(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入水管路と、出湯管路と、これらの管路との間に配された熱交換器と、該熱交換器内の水温を検知するための温度センサと、加熱するためのバーナ機構とを少なくとも備え、給湯を行っていない場合においても、前記バーナ機構を燃焼させて保温運転を行う保温運転機能を備えた給湯機能と、給湯機能以外に風呂機能もしくは暖房機能のいずれか、またはその両方を備えた複合型給湯器において、
保温運転中に給湯以外の機能が作動している場合には、上記温度センサの検知温度が、所定の一定値以上降下したときに保温燃焼を開始し、給湯以外の機能が作動していない場合は、上記温度センサの検知温度が、所定の温度以下を検知したときに保温燃焼を開始するような制御を行うことを特徴とする保温運転機能付き複合型給湯器。
【請求項２】
入水管路と、出湯管路と、これらの管路との間に配された熱交換器と、該熱交換器内の水温を検知するための温度センサと、加熱するためのバーナ機構とを少なくとも備え、給湯を行っていない場合においても、前記バーナ機構を燃焼させて保温運転を行う保温運転機能を備えた給湯機能と、給湯機能以外に風呂機能もしくは暖房機能のいずれか、またはその両方を備えた複合型給湯器において、
保温運転中に給湯以外の機能が作動している場合には、保温燃焼後に待機時間を設け、保温燃焼開始時の熱交換器内の水温を、前記温度センサにて検知して制御部に記憶し、前記待機時間経過後の熱交換器内の水温と比較して、所定値以上の温度降下があれば保温燃焼を行い、所定値以上の温度降下がなければ、給湯以外の機能が作動している場合であっても、給湯以外の機能が作動していない場合の保温運転制御に移行することを特徴とする保温運転機能付き複合型給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯待機中に保温運転を行って熱交換器内の水温を適当に上昇させ、給湯時にはその初期であっても冷水が流れ出ないようにすることができる保温運転機能付き給湯器であって、給湯機能以外に風呂機能もしくは暖房機能のいずれか、またはその両方を備えた複合型給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、給湯待機中、即ち給湯していない場合であっても、器具内の水を適当に加温しておくことで、給湯性能を向上させる機能（以下、保温運転機能という）を備えた瞬間湯沸器等の保温運転機能付き給湯器が提供されている。これは給湯器の保温運転機能によって、コールドスタート時および給湯待機中に燃焼を行って熱交換器内の水温を適当に上げておき、コールドスタートにおける給湯立ち上がり時や再給湯時の初期において、冷水が流れ出るのを抑制するとともに、設定温度の湯を素速く使用者に提供するものである。
【０００３】
この種の保温運転機能付き給湯器においては、保温運転のスイッチが入れられた状態において、熱交換器等の配管内の水温が予め設定された保温燃焼開始温度以下になると、バーナによる短時間の保温燃焼を行って配管内の水を加熱し、再度、水温が保温燃焼開始温度以下になると、保温燃焼を行うという動作を繰り返す構成となっている。このような保温運転では、バーナの燃焼が繰り返して行われることになるため、部品の耐久性を考慮して、保温燃焼を行わない間隔（待機時間）を予め設定しており、この待機時間を越えた場合に保温運転を行うような制御を行っている。また冷却の速度が速い場合には、保温運転の効果が低いとして耐久性を優先させ、保温運転を停止する制御も行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複合型給湯器においては、給湯停止中にその他の機能（風呂もしくは暖房）が作動すると、その燃焼による排気が給湯側へ逆流しないように、給湯燃焼用のファンを回転させるようになっており（一つのファンを共用している場合もある）、給湯側の熱交換器はファンの送風によって冷却されることになる。このような場合、従来の制御方法のように、一定の温度に冷却されるまで待機してから保温運転を行っても、冷却速度が速すぎて、保温運転の効果が現れない為、保温運転を行わないような制御を行っていた。
【０００５】
そこで本発明では、上記複合型給湯器における保温運転の問題点を解消し、給湯機能以外の作動中においても保温運転の効果があり、しかもバーナ等の耐久性および安全性を確保した保温運転の制御方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明における保温運転機能付き複合型給湯器は、入水管路と、出湯管路と、これらの管路との間に配された熱交換器と、該熱交換器内の水温を検知するための温度センサと、加熱するためのバーナ機構とを少なくとも備え、給湯を行っていない場合においても、前記バーナ機構を燃焼させて保温運転を行う保温運転機能を備えた給湯機能と、給湯機能以外に風呂機能もしくは暖房機能のいずれか、またはその両方を備えた複合型給湯器であって、保温運転中に給湯以外の機能が作動している場合には、上記温度センサの検知温度が、所定の一定値以上降下したときに保温燃焼を開始し、給湯以外の機能が作動していない場合は、上記温度センサの検知温度が、所定の温度以下を検知したときに保温燃焼を開始するような制御を行う。また保温運転中に給湯以外の機能が作動している場合には、保温燃焼後に待機時間を設け、保温燃焼開始時の熱交換器内の水温を、前記温度センサにて検知して制御部に記憶し、前記待機時間経過後の熱交換器内の水温と比較して、所定値以上の温度降下があれば保温燃焼を行い、所定値以上の温度降下がなければ、給湯以外の機能が作動している場合であっても、給湯以外の機能が作動していない場合の保温運転制御に移行する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明における実施の形態を図面を参照しながら説明する。
近時の複合型給湯器には、風呂追い焚き用に風呂の湯水を循環させる循環回路や温水暖房用の温水の循環回路を備えたものが提供されている。ここで、かかる循環回路を備えた複合型給湯器の一例を図１に示す。
【０００８】
この図１に示す複合型給湯器は、給湯回路Ａ、暖房回路Ｂ、風呂回路Ｃ、落込回路Ｄを主要部として備えており、これらの各回路により給湯、暖房、および風呂の湯張りや追い焚きといった機能が実現されている。
【０００９】
具体的には、上記給湯回路Ａは、ガスバーナ４で加熱される給湯熱交換器１４を備えるとともに、この給湯熱交換器１４の入水側（給水回路側）に、入水温度を検出する入水温度センサ１２と入水量を検出する入水量センサ１３とが設けられる一方で、出湯側に、上記給湯熱交換器１４からの出湯温度を検出する熱交温度センサ１５と、出湯量を制限する水量サーボ弁１と、給湯器本体の外部への出湯温度を検出する出湯温度センサ１６とが設けられている。そして入水側と出湯側の間には、上記給湯熱交換器１４をバイパスして短絡接続するバイパス路が設けられ、このバイパス路上にはバイパス路の流量を制限するバイパス弁１１が設けられている。
【００１０】
暖房回路Ｂには、暖房循環ポンプ３１、ガスバーナ２０で加熱される暖房熱交換器２２、暖房熱交換器２２からの暖房水温度を検出する暖房温度センサ２３、常に一定水量を確保するための膨張タンク２１、風呂追い焚き用の風呂ヒータ２４、風呂熱動弁３２，およびバイパス路３５が設けられている。そして、膨張タンク２１には、水位検出用の水位電極３３が設けられるとともに、補水配管３６とオーバーフロー配管３４の各一端が接続され、補水配管３６の他端は給湯回路Ａの入水側に接続されるとともに、オーバーフロー配管３４の他端は大気中に開放されている。さらに、補水配管３６の途中には補水弁３０が設けられている。
【００１１】
風呂回路Ｃは、その回路中に風呂ヒータ２４が接続されるとともに、浴槽の水位検出用の圧力センサ５、風呂循環ポンプ３、浴槽水の有無を検出する水流スイッチ６、および浴槽水の温度を検出する風呂温度センサ２５が設けられている。なお、図示例では風呂ヒータ２４を設ける構成を示したが、この風呂ヒータ２４に替えて、風呂回路Ｃ中に風呂熱交換器を設けてガスバーナにより加熱する場合もある。
【００１２】
落込回路Ｄは、給湯回路Ａと風呂回路Ｃとの間を接続して、給湯回路Ａからの湯水を風呂回路Ｃを介して浴槽に落とし込むためのもので、その途中には、バキュームブレーカ１７、落込弁２、落込水量センサ１０および逆止弁１８が設けられている。
【００１３】
図１で示される複合型給湯器では、風呂の追焚き運転や暖房運転を行う場合、ガスバーナ２０を燃焼させて暖房熱交換器２２で暖房水を加熱し、その暖房水と浴槽水とを風呂ヒータ２４にて熱交換して風呂の追焚きを行うか、そのまま暖房水を器外の暖房回路に循環させて室内の放熱器などで暖房を行う。ここでガスバーナ２０を燃焼させるために暖房ファン８を回転させてガスバーナ２０に燃焼用空気を送風している。
【００１４】
ガスバーナ２０による燃焼排気は器外に排出されるが、まれに逆風などの影響で給湯側の排気口から器内に逆流する場合があり、これを防止するために暖房燃焼中は常に、給湯ファン７を回転させて送風を行っている。
【００１５】
上記のような場合に於ける従来の保温運転例を図３に示す。図３中の実線で示されたグラフが暖房燃焼中の給湯熱交換器温度を示し、点線で示されたグラフは暖房燃焼が無い場合の給湯熱交換器温度である。暖房燃焼無しの場合は、給湯熱交換器温度の冷却速度が緩やかなため、熱交換器温度Ｔが保温開始温度Ｔ１に達した時に保温燃焼を行えば、待機時間を経過した後でも熱交換器温度ＴはＴ１を上回っており、短時間の保温燃焼を繰り返すことで熱交換器内の水温を適当な温度に保つことが出来る。しかし暖房燃焼が有る場合は、給湯ファンの送風によって熱交換器が急速に冷却され、保温開始温度Ｔ１に達してから保温燃焼を行っても待機時間の間に、熱交換器温度Ｔは保温有効温度Ｔ２を割り込んでしまうため充分な保温運転を行うことができなかった。
【００１６】
このような問題を解決するために次の２つの手段が考えられる。１つは保温燃焼時間を長くすることであり、もう１つは保温燃焼間の待機時間を短くすることである。しかし、保温燃焼時間を長くすると、給湯側の水が停止している状況で燃焼を行うわけであるから急激に温度が上昇し、局部的な沸騰による圧力上昇で熱交換器が破損したり、再出湯時に高温の湯が出湯してしまう危険性がある。また待機時間を短くすると燃焼回数が増加して部品の耐久性に悪影響を及ぼすことが考えられる。待機時間を短縮した場合の保温運転例を図４に示す。
【００１７】
本発明による保温運転制御を、図２に示すフローチャートによって説明する。まずステップＳ１にて保温運転が開始（保温運転スイッチ入）され、ステップＳ２で給湯燃焼が停止されると熱交温度センサ１５によって熱交換器内の水温を検知して、このときの温度を熱交換器初期温度Ｔ０として制御部に記憶する（ステップＳ３）。
【００１８】
ステップＳ４では暖房燃焼が行われているかどうかの判断を行い、暖房燃焼が行われていなければ、従来と同様の保温運転制御であるステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、熱交温度Ｔが保温開始温度Ｔ１（例えば４５℃）以下であればステップＳ１３に進行し、そうでなければステップＳ４に戻る。
【００１９】
ステップＳ１３にて予め決定された短時間の保温燃焼（例えば５秒間）を行い、熱交換器温度を適当に上昇させ、ステップＳ１４にて所定の待機時間（例えば５分間）運転を待機してステップＳ１５に進行する。ステップＳ１５では、熱交換器温度Ｔを検知し、所定の保温有効温度Ｔ２（例えば３５℃）以下であれば、ステップＳ１６に移行して保温運転を終了する。これは待機時間中に急激な温度低下があるような場合では保温運転を継続しても効果が望めないため、器具の耐久性を優先して保温運転を終了するものである。ステップＳ１５で熱交換器温度Ｔが保温有効温度Ｔ２より高ければ、保温運転は効果ありと判断してステップＳ４に戻り、保温運転を継続する。
【００２０】
ステップＳ４にて暖房燃焼が行われている場合は、ステップＳ５に進行する。ステップＳ５では、熱交換器温度Ｔが熱交換器初期温度Ｔ０より所定の温度偏差△Ｔ（例えば１０℃）だけ降下した場合にステップＳ６に進行し、そうでなければステップＳ４に戻る。ステップＳ６ではこの時の熱交換器温度Ｔを次回保温開始温度Ｔｏｎとして制御部に記憶し、ステップＳ７の保温燃焼に進行する。この時の保温燃焼はステップＳ１３にて行われた保温燃焼と同じである。保温燃焼時間は器具の大きさや保有水量等によって異なり、局所沸騰や圧力上昇、高温出湯等の危険性の無いような短時間の燃焼が、実験によって決定される。
【００２１】
ステップＳ８ではステップＳ１４と同様に、所定の時間だけ運転が待機され、ステップＳ９では暖房燃焼が継続しているかどうかを判断し、暖房燃焼が終了していれば、ステップＳ１２に移行する。暖房燃焼が継続していればステップＳ１０に進行し、ステップＳ１０では、熱交換器温度Ｔが次回保温開始温度Ｔｏｎ以下であればステップＳ１１に進行し、そうでなければステップＳ１２に移行する。次回保温開始温度Ｔｏｎ以下かどうかを判定するのは、保温燃焼による温度上昇と待機時間中の温度降下の比較を行い、上昇の方が大きいと判断した場合は、従来の制御で問題ないので、従来制御に移行するためである。
【００２２】
ステップＳ１１ではステップＳ１５と同様に、熱交換器温度Ｔを検知し、所定の保温有効温度Ｔ２（例えば３５℃）以下であれば、ステップＳ１６に移行して保温運転を終了する。ステップＳ１１で熱交換器温度Ｔが保温有効温度Ｔ２より高ければステップＳ６に戻り、この時の熱交換器温度を次回保温開始温度Ｔｏｎとして制御部に記憶して保温運転を繰り返す。
【００２３】
上記の保温運転制御による保温運転例を図５に示す。図３の運転例と比較して暖房燃焼中であっても保温効果が長く継続していることがわかる。また図４の運転例と比較して保温燃焼の回数が少なく抑えられており、耐久性にも配慮されている。本発明による保温運転制御では、暖房燃焼中も約３０分以上は保温運転効果が継続し、暖房燃焼の連続燃焼時間が、風呂の追焚き運転では約５分間、暖房運転のの立ち上がり時で約３０分間（その後は間欠燃焼）であることを考慮すれば、本発明による保温運転制御は、その実用性において十分な効果をもたらすものである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明による複合型給湯器の保温運転制御では、請求項１に示されたように、保温運転中に給湯以外の機能が作動している場合には、熱交温度センサの検知温度が、所定の一定値（初期温度偏差△Ｔ）以上降下したときに保温燃焼を開始し、給湯以外の機能が作動していない場合は、熱交温度センサの検知温度が、所定の温度（保温開始温度Ｔ１）以下を検知したときに保温燃焼を開始するような制御としたことにより、他機能の作動によって給湯ファンが回転する急冷却状態でも、給湯の保温運転を早い段階から始めることができるため、保温効果が十分実用的な範囲で継続されるという効果があり、他機能が作動していない場合では、不要な保温運転は行わないので耐久性も確保される。
また請求項２に示された制御では、保温燃焼と待機時間の前後の熱交換器温度を比較することによって、冷却の度合を判断し、冷却速度が遅い場合は、たとえ他機能が作動中であっても、従来の保温運転制御（他の機能が作動していない状態の制御）に移行することで、むだな保温燃焼を行わない効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る複合型給湯器の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明による保温運転制御を示すフローチャート図である。
【図３】従来の保温運転制御による熱交換器温度の変化を表す図である。
【図４】待機時間を短くした場合の保温運転制御による熱交換器温度の変化を表す図である。
【図５】本発明の保温運転制御による熱交換器温度の変化を表す図である。
【符号の説明】
４      給湯ガスバーナ
７      給湯ファン
１４    給湯熱交換器
１５    熱交温度センサ
２０    暖房ガスバーナ
２２    暖房熱交換器
２４    風呂ヒータ
Ｔ      熱交換器温度
Ｔ０    熱交換器初期温度
Ｔ１    保温開始温度
Ｔ２    保温有効温度
△Ｔ    初期温度偏差
Ｔｏｎ  次回保温開始温度
【図１】
0003590964.tif 000002
【図２】
0003590964.tif 000003
【図３】
0003590964.tif 000004
【図４】
0003590964.tif 000005
【図５】
0003590964.tif 000006