JP2002349953A - 風呂給湯器 - Google Patents

風呂給湯器

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JP2002349953A JP2001162443A JP2001162443A JP2002349953A JP 2002349953 A JP2002349953 A JP 2002349953A JP 2001162443 A JP2001162443 A JP 2001162443A JP 2001162443 A JP2001162443 A JP 2001162443A JP 2002349953 A JP2002349953 A JP 2002349953A
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hot
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Abstract

(57)【要約】 【課題】給湯熱交換器と追焚き熱交換器の複合加熱によ
り水を昇温して浴槽に供給するときに生じる不都合を解
消した風呂給湯器を提供する。 【解決手段】コントローラ5の湯張り制御手段は、追焚
き管路3の両端から浴槽4に供給される湯の混合温度が
目標給湯温度となり、且つ、浴槽4への給湯流量が最大
となるように、給湯熱交換器8と追焚き熱交換器10の
加熱量を調節すると共に、水量サーボ13により給湯管
路2開度を調節する温調制御を行なう。湯張り制御部
は、給湯熱交換器8単独加熱により前記温調制御を行な
ったときに、給湯熱交換器8の加熱量が最大加熱量以下
で、且つ、水量サーボ13が全開とならないときには、
追焚き熱交換器9による加熱を禁止して給湯熱交換器8
の単独加熱により前記温調制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水道から供給され
る水を給湯管路と追焚き管路を介して浴槽に供給すると
きに、給湯熱交換器により給湯管路を流れる水を加熱す
ると共に、追焚き熱交換器により追焚き管路を流れる水
を加熱する風呂給湯器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、浴槽やカラン等に湯を供給す
るために、水道と連通した給湯管路を通過する水を加熱
して温を出湯する給湯熱交換器と、浴槽に貯められた湯
水を追焚きするために、両端が浴槽に接続された追焚き
管路を通過する湯水を加熱する追焚き熱交換器とを備え
た風呂給湯器が知られている。
【0003】かかる風呂給湯器においては、給湯管路か
ら浴槽に湯を供給するときは、給湯熱交換器の加熱量を
調節することにより、給湯温度が所定の目標給湯温度と
なるようにしていた。そして、給湯熱交換器の加熱量を
調節しても前記目標給湯温度での給湯を行なうことがで
きない場合には、給湯管路に設けられた開度調節弁によ
り給湯管路の開度を小さくして給水量を絞ることにより
該目標給湯温度での給湯を行なうようにしていた。
【0004】しかし、このように給湯管路の開度を小さ
くすると、浴槽に供給される湯の流量が減少するため、
浴槽の湯張りに要する時間が長くなってしまうという不
都合がある。そこで、湯張りを行なうときに、給湯熱交
換器と共に追焚き熱交換器による加熱も行なって、浴槽
に供給される水に対する総加熱量を増加させ、これによ
り浴槽に供給する湯の流量を増加させることを可能とし
た浴槽給湯器が提案されている(特開2000−274
816号公報等)。
【0005】しかし、本願発明者らは、このように給湯
熱交換器と追焚き熱交換器の複合加熱により浴槽への湯
張りを行なった場合に、種々の不都合が生じることを知
見した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、給湯熱交換
器と追焚き熱交換器による複合加熱により水道から供給
される水を昇温して浴槽に供給するときに生じる不都合
を解消した風呂給湯器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであり、本発明の第1の態様、
第2の態様、第4の態様、及び第5の態様は、両端が浴
槽と接続されて浴槽に滞留した湯水を循環させて追焚き
するための追焚き管路と、一端が水道と接続されて該水
道から供給される水を加熱して他端から供給するための
給湯管路と、該給湯管路の開度を調節する開度調節弁
と、該追焚き管路を流れる水を加熱する追焚き熱交換器
と、該給湯管路を流れる水を加熱する給湯熱交換器と、
前記給湯管路を前記追焚き管路に連通する湯張り中継管
と、前記給湯管路から前記湯張り中継管を介して、前記
追焚き管路の往き側と戻り側とを経由して前記浴槽に湯
を供給して湯張りを行なうときに、前記追焚き管路の両
端から前記浴槽に供給される湯の混合温度が所定の目標
給湯温度となり、且つ、前記浴槽に供給される湯の流量
が最大となるように、前記給湯熱交換器の加熱量と前記
追焚き熱交換器の加熱量とを調節すると共に、前記開度
調節弁により前記給湯管路の開度を調節する温調制御を
行なう湯張り制御手段とを備えた風呂給湯器の改良に関
する。
【0008】そして、本発明の第1の態様は、前記湯張
り制御手段は、前記給湯熱交換器の単独加熱により前記
温調制御を行なったときに、前記給湯熱交換器の加熱量
が前記給湯熱交換器の最大加熱量に応じて決定された上
限加熱量以下で、且つ、前記開度調節弁が全開の状態と
なるときには、前記追焚き熱交換器による加熱を禁止し
て、前記給湯熱交換器の単独加熱により前記温調制御を
行なうことを特徴とする。
【0009】かかる本発明において、前記給湯熱交換器
の単独加熱により前記温調制御を行なったときに、前記
給湯熱交換器の加熱量が前記上限加熱量以下で、且つ、
前記開度調節弁が全開の状態となるときは、前記給湯熱
交換器の単独加熱により前記水道からの給水量を最大と
して前記目標給湯温度での給湯を行なうことが可能であ
る。そのため、このように、給湯熱交換器の単独加熱に
より前記目標給湯温度での最大流量での給湯が可能なと
きには、前記湯張り制御手段は、あえて制御が複雑にな
り温調誤差も生じ易くなる前記給湯熱交換器と前記追焚
き熱交換器の複合加熱を禁止して、比較的制御が簡単な
給湯熱交換器の単独加熱により前記温調制御を行なうこ
とによって、前記温調制御をより精度良く実行すること
ができる。
【0010】また、本発明の第2の態様は、前記水道か
ら前記給湯管路に供給される水の流量を検出する給水量
検出手段と、前記水道から前記給湯管路に供給される水
の温度を把握する給水温把握手段とを備え、前記湯張り
制御手段は、前記給水量検出手段の検出水量が、前記給
湯熱交換器の加熱量を最大として前記給水温把握手段に
より把握された温度の水を通水したときに、通水した水
を前記目標給湯温度まで昇温可能な最大通水量に応じて
決定した最大水量以下であるときは、前記追焚き熱交換
器による加熱を禁止して前記給湯熱交換器の単独加熱に
より前記温調制御を行なうことを特徴とする。
【0011】かかる本発明によれば、前記湯張り制御手
段は、前記給水量検出手段の検出水量が前記最大水量以
下となるとき、すなわち、前記給湯熱交換器の単独加熱
により前記目標給湯温度による最大流量での給湯が可能
な場合は、前記追焚き熱交換器による加熱を禁止して前
記給湯熱交換器の単独加熱により前記温調制御を行な
う。これにより、前記湯張り制御手段は、上述した第1
の態様と同様に、前記温調制御をより精度良く実行する
ことができる。
【0012】また、本発明の第3の態様は、両端が浴槽
と接続されて浴槽に滞留した湯水を循環させて追焚きす
るための追焚き管路と、一端が水道と接続されて該水道
から供給される水を加熱して他端から供給するための給
湯管路と、該給湯管路の開度を調節する開度調節弁と、
該追焚き管路を流れる水を加熱する追焚き熱交換器と、
該給湯管路を流れる水を加熱する給湯熱交換器と、前記
給湯管路を前記追焚き管路に連通する湯張り中継管と、
前記給湯管路から前記湯張り中継管を介して、前記追焚
き管路の往き側と戻り側とを経由して前記浴槽に所定量
の湯を供給する湯張りを行なうときに、前記追焚き管路
の両端から前記浴槽に供給される湯の混合温度が所定の
目標給湯温度となり、且つ、前記湯張りに要する時間が
所定の制限時間以下となるように、前記給湯熱交換器の
加熱量と前記追焚き熱交換器の加熱量とを調節すると共
に、前記開度調節弁により前記給湯管路の開度を調節す
る温調制御を行なう湯張り制御手段とを備えた風呂給湯
器の改良に関する。
【0013】そして、前記水道管から供給される水の温
度を把握する給水温把握手段を備え、前記湯張り制御手
段は、前記給湯熱交換器の加熱量を最大として前記給水
温把握手段により把握された温度の水を通水したとき
に、通水した水を前記目標給湯温度まで昇温可能な最大
通水量に応じて決定した最大水量が、前記制限時間に応
じて決定された下限水量以上となるときは、前記追焚き
熱交換器による加熱を禁止して、前記給湯熱交換器の単
独加熱により前記温調制御を行なうことを特徴とする。
【0014】かかる本発明によれば、前記湯張り制御手
段は、前記最大水量が前記下限水量以上となるとき、す
なわち、前記給湯熱交換器による加熱のみによって前記
制限時間以内に前記所定量の湯を前記浴槽に貯めること
ができるときには、前記追焚き熱交換器による加熱を禁
止して前記給湯熱交換器の単独加熱により前記温調制御
を行なう。これにより、前記湯張り制御手段は、前記制
限時間を確保した上で、上述した第1の態様と同様に、
前記浴槽への給湯温度をより精度良く制御することがで
きる。
【0015】また、前記第1の態様から前記第3の態様
において、前記給湯管路から前記湯張り中継管に供給さ
れる湯の温度を検出する給湯温度検出手段を備え、前記
湯張り制御手段は、前記給湯熱交換器の単独加熱により
前記温調制御を行なうときは、前記給湯温度検出手段の
検出温度が前記目標給湯温度と一致するように前記給湯
熱交換器の加熱量をフィードフォワード制御を行なった
後にフィードバック制御し、前記給湯熱交換器と前記追
焚き熱交換器の複合加熱により前記温調制御を行なうと
きには、前記追焚き管路の両端から前記浴槽に供給され
る湯の混合温度が前記目標給湯温度となるように前記給
湯熱交換器と追焚き熱交換器の加熱量をフィードフォワ
ード制御することを特徴とする。
【0016】かかる本発明によれば、前記湯張り制御手
段は、前記給湯熱交換の単独加熱により前記温調制御を
行なうときには、前記フィードバック制御により前記温
調制御を精度良く実行することができる。それに対し
て、前記給湯熱交換器と前記追焚き熱交換器の複合加熱
により前記温調制御を行なう場合は、前記湯張り制御手
段は前記フィードフォワード制御のみにより前記温調制
御を行なうため、前記フィードフォワード制御を行なっ
た後に前記フィードバック制御を行なう場合に比べて前
記温調制御の精度が低下する。そのため、前記第1の態
様から前記第3の態様において、極力前記給湯熱交換器
の単独加熱により前記温調制御を行なう効果が特に大き
い。
【0017】次に、前記給湯熱交換器の温度が低く、前
記給湯熱交換器からドレンが生じ易い状態にあるとき
に、前記給湯熱交換器と前記追焚き熱交換器による複合
加熱により前記温調制御を行なうと、前記浴槽に供給さ
れる湯の流量が最大となるように前記開度調節弁の開度
が増大されて前記給湯熱交換器の通水量が増加する。そ
して、その結果、前記給湯熱交換器の温度が低下してさ
らに該給湯熱交換器からドレンが生じ易くなる。
【0018】そこで、本発明の第4の態様は、前記給湯
熱交換器の出湯温度を検出する熱交温度検出手段を備
え、前記湯張り制御手段は、前記熱交温度検出手段の検
出温度が所定の下限温度以下であるときは、前記追焚き
熱交換器による加熱を禁止して、前記給湯熱交換器の単
独加熱により前記温調制御を行なうことを特徴とする。
【0019】かかる本発明によれば、前記湯張り制御手
段は、前記熱交温度検出手段の検出温度が前記下限温度
以下であって、前記給湯熱交換器の温度が低く前記給湯
熱交換器からドレンが生じ易いと想定できる場合には、
前記追焚き熱交換器による加熱を禁止して前記給湯熱交
換器の単独加熱により前記温調制御を行なう。これによ
り、前記給湯熱交換器の通水量が増加して前記給湯熱交
換器の温度が低下し、前記給湯熱交換器からさらにドレ
ンが生じ易くなることを防止している。
【0020】次に、前記給湯熱交換器と前記追焚き熱交
換器の複合加熱により前記温調制御を行なう場合、前記
給湯熱交換器から前記湯張り中継管に供給される温水の
温度は前記目標供給温度よりも低くなる。そして、この
場合、前記給湯管路から前記湯張り中継管以外の他の給
湯用配管にも湯を供給すると、該給湯用配管には前記目
標給湯温度よりも低い温度の湯が供給され、湯の使用者
に不快感を与えてしまう。また、前記浴槽への注湯流量
が減少するため、前記追焚き熱交換器において過加熱が
生じ、前記浴槽に供給される湯の温度が前記目標給湯温
度を超えてしまう。
【0021】そこで、本発明の第5の態様は、前記給湯
管路から前記中継管以外の配管にも湯が供給されている
ことを把握する給湯状況把握手段を備え、前記湯張り制
御手段は、前記給湯状況把握手段により前記給湯管路か
ら前記湯張り中継管以外の配管にも湯が供給されている
ことが把握されたときには、前記追焚き熱交換器による
加熱を禁止して前記給湯熱交換器の単独加熱により前記
温調制御を行なうことを特徴とする。
【0022】かかる本発明によれば、前記給湯状況把握
手段により前記給湯管路から前記湯張り中継管以外の給
湯用配管にも湯が供給されていることが把握されたとき
には、前記湯張り制御手段は、前記追焚き熱交換器によ
る加熱を禁止して前記給湯熱交換器の単独加熱により前
記温調制御を行なう。これにより、前記給湯管路から供
給される湯の温度が前記目標給湯温度となるように前記
温調制御が実行されるため、前記給湯管路から前記給湯
用配管及び前記浴槽に供給される湯の温度が前記目標給
湯温度に保たれ、湯の使用者に不快感を与えることがな
い。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て、図1〜図5を参照して説明する。図1は本発明の風
呂給湯器の全体構成図、図2は図1に示した風呂給湯器
の制御ブロック図、図3〜図5は湯張り運転における温
調制御の実行フローチャートである。
【0024】図1を参照して、風呂給湯器1は、給湯管
路2により水道(図示しない)と接続され、追焚き管路
3により浴槽4と接続されている。そして、風呂給湯器
1は、水道から給湯管路2に供給される水を所定温度に
加熱して給湯する機能と、浴槽4に貯められた湯水を加
熱して追焚きする機能と、浴槽4に所定温度の湯を所定
量貯める湯張りを行なう機能とを有する。
【0025】風呂給湯器1はコントローラ5により全体
の作動が制御され、コントローラ5からの制御信号に応
じて作動する給湯第1バーナ6及び給湯第1バーナ6よ
りも加熱能力が低い給湯第2バーナ7、給湯第1バーナ
6と給湯第2バーナ7とにより加熱される給湯熱交換器
8、コントローラ5からの制御信号により作動する追焚
きバーナ9、追焚きバーナ9により加熱される追焚き熱
交換器10、水道から給湯管路2に供給された水の一部
を給湯熱交換器8をバイパスさせて給湯熱交換器8から
出湯される湯に混入させるバイパス管11、コントロー
ラ5からの制御信号によりバイパス管11の開度を調節
するバイパスサーボ12、コントローラ5からの制御信
号により給湯管路2の開度を調節する水量サーボ13
(本発明の開度調節弁に相当する)、給湯管路2とバイ
パス管11との合流箇所の下流側の湯の温度を検出して
検出信号をコントローラ5に出力する給湯サーミスタ1
4(本発明の給湯温度検出手段に相当する)、給湯熱交
換器8の出口付近の湯の温度を検出して検出信号をコン
トローラ5に出力する熱交サーミスタ15(本発明の熱
交温度検出手段に相当する)、及び水道から給湯管路2
に供給される水の流量を検出して検出信号をコントロー
ラ5に出力する水量センサ16(本発明の給水量検出手
段に相当する)を備える。
【0026】さらに、風呂給湯器1は、給湯管路2と追
焚き管路3とを連通する湯張り中継管20、コントロー
ラ5からの制御信号により作動して湯張り中継管20を
開閉する注湯電磁弁21、追焚き管路3から湯張り中継
管20への方向の湯の通過を不能とし湯張り中継管20
から追焚き管路3への方向の湯の通過を可能とする逆止
弁22、コントローラ5からの制御信号により作動して
浴槽4に貯められた湯水を追焚き管路3内に循環させる
ポンプ23、追焚き管路3内を流れる湯水の温度を検出
して検出信号をコントローラ5に出力する風呂サーミス
タ24、追焚き管路3内を流れる湯水の有無を検出して
検出信号をコントローラ5に出力する風呂水流スイッチ
25、及び給湯管路2から湯張り中継管20と追焚き管
路3とを経由して浴槽4に供給される湯の流量を検出し
て検出信号をコントローラ5に出力する湯量センサ26
を備える。なお、給湯管路2は、湯張り中継管20との
分岐箇所の下流で給湯用の配管45と接続されている。
【0027】また、風呂給湯器1は、給湯第1バーナ6
及び給湯第2バーナ7と追焚きバーナ9の作動を制御す
るため、コントローラ5からの制御信号に応じて給湯第
1バーナ6及び給湯第2バーナ7と追焚きバーナ9への
燃料ガスの供給と遮断とを切換える元ガス電磁弁30、
コントローラ5からの制御信号に応じて燃料ガスの供給
流量を調節するガス比例電磁弁31、コントローラ5か
らの制御信号に応じて給湯第1バーナ6への燃料ガスの
供給と遮断とを切換える給湯第1ガス電磁弁32、コン
トローラ5からの制御信号に応じて給湯第2バーナ7へ
の燃料ガスの供給と遮断とを切換える給湯第2ガス電磁
弁33、コントローラ5からの制御信号に応じて追焚き
バーナ9への燃料ガスの供給と遮断とを切換える追焚き
ガス電磁弁34、コントローラ5からの制御信号に応じ
て給湯第1バーナ6及び給湯第2バーナ7と追焚きバー
ナ9に燃焼用空気を供給する燃焼ファン35、コントロ
ーラ5からの制御信号に応じてイグナイタ36から印加
される高電圧により火花放電を生じる給湯点火プラグ3
7及び追焚き点火プラグ38、給湯第1バーナ6及び給
湯第2バーナ7の燃焼炎の有無を検出して検出信号をコ
ントローラ5に出力する給湯フレームロッド39、追焚
きバーナ9の燃焼炎の有無を検出して検出信号をコント
ローラ5に出力する追焚きフレームロッド40、及び浴
槽4に貯められた湯の水位を検出して検出信号をコント
ローラ5に出力する水位センサ41を備える。
【0028】また、風呂給湯器1は、給湯熱交換器8の
異常過熱を検出して検出信号をコントローラ5に出力す
る給湯ハイリミットセンサ42と、追焚き熱交換器10
の異常過熱を検出して検出信号をコントローラ5に出力
する追焚きハイリミットセンサ43を備え、コントロー
ラ5は、給湯ハイリミットセンサ42により給湯熱交換
器8の異常過熱が検出されたときに給湯第1バーナ6及
び給湯第2バーナ7を消火し、追焚きハイリミットセン
サ43により給湯熱交換器8の異常過熱が検出されたと
きに追焚きバーナ9を消火する。
【0029】また、コントローラ5は、浴室等に設置さ
れたリモコン50との間で各種信号の送受信を行う。リ
モコン50には、給湯温度、湯張り温度、追焚き時間等
を設定するスイッチ類(図示しない)と、給湯温度、湯
張り温度等を表示するディスプレイ部(図示しない)と
が備えられている。
【0030】次に、図2を参照して、コントローラ4
は、給湯管路2から目標給湯温度の湯を供給する給湯運
転を実行する給湯制御手段60、浴槽4に貯められた湯
を目標追焚き温度まで昇温させる追焚き運転を実行する
追焚き制御手段61、浴槽4に目標給湯温度の湯を目標
湯張り量(本発明の所定量に相当する)だけ供給する湯
張り運転を実行する湯張り制御手段62、水量センサ1
6の検出水量と給湯サーミスタ14の検出温度と給湯第
1バーナ6及び給湯第2バーナ7による加熱量から、水
道からの給水温度を把握する給水温把握手段63、水量
センサ16の検出流量と湯量サンサ26の検出流量か
ら、給湯管路14から湯張り中継管20以外の配管45
にも湯が供給されているか否かを把握する給湯状況把握
手段64、及び上記給湯運転と湯張り運転を行うために
必要なデータが記憶されたデータメモリ65を備える。
【0031】なお、本実施の形態では、給湯状況把握手
段64は、水量センサ16の検出流量と湯量センサ26
の検出流量との差から、給湯管路2から湯張り中継管2
0以外の給湯用の配管45にも湯が供給されているか否
かを把握したが、配管45に該配管45に供給される湯
の流量を検出する水量センサを設けて該水量センサの検
出流量から配管45に湯が供給されているか否かを把握
してもよい。また、配管45に該配管45内を所定流量
以上の湯が通過したときにONする水流スイッチを設け
て該水流スイッチのON/OFFにより配管45に湯が
供給されているか否かを把握してもよい。
【0032】給湯制御手段60は、リモコン50により
設定された目標給湯温度の湯が給湯管路2から供給され
るように、給湯第1バーナ6及び給湯第2バーナ7の燃
焼量と水量サーボ13の開度を制御する温調制御を行な
って給湯運転を実行する。給湯制御手段60は、給湯管
路2の下流側に接続されたカラン(図示しない)が開け
られて、水道管からの給水が開始されたことを水量セン
サ16の検出信号から検知すると、燃焼ファン35を作
動させて燃焼用空気の供給を開始し、イグナイタ36か
ら給湯点火プラグ37に高電圧を印加して火花放電を生
じさせた状態で、元ガス電磁弁30と給湯第2ガス電磁
弁33とを開弁して給湯第2バーナ7に点火する。
【0033】そして、給湯制御手段60は、給湯第1ガ
ス電磁弁32と給湯第2ガス電磁弁33の双方を開弁し
て給湯第1バーナ6と給湯第2バーナ7とを燃焼させる
「大燃焼」、給湯第1ガス電磁弁32を開弁して給湯第
2ガス電磁弁33を閉弁し、給湯第1バーナ6のみを燃
焼させる「中燃焼」、給湯第1ガス電磁弁32を閉弁し
て給湯第2ガス電磁弁33を開弁し、給湯第2バーナ7
のみを燃焼させる「小燃焼」という3段階で、給湯第1
バーナ6と給湯第2バーナ7の総燃焼量を調節する。ま
た、給湯制御手段60は、ガス比例電磁弁31の開度を
変更することにより、「大燃焼」、「中燃焼」、「小燃
焼」における燃焼量をさらに細かく制御する。
【0034】給湯制御手段60は、給水温把握手段63
により把握される水道からの給水温度と、水量センサ1
6の検出流量から、目標給湯温度まで昇温させるために
必要な給湯第1バーナ6と給湯第2バーナ7の燃焼量を
算出し、該燃焼量が得られるように上述したように給湯
第1バーナ6及び給湯第2バーナ7の燃焼量と、水量サ
ーボ13の開度を調節するフィードフォワード(FF)
制御を行なう。そしてさらに、給湯制御手段60は、給
湯サーミスタ14により検出される給湯管路2からの給
湯温度が目標給湯温度と一致するように、給湯第1バー
ナ6と給湯第2バーナ7の燃焼量を補正するフィードバ
ック(FB)制御を行なって、温調制御の精度を高めて
いる。
【0035】追焚き制御手段61は、使用者によりリモ
コン50が操作されて「追焚き」が指示されると、燃焼
ファン35を作動させて燃焼用空気の供給を開始し、イ
グナイタ36から追焚き点火プラグ38に高電圧を印加
して火花放電を生じさせた状態で、元ガス電磁弁30と
追焚きガス電磁弁34を開弁して追焚きバーナ9に点火
する。そして、追焚き制御手段61は、給湯追焚きバー
ナ9を燃焼させた状態でポンプ23を作動させて浴槽4
に貯められた湯水を追焚き管路3内に循環させることに
よって、浴槽4に貯められた湯水をリモコン50により
設定された目標追焚き温度まで昇温させる。
【0036】そして、風呂サーミスタ24により検出さ
れる浴槽4に貯められた湯の温度がリモコン50により
設定された目標追焚き温度に達したときに、追焚き制御
手段61は、元ガス電磁弁30と追焚きガス電磁弁34
とを閉弁して追焚きバーナ9を消火し、燃焼ファン35
とポンプ23の作動を停止して追焚き運転を終了する。
【0037】湯張り制御手段62は、注湯電磁弁21を
開弁して、基本的には上述した給湯制御手段60による
給湯運転の制御と同様に、給湯第1バーナ6と給湯第2
バーナ7の燃焼量を調節して、給湯管路2から湯張り中
継管20及び追焚き管路3を介して浴槽4に供給される
湯の温度がリモコン50により設定された目標給湯温度
となるように温調制御を行なう。そして、湯張り制御手
段62は、湯量センサ26により検出される湯張り中継
管20から追焚き管路3を介して浴槽4に供給される湯
の流量を累積し、累積した湯量がリモコン50により設
定された目標湯張り量となったときに、注湯電磁弁21
を閉弁して湯張り運転を終了する。
【0038】しかし、水道からの給水量が多い場合や、
給水温度が低い場合に、給湯熱交換器8による単独加熱
では水量サーボ13により給水量を絞らなければ目標湯
張り温度での給湯が不可能な状況となったときには、湯
張り制御手段62は、給湯熱交換器8と追焚き熱交換器
10による複合加熱を行なって浴槽に供給する湯の流量
を極力大きくなるように温調制御を行なう。以下、図3
〜5のフローチャートに従って、湯張り制御手段62に
よる温調制御の実行手順について説明する。
【0039】使用者によるリモコン50の操作によっ
て、湯張りの開始指示がなされると、湯張り制御手段6
2は、注湯電磁弁21を開弁して湯張り運転を開始し、
湯量センサ26による検出流量から浴槽4への湯の供給
量の累積を開始する。
【0040】そして、STEP1で、水量センサ16に
より検出される給水量が所定の点火水量以上となったと
きに、STEP2に進んで、上述した手順により給湯第
1バーナ6と給湯第2バーナ7に点火する。そして、S
TEP3で給水量が消火水量を超えていることを前提
に、STEP4で、上述したフィードフォワード(F
F)制御とフィードバック(FB)制御により、給湯第
1バーナ6及び給湯第2バーナ7の燃焼量と、給湯管路
2への給水量とを調節して、浴槽4への給湯温度を目標
湯張り温度とする温調制御を行なう。
【0041】次のSTEP5で、湯張り制御手段62
は、以下の式(1)により算出される現在の給湯熱交換
器8の加熱量(Q_rel)と、以下の式(2)により算出
される給湯熱交換器8の最大加熱量(Q_max、本発明の
上限加熱量にも相当する)とを比較する。
【0042】 Q_rel = (W1_rel + W2_rel)× μ ・・・・・(1) 但し、Q_rel:給湯熱交換器8の現在の加熱量、W1_r
el:給湯第1バーナ6の現在の燃焼量、W2_rel:給湯
第2バーナ7の現在の燃焼量、μ:給湯熱交換器8の熱
効率。
【0043】 Q_max = (W1_max + W2_max)× μ ・・・・・(2) 但し、Q_max:給湯熱交換器8の最大加熱量、W1_ma
x:給湯第1バーナ6の最大燃焼量、W2_max:給湯第
2バーナ7の最大燃焼量、μ:給湯熱交換器8の熱効
率。
【0044】なお、給湯熱交換器8の最大加熱量(Q_m
ax)付近の加熱量を本発明の上限加熱量として、給湯熱
交換器8の現在の加熱量(Q_rel)と比較するようにし
てもよい。
【0045】そして、STEP4で給湯管路2からの給
湯量を極力多くするように温調制御を行なった結果、S
TEP5で現在の給湯熱交換器8の加熱量(Q_rel)が
最大加熱量(Q_max)以下であったとき、すなわち、給
湯熱交換器8の加熱量(Q_rel)が最大加熱量(Q_ma
x)に対して余裕がある状態で温調制御がされており、
給湯熱交換器8の単独加熱により目標給湯温度が得られ
るときには、STEP3に戻り、湯張り制御手段62は
給湯熱交換器8の単独加熱により温調制御を続行する。
【0046】ここで、給湯熱交換器8の単独加熱により
温調制御を行なう場合、上述したように、給湯サーミス
タ14の検出温度が目標給湯温度と一致するようにフィ
ードバック制御が行なわれるため、比較的精度良く温調
制御を行なうことができる。
【0047】また、STEP5で給湯熱交換器8の加熱
量(Q_rel)が最大加熱量(Q_max)以下であったとき
は次のSTEP6に進むが、STEP6で水量サーボ1
3が全開であったとき、すなわち、水道から給湯管路2
への給水量が最大となっている場合も、これ以上給水量
を増やすことができず、給湯熱交換器8の単独加熱によ
り目標給湯温度での最大給湯量を得ることができるた
め、STEP3に戻って、湯張り制御手段62は、給湯
熱交換器8の単独加熱により温調制御を続行する。
【0048】また、次のSTEP7で、湯張り制御手段
62は、以下の式(3)により算出される最大通水量
(FW_max,本発明の最大水量にも相当する)と、所定
の制限時間内に目標湯張り量の湯を貯めるために必要と
なる浴槽への湯の供給流量の最小値である下限水量(例
えば23リットル/分)とを比較する。
【0049】 FW_max = Q_max/(T_cmd − T_sn) ・・・・・(3) 但し、FW_max:最大通水量、Q_max:前記式(2)に
より算出された給湯熱交換器8の最大加熱量、T_cmd:
目標給湯温度、T_sn:給水温把握手段63により把握
された水道からの給水温度。
【0050】なお、本発明の最大水量を最大通水量(F
W_max)付近に設定して、下限水量と比較するようにし
てもよい。
【0051】そして、最大通水量が下限水量以上である
ときは、給湯熱交換器8の単独加熱により、下限水量以
上で目標給湯温度による給湯が可能であって、前記制限
時間以内で湯張り運転を終了することができるため、S
TEP3に戻って、湯張り制御手段62は、給湯熱交換
器8の単独加熱により温調制御を実行する。
【0052】一方、STEP4で給湯管路2からの給湯
量を極力多くするように温調制御を行なった結果、ST
EP5で給湯熱交換器8の加熱量(Q_rel)が最大加熱
量(Q_max)以上であり、且つ、STEP6で水量サー
ボが全開でなく、給湯熱交換器8の単独加熱により温調
制御を行なったときには、給湯熱交換器8の加熱量を最
大としても、水量サーボ13により水道から給湯管路2
への給水量を絞らなければ目標給湯温度による給湯を行
なうことができない場合であって、且つ、STEP7で
最大通水量が下限水量未満であり、給湯熱交換器8の単
独加熱により温調制御を行なったときには制限時間内に
湯張り運転を終了することができないときは、図4のS
TEP8に進む。
【0053】そして、湯張り制御手段62は、STEP
8で熱交サーミスタ15の検出温度が50℃(本発明の
下限温度に相当する)よりも高く、且つ、STEP9で
給湯状況把握手段64により湯張り中継管20以外の配
管にも給湯されていることが検知されておらず、且つ、
STEP10で風呂水流スイッチ25がONしているこ
とが検知されているときは、STEP11に進んで、追
焚きバーナ9を点火する。なお、STEP10で風呂水
流スイッチ25のONを確認するのは、追焚き管路3内
の通水を検知して追焚き熱交換器10の空焚きを防止す
るためである。
【0054】これにより、湯張り中継管20から追焚き
管路3に供給された湯水が追焚き熱交換機10により再
加熱される。そして、湯張り制御手段62は、続く図5
のSTEP12で、給湯熱交換器8と追焚き熱交換器1
0による複合加熱を行なって、浴槽4に供給される湯の
温度が目標給湯温度となり、且つ、浴槽4への給湯流量
が最大となるように、水量センサ16の検出水量と給水
温把握手段63により把握された給水温度とに基づい
て、給湯第1バーナ6、給湯第2バーナ7、及び追焚き
バーナ9の燃料量と、水量サーボ13の開度とをフィー
ドフォワード(FF)制御する。
【0055】このように、給湯熱交換器8と追焚き熱交
換器10による複合加熱を行なうことにより、湯張り制
御手段62は、浴槽4への給湯流量を増加させて湯張り
時間を短縮することができる。
【0056】ここで、STEP8〜STEP9の条件
は、無条件で追焚き熱交換器による再加熱を行なうこと
によって生じる弊害を防止するために設定されたもので
ある。
【0057】先ず、STEP8は給湯熱交換器8からド
レンが発生することを防止するために設定された条件で
ある。熱交サーミスタ15の検出温度が50℃以下であ
る場合は、給湯熱交換器8の温度が低く、給湯熱交換器
8からドレンが生じ易い状態にある。そして、この状態
で給水量を増加させて給湯熱交換器8と追焚き熱交換器
10による複合加熱を行なうと、給湯熱交換器8の通水
量が増加して給湯熱交換器8の温度が低下し、さらに給
湯熱交換器8からドレンが発生し易くなる。
【0058】そこで、熱交サーミスタ15の検出温度が
50℃以下である場合には、湯張り制御手段62は、追
焚き熱交換器10による加熱を禁止して給湯熱交換器8
の単独加熱により温調制御を行い、これにより給湯熱交
換器9の温度が低下して給湯熱交換器9からドレンが発
生することを防止している。
【0059】次に、STEP9は、湯張り中継管20以
外の給湯用配管に、目標給湯温度よりも低い温度の湯が
給湯されることを防止するために設定された条件であ
る。給湯熱交換器8と追焚き熱交換器10による複合加
熱を行なう場合、湯張り制御手段62は、湯張り中継管
20から追焚き管路3を経由して追焚き管路3の両端
(浴槽4との接続部)から浴槽4に供給される湯の混合
温度が、目標給湯温度となるように、第1給湯バーナ1
及び第2給湯バーナ2の燃焼量と、追焚きバーナ9の燃
焼量をフィードフォワード制御する。そのため、給湯管
路2から供給される湯の温度は目標給湯温度よりも低く
なる。
【0060】したがって、給湯熱交換器8と追焚き熱交
換器10による複合加熱によって温調制御が行なわれて
いる状態で、給湯管路2から湯張り中継管20以外の給
湯用配管に給湯を行なうと、該給湯用配管に供給される
湯の温度は目標湯張り温度よりも低くなり、湯の使用者
に不快感を与えてしまう。
【0061】そこで、湯張り制御手段62は、STEP
9で、給湯状況把握手段64により湯張り中継管20以
外の給湯用配管に給湯されていることが把握されたとき
には、追焚き熱交換器10による加熱を禁止して、給湯
熱交換器8による単独加熱により温調制御を行なう。こ
れにより、給湯管路2から湯張り中継管20及び湯張り
中継管20以外の給湯用配管に供給される湯の温度が目
標給湯温度となるので、該給湯用配管に供給される湯の
温度が目標湯張り温度よりも低くなって、湯の使用者に
不快感を与えることを防止することができる。
【0062】湯張り制御手段62は、STEP11で追
焚きバーナ9を点火した後、図5のSTEP12で、給
湯熱交換器8と追焚き熱交換器10による複合加熱によ
り、給湯管路2から湯張り中継管20及び追焚き管路3
を経由して浴槽4に供給される湯の温度が目標湯張り温
度となるように、上述したフィードフォワード制御によ
る温調制御を行なう。
【0063】そして、給湯熱交換器8と追焚き熱交換器
10による複合加熱により湯張り運転を実行していると
きに、STEP13で熱交サーミスタ15の検出温度が
50℃以下になったとき、又はSTEP14で給湯状況
把握手段64により湯張り中継管20以外の給湯用配管
にも給湯されていることが検知されたとき、又はSTE
P15で水量センサ16の検出水量が前記式(3)によ
り算出される最大通水量以下となったとき、又はSTE
P16で風呂水流スイッチ25がOFFしたとき、又は
STEP17で最大通水量が下限水量以上且つ給水量が
下限水量以上となったときに、STEP30に分岐して
追焚きバーナ9を消火し、図3のSTEP3に戻る。
【0064】なお、本発明の最大水量を最大通水量(F
W_max)付近に設定して、水量センサ16により検出さ
れる給水量と比較するようにしてもよい。
【0065】STEP13〜STEP17により、給湯
熱交換器8からドレンが生じやすいとき(STEP1
3)、湯張り中継管20以外の給湯用配管にも給湯され
ているとき(STEP14)、給湯熱交換器8による単
独加熱によってより精度良く温調制御を実行可能な場合
(STEP15、STEP17)、及び追焚き管路3内
の通水が検知されず追焚き熱交換器10の空焚きを防止
する必要がある場合(STEP16)に、湯張り制御手
段62は、STEP30に分岐して追焚きバーナ10を
消火し、追焚き熱交換器10による加熱を禁止して給湯
熱交換器8による単独加熱により目標湯張り温度の湯が
浴槽に供給されるように、給湯第1バーナ6の燃焼量と
水量サーボ13の開度とを調節して温調制御を行なう。
【0066】また、STEP18で水量センサ16の検
出水量が消火水量以下となったときに、図3のSTEP
20に分岐して、湯張り制御手段62はSTEP20で
給湯第1バーナ6及び給湯第2バーナ7を消火し、ST
EP21で追焚きバーナ9を消火してSTEP1に戻
る。
【0067】なお、本実施の形態では、ガスバーナによ
り加熱される給湯熱交換器8及び追焚き熱交換器10を
備えた風呂給湯器を示したが、石油等の他の燃料を使用
するバーナを用いてもよく、また、電熱線により熱交換
を行なう構成としてもよい。
【0068】また、本実施の形態では、湯張り運転にお
いて、給湯熱交換器8の単独加熱により温調制御を行な
ったときに、給湯熱交換器8の加熱量が最大加熱量以下
で、且つ水量サーボ13が全開とならないとき(図3の
STEP5〜STEP6)、熱交サーミスタ15の検出
温度が50℃以下であるとき(図4のSTEP8,図5
のSTEP13)、湯張り中継管20以外の給湯用配管
に給湯されているとき(図4のSTEP9,図5のST
EP14)、水量センサ16の検出水量が最大通水量以
下となるとき(図5のSTEP15)、及び最大通水量
が下限水量以上であるとき(図3のSTEP7,図5の
STEP17)、という5つの条件の適否を確認し、該
5つの条件のうちのいずれかが満たされるときに、追焚
き熱交換器10による加熱を禁止して給湯熱交換器8の
みによる単独加熱により湯張り運転を行うようにした
が、該5つの条件のうちの少なくともいずれか一つの条
件の適否を確認して、追焚き熱交換器10による加熱を
禁止することにより、本発明の効果を得ることができ
る。
【0069】また、本実施の形態では、給湯把握手段6
3は、水量センサ16の検出水量と給湯サーミスタ14
の検出温度と給湯第1バーナ6及び給湯第2バーナ7に
よる加熱量とから、水道からの給水温度を把握したが、
給湯管路2の給湯熱交換器8の上流側の箇所にサーミス
タ等の温度センサを設け、該温度センサにより水道から
の給水温度を検出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の風呂給湯器の全体構成図。
【図2】図1に示した風呂給湯器の制御ブロック図。
【図3】湯張り運転における温調制御の実行フローチャ
ート。
【図4】湯張り運転における温調制御の実行フローチャ
ート。
【図5】湯張り運転における温調制御の実行フローチャ
ート。
【符号の説明】
1…風呂給湯器、2…給湯管路、3…追焚き管路、4…
浴槽、5…コントローラ、6…給湯第1バーナ、7…給
湯第2バーナ、8…給湯熱交換器、9…追焚きバーナ、
10…追焚き熱交換器、11…バイパス管、12…バイ
パスサーボ、13…水量サーボ、14…給湯サーミス
タ、15…熱交サーミスタ、16…水量センサ、20…
湯張り中継管、21…注湯電磁弁

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】両端が浴槽と接続されて浴槽に滞留した湯
    水を循環させて追焚きするための追焚き管路と、一端が
    水道と接続されて該水道から供給される水を加熱して他
    端から供給するための給湯管路と、該給湯管路の開度を
    調節する開度調節弁と、該追焚き管路を流れる水を加熱
    する追焚き熱交換器と、該給湯管路を流れる水を加熱す
    る給湯熱交換器と、前記給湯管路を前記追焚き管路に連
    通する湯張り中継管と、 前記給湯管路から前記湯張り中継管を介して、前記追焚
    き管路の往き側と戻り側とを経由して前記浴槽に湯を供
    給して湯張りを行なうときに、前記追焚き管路の両端か
    ら前記浴槽に供給される湯の混合温度が所定の目標給湯
    温度となり、且つ、前記浴槽に供給される湯の流量が最
    大となるように、前記給湯熱交換器の加熱量と前記追焚
    き熱交換器の加熱量とを調節すると共に、前記開度調節
    弁により前記給湯管路の開度を調節する温調制御を行な
    う湯張り制御手段とを備えた風呂給湯器において、 前記湯張り制御手段は、前記給湯熱交換器の単独加熱に
    より前記温調制御を行なったときに、前記給湯熱交換器
    の加熱量が前記給湯熱交換器の最大加熱量に応じて決定
    された上限加熱量以下で、且つ、前記開度調節弁が全開
    の状態となるときには、前記追焚き熱交換器による加熱
    を禁止して、前記給湯熱交換器の単独加熱により前記温
    調制御を行なうことを特徴とする風呂給湯器。
  2. 【請求項2】両端が浴槽と接続されて浴槽に滞留した湯
    水を循環させて追焚きするための追焚き管路と、一端が
    水道と接続されて該水道から供給される水を加熱して他
    端から供給するための給湯管路と、該給湯管路の開度を
    調節する開度調節弁と、該追焚き管路を流れる水を加熱
    する追焚き熱交換器と、該給湯管路を流れる水を加熱す
    る給湯熱交換器と、前記給湯管路を前記追焚き管路に連
    通する湯張り中継管と、 前記給湯管路から前記湯張り中継管を介して、前記追焚
    き管路の往き側と戻り側とを経由して前記浴槽に湯を供
    給して湯張りを行なうときに、前記追焚き管路の両端か
    ら前記浴槽に供給される湯の混合温度が所定の目標給湯
    温度となり、且つ、前記浴槽に供給される湯の流量が最
    大となるように、前記給湯熱交換器の加熱量と前記追焚
    き熱交換器の加熱量とを調節すると共に、前記開度調節
    弁により前記給湯管路の開度を調節する温調制御を行な
    う湯張り制御手段とを備えた風呂給湯器において、 前記水道から前記給湯管路に供給される水の流量を検出
    する給水量検出手段と、前記水道から前記給湯管路に供
    給される水の温度を把握する給水温把握手段とを備え、 前記湯張り制御手段は、前記給水量検出手段の検出水量
    が、前記給湯熱交換器の加熱量を最大として前記給水温
    把握手段により把握された温度の水を通水したときに、
    通水した水を前記目標給湯温度まで昇温可能な最大通水
    量に応じて決定した最大水量以下であるときは、前記追
    焚き熱交換器による加熱を禁止して前記給湯熱交換器の
    単独加熱により前記温調制御を行なうことを特徴とする
    風呂給湯器。
  3. 【請求項3】両端が浴槽と接続されて浴槽に滞留した湯
    水を循環させて追焚きするための追焚き管路と、一端が
    水道と接続されて該水道から供給される水を加熱して他
    端から供給するための給湯管路と、該給湯管路の開度を
    調節する開度調節弁と、該追焚き管路を流れる水を加熱
    する追焚き熱交換器と、該給湯管路を流れる水を加熱す
    る給湯熱交換器と、前記給湯管路を前記追焚き管路に連
    通する湯張り中継管と、 前記給湯管路から前記湯張り中継管を介して、前記追焚
    き管路の往き側と戻り側とを経由して前記浴槽に所定量
    の湯を供給する湯張りを行なうときに、前記追焚き管路
    の両端から前記浴槽に供給される湯の混合温度が所定の
    目標給湯温度となり、且つ、前記湯張りに要する時間が
    所定の制限時間以下となるように、前記給湯熱交換器の
    加熱量と前記追焚き熱交換器の加熱量とを調節すると共
    に、前記開度調節弁により前記給湯管路の開度を調節す
    る温調制御を行なう湯張り制御手段とを備えた風呂給湯
    器において、 前記水道管から供給される水の温度を把握する給水温把
    握手段を備え、 前記湯張り制御手段は、前記給湯熱交換器の加熱量を最
    大として前記給水温把握手段により把握された温度の水
    を通水したときに、通水した水を前記目標給湯温度まで
    昇温可能な最大通水量に応じて決定した最大水量が、前
    記制限時間に応じて決定された下限水量以上となるとき
    は、前記追焚き熱交換器による加熱を禁止して、前記給
    湯熱交換器の単独加熱により前記温調制御を行なうこと
    を特徴とする風呂給湯器。
  4. 【請求項4】前記給湯管路から前記湯張り中継管に供給
    される湯の温度を検出する給湯温度検出手段を備え、 前記湯張り制御手段は、前記給湯熱交換器の単独加熱に
    より前記温調制御を行なうときは、前記給湯温度検出手
    段の検出温度が前記目標給湯温度と一致するように前記
    給湯熱交換器の加熱量をフィードフォワード制御を行な
    った後にフィードバック制御し、前記給湯熱交換器と前
    記追焚き熱交換器の複合加熱により前記温調制御を行な
    うときには、前記追焚き管路の両端から前記浴槽に供給
    される湯の混合温度が前記目標給湯温度となるように前
    記給湯熱交換器と追焚き熱交換器の加熱量をフィードフ
    ォワード制御することを特徴とする請求項1から請求項
    3のうちいずれか1項記載の風呂給湯器。
  5. 【請求項5】両端が浴槽と接続されて浴槽に滞留した湯
    水を循環させて追焚きするための追焚き管路と、一端が
    水道と接続されて該水道から供給される水を加熱して他
    端から給湯するための給湯管路と、該給湯管路の開度を
    調節する開度調節弁と、該追焚き管路を流れる水を加熱
    する追焚き熱交換器と、該給湯管路を流れる水を加熱す
    る給湯熱交換器と、前記給湯管路を前記追焚き管路に連
    通する湯張り中継管と、 前記給湯管路から前記湯張り中継管を介して、前記追焚
    き管路の往き側と戻り側とを経由して前記浴槽に湯を供
    給して湯張りを行なうときに、前記追焚き管路の両端か
    ら前記浴槽に供給される湯の混合温度が所定の目標給湯
    温度となり、且つ、前記浴槽に供給される湯の流量が最
    大となるように、前記給湯熱交換器の加熱量と前記追焚
    き熱交換器の加熱量とを調節すると共に、前記開度調節
    弁により前記給湯管路の開度を調節する温調制御を行な
    う湯張り制御手段とを備えた風呂給湯器において、 前記給湯熱交換器の出湯温度を検出する熱交温度検出手
    段を備え、 前記湯張り制御手段は、前記熱交温度検出手段の検出温
    度が所定の下限温度以下であるときは、前記追焚き熱交
    換器による加熱を禁止して、前記給湯熱交換器の単独加
    熱により前記温調制御を行なうことを特徴とする風呂給
    湯器。
  6. 【請求項6】両端が浴槽と接続されて浴槽に滞留した湯
    水を循環させて追焚きするための追焚き管路と、一端が
    水道と接続されて該水道から供給される水を加熱して他
    端から給湯するための給湯管路と、該給湯管路の開度を
    調節する開度調節弁と、該追焚き管路を流れる水を加熱
    する追焚き熱交換器と、該給湯管路を流れる水を加熱す
    る給湯熱交換器と、前記給湯管路を前記追焚き管路に連
    通する湯張り中継管と、 前記給湯管路から前記湯張り中継管を介して、前記追焚
    き管路の往き側と戻り側とを経由して前記浴槽に湯を供
    給して湯張りを行なうときに、前記追焚き管路の両端か
    ら前記浴槽に供給される湯の混合温度が所定の目標給湯
    温度となり、且つ、前記浴槽に供給される湯の流量が最
    大となるように、前記給湯熱交換器の加熱量と前記追焚
    き熱交換器の加熱量とを調節すると共に、前記開度調節
    弁により前記給湯管路の開度を調節する温調制御を行な
    う湯張り制御手段とを備えた風呂給湯器において、 前記給湯管路から前記中継管以外の配管にも湯が供給さ
    れていることを把握する給湯状況把握手段を備え、 前記湯張り制御手段は、前記給湯状況把握手段により前
    記給湯管路から前記湯張り中継管以外の配管にも湯が供
    給されていることが把握されたときには、前記追焚き熱
    交換器による加熱を禁止して前記給湯熱交換器の単独加
    熱により前記温調制御を行なうことを特徴とする風呂給
    湯器。
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JP2011043274A (ja) * 2009-08-20 2011-03-03 Tokyo Gas Co Ltd お湯はり用温水配管を備えた給湯器

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