JPH0820112B2

JPH0820112B2 - 自動給湯システムにおける給湯温度制御方法

Info

Publication number: JPH0820112B2
Application number: JP3192797A
Authority: JP
Inventors: 孝次木村; 武司坂田; 彰久山下
Original assignee: Hanshin Electric Co Ltd
Current assignee: Hanshin Electric Co Ltd
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0518605A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛇口やシャワー等の給
湯栓から出湯される温度を使用者の設定した設定温度に
極力近付けるように制御する自動給湯システムにおい
て、季節ないしは外気温の変動にも良く対応し、給湯栓
から出湯され始めた湯の温度を常に、かつ、できるだけ
早く、設定温度に到達させるための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今の自動給湯システムでは、台所や浴
室内に設けられた蛇口、シャワー等の給湯栓から所望の
温度の湯を出力するためにも、少なくとも比例制御や比
例積分制御、場合によりさらに比例微積分制御を含む帰
還制御により、かなり進歩した制御がなされるようにな
って来ており、また、このような基本的な給湯機能に加
えて、浴槽内の所定水位にまで、所定温度の湯を自動的
に張る機能や、さらには冷めた湯を追焚きする機能等も
最早極く普通の機能として有している。もっともこれ
は、昨今、富みに低コスト化、大容量化が進んでいるマ
イクロコンピュータの利用によって実現し得たものと言
っても良い。本発明もまた、このような快適性追求の一
環をなすものであるので、まずは最近の自動給湯システ
ム自体につき、図４に即して説明する。ただし、あらか
じめ述べておくと、本発明は蛇口やシャワー等の給湯栓
１からの出湯温度制御に関するものなので、浴槽１９内
への自動湯張り機能や、浴槽１９内の湯の追焚き機能等
については、主としてそれらに必要な構成要素を挙げる
に留め、簡単な説明とする。

【０００３】図示の自動給湯システムは給湯機本体部分
に二つの熱交換器４，１２を有しており、その中の一つ
は給湯用の熱交換器４であって、配管２４を介して給湯
機本体部分とは離れた位置に設置された通常の蛇口やシ
ャワー等の給湯栓１から必要に応じて出湯したり、切換
電磁弁２が切り換えられたときには同様に配管２４を介
して浴槽１９内に自動的に湯を張るために使用される。
他の一つは、浴槽１９内に張られた湯が設定温度に満た
ないとき、ないしは時間が経って冷めたときの追焚き用
の熱交換器１２である。

【０００４】給湯用熱交換器４には、図中、矢印で
“水”と示されているように、水道配管からの水が通さ
れ、この水は当該給湯用の熱交換器４をバーナ５で加熱
することで昇温される。当然、バーナ５には燃焼用の燃
料が供給されるが、図示の給湯機では、同様に矢印で
“ガス”と示されているように、燃料として最も一般的
なガスを用いている。ただし、灯油その他の燃料でも給
湯システム構成としてはほぼ同様で良く、ガスをそうし
た他の燃料と読み換えれば、本書における以下の説明も
概ねそのまま、適用することができる。ガス配管からの
ガスは元電磁弁１３を経た後、給湯側に専用の電磁弁１
０を通過し、さらにガス流量調節用の電磁弁（いわゆる
ガス比例弁）９を経てバーナ５に送られる。ただし、場
合により、給湯側に専用の電磁弁１０は省略され、ガス
比例弁９にて代用されることもある。バーナ５にはま
た、ファン６からそのときどきに適当な量の空気も送ら
れる。

【０００５】一方、熱交換器４を通過して行く水の流量
は流量センサ８により検出され、また、熱交換器４に入
る前の水の温度（入水温度）は給水温センサ７により、
そして熱交換器４の出口ないしは給湯機本体部分におけ
る出湯温度は給湯温センサ３により、それぞれ検出され
る。

【０００６】その他にも、図示していないが、安全のた
めにバーナ５にて所定通り着火がなされたか否か、ない
しはバーナ５が燃焼中であるか否かを検出するフレーム
ロッド等による炎検出センサとか、熱交換器４からの出
湯温度が異常に高くなった場合にこれを検出するハイリ
ミットスイッチ等も設けられることがあり、さらには制
御性をより一層高めるために、必要に応じ、ファン６が
現に出力している空気の流量ないしは実際のファンモー
タ回転数を検出して帰還制御するためのセンサ等も組込
まれる。

【０００７】次に、追焚き用の熱交換器１２を含む系に
ついて説明すると、浴槽１９内の湯は入湯口から循環流
路に導かれ、この循環流路が当該追焚き用熱交換器１２
中を通った後、再び浴槽１９内に向いて開いた出湯口に
継がっている。この追焚き用熱交換器１２も、すでに説
明した給湯用のそれと同様、バーナ１６により選択的に
加熱されるが、このバーナ１６に対しても、元電磁弁１
３を介した後、追焚き側に専用の電磁弁１４を経て選択
的に燃料としてのガスが供給され、また、やはり専用の
ファン１７により、そのときどきで最適な流量に制御さ
れた空気が送られる。なお、追焚き用熱交換器１２を加
熱するときには循環ポンプ１１が働き、浴槽１９内の湯
を循環させながら熱交換器１２に通す。さらに、追焚き
される浴槽内の湯の温度は、循環流路中に設けられた槽
内湯温センサ１８により検出され、浴槽１９内の水位は
水位センサ１５によって検出される。もちろん、図示し
ていないが、この追焚き用のバーナ１６に対しても、所
定通り着火がなされたか否か、あるいはバーナ１６が現
在燃焼中であるか否かを検出するためのフレームロッド
等による炎検出センサが設けられたり、同様に必要に応
じ、追焚き用熱交換器１２に対しても、その温度が異常
に高くなった場合にこれを検出するハイリミットスイッ
チ等が設けられる。

【０００８】先にも述べたように、最近のこの種の自動
給湯システムにあっては、マイクロコンピュータ（図４
中、マイコンと略記；以下でもこの略称を使用する）２
３を含む制御装置２１により、上記した各種センサから
の検出信号と、制御装置２１の本体部分とは別途に設け
られたリモートコントローラ（以下、単にリモコンとす
る）４０に付属の各種操作スイッチの操作に基づく信号
に応じ、対応的な制御をなす。リモコン４０は、浴室３
０内の外、台所とか居間等、複数の個所のそれぞれに設
置されるのが普通である。むしろ、台所等に設置される
リモコンが主リモコンとなる。

【０００９】いずれにしても、従来のこの種自動給湯シ
ステムに用いられているリモコンには、少なくとも、給
湯して欲しい温度（設定温度Ｋ_S)を使用者の側で設定可
能な温度設定手段が設けられ、また、どれか一つのリモ
コン、あるいは全てのリモコンには運転スイッチも設け
られる。さらに、複数のリモコンの中、特定の指令情報
に関して高い優先度の持たされたリモコンの操作が他に
優先し、当該他のリモコンによって指令されていた同じ
内容に係る既設定情報や、新たに指令される情報が無効
化される、いわゆる優先順位の仕組みを持つものもあ
る。なお一般に、各リモコンにもマイコンが備えられる
ことが多く、制御装置２１ないしはその内部のマイコン
２３との間は電源ラインに信号を重畳して送る二線式の
データ伝送ラインで接続されるのが普通である。

【００１０】上記した運転スイッチとは、いわゆる各種
家庭用電気機器における電源スイッチではない。通常、
この種の自動給湯システムでは、据え付けの当初、商用
交流電源コンセントに当該システムの電源プラグを差し
込むことにより制御装置２１に電源が投入され、以後、
修理や撤去の目的で意図的に電源プラグが抜かれるま
で、電源は与えられ続ける。運転スイッチとは、システ
ムに電源が与えられているとの前提の下で、条件に応じ
て給湯用バーナ４や追焚き用バーナ１６における燃焼を
許容するかしないかを使用者が指示するもので、使用者
が運転スイッチを運転位置（燃焼位置）に付けていない
限り、制御装置２１は動作制御部２２を介し、元電磁弁
１３や、給湯用、追焚き用に各専用の電磁弁１０，１４
を閉じた状態に維持し、そもそも着火動作も起こさせな
いようにする。ただし、一般の使用者の使用感覚からし
て、当該運転スイッチには「電源」スイッチという表記
がなされている場合も多い。

【００１１】しかるに、使用者がこの図示しない運転ス
イッチを運転位置に付けた状態において、蛇口やシャワ
ー等の給湯栓１を開くと、自動的に給湯のための燃焼が
開始する。すなわち、給湯栓１が開かれ、熱交換器４を
通過する水流が発生するに伴い、それまでは水流停止信
号（流量零信号）を発していた流量センサ８は、まずは
水が流れ始めたことを表す信号（したがって、流量信号
は水流のオン・オフ検出信号を兼ねることができる）を
マイコン２３に送る。これを受けたマイコン２３は、図
示しない着火機構を動作させて（それ以前にもちろん、
各電磁弁１０，１３は開かれている）、バーナ５におけ
る燃焼を開始させた後、以降、給水温センサ７から得ら
れるそのときどきの入水温度や流量センサ８から得られ
るそのときどきの流量、そして使用者の設定した設定温
度Ｋ_Sに応じて必要な燃焼量を演算し、動作制御部２２
を介し、ガス比例弁９に当該必要燃焼量を得るために適
当なる弁開度を与える信号を送出して、対応した流量の
ガスをバーナ５に供給させる。また、ファン６にも空気
量調節信号（回転数制御信号）を送出し、燃焼に適当な
る量の空気をバーナ５に与えるべくする。さらに、熱交
換器４により加熱された水（湯）は、当該熱交換器４の
出口に設けられている給湯温センサ３により検出され、
これが使用者によって設定されている設定温Ｋ_S との間
に誤差を生じている場合には、マイコン２３は動作制御
部２２を介し、そうした誤差を解消する方向に比例弁９
の弁開度やファン６の回転数等を帰還制御し、バーナ５
における燃焼エネルギを制御する。

【００１２】使用者が湯を出していた給湯栓１を閉じ、
湯を止めると、流量センサ８は水流停止信号（流量零信
号）をマイコン２３に送出し、これを受けたマイコン２
３では動作制御部２２を介し、ガス比例弁９に全閉信号
を送出してバーナ５を速やかに消火するべく機能する。
ただし場合により、実際の流量を実時間で出力する流量
センサ８とは別に、単に水流が生じたか否かを専門に検
出する水流スイッチが設けられることもあるし、また、
完全に流量が零でなくとも、あらかじめ定められた流量
以下にまで落ちたときには、出湯温の異常な加熱を防ぐ
ため、燃焼を停止させることもある。さらに安全のた
め、熱交換器４に対しハイリミットスイッチが付されて
いる場合には、これが異常な温度にまでの過熱状態を検
出して過熱信号をマイコン２３に送出すると、マイコン
２３は動作制御部２２をして直ちにバーナ５の強制消火
動作に入らせるか、あるいは燃焼量を制限させ、同様
に、図示しないがフレームロッド等、適当なる燃焼検出
素子がバーナ５における途中失火を検出した場合にも、
マイコン２３は動作制御部２２をしてガス比例弁９に強
制閉塞信号を送出させ、システムによっては元電磁弁１
３にも強制閉塞信号を送出させて、生の燃料が機外に漏
出する危険を防ぐ。

【００１３】使用者が湯張り指令スイッチ（図示せず）
を操作し、浴槽１９内への自動湯張りを選択した場合に
は、制御装置２１に内蔵のマイコン２３に対して湯張り
要求信号が送出され、これに応じ、マイコン２３は動作
制御部２２を介して切換電磁弁２を開き、熱交換器４か
らの湯を浴槽１９に直接導けるようにする。しかし、本
願発明はこのような自動湯張りのメカニズム自体には無
関係であるので、これに関しての説明は省略する。同様
に、自動湯張りの終了後、浴槽１９内の実際の湯温が設
定温度に満たなかったときとか、使用者が自分で追焚き
指令操作をしたとき等は、マイコン２３は循環ポンプ１
１を回し始める指令を出すと共に、制御装置２１内の動
作制御部２２をして追焚き用のバーナ１６に着火させ、
追焚き用熱交換器１２により、浴槽１９内の湯の加温を
図る。が、これについても本願には直接の関係がないた
め、説明を省略する。換言すると、本願発明は、後述す
る所から理解されるように、少なくとも、既述の基本的
な給湯機能を持つ自動給湯システムであれば改良の対象
とし得るものである。ただし、上記の自動湯張りに関
し、その注湯温度を制御する部分については同様に本願
発明による改良の対象となる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来にあっても、給湯
栓１からの出湯が安定した状態においては、そしてまた
熱交換器４の出口に設けられた給湯温センサ３の検出す
る給湯温度Ｋ_O であるならば、使用者の設定した設定温
度Ｋ_S に良く近付けることができる。しかし、そうなる
までの過渡期について考えたり、あるいはまた、熱交換
器４の出口から給湯栓１の設けられている場所、ないし
は熱交換器４の出口から浴槽１９への注湯口のある場所
までの配管２４の存在に鑑みると、未だ種々の問題があ
った。これにつき説明するために、従来の自動給湯シス
テムにおける燃焼制御方法によって制御された場合の熱
交換器４の出口温度（給湯温度センサ３の検出する温
度）Ｋ_O と、実際に給湯栓１から出力される湯の温度Ｋ
_n との関係を模式的に示すと、図５のようになることが
多かった。自動給湯システムを最初に使うときとか、前
回の給湯使用時からかなり時間が経って、配管２４が完
全に冷めた後に、使用者が再度、給湯栓１を開いた場合
には、その当初、燃焼量はある一定の補正値（フィード
フォワード量ＦＦ_C ）を加味して多めに設定され、結果
として熱交換器４の出口における出湯温度Ｋ_O はある程
度の時間に亙り、設定温度Ｋ_S を越えるようなオーバシ
ュートを示すようにされる。これは、配管２４が冷えて
いることを考慮し、速やかにこれを暖めようとするもの
である。しかし、従来のこうしたフィードフォワード制
御では、設定温度を得るために必要となる燃焼量に対
し、加えられる補正値ＦＦ_C は常に一定であった。その
ため季節の変化には対応できず、例えば夏期では配管２
４が設定温度Ｋ_S 近くにまで暖まるのも速いから、給湯
栓１からの出湯温度Ｋ_n が設定温度Ｋ_S に至るのが比較
的速かったとしても、冬期では冷えきった配管２４はな
かなか暖まらず、そのために給湯栓１から出湯される湯
の温度も、図５中、符号Ｋ_n'で示すように、かなり長目
になってしまう。本願発明は、この点の改善を目的とし
てなされたもので、夏期でも冬期でも、つまりは年間を
通じてできるだけ速く、給湯栓１からの出湯温度Ｋ_n を
設定温度Ｋ_S に近付けようとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するため、熱交換器への入水温度に基づき、当該熱交
換器の出口から給湯栓までの配管においての放熱量を決
定し、かつ、出湯の開始から所定の時間を補正時間とし
て、この補正時間を経過するまで、上記で決定した放熱
量を補う分の補正熱量を設定温度を得るための必要燃焼
量に追加し、この追加された総燃焼量が熱交換器で得ら
れるように、当該熱交換器における燃焼を制御する。上
記において入水温度を検出することは、言ってみれば季
節を判断する材料を得るためなので、この入水温度に代
えて、外気温検出センサの検出する外気温、浴室内温度
センサの検出する浴室内温度、配管温度センサの検出す
る配管温度等を使用することもできる。また、補正時間
に関しても、入水温度に基づいてその長さを決定し得る
外、これに代えて、当該長さの決定に上記の他の情報を
利用することもできる。さらに本発明では、その一つの
態様として、補正時間を複数の時間部分に分割し、各補
正時間部分ごとに補正熱量の値を決定する手法も提案す
る。この場合、出湯の開始から早い時間部分程、当該時
間部分に対応して決定される補正熱量は大きくする。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に従う給湯温度制御方法の実施
例につき、図１〜３に即して説明するが、その前提とし
て、本発明を適用し得るハードウエアとしての燃焼制御
系ないし自動給湯システム自体は、すでに図４に即して
説明されたものとする。したがって本項では、当該シス
テムの全てに亙る再説明は省略し、本発明の実現にとっ
て必要なものにつき、既説内容から適宜抽出、援用す
る。図４中の符号についても然りである。もっとも、換
言すれば、昨今の自動給湯システムとして通常の機能を
備えている限り、それに内蔵されているマイコンに対す
るソフト的な処理により、本発明を実現することができ
る。

【００１７】まず、図１により、本発明による給湯温度
制御方法の大略につき説明する。図４に示されたような
自動給湯システムが運転モード（オンモード）にあると
きに使用者が給湯栓１を開くと、流量センサ８から流量
が発生したことの信号がマイコン２３に出力されて来る
ので、これを本制御方法における流量検出信号として利
用し、次の判断ステップで補正演算が終了したか否かを
見る。ここでは終了していないので、次のステップに進
み、熱交換器４の出口（給湯機本体部分での）から給湯
栓１に至る配管２４において失われる放熱量を決定す
る。この放熱量の決定には、給水温センサ７から得られ
る入水温度を判断材料とすることができる。例えば、夏
期には入水温度は高く、冬期には低いから、逆に、その
ような入水温度情報から現在の季節が推定でき、その一
方で、そうした各季節ごとの配管の冷え具合も経験的に
知り得るため、結局はそのときどきの入水温度時に当該
配管２４にて失われるであろう放熱量を決定することが
できる。

【００１８】次に、こうして決定した放熱量に基づき、
補正熱量を演算する。補正熱量とは次のような意味を持
つ。本願発明の適用されていないこれまでの自動給湯シ
ステムでも、そのときどきの入水温度、流量センサ８か
ら得られるそのときどきの流量、そして使用者の設定し
た設定温度Ｋ_S に応じて必要な燃焼量を演算し、動作制
御部２２を介し、ガス比例弁９に当該必要燃焼量を得る
ために適当なる弁開度を与える信号を送出して、対応し
た流量のガスをバーナ５に供給させているし、ファン６
にも空気量調節信号（回転数制御信号）を送出し、燃焼
に適当なる量の空気をバーナ５に与えるべくしている。
さらに、出湯開始の直後は、出湯温度の立ち上がり特性
を向上させるため、フィードフォワード制御を行い、あ
る程度の補正熱量を上記の必要燃焼量に加算するべくし
ている。本願発明における補正熱量も、上記のように、
必要とされる燃焼量に追加されるものであることは、上
記した従来におけるフィードフォワード制御と同様であ
る。しかし、大きく異なるのは、上記の通り、本願発明
における補正熱量は、配管２４における放熱量に基づい
て決定されたものであり、それがために、常に固定の一
定値ではなく、季節の変動によって変化する点である。

【００１９】このようにして、配管２４にて予想される
放熱量を補う分の補正熱量が演算されたならば、次に、
図１中に示されている通り、給湯停止時間から補正時間
を演算する。ここで、給湯停止時間とは、今回の給湯が
開始するまでの間、給湯のための燃焼が行われていなか
った時間である。したがって、この時間が長い程、配管
２４は冷えている。ただし、この給湯停止時間がある時
間値以上であれば、それ以上、配管２４が冷えることが
なくなるため、こうなり始めるまでの時間を最大給湯停
止時間として定義することができ、例えばこれは５分と
定めることができる。したがって、５分以上、給湯のた
めの燃焼が行われなかった場合には、給湯停止時間は５
分として良く、このようにするとまた、本願発明の制御
機能を組込んだ自動給湯システムが設置されてから始め
ての給湯使用時にも、給湯停止時間を５分として取扱う
ことができる。

【００２０】これに対し、補正時間とは、上記の給湯停
止時間の最小値（一般に極く短い時間以下はゼロとして
良い）から最大値までの間の時間に対して、例えばあら
かじめ設計的に定め得る比例係数によりリニアな関数関
係にある時間として求められるもので、その間だけ、上
記演算した補正熱量を必要燃焼量に付加するためのもの
である。例えば、前回の給湯使用時からいくらも時間が
経っていないときには、既述のように、その時の入水温
度に応じて配管２４における放熱量を求め、これを単に
上記の必要燃焼量に付加しただけでは、むしろ過剰熱量
となることがある。上記の通り、当該補正熱量は、配管
２４が冷えきっている（すなわち最大給湯停止時間以上
が経過している）ことを想定して求めているからであ
る。これに対し、上記のように、給湯停止時間に鑑みて
補正時間をも変更制御すれば、このような恐れは排除な
いし提言することができる。

【００２１】こうして補正演算が終了した場合には、図
１中に示す通り、例えばその時の設定温度Ｋ_S に対し、
当該補正熱量に相当する温度Ｋ_CMP を加えた温度Ｋ_O
を、熱交換器４の出口において給湯温センサ３により検
出される目標温度として、既述した既存のメカニズムに
より、熱交換器４での燃焼量を決定、制御する。

【００２２】以上述べた、本発明における基本的な出湯
温度制御の実施例に対し、より具体的にした実施例につ
き、以下に説明する。まず、給湯が開始してから少なく
とも所定の時間（例えば５秒）を経過した後から所定の
時間間隔（例えば１０秒）ごとに、給水温センサ７から
入力水温データＫ_C を取り込む。そして、以前に取り込
んでいる入水温度データをｎ回分、平均して、新たな入
水温度データとする。すなわち、平均入水温度データを
Ｋ_CAVとするなら、（Ｋ_C ＋ｎＫ_CAV)／（ｎ＋１）＝Ｋ_CAV とする。ｎの値は、例えば１０程度が適当である。

【００２３】また、上記で求めたＫ_CAV と前回の燃焼時
に求めたＫ_CAV-1 との平均を次回の燃焼時に前回のデー
タとして利用する。すなわち、（Ｋ_CAV ＋ｍＫ_CAV-1)／（ｍ＋１）＝Ｋ_CAV-1 とする。ここで、上記のｍの値は、例えば５０程度が適
当である。

【００２４】次に、実際に鑑み、入水温度が３０℃以上
の場合には補正は不要とし、かつ、３０℃以上の入水温
度は最大入水温度３０℃にクランプする。逆に、零℃以
下は零℃とする。さらに、先にも述べたが、前回の燃焼
時から今回の燃焼時までの間の給湯停止時間（非燃焼時
間）Ｔ_P が５分以上の場合には５分とする。

【００２５】ここで、給湯停止時間が５分以上であり、
入水温度が零℃以下の場合、すなわち、もっとも大きな
補正を要する場合の最大フィードフォワード量（補正熱
量）ＦＦ_CMP として、例えば３００Ｋｃａｌを仮定する
（もちろん、機種の熱容量に鑑みてこの値は変更され
る）。その上で、図２(A)に示されるように、入水温度
が３０℃以上であり、給湯停止時間がゼロないしほぼゼ
ロと看做される場合、つまりはフィードフォワード量
（補正熱量）ＦＦ_CMP がゼロで良い原点と、上記のよう
に（Ｔ_P ／Ｋ_CAV)が最大となるときの値ＦＦ_CMP ＝３０
０との間に例えばリニアな関係（限定的ではないがこれ
が簡単であり、かつ十分でもある）を設け、これに従
い、その時々に必要なフィードフォワード量ＦＦ_CMP を
算出する。ただし、上記でＫ_CAV がゼロのときには、
（Ｔ_P／Ｋ_CAV)は最大値として取扱う。

【００２６】次に、入水温度データＫ_CAV と給湯停止時
間Ｔ_P に基づき、補正時間Ｔ_CMP を求める。これについ
ても限定的ではないが、簡単には図２(B) に示されてい
るように（Ｔ_P ／Ｋ_CAV)との間でリニアな関係を設定す
ることができ、最大２０秒程度までの範囲でその時々に
最適な補正時間を求めることができる。

【００２７】さらにこの実施例では、より精緻な制御を
目指し、上記で求めた補正時間をさらにｑ段階に分割す
る。そして、上記の補正熱量は、各時間段階（各部分時
間）ごとに漸減する熱量として適当なるように求める。
すなわち、図２(C) に示されているように、最初の（Ｔ
_CMP/ｑ）の時間は上記で算出したフィードフォワード量
ＦＦ_CMP を設定温度Ｋ_Sに関する必要な燃焼量に付加
し、次の（Ｔ_CMP/ｑ）時間中は｛ＦＦ_CMP(ｑ−１）／
ｑ｝を付加する。以下同様として、補正時間Ｔ_CMP を全
うする。

【００２８】このような手法によると、図３に示される
ような結果が得られる。すなわち、図３(A) に示されて
いるように、熱交換器４の出口では、夏期の目標温度Ｋ
_O は設定温度Ｋ_S に対し、最大でもあまり高くはなく、
かつ短い補正時間となるが、冬期では相対的に目標温度
Ｋ_O'そのものが高めの範囲にあり、かつ、補正時間も長
くなる。そして、このような関係の結果、図３(B) に示
されているように、熱交換器４の出口での出湯温度が夏
期の出湯温度Ｋ_O に対し、冬期の出湯温度Ｋ_O'のように
高くなることにより、配管２４を介した後の給湯栓１の
部分で使用者に実際に供給される出湯温度Ｋ_n は、年間
を通じ、ほぼ一定の収束時間で、しかもより速やかに、
設定温度Ｋ_S に至ることができる。

【００２９】以上、本発明の望ましい実施例につき説明
したが、本発明の要旨構成を外れない範囲においての各
種の改変は種々考えられる。例えば、配管における放熱
量を決定するのに、入水温度に代えて、図４中に温度セ
ンサ２０として示されているように、外気温検出センサ
２０の検出する外気温度に基づくこともできるし、当該
温度センサ２０が浴室３０内に設けられている場合に
は、これの検出する浴室内温度でも季節を判断すること
可能である。さらに、温度センサ２０を、配管２４の温
度を直接に検出するものとして、当該配管温度により季
節を判断するものとし、これに基づき、当該配管２４に
おける放熱量を決定することもできる。

【００３０】補正時間の演算に関しても同様であって、
上記実施例では入水温度に基づいて（望ましい実施例で
はさらに給湯停止時間にも基づいて）いたが、入水温度
に代えて、上記した外気温度や浴室内温度、あるいはま
た配管温度等を採用することができる。

【００３１】また、補正時間をｑ段階に分割する実施例
の場合にも、当該ｑの値そのものが任意設計的であるこ
との外、必ずしも等分割でなくても良い。当然、各時間
部分ごとの補正熱量も、等間隔ステップでの熱量変化で
なくても良い。

【００３２】設定温度Ｋ_S を得るために演算される必要
燃焼量に対しての補正熱量の追加に関しても、図１の実
施例に示されているように、実際には設定温度Ｋ_S その
ものを目標温度Ｋ_O ＝Ｋ_S ＋Ｋ_CMP として高めに設定す
ることで等価的になされても良い外、入水温度Ｋ_C を疑
似的に低めに設定するとか、あるいはまた熱交換器４を
通過する流量を疑似的に多めに設定することで等価的に
なされても良い。

【００３３】さらに、配管２４の長さは設置個所によっ
て様々に異なるが、少なくともシステムを稼働させる前
には既知となるので、適当なる切替スイッチないしは選
択スイッチを設ける等して、当該配管２４の長さをマイ
コン２３に与え得るようにしておけば、配管２４におけ
る放熱量の決定にこの情報を利用することができ、より
正確な出湯温制御となる。

【００３４】もちろん、本願発明は、給湯機能をのみ有
する自動給湯システムであれば採用することができ、必
ずしも浴槽１９内への湯張り機能や追焚き機能は有して
いなくても良い。ただ、湯張り機能を有している場合に
は、やはり、熱交換器４から浴槽１９への注湯口部分に
至る配管２４にはそこでの放熱が見込まれるので、この
放熱量を補うために本願発明を有効に利用することがで
きる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によると、これまで顧みられるこ
とのなかった配管部分での放熱に鑑みることにより、給
湯栓からの出湯開始後、季節の如何に拘らず、速やかに
出湯温度を設定温度にまで持って行くことができ、快適
な使用感を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の出湯温度制御方法に従う基本的実施例
の説明図である。

【図２】本発明の出湯温度制御方法に従う他の具体的な
実施例において、補正熱量、補正時間を求めるための説
明図である。

【図３】本発明の効果の説明図である。

【図４】本発明に使用可能な自動給湯システムの一例の
概略構成図である。

【図５】従来においては、冬期と夏期とでは給湯栓から
出湯される温度が設定温度に至るまでに要する時間が異
なっていたことを示す説明図である。

【符号の説明】

１給湯栓２切替電磁弁３給湯温センサ４給湯用熱交換器５バーナ６ファン７給水温センサ８流量センサ９比例弁１０給湯側用の電磁弁２０温度センサ２１制御装置２２動作制御部２３マイクロコンピュータ２４熱交換器出口から給湯栓または注湯口までの配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−140747（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−177031（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−46152（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給湯機本体に備えられた熱交換器の出口
における出湯温度を設定温度に近付けるように、該熱交
換器への入水温度、該熱交換器からの出湯温度、及び該
熱交換器を通過する流量に基づき必要な燃焼量を演算
し、該必要燃焼量が得られるように上記熱交換器におけ
る燃焼を制御する自動給湯システムにおいて；上記燃焼の開始以前において、上記熱交換器への入水温
度に基づき、上記熱交換器の出口から上記給湯機本体と
は離れた位置に備えられている給湯栓までの配管におけ
る放熱量を予め決定し；上記出湯の開始から所定の時間を補正時間とし、該補正
時間を経過するまで、上記予め決定した放熱量を補う分
の補正熱量を上記設定温度を得るための上記必要燃焼量
に追加し；上記熱交換器において該追加補正された燃焼量が得られ
るように燃焼を制御すること；を特徴とする自動給湯システムにおける給湯温度制御方
法。
【請求項２】請求項１記載の自動給湯システムにおけ
る給湯温度制御方法であって；上記補正時間も、上記入水温度に基づき決定されるこ
と；を特徴とする方法。
【請求項３】給湯機本体に備えられた熱交換器の出口
における出湯温度を設定温度に近付けるように、該熱交
換器への入水温度、該熱交換器からの出湯温度、及び該
熱交換器を通過する流量に基づき必要な燃焼量を演算
し、該必要燃焼量が得られるように上記熱交換器におけ
る燃焼を制御する自動給湯システムにおいて；外気温を検出する外気温検出センサを設け；上記燃焼の開始以前において、上記外気温検出センサの
検出する外気温に基づき、上記熱交換器の出口から上記
給湯機本体とは離れた位置に備えられている給湯栓まで
の配管における放熱量を予め決定し；上記出湯の開始から所定の時間を補正時間とし、該補正
時間を経過するまで、上記予め決定した放熱量を補う分
の補正熱量を上記設定温度を得るための上記必要燃焼量
に追加し；上記熱交換器において該追加補正された燃焼量が得られ
るように燃焼を制御すること；を特徴とする自動給湯システムにおける給湯温度制御方
法。
【請求項４】請求項３記載の自動給湯システムにおけ
る給湯温度制御方法であって；上記補正時間も、上記外気温に基づき決定されること；を特徴とする方法。
【請求項５】給湯機本体に備えられた熱交換器の出口
における出湯温度を設定温度に近付けるように、該熱交
換器への入水温度、該熱交換器からの出湯温度、及び該
熱交換器を通過する流量に基づき必要な燃焼量を演算
し、該必要燃焼量が得られるように上記熱交換器におけ
る燃焼を制御する自動給湯システムにおいて；浴室内の温度を検出する浴室内温度センサを設け；上記燃焼の開始以前において、上記浴室内温度センサの
検出する浴室内温度に基づき、上記熱交換器の出口から
上記給湯機本体とは離れた位置に備えられている給湯栓
までの配管における放熱量を予め決定し；上記出湯の開始から所定の時間を補正時間とし、該補正
時間を経過するまで、上記予め決定した放熱量を補う分
の補正熱量を上記設定温度を得るための上記必要燃焼量
に追加し；上記熱交換器において該追加補正された燃焼量が得られ
るように燃焼を制御すること；を特徴とする自動給湯システムにおける給湯温度制御方
法。
【請求項６】請求項５記載の自動給湯システムにおけ
る給湯温度制御方法であって；上記補正時間も、上記浴室内温度に基づき決定されるこ
と；を特徴とする方法。
【請求項７】給湯機本体に備えられた熱交換器の出口
における出湯温度を設定温度に近付けるように、該熱交
換器への入水温度、該熱交換器からの出湯温度、及び該
熱交換器を通過する流量に基づき必要な燃焼量を演算
し、該必要燃焼量が得られるように上記熱交換器におけ
る燃焼を制御する自動給湯システムにおいて；上記熱交換器の出口から上記給湯機本体とは離れた位置
に備えられている給湯栓までの配管の温度を検出する配
管温度センサを設け；上記燃焼の開始以前において、上記配管温度センサの検
出する配管温度に基づき、上記配管における放熱量を予
め決定し；上記出湯の開始から所定の時間を補正時間とし、該補正
時間を経過するまで、上記予め決定した放熱量を補う分
の補正熱量を上記設定温度を得るための上記必要燃焼量
に追加し；上記熱交換器において該追加補正された燃焼量が得られ
るように燃焼を制御すること；を特徴とする自動給湯システムにおける給湯温度制御方
法。
【請求項８】請求項７記載の自動給湯システムにおけ
る給湯温度制御方法であって；上記補正時間も、上記配管温度に基づき決定されるこ
と；を特徴とする方法。
【請求項９】請求項１，２，３，４，５，６，７また
は８記載の自動給湯システムにおける給湯温度制御方法
であって；上記補正時間は複数の時間部分に分割され、該各補正時
間部分ごとに上記補正熱量の値が決定され、上記出湯の
開始から早い時間部分程、該時間部分に決定されている
上記補正熱量が大きな値となっていること；を特徴とする方法。
【請求項１０】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８または９記載の自動給湯システムにおける給湯温度制
御方法であって；上記必要燃焼量に対する上記補正熱量の追加は、上記必
要燃焼量を得るための上記設定温度を疑似的に高めに設
定することで等価的になされること；を特徴とする方法。
【請求項１１】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８または９記載の自動給湯システムにおける給湯温度制
御方法であって；上記必要燃焼量に対する上記補正熱量の追加は、上記必
要燃焼量を得るための上記入水温度を疑似的に低めに設
定することで等価的になされること；を特徴とする方法。
【請求項１２】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８または９記載の自動給湯システムにおける給湯温度制
御方法であって；上記必要燃焼量に対する上記補正熱量の追加は、上記必
要燃焼量を得るための上記流量を疑似的に多めに設定す
ることで等価的になされること；を特徴とする方法。
【請求項１３】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９，１０，１１または１２記載の自動給湯システム
における給湯温度制御方法であって；上記配管における放熱量の決定は、該配管の既知の長さ
にも基づいてなされること；を特徴とする方法。