JP2830539B2 - 給湯器付き風呂装置 - Google Patents

給湯器付き風呂装置

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JP2830539B2 JP25095191A JP25095191A JP2830539B2 JP 2830539 B2 JP2830539 B2 JP 2830539B2 JP 25095191 A JP25095191 A JP 25095191A JP 25095191 A JP25095191 A JP 25095191A JP 2830539 B2 JP2830539 B2 JP 2830539B2
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一郎 奈須
敏弘 堀内
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雅篤 井上
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガスまたは灯油等の燃料
を燃焼させて所定の温度のお湯をカランまたは浴槽に給
湯するとともに浴槽のお湯を装置内に循環させ所定の温
度に沸き上げる機能をもった一缶二水路方式の給湯器付
き風呂装置の温度制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の給湯器付き風呂装置は例えば図2
に示すように、一缶二水路の熱交換器1と、熱交換器1
の給湯用水回路2の、給水口4に流量検出器5と給水温
度検出器6を設けて接続し、熱交換器1の給湯用水回路
2の、給湯口7を出湯温度検出器8を設けて接続し、か
つ熱交換器1の給湯用水回路2の入口と出口をバイパス
弁9を介してバイパス水路10で接続している。さらに
熱交換器1の追い焚き用水回路3の入口と出口を浴槽1
3にそれぞれ接続して循環水回路を構成し、その循環水
回路に浴槽湯温を検出する風呂温度検出器12と、浴槽
水を循環させる循環ポンプ11を設けている。そして、
熱交換器を加熱する加熱器15と、給湯口から出湯する
湯温を設定する出湯温度設定器18と、給湯特性を良く
するために出湯条件によりバイパス弁9の開閉を制御す
るバイパス弁制御部19よりなる。熱交換器1の給湯用
水回路にのみ通水がある場合、つまり給湯のみ行ってい
る場合は出湯温度検出器8と給水温度検出器6と流量検
出器5の検出データをもとに出湯温度が設定温度になる
ように求めた制御量で前記加熱器15を制御する給湯燃
焼制御部17とを有して、熱交換器1の追い焚き用水回
路3にのみ通水がある場合、つまり循環ポンプ11で浴
槽水を循環させて追い焚きを行っている場合は風呂温度
検出器12の検出データをもとに求めた制御量で前記加
熱器を制御する追い焚き燃焼制御部16とを有してい
る。さらに熱交換器1の給湯用水回路2と追い焚き用水
回路3に共に通水がある場合、つまり給湯と追い焚きを
同時に行う場合は出湯温度検出器8と給水温度検出器6
と流量検出器5の検出データをもとに出湯温度が設定温
度になるように求めた制御量と風呂温度検出器の検出デ
ータをもとに求めた制御量の和、つまり給湯のみの時の
制御量と追い焚きのみの制御量を加算した制御量で前記
加熱器を制御する同時燃焼制御部20を備えた構成にな
っていた。
【0003】この従来の構成により給湯時追い焚きが開
始された場合、また追い焚き時に給湯が開始された場
合、追い焚きに必要な加熱量を即座に加算することで出
湯温度の過渡特性の改善が図られていた。また追い焚き
に必要な加熱量にずれが有った場合も給湯用の制御量に
フィードバック要素が含まれているために給湯出湯温度
は設定温度になるようになっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら一缶二水
路方式の風呂装置に於いて上記のような従来の構成では
熱変換器の給湯用水回路と追い焚き用水回路の温度差に
よって生じる熱収支のちがいに対応できないため給湯用
の出湯温度設定と追い焚き用の水の温度と異なった場
合、またバイパス弁の開閉状態の異なった場合の設定条
件で、給湯時に追い焚きが開始された時、また追い焚き
時に給湯が開始された時の出湯温度の過渡特性が充分改
善できず、特定の設定条件に於いてオーバーシュート、
アンダーシュートが発生するという課題があった。
【0005】本発明はかかる従来の課題を解消するもの
で、給湯時に起こり得る全ての設定条件に於いて過渡特
性を改善することにより出湯温度の安定化をり、オー
バーシュート、アンダーシュートを低減し、快適な出湯
特性をもつ給湯器付き風呂装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の給湯器付き風呂装置は、一缶二水路の熱交換
器と、前記熱交換器の給湯用水回路の給水口に接続した
流量検出器と給水温度検出器と、給湯口に接続した出湯
温度検出器と、前記給湯用水回路の入口と出口をバイパ
ス弁を介して接続したバイパス水路と、前記熱交換器の
追い焚き用水回路の入口と出口を浴槽にそれぞれ接続し
た循環水回路に浴槽湯温を検出する風呂温度検出器と、
前記循環水回路に浴槽水を循環させる循環ポンプを設
け、前記熱交換器を加熱する加熱器と、前記給湯口から
出湯する湯温を設定する出湯温度設定部と、前記バイパ
ス弁の開閉を制御するバイパス弁制御部と、前記熱交換
器の給湯用水回路にのみ通水がある場合に前記出湯温度
検出器と前記給水温度検出器と前記流量検出器の検出デ
ータをもとに出湯温度が前記出湯温度設定器によって設
定された温度になるように求めた制御量で前記加熱器を
制御する給湯用加熱器制御部と、前記熱交換器の追い焚
き用水回路にのみ通水がある場合に前記風呂温度検出器
の検出データをもとに求めた制御量で前記加熱器を制御
する追い焚き燃焼制御部と、前記熱交換器の給湯用水回
路と追い焚き用水回路に共に通水がある場合に前記給湯
燃焼制御部から出力される制御量と前記風呂温度検出器
と前記バイパス弁の開閉情報と前記出湯温度設定部のデ
ータをもとに求めた制御量との和で前記加熱器を制御す
る同時燃焼制御部を備えたものである。
【0007】
【作用】本発明は上記の構成によって、出湯温度設定の
違い、バイパス弁の開閉の違いによって生じる熱交換器
の給湯水回路と循環水回路の温度差によって生じる熱収
支のバランスをバイパス弁の開閉加熱量の設定により補
正し、全ての条件に於いて過渡時に最適な加熱量を即座
に与えることにより、給湯時に追い焚きを開始した時、
反対に追い焚き時に給湯を開始した時のオーバーシュー
ト、アンダーシュートを小さく押さえる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0009】図1は本発明の機能ブロック図で熱交換器
1に給湯用水回路2と追い焚き用水回路3が構成されて
いる。水の供給を受ける給水口4から給湯用水回路2に
配管され途中に給水量を検出する流量検出器5と給水温
度を検出する給水温度検出器6を設けている。給湯口7
と給湯用水回路2は出湯温度検出器8を設けて配管され
ている。給湯用水回路2の入口と出口はバイパス弁9を
設けたバイパス水路10で配管されている。
【0010】追い焚き用水回路3の入口は循環ポンプ1
1と風呂温度検出器12を設けて浴槽13の循環口14
に、追い焚き用水回路3の出口も浴槽13の循環口14
にそれぞれ配管され循環水路を形成している。
【0011】上記構成において動作を説明すると熱交換
器1は加熱器15で加熱され、加熱器15はバーナー、
送風器、燃料供給器等により構成される。16は追い焚
き燃焼制御部で循環ポンプ11を運転して浴槽13内の
湯を追い焚きする時のみ、加熱器15の燃焼量を風呂温
度検出器12で検出した風呂温度をもとに制御する。
【0012】17は給湯燃焼制御部で給湯口7に設けら
れた蛇口が開かれ、給湯を行う時に出湯温度設定部1
8、流量検出器5、給水温度検出器6によって必要燃焼
量を演算し、さらに出湯温度検出器8で検出された出湯
湯温が出湯温度設定部18で設定された設定温度になる
ようにPID演算を行い、必要燃焼量演算結果とPID
演算結果を加算して加熱器15の燃焼量を制御する。
【0013】この時設定温度と給水温度によってバイパ
ス弁制御部19でバイパス弁9の開閉を制御する。設定
温度が55℃以上の時は熱交換器1の温度が上がりすぎ
ないようバイパス弁を閉に、設定温度が47℃以下では
給湯流量を多くとれるようにバイパス弁を開で制御す
る。ただし入水温度が5℃以下に於いては出湯温度が確
保できなくなる可能性があるためバイパス弁9を閉で制
御する。
【0014】20は同時燃焼制御部で追い焚きと給湯を
同時に行う時に加熱器15の燃焼量を制御する。一缶二
水路方式の熱交換器1に於いて、追い焚きと給湯を同時
に行うと加熱器15で発生させた熱量を給湯水回路2と
追い焚き用水回路3で所定の比率でそれぞれ吸収するこ
とになる。この比率は給湯用水回路2と追い焚き用水回
路3の平均温度で決まる。つまり温度の低い方に多くの
熱量が取られる傾向になる。そこで本実施例では同時燃
焼制御部20では熱交換器1の給湯用水回路2と追い焚
き用水回路3の平均温度に影響を与える風呂温度検出器
12からの風呂温度、出湯温度設定器18からの出湯設
定温度、バイパス弁制御部19からのバイパス弁開閉情
報をもとに、追い焚き用水回路3に吸収される熱量を示
した変換表(表1)により求められる熱量を給湯制御部
17が出力する熱量に加算して出力し、加熱部15の燃
焼量を制御するようになっている。表1は追い焚きと給
湯を同時に行っている時の追い焚き用水路3に吸収され
る熱量を想定した値で、出湯温度設定部18で設定され
た給湯温度、バイパス弁制御部19の制御結果、風呂温
度検出器12で検出した風呂温度をパラメータとして実
験で求める。追い焚き用水回路3を流れる流量、バイパ
ス弁9が開の場合の給水口4から供給される入水温度、
バイパス弁9が開の時のバイパス水路10と給湯用水回
路2へ流れる流量比率、熱交換器1と給湯用水回路2と
追い焚き用水回路3間の熱伝導率等を定数として考える
と、給湯温度とバイパス弁の開閉によって決まる給湯用
水回路2の平均温度と風呂温度により決まる追い焚き用
水回路3の平均温度によって追い焚き用水回路3に吸収
される概略熱量が決まるという考え方に基づいている。
【0015】
【表1】
【0016】追い焚きの必要が発生し、循環ポンプ11
を駆動し、流量検出部5から点火流量以上の流量が検出
されていない時は追い焚きのみが作動しているとして追
い焚き燃焼制御部16は作動し、循環ポンプ11を駆動
していないときで流量検出部5から点火流量以上の流量
を検出した時、給湯のみが行われているとして給湯燃焼
制御部17は作動し、循環ポンプ11を駆動し、流量検
出部5から点火流量以上の流量を検出している時、給湯
と追い焚きが同時に行われているとして、同時燃焼制御
部20は作動するようになっている。
【0017】加熱器15内のバーナーへの点火制御、燃
焼時の空気と燃料の供給制御、追い焚き時に循環ポンプ
11を駆動し、風呂温度が所定温度になったら追い焚き
を停止するシーケンス制御等に関しては本発明に関係な
いので説明を省略する。
【0018】また本発明の実施例として給湯と追い焚き
を行う給湯器付き風呂装置をあげたが本発明はこのタイ
プの給湯器付き風呂装置に限定するものではなく、さら
に風呂給湯機能、風呂保温、差し湯機能を有した風呂装
置に付いてもそのまま応用可能である。
【0019】
【発明の効果】以上の様に本発明の給湯器付き風呂装置
によれば給湯と追い焚きを同時に行うときの加熱量を、
出湯温度検出器と給水温度検出器と流量検出器の検出デ
ータをもとに出湯温度が前記出湯温度設定器によって設
定された温度になるように求めた制御量と、風呂温度検
出器とバイパス弁の開閉情報と出湯温度設定器のデータ
をもとに求めた制御量との和で加熱器を制御するように
したので、同時燃焼時の必要燃焼量を条件に応じて正確
に与えることができる。従って給湯中に追い焚きが開始
された時、追い焚き中に給湯が開始された時に、主に追
い焚き燃焼量のずれが原因で発生する給湯出湯温度のオ
ーバーシュート、アンダーシュートを効果的に低減する
ことができ、一缶二水路方式の熱交換器を使用して良好
な出湯特性をもつ給湯器付き風呂装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の給湯器付き風呂装置の機能
ブロック図
【図2】従来例を示す給湯器付き風呂装置の機能ブロッ
ク図
【符号の説明】
1 熱交換器 2 給湯用水回路 3 追い焚き用水回路 4 給水口 5 流量検出器 6 給水温度検出器 7 出湯口 8 出湯温度検出器 9 バイパス弁 10 バイパス水路 11 循環ポンプ 12 風呂温度検出器 13 浴槽 14 循環口 15 加熱器 16 追い焚き燃焼制御部 17 給湯燃焼制御部 18 出湯温度設定部 19 バイパス弁制御部 20 同時燃焼制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 雅篤 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 浅井 俊彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F23N 5/02 350 F23N 5/14 370

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一缶二水路の熱交換器と、前記熱交換器の
    給湯用水回路の給水口に接続した流量検出器と給水温度
    検出器と、前記熱交換器の給湯口に接続した出湯温度検
    器と、前記給湯用水回路の入口と出口をバイパス弁を
    介して接続したバイパス水路と、前記熱交換器の追い焚
    き用の水回路の入口と出口を浴槽にそれぞれ接続した循
    環水回路に浴槽湯温を検出する風呂温度検出器と、前記
    循環水回路に浴槽水を循環させる循環ポンプを設け、前
    記熱交換器を加熱する加熱器と、前記給湯口から出湯す
    る湯温を設定する出湯温度設定部と、前記バイパス弁の
    開閉を制御するバイパス弁制御部と、前記熱交換器の給
    湯用水回路にのみ通水がある場合に前記出湯温度検出器
    と前記給水温度検出器と前記流量検出器の検出データを
    もとに出湯温度が前記出湯温度設定器によって設定され
    た温度になるように求めた制御量で前記加熱器を制御す
    る給湯燃焼制御部と、前記熱交換器の追い焚き用の水回
    路にのみ通水がある場合に前記風呂温度検出器の検出デ
    ータをもとに求めた制御量で前記加熱器を制御する追い
    焚き燃焼制御部と、前記熱交換器の給湯用水回路と追い
    焚き用水回路に共に通水がある場合に前記給湯燃焼制御
    部から出力される制御量と前記風呂温度検出器と前記バ
    イパス弁の開閉情報と前記出湯温度設定部のデータをも
    とに求めた制御量との和で前記加熱器を制御する同時燃
    焼制御部を備えた給湯器付き風呂装置。
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