JPH0336454A - 給湯制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスバーナにて加熱される水加熱用の熱交換
器からの給湯総量の目標値を設定する給湯総量設定手段
と、給湯総量が目標値になるまでの目標給湯時間を求め
て給湯開始からの経過時間が目標給湯時間に達するに伴
って給湯を自動停止する制御手段が設けられた給湯制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる給湯制御装置においては、例えば浴槽等に給湯す
るに際して、給湯総量が目標値に達するに伴って自動的
に給湯を停止できることになる。そして、そのための構
成として、給湯総量が目標値になるまでの目標給湯時間
を求めて給湯開始からの経過時間が目標給湯時間に達す
るに伴って給湯を自動停止する、いわゆる時間制御方式
を採用することにより、例えば給湯総量が目標値に達す
るまでの必要時間を表示する場合において、その必要時
間を目標給湯時間と給湯開始からの経過時間とから求め
て表示できる等の利点を有している。

ところで、かかる時間制御方式で給湯を制御するに、従
来では、例えば実開昭５６−１２７４２号公報に開示さ
れるように、熱交換器からの給湯量を一定に維持させる
ようにする給水装置を設けて、上記一定の給湯量のもと
て給湯することを条件にして給湯制御を行うようになっ
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来構成によると、熱交換器からの給湯量を一定に維持
させるようにする給水装置を特別に設けなければならな
いため、全体構成が複雑になる不利がある。

また一般に、給湯においては給湯量を設定温度に維持す
ることになるものであり、その際に、近年では、器具の
最大能力を利用して能率のよい給湯を行うために、熱交
換器への通水量を調整することが行われることになり、
かつ、その通水量の調整は、給湯途中の入水温の変化に
も対応しながら行われることになるが、上記従来構成に
よると、そのような熱交換器への通水量調整を行うこと
ができない不利もあった。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、そ
の目的は、時間制御式を採用しながらも、熱交換器への
通水量の変化にかかわらず所望量の給湯を的確に行える
給湯制御装置を提供する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る給湯制御装置は、ガスバーナにて加熱され
る水加熱用の熱交換器からの給湯総量の目標値を設定す
る給湯総量設定手段と、給湯総量が目標値になるまでの
目標給湯時間を求めて給湯開始からの経過時間が目標給
湯時間に達するに伴って給湯を自動停止する制御手段が
設けられたものであって、その特徴構成は、前記熱交換
器からの給湯量を検出する流量検出手段が設けられ、前
記制御手段は、前記流量検出手段の検出情報を設定時間
間隔でサンプリングして、そのサンプリング情報に基づ
いて前記給湯経過時間を補正するように構成されている
点にある。

〔作　用〕

上記特徴構成による作用は次の通りである。

制御手段は、設定時間間隔で流量検出手段の検出情報を
サンプリングする。そして、そのサンプリング情報に基
づいて給湯開始からの経過時間を補正する。つまり、給
湯流量の多少に応じて経過時間を増減変更する。

そして、経過時間が目標給湯時間に達するに伴って給湯
を自動停止する。

ちなみに、上記目標給湯時間は、標準的な給湯量や最大
給湯量に応じた流量値を予め決めておく場合には、給湯
総量の目標値を予め決めた流量値にて除算することによ
って求まるが、このように流量値を予め決めておかない
場合には、給湯開始時における流量検出手段の検出情報
をサンプリングして、その流量値にて給湯総量の目標値
を除算することによって求めるとよい。

〔発明の効果〕

上記特徴構成による効果は次の通りである。

給湯開始からの経過時間を管理しながら給湯を自動停止
する、時間制御式の利点を活かしながらも、流量検出手
段の検出情報によって給湯開始からの経過時間を補正す
ることによって、熱交換器への通水量、つまり給湯量の
変化にかかわらず所望量の給湯を的確に行えるのであり
、もって、実用上の利点大なる給湯制御装置をえるに至
った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、ガスバーナ（１）により加熱され
る水加熱用熱交換器（２）からの給湯路（３）が、一般
給湯栓（４）に接続する一般給湯路（３Ａ）と、浴槽（
５）に接続する風呂給湯路（３Ｂ）とに分岐され、一般
給湯路（３Ａ）には、熱交換器（２）に対する給水路（
６）から分岐された混合給水路（７）が接続されている
。

前記ガスバーナ（１）に対する燃料ガス供給路（８）に
は、燃料ガス供給を断続するガス弁（９）、及び燃料ガ
ス供給量を調整する電磁式のガス量調整弁（１０）が介
装されている。

前記給湯路（３）には、給湯量を調整する電磁式の流量
調整弁（１１）が介装され、前記風呂給湯路（３Ｂ）に
は、その流路を開閉する電磁式の切替弁（１２）及び浴
槽水の逆流を防止するための真空破壊弁（１３）が介装
され、また、前記混合給水路（７）には、その流路を開
閉する電磁式のバイパス弁（１４）が設けられている。

マイクロコンピュータを利用して構成される制御手段と
しての制御装置（１５）が設けられ、この制御装置（１
５）によって給湯制御が実行されるようになっており、
以下この給湯制御について説明する。

熱交換器（２）の通水量を検出する水量センサ（１６）
、熱交換器（２）への給水温度を検出する入水温センサ
（１７）、熱交換器（２）の出口湯温を検出する湯温セ
ンサ（１８）、並びに混合給水路（７）の通水量が設定
量以上であることを検出する水流スイッチ（１９）が設
けられ、これらセンサ類の検出情報が制御装置（１５）
に入力される。

又、前記制御装置（１５）に運転情報を指令するリモー
トコントローラ（２０）が設けられており、このリモー
トコントローラ（２０）には、給湯運転の開始・停止を
指令する運転スイッチ（２１）、前記浴槽（５）への湯
はりを指令する湯はりスイッチ（２２）、一般給湯の給
湯温度（Ｔｔ）を設定する給湯温度設定器（２３）、湯
はり給湯の給湯温度（Ｔ２）を設定する湯はり温度設定
器（２４）、浴槽（５）への給湯総量の目標値を設定す
る給湯総量設定器（２５）、及び、時間表示器（２６）
が夫々設けられている。

給湯運転は、制御装置（１５）に電源が投入されて運転
スイッチ（２１）が入り操作されると開始される。

給湯運転には、一般給湯と湯はり給湯とがある。但し、
湯はり給湯中において、一般給湯栓（４）が開かれて一
般給湯が要求されると、湯はり給湯が停止されて一般給
湯が行われるようになっている。

一般給湯は、一般給湯栓（４）の開栓に伴い水量センサ
（１６）が通水開始を検出すると、その通水開始検出に
基づきガス弁（９）を開いてガスバーす（１）を着火し
、一般給湯路（３Ａ）からの給湯を開始する。

そして、ガスバーナ（１）の燃焼量（Ｇ）を設定上限値
（ＧＭ）とするようにガス量調整弁（１０）を調整した
状態で、リモートコントローラ（２０〉から指令されて
いる一般給湯の設定給湯温度（Ｔ１〉、及び、入水温セ
ンサ（１７）の検出給水温度（Ｔｉ）に基づき、水量セ
ンサ（１６）の検出通水量（Ｗ）が次式を略満足する値
となるように流量調整弁（１１）を調整する。

Ｗ＝　ＧＭ　／（’ｒｘ−’ｒｉ） 但し、湯温センサ（１８）の検出湯温（Ｔ１）と一般給
湯の設定給湯温度（Ｔ１）との偏差に基づき、湯温セン
サ（１８）の検出湯温（Ｔｊ）を一般給湯の設定給湯温
度（Ｔ１）に一致させるように、上述の流量調整弁（１
１〉の調整制御に補正を加え、これによって、一般給湯
路（３Ａ）からの給湯温度を一般給湯の設定給湯温度（
Ｔ、）に維持させる。

湯はり給湯は、リモートコントローラ（２０）の湯はり
スイッチ（２２）により給湯指令が与えられると、切替
弁（１２）が開かれるに伴って水量センサ（１６）が通
水開始を検出する。その通水開始検出に基づきガス弁（
９）を開いてガスバーナ（１）を着火し、風呂給湯路（
３Ｂ）からの給湯を開始する。

そして、上述の一般給湯と同様に、ガスバーナ（１）の
燃焼量（Ｇ）を設定上限値（ＧＭ）とするようにガス量
調整弁（１０）を調整した状態で、リモートコントロー
ラ（２０）から指令されている風呂給湯の設定給湯温度
（Ｔ２）、及び、入水温センサ（１７）の検出給水温度
（Ｔｉ）に基づき、水量センサ（１６〉の検出通水量（
Ｗ）が次式を略満足する値となるように流量調整弁（１
１）を調整する。

Ｗ＝　ＧＭ　／（Ｔｔ−Ｔｉ） 但し、湯温センサ（１８）の検出湯温（Ｔｊ）と風呂給
湯の設定給湯温度（Ｔ２）との偏差に基づき、湯温セン
サ（１８〉の検出湯温（Ｔｊ）を風呂給湯の設定給湯温
度（Ｔ２）に一致させるように、上述の流量調整弁（１
１）の調整制御に補正を加え、これによって、風呂給湯
路（３Ｂ）からの給湯温度を風呂給湯の設定給湯温度（
Ｔ２）に維持させる。

ところでこの湯はり給湯時において、一般給湯栓（４）
が開かれると、湯はり給湯を停止した一般給湯、いわゆ
る割り込み給湯を優先的に行えるようになっている。

このため、湯はり給湯開始時には、混合給水路（７）の
バイパス弁（１４）が予め開かれている。

そして、一般給湯栓（４）が開かれると水流スイッチ（
１９）が水流を検出し、その後数秒経過するに伴って、
切替弁（１２）が閉じると共にバイパス弁（１４）が閉
じ、一般給湯が開始される。この−般給湯の停止は、一
般給湯栓（４）が閉じて水量センサ（１６）が通水の停
止を検出することによって判別され、それに伴い切替弁
（１２）が開かれると共にバイパス弁（１４）が開かれ
る。

又、この湯はり給湯には、浴槽（５）に給湯総量設定器
（２５）にて設定された湯量を給湯するに伴って、自動
的に給湯を停止する自動給湯と、任意に給湯する追加給
湯とがある。

自動給湯は、基本的には、前記制御装置（１５）が、給
湯総量が給湯総量設定器（２５）に設定された目標値（
Ｑ）になるまでの目標給湯時間（１）を求め、そして給
湯開始からの経過時間が目標給湯時間に達するに伴って
、前記切替弁（１２）を閉じることによって達成される
。但し、熱交換器（２）への通水量の変動にかかわらず
適正な給湯が行えるようにするために、制御装置（１５
）は、熱交換器（２）からの給湯量を検出する流量検出
手段として機能する水量センサ（１６）の検出情報を設
定時間間隔でサンプリングして、そのサンプリング情報
に基づいて前記給湯経過時間を補正することになってい
る。

つまり、前記目標給湯時間（０は、標準的な給湯量等に
応じて予め決めた流量値（ｑｌ）にて前記目標値（Ｑ）
を除算することによって求めるようになっている。

そして、基本的には、前記設定時間間隔おきに、目標給
湯時間（１）から設定時間（Δｔ）を減算して、その残
時間（ｔｏ）が零になるに伴って給湯を自動停止するこ
とになる。但し、設定時間（Δｔ）を上述の如く減算す
る際に、その設定時間（Δｔ）を水量センサ（１６）の
検出値（ｑ２）に基づいて補正することになる。詳しく
は、水量センサ（１６）の検出値（ｑ２）を予め決めた
流量値（ｑ＋）にて除算した値を求め、その求めた値と
設定時間（Δｔ）とを乗算することにより補正すること
になる。

追加給湯は、上記自動給湯の機能を利用して達成される
ようになっている。つまり、上記自動給湯が、湯はりス
イッチ（２２）が押し操作される毎に、現在給湯状態に
ある場合には給湯停止状態に、且つ、現在給湯停止状態
にある場合には給湯状態に切り換えられるように構成さ
れると共に、給湯停止状態から給湯状態に切り換えられ
るに伴って、前記目標給湯時間（１）が求められるよう
に構成されている。

前記水量センサ（１６）は、給湯流量に応じてパルス信
号を出力する検出部（１６ａ）と、基本クロックをカウ
ントして前記パルス信号の周期に対応するカウント値を
求めるカウンタ（１６ｂ）とからなる。

前記検出部（１６ａ）は、流量に応じて回転するロータ
、そのロータに付設した磁石、磁気感知素子等を主要部
に構成されている。

前記カウンタ（１６ｂ）は、制御装置（１５）の発振器
を用いて形成される基本クロックをカウントするもので
あり、そして、第４図及び第５図に示すように、制御装
置（１５）によってパルス信号の立ち上がりに同期して
、現在のカウント値が記憶されると共にカウント値がク
リアーされるようになっている。ちなみに、通常の給湯
状態において、パルス信号の周期は、前記制御装置（１
５）のサンプリング間隔よりもかなり小さなものである
。

次に、制御装置（１５）の処理を説明しながら、給湯制
御について詳述する。

制御装置（１５）は、基本的には、第２図に示すメイン
フローに沿って給湯制御処理を実行する。

そして、上述した通り、パルス信号の立ち上がりに同期
して、現在のカウント値を記憶すると共にカウント値を
クリアーする、パルス割り込み処理を実行し、さらには
、第３図に示すように、設定時間間隔で時間割り込み処
理を実行する。

この時間割り込み処理は、前記記憶されたカウント値を
読み込み、湯はり中であるか否かを判別し、湯はり中で
無い場合には、メインフローにリターンする。

そして、湯はり中であることが判別された場合には、さ
らに、湯はりの開始であるか否かを判別する。湯はりの
開始である場合には、上述の如く目標給湯時間（１）を
求めるタイマーセットの処理を実行することになり、そ
して、湯はりの開始で無い場合には、上述の如く、設定
時間（Δｔ）を補正しながら減算するタイマー減算処理
を実行する。尚、この時に、給湯総量が目標値に達する
までの必要時間としての前記残時間（ｔｏ）を時間表示
器（２６）に表示させる表示処理をも併せて実行する。

前記給湯制御処理について説明すると、電源が投入され
るに伴って、各種の弁を閉じ且つ各種の記憶値をクリア
する初期設定の処理が実行される。

次に運転スイッチ（２１）、湯はりスイッチ（２２）、
及び、水流スイッチ（１９）の情報に基づいて、運転の
要否、お湯はりであるか一般給湯であるか、及び、お湯
はりの場合における割り込み給湯の要否を判別する運転
判別処理が実行される。

その判別結果に基づいて、給湯の要否が判別され、給湯
不要の場合には、現在まで給湯中であるか否かが判別さ
れる。現在まで給湯中で無い場合には、前記初期設定の
処理へ移行することになり、また、現在まで給湯中であ
る場合には、後述する消火処理を実行したのちに前記初
期設定の処理に移行する。

前述の判別で給湯要が判別された場合には、お湯はりで
あるか、一般給湯であるかが判別される。お湯はりであ
る場合には、切替弁（１２）やバイパス弁（１４）が開
き操作される。一般給湯である場合には、切替弁（１２
）やバイパス弁（１３）が閉じ操作される。

切替弁（１２）やバイパス弁（１３）の操作が完了する
と、水量センサ（１６）の検出値に基づいて水量が設定
値以上であるか否かが判別される。水量が設定値未満で
ある場合には、現在まで給湯中であるか否かが判別され
る。現在まで給湯中で無い場合には、前記初期設定の処
理へ移行することになり、また、現在まで給湯中である
場合には、後述する消火処理を実行したのちに前記初期
設定の処理に移行する。

前述の判別で水量が設定値以上であることが判別される
と、点火中であるか否かが判別されることになり、点火
中で無い場合にのみ、ガスバーナ（１）を着火する点火
処理が実行される。

次に、一般給湯であるか否かが判別され、−般給湯であ
る場合には、一般給湯の設定給湯温度（Ｔ１）に維持す
るように、ガスバーナ（１）の燃焼状態や熱交換器（２
）の通水状態を調整する一般給湯用の水比例処理が実行
されたのち、前記運転判別処理に移行される。

前記判別でお湯はり給湯が判別された場合には、風呂給
湯の設定給湯温度（Ｔりに維持するように、ガスバーナ
（１）の燃焼状態や熱交換器（２）の通水状態を調整す
る湯はり給湯用の水比例処理が実行されたのち、前記残
時間（ｔｏ）が零であるか否かに基づいて湯はり量が設
定値に達したか否かが判別される。

そして、湯はり量が設定値に達していない場合には、前
記運転判別処理に移行される。又、湯はり量が設定値に
達している場合には、ガスバーナ（１）を消火する消火
処理を実行したのちに、前記初期設定の処理に移行され
る。

〔別実施例〕

上記実施例では、浴槽（５）への給湯に本発明を適用す
る場合を例示したが、他の容器等に給湯する場合にも本
発明は適用できる。

また、上記実施例で述べたように、ガスバーナ（１）の
燃焼状態と熱交換器（２）への通水状態のいずれをも調
整しながら、給湯温度を設定温度に維持するように構成
するに代えて、両者のいずれか一方のみを調整して、給
湯温度を設定温度に維持するように構成してもよい。

流量検出手段（１６）としては、差圧型等の各種のもの
が使用できる。尚、上述実施例の如くパルス信号を出力
する流量検出手段（１６）を用いる場合において、カウ
ンタ（１６ａ）の処理を制御手段（１５）を利用して行
うに代えて、専用のカウンタ処理回路を設けて実施して
もよく、又、パルス信号の周期を検出するに代えて、パ
ルス信号の幅を検出するようにしてもよい。

また、上記実施例では、一般給湯を併用する場合につい
て説明したが、本発明は一般給湯なしで実施してもよい
。

また、上記目標給湯時間（１）を求めるにあたって、予
め決めた流量値（ｑ＋）を使用するに代えて、給湯開始
時において流量検出手段（１６）にて検出される流量値
を使用してもよく、さらには、上記実施例でのべた如く
水比側処理を行う場合には、ガスバーナ（１）の燃焼量
（Ｇ）の設定上限値（ＧＭ）　、設定給湯温度（Ｔ、）
、及び、入水温センサ（１７）の検出給水温度ＧＴｉ）
に基づき、次の式で求められる値を流量値（ｑｌ）とし
て使用してもよい。

（Ｌ　２０Ｍ　／（Ｔｘ−Ｔｉ） 上記実施例では、目標給湯時間（１）から設定時間（Δ
ｔ）を減算する、いわゆる減算タイマ制御式を例示した
が、加算タイマ制御式で実施してもよい。つまり、前記
設定時間間隔おきに、設定時間（Δｔ）を加算して、そ
の加算時間（ｔ２）が目標給湯時間（１）に達するに伴
って給湯を自動停止するようにしてもよい。勿論、設定
時間（Δｔ）を上述の如く加算する際に、その設定時間
（Δ０を前記流量検出手段（１６）の検出値（ｑ２）に
基づいて補正することになる。この補正は、上記実施例
で同様に流量検出手段の検出値（ｑ２）を予め決めるあ
るいは給湯開始時に検出する流量値（ｑ、）にて除算し
た値を求め、その求めた値と設定時間（Δｔ）とを乗算
することにより行える。尚、目標給湯時間（１）を予め
設定時間（Δｔ）にて除算した値として設定すれば、設
定時間間隔おきに、流量検出手段の検出値（ｑ、）を予
め決めた流量値（ＱＬ）にて除算した値を単に加算すれ
ばよいことになる。

また、上記実施例で述べた如く流量検出手段（１６）と
して、パルス信号を出力する形式のものと使用する場合
において、カウンタ（ｌｅａ）のカウント値から流量値
（ｑ８）を求めて実施するに代えて、上記予め決めるあ
るいは給湯開始時に検出する流量値（ｑｌ）をカウンタ
（１６ａ）のカウントに対応する値として設定しておけ
ば、カウンタ（１６ａ）のカウント値をそのまま利用し
ながら、上記補正を行わせることができる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係わる給湯制御装置の実施例を示し、第
１図は全体構成の概略図、第２図乃至第４図は制御作動
を示すフローチャート、第５図はパルス信号の処理を示
す説明図である。 （１） ・・・・・・ガスバーナ、 （２） ・・・・・・熱交換器、 （１５）・・・・・・制御手段、 （１６）・・・・・・流量検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスバーナ（１）にて加熱される水加熱用の熱交換器（
   ２）からの給湯総量の目標値を設定する給湯総量設定手
   段（２５）と、給湯総量が目標値になるまでの目標給湯
   時間を求めて給湯開始からの経過時間が目標給湯時間に
   達するに伴って給湯を自動停止する制御手段（１５）が
   設けられた給湯制御装置であって、前記熱交換器（２）
   からの給湯量を検出する流量検出手段（１６）が設けら
   れ、前記制御手段（１５）は、前記流量検出手段（１６
   ）の検出情報を設定時間間隔でサンプリングして、その
   サンプリング情報に基づいて前記給湯経過時間を補正す
   るように構成されている給湯制御装置。