JP3579453B2

JP3579453B2 - 給湯器および、その制御方法

Info

Publication number: JP3579453B2
Application number: JP11570894A
Authority: JP
Inventors: 武雄山口; 良彦田中
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1994-05-27
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JPH07318159A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナに点火して温湯を供給する給湯器および、その制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近来、台所や風呂などで開栓すると温湯が供給され、しかも諸所にセンサを設けて湯温を管理し、温湯の温度が適切になるように制御される給湯器が普及している。
単に給湯用バーナの燃焼と水量を制御しただけでは、閉栓後の温度低下により再度開栓したときに低い温度のぬるま湯や水が出てきて不快であるばかりでなく、適温になるまでに水を捨てたりすることになるので不経済であり、これを解決する手段が各種提案されている。
【０００３】
そのような技術として、例えば給湯用バーナの他に補助用のバーナを設け、給湯用バーナが消火した後に短時間だけ補助用のバーナを燃焼させて熱交換器内の湯音の低下を防止するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、補助用のバーナを備えなければならないので、構造が複雑になってコストアップにつながるばかりでなく、火力も本来の給湯用のバーナよりは低いものにならざるを得ないので、予定の加熱をするのに時間がかかったり、小火力を原因とする温度むらが発生したりするおそれがあるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、熱交換器内の温湯の温度を適度の水準に保ち、適切に給湯することができるようにした給湯器および、その制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
【０００７】
１給湯用バーナ（２１）と該給湯用バーナ（２１）からの熱を給水に伝える熱交換器（２５）とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナ（２１）に点火して温湯を供給する給湯器において、
閉栓後の湯温低下に対し、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ間欠的に前記給湯用バーナ（２１）に点火するバックアップ燃焼モードを、閉栓後の通水の止まった状態のある特定の時間だけ行なう制御部（５０）を設けたことを特徴とする給湯器。
【０００８】
２給湯用バーナ（２１）と該給湯用バーナ（２１）からの熱を給水に伝える熱交換器（２５）とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナ（２１）に点火して温湯を供給する給湯器の制御方法において、
閉栓後の湯温低下に対し、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必要な所定時間だけ間欠的に前記給湯用バーナ（２１）に点火するバックアップ燃焼を、閉栓後の通水の止まった状態のある特定の時間だけ行なうことを特徴とする給湯器の制御方法。
【０００９】
３給湯用バーナ（２１）と該給湯用バーナ（２１）からの熱を給水に伝える熱交換器（２５）とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナ（２１）に点火して温湯を供給するようにした給湯器において、
前記給湯用バーナ（２１）の燃焼を制御する燃焼制御部（５８）と、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナ（２１）に点火するよう前記燃焼制御部（５８）に指示するバックアップ燃焼指示部（５６）と、該バックアップ燃焼指示部（５６）に、閉栓後の通水の止まった状態のある特定の時間だけ動作するよう指示するモード時間指示部（５７）とを有する制御部（５０）を設けたことを特徴とする給湯器。
【００１０】
４前記特定の時間は閉栓後に再使用する可能性があると予測される時間であることを特徴とする項１または３記載の給湯器。
【００１１】
５前記特定の時間は頻繁に再使用することが見込める時間帯では長めに設定してあることを特徴とする項１または３記載の給湯器。
【００１２】
６前記特定の時間は使用頻度に対応し時間を変えて設定することを特徴とする項１または３記載の給湯器。
【００１３】
【作用】
水栓を開くと給湯用バーナ（２１）に点火され、その熱が熱交換器（２５）を介して給水に伝えられることにより加熱され、温湯が供給される。閉栓すると、給湯用バーナ（２１）が消火されるので、後沸き現象の後に湯温低下が始まる。この湯温低下を防止するため、制御部（５０）は給湯器を、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ、通水の止まった状態であっても間欠的に給湯用バーナ（２１）に点火されるバックアップ燃焼モードにする。
【００１４】
しかしながら、常にバックアップ燃焼モードにしていたのでは、全く使用しないときでも給湯用バーナ（２１）を点火していることになり、エネルギの無駄使いであるので、制御部（５０）は、このバックアップ燃焼モードを、使用者が安定した温湯の供給を必要とする閉栓後のある特定の時間だけ行なう。
【００１５】
より具体的には、給湯用バーナ（２１）は燃焼制御部（５８）により燃焼が制御されているので、これに対し、バックアップ燃焼指示部（５６）は、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必要な所定時間だけ給湯用バーナ（２１）に点火するよう燃焼制御部（５８）に指示することにより行なわれる。そして、バックアップ燃焼指示部（５６）が動作するバックアップ燃焼モードは、モード時間指示部（５７）が、ある特定の時間だけ動作するよう指示することによりなされる。
【００１６】
前記特定の時間は閉栓後に再使用する可能性があると予測される時間が考えられ、例えば閉栓後５分程度の短時間が設定される。また、特定の時間は頻繁に再使用することが見込める時間帯では長めに設定してあれば、使用者はその時間帯には安定した温度の温湯を利用することができ、快適である。また、特定の時間は使用頻度を監視し、使用頻度に対応してバックアップ燃焼モードとする時間を変えれば給湯器の適切な動作が期待できる。
【００１７】
【実施例】
以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。
図１および図２は本発明の一実施例を示している。
本実施例に係る給湯器１０は、給湯部２０に風呂炊き部３０を並設して成る。
図２に示すように、給湯部２０は、給湯用バーナ２１と該給湯用バーナ２１からの熱を給水に伝える給湯用の熱交換器２５とを備え、風呂炊き部３０は、風呂バーナ３１と風呂バーナ３１からの熱を追い炊き用の風呂給水に伝える風呂用の熱交換器３５とを備えている。
【００１８】
給湯部２０の給湯用バーナ２１には給湯用のガス配管２２が接続され、ガス配管２２にはガス開閉弁２２ａが介装されるとともに、ガス検出センサ２２ｂが設けられている。また、給湯用バーナ２１への送風機２３が設けられ、送風機２３の近傍には風速センサ２３ａと外気温検出センサ２４が配設されている。給湯用の熱交換器２５にはサーミスタである熱交温度センサ２５ａが設けられている。
【００１９】
熱交換器２５には、給水管２６が接続され、給水管２６には、給水流量を検出するフローセンサ２６ａと給水温度を検出する給水温度センサ２６ｂが設けられている。給水温度センサ２６ｂは例えばサーミスタである。また、給湯用の熱交換器２５に並列にバイパス通路２７が設けられているが、仕様によっては設けられないものもある。
【００２０】
給湯用バーナ２１の後には給湯配管２８が接続されており、給湯配管２８は各所の使用位置に延ばされてその末端に水栓２９が設けられている。水栓２９は必要に応じて複数設けられるのが普通である。また、給湯配管２８には出湯温度を検出する出湯温度センサ２８ａが設けられている。給湯部２０は、水栓２９の開栓に応じ給湯用バーナ２１に点火して温湯を供給するよう動作するものである。
【００２１】
風呂炊き部３０の風呂バーナ３１の入口側には追い炊き用のガス配管３２が接続され、ガス配管３２にはガス開閉弁３２ａが介装されている。風呂用の熱交換器３５には、追い炊き戻り管３６が接続されている。追い炊き戻り管３６は、その始端は湯を吸入できる位置で浴槽Ｂに開口しており、循環ポンプ３６ａが介装されるとともに、湯温を検出する浴槽温センサ３６ｂが設けられている。
【００２２】
また、風呂バーナ３１の出口側には、浴槽Ｂに追い炊きした湯および必要により給湯部２０の給湯配管２８からのを送る往管３７が接続されている。往管３７の末端は浴槽Ｂの通常使用する湯面より下の位置に開口されている。給湯部２０の給湯配管２８と風呂炊き部３０の追い炊き戻り管３６とは風呂給湯管３８で接続され、風呂給湯管３８には電磁開閉弁３８ａが介装されている。
【００２３】
そして、給湯器１０の給湯や風呂沸かしを制御する制御部５０が設けられており、制御部５０にはリモートコントローラ５１が接続され、リモートコントローラ５１には、給湯温度の設定ボタン５１ａや表示部５１ｂなどが設けられている。
【００２４】
制御部５０は、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯を供給できるよう、閉栓後の湯温低下に対して所定時間だけ前記給湯用バーナ２１に点火するバックアップ燃焼を行なう機能を有し、当該機能を有する部分の構成は図１に示すとおりである。
【００２５】
制御部５０の当該部位は、後沸き量演算部５２と、放熱量演算部５３と、待機時間設定部５４と、タイマ部５５と、バックアップ燃焼指示部５６と、モード時間指示部５７と、燃焼制御部５８とを有して構成されている。
【００２６】
後沸き量演算部５２は給湯器１０の給湯用バーナ２１の燃焼停止時に、その燃焼停止直前の燃焼状態、つまり、ガスの燃焼能力、給湯流量、給水温度、給湯の設定温度等の条件に基づき、燃焼停止後の後沸き量（後沸きとは、燃焼停止後、給湯用の熱交換器２５の保有熱量が内部の湯に伝わって湯の温度が上昇する現象をいう）を熱量又は熱交換器２５内の湯の後沸き温度の値で算出するものである。この演算にあたっては、理論式を実験によって補正した演算式が用いられる。
【００２７】
放熱量演算部５３は、吸気温度と、通風量と、自然冷却条件等に基づき、放熱量を予め与えられた演算式を用いて時間の関数で求めるものであり、待機時間設定部５４は後沸き量演算部５２で求められた後沸き量と、放熱量演算部５３により求められた放熱量とにより後沸きにより上昇した熱交換器２５内の湯の温度が給湯設定温度の下限許容温度の範囲内で予め設定された下限動作温度（バイパス通路２７を有する給湯器では下限動作温度に対応する温度）まで低下する待機時間を演算して、バックアップ燃焼指示部５６に伝えるものである。
【００２８】
タイマ部５５は、バックアップ燃焼モードを続ける特定の時間を設定するものであり、バックアップ燃焼指示部５６は、待機時間設定部５４により算出された待機時間経過後に熱交換器２５の熱交温度センサ２５ａの指示値が所定以下に下がったとき、バックアップ熱量を発生するのに要する給湯用バーナ２１の燃焼時間を演算し、開栓されていない状態でも給湯用バーナ２１に点火するよう燃焼制御部５８に指示するものである。
【００２９】
モード時間指示部５７は、給湯器１０の使用時間帯や使用頻度等の条件に応じてタイマ部５５に動作時間を指示するものであり、燃焼制御部５８は、水栓２９の開栓に応じて給湯用バーナ２１に点火するものであるが、水栓２９が閉栓されているときでも、バックアップ燃焼指示部５６の指示に応じて所定間隔時間毎にバックアップ燃焼指示部５６で演算された時間だけ給湯用バーナ２１に点火してバックアップ燃焼を行い、下限動作温度（又は下限動作温度に対応する温度）まで低下した給湯用熱交換器２５内の湯温を加熱上限温度（又は加熱上限温度に対応する温度）まで高めて燃焼を停止する。
【００３０】
次に作用を説明する。水栓２９を開栓すると給湯用の熱交換器２５内に水が流入するとともに、ガス開閉弁２２ａが開いて給湯用バーナ２１に点火し、給湯用バーナ２１からの熱が給水に伝えられ、設定温度に対応するよう加熱された温湯が水栓２９に供給される。水栓２９を閉栓すると、熱交換器２５内への通水が止まって水が流入しなくなり、給湯用バーナ２１は消火し、後沸き現象により一時的な湯温上昇の後に湯温低下が始まる。制御部５０では、湯温の変化を検知し、次の開栓の際に適切な温度の温湯を供給できるよう、熱交換器２５内への通水が止まった状態であっても閉栓後の湯温低下に対して所定時間だけ前記給湯用バーナ２１に点火するバックアップ燃焼を行なう。
【００３１】
すなわち、後沸き量演算部５２は給湯器１０の給湯用バーナ２１の燃焼停止時に、その燃焼停止直前の燃焼状態、つまり、ガスの燃焼能力、給湯流量、給水温度、給湯の設定温度等の条件に基づき、理論式を実験によって補正した演算式により燃焼停止後の後沸き量を熱量又は熱交換器２５内の湯の後沸き温度の値で算出し、放熱量演算部５３は、吸気温度と、通風量と、自然冷却条件等に基づき、放熱量を予め与えられた演算式を用いて時間の関数で求める。
【００３２】
後沸き量演算部５２で求められた後沸き量と、放熱量演算部５３により求められた放熱量とにより待機時間設定部５４は後沸きにより上昇した熱交換器２５内の湯の温度が給湯設定温度の下限許容温度の範囲内で予め設定された下限動作温度（バイパス通路２７を有する給湯器では下限動作温度に対応する温度）まで低下する待機時間を演算して、バックアップ燃焼指示部５６に伝達する。そして、バックアップ燃焼指示部５６は、この待機時間経過後に、タイマ部５５が設定する特定の時間だけバックアップ燃焼指示部５６が動作するよう指示する。
【００３３】
燃焼制御部５８は、バックアップ燃焼指示部５６が動作しているバックアップ燃焼では、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ給湯用バーナ２１に点火するバックアップ燃焼を行なう。
【００３４】
図３はバックアップ燃焼を含む給湯器の一つの運転状態を示す流れ図である。この流れ図は、時間帯に応じてバックアップ燃焼モードにする特定の時間を加減するものである。その判断はモード時間指示部５７がする。
ステップＳ１では、モード時間指示部５７が時間帯を監視しており、朝晩等の利用時間帯であったような場合は、ステップＳ２で特定の時間を例えば１０分にし、そうでない場合はステップＳ３で通常の時間として例えば５分にタイマ部５５をセットする。
【００３５】
ステップＳ４は本来の給湯が行なわれているか否かを監視しているもので、給湯が行なわれないかぎり先には進まず、バックアップ燃焼モードになることはない。水栓２９を開くなどして通水がなされ、フローセンサ２６ａが通水を検出するとステップＳ５で燃焼制御部５８が給湯用バーナ２１に点火し、ステップＳ６で燃焼して給湯用の熱交換器２５により給水に熱が与えられ、水栓２９から温湯が流出する。水栓２９を閉栓するとステップＳ７でフローセンサ２６ａがそれを検出し、ステップＳ８で給湯用バーナ２１が消火される。また、通水が続くかぎりステップＳ６に戻って給湯用バーナ２１の燃焼が続行する。
【００３６】
ステップＳ９は、給湯器１０がバックアップ燃焼モードにあるか否かを監視しているステップであり、先に設定した特定の時間内であれば、ステップＳ１０でバックアップ燃焼指示部５６が必要に応じてを給湯用バーナ２１に点火して給湯の温度低下を防止する。また、ステップＳ９でタイマ部５５がタイムアップしていることが確認されると、ステップＳ１に戻って再び前記各ステップを繰り返す。
【００３７】
バックアップ燃焼モードにあるとき、ステップＳ１１で通水がなされた場合は、ステップＳ１２でタイマ部５５をリセットし、先にセットした特定の時間の初期値に戻り、ステップＳ５に戻って給湯用バーナ２１に点火する。ただし、バックアップ燃焼モード中で給湯用バーナ２１が点火されている最中に水栓２９が開かれて通水がなされたような場合は点火の必要がないのでステップＳ６に戻る。
【００３８】
図４はバックアップ燃焼を含む給湯器の別の運転状態を示す流れ図である。この流れ図は、使用頻度に応じてバックアップ燃焼モードにする特定の時間を加減するものである。その判断は図３の場合と同様にモード時間指示部５７がする。
【００３９】
ステップＳ１３で通水後に水栓２９が閉栓されて給湯用バーナ２１が消火した状態になった後、ステップＳ１４でタイマ部５５に設定されている特定の時間が経過しているか否かが監視されている。まだ経過していなければ、ステップＳ１５〜１８のバックアップ燃焼モードに入り、ステップＳ１９でまだ通水がなされなかった場合はステップＳ１４に戻り、タイマ部５５がタイムアップするまでバックアップ燃焼モードが続行する。
【００４０】
バックアップ燃焼モードの終りにステップＳ１９で通水がなされた場合、ステップＳ２０でタイマ部５５の特定の時間に加算がなされる。これは、給湯器１０が頻繁に利用されているので、タイマ部５５に設定される特定の時間を長くすることが使用の実体に合うからである。
【００４１】
ステップＳ１４で特定の時間が経過していると判断された場合、ステップＳ２１でタイマ部５５を加算分のない初期値である特定の時間にリセットし、ステップＳ２２で通水を監視する。通水がなされないかぎり、先へは進まず、バックアップ燃焼モードは解消する。通水がなされるとステップＳ２３で給湯用バーナ２１に点火されステップＳ２４で燃焼して温湯が供給される。次のステップＳ２５では通水の続行が監視されていて、通水が止まったときはステップＳ１３で消火し、次のステップＳ１４でバックアップ燃焼モードになるかどうかが判断される。
【００４２】
また、ステップＳ１７において、通水がなされていないバックアップ燃焼モードで給湯用バーナ２１に点火されて燃焼しているときに、水栓２９が開かれるなどして通常の使用のための通水がなされた場合は、燃焼を続行してステップＳ２５の前に続く。このときにタイマ部５５の時間に加算してもよい。
【００４３】
なお、後沸き量演算部５２，放熱量演算部５３，待機時間設定部５４は無くして、後沸きが納まるのを待つための待機時間はあらかじめ想定される所定の値にしてもよい。また、タイマ部５５が指示する特定の時間は各種の設定をすることができ、単なる一定の時間でもよく、状況に応じて加減させるようにしてもよく、テーブル等で設定するようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係る給湯器およびその制御方法によれば、バックアップ燃焼モードを通水を止めてを給湯用バーナが消火してから後の特定の時間になるようにしたから、無駄にバックアップ燃焼モードを続けてエネルギを無駄使いすることがなく、また、適切に加減するようにしたものでは、使用実体に即した使い勝手のよい給湯器となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る給湯器の制御部の要部を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る給湯器を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施例に係る給湯器の一の作用例を示す流れ図である。
【図４】本発明の一実施例に係る給湯器の別の作用例を示す流れ図である。
【符号の説明】
１０…給湯器
２０…給湯部
２１…給湯用バーナ
２３…送風機
２３ａ…風速センサ
２４…外気温検出センサ
２５…給湯用の熱交換器
２５ａ…熱交温度センサ
２６…給水管
２８…給湯配管
３０…風呂炊き部
３１…風呂バーナ
Ｂ…浴槽
５０…制御部
５２…後沸き量演算部
５３…放熱量演算部
５４…待機時間設定部
５５…タイマ部
５６…バックアップ燃焼指示部
５７…モード時間指示部
５８…燃焼制御部

Claims

給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナに点火して温湯を供給する給湯器において、
閉栓後の湯温低下に対し、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度にするのに必要な所定時間だけ間欠的に前記給湯用バーナに点火するバックアップ燃焼モードを、閉栓後の通水の止まった状態のある特定の時間だけ行なう制御部を設けたことを特徴とする給湯器。
給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナに点火して温湯を供給する給湯器の制御方法において、
閉栓後の湯温低下に対し、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必要な所定時間だけ間欠的に前記給湯用バーナに点火するバックアップ燃焼を、閉栓後の通水の止まった状態のある特定の時間だけ行なうことを特徴とする給湯器の制御方法。
給湯用バーナと該給湯用バーナからの熱を給水に伝える熱交換器とを有し、開栓に応じ該給湯用バーナに点火して温湯を供給するようにした給湯器において、
前記給湯用バーナの燃焼を制御する燃焼制御部と、閉栓した後の次の開栓の際に適切な温度の温湯にするのに必要な所定時間だけ前記給湯用バーナに点火するよう前記燃焼制御部に指示するバックアップ燃焼指示部と、該バックアップ燃焼指示部に、閉栓後の通水の止まった状態のある特定の時間だけ動作するよう指示するモード時間指示部とを有する制御部を設けたことを特徴とする給湯器。
前記特定の時間は閉栓後に再使用する可能性があると予測される時間であることを特徴とする請求項１または３記載の給湯器。
前記特定の時間は頻繁に再使用することが見込める時間帯では長めに設定してあることを特徴とする請求項１または３記載の給湯器。
前記特定の時間は使用頻度に対応し時間を変えて設定することを特徴とする請求項１または３記載の給湯器。