JP2017211131A

JP2017211131A - 給湯装置

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Publication number: JP2017211131A
Application number: JP2016103986A
Authority: JP
Inventors: 史朗清水; Shiro Shimizu; 晃平山下; Kohei Yamashita
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2017-11-30
Anticipated expiration: 2036-05-25
Also published as: JP6855689B2

Abstract

【課題】給湯の使用用途に応じて給湯連続使用時の異常処理を行うか否かを自動的に判別し得る給湯装置を提供する。【解決手段】給湯運転時に加熱された湯が供給される給湯路２４と、該給湯路から分岐する給湯栓用出湯路２５及び浴槽６への注湯用出湯路４１と、注湯用出湯路４１に設けた注湯電磁弁４３の開閉を制御する出湯制御手段（制御部５）と、該出湯制御手段が注湯電磁弁４３を閉制御している状態で給湯運転が所定時間継続すると所定の異常処理を行う異常制御手段（制御部５）とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、給湯装置に関する。

従来、給湯装置においては、給湯運転が所定時間（例えば６０分）継続すると、給湯連続使用エラーとして給湯を停止させる制御構成を備えていた（例えば、下記の特許文献１及び２参照）。

上記特許文献１及び２に開示された給湯装置では、給湯路に接続された単一の出湯管から出湯させるよう配管構成されているが、本願出願人は、給湯路から分岐して浴槽へ注湯するための注湯路を設けた給湯装置の開発を従前より行っており（例えば下記の特許文献３参照）、一般家庭向けにおいては、給湯栓からの給湯運転が所定時間継続する場合のみならず、注湯路から浴槽に注湯するための給湯運転が所定時間継続した場合においても、給湯連続使用エラーとして給湯を停止させるよう制御している。

特開平８−２７８０２２号公報特開平９−１６６３２２号公報特開２０１６−４４８５４号公報

しかし、介護施設などにおける業務用の給湯装置の場合、業務用の大型浴槽への注湯機能を搭載すると、上記所定時間内では大型浴槽への注湯が完了せず、給湯連続使用エラーによって運転が停止してしまうという問題がある。

一方、業務用の給湯装置においては給湯連続使用エラーによる給湯停止機能を非搭載とすることも考えられるが、注湯弁が開状態で固着する故障が生じた場合に給湯運転が長時間継続してしまうという問題が生じる。

そこで、本発明は、給湯の使用用途に応じて給湯連続使用時の異常処理を行うか否かを自動的に判別し得る給湯装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。

すなわち、本発明の給湯装置は、給湯運転時に加熱された湯が供給される給湯路と、該給湯路から分岐する第１及び第２の出湯路と、第２の出湯路からの給湯を行うか否かを制御する出湯制御手段と、第２の出湯路からの給湯を行わないよう制御している状態で給湯運転が所定時間継続すると所定の異常処理を行う異常制御手段とを備えている（請求項１）。

かかる本発明の給湯装置によれば、第１の出湯路に接続された給湯栓の開栓や出湯制御手段による第２出湯路からの給湯動作制御などにより給湯路を流れる湯水の流量が最低作動流量以上となるなどの所定の給湯運転開始条件を満たすことによって給湯運転が開始されると、加熱された湯が給湯路を介して第１及び／又は第２の出湯路に供給され、流路の開かれた出湯路からの給湯が行われる。

第１の出湯路のみからの給湯中は、異常制御手段によって連続給湯時間が計時され、出湯制御手段が第２の出湯路からの給湯を行わないよう制御している状態で給湯運転が所定時間継続すると所定の異常処理を行うことによって、第１の出湯路からの給湯の使用用途については連続使用時間を制限できる。

一方、第２の出湯路からの給湯制御中は、給湯運転が上記所定時間継続しても異常処理を行わないので、第２の出湯路からの給湯の使用用途については第１の出湯路よりも長い時間の連続使用を許容できる。

また、出湯制御手段によって第２の出湯路からの給湯を行わないよう制御しているにもかかわらず故障によって第２の出湯路から湯水が流出する状況においても、給湯運転が所定時間継続すると異常処理の実行によって第２の出湯路からの異常な出湯が長時間継続することを回避できる。

なお、所定の異常処理の内容は適宜のものであってよく、好ましくは給湯運転を停止（燃焼加熱式熱源機により主構成される給湯装置の場合には燃焼動作を停止するなど）するとともに長時間の給湯連続使用であることを報知する処理とすることができるが、単にエラー報知を行うのみであってもよく、また、給湯運転を停止するのみであってもよい。

上記本発明の給湯装置において、前記異常制御手段は、第２の出湯路からの給湯を行うよう制御している状態で給湯運転が前記所定時間より長い時間継続したときも所定の異常処理を行うよう構成されているものとすることができる（請求項２）。

これによれば、第１の出湯路からの給湯については比較的短い時間（例えば６０分間）の連続使用で異常処理が行われるが、第２の出湯路からの給湯については比較的長い時間（例えば９０分間）の連続使用で異常処理が行われるようにすることができ、給湯使用用途によって異常処理が実行されるまでの連続使用時間を変えることができる。

なお、出湯制御手段が第２の出湯路からの給湯を行わないよう制御している状態で給湯運転が所定時間継続したときの異常処理と、第２の出湯路からの給湯を行うよう制御している状態で給湯運転が前記所定時間より長い時間継続したときの異常処理とは、同じ処理であってもよいし異なる処理であってもよい。

また、第２の出湯路には電磁弁が設けられ、前記出湯制御手段は、前記電磁弁の開閉制御によって第２の出湯路からの給湯を行うか否かを制御するものであってよい（請求項３）。これによれば、第２の出湯路に設けた電磁弁が開状態で固着する故障が生じた場合に、出湯制御手段によって電磁弁を閉制御することで第２の出湯路からの給湯を行わないように制御しているにもかかわらず第２の出湯路からの給湯動作が継続してしまうこととなるが、この場合でも第２の出湯路からの給湯を行わないよう制御している状態で給湯運転が所定時間継続すると所定の異常処理が行われるので、かかる第２の出湯路からの異常な給湯動作が長時間継続することを防止できる。

好ましくは、第１の出湯路は給湯栓への給湯を行うものであり、第２の出湯路は浴槽への給湯（注湯）を行うものである（請求項４）。これによれば、大浴槽への大量の給湯を第２の出湯路を介して行う場合には給湯運転が所定時間継続しても異常処理が行われることなく正常に湯はりを実施できる一方、給湯栓が開かれたまま放置されるなど第１の出湯路からの給湯運転が所定時間継続した場合には異常処理が行われることによって、第１の出湯路からの長時間の連続給湯を防止できる。

以上説明したように、本発明によれば、給湯の使用用途に応じて給湯連続使用時の異常処理を行うか否かを自動的に判別して、第２の出湯路からの給湯を行うよう制御しているときは給湯運転が所定時間継続しても異常処理を行わないが、第１の出湯路からの給湯が所定時間継続したときには異常処理を行うことで、特定用途の給湯運転が長時間継続することを回避できる。

本発明の一実施形態に係る給湯装置の作動原理図である。同給湯装置における連続給湯運転禁止制御の制御フローチャートの一実施例である。同給湯装置における連続給湯運転禁止制御の制御フローチャートの別の実施例である。

図１は、本発明の一実施形態に係る給湯装置を示しており、この給湯装置１は、給湯機能を実現する給湯回路２、追い焚き機能を実現する追焚回路３、給湯回路２から追焚回路３へ湯張り等のために湯又は水を供給する注水・注湯回路４、及び、これらの作動制御を行う制御部５を備えている。なお、図例のものは１缶２水タイプのものを図示しているが、これに限らず、２缶２水タイプのものでも本発明を実施することができる。又、図例のものは、熱交換器として、燃焼ガスの顕熱を吸熱する一次熱交換器に加え燃焼排ガスからの潜熱を回収する二次熱交換器を組み合わせた潜熱回収型に構成されたものを図示しているが、これに限らず、二次熱交換器を有しないものでも本発明を実施することができ、潜熱回収型であることは必須ではない。以下の説明では、一次熱交換器及び二次熱交換器を組み合わせたものを、単に給湯用熱交換器２２又は追焚用熱交換器３２と表示する。

給湯回路２は、水道水等の給水を給水路２１を介して給湯用熱交換器２２に導き、給湯用熱交換器２２において燃焼バーナ２３で生じる燃焼熱との熱交換加熱により加熱した湯を給湯路２４に出湯させ、この湯を給湯路２４の下流端に接続された第１の出湯路２５を介して台所や洗面所等の各所の給湯栓Ｃまで給湯するようになっている。給水路２１と給湯路２４との間には、給湯用熱交換器２２をバイパスして給水路２１からの給水を給湯路２４に流入させるバイパス路２６が設けられ、分配弁２６ａによってバイパス路２６への分配比率を調整可能となされている。給水路２１には流量センサ２７や給水温度を検出する給水温度センサ２８が介装され、給湯路２４には給湯用熱交換器２２で加熱された直後の出湯の温度を検出する缶体出口温度センサ２９が介装されている。そして、後述する制御部５は、流量センサ２７による検出流量が所定の最低作動流量ＭＯＱ（例えば、１．５Ｌ／分）以上になると燃焼バーナ２３を燃焼動作させて熱交換器２２において加熱された湯を給湯路２４に供給し、最低作動流量ＭＯＱ未満であれば燃焼バーナ２３の燃焼動作を終了する給湯運転制御手段として機能するよう構成されている。

追焚回路３は、追い焚き機能を実現するために、浴槽６の循環アダプタ６１と追焚用熱交換器３２との間に配管された戻り路３０ａ及び往き路３０ｂから主構成される循環回路により構成され、浴槽６内に湯張りされた浴槽湯水を所定温度まで追い焚き加熱し得るようになっている。すなわち、循環ポンプ３１の作動により浴槽６から戻り路３０ａを通して追焚用熱交換器３２に浴槽湯水が供給され、かかる浴槽湯水が燃焼バーナ３３で発生する燃焼熱により追焚用熱交換器３２で熱交換加熱されて追い焚きされ、追い焚き後の浴槽湯水が往き路３０ｂを通して浴槽６に戻されるよう構成され、戻り路３０ａを通過する浴槽湯水の温度が所定の目標温度となるまで追い焚きされるようになっている。循環ポンプ３１は戻り路３０ａ及び往き路３０ｂのいずれか一方(図例では戻り路３０ａ)に介装されている。戻り路３０ａには流れを検知して後述の制御部５に出力する水流スイッチ３４や戻り路３０ａにより戻される浴槽６内の浴槽湯水の温度を検出する戻り温度センサ３５が介装され、又、往き路３０ｂには追い焚き後の浴槽湯水の温度を検出する往き温度センサ３６が介装されている。なお、図１中の符号３７は、前記の給湯用燃焼バーナ２３や追焚用燃焼バーナ３３に燃料ガスを供給するためのガス供給系である。

注水・注湯回路４は、給湯路２４から分岐して追い焚き循環路３０の戻り路３０ａに連通接続される注湯路としての第２の出湯路４１を備えており、この第２の出湯路４１を通して給湯路２４に供給される湯水が戻り路３０ａに流入され、これが両側に分流して戻り路３０ａ及び往き路３０ｂのそれぞれを通す両搬送形式で浴槽６に注湯（又は注水）されるようになっている。第２の出湯路４１には、給湯路２４の側である上流側から順に注湯流量センサ４２，注湯電磁弁４３，逆流防止用の一対の逆止弁４４，上流側での負圧発生時に逆流発生を防止する縁切り弁４５がそれぞれ介装され、加えて、追焚循環路３０との合流点近傍には浴槽６内の水位を検出する圧力式の水位センサ４６が介装されている。

また、本実施形態では、制御部５が注湯電磁弁４３を閉制御しているにもかかわらず注湯流量センサ４２が検出する注湯流量が所定の判定値（例えば３Ｌ／分）以上であれば、注湯電磁弁４３が開状態で固着していたり、配管途中からの水漏れ等の故障が生じているものとして給湯運転を停止するとともに所定のエラー報知を行うよう制御部５が構成されている。上記判定値は、誤検出防止のため上記給湯運転開始条件としての最低作動流量ＭＯＱよりも大きな値とされている。したがって、注湯電磁弁４３の開故障等により、注湯電磁弁４３を閉制御しているにも関わらず第２の出湯路４１から最低作動流量ＭＯＱ以上で且つ上記判定値未満の流量で湯水が流出すると、燃焼バーナ２３の燃焼動作等の給湯運転が開始され、注湯電磁弁４３の検出流量に基づく運転停止等の処理は行われない。

なお、図示実施例では、給湯路２４の下流端で上記の第１及び第２の出湯路２５，４１が分岐するよう構成されているが、給湯路２４の異なる位置で第１及び第２の出湯路２５，４１がそれぞれ分岐接続されていてもよい。また、図１中の符号７は外気温センサであり、この外気温センサ７はケース内の雰囲気温度を検出することにより外気温を検出するようになっている。又、符号８はドレン処理装置であり、このドレン処理装置８は、給湯用熱交換器２２や追焚用熱交換器３３に含まれる二次熱交換器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集水路８２を介して集水し、中和槽８１で中和処理した上で排水路８３から排水させるために設置されたものである。

以上の給湯回路２，追焚回路３及び注水・注湯回路４等は、マイコンにより主構成される制御部５によって、給湯運転、追焚運転、注水・注湯による湯張り運転、湯張り・追焚・保温までを自動制御するふろ自動運転、又は、配管洗浄制御等の各種の運転制御が、リモコン５１からの指令並びに上記の各種センサの検出値等に基づいて行われるようになっている。なお、リモコン５１には運転スイッチ（図示せず）が設けられており、該運転スイッチがオフ操作されている状態では各種の運転制御は行われず、運転スイッチがオン操作されている状態で各種の運転制御が実行されるよう構成されている。

すなわち、運転スイッチをオン操作した状態でユーザーが給湯栓Ｃを開くと、上水道からの給水圧によって給湯回路２内の流量が最低作動流量ＭＯＱ以上となり、流量センサ２７の検出値が最低作動流量ＭＯＱ以上であることを制御部５が検出すると、制御部５は給湯運転制御を開始して、燃焼バーナ２３の燃焼動作制御を行うとともに分配弁２６ａを制御することによって第１の出湯路２５からの出湯温度が設定給湯温度となるよう調整する。給湯栓Ｃが閉じられることにより給湯回路２内の流量が最低作動流量ＭＯＱ未満になると、制御部５は給湯運転を停止する。

また、リモコン５１によって浴槽への注湯操作（単なる注湯操作の他、ふろ自動運転の操作がなされた場合も含む。）がなされた場合、制御部５は、浴槽６に設定ふろ温度で設定水位（若しくは設定湯量）まで注湯する注湯運転制御を開始する。すなわち、注湯運転制御が開始すると、まず、注湯電磁弁４３を開制御する。すると、上水道からの給水圧によって給湯回路２及び注水・注湯回路４内の流量が最低作動流量ＭＯＱ以上となり、これにより制御部５は給湯運転制御を開始して、燃焼バーナ２３の燃焼動作制御を行うとともに分配弁２６ａを制御することによって第２の出湯路４１からの出湯温度が設定ふろ温度となるよう調整する。浴槽６への積算注湯量は水位センサ４６又は注湯流量センサ４２の積分等により把握・特定されて、浴槽６内には設定水位又は設定湯量となるまで湯張りされ、湯張りが完了すると制御部５は注湯電磁弁４３を閉制御する。而して、制御部５は、第２の出湯路４１からの給湯を行うか否かを制御する出湯制御手段として機能する。

湯張り終了後、ふろ自動運転がオン状態であれば、制御部５は、浴槽６内の湯水温度を設定ふろ温度に維持させるために間欠的に追焚制御を実行する保温運転を設定時間（例えばふろ自動スイッチＯＮから４時間）が経過するまで、又は、ユーザーにより風呂自動運転がオフされるまで行う。

また、本実施形態に係る給湯装置１の制御部５は、第２の出湯路４１の注湯電磁弁４３を閉制御している状態（すなわち、第２の出湯路４１から浴槽６への注湯を行わないよう制御している状態）で、燃焼バーナ２３の燃焼動作等の給湯運転が所定時間（例えば６０分間）継続すると、所定の異常処理を行う異常制御手段として機能するよう構成されている。

図２は、かかる異常制御手段による連続給湯運転禁止制御の一実施例を示している。本実施例では、リモコン５１の運転スイッチがオフ操作されている状態であるか（ステップＳ１）、上記注湯運転制御中であるか（ステップＳ２）、若しくは、給湯回路２内の流量が最低作動流量ＭＯＱ未満である場合（ステップＳ３）は、制御部５内に設けた連続燃焼タイマをクリアし（ステップＳ４）、上記ステップＳ１〜Ｓ３の判定を繰り返す。

一方、リモコン５１の運転スイッチがオン操作されている状態であり、注湯運転制御中ではなく（したがって第２の出湯路４１からの給湯を行わないよう制御している状態）、且つ、給湯回路２内の流量が最低作動流量ＭＯＱ以上（したがって給湯運転制御が実行されている状態）であれば、連続燃焼タイマをカウントして（ステップＳ５）、連続燃焼タイマが６０分未満であれば（ステップＳ６）上記ステップＳ１に戻り、連続燃焼タイマが６０分以上になると所定の異常処理による安全動作を実行する（ステップＳ７）

所定の異常処理としては、例えば、給湯運転を停止するとともに、長時間の連続給湯運転がなされた旨の報知を行うようリモコン５１に対して指令する処理などとすることができる。なお、異常処理としての給湯運転の停止は、燃焼バーナ２３の燃焼動作を停止させるのみであってもよいが、通水を遮断できる何らかの電磁弁が給湯回路２に設けられている場合には、該電磁弁を閉制御することで通水を遮断させることも可能である。

異常処理が実行された場合には、所定の解除条件が成立するまで待機し（ステップＳ８）、解除条件が成立すれば上記安全動作を解除して（ステップＳ９）ステップＳ１に戻るよう制御構成されている。なお、所定の解除条件も適宜のものであってよく、例えば、リモコン５１の運転スイッチがオフ操作されると安全動作を解除するよう構成することもできるし、給湯回路２内の流量が最低作動流量ＭＯＱ未満となったことを検出すると安全動作を解除するよう構成することもできるし、その他適宜の一又は複数の条件の論理和若しくは論理積からなるものとすることができる。

図２に示す連続給湯運転禁止制御によれば、浴槽６への注湯運転中は、連続燃焼タイマがクリアされることとなり、ステップＳ７の安全動作が実行されることが無いため、業務用の大型浴槽への注湯に１時間を超える長時間を要する場合でも正常に注湯を完了させることができるものでありながら、給湯栓Ｃからの給湯運転が１時間継続した場合には安全動作を実行させることによって給湯運転を停止させることができる。

さらに、給湯栓Ｃは閉じられ、且つ、浴槽６への注湯運転制御も実行されていないが、注湯電磁弁４３が若干開いた状態で固着することで第２の出湯路４１内の流量が１．５Ｌ／分以上３Ｌ／分未満となったときも、最低作動流量ＭＯＱ以上であるために給湯運転が開始されてしまうが、このような異常な状態が６０分継続した場合においても上記異常処理が実行されることで給湯運転を自動的に安全停止させることができる。

図３は、連続給湯運転禁止制御の別の実施例を示しており、本実施例では、リモコン５１の運転スイッチがオフ操作されている状態であるか（ステップＳ１０）、若しくは、給湯回路２内の流量が最低作動流量ＭＯＱ未満である場合（ステップＳ１１）は、制御部５内に設けた連続燃焼タイマをクリアし（ステップＳ１２）、上記ステップＳ１０，Ｓ１１の判定を繰り返す。

一方、リモコン５１の運転スイッチがオン操作されている状態であり、且つ、給湯回路２内の流量が最低作動流量ＭＯＱ以上（したがって給湯運転制御が実行されている状態）であれば、連続燃焼タイマをカウントして（ステップＳ１３）、その後、注湯運転制御中であるか否かを判定する（ステップＳ１４）よう構成されている。注湯運転制御中でない場合、図２に示す実施例と同様に、連続燃焼タイマが６０分未満であれば（ステップＳ１５）上記ステップＳ１０に戻り、連続燃焼タイマが６０分以上になると所定の異常処理による安全動作を実行する（ステップＳ１６）。一方、注湯運転制御中であれば、連続燃焼タイマが１２０分以上であるか否かを判定し（ステップＳ１７）、１２０分未満であれば上記ステップＳ１０に戻り、１２０分以上であればステップＳ１６の異常処理を実行するよう構成している。異常処理の後の解除条件成立の待機（ステップＳ１８）、並びに、解除条件成立後の安全動作解除（ステップＳ１９）は、図２に示す実施例と同様である。

図３に示す連続給湯運転禁止制御によれば、給湯栓Ｃからの給湯運転中、並びに、注湯電磁弁４３の開固着故障時の第２の出湯路４１からの漏水時には、連続燃焼タイマ６０分で異常処理を実行させることができる一方、浴槽への注湯運転制御時には連続燃焼タイマ１２０分で異常処理を実行させることができ、給湯用途によって安全停止が行われるまでの時間を最適なものに設定できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、出湯制御手段は、上記実施形態では第２の出湯路の開閉制御を行うことによって第２の出湯路からの給湯を行うか否かを制御したが、例えば、第２の出湯路に設けたポンプを動作させるか停止させるかによって第２の出湯路からの給湯を行うか否かを制御するよう構成することもできる。また、上記実施形態では、出湯制御手段及び異常制御手段を共通の制御部により構成したが、それぞれ別個独立した制御回路により構成することもできる。また、給水の加熱方式は燃焼加熱方式に限られず、電気ヒータやヒートポンプ等による加熱や、太陽熱利用による加熱、燃料電池の排熱利用による加熱等、適宜の加熱方式を用いることができる。さらに、本発明の給湯装置は、給湯運転停止中に貯湯タンク内への高温湯の貯湯を行っておき、予め加熱されて貯湯タンク内に貯湯されている湯を、給湯運転時に給湯路に出湯する貯湯タンク式給湯装置であってもよい。

１給湯装置
５制御部（出湯制御手段および異常制御手段）
６浴槽
２４給湯路
２５第１の出湯路
４１第２の出湯路
４３電磁弁（注湯電磁弁）
Ｃ給湯栓

Claims

給湯運転時に加熱された湯が供給される給湯路と、該給湯路から分岐する第１及び第２の出湯路と、第２の出湯路からの給湯を行うか否かを制御する出湯制御手段と、該出湯制御手段が第２の出湯路からの給湯を行わないよう制御している状態で給湯運転が所定時間継続すると所定の異常処理を行う異常制御手段とを備えている、給湯装置。
請求項１に記載の給湯装置において、前記異常制御手段は、第２の出湯路からの給湯を行うよう制御している状態で給湯運転が前記所定時間より長い時間継続したときも所定の異常処理を行うよう構成されている、給湯装置。
請求項１又は２に記載の給湯装置において、第２の出湯路には電磁弁が設けられ、前記出湯制御手段は、前記電磁弁の開閉制御によって第２の出湯路からの給湯を行うか否かを制御する、給湯装置。
請求項１，２又は３に記載の給湯装置において、第１の出湯路は給湯栓への給湯を行うものであり、第２の出湯路は浴槽への給湯を行うものである、給湯装置。