JP5256853B2 - Water heater - Google Patents
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Description
本発明は、風呂循環機能を備えた給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a hot water supply apparatus having a bath circulation function.
従来の給湯装置は、ふろ循環回路中に設けられたふろ循環ポンプの回転数にフィードバック制御をかけて回転数を一定にするものである。(例えば、特許文献1参照) The conventional hot water supply apparatus makes the rotation speed constant by performing feedback control on the rotation speed of the bath circulation pump provided in the bath circulation circuit. (For example, see Patent Document 1)
ところが従来の給湯装置は、ふろ戻り配管中に残水が有り浴槽に水が無いときに循環ポンプを運転させると、運転中に残水が無くなり、回転負荷が急激に減少する。すると、フィードバック制御では対応出来ずに一時的に回転数が急上昇してピークが発生してしまい、大きな騒音がでるという問題点があった。 However, in the conventional hot water supply apparatus, when the circulating pump is operated when there is residual water in the return pipe and no water in the bathtub, there is no residual water during operation, and the rotational load is rapidly reduced. As a result, the feedback control cannot cope with the problem, and the rotational speed suddenly rises to cause a peak, resulting in a loud noise.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、循環ポンプの騒音を低減した使い勝手のよい給湯装置を得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the hot water supply apparatus with the ease of use which reduced the noise of the circulation pump.
本発明の給湯装置は、浴槽の湯水を取り出して浴槽に戻すふろ循環回路と、ふろ循環回
路に設けられ浴槽の湯水を循環させる直流電力で駆動する風呂ポンプと、風呂ポンプの回
転数を検知する回転数検知手段と、風呂ポンプの回転数と所定の目標回転数に基づいて風
呂ポンプに速度指令信号を与えるフィードバック制御手段と、ふろ循環回路内の残水状態
の変化を検知する残水状態検知手段と、残水状態検知手段が残水有状態から無状態への変
化を検知した時はフィードバック制御手段によらず、風呂ポンプへの速度指令信号を変化
させて風呂ポンプの回転数を下げる制御を行った後、前記フィードバック制御手段の制御パラメータを第一の制御パラメータに変更し、前記残水状態検知手段が残水無状態から残水有状態へ移行したことを検知したときは、前記フィードバック制御手段の制御パラメータを第二の制御パラメータに切り替える制御部とを備えるものである。
The hot water supply apparatus of the present invention detects a hot water circulation circuit that takes out hot water from a bathtub and returns it to the bathtub, a bath pump that is provided in the hot water circulation circuit and that is driven by DC power that circulates hot water in the bathtub, and detects the number of rotations of the bath pump. Rotational speed detection means, feedback control means for providing a speed command signal to the bath pump based on the rotational speed of the bath pump and a predetermined target rotational speed, and residual water state detection for detecting changes in the residual water state in the bath circulation circuit Control to reduce the number of revolutions of the bath pump by changing the speed command signal to the bath pump, regardless of the feedback control means, when the remaining water status detection means detects a change from the remaining water status to the no status after was Tsu line, detects that the control parameter of the feedback control means to change to the first control parameter, wherein the residual water state detection means is shifted from the remaining Mizunashi state to residual water Yes condition When I is provided with the control unit for switching the control parameter of the feedback control he means to the second control parameter.
本発明の給湯装置によれば、ふろ循環回路内の配管が残水有状態から残水無状態への変化を検知したときは、フィードバック制御によらず速度指令信号を変化させて回転数を下げる。水無状態への移行を検知したら強制的に速度指令信号が低回転数を指示するため、素早く効果的に回転数ピーク値の抑制と回転数ピーク時間の短縮ができる。よって、騒音レベル、騒音時間とも格段に落とすことが出来る。 According to the hot water supply device of the present invention, when the piping in the bath circulation circuit detects a change from the state with residual water to the state without residual water, the speed command signal is changed regardless of feedback control to lower the rotational speed. . When the transition to the waterless state is detected, the speed command signal forcibly indicates a low rotational speed, so that the rotational speed peak value can be quickly and effectively suppressed and the rotational speed peak time can be shortened. Therefore, both the noise level and the noise time can be greatly reduced.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における給湯装置である貯湯式給湯機の構成図、図2は本発明の実施の形態1におけるふろ循環ポンプの制御フローチャートである。以下、図面に基づき本構成についての詳細を説明する。
FIG. 1 is a configuration diagram of a hot water storage type water heater that is a hot water supply apparatus according to
図1の貯湯式給湯機1において、貯湯タンク7は水や湯を貯湯し、加熱手段であるヒートポンプユニット21には加熱循環回路22が接続され、この加熱循環回路22は貯湯タンク7の上下部と接続されており、加熱循環回路22には前記ヒートポンプユニット21内に循環ポンプ(図示せず)が設けられ、貯湯タンク7の下部から水を導き、ヒートポンプにより外気との熱交換を行い、水を高温の湯に沸き上げ、貯湯タンク7の上部に戻している。
In the hot water storage
一方、給湯配管23は、一端を貯湯タンク7の上部に接続し他端をふろ給湯用混合弁17と一般給湯用混合弁18の給湯口に接続し貯湯タンク7内に貯湯された湯をふろ給湯用混合弁17と一般給湯用混合弁18に供給するための配管である。給水配管19は、水道管等の水源に接続され、減圧弁13は給水配管19に取り付けられ水源水圧を減少させて、一端をふろ給湯用混合弁17と一般給湯用混合弁18の給水口に接続して水源の水を供給し、もう一端は貯湯タンク7の下部に接続され、貯湯タンク7内に給水する。ふろ給湯用混合弁17には、ふろ給湯用混合弁17からの混合湯をふろ循環回路4に送るふろ給湯配管5が接続されている。ふろ給湯配管5には混合湯の供給と停止を行うふろ給湯用電磁弁16と、混合湯の流量を検知するふろ給湯用流量センサ32とふろ給湯用混合弁17の温度補正を行うためのふろ往き温度センサ25が設けられ、前記ふろ循環回路4に接続されている。貯湯タンク7の上部近傍の給湯配管23には沸き上げ中に体積膨張した貯湯タンク7内の湯を逃がすための逃がし弁34が設けてある。一般給湯用混合弁18には、一般給湯用混合弁18からの混合湯を台所の蛇口などに送る一般給湯配管20が接続される。
On the other hand, the hot
貯湯タンク7の上下部には前記貯湯タンク7に蓄えられた貯湯水を貯湯タンク7に戻すタンク循環回路6が接続されている。このタンク循環回路6は貯湯タンク7内に貯湯されたお湯と浴槽2内の浴槽水を熱交換する熱交換器14、貯湯タンク7のお湯をタンク循環回路6に循環させるふろ循環熱源ポンプ15で構成されている。
Connected to the upper and lower portions of the hot
浴槽2には浴槽アダプタ3が取り付けられており、浴槽アダプタ3を通してふろ循環回路4が接続されている。このふろ循環回路4は前記熱交換器14と、浴槽2の湯水を循環させるふろ循環ポンプ12と、浴槽アダプタ3と熱交換器14に接続され循環時に浴槽2の湯水を貯湯式給湯機1に引き込むにふろ戻り配管8と、熱交換器14と浴槽アダプタ3に接続され循環時にふろ戻り配管の湯水を浴槽2へ送水するふろ往き配管9とで構成される。さらに、ふろ循環回路4には水流検知手段としてフロースイッチ11が介設され浴槽水の水流有無の検出を行い、また、水位センサ10が介設され浴槽2の水位の検出を行う。
A
ふろ循環ポンプ12はDCポンプであり、ふろ循環ポンプ12の回転数を、回転数信号として出力する機能と印加された速度指令信号に応じて回転数を変化させる機能が備わっている。
The
貯湯式給湯機1の制御部35は、ふろ循環ポンプ12の回転数信号から回転数を読み取る回転数検知手段354と、所定の目標回転数と前記回転数検知手段354より検知した回転数からポンプ速度指令信号を演算するフィードバック制御手段351と、ふろ循環回路4内の残水有無状態の変化を検知する配管残水状態検知手段353と、ふろ循環回路4内の残水が有りから無しに変化したときふろ循環ポンプ12の回転数が大きくならないように速度指令信号を調整する低回転数指示手段352を備えている。制御部35では前記配管残水状態検知手段353よりふろ循環回路4が配管水無状態に移行したことを検知した際に、前記フィードバック制御手段351から前記低回転数指示手段352へ切り替える。
The
次に、上記構成よりなる貯湯式給湯機1の湯張り時の騒音を低減する動作について説明する。貯湯式給湯機1と接続されたリモコン(図示せず)により湯張りが設定されると、呼び水として浴槽2へ所定の量の湯水が給湯され、ふろ循環回路4が湯水で充填される。次に、浴槽水引き込み動作として、ふろ循環ポンプ12を運転して、ふろ循環回路4内の湯水を循環させ、浴槽2の湯水をふろ循環回路4まで引き込む動作を行う。浴槽2の湯水を引き込めるだけの十分な時間、ふろ循環ポンプ12を動作させた後、フロースイッチ11による水流の有無を配管残水状態検知手段353により検知し、浴槽水の有無を判定する。浴槽2に湯水が無いと判定したときは、リモコンにより設定された湯張り設定温度と湯張り設定量を浴槽2へ給湯し、設定湯量に達したら水位センサ10により水位を検出し、制御部35に記憶して湯張り動作を終了する。浴槽2に湯水があれば、浴槽2の湯温と水位を見て、リモコンの湯張り設定温度まで追焚きした後、湯張り設定湯量の水位まで浴槽2へ湯水を給湯する。
Next, the operation | movement which reduces the noise at the time of hot water filling of the hot water storage
以下、説明のために、ふろ循環回路4のふろ戻り配管8内に残水が無い状態と判定するふろ循環ポンプ12の閾値回転数をPと定義する。なお、閾値回転数Pはふろ循環ポンプ12の通常運転状態における目標回転数より高回転に設定する所定回転数である。
Hereinafter, for the purpose of explanation, the threshold rotational speed of the
次に、本発明に関わるふろ循環ポンプ12の制御動作について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。湯張り中、浴槽水引き込み動作になると制御部35により、ふろ循環ポンプ12の運転が開始され(ステップS1)、浴槽水引き込み動作のふろ循環ポンプ12の目標回転数が設定される(ステップS2)。
Next, the control operation of the
次にふろ循環ポンプ12の現在の回転数を回転数検知手段354により検出し(ステップS3)、回転数があらかじめ設定された閾値回転数P以上であるかを判断する(ステップS4)。ふろ循環ポンプ12の回転数が閾値回転数P以上であれば、ステップS5に進み、ふろ循環回路4内が配管残水有状態から配管残水無状態に変化したと判定し、ステップS6に進む。
Next, the current rotational speed of the
ステップS6では、フィードバック制御手段351によらず、低回転数指示手段352により、ふろ循環ポンプ12への速度指令信号を低回転数となるよう変化させる。フィードバック制御手段351は、急激な回転数の変化を行うようには制御パラメータが設定されていないため、フィードバック制御手段351でふろ循環ポンプ12を制御すると回転数の大きなピークが出てしまい騒音が発生するが、フィードバック制御手段351によらず低回転数指示手段352により速度指令信号に強制的に低回転数を指示させることで、回転数ピークを押さえられ、騒音レベルの低減と騒音時間の短縮が出来る。
In step S6, the low speed instruction means 352 changes the speed command signal to the
ステップS4で、ふろ循環ポンプ12の回転数が閾値回転数Pを超えない場合、ステップS7に進み、ふろ循環回路4の配管残水状態には変化なしと判定し、ステップS8に進む。ステップS8では、ふろ循環配管4内の残水状態に変化はないので、ステップS4で検出したふろ循環ポンプの回転数を目標回転数に合わせこむように速度指令信号を変化させるフィードバック制御をフィードバック制御手段351により行う。
If the rotation speed of the
ここで、ふろ循環回路4内の残水の有無の変化と、ふろ循環ポンプ12の回転数の変化との関係について簡単に説明する。ふろ循環回路4内の残水状態が変化しなければ、ふろ循環ポンプ12にかかる負荷に変化がないので、応答の比較的遅い制御パラメータにより動作するフィードバック制御手段351により、ふろ循環ポンプ12の回転数は目標回転数付近またはそれ以下で制御することが可能であるが、残水有りから無状態に移行したときには、残水によるふろ循環ポンプ12への負荷が急激に消失するため、ふろ循環ポンプ12の回転負荷の急激な減少から回転数が急上昇する。従って、ふろ循環ポンプ12の回転数が目標回転数より上に設定した閾値回転数Pを越えたら、残水無状態に移行したと判断することが出来るのである。
Here, the relationship between the change in the presence or absence of residual water in the
ステップS9ではふろ循環ポンプ12の停止命令の有無を判断し、所定の浴槽水引き込み時間を経過して浴槽水の有無検出が終了すれば、停止命令(S10)が出されるためステップS10に進み、ふろ循環ポンプ12を停止する。停止命令がなければ、ステップS3に戻り、再度回転数検出を行う。ふろ循環回路4の配管残水状態が変化しなければ、ふろ循環ポンプ12の停止命令が出るまで上記のステップS7、S8、S9の流れを繰り返し、フィードバック制御によりふろ循環ポンプ12の回転数を目標回転数に合わせこむ。
In step S9, it is determined whether or not there is an instruction to stop the
一方、浴槽2に水が無い時の浴槽水引き込み動作では、ふろ戻り配管8の水をふろ循環ポンプ12が全て引き込んだ後、ふろ戻り配管8は残水あり状態から残水無状態に移行する。するとふろ循環ポンプ12の回転数が急上昇し、ステップS4においてふろ循環ポンプ12の回転数が閾値回転数Pを超えるため、ステップS5、S6と進み残水無状態に移行したと判定され、ステップ9に進むフローとなる。
On the other hand, in the bathtub water drawing operation when there is no water in the
以上説明した実施の形態1では、ふろ循環回路4の配管残水状態の変化をふろ循環ポンプ12の回転数と閾値回転数Pによって検知したが、水流検知手段により水流の有無を見ることでも検知出来る。例えば水流検知手段してフロースイッチ11を用い、制御部35でフロースイッチ11からの出力信号を監視し、ON(湯水の流れ有り)からOFF(湯水の流れ無し)への変化を検知した時にふろ循環回路4は配管水無状態になったと判断する。さらに、ふろ循環ポンプ12の回転数と速度指令信号の組み合わせからでも配管残水状態の変化を検知することが出来る。ふろ循環ポンプ12は同じ速度指令信号でも回転負荷の小さい配管水無状態の方が回転負荷の大きい配管水有状態より回転数が大きくなる。そこで、ふろ循環ポンプ12に速度指令信号として制御電圧に回転数が比例するものを用いて、予め電圧−回転数回転数の特性を調べておく。例えば、制御電圧が4Vの時のふろ循環ポンプ12の回転数が配管水有状態で2000rpm、配管水無状態で6000rpmであれば、制御電圧4Vの時に回転数が4000rpm以下なら配管水有状態、そうでなければ配管水無状態といった判断基準を設定し、配管水有状態から配管水無状態への変化を検知するのである。
In the first embodiment described above, a change in the remaining water state of the
実施の形態2
実施の形態1では、ふろ循環回路4内の残水が有りから無しの変化したとき、フィードバック制御手段351によらず、低回転数指示手段352により、ふろ循環ポンプ12の回転数を強制的に低い回転数となるように制御するのみであったが、例えばふろ循環ポンプ12の回転数を上述のように低い回転数に制御したあと、フィードバック制御手段351による制御を行いながら、さらにふろ循環回路4内の配管残水有無の変化に応じて、フィードバック制御手段で用いる制御パラメータを、配管残水有無の状態に対応した制御パラメータに変更してもよい。
In the first embodiment, when there is a change in the presence or absence of residual water in the
図3は、本実施の形態2の、ふろ循環ポンプ12の制御動作を示すフローチャートである。図3において図2と同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。なお、本実施の形態2の構成は図1とまったく同一であるので、必要に応じ図1を参照する。
FIG. 3 is a flowchart showing the control operation of the
図3のステップS6において、ふろ循環回路4内の残水が有りから無しに変化し、低回転数指示手段352により、ふろ循環ポンプ12の回転数を低回転に変更したあと、ステップS11に至る。
In step S6 of FIG. 3, there is a change from the presence or absence of residual water in the
ステップS11では、ふろ循環ポンプ12の回転数制御をフィードバック制御手段351による制御に切り替えるとともに、フィードバック制御手段351で用いる制御パラメータを、回路4内に残水がない場合に用いる第一の制御パラメータに変更する。この第一の制御パラメータとは、配管内に残水がなく回転の負荷が小さいため、ふろ循環ポンプ12の指示回転数に対する反応が鋭いので、それに対応したパラメータ設定がなされたものである。
In step S11, the rotational speed control of the
ステップS12では、ふろ循環回路4内の残水状態の変化を配管残水状態検知手段353により検知し、残水が無しから有りに変化したら、ステップS13に進み、変化しない場合はステップS9に進む。
In step S12, a change in the residual water state in the
ステップS13では、ふろ循環回路4内の残水状態が無しから有りに変化したので、それまでのフィードバック制御手段351で用いていた第一の制御パラメータに換えて、配管内に残水がある場合の第二の制御パラメータに変更して制御する。すなわち、ふろ循環ポンプ12の回転の負荷が大きいため、ふろ循環ポンプ12の指示回転数に対する反応が鈍いので、それに対応したパラメータ設定がなされたものが第二の制御パラメータである。このあと、ステップS9に進む。
In step S13, since the remaining water state in the
このように、ふろ循環回路4内の残水有無の変化に応じてフィードバック制御手段351の制御パラメータを変更するので、ふろ循環ポンプ12の回転負荷に応じた制御を行うことができ、目標の回転数にいち早く到達させることが可能となる。
Thus, since the control parameter of the feedback control means 351 is changed according to the change in the presence or absence of residual water in the
以上のように、ふろ循環ポンプ12において、フィードバック制御とふろ戻り配管8が水無状態に移行したときはフィードバック制御によらず回転数を下げることで、ふろ循環ポンプの騒音レベルを抑え、騒音時間を短くすることが出来る。このように、実施の形態1によれば、低騒音の使い勝手の良い給湯装置を提供することが出来る。
As described above, in the
また、実施の形態2によれば、上述の効果に加えて、ふろ循環回路4内の残水有無の変化に応じてフィードバック制御手段351の制御パラメータを変更するので、ふろ循環ポンプ12の回転負荷に応じた制御を行うことができ、目標の回転数にいち早く到達させることが可能となり、過渡状態などの運転音の低減が可能となる。
Further, according to the second embodiment, in addition to the above-described effects, the control parameter of the feedback control means 351 is changed according to the change in the presence or absence of residual water in the
1 貯湯式給湯機
2 浴槽
3 浴槽アダプタ
4 ふろ循環回路
5 ふろ給湯配管
6 タンク循環回路
7 貯湯タンク
8 ふろ戻り配管
9 ふろ往き配管
10 水位センサ
11 フロースイッチ
12 ふろ循環ポンプ
13 減圧弁
14 熱交換器
15 ふろ循環熱源ポンプ
16 ふろ給湯用電磁弁
17 ふろ給湯用混合弁
18 一般給湯用混合弁
19 給水配管
20 一般給湯経路
21 ヒートポンプユニット
22 加熱循環回路
23 給湯配管
25 ふろ往き温度センサ
32 ふろ給湯用流量センサ
34 逃し弁
35 制御部
351 フィードバック制御手段
352 低回転数指示手段
353 配管残水状態検知手段
354 回転数検知手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ふろ循環回路に設けられ前記浴槽の湯水を循環させる直流電力で駆動する風呂ポンプと、
前記風呂ポンプの回転数を検知する回転数検知手段と、
前記風呂ポンプの回転数と所定の目標回転数に基づいて前記風呂ポンプに速度指令信号を与えるフィードバック制御手段と、
前記ふろ循環回路内の残水状態の変化を検知する残水状態検知手段と、
前記残水状態検知手段が残水有状態から無状態への変化を検知した時は前記フィードバック制御手段によらず、前記風呂ポンプへの前記速度指令信号を変化させて前記風呂ポンプの回転数を下げる制御を行った後、前記フィードバック制御手段の制御パラメータを第一の制御パラメータに変更し、前記残水状態検知手段が残水無状態から残水有状態へ移行したことを検知したときは、前記フィードバック制御手段の制御パラメータを第二の制御パラメータに切り替える制御部と、を備えたことを特徴とする給湯装置。 A bath circulation circuit for taking out hot water from the bathtub and returning it to the bathtub;
A bath pump that is provided in the bath circulation circuit and that is driven by direct current power that circulates hot water in the bathtub;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the bath pump;
Feedback control means for providing a speed command signal to the bath pump based on the rotational speed of the bath pump and a predetermined target rotational speed;
A residual water state detection means for detecting a change in the residual water state in the bath circuit,
When the residual water state detection means detects a change from the residual water present state to the non-state, the speed command signal to the bath pump is changed without changing the feedback control means to change the rotation speed of the bath pump. after Tsu line control of lowering, the change the control parameter of the feedback control means to the first control parameter when said residual water state detection means detects that a transition from the remaining Mizunashi state to residual water chromatic state And a controller for switching the control parameter of the feedback control means to the second control parameter .
前記ふろ循環回路に設けられ前記浴槽の湯水を循環させる直流電力で駆動する風呂ポンプと、
前記風呂ポンプの回転数を検知する回転数検知手段と、
前記風呂ポンプの回転数と所定の目標回転数に基づいて前記風呂ポンプに速度指令信号を与えるフィードバック制御手段と、
前記ふろ循環回路内の残水状態の変化を検知する残水状態検知手段と、
前記残水状態検知手段が残水有状態から無状態への変化を検知した時は前記フィードバック制御手段によらず、前記風呂ポンプへの前記速度指令信号を変化させて前記風呂ポンプの回転数を所定回転数まで下げる制御を行った後、前記フィードバック制御手段の制御パラメータを第一の制御パラメータに変更し、前記残水状態検知手段が残水無状態から残水有状態へ移行したことを検知したときは、前記フィードバック制御手段の制御パラメータを第二の制御パラメータに切り替える制御部と、を備えたことを特徴とする給湯装置。 A bath circulation circuit for taking out hot water from the bathtub and returning it to the bathtub;
A bath pump that is provided in the bath circulation circuit and that is driven by direct current power that circulates hot water in the bathtub;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the bath pump;
Feedback control means for providing a speed command signal to the bath pump based on the rotational speed of the bath pump and a predetermined target rotational speed;
A residual water state detection means for detecting a change in the residual water state in the bath circuit,
When the residual water state detection means detects a change from the residual water present state to the non-state, the speed command signal to the bath pump is changed without changing the feedback control means to change the rotation speed of the bath pump. After performing control to reduce to a predetermined number of revolutions, the control parameter of the feedback control means is changed to the first control parameter, and it is detected that the residual water state detection means has shifted from the state without residual water to the state with residual water. And a controller that switches the control parameter of the feedback control means to the second control parameter.
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