JP3848762B2

JP3848762B2 - Water heater and method for detecting water flow thereof

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Publication number: JP3848762B2
Application number: JP32582197A
Authority: JP
Inventors: 久恭渡辺; 寿久斉藤; 徹哉佐藤
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: JPH11159872A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通水の無い状態でバーナーを燃焼させて熱交換器内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給湯器は、通水があるか否かを給水流路に設けた流量センサーによって検知していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、通水の有無を流量センサーによって検知していたので、その分、装置の構造が複雑になるとともに価格が高騰するという問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、通水の有無を検知するための流量センサーを無くし、装置構造の簡略化と価格の低減を図ることのできる給湯器およびその通水検知方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］通水の無い状態でバーナー（１２）を燃焼させて熱交換器（１１）内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器（１１）内の湯温を検知する温度検知手段（２６）と、通水の有無を判別する通水判別手段（６３）と、前記通水判別手段（６３）が通水の無いことを検知している間前記バーナー（１２）を燃焼させて前記熱交換器（１１）内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段（６１）と、前記通水判別手段（６３）が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナー（１２）を燃焼させる通常燃焼制御手段（６２）とを備え、
前記通水判別手段（６３）は、前記温度検知手段（２６）の検知する熱交換器（１１）内の湯温が前記所定温度範囲の下限値よりも低い通水開始基準温度以下に低下したとき、通水が開始したものと判別することを特徴とする給湯器。
【０００６】
［２］通水の無い状態でバーナー（１２）を燃焼させて熱交換器（１１）内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器（１１）内の湯温を検知する温度検知手段（２６）と、通水の有無を判別する通水判別手段（６３）と、前記通水判別手段（６３）が通水の無いことを検知している間前記バーナー（１２）を燃焼させて前記熱交換器（１１）内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段（６１）と、前記通水判別手段（６３）が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナー（１２）を燃焼させる通常燃焼制御手段（６２）とを備え、
前記通水判別手段（６３）は、前記温度検知手段（２６）の検知する熱交換器（１１）内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で低下したとき、通水が開始したものと判別することを特徴とする給湯器。
【０００７】
［３］通水の無い状態でバーナー（１２）を燃焼させて熱交換器（１１）内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器（１１）内の湯温を検知する温度検知手段（２６）と、通水の有無を判別する通水判別手段（６３）と、前記通水判別手段（６３）が通水の無いことを検知している間前記バーナー（１２）を燃焼させて前記熱交換器（１１）内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段（６１）と、前記通水判別手段（６３）が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナー（１２）を燃焼させる通常燃焼制御手段（６２）とを備え、
前記通水判別手段（６３）は、前記温度検知手段（２６）の検知する熱交換器（１１）内の湯温が予め定めた通水停止基準温度以上に上昇したとき、通水が停止したものと判定することを特徴とする給湯器。
【０００８】
［４］前記通水停止基準温度は、前記所定温度範囲の下限温度よりも低い温度であることを特徴とする［３］記載の給湯器。
【０００９】
［５］通水の無い状態でバーナー（１２）を燃焼させて熱交換器（１１）内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器において、
前記熱交換器（１１）内の湯温を検知する温度検知手段（２６）と、通水の有無を判別する通水判別手段（６３）と、前記通水判別手段（６３）が通水の無いことを検知している間前記バーナー（１２）を燃焼させて前記熱交換器（１１）内の湯を前記所定温度範囲内に保温する保温制御手段（６１）と、前記通水判別手段（６３）が通水のあることを検知している間設定温度の湯が出湯されるように前記バーナー（１２）を燃焼させる通常燃焼制御手段（６２）とを備え、
前記通水判別手段（６３）は、前記温度検知手段（２６）の検知する熱交換器（１１）内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で上昇したとき、通水が停止したものと判別することを特徴とする給湯器。
【００１０】
［６］前記熱交換器（１１）の出側における水温を検知する出湯温度検知手段（２７）を備え、前記保温制御手段（６１）は、前記バーナー（１２）を所定の燃焼量で間欠的に燃焼させる固定制御モードにより前記バーナー（１２）の燃焼制御を行い、前記通常燃焼制御手段（６２）は、前記出湯温度検知手段（２７）の検知する温度をフィードバックさせて出湯温度が設定温度と一致するように前記バーナー（１２）の燃焼量を調整するフィードバック制御モードにより前記バーナー（１２）の燃焼制御を行うことを特徴とする［１］、［２］、［３］、［４］または［５］記載の給湯器。
【００１１】
［７］前記フィードバック制御モードで前記バーナー（１２）の燃焼制御を行っている間、前記バーナー（１２）が燃焼中である旨の表示を行うことを特徴とする［６］記載の給湯器。
【００１２】
［８］給水が前記熱交換器（１１）の入側から出側に至るまでに通る流路のうち通水のある状態で水温が所定の基準温度以上に上昇しない前記入側寄りの箇所に前記温度検知手段（２６）を配置したことを特徴とする［１］、［２］、［３］、［４］、［５］、［６］または［７］記載の給湯器。
【００１３】
［９］通水の無い状態でバーナー（１２）を燃焼させて熱交換器（１１）内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温する機能を備えた給湯器に適用され、通水があるか否かを検知する通水検知方法において、
前記熱交換器（１１）内の湯温の低下を基にして通水の開始を検知し、前記熱交換器（１１）内の湯温の上昇を基にして通水の停止を検知することを特徴とする通水検知方法。
【００１４】
前記本発明は次のように作用する。
保温制御手段（６１）は、通水の無いことが検知されている間、バーナー（１２）を燃焼させて熱交換器（１１）内の湯を所定温度範囲内に保温する。通常燃焼制御手段（６２）は、通水のあることが検知されている間、設定温度の湯が出湯されるようにバーナー（１２）の燃焼制御を行う。
【００１５】
温度検知手段（２６）は、熱交換器（１１）内の湯温を検知し、通水判別手段（６３）は温度検知手段（２６）の検知する熱交換器（１１）内の湯温が、通水の無い状態において熱交換器（１１）内の湯が保温される所定温度範囲の下限値よりも低い通水開始基準温度以下に低下したとき、通水が開始したものと判別する。
【００１６】
熱交換器（１１）内の湯を次回の出湯に備えて所定温度範囲内に保温している状態では、バーナー（１２）から受ける熱量は保温機能を充足する程度の少量なので、通水が開始されると、熱交換器（１１）内の湯温は一気に低下する。したがって、熱交換器（１１）内の湯温が保温の下限温度よりも低い通水開始基準温度を下回ったことをもって通水を検知することができる。
【００１７】
また、通水判別手段（６３）は、温度検知手段（２６）の検知する熱交換器（１１）内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で低下したとき、通水が開始したものと判別する。
【００１８】
通水の無い保温状態において、熱交換器（１１）内の湯温は所定温度範囲内において変動するが、その変化は緩やかである。これに対して、通水が開始されると熱交換器（１１）内の湯温は一気に低下する。
【００１９】
そこで、熱交換器（１１）内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で低下したことをもって、通水の開始を検知することができる。なお、湯温の変化率で検知する場合は、熱交換器（１１）内の湯温が通水開始基準温度以下に低下したことを基準にする場合よりも、短時間のうちに通水の開始を検知することができる。なお、上述の下限値または変化率は、給水温度および保温温度によって左右されやすいため、たとえば、給水温度を前回の燃焼時に入水サーミスタ（２４）で測定しておき、これに基づいて基準となる下限値や変化率を定めるようにするとよい。
【００２０】
また、通水判別手段（６３）は、温度検知手段（２６）の検知する熱交換器（１１）内の湯温が予め定めた通水停止基準温度以上に上昇したとき、通水が停止したものと判定する。
【００２１】
通水のある間は、熱交換器（１１）の入側近傍の給水はまだ十分加熱されていないので、その温度は出湯される設定温度にかかわらず低い状態にある。一方、通水が停止しても、まだ設定温度の湯を出湯するためにバーナー（１２）が燃焼しているので、熱交換器（１１）内の湯温は急激に上昇する。
【００２２】
そこで、熱交換器（１１）内の湯温が所定の通水停止基準温度以上に上昇したことをもって通水が停止したことを判別することができる。さらに通水停止基準温度を、保温を行う温度範囲の下限値よりも低い温度に設定しておけば、通水が停止してから短時間のうちに通水の停止を検知することができる。このように、通水の停止を早期に検知できるので、バーナー（１２）の燃焼を停止した後に生じる「後沸き」によって熱交換器（１１）内の湯温が、保温の上限温度を越えてしまうことを防止できる。
【００２３】
また、通水判別手段（６３）は、温度検知手段（２６）の検知する熱交換器（１１）内の湯温が予め定めた値よりも高い変化率で上昇したとき、通水が停止したものと判別する。
【００２４】
先に説明したように、通水が停止した時点では、まだバーナー（１２）が燃焼しているので、熱交換器（１１）内の水温は一気に上昇する。そこで、急激な温度上昇をもって通水の停止を検知することができる。
【００２５】
保温制御手段（６１）は、バーナー（１２）を所定の燃焼量で間欠的に燃焼させる固定制御モードによりバーナー（１２）の燃焼制御を行うことで、通水の無い状態において熱交換器（１１）内の湯を所定温度範囲内に保温する。一方、通常燃焼制御手段（６２）は、出湯温度検知手段（２７）の検知する温度をフィードバックさせて出湯温度が設定温度と一致するようにバーナー（１２）の燃焼量を調整するフィードバック制御モードによりバーナー（１２）の燃焼制御を行う。
【００２６】
通水の有無の判別に流量センサを用いないので、給水の流量を基にしたフィードフォワード制御によってバーナー（１２）の燃焼制御を行うことはできない。そこで、熱交換器（１１）の出側に設けた温度センサの検知する温度をバーナー（１２）の燃焼量にフィードバックすることによって、出湯温度が設定温度に一致するようにバーナー（１２）の燃焼量を制御している。
【００２７】
また、かかるフィードバック制御モードでバーナー（１２）の燃焼制御を行っている間、バーナー（１２）が燃焼中である旨の表示を行う。たとえば、燃焼ランプ等を点灯させる。これにより、通水の無い状態で保温のためにバーナー（１２）を燃焼させた際には、燃焼ランプが点灯せず、実際に出湯を行う場合にだけ、燃焼ランプを点灯させることができる。
【００２８】
温度検知手段（２６）は、給水が熱交換器（１１）の入側から出側に至るまでの間に通る流路のうち入側寄りの箇所に配置する。かかる箇所は、通水のある間、水温の上昇が少なく、また、通常、このような箇所はバーナー（１２）に近いので、通水が停止したとき、極めて短時間のうちに水温が上昇する。したがって、かかる箇所に温度検知手段（２６）を配置することによって、的確かつ迅速に通水の有無を検知することができる。たとえば、熱交換器（１１）を通る流路のＵベント部等に温度検知手段（２６）を取り付けるとよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施の形態を説明する。
各図は本発明の一実施の形態を示している。
図１に示すように、本実施の形態にかかる給湯器１０は、浴槽３０内の水の循環する追い焚き流路４０内の水と給水の通る給湯流路２０内の水の双方にバーナー１２からの熱を１つの熱交換器１１で伝える１缶２水路型の給湯器である。
【００３０】
給湯流路２０は、熱交換器１１のフィンプレートから受熱する配管部分である給湯系受熱管２１と、給湯系受熱管２１の入口部に通じ、給水の流れ込む側の給水管２２と、給湯系受熱管２１の出口部から延びる給湯管２３とから構成されている。給水管２２には、流入する給水の温度（Ｔｉｎ）を検知するための入水サーミスタ２４が設けられている。
【００３１】
また、給湯系受熱管２１のうち、熱交換器１１の外部で折り返すＵベント部には、当該部分における水温（Ｔｚ１）を検知する水管サーミスタ２６が設けてある。給湯系受熱管２１の出口部近傍には、給湯系受熱管２１で加熱された後の水温（Ｔｏｕｔ）を検知する熱交サーミスタ２７が配置されている。
【００３２】
給湯管２３のうち熱交サーミスタ２７よりも下流側の箇所との間は、熱交換器１１を介さずに給水を給湯管２３へ送り込むための固定バイパス通路２５ａによって接続されている。給湯管２３には、固定バイパス通路２５ａとの接続箇所より下流側に総流量を調整するための第１の流量制御弁２８ａが設けられている。さらに、給湯管２３のうち第１の流量制御弁２８ａよりも下流側の箇所と給水管２２のうち固定バイパス通路２５ａの接続位置よりも上流側の箇所との間は、可変バイパス通路２５ｂによって接続されている。また、当該可変バイパス通路２５ｂの途中には、迂回させる給水の流量を調整するための第２の流量制御弁２８ｂが設けられている。
【００３３】
給湯管２３には、可変バイパス通路２５ｂとの接続位置よりも下流側の箇所に、熱交換器１１で加熱された湯とバイパス通路２５ａ、２５ｂを通じて熱交換器１１を迂回した給水とがミキシングされた後の水温（Ｔｍｉｘ）を検知するための出湯サーミスタ２９が配置されている。
【００３４】
追い焚き流路４０は、熱交換器１１のフィンプレートから受熱する配管部分である追い焚き系受熱管４１と、追い焚き系受熱管４１の一端部（追い焚き循環時における入口側）と浴槽３０との間を接続する追い焚き戻り管４２と、追い焚き系受熱管４１の他端部と浴槽３０との間を接続する追い焚き往き管４３とから構成されている。追い焚き戻り管４２の途中には、浴槽３０内の湯を追い焚き系受熱管４１に向けて送る循環ポンプ４４が設けられている。また追い焚き戻り管４２の循環ポンプ４４近傍であって浴槽３０寄りの箇所には、追い焚きの際に浴槽３０からの戻り湯の流れを確認するための風呂流水スイッチ４５が配置されている。
【００３５】
追い焚き戻り管４２のうち循環ポンプ４４よりも追い焚き系受熱管４１側の箇所と給湯管２３のうち出湯サーミスタ２９よりも下流側の箇所との間は、給湯管２３内の水を追い焚き流路４０に送り込むための連絡路５０によって接続されている。また、連絡路５０の途中には、給湯管２３からの水を追い焚き戻り管４２に流すか否かを切り替えるための切替弁５１が設けられている。
【００３６】
バーナー１２には、燃焼ガスの供給路であるガス供給管１３が接続されており、ガス供給管１３の途中には、燃焼ガスの供給量を調整するためのガス量調整弁１４（比例弁）が取り付けられている。
【００３７】
給湯器１０は、給湯動作、注湯動作、追い焚き動作など各種の動作を制御するための制御部６０を備えている。制御部６０には、ガス量調整弁１４、入水サーミスタ２４、水管サーミスタ２６、熱交サーミスタ２７、第１の流量制御弁２８ａ、第２の流量制御弁２８ｂ、出湯サーミスタ２９、循環ポンプ４４、風呂流水スイッチ４５、切替弁５１等の各種制御部品やセンサ類が電気的に接続されている。
【００３８】
制御部６０は、通水の無いことが検知されている間、バーナー１２を燃焼させて熱交換器１１内の湯を所定温度範囲内に保温する保温制御部６１と、通水のあることが検知されている間、設定温度の湯が出湯されるようにバーナー１２を燃焼させる通常燃焼制御部６２と、水管サーミスタ２６の検知する温度を基にして通水の有無を判別する通水判別部６３とを備えている。なお、制御部６０は、ＣＰＵ（中央処理装置）とＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）とＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）とを主要部とする回路によって構成されている。
【００３９】
制御部６０には、給湯器１０の動作状態を表示するとともに各種の操作を受け付けるためのリモコン操作ユニット７０が接続されている。リモコン操作ユニット７０は、バーナー１２の燃焼状態を表示するための燃焼ランプ７１と、設定温度やエラー情報を表示するための表示部７２と、各種の操作を受け付けるための操作スイッチ７２とが設けられている。
【００４０】
図２は、給湯器１０の有する熱交換器１１を示している。なお、ここでは、熱交換器１１を通る水管のうち給湯系受熱管２１のみを示し、追い焚き系受熱管４１は省略してある。熱交換器１１内を通る給湯系受熱管２１は、熱交換器１１のケーシング側面から露出する部分で折り返して熱交換器１１内を何度も通るとともに、上下２段になるよう配置されている。
【００４１】
給水管２２からの給水は、下段側の水管２１ａを経由した後、上段側の水管２１ｂを経て、最終的に給湯管２３へ流れ出るようになっている。水管サーミスタ２６は、下段の水管２１ａがケーシング側面から露出して折り返す部分（Ｕベンド部）に取り付けられており、熱交サーミスタ２７は、熱交換器１１の出側に設けられている。
【００４２】
次に作用を説明する。
まず、水管サーミスタ２６によって検知される温度が、通水開始基準温度以下に低下したか否か、および通水停止基準温度以上に上昇したか否かを基にして通水の有無を検知する場合について説明する。
【００４３】
図３は、通水開始基準温度および通水停止基準温度を基にして通水の有無を判別してバーナー１２の燃焼制御を行う際の動作の流れを示している。また図４は、水管サーミスタ２６の検知する湯温と、通水状態と、バーナー１２の燃焼制御状態と、燃焼ランプの点灯状態の変化を対応付けて示したものである。
【００４４】
まず、通水の無い状態で、熱交換器１１内の湯温を所定の保温温度範囲に保温する際の動作について説明する。制御部６０は、追い焚き動作を行っていないとき（ステップＳ１０１；Ｎ）、バーナー１２が燃焼中であるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。バーナー１２が燃焼中でなければ（ステップＳ１０２；Ｎ）、水管サーミスタ２６の検知する熱交換器１１内の湯温が、保温温度の下限値を下回っているか否かを判別し（ステップＳ１０３）、保温温度以下に低下したとき（ステップＳ１０３；Ｙ）、バーナー１２を固定燃焼モードで燃焼させてから（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０１に戻る。
【００４５】
固定燃焼モードは、保温制御部６１がバーナー１２を燃焼させる際の制御モードの１つであり、予め定めた最小燃焼量でバーナー１２を燃焼させるものである。水管サーミスタ２６の検知する温度が下限温度を下回っていないときは（ステップＳ１０３；Ｎ）、まだバーナー１２を燃焼させる必要がないと判断し、バーナー１２を点火せずに、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４６】
一方、水管サーミスタ２６の検知する湯温が保温温度の下限値以下になりかつバーナー１２を燃焼させた後は（ステップＳ１０２；Ｙ）、水管サーミスタ２６の検知する湯温が、保温温度範囲の上限温度を越えるか否かを監視し（ステップＳ１０５）、上限温度を越えたとき（ステップＳ１０５；Ｙ）、バーナー１２の燃焼を停止させ（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０１に戻る。このように、通水のない状態において、熱交換器１１内の湯温は、保温温度範囲内に保持されるよう保温制御部６１によってバーナー１２の燃焼がオンオフ制御される。
【００４７】
図４では、時刻ｔ１に、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）が下限温度８１を下回り、バーナー１２が点火されている。その後、湯温（Ｔｚ１）が上限温度８２を越える時刻ｔ２までの間、バーナー１２が固定制御モード（Ｆ）で燃焼した後、時刻ｔ２に消火されている。通水の無い状態では、このような動作を繰り返し行い、バーナー１２を最小燃焼量で間欠的に燃焼させ、熱交換器１１内の湯温をほぼ保温温度範囲内に維持している。
【００４８】
次に、保温動作中に通水が開始された場合の流れを説明する。
バーナー１２を燃焼させていない状態（ステップＳ１０２；Ｎ）で、通水が開始されると、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）は、急激に低下し、下限温度８１を下回ったとき（ステップＳ１０３；Ｙ）、バーナー１２が、まず固定制御モードで点火される（ステップＳ１０４）。
【００４９】
しかしながら、バーナー１２の燃焼量は、通水の無い状態で熱交換器１１内の湯を保温温度範囲内に維持することができる程度の最小量なので、バーナー１２を燃焼させた後も湯温（Ｔｚ１）は下がり続け、ついには通水が開始されたものと判断するための基準温度である通水開始基準温度８３を下回る（ステップＳ１０２；Ｙ、ステップＳ１０５；Ｎ、ステップＳ１０７；Ｙ）。
【００５０】
通水判別部６３は、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）が、通水開始基準温度８３を下回ったとき、通水が開始されたものと判断し、バーナー１２の燃焼制御を、保温制御部６１から通常燃焼制御部６２に切り替え、フィードバック制御モードでバーナー１２の燃焼量を制御する（ステップＳ１０８）。さらに、通常燃焼制御部６２によってバーナー１２の燃焼制御を開始したとき燃焼ランプ７１を点灯する（ステップＳ１０９）。
【００５１】
通常燃焼制御部６２の行うフィードバック制御モードでは、熱交換器１１の出側に設けた熱交サーミスタ２７の検知する温度（Ｔｏｕｔ）をフィードバックさせて、出湯温度が設定温度と一致するようにバーナー１２の燃焼量を調整する。このように、熱交サーミスタ２７の検知する湯温（Ｔｏｕｔ）を基準にしてバーナー１２の燃焼制御を行うのは、給湯流路２０の流量を直接検知する流量センサを設けていないので、流量を基にしたフィードフォワード制御によってバーナー１２の燃焼制御を行うことができないからである。また、熱交サーミスタ２７を用いるのは、これの検知する温度が、熱交換器１１から流出する湯の温度を示しているからである。
【００５２】
図４では、時刻ｔ３に通水が開始され、湯温（Ｔｚ１）がこの時点から急激に下降している。時刻ｔ４に、湯温（Ｔｚ１）が保温の下限温度８１を下回り、保温制御部６１は固定制御モードにてバーナー１２を最小燃焼量で燃焼させる。時刻ｔ４以後も湯温（Ｔｚ１）は下がり続け、時刻ｔ５に通水開始基準温度８３を下回り、それ以後は、通常燃焼制御部６２の行うフィードバック制御モードによってバーナー１２の燃焼量が制御されている。なお、図中、期間（Ｆ）は、保温制御部６１によって固定制御モードでバーナー１２が燃焼している期間を示し、期間（Ｂ）は、通常燃焼制御部６２によってフィードバック制御モードでバーナー１２が燃焼している期間をそれぞれ示している。
【００５３】
給水管２２から給湯系受熱管２１に流れ込んだ給水は、熱交換器１１の入側から出側へ向かって流れる過程で次第に加熱され、熱交換器１１の出側においてほぼ設定温度まで上昇する。したがって、熱交サーミスタ２７の検知する湯温（Ｔｏｕｔ）が設定温度になるようにバーナー１２の燃焼量を制御している間も、熱交換器１１の入側寄りに配置した水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）は、比較的低く、通水開始基準温度８３以下に維持される。
【００５４】
このため、通水の継続している間は、ステップＳ１０１；Ｎ、ステップＳ１０２；Ｙ、ステップＳ１０５；Ｎ、ステップＳ１０７；Ｙ、ステップＳ１０８、ステップＳ１０９という経路を繰り返し実行する状態が維持される。
【００５５】
図４に示すように、時刻ｔ６に通水が停止すると、この時点では、まだ通常燃焼制御部６２の制御によりバーナー１２を燃焼させているので、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）は、時刻ｔ６以後、急激に上昇する。そして時刻ｔ７に、通水停止基準温度８４よりも高くなる。通水判別部６３は、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）が通水停止基準温度８４よりも高くなったとき（ステップＳ１０７；Ｎ）、通水が停止したものと判断し、バーナー１２の燃焼制御を通常燃焼制御部６２から保温制御部６１に切り替え（ステップＳ１１０）、燃焼ランプ７１を消灯する（ステップＳ１１１）。
【００５６】
その後も、水管サーミスタ２６の検知する湯温が保温の上限温度８２よりも低い間は、保温制御部６１によってバーナー１２が最小燃焼量で燃焼され（ステップＳ１０１；Ｎ、ステップＳ１０２；Ｙ、ステップＳ１０５；Ｎ、ステップＳ１０７；Ｎ、ステップＳ１１０、ステップＳ１１１）、時刻ｔ８に湯温（Ｔｚ１）が保温の上限温度８４を越えると（ステップＳ１０５；Ｙ）、バーナー１２の燃焼がオフされる（ステップＳ１０６）。これ以後は、先に説明した通常の保温状態が継続されることになる。
【００５７】
なお、追い焚き動作中は（ステップＳ１０１；Ｙ）、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）が、保温の上限温度８２を越えないように、バーナー１２の燃焼をオン・オフし、浴槽３０内の湯を設定温度まで加熱するようになっている（ステップＳ１１２〜ステップＳ１１５）。
【００５８】
このように、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）が通水開始基準温度以下に低下したことをもって通水の開始を判別するとともに、水管サーミスタ２６の検知する湯温（ｔｚ１）が通水停止基準温度を越えたことをもって通水の停止を検知するので、通水の有無を検知するために設けていた流量センサを取り去ることができ、装置価格の低減を図ることができる。
【００５９】
なお、通水停止基準温度を、保温の下限温度８１よりも低い温度に設定しているので、バーナー１２の燃焼を停止させた後の後沸きによって、熱交換器１１内の湯温が保温温度範囲の上限を大きく越えてしまうことを防止している。
【００６０】
次に、水管サーミスタ２６によって検知する湯温が急激に低下したことによって通水の開始を検知し、水管サーミスタ２６の検知する湯温が急激に上昇したことによって通水の停止を検知する場合について説明する。
【００６１】
図５は、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）の変化率を基にして通水の有無を判別してバーナー１２の燃焼制御を行う際の動作の流れを示している。また図６は、この際の湯温と、通水状態と、バーナー１２の燃焼制御状態と、燃焼ランプの点灯状態の変化を対応付けて示したものである。
【００６２】
先にも説明したように、保温中に通水が開始されると、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）は急激に下降する。また通水が停止すると水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）は急激に上昇する。そこで、これら湯温の急激な変化を基に通水の開始と停止を判断している。
【００６３】
バーナー１２を燃焼させていない状態の基で（ステップＳ２０２；Ｎ）、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）が保温の下限温度８１以下に低下すると（ステップＳ２０３；Ｙ）、保温制御部６１によってバーナー１２を点火し（ステップＳ２０４）、保温温度範囲内に湯温が維持される。
【００６４】
また、バーナー１２を燃焼させている状態で（ステップＳ２０２；Ｙ）、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）が、保温の上限温度８２を越えると（ステップＳ２０５；Ｙ）、バーナー１２の燃焼が停止される（ステップＳ２０６）。湯温（Ｔｚ１）が急激な変化をしめさない間は、上記の動作が繰り返し行われ、保温制御部６１による固定制御モードでバーナー１２の燃焼が制御される。
【００６５】
保温中であってバーナー１２を燃焼させていない状態において（ステップＳ２０３；Ｎ）、水管サーミスタ２６の検知する温度が予め定めた基準降下率よりも急激に下降したときは（ステップＳ２０７；Ｙ）、当該、急激な下降を検知した旨を示すＴｚ１下降フラグをセットし（ステップＳ２０８）、バーナー１２を通常燃焼制御部６２によってフィードバック制御モードで燃焼させるとともに（ステップＳ２０９）、燃焼ランプ７１を点灯する（ステップＳ２１０）。
【００６６】
図６では、時刻ｔ１０に通水が開始して湯温（Ｔｚ１）が急激な降下を始める。そして、時刻ｔ１１に、時刻ｔ１０以後、湯温が基準下降率よりも急激に下降したことが認識され、時刻ｔ１１からバーナー１２を通常燃焼制御部６２によって燃焼させている。このように、湯温（Ｔｚ１）の下降率を基にして通水の開始を検知することで、湯温（Ｔｚ１）があまり低下しないうちに通水を検知することができる。
【００６７】
このほか、保温制御部６１によってバーナー１２を燃焼させている期間中に（ステップＳ２０２；Ｙ、ステップＳ２０５；Ｎ、ステップＳ２１１；Ｎ）、湯温の急激な下降を検知した場合も（ステップＳ２１２；Ｙ）、バーナー１２の燃焼制御を保温制御部６１から通常燃焼制御部６２に切り替えて（ステップＳ２０９）、燃焼ランプ７１を点灯させている（ステップＳ２１０）。
【００６８】
通水が開始された後、バーナー１２は通常燃焼制御部６２によって燃焼制御されるが、先にも説明したように、この間、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）は比較的低い温度に維持される。一方、通常燃焼制御部６２によりバーナー１２を燃焼させている状態で（ステップＳ２０２；Ｙ、ステップＳ２０５；Ｎ、ステップＳ２１１；Ｙ）、水管サーミスタ２６の検知する温度が予め定めた上昇率よりも急激に高まったとき（ステップＳ２１３；Ｙ）、通水判別部６３は、通水が停止したものと判断し、Ｔｚ１下降フラグをリセットして（ステップＳ２１４）、バーナー１２の燃焼制御を通常燃焼制御部６２から保温制御部６１に切り替える（ステップＳ２１５）。なお、追い焚き中については、図３に示したものと同様の動作を行っている（ステップＳ２１６〜ステップＳ２１９）。
【００６９】
図６では、時刻ｔ１２に通水が停止し、その後、しばらくして水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）が急激に上昇し、時刻ｔ１３に基準上昇率を上回る比率で湯温（Ｔｚ１）の上昇したことが検知され、バーナー１２の燃焼制御がフィードバック制御モードから固定制御モードに切り替えられている。そして、水管サーミスタ２６の検知する湯温（Ｔｚ１）が時刻ｔ１４に保温の上限温度８２を越え、バーナー１２の燃焼がオフされている。
【００７０】
以上説明した実施の形態では、通水開始基準温度と通水停止基準温度とを同一の温度に設定したが、これらを異なる温度に設定するようにしてもよい。たとえば、通水開始基準温度を保温の下限温度により近い温度にすれば、早期に通水の開始を検知することが可能になる。
【００７１】
また、通水開始基準温度や通水停止基準温度による通水の有無判別と、湯温の変化率に基づく通水の有無判別を適宜組み合わせてもよい。たとえば、通水の開始を湯温の急激な降下によって判断し、通水の停止を湯温が通水停止基準温度を越えたことをもって検知してもよい。また基準温度と変化率の双方を通水の開始および停止の双方の判断に併用するようにしてもよい。さらに、下限値または変化率は、給水温度および保温温度によって左右されやすいため、たとえば、給水温度を前回の燃焼時に入水サーミスタ（２４）で測定しておき、これに基づいて基準となる下限値や変化率を定めるようにするとよい。
【００７２】
なお、実施の形態では、１缶２水路型の給湯器を例に説明したが、追い焚き流路内の水と給湯流路内の水を個別の熱交換器で加熱するものであっても良いし、追い焚き機能を備えていないものであってもよい。
【００７３】
また、実施の形態では、Ｕベント部に設けた水管サーミスタ２６の検知する湯温を基にして通水の有無を判別するようにしたが、熱交サーミスタ２７の検知する湯温により通水の有無を判別することもできる。すなわち、通水が開始すれば熱交サーミスタ２７の検知する湯温も低下するので、これをもって通水の開始を判別することができる。また熱交サーミスタ２７の検知する湯温も通水の開始時および停止時に急激な温度変動を起こすので、これをもって通水の有無を検知することが可能である。
【００７４】
ただし、水管サーミスタ２６に比べて、通水が開始してから湯温が低下するまでに時間がかかる。また、通常燃焼制御部６２によってバーナー１２を燃焼させると、熱交サーミスタ２７の検知する温度は設定温度まで上昇することになる。このため熱交サーミスタ２７によって通水の停止を検知する場合には、たとえば、熱交サーミスタ２７の検知する湯温が設定温度より一定以上、高くなったことをもって通水の停止を検知する等の処理を行うことになる。また急激な上昇が起こったときには、熱交換器１１内の湯温が必要以上に高温になってしまう場合がある。したがって、熱交サーミスタ２７によって通水の有無を検知することは可能であるが、水管サーミスタ２６を用いることが望ましい。
【００７５】
【発明の効果】
本発明にかかる給湯器およびその通水検知方法によれば、熱交換器１１内の湯温またはその変動を基に通水の有無を判別するので、通水を検知するための流量センサが不要になり、装置構造の簡略化と価格の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る給湯器を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る給湯器の熱交換器およびこれに取り付けた温度センサの配置箇所を示す説明図である。
【図３】通水開始基準温度および通水停止基準温度を基にして通水の有無を判別してバーナーの燃焼制御を行う際の動作の流れを示す流れ図である。
【図４】温度の絶対値を基準に水管サーミスタの検知する湯温と、通水状態と、バーナーの燃焼制御状態と、燃焼ランプの点灯状態の変化を対応付けて示した説明図である。
【図５】水管サーミスタの検知する湯温の変化率を基にして通水の有無を判別してバーナーの燃焼制御を行う際の動作の流れを示す流れ図である。
【図６】温度の変化率を基準にして通水の有無を判別する場合における水管サーミスタの検知する湯温と、通水状態と、バーナーの燃焼制御状態と、燃焼ランプの点灯状態の変化を対応付けて示した説明図である。
【符号の説明】
１０…給湯器
１１…熱交換器
１２…バーナー
１４…ガス量調整弁
２０…給湯流路
２６…水管サーミスタ
２７…熱交サーミスタ
４０…追い焚き流路
６０…制御部
６１…保温制御部
６２…通常燃焼制御部
６３…通水判別部
７０…リモコン操作ユニット
７１…燃焼ランプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water heater having a function of keeping a hot water in a heat exchanger within a predetermined temperature range by burning a burner in a state where there is no water flow, in preparation for the next hot water.
[0002]
[Prior art]
Conventional water heaters detect whether there is water flow or not by a flow rate sensor provided in the water supply flow path.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional technique, since the presence or absence of water flow is detected by the flow sensor, there is a problem that the structure of the apparatus is complicated and the price is increased accordingly.
[0004]
The present invention has been made paying attention to such problems of the conventional technology, and eliminates the flow sensor for detecting the presence or absence of water flow, thereby simplifying the structure of the apparatus and reducing the price. An object of the present invention is to provide a water heater that can be used and a method for detecting water flow.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention for achieving the object lies in the inventions of the following items.
[1] In a water heater having a function of burning the burner (12) in a state where there is no water flow and keeping the hot water in the heat exchanger (11) in a predetermined temperature range in preparation for the next hot water,
The temperature detection means (26) for detecting the temperature of hot water in the heat exchanger (11), the water flow determination means (63) for determining the presence or absence of water flow, and the water flow determination means (63) While detecting the absence, the temperature control means (61) for burning the burner (12) to keep the hot water in the heat exchanger (11) within the predetermined temperature range, and the water flow discrimination means ( 63) comprising normal combustion control means (62) for burning the burner (12) so that hot water of a set temperature is discharged while detecting that water is flowing.
In the water flow discrimination means (63), the hot water temperature in the heat exchanger (11) detected by the temperature detection means (26) has dropped below a water flow start reference temperature lower than the lower limit value of the predetermined temperature range. When it is determined that the water flow has started, the water heater.
[0006]
[2] In a water heater having a function of burning the burner (12) without passing water and keeping the hot water in the heat exchanger (11) in a predetermined temperature range in preparation for the next hot water,
The temperature detection means (26) for detecting the temperature of hot water in the heat exchanger (11), the water flow determination means (63) for determining the presence or absence of water flow, and the water flow determination means (63) While detecting the absence, the temperature control means (61) for burning the burner (12) to keep the hot water in the heat exchanger (11) within the predetermined temperature range, and the water flow discrimination means ( 63) comprising normal combustion control means (62) for burning the burner (12) so that hot water of a set temperature is discharged while detecting that water is flowing.
The water flow discrimination means (63) starts water flow when the hot water temperature in the heat exchanger (11) detected by the temperature detection means (26) decreases at a rate of change higher than a predetermined value. A water heater characterized by being identified as a thing.
[0007]
[3] In a water heater having a function of burning the burner (12) in a state where there is no water flow and keeping the hot water in the heat exchanger (11) in a predetermined temperature range in preparation for the next hot water,
The temperature detection means (26) for detecting the temperature of hot water in the heat exchanger (11), the water flow determination means (63) for determining the presence or absence of water flow, and the water flow determination means (63) While detecting the absence, the temperature control means (61) for burning the burner (12) to keep the hot water in the heat exchanger (11) within the predetermined temperature range, and the water flow discrimination means ( 63) comprising normal combustion control means (62) for burning the burner (12) so that hot water of a set temperature is discharged while detecting that water is flowing.
The water flow determining means (63) stops water flow when the hot water temperature in the heat exchanger (11) detected by the temperature detecting means (26) rises above a predetermined water flow stop reference temperature. A water heater characterized by being determined as a thing.
[0008]
[4] The water heater according to [3], wherein the water stop reference temperature is lower than a lower limit temperature of the predetermined temperature range.
[0009]
[5] In a water heater with a function of burning the burner (12) in a state where there is no water flow and keeping the hot water in the heat exchanger (11) in a predetermined temperature range in preparation for the next hot water,
The temperature detection means (26) for detecting the temperature of hot water in the heat exchanger (11), the water flow determination means (63) for determining the presence or absence of water flow, and the water flow determination means (63) While detecting the absence, the temperature control means (61) for burning the burner (12) to keep the hot water in the heat exchanger (11) within the predetermined temperature range, and the water flow discrimination means ( 63) comprising normal combustion control means (62) for burning the burner (12) so that hot water of a set temperature is discharged while detecting that water is flowing.
The water flow discrimination means (63) stops water flow when the hot water temperature in the heat exchanger (11) detected by the temperature detection means (26) rises at a rate of change higher than a predetermined value. A water heater characterized by being identified as a thing.
[0010]
[6] A hot water temperature detection means (27) for detecting a water temperature on the outlet side of the heat exchanger (11) is provided, and the heat retention control means (61) intermittently moves the burner (12) at a predetermined combustion amount. The combustion control of the burner (12) is performed in a fixed control mode in which the hot water is burned, and the normal combustion control means (62) feeds back the temperature detected by the hot water temperature detecting means (27) so that the hot water temperature becomes the set temperature. [1], [2], [3], [4] or [4], wherein combustion control of the burner (12) is performed in a feedback control mode in which the combustion amount of the burner (12) is adjusted so as to match [5] The water heater according to [5].
[0011]
[7] The hot water heater as set forth in [6], wherein a display indicating that the burner (12) is in combustion is performed while the combustion control of the burner (12) is being performed in the feedback control mode.
[0012]
[8] In a location near the entry side where the water temperature does not rise above a predetermined reference temperature in a state where water flows in a flow path through which water supply passes from the entry side to the exit side of the heat exchanger (11). The water heater according to [1], [2], [3], [4], [5], [6] or [7], wherein the temperature detecting means (26) is arranged.
[0013]
[9] Applied to a water heater having a function of burning the burner (12) in a state where there is no water flow and keeping the hot water in the heat exchanger (11) in a predetermined temperature range in preparation for the next hot water, In the water flow detection method for detecting whether there is water flow,
Detecting the start of water flow based on a decrease in hot water temperature in the heat exchanger (11), and detecting the stop of water flow based on an increase in hot water temperature in the heat exchanger (11). A water flow detection method characterized by
[0014]
The present invention operates as follows.
While it is detected that there is no water flow, the heat retention control means (61) burns the burner (12) to keep the hot water in the heat exchanger (11) within a predetermined temperature range. The normal combustion control means (62) controls the combustion of the burner (12) so that hot water at a set temperature is discharged while it is detected that water is flowing.
[0015]
The temperature detection means (26) detects the hot water temperature in the heat exchanger (11), and the water flow discrimination means (63) detects the hot water temperature in the heat exchanger (11) detected by the temperature detection means (26). When the water temperature in the heat exchanger (11) falls below the water flow start reference temperature lower than the lower limit value of the predetermined temperature range where the hot water in the heat exchanger (11) is kept warm without water flow, it is determined that water flow has started.
[0016]
In the state in which the hot water in the heat exchanger (11) is kept in the predetermined temperature range for the next hot water, the amount of heat received from the burner (12) is small enough to satisfy the heat retaining function, so water flow starts. If it does, the hot water temperature in a heat exchanger (11) will fall at a stretch. Therefore, it is possible to detect water flow when the hot water temperature in the heat exchanger (11) is lower than the water flow start reference temperature that is lower than the lower temperature limit of heat retention.
[0017]
Further, the water flow discrimination means (63) starts water flow when the hot water temperature in the heat exchanger (11) detected by the temperature detection means (26) decreases at a rate of change higher than a predetermined value. It is determined as a thing.
[0018]
In the heat retaining state without water flow, the hot water temperature in the heat exchanger (11) varies within a predetermined temperature range, but the change is gradual. On the other hand, if water flow is started, the hot water temperature in the heat exchanger (11) will drop at a stretch.
[0019]
Thus, the start of water flow can be detected when the hot water temperature in the heat exchanger (11) has decreased at a rate of change higher than a predetermined value. In addition, when detecting with the rate of change of the hot water temperature, the water flow rate is shorter in a shorter time than when the hot water temperature in the heat exchanger (11) is lowered to the water flow start reference temperature or lower. The start can be detected. The above lower limit value or rate of change is likely to be affected by the feed water temperature and the heat retention temperature. For example, the feed water temperature is measured by the incoming water thermistor (24) at the time of the previous combustion, and the lower limit serving as a reference based on this is measured. It is recommended to set the value and rate of change.
[0020]
The water flow determining means (63) stops water flow when the hot water temperature in the heat exchanger (11) detected by the temperature detecting means (26) rises above a predetermined water flow stop reference temperature. Judge that it is.
[0021]
While there is water flow, the water supply near the entrance side of the heat exchanger (11) is not yet sufficiently heated, so that the temperature is low regardless of the set temperature at which the hot water is discharged. On the other hand, even if the water flow is stopped, since the burner (12) is still burning in order to discharge hot water at the set temperature, the hot water temperature in the heat exchanger (11) rises rapidly.
[0022]
Therefore, it is possible to determine that the water flow has stopped when the hot water temperature in the heat exchanger (11) has risen above the predetermined water flow stop reference temperature. Furthermore, if the water flow stop reference temperature is set to a temperature lower than the lower limit value of the temperature range in which the temperature is kept, the water flow stop can be detected within a short time after the water flow has stopped. In this way, since the stoppage of water flow can be detected at an early stage, the hot water temperature in the heat exchanger (11) exceeds the upper temperature limit of heat retention due to “post-boiling” that occurs after the combustion of the burner (12) is stopped. Can be prevented.
[0023]
The water flow determining means (63) stops water flow when the hot water temperature in the heat exchanger (11) detected by the temperature detecting means (26) rises at a rate of change higher than a predetermined value. It is determined as a thing.
[0024]
As described above, when the water flow is stopped, the burner (12) is still burning, so the water temperature in the heat exchanger (11) rises at a stretch. Therefore, the stop of water flow can be detected with a rapid temperature rise.
[0025]
The heat retention control means (61) performs combustion control of the burner (12) in a fixed control mode in which the burner (12) is intermittently burned at a predetermined combustion amount, so that the heat exchanger (11 ) Keep the hot water in the specified temperature range. On the other hand, the normal combustion control means (62) feeds back the temperature detected by the tapping temperature detecting means (27) and adjusts the combustion amount of the burner (12) so that the tapping temperature matches the set temperature. Combustion control of the burner (12) is performed.
[0026]
Since the flow rate sensor is not used for determining the presence or absence of water flow, combustion control of the burner (12) cannot be performed by feedforward control based on the flow rate of the feed water. Therefore, the temperature detected by the temperature sensor provided on the outlet side of the heat exchanger (11) is fed back to the combustion amount of the burner (12), so that the burner (12) is combusted so that the tapping temperature matches the set temperature. The amount is controlled.
[0027]
Further, while the combustion control of the burner (12) is being performed in the feedback control mode, an indication that the burner (12) is in combustion is displayed. For example, a combustion lamp or the like is turned on. Thereby, when the burner (12) is burned for heat insulation in a state where there is no water flow, the combustion lamp is not turned on, and the combustion lamp can be turned on only when the hot water is actually discharged.
[0028]
A temperature detection means (26) is arrange | positioned in the location close | similar to an entrance side among the flow paths through which water supply passes from the entrance side to the exit side of a heat exchanger (11). Such a portion has a small rise in water temperature while water is flowing, and usually such a portion is close to the burner (12), so when the water flow stops, the water temperature rises in a very short time. . Therefore, the presence or absence of water flow can be detected accurately and promptly by arranging the temperature detection means (26) at such a location. For example, the temperature detecting means (26) may be attached to the U vent portion of the flow path passing through the heat exchanger (11).
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Each figure shows an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the water heater 10 according to this embodiment has a burner 12 for both water in a reheating channel 40 through which water in a bathtub 30 circulates and water in a hot water channel 20 through which water is supplied. This is a one-can two-water channel type water heater that transfers heat from a single heat exchanger 11.
[0030]
The hot water supply flow path 20 leads to a hot water supply heat receiving pipe 21 that is a pipe portion that receives heat from the fin plate of the heat exchanger 11, an inlet portion of the hot water supply heat receiving pipe 21, and a hot water supply pipe 22 on the side into which the hot water flows. A hot water supply pipe 23 extending from the outlet of the heat receiving pipe 21 is formed. The water supply pipe 22 is provided with a water thermistor 24 for detecting the temperature (Tin) of the incoming water.
[0031]
Further, a water pipe thermistor 26 that detects a water temperature (Tz1) in the portion is provided in a U vent portion that is folded outside the heat exchanger 11 in the hot water supply heat receiving pipe 21. A heat exchange thermistor 27 that detects the water temperature (Tout) after being heated by the hot water supply heat receiving pipe 21 is disposed in the vicinity of the outlet of the hot water supply heat receiving pipe 21.
[0032]
A portion of the hot water supply pipe 23 downstream of the heat exchanger thermistor 27 is connected by a fixed bypass passage 25 a for feeding water into the hot water supply pipe 23 without going through the heat exchanger 11. The hot water supply pipe 23 is provided with a first flow rate control valve 28a for adjusting the total flow rate on the downstream side from the connection point with the fixed bypass passage 25a. Further, a portion of the hot water supply pipe 23 on the downstream side of the first flow control valve 28a and a portion of the water supply pipe 22 on the upstream side of the connection position of the fixed bypass passage 25a are connected by a variable bypass passage 25b. Has been. In addition, a second flow rate control valve 28b for adjusting the flow rate of the feed water to be bypassed is provided in the middle of the variable bypass passage 25b.
[0033]
In the hot water supply pipe 23, hot water heated by the heat exchanger 11 and water supply bypassing the heat exchanger 11 through the bypass passages 25a and 25b are mixed at a location downstream of the connection position with the variable bypass passage 25b. A hot water thermistor 29 for detecting the water temperature (Tmix) after the operation is disposed.
[0034]
The reheating channel 40 includes a reheating system heat receiving pipe 41 that is a pipe portion that receives heat from the fin plate of the heat exchanger 11, one end of the reheating system heat receiving pipe 41 (inlet side during reheating circulation), and the bathtub 30. The recirculation return pipe 42 is connected to the other end of the reheating system heat receiving pipe 41, and the retreat pipe 43 is connected to the bathtub 30. A circulation pump 44 that sends hot water in the bathtub 30 toward the reheating system heat receiving pipe 41 is provided in the middle of the reheating return pipe 42. Further, a bath flow switch 45 for confirming the flow of returned hot water from the bathtub 30 at the time of reheating is disposed near the circulation pump 44 of the reheating return pipe 42 and near the bathtub 30.
[0035]
The water in the hot water supply pipe 23 is reclaimed between a part of the reheating return pipe 42 closer to the reheating system heat receiving pipe 41 than the circulation pump 44 and a part of the hot water supply pipe 23 downstream of the hot water thermistor 29. They are connected by a communication path 50 for feeding into the flow path 40. In addition, a switching valve 51 is provided in the middle of the communication path 50 to switch whether or not the water from the hot water supply pipe 23 is repelled and flowed to the return pipe 42.
[0036]
A gas supply pipe 13 that is a combustion gas supply path is connected to the burner 12. A gas amount adjustment valve 14 (proportional valve) for adjusting the supply amount of the combustion gas is provided in the middle of the gas supply pipe 13. Is attached.
[0037]
The water heater 10 includes a control unit 60 for controlling various operations such as a hot water supply operation, a pouring operation, and a chasing operation. The control unit 60 includes a gas amount adjusting valve 14, a water thermistor 24, a water pipe thermistor 26, a heat exchanger thermistor 27, a first flow rate control valve 28a, a second flow rate control valve 28b, a hot water thermistor 29, a circulation pump 44, a bath. Various control components such as the running water switch 45 and the switching valve 51 and sensors are electrically connected.
[0038]
While it is detected that there is no water flow, the control unit 60 may have water flow and a heat retention control unit 61 that burns the burner 12 and keeps the hot water in the heat exchanger 11 within a predetermined temperature range. While being detected, a normal combustion control unit 62 that burns the burner 12 so that hot water at a set temperature is discharged, and a water flow determination unit that determines the presence or absence of water flow based on the temperature detected by the water pipe thermistor 26. 63. The control unit 60 is configured by a circuit having a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory) as main parts.
[0039]
The control unit 60 is connected to a remote control operation unit 70 for displaying the operation state of the water heater 10 and receiving various operations. The remote control operation unit 70 is provided with a combustion lamp 71 for displaying the combustion state of the burner 12, a display unit 72 for displaying set temperature and error information, and an operation switch 72 for receiving various operations. ing.
[0040]
FIG. 2 shows a heat exchanger 11 included in the water heater 10. Here, of the water pipes passing through the heat exchanger 11, only the hot water supply heat receiving pipe 21 is shown, and the reheating system heat receiving pipe 41 is omitted. The hot water supply system heat receiving pipe 21 that passes through the heat exchanger 11 is folded back at the portion exposed from the casing side surface of the heat exchanger 11 and passes through the heat exchanger 11 many times, and is arranged in two upper and lower stages. .
[0041]
The water supply from the water supply pipe 22 passes through the lower water pipe 21a and then flows out to the hot water supply pipe 23 through the upper water pipe 21b. The water pipe thermistor 26 is attached to a part (U bend part) where the lower water pipe 21 a is exposed from the side surface of the casing and turned back, and the heat exchanger thermistor 27 is provided on the outlet side of the heat exchanger 11.
[0042]
Next, the operation will be described.
First, when detecting the presence or absence of water flow based on whether or not the temperature detected by the water pipe thermistor 26 has dropped below the water flow start reference temperature and whether it has risen above the water flow stop reference temperature. Will be described.
[0043]
FIG. 3 shows a flow of operation when the combustion control of the burner 12 is performed by determining the presence or absence of water flow based on the water flow start reference temperature and the water flow stop reference temperature. FIG. 4 shows the hot water temperature detected by the water pipe thermistor 26, the water flow state, the combustion control state of the burner 12, and the change in the lighting state of the combustion lamp in association with each other.
[0044]
First, an operation when the hot water temperature in the heat exchanger 11 is kept within a predetermined temperature range without water flow will be described. When the reheating operation is not performed (step S101; N), the control unit 60 determines whether or not the burner 12 is burning (step S102). If the burner 12 is not burning (step S102; N), it is determined whether or not the hot water temperature in the heat exchanger 11 detected by the water pipe thermistor 26 is below the lower limit value of the heat retention temperature (step S103). When the temperature falls below the heat retention temperature (step S103; Y), the burner 12 is burned in the fixed combustion mode (step S104), and the process returns to step S101.
[0045]
The fixed combustion mode is one of the control modes when the heat retention control unit 61 burns the burner 12, and burns the burner 12 with a predetermined minimum combustion amount. When the temperature detected by the water pipe thermistor 26 is not lower than the lower limit temperature (step S103; N), it is determined that the burner 12 does not need to be burned yet, and the process returns to step S101 without igniting the burner 12.
[0046]
On the other hand, after the hot water temperature detected by the water pipe thermistor 26 is equal to or lower than the lower limit value of the heat insulation temperature and the burner 12 is burned (step S102; Y), the hot water temperature detected by the water pipe thermistor 26 is the upper limit of the heat insulation temperature range. Whether or not the temperature is exceeded is monitored (step S105). When the upper limit temperature is exceeded (step S105; Y), combustion of the burner 12 is stopped (step S106), and the process returns to step S101. In this way, in a state where there is no water flow, the warming control unit 61 controls the combustion of the burner 12 so that the hot water temperature in the heat exchanger 11 is kept within the warming temperature range.
[0047]
In FIG. 4, at time t1, the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 is below the lower limit temperature 81, and the burner 12 is ignited. Thereafter, until the time t2 when the hot water temperature (Tz1) exceeds the upper limit temperature 82, the burner 12 burns in the fixed control mode (F), and is extinguished at time t2. In a state where there is no water flow, such an operation is repeated, and the burner 12 is intermittently combusted with a minimum combustion amount, so that the hot water temperature in the heat exchanger 11 is maintained within the temperature maintaining temperature range.
[0048]
Next, the flow when water flow is started during the heat retaining operation will be described.
When water passage is started in a state where the burner 12 is not combusted (step S102; N), the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 rapidly decreases and falls below the lower limit temperature 81 ( Step S103; Y), the burner 12 is first ignited in the fixed control mode (step S104).
[0049]
However, the amount of combustion of the burner 12 is the minimum amount that can maintain the hot water in the heat exchanger 11 within the heat insulation temperature range in the absence of water flow, so that the hot water temperature ( Tz1) continues to decrease, and finally falls below a water flow start reference temperature 83, which is a reference temperature for determining that water flow has started (step S102; Y, step S105; N, step S107; Y).
[0050]
The water flow determination unit 63 determines that water flow has started when the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 is lower than the water flow start reference temperature 83, and the combustion control of the burner 12 is maintained. The control unit 61 is switched to the normal combustion control unit 62, and the combustion amount of the burner 12 is controlled in the feedback control mode (step S108). Further, when the combustion control of the burner 12 is started by the normal combustion control unit 62, the combustion lamp 71 is turned on (step S109).
[0051]
In the feedback control mode performed by the normal combustion control unit 62, the temperature (Tout) detected by the heat exchange thermistor 27 provided on the outlet side of the heat exchanger 11 is fed back, and the burner 12 is set so that the tapping temperature matches the set temperature. Adjust the amount of combustion. As described above, the combustion control of the burner 12 is performed based on the hot water temperature (Tout) detected by the heat exchanger thermistor 27 because the flow rate sensor that directly detects the flow rate of the hot water supply passage 20 is not provided. This is because the combustion control of the burner 12 cannot be performed by the feedforward control based on the basis. The heat exchange thermistor 27 is used because the temperature detected by this indicates the temperature of the hot water flowing out of the heat exchanger 11.
[0052]
In FIG. 4, water flow is started at time t3, and the hot water temperature (Tz1) has dropped rapidly from this point. At time t4, the hot water temperature (Tz1) falls below the lower temperature limit 81 of the heat retention, and the heat retention control unit 61 burns the burner 12 with the minimum combustion amount in the fixed control mode. The hot water temperature (Tz1) continues to decrease after time t4 and falls below the water flow start reference temperature 83 at time t5. Thereafter, the combustion amount of the burner 12 is controlled by the feedback control mode performed by the normal combustion control unit 62. . In the figure, a period (F) indicates a period during which the burner 12 is burning in the fixed control mode by the heat retention control unit 61, and a period (B) indicates that the burner 12 is in the feedback control mode by the normal combustion control unit 62. Each period of combustion is shown.
[0053]
The water supplied from the water supply pipe 22 to the hot water supply system heat receiving pipe 21 is gradually heated in the process of flowing from the inlet side to the outlet side of the heat exchanger 11 and rises to substantially the set temperature on the outlet side of the heat exchanger 11. Therefore, even when the combustion amount of the burner 12 is controlled so that the hot water temperature (Tout) detected by the heat exchange thermistor 27 becomes the set temperature, the detection of the water pipe thermistor 26 arranged closer to the entrance side of the heat exchanger 11. The hot water temperature (Tz1) to be used is relatively low and is maintained at the water flow start reference temperature 83 or lower.
[0054]
For this reason, while water flow continues, the state of repeatedly executing the route of step S101; N, step S102; Y, step S105; N, step S107; Y, step S108, and step S109 is maintained.
[0055]
As shown in FIG. 4, when the water flow is stopped at time t6, the burner 12 is still combusted under the control of the normal combustion control unit 62 at this time, so the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 is After time t6, it rises rapidly. At time t7, the temperature becomes higher than the water stop reference temperature 84. When the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 is higher than the water flow stop reference temperature 84 (step S107; N), the water flow determination unit 63 determines that water flow has stopped, and the burner 12 Is switched from the normal combustion control unit 62 to the heat retention control unit 61 (step S110), and the combustion lamp 71 is turned off (step S111).
[0056]
After that, as long as the hot water temperature detected by the water pipe thermistor 26 is lower than the upper temperature limit 82 of the heat retention, the heat retention control unit 61 burns the burner 12 with the minimum combustion amount (step S101; N, step S102; Y, step S105). N, step S107; N, step S110, step S111), and when the hot water temperature (Tz1) exceeds the upper temperature limit 84 of heat retention at time t8 (step S105; Y), the combustion of the burner 12 is turned off (step S106). ). Thereafter, the normal heat retaining state described above is continued.
[0057]
During the reheating operation (step S101; Y), the combustion of the burner 12 is turned on / off so that the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 does not exceed the upper temperature limit 82 of the heat retention. The hot water inside is heated to a set temperature (steps S112 to S115).
[0058]
In this way, the start of water flow is determined when the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 falls below the water flow start reference temperature, and the hot water temperature (tz1) detected by the water pipe thermistor 26 passes the water flow. Since the stop of water flow is detected when the stop reference temperature is exceeded, the flow sensor provided for detecting the presence or absence of water flow can be removed, and the device price can be reduced.
[0059]
In addition, since the water flow stop reference temperature is set to a temperature lower than the lower limit temperature 81 of the heat retention, the hot water temperature in the heat exchanger 11 is maintained at the heat retention temperature due to the subsequent boiling after the combustion of the burner 12 is stopped. This prevents the upper limit of the range from being greatly exceeded.
[0060]
Next, a case where the start of water flow is detected when the hot water temperature detected by the water pipe thermistor 26 is suddenly lowered and the stop of water flow is detected when the hot water temperature detected by the water pipe thermistor 26 is rapidly increased. explain.
[0061]
FIG. 5 shows the flow of operation when the combustion control of the burner 12 is performed by determining the presence or absence of water flow based on the rate of change of the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26. FIG. 6 shows the hot water temperature, water flow state, combustion control state of the burner 12, and changes in the lighting state of the combustion lamp in association with each other.
[0062]
As described above, when water flow is started during heat insulation, the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 is rapidly lowered. When the water flow is stopped, the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 increases rapidly. Therefore, the start and stop of water flow are determined based on these rapid changes in hot water temperature.
[0063]
When the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 falls below the lower temperature limit 81 of the heat retention (step S203; Y) based on the state in which the burner 12 is not combusted (step S202; N). As a result, the burner 12 is ignited (step S204), and the hot water temperature is maintained within the temperature keeping temperature range.
[0064]
When the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 exceeds the upper temperature limit 82 for heat retention (step S205; Y) while the burner 12 is burning (step S202; Y), the burner 12 is burned. Is stopped (step S206). While the hot water temperature (Tz1) does not change rapidly, the above operation is repeated, and the combustion of the burner 12 is controlled in the fixed control mode by the heat retention control unit 61.
[0065]
When the temperature detected by the water pipe thermistor 26 has fallen more rapidly than a predetermined reference descent rate in the state where the heat is being maintained and the burner 12 is not combusted (step S203; N), (step S207; Y). The Tz1 lowering flag indicating that the sudden lowering is detected is set (step S208), the burner 12 is burned in the feedback control mode by the normal combustion control unit 62 (step S209), and the combustion lamp 71 is turned on (step S209). Step S210).
[0066]
In FIG. 6, water flow starts at time t10, and the hot water temperature (Tz1) starts to drop rapidly. Then, at time t11, after time t10, it is recognized that the hot water temperature has fallen more rapidly than the reference lowering rate, and the burner 12 is burned by the normal combustion control unit 62 from time t11. In this manner, by detecting the start of water flow based on the rate of decrease in hot water temperature (Tz1), water flow can be detected before the hot water temperature (Tz1) has decreased so much.
[0067]
In addition, during a period in which the burner 12 is burned by the heat retention control unit 61 (step S202; Y, step S205; N, step S211; N), a sudden drop in hot water temperature is detected (step S212; Y) The combustion control of the burner 12 is switched from the heat retention control unit 61 to the normal combustion control unit 62 (step S209), and the combustion lamp 71 is turned on (step S210).
[0068]
After the water flow is started, the burner 12 is normally controlled by the combustion control unit 62. As described above, the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 is relatively low during this time. Maintained. On the other hand, in a state where the burner 12 is burned by the normal combustion control unit 62 (step S202; Y, step S205; N, step S211; Y), the temperature detected by the water pipe thermistor 26 is more rapid than the predetermined rate of increase. (Step S213; Y), the water flow determination unit 63 determines that water flow has stopped, resets the Tz1 lowering flag (step S214), and sets the combustion control of the burner 12 to the normal combustion control unit. It switches from 62 to the heat retention control part 61 (step S215). Note that during the chasing, an operation similar to that shown in FIG. 3 is performed (steps S216 to S219).
[0069]
In FIG. 6, the water flow stops at time t12, and thereafter, the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 increases rapidly, and the hot water temperature (Tz1) exceeds the reference increase rate at time t13. Is detected, and the combustion control of the burner 12 is switched from the feedback control mode to the fixed control mode. Then, the hot water temperature (Tz1) detected by the water pipe thermistor 26 exceeds the upper temperature limit 82 of the heat retention at time t14, and the combustion of the burner 12 is turned off.
[0070]
In the embodiment described above, the water flow start reference temperature and the water flow stop reference temperature are set to the same temperature, but they may be set to different temperatures. For example, if the water flow start reference temperature is set to a temperature that is closer to the lower temperature limit of the heat retention, it is possible to detect the start of water flow at an early stage.
[0071]
Moreover, you may combine suitably the presence / absence determination of the water flow based on the water flow start reference temperature or the water flow stop reference temperature and the water flow presence / absence determination based on the change rate of the hot water temperature. For example, the start of water flow may be determined based on a rapid drop in hot water temperature, and the stoppage of water flow may be detected when the hot water temperature exceeds the water flow stop reference temperature. Further, both the reference temperature and the rate of change may be used for both the determination of the start and stop of water. Furthermore, since the lower limit value or the rate of change is likely to be affected by the feed water temperature and the heat retention temperature, for example, the feed water temperature is measured with the incoming water thermistor (24) during the previous combustion, and based on this, It is advisable to determine the rate of change.
[0072]
In the embodiment, a single-can / two-water channel type water heater has been described as an example, but water in a reheating channel and water in a hot water channel may be heated by separate heat exchangers. It may be good or may not have a chasing function.
[0073]
Further, in the embodiment, the presence / absence of water flow is determined based on the hot water temperature detected by the water pipe thermistor 26 provided in the U vent portion, but the water flow is determined by the hot water temperature detected by the heat exchange thermistor 27. The presence or absence can also be determined. That is, since the hot water temperature detected by the heat exchange thermistor 27 is lowered when the water flow starts, it is possible to determine the start of the water flow. Moreover, since the hot water temperature detected by the heat exchanger thermistor 27 undergoes a rapid temperature change at the start and stop of water flow, it is possible to detect the presence or absence of water flow.
[0074]
However, as compared with the water pipe thermistor 26, it takes time from the start of water flow until the hot water temperature decreases. Further, when the burner 12 is burned by the normal combustion control unit 62, the temperature detected by the heat exchange thermistor 27 rises to the set temperature. For this reason, when detecting the stop of water flow by the heat exchanger thermistor 27, for example, detecting the stop of water flow when the hot water temperature detected by the heat exchanger thermistor 27 becomes higher than a set temperature by a certain level. Processing will be performed. Moreover, when the rapid rise occurs, the hot water temperature in the heat exchanger 11 may become unnecessarily high. Therefore, although it is possible to detect the presence or absence of water flow with the heat exchanger thermistor 27, it is desirable to use the water pipe thermistor 26.
[0075]
【The invention's effect】
According to the water heater and its water flow detection method according to the present invention, since the presence or absence of water flow is determined based on the hot water temperature in the heat exchanger 11 or its fluctuation, a flow sensor for detecting water flow is unnecessary. Thus, the structure of the apparatus can be simplified and the price can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a water heater according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the location of a heat exchanger of a water heater and a temperature sensor attached to the heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of operation when performing burner combustion control by determining the presence or absence of water flow based on the water flow start reference temperature and the water flow stop reference temperature.
FIG. 4 is an explanatory view showing the hot water temperature detected by the water pipe thermistor based on the absolute value of the temperature, the water flow state, the combustion control state of the burner, and the change in the lighting state of the combustion lamp in association with each other.
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of operation when burner combustion control is performed by determining the presence or absence of water flow based on the rate of change in hot water temperature detected by a water pipe thermistor.
FIG. 6 shows changes in the hot water temperature detected by the water pipe thermistor, the water flow state, the burner combustion control state, and the lighting state of the combustion lamp when determining the presence or absence of water flow based on the rate of change in temperature. It is explanatory drawing shown correspondingly.
[Explanation of symbols]
10 ... Water heater
11 ... Heat exchanger
12 ... Burner
14 ... Gas amount adjustment valve
20 ... Hot water supply channel
26 ... Water pipe thermistor
27 ... Thermistor Thermistor
40 ... Reheating channel
60 ... Control unit
61 ... Insulation control unit
62: Normal combustion control unit
63 ... Water flow discrimination part
70: Remote control unit
71 ... Combustion lamp

Claims

In a water heater with a function of keeping the hot water in the heat exchanger within the predetermined temperature range in preparation for the next hot water by burning the burner without passing water,
Temperature detecting means for detecting the temperature of hot water in the heat exchanger, water flow determining means for determining the presence or absence of water flow, and burning the burner while the water flow determination means detects no water flow The hot water in the heat exchanger is kept within the predetermined temperature range, and the hot water at the set temperature is discharged while the water flow determining means detects that water is flowing. A normal combustion control means for burning the burner,
The water flow determining means is configured to start water flow when the hot water temperature in the heat exchanger detected by the temperature detecting means falls below a water flow start reference temperature lower than the lower limit value of the predetermined temperature range. A water heater characterized by discrimination.

In a water heater with a function of keeping the hot water in the heat exchanger within the predetermined temperature range in preparation for the next hot water by burning the burner without passing water,
Temperature detecting means for detecting the temperature of hot water in the heat exchanger, water flow determining means for determining the presence or absence of water flow, and burning the burner while the water flow determination means detects no water flow The hot water in the heat exchanger is kept within the predetermined temperature range, and the hot water at the set temperature is discharged while the water flow determining means detects that water is flowing. A normal combustion control means for burning the burner,
The water flow determining means determines that water flow has started when the hot water temperature in the heat exchanger detected by the temperature detecting means has decreased at a rate of change higher than a predetermined value. Water heater.

In a water heater with a function of keeping the hot water in the heat exchanger within the predetermined temperature range in preparation for the next hot water by burning the burner without passing water,
Temperature detecting means for detecting the temperature of hot water in the heat exchanger, water flow determining means for determining the presence or absence of water flow, and burning the burner while the water flow determination means detects no water flow The hot water in the heat exchanger is kept within the predetermined temperature range, and the hot water at the set temperature is discharged while the water flow determining means detects that water is flowing. A normal combustion control means for burning the burner,
The water flow determination means determines that water flow has stopped when the hot water temperature in the heat exchanger detected by the temperature detection means rises above a predetermined water flow stop reference temperature. Water heater.

The water heater according to claim 3, wherein the water flow stop reference temperature is lower than a lower limit temperature of the predetermined temperature range.

In a water heater with a function of keeping the hot water in the heat exchanger within the predetermined temperature range in preparation for the next hot water by burning the burner without passing water,
Temperature detecting means for detecting the temperature of hot water in the heat exchanger, water flow determining means for determining the presence or absence of water flow, and burning the burner while the water flow determination means detects no water flow The hot water in the heat exchanger is kept within the predetermined temperature range, and the hot water at the set temperature is discharged while the water flow determining means detects that water is flowing. A normal combustion control means for burning the burner,
The water flow determining means determines that the water flow is stopped when the hot water temperature in the heat exchanger detected by the temperature detecting means rises at a rate of change higher than a predetermined value. Water heater.

It comprises hot water temperature detection means for detecting the water temperature on the outlet side of the heat exchanger, and the heat retention control means performs combustion control of the burner in a fixed control mode in which the burner is intermittently burned at a predetermined combustion amount, The normal combustion control means performs combustion control of the burner in a feedback control mode in which the temperature detected by the tapping temperature detection means is fed back to adjust the combustion amount of the burner so that the tapping temperature matches the set temperature. The water heater according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.

The hot water heater according to claim 6, wherein a display indicating that the burner is in a combustion state is performed while the burner is being controlled in the feedback control mode.

The temperature detection means is disposed at a location near the entry side where the water temperature does not rise above a predetermined reference temperature in a state where water is flowing in a flow path through which water supply passes from the entry side to the exit side of the heat exchanger. The water heater according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.

Applied to water heaters that have the function of burning the burner in the absence of water flow and keeping the hot water in the heat exchanger within the specified temperature range for the next tapping, detecting whether there is water flow In the water flow detection method to
The water flow is characterized in that the start of water flow is detected based on a decrease in the hot water temperature in the heat exchanger, and the stop of water flow is detected based on the rise in the hot water temperature in the heat exchanger. Detection method.