JP2019109009A

JP2019109009A - 給湯装置

Info

Publication number: JP2019109009A
Application number: JP2017241748A
Authority: JP
Inventors: 晃平山下; Kohei Yamashita; 久貴早瀬; Hisataka Hayase; 慎也藤本; Shinya Fujimoto
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2037-12-18
Also published as: JP7098923B2

Abstract

【課題】１次熱交換器と２次熱交換器の凍結を適切に防ぐことが可能な給湯装置を提供する。【解決手段】給湯装置１０は、燃焼器１０３と、燃焼器１０３を収容する缶体１０２と、缶体１０２内に空気を供給するファン１１４と、缶体１０２から排気ガスを排気するための排気路Ｒ１に設けられた温度センサ１３３と、缶体１０２に収容され燃焼器１０３からの熱を給湯用の水に伝達する１次熱交換器１０４と、１次熱交換器１０４に対して排気路Ｒ１側に設けられ燃焼器１０３からの熱を給湯用の水に伝達する２次熱交換器１０５と、非燃焼動作時に温度センサ１３３の検出温度が第１閾値以下に低下したことに基づいてファン１１４の駆動を開始させ、その後、検出温度が第１閾値よりも高い第２閾値に到達するまで、ファン１１４を間欠駆動させる制御部１２１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼加熱式の給湯装置に関し、特に、屋内に設置される給湯装置に用いて好適なものである。

屋内に設置される給湯装置では、給湯器本体で生じた排気ガスが、排気筒により、屋外に排出される。排気筒の一端が給湯器本体に接続され、排気筒の他端が屋外に引き出される。この構成では、給湯器本体が屋内に設置されるため、非燃焼動作時に、給湯器本体の内部が過度に低温になりにくい。このため、給湯器本体に収容された部材に凍結が生じにくくなる。

しかし、この種の給湯装置においても、排気筒を介して屋外の冷気が給湯器本体内に流れ込むことが起こり得る。この場合、流れ込んだ冷気により、給湯器本体内部の温度が低下する。これにより、給湯器本体に収容された部材に凍結が起こり得る。

このような問題を避けるため、この種の給湯装置では、非燃焼動作時において、給湯器本体内の空気を排気筒に送り込む制御がなされる。たとえば、排気路に設けられた温度センサにより凍結が起こり得る温度が検出されると、ファンにより、給湯器本体内の空気が排気筒に送り込まれる。これにより、屋外の冷気が排気筒から給湯器本体の内部に流れ込むことが抑止される。

この他、以下の特許文献１には、外気が排気筒から逆流することが検知されると、ファンにより、装置本体内の空気が排気筒に送り込まれることが記載されている。

特開平１０−４７６５５号公報

ところが、上記のように排気路の検出温度に基づいてファンを作動させる構成では、ファンを作動させた後に、排気路の検出温度が長期に亘って上昇しないと、その間、ファンが作動し続けることになる。この場合、給湯器本体内の熱交換器に長期に亘って空気が供給され続け、逆に、給気過多によって、熱交換器に凍結が生じる虞があった。

特に、給湯装置が１次熱交換器と２次熱交換器とを備える場合、上記のような給気過多の状態により、燃焼器側の１次熱交換器に凍結が生じる虞がある。これを防ぐために、一定時間経過後にファンを停止させる制御がなされると、排気筒からの冷気によって排気路側の２次熱交換器に凍結が生じる虞がある。

かかる課題に鑑み、本発明は、１次熱交換器と２次熱交換器の凍結を適切に防ぐことが可能な給湯装置を提供することを目的とする。

本発明の主たる態様に係る給湯装置は、燃焼器と、前記燃焼器を収容する缶体と、前記缶体内に空気を供給するファンと、前記缶体から排気ガスを排気するための排気路に設けられた温度センサと、前記缶体に収容され前記燃焼器からの熱を給湯用の水に伝達する１次熱交換器と、前記１次熱交換器に対して前記排気路側に設けられ前記燃焼器からの熱を前記給湯用の水に伝達する２次熱交換器と、非燃焼動作時に前記検出温度が第１閾値以下に低下したことに基づいて前記ファンの駆動を開始させ、その後、前記検出温度が前記第１閾値よりも高い第２閾値に到達するまで、前記ファンを間欠駆動させる制御部と、を備える。

本態様に係る給湯装置によれば、非燃焼動作時に温度センサの検出温度が第１閾値以下に低下したことに基づいて、ファンの駆動が開始され、屋外の冷気が排気路から缶体内に流れ込むことが抑止される。よって、より排気路に近い２次熱交換器が屋外の冷気によって凍結することを防ぐことができる。また、その後、温度センサの検出温度が第２閾値に到達するまでの間は、ファンが間欠駆動されるため、よりファンに近い１次熱交換器に給気が過多になることが抑止される。よって、給気過多により１次熱交換器が凍結することを防ぐことができる。このように、本態様に係る給湯装置によれば、１次熱交換器と２次熱交換器の凍結を適切に防ぐことができる。

なお、上記構成おいて、「前記燃焼器からの熱を給湯用の水に伝達する」とは、燃焼器で生じた燃焼ガスが排気路に向かって進む過程で、その燃焼ガスの熱が、１次熱交換器および２次熱交換器において、給湯用の水に伝達されることを意味する。

本態様に係る給湯装置において、前記制御部は、前記ファンの間欠駆動において、第１時間で前記ファンを駆動した後、前記ファンを停止させ、その後、第２時間が経過するまでに前記検出温度が前記第２閾値に到達しないことに基づいて、再び、前記第１時間で前記ファンを駆動するサイクルを繰り返すよう構成され得る。

このように、２つの時間の経過に基づいてファンのオン、オフを切り替えることにより、ファンの間欠駆動を円滑に制御することができる。

この構成において、前記制御部は、前記第２時間が経過した後、前記第１閾値と前記第２閾値との間に設定された第３閾値と前記検出温度とを比較し、前記検出温度が前記第３閾値以上である場合は、前記検出温度が前記第３閾値未満となったことに応じて、前記第１時間で前記ファンを駆動する制御へと移行するよう構成され得る。

この構成によれば、検出温度が第３閾値未満になるまでの間、次のファンの駆動が待機されるため、ファンの間欠駆動によって検出温度が第２閾値に到達するタイミングが遅くなる。すなわち、この構成では、検出温度が第２閾値と第３閾値の間で遷移しながら、ファンの間欠駆動が繰り返されるようになる。このため、２次熱交換器と温度センサとの間の熱伝導率の差異により、温度センサによる検出温度と２次熱交換器の実際の温度との間に差異がある場合も、ファンの間欠駆動の繰り返しによって、温度センサによる検出温度と２次熱交換器の実際の温度との間の差異が抑制され、両温度が接近するようになる。これにより、２次熱交換器の実際の温度が第２閾値に略到達したタイミングで、ファンの間欠駆動を終了させることができる。よって、２次熱交換器の凍結をより適切に防ぐことができる。

本態様に係る給湯装置は、前記１次熱交換器および前記２次熱交換器をそれぞれ加温するヒータを備えた構成とされ得る。この場合、前記制御部は、前記ファンの間欠駆動に並行して、前記ヒータを動作させるよう構成され得る。

この構成によれば、ヒータによる加温により、１次熱交換器および２次熱交換器の凍結をより効果的に防ぐことができる。また、ファンが駆動されると、ヒータにより加温された１次熱交換器周辺の空気が２次熱交換器へと送られるため、より外気に晒されやすい２次熱交換器の凍結を、より効果的に防ぐことができる。

なお、本態様に係る給湯装置において、１次熱交換器は顕熱回収式の熱交換器とされ、２次熱交換器は潜熱回収式の熱交換器とされ得る。

以上のとおり、本発明によれば、１次熱交換器と２次熱交換器の凍結を適切に防ぐことが可能な給湯装置を提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１は、実施形態に係る給湯装置の構成を示す図である。図２は、実施形態に係るファンの制御を示すフローチャートである。図３は、実施形態に係るヒータの制御を示すフローチャートである。図４は、実施形態に係るファンの制御と温度センサの検出温度の変化との関係を模式的に示すグラフである。図５は、変更例に係るファンの制御を示すフローチャートである。図６は、変更例に係るファンの制御と温度センサの検出温度の変化の関係を模式的に示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、ガス式の給湯装置に本発明を適用したものである。

図１は、給湯装置１０の構成を示す図である。

図１に示すように、給湯装置１０は、給湯器１００とリモートコントローラ２００とを備えている。給湯器１００およびリモートコントローラ２００は、屋内に設置される。給湯器１００で生じた排気ガスは、図示しない排気筒によって、屋外に排出される。すなわち、本実施形態に係る給湯装置１０は、屋内設置タイプの給湯装置である。

給湯器１００は、外装ケース１０１を備える。この外装ケース１０１によって給湯器１００の外殻が構成される。外装ケース１０１には、外気を導入するための吸気口１０１ａが設けられている。吸気口１０１ａは、図示しない給気筒によって屋外に連通していてもよく、屋内に連通していてもよい。ファン１１４が駆動されると、外装ケース１０１の内部が負圧となるため、吸気路Ｒ２を介して、空気が外装ケース１０１内に導入される。

外装ケース１０１の内部に缶体１０２が配置されている。缶体１０２内に、燃焼器１０３と、１次熱交換器１０４および２次熱交換器１０５が収容されている。燃焼器１０３には、配管１０６によって燃料ガスが供給される。配管１０６には、配管１０６を開閉するための電磁弁１０７と、燃料ガスの供給量を調節するための比例弁１０８が設けられている。電磁弁１０７および比例弁１０８は、回路基板１２０の制御部１２１によって制御される。

１次熱交換器１０４および２次熱交換器１０５には、配管１０９が接続されている。配管１０９の入口に水が供給され、配管１０９の出口から湯が放出される。配管１０９を流れる水が１次熱交換器１０４および２次熱交換器１０５の流路を通る間に、燃焼器１０３で生じた熱が１次熱交換器１０４および２次熱交換器１０５を介して水に伝達される。これにより、水が温められる。

１次熱交換器１０４は、顕熱回収式の熱交換器であり、２次熱交換器１０５は、潜熱回収式の熱交換器である。１次熱交換器１０４の流路部は銅からなっており、２次熱交換器１０５の流路部はステンレス鋼（SUS：Steel Use Stainless）からなっている。２次熱交換器１０５は、１次熱交換器１０４に対して排気路Ｒ１側に設けられている。配管１０９を流れる水は、２次熱交換器１０５を通る際に暖められた後、さらに、１次熱交換器１０４を通る際に暖められる。

配管１０９には、湯の放出量すなわち給湯量を調整するための出湯弁１１０が設けられている。出湯弁１１０は、ステッピングモータによって駆動される。ステッピングモータは、回路基板１２０の制御部１２１によって制御される。

さらに、配管１０９の入口側と出口側が配管１１１によってバイパスされている。この配管１１１にバイパス弁１１２が設けられている。また、配管１１１が、混合器１１３によって配管１０９に連結されている。これにより、配管１０９の出口へと向かう湯に配管１１１から水が混入される。こうして、配管１０９の出口から放出される湯の温度が調節される。バイパス弁１１２は、水の混入量を調節するためのものである。バイパス弁１１２は、ステッピングモータによって駆動される。ステッピングモータは、回路基板１２０の制御部１２１によって制御される。

缶体１０２の給気口１０２ａにファン１１４が連結されている。また、缶体１０２の排気口１０２ｂは、外装ケース１０１の側面に形成された孔を介して排気筒（図示せず）に接続され、屋外に連通している。ファン１１４は、たとえば、単相ファンである。ファン１１４がシロッコファンであってもよい。ファン１１４は、モータ１１４ａが駆動されることにより、燃焼器１０３に燃焼用の空気を供給する。モータ１１４ａは、たとえば、ブラシレスＤＣモータである。ファン１１４は、所定の空燃比で燃焼器１０３に空気が供給されるよう、制御部１２１により所定の回転数に制御される。

給湯器１００は、さらに、回路基板１２０と、ヒータ１３１、１３２と、温度センサ１３３とを備えている。回路基板１２０には、制御部１２１の他、給湯器１００を駆動するための回路部が実装されている。

制御部１２１は、たとえば、マイクロコンピュータと、マイクロコンピュータの制御プログラムを格納したメモリとからなっている。メモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等を含む。メモリは、マイクロコンピュータのワーク領域としても用いられる。

ヒータ１３１は、１次熱交換器１０４を加温するために設置され、ヒータ１３２は、２次熱交換器１０５を加温するために設置されている。ヒータ１３１、１３２は、凍結予防のために設置され、たとえば、電気加熱式のヒータである。温度センサ１３３は、たとえば、サーミスタにより構成され、缶体１０２から排気筒へと繋がる排気路Ｒ１に設置されている。

なお、給湯器１００には、さらに、外装ケース１０１内に種々のヒータが設けられていてもよい。たとえば、入水口や給湯口およびバイパス用の配管１１１の凍結を防止するためのヒータが、これらの部位に設けられていてもよい。また、給湯器１００には、温度センサ１３３の他に、各種センサが配置されている。たとえば、入水口から入水される水の温度や給湯口から流出する湯の温度を検出するための温度センサや、配管１０９を流れる水の流量を検出するためのセンサ等が配置される。

リモートコントローラ２００は、たとえば、キッチンやリビングルーム等に設置され、給湯温度の設定や、種々の情報の表示のために用いられる。リモートコントローラ２００には、各種操作ボタンや表示部とともに、給湯装置１０を動作状態に設定するための運転スイッチが配置されている。

ところで、上記構成の給湯装置１０では、非燃焼動作時に温度センサ１３３の検出温度が所定の閾値以下に低下した場合に、ファン１１４が駆動されて、缶体１０２内の空気が排気路Ｒ１に送り込まれる制御がなされ得る。これにより、屋外の冷気が排気筒から缶体１０２の内部に流れ込むことが抑止され、排気路Ｒ１側の２次熱交換器１０５に凍結が生じることが防止される。

ところが、このようにファン１１４を作動させた後に、排気路Ｒ１の検出温度が長期に亘って上昇しないと、その間、ファン１１４が作動し続けることになる。この場合、缶体１０２内の１次熱交換器１０４に長期に亘って空気が供給され続け、逆に、給気過多によって、１次熱交換器１０４に凍結が生じる虞がある。また、これを防ぐために、一定時間の経過に伴いファン１１４を停止させる制御がなされると、排気路Ｒ１からの冷気の流入により排気路Ｒ１側の２次熱交換器１０５に凍結が生じる虞がある。

このような問題に鑑み、本実施形態では、１次熱交換器１０４と２次熱交換器１０５の凍結を適切に防ぐための制御が行われる。以下、この制御について説明する。

まず、ファン１１４の制御について、図２を参照して説明する。図２の制御は、給湯装置１０が燃焼動作を停止している期間（非燃焼期間）において実行される。

まず、制御部１２１は、ファン１１４の運転が許可されているか否かを判定する（Ｓ１０１）。たとえば、制御部１２１は、以下の条件が全て充足されている場合に、ファン１１４の運転が許可されていると判定する。

・給湯装置１０が燃焼禁止状態にあること
・温度センサ１３３が正常に動作していること
・ファン１１４が正常に動作していること

ここで、「燃焼禁止状態」とは、たとえば、以下の条件の少なくとも１つが充足された状態のことである。

・リモートコントローラ２００の運転スイッチがオフ状態にあること（給湯装置１０が運転オフ状態にあること）
・給湯装置１０にエラーが生じて安全停止した状態（安全停止モード）に給湯装置１０があること
・運転スイッチがオン状態にあるが、給湯口から流れ出る水の流量が燃焼動作の閾値未満であること（先栓が未開放か開放量が小さい場合）
・入水口から流入する水の温度が所定の温度以上であるため燃焼動作が禁止される状態であること
・最小の燃焼状態で燃焼動作が行われた場合に、所定の設定温度を超える温度の湯が供給される条件が成立したこと

制御部１２１は、上記条件に基づいてファン１１４が運転許可状態にあると判定すると（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、次に、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが第１閾値Ｔｔｈ１以下であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。第１閾値Ｔｔｈ１は、たとえば、４℃程度に設定される。検出温度Ｔｄが第１閾値Ｔｔｈ１以下でない場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、制御部１２１は、処理をステップＳ１０１に戻して、ステップＳ１０１、Ｓ１０２の処理を繰り返す。

他方、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが第１閾値Ｔｔｈ１以下である場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、制御部１２１は、ファン１１４の運転を開始させる（Ｓ１０３）。このとき、制御部１２１は、ファン１１４の動作が正常であるか否かを判定し（Ｓ１０４）、ファン１１４の動作が正常でない場合は（Ｓ１０４：ＮＯ）、ファン１１４の運転を停止させて（Ｓ１０５）、処理をステップＳ１０１に戻す。この場合、制御部１２１は、リモートコントローラ２００の表示部に、所定のエラーメッセージを表示させる。

ファン１１４の動作が正常である場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、制御部１２１は、ファン１１４を起動させてから時間ＴＭ１が経過したか否かを判定する（Ｓ１０６）。時間ＴＭ１は、たとえば、３０秒程度に設定される。時間ＴＭ１が経過すると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、制御部１２１は、ファン１１４の運転を停止させ（Ｓ１０７）、さらに、時間ＴＭ２の経過を待つ（Ｓ１０８）。その間、制御部１２１は、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２以上であるか否かを判定する（Ｓ１０９）。時間ＴＭ２は、たとえば、３０秒程度に設定される。また、第２閾値Ｔｔｈ２は、たとえば、９℃程度に設定される。

時間ＴＭ２が経過するまでの間に（Ｓ１０８：ＮＯ）、検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２以上に到達すると（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、制御部１２１は、処理をステップＳ１０１に戻して、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。他方、検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２以上に到達することなく（Ｓ１０９：ＮＯ）、時間ＴＭ２が経過すると（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、次に、制御部１２１は、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが第３閾値Ｔｔｈ３未満であるか否かの判定を行う（Ｓ１１０）。第３閾値Ｔｔｈ３は、たとえば、７℃程度に設定される。

検出温度Ｔｄが第３閾値Ｔｔｈ３以上である期間において（Ｓ１１０：ＮＯ）、制御部１２１は、再度、検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２以上であるか否かの判定を行う（Ｓ１０９）。ステップＳ１０９の判定がＮＯの場合、既に、時間ＴＭ２が経過しているため、ステップＳ１０８の判定は一律ＹＥＳとなり、処理がステップＳ１１０へと進められる。

ここで、ステップＳ１０９の判定は、処理がステップＳ１０８からステップＳ１１０へと以降する前に、既に、ステップＳ１０８の判定がＮＯである期間において行われている。しかしながら、ステップＳ１０８の判定がＮＯである期間、すなわち、ファン１１４を停止させてから時間ＴＭ２が経過するまでの期間において検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２以上とならなかった場合であっても（Ｓ１０９：ＮＯ）、その後の給湯器１００周囲の温度環境の変化等によって、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２以上に高まることも起こり得る。このような場合に、ステップＳ１０９の判定がＹＥＳとなる。この場合、制御部１２１は、処理をステップＳ１０１に戻して、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。

温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが、第２閾値Ｔｔｈ２以上となることなく（Ｓ１０９：ＮＯ）、第３閾値Ｔｔｈ３未満に低下すると（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、制御部１２１は、処理をステップＳ１０３に戻して、再び、ファン１１４を駆動させる。その後、制御部１２１は、ステップＳ１０４以降の処理を再度実行する。こうして、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２以上となるまで、時間ＴＭ１および時間ＴＭ２によるファン１１４の間欠駆動が繰り返し行われる。

次に、ヒータ１３１、１３２の制御について、図３を参照して説明する。図３の制御は、給湯装置１０が燃焼動作を停止している期間（非燃焼期間）において実行される。

まず、制御部１２１は、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが閾値Ｔｔｈ１１以下であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。閾値Ｔｔｈ１１は、たとえば、４℃程度に設定される。検出温度Ｔｄが閾値Ｔｔｈ１１以下になると（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、制御部１２１は、ヒータ１３１、１３２を駆動させ（Ｓ２０２）、時間ＴＭ１１が経過するのを待つ（Ｓ２０３）。これにより、時間ＴＭ１１において、ヒータ１３１、１３２により、１次熱交換器１０４と２次熱交換器１０５が加温される。時間ＴＭ１１は、たとえば、２０〜３０分程度に設定される。

こうして、時間ＴＭ１１が経過すると（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、制御部１２１は、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが閾値Ｔｔｈ１２以上であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。検出温度Ｔｄが閾値Ｔｔｈ１２以上であると（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、制御部１２１は、ヒータ１３１、１３２を停止させて（Ｓ２０５）、処理をステップＳ２０１に戻す。

他方、検出温度Ｔｄが閾値Ｔｔｈ１２以上でない場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、制御部１２１は、タイマをリセットした後（Ｓ２０６）、処理をステップＳ２０３に戻して、再び、時間ＴＭ１１が経過するのを待つ。こうして、再度、時間ＴＭ１１において、ヒータ１３１、１３２により、１次熱交換器１０４と２次熱交換器１０５が加温される。制御部１２１は、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが閾値Ｔｔｈ１２以上になるまで、時間ＴＭ１１単位でヒータ１３１、１３２の駆動を継続させる。

図４は、ファン１１４の制御と温度センサ１３３の検出温度Ｔｄの変化との関係を模式的に示すグラフである。なお、図４に示した検出温度Ｔｄの変化は、一例であって、給湯器１００周囲の環境温度や排気筒に対する外気の流入状態等によって、図４以外の状態で検出温度Ｔｄが変化することも起こり得る。

時刻Ｔ１において検出温度Ｔｄが第１閾値Ｔｔｈ１以下になると、制御部１２１は、ファン１１４を起動して、缶体１０２内の空気を排気路Ｒ１に送る。このとき同時に、制御部１２１は、ヒータ１３１、１３２を起動して、１次熱交換器１０４と２次熱交換器１０５を加温する。こうして、缶体１０２内の空気が排気路Ｒ１に供給されて、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが徐々に上昇する。

その後、ファン１１４は、時間ＴＭ１が経過した時刻Ｔ２において停止される。ファン１１４の停止に伴い、排気路Ｒ１に対する缶体１０２内の空気の供給が停止される。これにより、排気路Ｒ１の温度、すなわち、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが徐々に低下する。ファン１１４は、時間ＴＭ２が経過するまでの間、停止状態に維持される。なお、ヒータ１３１、１３２は、時刻Ｔ２の後も駆動され続ける。

その後、時間ＴＭ２が経過した時刻Ｔ３において、制御部１２１は、再び、ファン１１４を起動して、缶体１０２内の空気を排気路Ｒ１に送る。これにより、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが、徐々に上昇する。その後、時間ＴＭ１が経過した時刻Ｔ４においてファン１１４が停止され、さらに、時間ＴＭ２が経過した時刻Ｔ５において、ファン１１４が起動される。こうして、ファン１１４のオン、オフが繰り返されることにより、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが相対的に上昇していく。

そして、時刻Ｔ６においてファン１１４が停止されると、その後、時間ＴＭ２が経過した時刻Ｔ７において、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが第３閾値Ｔｔｈ３を超えた状態となる。この場合、制御部１２１は、図２のステップＳ１１０の処理により、検出温度Ｔｄが第３閾値Ｔｔｈ３未満になるまで、ファン１１４の起動を延期させる。図４の例では、時間ΔＴ１だけ、ファン１１４の起動が延期される。そして、制御部１２１は、時刻Ｔ７から時間ΔＴ１が経過した時刻Ｔ８において、ファン１１４を再度起動させる。

その後、制御部１２１は、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９の期間においてファン１１４を駆動させ、時刻Ｔ９から時刻Ｔ１０の期間においてファン１１４を停止させる。この場合も、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄは、時刻Ｔ１０において第３閾値Ｔｔｈ３を超えた状態となるため、制御部１２１は、その後、検出温度Ｔｄが第３閾値Ｔｔｈ３未満になるまで、ファン１１４の起動を延期させる。ここでは、時間ΔＴ２だけ、ファン１１４の起動が延期される。

このように、図２の制御では、検出温度Ｔｄが第３閾値Ｔｔｈ３未満に低下するまで次のファン１１４の起動が延期される。このため、延期後にファン１１４が駆動されても、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが、第２閾値Ｔｔｈ２以上に上昇することが起こりにくくなる。その結果、検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２と第３閾値Ｔｔｈ３との間の範囲で変化しながら、ファン１１４がオン、オフを繰り返すようになる。

なお、図４の例では、このようなファン１１４のオン、オフの繰り返しが、時刻Ｔ８から時刻Ｔ１１の期間の１回だけ行われているが、通常は、このようなオン、オフの繰り返しが複数回繰り返された後、環境温度の上昇や、１次熱交換器１０４および２次熱交換器１０５の熱の蓄積等の要因によって、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが、第２閾値Ｔｔｈ２に到達するようになる。

こうして、時刻Ｔ１２において、検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２に到達すると、図２のステップＳ１０９における判定がＹＥＳとなって、制御部１２１は、ファン１１４の間欠駆動を終了する。これにより、検出温度Ｔｄは、時間の経過とともに徐々に低下する。そして、検出温度Ｔｄが再び、第１閾値Ｔｔｈ１以下になると、制御部１２１は、１次熱交換器１０４および２次熱交換器１０５の凍結を防ぐために、再び、ファン１１４の間欠駆動を開始させる。

＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、以下の効果が奏され得る。

非燃焼動作時に温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが第１閾値Ｔｔｈ１以下に低下したことに基づいて、ファン１１４の駆動が開始され、屋外の冷気が排気路Ｒ１から缶体１０２内に流れ込むことが抑止される。よって、より排気路Ｒ１に近い２次熱交換器１０５が屋外の冷気によって凍結することを防ぐことができる。また、その後、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２に到達するまでの間は、ファン１１４が間欠駆動されるため、よりファン１１４に近い１次熱交換器１０４に給気が過多になることが抑止される。よって、給気過多により１次熱交換器１０４が凍結することを防ぐことができる。このように、本態様に係る給湯装置１０によれば、１次熱交換器１０４と２次熱交換器１０５の凍結を適切に防ぐことができる。

図２に示したように、制御部１２１は、ファン１１４の間欠駆動において、時間ＴＭ１（第１時間）でファン１１４を駆動した後、ファン１１４を停止させ、その後、時間ＴＭ２（第２時間）が経過するまでに検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２に到達しないことに基づいて、再び、時間ＴＭ１（第１時間）でファン１１４を駆動するサイクルを繰り返す。このように、２つの時間の経過に基づいてファン１１４のオン、オフを切り替えることにより、ファン１１４の間欠駆動を円滑に制御することができる。

また、図２のステップＳ１１０において、制御部１２１は、時間ＴＭ２（第２時間）が経過した後、第１閾値Ｔｔｈ１と第２閾値Ｔｔｈ２との間に設定された第３閾値Ｔｔｈ３と検出温度Ｔｄとを比較し、検出温度Ｔｄが第３閾値Ｔｔｈ３以上である場合は、検出温度Ｔｄが第３閾値Ｔｔｈ３未満となったことに応じて、時間ＴＭ１（第１時間）でファン１１４を駆動するステップへと処理を移行させる。

この制御により、図４を参照して説明したように、検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２と第３閾値Ｔｔｈ３との間で遷移しながら、ファン１１４の間欠駆動が繰り返されるようになる。このため、２次熱交換器１０５と温度センサ１３３との間の熱伝導率の差異により、温度センサ１３３による検出温度Ｔｄと２次熱交換器１０５の実際の温度との間に差異がある場合も、ファン１１４の間欠駆動の繰り返しによって、温度センサ１３３による検出温度Ｔｄと２次熱交換器１０５の実際の温度との間の差異が抑制され、両温度が接近するようになる。これにより、２次熱交換器１０５の実際の温度が第２閾値Ｔｔｈ２に略到達したタイミングで、ファン１１４の間欠駆動を終了させることができる。よって、２次熱交換器１０５の凍結をより適切に防ぐことができる。

さらに、図１に示したように、１次熱交換器１０４および２次熱交換器１０５をそれぞれ加温するヒータ１３１、１３２が設けられ、制御部１２１は、ファン１１４の間欠駆動に並行して、ヒータ１３１、１３２を動作させる。これにより、１次熱交換器１０４および２次熱交換器１０５の凍結をより効果的に防ぐことができる。また、ファン１１４が駆動されると、ヒータ１３１により加温された１次熱交換器１０４周辺の空気が２次熱交換器１０５へと送られるため、より外気に晒されやすい２次熱交換器１０５の凍結を、より効果的に防ぐことができる。

＜変更例＞
本発明に係る給湯装置は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施形態では、２次熱交換器１０５の熱伝導率と温度センサ１３３の熱伝導率との差異を考慮して、図２の制御フローチャートにステップＳ１１０が含まれたが、２次熱交換器１０５の熱伝導率と温度センサ１３３の熱伝導率との差異が小さい場合は、図５に示すように、ファン１１４の制御フローチャートからステップＳ１１０が省略されてもよい。

この場合、ファン１１４の制御と温度センサ１３３の検出温度Ｔｄの変化との関係は、たとえば、図６のグラフのようになる。ここでは、時刻Ｔ１７において、検出温度Ｔｄが第３閾値Ｔｔｈ３よりも高くなるが、制御部１２１は、検出温度Ｔｄが第３閾値Ｔｔｈ３未満になることを待つことなく、時刻Ｔ１７において、直ちにファン１１４を起動させる。これにより、その後、時間ＴＭ１が経過してファン１１４が停止される時刻Ｔ１８において、検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２以上となり、ファン１１４の間欠駆動が終了される。

この変更例によれば、上記実施形態に比べて、ファン１１４の間欠駆動のサイクルを少なくすることができる。

しかしながら、２次熱交換器１０５の熱伝導率と温度センサ１３３の熱伝導率との差異が大きい場合は、時刻Ｔ１８において、温度センサ１３３の検出温度Ｔｄに比べて、２次熱交換器１０５の実際の温度が低くなることが起こり得る。そして、この温度差により、時刻Ｔ１９において、検出温度Ｔｄは第１閾値Ｔｔｈ１であるものの、２次熱交換器１０５の実際の温度は、凍結が生じる温度以下にまで低下していることが起こり得る。

よって、２次熱交換器１０５の熱伝導率と温度センサ１３３の熱伝導率との差異が大きい場合は、上記実施形態のように、ファン１１４の制御フローチャートにステップＳ１１０を追加して、検出温度Ｔｄを第２閾値Ｔｔｈ２と第３閾値Ｔｔｈ３との間で遷移させつつ、ファン１１４が間欠駆動を繰り返す制御を行うのが好ましい。これにより、上述のように、２次熱交換器１０５の実際の温度と検出温度Ｔｄとの差異が略解消した状態で、検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２以上となって、ファン１１４の間欠駆動が終了されるようになる。その結果、ファン１１４の間欠駆動が次に開始されるタイミングにおいて、２次熱交換器１０５が、凍結が生じる温度以下に低下していることを防ぐことができ、２次熱交換器１０５の凍結をより確実に防ぐことができる。

また、上記実施形態では、第１閾値Ｔｔｈ１、第２閾値Ｔｔｈ２および第３閾値Ｔｔｈ３の一例として、それぞれ、４℃、９℃および７℃を示したが、これら閾値の温度は、これに限られるものではなく、第１閾値Ｔｔｈ１が最も低く、第２閾値Ｔｔｈ２が最も高い関係を充足する限りにおいて、適宜、変更可能である。ただし、第１閾値Ｔｔｈ１は、２次熱交換器１０５の凍結を防止可能な温度に設定され、第２閾値Ｔｔｈ２は、ファン１１４の間欠駆動により到達可能な温度に設定される必要がある。

また、上記実施形態では、時間ＴＭ１、ＴＭ２の一例として、それぞれ、３０秒を示したが、これらの時間は、これに限られるものではない。また、時間ＴＭ１、ＴＭ２は、必ずしも同一でなくともよく、たとえば、時間ＴＭ１が時間ＴＭ２よりも長く、あるいは、時間ＴＭ２が時間ＴＭ１よりも長くてもよい。また、ファン１１４の間欠駆動のサイクルごとに、時間ＴＭ１、ＴＭ２が変更されてもよく、あるいは、ファン１１４の間欠駆動のサイクルが所定回数行われたことに応じて、時間ＴＭ１、ＴＭ２が変更されてもよい。また、上記実施形態以外の方法でファン１１４の間欠駆動が行われてもよく、また、ファン１１４の駆動中に検出温度Ｔｄが第２閾値Ｔｔｈ２に到達したことに基づいて間欠駆動を終了させるステップが追加されてもよい。

また、図３に示したヒータ１３１、１３２を起動および停止させる閾値Ｔｔｈ１１、Ｔｔｈ１２も、上記に限らず、適宜変更可能であり、また、ヒータ１３１、１３２を駆動する時間ＴＭ１１も、適宜変更可能である。さらに、ヒータ１３１、１３２は、必ずしも同じ制御が行われなくてもよく、たとえば、閾値Ｔｔｈ１１、Ｔｔｈ１２や、時間ＴＭ１１が互いに異なる制御が、ヒータ１３１、１３２に対して個別に行われてもよい。

また、給湯器１００の構成も、図１に示した構成に限られるものではなく、適宜変更可能である。さらに、上記実施形態では、給湯のみが可能な給湯装置１０が例示されたが、給湯とともに風呂の追い焚きが可能な給湯装置１０に本発明が適用されてもよい。本発明は、給湯とともに温水暖房が可能な給湯装置に適用されてもよい。また、ガス式に限らず、オイル式等の他の方式の給湯装置に本発明が適用されてもよい。

この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に記載の範囲で適宜種々の変更可能である。

１０給湯装置
１００給湯器
１０２缶体
１０３燃焼器
１０４１次熱交換器
１０５２次熱交換器
１１４ファン
１２１制御部
１３１、１３２ヒータ
１３３温度センサ
Ｒ１排気路

Claims

燃焼器と、
前記燃焼器を収容する缶体と、
前記缶体内に空気を供給するファンと、
前記缶体から排気ガスを排気するための排気路に設けられた温度センサと、
前記缶体に収容され前記燃焼器からの熱を給湯用の水に伝達する１次熱交換器と、
前記１次熱交換器に対して前記排気路側に設けられ前記燃焼器からの熱を前記給湯用の水に伝達する２次熱交換器と、
非燃焼動作時に前記検出温度が第１閾値以下に低下したことに基づいて前記ファンの駆動を開始させ、その後、前記検出温度が前記第１閾値よりも高い第２閾値に到達するまで、前記ファンを間欠駆動させる制御部と、を備える、
ことを特徴とする給湯装置。
請求項１に記載の給湯装置において、
前記制御部は、前記ファンの間欠駆動において、第１時間で前記ファンを駆動した後、前記ファンを停止させ、その後、第２時間が経過するまでに前記検出温度が前記第２閾値に到達しないことに基づいて、再び、前記第１時間で前記ファンを駆動するサイクルを繰り返す、
ことを特徴とする給湯装置。
請求項１または２に記載の給湯装置において、
前記制御部は、前記第２時間が経過した後、前記第１閾値と前記第２閾値との間に設定された第３閾値と前記検出温度とを比較し、前記検出温度が前記第３閾値以上である場合は、前記検出温度が前記第３閾値未満となったことに応じて、前記第１時間で前記ファンを駆動する制御へと移行する、
ことを特徴とする給湯装置。
請求項１ないし３の何れか一項に記載の給湯装置において、
前記１次熱交換器および前記２次熱交換器をそれぞれ加温するヒータを備え、
前記制御部は、前記ファンの間欠駆動に並行して、前記ヒータを動作させる、
ことを特徴とする給湯装置。
請求項１ないし４の何れか一項に記載の給湯装置において、
前記１次熱交換器は、顕熱回収式の熱交換器であり、
前記２次熱交換器は、潜熱回収式の熱交換器である、
ことを特徴とする給湯装置。