專利名稱：溫水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于溫水系統(tǒng)，該溫水系統(tǒng)具有燃燒器、第1溫水路、通過(guò)與燃燒器的燃燒排氣進(jìn)行熱交換而使第1溫水路中的水升溫成溫水的第1熱交換器、第2溫水路、在第1溫水路與第2溫水路的交叉位置處通過(guò)與第1溫水路中的溫水進(jìn)行熱交換而使第2溫水路中的水升溫成溫水的第2熱交換器、控制燃燒器的燃燒量以控制第1溫水路的水溫、由此控制第2溫水路的水溫的控制裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)上述溫水系統(tǒng)，通過(guò)燃燒器和第1熱交換器被加熱的溫水流過(guò)第1溫水路，又利用第2熱交換器將第2溫水路中的水加熱成溫水。通常為了從第2溫水路得到目標(biāo)溫度的溫水，而以第2溫水路的水溫為基準(zhǔn)來(lái)控制燃燒器的燃燒量。然后，將在第2溫水路產(chǎn)生的溫水供給外部。
但是，如果向第2溫水路供給的水的溫度接近目標(biāo)溫度值，并且第2溫水路的流量又較小，就沒(méi)有必要將第1溫水路中的水在第1熱交換器中以大火加熱。為此將燃燒器的燃燒量控制在小范圍中。所以，在第1溫水路的水溫較低時(shí)，第1熱交換器的散熱片的溫度不形成高溫，包含在燃燒器的燃燒排氣中的水蒸氣將與燃燒排氣的其他成分一起在第1熱交換器的散熱片部分凝結(jié)成水滴。在凝結(jié)的水滴反復(fù)蒸發(fā)和凝結(jié)的過(guò)程中，第1熱交換器的散熱片部分被腐蝕，其熱交換率有減低的可能。另外，第1熱交換器的散熱片部分會(huì)被堵塞，妨礙燃燒器的燃燒排氣的流動(dòng)，不能保持燃燒器的良好燃燒狀態(tài)。
另一方面，如果向第2溫水路供給的水的水溫與目標(biāo)溫度值差距很大，并且第2溫水路的流量又很多，就必須在第1熱交換器中對(duì)第1溫水路中的水以大火加熱。由此會(huì)使第1溫水路的水溫過(guò)高以至沸騰，從而使第2溫水路的水溫有可能無(wú)法得到控制。
因此，當(dāng)?shù)?溫水路的水溫低下有可能發(fā)生凝結(jié)水滴時(shí)，是以第1溫水路的水溫為基準(zhǔn)來(lái)控制通常以第2溫水路的水溫為基準(zhǔn)控制的燃燒器的燃燒量，由此來(lái)防止第1溫水路的水溫低下。而且，在擔(dān)心第1溫水路的水溫升高以至沸騰的場(chǎng)合，也以第1溫水路的水溫來(lái)控制燃燒器的燃燒量，由此來(lái)抑制第1溫水路的水溫上升。
但是，燃燒器的燃燒量的控制如果從以第2溫水路的水溫為基準(zhǔn)的控制轉(zhuǎn)換到以第1溫水路的水溫為基準(zhǔn)的控制，會(huì)由于燃燒器的燃燒量的急劇轉(zhuǎn)變，而有可能導(dǎo)致無(wú)法穩(wěn)定控制第2溫水路的水溫。又，由于是在檢測(cè)到第1溫水路的水溫變化之后進(jìn)行上述控制的，故時(shí)間差等因素會(huì)使第1溫水路的水溫降低到在第1熱交換器上發(fā)生要凝結(jié)水滴的程度或者是上升到沸騰的程度，因此需要一些時(shí)間才能使第2溫水路的水溫穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容為此，本發(fā)明以提供一種能防止在第1熱交換器上凝結(jié)水滴或第1溫水路中水沸騰、同時(shí)又能穩(wěn)定控制第2溫水路中水溫的系統(tǒng)作為解決的課題。
為解決上述課題，本發(fā)明的第1形態(tài)的溫水系統(tǒng)的特征在于，其控制裝置具有決定裝置，該決定裝置根據(jù)從第1溫水路中的溫水向第2溫水路中的水傳遞的熱量來(lái)決定與第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫或流量，將與能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣在第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫定為下限水溫，將與能夠防止第1溫水路的水沸騰的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的流量定為上限流量，為使第2溫水路的水溫達(dá)到由決定裝置決定的下限水溫以上而對(duì)燃燒器的燃燒量進(jìn)行控制，同時(shí)將第2溫水路的流量控制在由決定裝置決定的上限流量以下。
為解決上述課題，本發(fā)明的第2形態(tài)的溫水系統(tǒng)的特征在于，其控制裝置具有決定裝置，該決定裝置根據(jù)從第1溫水路中的溫水向第2溫水路中的水傳遞的熱量來(lái)決定與第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫或流量，將與能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣在第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的流量定為下限流量，將與能夠防止第1溫水路的水沸騰的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫定為上限水溫，將第2溫水路的流量控制在由決定裝置決定的下限流量以上，同時(shí)為使第2溫水路的水溫達(dá)到由決定裝置決定的上限水溫以下而對(duì)燃燒器的燃燒量進(jìn)行控制。
為解決上述課題，本發(fā)明的第3形態(tài)的溫水系統(tǒng)的特征在于，其控制裝置具有決定裝置，該決定裝置根據(jù)從第1溫水路中的溫水向第2溫水路中的水傳遞的熱量來(lái)決定與第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫，將與能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣在第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫定為下限水溫，將與能夠防止第1溫水路的水沸騰的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫定為上限水溫，為使第2溫水路的水溫達(dá)到由決定裝置決定的下限水溫以上而對(duì)燃燒器的燃燒量進(jìn)行控制，同時(shí)為了使第2溫水路的水溫達(dá)到由決定裝置決定的上限水溫以下而對(duì)燃燒器的燃燒量進(jìn)行控制。
為解決上述課題，本發(fā)明的第4形態(tài)的溫水系統(tǒng)的特征在于，其控制裝置具有決定裝置，該決定裝置根據(jù)從第1溫水路中的溫水向第2溫水路中的水傳遞的熱量來(lái)決定與第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的流量，將與能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣在第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的流量定為下限流量，將與能夠防止第1溫水路的水沸騰的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的流量定為上限流量，并將第2溫水路的流量控制在由決定裝置決定的下限流量以上，同時(shí)控制在由決定裝置決定的上限流量以下。
采用本發(fā)明的溫水系統(tǒng)，由決定裝置決定的第2溫水路的水溫或流量(以下稱“水溫等”)的下限水溫等、上限水溫等由第1溫水路的溫水向第2溫水路的水傳遞的熱量決定。
所以，通過(guò)將第2溫水路的水溫等控制在下限水溫等以上，可使得第1溫水路的水溫維持在能防止第1熱交換器發(fā)生凝結(jié)水滴的高溫，確實(shí)有效地防止第1熱交換器上發(fā)生凝結(jié)水滴。并且，又通過(guò)將第2溫水路的水溫等控制在上限水溫等以下，可以將第1溫水路的水溫抑制在防止沸騰的低溫，確實(shí)有效地防止第1溫水路的水沸騰。所謂“第2溫水路的水溫”，是指第2熱交換器下游的第2溫水路的水溫。
本發(fā)明的第1形態(tài)的溫水系統(tǒng)的特征又在于，決定裝置根據(jù)表示第2熱交換器的熱交換特性的系數(shù)H、第1溫水路的流量W′、能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣于第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1熱交換器的下游的第1溫水路的水溫Θmin、能夠防止第1溫水路中的水沸騰的第1溫水路的水溫Θmax、第2溫水路的流量W、第2熱交換器的上游和下游的第2溫水路的水溫Tin和Tout，將第2熱交換器下游的第2溫水路的下限溫度Tmin定為Tmin＝{2HW′Θmin+(W(2W′+H)-HW′)Tin}/{W(2W′+H)+HW′}將第2熱交換器下游的第2溫水路的上限流量Wmax定為Wmax＝HW′(2Θmax-Tout-Tin)/(2W′+H)(Tout-Tin)本發(fā)明的第2形態(tài)的溫水系統(tǒng)的特征又在于，決定裝置根據(jù)表示第2熱交換器的熱交換特性的系數(shù)H、第1溫水路的流量W′、能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣于第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1熱交換器的下游的第1溫水路的水溫Θmin、能夠防止第1溫水路中的水沸騰的第1溫水路的水溫Θmax、第2溫水路的流量W、第2熱交換器的上游和下游的第2溫水路的水溫Tin和Tout，將第2熱交換器下游的第2溫水路的下限流量Wmin定為Wmin＝HW′(2Θmin-Tout-Tin)/(2W′+H)(Tout-Tin)將第2熱交換器下游的第2溫水路的上限溫度Tmax定為Tmax＝{2HW′Θmax+(W(2 W′+H)-HW′)Tin}/{W(2W′+H)+HW′}本發(fā)明的第3形態(tài)的溫水系統(tǒng)的特征又在于，決定裝置根據(jù)表示第2熱交換器的熱交換特性的系數(shù)H、第1溫水路的流量W′、能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣于第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1熱交換器的下游的第1溫水路的水溫Θmin、能夠防止第1溫水路中的水沸騰的第1溫水路的水溫Θmax、第2溫水路的流量W、第2熱交換器的上游的第2溫水路的水溫Tin，將第2熱交換器下游的第2溫水路的下限溫度Tmin定為Tmin＝{2HW′Θmin+(W(2W′+H)-HW′)Tin}/{W(2W′+H)+HW′}將第2熱交換器下游的第2溫水路的上限溫度Tmax定為Tmax＝{2HW′Θmax+(W(2W′+H)-HW′)Tin}/{W(2W′+H)+HW′}本發(fā)明的第4形態(tài)的溫水系統(tǒng)的特征又在于，決定裝置根據(jù)表示第2熱交換器的熱交換特性的系數(shù)H、第1溫水路的流量W′、能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣于第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1熱交換器的下游的第1溫水路的水溫Θmin、能夠防止第1溫水路中的水沸騰的第1溫水路的水溫Θmax、第2溫水路的流量W、第2熱交換器的上游和下游的第2溫水路的水溫Tin和Tout，將第2熱交換器下游的第2溫水路的下限流量Wmin定為Wmin＝HW′(2Θmin-Tout-Tin)/(2W′+H)(Tout-Tin)將第2熱交換器下游的第2溫水路的上限流量Wmax定為Wmax＝HW′(2Θmax-Tout-Tin)/(2W′+H)(Tout-Tin)本發(fā)明的第1、第2及第3形態(tài)的溫水系統(tǒng)的特征又在于，具有測(cè)定第2熱交換器下游的第2溫水路的水溫的熱水溫度傳感器、向燃燒器提供燃燒用空氣的燃燒風(fēng)扇、調(diào)節(jié)向燃燒器供給的燃?xì)馑ㄟ^(guò)的供給路的開閉度的燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥，控制裝置根據(jù)熱水溫度傳感器測(cè)定的水溫，依照由決定裝置所決定的下限或者上限水溫，來(lái)調(diào)節(jié)燃燒風(fēng)扇的轉(zhuǎn)數(shù)及燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥的開閉度，以控制燃燒器的燃燒量，由此控制第2溫水路的水溫。
本發(fā)明的第1、第2及第4形態(tài)的溫水系統(tǒng)的特征又在于，具有測(cè)定第2溫水路的流量的流量傳感器、控制第2溫水路的流量的水量調(diào)節(jié)閥，控制裝置根據(jù)流量傳感器測(cè)定的流量，按照由決定裝置所決定的下限或者上限水量，通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥來(lái)控制第2溫水路的流量。


圖1是本實(shí)施形態(tài)的溫水系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的溫水系統(tǒng)的具體實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是本實(shí)施形態(tài)的溫水系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖。
圖1所示的本實(shí)施形態(tài)的溫水系統(tǒng)具有燃燒器1、第1溫水路10、通過(guò)與燃燒器1的燃燒排氣進(jìn)行熱交換而使第1溫水路10中的水升溫成溫水的第1熱交換器11、第2溫水路20、在第1溫水路10及第2溫水路的交叉位置和通過(guò)與第1溫水路10中的溫水進(jìn)行熱交換而使第2溫水路20中的水升溫成溫水的第2熱交換器21、通過(guò)控制燃燒器1的燃燒量及第1溫水路10的水溫來(lái)控制第2溫水路20的水溫的控制裝置30。
燃燒器1的燃?xì)庥扇細(xì)夤┙o路2供給，通過(guò)點(diǎn)火器3和點(diǎn)火閥4將該燃?xì)恻c(diǎn)燃，由燃燒風(fēng)扇5供給燃燒用空氣使燃燒器燃燒。燃燒器1的燃燒狀態(tài)通過(guò)火焰感檢知器6被檢測(cè)。在燃?xì)夤┙o路2上從上游依次設(shè)有原始燃?xì)怆姶砰y7、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥8、燃?xì)怆姶砰y9。
在第1溫水路10上，在第1熱交換器11的下游設(shè)有水溫傳感器12，在第1熱交換器11的上游且第2熱交換器21的下游處設(shè)有水泵13。第1溫水路10與在第1熱交換器11的下游且第2熱交換器21的上游處分支、經(jīng)由供暖設(shè)備(圖中未示)而在第2熱交換器21的下游回流的供暖溫水路14連接。在第1溫水路10與供暖溫水路14的分岔處設(shè)有可將在第1熱交換器11處產(chǎn)生的溫水轉(zhuǎn)換供給第2熱交換器21或供暖溫水路14的三向閥15。另外，第1溫水路10還在第2熱交換器21的下游與水箱16連接。
在第2溫水路20上第2熱交換器21的上游、下游處分別設(shè)有冷水溫度傳感器22和熱水溫度傳感器23。又，在第2熱交換器21的上游設(shè)有流量傳感器24和水量調(diào)節(jié)閥25。另外，第2溫水路20還在第2熱交換器21的上游經(jīng)過(guò)具有手動(dòng)補(bǔ)水閥26和補(bǔ)水電磁閥27的補(bǔ)水路28而與水箱16連接。
控制裝置30根據(jù)操作盤31或控制盤32的操作設(shè)定來(lái)控制燃燒器1的燃燒量等。并且，控制裝置30具有根據(jù)第1溫水路10中的溫水向第2溫水路20中的水傳遞的熱量來(lái)決定第2溫水路20的下限溫度及上限流量的決定裝置33。
下面關(guān)于上述溫水系統(tǒng)的機(jī)能進(jìn)行說(shuō)明。
在進(jìn)行供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，首先，在控制裝置30的操作下，使燃燒風(fēng)扇5開始工作，通過(guò)點(diǎn)火器3和點(diǎn)火閥4進(jìn)行點(diǎn)火。并且，打開原始燃?xì)怆姶砰y7和燃?xì)怆姶砰y9，由燃?xì)夤┙o路2向燃燒器1供給燃?xì)?，使燃燒?開始燃燒?？刂蒲b置30根據(jù)在操作盤31上設(shè)定的熱水溫度來(lái)控制燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥8的開閉度或燃燒風(fēng)扇5的轉(zhuǎn)數(shù)，由此來(lái)控制燃燒器1的燃燒量。
又，三向閥15將第1溫水路10與第2熱交換器21連接，水泵13開始工作。由此，在第1熱交換器處通過(guò)與燃燒器1的燃燒排氣進(jìn)行熱交換而被加熱產(chǎn)生的第1溫水路10的溫水在第2熱交換器21處與在第2溫水路20中流動(dòng)的水進(jìn)行熱交換。并且，通過(guò)在第2熱交換器21處的熱交換而產(chǎn)生的溫水由第2溫水路20向外部供給。
另一方面，在進(jìn)行供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，首先，與供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)同樣，在控制裝置30的控制下，燃燒器1燃燒。而且，三向閥15將第1溫水路10與供暖溫水路14連接。由此，在第1熱交換器11處產(chǎn)生的第1溫水路10的溫水通過(guò)供暖溫水路14供給暖房設(shè)備(圖中未示)，通過(guò)該暖房設(shè)備進(jìn)行供暖。
在此說(shuō)明是如何通過(guò)決定裝置3 3來(lái)決定第2溫水路20的下限溫度Tmin和上限流量Wmax的。下面，將第1溫水路10的第1熱交換器11的上游、下游處的水溫用Θin和Θout表示、流量用W’表示。又，第2溫水路20的第2熱交換器21的上游的水溫(以下稱冷水溫度)用Tin表示、下游的水溫(以下稱熱水溫度)用Tout表示、流量用W′表示。
表示第2熱交換器21的熱交換特性的系數(shù)設(shè)定為H([kcal/s ℃])。系數(shù)H通過(guò)實(shí)驗(yàn)決定。又，從第1溫水路10中的溫水向第2溫水路20中的水傳遞的熱量假定為用第1溫水路10的平均水溫(Θout+Θin)/2和第2溫水路20的平均水溫(Tout+Tin)/2之差與上述系數(shù)H的積來(lái)表示。另外，假定第2溫水路20的水在第2熱交換器21處吸收的熱量與第2熱交換器21處的對(duì)應(yīng)傳遞熱量相等。于是，可以得到下列關(guān)系式(1)。
W(Tout-Tin)＝(H/2){(Θout+Θin)-(Tout+Tin)}....(1)
又，假定在第2熱交換器21處，第1溫水路10的溫水的損失熱量與第2溫水路20的水的取得熱量相等。第1溫水路10的溫水的損失熱量用水的熱容量(＝1[kcal/l ℃])、第1溫水路10的流量W′、以及第1熱交換器11上下游的水溫差Θout-Θin三者的積近似地表示。并且，第2溫水路20的水的取得熱量用水的熱容量、第2溫水路20的流量W、以及熱水溫度和冷水溫度間的差Tout-Tin三者的積近似地表示。于是，可以得到下列關(guān)系式(2)。
W(Tout-Tin)＝W′(Θout-Θin)....(2)利用關(guān)系式(1)、(2)消去Θin，即可得到下列關(guān)系式(3)。
H＝2WW′(Tout-Tin)/{2W′Θout-(W+W′)Tout+(W-W′)Tin}....(3)根據(jù)關(guān)系式(3)，實(shí)驗(yàn)性地決定系數(shù)H。即，在第1溫水路10的第1熱交換器11下游處的水溫Θout可通過(guò)水溫傳感器12測(cè)得。第2溫水路20的冷水溫度Tin、熱水溫度Tout、流量W可以分別通過(guò)冷水溫度傳感器22、熱水溫度傳感器23、流量傳感器24測(cè)得。第1溫水路10的流量W′取決于水泵13的能力。并且，將所測(cè)得的數(shù)值代入關(guān)系式(3)中，可得到系數(shù)H。得到的系數(shù)H又通過(guò)控制裝置30的記憶裝置(圖中未示)被記憶。
如將關(guān)系式(3)變形，可以得到下列關(guān)系式(4)、(5)。
Tout＝{2HW′Θout+(W(2W′+H)-HW′)Tin}/{W(2W′+H)+HW′}....(4)W＝HW′(2Θout-Tout-Tin)/(2W′+H)(Tout-Tin) ....(5)如果第1熱交換器11下游處的第1溫水路10的水溫Θout降低、未達(dá)到Θmin(～42℃)，將在第1熱交換器11處發(fā)生凝結(jié)水滴現(xiàn)象。
為此，根據(jù)被控制裝置30的記憶裝置(圖中未示)所記憶的系數(shù)H和該溫度Θmin、取決于水泵13的能力的第1溫水路10的流量W′、由流量傳感器24測(cè)得的第2溫水路20的流量W、以及由冷水溫度傳感器22測(cè)得的冷水溫度Tin，由決定裝置33按下式(6)依次決定熱水溫度Tout的下限溫度Tmin。
Tmin＝{2HW′Θmin+(W(2W′+H)-HW′)Tin}/{W(2W′+H)+HW′}....(6)另一方面，如果第1熱交換器11下游處的第1溫水路10的水溫Θout上升且超過(guò)Θmax(～85℃)，則第1溫水路10中的水很可能沸騰。
為此，根據(jù)被控制裝置30的記憶裝置(圖中未示)所記憶的系數(shù)H和該溫度Θmax、取決于水泵13的能力的第1溫水路10的流量W′、由流量傳感器24測(cè)得的第2溫水路20的流量W、由冷水溫度傳感器22測(cè)得的冷水溫度Tin，以及由熱水溫度傳感器23測(cè)得的熱水溫度Tout，由決定裝置33按下式(7)依次決定第2溫水路的流量W的上限流量Wmax。
Wmax＝HW′(2Θmax-Tout-Tin)/(2W′+H)(Tout-Tin) ....(7)另外，根據(jù)上述的溫水系統(tǒng)，為使熱水溫度傳感器23測(cè)得的熱水溫度Tout不低于決定裝置33依次決定的下限溫度Tmin(參照上式(6))，利用控制裝置30控制燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥8的開閉度或燃燒風(fēng)扇5的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)控制燃燒器1的燃燒量。并且，為使流量傳感器24測(cè)得的第2溫水路20的流量W不大于決定裝置33決定的上限流量Wmax(參照上式(7))，利用控制裝置30控制水量調(diào)節(jié)閥25來(lái)控制該流量。
通過(guò)采用本實(shí)施形態(tài)的溫水系統(tǒng)，由決定裝置33決定的第2溫水路的下限水溫Tmin和上限流量Wmax按照關(guān)系式(1)和(2)決定，該關(guān)系式表示從第1溫水路10的溫水向第2溫水路20的水傳遞的熱量。
所以，通過(guò)將第2溫水路20的熱水溫度Tout控制在下限水溫Tmin以上，可以使第1溫水路10的水溫Θout維持在高溫，確實(shí)防止在第1熱交換器11處發(fā)生凝結(jié)水滴。并且，通過(guò)將第2溫水路20的流量W控制在上限流量Wmax以下，可以將第1溫水路10的水溫Θout抑制在低溫，確實(shí)防止第1溫水路10中的水沸騰。
一方面，當(dāng)熱水溫度Tout較低時(shí)，使用者會(huì)大量地使用第2溫水路20的溫水，很可能無(wú)法再增大第2溫水路的流量W，故而，此時(shí)也就無(wú)法通過(guò)增大第2溫水路的流量W來(lái)防止第1熱交換器11處發(fā)生凝結(jié)水滴。然而，如果采用本溫水系統(tǒng)，因?yàn)闊崴疁囟萒out被控制在下限水溫Tmin以上，故可在保證第2溫水路20的流量W的基礎(chǔ)上，確實(shí)有效地防止在第1熱交換器11處發(fā)生凝結(jié)水滴。
另一方面，當(dāng)熱水溫度Tout較高時(shí)，使用者期待高溫的溫水，很可能對(duì)熱水溫度Tout下降產(chǎn)生不滿。然而，如果采用本溫水系統(tǒng)，因?yàn)榈?溫水路20的流量W被控制在上限流量Wmax以下，故可在保證熱水溫度Tout維持高溫的基礎(chǔ)上，確實(shí)有效地防止第1溫水路10的水沸騰。
并且，在綜合考慮第2熱交換器21的各個(gè)特性之后，再結(jié)合現(xiàn)實(shí)的溫水系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)性地決定系數(shù)H。所以，通過(guò)控制第2溫水路20的熱水溫度Tout或流量W，可以有效地防止發(fā)生凝結(jié)水滴和水沸騰。
在本實(shí)施形態(tài)中，是通過(guò)控制熱水溫度Tout來(lái)防止第1熱交換器11處發(fā)生凝結(jié)水滴，而且是通過(guò)控制第2溫水路20的流量W來(lái)防止第1溫水路10的水沸騰，但是作為另外的實(shí)施形態(tài)，也可以通過(guò)控制第2溫水路20的流量W來(lái)防止第1熱交換器處發(fā)生凝結(jié)水滴，并通過(guò)控制熱水溫度Tout來(lái)防止第1溫水路10的水沸騰。
即，①可以如本實(shí)施形態(tài)所示，作為防止第1熱交換器11處發(fā)生凝結(jié)水滴的對(duì)策，將熱水溫度Tout控制在下限溫度Tmin(參照上式(6))以上，作為防止第1溫水路10的水沸騰的對(duì)策，將第2溫水路20的流量W控制在上限流量Wmax(參照上式(7))以下，作為另外的實(shí)施形態(tài)，②可以將第2溫水路20的流量W控制在下限流量Wmin(參照下式(9))以上，作為防止第1熱交換器11處發(fā)生凝結(jié)水滴的對(duì)策，并將熱水溫度Tout控制在上限溫度Tmax(參照上式(6))以下，作為防止第1溫水路10的水沸騰的對(duì)策，③可以將熱水溫度Tout控制在下限溫度Tmin以上，作為防止第1熱交換器11處發(fā)生凝結(jié)水滴的對(duì)策，并將第2溫水路20的熱水溫度Tout控制在上限溫度Tmax(參照下式(9))以下，作為防止第1溫水路10的水沸騰的對(duì)策，④可以將熱水溫度Tout控制在下限溫度Tmin以上，作為防止第1熱交換器11處發(fā)生凝結(jié)水滴的對(duì)策，并將熱水溫度Tout控制在上限溫度Tmax以下，作為防止第1溫水路10的水沸騰的對(duì)策。
在以上的另外實(shí)施形態(tài)中，熱水溫度Tout的上限溫度Tmax和第2溫水路20的下限流量Wmin由決定裝置33分別按照下式(8)和(9)決定。
Tmax＝{2HW′Θmax+(W(2W′+H)-HW′)Tin}/{W(2W′+H)+HW′}...(8)Wmin＝HW′(2Θmin-Tout-Tin)/(2W′+H)(Tout-Tin)....(9)在本實(shí)施形態(tài)中，H是實(shí)驗(yàn)性地決定的，但是，作為另外的實(shí)施形態(tài)，第2熱交換器21的熱交換率η也可根據(jù)W(Tout-Tin)＝ηW′(Θout-Θin)這種關(guān)系式實(shí)驗(yàn)性地決定。在這種場(chǎng)合，熱水溫度Tout、第2溫水路20的流量W分別用下式(10)、(11)表示。
Tout＝Tin+η(W′/W)(Θout-Θin)....(10)W＝η W′(Θout-Θin)/(Tout-Tin)....(11)另外，作為防止第1熱交換器11處發(fā)生凝結(jié)水滴和第1溫水路10的水沸騰的對(duì)策，也可控制用上式(10)、(11)表示的熱水溫度Tout或第2溫水路20的流量W。
在本實(shí)施形態(tài)中，是根據(jù)第1熱交換器11下游處的第1溫水路10的水溫Θout而實(shí)驗(yàn)性地決定系數(shù)H，但是，作為另外的實(shí)施形態(tài)，也可根據(jù)第1熱交換器11上游處的第1溫水路10的水溫Θin或者上、下游處的水溫Θout、Θin實(shí)驗(yàn)性地決定系數(shù)H。
權(quán)利要求
1.一種溫水系統(tǒng)，具有燃燒器、第1溫水路、通過(guò)與燃燒器的燃燒排氣進(jìn)行熱交換而使第1溫水路中的水升溫成溫水的第1熱交換器、第2溫水路、在第1溫水路與第2溫水路的交叉位置處通過(guò)與第1溫水路中的溫水進(jìn)行熱交換而使第2溫水路中的水升溫成溫水的第2熱交換器、通過(guò)控制燃燒器的燃燒量及第1溫水路的水溫來(lái)控制第2溫水路的水溫的控制裝置，其特征在于，控制裝置具有決定裝置，該決定裝置根據(jù)從第1溫水路中的溫水向第2溫水路中的水傳遞的熱量來(lái)決定與第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫或流量，將與能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣在第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫定為下限水溫，將與能夠防止第1溫水路的水沸騰的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的流量定為上限流量，為使第2溫水路的水溫達(dá)到由決定裝置決定的下限水溫以上而對(duì)燃燒器的燃燒量進(jìn)行控制，同時(shí)將第2溫水路的流量控制在由決定裝置決定的上限流量以下。
2.一種溫水系統(tǒng)，具有燃燒器、第1溫水路、通過(guò)與燃燒器的燃燒排氣進(jìn)行熱交換而使第1溫水路中的水升溫成溫水的第1熱交換器、第2溫水路、在第1溫水路與第2溫水路的交叉位置處通過(guò)與第1溫水路中的溫水進(jìn)行熱交換而使第2溫水路中的水升溫成溫水的第2熱交換器、通過(guò)控制燃燒器的燃燒量及第1溫水路的水溫來(lái)控制第2溫水路的水溫的控制裝置，其特征在于，控制裝置具有決定裝置，該決定裝置根據(jù)從第1溫水路中的溫水向第2溫水路中的水傳遞的熱量來(lái)決定與第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫或流量，將與能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣在第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的流量定為下限流量，將與能夠防止第1溫水路的水沸騰的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫定為上限水溫，將第2溫水路的流量控制在由決定裝置決定的下限流量以上，同時(shí)為使第2溫水路的水溫達(dá)到由決定裝置決定的上限水溫以下而對(duì)燃燒器的燃燒量進(jìn)行控制。
3.一種溫水系統(tǒng)，具有燃燒器、第1溫水路、通過(guò)與燃燒器的燃燒排氣進(jìn)行熱交換而使第1溫水路中的水升溫成溫水的第1熱交換器、第2溫水路、在第1溫水路與第2溫水路的交叉位置處通過(guò)與第1溫水路中的溫水進(jìn)行熱交換而使第2溫水路中的水升溫成溫水的第2熱交換器、通過(guò)控制燃燒器的燃燒量及第1溫水路的水溫來(lái)控制第2溫水路的水溫的控制裝置，其特征在于，控制裝置具有決定裝置，該決定裝置根據(jù)從第1溫水路中的溫水向第2溫水路中的水傳遞的熱量來(lái)決定與第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫，將與能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣在第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫定為下限水溫，將與能夠防止第1溫水路的水沸騰的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的水溫定為上限水溫，為使第2溫水路的水溫達(dá)到由決定裝置決定的下限水溫以上而對(duì)燃燒器的燃燒量進(jìn)行控制，同時(shí)為使第2溫水路的水溫達(dá)到由決定裝置決定的上限水溫以下而對(duì)燃燒器的燃燒量進(jìn)行控制。
4.一種溫水系統(tǒng)，具有燃燒器、第1溫水路、通過(guò)與燃燒器的燃燒排氣進(jìn)行熱交換而使第1溫水路中的水升溫成溫水的第1熱交換器、第2溫水路、在第1溫水路與第2溫水路的交叉位置處通過(guò)與第1溫水路中的溫水進(jìn)行熱交換而使第2溫水路中的水升溫成溫水的第2熱交換器、通過(guò)控制燃燒器的燃燒量及第1溫水路的水溫來(lái)控制第2溫水路的水溫的控制裝置，其特征在于，控制裝置具有決定裝置，該決定裝置根據(jù)從第1溫水路中的溫水向第2溫水路中的水傳遞的熱量來(lái)決定與第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的流量，將與能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣在第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的流量定為下限流量，將與能夠防止第1溫水路的水沸騰的第1溫水路的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路的流量定為上限流量，將第2溫水路的流量控制在由決定裝置決定的下限流量以上，同時(shí)控制在由決定裝置決定的上限流量以下。
5.如權(quán)利要求1所述的溫水系統(tǒng)，其特征在于，決定裝置根據(jù)表示第2熱交換器的熱交換特性的系數(shù)H、第1溫水路的流量W′、能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣于第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1熱交換器下游處的第1溫水路的水溫Θmin、能夠防止第1溫水路中的水沸騰的第1溫水路的水溫Θmax、第2溫水路的流量W、第2熱交換器上游及下游的第2溫水路的水溫Tin及Tout，將第2熱交換器下游的第2溫水路的下限溫度Tmin定為Tmin＝{2HW′Θmin+(W(2W′+H)-HW′)Tin}/{W(2 W′+H)+HW′)將第2熱交換器下游的第2溫水路的上限流量Wmax定為Wmax＝HW′(2Θmax-Tout-Tin)/(2W′+H)(Tout-Tin)
6.如權(quán)利要求2所述的溫水系統(tǒng)，其特征在于，決定裝置根據(jù)表示第2熱交換器的熱交換特性的系數(shù)H、第1溫水路的流量W′、能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣于第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1熱交換器的下游處的第1溫水路的水溫Θmin、能夠防止第1溫水路中的水沸騰的第1溫水路的水溫Θmax、第2溫水路的流量W、第2熱交換器上游及下游的第2溫水路的水溫Tin及Tout，將第2熱交換器下游的第2溫水路的下限流量Wmin定為Wmin＝HW′(2Θmin-Tout-Tin)/(2W′+H)(Tout-Tin)將第2熱交換器下游的第2溫水路的上限溫度Tmax定為Tmax＝{2HW′Θmax+(W(2W′+H)-HW′)Tin}/{W(2W′+H)+HW′}
7.如權(quán)利要求3所述的溫水系統(tǒng)，其特征在于，決定裝置根據(jù)表示第2熱交換器的熱交換特性的系數(shù)H、第1溫水路的流量W′、能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣于第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1熱交換器的下游處的第1溫水路的水溫Θmin、能夠防止第1溫水路中的水沸騰的第1溫水路的水溫Θmax、第2溫水路的流量W、第2熱交換器上游的第2溫水路的水溫Tin，將第2熱交換器下游的第2溫水路的下限溫度Tmin定為Tmin＝{2HW′Θmin+(W(2W′+H)-HW′)Tin}/{W(2W′+H)+HW′}將第2熱交換器下游的第2溫水路的上限溫度Tmax定為Tmax＝{2HW′Θmax+(W(2W′+H)-HW′)Tin}/{W(2 W′+H)+HW′}
8.如權(quán)利要求4所述的溫水系統(tǒng)，其特征在于，決定裝置根據(jù)表示第2熱交換器的熱交換特性的系數(shù)H、第1溫水路的流量W′、能夠防止燃燒器的燃燒排氣中含有的水蒸氣于第1熱交換器上凝結(jié)水滴的第1熱交換器的下游處的第1溫水路的水溫Θmin、能夠防止第1溫水路中的水沸騰的第1溫水路的水溫Θmax、第2熱交換器上游及下游的第2溫水路的水溫Tin及Tout，將第2熱交換器下游的第2溫水路的下限流量Wmin定為Wmin＝HW′(2Θmin-Tout-Tin)/(2W′+H)(Tout-Tin)將第2熱交換器下游的第2溫水路的上限流量Wmax定為Wmax＝HW′(2Θmax-Tout-Tin)/(2W′+H)(Tout-Tin)
9.如權(quán)利要求1、2、3、5、6、7中任一項(xiàng)所述的溫水系統(tǒng)，其特征在于，具有測(cè)定第2熱交換器下游的第2溫水路的水溫的熱水溫度傳感器、向燃燒器提供燃燒用空氣的燃燒風(fēng)扇、調(diào)節(jié)向燃燒器供給的燃?xì)馑ㄟ^(guò)的供給路的開閉度的燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥，控制裝置根據(jù)熱水溫度傳感器測(cè)定的水溫，依照由決定裝置所決定的下限或者上限水溫，來(lái)調(diào)節(jié)燃燒風(fēng)扇的轉(zhuǎn)數(shù)及燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥的開閉度，以控制燃燒器的燃燒量，由此控制第2溫水路的水溫。
10.如權(quán)利要求1、2、4、5、6、8中任一項(xiàng)所述的溫水系統(tǒng)，其特征在于，具有測(cè)定第2溫水路的流量的流量傳感器、控制第2溫水路的流量的水量調(diào)節(jié)閥，控制裝置根據(jù)流量傳感器測(cè)定的流量，按照由決定裝置所決定的下限或者上限水量，通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥來(lái)控制第2溫水路的流量。
全文摘要
一種溫水系統(tǒng)，控制裝置(30)將第2溫水路(20)的水溫控制在由決定裝置(33)所決定的“下限水溫”以上，同時(shí)將流量控制在由決定裝置(33)決定的“上限流量”以下?！跋孪匏疁亍奔啊吧舷蘖髁俊备鶕?jù)第1溫水路(10)的溫水向第2溫水路(20)中的水傳遞的熱量而定?！跋孪匏疁亍笔桥c能夠防止燃燒器(1)的燃燒排氣中含有的水蒸氣于第1熱交換器(11)上凝結(jié)水滴的第1溫水路(10)的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路(20)的水溫?！吧舷蘖髁俊笔桥c能夠防止第1溫水路(10)的水沸騰的水溫對(duì)應(yīng)的第2溫水路(20)的流量。本發(fā)明能防止在第1熱交換器處凝結(jié)水滴以及第1溫水路中的水沸騰，同時(shí)能穩(wěn)定地控制第2溫水路的水溫。
文檔編號(hào)F24D3/08GK1396419SQ0214057
公開日2003年2月12日 申請(qǐng)日期2002年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月5日
發(fā)明者石本秀介, 北川秀樹, 足立郁朗 申請(qǐng)人:林內(nèi)株式會(huì)社