(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
器外に配設された給水管路ならびに出湯管路の外周、および器内のそれぞれに設けられた凍結防止用の保温ヒータを備えており、
凍結防止運転時に上記保温ヒータに通電する給湯装置において、
入水温度Tiの時間経過に伴う温度上昇勾配ΔTiが所定値未満であり、かつ上記入水温度Tiが所定の設定温度以下のときには、上記保温ヒータに対して予め定められた第１の態様での通電制御が行なわれる一方、
上記温度上昇勾配ΔTiが所定値以上であり、かつ上記入水温度Tiが上記設定温度以下のときには、上記第１の態様の凍結防止制御の場合よりも上記保温ヒータの発熱量が多くなるように予め定められた第２の態様での通電制御が行なわれる構成とされていることを特徴とする、給湯装置。
【請求項２】
上記第２の態様での通電制御は、上記保温ヒータへの通電時間を上記第１の態様での通電時間よりも長く、かつ停止時間を上記第１の態様での停止時間よりも短くする制御、または上記第１の態様の場合よりも上記保温ヒータの発熱温度を高くする制御である、請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
器外に配設された給水管路ならびに出湯管路の外周、および器内のそれぞれに設けられた凍結防止用の保温ヒータを備えており、
凍結防止運転時に上記保温ヒータに通電する給湯装置において、
上記保温ヒータに対して予め定められた態様の通電制御が行なわれるように構成されており、
上記通電制御は、入水温度Tiの時間経過に伴う温度上昇勾配ΔTiが所定値未満の場合は、上記入水温度Tiが予め設定された第１の設定温度以下のときに実行される一方、上記温度上昇勾配ΔTiが所定値以上の場合は、上記入水温度Tiが予め設定された第２の設定温度以下のときに実行され、かつこの第２の設定温度は、上記第１の設定温度よりも高いことを特徴とする、給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、寒冷地等において、凍結防止機能を備えた給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、給湯装置の主要機器及び配管設備にヒータ等の凍結防止手段を配設し、冬季等の寒冷時に外気温度センサの検出する外気温度が所定値以下になると、上記凍結防止手段による凍結防止運転を開始して給湯装置内の回路の凍結を防止することが行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の給湯装置においては、以下に述べるような問題があった。
寒冷時に暖房運転が行なわれている最中には、外気温度センサが暖房運転により加熱されて外気温度の低下を検出しないため、凍結防止運転が開始されず、寒冷時に暖房以外の回路が凍結する恐れがあった。
また、凍結防止用のヒータ特に器外の給水管路及び給湯管路に配設される外部ヒータの熱容量が大きい場合は、外気温度センサも加熱されて外気温度低下の検出遅れを招き、器具が凍結破壊される恐れがあるという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、保温ヒータの入水温度センサに対する影響を除去して凍結防止能力を確保することのできる給湯装置を提供することである。
【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本発明の第１の側面により提供される給湯装置は、器外に配設された給水管路ならびに出湯管路の外周、および器内のそれぞれに設けられた凍結防止用の保温ヒータを備えており、凍結防止運転時に上記保温ヒータに通電する給湯装置において、入水温度Tiの時間経過に伴う温度上昇勾配ΔTiが所定値未満であり、かつ上記入水温度Tiが所定の設定温度以下のときには、上記保温ヒータに対して予め定められた第１の態様での通電制御が行なわれる一方、上記温度上昇勾配ΔTiが所定値以上であり、かつ上記入水温度Tiが上記設定温度以下のときには、上記第１の態様の凍結防止制御の場合よりも上記保温ヒータの発熱量が多くなるように予め定められた第２の態様での通電制御が行なわれる構成とされていることを特徴としている。このことにより、保温ヒータの影響を除去することができるものである。好ましくは、上記第２の態様での通電制御は、上記保温ヒータへの通電時間を上記第１の態様での通電時間よりも長く、かつ停止時間を上記第１の態様での停止時間よりも短くする制御、または上記第１の態様の場合よりも上記保温ヒータの発熱温度を高くする制御である。さらに、本発明の第２の側面により提供される給湯装置は、器外に配設された給水管路ならびに出湯管路の外周、および器内のそれぞれに設けられた凍結防止用の保温ヒータを備えており、凍結防止運転時に上記保温ヒータに通電する給湯装置において、上記保温ヒータに対して予め定められた態様の通電制御が行なわれるように構成されており、上記通電制御は、入水温度Tiの時間経過に伴う温度上昇勾配ΔTiが所定値未満の場合は、上記入水温度Tiが予め設定された第１の設定温度以下のときに実行される一方、上記温度上昇勾配ΔTiが所定値以上の場合は、上記入水温度Tiが予め設定された第２の設定温度以下のときに実行され、かつこの第２の設定温度は、上記第１の設定温度よりも高いことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図を参照して本発明の実施例を説明する。図５において、本発明を適用する給湯装置の一例について説明する。暖房用温水加熱装置１は、暖房用熱交換器１０と、バーナ１１と、暖房用熱交換器１０の入口側と暖房戻り管１５０とに接続された暖房低温側入水管１２と、暖房用熱交換器１０の出口側に連通する暖房側出湯管１３に連通し、暖房往き管１５１に接続された暖房高温側出湯管１６とを備えている。暖房用低温側入水管１２には、膨張タンク１４と、暖房温水循環ポンプ１５とが設けられており、暖房側出湯管１３から風呂加熱管１７が分岐され、該風呂加熱管１７は追焚用熱交換器３を通して暖房戻り管１５０に連通されている。
【０００７】
追焚用熱交換器３の他の流路には、風呂往き管に接続された風呂出湯管３１と、風呂戻り管３５に接続された風呂入水管３２とが連通されており、風呂入水管３２には、風呂用循環ポンプ３３と、切換弁３４の一方の通路とが配設されて風呂追焚回路が形成されている。切換弁３４の他方の通路には、落とし込み管３７を介して落とし込み弁３８の出口が連通され、落とし込み弁３８の入口には給水管３９０と、後述する一般給湯用温水加熱装置２の給湯管２３に連通されている。
【０００８】
一般給湯用温水加熱装置２は、給湯用熱交換器２０と、バーナ２１とを備え、給湯用熱交換器２０の入口側に、水フィルタ２６、水量センサ２８及び入水温度センサ２９を有する給水管２２が接続され、給湯用熱交換器２０の出口側に、水量調節弁２７を有する給湯管２３が接続されている。
給水管２２と給湯管２３とに両端が連通され、給湯用熱交換器２０をバイパスするバイパス管２４が設けられており、バイパス管２４にはバイパス弁２５が設けられている。
【０００９】
なお、上記暖房用温水加熱装置１、一般給湯用温水加熱装置２及び風呂追焚回路等は同一のケーシング内に収納されている。
また、コントローラ６が設けられており、各循環ポンプ、弁、保温ヒータ等の制御を行なうものである。
【００１０】
夜間などの寒冷時に凍結を防止するため、凍結防止用の保温ヒータが適所に設けられており、コントローラ６で制御される。
例えば、一般給湯回路においては、一般給湯用温水加熱装置２の缶体に缶体保温ヒータ４１，４２が、水フィルタ２６やその付近の水路分岐点に水フィルタ保温ヒータ４３が、水量センサ２８に水量センサ保温ヒータ４４が、水量調節弁２７に水量調節弁保温ヒータ４５がそれぞれ近接乃至接触して配設されており、給水管２２及び給湯管２３に連通する器外の外部給水管及び外部給湯管には外部保温ヒータ７、８が設けられている。
また、暖房温水回路においては、暖房温水循環ポンプ１５に暖房温水循環ポンプ保温ヒータ４６が接触して設けられており、風呂追焚回路においては、風呂用循環ポンプ３３に風呂用循環ポンプ保温ヒータ４７が接触して設けられている。
【００１１】
外気温度センサ５の検出温度に基づいて凍結防止運転を行なう場合、一般給湯回路は、外気温度センサ５の検出温度に基づいて、一般給湯回路の各保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８に通電することによって行い、暖房温水回路及び風呂追焚回路の凍結防止は、それぞれ暖房温水循環ポンプ１５と風呂用循環ポンプ３３に通電して湯を循環させるとともに、暖房温水循環ポンプ保温ヒータ４６と風呂用循環ポンプ保温ヒータ４７に通電して保温加熱を行ない、両方の手段を同時にまたは一方を用いて凍結を防止するものである。
【００１２】
図１のフローチャートにおいて、本発明の凍結防止運転制御について説明すると、一般給湯回路において、入水温度センサ２９の検出する入水温度Ｔｉの単位時間当たりの温上昇幅、即ち温度上昇勾配ΔTiの大小を判定する。そして、温度上昇勾配ΔTiが比較的小さく、予め定められた所定値α℃／min.未満である時は、通常の状態であるとして、即ち水が保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８（特に、外部保温ヒータ７）で加熱されていないと判断して、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８への通電時間を予め定められた通常の長さとするパターンＡの凍結防止制御を行なう。温度上昇勾配ΔTiが比較的大きく、所定値α℃／min.以上である時は、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８（特に、外部保温ヒータ７）の加熱の影響が出ているものと判断して、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８への通電時間がパターンＡとは異なるパターンＢの凍結防止制御を行なう。
【００１３】
図２のフローチャートにおいてパターンＡの凍結防止制御について説明する。
入水温度センサ２９の検出する入水温度Ｔi が、予め定められた第１所定値Ｃ（例えば、３℃）以下となり、さらに予め第１所定値Ｃより低く定められた第２所定値Ｄ（例えば、−２℃）以下となった場合は、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８への通電を開始し、予め定められた第１ヒータON時間ｔ1ON （例えば、６０分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオンを継続し、第１ヒータON時間ｔ1ON が経過した後、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８をオフし、予め定められた第１ヒータOFF 時間ｔ1OFF（例えば、１０分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオフを継続し、第１ヒータOFF 時間ｔ1OFFが経過した後、入水温度Ｔi が予め定められた第３所定値Ｅ（例えば、５℃）以下であるか否かを判定する。
【００１４】
次に入水温度Ｔi が、第１所定値Ｃ（３℃）以下で、第２所定値Ｄ（−２℃）より高い場合（即ち、Ｄ＜Ｔi ≦Ｃ，例えば、−２℃＜Ｔi ≦３℃）は、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８への通電を開始し、予め定められた第２ヒータON時間ｔ2ON （例えば、２０分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオンを継続し、第２ヒータON時間ｔ2ON が経過した後、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８をオフし、予め定められた第２ヒータOFF 時間ｔ2OFF（例えば、２０分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオフを継続し、第２ヒータOFF 時間ｔ2OFFが経過した後、入水温度Ｔi が予め定められた第３所定値Ｅ（５℃）以下であるか否かを判定する。
【００１５】
入水温度Ｔi が第３所定値Ｅ（５℃）以下である場合は、上記第２所定値Ｄ（−２℃）以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
一方、入水温度Ｔi が第３所定値Ｅ（５℃）より高い場合は、上記第１所定値Ｃ（３℃）と比較し、第１所定値Ｂ（３℃）以下となってから、上記第２所定値Ｄ（−２℃）以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
【００１６】
図３のフローチャートを参照してパターンＢについて説明する。
入水温度センサ２９の検出する入水温度Ｔi が、第１所定値Ｃ（３℃）以下となり、さらに第２所定値Ｄ（−２℃）以下となった場合は、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８への通電を開始し、第３ヒータON時間ｔ3ON （例えば、８０分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオンを継続し、第３ヒータON時間ｔ3ON が経過した後、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８をオフし、予め定められた第３ヒータOFF 時間ｔ3OFF（例えば、５分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオフを継続し、第３ヒータOFF 時間ｔ3OFFが経過した後、入水温度Ｔi が予め定められた第３所定値Ｅ（例えば、５℃）以下であるか否かを判定する。
【００１７】
次に入水温度Ｔi が、第１所定値Ｃ（３℃）以下で、第２所定値Ｄ（−２℃）より高い場合（即ち、Ｄ＜Ｔi ≦Ｃ，例えば、−２℃＜Ｔi ≦３℃）は、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８への通電を開始し、予め定められた第４ヒータON時間ｔ4ON （例えば、３０分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオンを継続し、第４ヒータON時間ｔ4ON が経過した後、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８をオフし、予め定められた第４ヒータOFF 時間ｔ4OFF（例えば、１０分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオフを継続し、第４ヒータOFF 時間ｔ4OFFが経過した後、入水温度Ｔi が予め定められた第３所定値Ｅ（５℃）以下であるか否かを判定する。
【００１８】
入水温度Ｔi が第３所定値Ｅ（５℃）以下である場合は、上記第２所定値Ｄ（−２℃）以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
一方、入水温度Ｔi が第３所定値Ｅ（５℃）より高い場合は、上記第１所定値Ｃ（３℃）と比較し、第１所定値Ｂ（３℃）以下となってから、上記第２所定値Ｄ（−２℃）以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
【００１９】
この構成により、パターンＢ即ち温度上昇勾配ΔTiが所定値α℃／min.以上である場合に、入水温度Ｔi が、第１所定値Ｃ（３℃）以下で、第２所定値Ｄ（−２℃）より高く（即ち、Ｄ＜Ｔi ≦Ｃ，例えば、−２℃＜Ｔi ≦３℃）なると、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８の影響、特に外部保温ヒータ７の影響により入水温度Ｔi が高く検出されていると判定して速やかな凍結防止を行なうものであり、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８の影響、特に外部保温ヒータ７の影響を除去することができるものである。
なお、上記実施例においては、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオン・オフ時間を調節しているが、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８の加熱温度を調節しても良いものである。
また、上記実施例においては、暖房用温水加熱装置と風呂追焚回路及び一般給湯用温水加熱装置とを一体的に組み込んだ給湯装置に本発明を適用しているが、一般給湯用温水加熱装置のみの給湯装置に適用しても良いことは勿論である。
【００２０】
図４のフローチャートを参照して異なる実施例について説明する。
パターンＡは、上記実施例と同じであるから、パターンＢについてのみ説明する。
入水温度Ｔi が、予め定められた第４所定値Ｆ（例えば、５℃）以下となり、さらに予め定められた第５所定値Ｇ（例えば、０℃）以下となった場合は、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８への通電を開始し、第５ヒータON時間ｔ5ON （例えば、６０分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオンを継続し、第５ヒータON時間ｔ5ON が経過した後、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８をオフし、予め定められた第５ヒータOFF 時間ｔ5OFF（例えば、１０分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオフを継続し、第５ヒータOFF 時間ｔ5OFFが経過した後、入水温度Ｔi が予め定められた第６所定値Ｈ（例えば、７℃）以下であるか否かを判定する。
【００２１】
次に入水温度Ｔi が、予め定められた第４所定値Ｆ（５℃）以下で、予め定められた第５所定値Ｇ（０℃）より高い場合（即ち、Ｇ＜Ｔi ≦Ｆ，例えば、０℃＜Ｔi ≦５℃）は、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８への通電を開始し、予め定められた第６ヒータON時間ｔ6ON （例えば、２０分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオンを継続し、第６ヒータON時間ｔ6ON が経過した後、保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８をオフし、予め定められた第６ヒータOFF 時間ｔ6OFF（例えば、２０分間）の間保温ヒータ４１〜４５及び外部保温ヒータ７、８のオフを継続し、第６ヒータOFF 時間ｔ6OFFが経過した後、入水温度Ｔi が予め定められた第６所定値Ｈ（７℃）以下であるか否かを判定する。
【００２２】
入水温度Ｔi が第６所定値Ｈ（７℃）以下である場合は、上記第５所定値Ｇ（０℃）以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
一方、入水温度Ｔi が第６所定値Ｈ（７℃）より高い場合は、上記第４所定値Ｆ（５℃）と比較し、第４所定値Ｆ（５℃）以下となってから、上記第２所定値Ｄ（−２℃）以下であるか否かを判定し、上記制御を繰り返す。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているから次に述べる効果を奏する。入水温度Ｔi の温度上昇勾配ΔTiが所定値未満であるときよりも所定値以上のときの方が、保温ヒータの発熱量が多くなって保温ヒータの影響を除去することができ、凍結防止能力が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の制御動作の基本動作を示すフローチャートである。
【図２】  本発明の制御動作のフローチャートである。
【図３】  本発明の制御動作のフローチャートである。
【図４】  本発明の異なる制御動作のフローチャートである。
【図５】  本発明を適用する給湯装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  暖房用温水加熱装置、２  一般給湯用温水加熱装置、３  追焚用熱交換器
７，８  外部保温ヒータ、１０  暖房用熱交換器、１４  膨張タンク
１５  暖房温水循環ポンプ、１７  風呂加熱管、２０  給湯用熱交換器
３３  風呂用循環ポンプ、３４  切換弁
【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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