JP2016217551A - 貯湯式給湯機 - Google Patents
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Abstract
【課題】水漏れが生じた場合でも、運転停止を確実に行うことができ、空焚き等を防止して信頼性を向上させる。
【解決手段】貯湯式給湯機41は、HPユニット7、貯湯タンク8、熱源ポンプ10、HP往き配管11、HP戻り配管12、ヒータ14、給湯用熱交換器20、給湯用ポンプ22、フローセンサ30,31、制御部42、リモコン43等を備える。HP往き配管11、HP戻り配管12等は、HPユニット7と貯湯タンク8との間で湯水を循環させる循環回路13を構成する。制御部42は、加熱制御の実行中において、フローセンサ30,31により検出される流量Q1,Q2の流量差が正常範囲から外れた場合に、循環回路13の水漏れ、または、フローセンサ30,31の故障が発生したと判定する。そして、リモコン43の報知部43aにより異常の発生を報知する。
【選択図】図3
【解決手段】貯湯式給湯機41は、HPユニット7、貯湯タンク8、熱源ポンプ10、HP往き配管11、HP戻り配管12、ヒータ14、給湯用熱交換器20、給湯用ポンプ22、フローセンサ30,31、制御部42、リモコン43等を備える。HP往き配管11、HP戻り配管12等は、HPユニット7と貯湯タンク8との間で湯水を循環させる循環回路13を構成する。制御部42は、加熱制御の実行中において、フローセンサ30,31により検出される流量Q1,Q2の流量差が正常範囲から外れた場合に、循環回路13の水漏れ、または、フローセンサ30,31の故障が発生したと判定する。そして、リモコン43の報知部43aにより異常の発生を報知する。
【選択図】図3
Description
本発明は、温水の貯湯及び給湯が可能な貯湯式給湯機に関する。
従来技術として、例えば特許文献1,2に記載されているような貯湯式給湯機が知られている。従来技術の給湯機は、ヒートポンプなどの加熱手段により加熱された湯を貯湯タンクに貯留しておき、貯湯タンクから取出した湯を用いて浴槽、シャワー、台所及び洗面所の蛇口等の給湯対象に給湯するものである。また、従来技術では、湯水の循環水路に水流センサを配置し、水流が停止した場合に給湯運転を終了するようにしている。
しかしながら、上述した従来技術では、例えば循環水路に水漏れが生じると、給湯運転を停止できない可能性がある。即ち、循環水路から湯水が漏れている状態では、給湯を停止する操作が行われても、循環水路の水流が停止しないので、水流センサにより水流の停止を検出できず、給湯運転が継続されるという問題がある。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、水漏れが生じた場合でも、運転停止を確実に行うことができ、空焚き等を防止して信頼性を向上させることが可能な貯湯式給湯機を提供することを目的としている。
本発明による貯湯式給湯機は、湯水を加熱して温水を生成する加熱手段と、加熱手段により生成した湯水を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクから加熱手段に向かって流れる温水が流通する往き配管と往き配管と加熱手段から貯湯タンクに向かって流れる湯水が流通する戻り配管とを有する循環回路と、貯湯タンクから加熱手段に向かって流れる湯水が流通する往き配管と加熱手段から貯湯タンクに向かって流れる湯水が流通する戻り配管とを有する循環回路と、循環回路に湯水を循環させるポンプと、往き配管を流れる湯水の流量を上流側流量として検出する第1の流量検出手段と、戻り配管を流れる湯水の流量を下流側流量として検出する第2の流量検出手段と、加熱手段及びポンプを制御する機能を有し、ポンプを作動させた状態で上流側流量と下流側流量との流量差が正常範囲から外れた場合に、循環回路の水漏れまたは第1,第2の流量検出手段の故障からなる異常が発生したと判定する制御部と、制御部から指令を受けて、異常の発生を報知する報知手段と、を備えている。
本発明によれば、第1,第2の流量検出手段は、それぞれ循環回路の上流側流量、下流側流量で水流を検出し、両者を比較することにより、検出結果に基いて循環回路の水漏れを検出することができる。これにより、水漏れの発生時には、循環回路内の湯水がなくなる前に加熱手段を停止させることができ、加熱手段の空焚きを回避することができる。従って、加熱手段を保護し、貯湯式給湯機の信頼性を向上させることができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書で使用する各図においては、共通する要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本発明は、以下の各実施の形態に示す構成のうち、組合わせ可能な構成のあらゆる組合わせを含むものである。また、本明細書において、「湯水」とは、温水(湯)及び水を総称している。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による貯湯式給湯機を示す構成図である。この図に示すように、貯湯式給湯機41は、ヒートポンプサイクルを利用するHPユニット7と、タンクユニット40とを備えている。HPユニット7は、後述する貯湯タンク8の下部または給水配管16から供給される湯水を加熱して温水を生成するもので、本実施の形態の加熱手段を構成している。HPユニット7は、圧縮機1、水冷媒熱交換器3、膨張弁4及び空気熱交換器6を冷媒配管5により環状に接続したもので、ヒートポンプサイクルを構成している。水冷媒熱交換器3は、冷媒配管5を流れる冷媒と、貯湯タンク8から導入された低温水との間で熱交換を行うためのものである。
図1は、本発明の実施の形態1による貯湯式給湯機を示す構成図である。この図に示すように、貯湯式給湯機41は、ヒートポンプサイクルを利用するHPユニット7と、タンクユニット40とを備えている。HPユニット7は、後述する貯湯タンク8の下部または給水配管16から供給される湯水を加熱して温水を生成するもので、本実施の形態の加熱手段を構成している。HPユニット7は、圧縮機1、水冷媒熱交換器3、膨張弁4及び空気熱交換器6を冷媒配管5により環状に接続したもので、ヒートポンプサイクルを構成している。水冷媒熱交換器3は、冷媒配管5を流れる冷媒と、貯湯タンク8から導入された低温水との間で熱交換を行うためのものである。
タンクユニット40には、貯湯タンク8を含めて、以下に述べる各種の部品、配管等が内蔵されている。貯湯タンク8は、HPユニット7により生成した温水を貯留するものである。貯湯タンク8の上部には、水導入口8a及び水導出口8cが設けられ、貯湯タンク8の下部には、水導出口8b及び水導入口8dが設けられている。水導出口8bは、HP往き配管11を介して水冷媒熱交換器3の2次側流入口に接続されている。貯湯タンク8の水導出口8bから取出された湯水は、HP往き配管11を流通すると共に、水冷媒熱交換器3の2次側を流通する。
HP往き配管11は、貯湯タンク8からHPユニット7に向かって流れる温水が流通するもので、水冷媒熱交換器3の2次側流入口と熱源ポンプ10の吐出口とを接続する配管11aと、熱源ポンプ10の吸込口と貯湯タンク8の水導出口8bとを接続する配管11bとにより構成されている。一方、貯湯タンク8の水導入口8aは、HP戻り配管12を介して水冷媒熱交換器3の2次側流出口に接続されている。HP戻り配管12は、水冷媒熱交換器3の2次側を流れる湯水を貯湯タンク8の水導入口8aに湯水を戻すものである。HP戻り配管12は、HP往き配管11とHPユニット7から貯湯タンク8に向かって流れる湯水が流通するもので、水冷媒熱交換器3の2次側流出口とヒータ14の流入口とを接続する配管12aと、ヒータ14の流出口と貯湯タンク8の水導入口8aとを接続する配管12bとにより構成されている。
なお、本実施の形態では、水冷媒熱交換器3と貯湯タンク8との間で湯水が循環する流路のうち、水漏れの検出対象となる部分を循環回路13と表記する。循環回路13は、HP往き配管11の配管11a、HP戻り配管12の配管12a、水冷媒熱交換器3の2次側の流路、熱源ポンプ10及びヒータ14により構成されている。循環回路13は、貯湯タンク8以外から湯水の出入りがない閉水路を構成している。
HP往き配管11の途中には、循環回路13に湯水を循環させる熱源ポンプ10が設けられている。HP戻り配管12の途中には、電気式のヒータ14が設けられている。ヒータ14は、寒冷時等において、HP戻り配管12を流れる湯水を補助的に加熱するものである。HP往き配管11の配管11bの途中には、水道等の水源から低温水を供給する給水配管16が接続されている。給水配管16の途中には、止水栓17が設けられている。
貯湯式給湯機41の設置時には、止水栓17を開くと、水源から供給される低温水が給水配管16、止水栓17及び配管11bの一部を経由して貯湯タンク8の水導出口8bに流入し、貯湯タンク8内に低温水が充填される。この状態で、熱源ポンプ10及び給湯用ポンプ22を作動させると、循環回路13を含む各配管、ヒータ14、給湯用熱交換器20等に水が充填される。続いて、止水栓17を閉じることにより、循環回路13を水源から遮断して閉水路を構成し、貯湯式給湯機41を作動可能とすることができる。
貯湯タンク8の水導出口8cは、温水取出配管19を介して給湯用熱交換器20の1次側流入口に接続されている。温水取出配管19は、貯湯タンク8の水導出口8cから取出した高温水を給湯用熱交換器20の1次側に流入させるものである。給湯用熱交換器20は、貯湯タンク8から取出した高温水と、後述する加熱対象水との間で熱交換を行うことにより、加熱対象水を加熱するものである。給湯用熱交換器20の1次側流出口は、給湯用戻り配管21を介して貯湯タンク8の水導入口8dに接続されている。給湯用戻り配管21は、給湯用熱交換器20の1次側から流出した湯水を貯湯タンク8の水導入口8dに戻すものである。給湯用戻り配管21の途中には、給湯用ポンプ22が接続されている。給湯用ポンプ22は、貯湯タンク8の水導出口8cから取出した高温水を給湯用熱交換器20の1次側に循環させるものである。
また、貯湯式給湯機41は、給湯用熱交換器20の2次側を構成する給水配管23、熱交換器流入配管24、熱交換器流出配管25、混合弁26及び給湯配管27を備えている。なお、この2次側の構成は、本実施の形態で示す一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。給水配管23は、水源からの低温水を給湯用熱交換器20の2次側及び混合弁26に供給するものである。熱交換器流入配管24は、給水配管23から分岐して給湯用熱交換器20の2次側流入口に接続されている。熱交換器流入配管24は、給水配管23を流れる低温水の一部を加熱対象水として給湯用熱交換器20の2次側に流入させるものである。熱交換器流出配管25は、給湯用熱交換器20の2次側流出口と混合弁26とを接続している。混合弁26は、給湯用熱交換器20により加熱されて熱交換器流出配管25を流れる温水と、給水配管23から供給される低温水とを混合し、給湯用の温水を生成するものである。混合弁26により生成された温水は、給湯配管27を介して浴槽、シャワー、台所及び洗面所の蛇口等の給湯対象に供給される。また、混合弁26は、熱交換器流出配管25から供給される温水と、給水配管23から供給される低温水との流量比を変更することにより、給湯対象に供給される温水の温度を調整する。
次に、貯湯式給湯機41の制御系統について説明する。貯湯式給湯機41は、フローセンサ30,31を含むセンサ系統と、貯湯式給湯機41を制御する制御部42と、リモコン43とを備えている。フローセンサ30は、HP往き配管11を流れる湯水の流量を上流側流量Q1として検出するものである。フローセンサ30は、熱源ポンプ10の上流側でHP往き配管11に設けられている。フローセンサ31は、HP戻り配管12を流れる湯水の流量を下流側流量Q2として検出するものである。フローセンサ31は、ヒータ14の下流側でHP戻り配管12に設けられている。なお、フローセンサ30,31は、本実施の形態における第1,第2の流量検出手段の具体例に相当している。
制御部42は、マイクロコンピュータ等により構成され、タンクユニット40に内蔵されている。制御部42は、制御プログラム等が予め記憶された記憶回路と、制御プログラムに基いて演算を行う演算処理装置(CPU)と、信号の入出力を行う入出力ポートとを備えている。制御部42の入力ポートには、HPユニット7及びタンクユニット40が備える各種のセンサ類が接続されており、このセンサ類には、フローセンサ30,31が含まれている。制御部42の出力ポートには、前述のHPユニット7、熱源ポンプ10、ヒータ14、給湯用ポンプ22、混合弁26等を含む各種のアクチュエータが接続されている。また、制御部42には、リモコン43が相互通信可能に接続されている。
リモコン43は、ユーザが貯湯式給湯機41の運転状態を変更したり、各種の設定値を変更するための操作を行うものである。リモコン43は、ユーザが操作するスイッチ等の操作部(図示せず)と、制御部42から指令を受けて貯湯式給湯機41の状態等を報知する報知手段としての報知部43aとを備えている。報知部43aは、例えば表示、ランプ、ブザー音、合成音声等の手段により、ユーザに対して各種の情報を報知するように構成されている。制御部42は、各種センサの出力、リモコン43の設定等に基いてアクチュエータを駆動することにより、貯湯式給湯機41の制御を実行する。この制御には、以下に述べる加熱制御、給湯制御及び異常検出制御が含まれている。
(加熱制御)
加熱制御は、HPユニット7により貯湯タンク8内の湯水を加熱するものである。加熱制御では、HPユニット7及び熱源ポンプ10を作動させる。これにより、貯湯タンク8の水導出口8bからHP往き配管11に低温水が流出する。この低温水は、HP往き配管11、フローセンサ30及び熱源ポンプ10を経由して水冷媒熱交換器3の2次側に流入し、水冷媒熱交換器3により加熱される。そして、水冷媒熱交換器3から流出した高温水は、HP戻り配管12、ヒータ14及びフローセンサ31を経由して貯湯タンク8の水導入口8aに流入する。このとき、外気温が低い場合等には、ヒータ14を作動させる。この結果、HP戻り配管12を流れる温水は、ヒータ14によって更に加熱される。このように、加熱制御では、貯湯タンク8内の湯水が循環回路13を循環しながら加熱され、貯湯タンク8に高温水が貯留される。
加熱制御は、HPユニット7により貯湯タンク8内の湯水を加熱するものである。加熱制御では、HPユニット7及び熱源ポンプ10を作動させる。これにより、貯湯タンク8の水導出口8bからHP往き配管11に低温水が流出する。この低温水は、HP往き配管11、フローセンサ30及び熱源ポンプ10を経由して水冷媒熱交換器3の2次側に流入し、水冷媒熱交換器3により加熱される。そして、水冷媒熱交換器3から流出した高温水は、HP戻り配管12、ヒータ14及びフローセンサ31を経由して貯湯タンク8の水導入口8aに流入する。このとき、外気温が低い場合等には、ヒータ14を作動させる。この結果、HP戻り配管12を流れる温水は、ヒータ14によって更に加熱される。このように、加熱制御では、貯湯タンク8内の湯水が循環回路13を循環しながら加熱され、貯湯タンク8に高温水が貯留される。
(給湯制御)
給湯制御は、貯湯タンク8内の温水を利用して加熱対象水を加熱するもので、給湯用の蛇口を開く等の給湯操作が行われたときに実行される。給湯制御では、給湯用ポンプ22を作動させ、貯湯タンク8の水導出口8cから高温水を流出させる。この高温水は、温水取出配管19、給湯用熱交換器の1次側、給湯用戻り配管21及び給湯用ポンプ22を経由して貯湯タンク8の水導入口8dに戻される。一方、給湯操作が行われると、給湯用熱交換器の2次側には、給水配管23及び熱交換器流入配管24を介して低温水が流入する。この低温水は、1次側の高温水と熱交換することにより加熱される。そして、給湯用熱交換器の2次側から流出した高温水は、熱交換器流出配管25を経由して混合弁26に流入し、給水配管23を流通する低温水と混合されて中温水となる。この中温水は、給湯配管27を経由して給湯対象に供給される。このとき、制御部42は、混合弁26を制御して高温水と低温水の混合比率を調整し、混合後の湯温がリモコン43にて設定された目標給湯温度に近づくように温度制御を行う。
給湯制御は、貯湯タンク8内の温水を利用して加熱対象水を加熱するもので、給湯用の蛇口を開く等の給湯操作が行われたときに実行される。給湯制御では、給湯用ポンプ22を作動させ、貯湯タンク8の水導出口8cから高温水を流出させる。この高温水は、温水取出配管19、給湯用熱交換器の1次側、給湯用戻り配管21及び給湯用ポンプ22を経由して貯湯タンク8の水導入口8dに戻される。一方、給湯操作が行われると、給湯用熱交換器の2次側には、給水配管23及び熱交換器流入配管24を介して低温水が流入する。この低温水は、1次側の高温水と熱交換することにより加熱される。そして、給湯用熱交換器の2次側から流出した高温水は、熱交換器流出配管25を経由して混合弁26に流入し、給水配管23を流通する低温水と混合されて中温水となる。この中温水は、給湯配管27を経由して給湯対象に供給される。このとき、制御部42は、混合弁26を制御して高温水と低温水の混合比率を調整し、混合後の湯温がリモコン43にて設定された目標給湯温度に近づくように温度制御を行う。
(異常検出制御)
上述した加熱制御に用いる循環回路13は、貯湯タンク8以外から湯水の出入りがない閉水路を構成している。このため、循環回路13が正常な状態では、熱源ポンプ10に吸込まれる湯水の流量と、ヒータ14から流出する湯水の流量とが互いに等しい値となる。これに対し、循環回路13で水漏れが生じた場合には、熱源ポンプ10に吸込まれる湯水の流量と比較して、ヒータ14から流出する湯水の流量が減少する。そこで、本実施の形態では、この原理を利用して制御部42により異常検出制御を実行する。
上述した加熱制御に用いる循環回路13は、貯湯タンク8以外から湯水の出入りがない閉水路を構成している。このため、循環回路13が正常な状態では、熱源ポンプ10に吸込まれる湯水の流量と、ヒータ14から流出する湯水の流量とが互いに等しい値となる。これに対し、循環回路13で水漏れが生じた場合には、熱源ポンプ10に吸込まれる湯水の流量と比較して、ヒータ14から流出する湯水の流量が減少する。そこで、本実施の形態では、この原理を利用して制御部42により異常検出制御を実行する。
異常検出制御では、循環回路13の水漏れ、フローセンサ30,31の故障等を検出し、検出された異常の状態(異常の発生箇所及び種類)に対応する指令をリモコン43の報知部43aに送信する。報知部43aは、制御部42から受けた指令に応じて異常の状態をユーザに報知する。なお、異常検出制御は、上述した原理から熱源ポンプ10が作動する加熱制御中に実行するのが好ましい。しかし、本発明では、加熱制御以外のタイミングでも、熱源ポンプ10を作動させた状態で異常検出制御を実行してもよい。
異常検出制御では、まず、フローセンサ30により検出した上流側流量Q1と、フローセンサ31により検出した下流側流量Q2とを比較する。このとき、フローセンサ30,31の何れか一方のセンサで規定流量Q0以上の流量が検出されない場合には、当該センサが故障したと判断し、報知部43aによりフローセンサの故障を報知する。なお、規定流量Q0は、例えば加熱制御時における熱源ポンプ10の吐出流量に応じて設定される。また、報知する情報には、フローセンサ30,31のうち故障したセンサを特定するための識別情報も含めることが好ましい。さらに、フローセンサ30,31の両方で規定流量Q0以上の流量が検出されない場合には、熱源ポンプ10が故障したと判定し、報知部43aにより熱源ポンプ10の故障を報知するようにしてもよい。上記制御によれば、フローセンサ30,31と熱源ポンプ10の故障をそれぞれ個別に判定及び報知することができる。
また、異常検出制御では、上流側流量Q1と下流側流量Q2との流量差が正常範囲から外れた場合に、循環回路13の水漏れまたはフローセンサ30,31の故障からなる異常が発生したと判定する。そして、水漏れと故障の何れかが発生したことを報知部43aにより報知する。ここで、正常範囲とは、例えば上流側流量Q1と下流側流量Q2のうち一方の流量が他方の流量を基準として±A%の範囲内に収まるような流量差の範囲として定義される。具体的に述べると、流量差が正常範囲内である状態とは、例えば下記(1)式が成立する状態を意味している。なお、(1)式では、Q1とQ2とを入替えてもよい。
Q2×(100+A)%≧Q1≧Q2×(100−A)% …(1)
上記(1)式は、上流側流量Q1と下流側流量Q2との流量比(Q1/Q2)が100±A%の範囲内に収まる範囲と表現することもできる。ここで、Aは、フローセンサ30,31の検出流量に生じ得る検出誤差(%)であり、具体例を挙げると、A=10%程度の値を用いるのが好ましい。即ち、上記(1)式は、フローセンサ30,31の検出流量に生じ得る±A%の検出誤差を許容したときに、上流側流量Q1と下流側流量Q2とが互いに等しいとみなせる範囲を意味している。
従って、上記(1)式が成立した場合には、上流側流量Q1と下流側流量Q2との流量差が互いにほぼ等しい状態であり、流量差が正常範囲内に収まっていると判定される。この場合には、加熱運転を通常通り実行することができる。なお、本発明では、上流側流量Q1と下流側流量Q2との流量差を直接算出し、この流量差が数値の範囲として設定された正常範囲内に収まるか否かを判定してもよい。
また、異常検出制御では、上流側流量Q1と下流側流量Q2との流量差が正常範囲から外れ、かつ、上流側流量Q1が下流側流量Q2よりも大きい場合に、循環回路13で水漏れが発生したと判定してもよい。この場合には、報知部43aにより水漏れの発生を報知する。上流側流量Q1が下流側流量Q2よりも大きくなるのは、両者の差分(Q1−Q2)に相当する量の湯水が循環回路13から漏れていることを意味するので、この状態を水漏れと判定することができる。
また、異常検出制御では、上流側流量Q1と下流側流量Q2との流量差が正常範囲から外れ、かつ、下流側流量Q2が上流側流量Q1よりも大きい場合に、フローセンサ30,31の少なくとも一方が故障したと判定してもよい。この場合には、少なくとも一方のフローセンサが故障したことを報知部43aにより報知する。下流側流量Q2が上流側流量Q1よりも大きい場合には、水漏れの可能性が除外されるので、流量差の生じた原因をフローセンサ30,31の故障に限定することができる。
さらに、異常検出制御では、加熱制御中に異常が検出された場合に、異常の種類に応じて加熱制御の継続及び停止を選択してもよい。具体的に述べると、まず、熱源ポンプ10が故障したと判定した場合には、湯水の循環を安定的に行うことができないと判断し、HPユニット7及び熱源ポンプ10を停止させて加熱制御を強制的に終了させる。また、循環回路13に水漏れが生じたと判定した場合には、循環回路13を流れる湯水の循環量が減少し、空焚き等の虞れが生じるので、加熱制御を強制的に終了させる。
一方、フローセンサ30,31の少なくとも一方が故障した場合には、加熱制御を実行することが可能である。そこで、この場合には、フローセンサの故障を報知するだけで、加熱制御は継続する。上記制御によれば、加熱制御が実行不能となる異常が生じた場合には、加熱制御を強制的に停止し、空焚き等を回避することができる。また、フローセンサ30,31が故障しただけで加熱制御が禁止されるのを回避することができる。従って、ユーザの利便性を向上させることができる。
[実施の形態1による具体的な制御例]
次に、図2を参照して、異常検出制御を含む具体的な制御について説明する。図2は、本発明の実施の形態1において、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。この図に示すルーチンにおいて、まず、ステップS1では、熱源ポンプ10を作動させ、循環回路13で湯水の循環を開始する。次に、ステップS2では、フローセンサ30,31により上流側流量Q1、下流側流量Q2をそれぞれ検出し、上流側流量Q1と下流側流量Q2の両方が規定流量Q0以上であるか否かを判定する。
次に、図2を参照して、異常検出制御を含む具体的な制御について説明する。図2は、本発明の実施の形態1において、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。この図に示すルーチンにおいて、まず、ステップS1では、熱源ポンプ10を作動させ、循環回路13で湯水の循環を開始する。次に、ステップS2では、フローセンサ30,31により上流側流量Q1、下流側流量Q2をそれぞれ検出し、上流側流量Q1と下流側流量Q2の両方が規定流量Q0以上であるか否かを判定する。
ステップS2の判定が成立した場合には、ステップS3により加熱制御を開始した後に、ステップS5に移行する。また、ステップS2の判定が不成立の場合には、熱源ポンプ10が故障したと判定し、ステップS4に移行する。ステップS4では、熱源ポンプ10による湯水の循環を停止し、本ルーチンを終了する。また、リモコン43により熱源ポンプ10の故障を報知する。なお、ステップS4では、前述したように、上流側流量Q1と下流側流量Q2の両方が規定流量Q0未満である場合に、熱源ポンプ10が故障したと判定し、上流側流量Q1と下流側流量Q2の何れか一方のみが規定流量Q0未満である場合には、該当するフローセンサが故障したと判定してもよい。
次に、ステップS5では、(1)式が成立するか否かを判定し、これによって上流側流量Q1と下流側流量Q2との流量差が正常範囲に収まっているか否かを判定する。ステップS5の判定が成立した場合には、ステップS6に移行し、HPユニット7を作動させて湯水の加熱を開始した後に、ステップS10に移行する。一方、ステップS5の判定が不成立の場合には、ステップS7に移行し、下流側流量Q2が上流側流量Q1の90%よりも小さいか否かを判定する。
ステップS7の判定が成立した場合には、上流側流量Q1が下流側流量Q2よりも大きいので、循環回路13で水漏れが生じたと判定し、ステップS8に移行する。ステップS8では、HPユニット7及び熱源ポンプ10を停止させることにより、湯水の加熱及び循環を停止させる。また、リモコン43により循環回路13の水漏れを報知し、本ルーチンを終了する。一方、ステップS7の判定が不成立の場合には、下流側流量Q2が上流側流量Q1よりも大きいので、フローセンサ30,31の少なくとも一方が故障したと判定し、ステップS9に移行する。ステップS9では、リモコン43によりフローセンサ30,31の故障を報知した後に、ステップS10に移行する。
ステップS10では、加熱制御を継続し、ステップS11では、例えばユーザのリモコン操作、制御部42の制御により加熱制御の停止要求があるか否かを判定する。ステップS11の判定が成立した場合には、ステップS12でHPユニット7による加熱を停止し、ステップS13で加熱制御を停止する。一方、ステップS11の判定が不成立の場合には、ステップS5以降の処理を繰返す。
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、加熱制御を実行するタイミングを利用して、フローセンサ30,31により循環回路13における上流側流量Q1と下流側流量Q2を検出し、検出結果に基いて循環回路13の水漏れを検出することができる。これにより、水漏れの発生時には、循環回路13内の湯水がなくなる前にHPユニット7を停止させることができ、HPユニット7の空焚きを回避することができる。従って、HPユニット7を保護し、貯湯式給湯機41の信頼性を向上させることができる。
実施の形態2.
次に、図3を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態の特徴は、放熱パネルを備えた貯湯式給湯機に適用したことにある。図3は、本発明の実施の形態2による貯湯式給湯機を示す構成図である。この図に示すように、本実施の形態の貯湯式給湯機51は、前述した貯湯式給湯機41の構成に加えて、放熱パネル60、三方弁61、パネル往き配管62及びパネル戻り配管63を備えている。
次に、図3を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態の特徴は、放熱パネルを備えた貯湯式給湯機に適用したことにある。図3は、本発明の実施の形態2による貯湯式給湯機を示す構成図である。この図に示すように、本実施の形態の貯湯式給湯機51は、前述した貯湯式給湯機41の構成に加えて、放熱パネル60、三方弁61、パネル往き配管62及びパネル戻り配管63を備えている。
放熱パネル60は、室内等に設置されるもので、貯湯タンク8からの温水が循環する流路を有している。放熱パネル60は、HPユニット7により生成された温水を熱源として周囲の空気に放熱することにより、室内等の暖房を行うものである。三方弁61は、貯湯式給湯機41の運転形態に応じて湯水の流路を切換えるもので、a,b,cポートを有する電磁弁等により構成され、制御部42により制御される。三方弁61は、aポートとbポートとが連通してcポートが遮断される(a−b)経路と、aポートとcポートとが連通してbポートが遮断される(a−c)経路の何れかに切換えられる。
三方弁61は、HPユニット7により生成された温水の供給先を貯湯タンク8と放熱パネル60の何れかに切換える流路切換手段の具体例を構成している。また、循環回路13は、三方弁61の切換状態に応じて、HPユニット7と貯湯タンク8との間で湯水を循環させる動作と、HPユニット7と放熱パネル60との間で湯水を循環させる動作とを行うことができる。また、熱源ポンプ10は、これらの動作を実現する共通のポンプを構成している。
三方弁61のaポートは、配管12b′を介してヒータ14の流出口に接続されている。配管12b′は、前述の配管12bに代えて用いられるものである。三方弁61のbポートは、配管12cを介して貯湯タンク8の水導入口8aに接続されている。従って、本実施の形態のHP戻り配管12は、配管12a,12b′,12cにより構成されている。フローセンサ31は、ヒータ14の下流側で配管12b′に設けられている。
一方、三方弁61のcポートは、パネル往き配管62を介して放熱パネル60の流入口に接続されている。パネル往き配管62は、HPユニット7により生成された温水を放熱パネル60に供給するものである。放熱パネル60の流出口は、パネル戻り配管63を介してHP往き配管11の配管11bの途中に接続されている。パネル戻り配管63と配管11bとの接続部は、配管11b上において、給水配管16の接続部とフローセンサ30との間に配置されている。パネル戻り配管63は、放熱パネル60から流出した湯水をHP往き配管11に戻すものである。
(加熱制御)
次に、貯湯式給湯機51の作動について説明する。本実施の形態では、実施の形態1と同様に、加熱制御、給湯制御及び異常検出制御を実行する。但し、加熱制御では、三方弁61を(a−b)経路に切換えた状態で、HPユニット7及び熱源ポンプ10を作動させる。これにより、貯湯タンク8の水導出口8bから流出した低温水は、実施の形態1の場合と同様に、HPユニット7により加熱されると共に、必要に応じてヒータ14により加熱される。そして、ヒータ14から流出した高温水は、配管12cを経由して貯湯タンク8の水導入口8aに流入する。
次に、貯湯式給湯機51の作動について説明する。本実施の形態では、実施の形態1と同様に、加熱制御、給湯制御及び異常検出制御を実行する。但し、加熱制御では、三方弁61を(a−b)経路に切換えた状態で、HPユニット7及び熱源ポンプ10を作動させる。これにより、貯湯タンク8の水導出口8bから流出した低温水は、実施の形態1の場合と同様に、HPユニット7により加熱されると共に、必要に応じてヒータ14により加熱される。そして、ヒータ14から流出した高温水は、配管12cを経由して貯湯タンク8の水導入口8aに流入する。
また、本実施の形態では、制御部42により放熱パネル60を作動させる放熱パネル制御を実行する。放熱パネル制御では、三方弁61を(a−c)経路に切換えた状態で、HPユニット7及び熱源ポンプ10を作動させる。これにより、放熱パネル60内の湯水がパネル戻り配管63、HP往き配管11、フローセンサ30及び熱源ポンプ10を経由してHPユニット7に流入する。この低温水は、加熱制御の場合と同様に、HPユニット7により加熱されると共に、必要に応じてヒータ14により加熱されて高温水となる。そして、ヒータ14から流出した高温水は、フローセンサ31、配管12b′、三方弁61及びパネル往き配管62を経由して放熱パネル60を流通する。この結果、放熱パネル60により周囲の空気が暖められるので、暖房を行うことができる。
上述した放熱パネル制御の実行時にも、循環回路13は、湯水の出入りがない閉水路を構成しているので、異常検出制御を実行するのが好ましい。この場合の具体的な制御は、前述した異常検出制御の説明及び図2のフローチャートにおいて、「加熱制御」を「放熱パネル制御」に置換えることで実現される。この結果、異常検出制御によれば、加熱制御だけでなく、放熱パネル制御の実行時にも、循環回路13の水漏れと、熱源ポンプ10及びフローセンサ30,31の故障とを検出して報知することができる。従って、加熱制御及び放熱パネル制御を実行する貯湯式給湯機51において、水漏れ時の空焚きを回避してHPユニット7を保護し、信頼性を向上させることができる。
しかも、実施の形態1,2では、2つのフローセンサ30,31を用いて流量を検出するので、例えば一方のフローセンサに異常があって流量が正常に検出されない場合でも、2つのフローセンサの流量の差に基いて動作を停止したり、ユーザに異常を報知することができる。従って、高い信頼性を有する異常検出機構を実現することができる。
なお、実施の形態2では、放熱パネル60の流入口と流出口にそれぞれフローセンサを追加する構成としてもよい。これにより、放熱パネル60側での水漏れも検出することができ、信頼性を更に向上させることができる。
また、実施の形態1では、フローセンサ30,31の検出誤差の割合Aが10%である場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、検出誤差の割合は、フローセンサの特性等に応じて任意に設定すればよいものである。また、実施の形態1,2では、加熱手段として、ヒートポンプサイクルを利用するHPユニット7を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、加熱手段は、例えば電熱式の加熱装置、燃料燃焼式の加熱装置であってもよい。
1 圧縮機,3 水冷媒熱交換器,4 膨張弁,5 冷媒配管,6 空気熱交換器,7 HPユニット(加熱手段),8 貯湯タンク,8a,8d 水導入口,8b,8c 水導出口,10 熱源ポンプ(ポンプ),11 HP往き配管(往き配管),11a,11b,12a,12b,12b′,12c 配管,12 HP戻り配管(戻り配管),13 循環回路,14 ヒータ,16 給水配管,17 止水栓,19 温水取出配管,20 給湯用熱交換器,21 給湯用戻り配管,22 給湯用ポンプ,23 給水配管,24 熱交換器流入配管,25 熱交換器流出配管,26 混合弁,27 給湯配管,30,31 フローセンサ(第1,第2の流量検出手段),40 タンクユニット,41,51 貯湯式給湯機,42 制御部,43 リモコン,43a 報知部(報知手段),60 放熱パネル,61 三方弁(流路切換手段),62 パネル往き配管,63 パネル戻り配管
Claims (7)
- 湯水を加熱して温水を生成する加熱手段と、
前記加熱手段により生成した湯水を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクから前記加熱手段に向かって流れる温水が流通する往き配管と前記往き配管と前記加熱手段から前記貯湯タンクに向かって流れる湯水が流通する戻り配管とを有する循環回路と、
前記貯湯タンクから前記加熱手段に向かって流れる湯水が流通する往き配管と前記加熱手段から前記貯湯タンクに向かって流れる湯水が流通する戻り配管とを有する循環回路と、
前記循環回路に湯水を循環させるポンプと、
前記往き配管を流れる湯水の流量を上流側流量として検出する第1の流量検出手段と、
前記戻り配管を流れる湯水の流量を下流側流量として検出する第2の流量検出手段と、
前記加熱手段及び前記ポンプを制御する機能を有し、前記ポンプを作動させた状態で前記上流側流量と前記下流側流量との流量差が正常範囲から外れた場合に、前記循環回路の水漏れまたは前記第1,第2の流量検出手段の故障からなる異常が発生したと判定する制御部と、
前記制御部から指令を受けて、前記異常の発生を報知する報知手段と、
を備えた貯湯式給湯機。 - 前記制御部は、前記上流側流量と前記下流側流量との流量差が正常範囲から外れ、かつ、前記上流側流量が前記下流側流量よりも大きい場合に、前記循環回路で水漏れが発生したと判定し、前記報知手段により前記循環回路での水漏れを報知する請求項1に記載の貯湯式給湯機。
- 前記制御部は、前記上流側流量と前記下流側流量との流量差が正常範囲から外れ、かつ、前記下流側流量が前記上流側流量よりも大きい場合に、前記第1,第2の流量検出手段の少なくとも一方が故障したと判定し、前記報知手段により当該流量検出手段の故障を報知する請求項1または2に記載の貯湯式給湯機。
- 前記制御部は、前記第1,第2の流量検出手段の何れか一方の流量検出手段で前記ポンプの吐出流量に対応する規定流量以上の流量が検出されない場合に、当該一方の流量検出手段が故障したと判定し、前記報知手段により当該一方の流量検出手段の故障を報知する請求項1から3のうち何れか1項に記載の貯湯式給湯機。
- 前記制御部は、前記第1,第2の流量検出手段の両方で規定流量以上の流量が検出されない場合に、前記ポンプが故障したと判定し、前記報知手段により前記ポンプの故障を報知する請求項1から4のうち何れか1項に記載の貯湯式給湯機。
- 前記制御部は、前記加熱手段及び前記ポンプを作動させる制御を実行しつつ前記異常の判定を実行し、前記循環回路で水漏れが発生したと判定した場合には制御を終了し、前記第1,第2の流量検出手段のうち少なくとも一方に故障が生じたと判定した場合には制御を継続する請求項1から5のうち何れか1項に記載の貯湯式給湯機。
- 前記加熱手段により生成された温水が前記循環回路及び前記ポンプを用いて供給されることで当該温水を熱源として空気を暖める放熱パネルと、
前記加熱手段により生成された温水の供給先を前記貯湯タンクと前記放熱パネルの何れかに切換える流路切換手段と、を備え、
前記制御部は、前記加熱手段及び前記ポンプを作動させて前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱運転を実行するとき、及び、前記加熱手段及び前記ポンプを作動させて前記放熱パネルに温水を供給する放熱パネル制御を実行するときに、前記異常の判定を実行する請求項1から6のうち何れか1項に記載の貯湯式給湯機。
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2015
- 2015-05-14 JP JP2015099328A patent/JP2016217551A/ja active Pending
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