温水ボイラ

温水ボイラとは

温水ボイラとは、燃料を燃焼させることによって水を温め、温水を供給する装置です。

同じ原理で高温の水蒸気を供給するものについては蒸気ボイラと呼ばれ、用途によって区別されています。温水ボイラの燃焼によって発生する排気ガスは適切に排出処理を施す必要があり、適切な保守点検や管理が求められます。

地域や建物の規模によって異なる種類や仕様の温水ボイラが存在し、専門の業者や技術者による適切なメンテナンスが必要なケースも多いです。

温水ボイラの使用用途

温水ボイラーは、日常のさまざまな場所で使用されています。代表的な使用用途は、住宅や建物内の暖房システムや給湯システムなどです。

1. 暖房システム

暖房システムとしては、床暖房などに使用されます。加熱された温水が暖房ラジエーターや床暖房などを通じて室内に供給されます。住宅やオフィス、ホテルなどの建物で使用される場合が多いです。

2. 供給システム

給湯システムとしては、お湯の供給に利用されます。温水ボイラから供給された温水が蛇口から出てくるお湯となり、シャワーや洗面所などの給湯設備で利用されます。

住宅やホテルなどで使用されるのが一般的エス。給湯設備に適切な温度のお湯を供給することで、快適な入浴を可能にします。

 

その他、工業用に使用される場合もあります。食品加工業界では、温水ボイラが製品の加熱や殺菌処理に使用され、プロセスの特性やニーズに応じて、異なる仕様や設計の温水ボイラを用います。

温水ボイラの原理

温水ボイラは燃焼器、熱交換器、制御装置などで構成されます。

1. 燃焼器

燃焼器は、ガスなどの燃料を燃焼させる部分です。燃料の燃焼によって熱が発生し、温水の加熱に利用されます。燃焼器は燃料供給装置や燃焼制御装置と組み合わせて使用するのが基本です。

2. 熱交換器

熱交換器は、温水と燃焼ガスとの間で熱の移動を促す役割を果たします。通常は金属製の管やフィンなどの構造で構成され、燃焼ガスが通過する一方で温水が循環します。燃焼ガスから発生した熱が温水に移され、温水が加熱されます。

3. 温水ボイラ

温水ボイラには、適切な温度制御や安全性の確保を行うための制御装置が搭載されています。制御装置は温水の供給や温度制御、点火・消火制御、排気ガスの排出制御などを管理します。また、一部の温水ボイラでは燃焼の比例制御を行い燃焼効率を上げる制御装置などが使用されます。

温水ボイラの種類

温水ボイラには容器内の圧力などに応じて4種類に分類されます。

1. 真空式

ボイラ内部を負圧 (真空) に保つことで、低温下でも水を沸騰させることができるボイラです。真空状態における沸点は低いため、比較的低温の熱源を使用して水を加熱します。

一般的に低温の熱源が利用可能な場合や、高地などの沸点が低い環境で使用されます。また、地下などの低圧環境においても効果的です。

2. 大気圧式

常圧下で水を加熱するボイラです。燃焼器から発生した熱エネルギーによって水を加熱して沸騰させます。一般的な家庭や建物の給湯・暖房システムで広く使用されています。

大気圧下での運転なので、沸点の制約がなく、一般的な温度範囲で効率的に温水を供給することができます。

3. 貯湯式

一定量の水を貯めて加熱するボイラです。貯湯タンクに水を貯め、熱源によって水を加熱します。加熱された水は貯湯タンク内で保温され、必要な時に使用されます。

給湯用途で一定量の温水を確保する必要がある場合に適しています。水を貯めておくことで、需要が発生した際にすぐに温水を供給することができます。また、大量の熱湯が必要な場合にも使用されます。

4. 貫流式

温水が必要な時に直接供給するボイラです。水を瞬時に加熱し、需要がある度に温水を供給します。瞬時式給湯器とも呼ばれることがあります。

給湯が必要な瞬間にのみ温水を供給するため、効率的で省エネルギーです。一般的に小型でコンパクトな設計であり、住宅やホテル、レストランなどの需要が不定な場所でよく使用されます。

参考文献
https://ene.osakagas.co.jp/product/steam_hotwater/hotwater/structure.html
https://eee.tokyo-gas.co.jp/product/hotwaterboiler/index.html
https://www.miuraz.co.jp/product/boiler/heater/