JP2000009344A

JP2000009344A - 給湯装置

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Publication number: JP2000009344A
Application number: JP10191061A
Authority: JP
Inventors: Hisayasu Watanabe; 久恭渡辺; Toshihisa Saito; 寿久斎藤; Tetsuya Sato; 徹哉佐藤
Original assignee: Gastar Co Ltd
Current assignee: Gastar Co Ltd
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 2000-01-14
Anticipated expiration: 2018-06-22
Also published as: JP3834429B2

Abstract

(57)【要約】【課題】給湯側の温度センサの中間値出力状態での故
障を検出し、出湯特性を改善する。【解決手段】給湯管１３において、バイパス路１５と
の接続点Ｐ２より上流側と下流側に、それぞれ熱交出口
温度センサＴ_OUTおよび出湯温度センサＴ_MIXが設けられ
ている。上記熱交出口温度センサＴ_OUTと出湯温度セン
サＴ_MIXの一方での検出温度に基づいて他方を通過する
湯の温度を演算し、この演算値と他方の温度センサでの
検出温度を比較することにより、故障検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯装置に関す
る。

【０００２】ガス給湯装置は、ガスバーナと、このガス
バーナからの熱を受ける熱交換部と、熱交換部を貫く受
熱管とを備えている。この受熱管の入口端に給水管が接
続され、出口端に給湯管が接続されて、給湯系配管が構
成されている。上記構成の給湯装置では、給湯栓が開い
て給湯系配管に水が流れた時に、ガスバーナでの燃焼を
実行して、給湯を行う。給湯管には温度センサが設けら
れており、その検出温度が、燃焼制御や他の制御のため
に提供されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記給湯側温度センサ
は給湯時に高温の湯にさらされるため、故障の可能性が
高くなる。通常のオープン故障やショート故障の時に
は、異常な検出値が出力されるので故障検出が容易であ
る。しかし、オープンとショートの間の中間の抵抗値で
故障した時には、故障検出がされず、この固定の中間値
に基づいて制御を行うと、出湯温度が異常になることが
あった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、
（イ）熱発生部と、（ロ）上記熱発生部からの熱を受け
る熱交換部と、（ハ）上記熱交換部を通る受熱管と、こ
の受熱管の入口端に接続された給水管と、この受熱管の
出口端に接続された給湯管を有する給湯系配管と、
（ニ）上記給湯管に設けられた給湯側温度センサと、
（ホ）上記給湯側温度センサでの検出温度を含む情報に
基づいて上記熱発生部を含む構成要素を制御する制御部
と、を備えた給湯装置において、上記制御部は、給湯側
温度センサを通過する湯の温度を、給湯側温度センサに
頼らずに他の情報に基づいて演算し、この演算値と給湯
側温度センサでの検出温度とを比較することにより、給
湯側温度センサの故障を検出することを特徴とする。請
求項２の発明は、請求項１に記載の給湯装置において、
上記給湯系配管にフローセンサを設けるとともに上記給
水管に給水温度センサを設け、上記制御部は、熱発生部
での発熱量と、フローセンサで検出される流量と、給水
温度センサで検出される給水温度を含む情報に基づい
て、上記給湯側温度センサを通過する湯の温度を演算す
ることを特徴とする。

【０００５】請求項３の発明は、（イ）熱発生部と、
（ロ）上記熱発生部からの熱を受ける熱交換部と、
（ハ）上記熱交換部を通る受熱管と、この受熱管の入口
端に接続された給水管と、この受熱管の出口端に接続さ
れた給湯管と、バイパス路とを有し、このバイパス路を
上記受熱管と並列をなして給水管と給湯管に接続してな
る給湯系配管と、（ニ）上記給湯管において、上記バイ
パス路との接続点より上流側と下流側にそれぞれ設けら
れた熱交出口温度センサおよび出湯温度センサと、
（ホ）上記熱交出口温度センサおよび出湯温度センサで
の検出温度を含む情報に基づいて上記熱発生部を含む構
成要素を制御する制御部と、を備えた給湯装置におい
て、上記制御部は、上記熱交出口温度センサと出湯温度
センサの一方での検出温度に基づいて他方を通過する湯
の温度を演算し、この演算値と他方の温度センサでの検
出温度を比較することにより、少なくとも一方の温度セ
ンサの故障を検出し、さらに、上記給湯系配管にフロー
センサを設けるとともに上記給水管に給水温度センサを
設け、上記制御部は、熱発生部での発熱量と、フローセ
ンサで検出される流量と、給水温度センサで検出される
給水温度を含む情報に基づいて、熱交出口温度センサと
出湯温度センサのいずれか一方を通過する湯の温度を演
算し、この演算値を当該温度センサでの検出温度と比較
することにより、いずれの温度センサが故障であるかを
特定することを特徴とする。

【０００６】請求項４の発明は、請求項３に記載の給湯
装置において、上記制御部は、上記の演算値と上記他方
の温度センサでの検出温度が相違した時に、上記熱交出
口温度センサが故障であると判断することを特徴とす
る。請求項５の発明は、請求項３または４に記載の給湯
装置において、上記給湯系配管において、上記バイパス
路と、バイパス路と並列をなす回路の少なくとも一方に
流量制御弁を設け、上記制御部は、給湯初期に上記熱交
出口温度センサでの検出温度を含む情報に基づいて上記
流量制御弁を制御することにより、熱交換部からの湯と
バイパス路からの水を混合するミキシング制御を行い、
その後で上記出湯温度センサでの検出温度を含む情報に
基づいて通常の給湯制御を行い、この通常の給湯制御に
おいて、上記故障検出を実行することを特徴とする。請
求項６の発明は、請求項５に記載の給湯装置において、
上記制御部は、上記熱交出口温度センサの故障を検出し
た場合、上記出湯温度センサでの検出温度に基づいてミ
キシング制御を実行することを特徴とする。

【０００７】請求項７の発明は、（イ）熱発生部と、
（ロ）上記熱発生部からの熱を受ける熱交換部と、
（ハ）上記熱交換部を通る受熱管と、この受熱管の入口
端に接続された給水管と、この受熱管の出口端に接続さ
れた給湯管を有する給湯系配管と、（ニ）上記給湯管に
設けられた出湯温度センサと、（ホ）上記出湯温度セン
サでの検出温度に基づいて上記熱発生部をフィードバッ
ク制御することにより熱発生部を制御する制御部と、を
備えた給湯装置において、上記制御部は、熱発生部を制
御して給湯を実行している際に、上記出湯温度センサで
の検出温度が安定した状態で、この検出温度と設定温度
とを比較し、両者が相違している場合に、この出湯温度
センサが故障であると判断することを特徴とする。

【０００８】請求項８の発明は、請求項７に記載の給湯
装置において、上記給湯系配管にフローセンサを設ける
とともに上記給水管に給水温度センサを設け、上記制御
部は、フローセンサで検出される流量と、給水温度セン
サで検出される給水温度と、設定温度に基づいて、フィ
ードフォワード出力分を演算し、さらに上記出湯温度と
設定温度との差に基づいてフィードバック出力分を演算
し、両者を加算した制御値に基づいて上記熱発生部を制
御し、しかも、上記制御部は、上記比較において上記出
湯温度センサでの検出温度と設定温度とが一致している
場合に、上記制御値とフィードフォワード出力分とを比
較し、両者の差が閾値より大きい場合には出湯温度セン
サが故障であると判断することを特徴とする。請求項９
の発明は、請求項７に記載の給湯装置において、上記給
湯系配管は、さらにバイパス路とを有し、このバイパス
路が上記受熱管と並列をなして給水管と給湯管に接続さ
れており、上記給湯管において、上記バイパス路との接
続点より上流側に熱交出口温度センサが設けられ、下流
側に上記出湯温度センサが設けられており、上記制御部
は、上記比較において上記出湯温度センサでの検出温度
と設定温度とが一致している場合には、上記熱交出口温
度センサでの検出温度に基づいて出湯温度センサを通過
する湯の温度を演算し、この演算値と設定温度とを比較
し、両者が相違している場合には、熱交出口温度センサ
と出湯温度の少なくとも一方の故障と判断することを特
徴とする。

【０００９】請求項１０の発明は、請求項９に記載の給
湯装置において、上記給湯系配管にフローセンサを設け
るとともに上記給水管に給水温度センサを設け、上記制
御部は、フローセンサで検出される流量と、給水温度セ
ンサで検出される給水温度と、設定温度に基づいて、フ
ィードフォワード出力分を演算し、上記出湯温度と設定
温度との差に基づいてフィードバック出力分を演算し、
両者を加算した制御値に基づいて上記熱発生部を制御
し、しかも、上記制御部は、上記演算値と設定温度が相
違している場合に、上記制御値とフィードフォワード出
力分の差が閾値より大きいか否かを判断し、小さい場合
には出湯温度センサが正常で熱交出口温度センサが故障
と判断し、大きい場合には出湯温度センサが故障で熱交
出口温度センサが正常であると判断することを特徴とす
る。請求項１１の発明は、請求項３，７，８，１０のい
ずれかに記載の給湯装置において、上記制御部は、上記
出湯温度センサが故障であると判断した場合に、熱交出
口温度センサでの検出温度に基づいて出湯温度センサを
通過する湯の温度を演算し、この演算値に基づいて上記
フィードバック制御を行うことを特徴とする。請求項１
２の発明は、請求項６または１１に記載の給湯装置にお
いて、上記制御部での故障検出を記憶する記憶部と、表
示部と、表示指令部とを有し、この表示指令部での操作
に応答して、上記表示部が上記記憶部に記憶された故障
検出の履歴を表示することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、ガス給湯装置を
示す。この給湯装置は、缶（図示しない）の下部にガス
バーナ１（燃焼部，熱発生部）を収納し、上部に熱交換
部２を収納することにより、構成されている。缶の底部
には、燃焼空気を供給するためのファン（図示しない）
が設けられている。上記バーナ１へガスを供給する手段
は、ガス管３と、このガス管３に設けられた電磁開閉弁
４と電磁比例弁５とを有している。バーナ１の近傍には
点火機構（図示しない）が配置されている。

【００１１】上記熱交換部２に受熱管１１が貫通してい
る。この受熱管１１の入口端には、給水管１２が接続さ
れ、出口端には給湯管１３が接続されており、これによ
り、給湯系配管１０が構成されている。給湯管１３の末
端には給湯栓１４が設けられている。これら給水管１２
と給湯管１３との間には、受熱管１１と並列をなす２本
のバイパス管１５，１６（バイパス路）が接続されてい
る。図において、バイパス管１５と給水管１２，給湯管
１３との接続点を符号Ｐ１，Ｐ２で表し、バイパス管１
６と給水管１２，給湯管１３との接続点を符号Ｐ３，Ｐ
４で表わす。熱交換部２に近い方のバイパス管１５は、
弁等を装備せず、接続点Ｐ１を通過した水は、所定の割
り合いで受熱管１１とバイパス管１５に別れ、接続点Ｐ
２で再び合流するようになっている。

【００１２】給湯管１３には、接続点Ｐ２，Ｐ４間にお
いて流量制御弁ＧＭ１が設けられている。また、熱交換
部１５から遠い方のバイパス管１６にも流量制御弁ＧＭ
２が設けられている。上記給湯系配管１０には２つのフ
ローセンサＱ１，Ｑ２が装備されている。フローセンサ
Ｑ１は、給水管１２において接続点Ｐ１，Ｐ３間に設け
られている。フローセンサＱ２は、給湯管１３において
接続点Ｐ４と給湯栓１４との間に設けられている。

【００１３】上記給湯系配管１０には、給水温度センサ
Ｔ_IN，熱交出口温度センサＴ_OUT，出湯温度センサＴ_MIX
が設けられている。給水温度センサＴ_INは、接続点Ｐ３
より上流側の給水管１２に設けられている。熱交出口温
度センサＴ_OUT（給湯側温度センサ）は、受熱管１１
（熱交換部２）の出口端近傍（給湯管１３において接続
点Ｐ２より上流側）に設けられている。出湯温度センサ
Ｔ_MIX（給湯側温度センサ）は、接続点Ｐ４の下流側の
給湯管１３に設けられている。

【００１４】給湯装置は、制御部５０と、記憶部５５
と、リモートコントローラ６０とを備えている。この制
御部５０は、ガス供給手段の電磁開閉弁４，電磁比例弁
５と、点火機構と、ファンと、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ
２とを制御するものである。この制御部５０には、種々
の検出手段からの検出信号が入力される。検出手段とし
ては、前述した温度センサＴ_IN，Ｔ_OUT，Ｔ_MIXや、フロ
ーセンサＱ１，Ｑ２がある。以下の説明において、これ
らセンサの検出値には、センサの符号と同番号を付すこ
とにする。記憶部５５は、後述する故障検出の履歴（エ
ラーコード）を記憶する。リモートコントローラ６０
は、設定温度を入力する温度入力部６１と、設定温度や
エラーコード等を表示する表示部６２と、エラーコード
表示を指令するための表示指令部６３とを有している。

【００１５】上記構成の給湯装置において、制御部５０
で実行される給湯制御について説明する。給湯栓１４を
開くと、給水管１２，受熱管１１，給湯管１３の順に水
が流れる。給水管１２に設けられたフローセンサＱ１が
この水流を検出し、この検出信号に応答して制御部５０
が、電磁開閉弁４を開くとともに点火動作を行うことに
より、バーナ１での燃焼が開始される。その結果、熱交
換部２が加熱され、ひいては受熱管１１を通る水が加熱
され、湯となって給湯栓１４から吐出される。

【００１６】通常の給湯制御では、流量制御弁ＧＭ２は
全閉となっている。制御部５０は、フローセンサＱ１で
検出された流量と、給水温度センサＴ_INで検出された給
水温度と、リモートコントローラ６０で設定された設定
温度Ｔ_Sとに基づいてフィードフォワード制御成分を演
算し、出湯温度センサＴ_MIXで検出された出湯温度と上
記設定温度Ｔ_Sに基づいてフィードバック制御成分を演
算する。そして、このフィードフォワード制御成分にフ
ィードバック制御成分を加算した制御値に基づいて、電
磁比例弁５の開度を制御し、燃焼熱量（発熱量）を制御
する。これにより、給湯栓１４から吐出される湯の温度
すなわち出湯温度を、高精度で設定温度Ｔ_Sにすること
ができる。

【００１７】なお、流量制御弁ＧＭ１は基本的には全開
位置にある。しかし、設定温度が高く給湯栓１４の開度
が大きい場合には、器具の最大能力をオーバーすること
があり、この場合には、出湯温度を設定温度にするため
に、流量制御弁ＧＭ１の開度を小さくして流量を絞るこ
ともある。上記通常の給湯制御では、バイパス管１６か
らの水は遮断されているが、受熱管１１からの湯は、バ
イパス管１５からの水と混合されて出湯されるので、受
熱管１１内の湯の温度を設定温度Ｔ_Sより高くした状態
で燃焼制御を行うことができる。

【００１８】上記給湯制御は、給湯栓１４が閉められ
て、フローセンサＱ１で水流が検出されなくなった時点
で終了する。給湯制御の終了後、熱交換部２に蓄えられ
た熱により、給湯系配管１０の受熱管１１の滞留水が非
常に高い温度まで上昇する。そのため、給湯の初期に
は、バイパス管１５からの水を混合しただけでは、設定
温度Ｔ_Sを遥かに越える温度が出湯されることがある。
そこで、上記通常の給湯制御に先立って、ミキシング制
御をする必要がある。

【００１９】上記ミキシング制御では、流量制御弁ＧＭ
２を開いてバイパス管１６の水をも混合し、出湯温度を
設定温度まで下げる。すなわち、熱交出口温度センサＴ
_OUTで検出された温度に基づいて、流量制御弁ＧＭ１，
ＧＭ２の開度を調節して適切な湯水混合比を得、これに
より出湯温度を設定温度Ｔ_Sにする。詳述すると、温度
センサＴ_INで検出される給水温度と、熱交出口温度セン
サＴ_OUTで検出される熱交換部２の出口温度と、リモー
トコントローラ６０で設定された設定温度Ｔ_Sに基づい
て、接続点Ｐ４に向かう給湯管１３からの湯とバイパス
管１６からの水の目標混合比すなわち目標流量比を演算
し、この目標流量比が得られるように、流量制御弁ＧＭ
１，ＧＭ２の開度を制御する。なお、この目標流量比
は、上記熱交換部２の出口温度Ｔ_OUTの情報だけに基づ
いて求めてもよい。

【００２０】上記開度制御は、フローセンサＱ１，Ｑ２
からの検出流量Ｑ１，Ｑ２に基づいて行う。接続点Ｐ４
に向かう給湯管１３からの湯の流量は、Ｑ１で表すこと
ができる。また、バイパス管１６からの水の流量は、
（Ｑ２−Ｑ１）で表すことができる。制御部５０は、フ
ローセンサＱ１，Ｑ２の検出流量から次式に基づいて演
算された実際の流量比Ｒｒを、上記目標流量比に一致さ
せるように、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２の開度を制御す
る。Ｒｒ＝（Ｑ２−Ｑ１）／Ｑ１・・・（１）例えば、実際の流量比Ｒｒが目標流量比より小さい場合
には、バイパス側の流量（Ｑ２−Ｑ１）を増やすべく流
量制御弁ＧＭ２の開度を大きくし、熱交換部２からの流
量Ｑ１を減少させるべく流量制御弁ＧＭ１の開度を小さ
くする。これとは逆に、実際の流量比Ｒｒが目標流量比
より大きい場合には、バイパス側の流量を減少させるべ
く流量制御弁ＧＭ２の開度を小さくし、熱交換部２から
の流量を増やすべく流量制御弁ＧＭ１の開度を大きくす
る。

【００２１】上記のような給湯初期のミキシング制御に
より、湯と水の混合を適切に行い、受熱管１１の滞留湯
に起因した出湯温度のオーバーシュートや、バイパス管
１６側の水を過剰に混合することに起因したアンダーシ
ュートを抑制して、出湯温度を設定温度にすることがで
きる。また、このミキシング制御に際しては、バイパス
側の流量制御弁ＧＭ２の開度制御のみならず、これと平
行して熱交換部２側の流量制御弁ＧＭ１を逆方向に開度
制御することにより、湯と水の混合比を迅速に適切な比
にすることができ、より一層確実にオーバーシュートや
アンダーシュートを抑制できる。

【００２２】上記ミキシング制御は、所定時間経過また
は出湯温度の安定確認により終了し、上述した通常の給
湯制御に移行する。なお、上記ミキシング制御は、給湯
初期において、受熱管１１に設けた温度センサ（図示し
ない）での検出温度または温度センサＴ_OUTでの検出温
度が、所定温度例えば５５°Ｃ以上である場合にのみ実
行する。

【００２３】次に、上記制御部５０による温度センサＴ
_OUT，Ｔ_MIX，Ｔ_INの故障検出，特に熱交出口温度センサ
Ｔ_OUTについて、図２を参照して説明する。上記給湯開
始時点で、温度センサＴ_OUT，Ｔ_MIX，Ｔ_INの出力をチェ
ックし、そのオープン故障とショート故障の有無をチェ
ックする（ステップ１０１）。次に、前述のミキシング
制御を行なった後で（１０２）、通常の給湯制御（１０
３）に移行する。

【００２４】上記通常の給湯制御の最中に、熱交出口温
度センサＴ_OUTが故障して、固定の中間値を出力したま
まの状態になっているか否かを判断する。詳述すると、
出湯温度センサＴ_MIXと給水温度センサＴ_INの検出温度
を次式に代入して、熱交出口温度センサＴ_OUTを通過す
る湯の温度Ｔ_OUT’を演算する（ステップ１０４）。Ｔ_OUT’＝（Ｔ_MIX−Ｔ_IN・Ｘ_BP）／Ｘ_HE ・・・（２）ここで、Ｘ_HE，Ｘ_BPは、接続点Ｐ４より下流側の湯の流
量を１とした時の、熱交換部２を流れる流量と、熱交換
部２を迂回する流量（バイパス管１５を流れる流量）と
を、それぞれ表し、ともに固定値である。すなわち
Ｘ_HE：Ｘ_BPが接続点Ｐ２での混合比である。なお、通常
の給湯制御では、流量制御弁ＧＭ２が閉じているので、
バイパス管１６を流れる水による混合の影響は考慮しな
くてよい。

【００２５】次に、熱交出口温度センサＴ_OUTで検出さ
れた温度と、上記演算値Ｔ_OUT’とを比較し（ステップ
１０５）、両者の差が閾値αより小さい場合には、両者
が一致すると判断し、閾値α以上の場合には、両者が相
違すると判断する。両者が相違すると判断した時には、
熱交出口温度センサＴ_OUTの故障に対応するエラーコー
ドを記憶部５５に書き込む（ステップ１０６）。

【００２６】本実施形態では、上記熱交出口温度センサ
Ｔ_OUTが故障であると判断した場合でも、給湯を継続
し、この給湯終了後の再給湯開始時には、記憶されたエ
ラーコードに基づき、前述と異なるミキシング制御を行
なう。すなわち、出湯温度センサＴ_MIXの検出温度をフ
ィードバック情報として用い、この検出温度Ｔ_MIXが設
定温度Ｔ_Sになるように、流量制御弁ＧＭＩ，ＧＭ２を
制御するのである。このようなミキシング制御は、上述
した熱交出口温度センサＴ_OUTの検出温度に基づく制御
に比べて応答性が悪く、オーバーシュートが出る可能性
があるが、ミキシング制御なしで給湯制御を行う場合に
比べれば、応答性が良くオーバーシュートを抑制するこ
とができる。なお、ステップ１０１でいずれかの温度セ
ンサの故障検出がなされた時には、給湯を停止してもよ
いし、他の情報で置き換えて給湯を継続してもよい。

【００２７】上記熱交出口温度センサＴ_OUTの故障に対
応するエラーコードは、表示部６２で常時表示せず、給
湯開始時点のみ、または修理作業者が表示指令部６３を
操作した時にのみ、表示する。すなわち、隠しエラーと
する。修理作業者は、このエラーコードにしたがって、
熱交出口温度センサＴ_OUTを交換する。なお、この故障
検出から交換までの間は、上述のように通常給湯やミキ
シング制御を行うので、不便が生じない。なお、上記熱
交出口温度センサＴ_OUTの故障が検出された時には、リ
モートコントローラ６０の表示部６２にエラーコードを
表示させ、給湯（すなわち燃焼）を停止し、再び給湯栓
１４を開いた時でもミキシング制御を禁じるようにして
もよい。

【００２８】上記実施形態では、熱交出口温度センサＴ
_OUTが出湯温度センサＴ_MIXよりも高い温度の湯にさらさ
れるため、式（２）で求めた演算値Ｔ_OUT’と検出温度
Ｔ_OUTが相違した時に、熱交出口温度センサＴ_OUTの故障
と判断したのであるが、出湯温度センサＴ_MIXの故障の
可能性も残されている。そこで、上記相違があった時に
は、熱交出口温度センサＴ_OUTの故障と特定せず、熱交
出口温度センサＴ_OUT，出湯温度センサＴ_MIXのいずれか
一方または両方の故障として、それに対応するエラーコ
ードを記憶するようにしてもよい。

【００２９】また、式（２）で求めた演算値Ｔ_OUT’と
検出温度Ｔ_OUTが相違した時に、すなわちステップ１０
５で否定判断した時に、図３に示すように、他の情報に
基づいて熱交出口温度センサＴ_OUTと出湯温度センサＴ
_MIXのいずれが故障したのかを特定してもよい。すなわ
ち、給水温度センサＴ_INの検出温度と、フローセンサＱ
１の検出流量と、熱交換部２での吸収熱量Ｈとを次式に
代入して、熱交出口温度センサＴ_OUTを通過する湯の温
度Ｔ_OUT”を演算する（ステップ１０７）。Ｔ_OUT”＝Ｈ／（Ｑ１・Ｘ_HE）＋Ｔ_IN ・・・（３）ここで吸収熱量Ｈは、比例弁５への供給電流値Ｉによっ
て決定される燃焼熱量に、熱効率を乗じることにより得
られるものであり、供給電流値Ｉに基づいてＲＯＭ上の
号数マップから求める。また、（Ｑ１・Ｘ_HE）は、熱交
換部２での流量である。この演算値Ｔ_OUT”と検出温度
Ｔ_OUTとを比較し（ステップ１０８）、相違する時には
この熱交出口温度センサＴ_OUTの故障と特定し、一致す
る場合には出湯温度センサＴ_MIXの故障と特定し、それ
ぞれに対応するエラーコードを記憶するのである（ステ
ップ１０９，１１０）。

【００３０】さらに、式（３）で求めた演算値Ｔ_OUT”
と検出温度Ｔ_OUTの比較だけ（図３のステップ１０８参
照）で、熱交出口温度センサＴ_OUTの故障を検出しても
よい。上述のように、熱交出口温度センサＴ_OUTの故障
を式（３）で求めた演算値Ｔ_OUT”と検出温度Ｔ_OUTの比
較だけで、検出する場合、出湯温度センサＴ_MIXの故障
検出を独立して実行してもよい。詳述すると、出湯温度
センサＴ_MIXを通過する湯の温度Ｔ_MIX”は次式（４）で
表すことができる。Ｔ_MIX”＝Ｔ_OUT’・Ｘ_HE＋Ｔ_IN・Ｘ_BP ・・・（４）式（４）に式（３）を代入すると次式になる．Ｔ_MIX”＝（Ｈ／Ｑ１＋Ｔ_IN・Ｘ_HE）＋Ｔ_IN・Ｘ_BP ・・・（５）式（４）または（５）で求めた演算値Ｔ_MIX”と検出温
度Ｔ_MIXとを比較して、相違する時にはこの出湯温度セ
ンサＴ_MIXの故障と判断するのである。

【００３１】上記温度センサＴ_MIX，Ｔ_OUTの相互監視の
他の態様として、図４に示すような故障検出を行っても
よい。詳述すると、次式に基づいて、出湯温度センサＴ
_OUTを通過する湯の温度Ｔ_MIX’を演算する（ステップ１
０４Ａ）。Ｔ_MIX’＝Ｔ_OUT・Ｘ_HE＋Ｔ_IN・Ｘ_BP ・・・（６）次に、式（６）で求めた演算値Ｔ_MIX’すなわち熱交出
口温度センサＴ_OUTでの検出温度に基づく演算値と、出
湯温度センサＴ_MIXでの検出温度を比較し（ステップ１
０５Ａ）、相違している場合には、上述の式（４）また
は（５）により演算値Ｔ_MIX”を求め（ステップ１０７
Ａ）、この演算値Ｔ_MIX”と検出温度Ｔ_MIXとを比較し
（ステップ１０８Ａ）、相違している場合には出湯温度
センサＴ_MIXの故障と判断して対応するエラーコードを
書き込み（ステップ１０９Ａ）、一致している場合には
熱交温度センサＴ_OUTの故障と判断して対応するエラー
コードを書き込む（ステップ１１０Ａ）。

【００３２】なお、図３において、ステップ１０８の代
わりに図４のステップ１０８Ａを実行してもよいし、図
４においてステップ１０８Ａの代わりに図３のステップ
１０８を実行してもよい。なお、図４において、ステッ
プ１０５Ａの否定判断の後、ステップ１０７Ａ，１０８
Ａ〜１１０Ａの代わりに、熱交出口温度センサＴ_OUTと
出湯温度センサＴ_MIXのいずれかまたは両方の故障であ
ることを示すエラーコード書き込みを行ってもよい。

【００３３】特殊な要因により、熱交出口温度センサＴ
_OUTに比べて出湯温度センサＴ_MIXの方が故障の可能性が
遥かに高い場合には、ステップ１０５，１０５Ａでの否
定判断の後、出湯温度センサＴ_MIXの故障を表すエラー
コードの書き込みを行ってもよい。

【００３４】出湯温度センサＴ_MIXが故障と判断した時
には、式（６）に、検出された熱交換部２の出口温度Ｔ
_OUTを代入して、演算による出湯温度Ｔ_MIX’を求め、こ
の出湯温度Ｔ_MIX’が設定温度Ｔ_Sになるようにフィード
バック出力分を演算し、このフィードバック出力分を前
述と同様にフィードフォワード出力分に加算して、通常
の給湯制御を実行する。なお、この場合にも、熱交出口
温度センサＴ_OUTの故障時と同様に隠しエラーとする。

【００３５】さらに、他の故障検出の実施形態について
図５を参照しながら説明する。この実施形態では、設定
温度Ｔ_Sの情報を用いる。詳述すると、出湯温度センサ
Ｔ_MIXが安定か否かを判断し（ステップ１２０）、肯定
判断の場合、検出温度Ｔ_MIXと設定温度Ｔ_Sの差が閾値ｘ
以内か否かを判断する（ステップ１２１）。ここで閾値
ｘを越えるなら、出湯温度センサＴ_MIXの故障と判断
し、対応するエラーコードを書き込む（ステップ１２
６）。すなわち、通常制御では、出湯温度センサＴ_MIX
の安定は、前述したフィードバック演算によりこの出湯
温度センサＴ_MIXを通る湯の温度が設定温度Ｔ_Sにほぼ一
致したことを意味している。したがって、検出温度Ｔ
_MIXがこの設定温度Ｔ_Sと比較して一致していない場合に
は、出湯温度センサＴ_MIXが故障であると即断できるわ
けである。

【００３６】上記ステップ１２１で肯定判断となるの
は、出湯温度センサＴ_MIXが正常で安定したフィードバ
ック制御の結果、その検出温度Ｔ_MIXが設定温度Ｔ_Sと一
致する場合と、出湯温度センサＴ_MIXが偶然にも設定温
度Ｔ_Sと実質的に同じ抵抗値で故障している場合とが考
えられる。そこで、次に式（６）により熱交出口温度セ
ンサＴ_OUTでの検出温度を用いて、出湯温度センサＴ_MIX
を通過する温度の演算値Ｔ_MIX’を求め、これを設定温
度Ｔ_Sと比較する（ステップ１２３）。両者が一致する
場合には、出湯温度センサＴ_MIXが正常（勿論熱交出口
温度センサＴ_OUTも正常）と判断し、通常の給湯制御
（ステップ１０３）に戻る。

【００３７】ステップ１２３で相違していると判断する
のは、出湯温度センサＴ_MIXが偶然にも設定温度Ｔ_Sで一
致した抵抗値で故障している場合か、熱交出口温度セン
サＴ_OUTが故障している場合かのいずれかである。そこ
で、比例弁５への供給電流値Ｈとそのフィードフォワー
ド出力分ＦＦを比較し（ステップ１２４）、そのずれが
小さい場合には、出湯温度センサＴ_MIXが正常で熱交出
口温度センサＴ_OUTの故障であると判断し、この熱交出
口温度センサＴ_OUT故障のエラーコードを書き込む（ス
テップ１２５）。また、そのずれが大きい場合には、こ
れとは逆の判断を行い、出湯温度センサＴ_MIX故障のエ
ラーコードを書き込む（ステップ１２６）。

【００３８】なお、上記実施形態において、出湯温度セ
ンサＴ_MIX故障の時には、熱交出口温度センサＴ_OUTの検
出温度を用いて通常の給湯制御を行い、熱交出口温度セ
ンサＴ_OUT故障の時には、出湯温度センサＴ_MIXの検出温
度を用いてミキシング制御を行うことができる点が、前
述の実施形態と同様である。図５の実施形態において、
ステップ１２３を省いてもよい。この場合、ステップ１
２４での肯定判断は熱交出口温度センサの故障を意味し
ない。

【００３９】本発明は上記実施形態に制約されず、種々
の形態を採用することができる。例えば、バイパス管１
５は省いてもよい。ミキシング制御を必要とする場合に
おいて、流量制御弁ＧＭ１，ＧＭ２のいずれか一方を省
いてもよい。ミキシング制御が不要の場合には、バイパ
ス管１５を残し、バイパス管１６，流量制御弁ＧＭ２を
省いてもよい。この場合、熱交出口温度センサＴ
_OUTは、給湯制御において熱交換部２からの異常高温を
監視するために用いる。ミキシング制御が不要の場合
に、バイパス管１５，１６の両方を省いてもよい。この
場合、熱交出口温度センサＴ_OUTを省いて、給湯側セン
サとして出湯温度センサＴ_MIXだけを用いてもよい。本
発明は、給湯と他用途（追焚等）の２つの機能を有する
１缶２水路型（複機能型）の給湯装置にも適用できる。
この場合には、ガスバーナと熱交換部が共通であるの
で、追焚を単独実行している際に、給湯系配管の受熱管
の滞留水が非常に高い温度になり、給湯初期のミキシン
グ制御を必要とする。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、給湯側温度センサの中間値出力状態での故障を
検出でき、出湯特性を向上させることができる。請求項
２の発明によれば、発熱量等にもとづき簡易に給湯側温
度センサの故障を検出することができる。請求項３の発
明によれば、給湯管に設けられた熱交出口温度センサと
出湯温度センサの検出温度に基づき、少なくとも一方の
故障を検出できる。しかも、発熱量等に基づき、熱交出
口温度センサと出湯温度センサのいずれが故障したかを
特定することができる。請求項４の発明によれば、故障
の可能性を考慮し、他の演算を要せずに、熱交出口温度
センサの方を優先して故障と特定できる。請求項５の発
明によれば、ミキシング制御でなく通常の給湯制御の際
に故障検出を行うので、安定した状態で正確に故障検出
をすることができる。請求項６の発明によれば、熱交出
口温度センサの故障検出があっても出湯温度センサの検
出温度に基づいてミキシングを行うことができ、熱交出
口温度センサの修理や交換までの期間も、不便が生じな
い。請求項７の発明によれば、設定温度との比較によ
り、出湯温度センサの故障を即座に検出できる。請求項
８の発明によれば、出湯温度センサの検出温度が設定温
度と一致した状態で故障しても、これを確実に検出する
ことができる。請求項９の発明によれば、出湯温度セン
サの検出温度が設定温度と一致した状態で故障しても、
熱交出口温度センサでの検出温度と設定温度との比較に
より、いずれかの温度センサの故障として検出できる。
請求項１０の発明によれば、制御値とフィードフォワー
ド出力分との比較により、出湯温度センサと熱交出口温
度センサのいずれの故障かを特定できる。請求項１１の
発明によれば、出湯温度センサの故障検出があっても熱
交出口温度センサの検出温度に基づいて給湯制御を行う
ことができ、出湯温度センサの修理や交換までの期間
も、不便が生じない。請求項１２の発明によれば、故障
検出を常時表示せず、表示指令部の操作に応答して表示
するので、ユーザーに不安を与えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる給湯装置の全体構
成を示す概略図である。

【図２】温度センサ故障検出の態様の一つを示すフロー
チャートである。

【図３】温度センサ故障検出の他の態様を示すフローチ
ャートである。

【図４】温度センサ故障検出のさらに他の態様を示すフ
ローチャートである。

【図５】温度センサ故障検出のさらに他の態様を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ガスバーナ（熱発生部）２熱交換部１０給湯系配管１１受熱管１２給水管１３給湯管１５，１６バイパス管５０制御部５５記憶部６０リモートコントローラ６１温度入力部６２表示部６３表示指令部ＧＭ１，ＧＭ２流量制御弁Ｔ_IN 給水温度センサＴ_OUT 熱交出口温度センサ（給湯側温度センサ）Ｔ_MIX 出湯温度センサ（給湯側温度センサ）Ｑ１，Ｑ２フローセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤徹哉神奈川県大和市深見台３丁目４番地株式会社ガスター内Ｆターム(参考） 3L034 CA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）熱発生部と、（ロ）上記熱発生部か
らの熱を受ける熱交換部と、（ハ）上記熱交換部を通る
受熱管と、この受熱管の入口端に接続された給水管と、
この受熱管の出口端に接続された給湯管を有する給湯系
配管と、（ニ）上記給湯管に設けられた給湯側温度セン
サと、（ホ）上記給湯側温度センサでの検出温度を含む
情報に基づいて上記熱発生部を含む構成要素を制御する
制御部と、を備えた給湯装置において、上記制御部は、給湯側温度センサを通過する湯の温度
を、給湯側温度センサに頼らずに他の情報に基づいて演
算し、この演算値と給湯側温度センサでの検出温度とを
比較することにより、給湯側温度センサの故障を検出す
ることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】上記給湯系配管にフローセンサを設ける
とともに上記給水管に給水温度センサを設け、上記制御部は、熱発生部での発熱量と、フローセンサで
検出される流量と、給水温度センサで検出される給水温
度を含む情報に基づいて、上記給湯側温度センサを通過
する湯の温度を演算することを特徴とする請求項１に記
載の給湯装置。
【請求項３】（イ）熱発生部と、（ロ）上記熱発生部か
らの熱を受ける熱交換部と、（ハ）上記熱交換部を通る
受熱管と、この受熱管の入口端に接続された給水管と、
この受熱管の出口端に接続された給湯管と、バイパス路
とを有し、このバイパス路を上記受熱管と並列をなして
給水管と給湯管に接続してなる給湯系配管と、（ニ）上
記給湯管において、上記バイパス路との接続点より上流
側と下流側にそれぞれ設けられた熱交出口温度センサお
よび出湯温度センサと、（ホ）上記熱交出口温度センサ
および出湯温度センサでの検出温度を含む情報に基づい
て上記熱発生部を含む構成要素を制御する制御部と、を
備えた給湯装置において、上記制御部は、上記熱交出口温度センサと出湯温度セン
サの一方での検出温度に基づいて他方を通過する湯の温
度を演算し、この演算値と他方の温度センサでの検出温
度を比較することにより、少なくとも一方の温度センサ
の故障を検出し、さらに、上記給湯系配管にフローセンサを設けるととも
に上記給水管に給水温度センサを設け、上記制御部は、熱発生部での発熱量と、フローセンサで
検出される流量と、給水温度センサで検出される給水温
度を含む情報に基づいて、熱交出口温度センサと出湯温
度センサのいずれか一方を通過する湯の温度を演算し、
この演算値を当該温度センサでの検出温度と比較するこ
とにより、いずれの温度センサが故障であるかを特定す
ることを特徴とする給湯装置。
【請求項４】上記制御部は、上記の演算値と上記他方
の温度センサでの検出温度が相違した時に、上記熱交出
口温度センサが故障であると判断することを特徴とする
請求項３に記載の給湯装置。
【請求項５】上記給湯系配管において、上記パイパス
路と、バイパス路と並列をなす回路の少なくとも一方に
流量制御弁を設け、上記制御部は、給湯初期に上記熱交出口温度センサでの
検出温度を含む情報に基づいて上記流量制御弁を制御す
ることにより、熱交換部からの湯とバイパス路からの水
を混合するミキシング制御を行い、その後で上記出湯温
度センサでの検出温度を含む情報に基づいて通常の給湯
制御を行い、この通常の給湯制御において、上記故障検
出を実行することを特徴とする請求項３または４に記載
の給湯装置。
【請求項６】上記制御部は、上記熱交出口温度センサ
の故障を検出した場合、上記出湯温度センサでの検出温
度に基づいてミキシング制御を実行することを特徴とす
る請求項５に記載の給湯装置。
【請求項７】（イ）熱発生部と、（ロ）上記熱発生部か
らの熱を受ける熱交換部と、（ハ）上記熱交換部を通る
受熱管と、この受熱管の入口端に接続された給水管と、
この受熱管の出口端に接続された給湯管を有する給湯系
配管と、（ニ）上記給湯管に設けられた出湯温度センサ
と、（ホ）上記出湯温度センサでの検出温度に基づいて
上記熱発生部をフィードバック制御することにより熱発
生部を制御する制御部と、を備えた給湯装置において、上記制御部は、熱発生部を制御して給湯を実行している
際に、上記出湯温度センサでの検出温度が安定した状態
で、この検出温度と設定温度とを比較し、両者が相違し
ている場合に、この出湯温度センサが故障であると判断
することを特徴とする給湯装置。
【請求項８】上記給湯系配管にフローセンサを設ける
とともに上記給水管に給水温度センサを設け、上記制御部は、フローセンサで検出される流量と、給水
温度センサで検出される給水温度と、設定温度に基づい
て、フィードフォワード出力分を演算し、さらに上記出
湯温度と設定温度との差に基づいてフィードバック出力
分を演算し、両者を加算した制御値に基づいて上記熱発
生部を制御し、しかも、上記制御部は、上記比較において上記出湯温度
センサでの検出温度と設定温度とが一致している場合
に、上記制御値とフィードフォワード出力分とを比較
し、両者の差が閾値より大きい場合には出湯温度センサ
が故障であると判断することを特徴とする請求項７に記
載の給湯装置。
【請求項９】上記給湯系配管は、さらにバイパス路と
を有し、このバイパス路が上記受熱管と並列をなして給
水管と給湯管に接続されており、上記給湯管において、
上記バイパス路との接続点より上流側に熱交出口温度セ
ンサが設けられ、下流側に上記出湯温度センサが設けら
れており、上記制御部は、上記比較において上記出湯温度センサで
の検出温度と設定温度とが一致している場合には、上記
熱交出口温度センサでの検出温度に基づいて出湯温度セ
ンサを通過する湯の温度を演算し、この演算値と設定温
度とを比較し、両者が相違している場合には、熱交出口
温度センサと出湯温度の少なくとも一方の故障と判断す
ることを特徴とする請求項７に記載の給湯装置。
【請求項１０】上記給湯系配管にフローセンサを設ける
とともに上記給水管に給水温度センサを設け、上記制御部は、フローセンサで検出される流量と、給水
温度センサで検出される給水温度と、設定温度に基づい
て、フィードフォワード出力分を演算し、上記出湯温度
と設定温度との差に基づいてフィードバック出力分を演
算し、両者を加算した制御値に基づいて上記熱発生部を
制御し、しかも、上記制御部は、上記演算値と設定温度が相違し
ている場合に、上記制御値とフィードフォワード出力分
の差が閾値より大きいか否かを判断し、小さい場合には
出湯温度センサが正常で熱交出口温度センサが故障と判
断し、大きい場合には出湯温度センサが故障で熱交出口
温度センサが正常であると判断することを特徴とする請
求項９に記載の給湯装置。
【請求項１１】上記制御部は、上記出湯温度センサが故
障であると判断した場合に、熱交出口温度センサでの検
出温度に基づいて出湯温度センサを通過する湯の温度を
演算し、この演算値に基づいて上記フィードバック制御
を行うことを特徴とする請求項３，７，８，１０のいず
れかに記載の給湯装置。
【請求項１２】上記制御部での故障検出を記憶する記
憶部と、表示部と、表示指令部とを有し、この表示指令
部での操作に応答して、上記表示部が上記記憶部に記憶
された故障検出の履歴を表示することを特徴とする請求
項６または１１に記載の給湯装置。