トップ :: F 機械工学 照明 加熱 武器 爆破 :: F24 加熱;レンジ;換気




【発明の名称】 追焚き付き給湯器
【発明者】 【氏名】鈴木 幸弘

【氏名】安藤 正和
【要約】 【課題】追焚きと給湯とを同時に実行する場合に、給湯管路側の加熱に使用される熱量を精度良く把握することができる追焚き付き給湯器を提供する。

【解決手段】追焚き付き給湯器１に備えられたコントローラ４は、追焚き熱交換器７により追焚き循環路３内を循環する湯水を加熱する追焚き制御と、給湯熱交換器８により給湯管路２内を流れる水を加熱して湯を供給する給湯制御とを実行する。コントローラ４に備えられた給湯熱量分配比把握手段５３は、追焚き制御と給湯制御とが同時に実行される際に、予めデータメモリに記憶されたデータから決定した相関関係に風呂サーミスタ１８の検出温度と熱交サーミスタ１２の検出温度との差である第１差分温度を適用して、第１バーナ５と第２バーナ６による総加熱量に対する給湯管路２側の加熱に使用される熱量の割合である給湯熱量分配比を算出する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】風呂を追焚きするために所定流量の湯水が循環される追焚き管路と、水道から供給される水を加熱して湯を供給するための給湯管路と、該追焚き管路を流れる湯水を加熱する追焚き熱交換器と、その一部が該追焚き熱交換器と重複して該給湯管路を流れる水を加熱する給湯熱交換器と、該追焚き熱交換器と該給湯熱交換器とを加熱する加熱手段と、該加熱手段の加熱量を調節する加熱量調節手段と、追焚きと給湯とを同時に実行するときに、該加熱量に対する前記給湯管路の加熱に使用される熱量の割合である給湯熱量分配比を把握する給湯熱量分配比把握手段と、該給湯熱量分配比に応じて前記給湯管路から所定温度の湯を供給するために必要となる前記加熱手段の加熱量を決定し、該加熱量が得られるように前記加熱量調節手段を介して前記加熱手段の加熱量を制御する給湯制御手段とを備えた追焚き付き給湯器において、前記追焚き管路から前記追焚き熱交換器に供給される湯水の温度を検出する追焚き入水温度検出手段と、前記給湯熱交換器から前記給湯管路に供給される湯の温度を検出する給湯温度検出手段と、前記加熱手段の加熱量を所定熱量に設定して追焚きと給湯とを同時に実行した場合における、前記追焚き管路から前記追焚き熱交換器に供給される湯水の温度と前記給湯熱交換器から前記給湯管路に供給される湯の温度との差である第１差分温度と、前記給湯熱量分配比との相関関係を示す相関関係データを記憶した記憶手段とを備え、前記給湯熱量分配比把握手段は、前記追焚き入水温度検出手段の検出温度と前記給湯温度検出手段の検出温度との温度差である第２差分温度を前記第１差分温度として前記相関関係データに適用して、該第２差分温度且つ前記所定熱量における前記給湯熱量分配比を算出することを特徴とする追焚き付き給湯器。
【請求項２】風呂を追焚きするために所定流量の湯水が循環される追焚き管路と、水道から供給される水を加熱して湯を供給するための給湯管路と、該追焚き管路を流れる湯水を加熱する追焚き熱交換器と、その一部が該追焚き熱交換器と重複して該給湯管路を流れる水を加熱する給湯熱交換器と、該追焚き熱交換器と該給湯熱交換器とを加熱する加熱手段と、該加熱手段の加熱量を調節する加熱量調節手段と、追焚きと給湯とを同時に実行するときに、該加熱量に対する前記給湯管路の加熱に使用される熱量の割合である給湯熱量分配比を把握する給湯熱量分配比把握手段と、該給湯熱量分配比に応じて前記給湯管路から所定温度の湯を供給するために必要となる前記加熱手段の加熱量を決定し、該加熱量が得られるように前記加熱量調節手段を介して前記加熱手段の加熱量を制御する給湯制御手段とを備えた追焚き付き給湯器において、前記追焚き管路から前記追焚き熱交換器に供給される湯水の温度を検出する追焚き入水温度検出手段と、前記加熱手段の加熱量を所定加熱量に設定して追焚きと給湯とを同時に実行した場合における、前記追焚き管路から前記追焚き熱交換器に供給される湯水の温度と前記給湯熱交換器から前記給湯管路に供給される湯の温度との差である第１差分温度と、前記給湯熱量分配比との相関関係を示す相関関係データを記憶した記憶手段とを備え、前記給湯熱量分配比把握手段は、前記追焚き入水温度検出手段の検出温度と前記所定温度との温度差である第２差分温度を前記第１差分温度として前記相関関係データに適用して、該第２差分温度且つ前記所定加熱量における前記給湯熱量分配比を算出することを特徴とする追焚き付き給湯器。
【請求項３】前記記憶手段には、複数種類の前記所定加熱量に対して、前記相関関係データが個別に記憶され、前記給湯熱量分配比把握手段は、前記給湯制御手段により決定された前記加熱手段の加熱量に応じて、前記記憶手段に記憶された複数の前記相関関係データの中から、前記第２差分温度を適用する相関関係データを選択することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の追焚き付き給湯器。
【請求項４】前記給湯分配比把握手段は、前記給湯制御手段により決定された前記加熱手段の加熱量が、前記複数の所定加熱量のいずれとも一致しないときには、該加熱量よりも大きい所定加熱量に応じた前記相関関係データに前記第２差分温度を適用して算出した給湯熱量分配比と、該加熱量よりも小さい所定熱量に応じた前記相関関係データに前記第２差分温度を適用して算出した給湯熱量分配比とに基づいて、該第２差分温度差且つ該加熱量における前記給湯熱量分配比を算出することを特徴とする請求項３記載の追焚き付き給湯器。
【請求項５】前記記憶手段に記憶された前記複数の所定加熱量の中には、前記加熱量調節手段により調節可能な前記加熱手段の最大加熱量と最小加熱量とが含まれることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の追焚き付き給湯器。
【請求項６】前記所定流量を複数種類の流量の中から選択するための循環流量選択手段を備え、前記記憶手段には、前記複数種類の流量に対して、前記相関関係データが個別に記憶され、前記給湯熱量分配比把握手段は、前記循環流量選択手段により選択された流量に応じた前記相関関係データに前記第２差分温度を適用して、該第２差分温度且つ該流量における前記給湯熱量分配比を算出することを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項記載の追焚き付き給湯器。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、給湯用の熱交換器と追焚き用の熱交換器の一部が重複した、いわゆる一缶二水路式の追焚き付き給湯器における給湯制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、省スペースの目的から、給湯用熱交換器と追焚き用熱交換器の一部を重複させて設置したいわゆる一缶二水路式の追焚き付き給湯器が開発されている。かかる給湯器においては、例えばガスバーナによりこれらの熱交換器が加熱されるが、給湯と追焚きとを同時に実行する場合、ガスバーナによる加熱量は、追焚き用熱交換器と給湯用熱交換器とに分配される。
【０００３】そして、給湯用熱交換器から給湯管路から供給される湯の温度を、使用者により設定された目標温度と一致するようにガスバーナの加熱量を制御する必要があるが、そのためには、ガスバーナによる加熱量のうち、給湯用熱交換器の加熱に使用される熱量の割合を正確に把握する必要がある。
【０００４】そこで、従来は、追焚き管路から追焚き用熱交換器に供給される湯水の温度を検出する往き温度センサと、追焚き用熱交換器から追焚き管路に供給される湯水の温度を検出する戻り温度センサとを設け、両温度センサの検出温度の差と追焚き管路を流れる湯水の流量とから、追焚き用熱交換器の加熱に使用される熱量を求めて、既知のガスバーナの総加熱量から該熱量を減算することによって、給湯用熱交換器の加熱に使用される熱量を算出していた。
【０００５】しかし、この場合には、浴槽内に貯められた湯水の温度をモニタ表示するために通常設けられる往き温度センサの他に戻り温度センサを設ける必要があるため、コストアップが生じるという不都合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、一缶二水路式の追焚き付き給湯器において、追焚きと給湯とを同時に実行する場合に、給湯用熱交換器側の加熱に使用される加熱量を低コストで精度良く把握することができる追焚き付き給湯器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、風呂を追焚きするために所定流量の湯水が循環される追焚き管路と、水道から供給される水を加熱して湯を供給するための給湯管路と、該追焚き管路を流れる湯水を加熱する追焚き熱交換器と、その一部が該追焚き熱交換器と重複して該給湯管路を流れる水を加熱する給湯熱交換器と、該追焚き熱交換器と該給湯熱交換器とを加熱する加熱手段と、該加熱手段の加熱量を調節する加熱量調節手段と、追焚きと給湯とを同時に実行するときに、該加熱量に対する前記給湯熱交換器の加熱に使用される熱量の割合である給湯熱量分配比を把握する給湯熱量分配比把握手段と、該給湯熱量分配比に応じて前記給湯管路から所定温度の湯を供給するために必要となる前記加熱手段の加熱量を決定し、該加熱量が得られるように前記加熱量調節手段を介して前記加熱手段の加熱量を制御する給湯制御手段とを備えた追焚き付き給湯器の改良に関する。
【０００８】本願発明者らは、上記目的を達成するために各種検討を重ねた結果、前記追焚き付き給湯器において、追焚きと給湯とを同時に実行する場合に、前記追焚き管路から前記追焚き熱交換器に供給される湯水の温度と前記給湯熱交換器から前記給湯管路に供給される湯の温度との温度差と、前記加熱手段の加熱量のうち前記給湯熱交換器の加熱に使用される熱量の割合との間に相関関係があることを知見した。
【０００９】そこで、本発明の第１の態様は、前記追焚き管路から前記追焚き熱交換器に供給される湯水の温度を検出する追焚き入水温度検出手段と、前記給湯熱交換器から前記給湯管路に供給される湯の温度を検出する給湯温度検出手段と、前記加熱手段の加熱量を所定熱量に設定して追焚きと給湯とを同時に実行した場合における、前記追焚き管路から前記追焚き熱交換器に供給される湯水の温度と前記給湯熱交換器から前記給湯管路に供給される湯の温度との差である第１差分温度と、前記給湯熱量分配比との相関関係を示す相関関係データを記憶した記憶手段とを備え、前記給湯熱量分配比把握手段は、前記追焚き入水温度検出手段の検出温度と前記給湯出湯温度検出手段の検出温度との温度差である第２差分温度を前記第１差分温度として前記相関関係データに適用して、該第２差分温度且つ前記所定熱量における前記給湯熱量分配比を算出することを特徴とする。
【００１０】かかる本発明によれば、前記記憶手段に、前記追焚き管路から前記追焚き熱交換器に供給される湯水の温度と前記給湯熱交換器から前記給湯管路に供給される湯の温度との差である第１差分温度と、前記給湯熱量分配比との相関関係を示す相関関係データが記憶される。そのため、前記給湯熱量分配比把握手段は、前記追焚き入水温度検出手段の検出温度と前記給湯温度検出手段の検出温度との差である前記第２差分温度を前記第１差分温度として前記相関関係データに適用することによって、前記第２差分温度且つ前記所定熱量における前記給湯熱量分配比を精度良く把握することができる。そして、この場合は、前記給湯熱交換器から前記追焚き管路に供給される湯水を検出する温度検出手段を設ける必要がない。
【００１１】また、本発明の第２の態様は、前記追焚き付き給湯器において、前記追焚き管路から前記追焚き熱交換器に供給される湯水の温度を検出する追焚き入水温度検出手段と、前記加熱手段の加熱量を所定加熱量に設定して追焚きと給湯とを同時に実行した場合における、前記追焚き管路から前記追焚き熱交換器に供給される湯水の温度と前記給湯熱交換器から前記給湯管路に供給される湯の温度との差である第１差分温度と、前記給湯熱量分配比との相関関係を示す相関関係データを記憶した記憶手段とを備え、前記給湯熱量分配比把握手段は、前記追焚き入水温度検出手段の検出温度と前記所定温度との温度差である第２差分温度を前記第１差分温度として前記相関関係データに適用して、該第２差分温度且つ前記所定熱量における前記給湯熱量分配比を算出することを特徴とする。
【００１２】かかる本発明によれば、前記第２差分温度を前記追焚き入水温度検出手段の検出温度と前記所定温度との差とすることにより、前記給湯熱交換器から前記給湯管路に供給される湯の温度変化が速すぎて、該湯の実測温度を用いて前記第２差分温度を算出して前記給湯熱量分配比を算出すると、却って前記給湯熱交換器から前記給湯管路に供給される湯の温度が不安定となる場合に、該湯の温度を安定化させることができる。
【００１３】また、前記第１の態様と前記第２の態様とにおいて、前記記憶手段には、複数種類の前記所定加熱量に対して、前記相関関係データが個別に記憶され、前記給湯熱量分配比把握手段は、前記給湯制御手段により決定された前記加熱手段の加熱量に応じて、前記記憶手段に記憶された複数の前記相関関係データの中から、前記第２差分温度を適用する相関関係データを選択することを特徴とする。
【００１４】かかる本発明によれば、前記複数種類の所定加熱量に対して、前記第２差分温度における前記給湯熱量分配比を算出することができる。
【００１５】また、前記給湯分配比把握手段は、前記給湯制御手段により決定された前記加熱手段の加熱量が、前記複数の所定加熱量のいずれとも一致しないときには、該加熱量よりも大きい所定加熱量に応じた前記相関関係データに前記第２差分温度を適用して算出した給湯熱量分配比と、該加熱量よりも小さい所定加熱量に応じた前記相関関係データに前記第２差分温度を適用して算出した給湯熱量分配比とに基づいて、該第２差分温度差且つ該加熱量における前記給湯熱量分配比を算出することを特徴とする。
【００１６】かかる本発明によれば、前記給湯制御手段により決定された前記加熱手段の加熱量が前記複数の所定加熱量のいずれとも一致しない場合であっても、前記給湯分配比把握手段は、前記第２差分温度差且つ該加熱量における前記給湯熱量分配比を算出することができる。
【００１７】また、前記第１の態様及び前記第２の態様において、前記記憶手段に記憶された前記複数の所定熱量の中には、前記加熱量調節手段により調節可能な前記加熱手段の最大加熱量と最小加熱量とが含まれることを特徴とする。
【００１８】かかる本発明によれば、前記給湯制御手段は、前記加熱手段の能力を十分に発揮させて、前記給湯熱交換器から前記給湯管路に供給される湯の温度を制御することができる。
【００１９】また、前記第１の態様及び前記第２の態様において、前記所定流量を複数種類の流量の中から選択するための循環流量選択手段を備え、前記記憶手段には、前記複数種類の流量に対して、前記相関関係データが個別に記憶され、前記給湯熱量分配比把握手段は、前記循環流量選択手段により選択された流量に応じた前記相関関係データに前記第２差分温度を適用して、該第２差分温度且つ該流量における前記給湯熱量分配比を算出することを特徴とする。
【００２０】かかる本発明によれば、前記追焚き付き給湯器の設置状況により、前記追焚き管路を流れる湯水の流量が、該湯水を循環させるために設けられた循環ポンプの能力や、前記追焚き管路の長さ等によって異なる場合に、前記循環流量選択手段により前記所定流量を該流量により近い流量に設定することによって、前記給湯熱量分配比をより精度良く算出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例について、図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の追焚き付き給湯器の全体構成図、図２は図１に示した追焚き付き給湯器の制御ブロック図、図３は追焚き付き給湯器において、バーナによる総加熱量に対する給湯管路側の加熱に使用される熱量の割合を求めるための相関関係を示したグラフである。
【００２２】図１を参照して、給湯器１は、給湯管路２により水道管（図示しない）と接続され、追焚き管路３により浴槽４と接続されている。そして、給湯器１は、水道管から給湯管路２により供給される水を加熱して給湯する機能と、浴槽４に貯められた湯水を加熱して追焚きする機能とを有する。
【００２３】給湯器１はコントローラ４により全体の作動が制御され、コントローラ４からの制御信号に応じて作動する第１バーナ５及び該第１バーナよりも加熱能力が低い第２バーナ６、第１バーナ５と第２バーナ６とにより加熱される追焚き熱交換器７と給湯熱交換器８、水道管から給湯管路２に供給された水の一部を給湯熱交換器８をバイパスさせて給湯熱交換器８から出湯される湯に混入させるバイパス管９、コントローラ４からの制御信号によりバイパス管９の開度を調節するバイパスサーボ１０、給湯管路２とバイパス管９との合流箇所Ｘの下流側の湯の温度を検出して検出信号をコントローラ４に出力する給湯サーミスタ１１、給湯熱交換器８の出口付近の湯の温度を検出して検出信号をコントローラ４に出力する熱交サーミスタ１２（本発明の給湯出湯温度検出手段に相当する）、水道から給湯管路２に供給される水の流量を検出して検出信号をコントローラ４に出力する水量センサ１３、及び給湯管路２から供給される湯の流量を調節する湯量サーボ１４を備える。
【００２４】さらに、給湯器１は、給湯管路２と追焚き管路３とを接続する湯張り中継管３０、コントローラ４からの制御信号により作動して湯張り中継管３０を開閉する注湯電磁弁１５、追焚き管路３から湯張り中継管３０への方向の湯の通過を不能とし湯張り中継管３０から追焚き管路３への方向の湯の通過を可能とする逆止弁１６、コントローラ４からの制御信号により作動して浴槽４に貯められた湯水を追焚き管路３内に循環させるポンプ１７、浴槽４から追焚き管路３に供給される湯水の温度（＝浴槽に貯められた湯水の温度）を検出して検出信号をコントローラ４に出力する風呂サーミスタ１８（本発明の追焚き入水温度検出手段に相当する）、追焚き管路３内を流れる湯水の有無を検出して検出信号をコントローラ４に出力する風呂水流スイッチ１９、給湯管路２から湯張り中継管３０と追焚き管路３とを経由して浴槽４に供給される湯の流量を検出して検出信号をコントローラ４に出力する湯量センサ２０を備える。
【００２５】また、給湯器１は、第１バーナ５と第２バーナ６の作動を制御するため、コントローラ４からの制御信号に応じて第１バーナ５と第２バーナ６への燃料ガスの供給と遮断とを切替える元ガス電磁弁２１、コントローラ４からの制御信号に応じて燃料ガスの供給流量を調節するガス比例弁２２、コントローラ４からの制御信号に応じて第１バーナ５への燃料ガスの供給と遮断とを切替える第１ガス電磁弁２３、コントローラ４からの制御信号に応じて第２バーナ６への燃料ガスの供給と遮断とを切替える第２ガス電磁弁２４、コントローラ４からの制御信号に応じて第１バーナ５と第２バーナ６に燃焼用空気を供給する燃焼ファン２５、コントローラ４からの制御信号に応じてイグナイタ２６から印加される高電圧により火花放電を生じる点火プラグ２７、第２バーナ６の燃焼炎の有無を検出して検出信号をコントローラ４に出力するフレームロッド２８、及び給湯熱交換器８内で最も給湯管路２内の温度が高くなる箇所の水の温度を検出して検出信号をコントローラ４に出力する水管サーミスタ２９を備える。
【００２６】なお、第１ガス電磁弁２３と、第２ガス電磁弁２４と、ガス比例弁２２とにより、本発明の加熱量調節手段が構成される。また、水管サーミスタ２９は、追焚き制御のみを単独で実行したときに、給湯熱交換器８内に滞留した水が加熱されて異常に昇温されることを防止するために設けられ、水管サーミスタ２９の検出温度が所定の上限温度を超えたときに、コントローラ４は、第１バーナ５と第２バーナ６の燃焼を停止する。
【００２７】また、コントローラ４は、浴室等に設置されたリモコン４０との間で各種信号の送受信を行う。リモコン４０には、給湯温度、湯張り温度、追焚き時間等を設定するスイッチ類（図示しない）と、給湯温度、湯張り温度等を表示するディスプレイ部（図示しない）とが備えられている。
【００２８】次に、図２を参照して、コントローラ４は、給湯管路２から目標給湯温度の湯を供給する給湯制御を実行する給湯制御手段５０、浴槽４に貯められた湯を目標追焚き温度まで昇温させる追焚き制御を実行する追焚き制御手段５１、浴槽に目標湯張り温度の湯を目標湯張り量だけ供給する湯張り制御を実行する湯張り制御手段５２、第１バーナ５と第２バーナ６とによる総加熱量（以下、総バーナ加熱量という）のうち、給湯熱交換器８側の加熱に使用される熱量の割合を算出する給湯熱量分配比把握手段５３、及び上記給湯制御を行うために必要なデータが記憶されたデータメモリ５４（本発明の記憶手段に相当する）。
【００２９】給湯制御手段５０は、リモコン４０により設定された目標給湯温度の湯が給湯管路２から供給されるように、第１バーナ５と第２バーナ６の燃焼量を制御する。給湯制御手段５０は、給湯管路２の下流側に接続されたカラン（図示しない）が開けられて、水道管からの給水が開始されたことを水量センサ１３の検出信号から検知すると、燃焼ファン２５を作動させて燃焼用空気の供給を開始し、イグナイタ２６から点火プラグ２７に高電圧を印加して火花放電を生じさせた状態で、元ガス電磁弁２１と第２ガス電磁弁２３とを開弁して第２バーナ６に点火する。
【００３０】そして、給湯制御手段５０は、第１ガス電磁弁２３と第２ガス電磁弁２４の双方を開弁して第１バーナ５と第２バーナ６とを燃焼させる「大燃焼」、第１ガス電磁弁２３を開弁して第２ガス電磁弁２４を閉弁し、第１バーナ５のみを燃焼させる「中燃焼」、第１電磁弁２３を閉弁して第２電磁弁２４を開弁し、第２バーナ６のみを燃焼させる「小燃焼」という３段階で、第１バーナ５と第２バーナ６とによる総バーナ加熱量を調節する。また、給湯制御手段５０は、ガス比例弁２２の開度を変更することにより、「大燃焼」、「中燃焼」、「小燃焼」における加熱量をさらに細かく制御する。
【００３１】ここで、データメモリ５４には、以下の表１に示したように、「大燃焼」における最大加熱量（Ｑ大max）と最小加熱量（Ｑ大min）、「中燃焼」における最大加熱量（Ｑ中max）と最小加熱量（Ｑ中min）、及び「小燃焼」における最大加熱量（Ｑ小max）と最小加熱量（Ｑ小min）のデータ（実験や計算により求められる）が記憶されている。
【００３２】
【表１】

【００３３】そのため、給湯制御手段５０は、表１のデータとガス比例弁２２の開度とから、「大燃焼」、「中燃焼」、「小燃焼」における第１バーナ５と第２バーナ６とによる総バーナ加熱量（ＱALL）を把握することができる。そして、給湯制御手段５０は、給湯サーミスタ１１の検出温度（ＴH）と、水量センサ１３の検出流量（ＦW）と、給湯熱交換器８において水の加熱に実際に使用される熱量（ＱR）とから、以下の式（１）により、水道管からの給水温度（ＴW）を把握する。なお、熱量（ＱR）は、総バーナ加熱量（ＱALL）に追焚き熱交換器７と給湯熱交換器８とのトータルの熱効率（η）を掛けて算出される。
【００３４】このトータルの熱効率（η）は、総バーナ加熱量（ＱALL）の各状態（Ｑ大max〜Ｑ小min）ごとに設定されて、データメモリ５４に記憶されている。
【００３５】
【数１】

【００３６】そして、給湯制御手段５０は、給湯管路２とバイパス管９との合流箇所Ｘの下流側に供給される湯の温度を目標給湯温度（ＴA）とするのに必要な総バーナ加熱量（ＱALL）を以下の式（２）により算出する。
【００３７】
【数２】

【００３８】そして、給湯制御手段５０は、上記式（２）により算出した総バーナ加熱量（ＱALL）が得られるように、ガス比例弁２２の開度、燃焼ファン２５の回転速度、及び第１ガス電磁弁２３と第２ガス電磁弁２４の開閉を制御する。
【００３９】このようにして、総バーナ加熱量（ＱALL）を制御することにより、基本的には給湯管路２から目標給湯温度（ＴA）の湯が供給されるが、給湯サーミスタ１１の検出温度（ＴH）が目標給湯温度（ＴA）と一致しない場合は、給湯制御手段５０は、更に総バーナ加熱量（ＱALL）の微調整を行う。また、湯量サーボ１４により、給湯器１の最大能力を超えないように給湯管路２への給水量の微調整を行う。
【００４０】そして、給湯制御手段５０は、使用者によりカランが閉められて、水道管から給湯管路２への給水が停止したことを水量センサ１３の検出信号から検知したときに、元ガス電磁弁２１と第１ガス電磁弁２３と第２ガス電磁弁２４とを閉弁し、燃焼ファン２５の作動を停止して給湯制御を終了する。
【００４１】次に、追焚き制御手段５１は、リモコン４０による追焚きの開始指示に応じて、追焚き制御を開始する。追焚き制御手段５１は、ポンプ１７を作動させて浴槽４内の湯水を追焚き管路３に循環させ、この状態で、第１バーナ５により追焚き熱交換器７を加熱して、追焚き管路３内を循環する湯水を加熱する。これにより、浴槽４内に貯められた湯水が次第に昇温され、風呂サーミスタ１８の検出温度がリモコン４０により設定された目標追焚き温度となったときに、追焚き制御手段５１は、第１バーナ５の燃焼を停止して追焚き制御を終了する。
【００４２】なお、追焚き制御手段５１は、ポンプ１７を作動させたときに、風呂水流スイッチ１９により水流が検出されるか否かを確認する。そして、風呂水流スイッチ１９により水流が検出され、浴槽４に湯水が貯められていると判断できるときに追焚き制御を実行する。
【００４３】また、湯張り制御手段５２は、リモコン４０による湯張りの開始指示に応じて湯張り制御を開始する。湯張り制御手段５２は、先ず注湯電磁弁１５を開弁し、これにより、水道管から湯張り管路２への給水が開始され、給湯制御手段５０により、リモコン４０により設定された目標湯張り温度での給湯制御が開始される。そして、給湯管路２から湯張り中継管３０と追焚き管路３とを経由して、目標湯張り温度の湯が浴槽４に供給される。
【００４４】湯張り制御手段５２は、湯量センサ２０により検出される湯の供給流量と湯の供給時間とから、浴槽４に貯められた湯量を把握し、湯量がリモコン４０により設定された目標湯張り量に達したときに、注湯電磁弁１５を閉弁して湯張り制御を終了する。
【００４５】次に、上述したように、給湯制御を単独で行う場合には、第１バーナ５と第２バーナ６とによる総バーナ加熱量（ＱALL）のほとんどが、給湯熱交換器８内を通過する水を加熱するために使用される。そのため、上記式（２）により、目標給湯温度（ＴA）の湯を供給するために必要な総バーナ加熱量（ＱALL）を求めることができる。
【００４６】しかし、給湯制御と追焚き制御とを同時に行う場合には、第１バーナ５と第２バーナ６とによる総バーナ加熱量（ＱALL）が、給湯熱交換器８内を通過する水を加熱するために使用されると共に、追焚き熱交換器７内を通過する湯水を加熱するためにも使用される。
【００４７】そのため、給湯制御と追焚き制御とを同時に行う場合には、総バーナ加熱量（ＱALL）のうちで、給湯熱交換器８側に分配される熱量を把握して、給湯制御を行う必要がある。
【００４８】そこで、コントローラ１に備えられた給湯熱量分配比把握手段５３は、総バーナ加熱量（ＱALL）に対する給湯熱交換器８の加熱に使用される熱量の割合である給湯熱量分配比（Ｋq）を算出し、給湯制御手段５０は、該給湯熱量分配比（Ｋq）に基づいて目標給湯温度（ＴA）での給湯に必要となる総バーナ加熱量（ＱALL）を決定する。以下、給湯熱量分配比把握手段５３による給湯熱量分配比（Ｋq）の算出手順について説明する。
【００４９】本願発明者らは、給湯熱量分配比を算出する方法について各種検討した結果、追焚き管路３から追焚き熱交換器７に供給される湯水の温度と、給湯熱交換器８から給湯管路２に供給される湯の温度との差である第１差分温度（ΔＴ1）と、給湯熱量分配比（Ｋq）とが比例することを知見した。
【００５０】これは、追焚き熱交換器７に供給される湯水の温度（＝浴槽４に貯められた湯水の温度）が低いほど、追焚き熱交換器７側で使用される熱量が増加し、また、水道管から供給される水の温度はほぼ一定とみなされるので、給湯熱交換器８から供給される湯の温度が高いほど給湯熱交換器８側で使用される熱量が増加するため、両者の差が給湯熱量分配比（Ｋq）に比例するものと考えられる。
【００５１】図３は、上述した「大燃焼」における最大加熱量（Ｑ大max）と最小加熱量（Ｑ大min）、「中燃焼」における最大加熱量（Ｑ中max）と最小加熱量（Ｑ中min）、及び「小燃焼」における最大加熱量（Ｑ小max）と最小加熱量（Ｑ小min）に対する、給湯熱量分配比（Ｋq）と第１差分温度（ΔＴ1）との相関関係を示したグラフである。図中、■がＱ大max、■がＱ大min、■がＱ中max、■がＱ中min、■がＱ小max、■がＱ小minにそれぞれ対応している。
【００５２】給湯熱量分配比把握手段５３は、風呂サーミスタ１８により検出される追焚き管路３から追焚き熱交換器７に供給される湯水の温度と、熱交サーミスタ１２により検出される給湯熱交換器８から給湯管路２に供給される湯の温度との差である第２差分温度（ΔＴ2）を、図３に示したグラフの第１差分温度（ΔＴ1）として該グラフに適用し、追焚き制御と給湯制御とが同時に実行されているときの該第２差分温度（ΔＴ2）に応じた給湯熱量分配比（Ｋq）を算出する。
【００５３】そして、給湯制御手段５０は、給湯熱量分配比把握手段５３により算出された給湯熱量分配比（Ｋq）を使用して、目標温度（ＴA）とするのに必要な総バーナ加熱量（ＱALL’）を以下の式（３）により算出し、該総バーナ加熱量（ＱALL’）が得られるように、第１バーナ５と第２バーナ６の燃焼量を制御する。
【００５４】
【数３】

【００５５】ここで、ＱALLは上記式（２）より算出される総バーナ加熱量である。
【００５６】このようにして、給湯熱量分配比（Ｋq）を使用して総バーナ加熱量（ＱALL）を制御することにより、給湯制御手段５０は、追焚き制御と給湯制御とを同時に実行する場合であっても、精度良く給湯温度を制御することができる。
【００５７】そして、図３に示した相関関係を求めるため、データメモリ５４には、以下の表２に示した実験データ（本発明の相関関係データに相当する）が記憶されている。表２は、追焚き制御実行時に追焚き管路３内を循環する湯水の流量がＦ1（大）であるときの、総バーナ加熱量（ＱALL）と第１差分温度（ΔＴ1）における給湯熱量分配比（Ｋq）を実験により求めたデータである。
【００５８】
【表２】

【００５９】図３のデータから、例えば、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ大maxで第１差分温度（ΔＴ1）が０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq大maxＬ1と、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ大maxで第１差分温度（ΔＴ1）が１０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq大maxＨ1とから、以下の式（４）により図３の■のグラフの関係式を導くことができる。
【００６０】
【数４】

【００６１】同様にして、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ大minで第１差分温度（ΔＴ1）が０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq大minＬ1と、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ大minで第１差分温度（ΔＴ1）が１０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq大minＨ1とから、以下の式（５）により図３の■のグラフの関係式を導くことができる。
【００６２】
【数５】

【００６３】また、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ中maxで第１差分温度（ΔＴ1）が０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq中maxＬ1と、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ中maxで第１差分温度（ΔＴ1）が１０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq中maxＨ1とから、以下の式（６）により図３の■のグラフの関係式を導くことができる。
【００６４】
【数６】

【００６５】また、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ中minで第１差分温度（ΔＴ1）が０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq中minＬ1と、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ中minで第１差分温度（ΔＴ1）が１０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq中minＨ1とから、以下の式（７）により図３の■のグラフの関係式を導くことができる。
【００６６】
【数７】

【００６７】また、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ小maxで第１差分温度（ΔＴ1）が０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq小maxＬ1と、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ小maxで第１差分温度（ΔＴ1）が１０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq小maxＨ1とから、以下の式（８）により図３の■のグラフの関係式を導くことができる。
【００６８】
【数８】

【００６９】また、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ小minで第１差分温度（ΔＴ1）が０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq小minＬ1と、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ小minで第１差分温度（ΔＴ1）が１０℃であるときの給湯熱量分配比Ｋq小minＨ1とから、以下の式（９）により図３の■のグラフの関係式を導くことができる。
【００７０】
【数９】

【００７１】なお、追焚き管路３内を循環する湯水の流量は、ポンプ１７の能力や追焚き管路３の長さに応じて変動する。そのため、データメモリ５４には、以下の表３に示したように、循環流量Ｆ1よりも小さい値に設定した循環流量Ｆ2（小）における実験データが記憶されている。
【００７２】
【表３】

【００７３】そして、給湯器１の設置作業者によるコントローラ４に設けられた循環流量切替えスイッチ（図示しない）の操作に応じて、給湯熱量分配比把握手段５３は、循環流量Ｆ1（大）に応じた上記表２のデータと、循環流量Ｆ2（小）に応じた上記表３のデータとを切替えて上記式（４）〜式（９）により給湯熱量分配比Ｋqと第１差分温度ΔＴ1との関係式を決定する。
【００７４】これにより、追焚き管路３内を循環する湯水の流量に応じて、より精度良く、給湯熱量分配比（Ｋq）と第１差分温度（ΔＴ1）との関係式を決定することができる。なお、さらに多くの種類の循環流量についての実験データをデータメモリ５４に記憶して、循環流量を選択できるようにすることによって、給湯熱量分配比（Ｋq）と第１差分温度（ΔＴ1）との関係式をさらに精度良く導くことができる。
【００７５】また、総バーナ加熱量（ＱALL）が、Ｑ大max、Ｑ大min、Ｑ中max、Ｑ中min、Ｑ小max、Ｑ小minのいずれかであるときは、上記式（４）〜式（９）から、給湯熱量分配比（Ｋq）を直接算出することができるが、例えばガス比例弁２２により総バーナ加熱量がＱ大maxとＱ大minの間に制御された場合には、給湯熱量分配比（Ｋq）を算出することができない。
【００７６】そこで、かかる場合には、給湯熱量分配比把握手段５３は、以下の式（１０）により、給湯熱量分配比（Ｋq）を算出する。
【００７７】
【数１０】

【００７８】ここで、Ｋq大maxは算出時における第２差分温度（ΔＴ2）を第１差分温度（ΔＴ1）として上記式（４）により算出した給湯熱量分配比であり、Ｋq大minは算出時における第２差分温度（ΔＴ2）を第１差分温度（ΔＴ1）として上記式（５）により算出した給湯熱量分配比である。
【００７９】これにより、給湯熱量分配比把握手段５３は、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ大maxとＱ大minの間に制御されている場合の給湯熱量分配比（Ｋq）を精度良く算出することができる。
【００８０】また、同様にして、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ中maxとＱ中minの間に制御されている場合は、給湯熱量分配比把握手段５３は、以下の式（１１）により、給湯熱量分配比（Ｋq）を算出する。
【００８１】
【数１１】

【００８２】ここで、Ｋq中maxは算出時における第２差分温度（ΔＴ2）を第１差分温度（ΔＴ1）として上記式（６）により算出した給湯熱量分配比であり、Ｋq中minは算出時における第２差分温度ΔＴ2を第１差分温度ΔＴ1として上記式（７）により算出した給湯熱量分配比である。
【００８３】また、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ小maxとＱ小minの間に制御されている場合は、給湯熱量分配比把握手段５３は、以下の式（１２）により、給湯熱量分配比（Ｋq）を算出する。
【００８４】
【数１２】

【００８５】ここで、Ｋq小maxは算出時における第２差分温度（ΔＴ2）を第１差分温度（ΔＴ1）として上記式（８）により算出した給湯熱量分配比であり、Ｋq小minは算出時における第２差分温度（ΔＴ2）を第１差分温度（ΔＴ1）として上記式（９）により算出した給湯熱量分配比である。
【００８６】なお、本実施の形態では、「大燃焼」における最大燃焼量（Ｑ大max）と最小燃焼量（Ｑ大min）とを用いて、総バーナ加熱量（ＱALL）がＱ大maxとＱ大minの間に制御されているときの給湯熱量分配比（Ｋq）を算出したが、Ｑ大maxとＱ大minの間の加熱量についても何点か給湯熱量分配比（Ｋq）と第１差分温度（ΔＴ1）との関係式を導くためのデータをデータメモリ５４に記憶しておき、制御されている総バーナ燃焼量（ＱALL）により近い加熱量についての関係式を用いて上記式（１０）におけるＫq大maxとＫq大minとを算出してもよい。
【００８７】これにより、総バーナ加熱量（ＱALL）が、Ｑ大maxとＱ大minの間に制御されているときの給湯熱量分配比（Ｋq）をより精度良く算出することができる。「中燃焼」、「小燃焼」についても同様である。
【００８８】また、本実施の形態では、風呂サーミスタ１８により検出される追焚き管路３から追焚き熱交換器７に供給される湯水の温度と、熱交サーミスタ１２により検出される給湯熱交換器８から給湯管路２に供給される湯の温度との差を、本発明の第２差分温度（ΔＴ2）としたが、風呂サーミスタ１８の検出温度と、リモコン４０により設定された目標給湯温度（ＴA）から、以下の式（１３）により算出した給湯熱交換器８から供給される湯の温度（ＴEXC，この場合、本発明の所定温度に相当する）との差を第２差分温度（ΔＴ2）としてもよい。
【００８９】
【数１３】

【００９０】ここで、λは上述したバイパス比、ＴWは上記式（１）により算出した給水温度である。なお、水道管からの給水温度を検出する温度センサを設け、該温度センサの検出温度をＴWとして上記式（１３）から給湯熱交換器８から供給される湯の温度（ＴEXC）を求めてもよい。
【００９１】このように、熱交サーミスタ１２の検出温度（ＴEX）ではなく、目標給湯温度（ＴA）を用いて算出した温度（ＴEXC）により第２差分温度（ΔＴ2）を設定することによって、総バーナ加熱量（ＱALL）の制御系の応答性が速過ぎて給湯熱交換器８から給湯される湯の温度が不安定となる場合に、給湯管路２からの給湯温度を安定させることができる。
【００９２】また、本実施の形態では、データメモリ５４に、本発明の相関関係データとして上記表２と表３に示したデータを記憶し、該データから上記式（４）〜式（９）の関係式を導いたが、上記式（４）〜式（９）の関係式のデータを本発明の相関関係データとして直接データメモリ５４に記憶しておくようにしてもよい。
【００９３】また、追焚きと給湯を同時に実行している時に、浴槽４に貯められた湯水の量（Ｗ）を、給湯熱量分配比（Ｋq）と総バーナ加熱量（ＱALL）と追焚き熱交換器７と給湯熱交換器８とのトータルの熱効率（η）とから算出した追焚き熱交換器７側で湯水の加熱に使用される熱量（ＱF＝（１−Ｋq）・ＱALL・η）と、風呂サーミスタ１８の検出温度の上昇度合い（ΔＴF）とから、以下の式（１４）により算出することができる。
【００９４】
【数１４】

【００９５】この場合には、追焚き熱交換器７からの出湯温度を検出するサーミスタを設けることなく、浴槽４に貯められた湯水の量を精度良く把握することができる。
【００９６】また、本実施の形態では、本発明の相関関係データとして、表２及び表３に示したように、給湯と追焚きを同時に実行した場合の各総バーナ加熱量（Ｑ大max〜Ｑ小min）における給湯熱量分配比（Ｋq）と第１差分温度（ΔＴ1）との対応データをデータメモリ５４に記憶させたが、各総バーナ加熱量（Ｑ大max〜Ｑ小min）における給湯熱交換器８側の熱効率（ηH）（ηH＝Ｋq・ηの関係となる）と第１差分温度（ΔＴ1）との対応データを、本発明の相関関係データとしてデータメモリ５４に記憶させるようにしてもよい。
【００９７】この場合には、総バーナ加熱量（ＱALL）は、目標給湯温度（ＴA）、水道管からの給水温度（ＴW）、水量センサ１３の検出水量（ＦW）、及び給湯熱交換器８側の熱効率（ηH）から、以下の式（１５）により算出することができる。
【００９８】
【数１５】

【００９９】さらに、給湯と追焚きとを同時に実行した場合の各総バーナ加熱量（Ｑ大max〜Ｑ小min）における給湯熱交換器８と追焚き熱交換器７のトータルの熱効率（η）と第１差分温度（ΔＴ1）との対応データを、データメモリ５４に記憶させておくことにより、追焚き熱交換器７側で湯水の加熱に実際に使用される熱量（ＱF）を以下の式（１６）により算出することができる。
【０１００】
【数１６】

【０１０１】また、本実施の形態では、本発明の加熱手段としてガスを燃料とするバーナを示したが、灯油を燃料とするバーナを用いてもよく、また、電熱線により熱交換を行う構成としてもよい。
【出願人】 【識別番号】０００１１５８５４
【氏名又は名称】リンナイ株式会社
【出願日】 平成１２年１１月２８日（２０００．１１．２８）
【代理人】 【識別番号】１０００７７８０５
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 辰彦 （外１名）
【公開番号】 特開２００２−１６２１００（Ｐ２００２−１６２１００Ａ）
【公開日】 平成１４年６月７日（２００２．６．７）
【出願番号】 特願２０００−３６１６２２（Ｐ２０００−３６１６２２）