JP3848762B2 - 給湯器およびその通水検知方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、通水の無い状態でバーナーを燃焼させて熱交換器内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の給湯器は、通水があるか否かを給水流路に設けた流量センサーによって検知していた。
【0003】
【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、通水の有無を流量センサーによって検知していたので、その分、装置の構造が複雑になるとともに価格が高騰するという問題点があった。
【0004】
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、通水の有無を検知するための流量センサーを無くし、装置構造の簡略化と価格の低減を図ることのできる給湯器およびその通水検知方法を提供することを目的としている。
【0005】
【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]通水の無い状態でバーナー(12)を燃焼させて熱交換器(11)内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器(11)内の湯温を検知する温度検知手段(26)と、通水の有無を判別する通水判別手段(63)と、前記通水判別手段(63)が通水の無いことを検知している間前記バーナー(12)を燃焼させて前記熱交換器(11)内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段(61)と、前記通水判別手段(63)が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナー(12)を燃焼させる通常燃焼制御手段(62)とを備え、
前記通水判別手段(63)は、前記温度検知手段(26)の検知する熱交換器(11)内の湯温が前記所定温度範囲の下限値よりも低い通水開始基準温度以下に低下したとき、通水が開始したものと判別することを特徴とする給湯器。
【0006】
[2]通水の無い状態でバーナー(12)を燃焼させて熱交換器(11)内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器(11)内の湯温を検知する温度検知手段(26)と、通水の有無を判別する通水判別手段(63)と、前記通水判別手段(63)が通水の無いことを検知している間前記バーナー(12)を燃焼させて前記熱交換器(11)内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段(61)と、前記通水判別手段(63)が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナー(12)を燃焼させる通常燃焼制御手段(62)とを備え、
前記通水判別手段(63)は、前記温度検知手段(26)の検知する熱交換器(11)内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で低下したとき、通水が開始したものと判別することを特徴とする給湯器。
【0007】
[3]通水の無い状態でバーナー(12)を燃焼させて熱交換器(11)内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器(11)内の湯温を検知する温度検知手段(26)と、通水の有無を判別する通水判別手段(63)と、前記通水判別手段(63)が通水の無いことを検知している間前記バーナー(12)を燃焼させて前記熱交換器(11)内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段(61)と、前記通水判別手段(63)が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナー(12)を燃焼させる通常燃焼制御手段(62)とを備え、
前記通水判別手段(63)は、前記温度検知手段(26)の検知する熱交換器(11)内の湯温が予め定めた通水停止基準温度以上に上昇したとき、通水が停止したものと判定することを特徴とする給湯器。
【0008】
[4]前記通水停止基準温度は、前記所定温度範囲の下限温度よりも低い温度であることを特徴とする[3]記載の給湯器。
【0009】
[5]通水の無い状態でバーナー(12)を燃焼させて熱交換器(11)内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器(11)内の湯温を検知する温度検知手段(26)と、通水の有無を判別する通水判別手段(63)と、前記通水判別手段(63)が通水の無いことを検知している間前記バーナー(12)を燃焼させて前記熱交換器(11)内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段(61)と、前記通水判別手段(63)が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナー(12)を燃焼させる通常燃焼制御手段(62)とを備え、
前記通水判別手段(63)は、前記温度検知手段(26)の検知する熱交換器(11)内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で上昇したとき、通水が停止したものと判別することを特徴とする給湯器。
【0010】
[6]前記熱交換器(11)の出側における水温を検知する出湯温度検知手段(27)を備え、前記保温制御手段(61)は、前記バーナー(12)を所定の燃焼量で間欠的に燃焼させる固定制御モードにより前記バーナー(12)の燃焼制御を行い、前記通常燃焼制御手段(62)は、前記出湯温度検知手段(27)の検知する温度をフィードバックさせて出湯温度が設定温度と一致するように前記バーナー(12)の燃焼量を調整するフィードバック制御モードにより前記バーナー(12)の燃焼制御を行うことを特徴とする[1]、[2]、[3]、[4]または[5]記載の給湯器。
【0011】
[7]前記フィードバック制御モードで前記バーナー(12)の燃焼制御を行っている間、前記バーナー(12)が燃焼中である旨の表示を行うことを特徴とする[6]記載の給湯器。
【0012】
[8]給水が前記熱交換器(11)の入側から出側に至るまでに通る流路のうち通水のある状態で水温が所定の基準温度以上に上昇しない前記入側寄りの箇所に前記温度検知手段(26)を配置したことを特徴とする[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]または[7]記載の給湯器。
【0013】
[9]通水の無い状態でバーナー(12)を燃焼させて熱交換器(11)内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器に適用され、通水があるか否かを検知する通水検知方法において、
前記熱交換器(11)内の湯温の低下を基にして通水の開始を検知し、前記熱交換器(11)内の湯温の上昇を基にして通水の停止を検知することを特徴とする通水検知方法。
【0014】
前記本発明は次のように作用する。
保温制御手段(61)は、通水の無いことが検知されている間、バーナー(12)を燃焼させて熱交換器(11)内の湯を所定温度範囲内に保温する。通常燃焼制御手段(62)は、通水のあることが検知されている間、設定温度の湯が出湯されるようにバーナー(12)の燃焼制御を行う。
【0015】
温度検知手段(26)は、熱交換器(11)内の湯温を検知し、通水判別手段(63)は温度検知手段(26)の検知する熱交換器(11)内の湯温が、通水の無い状態において熱交換器(11)内の湯が保温される所定温度範囲の下限値よりも低い通水開始基準温度以下に低下したとき、通水が開始したものと判別する。
【0016】
熱交換器(11)内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温している状態では、バーナー(12)から受ける熱量は保温機能を充足する程度の少量なので、通水が開始されると、熱交換器(11)内の湯温は一気に低下する。したがって、熱交換器(11)内の湯温が保温の下限温度よりも低い通水開始基準温度を下回ったことをもって通水を検知することができる。
【0017】
また、通水判別手段(63)は、温度検知手段(26)の検知する熱交換器(11)内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で低下したとき、通水が開始したものと判別する。
【0018】
通水の無い保温状態において、熱交換器(11)内の湯温は所定温度範囲内において変動するが、その変化は緩やかである。これに対して、通水が開始されると熱交換器(11)内の湯温は一気に低下する。
【0019】
そこで、熱交換器(11)内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で低下したことをもって、通水の開始を検知することができる。なお、湯温の変化率で検知する場合は、熱交換器(11)内の湯温が通水開始基準温度以下に低下したことを基準にする場合よりも、短時間のうちに通水の開始を検知することができる。なお、上述の下限値または変化率は、給水温度および保温温度によって左右されやすいため、たとえば、給水温度を前回の燃焼時に入水サーミスタ(24)で測定しておき、これに基づいて基準となる下限値や変化率を定めるようにするとよい。
【0020】
また、通水判別手段(63)は、温度検知手段(26)の検知する熱交換器(11)内の湯温が予め定めた通水停止基準温度以上に上昇したとき、通水が停止したものと判定する。
【0021】
通水のある間は、熱交換器(11)の入側近傍の給水はまだ十分加熱されていないので、その温度は出湯される設定温度にかかわらず低い状態にある。一方、通水が停止しても、まだ設定温度の湯を出湯するためにバーナー(12)が燃焼しているので、熱交換器(11)内の湯温は急激に上昇する。
【0022】
そこで、熱交換器(11)内の湯温が所定の通水停止基準温度以上に上昇したことをもって通水が停止したことを判別することができる。さらに通水停止基準温度を、保温を行う温度範囲の下限値よりも低い温度に設定しておけば、通水が停止してから短時間のうちに通水の停止を検知することができる。このように、通水の停止を早期に検知できるので、バーナー(12)の燃焼を停止した後に生じる「後沸き」によって熱交換器(11)内の湯温が、保温の上限温度を越えてしまうことを防止できる。
【0023】
また、通水判別手段(63)は、温度検知手段(26)の検知する熱交換器(11)内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で上昇したとき、通水が停止したものと判別する。
【0024】
先に説明したように、通水が停止した時点では、まだバーナー(12)が燃焼しているので、熱交換器(11)内の水温は一気に上昇する。そこで、急激な温度上昇をもって通水の停止を検知することができる。
【0025】
保温制御手段(61)は、バーナー(12)を所定の燃焼量で間欠的に燃焼させる固定制御モードによりバーナー(12)の燃焼制御を行うことで、通水の無い状態において熱交換器(11)内の湯を所定温度範囲内に保温する。一方、通常燃焼制御手段(62)は、出湯温度検知手段(27)の検知する温度をフィードバックさせて出湯温度が設定温度と一致するようにバーナー(12)の燃焼量を調整するフィードバック制御モードによりバーナー(12)の燃焼制御を行う。
【0026】
通水の有無の判別に流量センサを用いないので、給水の流量を基にしたフィードフォワード制御によってバーナー(12)の燃焼制御を行うことはできない。そこで、熱交換器(11)の出側に設けた温度センサの検知する温度をバーナー(12)の燃焼量にフィードバックすることによって、出湯温度が設定温度に一致するようにバーナー(12)の燃焼量を制御している。
【0027】
また、かかるフィードバック制御モードでバーナー(12)の燃焼制御を行っている間、バーナー(12)が燃焼中である旨の表示を行う。たとえば、燃焼ランプ等を点灯させる。これにより、通水の無い状態で保温のためにバーナー(12)を燃焼させた際には、燃焼ランプが点灯せず、実際に出湯を行う場合にだけ、燃焼ランプを点灯させることができる。
【0028】
温度検知手段(26)は、給水が熱交換器(11)の入側から出側に至るまでの間に通る流路のうち入側寄りの箇所に配置する。かかる箇所は、通水のある間、水温の上昇が少なく、また、通常、このような箇所はバーナー(12)に近いので、通水が停止したとき、極めて短時間のうちに水温が上昇する。したがって、かかる箇所に温度検知手段(26)を配置することによって、的確かつ迅速に通水の有無を検知することができる。たとえば、熱交換器(11)を通る流路のUベント部等に温度検知手段(26)を取り付けるとよい。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施の形態を説明する。
各図は本発明の一実施の形態を示している。
図1に示すように、本実施の形態にかかる給湯器10は、浴槽30内の水の循環する追い焚き流路40内の水と給水の通る給湯流路20内の水の双方にバーナー12からの熱を1つの熱交換器11で伝える1缶2水路型の給湯器である。
【0030】
給湯流路20は、熱交換器11のフィンプレートから受熱する配管部分である給湯系受熱管21と、給湯系受熱管21の入口部に通じ、給水の流れ込む側の給水管22と、給湯系受熱管21の出口部から延びる給湯管23とから構成されている。給水管22には、流入する給水の温度(Tin)を検知するための入水サーミスタ24が設けられている。
【0031】
また、給湯系受熱管21のうち、熱交換器11の外部で折り返すUベント部には、当該部分における水温(Tz1)を検知する水管サーミスタ26が設けてある。給湯系受熱管21の出口部近傍には、給湯系受熱管21で加熱された後の水温(Tout)を検知する熱交サーミスタ27が配置されている。
【0032】
給湯管23のうち熱交サーミスタ27よりも下流側の箇所との間は、熱交換器11を介さずに給水を給湯管23へ送り込むための固定バイパス通路25aによって接続されている。給湯管23には、固定バイパス通路25aとの接続箇所より下流側に総流量を調整するための第1の流量制御弁28aが設けられている。さらに、給湯管23のうち第1の流量制御弁28aよりも下流側の箇所と給水管22のうち固定バイパス通路25aの接続位置よりも上流側の箇所との間は、可変バイパス通路25bによって接続されている。また、当該可変バイパス通路25bの途中には、迂回させる給水の流量を調整するための第2の流量制御弁28bが設けられている。
【0033】
給湯管23には、可変バイパス通路25bとの接続位置よりも下流側の箇所に、熱交換器11で加熱された湯とバイパス通路25a、25bを通じて熱交換器11を迂回した給水とがミキシングされた後の水温(Tmix)を検知するための出湯サーミスタ29が配置されている。
【0034】
追い焚き流路40は、熱交換器11のフィンプレートから受熱する配管部分である追い焚き系受熱管41と、追い焚き系受熱管41の一端部(追い焚き循環時における入口側)と浴槽30との間を接続する追い焚き戻り管42と、追い焚き系受熱管41の他端部と浴槽30との間を接続する追い焚き往き管43とから構成されている。追い焚き戻り管42の途中には、浴槽30内の湯を追い焚き系受熱管41に向けて送る循環ポンプ44が設けられている。また追い焚き戻り管42の循環ポンプ44近傍であって浴槽30寄りの箇所には、追い焚きの際に浴槽30からの戻り湯の流れを確認するための風呂流水スイッチ45が配置されている。
【0035】
追い焚き戻り管42のうち循環ポンプ44よりも追い焚き系受熱管41側の箇所と給湯管23のうち出湯サーミスタ29よりも下流側の箇所との間は、給湯管23内の水を追い焚き流路40に送り込むための連絡路50によって接続されている。また、連絡路50の途中には、給湯管23からの水を追い焚き戻り管42に流すか否かを切り替えるための切替弁51が設けられている。
【0036】
バーナー12には、燃焼ガスの供給路であるガス供給管13が接続されており、ガス供給管13の途中には、燃焼ガスの供給量を調整するためのガス量調整弁14(比例弁)が取り付けられている。
【0037】
給湯器10は、給湯動作、注湯動作、追い焚き動作など各種の動作を制御するための制御部60を備えている。制御部60には、ガス量調整弁14、入水サーミスタ24、水管サーミスタ26、熱交サーミスタ27、第1の流量制御弁28a、第2の流量制御弁28b、出湯サーミスタ29、循環ポンプ44、風呂流水スイッチ45、切替弁51等の各種制御部品やセンサ類が電気的に接続されている。
【0038】
制御部60は、通水の無いことが検知されている間、バーナー12を燃焼させて熱交換器11内の湯を所定温度範囲内に保温する保温制御部61と、通水のあることが検知されている間、設定温度の湯が出湯されるようにバーナー12を燃焼させる通常燃焼制御部62と、水管サーミスタ26の検知する温度を基にして通水の有無を判別する通水判別部63とを備えている。なお、制御部60は、CPU(中央処理装置)とROM(リード・オンリ・メモリ)とRAM(ランダム・アクセス・メモリ)とを主要部とする回路によって構成されている。
【0039】
制御部60には、給湯器10の動作状態を表示するとともに各種の操作を受け付けるためのリモコン操作ユニット70が接続されている。リモコン操作ユニット70は、バーナー12の燃焼状態を表示するための燃焼ランプ71と、設定温度やエラー情報を表示するための表示部72と、各種の操作を受け付けるための操作スイッチ72とが設けられている。
【0040】
図2は、給湯器10の有する熱交換器11を示している。なお、ここでは、熱交換器11を通る水管のうち給湯系受熱管21のみを示し、追い焚き系受熱管41は省略してある。熱交換器11内を通る給湯系受熱管21は、熱交換器11のケーシング側面から露出する部分で折り返して熱交換器11内を何度も通るとともに、上下2段になるよう配置されている。
【0041】
給水管22からの給水は、下段側の水管21aを経由した後、上段側の水管21bを経て、最終的に給湯管23へ流れ出るようになっている。水管サーミスタ26は、下段の水管21aがケーシング側面から露出して折り返す部分(Uベンド部)に取り付けられており、熱交サーミスタ27は、熱交換器11の出側に設けられている。
【0042】
次に作用を説明する。
まず、水管サーミスタ26によって検知される温度が、通水開始基準温度以下に低下したか否か、および通水停止基準温度以上に上昇したか否かを基にして通水の有無を検知する場合について説明する。
【0043】
図3は、通水開始基準温度および通水停止基準温度を基にして通水の有無を判別してバーナー12の燃焼制御を行う際の動作の流れを示している。また図4は、水管サーミスタ26の検知する湯温と、通水状態と、バーナー12の燃焼制御状態と、燃焼ランプの点灯状態の変化を対応付けて示したものである。
【0044】
まず、通水の無い状態で、熱交換器11内の湯温を所定の保温温度範囲に保温する際の動作について説明する。制御部60は、追い焚き動作を行っていないとき(ステップS101;N)、バーナー12が燃焼中であるか否かを判別する(ステップS102)。バーナー12が燃焼中でなければ(ステップS102;N)、水管サーミスタ26の検知する熱交換器11内の湯温が、保温温度の下限値を下回っているか否かを判別し(ステップS103)、保温温度以下に低下したとき(ステップS103;Y)、バーナー12を固定燃焼モードで燃焼させてから(ステップS104)、ステップS101に戻る。
【0045】
固定燃焼モードは、保温制御部61がバーナー12を燃焼させる際の制御モードの1つであり、予め定めた最小燃焼量でバーナー12を燃焼させるものである。水管サーミスタ26の検知する温度が下限温度を下回っていないときは(ステップS103;N)、まだバーナー12を燃焼させる必要がないと判断し、バーナー12を点火せずに、ステップS101へ戻る。
【0046】
一方、水管サーミスタ26の検知する湯温が保温温度の下限値以下になりかつバーナー12を燃焼させた後は(ステップS102;Y)、水管サーミスタ26の検知する湯温が、保温温度範囲の上限温度を越えるか否かを監視し(ステップS105)、上限温度を越えたとき(ステップS105;Y)、バーナー12の燃焼を停止させ(ステップS106)、ステップS101に戻る。このように、通水のない状態において、熱交換器11内の湯温は、保温温度範囲内に保持されるよう保温制御部61によってバーナー12の燃焼がオンオフ制御される。
【0047】
図4では、時刻t1に、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)が下限温度81を下回り、バーナー12が点火されている。その後、湯温(Tz1)が上限温度82を越える時刻t2までの間、バーナー12が固定制御モード(F)で燃焼した後、時刻t2に消火されている。通水の無い状態では、このような動作を繰り返し行い、バーナー12を最小燃焼量で間欠的に燃焼させ、熱交換器11内の湯温をほぼ保温温度範囲内に維持している。
【0048】
次に、保温動作中に通水が開始された場合の流れを説明する。
バーナー12を燃焼させていない状態(ステップS102;N)で、通水が開始されると、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)は、急激に低下し、下限温度81を下回ったとき(ステップS103;Y)、バーナー12が、まず固定制御モードで点火される(ステップS104)。
【0049】
しかしながら、バーナー12の燃焼量は、通水の無い状態で熱交換器11内の湯を保温温度範囲内に維持することができる程度の最小量なので、バーナー12を燃焼させた後も湯温(Tz1)は下がり続け、ついには通水が開始されたものと判断するための基準温度である通水開始基準温度83を下回る(ステップS102;Y、ステップS105;N、ステップS107;Y)。
【0050】
通水判別部63は、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)が、通水開始基準温度83を下回ったとき、通水が開始されたものと判断し、バーナー12の燃焼制御を、保温制御部61から通常燃焼制御部62に切り替え、フィードバック制御モードでバーナー12の燃焼量を制御する(ステップS108)。さらに、通常燃焼制御部62によってバーナー12の燃焼制御を開始したとき燃焼ランプ71を点灯する(ステップS109)。
【0051】
通常燃焼制御部62の行うフィードバック制御モードでは、熱交換器11の出側に設けた熱交サーミスタ27の検知する温度(Tout)をフィードバックさせて、出湯温度が設定温度と一致するようにバーナー12の燃焼量を調整する。このように、熱交サーミスタ27の検知する湯温(Tout)を基準にしてバーナー12の燃焼制御を行うのは、給湯流路20の流量を直接検知する流量センサを設けていないので、流量を基にしたフィードフォワード制御によってバーナー12の燃焼制御を行うことができないからである。また、熱交サーミスタ27を用いるのは、これの検知する温度が、熱交換器11から流出する湯の温度を示しているからである。
【0052】
図4では、時刻t3に通水が開始され、湯温(Tz1)がこの時点から急激に下降している。時刻t4に、湯温(Tz1)が保温の下限温度81を下回り、保温制御部61は固定制御モードにてバーナー12を最小燃焼量で燃焼させる。時刻t4以後も湯温(Tz1)は下がり続け、時刻t5に通水開始基準温度83を下回り、それ以後は、通常燃焼制御部62の行うフィードバック制御モードによってバーナー12の燃焼量が制御されている。なお、図中、期間(F)は、保温制御部61によって固定制御モードでバーナー12が燃焼している期間を示し、期間(B)は、通常燃焼制御部62によってフィードバック制御モードでバーナー12が燃焼している期間をそれぞれ示している。
【0053】
給水管22から給湯系受熱管21に流れ込んだ給水は、熱交換器11の入側から出側へ向かって流れる過程で次第に加熱され、熱交換器11の出側においてほぼ設定温度まで上昇する。したがって、熱交サーミスタ27の検知する湯温(Tout)が設定温度になるようにバーナー12の燃焼量を制御している間も、熱交換器11の入側寄りに配置した水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)は、比較的低く、通水開始基準温度83以下に維持される。
【0054】
このため、通水の継続している間は、ステップS101;N、ステップS102;Y、ステップS105;N、ステップS107;Y、ステップS108、ステップS109という経路を繰り返し実行する状態が維持される。
【0055】
図4に示すように、時刻t6に通水が停止すると、この時点では、まだ通常燃焼制御部62の制御によりバーナー12を燃焼させているので、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)は、時刻t6以後、急激に上昇する。そして時刻t7に、通水停止基準温度84よりも高くなる。通水判別部63は、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)が通水停止基準温度84よりも高くなったとき(ステップS107;N)、通水が停止したものと判断し、バーナー12の燃焼制御を通常燃焼制御部62から保温制御部61に切り替え(ステップS110)、燃焼ランプ71を消灯する(ステップS111)。
【0056】
その後も、水管サーミスタ26の検知する湯温が保温の上限温度82よりも低い間は、保温制御部61によってバーナー12が最小燃焼量で燃焼され(ステップS101;N、ステップS102;Y、ステップS105;N、ステップS107;N、ステップS110、ステップS111)、時刻t8に湯温(Tz1)が保温の上限温度84を越えると(ステップS105;Y)、バーナー12の燃焼がオフされる(ステップS106)。これ以後は、先に説明した通常の保温状態が継続されることになる。
【0057】
なお、追い焚き動作中は(ステップS101;Y)、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)が、保温の上限温度82を越えないように、バーナー12の燃焼をオン・オフし、浴槽30内の湯を設定温度まで加熱するようになっている(ステップS112〜ステップS115)。
【0058】
このように、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)が通水開始基準温度以下に低下したことをもって通水の開始を判別するとともに、水管サーミスタ26の検知する湯温(tz1)が通水停止基準温度を越えたことをもって通水の停止を検知するので、通水の有無を検知するために設けていた流量センサを取り去ることができ、装置価格の低減を図ることができる。
【0059】
なお、通水停止基準温度を、保温の下限温度81よりも低い温度に設定しているので、バーナー12の燃焼を停止させた後の後沸きによって、熱交換器11内の湯温が保温温度範囲の上限を大きく越えてしまうことを防止している。
【0060】
次に、水管サーミスタ26によって検知する湯温が急激に低下したことによって通水の開始を検知し、水管サーミスタ26の検知する湯温が急激に上昇したことによって通水の停止を検知する場合について説明する。
【0061】
図5は、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)の変化率を基にして通水の有無を判別してバーナー12の燃焼制御を行う際の動作の流れを示している。また図6は、この際の湯温と、通水状態と、バーナー12の燃焼制御状態と、燃焼ランプの点灯状態の変化を対応付けて示したものである。
【0062】
先にも説明したように、保温中に通水が開始されると、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)は急激に下降する。また通水が停止すると水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)は急激に上昇する。そこで、これら湯温の急激な変化を基に通水の開始と停止を判断している。
【0063】
バーナー12を燃焼させていない状態の基で(ステップS202;N)、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)が保温の下限温度81以下に低下すると(ステップS203;Y)、保温制御部61によってバーナー12を点火し(ステップS204)、保温温度範囲内に湯温が維持される。
【0064】
また、バーナー12を燃焼させている状態で(ステップS202;Y)、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)が、保温の上限温度82を越えると(ステップS205;Y)、バーナー12の燃焼が停止される(ステップS206)。湯温(Tz1)が急激な変化をしめさない間は、上記の動作が繰り返し行われ、保温制御部61による固定制御モードでバーナー12の燃焼が制御される。
【0065】
保温中であってバーナー12を燃焼させていない状態において(ステップS203;N)、水管サーミスタ26の検知する温度が予め定めた基準降下率よりも急激に下降したときは(ステップS207;Y)、当該、急激な下降を検知した旨を示すTz1下降フラグをセットし(ステップS208)、バーナー12を通常燃焼制御部62によってフィードバック制御モードで燃焼させるとともに(ステップS209)、燃焼ランプ71を点灯する(ステップS210)。
【0066】
図6では、時刻t10に通水が開始して湯温(Tz1)が急激な降下を始める。そして、時刻t11に、時刻t10以後、湯温が基準下降率よりも急激に下降したことが認識され、時刻t11からバーナー12を通常燃焼制御部62によって燃焼させている。このように、湯温(Tz1)の下降率を基にして通水の開始を検知することで、湯温(Tz1)があまり低下しないうちに通水を検知することができる。
【0067】
このほか、保温制御部61によってバーナー12を燃焼させている期間中に(ステップS202;Y、ステップS205;N、ステップS211;N)、湯温の急激な下降を検知した場合も(ステップS212;Y)、バーナー12の燃焼制御を保温制御部61から通常燃焼制御部62に切り替えて(ステップS209)、燃焼ランプ71を点灯させている(ステップS210)。
【0068】
通水が開始された後、バーナー12は通常燃焼制御部62によって燃焼制御されるが、先にも説明したように、この間、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)は比較的低い温度に維持される。一方、通常燃焼制御部62によりバーナー12を燃焼させている状態で(ステップS202;Y、ステップS205;N、ステップS211;Y)、水管サーミスタ26の検知する温度が予め定めた上昇率よりも急激に高まったとき(ステップS213;Y)、通水判別部63は、通水が停止したものと判断し、Tz1下降フラグをリセットして(ステップS214)、バーナー12の燃焼制御を通常燃焼制御部62から保温制御部61に切り替える(ステップS215)。なお、追い焚き中については、図3に示したものと同様の動作を行っている(ステップS216〜ステップS219)。
【0069】
図6では、時刻t12に通水が停止し、その後、しばらくして水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)が急激に上昇し、時刻t13に基準上昇率を上回る比率で湯温(Tz1)の上昇したことが検知され、バーナー12の燃焼制御がフィードバック制御モードから固定制御モードに切り替えられている。そして、水管サーミスタ26の検知する湯温(Tz1)が時刻t14に保温の上限温度82を越え、バーナー12の燃焼がオフされている。
【0070】
以上説明した実施の形態では、通水開始基準温度と通水停止基準温度とを同一の温度に設定したが、これらを異なる温度に設定するようにしてもよい。たとえば、通水開始基準温度を保温の下限温度により近い温度にすれば、早期に通水の開始を検知することが可能になる。
【0071】
また、通水開始基準温度や通水停止基準温度による通水の有無判別と、湯温の変化率に基づく通水の有無判別を適宜組み合わせてもよい。たとえば、通水の開始を湯温の急激な降下によって判断し、通水の停止を湯温が通水停止基準温度を越えたことをもって検知してもよい。また基準温度と変化率の双方を通水の開始および停止の双方の判断に併用するようにしてもよい。さらに、下限値または変化率は、給水温度および保温温度によって左右されやすいため、たとえば、給水温度を前回の燃焼時に入水サーミスタ(24)で測定しておき、これに基づいて基準となる下限値や変化率を定めるようにするとよい。
【0072】
なお、実施の形態では、1缶2水路型の給湯器を例に説明したが、追い焚き流路内の水と給湯流路内の水を個別の熱交換器で加熱するものであっても良いし、追い焚き機能を備えていないものであってもよい。
【0073】
また、実施の形態では、Uベント部に設けた水管サーミスタ26の検知する湯温を基にして通水の有無を判別するようにしたが、熱交サーミスタ27の検知する湯温により通水の有無を判別することもできる。すなわち、通水が開始すれば熱交サーミスタ27の検知する湯温も低下するので、これをもって通水の開始を判別することができる。また熱交サーミスタ27の検知する湯温も通水の開始時および停止時に急激な温度変動を起こすので、これをもって通水の有無を検知することが可能である。
【0074】
ただし、水管サーミスタ26に比べて、通水が開始してから湯温が低下するまでに時間がかかる。また、通常燃焼制御部62によってバーナー12を燃焼させると、熱交サーミスタ27の検知する温度は設定温度まで上昇することになる。このため熱交サーミスタ27によって通水の停止を検知する場合には、たとえば、熱交サーミスタ27の検知する湯温が設定温度より一定以上、高くなったことをもって通水の停止を検知する等の処理を行うことになる。また急激な上昇が起こったときには、熱交換器11内の湯温が必要以上に高温になってしまう場合がある。したがって、熱交サーミスタ27によって通水の有無を検知することは可能であるが、水管サーミスタ26を用いることが望ましい。
【0075】
【発明の効果】
本発明にかかる給湯器およびその通水検知方法によれば、熱交換器11内の湯温またはその変動を基に通水の有無を判別するので、通水を検知するための流量センサが不要になり、装置構造の簡略化と価格の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る給湯器を示す説明図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る給湯器の熱交換器およびこれに取り付けた温度センサの配置箇所を示す説明図である。
【図3】通水開始基準温度および通水停止基準温度を基にして通水の有無を判別してバーナーの燃焼制御を行う際の動作の流れを示す流れ図である。
【図4】温度の絶対値を基準に水管サーミスタの検知する湯温と、通水状態と、バーナーの燃焼制御状態と、燃焼ランプの点灯状態の変化を対応付けて示した説明図である。
【図5】水管サーミスタの検知する湯温の変化率を基にして通水の有無を判別してバーナーの燃焼制御を行う際の動作の流れを示す流れ図である。
【図6】温度の変化率を基準にして通水の有無を判別する場合における水管サーミスタの検知する湯温と、通水状態と、バーナーの燃焼制御状態と、燃焼ランプの点灯状態の変化を対応付けて示した説明図である。
【符号の説明】
10…給湯器
11…熱交換器
12…バーナー
14…ガス量調整弁
20…給湯流路
26…水管サーミスタ
27…熱交サーミスタ
40…追い焚き流路
60…制御部
61…保温制御部
62…通常燃焼制御部
63…通水判別部
70…リモコン操作ユニット
71…燃焼ランプ
Claims (9)
- 通水の無い状態でバーナーを燃焼させて熱交換器内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器内の湯温を検知する温度検知手段と、通水の有無を判別する通水判別手段と、前記通水判別手段が通水の無いことを検知している間前記バーナーを燃焼させて前記熱交換器内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段と、前記通水判別手段が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナーを燃焼させる通常燃焼制御手段とを備え、
前記通水判別手段は、前記温度検知手段の検知する熱交換器内の湯温が前記所定温度範囲の下限値よりも低い通水開始基準温度以下に低下したとき、通水が開始したものと判別することを特徴とする給湯器。 - 通水の無い状態でバーナーを燃焼させて熱交換器内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器内の湯温を検知する温度検知手段と、通水の有無を判別する通水判別手段と、前記通水判別手段が通水の無いことを検知している間前記バーナーを燃焼させて前記熱交換器内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段と、前記通水判別手段が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナーを燃焼させる通常燃焼制御手段とを備え、
前記通水判別手段は、前記温度検知手段の検知する熱交換器内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で低下したとき、通水が開始したものと判別することを特徴とする給湯器。 - 通水の無い状態でバーナーを燃焼させて熱交換器内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器内の湯温を検知する温度検知手段と、通水の有無を判別する通水判別手段と、前記通水判別手段が通水の無いことを検知している間前記バーナーを燃焼させて前記熱交換器内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段と、前記通水判別手段が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナーを燃焼させる通常燃焼制御手段とを備え、
前記通水判別手段は、前記温度検知手段の検知する熱交換器内の湯温が予め定めた通水停止基準温度以上に上昇したとき、通水が停止したものと判定することを特徴とする給湯器。 - 前記通水停止基準温度は、前記所定温度範囲の下限温度よりも低い温度であることを特徴とする請求項3記載の給湯器。
- 通水の無い状態でバーナーを燃焼させて熱交換器内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器内の湯温を検知する温度検知手段と、通水の有無を判別する通水判別手段と、前記通水判別手段が通水の無いことを検知している間前記バーナーを燃焼させて前記熱交換器内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段と、前記通水判別手段が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナーを燃焼させる通常燃焼制御手段とを備え、
前記通水判別手段は、前記温度検知手段の検知する熱交換器内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で上昇したとき、通水が停止したものと判別することを特徴とする給湯器。 - 前記熱交換器の出側における水温を検知する出湯温度検知手段を備え、前記保温制御手段は、前記バーナーを所定の燃焼量で間欠的に燃焼させる固定制御モードにより前記バーナーの燃焼制御を行い、前記通常燃焼制御手段は、前記出湯温度検知手段の検知する温度をフィードバックさせて出湯温度が設定温度と一致するように前記バーナーの燃焼量を調整するフィードバック制御モードにより前記バーナーの燃焼制御を行うことを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載の給湯器。
- 前記フィードバック制御モードで前記バーナーの燃焼制御を行っている間、前記バーナーが燃焼中である旨の表示を行うことを特徴とする請求項6記載の給湯器。
- 給水が前記熱交換器の入側から出側に至るまでに通る流路のうち通水のある状態で水温が所定の基準温度以上に上昇しない前記入側寄りの箇所に前記温度検知手段を配置したことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6または7記載の給湯器。
- 通水の無い状態でバーナーを燃焼させて熱交換器内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器に適用され、通水があるか否かを検知する通水検知方法において、
前記熱交換器内の湯温の低下を基にして通水の開始を検知し、前記熱交換器内の湯温の上昇を基にして通水の停止を検知することを特徴とする通水検知方法。
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| JP32582197A JP3848762B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 給湯器およびその通水検知方法 |
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|---|---|---|---|
| JP32582197A JP3848762B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 給湯器およびその通水検知方法 |
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| JP32582197A Expired - Fee Related JP3848762B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 給湯器およびその通水検知方法 |
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- 1997-11-27 JP JP32582197A patent/JP3848762B2/ja not_active Expired - Fee Related
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