JP2946862B2 - 給湯器付風呂釜の運転制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯器と風呂釜とを一
体的に組み合わせて成る給湯器付風呂釜の運転制御方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、往管と戻管とから成る循環管で浴
槽に両端が連通された循環加熱用の風呂熱交換器と、風
呂熱交換器を加熱するバーナと、バーナの燃焼量を制御
する比例制御弁とを備えた風呂釜と、給湯回路に接続さ
れた給湯熱交換器と、給湯熱交換器をバイパスするバイ
パス路と、給湯熱交換器が加熱された缶体出湯とバイパ
ス路からのバイパス水とを混合する混合装置と、給湯熱
交換器を加熱するバーナと、バーナの燃焼量を制御する
比例制御弁とを備えたバイパスミキシング方式の給湯器
とから成り、給湯器からの出湯路を上記循環管に連通さ
せ、浴槽へ湯を満たす落とし込み運転を自動的に行う給
湯器付風呂釜が知られている（例えば、特開昭62−1252
52号公報、特開平２−133755号公報参照）。

【０００３】一般に、このような給湯器付風呂釜は自動
運転時に、落とし込みモードで浴槽への給湯を行い、浴
槽内の水位が所定値に達すると焚き上げモードに移行し
て浴槽内の湯温を上昇させ、湯温が所定温度に達して焚
き上げモードが終了した後、自動的に保温・補水モード
に移行し、例えば30分毎に水位を検出するとともに、循
環ポンプを駆動して湯温を検出し、水位が低下している
場合に補水即ち浴槽への給湯を行い、湯温が低下してい
るときは追焚運転を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の給湯器付風呂釜においては、自動運転の補水モード
中に給湯栓が開かれる等して一般給湯側が使用される
と、一般給湯が優先されて補水運転が中断され、待機状
態になるため、一般給湯側が使用される時には補水運転
の時間が長くなるという問題があり、一般給湯と補水運
転とを同時に行うことも考えられるが、給湯器からの出
湯温度を補水運転用の風呂設定温度に合わせると、給湯
栓からの一般給湯も同じ湯温しか得ることができなくな
り、使い勝手が悪くなり、また、一般給湯に合わせた設
定温度で給湯器から出湯させると、浴槽に高温湯が供給
される恐れがあるという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、浴槽への落とし込みモー
ド並びに補水モード中に一般給湯を行うことを可能にし
て使い勝手を向上させるとともに、一般給湯温度と浴槽
への給湯温度とを異ならせることのできる給湯器付風呂
釜の運転制御方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の給湯器付風呂釜の運転制御方法は、浴槽に連
通開口されて循環ポンプを有する風呂熱交換器を含む循
環路と、風呂熱交換器を加熱するバーナとを備えた風呂
釜と、入水路と、給湯熱交換器と、出湯路と、給湯熱交
換器を加熱するバーナと、給湯熱交換器をバイパスして
入水路と出湯路とを連通させるバイパス路と、バイパス
路に設けられた閉止機能付バイパス水量調整弁とを備え
たバイパスミキシング式給湯器と、給湯器の出湯路から
分岐された落とし込み電磁弁を有する落とし込み給湯路
が風呂釜の風呂熱交換器入口側の循環路に接続されて成
る給湯器付風呂釜において、上記バイパス路の分岐部よ
り上流側の入水路から分岐し、給湯器をバイパスして落
とし込み給湯路の落とし込み電磁弁より下流側に連通す
る落とし込み給水路と、落とし込み給水路に配設された
閉止機能付水量調整弁及び落とし込み給水量センサとを
設け、落とし込みモード或いは自動補水モードにおいて
一般給湯の使用を検知すると、落とし込み給湯路の落と
し込み電磁弁を閉止し、閉止機能付水量調整弁の開度
と、落とし込み給水量と、風呂熱交換器への循環入水温
度とに基づき、風呂釜のガス量比例制御弁を制御して燃
焼量のフィードフォワード制御を行い、浴槽設定水位ま
で風呂設定温度で給湯するものであり、浴槽への落とし
込みモード並びに補水モード中に一般給湯を行うことを
可能にして使い勝手を向上させるとともに、一般給湯温
度と浴槽への給湯温度とを異ならせることができるか
ら、給湯栓には任意の設定温度で給湯することが可能と
なり、一般給湯で高温湯を使用しても浴槽側に高温湯が
供給される恐れはない。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図に基づいて説明すると、
給湯器１は、入水路11と、出湯路13と、入水路11及び出
湯路13に接続された給湯熱交換器12と、給湯熱交換器12
を加熱するバーナ17と、バーナ17の燃焼量を制御するガ
ス量比例制御弁18とから成り、給湯熱交換器12をバイパ
スして入水路11と出湯路13に連通するバイパス路14が設
けられており、バイパス路14には閉止機能付バイパス水
量調整弁15が設けられ、出湯路13とバイパス路14との合
流部より下流側の出湯路13に混合出湯量を調節する出湯
量調整弁16が設けられ、入水路11に給湯熱交換器12に通
水される缶体通水温度Ｔc を検出する缶体通水温度セン
サ51と、同じく缶体通水量Ｑ_Hを検出する缶体通水量セ
ンサ52とが配設され、給湯熱交換器12の出口近傍の出湯
路13に缶体出湯温度Ｔ_H を検出する缶体出湯温度センサ
53が配設され、出湯路13とバイパス路14との合流部と水
量制御弁16との間の出湯路13に混合出湯温度Ｔ_M を検出
する混合出湯温度センサ54が配設されており、台所、シ
ャワー等への一般給湯運転時には、閉止機能付バイパス
水量調整弁15と出湯量調整弁16の開度が調節されて缶体
通水量Ｑ_H とバイパス水量Ｑ_Bとが調節され、両者が混
合されて混合出湯温度Ｔ_M が制御される。

【０００８】風呂釜２は、往管21と、一端が浴槽３に連
通開口した戻管23と、往管21及び戻管23に接続された風
呂熱交換器22と、風呂熱交換器22を加熱するバーナ28
と、バーナ28の燃焼量を制御するガス量比例制御弁29と
から成り、往管21には循環ポンプ24が設けられ、循環ポ
ンプ24の吸込側に三方弁25と、三方弁25をバイパスする
逆止弁27を備えた落とし込みバイパス路26とが接続さ
れ、風呂熱交換器22への循環通水量を検出する水流スイ
ッチ55と、風呂熱交換器22への循環入水温度Ｔ_I を検出
する循環入水温度センサ56とが設置されており、三方弁
25には浴槽３に一端が連通開口した往路20が接続され、
往路20に浴槽３内の水位を検出する水位センサ57が設け
られ、戻管23に風呂釜出湯温度Ｔ_Fを検出する風呂釜出
湯温度サーミスタ60が設けられており、通常の風呂循環
加熱時には、三方弁25が往管21と往路20とを連通させ、
循環ポンプ24を駆動させることにより、浴槽３内の水を
循環させて風呂熱交換器22で加熱し、戻管23から浴槽３
に還流させる。

【０００９】出湯量調整弁16より下流側の出湯路13から
落とし込み給湯路43が分岐され、落とし込み給湯路43に
は落とし込み電磁弁44と、落とし込み給湯量Ｑ₁ を検出
する落とし込み給湯量センサ58が設けられ、逆流防止装
置45に接続開口されており、給湯器１側のバイパス路14
の分岐部より上流側の入水路11から落とし込み給水路41
が分岐されて落とし込み給湯路43に連通し、落とし込み
給水路41には落とし込み給水量Ｑ₂ を調節する閉止機能
付水量調整弁42、及び落とし込み給水量Ｑ₂ を検出する
落とし込み給水量センサ61が設けられており、落とし込
み給湯路43と落とし込み給水路41との連通部の下流側に
落とし込み給湯温度Ｔ₂ を検出する落とし込み給湯温度
センサ59が設けられ、逆流防止装置45の出湯管路46は往
管21の三方弁25に接続されており、落とし込み時、又は
補水時に三方弁25が切り換えられて出湯管路46が往管21
に連通される。

【００１０】上記各センサ、即ち缶体通水温度センサ5
1、缶体通水量センサ52、缶体出湯温度センサ53、混合
出湯温度センサ54、水流スイッチ55、循環入水温度セン
サ56、水位センサ57、落とし込み給湯量センサ58、落と
し込み給湯温度センサ59、風呂釜出湯温度サーミスタ60
及び落とし込み給水量センサ61からの検出信号はマイク
ロコンピュータ等から成るコントローラ５に入力され、
コントローラ５から出力される制御信号が閉止機能付バ
イパス水量調整弁15、出湯量調整弁16、ガス量比例制御
弁18及び29、三方弁25、閉止機能付水量調整弁42及び落
とし込み電磁弁44に送信されて開閉制御され、閉止機能
付バイパス水量調整弁15の開度（例えば、ステッピング
モータのステップ数）と、缶体通水量Ｑ_H とバイパス水
量Ｑ_B の流量比との関係を予め記憶しておく。

【００１１】次に動作について説明する。自動落とし込
み運転が開始されると、三方弁25が切り換えられて出湯
管路46が往管21に連通され、落とし込み給湯路43の落と
し込み電磁弁44が開放されて給湯器２が設定温度Ｔs ＝
風呂設定温度Ｔ_Q で給湯運転を開始し、出湯管路46から
供給される混合出湯温度Ｔ_M の湯の一部が三方弁25から
往管21を経て風呂熱交換器22に供給され、残部は落とし
込みバイパス路26から往路20を介して浴槽３に供給され
るものであり、入水路11に設けられた缶体通水量Ｑ_H を
検出する缶体通水量センサ52と、落とし込み給湯路43に
設けられた落とし込み給湯量Ｑ₁ を検出する落とし込み
給湯量センサ58とが通水を検知する、即ち給水検知され
ると、給湯器１は自動給湯運転シーケンスに入る。

【００１２】落とし込み給水路41の閉止機能付水量調整
弁42が開放され、落とし込み給湯路43からの湯と、落と
し込み給水路41からの水とが混合されて出湯管路46から
供給されるものであり、出湯管路46から供給される湯の
一部が三方弁25から往管21を経て風呂熱交換器22に供給
され、残部は落とし込みバイパス路26から往路20を介し
て浴槽３に供給される（往管21と落とし込みバイパス路
26への分流割合は落とし込み給湯量と両流路の流路抵抗
により定まる）から風呂釜２の流路の径を大きくするこ
となく、大量の湯の供給が可能になる。

【００１３】落とし込み運転においては、給湯器１から
は風呂設定温度Ｔ_Q、落とし込み給湯量Ｑ₁ で給湯され
ており、落とし込み給水量Ｑ₂ を風呂設定温度Ｔ_Q まで
昇温させるに要する熱量と、風呂釜２の加熱量とが一致
すれば良いから、風呂釜２の号数をＧ、最大号数をＧma
x.とすると、Ｇ＝（Ｔ_Q −Ｔ₂ ）・Ｑ₂ ／25となり、例
えば、目標落とし込み給水量Ｑ_2Cを、式Ｑ_2C＝25・Ｇma
x.／（Ｔ_Q −Ｔ₂ ）で演算し、落とし込み給水量Ｑ₂ が
目標落とし込み給水量Ｑ_2Cに等しくなるように閉止機能
付水量調整弁42の開度を調節する、或いは目標落とし込
み給湯温度Ｔ_2Cを、Ｔ_2C＝｛Ｔ_Q （Ｔ_Q −Ｔ_C ）Ｑ₁ ＋
25・Ｇ・Ｔ_C ｝／｛（Ｔ_Q −Ｔ_C ）Ｑ₁ ＋25・Ｇ｝で演
算し、閉止機能付水量調整弁42の開度を調節して落とし
込み給水量Ｑ₂ を制御し、落とし込み給湯温度Ｔ₂ を目
標落とし込み給湯温度Ｔ_2Cに等しくなるようにしても良
い。

【００１４】出湯管路46から供給される落とし込み給湯
量（Ｑ₁ ＋Ｑ₂ ）が所定量以上になると、風呂釜熱交換
器22への通水量が増大し、往管21に設けられた水流スイ
ッチ55が、風呂熱交換器22への循環通水量が所定値（例
えば、4.5 l/min.）以上であることを検出するとオン
し、風呂釜２のバーナ28が最大能力Ｇmax.で燃焼を開始
して風呂運転シーケンスに入り、給湯器１と風呂釜２と
の同時運転を開始する。

【００１５】次に、落とし込み給湯を中断して、往路20
に設けられた水位センサ57が、浴槽３内の水位が所定の
設定水位に達したことを検出すると、三方弁25が切り換
えられて往路20と往管21とが直通し、落とし込み給水路
41の閉止機能付水量調整弁42と落とし込み給湯路43の落
とし込み電磁弁44とが閉止され、循環ポンプ24の運転を
開始して浴槽３内の水の循環加熱を行い、循環入水温度
センサ56の検出する循環入水温度Ｔ_I が風呂設定温度Ｔ
_Q に達すると、焚上運転を停止する。

【００１６】上述の如く、給湯器として圧力損失の少な
いバイパスミキシング方式の給湯器を用いるとともに、
落とし込み電磁弁44の下流側に落とし込み給水路41を連
通させたことにより、流路の径を大きくすることなく、
大流量を通水させることが可能になり、更に、落とし込
み運転の際に給湯器１と風呂釜２との同時運転が可能に
なり、落とし込み時間が短縮されるものである。

【００１７】落とし込みモード及び焚上モードが終了す
ると自動保温モード並びに自動補水モードに移行し、自
動補水モード中に一般給湯が開始されたことを検知する
ものであるが、その検知手段は、落とし込み給水路41の
閉止機能付バイパス水量調整弁15の開度（ステッピング
モータのステップ数）と、缶体通水量Ｑ_H とバイパス水
量Ｑ_B の流量比との関係が予め記憶されているから、閉
止機能付バイパス水量調整弁15の開度と缶体通水量セン
サ52の検出した缶体通水量Ｑ_H とから、缶体通水量Ｑ_H
とバイパス水量Ｑ_B との和である給湯器１の総流量Ｑ_T
（Ｑ_T ＝Ｑ_H ＋Ｑ_B ）を算出することができ、この算出
された総流量Ｑ_T と落とし込み給湯量センサ58の検出す
る落とし込み給湯量Ｑ_I とを比較することにより、給湯
栓が開かれて一般給湯が行われることを検知する。或い
は、給湯栓側の流路に水流スイッチを設けて一般給湯を
検知しても良いものである。

【００１８】図２のフローチャートにおいて、自動補水
モード中に一般給湯が開始されたことを検知すると、落
とし込み給湯路43の落とし込み電磁弁44が閉止されて落
とし込み給湯量Ｑ_I が零となり、給湯器１が一般給湯に
のみ使用されるとともに、落とし込み給水路41の閉止機
能付水量調整弁42の開度が増大されて落とし込み給水量
Ｑ₂ が増加し、往管21に設けられた水流スイッチ55が、
風呂熱交換器22への循環通水量が所定値（4.5 l/min.）
以上であることを検出するとオンし、風呂釜２のバーナ
28が燃焼を開始して風呂運転シーケンスに入る。

【００１９】風呂運転シーケンスに入ると、閉止機能付
水量調整弁42の開度を調節することによる落とし込み給
水量Ｑ₂ の制御と、落とし込み給水量センサ61により検
出される落とし込み給水量Ｑ₂ と、循環入水温度センサ
56により検出される風呂熱交換器22への循環入水温度Ｔ
_I とに基づいて風呂釜２のガス量比例制御弁29をフィー
ドフォワード制御してバーナ28の燃焼量を調節し、風呂
設定温度Ｔ_Qの出湯で浴槽設定水位まで給湯運転を行
い、閉止機能付水量調整弁42を閉止して浴槽設定水位に
達したことを確認し、追焚運転に移行する。なお、落と
し込み給水量Ｑ₂ はＴ₂ ＝Ｔc であるから、Ｑ₂₀＝25・
Ｇ／（Ｔ_Q −Ｔ₂ ）＝25・Ｇ／（Ｔ_Q −Ｔc ）に調節す
るものであり、自動補水モードについてのみ述べてきた
が、落とし込みモードについても同様に一般給湯が可能
になる。

【００２０】また、一般給湯使用中に自動補水モードに
移行した場合は、落とし込み給湯路43の落とし込み電磁
弁44が既に閉止されているから、落とし込み給水路41の
閉止機能付水量調整弁42の開度が増大されて落とし込み
給水量Ｑ₂ が増加し、往管21に設けられた水流スイッチ
55が、風呂熱交換器22への循環通水量が所定値（4.5 l/
min.）以上であることを検出するとオンし、風呂釜２の
バーナ28が燃焼を開始して風呂運転シーケンスにはい
り、閉止機能付水量調整弁42の開度を調節することによ
る落とし込み給水量Ｑ₂ の制御と、落とし込み給水量セ
ンサ61により検出される落とし込み給水量Ｑ₂ と、循環
入水温度センサ56により検出される風呂熱交換器22への
循環入水温度Ｔ_I とに基づいて風呂釜２のガス量比例制
御弁29をフィードフォワード制御してバーナ28の燃焼量
を調節し、風呂設定温度Ｔ_Q の出湯で浴槽設定水位まで
給湯運転を行い、閉止機能付水量調整弁42を閉止して浴
槽設定水位に達したことを確認し、追焚運転に移行す
る。

【００２１】この構成により、浴槽への落とし込みモー
ド並びに補水モード中に一般給湯を行うことを可能にし
て使い勝手を向上させるとともに、一般給湯温度と浴槽
への給湯温度とを異ならせることができるから、給湯栓
には任意の設定温度で給湯することが可能となり、一般
給湯で高温湯を使用しても浴槽側に高温湯が供給される
恐れはない。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
から、給湯器をバイパスして入水路と落とし込み給湯路
とを連通させる落とし込み給水路を設けて落とし込み給
湯温度を制御することにより、季節による入水温度の変
化、及び供給水圧条件等に拘束されることなく、給湯器
及び風呂釜の同時運転による浴槽への落とし込みを行う
から積極的に落とし込み運転時間を短縮することができ
るとともに、浴槽への落とし込みモード並びに補水モー
ド中に一般給湯を行うことを可能にして使い勝手を向上
させるとともに、一般給湯温度と浴槽への給湯温度とを
異ならせることができるから、給湯栓には任意の設定温
度で給湯することが可能となり、一般給湯で高温湯を使
用しても浴槽側に高温湯が供給される恐れはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するバイパス路を備えた給湯器の
概略構成図である。

【図２】本発明の制御動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 給湯器 ２ 風呂釜 11 入水路 12 給湯熱交換器 13 出湯路 14 バイパス路 15 閉止機能付バイパス水量調整弁 20 往路 21 往管 22 風呂熱交換器 23 戻管 24 循環ポンプ 25 三方弁 26 落とし込みバイパス路 27 逆止弁 41 落とし込み給水路 42 閉止機能付水量調整弁 43 落とし込み給湯路 44 落とし込み電磁弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】強制循環式風呂釜と、給湯器と、給湯器の
   出湯路から分岐された落とし込み電磁弁を有する落とし
   込み給湯路が風呂釜の風呂熱交換器入口側の循環路に接
   続されて成る給湯器付風呂釜において、給湯器の入水路
   から分岐し、給湯器をバイパスして落とし込み給湯路の
   落とし込み電磁弁より下流側に連通する落とし込み給水
   路と、落とし込み給水路に配設された閉止機能付水量調
   整弁とを設け、落とし込みモード或いは自動補水モード
   において一般給湯の使用を検知すると、落とし込み給湯
   路の落とし込み電磁弁を閉止し、閉止機能付水量調整弁
   の開度と、落とし込み給水量と、風呂熱交換器への循環
   入水温度とに基づいて風呂釜のガス量比例制御弁を制御
   して燃焼量のフィードフォワード制御を行い、浴槽設定
   水位まで風呂設定温度で給湯することを特徴とする給湯
   器付風呂釜の運転制御方法。