JP3811525B2

JP3811525B2 - １缶２水路風呂給湯器

Info

Publication number: JP3811525B2
Application number: JP16837496A
Authority: JP
Inventors: 佳宏棟田
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2016-06-07
Also published as: JPH09329354A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風呂の追い焚き機能と浴槽への湯張り機能と給湯機能を備えた１缶２水路風呂給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３には出願人が開発している１缶２水路風呂給湯器のシステム構成が示されている。同図において、器具ケース１内には給湯熱交換器２と追い焚き熱交換器３とが一体化されて介設されている。すなわち、複数の共通のフィンプレート４に給湯側の管路を貫通装着して給湯熱交換器２と成し、同じくフィンプレート４に追い焚き側の管路を貫通装着して追い焚き熱交換器３と成している。
【０００３】
これら一体化された熱交換器の下方側には給湯熱交換器２と追い焚き熱交換器３を共通に加熱するバーナ５が配置されており、このバーナ５の燃焼の給排気を行う燃焼ファン６が下側に配置されている。バーナ５にはガス通路６が接続されており、このガス通路６には通路の開閉を行う電磁弁７，８とガスの供給量（バーナの燃焼熱量）を開弁量によって制御する比例弁10が介設されている。なお、前記比例弁10の開弁量制御は、具体的には、比例弁10に印加される電流（開弁駆動電流）の可変制御によって行われている。
【０００４】
前記給湯熱交換器２の入側には給水管11が接続されており、この給水管11には給水温度を検出する給水温度検出センサ12と、給水流量（湯張りの場合には湯張り流量）を検出する流量検出センサ13が設けられている。なお、給水管11の入口側は水道管に接続されている。
【０００５】
前記給湯熱交換器２の出側には給湯管14が接続されており、この給湯管14は外部配管を介して台所等の所望の給湯場所に導かれている。前記給湯熱交換器２の出側の流路には給湯温度を検出する給湯温度センサ15が設けられている。
【０００６】
前記追い焚き熱交換器３の入側には管路16の一端側が接続され、管路16の他端側は循環ポンプ17の吐出側に接続されている。そして、循環ポンプ17の吸込側と浴槽18は戻り管20によって接続されており、この戻り管20には浴槽18の循環湯水の温度を風呂温度として検出する風呂温度センサ21が設けられている。前記追い焚き熱交換器３の出側には往管22の一端側が接続され、往管22の他端側は浴槽18に接続されており、浴槽18から戻り管20を介して循環ポンプ17、管路16、追い焚き熱交換器３および往管22を介して浴槽18に至る通路は追い焚き循環通路23を構成している。
【０００７】
前記給湯熱交換器２の給湯管14は給湯通路として機能し、この給湯管14と追い焚き循環通路23（図３においては管路16）は湯張り通路24によって連通接続されており、この湯張り通路24には通路の開閉を行う電磁弁等により構成される注湯弁25が介設され、この注湯弁25の下流側の湯張り通路24には浴槽18の水位を水圧によって検出する水位センサ（圧力センサ）26が設けられている。
【０００８】
前記流量検出センサ13、温度センサ12，15，21、水位センサ26等のセンサ検出信号は制御装置27に加えられており、この制御装置27にはリモコン28が接続されている。このリモコン28には給湯温度を設定する給湯温度設定手段や、風呂温度を設定する風呂温度設定手段や、湯張り運転を指令するボタンや、必要な情報を表示する表示部等が設けられている。
【０００９】
前記制御装置27は各種センサ検出信号とリモコン28の情報を取り込み、内部に与えられているシーケンスプログラムに従い、給湯運転と、湯張り運転と、追い焚き運転を次のように制御する。
【００１０】
例えば、台所等に導かれた給湯通路の水栓30が開けられ、流量検出センサ13により作動流量が検出されると、燃焼ファン６の回転が行われ、電磁弁７，８の開動作が行われてバーナ５に燃料ガスが供給されると共に、図示されていない点着火手段によりバーナ５の燃焼が行われ、給湯温度センサ15で検出される給湯温度がリモコン28で設定される給湯設定温度に一致するように比例弁10への開弁駆動電流を制御し、給湯熱交換器２を通る水をバーナ５の火炎により加熱して設定温度の湯を作り出し、この湯を給湯管14を介して給湯場所へ給湯する。
【００１１】
そして、水栓30が閉められて、流量検出センサ13からオフ信号が出力されたときに、バーナ燃焼を停止し、給湯運転モードの動作を終了する。
【００１２】
また、リモコン28により湯張り運転モードが指令されると、注湯弁25が開けられる。そして、流量検出センサ13により作動流量が検出されると、給湯運転の場合と同様にバーナ５の燃焼が開始し、給湯熱交換器２で作り出された湯は給湯管14、湯張り通路24を通り、さらに分岐して管路16から追い焚き熱交換器３を経て往管22を通る通路と戻り管20を通る通路の両側から浴槽18に湯が落とし込まれる。そして、設定水位までの湯の水量が落とし込まれたとき、又は水位センサ26により設定水位が検出されたときに注湯電磁弁25が閉じられバーナ５の燃焼が停止して湯張り運転モードの動作が終了する。
【００１３】
追い焚き運転モードの動作においては、注湯弁25が閉じられている状態で、循環ポンプ17が回転駆動され、浴槽18内の湯水の循環が追い焚き循環通路23を介して行われ、風呂温度センサ21により浴槽の風呂温度が検出される。そして、風呂検出温度が風呂設定温度よりも低いときには、バーナ５の燃焼が行われ、追い焚き循環通路23を通して循環する浴槽湯水を追い焚き熱交換器３で加熱する。風呂温度センサ21により浴槽湯水の温度が風呂設定温度に達したことが検出されたときに、循環ポンプ17の停止とバーナ５の燃焼停止が行われて追い焚き運転モードの動作が終了する。
【００１４】
上記の如く、１缶２水路風呂給湯器は、共通のバーナ５を用いて一体化された給湯熱交換器２と追い焚き熱交換器３を加熱する方式なので、別体に設けられた給湯熱交換器と追い焚き熱交換器をそれぞれ別個のバーナを用いて燃焼加熱する方式に比べ、装置構成の簡易化が図れ、これに伴い、装置（器具）の小型化とコスト低減が図れることになる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１缶２水路風呂給湯器においては、浴槽18への湯張りを行う場合、給湯熱交換器２で風呂設定温度の湯を作り出して浴槽18へ落とし込むと、湯張り通路24を通った湯の一部が管路16側から追い焚き熱交換器３を経由して浴槽18に落とし込まれるために、この追い焚き熱交換器３を通るときに再びバーナ５の燃焼火炎でもって再加熱されて浴槽18に落とし込まれるために、浴槽内湯水の温度は風呂設定温度よりも高くなってしまい、浴槽の湯張り温度が目標温度からずれてしまうという問題が生じる。
【００１６】
このような浴槽湯張り温度のずれを解消するものとして、特開平６−１５９７９８号公報の装置が提案されている。この提案装置は、風呂設定水位までの水量Ｑ_sを入水温度Ｔ_cから風呂設定温度Ｔ_sに高めるのに必要な必要熱量をＱ_s（Ｔ_s−Ｔ_c）として求め、湯張りに際しては、給湯熱交換器の出湯温度が風呂設定温度Ｔ_sとなるようにバーナの燃焼熱量を制御して湯量Ｑ₁を浴槽に落とし込み、しかる後に、追い焚き循環通路を介して浴槽湯水を循環させて浴槽湯水の温度Ｔ_fを検出し、湯張り時に湯張りの湯が追い焚き熱交換器を通るときに再加熱される温度上昇分Ｔ_f−Ｔ_sと、実際に浴槽に落とされた湯量の保有熱量Ｑ₁（Ｔ_f−Ｔ_c）を求めると共に、湯量Ｑ₁から設定水量Ｑ_sまでの残りの湯量（Ｑ_s−Ｑ₁）を落とし込むときに追い焚き熱交換器を通るときに再加熱により吸熱する熱量を（Ｑ_s−Ｑ₁）（Ｔ_f−Ｔ_s）の演算によって求めて、湯張り終了時に浴槽内湯水の保有熱量がＱ_s（Ｔ_s−Ｔ_c）となるための残りの湯量（Ｑ_s−Ｑ₁）の落とし込み要求熱量を次の（１）式によって求める。
【００１７】
Ｑ_s（Ｔ_s−Ｔ_c）−Ｑ₁（Ｔ_f−Ｔ_c）−（Ｑ_s−Ｑ₁）（Ｔ_f−Ｔ_s）・・・・・（１）
【００１８】
そして、この（１）式で与えられる熱量を作り出すためには、給湯熱交換器の出側の温度をＴ_mとしたとき、次の（２）式
【００１９】
（Ｑ_s−Ｑ₁）（Ｔ_m−Ｔ_c）・・・・・（２）
【００２０】
で表される熱量と等しくすればよいものとし、この（１）式と（２）式からＴ_mを演算により求め、給湯熱交換器の出側の温度がＴ_mとなるようにバーナの燃焼熱量をフィードバック制御して残りの湯量（Ｑ_s−Ｑ₁）を一気に浴槽に落とし込むものである。このような湯張り制御を行うことにより、湯張り終了時には、浴槽温度（風呂温度）を風呂設定温度のＴ_sにすることができるというものである。
【００２１】
この提案装置は、最初にＱ₁の湯量を落とし込むことによって求められる追い焚き熱交換器通過時の再加熱の吸熱熱量を求め、その再加熱吸熱状態が残りの湯量（Ｑ_s−Ｑ₁）を落とし込むときにも同じ状態であると仮定して前記（１）式を成り立たせているために、残りの湯量（Ｑ_s−Ｑ₁）を落とし込むときに出湯温度がＴ_mとなるようにバーナの燃焼熱量を高精度のフィードバック制御を行って湯の落とし込みを行うにもかかわらず、実際に浴槽に湯張りされた湯温は設定温度Ｔ_sからずれてしまうという問題が生じる。この湯張り終了時における計算上の風呂温度と実際の風呂温度とのずれは次のような原因に基づく。
【００２２】
すなわち、湯張りを行う場合、給湯運転により台所等で湯が使用された直後に湯張りを開始する場合には、台所での湯の使用による給湯燃焼によって既に給湯熱交換器および追い焚き熱交換器は加熱された状態にあり、かつ、給湯熱交換器に滞留している湯は後沸きにより高温となっているために、最初の湯量Ｑ₁が落とし込まれた浴槽湯水の湯温は高い温度となるのに対し、給湯熱交換器および追い焚き熱交換器が冷えた状態で湯張りが開始されたときには、湯張り開始時に給湯熱交換器および追い焚き熱交換器は大きな保有熱量を保持していないので、浴槽に落とし込まれた湯の温度はそれよりも低くなる。このＱ₁の湯が落とし込まれた浴槽湯水の温度Ｔ_fと風呂設定温度Ｔ_sとの差分に対応する熱量が追い焚き熱交換器通過時の再加熱による吸熱熱量として演算されるために、湯張り開始のタイミングによって吸熱熱量に差が生じ、しかも、そのＱ₁の湯の落とし込み時の吸熱熱量と同じ吸熱状態が次の残りの湯量（Ｑ_s−Ｑ₁）の落とし込み時にも生じるものと仮定してその残りの湯の吸熱熱量が求められるために、湯張り開始のタイミングによって残りの湯（Ｑ_s−Ｑ₁）の落とし込み時の計算上の吸熱熱量に違いが生じることになる。
【００２３】
さらに、追い焚き熱交換器２を通るときの再加熱による吸熱熱量は追い焚き熱交換器を通る流速（流量）によって異なり、この流速は湯張り水圧によって変動する。したがって、湯張り時に、例えば他の場所で水道の蛇口が開けられて洗濯等の水の使用が行われたときには、湯張り水圧が変動し、これに伴い湯張りの流速が変動するので、追い焚き熱交換器を通る湯の再加熱による吸熱熱量も変化してしまうことになる。つまり、最初のＱ₁の湯量によって求められる再加熱の吸熱熱量が次の残りの湯（Ｑ_s−Ｑ₁）の湯張り時にも同一状態で生じると仮定した前提条件が崩れることになる。
【００２４】
さらに、前記（１）式と（２）式の熱量が等しいと置くことは、追い焚き熱交換器通過時の再加熱がないものと仮定したときに、給湯熱交換器で作り出された温度Ｔ_mの湯は温度低下せずにＴ_mの湯温のまま浴槽に落とし込まれることを意味する。しかし、実際の湯張りに際しては、追い焚き熱交換器通過時の再加熱が無いと仮定される条件のもとでは、給湯熱交換器からＴ_mの温度で出湯した湯は浴槽に達するまでに放熱し、Ｔ_mよりも低温の湯となって浴槽に落とし込まれるものであり、前記（１）式と（２）式の熱量を等しいと置いて演算処理する方式では実際上と計算上にずれが生じる。
【００２５】
上記の如く、湯張り時の追い焚き熱交換器を通ることによる再加熱の吸熱熱量は湯張り開始のタイミングと湯張り水圧変動によって大きく左右され、このような吸熱熱量の変動成分を全く無視して、最初の落とし込み湯量Ｑ₁で求めた吸熱熱量と全く同じ状態で残りの湯量（Ｑ_s−Ｑ₁）の落とし込み時にも発生するという仮定をたて、かつ、（１）式と（２）式の熱量を等しいものとして演算処理して湯張りを行う前記提案装置の方式では、複雑な計算のもとで給湯熱交換器の出側温度Ｔ_mを求め、給湯熱交換器からの出湯温度がこのＴ_mとなるように精細なフィードバック制御によってバーナの燃焼熱量を制御して湯張りを行っても、実際には、期待したほど湯張り温度を正確にコントロールすることができず、実際に湯張りされた風呂温度は風呂設定温度からずれてしまうという問題が生じる。
【００２６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、湯張りに際し、給湯熱交換器の出側の出湯温度の情報による精細なフィードバック制御を要することなく、しかも、風呂設定温度とのずれ量の小さい精度の良い湯張りを行うことができる制御構成が簡易で実用性に富む１缶２水路風呂給湯器を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、次のような構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、本発明は、給水通路から供給される水を加熱して給湯通路へ送出する給湯熱交換器と、浴槽湯水の追い焚き循環通路に組み込まれ循環湯水の追い焚きを行う追い焚き熱交換器とが一体化され、この一体化された給湯熱交換器と追い焚き熱交換器を加熱する共通のバーナを備え、前記給水通路の給水温度を検出する給水温度検出センサと、風呂の設定温度を設定する風呂温度設定手段とが設けられ、前記給湯通路と追い焚き循環通路は注湯弁を介して湯張り通路によって接続されている１缶２水路風呂給湯器において、追い焚き熱交換器の入側の循環湯水温度を風呂温度として検出する風呂温度センサと、給湯熱交換器側から湯張り通路を通り追い焚き循環通路を介して浴槽へ湯張りされる湯張り流量を検出する流量検出センサと、浴槽への湯張りに際し単位流量の給水温を風呂設定温度に高めるための単位必要熱量を求め、この単位必要熱量に流量検出センサによって検出される検出流量を掛けて求められる必要熱量に基づきバーナによる給湯熱交換器の加熱熱量を制御して浴槽湯水が追い焚き循環通路を通して循環が可能となる水位まで湯張りを行う前段湯張り制御部と、前段湯張りの停止後およびその後の設定水位までの複数回の断続湯張り停止後毎に浴槽湯水を追い焚き循環通路を介して循環して風呂温度センサにより風呂温度を検出し風呂設定温度に対する検出風呂温度の偏差温度を求める偏差温度検出部と、前記偏差温度の大きさに対応する単位流量当りの単位補正熱量を予め与えられる解法データにより求め前記単位必要熱量に単位補正熱量を偏差温度が零になる方向に加・減して単位補正必要熱量を算出する単位補正必要熱量算出部と、前記前段湯張り停止後およびその後の断続湯張り停止後毎にバッチ式に求められる単位補正必要熱量に各断続湯張り時の検出流量を掛けてバッチ式に求められる補正必要熱量に基づき各断続湯張り時のバーナ加熱熱量を制御して設定水位まで湯張りを行う熱量バッチ制御式の後段湯張り制御部とを有する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２８】
上記構成の本発明において、湯張り開始時には、まず、風呂設定温度と給水温度とを取り込み、給水温を風呂設定温度に高めるのに必要な単位流量当りの単位必要熱量を求め、この単位必要熱量に流量検出センサによって検出される検出流量を掛算して求まる必要熱量が得られるようにバーナの燃焼熱量を制御して追い焚き循環通路を通して循環が可能となる水位、つまり、追い焚き循環通路の循環口の上側となる水位までの水量（湯量）を浴槽へ落とし込む。
【００２９】
次に、追い焚き循環通路を通して浴槽湯水を循環し、風呂温度を検出する。そして、偏差温度検出部により風呂設定温度に対する検出風呂温度の偏差温度を求める。
【００３０】
そして、単位補正必要熱量算出部により偏差温度の大きさに対応する単位補正熱量が求められ、この単位補正熱量を前記単位必要熱量に偏差温度が零となる方向に加・減して単位補正必要熱量が求められる。
【００３１】
そして、次の最初（第１回目）の断続湯張り落とし込み時には、この求められた単位補正必要熱量を用いてバーナの燃焼熱量が制御される。そして、第１回目の断続湯張り湯量が落とし込まれた後に、再び浴槽湯水を追い焚き循環通路を通して循環して風呂温度を検出し、再び同様な動作により新たな単位補正必要熱量が求められ、次の第２回目の断続湯張り時には、この新たに求められた補正必要熱量を用いてバーナの燃焼熱量が制御される。
【００３２】
このように、本発明では、追い焚き循環通路を介して浴槽湯水が循環する水位まで湯張りされたときに湯張り時に追い焚き熱交換器を通る際の再加熱による吸熱熱量の影響を解消すべく単位必要熱量が補正され、次の後半の複数回の断続湯張りが行われる毎に追い焚き熱交換器を通ることによる再加熱の吸熱熱量による影響を解消する方向に単位補正必要熱量が次々に補正されるので、断続湯張りの落とし込みを行う毎に浴槽湯温が風呂設定温度に近づく方向により正確に単位補正必要熱量が補正されて湯張りが行われることとなり、設定水位までの湯張りが行われたときには、風呂設定温度と殆どずれのない温度に湯を張ることができることになる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態例を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例における１缶２水路風呂給湯器の配管システム構成は前記図３に示すものと同様であり、その重複説明は省略する。
【００３４】
本実施形態例において特徴的なことは、制御装置２７の湯張り制御構成を特有な構成にしたことである。この特有な構成のブロック図が図１に示されている。本実施形態例の器具における追い焚き機能の制御構成と給湯機能の制御構成は前記図３の説明においてされた制御構成と同様であり、図１は、湯張り機能の特有な制御構成を抜き出して示してある。
【００３５】
図１において、本実施形態例の特有な湯張り機能の制御構成は、前段湯張り制御部31と、偏差温度検出部32と、単位補正必要熱量算出部33と、後段湯張り制御部34とを有して構成されており、前記後段湯張り制御部34は補正必要熱量算出部35を備えている。
【００３６】
前記前段湯張り制御部31は、浴槽18の水位が追い焚き循環通路23を通して循環可能な水位、つまり、追い焚き循環通路23の循環口の直上の水位に対応するＱ₁までの湯量の湯張り制御を行う。すなわち、前段湯張り制御部31は、湯張りの開始時に、まず、リモコン28の風呂温度設定手段で設定される風呂設定温度Ｔ_sの情報と、給水温度センサ12で検出される給水温度Ｔ_cの情報を受け、単位流量の水を給水温度Ｔ_cから風呂設定温度Ｔ_sまでに高めるのに要する単位必要熱量ａ₀を求める。
【００３７】
そして、注湯電磁弁25を開け、浴槽18への湯の落とし込みを開始する。この湯の落とし込みに際し、前段湯張り制御部31は、流量検出センサ13から検出流量の情報を所定のサンプリング間隔で時々刻々取り込み、検出流量と単位必要熱量ａ₀を掛算して必要熱量Ａ₀を求め、この必要熱量Ａ₀が得られるように比例弁10への開弁駆動電流を制御してバーナ５の燃焼熱量を制御する。このようにして、フィードフォワード熱量演算によりＱ₁の湯量を落とし込む。なお、この湯量Ｑ₁の落とし込みは湯量Ｑ₁を連続的に落とし込んでもよいが、分割して断続的に落とし込んでもよい。
【００３８】
この湯量Ｑ₁の落とし込みにより、浴槽18には追い焚き循環通路に浴槽湯水が循環できる水位まで落とし込まれたことになり、この湯量Ｑ₁の落とし込み後、湯張り制御は前段湯張り制御部31から後段湯張り制御部34へ切り換わる。この後段湯張り制御部34の制御動作は偏差温度検出部32および単位補正必要熱量算出部33の信号処理結果を用いて行われる。
【００３９】
偏差温度検出部３２は、前記前段湯張り制御部３１の制御動作の終了後、つまり、浴槽１８にＱ_１の湯量が落とし込まれた後、循環ポンプ１７を駆動し、浴槽湯水を追い焚き循環通路２３を通して循環させる。この浴槽湯水の循環はバーナ５が燃焼停止状態で行われる。この浴槽湯水の循環を所定時間（例えば１分）行って浴槽湯水の均一な攪拌が行われた後、偏差温度検出部３２は風呂温度センサ２１の検出温度情報および風呂温度設定手段によって設定された風呂設定温度の情報を取り込み、風呂設定温度Ｔ_ｓに対する風呂温度（風呂実測温度）Ｔ_ｆの偏差（Ｔ_ｓ−Ｔ_ｆ）を偏差温度として演算検出し、その演算結果を単位補正必要熱量算出部３３へ加える。つまり、前段湯張り制御部３１の制御動作により浴槽１８に落とし込まれた湯量Ｑ_１はその湯張り時に追い焚き熱交換器３を通るときの再加熱の吸熱による熱量を含んでおり、その吸熱熱量の温度上昇分が偏差温度検出部３２により検出されてその情報が単位補正必要熱量算出部３３に加えられるのである。
【００４０】
単位補正必要熱量算出部33には単位補正熱量を求める解法データが予め与えられている。本実施形態例ではこの解法データは、Δａ＝（Ｔ_s−Ｔ_f）ｑ₀の演算式として与えられている。この演算式で、Δａは単位補正熱量であり、Ｔ_sは風呂設定温度、Ｔ_fは風呂検出温度、ｑ₀は単位流量を示している。つまり、偏差温度検出部32の偏差温度（Ｔ_s−Ｔ_f）に単位流量を掛け合わせて単位補正熱量を算出する。次に、単位必要熱量算出部33は前記前段湯張り制御部31で算出された単位必要熱量ａ₀に偏差温度が零となる方向に単位補正熱量を加・減して単位補正必要熱量を算出する。例えば、風呂検出温度Ｔ_fが風呂設定温度Ｔ_sよりも高いときには、単位補正必要熱量はａ₀＋Δａ＝ａ₀−（Ｔ_f−Ｔ_s）ｑ₀として求められ、また、風呂検出温度Ｔ_fが風呂設定温度よりも低いときにはａ₀＋Δａ＝ａ₀＋（Ｔ_s−Ｔ_f）ｑ₀として求められる。そして、この求められた単位補正必要熱量は後段湯張り制御部34に加えられる。
【００４１】
後段湯張り制御部34は、補正必要熱量算出部35で、単位補正必要熱量算出部33から加えられる単位補正必要熱量に流量センサ13で検出される検出流量を掛算した値を補正必要熱量として算出し、バーナ５の燃焼熱量が補正必要熱量となるように比例弁10への開弁駆動電流を制御してバーナ５の燃焼熱量を制御し、ｑの湯量を落とし込む。そして、このｑの第１回目の断続湯張りを行った後、再び偏差温度検出部32の偏差温度検出動作と単位補正必要熱量算出部33の単位補正必要熱量の算出処理を行い、より一層浴槽湯水の温度が風呂設定温度に近づくように単位補正必要熱量を算出し、この単位補正必要熱量の算出結果に基づき、補正必要熱量算出部35で新たに補正必要熱量を算出し、バーナ５の燃焼熱量を修正制御する。
【００４２】
このように、後段湯張り制御部34は湯量ｑの断続湯張りが終了する毎に繰り返して、つまり、バッチ式に補正必要熱量を追い焚き熱交換器通過による再加熱の吸熱量の影響を解消する方向に修正補正し、熱量バッチ制御方式により設定水位（設定水量）までの湯張り制御を行う。
【００４３】
本実施形態例は上記のように構成されており、次に、図２に基づき、本実施形態例の湯張り動作の制御動作を簡単に説明する。まず、リモコンにより、湯張り指令が出されるとスタート状態となり、前段湯張り制御部31の動作状態となり、ステップ101 で給水温度の取り込みと風呂設定温度の取り込みが行われ単位必要熱量の算出が行われる。
【００４４】
次に、ステップ102 で注湯弁25が開かれ湯の落とし込みが開始される。ステップ103 では流量検出センサ13で検出される検出流量に単位必要熱量を掛算して湯張り流量に対応した必要熱量を算出し、この必要熱量が得られるように比例弁10に加えられる開弁駆動電流を制御して熱量のフィードフォワード演算によりバーナ５の燃焼熱量制御が行われる。ステップ104 では、湯張り量が追い焚き循環通路の循環口の上側に達する湯量Ｑ₁になったか否かが判断され、落とし込み湯量がＱ₁になったときに前段湯張り制御部31による前段湯張りの停止状態となる（ステップ105 ）。そして、バーナ５の燃焼制御は前段湯張り制御部31から後段湯張り制御部34へ切り換わる。
【００４５】
ステップ106 以降の動作は後段湯張り制御部34による湯張り制御動作となり、ステップ106 ではバーナ５の燃焼停止状態での循環ポンプ17を駆動しての浴槽湯水の循環動作が行われる。ステップ107 で浴槽湯水が均一に攪拌可能な所定の経過時間が経過したことを確認した後、ステップ108 で循環ポンプ17を停止して浴槽湯水の循環を停止し、ステップ109 で風呂温度センサ21により風呂温度Ｔ_fを検出する。
【００４６】
そして、ステップ110 で風呂設定温度に対する風呂実測温度の偏差温度を検出し、ステップ111 で単位流量当りの単位補正必要熱量を算出する。次に、ステップ112 で単位補正必要熱量に流量検出センサ13で検出される流量を掛算して補正必要熱量を求め、この補正必要熱量が得られるようにバーナ５の燃焼熱量を制御し、ｑの湯量を浴槽に落とし込む。ステップ113 では浴槽18に落とし込んだトータル湯量が設定水位に達したか、あるいは設定水量に達したかを判断し、設定水位（設定水量）に達していないときには再びステップ106 以降の動作を繰り返し行い、湯量ｑの断続湯張り終了時毎に補正必要熱量を新たに求めて断続湯張りを繰り返し行い、トータル湯張り水量が設定水量になるか、又は湯張り水位が設定水位になったときに湯張り動作を終了する。
【００４７】
本実施形態例においては、前段湯張り制御部31による前段湯張りが終了したときに単位必要熱量が湯張り時の再加熱による影響を解消する方向に補正され、さらに、後段湯張り制御部34のそれ以降の断続湯張り終了時毎に同様に追い焚き熱交換器を通るときの再加熱の吸熱による影響を解消する方向に単位補正必要熱量が繰り返し補正され、この単位補正必要熱量に基づき求められる補正必要熱量のフィードフォワード熱量制御により後段の湯張り制御が断続的に繰り返し行われるので、浴槽への湯張り量が設定水量（設定水位）に近づくにつれ浴槽内湯温は風呂設定温度に近づくこととなり、これにより、風呂設定温度から大きくずれることなく精度の良い湯張り温度のコントロールが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態例における湯張り制御は給湯熱交換器の出側の温度の情報を全く用いることなく最初から最後までフィードフォワード熱量演算に基づき湯張りを行うので、前記特開平６−１５９７９８号公報に示されている提案装置のような精細な出湯温度Ｔ_ｍのフィードバック制御を必要としないので、制御構成も極めて簡易なものとなり、これにより装置コストの大幅な低減化が可能となる。
【００４９】
しかも、本実施形態例では、断続湯張り終了時毎に浴槽湯温を実測して単位流量当りの単位必要熱量をバッチ式に補正して単位補正必要熱量を算出し、バーナの燃焼熱量を追い焚き熱交換器通過時の再加熱による影響を解消する方向に修正して湯張りが行われるので、前記公報の提案装置のような精細な出湯温度のフィードバック制御を省略しても風呂設定温度に近い精度の高い湯張りが可能となる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、本実施形態例では、単位補正熱量の解法データを演算式により与えたが、これを表データあるいはグラフデータにより与えてもよい。また、その解法データの演算式は、本実施形態例の演算式と異なる演算式により与えてもよい。
【００５１】
なお、本実施形態例における後段湯張り時における断続的な湯の落とし込み量ｑの値は適宜設定でき、前段湯張り制御部31による前段湯張り後、２回以上の複数回の断続湯張りによって設定水位（設定水量）までの湯張りが行われるようにすればよい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は湯張りの開始から終了に至るまでフィードフォワードのバッチ式熱量演算により湯張りを行う構成としたので、つまり、給湯熱交換器の出側の温度情報を全く用いることなく湯張りを行う構成としたので、給湯熱交換器の出側の出湯温度に基づく精細なフィードバック制御の構成を必要とすることなく、極めて簡易な制御構成によって湯張り制御が行われるので、装置構成の簡易化が図れ、これに伴い、装置コストの大幅な低減化が可能となる。
【００５３】
さらに、本発明は、湯張りの断続落とし込み毎に、浴槽湯温を検出し、湯張りの湯が追い焚き熱交換器を通るときの再加熱による吸熱による影響を解消する方向に順次単位必要熱量（単位補正必要熱量）を修正する方向に補正して湯張りを行うので、湯張り開始時のタイミングや湯張り水圧の変動等により前記追い焚き熱交換器通過時の再加熱による吸熱熱量の変動が生じたとしても、この変動が実際の浴槽湯温の検出によって求められて修正する方向に単位必要熱量が繰り返し補正修正されて湯張りが行われるので、これら湯張り開始のタイミングや水圧変動の影響を少なくした湯張りが可能となり、給湯熱交換器側の出湯温度の精細なフィードバック制御を省略するにもかかわらず、風呂設定温度に近い正確な湯張り制御が達成できるという画期的な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態例の湯張り制御動作のフローチャートである。
【図３】本出願人が開発した１缶２水路風呂給湯器のシステム構成図である。
【符号の説明】
２給湯熱交換器
３追い焚き熱交換器
23 追い焚き循環通路
31 前段湯張り制御部
32 偏差温度検出部
33 単位補正必要熱量算出部
34 後段湯張り制御部
35 補正必要熱量算出部

Claims

給水通路から供給される水を加熱して給湯通路へ送出する給湯熱交換器と、浴槽湯水の追い焚き循環通路に組み込まれ循環湯水の追い焚きを行う追い焚き熱交換器とが一体化され、この一体化された給湯熱交換器と追い焚き熱交換器を加熱する共通のバーナを備え、前記給水通路の給水温度を検出する給水温度検出センサと、風呂の設定温度を設定する風呂温度設定手段とが設けられ、前記給湯通路と追い焚き循環通路は注湯弁を介して湯張り通路によって接続されている１缶２水路風呂給湯器において、追い焚き熱交換器の入側の循環湯水温度を風呂温度として検出する風呂温度センサと、給湯熱交換器側から湯張り通路を通り追い焚き循環通路を介して浴槽へ湯張りされる湯張り流量を検出する流量検出センサと、浴槽への湯張りに際し単位流量の給水温を風呂設定温度に高めるための単位必要熱量を求め、この単位必要熱量に流量検出センサによって検出される検出流量を掛けて求められる必要熱量に基づきバーナによる給湯熱交換器の加熱熱量を制御して浴槽湯水が追い焚き循環通路を通して循環が可能となる水位まで湯張りを行う前段湯張り制御部と、前段湯張りの停止後およびその後の設定水位までの複数回の断続湯張り停止後毎に浴槽湯水を追い焚き循環通路を介して循環して風呂温度センサにより風呂温度を検出し風呂設定温度に対する検出風呂温度の偏差温度を求める偏差温度検出部と、前記偏差温度の大きさに対応する単位流量当りの単位補正熱量を予め与えられる解法データにより求め前記単位必要熱量に単位補正熱量を偏差温度が零になる方向に加・減して単位補正必要熱量を算出する単位補正必要熱量算出部と、前記前段湯張り停止後およびその後の断続湯張り停止後毎にバッチ式に求められる単位補正必要熱量に各断続湯張り時の検出流量を掛けてバッチ式に求められる補正必要熱量に基づき各断続湯張り時のバーナ加熱熱量を制御して設定水位まで湯張りを行う熱量バッチ制御式の後段湯張り制御部とを有する１缶２水路風呂給湯器。