JP3884653B2

JP3884653B2 - 給湯装置

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Publication number: JP3884653B2
Application number: JP2002005148A
Authority: JP
Inventors: 和志岩間; 了士山下
Original assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Current assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2022-01-11
Also published as: US20030131804A1; JP2003207207A; US6606968B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、寒冷時、熱交換器の水管等の凍結を防止した給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料ガスの燃焼を熱源とする給湯装置を屋内に設置した場合には、排気筒を用いて屋外に排気ガスを排出させるが、その排気筒には、外気からの逆風を阻止するために逆風止めが設けられる。寒冷時、逆風止めは熱交換器回りの水管の凍結を防止して機能し、凍結防止のためには水管にヒータが配置される。従来の凍結防止技術には、例えば、特公平６−８０３７５号、特開平１０−４７６５５号、特許第２８９７３９３号、特開平８−３１３０６６号等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アメリカ合衆国等では、排気筒に逆風止めを設置することが許可されないので、逆風止めを設置しない場合には、寒冷時、逆風による冷気が排気筒内に侵入して熱交換器が冷却される結果、水管に凍結を生じる。水管に設置されたヒータの熱で水管を加熱しても、外気温度が極端に低くなる地域では凍結を防止することができない。
【０００４】
そこで、本発明は、排気筒に逆風止めを設置することなく、熱交換器の水管等の凍結防止を実現した給湯装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明の給湯装置は、次の通りである。
【０００６】
請求項１に係る本発明の給湯装置は、燃焼手段（バーナ４８）の燃焼熱で水を加熱する熱交換器（１４）と、前記燃焼手段が設置されて燃焼室（２０）に空気を送り込む給気ファン（１２）と、前記熱交換器の水管（１６）を加熱するヒータ（４０）と、前記熱交換器に接続された前記水管の入水温度を検出する入水側温度センサ（２６）と、前記熱交換器に接続された前記水管の出湯側の温度を検出する出湯側温度センサ（２８）と、前記入水側温度センサ又は前記出湯側温度センサの何れかの検出温度が所定の凍結予防開始温度以下に低下した場合に前記ヒータを動作させて前記水管を加熱し、前記出湯側温度センサの検出温度が前記入水側温度センサの検出温度より所定値を超えて低下した場合に、前記給気ファンを動作させて前記燃焼室に空気を送り込み排気口側に排出させる制御手段（制御装置７２）とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る本発明の給湯装置は、請求項１に係る本発明の給湯装置において、前記出湯側温度センサを前記水管の出湯側に設置し、前記入水側温度センサを前記水管の入水側に設置したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る本発明の給湯装置は、請求項１に係る本発明の給湯装置において、前記出湯側温度センサは、前記熱交換器の出側の水管に設置し、又は前記熱交換器の温水と給水とを混合して出湯する水管に設置し、又は、これら双方に設置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る本発明の給湯装置は、請求項１に係る本発明の給湯装置において、前記排気口（排気筒４）に進入する逆風を検知する風圧センサ（風圧スイッチ６４）を備え、前記給気ファンを動作させている場合に、前記風圧センサが所定値を越える逆風を検知することにより、前記給気ファンの回転数を増加させることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る本発明の給湯装置は、請求項４に係る本発明の給湯装置において、前記排気口から排気通路に流入する逆風の強さに応じて前記給気ファンの回転数を増減させることを特徴とする。
【００１１】
以上の構成とすれば、寒冷時、凍結が予想される場合、水管をヒータで加熱するとともに、室内の空気を熱交換器の燃焼室に導いて排気口から排気することにより、実質的な逆風止め機能を果たさせ、凍結防止を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に示した実施例を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１〜図６は本発明の給湯装置の第１実施例を示し、図１は給湯装置の設置形態、図２は給湯装置の全容、図３及び図４は熱交換器、図５は制御装置、図６は外部リモコン装置を示している。図５、６において、Ａ、Ｂは連結子を示している。
【００１４】
図１に示すように、給湯装置２は屋内に設置され、排気筒４は屋内から屋外に壁部６を貫通して導かれ、給湯装置２から発生した排気ガス８が排気筒４を通して屋外に排出される。そのとき、燃焼用空気を室内から吸引する。逆風時に給気ファン１２を回転させることにより、逆風の侵入を防止するとともに、室内空気１０で給湯装置２内に設置されている熱交換器１４及び水管１６（図２）を加熱することができる。
【００１５】
給湯装置２は、図２に示すように、その筐体１８内に熱交換器１４、水管１６、燃焼室２０、電装基板２２等が設置され、水管１６には水量センサ２４、入水温度を検出する温度センサ２６、出湯側の温度を検出する温度センサ２８、バイパス管３０、バイパス弁３２、混合温度を検出する温度センサ３４、給湯弁３６、水制御弁３８が設置されているとともに、水管１６を加熱するための複数のヒータ４０が設置されている。水管１６には上水Ｗが供給され、水制御弁３８側から温水ＨＷが出湯される。
【００１６】
燃焼室２０にはバーナ４８が設置され、このバーナ４８に燃料を供給する燃料供給管５０には、燃焼する燃料量を切り換える能力切換弁５２、５４、５６、比例弁５８及び元弁６０が設置されているとともに、燃料ガスＧが供給される。また、バーナ４８の近傍には点火手段であるイグナイタ６１、炎検出手段であるフレームロッド６３が設置されている。燃焼室２０には給気ファン１２が設置され、この給気ファン１２にはファンモータ６２が連結され、その回転によって室内空気１０が燃焼室２０に取り込まれる。また、燃焼室２０には、給気ファン１２による風圧の上昇から排気筒４の閉塞を検出するための風圧センサとして風圧スイッチ６４が検出パイプ６６を介して取り付けられている。
【００１７】
また、図３に示すように、水管１６の入水側には給水口６８、その出湯側には出湯口７０が形成されている。また、水管１６には複数のヒータ４０がヒータ固定板４２によって固定され、各ヒータ４０のリード線４４が電装基板２２に実装された制御装置７２に接続されている。燃焼室２０の上部に設けられた排気集合板７４には、排気筒４が取り付けられている。また、図４に示すように、熱交換器１４の壁部、即ち、フィン部にも複数のヒータ４０がヒータ固定板４２によって固定されている。
【００１８】
そして、電装基板２２に実装された制御装置７２には、図５に示すように制御演算部７６とともに、温度検出回路７８、８０、８２、パルス波形成形器８４、ファン回転パルス検出回路８６、ファン駆動回路８８、風圧スイッチ検出回路９０、ヒータ駆動回路９２、イグナイタ駆動回路９４、元弁駆動回路９６、能力切換弁駆動回路９８、比例弁駆動回路１００、炎検出回路１０２、変調器１０４、送信回路１０６、復調器１０８、受信回路１１０が設けられ、制御演算部７６にはＣＰＵ１１２、ＣＰＵ１１２、ＲＡＭ１１４、プログラムカウンタ１１６、ＲＯＭ１１８、ウォッチタイマ１２０、Ａ／Ｄ変換器１２２、タイマイベントカウンタ１２４、入出力ポート１２６、インタラプトコントロール部１２８が設けられている。プログラムカウンタ１１６はＣＰＵ１１２の動作のためのプログラムの番地をカウントし、タイマイベントカウンタ１２４はファンモータ６２の回転数検出に使用される。
【００１９】
また、制御装置７２に接続される外部リモコン装置１３０には、図６に示すように、制御演算部１３２とともに、受信回路１３４、復調器１３６、送信回路１３８、変調器１４０、検出回路１４２、温調スイッチ１４４、運転スイッチ１４６、駆動回路１４８、表示部１５０が設置され、また、制御演算部１３２にはＣＰＵ１５２、ＲＯＭ１５４、ＲＡＭ１５６、インタラプトコントロール部１５８、入出力ポート１６０、１６２が設けられている。
【００２０】
次に、動作を説明すると、図７は、凍結防止のためのファン回転数決定方法を示しており、逆流の風速、外気温、室温を一定として、ファン回転数を増加させて、凍結温度より高い位置に、水管１６の出湯側の温度を検出する温度センサ２８の検出温度（熱交温度）が上昇したとき、凍結防止のためのファン回転数を決定する。図７において、Ｔｒは室温、Ｔｎは熱交温度、Ｔｃは凍結に至る温度、Ｔｏは外気温を示し、ファンモータ回転数Ｎ１は凍結に至らない回転数、Ｎ２は凍結までに若干余裕のある回転数であって、この回転数Ｎ２を凍結防止動作時の回転数とする。
【００２１】
ここで、図８は凍結予防動作をヒータ４０のみで行う場合の動作を示しており、（Ａ）において、Ｔｗは入水温度、Ｔｍは混合温度、Ｔｎは熱交温度、Ｔｓは凍結予防開始温度、Ｔｅは凍結予防終了温度、Ｔｚ（＝０℃）は凍結温度である。（Ｂ）はヒータ４０の通電のＯＮ、ＯＦＦを示している。即ち、ｔ₁で排気筒４からの逆風のため、熱交温度Ｔｎが低下し、凍結予防開始温度Ｔｓ以下になると、ヒータ４０をＯＮする。ｔ₁〜ｔ₂の区間では、排気筒４からの逆風がヒータ４０の加熱能力を越えているため、熱交温度Ｔｎが低下しているので、ｔ₂では凍結が始まる。そして、ｔ₂を越えると、逆風とヒータ４０の能力が釣り合うまで熱交温度が低下することになる。
【００２２】
そこで、図９は、ヒータ４０と給気ファン１２を併用した場合の凍結防止動作を示しており、（Ａ）において、Ｔｗは入水温度、Ｔｍは混合温度、Ｔｎは熱交温度、Ｔｓは凍結予防開始温度、Ｔｅは凍結予防終了温度である。（Ｂ）は給気ファン１２の回転のＯＮ、ＯＦＦ、（Ｃ）はヒータ４０の通電のＯＮ、ＯＦＦを示している。即ち、ｔ₁で熱交温度Ｔｎが入水温度Ｔｗより所定値以上低いので、ヒータ４０と給気ファン１２をＯＮする。ｔ₂で温度センサ２８が凍結予防終了温度を検出すると、ヒータ４０と給気ファン１２をＯＦＦする。ｔ₃で熱交温度と入水温度の温度差がない又は入水温度の方が低い場合にはヒータ４０のみＯＮする。ｔ₄で温度センサ２８が凍結予防終了温度を検出すると、ヒータ４０をＯＦＦする。
【００２３】
また、排気筒４の排気口が異物又は積雪等に覆われて閉塞されたり、逆風によって排気が不可能になる場合がある。この場合、給気ファン１２によって燃焼室２０内の圧力が上昇し、風圧スイッチ６４が作動する。このとき、バーナ４８及び給気ファン１２の作動を禁止するとともに、外部リモコン装置１３０の表示部１５０よりアラームを告知させ、温度センサ２６又は温度センサ２８の検出温度に基づき、ヒータ４０をＯＮ−ＯＦＦさせて水管１６の凍結を防止する。
【００２４】
また、図１０は、凍結防止制御動作を示している。図１０において、Ａは排気筒４に吹き込む冷風の影響を最も受ける温度センサ２８の検出温度、即ち、水管１６の出湯側の温度を検出する温度センサ２８の検出温度、Ｂは排気筒４に吹き込む冷風の影響を受け難い温度センサ２６の検出温度、即ち、入水温度を検出する温度センサ２６の検出温度、Ｃは定数である。
【００２５】
そこで、ステップＳ１では、温度センサ２６、２８又は３４の検出温度が凍結予防開始温度以下であるか否かを判定する。即ち、ステップＳ１で温度センサ２６、２８又は３４が凍結予防開始温度以下を検出したら、ステップＳ２で凍結動作を開始し、ヒータ４０をＯＮさせる。そして、ステップＳ３では０℃＜Ｂであるか否かを判定する。このとき、入水温度が０℃以下ではステップＳ４に移行し、給気ファン１２を回転させない。
【００２６】
そして、ステップＳ５では、Ａ＜Ｂか否かを判定し、温度センサ２６の検出温度が、温度センサ２８の検出温度より低いとき、ステップＳ４に移行し、同様に給気ファン１２を動作させない。即ち、冷やすことになるので凍結防止の効果が得られないためであり、このとき、室温が低いと判断したので、給気ファン１２を停止状態とする。このため、ヒータ４０のみで凍結防止動作を行う。
【００２７】
ステップＳ６では、Ａ＜Ｂ−Ｃであるか否かを判定する。即ち、温度センサ２８の検出温度が、温度センサ２６の検出温度より一定の値以上低いときは、逆風により、熱交換器１４の上部の温度が低下していると判断する。このとき、ステップＳ７に移行してファンモータ６２を動作させて給気ファン１２を動作させ、逆風を阻止しかつ、ヒータ４０をＯＮにし、凍結を防止する。ステップＳ６でＡ＜Ｂ−Ｃでない場合には、ファンモータ６２を停止し、ヒータ４０のみの凍結防止動作状態のままとする。
【００２８】
そして、ステップＳ８で温度センサ２６、２８又は３４が凍結予防終了温度を検出したとき、ステップＳ９に移行し、ファンモータ６２、ヒータ４０の動作を停止し、凍結防止動作を終了する。また、ステップＳ８で温度センサ２６、２８又は３４が凍結予防終了温度を検出していないとき、ステップＳ２に戻り、ヒータ４０を動作させたまま、ステップＳ３、Ｓ５、Ｓ６の判定条件に従い、ファンモータ６２のＯＮ又はＯＦＦを繰り返して凍結防止を行い、ステップＳ８で凍結予防終了温度を検出したとき、ステップＳ９に移行し、ファンモータ６２、ヒータ４０の動作を停止し、凍結防止動作を終了する。
【００２９】
また、図１１は本発明の制御動作の変形例を総括して示すもので、この実施例では、ステップＳ１１〜ステップＳ１７と、ステップＳ１９、Ｓ２０を図１０の実施例における制御動作と同様のステップＳ１〜ステップＳ７と、ステップＳ８、Ｓ９とし、新たにステップＳ１８のファン回転数可変処理のルーチンを挿入して、より精緻な凍結予防制御を実現させるものである。このファンモータ回転数可変処理のルーチンの詳細は、以下に記載する第２実施例〜第５実施例によって説明する。
【００３０】
次に、図１２は本発明の給湯装置の第２実施例を示している。この実施例では、燃焼室２０の上流側と下流側、具体的には排気筒４に至る排気側とバーナ４８側との間にバイパス路１７０が設けられ、このバイパス路１７０には排気筒４に作用する逆風を検出する手段として風量センサ１７２が設置され、この風量センサ１７２の出力は制御装置７２に加えられている。即ち、風量センサ１７２の検出出力によってファンモータ６２の回転が制御される。
【００３１】
このような構成とすれば、排気筒４に逆風が作用すると、排気負荷が増大し、バイパス路１７０を通過する風量が減少し、この風量の減少は風量センサ１７２で検出することができる。そこで、風量が減少したとき、即ち、風量センサ１７２の検出出力によって逆風ありと判断し、予め設定した風量となるようにファン回転数を増加させる。また、風量が増加した場合には、ファン回転数を減少させる。
【００３２】
また、図１３は、凍結防止動作における温度変化の推移を示しており、（Ａ）において、Ｔｗは入水温度、Ｔｍは混合温度、Ｔｎは熱交温度、Ｔｓは凍結予防開始温度、Ｔｅは凍結予防終了温度である。（Ｂ）は給気ファン１２の回転数０、Ｎｎ、Ｎｍ（＞Ｎｎ）の切換え、（Ｃ）はヒータ４０の通電のＯＮ、ＯＦＦ、（Ｄ）は風量センサ１７２の検出出力の推移、（Ｄ）において、Ｗｆは風量規定値を示している。即ち、ｔ₁で熱交温度Ｔｎが入水温度Ｔｗより所定値以上低いので、ヒータ４０と給気ファン１２をＯＮする。ｔ₂で逆風の量が多くなり始めると、その分だけ給気量が減少し、熱交温度が低下する。ｔ₃で給気量が下限規定値Ｗｅまで減少したとき、風量が規定値Ｗｆになるようにファン回転数をＮｍに増加させる。また、ｔ₄〜ｔ₅の区間では、逆風の量が少なくなると、給気量が増加するため、熱交温度が上昇する。この場合、ｔ₅では、給気量が上限規定値Ｗｈまで増加したので、その規定値Ｗｆとなるようにファン回転数をＮｎに減少させる。
【００３３】
また、図１４は、給気量によるファン回転数の制御を示している。この制御では、風量センサ１７２により逆風を検出してファンモータ６２の回転数を段階的に変更させて室内空気１０を熱交換器１４側に流すことにより、凍結防止を図っている。
【００３４】
ステップＳ２１では、温度センサ２８の検出温度から、熱交温度が下降したか否かを判定し、その温度が下降した場合、ステップＳ２２に移行してファンモータ６２の回転数が上限値以上か否かを判定し、上限値に達していなければ、ステップＳ２３に移行してファン回転数を増加させる。即ち、一定値以上の温度下降を検出したとき、逆風増加と判断し、ファン回転数を増加させる。
【００３５】
ステップＳ２１で熱交温度が下降していない場合には、ステップＳ２４に移行して風量センサ１７２の検出出力から風量が下限規定値Ｗｅ未満か否かを判定する。下限規定値未満の場合には、ステップＳ２２に移行する。即ち、風量減少を検出し、逆風増加と判断してファン回転数を増加させる。下限規定値未満でない場合には、ステップＳ２５に移行して熱交温度が上昇したか否かを判定し、熱交温度が上昇している場合には、ステップＳ２６に移行して風量センサ１７２の検出出力から風量が上限規定値Ｗｈ以下か否かを判定する。即ち、熱交温度が上昇し、風量が上限規定値Ｗｈより大きい場合には、逆風が減少したと判断し、ファン回転数を減少させる。例えば、２７００ｒｐｍでファンモータ６２を回転させる。
【００３６】
そして、ステップＳ２７では、ファン回転数が下限値以下か否かを判定し、下限値以下でない場合には、ステップＳ２８に移行してファン回転数をより減少させる。
【００３７】
このように、逆風に応じてファン回転数を段階的に増減させ、室内空気１０を熱交換器１４側に流すことにより凍結防止を図ることができる。
【００３８】
次に、図１５は本発明の給湯装置の第３実施例を示している。この実施例では、水管１６に設置されている温度センサ２６、２８、即ち、温度センサ２６で検出される入水温度と温度センサ２８で検出される熱交温度とを用いて給気ファン１２の回転数を増減させることにより、熱交換器１４及び水管１６の凍結防止を図ったものである。即ち、温度センサ２８で検出される熱交温度が凍結に至る温度に近づいたとき、凍結防止に用いる温風（室内空気）が不足したと判断し、ファン回転数を増加させる。また、温度センサ２８の検出温度が温度センサ２６の検出温度に近づいて安定した場合には、温風量が十分であると判断し、ファン回転数を減少させる。
【００３９】
このような構成とすれば、排気筒４に逆風が作用すると、熱交温度が低下するので、ファン回転数を増加させ、逆風の減少又は室内空気１０による凍結防止が図られたとき、ファン回転数を減少させる。
【００４０】
また、図１６は、凍結防止動作における温度変化の推移を示しており、（Ａ）において、Ｔｗは入水温度、Ｔｍは混合温度、Ｔｎは熱交温度、Ｔｓは凍結予防開始温度、Ｔｅは凍結予防終了温度、Ｔｆはファン回転数増加開始温度である。（Ｂ）は給気ファン１２の回転数０、Ｎｎ、Ｎｍ（＞Ｎｎ）の切換え、（Ｃ）はヒータ４０の通電のＯＮ、ＯＦＦを示している。即ち、ｔ₁で熱交温度Ｔｎが入水温度Ｔｗより所定値以上低いのでヒータ４０と給気ファン１２をＯＮする。ｔ₂で逆風の量が多くなり、熱交温度が下降する。ｔ₃では熱交温度が所定値以上に減少しているので、ファン回転数をＮｍに増加させる。また、ｔ₄で逆風の量が少なくなり、熱交温度が上昇する。そして、ｔ₅で熱交温度が入水温度付近で安定したため、ファン回転数をＮｎに減少させる。
【００４１】
また、図１７は、熱交温度によるファン回転数の制御を示している。この制御では、熱交温度を検出してファンモータ６２の回転数を段階的に変更させて室内空気１０を熱交換器１４側に流すことにより、凍結防止を図っている。
【００４２】
ステップＳ３１では、温度センサ２８の検出温度から、熱交温度が下降したか否かを判定し、その温度が下降した場合、ステップＳ３２に移行して熱交温度が所定値以上か否か、即ち、ファン回転数増加開始温度か否かを判定し、所定値以上でない場合にはステップＳ３３に移行してファンモータ６２の回転数を上限値（最高回転数）以上か否かを判定し、上限値に達していなければ、ステップＳ３４に移行してファン回転数を増加させる。即ち、一定値以上の温度下降を検出したとき、逆風増加と判断し、ファン回転数を増加させる。
【００４３】
ステップＳ３１で熱交温度が下降していない場合には、ステップＳ３５に移行して熱交温度が上昇したか否かを判定する。温度が上昇した場合には、ステップＳ３６に移行する。熱交温度が入水温度より低いか否かを判定し、熱交温度が入水温度より高い場合にはステップＳ３７に移行してファン回転数が下限値以下か否かを判定し、下限値以下でない場合にはステップＳ３８でファン回転数を減少させる。即ち、熱交温度が上昇し、その温度が入水温度付近になったとき、排気筒４に吹き込む逆風が減少したと判断し、ファン回転数を低下させる。
【００４４】
このように、逆風に応じてファン回転数を段階的に増減させ、室内空気１０を熱交換器１４側に流すことにより凍結防止を図ることができる。
【００４５】
次に、図１８は本発明の給湯装置の第４実施例を示している。この実施例では、給湯装置２の筐体１８内の圧力と給気ファン１２の吸い込み部との圧力差を検出する差圧検出用パイプ１７４を筐体１８内と給気ファン１２の吸い込み部との間に設け、この差圧検出用パイプ１７４に差圧センサ１７６を設置したものである。
【００４６】
このような構成とすれば、排気筒４に逆風が作用して排気負荷が増大すると、差圧センサ１７６に作用している負圧が減少する。この負圧の減少時、逆風ありと判断し、予め設定されている圧力となるようにファン回転数を増加させ、負圧が増加したとき、ファン回転数を減少させる。
【００４７】
また、図１９は、凍結防止動作における温度変化の推移を示しており、（Ａ）において、Ｔｗは入水温度、Ｔｍは混合温度、Ｔｎは熱交温度、Ｔｓは凍結予防開始温度、Ｔｅは凍結予防終了温度である。（Ｂ）は給気ファン１２の回転数０、Ｎｎ、Ｎｍ（＞Ｎｎ）の切換え、（Ｃ）はヒータ４０の通電のＯＮ、ＯＦＦ、（Ｄ）は差圧センサ１７６の検出出力の推移、（Ｄ）において、Ｐｆは圧力規定値を示している。即ち、ｔ₁で熱交温度Ｔｎが入水温度Ｔｗより所定値以上低いのでヒータ４０と給気ファン１２をＯＮする。ｔ₂で逆風の量が多くなり始めると、その分だけ圧力が増加し、熱交温度が下降する。ｔ₃で圧力が上限規定値Ｐｈまで増加したとき、圧力規定値Ｐｆとなるようにファン回転数ＮをＮｍに増加させる。また、ｔ₄では逆風量が少なくなり、圧力が減少し、熱交温度が上昇する。ｔ₅では、圧力が下限規定値Ｐｅまで減少したので、圧力規定値Ｐｆとなるようにファン回転数をＮｎに減少させる。
【００４８】
また、図２０は、圧力の大きさに応じたファン回転数の制御を示している。この制御では、逆風の強さを差圧センサ１７６で検出し、その検出出力に応じてファンモータ６２の回転数を段階的に変更させて室内空気１０を熱交換器１４側に流すことにより、凍結防止を図っている。
【００４９】
ステップＳ４１では、温度センサ２８の検出温度から、熱交温度が下降したか否かを判定し、その温度が下降した場合、ステップＳ４２に移行してファンモータ６２の回転数が上限値（最高回転数）以上か否かを判定し、上限値に達していなければ、ステップＳ４３に移行してファン回転数を増加させる。即ち、一定値以上に熱交温度が下降したとき、逆風増加と判断してファン回転数を上昇させる。
【００５０】
ステップＳ４１で熱交温度が下降していない場合には、ステップＳ４４に移行して圧力が上限規定値Ｐｈ以上か否かを判定する。圧力が上限規定値Ｐｈ以上である場合には、ステップＳ４２に移行する。この場合、圧力増加が逆風増加であると判断し、ファン回転数を増加させる。圧力が上限規定値Ｐｈ以上でない場合には、ステップＳ４５に移行する。熱交温度が上昇したか否かを判定し、熱交温度が上昇した場合にはステップＳ４６に移行して圧力が下限規定値Ｐｅ以上か否かを判定し、下限規定値Ｐｅ以上でない場合にはステップＳ４７に移行してファン回転数を減少させる。即ち、熱交温度が上昇し、圧力が所定値より低い場合には逆風減少と判断してファン回転数を減少させる。ステップＳ４７でファン回転数が下限値以下か否かを判定するのは、最低回転数以下に制御しないためである。
【００５１】
このように、逆風に応じてファン回転数を段階的に増減させ、室内空気１０を熱交換器１４側に流すことにより凍結防止を図ることができる。
【００５２】
次に、図２１は本発明の給湯装置の第５実施例を示している。この実施例では、ファンモータ６２の駆動電圧を一定、回転数を一定にした条件下で逆風により排気負荷が増加した場合には、ファンモータ６２の負荷が減少し、その結果、駆動電流値が減少する。この駆動電流値が減少したとき、逆風ありと判断して予め設定した電流値が確保できるようにファン回転数を増加させる。また、電流値が増加した場合には、逆風が減少したとしてファンモータ６２の回転数を減少させる。
【００５３】
また、図２２は、凍結防止動作における温度変化の推移を示しており、（Ａ）において、Ｔｗは入水温度、Ｔｍは混合温度、Ｔｎは熱交温度、Ｔｓは凍結予防開始温度、Ｔｅは凍結予防終了温度である。（Ｂ）は給気ファン１２の回転数０、Ｎｎ、Ｎｍ（＞Ｎｎ）の切換え、（Ｃ）はヒータ４０の通電のＯＮ、ＯＦＦ、（Ｄ）はファンモータ６２の駆動電流値の推移、（Ｄ）において、Ｉｆは電流規定値を示している。即ち、ｔ₁で熱交温度Ｔｎが入水温度Ｔｗより所定値以上低いのでヒータ４０と給気ファン１２をＯＮする。ｔ₂で逆風の量が多くなり始めると、その分だけ駆動電流値が減少し、熱交温度が下降する。ｔ₃で駆動電流値が下限規定値Ｉｅまで減少したとき、電流規定値Ｉｆとなるように、ファン回転数ＮをＮｍに増加させる。また、ｔ₄では逆風量が少なくなり、駆動電流値が増加し、熱交温度が上昇する。ｔ₅では、駆動電流値が規定値Ｉｆを越えて上限規定値Ｉｈまで増加すると、電流規定値Ｉｆとなるようにファン回転数をＮｎに減少させる。
【００５４】
また、図２３は、ファンモータ６２の駆動電流値によるファンモータ６２の回転制御を示している。この制御では、ファンモータ６２の駆動電流値を検出し、所定電流値に一致するように回転数を制御し、逆風が強くなるとファンモータ６２の負荷が低下して駆動電流値が減少、逆風が弱くなると、ファンモータ６２の負荷が増加して駆動電流値を増加させることにより、ファンモータ６２の回転数を増減させて熱交換器１４及び水管１６の凍結防止を図っている。
【００５５】
ステップＳ５１では、温度センサ２８の検出温度から、熱交温度が下降したか否かを判定し、その温度が下降した場合、ステップＳ５２に移行してファンモータ６２の回転数が上限値（最高回転数）以上か否かを判定し、上限値に達していなければ、ステップＳ５３に移行してファン回転数を増加させる。即ち、一定値以上に熱交温度が下降したとき、逆風増加と判断してファン回転数を上昇させる。
【００５６】
ステップＳ５１で熱交温度が下降していない場合には、ステップＳ５４に移行してファンモータ６２の駆動電流値が下限規定値Ｉｅ以下か否かを判定する。駆動電流値が下限規定値Ｉｅ以下である場合には、ステップＳ５２に移行する。この場合、駆動電流値の増加が逆風増加であると判断し、ファン回転数を増加させる。また、駆動電流値が下限規定値Ｉｅ以下でない場合には、ステップＳ５５に移行し、熱交温度が上昇したか否かを判定し、熱交温度が上昇した場合にはステップＳ５６に移行してファンモータ６２の駆動電流値が上限規定値Ｉｈ以下であるか否かを判定し、上限規定値Ｉｈ以下でない場合にはステップＳ５７に移行してファン回転数が下限値以下か否かを判定し、下限値以下でない場合には、逆風減少と判断してファン回転数を減少させる。ステップＳ５７でファン回転数が下限値以下か否かを判定するのは、最低回転数以下に制御しないためである。
【００５７】
このように、逆風に応じてファン回転数を段階的に増減させ、室内空気１０を熱交換器１４側に流すことにより凍結防止を図ることができる。
【００５８】
なお、実施例では、給湯装置で説明したが、本発明は、追焚装置単体、給湯追焚装置、給湯追焚暖房装置にも使用できるものである。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、寒冷時、排気筒に逆風止めを設置することなく、水管や熱交換器の凍結を防止でき、給湯の安定化を図ることができ、寒冷地用に、ヒータの能力を上げる必要がなく、ヒータの使用時間短縮による、ヒータの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の給湯装置の第１実施例である設置形態を示す図である。
【図２】本発明の給湯装置の第１実施例を示す図である。
【図３】熱交換器等を示す図である。
【図４】熱交換器等を示す図である。
【図５】給湯装置の制御装置を示すブロック図である。
【図６】外部リモコン装置を示すブロック図である。
【図７】凍結防止動作を示す図である。
【図８】ヒータのみの凍結防止動作を示す図である。
【図９】凍結防止動作を示す図である。
【図１０】凍結防止動作を示すフローチャートである。
【図１１】凍結防止動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の給湯装置の第２実施例を示す図である。
【図１３】第２実施例の凍結防止動作を示す図である。
【図１４】第２実施例の凍結防止動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の給湯装置の第３実施例を示す図である。
【図１６】第３実施例の凍結防止動作を示す図である。
【図１７】第３実施例の凍結防止動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の給湯装置の第４実施例を示す図である。
【図１９】第４実施例の凍結防止動作を示す図である。
【図２０】第４実施例の凍結防止動作を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の給湯装置の第５実施例を示す図である。
【図２２】第５実施例の凍結防止動作を示す図である。
【図２３】第５実施例の凍結防止動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
４排気筒（排気口）
１４熱交換器
１６水管（出湯管）
２０燃焼室
２６、２８温度センサ
４０ヒータ
４８バーナ（燃焼手段）
６４風圧スイッチ（風圧センサ）

Claims

燃焼手段の燃焼熱で水を加熱する熱交換器と、
前記燃焼手段が設置されて燃焼室に空気を送り込む給気ファンと、
前記熱交換器の水管を加熱するヒータと、
前記熱交換器に接続された前記水管の入水温度を検出する入水側温度センサと、
前記熱交換器に接続された前記水管の出湯側の温度を検出する出湯側温度センサと、
前記入水側温度センサ又は前記出湯側温度センサの何れかの検出温度が所定の凍結予防開始温度以下に低下した場合に前記ヒータを動作させて前記水管を加熱し、前記出湯側温度センサの検出温度が前記入水側温度センサの検出温度より所定値を超えて低下した場合に、前記給気ファンを動作させて前記燃焼室に空気を送り込み排気口側に排出させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする給湯装置。
前記出湯側温度センサを前記水管の出湯側に設置し、前記入水側温度センサを前記水管の入水側に設置したことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
前記出湯側温度センサは、前記熱交換器の出側の水管に設置し、又は前記熱交換器の温水と給水とを混合して出湯する水管に設置し、又は、これら双方に設置したことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
前記排気口に進入する逆風を検知する風圧センサを備え、前記給気ファンを動作させている場合に、前記風圧センサが所定値を越える逆風を検知することにより、前記給気ファンの回転数を増加させることを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
前記排気口から排気通路に流入する逆風の強さに応じて前記給気ファンの回転数を増減させることを特徴とする請求項４記載の給湯装置。