JP2018146128A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で、給排気の異常を検知する複数の検知部の出力を監視できる給湯システムを提供する。【解決手段】複数の給湯器は、給湯路に対して並列に接続され、かつ、各々の排気路が集合排気路に接続される。制御装置１００は、複数の給湯器を統括制御する。複数の検知部ＳＷ１，ＳＷ２の各々は、給排気に関する異常を検知したときに電気的に導通状態から非導通状態に遷移するように構成される。また、複数の検知部ＳＷ１，ＳＷ２は、電源配線３１と接地配線３２との間に電気的に直列に接続される。そして、複数の検知部ＳＷ１，ＳＷ２の直列回路Ｃ１は、電源配線３１と接地配線３２との間に抵抗素子Ｒ１と電気的に直列に接続される。さらに、制御装置１００は、直列回路Ｃ１と抵抗素子Ｒ１との間のノードＮ１の電圧に基づいて、給排気に関する異常を監視する。【選択図】図３

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、大流量の給湯を可能にしている。

連結給湯システムにおいて、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、当該集合排気ダクトにまとめて外部へ導出する、いわゆるコモンベント方式が知られている。

コモンベント方式の連結給湯システムにおいて、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ことが重要である。そこで、非燃焼状態の給湯器においても該給湯器からの排気を促すファンを回転させ、該非燃焼状態の給湯器への排気の逆流を防ぐことが行なわれている。さらに、集合排気ダクト内部に外部ファンを設置し、排気の屋外への排出を促進している。

加えて、万一これらのファンの故障等により排気の逆流等の排気の異常が生じた場合、排気の異常を速やかに検知して燃焼を停止させる必要がある。そのために、従来のコモンベント方式の連結給湯システムでは、複数の排気の異常を検知する素子を組み合わせて設置する構成が採用されている。このような検知素子としては、例えば、特許第３５９７６０３号公報（特許文献１）に開示されるＣＯセンサ、風圧スイッチ、風速スイッチがある。

特許第３５９７６０３号公報

従来の連結給湯システムでは、制御装置に複数の検知素子からの検知信号をそれぞれ受信するための複数の信号入力部（端子台）を設けていた。そのため、検知素子の数が増えると、排気の異常を検知する精度が上がる一方で、制御装置が大型化かつ複雑化するという課題があった。また、検知素子の種類および数は、連結給湯システムの設置現場により異なる場合がある。そのため、様々な設置現場の連結給湯システムに対応するためには、制御装置に多くの信号入力部を備える必要があり、制御装置の大型化および複雑化を増長させるとともに、部品点数が多くなることが懸念される。また、現場によっては使われない信号入力部があり無駄が生じる等、改善の余地を有していた。

この発明は、このような課題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、簡素な構成で、給排気の異常を検知する複数の検知部の出力を監視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、強制排気式の燃焼加熱型の給湯システムであって、複数の給湯器と、制御装置と、複数の検知部とを備える。複数の給湯器は、給湯路に対して並列に接続され、かつ、各々の排気路が集合排気路に接続される。制御装置は、複数の給湯器を統括制御する。複数の検知部の各々は、給排気に関する異常を検知したときに電気的に導通状態から非導通状態に遷移するように構成される。複数の検知部は、電源配線と接地配線との間に電気的に直列に接続される。そして、複数の検知部の直列回路は、電源配線と接地配線との間に抵抗素子と電気的に直列に接続される。制御装置は、直列回路と抵抗素子との間のノードの電圧に基づいて、給排気に関する異常を監視する。

このように構成すると、複数の検知部の少なくとも１つにおいて給排気に関する異常が検知されたとき、複数の検知部の直列回路が遮断されるため、直列回路と抵抗素子との間のノードの電圧が、正常時の電圧から変化する。よって、制御装置において、該ノードの電圧を監視する信号入力部（端子台）を１つ設けるだけで、複数の検知部の出力を監視することができる。すなわち、簡素な構成で、給排気の異常を検知する複数の検知部の出力を監視できる給湯システムを提供できる。

好ましくは、複数の検知部は、第１および第２の検知部を含む。第１の検知部は、複数の給湯器を収容する屋内のＣＯ濃度を検知するＣＯ警報器の出力を受けるように構成される。第２の検知部は集合排気路内の風圧の低下を検知する第１の風圧スイッチの出力を受けるように構成される。

このように構成すると、制御装置は、単一の信号入力部により、ＣＯ警報器および風圧スイッチの出力を監視することができる。よって制御装置は、簡素な構成で集合排気路からの排気の逆流を精度よく検知できる。

好ましくは、複数の検知部は、第３の検知部をさらに含む。第３の検知部は複数の給湯器の給気路内の温度異常を検知するハイリミットスイッチである。

このように構成すると、制御装置は、単一の信号入力部により、ＣＯ警報器、風圧スイッチおよびハイリミットスイッチの出力を監視することができる。よって制御装置は、簡素な構成で集合排気路からの排気の逆流を精度よく検知できる。

好ましくは、複数の検知部は、第４の検知部をさらに含む。第４の検知部は複数の給湯器を収容する屋内への給気の風圧を検知する第２の風圧スイッチの出力を受けるように構成される。

このように構成すると、制御装置は、単一の信号入力部により、ＣＯ警報器、第１の風圧スイッチおよび第２の風圧スイッチの出力を監視することができる。制御装置は、第２の風圧スイッチの出力に基づいて、屋内への給気が十分であるか否かを判定できる。屋内への給気が不十分であれば、各給湯器で不完全燃焼が起こり、排気性状の悪化が起こる可能性がある。よって制御装置は、簡素な構成で集合排気路からの排気の逆流および排気性状の悪化を精度よく検知できる。

この発明によれば、簡素な構成で、給排気の異常を検知する複数の検知部の出力を監視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に従う給湯システムの構成図である。 実施の形態１に従う給湯器の構成図である。 実施の形態１に従う検知装置の電気回路図である。 正常時の検知装置の電気回路図である。 ＣＯを検知したときの検知装置の電気回路図である。 集合排気ダクトにおいて風圧が所定値以下となった状態を検知したときの検知装置の電気回路図である。 実施の形態１に従う検知装置の制御処理のフローチャートである。 実施の形態２に従う給湯システムの構成図である。 実施の形態２に従う検知装置の電気回路図である。 実施の形態３に従う給湯システムの構成図である。 実施の形態３に従う検知装置の電気回路図である。

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、強制排気式の燃焼加熱型の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であってもよい。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に従う給湯システム１１０の全体構成を示す図である。実施の形態１に従う給湯システム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、検知装置１８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、検知装置１８が配線Ｌ１４，Ｌ１５により接続されている。制御装置１００にはさらに、リモコン１０５が通信線Ｌ２および電力線Ｌ１０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。

図１に示すように、給湯システム１１０を収容する部屋２内には、部屋２内の一酸化炭素（ＣＯ）濃度を検知し、検知したＣＯ濃度に基づいて警報を出力するように構成された警報器２００が設置されている。万一給湯システム１１０からの排気が部屋２内に逆流した際には、警報器２００が排気に含まれるＣＯに基づいて警報を出力する。

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と風圧スイッチ９２とが設置されている。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。風圧スイッチ９２は、集合排気ダクト９内の排気の風圧が所定値以下を示すとき、電気的に導通状態（オン）から非導通状態（オフ）に遷移するように構成される。

検知装置１８は、通信線Ｌ３および電力線Ｌ１１により警報器２００と接続される。検知装置１８は、電力線Ｌ１２，Ｌ１３により風圧スイッチ９２と接続される。検知装置１８は、警報器２００および風圧スイッチ９２からの出力に基づいて、排気の異常を監視する。検知装置１８は、制御装置１００に監視結果を出力する。検知装置１８の詳細な構成については後述する。

なお、図１の例では、制御装置１００および検知装置１８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および検知装置１８の少なくとも一方を設置してもよい。

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、給気ダクト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なう。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。

給気ダクト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に従う給湯システム１１０の制御について説明する。

実施の形態１に従う給湯システム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の給湯運転時に行なわれる。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、給湯運転を行なう給湯器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。

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。

このファン１７の制御、および、前述の集合排気ダクト９の外部ファン９１による排気の促進により、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、ファン１７および外部ファン９１の運転に異常が生じると、排気の異常が生じてしまうおそれがある。具体的には、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、給気ダクト７を介して部屋２内に流入するおそれがある。

そこで、本実施の形態１に従う給湯システム１１０では、万一このような排気の異常が生じた際に速やかに検知するために、警報器２００および集合排気ダクト９内の風圧スイッチ９２という複数の検知素子を用いている。そして、少なくとも一方の検知素子が該異常を検知すると、燃焼給湯器での燃焼を停止するように構成している。

しかし、このような構成においては、検知素子を増やすと、排気の異常の検知精度は高まる一方で、制御装置１００において、各検知素子の出力を受けるための信号入力部（端子台）が増えてしまう。その結果、制御装置が大型化および複雑化するという問題が生じる。

そこで、本実施の形態１に従う給湯システム１１０では、制御装置１００が警報器２００および風圧スイッチ９２の出力を単一の信号入力部で監視することができるように、検知装置１８を図３に示すような構成とする。

図３は、実施の形態１に従う検知装置の電気回路図である。図３を参照して、検知装置１８は、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２およびＡＣ電源１８３を含む。

スイッチＳＷ１は、警報器２００と通信線Ｌ３で接続される。スイッチＳＷ１は、正常時は電気的に導通状態であり、警報器２００がＣＯを検知したことを示す信号を通信線Ｌ３を介して受信したときに非導通状態に遷移するように構成される。スイッチＳＷ１は「第１の検知部」に相当する。

スイッチＳＷ２は、コイル９２１と接点９２２とを有する。コイル９２１は、電力線Ｌ１２５と電力線Ｌ１２との間に、風圧スイッチ９２と電気的に直列に接続される。風圧スイッチ９２は、正常時は電気的に導通状態であり、集合排気ダクト９内の風圧が所定値以下になったときに非導通状態になるように構成される。風圧スイッチ９２が電気的に導通状態であるとき、ＡＣ電源１８３から電力線Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１２５および風圧スイッチ９２を経由してコイル９２１に電流が供給される。コイル９２１が励磁されることにより、接点９２２が閉じる。すなわち、風圧スイッチ９２が電気的に導通状態であるとき、スイッチＳＷ２も電気的に導通状態となる。

一方、風圧スイッチ９２が電気的に非導通状態であるとき、電力線Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１２５からなる回路に電流が流れなくなるため、コイル９２１にも電流が流れなくなる。このとき、コイル９２１は励磁されないので、接点９２２が開く。すなわち、風圧スイッチ９２が電気的に非導通状態であるとき、スイッチＳＷ２も電気的に非導通状態となる。スイッチＳＷ２は「第２の検知部」に相当する。

ＡＣ電源１８３は、電力線Ｌ１１〜Ｌ１３，Ｌ１１１，Ｌ１１２，Ｌ１２５を介して、警報器２００、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，風圧スイッチ９２に電力を供給する。

図３に示すように、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２は、電源配線３１と接地配線３２との間に電気的に直列に接続される。スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２の直列回路Ｃ１（「検知部の直列回路」に相当）は、さらに、電源配線３１と接地配線３２との間に抵抗素子Ｒ１と電気的に直列に接続される。直列回路Ｃ１と電源配線３１との間のノードＮ２は、配線Ｌ１５により制御装置１００の端子Ｔ１に電気的に接続される。直列回路Ｃ１と接地配線３２との間のノードＮ１は、配線Ｌ１４により制御装置１００の端子Ｔ２に電気的に接続される。端子Ｔ２は、マイコン１０１に接続される。マイコン１０１は、端子Ｔ２に入力されるノードＮ１の電圧Ｖ１を検出することができる。

次に検知装置１８の動作について説明する。図４は、排気が正常である正常時の検知装置の電気回路図である。上述したように、正常時は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２ともに電気的に導通状態であるので、直列回路Ｃ１は導通状態である。したがって、直列回路Ｃ１および抵抗素子Ｒ１には電流が流れる。

このとき、電源配線３１の電圧をＶ０、抵抗素子Ｒ１の抵抗をＲ１、直列回路Ｃ１の抵抗をＲ２、ノードＮ１の電圧Ｖ１をＶ１ｎとすると、Ｖ１ｎは、次式（１）で表される。

Ｖ１ｎ＝｛Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）｝・Ｖ０ ・・・（１）
図５は、警報器２００がＣＯを検知したときの検知装置の電気回路図である。図６は、集合排気ダクトにおいて風圧が所定値以下となった状態を検知したときの検知装置の電気回路図である。図５および図６に示すように警報器２００および風圧スイッチ９２の一方で排気の異常が検知されたとき、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の一方が電気的に導通状態から非導通状態に遷移するため、直列回路Ｃ１が遮断される。なお、警報器２００および風圧スイッチ９２の双方で排気の異常が検知されたときにも、直列回路Ｃ１が遮断される。このときのノードＮ１の電圧Ｖ１をＶ１ｄとすると、Ｖ１ｄの値は０となる。

したがって、マイコン１０１は、端子Ｔ２に入力されるノードＮ１の電圧Ｖ１がＶ１ｎであるとき排気が正常であると判定することができる。一方、電圧Ｖ１がＶ１ｄであるとき排気の異常を検知したと判定することができる。すなわち、マイコン１０１は、単一の端子Ｔ２で、排気の異常を検知する第１および第２の検知部の出力を監視できる。

なお、図３〜図６では、抵抗素子Ｒ１は直列回路Ｃ１と接地配線３２との間のノードＮ１に接続されているが、電源配線３１と直列回路Ｃ１との間のノードＮ２に抵抗素子Ｒ１を接続してもよい。この場合、マイコン１０１は、制御装置１００の端子Ｔ１に接続される。マイコン１０１は、端子Ｔ１に入力されるノードＮ２の電圧Ｖ２に基づいて排気に関する異常を検知することができる。ここで、正常時および排気の異常が検知されたときのノードＮ２の電圧Ｖ２をそれぞれＶ２ｎおよびＶ２ｄとすると、Ｖ２ｎおよびＶ２ｄは、次式（２），（３）でそれぞれ表される。

Ｖ２ｎ＝｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝・Ｖ０ ・・・（２）
Ｖ２ｄ＝Ｖ０ ・・・（３）
すなわち、マイコン１０１は、端子Ｔ１に入力されるノードＮ２の電圧Ｖ２がＶ２ｎであるとき正常であると判定することができ、電圧Ｖ２がＶ２ｄであるとき排気の異常を検知したと判定することができる。すなわち、マイコン１０１は、単一の端子Ｔ１で、排気の異常を検知する複数の検知部の出力を監視できる。

図７は、実施の形態１に従う検知装置の制御処理のフローチャートである。図７に示される制御処理は、制御装置１００のマイコン１０１により所定の時間間隔で繰り返し実行される。

図７を参照して、ステップＳ０１において、マイコン１０１は、給湯運転がＯＮであるか否かを判定する。ステップＳ０１において給湯運転がＯＮである場合（Ｓ０１にてＹＥＳ）、マイコン１０１は、ステップＳ０２に処理を進め、ノードＮ１の電圧Ｖを読み込む。

一方、ステップＳ０１において給湯運転がＯＦＦである場合（Ｓ０１にてＮＯ）、マイコン１０１は、以降の処理Ｓ０２〜Ｓ０６をスキップし、処理をメインルーチンに戻す。

ステップＳ０２に続くステップＳ０３において、マイコン１０１は、電圧Ｖ１が電圧Ｖ１ｎに等しいか否かを判定する。ステップＳ０３においてＶ１＝Ｖ１ｎである場合（Ｓ０３にてＹＥＳ）、マイコン１０１は、ステップＳ０６において排気が正常状態であると判定し、処理をメインルーチンに戻す。

一方、ステップＳ０３においてＶ１＝Ｖ１ｎでない、すなわちＶ１＝０である場合（Ｓ０３にてＮＯ）、マイコン１０１は、ステップＳ０４において、排気の異常を検知したと判定する。ステップＳ０５において、マイコン１０１は、燃焼給湯器の燃焼を停止させることにより、給湯システムを停止させる。

このように、本実施の形態１によれば、給排気の異常を検知したときに電気的に導通状態から非導通状態となるように構成された複数の検知部を、電源配線と接地配線との間に直列に接続する。そして、検知部の直列回路と電源配線または接地配線との間に抵抗素子を設ける。制御装置は、直列回路と抵抗素子との間のノードの電圧を監視することで、排気に関する異常を検知することができる。すなわち、制御装置は、該ノードに接続される単一の端子で、複数の検知部の出力を監視することができる。換言すると、簡易な構成で、給排気の異常を検知する複数の検知部の出力を監視できる。

［実施の形態２］
図８および図９は、実施の形態２に従う給湯システムの構成図、および、検知装置の電気回路図である。図８、図９を参照して、実施の形態２に従う給湯システム１１０ｂおよび検知装置１８ｂが、実施の形態１に従う給湯システム１１０および検知装置１８と異なる点は、各給湯器１の給気ダクト７にハイリミットスイッチ７１が設けられていることである。

ハイリミットスイッチ７１は、給気ダクト７内部の温度が所定の閾値以上となったとき非導通状態に遷移するように構成されている。よって、万一給気ダクト７に排気の逆流が生じたとき、給気ダクト７内の温度が所定閾値以上になると、ハイリミットスイッチ７１は電気的に導通状態から非導通状態に遷移する。ハイリミットスイッチ７１は「第３の検知部」に相当する。

各給湯器１のハイリミットスイッチ７１は検知装置１８ｂに接続されている。図９において、各給湯器１のハイリミットスイッチ７１は、電源配線３１とスイッチＳＷ１との間に配線Ｌ２１〜Ｌ２４で電気的に直列に接続されている。また、各ハイリミットスイッチ７１は、電力線Ｌ２５でＡＣ電源１８３に接続され、ＡＣ電源１８３から電力を供給される。

複数のハイリミットスイッチ７１、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２は直列回路Ｃ１ｂを構成する。直列回路Ｃ１ｂは、正常時は導通状態であるため、直列回路Ｃ１ｂが挿入された経路に電流を流すことができる。一方、直列回路Ｃ１ｂは、複数のハイリミットスイッチ７１、警報器２００および風圧スイッチ９２のうち、少なくとも１つで排気の逆流が検知されたときには遮断状態となり、上記経路の電流を遮断する。

直列回路Ｃ１ｂの抵抗を抵抗Ｒ２ｂ、正常時のノードＮ１の電圧Ｖ１ｂをＶ１ｎｂとすると、Ｖ１ｎｂは、次式（４）で表される。

Ｖ１ｎｂ＝｛Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２ｂ）｝・Ｖ０ ・・・（４）
一方、複数のハイリミットスイッチ７１、警報器２００および風圧スイッチ９２のうち、少なくとも１つで排気の異常が検知されたときには、直列回路Ｃ１ｂが遮断されるので、このときのノードＮ１の電圧Ｖ１ｂをＶ１ｄｂとすると、Ｖ１ｄｂの値は０である。

すなわち、マイコン１０１は、端子Ｔ２に入力される電圧Ｖ１ｂがＶ１ｎｂであるとき正常であると判定し、電圧Ｖ１ｂがＶ１ｄｂであるとき排気の異常を検知したと判定することができる。

以上のように、実施の形態２に従う給湯システムは、実施の形態１と同様の作用効果を有する。他の構成については、実施の形態１と同様であるので説明をくり返さない。

［実施の形態３］
図１０および図１１は、実施の形態３に従う給湯システムの構成図、および、検知装置の電気回路図である。図１０、図１１を参照して、実施の形態３に従う給湯システム１１０ｃおよび検知装置１８ｃが、実施の形態１に従う給湯システム１１０および検知装置１８と異なる点は、部屋２の壁面に給気ファン２１が設けられ、かつ、給気ファン２１の近傍に風圧スイッチ２２が設けられていることである。

給気ファン２１は、部屋２外部の空気を部屋２の中に導入するように構成される。このことにより、各給湯器１の燃焼により消費された部屋２内の酸素を補うことができる。すなわち、給気ファン２１からの給気が不十分であると、各給湯器１で不完全燃焼が起こり、排気のＣＯ濃度が上昇するという、排気性状の悪化が起こる可能性がある。この排気性状の悪化は排気の異常の一形態に相当する。

風圧スイッチ２２は、給気の風圧を検知する。風圧スイッチ２２は、給気の風圧が所定値以下を示すと、電気的に導通状態から非導通状態に遷移するように構成される。

風圧スイッチ２２は、検知装置１８ｃのスイッチＳＷ３と電力線Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３１５で接続される。図１１に示すように、スイッチＳＷ３は、コイル２２１と接点２２２とを有する。スイッチＳＷ３は、電源配線３１とスイッチＳＷ１との間に電気的に直列に接続され、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２と共に直列回路Ｃ１ｃを構成する。風圧スイッチ２２およびスイッチＳＷ３のコイル２２１は、電力線Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３１５でＡＣ電源１８３と接続され、ＡＣ電源１８３から電力を供給される。風圧スイッチ２２が導通状態のときには、コイル２２１が励磁されることにより、接点２２２が閉じる。すなわち、風圧スイッチ２２が電気的に導通状態であるとき、スイッチＳＷ３も電気的に導通状態となる。

一方、風圧スイッチ２２が給気の風圧の低下を検知し、電気的に導通状態から非導通状態に遷移すると、コイル２２１にも電流が流れなくなる。このとき、コイル２２１は励磁されないので接点２２２が開く。すなわち、風圧スイッチ２２が電気的に非導通状態であるとき、スイッチＳＷ３も電気的に非導通状態となる。スイッチＳＷ３は「第４の検知部」に相当する。

よって、直列回路Ｃ１ｃは、正常時は導通状態であり、直列回路Ｃ１ｃが挿入された経路に電流を流すことができる。一方、直列回路Ｃ１ｃは、風圧スイッチ２２、警報器２００、風圧スイッチ９２の少なくとも１つで排気の異常が検知されたときには遮断状態となり、上記経路には電流が流れない。

直列回路Ｃ１ｃの抵抗を抵抗Ｒ２ｃ、正常時のノードＮ１の電圧Ｖ１ｃをＶ１ｎｃとすると、Ｖ１ｎｃは、次式（５）で表される。

Ｖ１ｎｃ＝｛Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２ｃ）｝・Ｖ０ ・・・（５）
一方、風圧スイッチ２２、警報器２００、風圧スイッチ９２の少なくとも１つで排気の異常が検知されたときには、直列回路Ｃ１ｃが遮断されるので、このときのノードＮ１の電圧Ｖ１ｃの値をＶ１ｄｃとすると、Ｖ１ｄｃの値は０である。

したがって、マイコン１０１は、端子Ｔ２に入力される電圧Ｖ１ｃがＶ１ｎｃであるとき正常であると判定することができる。一方、電圧Ｖ１ｃがＶ１ｄｃであるとき排気の異常を検知したと判定することができる。

以上のように、実施の形態３に従う給湯システムは、実施の形態１と同様の作用効果を有する。他の構成については、実施の形態１と同様であるので説明をくり返さない。

なお、実施の形態３では、給排気の異常を検知する検知素子として、実施の形態１の警報器２００、風圧スイッチ９２に加え、さらに風圧スイッチ２２を設ける構成としたが、実施の形態２の警報器２００、風圧スイッチ９２、複数のハイリミットスイッチ７１に加え、さらに風圧スイッチ２２を設ける構成としてもよい。また、給排気の異常を検知する検知素子は実施の形態１〜３に記載の４種類に限定されず、たとえば風速スイッチ等でもよい。

なお、本発明は、２台の給湯器を並列に連結して構成される、いわゆる簡易２連結型の給湯システムにも適用できる。簡易２連結型の給湯システムでは、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の働きも兼ねる。この制御装置の働きを兼ねる給湯制御部１９を有する給湯器１をマスタ給湯器、他方の給湯器１がスレーブ給湯器と称する。このような簡易２連結型の給湯システムにおいても、各々の給湯器の排気ダクトが集合排気ダクトに接続される、いわゆるコモンベント方式が知られている。

コモンベント方式の簡易２連結方式においては、一般にマスタ給湯器の給湯制御部１９に、検知素子に応じた信号入力部（端子台）が設けられる。そのため、給湯制御部１９の部品点数が多くなる、また、現場により使われない信号入力部が生じ無駄である、等の課題が懸念されていた。

そこで、本発明を適用し、複数の検知部を電気的に直列に接続し、該検知部の直列回路と抵抗素子との間のノードの電圧に基づいて、給排気に関する異常を検知するように構成すれば、マスタ給湯器の給湯制御部１９において１つの信号入力部で複数の検知部の出力を監視することができる。すなわち、簡易な構成で、給排気の異常を検知する複数の検知部の出力を監視できる。

また、コモンベント方式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１〜３による給湯システムによれば、検知装置が給排気の異常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。

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。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 給湯器、２ 部屋、３ 給水管、４ 給湯管、５，５ａ，５ｂ，５ｃ 弁、６ 給湯栓、７ 給気ダクト、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、１８，１８ｂ，１８ｃ 検知装置、１９ 給湯制御部、２１ 給気ファン、２２，９２ 風圧スイッチ、３１ 電源配線、３２ 接地配線、７１ ハイリミットスイッチ、９１ 外部ファン、１００ 制御装置、１０１ マイコン、１０５ リモコン、１１０，１１０ｂ，１１０ｃ 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、１８３ 電源、２００ 警報器、２２１，９２１ コイル、２２２，９２２ 接点、Ｃ１ｂ，Ｃ１ｃ，Ｃ１ 直列回路、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 通信線、Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ２５，Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ１２５，Ｌ３１５ 電力線、Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４ 配線、Ｎ１，Ｎ２ ノード、Ｒ１ 抵抗素子、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ スイッチ、Ｔ１，Ｔ２ 端子。

Claims (4)

1. 強制排気式の燃焼加熱型の給湯システムであって、
   給湯路に対して並列に接続され、かつ、各々の排気路が集合排気路に接続される複数の給湯器と、
   前記複数の給湯器を統括制御する制御装置と、
   複数の検知部とを備え、
   前記複数の検知部の各々は、給排気に関する異常を検知したときに電気的に導通状態から非導通状態に遷移するように構成され、
   前記複数の検知部は、電源配線と接地配線との間に電気的に直列に接続され、
   前記複数の検知部の直列回路は、前記電源配線と前記接地配線との間に抵抗素子と電気的に直列に接続され、
   前記制御装置は、前記直列回路と前記抵抗素子との間のノードの電圧に基づいて、前記給排気に関する異常を監視する、給湯システム。
2. 前記複数の検知部は、第１および第２の検知部を含み、
   前記第１の検知部は、前記複数の給湯器を収容する屋内のＣＯ濃度を検知するＣＯ警報器の出力を受けるように構成され、
   前記第２の検知部は前記集合排気路内の風圧の低下を検知する第１の風圧スイッチの出力を受けるように構成される、請求項１に記載の給湯システム。
3. 前記複数の検知部は、第３の検知部をさらに含み、
   前記第３の検知部は前記複数の給湯器の給気路内の温度異常を検知するハイリミットスイッチである、請求項２に記載の給湯システム。
4. 前記複数の検知部は、第４の検知部をさらに含み、
   前記第４の検知部は前記複数の給湯器を収容する屋内への給気の風圧を検知する第２の風圧スイッチの出力を受けるように構成される、請求項２または３に記載の給湯システム。

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