JP5734677B2 - 一缶二水型風呂給湯器 - Google Patents

Description

本発明は、風呂の注湯・追い焚き機能および給湯機能を備えた一缶二水型風呂給湯器に関する。

浴槽の残り湯の水位を圧力センサで検出するのではなく、追い焚き時に与える熱量と浴槽水の温度上昇の程度とから浴槽水量を演算で求める装置が開発されている。この演算に当たっては、風呂熱交換器に流れる流量が異なると効率ηが変わり、演算の根拠となる追い焚き時に与える熱量が変わってしまうので、風呂熱交換器に流れる流量を正しく認識する必要がある。

しかし、給湯側に用いるような流量センサで追い焚き循環経路の流量を検出すると、吸い込んでくる浴槽水の中に含まれる髪の毛等が流量センサにからみつくので好ましくない。そのため、浴槽から取り込む水の温度（風呂戻り温度）と熱交換器で加熱後の浴槽へ向かう水の温度（風呂往き温度）との温度差（風呂往き戻り温度差）から流量を検出する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。すなわち、以下の式で循環流量を算出することができる。
循環流量ＢＷ(リットル／分)＝追い焚き熱量Ｑ'(kcal／分)／（風呂往き温度(℃)−風呂戻り温度(℃)）

特許第３００１９６１号

給湯用水管と風呂の追い焚き用水管とが共通の熱交換器を通る一缶二水路型の風呂給湯器では、給湯停止の状態で風呂の追い焚きを行うと、通水の無い給湯用水管内の水が沸騰してしまう。そのため、給湯用水管内の水が沸騰しないようにバーナを間欠的に燃焼させる制御が行われる。

しかし、バーナを間欠的に燃焼させると、風呂往き温度が安定しない。すなわち、図６に示すように、熱交換器１４においては多数のフィン１４ｃを縫うようにして給湯用水管１４ａと追い焚き用水管１４ｂとが互いに接するようにして配管されているので、燃焼オフの状態から燃焼オンとなっても、給湯用水管１４ａ内の湯温の上昇に熱を奪われ、追い焚き用水管１４ｂ側に熱が直ぐには行きわたらず、追い焚き用水管１４ｂに安定して熱が伝わる前に再び燃焼がオフしてしまうことで、効率ηが上がらずまた安定せず不明となり、風呂往き戻り温度差から追い焚き側の正確な循環流量を演算することはできなかった。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、給湯停止中の追い焚き動作における循環流量を専用の流量センサを設けることなくより正確に算出することのできる一缶二水路型風呂給湯器を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

［１］給水管が入り側に給湯管が出側にそれぞれ接続された給湯用水管と、浴槽に通じる風呂戻り管が入り側に前記浴槽に通じる風呂往き管が出側にそれぞれ接続された追い焚き用水管とが通る一缶二水路型の熱交換器と、
前記熱交換器を加熱する燃焼装置と、
前記浴槽内の水を、前記風呂戻り管と前記追い焚き用水管と前記風呂往き管とを含む追い焚き循環経路の前記風呂戻り管側から取り込んで循環させる循環ポンプと、
前記風呂戻り管に設けられた風呂戻り温度センサと、
前記風呂往き管に設けられた風呂往き温度センサと、
前記循環ポンプを作動させて前記浴槽内の水を前記追い焚き循環経路を通じて循環させながら前記燃焼装置で前記熱交換器を加熱することで前記浴槽内の水を昇温する追い焚き動作を制御すると共に、前記追い焚き動作を給湯停止中に行う場合は前記給湯用水管内の水が沸騰しないように前記燃焼装置の燃焼面の全部または一部を間欠的に燃焼させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、給湯停止中の前記追い焚き動作における単位時間当たりの循環流量を、前記風呂往き温度センサの検出する風呂往き温度と前記風呂戻り温度センサの検出する風呂戻り温度との温度差と、前記燃焼装置が前記追い焚き用水管に与える熱量とに基づく演算に、燃焼オフ期間中の前記熱交換器による放熱量を加味して算出する
ことを特徴とする一缶二水路型風呂給湯器。

上記発明に係る一缶二水路型風呂給湯器は、給湯停止中の追い焚き動作において、給湯用水管内での沸騰を防止するために、燃焼装置の燃焼面の全部または一部を間欠的に燃焼させる。そのため、燃焼オフ期間には熱交換器から放熱する。そこで、給湯停止中の追い焚き動作における単位時間当たりの循環流量を、風呂往き温度と風呂戻り温度との温度差と追い焚き用水管に与えた熱量とから演算で求める際に、燃焼オフ期間中の熱交換器からの放熱量を加味した補正を行うことで、より正確な循環流量を算出する。すなわち、放熱量を勘案せずに風呂往き温度と風呂戻り温度との温度差と追い焚き側の熱量とから循環流量を演算すると、実際より多い循環流量が算出されるので、循環流量を減少させる方向に補正する。

［２］前記制御部は、前記演算に対して、前記風呂戻り温度と、前記風呂往き温度と、前記算出の過程で求まる暫定の循環流量との中の少なくとも２つに基づく補正を行うことで、前記放熱量を加味した循環流量を算出する
ことを特徴とする［１］に記載の一缶二水路型風呂給湯器。

上記発明では、風呂戻り温度と、風呂往き温度と、算出過程の暫定の循環流量との中の少なくとも２つに基づく補正を行って、放熱量を加味した循環流量を算出する。燃焼オン中に熱交換器が高温になるほど、燃焼オフ期間での放熱量が増加する。加える熱量が同じ場合、燃焼オン中に熱交換器が高温になるのは、浴槽から取り込む湯水の温度（風呂戻り温度）が高い場合と、循環流量が少ない場合（風呂戻り温度が低くても追い焚き用水管内をゆっくり流れる間に高温になる場合）である。そして、風呂往き温度と風呂戻り温度との温度差と循環流量とは相関があり、また、循環流量と風呂往き温度とから風呂戻り温度を推定できる。したがって、風呂戻り温度と、風呂往き温度と、循環流量との中の少なくとも２つを使用して補正すれば、実用上十分な補正ができる。もちろん、３つとも使用すればより正確に補正することができる。

［３］前記制御部は、前記放熱量を加味しない場合に比べて、前記風呂往き温度または前記風呂戻り温度が高いほど、前記算出される循環流量が大きく減少するように補正する
ことを特徴とする［２］に記載の一缶二水路型風呂給湯器。

風呂戻り温度あるいは風呂往き温度が高いことは、燃焼オン中に熱交換器が高温になることを意味する。言い換えると、燃焼オフ期間中の放熱量が多いことになる。そこで、風呂戻り温度あるいは風呂往き温度が高いほど、算出される循環流量が減少する方向への補正量を大きくする。

［４］前記制御部は、放熱量を加味しない場合に比べて、前記暫定の循環流量が所定量以下の場合には、前記暫定の循環流量が少ないほど、前記算出される循環流量が大きく減少するように補正する
ことを特徴とする［２］または［３］に記載の一缶二水路型風呂給湯器。

循環流量が少ない場合、湯水が長い時間をかけて追い焚き用水管を通るので、循環流量が多い場合に比べて湯水が高い温度に昇温され、燃焼オン中に熱交換器（特に出口付近）が高温になる。その結果、燃焼オフ期間中の放熱量が循環流量が多い場合に比べて少なくなる。そこで、暫定の循環流量が所定量以下の場合は、暫定の循環流量が少ないほど、算出される循環流量が減少する方向への補正量を大きくする。

［５］前記制御部は、前記風呂戻り温度、前記風呂往き温度の一方もしくは双方に基づく補正を行って得た暫定の循環流量を、該暫定の循環流量に基づいてさらに補正する
ことを特徴とする［２］乃至［４］のいずれか１つに記載の一缶二水路型風呂給湯器。

上記発明では、温度に基づく補正を行って得た暫定の循環流量に基づき、その暫定の循環流量を補正する。この順序で補正することで、補正のための演算が簡略になり、より正確な循環流量を平易な演算で求めることができる。

［６］有効な循環流量を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記循環流量を繰り返し算出すると共に、算出した循環流量が前記記憶部に記憶されている有効な循環流量に対して所定の許容変動量を超えて変化したとき、その変化した方向へ前記許容変動量より少ない所定量だけ前記有効な循環流量を変化させた値に前記記憶部内の有効な循環流量を更新する
ことを特徴とする［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の一缶二水路型風呂給湯器。

上記発明では、算出する循環流量が大きく変化したとき、有効な循環流量をその変化した方向へ少しだけ変更する。このような更新を行うことで、有効な循環流量が頻繁に変化すること、および、一度に大きく変化することが防止される。

本発明に係る一缶二水路型風呂給湯器によれば、給湯停止中の追い焚き動作における循環流量を専用の流量センサを設けることなくより正確に算出することができる。

本発明の実施の形態に係る一缶二水路型風呂給湯器の概略構成を示す説明図である。 風呂戻り温度に対する温度補正値を示すグラフである。 循環流量に対する流量補正値を示すグラフである。 実際の循環流量が８リットル／分の場合における、補正前、補正後の循環流量を示すグラフである。 実際の循環流量が４リットル／分の場合における、補正前、補正後の循環流量を示すグラフである。 一缶二水路型熱交換器を示す模式図である。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る一缶二水路型風呂給湯器１０の概略構成を示している。一缶二水路型風呂給湯器１０は、給湯機能、浴槽へ湯張りする湯張り機能、浴槽内の湯水（以下、浴槽水とも呼ぶ）を設定温度へ昇温させる追い焚き機能などを備えている。

一缶二水路型風呂給湯器１０は、給水管１１が入り側に給湯管１２が出側にそれぞれ接続された給湯用水管１４ａと、浴槽３に通じる風呂往き管１６が出側に、該浴槽３に通じる風呂戻り管１７が入り側にそれぞれ接続された追い焚き用水管１４ｂとを備えた一缶二水路型の熱交換器１４を備えている。

熱交換器１４の下方には該熱交換器１４を加熱する燃焼装置としてのバーナー部１８が配置されている。バーナー部１８にはガス供給管１９が接続されると共に、該ガス供給管１９の途中にはガスを供給するか遮断するかを切り替えるガス弁２１と、バーナー部１８へ供給するガス量を制御信号に応じて調整する比例弁２２が設けてある。バーナー部１８は、点火装置や炎を確認するためのフレームロッドなどを備えている。バーナー部１８の下方には、バーナー部１８から熱交換器１４に向けて送風する送風機１５が設けてある。

給湯管１２の途中の所定箇所と風呂往き管１６の途中の所定箇所は連結管２４によって接続されており、該連結管２４の途中には連結管２４の閉鎖・開通を切り替える注湯電磁弁２５が設けてある。また、連結管２４の接続箇所より上流側の給湯管１２の途中には、閉鎖状態から全開状態まで開度を調整可能な水量サーボ２６が設けてある。

また、給水管１１から分岐し、水量サーボ２６より上流側の給湯管１２に合流・接続されたバイパス管２７を備えると共に、該バイパス管２７の途中に、閉鎖状態から全開状態まで開度を調整可能なバイパス調整弁２８を備えている。このバイパス管２７の分岐箇所より下流側の給水管１１には、当該給水管１１内の水の流量検出する流量センサ２９が設けてある。

連結管２４の接続箇所より追い焚き用水管１４ｂの入り側寄りの風呂戻り管１７の途中には浴槽３内の水を、追い焚き循環経路（風呂戻り管１７→追い焚き用水管１４ｂ→風呂往き管１６）を通じて循環させるための循環ポンプ３１が設けてある。また、連結管２４の接続箇所より浴槽３側の風呂戻り管１７の途中には、循環ポンプ３１を作動させた際に水が実際に循環しているか否かを検出する流水スイッチ３２が設けてある。

給湯用水管１４ａの出口近傍の給湯管１２には管内の水温を検出する熱交温度センサ４１が設けてある。また、風呂往き管１６の途中には管内の温度を検出する風呂往き温度センサ４２が設けてある。さらに給湯用水管１４ａの途中には、管内の水温を検出するための水管温度センサ４４が設けてある。水管温度センサ４４の検出温度に基づき、給湯用水管１４ａ内の沸騰を認識するようになっている。

連結管２４の接続箇所と流水スイッチ３２との間の風呂戻り管１７には管内の温度を検出する風呂戻り温度センサ４３が設けてある。なお、給水管１１から流入する給水の温度を検出する温度センサは取り付けられていない。

このほか、一缶二水路型風呂給湯器１０の動作全体を制御する制御部４５と、給湯温度や風呂温度の設定や湯張り動作や追い焚き動作の開始指示、電源オンオフなど各種の操作をユーザから受けるスイッチ類や動作状態や設定温度などを表示する表示部を有する操作パネル４８を備えている。操作パネル４８は、通常、浴室壁面や台所などに設置される。

制御部４５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、該ＣＰＵが実行するプログラムや固定データなどが記憶されたフラッシュＲＯＭと、ＣＰＵがプログラムを実行する際に各種情報を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）などを主要部とする回路で構成されている。制御部４７には、各種センサ（流量センサ２９、流水スイッチ３２、熱交温度センサ４１、風呂往き温度センサ４２、風呂戻り温度センサ４３、水管温度センサ４４）、バーナー部１８、弁類（ガス弁２１、比例弁２２、注湯電磁弁２５、水量サーボ２６、バイパス調整弁２８）、循環ポンプ３１、操作パネル４８などが接続されている。

次に、一缶二水路型風呂給湯器１０の動作について説明する。

＜給湯動作＞
給湯動作においては、注湯電磁弁２５は閉じている。給湯管１２の延設先に設けられた水栓が開くと、流量センサ２９により通水が検出される。制御部４５は、流量センサ２９が通水を検出すると、バーナー部１８を点火し、設定温度の湯が出るように、燃焼量や水量サーボ２６、バイパス調整弁２８の開度を制御する。給水管１１からの給水は給湯用水管１４ａを通る際に加熱されて出湯される。

＜注湯動作＞
浴槽３に湯を注ぐ注湯動作では、バーナー部１８を燃焼させた状態で注湯電磁弁２５および水量サーボ２６を開くことにより、熱交換器１４の給湯用水管１４ａを通じて加熱した給水を給湯管１２から連結管２４を経て風呂戻り管１７へ送り出し、追い焚き循環経路（風呂戻り管１７と風呂往き管１６）を通じて浴槽３へ落とし込む。

＜追い焚き動作＞
追い焚き動作では、注湯電磁弁２５を閉じ、循環ポンプ３１を作動させて、バーナー部１８を燃焼させる。循環ポンプ３１を作動させると浴槽３内の水は、風呂戻り管１７側から取り込まれ、風呂戻り管１７、追い焚き用水管１４ｂ、風呂往き管１６からなる追い焚き循環経路を経由して浴槽３に戻るように循環する。浴槽水は熱交換器１４の追い焚き用水管１４ｂを通る際に加熱される。

制御部４５は、給湯停止中に追い焚き動作を行う場合は、給湯用水管１４ａ内の水が沸騰しないように、バーナー部１８を間欠的に燃焼（オンオフ燃焼）させる。詳細には、制御部４５は、給湯用水管１４ａ内の水温を計る水管温度センサ４４の検出温度が所定の第１温度に達すると、バーナー部１８の燃焼面の全部または一部を燃焼オフさせ、水管温度センサ４４の検出温度が第１温度より低い所定の第２温度以下になると、燃焼オフを解除して燃焼を再開させるように制御する。

このように、給湯停止した状態では、バーナー部１８の燃焼面の全部または一部においてオンオフ燃焼が行われる。

＜追い焚き動作における循環流量の算出＞
バーナー部１８を連続燃焼させている状態で追い焚きしているときの循環流量の算出は、特許第３００１９６１号に開示されている方法等により求まる。すなわち、安定した連続燃焼の状態では、風呂往き温度センサ４２が検出する風呂往き温度と風呂戻り温度センサ４３が検出する風呂戻り温度との温度差（風呂往き戻り温度差）と、追い焚き用水管１４ｂを流れる湯水にバーナー部１８から与える熱量とに基づいて循環流量を導出することができる。

しかし、一缶二水路型風呂給湯器１０は、給湯停止中の追い焚き動作において、給湯用水管１４ａ内の沸騰を防止するために、バーナー部１８をオンオフ燃焼させるので、連続燃焼を前提とした前述の方法では、誤差が大きく、正しい循環流量を求めることができなかった。

この誤差の原因はオフ燃焼中の放熱にあると推定される。すなわち、一缶二水路型風呂給湯器１０の熱交換器１４では、給湯用水管１４ａに対応したフィンと追い焚き用水管１４ｂに対応したフィンとが一体となっているので、オフ燃焼中は、この一体となったフィン１４ｃが巨大な放熱器として作用する。その結果、燃焼オフ時には、給湯用水管１４ａ内の水温が放熱によって大きく低下し、その後、燃焼オンとなっても、給湯用水管１４ａ内の水温が上昇して追い焚き用水管１４ｂ側への伝熱が安定するまでに時間を要し、安定に至る前に燃焼が再びオフしてしまう場合が多くなる。このように、燃焼オフ期間の放熱は、追い焚き用水管１４ｂ側の放熱のみならず、給湯用水管１４ａ側の放熱量も含めたものになる。放熱量が大きくなると、風呂往き戻り温度差が小さくなるので、該放熱を考慮しない従来の演算では、実際より多めの循環流量が算出されてしまう。

オフ燃焼中の単位時間当たりの放熱量（排熱として排気ガス中の放熱される空冷分と給湯用水管１４ａ側に伝熱で奪われる熱量の両方）は、熱交換器１４の温度が高いほど大きくなる。熱交換器１４の温度が高くなるケースには、浴槽３から戻ってくる湯水の温度（風呂戻り温度）が高い場合と、循環流量が少ない場合とがある。

すなわち、燃焼オン時において風呂戻り温度が高ければ、加熱後の風呂往き温度も高くなる。その結果、燃焼オフした時点での熱交換器温度が高く、燃焼オフ期間中の放熱量は多くなる。また、循環流量が少ない場合は、浴槽水が追い焚き用水管１４ｂを通過するのに要する時間が長くなるので、燃焼オン中は、追い焚き用水管１４ｂを通過する間に水温が大きく上昇する。その結果、追い焚き用水管１４ｂの出口付近では熱交換器が高温になり、燃焼オフ期間の放熱量が多くなる。

このように、燃焼オフ中の放熱量は、循環する湯水の温度と流量とに依存する。そこで、本実施の形態に係る一缶二水路型風呂給湯器１０では、流量に基づく補正と温度に基づく補正とを行うことで、燃焼オフ中の放熱量を加味した循環流量を算出する。以下その詳細を説明する。

ここでは、以下の第１ステップ、第２ステップの順序で循環流量を求める
（第１ステップ）
温度に基づく補正を行う。温度に基づく補正を行った循環流量（温度補正後循環流量）は以下の式で求める。
温度補正後循環流量＝追い焚き熱量÷（(風呂往き温度−風呂戻り温度）×温度補正値)

（第２ステップ）
温度補正後循環流量に対してさらに流量に基づく補正を行う。流量に基づく補正を行った循環流量は以下の式で求める。
循環流量＝温度補正後循環流量×流量補正値
ここで、流量補正値は、温度補正後循環流量に応じて定まる補正値である。第１ステップで求めた温度補正後循環流量は、最終的に補正の完了した循環流量を求める過程で得られる暫定の循環流量である。

なお、浴槽水量の演算などに使用する循環流量は、制御部４５の記憶部に有効循環流量として記憶されている値を使用する。制御部４５は有効循環流量を次のようにして更新する。制御部４５は、追い焚き動作中は、所定時間毎に上記の第１ステップ、第２ステップの演算を行って循環流量を求め、新しく求めた循環流量が現在の有効循環流量からプラス側に許容変動量を超えて変化したときは有効循環流量を所定の補正値だけ増加する方向に更新補正する。また新しく求めた循環流量が現在の有効循環流量からマイナス側に許容変動量を超えて変化したときは有効循環流量を補正値だけ減少する方向に更新補正する。ここで補正値は、許容変動量より小さい値にする。

このような更新を行うことで、有効循環流量が頻繁に変化すること、および、一度に大きく変化することが防止される。すなわち、所定時間毎の算出に使用される風呂往き温度や風呂戻り温度は、オンオフ燃焼中のどのタイミングで検知されたものかによって変動するので、上記のように有効循環流量の更新を制限することで平準化された適切な更新が確保される。

＜第１ステップの詳細＞
放熱量を加味しないで求めた循環流量を基本循環流量ＢＷとする。基本循環流量ＢＷは以下のように算出される。
ＢＷ(リットル／分)＝熱量Ｑ' (kcal／分)÷（風呂往き温度(℃)−風呂戻り温度(℃)）
ここで、追い焚き側に与える熱量Ｑ'（Output）＝Input×η、とする。Inputはバーナー部１８に与えるガス量に対応する熱量であり、熱効率ηは、Inputのうち追い焚き用水管１４ｂが受ける熱量の比率を示す。

上記の基本循環流量ＢＷに対して温度に基づく補正を行って温度補正後循環流量ＢＷ１を以下のように求める。
ＢＷ１(リットル／分)＝熱量Ｑ'(kcal／分)／（（風呂往き温度(℃)−風呂戻り温度(℃)）×（１／（（（ＢＷ40-ＢＷ0）／４０）×風呂戻り温度＋ＢＷ0）））
なお、各式における‘／’の記号は除算を示す。また、算出されるＢＷ１が、３.００(リットル／分)≦ＢＷ１≦１２.００(リットル／分)の範囲から外れる場合は、範囲内に収まるようにリミッターを設ける。例えば1３リッターだったら１２リッターとする。

上記温度補正後循環流量ＢＷ１を求める演算式において、本実施の形態ではＢＷ40、ＢＷ0として下記の値を使用する。
ＢＷ40は、風呂戻り温度４０℃での温度補正値 [定数データ]であり、たとえば、０．８を使用する。
ＢＷ0は、風呂戻り温度０℃での温度補正値[定数データ]であり、たとえば、１を使用する。
なお、この温度補正値は、風呂戻り温度以外の条件を同一として、風呂戻り温度４０℃と０℃における実際の循環流量を測定し、計算で求めた基本循環流量を測定値に一致させる補正値として求めたものである。本例では、０℃と４０℃の２点を標本点として関数を定めたが、他の標本点に基づいて定めてもよい。

上記の例では、風呂戻り温度に基づく補正を行っており、（風呂往き温度(℃)−風呂戻り温度(℃)）に掛け合わせる温度補正値は、
１／（（（ＢＷ40-ＢＷ0）×風呂戻り温度／４０）＋ＢＷ0）
となっている。なお、風呂戻り温度に基づく温度補正値を風呂戻り温度補正値とする。

図２は、風呂戻り温度に対する温度補正値を示すグラフである。たとえば、風呂戻り温度が４０℃の場合、温度補正値は１．２５であり、温度補正後循環流量は、基本循環流量の１．２５分の１に補正される。

なお、上記例のように風呂戻り温度に基づく補正を行うほか、風呂往き温度あるいは風呂戻り温度と風呂往き温度とを組み合わせて温度に基づく補正を行ってもよい。

たとえば、風呂往き温度に基づく温度補正値（風呂往き温度補正値）と、風呂戻り温度に基づく温度補正値（風呂戻り温度補正値）とをそれぞれ求め、これらを加算した値を、前述の第１ステップに適用する温度補正値とする。具体的には、
風呂往き温度補正値＝［１／（（（ＢＷ’40−ＢＷ’0）／４０）×風呂往き温度＋ＢＷ’0）］を求める。
ここで、ＢＷ’40は、風呂往き温度４０℃での温度補正値［定数データ］であり、ＢＷ’0は、風呂往き温度０℃での温度補正値［定数データ］である。そして、この風呂往き温度補正値に、先ほどの風呂戻り温度補正値を加算して、
温度補正値＝（（１／（（（ＢＷ40−ＢＷ0）／４０）×風呂戻り温度＋ＢＷ0））＋（１／（（（ＢＷ’40−ＢＷ’0）／４０）×風呂往き温度＋ＢＷ’0）））を求め、これを前述の第１ステップの演算に適用する。

すなわち、
温度補正後循環流量＝熱量Ｑ’（kcal／分）／（（風呂往き温度（℃）−風呂戻り温度（℃））×（（１／（（（ＢＷ40−ＢＷ0）／４０）×風呂戻り温度＋ＢＷ0））＋（１／（（（ＢＷ’40−ＢＷ’0）／４０）×風呂往き温度＋ＢＷ’0）））） となる。

なお、風呂往き温度補正値を風呂往き温度のみに掛け合わせ、風呂戻り温度補正値を風呂戻り温度のみに掛け合わせて、以下のように温度補正後循環流量を求めてもよい。
温度補正後循環流量＝追い焚き熱量÷（風呂往き温度×風呂往き温度補正値−風呂戻り温度×風呂戻り温度補正値）
すなわち、
温度補正後循環流量＝熱量Ｑ’（kcal／分）／（風呂往き温度（℃）×（（１／（（（ＢＷ’40−ＢＷ’0）／４０）×風呂往き温度＋ＢＷ’0））−風呂戻り温度（℃）×（１／（（（ＢＷ40−ＢＷ0）／４０）×風呂戻り温度＋ＢＷ0））））
となる。

＜第２ステップの詳細＞
第２ステップでは、第１ステップで算出した温度補正後循環流量ＢＷ１に対して、さらに流量補正値による補正を行って循環流量算値ＢＷ２を算出する。第１ステップの温度補正では、[風呂往き温度−風呂戻り温度]に温度補正値を乗算しているので、温度補正は、温度に対する基本循環流量のグラフを勾配補正していることになる。第２ステップの流量補正では、温度補正後循環流量に対して、流量に対応する補正量を加減算する補正を行う。すなわち、上記グラフを平行移動させる補正が行われる。

流量に基づく補正を行った後の循環流量ＢＷ２は以下の式により求める。
循環流量ＢＷ２(リットル／分)＝ＢＷ１＋（（（ＢＷ１２L−ＢＷ３Ｌ）／９(リットル／分)）×ＢＷ１’）＋（４×ＢＷ３Ｌ−ＢＷ１２L）／３
ここで、ＢＷ１’は、ＢＷ１＜ＢＷＬＭａｘの場合はＢＷ１、それ以外ではＢＷＬＭａｘとする。ＢＷＬＭａｘは循環流量補正最大値(リットル／分)[定数データ]であり、ここでは「６」とする。

ＢＷ３Ｌは循環流量３(リットル／分)の時の循環流量補正係数(リットル／分)[定数データ]であり、ここでは「−１．２」とする。
ＢＷ１２Ｌは循環流量１２(リットル／分)の時の循環流量補正係数(リットル／分)[定数データ]であり、ここでは「２．４」とする。

なお、ＢＷ２が、３.００(リットル／分)≦ＢＷ２≦１２.００(リットル／分)から外れた場合は範囲内に収まるようにリミッターを設ける。例えば1３リッターだったら１２リッターとする。

図３は、循環流量に対する流量補正値ＢＷ２を示すグラフである。流量が少ない領域(本例では６リットル以下)では、流量が少ないほど循環流量を大きく減少させるように補正される。前述したように、流量が少ない場合、燃焼オン期間では、追い焚き用水管１４ｂを通過する間に水温が高温になるため、燃焼オフ期間における放熱量が多くなる。放熱量が多いほど、基本循環流量は実際より大きく算出されるので、これを補正すべく、流量が少ないほど、より大きく循環流量を減少させるように補正する。なお、流量がある程度以上多くなると流量による影響をそれ以上受け難くなる。そこで、６リットル以上では、６リットルのときの補正値を使用する。

＜水圧に基づく補正＞
以上のように、温度と流量に基づいて基本循環流量ＢＷを補正することで、オフ燃焼中の放熱量を加味した循環流量を求めることができるが、本願発明者は、熱交換器が高温になる条件（すなわち、オフ燃焼中の放熱量が増加する条件）として、「給水圧が低い場合」をも見いだした。

前述したように、給湯停止中の追い焚き動作では、給湯用水管１４ａ内で沸騰が生じないように、水管温度センサ４４の検出温度に基づいてオンオフ燃焼を制御している。一方、給水圧が高いほど給湯用水管１４ａ内の湯水は沸騰し難いことは知られており、給水圧を測定し、給水圧が高い場合には、燃焼をオフさせる基準温度を高めて追い焚き効率を高めることができる。

しかし、本願発明者は給水圧が低い場合には温度補正前の流量と実際の流量の乖離が大きく、給水圧が高い場合には温度補正前の流量と実際の流量の乖離が小さい事実に気づいた。すなわち、循環流量、燃焼をオフさせる基準温度を同一条件としたとき、給水圧が低い場合には、実際の流量に対してかなり大きめの流量が計算結果として導かれるのに対し、給水圧が高い場合には、その大きさは小さい。これは、給水圧が低い場合には、加熱されたバーナー直上の水管内の湯水の温度が、水管温度センサ４４のある位置の湯水を伝熱や対流で暖めることが速やかに行われるのに対し、給水圧が高い場合には水管温度センサ４４のある位置の湯水が暖まるまでに時間を要していることが原因と推定される。つまり、給水圧が低い場合は、伝熱等が早いので、熱交温度が高いと誤判定される場合であると言える。

そこで、給水圧を実測、又は、推定手段（特開平7-198518号公報等や、今回の循環流量から配管抵抗を求めてから機器の配管抵抗とを合わせ、注湯時の流量（流量センサ２９の検出流量）と合計配管抵抗とから水圧を求める等）から求められる水圧を基に、循環流量の補正（水圧補正）を行っても良い。すなわち、水圧が低いほど、循環流量をより多く減少させるように補正してもよい。水圧補正では、流量補正と同様に、循環流量を加減算する補正、すなわち、平行移動させる補正を行えばよい。

＜補正結果＞
図４、図５は、補正前、補正後の循環流量を示すグラフである。図４は実際の循環流量が８リットル／分の場合のグラフであり、図５は実際の循環流量が４リットル／分の場合のグラフである。各図では、水圧が０．５ｋｇ／平方ｃｍの場合と２ｋｇ／平方ｃｍの場合について、補正前の循環流量と、風呂戻り温度に基づく補正後の循環流量と、風呂戻り温度に基づく補正後の循環流量（温度補正後循環流量ＢＷ１）に対してさらに流量に基づく補正を加えた循環流量とを示してある。

風呂戻り温度に基づく補正では、グラフの勾配が補正されており、流量に基づく補正ではグラフを平行移動させる補正が行われている。

風呂戻り温度に基づく補正と流量に基づく補正を行うことで、オフ燃焼中の放熱量が加味され、実際の循環流量に近い循環流量が算出される。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

実施の形態で示した各種定数データの値は一例であり、適宜、適切な値を使用すればよい。

実施の形態では、熱交換器温度が高い条件(放熱量が多くなる条件)として、１：流量が少なく、風呂戻り温度が低くても風呂往き温度が高い場合と、２：風呂戻り温度が高いので、風呂往き温度が高くなる場合とがある（風呂往き温度がどの程度高くなるかは流量による）との条件を示した。そして、補正の例として、風呂戻り温度に基づく補正と流量に基づく補正とを行う場合を例示した。しかし、上記の条件を逆に言えば、流量補正（平行移動）、風呂戻り温度補正（勾配補正）、風呂往き温度補正（勾配補正）の中の少なくともどれか２つに基づいて補正すれば実用的と考えられる。

すなわち、加える熱量が同一であれば、風呂往き温度と風呂戻り温度の温度差が大きいことは、流量が少ないことを意味する。そこで、風呂往き温度と風呂戻り温度に基づく補正を行えば、流量に基づく補正を反映することができる。また、風呂往き温度と流量とから風呂戻り温度を推定できるので、風呂往き温度と流量とに基づく補正で、風呂戻り温度と流量とに基づく補正と同様の補正を行うことができる。したがって、流量補正（平行移動）、風呂戻り温度補正（勾配補正）、風呂往き温度補正（勾配補正）の少なくともどれか２つに基づいて補正すれば実用上十分に正確な循環流量を算出することができる。もちろん、３つとも使用して補正を行えばより正確な補正が可能になる。

給湯停止状態での追い焚き動作中におけるオンオフ燃焼によって燃焼がオンオフする部分は、バーナー部１８の燃焼面全体でも一部でもかまわない。オンオフ燃焼する部分が燃焼面の一部であっても全部であっても、そのオンオフ燃焼する部分において、燃焼オフ中に放熱が生じるので、本発明による補正が有効になる。

たとえば、バーナー部１８が第１から第４の燃焼面に分かれており、第１燃焼面へのガス供給遮断を第１ガス弁で、第２燃焼面へのガス供給遮断を第２ガス弁で、第３燃焼面へのガス供給遮断を第３ガス弁で、第４燃焼面へのガス供給遮断を第４ガス弁で行う構成であった場合には次のようにオンオフ燃焼を制御してもよい。すなわち、燃焼オン状態を、中ＭＩＮ（第１ガス弁をオン、第２ガス弁をオン、比例弁開度最小、第３ガス弁をオン、ガス弁４をオン）とし、燃焼オフ状態を小ＭＩＮ（第１ガス弁１をオン、第２ガス弁をオン、比例弁開度最小、第３ガス弁をオフ、第４ガス弁をオン）とし、これらの状態を交互に切り替えてオンオフ燃焼を繰り返すようにしてもよい。この場合、第３ガス弁（第３燃焼面）に対応する熱交換器の一部が受熱と放熱を繰り返すことになる。

また、実施の形態では、温度に基づく補正を行ってから流量に基づく補正を行ったが、補正の順序は逆でもよいし、これらの補正を１回で同時に行うようにしてもよい。

また、実施の形態では、演算式によって補正したが、実測値を記憶しておき、その記憶されている値を補正後の循環流量として求めるように構成してもよい。たとえば、風呂戻り温度と、基本循環流量ＢＷ１と、実際の循環流量との関係を予め測定して、風呂戻り温度と基本循環流量ＢＷ１を入力とし、実際の循環流量を出力とするルックアップテーブルを作成し記憶しておけば、稼動中にこのルックアップテーブルを参照することで補正後の循環流量を導出することができる。

このほか、オンオフ燃焼のオフ燃焼中における放熱量を、たとえば、オンオフ燃焼におけるオン燃焼とオフ燃焼との時間比率から推定し、該時間比率に基づいて、放熱量を加味して補正された循環流量を算出するようにしてもよい。すなわち、熱交換器が高温になるほど、燃焼オン時間が短くなり燃焼オフ時間が長くなるので、燃焼オン時間と燃焼オフ時間との比率や燃焼オン時間や燃焼オフ時間の長さなどから、熱交換器の高温の程度、言い換えると、燃焼オフ中の放熱の程度を推定することができる。そこで、燃焼オン時間と燃焼オフ時間の割合等に基づき、基本循環流量を補正してもよい。

なお、実施の形態では、一缶二水路型の熱交換器としたが、より多くの水管が熱交換器を通る一缶多水型の熱交換器を使用する風呂給湯器にも本発明は適用される。すなわち、追い焚き用水管１４ｂ以外の水管内での沸騰を防ぐために追い焚き動作中にオンオフ燃焼を行う風呂給湯器であれば、本発明を適用することができる。

３…浴槽
１０…一缶二水路型風呂給湯器
１１…給水管
１２…給湯管
１４…熱交換器
１４ａ…給湯用水管
１４ｂ…追い焚き用水管
１４ｃ…フィン
１５…送風機
１６…風呂往き管
１７…風呂戻り管
１８…バーナー部
１９…ガス供給管
２１…ガス弁
２２…比例弁
２４…連結管
２５…注湯電磁弁
２６…水量サーボ
２７…バイパス管
２８…バイパス調整弁
２９…流量センサ
３１…循環ポンプ
３２…流水スイッチ
４１…熱交温度センサ
４２…風呂往き温度センサ
４３…風呂戻り温度センサ
４４…水管温度センサ
４５…制御部
４８…操作パネル

Claims (6)

1. 給水管が入り側に給湯管が出側にそれぞれ接続された給湯用水管と、浴槽に通じる風呂戻り管が入り側に前記浴槽に通じる風呂往き管が出側にそれぞれ接続された追い焚き用水管とが通る一缶二水路型の熱交換器と、
   前記熱交換器を加熱する燃焼装置と、
   前記浴槽内の水を、前記風呂戻り管と前記追い焚き用水管と前記風呂往き管とを含む追い焚き循環経路の前記風呂戻り管側から取り込んで循環させる循環ポンプと、
   前記風呂戻り管に設けられた風呂戻り温度センサと、
   前記風呂往き管に設けられた風呂往き温度センサと、
   前記循環ポンプを作動させて前記浴槽内の水を前記追い焚き循環経路を通じて循環させながら前記燃焼装置で前記熱交換器を加熱することで前記浴槽内の水を昇温する追い焚き動作を制御すると共に、前記追い焚き動作を給湯停止中に行う場合は前記給湯用水管内の水が沸騰しないように前記燃焼装置の燃焼面の全部または一部を間欠的に燃焼させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、給湯停止中の前記追い焚き動作における単位時間当たりの循環流量を、前記風呂往き温度センサの検出する風呂往き温度と前記風呂戻り温度センサの検出する風呂戻り温度との温度差と、前記燃焼装置が前記追い焚き用水管に与える熱量とに基づく演算に、燃焼オフ期間中の前記熱交換器による放熱量を加味して算出する
   ことを特徴とする一缶二水路型風呂給湯器。
2. 前記制御部は、前記演算に対して、前記風呂戻り温度と、前記風呂往き温度と、前記算出の過程で求まる暫定の循環流量との中の少なくとも２つに基づく補正を行うことで、前記放熱量を加味した循環流量を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の一缶二水路型風呂給湯器。
3. 前記制御部は、前記放熱量を加味しない場合に比べて、前記風呂往き温度または前記風呂戻り温度が高いほど、前記算出される循環流量が大きく減少するように補正する
   ことを特徴とする請求項２に記載の一缶二水路型風呂給湯器。
4. 前記制御部は、放熱量を加味しない場合に比べて、前記暫定の循環流量が所定量以下の場合には、前記暫定の循環流量が少ないほど、前記算出される循環流量が大きく減少するように補正する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の一缶二水路型風呂給湯器。
5. 前記制御部は、前記風呂戻り温度、前記風呂往き温度の一方もしくは双方に基づく補正を行って得た暫定の循環流量を、該暫定の循環流量に基づいてさらに補正する
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載の一缶二水路型風呂給湯器。
6. 有効な循環流量を記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、前記循環流量を繰り返し算出すると共に、算出した循環流量が前記記憶部に記憶されている有効な循環流量に対して所定の許容変動量を超えて変化したとき、その変化した方向へ前記許容変動量より少ない所定量だけ前記有効な循環流量を変化させた値に前記記憶部内の有効な循環流量を更新する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の一缶二水路型風呂給湯器。

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