JP2580846B2 - 給湯・暖房兼用給湯機の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は一系を温水暖房に、他の一系は給湯に用い
る一缶二水路の給湯・暖房兼用の給湯機の温度制御に関
するものである。

［従来の技術］ 家庭用の給湯機には風呂・洗面・台所に給湯する回路
と、室内の暖房に使用する温水を得る回路とを、専用バ
ーナを用いて構成する一水路形があり、また、給湯用回
路の缶体内に温水暖房用回路の熱交換器を組み込んだ一
缶二水路形とがある。専用バーナを用いて構成する一水
路形はバーナを単独に制御することで独自の温度制御が
可能であるが、一缶二水路形は給湯用回路に組み込んだ
一個の湯温センサで温度制御するものである。

そして、最近の給湯機はきめ細かなバーナの運転制御
が可能になったから、バーナに用いるコントローラは、
設定温度に対して２℃以下の温度制御幅で安定した給湯
温度が得られるような制御ができるようになってきた。

［発明が解決しようとする課題］ 一般に、給湯機の出湯温度特性は、設定した温度に対
して給湯温度の制御幅が狭く、精度が高いことが歓迎さ
れるものである。そして、実際の使用状態から見ると、
給湯用回路でシャワーを使う時などでは温度変動のない
ことが望まれている。しかし、温水暖房用回路による温
水暖房使用時には、給湯用回路のようなきめ細かな制御
を行なわず、かなりラフな温度制御であっても、暖房す
る室温の安定性への影響はほとんど現われず、居住循環
に全く影響がないものである。

また、給湯機が温度制御幅の狭いコントロールを行な
う時には、熱源であるバーナは運転の開始と停止とが頻
繁に繰り返されることにより、着火音・臭気等の生活公
害に発展する可能性があり、また、給湯機缶体は加熱・
放熱が繰り返されるので、熱効率低下の原因になるもの
であり、解決すべき問題点がある。

特に最近の家庭用の温水暖房用回路を持つ給湯機の多
くは一缶二水路の給湯機であり、給湯用回路の為に温度
制御幅を狭くしたものがほとんどで、長時間の連続運転
となる温水暖房用回路の使用時に、バーナは頻繁に運転
の開始と停止とを繰り返す問題点が指摘されている。

出願人はこの課題について先に特願平２−112073号の
出願を行ない、給水または給湯回路に流量スイッチを設
けることによって、水の流れの有・無を検出し、温度制
御幅を制御する方法を提案したが、この提案に使用する
流量スイッチは機械装置によって水流を検出するから、
安価なものは耐久性に問題が起きやすく、本発明は更に
別の観点から最善を望むものである。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記課題を解決する為に、以下の提案をす
るのである。即ち、蛇口７が接続される給湯管7aと冷水
が供給される給水管6aとを給湯機缶体１の水室1aに接続
し、かつ、給湯機缶体１の水室1a内に装置したコイル状
配管８は循環ポンプ8aを介して暖房用の放熱器９に接続
し、熱媒体が循環ポンプ8aを介してコイル状配管８・放
熱器９を循環する温水暖房用回路Ａと、給水管6aから水
室1a・給湯管7aを経て蛇口７に至る給湯用回路Ｂとを形
成し、一つの給湯機缶体１を使って温水暖房用回路Ａと
給湯用回路Ｂとで一缶二水路を構成し、かつ、給湯機缶
体１の水室1aに湯温センサ２を取付け、該湯温センサ２
の温度データに基づきバーナ３の運転を制御するコント
ローラ４を設け、該コントローラ４は水室1aの湯温が設
定温度付近の時にバーナ３を不作動とする給湯・暖房兼
用給湯機において、バーナ３の運転制御を行なうコント
ローラ４はバーナ３を不作動とする設定温度幅を二種類
用意し、一方、給湯機缶体１付近の給水管6aには給水温
度を検出する水温センサ６を設け、水温センサ６の検出
温度が低温の時はコントローラ４の温度制御幅を狭い方
に切換設定する給湯・暖房兼用給湯機の制御方法に関す
るものである。

［作用］ 温水暖房兼用給湯機が運転開始すると、給湯機缶体１
の湯温はバーナ３により昇温し、予め設定された温度を
湯温センサ２が検出するまで沸き上げる。そして、給湯
管7aの先の蛇口７を開けば、コントローラ４によって湯
温センサ２で設定した温度のお湯を供給する。即ち、コ
ントローラ４は湯温センサ２の温度データが設定温度に
なるとバーナ３の運転を停止し、温水の使用にしたがっ
て湯温が低下すると、再びバーナ３の運転を開始し、出
湯される湯温の温度幅が狭くなるようにコントロールし
ている。

一方、給湯機缶体１の水室1a内にはコイル状配管８が
取付けられており、給湯機缶体１が設定温度に沸き上げ
られているから、循環ポンプ8aを運転すると水室1a内で
間接加熱した熱媒体が放熱器９に送られて暖房に供され
る。そして、水室1a内の湯温が低下するとコントローラ
４がバーナ３の運転を指示して湯温を高め、放熱器９に
は所定温度の熱媒体が供給されるものである。

この発明は給湯機缶体１付近の給水管6aに水温センサ
６を設けており、暖房運転だけの時には水の流れがない
為に、水室1aの温水が給水管6aに拡散して水温センサ６
は高温度を検出している。また、蛇口７を開いて少しで
も流れがあれは、拡散した温水が水室1aへ流れて水温セ
ンサ６は直ちに冷水を検出するので、高精度で蛇口７の
開閉が検出できるものである。

従って、この位置に取付けた水温センサ６は従来の高
価格な水流センサに代えて、簡単に蛇口７の開閉が検出
できるようになり、水温センサ６が高温を検出すれば暖
房運転中と判断できるものである。そして、コントロー
ラ４は湯温センサ２の温度データによって再びバーナ３
の運転を指示する時は、この温度を低く設定することに
よって温度制御幅を大きくすることができ、暖房運転時
に長時間給湯機を連続運転しても、バーナ３の断続運転
の間隔を長くすることができたものである。

［実施例］ 以下実施例を示す図により構成を説明すると、１は給
湯・暖房兼用給湯機の給湯機缶体、1aは給湯機缶体１を
構成する水室、５は水室1aの下部に位置した給水口、5a
は水室1aの上部に設けた給湯口である。

6aは給水口５に接続して冷水を水室1aに供給する給水
管、7aは給湯口5aに接続して水室1aから温水を出湯する
給湯管、７は給湯管の端部に取付けた蛇口であり、給水
管6a・水室1a・給湯管6a・蛇口７の回路で給湯用回路Ｂ
を構成し、該蛇口７を開くことによって給湯機缶体１で
得られた温水を使用することができる。

２は給湯機缶体１の水室1aの適所に設けた湯温セン
サ、３は給湯機の熱源であるバーナ、４は湯温センサ２
の温度データに基づきバーナ３の運転を制御するコント
ローラであり、図示ぜざる運転スイッチを閉路にすると
バーナ３が運転を開始して水室1a内の水を沸き上げる。

やがて、湯温センサ２があらかじめ設定した温度を検
出すると、コントローラ４はバーナ３に運転の停止を指
示し、また、温水の使用によって給水口５から冷水が水
室1aに流入し、湯温センサ２が低温度を検出すると、コ
ントローラ４はバーナ３の運転の再開を指示し、湯温セ
ンサ２の信号によって給湯機缶体１内の湯温が一定とな
るように、バーナ３を断・続運転させるものである。

８は給湯機缶体１の水室1a内に装置したコイル状配
管、９は室内を暖房する為に取付けた放熱器、9aはコイ
ル状配管８と放熱器９とを連絡する循環パイプ、8aは循
環パイプ9aの途中に取付けた循環ポンプであり、循環ポ
ンプ9aで連絡するコイル状配管８・循環ポンプ8a・放熱
器９の閉回路は水或いは不凍液等の熱媒体を循環させる
温水暖房用回路Ａを構成している。

この為、水室1a内で間接加熱された熱媒体は循環ポン
プ8aによって放熱器９に送られ、熱媒体の持つ熱量を室
内に放熱して暖房すると共に、放熱して低温度になった
熱媒体が水室1a内のコイル状配管８を循環する時に、該
水室1a内の温水を低温度にするから、この温度低下は湯
温センサ２によって検出でき、コントローラ４がバーナ
３に運転開始の指示を行ない、間接的に熱媒体を加熱す
るものである。

６は給湯機缶体１付近の給水管6aに取付けた水温セン
サであり、給水管6aに水流がない時は給湯機缶体１付近
の給水管6a内に水室1a内の高温の温水が拡散しており、
水温センサ６はこの給水管6aに拡散した温水温度を検出
するものである。この為、水温センサ６が高温度を検出
している時は、蛇口７が閉じられて温水が使用されてい
ない時であり、また、給水管6aに拡散した温水は蛇口７
が開かれて温水が使用されると水室1a内に送られて、水
温センサ６は冷水温度を検出するものであり、水温セン
サ６の検出温度によって給湯用回路Ｂの使用が検出でき
るものである。

この発明では給湯機缶体１の湯温が設定温度になって
バーナ３の運転を停止した後で、再びバーナ３の運転を
開始する温度を二種類設け、温水供給中はバーナ３の運
転開始温度を停止した時の温度に近づけて、設定温度と
の幅を狭くし、かつ、暖房だけが行なわれている時はバ
ーナ３の運転開始温度を停止した時の温度よりも低くし
て、設定温度との幅を大きくするもので、コントローラ
４はこの特定位置に取付けた水温センサ６の温度を監視
するだけで、二種類の温度制御幅を使い分けることがで
きたものである。

即ち、温水暖房用回路Ａと給湯用回路Ｂとを一缶二水
路の給湯機缶体１によって構成し、一個の湯温センサ２
によって温度制御する給湯機において、給水口５付近の
水温を検知する水温センサ６が給水温度を検出した時に
は、コントローラ４は給湯中と判断して、温度制御幅の
小さい（2deg位）温度制御に切換え、水温センサ６が高
温を検出して温水が使われていない時は温度制御幅の大
きい（20deg位）の温度制御を行なうことによって、給
湯時の出湯温度特性と暖房時の出湯温度特性が異なる制
御を可能とするものであり、安価に製造できる一缶二水
路構造の給湯機であっても、夫々の熱交換部を持って制
御する給湯機の温度特性に匹滴させることがきたもので
ある。

［発明の効果］ 以上の構成・作用を示す本発明は、水温センサ６によ
って、温水暖房用に使用する場合と給湯用に使用する場
合との違いが簡単に検出できるようになり、高価格の水
流センサを用いることなく、この発明の位置に簡単な温
度検出器を取付けて水温を検出するだけで、極めて簡単
に蛇口の開閉状態が検出できたものであり、安価に給湯
機の制御ができるようになったものである。

この為、コントローラ４はこの水温センサ６の検出温
度によってバーナ３の運転制御が切換できるようにな
り、給湯用に用いる場合は出湯温度の制御幅を狭くし
て、設定温度を高精度で維持して蛇口から給湯できるよ
うに運転制御したり、また、温水暖房に用いる場合は水
室1aの湯温度の制御幅を広くして、コイル状配管８で得
られた熱媒体の温度をラフに制御するといった制御が、
簡単に実施できるものである。

従って、シャワー等の様に給湯温度の変動を嫌う時に
は、温度制御幅の狭い制御によって確実に一定温度で給
湯できるようになり、また、温水暖房時には温度制御幅
の広い制御に切換することにより、バーナ３の運転間隔
を長くできるようになったものであり、一缶二水路によ
る給湯・暖房兼用の給湯機であっても、夫々専用の熱交
換器を持つ給湯機のような制御が可能になったものであ
る。

特に、暖房運転時においてバーナ３の運転・停止のサ
イクルが頻繁に行なわれないから、耳障りな着火音が頻
繁に発生するとか、着火時に発生し易い臭気の為に排気
ガスが臭いといったトラブルが防止できたものである。
また、温水温度の制御幅を大きくしたことにより、バー
ナ３が頻繁に運転・停止を繰り返す時にくらべて、熱効
率は約10％向上できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明品の概略系統図である。 １……給湯機缶体、1a……水室、２……湯温センサ、３
……バーナ ４……コントローラ、５……給水口、5a……給湯口、６
……水温センサ 6a……給水管、７……蛇口、7a……給湯管、８……コイ
ル状配管 8a……循環ポンプ、９……放熱器 Ａ……温水暖房用回路、Ｂ……給湯用回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蛇口７が接続される給湯管7aと冷水が供給
   される給水管6aとを給湯機缶体１の水室1aに接続し、か
   つ、給湯機缶体１の水室1a内に装置したコイル状配管８
   は循環ポンプ8aを介して暖房用の放熱器９に接続し、熱
   媒体が循環ポンプ8aを介してコイル状配管８・放熱器９
   を循環する温水暖房用回路Ａと、給水管6aから水室1a・
   給湯管7aを経て蛇口７に至る給湯用回路Ｂとを形成し、
   一つの給湯機缶体１を使って温水暖房用回路Ａと給湯用
   回路Ｂとで一缶二水路を構成し、かつ、給湯機缶体１の
   水室1aに湯温センサ２を取付け、該湯温センサ２の温度
   データに基づきバーナ３の運転を制御するコントローラ
   ４を設け、該コントローラ４は水室1aの湯温が設定温度
   付近の時にバーナ３を不作動とする給湯・暖房兼用給湯
   機において、 バーナ３の運転制御を行なうコントローラ４はバーナ３
   を不作動とする設定温度幅を二種類用意し、一方、給湯
   機缶体１付近の給水管6aには給水温度を検出する水温セ
   ンサ６を設け、水温センサ６の検出温度が低温の時はコ
   ントローラ４の温度制御幅を狭い方に切換設定すること
   を特徴とする給湯・暖房兼用給湯機の制御方法。