JPH0593545A - 給湯機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱装置の作動を安定させ、排ガスのドレン
発生を防止する。 【構成】 給水路２６に水温センサ２７と流量センサ２
８を設ける。加熱路２９にワックスサーモ式定流量弁３
０、加熱装置３１及び湯温センサ３２を設置する。バイ
パス路３５にバイパス流調弁３６を設置し、出湯路３３
に湯温センサ３４を設置する。加熱装置３１で加熱され
た湯温Ｔ_c が常に最高温度となるように加熱装置３１を
制御し、バイパス流調弁３６の開度を制御することによ
り出湯温度を制御する。 【効果】 加熱装置３１の排ガスのドレンが生じない。
加熱装置３１に加熱能力以上の水量が流され出湯温度が
低下することが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は給湯機の制御方法に関す
る。詳しくは、加熱路とバイパス路とが併設されてお
り、該バイパス路の流量制御を行なうことによって出湯
温度を調節可能としている給湯機の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に近似した従来技術として実開昭
６４−５１１４９号と特開平１−２０８６５３号とがあ
る。

【０００３】前者の概略の系統図は第２図の通りであ
る。第２図において、給水路１に給水水温センサ２が設
けられている。給水路１は加熱路３とバイパス路８とに
分岐しており、加熱路３には加熱装置４が設けられてい
る。この加熱装置４はガスなどを燃料とする燃焼式加熱
装置である。加熱路３とバイパス路８とは合流して出湯
路５となり、この出湯路５には流量調節弁（以下、流調
弁という。）６及び湯温センサ７が設けられている。バ
イパス路８には開閉弁９が設けられている。制御装置１
０には、目標吐水温度の設定器１１から目標吐水温度が
入力されると共に、前記給水水温センサ２及び湯温セン
サ７の検出温度が入力されている。この制御装置１０は
加熱装置４、流調弁６及び開閉弁９を制御する。

【０００４】この第２図の給湯機の制御装置において
は、目標吐水温度が低いときには開閉弁９が全開とさ
れ、また加熱温度がある程度高いときには開閉弁９が全
閉とされる。そして、目標出湯温度の高低に応じて加熱
装置４の燃焼出力（即ち、燃料ガスの供給量）が制御さ
れる。さらに、流調弁６の開度も制御される。

【０００５】第３図は特開平１−２０８６５３号の概略
の構成を示す系統図である。第３図において、給水路１
３には流量センサ１４と水温センサ１５が設けられてい
る。この給水路１３は、加熱路１６及びバイパス路２１
に分岐しており、加熱路１６には加熱流調弁１７及び加
熱装置１８が設けられている。バイパス路２１にはバイ
パス流調弁２２が設けられている。これら加熱路１６及
びバイパス路２１は、合流して出湯路１９となってい
る。この出湯路１９には湯温センサ２０が設けられてい
る。

【０００６】制御装置２３は、目標出湯温度設定器２４
の設定温度が入力されると共に、前記センサ１４、１
５、２０の検出データが入力されている。制御装置２３
は、これらのデータに基づいて加熱流調弁１７、加熱装
置（この加熱装置も燃焼式加熱装置である。）１８及び
バイパス流調弁２２を制御する。即ち、湯温センサ２０
で検知される出湯湯温が目標出湯温度と合致するように
流調弁１７、２２及び加熱装置１８を制御する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】第２図に示した給湯機
にあっては、開閉弁９が全閉と全開のいずれかをとる。
そして、出湯温度の調整は、主として加熱装置４の燃焼
出力によって行なわれる。このような制御方式である
と、出湯温度が低下するにしたがって加熱装置４への燃
料ガスの供給量が絞り込まれ、これに伴って排ガスの温
度が低下する。このように排ガス温度が低下すると、排
ガス中に含まれる水蒸気が水滴となるドレン発生現象が
生じる。このようなドレンは燃焼機器の腐食をもたら
す。

【０００８】また、上記第２図の給湯機の制御方式であ
ると、開閉弁９が全開と全閉のいずれかをとるため、開
閉弁９が動作する直前と直後とでは、出湯温度に大幅な
変化があらわれてしまう。このことは、開閉弁９の動作
制御において給水温度が考慮されていないことも要因と
なっている。

【０００９】第３図に示した給湯機においても、第２図
の給湯機と同様に、出湯温度が低いときには、加熱装置
１８の燃焼排ガス温度が低くなり、ドレン発生現象が生
じ、加熱装置の腐食をもたらす。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の給湯機の制御方
法は、給水が、給水路、燃焼式加熱装置を有した加熱路
及び出湯路を介して加熱出湯されると共に、給水の一部
が、該加熱路を迂回すると共に途中に流量調節弁が設け
られたバイパス路を介して前記出湯路に供給可能とされ
ている給湯機を制御する方法において、前記加熱路のう
ち加熱装置よりも上流側に設置されたワックスサーモ式
定流量弁と、給水総量Ｖ_a の検出センサと、給水の水温
Ｔ_a の検出センサと、目標出湯温度Ｔ_s を設定する目標
出湯温度設定器と、前記加熱路のうち加熱装置よりも下
流側に設置された加熱湯温Ｔ_c の検出センサと、これら
センサ及び目標出湯温度設定器の値に基づいて前記流量
制御弁の開度及び前記加熱装置の出力を制御する制御器
と、が設けられており、前記加熱装置は、加熱湯温Ｔ_c
が常時ほぼ最高温度となるように制御され、該バイパス
路を流れる水量をＶ_b とし、該加熱路を流れる水量をＶ
_a −Ｖ_b としたときに、 Ｖ_a ×Ｔ_s ＝Ｖ_b ×Ｔ_a ＋（Ｖ_a −Ｖ_b ）×Ｔ_c なる式よりＶ_b を求め、このＶ_b 値となるように前記バ
イパス路の流量調節弁の開度を制御することを特徴とす
るものである。

【００１１】請求項２の給湯機の制御方法は、請求項１
の給湯機の制御方法において、前記式の計算の結果、前
記加熱路を流れる水量（Ｖ_a −Ｖ_b ）が前記加熱装置の
最低作動流量を下回るときに限り、該水量（Ｖ_a −Ｖ
_b ）が該最低作動流量になるまで前記流量調節弁の開度
を絞り、且つ、出湯温度が目標吐水温度になるように加
熱装置の加熱出力を制御することを特徴とするものであ
る。

【００１２】請求項３の給湯機の制御方法は、請求項１
又は２の給湯機の制御方法において、前記流量調節弁の
開度を全開にしても出湯温度が目標出湯温度を上回ると
きには、出湯温度が目標出湯温度になるように前記加熱
装置の加熱出力を低減させることを特徴とするものであ
る。

【００１３】

【作用】本発明の給湯機の制御方法においては、給水は
加熱路とバイパス路とに分岐して流通される。加熱路に
供給された水は、ワックスサーモ式定流量弁を経て加熱
装置に導入され、ほぼ最高温度にまで加熱され、その後
出湯路に供給される。バイパス路に流れた給水は、この
出湯路においてほぼ最高温度の湯と混合され、目標出湯
温度の湯となって水栓などへ供給される。

【００１４】このように、本発明は、原則として加熱装
置の加熱湯温がほぼ最高温度となるように制御され、出
湯温度は主として流調弁の開度調整によるバイパス流量
の調節によって行なわれる。このため、加熱装置の燃焼
排ガス温度が低くなってドレン発生が生じるという事態
が防止される。

【００１５】また、本発明においては、この加熱路にワ
ックスサーモ式定流量弁が設けられているため、加熱装
置にその能力以上の水量が流されて出湯温度が低下する
ことが確実に防止される。また、加熱装置の能力最大限
までの流量を流すこともできる。さらに、加熱装置に過
度に大量の水が供給されることが防止され、流速が著し
く速くなることによるエロージョンが防止される。

【００１６】請求項２の給湯機の制御方法においては、
加熱路に供給される水量が常に加熱装置の最低作動流量
以上となるように制御される。従って、加熱装置の作動
が安定したものとなり、加熱装置内において沸騰が生じ
ることが防止される。

【００１７】請求項３の給湯機の制御方法においては、
流量調節弁の開度を全開にしても出湯温度が目標吐水温
度を上回ってしまう場合にのみ加熱装置の加熱出力を低
減するものであり、確実に目標出湯温度の湯を出湯させ
ることができる。

【００１８】なお、請求項２及び請求項３の制御方法に
おいては、加熱装置の出力を絞り込むことにより、排ガ
スの温度が下がる。しかしながら、このような加熱装置
の出力の絞り込みはきわめて例外的に行なわれるもので
あり、本発明においては原則として加熱装置の加熱湯温
はほぼ最高温度とされるため、ドレンによる腐食は防止
される。

【００１９】

【実施例】以下図面を参照して実施例について説明す
る。第１図は本発明の実施例方法に採用される給湯機の
制御系統図であり、第４図は制御内容を示すフローチャ
ートである。

【００２０】第１図において、給水路２６の途中に水温
センサ２７と流量センサ２８が設けられており、この給
水路２６は加熱路２９とバイパス路３５とに分岐してい
る。

【００２１】加熱路２９にはワックスサーモ式定流量弁
３０と、加熱装置３１と、湯温センサ３２とが設けられ
ている。バイパス路３５にはバイパス流調弁３６が設け
られている。これら加熱路２９とバイパス路３５とが合
流して出湯路３３となっており、この出湯路３３に湯温
センサ３４が設けられている。

【００２２】制御装置３７は目標出湯温度設定器３８か
ら目標出湯温度が入力される。また、この制御装置３７
は、水温センサ２７から給水温度Ｔ_a 、給水流量Ｖ_a が
入力され、更に湯温センサ３２から加熱装置３１の加熱
湯温Ｔ_c が入力され、湯温センサ３４から出湯湯温Ｔ_s
´が入力される。制御装置３７は、これらの入力データ
に基づいて加熱装置３１及びバイパス流調弁３６に制御
信号を出力する。

【００２３】この実施例に係る給湯機は、要するに、湯
温センサ３２の検出温度Ｔ_c が加熱装置３１の最高出湯
温度（本実施例では８０℃）になるように該加熱装置３
１を制御し、出湯温度の調節は主としてバイパス流調弁
３６の開度調節によるバイパス流量の調節によって行な
われる。

【００２４】即ち、第４図に示す如く、この給湯機の下
流側に設置されている水栓が開弁されることにより給水
が給湯機に流通し始め、その流量Ｖ_a が最低作動流量以
上になると、ステップ４１〜ステップ４２に移り、目標
出湯温度Ｔ_s が最高温度（８０℃）であるか、又はそれ
よりも低いかどうかを判断する。目標出湯温度が最高温
度（８０℃）にセットされている場合には、ステップ４
３〜４７のプログラムを実行する。即ち、まずバイパス
流調弁３６を全閉とし、給水の全てを加熱路２９に供給
する。そして、必要熱量Ｑを、 Ｑ＝Ｖ_a ×（Ｔ_s −Ｔ_a ） なる式によって演算する。そして、この熱量Ｑが得られ
るように加熱装置３１を制御し、湯温センサ３４で検出
される実際の出湯温度Ｔ_s ´が目標出湯温度Ｔ_s（この
場合は８０℃）に合致するかどうかを判断し、これら温
度が合致するように加熱装置３１を微調節する。

【００２５】前記ステップ４２において設定温度が８０
℃よりも低い場合には、ステップ４８に移り、以下の制
御を行なう。即ち、まず目標バイパス水量Ｖ_b を、 Ｖ_a ×Ｔ_s ＝Ｖ_b ×Ｔ_a ＋（Ｖ_a −Ｖ_b ）×Ｔ_c なる式によって演算する。そして、この目標バイパス水
量となるようにバイパス流調弁３６の開度を演算する。
なお、このＴ_c は、本実施例では８０℃とされている。

【００２６】次に、ステップ４９において、加熱路２９
の流量Ｖ_c （（Ｖ_c ＝Ｖ_a −Ｖ_b ）である。）が最低作
動流量Ｖ_min 以上であるかどうかを判断する。通常の場
合は、加熱流量Ｖ_c は最低作動流量Ｖ_min 以上であるた
め、ステップ４９〜ステップステップ５０に移り、バイ
パス流調弁３６の設定開度が全開以下の開度であるかど
うかを判断する。通常の場合は、流調弁の開度は全開以
下となるため、ステップ５０〜ステップ５１に移り、バ
イパス流調弁３６をその開度となるように制御する。次
いで、ステップ５２において必要熱量Ｑを演算し、この
必要熱量が得られるように加熱装置３１を制御する。そ
の後、ステップ５３よりステップ４６に移り、目標出湯
温度Ｔ_s と実際の出湯温度Ｔ_s ´とが合致するように加
熱装置３１の微調節を行なう。

【００２７】なお、ステップ４９において加熱路２９を
流れる流量Ｖ_c が最低作動流量Ｖ_min よりも小さいとき
には、ステップ５４に移り、Ｖ_c ＝Ｖ_min と設定し、こ
の条件下でバイパス流量Ｖ_b を演算する。また、このバ
イパス流量Ｖ_b を得るためのバイパス流調弁３６の開度
を演算する。しかる後、ステップ５１に移る。

【００２８】また、前記ステップ５０において、流調弁
の開度が全開を超える場合、即ち、目標出湯温度が著し
く低いために、計算上、バイパス流調弁に著しく多量の
水を流さざるを得ない場合には、ステップ５６におい
て、流調弁３６を全開とする。その後、ステップ５２に
移り、前記と同様の制御を実行する。

【００２９】このように、本実施例では、原則として加
熱装置３１の加熱出湯温度Ｔ_c は最高温度（８０℃）と
されるため、加熱装置３１の排ガス温度が高く、ドレン
が発生しない。また、ワックスサーモ式定流量弁３０を
設けているため、加熱装置３１に対する給水導入量が制
限され、出湯温度が低下することが防止される。

【００３０】また、加熱路２９の流量が常に最低作動流
量以上となるため、加熱装置３１の作動が安定する。

【００３１】さらに、目標出湯温度が著しく低く設定さ
れた場合には、加熱装置３１の加熱出力が絞り込まれ、
確実に目標出湯温度の湯を出湯させることができる。

【００３２】なお、上記第４図のプログラムにおいて、
ステップ５４、５５あるいはステップ５６のプログラム
が実行されるのは、きわめて例外的な場合であり、本実
施例では原則として加熱装置３１の加熱温度が８０℃で
ある。従って、ドレンが生じることはきわめて稀であ
る。

【００３３】上記実施例では給水路２６にのみ流量セン
サ２８を設けているが、加熱路２９やバイパス路３５に
も流量センサを設けても良い。

【００３４】なお、上記のワックスサーモ式定流量弁３
０は、周知の如く、流入する給水温度が低いときには弁
開度を小さくし、給水温度が高くなるほど弁開度を高く
するという作動特性を有している。従って、加熱装置３
１に対しその加熱能力以上の負荷がかけられることが防
止され、出湯温度が低下することが防止されるようにな
る。

【００３５】

【発明の効果】以上の通り、本発明の給湯機の制御方法
によると、加熱装置の加熱温度がほぼ最高温度となるた
め、加熱装置の燃焼排ガスのドレン発生が防止される。
従って、加熱装置の耐久性がきわめて良好なものとな
る。また、本発明ではワックスサーモ式定流量弁を設け
ているので、加熱装置の加熱能力以上の水量が流され、
出湯温度が低下することが防止される。また、能力最大
限まで流量をとることができる。

【００３６】請求項２の方法によると、加熱路に常に最
低作動流量以上の水が供給されるようになり、加熱装置
の作動が安定する。

【００３７】請求項３の方法によると、確実に目標出湯
温度の湯が出湯されるようになる。

【００３８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る制御方法を示す系統図で
ある。

【図２】従来装置を示す系統図である。

【図３】別の従来装置を示す系統図である。

【図４】本発明の実施例方法を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

２６ 給水路 ２７ 水温センサ ２８ 流量センサ ２９ 加熱路 ３０ ワックスサーモ式定流量弁 ３１ 加熱装置 ３２ 湯温センサ ３３ 出湯路 ３４ 湯温センサ ３５ バイパス路 ３６ バイパス流調弁 ３７ 制御装置 ３８ 目標出湯温度設定器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水が、給水路、燃焼式加熱装置を有し
   た加熱路及び出湯路を介して加熱出湯されると共に、給
   水の一部が、該加熱路を迂回すると共に途中に流量調節
   弁が設けられたバイパス路を介して前記出湯路に供給可
   能とされている給湯機を制御する方法において、 前記加熱路のうち加熱装置よりも上流側に設置されたワ
   ックスサーモ式定流量弁と、 給水総量Ｖ_a の検出センサと、 給水の水温Ｔ_a の検出センサと、 目標出湯温度Ｔ_s を設定する目標出湯温度設定器と、 前記加熱路のうち加熱装置よりも下流側に設置された加
   熱湯温Ｔ_c の検出センサと、 これらセンサ及び目標出湯温度設定器の値に基づいて前
   記流量制御弁の開度及び前記加熱装置の出力を制御する
   制御器と、が設けられており、 前記加熱装置は、加熱湯温Ｔ_c が常時ほぼ最高温度とな
   るように制御され、 該バイパス路を流れる水量をＶ_b とし、該加熱路を流れ
   る水量をＶ_a −Ｖ_b としたときに、 Ｖ_a ×Ｔ_s ＝Ｖ_b ×Ｔ_a ＋（Ｖ_a −Ｖ_b ）×Ｔ_c なる式よりＶ_b を求め、このＶ_b 値となるように前記バ
   イパス路の流量調節弁の開度を制御することを特徴とす
   る給湯機の制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１の給湯機の制御方法において、
   前記式の計算の結果、前記加熱路を流れる水量（Ｖ_a −
   Ｖ_b ）が前記加熱装置の最低作動流量を下回るときに限
   り、該水量（Ｖ_a −Ｖ_b ）が該最低作動流量になるまで
   前記流量調節弁の開度を絞り、且つ、出湯温度が目標吐
   水温度になるように加熱装置の加熱出力を制御すること
   を特徴とする給湯機の制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の給湯機の制御方法にお
   いて、前記流量調節弁の開度を全開にしても出湯温度が
   目標出湯温度を上回るときには、出湯温度が目標出湯温
   度になるように前記加熱装置の加熱出力を低減させるこ
   とを特徴とする給湯機の制御方法。