JP3822719B2 - 一缶二水路式風呂給湯燃焼装置 - Google Patents
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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給湯機能を備えた一缶二水路式風呂給湯燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５には出願人が開発している一缶二水路式風呂給湯燃焼装置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とが一体化されて配設されている。すなわち、複数の共通のフィンプレート４に給湯側の水管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に追い焚き側の水管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がバーナの下側に配置されている。バーナ５にはガス通路９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には給湯熱交換器２の入水温度（給水温度）を検出する給水温度検出センサ１１と、給水（給湯）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。これら、給水管１１から給湯熱交換器２を経由して給湯管１４に至る通路は給湯回路を構成する。
【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と流水を検出する流水センサ（流水スイッチ）１９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回路（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と追い焚き回路２３（図５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、自動運転、追い焚き運転、湯張り運転等を指令する各種運転ボタンや、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、点火器（図示せず）の点火によりバーナ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により自動運転のモードや、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回路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、流水センサ１９から流水オン信号を受けてバーナ５の燃焼が行われ、追い焚き回路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、一缶二水路風呂給湯器は、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、この種の一缶二水路式の風呂給湯燃焼装置は、給湯熱交換器２と追い焚き熱交換器３とが一体化されているため、給湯熱交換器２と追い焚き熱交換器３間に干渉が生じ、例えば、給湯の単独運転中に、追い焚きが行われると、その追い焚きの開始時と終了時に、給湯温度が変動するという現象が生じてしまう。図６はこの追い焚きのオン・オフ時に、給湯温度が変動する現象をタイムチャートで示すものであり、図６の（ａ）は給湯温度の時間的変化を示しており、また、同図の（ｂ）は循環ポンプのオン状態とオフ状態の動作をタイムチャートで示すものであり、同図の（ｃ）は給湯単独運転中に追い焚き運転が割り込んだときのバーナ５のガス供給量（加熱量）の時間的変化を示すものである。
【００１６】
この種の風呂給湯燃焼装置では、リモコン２８の追い焚き運転モードのボタン操作により、追い焚き指令（追い焚きオン）が出されると、循環ポンプ１７の起動に一致させて給湯単独運転の必要熱量ＰF1に対応する必要ガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転に必要な熱量ＰFT（給湯単独運転に必要な熱量ＰF1と追い焚き運転に必要な熱量ＰF2とのトータル熱量）に対応するガス供給量を立ち上げ、また、リモコン２８の追い焚き運転モードのボタン操作により追い焚き停止指令が出されると、循環ポンプ１７を停止し、この循環ポンプ１７の停止にタイミングを合わせてガス供給量を給湯と追い焚きの同時運転に必要な熱量ＰFTに対応するガス供給量から給湯単独運転に必要な熱量ＰF1に対応するガス供給量に立ち下げ制御している。
【００１７】
追い焚きのオン・オフ指令に対して上記の如く循環ポンプ１７の制御とガス供給量の制御が行われている一般的な風呂給湯燃焼装置においては、給湯単独運転中に、追い焚き指令が出されて循環ポンプ１７の起動とガス供給量の立ち上げが同時に行われる制御形態においては、循環ポンプ１７の起動により、追い焚き熱交換器３に浴槽１８側の循環湯水が循環する結果、給湯熱交換器を通る給湯側の熱量が追い焚き循環湯水側に吸熱され、この追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換器変化によって給湯湯温が低下するという現象が生じる。
【００１８】
また、給湯単独運転に必要なガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転に必要なガス供給量を立ち上げても、そのガス供給量の増加分の熱量が給湯および追い焚きの熱交換器２，３の水管を伝わってその水管に流れる湯水に伝達されるまでの時間遅れがあり、この時間の遅れの間は増加分の熱量が水管を流れる湯水に効果的に伝達されないために、給湯湯温が低下するという現象が生じ、前記の如く、追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による影響と、前記立ち上げガス量の増加分の伝達遅れの影響とによって、図６の（ａ）に示す如く、給湯単独運転中に追い焚き運転が割り込んだときに（追い焚きオン指令が出されたときに）給湯温度が給湯設定温度ＴSPよりも低下するアンダーシュートの湯が給湯されるという問題が生じる。
【００１９】
また、給湯と追い焚きの同時運転の状態で、追い焚き停止指令が出されて循環ポンプ１７が停止すると、追い焚き熱交換器３内の浴槽湯水の循環が停止するので、給湯側湯水から追い焚き側湯水への吸熱量が減少し、その分、給湯温度が高くなるという現象が生じる。
【００２０】
また、循環ポンプ１７の停止にタイミングを合わせてガス供給量を給湯と追い焚きの必要ガス供給量から給湯単独運転に必要なガス供給量に立ち下げても、そのガス供給量の減少分の熱量低下が給湯および追い焚きの熱交換器２，３の水管を介してその水管内の湯水に伝達されるまでの時間遅れのために、その遅れ時間の間、余分の熱量が水管内の湯水に加えられることとなり、このため、給湯温度が高くなるという現象が生じる。このように、追い焚き停止指令が出されたときには、前記追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換器変化による影響と、前記ガス供給量の立ち下げ分の伝達遅れによる影響によって、給湯温度が追い焚き停止時に給湯設定温度ＴSPよりも高いオーバーシュートの湯が給湯されるという問題が生じる。
【００２１】
一般的には、給湯側湯水の温度が追い焚き循環側湯水の温度よりも高いので、図６に示す如く、給湯単独運転中に追い焚き運転が割り込んだときには、追い焚きの開始時に給湯温度にアンダーシュートが現れ、追い焚き運転の停止時にオーバーシュートが現れるが、給湯設定温度が低めに設定され、追い焚き循環湯水の温度が高い場合には、図６の場合と逆の現象、つまり、追い焚きの開始時に給湯温度にオーバーシュートが現れ、追い焚き停止時に、アンダーシュートが現れるという場合もある。
【００２２】
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、給湯単独運転中に追い焚き運転が割り込んだ場合においても、その追い焚きの開始時や終了時に給湯温度が変動するという現象を抑制し、これら追い焚き運転の割り込みに起因する湯温変動のない湯を安定に給湯することが可能な一缶二水路式風呂給湯燃焼装置を提供することにある。
【００２３】
【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手段を講じている。すなわち、第１の発明は、浴槽湯水を循環ポンプの駆動によって循環しその循環湯水を追い焚き熱交換器によって追い焚きする追い焚き回路と、給水の水を給湯熱交換器によって加熱して給湯の湯を送出する給湯回路とを有し、前記追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は一体形成され、この一体型の追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は共通のバーナによって加熱される構成と成し、前記バーナへのガス供給量を制御して給湯と追い焚きの各単独運転と同時運転の制御が可能な一缶二水路式風呂給湯燃焼装置において、給湯の単独運転中に循環ポンプが起動されて給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときに追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第１の時定数と、循環ポンプがオン起動されてから前記追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第１の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第２の時定数と、前記給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第２の遅れ時間との各データが予め定められる装置運転の動作状態に応じて求められてデータ格納手段に格納されており、給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにその装置運転の動作状態に対応する前記第１の遅れ時間と第２の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第２の遅れ時間から第１の遅れ時間を差し引いた第１の差動遅れ時間を求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換えタイミングを循環ポンプのオン起動時点よりも前記第１の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量アップ切り換えタイミング制御部と、同じく給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第１の時定数と第２の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第１の時定数による給湯湯温の変化分と第２の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第１の補正熱量を前記第１の時定数と第２の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換え時に給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス量に前記第１の補正熱量に対応するガス量を上乗せ制御する立ち上げガス量補正制御部とを備えたことをもって課題を解決する手段としている。
【００２４】
また第２の発明は、浴槽湯水を循環ポンプの駆動によって循環しその循環湯水を追い焚き熱交換器によって追い焚きする追い焚き回路と、給水の水を給湯熱交換器によって加熱して給湯の湯を送出する給湯回路とを有し、前記追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は一体形成され、この一体型の追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は共通のバーナによって加熱される構成と成し、前記バーナへのガス供給量を制御して給湯と追い焚きの各単独運転と同時運転の制御が可能な一缶二水路式風呂給湯燃焼装置において、給湯と追い焚きの同時運転中に循環ポンプが停止されて給湯の単独運転に切り換わるときに追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第３の時定数と、循環ポンプがオフ停止されてから前記追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第３の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第４の時定数と、前記給湯と追い焚きの同時運転から給湯単独運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第４の遅れ時間との各データが予め定められる装置運転の動作状態に応じて求められてデータ格納手段に格納されており、給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の遅れ時間と第４の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第４の遅れ時間から第３の遅れ時間を差し引いた第２の差動遅れ時間を求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換えを循環ポンプのオフ停止時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量ダウン切り換えタイミング制御部と、同じく給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の時定数と第４の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第３の時定数による給湯湯温の変化分と第４の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第２の補正熱量を前記第３の時定数と第４の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換え時に給湯単独運転の必要熱量に対応するガス量に対し前記第２の補正熱量に対応するガス量を減少制御する立ち下げガス量補正制御部とを備えたことをもって課題を解決する手段としている。
【００２５】
さらに第３の発明は、浴槽湯水を循環ポンプの駆動によって循環しその循環湯水を追い焚き熱交換器によって追い焚きする追い焚き回路と、給水の水を給湯熱交換器によって加熱して給湯の湯を送出する給湯回路とを有し、前記追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は一体形成され、この一体型の追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は共通のバーナによって加熱される構成と成し、前記バーナへのガス供給量を制御して給湯と追い焚きの各単独運転と同時運転の制御が可能な一缶二水路式風呂給湯燃焼装置において、給湯の単独運転中に循環ポンプが起動されて給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときに追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第１の時定数と、循環ポンプがオン起動されてから前記追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第１の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第２の時定数と、前記給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第２の遅れ時間と、給湯と追い焚きの同時運転中に循環ポンプが停止されて給湯の単独運転に切り換わるときに追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第３の時定数と、循環ポンプがオフ停止されてから前記追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第３の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第４の時定数と、前記給湯と追い焚きの同時運転から給湯単独運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第４の遅れ時間との各データが予め定められる装置運転の動作状態に応じて求められてデータ格納手段に格納されており、給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにその装置運転の動作状態に対応する前記第１の遅れ時間と第２の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第２の遅れ時間から第１の遅れ時間を差し引いた第１の差動遅れ時間を求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換えタイミングを循環ポンプのオン起動時点よりも前記第１の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量アップ切り換えタイミング制御部と、同じく給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第１の時定数と第２の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第１の時定数による給湯湯温の変化分と第２の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第１の補正熱量を前記第１の時定数と第２の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換え時に給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス量に前記第１の補正熱量に対応するガス量を上乗せ制御する立ち上げガス量補正制御部と、給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の遅れ時間と第４の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第４の遅れ時間から第３の遅れ時間を差し引いた第２の差動遅れ時間を求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換えを循環ポンプのオフ停止時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量ダウン切り換えタイミング制御部と、同じく給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の時定数と第４の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第３の時定数による給湯湯温の変化分と第４の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第２の補正熱量を前記第３の時定数と第４の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換え時に給湯単独運転の必要熱量に対応するガス量に対し前記第２の補正熱量に対応するガス量を減少制御する立ち下げガス量補正制御部とを備えたことをもって課題を解決する手段としている。
【００２６】
さらに第４の発明は、前記第１又は第３の発明の構成を備えたものにおいて、第１の時定数をτ1、第２の時定数をτ2、給湯単独運転時の必要熱量をＰF1、給湯と追い焚きの同時運転時の必要熱量をＰF2としたとき、第１の補正熱量ΔＰ1を求める演算データはΔＰ1＝（ＰF2−ＰF1）・τ2／τ1の演算式によって与えられていることをもって課題を解決する手段としている。
【００２７】
さらに第５の発明は、前記第２又は第３の発明の構成を備えたものにおいて、第３の時定数をτ3、第４の時定数をτ4、給湯単独運転時の必要熱量をＰF1、給湯と追い焚きの同時運転時の必要熱量をＰF2としたとき、第２の補正熱量ΔＰ2を求める演算データはΔＰ2＝（ＰF2−ＰF1）・τ4／τ3の演算式によって与えられていること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は、給湯単独運転中に追い焚き運転が指令されたときには、そのときの装置運転（器具運転）の動作状態が各種のセンサ情報やリモコンの情報に基づき判断され、その動作状態に応じた第１の遅れ時間と第２の遅れ時間と第１の時定数と第２の時定数の各データがデータ格納手段から取り込まれる。
【００２９】
そして、ガス量アップ切り換えタイミング制御部は、第２の遅れ時間から第１の遅れ時間を差し引いた第１の差動遅れ時間を求め、給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量へのガス量アップ切り換えを循環ポンプのオン起動時点よりも前記第１の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定し、循環ポンプのオン起動による給湯温度の立ち下がりの起点とガス供給量のアップによる給湯温度の立ち上がりの起点とを一致させる。
【００３０】
その一方で、立ち上げガス量補正制御部は、前記第１の時定数と第２の時定数に基づき、第１の時定数による給湯湯温の変化分と第２の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第１の補正熱量を予め与えられる演算データにより求め、給湯と追い焚きの同時運転の必要ガス量に前記第１の補正熱量に対応するガス量を上乗せして前記ガス量アップ切り換えタイミング制御部により指定されたタイミングでもって給湯単独運転に必要なガス供給量からその第１の補正熱量を上乗せした給湯と追い焚きの同時運転に必要なガス供給量を立ち上げさせる。
【００３１】
前記ガス量アップ切り換えタイミング制御部と立ち上げガス量補正制御部の協同制御作用により、循環ポンプの起動による給湯湯温の変化の起点とガス量アップによる給湯湯温の上昇の起点が合わせられ、かつ、その循環ポンプ起動による給湯湯温の変化成分とガス量アップによる給湯湯温の変化成分とがキャンセルされる方向にガス量が制御されることで、給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転の開始時における給湯湯温の変動は効果的に抑制される。
【００３２】
また、給湯と追い焚きの同時運転状態で追い焚き運転の停止指令が出されたときには、そのときの装置運転の動作状態に応じた第３の遅れ時間と第４の遅れ時間と第３の時定数と第４の時定数の各データがデータ格納手段から取り込まれる。そして、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部により、給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換えタイミングが循環ポンプのオフ停止時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点となるように指定される。このガス量ダウンのタイミング指定により、循環ポンプの停止による給湯温度の上昇変化の起点とガス量ダウン切り換えによる給湯温度の低下の起点が合わせられる。
【００３３】
その一方で、立ち下げガス量補正制御部により、第３の時定数と第４の時定数に基づき、第３の時定数による給湯湯温の変化分と第４の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第２の補正熱量が求められる。そして、給湯単独運転の必要熱量に対応するガス量に対し、前記第２の補正熱量に対応するガス量を減少させたガス量が前記ガス量ダウン切り換えタイミング制御部によって指定されたタイミングでもって給湯と追い焚きの同時運転に必要なガス量から立ち下げられる。
【００３４】
上記ガス量ダウン切り換えタイミング制御部と立ち下げガス量補正制御部との協同制御の作用により、給湯と追い焚きの同時運転から給湯の単独運転への切り換え時に、循環ポンプの停止による給湯湯温の変化の起点とガス量ダウン切り換えによる給湯湯温の変化の起点が合わせられ、かつ、循環ポンプの停止による給湯湯温の変化成分とガス量ダウンによる給湯湯温の変化成分がキャンセル方向にガス供給量が補正制御されることで、給湯と追い焚きの同時運転から給湯単独の運転への切り換え時における給湯湯温の変動が抑制され、安定した湯温の給湯が可能となるものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に基づき説明する。本実施形態例の一缶二水路式風呂給湯燃焼装置は、前記図５に示したシステム構成を備え、さらに必要に応じ、装置運転の動作状態を検出するためのセンサが必要に応じ設けられ、例えば、図５に破線で示すように風呂側の浴槽１８の湯水の循環流量を検出するための循環流量センサ３１や、追い焚き熱交換器３の出口側の湯温を検出する追い焚き出口温度センサ３２が設けられる。なお、浴槽１８内には髪の毛等のごみが混在し、このごみが循環流量センサ３１の流量検出部分にからみつく等の問題が生じる虞があり、このような問題を解消するために、循環ポンプ１７の仕事量を例えば循環ポンプ１７の駆動電流によって検出し、その駆動電流（仕事量）の大きさによって追い焚きの循環流量を検出することも可能であり、循環流量を検出する手段は仕様に応じ設定されるものである。なお、本実施形態例の装置のシステム構成およびその給湯、湯張り、追い焚き等の動作は前述した図５の場合と同様であり、同一名称部分には同一符号を付し、そのシステム構成および動作の重複説明は省略する。
【００３６】
本実施形態例において特徴的なことは、給湯の単独運転中に追い焚き運転が割り込んで給湯と追い焚きの同時運転が行われるときに、その追い焚き運転の開始時と終了時における給湯湯温の変動を効果的に抑制することが可能な制御構成を備えたことである。
【００３７】
この特徴的な制御構成は、図１に示す如く、給湯熱量演算部３３と、風呂熱量演算部３４と、燃焼熱量演算部３５と、動作状態検出部３６と、データ格納手段３７と、ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８と、立ち上げガス量補正制御部４０と、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１と、立ち下げガス量補正制御部４２とを有して構成されている。
【００３８】
前記給湯熱量演算部３３と風呂熱量演算部３４と燃焼熱量演算部３５は燃焼制御部を構成し、給湯熱量演算部３３は給湯必要熱量を演算により求める。この給湯必要熱量はフィードフォワード熱量ＰF/Fとフィードバック熱量ＰF/Bとの和であり、フィードフォワード熱量ＰF/Fは給水温度検出センサ１２で検出される給水温度ＴINをリモコン２８等で設定される給湯設定温度ＴSPに高めるのに要する熱量であり、このフィードフォワード熱量ＰF/Fは例えばＰF/F＝ＱP（ＴSP−ＴIN）の演算により求められる。
【００３９】
また、フィードバック熱量ＰF/Bは給湯設定温度ＴSPに対する給湯温度Ｔm（給湯温度センサ１５で検出される湯温）のずれを補償する（ずれを零にする）熱量であり、給湯熱量演算部３３はフィードフォワード熱量ＰF/Fとフィードバック熱量ＰF/Bとを加算した熱量を給湯必要熱量ＰF1（ＰF1＝ＰF/F＋ＰF/B）を燃焼熱量演算部３５へ加える。
【００４０】
風呂熱量演算部３４には例えば追い焚き熱交換器３側の吸熱量ｑ2と給湯熱交換器２側の吸熱量ｑ1との比が係数λ（λ＝ｑ1／ｑ2）として与えられており、風呂熱量演算部３４は前記給湯熱量演算部３３で求められた給湯必要熱量ＰF1に係数λを掛けた値を追い焚き必要熱量ＰF2（ＰF2＝λ・ＰF1）を求め、この値を燃焼熱量演算部３５へ加える。
【００４１】
燃焼熱量演算部３５は給湯単独運転時には、前記給湯熱量演算部３３から加えられる給湯必要熱量ＰF1を給湯単独運転の必要熱量として、その給湯必要熱量ＰF1を発生するためのガス量をバーナ５に供給すべく比例弁１０への開弁駆動電流を制御する。また、燃焼熱量演算部３５は給湯と追い焚きの同時運転時には給湯熱量演算部３３から加えられる給湯必要熱量ＰF1と風呂熱量演算部３４から加えられる追い焚き必要熱量ＰF2とを加算した熱量ＰFT（ＰFT＝ＰF1＋ＰF2）を給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量として求め、この熱量ＰFTを発生するためのガス量をバーナ５に供給すべく比例弁１０への開弁駆動電流を制御する。なお、追い焚き単独運転時には、風呂熱量演算部３４は予め定められる一定の熱量（例えば熱量制御範囲の最大燃焼能力の熱量）を追い焚き必要熱量ＰF2として燃焼熱量演算部３５に加え、燃焼熱量演算部３５はその熱量ＰF2を発生するガス量をバーナ５に供給すべく比例弁１０への開弁駆動電流を制御する。
【００４２】
動作状態検出部３６は各種のセンサ信号やリモコン２８からの情報を受け取り、装置（器具）運転の動作状態を検出し、その検出信号をガス量アップ切り換えタイミング制御部３８とガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１と立ち上げガス量補正制御部４０と立ち下げガス量補正制御部４２に加える。
【００４３】
装置運転の動作状態として、本実施形態例では、風呂戻り温度と風呂循環流量と給湯設定温度と、給水温度と、給湯流量と、追い焚き熱交換器３の出側の湯水温度との１つ以上をパラメータとし、そのパラメータの検出データによって装置運転の動作状態を検出する。例えば、風呂戻り温度は、風呂温度センサ２１で検出される追い焚き循環湯水の温度によって風呂の沸き上がり状態が検出される。また、風呂循環流量は、循環流量センサ３１や循環ポンプ１７の駆動電流（仕事量）の検出データにより追い焚き回路２３を循環する湯水の流量が検出される。給湯設定温度は、リモコン２８で設定された給湯設定温度の情報により検出される。給水温度は、給水温度検出センサ１２の検出信号により検出され、また、給湯流量は流量検出センサ１３の検出信号により検出される。また、追い焚き熱交換器の出側の湯水温度は追い焚き出口温度センサ３２の検出信号により検出される。
【００４４】
データ格納手段３７には給湯単独運転中に循環ポンプ１７をオン・オフさせたときの給湯湯温の変化を示すデータと、給湯単独運転時のガス供給量と、給湯と追い焚きの同時運転時のガス供給量との相互切り換えを行ったときの給湯湯温の変化の状態を示すデータとが格納されている。これらデータ格納手段３７に格納されるデータは予め実験により求められる。
【００４５】
図３は給湯単独運転中に追い焚き指令を出して循環ポンプをオンさせたときの給湯湯温（給湯温度）の立ち下がり変化の遅れを示す第１の遅れ時間ｄ1と、その給湯湯温の立ち下がりの変化の時定数τ1と、給湯と追い焚きの同時運転状態から追い焚き停止指令を出して循環ポンプを停止させたときの給湯湯温の立ち上がり変化の遅れを示す第２の遅れ時間ｄ2と、その給湯湯温の立ち上がり変化の時定数τ2を求める実験の一例を示すものである。給湯単独運転中に追い焚き指令を出して循環ポンプ１７を起動すると、追い焚き回路２３に浴槽１８内の湯水が循環し、給湯側の湯水の熱量を奪うことから、給湯湯温が立ち下がり変化する。
【００４６】
この給湯湯温の立ち下がり変化は循環ポンプ１７を起動した時点から第１の遅れ時間ｄ1を経過後に現れ、その給湯湯温立ち下がり変化の時定数τ1が第１の時定数として求められる。
【００４７】
また、給湯と追い焚きの同時運転状態で追い焚き停止指令が出されて循環ポンプ１７が停止されると、追い焚き回路２３を通る浴槽湯水の循環が停止されることから、給湯側湯水から追い焚き循環側湯への吸熱移動がほぼ停止し、給湯湯温は循環ポンプ１７の停止時からｄ2の遅れ時間の経過後立ち上がり変化し、遅れ時間ｄ2が第２の遅れ時間として求められ、また、その給湯湯温の立ち上がり変化の時定数τ2が第２の時定数として求められる。そして、これら第１の遅れ時間ｄ1、第２の遅れ時間ｄ2、第１の時定数τ1、第２の時定数τ2は装置運転の動作状態、つまり、風呂戻り温度、風呂循環流量、給湯設定温度、給水温度、給湯流量、追い焚き熱交換器３の出口側の湯水温度等の１つ以上のパラメータの変化（動作状態の変化）毎に求められてデータ格納手段３７に格納される。
【００４８】
図４は給湯単独運転時のガス供給量と、給湯と追い焚きの同時運転時のガス供給量との相互切り換えを行ったときの給湯湯温の変化の状態を求める実験例を示すものである。給湯単独運転中に追い焚き指令を出してガス供給量を給湯単独運転の必要熱量ＰF1に対応するガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量ＰFTに対応するガス供給量に立ち上げると、給湯湯温はガス供給量の立ち上げ時点から遅れ時間ｄ3の経過後給湯湯温はガス量の増加分に応じて立ち上がり変化を行い、このときの遅れ時間ｄ3が第３の遅れ時間として求められ、また、そのときの給湯湯温の立ち上がり変化の時定数τ3が第３の時定数として求められる。
【００４９】
また、給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令を出してガス供給量を給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス供給量から給湯単独運転の必要熱量ＰF1に対応するガス供給量に立ち下げると、給湯湯温はガス量の立ち下げ時点からｄ4の遅れ時間の経過後立ち下がり変化を示し、このときの遅れ時間ｄ4が第４の遅れ時間として求められ、また、そのときの給湯湯温の立ち下がり変化の時定数τ4が第４の時定数として求められる。これら第３の遅れ時間ｄ3、第４の遅れ時間ｄ4、第３の時定数τ3、第４の時定数τ4の各データは装置運転の動作状態のパラメータ、すなわち、風呂戻り温度、風呂循環流量、給湯設定温度、給水温度、給湯流量、追い焚き熱交換器３の出側の湯水温度等の１つ以上のパラメータの変化毎に求められてデータ格納手段３７に格納されている。
【００５０】
ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８は、給湯単独運転中に追い焚き指令が出されて給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときのガス量アップの切り換えタイミングを制御する。すなわち、給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときに、前述した如く、循環ポンプ１７が起動されることによる給湯湯温の下降変化と、ガス量の立ち上げによる給湯湯温の上昇変化とが生じるが、この循環ポンプ１７の起動による給湯湯温の上昇変化の立ち上がり位置とガス量立ち上げによる給湯湯温の立ち上がり変化の起点位置とがずれると給湯湯温の安定化を図る上で支障となる。
【００５１】
この循環ポンプ１７の起動による給湯湯温下降の起点位置とガス量立ち上げによる給湯湯温の上昇起点とを一致させるために、ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８は、動作条件検出部３６の装置運転の動作状態の検出情報を受け、その装置運転の動作状態に応じた第１の遅れ時間ｄ1と第２の遅れ時間ｄ2をデータ格納手段３７から取り込み、第２の遅れ時間ｄ2から第１の遅れ時間ｄ1を差し引いた値を第１の差動遅れ時間として求め、図２に示す如く、循環ポンプ１７をオン起動する時点からその第１の差動遅れ時間だけ手前の時点を給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量へのガス立ち上げ時点として設定制御する。
【００５２】
このようにガス立ち上げ切り換えのタイミングを設定することで、このガス量立ち上げ変化による給湯湯温の立ち上がり起点はガス量の立ち上げ切り換え時点から第２の遅れ時間ｄ2の経過時、つまり、循環ポンプ１７の起動時から時間ｄ1の経過時点となり、これは、循環ポンプ１７の起動時から第１の遅れ時間ｄ1の経過時と一致し、ガス量立ち上げ変化に起因する給湯湯温の上昇変化の起点と循環ポンプ１７の起動による給湯湯温の立ち下がり変化の起点とが一致される。
【００５３】
立ち上げガス量補正制御部４０は給湯単独運転時のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転時のガス供給量にガス供給量を切り換える際に、前記循環ポンプ１７の起動による給湯湯温の立ち下がり変化と、ガス供給量の切り換えによる給湯湯温の上昇変化とをキャンセルするための熱量を第１の補正熱量として求めると共に、その第１の補正熱量に対応するガス量を求める。すなわち、立ち上げガス量補正制御部４０は、前記動作状態検出部３６で検出される装置運転の動作状態に対応する第１の時定数と第２の時定数をデータ格納手段３７から取り込み、第１の補正熱量α1をα1＝（ＰFT−ＰF1）・τ2／τ1の演算により求め、その第１の補正熱量α1の値を燃焼熱量演算部３５へ加える。なお、この演算式中のＰFTは給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量であり、ＰF1は給湯単独運転の必要熱量である。この第１の補正熱量α1は給湯の単独運転から給湯と追い焚きの同時運転への切り換え時における循環ポンプ１７の起動に伴う給湯湯温の立ち下がり変化とガス量切り換えに伴う給湯湯温の立ち上がり変化との過渡現象の湯温変化をキャンセルするのに必要な熱量を意味しており、立ち上げガス量補正制御部４０は、給湯単独運転の必要熱量ＰF1から給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量ＰFTへのガス供給量の切り換えが行われるときに、給湯と追い焚きの必要熱量ＰFTに第１の補正熱量を上乗せ制御する。
【００５４】
ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１は、給湯と追い焚きの同時運転時に追い焚き停止指令が出されてガス供給量を給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス供給量から給湯単独運転の必要熱量に対応するガス供給量に立ち下げるときに、そのガス供給量の立ち下げタイミングを制御する。すなわち、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１は、追い焚き停止指令が出されたときの装置運転の動作状態を動作状態検出部３６の動作状態検出情報に基づき検知し、その装置運転の動作状態における第３の遅れ時間ｄ3と第４の遅れ時間ｄ4のデータを前記データ格納手段３７から取り込み、第４の遅れ時間ｄ4から第３の遅れ時間ｄ3を差し引いた第２の差動遅れ時間を求める。そして、給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転へのガス供給量に切り換えるタイミングを循環ポンプ１７を停止する時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点に設定する。このガス量切り換えのタイミング設定により、循環ポンプの停止による給湯湯温の立ち上がりの起点と、給湯と追い焚きの同時運転のガス量から給湯単独運転へのガス量の切り換えによる給湯湯温の立ち下がり変化の起点とが共に循環ポンプ１７の停止時から第３の遅れ時間ｄ3の時点に一致される。
【００５５】
立ち下げガス量補正制御部４２は、給湯と追い焚きの同時運転状態で追い焚き停止指令が出されたときに、循環ポンプ１７の停止による給湯湯温の上昇変化分の熱量と給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換えによる給湯湯温の立ち下がりの過渡現象をキャンセルするための減少分の第２の補正熱量を求める。
【００５６】
すなわち、立ち下げガス量補正制御部４２は、追い焚き停止指令が出されたときの装置運転の動作状態を動作状態検出部３６の検出情報に基づき検知し、その装置動作に応じた第３の時定数τ3と第４の時定数τ4のデータをデータ格納手段３７から取り込み、循環ポンプ１７の停止による給湯湯温の上昇変化とガス量切り換えによる給湯湯温の立ち下がり変化の過渡現象をキャンセルする第２の補正熱量α2をα2＝（ＰFT−ＰF1）・τ4／τ3の演算により求める。そして、給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量ＰFTから給湯単独運転の必要熱量ＰF1へのガス量切り換え時に、ＰF1の熱量よりもさらに第２の補正熱量α2だけ余分に減少制御する。
【００５７】
燃焼熱量演算部３５は給湯単独運転中に追い焚き指令が出されたときには、ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８からのガス量アップ切り換えタイミングの設定信号と立ち上げガス量補正制御部４０による第１の補正熱量の情報を取り込み、ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８で設定されたガス量アップ切り換えのタイミングで、つまり、循環ポンプ１７をオン起動する時点よりも第１の差動遅れ時間（ｄ2−ｄ1）だけ手前の時点をガス量切り換えのタイミング位置と成し、給湯単独運転の必要熱量ＦP1に対応するガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量ＰFTを立ち上げる際に、このＰFTの熱量にさらに第１の補正熱量α1の熱量を上乗せし、図２に示す如く、循環ポンプ１７のオン起動の時点よりも第１の差動時間だけ手前の時点をガス量切り換えタイミング位置として熱量ＰFTに第１の補正熱量α1を上乗せした熱量に対応するガス量を一気に立ち上げ供給制御する。
【００５８】
また、燃焼熱量演算部３５は、給湯と追い焚きの同時運転の状態で追い焚き停止指令が出されたときには、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１からガス量ダウン切り換えのタイミング信号を受け、また、立ち下げガス量補正制御部４２から第２の補正熱量の情報を取り込む。そして、循環ポンプ１７を停止する時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点をガス量ダウン切り換えのタイミング位置と成し、図２に示す如く、給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量ＰFTに対応するガス供給量から給湯単独運転の必要熱量ＰF1に対応するガス供給量に立ち下げる際に、そのガス量ダウン切り換えのタイミング位置において、給湯単独運転の必要熱量ＰF1よりもさらに前記第２の補正熱量α2に対応するガス量分だけさらに減少させたガス量を一気に立ち下げ制御する。
【００５９】
本実施形態例によれば、給湯単独運転中に追い焚き指令が出されて給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときに、ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８により循環ポンプ１７の起動による給湯湯温の立ち下がり変化の起点と、ガス量立ち上げ切り換えによる給湯湯温の上昇変化の起点とが一致するようにガス量の切り換えタイミング時点が設定され、かつ、立ち上げガス量補正制御部４０により、循環ポンプ１７のオン起動による給湯湯温の立ち下がり変化とガス量アップ切り換えによる給湯湯温の上昇変化がキャンセルする方向に第１の補正熱量が上乗せされて立ち上げ制御されるから、給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転への切り換え時における給湯湯温の変動を効果的に抑制でき、追い焚き開始時の湯温変動の影響を受けない安定した給湯湯温の供給が可能となる。
【００６０】
また、給湯と追い焚きの同時運転状態から追い焚き停止指令が出されて給湯単独運転に切り換わるときにおいても、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１により、ガス量ダウンの切り換えタイミング位置が循環ポンプ１７の停止時点よりも第２の差動遅れ時間だけ手前の時点となるように設定されるので、循環ポンプの停止に伴う給湯湯温の上昇変化の起点とガス量ダウン切り換えによる給湯湯温の立ち下がり変化の起点とが一致され、かつ、循環ポンプの停止による給湯湯温の上昇変化成分とガス量ダウン切り換えによる給湯湯温の立ち下がり変化成分とがキャンセルされるように第２の補正熱量が減少方向に補正されるので、循環ポンプの停止による給湯湯温の変動やガス量ダウン切り換えによる給湯湯温の変動を抑制することができ、給湯と追い焚きの同時運転から給湯単独運転への運転モードの切り換えによる影響を受けることなく安定した給湯湯温の供給が可能となる。
【００６１】
このように、本実施形態例の装置においては、給湯単独運転と、給湯と追い焚きの同時運転との運転モードの切り換えに起因する湯温変動の影響を除去した安定した給湯湯温の供給を追い焚き運転の割り込みの如何に拘わらず安定して行うことができるという画期的な効果を奏することができるものである。
【００６２】
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、本発明の一缶二水路式風呂給湯燃焼装置のシステム構成は上記実施形態例のものに限定されることはなく、例えば、図５のシステムにおいて、湯張り通路２４を省略したものでもよく、また、図５の破線で示すように、給水管１１と給湯管１４間をバイパス通路４３により連通接続したものでもよく、さらには、このバイパス通路４３を複数設け、少なくともそのうちの１つのバイパス通路４３に電磁弁や流量制御弁を設けたり、あるいは、そのバイパス通路４３の出口側接続部と給湯熱交換器２の出口側間の給湯管１４の位置に水量制御弁を設けてもよく、様々なタイプの一缶二水路式風呂給湯燃焼装置に適用されるものである。
【００６３】
また、本実施形態例では給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転への切り換え時における給湯湯温の安定化を図るためのガス量アップ切り換えタイミング制御部３８と立ち上げガス量補正制御部４０とを設けたが、これらを省略することも可能である。このガス量アップ切り換えタイミング制御部３８と立ち上げガス量補正制御部４０を省略した場合においても、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１と立ち下げガス量補正制御部４２が設けられることで、給湯と追い焚きの同時運転状態から給湯単独運転への運転モードの切り換え時における給湯湯温の変動を防止できるという効果が得られる。また、その逆に、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１と立ち下げガス量補正制御部４２を省略してガス量アップ切り換えタイミング制御部３８と立ち上げガス量補正制御部４０を設ける構成とすることもできる。この場合には、給湯の単独運転状態から給湯と追い焚きの同時運転への切り換え時における給湯湯温の変動を抑制して安定した湯温の給湯を行うことができるという効果が得られる。
【００６４】
ただ、本実施形態例の如く構成すれば、給湯単独運転時から給湯と追い焚きの同時運転への切り換え時の給湯湯温の安定化と、給湯と追い焚きの同時運転の状態から給湯単独運転への切り換え時における給湯湯温の安定化を共に図ることが可能であり、給湯湯温の安定化精度を高めるためには、本実施形態例の如くガス量アップ切り換えタイミング制御部３８と立ち上げガス量補正制御部４０とガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１と立ち下げガス量補正制御部４２を共に設けることが望ましい。
【００６５】
さらに、上記実施形態例では給湯熱量演算部３３はフィードフォワード熱量ＰF/Fとフィードバック熱量ＰF/Bとを加算して給湯必要熱量ＰF1としたが、給湯と追い焚きの同時運転時においては、フィードバック熱量ＰF/Bの演算を省略し、フィードフォワード熱量ＰF/Fのみを給湯単独運転の必要熱量ＰF1（ＰF1＝ＰF/F）として設定し、このフィードフォワード熱量ＰF/Fを給湯単独運転の必要熱量ＰF1として燃焼熱量演算部３５へ加えるようにしてもよいものである。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、給湯の単独運転状態から給湯と追い焚きの同時運転へ運転モードが切り換わる際には、ガス量アップ切り換えタイミング制御部により、ガス量アップの切り換えタイミングが循環ポンプのオン起動時点よりも第１の差動遅れ時間だけ手前の時点に設定されるので、循環ポンプのオン起動による給湯湯温の立ち下がり変化の起点位置とガス量アップ切り換えによる給湯湯温の立ち上がり変化の起点とを一致させることができ、しかも、立ち上げガス量補正制御部により、前記循環ポンプのオン起動による給湯湯温の立ち下がり変化成分とガス量アップ切り換えに伴う給湯湯温の上昇変化成分とがキャンセルされる第１の補正熱量が求められてこの第１の補正熱量を上乗せして給湯単独運転の必要熱量に対応するガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量を立ち上げ制御するので、循環ポンプのオン起動による湯温変化とガス量アップ切り換えによる給湯湯温の変化が共に解消され、給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転への切り換えに伴う給湯湯温の変動を抑制し、これら追い焚き運転の開始に伴う湯温変動のない安定した湯温の給湯が可能となる。
【００６７】
また、給湯と追い焚きの同時運転の状態で追い焚き停止指令が出され、給湯単独運転に切り換わる際には、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部により、ガス量のダウン切り換えタイミングが循環ポンプの停止時点よりも第２の差動遅れ時間だけ手前の位置に設定されるので、循環ポンプの停止に伴う給湯湯温の上昇変化の起点とガス量ダウン切り換えによる給湯湯温の立ち上がり変化の起点とを一致させることができ、しかも、立ち下げガス量補正制御部により、循環ポンプの停止に伴う給湯湯温の立ち上がり変化成分とガス量ダウン切り換えに伴う給湯湯温の立ち下がり変化成分とをキャンセルする第２の補正熱量が求められ、給湯と追い焚きの同時運転状態から給湯単独運転への切り換え時には、この第２の補正熱量に対応するガス量分だけ減少させて給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス供給量から給湯単独運転の必要熱量に対応するガス供給量へガス量ダウン切り換えが行われるので、循環ポンプの停止に伴う湯温変化とガス量ダウン切り換えに伴う湯温変化を共に除去することが可能となり、これにより、給湯と追い焚きの同時運転状態から給湯単独運転への運転モード切り換えによる給湯湯温の変動を抑制し、追い焚き運転の停止による給湯湯温の変動を効果的に解消して、追い焚き停止による影響のない安定した湯温の給湯が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態例における要部構成のブロック図である。
【図２】本実施形態例における装置の動作状態における給湯温度と循環ポンプの運転とガス量制御の動作状態を示すタイムチャートである。
【図３】循環ポンプをオン・オフさせたときの給湯湯温の変化の遅れ時間ｄ1，ｄ3と給湯湯温の変化の時定数τ1，τ3を求める実験例の説明図である。
【図４】給湯単独運転の必要熱量に対応するガス供給量と給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス供給量との相互切り換えを行ったときの給湯湯温の遅れ時間ｄ2，ｄ4と給湯湯温の変化の時定数τ2，τ4の関係を求める実験例の説明図である。
【図５】一缶二水路式風呂給湯燃焼装置のシステム構成例を示す模式図である。
【図６】給湯単独運転中に追い焚き運転が割り込んだときのガス供給量の切り換え状態と循環ポンプのオン・オフ運転状態と給湯湯温の変化状態とを示す従来例のタイムチャートである。
【符号の説明】
３３ 給湯熱量演算部
３４ 風呂熱量演算部
３５ 燃焼熱量演算部
３６ 動作状態検出部
３７ データ格納手段
３８ ガス量アップ切り換えタイミング制御部
４０ 立ち上げガス量補正制御部
４１ ガス量ダウン切り換えタイミング制御部
４２ 立ち下げガス量補正制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、風呂の追い焚き機能と給湯機能を備えた一缶二水路式風呂給湯燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５には出願人が開発している一缶二水路式風呂給湯燃焼装置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とが一体化されて配設されている。すなわち、複数の共通のフィンプレート４に給湯側の水管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に追い焚き側の水管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がバーナの下側に配置されている。バーナ５にはガス通路９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には給湯熱交換器２の入水温度（給水温度）を検出する給水温度検出センサ１１と、給水（給湯）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。これら、給水管１１から給湯熱交換器２を経由して給湯管１４に至る通路は給湯回路を構成する。
【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と流水を検出する流水センサ（流水スイッチ）１９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回路（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と追い焚き回路２３（図５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、自動運転、追い焚き運転、湯張り運転等を指令する各種運転ボタンや、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、点火器（図示せず）の点火によりバーナ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により自動運転のモードや、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回路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、流水センサ１９から流水オン信号を受けてバーナ５の燃焼が行われ、追い焚き回路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、一缶二水路風呂給湯器は、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、この種の一缶二水路式の風呂給湯燃焼装置は、給湯熱交換器２と追い焚き熱交換器３とが一体化されているため、給湯熱交換器２と追い焚き熱交換器３間に干渉が生じ、例えば、給湯の単独運転中に、追い焚きが行われると、その追い焚きの開始時と終了時に、給湯温度が変動するという現象が生じてしまう。図６はこの追い焚きのオン・オフ時に、給湯温度が変動する現象をタイムチャートで示すものであり、図６の（ａ）は給湯温度の時間的変化を示しており、また、同図の（ｂ）は循環ポンプのオン状態とオフ状態の動作をタイムチャートで示すものであり、同図の（ｃ）は給湯単独運転中に追い焚き運転が割り込んだときのバーナ５のガス供給量（加熱量）の時間的変化を示すものである。
【００１６】
この種の風呂給湯燃焼装置では、リモコン２８の追い焚き運転モードのボタン操作により、追い焚き指令（追い焚きオン）が出されると、循環ポンプ１７の起動に一致させて給湯単独運転の必要熱量ＰF1に対応する必要ガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転に必要な熱量ＰFT（給湯単独運転に必要な熱量ＰF1と追い焚き運転に必要な熱量ＰF2とのトータル熱量）に対応するガス供給量を立ち上げ、また、リモコン２８の追い焚き運転モードのボタン操作により追い焚き停止指令が出されると、循環ポンプ１７を停止し、この循環ポンプ１７の停止にタイミングを合わせてガス供給量を給湯と追い焚きの同時運転に必要な熱量ＰFTに対応するガス供給量から給湯単独運転に必要な熱量ＰF1に対応するガス供給量に立ち下げ制御している。
【００１７】
追い焚きのオン・オフ指令に対して上記の如く循環ポンプ１７の制御とガス供給量の制御が行われている一般的な風呂給湯燃焼装置においては、給湯単独運転中に、追い焚き指令が出されて循環ポンプ１７の起動とガス供給量の立ち上げが同時に行われる制御形態においては、循環ポンプ１７の起動により、追い焚き熱交換器３に浴槽１８側の循環湯水が循環する結果、給湯熱交換器を通る給湯側の熱量が追い焚き循環湯水側に吸熱され、この追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換器変化によって給湯湯温が低下するという現象が生じる。
【００１８】
また、給湯単独運転に必要なガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転に必要なガス供給量を立ち上げても、そのガス供給量の増加分の熱量が給湯および追い焚きの熱交換器２，３の水管を伝わってその水管に流れる湯水に伝達されるまでの時間遅れがあり、この時間の遅れの間は増加分の熱量が水管を流れる湯水に効果的に伝達されないために、給湯湯温が低下するという現象が生じ、前記の如く、追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による影響と、前記立ち上げガス量の増加分の伝達遅れの影響とによって、図６の（ａ）に示す如く、給湯単独運転中に追い焚き運転が割り込んだときに（追い焚きオン指令が出されたときに）給湯温度が給湯設定温度ＴSPよりも低下するアンダーシュートの湯が給湯されるという問題が生じる。
【００１９】
また、給湯と追い焚きの同時運転の状態で、追い焚き停止指令が出されて循環ポンプ１７が停止すると、追い焚き熱交換器３内の浴槽湯水の循環が停止するので、給湯側湯水から追い焚き側湯水への吸熱量が減少し、その分、給湯温度が高くなるという現象が生じる。
【００２０】
また、循環ポンプ１７の停止にタイミングを合わせてガス供給量を給湯と追い焚きの必要ガス供給量から給湯単独運転に必要なガス供給量に立ち下げても、そのガス供給量の減少分の熱量低下が給湯および追い焚きの熱交換器２，３の水管を介してその水管内の湯水に伝達されるまでの時間遅れのために、その遅れ時間の間、余分の熱量が水管内の湯水に加えられることとなり、このため、給湯温度が高くなるという現象が生じる。このように、追い焚き停止指令が出されたときには、前記追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換器変化による影響と、前記ガス供給量の立ち下げ分の伝達遅れによる影響によって、給湯温度が追い焚き停止時に給湯設定温度ＴSPよりも高いオーバーシュートの湯が給湯されるという問題が生じる。
【００２１】
一般的には、給湯側湯水の温度が追い焚き循環側湯水の温度よりも高いので、図６に示す如く、給湯単独運転中に追い焚き運転が割り込んだときには、追い焚きの開始時に給湯温度にアンダーシュートが現れ、追い焚き運転の停止時にオーバーシュートが現れるが、給湯設定温度が低めに設定され、追い焚き循環湯水の温度が高い場合には、図６の場合と逆の現象、つまり、追い焚きの開始時に給湯温度にオーバーシュートが現れ、追い焚き停止時に、アンダーシュートが現れるという場合もある。
【００２２】
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、給湯単独運転中に追い焚き運転が割り込んだ場合においても、その追い焚きの開始時や終了時に給湯温度が変動するという現象を抑制し、これら追い焚き運転の割り込みに起因する湯温変動のない湯を安定に給湯することが可能な一缶二水路式風呂給湯燃焼装置を提供することにある。
【００２３】
【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手段を講じている。すなわち、第１の発明は、浴槽湯水を循環ポンプの駆動によって循環しその循環湯水を追い焚き熱交換器によって追い焚きする追い焚き回路と、給水の水を給湯熱交換器によって加熱して給湯の湯を送出する給湯回路とを有し、前記追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は一体形成され、この一体型の追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は共通のバーナによって加熱される構成と成し、前記バーナへのガス供給量を制御して給湯と追い焚きの各単独運転と同時運転の制御が可能な一缶二水路式風呂給湯燃焼装置において、給湯の単独運転中に循環ポンプが起動されて給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときに追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第１の時定数と、循環ポンプがオン起動されてから前記追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第１の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第２の時定数と、前記給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第２の遅れ時間との各データが予め定められる装置運転の動作状態に応じて求められてデータ格納手段に格納されており、給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにその装置運転の動作状態に対応する前記第１の遅れ時間と第２の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第２の遅れ時間から第１の遅れ時間を差し引いた第１の差動遅れ時間を求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換えタイミングを循環ポンプのオン起動時点よりも前記第１の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量アップ切り換えタイミング制御部と、同じく給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第１の時定数と第２の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第１の時定数による給湯湯温の変化分と第２の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第１の補正熱量を前記第１の時定数と第２の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換え時に給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス量に前記第１の補正熱量に対応するガス量を上乗せ制御する立ち上げガス量補正制御部とを備えたことをもって課題を解決する手段としている。
【００２４】
また第２の発明は、浴槽湯水を循環ポンプの駆動によって循環しその循環湯水を追い焚き熱交換器によって追い焚きする追い焚き回路と、給水の水を給湯熱交換器によって加熱して給湯の湯を送出する給湯回路とを有し、前記追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は一体形成され、この一体型の追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は共通のバーナによって加熱される構成と成し、前記バーナへのガス供給量を制御して給湯と追い焚きの各単独運転と同時運転の制御が可能な一缶二水路式風呂給湯燃焼装置において、給湯と追い焚きの同時運転中に循環ポンプが停止されて給湯の単独運転に切り換わるときに追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第３の時定数と、循環ポンプがオフ停止されてから前記追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第３の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第４の時定数と、前記給湯と追い焚きの同時運転から給湯単独運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第４の遅れ時間との各データが予め定められる装置運転の動作状態に応じて求められてデータ格納手段に格納されており、給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の遅れ時間と第４の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第４の遅れ時間から第３の遅れ時間を差し引いた第２の差動遅れ時間を求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換えを循環ポンプのオフ停止時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量ダウン切り換えタイミング制御部と、同じく給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の時定数と第４の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第３の時定数による給湯湯温の変化分と第４の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第２の補正熱量を前記第３の時定数と第４の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換え時に給湯単独運転の必要熱量に対応するガス量に対し前記第２の補正熱量に対応するガス量を減少制御する立ち下げガス量補正制御部とを備えたことをもって課題を解決する手段としている。
【００２５】
さらに第３の発明は、浴槽湯水を循環ポンプの駆動によって循環しその循環湯水を追い焚き熱交換器によって追い焚きする追い焚き回路と、給水の水を給湯熱交換器によって加熱して給湯の湯を送出する給湯回路とを有し、前記追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は一体形成され、この一体型の追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は共通のバーナによって加熱される構成と成し、前記バーナへのガス供給量を制御して給湯と追い焚きの各単独運転と同時運転の制御が可能な一缶二水路式風呂給湯燃焼装置において、給湯の単独運転中に循環ポンプが起動されて給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときに追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第１の時定数と、循環ポンプがオン起動されてから前記追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第１の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第２の時定数と、前記給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第２の遅れ時間と、給湯と追い焚きの同時運転中に循環ポンプが停止されて給湯の単独運転に切り換わるときに追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第３の時定数と、循環ポンプがオフ停止されてから前記追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第３の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第４の時定数と、前記給湯と追い焚きの同時運転から給湯単独運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第４の遅れ時間との各データが予め定められる装置運転の動作状態に応じて求められてデータ格納手段に格納されており、給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにその装置運転の動作状態に対応する前記第１の遅れ時間と第２の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第２の遅れ時間から第１の遅れ時間を差し引いた第１の差動遅れ時間を求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換えタイミングを循環ポンプのオン起動時点よりも前記第１の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量アップ切り換えタイミング制御部と、同じく給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第１の時定数と第２の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第１の時定数による給湯湯温の変化分と第２の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第１の補正熱量を前記第１の時定数と第２の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換え時に給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス量に前記第１の補正熱量に対応するガス量を上乗せ制御する立ち上げガス量補正制御部と、給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の遅れ時間と第４の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第４の遅れ時間から第３の遅れ時間を差し引いた第２の差動遅れ時間を求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換えを循環ポンプのオフ停止時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量ダウン切り換えタイミング制御部と、同じく給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の時定数と第４の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第３の時定数による給湯湯温の変化分と第４の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第２の補正熱量を前記第３の時定数と第４の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換え時に給湯単独運転の必要熱量に対応するガス量に対し前記第２の補正熱量に対応するガス量を減少制御する立ち下げガス量補正制御部とを備えたことをもって課題を解決する手段としている。
【００２６】
さらに第４の発明は、前記第１又は第３の発明の構成を備えたものにおいて、第１の時定数をτ1、第２の時定数をτ2、給湯単独運転時の必要熱量をＰF1、給湯と追い焚きの同時運転時の必要熱量をＰF2としたとき、第１の補正熱量ΔＰ1を求める演算データはΔＰ1＝（ＰF2−ＰF1）・τ2／τ1の演算式によって与えられていることをもって課題を解決する手段としている。
【００２７】
さらに第５の発明は、前記第２又は第３の発明の構成を備えたものにおいて、第３の時定数をτ3、第４の時定数をτ4、給湯単独運転時の必要熱量をＰF1、給湯と追い焚きの同時運転時の必要熱量をＰF2としたとき、第２の補正熱量ΔＰ2を求める演算データはΔＰ2＝（ＰF2−ＰF1）・τ4／τ3の演算式によって与えられていること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は、給湯単独運転中に追い焚き運転が指令されたときには、そのときの装置運転（器具運転）の動作状態が各種のセンサ情報やリモコンの情報に基づき判断され、その動作状態に応じた第１の遅れ時間と第２の遅れ時間と第１の時定数と第２の時定数の各データがデータ格納手段から取り込まれる。
【００２９】
そして、ガス量アップ切り換えタイミング制御部は、第２の遅れ時間から第１の遅れ時間を差し引いた第１の差動遅れ時間を求め、給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量へのガス量アップ切り換えを循環ポンプのオン起動時点よりも前記第１の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定し、循環ポンプのオン起動による給湯温度の立ち下がりの起点とガス供給量のアップによる給湯温度の立ち上がりの起点とを一致させる。
【００３０】
その一方で、立ち上げガス量補正制御部は、前記第１の時定数と第２の時定数に基づき、第１の時定数による給湯湯温の変化分と第２の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第１の補正熱量を予め与えられる演算データにより求め、給湯と追い焚きの同時運転の必要ガス量に前記第１の補正熱量に対応するガス量を上乗せして前記ガス量アップ切り換えタイミング制御部により指定されたタイミングでもって給湯単独運転に必要なガス供給量からその第１の補正熱量を上乗せした給湯と追い焚きの同時運転に必要なガス供給量を立ち上げさせる。
【００３１】
前記ガス量アップ切り換えタイミング制御部と立ち上げガス量補正制御部の協同制御作用により、循環ポンプの起動による給湯湯温の変化の起点とガス量アップによる給湯湯温の上昇の起点が合わせられ、かつ、その循環ポンプ起動による給湯湯温の変化成分とガス量アップによる給湯湯温の変化成分とがキャンセルされる方向にガス量が制御されることで、給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転の開始時における給湯湯温の変動は効果的に抑制される。
【００３２】
また、給湯と追い焚きの同時運転状態で追い焚き運転の停止指令が出されたときには、そのときの装置運転の動作状態に応じた第３の遅れ時間と第４の遅れ時間と第３の時定数と第４の時定数の各データがデータ格納手段から取り込まれる。そして、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部により、給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換えタイミングが循環ポンプのオフ停止時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点となるように指定される。このガス量ダウンのタイミング指定により、循環ポンプの停止による給湯温度の上昇変化の起点とガス量ダウン切り換えによる給湯温度の低下の起点が合わせられる。
【００３３】
その一方で、立ち下げガス量補正制御部により、第３の時定数と第４の時定数に基づき、第３の時定数による給湯湯温の変化分と第４の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第２の補正熱量が求められる。そして、給湯単独運転の必要熱量に対応するガス量に対し、前記第２の補正熱量に対応するガス量を減少させたガス量が前記ガス量ダウン切り換えタイミング制御部によって指定されたタイミングでもって給湯と追い焚きの同時運転に必要なガス量から立ち下げられる。
【００３４】
上記ガス量ダウン切り換えタイミング制御部と立ち下げガス量補正制御部との協同制御の作用により、給湯と追い焚きの同時運転から給湯の単独運転への切り換え時に、循環ポンプの停止による給湯湯温の変化の起点とガス量ダウン切り換えによる給湯湯温の変化の起点が合わせられ、かつ、循環ポンプの停止による給湯湯温の変化成分とガス量ダウンによる給湯湯温の変化成分がキャンセル方向にガス供給量が補正制御されることで、給湯と追い焚きの同時運転から給湯単独の運転への切り換え時における給湯湯温の変動が抑制され、安定した湯温の給湯が可能となるものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に基づき説明する。本実施形態例の一缶二水路式風呂給湯燃焼装置は、前記図５に示したシステム構成を備え、さらに必要に応じ、装置運転の動作状態を検出するためのセンサが必要に応じ設けられ、例えば、図５に破線で示すように風呂側の浴槽１８の湯水の循環流量を検出するための循環流量センサ３１や、追い焚き熱交換器３の出口側の湯温を検出する追い焚き出口温度センサ３２が設けられる。なお、浴槽１８内には髪の毛等のごみが混在し、このごみが循環流量センサ３１の流量検出部分にからみつく等の問題が生じる虞があり、このような問題を解消するために、循環ポンプ１７の仕事量を例えば循環ポンプ１７の駆動電流によって検出し、その駆動電流（仕事量）の大きさによって追い焚きの循環流量を検出することも可能であり、循環流量を検出する手段は仕様に応じ設定されるものである。なお、本実施形態例の装置のシステム構成およびその給湯、湯張り、追い焚き等の動作は前述した図５の場合と同様であり、同一名称部分には同一符号を付し、そのシステム構成および動作の重複説明は省略する。
【００３６】
本実施形態例において特徴的なことは、給湯の単独運転中に追い焚き運転が割り込んで給湯と追い焚きの同時運転が行われるときに、その追い焚き運転の開始時と終了時における給湯湯温の変動を効果的に抑制することが可能な制御構成を備えたことである。
【００３７】
この特徴的な制御構成は、図１に示す如く、給湯熱量演算部３３と、風呂熱量演算部３４と、燃焼熱量演算部３５と、動作状態検出部３６と、データ格納手段３７と、ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８と、立ち上げガス量補正制御部４０と、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１と、立ち下げガス量補正制御部４２とを有して構成されている。
【００３８】
前記給湯熱量演算部３３と風呂熱量演算部３４と燃焼熱量演算部３５は燃焼制御部を構成し、給湯熱量演算部３３は給湯必要熱量を演算により求める。この給湯必要熱量はフィードフォワード熱量ＰF/Fとフィードバック熱量ＰF/Bとの和であり、フィードフォワード熱量ＰF/Fは給水温度検出センサ１２で検出される給水温度ＴINをリモコン２８等で設定される給湯設定温度ＴSPに高めるのに要する熱量であり、このフィードフォワード熱量ＰF/Fは例えばＰF/F＝ＱP（ＴSP−ＴIN）の演算により求められる。
【００３９】
また、フィードバック熱量ＰF/Bは給湯設定温度ＴSPに対する給湯温度Ｔm（給湯温度センサ１５で検出される湯温）のずれを補償する（ずれを零にする）熱量であり、給湯熱量演算部３３はフィードフォワード熱量ＰF/Fとフィードバック熱量ＰF/Bとを加算した熱量を給湯必要熱量ＰF1（ＰF1＝ＰF/F＋ＰF/B）を燃焼熱量演算部３５へ加える。
【００４０】
風呂熱量演算部３４には例えば追い焚き熱交換器３側の吸熱量ｑ2と給湯熱交換器２側の吸熱量ｑ1との比が係数λ（λ＝ｑ1／ｑ2）として与えられており、風呂熱量演算部３４は前記給湯熱量演算部３３で求められた給湯必要熱量ＰF1に係数λを掛けた値を追い焚き必要熱量ＰF2（ＰF2＝λ・ＰF1）を求め、この値を燃焼熱量演算部３５へ加える。
【００４１】
燃焼熱量演算部３５は給湯単独運転時には、前記給湯熱量演算部３３から加えられる給湯必要熱量ＰF1を給湯単独運転の必要熱量として、その給湯必要熱量ＰF1を発生するためのガス量をバーナ５に供給すべく比例弁１０への開弁駆動電流を制御する。また、燃焼熱量演算部３５は給湯と追い焚きの同時運転時には給湯熱量演算部３３から加えられる給湯必要熱量ＰF1と風呂熱量演算部３４から加えられる追い焚き必要熱量ＰF2とを加算した熱量ＰFT（ＰFT＝ＰF1＋ＰF2）を給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量として求め、この熱量ＰFTを発生するためのガス量をバーナ５に供給すべく比例弁１０への開弁駆動電流を制御する。なお、追い焚き単独運転時には、風呂熱量演算部３４は予め定められる一定の熱量（例えば熱量制御範囲の最大燃焼能力の熱量）を追い焚き必要熱量ＰF2として燃焼熱量演算部３５に加え、燃焼熱量演算部３５はその熱量ＰF2を発生するガス量をバーナ５に供給すべく比例弁１０への開弁駆動電流を制御する。
【００４２】
動作状態検出部３６は各種のセンサ信号やリモコン２８からの情報を受け取り、装置（器具）運転の動作状態を検出し、その検出信号をガス量アップ切り換えタイミング制御部３８とガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１と立ち上げガス量補正制御部４０と立ち下げガス量補正制御部４２に加える。
【００４３】
装置運転の動作状態として、本実施形態例では、風呂戻り温度と風呂循環流量と給湯設定温度と、給水温度と、給湯流量と、追い焚き熱交換器３の出側の湯水温度との１つ以上をパラメータとし、そのパラメータの検出データによって装置運転の動作状態を検出する。例えば、風呂戻り温度は、風呂温度センサ２１で検出される追い焚き循環湯水の温度によって風呂の沸き上がり状態が検出される。また、風呂循環流量は、循環流量センサ３１や循環ポンプ１７の駆動電流（仕事量）の検出データにより追い焚き回路２３を循環する湯水の流量が検出される。給湯設定温度は、リモコン２８で設定された給湯設定温度の情報により検出される。給水温度は、給水温度検出センサ１２の検出信号により検出され、また、給湯流量は流量検出センサ１３の検出信号により検出される。また、追い焚き熱交換器の出側の湯水温度は追い焚き出口温度センサ３２の検出信号により検出される。
【００４４】
データ格納手段３７には給湯単独運転中に循環ポンプ１７をオン・オフさせたときの給湯湯温の変化を示すデータと、給湯単独運転時のガス供給量と、給湯と追い焚きの同時運転時のガス供給量との相互切り換えを行ったときの給湯湯温の変化の状態を示すデータとが格納されている。これらデータ格納手段３７に格納されるデータは予め実験により求められる。
【００４５】
図３は給湯単独運転中に追い焚き指令を出して循環ポンプをオンさせたときの給湯湯温（給湯温度）の立ち下がり変化の遅れを示す第１の遅れ時間ｄ1と、その給湯湯温の立ち下がりの変化の時定数τ1と、給湯と追い焚きの同時運転状態から追い焚き停止指令を出して循環ポンプを停止させたときの給湯湯温の立ち上がり変化の遅れを示す第２の遅れ時間ｄ2と、その給湯湯温の立ち上がり変化の時定数τ2を求める実験の一例を示すものである。給湯単独運転中に追い焚き指令を出して循環ポンプ１７を起動すると、追い焚き回路２３に浴槽１８内の湯水が循環し、給湯側の湯水の熱量を奪うことから、給湯湯温が立ち下がり変化する。
【００４６】
この給湯湯温の立ち下がり変化は循環ポンプ１７を起動した時点から第１の遅れ時間ｄ1を経過後に現れ、その給湯湯温立ち下がり変化の時定数τ1が第１の時定数として求められる。
【００４７】
また、給湯と追い焚きの同時運転状態で追い焚き停止指令が出されて循環ポンプ１７が停止されると、追い焚き回路２３を通る浴槽湯水の循環が停止されることから、給湯側湯水から追い焚き循環側湯への吸熱移動がほぼ停止し、給湯湯温は循環ポンプ１７の停止時からｄ2の遅れ時間の経過後立ち上がり変化し、遅れ時間ｄ2が第２の遅れ時間として求められ、また、その給湯湯温の立ち上がり変化の時定数τ2が第２の時定数として求められる。そして、これら第１の遅れ時間ｄ1、第２の遅れ時間ｄ2、第１の時定数τ1、第２の時定数τ2は装置運転の動作状態、つまり、風呂戻り温度、風呂循環流量、給湯設定温度、給水温度、給湯流量、追い焚き熱交換器３の出口側の湯水温度等の１つ以上のパラメータの変化（動作状態の変化）毎に求められてデータ格納手段３７に格納される。
【００４８】
図４は給湯単独運転時のガス供給量と、給湯と追い焚きの同時運転時のガス供給量との相互切り換えを行ったときの給湯湯温の変化の状態を求める実験例を示すものである。給湯単独運転中に追い焚き指令を出してガス供給量を給湯単独運転の必要熱量ＰF1に対応するガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量ＰFTに対応するガス供給量に立ち上げると、給湯湯温はガス供給量の立ち上げ時点から遅れ時間ｄ3の経過後給湯湯温はガス量の増加分に応じて立ち上がり変化を行い、このときの遅れ時間ｄ3が第３の遅れ時間として求められ、また、そのときの給湯湯温の立ち上がり変化の時定数τ3が第３の時定数として求められる。
【００４９】
また、給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令を出してガス供給量を給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス供給量から給湯単独運転の必要熱量ＰF1に対応するガス供給量に立ち下げると、給湯湯温はガス量の立ち下げ時点からｄ4の遅れ時間の経過後立ち下がり変化を示し、このときの遅れ時間ｄ4が第４の遅れ時間として求められ、また、そのときの給湯湯温の立ち下がり変化の時定数τ4が第４の時定数として求められる。これら第３の遅れ時間ｄ3、第４の遅れ時間ｄ4、第３の時定数τ3、第４の時定数τ4の各データは装置運転の動作状態のパラメータ、すなわち、風呂戻り温度、風呂循環流量、給湯設定温度、給水温度、給湯流量、追い焚き熱交換器３の出側の湯水温度等の１つ以上のパラメータの変化毎に求められてデータ格納手段３７に格納されている。
【００５０】
ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８は、給湯単独運転中に追い焚き指令が出されて給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときのガス量アップの切り換えタイミングを制御する。すなわち、給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときに、前述した如く、循環ポンプ１７が起動されることによる給湯湯温の下降変化と、ガス量の立ち上げによる給湯湯温の上昇変化とが生じるが、この循環ポンプ１７の起動による給湯湯温の上昇変化の立ち上がり位置とガス量立ち上げによる給湯湯温の立ち上がり変化の起点位置とがずれると給湯湯温の安定化を図る上で支障となる。
【００５１】
この循環ポンプ１７の起動による給湯湯温下降の起点位置とガス量立ち上げによる給湯湯温の上昇起点とを一致させるために、ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８は、動作条件検出部３６の装置運転の動作状態の検出情報を受け、その装置運転の動作状態に応じた第１の遅れ時間ｄ1と第２の遅れ時間ｄ2をデータ格納手段３７から取り込み、第２の遅れ時間ｄ2から第１の遅れ時間ｄ1を差し引いた値を第１の差動遅れ時間として求め、図２に示す如く、循環ポンプ１７をオン起動する時点からその第１の差動遅れ時間だけ手前の時点を給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量へのガス立ち上げ時点として設定制御する。
【００５２】
このようにガス立ち上げ切り換えのタイミングを設定することで、このガス量立ち上げ変化による給湯湯温の立ち上がり起点はガス量の立ち上げ切り換え時点から第２の遅れ時間ｄ2の経過時、つまり、循環ポンプ１７の起動時から時間ｄ1の経過時点となり、これは、循環ポンプ１７の起動時から第１の遅れ時間ｄ1の経過時と一致し、ガス量立ち上げ変化に起因する給湯湯温の上昇変化の起点と循環ポンプ１７の起動による給湯湯温の立ち下がり変化の起点とが一致される。
【００５３】
立ち上げガス量補正制御部４０は給湯単独運転時のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転時のガス供給量にガス供給量を切り換える際に、前記循環ポンプ１７の起動による給湯湯温の立ち下がり変化と、ガス供給量の切り換えによる給湯湯温の上昇変化とをキャンセルするための熱量を第１の補正熱量として求めると共に、その第１の補正熱量に対応するガス量を求める。すなわち、立ち上げガス量補正制御部４０は、前記動作状態検出部３６で検出される装置運転の動作状態に対応する第１の時定数と第２の時定数をデータ格納手段３７から取り込み、第１の補正熱量α1をα1＝（ＰFT−ＰF1）・τ2／τ1の演算により求め、その第１の補正熱量α1の値を燃焼熱量演算部３５へ加える。なお、この演算式中のＰFTは給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量であり、ＰF1は給湯単独運転の必要熱量である。この第１の補正熱量α1は給湯の単独運転から給湯と追い焚きの同時運転への切り換え時における循環ポンプ１７の起動に伴う給湯湯温の立ち下がり変化とガス量切り換えに伴う給湯湯温の立ち上がり変化との過渡現象の湯温変化をキャンセルするのに必要な熱量を意味しており、立ち上げガス量補正制御部４０は、給湯単独運転の必要熱量ＰF1から給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量ＰFTへのガス供給量の切り換えが行われるときに、給湯と追い焚きの必要熱量ＰFTに第１の補正熱量を上乗せ制御する。
【００５４】
ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１は、給湯と追い焚きの同時運転時に追い焚き停止指令が出されてガス供給量を給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス供給量から給湯単独運転の必要熱量に対応するガス供給量に立ち下げるときに、そのガス供給量の立ち下げタイミングを制御する。すなわち、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１は、追い焚き停止指令が出されたときの装置運転の動作状態を動作状態検出部３６の動作状態検出情報に基づき検知し、その装置運転の動作状態における第３の遅れ時間ｄ3と第４の遅れ時間ｄ4のデータを前記データ格納手段３７から取り込み、第４の遅れ時間ｄ4から第３の遅れ時間ｄ3を差し引いた第２の差動遅れ時間を求める。そして、給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転へのガス供給量に切り換えるタイミングを循環ポンプ１７を停止する時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点に設定する。このガス量切り換えのタイミング設定により、循環ポンプの停止による給湯湯温の立ち上がりの起点と、給湯と追い焚きの同時運転のガス量から給湯単独運転へのガス量の切り換えによる給湯湯温の立ち下がり変化の起点とが共に循環ポンプ１７の停止時から第３の遅れ時間ｄ3の時点に一致される。
【００５５】
立ち下げガス量補正制御部４２は、給湯と追い焚きの同時運転状態で追い焚き停止指令が出されたときに、循環ポンプ１７の停止による給湯湯温の上昇変化分の熱量と給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換えによる給湯湯温の立ち下がりの過渡現象をキャンセルするための減少分の第２の補正熱量を求める。
【００５６】
すなわち、立ち下げガス量補正制御部４２は、追い焚き停止指令が出されたときの装置運転の動作状態を動作状態検出部３６の検出情報に基づき検知し、その装置動作に応じた第３の時定数τ3と第４の時定数τ4のデータをデータ格納手段３７から取り込み、循環ポンプ１７の停止による給湯湯温の上昇変化とガス量切り換えによる給湯湯温の立ち下がり変化の過渡現象をキャンセルする第２の補正熱量α2をα2＝（ＰFT−ＰF1）・τ4／τ3の演算により求める。そして、給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量ＰFTから給湯単独運転の必要熱量ＰF1へのガス量切り換え時に、ＰF1の熱量よりもさらに第２の補正熱量α2だけ余分に減少制御する。
【００５７】
燃焼熱量演算部３５は給湯単独運転中に追い焚き指令が出されたときには、ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８からのガス量アップ切り換えタイミングの設定信号と立ち上げガス量補正制御部４０による第１の補正熱量の情報を取り込み、ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８で設定されたガス量アップ切り換えのタイミングで、つまり、循環ポンプ１７をオン起動する時点よりも第１の差動遅れ時間（ｄ2−ｄ1）だけ手前の時点をガス量切り換えのタイミング位置と成し、給湯単独運転の必要熱量ＦP1に対応するガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量ＰFTを立ち上げる際に、このＰFTの熱量にさらに第１の補正熱量α1の熱量を上乗せし、図２に示す如く、循環ポンプ１７のオン起動の時点よりも第１の差動時間だけ手前の時点をガス量切り換えタイミング位置として熱量ＰFTに第１の補正熱量α1を上乗せした熱量に対応するガス量を一気に立ち上げ供給制御する。
【００５８】
また、燃焼熱量演算部３５は、給湯と追い焚きの同時運転の状態で追い焚き停止指令が出されたときには、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１からガス量ダウン切り換えのタイミング信号を受け、また、立ち下げガス量補正制御部４２から第２の補正熱量の情報を取り込む。そして、循環ポンプ１７を停止する時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点をガス量ダウン切り換えのタイミング位置と成し、図２に示す如く、給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量ＰFTに対応するガス供給量から給湯単独運転の必要熱量ＰF1に対応するガス供給量に立ち下げる際に、そのガス量ダウン切り換えのタイミング位置において、給湯単独運転の必要熱量ＰF1よりもさらに前記第２の補正熱量α2に対応するガス量分だけさらに減少させたガス量を一気に立ち下げ制御する。
【００５９】
本実施形態例によれば、給湯単独運転中に追い焚き指令が出されて給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときに、ガス量アップ切り換えタイミング制御部３８により循環ポンプ１７の起動による給湯湯温の立ち下がり変化の起点と、ガス量立ち上げ切り換えによる給湯湯温の上昇変化の起点とが一致するようにガス量の切り換えタイミング時点が設定され、かつ、立ち上げガス量補正制御部４０により、循環ポンプ１７のオン起動による給湯湯温の立ち下がり変化とガス量アップ切り換えによる給湯湯温の上昇変化がキャンセルする方向に第１の補正熱量が上乗せされて立ち上げ制御されるから、給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転への切り換え時における給湯湯温の変動を効果的に抑制でき、追い焚き開始時の湯温変動の影響を受けない安定した給湯湯温の供給が可能となる。
【００６０】
また、給湯と追い焚きの同時運転状態から追い焚き停止指令が出されて給湯単独運転に切り換わるときにおいても、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１により、ガス量ダウンの切り換えタイミング位置が循環ポンプ１７の停止時点よりも第２の差動遅れ時間だけ手前の時点となるように設定されるので、循環ポンプの停止に伴う給湯湯温の上昇変化の起点とガス量ダウン切り換えによる給湯湯温の立ち下がり変化の起点とが一致され、かつ、循環ポンプの停止による給湯湯温の上昇変化成分とガス量ダウン切り換えによる給湯湯温の立ち下がり変化成分とがキャンセルされるように第２の補正熱量が減少方向に補正されるので、循環ポンプの停止による給湯湯温の変動やガス量ダウン切り換えによる給湯湯温の変動を抑制することができ、給湯と追い焚きの同時運転から給湯単独運転への運転モードの切り換えによる影響を受けることなく安定した給湯湯温の供給が可能となる。
【００６１】
このように、本実施形態例の装置においては、給湯単独運転と、給湯と追い焚きの同時運転との運転モードの切り換えに起因する湯温変動の影響を除去した安定した給湯湯温の供給を追い焚き運転の割り込みの如何に拘わらず安定して行うことができるという画期的な効果を奏することができるものである。
【００６２】
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、本発明の一缶二水路式風呂給湯燃焼装置のシステム構成は上記実施形態例のものに限定されることはなく、例えば、図５のシステムにおいて、湯張り通路２４を省略したものでもよく、また、図５の破線で示すように、給水管１１と給湯管１４間をバイパス通路４３により連通接続したものでもよく、さらには、このバイパス通路４３を複数設け、少なくともそのうちの１つのバイパス通路４３に電磁弁や流量制御弁を設けたり、あるいは、そのバイパス通路４３の出口側接続部と給湯熱交換器２の出口側間の給湯管１４の位置に水量制御弁を設けてもよく、様々なタイプの一缶二水路式風呂給湯燃焼装置に適用されるものである。
【００６３】
また、本実施形態例では給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転への切り換え時における給湯湯温の安定化を図るためのガス量アップ切り換えタイミング制御部３８と立ち上げガス量補正制御部４０とを設けたが、これらを省略することも可能である。このガス量アップ切り換えタイミング制御部３８と立ち上げガス量補正制御部４０を省略した場合においても、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１と立ち下げガス量補正制御部４２が設けられることで、給湯と追い焚きの同時運転状態から給湯単独運転への運転モードの切り換え時における給湯湯温の変動を防止できるという効果が得られる。また、その逆に、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１と立ち下げガス量補正制御部４２を省略してガス量アップ切り換えタイミング制御部３８と立ち上げガス量補正制御部４０を設ける構成とすることもできる。この場合には、給湯の単独運転状態から給湯と追い焚きの同時運転への切り換え時における給湯湯温の変動を抑制して安定した湯温の給湯を行うことができるという効果が得られる。
【００６４】
ただ、本実施形態例の如く構成すれば、給湯単独運転時から給湯と追い焚きの同時運転への切り換え時の給湯湯温の安定化と、給湯と追い焚きの同時運転の状態から給湯単独運転への切り換え時における給湯湯温の安定化を共に図ることが可能であり、給湯湯温の安定化精度を高めるためには、本実施形態例の如くガス量アップ切り換えタイミング制御部３８と立ち上げガス量補正制御部４０とガス量ダウン切り換えタイミング制御部４１と立ち下げガス量補正制御部４２を共に設けることが望ましい。
【００６５】
さらに、上記実施形態例では給湯熱量演算部３３はフィードフォワード熱量ＰF/Fとフィードバック熱量ＰF/Bとを加算して給湯必要熱量ＰF1としたが、給湯と追い焚きの同時運転時においては、フィードバック熱量ＰF/Bの演算を省略し、フィードフォワード熱量ＰF/Fのみを給湯単独運転の必要熱量ＰF1（ＰF1＝ＰF/F）として設定し、このフィードフォワード熱量ＰF/Fを給湯単独運転の必要熱量ＰF1として燃焼熱量演算部３５へ加えるようにしてもよいものである。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、給湯の単独運転状態から給湯と追い焚きの同時運転へ運転モードが切り換わる際には、ガス量アップ切り換えタイミング制御部により、ガス量アップの切り換えタイミングが循環ポンプのオン起動時点よりも第１の差動遅れ時間だけ手前の時点に設定されるので、循環ポンプのオン起動による給湯湯温の立ち下がり変化の起点位置とガス量アップ切り換えによる給湯湯温の立ち上がり変化の起点とを一致させることができ、しかも、立ち上げガス量補正制御部により、前記循環ポンプのオン起動による給湯湯温の立ち下がり変化成分とガス量アップ切り換えに伴う給湯湯温の上昇変化成分とがキャンセルされる第１の補正熱量が求められてこの第１の補正熱量を上乗せして給湯単独運転の必要熱量に対応するガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量を立ち上げ制御するので、循環ポンプのオン起動による湯温変化とガス量アップ切り換えによる給湯湯温の変化が共に解消され、給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転への切り換えに伴う給湯湯温の変動を抑制し、これら追い焚き運転の開始に伴う湯温変動のない安定した湯温の給湯が可能となる。
【００６７】
また、給湯と追い焚きの同時運転の状態で追い焚き停止指令が出され、給湯単独運転に切り換わる際には、ガス量ダウン切り換えタイミング制御部により、ガス量のダウン切り換えタイミングが循環ポンプの停止時点よりも第２の差動遅れ時間だけ手前の位置に設定されるので、循環ポンプの停止に伴う給湯湯温の上昇変化の起点とガス量ダウン切り換えによる給湯湯温の立ち上がり変化の起点とを一致させることができ、しかも、立ち下げガス量補正制御部により、循環ポンプの停止に伴う給湯湯温の立ち上がり変化成分とガス量ダウン切り換えに伴う給湯湯温の立ち下がり変化成分とをキャンセルする第２の補正熱量が求められ、給湯と追い焚きの同時運転状態から給湯単独運転への切り換え時には、この第２の補正熱量に対応するガス量分だけ減少させて給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス供給量から給湯単独運転の必要熱量に対応するガス供給量へガス量ダウン切り換えが行われるので、循環ポンプの停止に伴う湯温変化とガス量ダウン切り換えに伴う湯温変化を共に除去することが可能となり、これにより、給湯と追い焚きの同時運転状態から給湯単独運転への運転モード切り換えによる給湯湯温の変動を抑制し、追い焚き運転の停止による給湯湯温の変動を効果的に解消して、追い焚き停止による影響のない安定した湯温の給湯が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態例における要部構成のブロック図である。
【図２】本実施形態例における装置の動作状態における給湯温度と循環ポンプの運転とガス量制御の動作状態を示すタイムチャートである。
【図３】循環ポンプをオン・オフさせたときの給湯湯温の変化の遅れ時間ｄ1，ｄ3と給湯湯温の変化の時定数τ1，τ3を求める実験例の説明図である。
【図４】給湯単独運転の必要熱量に対応するガス供給量と給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス供給量との相互切り換えを行ったときの給湯湯温の遅れ時間ｄ2，ｄ4と給湯湯温の変化の時定数τ2，τ4の関係を求める実験例の説明図である。
【図５】一缶二水路式風呂給湯燃焼装置のシステム構成例を示す模式図である。
【図６】給湯単独運転中に追い焚き運転が割り込んだときのガス供給量の切り換え状態と循環ポンプのオン・オフ運転状態と給湯湯温の変化状態とを示す従来例のタイムチャートである。
【符号の説明】
３３ 給湯熱量演算部
３４ 風呂熱量演算部
３５ 燃焼熱量演算部
３６ 動作状態検出部
３７ データ格納手段
３８ ガス量アップ切り換えタイミング制御部
４０ 立ち上げガス量補正制御部
４１ ガス量ダウン切り換えタイミング制御部
４２ 立ち下げガス量補正制御部
Claims (5)
- 浴槽湯水を循環ポンプの駆動によって循環しその循環湯水を追い焚き熱交換器によって追い焚きする追い焚き回路と、給水の水を給湯熱交換器によって加熱して給湯の湯を送出する給湯回路とを有し、前記追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は一体形成され、この一体型の追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は共通のバーナによって加熱される構成と成し、前記バーナへのガス供給量を制御して給湯と追い焚きの各単独運転と同時運転の制御が可能な一缶二水路式風呂給湯燃焼装置において、給湯の単独運転中に循環ポンプが起動されて給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときに追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第１の時定数と、循環ポンプがオン起動されてから前記追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第１の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第２の時定数と、前記給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第２の遅れ時間との各データが予め定められる装置運転の動作状態に応じて求められてデータ格納手段に格納されており、給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにその装置運転の動作状態に対応する前記第１の遅れ時間と第２の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第２の遅れ時間から第１の遅れ時間を差し引いた第１の差動遅れ時間を求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換えタイミングを循環ポンプのオン起動時点よりも前記第１の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量アップ切り換えタイミング制御部と、同じく給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第１の時定数と第２の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第１の時定数による給湯湯温の変化分と第２の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第１の補正熱量を前記第１の時定数と第２の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換え時に給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス量に前記第１の補正熱量に対応するガス量を上乗せ制御する立ち上げガス量補正制御部とを備えた一缶二水路式風呂給湯燃焼装置。
- 浴槽湯水を循環ポンプの駆動によって循環しその循環湯水を追い焚き熱交換器によって追い焚きする追い焚き回路と、給水の水を給湯熱交換器によって加熱して給湯の湯を送出する給湯回路とを有し、前記追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は一体形成され、この一体型の追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は共通のバーナによって加熱される構成と成し、前記バーナへのガス供給量を制御して給湯と追い焚きの各単独運転と同時運転の制御が可能な一缶二水路式風呂給湯燃焼装置において、給湯と追い焚きの同時運転中に循環ポンプが停止されて給湯の単独運転に切り換わるときに追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第３の時定数と、循環ポンプがオフ停止されてから前記追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第３の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第４の時定数と、前記給湯と追い焚きの同時運転から給湯単独運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第４の遅れ時間との各データが予め定められる装置運転の動作状態に応じて求められてデータ格納手段に格納されており、給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の遅れ時間と第４の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第４の遅れ時間から第３の遅れ時間を差し引いた第２の差動遅れ時間を求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換えを循環ポンプのオフ停止時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量ダウン切り換えタイミング制御部と、同じく給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の時定数と第４の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第３の時定数による給湯湯温の変化分と第４の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第２の補正熱量を前記第３の時定数と第４の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換え時に給湯単独運転の必要熱量に対応するガス量に対し前記第２の補正熱量に対応するガス量を減少制御する立ち下げガス量補正制御部とを備えた一缶二水路式風呂給湯燃焼装置。
- 浴槽湯水を循環ポンプの駆動によって循環しその循環湯水を追い焚き熱交換器によって追い焚きする追い焚き回路と、給水の水を給湯熱交換器によって加熱して給湯の湯を送出する給湯回路とを有し、前記追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は一体形成され、この一体型の追い焚き熱交換器と給湯熱交換器は共通のバーナによって加熱される構成と成し、前記バーナへのガス供給量を制御して給湯と追い焚きの各単独運転と同時運転の制御が可能な一缶二水路式風呂給湯燃焼装置において、給湯の単独運転中に循環ポンプが起動されて給湯と追い焚きの同時運転に切り換わるときに追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第１の時定数と、循環ポンプがオン起動されてから前記追い焚き循環側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第１の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第２の時定数と、前記給湯単独運転から給湯と追い焚きの同時運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第２の遅れ時間と、給湯と追い焚きの同時運転中に循環ポンプが停止されて給湯の単独運転に切り換わるときに追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化による給湯湯温変化の第３の時定数と、循環ポンプがオフ停止されてから前記追い焚き側湯水と給湯側湯水の熱交換変化によって給湯湯温の変化が生じるまでの第３の遅れ時間と、バーナへのガス供給量が給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量に切り換わるときのガス供給量変化に基づく給湯湯温変化の第４の時定数と、前記給湯と追い焚きの同時運転から給湯単独運転へのガス供給量の切り換え時点からそのガス供給量変化に基づく給湯湯温の変化が生じるまでの第４の遅れ時間との各データが予め定められる装置運転の動作状態に応じて求められてデータ格納手段に格納されており、給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにその装置運転の動作状態に対応する前記第１の遅れ時間と第２の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第２の遅れ時間から第１の遅れ時間を差し引いた第１の差動遅れ時間を求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換えタイミングを循環ポンプのオン起動時点よりも前記第１の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量アップ切り換えタイミング制御部と、同じく給湯の単独運転中に追い焚き指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第１の時定数と第２の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第１の時定数による給湯湯温の変化分と第２の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第１の補正熱量を前記第１の時定数と第２の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯単独運転のガス供給量から給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量への切り換え時に給湯と追い焚きの同時運転の必要熱量に対応するガス量に前記第１の補正熱量に対応するガス量を上乗せ制御する立ち上げガス量補正制御部と、給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の遅れ時間と第４の遅れ時間のデータを前記データ格納手段から取り込んで第４の遅れ時間から第３の遅れ時間を差し引いた第２の差動遅れ時間を求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換えを循環ポンプのオフ停止時点よりも前記第２の差動遅れ時間だけ手前の時点に指定するガス量ダウン切り換えタイミング制御部と、同じく給湯と追い焚きの同時運転中に追い焚き停止指令が出されたときにそのときの装置運転の動作状態に対応する前記第３の時定数と第４の時定数のデータを前記データ格納手段から取り込んで第３の時定数による給湯湯温の変化分と第４の時定数による給湯湯温の変化分をキャンセルするための第２の補正熱量を前記第３の時定数と第４の時定数を含む予め与えられる演算データにより求め給湯と追い焚きの同時運転のガス供給量から給湯単独運転のガス供給量への切り換え時に給湯単独運転の必要熱量に対応するガス量に対し前記第２の補正熱量に対応するガス量を減少制御する立ち下げガス量補正制御部とを備えた一缶二水路式風呂給湯燃焼装置。
- 第１の時定数をτ1、第２の時定数をτ2、給湯単独運転時の必要熱量をＰF1、給湯と追い焚きの同時運転時の必要熱量をＰF2としたとき、第１の補正熱量ΔＰ1を求める演算データはΔＰ1＝（ＰF2−ＰF1）・τ2／τ1の演算式によって与えられていることを特徴とする請求項１又は請求項３記載の一缶二水路式風呂給湯燃焼装置。
- 第３の時定数をτ3、第４の時定数をτ4、給湯単独運転時の必要熱量をＰF1、給湯と追い焚きの同時運転時の必要熱量をＰF2としたとき、第２の補正熱量ΔＰ2を求める演算データはΔＰ2＝（ＰF2−ＰF1）・τ4／τ3の演算式によって与えられていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の一缶二水路式風呂給湯燃焼装置。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20966097A JP3822719B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 一缶二水路式風呂給湯燃焼装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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1997
- 1997-07-18 JP JP20966097A patent/JP3822719B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH1137555A (ja) | 1999-02-12 |
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