JP6515550B2 - 一缶二水路給湯装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態では、一缶二水路給湯装置おいて、加熱部により加熱された熱交換器からの高温水が出力される給湯路には、燃焼部をバイパスして給水路からの低温水が通流されて混合される。追焚運転中、コントローラは、給水路の低温水の温度に基づき、加熱制御のための目標温度を決定する。コントローラは、熱交換器から出力される高温水が当該目標温度を維持するように、燃料の供給を制御する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る給湯システム10の概略ブロック図である。給湯システム10は、筐体1aを有した一缶二水路給湯装置(以下、給湯装置と称する)を備える。
図2は本発明の実施の形態に係るコントローラ100の概略構成図である。コントローラ100は、CPU(Central Processing Unit)101、メモリ部102、給湯システム10内の各種スイッチ、各種弁を開閉するための制御信号、各種のポンプを駆動するための制御信号を送出するとともに、各部と信号を入出力するインターフェイス103、操作部104、給湯システム10の運転に関する情報を報知するための出力部105、および計時のためのタイマ106を含む。メモリ部102は、プログラムおよびデータを格納するための揮発性または不揮発性のメモリからなる。
コントローラ100が実施する運転モードには、給湯運転モード、および浴槽8の湯水の温度を上昇(沸上げ)または保温するための追焚運転モードが含まれる。CPU101は、操作部104のユーザ操作に基づき運転モードを設定し、設定された運転モードのデータを、メモリ部102に格納する。給湯装置は、追焚運転モードにおいて、流量センサ150により給水路から所定流量の入水が検出されたときは、同時に給湯運転を実行する。ここでは、追焚運転モードにおいて、給湯運転が実行されていない場合を“追焚単独運転モード”と呼ぶ。
図3は、本発明の実施の形態1に係るコントローラ100の機能構成を示す図である。コントローラ100のCPU101は、温度センサ110により検出される温度に基づき、目標温度を決定する目標決定部2A、および元ガス電磁弁28およびガス比例弁27に相当の燃料供給部を制御する供給制御部3Aを含む。また、メモリ部102には、目標決定部2Aにより参照されるデータが登録されたテーブル5A(後述する)が予め格納される。図3の各部は、メモリ部102に格納されるプログラムおよび回路の組合せからなる。CPU101は、メモリ部102からプログラムを読出し、読出されたプログラムを実行することにより各部の機能を実現する。
実施の形態の背景として、給湯運転時の給湯温度Thは、給水路からの低温水の温度Tw、一次熱交換器22からの高温水の温度Tbおよび分配弁80の分配率Kを用いて、下記(1)式に従って算出される。温度Twは温度センサ110による検出温度に相当する。また、給湯運転時は、温度Tbは一次熱交換器22の出湯側に設けられた缶体サーミスタ(図示せず)による検出温度に相当する。
実施の形態1では、説明を簡単にするために設定温度(すなわち、給湯温度Th)は固定であると想定する。また、分配率Kは設定温度から決まるから、(1)式では、ThおよびKは固定値であるとみなせる。したがって、(1)式によれば、追焚運転中は、当該追焚運転の終了直後、または終了から比較的短い時間の経過後に給湯運転が実施されたとしても、給湯開始時に(1)式の温度Thを得ることができるような目標温度に、温度Tbを維持することが望まれる。なお、本実施の形態では、給湯装置は、追焚運転中は、缶体サーミスタと同様に一次熱交換器22の側に設けられた沸騰防止サーミスタ29の検出温度を、高温水の温度Tbとして取得する。
供給制御部3Aは、目標決定部2Aにより決定された目標温度に従いバーナ30に供給する燃料量を可変に制御する。これにより、バーナ30への供給熱量Gによって缶体32での発生熱量を制御する。バーナ30への供給熱量Gは、沸騰防止サーミスタ29による検出温度を、目標温度に一致させるように設定される。当該供給熱量Gを実現するようなガス流量がバーナ30に供給されるように、供給制御部3Aは、ガス比例弁27の開度を比例制御する。なお、以下では、供給制御部3Aが制御周期毎に供給熱量Gを制御するものとして、現在の制御周期を第n番目の制御周期として表記する。
供給制御部3Aは、目標決定部2Aにより決定された目標温度を、バーナ30の燃焼加熱を停止させるためのオフ温度として用いる。具体的には、ガス比例弁27の開度の比例制御において、沸騰防止サーミスタ29の検出温度がオフ温度(目標温度)よりも高くなったときは、元ガス電磁弁28を閉じて燃料の供給を停止し、バーナ30の燃焼を停止させる。その後、沸騰防止サーミスタ29の検出温度がオフ温度(目標温度)よりも低くなったときは、元ガス電磁弁28を開いてガス比例弁27の開度の比例制御による燃料の供給を再開し、バーナ30の燃焼を開始させる。
図5は、本発明の実施の形態1に係る処理を示すフローチャートである。図5のフローチャートに従ったプログラムは、メモリ部102に格納される。CPU101は、メモリ部102のプログラムを読出し、読出されたプログラムを実行する。これにより、図5の処理が実現される。
実施の形態2は、目標決定部2Aによる目標温度の決定方法の他の例を説明する。目標温度決定方法を除く、構成および機能は実施の形態1と同様であるから説明は繰返さない。
実施の形態3は、実施の形態1と2の変形例を示す。実施の形態3では、CPU101は、“追焚単独運転”における最大インプットを、給水路からの入水温度に基づき変化させる。“インプット”とは、バーナ30による燃料燃焼量(単位:キロカロリー)、すなわちバーナ30に供給可能な最大の燃料量である。
各実施の形態では、分配弁80の分配率Kは変化しないものとして説明したが、分配弁80の調整可能な範囲内で変化させてもよい。その場合には、図4または図6に示した目標温度決定のための演算式は、分配率Kに基づくパラメータが追加され、またテーブル5Aは分配率Kごとに準備される。これにより、温度センサ110が検出する給水路の入水温度と、その時の分配率Kに対応した演算式またはテーブル5Aから目標温度を決定することができる。したがって、分配弁80の調整可能な範囲内で目標温度を決定することができる。
各実施の形態によれば、給湯装置は、熱交換器からの高温水と混合させる給水路からの低温水の温度をパラメータとして、追焚単独運転時に給湯熱交換器の一部(ベンド)に設ける沸騰防止サーミスタ29で検出されるべき温度(目標温度)を変化させる、または、追焚単独運転時の最大インプットを変化させる。これにより、その時の分配弁80の調整範囲内で、給湯温度を安定的かつ速やかに設定温度に制御することが可能となり、設定温度を超えた高温出湯を防止することができる。
Claims (6)
- 一缶二水路給湯装置であって、
前記一缶二水路給湯装置に低温水を供給する給水路と、
燃焼部と、を備え、
前記燃焼部は、
前記給水路から供給される前記低温水を加熱して高温水を給湯路に送出する給湯熱交換部と、
前記給湯路とは異なる循環路から供給される熱媒体を加熱する非給湯熱交換部と、
前記給湯熱交換部および前記非給湯熱交換部を、燃料を燃焼させて加熱する加熱部と、を含み、
前記一缶二水路給湯装置は、さらに、
前記燃焼部の前記給湯熱交換部からの高温水が出力される給湯路と、
前記燃焼部をバイパスして前記給水路からの前記低温水を前記給湯路に通流させるように構成されたバイパス流路と、
前記加熱部へ前記燃料を供給する燃料供給部と、
前記給湯熱交換部の前記高温水の温度を検出する第1の温度検出部と、
前記給水路から供給される前記低温水の温度を検出する第2の温度検出部と、
前記一缶二水路給湯装置を制御する制御部と、を備え、
前記一缶二水路給湯装置が実行する運転モードは、
前記給湯熱交換部からの高温水を前記給湯路に出力する給湯運転と、
前記非給湯熱交換部により前記循環路の前記熱媒体の加熱を行う非給湯運転と、を含み、
前記制御部は、
前記第2の温度検出部により検出される温度が高い場合の方が、当該温度が低い場合よりも目標温度が低くなるように当該目標温度を決定する目標決定部と、
前記一缶二水路給湯装置が前記非給湯運転のみを実行中に、前記第1の温度検出部によって前記目標温度が検出されるような燃料供給が実施されるように、前記燃料供給部を制御する供給制御部と、を含む、一缶二水路給湯装置。 - 前記供給制御部は、
前記第1の温度検出部により前記目標温度よりも高い温度が検出されるとき、前記燃料の供給を停止し、その後に、前記第1の温度検出部により前記目標温度よりも低い温度が検出されるとき、前記燃料の供給を再開するように前記燃料供給部を制御する、請求項1に記載の一缶二水路給湯装置。 - 前記目標決定部は、
前記第2の温度検出部により検出される温度に基づき、予め定められた演算式に従い前記目標温度を算出することにより決定する、請求項1または2に記載の一缶二水路給湯装置。 - 前記一缶二水路給湯装置は、
各々が、温度範囲と、当該温度範囲に対応した1つの前記目標温度とを含む複数の組が格納された記憶部を、さらに備え、
前記目標決定部は、
前記第2の温度検出部による検出温度に基づき、当該検出温度を含む前記温度範囲に対応した前記目標温度を前記記憶部から読出すことにより決定する、請求項1または2に記載の一缶二水路給湯装置。 - 前記供給制御部は、さらに、
前記非給湯運転のみを実行中に、前記第2の温度検出部により検出される温度に従って、前記燃料の最大供給量を変化させるように前記燃料供給部を制御する、請求項1から4のいずれか1項に記載の一缶二水路給湯装置。 - 前記目標決定部は、
前記第2の温度検出部により検出される温度が高い場合の方が、当該温度が低い場合よりも前記目標温度が低くなるように、前記バイパス流路における前記給水路から前記給湯路への前記低温水の通流量に基づき当該目標温度を決定する、請求項1から5のいずれか1項に記載の一缶二水路給湯装置。
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