JP3816263B2 - 給湯機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は給湯停止後の後沸きを緩和して再給湯開始時の湯温のオーバーシュートを抑制するため、給水管から分岐し熱交換器をバイパスして給湯管に合流するバイパス管を設けた給湯機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりこの種のものに於いては、例えば特許第2677884号公報に開示されているが如く、熱交換器をバイパスするバイパス管に常閉の電磁弁を設け、給湯停止から一定時間経過後に電磁弁を開弁して後沸きを緩和し、そして給湯栓が開放されて熱要求が発生すると給湯を開始してバイパス管の電磁弁を閉弁するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの従来のものでは、給湯停止から一定時間経過後にバイパス管の電磁弁を開弁するものであるので、この一定時間が経過するまでの間に熱要求が発生して給湯する場合には、バイパス管の電磁弁が閉弁状態にあり湯温のオーバーシュートを抑制することができず、高温の湯が給湯されてしまうため火傷をしてしまう危険性があるものであった。
【0004】
又、給湯停止から一定時間経過後には必ずバイパス管の電磁弁は開弁されてしまうため、給湯停止前の給湯温度が低い場合又は給湯継続時間が短くて後沸きがほとんどない場合に於いては、熱交換器内の残り湯の温度に対して過剰な水がバイパス管から供給されてしまい大きなアンダーシュートを引き起こしてしまうものであった。
【0005】
【問題点を解決するための手段】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、請求項1では特にその構成を、給水管と、該給水管の下流に設けた熱交換器と、該熱交換器の下流に設けた給湯管と、前記給水管から分岐され前記熱交換器をバイパスして前記給湯管に合流するバイパス管と、該バイパス管途中に設けた常閉のバイパス開閉弁と、前記給湯管のバイパス管との合流点よりも上流に設けた熱交温度センサと、所望の給湯温度を設定する温度設定手段と、前記熱交換器を介して水を前記熱交温度センサで検出する温度が前記温度設定手段で設定した給湯設定温度となるよう加熱するバーナと、給湯停止中に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第1の所定値以上であれば前記バイパス開閉弁を開弁する開弁制御手段とを備えたものである。
【0006】
又、請求項2では上記請求項1のものにおいて、前記開弁制御手段によりバイパス開閉弁が開弁された状態で、再給湯開始してから一定時間経過後に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第2の所定値以下であれば遅延時間の後に前記バイパス開閉弁を閉弁する閉弁制御手段を備えたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
給湯停止中に熱交換器1の下流側に設けられた熱交温度センサ8が検知する湯温THと、温度設定手段10で設定した給湯設定温度Tとの偏差が、第1の所定値α以上であると開弁制御手段12が判定するとバイパス管5の常閉のバイパス開閉弁6を開弁するので、再給湯時に湯温のオーバーシュート及びアンダーシュートを抑制すると共に、後沸きの状態に応じバイパス開閉弁6の開閉を簡易に制御できるものである。
【0008】
又、給湯停止して開弁制御手段12によりバイパス開閉弁6が開弁された後に再給湯する場合、再給湯開始から一定時間t1はバイパス開閉弁6を開弁状態のまま保持し、湯温のオーバーシュートの温度降下側で熱交温度センサ8が検知する湯温THと、温度設定手段10で設定した給湯設定温度Tとの偏差が、第2の所定値β以下であると閉弁制御手段13が判定し、この閉弁判定を行ってから遅延時間t2の経過後にバイパス開閉弁6を閉弁し、熱交換器1内に残っているオーバーシュートした湯をバイパス管5からの冷水と混合して給湯するものである。
【0009】
【実施例】
次に、この発明に係る給湯機を図面に示された一実施例をもとに説明する。
1はフィンアンドチューブ式の熱交換器で、該熱交換器の上流側には水道管と接続されている給水管2を備え、又、下流側には給湯栓3を終端に有した給湯管4を備えている。
【0010】
5は給水管2から分岐され熱交換器1をバイパスして給湯管4に接続されたバイパス管で、該バイパス管5途中には常閉の電磁弁よりなるバイパス開閉弁6を備えている。
【0011】
7は給水管2のバイパス管5の分岐点よりも熱交換器1側に設けられた流量センサで、熱交換器1内へ流入する水の流量Qを検知するものであり、8は給湯管4のバイパス管5の合流点よりも熱交換器1側に設けられた熱交温度センサで、熱交換器1から流出する湯の温度THを検知するものである。
【0012】
9は熱交換器1を介して水を加熱するバーナで、その加熱量は所望の給湯温度Tを設定する温度設定手段10と前記流量センサ7と前記熱交温度センサ8の信号を入力として、給湯設定温度Tと熱交温度センサ8の検知する湯温THが一致するようにマイコンより構成される制御器11で制御されるものである。
【0013】
12は給湯停止した後に熱交換器1の残熱により熱交換器1内の湯が給湯設定温度T以上に加熱されてしまう後沸き現象を緩和するための開弁制御手段で、流量センサ7が最低作動流量Q0以下を検知し給湯停止と見なしてバーナ9をOFFした後に、熱交温度センサ8の検知する湯温THと給湯設定温度Tの偏差が第1の所定値α以上になったら、前記バイパス開閉弁6を開弁し熱交換器1内の湯をバイパス管5内の冷水と混合して熱交換器1内の後沸きを緩和し、又、再給湯時には熱交換器1内の湯をバイパス管5からの冷水と混合して給湯栓3から給湯して加熱開始時のオーバーシュートを抑制するものである。尚、この開弁制御手段12は前記制御器11内に一つの機能として組み込まれているものである。
【0014】
13は再給湯時に前記開弁制御手段12で開弁されたバイパス開閉弁6を適確なタイミングで閉弁して湯温のオーバーシュートとアンダーシュートを抑制する閉弁制御手段で、前記流量センサ7が最低作動流量Q0以上を検知し給湯開始と見なしてバーナ9をONすると同時に、一定時間t1をカウントし、該一定時間t1が経過した後に熱交温度センサ8の検知する湯温THと給湯設定温度Tの偏差が第2の所定値β以下になったら、遅延時間t2の後に前記バイパス開閉弁6を閉弁するものである。尚、この閉弁制御手段13は前記開弁制御手段12と同様に前記制御器11内に一つの機能として組み込まれているものである。
【0015】
次に、この一実施例の作動を図3のフローチャートをもとに説明する。
今、給湯栓3が開放され入水管2に水道管からの水が流通すると、ステップ1(以下S1と略す)で流量センサ7で検知する流量Qが最低作動流量Q0(ここでは2l/min)以上であることを検知すると、S2でバーナ9をONし、S3で流量センサ7で検知する流量Qと熱交温度センサ8で検知する湯温THと温度設定手段10で設定する給湯設定温度Tとに基づいて湯温THと給湯設定温度Tとが一致するように制御器11が加熱量を制御する。
【0016】
次に、S4では給湯栓3が閉止され流量Qが最低作動流量Q0以下まで減少したことを検知すると、これを給湯停止と判断し、S5でバーナ9をOFFする。
【0017】
次に、S6では熱交温度センサ8で検知する湯温THと給湯設定温度Tとの偏差が第1の所定値α(ここでは+3℃)以上であると開弁制御手段12で判定すると、S7でバイパス開閉弁6を開弁する。
【0018】
尚、給湯温度が低い場合や給湯時間が短い場合は熱交換器1の残熱が小さく後沸き量が少ないので、湯温THと給湯設定温度Tとの偏差が第1の所定値α以上にならず、S6でNOとなりS8へ進み、給湯が開始されたかどうかを流量Qにより監視し、給湯が開始されたら前記S2に戻りバーナ9をONして給湯するものである。
【0019】
このように、後沸きの状態に応じてバイパス開閉弁6の開閉を簡易に制御できるものであるので、後沸きがあって再給湯時にオーバーシュートする心配のあるときには確実にバイパス開閉弁6を開弁しておきオーバーシュートを抑制し、又、後沸きのほとんどないときにはバイパス開閉弁6は閉弁状態のままであるので再給湯時に過剰なアンダーシュートを引き起こす心配のないものである。
【0020】
次に、前記S7でバイパス開閉弁6を開弁した後に、S9で流量Qが最低作動流量Q0以上まで増加即ち給湯が開始されたならば、S10へ進みバーナ9をONすると共に、S11で一定時間t1(ここでは5秒間)をカウントし、該一定時間t1のカウント終了の後にS12へ進み、湯温THと給湯設定温度Tとの偏差が第2の所定値β(ここでは+13℃)以下であるかを閉弁制御手段13が判定する。
【0021】
ここで、前記S12で湯温THと給湯設定温度Tとの偏差が第2の所定値β以下であるかどうかを判定する前に、S11で一定時間t1が経過するまで待機することにより、湯温判定をオーバーシュートの温度降下側で必ず行うことができ誤動作の心配がなくなるものである。
【0022】
次に、前記S12で湯温THと給湯設定温度Tとの偏差が第2の所定値β以下になったと判定されるとS13へ進み遅延時間t2(ここでは0.5秒間)をカウントし、この遅延時間t2のカウントが終了するとS14へ進みバイパス開閉弁6を閉弁し、全ての水を熱交換器1に通過加熱させて給湯するものである。
【0023】
このとき、前記S13にて遅延時間t2をカウントしてからS14でバイパス開閉弁6を閉弁するので、熱交温度センサ8で検知した湯温THと同程度にオーバーシュートした湯は遅延時間t2の間に熱交換器1内から出湯管4へ流出し、熱交換器1内の湯をバイパス管5からの冷水と混合して給湯するもので、又、遅延時間t2の間は熱交温度センサ8は給湯設定温度Tより高い温度を検知しているので加熱量は小さく抑えられてバイパス開閉弁6の閉弁後に再びオーバーシュートする心配もないものである。
【0024】
本発明はこの一実施例に限定されることなく、例えば給湯停止中で且つ開弁制御手段12によりバイパス開閉弁6が開弁状態にあるときに、熱交温度センサ8の検知する湯温THが給湯設定温度T以下に低下したことを検知したら、バイパス開閉弁6を閉弁するようにして開弁保持電力の低減を図ることもできる。
【0025】
又、前記第1の所定値αを給湯設定温度Tに応じて可変するようにすれば、後沸きの状態に応じてバイパス開閉弁6を適確に開弁することができ、又、遅延時間t2を流量センサ7で検知する流量Qが大きくなるほど短くすることで湯温のアンダーシュートを抑制し最適な湯温特性を得られるものである。
【0026】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、給水管と、該給水管の下流に設けた熱交換器と、該熱交換器の下流に設けた給湯管と、前記給水管から分岐され前記熱交換器をバイパスして前記給湯管に合流するバイパス管と、該バイパス管途中に設けた常閉のバイパス開閉弁と、前記給湯管のバイパス管との合流点よりも上流に設けた熱交温度センサと、所望の給湯温度を設定する温度設定手段と、前記熱交換器を介して水を前記熱交温度センサで検出する温度が前記温度設定手段で設定した給湯設定温度となるよう加熱するバーナと、給湯停止中に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第1の所定値以上であれば前記バイパス開閉弁を開弁する開弁制御手段とを備えた給湯機において、後沸きの状態に応じてバイパス開閉弁の開閉を簡易に制御できるものであるので、後沸きがあって再給湯時にオーバーシュートする心配のあるときには確実に常閉のバイパス開閉弁を開弁しておきオーバーシュートを抑制すると共に、後沸きのほとんどないときにはバイパス開閉弁は閉弁状態のままであるので再給湯時に過剰なアンダーシュートを引き起こすことがないものである。
【0027】
又、さらに、前記開弁制御手段によりバイパス開閉弁が開弁された状態で、再給湯開始してから一定時間経過後に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第2の所定値以下であれば遅延時間の後に前記バイパス開閉弁を閉弁する閉弁制御手段を備えた給湯機において、遅延時間の後にバイパス開閉弁を閉弁するものであるので、閉弁判定を行ったときに熱交換器内に残っているオーバーシュートした湯をバイパス管から合流する冷水と混合してから給湯するので、給湯栓から出る湯のオーバーシュートを抑制し、高温の湯が出湯して火傷をする心配のないものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の概略構成図。
【図2】この発明の一実施例の作動及び湯温特性を示すタイムチャート。
【図3】この発明の一実施例のフローチャート。
【符号の説明】
1 熱交換器
2 給水管
4 給湯管
5 バイパス管
6 バイパス開閉弁
8 熱交温度センサ
9 バーナ
10 温度設定手段
12 開弁制御手段
13 閉弁制御手段
Claims (2)
- 給水管と、該給水管の下流に設けた熱交換器と、該熱交換器の下流に設けた給湯管と、前記給水管から分岐され前記熱交換器をバイパスして前記給湯管に合流するバイパス管と、該バイパス管途中に設けた常閉のバイパス開閉弁と、前記給湯管のバイパス管との合流点よりも上流に設けた熱交温度センサと、所望の給湯温度を設定する温度設定手段と、前記熱交換器を介して水を前記熱交温度センサで検出する温度が前記温度設定手段で設定した給湯設定温度となるよう加熱するバーナと、給湯停止中に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第1の所定値以上であれば前記バイパス開閉弁を開弁する開弁制御手段とを備えたことを特徴とする給湯機。
- 前記開弁制御手段によりバイパス開閉弁が開弁された状態で、再給湯開始してから一定時間経過後に前記熱交温度センサの検知湯温と給湯設定温度との偏差が第2の所定値以下であれば遅延時間の後に前記バイパス開閉弁を閉弁する閉弁制御手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の給湯機。
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