JP2014077589A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】制御装置が故障などにより制御不能な状態になったときでも、ポンプより暖房回路へ循環される湯水を止めることができ、貯湯タンク内の湯水の温度低下を防ぐことができる、温水暖房機能を備えた貯湯式給湯機を提供すること。
【解決手段】暖房回路１０９を循環する第１循環手段１０１と、前記第１循環手段１０１で循環される暖房装置を加熱する加熱部１０２と、前記第１循環手段１０１および前記加熱部１０２を制御するマイクロコンピュータ１０３で構成された制御手段と、前記マイクロコンピュータ１０３から出力されるパルス信号をスタティック信号に変換する信号変換手段１０５とを備え、前記第１循環手段１０１の動作を前記制御手段からの駆動信号と前記信号変換手段１０５からの信号により制御するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、タンク内に成層状態で貯留された湯水を利用して、床暖房装置等の負荷側端末に熱量を供給する温水暖房機能を備えた貯湯式給湯機に関するものである。

従来、この種の暖房機能が付加された貯湯式給湯機は、１つの部屋の床暖房パネルを複数の領域に分割して領域ごとに暖房するものであり、床暖房パネルと熱動弁、ヒートポンプと熱交換可能な熱交換器、及び貯湯槽に蓄えられた高温の湯水と熱交換可能な熱交換器からなる熱循環回路を備えている。熱循環回路中には湯水が循環しており、ヒートポンプと熱交換可能な熱交換器または貯湯槽に蓄えられた高温の湯水と熱交換可能な熱交換器から得られた熱量を床暖房パネルで放熱している（例えば、特許文献１参照）。

図３は、特許文献１に記載された従来の貯湯式給湯機の構成図である。図３に示すように、湯を加熱するヒートポンプユニット１と、ヒートポンプユニット１により加熱された湯を蓄える貯湯タンク３を備えたタンクユニット２と、暖房用熱交換器５と、暖房循環ポンプ８と、熱動弁１２と、暖房パネル１３（１３ａ及び１３ｂ）から構成されている。

特開２００７−８５６６７号公報

しかしながら、上記のような暖房装置に供給する湯水温度の制御は、一般にマイクロコンピュータを内蔵した制御装置により行われているため、万一制御装置が故障などにより制御不能な状態になったときには、ポンプより暖房回路へ循環される湯水が止められず、結果として貯湯タンク内の湯水が温度低下して給湯や風呂へ使用できなくなるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、制御手段が制御不能な状態に陥る最大の要因であるマイクロコンピュータの暴走を迅速に検出し暖房動作を停止することで、貯湯タンク内の湯水温度の低下を防ぐ貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯機は、暖房回路を循環する第１循環手段と、前記第１循環手段で循環される暖房装置を加熱する加熱部と、前記第１循環手段および前記加熱部を制御するマイクロコンピュータで構成された制御手段と、前記マイクロコンピュータから出力されるパルス信号をスタティック信号に変換する信号変換手段とを備え、前記第１循環手段の動作を前記制御手段からの駆動信号と前記信号変換手段からの信号により制御するようにしたものである。

これによって、マイクロコンピュータを内蔵した制御装置が、万一故障などにより制御不能な状態になったときでも、ポンプより暖房回路へ循環される湯水を止めることができ、結果として貯湯タンク内の湯水の温度低下を防ぐことができる。

本発明の貯湯式給湯機は、制御手段が制御不能な状態に陥る最大の要因であるマイクロ
コンピュータの暴走を迅速に検出することが可能となり、制御手段が制御不能な状態になったとき制御手段から出力されている第１循環手段の駆動信号を受け付けないようにすることで、暖房動作を停止することができ、貯湯タンク内の湯水温度の低下を防ぐことができる。

本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の要部構成図 同貯湯式給湯機の制御信号状態図 従来の貯湯式給湯機の構成図

第１の発明は、暖房回路を循環する第１循環手段と、前記第１循環手段で循環される暖房装置を加熱する加熱部と、前記第１循環手段および前記加熱部を制御するマイクロコンピュータで構成された制御手段と、前記マイクロコンピュータから出力されるパルス信号をスタティック信号に変換する信号変換手段とを備え、前記第１循環手段の動作を前記制御手段からの駆動信号と前記信号変換手段からの信号により制御するようにした貯湯式給湯機とすることにより、制御手段が制御不能な状態に陥る最大の要因であるマイクロコンピュータの暴走を迅速に検出することが可能となり、制御手段が制御不能な状態になったとき制御手段から出力されている第１循環手段の駆動信号を受け付けないようにすることで、暖房動作を停止することができ、貯湯タンク内の湯水温度の低下を防ぐことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の貯湯式給湯機において、前記第１循環手段は、前記マイクロコンピュータからパルス信号が出力されているときにのみ、前記制御手段からの駆動信号を受け付けるようにしたことにより、制御手段が制御不能な状態に陥る最大の要因であるマイクロコンピュータの暴走を迅速に検出することが可能となり、制御手段が制御不能な状態になったとき制御手段から出力されている第１循環手段の駆動信号を受け付けないようにすることで、暖房動作を停止することができ、貯湯タンク内の湯水温度の低下を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における貯湯式給湯機の要部構成図を示すものである。

図１において、加熱部１０２は熱交換器１０８と、第２循環手段である熱交循環ポンプ１０４とで構成されている。熱交換器１０８は一次側、二次側と近接する二つの水路から構成されている。第１循環手段である暖房水循環ポンプ１０１は、暖房用循環水を加熱部１０２の二次側水路に通過させ、暖房回路１０９に戻すよう循環動作を行う。熱交循環ポンプ１０４は貯湯タンク１１０の上部から貯湯されている湯を取り出し、熱交換器１０８の一次側水路を通過させ貯湯タンク１１０の下部に戻すよう循環動作を行う。熱交換器１０８において、一次側水路を通過する湯の熱量は、二次側水路を通過する暖房用循環水に熱伝導し、暖房用循環水を加熱することができる。熱交換器１０８の二次側水路の入口には暖房温度サーミスタ１０６が配置され、暖房回路内の水の温度を検出している。マイクロコンピュータ１０３は暖房温度サーミスタ１０６で検出される温度が所定の温度（例えば、４２℃など）になるよう暖房水循環ポンプ１０１と熱交循環ポンプ１０４を制御する。

以上のように構成された貯湯式給湯機について、以下その動作、作用を説明する。

マイクロコンピュータ１０３は、暖房水循環ポンプ１０１、熱交循環ポンプ１０４を動作させる場合はＨレベル信号、停止させる場合はＬレベル信号という論理で使用する。暖房運転中は暖房水循環ポンプ１０１及び熱交循環ポンプ１０４を駆動すべく、それぞれにＨレベル信号を出力しているが、何らかの異常によりマイクロコンピュータ１０３が故障あるいは誤動作して、Ｈレベル信号を出力したままの状態になると暖房運転が終了しなくなる。また、本実施の形態のように、予め貯えられた貯湯タンクの湯を用いて加熱する場合は、加熱動作の開始と同時に貯湯タンク内の高温水が供給されるため、暖房用循環水の温度は比較的短時間の内に高温となり、暖房回路において直ぐに熱さを感じるという状況になると共に、それが継続されると貯湯タンクの湯温も低下していく。

そこで、暖房水循環ポンプ１０１及び熱交循環ポンプ１０４を駆動するだけで暖房運転を行うという単純な制御では、マイクロコンピュータ１０３の故障等で暖房運転が終了しなくなるという状況になった場合、この状態を素早く検知して暖房水循環ポンプ１０１及び熱交循環ポンプ１０４の動作を停止するようにしている。その具体的手段としては、マイクロコンピュータ１０３を駆動するための基本信号を基に所定のパルス信号を出力し、このパルス信号をスタティック信号に変換するための信号変換手段であるＦ−Ｖ変換回路１０５を設けている。Ｆ−Ｖ変換回路１０５はパルス信号が入力されているときはＨレベル信号の出力を行い、パルス信号以外（例えば、Ｈレベル信号またはＬレベル信号など固定された信号）が入力されているときはＬレベル信号を出力するように構成されている。

図２は、貯湯式給湯機の制御信号状態図である。マイクロコンピュータ１０３が正常な間はＦ−Ｖ変換回路１０５に常時パルス信号を出力しており、Ｆ−Ｖ変換回路１０５から暖房水循環ポンプ１０１へＨレベル信号が出力される。この状態ではマイクロコンピュータ１０３で構成された制御手段から出力される駆動信号で暖房水循環ポンプ１０１は動作、停止することができる。

しかし、マイクロコンピュータ１０３が故障や誤動作により停止あるいは暴走状態になると、マイクロコンピュータ１０３から正常にパルス信号が出力されないため、Ｆ−Ｖ変換回路１０５への出力はＨまたはＬレベル信号で固定されてしまう。パルス信号が入力されなくなると、Ｆ−Ｖ変換回路１０５は暖房水循環ポンプ１０１へＬレベル信号を出力する。Ｆ−Ｖ変換回路１０５からＬレベル信号が出力されると、マイクロコンピュータ１０３で構成された制御手段からＨレベルの駆動信号が出力されても、この駆動信号は受付できない状態となって、暖房水循環ポンプ１０１は停止状態となる。

以上のように、本実施の形態においては暖房水循環ポンプ１０１の動作をマイクロコンピュータ１０３からの駆動信号と信号変換手段１０５からの信号により制御することにより、マイクロコンピュータ１０３が制御不能な異常状態となっても、この異常状態を素早く検知して暖房水循環ポンプ１０１を停止し、暖房動作を停止することで、貯湯タンク内の湯水温度の低下を防ぐことができる。

以上のように、本発明にかかる貯湯式給湯機は、制御手段が制御不能な状態になったときでも暖房動作を停止することができ、貯湯タンク内の湯水温度の低下を防ぐことが可能となるので、家庭用や業務用の温水暖房機等の用途にも適用できる。

１０１ 暖房水循環ポンプ（第１循環手段）
１０２ 加熱部
１０３ マイクロコンピュータ（制御手段）
１０４ 熱交循環ポンプ（第２循環手段）
１０５ Ｆ−Ｖ変換回路（信号変換手段）
１０９ 暖房回路

Claims (2)

1. 暖房回路を循環する第１循環手段と、前記第１循環手段で循環される暖房装置を加熱する加熱部と、前記第１循環手段および前記加熱部を制御するマイクロコンピュータで構成された制御手段と、前記マイクロコンピュータから出力されるパルス信号をスタティック信号に変換する信号変換手段とを備え、前記第１循環手段の動作を前記制御手段からの駆動信号と前記信号変換手段からの信号により制御するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯機。
2. 前記第１循環手段は、前記マイクロコンピュータからパルス信号が出力されているときにのみ、前記制御手段からの駆動信号を受け付けるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の貯湯式給湯機。