JP3785744B2 - 給湯装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、寒冷地等において、凍結防止機能を備えた給湯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、給湯装置の主要機器及び配管設備にヒータ等の凍結防止手段を配設し、冬季等の寒冷時に外気温度センサの検出する外気温度が所定値以下になると、上記凍結防止手段による凍結防止運転を開始して給湯装置内の回路の凍結を防止することが行なわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の給湯装置においては、以下に述べるような問題があった。
寒冷時に暖房運転が行なわれている最中には、外気温度センサが暖房運転により加熱されて外気温度の低下を検出しないため、凍結防止運転が開始されず、寒冷時に暖房以外の回路が凍結する恐れがあった。
また、凍結防止用のヒータ特に器外の給水管路及び給湯管路に配設される外部ヒータの熱容量が大きい場合は、外気温度センサも加熱されて外気温度低下の検出遅れを招き、器具が凍結破壊される恐れがあるという問題があった。
【0004】
本発明の目的は、保温ヒータの入水温度センサに対する影響を除去して凍結防止能力を確保することのできる給湯装置を提供することである。
【0005】
【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第1の側面により提供される給湯装置は、器外に配設された給水管路ならびに出湯管路の外周、および器内のそれぞれに設けられた凍結防止用の保温ヒータを備えており、凍結防止運転時に上記保温ヒータに通電する給湯装置において、入水温度Tiの時間経過に伴う温度上昇勾配ΔTiが所定値未満であり、かつ上記入水温度 Ti が所定の設定温度以下のときには、上記保温ヒータに対して予め定められた第1の態様での通電制御が行なわれる一方、上記温度上昇勾配ΔTiが所定値以上であり、かつ上記入水温度 Ti が上記設定温度以下のときには、上記第1の態様の凍結防止制御の場合よりも上記保温ヒータの発熱量が多くなるように予め定められた第2の態様での通電制御が行なわれる構成とされていることを特徴としている。このことにより、保温ヒータの影響を除去することができるものである。好ましくは、上記第2の態様での通電制御は、上記保温ヒータへの通電時間を上記第1の態様での通電時間よりも長く、かつ停止時間を上記第1の態様での停止時間よりも短くする制御、または上記第1の態様の場合よりも上記保温ヒータの発熱温度を高くする制御である。さらに、本発明の第2の側面により提供される給湯装置は、器外に配設された給水管路ならびに出湯管路の外周、および器内のそれぞれに設けられた凍結防止用の保温ヒータを備えており、凍結防止運転時に上記保温ヒータに通電する給湯装置において、上記保温ヒータに対して予め定められた態様の通電制御が行なわれるように構成されており、上記通電制御は、入水温度 Ti の時間経過に伴う温度上昇勾配Δ Ti が所定値未満の場合は、上記入水温度 Ti が予め設定された第1の設定温度以下のときに実行される一方、上記温度上昇勾配Δ Ti が所定値以上の場合は、上記入水温度 Ti が予め設定された第2の設定温度以下のときに実行され、かつこの第2の設定温度は、上記第1の設定温度よりも高いことを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】
図を参照して本発明の実施例を説明する。図5において、本発明を適用する給湯装置の一例について説明する。暖房用温水加熱装置1は、暖房用熱交換器10と、バーナ11と、暖房用熱交換器10の入口側と暖房戻り管150とに接続された暖房低温側入水管12と、暖房用熱交換器10の出口側に連通する暖房側出湯管13に連通し、暖房往き管151に接続された暖房高温側出湯管16とを備えている。暖房用低温側入水管12には、膨張タンク14と、暖房温水循環ポンプ15とが設けられており、暖房側出湯管13から風呂加熱管17が分岐され、該風呂加熱管17は追焚用熱交換器3を通して暖房戻り管150に連通されている。
【0007】
追焚用熱交換器3の他の流路には、風呂往き管に接続された風呂出湯管31と、風呂戻り管35に接続された風呂入水管32とが連通されており、風呂入水管32には、風呂用循環ポンプ33と、切換弁34の一方の通路とが配設されて風呂追焚回路が形成されている。切換弁34の他方の通路には、落とし込み管37を介して落とし込み弁38の出口が連通され、落とし込み弁38の入口には給水管390と、後述する一般給湯用温水加熱装置2の給湯管23に連通されている。
【0008】
一般給湯用温水加熱装置2は、給湯用熱交換器20と、バーナ21とを備え、給湯用熱交換器20の入口側に、水フィルタ26、水量センサ28及び入水温度センサ29を有する給水管22が接続され、給湯用熱交換器20の出口側に、水量調節弁27を有する給湯管23が接続されている。
給水管22と給湯管23とに両端が連通され、給湯用熱交換器20をバイパスするバイパス管24が設けられており、バイパス管24にはバイパス弁25が設けられている。
【0009】
なお、上記暖房用温水加熱装置1、一般給湯用温水加熱装置2及び風呂追焚回路等は同一のケーシング内に収納されている。
また、コントローラ6が設けられており、各循環ポンプ、弁、保温ヒータ等の制御を行なうものである。
【0010】
夜間などの寒冷時に凍結を防止するため、凍結防止用の保温ヒータが適所に設けられており、コントローラ6で制御される。
例えば、一般給湯回路においては、一般給湯用温水加熱装置2の缶体に缶体保温ヒータ41,42が、水フィルタ26やその付近の水路分岐点に水フィルタ保温ヒータ43が、水量センサ28に水量センサ保温ヒータ44が、水量調節弁27に水量調節弁保温ヒータ45がそれぞれ近接乃至接触して配設されており、給水管22及び給湯管23に連通する器外の外部給水管及び外部給湯管には外部保温ヒータ7、8が設けられている。
また、暖房温水回路においては、暖房温水循環ポンプ15に暖房温水循環ポンプ保温ヒータ46が接触して設けられており、風呂追焚回路においては、風呂用循環ポンプ33に風呂用循環ポンプ保温ヒータ47が接触して設けられている。
【0011】
外気温度センサ5の検出温度に基づいて凍結防止運転を行なう場合、一般給湯回路は、外気温度センサ5の検出温度に基づいて、一般給湯回路の各保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8に通電することによって行い、暖房温水回路及び風呂追焚回路の凍結防止は、それぞれ暖房温水循環ポンプ15と風呂用循環ポンプ33に通電して湯を循環させるとともに、暖房温水循環ポンプ保温ヒータ46と風呂用循環ポンプ保温ヒータ47に通電して保温加熱を行ない、両方の手段を同時にまたは一方を用いて凍結を防止するものである。
【0012】
図1のフローチャートにおいて、本発明の凍結防止運転制御について説明すると、一般給湯回路において、入水温度センサ29の検出する入水温度Tiの単位時間当たりの温上昇幅、即ち温度上昇勾配ΔTiの大小を判定する。そして、温度上昇勾配ΔTiが比較的小さく、予め定められた所定値α℃/min.未満である時は、通常の状態であるとして、即ち水が保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8(特に、外部保温ヒータ7)で加熱されていないと判断して、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8への通電時間を予め定められた通常の長さとするパターンAの凍結防止制御を行なう。温度上昇勾配ΔTiが比較的大きく、所定値α℃/min.以上である時は、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8(特に、外部保温ヒータ7)の加熱の影響が出ているものと判断して、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8への通電時間がパターンAとは異なるパターンBの凍結防止制御を行なう。
【0013】
図2のフローチャートにおいてパターンAの凍結防止制御について説明する。
入水温度センサ29の検出する入水温度Ti が、予め定められた第1所定値C(例えば、3℃)以下となり、さらに予め第1所定値Cより低く定められた第2所定値D(例えば、−2℃)以下となった場合は、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8への通電を開始し、予め定められた第1ヒータON時間t1ON (例えば、60分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオンを継続し、第1ヒータON時間t1ON が経過した後、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8をオフし、予め定められた第1ヒータOFF 時間t1OFF(例えば、10分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオフを継続し、第1ヒータOFF 時間t1OFFが経過した後、入水温度Ti が予め定められた第3所定値E(例えば、5℃)以下であるか否かを判定する。
【0014】
次に入水温度Ti が、第1所定値C(3℃)以下で、第2所定値D(−2℃)より高い場合(即ち、D<Ti ≦C,例えば、−2℃<Ti ≦3℃)は、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8への通電を開始し、予め定められた第2ヒータON時間t2ON (例えば、20分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオンを継続し、第2ヒータON時間t2ON が経過した後、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8をオフし、予め定められた第2ヒータOFF 時間t2OFF(例えば、20分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオフを継続し、第2ヒータOFF 時間t2OFFが経過した後、入水温度Ti が予め定められた第3所定値E(5℃)以下であるか否かを判定する。
【0015】
入水温度Ti が第3所定値E(5℃)以下である場合は、上記第2所定値D(−2℃)以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
一方、入水温度Ti が第3所定値E(5℃)より高い場合は、上記第1所定値C(3℃)と比較し、第1所定値B(3℃)以下となってから、上記第2所定値D(−2℃)以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
【0016】
図3のフローチャートを参照してパターンBについて説明する。
入水温度センサ29の検出する入水温度Ti が、第1所定値C(3℃)以下となり、さらに第2所定値D(−2℃)以下となった場合は、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8への通電を開始し、第3ヒータON時間t3ON (例えば、80分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオンを継続し、第3ヒータON時間t3ON が経過した後、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8をオフし、予め定められた第3ヒータOFF 時間t3OFF(例えば、5分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオフを継続し、第3ヒータOFF 時間t3OFFが経過した後、入水温度Ti が予め定められた第3所定値E(例えば、5℃)以下であるか否かを判定する。
【0017】
次に入水温度Ti が、第1所定値C(3℃)以下で、第2所定値D(−2℃)より高い場合(即ち、D<Ti ≦C,例えば、−2℃<Ti ≦3℃)は、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8への通電を開始し、予め定められた第4ヒータON時間t4ON (例えば、30分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオンを継続し、第4ヒータON時間t4ON が経過した後、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8をオフし、予め定められた第4ヒータOFF 時間t4OFF(例えば、10分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオフを継続し、第4ヒータOFF 時間t4OFFが経過した後、入水温度Ti が予め定められた第3所定値E(5℃)以下であるか否かを判定する。
【0018】
入水温度Ti が第3所定値E(5℃)以下である場合は、上記第2所定値D(−2℃)以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
一方、入水温度Ti が第3所定値E(5℃)より高い場合は、上記第1所定値C(3℃)と比較し、第1所定値B(3℃)以下となってから、上記第2所定値D(−2℃)以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
【0019】
この構成により、パターンB即ち温度上昇勾配ΔTiが所定値α℃/min.以上である場合に、入水温度Ti が、第1所定値C(3℃)以下で、第2所定値D(−2℃)より高く(即ち、D<Ti ≦C,例えば、−2℃<Ti ≦3℃)なると、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8の影響、特に外部保温ヒータ7の影響により入水温度Ti が高く検出されていると判定して速やかな凍結防止を行なうものであり、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8の影響、特に外部保温ヒータ7の影響を除去することができるものである。
なお、上記実施例においては、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオン・オフ時間を調節しているが、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8の加熱温度を調節しても良いものである。
また、上記実施例においては、暖房用温水加熱装置と風呂追焚回路及び一般給湯用温水加熱装置とを一体的に組み込んだ給湯装置に本発明を適用しているが、一般給湯用温水加熱装置のみの給湯装置に適用しても良いことは勿論である。
【0020】
図4のフローチャートを参照して異なる実施例について説明する。
パターンAは、上記実施例と同じであるから、パターンBについてのみ説明する。
入水温度Ti が、予め定められた第4所定値F(例えば、5℃)以下となり、さらに予め定められた第5所定値G(例えば、0℃)以下となった場合は、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8への通電を開始し、第5ヒータON時間t5ON (例えば、60分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオンを継続し、第5ヒータON時間t5ON が経過した後、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8をオフし、予め定められた第5ヒータOFF 時間t5OFF(例えば、10分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオフを継続し、第5ヒータOFF 時間t5OFFが経過した後、入水温度Ti が予め定められた第6所定値H(例えば、7℃)以下であるか否かを判定する。
【0021】
次に入水温度Ti が、予め定められた第4所定値F(5℃)以下で、予め定められた第5所定値G(0℃)より高い場合(即ち、G<Ti ≦F,例えば、0℃<Ti ≦5℃)は、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8への通電を開始し、予め定められた第6ヒータON時間t6ON (例えば、20分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオンを継続し、第6ヒータON時間t6ON が経過した後、保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8をオフし、予め定められた第6ヒータOFF 時間t6OFF(例えば、20分間)の間保温ヒータ41〜45及び外部保温ヒータ7、8のオフを継続し、第6ヒータOFF 時間t6OFFが経過した後、入水温度Ti が予め定められた第6所定値H(7℃)以下であるか否かを判定する。
【0022】
入水温度Ti が第6所定値H(7℃)以下である場合は、上記第5所定値G(0℃)以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
一方、入水温度Ti が第6所定値H(7℃)より高い場合は、上記第4所定値F(5℃)と比較し、第4所定値F(5℃)以下となってから、上記第2所定値D(−2℃)以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
【0023】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているから次に述べる効果を奏する。入水温度Ti の温度上昇勾配ΔTiが所定値未満であるときよりも所定値以上のときの方が、保温ヒータの発熱量が多くなって保温ヒータの影響を除去することができ、凍結防止能力が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の制御動作の基本動作を示すフローチャートである。
【図2】 本発明の制御動作のフローチャートである。
【図3】 本発明の制御動作のフローチャートである。
【図4】 本発明の異なる制御動作のフローチャートである。
【図5】 本発明を適用する給湯装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 暖房用温水加熱装置、2 一般給湯用温水加熱装置、3 追焚用熱交換器
7,8 外部保温ヒータ、10 暖房用熱交換器、14 膨張タンク
15 暖房温水循環ポンプ、17 風呂加熱管、20 給湯用熱交換器
33 風呂用循環ポンプ、34 切換弁
Claims (3)
- 器外に配設された給水管路ならびに出湯管路の外周、および器内のそれぞれに設けられた凍結防止用の保温ヒータを備えており、
凍結防止運転時に上記保温ヒータに通電する給湯装置において、
入水温度Tiの時間経過に伴う温度上昇勾配ΔTiが所定値未満であり、かつ上記入水温度 Ti が所定の設定温度以下のときには、上記保温ヒータに対して予め定められた第1の態様での通電制御が行なわれる一方、
上記温度上昇勾配ΔTiが所定値以上であり、かつ上記入水温度 Ti が上記設定温度以下のときには、上記第1の態様の凍結防止制御の場合よりも上記保温ヒータの発熱量が多くなるように予め定められた第2の態様での通電制御が行なわれる構成とされていることを特徴とする、給湯装置。 - 上記第2の態様での通電制御は、上記保温ヒータへの通電時間を上記第1の態様での通電時間よりも長く、かつ停止時間を上記第1の態様での停止時間よりも短くする制御、または上記第1の態様の場合よりも上記保温ヒータの発熱温度を高くする制御である、請求項1に記載の給湯装置。
- 器外に配設された給水管路ならびに出湯管路の外周、および器内のそれぞれに設けられた凍結防止用の保温ヒータを備えており、
凍結防止運転時に上記保温ヒータに通電する給湯装置において、
上記保温ヒータに対して予め定められた態様の通電制御が行なわれるように構成されており、
上記通電制御は、入水温度 Ti の時間経過に伴う温度上昇勾配Δ Ti が所定値未満の場合は、上記入水温度 Ti が予め設定された第1の設定温度以下のときに実行される一方、上記温度上昇勾配Δ Ti が所定値以上の場合は、上記入水温度 Ti が予め設定された第2の設定温度以下のときに実行され、かつこの第2の設定温度は、上記第1の設定温度よりも高いことを特徴とする、給湯装置。
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