JPH0942760A - 湯水残量計測方法 - Google Patents

湯水残量計測方法

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JPH0942760A
JPH0942760A JP7197764A JP19776495A JPH0942760A JP H0942760 A JPH0942760 A JP H0942760A JP 7197764 A JP7197764 A JP 7197764A JP 19776495 A JP19776495 A JP 19776495A JP H0942760 A JPH0942760 A JP H0942760A
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郁朗 足立
Masaru Shimazaki
勝 嶋崎
Tadashi Nakajima
忠司 中島
Hiroyuki Yamada
弘之 山田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】浴槽1内の湯水11の残量を求めるためには液
−液型の熱交換器3を介して湯水11に伝達される熱量
がわかればよいが温水マット5が接続されていると湯水
11に伝達される熱量が変動する。この場合、循環ポン
プ4による循環流量を求め温度センサ41・42の検知
温度差から伝達熱量を求めればよいが、循環流量は温水
マット5への熱媒の循環が停止されている間に求めなけ
ればならないので、循環流量が求められるまでは湯張り
機構6により足し湯を行えない。 【解決手段】予め循環流量を設定しておき、実際の循環
流量が求められるまでは該設定された循環流量を仮に用
いて足し湯を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽に自動的に設
定湯量の湯張りを行う機能を有する風呂給湯器の加熱循
環システムに用いられ、浴槽内の湯水残量を計測する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱源によって加熱された温水を熱媒とし
て循環させ、液−液型の風呂用熱交換器を介して浴槽内
の湯水を加熱したり、該温水を床下に配設した温水マッ
ト内に流し床暖房を行う加熱循環システムがある。一
方、浴槽に自動的に設定湯量の湯張りを行なう場合に
は、浴槽内に湯水が残っていると設定湯量から湯水残量
を引いた差分の容量の湯を浴槽に給湯する必要があり、
そのためには浴槽内の湯水の残量を計測しなければなら
ない。湯水の残量を計測する場合、上記風呂用熱交換器
を介して浴槽内に残っている湯水に伝達される熱量が一
定であれば、該風呂用熱交換器の上流部における湯水の
温度変化を検知して得られる湯水の温度上昇速度から湯
水の残量を求めることができる。ところが熱媒である温
水の一部が床暖房にも使用されると、熱媒として風呂用
熱交換器に循環される温水量が減少し湯水に伝達される
熱量が一定でなくなるので湯水の残量を計測できない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】風呂用熱交換器に対す
る湯水の循環流量がわかれば、該循環流量と風呂用熱交
換器の上流部の温度と下流部の温度との温度差とからそ
の時点における湯水に伝達される熱量を求めることがで
きる。但し、浴槽内の湯水にはごみ等が混入しているた
め水車等の機械式の流量センサを循環路内に介設するこ
とができない。そこで、風呂用熱交換器以外の温水マッ
ト等の熱交換器に対する温水の循環がなく、すべての温
水が風呂用熱交換器に循環される状態で、熱源の発熱量
及び熱交換器の効率から、風呂用熱交換器を介して浴槽
内の湯水に伝達される熱量を求め、風呂用熱交換器を通
過することによる昇温温度を基に湯水の循環流量を計測
する。
【0004】ところが、上記のごとく温水がすべて風呂
用熱交換器に循環される状態でなければ循環流量を求め
ることができない。従って、器具の設置直後から温水マ
ット等の運転を行ない風呂の追焚き運転を単独で行うこ
とができない場合には、単独運転を行なうまで循環流量
を求めることができず、浴槽に湯張りを行おうとしても
浴槽への給湯量を決定することができないという不具合
が生じる。
【0005】また、循環流量は一度測定しても循環ポン
プへの供給電力の変動等が原因で変化する場合があり、
そのため定期的に循環流量を計測して循環流量を最新の
データに更新する必要がある。ところが、長年使用して
いると水垢の付着や熱交換器表面の酸化等により熱交換
器の効率が低下し、熱媒である温水の温度を一定に保つ
ためには循環流量を求める基礎となる熱源の発熱量を増
加させなければならず、計測による循環流量が実際の循
環流量を上回る。すると浴槽内の湯水の残量が実際の残
量より多く見積もられるため足し湯をしても湯水が足り
ないという不具合が生じる。
【0006】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、循
環流量が未だ一度も求められていない初期状態や熱交換
器の効率が低下した状態でも正常に浴槽内の湯水の残量
を計測し得る方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、熱源で加熱される熱媒が分配されて循環さ
れる複数の熱交換器の内の1つである液−液型の風呂用
熱交換器に循環路を介して循環される浴槽内の湯水の、
風呂用熱交換器の上流部及び下流部での温度を検知して
浴槽内の湯水の残量を計測する方法であって、上記熱媒
がすべて風呂用熱交換器に循環される状態で、風呂用熱
交換器を介して湯水に伝達される熱量と風呂用熱交換器
の上流部と下流部との湯水の温度差とから循環流量を演
算し記憶すると共に別途循環流量を予め設定しておき、
両循環流量のいずれか一方と計測時点における風呂用熱
交換器の上流部と下流部との湯水の温度差とから求めら
れる該計測時点での湯水に伝達される熱量と熱交換器の
上流部の湯水の温度変化とから浴槽内の湯水の残量を計
測することを特徴とする。
【0008】演算により求められる循環流量とは別に予
め循環流量を設定しておき、初期状態でまだ循環流量が
一度も演算させていない場合や経年変化により演算され
る循環流量が所定流量より多くなった場合には予め設定
された循環流量に基づいて浴槽内の湯水の残量を求め
る。
【0009】
【発明の実施の形態】1は浴槽であり、内部に湯水11
が張られる。該湯水11は熱源であるバーナ2によって
加熱されるものであり、熱媒ポンプ31によって循環さ
れる水を熱媒とし、気−液型の熱交換器21によって熱
媒を加熱し、開閉弁32を介して風呂用熱交換器である
液−液型の熱交換器3に供給する。一方、浴槽1内の湯
水11は循環ポンプ4によって熱交換器3内を循環する
ように構成されている。そして、該熱交換器3に循環さ
れる湯水11の入口温度と出口温度とは各々温度センサ
41・42によって検知される。ところで、熱媒は熱交
換器3に供給され浴槽1内の湯水11を加熱するだけで
はなく、循環路途中で床暖房用の温水マット5に分岐さ
れ室内暖房にも使用される。該温水マット5による暖房
のオンオフは開閉弁51によって行なわれ、開閉弁51
を開弁すると温水マット5内を熱媒が循環し室内暖房が
行なわれ、また開閉弁51を閉弁すると温水マット5内
への熱媒の循環が停止される。また、温度センサ42と
浴槽1との間には開閉バルブ61を介して湯張り機構6
が接続されており、開閉バルブ61を開弁すると湯張り
機構6により加熱された湯が浴槽1へ供給され、自動的
に浴槽1へ設定湯量の湯張りが行なわれるように構成さ
れている。
【0010】上記構成において、湯張り機構6を用いて
自動的に湯張りを行なう際に、湯張り機構6によりどの
くらいの量の湯を浴槽1に追加するかを決定するために
は浴槽1内に湯水11がどのくらい残っているかを知る
必要がある。ところで、熱交換器3を介して湯水11に
伝達される熱量は温水マット5への熱媒の分岐量によっ
て変動する。このため、後述する湯水11の循環流量は
開閉弁51を閉弁し熱媒がすべて熱交換器3へ循環され
る状態、即ち風呂の追焚き単独運転状態の時に計測され
る。
【0011】熱交換器3を介して湯水11に伝達される
熱量をQ(Kcal/min)とすると、Qはバーナ2
の発熱量Q0 (Kcal/min)と熱交換器21の効
率μaと熱交換器3の効率μbとから(1)式により求
められる。
【0012】 Q=μa・μb・Q0 =μ・Q0 ・・・(1) (但し、μ=μa・μb) このようにしてQが求められると、上記両温度センサ4
1・42の検知温度差Δt(℃)を基に循環流量q(l
/min)を以下の(2)式により求める。但し、cは
温水11の比熱(Kcal/l・℃)である。
【0013】 q=Q/(Δt・c) ・・・(2) 温水マット5へ熱媒が循環されると熱交換器3を介して
実際に湯水11に伝達される熱量QX は上記Qより少な
くなる。そこで該QX は上記循環流量qとこの時の両温
度センサ41・42の検知温度差ΔtX を用いて(3)
式により求められる。
【0014】 QX =c・q・ΔtX ・・・(3) 次に、温度センサ41により検知される浴槽内の湯水1
1の温度上昇速度をVt(℃/min)とすると、湯水
11の残量W(l(リットル))は、(4)式により求
められる。
【0015】QX =W・Vtより W=QX /Vt ・・・(4) 尚、浴槽1内の湯水温は上記のごとく熱交換器3の上流
側に設けた温度センサ41で検出するので、浴槽1内に
別途温度センサを設けなくてもよい。
【0016】ところで、該残量Wは上記のごとく風呂の
単独運転時に求めなければならないが、器具設置後から
温水マットの運転を行ない、風呂の追焚き運転を単独で
行うことができない場合には、単独運転を行なうまで循
環流量を求めることができない。そこで、このような状
態で湯張りを行う場合には、予め設定した循環流量qA
を用いて上記(3)式の演算を行う。該循環流量qA
は、配管状態の相違等による実際の循環流量のばらつき
を考慮して、ばらつき範囲内でほぼ最大の値に設定して
おく。qA を用いて演算すると、(3)式からQX が実
際の値より大きくなり(4)式から湯水11の残量は実
際の残量より多いと演算される。従ってどのような設定
条件であっても検出される残量は実際の残量より必ず多
くなり、それに基づいて足し湯が行なわれても浴槽1か
ら湯水11が溢れることはない。
【0017】一方、長年使用していると熱交換器21の
表面が酸化し効率μaが低下し、そのため熱交換器21
の下流側の熱媒の温度を温度センサで検知し、該検知温
度が一定温度になるようにバーナ2へのガス供給量を制
御するものでは、バーナ2の発熱量Q0 を増加させなけ
ればならない。従って、演算された熱量Qは熱交換器2
1が正常な場合の熱量Qより大きくなり、(2)式から
求められる循環流量qが実際の値より大きくなる。する
と、(3)式から求められる熱量QX が多くなって、最
終的に(4)式により求められる残量Wが実際の残量よ
り多くなる。このように残量Wが実際の残量より多い演
算結果に基づいて足し湯を行うと湯水11は設定湯量よ
りかなり少なる。そこで、このように足し湯を行なって
も設定湯量と大きく異なる場合はスイッチ等の選択手段
により循環流量として予め定められた値を選択し、その
値を用いて残量Wを求めることとした。尚、この定めら
れた値を、ばらつき範囲内のほぼ中間の値に設定してお
けばどのような設置条件であっても大きな誤差が生じな
い。
【0018】ところで、上記実施例では熱源としてバー
ナを用いたが、電気式のヒータ等のその他のものを熱源
として使用してもよい。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、常に浴槽内の湯水の残量を知ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の構成を示す図
【符号の説明】
1 浴槽 2 バーナ 3 熱交換器(液−液型) 4 循環ポンプ 5 温水マット 6 湯張り機構 11 湯水 41 温度センサ 42 温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 弘之 愛知県名古屋市中川区福住町2番26号 リ ンナイ株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱源で加熱される熱媒が分配されて循
    環される複数の熱交換器の内の1つである液−液型の風
    呂用熱交換器に循環路を介して循環される浴槽内の湯水
    の、風呂用熱交換器の上流部及び下流部での温度を検知
    して浴槽内の湯水の残量を計測する方法であって、上記
    熱媒がすべて風呂用熱交換器に循環される状態で、風呂
    用熱交換器を介して湯水に伝達される熱量と風呂用熱交
    換器の上流部と下流部との湯水の温度差とから循環流量
    を演算し記憶すると共に別途循環流量を予め設定してお
    き、両循環流量のいずれか一方と計測時点における風呂
    用熱交換器の上流部と下流部との湯水の温度差とから求
    められる該計測時点での湯水に伝達される熱量と熱交換
    器の上流部の湯水の温度変化とから浴槽内の湯水の残量
    を計測することを特徴とする湯水残量計測方法。
  2. 【請求項2】 上記演算による循環流量が記憶されて
    いない場合には予め設定されている循環流量を用いて湯
    水の残量を計測することを特徴とする請求項1記載の湯
    水残量計測方法。
  3. 【請求項3】 上記演算による循環流量と上記予め設
    定されている循環流量とが選択可能であり、選択された
    循環流量を用いて湯水の残量を計測することを特徴とす
    る請求項1記載の湯水残量計測方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013007520A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Gastar Corp 補助加熱装置

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