JP3990845B2 - 給湯器 - Google Patents
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Description
【発明の技術分野】
本発明は給湯器に係り、特に給水路から供給された水をバーナの燃焼熱により加熱して出湯路に送り出す熱交換器と、熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路とを備えたバイパスミキシング方式の給湯器に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の給湯器では、熱交換器側に供給される水と、バイパス路を流れる水の比であるバイパス比は、バイパス路の寸法あるいはバイパス路に設けた調整手段により決められるようになっている。この場合、バイパス比が固定であると、給湯器の出湯温度の制御目標となる設定温度が所定の高温設定温度(例えば60℃)より高く設定された場合には、熱交換器側で沸騰が生じたときに適正に対処できず、湯のスムーズな流通が妨げられる等の問題があった。また、設定温度が所定の低温設定温度(例えば46℃)より低く設定された場合には、熱交換器にドレンが付着し熱交換器が腐食し易くなるというような不都合に適正に対処することができなかった。このような不具合に対処するため、従来の給湯器では、バイパス比の調整手段として、バイパス路に電磁弁や水モータ等のアクチュエータを設け、このアクチュエータを制御装置により設定温度に応じて駆動することによりバイパス比を適宜調節し、熱交換器での湯の沸騰やドレンの発生を防止するようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記給湯器は、アクチュエータ及びこれを制御するための制御装置を設ける必要があるため、構造が複雑になり、コストが上昇するという問題がある。
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、簡易な構成により熱交換器出口側の湯の沸騰及び熱交換器でのドレンの発生を安価に防止できる給湯器を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために上記請求項1に係る発明の構成上の特徴は、給水路から供給された水をバーナの燃焼熱により加熱して出湯路に送り出す熱交換器と、 熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、出湯路の熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、バイパス路の下流側における出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、設定温度が所定の高温設定温度より高い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴温度の制御目標である内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ低くなるように設定し、一方出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ高くしかつ熱交換器の加熱により湯が沸騰しないように規定された沸騰防止温度以下に設定し、内胴温度を内胴制御温度になるようにバーナの燃焼を制御することにより出湯温度を設定温度になるように制御する高温燃焼制御手段とを備えたことにある。
【0005】
上記のように請求項1に係る発明を構成したことにより、設定温度が高温設定温度より高い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ低くなるように設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度になるように速やかに下げることができる。また、出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ高くしかつ沸騰防止温度以下に設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度になるように上げることができる。
【0006】
また、上記請求項2に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項1に記載の給湯器において、高温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、高温調節温度は、設定温度と出湯温度の差に比例する比例項と、出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことにある。
上記のように請求項2に係る発明を構成したことにより、所定時間毎に更新される高温調節温度により内胴制御温度が適正に変更され、これに応じて出湯温度を設定温度にスムーズにかつ速やかに戻すことができる。
【0007】
また、上記請求項3に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項1または請求項2に記載の給湯器において、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴温度の制御目標である内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつ熱交換器でドレンが発生しないように規定されたドレン防止温度以上に設定し、一方出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高くなるように設定し、内胴温度を設定された内胴制御温度になるようにバーナの燃焼を制御することにより出湯温度を設定温度になるように制御する低温燃焼制御手段を備えたことにある。
【0008】
上記のように請求項3に係る発明を構成したことにより、設定温度が低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつドレン防止温度以上に設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に速やかに戻すことができる。また、出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高く設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に上げることができる。
【0009】
また、上記請求項4に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項3に記載の給湯器において、低温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、低温調節温度は、設定温度と出湯温度の差に比例する比例項と、出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことことにある。
上記のように請求項4に係る発明を構成したことにより、所定時間毎に更新される低温調節温度により内胴制御温度が適正に変更され、これに応じて出湯温度を設定温度になるようにスムーズにかつ速やかに戻すことができる。
【0010】
また、上記請求項5に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項1または請求項2に記載の給湯器において、給水路及び出湯路を流通する水の流量を検出する流量検出手段と、出湯温度を設定温度になるようにバーナの燃焼を制御する燃焼制御手段と、内胴温度がドレン防止温度になるようにバーナの燃焼を制御する第2低温燃焼制御手段と、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、流量検出手段による流量検出結果が継続して規定範囲内にあり、かつ内胴温度が継続してドレン防止温度より低い状態のとき、バーナの燃焼の制御を燃焼制御手段から第2低温燃焼制御手段に切り替える制御切替手段と、第2低温燃焼制御手段の制御下において、バーナの燃焼が停止されたとき、または設定温度がより高い温度に変更されたとき、バーナの燃焼の制御を第2低温燃焼制御手段から燃焼制御手段に戻す制御戻し手段とを備えたことにある。
上記のように請求項5に係る発明を構成したことにより、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、水の流通状態が安定しているときは、内胴温度をドレン防止温度になるように制御することにより、出湯温の急激な上昇を避けることができる。
【0011】
また、上記請求項6に係る発明の構成上の特徴は、給水路から供給された水をバーナの燃焼熱により加熱して出湯路に送り出す熱交換器と、熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、出湯路の熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、バイパス路の下流側における出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴温度の制御目標である内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつ熱交換器でドレンが発生しないように規定されたドレン防止温度以上に設定し、一方出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高くなるように設定し、内胴温度を内胴制御温度になるようにバーナの燃焼を制御することにより出湯温度を設定温度になるように制御する低温燃焼制御手段とを備えたことにある。
【0012】
上記のように請求項6に係る発明を構成したことにより、設定温度が低温設定温度より低い場合において、出湯温度が設定温度より高いときは、内胴制御温度を出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつドレン防止温度以上に設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に速やかに戻すことができる。また、出湯温度が設定温度より低いときは、内胴制御温度を低温調節温度だけ高く設定してバーナの燃焼が制御されるため、出湯温度を設定温度に上げることができる。
【0013】
また、上記請求項7に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項6に記載の給湯器において、低温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、低温調節温度は、設定温度と出湯温度の差に比例する比例項と、出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことにある。
上記のように請求項7に係る発明を構成したことにより、所定時間毎に更新される低温調節温度により内胴制御温度が適正に変更され、これに応じて出湯温度を設定温度にスムーズにかつ速やかに戻すことができる。
【0014】
また、上記請求項8に係る発明の構成上の特徴は、給水路から供給された水をバーナの燃焼熱により加熱して出湯路に送り出す熱交換器と、熱交換器をバイパスして給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、出湯路の熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、バイパス路の下流側における出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、給水路及び出湯路を流通する水の流量を検出する流量検出手段と、出湯温度を設定温度になるようにバーナの燃焼を制御する燃焼制御手段と、内胴温度がドレン防止温度になるようにバーナの燃焼を制御する第2低温燃焼制御手段と、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、流量検出手段による流量検出結果が継続して規定範囲内にあり、かつ内胴温度が継続してドレン防止温度より低い状態のとき、バーナの燃焼の制御を燃焼制御手段から第2低温燃焼制御手段に切り替える制御切替手段と、第2低温燃焼制御手段の制御下において、バーナの燃焼が停止されたとき、または設定温度がより高い温度に変更されたとき、バーナの燃焼の制御を第2低温燃焼制御手段から燃焼制御手段に戻す制御戻し手段とを備えたことにある。
上記のように請求項8に係る発明を構成したことにより、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、水の流通状態が安定しているときは、内胴温度をドレン防止温度になるように制御することにより、出湯温度の急激な上昇を避けることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明すると、図1は、同実施形態に係る給湯器の概略構成を模式図により示したものである。
給湯器は、給水路10と出湯路20とが接続される熱交換器30と、熱交換器30を流れる水を加熱するためのバーナ40と、熱交換器30をバイパスして給水路10と出湯路20とを連通するバイパス路50と、バーナ40による燃焼の制御を行うコントローラ60とを備えている。
【0016】
給水路10は、バイパス路50が分岐する分岐部Mより上流側に、入水温度を検出する入水温センサ11と、入水流量の最大値を制限する水ガバナ12と、入水流量を検出する流量センサ13とを設けている。また、出湯路20は、バイパス路50が合流する合流部Nより上流側に、熱交換器30の出口側での湯温を検出する内胴温センサ21が設けられている。出湯路20の合流部Nの下流側には、出湯路20の湯とバイパス路50の水が混合された後の出湯温度を検出する出湯温センサ22が設けられている。また、バーナ40にガスを供給するガス供給路70には、流路を開閉するメイン電磁弁71と元電磁弁72、及びガス供給量を調節する比例弁73とが設けられている。
【0017】
コントローラ60は、CPU、ROM、RAM、I/O等を備えたマイクロコンピュータ等により構成されており、図2〜図7に示すフローチャートに対応した「出湯温制御プログラム」を実行するものである。コントローラ60の入力側には、上記入水温センサ11、流量センサ13、内胴温センサ21及び出湯温センサ22が接続されている。コントローラ60の出力側には、上記メイン電磁弁71、元電磁弁72、及び比例弁73が接続されている。
【0018】
そして、コントローラ60には、出湯温度Toの目標値である設定温度Tsの設定等の外部操作を行うための操作スイッチ類と設定温度等を表示するための表示部とを備えたリモコン61が接続されている。リモコン61においては、例えば、38〜46℃,48℃,50℃,55℃,60℃,65℃の温度範囲で設定温度Tsを設定することが可能になっている。本実施形態では、46℃は、熱交換器30にドレンが付着するのを防止できる低温設定温度TLSになっており、また、60℃は、熱交換器30での水の沸騰を防止できる高温設定温度THSになっている。本実施形態では、設定温度Ts≧高温設定温度THSの場合を高温設定制御、設定温度Ts≦低温設定温度TLSの場合を低温設定制御、高温設定温度THS>設定温度Ts>低温設定温度TLSの場合を通常温設定制御とする。
【0019】
コントローラ60は、リモコン61で設定された設定温度Tsと入水温センサ11の検出温度TIと流量センサ13の検出流量Qとに基づいて出湯温度Toを設定温度Tsにするために必要な熱量を演算制御するフィードフォワード制御と、出湯温センサ22の検出温度Toと設定温度Tsとの偏差等に基づいてフィードフォワード制御を補正するフィードバック制御とを行うことにより、比例弁73の開度を調節してバーナ40の燃焼量を制御する出湯温制御を行うものである。
【0020】
次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。
1.高温設定制御の場合(Ts=60℃あるいは65℃≧THS)
給湯器のリモコン61のスイッチをオンすることにより、コントローラ60は、「出湯温制御プログラム」の実行を図2に示すステップ70にて開始し、制御実行回数nを「0」にする等、各種変数の初期設定が行われ、さらに高温設定温度THS及び低温設定温度TLSが読み出される(ステップ71,72)。つぎに、給水路10への入水の有無が判定され、給湯栓(図示しない)を開放することにより給水路10 内に入水が開始されると、流量センサ13が検知し、これに応じて、コントローラ60はステップ73にて「YES」との判定の基にプログラムをステップ74に移行させ、リモコン61からの設定温度Tsを読み込み、さらに設定温度Tsが、高温設定温度THSより高いか否か及び低温設定温度TLSより低いか否かを判定する(ステップ75,76)。設定温度Tsは高温設定温度THSより高いので、ステップ75にて「YES」との判定の基にプログラムはステップ80に移され、「高温設定ルーチン」が実行される。
【0021】
「高温設定ルーチン」では、図3に示すように、入水温TI及び出湯温Toが読み込まれ、さらに流量センサ13により流水量Qが読み込まれ、これらのデータに基づいてバーナ40へのガス供給量を制御するフィードフォワード制御が行われる(ステップ81〜84)。さらに、制御実行回数n=0か否かが判定され、ここではn=0なので、「YES」との判定の基にプログラムはステップ86に移され、前回の出湯温度To′が現在の出湯温度Toに等しくされ、さらに前回の高温調節温度ΔThn−1の初期値ΔTh0が「0」にされる(ステップ85〜87)。制御の実行は、所定時間間隔例えば1秒間隔で行われる。続いて、下記数1に示す高温調節温度ΔThnが読み出され、かつ演算され(ステップ88,89)る。
【0022】
【数1】
ΔThn=Kfp×(Ts−To)+Kfd×(To′−To)
+ΔThn−1
【0023】
ここで、Kfpは比例項を示す所定の定数であり、Kfdは微分項を示す予め定められた定数である。
さらに、下記数2に示すように、内胴制御温度TNDSが沸騰防止温度TFと上記高温調節温度ΔThnの和になるように演算される(ステップ90)。
【0024】
【数2】
TNDS=TF+ΔThn、 TNDS≦TF
【0025】
TFは、沸騰防止温度であり、これより低い温度では熱交換器30での湯の沸騰を防止できることを示すもので、コントローラ60内のROMに記憶されている。
【0026】
その後、内胴温度TNDが読み込まれ、内胴温度TNDが内胴制御温度TNDSに等しくなるようにフィードバック制御が行われ、速やかに出湯温度Toが設定温度TSに等しくなるようにされる。(ステップ91,92)。さらに、制御実行回数nが「1」だけプラスされてn=1にされ、現在の出湯温度Toが前回の出湯温度To′に更新される(ステップ93,94)。設定温度Tsが変更されずかつ出湯が停止されない限りは(ステップ95,96)、プログラムはステップ81に戻され、以下同様に「高温設定制御」が繰り返し実行される。そして、「高温制御ルーチン」の実行中に、設定温度Tsが変更されると、プログラムはステップ97に移され、メインルーチンに戻される。メインルーチンでは、図2に示すように、出湯停止にされない限り、プログラムはステップ74に戻され新たな出湯温制御が行われる(ステップ77)。また、出湯が停止されると、プログラムはメインルーチンのステップ78に移され、その実行が終了する。
【0027】
以上に説明したように、本実施形態においては、給湯器の設定温度Tsが高温設定温度THSより高い高温設定制御の場合、出湯温度Toと設定温度Tsにより高温調節温度ΔThnを求め、かつ内胴温度TNDが沸騰防止温度TF以下になるように内胴制御温度TNDSを設定してバーナ40の燃焼が制御されるため、沸騰しない温度で速やかに制御することができる。
【0028】
その結果、バイパス路50にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を設ける必要がないため、安価に出湯温度Toが設定温度Tsになるようにコントロールすることができる。
【0029】
2.低温設定制御の場合(Ts=46℃以下≦TLS)
制御開始時から、あるいは「出湯温制御プログラム」の実行中での設定変更により、設定温度がTsが低温設定温度TLSより低い場合、リモコン61からの設定温度Tsが読み込まれると、ステップ75にて「NO」、ステップ76にて「YES」との判定の基にプログラムは図5に示すステップ100に移され、「低温設定ルーチン」が実行される。
【0030】
「低温設定ルーチン」では、図5に示すように、入水温TI及び出湯温Toが読み込まれ、さらに流量センサ13により流水量Qが読み込まれ、これらのデータに基づいてバーナ40へのガス供給量を制御するフィードフォワード制御が行われる(ステップ101〜104)。さらに、制御実行回数n=0か否かが判定され、ここではn=0なので、「YES」との判定の基にプログラムはステップ106に移され、前回の出湯温度To′が現在の出湯温度Toに等しくされ、さらに前回の低温調節温度ΔTln−1の初期値ΔTloが「0」にされる(ステップ105〜107)。制御の実行は、所定時間間隔例えば1秒間隔で行われる。続いて、下記数3に示す低温調節温度ΔTlnが読み出され、かつ演算される(ステップ108,109)。
【0031】
【数3】
ΔTln=Kdp×(Ts−To)+Kdd×(To′−To)
+ΔTln−1
【0032】
ここで、Kdpは比例項を示す所定の定数であり、Kddは微分項を示す予め定められた定数である。
【0033】
さらに、下記数4に示すように、内胴制御温度TNDSがドレン防止温度TDと上記低温調節温度ΔTlnの和になるように演算される(ステップ110)。
【0034】
【数4】
TNDS=TD+ΔTln、 TNDS≧TD
【0035】
TDは、ドレン防止温度であり、この温度より高いと熱交換器30においてドレンの発生を防止できることを示すもので、コントローラ60内のROMに記憶されている。
【0036】
つぎに、内胴温度TNDが読み込まれ、内胴温度TNDが内胴制御温度TNDSに等しくなるようにフィードバック制御が行われる(ステップ111,112)。このフィードバック制御により、速やかに出湯温度Toが設定温度Tsに等しくなるようにされる。さらに、制御実行回数nが「1」だけプラスされてn=1にされ、現在の出湯温度Toが前回の出湯温度To′に更新される(ステップ113,114)。設定温度Tsが変更されずかつ出湯が停止されない限りは(ステップ115,116)、プログラムはステップ101に戻され、以下同様に「低温設定制御」が繰り返し実行される。なお、「低温設定制御」中に、出湯が停止されると、ステップ116にて「YES」との判定の基にプログラムはメインルーチンのステップ78に移され、その実行が終了する。
【0037】
以上に説明したように、設定温度Tsが低温設定温度TLSより低い低温設定制御の場合、内胴制御温度TNDSをドレン防止温度TD以上でかつ低温調節温度ΔTlnにより設定してバーナ40の燃焼が制御されるため、ドレンが発生しない温度で速やかに制御することができる。
その結果、バイパス路50にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を設ける必要がないため、安価に出湯温度Toが設定温度Tsになるようにコントロールすることができる。
【0038】
3.通常温制御の場合(TLS<Ts<THS)
リモコン61からの設定温度Tsが通常温度例えば55℃のときは、ステップ75,76でいずれも「NO」との判定の基にプログラムはステップ120に移され、「通常温ルーチン」が実行される。
【0039】
「通常温度ルーチン」では、図7に示すように、入水温TI及び出湯温Toが読み込まれ、さらに流量センサ13により流水量Qが読み込まれ、これらのデータに基づいてバーナ40へのガス供給量を制御するフィードフォワード制御が行われる(ステップ121〜124)。さらに、出湯温度Toが設定温度Tsに等しくなるようにフィードバック制御が行われ(ステップ125)、設定温度Tsが変更されず出湯が停止されない限り(ステップ126,127)、プログラムはステップ121に戻され、以下同様に「通常温設定ルーチン」が繰り返し実行される。なお、「通常温設定制御」中に、出湯が停止されると、ステップ127にて「YES」との判定の基にプログラムはメインルーチンのステップ78に移され、その実行が終了する。また、設定温度Tsが変更されたときは、プログラムはステップ128に移され、メインルーチンに戻される。
【0040】
つぎに、上記「低温設定制御」の変形例について図面により説明する。
変形例においては、水の流量が一定時間以上継続して安定しており(例えば、流量±1l/minが15秒以上継続)、かつ内胴温度TNDがドレン防止温度TDより低い状態が所定時間継続している(例えば1分以上)ような場合に、内胴温度TNDをドレン防止温度TDになるように制御しようとするものである。すなわち、ドレン防止温度TDは、直接人が触れることができる温度であるため、内胴温度TNDで制御することにより、出湯温度が高くなり過ぎないようにするものである。変形例においては、低温制御ルーチンの一部が図8に示すように変更されるものであり、その他は上記「低温設定制御」の場合と同様である。
【0041】
以上のように構成した変形例においては、フィードフォワード制御が開始された後、内胴温度TNDが読み込まれる(ステップ131)。15秒間流量Qが一定範囲であり、さらに1分間内胴温度TNDがドレン防止温度TD以下であるという2つの条件が満たされない場合は(ステップ132,133)、プログラムは図5に示すステップ105に移され、ステップ105以下の処理が上記したように行われる。
【0042】
15秒間流量Qが一定範囲であり、さらに1分間内胴温度TNDがドレン防止温度TD以下であるという条件が満たされた場合は、内胴温度TNDをドレン防止温度TDにするようにフィードバック制御が行われる(ステップ134)。フィードバック制御は、設定温度Tsがより高くなるように変更されるか(ステップ135)、あるいは出湯が停止され燃焼が停止されるまで行われる(ステップ136)。このように、内胴温度TNDがドレン防止温度TDになるように制御することにより、湯温が高くなりすぎることがなく、人が湯に触れても問題になることはない。なお、設定温度Tsが高くなるように変更されるとプログラムはステップ105に移され、上記「低温設定制御」が行われ、また出湯が停止され燃焼が停止されると、プログラムはメインルーチンのステップ78に移され、プログラムの実行が終了される。
【0043】
なお、上記実施形態においては、高温調節温度ΔThn、低音調節温度ΔTlnを比例制御及び微分制御を合わせて行っているが、いずれか一方であってもよく、さらに別の設定方法により行うこともできる。
また、上記実施形態に示したものは一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更して実施することができる。
【0044】
【発明の効果】
上記請求項1の発明によれば、設定温度が高温設定温度より高い場合において、出湯温度の高低により内胴制御温度が適正に設定されており、この内胴制御温度に内胴温度を合わせるようにバーナの燃焼を制御すればよいので、バイパス路にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を用いる必要がなく、安価に出湯温度を設定温度になるようにコントロールすることができる。また、高温調節温度を所定時間毎に適正に変更することにより、出湯温度と設定温度が異なる場合の湯温度をスムーズに制御することができる(請求項2の発明の効果)。
【0045】
また、設定温度が低温設定温度より低い場合においても、出湯温度の高低により内胴制御温度が適正に設定されており、この内胴制御温度に内胴温度を合わせるようにバーナの燃焼を制御すればよいので、バイパス路にバイパス比を可変にするためのアクチュエータ等を用いる必要がなく、安価に出湯温度を設定温度になるようにコントロールすることができる(請求項3,6の発明の効果)。また、低温調節温度を所定時間毎に適正に変更することにより、出湯温度が設定温度と異なる場合の湯温度をスムーズに制御することができる(請求項4,7の発明の効果)。また、設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、水の流通状態が安定している状態では、内胴温度がドレン防止温度になるように制御することにより、出湯温度が高過ぎることがなく、人が湯に触れても問題にならない(請求項5,8の発明の効果)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る給湯器を概略的に示す模式図である。
【図2】図1に示すコントローラにより実行される「出湯温制御プログラムI」のフローチャートである。
【図3】図2の「出湯温制御プログラム」中の「高温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図4】図2の「出湯温制御プログラム」中の「高温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図5】図2の「出湯温制御プログラム」中の「低温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図6】図2の「出湯温制御プログラム」中の「低温設定ルーチン」のフローチャートの一部である。
【図7】図2の「出湯温制御プログラム」中の「通常温設定ルーチン」のフローチャートである。
【図8】変形例においてコントローラにより実行される「低温設定ルーチン」のフローチャートの変更部分である。
【符号の説明】
10…給水路、11…入水温センサ、13…流量センサ、20…出湯路、21…内胴温センサ、22…出湯温センサ、30…熱交換器、40…バーナ、50…バイパス路、60…コントローラ、61…リモコン、70…ガス供給路、73…比例弁。
Claims (8)
- 給水路から供給された水をバーナの燃焼熱により加熱して出湯路に送り出す熱交換器と、
該熱交換器をバイパスして前記給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、
前記出湯路の前記熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、
前記バイパス路の下流側における前記出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、
前記出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、
前記設定温度が所定の高温設定温度より高い場合において、前記出湯温度が該設定温度より高いときは、前記内胴温度の制御目標である内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ低くなるように設定し、一方前記出湯温度が設定温度より低いときは、前記内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる高温調節温度だけ高くし、かつ前記熱交換器の加熱により湯が沸騰しないように規定された沸騰防止温度以下に設定し、前記内胴温度を前記内胴制御温度になるように前記バーナの燃焼を制御することにより前記出湯温度を前記設定温度になるように制御する高温燃焼制御手段と
を備えたことを特徴とする給湯器。 - 前記高温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、該高温調節温度は、前記設定温度と前記出湯温度の差に比例する比例項と、該出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことを特徴とする前記請求項1に記載の給湯器。
- 前記設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、前記出湯温度が該設定温度より高いときは、前記内胴温度の制御目標である内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつ前記熱交換器でドレンが発生しないように規定されたドレン防止温度以上に設定し、一方前記出湯温度が前記設定温度より低いときは、前記内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高くなるように設定し、前記内胴温度を設定された該内胴制御温度になるように前記バーナの燃焼を制御することにより前記出湯温度を前記設定温度になるように制御する低温燃焼制御手段と
を備えたことを特徴とする前記請求項1または請求項2に記載の給湯器。 - 前記低温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、該低温調節温度は、前記設定温度と前記出湯温度の差に比例する比例項と、該出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことを特徴とする前記請求項3に記載の給湯器。
- 前記給水路及び出湯路を流通する水の流量を検出する流量検出手段と、
前記出湯温度を前記設定温度になるように前記バーナの燃焼を制御する燃焼制御手段と、
前記内胴温度が前記ドレン防止温度になるように前記バーナの燃焼を制御する第2低温燃焼制御手段と、
前記設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、前記流量検出手段による流量検出結果が継続して規定範囲内にあり、かつ前記内胴温度が継続して前記ドレン防止温度より低い状態のとき、前記バーナの燃焼の制御を前記燃焼制御手段から前記第2低温燃焼制御手段に切り替える制御切替手段と、
前記第2低温燃焼制御手段の制御下において、前記バーナの燃焼が停止されたとき、または前記設定温度がより高い温度に変更されたとき、前記バーナの燃焼の制御を前記第2低温燃焼制御手段から前記燃焼制御手段に戻す制御戻し手段とを備えたことを特徴とする前記請求項1または請求項2に記載の給湯器。 - 給水路から供給された水をバーナの燃焼熱により加熱して出湯路に送り出す熱交換器と、
該熱交換器をバイパスして前記給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、
前記出湯路の前記熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、
前記バイパス路の下流側における前記出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、
前記出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、
前記設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、前記出湯温度が該設定温度より高いときは、前記内胴温度の制御目標である内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ低くし、かつ前記熱交換器でドレンが発生しないように規定されたドレン防止温度以上に設定し、一方前記出湯温度が前記設定温度より低いときは、前記内胴制御温度を該出湯温度と設定温度に応じて求められる低温調節温度だけ高くなるように設定し、前記内胴温度を該内胴制御温度になるように前記バーナの燃焼を制御することにより前記出湯温度を前記設定温度になるように制御する低温燃焼制御手段と
を備えたことを特徴とする給湯器。 - 前記低温調節温度を所定時間毎に変更するものとし、該低温調節温度は、前記設定温度と前記出湯温度の差に比例する比例項と、該出湯温度の前回の検出値と現在の検出値との差に比例する微分項との和により規定されたことを特徴とする前記請求項6に記載の給湯器。
- 給水路から供給された水をバーナの燃焼熱により加熱して出湯路に送り出す熱交換器と、
該熱交換器をバイパスして前記給水路と出湯路とを連通するバイパス路と、
前記出湯路の前記熱交換器の出口側における湯温度である内胴温度を検出する内胴温度検出手段と、
前記バイパス路の下流側における前記出湯路の出湯温度を検出する出湯温度検出手段と、
前記出湯温度の目標値である設定温度を入力する温度設定手段と、
前記給水路及び出湯路を流通する水の流量を検出する流量検出手段と、
前記出湯温度を前記設定温度になるように前記バーナの燃焼を制御する燃焼制御手段と、
前記内胴温度が前記ドレン防止温度になるように前記バーナの燃焼を制御する第2低温燃焼制御手段と、
前記設定温度が所定の低温設定温度より低い場合において、前記流量検出手段による流量検出結果が継続して規定範囲内にあり、かつ前記内胴温度が継続して前記ドレン防止温度より低い状態のとき、前記バーナの燃焼の制御を前記燃焼制御手段から前記第2低温燃焼制御手段に切り替える制御切替手段と、
前記第2低温燃焼制御手段の制御下において、前記バーナの燃焼が停止されたとき、または前記設定温度がより高い温度に変更されたとき、前記バーナの燃焼の制御を前記第2低温燃焼制御手段から前記燃焼制御手段に戻す制御戻し手段とを備えたことを特徴とする給湯器。
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