JP4315615B2

JP4315615B2 - Water heater

Info

Publication number: JP4315615B2
Application number: JP2001201743A
Authority: JP
Inventors: 善久藤田
Original assignee: 株式会社ハーマンプロ
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2021-07-03
Also published as: JP2003014297A

Description

【０００１】
本発明は、給水路を通して供給される水を複数のバーナ部を備えたバーナの燃焼により加熱して給湯路より給湯する水加熱用の熱交換器と、前記複数のバーナ部において燃料供給状態にする燃焼バーナ部の数を複数段に切り換え、かつ、その燃焼バーナ部への燃料供給量を調節する燃料供給状態調節手段と、前記燃料供給状態調節手段の作動を制御する制御手段とが備えられ、前記制御手段が、前記給湯路からの給湯が行われるに伴って、前記給湯路より給湯する湯水の温度を温度設定スイッチによる設定情報に基づいて判断される給湯目標温度にするのに必要とする前記バーナの目標燃料供給量を求めて、前記燃料供給状態調節手段を制御する給湯制御を実行するように構成され、前記燃料供給状態調節手段の制御において、前記目標燃料供給量が大きいほど前記燃焼バーナ部数を多くするように、かつ、前記燃焼バーナ部数の切り換えにおいて、その段を維持する最大目標燃料供給量を、その段よりも燃焼バーナ部数増加側の次の段において、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも大きく設定することにより、前記最大目標燃料供給量と前記最小目標燃料供給量との間に燃料供給量のオーバーラップ部を設けて、前記燃焼バーナ部数を切り換えるように構成されている給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような給湯装置は、バーナにて加熱された湯水を給湯目標温度にするのに必要とするバーナの目標燃料供給量を求めて燃料供給状態調節手段を制御することによって、バーナの燃焼を制御するものであり、目標燃料供給量が大きいほど燃焼バーナ部数を多くするように燃焼バーナ部の数を複数段に切り換えることによってターンダウン比を増加させることができるようにしたものである。
【０００３】
前記燃焼バーナ部数の切り換えについて、図３を用いて説明を加えると、この場合には、燃焼バーナ部数が３段階にわたり切り換えられる構成として、目標燃料供給量が小さい場合は小インプットラインＡにて燃料供給状態調節手段を制御し、目標燃料供給量が中ぐらいの場合は中インプットラインＢにて燃料供給状態調節手段を制御し、目標燃料供給量が大きい場合は大インプットラインＣにて燃料供給状態調節手段を制御するように特性ラインが設定されている。
そして、中インプットラインＢを維持する最大目標燃料供給量Ｂｍａｘを、大インプットラインＣを維持する最小目標燃料供給量Ｃｍｉｎよりも大きくすることにより、その最大目標燃料供給量Ｂｍａｘと最小目標燃料供給量Ｃｍｉｎとの間に設定量のオーバーラップ部を設けるようにしている。同様にして、小インプットラインＡを維持する最大目標燃料供給量Ａｍａｘを、中インプットラインＢを維持する最小目標燃料供給量Ｂｍｉｎよりも大きくすることにより、その最大目標燃料供給量Ａｍａｘと最小目標燃料供給量Ｂｍｉｎとの間に設定量のオーバーラップ部を設けるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記燃焼バーナ部数の切り換えが行われる場合において、例えば、バーナ部数の複数段の隣接するもののうち燃焼バーナ数減少側の段におけるバーナの燃焼状態と、燃焼バーナ数増加側の段におけるバーナの燃焼状態とを対比すると、燃焼バーナ数増加側の段では、燃焼バーナ数減少側の段に比べて、燃焼バーナ数の個数が多いので、燃料供給量が同じであっても、水加熱用の熱交換器における加熱対象となる伝熱作用部の表面積（受熱面積）が大きく、それだけ、熱交換器を通流する水がバーナの加熱により受ける受熱量が大きくなる。従って、前記燃焼バーナ数増加側の段では、燃焼バーナ数減少側の段に比べて、同じ燃料供給量であっても、前記受熱量とバーナに供給されるガス量との比率である熱効率は大きいものとなる。
【０００５】
そこで、例えば、図５（イ）に示すように、バーナに供給されるガス量と、熱交換器を通流する水がバーナの加熱により受ける受熱量との関係が、全範囲にわたり途切れることなく調整することが可能なように、上述したようなオーバーラップ部を設けるようにしているのである。又、このようなオーバーラップ部を持たせることで、目標燃料供給量が小範囲において繰り返し増減変更することがあっても、燃焼バーナ部数の頻繁な切り換えを抑制して、燃焼バーナ部数の切換えに伴って生じる不安定な燃焼を極力回避し、かつ、前記燃料供給状態調節手段の構成要素となる切換弁などの早期劣化を回避させる目的も有している。
【０００６】
しかしながら、上記したような構成においても、例えば、給湯路より給湯する湯水の温度を給湯目標温度にするのに必要とするように求められた目標燃料供給量が、その段を維持する最大目標燃料供給量または最小目標燃料供給量の付近にある状態で給湯制御が行われている状態で、種々の要因により、バーナ部数の複数段の隣接するものの間で繰り返し切り換わるハンチング状態を起こす虞があった。
【０００７】
説明を加えると、上記したようなバーナに対する燃料供給量を変更調整するための機構、例えば、ガス量調整弁等における制御量に対する実際の弁開度の調整量が各製品毎の個体差等に起因してバラツキがあったり、長期間の使用による経年変化により特性が変化する等の給湯装置側での内的要因、又は、ガス配管から供給される元ガス圧そのものが変動すること等の外的要因の種々の要因によって、図５に示すようなガス量と受熱量との間の変化特性において、図５の（ロ）に示すようにオーバーラップの重なり代が小さくなったり、又は、図５の（ハ）に示すように重なり代が無くなって特性ラインが途切れて安定した制御が行えない領域が生じるような場合がある。
そうすると、例えば、オーバーラップの重なり代が小さくなっている状態で元ガス圧が変動すると上記したようなハンチング状態を起こす虞がある。又、図５の（ハ）に示すような特性ラインになっている場合に、湯水の温度を給湯目標温度にするのに必要とされる熱量として、特性ラインが途切れている箇所（例えば、図中の点Ｘ）が求められると、安定的な給湯制御を行うことができず、バーナ部数の複数段の隣接するものの間で繰り返し切り換わるハンチング状態を起こす虞があった。
その結果、種々の要因によってハンチング状態が発生すると、上記したような熱効率の差に起因して湯水の温度が変動することとなって、給湯目標温度の湯水を安定して給湯することができない虞があった。
【０００８】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、種々の要因によりハンチング状態が発生しても、給湯目標温度の湯水を極力安定した状態で給湯することが可能となる給湯装置を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１によれば、給水路を通して供給される水を複数のバーナ部を備えたバーナの燃焼により加熱して給湯路より給湯する水加熱用の熱交換器と、前記複数のバーナ部において燃料供給状態にする燃焼バーナ部の数を複数段に切り換え、かつ、その燃焼バーナ部への燃料供給量を調節する燃料供給状態調節手段と、前記燃料供給状態調節手段の作動を制御する制御手段とが備えられ、前記制御手段が、前記給湯路からの給湯が行われるに伴って、前記給湯路より給湯する湯水の温度を温度設定スイッチによる設定情報に基づいて判断される給湯目標温度にするのに必要とする前記バーナの目標燃料供給量を求めて、前記燃料供給状態調節手段を制御する給湯制御を実行するように構成され、前記燃料供給状態調節手段の制御において、前記目標燃料供給量が大きいほど前記燃焼バーナ部数を多くするように、かつ、前記燃焼バーナ部数の切り換えにおいて、その段を維持する最大目標燃料供給量を、その段よりも燃焼バーナ部数増加側の次の段において、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも大きく設定することにより、前記最大目標燃料供給量と前記最小目標燃料供給量との間に燃料供給量のオーバーラップ部を設けて、前記燃焼バーナ部数を切り換えるように構成されている給湯装置であって、
前記制御手段が、前記給湯制御において、
通水量センサにて検出される前記給湯路からの給湯量及び前記温度設定スイッチによる設定情報に基づいて判断される前記給湯目標温度がいずれも変化していない状態で、前記目標燃料供給量が、前記バーナ部数の複数段の隣接するものの間で、繰り返し切り換わるハンチング状態になっていることを判別すると、
前記目標燃料供給量を、ハンチング状態となっている隣接する段における燃焼バーナ数減少側の段においての前記最大目標燃料供給量あるいはその段を維持する状態で前記最大目標燃料供給量に近い目標燃料供給量に維持させる、又は、ハンチング状態となっている隣接する段における燃焼バーナ数増加側の段においての前記最小目標燃料供給量あるいはその段を維持する状態で前記最小目標燃料供給量に近い目標燃料供給量に維持させる燃料供給量維持処理を実行し、かつ、前記通水量センサにて検出される前記給湯路からの給湯量が設定量以上変化する、又は、前記温度設定スイッチによる設定情報に基づいて判断される前記給湯目標温度が設定量以上変化すると、前記燃料供給量維持処理を停止して、前記給湯路より給湯する湯水の温度を給湯目標温度にするのに必要とする前記バーナの目標燃料供給量を求めて、前記燃料供給状態調節手段を制御することを再開するように構成され、
前記給湯路からの給湯量を変更調整自在な水比例弁が備えられ、
前記制御手段が、前記燃料供給量維持処理を実行している状態で、給湯温度が前記給湯目標温度になるように、前記水比例弁の作動を制御するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、給湯路からの給湯が行われて、給湯路より給湯する湯水の温度を給湯目標温度にするのに必要とするように求められた目標燃料供給量が、複数の燃焼バーナ数の切り換え段のうち、そのときに設定されている段を維持する最大目標燃料供給量または最小燃料供給量の付近にある状態で、制御手段が給湯制御を実行している状態において、例えば、ガス配管を通してバーナに供給されるガスの元圧が変動すること等に起因して、バーナ部数の複数段の隣接するものの間で繰り返し切り換わるハンチング状態が発生したような場合においては、前記燃料供給量維持処理を実行することにより目標燃料供給量を強制的に上記したような所定の値に維持させるのである。
そうすることによって、上記したようなハンチング状態による燃焼バーナ数の切り換えによって給湯温度が変動する不都合を防止することができる。
【００１１】
従って、ハンチング状態によって給湯温度が変動することを防止して、給湯目標温度の湯水を極力安定した状態で給湯することが可能となる給湯装置を提供できるに至った。
【００１３】
ところで、燃焼バーナ部数の複数段の隣接するものの間で繰り返し切り換わるハンチング状態が生じている場合において、上述したように、燃焼バーナ数増加側の段では、燃焼バーナ数減少側の段に比べて、燃焼バーナ数の個数が多いので、燃料供給量が同じであっても、水加熱用の熱交換器における加熱対象となる伝熱作用部の表面積が大きくそれだけ水を加熱するときの熱効率が高いものとなる。
そこで、前記燃料供給量維持処理を実行する場合において、燃焼バーナ数減少側の段においての前記最大目標燃料供給量あるいはその最大目標燃料供給量に近い目標燃料供給量に維持させる場合においては、燃焼バーナ数増加側の段に維持させる場合より熱効率が低くなるから、給湯温度が給湯目標温度から外れてそれよりも少し低めの値で維持されることがある。
又、逆に、燃焼バーナ数増加側の段において目標燃料供給量を維持させている場合には、給湯温度が給湯目標温度から外れてそれよりも少し高めの値で維持されることがある。
【００１４】
これに対して、水比例弁により前記給湯路からの給湯量を変更させることで、水加熱用の熱交換器を通過する湯水の通流量を変化させて、バーナの目標燃料供給量が所定の値に維持されている場合であっても給湯温度を変更調整することができる。
従って、前記燃料供給量維持処理を実行したときに給湯温度が給湯目標温度と異なる温度になっているような場合には、前記水比例弁の作動を制御することによって、給湯目標温度の湯水を極力安定した状態で給湯することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、本発明に係る給湯装置の第１実施形態について図面に基づいて説明する。
この給湯装置は、図１に示すように、供給される水を加熱して図外の給湯栓に給湯する給湯部Ｋ、この給湯部Ｋの動作を制御する制御手段としての制御部Ｈ、この制御部Ｈに動作情報を指令するリモコン操作部Ｒなどを備えて構成されている。
【００１８】
前記給湯部Ｋは、燃焼室１内に、水加熱用の熱交換器２、この熱交換器２を加熱するガス燃焼式のバーナ３、このバーナ３に下方から燃焼用空気を通風するとともに、その通風量を変更調整自在な燃焼用空気供給手段としてのファン４などが備えられ、熱交換器２には、例えば家庭用の水道などから水が供給される給水路５、加熱後の湯を給湯する給湯路６がそれぞれ接続されている。
そして、給水路５には、熱交換器２への通水量を検出する通水量センサ７、入水温度を検出する入水温サ−ミスタ８がそれぞれ備えられている。また、給水路１を通して供給される水を熱交換器２を迂回して給湯路６に供給するバイパス路２３が設けられ、給湯路６におけるバイパス路２３の接続箇所よりも下流側流路部分６ａに、給湯量を調整する給湯量調整手段としての水比例弁２４、下流側流路部分６ａを通して給湯される湯水の温度を検出する給湯温検出手段としての給湯温サーミスタ２５が設けられている。
【００１９】
前記バーナ３は、後述するように、複数本のバ−ナ部を備え、燃焼バ−ナ部の本数を複数段に切り換えられるように構成され、燃料供給路１０が３つの分岐路１０ａ，１０ｂ，１０ｃに分岐され、それぞれの分岐路１０ａ，１０ｂ，１０ｃに燃料ガスの供給を断続する電磁操作式の切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃが設けられ、これら切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃの切り換えによって燃焼バ−ナ部の本数が３段に切り換え可能に構成されている。
そして、この分岐箇所よりも上流側の燃料供給路１０には、バーナ３への燃料供給量を変更調節自在な電磁操作式のガス量調節弁１２、燃料供給を断続する電磁操作式の断続弁１３などが備えられ、切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃとガス量調節弁１２とが、燃料供給状態調節手段Ｎとして構成されている。
また、バーナ３の近くには、バーナ３に対する点火動作を実行するイグナイタ１４と、バーナ３に着火されたか否かを検出するフレ−ムロッド１５とが備えられている。
【００２０】
前記バーナ３は、図２に示すように、空気混合率の小なる濃混合気を燃焼させる複数本の濃バーナ３ａと空気混合率の大なる淡混合気を燃焼させる複数本の淡バーナ３ｂとからなる濃淡燃焼バーナで、例えば、１５本の濃バーナ３ａと１４本の淡バーナ３ｂとが、濃バーナ３ａを両端に位置させた状態で交互に並設されている。つまり、１５本の濃バーナ３ａと１４本の淡バーナ３ｂとが、それぞれバーナ部を構成し、このような複数本のバーナ部３ａ，３ｂによってバーナ３が構成されている。
前記濃バーナ３ａに燃料ガスを供給する濃用ガス供給口１６ａと、淡バーナ３ｂに燃料ガスを供給する淡用ガス供給口１６ｂとが上下２段に配設され、かつ、これらガス供給口１６ａ，１６ｂに燃料ガスを吹き込む図外のノズルを備えたガスヘッダ１７が設けられていて、このガスヘッダ１７が隔壁によって３つのブロック、つまり、第一ブロック１７ａ、第二ブロック１７ｂ、第三ブロック１７ｃに分割されている。
【００２１】
この３つに分割された各ブロック１７ａ，１７ｂ，１７ｃに対し、上述した３つの分岐路１０ａ，１０ｂ，１０ｃが各別に接続され、それぞれの分岐路１０ａ，１０ｂ，１０ｃに電磁操作式の切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃが設けられている。
そして、前記切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃの切り換えによって、第一ブロック１７ａにのみ燃料ガスを供給して、合計７本の濃バーナ３ａを燃焼させる状態と、第一ブロック１７ａと第二ブロック１７ｂとに燃料ガスを供給して、合計１５本の濃バーナ３ａを燃焼させる状態と、全てのブロック１７ａ，１７ｂ，１７ｃに燃料ガスを供給して、合計１５本の濃バーナ３ａと１４本の淡バーナ３ｂとの全てのバーナを燃焼させる濃淡燃焼状態との３段に切り換え可能に構成されている。
【００２２】
前記リモコン操作部Ｒは、給湯部Ｋの運転の開始・停止を指令する運転スイッチ１８、給湯目標温度を変更設定自在な温度設定スイッチ１９、出湯温度や目標温度などを表示する表示部２０、運転状態であることを表示する運転ランプ２１、バーナが燃焼状態であることを表示する燃焼ランプ２２などを備えて構成されている。
【００２３】
前記制御部Ｈは、マイクロコンピュータを備えて構成され、バーナ３にて加熱された湯水を給湯目標温度にするのに必要とするバーナ３の目標燃料供給量を求めて、その目標燃料供給量になるように燃料供給状態調節手段Ｎを制御するとともに、燃焼バーナ部に供給される目標燃料供給量に対応して設定される目標通風量になるように、ファン４の通風量を制御する給湯制御を実行するように構成されている。
【００２４】
前記給湯制御は次のような処理を実行する。つまり、給湯部Ｋが運転状態に設定されている状態で、通水量センサ７にて検出される通水量の検出値Ｑｘが設定量Ｑｓを越えることで熱交換器２への通水開始が検出されると点火処理を実行してバーナ３を燃焼させる。そして、このようにして給湯が開始されてから給湯温度がほぼ安定すると考えられる設定時間（例えば、約２０秒）が経過するまでの間は、通水量センサ７、入水温サ−ミスタ８のそれぞれの検出情報、および、温度設定スイッチ１９にて設定されている給湯目標温度の情報に基づいて、給湯路６を通して給湯される湯水の温度を給湯目標温度にするために必要なバーナ３の目標燃料供給量を演算にて求めて、その求めた目標燃料供給量になるように、燃焼させるバーナ３ａ，３ｂの本数と、その燃焼バーナ３ａ，３ｂへ供給する燃料供給量を制御し、かつ、目標燃料供給量に対応して設定される目標通風量になるようにファン４の通風量を制御する、いわゆるフィードフォワード（ＦＦ）制御形式での燃焼制御を実行する。その後、給湯開始から設定時間が経過した後は、給湯温サーミスタ２５にて検出される給湯温度が給湯目標温度になるようにバーナ３の目標燃料供給量を演算にて求め、求めた目標燃料供給量になるように燃焼させるバーナ３ａ，３ｂの本数と、その燃焼バーナ３ａ，３ｂへ供給する燃料供給量を制御し、かつ、目標燃料供給量に対応して設定される目標通風量になるようにファン４の通風量を制御する、いわゆるフィードバック（ＦＢ）制御形式での燃焼制御を実行する。このフィードバック制御形式での燃焼制御において、バーナ３を最大限に燃焼させても、給湯温サーミスタ２５による検出温度が給湯目標温度に足りない場合には、水比例弁２４を絞ることによって給湯目標温度になるように制御するようにしている。
又、熱交換器２への通水が停止されるに伴って停止処理を実行してバーナ３の燃焼を停止させるように制御するように構成されている。
【００２５】
そして、前記制御部Ｈは、前記給湯制御において、燃焼バーナ部数の切り換えを行うときは、目標燃料供給量が大きいほど燃焼バーナ部数を多くするように、かつ、燃焼バーナ部数の切り換えにおいて、その段を維持する最大目標燃料供給量を、その段よりも燃焼バーナ部数増加側の次の段において、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも大きく設定することにより、前記最大目標燃料供給量と前記最小目標燃料供給量との間に燃料供給量のオーバーラップ部を設けて、前記燃焼バーナ部数を切り換えるように構成されている。
【００２６】
以下、前記給湯制御におけるバーナ３とファン４との制御について具体的に説明する。
図３に示すように、目標燃料供給量ＩＰに対して燃焼させるバーナ３ａ，３ｂの本数を切り換えたときの目標燃料供給量ＩＰとファン４の目標回転速度との関係が予め設定されて記憶されており、その記憶された情報に基づいて実行されるようにしている。
つまり、演算により求めた目標燃料供給量ＩＰに基づいて、その目標燃料供給量ＩＰが少ない場合には、小インプットラインＡに沿うように、前記分岐路１０ａの切換弁１１ａのみを開弁してガス量調節弁１２の開度を調節し、かつ、ファン４の回転速度を制御して、７本の濃バーナ３ａのみを燃焼させる。そして、目標燃料供給量ＩＰが多い場合には、大インプットラインＣに沿うように、３つの切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃの全てを開弁してガス量調節弁１２の開度を調節し、かつ、ファン４の回転速度を制御して、１５本の濃バーナ３ａと１４本の淡バーナ３ｂとの全てを燃焼させる。また、目標燃料供給量ＩＰが中間の場合には、中インプットラインＢに沿うように、２つの切換弁１１ａ，１１ｂを開弁してガス量調節弁１２の開度を調節し、ファン４の回転速度も制御して、１５本の濃バーナ３ａを燃焼させる。
【００２７】
そして、前記給湯制御における燃焼バーナ部数の切り換え、すなわち燃焼させるバーナ３ａ，３ｂの本数の切り換えにおいて、その段を維持する最大目標燃料供給量を、その段よりも燃焼バーナ部数増加側の次の段において、その段を維持する最小目標燃料供給量よりも大きくすることにより、その最大目標燃料供給量と最小目標燃料供給量との間にオーバーラップ部を設けて、燃焼バーナ部数を切り換えるように構成されている。
【００２８】
図３の特性について具体的に説明すると、中インプットラインＢを維持する最大目標燃料供給量Ｂｍａｘを、大インプットラインＣを維持する最小目標燃料供給量Ｃｍｉｎよりも大きくすることにより、その最大目標燃料供給量Ｂｍａｘと最小目標燃料供給量Ｃｍｉｎとの間に設定量のオーバーラップ部を設けるようにしている。同様にして、小インプットラインＡを維持する最大目標燃料供給量Ａｍａｘを、中インプットラインＢを維持する最小目標燃料供給量Ｂｍｉｎよりも大きくすることにより、その最大目標燃料供給量Ａｍａｘと最小目標燃料供給量Ｂｍｉｎとの間に設定量のオーバーラップ部を設けるようにしている。
【００２９】
そして、制御部Ｈは、給湯を開始してから設定時間が経過して給湯温度が安定もしくは略安定している状態において、給湯路からの給湯量及び給湯目標温度がいずれも変化していない状態で、目標燃料供給量ＩＰが、バーナ部数の複数段の隣接するものの間で、繰り返し切り換わるハンチング状態になっていることを判別すると、目標燃料供給量ＩＰを、ハンチング状態となっている隣接する段における燃焼バーナ数減少側の段においての最大目標燃料供給量ＩＰに維持させる燃料供給量維持処理を実行するように構成されている。
又、制御部Ｈは、前記燃料供給量維持処理を実行している状態で、給湯温度が前記給湯目標温度になるように、前記水比例弁２４の作動を制御するように構成されている。
【００３０】
前記制御部Ｈの制御動作について、図４のフローチャートに基づいて説明する。
まず、運転スイッチ１８がＯＮ操作された後に、図外の給湯栓が開操作されるに伴って通水量センサ７の検出値Ｑｘが設定水量Ｑｓを越えて熱交換器２への通水（水流）が検知されると、バーナへの点火処理を実行する（ステップ１，２，３）。つまり、ファン４による通風作動を開始し、かつ、断続弁１３、切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、ガス量調節弁１２のそれぞれを開弁調整するとともに、イグナイタ１４によってバーナ３に点火させ、フレ−ムロッド１５により着火が確認されると、点火動作を停止する。バーナに着火されると、その後は上述したようなフィードフォワード（ＦＦ）制御形式での燃焼制御を実行する（ステップ４）。このフィードフォワード（ＦＦ）制御形式での燃焼制御においては、図３の特性により求められる目標燃料供給量ＩＰに基づいて、燃焼バーナ部数切換処理を実行する。
【００３１】
前記燃焼バーナ部数切換処理における燃焼バーナ部数の増大側への切り換えについて、図３を用いて小インプットラインＡから中インプットラインＢへの切り換えの例を挙げて説明すると、演算にて求められる目標燃料供給量ＩＰが、小インプットラインＡを維持する最大目標燃料供給量Ａｍａｘを越えて、中インプットラインＢへ切り換える場合、前記最大目標燃料供給量Ａｍａｘと同じ値にさせ、その値から中インプットラインＢに沿う制御が行われるのである。又、同様に、中インプットラインＢから大インプットラインＣへ切り換える場合には、中インプットラインＢを維持する最大目標燃料供給量Ｂｍａｘと同じ値にさせ、その値から大インプットラインＣに沿う制御が行われるのである。
【００３２】
前記燃焼バーナ部数切換処理における燃焼バーナ部数の減少側への切り換えについて、図３を用いて大インプットラインＣから中インプットラインＢへの切り換えの例を挙げて説明すると、大インプットラインＣを維持する最小目標燃料供給量Ｃｍｉｎよりも小さくなり、中インプットラインＢへ切り換える場合、最小目標燃料供給量Ｃｍｉｎと同じ値にさせ、その値から中インプットラインＢに沿う制御が行われる。又、同様に、中インプットラインＢから小インプットラインＡへ切り換える場合には、中インプットラインＢを維持する最小目標燃料供給量Ｂｍｉｎと同じ値にさせ、その値から小インプットラインＡに沿う制御が行われる。
【００３３】
そして、給湯が開始されてから設定時間（例えば、数十秒間）が経過すると、上述したようなフィードバック（ＦＢ）制御形式の燃焼制御に切り換わる（ステップ５，６）。このように、給湯が開始されてから設定時間が経過するまでの間は、給湯温度が給水温又はそれに近い低い温度から給湯目標温度に向けて大きく変化している過渡状態であるから、フィードフォワード制御形式での燃焼制御によって極力早く給湯目標温度にさせるようにしており、給湯が開始されてから設定時間が経過した後は、フィードバック制御形式の燃焼制御により給湯温度を極力精度よく給湯目標温度に維持させるようにしている。
【００３４】
このフィードバック制御形式の燃焼制御を実行している給湯運転中に、給湯路６からの給湯量及び給湯目標温度がいずれも変化していない状態で、目標燃料供給量ＩＰが、バーナ部数の複数段の隣接するものの間で設定回数以上繰り返し切り換わったか否かにより、ハンチング状態が発生しているか否かを判別する判別処理を実行する（ステップ７）。この判別の結果、ハンチング状態になっていることが判別されると、目標燃料供給量ＩＰを、ハンチング状態となっている隣接する段のうち、燃焼バーナ数減少側の段の最大目標燃料供給量に維持させる燃料供給量維持処理としてのＩＰ維持処理を実行する（ステップ８，９）。又、このＩＰ維持処理（燃料供給量維持処理）を実行するときは、給湯温サーミスタ１５にて検出される給湯温度が給湯目標温度になるように、水比例弁２４の開度を変更させて給湯量を調整する湯温調整処理を実行する（ステップ１０）。
その後、給湯栓の開度が変更操作されて通水量センサ７にて検出される給湯路６からの給湯量が設定量以上変化するか、又は、温度設定スイッチ１９による設定情報に基づいて判断される給湯目標温度が設定量以上変化すると、上記したような燃料供給量維持処理を停止して、その変化した内容に対応させて、フィードバック制御形式の燃焼制御を実行する（ステップ１１、１２、６）。
【００３５】
図３を参照しながら判別処理及びＩＰ維持処理について具体例で説明する。
例えば、ハンチング状態が大インプットラインＣと中インプットラインＢとの間で発生しているものとすると、通水量センサ７にて検出される給湯路６からの給湯量、及び、温度設定スイッチ１９による設定情報に基づいて判断される給湯目標温度がいずれも変化していない状態で、目標燃料供給量ＩＰが、大インプットラインＣにおける最小目標燃料供給量（図中のＣ２点）と、中インプットラインＢにおける最大目標燃料供給量（図中のＢ１点）とが繰り返し現出するような状態が検出されると、ハンチング状態が発生しているものと判断する。そして、そのハンチング状態の発生が判別されると、目標燃料供給量ＩＰを中インプットラインＢにおける最大目標燃料供給量（図中のＢ１点）に維持させるのである。
【００３６】
そして、給湯栓が閉操作されて通水量センサ７の検出値Ｑｘが設定水量Ｑｓを下まわるか、運転スイッチ１８がＯＦＦ操作されると、各切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、ガス量調節弁１２、断続弁１３のそれぞれを閉弁させてバーナ３の燃焼を停止させて、設定時間経過後にファン４の作動を停止させる停止処理を実行する（ステップ１３，１４，１５）。
【００３９】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を説明する。
【００４０】
（１）上記実施形態では、前記燃料供給量維持処理としてのＩＰ維持処理を実行するときに、目標燃料供給量を、ハンチング状態となっている隣接する段における燃焼バーナ数減少側の段の最大目標燃料供給量に維持させる構成としたが、このような構成に限らず、ハンチング状態となっている隣接する段を維持する状態で最大目標燃料供給量よりも少し低い値であって最大目標燃料供給量に近い目標燃料供給量に維持させる構成としてもよい。
又、このような構成に代えて、前記燃料供給量維持処理としてのＩＰ維持処理を実行するときに、目標燃料供給量を、ハンチング状態となっている隣接する段における燃焼バーナ数増加側の段においての前記最小目標燃料供給量、あるいは、その段を維持する状態で前記最小目標燃料供給量よりも少し高い値であって最小目標燃料供給量に近い目標燃料供給量に維持させる構成としてもよい。
図３を参照して具体的に説明すると、例えば、ハンチング状態が大インプットラインＣと中インプットラインＢとの間で発生しているものとすると、目標燃料供給量ＩＰを大インプットラインＣにおける最小目標燃料供給量（図中のＣ２点）、又は、そのライン上のＣ２点に近い位置に維持させる構成である。
【００４１】
（２）上記実施形態では、前記給水路を通して供給される水を前記熱交換器を迂回して前記給湯路に供給するバイパス路を設ける構成を例示したが、このような構成に限らず、水加熱用の熱交換器を通流した湯水だけを給湯路から給湯させる構成としてもよい。
【００４２】
（３）上記実施形態では、給湯開始から設定時間が経過するまでは、フィードフォワード制御形式の燃焼制御を実行するようにしているが、このフィードフォワード制御に代えて、フィードバック制御を実行して実施することも可能であり、又、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを組み合わせた制御を実行することも可能である。又、上記各実施形態では、給湯開始から設定時間が経過した後においては、フィードバック制御形式の燃焼制御を実行するようにしているが、このような制御に限らず、フィードフォワード制御を実行して実施することも可能であり、又、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを組み合わせた制御を実行することも可能である。
【００４３】
又、上記実施形態では、給湯開始から設定時間が経過した後に、ハンチング状態発生の判別処理と判別結果に基づく前記燃料供給量維持処理とを実行する構成としたが、これらの制御は給湯運転が開始されてからすぐに制御を開始し、給湯運転が終了するまで実行する構成としてもよい。
【００４４】
（４）上記実施形態では、複数のバーナ部として濃バーナ３ａと淡バーナ３ｂを備えた濃淡燃焼バーナを適応した例を示したが、バーナの形態については、濃淡燃焼バーナに限られるものではなく、複数の濃バーナを備えたバーナでもよく、各種のバーナが適応可能である。
また、燃焼バーナ部数の段数も３段に限られるものではなく、２段や４段以上でもよい。
【００４５】
（５）上記実施形態では、燃料供給路１０からの分岐路１０ａ，１０ｂ，１０ｃに燃料供給を断続する切換弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃを設け、燃料供給路１０にガス量調節弁１２を設けた構成であるが、燃料供給路１０のガス量調節弁１２をなくし、各分岐路１０ａ，１０ｂ，１０ｃに電磁操作式のガス量調節弁を設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】給湯装置の概略構成図
【図２】バーナの概略構成図
【図３】目標燃料供給量とファン回転速度の関係を示す説明図
【図４】給湯制御の動作を示すフロ−チャ−ト
【図５】ガス量と受熱量との変化特性を示す図
【符号の説明】
２熱交換器
３バーナ
３ａ，３ｂバーナ部
５給水路
６給湯路
７通水量センサ
１９温度設定スイッチ
Ｈ制御手段
Ｎ燃焼供給状態調節手段
２４水比例弁 [0001]
The present invention relates to a heat exchanger for water heating that heats water supplied through a water supply channel by combustion of a burner having a plurality of burner units and supplies hot water from a hot water supply channel, and a fuel supply state in the plurality of burner units. There are provided a fuel supply state adjusting means for switching the number of combustion burner sections to be operated in a plurality of stages and adjusting a fuel supply amount to the combustion burner section, and a control means for controlling the operation of the fuel supply state adjusting means. The control means is necessary for setting the temperature of hot water supplied from the hot water supply path to a hot water supply target temperature determined based on setting information by a temperature setting switch as hot water is supplied from the hot water supply path. Determining the target fuel supply amount of the burner, and performing hot water supply control for controlling the fuel supply state adjusting means. In the control of the fuel supply state adjusting means, In order to increase the number of combustion burner parts as the supply amount increases, and in switching the number of combustion burner parts, the maximum target fuel supply amount for maintaining the stage is set to the next stage on the combustion burner part increase side from that stage. In this case, an overlap portion of the fuel supply amount is provided between the maximum target fuel supply amount and the minimum target fuel supply amount by setting it to be larger than the minimum target fuel supply amount that maintains the stage, and the combustion The present invention relates to a hot water supply apparatus configured to switch the number of burner copies.
[0002]
[Prior art]
The hot water supply apparatus as described above determines the target fuel supply amount of the burner that is required to bring the hot water heated by the burner to the hot water supply target temperature, and controls the fuel supply state adjusting means to thereby burn the burner. The control is performed, and the turn-down ratio can be increased by switching the number of combustion burner parts to a plurality of stages so that the larger the target fuel supply amount is, the more the number of combustion burner parts is.
[0003]
The switching of the number of combustion burner parts will be described with reference to FIG. 3. In this case, the number of combustion burner parts is switched over three stages. When the target fuel supply amount is small, the fuel is supplied through the small input line A. When the target fuel supply amount is medium, the fuel supply state adjustment unit is controlled by the medium input line B, and when the target fuel supply amount is large, the fuel supply state is controlled by the large input line C. A characteristic line is set to control the adjusting means.
Then, by making the maximum target fuel supply amount Bmax for maintaining the middle input line B larger than the minimum target fuel supply amount Cmin for maintaining the large input line C, the maximum target fuel supply amount Bmax and the minimum target fuel supply amount A set amount of overlap portion is provided between Cmin. Similarly, by setting the maximum target fuel supply amount Amax for maintaining the small input line A to be larger than the minimum target fuel supply amount Bmin for maintaining the middle input line B, the maximum target fuel supply amount Amax and the minimum target fuel are set. A set amount of overlap portion is provided between the supply amount Bmin.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the number of combustion burner parts is switched, for example, the burner combustion state in the stage on the combustion burner number decreasing side and the burner number in the stage on the combustion burner number increasing side among the adjacent stages of the burner part number Compared with the combustion state, the number of combustion burners is larger in the stage on the combustion burner number increase side than in the stage on the combustion burner decrease side. The surface area (heat receiving area) of the heat transfer action part to be heated in the heat exchanger is large, and accordingly, the amount of heat received by the heat of the burner is increased by the water flowing through the heat exchanger. Accordingly, in the stage on the combustion burner number increasing side, the thermal efficiency, which is the ratio of the amount of heat received and the amount of gas supplied to the burner, is the same fuel supply amount as in the stage on the combustion burner number decreasing side. It will be big.
[0005]
Therefore, for example, as shown in FIG. 5 (a), the relationship between the amount of gas supplied to the burner and the amount of heat received by the water flowing through the heat exchanger due to the heating of the burner is not interrupted over the entire range. The overlap portion as described above is provided so that adjustment is possible. In addition, by providing such an overlap part, even if the target fuel supply amount is repeatedly increased or decreased within a small range, frequent switching of the number of combustion burner parts is suppressed and switching of the number of combustion burner parts is achieved. It also has the purpose of avoiding unstable combustion that accompanies as much as possible and avoiding early deterioration of the switching valve that is a component of the fuel supply state adjusting means.
[0006]
However, even in the above-described configuration, for example, the target fuel supply amount that is required to make the temperature of hot water supplied from the hot water supply path the target hot water supply temperature is the maximum target fuel that maintains that stage. When hot water supply control is performed in a state where the supply amount or the minimum target fuel supply amount is in the vicinity, there is a risk of causing a hunting state in which switching is performed repeatedly between adjacent ones of the number of burner sections due to various factors. It was.
[0007]
In addition, the mechanism for changing and adjusting the fuel supply amount to the burner as described above, for example, the adjustment amount of the actual valve opening relative to the control amount in the gas amount adjustment valve or the like is an individual difference for each product. External factors such as internal factors on the hot water supply system such as variations due to long-term use and changes in characteristics due to long-term use, or fluctuations in the original gas pressure supplied from the gas piping by various factors factor in the change characteristics between the amount of gas and the heat receiving amount as shown in FIG. 5, or overlapping margin of the overlap becomes smaller as shown in (b) of FIG. 5, or Fig. As shown in (c) of FIG. 5, there is a case where there is no overlap margin and the characteristic line is interrupted, resulting in a region where stable control cannot be performed.
In this case, for example, if the original gas pressure fluctuates in a state where the overlap overlap is small, the above-described hunting state may occur. Further, in the case where the characteristic line is as shown in FIG. 5 (c), the portion where the characteristic line is interrupted (for example, the figure) as the amount of heat required to set the temperature of the hot water to the hot water supply target temperature. When the middle point X) is required, stable hot water supply control cannot be performed, and there is a risk of causing a hunting state in which switching between adjacent ones of a plurality of burner parts is repeated.
As a result, when a hunting state occurs due to various factors, the temperature of hot water varies due to the difference in thermal efficiency as described above, and hot water at the hot water supply target temperature may not be stably supplied. was there.
[0008]
The present invention has been made paying attention to such a point, and the purpose thereof is to provide hot water that can supply hot water at a hot water supply target temperature in a stable state as much as possible even if a hunting state occurs due to various factors. The point is to provide a device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to claim 1, a heat exchanger for heating water that heats water supplied through a water supply channel by combustion of a burner having a plurality of burner portions and supplies hot water from a hot water supply channel, and fuel in the plurality of burner portions Fuel supply state adjusting means for switching the number of combustion burner parts to be supplied to a plurality of stages and adjusting the amount of fuel supplied to the combustion burner part; and control means for controlling the operation of the fuel supply state adjusting means; And the control means sets the temperature of hot water supplied from the hot water supply path to a hot water supply target temperature determined based on setting information by a temperature setting switch as hot water is supplied from the hot water supply path. The hot water supply control for controlling the fuel supply state adjusting means is performed by obtaining the target fuel supply amount of the burner required for the control, and in the control of the fuel supply state adjusting means, In order to increase the number of combustion burner parts as the target fuel supply quantity increases, and in switching the combustion burner parts, the maximum target fuel supply quantity for maintaining the stage is set to the next higher burner part number than the stage. In this stage, by setting it larger than the minimum target fuel supply amount that maintains that stage, an overlap portion of the fuel supply amount is provided between the maximum target fuel supply amount and the minimum target fuel supply amount, A hot water supply device configured to switch the number of combustion burner parts,
In the hot water supply control, the control means,
In a state in which neither the hot water supply temperature detected from the hot water supply path detected by the water flow rate sensor nor the hot water supply target temperature determined based on the setting information by the temperature setting switch is changed, the target fuel supply amount is: When it is determined that the hunting state is repeatedly switched between the adjacent ones of the plurality of burner copies,
The target fuel supply amount is the target fuel close to the maximum target fuel supply amount in a state where the target fuel supply amount is maintained in the hunting state or the state where the maximum target fuel supply amount is maintained in the stage on the combustion burner reduction side. Maintain the supply amount or target the target fuel supply amount close to the minimum target fuel supply amount while maintaining the minimum target fuel supply amount at the stage on the combustion burner number increasing side in the adjacent stage that is in the hunting state A fuel supply amount maintaining process for maintaining the fuel supply amount is executed, and the hot water supply amount from the hot water supply path detected by the water flow rate sensor changes by a predetermined amount or more, or the setting information by the temperature setting switch If the hot water supply target temperature determined based on the change is equal to or greater than a set amount, the fuel supply amount maintenance process is stopped, and the temperature of hot water supplied from the hot water supply passage The seeking target fuel supply amount of the burner that is required for the hot water target temperature is configured to resume the controller controls the fuel supply state control means,
A water proportional valve capable of changing and adjusting the amount of hot water supply from the hot water supply path is provided,
The control means is configured to control the operation of the water proportional valve so that the hot water supply temperature becomes the hot water supply target temperature in a state where the fuel supply amount maintenance process is being executed. To do.
[0010]
That is, when the hot water supply from the hot water supply passage is performed and the target fuel supply amount required to make the temperature of the hot water supplied from the hot water supply passage become the hot water supply target temperature, the switching stage of the plurality of combustion burner numbers In the state where the control means is performing hot water supply control in the state where the maximum target fuel supply amount or the minimum fuel supply amount maintaining the stage set at that time is maintained, for example, a burner through a gas pipe In the case where a hunting state that repeatedly switches between adjacent ones of a plurality of burner parts occurs due to fluctuations in the original pressure of the gas supplied to the fuel, the fuel supply amount maintenance process is performed. By executing this, the target fuel supply amount is forcibly maintained at the predetermined value as described above.
By doing so, the inconvenience that the hot water supply temperature fluctuates due to switching of the number of combustion burners due to the hunting state as described above can be prevented.
[0011]
Therefore, it has been possible to provide a hot water supply apparatus that can prevent hot water temperature from fluctuating due to the hunting state and supply hot water at a hot water supply target temperature in a stable state as much as possible.
[0013]
By the way, in the case where a hunting state that repeatedly switches between adjacent ones of the plurality of stages of the combustion burner portion is generated, as described above, the stage on the combustion burner number increasing side is compared with the stage on the combustion burner number decreasing side. Because the number of combustion burners is large, even if the fuel supply amount is the same, the surface area of the heat transfer action part to be heated in the heat exchanger for water heating is large, and the heat efficiency when heating water by that much is high. It will be a thing.
Therefore, in the case where the fuel supply amount maintenance process is executed, in the case where the maximum target fuel supply amount in the stage on the combustion burner number decreasing side or the target fuel supply amount close to the maximum target fuel supply amount is maintained, Since the thermal efficiency is lower than when maintaining at the stage where the number of burners is increased, the hot water supply temperature may deviate from the hot water supply target temperature and may be maintained at a slightly lower value.
On the other hand, when the target fuel supply amount is maintained at the stage on the combustion burner increase side, the hot water supply temperature may deviate from the hot water supply target temperature and be maintained at a slightly higher value.
[0014]
On the other hand, by changing the amount of hot water supplied from the hot water supply path using a water proportional valve, the flow rate of hot water passing through the heat exchanger for water heating is changed, so that the target fuel supply amount of the burner is a predetermined amount. Even when the value is maintained, the hot water supply temperature can be changed and adjusted.
Therefore, if the hot water supply temperature is different from the hot water supply target temperature when the fuel supply amount maintenance process is executed, the hot water at the hot water supply target temperature is controlled by controlling the operation of the water proportional valve. Hot water can be supplied in a stable state as much as possible .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a hot water supply apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the hot water supply apparatus includes a hot water supply unit K that heats supplied water and supplies hot water to an unshown hot water tap, a control unit H as a control unit that controls the operation of the hot water supply unit K, The remote control operation part R etc. which instruct | indicate operation information to the control part H are comprised.
[0018]
The hot water supply section K has a heat exchanger 2 for water heating in the combustion chamber 1, a gas combustion burner 3 for heating the heat exchanger 2, and combustion air is passed through the burner 3 from below, A fan 4 or the like is provided as a combustion air supply means capable of changing and adjusting the air flow rate, and the heat exchanger 2 is provided with a water supply path 5 for supplying water from, for example, a domestic water supply, and hot water after heating. A hot water supply path 6 for supplying hot water is connected to each other.
The water supply channel 5 is provided with a water flow rate sensor 7 for detecting the water flow rate to the heat exchanger 2 and an incoming water temperature thermistor 8 for detecting the incoming water temperature. In addition, a bypass path 23 is provided to supply water supplied through the water supply path 1 to the hot water supply path 6 by bypassing the heat exchanger 2, and the downstream flow path portion 6 a from the connection point of the bypass path 23 in the hot water supply path 6. Further, there are provided a water proportional valve 24 as hot water supply amount adjusting means for adjusting the hot water supply amount, and a hot water temperature thermistor 25 as hot water temperature detecting means for detecting the temperature of hot water supplied through the downstream channel portion 6a.
[0019]
As will be described later, the burner 3 includes a plurality of burner portions, and is configured so that the number of combustion burner portions can be switched to a plurality of stages. The fuel supply passage 10 has three branch passages 10a and 10b. , 10c, and electromagnetically operated switching valves 11a, 11b, 11c for intermittently supplying fuel gas are provided in the respective branch paths 10a, 10b, 10c, and combustion is performed by switching these switching valves 11a, 11b, 11c. The number of burner sections can be switched to three stages.
In addition, in the fuel supply passage 10 upstream of the branch point, an electromagnetically operated gas amount adjusting valve 12 capable of changing and adjusting the amount of fuel supplied to the burner 3, and an electromagnetically operated intermittent valve for intermittently supplying fuel. 13 and the like, and the switching valves 11a, 11b, 11c and the gas amount adjusting valve 12 are configured as the fuel supply state adjusting means N.
Further, near the burner 3, an igniter 14 for performing an ignition operation on the burner 3 and a frame rod 15 for detecting whether or not the burner 3 has been ignited are provided.
[0020]
As shown in FIG. 2, the burner 3 is composed of a plurality of concentrated burners 3a for burning a rich mixture having a low air mixing ratio and a plurality of light burners 3b for burning a light mixture having a large air mixing ratio. For example, 15 dark burners 3a and 14 light burners 3b are alternately arranged in parallel with the dark burners 3a positioned at both ends. That is, 15 dark burners 3a and 14 light burners 3b each constitute a burner portion, and the plurality of burner portions 3a, 3b constitute the burner 3.
A rich gas supply port 16a for supplying fuel gas to the rich burner 3a and a light gas supply port 16b for supplying fuel gas to the light burner 3b are arranged in two upper and lower stages, and these gas supply ports 16a. , 16b is provided with a gas header 17 having a nozzle (not shown) for injecting fuel gas, and the gas header 17 is divided into three blocks by a partition wall, that is, a first block 17a, a second block 17b, and a third block 17c. Has been.
[0021]
The above-described three branch paths 10a, 10b, and 10c are connected to the respective blocks 17a, 17b, and 17c divided into three, and electromagnetically operated switching valves are connected to the respective branch paths 10a, 10b, and 10c. 11a, 11b, and 11c are provided.
Then, by switching the switching valves 11a, 11b, and 11c, the fuel gas is supplied only to the first block 17a, and a total of seven concentrated burners 3a are combusted, and the first block 17a and the second block 17b The fuel gas is supplied to each of the blocks 17a, 17b and 17c, and the fuel gas is supplied to all the blocks 17a, 17b and 17c, so that a total of 15 rich burners 3a and 14 light burners are supplied. It is configured to be able to switch to three stages of the light and dark combustion state in which all the burners with 3b are combusted.
[0022]
The remote control operation unit R includes an operation switch 18 for instructing start / stop of operation of the hot water supply unit K, a temperature setting switch 19 capable of changing and setting the hot water supply target temperature, a display unit 20 for displaying the hot water temperature, the target temperature, and the like. An operation lamp 21 for indicating that the burner is in a state, a combustion lamp 22 for indicating that the burner is in a combustion state, and the like are provided.
[0023]
The control unit H is configured to include a microcomputer, obtains a target fuel supply amount of the burner 3 necessary for setting hot water heated by the burner 3 to a hot water supply target temperature, and sets the target fuel supply amount to the target fuel supply amount. The hot water supply control for controlling the fuel supply state adjusting means N and controlling the air flow rate of the fan 4 so that the target air flow rate is set corresponding to the target fuel supply amount supplied to the combustion burner unit. Is configured to run.
[0024]
The hot water supply control executes the following processing. That is, in the state where the hot water supply section K is set to the operating state, the start of water flow to the heat exchanger 2 is detected when the flow rate detection value Qx detected by the water flow rate sensor 7 exceeds the set amount Qs. Then, an ignition process is performed to burn the burner 3. Then, each of the water flow rate sensor 7 and the incoming water temperature thermistor 8 is from the start of hot water supply until a set time (for example, about 20 seconds) at which the hot water supply temperature is considered to be substantially stable elapses. And the target fuel of the burner 3 necessary for setting the temperature of the hot water supplied through the hot water supply path 6 to the hot water supply temperature based on the detection information of the hot water and the information of the hot water supply target temperature set by the temperature setting switch 19 The supply amount is obtained by calculation, and the number of burners 3a and 3b to be burned and the fuel supply amount supplied to the combustion burners 3a and 3b are controlled so that the obtained target fuel supply amount is obtained. Combustion control is executed in a so-called feed forward (FF) control format in which the air flow rate of the fan 4 is controlled so as to be a target air flow rate set corresponding to the fuel supply amount. Thereafter, after a set time has elapsed from the start of hot water supply, the target fuel supply amount of the burner 3 is obtained by calculation so that the hot water temperature detected by the hot water temperature thermistor 25 becomes the hot water supply target temperature, and the obtained target fuel supply is obtained. The number of burners 3a and 3b to be combusted so as to reach an amount and the fuel supply amount supplied to the combustion burners 3a and 3b are controlled so that the target ventilation amount set in accordance with the target fuel supply amount is obtained. In addition, combustion control is performed in a so-called feedback (FB) control format in which the ventilation amount of the fan 4 is controlled. In this feedback control type combustion control, if the temperature detected by the hot water supply temperature thermistor 25 is not sufficient for the hot water supply target temperature even if the burner 3 is burned to the maximum, the water proportional valve 24 is throttled to restrict the hot water supply target temperature. I try to control it.
Further, as the water flow to the heat exchanger 2 is stopped, the stop process is executed to control the combustion of the burner 3 to stop.
[0025]
In the hot water supply control, the controller H switches the number of combustion burner parts so that the larger the target fuel supply amount, the larger the number of combustion burner parts, and the change of the number of combustion burner parts. Is set to be larger than the minimum target fuel supply amount for maintaining the stage in the next stage on the side where the number of combustion burner parts is increased. An overlap portion of the fuel supply amount is provided between the minimum target fuel supply amount and the number of combustion burner parts is switched.
[0026]
Hereinafter, the control of the burner 3 and the fan 4 in the hot water supply control will be specifically described.
As shown in FIG. 3, the relationship between the target fuel supply amount IP and the target rotational speed of the fan 4 when the number of burners 3a and 3b to be burned is switched with respect to the target fuel supply amount IP is preset and stored. And is executed based on the stored information.
That is, based on the target fuel supply amount IP obtained by calculation, when the target fuel supply amount IP is small, only the switching valve 11a of the branch path 10a is opened along the small input line A. Only the seven rich burners 3a are burned by adjusting the opening of the gas amount adjusting valve 12 and controlling the rotational speed of the fan 4. When the target fuel supply amount IP is large, all three switching valves 11a, 11b, and 11c are opened along the large input line C to adjust the opening of the gas amount adjusting valve 12, At the same time, the rotational speed of the fan 4 is controlled to burn all the 15 dark burners 3a and the 14 light burners 3b. When the target fuel supply amount IP is intermediate, the two switching valves 11a and 11b are opened to adjust the opening of the gas amount control valve 12 along the middle input line B, and the fan 4 The rotational speed is also controlled to burn the 15 rich burners 3a.
[0027]
In the switching of the number of combustion burner parts in the hot water supply control, that is, the switching of the number of burners 3a and 3b to be burned, the maximum target fuel supply amount for maintaining the stage is set to the next stage on the combustion burner part increase side from that stage. In this configuration, an overlap portion is provided between the maximum target fuel supply amount and the minimum target fuel supply amount so as to switch the number of combustion burner parts by making it larger than the minimum target fuel supply amount that maintains the stage. Has been.
[0028]
The characteristics shown in FIG. 3 will be described in detail. The maximum target fuel supply amount Bmax for maintaining the medium input line B is set to be larger than the minimum target fuel supply amount Cmin for maintaining the large input line C. A set amount of overlap portion is provided between the supply amount Bmax and the minimum target fuel supply amount Cmin. Similarly, by setting the maximum target fuel supply amount Amax for maintaining the small input line A to be larger than the minimum target fuel supply amount Bmin for maintaining the middle input line B, the maximum target fuel supply amount Amax and the minimum target fuel are set. A set amount of overlap portion is provided between the supply amount Bmin.
[0029]
And the control part H is a state in which neither the hot water supply amount from the hot water supply passage nor the hot water supply target temperature is changed in a state where the set time has elapsed since the start of hot water supply and the hot water supply temperature is stable or substantially stable. When it is determined that the target fuel supply amount IP is in a hunting state in which the target fuel supply amount IP is repeatedly switched between adjacent ones in the number of burner copies, the target fuel supply amount IP is adjacent to the target fuel supply amount IP in the hunting state. A fuel supply amount maintaining process for maintaining the maximum target fuel supply amount IP in the stage on the combustion burner number reduction side in the stage is configured to be executed.
The control unit H is configured to control the operation of the water proportional valve 24 so that the hot water supply temperature becomes the hot water supply target temperature in a state where the fuel supply amount maintaining process is being executed.
[0030]
The control operation of the control unit H will be described based on the flowchart of FIG.
First, after the operation switch 18 is turned ON, the detected value Qx of the water flow amount sensor 7 exceeds the set water amount Qs as the hot water tap (not shown) is opened, and the water flow (water flow) ) Is detected, ignition processing for the burner is executed (steps 1, 2, and 3). That is, the ventilation operation by the fan 4 is started, and each of the intermittent valve 13, the switching valves 11a, 11b, 11c, and the gas amount adjusting valve 12 is adjusted to open, and the burner 3 is ignited by the igniter 14 to When ignition is confirmed by the mud rod 15, the ignition operation is stopped. When the burner is ignited, thereafter, combustion control is performed in the feed forward (FF) control format as described above (step 4). In the combustion control in the feed forward (FF) control format, the combustion burner number switching process is executed based on the target fuel supply amount IP obtained from the characteristics shown in FIG.
[0031]
The switching to the increase side of the combustion burner number in the combustion burner number switching process will be described with reference to an example of switching from the small input line A to the medium input line B with reference to FIG. When the supply amount IP exceeds the maximum target fuel supply amount Amax that maintains the small input line A and is switched to the middle input line B, the same value as the maximum target fuel supply amount Amax is set. The control along is performed. Similarly, when switching from the middle input line B to the large input line C, the same value as the maximum target fuel supply amount Bmax for maintaining the middle input line B is set, and control along the large input line C from that value is performed. It is done.
[0032]
The switching to the decrease side of the combustion burner number in the combustion burner number switching process will be described with reference to FIG. 3 with an example of switching from the large input line C to the middle input line B. The large input line C is maintained. When the value is smaller than the minimum target fuel supply amount Cmin and is switched to the middle input line B, the same value as the minimum target fuel supply amount Cmin is set, and control along the middle input line B is performed from that value. Similarly, when switching from the middle input line B to the small input line A, the same value as the minimum target fuel supply amount Bmin for maintaining the middle input line B is set, and control along the small input line A is performed from that value. Done.
[0033]
Then, when a set time (for example, several tens of seconds) elapses after the hot water supply is started, the control is switched to the combustion control of the feedback (FB) control type as described above (steps 5 and 6). In this way, since the hot water supply temperature is in a transient state that greatly changes from the hot water supply temperature or a temperature close thereto to the hot water supply target temperature until the set time elapses after the hot water supply is started, feed forward The hot water supply target temperature is made as fast as possible by combustion control in the control format.After the set time has elapsed since the start of hot water supply, the hot water temperature is set to the hot water supply target temperature as accurately as possible by feedback control combustion control. I try to keep it.
[0034]
During the hot water supply operation in which this feedback control type combustion control is being executed, the target fuel supply amount IP is a plurality of stages of the number of burners in a state where neither the hot water supply amount from the hot water supply passage 6 nor the hot water supply target temperature has changed. A determination process is performed to determine whether or not a hunting state has occurred depending on whether or not the adjacent ones have been repeatedly switched more than the set number of times (step 7). As a result of the determination, if it is determined that the state is the hunting state, the target fuel supply amount IP is set to the maximum target fuel supply amount of the stage on the combustion burner number decreasing side among the adjacent stages that are in the hunting state. The IP maintenance process is performed as the fuel supply amount maintenance process to be maintained at (steps 8 and 9). When this IP maintenance process (fuel supply amount maintenance process) is executed, the opening degree of the water proportional valve 24 is changed so that the hot water temperature detected by the hot water temperature thermistor 15 becomes the hot water target temperature. A hot water temperature adjustment process for adjusting the hot water supply amount is executed (step 10).
Thereafter, the opening degree of the hot water tap is changed, and the amount of hot water supplied from the hot water supply passage 6 detected by the water flow rate sensor 7 changes by a set amount or more, or is determined based on setting information by the temperature setting switch 19. When the target hot water supply temperature changes more than the set amount, the fuel supply amount maintenance process as described above is stopped, and the combustion control of the feedback control type is executed in accordance with the changed contents (steps 11, 12, 6). ).
[0035]
The determination process and the IP maintenance process will be described with a specific example with reference to FIG.
For example, assuming that the hunting state occurs between the large input line C and the middle input line B, the amount of hot water supplied from the hot water supply path 6 detected by the water flow amount sensor 7 and the temperature setting switch 19 In a state where none of the hot water supply target temperatures determined based on the setting information has changed, the target fuel supply amount IP is the minimum target fuel supply amount (point C2 in the figure) in the large input line C and the medium input line. If a state in which the maximum target fuel supply amount in B (point B1 in the figure) repeatedly appears is detected, it is determined that a hunting state has occurred. When the occurrence of the hunting state is determined, the target fuel supply amount IP is maintained at the maximum target fuel supply amount (point B1 in the figure) in the middle input line B.
[0036]
When the hot water tap is closed and the detected value Qx of the water flow rate sensor 7 falls below the set water amount Qs or when the operation switch 18 is turned OFF, the switching valves 11a, 11b, 11c, and the gas amount adjusting valve 12 are operated. Then, each of the intermittent valves 13 is closed to stop the combustion of the burner 3, and a stop process is executed to stop the operation of the fan 4 after the set time has elapsed (steps 13, 14, 15).
[0039]
[Another embodiment]
Hereinafter, another embodiment will be described.
[0040]
(1) In the above embodiment, when performing the IP maintenance process as the fuel supply quantity maintenance process, the target fuel supply quantity is set to the maximum of the stage on the combustion burner number reduction side in the adjacent stage that is in the hunting state. The target fuel supply amount is maintained. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the maximum target fuel is a value slightly lower than the maximum target fuel supply amount in a state where the adjacent stage in the hunting state is maintained. It may be configured to maintain the target fuel supply amount close to the supply amount.
Further, instead of such a configuration, when the IP maintenance process as the fuel supply quantity maintenance process is executed, the target fuel supply quantity is set to the stage on the combustion burner number increasing side in the adjacent stage in the hunting state. The target fuel supply amount may be maintained at a target fuel supply amount that is slightly higher than the minimum target fuel supply amount and is close to the minimum target fuel supply amount in a state in which the stage is maintained. .
More specifically, referring to FIG. 3, for example, assuming that a hunting state occurs between the large input line C and the middle input line B, the target fuel supply amount IP is set to the minimum in the large input line C. This is a configuration in which the target fuel supply amount (point C2 in the figure) or a position close to point C2 on the line is maintained.
[0041]
(2) In the above embodiment, the configuration in which the bypass path for supplying the water supplied through the water supply path to the hot water supply path by bypassing the heat exchanger is provided is not limited to such a configuration. Only hot water that has flowed through the heat exchanger for heating may be supplied from the hot water supply path.
[0042]
(3) In the above embodiment, the feed-forward control type combustion control is executed until the set time elapses from the start of hot water supply. However, instead of this feed-forward control, feedback control is executed and executed. It is also possible to perform control that combines feedforward control and feedback control. In each of the above embodiments, after a set time has elapsed since the start of hot water supply, the combustion control of the feedback control type is executed. However, the present invention is not limited to this, and feedforward control is executed. It is also possible to implement, and it is also possible to execute control that combines feedforward control and feedback control.
[0043]
In the above embodiment, after the set time has elapsed since the start of hot water supply, the hunting state occurrence determination process and the fuel supply amount maintenance process based on the determination result are executed. The configuration may be such that the control is started immediately after the start and is executed until the hot water supply operation ends.
[0044]
(4) In the above-described embodiment, an example in which the light and dark combustion burner including the dark burner 3a and the light burner 3b is applied as the plurality of burner parts has been described. However, the form of the burner is not limited to the light and dark combustion burner. A burner having a plurality of dark burners may be used, and various burners can be applied.
Further, the number of stages of the combustion burner part is not limited to three, and may be two or four or more.
[0045]
(5) In the above embodiment, the switching valves 11a, 11b, and 11c for intermittently supplying fuel are provided in the branch paths 10a, 10b, and 10c from the fuel supply path 10, and the gas amount adjusting valve 12 is provided in the fuel supply path 10. Although it is a structure, it is good also as a structure which eliminates the gas amount adjustment valve 12 of the fuel supply path 10, and provides the electromagnetically operated gas amount adjustment valve in each branch path 10a, 10b, 10c.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water supply apparatus. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a burner. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a target fuel supply amount and a fan rotation speed. -G [Fig. 5] Diagram showing change characteristics between gas volume and heat received volume [Explanation of symbols]
2 Heat exchanger 3 Burner 3a, 3b Burner section 5 Water supply path 6 Hot water supply path 7 Water flow rate sensor
19 temperature setting switch H control means N combustion supply conditioning hand stage
2 4 Water proportional valve

Claims

A heat exchanger for water heating that heats the water supplied through the water supply channel by combustion of a burner having a plurality of burner units and supplies hot water from the water supply channel;
A fuel supply state adjusting means for switching the number of combustion burner portions to be in a fuel supply state in the plurality of burner portions to a plurality of stages, and adjusting a fuel supply amount to the combustion burner portion;
Control means for controlling the operation of the fuel supply state adjusting means,
The control means is
The target fuel of the burner required to bring the temperature of hot water supplied from the hot water supply path to the hot water supply target temperature determined based on the setting information by the temperature setting switch as hot water is supplied from the hot water supply path A hot water supply control for controlling the fuel supply state adjusting means is performed by obtaining a supply amount,
In the control of the fuel supply state adjusting means, the maximum target fuel supply amount that maintains the stage so as to increase the number of combustion burner parts as the target fuel supply amount is large and in switching the number of combustion burner parts, In the next stage on the side where the number of combustion burner parts is increased from that stage, by setting it larger than the minimum target fuel supply quantity that maintains that stage, the maximum target fuel supply quantity and the minimum target fuel supply quantity are set between A hot water supply apparatus configured to provide an overlap part of a fuel supply amount and to switch the number of combustion burner parts,
In the hot water supply control, the control means,
In a state in which neither the hot water supply temperature detected from the hot water supply path detected by the water flow rate sensor nor the hot water supply target temperature determined based on the setting information by the temperature setting switch is changed, the target fuel supply amount is: When it is determined that the hunting state is repeatedly switched between the adjacent ones of the plurality of burner copies,
The target fuel supply amount is the target fuel close to the maximum target fuel supply amount in a state where the target fuel supply amount is maintained in the hunting state or the state where the maximum target fuel supply amount is maintained in the stage on the combustion burner reduction side. Maintain the supply amount or target the target fuel supply amount close to the minimum target fuel supply amount while maintaining the minimum target fuel supply amount at the stage on the combustion burner number increasing side in the adjacent stage that is in the hunting state A fuel supply amount maintaining process for maintaining the fuel supply amount is executed, and the hot water supply amount from the hot water supply path detected by the water flow rate sensor changes by a predetermined amount or more, or the setting information by the temperature setting switch If the hot water supply target temperature determined based on the change is equal to or greater than a set amount, the fuel supply amount maintenance process is stopped, and the temperature of hot water supplied from the hot water supply passage The seeking target fuel supply amount of the burner that is required for the hot water target temperature is configured to resume the controller controls the fuel supply state control means,
A water proportional valve capable of changing and adjusting the amount of hot water supply from the hot water supply path is provided,
A hot water supply apparatus configured to control an operation of the water proportional valve so that a hot water supply temperature becomes the hot water supply target temperature in a state where the control means is executing the fuel supply amount maintenance process.