JPH0798151A

JPH0798151A - 給湯装置

Info

Publication number: JPH0798151A
Application number: JP5244434A
Authority: JP
Inventors: Toru Tsuruta; 田透鶴; Hiroshi Munemura; 村浩宗; Hiroshi Miura; 浦宏三; Shoji Inoue; 上昭司井
Original assignee: NIPPON UPRO KK; Toto Ltd
Current assignee: NIPPON UPRO KK; Toto Ltd
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-11
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: JP3310065B2

Abstract

(57)【要約】【目的】給湯側熱交換器の滞留水を沸騰させることな
く、追焚側熱交換器を用いて浴槽水を迅速に沸上げるこ
とのできる１缶２水路式の給湯装置を得る。【構成】給水管及び給湯管に接続された給湯側熱交換
器と、浴槽水を循環させる循環路に接続された追焚側熱
交換器とを有する缶体を共通の加熱部で加熱する給湯装
置において、追焚側熱交換器による浴槽水の加熱中に、
給湯側熱交換器の温度を目標値に近付けるように、加熱
部の加熱量を制御する加熱量制御手段を備えたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給水管及び給湯管に接
続された給湯側熱交換器と、浴槽水の循環水路に接続さ
れた追焚側熱交換器とを有する缶体を共通の加熱部で加
熱する１缶２水路式の給湯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィンを共用することの多いこの種の給
湯装置は、浴槽水の加熱時に追焚側熱交換器の熱が給湯
側熱交換器に伝導してこの給湯側熱交換器の滞留水を沸
騰させ、浴槽水の加熱後に給湯を行うとこの沸騰水がシ
ャワー或いは蛇管から噴出して危険な場合がある。

【０００３】このような危険性を防止するために、特公
平１−２８３００号公報に開示された給湯装置は、給湯
側熱交換器の滞留水の温度を検出し、浴槽水の加熱中に
給湯側熱交換器の滞留水の温度が上昇すると加熱量を低
下させるか、或いは中止し、その間に熱が追焚側熱交換
器に伝導して給湯側熱交換器の滞留水の温度が低下する
と再び定常加熱に戻るという動作を繰返すことによって
給湯側熱交換器の滞留水の沸騰を防いでいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般には、追焚によっ
て浴槽水の沸上げに要する時間を短かくすることが望ま
れるが、上述した従来の給湯装置は、給湯側熱交換器の
滞留水の温度が上昇すると、加熱量を低下させるか、或
いは中止するという動作の繰返しであり、加熱量を多く
する余裕を持ちながらの制御であるため、沸上げの迅速
性に欠けるという問題があった。

【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、浴槽水を迅速に沸上げることのできる給
湯装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、給水管及び給
湯管に接続された給湯側熱交換器と、浴槽水の循環水路
に接続された追焚側熱交換器とを有する缶体を共通の加
熱部で加熱する給湯装置において、追焚側熱交換器によ
る浴槽水の加熱中に、給湯側熱交換器の温度を目標値に
近付けるように、加熱部の加熱量を制御する加熱量制御
手段を備えたことを特徴としている。

【０００７】好ましくは、給湯側熱交換器の配管温度又
は配管内水温を検出する熱交温度検出部と、この熱交温
度検出部の出力に基づき、フィードバック制御量を演算
するフィードバック演算手段とを備え、加熱量制御手段
はこのフィードバック制御量に従って加熱部の加熱量を
制御するように構成する。

【０００８】あるいは、浴槽水温を検出する浴槽温度検
出手段と、この浴槽温度検出手段の出力に基づき、フィ
ードフォワード制御量を演算するフィードフォワード演
算手段とを備え、加熱量制御手段はこのフィードフォワ
ード制御量に従って加熱部の加熱量を制御するように構
成しても良い。

【０００９】さらに、給湯側熱交換器の配管温度又は配
管内水温を検出する熱交温度検出部と、この熱交温度検
出部の出力に基づきフィードバック制御量を演算するフ
ィードバック演算手段と、浴槽水温を検出する浴槽温度
検出手段と、この浴槽温度検出手段の出力に基づき、フ
ィードフォワード制御量を演算するフィードフォワード
演算手段と、加熱制御手段に対して、加熱開始時にフィ
ードフォワード制御量に従った制御を実行させ、定常加
熱熱中にフィードフォワード制御量及びフィードバック
制御量の加算値に従った制御を実行させる移行手段とを
備えた構成にすることができる。

【００１０】また、熱交温度検出部の出力に基づき給湯
側熱交換器の配管内水温にオーバシュートが発生したこ
とを検出するオーバシュート検出手段と、このオーバシ
ュート検出手段の出力に基づき加熱部を消火させるオー
バシュート抑止手段とを備える構成にすると良い。

【００１１】またさらに、熱交温度検出部の出力の変化
を検出する微分手段と、この微分手段の出力が所定値を
超えたとき加熱部の加熱量を抑制する加熱量抑止手段と
を備える構成にすることもできる。

【００１２】なお、加熱部は第１及び第２の加熱部でな
り、加熱量に応じて第１及び第２の加熱器のいずれか一
方又は両方を選択する加熱部選択手段を備えることが望
ましい。

【００１３】

【作用】本発明においては、追焚側熱交換器による浴槽
水の加熱中に、給湯側熱交換器の温度を目標値に近付け
るように、加熱量を制御するので、給湯側滞留水の沸騰
を防止できる範囲内で加熱量をなるべく大きくすること
ができ、これによって浴槽水を迅速に沸上げることがで
きる。

【００１４】この場合、給湯側熱交換器の配管温度又は
配管内水温を検出し、その検出値に基いてフィードバッ
ク制御量を演算し、このフィードバック制御量に従って
加熱量を制御するようにすれば、給湯側熱交換器の滞留
水が沸騰しないぎりぎりまで加熱量を大きくすることが
できる。

【００１５】一方、浴槽水の温度、加熱量及び給湯側熱
交換器の滞留水温度との関係が分かっている場合に、浴
槽水温を検出し、その検出値に基いてフィードフォワー
ド制御量を演算することができるので、このフィードフ
ォワード制御量に従って加熱量を制御しても、給湯側熱
交換器の滞留水が沸騰しないぎりぎりまで加熱量を大き
くすることができる。

【００１６】この種の給湯装置は比較的大きな応答遅れ
があるため、加熱開始時にフィードフォワード制御量に
従った制御を実行させ、定常加熱熱中にフィードフォワ
ード制御量及びフィードバック制御量の加算値に従った
制御を実行させることにより、さらにきめ細かな制御が
可能となる。

【００１７】また、フィードバック制御量に従って加熱
量を制御すると応答遅れによる給湯側熱交換器の滞留水
の沸騰が懸念される。そこで、給湯側熱交換器の温度の
オーバシュートが発生したことを検出して加熱部を消火
させることにより、この問題が解消される。

【００１８】また、熱交温度検出部の出力の変化を検出
し、その検出値に応じて加熱部の加熱量を抑制すること
により、応答遅れに伴う給湯側熱交換器の滞留水の沸騰
を確実に防止することができる。

【００１９】ところで、加熱量の制御に当たって単一の
加熱部を備えただけでは比例制御範囲が狭く、きめ細か
な制御ができ難いことがある。このことは、加熱部とし
て第１及び第２の加熱部でなるものを用い、加熱量に応
じて第１及び第２の加熱器のいずれか一方又は両方を選
択することによって解決される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によって詳
細に説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。同図において、缶体１はフィン２を共用する給湯側
熱交換器３及び追焚側熱交換器４を備えている。このう
ち、給湯側熱交換器３は入水路５及び出湯管６に接続さ
れており、出湯管６の端末には出湯栓７が設けられてい
る。また、追焚側熱交換器４は、浴槽８の水を循環させ
る循環水路９に接続されており、循環水路９の途中に
は、湯を強制的に循環させる循環ポンプ10が設けられて
いる。

【００２２】また、給湯側熱交換器３及び追焚側熱交換
器４を加熱するために、第１バーナ11及び第２バーナ12
を備えている。これら、第１バーナ11及び第２バーナ12
は、それぞれ第１開閉弁13及び第２開閉弁14を介して、
ガスの供給量を制御する比例弁15に共通接続されてい
る。また、第１バーナ11及び第２バーナ12の燃焼室内に
燃焼空気を送り込むファン16、両バーナを点火する点火
器17、その点火状態を検出、維持するフレームロッド18
を備えている。

【００２３】一方、循環ポンプ10、第１開閉弁13、第２
開閉弁14、比例弁15及びファン16を制御するために制御
部100 が設けられると共に、入水路５の給水温度Ｔ_cを
検出する入水温度検出部21、出湯管６の出湯温度Ｔ_hを
検出する出湯温度検出部22、出湯流量Ｑを検出する流量
検出部23、循環水路９へ出る浴槽の戻り温度Ｔ_fを検出
する出口温度検出部24、及び給湯側熱交換器３の配管温
度又は配管内水温（以下、熱交温度という）Ｔ_zを検出
する熱交温度検出部25とが設けられ、これら各検出部の
出力信号が制御部100 に取込まれている。また、制御部
100 には浴槽８の追焚を指令する追焚スイッチ31、出湯
温度の設定値Ｔ_sを出力する出湯温度設定部32、及び風
呂温度の設定値Ｔ_fsを出力する浴槽温度設定部33が制御
部100 に接続されている。

【００２４】図２は制御部100 の詳細な構成を示すブロ
ック図である。同図において、燃焼開始要求判断手段10
1 は追焚スイッチ31のオン操作信号を入力して燃焼開始
要求を出力し、フレームロッド18が加熱状態にあるとき
燃焼中信号を出力するもので、点火制御手段102 は燃焼
開始要求に従って点火器17を動作させる。沸上げ検知手
段103 は出口温度検出部24で検出される浴槽の戻り温度
Ｔ_fと風呂温度設定部33の風呂温度の設定値Ｔ_fsとを比
較して浴槽水の沸上げを検出するものであり、温度上昇
判断手段104 は熱交温度検出部25で検出された熱交温度
Ｔ_zと、沸騰温度より適度に低い温度設定値Ｔ_zsとを比
較して滞留水温の上昇を検出するものである。タイマ10
5 には加熱開始から定常加熱までの所要時間が設定さ
れ、燃焼開始要求判断手段101 の燃焼開始要求により計
時動作を開始し、設定時間が経過したときタイムアップ
信号を移行手段106 に与えるようになっており、移行手
段106 は燃焼開始要求が出力されてから、タイマ105 が
タイムアップ信号を出力するか、あるいは、温度上昇判
断手段104 が温度上昇を検出するかのいずれか一方の信
号が出力されるまで燃焼初期モード信号を出力するもの
である。

【００２５】また、フィードフォワード演算手段107 は
燃焼開始要求判断手段101 から燃焼開始要求又は燃焼中
信号が出力されたことを条件に、浴槽の戻り温度Ｔ_fに
基づいてフィードフォワード制御量Ｆ₀を演算するもの
で、演算手段108 は熱交温度Ｔ_zと温度設定値Ｔ_zsとの
偏差に対してＰＩ演算を実行してフィードバック制御量
Ｆ_Bを求め、移行手段106 が燃焼初期モード信号を出力
していないことを条件にフィードバック制御量Ｆ_Bを出
力するものである。また、加熱量制御手段109はフィー
ドフォワード制御量Ｆ₀とフィードバック制御量Ｆ_Bと
を加算して加熱量Ｆを演算するもので、加熱部選択手段
110 は加熱量Ｆと、第１バーナ11及び第２バーナ12を同
時燃焼させた場合の比例弁15の最小開度Ｆ_12minとを比
較して単独燃焼か同時燃焼かを選択し、燃焼開始要求判
断手段101 から燃焼開始要求又は燃焼中信号が出力さ
れ、かつ、沸上げ検知手段103 から沸上げ検出信号を出
力していないことを条件に、単独燃焼選択時に第１開閉
弁13に対する開指令を、同時燃焼選択時に第１開閉弁13
及び第２開閉弁14の両方に対する開指令をそれぞれ出力
する。第１開閉弁制御手段111 及び第２開閉弁制御手段
112 はこれら開指令に応じて対応する開閉弁を開く。さ
らに、比例弁制御手段113 は加熱部選択手段110 から選
択信号が出力されていることを条件に、加熱量Ｆに従っ
て比例弁15の開度を制御するようになっている。

【００２６】上記のように構成された本実施例の全体的
動作について以下に説明する。先ず、浴槽８に湯張りを
するべく出湯温度設定部32によって適切な温度を設定す
ると温度設定値Ｔ_sが制御部100 に加えられ、出湯栓７
が開かれた段階で制御部100 は第１開閉弁13及び／又は
第２開閉弁14と比例弁15とを開くと共に、ファン16及び
点火器17を起動させる。この場合、制御部100 は出湯温
度設定部32による温度設定値Ｔ_s、入水温度検出部21に
よって検出された給水温度Ｔ_c、出湯温度検出部22によ
って検出された出湯温度Ｔ_h、流量検出部23によって検
出された出湯流量Ｑに基いて加熱量Ｆを演算し、この加
熱量Ｆが得られるように比例弁15の開度を制御する。な
お、加熱量の演算については各種提案されて公知である
のでその説明を省略する。その後、浴槽８の湯量が所定
値になって出湯栓７が閉じられた段階で、制御部100 は
比例弁15を閉じると共に、第１開閉弁13及び第２開閉弁
14を閉じて湯張りの制御を終了する。

【００２７】次に、浴槽８に溜められた水又は暖水を適
切な温度に加熱するべく、追焚スイッチ31をオン操作す
ると共に、風呂温度設定部33によって湯温を設定する
と、制御部100 が循環ポンプ10を起動して浴槽水を循環
させ、さらに、出口温度検出部24によって検出された浴
槽の戻り温度Ｔ_fに基き加熱量Ｆを演算し、この加熱量
Ｆが得られるように、加熱部の選択並びに比例弁15の制
御を実行し、同時にファン16及び点火器17を起動する。
この場合、給湯側熱交換器３の滞留水が沸騰しないよう
に講じる必要がある。

【００２８】図２は給湯側熱交換器３の滞留水の沸騰を
防止すると共に、浴槽水を迅速に沸上げるように構成し
た制御部100 の機能ブロック図であり、以下にその動作
を説明する。

【００２９】追焚スイッチ31がオン操作されると、燃焼
開始要求判断手段101 が燃焼開始要求を出力する。この
燃焼開始要求に従って点火制御手段102 は点火器17を動
作させる。また、燃焼開始要求によりタイマ105 が計時
動作を開始すると共に、このタイマ105 がタイムアップ
信号を出力するか、温度上昇判断手段104 が熱交温度Ｔ
_zの上昇を検出するまで移行手段106 は燃焼初期制御モ
ード信号を出力する。このとき、フィードフォワード演
算手段107 は燃焼開始要求の存在を条件に、浴槽の戻り
温度Ｔ_fに基づいてフィードフォワード制御量Ｆ₀を演
算し、フィードバック演算手段108 は熱交温度Ｔ_zと温
度設定値Ｔ_zsとの偏差に対してＰＩ演算を実行してフィ
ードバック制御量Ｆ_Bを求める。しかるに、移行手段10
6 が燃焼初期モード信号を出力している間、フィードバ
ック演算手段108 からフィードバック制御量Ｆ_Bの出力
が阻止されるため、フィードフォワード制御量Ｆ₀のみ
が加熱量制御手段109 に加えられる。そこで、加熱量制
御手段109 はフィードフォワード制御量Ｆ₀を加熱量Ｆ
として出力する。加熱部選択手段110 は燃焼開始要求が
あり、かつ、沸上げ検知手段103 が沸上げを検出しない
ことを条件に、加熱量Ｆと、第１バーナ11及び第２バー
ナ12を同時燃焼させた場合の比例弁15の最小開度Ｆ
_12minとを比較して単独燃焼か同時燃焼かを選択する。
すなわち、Ｆ＜Ｆ_12minであれば単独燃焼を選択して第
１開閉弁制御手段111 に開指令を与え、Ｆ≧Ｆ_12minで
あれば同時燃焼を選択して第１開閉弁制御手段111 及び
第２開閉弁制御手段112 の両方に対して開指令を与え
る。比例弁制御手段113 は単独燃焼、同時燃焼の各選択
状態に対応して加熱量Ｆが得られるように比例弁15の開
度を制御する。かくして、点火制御手段102 の点火動作
と相俟ってバーナの点火と初期燃焼制御が行なわれる。
また、フレームロッド18が加熱され、燃焼開始要求判断
手段101 は燃焼中信号を出力する。

【００３０】この間、沸上げ検知手段103 は出口温度検
出部24で検出される浴槽の戻り温度Ｔ_fと風呂温度設定
部33の風呂温度の設定値Ｔ_fsとを比較してＴ_f＞Ｔ_fsに
なれば沸上げ信号を出力する。この沸上げ信号により、
加熱部選択手段110 が開指令の出力を停止するため、第
１開閉弁制御手段111 は第１開閉弁13を、第２開閉弁制
御手段112 は第２開閉弁14を、比例弁制御手段113 は比
例弁15をそれぞれ閉じて消火が行なわれる。

【００３１】一方、浴槽の戻り温度Ｔ_fと風呂温度設定
部33の風呂温度の設定値Ｔ_fsとの間でＴ_f≦Ｔ_fsの関係
になっておればその燃焼状態が継続される。そして、タ
イマ105 がタイムアップ信号を出力すると、移行手段10
6 は燃焼初期モード信号の出力を停止する。また、タイ
マ105 がタイムアップ信号を出力する以前であっても、
温度上昇判断手段104 が熱交温度Ｔ_zの上昇を検出する
と、移行手段106 は燃焼初期モード信号の出力を停止す
る。このように、燃焼初期モード信号の出力が停止され
たとき、フィードバック演算手段108 は熱交温度Ｔ_zと
温度設定値Ｔ_zsとの偏差に対してＰＩ演算を実行して求
めたフィードバック制御量Ｆ_Bを出力する。

【００３２】そこで、加熱量制御手段109 はフィードフ
ォワード制御量Ｆ₀とフィードバック制御量Ｆ_Bとを加
算して加熱量Ｆを求め、加熱部選択手段110 及び比例弁
制御手段113 に加える。加熱部選択手段110 は燃焼中信
号があり、かつ、沸上げ検知手段103 が沸上げを検出し
ないことを条件に、加熱量Ｆと、同時燃焼させた場合の
比例弁15の最小開度Ｆ_12minとを比較して単独燃焼か同
時燃焼かを選択する。第１開閉弁制御手段111 及び第２
開閉弁制御手段112 は選択状態に応じて第１開閉弁13及
び第２開閉弁14を制御する。比例弁制御手段113 は単独
燃焼、同時燃焼の各選択状態に対応して加熱量Ｆが得ら
れるように比例弁15の開度を制御する。

【００３３】この結果、追焚側熱交換器４による浴槽水
の加熱中に、給湯側熱交換器３の滞留水が沸騰しない範
囲内で加熱量をなるべく大きくすることができ、これに
よって浴槽水を迅速に沸上げることができる。

【００３４】図３はこれらの制御部の機能をマイクロコ
ンピュータに持たせた場合の処理手順を示すフローチャ
ートである。以下、このフローチャートに従って追焚制
御時の詳細な動作を説明する。

【００３５】先ず、ステップ121 でフレームロッド18の
状態に基いて燃焼中か否かを判定する。追焚スイッチ31
のオン操作の直後は燃焼中でないためステップ122 の処
理に移る。ステップ122 では燃焼開始要求が有るか否か
を判断し、燃焼開始要求が有ればステップ123 以下の処
理を実行し、燃焼開始要求がなければ処理を終了する。

【００３６】次に、ステップ123 においてタイマを始動
させ、ステップ124 で燃焼初期制御モードに設定し、さ
らに、ステップ125 にて浴槽の戻り温度Ｔ_fに基づき初
期加熱量、すなわち、フィードフォワード制御量Ｆ₀を
演算し、続いてステップ126では第１開閉弁13を開き、
同時に、点火器17を動作させる。

【００３７】次に、ステップ127 にてフィードフォワー
ド制御量Ｆ₀と第１バーナ11及び第２バーナ12を同時燃
焼させた場合の比例弁15の最小開度Ｆ_12minとを比較
し、Ｆ₀＜Ｆ_12minで有ればステップ128 で第１バーナ
11の単独燃焼でフィードフォワード制御量Ｆ₀が得られ
るように比例弁15の開度を制御し、反対に、Ｆ₀＜Ｆ₁₂
_minでなければ、すなわち、Ｆ₀≧Ｆ_12minであればス
テップ129 で第２開閉弁14を開き、続いて、ステップ12
8 で第１バーナ11及び第２バーナ12の同時燃焼でフィー
ドフォワード制御量Ｆ₀が得られるように比例弁15の開
度を制御して処理を終了する。

【００３８】一方、ステップ121 にて燃焼中と判断され
た場合には、ステップ131 において、浴槽の戻り温度Ｔ
_fと風呂温度の設定値Ｔ_fsとの間でＴ_f＞Ｔ_fsの関係に
なっているか否か、即ち、風呂が沸いたか否かを判断
し、沸上がった時にはステップ132 で消火の処理を実行
して処理を終了し、沸上がっていない時にはステップ13
3 の処理に進む。

【００３９】次に、ステップ133 では燃焼初期制御モー
ドか否かを判定し、燃焼初期制御モードであればステッ
プ134 〜135 の処理を実行し、燃焼初期制御モードでな
いときステップ137 以下の処理を実行する。ここで、ス
テップ134 ではタイマがタイムアップしたか否かを判定
し、さらに、タイムアップしていない時にはステップ13
5 で給湯側熱交換器３の配管温度又は熱交温度Ｔ_zが設
定値Ｔ_zsより大きいか否か、すなわち、上昇したか否か
を判定する。ここで、上昇していないと判定された場合
には処理を終了し、反対に、上昇したと判定されたば場
合にはステップ136 にて燃焼初期制御モードの設定をク
リアする。ステップ134 でタイマがタイムアップしたと
判定された場合もステップ136 にて燃焼初期制御モード
の設定をクリアする。そして、燃焼初期制御モードの設
定をクリアした後、ステップ137の処理に戻る。

【００４０】次に、ステップ137 では熱交温度Ｔ_zと温
度設定値Ｔ_zsとの偏差に対してＰＩ演算を実行してフィ
ードバック制御量Ｆ_Bを求め、続いてステップ138 でフ
ィードフォワード制御量Ｆ₀とフィードバック制御量Ｆ
_Bとを加算して加熱量Ｆを求める。また、ステップ139
にて加熱量Ｆと同時燃焼時の比例弁15の最小開度Ｆ₁₂
_minとを比較し、Ｆ＜Ｆ_12minで有ればステップ140 以
下の処理を実行し、Ｆ＜Ｆ_12minでなければ、すなわ
ち、Ｆ≧Ｆ_12minであるときステップ142 以下の処理を
実行する。

【００４１】そこで、ステップ140 では第１開閉弁13を
開き、続くステップ141 で第１バーナ11の単独燃焼で加
熱量Ｆが得られるように比例弁15の開度を制御して処理
を終了する。また、ステップ142 では第１開閉弁13及び
第２開閉弁14の両方を開き、続くステップ143 で第１バ
ーナ11及び第２バーナ12の同時燃焼で加熱量Ｆが得られ
るように比例弁15の開度を制御する。

【００４２】以上の処理手順によって図２に示した各ブ
ロックの機能を実現することができる。

【００４３】図４はフィードバック制御に伴う応答遅れ
による沸騰を防止する制御部100 の詳細な構成を示すブ
ロック図である。図中、図２と同一の機能を有する要素
には同一の符号を付してその説明を省略する。ここで
は、新たな要素としてオーバシュート検出手段114 、オ
ーバシュート収束検出手段115 、微分手段116 、オーバ
シュート抑止手段117 、及び加熱量抑止手段118 を備え
ている。

【００４４】ここで、オーバシュート検出手段114 は熱
交温度Ｔ_zの変化傾向から、その温度Ｔ_zが温度設定値
Ｔ_zsを超えると予測されたとき又は実際にＴ_zsを所定量
越えたときオーバシュートの発生と判断し、オーバシュ
ート収束検出手段115 は同じく熱交温度Ｔ_zの変化傾向
から、その温度Ｔ_zが温度設定値Ｔ_zsを超えることがな
いと予測されたとき又は実際にＴ_zsを所定量下回ったと
きオーバシュートの収束と判断する。微分手段116 は熱
交温度Ｔ_zの変化率を検出する。そこで、オーバシュー
ト抑止手段117 はオーバシュートの発生時に点火制御手
段102 に対して消火を指令し、かつ、加熱部選択手段11
0 に対して燃焼選択の中止を指令する消火モードに設定
し、反対に、オーバシュートの収束時に消火モードを解
除する。また、加熱量抑止手段118 は熱交温度Ｔ_zの変
化率が大きい時、消火モードの解除を条件にフィードバ
ック演算手段108 のフィードバック制御量Ｆ_Bを減少さ
せる。

【００４５】これらの制御によりフィードバック制御に
伴う応答遅れによる沸騰を防止することができる。

【００４６】図５はこれらの制御部の機能をマイクロコ
ンピュータに持たせた場合の処理手順を示すフローチャ
ートである。以下、このフローチャートに従って制御遅
れに起因する沸騰防止制御の詳細な動作を説明する。

【００４７】最初のステップ151 で消火モードか否かを
判定し、消火モードでなければステップ152 以下の処理
を実行し、消火モードであればステップ163 以下の処理
を実行する。

【００４８】ステップ152 では熱交温度Ｔ_zと温度設定
値Ｔ_zsとの偏差に対してＰＩ演算を実行してフィードバ
ック制御量Ｆ_Bを求め、続いてステップ153 でフィード
フォワード制御量Ｆ₀とフィードバック制御量Ｆ_Bとを
加算して加熱量Ｆを求める。また、ステップ154 にて加
熱量Ｆと同時燃焼時の比例弁15の最小開度Ｆ_12minとを
比較し、Ｆ＜Ｆ_12minで有ればステップ155 以下の処理
を実行し、Ｆ＜Ｆ_12mi _nでなければ、すなわち、Ｆ≧Ｆ
_12minであるときステップ157 以下の処理を実行する。

【００４９】そこで、ステップ155 では第１開閉弁13を
開き、続くステップ156 で第１バーナ11の単独燃焼で加
熱量Ｆが得られるように比例弁15の開度を制御してステ
ップ159 以下の処理を実行し、また、ステップ157 では
第１開閉弁13及び第２開閉弁14の両方を開き、続くステ
ップ158 で第１バーナ11及び第２バーナ12の同時燃焼で
加熱量Ｆが得られるように比例弁15の開度を制御してス
テップ159 以下の処理を実行する。

【００５０】ステップ159 ではオーバシュートが発生し
たか否かを判定し、発生した場合にはステップ160 で消
火処理を実行し、ステップ161 で消火モードに設定して
処理を終了する一方、オーバシュートが発生しなければ
ステップ162 て熱交温度Ｔ_zの変化率が所定値より大き
いか否かを判定する。そして大きくないときにはそのま
ま処理を終了するが、大きいときにはステップ166 の処
理に移る。

【００５１】一方、ステップ151 で消火モードと判定さ
れた場合には、ステップ163 にて今度はオーバシュート
が収束するか否かを判定し、収束しなければ処理を終了
し、反対に、オーバシュートが収束すると判定された場
合にはステップ164 で消火モードを解除し、さらに、ス
テップ165 で第１開閉弁13を開くと共に、点火動作を実
行する。その後、ステップ166 でフィードフォワード制
御量Ｆ₀又はフィードバック制御量Ｆ_Bを所定量又は所
定の割合だけ減少させて処理を終了する。

【００５２】以上の処理手順によって図４に示した各ブ
ロックの機能を実現することができる。

【００５３】図６は熱交温度検出部25の構成を示したも
ので、配管温度を検出する場合には同図(a) に示すよう
に、サーミスタＴ_zを配管の外表面に取り付けけば良
く、配管内水温を検出する場合には、同図(b) に示すよ
うに、熱交換器の配管を貫通するように、先端にサーミ
スタＴ_zを装着した小径のパイプを挿入すれば良い。

【００５４】かくして、本実施例によれば、浴槽水の加
熱中に、給湯側滞留水の沸騰を防止できる範囲内で加熱
量をなるべく大きくすることができ、これによって浴槽
水を迅速に沸上げることができる。

【００５５】また、フィードバック制御量又はフィード
フォワード制御量に従って加熱部の加熱量を制御するた
め、給湯側熱交換器の滞留水が沸騰しないぎりぎりまで
加熱量を大きくすることができる。

【００５６】さらに、加熱開始時にフィードフォワード
制御量に従った制御を実行し、定常加熱熱中にフィード
フォワード制御量及びフィードバック制御量の加算値に
従った制御を実行することにより、さらにきめ細かな制
御が可能となる。

【００５７】またさらに、オーバシュートの発生を検出
して加熱部を消火させ、さらに、熱交温度の変化が大き
いとき、加熱部の加熱量を抑制することにより、応答遅
れに伴う給湯側熱交換器の滞留水の沸騰を確実に防止す
ることができる。

【００５８】一方、加熱部として第１及び第２の加熱部
でなるものを用いたので、比例制御の範囲が広がり、き
め細かな制御ができる。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明によって明らかな如く、本発
明によれば、浴槽水の加熱中に、給湯側滞留水の沸騰を
防止できる範囲内で加熱量をなるべく大きくすることが
でき、これによって浴槽水を迅速に沸上げることができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成図。

【図２】本発明の一実施例の機能ブロック図。

【図３】本発明の一実施例の主要素をマイクロコンピュ
ータで構成した場合の処理手順を示すフローチャート。

【図４】本発明の他の実施例の機能ブロック図。

【図５】本発明の他の実施例の主要素をマイクロコンピ
ュータで構成した場合の処理手順を示すフローチャー
ト。

【図６】本発明の一実施例の主要素の設置状態図。

【符号の説明】

２フィン３給湯側熱交換器４追焚側熱交換器８浴槽１０循環ポンプ１１第１バーナ１２第２バーナ１３第１開閉弁１４第２開閉弁１５比例弁１６ファン２５熱交温度検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宗村浩兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号日本ユプロ株式会社内 (72)発明者三浦宏兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号日本ユプロ株式会社内 (72)発明者井上昭司福岡県北九州市小倉北区中島二丁目１番１号東陶機器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給水管及び給湯管に接続された給湯側熱交
換器と、浴槽水の循環水路に接続された追焚側熱交換器
とを有する缶体を共通の加熱部で加熱する給湯装置にお
いて、前記追焚側熱交換器による浴槽水の加熱中に、前
記給湯側熱交換器の温度を目標値に近付けるように、前
記加熱部の加熱量を制御する加熱量制御手段を備えたこ
とを特徴とする給湯装置。
【請求項２】前記給湯側熱交換器の配管温度又は配管内
水温を検出する熱交温度検出部と、この熱交温度検出部
の出力に基づき、フィードバック制御量を演算するフィ
ードバック演算手段とを備え、前記加熱量制御手段はこ
のフィードバック制御量に従って前記加熱部の加熱量を
制御することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】浴槽水温を検出する浴槽温度検出手段と、
この浴槽温度検出手段の出力に基づき、フィードフォワ
ード制御量を演算するフィードフォワード演算手段とを
備え、前記加熱量制御手段はこのフィードフォワード制
御量に従って前記加熱部の加熱量を制御することを特徴
とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項４】前記給湯側熱交換器の配管温度又は配管内
水温を検出する熱交温度検出部と、この熱交温度検出部
の出力に基づきフィードバック制御量を演算するフィー
ドバック演算手段と、浴槽水温を検出する浴槽温度検出
手段と、この浴槽温度検出手段の出力に基づき、フィー
ドフォワード制御量を演算するフィードフォワード演算
手段と、前記加熱制御手段に対して、加熱開始時に前記
フィードフォワード制御量に従った制御を実行させ、定
常加熱中に前記フィードフォワード制御量及びフィード
バック制御量の加算値に従った制御を実行させる移行手
段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の給湯装
置。
【請求項５】前記熱交温度検出部の出力に基づき前記給
湯側熱交換器の配管内水温にオーバシュートが発生した
ことを検出するオーバシュート検出手段と、このオーバ
シュート検出手段の出力に基づき前記加熱部を消火させ
るオーバシュート抑止手段とを備えたことを特徴とする
請求項２記載の給湯装置。
【請求項６】前記熱交温度検出部の出力の変化を検出す
る微分手段と、この微分手段の出力が所定値を超えたと
き前記加熱部の加熱量を抑制する加熱量抑止手段とを備
えたことを特徴とする請求項２記載の給湯装置。
【請求項７】前記加熱部は第１及び第２の加熱部でな
り、加熱量に応じて前記第１及び第２の加熱器のいずれ
か一方又は両方を選択する加熱部選択手段を備えたこと
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の給
湯装置。