JPH10185322A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給湯動作の際に異常動作を簡単確実に行う給
湯装置の提供を目的とする。 【解決手段】 熱交換器２と、この熱交換器２に接続さ
れた入水路６及び出湯路８と、前記熱交換器２を加熱さ
せる燃焼手段４と、前記熱交換器２をバイパスして入水
路と出湯路を連通させるバイパス路１０と、前記バイパ
ス路１０に設けられバイパス流量を調整する流量調整弁
１２とを有する給湯装置において、前記熱交換器２から
流出される湯の温度が所望の温度よりも高めの温度とな
るように前記燃焼手段４により前記熱交換器を加熱制御
し、前記熱交換器２から流出される湯と前記バイパス路
１０からの水とを混合して所望の温度となるように前記
流量調整弁１２の開度を制御することによって所望の温
度を給湯する給湯制御手段３０と、給湯動作の際に、前
記流量調整弁１２の状態を検出して全閉（もしくは不必
要に開度が小さい状態）を検出した場合には異常と判断
する異常検出手段３１とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯装置に関し、
特に給湯動作の異常を確実に検出可能とした給湯装置の
提供を目的とする。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の技術としては、熱交換器に
入水路及び出湯路を接続すると共に、熱交換器と並列に
バイパス路を形成して熱交換器により加熱すると共にバ
イパス路からの水量を調整して給湯制御するものが存在
する。そして、この装置においては給湯路に温度センサ
を設けてその検出値によりフィードバック制御すること
により適切な制御を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来このような装置が
存在するものの従来のものでは次のような問題が生じ
る。すなわち、給湯の際に、一旦熱交換器にて所望の温
度よりも高めの温度に加熱制御して、バイパス路側から
水を供給調整して熱交換器側の湯とを混合して所望の温
度の湯にして給湯するようにすれば燃焼による加熱によ
るよりもバイパス路の流量調整弁の方が応答速度が速い
ので、きわめて迅速な給湯制御動作を実現できる。しか
し、給湯路に設けられた温度センサが故障し低い方の温
度を誤検出したような場合には、そのフィードバック制
御によりバイパス路の流量調整弁を全閉（あるいは略全
閉）状態としてしまうため、熱交換器の高めの湯が出湯
されてしまう問題がある。また、一方で給湯路の温度セ
ンサの異常検出を簡単に行う手段がないというのが実情
である。

【０００４】そこで、本発明はこのような実情に鑑みて
なされたものであって、非常に簡単な手段によって給湯
動作の異常検出を実現した給湯装置の提供を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、熱交換器と、この熱交換器
に接続された入水路及び出湯路と、前記熱交換器を加熱
させる燃焼手段と、前記熱交換器をバイパスして入水路
と出湯路を連通させるバイパス路と、前記バイパス路に
設けられバイパス流量を調整する流量調整弁とを有する
給湯装置において、前記熱交換器から流出される湯の温
度が所望の温度よりも高めの温度となるように前記燃焼
手段により前記熱交換器を加熱制御し、前記熱交換器か
ら流出される湯と前記バイパス路からの水とを混合して
所望の温度となるように前記流量調整弁の開度を制御す
ることによって所望の温度を給湯する給湯制御手段と、
給湯動作の際に、前記流量調整弁の状態を検出して全閉
（もしくは不必要に開度が小さい状態）を検出した場合
には異常と判断する異常検出手段とを具備したことを特
徴とする。

【０００６】本発明によれば、給湯動作の際に熱交換器
と並列に入水路と出湯路とをバイパスするバイパス路上
に設けられた流量調整弁の状態を検出し、流量調整弁が
全閉（もしくは略全閉）状態であれば熱交換器側の湯が
そのまま給湯されていると判断して異常検出手段が異常
として検出する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図１ないし
図３に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は本発
明の給湯装置の概略構成図、図２は制御構成図、図３は
動作説明用のフローチャートである。

【０００８】図例の給湯装置１において、２は熱交換
器、３は燃焼検出センサ、４は熱交換器２を加熱するガ
スバーナなどの加熱器、６は図示しない水道管等に連通
される入水路、８は台所、洗面所、シャワー等の端末栓
５に連通される出湯路、１０は入水路６と出湯路８との
間で熱交換器２をバイパスするためのバイパス路、１２
はバイパス路１０に設けられてバイパス水量を調整する
流量調整弁、１４は流量調整弁１２の弁体（図示省略）
を駆動するステッピングモータ、１５はバイパス路１０
を流れる流量を検出する流量センサ、１６は入水温度Ｔ
ｃを検出する入水温度センサ、１８は熱交換器２で加熱
された湯の出湯温度Ｔｈを検出する出湯温度センサ、２
０は熱交換器２で加熱された湯とバイパス路１０を通過
した水とが混合された後の給湯温度Ｔｍを検出する給湯
温度センサ、２１は熱交換器２への入水量Ｑｈを検出す
る入水量センサ、２２は熱交換器２への通水量が最大加
熱能力を越えた場合に湯水の吐出水量を制御する缶体側
制御弁、２３は加熱器４の加熱量を調節する比例弁、２
４は給湯動作に関連して前記各構成要素を制御するコン
トローラ、２６は目標給湯温度Ｔｓを設定する操作部で
ある。

【０００９】次に、コントローラ２４について図２を参
照して説明する。コントローラ２４は、各種センサ１
５、１６等の検出情報に基づいて、流量調整弁１２、缶
体側制御弁２２、比例弁２３等を制御したりするもので
あり、特に給湯制御手段３０、異常検出手段３１、安全
処理手段３２、及びその他の制御手段３３とを有してい
る。給湯制御手段３０は通常の給湯動作の際に各動作部
を制御する手段であり、その動作概要は入水路６から入
水された入水温度、入水水量に対して缶体の出湯温度が
出湯したい設定温度Ｔｓに所要の一定値β（例えば２５
℃）高い温度となるように、比例弁２３の開度を調節し
て加熱量を調節し、そしてこの熱交換器２で加熱された
一定温度高い湯と流量調整弁１２にて調整されたバイパ
ス路１０からの水とが混合されて所望の設定温度Ｔｓに
て湯を提供するようになっている。このような給湯制御
にしたため応答速度の速い制御が可能となる。更により
適切な制御を行うために、給湯動作時に下記フィードフ
ォワード制御、フィードバック制御を行う。フィードフ
ォワード制御は、熱交換器２での目標焚き上げ温度ＫＴ
ｓを低温腐食域や沸騰域から外れる適正範囲となるよう
に設定温度Ｔｓに所要の一定値β（例えば２５℃）を加
算して算出して、この目標焚き上げ温度ＫＴｓに出湯温
度センサ１８で検出する出湯温度Ｔｈを一致させるよう
に、加熱器４のガス量Ｇを（ＫＴｓ−Ｔｃ）・ＱＨによ
り算出して設定するとともに、目標分配比率ＢｐＦＦを
（ＫＴｓ−Ｔｃ）／（Ｔｓ−Ｔｃ）＝β／（Ｔｓ−Ｔ
ｃ）により算出し、この目標分配比率ＢｐＦＦに基づい
てステッピングモータ１４のステップ数と湯水分配比率
との関係に基づいて目標ステップ数（目標値）ＳＦＦを
算出するものである。また、フィードバック制御は、入
水温度Ｔｃ、熱交換器２からの出湯温度Ｔｈ、および湯
水混合後の実際の給湯温度Ｔｍに基づいて、実際の湯水
の分配比率ＢｐＡを算出し、この実際分配比率ＢｐＡと
前記目標分配比率ＢｐＦＦとの偏差量△Ｂｐ（＝ＢｐＡ
−ＢｐＦＦ）を所定のサンプリング周期△ｔごとに求
め、この偏差量△Ｂｐに基づいて補正分配比率ＢｐＦＢ
を算出するものである。そして、これらフィードフォワ
ード制御、フィードバック制御あるいはフィードフォワ
ード＋フィードバック制御を制御状態において適宜利用
して最適な制御を行っている。

【００１０】異常検出手段３１は、異常の発生の有無、
異常内容等を検出する手段である。特にバイパス路１０
に設けられてバイパス水量を調整する流量調整弁１２の
状態により異常を監視している。具体的には、給湯温度
センサ２０が故障してしまい、実際の温度とは異なる温
度を検出温度として出力してしまい、その際低い方に故
障してしまった場合には、バイパス路１０の流量調整弁
１２が閉側に動き温度を上げようとして全閉となってし
まう。実際には熱交換器２で加熱された湯がそのまま給
湯されてしまう。ところで、熱交換器２で一旦高めの温
度に加熱しバイパス路１０からの水量で再調整をするタ
イプのものでは、本来通常動作時には、流量調整弁１２
が全閉あるいは不必要に全閉に近い略全閉状態に制御さ
れることはないので、このような場合には異常と判断す
ることができる。

【００１１】安全処理手段３２は、異常が発生した場合
の安全動作を処理する手段である。特に、安全処理手段
３２は利用者が意図しないときに高温の湯が出湯するの
を防止するように考慮されている。その他の制御手段３
３は、上述以外の制御動作を行っている手段であり、各
種センサ１５、１６等の検出動作を制御したり、操作部
２６とのデ−タの伝送制御を行ったりしている。

【００１２】次に、本発明の動作について図３のフロー
チャートを参照して説明する。図３に示すように、まず
給湯動作が開始されたかどうかを判断する（ステップＳ
１）。その判断は例えば入水量センサ２１が所定流量以
上の流量を検出したかどうかで判断することができる。
給湯動作が開始されれば、次に設定温度Ｔｓが所定温度
（例えば４８℃）以下かどうかを判断する（ステップＳ
２）。これは、使用者が高温出湯を意図しているのか通
常使用範囲の湯の給湯を意図しているかを区別するもの
である。高温出湯の意図していれば利用者はもともと特
に注意しているであろうし、一方通常使用範囲の湯の場
合には通常注意をしていない。その場合に高温出湯され
れば不意に高めの湯が出湯されることとなり、このよう
な動作は阻止する必要があるからである。

【００１３】設定温度Ｔｓが所定温度（例えば４８℃）
以下であれば、次に缶体温度ＫＴｓが所定温度（例えば
６０℃）以下かどうかを判断する（ステップＳ３）。缶
体出湯温度が６０℃程度を越えるぐらいから注意を要す
る温度だからである。缶体温度ＫＴｓが所定温度（例え
ば６０℃）以上の場合には次にバイパス路の流量調整弁
１２が全閉か否かを判断する（ステップＳ４）。全閉
（あるいは略全閉）であれば例えば給湯温度センサ２０
が誤って低い温度を検出しているため給湯温度を高めよ
うとしてバイパス路１０側からの水の量を減らそうとし
たためであり、この場合には熱交換器２で加熱された缶
体温度の湯がそのまま給湯されてしまうので、異常と判
断することができ、安全動作に移行する（ステップＳ
５）。

【００１４】安全動作としては、給湯動作を停止した
り、あるいは、水のみの提供は行って燃焼を行わないよ
うにしたり、あるいは缶体温度が所定温度以下の全く危
険のない範囲でのみ燃焼動作を許容したり、適宜状態に
応じた任意の安全動作とすることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では熱交換
器と並列にバイパス路を形成して熱交換器で加熱された
湯と水とを混合して給湯するタイプの給湯器において、
そのバイパス路の流量調整弁が全閉（あるいは略全閉）
となった場合に、異常として判断するようにしたので、
速やかに確実な異常判断を行うことができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の構成を示した説明図である。

【図２】給湯装置の制御構成を示した説明図である。

【図３】異常判別の動作を示した動作フローチャートで
ある。

【符号の説明】

１ 給湯装置 ２ 熱交換器 ３ 燃焼検出センサ（残火検出手段） ４ 加熱器 ６ 入水路 ８ 出湯路 １０ バイパス路 １２ 流量調整弁 ２２ 缶体側制御弁 ２４ コントローラ ２６ 操作部 ３０ 給湯制御手段 ３１ 異常検出手段 ３２ 安全処理手段

フロントページの続き (72)発明者 松田 和俊 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器と、この熱交換器に接続された
   入水路及び出湯路と、前記熱交換器を加熱させる燃焼手
   段と、前記熱交換器をバイパスして入水路と出湯路を連
   通させるバイパス路と、前記バイパス路に設けられバイ
   パス流量を調整する流量調整弁とを有する給湯装置にお
   いて、 前記熱交換器から流出される湯の温度が所望の温度より
   も高めの温度となるように前記燃焼手段により前記熱交
   換器を加熱制御し、前記熱交換器から流出される湯と前
   記バイパス路からの水とを混合して所望の温度となるよ
   うに前記流量調整弁の開度を制御することによって所望
   の温度を給湯する給湯制御手段と、 給湯動作の際に、前記流量調整弁の状態を検出して全閉
   （もしくは不必要に開度が小さい状態）を検出した場合
   には異常と判断する異常検出手段と、 を具備したことを特徴とする給湯装置。