JPH1183181A

JPH1183181A - バイパスミキシング方式の給湯器における出湯制御装置

Info

Publication number: JPH1183181A
Application number: JP27056297A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Narita; 広久成田
Original assignee: Paloma Kogyo KK
Current assignee: Paloma Kogyo KK
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-03-26
Anticipated expiration: 2017-09-16
Also published as: JP3854700B2

Abstract

(57)【要約】【課題】バイパスミキシング方式の給湯器において、
給湯器への入水温度が高く設定温度との温度差が小さい
場合や、給湯器のバイパス率が変動した場合であって
も、熱交換器表面にドレンが発生しないようにするこ
と。【解決手段】ある設定温度Ｔ_s でのバイパス制御時
に、「熱交換器出口温度ＴＨ_m が４８℃（ドレン発生限
界温度）未満、かつ出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−１）℃以
上」の条件が満たされない場合（Ｓ７：「ＮＯ」）は、
出湯温度ＴＨ₀ が設定温度Ｔ_sになるように制御し（Ｓ
６）、「熱交換器出口温度ＴＨ_mが４８℃未満、かつ出
湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−１）℃以上」の条件（Ｓ７：「Ｙ
ＥＳ」）が一定時間継続された場合（Ｓ８：「ＹＥ
Ｓ」）は、熱交換器出口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温
度に保持されるように制御を行うようにした（Ｓ９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出湯温度に応じて
バイパス方式とストレート方式とに切り替えて出湯する
ことのできるバイパスミキシング方式の給湯器に関し、
さらに詳しくは、バイパス出湯時に熱交換器への入水温
度が高い場合であっても熱交換器表面にドレンが発生し
ないように出湯制御するバイパスミキシング方式の給湯
器における出湯制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガス給湯器としては、給水管と出
湯管が配設される熱交換器と、該熱交換器を加熱するガ
スバーナと、ガスバーナに燃焼用空気を供給する送風フ
ァンとを備え、給水管から熱交換器内に導入された水を
ガスバーナにより加熱し、温水を熱交換器から直接、出
湯管へ排出するように構成されているものが知られてい
る。この種のガス給湯器においては、出湯温度の調節
は、ガスバーナに供給されるガス量と送風ファンの回転
数とを、適宜、制御することにより行われていた。

【０００３】そして、この種のガス給湯器において、出
湯温度を低く設定した場合に熱交換器内にドレンが発生
するという問題を回避するために、給水管と出湯管の間
に給水管を流れる水を熱交換器を通さずに直接出湯管へ
導くためのバイパス管路と、そのバイパス管路を開閉す
る水電磁弁とを設けた、いわゆるバイパスミキシング方
式のガス給湯器が既に知られている。

【０００４】このバイパスミキシング方式のガス給湯器
においては、出湯温度がある設定値以上である場合に
は、水電磁弁をＯＦＦにしてバイパス管路を閉じ、熱交
換器から直接、温水が出湯される（ストレート出湯）。
湯温の調節は、バーナコントローラが認識する出湯温度
が設定温度に近づくよう、バーナコントローラからの指
令に基づき、ガスバーナに供給されるガス量と送風ファ
ンの回転数が制御されることにより行われる。

【０００５】一方、出湯温度がある設定値より低い場合
には、熱交換器の温度を高温に保ちながら、水電磁弁を
ＯＮにしてバイパス管路を開き、熱交換器から排出され
る温水と、給水管からバイパス管路を経由して導入され
る冷水とをミキシングした後に出湯が行われる（バイパ
ス出湯）。これにより、出湯温度が低い場合であって
も、熱交換器内の温度が高温に保たれるので、ドレンの
発生を防止することが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バイパ
ス管路に設けられる水電磁弁のＯＮ−ＯＦＦにより出湯
方式の切替を行うバイパスミキシング方式の給湯器であ
っても、入水温度が上昇し、設定温度との温度差が小さ
くなってくると、バイパス制御出湯中において熱交換器
内の温度が下がり、熱交換器出口温度が、ドレンが発生
しない最低温度（ドレン発生限界温度＝４８℃）を下回
る場合があった。

【０００７】ここで、熱交換器出口温度をＴＨ
_m（℃）、出湯温度をＴＨ₀（℃）、入水温度をＴ_i
（℃）、バイパス率（総入水量に対するパイパス管路を
流れる水量の割合）をｘ（％）とすると、これらの間に
は、次の数１の式が成り立つ。

【０００８】

【数１】

【０００９】数１の式より、給湯器にＯＮ−ＯＦＦ式の
水電磁弁が用いられ、バイパス率ｘが４０％に固定され
ているとすると、入水温度Ｔ_i が低い場合、例えば１５
℃の場合には、設定温度Ｔ_sが３８℃であっても熱交換
器出口温度ＴＨ_mは、次の数２の演算式（代入式）よ
り、５３.３℃ となり、ドレン発生のおそれがないこと
がわかる。これに対し、入水温度Ｔ_iが上昇し、設定温
度Ｔ_sとの差が小さくなった場合、例えば入水温度Ｔ_iが
３０℃となった場合には、熱交換器出口温度ＴＨ_mは、
次の数３の演算式（代入式）より、４３.３℃ となり、
バイパス出湯であるにも関わらず、ドレン発生のおそれ
があることがわかる。

【００１０】

【数２】

【００１１】

【数３】

【００１２】また、バイパスミキシング方式の給湯器に
おいては、小さな水圧で電磁弁が開閉し、省電力化が可
能であることから、水電磁弁としてダイヤフラム弁を内
蔵したパイロット式電磁弁が用いられる場合も多い。し
かしながら、パイロット式電磁弁は、水の流量によって
ダイヤフラム弁の開度が変化するものであるため、大流
量時にはバイパス率が大きくなる一方、少流量時にはダ
イヤフラム弁の開度が少なくなってバイパス路の抵抗が
増え、その結果、バイパス率が小さくなるものである。

【００１３】そのため、設定温度Ｔ_sを３８℃、入水温
度Ｔ_iを２２℃とすると、バイパス率が大きい場合、例
えばバイパス率が４０％である場合は、数１の式より、
熱交換器出口温度ＴＨ_mは４８.６℃となり、ドレン発生
のおそれはない。しかしながら、水の流量が減少し、バ
イパス率が小さくなった場合、例えばバイパス率が３０
％に低下した場合は、熱交換器出口温度ＴＨ_mは４４.９
℃となり、ドレン発生のおそれがあるという問題があっ
た。

【００１４】本発明が解決しようとする課題は、バイパ
スミキシング方式の給湯器において、入水温度が高くな
り出湯温度との温度差が小さくなった場合や、バイパス
率が変動する場合であっても、ドレン発生のおそれのな
い出湯制御装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明に係るバイパスミキシング方式の給湯器にお
ける出湯制御装置は、給水管と出湯管とが接続される熱
交換器と、該熱交換器を加熱するバーナと、前記給水管
と出湯管とを短絡的に接続するバイパス管路とを備え、
かつ該バイパス管路には設定温度に応じて開閉される水
電磁弁を備えたバイパスミキシング方式の給湯器におい
て、熱交換器の出口温度を検出する熱交換器出口温度検
出手段と、ある設定温度でバイパス出湯を行ったときに
前記熱交換器出口温度検出手段により検出される熱交換
器出口温度が前記熱交換器のドレン発生限界温度未満で
あるか否かを判断する判断手段と、該判断手段により熱
交換器出口温度がドレン発生限界温度未満であると判断
された時に、前記熱交換器出口温度検出手段により検出
される熱交換器出口温度がドレン発生限界温度以上とな
るように前記ガスバーナによる熱交換器の加熱を制御す
る制御手段とを備えたことを要旨とするものである。

【００１６】上記構成を有するバイパスミキシング方式
の給湯器における出湯制御装置によれば、出湯温度（設
定温度）が高い場合（例えば、４８℃以上）の時には、
給水管より熱交換器に送られた水がガスバーナによりそ
の設定温度に加熱されて出湯管よりそのまま出湯され
（出湯温制御）、設定温度が低い場合（例えば、４８℃
未満）の時には、バイパス管路の水電磁弁が開いて、給
水管を流れる水の一部が出湯管へ送られ、熱交換器によ
り加熱された湯に混合（ミキシング）されて、設定温度
にコントロールされた状態で出湯される。

【００１７】そこで、ある設定温度においてバイパス出
湯した時に、熱交換器の出口温度が熱交換器出口温度検
出手段により検出され、その検出された熱交換器出口温
度がドレン発生限界温度未満か否かが判断される。そし
て、熱交換器出口温度がドレン発生限界温度未満である
と判断された場合には、熱交換器出口温度がドレン発生
限界温度以上に保持されるようにガスバーナへのガス供
給量及び送風量が調節される（熱交換器出口制御）。

【００１８】これにより、入水温度が高く、設定温度と
の差が小さい場合や、給湯器のバイパス率が小さくなっ
た場合であっても、温度制御方式を熱交換器出口温度制
御に切り替えることにより、ドレン発生を回避すること
が可能となる。

【００１９】この場合、上記構成に加え、前記出湯管の
前記バイパス管路との接続部よりも下流位置に該出湯管
を流れる湯水混合湯の出湯温度を検出する出湯温度検出
手段を備えると共に、該出湯温度検出手段により検出さ
れる湯水混合湯の出湯温度と設定温度とを比較する比較
手段を備え、前記判断手段により熱交換器出口温度がド
レン発生限界温度未満であると判断された時に、更に前
記比較手段により湯水混合湯の出湯温度が設定温度と較
べて所定温度範囲以上には低くないとの判断が所定時間
続いた場合には、前記制御手段により前記ガスバーナに
よる熱交換器の加熱が制御されるようにすると良い。

【００２０】そうすれば、ある設定温度でバイパス出湯
した時に、熱交換器出口温度と出湯温度の両方の検出に
より熱交換器出口温度がドレン発生限界温度未満か否か
が判断されると同時に、出湯温度が設定温度に較べて極
端に低いか否かが判断される。そして、熱交換器出口温
度がドレン発生限界温度未満であるという条件と共に、
出湯温度が設定温度に比べて極端に低くないという条件
の双方が、一定時間継続して満たされた場合には、熱交
換器出口温度が短時間にドレン発生限界温度以上となる
可能性はないので、温度制御方式が熱交換器出口温度制
御に切り替えられる。これにより、出湯直後等、給湯器
の出湯温度が不安定な時期における温度制御方式の円滑
な切替が可能となる。

【００２１】更に、バイパス出湯中に前記出湯温度検出
手段からの検出信号により出湯温度が設定温度と較べて
所定温度範囲以上には低くないと判断された時に、前記
熱交換器出口温度検出手段による検出温度がドレン発生
限界温度以上となるように前記制御手段により前記ガス
バーナによる熱交換器の加熱が制御されるようにすると
良い。これにより、熱交換器出口温度がドレン発生限界
温度以上に保持され続けるので、ドレン発生を回避する
ことが可能となる。

【００２２】更にまた、バイパス出湯中に前記出湯温度
検出手段からの検出信号により出湯温度が設定温度と較
べて所定温度範囲を超えて低すぎると判断された時に、
前記出湯温度検出手段により検出される出湯温度が設定
温度となるように前記制御手段により前記ガスバーナに
よる熱交換器の加熱が制御されるようにするのが良い。
これにより、熱交換器表面のドレン発生を回避しつつ、
給湯器の円滑な温度制御が可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施の形
態を図面を参照して説明する。図１は、本発明が適用さ
れるバイパスミキシング方式の給湯器の典型例を示した
ものである。この図示されるバイパスミキシング方式の
ガス給湯器１００は、給水管１２と出湯管１４とが熱交
換器１６を介して継がれ、該熱交換器１６が内胴（ケー
シング）１８内に配設されるとともに、この内胴１８内
にはさらに前記熱交換器１６を流れる水を加熱するため
のガスバーナ２０が該熱交換器１６の下方部位に配設さ
れている。

【００２４】そして、前記給水管１２には水の流れを検
知する水流スイッチ２２の他、該給水管１２を流れる水
の温度Ｔ_i を検知する入水温サーミスタ２４が設けら
れ、また前記出湯管１４には、前記熱交換器１６の出口
側の温度（熱交換器出口温度ＴＨ_m）を検知するための
熱交換器出口サーミスタ２６が設けられている。

【００２５】また、前記ガスバーナ２０のガス管２８に
は、元電磁弁３０、メイン電磁弁３２及び該ガス管２８
を流れるガスの流量を制御するガス比例弁３４がそれぞ
れ設けられ、さらに前記ガスバーナ２０に燃焼用空気を
供給するための送風ファン３６が近接して設けられてい
る。

【００２６】一方、前記給水管１２と出湯管１４との間
には、給水管１２を流れる水を前記熱交換器１６を通さ
ずに出湯管１４へ直接導くバイパス管路３８が設けら
れ、該バイパス管路３８には、その管路を開閉する水電
磁弁４０が設けられている。そして、前記出湯管１４の
下流には、前記熱交換器１６を介して出湯管１４へ導か
れた湯と、前記バイパス管路３８を介して出湯管１４へ
導かれた水とを混合（ミキシング）した後の湯の温度
（出湯温度ＴＨ₀ ）を検知する出湯温サーミスタ４２が
設けられている。

【００２７】さらに、入水温サーミスタ２４、熱交換器
出口サーミスタ２６、及び出湯温サーミスタ４２から信
号を受け、元電磁弁３０、メイン電磁弁３２、ガス比例
弁３４、送風ファン３６及び水電磁弁４０を制御するバ
ーナコントローラ５０を有している。バーナコントロー
ラ５０は、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成
され、そのＲＯＭには、出湯温度制御等を行うための種
々のプログラム類が格納されている。

【００２８】次に、このように構成されたバイパスミキ
シング方式のガス給湯器１００による出湯温度の制御方
法について説明する。まず、給湯栓４４を開くと、水量
センサー２２がオンし、バーナーコントローラ５０から
の指令により送風ファン３６が駆動し、ガスバーナ２０
へ燃焼用空気が供給されるとともに、ガスバーナ２０の
元電磁弁３０、メイン電磁弁３２、及びガス比例弁３４
が順次開かれて、燃焼ガスがガスバーナ２０に供給さ
れ、イグナイタ（図示せず）による点火動作によってガ
スバーナ２０が点火される。

【００２９】そして、このガスバーナ２０の点火初期動
作段階では、給水管１２を流れる水の温度がその給水管
１２に設けられる入水温サーミスタ２４により検知さ
れ、バーナコントローラ５０によって出湯管１４を流れ
る湯の出湯温度が設定温度（Ｔ_s ）に近づくように、ガ
スバーナ２０へ供給するガス量を調節するガス比例弁３
４の開度が調節される。

【００３０】ガスバーナ２０の燃焼が安定状態になった
以降は、熱交換器出口サーミスタ４２で検出される出湯
温度（熱交換器出口温度ＴＨ₀）が設定温度Ｔ_sに維持さ
れるように、バーナコントローラ５０により、ガス比例
弁３４の比例弁電流回路と送風ファン駆動回路に信号が
送られ、ガス比例弁３４の開度と送風ファン３６のファ
ン回転数との比例制御が行われることによって、運転の
管理がなされる。

【００３１】ここで、出湯温度がある設定温度以上（例
えば、４８℃以上）の場合には、水電磁弁４０は開かれ
ずに熱交換器から直接、湯が出湯される（ストレート出
湯）。この場合、出湯温度の制御は、出湯温サーミスタ
４２によって検出される出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sに
維持されるよう、ガスバーナ２０に供給されるガス量
と、送風ファン３６の回転数を調節する「出湯温制御」
により行われる。

【００３２】これに対し、出湯温度がある設定値以下
（この例では、４８℃未満）である場合には、バーナコ
ントローラ５０からの指令により水電磁弁４０が開か
れ、熱交換器１６により加熱された湯とバイパス管路３
８を流れる水とがミキシングされて出湯される（バイパ
ス出湯）。

【００３３】この時、出湯温度ＴＨ₀ の制御は、熱交換
器出口サーミスタ２６によって検出される熱交換器出口
温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度以上である場合は、上
述のストレート出湯の場合と同様、出湯温サーミスタ４
２によって検出される湯水混合後の出湯温度ＴＨ₀が設
定温度Ｔ_sに維持されるよう、「出湯温制御」により行
われる。

【００３４】一方、バイパス出湯時に、熱交換器出口サ
ーミスタ２６によって検出される熱交換器出口温度ＴＨ
_m がドレン発生限界温度未満となった場合は、「出湯温
制御」を中断し、熱交換器出口サーミスタ２６によって
検出される熱交換器出口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温
度以上の値となるように、ガスバーナ２０に供給される
ガス量と、送風ファン３６の回転数を調節する「熱交換
器出口温度制御」に切り替え、これによりドレンの発生
を防止するものである。

【００３５】図２は、出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sとな
るように制御した時のバイパス率ｘ（横軸）と熱交換器
出口温度ＴＨ_m （縦軸）との関係を数１の式を用いて計
算し、その結果を示したものである。設定温度Ｔ_s は、
４６℃、４２℃及び３８℃の３種類とし、入水温度Ｔ_i
は、５℃、１０℃、１５℃、２５℃及び３０℃の５種類
とした。なお、図２中、横軸に平行な線の内、上の線は
沸騰限界温度（熱交換器内で水の沸騰が起こらない最高
熱交換器出口温度）、下の線はドレン発生限界温度を示
している。図２では、沸騰限界温度を８５℃、ドレン発
生限界温度を４８℃としている。

【００３６】図２より、設定温度Ｔ_sを一定とした場
合、熱交換器出口温度ＴＨ_mは、給湯器のバイパス率ｘ
と給湯器への入水温度Ｔ_i によって決まり、バイパス率
ｘが小さくなるほど、又、入水温度Ｔ_i が高くなるほど
低くなることがわかる。又、バイパス率ｘを一定とした
場合、熱交換器出口温度ＴＨ_mは、設定温度Ｔ_sが低くな
るほど、又、入水温度Ｔ_iが高くなるほど低くなること
がわかる。

【００３７】例えば、設定温度Ｔ_s が４６℃、バイパス
率が５０％である場合は、熱交換器出口温度ＴＨ_mは、
入水温度Ｔ_iが５℃の時で８７.０℃ であり、沸騰限界
温度を上回る。入水温度Ｔ_iの上昇と供に、熱交換器出
口温度ＴＨ_mは低下し、入水温度Ｔ_iが３０℃の時で６
２.０℃ となる。また、設定温度Ｔ_sが同じ４６℃であ
っても、バイパス率が４０％に低下した場合には、熱交
換器出口温度ＴＨ_m は、入水温度Ｔ_iが５℃の時で７３.
３℃であり、沸騰限界温度を下回る。又、入水温度Ｔ_i
が３０℃の時で５６.７℃となる。

【００３８】一方、設定温度Ｔ_sが低下するに伴い、熱
交換器出口温度ＴＨ_mも低下し、設定温度Ｔ_s が４２℃
の場合には、バイパス率を４０％とすると、熱交換器出
口温度ＴＨ_mは、入水温度Ｔ_iが５℃の時で６６.７℃、
入水温度Ｔ_iが３０℃の時で５０.０℃となる。設定温度
Ｔ_sがさらに低下して３８℃となった場合には、熱交換
器出口温度ＴＨ_mは、入水温度Ｔ_iが５℃の時には６０.
０℃ であるが、入水温度Ｔ_iが上昇して３０℃になった
時には４３.３℃となり、ドレン発生限界温度を下回る
こととなる。

【００３９】このように、バイパス率ｘを一定とした場
合、入水温度Ｔ_i が高くなり、設定温度Ｔ_s との温度差
が小さくなると、ドレン発生のおそれが生ずるが、これ
に対して、給湯器のバイパス率ｘを大きくすればドレン
発生を回避できる。例えば、バイパス率ｘを６０％に設
定すると、図２より、設定温度Ｔ_s が３８℃、入水温度
Ｔ_iが３０℃であっても、熱交換器出口温度ＴＨ_mは５０
℃となり、ドレン発生限界温度を上回る。

【００４０】しかしながら、バイパス率ｘが６０％、設
定温度Ｔ_s が３８℃である時に、入水温度Ｔ_iが低くな
った場合、例えば入水温度Ｔ_iが５℃となった場合に
は、図２より、熱交換器出口温度ＴＨ_mは８７.５℃とな
り、沸騰限界温度を上回る。そのため、給湯器のバイパ
ス率は、熱交換器出口温度ＴＨ_m が、沸騰限界温度を越
えず、かつドレン限界を下回らないよう、通常、４０％
前後の値に設定されている。

【００４１】本発明は、上記の制御方式を採用すること
により、入水温度の変動に起因するドレンの発生を回避
できる。また、上記の制御方式により、熱交換器出口温
度がドレン発生限界温度未満となることはないので、給
湯器のバイパス率として、熱交換器出口温度が沸騰限界
温度を超える可能性のない、低いバイパス率を選択する
ことが可能となる。

【００４２】また、上記の制御方式は、バイパス率の変
動に起因するドレンの発生を回避することが可能となる
ので、バイパスミキシング方式の給湯器に使用する水電
磁弁としてバイパス率が水量によって変動するパイロッ
ト式電磁弁を用いた場合に、より有効に機能することと
なる。

【００４３】次に、本発明に係る給湯器における出湯制
御装置により、出湯温度がどのように制御されるかを、
図３のフローチャートを参照して説明する。まず、ユー
ザーが、リモコン操作により出湯温度を設定し、給湯栓
４４を開くと、図３に示す制御ルーチンに入る。

【００４４】最初にステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」
とする）において、バーナーコントローラ８０からの指
令に基づき、ガスバーナ２０にガスが供給され、燃焼が
開始される。次に、Ｓ２において、設定温度Ｔ_s が４６
℃以下か否かが判断される。設定温度Ｔ_s が４６℃以下
でない場合（Ｓ２：「ＮＯ」）は、Ｓ３においてバーナ
コントローラ８０から水電磁弁４０を閉じるように指令
が送られてストレート出湯となり、Ｓ４において出湯温
度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sになるように比例制御（出湯温制
御）が行われる。

【００４５】一方、Ｓ２において、設定温度Ｔ_s が４６
℃以下であると判断された場合（Ｓ２：「ＹＥＳ」）に
は、Ｓ５において水電磁弁４０が開かれ、バイパス出湯
が行われる。次いで、Ｓ６において、湯水混合後の出湯
温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sになるように比例制御（出湯温
制御）が行われる。そして、Ｓ７へ進み、「熱交換器出
口温度ＴＨ_m が４８℃未満」で、かつ「出湯温度ＴＨ₀
が（Ｔ_s−１）℃以上」という条件を満たすか否かが判
断される。

【００４６】ここで、「熱交換器出口温度ＴＨ_mが４８
℃未満」という条件を満たす場合は、熱交換器内の温度
（＝熱交換器出口温度ＴＨ_m ）がドレン発生限界温度
（４８℃）を下回っており、放置すれば熱交換器内にド
レンが発生するおそれがあることを意味する。また、
「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−１）℃以上」という条件を満
たす場合には、出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sより高い
か、あるいはわずかに低いだけであるので、出湯温度Ｔ
Ｈ₀が設定温度Ｔ_s に近づくよう、熱交換器出口温度Ｔ
Ｈ_mを下げるかあるいはわずかに上げるようにバーナコ
ントローラ８０に指令が送られることを意味する。

【００４７】尚、Ｓ７の判定条件を「出湯温度ＴＨ₀が
Ｔ_s℃以上」とせず、「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−１）℃
以上」としたのは、出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−１）℃より
大きく、Ｔ_s℃未満である場合には、出湯温制御を行っ
ても熱交換器出口温度ＴＨ_mの温度上昇は僅かであり、
熱交換器出口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度以上まで
上昇しないか、あるいは上昇したとしても、熱交換器出
口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度以上になるのに長時
間を要し、その間にドレン発生のおそれがあるからであ
る。

【００４８】従って、「熱交換器出口温度ＴＨ_mが４８
℃未満」及び「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s −１）℃以上」
の双方の条件を満たさない場合（Ｓ７：「ＮＯ」）は、
ドレン発生のおそれがないので、Ｓ６へ戻り、出湯温度
ＴＨ₀が設定温度Ｔ_sになるように比例制御（出湯温制
御）が続行される。

【００４９】これに対し、「熱交換器出口温度ＴＨ_mが
４８℃未満」及び「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s −１）℃以
上」の双方の条件を満たした場合（Ｓ７：「ＹＥＳ」）
は、放置すればドレン発生のおそれがあるので、Ｓ８へ
進み、バーナコントローラ８０内のＣＰＵに内蔵された
タイマーを用いて、Ｓ７の条件が１分間継続したか否か
が判定される。１分を経過していない場合（Ｓ８：「Ｎ
Ｏ」）は、Ｓ７に戻り、再度、熱交換器出口温度ＴＨ_m
及び出湯温度ＴＨ₀を計測し、Ｓ７の条件を満たすか否
かが判定される。

【００５０】一方、１分間継続してＳ７の条件を満たし
た場合は、放置すればドレンが発生するのでＳ９へ進
む。Ｓ９においては、熱交換器出口温度ＴＨ_m が４８℃
になるように比例制御（熱交換器出口温度制御）が行わ
れる。これにより、入水温度Ｔ_iが高く設定温度Ｔ_sとの
差が小さくなった場合や、バイパス率が低下した場合で
あっても、熱交換器内の温度がドレン発生限界温度以上
に保持されることとなる。

【００５１】なお、熱交換器出口温度ＴＨ_mを４８℃に
保持することにより、出湯温度ＴＨ₀と設定温度Ｔ_sとの
間に誤差が生ずる。例えば、入水温度Ｔ_iを３０℃、バ
イパス率を４０％、設定温度Ｔ_s を３８℃とすると、
「出湯温制御」では、数１の式より、熱交換器出口温度
ＴＨ_mは４３.３℃となる。一方、「熱交換器出口温度制
御」に切り替え、熱交換器出口温度ＴＨ_m を４８℃に保
持したとすると、数１の式より、出湯温度ＴＨ₀は、４
０.８℃となり、設定温度Ｔ_sより２.８℃高くなる。し
かしながら、２.８℃ 程度の誤差は、使用上、支障を来
さない温度であり、熱交換器の耐久性能を考えた場合に
は、本制御は優れていると考えられる。

【００５２】Ｓ９において、熱交換器出口温度制御に切
り替えられると、Ｓ１０へ進み、出湯中に設定温度Ｔ_s
がより高い温度に再設定されたか否かが判断される。設
定温度Ｔ_s がより高い温度に再設定された場合（Ｓ１
０：「ＹＥＳ」）は、「出湯温制御」でも熱交換器出口
温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度を上回る可能性がある
ので、Ｓ２へ戻って「出湯温制御」に切り替えられると
供に、前述のＳ２〜Ｓ９のステップが繰り返される。

【００５３】一方、設定温度Ｔ_s が、より高い温度に再
設定されていない場合（Ｓ１０：「ＮＯ」）は、Ｓ１１
へ進み、「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s −２）℃未満」か否
かが判断される。出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s −２）℃未満
である場合（Ｓ１１：「ＹＥＳ」）は、熱交換器出口温
度ＴＨ_mが低すぎるために出湯温度ＴＨ₀が設定温度Ｔ_s
を大きく下回ったことを意味するので、Ｓ６へ進み、
「出湯温制御」に切り替えられる。

【００５４】これに対し、出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−２）
℃未満でない場合（Ｓ１１：「ＮＯ」）は、「出湯温制
御」に切り替えるとドレン発生のおそれがあるので、Ｓ
９へ戻り、「熱交換器出口温度制御」が続行される。

【００５５】ここで、Ｓ１１の条件を「出湯温度ＴＨ₀
がＴ_s℃未満」とせず、「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−２）
℃未満」としたのは、出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−２）℃以
上、Ｔ_s ℃以下である場合には、出湯温制御に切り替え
たとしても熱交換器出口温度ＴＨ_mの温度上昇は僅かで
あり、熱交換器出口温度ＴＨ_mがドレン発生限界温度以
上まで上昇しないか、あるいは上昇したとしても、熱交
換器出口温度ＴＨ_m がドレン発生限界温度以上になるの
に長時間を要し、その間にドレン発生のおそれがあるか
らである。

【００５６】点火後、常時水量の有無は、水流スイッチ
２２からの信号に基づきバーナコントローラ８０により
確認されており、給湯栓４４が閉じられて熱交換器内を
流れる水量が０となった場合は、燃焼停止となり、制御
プログラムが終了する。

【００５７】以上のように、本発明に係る給湯器の出湯
制御装置によれば、熱交換器出口温度がドレン発生限界
温度以下か否かで温度制御方式を切り替えるようにした
ので、入水温度が変動し、設定温度との温度差が小さく
なる場合や、パイパス率が変動する場合であっても、ド
レン発生を回避することが可能となる。

【００５８】なお、本発明は、上記実施の形態に何ら限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の改変が可能である。例えば、図３において、Ｓ
７の判断条件を「熱交換器出口温度ＴＨ_m が４８℃未
満、かつ出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−１）℃以上」、Ｓ１１
の判断条件を「出湯温度ＴＨ₀が（Ｔ_s−２）℃以上」と
しているが、これらの判断に用いる具体的な判定値は、
給湯器の温度特性、使用するサーミスタの精度等を考慮
して、適宜最適な値を選べばよい。

【００５９】また、上記実施の形態では、熱交換器出口
温度がドレン発生限界温度未満となった場合には、熱交
換器出口温度をドレン発生限界温度に保持するように制
御しているが、熱交換器出口温度をドレン発生限界温度
以上の温度に保持するような構成としてもよく、これに
より上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明に係る給湯器の出湯制御装置によ
れば、バイパス制御出湯時において、熱交換器出口温度
の値に応じて、給湯器の温度制御を出湯温制御か熱交換
器出口温度制御のいずれかに切り替えて使用するように
したので、入水温度が高く、設定温度との温度差が小さ
い場合であっても、ドレン発生を回避することが可能と
なる。また、上記の制御装置によりドレン発生を回避で
きるので、給湯器のバイパス率として、熱交換器出口温
度が沸騰限界を超える可能性のない低いバイパス率を選
択することが可能となる。

【００６１】さらに、上記の制御装置を採用することに
より、バイパス率が低い値に変更された場合でもドレン
の発生を回避することが可能であるので、バイパス率が
変動するパイロット式電磁弁を用いた給湯器の出湯温度
制御装置として適用した場合には、より有効に機能する
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される一実施の形態としてのバイ
パスミキシング方式の給湯器の概略構成図である。

【図２】バイパス率と、熱交換器出口温度と、入水温度
との関係を表す図である。

【図３】図１に示した給湯器における出湯制御装置の制
御フローチャートである。

【符号の説明】

１６熱交換器２４入水温サーミスタ２６熱交換器出口サーミスタ３８バイパス管路４０水電磁弁４２出湯温サーミスタ４４給湯栓５０バーナーコントローラ１００ガス給湯器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給水管と出湯管とが接続される熱交換器
と、該熱交換器を加熱するバーナと、前記給水管と出湯
管とを短絡的に接続するバイパス管路とを備え、かつ該
バイパス管路には設定温度に応じて開閉される水電磁弁
を備えたバイパスミキシング方式の給湯器において、熱交換器の出口温度を検出する熱交換器出口温度検出手
段と、ある設定温度でバイパス出湯を行ったときに前記熱交換
器出口温度検出手段により検出される熱交換器出口温度
が前記熱交換器のドレン発生限界温度未満であるか否か
を判断する判断手段と、該判断手段により熱交換器出口温度がドレン発生限界温
度未満であると判断された時に、前記熱交換器出口温度
検出手段により検出される熱交換器出口温度がドレン発
生限界温度以上となるように前記ガスバーナによる熱交
換器の加熱を制御する制御手段と、を備えたことを特徴
とするバイパスミキシング方式の給湯器における出湯制
御装置。
【請求項２】前記出湯管の前記バイパス管路との接続
部よりも下流位置に該出湯管を流れる湯水混合湯の出湯
温度を検出する出湯温度検出手段を備えると共に、該出
湯温度検出手段により検出される湯水混合湯の出湯温度
と設定温度とを比較する比較手段を備え、前記判断手段により熱交換器出口温度がドレン発生限界
温度未満であると判断された時に更に前記比較手段によ
り湯水混合湯の出湯温度が設定温度と較べて所定温度範
囲以上には低くないとの判断が所定時間続いた場合に
は、前記制御手段により前記ガスバーナによる熱交換器
の加熱が制御されるようにしたことを特徴とする請求項
１に記載されるバイパスミキシング方式の給湯器におけ
る出湯制御装置。
【請求項３】更にバイパス出湯中に、前記出湯温度検
出手段からの検出信号により出湯温度が設定温度と較べ
て所定温度範囲以上には低くないと判断された時に、前
記熱交換器出口温度検出手段による検出温度がドレン発
生限界温度以上となるように前記制御手段により前記ガ
スバーナによる熱交換器の加熱が制御されるようにした
ことを特徴とする請求項２に記載されるバイパスミキシ
ング方式の給湯器における出湯制御装置。
【請求項４】更にバイパス出湯中に、前記出湯温度検
出手段からの検出信号により出湯温度が設定温度と較べ
て所定温度範囲を超えて低すぎると判断された時に、前
記出湯温度検出手段により検出される出湯温度が設定温
度となるように前記制御手段により前記ガスバーナによ
る熱交換器の加熱が制御されることを特徴とする請求項
２又は３に記載されるバイパスミキシング方式の給湯器
における出湯制御装置。