JP2015206574A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】高温差し湯式の風呂給湯システムにおいて、高温水の流出につながる可能性がある漏水を簡易に検知する。【解決手段】差し湯路２７による高温差し湯機能を有する給湯システムにおいて、高温差し湯運転中に出湯路２３からの給湯を検知するための流量センサ９５は、出湯路２３において、バイパス路２５との合流点３２と、浴槽８への注湯路２６との分岐点３３との間に配置される。差し湯電磁弁７５による差し湯路２７の通流遮断時における、流量センサ９５の計算流量および実際の検出流量との比較に基づいて、流量センサ９０から９５までの経路での漏水が検知される。流量センサ９５の計算流量は、流量センサ９０によって検出される缶体１０への入力流量と、分配弁５０の開度に基づく分流比率とによって算出される。【選択図】図１

Description

この発明は、給湯システムに関し、より特定的には、給湯経路から分岐された浴槽への注湯経路および、高温水を浴槽に供給するための差し湯経路による風呂給湯機能を備えた給湯システムに関する。

熱交換器に接続された入水路および出湯路間に、熱交換器をバイパスして入水路および出湯路を連通するバイパス路を設けた、いわゆるバイパス混合式の給湯器が、たとえば、特公平８−３０６０９号公報（特許文献１）に記載されている。バイパス路には、現在位置確認機能を有するバイパス水量調整弁が配置される。

特許文献１には、さらに、熱交換器の通水量を検出するための流量センサによって検出された缶体側通水量と、バイパス水量調整弁の開度に応じた分流比率とによって全通水量を算出し、缶体側通水量（検出値）および全通水量（計算値）の両方がそれぞれの最小作動流量以上となったときに、給湯運転を開始することが記載されている。

特公平８−３０６０９号公報

特許文献１のようなバイパス混合式が適用された給湯システムの一態様として、バイパス路との合流点よりも下流側で出湯路から分岐された浴槽への注湯路に加えて、熱交換器からの高温水を直接浴槽に供給する経路がさらに設けられた、浴槽への高温差し湯機能を有する構成が用いられている。高温差し湯機能を有する給湯システムでは、ポンプおよび熱交換器を含む追焚循環経路を設けることなく、簡易な構成で浴槽湯温の上昇機能を持たせることができる。

一般的に、高温差し湯機能を有する給湯システムでは、差し湯運転時には、通常の給湯運転時よりも缶体からの出力温度が高く制御されるため、差し湯運転中にカラン等が操作されて給湯する場合には、火傷などの防止のため、差し湯運転を中断する必要がある。このため、通常配置される、缶体流量を検出するための流量センサに加えて、給湯を検出するための流量センサの配置がさらに必要になる。

一方で、通常、給湯システムでは、缶体流量が最小作動流量を超えるのに応じて、燃焼を伴う給湯運転が開始される。燃焼運転時において、缶体での発生熱量は、缶体流量に基づいて設定される。したがって、漏水によって、熱交換器の通流量が、検出された缶体流量よりも低下すると、いわゆる空焚き状態の発生により、あるいは、空焚き状態に至らなくとも、漏水箇所から高温水が流出することが懸念される。

したがって、浴槽への高温差し湯機能を有する給湯システムでは、追加的に設けられた流量センサの活用によって、高温水の流出につながる可能性がある漏水を検知することが好ましい。

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、浴槽への高温差し湯機能を有する給湯システムにおいて、高温水の流出につながる可能性がある漏水を簡易に検知することである。

本発明によれば、風呂給湯システムは、高温水生成部と、バイパス路と、分配弁と、第１および第２の流量検出器と、第１および第２の開閉弁と、注湯路と、差し湯路と、漏水検知手段とを備える。高温水生成部は、入水路から流入する低温水を加熱して、給湯のための出湯路へ出力するように構成される。バイパス路は、高温水生成部をバイパスして入水路および出湯路の間を連通させるように構成される。分配弁は、入水路からバイパス路および高温水生成部のそれぞれへの低温水の分流比率を制御するように構成される。第１の流量検出器は、入水路において分配弁と高温水生成部との間に配置される。注湯路は、出湯路において、バイパス路との合流点よりも下流側に位置する第１の分岐点から分岐して浴槽へ注湯するように設けられる。第１の開閉弁は、注湯路に介装されて当該注湯路の開閉を制御する。差し湯路は、出湯路において、バイパス路との合流点よりも前段に位置する第２の分岐点から分岐して、高温水生成部からの高温水を浴槽へ直接供給するように設けられる。第２の開閉弁は、差し湯路に介装されて当該差し湯路の開閉を制御する。第２の流量検出器は、出湯路において、バイパス路との合流点と第１の分岐点との間に配置される。漏水検知手段は、第２の開閉弁の閉状態において、第１および第２の流量検出器の間の高温水生成部を含む経路における漏水の有無を検知する。具体的には、漏水検知手段は、第１の流量検出器による検出流量および分配弁による分流比率に基づいて算出された第２の流量検出器の計算流量と、第２の流量検出器による検出流量との比較に基づいて、漏水を検知する。

上記風呂給湯システムによれば、差し湯路による浴槽への高温水の供給中に出湯路からの給湯を検知するための第２の流量検出器を、出湯路においてバイパス路との合流点および注湯路との分岐点（第１の分岐点）の間に配置した構成とすることができる。そして、第２の開閉弁による差し湯路の遮断時において、第１の流量検出器による高温水生成部への入力流量の検出値と分配弁の開度に基づく分流比率とによって算出された第２の流量検出器の計算流量と、第２の流量検出器の実際の検出流量との比較に基づいて、第１および第２の流量検出器の間の経路での漏水を検知することができる。これにより、比較的簡易な構成および演算処理によって、高温水の流出につながる可能性がある、高温水生成部を含む経路での漏水を検知することができる。

好ましくは、高温水生成部は、第１の流量検出器による検出流量が最小作動流量よりも大きいときに低温水の加熱動作を実行するように構成される。そして、漏水検知手段は、第１の流量検出器による検出流量が最小作動流量を超えたことが検知されたときに、高温水生成部による加熱動作が開始される前に、漏水の有無を検知する処理を実行する。

このようにすると、最小作動流量の検出に応じた加熱動作の開始には、漏水検知手段によって漏水の有無を確認した後に、高温水生成部での実際の加熱動作が開始される。したがって、漏水が生じている状態下で加熱動作が開始されることによって高温水の流出が発生することを、より確実に防止することができる。

さらに好ましくは、給湯システムは、漏水検知手段によって漏水が検知されたときに高温水生成部による加熱動作の実行を禁止するための禁止手段をさらに備える。あるいは好ましくは、高温水生成部は、燃料燃焼によって熱エネルギを発生するための燃焼機構と、熱エネルギによって低温水を加熱するための熱交換器を含む。給湯システムは、漏水検知手段によって漏水が検知されたときに燃焼機構による燃料燃焼の実行を禁止するための禁止手段をさらに備える。

このようにすると、漏水検知時には、高温水生成部での加熱動作を禁止することによって、高温水の流出を確実に防止することができる。

また好ましくは、漏水検知手段は、漏水を検知したときに、入水路の低温水の全量が高温水生成部へ供給されるように分配弁の開度を制御した状態として、第２の流量検出器の計算流量および検出流量との比較に基づく漏水の検知を再度実行する。

このようにすると、第１および第２の流量検出器の間での漏水が検知されたときに、バイパス路ならびに、バイパス路と出湯路との合流点までの高温水生成部を含む経路とのいずれで漏水が発生しているかを判別することができる。

この発明によれば、いわゆる高温差し湯式の風呂給湯システムにおいて、高温水の流出につながる可能性がある漏水を簡易に検知することができる。

本発明の実施の形態に従う給湯システムの概略的な全体構成図である。 図１に示した給湯システムにおける差し湯運転の制御を説明する状態遷移図である。 比較例に従う給湯システムの全体構成図である。 本発明の実施の形態に従う給湯システムにおける漏水検出制御のための処理シーケンスを説明するためのフローチャートである。 本実施の形態に従う給湯システムにおける漏水検知制御の好ましい実行タイミング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。

図１は、本発明の実施の形態に従う給湯システムの概略的な全体構成図である。
図１を参照して、本実施の形態に従う給湯システム１００は、一次熱交換器２０、二次熱交換器３０、および燃焼バーナ４０等が格納された燃焼缶体（以下、単に「缶体」とも称する）１０と、入水路２２と、出湯路２３と、バイパス路２５と、分配弁５０と、流量制御弁５５と、マイクロコンピュータによって構成されるコントローラ２００とを備える。

缶体１０は、入水路２２から流入する低温水を加熱する。缶体１０による加熱後の高温水は、給湯のための出湯路２３へ出力される。入水路２２には、水道水等の低温水が供給される。出湯路２３には、給湯出口において、出湯の逆流を防止するための逆止弁６１が介装配置される。

一方で、バイパス路２５は、入水路２２および出湯路２３の間に、缶体１０をバイパスするように設けられる。入水路２２およびバイパス路２５の間には、流量制御のための分配弁５０が配置される。分配弁５０の開度に応じて、入水路２２への給水量の一部が、入水路２２からバイパス路２５へ分流されるとともに、残りが缶体１０へ流入する。

全体給水量に対する分流の割合は、分配弁５０の開度に応じて制御される。以下では、入水路２２への全体給水量に対する、缶体１０への分流比率をｒ（０＜ｒ≦１．０）とし、バイパス路２５への分流比率を（１−ｒ）とする。

缶体１０において、燃焼バーナ４０は、供給された燃料ガスを燃焼することによって燃焼熱を発生する。燃焼バーナ４０に対する燃料ガスの供給は、元ガス電磁弁４１、ガス比例弁４２および能力切替弁４３ａ〜４３ｃによって制御される。元ガス電磁弁４１は、燃焼バーナ４０への燃料ガスの供給をオンオフする機能を有する。さらに、元ガス電磁弁４１の開弁時において、燃焼バーナ４０へのガス流量は、ガス比例弁４２の開度に応じて制御される。能力切替弁４３ａ〜４３ｃは、複数本のバーナを有する燃焼バーナ４０における、燃料ガスの供給対象となるバーナ本数を切替えるために開閉制御される。

缶体１０での発生熱量は、バーナ本数およびガス流量の組合せによって、すなわちガス比例弁４２の開度および能力切替弁４３ａ〜４３ｃの開閉によって制御される。燃焼バーナ４０では、供給されたガスと、図示しない送風ファンによって供給される燃焼用空気との混合気が図示しない点火装置によって着火される。これにより、燃焼ガスが燃焼されて燃焼バーナ４０からの火炎が生じる。

燃焼バーナからの火炎によって生じる燃焼熱は、缶体１０内で一次熱交換器２０および３０へ与えられる。一次熱交換器２０は、燃焼バーナ４０による燃焼ガスの顕熱（燃焼熱）により低温水を熱交換によって加熱する。二次熱交換器３０は、燃焼バーナからの燃焼排ガスの潜熱によって通流された低温水を熱交換によって加熱する。このように、缶体１０によって、「高温水生成部」が形成される。さらに、燃焼バーナ４０は、「燃焼機構」の一実施例に対応する。すなわち、燃焼バーナ４０での燃料燃焼は、「高温水生成部」による「加熱動作」に対応する。

なお、缶体１０には、水抜き栓１５がさらに設けられる。水抜き栓１５は、ユーザの操作に応じて、缶体１０内の通水路から水を抜くために設けられる。たとえば、給湯システム１００の電源コードをコンセントから抜く等によって凍結防止用ヒータへの電源供給を遮断するときに、水抜き栓１５によって缶体１０内の水を抜くことによって、凍結防止を図ることができる。水抜き栓１５が設けられることにより、給湯システム１００を長期間不使用とする場合に、凍結による機器破損を招くことなく、電源供給を遮断することができる。なお、水抜き栓１５は、缶体１０内の通水路から水を抜くことが可能であれば、任意の個所に配置される。たとえば、図１中に点線で表記されるように、一次熱交換器２０よりも下流側に水抜き栓を配置することも可能である。

バイパス路２５は、合流点３２において出湯路２３と合流する。これにより、給湯システム１００の運転がオンされた状態で、台所や洗面台等のカラン５や図示しないシャワー等の給湯栓が開栓されることによって、缶体１０からの高温水とバイパス路２５を経由した低温水とが混合されて、出湯路２３から給湯される。すなわち、給湯システム１００は、「給湯運転」を実行する。出湯路２３には、流量制御弁５５が設けられる。流量制御弁５５の開度を絞ることによって、出湯路２３からの給湯量を制限することができる。

なお、以下では、浴槽８に対する給湯を「注湯」と表記する一方で、浴槽８以外のカラン５やシャワー（図示せず）等の給湯栓への給湯を、「一般給湯」または、単に「給湯」と表記することとする。

さらに、給湯システム１００は、出湯路２３から分岐して浴槽８へ給湯するための注湯路２６と、缶体１０からの高温水を直接浴槽８へ供給するための差し湯路２７とをさらに備える。

注湯路２６は、出湯路２３上の分岐点３３において、出湯路２３から分岐される。分岐点３３は、バイパス路２５との合流点３２よりも下流側に設けられる。一方で、差し湯路２７は、合流点３２よりも上流側の分岐点３１において、出湯路２３から分岐される。分岐点３１および合流点３２の間には、逆止弁５２が介装される。逆止弁５２によって、分岐点３１を経由して差し湯路２７へ流れる缶体１０からの高温水に、バイパス路２５を経由した低温水が混合することが回避される。

注湯路２６は、出湯路２３の分岐点３３から浴槽８内の浴槽アダプタ８５へ、高温水および低温水が混合された出湯路２３の湯を供給する。注湯路２６および差し湯路２７は、合流点３４で合流して、浴槽８内の浴槽アダプタ８５へ至る。

注湯路２６において、分岐点３３および合流点３４の間には、注湯路２６による通流路を開閉するための注湯電磁弁６０が設けられる。すなわち、注湯電磁弁６０は、「第１の開閉弁」に対応する。缶体１０での加熱動作（燃焼バーナ４０による燃料燃焼）の実行時に注湯電磁弁６０が開弁されることによって、給湯システム１００は、出湯路２３から浴槽８へ給湯する「注湯運転」を実行する。

差し湯路２７には、通流路を開閉するための差し湯電磁弁７５と、差し湯路２７の通流量を制御するための差し湯流量制御弁７０とが配置される。すなわち、差し湯電磁弁７５は、「第２の開閉弁」に対応する。缶体１０での加熱動作（燃焼バーナ４０による燃料燃焼）の実行時に差し湯電磁弁７５が開弁されることによって、給湯システム１００は、缶体１０から出力された高温水を、低温水と混合することなく浴槽８へ供給する「高温差し湯運転（以下、単に「差し湯運転」とも称する）」を実行する。

合流点３４および浴槽アダプタ８５の間には、逆止弁６２および６４が二重に介装配置される。逆止弁６２，６４によって、浴槽８内の湯水が逆流することを防止できる。

次に、給湯システム１００における各種センサの配置を説明する。
入水路２２には、缶体１０の通流量Ｑｈｂ（以下、「缶体流量Ｑｈｂ」とも称する）を検出するための流量センサ９０が設けられる。流量センサ９０は、分配弁５０よりも下流側（缶体側）に配置される。同様に、注湯路２６には、注湯路２６の通流量Ｑｂｔ（以下、「注湯流量Ｑｂｔ」とも称する）を検出するための流量センサ９７が配置される。また、出湯路２３には、流量センサ９５が配置される。流量センサ９５は、分岐点３３よりも上流側（缶体側）に配置される。流量センサ９５によって、カラン５等（給湯栓）への給湯流量と、注湯路２６による浴槽への注湯流量との和である、出湯路２３のトータル流量Ｑｔｌが検出される。

流量センサ９０，９５，９７は、代表的には、流量に応じて回転速度が変化する回転体（羽根車）を内蔵した羽根車式センサによって構成される。

入水路２２には、缶体１０へ入力される低温水の温度Ｔｃｗ（以下、入水温度Ｔｃｗとも称する）を検出するための温度センサ８２が設けられる。出湯路２３において、分岐点３１よりも上流側（缶体側）に、缶体１０からの出力温度Ｔｈｂ（以下、「缶体温度Ｔｈｂ」とも称する）を検出するための温度センサ８４が設けられる。

さらに、合流点３２および分岐点３３の間には、出湯路２３からの出湯温度Ｔｈｗを検出するための温度センサ８６が設けられる。また、浴槽アダプタ８５から浴槽８へ出力される湯温Ｔｂｔを検出するための温度センサ８８が設けられる。温度センサ８８は、合流点３４よりも下流側（浴槽側）に配置される。温度センサ８２，８４，８６，８８は、代表的には、温度に依存して電気抵抗が変化するサーミスタによって構成される。

コントローラ２００は、各センサからの出力信号（検出値）および、図示しないリモコン装置へ入力されたユーザ操作を受けて、給湯システム１００の全体動作を制御するために、各機器への制御指令を発生する。制御指令には、各弁（各電磁弁および各流量制御弁）の開閉および開度の指令が含まれる。

ユーザ操作には、給湯システム１００の運転オン／オフ指令および、設定温度（Ｔｒ＊）指令が含まれる。運転オン／オフ指令には、給湯運転、注湯運転、差し湯運転および差し水運転のオン／オフ指令が含まれる。また、設定温度Ｔｒ＊指令は、給湯運転および注湯運転で別個に設定することが好ましい。一般的に、差し湯運転および差し水運転は、ユーザにより温度設定を伴うことなく、当該運転のオン／オフのみがユーザから指示される。

コントローラ２００は、給湯システム１００の給湯運転、注湯運転または差し湯運転指令がオンされると、流量センサ９０によって検出される缶体流量Ｑｈｂが最低作動流量（ＭＯＱ）を超えるのに応じて、缶体１０による加熱動作（燃焼バーナ４０による燃料燃焼）を開始する。これにより、給湯運転が実行される。

ユーザによって、浴槽８への湯張りのための注湯運転が指示されると、給湯運転の実行状態で注湯電磁弁６０が開弁されることにより、注湯路２６によって、出湯路２３の湯が、浴槽８に供給される。

コントローラ２００は、缶体１０での加熱動作時には、缶体１０での要求発生熱量Ｐ＊を算出する。具体的には、まず、設定温度Ｔｒ＊および分配弁５０による分流比率ｒから缶体温度Ｔｈｂの目標値（Ｔｈｂ＊）が算出される。缶体１０での昇温量をΔＴとすると缶体温度Ｔｈｂ＝Ｔｃｗ＋ΔＴとなるため、缶体温度の上記目標値から入水温度Ｔｃｗを減算することによって、昇温量ΔＴを求めることができる。

コントローラ２００は、缶体１０での要求発生熱量Ｐ＊を、缶体流量Ｑｈｂおよび昇温量ΔＴから算出する（Ｐ＊＝Ｑｈｂ・ΔＴ）。さらに、コントローラ２００は、要求発生熱量Ｐ＊に応じて、燃焼バーナ４０への供給ガス量を設定する。コントローラ２００は、元ガス電磁弁４１を開弁するとともに、設定された供給ガス量に従って、ガス比例弁４２の開度および能力切替弁４３ａ〜４３ｃの開閉を制御する。

なお、コントローラ２００は、流量制御弁５５の開度を制御することによって、出湯路２３の通流量を制御することができる。たとえば、燃焼開始直後の加熱能力が不足する期間中において、給湯（一般給湯）および／または注湯（風呂給湯）の流量を絞るように流量制御弁５５の開度を制御することによって、出湯温度Ｔｈｗの低下を防止できる。また、コントローラ２００は、燃焼開始直後以外でも、最大号数で運転する場合や、最大許容流量で運転する場合等に、設定温度Ｔｒ＊に従って出湯するために、流量制御弁５５によって出湯流量を絞る制御を実行することができる。

上述のように、本実施の形態に従う給湯システム１００は、給湯経路から分岐された浴槽８への注湯路２６と、高温水を浴槽８に供給するための差し湯路２７とによる風呂給湯機能を具備している。特に、差し湯路２７による差し湯運転によって、ポンプおよび熱交換器を含む追焚循環経路を設けることなく、簡易な構成で浴槽湯温の上昇機能を持たせることができる。

図２は、給湯システム１００における差し湯運転の制御を説明する状態遷移図である。
図２を参照して、差し湯運転のオフ状態から、ユーザ操作によって差し湯運転の実行を指示する差し湯スイッチ（図示せず）がオンされると、給湯運転または注湯運転の非実行中であることを条件に、差し湯運転がオンされる。一方で、給湯運転または注湯運転の実行中には、差し湯スイッチがオンされていても、給湯運転または注湯運転が終了するまで、差し湯運転の開始は待機される。すなわち、給湯システム１００では、給湯運転が、差し湯運転よりも優先される。

したがって、差し湯運転の実行中に、カラン５（図１）等の開栓によって給湯運転が開始されると、差し湯運転は一時的に中断されて待機状態とされる。そして、差し湯運転の待機状態時にカラン５（図１）等の閉栓によって給湯運転が終了されると、差し湯運転が再び実行される。一方で、差し湯運転の実行時または待機状態時に、ユーザ操作によって差し湯スイッチ（図示せず）がオフされると、差し湯運転は終了される。

差し湯運転では、缶体温度Ｔｈｂの目標値Ｔｈｂ＊が、給湯運転および注湯運転時よりも上昇される。たとえば、給湯運転および注湯運転時では、缶体温度目標値Ｔｈｂ＊は、Ｔｈｂ＊≦Ｔ２の範囲内で、注湯運転および給湯運転の設定温度Ｔｒ＊に対してＴｒ＊＋α（α：所定値）に制御される。すなわち、Ｔ２は、給湯運転および注湯運転時における缶体温度目標値Ｔｈｂ＊の上限温度である。たとえば、α＝２５℃、Ｔ２＝７５℃程度である。これにより、バイパス路２５を経由する低温水との混合により、出湯温度Ｔｈｗが設定温度Ｔｒ＊に制御される。

これに対して、差し湯運転における缶体温度目標値Ｔｈｂ＊は、所定温度Ｔ１に設定される。この所定温度Ｔ１は、給湯運転および注湯運転時での缶体温度目標値Ｔｈｂ＊の上限温度Ｔ２よりも高く設定される（Ｔ１＞Ｔ２）。たとえば、Ｔ１＝８５℃程度である。差し湯運転では、差し湯電磁弁７５が開弁されることにより、缶体１０から出力された高温水（Ｔｈｂ＝Ｔ１）が、バイパス路２５からの低温水と混合されることなく、差し湯路２７を経由して、浴槽８に対して供給される。さらに、差し湯流量制御弁７０によって差し湯路２７の流量が制御される。

このように、差し湯運転時には、給湯運転時よりも缶体温度Ｔｈｂが上昇されるので、上述のように、給湯運転中には、差し湯運転を非実行ないし中断することが必要である。差し湯運転の中断時（待機状態）には、差し湯電磁弁７５が閉弁されるとともに、缶体温度目標値Ｔｈｂ＊は、給湯運転時に戻される（Ｔｈｂ＊＝Ｔｒ＊＋α）。

したがって、高温差し湯機能を有する給湯システム１００では、出湯路２３からの給湯（一般給湯）が行なわれていることを検出するための流量センサ９５の配置が必要である。すなわち、図２に示した状態遷移図における、給湯中であるか否か、ならびに、給湯の開始および終了を検知するために、流量センサ９５を配置することが必要である。

本実施の形態に従う給湯システム１００では、給湯運転を検出するための流量センサ９５が、出湯路２３上において、出湯路２３および注湯路２６の分岐点３３よりも上流側（缶体側）に配置されている。

図３には、流量センサ９５の配置個所が異なる比較例の給湯システム１００♯が示される。

図３を参照して、比較例の給湯システム１００♯では、流量センサ９５は、出湯路２３において、分岐点３３よりも下流側に設けられている。したがって、給湯システム１００♯では、流量センサ９５は、流量センサ９７によって検出される注湯路２６の流量Ｑｂｔとは切り離して、カラン５等の開栓による一般給湯の流量Ｑｓｐを直接検出することができる。

一方で、流量センサ９５がカラン５等による給湯口と接近することにより、配管の形状や長さによっては、圧力変動によって流量センサ９５に内蔵された回転体が回転することにより、流量の検出誤差が発生することが懸念される。

また、給湯システム１００♯では、缶体１０からの出力流量は流量センサ９５および９７に分流されることになる。このため、流量センサ９５または９７による検出流量によって、缶体１０からの出力湯量を直接把握することができない。

再び図１を参照して、本実施の形態に従う給湯システム１００（図１）では、流量センサ９５が、バイパス路２５との合流点３２および注湯路２６との分岐点３３の間、特に、流量制御弁５５よりも上流側に配置されている。このため、下流側の圧力変動の影響を受け難くなるので、出湯路２３の流量の検出精度が向上する。以下では、流量センサ９５による検出流量をトータル流量Ｑｔｌとも称する。

差し湯電磁弁７５が開状態および閉状態のいずれであっても、カラン５等の開栓によって出湯路２３からの一般給湯が実行されると、流量センサ９５によって流量の発生が検出できる。したがって、流量センサ９５によって、図２に示した状態遷移図中における、給湯運転の開始および終了（実行／非実行）を検出することができる。また、流量センサ９７による注湯流量Ｑｂｔを流量センサ９５によるトータル流量Ｑｔｌから減算する演算処理を実行すると、図３の配置と同様に、一般給湯の流量を算出することも可能である。

さらに、給湯システム１００では、差し湯電磁弁７５の閉弁時には、缶体１０から出力された高温水と、バイパス路２５を経由した低温水との全量が流量センサ９５を通過することになる。

したがって、入水路２２の流量センサ９０によって検出される缶体１０への入力流量と、分配弁５０の開度に応じた缶体１０への分流比率ｒとに基づいて、流量センサ９５で検出されるべき、トータル流量Ｑｔｌについての計算流量を算出することが可能となる。

これにより、本実施の形態に従う給湯システム１００では、流量センサ９５による検出流量と計算流量との比較によって、缶体１０における漏水の有無を検知することができる。

ここで、給湯システム１００では、図１に示した水抜き栓１５の閉栓忘れ、あるいは、配管やパッキン等の破損によって漏水が発生すると、カラン５（図１）やシャワー等の給湯栓、注湯電磁弁６０および、差し湯電磁弁７０の開閉によらず、給湯システムの運転がオンされている状態では、閉栓忘れの水抜き栓１５を含む漏水箇所からの漏れ流量によって缶体流量Ｑｈｂが最小動作流量（ＭＯＱ）を超えることによって、缶体１０による加熱動作（燃焼バーナ４０による燃料燃焼）が開始される虞がある。

図１中に実線で示された水抜き栓１５の閉栓忘れや、配管やパッキン等の破損によって、一次熱交換器２０の上流側で缶体１０の通水路からの漏水が生じている状態で缶体１０による加熱動作、すなわち、燃焼バーナ４０による燃料燃焼が実行されると、缶体１０において、発生熱量に対する流量が少なくなることによって、いわゆる空焚き状態が発生する虞がある。さらに、空焚きによる高温水が漏水箇所（閉栓忘れの水抜き栓１５を含む）、過圧防止安全弁（図示せず）あるいは、浴槽アダプタ８５から流出してしまうことが懸念される。また、図１に点線で示したように配置された水抜き栓１５の閉栓忘れや、配管やパッキン等の破損によって、一次熱交換器２０の下流側で漏水が発生している状態で缶体１０による加熱動作が実行されると、空焚き状態とはならないが、缶体１０から出力された高温水が、高温のまま、漏水箇所（閉栓忘れの水抜き栓１５を含む）から流出してしまうことが懸念される。

このため、給湯システム１００では、安全対策の面からも、缶体１０の前後の通水路からの漏水を検知することが重要である。

したがって、本実施の形態に従う給湯システム１００では、このような高温水の流出を防止するために、流量センサ９５を用いて、流量センサ９０および９５間の経路における、水抜き栓１５の閉栓操作忘れを含む漏水を検出するための制御を実行する。

図４は、本発明の実施の形態に従う給湯システムにおける漏水検知制御のための処理シーケンスを説明するためのフローチャートである。図４のフローチャートに示す制御処理は、コントローラ２００によって任意のタイミングで実行することができる。

図４を参照して、コントローラ２００は、ステップＳ１００により、漏水検知のための条件が成立しているか否かを判定する。たとえば、差し湯電磁弁７５が閉状態であるか否かが、ステップＳ１１０では判定される。上述のように、差し湯電磁弁７５の開弁時には、缶体１０から出力された高温水が差し湯路２７に分流されるので、ステップＳ１００がＮＯ判定とされて、以下のステップＳ１１０〜Ｓ１８０による漏水検知のための処理は非実行とされる。

コントローラ２００は、漏水検知条件の成立時（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０により、流量センサ９０，９５によって、缶体流量Ｑｈｂおよびトータル流量Ｑｔｌを検出する。コントローラ２００は、ステップＳ１２０により、分配弁５０の開度に基づいて、入水路２２への全体給水量に対する缶体１０への分流比率ｒを設定する。

コントローラ２００は、ステップＳ１３０により、流量センサ９５における計算流量Ｑ＊を参照する。計算流量Ｑ＊は、ステップＳ１１０で検出された缶体流量ＱｈｂおよびステップＳ１２０で設定された分流比率ｒ（０＜ｒ≦１．０）に基づいて、下記（１）式に従って算出することができる。

Ｑ＊＝Ｑｈｂ／ｒ ・・・（１）
さらに、コントローラ２００は、ステップＳ１４０により、計算流量Ｑ＊と、流量センサ９５によって検出されたトータル流量Ｑｔｌとの流量差（Ｑ＊−Ｑｔｌ）が、ε１〜ε２の範囲内であるか否かを判定する（ε１＜０，ε２＞０）。ε１，ε２は、Ｑ＊およびＱｔｌが同等であることを判定するための、予め定められた判定値である。

コントローラ２００は、ε１＜（Ｑ＊−Ｑｔｌ）＜ε２の成立時（Ｓ１４０のＹＥＳ判定時）、すなわち、流量センサ９５の計算流量および検出流量が同等である場合には、ステップＳ１５０に処理を進めて、漏水を非検知とする。

これに対して、コントローラ２００は、ε１＜（Ｑ＊−Ｑｔｌ）＜ε２の非成立時（Ｓ１４０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１６０により、流量センサ９０および９５の間の経路での漏水を検出する。図１から理解されるように、高温水の流出につながる可能性がある漏水が発生した場合には、ステップＳ１６０により漏水が検知される。

コントローラ２００は、漏水検知時（Ｓ１６０）には、缶体１０による加熱動作、具体的には、燃焼バーナ４０による燃料燃焼を禁止することが好ましい（ステップＳ１７０）。さらに、コントローラ２００は、ステップＳ１８０により、ユーザに対して、缶体１０を含む経路で漏水が発生していることを報知する警告メッセージを出力することが好ましい。たとえば、図示しないリモコン装置の表示画面（液晶画面等）に、所定の表示コードを表示することによって、当該警告メッセージをユーザに出力することができる。

このように、本実施の形態による給湯システムによれば、出湯路２３において注湯路２６との分岐点３３よりも上流側（缶体側）に配置された流量センサ９５の検出流量と計算流量との比較に基づいて、高温水の流出につながる可能性がある、流量センサ９０から９５までの経路における漏水を検知することができる。ここで、流量センサ９５の計算流量は、缶体１０の入力側に配置された流量センサ９０の検出流量と、分配弁５０の開度に基づく分流比率とに基づいて算出することができるので、比較的簡易な構成および演算処理によって、缶体１０を含む経路における漏水を検知することができる。そして、漏水検知時には、缶体１０での加熱動作を禁止することによって、高温水の流出が発生することを防止できる。

なお、図１から理解されるとおり、流量センサ９０から合流点３２までの缶体１０を含む経路に漏水が発生していなくても、バイパス路２５に漏水が発生している場合には、ステップＳ１６０によって漏水が検知される。したがって、分配比率ｒ＝１．０（入水流量の全量が缶体１０を通過する状態）となるように分配弁５０の開度を制御した状態で、上述の漏水検知制御を実行することによって、空焚きにつながる缶体１０を含む経路での漏水の有無を検知できる。

あるいは、任意の分配比率ｒで行われた漏水検知制御によって漏水が検知された場合には、分配弁５０によって分配比率ｒ＝１．０に制御した状態で、漏水検知制御を再度実行することが好ましい。この再度の漏水検知制御によって、漏水の発生個所が、缶体１０を含む経路およびバイパス路２５のいずれであるかを判別することが可能となる。

図５は、本実施の形態に従う給湯システムにおける漏水検知制御の好ましい実行タイミングを説明するためのフローチャートである。図５のフローチャートに示す制御処理は、給湯システム１００での加熱動作の停止時に、ユーザ操作によって、給湯運転、注湯運転または、差し湯運転の開始が指示されたときに、コントローラ２００によって起動される。

図５を参照して、コントローラ２００は、ステップＳ２００により、流量センサ９０によって検出される缶体流量Ｑｈｂが最小作動流量（ＭＯＱ）を超えているかどうかを検出する。缶体流量Ｑｈｂが最小作動流量ＭＯＱより低い状態では（Ｓ２００がＮＯ判定）、コントローラ２００は、ステップＳ２００以降には処理を進めない。

給湯運転、注湯運転または、差し湯運転の開始が指示された後に、缶体流量ＱｈｂがＭＯＱを超えることによってＭＯＱが検出されると（Ｓ２００のＹＥＳ判定時）、コントローラ２００は、ステップＳ３００に処理を進めて、図４に示した漏水検知制御を実行する。ステップＳ３００の漏水検知制御では、図４中のステップＳ１００〜Ｓ１６０の処理が実行される。

コントローラ２００、漏水検知制御（Ｓ３００）の実行後、ステップＳ４００により、漏水検知制御によって漏水が検知されたかどうかを判定する。コントローラ２００は、漏水が検知されなかった場合（Ｓ４００のＮＯ判定時）には、ステップＳ５００に処理を進めて、ＭＯＱ検出に応じて、缶体１０における加熱動作を開始する。これにより、燃焼バーナ４０による燃料燃焼が開始される。これにより、ユーザから要求された、給湯運転、注湯運転または、差し湯運転が実行される。

一方で、コントローラ２００は、漏水検知制御（Ｓ３００）において漏水が検知された場合（Ｓ４００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ６００に処理を進めて、ＭＯＱが検出されても、缶体１０による加熱動作を禁止する。これにより、燃焼バーナ４０による燃料燃焼の開始が禁止される。したがって、漏水の検知時には、給湯運転、注湯運転および、差し湯運転は、ユーザから要求されても非実行とされる。このように、ステップＳ６００による処理によって、「禁止手段」の機能が実現される。また、図４のステップＳ１００〜Ｓ１６０の処理によって、「検知手段」の機能が実現される。

なお、漏水が検知された場合には、コントローラ２００は、ステップＳ６００において、ステップＳ１８０（図４）と同様に、漏水が発生していることを報知する警告メッセージを出力することが好ましい。

図５に従って漏水検知制御を実行することにより、ユーザからの運転要求によりＭＯＱ検出に応じて給湯システム１００での加熱動作（燃焼運転）が開始される前に、本実施の形態に従う漏水検知を実行することができる。これにより、漏水に起因する高温水の流出が発生することをより確実に防止することができる。

なお、本実施の形態では、燃料ガスの燃焼によって缶体で低温水を加熱する構成を例示したが、本発明の適用はこのような例に限定されるものではない。すなわち、缶体における低温水を加熱するための熱源を特に限定することなく、浴槽への高温差し湯のための経路を具備する給湯システムに対して共通に、本実施の形態に従う漏水検知制御を適用することが可能である。

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。

５ カラン、８ 浴槽、１０ 缶体、１５ 水抜き栓、２０ 一次熱交換器、２２ 入水路、２３ 出湯路、２５ バイパス路、２６ 注湯路、２７ 差し湯路、３０ 二次熱交換器、３１ 分岐点（差し湯路）、３２ 合流点（バイパス路）、３３ 分岐点（注湯路）、３４ 合流点（差し湯路）、４０ 燃焼バーナ、４１ 元ガス電磁弁、４２ ガス比例弁、４３ａ〜４３ｃ 能力切替弁、５０ 分配弁、５２，６１，６２ 逆止弁、５５ 流量制御弁、６０ 注湯電磁弁、７０ 差し湯流量制御弁、７５ 差し湯電磁弁、８０ 分配弁、８２，８４，８６，８８ 温度センサ、８５ 浴槽アダプタ、９０ 流量センサ（缶体流量）、９５ 流量センサ（トータル流量）、９７ 流量センサ（注湯流量）、１００，１００♯ 給湯システム、２００ コントローラ、Ｑ＊ 計算流量、Ｑｂｔ 注湯流量、Ｑｈｂ 缶体流量、Ｑｔｌ トータル流量、Ｔｂｔ 湯温（浴槽入口）、Ｔｃｗ 入水温度、Ｔｈｂ 缶体温度、Ｔｈｂ＊ 缶体温度目標値、Ｔｈｗ 出湯温度、Ｔｒ＊ 設定温度、ｒ 分流比率（分配流量制御弁）。

Claims (5)

1. 入水路から流入する低温水を加熱して、給湯のための出湯路へ出力する高温水生成部と、
   前記高温水生成部をバイパスして入水路および出湯路の間を連通させるためのバイパス路と、
   前記入水路から前記バイパス路および前記高温水生成部のそれぞれへの前記低温水の分流比率を制御するための分配弁と、
   前記入水路において前記分配弁と前記高温水生成部との間に配置された第１の流量検出器と、
   前記出湯路において、前記バイパス路との合流点よりも下流側に位置する第１の分岐点から分岐して浴槽へ注湯するための注湯路と、
   前記注湯路に介装されて当該注湯路の開閉を制御するための第１の開閉弁と、
   前記出湯路において、前記バイパス路との合流点よりも前段に位置する第２の分岐点から分岐して、前記高温水生成部からの高温水を前記浴槽へ直接供給するための差し湯路と、
   前記差し湯路に介装されて当該差し湯路の開閉を制御するための第２の開閉弁と、
   前記出湯路において、前記バイパス路との合流点と前記第１の分岐点との間に配置された第２の流量検出器と、
   前記第２の開閉弁の閉状態において、前記第１および第２の流量検出器の間の前記高温水生成部を含む経路における漏水の有無を検知するための漏水検知手段とを備え、
   前記漏水検知手段は、前記第１の流量検出器による検出流量および前記分配弁による前記分流比率に基づいて算出された前記第２の流量検出器の計算流量と、前記第２の流量検出器による検出流量との比較に基づいて、前記漏水を検知する、給湯システム。
2. 前記高温水生成部は、前記第１の流量検出器による検出流量が最小作動流量よりも大きいときに前記低温水の加熱動作を実行するように構成され、
   前記漏水検知手段は、前記第１の流量検出器による検出流量が最小作動流量を超えたことが検知されたときに、前記高温水生成部による前記加熱動作が開始される前に、前記漏水の有無を検知する処理を実行する、請求項１記載の給湯システム。
3. 前記漏水検知手段によって前記漏水が検知されたときに、前記高温水生成部による前記加熱動作の実行を禁止するための禁止手段をさらに備える、請求項２記載の給湯システム。
4. 前記高温水生成部は、
   燃料燃焼によって熱エネルギを発生するための燃焼機構と、
   前記熱エネルギによって前記低温水を加熱するための熱交換器を含み、
   前記給湯システムは、
   前記漏水検知手段によって前記漏水が検知されたときに、前記燃焼機構による前記燃料燃焼の実行を禁止するための禁止手段をさらに備える、請求項１または２に記載の給湯システム。
5. 前記漏水検知手段は、
   前記漏水を検知したときに、前記入水路の前記低温水の全量が前記高温水生成部へ供給されるように前記分配弁の開度を制御した状態として、前記第２の流量検出器の前記計算流量および前記検出流量との比較に基づく前記漏水の検知を再度実行する、請求項１記載の給湯システム。

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