JP2003004298A - 給湯機及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】給湯のための制御を簡単にすると共に、太陽熱
温水器の温水を有効に活用することができる給湯機及び
その運転方法を提供する。 【解決手段】混合水の入口側温度が常にバーナ１７の最
低燃焼号数に達するようにソーラ水と一般給水とを混合
するために、リモコン設定温度と流量センサ３５にて検
出された混合水の流量とに基づいて、混合水の補正入口
側温度を演算するようにした。この補正入口側温度と入
口側温度センサ３４にて検出された実際の混合水の入口
側温度との比較結果に基づいて混合弁１３の混合割合を
調節するようにした。常に混合水の入口側温度を強制的
に最低燃焼号数まで下げてから燃焼加熱するようにし
た。このため、お湯の出口側温度は常にバーナ１７の燃
焼量により管理され、お湯の出口側温度が安定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーナ等の主熱源
に加えて太陽熱温水器等の補助的な熱源を備えた給湯機
及びその運転方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の給湯機としては次のような構成
が知られている。即ち、給湯機は太陽熱温水器より供給
されるソーラ水と一般給水とを混合する混合弁と、同混
合弁で混合された混合水の温度を検出する温度検出器
と、混合水を加熱するバーナを有した熱交換器とを備え
ている。また、給湯機はバーナの運転・停止及び給湯設
定温度等を指示する操作部と、温度検出器にて検出され
た混合水の温度に基づいて前記混合弁（の開度）を制御
する制御手段とを備えている。太陽熱温水器本体と給湯
機との間は、比較的長い屋外配管により接続されてい
る。そして、給湯機の使用初期段階において、非使用時
に前記配管内に滞留しているソーラ水の排出を待って、
その後に流入する太陽熱温水器本体内のソーラ水の温度
状況に基づいて、前記制御手段は、主熱源であるバーナ
の点火の必要性を判断する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
給湯機には次のような問題があった。即ち、給湯器利用
に際して、利用者により温水温度が設定された後、蛇口
が開放されると、屋外配管内に滞留していたソーラ水
は、給湯機の稼働のために常に無駄に排出されていた。
そして、この滞留水と太陽熱温水器本体内とのソーラ水
区分を考慮した混合時点での温水温度を判断する必要が
あるため、給湯のための制御が複雑になるという問題が
あった。また、利用者には、蛇口開放時において、即、
設定温度の温水が得られることが望まれている。

【０００４】本発明は前記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、給湯のための制御を簡
単にすると共に、太陽熱温水器の温水を有効に活用する
ことができる給湯機及びその運転方法を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、太陽熱温水器からのソーラ水と水道からの一般給水
とを混合弁により混合し、この混合水をバーナを備えた
熱交換器の入口側に供給し、リモコンにて予め設定され
た設定温度のお湯を出口側へ供給するようにした給湯機
であって、給湯の開始に伴い前記バーナを燃焼させると
共に、前記混合水の熱交換器への入口側温度が常にバー
ナの最低燃焼号数に達するようにソーラ水と一般給水と
を混合するために、前記設定温度と混合弁の出口側に設
けた流量センサにて検出された混合水の流量とに基づい
て、混合水の補正入口側温度を演算し、この補正入口側
温度と混合弁の出口側に設けた入口側温度センサにて検
出された実際の混合水の入口側温度との比較結果に基づ
いて混合弁の混合割合を調節する制御手段を設けたこと
をその要旨とする。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記制御手段は、熱交換器の出口側に
設けた出口側温度センサにて検出された混合水の出口側
温度に基づいて、この混合水の出口側温度を設定温度に
さらに近づけるために、バーナの燃焼量を調節すること
をその要旨とする。

【０００７】請求項３に記載の発明は、太陽熱温水器か
らのソーラ水と水道からの一般給水とを混合弁により混
合し、この混合水をバーナを備えた熱交換器に入口側か
ら供給し、リモコンにて予め設定された設定温度のお湯
を出口側へ供給するようにした給湯機の運転方法であっ
て、給湯が開始されると、混合弁の開度が一般給水側全
開とされた初期状態でバーナの燃焼が開始され、この
後、混合弁のソーラ水側への開度を徐々に大きくするこ
とでバーナの燃焼号数を減らしていき、ほぼ最低燃焼号
数に達した時点での混合弁の開度を保持するようにした
ことをその要旨とする。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、前記バーナの最低燃焼号数は、実際の
最低燃焼号数よりも余裕をもって設定されており、この
最低燃焼号数は一定の範囲内で任意に調節可能としたこ
とをその要旨とする。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項３又は請
求項４に記載の発明において、前記混合弁の出口側に設
けた入口側温度センサにて検出された混合水の入口側温
度に基づいて、混合弁の混合割合とバーナの燃焼号数と
を設定すると共に、熱交換器の出口側に設けた出口側温
度センサにて検出された混合水の出口側温度に基づい
て、さらにバーナの燃焼号数を調節するようにしたこと
をその要旨とする。

【００１０】請求項６に記載の発明は、請求項３〜請求
項５のうちいずれか一項に記載の発明において、給湯が
終了されたとき、前記混合弁は給湯終了時における混合
割合のまま開度を保持し、再び給湯が開始されたときに
は、前回の給湯終了時における混合割合にてソーラ水と
一般給水とが混合されるようにしたことをその要旨とす
る。

【００１１】請求項７に記載の発明は、請求項３〜請求
項６のうちいずれか一項に記載の発明において、給湯終
了後、予め設定されたリセット時間以上経過しても次の
給湯が開始されないときには、混合弁の開度を給湯終了
時における混合割合から一般給水側全開へ切り換え、同
混合弁を初期状態とするようにしたことをその要旨とす
る。 （作用）請求項１に記載の発明では、給湯の開始時点で
バーナの燃焼状態が常に維持される。また、混合水の熱
交換器への入口側温度が常にバーナの最低燃焼号数に達
するようにソーラ水と一般給水とを混合するために、前
記設定温度と混合水の流量とに基づいて混合水の補正入
口側温度が演算される。そして、この補正入口側温度と
実際の混合水の入口側温度との比較結果に基づいて混合
弁の混合割合が調節される。即ち、バーナを最低燃焼号
数で燃焼させると丁度設定温度になるように混合水の温
度が調節される。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明の作用に加えて、混合水の出口側温度に基づい
て、この混合水の出口側温度を設定温度にさらに近づけ
るために、バーナの燃焼量が調節される。

【００１３】請求項３に記載の発明では、給湯が開始さ
れると、混合弁の開度が一般給水側全開とされた初期状
態でバーナの燃焼が開始される。この後、混合弁のソー
ラ水側への開度を徐々に大きくすることでバーナの燃焼
号数が減らされ、ほぼ最低燃焼号数に達した時点での混
合弁の開度が保持される。

【００１４】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の発明の作用に加えて、前記バーナの最低燃焼号数
は、実際の最低燃焼号数よりも余裕をもって設定され
る。この最低燃焼号数は一定の範囲内で任意に調節可能
とされる。

【００１５】請求項５に記載の発明では、請求項３又は
請求項４に記載の発明の作用に加えて、混合水の入口側
温度に基づいて、混合弁の混合割合とバーナの燃焼号数
とが設定される。そして、混合水の出口側温度に基づい
て、さらにバーナの燃焼号数が調節される。

【００１６】請求項６に記載の発明では、請求項３〜請
求項５のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、給湯が終了されたとき、前記混合弁は給湯終了時に
おける混合割合のまま開度を保持し、再び給湯が開始さ
れたときには、前回の給湯終了時における混合割合にて
ソーラ水と一般給水とが混合される。このため、給湯終
了後、混合弁の開度が初期状態（一般給水側全開）に戻
される場合と異なり、再び給湯が開始されたときの立ち
上がりが早くなる。

【００１７】請求項７に記載の発明では、請求項３〜請
求項６のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、給湯終了後、予め設定されたリセット時間以上経過
しても次の給湯が開始されないときには、混合弁の開度
を給湯終了時における混合割合から一般給水側全開へ切
り換え、同混合弁は初期状態とされる。

【００１８】尚、本明細書において、号数とは「１リッ
トルの水を１分間で２５℃上昇させる熱量」をいう。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１実施形態；給湯専用タイ
プ）以下、本発明を給湯専用タイプの給湯機に具体化し
た一実施形態を図１〜図３に従って説明する。

【００２０】図１に示すように、給湯機１１の本体ケー
ス１２内には、混合弁１３及び給湯用熱交換器１４が配
設されている。給湯用熱交換器１４の熱交換器ケース１
５内には給湯用伝熱管１６及びバーナ１７が配設されて
いる。給湯用伝熱管１６の両端部はそれぞれ熱交換器ケ
ース１５の側壁を貫通して外部に導出されている。給湯
用伝熱管１６上には温水過熱防止センサが設けられてい
る。

【００２１】本体ケース１２の外壁には、太陽熱温水器
（図示略）に接続されたソーラ管接続口２１、水道（図
示略）に接続された給水管接続口２２、給湯栓（図示
略）に接続された給湯管接続口２３、及びバーナ１７の
燃料供給源（図示略）にオイルストレーナ２４を介して
接続された給油口２５が設けられている。

【００２２】（配管接続）本体ケース１２内において、
ソーラ管接続口２１及び給水管接続口２２はそれぞれ接
続管３１，３２を介して混合弁１３の２つのポートに接
続されている。混合弁１３の残りの１つのポートは前記
給湯用伝熱管１６の一端部（入口側）に接続管３３を介
して接続されている。この接続管３３上には混合弁１３
にて混合された混合水の温度を検出する給水サーミスタ
３４及び同じく混合水の流量を検出する流量センサ３５
が設けられている。混合弁１３は前記太陽熱温水器から
のソーラ水と水道からの一般給水とを所定の混合割合に
て混合する。この混合割合は混合弁１３の開度をソーラ
水側全開と一般給水側全開との間において切り換えるこ
とにより調節可能となっている。

【００２３】また、本体ケース１２内において、給湯管
接続口２３には接続管３６を介して前記給湯用伝熱管１
６の他端部（出口側）が接続されている。接続管３６上
には給湯サーミスタ３７及びバイパス弁３８が設けられ
ている。バイパス弁３８と接続管３３における流量セン
サ３５と給湯用伝熱管１６との間にはバイパス管３９が
接続されている。バイパス弁３８の開閉動作に伴って、
接続管３６とバイパス管３９との間が連通又は遮断され
る。

【００２４】一方、本体ケース１２内において、給油口
２５には接続管４１を介して汲上げポンプ４２が接続さ
れており、同汲上げポンプ４２は連結管４３を介してパ
ルスポンプ４４に接続されている。このパルスポンプ４
４には燃料供給ノズル４５が接続されており、その先端
部はバーナ１７の燃料供給室内に導入されている。従っ
て、汲上げポンプ４２の駆動により給油口２５及び接続
管４１を介して燃料が汲み上げられ、連結管４３を介し
てパルスポンプ４４に供給される。そして、パルスポン
プ４４の駆動により燃料供給ノズル４５の先端部からバ
ーナ１７の燃焼量に応じた量の燃料が霧状になって燃料
供給室内に供給される。

【００２５】（電気的接続）次に、前記給湯機の電気的
接続について説明する。図２に示すように、給湯機１１
は制御装置５１を備えている。制御装置５１は中央処理
装置（ＣＰＵ）、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インター
フェイス等を備えている。前記ＲＯＭには制御装置５１
が実行する各種の制御プログラム及び混合弁制御用のデ
ータファイル等が予め格納されている。ＲＡＭはＲＯＭ
の制御プログラムを展開して制御装置５１が各種処理を
実行するためのデータ作業領域である。

【００２６】また、制御装置５１には台所等に設置され
たリモコン５２、混合弁１３、給水サーミスタ３４、流
量センサ３５、給湯サーミスタ３７、バイパス弁３８及
びパルスポンプ４４がそれぞれ入出力インターフェイス
を介して接続されている。前記リモコン５２は給湯機１
１の各種運転状態を表示する表示部、所望の出湯温度を
設定する給湯温度設定スイッチ、給湯機１１の各種運転
モードを切り換える給湯モード切換スイッチ、及び給湯
機１１を運転・停止する運転スイッチを備えている。使
用者により給湯モード切換スイッチが押下される毎に、
給湯機１１の運転モードは「ソーラ１モード」→「ソー
ラ２モード」→「ボイラモード」の順に切り換わる。

【００２７】（混合弁制御用のデータファイル）ＲＯＭ
に格納された混合弁制御用のデータファイルは、バーナ
１７を最低燃焼号数で燃焼させた場合のリモコン設定温
度に対する混合水（一般給水のみ、ソーラ水のみを含
む）の流量と混合水の入口側温度との関係を示したもの
である。このデータファイルは温度設定可能とした温度
範囲内の温度全てについて、混合水の流量毎に作成され
ている。

【００２８】例えばリモコン５２により３５〜５５℃の
範囲内で１℃単位で出口側温度の設定が可能とされてい
る場合、設定された混合水の流量毎にそれぞれ２１個の
データがファイルとして整理されＲＯＭに格納されてい
る。このデータファイルは装置モデルによる実験データ
及び周知の理論計算等により求められている。従って、
混合水の流量とリモコン設定温度とが決まれば、バーナ
１７を最低燃焼号数で燃焼させる場合の混合水の入口側
温度も決まる。

【００２９】尚、前記バーナ１７の最低燃焼号数は５０
００〜４００００ｋｃａｌ／ｈの範囲内において調節可
能とされており、本実施形態では７０００ｋｃａｌ／ｈ
とされている。即ち、本実施形態では、バーナ１７の最
低燃焼号数は、実際の最低燃焼号数（５０００ｋｃａｌ
／ｈ）よりも余裕をもって設定されている。

【００３０】（制御装置）制御装置５１はＲＯＭに格納
された各種の制御プログラムに基づいて給湯機１１の全
体を統括的に制御する。制御装置５１はリモコン５２に
て選択された運転モードで給湯機１１を動作させ、お湯
の出口側温度がリモコン５２にて指定された設定温度に
なるように、混合弁１３の混合割合の制御（開度の制
御）及びバーナ１７の燃焼量の制御を行う。

【００３１】即ち、リモコン５２にて湯の出口側温度が
設定され給湯が開始されると、制御装置５１は流量セン
サ３５にて検出された混合水の流量、給水サーミスタ３
４にて検出された入口側温度、及び給湯サーミスタ３７
にて検出されたお湯の出口側温度に基づいて前記データ
ファイルを参照し、該当する混合弁制御用データ（入口
側温度データ及び混合弁１３の開度データ等）を一旦Ｒ
ＡＭに読み込む。そして、制御装置５１はリモコン５２
にて選択された運転モード下において、ＲＡＭに読み込
まれた混合弁制御用データに基づいて混合弁１３の混合
割合を制御し、混合水の給湯用熱交換機１４への入口側
温度を制御する。

【００３２】また、制御装置５１は給湯サーミスタ３７
にて検出された出口側温度に基づいてバーナ１７の燃焼
量を制御すると共に、バイパス弁３８を開閉制御する。
給水サーミスタ３４にて検出された混合水の入口側温度
に基づいて、混合弁１３の混合割合及びバーナ１７の燃
焼量をそれぞれ制御する。

【００３３】（第１実施形態の作用）次に、前述のよう
に構成した給湯機の動作を「ボイラモード」、「ソーラ
１モード」、「ソーラ２モード」の順に説明する。

【００３４】給湯機１１を使用する場合、まずリモコン
５２の運転スイッチをオンすると共に給湯温度設定スイ
ッチにより所望の出湯温度を設定し、給湯モード切換ス
イッチにて運転モードを選択する。そして、使用者によ
り前記給湯栓が開かれると選択された運転モードで給湯
が開始される。尚、給湯機１１の運転開始時において、
混合弁１３は一般給水側全開の初期状態に保持されてい
る。

【００３５】（ボイラモード；「燃焼」のみ）まず、
「ボイラモード」が選択された場合の給湯機１１の動作
を説明する。この「ボイラモード」は例えば冬期におい
て太陽熱温水器のお湯（ソーラ水）が十分に昇温してい
ない場合、即ちソーラ水の温度が設定温度よりも十分
（例えば１０℃以上）低い場合に有効なモードである。
「ボイラモード」では水道からの一般給水のみが使用さ
れ、バーナ１７にて燃焼加熱することにより設定温度の
お湯を得る。

【００３６】（ソーラ１モード；「混合」のみ）次に、
「ソーラ１モード」が選択された場合の給湯機１１の動
作を説明する。この「ソーラ１モード」は例えば夏期及
び中間期・晴天時においてソーラ水が十分に昇温してい
る場合、即ちソーラ水の温度がリモコン設定温度よりも
十分（例えば３℃以上）高い場合に有効なモードであ
る。「ソーラ１モード」では、ソーラ水のみを供給し、
バーナ１７による燃焼加熱は行わない。バーナ１７は常
時停止状態に保持される。

【００３７】（ソーラ２モード；「混合＋燃焼」）次
に、本発明の使用形態である「ソーラ２モード」が選択
された場合の給湯機１１の動作を図３に示すフローチャ
ートに従って説明する。このフローチャートは前記ＲＯ
Ｍに格納された各種プログラムに基づいて実行される。
本実施形態では、ステップを「Ｓ」と略記する。「ソー
ラ２モード」は、例えば春及び秋・曇りの日において、
ソーラ水の温度が不十分である場合、即ち、ソーラ水の
温度がリモコン設定温度以下である場合に有効なモード
である。また、「ソーラ２モード」ではバーナ１７は常
時最低燃焼号数７０００ｋｃａｌ／ｈで燃焼している。

【００３８】（ソーラ水中温・高温）まず、ソーラ水の
温度が高温（リモコン設定値よりも高い温度）及び中温
（リモコン設定値とほぼ同じ温度又はやや低い温度）の
場合について説明する。

【００３９】図３に示すように、制御装置５１は予め設
定された微小時間毎に流量センサ３５がＯＮ状態か否か
を判断する（Ｓ１）。即ち、使用者にて給湯栓が開かれ
て給湯が開始されると、制御装置５１は流量センサ３５
にて予め設定された所定流量以上の流量が検出されたか
否かを判断する。本実施形態では、流量が３Ｌ／ｍｉｎ
未満の場合にはＯＮしないように流量センサ３５が構成
されている。尚、「Ｌ」はリットル、「ｍｉｎ」は分で
ある。

【００４０】流量センサ３５がＯＦＦのとき（Ｓ１でＮ
Ｏ）、制御装置５１はＳ１の処理を繰り返す。流量セン
サ３５がＯＮのとき（Ｓ１でＹＥＳ）、制御装置５１
は、流量センサ３５にて検出された混合水の流量、給水
サーミスタ３４にて検出されたお湯（混合水）の入口側
温度、及びリモコン設定温度等から混合弁１３のソーラ
側への開度を演算する（Ｓ２）。

【００４１】そして、制御装置５１は前記演算結果に基
づいてソーラ側が開くよう混合弁１３を駆動制御する
（Ｓ３）。この結果、最低燃焼号数を確保するようにソ
ーラ水と一般給水とが混合される。これと同時に、制御
装置５１はバーナ１７を最低燃焼号数で燃焼させる（Ｓ
４）。本実施形態において、号数とは「１リットルの水
を１分間で２５℃上昇させる熱量」をいう。

【００４２】次に、制御装置５１は、その時点の流量セ
ンサ３５にて検出された流量の混合水の温度を、リモコ
ン設定温度から最低燃焼号数７０００ｋｃａｌ／ｈ分の
温度だけ下げるように、混合弁１３を駆動制御する。即
ち、バーナ１７を最低燃焼号数７０００ｋｃａｌ／ｈで
燃焼させると丁度リモコン設定温度になるように混合水
の入口側温度の補正を行う（Ｓ５）。

【００４３】制御装置５１は、バーナ１７を最低燃焼号
数７０００ｋｃａｌ／ｈで燃焼させたときの混合水の温
度上昇度を演算し、その演算された温度上昇度をリモコ
ン設定温度から減算することにより補正入口側温度を求
める。そして、制御装置５１は給水サーミスタ３４にて
検出される実際の入口側温度が、前記補正入口側温度に
なるように混合弁１３を駆動制御する。

【００４４】実際には、制御装置５１は、リモコン設定
温度及び混合水の流量に基づいて、前記ＲＯＭに格納さ
れた混合弁制御用のデータファイルから該当する補正入
口側温度及び混合弁１３の開度データをＲＡＭに読み込
み、この読み込んだデータに基づいて混合弁１３を動作
させる。

【００４５】前記混合弁１３の動作により、一般給水と
ソーラ水とは前記開度データに基いた混合割合で混合さ
れ、これにより、混合水の温度は補正入口側温度とな
る。そして、バーナ１７は常時最低燃焼号数７０００ｋ
ｃａｌ／ｈで燃焼していることから、前記補正入口側温
度の混合水を給湯用伝熱管１６に供給すれば、出口側か
らはリモコン設定温度のお湯が供給される。前述したよ
うに、バーナ１７を最低燃焼号数７０００ｋｃａｌ／ｈ
で燃焼させたときに、丁度リモコン設定温度になるよう
に混合水の入口側温度が調節されているからである。

【００４６】この後、制御装置５１はお湯の出口側温度
が、さらにリモコン設定温度に等しくなるように、給湯
サーミスタ３７にて検出された出口側温度に基づいて、
バーナ１７の燃焼量を制御する（Ｓ６）。このため、各
種の実験データ等に基づいて演算された理論上の出口側
温度と実際の出口側温度との誤差が解消され、出口側か
らはいっそうリモコン設定温度に近いお湯が供給供給可
能となる。

【００４７】次に、制御装置５１は出口側温度がリモコ
ン設定温度に達したか否かを判断する（Ｓ７）。出口側
温度がリモコン設定温度に達していない場合（Ｓ７でＮ
Ｏ）、制御装置５１はＳ７の処理を繰り返す。出口側温
度がリモコン設定温度に達している場合（Ｓ７でＹＥ
Ｓ）、制御装置５１はバーナ１７を最低燃焼号数で燃焼
させた状態で、リモコン設定温度のお湯を出湯する（Ｓ
８）。

【００４８】この後、制御装置５１は流量センサ３５が
ＯＮ状態か否か、即ち流量センサ３５に予め設定された
所定流量（本実施形態では３Ｌ／ｍｉｎ）の混合水が流
れているか否かを判断する（Ｓ９）。流量センサ３５が
ＯＮ状態の場合（Ｓ９でＹＥＳ）、制御装置５１は前記
Ｓ７へ処理を戻し、給湯を継続する。流量センサ３５が
ＯＦＦ状態の場合（Ｓ９でＮＯ）の場合、制御装置５１
は操作者にて給湯栓が閉められたものと判断し、バーナ
１７を消火して給湯を終了する。

【００４９】このとき、制御装置５１はバーナ１７を最
低燃焼号数７０００ｋｃａｌ／ｈで燃焼状態に保持す
る。また、制御装置５１は、予め設定されたリセット時
間（本実施形態では１時間）だけ、給湯終了時における
混合割合のまま混合弁１３の開度を保持する。このた
め、前記リセット時間以内に、再び給湯が開始されたと
き（特に、前回給湯終了時と同じリモコン設定内容で開
始されたとき）には、前回の給湯終了時における混合割
合にてソーラ水と一般給水とが混合される。従って、再
度の給湯開始時における出湯開始時の立ち上がり速度が
向上する。

【００５０】一方、給湯終了後、前記リセット時間以上
経過しても次の給湯が開始されないときには、制御装置
５１は、混合弁１３の開度を一般給水側全開へ切り換え
て混合弁１３を初期状態とする。

【００５１】（入口側温度の補正方法）次に、前記処理
Ｓ５における混合水の入口側温度の補正方法、即ち混合
水の補正入口側温度の求め方について説明する。尚、リ
モコン設定温度は４０℃であり、流量１２Ｌ／ｍｉｎで
出湯する。

【００５２】まず、制御装置５１は流量確定値を求め
る。流量確定値は、流量０〜２４Ｌ／ｍｉｎを０〜２５
５ｂiｔに換算した値である。従って、流量１２Ｌ／ｍ
ｉｎの場合、流量確定値＝１２８ｂｉｔとなる。

【００５３】次に、制御装置５１は補正値を次式（Ａ）
にて求められる。「／」は除算を示す。 補正値＝２８２６／流量確定値…（Ａ） 流量確定値＝１２８であることから、これを式（Ａ）に
代入し、整数計算すると、補正値は次のようになる。

【００５４】補正値＝２８２２／１２８＝２２ｂｉｔ 次に、制御装置５１は最低燃焼号数７０００ｋｃａｌ／
ｈで燃焼させたときの温度上昇度を次式（Ｂ）にて求め
る。「＊」は乗算を示す。

【００５５】温度上昇度＝補正値＊補正係数…（Ｂ） 補正係数はバーナ１７の最低燃焼号数毎に異なる値であ
り、最低燃焼号数７０００ｋｃａｌ／ｈの場合、補正係
数≒０．４４Ｋ／ｂｉｔとなっている。

【００５６】式（Ａ）にて求めた補正値及び前記補正係
数をそれぞれ式（Ｂ）に代入すると、温度上昇度は次の
ようになる。 温度上昇度＝２２ｂｉｔ＊０．４４Ｋ／ｂｉｔ＝９．６
８Ｋ 次に、制御装置５１は補正入口側温度を次式（Ｃ）にて
求める。

【００５７】 補正入口側温度＝リモコン設定温度−温度上昇度…（Ｃ） リモコン設定温度及び式（Ｂ）にて求めた温度上昇度を
それぞれ式（Ｃ）に代入すると、補正入口側温度は次の
ようになる。

【００５８】補正入口側温度＝４０−９．６８≒３０℃ 従って、給湯用熱交換器１４（厳密には、給湯用伝熱管
１６）内に、流量１２Ｌ／ｍｉｎで補正入口側温度３０
℃の混合水を供給すれば、この混合水は最低燃焼号数７
０００ｋｃａｌ／ｈにて燃焼するバーナ１７により、リ
モコン設定温度４０℃まで加熱されて出湯される。

【００５９】このように、「ソーラ２モード」において
は、お湯の入口側温度が高温及び中温の場合でも、混合
水の入口側温度を強制的に最低燃焼号数まで下げてから
燃焼加熱する。即ち、お湯の出口側温度は常にバーナ１
７の燃焼量により管理される。このため、お湯の出口側
温度が安定する。

【００６０】また、給湯時の流量の変動に対しても、そ
の流量に伴って、常にバーナ１７の最低燃焼号数での燃
焼が維持されるように混合水の温度補正がなされる。こ
のため、バーナ１７の燃焼量を調節するだけで、お湯の
出口側温度を確保可能となる。従って、給湯のための制
御が簡単になる。また、従来生じていた屋外配管内に滞
留していた水が有効に温水として利用される。

【００６１】さらに、バーナ１７は常時最低燃焼号数で
燃焼している。このため、例えばソーラ水の温度がリモ
コン設定温度に近くて微妙な場合、お湯の出口側温度を
リモコン設定温度に保つためにバーナ１７が頻繁に着火
消火を繰り返すことがない。このため、未燃焼ガスの発
生が抑制される。これは、バーナ１７の着火消火のとき
に、未燃焼ガスが出やすいからである。

【００６２】（ソーラ水低温）次に、ソーラ水の温度が
低温（リモコン設定温度よりも低い温度）の場合につい
て説明する。この場合、制御装置５１は混合弁１３をソ
ーラ側全開に駆動制御すると共に、給湯サーミスタ３７
にて検出される出湯温度がリモコン設定温度に等しくな
るようにバーナ１７の燃焼制御を行う。即ち、ソーラ水
を利用しながら、その温度不足分をバーナ１７の燃焼加
熱により補い、設定温度のお湯を供給する。このため、
ソーラ水を有効に利用できる。

【００６３】（実施形態の効果）従って、本実施形態に
よれば、以下の効果を得ることができる。 （１）「ソーラ２モード」において、混合水の入口側温
度が常にバーナ１７の最低燃焼号数に達するようにソー
ラ水と一般給水とを混合するために、リモコン設定温度
と流量センサ３５にて検出された混合水の流量とに基づ
いて、混合水の補正入口側温度を演算するようにした。
そして、この補正入口側温度と給水サーミスタ３４にて
検出された実際の混合水の入口側温度との比較結果に基
づいて混合弁１３の混合割合を調節するようにした。

【００６４】即ち、バーナ１７を最低燃焼号数７０００
ｋｃａｌ／ｈで燃焼させたときに、丁度リモコン設定温
度になるように常に混合水の熱交換器への入口側温度を
調節するようにし、この後、バーナ１７で燃焼加熱する
ようにした。お湯の出口側温度は常にバーナ１７の燃焼
量により管理されるため、お湯の出口側温度が安定す
る。また、給湯中においてバーナ１７の燃焼維持を最低
燃焼号数に固定したことにより、設定温度に対するお湯
の出口側温度の調節がバーナ１７の燃焼量を調節するだ
けで可能となる。このため、給湯のための制御を簡単に
することができる。また、給湯開始時において前記太陽
熱温水器と給湯機１１とを接続する屋外配管内に滞留し
ている水を、有効に温水として利用することができる。

【００６５】（２）給湯用熱交換器１４の出口側に設け
た給湯サーミスタ３７にて検出された混合水の出口側温
度に基づいて、バーナ１７の燃焼量を調節するようにし
た。このため、リモコン設定温度と実際の出口側温度と
の誤差が解消され、いっそうリモコン設定温度に近いお
湯を供給することができる。

【００６６】（３）給湯が開始されると、混合弁１３の
開度が一般給水側全開とされた初期状態でバーナ１７の
燃焼が開始され、この後、混合弁１３のソーラ水側への
開度を徐々に大きくすることでバーナ１７の燃焼号数を
減らしていき、ほぼ最低燃焼号数に達した時点での混合
弁１３の開度を保持するようにした。このため、混合水
の温度を徐々に上げていくことができる。

【００６７】（４）バーナ１７の最低燃焼号数は、実際
の最低燃焼号数よりも余裕をもって設定されており、こ
の最低燃焼号数は一定の範囲内で任意に調節可能とし
た。このため、リモコン設定内容（例えばリモコン設定
温度）に対する最適な最低燃焼号数を選択することで、
効率的な給湯ができる。

【００６８】（５）給水サーミスタ３４にて検出された
混合水の入口側温度に基づいて、混合弁１３の混合割合
とバーナ１７の燃焼号数とを設定すると共に、給湯サー
ミスタ３７にて検出された混合水の出口側温度に基づい
て、さらにバーナ１７の燃焼号数を調節するようにし
た。このため、混合水の出口側温度をリモコン設定温度
にさらに近づけることができる。

【００６９】（６）給湯が終了されたとき、混合弁１３
は給湯終了時における混合割合のまま開度を保持し、再
び給湯が開始されたときには、前回の給湯終了時におけ
る混合割合にてソーラ水と一般給水とが混合されるよう
にした。このため、再度の給湯開始時、混合弁１３が一
般給水側全開の初期状態で給湯開始される場合に比べ
て、混合弁１３が駆動されてから混合割合が適正な状態
になるまでの時間が短縮される。従って、出湯開始時の
立ち上がり速度を向上させることができる。

【００７０】（７）給湯終了後、予め設定されたリセッ
ト時間（本実施形態では１時間）以上経過しても次の給
湯が開始されないときには、混合弁１３の開度を給湯終
了時における混合割合から一般給水側全開へ切り換え、
同混合弁１３を初期状態とするようにした。このため、
同じリモコン設定内容ですぐに給湯が再開されない場
合、混合弁１３ＷＰ初期状態とすることで、前回と異な
るリモコン設定内容の運転に対応しやすくなる。

【００７１】（８）ソーラ２モードにおいて、給湯機１
１のバーナ１７は常時最低燃焼号数で燃焼されているた
め、制御装置５１は混合水の温度を監視するだけでよ
い。そして、制御装置５１は混合水の温度に基づいての
みバーナ１７の燃焼を追加するか否かを判断する。従っ
て、バーナ１７の燃焼号数及び混合水の温度の両方を監
視する場合に比べて、制御装置５１の演算制御を簡単に
することができる。

【００７２】（９）「ソーラ２モード」において、バー
ナ１７を常時最低燃焼号数で燃焼させるようにした。こ
のため、例えばソーラ水の温度がリモコン設定温度に近
くて微妙な場合、お湯の出口側温度をリモコン設定温度
に保つためにバーナ１７が頻繁に着火消火を繰り返すこ
とがない。このため、バーナ１７の着火消火の繰り返し
回数が減少し、バーナ１７の燃焼に伴う未燃焼ガスの発
生を抑制することができる。

【００７３】（第２実施形態；全自動タイプ）次に、本
発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は風
呂の湯張り・追焚き回路を有する点において前記第１実
施形態と異なる。従って、前記第１実施形態と同様の部
材構成については同一の符号を付し、その重複した記載
を省略する。

【００７４】図４に示すように、前記熱交換器ケース１
５内には風呂用伝熱管６１が配設されており、同風呂用
伝熱管６１、熱交換器ケース１５及びバーナ１７から風
呂用熱交換器６２が構成されている。風呂用伝熱管６１
の両端部はそれぞれ熱交換器ケース１５の側壁を貫通し
て外部に導出されている。本体ケース１２の外壁には、
浴槽の流入口（図示略）に接続された往管接続口６３、
及び同じく吸込口（図示略）に接続された戻管接続口６
４がそれぞれ設けられている本体ケース１２内におい
て、往管接続口６３には接続管６５を介して風呂用伝熱
管６１の一端部（出口側）が接続されている。また、本
体ケース１２内において、戻管接続口６４には接続管６
６、循環ポンプ６７及び接続管６８を介して風呂用伝熱
管６１の他端部（入口側）が接続されている。接続管６
８の途中と前記接続管３６上における給湯管接続口２３
とバイパス弁３８との間には連結管６９が接続されてい
る。

【００７５】接続管６６における戻管接続口６４寄りに
は、同戻管接続口６４から流れ込んでくる浴槽水の温度
を検出する風呂戻サーミスタ７１が設けられている。接
続管６５における往管接続口６３寄りには、往管接続口
６３から浴槽へ供給される温水の温度を検出する風呂往
サーミスタ７２が設けられている。接続管６８上には風
呂通水スイッチ７３が設けられている。連結管６９上に
は縁切装置７４が設けられている。縁切装置７４は縁切
バルブ７５及び複数の縁切逆止弁７６を備えている。

【００７６】前記制御装置５１には、前記第１実施形態
の図２に示す構成部材に加えて、循環ポンプ６７、風呂
戻サーミスタ７１、風呂往サーミスタ７２、風呂通水ス
イッチ７３及び縁切装置７４の縁切バルブ７５がそれぞ
れ入出力インターフェイスを介して接続されている。ま
た、リモコン５２には風呂切換スイッチ（図示略）が設
けられており、同スイッチを押下する毎に「湯張りモー
ド」→「追焚きモード」の順に切り換わる。

【００７７】（第２実施形態の作用）次に、前述のよう
に構成した給湯機の動作を「湯張りモード」、「追焚き
モード」の順に説明する。

【００７８】（湯張りモード）まず、湯張りモードにつ
いて説明する。使用者が浴槽に湯を入れるために、風呂
切換スイッチにより「湯張りモード」が選択されると、
制御装置５１は縁切バルブ７５を開弁して浴槽（図示
略）への湯張りを開始する。バーナ１７にて加熱された
給湯用伝熱管１６内のお湯は、接続管３６→連結管６９
→縁切バルブ７５→縁切逆止弁７６，７６の順に流れて
風呂用循環回路に供給され、往管接続口６３及び戻管接
続口６４を介して浴槽に供給される。この浴槽へのお湯
の供給は、同浴槽内のお湯の水位レベルが予め設定され
た所定の水位レベルに達するまで継続される。

【００７９】浴槽内の水位レベルはレベルセンサ（図示
略）にて検出されており、同レベルセンサにて検出され
た浴槽内の水位レベルが予め設定された所定水位に達す
ると、制御装置５１は縁切バルブ７５を閉弁し、湯張り
を停止する。この後、使用者の使用によって浴槽内のお
湯の水位が低下すれば、これがレベルセンサにて検出さ
れ、制御装置５１は再び縁切バルブ７５を開弁して浴槽
に足し湯を行う。これにより、水位レベルが一定に保た
れる。

【００８０】（追焚きモード）次に、追焚きモードにつ
いて説明する。風呂戻サーミスタ７１にて検出された浴
槽内のお湯の温度が低下して、使用者が追焚きを行うた
めに、風呂切換スイッチにより「追焚きモード」が選択
されると、制御装置５１は縁切バルブ７５を閉弁した状
態で、循環ポンプ６７を駆動させる。すると、浴槽内の
お湯は戻管接続口６４→循環ポンプ６７→往管接続口６
３→浴槽の流路を循環する。浴槽水の温度は風呂戻りサ
ーミスタ７１にて検出され、この検出温度が設定温度よ
り低ければ制御装置５１はバーナ１７を燃焼させ、風呂
用伝熱管６１内の浴槽水を加熱して設定温度まで追焚き
を行う。風呂往サーミスタ７２にて検出された浴槽内の
お湯の温度が設定温度に達すれば制御装置５１は追焚き
を終了する。

【００８１】前述した湯張り及び足し湯を行う際には、
リモコン５２の給湯モード切換スイッチにて選択された
給湯モード、即ち「ボイラモード」、「ソーラ１モー
ド」及び「ソーラ２モード」のいずれか１つの運転モー
ドにて給湯が行われる。従って、実施形態によれば、前
記第１実施形態の（１）〜（１０）番目に記載の効果と
同様の効果を得ることができる。

【００８２】（別例）尚、前記実施形態は以下のように
変更して実施してもよい。 ・前記両実施形態において、給湯サーミスタ３７を省略
するようにしてもよい。このようにしても、「ソーラ２
モード」において、お湯の入口側温度を制御するだけ
で、ほぼリモコン設定温度のお湯が出湯される。

【００８３】・両実施形態においては、燃焼可能水量を
３Ｌ／ｍｉｎとしたが、流量０〜５Ｌ／ｍｉｎの範囲内
で任意に変更してもよい。 （付記）次に前記実施形態及び別例から把握できる技術
的思想を以下に追記する。

【００８４】・混合弁を給水側に固定してバーナ燃焼を
行うボイラモードと、混合弁をソーラ水側に固定してバ
ーナ燃焼を行わないソーラ１モードと、混合弁でソーラ
水と一般給水とを混合して設定温度に制御し、混合水の
温度が設定温度に達しない時のみバーナ燃焼を行うソー
ラ２モードとを切り替え可能とした給湯機において、前
記ソーラ２モードでは、給湯が開始されたとき、常にバ
ーナが最低燃焼号数以上で燃焼するようにし、お湯の出
口側温度が予め設定された設定温度になるように混合水
の入口側温度を調節して供給するようにした給湯機。

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば、バーナを最低燃焼号数
で燃焼させたときに、丁度リモコン設定温度になるよう
に常に混合水の入口側温度を調節するようにし、この
後、バーナで燃焼加熱するようにした。このため、お湯
の出口側温度は常にバーナの燃焼量により管理され、給
湯のための制御を簡単にすることができる。また、給湯
開始時において前記太陽熱温水器と給湯機１１とを接続
する屋外配管内に滞留している水を、有効に温水として
利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態における給湯器の概略構成図。

【図２】 第１実施形態における給湯器の電気的な接続
図。

【図３】 第１実施形態における給湯器のソーラ２モー
ドでの動作を示すフローチャート。

【図４】 第２実施形態における給湯器の概略構成図。

【図５】 第２実施形態における給湯器の電気的な接続
図。

【符号の説明】

１１…給湯機、１３…混合弁、１４…給湯用熱交換器、
１７…バーナ、３４…給水サーミスタ（入口側温度セン
サ）、３５…流量センサ、３７…給湯サーミスタ（出口
側温度センサ）、５１…制御装置（制御手段）、５２…
リモコン。

フロントページの続き (72)発明者 堀内 敏弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業 株式会社内 (72)発明者 浦川 芳久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業 株式会社内 (72)発明者 三原 廣司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業 株式会社内 (72)発明者 石原 博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業 株式会社内 (72)発明者 小宮 英二 愛知県犬山市字上小針１番地 中部エナジ ス 株式会社内 (72)発明者 佐々木 隆 愛知県犬山市字上小針１番地 中部エナジ ス 株式会社内 Ｆターム(参考） 3L034 DA02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽熱温水器からのソーラ水と水道から
   の一般給水とを混合弁により混合し、この混合水をバー
   ナを備えた熱交換器の入口側に供給し、リモコンにて予
   め設定された設定温度のお湯を出口側へ供給するように
   した給湯機であって、 給湯の開始に伴い前記バーナを燃焼させると共に、前記
   混合水の熱交換器への入口側温度が常にバーナの最低燃
   焼号数に達するようにソーラ水と一般給水とを混合する
   ために、前記設定温度と混合弁の出口側に設けた流量セ
   ンサにて検出された混合水の流量とに基づいて、混合水
   の補正入口側温度を演算し、この補正入口側温度と混合
   弁の出口側に設けた入口側温度センサにて検出された実
   際の混合水の入口側温度との比較結果に基づいて混合弁
   の混合割合を調節する制御手段を設けた給湯機。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、熱交換器の出口側に設
   けた出口側温度センサにて検出された混合水の出口側温
   度に基づいて、この混合水の出口側温度を設定温度にさ
   らに近づけるために、バーナの燃焼量を調節する請求項
   １に記載の給湯機。
3. 【請求項３】 太陽熱温水器からのソーラ水と水道から
   の一般給水とを混合弁により混合し、この混合水をバー
   ナを備えた熱交換器に入口側から供給し、リモコンにて
   予め設定された設定温度のお湯を出口側へ供給するよう
   にした給湯機の運転方法であって、 給湯が開始されると、混合弁の開度が一般給水側全開と
   された初期状態でバーナの燃焼が開始され、この後、混
   合弁のソーラ水側への開度を徐々に大きくすることでバ
   ーナの燃焼号数を減らしていき、ほぼ最低燃焼号数に達
   した時点での混合弁の開度を保持するようにした給湯機
   の運転方法。
4. 【請求項４】 前記バーナの最低燃焼号数は、実際の最
   低燃焼号数よりも余裕をもって設定されており、この最
   低燃焼号数は一定の範囲内で任意に調節可能とした請求
   項３に記載の給湯機の運転方法。
5. 【請求項５】 前記混合弁の出口側に設けた入口側温度
   センサにて検出された混合水の入口側温度に基づいて、
   混合弁の混合割合とバーナの燃焼号数とを設定すると共
   に、熱交換器の出口側に設けた出口側温度センサにて検
   出された混合水の出口側温度に基づいて、さらにバーナ
   の燃焼号数を調節するようにした請求項３又は請求項４
   に記載の給湯機の運転方法。
6. 【請求項６】 給湯が終了されたとき、前記混合弁は給
   湯終了時における混合割合のまま開度を保持し、再び給
   湯が開始されたときには、前回の給湯終了時における混
   合割合にてソーラ水と一般給水とが混合されるようにし
   た請求項３〜請求項５のうちいずれか一項に記載の給湯
   機の運転方法。
7. 【請求項７】 給湯終了後、予め設定されたリセット時
   間以上経過しても次の給湯が開始されないときには、混
   合弁の開度を給湯終了時における混合割合から一般給水
   側全開へ切り換え、同混合弁を初期状態とするようにし
   た請求項３〜請求項６のうちいずれか一項に記載の給湯
   機の運転方法。