JPH0345294B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は貯湯槽に給水された水を貯湯槽外部
に設けた加熱装置に供給し、ここで加熱された温
水を貯湯槽に戻して温度成層状態に貯湯する給湯
装置に関する。

(ロ) 従来の技術 従来この種の給湯装置は実開昭58−49151号公
報に開示されているように、貯湯槽に温度センサ
を取付け、この温度センサからの信号により加熱
装置の運転制御を行なうようにしていた。

ところで、上述した給湯装置は貯湯槽内部が温
度成層状態にあり、温水と水との境界層での温度
勾配が大きいことから、加熱装置を発停させる温
度差（デイフアレンシヤル）を小さくすると、加
熱装置の発停回数が大きくなり、燃料供給弁等の
部品に悪影響を与える欠点があつた。

そこで、実用に当つてはデイフアレンシヤルを
大きくしたり、温度センサを貯湯槽の中間部に取
付け、かつこの温度センサがある温度を検出して
から設定時間後に加熱装置を停止させたりしてい
る。

しかしながら、前者の方式では温水温度の変動
が大きいため、出湯特性が悪くなるまた、後者の
方式では加熱装置の加熱量の変化（例えば、ガス
圧による燃費の変化）や給水温度の変化などによ
り沸上げ時間が異なることから、加熱装置を停止
させる温度をかなり低目に設定しなければならな
かつた。このため、貯湯槽内の沸上げ時の温度分
布が第３図の一点鎖線で示すようになり、有効貯
湯量が小さくなる問題があつた。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 この発明の課題は加熱装置を頻繁に発停させる
ことなく、出湯特性を良好に維持するとともに、
有効貯湯量の増大を図ることである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 上記の課題を解決するため、この発明の給湯装
置は貯湯槽に給水された水を貯湯槽外部に設けた
加熱装置に供給し、ここで設定温度になるように
加熱された温水を貯湯槽に戻して温度成層状態に
貯湯する給湯装置において、貯湯槽内の温水温度
が設定温度よりも低い第１温度以下になるとオン
信号を発し、かつ、設定温度と第１温度の間の第
２温度以上になるとオフ信号を発する貯湯槽サー
モと、加熱装置の出口側温水温度が設定温度より
高い第３温度より低くなるとオン信号を発し、か
つ、第３温度を超えるとオフ信号を発する出口側
サーモとを有し、貯湯槽サーモがオン信号を発し
たときに加熱装置を作動させ、貯湯槽サーモがオ
フ信号を発し、かつ、出口側サーモがオフ信号を
発したときに加熱装置の作動を停止させる制御装
置を設けた構成である。

(ホ) 作用 上記の構成にすると、貯湯槽サーモがオフ信号
を発しても、出口側サーモがオン信号を発してい
るうちは加熱装置が作動を継続する。逆に、出口
側サーモがオフ信号を発しても、貯湯槽サーモが
オフ信号を発しているうちは加熱装置が作動を継
続する。このため、貯湯槽内の水が沸上げ可能な
間は加熱装置が作動を行ない、有効貯湯量が増大
される。また、貯湯槽サーモのデイフアレンシヤ
ルを小さくしても加熱装置が頻繁に発停する心配
がなく、温水温度の変動が小さくなり、良好な出
湯特性が得られる。

(ヘ) 実施例 以下、この発明を図面に示す実施例について説
明する。

第１図はこの発明を適用した給湯装置の１例を
示すものである。第１図において、１は下部に給
水管２、上部に給湯管３をそれぞれ接続した貯湯
槽、４は貯湯槽下部の水出口５と貯湯槽上部の温
水戻り口６とを連結する循環回路であり、循環回
路４には循環ポンプ７、逆止弁８、フロースイツ
チ９および加熱装置１０が順次装設されてい。１
１は加熱装置１０の熱源となるバーナ、１２はバ
ーナ１１への燃料供給管、１３は燃料供給管１２
に装設された燃料弁、１４は排気フアン、１５は
排気管、１６は加熱装置１０出口側の循環回路４
に介設された気液分離部、１７は気液分離部１６
と給湯管３を連絡するエア抜き管、１８は加熱装
置１０出口部の温水温度Toを検出する温度セン
サ、１９は貯湯槽１の中間部の水温を検出する温
度センサ、２０は所望の設定温度を選定する温度
設定器、２１は循環ポンプ７、燃料弁１３および
排気フアン１４を制御する制御装置である。

第２図は制御装置２１の具体回路例を示すもの
である。第２図において、２２，２３は電源に接
続された母線であり、負特性サーミスタからなる
温度センサ１９と、可変抵抗からなる温度設定器
２０と、負特性サーミスタからなる温度センサ１
８とがそれぞれ抵抗２４ないし２６を介して母線
２２，２３間に接続されている。２７は抵抗２４
および温度センサ１９の接続点２８の電圧と抵抗
２５および温度設定器２０の接続点２９の電圧と
を比較し、温度センサ１９の検出温度Tiが温度
設定器２０の設定温度Tsより９℃低い第１温度
以下になると出力端２７１にオン信号“Ｈ”を発
し、Tiが第２温度の（Ts−５）℃以上になると
オフ信号“Ｌ”を発する貯湯槽サーモとしての温
度制御回路、３０は抵抗２６および温度センサ１
８の接続点３１の電圧と接続点２９の電圧とを比
較し、温度センサ１８の検出温度Toが第３温度
の（Ts＋４）℃より低くなると出力端３０１に
オン信号“Ｈ”を発し、Toが（Ts＋４℃）以上
になるとオフ信号“Ｌ”を発する出口側サーモと
しての温度制御回路、３２は温度制御回路３０が
設定時間（１例として50秒間）以上連続してオフ
信号を発したときに出力端３２１に“Ｌ”出力を
発し、それ以外のときに“Ｈ”出力を発する遅延
オフタイマー装置、３３は一端が母線２２に接続
され、他端がそれぞれダイオード３４，３５を介
して温度制御回路２７の出力端２７１と遅延オフ
タイマー装置３２の出力端３２１とに接続された
抵抗、３６は抵抗３３およびダイオード３４，３
５の接続点３７の電圧を１入力とするオア回路、
３８は温度制御回路３０の出力信号とオア回路３
６の出力信号を入力とするアンド回路であり、ア
ンド回路３８の出力信号がオア回路３６に１入力
として供給されている。３９，４０はオア回路３
６の出力端３６１と母線２３との間に直列接続さ
れた抵抗、４１は抵抗３９，４０の接続点４２に
ベースが接続されたNPNトランジスタ、４３は
トランジスタ４１を介して母線２２，２３間に接
続され、トランジスタ４１がオンのときに循環ポ
ンプ７を運転させるとともに、接続点２９，３１
の電圧を比較し、ToがTsに近づく方向にポンプ
流量を調整するポンプ制御回路、４４はフロース
イツチ９およびトランジスタ４１を介して母線２
２，２３間に接続され、通電時に排気フアン１４
および燃料弁１３を作動させ、バーナ１１に燃焼
を行なわせるバーナ制御回路である。

次に、上述した実施例装置の動作を説明する。

循環ポンプ７および加熱装置１０が作動を停止
しているときに、温度センサ１９の検出温度Ti
が（Ts−９）℃以下になると、温度制御回路２
７はオン信号“Ｈ”を発する。また、このとき、
温度制御回路３０はオン信号“Ｈ”を発し、遅延
オフタイマー装置３２も“Ｈ”出力を発している
ので、オア回路３６およびアンド回路３８の出力
信号が“Ｈ”になる。このため、トランジスタ４
１がオンとなり、ポンプ制御回路４３が循環ポン
プ７を始動させる。そして、循環ポンプ７の運転
により、フロースイツチ９が流水を検出してオン
になると、バーナ制御回路４４が通電され、加熱
装置１０の排気フアン４を運転させるとともに、
燃料弁１３を開にし、バーナ１１に燃焼を行なわ
せる。

このようにして、循環ポンプ７および加熱装置
１０が作動すると、貯湯槽１の水出口５から循環
回路４に入つた水は加熱装置１０でバーナ１１の
燃焼熱を受け、加熱装置１０を通過する間に温水
になる。そして、加熱装置１０の温水は循環回路
４を通つて温水戻り口６から貯湯槽１に入る。ま
た、ポンプ制御回路４３は温度センサ１８の検出
温度Toと設定温度Tsとを比較し、ToがTsに近
づくようにポンプ流量を調整するので、加熱装置
１０の入口側の水温が低いときはポンプ流量が小
さく、加熱装置１０の入口側の水温が高くなる
と、ポンプ流量が大きくなる。このため、貯湯槽
１には上部から順にほぼ設定温度に保たれた温水
が貯湯されていく。

この結果、貯湯槽１の中間部まで温水が溜まる
と、温度センサ１９の検出温度Tiが急激に上昇
する。そして、Tiが（Ts−５）℃以上になると、
温度制御回路２７はオフ信号“Ｌ”を発する。こ
のとき、温度制御回路３０がオン信号“Ｈ”を発
したままであるとすれば、アンド回路３８および
オア回路３６の出力信号も“Ｈ”のままとなるの
で、循環ポンプ７および加熱装置１０は作動を継
続する。

これに対し、貯湯槽１の内部が大きく撹拌さ
れ、ほぼ均一に沸上つていく場合、温度制御回路
２７がオフ信号“Ｌ”を出す前に、温度センサ１
８の検出温度Toが（Ts＋４）℃以上となり、温
度制御回路３０がオフ信号“Ｌ”を出すことがあ
る。このような場合、遅延オフタイマー装置３２
が“Ｌ”出力を出すまでは温度制御回路２７のオ
ン信号“Ｈ”により、オア回路３６の出力信号が
“Ｈ”になる。このため、循環ポンプ７および加
熱装置１０は作動を継続する。

貯湯槽１内全体の沸上げが完了し、両温度制御
回路２７，３０がともにオフ信号“Ｌ”を発する
と、オア回路３６およびアンド回路３８の出力信
号が“Ｌ”になる。このため、トランジスタ４１
がオフになつてポンプ制御回路４３およびバーナ
制御回路４４の通電を切り、循環ポンプ７および
加熱装置１０が作動を停止する。

その後、加熱装置１０の出口側温水温度Toが
（Ts＋４）℃より低くなると、温度制御回路３０
はオン信号“Ｈ”を発する。しかし、オア回路３
６およびアンド回路３８の出力信号が“Ｌ”に保
持されるため、循環ポンプ７および加熱装置１０
は作動しない。次に、これらが作動するのは温度
センサ１９の検出温度Tiが（Ts−９）℃以下と
なり、温度制御回路２７がオン信号“Ｈ”を発し
たときである。

なお、遅延オフタイマー装置３２は温度制御回
路３０が設定時間（本実施例では50秒間）以上連
続してオフ信号“Ｌ”を発した場合に“Ｌ”出力
を発する。この場合、温度制御回路２７がオン信
号“Ｈ”を発していても、オア回路３６の出力信
号が“Ｌ”になり、循環ポンプ７および加熱装置
１０の作動が停止される。このようにすると、燃
費のバラツキでバーナ１１の燃焼量が定格より大
きくなつたり、給水温度に大幅な変動が生じ、加
熱装置１０の出口側温水温度の制御ができなくな
つた場合、バーナ１１の燃焼を停止させて沸騰を
防止することができ、ハイリミツト機能を付与す
ることができる。もちろん、遅延オフタイマー装
置３２を使用しているので、燃焼量やポンプ流量
の切換えに伴い、温度制御回路３０が一時的にオ
フ信号を発しても、循環ポンプ７および加熱装置
１０が停止することはない。

本実施例によれば、貯湯槽サーモとしての温度
制御回路２７がオン信号を発したときに循環ポン
プ７および加熱装置１０を作動させ、温度制御回
路２７および出口側サーモとしての温度制御回路
３０がともにオフ信号を発したときに循環ポンプ
７および加熱装置１０の作動を停止させるように
したので、貯湯槽１内の水の沸上げを可能な限り
行なうことができる。このため、貯湯槽１内の温
度分布が第３図の実線で示すようになり（設定温
度が80℃の場合）、貯湯槽１内部の水のほぼ全体
を沸上げるようにして有効貯湯量を増大させると
ができる。また、このように貯湯槽全体の沸上げ
が行なわれることから、温度制御回路２７のデイ
フアレンシヤル温度センサ１９の取付け位置に拘
りなく、循環ポンプ７および加熱装置１０の頻繁
な発停を防止でき、安定した湯温での給湯を行な
うことができる。さらにまた、温度制御回路３０
が設定時間以上オフ信号を出したときにも加熱装
置１０の作動を停止させるハイリミツト機能を持
たせたので、安全性にも優れている。

(ト) 発明の効果 この発明は以上のように構成されているので、
次の効果を奏する。

貯湯槽内の水の沸上げが可能な間は加熱装置
が作動を継続するので、貯湯槽内部の水のほぼ
全体を沸上げることができ、有効貯湯量の増大
が図れるとともに、燃費のバラツキなどの外的
要因に対する影響が少なく、設置条件に対する
自由度が大きくなる。

貯湯槽サーモのデイフアレンシヤルを小さく
できるので、湯温変動が小さくなり、シヤワー
に使用しても快適であるなど、出湯特性の改善
が図れる。

貯湯槽サーモのデイフアレンシヤルや温度セ
ンサの取付け位置に拘りなく、貯湯槽内の下部
まで沸上げを行なうことができるので、加熱装
置の発停頻度が小さくなり、部品の寿命に悪影
響を与える心配がない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した給湯装置の１例を
示す概略構成図、第２図は第１図の制御装置の具
体回路例を示す電気回路図、第３図は第１図の貯
湯槽の沸上げ状態を示す説明図である。 １……貯湯槽、１０……加熱装置、２１……制
御装置、２７……温度制御回路（貯湯槽サーモ）、
３０……温度制御回路（出口側サーモ）、３２…
…遅延オフタイマー装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 貯湯槽に給水された水を貯湯槽外部に設けた
   加熱装置に供給し、ここで設定温度になるように
   加熱された温水を貯湯槽に戻して温度成層状態に
   貯湯する給湯装置において、貯湯槽内の温水温度
   が設定温度よりも低い第１温度以下になるとオン
   信号を発し、かつ、設定温度と第１温度の間の第
   ２温度以上になるとオフ信号を発する貯湯槽サー
   モと、加熱装置の出口側温水温度が設定温度より
   高い第３温度より低くなるとオン信号を発し、か
   つ、第３温度を超えるとオフ信号を発する出口側
   サーモとを有し、貯湯槽サーモがオン信号を発し
   たときに加熱装置を作動させ、貯湯槽サーモがオ
   フ信号を発し、かつ、出口側サーモがオフ信号を
   発したときに加熱装置の作動を停止させる制御装
   置を設けたことを特徴とする給湯装置。 ２ 制御装置は出口側サーモのオフ信号が設定時
   間以上続く場合、両サーモのオフ信号とは無関係
   に加熱装置の作動を停止させるタイマー装置を有
   するものとした特許請求の範囲第１項記載の給湯
   装置。