JP3872875B2 - 一缶二水路式給湯装置および、その制御方法 - Google Patents
一缶二水路式給湯装置および、その制御方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯配管系と追焚配管系とに共通して用いられ、給湯配管系の受熱管と追焚配管系の受熱管とが設けられた熱交換部と、この熱交換部を加熱する熱発生部と、上記追焚配管系に接続された浴槽の水または温湯を循環させて追焚きするようにした一缶二水路式給湯装置および、その制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
追焚き時、熱発生部が熱交換部を加熱すると、追焚配管系の受熱管ばかりでなく、給湯配管系の受熱管も加熱され、追焚中または追焚直後に給湯栓から高温水が出湯するおそれがあるので、低い加熱量で熱交換部を加熱して追焚き運転をし、高温水の出湯を防止する安全対策がなされていた。
【０００３】
また、循環路の戻り口のフィルターの目詰まりが発生すると、浴槽循環量が少なくなって、追焚配管系の受熱管の吸熱量が少なくなって、少なくなった分だけ、給湯配管系の受熱管が加熱されて、浴槽循環量の減少に応じて、高温水が出湯するおそれがあるので、フィルターの目詰まりを考慮して、熱交換部の加熱量をさらに低く抑えて追焚き運転をしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、追焚燃焼中の熱交換部の加熱量が低く抑えられているため、風呂の焚き上げが長時間になり、使い勝手が良くないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、追焚中または追焚直後に給湯栓から高温水が出湯するのを防止して、安全性を維持した上に、追焚燃焼中に、浴槽循環量に応じて熱交換部の加熱量を調整して、風呂の焚き上げ時間をできるだけ短時間にして、使い勝手を良くすることができる給湯装置および、その制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］
給湯配管系（１０）と追焚配管系（２０）とに共通して用いられ、給湯配管系（１０）の受熱管（１１）と追焚配管系（２０）の受熱管（２１）とが設けられた熱交換部（７２）と、この熱交換部（７２）を加熱する熱発生部（７１）と、前記追焚配管系（２０）に接続された浴槽（７６）の水または温湯を循環させて追焚きするようにした一缶二水路式給湯装置において、
追焚運転モードになると、前記熱発生部（７１）が前記熱交換部（７２）を加熱して追焚燃焼を行う燃焼制御部（５８）と、
前記浴槽（７６）から前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度と前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から前記浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度との温度差および前記熱発生部（７１）の加熱量に基づき、前記浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量を算出する浴槽循環量演算部（５４）と、
前記浴槽循環量に応じて、前記熱発生部（７１）の加熱量を調整するよう前記燃焼制御部（５８）に指示する追焚燃焼指示部（５６）とを有することを特徴とする一缶二水路式給湯装置。
【０００７】
［２］
給湯配管系（１０）と追焚配管系（２０）とに共通して用いられ、給湯配管系（１０）の受熱管（１１）と追焚配管系（２０）の受熱管（２１）とが設けられた熱交換部（７２）と、この熱交換部（７２）を加熱する熱発生部（７１）と、前記追焚配管系（２０）に接続された浴槽（７６）の水または温湯を循環させて追焚きするようにした一缶二水路式給湯装置の制御方法において、
燃焼制御部（５８）が前記熱発生部（７１）に点火して追焚燃焼を行っているときに、前記浴槽（７６）から前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度と前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から前記浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度との温度差および前記熱発生部（７１）の加熱量に基づき、浴槽循環量演算部（５４）が前記浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量を算出し、追焚燃焼指示部（５６）が、前記浴槽循環量に応じて、前記熱発生部（７１）の加熱量を調整するよう前記燃焼制御部（５８）に指示することを特徴とする一缶二水路式給湯装置の制御方法。
【０００８】
［３］
給湯配管系（１０）と追焚配管系（２０）とに共通して用いられ、給湯配管系（１０）の受熱管（１１）と追焚配管系（２０）の受熱管（２１）とが設けられた熱交換部（７２）と、この熱交換部（７２）を加熱する熱発生部（７１）と、前記追焚配管系（２０）に接続された浴槽（７６）の水または温湯を循環させて追焚きするようにした一缶二水路式給湯装置において、
追焚運転モードになると、前記熱発生部（７１）が前記熱交換部（７２）を加熱して追焚燃焼を行う燃焼制御部（５８）と、
前記浴槽（７６）から前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度を検出可能な復路温度センサ（ＴＨhr）と、
前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から前記浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度を検出可能な往路温度センサ（ＴＨar）と、
前記往路温度と前記復路温度との温度差および前記熱発生部（７１）の加熱量に基づき、前記浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量を算出する浴槽循環量演算部（５４）と、
前記浴槽循環量に応じて、前記熱発生部（７１）の加熱量を調整するよう前記燃焼制御部（５８）に指示する追焚燃焼指示部（５６）とを有することを特徴とする一缶二水路式給湯装置。
【０００９】
［４］
前記往路温度と前記復路温度との温度差、あるいは、前記浴槽循環量が各々の許容範囲を超えた場合に、警告する警告手段（５３）を備えたことを特徴とする［１］または［３］記載の一缶二水路式給湯装置。
［５］
前記浴槽循環量は、該浴槽循環量をｑ、効率をη、前記加熱量をＱ in 、前記往路温度をＴＨ ar 、前記復路温度をＴＨ hr として次式
ｑ＝ηＱ in ／（ＴＨ ar −ＴＨ hr ）
によって求められるものであることを特徴とする［１］、［２］、［３］または［４］記載の一缶二水路式給湯装置。
【００１０】
次に、本発明の作用を説明する。
［１］項記載の一缶二水路式給湯装置では、
追焚運転モードになると、燃焼制御部（５８）は追焚燃焼を行い、熱発生部（７１）が熱交換部（７２）を加熱する。熱発生部（７１）の加熱量は、給湯が停止している給湯配管系（１０）の受熱管（１１）内の水または温湯が過熱して、給湯時に高温水が出湯するのを防止し、また、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）内を循環する水または温湯が適温に温められるように設定されている。
【００１１】
追焚運転モードにおいては、浴槽循環量演算部（５４）は、浴槽（７６）から追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度と、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度との温度差および前記熱発生部（７１）の加熱量に基づき、浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量を算出している。
【００１２】
追焚燃焼指示部（５６）は、算出された浴槽循環量に応じて、熱発生部（７１）の加熱量を調整する。それにより、浴槽循環量が十分であって、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）の吸熱量が多い場合は、吸熱量が多い分だけ熱発生部（７１）の加熱量を多めに設定して、追焚時間の短縮化を図ることができる。
【００１３】
一方、例えば、長期間使用による循環路の戻り口のフィルターの目詰まりで、浴槽循環量が少なくなり、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）の吸熱量が少なくなった場合は、熱発生部（７１）の加熱量を少なくして、給湯配管系（１０）の受熱管（１１）内の水または温湯が過熱し、給湯時に高温水が出湯するのを防止することができる。
【００１４】
［２］項記載の一缶二水路式給湯装置の制御方法では、
追焚運転モードにおいて、同じように、浴槽（７６）から追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度と、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度との温度差および前記熱発生部（７１）の加熱量に基づき、算出された浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量に応じて、追焚燃焼指示部（５６）は、熱発生部（７１）の加熱量を調整する。
【００１５】
それにより、浴槽循環量が十分であるときは、加熱量を多めにして、追焚時間の短縮化を図ることができ、一方、浴槽循環量が少なくなったときは、加熱量を少なめにして、給湯時に高温水が出湯するのを防止することができる。
【００１６】
［３］項記載の一缶二水路式給湯装置では、
浴槽循環量演算部（５４）は、浴槽（７６）から前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度を検出する復路温度センサ（ＴＨhr）の検出値と、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から前記浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度を検出する往路温度センサ（ＴＨar）の検出値と、前記熱発生部（７１）の加熱量とに基づいて、浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量を算出することができる。
【００１７】
［４］項記載の一缶二水路式給湯装置では、
往路温度と前記復路温度との温度差、あるいは、浴槽循環量が各々の許容範囲を超えた場合に、警告する警告手段（５３）を備え、不適正な浴槽（７６）循環状態にあることを警告するようにしたので、例えば、浴槽（７６）の戻り口のフィルタの掃除やその交換を行い、適正な浴槽（７６）循環状態に回復することができる。
【００１８】
警告手段（５３）としては、ＬＥＤ表示器、警告ブザーや警告ランプなどが該当する。
［５］項記載の一缶二水路式給湯装置では、
浴槽循環量をｑ、効率をη、加熱量をＱ in 、往路温度をＴＨ ar 、復路温度をＴＨ hr として式 ｑ＝ηＱ in ／（ＴＨ ar −ＴＨ hr ） によって浴槽循環量を求めている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図１〜図２を参照して説明する。
図２はこの発明に係る一缶二水路式ガス給湯装置の概略構成を示すものであり、この給湯装置は、一つの缶（図示せず）と、この缶の下部に収容されたガスバーナである熱発生部７１と、缶の上部に収容された熱交換部７２と、熱発生部７１に燃焼空気を供給するためのファン（図示せず）とを有している。
【００２０】
上記熱発生部７１にガスを供給する手段は、ガス管７３と、このガス管７３にそれぞれ設けられた主電磁開閉弁７４および電磁比例弁７５とを有している。また、熱発生部７１の近傍には、点火機構（図示せず）が配置されている。
【００２１】
上記熱発生部７１および熱交換部７２は、給湯配管系１０と追焚配管系２０との両者に共通に用いられている。すなわち、上記熱交換部７２は、多数の薄肉のフィンプレート７２ａを有しており、このフィンプレート７２ａには給湯配管系１０の給湯水管である受熱管１１と、追焚配管系２０の追焚水管である受熱管２１とがそれぞれ貫通状態で配置されている。
【００２２】
まず、給湯配管系１０について説明すると、上記受熱管１１の入口端には、給湯配管系１０の給水管１２が接続され、出口端には給湯管１３が接続されている。給湯管１３の末端には給湯栓１４が設けられている。また、給水管１２と給湯管１３との間には、２本のバイパス管１５，１６が受熱管１１と並列に設けられている。図２において、バイパス管１５と給水管１２および給湯管１３との接続点が符号Ｐ１，Ｐ２でそれぞれ示され、バイパス管１６と給水管１２および給湯管１３との接続点が符号Ｐ３，Ｐ４でそれぞれ示されている。
【００２３】
熱交換部７２に近い方のバイパス管１５には弁等が設けられておらず、給水管１２内を流れる水は、接続点Ｐ１において受熱管１１側とバイパス管１５側とに常に一定の割合（例えば、７０：３０）で別れる。そして、接続点Ｐ２において再び合流する。
【００２４】
一方、熱交換部７２から遠い方のバイパス管１６には、第１の流量制御弁ＧＭ２が設けられている。この流量制御弁ＧＭ２は、例えば次のように構成されたギアモータ駆動式のものが用いられている。すなわち、ギアモータ駆動式の流量制御弁は、管内に設けられた環状の弁座と、この弁座に対して移動可能な弁体と、この弁体に一端部が固定されたシャフトと、このシャフトの他端部に減速ギヤ列を介して接続されたモータとを有している。上記シャフトは、弁ケースに螺合されている。
【００２５】
したがって、モータが回転すると、シャフトがその軸方向へ移動し、これによって弁体と弁座との間の開度を変えることができるようになっている。したがって、接続点Ｐ３から給湯水管１１側へ流れる水量とバイパス管１６側へ流れる水量との割合は、適宜に変えることができる。なお、流量制御弁ＧＭ２と同様に構成された流量制御弁ＧＭ１が接続点Ｐ２，Ｐ４間の給湯管１３にも設けられている。
【００２６】
上記給湯配管系１０には、第１、第２の二つのフローセンサＦＬ１，ＦＬ２が設けられている。第１のフローセンサＦＬ１は、接続点Ｐ１，Ｐ３間の給水管１２に配置されており、第２のフローセンサＦＬ２は、接続点Ｐ４と給湯栓１４との間の給湯管１３に配置されている。フローセンサＦＬ１，ＦＬ２は、例えば水流をフローセンサＦＬ１，ＦＬ２内にある「はね」で受け止め、この「はね」が回転する回転数を例えばホールＩＣ等により測定するものである。
【００２７】
また、給湯配管系１０には、４つの温度センサＴＨin、ＴＨz 、ＴＨout 、ＴＨmix が設けられている。温度センサＴＨinは、接続点Ｐ３より上流側の給水管１２に配置されており、給水温度を検出する。温度センサＴＨz は、給湯水管１１のベンド部に配置されており、給湯水管１１内の水の温度を検出する。
【００２８】
温度センサＴＨoutは、給湯水管１１の出口近傍の給湯管１３に配置されており、給湯水管１１から出る湯の温度を検出する。温度センサＴＨmixは、接続点Ｐ４より下流側の給湯管１３に配置されており、給水栓１４から出る湯の温度を検出する。
【００２９】
一方、上記追焚配管系２０であるが、上記受熱管２１の入口端と浴槽７６との間には復路管２２が接続され、受熱管２１の出口端と浴槽７６との間には往路管２３が接続されている。復路管２２には、ポンプ２４、温度センサＴＨhrおよび流水スイッチＦＳが設けられている。温度センサＴＨhrは、浴槽７６から復路管２２に流入する湯（または水）の温度を検出する。したがって、温度センサＴＨhrは、浴槽７６内の湯の温度を実質的に検出する。
【００３０】
また、往路管２３には、温度センサＴＨarが設けられている。温度センサＴＨarは、往路管２３から浴槽７６に流出する湯（または水）の温度を検出する。 また、流水スイッチＦＳは復路管２２内を湯が流れているか否かを検出するためのものであり、復路管２２内を湯が流れている場合にはＯＮ状態になり、流れていない場合にはＯＦＦ状態になっている。流水スイッチＦＳがＯＦＦ状態のときには、後述する追焚スイッチがＯＮ操作されたとしても、熱発生部７１を点火させないようになっている。
【００３１】
上記給湯配管系１０の給湯管１３と追焚配管系２０の復路管２２との間には、浴槽７６への湯張りのための注湯管３０が設けられており、注湯管３０と給湯管１３および復路管２２との接続点が符号Ｐ５，Ｐ６で示されている。注湯管３０には、電磁開閉弁からなる注湯弁３１が設けられている。
【００３２】
上記給湯装置は、さらに、制御ユニット５０とリモートコントローラ６０とを備えている。制御ユニット５０には、種々の検出手段からの検出信号が入力される。ここでは、温度センサＴＨin、ＴＨz 、ＴＨout 、ＴＨmix 、ＴＨhr、ＴＨar、フローセンサＦＬ１，ＦＬ２および流水スイッチＦＳの検出信号が入力されている。なお、以下においては、各検出手段の検出信号には各検出手段と同一の符号を用いるものとする。制御ユニット５０は、各検出信号に基づいて、ガス供給手段の主電磁開閉弁７４および電磁比例弁７５、点火機構、ファン、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２、ポンプ２４および注湯弁３１を制御する。
【００３３】
一方、リモートコントローラ６０は、運転スイッチ、風呂自動運転スイッチ、追焚スイッチ、温度設定部および表示部（いずれも図示せず）を備えており、これらのスイッチのＯＮ、ＯＦＦ情報、設定温度情報を制御ユニット５０に出力するとともに、これらの情報を表示部に表示する。後述するように、表示部は制御ユニット５０からのエラー情報も表示する。
【００３４】
上記構成の給湯装置を用いて給湯、追焚および自動湯張りを行う場合において、まず給湯を行う場合には、リモートコントローラ６０の運転スイッチをＯＮ状態にし、給湯栓１４を開く。すると、制御ユニット５０は、設定温度、給水管１２に供給される水の給水量ＦＬ１、給水温度ＴＨin、出湯温度ＴＨmix および給湯量ＦＬ２に基づいて電磁比例弁７５および流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を制御する。これにより、出湯栓１４から設定温度に等しい温度の湯が吐出される。
【００３５】
なお、電磁比例弁７５等の制御は、従来のものと同様であり、この発明の要部でもないので、その詳細な説明は省略する。これは、次の追焚および自動湯張りについても同様である。また、給水量ＦＬ１と給湯量ＦＬ２が所定の大きさ以上の差がある場合には、配管中に水漏れがあるものとして、熱発生部７１の燃焼を停止するとともに、表示部がエラーの表示をする。
【００３６】
追焚を行う場合には、リモートコントローラ６０の追焚スイッチをＯＮ状態にする。すると、まずポンプ２４が起動され、浴槽７６内の湯が復路管２２および往路管２３を通って循環する。復路管２２内の湯の流れを流水スイッチＦＳが検出すると、熱発生部７１が点火される。これによって、浴槽７６内の湯が加熱される。そして、温度センサＴＨhrによる検出信号が設定温度に達すると、自動的に熱発生部７１の燃焼が停止されるとともに、ポンプ２４が停止される。
【００３７】
自動湯張りを行う場合には、リモートコントローラ６０の風呂自動運転スイッチをＯＮ状態にする。すると、注湯弁３１が開弁され、給湯水管１１において加熱された湯が注湯管３０を通り、復路管２２および往路管２３を介して浴槽７６に供給される。勿論、浴槽７６に供給される湯の温度が設定温度になるように、制御ユニット５０によって制御される。そして、浴槽７６内に所定の量の湯が溜まると、浴槽７６の水量を検出する検出手段（図示せず）の検出信号に基づいて注湯弁３１が閉じられるとともに、熱発生部７１の燃焼が停止され、湯張りが終了する。
【００３８】
湯張りの終了後は、浴槽の湯をほぼ一定の温度に維持するための保温運転が行われる。保温運転中は、所定時間毎に追焚が実行される。すなわち、湯張りの終了後、所定時間経過すると、自動的に追焚が行われる。このときの追焚は、追焚スイッチをＯＮにしたときの追焚と同様である。そして、浴槽７６の湯の温度ＴＨhrが設定温度になると追焚が停止し、再度所定時間が経過するまで熱発生部７１およびポンプ２４が停止した待機状態になる。
【００３９】
ここで、制御ユニット５０は、追焚運転中、あるいは追焚運転直後の開栓の際に適切な温度の温湯を供給し、高温水が出湯しないよう、熱発生部７１に点火する追焚燃焼を行なう機能を有し、当該機能を有する部分の構成は図１に示すとおりである。制御ユニット５０の当該部位は、警告指示部５２、浴槽循環量演算部５４と、追焚燃焼指示部５６と、燃焼制御部５８とを有して構成されている。
【００４０】
警告指示部５２は、浴槽循環量ｑが許容値ｑmin より少ない場合に、ＬＥＤ表示器である警告手段５３に制御信号を出力するものである。ＬＥＤ表示器である警告手段５３には、エラー番号である警告番号（例えば、三桁の数字）が表示可能である。例えば、警告番号「１２３」に係る故障現象は、「浴槽循環量が少ない」ことに相当し、その故障原因調査箇所の一つとして、浴槽７６の戻り口のフィルタが挙げられる。
【００４１】
浴槽循環量演算部５４は、温度センサＴＨhrで求められた復路温度と、温度センサＴＨarで求められた往路温度とにより、温度差を求め、求めた温度差および熱発生部７１の加熱量に基づき、追焚運転時の浴槽循環量を演算して、追焚燃焼指示部５６に伝えるものである。
【００４２】
浴槽循環量ｑは、次の式で求めることができる。
ｑ＝ηＱin／（ＴＨar−ＴＨhr）
ここで、ηは効率、Ｑinは加熱量であり、共に既知の値である。
追焚燃焼指示部５６は、浴槽循環量演算部５４により算出された浴槽循環量に基づき、熱発生部７１に点火して加熱量を調整すべく指示するものである。
【００４３】
浴槽循環量に基づき加熱量を求める際には、浴槽循環量が算出された場合に、浴槽循環量と加熱量との関係式により導いても良く、両者の関係が記録されたテーブルにより求めても良い。また、加熱量は、連続的な数値として求めるようにしても良く、段階的な数値として求めるようにしてもよい。
さらに、追焚燃焼方式において、浴槽循環量に応じて熱発生部の加熱量を調整する手段として、追焚燃焼時の燃焼オンオフ切替温度（例えば、燃焼オン温度７８℃、燃焼オフ温度８０℃）を変更するようにしてもよい。この追焚燃焼方式は、一定加熱量による燃焼オンオフ制御で、前記例では、追焚加熱後、温度センサＴＨｚが８０℃になると燃焼オフし、温度センサＴＨｚが７８℃まで下がると燃焼オンし、このように、温度センサＴＨｚによって燃焼をオンオフ繰り返しながら浴槽水を沸き上げるものである。
【００４４】
長期の使用により、浴槽７６の戻り口のフィルターが目詰まりを起こし、十分な浴槽循環量が得られないで、追焚配管系２０の受熱管２１の吸熱量が減少している場合に、浴槽循環量が十分なときと同じように、熱発生部７１の加熱量が維持されていたのでは、給湯配管系１０の受熱管１１が過熱されて、追焚運転時、あるいは追焚運転終了直後に、高温水が出湯することとなる。このような不具合を防止するために、制御ユニット５０によって、次のような制御が実行されている。この制御を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４５】
まず、リモートコントローラ６０によって、追焚燃焼モードになると、ポンプ２４が作動して、浴槽７６内の水または温湯は、浴槽７６の戻り口〜復路管２２〜追焚配管系２０の受熱管２１〜往路管２３〜浴槽７６を経る循環を開始する（ステップＳ１０１）。
【００４６】
追焚燃焼が行われているときに、浴槽循環量演算部５４は、定期的に、往路温度ＴＨarと復路温度ＴＨhrとの温度差に基づいて浴槽循環量ｑを算出する（ステップＳ１０２）。
【００４７】
次に、浴槽循環量ｑが許容値ｑmin 以上であるかを判断し（ステップＳ１０３）、浴槽循環量ｑが許容値ｑmin より少ない場合には、警告指示部５２がＬＥＤ表示器である警告手段５３に警告番号「１２３」の表示をし、追焚燃焼は中止される（ステップＳ１０４）。警告番号「１２３」に係る故障現象は、「浴槽循環量が少ない」ことであり、使用者は、例えば、メンテナンステキスト中に記載された警告番号「１２３」に基づき、警告番号「１２３」に係る故障原因調査箇所の一つとして、「浴槽の戻り口のフィルタの目詰まり」を検索することができる。
【００４８】
浴槽循環量ｑが許容値ｑmin 以上である場合には、追焚燃焼指示部５６は、算出された浴槽循環量ｑと既算循環量ｑo （先に算出された浴槽量）との差が、一定量ｑs を超えたかを判断し（ステップＳ１０５）、浴槽循環量ｑと既算循環量ｑo との差が一定量ｑs を超えた場合に、燃焼制御部５８に加熱量の変更を指示する（ステップＳ１０６）。また、この場合に既算循環量ｑo が浴槽循環量ｑに書き替えられる。熱発生部７１は、浴槽循環量ｑに応じた加熱量で熱交換器７２を加熱する（ステップＳ１０７）。
【００４９】
一方、浴槽循環量ｑと既算循環量ｑo との差が一定量ｑs を超えていない場合には、燃焼制御部５８に加熱量の変更を指示しないで、熱発生部７１は、そのままの加熱量で熱交換器７２を加熱し続ける（ステップＳ１０８）。また、この場合に既算循環量ｑo は書き換えられない。
追焚燃焼中（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）に、追焚燃焼が終了かを判断し（ステップＳ１０９）、追焚燃焼が終了でなければ、浴槽循環量の算出に戻り（ステップＳ１０２）、追焚燃焼が終了であれば、熱発生部７１が消火して、追焚燃焼が終了する（ステップＳ１１０）。
【００５０】
すなわち、浴槽循環量ｑが許容値ｑmin 以上にある場合において、浴槽循環量ｑが多く、追焚配管系の受熱管２１の吸熱量が多ければ、熱発生部７１が多めの加熱量で熱交換器７２を加熱しても、給湯配管系の受熱管１１が過熱することがなく、追焚時間が短縮される。反対に、浴槽循環量ｑが少なくなり、追焚配管系の受熱管２１の吸熱量が少なくなると、それに応じて、熱交換器７２の加熱量を少なくして、給湯配管系の受熱管１１が過熱しないようにしたので、追焚燃焼中、あるいは追焚燃焼直後の高温水の出湯が防止される。
【００５１】
また、浴槽循環量ｑが極めて少なくなり、許容値ｑmin より少なくなると、ＬＥＤ表示器である警告手段５３が浴槽循環量ｑが不適正である旨の警告を発するので、適正な浴槽循環量ｑに回復させることができる。
【００５２】
前記加熱量の制御については、図３のフローチャートにおいて、浴槽循環量ｑ、許容値ｑmin、既算循環量ｑo、一定量ｑs の各値に基づいて行われるものを示したが、図４のフローチャートに基づいて、前記加熱量の制御についてさらに具体的に説明する。ここで、既算循環量ｑo は、標準的な浴槽循環量（例えば、追焚配管の長さが標準的な長さ（例えば１０ｍ）で、浴槽戻り口のフィルターに目詰まり等なし）とする。通常は配管の劣化、浴槽戻り口のフィルターに目詰まり等でｑ＜ｑo となる傾向にある。また、機器本体と浴槽との位置関係で追焚配管延長が極端に長い場合はｑ＜ｑo となる。逆に、機器本体と浴槽との位置関係で追焚配管の延長が極端に短い場合はｑ＞ｑoとなる。
【００５３】
図４のステップＳ２０３において、（ｑ／ｑo ）≦０．５であるかを判断し、（ｑ／ｑo ）≦０．５でなければ、０．９≦（ｑ／ｑo ）≦１．１の範囲内であるかを判断し（ステップＳ２０５）、０．９≦（ｑ／ｑo ）≦１．１の範囲内であれば上記燃焼オンオフ切替温度は変更しない（ステップＳ２０８）。
【００５４】
０．９≦（ｑ／ｑo ）≦１．１の範囲内でなければ、以下のように、燃焼オンオフ温度を変更し（ステップＳ２０６）、変更した燃焼オンオフ温度で制御する（ステップＳ２０７）。
【００５５】
すなわち、０．８≦（ｑ／ｑo ）≦０．９のときは上記燃焼オンオフ切替温度を下げる（例えば、燃焼オン温度７３℃、燃焼オフ温度７５℃）。０．７≦（ｑ／ｑo ）≦０．８のときは上記燃焼オンオフ切替温度をさらに下げる（例えば、燃焼オン温度６８℃、燃焼オフ温度７０℃）。
【００５６】
０．６≦（ｑ／ｑo ）≦０．７のときは上記燃焼オンオフ切替温度をさらに下げる（例えば、燃焼オン温度６３℃、燃焼オフ温度６５℃）。０．５≦（ｑ／ｑo ）≦０．６のときは上記燃焼オンオフ切替温度をさらに下げる（例えば、燃焼オン温度５８℃、燃焼オフ温度６０℃）。
【００５７】
（ｑ／ｑo ）≧１．１のときは上記燃焼オンオフ切替温度を上げてもよい（例えば、燃焼オン温度８３℃、燃焼オフ温度８５℃）し、上記燃焼オンオフ切替温度を上げなくとも良い。
【００５８】
一方、ステップＳ２０３において、（ｑ／ｑo ）≦０．５であれば、警告表示するとともに、追焚燃焼を終了する（ステップＳ２０４）。このように求められた燃焼オンオフ温度にて、追焚燃焼が終了するまで、追焚燃焼が継続される（ステップＳ２０９）。なお、ステップＳ１０２において、浴槽循環量ｑの算出は、追焚開始時のみに限定しているが、浴槽循環量ｑの算出は、追焚開始時のみに特に限定されるものではない。
【００５９】
なお、前記実施の形態において、復路温度と往路温度とを個別に検出する温度センサＴＨhr，ＴＨarを示したが、これに限らず、例えば、復路温度と往路温度との温度差を直接的に検出する熱電対などの温度センサであってもよい。
【００６０】
また、浴槽循環量ｑが許容値ｑmin より少なくなると、警告手段５３が警告を発すようにしたが、復路温度ＴＨhrと往路温度ＴＨarとの温度差が、許容値ＴＨmax より高くなると、警告手段５３が警告を発すようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および２に係る発明によれば、浴槽から追焚配管系の受熱管へ向かう復路を通る水または温湯の復路温度と、追焚配管系の受熱管から浴槽へ向かう往路を通る水または温湯の往路温度との温度差に基づき、算出された浴槽の水または温湯の浴槽循環量に応じて、追焚燃焼指示部が熱発生部の加熱量を調整するようにしたので、浴槽循環量が十分であるときは、加熱量を多めにして、追焚時間の短縮化を図ることができ、一方、浴槽循環量が少なくなったときは、加熱量を少なめにして、給湯時に高温水が出湯するのを防止することができる。
【００６２】
請求項３に係る発明によれば、浴槽循環量演算部は、浴槽から前記追焚配管系の受熱管へ向かう復路を通る水または温湯の復路温度を検出する復路温度センサの検出値と、追焚配管系の受熱管から前記浴槽へ向かう往路を通る水または温湯の往路温度を検出する往路温度センサの検出値とに基づいて、浴槽の水または温湯の浴槽循環量を算出することができる。
【００６３】
請求項４に係る発明によれば、往路温度と前記復路温度との温度差、あるいは、浴槽循環量が各々の許容範囲を超えた場合に、警告する警告手段を備え、不適正な浴槽循環状態にあることを警告するようにしたので、例えば、浴槽の戻り口のフィルタの掃除やその交換を行い、適正な浴槽循環状態に回復することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る一缶二水路式ガス給湯装置の制御部ユニットの要部を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る一缶二水路式ガス給湯装置の概念図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る一缶二水路式ガス給湯装置の追焚き制御の流れ図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る一缶二水路式ガス給湯装置の追焚き制御の流れ図の具体例である。
【符号の説明】
ＴＨhr，ＴＨar…温度センサ
ＦＬ１，ＦＬ２…フローセンサ
１０…給湯配管系
１１…受熱管
１７…逆止弁
１８…過圧逃がし弁（ブローバルブ）
２０…追焚配管系
２１…受熱管
５０…制御ユニット（追焚き制御部）
５２…警告指示部
５３…警告手段（ＬＥＤ表示器）
５４…浴槽循環量演算部
５６…追焚燃焼指示部
５８…燃焼制御部
６０…リモートコントローラ
７１…熱発生部
７２…熱交換部
７４…主電磁開閉弁
７５…電磁比例弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯配管系と追焚配管系とに共通して用いられ、給湯配管系の受熱管と追焚配管系の受熱管とが設けられた熱交換部と、この熱交換部を加熱する熱発生部と、上記追焚配管系に接続された浴槽の水または温湯を循環させて追焚きするようにした一缶二水路式給湯装置および、その制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
追焚き時、熱発生部が熱交換部を加熱すると、追焚配管系の受熱管ばかりでなく、給湯配管系の受熱管も加熱され、追焚中または追焚直後に給湯栓から高温水が出湯するおそれがあるので、低い加熱量で熱交換部を加熱して追焚き運転をし、高温水の出湯を防止する安全対策がなされていた。
【０００３】
また、循環路の戻り口のフィルターの目詰まりが発生すると、浴槽循環量が少なくなって、追焚配管系の受熱管の吸熱量が少なくなって、少なくなった分だけ、給湯配管系の受熱管が加熱されて、浴槽循環量の減少に応じて、高温水が出湯するおそれがあるので、フィルターの目詰まりを考慮して、熱交換部の加熱量をさらに低く抑えて追焚き運転をしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、追焚燃焼中の熱交換部の加熱量が低く抑えられているため、風呂の焚き上げが長時間になり、使い勝手が良くないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、追焚中または追焚直後に給湯栓から高温水が出湯するのを防止して、安全性を維持した上に、追焚燃焼中に、浴槽循環量に応じて熱交換部の加熱量を調整して、風呂の焚き上げ時間をできるだけ短時間にして、使い勝手を良くすることができる給湯装置および、その制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］
給湯配管系（１０）と追焚配管系（２０）とに共通して用いられ、給湯配管系（１０）の受熱管（１１）と追焚配管系（２０）の受熱管（２１）とが設けられた熱交換部（７２）と、この熱交換部（７２）を加熱する熱発生部（７１）と、前記追焚配管系（２０）に接続された浴槽（７６）の水または温湯を循環させて追焚きするようにした一缶二水路式給湯装置において、
追焚運転モードになると、前記熱発生部（７１）が前記熱交換部（７２）を加熱して追焚燃焼を行う燃焼制御部（５８）と、
前記浴槽（７６）から前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度と前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から前記浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度との温度差および前記熱発生部（７１）の加熱量に基づき、前記浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量を算出する浴槽循環量演算部（５４）と、
前記浴槽循環量に応じて、前記熱発生部（７１）の加熱量を調整するよう前記燃焼制御部（５８）に指示する追焚燃焼指示部（５６）とを有することを特徴とする一缶二水路式給湯装置。
【０００７】
［２］
給湯配管系（１０）と追焚配管系（２０）とに共通して用いられ、給湯配管系（１０）の受熱管（１１）と追焚配管系（２０）の受熱管（２１）とが設けられた熱交換部（７２）と、この熱交換部（７２）を加熱する熱発生部（７１）と、前記追焚配管系（２０）に接続された浴槽（７６）の水または温湯を循環させて追焚きするようにした一缶二水路式給湯装置の制御方法において、
燃焼制御部（５８）が前記熱発生部（７１）に点火して追焚燃焼を行っているときに、前記浴槽（７６）から前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度と前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から前記浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度との温度差および前記熱発生部（７１）の加熱量に基づき、浴槽循環量演算部（５４）が前記浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量を算出し、追焚燃焼指示部（５６）が、前記浴槽循環量に応じて、前記熱発生部（７１）の加熱量を調整するよう前記燃焼制御部（５８）に指示することを特徴とする一缶二水路式給湯装置の制御方法。
【０００８】
［３］
給湯配管系（１０）と追焚配管系（２０）とに共通して用いられ、給湯配管系（１０）の受熱管（１１）と追焚配管系（２０）の受熱管（２１）とが設けられた熱交換部（７２）と、この熱交換部（７２）を加熱する熱発生部（７１）と、前記追焚配管系（２０）に接続された浴槽（７６）の水または温湯を循環させて追焚きするようにした一缶二水路式給湯装置において、
追焚運転モードになると、前記熱発生部（７１）が前記熱交換部（７２）を加熱して追焚燃焼を行う燃焼制御部（５８）と、
前記浴槽（７６）から前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度を検出可能な復路温度センサ（ＴＨhr）と、
前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から前記浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度を検出可能な往路温度センサ（ＴＨar）と、
前記往路温度と前記復路温度との温度差および前記熱発生部（７１）の加熱量に基づき、前記浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量を算出する浴槽循環量演算部（５４）と、
前記浴槽循環量に応じて、前記熱発生部（７１）の加熱量を調整するよう前記燃焼制御部（５８）に指示する追焚燃焼指示部（５６）とを有することを特徴とする一缶二水路式給湯装置。
【０００９】
［４］
前記往路温度と前記復路温度との温度差、あるいは、前記浴槽循環量が各々の許容範囲を超えた場合に、警告する警告手段（５３）を備えたことを特徴とする［１］または［３］記載の一缶二水路式給湯装置。
［５］
前記浴槽循環量は、該浴槽循環量をｑ、効率をη、前記加熱量をＱ in 、前記往路温度をＴＨ ar 、前記復路温度をＴＨ hr として次式
ｑ＝ηＱ in ／（ＴＨ ar −ＴＨ hr ）
によって求められるものであることを特徴とする［１］、［２］、［３］または［４］記載の一缶二水路式給湯装置。
【００１０】
次に、本発明の作用を説明する。
［１］項記載の一缶二水路式給湯装置では、
追焚運転モードになると、燃焼制御部（５８）は追焚燃焼を行い、熱発生部（７１）が熱交換部（７２）を加熱する。熱発生部（７１）の加熱量は、給湯が停止している給湯配管系（１０）の受熱管（１１）内の水または温湯が過熱して、給湯時に高温水が出湯するのを防止し、また、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）内を循環する水または温湯が適温に温められるように設定されている。
【００１１】
追焚運転モードにおいては、浴槽循環量演算部（５４）は、浴槽（７６）から追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度と、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度との温度差および前記熱発生部（７１）の加熱量に基づき、浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量を算出している。
【００１２】
追焚燃焼指示部（５６）は、算出された浴槽循環量に応じて、熱発生部（７１）の加熱量を調整する。それにより、浴槽循環量が十分であって、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）の吸熱量が多い場合は、吸熱量が多い分だけ熱発生部（７１）の加熱量を多めに設定して、追焚時間の短縮化を図ることができる。
【００１３】
一方、例えば、長期間使用による循環路の戻り口のフィルターの目詰まりで、浴槽循環量が少なくなり、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）の吸熱量が少なくなった場合は、熱発生部（７１）の加熱量を少なくして、給湯配管系（１０）の受熱管（１１）内の水または温湯が過熱し、給湯時に高温水が出湯するのを防止することができる。
【００１４】
［２］項記載の一缶二水路式給湯装置の制御方法では、
追焚運転モードにおいて、同じように、浴槽（７６）から追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度と、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度との温度差および前記熱発生部（７１）の加熱量に基づき、算出された浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量に応じて、追焚燃焼指示部（５６）は、熱発生部（７１）の加熱量を調整する。
【００１５】
それにより、浴槽循環量が十分であるときは、加熱量を多めにして、追焚時間の短縮化を図ることができ、一方、浴槽循環量が少なくなったときは、加熱量を少なめにして、給湯時に高温水が出湯するのを防止することができる。
【００１６】
［３］項記載の一缶二水路式給湯装置では、
浴槽循環量演算部（５４）は、浴槽（７６）から前記追焚配管系（２０）の受熱管（２１）へ向かう復路（２２）を通る水または温湯の復路温度を検出する復路温度センサ（ＴＨhr）の検出値と、追焚配管系（２０）の受熱管（２１）から前記浴槽（７６）へ向かう往路（２３）を通る水または温湯の往路温度を検出する往路温度センサ（ＴＨar）の検出値と、前記熱発生部（７１）の加熱量とに基づいて、浴槽（７６）の水または温湯の浴槽循環量を算出することができる。
【００１７】
［４］項記載の一缶二水路式給湯装置では、
往路温度と前記復路温度との温度差、あるいは、浴槽循環量が各々の許容範囲を超えた場合に、警告する警告手段（５３）を備え、不適正な浴槽（７６）循環状態にあることを警告するようにしたので、例えば、浴槽（７６）の戻り口のフィルタの掃除やその交換を行い、適正な浴槽（７６）循環状態に回復することができる。
【００１８】
警告手段（５３）としては、ＬＥＤ表示器、警告ブザーや警告ランプなどが該当する。
［５］項記載の一缶二水路式給湯装置では、
浴槽循環量をｑ、効率をη、加熱量をＱ in 、往路温度をＴＨ ar 、復路温度をＴＨ hr として式 ｑ＝ηＱ in ／（ＴＨ ar −ＴＨ hr ） によって浴槽循環量を求めている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図１〜図２を参照して説明する。
図２はこの発明に係る一缶二水路式ガス給湯装置の概略構成を示すものであり、この給湯装置は、一つの缶（図示せず）と、この缶の下部に収容されたガスバーナである熱発生部７１と、缶の上部に収容された熱交換部７２と、熱発生部７１に燃焼空気を供給するためのファン（図示せず）とを有している。
【００２０】
上記熱発生部７１にガスを供給する手段は、ガス管７３と、このガス管７３にそれぞれ設けられた主電磁開閉弁７４および電磁比例弁７５とを有している。また、熱発生部７１の近傍には、点火機構（図示せず）が配置されている。
【００２１】
上記熱発生部７１および熱交換部７２は、給湯配管系１０と追焚配管系２０との両者に共通に用いられている。すなわち、上記熱交換部７２は、多数の薄肉のフィンプレート７２ａを有しており、このフィンプレート７２ａには給湯配管系１０の給湯水管である受熱管１１と、追焚配管系２０の追焚水管である受熱管２１とがそれぞれ貫通状態で配置されている。
【００２２】
まず、給湯配管系１０について説明すると、上記受熱管１１の入口端には、給湯配管系１０の給水管１２が接続され、出口端には給湯管１３が接続されている。給湯管１３の末端には給湯栓１４が設けられている。また、給水管１２と給湯管１３との間には、２本のバイパス管１５，１６が受熱管１１と並列に設けられている。図２において、バイパス管１５と給水管１２および給湯管１３との接続点が符号Ｐ１，Ｐ２でそれぞれ示され、バイパス管１６と給水管１２および給湯管１３との接続点が符号Ｐ３，Ｐ４でそれぞれ示されている。
【００２３】
熱交換部７２に近い方のバイパス管１５には弁等が設けられておらず、給水管１２内を流れる水は、接続点Ｐ１において受熱管１１側とバイパス管１５側とに常に一定の割合（例えば、７０：３０）で別れる。そして、接続点Ｐ２において再び合流する。
【００２４】
一方、熱交換部７２から遠い方のバイパス管１６には、第１の流量制御弁ＧＭ２が設けられている。この流量制御弁ＧＭ２は、例えば次のように構成されたギアモータ駆動式のものが用いられている。すなわち、ギアモータ駆動式の流量制御弁は、管内に設けられた環状の弁座と、この弁座に対して移動可能な弁体と、この弁体に一端部が固定されたシャフトと、このシャフトの他端部に減速ギヤ列を介して接続されたモータとを有している。上記シャフトは、弁ケースに螺合されている。
【００２５】
したがって、モータが回転すると、シャフトがその軸方向へ移動し、これによって弁体と弁座との間の開度を変えることができるようになっている。したがって、接続点Ｐ３から給湯水管１１側へ流れる水量とバイパス管１６側へ流れる水量との割合は、適宜に変えることができる。なお、流量制御弁ＧＭ２と同様に構成された流量制御弁ＧＭ１が接続点Ｐ２，Ｐ４間の給湯管１３にも設けられている。
【００２６】
上記給湯配管系１０には、第１、第２の二つのフローセンサＦＬ１，ＦＬ２が設けられている。第１のフローセンサＦＬ１は、接続点Ｐ１，Ｐ３間の給水管１２に配置されており、第２のフローセンサＦＬ２は、接続点Ｐ４と給湯栓１４との間の給湯管１３に配置されている。フローセンサＦＬ１，ＦＬ２は、例えば水流をフローセンサＦＬ１，ＦＬ２内にある「はね」で受け止め、この「はね」が回転する回転数を例えばホールＩＣ等により測定するものである。
【００２７】
また、給湯配管系１０には、４つの温度センサＴＨin、ＴＨz 、ＴＨout 、ＴＨmix が設けられている。温度センサＴＨinは、接続点Ｐ３より上流側の給水管１２に配置されており、給水温度を検出する。温度センサＴＨz は、給湯水管１１のベンド部に配置されており、給湯水管１１内の水の温度を検出する。
【００２８】
温度センサＴＨoutは、給湯水管１１の出口近傍の給湯管１３に配置されており、給湯水管１１から出る湯の温度を検出する。温度センサＴＨmixは、接続点Ｐ４より下流側の給湯管１３に配置されており、給水栓１４から出る湯の温度を検出する。
【００２９】
一方、上記追焚配管系２０であるが、上記受熱管２１の入口端と浴槽７６との間には復路管２２が接続され、受熱管２１の出口端と浴槽７６との間には往路管２３が接続されている。復路管２２には、ポンプ２４、温度センサＴＨhrおよび流水スイッチＦＳが設けられている。温度センサＴＨhrは、浴槽７６から復路管２２に流入する湯（または水）の温度を検出する。したがって、温度センサＴＨhrは、浴槽７６内の湯の温度を実質的に検出する。
【００３０】
また、往路管２３には、温度センサＴＨarが設けられている。温度センサＴＨarは、往路管２３から浴槽７６に流出する湯（または水）の温度を検出する。 また、流水スイッチＦＳは復路管２２内を湯が流れているか否かを検出するためのものであり、復路管２２内を湯が流れている場合にはＯＮ状態になり、流れていない場合にはＯＦＦ状態になっている。流水スイッチＦＳがＯＦＦ状態のときには、後述する追焚スイッチがＯＮ操作されたとしても、熱発生部７１を点火させないようになっている。
【００３１】
上記給湯配管系１０の給湯管１３と追焚配管系２０の復路管２２との間には、浴槽７６への湯張りのための注湯管３０が設けられており、注湯管３０と給湯管１３および復路管２２との接続点が符号Ｐ５，Ｐ６で示されている。注湯管３０には、電磁開閉弁からなる注湯弁３１が設けられている。
【００３２】
上記給湯装置は、さらに、制御ユニット５０とリモートコントローラ６０とを備えている。制御ユニット５０には、種々の検出手段からの検出信号が入力される。ここでは、温度センサＴＨin、ＴＨz 、ＴＨout 、ＴＨmix 、ＴＨhr、ＴＨar、フローセンサＦＬ１，ＦＬ２および流水スイッチＦＳの検出信号が入力されている。なお、以下においては、各検出手段の検出信号には各検出手段と同一の符号を用いるものとする。制御ユニット５０は、各検出信号に基づいて、ガス供給手段の主電磁開閉弁７４および電磁比例弁７５、点火機構、ファン、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２、ポンプ２４および注湯弁３１を制御する。
【００３３】
一方、リモートコントローラ６０は、運転スイッチ、風呂自動運転スイッチ、追焚スイッチ、温度設定部および表示部（いずれも図示せず）を備えており、これらのスイッチのＯＮ、ＯＦＦ情報、設定温度情報を制御ユニット５０に出力するとともに、これらの情報を表示部に表示する。後述するように、表示部は制御ユニット５０からのエラー情報も表示する。
【００３４】
上記構成の給湯装置を用いて給湯、追焚および自動湯張りを行う場合において、まず給湯を行う場合には、リモートコントローラ６０の運転スイッチをＯＮ状態にし、給湯栓１４を開く。すると、制御ユニット５０は、設定温度、給水管１２に供給される水の給水量ＦＬ１、給水温度ＴＨin、出湯温度ＴＨmix および給湯量ＦＬ２に基づいて電磁比例弁７５および流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２を制御する。これにより、出湯栓１４から設定温度に等しい温度の湯が吐出される。
【００３５】
なお、電磁比例弁７５等の制御は、従来のものと同様であり、この発明の要部でもないので、その詳細な説明は省略する。これは、次の追焚および自動湯張りについても同様である。また、給水量ＦＬ１と給湯量ＦＬ２が所定の大きさ以上の差がある場合には、配管中に水漏れがあるものとして、熱発生部７１の燃焼を停止するとともに、表示部がエラーの表示をする。
【００３６】
追焚を行う場合には、リモートコントローラ６０の追焚スイッチをＯＮ状態にする。すると、まずポンプ２４が起動され、浴槽７６内の湯が復路管２２および往路管２３を通って循環する。復路管２２内の湯の流れを流水スイッチＦＳが検出すると、熱発生部７１が点火される。これによって、浴槽７６内の湯が加熱される。そして、温度センサＴＨhrによる検出信号が設定温度に達すると、自動的に熱発生部７１の燃焼が停止されるとともに、ポンプ２４が停止される。
【００３７】
自動湯張りを行う場合には、リモートコントローラ６０の風呂自動運転スイッチをＯＮ状態にする。すると、注湯弁３１が開弁され、給湯水管１１において加熱された湯が注湯管３０を通り、復路管２２および往路管２３を介して浴槽７６に供給される。勿論、浴槽７６に供給される湯の温度が設定温度になるように、制御ユニット５０によって制御される。そして、浴槽７６内に所定の量の湯が溜まると、浴槽７６の水量を検出する検出手段（図示せず）の検出信号に基づいて注湯弁３１が閉じられるとともに、熱発生部７１の燃焼が停止され、湯張りが終了する。
【００３８】
湯張りの終了後は、浴槽の湯をほぼ一定の温度に維持するための保温運転が行われる。保温運転中は、所定時間毎に追焚が実行される。すなわち、湯張りの終了後、所定時間経過すると、自動的に追焚が行われる。このときの追焚は、追焚スイッチをＯＮにしたときの追焚と同様である。そして、浴槽７６の湯の温度ＴＨhrが設定温度になると追焚が停止し、再度所定時間が経過するまで熱発生部７１およびポンプ２４が停止した待機状態になる。
【００３９】
ここで、制御ユニット５０は、追焚運転中、あるいは追焚運転直後の開栓の際に適切な温度の温湯を供給し、高温水が出湯しないよう、熱発生部７１に点火する追焚燃焼を行なう機能を有し、当該機能を有する部分の構成は図１に示すとおりである。制御ユニット５０の当該部位は、警告指示部５２、浴槽循環量演算部５４と、追焚燃焼指示部５６と、燃焼制御部５８とを有して構成されている。
【００４０】
警告指示部５２は、浴槽循環量ｑが許容値ｑmin より少ない場合に、ＬＥＤ表示器である警告手段５３に制御信号を出力するものである。ＬＥＤ表示器である警告手段５３には、エラー番号である警告番号（例えば、三桁の数字）が表示可能である。例えば、警告番号「１２３」に係る故障現象は、「浴槽循環量が少ない」ことに相当し、その故障原因調査箇所の一つとして、浴槽７６の戻り口のフィルタが挙げられる。
【００４１】
浴槽循環量演算部５４は、温度センサＴＨhrで求められた復路温度と、温度センサＴＨarで求められた往路温度とにより、温度差を求め、求めた温度差および熱発生部７１の加熱量に基づき、追焚運転時の浴槽循環量を演算して、追焚燃焼指示部５６に伝えるものである。
【００４２】
浴槽循環量ｑは、次の式で求めることができる。
ｑ＝ηＱin／（ＴＨar−ＴＨhr）
ここで、ηは効率、Ｑinは加熱量であり、共に既知の値である。
追焚燃焼指示部５６は、浴槽循環量演算部５４により算出された浴槽循環量に基づき、熱発生部７１に点火して加熱量を調整すべく指示するものである。
【００４３】
浴槽循環量に基づき加熱量を求める際には、浴槽循環量が算出された場合に、浴槽循環量と加熱量との関係式により導いても良く、両者の関係が記録されたテーブルにより求めても良い。また、加熱量は、連続的な数値として求めるようにしても良く、段階的な数値として求めるようにしてもよい。
さらに、追焚燃焼方式において、浴槽循環量に応じて熱発生部の加熱量を調整する手段として、追焚燃焼時の燃焼オンオフ切替温度（例えば、燃焼オン温度７８℃、燃焼オフ温度８０℃）を変更するようにしてもよい。この追焚燃焼方式は、一定加熱量による燃焼オンオフ制御で、前記例では、追焚加熱後、温度センサＴＨｚが８０℃になると燃焼オフし、温度センサＴＨｚが７８℃まで下がると燃焼オンし、このように、温度センサＴＨｚによって燃焼をオンオフ繰り返しながら浴槽水を沸き上げるものである。
【００４４】
長期の使用により、浴槽７６の戻り口のフィルターが目詰まりを起こし、十分な浴槽循環量が得られないで、追焚配管系２０の受熱管２１の吸熱量が減少している場合に、浴槽循環量が十分なときと同じように、熱発生部７１の加熱量が維持されていたのでは、給湯配管系１０の受熱管１１が過熱されて、追焚運転時、あるいは追焚運転終了直後に、高温水が出湯することとなる。このような不具合を防止するために、制御ユニット５０によって、次のような制御が実行されている。この制御を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４５】
まず、リモートコントローラ６０によって、追焚燃焼モードになると、ポンプ２４が作動して、浴槽７６内の水または温湯は、浴槽７６の戻り口〜復路管２２〜追焚配管系２０の受熱管２１〜往路管２３〜浴槽７６を経る循環を開始する（ステップＳ１０１）。
【００４６】
追焚燃焼が行われているときに、浴槽循環量演算部５４は、定期的に、往路温度ＴＨarと復路温度ＴＨhrとの温度差に基づいて浴槽循環量ｑを算出する（ステップＳ１０２）。
【００４７】
次に、浴槽循環量ｑが許容値ｑmin 以上であるかを判断し（ステップＳ１０３）、浴槽循環量ｑが許容値ｑmin より少ない場合には、警告指示部５２がＬＥＤ表示器である警告手段５３に警告番号「１２３」の表示をし、追焚燃焼は中止される（ステップＳ１０４）。警告番号「１２３」に係る故障現象は、「浴槽循環量が少ない」ことであり、使用者は、例えば、メンテナンステキスト中に記載された警告番号「１２３」に基づき、警告番号「１２３」に係る故障原因調査箇所の一つとして、「浴槽の戻り口のフィルタの目詰まり」を検索することができる。
【００４８】
浴槽循環量ｑが許容値ｑmin 以上である場合には、追焚燃焼指示部５６は、算出された浴槽循環量ｑと既算循環量ｑo （先に算出された浴槽量）との差が、一定量ｑs を超えたかを判断し（ステップＳ１０５）、浴槽循環量ｑと既算循環量ｑo との差が一定量ｑs を超えた場合に、燃焼制御部５８に加熱量の変更を指示する（ステップＳ１０６）。また、この場合に既算循環量ｑo が浴槽循環量ｑに書き替えられる。熱発生部７１は、浴槽循環量ｑに応じた加熱量で熱交換器７２を加熱する（ステップＳ１０７）。
【００４９】
一方、浴槽循環量ｑと既算循環量ｑo との差が一定量ｑs を超えていない場合には、燃焼制御部５８に加熱量の変更を指示しないで、熱発生部７１は、そのままの加熱量で熱交換器７２を加熱し続ける（ステップＳ１０８）。また、この場合に既算循環量ｑo は書き換えられない。
追焚燃焼中（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）に、追焚燃焼が終了かを判断し（ステップＳ１０９）、追焚燃焼が終了でなければ、浴槽循環量の算出に戻り（ステップＳ１０２）、追焚燃焼が終了であれば、熱発生部７１が消火して、追焚燃焼が終了する（ステップＳ１１０）。
【００５０】
すなわち、浴槽循環量ｑが許容値ｑmin 以上にある場合において、浴槽循環量ｑが多く、追焚配管系の受熱管２１の吸熱量が多ければ、熱発生部７１が多めの加熱量で熱交換器７２を加熱しても、給湯配管系の受熱管１１が過熱することがなく、追焚時間が短縮される。反対に、浴槽循環量ｑが少なくなり、追焚配管系の受熱管２１の吸熱量が少なくなると、それに応じて、熱交換器７２の加熱量を少なくして、給湯配管系の受熱管１１が過熱しないようにしたので、追焚燃焼中、あるいは追焚燃焼直後の高温水の出湯が防止される。
【００５１】
また、浴槽循環量ｑが極めて少なくなり、許容値ｑmin より少なくなると、ＬＥＤ表示器である警告手段５３が浴槽循環量ｑが不適正である旨の警告を発するので、適正な浴槽循環量ｑに回復させることができる。
【００５２】
前記加熱量の制御については、図３のフローチャートにおいて、浴槽循環量ｑ、許容値ｑmin、既算循環量ｑo、一定量ｑs の各値に基づいて行われるものを示したが、図４のフローチャートに基づいて、前記加熱量の制御についてさらに具体的に説明する。ここで、既算循環量ｑo は、標準的な浴槽循環量（例えば、追焚配管の長さが標準的な長さ（例えば１０ｍ）で、浴槽戻り口のフィルターに目詰まり等なし）とする。通常は配管の劣化、浴槽戻り口のフィルターに目詰まり等でｑ＜ｑo となる傾向にある。また、機器本体と浴槽との位置関係で追焚配管延長が極端に長い場合はｑ＜ｑo となる。逆に、機器本体と浴槽との位置関係で追焚配管の延長が極端に短い場合はｑ＞ｑoとなる。
【００５３】
図４のステップＳ２０３において、（ｑ／ｑo ）≦０．５であるかを判断し、（ｑ／ｑo ）≦０．５でなければ、０．９≦（ｑ／ｑo ）≦１．１の範囲内であるかを判断し（ステップＳ２０５）、０．９≦（ｑ／ｑo ）≦１．１の範囲内であれば上記燃焼オンオフ切替温度は変更しない（ステップＳ２０８）。
【００５４】
０．９≦（ｑ／ｑo ）≦１．１の範囲内でなければ、以下のように、燃焼オンオフ温度を変更し（ステップＳ２０６）、変更した燃焼オンオフ温度で制御する（ステップＳ２０７）。
【００５５】
すなわち、０．８≦（ｑ／ｑo ）≦０．９のときは上記燃焼オンオフ切替温度を下げる（例えば、燃焼オン温度７３℃、燃焼オフ温度７５℃）。０．７≦（ｑ／ｑo ）≦０．８のときは上記燃焼オンオフ切替温度をさらに下げる（例えば、燃焼オン温度６８℃、燃焼オフ温度７０℃）。
【００５６】
０．６≦（ｑ／ｑo ）≦０．７のときは上記燃焼オンオフ切替温度をさらに下げる（例えば、燃焼オン温度６３℃、燃焼オフ温度６５℃）。０．５≦（ｑ／ｑo ）≦０．６のときは上記燃焼オンオフ切替温度をさらに下げる（例えば、燃焼オン温度５８℃、燃焼オフ温度６０℃）。
【００５７】
（ｑ／ｑo ）≧１．１のときは上記燃焼オンオフ切替温度を上げてもよい（例えば、燃焼オン温度８３℃、燃焼オフ温度８５℃）し、上記燃焼オンオフ切替温度を上げなくとも良い。
【００５８】
一方、ステップＳ２０３において、（ｑ／ｑo ）≦０．５であれば、警告表示するとともに、追焚燃焼を終了する（ステップＳ２０４）。このように求められた燃焼オンオフ温度にて、追焚燃焼が終了するまで、追焚燃焼が継続される（ステップＳ２０９）。なお、ステップＳ１０２において、浴槽循環量ｑの算出は、追焚開始時のみに限定しているが、浴槽循環量ｑの算出は、追焚開始時のみに特に限定されるものではない。
【００５９】
なお、前記実施の形態において、復路温度と往路温度とを個別に検出する温度センサＴＨhr，ＴＨarを示したが、これに限らず、例えば、復路温度と往路温度との温度差を直接的に検出する熱電対などの温度センサであってもよい。
【００６０】
また、浴槽循環量ｑが許容値ｑmin より少なくなると、警告手段５３が警告を発すようにしたが、復路温度ＴＨhrと往路温度ＴＨarとの温度差が、許容値ＴＨmax より高くなると、警告手段５３が警告を発すようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および２に係る発明によれば、浴槽から追焚配管系の受熱管へ向かう復路を通る水または温湯の復路温度と、追焚配管系の受熱管から浴槽へ向かう往路を通る水または温湯の往路温度との温度差に基づき、算出された浴槽の水または温湯の浴槽循環量に応じて、追焚燃焼指示部が熱発生部の加熱量を調整するようにしたので、浴槽循環量が十分であるときは、加熱量を多めにして、追焚時間の短縮化を図ることができ、一方、浴槽循環量が少なくなったときは、加熱量を少なめにして、給湯時に高温水が出湯するのを防止することができる。
【００６２】
請求項３に係る発明によれば、浴槽循環量演算部は、浴槽から前記追焚配管系の受熱管へ向かう復路を通る水または温湯の復路温度を検出する復路温度センサの検出値と、追焚配管系の受熱管から前記浴槽へ向かう往路を通る水または温湯の往路温度を検出する往路温度センサの検出値とに基づいて、浴槽の水または温湯の浴槽循環量を算出することができる。
【００６３】
請求項４に係る発明によれば、往路温度と前記復路温度との温度差、あるいは、浴槽循環量が各々の許容範囲を超えた場合に、警告する警告手段を備え、不適正な浴槽循環状態にあることを警告するようにしたので、例えば、浴槽の戻り口のフィルタの掃除やその交換を行い、適正な浴槽循環状態に回復することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る一缶二水路式ガス給湯装置の制御部ユニットの要部を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る一缶二水路式ガス給湯装置の概念図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る一缶二水路式ガス給湯装置の追焚き制御の流れ図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る一缶二水路式ガス給湯装置の追焚き制御の流れ図の具体例である。
【符号の説明】
ＴＨhr，ＴＨar…温度センサ
ＦＬ１，ＦＬ２…フローセンサ
１０…給湯配管系
１１…受熱管
１７…逆止弁
１８…過圧逃がし弁（ブローバルブ）
２０…追焚配管系
２１…受熱管
５０…制御ユニット（追焚き制御部）
５２…警告指示部
５３…警告手段（ＬＥＤ表示器）
５４…浴槽循環量演算部
５６…追焚燃焼指示部
５８…燃焼制御部
６０…リモートコントローラ
７１…熱発生部
７２…熱交換部
７４…主電磁開閉弁
７５…電磁比例弁
Claims (5)
- 給湯配管系と追焚配管系とに共通して用いられ、給湯配管系の受熱管と追焚配管系の受熱管とが設けられた熱交換部と、この熱交換部を加熱する熱発生部と、前記追焚配管系に接続された浴槽の水または温湯を循環させて追焚きするようにした一缶二水路式給湯装置において、
追焚運転モードになると、前記熱発生部が前記熱交換部を加熱して追焚燃焼を行う燃焼制御部と、
前記浴槽から前記追焚配管系の受熱管へ向かう復路を通る水または温湯の復路温度と前記追焚配管系の受熱管から前記浴槽へ向かう往路を通る水または温湯の往路温度との温度差および前記熱発生部の加熱量に基づき、前記浴槽の水または温湯の浴槽循環量を算出する浴槽循環量演算部と、
前記浴槽循環量に応じて、前記熱発生部の加熱量を調整するよう前記燃焼制御部に指示する追焚燃焼指示部とを有することを特徴とする一缶二水路式給湯装置。 - 給湯配管系と追焚配管系とに共通して用いられ、給湯配管系の受熱管と追焚配管系の受熱管とが設けられた熱交換部と、この熱交換部を加熱する熱発生部と、前記追焚配管系に接続された浴槽の水または温湯を循環させて追焚きするようにした一缶二水路式給湯装置の制御方法において、
燃焼制御部が前記熱発生部に点火して追焚燃焼を行っているときに、前記浴槽から前記追焚配管系の受熱管へ向かう復路を通る水または温湯の復路温度と前記追焚配管系の受熱管から前記浴槽へ向かう往路を通る水または温湯の往路温度との温度差および前記熱発生部の加熱量に基づき、浴槽循環量演算部が前記浴槽の水または温湯の浴槽循環量を算出し、追焚燃焼指示部が、前記浴槽循環量に応じて、前記熱発生部の加熱量を調整するよう前記燃焼制御部に指示することを特徴とする一缶二水路式給湯装置の制御方法。 - 給湯配管系と追焚配管系とに共通して用いられ、給湯配管系の受熱管と追焚配管系の受熱管とが設けられた熱交換部と、この熱交換部を加熱する熱発生部と、前記追焚配管系に接続された浴槽の水または温湯を循環させて追焚きするようにした一缶二水路式給湯装置において、
追焚運転モードになると、前記熱発生部が前記熱交換部を加熱して追焚燃焼を行う燃焼制御部と、
前記浴槽から前記追焚配管系の受熱管へ向かう復路を通る水または温湯の復路温度を検出可能な復路温度センサと、
前記追焚配管系の受熱管から前記浴槽へ向かう往路を通る水または温湯の往路温度を検出可能な往路温度センサと、
前記往路温度と前記復路温度との温度差および前記熱発生部の加熱量に基づき、前記浴槽の水または温湯の浴槽循環量を算出する浴槽循環量演算部と、
前記浴槽循環量に応じて、前記熱発生部の加熱量を調整するよう前記燃焼制御部に指示する追焚燃焼指示部とを有することを特徴とする一缶二水路式給湯装置。 - 前記往路温度と前記復路温度との温度差、あるいは、前記浴槽循環量が各々の許容範囲を超えた場合に、警告する警告手段を備えたことを特徴とする請求項１または３記載の一缶二水路式給湯装置。
- 前記浴槽循環量は、前記浴槽循環量をｑ、効率をη、前記加熱量をＱ in 、前記往路温度をＴＨ ar 、前記復路温度をＴＨ hr として次式
ｑ＝ηＱ in ／（ＴＨ ar −ＴＨ hr ）
によって求められるものであることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の一缶二水路式給湯装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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- 1997-09-26 JP JP26225997A patent/JP3872875B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH1194353A (ja) | 1999-04-09 |
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