JP3326852B2 - バイパスミキシング方式の給湯装置 - Google Patents
バイパスミキシング方式の給湯装置Info
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- JP3326852B2 JP3326852B2 JP04641093A JP4641093A JP3326852B2 JP 3326852 B2 JP3326852 B2 JP 3326852B2 JP 04641093 A JP04641093 A JP 04641093A JP 4641093 A JP4641093 A JP 4641093A JP 3326852 B2 JP3326852 B2 JP 3326852B2
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水と沸かした湯とを混
合して要求湯温での給湯を行うバイパスミキシング方式
の給湯装置に係り、特にバイパス水量を可変できるもの
に関する。
合して要求湯温での給湯を行うバイパスミキシング方式
の給湯装置に係り、特にバイパス水量を可変できるもの
に関する。
【０００２】
【従来の技術】バイパスミキシング方式の給湯装置は、
そもそも、先栓から出湯させる湯水の要求湯温が低い場
合にも、熱交換器での焚き上げ湯温を要求湯温よりも高
く設定できるようにすることで、熱交換器に好ましくな
いドレインを発生させないようにしたものであり、例え
ば図５に示すようなものがある。
そもそも、先栓から出湯させる湯水の要求湯温が低い場
合にも、熱交換器での焚き上げ湯温を要求湯温よりも高
く設定できるようにすることで、熱交換器に好ましくな
いドレインを発生させないようにしたものであり、例え
ば図５に示すようなものがある。
【０００３】図中、５０は熱交換器、５１は入水路、５
２は出湯路、５３はバイパス路、５４は合流部、５５は
バーナ、５６はカランなどの先栓である。熱交換器５０
は、蛇行状に屈曲形成されたフィン付きパイプからな
り、この熱交換器５０の入水端部に入水路５１が、ま
た、熱交換器５０の吐出端部に出湯路５２がそれぞれ接
続されている。バイパス路５３は、入水路５１の熱交換
器手前で分岐して、熱交換器５０と出湯路５２との連結
部分に接続されている。この接続部が熱交換器５０から
の湯とバイパス路５３からの水の合流部５４となる。
２は出湯路、５３はバイパス路、５４は合流部、５５は
バーナ、５６はカランなどの先栓である。熱交換器５０
は、蛇行状に屈曲形成されたフィン付きパイプからな
り、この熱交換器５０の入水端部に入水路５１が、ま
た、熱交換器５０の吐出端部に出湯路５２がそれぞれ接
続されている。バイパス路５３は、入水路５１の熱交換
器手前で分岐して、熱交換器５０と出湯路５２との連結
部分に接続されている。この接続部が熱交換器５０から
の湯とバイパス路５３からの水の合流部５４となる。
【０００４】この給湯装置では、使用時、熱交換器５０
での湯温が要求湯温よりも高くなるように、バーナ５５
の燃焼能力をフィードフォワード制御することにより、
ほぼ要求湯温での出湯を行えるようにしている。湯水混
合比は、例えば湯：水＝１０：８．２に固定的に設定さ
れる。
での湯温が要求湯温よりも高くなるように、バーナ５５
の燃焼能力をフィードフォワード制御することにより、
ほぼ要求湯温での出湯を行えるようにしている。湯水混
合比は、例えば湯：水＝１０：８．２に固定的に設定さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の給湯装
置は、湯水混合する方式ゆえ、特に先栓５６からの出湯
湯温の上限が湯水混合しない方式に比べて低く制限され
る。また、給湯停止してから再給湯するとき、先栓５６
からの出湯湯温が高低変動する冷温水サンドイッチ現象
が発生し、特にシャワーなどで利用する場合において不
快さが顕著に感じられるなど、好ましくない。なお、前
述の現象は、まず、熱交換器５０内部に滞留する湯が熱
交換器５０の余熱でもって後焚きされて給湯時よりも熱
くなるために、再給湯時に湯水混合しても出湯湯温が高
くなり過ぎてオーバーシュートとなり、この後、加熱が
開始されてもその立ち上がりに時間がかかるために、出
湯湯温が低くなり過ぎてアンダーシュートとなるような
ものである。
置は、湯水混合する方式ゆえ、特に先栓５６からの出湯
湯温の上限が湯水混合しない方式に比べて低く制限され
る。また、給湯停止してから再給湯するとき、先栓５６
からの出湯湯温が高低変動する冷温水サンドイッチ現象
が発生し、特にシャワーなどで利用する場合において不
快さが顕著に感じられるなど、好ましくない。なお、前
述の現象は、まず、熱交換器５０内部に滞留する湯が熱
交換器５０の余熱でもって後焚きされて給湯時よりも熱
くなるために、再給湯時に湯水混合しても出湯湯温が高
くなり過ぎてオーバーシュートとなり、この後、加熱が
開始されてもその立ち上がりに時間がかかるために、出
湯湯温が低くなり過ぎてアンダーシュートとなるような
ものである。
【０００６】ところで、本願出願人は、バイパス水量を
可変できるようにした給湯装置を提案している。すなわ
ち、図５の給湯装置のバイパス路５３の途中部分に流量
調節弁を介装した構造や、図５においてバイパス路５３
を複数並列的に設け、各バイパス路５３にそれぞれ通過
流量の異なる開閉弁を介装した構造などである。
可変できるようにした給湯装置を提案している。すなわ
ち、図５の給湯装置のバイパス路５３の途中部分に流量
調節弁を介装した構造や、図５においてバイパス路５３
を複数並列的に設け、各バイパス路５３にそれぞれ通過
流量の異なる開閉弁を介装した構造などである。
【０００７】前者では、高温出湯の要求に対してバイパ
ス水量を“０”とするように、また、低・中温出湯の要
求に対してバイパス水量を所望に設定するように流量調
節弁を制御すればよいし、さらに、再給湯時の初期には
バイパス水量を多くしてオーバーシュートを軽減させ、
その後、バイパス水量を少なくしてアンダーシュートを
軽減させるように流量調節弁を制御すればよい。
ス水量を“０”とするように、また、低・中温出湯の要
求に対してバイパス水量を所望に設定するように流量調
節弁を制御すればよいし、さらに、再給湯時の初期には
バイパス水量を多くしてオーバーシュートを軽減させ、
その後、バイパス水量を少なくしてアンダーシュートを
軽減させるように流量調節弁を制御すればよい。
【０００８】後者では、高温出湯の要求に対して全ての
開閉弁を「閉」としてバイパス水量を“０”とすればよ
く、また、低・中温出湯の要求に対して任意の開閉弁を
「開」としてバイパス水量を所望に設定すればよいし、
さらに、再給湯時の初期にはバイパス水量を多くするよ
う適当な開閉弁を「開」としてオーバーシュートを軽減
させ、その後、バイパス水量を少なくするよう適当な開
閉弁のみを「開」としてアンダーシュートを軽減させれ
ばよい。
開閉弁を「閉」としてバイパス水量を“０”とすればよ
く、また、低・中温出湯の要求に対して任意の開閉弁を
「開」としてバイパス水量を所望に設定すればよいし、
さらに、再給湯時の初期にはバイパス水量を多くするよ
う適当な開閉弁を「開」としてオーバーシュートを軽減
させ、その後、バイパス水量を少なくするよう適当な開
閉弁のみを「開」としてアンダーシュートを軽減させれ
ばよい。
【０００９】しかしながら、前者は流量調節弁そのもの
が高価であるために装置が高価となる点が、一方、後者
は複数のバイパス路を設けてそれぞれに複数の開閉弁を
介装するために装置が大型化する点が、それぞれ指摘さ
れる。
が高価であるために装置が高価となる点が、一方、後者
は複数のバイパス路を設けてそれぞれに複数の開閉弁を
介装するために装置が大型化する点が、それぞれ指摘さ
れる。
【００１０】本発明は、このような事情に鑑み、コスト
的にも寸法的にも有利となる構成でありながら、定常給
湯時の出湯湯温範囲を拡大できるようにするとともに、
再給湯時の出湯特性を改善できるようにすることを課題
としている。
的にも寸法的にも有利となる構成でありながら、定常給
湯時の出湯湯温範囲を拡大できるようにするとともに、
再給湯時の出湯特性を改善できるようにすることを課題
としている。
【００１１】本発明は、熱交換器からの湯と、入水路か
ら分岐するバイパス路からの水とを混合して要求湯温で
の出湯を行うために、前記バイパス路の途中部分に並列
的に複数の補助通路が設けられるとともに、少なくとも
補助通路それぞれに開閉弁が設けられ、かつ、これら各
開閉弁を開閉制御することによりバイパス路のバイパス
水量を可変設定するバイパスミキシング方式の給湯装置
であって、前記熱交換器からの湯と、前記バイパス路か
らの水との湯水混合比率を複数設定し、設定された各湯
水混合比率での予想出湯湯温を算定し、当該予想出湯湯
温と要求湯温との偏差の絶対値が最少の湯水混合比率を
設定する構成である。
ら分岐するバイパス路からの水とを混合して要求湯温で
の出湯を行うために、前記バイパス路の途中部分に並列
的に複数の補助通路が設けられるとともに、少なくとも
補助通路それぞれに開閉弁が設けられ、かつ、これら各
開閉弁を開閉制御することによりバイパス路のバイパス
水量を可変設定するバイパスミキシング方式の給湯装置
であって、前記熱交換器からの湯と、前記バイパス路か
らの水との湯水混合比率を複数設定し、設定された各湯
水混合比率での予想出湯湯温を算定し、当該予想出湯湯
温と要求湯温との偏差の絶対値が最少の湯水混合比率を
設定する構成である。
【００１２】
【作用】例えば、高温出湯の要求に対しては、全ての開
閉弁を「閉」としてバイパス水量を最小とすれば、出湯
湯温の上限を高くできるようになる。なお、バイパス路
自体にも開閉弁を設ければ、バイパス水量を“０”にで
きるので、出湯湯温の上限をさらに高くできるようにな
る。中温出湯の要求に対しては、いずれか一方の開閉弁
のみを「開」としてバイパス水量を所望に設定すれば、
要求湯温に対応できるようになる。低温出湯の要求に対
しては、全ての開閉弁を「開」としてバイパス水量を最
大とすれば、出湯湯温の上限を低くできるようになる。
閉弁を「閉」としてバイパス水量を最小とすれば、出湯
湯温の上限を高くできるようになる。なお、バイパス路
自体にも開閉弁を設ければ、バイパス水量を“０”にで
きるので、出湯湯温の上限をさらに高くできるようにな
る。中温出湯の要求に対しては、いずれか一方の開閉弁
のみを「開」としてバイパス水量を所望に設定すれば、
要求湯温に対応できるようになる。低温出湯の要求に対
しては、全ての開閉弁を「開」としてバイパス水量を最
大とすれば、出湯湯温の上限を低くできるようになる。
【００１３】そして、再給湯時の初期にはバイパス水量
を多くするよう全ての開閉弁を「開」もしくは適当な開
閉弁を「開」とすればオーバーシュートを軽減できるよ
うになり、その後バイパス水量を少なくするよう全ての
開閉弁を「閉」もしくは適当な開閉弁のみを「開」とす
ればアンダーシュートを軽減できるようになる。なお、
バイパス路自体にも開閉弁を設ければ、さらにきめ細か
く冷温水サンドイッチ現象に対応できるようになる。
を多くするよう全ての開閉弁を「開」もしくは適当な開
閉弁を「開」とすればオーバーシュートを軽減できるよ
うになり、その後バイパス水量を少なくするよう全ての
開閉弁を「閉」もしくは適当な開閉弁のみを「開」とす
ればアンダーシュートを軽減できるようになる。なお、
バイパス路自体にも開閉弁を設ければ、さらにきめ細か
く冷温水サンドイッチ現象に対応できるようになる。
【００１４】ところで、本発明では、バイパス路を単一
として安価な開閉弁を用いているから、コスト面で有利
となる。また、バイパス路を単一として途中を分岐させ
るものゆえ、バイパス路を複数並列的に設ける場合より
も占有スペースが小さくて済む。
として安価な開閉弁を用いているから、コスト面で有利
となる。また、バイパス路を単一として途中を分岐させ
るものゆえ、バイパス路を複数並列的に設ける場合より
も占有スペースが小さくて済む。
【００１５】
【実施例】図１ないし図４に本発明の一実施例を示して
いる。本実施例の基本的な構成は従来例とほぼ同じであ
る。すなわち、図１において、１は熱交換器、２は入水
路、３は出湯路、４はバイパス路、５は合流部、６はバ
ーナ、７はカランなどの先栓、８は水量センサ、９は入
水温センサ、１０は熱交換器１の吐出側に設けられる第
１出湯温センサ、１１は合流部５よりも下流の出湯路３
に設けられる第２出湯温センサ、１２は水量サーボ弁、
１３はコントローラである。熱交換器１は、蛇行状に屈
曲形成されたフィン付きパイプからなり、この熱交換器
１の入水端部に入水路２が、また、熱交換器１の吐出端
部に出湯路３がそれぞれ接続されている。バイパス路４
は、入水路２の熱交換器手前で分岐して、熱交換器１と
出湯路３との連結部分に接続されている。この接続部が
熱交換器１からの湯とバイパス路４からの水の合流部５
となる。
いる。本実施例の基本的な構成は従来例とほぼ同じであ
る。すなわち、図１において、１は熱交換器、２は入水
路、３は出湯路、４はバイパス路、５は合流部、６はバ
ーナ、７はカランなどの先栓、８は水量センサ、９は入
水温センサ、１０は熱交換器１の吐出側に設けられる第
１出湯温センサ、１１は合流部５よりも下流の出湯路３
に設けられる第２出湯温センサ、１２は水量サーボ弁、
１３はコントローラである。熱交換器１は、蛇行状に屈
曲形成されたフィン付きパイプからなり、この熱交換器
１の入水端部に入水路２が、また、熱交換器１の吐出端
部に出湯路３がそれぞれ接続されている。バイパス路４
は、入水路２の熱交換器手前で分岐して、熱交換器１と
出湯路３との連結部分に接続されている。この接続部が
熱交換器１からの湯とバイパス路４からの水の合流部５
となる。
【００１６】本実施例において従来例と異なる構成は、
主として、バイパス路４の途中部分に第１、第２の補助
通路１４，１５を並列的に設けるとともに、これら両補
助通路１４，１５にそれぞれ第１、第２の開閉弁１６，
１７を設けた点である。
主として、バイパス路４の途中部分に第１、第２の補助
通路１４，１５を並列的に設けるとともに、これら両補
助通路１４，１５にそれぞれ第１、第２の開閉弁１６，
１７を設けた点である。
【００１７】本実施例では、第１、第２の補助通路１
４，１５の通水抵抗をバイパス路４自体の通水抵抗と同
一に設定しているとともに、第１、第２の開閉弁１６，
１７も同一のものを用いている。また、開閉弁１６，１
７は、例えば無通電時に「開」となる直動式電磁弁が用
いられる。もちろん、これらについては任意に種々変更
できることは言うまでもない。
４，１５の通水抵抗をバイパス路４自体の通水抵抗と同
一に設定しているとともに、第１、第２の開閉弁１６，
１７も同一のものを用いている。また、開閉弁１６，１
７は、例えば無通電時に「開」となる直動式電磁弁が用
いられる。もちろん、これらについては任意に種々変更
できることは言うまでもない。
【００１８】そして、第１、第２の開閉弁１６，１７を
「開」としている場合にはバイパス水量が最大となり、
「閉」としている場合にはバイパス水量が最小となり、
さらにいずれか一方例えば第１開閉弁１６（または第２
開閉弁１７）を「開」としている場合にはバイパス水量
が最大と最小の中間となる。湯水混合比としては、例え
ば最大時を１０：６とし、中間時を１０：４とし、最小
時を１０：２とする。この湯水混合比についても任意で
ある。
「開」としている場合にはバイパス水量が最大となり、
「閉」としている場合にはバイパス水量が最小となり、
さらにいずれか一方例えば第１開閉弁１６（または第２
開閉弁１７）を「開」としている場合にはバイパス水量
が最大と最小の中間となる。湯水混合比としては、例え
ば最大時を１０：６とし、中間時を１０：４とし、最小
時を１０：２とする。この湯水混合比についても任意で
ある。
【００１９】コントローラ１３は、少なくとも、図２に
示すフローチャートに従って開閉弁１６，１７を開閉制
御するとともに、バーナ６を加熱制御して給湯動作を実
行するものである。なお、バーナ６の加熱制御は、熱交
換器１での湯温が要求湯温よりも高くなるように、バー
ナ６の燃焼能力をフィードフォワード制御することによ
り、ほぼ要求湯温での出湯を行えるようにしている。具
体的には、熱交換器１での目標とする湯温Ｔｈを式に
より計算し、この目標湯温Ｔｈに第１出湯温センサ１０
で検出する実際の湯温Ｔｈを一致させるように、バーナ
６のガス量Ｇを式により計算して設定する。こうして
からも、要求湯温Ｔｓと実際の出湯湯温（第２出湯温セ
ンサ１１の出力）Ｔｍとの間に偏差が生じる場合には、
この偏差に基づいてガス量Ｇの補正を行う。
示すフローチャートに従って開閉弁１６，１７を開閉制
御するとともに、バーナ６を加熱制御して給湯動作を実
行するものである。なお、バーナ６の加熱制御は、熱交
換器１での湯温が要求湯温よりも高くなるように、バー
ナ６の燃焼能力をフィードフォワード制御することによ
り、ほぼ要求湯温での出湯を行えるようにしている。具
体的には、熱交換器１での目標とする湯温Ｔｈを式に
より計算し、この目標湯温Ｔｈに第１出湯温センサ１０
で検出する実際の湯温Ｔｈを一致させるように、バーナ
６のガス量Ｇを式により計算して設定する。こうして
からも、要求湯温Ｔｓと実際の出湯湯温（第２出湯温セ
ンサ１１の出力）Ｔｍとの間に偏差が生じる場合には、
この偏差に基づいてガス量Ｇの補正を行う。
【００２０】
【数１】
【００２１】
【数２】
【００２２】但し、上式において、αは湯水混合比、Ｔ
ｓは要求湯温、Ｔｃは入水湯温、ＱＨは熱交換器１の通
水量である。
ｓは要求湯温、Ｔｃは入水湯温、ＱＨは熱交換器１の通
水量である。
【００２３】次に、動作を図２のフローチャートを参照
して説明する。まず、電源スイッチがオンされるとコン
トローラ１３がアクティブとなる。これにより、コント
ローラ１３は、ステップＳ１で給湯要求の有無を判断す
る。ここでは水量センサ８からの出力信号に基づく入水
量Ｑと予め設定されてある最低作動水量ＭＯＱとの関係
が、Ｑ＜ＭＯＱと判断したときは待機するが、Ｑ≧ＭＯ
Ｑであると判断したときはステップＳ２へ進み、この給
湯要求が初期給湯なのか、再給湯なのかを判断する。こ
こでは第１出湯温センサ１０からの出力信号に基づいて
熱交換器１での湯温Ｔｈが所定温度（例えば３５℃）以
上であるか否かで判断する。つまり、所定温度未満の場
合には初期給湯であると判断してステップＳ３へ、所定
温度以上の場合には再給湯であると判断してステップＳ
４へそれぞれ進む。
して説明する。まず、電源スイッチがオンされるとコン
トローラ１３がアクティブとなる。これにより、コント
ローラ１３は、ステップＳ１で給湯要求の有無を判断す
る。ここでは水量センサ８からの出力信号に基づく入水
量Ｑと予め設定されてある最低作動水量ＭＯＱとの関係
が、Ｑ＜ＭＯＱと判断したときは待機するが、Ｑ≧ＭＯ
Ｑであると判断したときはステップＳ２へ進み、この給
湯要求が初期給湯なのか、再給湯なのかを判断する。こ
こでは第１出湯温センサ１０からの出力信号に基づいて
熱交換器１での湯温Ｔｈが所定温度（例えば３５℃）以
上であるか否かで判断する。つまり、所定温度未満の場
合には初期給湯であると判断してステップＳ３へ、所定
温度以上の場合には再給湯であると判断してステップＳ
４へそれぞれ進む。
【００２４】これらステップＳ３，Ｓ４により適切な湯
水混合比を、１０：６、１０：４、１０：２の三つの中
から選択する。いずれのステップＳ３，Ｓ４でも、１
０：６を選択した場合にはステップＳ５へ、１０：４を
選択した場合にはステップＳ６へ、１０：２を選択した
場合にはステップＳ７へそれぞれ進む。ステップＳ５で
は第１、第２開閉弁１６，１７を共に「開」とすること
によりバイパス水量を最大に設定し、ステップＳ６では
第１開閉弁１６を「開」とする一方で第２開閉弁１７を
「閉」とすることによりバイパス水量を中間に設定し、
ステップＳ７では第１、第２開閉弁１６，１７を共に
「閉」とすることによりバイパス水量を最小に設定す
る。この後、ステップＳ８でバーナ６の加熱制御を行
う。
水混合比を、１０：６、１０：４、１０：２の三つの中
から選択する。いずれのステップＳ３，Ｓ４でも、１
０：６を選択した場合にはステップＳ５へ、１０：４を
選択した場合にはステップＳ６へ、１０：２を選択した
場合にはステップＳ７へそれぞれ進む。ステップＳ５で
は第１、第２開閉弁１６，１７を共に「開」とすること
によりバイパス水量を最大に設定し、ステップＳ６では
第１開閉弁１６を「開」とする一方で第２開閉弁１７を
「閉」とすることによりバイパス水量を中間に設定し、
ステップＳ７では第１、第２開閉弁１６，１７を共に
「閉」とすることによりバイパス水量を最小に設定す
る。この後、ステップＳ８でバーナ６の加熱制御を行
う。
【００２５】前述のステップＳ３およびステップＳ４の
処理を詳細に説明する。
処理を詳細に説明する。
【００２６】〔ステップＳ３〕 まず、湯水混合比を１
０：６と想定したときの熱交換器１での目標湯温Ｔｈ１
を式により計算する。この計算結果が危険湯温Ｔｈma
x（例えば８０℃）以下である場合には適切な湯水混合
比を１０：６に決定してステップＳ５へ進むが、越える
場合には湯水混合比を１０：４と想定したときの熱交換
器１での目標湯温Ｔｈ２を式により計算する。この計
算結果が危険湯温Ｔｈmax以下である場合には適切な湯
水混合比を１０：４に決定してステップＳ６へ進むが、
越える場合には適切な湯水混合比を１０：２に決定して
ステップＳ７へ進む。
０：６と想定したときの熱交換器１での目標湯温Ｔｈ１
を式により計算する。この計算結果が危険湯温Ｔｈma
x（例えば８０℃）以下である場合には適切な湯水混合
比を１０：６に決定してステップＳ５へ進むが、越える
場合には湯水混合比を１０：４と想定したときの熱交換
器１での目標湯温Ｔｈ２を式により計算する。この計
算結果が危険湯温Ｔｈmax以下である場合には適切な湯
水混合比を１０：４に決定してステップＳ６へ進むが、
越える場合には適切な湯水混合比を１０：２に決定して
ステップＳ７へ進む。
【００２７】
【数３】
【００２８】
【数４】
【００２９】〔ステップＳ４〕 まず、三つの湯水混合
比の全てに関して、予想出湯湯温Ｔｍ１，Ｔｍ２，Ｔｍ
３をそれぞれ式，，により計算する。この計算結
果を図３のグラフに示している。そして、湯水混合比１
０：６での予想出湯湯温Ｔｍ１と要求湯温Ｔｓとの偏差
絶対値Ａと、湯水混合比１０：４での予想出湯湯温Ｔｍ
２と要求湯温Ｔｓとの偏差絶対値Ｂと、湯水混合比１
０：２での予想出湯湯温Ｔｍ３と要求湯温Ｔｓとの偏差
絶対値Ｃとをそれぞれ計算し、これらの偏差絶対値Ａ，
Ｂ，Ｃのうちの最も小さいものを選択する。ここで、偏
差絶対値Ａを選択した場合には適切な湯水混合比を１
０：６に決定してステップＳ５へ、偏差絶対値Ｂを選択
した場合には適切な湯水混合比を１０：４に決定してス
テップＳ６へ、偏差絶対値Ｃを選択した場合には適切な
湯水混合比を１０：２に決定してステップＳ７へ進む。
比の全てに関して、予想出湯湯温Ｔｍ１，Ｔｍ２，Ｔｍ
３をそれぞれ式，，により計算する。この計算結
果を図３のグラフに示している。そして、湯水混合比１
０：６での予想出湯湯温Ｔｍ１と要求湯温Ｔｓとの偏差
絶対値Ａと、湯水混合比１０：４での予想出湯湯温Ｔｍ
２と要求湯温Ｔｓとの偏差絶対値Ｂと、湯水混合比１
０：２での予想出湯湯温Ｔｍ３と要求湯温Ｔｓとの偏差
絶対値Ｃとをそれぞれ計算し、これらの偏差絶対値Ａ，
Ｂ，Ｃのうちの最も小さいものを選択する。ここで、偏
差絶対値Ａを選択した場合には適切な湯水混合比を１
０：６に決定してステップＳ５へ、偏差絶対値Ｂを選択
した場合には適切な湯水混合比を１０：４に決定してス
テップＳ６へ、偏差絶対値Ｃを選択した場合には適切な
湯水混合比を１０：２に決定してステップＳ７へ進む。
【００３０】
【数５】
【００３１】
【数６】
【００３２】
【数７】
【００３３】図３のグラフにおいて、○印付き一点鎖線
は湯水混合比１０：６とした場合に出湯湯温Ｔｍが４４
℃となる例を、○印付き実線は湯水混合比１０：６とし
た場合に出湯湯温Ｔｍが４０℃になる例を、○印付き破
線は湯水混合比１０：６とした場合に出湯湯温Ｔｍが３
６℃になる例を、また、△印付き一点鎖線は湯水混合比
１０：４とした場合に出湯湯温Ｔｍが４４℃になる例
を、△印付き実線は湯水混合比１０：４とした場合に出
湯湯温Ｔｍが４０℃になる例を、△印付き破線は湯水混
合比１０：４とした場合に出湯湯温Ｔｍが３６℃になる
例を、さらに、□印付き一点鎖線は湯水混合比１０：２
とした場合に出湯湯温Ｔｍが４４℃になる例を、□印付
き実線は湯水混合比１０：２とした場合に出湯湯温Ｔｍ
が４０℃になる例を、□印付き破線は湯水混合比１０：
２とした場合に出湯湯温Ｔｍが３６℃になる例を、それ
ぞれ示している。
は湯水混合比１０：６とした場合に出湯湯温Ｔｍが４４
℃となる例を、○印付き実線は湯水混合比１０：６とし
た場合に出湯湯温Ｔｍが４０℃になる例を、○印付き破
線は湯水混合比１０：６とした場合に出湯湯温Ｔｍが３
６℃になる例を、また、△印付き一点鎖線は湯水混合比
１０：４とした場合に出湯湯温Ｔｍが４４℃になる例
を、△印付き実線は湯水混合比１０：４とした場合に出
湯湯温Ｔｍが４０℃になる例を、△印付き破線は湯水混
合比１０：４とした場合に出湯湯温Ｔｍが３６℃になる
例を、さらに、□印付き一点鎖線は湯水混合比１０：２
とした場合に出湯湯温Ｔｍが４４℃になる例を、□印付
き実線は湯水混合比１０：２とした場合に出湯湯温Ｔｍ
が４０℃になる例を、□印付き破線は湯水混合比１０：
２とした場合に出湯湯温Ｔｍが３６℃になる例を、それ
ぞれ示している。
【００３４】今仮に、要求湯温Ｔｓが４０℃、入水湯温
Ｔｃが１５℃、熱交換器１での湯温Ｔｈが５２℃である
ときの適切な湯水混合比を選択する例を挙げる。この場
合、図３の○印付き実線と、△印付き実線と、□印付き
実線とを用いる。つまり、図３のＸ0点のＸ1点に対する
偏差絶対値Ａと、Ｘ2点に対する偏差絶対値Ｂと、Ｘ3点
に対する偏差絶対値Ｃとを求め、これら偏差絶対値Ａ，
Ｂ，Ｃの中から最も小さい値を選択する。この例では、
偏差絶対値Ｂが最も小さくなるから、偏差絶対値Ｂに関
連する湯水混合比１０：４に決定される。このようにし
て湯水混合比を決定すれば、バーナ６の加熱制御を最も
迅速に行うことができ、無駄なく素早い追従が実現でき
るようになる。ここで、仮に、比較する偏差絶対値Ａ，
Ｂ，Ｃが全て同じ値である場合には、例えば現在の第
１，第２開閉弁１６，１７の状態を維持するように設定
するのが好ましいが、これは任意に定めてもよい。
Ｔｃが１５℃、熱交換器１での湯温Ｔｈが５２℃である
ときの適切な湯水混合比を選択する例を挙げる。この場
合、図３の○印付き実線と、△印付き実線と、□印付き
実線とを用いる。つまり、図３のＸ0点のＸ1点に対する
偏差絶対値Ａと、Ｘ2点に対する偏差絶対値Ｂと、Ｘ3点
に対する偏差絶対値Ｃとを求め、これら偏差絶対値Ａ，
Ｂ，Ｃの中から最も小さい値を選択する。この例では、
偏差絶対値Ｂが最も小さくなるから、偏差絶対値Ｂに関
連する湯水混合比１０：４に決定される。このようにし
て湯水混合比を決定すれば、バーナ６の加熱制御を最も
迅速に行うことができ、無駄なく素早い追従が実現でき
るようになる。ここで、仮に、比較する偏差絶対値Ａ，
Ｂ，Ｃが全て同じ値である場合には、例えば現在の第
１，第２開閉弁１６，１７の状態を維持するように設定
するのが好ましいが、これは任意に定めてもよい。
【００３５】このようにして、湯水混合比を複数段階で
可変設定できるようになれば、例えば再給湯時の冷温水
サンドイッチ現象の対策が可能となり、出湯湯温Ｔｍを
安定化できるようになる。一般的に、再給湯時の冷温水
サンドイッチ現象は給湯停止から再給湯までの放置時間
によって異なるが、仮に図４に示すような場合、再給湯
直後は熱交換器１の湯温が後焚きの影響により高くなる
ことに伴いこのままだと出湯湯温Ｔｍが高くなるので、
給湯停止時のまま最大バイパス水量（湯水混合比１０：
６）に保持しておくが、熱交換器１で後焚きされた高温
湯が吐出されると、今度は逆に焚き上げ遅れの影響によ
りこのままだと出湯湯温Ｔｍが低くなるので、熱交換器
１の湯温Ｔｈが上限温度（例えば５２℃）を下回ると中
間バイパス水量（湯水混合比１０：４）に低減し、さら
に熱交換器１の湯温Ｔｈが下限温度（例えば４７．５
℃）を下回ると最小バイパス水量（湯水混合比１０：
２）に低減することにより出湯湯温Ｔｍの低下を抑制す
る。そして、焚き上げの進行に伴い、熱交換器１の湯温
Ｔｈが下限温度（例えば４７．５℃）を上回ると中間バ
イパス水量（湯水混合比１０：４）に増加し、さらに熱
交換器１の湯温Ｔｈが上限温度（例えば５２℃）を上回
ると最大バイパス水量（湯水混合比１０：６）に増加す
ることにより出湯湯温Ｔｍの上昇を抑制する。ところ
で、湯温の立ち上がり時の検出温度と立ち下がり時の検
出温度とが上限温度（または下限温度）に一致すると
き、バイパス水量を最大にすればよいのか中間にすれば
よいのかの判断ができないので、バイパス水量の指定判
断は、検出温度が上昇傾向なのか下降傾向なのかを検出
することにより行える。
可変設定できるようになれば、例えば再給湯時の冷温水
サンドイッチ現象の対策が可能となり、出湯湯温Ｔｍを
安定化できるようになる。一般的に、再給湯時の冷温水
サンドイッチ現象は給湯停止から再給湯までの放置時間
によって異なるが、仮に図４に示すような場合、再給湯
直後は熱交換器１の湯温が後焚きの影響により高くなる
ことに伴いこのままだと出湯湯温Ｔｍが高くなるので、
給湯停止時のまま最大バイパス水量（湯水混合比１０：
６）に保持しておくが、熱交換器１で後焚きされた高温
湯が吐出されると、今度は逆に焚き上げ遅れの影響によ
りこのままだと出湯湯温Ｔｍが低くなるので、熱交換器
１の湯温Ｔｈが上限温度（例えば５２℃）を下回ると中
間バイパス水量（湯水混合比１０：４）に低減し、さら
に熱交換器１の湯温Ｔｈが下限温度（例えば４７．５
℃）を下回ると最小バイパス水量（湯水混合比１０：
２）に低減することにより出湯湯温Ｔｍの低下を抑制す
る。そして、焚き上げの進行に伴い、熱交換器１の湯温
Ｔｈが下限温度（例えば４７．５℃）を上回ると中間バ
イパス水量（湯水混合比１０：４）に増加し、さらに熱
交換器１の湯温Ｔｈが上限温度（例えば５２℃）を上回
ると最大バイパス水量（湯水混合比１０：６）に増加す
ることにより出湯湯温Ｔｍの上昇を抑制する。ところ
で、湯温の立ち上がり時の検出温度と立ち下がり時の検
出温度とが上限温度（または下限温度）に一致すると
き、バイパス水量を最大にすればよいのか中間にすれば
よいのかの判断ができないので、バイパス水量の指定判
断は、検出温度が上昇傾向なのか下降傾向なのかを検出
することにより行える。
【００３６】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ない。例えば、補助通路の数は任意に設定すればよい
し、バイパス路４の主通路にも開閉弁を設けてもよい。
また、実施例で説明した湯水混合比の選択手順は、湯温
変動に対する追従性に重点をおいたものであるが、例え
ば変動する出湯湯温の温度域に応じてバイパス水量を選
択するようにしてもよい。さらに、再給湯後に湯温が安
定してからは湯水混合比をいずれかに固定するようにし
てもよい。
ない。例えば、補助通路の数は任意に設定すればよい
し、バイパス路４の主通路にも開閉弁を設けてもよい。
また、実施例で説明した湯水混合比の選択手順は、湯温
変動に対する追従性に重点をおいたものであるが、例え
ば変動する出湯湯温の温度域に応じてバイパス水量を選
択するようにしてもよい。さらに、再給湯後に湯温が安
定してからは湯水混合比をいずれかに固定するようにし
てもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明では、出湯湯温の
対応範囲を拡大しつつ再給湯時の出湯特性を改善できる
ようにしながらも、バイパス路の占有スペースを可及的
に小さく済ませて安価な開閉弁を用いるように工夫する
ことにより低コストでかつ小型化を達成できるようにし
ている。したがって、低廉で出湯特性に優れたバイパス
ミキシング方式の給湯装置を提供することができる。
対応範囲を拡大しつつ再給湯時の出湯特性を改善できる
ようにしながらも、バイパス路の占有スペースを可及的
に小さく済ませて安価な開閉弁を用いるように工夫する
ことにより低コストでかつ小型化を達成できるようにし
ている。したがって、低廉で出湯特性に優れたバイパス
ミキシング方式の給湯装置を提供することができる。
【図１】本発明の給湯装置の一実施例の構成模式図。
【図２】同給湯装置の動作説明に用いるフローチャー
ト。
ト。
【図３】同給湯装置のバイパス水量に応じた出湯湯温特
性を示すグラフ。
性を示すグラフ。
【図４】同給湯装置の再給湯時の出湯特性を示すグラ
フ。
フ。
【図５】従来の給湯装置の構成模式図。
１ 熱交換器 ２ 入水路 ３ 出湯路 ４ バイパス路 １３ コントローラ １４ 第１補助通
路 １５ 第２補助通路 １６ 第１開閉弁 １７ 第２開閉弁
路 １５ 第２補助通路 １６ 第１開閉弁 １７ 第２開閉弁
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−203261（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24H 1/10 302
Claims (1)
- 【請求項１】 熱交換器からの湯と、入水路から分岐す
るバイパス路からの水とを混合して要求湯温での出湯を
行うために、前記バイパス路の途中部分に並列的に複数
の補助通路が設けられるとともに、少なくとも補助通路
それぞれに開閉弁が設けられ、かつ、これら各開閉弁を
開閉制御することによりバイパス路のバイパス水量を可
変設定するバイパスミキシング方式の給湯装置であっ
て、 前記熱交換器からの湯と、前記バイパス路からの水との
湯水混合比率を複数設定し、各湯水混合比率での予想出
湯湯温を算定し、当該予想出湯湯温と要求湯温との偏差
の絶対値が最少の湯水混合比率を設定する、 ことを特徴
とするバイパスミキシング方式の給湯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04641093A JP3326852B2 (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | バイパスミキシング方式の給湯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04641093A JP3326852B2 (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | バイパスミキシング方式の給湯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06257854A JPH06257854A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3326852B2 true JP3326852B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=12746386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04641093A Expired - Fee Related JP3326852B2 (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | バイパスミキシング方式の給湯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3326852B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-08 JP JP04641093A patent/JP3326852B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06257854A (ja) | 1994-09-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |