JP7303428B2 - Water heater and hot water system - Google Patents

Water heater and hot water system Download PDF

Info

Publication number
JP7303428B2
JP7303428B2 JP2019116283A JP2019116283A JP7303428B2 JP 7303428 B2 JP7303428 B2 JP 7303428B2 JP 2019116283 A JP2019116283 A JP 2019116283A JP 2019116283 A JP2019116283 A JP 2019116283A JP 7303428 B2 JP7303428 B2 JP 7303428B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
hot water
water
heat source
flow rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019116283A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021001713A (en
Inventor
浩基 池田
潤一 林
佑輝 前嶋
賢一 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noritz Corp
Original Assignee
Noritz Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Noritz Corp filed Critical Noritz Corp
Priority to JP2019116283A priority Critical patent/JP7303428B2/en
Publication of JP2021001713A publication Critical patent/JP2021001713A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7303428B2 publication Critical patent/JP7303428B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Description

この発明は、給湯装置および給湯システムに関する。 The present invention relates to a hot water supply device and a hot water supply system.

特開2017-9215号公報(特許文献1)には、貯湯タンクから供給される湯水を再加熱して設定温度で出湯するように構成された補助熱源機が開示される。特許文献1において、補助熱源機は、加熱部を通過した加熱水(高温水)と、加熱部を迂回するバイパス通路を通過した非加熱水(低温水)との混合比率を制御する、いわゆるバイパスミキシング式の給湯器で構成されている。補助熱源機は、入水側通路に流れる湯水温度を検知する入水温度検知手段と、バイパス通路の合流部より上流側において出湯側通路に流れる湯水温度を検知する出湯温度検知手段とを備え、これらの検知手段で検知された温度を用いて、加熱動作の開始/停止を制御するように構成される。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-9215 (Patent Document 1) discloses an auxiliary heat source device that is configured to reheat hot water supplied from a hot water storage tank and discharge the hot water at a set temperature. In Patent Document 1, the auxiliary heat source device controls the mixing ratio of heated water (high-temperature water) that has passed through the heating unit and non-heated water (low-temperature water) that has passed through a bypass passage that bypasses the heating unit. It consists of a mixing-type water heater. The auxiliary heat source device includes inlet water temperature detection means for detecting the temperature of hot water flowing in the water inlet side passage, and outlet hot water temperature detection means for detecting the temperature of hot water flowing in the hot water outlet side passage on the upstream side of the junction of the bypass passage. The temperature detected by the detection means is used to control the start/stop of the heating operation.

特開2017-9215号公報JP 2017-9215 A

従来の補助熱源機においては、貯湯タンクに貯留されている湯水の温度が低い場合、または貯湯タンクから補助熱源機までの配管が冷えている場合には、出湯と同時に補助熱源機を燃焼させてバックアップ出湯を実行する。その後、補助熱源機への入水温度を監視し、燃焼禁止条件が成立すると、補助熱源機の燃焼を停止させてバックアップ出湯からタンク出湯に切り替える。 In conventional auxiliary heat source equipment, when the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank is low, or when the piping from the hot water storage tank to the auxiliary heat source equipment is cold, the auxiliary heat source equipment is burned at the same time as hot water is supplied. Run a backup tap. After that, the temperature of water entering the auxiliary heat source machine is monitored, and when the combustion prohibition condition is satisfied, the combustion of the auxiliary heat source machine is stopped and the backup hot water supply is switched to the tank hot water supply.

しかしながら、入水温度検知手段により検知された入水温度を用いて補助熱源機の燃焼を制御する構成では、補助熱源機への入水温度が上昇して設定温度との温度差が小さくなるに従って、燃焼を伴う出湯温度の制御が困難となるため、出湯温度が設定温度を超えるオーバーシュートが生じ得る。また、補助熱源機への入水温度と設定温度との温度差が小さくなる場合には、燃焼制御の実行/停止が頻繁に繰り返されることになり、出湯温度が変動することが懸念される。 However, in a configuration in which the temperature of incoming water detected by the incoming water temperature detection means is used to control the combustion of the auxiliary heat source equipment, as the temperature of the water entering the auxiliary heat source equipment rises and the temperature difference from the set temperature decreases, combustion is suppressed. Since it becomes difficult to control the outlet heated water temperature, an overshoot in which the outlet heated water temperature exceeds the set temperature may occur. Further, when the temperature difference between the temperature of water entering the auxiliary heat source device and the set temperature is small, the execution/stopping of combustion control will be repeated frequently, and there is concern that the temperature of discharged hot water will fluctuate.

さらに、従来の補助熱源機においては、タンク出湯の実行中は、補助熱源機の燃焼が不要となるため、補助熱源機は単なる給湯回路における通水抵抗となり得る。その結果、省エネルギの観点で改善の余地がある。 Furthermore, in the conventional auxiliary heat source machine, combustion of the auxiliary heat source machine is not required while hot water is being discharged from the tank, so the auxiliary heat source machine can simply serve as water flow resistance in the hot water supply circuit. As a result, there is room for improvement in terms of energy saving.

それゆえに、この発明の目的は、省エネルギを実現しつつ、出湯温度を設定温度に保つことが可能な給湯装置および給湯システムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a hot water supply apparatus and a hot water supply system capable of maintaining the outlet hot water temperature at a set temperature while realizing energy saving.

この発明のある局面に係る給湯装置は、熱源部と、熱源部からの熱によって低温水を加熱して高温水を出力する熱交換器と、熱交換器に低温水を通過させるための加熱流路と、熱交換器の上流側で加熱流路から分岐して、熱交換器の下流側の結合点で加熱流路と合流するバイパス流路と、低温水の入水流量に対するバイパス流路の流量比率を制御する流量比率調整部と、熱源部の動作を制御するとともに、流量比率調整部の操作量を設定する制御装置とを備える。制御装置は、出湯温度の設定温度に対する低温水の温度の温度差が第1の閾値よりも小さい場合には、熱源部の作動を禁止するとともに、流量比率調整部の操作量を、予め定められた流量比率の制御可能範囲の最大値に設定する。制御装置は、上記温度差が第1の閾値より大きい第2の閾値よりも大きい場合には、熱源部の作動を許可するとともに、流量比率調整部の操作量を、最大値よりも小さい値に設定する。 A hot water supply apparatus according to one aspect of the present invention includes a heat source, a heat exchanger that heats low-temperature water with heat from the heat source and outputs high-temperature water, and a heating flow that causes the low-temperature water to pass through the heat exchanger. a bypass channel that branches off from the heating channel upstream of the heat exchanger and joins the heating channel at a junction downstream of the heat exchanger; A flow ratio adjusting unit for controlling the ratio, and a control device for controlling the operation of the heat source unit and setting the operation amount of the flow ratio adjusting unit. When the temperature difference between the temperature of the low-temperature water and the set temperature of the outlet hot water is smaller than the first threshold value, the control device prohibits the operation of the heat source and sets the operation amount of the flow rate ratio adjustment unit to a predetermined value. Set to the maximum value of the controllable range of the flow ratio. When the temperature difference is greater than a second threshold that is greater than the first threshold, the control device permits the operation of the heat source unit and sets the operation amount of the flow rate ratio adjustment unit to a value smaller than the maximum value. set.

この発明によれば、省エネルギを実現しつつ、出湯温度を設定温度に保つことが可能な給湯装置および給湯システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a hot water supply device and a hot water supply system capable of maintaining the outlet hot water temperature at the set temperature while realizing energy saving.

実施の形態に係る給湯システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a hot water supply system according to an embodiment; FIG. 図1に示した補助熱源機の作動原理図である。FIG. 2 is an operation principle diagram of the auxiliary heat source machine shown in FIG. 1; 分配弁におけるステップ数と流量比率との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of the number of steps in a distribution valve, and a flow rate. 補助熱源機において実行される給湯最適化処理を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining hot water supply optimization processing executed in the auxiliary heat source machine; 一次熱交換器への入水温度の推定を説明するための概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining estimation of temperature of water entering a primary heat exchanger; 推定入水温度の算出例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of calculation of an estimated incoming water temperature; 補助熱源機において実行される給湯最適化処理の手順を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining the procedure of hot water supply optimization processing executed in the auxiliary heat source machine;

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明が原則的に繰返さないものとする。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.

[給湯システムの構成]
図1は、実施の形態に係る給湯システムの概略構成図である。
[Configuration of hot water supply system]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water supply system according to an embodiment.

図1を参照して、給湯システム100は、主熱源装置1と、タンクユニット2と、補助熱源機3とを備える。給湯システムは、貯湯および給湯機能を有するとともに、図示しない浴槽への湯張りおよび浴槽の追い焚き、床暖房パネル等の温水暖房端末への暖房水の供給等の機能を有している。 Referring to FIG. 1 , hot water supply system 100 includes main heat source device 1 , tank unit 2 , and auxiliary heat source device 3 . The hot water supply system has hot water storage and hot water supply functions, as well as functions such as filling hot water into a bathtub (not shown), reheating the bathtub, and supplying heating water to a hot water heating terminal such as a floor heating panel.

主熱源装置1は、タンクユニット2の貯湯タンク21内の湯水を加熱するように構成される。主熱源装置1は、例えば燃料電池から発生する排熱を熱源とし、排熱と、タンクユニットの貯湯タンクの底部から蓄熱循環経路を経由して供給される湯水との熱交換を行なう。なお、熱源として、燃料電池以外に、ガスエンジン等の作動に伴い発生する排熱を用いるもの、ヒートポンプを用いるもの、または集熱パネルにより集熱した太陽熱を用いるもの等を採用することができる。 The main heat source device 1 is configured to heat hot water in a hot water storage tank 21 of the tank unit 2 . The main heat source device 1 uses exhaust heat generated from, for example, a fuel cell as a heat source, and performs heat exchange between the exhaust heat and hot water supplied from the bottom of the hot water storage tank of the tank unit via the heat storage circulation path. As the heat source, other than the fuel cell, it is possible to use exhaust heat generated by the operation of a gas engine or the like, a heat pump, or solar heat collected by a heat collection panel.

タンクユニット2は、貯湯タンク21と、蓄熱循環回路22と、給水回路23と、給湯回路24と、高温回避部25と、タンクコントローラ5と有する。 The tank unit 2 has a hot water storage tank 21 , a heat storage circulation circuit 22 , a water supply circuit 23 , a hot water supply circuit 24 , a high temperature avoidance section 25 and a tank controller 5 .

貯湯タンク21は、主熱源装置1によって加熱された高温の湯水を貯湯する。貯湯タンク21は密閉タンクであり、タンクの周囲が断熱材で覆われている。貯湯タンク21の外周部には、少なくとも頂部位置を含む高さ方向の複数箇所に複数の残湯水量センサ211が設けられる。各残湯水量センサ211は、各高さ位置における貯湯の湯温を検出可能に構成される。 The hot water storage tank 21 stores high-temperature hot water heated by the main heat source device 1 . The hot water storage tank 21 is a closed tank, and the periphery of the tank is covered with a heat insulating material. A plurality of remaining hot water sensors 211 are provided at a plurality of positions in the height direction, including at least the top position, on the outer peripheral portion of the hot water storage tank 21 . Each remaining hot water quantity sensor 211 is configured to detect the temperature of stored hot water at each height position.

蓄熱循環回路22は、貯湯タンク21と主熱源装置1との間に湯水を循環させて湯水を加熱する閉回路である。蓄熱循環回路22は、上流端が貯湯タンク21の底部に接続され、下流端が貯湯タンク21の頂部に接続されている。蓄熱循環回路22は、蓄熱用循環ポンプ(図示せず)が作動すると、貯湯タンク21の底部から貯湯タンク21内の比較的低温の湯水を取り出し、主熱源装置1内の排熱回収用熱交換器(図示せず)を通過することで加熱された湯水を貯湯タンク21の頂部に戻すように構成される。これにより、貯湯タンク21内で温度成層を形成しつつ所定温度(例えば65℃以上)の湯水として蓄熱されることになる。 The heat storage circulation circuit 22 is a closed circuit that circulates hot water between the hot water storage tank 21 and the main heat source device 1 to heat the hot water. The heat storage circulation circuit 22 has an upstream end connected to the bottom of the hot water tank 21 and a downstream end connected to the top of the hot water tank 21 . When a heat storage circulation pump (not shown) operates, the heat storage circulation circuit 22 extracts relatively low-temperature hot water from the hot water storage tank 21 from the bottom of the hot water storage tank 21, and performs heat exchange for exhaust heat recovery in the main heat source device 1. It is configured to return hot water heated by passing through a vessel (not shown) to the top of the hot water storage tank 21 . As a result, heat is stored as hot water at a predetermined temperature (for example, 65° C. or higher) while forming a temperature stratification in the hot water storage tank 21 .

給水回路23は、上水源から水道水等の低温水を貯湯タンク21等に供給する。給水回路23は、主給水管231と、混合用給水管232とに分岐される。主給水管231は、下流端が貯湯タンク21の底部に接続されている。主給水管231は、貯湯タンク21内の湯水が頂部から出力されるのに伴い、貯湯タンク21の底部に水道水が供給されるように構成される。混合用給水管232の下流端は、混合部27に対して流量調整弁233を介して給水可能に接続されている。 The water supply circuit 23 supplies low-temperature water such as tap water from a water source to the hot water storage tank 21 and the like. The water supply circuit 23 branches into a main water supply pipe 231 and a mixing water supply pipe 232 . The main water supply pipe 231 is connected to the bottom of the hot water storage tank 21 at its downstream end. The main water supply pipe 231 is configured to supply tap water to the bottom of the hot water storage tank 21 as the hot water in the hot water storage tank 21 is output from the top. A downstream end of the mixing water supply pipe 232 is connected to the mixing section 27 via a flow control valve 233 so as to be able to supply water.

給湯回路24は、貯湯タンク21から供給される湯水を給湯栓Kに供給する。具体的には、給湯回路24は、給湯管241と、流量調整弁242と、混合部27とを有する。給湯管241は、上端端が貯湯タンク21の頂部に接続され、下流端がタンクユニット2の接続口201に接続される。混合部27が、給湯管241の途中位置に、流量調整弁242を介して設けられる。混合部27は、給湯管241の上流側から供給されて流量調整弁242を経由して流量が調整された高温水と、混合用給水管232から供給されて流量調整弁233を経由して流量が調整された低温水とを所定の割合で混合させる。混合部27における制御は、タンクコントローラ5によって実行される。なお、図1の例では、混合部27を挟んで設けた流量調整弁242および流量調整弁233によって湯水を混合する構成について説明したが、これら2つの流量調整弁に代えて、混合部27に混合制御弁を設ける構成としてもよい。 The hot water supply circuit 24 supplies hot water supplied from the hot water storage tank 21 to the hot water tap K. Specifically, hot water supply circuit 24 has hot water supply pipe 241 , flow control valve 242 , and mixing section 27 . The hot water supply pipe 241 has an upper end connected to the top of the hot water storage tank 21 and a downstream end connected to the connection port 201 of the tank unit 2 . Mixing section 27 is provided in the middle of hot water supply pipe 241 via flow control valve 242 . The mixing unit 27 is supplied from the upstream side of the hot water supply pipe 241 and the flow rate is adjusted via the flow rate adjustment valve 242, and the mixed water supply pipe 232 is supplied via the flow rate adjustment valve 233. is mixed with low-temperature water adjusted to a predetermined ratio. Control in the mixing section 27 is performed by the tank controller 5 . In the example of FIG. 1, the configuration in which hot water is mixed by the flow rate adjustment valves 242 and 233 provided on both sides of the mixing section 27 has been described. A configuration in which a mixing control valve is provided may be employed.

高温回避部25は、給湯回路24からの高温出湯を回避する。高温回避部25は、バイパス管251と、高温回避弁252とを有する。バイパス管251は、混合用給水管232と、混合部27の下流側の給湯管241とを接続する。高温回避弁252は、バイパス管251を開閉する。 High temperature avoidance unit 25 avoids high temperature hot water discharge from hot water supply circuit 24 . The high temperature avoidance section 25 has a bypass pipe 251 and a high temperature avoidance valve 252 . The bypass pipe 251 connects the mixing water supply pipe 232 and the hot water supply pipe 241 on the downstream side of the mixing section 27 . The high temperature avoidance valve 252 opens and closes the bypass pipe 251 .

補助熱源機3は、タンクユニット2のバックアップ熱源として機能し得る。補助熱源機3には、専用の給湯器あるいは、図1に示す給湯システム100が設置される住宅に既に設置されている給湯器を用いることができる。本実施の形態において、補助熱源機3はバイパスミキシング式の給湯器で構成されている。 The auxiliary heat source machine 3 can function as a backup heat source for the tank unit 2 . As the auxiliary heat source device 3, a dedicated water heater or a water heater already installed in the house where the hot water supply system 100 shown in FIG. 1 is installed can be used. In the present embodiment, the auxiliary heat source device 3 is composed of a bypass mixing water heater.

タンクユニット2と補助熱源機3とは離隔して(例えば1.5m~10m程度)設置されている。タンクユニット2の接続口201と補助熱源機3の入水接続口311とは接続配管41を介して接続される。 The tank unit 2 and the auxiliary heat source machine 3 are installed apart (for example, about 1.5 m to 10 m). The connection port 201 of the tank unit 2 and the water inlet connection port 311 of the auxiliary heat source machine 3 are connected via a connection pipe 41 .

補助熱源機3は、タンクユニット2の貯湯タンク21に高温の湯水が十分にある場合、燃焼禁止状態に設定される。一方、タンクユニット2から供給される湯水の温度が低い場合には、補助熱源機3は燃焼禁止状態が解除されて作動することにより、設定温度Tr*まで補助的に加熱することができる。図2には、図1に示した補助熱源機3の作動原理図が示される。図1および図2を用いて、補助熱源機3の構成について説明する。 The auxiliary heat source device 3 is set to a combustion inhibited state when the hot water storage tank 21 of the tank unit 2 has a sufficient amount of high-temperature hot water. On the other hand, when the temperature of the hot water supplied from the tank unit 2 is low, the auxiliary heat source device 3 operates after the combustion inhibition state is cancelled, so that it can be supplementarily heated to the set temperature Tr*. FIG. 2 shows an operating principle diagram of the auxiliary heat source machine 3 shown in FIG. The configuration of the auxiliary heat source machine 3 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

[補助熱源機の構成]
補助熱源機3は、入水接続口311と、熱交換器32および燃焼バーナ33等が格納された燃焼缶体4(以下、単に「缶体」とも称する)と、送風ファン340と、入水管30と、缶体配管31と、バイパス管38と、出湯管34と、分配弁381と、給湯器コントローラ6とを有する。
[Configuration of auxiliary heat source machine]
The auxiliary heat source device 3 includes a water inlet connection port 311, a combustion can body 4 (hereinafter also simply referred to as “can body”) in which a heat exchanger 32, a combustion burner 33, etc. are stored, a blower fan 340, and a water inlet pipe 30. , boiler pipe 31 , bypass pipe 38 , hot water outlet pipe 34 , distribution valve 381 , and water heater controller 6 .

入水接続口311には接続配管41の下流端が接続される。入水管30には、入水接続口311を介してタンクユニット2からの湯水が供給される。入水管30の湯水は、分配弁381を経由して、缶体配管31およびバイパス管38へ分配される。 A downstream end of the connection pipe 41 is connected to the water inlet connection port 311 . Hot water from the tank unit 2 is supplied to the water inlet pipe 30 through the water inlet connection port 311 . Hot water in the water inlet pipe 30 is distributed to the boiler pipe 31 and the bypass pipe 38 via the distribution valve 381 .

缶体配管31は、熱交換器32に接続される。熱交換器32は、燃焼ガスの主として顕熱を回収するように構成される。入水管30から缶体配管31へ導入された低湯水は、燃焼バーナ33の発生熱量により、熱交換器32を通過することによって加熱される。図1の構成例では、熱交換器32は、湯水の流れ方向の下流側に設けられ、燃焼ガスの主として顕熱を回収する一次熱交換器32aと、湯水の流れ方向の上流側に設けられ、顕熱回収後の燃焼排気ガスの主として潜熱を回収する二次熱交換器32bとを有する。熱交換器32には、一次熱交換器32aのみを有するものを採用してもよい。 The boiler pipe 31 is connected to the heat exchanger 32 . Heat exchanger 32 is configured to recover primarily the sensible heat of the combustion gases. The low-temperature water introduced from the water inlet pipe 30 into the boiler pipe 31 is heated by the amount of heat generated by the combustion burner 33 as it passes through the heat exchanger 32 . In the configuration example of FIG. 1, the heat exchanger 32 is provided downstream in the direction of flow of hot water, and a primary heat exchanger 32a that mainly recovers sensible heat of the combustion gas, and is provided upstream in the direction of flow of hot water. , and a secondary heat exchanger 32b for mainly recovering the latent heat of the combustion exhaust gas after sensible heat recovery. The heat exchanger 32 may be one having only the primary heat exchanger 32a.

燃焼バーナ33へのガス供給管331には、元ガス電磁弁332、ガス比例弁333および能力切換弁335a~335cが配置される。元ガス電磁弁332は、燃焼バーナ33へ燃焼ガスの供給をオンオフする機能を有する。ガス供給管331のガス流量は、ガス比例弁333の開度に応じて制御される。 A gas supply pipe 331 to the combustion burner 33 is provided with a source gas electromagnetic valve 332, a gas proportional valve 333 and capacity switching valves 335a to 335c. The source gas electromagnetic valve 332 has a function of turning on and off the supply of combustion gas to the combustion burner 33 . The gas flow rate of the gas supply pipe 331 is controlled according to the opening of the gas proportional valve 333 .

能力切換弁335a~335cは、燃焼バーナ33のうちの、燃料ガスの供給対象となるバーナ本数を切換えるために開閉制御される。燃焼バーナ33の発生熱量は、燃料が供給されて燃焼対象となるバーナ本数と、ガス流量との組み合わせによって決まる、燃焼バーナ33全体での燃焼ガス量に比例する。したがって、要求発生熱量に対応させて、能力切換弁335a~335cの開閉パターン(燃焼バーナ本数)およびガス比例弁333の開度(ガス流量)の組み合わせを決定する設定マップを予め作成することができる。 The capacity switching valves 335a to 335c are controlled to open/close in order to switch the number of burners among the combustion burners 33 to which the fuel gas is supplied. The amount of heat generated by the combustion burners 33 is proportional to the amount of combustion gas generated by the combustion burners 33 as a whole, which is determined by the combination of the number of burners to which fuel is supplied and which are subject to combustion, and the gas flow rate. Therefore, it is possible to prepare in advance a setting map for determining the combination of the opening/closing patterns (the number of combustion burners) of the capacity switching valves 335a to 335c and the opening degree (gas flow rate) of the gas proportional valve 333, corresponding to the required amount of generated heat. .

缶体4において、燃焼バーナ33から出力された燃料ガスは、送風ファン340からの燃焼用空気と混合される。送風ファン340による送風量は、燃焼バーナ33全体からの供給ガス量との空燃比が所定値(例えば、理論空燃比)となるように制御される。送風ファン340の回転速度は、供給ガス量の変化に応じて設定される目標回転速度に従って制御される。送風ファン340には、回転速度を検出するための回転速度センサ345が設けられる。 In the can body 4 , the fuel gas output from the combustion burner 33 is mixed with the combustion air from the blower fan 340 . The amount of air blown by the blower fan 340 is controlled so that the air-fuel ratio with the amount of gas supplied from the entire combustion burner 33 becomes a predetermined value (for example, the stoichiometric air-fuel ratio). The rotational speed of blower fan 340 is controlled according to a target rotational speed that is set according to changes in the amount of supplied gas. Blower fan 340 is provided with rotation speed sensor 345 for detecting the rotation speed.

燃料ガスと燃焼用空気との混合気が図示しない点火装置によって着火されることにより、燃料ガスが燃焼されて火炎が生じる。燃焼バーナ33からの火炎によって生じる燃焼熱は、缶体4での熱交換器32へ与えられる。燃焼バーナ33は「熱源」の一実施例に対応する。 A mixture of fuel gas and combustion air is ignited by an igniter (not shown) to burn the fuel gas and generate a flame. Combustion heat generated by the flame from the combustion burner 33 is given to the heat exchanger 32 in the can body 4 . Combustion burner 33 corresponds to an example of a "heat source".

二次熱交換器32bは、燃焼バーナ33からの燃焼排ガスの潜熱によって、通流された低温水を熱交換によって予熱する。一次熱交換器32aは、二次熱交換器32bによって予熱された低温水を、燃焼バーナ33からの燃焼ガスの顕熱(燃焼熱)による熱交換によってさらに加熱する。これにより、熱交換器32によって加熱された高温水が、出湯管34へ出力される。缶体4の燃焼ガスの流れ方向下流側には熱交換後の燃焼排ガスを排出処理するための排気通路40が設けられる。 The secondary heat exchanger 32b preheats the flowed low-temperature water by heat exchange with the latent heat of the flue gas from the combustion burner 33 . The primary heat exchanger 32 a further heats the low-temperature water preheated by the secondary heat exchanger 32 b by exchanging sensible heat (combustion heat) of the combustion gas from the combustion burner 33 . As a result, the hot water heated by the heat exchanger 32 is output to the hot water outlet pipe 34 . An exhaust passage 40 is provided on the downstream side of the can body 4 in the flow direction of the combustion gas for exhaust treatment of the combustion exhaust gas after heat exchange.

バイパス管38および出湯管34は、合流点39において接続される。したがって、補助熱源機3からは、缶体4から出力された高温水と、バイパス管38からの低温水との混合によって調温された適温の湯水が、給湯配管42を経由して給湯栓Kまたは、図示しない風呂への注湯回路等の所定の給湯箇所に供給される。 Bypass pipe 38 and tapping pipe 34 are connected at junction 39 . Therefore, from the auxiliary heat source machine 3, hot water at an appropriate temperature adjusted by mixing the high temperature water output from the boiler body 4 and the low temperature water from the bypass pipe 38 is supplied via the hot water supply pipe 42 to the hot water tap K. Alternatively, the hot water is supplied to a predetermined hot water supply point such as a hot water pouring circuit for a bath (not shown).

分配弁381は、給湯器コントローラ6からの制御指令に従って弁開度が制御されることにより、缶体配管31の流量およびバイパス管38の流量の比率を制御する。例えば、分配弁381による流量比率は、図示しない弁体を開閉駆動するステッピングモータのステップ数Xによって制御することができる。すなわち、分配弁381は「流量比率調整部」の一実施例に対応し、分配弁381のステップ数Xは「操作量」に相当する。 Distribution valve 381 controls the ratio of the flow rate of boiler pipe 31 and the flow rate of bypass pipe 38 by controlling the valve opening according to a control command from water heater controller 6 . For example, the flow ratio by the distribution valve 381 can be controlled by the number of steps X of a stepping motor that drives a valve body (not shown) to open and close. That is, the distribution valve 381 corresponds to an embodiment of the "flow rate ratio adjustment section", and the number of steps X of the distribution valve 381 corresponds to the "manipulated amount".

以下では、入水管30から缶体配管31への缶体流量q1(すなわち、高温水流量)および、入水管30からバイパス管38へのバイパス流量q2(すなわち、低温水流量)の比を用いて、分配弁381によって制御される流量比率kを、次式(1)に従って定義する。 Below, using the ratio of the boiler body flow rate q1 (that is, the high temperature water flow rate) from the water inlet pipe 30 to the boiler body pipe 31 and the bypass flow rate q2 (that is, the low temperature water flow rate) from the water inlet pipe 30 to the bypass pipe 38 , the flow ratio k controlled by the distribution valve 381 is defined according to the following equation (1).

k=q2/q1 …(1)
図3には、分配弁381におけるステップ数Xと流量比率kとの対応関係が示される。
k=q2/q1 (1)
FIG. 3 shows the correspondence relationship between the number of steps X in the distribution valve 381 and the flow ratio k.

図3を参照して、分配弁381では、ステップ数Xに従って弁開度が変化することに応じて、高温水および低温水の流量比率k(k=q2/q1)が変化する。ステップ数Xは、給湯器コントローラ6により、最小値X0および最大値X1までの範囲内で制御される。 Referring to FIG. 3, in distribution valve 381, the flow ratio k (k=q2/q1) of the high temperature water and the low temperature water changes as the valve opening degree changes according to the number X of steps. The number of steps X is controlled by the water heater controller 6 within a range between a minimum value X0 and a maximum value X1.

図3の例では、分配弁381は、ステップ数Xの増加に応じて、流量比率kが低下(すなわち、バイパス流量q2が低下)するように構成される。最小ステップ数X0において流量比率k=kmaxとなり、最大ステップ数X1において流量比率k=kminとなる。 In the example of FIG. 3, the distribution valve 381 is configured such that the flow ratio k decreases (that is, the bypass flow q2 decreases) as the number of steps X increases. At the minimum number of steps X0, the flow rate ratio k=kmax, and at the maximum number of steps X1, the flow rate ratio k=kmin.

なお、ステップ数Xおよび流量比率kの対応関係を示す基準特性線400は、事前の実機試験結果等に基づいて予め定めることができる。基準特性線400に従って、ステップ数Xから流量比率kを算出するための関数およびその逆関数を設定することにより、ステップ数Xから流量比率kへの換算、および流量比率kからステップ数Xへの換算の両方が可能となる。基準特性線400、関数および逆関数を規定するデータは、給湯器コントローラ6内のメモリ(図示せず)に予め記憶することができる。 Note that the reference characteristic line 400 indicating the correspondence between the number of steps X and the flow rate k can be determined in advance based on the results of actual machine tests in advance. By setting the function for calculating the flow rate k from the number of steps X and its inverse function according to the reference characteristic line 400, the conversion from the number of steps X to the flow rate k and the conversion from the flow rate k to the number of steps X are performed. Both conversions are possible. The data defining the reference characteristic line 400 , the function and the inverse function can be stored in advance in a memory (not shown) within the water heater controller 6 .

給湯器コントローラ6は、後述するように、タンクユニット2の出湯中は、バイパス流量q2が最大となるように、すなわち流量比率k=kmaxとなるように、分配弁381のステップ数Xが最小ステップ数X0に設定する。一方、補助熱源機3によるバックアップ出湯中は、給湯器コントローラ6は、熱交換器32で加熱された高温水とバイパス管38に流れる低温水とを混合して設定温度Tr*の湯水が補助熱源機3から出力されるように、分配弁381のステップ数Xを設定する。給湯器コントローラ6は「制御装置」の一実施例に対応する。 As will be described later, the water heater controller 6 sets the number of steps X of the distribution valve 381 to the minimum step so that the bypass flow rate q2 is maximized, that is, the flow rate ratio k=kmax during hot water discharge from the tank unit 2. Set to number X0. On the other hand, during the backup hot water supply by the auxiliary heat source device 3, the water heater controller 6 mixes the high-temperature water heated by the heat exchanger 32 and the low-temperature water flowing through the bypass pipe 38 to produce hot water at the set temperature Tr* as the auxiliary heat source. The step number X of the distribution valve 381 is set so that the output from the machine 3 is obtained. The water heater controller 6 corresponds to one embodiment of the "control device".

図2に戻って、缶体配管31には温度センサ35および流量センサ36が配置される。温度センサ35は、タンクユニット2から入水される湯水の温度Tw(以下、「入水温度」とも称する)を検出する。温度センサ35は、図2に示されるように缶体配管31に設けることが可能であるが、入水管30またはバイパス管38に設けられてもよい。流量センサ36は、分配弁381よりも下流側(缶体側)に配置され、入水管30から缶体配管31への缶体流量q1を検出する。 Returning to FIG. 2, a temperature sensor 35 and a flow rate sensor 36 are arranged in the can body piping 31 . The temperature sensor 35 detects the temperature Tw of hot water entering from the tank unit 2 (hereinafter also referred to as "incoming water temperature"). The temperature sensor 35 can be provided in the can body piping 31 as shown in FIG. The flow rate sensor 36 is arranged downstream (on the can body side) of the distribution valve 381 and detects the can body flow rate q1 from the water inlet pipe 30 to the can body pipe 31 .

出湯管34の上流端は熱交換器32に接続され、出湯管34の下流端は出湯接続口341に接続される。出湯管34のバイパス管38が接続される合流点39の上流側(缶体側)には温度センサ342が配置される。温度センサ342は、高温水の温度Tb(以下、「缶体温度」とも称する)を検出する。 The upstream end of hot water discharge pipe 34 is connected to heat exchanger 32 , and the downstream end of hot water discharge pipe 34 is connected to hot water discharge connection port 341 . A temperature sensor 342 is arranged on the upstream side (the can body side) of the junction 39 to which the bypass pipe 38 of the hot water discharge pipe 34 is connected. The temperature sensor 342 detects the temperature Tb of the high-temperature water (hereinafter also referred to as "can body temperature").

出湯管34のバイパス管38が接続される合流点39の下流側には温度センサ37および流量調整弁343が配置される。温度センサ37は、高温水および低温水が混合された後の出湯温度Thを検出する。流量調整弁343は、缶体4での加熱能力の不足により設定温度に従って給湯することが困難な場合に、給湯流量を絞るように制御される。 A temperature sensor 37 and a flow control valve 343 are arranged downstream of the junction 39 to which the bypass pipe 38 of the hot water discharge pipe 34 is connected. The temperature sensor 37 detects the outlet hot water temperature Th after the high-temperature water and the low-temperature water are mixed. The flow control valve 343 is controlled to throttle the flow rate of hot water supply when it is difficult to supply hot water according to the set temperature due to insufficient heating capacity of the boiler body 4 .

温度センサ35によって検出された入水温度Tw、温度センサ342によって検出された缶体温度Tbおよび、温度センサ37によって検出された出湯温度Thは、給湯器コントローラ6へ伝送される。 Incoming water temperature Tw detected by temperature sensor 35 , boiler body temperature Tb detected by temperature sensor 342 , and outlet hot water temperature Th detected by temperature sensor 37 are transmitted to water heater controller 6 .

図1および図2の構成例において、熱交換器32は「熱交換器」の一実施例に対応する。さらに、缶体配管31と、出湯管34のうちの合流点39よりも上流側(缶体側)の部分とによって「加熱流路」の一実施例が構成される。バイパス管38は「バイパス流路」の一実施例に対応する。 In the configuration examples of FIGS. 1 and 2, the heat exchanger 32 corresponds to an example of a "heat exchanger." Further, the boiler pipe 31 and the portion of the hot water discharge pipe 34 on the upstream side (on the boiler body side) of the junction 39 constitutes an embodiment of a "heating channel". Bypass tube 38 corresponds to one embodiment of a "bypass flow path."

図1に戻って、タンクコントローラ5は、図示しないマイクロコンピュータおよび通信部を有する。マイクロコンピュータは、メモリならびにCPU(Central Processing Unit)および入出力インターフェイスを内蔵する。通信部は通信機能を有する。マイクロコンピュータは、メモリに記憶されたプログラムを実行することによって、リモコン51へ入力されたユーザ指令に従って、給湯システム100の動作を制御する。 Returning to FIG. 1, the tank controller 5 has a microcomputer and communication section (not shown). The microcomputer incorporates a memory, a CPU (Central Processing Unit) and an input/output interface. The communication unit has a communication function. The microcomputer controls the operation of hot water supply system 100 according to a user command input to remote controller 51 by executing a program stored in memory.

給湯器コントローラ6は、マイクロコンピュータおよび通信部を有する。マイクロコンピュータは、タンクコントローラ5のマイクロコンピュータと同様に構成されて、メモリを内蔵する。通信部は通信機能を有する。 The water heater controller 6 has a microcomputer and a communication section. The microcomputer is configured in the same manner as the microcomputer of the tank controller 5 and has a built-in memory. The communication unit has a communication function.

主熱源装置1およびリモコン51の各々は、図示しないマイクロコンピュータおよび通信部を有する。タンクコントローラ5、給湯器コントローラ6、主熱源装置1およびリモコン51の各々は、通信部を用いて互いに双方向に通信することができる。 Each of the main heat source device 1 and the remote control 51 has a microcomputer and a communication section (not shown). Each of the tank controller 5, the water heater controller 6, the main heat source device 1, and the remote controller 51 can bi-directionally communicate with each other using the communication unit.

図1の構成例において、タンクコントローラ5は、リモコン51から設定温度等の操作信号ならびに各種温度センサおよび流量センサ等の出力信号(検出値)を受けて、給湯システム100の全体動作を制御するために、各機器への制御指令を発生する。制御指令には、主熱源装置1への制御指令および補助熱源機3への制御指令が含まれる。 In the configuration example of FIG. 1, the tank controller 5 receives an operation signal such as a set temperature from a remote control 51 and output signals (detected values) from various temperature sensors, flow sensors, etc., and controls the overall operation of the hot water supply system 100. , it generates a control command to each device. The control command includes a control command to the main heat source device 1 and a control command to the auxiliary heat source machine 3 .

補助熱源機3において、給湯器コントローラ6は、主に缶体4での燃焼動作を制御する。具体的には、給湯器コントローラ6は、タンクユニット2から入水される湯水の温度(入水温度Tw)に応じて、給湯最適化処理を実行する。本願明細書において、給湯最適化処理とは、タンクユニット2からの入水温度Twが変化することに応じて、出湯温度Thが設定温度Tr*に保たれるよう給湯を最適化するための処理である。 In the auxiliary heat source device 3 , the water heater controller 6 mainly controls the combustion operation in the boiler body 4 . Specifically, the hot water supply controller 6 executes the hot water supply optimization process according to the temperature of the hot water that is supplied from the tank unit 2 (intake water temperature Tw). In the specification of the present application, the hot water supply optimization process is a process for optimizing the hot water supply so that the outlet hot water temperature Th is maintained at the set temperature Tr* in accordance with the change in the temperature Tw of water entering from the tank unit 2. be.

[給湯最適化処理]
次に、本実施の形態に係る補助熱源機3において実行される給湯最適化処理について説明する。
[Hot water supply optimization process]
Next, hot water supply optimization processing executed in the auxiliary heat source device 3 according to the present embodiment will be described.

図4は、補助熱源機3において実行される給湯最適化処理を説明するための図である。図4には、タンクユニット2からの入水温度Twが時間の経過に従って変化するときの補助熱源機3の動作例を示す波形図が示される。 FIG. 4 is a diagram for explaining hot water supply optimization processing executed in the auxiliary heat source device 3. As shown in FIG. FIG. 4 shows a waveform diagram showing an operation example of the auxiliary heat source device 3 when the temperature Tw of water entering from the tank unit 2 changes over time.

図4を参照して、時刻t0において、ユーザにより給湯栓Kが開かれることによって流量センサ36が最低作動流量(MOQ)以上の流量を検出すると、給湯器コントローラ6は、給湯最適化処理の実行を開始する。 Referring to FIG. 4, at time t0, when the user opens hot water tap K and flow rate sensor 36 detects a flow rate equal to or higher than the minimum operating flow rate (MOQ), water heater controller 6 executes hot water supply optimization processing. to start.

時刻t0において、入水温度Twが設定温度Tr*よりも低いものとする。図4の動作例では、タンクユニット2の貯湯タンク21には高温水があるが、接続配管41内に冷えた湯水が滞留している場合、高温水が接続配管41を通して補助熱源機3に供給される前に、接続配管41の滞留湯水が先に補助熱源機3に入水される場合を想定している。 Assume that the incoming water temperature Tw is lower than the set temperature Tr* at time t0. In the operation example of FIG. 4, there is high-temperature water in the hot water storage tank 21 of the tank unit 2, but when cold hot water remains in the connection pipe 41, the high-temperature water is supplied to the auxiliary heat source machine 3 through the connection pipe 41. It is assumed that the hot water remaining in the connection pipe 41 first enters the auxiliary heat source machine 3 before the connection pipe 41 is connected.

給湯器コントローラ6は、タンクユニット2からの入水温度Twに応じて、補助熱源機3の燃焼制御を実行する。給湯器コントローラ6は、燃焼を許可する場合は燃焼禁止フラグを「0」にリセットし、燃焼禁止の場合は燃焼禁止フラグを「1」とする。 The water heater controller 6 executes combustion control of the auxiliary heat source device 3 according to the temperature Tw of water entering from the tank unit 2 . The water heater controller 6 resets the combustion prohibition flag to "0" when permitting combustion, and sets the combustion prohibition flag to "1" when prohibiting combustion.

時刻t0では、給湯器コントローラ6は、燃焼を許可するために燃焼禁止フラグを「0」とする。給湯器コントローラ6は、缶体4での燃焼動作を開始し、入水される滞留湯水を設定温度Tr*まで加熱して給湯栓Kに給湯する。具体的には、給湯器コントローラ6は、燃焼動作が開始されると、出湯温度Thが設定温度Tr*に制御されるように、缶体4での発生熱量および分配弁381の弁開度(すなわち、分配弁381による流量比率k)を制御する。 At time t0, water heater controller 6 sets the combustion prohibition flag to "0" to permit combustion. The water heater controller 6 starts the combustion operation in the boiler body 4, heats the incoming staying hot water to the set temperature Tr*, and supplies hot water to the hot water tap K. Specifically, when the combustion operation is started, the water heater controller 6 controls the amount of heat generated in the boiler body 4 and the opening degree of the distribution valve 381 ( That is, the flow ratio k) by the distribution valve 381 is controlled.

缶体4での発生熱量は、燃焼バーナ33全体からの供給ガス量によって制御される。したがって、燃焼バーナ33全体からの供給ガス量を決めるために、缶体4での要求発生熱量P*は、缶体温度Tbを缶体目標温度Tb*に一致させるように設定される。具体的には、缶体目標温度Tb*は、設定温度Tr*よりも高く設定される。これにより、バイパス管38の低温水との混合によって、出湯温度Thを設定温度Tr*に制御できる。また、缶体4での必要昇温量ΔTbは、缶体目標温度Tb*と、温度センサ35によって検出された入水温度Twとの差で示される(ΔTb=Tb*-Tw)。したがって、缶体4での要求発生熱量P*は、缶体流量q1および必要昇温量ΔTbの積に従って算出することができる(P*=q1・ΔTb)。 The amount of heat generated in the can body 4 is controlled by the amount of gas supplied from the combustion burner 33 as a whole. Therefore, in order to determine the amount of gas supplied from the combustion burner 33 as a whole, the required amount of heat generated P* in the can body 4 is set so that the can body temperature Tb coincides with the can body target temperature Tb*. Specifically, the can body target temperature Tb* is set higher than the set temperature Tr*. Thus, by mixing with the low-temperature water in the bypass pipe 38, the outlet heated water temperature Th can be controlled to the set temperature Tr*. Further, the amount of temperature increase ΔTb required for the can body 4 is indicated by the difference between the can body target temperature Tb* and the incoming water temperature Tw detected by the temperature sensor 35 (ΔTb=Tb*−Tw). Therefore, the required amount of heat generated P* in the can body 4 can be calculated according to the product of the can body flow rate q1 and the required temperature rise amount ΔTb (P*=q1·ΔTb).

給湯器コントローラ6は、算出された要求発生熱量P*に対応させて、燃焼バーナ33全体からの供給ガス量を設定する。例えば、当該供給ガス量を実現するようなバーナ本数およびガス流量の組合せが実現されるように、給湯器コントローラ6は、ガス比例弁333の開度および能力切換弁335a~335cの開閉を制御する。 The water heater controller 6 sets the amount of gas supplied from the entire combustion burner 33 in correspondence with the calculated required amount of heat generated P*. For example, the water heater controller 6 controls the opening degree of the gas proportional valve 333 and the opening and closing of the capacity switching valves 335a to 335c so as to realize a combination of the number of burners and the gas flow rate that realizes the gas supply amount. .

分配弁381の弁開度は、出湯温度Thを設定温度Tr*に一致させるように制御される。具体的には、給湯器コントローラ6は、設定温度Tr*と、温度センサ35,342,37による検出温度(Tw,Tb,Th)とに基づいて、出湯温度Thを設定温度Tr*に制御するための分配弁381のステップ数Xを設定する。 The valve opening degree of the distribution valve 381 is controlled so that the outlet heated water temperature Th matches the set temperature Tr*. Specifically, the water heater controller 6 controls the outlet hot water temperature Th to the set temperature Tr* based on the set temperature Tr* and the temperatures (Tw, Tb, Th) detected by the temperature sensors 35, 342, and 37. Set the number of steps X of the distribution valve 381 for

補助熱源機3では、低温水から出湯温度への温度上昇に係る熱量と、高温水から出湯温度への温度低下に係る熱量とが均衡する。したがって、缶体流量q1、バイパス流量q2、缶体温度Tb、入水温度Twおよび出湯温度Thの間には次式(2)の関係が成立する。 In the auxiliary heat source device 3, the amount of heat associated with the temperature rise from the low-temperature water to the outlet hot water temperature and the amount of heat associated with the temperature drop from the high-temperature water to the outlet hot water temperature are balanced. Therefore, the following equation (2) holds between the boiler flow rate q1, the bypass flowrate q2, the boiler temperature Tb, the incoming water temperature Tw, and the outlet hot water temperature Th.

q2・(Th-Tw)=q1・(Tb-Tw) …(2)
式(2)から、式(1)に示した流量比率kは、缶体温度Tb、入水温度Twおよび出湯温度Thによって次式(3)で示すことができる。
q2·(Th−Tw)=q1·(Tb−Tw) (2)
From the equation (2), the flow ratio k shown in the equation (1) can be expressed by the following equation (3) using the boiler body temperature Tb, the incoming water temperature Tw and the outlet hot water temperature Th.

k=q2/q1=(Tb-Th)/(Th-Tw) …(3)
したがって、給湯器コントローラ6は、式(3)から算出される流量比率kに従って分配弁381のステップ数Xを設定することにより、出湯温度Thを設定温度Tr*に従って制御することができる。さらに、式(3)による算出値をフィードフォワード制御項とした上で、出湯温度の温度差ΔTh(=Tr*-Th)を補償するためのフィードバック制御項を算出し、両者の和に従って流量比率k、すなわち分配弁381のステップ数Xを設定することも可能である。
k=q2/q1=(Tb-Th)/(Th-Tw) (3)
Therefore, the water heater controller 6 can control the outlet hot water temperature Th according to the set temperature Tr* by setting the number of steps X of the distribution valve 381 according to the flow ratio k calculated from equation (3). Furthermore, after using the calculated value from equation (3) as a feedforward control term, a feedback control term for compensating for the temperature difference ΔTh (=Tr*-Th) of the outlet heated water temperature is calculated, and the flow rate ratio is calculated according to the sum of the two. It is also possible to set k, that is, the number of steps X of the distribution valve 381 .

図4の例では、接続配管41の滞留湯水が通過すると、続いてタンクユニット2の貯湯タンク21から設定温度Tr*に調温された高温水が補助熱源機3に入水される。これにより、時刻t1以降、入水温度Twが上昇し、設定温度Tr*に近づいていく。 In the example of FIG. 4 , when the hot water remaining in the connecting pipe 41 passes through, the high-temperature water from the hot water storage tank 21 of the tank unit 2 whose temperature is adjusted to the set temperature Tr* enters the auxiliary heat source device 3 . As a result, after time t1, the incoming water temperature Tw rises and approaches the set temperature Tr*.

バックアップ出湯からタンクユニット2の出湯に遷移するために、給湯器コントローラ6は、設定温度Tr*と入水温度Twとの温度差ΔTw(=Tr*-Tw)に基づいて燃焼禁止の制御を実行する。具体的には、給湯器コントローラ6は、温度差ΔTwと第1の閾値A℃とを比較する。時刻t2にて、温度差ΔTwが第1の閾値A℃よりも小さくなると、給湯器コントローラ6は、燃焼禁止フラグを「1」とすることにより燃焼を禁止する。 In order to transition from the backup hot water supply to the tank unit 2 hot water supply, the water heater controller 6 performs combustion inhibition control based on the temperature difference ΔTw (=Tr*-Tw) between the set temperature Tr* and the incoming water temperature Tw. . Specifically, the water heater controller 6 compares the temperature difference ΔTw with the first threshold A°C. At time t2, when the temperature difference ΔTw becomes smaller than the first threshold A° C., the water heater controller 6 sets the combustion prohibition flag to "1" to prohibit combustion.

燃焼が禁止されると、給湯器コントローラ6は、補助熱源機3の燃焼を停止させるとともに、バイパス流量q2が最大となるように、すなわち流量比率k=kmaxとなるように、分配弁381のステップ数Xを最小ステップ数X0に設定する。このようにすると、燃焼を停止している缶体4内を流れる湯水の流量が制限されるため、給湯回路における補助熱源機3の通水抵抗を低減することができる。その結果、省エネルギ効果を得ることができる。 When the combustion is prohibited, the water heater controller 6 stops the combustion of the auxiliary heat source device 3 and adjusts the step of the distribution valve 381 so that the bypass flow rate q2 becomes maximum, that is, the flow rate ratio k=kmax. Set the number X to the minimum number of steps X0. By doing so, the flow rate of hot water flowing in the can body 4 whose combustion is stopped is restricted, so that the water flow resistance of the auxiliary heat source device 3 in the hot water supply circuit can be reduced. As a result, an energy saving effect can be obtained.

タンクユニット2の出湯中、貯湯タンク21内の高温水が減少して湯切れが生じると、タンクユニット2から補助熱源機3に低温水が供給される。これにより、時刻t4以降、入水温度Twが徐々に低下する。給湯器コントローラ6は、タンクユニット2の出湯からバックアップ出湯に遷移するために、設定温度Tr*と入水温度Twとの温度差ΔTwに基づいて燃焼を許可する。具体的には、給湯器コントローラ6は、温度差ΔTwと第2の閾値B℃とを比較する。第2の閾値B℃は、ハンチングを避けるために、第1の閾値A℃よりも大きい値に設定されている(A℃<B℃)。 When the hot water in the hot water storage tank 21 decreases and the hot water runs out during hot water discharge from the tank unit 2 , low temperature water is supplied from the tank unit 2 to the auxiliary heat source device 3 . As a result, after time t4, the incoming water temperature Tw gradually decreases. The water heater controller 6 permits combustion based on the temperature difference ΔTw between the set temperature Tr* and the incoming water temperature Tw in order to transition from the hot water supply of the tank unit 2 to the backup hot water supply. Specifically, the water heater controller 6 compares the temperature difference ΔTw with the second threshold B°C. The second threshold B° C. is set to a value larger than the first threshold A° C. (A° C.<B° C.) in order to avoid hunting.

時刻t5にて、温度差ΔTwが第2の閾値B℃よりも大きくなると、給湯器コントローラ6は、燃焼禁止フラグを「0」にリセットすることにより燃焼禁止を解除する。燃焼禁止が解除されると、給湯器コントローラ6は、缶体4での燃焼動作を再び開始し、入水される低温水を設定温度Tr*まで加熱して給湯栓Kに給湯する。上述したように、給湯器コントローラ6は、燃焼動作が開始されると、出湯温度Thが設定温度Tr*に制御されるように、缶体4での発生熱量および分配弁381の弁開度(分配弁381による流量比率k)を制御する。 At time t5, when the temperature difference ΔTw becomes greater than the second threshold value B° C., the water heater controller 6 resets the combustion prohibition flag to "0" to cancel the prohibition of combustion. When the prohibition of combustion is released, the water heater controller 6 restarts the combustion operation in the boiler body 4, heats the incoming low-temperature water to the set temperature Tr*, and supplies hot water to the hot water tap K. As described above, when the combustion operation is started, the water heater controller 6 controls the amount of heat generated in the boiler body 4 and the opening degree of the distribution valve 381 ( The flow ratio k) by the distribution valve 381 is controlled.

このように給湯器コントローラ6は、バックアップ出湯中に入水温度Twが上昇し、設定温度Tr*と入水温度Twとの温度差ΔTw<A℃になると、補助熱源機3の燃焼を禁止するとともに、分配弁381のステップ数Xを最小ステップ数X0(流量比率k=kmax)に設定することにより、タンクユニット2の出湯に遷移する。また、給湯器コントローラ6は、タンクユニット2の出湯中に入水温度Twが低下し、温度差ΔTw>B℃になると、補助熱源機3の燃焼を許可するとともに、出湯温度Thを設定温度Tr*に制御するための分配弁381のステップ数Xを設定することにより、バックアップ出湯に遷移する。 In this way, when the incoming water temperature Tw rises during backup hot water supply and the temperature difference ΔTw<A° C. between the set temperature Tr* and the incoming water temperature Tw, the water heater controller 6 prohibits the combustion of the auxiliary heat source device 3. By setting the number of steps X of the distributing valve 381 to the minimum number of steps X0 (flow ratio k=kmax), the hot water is transferred to the tank unit 2 . Further, when the temperature difference ΔTw>B° C. when the temperature difference ΔTw>B° C. is reached, the water heater controller 6 permits the combustion of the auxiliary heat source 3, and sets the discharged hot water temperature Th to the set temperature Tr*. By setting the number of steps X of the distributing valve 381 for controlling to , the transition is made to the backup hot water supply.

このように入水温度Twと設定温度Tr*との温度差ΔTwに基づいて補助熱源機3の燃焼の許可/禁止を制御することにより、入水温度Twが上昇したときの燃焼制御の困難さが解消されるため、出湯温度Thのオーバーシュートを抑制することができる。また、入水温度Twと設定温度Tr*との温度差ΔTwが小さくなる場合において燃焼制御の実行/停止が頻繁に繰り返されることを防止することができる。その結果、出湯温度Thの変動を抑制することができる。 By controlling permission/prohibition of combustion of the auxiliary heat source device 3 based on the temperature difference ΔTw between the incoming water temperature Tw and the set temperature Tr*, the difficulty of controlling combustion when the incoming water temperature Tw rises is eliminated. Therefore, the overshoot of the outlet heated water temperature Th can be suppressed. Further, frequent repetition of execution/stop of combustion control can be prevented when the temperature difference ΔTw between the inlet water temperature Tw and the set temperature Tr* is small. As a result, fluctuations in the outlet heated water temperature Th can be suppressed.

さらに、補助熱源機3の燃焼が不要となるタンク出湯中は、燃焼を停止している缶体4内を流れる湯水の流量が制限されるため、給湯回路における補助熱源機3の通水抵抗を低減することができる。その結果、省エネルギ効果を得ることができる。 Furthermore, during hot water discharge from the tank when combustion of the auxiliary heat source device 3 is unnecessary, the flow rate of hot water flowing in the boiler body 4 whose combustion is stopped is limited, so the water flow resistance of the auxiliary heat source device 3 in the hot water supply circuit is reduced. can be reduced. As a result, an energy saving effect can be obtained.

一方、上記構成では、入水温度Twの上昇を検出して補助熱源機3の燃焼を停止した時点(図4の時刻t2)において、熱交換器32の一次熱交換器32aに入水される湯水、すなわち、缶体配管31における一次熱交換器32aの上流側(二次熱交換器32bを含む)にある湯水の温度が入水温度Twよりも低い場合が生じ得る。そのため、この時点で補助熱源機3の燃焼を停止すると、その後に一次熱交換器32aに入水された湯水が加熱されず、缶体4から低温水が出力されることになる。その結果、時刻t2直後において、一時的に設定温度Tr*に満たない低温水が給湯栓Kに供給されることになる。したがって、二次熱交換器32b内の低温水が加熱されるまでは、補助熱源機3の燃焼を停止させずに、燃焼を継続させることが求められる。 On the other hand, in the above configuration, hot water entering the primary heat exchanger 32a of the heat exchanger 32 at the point in time (time t2 in FIG. 4) when an increase in the incoming water temperature Tw is detected and combustion of the auxiliary heat source device 3 is stopped, That is, the temperature of the hot water on the upstream side of the primary heat exchanger 32a (including the secondary heat exchanger 32b) in the boiler piping 31 may be lower than the incoming water temperature Tw. Therefore, if the combustion of the auxiliary heat source device 3 is stopped at this point, the hot water that enters the primary heat exchanger 32a after that is not heated, and the boiler body 4 outputs low-temperature water. As a result, immediately after time t2, low-temperature water that is lower than the set temperature Tr* is temporarily supplied to the hot water tap K. Therefore, until the low-temperature water in the secondary heat exchanger 32b is heated, it is required to continue the combustion without stopping the combustion of the auxiliary heat source device 3.

一方、入水温度Twの低下を検出して補助熱源機3の燃焼を開始する時点(図4の時刻t5)では、燃焼禁止を解除してから燃料ガスおよび燃焼用空気の混合気を点火装置によって着火して燃焼バーナ33から燃焼熱を発生させるまでに多少の時間を要する場合がある。この場合、その時間内に加熱されない低温水が缶体4から出力されることになる。したがって、入水温度Twの低下をできるだけ早いタイミングで検出して補助熱源機3の燃焼を開始させることが求められる。 On the other hand, when a decrease in the incoming water temperature Tw is detected and combustion of the auxiliary heat source device 3 is started (time t5 in FIG. 4), the prohibition of combustion is lifted and the mixture of fuel gas and combustion air is ignited by the ignition device. It may take some time to ignite and generate combustion heat from the combustion burner 33 . In this case, low-temperature water that is not heated within that time is output from the can body 4 . Therefore, it is required to detect a decrease in the incoming water temperature Tw as early as possible to start combustion in the auxiliary heat source device 3 .

そこで、給湯器コントローラ6は、入水温度Twの変化に対応して補助熱源機3の燃焼制御の精度が低下しないように、一次熱交換器32aに入水される水の温度を推定する。 Therefore, the water heater controller 6 estimates the temperature of the water entering the primary heat exchanger 32a so that the accuracy of the combustion control of the auxiliary heat source device 3 does not deteriorate in response to the change in the incoming water temperature Tw.

図5は、一次熱交換器32aへの入水温度の推定を説明するための概略図である。
図5を参照して、給湯器コントローラ6は、温度センサ35によって検出された入水温度Twに基づいて、一次熱交換器32aにおける推定入水温度Twdを算出する。今回の制御周期における入水温度Twの検出値Tw[n]を用いて、今回の制御周期における推定入水温度Twd[n]は、次式(4)に従って算出される。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining estimation of the temperature of water entering the primary heat exchanger 32a.
Referring to FIG. 5 , water heater controller 6 calculates an estimated incoming water temperature Twd in primary heat exchanger 32 a based on incoming water temperature Tw detected by temperature sensor 35 . Using the detected value Tw[n] of the incoming water temperature Tw in the current control cycle, the estimated incoming water temperature Twd[n] in the current control cycle is calculated according to the following equation (4).

Twd[n]=K1・Tw[n]+K2・Twd[n-1] …(4)
式(4)において、Twd[n-1]は、前回の制御周期における推定入水温度Twdである。また、係数K1,K2は、K1=1/(L+1)、およびK2=L/(L+1)で示される。K1,K2は、調整パラメータLによって、K1+K2=1.0を維持した上で適正値にチューニングすることができる。
Twd[n]=K1·Tw[n]+K2·Twd[n−1] (4)
In equation (4), Twd[n-1] is the estimated inlet water temperature Twd in the previous control cycle. Also, the coefficients K1 and K2 are expressed as K1=1/(L+1) and K2=L/(L+1). K1 and K2 can be tuned to appropriate values by the adjustment parameter L while maintaining K1+K2=1.0.

なお、調整パラメータLは、缶体配管31における温度センサ35の配置位置から一次熱交換器32aまでの配管(二次熱交換器32bを含む)の距離および配管形状などによって値が異なってくるため、例えば、実機試験やシミュレーションによって機種毎に予め設定することができる。 Note that the value of the adjustment parameter L varies depending on the distance of the piping (including the secondary heat exchanger 32b) from the arrangement position of the temperature sensor 35 in the boiler piping 31 to the primary heat exchanger 32a, the piping shape, and the like. For example, it can be set in advance for each model by actual machine test or simulation.

また、調整パラメータLについては、缶体流量q1に応じて可変としてもよい。例えば、缶体流量q1が増えるほど、Lを小さく設定してK1を大きくすることで、TwがTwdに反映される速度を高めることが好ましい。 Further, the adjustment parameter L may be variable according to the can body flow rate q1. For example, it is preferable to increase the speed at which Tw is reflected in Twd by setting L to be smaller and K1 to be larger as the can body flow rate q1 increases.

式(4)によれば、一次熱交換器32aへの推定入水温度Twdは、入水温度Twの履歴に基づいて、入水温度Twの変化が係数K1,K2に従う時間遅れを伴って反映されるように、逐次算出されることになる。 According to the equation (4), the estimated inlet water temperature Twd to the primary heat exchanger 32a is based on the history of the inlet water temperature Tw so that the change in the inlet water temperature Tw is reflected with a time delay according to the coefficients K1 and K2. is calculated sequentially.

図6には、式(4)に従って推定入水温度Twdの算出例が示される。
図6を参照して、温度波形L1は、温度センサ35により検出される入水温度Twの変化を時間軸上にプロットしたものである。温度波形L2は、入水温度Twが温度波形L1に従って変化したときの、一次熱交換器32aにおける推定入水温度Twdの、式(4)に従った算出結果を時間軸上にプロットしたものである。温度波形L1,L2の比較から、推定入水温度Twdは、入水温度Twの変化に時間遅れを持たせるように算出されている。
FIG. 6 shows an example of calculation of the estimated water inlet temperature Twd according to Equation (4).
Referring to FIG. 6, temperature waveform L1 is obtained by plotting changes in incoming water temperature Tw detected by temperature sensor 35 on the time axis. A temperature waveform L2 is obtained by plotting on the time axis the calculation result according to the equation (4) of the estimated incoming water temperature Twd in the primary heat exchanger 32a when the incoming water temperature Tw changes according to the temperature waveform L1. From the comparison of the temperature waveforms L1 and L2, the estimated inlet water temperature Twd is calculated so as to give a time delay to the change in the inlet water temperature Tw.

温度波形L2は、時刻t1以前では温度波形L1と一致しており、時刻t1以降では、温度波形L1に遅れて緩やかに上昇し、温度波形L1と一致するようになる。また、温度波形L2は、時刻t4以前では温度波形L1と一致しており、時刻t4以降では、温度波形L1に遅れて緩やかに低下し、温度波形L1と一致するようになる。 The temperature waveform L2 coincides with the temperature waveform L1 before time t1, and after time t1, the temperature waveform L2 rises slowly with a delay from the temperature waveform L1, and coincides with the temperature waveform L1. Further, the temperature waveform L2 matches the temperature waveform L1 before time t4, and after time t4, the temperature waveform L2 gradually decreases after the temperature waveform L1 and matches the temperature waveform L1.

図6には、入水温度Twおよび推定入水温度Twdが時間の経過に従って変化するときの補助熱源機3における給湯最適化処理の動作例がさらに示される。 FIG. 6 further shows an operation example of the hot water supply optimization process in the auxiliary heat source device 3 when the incoming water temperature Tw and the estimated incoming water temperature Twd change over time.

図6において、燃焼禁止フラグの波形L3および分配弁381による流量比率k(分配弁381のステップ数X)の制御の波形L5は、図4に示したものと同様である。燃焼禁止フラグの波形L3および分配弁381における制御の波形L5による出湯温度Thの変化が、温度波形L7に示される。 In FIG. 6, the waveform L3 of the combustion inhibition flag and the waveform L5 of the control of the flow ratio k (step number X of the distribution valve 381) by the distribution valve 381 are the same as those shown in FIG. A change in outlet heated water temperature Th due to waveform L3 of the combustion inhibition flag and waveform L5 of control in distribution valve 381 is shown in temperature waveform L7.

一方、図6において、燃焼禁止フラグの波形L4および分配弁381による流量比率k(分配弁381のステップ数X)の制御の波形L6は、推定入水温度Twdの温度波形L2に基づいて作成したものである。詳細には、時刻t1以降、推定入水温度Twdが上昇すると、給湯器コントローラ6は、バックアップ出湯からタンクユニット2の出湯に遷移するために、設定温度Tr*と推定入水温度Twdとの温度差ΔTwd(=Tr*-Twd)に基づいて燃焼禁止の制御を実行する。給湯器コントローラ6は、温度差ΔTwdと第1の閾値A℃とを比較する。時刻t3にて、温度差ΔTwdが第1の閾値A℃よりも小さくなると、給湯器コントローラ6は、燃焼禁止フラグを「1」とすることにより燃焼を禁止する。 On the other hand, in FIG. 6, the waveform L4 of the combustion prohibition flag and the waveform L6 of the control of the flow ratio k (step number X of the distribution valve 381) by the distribution valve 381 are created based on the temperature waveform L2 of the estimated incoming water temperature Twd. is. Specifically, after time t1, when the estimated incoming water temperature Twd rises, the water heater controller 6 sets the temperature difference ΔTwd between the set temperature Tr* and the estimated incoming water temperature Twd to transition from the backup hot water supply to the tank unit 2 hot water supply. Control for inhibiting combustion is executed based on (=Tr*-Twd). The water heater controller 6 compares the temperature difference ΔTwd with the first threshold A°C. At time t3, when the temperature difference ΔTwd becomes smaller than the first threshold A° C., the water heater controller 6 sets the combustion prohibition flag to "1" to prohibit combustion.

燃焼が禁止されると、給湯器コントローラ6は、補助熱源機3の燃焼を停止させるとともに、バイパス流量q2が最大となるように、すなわち流量比率k=kmaxとなるように、分配弁381のステップ数Xを最小ステップ数X0に設定する。 When the combustion is prohibited, the water heater controller 6 stops the combustion of the auxiliary heat source device 3 and adjusts the step of the distribution valve 381 so that the bypass flow rate q2 becomes maximum, that is, the flow rate ratio k=kmax. Set the number X to the minimum number of steps X0.

時刻t4以降、推定入水温度Twdが徐々に低下すると、給湯器コントローラ6は、タンクユニット2の出湯からバックアップ出湯に遷移するために、設定温度Tr*と入水温度Twdとの温度差ΔTwdに基づいて燃焼許可の制御を実行する。給湯器コントローラ6は、温度差ΔTwdと第2の閾値B℃とを比較する。時刻t5にて、温度差ΔTwdが第2の閾値B℃よりも大きくなると、給湯器コントローラ6は、燃焼禁止フラグを「0」にリセットすることにより燃焼禁止を解除する。燃焼禁止が解除されると、給湯器コントローラ6は、缶体4での燃焼動作を再び開始し、入水される低温水を設定温度Tr*まで加熱して給湯栓Kに給湯する。上述したように、給湯器コントローラ6は、燃焼動作が開始されると、出湯温度Thが設定温度Tr*に制御されるように、缶体4での発生熱量および分配弁381の弁開度(分配弁381による流量比率k)を制御する。燃焼禁止フラグの波形L4および分配弁381における制御の波形L6による出湯温度Thの変化が、温度波形L8に示される。 After time t4, when the estimated inlet water temperature Twd gradually decreases, the water heater controller 6 switches from the hot water outlet of the tank unit 2 to the backup hot water outlet based on the temperature difference ΔTwd between the set temperature Tr* and the inlet water temperature Twd. Execute burn permission control. The water heater controller 6 compares the temperature difference ΔTwd with the second threshold B°C. At time t5, when the temperature difference ΔTwd becomes greater than the second threshold B° C., the water heater controller 6 resets the combustion prohibition flag to "0" to cancel the prohibition of combustion. When the prohibition of combustion is released, the water heater controller 6 restarts the combustion operation in the boiler body 4, heats the incoming low-temperature water to the set temperature Tr*, and supplies hot water to the hot water tap K. As described above, when the combustion operation is started, the water heater controller 6 controls the amount of heat generated in the boiler body 4 and the opening degree of the distribution valve 381 ( The flow ratio k) by the distribution valve 381 is controlled. A temperature waveform L8 shows a change in outlet heated water temperature Th due to waveform L4 of the combustion prohibition flag and waveform L6 of control in distribution valve 381 .

ここで、出湯温度Thの温度波形L7と温度波形L8とを比較すると、入水温度Twの上昇時(時刻t1)には、温度波形L8では出湯温度Thが安定しているのに対して、温度波形L7では一時的な温度低下が生じている。一方で、入水温度Twの低下時(時刻t4)には、温度波形L7では出湯温度Thが安定しているのに対して、波形L8では一時的な温度低下が生じている。これによると、入水温度Twの上昇時および低下時の各々で好適な温度波形を形成することができれば、入水温度Twの上昇および低下のいずれにおいても出湯温度Thを設定温度Tr*に保つことが可能となる。 Comparing the temperature waveform L7 of the outlet heated water temperature Th with the temperature waveform L8, it can be seen that when the inlet water temperature Tw rises (time t1), the outlet heated water temperature Th is stable in the temperature waveform L8, whereas the temperature A temporary temperature drop occurs in the waveform L7. On the other hand, when the incoming water temperature Tw drops (time t4), the outlet hot water temperature Th is stable in the temperature waveform L7, whereas the temperature temporarily drops in the waveform L8. According to this, if suitable temperature waveforms can be formed when the inlet water temperature Tw rises and falls, the outlet heated water temperature Th can be maintained at the set temperature Tr* both when the inlet water temperature Tw rises and falls. It becomes possible.

そこで、給湯器コントローラ6は、温度センサ35により検出される入水温度Twおよび推定入水温度Twdのうち低い方の温度を用いて、補助熱源機3の燃焼および燃焼禁止を制御するとともに、分配弁381の開度制御を実行する。このようにすると、出湯温度Thは、入水温度の上昇時には温度波形L8に従って変化するとともに、入水温度の低下時には温度波形L7に従って変化することになる。給湯器コントローラ6は、燃焼制御および分配弁381の開度制御を入水温度の変化に速やかに追従させることができるため、タンクユニット2からの入水温度Twに変化が生じたときにも、出湯温度Thを設定温度Tr*に保つことができる。 Therefore, the water heater controller 6 uses the lower temperature of the incoming water temperature Tw detected by the temperature sensor 35 and the estimated incoming water temperature Twd to control combustion and prohibition of combustion of the auxiliary heat source device 3, and the distribution valve 381 to control the degree of opening of the In this way, the outlet hot water temperature Th changes according to the temperature waveform L8 when the incoming water temperature rises, and changes according to the temperature waveform L7 when the incoming water temperature drops. Since the water heater controller 6 can make the combustion control and the opening degree control of the distribution valve 381 quickly follow changes in the incoming water temperature, even when the incoming water temperature Tw from the tank unit 2 changes, the outlet hot water temperature Th can be kept at the set temperature Tr*.

図7は、補助熱源機3において実行される給湯最適化処理の手順を説明するためのフローチャートである。図7に示すフローチャートは、給湯器コントローラ6により一定の制御周期毎に実行することができる。 FIG. 7 is a flowchart for explaining the hot water supply optimization process executed in the auxiliary heat source device 3 . The flowchart shown in FIG. 7 can be executed by the water heater controller 6 at regular control cycles.

図7を参照して、給湯器コントローラ6は、ステップS01により、補助熱源機3での流量が最小作動流量(MOQ)を超えているか否かを判定する。以下では、補助熱源機3での流量がMOQを超えている状態を「MOQオン」とも称し、MOQを超えていない状態を「MOQオフ」とも称する。 Referring to FIG. 7, water heater controller 6 determines in step S01 whether or not the flow rate at auxiliary heat source device 3 exceeds the minimum operating flow rate (MOQ). Hereinafter, the state in which the flow rate in the auxiliary heat source device 3 exceeds the MOQ is also referred to as "MOQ on", and the state in which the flow rate does not exceed the MOQ is also referred to as "MOQ off".

MOQオフのときには(S01にてNO)、給湯器コントローラ6は以降のステップS02~S11の処理をスキップする。一方、MOQオンのときには(S01にてYES)、給湯器コントローラ6は、ステップS02~S11に処理を進める。具体的には、給湯器コントローラ6は、ステップS02により、温度センサ35により検出される入水温度Twを取得すると、ステップS03により、ステップS02で取得された現時点での入水温度Twから、式(4)に従って、現時点での一次熱交換器32aへの推定入水温度Twdを算出する。 When MOQ is off (NO in S01), water heater controller 6 skips subsequent steps S02 to S11. On the other hand, when MOQ is on (YES in S01), water heater controller 6 proceeds to steps S02 to S11. Specifically, when the water heater controller 6 acquires the incoming water temperature Tw detected by the temperature sensor 35 in step S02, in step S03, the current incoming water temperature Tw acquired in step S02 is calculated by the formula (4 ), the current estimated water inlet temperature Twd to the primary heat exchanger 32a is calculated.

次に、給湯器コントローラ6は、ステップS04により、現時点での入水温度Twおよび現時点での推定入水温度Twdのうちの低い方の温度を算出する。以下の説明では、入水温度Twおよび推定入水温度Twdのうちの低い方の温度を、最小入水温度min(Tw,Twd)と表記する。 Next, in step S04, water heater controller 6 calculates the lower temperature of current inlet water temperature Tw and estimated current inlet water temperature Twd. In the following description, the lower one of the incoming water temperature Tw and the estimated incoming water temperature Twd is referred to as minimum incoming water temperature min(Tw, Twd).

続いて、給湯器コントローラ6は、ステップS05により、設定温度Tr*と最小入水温度min(Tw,Twd)との温度差ΔTw(=Tr*-min(Tw,Twd))を算出する。給湯器コントローラ6は、ステップS06により、算出した温度差ΔTwと第2の閾値B℃とを比較する。 Subsequently, in step S05, water heater controller 6 calculates temperature difference ΔTw (=Tr*-min(Tw, Twd)) between set temperature Tr* and minimum inlet water temperature min(Tw, Twd). The water heater controller 6 compares the calculated temperature difference ΔTw with the second threshold B° C. in step S06.

温度差ΔTw>B℃である場合(S06にてYES)、給湯器コントローラ6は、ステップS07に進み、燃焼禁止フラグを「0」にリセットする。すなわち、給湯器コントローラ6は、補助熱源機3の燃焼を許可する。したがって、給湯器コントローラ6は、缶体4での燃焼動作を実行し、入水される低温水を設定温度Tr*まで加熱して給湯栓Kに給湯する。給湯器コントローラ6は、出湯温度Thが設定温度Tr*に制御されるように、缶体4での発生熱量を制御する。さらに、給湯器コントローラ6は、ステップS08により、分配弁381の弁開度(分配弁381による流量比率k)を制御する。 If temperature difference ΔTw>B° C. (YES in S06), water heater controller 6 proceeds to step S07 and resets the combustion inhibition flag to "0". That is, the water heater controller 6 permits the combustion of the auxiliary heat source machine 3 . Therefore, the water heater controller 6 performs the combustion operation in the can body 4, heats the low temperature water to the set temperature Tr*, and supplies hot water to the hot water tap K. The water heater controller 6 controls the amount of heat generated in the can body 4 so that the outlet hot water temperature Th is controlled to the set temperature Tr*. Furthermore, the water heater controller 6 controls the valve opening degree of the distribution valve 381 (the flow rate k by the distribution valve 381) in step S08.

一方、ステップS07にて温度差ΔTw≦B℃である場合(S07にてNO)、給湯器コントローラ6は、ステップS09に進み、温度差ΔTwと第1の閾値A℃とを比較する。温度差ΔTw<A℃である場合(S09にてYES)、給湯器コントローラ6は、ステップS10に進み、燃焼禁止フラグを「1」にセットする。すなわち、給湯器コントローラ6は、補助熱源機3の燃焼を禁止する。したがって、給湯器コントローラ6は、補助熱源機3の燃焼を停止させるとともに、ステップS11により、バイパス流量q2が最大となるように、すなわち流量比率k=kmaxとなるように、分配弁381のステップ数Xを最小ステップ数X0に設定する。 On the other hand, if temperature difference ΔTw≦B° C. in step S07 (NO in S07), water heater controller 6 proceeds to step S09 and compares temperature difference ΔTw with first threshold A° C. If temperature difference ΔTw<A° C. (YES in S09), water heater controller 6 proceeds to step S10 and sets the combustion inhibition flag to "1". That is, the water heater controller 6 prohibits the combustion of the auxiliary heat source device 3 . Therefore, the water heater controller 6 stops the combustion of the auxiliary heat source device 3, and in step S11, adjusts the number of steps of the distribution valve 381 so that the bypass flow rate q2 becomes maximum, that is, the flow rate ratio k=kmax. Set X to the minimum number of steps X0.

以上説明したように、本実施の形態に係る補助熱源機(給湯装置)によれば、入水温度と設定温度との温度差に基づいて燃焼の許可/禁止を制御することにより、入水温度が変化したときの燃焼制御の困難さが解消されるため、入水温度の変化に対して出湯温度を設定温度に保つことができる。 As described above, according to the auxiliary heat source machine (hot water supply device) according to the present embodiment, the inlet water temperature changes by controlling the permission/prohibition of combustion based on the temperature difference between the inlet water temperature and the set temperature. Since the difficulty of combustion control is eliminated, the outlet hot water temperature can be maintained at the set temperature even if the inlet water temperature changes.

また、補助熱源機の燃焼が不要となるタンク出湯中は、バックアップ給湯時と比較して缶体内を流れる湯水の流量が制限されるため、給湯回路における補助熱源機の通水抵抗を低減することができるため、省エネルギ効果を得ることができる。 In addition, during hot water supply from the tank when the combustion of the auxiliary heat source is unnecessary, the flow rate of hot water flowing in the boiler is limited compared to the backup hot water supply, so the water flow resistance of the auxiliary heat source in the hot water supply circuit should be reduced. energy saving effect can be obtained.

さらに、温度センサにより検出される入水温度に基づいて熱交換器への入水温度を推定し、検出入水温度および推定入水温度のうち低い方の温度を用いて、補助熱源機の燃焼制御および分配弁の開度制御を実行することで、燃焼制御および分配弁の開度制御を入水温度の変化に速やかに追従させることができるため、安定的に出湯温度を設定温度に保つことが可能となる。 Furthermore, the temperature of water entering the heat exchanger is estimated based on the temperature of the incoming water detected by the temperature sensor, and the lower temperature of the detected and estimated incoming water temperature is used for combustion control and distribution valve of the auxiliary heat source equipment. By executing the opening degree control, the combustion control and the opening degree control of the distribution valve can be made to quickly follow the change in the incoming water temperature, so it is possible to stably maintain the outlet heated water temperature at the set temperature.

なお、補助熱源機3(給湯装置)の構成は図1および図2の例示に限定されるものではなく、バイパス管の配置によって、高温水(加熱水)および低温水(非加熱水)を混合するバイパスミキシング式の給湯装置における高温水および低温水の混合比率の制御に対して、本発明を共通に適用することができる。 The configuration of the auxiliary heat source machine 3 (hot water supply device) is not limited to the examples shown in FIGS. The present invention can be commonly applied to the control of the mixing ratio of high-temperature water and low-temperature water in a bypass mixing type hot water supply apparatus.

また、補助熱源機3における熱交換器32として、燃焼ガスの顕熱を吸熱する一次熱交換器および燃焼排ガスからの潜熱を回収する二次熱交換器を組み合わせた潜熱回収型の構成を例示したが、これに限らず、二次熱交換器を有しないものでも本発明を適用することができ、潜熱回収型であることは必須ではない。 Also, as the heat exchanger 32 in the auxiliary heat source device 3, a latent heat recovery type configuration is illustrated in which a primary heat exchanger that absorbs the sensible heat of the combustion gas and a secondary heat exchanger that recovers the latent heat from the flue gas are combined. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to those having no secondary heat exchanger, and it is not essential to be of the latent heat recovery type.

さらに、熱交換器を加熱する熱源として、燃焼熱を発生させる燃焼バーナを例示したが、これに限らず、電気を用いて熱を発生する熱源等、様々なタイプの熱源を適用することができる。 Furthermore, as a heat source for heating the heat exchanger, a combustion burner that generates heat of combustion was exemplified, but the invention is not limited to this, and various types of heat sources such as a heat source that generates heat using electricity can be applied. .

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning of equivalents of the scope of the claims.

1 主熱源装置、2 タンクユニット、3 補助熱源機(給湯装置)、4 燃焼缶体、6 給湯器コントローラ、30 入水管、31 缶体配管、32 熱交換器、33 燃焼バーナ、34 出湯管、35,37 342 温度センサ、38 バイパス管、100 給湯システム。 1 main heat source device, 2 tank unit, 3 auxiliary heat source device (hot water supply device), 4 combustion can body, 6 water heater controller, 30 water inlet pipe, 31 boiler pipe, 32 heat exchanger, 33 combustion burner, 34 hot water outlet pipe, 35, 37 342 temperature sensor, 38 bypass pipe, 100 hot water system.

Claims (4)

熱源部と、
前記熱源部からの熱によって低温水を加熱して高温水を出力する熱交換器と、
前記熱交換器に前記低温水を通過させるための加熱流路と、
前記熱交換器の上流側で前記加熱流路から分岐して、前記熱交換器の下流側の結合点で前記加熱流路と合流するバイパス流路と、
前記低温水の入水流量に対する前記バイパス流路の流量比率を制御する流量比率調整部と、
前記熱源部の動作を制御するとともに、前記流量比率調整部の操作量を設定する制御装置とを備え、
前記制御装置は、出湯温度の設定温度に対する前記低温水の温度の温度差が第1の閾値よりも小さい場合には、前記熱源部の作動を禁止するとともに、前記流量比率調整部の前記操作量を、予め定められた前記流量比率の制御可能範囲の最大値に設定し、
前記温度差が前記第1の閾値より大きい第2の閾値よりも大きい場合には、前記熱源部の作動を許可するとともに、前記流量比率調整部の前記操作量を、前記最大値よりも小さい値に設定するように構成され、
記加熱流路は、上流端が入水管に接続され、下流端が前記熱交換器に接続される缶体配管と、上流端が前記熱交換器に接続され、前記結合点で前記バイパス流路と接続される出湯管とを含み、
前記熱交換器は、前記熱源部からの顕熱によって前記低温水を加熱する一次熱交換器を含み、
前記入水管から前記缶体配管に入水される前記低温水の温度を検出する第1の温度検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記第1の温度検出器による検出温度の履歴に基づいて、前記缶体配管から前記一次熱交換器に入水される前記低温水の温度を推定するとともに、前記低温水の推定温度および前記検出温度のうちの低い方の温度を用いて、前記温度差を算出する、給湯装置。
a heat source;
a heat exchanger that heats low-temperature water with heat from the heat source and outputs high-temperature water;
a heating channel for passing the cold water through the heat exchanger;
a bypass flow path branching from the heating flow path upstream of the heat exchanger and joining the heating flow path at a junction point downstream of the heat exchanger;
a flow rate ratio adjusting unit that controls a flow rate ratio of the bypass channel with respect to the flow rate of the low-temperature water;
A control device that controls the operation of the heat source unit and sets the operation amount of the flow rate ratio adjustment unit,
The control device prohibits the operation of the heat source unit when the temperature difference of the low-temperature water with respect to the set temperature of the outlet hot water is smaller than a first threshold value, and the operation amount of the flow rate ratio adjustment unit is set to the maximum value of the predetermined controllable range of the flow rate ratio,
When the temperature difference is larger than a second threshold larger than the first threshold, the operation of the heat source unit is permitted, and the operation amount of the flow rate ratio adjustment unit is set to a value smaller than the maximum value is configured to set to
The heating channel comprises a boiler pipe having an upstream end connected to the water inlet pipe and a downstream end connected to the heat exchanger, and an upstream end connected to the heat exchanger and the bypass flow at the junction point. a hot water outlet pipe connected to the passage,
The heat exchanger includes a primary heat exchanger that heats the low-temperature water with sensible heat from the heat source,
further comprising a first temperature detector that detects the temperature of the low-temperature water entering the boiler pipe from the water inlet pipe;
The control device estimates the temperature of the low-temperature water entering the primary heat exchanger from the boiler pipe based on the history of temperatures detected by the first temperature detector, and estimates the low-temperature water. A water heater, wherein the temperature difference is calculated using the lower temperature of the temperature and the detected temperature .
前記加熱流路の流量を検出する流量検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記流量検出器による検出流量が大きいほど前記検出温度に対する前記推定温度の時間遅れが小さくなるように、前記推定温度を算出する、請求項に記載の給湯装置。
Further comprising a flow rate detector that detects the flow rate of the heating channel,
2. The hot water supply apparatus according to claim 1 , wherein said control device calculates said estimated temperature such that the time lag of said estimated temperature with respect to said detected temperature decreases as the flow rate detected by said flow rate detector increases.
前記結合点の下流側に配置され、前記高温水および前記低温水の混合後の出湯温度を検出する第2の温度検出器をさらに備え、
前記流量比率調整部は、前記バイパス流路の流量を制御するための分配弁を含み、
前記制御装置は、前記温度差が前記第1の閾値よりも小さい場合には、前記分配弁の開度を上限値に設定し、
前記温度差が前記第2の閾値よりも大きい場合には、前記第2の温度検出器による検出温度が前記設定温度と一致するように、前記分配弁の開度を制御する、請求項1または2に記載の給湯装置。
further comprising a second temperature detector located downstream of the coupling point for detecting the outlet temperature of hot water after mixing the high temperature water and the low temperature water;
The flow ratio adjustment unit includes a distribution valve for controlling the flow rate of the bypass channel,
The control device sets the degree of opening of the distribution valve to an upper limit when the temperature difference is smaller than the first threshold,
2. The opening degree of the distribution valve is controlled so that the temperature detected by the second temperature detector matches the set temperature when the temperature difference is greater than the second threshold. 2. The water heater according to 2 .
主熱源によって加熱された湯水を蓄積するための貯湯タンクと、
前記貯湯タンクの湯水が供給される配管と、
前記配管から供給される湯水を前記設定温度に加熱して出力する補助熱源機とを備え、
前記補助熱源機は、請求項1からのいずれか1項に記載の給湯装置を含む、給湯システム。
a hot water storage tank for storing hot water heated by the main heat source;
a pipe to which the hot water of the hot water storage tank is supplied;
an auxiliary heat source device that heats the hot water supplied from the pipe to the set temperature and outputs it,
A hot water supply system, wherein the auxiliary heat source machine includes the hot water supply apparatus according to any one of claims 1 to 3 .
JP2019116283A 2019-06-24 2019-06-24 Water heater and hot water system Active JP7303428B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019116283A JP7303428B2 (en) 2019-06-24 2019-06-24 Water heater and hot water system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019116283A JP7303428B2 (en) 2019-06-24 2019-06-24 Water heater and hot water system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021001713A JP2021001713A (en) 2021-01-07
JP7303428B2 true JP7303428B2 (en) 2023-07-05

Family

ID=73994899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019116283A Active JP7303428B2 (en) 2019-06-24 2019-06-24 Water heater and hot water system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7303428B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116346864B (en) 2023-05-30 2023-08-01 成都秦川物联网科技股份有限公司 Ultrasonic metering compensation method, system and medium based on intelligent gas Internet of things

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012225587A (en) 2011-04-20 2012-11-15 Denso Corp Hybrid hot water supplier
JP2018091533A (en) 2016-12-01 2018-06-14 株式会社ノーリツ Water heater and control method of water heater
JP2019078513A (en) 2017-10-27 2019-05-23 パーパス株式会社 Hot water supply system, hot water supply control program, hot water supply control method and water heater

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3119535B2 (en) * 1992-10-16 2000-12-25 東陶機器株式会社 Water heater control device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012225587A (en) 2011-04-20 2012-11-15 Denso Corp Hybrid hot water supplier
JP2018091533A (en) 2016-12-01 2018-06-14 株式会社ノーリツ Water heater and control method of water heater
JP2019078513A (en) 2017-10-27 2019-05-23 パーパス株式会社 Hot water supply system, hot water supply control program, hot water supply control method and water heater

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021001713A (en) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018202419B2 (en) Water heater
KR20190128577A (en) Boiler for heating and hot-water supply and control method thereof
JP7303428B2 (en) Water heater and hot water system
JP6822103B2 (en) Hot water supply device and control method of hot water supply device
JP6822128B2 (en) Combustion device
JP6939190B2 (en) Heating and hot water supply device
JP6601059B2 (en) Combined heat source machine
CN211854485U (en) Solar energy and gas combined constant temperature water heater
JP2020085337A (en) Hot water supply system and auxiliary heat source machine
JP2021032487A (en) Hot water supply device
JPH01302063A (en) Water quantity controller for hot water supplying apparatus
AU2018202418B2 (en) Water heater
KR20210014517A (en) Rpm control method of inducer for gas furnace
JP6515550B2 (en) One can dual channel water heater
KR20200079687A (en) Control method of gas furnace
JP2004036960A (en) Supply control method for fluid supply device, and fluid supply device
JP6848265B2 (en) Hot water temperature control device
JPH01273927A (en) Device for room heating with hot water
JP6848335B2 (en) Hot water supply device and control method of hot water supply device
JP2018048782A (en) Hot water supply system
JP3769660B2 (en) Water heater
KR19990017388A (en) Hot water temperature control method of gas boiler
KR100291491B1 (en) Method controlling a gas boiler according to gas press
JP3098730B2 (en) Water heater
JPH11325588A (en) One-can multi-channel bath water heater

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220510

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230221

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230419

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230523

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230605

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7303428

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150