JP6867684B2 - 給湯器 - Google Patents
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Description
しかし、特許文献1の給湯器においては、給湯開始時には通水量制御手段による通水量を予め規定された規定水量としているため、給湯器を設置して最初に電源を投入して運転を開始した際や、前回の給湯から長時間経過して運転を開始した際で、入水温度が低いいわゆるコールドスタートの場合には、出湯温度が設定温度に到達するまでに時間が掛かり、その間の水や燃料ガスの消費量が多くなってロスに繋がってしまう。
一方、図5は、バーナが三段(3ユニット)ある場合の切替制御を示すもので、同図(A)に示すように、給湯開始時(t1)では、二段目のバーナが中間インプットで使用され、通水量の絞りに伴って実線矢印で示すように下限インプットまで絞られた後、点線矢印で示すように一段目の下限インプットへ切り替わり、そこからガスインプットを増加させて火移りさせた後、さらに通水量の絞りに伴って実線矢印で示すようにインプットを絞る。なお、図5の例では、通水量の下限時(t2−t3間)では、実線矢印中の黒点で示すポイントでインプットが維持されている。
このように、通水量の絞りを解除するt3−t4の間に2度の燃焼段の切替を行うことで、図4に示すように、出湯温度が二点鎖線のように直線的に上昇せず、T1部分でふらついてアンダーシュートが発生してしまうのである。
運転制御手段は、給湯開始時に所定の通水絞り開始条件の成立を確認すると、通水量制御手段を予め規定される規定水量よりも絞った所定の通水量として出湯温制御を行い、所定の通水絞り解除条件の成立を確認すると、通水量の絞りを徐々に解除して規定水量へ戻す通水制御を実行すると共に、通水量を規定水量に戻す際、検出温度の所定のアンダーシュート要因が確認された場合は、アンダーシュート要因が解消されるまで通水量の絞りの解除を一時的に停止することを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、バーナが複数設けられ、運転制御手段は、出湯温制御の際にバーナを所定の燃焼段に切替制御するものであって、アンダーシュート要因は、燃焼段の切替制御であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2の構成において、通水絞り開始条件は、検出温度を設定温度と比較し、検出温度が設定温度よりも所定温度以上低い場合であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかの構成において、通水絞り解除条件は、検出温度と設定温度との差が所定温度以内の場合であることを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、アンダーシュート要因を、バーナの燃焼段の切替制御としているので、バーナが複数段設けられる場合であっても給湯開始時のアンダーシュートを効果的に抑制することができる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2の効果に加えて、通水絞り開始条件を、検出温度が設定温度よりも所定温度以上低い場合であることとしているので、いわゆるコールドスタートの場合でも設定温度への到達時間を短くして水やガスの節約に繋げることができる。
請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3の何れかの効果に加えて、通水絞り解除条件を、検出温度と設定温度との差が所定温度以内の場合としているので、適正なタイミングで規定水量に戻すことができる。
図1は、給湯器の一例を示す概略図で、給湯器1は、器具本体内に、給気ファン3を備えた燃焼室2を形成して、燃焼室2の内部に、燃料ガスと給気ファン3からの一次空気との混合ガスを燃焼させる複数(ここではそれぞれ燃焼能力が異なる3ユニット)のバーナ4,4・・を備えると共に、バーナ4の燃焼によって加熱され、給水管6と出湯管7とを接続した熱交換器5を設けている。バーナ4へのガス管8には、元電磁弁9及びガス比例弁10が設けられ、ガス管8から分岐する各バーナ4への分岐管には、切替電磁弁11,11・・がそれぞれ設けられて、各弁が運転制御手段としてのコントローラ12によって制御可能となっている。13はイグナイタ、14は点火電極、15はフレームロッドである。
まず、給湯栓20を開いて器具内に通水させ、S1で通水検知(水量センサ17から得られる信号によって器具内を流れる通水量が点火水量を超えていることが確認)されると、コントローラ12は、S2で、点火動作を開始する。すなわち、給気ファン3を回転させてプリパージを行い、元電磁弁9と切替電磁弁11及びガス比例弁10をそれぞれ開いてバーナ4にガスを供給すると共に、イグナイタ13を作動させてバーナ4の点火制御を行う。バーナ4の点火はフレームロッド15で確認される。
S3で通水絞り動作が必要と判断されると、S4で、水量サーボ18を、予め規定された規定水量から所定量絞った位置(例えば規定水量の63%)とすると共に、コントローラ12は、サーミスタ21で検出された出湯温度(検出温度)と、リモコン23で設定された設定温度との差に応じて、ガス比例弁10の開度を制御してガス量を連続的に変化させ、出湯温度を設定温度に一致させるための出湯温制御を行う。
通水絞り解除条件が成立すれば、S6で通水絞り解除を開始する。すなわち、水量サーボ18を規定水量まで徐々に戻す制御を行う。
この通水絞り解除の制御中に、S7の判別で、アンダーシュート要因があるか否かを判別する。このアンダーシュート要因は、バーナ4の燃焼段の切替が行われたり、水量センサ17で検知される水量が変化したりした場合である。アンダーシュート要因がなければS11へ移る。
ここで、アンダーシュート要因が確認されると、S8で水量サーボ18の動作を停止させて通水絞りの解除動作を一時停止させる。この一時停止は、続くS9で、アンダーシュート要因が解消したこと(バーナ4の燃焼段の切替終了や流量の安定)を確認するまで行われる。
S13で給湯栓20の閉栓によって通水が検知されなくなると、コントローラ12は、S14で元電磁弁9、切替電磁弁11、ガス比例弁10をそれぞれ閉弁させてバーナ4を消火させ、給気ファン3を一定時間回転させてポストパージを行う消火動作を実行する。
また、通水絞り開始条件を、出湯温度を設定温度と比較し、出湯温度が設定温度よりも10℃以上低い場合であることとしているので、いわゆるコールドスタートの場合でも設定温度への到達時間を短くして水やガスの節約に繋げることができる。
さらに、通水絞り解除条件を、出湯温度と設定温度との差が±3℃以内の場合としているので、適正なタイミングで規定水量に戻すことができる。
同様に、通水絞り解除条件も、出湯温度と設定温度との差が±3℃以内の場合とするに限らず、差は適宜変更できるし、他の条件も設定できる。
その他、給湯器自体の形態も上記内容に限らず、バーナの段数の増減は勿論、バイパス管を有しないタイプ、風呂用熱交換器を備えて浴槽への湯張りや追い炊きが可能な風呂側回路を併設したタイプ、潜熱回収用の熱交換器を併設したタイプ等、水量サーボ等の通水量制御手段を備えた給湯器であれば本発明の適用は可能である。
Claims (4)
- バーナと、
給水管と出湯管とが接続されて前記バーナに加熱される熱交換器と、
前記給水管に設けられて前記熱交換器の通水量を制御する通水量制御手段と、
前記出湯管内の湯温を検出する温度検出手段と、
前記バーナの燃焼制御及び前記通水量制御手段の動作制御により、前記温度検出手段から得られる検出温度を設定温度に一致させる出湯温制御を実行する運転制御手段とを備えた給湯器であって、
前記運転制御手段は、給湯開始時に所定の通水絞り開始条件の成立を確認すると、前記通水量制御手段を予め規定される規定水量よりも絞った所定の通水量として前記出湯温制御を行い、所定の通水絞り解除条件の成立を確認すると、前記通水量の絞りを徐々に解除して前記規定水量へ戻す通水制御を実行すると共に、
前記通水量を前記規定水量に戻す際、前記検出温度の所定のアンダーシュート要因が確認された場合は、前記アンダーシュート要因が解消されるまで前記通水量の絞りの解除を一時的に停止することを特徴とする給湯器。 - 前記バーナが複数設けられ、前記運転制御手段は、前記出湯温制御の際に前記バーナを所定の燃焼段に切替制御するものであって、前記アンダーシュート要因は、前記燃焼段の切替制御であることを特徴とする請求項1に記載の給湯器。
- 前記通水絞り開始条件は、前記検出温度を前記設定温度と比較し、前記検出温度が前記設定温度よりも所定温度以上低い場合であることを特徴とする請求項1又は2に記載の給湯器。
- 前記通水絞り解除条件は、前記検出温度と前記設定温度との差が所定温度以内の場合であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の給湯器。
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