JP2015040689A - 給湯システム - Google Patents

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晴喜 井上
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Abstract

【課題】追焚循環経路に流路切換装置が接続される給湯システムにおいて、浴槽内に湯または水がない状態でも当該流路切換装置の接続状態が正常であるか否かを診断する。
【解決手段】流路切換弁61の診断制御では、開閉弁37が閉止された状態で、注湯ユニット42が開放されて、給湯回路2からの湯水が追焚循環経路100へ導入される。さらに、流路切換弁61は、ポート61aおよび61bが連通する第1の状態、ポート61a〜61cが互いに非連通とされる第2の状態、および、ポート61aおよび61cが連通する第3の状態に順次制御される。流路切換弁61が正常に接続されているときと、誤接続が生じているときとでは、流路切換弁61が第1、第2および第3の状態にそれぞれ制御されたときにおける追焚循環経路100の通流の有無の組み合わせが異なる。
【選択図】図10

Description

この発明は、給湯システムに関し、より特定的には、追焚用の循環経路に流路切換装置が接続された構成を有する給湯システムに関する。
従来から、風呂の追焚機能を有する給湯システムが用いられている。追焚機能を有する給湯システムでは、浴槽の湯を追焚用熱交換器に導いて加熱した後に、再び浴槽に戻す追焚用の循環経路(以下、単に「追焚循環経路」とも称する)を有するように給湯システムが構成されている。
このような追焚循環経路に、湯水を浴槽に戻すための経路と、浴槽外の排水路に排出するための経路とを切換えるための流路切換装置が配置されることがある。
たとえば、特開2012−77994号公報(特許文献1)には、潜熱熱交換器で発生したドレン水を追焚循環経路を用いて排出するために、三方弁で構成された流路切換装置(ドレン排水切換ユニット)が配置された構成が記載される。特許文献1では、追焚循環経路に対する流路切換装置の誤接続を検査することが可能な給湯風呂装置の構成が記載されている。
特開2012−77994号公報
特許文献1に記載された給湯風呂装置では、追焚循環経路の循環ポンプを駆動した際に浴槽内の残水が正常に排出されるか否かに基づいて、ドレン排水切換のための流路切換装置が正常に接続されているか否かを判断することができる。
しかしながら、特許文献1に記載された給湯風呂装置では、浴槽内に湯または水がないときには、流路切換装置の接続状態が正常であるかどうかを診断することができない。このため、浴槽内に残水がない場合には、施工状態診断のために、浴槽内に湯または水を張ることが必要となるという問題点が生じる。
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、追焚循環経路に排水のための流路切換装置が接続される給湯システムにおいて、浴槽内に湯または水がない状態でも当該流路切換装置の接続状態が正常であるか否かを診断することが可能な診断制御を提供することである。
本発明による給湯システムは、給湯回路および追焚循環回路を備えた給湯システムであって、循環経路と、注湯路と、経路開閉装置と、流路切換装置と、制御装置とを含む。循環経路は、浴槽内の第1および第2の開口部の間に、追焚用熱交換器および循環ポンプを経由して構成される。注湯路は、給湯回路からの加熱水または非加熱水を循環経路へ供給するために配置される。経路開閉装置は、循環経路上において第1の開口部から注湯路との合流点までの間に接続される。流路切換装置は、循環経路上において追焚用熱交換器から第2の開口部までの間に接続される。流路切換装置は、循環経路に沿って第2の開口部へ至る第1の経路と、循環経路から分岐して浴槽外の排水路へ至る第2の経路とを選択的に形成するために配置される。制御装置は、経路開閉装置および流路切換装置の動作を制御する。流路切換装置は、第1、第2および第3のポートを有し、かつ、第1の状態において第1のポートと第2のポートとが連通し、第2の状態において第1から第3のポートが互いに非連通とされ、第3の状態において第1のポートと第3のポートとが連通するように制御される。流路切換装置は、正常施工状態では、第1のポートが追焚用熱交換器へ至る第1のノードと接続され、第2のポートが第2の開口部に至る第2のノードと接続され、第3のポートが排水路に接続される。制御装置は、流路切換装置が正常施工状態であるか否かを診断するための診断手段を有する。診断手段は、経路開閉装置を閉止した状態での注湯路を経由した給湯回路からの加熱水または非加熱水の供給中に、流路切換装置を第1の状態に制御する第1ステージ、流路切換装置を第2の状態に制御する第2ステージ、および、流路切換装置を第3の状態に制御する第3ステージのそれぞれを順次実行する。
上記給湯システムによれば、給湯回路から供給される加熱水または非加熱水を用いて、流路切換装置が誤って接続された施工状態では正常施工状態とは異なる流量パターンを循環経路に生じさせる診断制御を実行することができる。したがって、診断制御時における循環経路の流量パターン(通流有/無)を、正常施工状態での所定の流量パターンと比較することによって、流路切換装置の施工状態を診断することができる。たとえば、当該診断制御を施工者が起動し、施工者が診断制御時における通流状態を目視確認することによって、浴槽内に湯または水がない状態でも流路切換装置が正常施工状態であるか否かを診断することが可能となる。
好ましくは、診断手段は、第1および第3ステージの一方、第2ステージ、および、第1および第3ステージの他方の順番で、第1から第3ステージを順次実行する。
このようにすると、流路切換装置の各ステージを効率的に順次形成できるので、診断制御の所要時間を短縮できる。
また好ましくは、給湯システムは、循環経路における通流の有無を検知するための通水検知手段をさらに含む。診断手段は、第1から第3ステージのそれぞれにおける通水検知手段の出力に基づいて流路切換装置が正常施工状態であるか否かを判定するための手段と、判定結果に従った情報を出力するための手段とを有する。
このようにすると、通水検知手段の出力に基づいて、給湯回路から供給される加熱水または非加熱水を用いて流路切換弁の施工状態を自動的に診断するとともに、診断結果を出力することができる。
さらに好ましくは、判定するための手段は、第1および第3ステージにおいて循環経路に通流を検出し、第2ステージにおいて循環経路に通流が検出されないときに、流路切換装置が正常施工状態であると判定する。
このようにすると、第1から第3ステージにおける通流パターンを、予め取得された正常施工状態での通流パターンと比較することによって、流路切換装置が正常施工状態であるか否かを自動的に診断できる。
あるいは好ましくは、給湯システムは、追焚用熱交換器で発生するドレンを貯留するためのドレンタンクと、循環経路上において合流点から流路切換装置までの間に接続されたドレン排出切換装置とをさらに含む。ドレン排出切換装置は、第1の状態でドレンタンクを循環経路と接続する一方で、第2の状態でドレンタンクを循環経路から切離すように構成される。制御装置は、ドレン排出手段をさらに含む。ドレン排出手段は、経路開閉装置を閉状態、ドレン排出切換装置を第1の状態、流路切換装置を第3の状態に制御するとともに、循環ポンプを作動させることによって循環経路を用いてドレンを排水路へ排出する。
このようにすると、二次熱交換器で発生するドレンを、追焚循環経路を共用して排水路へ排出するように構成された給湯システムにおいて、浴槽内に湯または水が存在していなくても、流路切換装置が正常施工状態であるか否かの診断制御を実行することができる。
この発明によれば、追焚循環経路に排水のための流路切換装置が接続される給湯システムにおいて、浴槽内に湯または水がない状態でも当該流路切換装置の接続状態が正常であるか否かを診断するための診断制御を実現することができる。
本発明の実施の形態に従う給湯システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に従う給湯システムにおける注湯運転時の注湯経路を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に従う給湯システムにおける追焚運転時の注湯経路を説明するための概念図である。 本実施の形態に従う給湯システムにおけるドレン排出処理時の通流経路を説明するための概念図である。 本実施の形態に従う給湯システムにおけるドレン洗浄処理時の通流経路を説明するための概念図である。 流路切換弁の第1の状態での動作を説明するための概念図である。 流路切換弁の第2の状態での動作を説明するための概念図である。 流路切換弁の第3の状態での動作を説明するための概念図である。 流路切換弁の誤接続状態を説明するための図表である。 流路切換弁の正常接続状態を説明するための概略図である。 流路切換弁の誤接続状態の第1のパターンを説明するための概略図である。 流路切換弁の誤接続状態の第2のパターンを説明するための概略図である。 流路切換弁の誤接続状態の第3のパターンを説明するための概略図である。 本発明の実施の形態1に従う流路切換弁の施工状態の診断モードにおける制御処理を示すフローチャートである。 正常接続状態における診断制御時の流量パターンを説明する概念図である。 誤接続状態における診断制御時の流量パターンを説明する第1の概念図である。 誤接続状態における診断制御時の流量パターンを説明する第2の概念図である。 実施の形態2に従う流路切換弁の施工状態の診断モードにおける制御処理を示すフローチャートである。 図18に示された流量パターン診断の詳細な処理手順を説明するためのフローチャートである。
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態に従う給湯システムの概略構成を示すブロック図である。
図1を参照して、給湯システム1は、給湯機能を実現するための給湯回路2と、風呂追焚機能を実現するための追焚循環回路3と、風呂湯張り機能を実現するための注湯回路4と、ドレン処理回路5と、流路切換ユニット6と、浴槽8とを備える。
たとえば、給湯回路2、追焚循環回路3、注湯回路4およびドレン処理回路5は、給湯器1a内に配置されて、給湯器1aと浴槽8との間は、配管35a,35bによって接続される。以下では、追焚循環経路での通流方向に合わせて、配管35aを風呂戻り配管35aとも称し、配管35bを風呂往き配管35bとも称する。
本実施の形態に従う給湯システム1は、風呂の追焚機能に加え、給湯機能および風呂湯張り機能の各機能を併用する複合熱源機型に構成されたものである。さらに、給湯システム1は、燃焼ガスの顕熱に加えて、燃焼排ガスからも潜熱を回収することによって高効率化を図るように構成されている。
給湯回路2は、バーナ20と、給湯用の一次熱交換器21および二次熱交換器24とを含む。バーナ20は、図示しない燃料供給系から流量調整弁を経由した燃料ガスの供給を受けて、燃焼作動するように構成される。
一次熱交換器21は、バーナ20の燃焼ガスの顕熱(燃焼熱)により入水を熱交換によって加熱する。給湯回路2へは、入水路22から水道水等が給水される。二次熱交換器24は、たとえば、排気集合筒内に配設される。二次熱交換器24は、バーナ20からの燃焼排ガスの潜熱によって通流された水を熱交換によって加熱する。
入水路22の水は、まず二次熱交換器24によって予熱された後、一次熱交換器21において主加熱される。一次熱交換器21および二次熱交換器24によって所定温度(たとえば、ユーザによる設定温度)まで加熱された湯は、出湯路23から出湯される。給湯システム1は、出湯路23に出湯された湯が、台所や浴室等の給湯栓25や上記注湯回路4などの所定の給湯箇所に給湯されるように構成される。
二次熱交換器24や、後述する追焚循環回路3中の二次熱交換器34は、潜熱回収用熱交換器を構成する。さらに、入水路22には、流量センサ26や入水温度センサ27が介装される。出湯路23には、流量制御弁28や給湯温度センサ29が介装される。
追焚循環回路3は、バーナ30と、追焚用の一次熱交換器31および二次熱交換器34と、追焚用の循環ポンプ33とを含む。バーナ30は、バーナ20と同様に、図示しない燃料供給系から燃料ガスを供給されることによって、燃焼作動する。
一次熱交換器31は、バーナ30の燃焼ガスの顕熱(燃焼熱)により通流された水を加熱する。二次熱交換器34は、バーナ30からの燃焼排ガスの潜熱によって通流された水を加熱する。
追焚循環回路3には、戻り回路32aおよび往き回路32bが設けられる。戻り回路32aの上流端(すなわち、浴槽側)の接続口321に対して、風呂戻り配管35aの下流端が接続される。さらに、風呂戻り配管35aの上流端が、浴槽8に設置された循環アダプタ81の吸込側ノード88に接続される。また、往き回路32bの下流端(すなわち、浴槽側)の接続口322に対して、風呂往き配管35bの上流端が接続される。風呂往き配管35bの下流端は、後述する流路切換ユニット6を経由して、循環アダプタ81の吐出側ノード87に接続される。
循環ポンプ33が作動すると、浴槽8からの浴槽水は、循環アダプタ81の吸込口85から、風呂戻り配管35aおよび戻り回路32a、二次熱交換器34および一次熱交換器31、ならびに、往き回路32bおよび風呂往き配管35bを経由して、循環アダプタ81の吐出口86へ至る経路を循環する。これにより、浴槽8(循環アダプタ81)と熱交換器31,34との間に浴槽水を循環させる追焚循環経路100が形成される。追焚循環経路100は、循環ポンプ33を介装接続して構成されている。
この追焚循環経路100は、浴槽および熱交換器の間に形成される「循環経路」の一実施例に対応する。また、浴槽8(循環アダプタ81)の吸込口85および吐出口86は、浴槽内の「第1の開口部」および「第2の開口部」の一実施例にそれぞれ対応する。
以下では、追焚循環経路100のうち、浴槽8(循環アダプタ81の吸込口85)から熱交換器31,34へ至る経路を風呂戻り循環経路101とも称し、熱交換器31,34から浴槽8(循環アダプタ81の吐出口86)へ至る経路を風呂往き循環経路102とも称する。
追焚循環経路100を通流する浴槽水(以下、循環水)は、二次熱交換器34の通流により燃焼排ガスからの潜熱回収によって予熱された後、一次熱交換器31の通流により主加熱される。追焚循環経路100の循環水を、熱交換器31,34で加熱することにより、追焚機能が実現される。
循環ポンプ33の下流側の戻り回路32aには、水流スイッチ36が介装される。戻り回路32aの上流端接続口321と、循環ポンプ33との間には、開閉弁37が介装される。水流スイッチ36は、所定量を超えた通流があった場合にオンされる一方で、そうでない場合にはオフされる。
開閉弁37は、閉状態では追焚循環経路100(具体的には、風呂戻り循環経路101)を遮断する一方で、開状態では、追焚循環経路100の遮断を解除する。開閉弁37を閉状態とすることによって、開閉弁37よりも浴槽8側の経路を、追焚循環経路100から一時的に切り離すことができる。開閉弁37は、「経路開閉装置」の一実施例に対応する。
注湯回路4は、注湯路41と、注湯ユニット42とを含む。注湯路41は、給湯回路2の出湯路23から上流端が分岐される。注湯路41は、注湯ユニット42を経由して、追焚循環経路100(戻り回路32a)に合流するように配置される。注湯路41と戻り回路32aとの合流点105は、開閉弁37よりも熱交換器31,34側に設けられる。
注湯ユニット42は、開閉切換により注湯の実行および遮断を切換えるための注湯電磁弁や縁切り弁等がユニット化されて構成される。注湯路41には、流量センサ45が設けられている。流量センサ45によって、注湯回路4から浴槽8へ向けて出力される湯の流量を検出することができる。
ドレン処理回路5は、二次熱交換器24,34において燃焼排ガスが潜熱回収のための熱交換により冷やされて凝縮することにより生じたドレンを処理するための回路である。ドレン処理回路5は、集水パン51と、中和処理槽52と、ドレンタンク53と、逆止弁54と、ドレン導出路55とを含む。集水パン51は、二次熱交換器24,34からドレンを集水するように構成される。中和処理槽52は、集水パン51によって集水されたドレンに対し中和処理を施す。
ドレンタンク53は、中和処理後のドレンを貯留する。ドレンタンク53には、図示しない水位センサが設けられる。この水位センサの出力によって、コントローラ7は、ドレンタンク53に貯留されたドレンが所定量を超えたことを検知できる。ドレン導出路55は、逆止弁54を通して、ドレンタンク53からドレンを、追焚循環経路(具体的には、戻り回路32a)に導出するように構成される。
ドレン導出路55は、三方切換弁56を経由して追焚循環経路100(戻り回路32a)と接続される。三方切換弁56は、追焚循環経路100上に、開閉弁37よりも熱交換器31,34側に設けられる。三方切換弁56は、ドレン排出時には第1の状態に制御されて、ドレン導出路55および戻り回路32aを接続する一方で、通常時には第2の状態に制御されて、ドレン導出路55を戻り回路32aから切り離す。すなわち、三方切換弁56は、「ドレン排出切換装置」の一実施例に対応する。
流路切換ユニット6は、給湯器1aと別体に浴槽8の近傍、具体的には、循環アダプタ81の近傍位置に設置される。このようにすると、流路切換ユニット6は、給湯システム1の設置後に追加的に配置することが容易となる。すなわち、流路切換ユニット6は、給湯システム1の当初設置時から配置されていてもよく、システム設置後に後付けで配置されてもよい。
流路切換ユニット6は、流路切換弁61と、流路切換弁61の駆動部62とを内蔵する。流路切換弁61は、追焚循環経路100のうちの循環アダプタ81の近傍位置(具体的には、風呂往き配管35bの下流端側部分)に介装される。流路切換弁61は、「流路切換装置」の一実施例に対応する。流路切換弁61としては、三方弁を用いることができる。
流路切換弁61は、コントローラ7からの制御指令に応じて、追焚循環経路に沿って風呂往き配管35bから浴槽8(循環アダプタ81の吐出口86)への注湯経路63と、追焚循環経路から分岐して図示しない浴槽排水設備へ至る排水路90への排水経路64とを選択的に形成するために配置される。注湯経路63は「第1の経路」に対応し、排水経路64は「第2の経路」に対応する。
コントローラ7は、図示しないリモコンからのユーザ等による入力設定操作に基づき、給湯システム1がユーザ指示に従って運転されるように、給湯回路2、追焚循環回路3、注湯回路4、ドレン処理回路5および流路切換ユニット6の動作を制御する。すなわち、これらの各回路およびユニットに含まれる、各種の切換弁の動作も、コントローラ7からの指令に応じて制御される。たとえば、コントローラ7は、マイクロコンピュータやメモリ等を含んで構成することができる。
次に、図1に示した給湯システム1の動作について説明する。
まず、通常の給湯運転制御について説明する。給湯運転制御は、給湯栓25が開かれることにより、最低作動流量以上の通水流量が流量センサ26により検知されることによって開始される。給湯運転制御が開始されると、バーナ20を燃焼作動制御して、リモコンに設定された設定給湯温度と出湯温度が同等となるように、入水を加熱するように給湯システム1が動作する。
また、図示しないリモコンから風呂湯張り運転が指示されると、注湯ユニット42が開放されることにより、浴槽8への給湯運転が実行される。以下では、浴槽8への給湯運転について、給湯栓25からの給湯運転と区別するために、特に「注湯運転」とも称する。あるいは、風呂自動運転が指示された場合には、初期の湯張り、または一定水位を維持するために、注湯運転が実行される。
図2は、本発明の実施の形態に従う給湯システムにおける注湯運転時の注湯経路を説明するための概念図である。
図2を参照して、注湯運転時には、開閉弁37が開放された状態で、注湯ユニット42が開状態に制御される。また、三方切換弁56は第2の状態に制御されて、ドレン導出路55を追焚循環経路から切り離す。さらに、流路切換弁61は、注湯経路63を形成するように制御される。
したがって、注湯ユニット42の開放によって給湯回路2から分岐供給される湯は、注湯路41および追焚循環経路100を経由して、浴槽8に注湯される。注湯運転は、水位センサ(図示せず)の出力に基づいて、浴槽8の水位が所定レベルになるまで継続される。
なお、注湯運転時には、循環ポンプ33が停止された状態で、注湯路41からの湯が、追焚循環経路100上の合流点105に供給される。このため、合流点105から風呂戻り循環経路101を逆流して循環アダプタ81の吸込口85へ至る経路と、合流点105から熱交換器31,34および、風呂往き循環経路102を経由して循環アダプタ81の吐出口86へ至る経路との両方から、浴槽8への注湯が行なわれる。
図3は、本発明の実施の形態に従う給湯システムにおける追焚運転時の注湯経路を説明するための概念図である。
図3を参照して、追焚運転は、湯張り後の設定湯張り温度までの自動沸上げ、浴槽水を一定温度に保温するための自動沸上げあるいはユーザからの指令に基づく沸上げ等により開始される。
追焚運転では、開閉弁37が開放され、かつ、注湯ユニット42が閉止された状態で、
循環ポンプ33が作動することにより、浴槽水が、風呂戻り循環経路101および風呂往き循環経路102によって形成される追焚循環経路100を循環する。さらに、バーナ30を燃焼作動制御することにより、循環水は、所定温度まで上昇させた上で浴槽8に再度供給される。追焚運転時においても、三方切換弁56は第2の状態に制御されて、ドレン導出路55を追焚循環経路から切り離す。また、流路切換弁61は、注湯経路63を形成するように制御される。
図4は、本実施の形態に従う給湯システムにおけるドレン排出処理時の通流経路を説明するための概念図である。
図4は、ドレン排出処理における通流経路を説明するための概念図である。
図4を参照して、ドレン排出処理時には、開閉弁37が閉止されるとともに、三方切換弁56は、ドレン導出路55を追焚循環経路100に接続する状態(第1の状態)に制御される。さらに、流路切換弁61は、排水路90への排水経路64を形成するように制御される。また、注湯ユニット42は、追焚循環経路100と給湯回路2との間を遮断するように閉止される。
この状態で、循環ポンプ33が作動されることによって、ドレンタンク53内に貯留されたドレンは、ドレン導出路55から追焚循環経路100へ導入され、さらに、追焚循環経路100の一部を通流した後、流路切換弁61によって形成された排水経路64へ導かれる。これにより、ドレンは、排水路90から排出される。
ドレン排出処理において、開閉弁37および流路切換弁61によって、浴槽8は追焚循環経路100から切り離されている。このため、ドレン排出処理中には、浴槽8の残水が追焚循環経路100を経由して排出されたり、追焚循環経路100を通流するドレンが浴槽8内に排出されることがない。
ただし、ドレン排出処理によって追焚循環経路100の一部をドレンが通流するため、追焚循環経路100が再び浴槽水の循環に使用される前に、ドレンの通流経路を洗浄する必要がある。
図5は、本実施の形態に従う給湯システムにおけるドレン洗浄処理時の通流経路を説明するための概念図である。
図5を参照して、ドレン洗浄処理時には、三方切換弁56は、ドレン導出路55を追焚循環経路100から切り離す状態(第2の状態)に復帰される。一方で、開閉弁37の閉状態および、流路切換弁61が排水経路64を形成する状態は維持される。さらに、注湯ユニット42は、給湯回路2および追焚循環経路100の間が連通するように、開放される。
この状態では、循環ポンプ33が停止されても、注湯ユニット42が開状態とされているので、給湯回路2への入水の圧力によって、給湯回路2からの加熱水または非加熱水を追焚循環経路100にドレン洗浄水として導入することができる。
導入されたドレン洗浄水は、ドレン排出処理におけるドレン通流経路を流れた後、流路切換弁61によって排水経路64へ導かれて排出される。この結果、追焚循環経路100が再び浴槽水の循環に使用される前に、ドレンの通流経路を洗浄することができる。ドレン洗浄水は、ドレンと同様に、浴槽8の外部の浴槽排水設備へ排出される。なお、注湯ユニット42が開放された直後は、循環ポンプ33を所定時間だけ作動させておくことが好ましい。これは、ドレンの通流経路に加えて、循環ポンプ33の内部も洗浄するためである。上述のように、ドレン洗浄処理に使用される洗浄用の給水は、加熱水および非加熱水のいずれであってもよい。
ドレン洗浄処理においても、開閉弁37および流路切換弁61によって、浴槽8が追焚循環経路100から切り離されている。したがって、ドレン排出処理と同様に、浴槽8の残水が追焚循環経路100を経由して排出されたり、追焚循環経路100を通流するドレン洗浄水が浴槽8内に排出されることがない。
このように、本実施の形態に従う給湯システムでは、代表的には三方弁によって構成される流路切換弁61によって、浴槽8内(吐出口86)に至る追焚循環経路と、当該追焚循環経路から分岐して排水路90に至る経路とを選択的に形成することができる。すなわち、本実施の形態に従う給湯システムにおいて、図2〜図5に示した経路によって、注湯運転および追焚運転の通常運転と、ドレン排出処理に関連する運転とを正常に実行するためには、流路切換弁61が正常に接続されていることが必要となる。以下では、流路切換弁61が正常に接続されているかどうかを診断するための施工状態の診断制御について説明する。
図6から図8は、流路切換弁61の動作を説明するための概念図である。
図6〜図8を参照して、流路切換弁61は、第1のポート61aと、第2のポート61bと、第3のポート61cとを有する。流路切換弁61は、コントローラ7からの図示しない制御指令に応じて、制御される。
図6を参照して、流路切換弁61は、第1の状態に制御されたときには、第1のポート61aおよび第2のポート61bの間を連通させる。すなわち、第1のポート61aおよび第2のポート61bの間に流路が形成される。
図7を参照して、流路切換弁61は、第2の状態では、第1のポート61a、第2のポート61bおよび第3のポート61cの間を互いに非連通とする。
図8を参照して、流路切換弁61は、第3の状態に制御されたときには、第1のポート61aおよび第3のポート61cの間を連通させる。これにより、第1のポート61aおよび第3のポート61cの間に流路が形成される。
なお、流路切換弁61は、特定の制御指令に応じて、図7に示した第2の状態を形成するように構成されてもよい。あるいは、第2の状態は、対応する制御指示を要することなく、第1の状態から第3の状態に移行する制御指令、あるいは、第3の状態から第1の状態に移行する制御指令が発せられたときに、状態間の遷移中に一時的に形成されるものであってもよい。
図9には、流路切換弁61の誤接続状態の例が正常施工状態と比較して示される。
図9を参照して、流路切換弁61が正常に施工された正常接続状態では、図10に示されるように、第1のポート61aは風呂往き配管35bと接続され、第2のポート61bは循環アダプタ81の吐出側ノード87と接続される。また、第3のポート61cは、排水路90と接続される。すなわち、風呂往き配管35bの下流端は「第1のノード」に対応し、吐出側ノード87は「第2のノード」に対応する。
一方で、誤接続の第1のパターンでは、図11に示されるように、流路切換弁61が、風呂往き配管35bではなく風呂戻り配管35aに接続される。具体的には、第3のポート61cが排水路90と正常に接続される一方で、第1のポート61aは、風呂往き配管35bでなく風呂戻り配管35aと接続され、第2のポート61bは、循環アダプタ81の吐出側ノード87ではなく吸込側ノード88と接続される。
再び図9を参照して、誤接続の第2のパターンでは、流路切換弁61が、風呂往き配管35bではなく風呂戻り配管35aに接続されるとともに、入側/出側も逆に接続される。すなわち、図12に示されるように、第3のポート61cが排水路90と正常に接続される一方で、第1のポート61aは誤って吸込側ノード88と接続され、第2のポート61bは誤って風呂戻り配管35aと接続されている。
再び図9を参照して、誤接続の第3のパターンでは、流路切換弁61が、風呂往き配管35bで入側/出側が逆に接続される。すなわち、図13に示されるように、第3のポート61cが排水路90と正常に接続される一方で、第1のポート61aは誤って吐出側ノード87と接続され、第2のポート61bは誤って風呂往き配管35bと接続されている。
図14は、本発明の実施の形態に従う給湯システムにおける流路切換弁61の施工状態の診断モードにおける制御処理を示すフローチャートである。図14に示す制御処理は、コントローラ7によって実行することができる。
図14を参照して、コントローラ7は、診断制御の実行を指示する操作入力に応じてステップS100がYES判定されると、以下のステップS200〜S600による診断モードを起動する。診断制御の実行が指示されていないとき(S100のNO判定時)には、診断モードは起動されない。
コントローラ7は、診断モードの起動により診断制御が開始されると(S100のYES判定時)、ステップS200により、開閉弁37を閉止するとともに、ステップS300により、流路切換弁61を第1の状態(図6)に制御する。さらに、コントローラ7は、ステップS310により、注湯ユニット42を開放する。これにより、開閉弁37が閉止され、かつ、流路切換弁61が第1の状態に制御された状態において、給湯回路2側からの加熱水または非加熱水(以下、単に湯水とも称する)が、追焚循環経路100上の合流点105に対して供給される。なおステップS200,S300およびS310については、実行順序を入換えてもよく、並列に実行してもよい。
コントローラ7は、給湯回路2から追焚循環経路100へ湯水が供給された状態で、流路切換弁61が第1の状態に制御されている第1ステージが一定の時間確保されると、ステップS400により、流路切換弁61を第2の状態に制御するための制御指令を発生する。上述のように、流路切換弁61では、第1の状態から第3の状態に遷移する途中で第2の状態が一時的に生成される。このため、ステップS400での制御指令は、第1の状態から第3の状態への遷移を指示するものであってもよい。これにより、給湯回路2から追焚循環経路100へ湯水が供給された状態で、流路切換弁61が第2の状態に制御されている第2ステージが一定の時間確保される。
さらに、コントローラ7は、ステップS500において、流路切換弁61を第3の状態に制御する。これにより、給湯回路2から追焚循環経路100へ湯水が供給された状態で、流路切換弁61が第3の状態に制御されている第3ステージが一定の時間確保される。
コントローラ7は、第1〜第3ステージの各々が順次実行されると、ステップS600により、注湯ユニット42を閉止して診断モードを終了する。これにより、診断制御が終了される。
図15は、正常接続状態での診断制御時の流量パターンを説明するための概念図である。
図15を参照して、診断モードが開始されると、時刻t0〜t1で流路切換弁61は第1の状態に制御され、時刻t1〜t2では流路切換弁61は第2の状態に制御され、時刻t2〜t3において流路切換弁61は第3の状態に制御される。そして、時刻t3において、診断制御が終了される。すなわち、時刻t0〜t1では第1ステージが形成され、時刻t1〜t2では第2ステージが形成され、時刻t2〜t3では第3ステージが形成される。
図10に示されるように、正常接続状態では、診断モードの第1ステージにおいて、流路切換弁61は、風呂往き配管35bおよび循環アダプタ81(吐出側ノード87)の間に流路を形成する。したがって、時刻t0〜t1(第1ステージ)では、注湯ユニット42によって導入された給湯回路2からの湯水は、循環アダプタ81から浴槽8内に供給される。この流量は、流量センサ45ないし水流スイッチ36によって検出することができる。したがって、流量センサ45ないし水流スイッチ36は、診断モード時に追焚循環経路100の通流の有無を検知するための「通水検知手段」の一実施例に対応する。
第2ステージでは、流路切換弁61は流路を形成しないので、時刻t1〜t2(第2ステージ)では、追焚循環経路100内には湯水は通流しない。したがって、流量は検出されない。
図10に示されるように、ポート61aおよび61cが連通する第3ステージでは、流路切換弁61は、風呂往き配管35bおよび排水路90の間に流路を形成する。したがって、時刻t2〜t3では、注湯ユニット42によって導入された給湯回路2からの湯水は排水路90へ排出される。すなわち、流量センサ45ないし水流スイッチ36によって、流量が検出される。このように、正常接続状態における診断制御時の流量パターンは、図15に示されるようになる。
図16は、流路切換弁61の誤接続時における流量パターンを説明する概念図である。
図16においても、診断制御時には、時刻t0〜t1、時刻t1〜t2、および時刻t2〜t3のそれぞれにおいて、流路切換弁61が第1の状態である第1ステージ、流路切換弁61が第2の状態である第2ステージおよび、流路切換弁61が第3の状態である第3ステージが順に形成される。
再び図11を参照して、図9に示した誤接続パターン1では、流路切換弁61は風呂往き配管35bに対して接続されておらず、合流点105に対して閉止された開閉弁37よりも浴槽側に位置している。このため、流路切換弁61の状態に関わらず、合流点105から風呂往き配管35bを経由して循環アダプタ81(吐出側ノード87)へ至る経路が常時形成される。
したがって、図16に示されるように、流路切換弁61の第1〜第3の状態、すなわち、第1〜第3ステージを通じて、診断制御時には、注湯ユニット42によって導入された給湯回路2からの湯水は、循環アダプタ81から浴槽8内に供給される。すなわち、時刻t0以降では、流量センサ45ないし水流スイッチ36によって、常時流量が検出される。
再び図12を参照して、図9に示した誤接続パターン2においても、流路切換弁61は風呂往き配管35bに対して接続されておらず、合流点105に対して閉止された開閉弁37よりも浴槽側に位置している。このため、流路切換弁61の状態に関わらず、風呂往き配管35bおよび循環アダプタ81(吐出側ノード87)の間に常時流路が形成される。
したがって、誤接続パターン2においても、図16に示されるように、診断制御時には、注湯ユニット42によって導入された給湯回路2からの湯水は、循環アダプタ81から浴槽8内に供給される。すなわち、第1〜第3パターンを通じて、時刻t0以降では、流量センサ45ないし水流スイッチ36によって常時流量が検出される。このように、図16の流量パターンは、図15に示された正常接続状態での流量パターンと比較して、時刻t1以降(第2および第3ステージ)での通流状態が異なる。
図17には、図9に示した誤接続パターン3における流量パターンが示される。
図17においても、診断制御時には、時刻t0〜t1、時刻t1〜t2、および時刻t2〜t3のそれぞれにおいて、流路切換弁61の状態が切換えられることにより第1ステージ、第2ステージおよび第3ステージが順に形成される。
再び図13を参照して、図9に示した誤接続パターン3では、流路切換弁61は、第1のポート61aが循環アダプタ81(吐出側ノード87)と接続され、第2のポート61bは風呂往き配管35bに対して接続される。
したがって、診断制御の第1ステージでは、流路切換弁61によって吐出側ノード87および風呂往き配管35bの間が連通される。さらに、第2ステージでは、流路切換弁61は流路を形成しない。
このため、図17に示されるように、時刻t0〜t1(第1ステージ)では、図15(正常接続状態)と同様に、注湯ユニット42によって導入された給湯回路2からの湯水は、循環アダプタ81から浴槽8内に供給される。すなわち、流量センサ45ないし水流スイッチ36によって、流量が検出される。さらに、時刻t1〜t2(第2ステージ)では、追焚循環経路100内には湯水は通流しないので、流量センサ45ないし水流スイッチ36によって流量は検出されない。
一方、第3ステージでは、流路切換弁61によって吐出側ノード87および排水路90の間が連通される。したがって、給湯回路2からの湯水は、流路切換弁61によって遮断されるので、時刻t2〜t3においても、追焚循環経路100内には湯水は通流しない。すなわち、流量センサ45ないし水流スイッチ36によって流量は検出されない。このように、図17の流量パターンは、図15に示された正常接続状態での流量パターンと比較して、時刻t2〜t3(第3ステージ)での通流状態が異なる。
したがって、本実施の形態1に従う給湯システムによれば、給湯回路2から供給される湯水を用いて、流路切換弁61が誤って接続された施工状態では正常施工状態とは異なる流量パターンを追焚循環経路100に生じさせるような診断制御を、コントローラ7により実行することができる。したがって、診断制御時における追焚循環経路100の流量パターン(通流有/無)を、正常接続状態での流量パターンと比較することによって、流路切換弁61が正常に施工された状態であるか否かを判断することができる。
たとえば、当該診断制御を施工者が起動し、施工者が診断制御時における通流状態を目視確認することによって、流路切換弁61が正常に接続されているかどうかを診断することが可能である。さらに、この診断制御は、浴槽8に残水がなくても注湯ユニット42を開状態とすることによって給湯回路2から導入される湯水によって実行することができる。したがって、浴槽8内に湯または水がない状態でも流路切換弁61が正常に接続されているかどうかの診断制御を実行することが可能となる。
[実施の形態2]
実施の形態2では、流路切換弁61の接続状態(施工状態)が正常であるかどうかの診断結果を自動的に出力することが可能な診断モードについて説明する。実施の形態2においても、給湯システムの構成は実施の形態1と同様であるので詳細な説明は繰返さない。
図18は、実施の形態2における診断モードの制御処理を説明するためのフローチャートである。
図18を参照して、コントローラ7は、実施の形態1と同様に、診断モードが起動されて診断制御が開始されると(S100のYES判定時)、ステップS200以降の一連の処理を実行する。一方で、診断モードの起動が指示されていないとき(S100のNO判定時)には、一連の処理は起動されない。
コントローラ7は、図14と同様のステップS200〜S310により、開閉弁37が閉止され、かつ、流路切換弁61が第1の状態に制御された状態において、給湯回路2からの湯水を追焚循環経路100上の合流点105に対して供給させる。これにより、第1ステージが一定の時間形成される。
さらに、コントローラ7は、ステップS320において、流量センサ45ないし水流スイッチ36によって構成される「流量検知手段」の出力に基づいて、第1ステージでの追焚循環経路100の流量の有無を判定する。ステップS320は、図15等の時刻t0〜t1の期間で、追焚循環経路100に通流が生じているかどうかを判定するものである。
コントローラ7は、追焚循環経路100の通流が検知された場合(S320のYES判定時)には、ステップS340に処理を進めて、フラグP(1)を1(オン)に設定する。一方で、コントローラ7は、通流が検知されないとき(S320のNO判定時)には、ステップS360により、フラグP(1)を0(オフ)に設定する。
さらに、コントローラ7は、図14と同様のステップS400により、給湯回路2から追焚循環経路100へ湯水が供給された状態で、流路切換弁61を第2の状態に制御する。これにより、第2ステージが一定の時間形成される。
さらに、コントローラ7は、ステップS320と同様のステップS420により、第2ステージでの追焚循環経路100の流量の有無を判定する。ステップS420は、図15等の時刻t1〜t2の期間で、追焚循環経路100に通流が生じているかどうかを判定するものである。
コントローラ7は、追焚循環経路100の通流が検知された場合(S420のYES判定時)には、ステップS440に処理を進めて、フラグP(2)を1(オン)に設定する。一方で、コントローラ7は、通流が検知されないとき(S420のNO判定時)には、ステップS460により、フラグP(2)を0(オフ)に設定する。
さらにコントローラ7は、図14と同様のステップS500により、給湯回路2から追焚循環経路100へ湯水が供給された状態で、流路切換弁61を第3の状態に制御する。これにより、第3ステージが一定の時間形成される。
さらに、コントローラ7は、ステップS320,S420と同様のステップS520により、第3ステージでの追焚循環経路100の流量の有無を判定する。ステップS520は、図15等の時刻t2〜t3の期間で、追焚循環経路100に通流が生じているかどうかを判定するものである。
コントローラ7は、追焚循環経路100の通流が検知された場合(S520のYES判定時)には、ステップS540に処理を進めて、フラグP(3)を1(オン)に設定する。一方で、コントローラ7は、通流が検知されないとき(S520のNO判定時)には、ステップS560により、フラグP(3)を0(オフ)に設定する。
そして、コントローラ7は、ステップS600により、注湯ユニット42を閉止して給湯回路2から追焚循環経路100への湯水の供給を停止する。さらに、コントローラ7は、ステップS700により、流量パターン診断を実行して、流路切換弁61の施工状態(接続状態)の正常/異常を判定する。
図19は、ステップS700による流量パターンの処理手順を詳細に説明するためのフローチャートである。
図19を参照して、ステップS700は、ステップS710〜ステップS770を有する。
コントローラ7は、ステップS710により、フラグP(1)、P(2)およびP(3)を、流路切換弁61の正常接続時における流量パターンと順に比較する。すなわち、フラグP(1)、P(2)およびP(3)が、図15に示された流量パターンと一致するとき、すなわち、P(1)=1、P(2)=0およびP(3)=1のときに、ステップS710はYES判定とされ、そうでないときには、ステップS710はNO判定とされる。
コントローラ7は、診断モードでの流量パターンが正常であるとき(S710のYES判定時)には、ステップS720に処理を進めて、流路切換弁61の接続状態は正常である、すなわち、正常施工状態であると判定する。
一方で、コントローラ7は、診断モードでの流量パターンが正常ではないとき(S710のNO判定時)には、ステップS730に処理を進めて、流路切換弁61の接続状態が異常であること、すなわち誤接続を検出する。
コントローラ7は、流路切換弁61の誤接続を検出したときには、さらに、ステップS740〜S760により誤接続の内容を診断してもよい。
コントローラ7は、ステップS740では、フラグP(1)、P(2)およびP(3)を、図16に示された流量パターンと比較する。すなわち、フラグP(1)〜P(3)のすべてが1(オン)のときに、ステップS740はYES判定とされ、そうでないときには、ステップS740はNO判定とされる。
コントローラ7は、流量パターンが図16と一致している場合には、ステップS750に処理を進めて、流路切換弁61が風呂往き配管35bではなく風呂戻り配管35aに接続されている、すなわち、配管間違いによる誤接続(図11,12)であると判定する。
一方で、コントローラ7は、ステップS740がNO判定であるときには、ステップS760に処理を進めて、流路切換弁61が風呂往き配管35bに接続されているものの、接続の入側/出側が逆になっている誤接続(図13)であると判定する。
コントローラ7は、さらに、ステップS770により、流路切換弁61の接続状態に関する診断結果を示す情報を出力する。ステップS720に続いてステップS770が実行された場合には、流路切換弁61が正常に接続されていることがユーザに報知される。また、ステップS730に続いてステップS770が実行された場合には、流路切換弁61が誤接続されていることがユーザに報知され、ステップS750またはS760に続いてステップS770が実行された場合には、流路切換弁61の誤接続と、誤接続の態様とがユーザに報知される。
ステップS770によるユーザへの報知は、視覚的および/または聴覚的なメッセージを出力によって実行される。たとえば、コントローラ7は、予め割付けられた所定コード(たとえば数字3桁)を図示しない液晶ディスプレイ等に出力することによって、視覚的なメッセージを出力することができる。また、図示しないスピーカからの音声出力によって、聴覚的なメッセージを出力することも可能である。
このように、実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の診断制御を実行するとともに、各ステージでの流量センサ45ないし水流スイッチ36の出力に基づいて、流路切換弁61の施工状態をコントローラ7から出力することができる。すなわち、浴槽8内に湯または水がない状態でも給湯回路2から供給される湯水を用いて、流路切換弁61が正常に施工された状態であるか否かを自動的に診断することができる。
なお、図14および図18に示したフローチャートでは、第1ステージ、第2ステージ、第3ステージの順に実行する例を示したが、第1〜第3ステージの実行順序は適宜入れ換えることも可能である。ただし、図6〜図8に示されるように、流路切換弁61では、第2の状態は第1および第3の状態の遷移時に形成される。したがって、第1および第3ステージの一方、第2ステージ、第1および第3ステージの他方の順序で形成することによって、流路切換弁61を効率的に動作させて診断時間を短縮することができる。
また、図18に示したフローチャートでは、第1〜第3のすべてのステージで通流有無を判定した後、施工状態の正常/異常を判定しているが、各ステージで通流有無の判定結果を正常接続状態のものと比較して、いずれかのステージで通流有無の判定結果が正常接続状態のものと異なれば、その時点で誤接続を検出(S730)するようにしてもよい。
なお、本実施の形態では、追焚循環経路を利用してドレン排出処理を実行するように構成された給湯システムを例示したが、本発明の適用は、図1に例示した給湯システムに限定されるものではない。具体的には、追焚循環経路に対して排水路への分岐のための流路切換弁が接続される構成を有する給湯システムに対して、本発明を共通に適用することができる。すなわち、ドレン排出が必要となる二次熱交換器を具備しない給湯システムに対しても、流路切換弁の施工状態について実施の形態1,2で説明した診断制御を適用することが可能である。
また、給湯用熱交換器21,24および追焚用熱交換器31,34での熱源は、ガス燃焼によって熱量を発生するバーナ20,30に限定されるものではない。すなわち、本発明の適用において、燃料を含めて熱源の種類は特に限定されない点について確認的に記載する。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 給湯システム、1a 給湯器、2 給湯回路、3 追焚循環回路、4 注湯回路、5 ドレン処理回路、6 流路切換ユニット、7 コントローラ、8 浴槽、20,30 バーナ、21,31 一次熱交換器、22 入水路、23 出湯路、24,34 二次熱交換器、25 給湯栓、26,45 流量センサ、27 入水温度センサ、28 流量制御弁、29 給湯温度センサ、32a 戻り回路、32b 往き回路、33 循環ポンプ、35a 風呂戻り配管、35b 風呂往き配管、36 水流スイッチ、37 開閉弁、41 注湯路、42 注湯ユニット、51 集水パン、52 中和処理槽、53 ドレンタンク、54 逆止弁、55 ドレン導出路、56 三方切換弁、61 流路切換弁、61a,61b,61c ポート(流路切換弁)、62 駆動部、63 注湯経路、64 排水経路、81 循環アダプタ、85 吸込口、86 吐出口、87 吐出側ノード、88 吸込側ノード、90 排水路、100 追焚循環経路、101 風呂戻り循環経路、102 風呂往き循環経路、105 合流点、321 上流端接続口、322 下流端接続口、P(1),P(2),P(3) フラグ。

Claims (5)

  1. 給湯回路および追焚循環回路を備えた給湯システムであって、
    浴槽内の第1および第2の開口部の間に、追焚用熱交換器および循環ポンプを経由して構成される循環経路と、
    前記給湯回路からの加熱水または非加熱水を前記循環経路へ供給するための注湯路と、
    前記循環経路上において前記第1の開口部から前記注湯路との合流点までの間に接続された経路開閉装置と、
    前記循環経路上において前記追焚用熱交換器から前記第2の開口部までの間に接続されて、前記循環経路に沿って前記第2の開口部へ至る第1の経路と、前記循環経路から分岐して前記浴槽外の排水路へ至る第2の経路とを選択的に形成するための流路切換装置と、
    前記経路開閉装置および前記流路切換装置の動作を制御するための制御装置とを備え、
    前記流路切換装置は、第1、第2および第3のポートを有し、かつ、第1の状態において前記第1のポートと前記第2のポートとが連通し、第2の状態において前記第1から第3のポートが互いに非連通とされ、第3の状態において前記第1のポートと前記第3のポートとが連通するように制御され、
    前記制御装置は、
    前記流路切換装置が、前記第1のポートが前記追焚用熱交換器へ至る第1のノードと接続され、前記第2のポートが前記第2の開口部に至る第2のノードと接続され、前記第3のポートが前記排水路に接続されている正常施工状態であるか否かを診断するための診断手段を有し、
    前記診断手段は、前記経路開閉装置を閉止した状態での前記注湯路を経由した前記給湯回路からの加熱水または非加熱水の供給中に、前記流路切換装置を前記第1の状態に制御する第1ステージ、前記流路切換装置を前記第2の状態に制御する第2ステージ、および、前記流路切換装置を前記第3の状態に制御する第3ステージのそれぞれを順次実行する、給湯システム。
  2. 前記診断手段は、前記第1および第3ステージの一方、前記第2ステージ、および、前記第1および第3ステージの他方の順番で、前記第1から第3ステージを順次実行する、請求項1記載の給湯システム。
  3. 前記循環経路における通流の有無を検知するための通水検知手段をさらに備え、
    前記診断手段は、
    前記第1から第3ステージのそれぞれにおける前記通水検知手段の出力に基づいて、前記流路切換装置が前記正常施工状態であるか否かを判定するための手段と、
    判定結果に従った情報を出力するための手段とを有する、請求項1または2記載の給湯システム。
  4. 前記判定するための手段は、前記第1および第3ステージにおいて前記循環経路に通流を検出し、前記第2ステージにおいて前記循環経路に通流が検出されないときに、前記流路切換装置が前記正常施工状態であると判定する、請求項3記載の給湯システム。
  5. 前記追焚用熱交換器で発生するドレンを貯留するためのドレンタンクと、
    前記循環経路上において前記合流点から前記流路切換装置までの間に接続されたドレン排出切換装置とをさらに備え、
    前記ドレン排出切換装置は、第1の状態で前記ドレンタンクを前記循環経路と接続する一方で、第2の状態で前記ドレンタンクを前記循環経路から切離すように構成され、
    前記制御装置は、
    前記経路開閉装置を閉状態、前記ドレン排出切換装置を前記第1の状態、前記流路切換装置を前記第3の状態に制御するとともに、前記循環ポンプを作動させることによって前記循環経路を用いて前記ドレンを前記排水路へ排出するためのドレン排出手段をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の給湯システム。
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KR101828145B1 (ko) * 2016-04-26 2018-02-09 전자부품연구원 지역난방 사용자 측 에너지 효율관리 및 고장분석을 위한 IoT 기반 데이터 수집 방법 및 시스템

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