(57)【要約】【課題】給湯器に接続される外部配管に外付けのヒータ装置が取り付けられた場合でも、器具内の配管の凍結を防止する。【解決手段】筐体内に、給湯側バーナにより通水が加熱される給湯回路と、風呂側バーナにより通水が加熱される風呂回路と、両バーナに燃焼用空気を供給する共用の給気ファンと、各回路に設けられる凍結予防用のヒータと、外気温サーミスタと、外気温サーミスタの検出温度が設定温度を下回った際にヒータを作動させる凍結予防制御を実行するコントローラと、を備えた給湯器であって、コントローラは、凍結予防制御の実行の際、Ｓ１で、給湯回路と風呂回路との何れか一方の単独運転か否かを判別し、双方が運転若しくは運転していない状態では、Ｓ２で、設定温度として第１設定温度を使用してヒータを制御し、単独運転状態では、Ｓ３で、設定温度として第１設定温度よりも高い第２設定温度を使用してヒータを制御する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に、
第１バーナにより通水が加熱される第１加熱回路と、
第２バーナにより通水が加熱される第２加熱回路と、
前記第１バーナ及び前記第２バーナに燃焼用空気を供給する共用の給気ファンと、
前記第１加熱回路及び前記第２加熱回路に設けられる凍結予防用のヒータと、
外気温を検出する外気温センサと、
前記外気温センサの検出温度が設定温度を下回った際に前記ヒータを作動させる凍結予防制御を実行するコントローラと、を備えた給湯器であって、
前記コントローラは、前記凍結予防制御の実行の際、前記第１加熱回路と前記第２加熱回路との双方が作動若しくは作動していない状態では、前記設定温度として第１設定温度を使用し、前記第１加熱回路と前記第２加熱回路との何れか一方のみが作動している状態では、前記設定温度として、前記第１設定温度よりも高い第２設定温度を使用することを特徴とする給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体内に、第１バーナにより回路内の通水を加熱する給湯回路等の第１加熱回路と、第２バーナにより回路内の通水を加熱する風呂回路や暖房回路等の第２加熱回路とを備えると共に、筐体の底面に設けられた外気温センサの検出温度に基づいて凍結予防制御を実行する給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、筐体の内部に、第１バーナにより回路内の通水を加熱する給湯回路等の第１加熱回路と、第２バーナにより回路内の通水を加熱する風呂回路や暖房回路等の第２加熱回路とを備えた給湯器が知られている。このような給湯器では、筐体の底面に、外部の水道管が接続される給水接ぎ手、シャワー等の給湯栓への配管が接続される出水接ぎ手、浴槽に接続される２本の配管が接続される２つの風呂接ぎ手、外部のガス管が接続されるガス接ぎ手が外部に露出して設けられている。また、第２加熱回路に暖房回路を備えたものでは、暖房回路用の配管が接続される暖房用接ぎ手が外部に露出して設けられている。
このうち給水接ぎ手は、給湯回路の上流端に、出水接ぎ手は給湯回路の下流端にそれぞれ接続されて、給水接ぎ手を介して給湯回路内に供給される水を、第１バーナで加熱し、出水接ぎ手を介してキッチンやシャワー等に湯水として供給する。また、２つの風呂接ぎ手は、風呂回路の上流端と下流端とにそれぞれ接続されて、浴槽側の２本の配管と共に循環回路を形成して、第２バーナで回路内の湯を追い焚きできるようになっている。暖房用接ぎ手は、床暖房等の暖房端末に接続されて暖房回路を形成し、暖房端末との間で湯を循環させるようになっている。
【０００３】
このような給湯器においては、冬季に各回路が凍結するのを防止するために、凍結予防機能を備えたものが知られている。例えば特許文献１には、筐体の底面に設けられる外気温センサの検出値が、所定の基準温度（例えば４℃）以下となった場合に、回路中に設けたヒータに通電して回路内の水を温める凍結防止制御を行う発明が開示されている。
一方、特に冬季に気温が下がりやすい地域（北海道や東北地方等）において、給湯器を室外に設置する場合には、給湯器内の回路だけでなく、各接ぎ手に接続される水道管や、給湯栓や浴槽への配管が凍結するおそれも高くなる。そこで、例えば特許文献２に開示されるように、給湯器下部に、各接ぎ手に接続される外部配管を覆う防寒ケーシング（カバー）を設けて、冷気が外部配管に伝わることを防止する工夫も成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３０９６号公報
【特許文献２】特開平１０−７３３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
給湯器内のヒータは、器具内の配管を温めることはできるものの、外部配管を温めることはできない。このため、外部配管を覆うカバーを設けても外部配管が凍結するおそれが高い地域では、カバー内部の外部配管に、給湯器とは独立して作動するヒータ装置を別途取り付けることもよく行われる。
しかし、外付けのヒータ装置を外部配管に取り付けた場合、このヒータ装置によってカバーの内部空間が温まってしまい、筐体の外気温センサで検出する温度が、実際の外気温度よりも高くなる場合がある。このため、実際の外気温度が、凍結予防が必要な基準温度まで低下したにもかかわらず、外気温センサの検出温度が基準温度まで低下せず、給湯器内のヒータが作動しない状態が生じる。
【０００６】
この状態で例えば風呂回路のみが使用された場合、両回路で共用される給気ファンの駆動により、筐体内に冷気が取り込まれることで、冷気の一部が、使用されない給湯回路を通過して当該回路内の水管を冷却してしまう。この冷気によって外気温センサの検出温度が基準温度まで低下すると、給湯器内のヒータが作動して凍結が防止されるが、外気温の変動がさほどない場合は、検出温度が基準温度まで低下せずにヒータが作動しない状況が継続し、配管が凍結してしまうおそれがある。これは、給湯回路のみを使用して風呂回路が使用されない場合でも起こり得るし、風呂回路でなく暖房回路等を備えた場合でも起こり得る。
【０００７】
そこで、本発明は、給湯器に接続される外部配管に外付けのヒータ装置が取り付けられた場合でも、器具内の配管の凍結を防止できる給湯器を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、筐体内に、第１バーナにより通水が加熱される第１加熱回路と、第２バーナにより通水が加熱される第２加熱回路と、第１バーナ及び第２バーナに燃焼用空気を供給する共用の給気ファンと、第１加熱回路及び第２加熱回路に設けられる凍結予防用のヒータと、外気温を検出する外気温センサと、外気温センサの検出温度が設定温度を下回った際にヒータを作動させる凍結予防制御を実行するコントローラと、を備えた給湯器であって、コントローラは、凍結予防制御の実行の際、第１加熱回路と第２加熱回路との双方が作動若しくは作動していない状態では、設定温度として第１設定温度を使用し、第１加熱回路と第２加熱回路との何れか一方のみが作動している状態では、設定温度として、第１設定温度よりも高い第２設定温度を使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、コントローラは、凍結予防制御の実行の際、２つの加熱回路の双方が作動若しくは作動していない状態では、設定温度として第１設定温度を使用し、２つの加熱回路の何れか一方のみが作動している状態では、設定温度として第１設定温度よりも高い第２設定温度を使用するので、給湯器に接続される外部配管にカバーと共に外付けのヒータ装置が取り付けられた場合でも、外気温センサの検出温度と実際の外気温度とのズレを補正して早期にヒータを作動させ、器具内の配管の凍結を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】給湯器の概略回路図である。
【図２】給湯器の外観を示す正面図である。
【図３】カバー付きの給湯器の外観を示す正面図である。
【図４】図３においてカバーの前板を省略した正面図である。
【図５】凍結予防制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、給湯器の一例を示す概略回路図である。この給湯器１は、給湯側燃焼室４内に給湯側バーナ５，５・・と一次熱交換器６及び二次熱交換器７とをそれぞれ備えて水道水を加熱し出湯させる給湯回路２と、風呂側燃焼室２０内に風呂側バーナ２１及び風呂側熱交換器２２を備えて浴槽２３内の湯の追い炊き等に利用される風呂回路３とからなる。
まず給湯回路２において、二次熱交換器７の入口には、水量センサ９を備えて上水道から水道水を供給する給水管８が接続され、二次熱交換器７の出口と一次熱交換器６の入口との間には、二次熱交換器７で加熱された湯を一次熱交換器６へ供給する連結管１０が接続されて、一次熱交換器６の出口に、給湯サーミスタ１２を備えて一次熱交換器６で加熱された湯を出湯する出湯管１１が接続されている。１３はシャワー等の給湯栓である。
【００１２】
また、給湯側燃焼室４内において、一次熱交換器６は給湯側バーナ５の燃焼排気経路の上流側に、二次熱交換器７は燃焼排気経路の下流側にそれぞれ配設されて、伝熱管内の通水を燃焼排気と熱交換させるようになっている。給湯側バーナ５へのガスの供給を行うガス管１４には、上流側から元電磁弁１５、比例制御弁１６、各給湯側バーナ５への分岐管ごとの切替電磁弁１７，１７・・がそれぞれ設けられている。給湯側燃焼室４の下方には、燃焼用空気を各給湯側バーナ５及び風呂側バーナ２１へ供給する共用の給気ファン１８が設けられている。１９は点火用のイグナイタである。
【００１３】
一方、風呂回路３において、風呂側熱交換器２２と浴槽２３との間には、循環ポンプ２５及び風呂サーミスタ２６を備えた戻り配管２４と、往き配管２７とが接続されている。戻り配管２４には、出湯管１１から分岐されて給湯用電磁弁２９及び落とし込み水量センサ３０を備えた落とし込み管２８が接続され、落とし込み管２８に設けた給湯用電磁弁２９を開弁させることで、給湯回路２で加熱された湯を浴槽２３へ供給可能となっている。また、風呂側バーナ２１に接続されるガス管１４からの分岐管にも、切替電磁弁３１が設けられている。３２，３３は、落とし込み管２８において給湯用電磁弁２９の下流側に設けられた逆止弁で、戻り配管２４において、落とし込み管２８との接続部よりも上流側には、戻り配管２４を開閉可能な弁体を駆動させる制御モータ３４が設けられている。
【００１４】
３５はコントローラ、３６は給湯リモコン、３７は風呂リモコンで、給水管８や出湯管１１、戻り配管２４や往き配管２７には、配管内の湯水を加熱するためのヒータ３８，３８・・がそれぞれ設けられている。３９は、外気温サーミスタで、給湯器１の筐体の底面に設けられる。各ヒータ３８は、後述するように、外気温サーミスタ３９の検出温度に基づく凍結予防制御において、コントローラ３５に通電制御される。
【００１５】
図２は、給湯器１の外観を示す説明図である。同図において、５０は筐体で、天板と底板、左右の側板と背板とを有して前面を開口する本体５１の前面に、フロントカバー５２を取り付けてなる。背板の上下には、壁面への取付金具５３，５３が設けられ、フロントカバー５２の下側及び左右の側面には、外気を取り込む吸気口５４，５４・・が設けられて、上部正面には、各燃焼室４，２０と連通して前方に突設する排気筒５５が突出している。
【００１６】
また、本体５１の底板には、図２（Ｂ）の正面視で右側から、器具内の図示しない中和器に接続され、外部のドレン配管が接続されるドレン接ぎ手５６、器具内で出湯管１１に接続され、給湯栓１３への外部配管が接続される出水接ぎ手５７、器具内で給水管８に接続され、外部の水道管が接続される給水接ぎ手５８、器具内でガス管１４に接続され、外部のガス管が接続されるガス接ぎ手５９、器具内で戻り配管２４及び往き配管２７にそれぞれ接続され、浴槽２３に繋がる２本の外部配管が接続される２つの風呂接ぎ手６０，６０がそれぞれ設けられている。ヒータ３８は、ドレン接ぎ手５６及びガス接ぎ手５９を除く各接ぎ手内にもそれぞれ設けられている。
【００１７】
この給湯器１が寒冷地に設置される際には、図３，４に示すように、筐体５０の下側にカバー７０が設けられる。このカバー７０は、筐体５０の左右の側板と同じ間隔で設けられた左右の側板７１，７１と、側板７１，７１の下端間を繋ぐ底板７２と、側板７１，７１と底板７２とで囲まれる前側の開口を閉塞する前板７３とからなり、筐体５０の下側へ連続状に取り付けられる。７４は側板７１，７１の後端間に架設されて壁面に固定される支持バーである。
カバー７０内では、各接ぎ手に接続された外部配管６１，６１・・が、筐体５０の下側から壁を通って室内へ配設されて、カバー７０内の温度を検出する図示しない温度センサが設けられる。また、各外部配管６１には、温度センサの所定の検出値で作動して外部配管６１を加熱するヒータ装置（図示略）が設けられるが、このヒータ装置は、コントローラ３５とは別のコントローラによって給湯器１とは独立して作動する。
【００１８】
以上の如く構成された給湯器１においては、まず通常の給湯は以下の如くなされる。
出湯管１１に設けられた給湯栓１３が開栓されて器具内に通水され、その通水を水量センサ９で検知すると、コントローラ３５は、給気ファン１８を所定時間回転させて、給湯側燃焼室４及び風呂側燃焼室２０内に貯留している燃焼排気を排出させる（プリパージ）。その後、ガス管１４の元電磁弁１５、各切替電磁弁１７を開弁させ、比例制御弁１６を所定開度で開弁させて、各給湯側バーナ５へガスを供給すると共に、イグナイタ１９を作動させて給湯側バーナ５，５・・に点火する。
【００１９】
すると、給湯回路２において、給湯側バーナ５の燃焼排気は、まず一次熱交換器６を通過して伝熱管の通水と熱交換した後、二次熱交換器７を通過して伝熱管の通水と熱交換して、排気筒５５から外部へ排出される。これにより、一次熱交換器６で顕熱が、二次熱交換器７で潜熱が夫々回収されて、加熱された湯が出湯管１１及び外部配管６１を通って給湯栓１３から出湯される。
【００２０】
コントローラ３５は、出湯管１１の給湯サーミスタ１２によって出湯温度を監視し、出湯温度が給湯リモコン３６又は風呂リモコン３７によって指示された設定温度となるように、切替電磁弁１７の開閉制御と、比例制御弁１６の開度調整とを行うと共に、給気ファン１８の回転数制御によって空気量を連続的に変化させる。給湯栓１３を閉じると、水量センサ９の信号停止を確認したコントローラ３５は、元電磁弁１５及び切替電磁弁１７を閉じて給湯側バーナ５を消火させ、所定時間給気ファン１８を回転させる（ポストパージ）。
【００２１】
一方、風呂回路３において、給湯リモコン３６又は風呂リモコン３７の自動スイッチを押すと、コントローラ３５は、落とし込み管２８の給湯用電磁弁２９を開弁して給湯回路２に通水させて給湯側バーナ５を燃焼させる。出湯管１１からの湯は、落とし込み管２８及び戻り配管２４を通って浴槽２３に供給される。このとき制御モータ３４によって戻り配管２４の流路を開弁している。落とし込み管２８に設けた落とし込み水量センサ３０で検出した水量が設定水量に達すると、給湯用電磁弁２９を閉じて通水を停止し、給湯側バーナ５を消火させる。
【００２２】
次に、循環ポンプ２５が作動し、風呂回路３内で浴槽２３の湯を循環させる。このとき、戻り配管２４に設けた風呂サーミスタ２６で湯の温度を監視し、当該温度が設定温度以下であると、風呂側バーナ２１が点火されると共に、給気ファン１８によって燃焼用空気を供給する。よって、風呂側熱交換器２２と浴槽２３との間を循環する風呂循環水は設定温度まで加熱される。設定温度に達すると、風呂側バーナ２１の燃焼を停止させ、循環ポンプ２５を停止させる。
【００２３】
そして、コントローラ３５は、外気温サーミスタ３９の検出温度を監視して各ヒータ３８への通電を制御することで、給湯回路２及び風呂回路３の配管の凍結を防止する。この凍結予防制御を図５のフローチャートに基づいて説明する。
給湯リモコン３６で電源が投入されると、まずＳ１で、コントローラ３５は、給湯回路２と風呂回路３との何れか一方のみが運転しているか否か（単独運転状態か否か）を判別する。この運転状態の確認は、給湯側バーナ５及び風呂側バーナ２１にそれぞれ設けたフレームロッドからの炎電流の検出等によって行われる。
【００２４】
ここで、一方の回路の単独運転状態でなければ（両回路２，３の同時運転又は両回路２，３の不使用状態）、Ｓ２で、ヒータ制御条件１を設定する。このヒータ制御条件１は、ヒータ３８をＯＮさせる外気温サーミスタ３９の検出温度を、第１設定温度（例えば２℃）とし、ヒータ３８をＯＦＦさせる当該検出温度を、第１終了温度（例えば５℃）とするものである。
一方、Ｓ１の判別で単独運転状態であれば、Ｓ３で、ヒータ制御条件２を設定する。このヒータ制御条件２は、ヒータ３８をＯＮさせる外気温サーミスタ３９の検出温度を、第１設定温度よりも高い第２設定温度（例えば５℃）とし、ヒータ３８をＯＦＦさせる当該検出温度を、第１終了温度よりも高い第２終了温度（例えば１０℃）とするものである。
【００２５】
こうしてヒータ制御条件１，２の何れかを設定したら、Ｓ４で、ヒータ制御を行う。すなわち、外気温サーミスタ３９の検出温度が、Ｓ２又はＳ３で設定したヒータ制御条件での設定温度まで低下したら、コントローラ３５は各ヒータ３８への通電を開始して各回路内の水を加熱し、検出温度が、設定したヒータ制御条件での終了温度に到達したら、コントローラ３５は各ヒータ３８への通電を停止する制御である。このヒータ制御は、電源がＯＦＦされるまで継続される。
【００２６】
この凍結予防制御において、単独運転状態でのヒータ３８への通電を開始する第２設定温度を、単独運転以外の第１設定温度よりも高くしたのは、以下の理由による。
カバー７０内でヒータ装置を各外部配管６１に取り付けると、カバー７０の内部空間が温まり、筐体５０の底面に設けられる外気温サーミスタ３９の検出温度が、実際の外気温度よりも高くなる場合がある。このため、実際の外気温度が、凍結予防が必要な第１設定温度まで低下したにもかかわらず、外気温サーミスタ３９の検出温度が第１設定温度まで低下しないので、ヒータ３８が作動しない状態が起こり得る。
【００２７】
ヒータ３８が作動しない状態で例えば風呂回路３が使用された場合、給気ファン１８の駆動により、筐体５０内に冷気が取り込まれることで、冷気の一部が、使用されない給湯回路２を通過して当該回路内の水管を冷却してしまう。この冷気によって外気温サーミスタ３９の検出温度が第１設定温度まで低下すれば、ヒータ３８が作動して凍結が防止されるが、外気温の変動がさほどない場合は、検出温度が第１設定温度まで低下せずヒータ３８が作動しない状況が継続し、水管が凍結してしまうおそれがある。これは、給湯回路２を単独使用して風呂回路３が使用されない場合でも起こり得る。
【００２８】
そこで、本形態では、給湯回路２又は風呂回路３の何れか一方のみが作動する単独運転状態では、ヒータ３８が作動する第２設定温度を、単独運転状態以外での第１設定温度より高く設定することで、カバー７０内の外付けのヒータ装置の作動による外気温サーミスタ３９の検出温度と実際の外気温度とのズレを補正して、実際の外気温度に対応してヒータ３８を通電制御できるようにしたものである。
【００２９】
このように、上記形態の給湯器１によれば、コントローラ３５は、凍結予防制御の実行の際、給湯回路２と風呂回路３との双方が作動若しくは作動していない状態では、設定温度として第１設定温度を使用し、給湯回路２と風呂回路３との何れか一方のみが作動している状態では、設定温度として、第１設定温度よりも高い第２設定温度を使用するので、カバー７０内で給湯器１に接続される外部配管６１に外付けのヒータ装置が取り付けられた場合でも、外気温サーミスタ３９の検出温度と実際の外気温度とのズレを補正して早期にヒータ３８を作動させ、器具内の配管の凍結を防止することができる。
【００３０】
なお、上記形態では、第１設定温度と第２設定温度との差を３℃としているが、この数値に限らず、１℃〜６℃程度の間で差を設定しても差し支えない。これはヒータへの通電を停止する第１終了温度と第２終了温度との差においても同様である。但し、第１終了温度と第２終了温度とに差を設けず、どちらも同じ温度とすることもできる。
また、同じ単独運転状態でも、給湯回路の単独運転状態での設定温度と、風呂回路の単独運転状態での設定温度とを異ならせることも可能である。
さらに、凍結予防制御における単独運転状態か否かの判断を、運転状態が所定時間継続するのを待ってから行うようにしてもよい。
【００３１】
一方、給湯器においても、上記形態では給湯回路に二次熱交換器を設けているが、一次熱交換器のみの顕熱回収型であってもよいし、逆に風呂回路に二次熱交換器を設けてどちらも潜熱回収型としてもよい。各バーナの数も増減できる。
また、加熱回路としては風呂回路に限らず、床暖房等の暖房回路であっても差し支えない。ヒータの位置や数も上記形態には限定されない。
さらに、カバーの形態も上記形態に限らず、給湯器の筐体よりも小さいものや、一本或いは複数の外部配管ごとに設けられるものであってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１・・給湯器、２・・給湯回路（第１加熱回路）、３・・風呂回路（第２加熱回路）、４・・給湯側燃焼室、５・・給湯側バーナ（第１バーナ）、６・・一次熱交換器、７・・二次熱交換器、８・・給水管、１１・・出湯管、１３・・給湯栓、１８・・給気ファン、２０・・風呂側燃焼室、２１・・風呂側バーナ（第２バーナ）、２２・・風呂側熱交換器、２３・・浴槽、２４・・戻り配管、２７・・往き配管、３５・・コントローラ、３８・・ヒータ、３９・・外気温サーミスタ（外気温センサ）、５０・・筐体、６１・・外部配管、７０・・カバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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