JPH03213953A - 給湯装置の凍結防止機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は給湯装置の凍結防止機構に関するものである。

（従来の技術） 湯沸器の熱交換部から給湯部に至る配管が単管の、いわ
ゆる単管方式の給湯装置では、給湯部の給湯栓を開にし
て給湯を開始しても、暫くは冷水が出て（るという欠点
があり、このような欠点を解決するために、前記熱交換
器と給湯部との間に循環経路を構成して、給湯停止時に
は循環経路中の湯の保温運転を行うようにした給湯装置
が提案されている。かかる給湯装置は、例えば第３図に
示すように、湯沸器２の熱交換器ｌの下流側から給湯部
５に至る送湯経路６ａと、該給湯部５からポンプ７を経
て前記熱交換器ｌの上流側に至る帰湯経路６ｂを設けて
循環経路を構成すると共に、給水部８から前記熱交換器
１の上流側に至る給水経路８を設けた構成としており、
帰湯経路６ｂには電気ヒータ１３を設けた加温部１４を
設けている。この構成に於いては給湯停止時にはポンプ
７を運転すると共に電気ヒータ１３を適宜動作させる保
温運転を行って、循環経路内の温水を所定温度に保温し
ておき、給湯部５からの給湯開始時には即座に配管内の
所定温度の湯が使用されるようになっている。以上の給
湯装置では、冬期に於いて保温運転を行っていない場合
に於ける構成要素の凍結を防止するために湯沸器２内の
適所に凍結防止専用の電気ヒータ１７を設けると共に、
熱交換器１等の適所にバイメタルスイッチ等の温度スイ
ッチ１８を設けており、この温度スイッチ１８は凍結温
度近傍例えば３±２．５℃以下に於いてＯＮとなり、１
５℃以上でＯＦＦとなるように設定している。しかして
冬期の夜間又は早朝等に於いて温度スイッチ１８の温度
が前記の低い温度まで低下してＯＮとなると制御手段１
９は電気ヒータ１７とポンプ７を作動して、この電気ヒ
ータ１７で温めた水を前記循環経路に循環させ、温度ス
イッチ１８の温度が前記の高い温度以上となってＯＦＦ
となるまで凍結防止運転を行っている。

（発明が解決しようとする課題） 以上の凍結防止機構では、温度スイッチ１８を設けてい
る位置が必ずしも最も低い温度となるとは限らないので
、この温度スイッチ１８がＯＮとなる前に給湯口、戻り
口等の外気に直接さらされ、保温材等が十分に施せない
個所の構成要素が凍結してしまうというおそれがあるし
、また−旦温度スイッチ１８がＯＮとなると、この時の
温度よりも高い温度まで凍結防止運転が継続するので電
気ヒータ１７の稼働率が高く、熱損失が大きいという課
題がある。

本発明は以上の課題を解決することを目的とするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 上述の課題を解決するための手段を実施例に対応する第
１図を参照して説明すると、本発明の給湯装置の凍結防
止機構は、湯沸器２の熱交換器１の下流側から給湯部５
に至る送湯経路６ａと、該給湯部５からポンプ７を経て
前記熱交換器１の上流側に至る帰湯経路６ｂを設けて循
環経路を構成すると共に、給水部８から前記熱交換器１
の上流側に至る給水経路９を設けた給湯装置に於いて、
前記循環経路に凍結防止用加熱源Ｈと湯温を検知する温
度センサＳを設け、該凍結防止用加熱源Ｈは水の凍結温
度近傍の温度範囲でＯＮ−ＯＦＦさせる構成とすると共
に、前記ポンプ７は該凍結温度よりも高い温度の温度範
囲でＯＮ−ＯＦＦさせる構成としたものである。

上記の構成に於いて、凍結防止用加熱源Ｈは、熱交換器
ｌ加熱用のバーナ３を兼用させる構成としても良いし、
帰湯経路６ｂの加温部１４に設けた電気ヒータ１３とし
ても良い。またポンプ７は、凍結防止のための始動後に
所定時間動作を維持する構成とするのか良い。更に温度
センサＳは、熱交換器１加熱用のバーナ３のフィードバ
ック制御又はフィードフォワード制御の構成要素を成す
温度センサｌｌａ、ｌｌｂを兼用する構成とするのが良
い。

（作用） 上記の構成の作用を第２図を参照して説明する。

冬期の夜間又は早朝等、保温運転を行っていない場合に
温度センサＳで検知した湯温がＴ、（例えば１２℃）ま
で低下すると、ポンプ７のみが始動して循環経路内を水
が循環する。かかる水の循環により循環経路の各位置の
温度が平均化し、局部的な低温部を形成しない。かかる
動作に於いて、例えば保温が十分な部分に於いて比較的
高い温度の湯が保持されているとした場合には、ポンプ
７の作動開始後、温度センサＳで検知する湯温が一時上
昇し、該ポンプ７をＯＦＦとする温度よりも高くなる場
合がある。この時点でポンプ７の動作を停止してしまう
と、循環経路の各所の温度の十分な平均化ができない。

そこでポンプ７は、始動後は温度センサＳの温度変化に
かかわらず、所定の時間しは動作を維持するようにすれ
ば、局部的な高温部による動作の停止を防止することが
できる。所定時間しの経過後に湯温が前記温度Ｔ（例え
ば１３℃）以上になった場合にはポンプ７の動作は停止
し、以後は上記温度範囲Ｔ１〜Ｔ。

でＯＮ−ＯＦＦする。また、温度Ｔ３以下の場合には動
作が継続する。

しかして、以上の如くしてポンプ７の動作中に外気の温
度低下が続き、湯温が凍結温度近傍の温度Ｔ、　　（例
えば３°Ｃ）まで低下すると、凍結防止用加熱源Ｈが作
動して循環している水が加熱されて凍結防止が図られる
。水温が上記温度Ｔ４よりも僅かに高い温度Ｔ、　　（
例えば６℃）となると凍結防止用加熱源Ｈの動作が停止
して、ポンプ７のみが動作を継続し、以後凍結防止用加
熱源Ｈは上記温度範囲Ｔ、〜Ｔ、でＯＮ−ＯＦＦする。

凍結防止用加熱源Ｈはこのように凍結温度近傍の温度範
囲でＯＮ−ＯＦＦするものの、循環経路の各位置の温度
はポンプ７による循環動作の継続により平均化していて
局部的な低温部が形成されていないので、凍結のおそれ
はない。

（実施例） 次に本発明の実施例を図について説明する。尚、上述し
た従来例と同様な構成要素には便宜上同一の符号を附し
て説明する。

第１図に於いて、符号ｌは湯沸器２の熱交換器であり、
３はそれを加熱するためのバーナ、４は燃焼用空気を供
給するためのファンである。しかして上記熱交換器１の
下流側から給湯部５に至る送湯経路６ａを構成すると共
に、該給湯部５からポンプ７を経て前記熱交換器ｌの上
流側に至る帰湯経路６ｂを設けて循環経路を構成し、ま
た給水部８から前記熱交換器１の上流側に至る給水経路
９を設けている。この帰湯経路６ｂと給水経路９に於い
て、それらの合流個所から熱交換器１の上流側に至る経
路には、流量センサ１０と温度センサｌｌａを設けてお
り、また、熱交換器ｌの下流側にも温度センサｌｌｂを
設けている。一方、循環経路にはポンプ７の上流側に逆
止弁１２ａ、下流側に電気ヒータ１３を設けた加温部１
４を構成している。そして給水経路９には上流側から逆
止弁１２ｂ、流量センサまたは流水スイッチ等の流水検
知手段１５を設けている。

以上の構成に於いて、給湯を停止している場合に於いて
ポンプ７を運転することにより、循環経路内の湯を循環
することができ、かかる循環に於いて適宜電気ヒータ１
３をＯＮとすることにより、保温運転を行い、循環する
湯の温度を所定温度に維持することができる。かかる湯
温の制御は前記熱交換器１の下流側及び上流側に夫々設
けた温度センサｌｌａ、ｌｌｂのいずれかを制御要素と
することによって行うことができる。

以上の状態に於いて、給湯部５の給湯栓１６を開とする
と、給湯栓１６からの出湯と同時に給水部８から水が流
入して給水経路９を熱交換器１方向に流れる。かかる水
の流入を流水検知手段１５が検知すると、バーナ３の点
火シーケンスが動作し、ファン４の始動によるプレパー
ジ等の動作を１でバーナ３に点火され、バーナ３が最大
燃焼量で燃焼を開始すると共にポンプ７の運転が停止す
る。このような給湯に於いては、設定温度と実際の流量
及び温度センサｌｌａにより測定された水温とから必要
燃焼量を導出して、バーナ３をフィードフォワード制御
し、そして温度センサｌｌｂにより測定された湯温と設
定温度とからバーナ３をフィードバック制御することに
より所定の湯温制御を行うことができる。

次に以上の給湯及び保温運転を行っていない場合に於い
て、外気の温度が低下し、これと共に湯沸器２の温度が
低下すると、この温度低下は前記温度センサｌｌａ、ｌ
ｌｂのいずれかにより検知することができる。しかして
、これらの温度センサｌｌａ、ｌｌｂのいずれかを前記
温度センサＳとして利用して凍結防止運転を行うことが
できる。

また、前記保温運転と同様にして、加温部１４に設けた
電気ヒータ１３により循環経路の水を加熱することがで
きるので、かかる電気ヒータ１３を凍結防止用加熱＃Ｈ
として凍結防止運転を行うことができる。即ち、制御手
段（図示省略）によりポンプ７は湯温がＴ、　　（例え
ば１２℃）以下で作動、Ｔ、　　（例えば１３℃）以上
で停止させ、また電気ヒータ１３は湯温がＴ、　　（例
えば３℃）で作動、Ｔ、（例えば６℃）以上で停止とす
るように制御して前述したように凍結防止運転を行うこ
とができる。

以上の実施例に於いては、保温運転及び凍結防止運転に
於ける凍結防止用加熱源Ｈは、加温部Ｉ４に設けた電気
ヒータ１３としているが、この他熱交換器１加熱用のバ
ーナ３を兼用させる構成とすることもできる。

（発明の効果） 本発明は以上の通り、湯沸器の熱交換器の下流側から流
量制御弁を経て給湯部に至る送湯経路と、該給湯部から
ポンプを経て前記熱交換器の上流側に至る帰湯経路を設
けて循環経路を構成すると共に、給水部から前記熱交換
器の上流側に至る給水経路を設けた給湯装置の凍結防止
に際してのポンプ及び加熱源の作動に於いて、加熱源は
水の凍結温度近傍の温度範囲でＯＮ−ＯＦＦさせる構成
とすると共に、前記ポンプは該凍結温度よりも高い温度
の温度範囲でＯＮ−ＯＦＦさせる構成としたので、循環
経路内の温度が加熱源の作動温度範囲に至った時には既
に各所の温度が平均化しており、従って該加熱源の作動
温度範囲が水の凍結温度近傍であっても、給湯口、戻り
口等の外気に直接さらされ、保温材等が十分に施せない
個所についても凍結を良好に防止することができるとい
う効果がある。そしてこのように加熱源の作動温度範囲
が水の凍結温度近傍であることから、凍結防止用の熱源
の稼働率が小さいので熱の損失も小さく、また従来のよ
うに凍結防止専用の電気ヒータ８やバイメタルスイッチ
等の温度スイッチも必要としないので構成も簡単で、低
コストであるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する給湯装置の実施例に対応する
系統説明図、第２図は本発明の動作を表したタイムチャ
ート、第３図は従来の給湯装置の系統説明図である。 符号ｌ・熱交換器、２・・湯沸器、３・・・バーナ、４
・・ファン、５・・給湯部、６ａ・・送湯経路、６ｂ・
・・帰湯経路、７・・・ポンプ、８・・給水部、９・・
給水経路、１０　・流量センサ、ｌｌａ、Ｉｌｂ・・温
度センサ、＋２ａ、１２ｂ・・・逆止弁、１３・・電気
ヒータ、１４・・・加温部、１５・・流水検知手段、１
６・・・給湯栓、１７・・・凍結防止専用電気ヒータ、
１８・温度スイッチ、１９・・・制御手段、ト■・凍結
防止用加熱源、Ｓ・温度センサ。 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）湯沸器の熱交換器の下流側から給湯部に至る送湯
   経路と、該給湯部からポンプを経て前記熱交換器の上流
   側に至る帰湯経路を設けて循環経路を構成すると共に、
   給水部から前記熱交換器の上流側に至る給水経路を設け
   た給湯装置に於いて、前記循環経路に凍結防止用加熱源
   と湯温を検知する温度センサを設け、前記凍結防止用加
   熱源は水の凍結温度近傍の温度範囲でＯＮ−ＯＦＦさせ
   る構成とすると共に、前記ポンプは該凍結温度よりも高
   い温度の温度範囲でＯＮ−ＯＦＦさせる構成としたこと
   を特徴とする給湯装置の凍結防止機構
2. （２）請求項１の凍結防止用加熱源は、熱交換器加熱用
   のバーナを兼用させる構成としたことを特徴とする給湯
   装置の凍結防止機構
3. （３）請求項１の凍結防止用加熱源は、帰湯経路の加温
   部に設けた電気ヒータとしたことを特徴とする給湯装置
   の凍結防止機構
4. （４）請求項１のポンプは、凍結防止の始動後に所定時
   間動作を維持する構成としたことを特徴とする給湯装置
   の凍結防止機構
5. （５）請求項１の温度センサは、熱交換器加熱用のバー
   ナのフィードバック制御又はフィードフオワード制御の
   構成要素を成す温度センサを兼用する構成としたことを
   特徴とする給湯装置の凍結防止機構