JP2018071841A - 給湯システム - Google Patents

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Abstract

【課題】連結される複数の給湯器の一部の給湯器において異常が発生しても、可能な限りシステム稼働を継続できる給湯システムを提供する。
【解決手段】制御装置100は、複数の給湯器1の少なくとも一部が運転中であるときに、複数の給湯器1のいずれかにおいてファンの異常または通信異常が検知された場合には、複数の給湯器1の全ての運転を停止する全停止を行なうように構成される。一方で、制御装置100は、さらに、集合排気路9からの排気の逆流を検知するための検知素子200が制御装置100に接続されている状態において、複数の給湯器1の一部においてファンの異常または通信異常が検知された場合には、全停止を行なわないように構成される。
【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、複数の給湯器を連結した給湯システムに関する。
複数の給湯器を並列に連結した給湯システム(以下、連結給湯システムとも称する)が知られている。このような給湯システムでは、各給湯器の給湯制御部を制御装置に接続し、制御装置から各給湯制御部への制御信号によって全給湯器を統括して制御することで、大流量の給湯が可能になる。
たとえば特開2016−121851号公報(特許文献1)には、各給湯器の排気ダクトを共通の集合排気ダクトに接続し、各給湯器内で生成される燃焼排気を、給湯器内のファンにより、当該集合排気ダクトにまとめて外部へ導出するように構成される、いわゆるコモンベント方式の連結給湯システムが示されている。
特開2016−121851号公報
特許文献1に記載されるような、コモンベント方式の連結給湯システムにおいては、一部の給湯器のみが燃焼状態にあるとき、集合排気ダクトから他の非燃焼状態の給湯器への排気の逆流を防ぐため、非燃焼状態の給湯器においてもファンを回転させることが行われる。したがって、複数の給湯器のいずれかの給湯器において、ファンの運転を損ねるような異常が生じた際には、集合排気ダクトからの排気が該異常給湯器内に逆流するおそれがある。
そのため、従来の連結給湯システムにおいては、いずれかの給湯器でファンの異常が生じた場合、または、いずれかの給湯器の給湯制御部と制御装置との間で通信異常が生じた場合には、正常に稼働する給湯器も含めた全ての給湯器を停止するという「全停止」が行われていた。
しかしながら、この全停止を行うと、残りの正常な給湯器が運転不可となるため、給湯システムとしては全く給湯が行えなくなる。この結果、連結給湯システムの優位性が損なわれるとともに、ユーザの利便性も損なわれてしまうおそれがあった。
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、連結される複数の給湯器のうちの一部の給湯器において異常が発生しても可能な限りシステム稼働を継続できる給湯システムを提供することである。
この発明のある局面に従えば、給湯システムは、複数台の給湯器と、制御装置とを備える。複数台の給湯装置の各々は、燃焼部と、排気路と、ファンと、給湯制御部とを含む。燃焼部は、燃料を燃焼させて排気を生成するように構成される。排気路は、給湯器からの排気をまとめて導出する集合排気路に接続される。ファンは、燃焼部に燃焼用空気を供給するとともに、排気路の排気を集合排気路に送り出すように構成される。給湯制御部は、燃焼部およびファンを制御する。制御装置は、上記複数の給湯器の少なくとも一部が運転中であるときには、各給湯器のファンを駆動するとともに、各給湯器のファンの異常、および制御装置と各給湯制御部との間の通信異常を監視する。制御装置は、さらに、集合排気路からの排気の逆流を検知するための検知素子と制御装置との接続を確認する。制御装置は、検知素子が制御装置に接続されていない場合、上記複数の給湯器のいずれかにおいてファンの異常および通信異常の少なくとも一方が検知されたときに、上記複数の給湯器の全てを停止する全停止を行なうように構成される。一方、制御装置は、検知素子が制御装置に接続されている場合、排気の逆流が検知されていない状態において、上記複数の給湯器の一部においてファンの異常および通信異常の少なくとも一方が検知されたときに、上記全停止を行なわないように構成される。
このように構成すると、給湯運転中に、いずれかの給湯器においてファンの異常または通信異常が検知されても、給湯システム全体としては、検知素子によって集合排気路からの排気の逆流が検知されない限り、残りの正常な給湯器の運転を継続することができる。すなわち、給湯システムは、一部の給湯器において異常が発生しても、安全性が保証された状態で、可能な限り稼働を継続することができる。
好ましくは、制御装置は、検知素子が制御装置に接続されている状態において、上記複数の給湯器の一部においてファンの異常および通信異常の少なくとも一方が検知された場合には、異常が検知された給湯器を停止する。
このように構成すると、ファンの異常および通信異常の少なくとも一方が起こった給湯器を停止することで、該異常給湯器においてファンの異常または通信異常を原因とする不具合(たとえば、排気不良による不完全燃焼など)を抑制できる。したがって、残りの正常な給湯器を用いて給湯システムを安全に使い続けることができる。すなわち、一部の給湯器において異常が発生しても、可能な限りシステム稼働を継続できる。
好ましくは、上記複数の給湯器のいずれか1つの給湯制御部は、制御装置として機能する。このように構成すると、2台の給湯器を連結した給湯システムにおいて、新たに制御装置を設けることなく、簡易な構成で各給湯器を制御することができる。
好ましくは、制御装置は、検知素子からの検知素子の動作確認用の信号の入力に基づいて、検知素子が制御装置に接続されているか否かを判定し、かつ、上記判定に基づいて、ファンの異常および通信異常の少なくとも一方が検知されたときの上記全停止を行うか否かを決定する。
このように構成すると、検知素子からの信号入力の有無により、検知素子の接続を判定することができるため、簡易に制御装置と検知素子との接続を確認することができる。
好ましくは、上記検知素子は、一酸化炭素を検出して警報を出力するように構成された警報器である。
このように構成すると、万一排気の逆流が生じたとしても、排気の中に含まれる一酸化炭素を検出する警報器によって早期にこれを検知することができる。よって、一部の給湯器において異常が発生しても、安全性が保証された状態で給湯システムを使い続けることができる。
この発明によれば、連結される複数の給湯器の一部の給湯器において異常が発生しても、可能な限りシステム稼働を継続できる給湯システムを提供することができる。
実施の形態1に係る給湯システムの構成図である。 実施の形態1に係る給湯器の構成図である。 実施の形態1に係る警報器との接続確認処理のフローチャートである。 実施の形態1に係る給湯システムにおいてファンまたは通信の異常が生じたときの制御処理のフローチャートである。 実施の形態2に係る給湯システムの構成図である。 実施の形態2に係る警報器との接続確認処理のフローチャートである。 実施の形態2に係る給湯システムにおいてファンまたは通信の異常が生じたときの制御処理のフローチャートである。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当する部分には同一符号を付して、その説明が原則的に繰り返さないものとする。
[実施の形態1]
まず、本発明の実施の形態1では、3台の給湯器を並列に連結して構成される給湯システムを説明する。本実施の形態1に従う給湯システム110の各給湯器は燃焼ガスの潜熱を回収可能な潜熱回収式の給湯器を説明するが、給湯器の加熱方式は潜熱回収式に限定されない。また、給湯システム110を構成する給湯器は3台に限定されず、2台または4台以上でもよい。
(給湯システムの構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る給湯システム110の全体構成を示す図である。実施の形態1に係る給湯システム110は、部屋2の内部に設置されている。
図1を参照して、給湯システム110は、給湯器1a,1b,1cと、各給湯器に給水するための給水管3と、各給湯器から湯水を送出するための給湯管4と、弁5a,5b,5cと、制御装置100と、リモートコントローラ(以下、リモコン)105とを備える。以降、給湯器1a,1b,1cを総称する場合は、給湯器1と呼ぶ。
給湯器1a,1b,1cは、水道水等から給水を受ける給水管3に対して並列に接続されている。給水管3は、各給湯器の入水口120に水を供給する。給湯器1a,1b,1cは、給湯路である給湯管4に対して並列に接続されている。すなわち、給湯器1a,1b,1cは、給水管3および給湯管4を介して連結されている。給湯管4には、少なくとも1個の給湯栓(給湯カラン)6が設けられている。
弁5a,5b,5cは、それぞれ、給湯器1a,1b,1cの出湯口130と給湯管4との間に接続されている。弁5は、たとえば電磁式開閉弁である。なお、弁5は給湯器1内に内蔵してもよい。また、後述する給湯器1の水量サーボ弁132およびバイパス流量調整弁141が全閉止機能を備えているものであれば、弁5は省略できる。
制御装置100は、給湯器1a,1b,1cを統括して制御する。制御装置100は、また、弁5a,5b,5cの各々の開閉を制御する。制御装置100と、後述する各給湯器1の給湯制御部19とは通信線L1により接続されている。制御装置100は、通信線L1を介して給湯制御部19と双方向に通信する。制御装置100は、後述する運転台数制御に用いた指令を、各給湯器1の給湯制御部19に送信することにより、各給湯器1に燃焼作動、燃焼停止等の動作を実施させる。制御装置100にはさらに、リモコン105が通信線L2により接続されている。
リモコン105は、制御装置100に対してユーザが各種指令を出すために用いられる。各種指令には、給湯システム110の運転オン/オフ指令および設定湯温指令が含まれる。リモコン105は、また、ユーザに対して、給湯システム110の運転状態を報知するために用いられる。
なお、図1の例では、制御装置100を、給湯器1a,1b,1cの外部に設置した構成としているが、給湯器1a,1b,1cのいずれかの内部に制御装置100を設置してもよい。
図1に示すように、給湯システム110が設置されている部屋2の内部には、排気の逆流を検知するための検知素子である警報器200が設置されている。警報器200としては、たとえば、排気に含まれる一酸化炭素(CO)を検出して警報を出力するように構成されたCO警報器を用いることができる。なお、本実施の形態1では検知素子をCO警報器としたが、排気の逆流を検知する機能を果たすものであればCO警報器に限定されない。たとえば、検知素子として、給湯器1内部の温度を検知する温度センサまたは給湯器1内部の圧力を検知する圧力センサを用いてもよい。また、温度センサの設置位置については、給湯器1内部より吸気ダクト7内部のほうが、正常時と異常時とで検知される温度差が大きいので誤検知が少ないという理由から、望ましい。あるいは、温度センサは、排気ダクト8に排気ガスの温度を下げるための空気導入口(図示せず)を備える場合においては、上記空気導入口に設置してもよい。
警報器200は、通信線L3を用いて制御装置100に接続されることにより、制御装置100との間で通信が可能となる。これにより、制御装置100は、警報器200から発せられる警報を受信することができる。なお、警報器200と制御装置100との接続の確認は、後述するように、リモコン105を利用して行なうことができる。
また、図1に示すように、給湯システム110が設置されている部屋2の外部には、集合排気ダクト9が設置されている。集合排気ダクト9は、各給湯器1の排気ダクト8と接続されることにより、給湯器1a,1b,1cからの排気をまとめて導出するように構成されている。集合排気ダクト9の下流端は屋外と連通している。集合排気ダクト9内部には、外部ファン91が設置されている。制御装置100が外部ファン91を回転させることにより、集合排気ダクト9内の排気が屋外に排出される。
次に、図2を参照して、各給湯器の構成について説明する。図2は、図1に示した給湯器1の詳細な構成を示す図である。図2を参照して、給湯器1は、入水管12と、燃焼缶体10と、ガス供給管16と、ファン17と、出湯管13と、バイパス管14と、吸気ダクト7と、排気ダクト8と、給湯制御部19とを備える。
入水管12は、入水口120からの水を燃焼缶体10に送るために用いられる。入水管12には、入水の流量および温度を測定する入水流量センサ121および入水温度センサ122が接続されている。
燃焼缶体10は、バーナ15および熱交換器11を含む。バーナ15は、給湯運転時に燃料を燃焼させる燃焼部に相当する。熱交換器11は、バーナ15の燃焼動作により生じた燃焼排気と入水管12から供給される湯水との間で熱交換を行う。これにより、熱交換器11の伝熱管内を流れる湯水は加熱される。
ガス供給管16はバーナ15に燃料ガスを供給する。ガス供給管16には、バーナ15へのガス供給量を調整するための元ガス電磁弁161およびガス比例弁162、ならびに複数の燃焼制御弁163が接続されている。
ファン17はバーナ15の燃焼時に作動し、バーナ15に燃焼用の空気を送りこむ。ファン17は、また、バーナ15の燃焼で生じた排気を排気ダクト8に排出する。
出湯管13は、熱交換器11により加熱された湯水を出湯口130に送るために用いられる。出湯管13には、熱交換器11から出力される湯水の温度を測定する出湯温度センサ131、水量サーボ弁132、湯水混合弁133、出湯口130から送出される湯水の温度を測定する給湯温度センサ134、バイパス流量調整弁141が接続されている。
バイパス管14は、熱交換器11から送出された湯水に対し水を混合するために用いられる。バイパス管14には、バイパス流量センサ142が備えられる。
吸気ダクト7は、部屋2内の空気を、給湯器1の中に取り込むために用いられる。排気ダクト8は、給湯器1内で生成された排気を、集合排気ダクト9に排出するために用いられる。
給湯制御部19は、制御装置100と通信線L1を介して双方向に通信を行なう。給湯制御部19は、制御装置100から通信線L1を経由して与えられる制御指令に従って、バーナ15およびファン17を含む給湯器1の各部を制御する。制御指令には、給湯運転の開始/停止を指示するための指令(開始指令、停止指令)および、運転条件を指示するための指令(目標給湯温度など)が含まれる。給湯制御部19は、また、給湯器1の運転状態を制御装置100に送信する。給湯制御部19による給湯器1の制御については後述する。
なお、図1では通信線L1〜L3を有線として表記したが、制御装置100と各給湯制御部19との間の通信、制御装置100とリモコン105との間の通信、および制御装置100と警報器200との間の通信の各々に無線通信を用いてもよい。
(給湯システムの制御)
次に、実施の形態1に係る給湯システム110の制御について説明する。
実施の形態1に係る給湯システム110では、制御装置100は、各給湯器1の給湯制御部19と連携して、運転台数制御および異常監視動作を実行する。
運転台数制御とは、負荷に応じて給湯器1の運転台数を決定し、その決定に基づいて不要な給湯器1を停止状態とする制御である。なお、運転台数制御については、連結給湯システムにおいて周知の制御手法を適用することが可能である。運転台数制御は、給湯システム110の給湯運転時に行われる。給湯運転は、リモコン105におけるスイッチ(運転入/切スイッチ)操作によって運転入状態とされ、給湯器1に所定の最低作動水量以上の通水が検出されると、開始される。
リモコン105において所望の給湯温度が設定され、給湯システム110の給湯運転が開始されると、制御装置100は、要求される給湯量に応じて、給湯運転を行う給湯器1(以下、燃焼給湯器とも称する)の台数を決定し、その決定した台数に基づいて燃焼給湯器を選択する。制御装置100は、燃焼給湯器の給湯制御部19に対して、給湯運転の開始を指示するための開始指令を送信する。
制御装置100は、さらに、燃焼給湯器に対応する弁5を閉状態から開状態に切替える。これにより、燃焼給湯器の燃焼動作により加熱された湯水が、給湯栓6から給湯されるようになる。なお、弁5の開閉は給湯器1ごとに、給湯制御部19が制御装置100からの開始指令および停止指令に応じて制御する構成としてもよい。
制御装置100は、リモコン105において設定された給湯温度を目標給湯温度として、燃焼給湯器の給湯制御部19に送信する。これにより、燃焼給湯器の給湯制御部19は、出湯温度が目標給湯温度となるように、バーナ15の燃焼量を制御するともに、この燃焼量に対応する回転速度でファン17を回転させる。
具体的には、給湯制御部19は、元ガス電磁弁161、ガス比例弁162および燃焼制御弁163の開閉を制御することにより、バーナ15の燃焼量(能力)を可変に調整する。詳細には、燃焼開始時に、給湯制御部19は、元ガス電磁弁161を開く。これにより、バーナ15にガスを供給開始可能となる。また、給湯制御部19は、ガス比例弁162の開度を制御することにより、バーナ15へのガス供給量を可変に調整する。また、給湯制御部19は、複数の燃焼制御弁163の開閉を制御することにより、燃焼作動範囲を可変調整する。これらの燃焼量の調整により、熱交換器11での湯水の加熱量が変更され、熱交換器11からの出湯温度(出湯能力)が予め定められた温度範囲で変更される。
給湯制御部19は、また、バーナ15の燃焼中において、必要燃焼量に対応した適正量の燃焼用空気をバーナ15に供給するためのファン17の目標回転速度を決定する。給湯制御部19は、図示しない回転速度センサによって検知されたファン17の回転速度が、目標回転速度に一致するように、ファン17の回転速度をフィードバック制御する。
給湯制御部19は、また、湯水混合弁133の開閉を制御することにより、熱交換器11からの高温の湯水と入水口120からの低温の水とを、開度に応じた割合で混合することで、燃焼給湯器から供給される湯水の温度を可変に調整する。詳細には、給湯制御部19は、出湯温度が目標給湯温度となるように、入水温度センサ122からの出力(水温)およびバイパス流量センサの出力(入水流量)と、出湯温度センサ131の出力(湯水温度)および入水流量センサ121の出力(入水流量)との各検出値に基づいて湯水混合比を決定し、決定された混合比に従い、湯水混合弁133のステッピングモータの回転を制御し、弁の開閉量を可変に調整する。
給湯制御部19は、入水流量センサ121の出力に基づいて水量サーボ弁132の開閉を制御することにより、燃焼給湯器からの出湯量(単位時間あたりの流量)を調整する。
なお、全ての燃焼給湯器からの出湯量の総和が、当該全ての燃焼給湯器の能力の上限の総和に近い場合には、制御装置100は、給湯運転を停止している給湯器1(以下、非燃焼給湯器とも称する)のうちの1台に対して給湯運転の開始を指示する。制御装置100は、当該非燃焼給湯器の給湯制御部19に対して開始指令および目標給湯温度を送信するとともに、当該非燃焼給湯器に対応する弁5を閉状態から開状態に切替える。
一方、2台以上の燃焼給湯器が運転している状態で、給湯量が減少した場合には、制御装置100は、1台の燃焼給湯器の給湯制御部19に対して停止指令を送信するとともに、当該燃焼給湯器に対応する弁5を開状態から閉状態に切替える。
ここで、上述した運転台数制御の実行中において、制御装置100は、非燃焼給湯器のファン17も回転させる。具体的には、制御装置100は、非燃焼給湯器に選択された給湯器1の給湯制御部19に対して、停止指令とともに、ファン17のみを回転させる指令を出す。このとき、制御装置100は、燃焼給湯器のファン17の回転速度に応じて非燃焼給湯器のファン17の目標回転速度を設定し、設定した目標回転速度を給湯制御部19へ送信する。これにより、非燃焼給湯器の給湯制御部19は、図示しない回転速度センサによって検知されたファン17の回転速度が、目標回転速度に一致するように、ファン17の回転速度をフィードバック制御する。このことにより、非燃焼給湯器内の圧力を集合排気ダクト9内の圧力より低くならないように調整できるので、集合排気ダクト9からの逆流は防止される。
しかしながら、このような構成においては、いずれかの給湯器1でファン17の運転に異常が生じると、集合排気ダクト9からの排気が、該異常給湯器1内に逆流してしまう可能性がある。給湯器1内に逆流した排気は、さらには、吸気ダクト7を介して部屋2内に流入するおそれがある。
いずれかの給湯器1の給湯制御部19と制御装置100との間の通信に異常が生じた場合においても、制御装置100は給湯制御部19を通じて該給湯器1のファン17を回転させることができなくなるため、同様の事態が起こり得る。
そこで、このような事態を防ぐために、制御装置100は、運転台数制御の実行中において、ファン17の異常、および、制御装置100と各給湯器1の給湯制御部19との間の通信異常を監視する。そして、いずれかの給湯器1においてファン17の異常または通信異常が検知された場合には、制御装置100は、集合排気ダクト9からの排気の逆流を防止するための処理を実行する。
制御装置100と各給湯器1の給湯制御部19との間の通信異常は、たとえば以下のようにして検知することができる。運転台数制御の実行中において、制御装置100は、各給湯器1の給湯制御部19に対して、定期的に接続確認用の信号を送信する。制御装置100は、当該信号を送信してから一定時間が経過するまでに給湯制御部19から当該信号に対する応答信号が受信できない場合は、該給湯制御部19との間に通信異常が発生していると判定する。
また、ファン17の異常は、たとえば以下のようにして検知することができる。各給湯器1の給湯制御部19は、上述したファン17の回転速度のフィードバック制御の実行中において、回転速度センサによって検出されるファン17の回転速度(実回転速度)と目標回転速度との偏差を演算する。演算された偏差が所定の閾値よりも大きい場合、給湯制御部19はファン17の異常と判定する。この場合、給湯制御部19は、ファン17の異常を示す信号を制御装置100に向けて送信する。制御装置100は、給湯制御部19からファン17の異常を示す信号を受信することにより、ファン17の異常を検知する。
これらの異常監視によって、いずれかの給湯器1においてファン17の異常または通信異常が検知された場合、制御装置100は、上述したように、集合排気ダクト9からの逆流を防止するための処理を実行する。この処理として、従来の連結給湯システムのように、制御装置100は、複数の給湯器1a,1b,1cの全てを停止する全停止を行なうことができる。
しかしながら、全停止は、排気の逆流を防止する観点での堅実性に優れているものの、1台のみの給湯器1の異常のために全停止を行うと、残りの正常な給湯器1が運転不可となるため、給湯システム110としては全く給湯が行えなくなる。この結果、給湯システム110の優位性が損なわれるとともに、ユーザの利便性も損なわれてしまうおそれがある。
このような課題を解決するため、本実施の形態1に従う給湯システム110では、排気の逆流を検知するための検知素子(図1の警報器200に相当)が制御装置100に接続されているかどうかを確認する。そして、警報器200が制御装置100に接続されていることが確認できた場合には、制御装置100は、給湯システム110の給湯運転中において異常が検知されたときに全停止を行なわないこととする。
警報器200が制御装置100に接続されている状況では、いずれか1台の給湯器1でファン17が正常に回転できないために、集合排気ダクト9から排気が逆流した場合であっても、警報器200が速やかにこの排気の逆流を検知して制御装置100に向けて警報を出力する。すなわち、制御装置100は、警報器200からの警報の有無に基づいて、排気の逆流が発生しているか否かを判断することができる。
これによれば、いずれかの給湯器1においてファン17が正常に回転していない状態で給湯システム110が給湯運転を継続している場合であっても、警報器200から警報が出力されていなければ、排気の逆流が発生していないことが保証されている。換言すれば、警報器200が接続されていることで、制御装置100は、排気の逆流を防止するという目的を達成しながら、給湯システム110の運転を継続させることができる。よって、給湯システム110の安全性を確保しながら、ユーザの利便性を向上させることができる。
以下、警報器200と制御装置100との接続を確認するための処理(接続確認処理)について説明する。
本実施の形態1に従う給湯システム110は、接続確認処理を実行するためのモードを有している。以下の説明では、このモードを「接続確認モード」とも称する。給湯システム110または警報器200を設置する作業者、もしくはユーザは、リモコン105を利用して接続確認モードを設定することができる。接続確認モードが設定されると、制御装置100は接続確認処理を実行する。
たとえば、警報器200を設置した際に作業者またはユーザが接続確認モードを設定することで、制御装置100に接続確認処理を実行させることができる。あるいは、警報器200を設置した後に定期的に行なわれる点検作業において、作業者が接続確認モードを設定することで、制御装置100に接続確認処理を実行させることができる。このようにすると、警報器200が制御装置100に接続されているか否かを定期的に確認することが可能となる。
制御装置100は、ファン17の異常または通信異常による全停止に関する設定を記憶するための不揮発性メモリを有している。不揮発性メモリには、ファン17の異常による全停止および通信異常による全停止の各々について、ONまたはOFFの設定が記憶されている。なお、全停止がONの設定とは、全停止を実行とする設定を意味し、全停止がOFFの設定とは、全停止を非実行とする設定を意味する。ファン17の異常による全停止および通信異常による全停止はいずれも、デフォルト値がONに設定されている。
図3は、実施の形態1に係る給湯システム110における警報器200の接続確認処理を説明するためのフローチャートである。
図3を参照して、制御装置100は、ステップS01により、リモコン105から送信される指令に基づいて、給湯システム110が接続確認モードに設定されると、ステップS02により、リモコン105の表示部に警報器200の接続確認のための操作手順を表示する。これにより、作業者またはユーザは、表示部に表示された接続確認手順に従って接続確認に必要な操作を行なうことができる。
ステップS02では、制御装置100は、操作手順として、作業者またはユーザに対して、警報器200に搭載されているテストスイッチをオンする操作を行なうように指示する。たとえば、制御装置100は、リモコン105の表示部に、警報器200のテストスイッチのオン操作を促すメッセージを表示する。
テストスイッチとは、通常、警報器200が正常に作動するか否かを試験するために用いられるスイッチである。テストスイッチがオンされると、警報器200の出力信号は、内部の検知素子が電気的導通状態(ショート)であることを示す状態から、該検知素子が電気的遮断状態(オープン)であることを示す状態へと変化する。
制御装置100は、ステップS02により接続確認手順を表示した後、警報器200の出力信号を監視する。このとき、図1に示されるように、警報器200が通信線L3により制御装置100に接続されていれば、制御装置100は、通信線L3を介して警報器200の出力信号を受信することができる。よって、制御装置100は、警報器200の出力信号の変化を検知することができる。
制御装置100は、ステップS03により、接続確認手順を表示してから所定時間が経過するまでの間に、警報器200の出力信号の状態がショートからオープンに変化したか否かを判定する。
なお、本実施の形態における警報器200の接続確認処理は、本来警報器200の動作試験に用いられるスイッチおよび信号を流用して行なわれる。そのため、接続確認モード専用の回路およびプログラムを必要とせず、簡易に接続確認処理を実行することができる。
また、本実施の形態において、警報器200の接続の有無を示す出力信号をオープン/ショートとしているが、異なる2種類の信号であればこれに限定されない(たとえば、ロー/ハイなど)。
ステップS03において、接続確認手順を表示してから所定時間が経過するまでの間に警報器200の出力状態が変化したとき(S03にてYES)、ステップS04において、制御装置100は、警報器200が制御装置100に接続されていると判断する。そして、制御装置100はステップS05において、不揮発性メモリに記憶されている、ファン17の異常による全停止の設定を、デフォルト値であるONからOFFに切替える。さらに、制御装置100はステップS06において、不揮発性メモリに記憶されている通信異常による全停止の設定を、デフォルト値であるONからOFFに切替えて、接続確認処理を終了する。
一方、ステップS03において、接続確認手順を表示してから所定時間が経過するまでの間に警報器200の出力状態が変化しないとき(S03にてNO)、ステップS07において、制御装置100は、警報器200が制御装置100に接続されていないと判断する。この場合、制御装置100はステップS08において、不揮発性メモリに記憶されている、ファン17の異常による全停止の設定をデフォルト値であるONに維持する。さらに、制御装置100はステップS09において、不揮発性メモリに記憶されている通信異常による全停止の設定をデフォルト値であるONに維持し、接続確認処理を終了する。
本実施の形態1に係る給湯システム110においては、上述した運転台数制御に基づいた給湯運転の実行中、いずれか1台の給湯器1においてファン17の異常または通信異常が検知された場合には、不揮発性メモリに記憶された、ファン17の異常または通信異常による全停止の設定が反映される。
図4は、実施の形態1に係る給湯システム110におけるファンまたは通信の異常が生じたときの制御処理を説明するためのフローチャートである。
図4を参照して、ステップS11において、制御装置100は、各給湯器1の給湯制御部19と連携して上述した運転台数制御を行うことにより、給湯運転を実行する。給湯運転の実行中、制御装置100は、さらに、各給湯器1の給湯制御部19と連携して異常監視動作を実行する。
ステップS12において、制御装置100は、警報器200から警報が入力されているか否かを判定する。制御装置100は、警報器200から警報が入力されていれば(S12にてYES)、ステップS18に進み、全ての給湯器1a〜1cを停止する全停止を行い、給湯システム110の制御を終了する。
一方、制御装置100は、警報器200から警報が入力されていなければ(S12にてNO)、ステップS13にて、複数の給湯器1a〜1cのうちのいずれかの給湯器1からファン異常を示す信号が入力されているか否かを判定する。
いずれかの給湯器1からファン異常を示す信号が入力されている場合(S13にてYES)、すなわち、いずれかの給湯器1においてファン17の異常が検知された場合、制御装置100は、ステップS14にて、不揮発性メモリを参照して、ファン異常による全停止がONに設定されているか否かを判定する。制御装置100は、ファン異常による全停止がONの場合(S14にてYES)、ステップS18にて全停止を行い、給湯システム110の制御を終了する。
一方、ファン異常による全停止がOFFの場合(S14にてNO)、制御装置100は、ステップS17に進み、ファン異常が生じている異常給湯器を停止する。そして、制御装置100は、再びステップS11に戻り、運転台数制御を行う。
これに対して、ステップS13にていずれの給湯器1からもファン異常を示す信号が入力されていない場合(S13にてNO)、制御装置100は、ステップS15において、いずれかの給湯器1の給湯制御部19との間に通信異常が生じているか否かを判定する。具体的には、制御装置100は、各給湯器1の給湯制御部19に対して接続確認用の信号を送信してから一定時間が経過するまでに、各給湯制御部19から当該信号に対する応答信号を受信できたか否かを判定する。
制御装置100は、いずれかの給湯器1の給湯制御部19との間に通信異常が生じている場合(S15にてYES)、ステップS16において、不揮発性メモリを参照して、通信異常による全停止がONに設定されているか否かを判定する。通信異常による全停止がONである場合(S16にてYES)、制御装置100は、ステップS18にて全停止を行い、給湯システム110の制御を終了する。
一方、通信異常による全停止がOFFである場合(S16にてNO)、ステップS17に進み、通信異常が生じている異常給湯器を停止する。具体的には、制御装置100において、受信は不可能であるが送信は可能であるような通信異常の場合、制御装置100は異常給湯器に停止指令を出力する。また、異常給湯器の給湯制御部19も制御装置100との通信異常を検出すると、自身の給湯運転を停止させる。その後、制御装置100は、再びステップS11に戻り、運転台数制御を行う。
一方、制御装置100は、ステップS15において、いずれの給湯器1の給湯制御部19とも通信異常が生じていない場合(S15にてNO)、再びステップS11に戻り、運転台数制御を行う。
このように、本実施の形態1に係る給湯システム110において、複数の給湯器1のいずれかの給湯器1でファン17の異常が検知されたとき(図4のS13にてYES)、または通信異常が検知されたとき(S15にてYES)であっても、警報器200の接続が確認されていれば、制御装置100は、全停止を行なうことなく、異常給湯器のみを停止させる(S17)。したがって、給湯システム110は、残りの正常な給湯器1によって給湯運転を継続することができる。そして、給湯運転の継続中において、警報器200によって集合排気ダクト9からの排気の逆流が検知されると(S12にてYES)、制御装置100は全停止を行なう(S18)。
よって、本実施の形態1に係る給湯システム110によれば、いずれかの給湯器1においてファンまたは通信の異常が生じても、システム稼働を継続できるという継続性、および、万一排気の逆流が生じた場合は速やかにこれを検知し、給湯システムの稼動を停止するという安全性、の両方の性質を満たすことができる。すなわち、一部の給湯器において異常が発生しても可能な限りシステム稼働を継続できる給湯システムを提供することができる。
なお、従来の給湯システムでは、各給湯器の排気ダクト内に、排気の逆流を防止するための逆止弁を設けたものがある。しかしながら、万一逆止弁に故障が生じても、制御装置は故障を検知することができない場合がある。このような場合であっても、本実施の形態1による給湯システムによれば、警報器(検知素子)が排気の逆流を検知してくれるため、安全性が保証された状態で、可能な限りシステム稼働を継続することができる。
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2では、2台の給湯器を並列に連結して構成される、簡易2連結型の給湯システムについて説明する。
(給湯システムの構成)
図5は、実施の形態2に係る給湯システム111の全体構成を示す図である。実施の形態2に係る給湯システム111では、1台の給湯器1の給湯制御部19が、2台の給湯器1を統括して制御する制御装置100の働きも兼ねる。
まず、実施の形態2に係る給湯システム111の全体構成について、実施の形態1に係る給湯システム110と異なる点を中心に説明する。
図5を参照して、給湯システム111は、2台の給湯器1d,1eからなり、部屋2の中に設置される。
給湯器1dの給湯制御部19dと給湯器1eの給湯制御部19eとは通信線L4により双方向通信を行うように構成される。一方の給湯器1dの給湯制御部19dにはリモコン105が接続される。以下の説明では、リモコン105が接続された方の給湯器1dを「マスタ給湯器1d」と称し、他方の給湯器1eを「スレーブ給湯器1e」とも称する。各給湯器が、自己がマスタ給湯器かスレーブ給湯器かを判定する方法(マスタ・スレーブ判定)については後に詳述する。
マスタ給湯器1dの給湯制御部19dは、給湯器1d自身を制御するとともに、実施の形態1の給湯システム110における制御装置100の働きを兼ねる。すなわち、マスタ給湯器1dの給湯制御部19dは、スレーブ給湯器1eの給湯制御部19eに対して指令を出力することにより、スレーブ給湯器1eの制御も行う。
本実施の形態2では、実施の形態1と異なり、給湯器1d,1eに、それぞれ、警報器200d,200eが接続されている。ここで、制御装置として機能するマスタ給湯器1dだけではなく、スレーブ給湯器1eにも警報器200eが接続されているのは、マスタ給湯器1dに何らかの異常(通信異常を含む)が発生し、スレーブ給湯器1eの制御が不能となった場合において、給湯制御部19eが、警報器200eの出力信号に基づいて、スレーブ給湯器1eを自律的に運転することを可能にするためである。
なお、図5では通信線L4を有線として表記したが、給湯制御部19dと給湯制御部19eとの間の通信には、無線通信を用いてもよい。
(給湯システムの制御)
次に、実施の形態2に係る給湯システム111の制御について、主に、実施の形態1に係る給湯システム110の制御と異なる点を説明する。
実施の形態2に係る給湯システム111では、マスタ給湯器1dの給湯制御部19dは、スレーブ給湯器1eの給湯制御部19eと連携して、運転台数制御および異常監視動作を実行する。なお、運転台数制御については、簡易2連結型給湯システムにおいて周知の制御手法を適用することが可能である。
まず、給湯システム111の電源がオンされると、各給湯制御部19d,19eにおいて、マスタ・スレーブ判定が行われる。このマスタ・スレーブ判定は、リモコン105の接続を識別するための信号の入力の有無に基づいて行われる。そして、リモコン105から該信号が入力された給湯制御部(図5では給湯制御部19d)は、自己、すなわち給湯器1dがマスタ器であると判定する。そして、該給湯制御部は、判定結果を示す信号を他方の給湯制御部(図5では給湯制御部19e)に出力する。一方、給湯制御部19eは、給湯制御部19dから該判定結果を示す信号を受けると、自己、すなわち給湯器1eがスレーブ器であると判定する。以降、マスタ給湯器1dの給湯制御部19dは、マスタ給湯器1d自身およびスレーブ給湯器1eを制御する、すなわち、実施の形態1における制御装置100の役割も果たす。
上述したマスタ・スレーブ判定の後、給湯制御部19dは、マスタ給湯器1dに対応する弁5dを閉状態から開状態に切り替える。一方、給湯制御部19dは、スレーブ給湯器1eに燃焼禁止信号を出力する。これにより、スレーブ給湯器1eに対応する弁5eは閉状態に維持される。
この状態で給湯システム111の給湯運転が、リモコン105の操作および最低作動流量以上の通水により開始されると、給湯制御部19dはマスタ給湯器1dのみ給湯運転を開始させる。給湯運転の実行中において、マスタ給湯器1dの出湯量がマスタ給湯器1dの能力の上限に近くなった場合には、給湯制御部19dは、スレーブ給湯器1eの給湯制御部19eに対しても給湯運転の開始を指示する。給湯制御部19eは、開始指令を受けると、弁5eを閉状態から開状態に切り替える。
一方、両給湯器1d,1eが運転している状態で、給湯量が減少した場合には、給湯制御部19dは、スレーブ給湯器1eの給湯制御部19eに対して停止指令を送信する。給湯制御部19eは、停止指令に応答して弁5eを開状態から閉状態に切り替える。
異常監視動作については、動作の主体が、実施の形態1では制御装置100であったのが、実施の形態2においてはマスタ給湯器1dの給湯制御部19dとなる。すなわち、給湯制御部19dは、自己のファン17の異常を監視するとともに、スレーブ給湯器1eのファン17の異常を監視する。給湯制御部19dは、また、給湯制御部19eとの間の通信異常を監視する。ファン17の異常および通信異常の検知方法は、基本的に実施の形態1で説明した検知方法と同様であるので、説明を繰り返さない。
実施の形態2に係る給湯システム111においても、実施の形態1に係る給湯システム110と同様に、警報器200の接続確認処理が行なわれる。以下では、警報器200の接続確認処理について、実施の形態1による接続確認処理と異なる点を中心として説明する。
図6は、実施の形態2に係る給湯システム111における警報器200の接続確認処理を説明するためのフローチャートである。図6に示すフローチャートは、図3に示すフローチャートにおけるステップS03,S04,S07を、それぞれ、ステップS23,S24,S27に変更したものである。よって、以下では、図3と異なるステップS23,S24,S27を重点的に説明する。
図6を参照して、マスタ給湯器1dの給湯制御部19dは、図3と同じステップS01において、リモコン105から送信される指令に基づいて接続確認モードに設定されると、ステップS02においてリモコン105の表示部に接続確認手順を表示する。
ステップS02では、給湯制御部19dは、操作手順として、作業者またはユーザに対して、警報器200d,200eの各々に搭載されているテストスイッチをオンする操作を行なうように指示する。
このとき、給湯制御部19d,19eは、それぞれ、ステップS02により接続確認手順を表示した後、警報器200d,200eの出力信号を監視する。ステップS23では、給湯制御部19d,19eは、それぞれ、接続確認手順を表示してから所定時間が経過するまでの間に、警報器200d,200eの出力信号の状態がショートからオープンに変化したか否かを判定する。給湯制御部19d,19eは、判定結果を示す情報を互いに通信し合う。
ステップS23において、両方の警報器200d,200eの出力信号の状態が共にショートからオープンに変化したとき(S23においてYES)、給湯制御部19dは、ステップS24において、警報器200d,200eがそれぞれ給湯制御部19d,19eに接続されていると判断する。この場合、給湯制御部19dは、図3と同じステップS05に進み、不揮発性メモリに記憶されている、ファン17の異常による全停止の設定を、デフォルト値であるONからOFFに切替える。給湯制御部19dは、続いて、図3と同じステップS06により、通信異常による全停止の設定を、デフォルト値であるONからOFFに切替えて、接続確認処理を終了する。
一方、ステップS23において、両警報器200d,200eの出力状態の少なくとも一方が変化しなかったとき(S23においてNO)、給湯制御部19dは、ステップS27において、警報器200d,200eの少なくとも一方が、対応する給湯制御部に接続されていないと判断する。この場合、給湯制御部19dは、図3と同じステップS08,S09において、不揮発性メモリに記憶されている、ファン17による異常による全停止の設定、および通信異常による全停止の設定をそれぞれONに維持し、接続確認処理を終了する。
次に、実施の形態2に係る給湯システム111におけるファンまたは通信の異常があった場合の制御について、実施の形態1に係る給湯システム110と異なる点を中心として説明する。
図7は、実施の形態2に係る給湯システム111におけるファンまたは通信の異常が生じたときの制御処理を説明するためのフローチャートである。図7においては、図4の処理と異なる処理(ステップS37a〜S37c)を主体に説明する。図7に示すフローチャートは、図4に示すフローチャートにおけるステップS17に代えて、ステップS37a〜37cを付加したものである。よって、以下では、図4と異なるステップS37a〜37cを重点的に説明する。
図7を参照して、給湯制御部19dは、図4と同じステップS11〜S16の処理を実行する。
ステップS13において給湯器1d,1eのいずれかのファン17に異常が検知され(S13にてYES)、かつ、続くステップS14においてファン異常による全停止がOFFに設定されている場合(S14にてNO)、給湯制御部19dは、ステップS37aにおいて、ファンに異常が生じた給湯器1の運転を停止する。
たとえば、マスタ給湯器1dにおいてファン17の異常が検知された場合、給湯制御部19dは、自己の給湯器1dを停止する一方で、スレーブ給湯器1eの給湯制御部19eに対しては指令を出力することで、スレーブ給湯器1eの運転を継続させる。すなわち、給湯制御部19dがスレーブ給湯器1eを制御し続けることで、給湯システム111は給湯を続けることができる。
また、給湯制御部19dは、ステップS15において、給湯制御部19dと給湯制御部19eとの間に通信異常が生じているか否かを判定する。給湯制御部19dは、通信異常が生じていた場合(ステップS15にてYES)、ステップS16において、不揮発性メモリを参照して、通信異常による全停止がONに設定されているか否かを判定する。給湯制御部19dは、通信異常による全停止がONである場合(S16にてYES)、ステップS18にて全停止を行い、給湯システム111の制御を終了する。
一方、通信異常による全停止がOFFである場合(S16にてNO)、ステップS37bにおいてスレーブ給湯器1eを停止する。具体的には、給湯制御部19dにおいて、受信は不可能であるが送信は可能であるような通信異常の場合、給湯制御部19dはスレーブ給湯器1eに停止指令を出力する。また、スレーブ給湯器1eの給湯制御部19eも給湯制御部19dとの通信異常を検出すると、自身の給湯運転を停止させる。続くステップS37cにおいて、給湯制御部19dは、リモコン105を用いて通信異常を報知した上で、再びステップS11に戻り、運転台数制御を行う。この場合、給湯制御部19dがマスタ給湯器1dを1台で独立した給湯器として制御し続けることで、給湯システム111は給湯を続けることができる。
このように、本実施の形態2に係る給湯システム111は、2台の給湯器1d,1eのいずれかでファン17の異常が検知されたとき(S13にてYES)、または給湯制御部19d,19e間の通信異常が検知されたとき(S15にてYES)であっても、警報器200d,200eの接続が確認されていれば、給湯制御部19dは、全停止を行なうことなく、異常給湯器のみを停止させる(S37a)。したがって、給湯システム111は、もう一方の正常な給湯器1によって給湯運転を継続することができる。そして、給湯運転の継続中において、警報器200d,200eによって集合排気ダクト9からの排気の逆流が検知されると(S12にてYES)、給湯制御部19dは全停止を行なう(S18)。
なお、本実施の形態2に係る給湯システム111においては、ステップS37bで通信異常のために停止したスレーブ給湯器1eも、電源を再投入(リセット)することで、給湯器1dと独立した給湯器として使用できるように構成される。この場合、給湯器1eにはリモコン105が接続されていないので、給湯器1eは予め設定した条件(給湯量、給湯温度)に従って自律的に湯水を供給する。このとき、給湯制御部19eは、給湯制御部19eに接続される警報器200eにより、集合排気ダクト9からの排気の逆流を検知することができる。排気の逆流を検知した場合には、給湯制御部19eは、給湯器1eを停止する。
以上のように、この発明の実施の形態2によれば、一方の給湯器が2台の給湯器を統括制御する制御装置の役割を担う簡易2連結型給湯システムにおいても、実施の形態1と同様の作用効果が得られる。
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。
この発明は、複数の給湯器を連結した給湯システムに利用できる。
1,1a,1b,1c,1d,1e 給湯器、2 部屋、3 給水管、4 給湯管、5,5a,5b,5c,5d,5e 弁、6 給湯栓、7 吸気ダクト、8 排気ダクト、9 集合排気ダクト、10 燃焼缶体、11 熱交換器、12 入水管、13 出湯管、14 バイパス管、15 バーナ、16 ガス供給管、17 ファン、19,19d,19e 給湯制御部、91 外部ファン、100 制御装置、105 リモコン、110,111 給湯システム、120 入水口、121 入水流量センサ、122 入水温度センサ、130 出湯口、131 出湯温度センサ、132 水量サーボ弁、133 湯水混合弁、134 給湯温度センサ、141 バイパス流量調整弁、142 バイパス流量センサ、161 元ガス電磁弁、162 ガス比例弁、163 燃焼制御弁、200,200d,200e 警報器、L1,L2,L3,L4 通信線。

Claims (5)

  1. 給湯路に対して並列に接続される複数の給湯器と、
    前記複数の給湯器を制御する制御装置とを備え、
    前記複数の給湯器の各々は、
    燃料を燃焼させて排気を生成するように構成された燃焼部と、
    各前記給湯器からの排気をまとめて導出する集合排気路に接続される排気路と、
    前記燃焼部に燃焼用空気を供給するとともに、前記排気路の排気を前記集合排気路に送り出すように構成されたファンと、
    前記燃焼部および前記ファンを制御する給湯制御部とを含み、
    前記制御装置は、
    前記複数の給湯器の少なくとも一部が運転中であるときには、各前記給湯器の前記ファンを駆動するとともに、各前記ファンの異常、および前記制御装置と各前記給湯制御部との間の通信異常を監視するように構成され、
    前記制御装置は、さらに、
    前記集合排気路からの排気の逆流を検知するための検知素子と前記制御装置との接続を確認し、
    前記検知素子が前記制御装置に接続されていない場合、前記複数の給湯器のいずれかにおいて前記ファンの異常および前記通信異常の少なくとも一方が検知されたときに、前記複数の給湯器の全てを停止する全停止を行なう一方で、
    前記検知素子が前記制御装置に接続されている場合、前記排気の逆流が検知されていない状態において、前記複数の給湯器の一部において前記ファンの異常および前記通信異常の少なくとも一方が検知されたときに、前記全停止を行なわないように構成される、給湯システム。
  2. 前記制御装置は、前記検知素子が前記制御装置に接続されている状態において、前記複数の給湯器のいずれかにおいて前記ファンの異常および前記通信異常の少なくとも一方が検知された場合には、異常が検知された前記給湯器を停止する、請求項1に記載の給湯システム。
  3. 前記複数の給湯器のいずれか1つの前記給湯制御部は、前記制御装置として機能する、請求項1または2に記載の給湯システム。
  4. 前記制御装置は、前記検知素子からの前記検知素子の動作確認用の信号の入力に基づいて、前記検知素子が前記制御装置に接続されているか否かを判定し、かつ、
    前記判定に基づいて、前記ファンの異常および前記通信異常の少なくとも一方が検知されたときの前記全停止を行うか否かを決定する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の給湯システム。
  5. 前記検知素子は、一酸化炭素を検出して警報を出力するように構成された警報器である、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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