JP3854700B2

JP3854700B2 - Hot water control device for hot water heater of bypass mixing system

Info

Publication number: JP3854700B2
Application number: JP27056297A
Authority: JP
Inventors: 広久成田
Original assignee: パロマ工業株式会社
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2017-09-16
Also published as: JPH1183181A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出湯温度に応じてバイパス方式とストレート方式とに切り替えて出湯することのできるバイパスミキシング方式の給湯器に関し、さらに詳しくは、バイパス出湯時に熱交換器への入水温度が高い場合であっても熱交換器表面にドレンが発生しないように出湯制御するバイパスミキシング方式の給湯器における出湯制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガス給湯器としては、給水管と出湯管が配設される熱交換器と、該熱交換器を加熱するガスバーナと、ガスバーナに燃焼用空気を供給する送風ファンとを備え、給水管から熱交換器内に導入された水をガスバーナにより加熱し、温水を熱交換器から直接、出湯管へ排出するように構成されているものが知られている。この種のガス給湯器においては、出湯温度の調節は、ガスバーナに供給されるガス量と送風ファンの回転数とを、適宜、制御することにより行われていた。
【０００３】
そして、この種のガス給湯器において、出湯温度を低く設定した場合に熱交換器内にドレンが発生するという問題を回避するために、給水管と出湯管の間に給水管を流れる水を熱交換器を通さずに直接出湯管へ導くためのバイパス管路と、そのバイパス管路を開閉する水電磁弁とを設けた、いわゆるバイパスミキシング方式のガス給湯器が既に知られている。
【０００４】
このバイパスミキシング方式のガス給湯器においては、出湯温度がある設定値以上である場合には、水電磁弁をＯＦＦにしてバイパス管路を閉じ、熱交換器から直接、温水が出湯される（ストレート出湯）。湯温の調節は、バーナコントローラが認識する出湯温度が設定温度に近づくよう、バーナコントローラからの指令に基づき、ガスバーナに供給されるガス量と送風ファンの回転数が制御されることにより行われる。
【０００５】
一方、出湯温度がある設定値より低い場合には、熱交換器の温度を高温に保ちながら、水電磁弁をＯＮにしてバイパス管路を開き、熱交換器から排出される温水と、給水管からバイパス管路を経由して導入される冷水とをミキシングした後に出湯が行われる（バイパス出湯）。これにより、出湯温度が低い場合であっても、熱交換器内の温度が高温に保たれるので、ドレンの発生を防止することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バイパス管路に設けられる水電磁弁のＯＮ−ＯＦＦにより出湯方式の切替を行うバイパスミキシング方式の給湯器であっても、入水温度が上昇し、設定温度との温度差が小さくなってくると、バイパス制御出湯中において熱交換器内の温度が下がり、熱交換器出口温度が、ドレンが発生しない最低温度（ドレン発生限界温度＝４８℃）を下回る場合があった。
【０００７】
ここで、熱交換器出口温度をＴＨ_m（℃）、出湯温度をＴＨ₀（℃）、入水温度をＴ_i （℃）、バイパス率（総入水量に対するパイパス管路を流れる水量の割合）をｘ（％）とすると、これらの間には、次の数１の式が成り立つ。
【０００８】
【数１】

【０００９】
数１の式より、給湯器にＯＮ−ＯＦＦ式の水電磁弁が用いられ、バイパス率ｘが４０％に固定されているとすると、入水温度Ｔ_i が低い場合、例えば１５℃の場合には、設定温度Ｔ_sが３８℃であっても熱交換器出口温度ＴＨ_mは、次の数２の演算式（代入式）より、５３.３℃ となり、ドレン発生のおそれがないことがわかる。これに対し、入水温度Ｔ_iが上昇し、設定温度Ｔ_sとの差が小さくなった場合、例えば入水温度Ｔ_iが３０℃となった場合には、熱交換器出口温度ＴＨ_mは、次の数３の演算式（代入式）より、４３.３℃ となり、バイパス出湯であるにも関わらず、ドレン発生のおそれがあることがわかる。
【００１０】
【数２】

【００１１】
【数３】

【００１２】
また、バイパスミキシング方式の給湯器においては、小さな水圧で電磁弁が開閉し、省電力化が可能であることから、水電磁弁としてダイヤフラム弁を内蔵したパイロット式電磁弁が用いられる場合も多い。しかしながら、パイロット式電磁弁は、水の流量によってダイヤフラム弁の開度が変化するものであるため、大流量時にはバイパス率が大きくなる一方、少流量時にはダイヤフラム弁の開度が少なくなってバイパス路の抵抗が増え、その結果、バイパス率が小さくなるものである。
【００１３】
そのため、設定温度Ｔ_sを３８℃、入水温度Ｔ_iを２２℃とすると、バイパス率が大きい場合、例えばバイパス率が４０％である場合は、数１の式より、熱交換器出口温度ＴＨ_mは４８.６℃となり、ドレン発生のおそれはない。しかしながら、水の流量が減少し、バイパス率が小さくなった場合、例えばバイパス率が３０％に低下した場合は、熱交換器出口温度ＴＨ_mは４４.９℃となり、ドレン発生のおそれがあるという問題があった。
【００１４】
本発明が解決しようとする課題は、バイパスミキシング方式の給湯器において、入水温度が高くなり出湯温度との温度差が小さくなった場合や、バイパス率が変動する場合であっても、ドレン発生のおそれのない出湯制御装置を提供することにある。
【００１５】
この課題を解決するために、本発明に係るバイパスミキシング方式の給湯器における出湯制御装置は、給水管と出湯管とが接続される熱交換器と、該熱交換器を加熱するバーナと、前記給水管と出湯管とを短絡的に接続するバイパス管路とを備え、かつ該バイパス管路には設定温度に応じて開閉される水電磁弁を備えたバイパスミキシング方式の給湯器において、熱交換器の出口温度を検出する熱交換器出口温度検出手段と、ある設定温度でバイパス出湯を行ったときに前記熱交換器出口温度検出手段により検出される熱交換器出口温度が前記熱交換器のドレン発生限界温度未満であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段により熱交換器出口温度がドレン発生限界温度未満であると判断された時に、前記熱交換器出口温度検出手段により検出される熱交換器出口温度がドレン発生限界温度以上となるように前記ガスバーナによる熱交換器の加熱を制御する制御手段とを備え、かつ、前記出湯管の前記バイパス管路との接続部よりも下流位置に該出湯管を流れる湯水混合湯の出湯温度を検出する出湯温度検出手段を備えると共に、該出湯温度検出手段により検出される湯水混合湯の出湯温度と設定温度とを比較する比較手段とを備え、前記判断手段により熱交換器出口温度がドレン発生限界温度未満であると判断された時に更に前記比較手段により湯水混合湯の出湯温度が設定温度と較べて所定温度範囲以上には低くないとの判断が所定時間続いた場合には、前記制御手段により前記ガスバーナによる熱交換器の加熱が制御されるようにしたことを要旨とするものである。
【００１６】
上記構成を有するバイパスミキシング方式の給湯器における出湯制御装置によれば、出湯温度（設定温度）が高い場合（例えば、４８℃以上）の時には、給水管より熱交換器に送られた水がガスバーナによりその設定温度に加熱されて出湯管よりそのまま出湯され（出湯温制御）、設定温度が低い場合（例えば、４８℃未満）の時には、バイパス管路の水電磁弁が開いて、給水管を流れる水の一部が出湯管へ送られ、熱交換器により加熱された湯に混合（ミキシング）されて、設定温度にコントロールされた状態で出湯される。
【００１７】
そこで、ある設定温度においてバイパス出湯した時に、熱交換器の出口温度が熱交換器出口温度検出手段により検出され、その検出された熱交換器出口温度がドレン発生限界温度未満か否かが判断される。そして、熱交換器出口温度がドレン発生限界温度未満であると判断された場合には、熱交換器出口温度がドレン発生限界温度以上に保持されるようにガスバーナへのガス供給量及び送風量が調節される（熱交換器出口制御）。
【００１８】
これにより、入水温度が高く、設定温度との差が小さい場合や、給湯器のバイパス率が小さくなった場合であっても、温度制御方式を熱交換器出口温度制御に切り替えることにより、ドレン発生を回避することが可能となる。
【００２０】
この場合、ある設定温度でバイパス出湯した時に、熱交換器出口温度と出湯温度の両方の検出により熱交換器出口温度がドレン発生限界温度未満か否かが判断されると同時に、出湯温度が設定温度に較べて極端に低いか否かが判断される。そして、熱交換器出口温度がドレン発生限界温度未満であるという条件と共に、出湯温度が設定温度に比べて極端に低くないという条件の双方が、一定時間継続して満たされた場合には、熱交換器出口温度が短時間にドレン発生限界温度以上となる可能性はないので、温度制御方式が熱交換器出口温度制御に切り替えられる。これにより、出湯直後等、給湯器の出湯温度が不安定な時期における温度制御方式の円滑な切替が可能となる。
【００２１】
更に、バイパス出湯中に前記出湯温度検出手段からの検出信号により出湯温度が設定温度と較べて所定温度範囲以上には低くないと判断された時に、前記熱交換器出口温度検出手段による検出温度がドレン発生限界温度以上となるように前記制御手段により前記ガスバーナによる熱交換器の加熱が制御されるようにすると良い。これにより、熱交換器出口温度がドレン発生限界温度以上に保持され続けるので、ドレン発生を回避することが可能となる。
【００２２】
更にまた、バイパス出湯中に前記出湯温度検出手段からの検出信号により出湯温度が設定温度と較べて所定温度範囲を超えて低すぎると判断された時に、前記出湯温度検出手段により検出される出湯温度が設定温度となるように前記制御手段により前記ガスバーナによる熱交換器の加熱が制御されるようにするのが良い。これにより、熱交換器表面のドレン発生を回避しつつ、給湯器の円滑な温度制御が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明が適用されるバイパスミキシング方式の給湯器の典型例を示したものである。この図示されるバイパスミキシング方式のガス給湯器１００は、給水管１２と出湯管１４とが熱交換器１６を介して継がれ、該熱交換器１６が内胴（ケーシング）１８内に配設されるとともに、この内胴１８内にはさらに前記熱交換器１６を流れる水を加熱するためのガスバーナ２０が該熱交換器１６の下方部位に配設されている。
【００２４】
そして、前記給水管１２には水の流れを検知する水流スイッチ２２の他、該給水管１２を流れる水の温度Ｔ_i を検知する入水温サーミスタ２４が設けられ、また前記出湯管１４には、前記熱交換器１６の出口側の温度（熱交換器出口温度ＴＨ_m）を検知するための熱交換器出口サーミスタ２６が設けられている。
【００２５】
また、前記ガスバーナ２０のガス管２８には、元電磁弁３０、メイン電磁弁３２及び該ガス管２８を流れるガスの流量を制御するガス比例弁３４がそれぞれ設けられ、さらに前記ガスバーナ２０に燃焼用空気を供給するための送風ファン３６が近接して設けられている。
【００２６】
一方、前記給水管１２と出湯管１４との間には、給水管１２を流れる水を前記熱交換器１６を通さずに出湯管１４へ直接導くバイパス管路３８が設けられ、該バイパス管路３８には、その管路を開閉する水電磁弁４０が設けられている。そして、前記出湯管１４の下流には、前記熱交換器１６を介して出湯管１４へ導かれた湯と、前記バイパス管路３８を介して出湯管１４へ導かれた水とを混合（ミキシング）した後の湯の温度（出湯温度ＴＨ₀ ）を検知する出湯温サーミスタ４２が設けられている。
【００２７】
さらに、入水温サーミスタ２４、熱交換器出口サーミスタ２６、及び出湯温サーミスタ４２から信号を受け、元電磁弁３０、メイン電磁弁３２、ガス比例弁３４、送風ファン３６及び水電磁弁４０を制御するバーナコントローラ５０を有している。バーナコントローラ５０は、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、そのＲＯＭには、出湯温度制御等を行うための種々のプログラム類が格納されている。
【００２８】
次に、このように構成されたバイパスミキシング方式のガス給湯器１００による出湯温度の制御方法について説明する。まず、給湯栓４４を開くと、水量センサー２２がオンし、バーナーコントローラ５０からの指令により送風ファン３６が駆動し、ガスバーナ２０へ燃焼用空気が供給されるとともに、ガスバーナ２０の元電磁弁３０、メイン電磁弁３２、及びガス比例弁３４が順次開かれて、燃焼ガスがガスバーナ２０に供給され、イグナイタ（図示せず）による点火動作によってガスバーナ２０が点火される。
【００２９】
そして、このガスバーナ２０の点火初期動作段階では、給水管１２を流れる水の温度がその給水管１２に設けられる入水温サーミスタ２４により検知され、バーナコントローラ５０によって出湯管１４を流れる湯の出湯温度が設定温度（Ｔ_s ）に近づくように、ガスバーナ２０へ供給するガス量を調節するガス比例弁３４の開度が調節される。
【００３０】
ガスバーナ２０の燃焼が安定状態になった以降は、熱交換器出口サーミスタ４２で検出される出湯温度（熱交換器出口温度ＴＨ₀）が設定温度Ｔ_sに維持されるように、バーナコントローラ５０により、ガス比例弁３４の比例弁電流回路と送風ファン駆動回路に信号が送られ、ガス比例弁３４の開度と送風ファン３６のファン回転数との比例制御が行われることによって、運転の管理がなされる。
【００３１】
ここで、出湯温度がある設定温度以上（例えば、４８℃以上）の場合には、水電磁弁４０は開かれずに熱交換器から直接、湯が出湯される（ストレート出湯）。この場合、出湯温度の制御は、出湯温サーミスタ４２によって検出される出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sに維持されるよう、ガスバーナ２０に供給されるガス量と、送風ファン３６の回転数を調節する「出湯温制御」により行われる。
【００３２】
これに対し、出湯温度がある設定値以下（この例では、４８℃未満）である場合には、バーナコントローラ５０からの指令により水電磁弁４０が開かれ、熱交換器１６により加熱された湯とバイパス管路３８を流れる水とがミキシングされて出湯される（バイパス出湯）。
【００３３】
この時、出湯温度ＴＨ₀ の制御は、熱交換器出口サーミスタ２６によって検出される熱交換器出口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度以上である場合は、上述のストレート出湯の場合と同様、出湯温サーミスタ４２によって検出される湯水混合後の出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sに維持されるよう、「出湯温制御」により行われる。
【００３４】
一方、バイパス出湯時に、熱交換器出口サーミスタ２６によって検出される熱交換器出口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度未満となった場合は、「出湯温制御」を中断し、熱交換器出口サーミスタ２６によって検出される熱交換器出口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度以上の値となるように、ガスバーナ２０に供給されるガス量と、送風ファン３６の回転数を調節する「熱交換器出口温度制御」に切り替え、これによりドレンの発生を防止するものである。
【００３５】
図２は、出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sとなるように制御した時のバイパス率ｘ（横軸）と熱交換器出口温度ＴＨ_m （縦軸）との関係を数１の式を用いて計算し、その結果を示したものである。設定温度Ｔ_s は、４６℃、４２℃及び３８℃の３種類とし、入水温度Ｔ_i は、５℃、１０℃、１５℃、２５℃及び３０℃の５種類とした。なお、図２中、横軸に平行な線の内、上の線は沸騰限界温度（熱交換器内で水の沸騰が起こらない最高熱交換器出口温度）、下の線はドレン発生限界温度を示している。図２では、沸騰限界温度を８５℃、ドレン発生限界温度を４８℃としている。
【００３６】
図２より、設定温度Ｔ_sを一定とした場合、熱交換器出口温度ＴＨ_mは、給湯器のバイパス率ｘと給湯器への入水温度Ｔ_i によって決まり、バイパス率ｘが小さくなるほど、又、入水温度Ｔ_i が高くなるほど低くなることがわかる。又、バイパス率ｘを一定とした場合、熱交換器出口温度ＴＨ_mは、設定温度Ｔ_sが低くなるほど、又、入水温度Ｔ_iが高くなるほど低くなることがわかる。
【００３７】
例えば、設定温度Ｔ_s が４６℃、バイパス率が５０％である場合は、熱交換器出口温度ＴＨ_mは、入水温度Ｔ_iが５℃の時で８７.０℃ であり、沸騰限界温度を上回る。入水温度Ｔ_iの上昇と供に、熱交換器出口温度ＴＨ_mは低下し、入水温度Ｔ_iが３０℃の時で６２.０℃ となる。また、設定温度Ｔ_sが同じ４６℃であっても、バイパス率が４０％に低下した場合には、熱交換器出口温度ＴＨ_m は、入水温度Ｔ_iが５℃の時で７３.３℃であり、沸騰限界温度を下回る。又、入水温度Ｔ_iが３０℃の時で５６.７℃となる。
【００３８】
一方、設定温度Ｔ_sが低下するに伴い、熱交換器出口温度ＴＨ_mも低下し、設定温度Ｔ_s が４２℃の場合には、バイパス率を４０％とすると、熱交換器出口温度ＴＨ_mは、入水温度Ｔ_iが５℃の時で６６.７℃、入水温度Ｔ_iが３０℃の時で５０.０℃となる。設定温度Ｔ_sがさらに低下して３８℃となった場合には、熱交換器出口温度ＴＨ_mは、入水温度Ｔ_iが５℃の時には６０.０℃ であるが、入水温度Ｔ_iが上昇して３０℃になった時には４３.３℃となり、ドレン発生限界温度を下回ることとなる。
【００３９】
このように、バイパス率ｘを一定とした場合、入水温度Ｔ_i が高くなり、設定温度Ｔ_s との温度差が小さくなると、ドレン発生のおそれが生ずるが、これに対して、給湯器のバイパス率ｘを大きくすればドレン発生を回避できる。例えば、バイパス率ｘを６０％に設定すると、図２より、設定温度Ｔ_s が３８℃、入水温度Ｔ_iが３０℃であっても、熱交換器出口温度ＴＨ_mは５０℃となり、ドレン発生限界温度を上回る。
【００４０】
しかしながら、バイパス率ｘが６０％、設定温度Ｔ_s が３８℃である時に、入水温度Ｔ_iが低くなった場合、例えば入水温度Ｔ_iが５℃となった場合には、図２より、熱交換器出口温度ＴＨ_mは８７.５℃となり、沸騰限界温度を上回る。そのため、給湯器のバイパス率は、熱交換器出口温度ＴＨ_m が、沸騰限界温度を越えず、かつドレン限界を下回らないよう、通常、４０％前後の値に設定されている。
【００４１】
本発明は、上記の制御方式を採用することにより、入水温度の変動に起因するドレンの発生を回避できる。また、上記の制御方式により、熱交換器出口温度がドレン発生限界温度未満となることはないので、給湯器のバイパス率として、熱交換器出口温度が沸騰限界温度を超える可能性のない、低いバイパス率を選択することが可能となる。
【００４２】
また、上記の制御方式は、バイパス率の変動に起因するドレンの発生を回避することが可能となるので、バイパスミキシング方式の給湯器に使用する水電磁弁としてバイパス率が水量によって変動するパイロット式電磁弁を用いた場合に、より有効に機能することとなる。
【００４３】
次に、本発明に係る給湯器における出湯制御装置により、出湯温度がどのように制御されるかを、図３のフローチャートを参照して説明する。まず、ユーザーが、リモコン操作により出湯温度を設定し、給湯栓４４を開くと、図３に示す制御ルーチンに入る。
【００４４】
最初にステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」とする）において、バーナーコントローラ８０からの指令に基づき、ガスバーナ２０にガスが供給され、燃焼が開始される。次に、Ｓ２において、設定温度Ｔ_s が４６℃以下か否かが判断される。設定温度Ｔ_s が４６℃以下でない場合（Ｓ２：「ＮＯ」）は、Ｓ３においてバーナコントローラ８０から水電磁弁４０を閉じるように指令が送られてストレート出湯となり、Ｓ４において出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sになるように比例制御（出湯温制御）が行われる。
【００４５】
一方、Ｓ２において、設定温度Ｔ_s が４６℃以下であると判断された場合（Ｓ２：「ＹＥＳ」）には、Ｓ５において水電磁弁４０が開かれ、バイパス出湯が行われる。次いで、Ｓ６において、湯水混合後の出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sになるように比例制御（出湯温制御）が行われる。そして、Ｓ７へ進み、「熱交換器出口温度ＴＨ_m が４８℃未満」で、かつ「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−１）℃以上」という条件を満たすか否かが判断される。
【００４６】
ここで、「熱交換器出口温度ＴＨ_mが４８℃未満」という条件を満たす場合は、熱交換器内の温度（＝熱交換器出口温度ＴＨ_m ）がドレン発生限界温度（４８℃）を下回っており、放置すれば熱交換器内にドレンが発生するおそれがあることを意味する。また、「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−１）℃以上」という条件を満たす場合には、出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sより高いか、あるいはわずかに低いだけであるので、出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_s に近づくよう、熱交換器出口温度ＴＨ_mを下げるかあるいはわずかに上げるようにバーナコントローラ８０に指令が送られることを意味する。
【００４７】
尚、Ｓ７の判定条件を「出湯温度ＴＨ₀がＴ_s℃以上」とせず、「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−１）℃以上」としたのは、出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−１）℃より大きく、Ｔ_s℃未満である場合には、出湯温制御を行っても熱交換器出口温度ＴＨ_mの温度上昇は僅かであり、熱交換器出口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度以上まで上昇しないか、あるいは上昇したとしても、熱交換器出口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度以上になるのに長時間を要し、その間にドレン発生のおそれがあるからである。
【００４８】
従って、「熱交換器出口温度ＴＨ_mが４８℃未満」及び「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s −１）℃以上」の双方の条件を満たさない場合（Ｓ７：「ＮＯ」）は、ドレン発生のおそれがないので、Ｓ６へ戻り、出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sになるように比例制御（出湯温制御）が続行される。
【００４９】
これに対し、「熱交換器出口温度ＴＨ_mが４８℃未満」及び「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s −１）℃以上」の双方の条件を満たした場合（Ｓ７：「ＹＥＳ」）は、放置すればドレン発生のおそれがあるので、Ｓ８へ進み、バーナコントローラ８０内のＣＰＵに内蔵されたタイマーを用いて、Ｓ７の条件が１分間継続したか否かが判定される。１分を経過していない場合（Ｓ８：「ＮＯ」）は、Ｓ７に戻り、再度、熱交換器出口温度ＴＨ_m及び出湯温度ＴＨ₀を計測し、Ｓ７の条件を満たすか否かが判定される。
【００５０】
一方、１分間継続してＳ７の条件を満たした場合は、放置すればドレンが発生するのでＳ９へ進む。Ｓ９においては、熱交換器出口温度ＴＨ_m が４８℃になるように比例制御（熱交換器出口温度制御）が行われる。これにより、入水温度Ｔ_iが高く設定温度Ｔ_sとの差が小さくなった場合や、バイパス率が低下した場合であっても、熱交換器内の温度がドレン発生限界温度以上に保持されることとなる。
【００５１】
なお、熱交換器出口温度ＴＨ_mを４８℃に保持することにより、出湯温度ＴＨ₀と設定温度Ｔ_sとの間に誤差が生ずる。例えば、入水温度Ｔ_iを３０℃、バイパス率を４０％、設定温度Ｔ_s を３８℃とすると、「出湯温制御」では、数１の式より、熱交換器出口温度ＴＨ_mは４３.３℃となる。一方、「熱交換器出口温度制御」に切り替え、熱交換器出口温度ＴＨ_m を４８℃に保持したとすると、数１の式より、出湯温度ＴＨ₀は、４０.８℃となり、設定温度Ｔ_sより２.８℃高くなる。しかしながら、２.８℃ 程度の誤差は、使用上、支障を来さない温度であり、熱交換器の耐久性能を考えた場合には、本制御は優れていると考えられる。
【００５２】
Ｓ９において、熱交換器出口温度制御に切り替えられると、Ｓ１０へ進み、出湯中に設定温度Ｔ_s がより高い温度に再設定されたか否かが判断される。設定温度Ｔ_s がより高い温度に再設定された場合（Ｓ１０：「ＹＥＳ」）は、「出湯温制御」でも熱交換器出口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度を上回る可能性があるので、Ｓ２へ戻って「出湯温制御」に切り替えられると供に、前述のＳ２〜Ｓ９のステップが繰り返される。
【００５３】
一方、設定温度Ｔ_s が、より高い温度に再設定されていない場合（Ｓ１０：「ＮＯ」）は、Ｓ１１へ進み、「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s −２）℃未満」か否かが判断される。出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s −２）℃未満である場合（Ｓ１１：「ＹＥＳ」）は、熱交換器出口温度ＴＨ_mが低すぎるために出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sを大きく下回ったことを意味するので、Ｓ６へ進み、「出湯温制御」に切り替えられる。
【００５４】
これに対し、出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−２）℃未満でない場合（Ｓ１１：「ＮＯ」）は、「出湯温制御」に切り替えるとドレン発生のおそれがあるので、Ｓ９へ戻り、「熱交換器出口温度制御」が続行される。
【００５５】
ここで、Ｓ１１の条件を「出湯温度ＴＨ₀がＴ_s℃未満」とせず、「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−２）℃未満」としたのは、出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−２）℃以上、Ｔ_s ℃以下である場合には、出湯温制御に切り替えたとしても熱交換器出口温度ＴＨ_mの温度上昇は僅かであり、熱交換器出口温度ＴＨ_mがドレン発生限界温度以上まで上昇しないか、あるいは上昇したとしても、熱交換器出口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度以上になるのに長時間を要し、その間にドレン発生のおそれがあるからである。
【００５６】
点火後、常時水量の有無は、水流スイッチ２２からの信号に基づきバーナコントローラ８０により確認されており、給湯栓４４が閉じられて熱交換器内を流れる水量が０となった場合は、燃焼停止となり、制御プログラムが終了する。
【００５７】
以上のように、本発明に係る給湯器の出湯制御装置によれば、熱交換器出口温度がドレン発生限界温度以下か否かで温度制御方式を切り替えるようにしたので、入水温度が変動し、設定温度との温度差が小さくなる場合や、パイパス率が変動する場合であっても、ドレン発生を回避することが可能となる。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、図３において、Ｓ７の判断条件を「熱交換器出口温度ＴＨ_m が４８℃未満、かつ出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−１）℃以上」、Ｓ１１の判断条件を「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−２）℃以上」としているが、これらの判断に用いる具体的な判定値は、給湯器の温度特性、使用するサーミスタの精度等を考慮して、適宜最適な値を選べばよい。
【００５９】
また、上記実施の形態では、熱交換器出口温度がドレン発生限界温度未満となった場合には、熱交換器出口温度をドレン発生限界温度に保持するように制御しているが、熱交換器出口温度をドレン発生限界温度以上の温度に保持するような構成としてもよく、これにより上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明に係る給湯器の出湯制御装置によれば、バイパス制御出湯時において、熱交換器出口温度の値に応じて、給湯器の温度制御を出湯温制御か熱交換器出口温度制御のいずれかに切り替えて使用するようにしたので、入水温度が高く、設定温度との温度差が小さい場合であっても、ドレン発生を回避することが可能となる。また、上記の制御装置によりドレン発生を回避できるので、給湯器のバイパス率として、熱交換器出口温度が沸騰限界を超える可能性のない低いバイパス率を選択することが可能となる。
【００６１】
さらに、上記の制御装置を採用することにより、バイパス率が低い値に変更された場合でもドレンの発生を回避することが可能であるので、バイパス率が変動するパイロット式電磁弁を用いた給湯器の出湯温度制御装置として適用した場合には、より有効に機能するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される一実施の形態としてのバイパスミキシング方式の給湯器の概略構成図である。
【図２】バイパス率と、熱交換器出口温度と、入水温度との関係を表す図である。
【図３】図１に示した給湯器における出湯制御装置の制御フローチャートである。
【符号の説明】
１６熱交換器
２４入水温サーミスタ
２６熱交換器出口サーミスタ
３８バイパス管路
４０水電磁弁
４２出湯温サーミスタ
４４給湯栓
５０バーナーコントローラ
１００ガス給湯器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bypass mixing type water heater that can switch between a bypass type and a straight type according to the temperature of the hot water, and more specifically, when the temperature of the incoming water to the heat exchanger is high at the time of bypass hot water. In particular, the present invention relates to a hot water control apparatus in a hot water heater of a bypass mixing system that performs hot water control so that drain does not occur on the surface of the heat exchanger.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a gas water heater includes a heat exchanger in which a water supply pipe and a hot water discharge pipe are disposed, a gas burner that heats the heat exchanger, and a blower fan that supplies combustion air to the gas burner. It is known that water introduced into the heat exchanger is heated by a gas burner, and the hot water is discharged directly from the heat exchanger to the hot water discharge pipe. In this type of gas water heater, adjustment of the hot water temperature is performed by appropriately controlling the amount of gas supplied to the gas burner and the rotational speed of the blower fan.
[0003]
In this type of gas water heater, in order to avoid the problem that drainage is generated in the heat exchanger when the hot water temperature is set low, the water flowing through the water supply pipe is heated between the water supply pipe and the hot water discharge pipe. There is already known a so-called bypass mixing type gas water heater provided with a bypass pipe for direct passage to a hot water pipe without passing through an exchanger and a water electromagnetic valve for opening and closing the bypass pipe.
[0004]
In this bypass mixing type gas water heater, when the tapping temperature is above a certain set value, the water solenoid valve is turned off and the bypass pipe is closed, and hot water is tapped directly from the heat exchanger (straight) Hot spring). The hot water temperature is adjusted by controlling the amount of gas supplied to the gas burner and the rotational speed of the blower fan based on a command from the burner controller so that the hot water temperature recognized by the burner controller approaches the set temperature.
[0005]
On the other hand, if the tapping temperature is lower than a certain set value, the water solenoid valve is turned on and the bypass line is opened while the temperature of the heat exchanger is kept high, and the hot water discharged from the heat exchanger and the water supply pipe The hot water is discharged after mixing with cold water introduced via the bypass pipe from the outlet (bypass hot water). Thereby, even when the tapping temperature is low, the temperature in the heat exchanger is kept high, so that it is possible to prevent the generation of drain.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the case of a bypass mixing type water heater that switches the hot water supply system by turning on and off the water solenoid valve provided in the bypass pipe, the incoming water temperature rises and the temperature difference from the set temperature becomes small. In some cases, the temperature inside the heat exchanger decreases during the bypass controlled hot water, and the heat exchanger outlet temperature sometimes falls below the lowest temperature at which no drain is generated (drain generation limit temperature = 48 ° C.).
[0007]
Where heat exchanger outlet temperature is TH _m (℃), tapping temperature is TH ₀ (℃), the incoming water temperature is T _i Assuming that (° C.) and the bypass rate (the ratio of the amount of water flowing through the bypass pipe to the total amount of incoming water) are x (%), the following equation 1 is established between them.
[0008]
[Expression 1]

[0009]
From the formula (1), if an ON-OFF water solenoid valve is used for the water heater and the bypass rate x is fixed at 40%, the incoming water temperature T _i When the temperature is low, for example, at 15 ° C., the set temperature T _s Heat exchanger outlet temperature TH even if is 38 ° C _m Is 53.3 ° C. from the following equation 2 (assignment equation), and it is understood that there is no possibility of drain generation. In contrast, the incoming water temperature T _i Rises and the set temperature T _s For example, the incoming water temperature T _i When the temperature reaches 30 ° C, the heat exchanger outlet temperature TH _m Is 43.3 ° C. from the following equation (substitution formula), and it can be seen that there is a risk of drainage even though it is bypass hot water.
[0010]
[Expression 2]

[0011]
[Equation 3]

[0012]
Further, in a bypass mixing type water heater, since a solenoid valve opens and closes with a small water pressure and power saving is possible, a pilot solenoid valve with a built-in diaphragm valve is often used as a water solenoid valve. However, since the opening of the diaphragm valve changes depending on the flow rate of water, the pilot valve increases the bypass rate when the flow rate is large, while the opening degree of the diaphragm valve decreases when the flow rate is small. The resistance increases, and as a result, the bypass rate decreases.
[0013]
Therefore, set temperature T _s 38 ℃, incoming water temperature T _i When the bypass rate is large, for example, when the bypass rate is 40%, the heat exchanger outlet temperature TH _m Is 48.6 ° C. and there is no risk of drainage. However, when the flow rate of water decreases and the bypass rate decreases, for example, when the bypass rate decreases to 30%, the heat exchanger outlet temperature TH _m Was 44.9 ° C., and there was a problem that there was a risk of drainage.
[0014]
The problem to be solved by the present invention is that, in a bypass mixing type water heater, even when the temperature of the incoming water is high and the temperature difference from the hot water temperature is small, or even when the bypass rate fluctuates, An object of the present invention is to provide a hot water control device without fear.
[0015]
In order to solve this problem, a hot water control apparatus in a hot water heater of a bypass mixing system according to the present invention includes a heat exchanger to which a hot water pipe and a hot water pipe are connected, a burner for heating the heat exchanger, In a bypass mixing type water heater comprising a bypass conduit for short-circuiting a water supply pipe and a hot water discharge pipe, and having a water solenoid valve that is opened and closed according to a set temperature in the bypass conduit A heat exchanger outlet temperature detecting means for detecting the outlet temperature of the heat exchanger, and a heat exchanger outlet temperature detected by the heat exchanger outlet temperature detecting means when the bypass hot water is discharged at a certain set temperature. Determining means for determining whether the temperature is lower than a drain generation limit temperature; and when the determination means determines that the heat exchanger outlet temperature is lower than the drain generation limit temperature, the heat exchanger outlet temperature detection means And control means for the heat exchanger outlet temperature to be detected to control the heating of the heat exchanger by the gas burner such that the above drain occurrence limit temperature And a hot water temperature detecting means for detecting the hot water temperature of the hot and cold mixed water flowing through the hot water pipe at a position downstream of the connecting portion of the hot water pipe and the bypass pipe, and detected by the hot water temperature detecting means. Comparing means for comparing the tapping temperature of the hot / cold hot water with the set temperature, and when the judgment means judges that the temperature at the outlet of the heat exchanger is lower than the drain generation limit temperature, When it is determined that the temperature is not lower than the predetermined temperature range for a predetermined time, the heating of the heat exchanger by the gas burner is controlled by the control means. This is the gist.
[0016]
According to the hot water control device in the bypass mixing type hot water heater having the above-described configuration, when the hot water temperature (set temperature) is high (for example, 48 ° C. or higher), the water sent from the water supply pipe to the heat exchanger is gas burner. When the set temperature is low (for example, less than 48 ° C.), the water solenoid valve of the bypass line opens and flows through the water supply pipe. A part of the water is sent to a tapping pipe, mixed (mixed) with hot water heated by a heat exchanger, and tapped in a state controlled at a set temperature.
[0017]
Therefore, when bypass hot water is discharged at a certain set temperature, the heat exchanger outlet temperature is detected by the heat exchanger outlet temperature detection means, and it is determined whether or not the detected heat exchanger outlet temperature is lower than the drain generation limit temperature. The When it is determined that the heat exchanger outlet temperature is lower than the drain generation limit temperature, the gas supply amount and the blast amount to the gas burner are set so that the heat exchanger outlet temperature is maintained at the drain generation limit temperature or higher. Regulated (heat exchanger outlet control).
[0018]
As a result, even when the incoming water temperature is high and the difference from the set temperature is small, or even when the bypass rate of the water heater is small, drainage is generated by switching the temperature control method to heat exchanger outlet temperature control. Can be avoided.
[0020]
in this case, When bypass hot water is discharged at a certain set temperature, it is determined whether or not the heat exchanger outlet temperature is lower than the drain generation limit temperature by detecting both the heat exchanger outlet temperature and the hot water temperature. Whether it is extremely low or not. When both the condition that the heat exchanger outlet temperature is lower than the drain generation limit temperature and the condition that the tapping temperature is not extremely lower than the set temperature are satisfied for a certain period of time, Since there is no possibility that the exchanger outlet temperature will be higher than the drain generation limit temperature in a short time, the temperature control method is switched to the heat exchanger outlet temperature control. Accordingly, it is possible to smoothly switch the temperature control method at a time when the hot water temperature of the water heater is unstable, such as immediately after the hot water.
[0021]
Furthermore, when it is determined during the bypass hot water that the hot water temperature is not lower than a predetermined temperature range by a detection signal from the hot water temperature detecting means, the temperature detected by the heat exchanger outlet temperature detecting means is It is preferable that heating of the heat exchanger by the gas burner is controlled by the control means so that the drain generation limit temperature is exceeded. As a result, the heat exchanger outlet temperature is kept above the drain generation limit temperature, so that it is possible to avoid the generation of drain.
[0022]
Furthermore, the temperature of the tapping water detected by the tapping temperature detecting means when the tapping temperature is determined to be too low beyond a predetermined temperature range compared to the set temperature by the detection signal from the tapping temperature detecting means during bypass tapping. It is preferable that heating of the heat exchanger by the gas burner is controlled by the control means so that the temperature becomes a set temperature. Thereby, smooth temperature control of a water heater becomes possible, avoiding drain generation on the surface of a heat exchanger.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a typical example of a bypass mixing type water heater to which the present invention is applied. In the gas water heater 100 of the bypass mixing system shown in the figure, a water supply pipe 12 and a hot water discharge pipe 14 are connected via a heat exchanger 16, and the heat exchanger 16 is disposed in an inner cylinder (casing) 18. In addition, a gas burner 20 for heating the water flowing through the heat exchanger 16 is further disposed in the inner barrel 18 at a lower portion of the heat exchanger 16.
[0024]
In addition to the water flow switch 22 for detecting the flow of water, the water supply pipe 12 has a temperature T of water flowing through the water supply pipe 12. _i An inlet water temperature thermistor 24 for detecting the temperature of the heat exchanger 16 is provided. _m ) Is provided. The heat exchanger outlet thermistor 26 is provided.
[0025]
Further, the gas pipe 28 of the gas burner 20 is provided with an original solenoid valve 30, a main solenoid valve 32, and a gas proportional valve 34 for controlling the flow rate of the gas flowing through the gas pipe 28, respectively. A blower fan 36 for supplying air is provided in close proximity.
[0026]
On the other hand, a bypass line 38 is provided between the water supply pipe 12 and the hot water supply pipe 14 to directly guide the water flowing through the water supply pipe 12 to the hot water supply pipe 14 without passing through the heat exchanger 16. 38 is provided with a water electromagnetic valve 40 for opening and closing the pipe line. The hot water led to the hot water pipe 14 through the heat exchanger 16 and the water led to the hot water pipe 14 through the bypass pipe 38 are mixed (mixed) downstream of the hot water pipe 14. ) The temperature of the hot water after ₀ The hot water temperature thermistor 42 is provided.
[0027]
Further, it receives signals from the incoming water temperature thermistor 24, the heat exchanger outlet thermistor 26, and the hot water temperature thermistor 42, and controls the original electromagnetic valve 30, the main electromagnetic valve 32, the gas proportional valve 34, the blower fan 36 and the water electromagnetic valve 40. A burner controller 50 is provided. The burner controller 50 is constituted by a known CPU, ROM, RAM, and the like, and various programs for performing tapping temperature control and the like are stored in the ROM.
[0028]
Next, a method for controlling the tapping temperature by the bypass mixing type gas water heater 100 configured as described above will be described. First, when the hot-water tap 44 is opened, the water amount sensor 22 is turned on, the blower fan 36 is driven by a command from the burner controller 50, and combustion air is supplied to the gas burner 20, and the original solenoid valve 30 of the gas burner 20, The main solenoid valve 32 and the gas proportional valve 34 are sequentially opened, the combustion gas is supplied to the gas burner 20, and the gas burner 20 is ignited by an ignition operation by an igniter (not shown).
[0029]
In the initial ignition operation stage of the gas burner 20, the temperature of the water flowing through the water supply pipe 12 is detected by the incoming water temperature thermistor 24 provided in the water supply pipe 12, and the hot water discharge temperature of the hot water flowing through the hot water discharge pipe 14 is set by the burner controller 50. Temperature (T _s ), The opening degree of the gas proportional valve 34 that adjusts the amount of gas supplied to the gas burner 20 is adjusted.
[0030]
After the combustion of the gas burner 20 becomes stable, the temperature of the hot water detected by the heat exchanger outlet thermistor 42 (heat exchanger outlet temperature TH) ₀ ) Is the set temperature T _s The burner controller 50 sends a signal to the proportional valve current circuit of the gas proportional valve 34 and the blower fan drive circuit so that the opening degree of the gas proportional valve 34 and the fan rotation speed of the blower fan 36 are proportional to each other. Operation is managed by performing the control.
[0031]
Here, when the hot water temperature is equal to or higher than a set temperature (for example, 48 ° C. or higher), the hot water is directly discharged from the heat exchanger without opening the water electromagnetic valve 40 (straight hot water). In this case, the tapping temperature is controlled by the tapping temperature TH detected by the tapping temperature thermistor 42. ₀ Is set temperature T _s In order to maintain the temperature, the amount of gas supplied to the gas burner 20 and the “hot water temperature control” for adjusting the rotational speed of the blower fan 36 are performed.
[0032]
On the other hand, when the hot water temperature is below a set value (in this example, less than 48 ° C.), the water electromagnetic valve 40 is opened by a command from the burner controller 50 and the hot water heated by the heat exchanger 16 is opened. And the water flowing through the bypass pipe 38 are mixed and discharged (bypass discharge).
[0033]
At this time, hot water temperature TH ₀ Is controlled by the heat exchanger outlet temperature TH detected by the heat exchanger outlet thermistor 26. _m Is equal to or higher than the drain generation limit temperature, as in the case of the straight hot water described above, the hot water temperature TH after the hot water mixing detected by the hot water temperature thermistor 42 is detected. ₀ Is set temperature T _s In order to maintain the temperature, it is carried out by “temperature control of hot water”.
[0034]
On the other hand, the heat exchanger outlet temperature TH detected by the heat exchanger outlet thermistor 26 at the time of bypass hot water supply _m When the temperature becomes lower than the drain generation limit temperature, the “hot water temperature control” is interrupted, and the heat exchanger outlet temperature TH detected by the heat exchanger outlet thermistor 26 is interrupted. _m Is switched to “heat exchanger outlet temperature control” that adjusts the amount of gas supplied to the gas burner 20 and the rotation speed of the blower fan 36 so that the value becomes higher than the drain generation limit temperature, thereby preventing the generation of drainage. To do.
[0035]
Fig. 2 shows the hot water temperature TH ₀ Is set temperature T _s Bypass rate x (horizontal axis) and heat exchanger outlet temperature TH when controlled to be _m The relationship with (vertical axis) is calculated using the formula 1 and the result is shown. Set temperature T _s Are three types, 46 ° C, 42 ° C and 38 ° C, and the incoming water temperature T _i Were 5 types of 5 ° C, 10 ° C, 15 ° C, 25 ° C and 30 ° C. In Fig. 2, the upper line of the lines parallel to the horizontal axis is the boiling limit temperature (maximum heat exchanger outlet temperature at which water does not boil in the heat exchanger), and the lower line is the drain generation limit temperature. Is shown. In FIG. 2, the boiling limit temperature is 85 ° C. and the drain generation limit temperature is 48 ° C.
[0036]
From FIG. 2, the set temperature T _s Is constant, heat exchanger outlet temperature TH _m Is the water heater bypass rate x and the water temperature T into the water heater. _i As the bypass rate x decreases, the incoming water temperature T _i It turns out that it becomes low, so that becomes high. When the bypass rate x is constant, the heat exchanger outlet temperature TH _m Is the set temperature T _s The lower the temperature, the more the incoming water temperature T _i It turns out that it becomes low, so that becomes high.
[0037]
For example, set temperature T _s Is 46 ° C and the bypass rate is 50%, the heat exchanger outlet temperature TH _m Is the incoming water temperature T _i Is 57.0 ° C. at 5 ° C., which exceeds the boiling limit temperature. Incoming water temperature T _i Heat exchanger outlet temperature TH _m Decreases and the incoming water temperature T _i When the temperature is 30 ° C., it becomes 62.0 ° C. Also, set temperature T _s If the bypass rate drops to 40% even when the temperature is 46 ° C, the heat exchanger outlet temperature TH _m Is the incoming water temperature T _i Is 53.3 ° C. and is below the boiling limit temperature. Incoming water temperature T _i Is 56.7 ° C. at 30 ° C.
[0038]
On the other hand, the set temperature T _s As the temperature decreases, the heat exchanger outlet temperature TH _m Also decreases, the set temperature T _s When the temperature is 42 ° C. and the bypass rate is 40%, the heat exchanger outlet temperature TH _m Is the incoming water temperature T _i When the temperature is 5 ° C, it is 66.7 ° C. _i When the temperature is 30 ° C., it becomes 50.0 ° C. Set temperature T _s When the temperature further decreases to 38 ° C., the heat exchanger outlet temperature TH _m Is the incoming water temperature T _i When the temperature is 5 ° C, it is 60.0 ° C. _i When the temperature rises to 30 ° C., it becomes 43.3 ° C., which is lower than the drain generation limit temperature.
[0039]
Thus, when the bypass rate x is constant, the incoming water temperature T _i Becomes higher and the set temperature T _s However, if the temperature difference between the two is small, there is a risk of drain generation. On the other hand, if the bypass rate x of the water heater is increased, drain generation can be avoided. For example, when the bypass rate x is set to 60%, the set temperature T _s Is 38 ℃, incoming water temperature T _i Even if the temperature is 30 ° C, the heat exchanger outlet temperature TH _m Becomes 50 ° C. and exceeds the drain generation limit temperature.
[0040]
However, the bypass rate x is 60% and the set temperature T _s When the water temperature is 38 ° C., the incoming water temperature T _i For example, the incoming water temperature T _i When the temperature reaches 5 ° C., the heat exchanger outlet temperature TH is shown in FIG. _m Becomes 87.5 ° C., which exceeds the boiling limit temperature. Therefore, the bypass rate of the water heater is the heat exchanger outlet temperature TH _m Is usually set to a value of around 40% so as not to exceed the boiling limit temperature and below the drain limit.
[0041]
By adopting the above control method, the present invention can avoid the generation of drain due to fluctuations in the incoming water temperature. Moreover, since the heat exchanger outlet temperature does not become lower than the drain generation limit temperature by the above control method, the heat exchanger outlet temperature is low as the possibility that the heat exchanger outlet temperature does not exceed the boiling limit temperature. The bypass rate can be selected.
[0042]
In addition, since the above control method can avoid the generation of drain due to the fluctuation of the bypass rate, the pilot method in which the bypass rate varies depending on the amount of water as a water electromagnetic valve used in a water heater of the bypass mixing method. When a solenoid valve is used, it functions more effectively.
[0043]
Next, how the hot water temperature is controlled by the hot water control device in the water heater according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. First, when the user sets the hot water temperature by remote control operation and opens the hot-water tap 44, the control routine shown in FIG. 3 is entered.
[0044]
First, in step S1 (hereinafter, simply referred to as “S1”), gas is supplied to the gas burner 20 based on a command from the burner controller 80, and combustion is started. Next, in S2, the set temperature T _s Is determined to be 46 ° C. or less. Set temperature T _s Is not 46 ° C. or lower (S2: “NO”), a command is sent from the burner controller 80 to close the water electromagnetic valve 40 in S3, and straight hot water is discharged. ₀ Is set temperature T _s Proportional control (outlet temperature control) is performed so that
[0045]
On the other hand, in S2, the set temperature T _s Is determined to be 46 ° C. or lower (S2: “YES”), the water electromagnetic valve 40 is opened in S5, and bypass hot water is discharged. Next, in S6, the hot water temperature TH after mixing of hot water and water ₀ Is set temperature T _s Proportional control (outlet temperature control) is performed so that Then, the process proceeds to S7, “The heat exchanger outlet temperature TH _m Is less than 48 degrees Celsius "and" Tapping temperature TH ₀ (T _s It is determined whether or not the condition “-1) ° C. or higher” is satisfied.
[0046]
Here, “heat exchanger outlet temperature TH _m Is less than 48 ° C., the temperature in the heat exchanger (= heat exchanger outlet temperature TH _m ) Is below the drain generation limit temperature (48 ° C.), which means that if it is left as it is, there is a possibility that drain is generated in the heat exchanger. Also, “Tapping temperature TH ₀ (T _s -1) ° C or higher ", the hot water temperature TH ₀ Is set temperature T _s The hot water temperature TH is higher or only slightly lower ₀ Is set temperature T _s Heat exchanger outlet temperature TH _m This means that a command is sent to the burner controller 80 to lower or slightly increase.
[0047]
Note that the determination condition of S7 is “Tapping temperature TH. ₀ Is T _s ”More than ℃” ₀ (T _s -1) ° C or higher "is the tapping temperature TH ₀ (T _s -1) greater than ° C and T _s If it is less than ℃, the heat exchanger outlet temperature TH _m The temperature rise of the heat exchanger is slight and the heat exchanger outlet temperature TH _m Even if the temperature does not rise above the drain generation limit temperature or rises, the heat exchanger outlet temperature TH _m This is because it takes a long time to reach the drain generation limit temperature, and there is a risk of drain generation during that time.
[0048]
Therefore, “heat exchanger outlet temperature TH _m Is less than 48 ° C. ”and“ Tapping temperature TH ₀ (T _s -1) When not satisfying both conditions of "C or higher" (S7: "NO"), since there is no possibility of drain generation, the process returns to S6 and the hot water temperature TH ₀ Is set temperature T _s Proportional control (water temperature control) is continued so that
[0049]
In contrast, “heat exchanger outlet temperature TH _m Is less than 48 ° C. ”and“ Tapping temperature TH ₀ (T _s -1) More than “° C.” (S7: “YES”), there is a risk of drainage if left unattended. It is used to determine whether or not the condition of S7 has continued for 1 minute. If one minute has not elapsed (S8: “NO”), the process returns to S7, and again the heat exchanger outlet temperature TH _m And hot water temperature TH ₀ It is determined whether or not the condition of S7 is satisfied.
[0050]
On the other hand, if the condition of S7 is satisfied continuously for 1 minute, if it is left unattended, drainage is generated, so the process proceeds to S9. In S9, the heat exchanger outlet temperature TH _m Proportional control (heat exchanger outlet temperature control) is performed so that the temperature becomes 48 ° C. As a result, the incoming water temperature T _i Is high and set temperature T _s Even when the difference between and the bypass ratio decreases, the temperature in the heat exchanger is maintained at or above the drain generation limit temperature.
[0051]
Heat exchanger outlet temperature TH _m Keeps the temperature at 48 ° C. ₀ And set temperature T _s An error occurs between For example, incoming water temperature T _i 30 ° C, bypass rate 40%, set temperature T _s Is 38 ° C., the “temperature control of the tapping water” can be calculated from the equation (1) using the heat exchanger outlet temperature TH. _m Is 43.3 ° C. On the other hand, switch to "heat exchanger outlet temperature control" and heat exchanger outlet temperature TH _m Is maintained at 48 ° C., the hot water temperature TH ₀ Is 40.8 ° C, and the set temperature T _s 2.8 ° C higher. However, an error of about 2.8 ° C. is a temperature that does not hinder the use, and this control is considered excellent when considering the durability of the heat exchanger.
[0052]
In S9, when the control is switched to the heat exchanger outlet temperature control, the process proceeds to S10, and the set temperature T _s It is determined whether or not has been reset to a higher temperature. Set temperature T _s Is reset to a higher temperature (S10: "YES"), the heat exchanger outlet temperature TH is also used in the "hot water temperature control". _m Is likely to exceed the drain generation limit temperature, the process returns to S2 and is switched to “outflow temperature control”, and the above steps S2 to S9 are repeated.
[0053]
On the other hand, the set temperature T _s However, when the temperature is not reset to a higher temperature (S10: “NO”), the process proceeds to S11, and “the tapping temperature TH” ₀ (T _s -2) It is judged whether it is less than "degree C". Hot water temperature TH ₀ (T _s -2) When the temperature is lower than C (S11: "YES"), the heat exchanger outlet temperature TH _m Tapping temperature TH is too low ₀ Is set temperature T _s , The process proceeds to S6 and can be switched to “tapping water temperature control”.
[0054]
In contrast, tapping temperature TH ₀ (T _s -2) If the temperature is not lower than C (S11: "NO"), there is a risk of drainage when switching to "Tapping temperature control", so the process returns to S9 and "heat exchanger outlet temperature control" is continued.
[0055]
Here, the condition of S11 is set as “Tapping temperature TH. ₀ Is T _s “Under ℃” ₀ (T _s -2) <° C. ”means tapping temperature TH ₀ (T _s -2) C or higher, T _s If the temperature is below ℃, the heat exchanger outlet temperature TH _m The temperature rise of the heat exchanger is slight and the heat exchanger outlet temperature TH _m Even if the temperature does not rise above the drain generation limit temperature or rises, the heat exchanger outlet temperature TH _m This is because it takes a long time to reach the drain generation limit temperature, and there is a risk of drain generation during that time.
[0056]
After ignition, the presence or absence of a constant amount of water is confirmed by the burner controller 80 based on a signal from the water flow switch 22, and combustion stops when the hot water tap 44 is closed and the amount of water flowing in the heat exchanger becomes zero. Then, the control program ends.
[0057]
As described above, according to the hot water outlet control apparatus according to the present invention, the temperature control method is switched depending on whether or not the heat exchanger outlet temperature is equal to or lower than the drain generation limit temperature. Even when the temperature difference from the set temperature is small or the bypass rate fluctuates, it is possible to avoid the generation of drain.
[0058]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in FIG. 3, the judgment condition of S7 is “heat exchanger outlet temperature TH _m Is less than 48 ℃ and tapping temperature TH ₀ (T _s -1) ° C or higher ", the judgment condition of S11 is" Tapping temperature TH " ₀ (T _s -2) ° C or higher ", however, specific determination values used for these determinations may be appropriately selected in consideration of the temperature characteristics of the water heater, the accuracy of the thermistor used, and the like.
[0059]
In the above embodiment, when the heat exchanger outlet temperature is lower than the drain generation limit temperature, the heat exchanger outlet temperature is controlled to be maintained at the drain generation limit temperature. The outlet temperature may be maintained at a temperature equal to or higher than the drain generation limit temperature, whereby the same effect as in the above embodiment can be obtained.
[0060]
【The invention's effect】
According to the hot water outlet control apparatus of the present invention, during bypass controlled hot water, the temperature control of the hot water heater is either the hot water temperature control or the heat exchanger outlet temperature control according to the value of the heat exchanger outlet temperature. Therefore, even when the incoming water temperature is high and the temperature difference from the set temperature is small, it is possible to avoid the generation of drainage. Further, since the generation of drain can be avoided by the above control device, it is possible to select a low bypass rate in which the heat exchanger outlet temperature does not exceed the boiling limit as the bypass rate of the water heater.
[0061]
Furthermore, by adopting the above control device, it is possible to avoid the generation of drain even when the bypass rate is changed to a low value, so that the water heater using a pilot type electromagnetic valve whose bypass rate varies When applied as a hot water temperature control device, there is an effect that it functions more effectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a bypass mixing type water heater as an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship among a bypass rate, a heat exchanger outlet temperature, and an incoming water temperature.
FIG. 3 is a control flowchart of a hot water control device in the hot water supply device shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
16 Heat exchanger
24 water temperature thermistor
26 Heat exchanger outlet thermistor
38 Bypass pipeline
40 Water solenoid valve
42 Hot Spring Thermistor
44 Hot water tap
50 burner controller
100 Gas water heater

Claims

A heat exchanger to which the water supply pipe and the hot water pipe are connected, a burner for heating the heat exchanger, and a bypass pipe for short-circuiting the water supply pipe and the hot water pipe, and the bypass pipe In a water heater with a bypass mixing system equipped with a water solenoid valve that opens and closes according to the set temperature,
A heat exchanger outlet temperature detecting means for detecting an outlet temperature of the heat exchanger, and a heat exchanger outlet temperature detected by the heat exchanger outlet temperature detecting means when the bypass hot water is discharged at a certain set temperature is the heat exchange. Determining means for determining whether the temperature is lower than the drain generation limit temperature of the vessel;
When the determination means determines that the heat exchanger outlet temperature is lower than the drain generation limit temperature, the heat exchanger outlet temperature detected by the heat exchanger outlet temperature detection means is equal to or higher than the drain generation limit temperature. Control means for controlling heating of the heat exchanger by the gas burner;
Equipped with, and,
There is provided a tapping temperature detecting means for detecting a tapping temperature of the hot and cold mixed water flowing through the tapping pipe at a position downstream of the connecting portion of the tapping pipe with the bypass pipe, and the discharge of the hot and cold mixed water detected by the tapping temperature detecting means. Comparing means for comparing the hot water temperature and the set temperature,
When it is determined by the determining means that the heat exchanger outlet temperature is lower than the drain generation limit temperature, the comparing means further determines that the tapping temperature of the hot / cold hot water is not lower than a predetermined temperature range compared to a set temperature. The hot water control apparatus for a hot water heater of the bypass mixing system , wherein the heating of the heat exchanger by the gas burner is controlled by the control means when the control means continues for a predetermined time .

Further, during the bypass hot water, when it is determined by the detection signal from the hot water temperature detecting means that the hot water temperature is not lower than a predetermined temperature range compared to the set temperature, the temperature detected by the heat exchanger outlet temperature detecting means is The hot water control apparatus for a bypass mixing type hot water supply device according to claim 1 , wherein heating of the heat exchanger by the gas burner is controlled by the control means so as to be equal to or higher than a drain generation limit temperature. .

Furthermore, during the bypass hot water, when the hot water temperature is determined to be too low exceeding a predetermined temperature range compared to the set temperature by the detection signal from the hot water temperature detecting means, the hot water temperature detected by the hot water temperature detecting means is The hot water control apparatus for a bypass mixing type hot water supply apparatus according to claim 1 or 2 , wherein heating of the heat exchanger by the gas burner is controlled by the control means so as to reach a set temperature.