JP3629901B2 - Water heater control system controller and water heater system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯器制御用システムコントローラ及び給湯器システムに関する。具体的にいうと、例えば並列型給湯器システムとそれに用いられるシステムコントローラに関する。
【0002】
【従来の技術】
(並列型給湯器システム)
並列型給湯器システムの概略構成図を図1に示す。この並列型給湯器システム1にあっては、管端を市水等に接続された入水管2と管端にカラン4を設けられた出湯管3との間に3本の分岐管5a,5b,5cが並列に接続されており、各分岐管5a,5b,5cの途中には給湯器K1,K2,K3が設けられている。
【0003】
図2はこれらの各給湯器K1,K2,K3の構成を示す概略構成図である。すなわち、各分岐管5a,5b,5cの途中に熱交換器6が設けられており、熱交換器6はバーナ7によって加熱されるようになっており、バーナ7の燃焼力はガス流路8に設けられた比例制御弁9によって制御される。また、バーナ7の近傍にはバーナ7の炎を検出するためのフレームロッド10が設けられている。各分岐管5a,5b,5cには熱交換器6をバイパスするようにして熱交換器入口側と熱交換器出口側との間にバイパス管11が配管されている。バイパス管11にはバイパス流量制御弁12及びバイパス側流量Qbを検出するためのバイパス流量センサ13が設けられている。分岐管5a,5b,5cのバイパス管11との分岐点及び熱交換器入口側の間には缶体側流量Qkを検出するための缶体側流量センサ14と入水温度Tcを検出するための入水温度センサ15が設けられており、分岐管5a,5b,5cの熱交換器出口側及びバイパス管11との合流点の間には熱交換器6から出湯される湯の温度Thを検出する出湯温度センサ16及び流路開閉弁17a,17b,17cが設けられており、分岐管5a,5b,5cのバイパス管11との合流点よりも下流側にはミキシング温度センサ18が設けられている。
【0004】
給湯器K1,K2,K3は、それぞれマイクロコンピュータを備えた本体コントローラ19a,19b,19cを内蔵しており、バイパス流量センサ13、缶体側流量センサ14、入水温度センサ15、出湯温度センサ16、ミキシング温度センサ18の各検出信号及びフレームロッド10の炎確認信号は各本体コントローラ19a,19b,19cに入力されており、本体コントローラ19a,19b,19cはこれらの検出値に応じて各給湯器K1,K2,K3の比例制御弁9及びバイパス流量制御弁12を制御し、出湯管3へ出湯する湯温をコントロールしている。
【0005】
出湯管3へ出湯する湯の制御方法としては、種々の方式があるが、例えばつぎのようなフィードフォワード制御(FF制御)とフィードバック制御(FB制御)との併用方式がある。この方式では、リモートコントローラ21により設定温度Tsが設定されると、本体コントローラ19a,19b,19cは熱交換器側とバイパス管11側との流量の比Qk/Qb(流量分配比)の値(固定値)や設定温度Ts等から設定温度Tsよりも高温の仮設定温度Tgs(バイパス管11を通過した水と混合された時に設定温度Tsとなるように演算された値)を求め、熱交換器6から仮設定温度Tgsの湯を出湯するよう、缶体側流量センサ14の検出値Qk及び入水温度センサ15の検出値Tcに応じて比例制御弁9をフィードフォワード制御する。さらに、本体コントローラ19a,19b,19cは、熱交換器6から出湯された湯とバイパス管11を通過した水とのミキシング温度Tmをミキシング温度センサ18によって監視し、ミキシング温度Tmと設定温度Tsとの偏差(Tm−Ts)に応じてバイパス流量制御弁12を動かし、出湯管3へ設定温度Tsの湯を出湯するようバイパス流量Qbをフィードバック制御している。
【0006】
また、これらの本体コントローラ19a,19b,19cはシステムコントローラ20の制御下にある。すなわち、各本体コントローラ19a,19b,19cからシステムコントローラ20へは、各給湯器K1,K2,K3の燃焼力PK1,PK2,PK3を示す信号と、各給湯器K1,K2,K3が燃焼状態にあるか否かを示すチェック信号とが送られており、しかも、各給湯器K1,K2,K3の流路開閉弁17a,17b,17cはシステムコントローラ20によって開閉制御されており、システムコントローラ20は各本体コントローラ19a、19b,19cから送られてくる信号によって各流路開閉弁17a,17b,17cを開閉することにより各給湯器K1,K2,K3を燃焼させたり、燃焼停止させたりし、給湯器の運転台数をコントロールしている。また、システムコントローラ20に接続されたリモートコントローラ21からは、設定温度Ts等を入力できるようになっている。
【0007】
また、各本体コントローラ19a,19b,19cにより、その給湯器K1,K2,K3が燃焼状態にあるか否かを判断する方法は、どのような方法であってもよいが、最低作動流量(MOQ)以上の缶体側流量Qkがあるにも拘らず、熱交換器6の出湯温度Thが入水温度Tcと等しい場合、あるいは、フレームロッド10によって炎が検出されない場合には、燃焼していないと判断できる。
【0008】
(従来例におけるシステムコントローラと給湯器との接続)
図3は従来の並列型給湯器システムにおけるシステムコントローラ20と給湯器K1,K2,K3との接続構造を示す図である。従来の並列型給湯器システムに用いられているシステムコントローラ20にあっては、接続コネクタ23〜26が設けられており、接続コネクタ23にはケーブルCLを介してリモートコントローラ21を接続し、接続コネクタ24,25,26にはケーブルC1,C2,C3を介して必要台数の給湯器K1,K2,K3を接続するようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシステムコントローラにあっては、給湯器を接続するための接続コネクタは一定個数しか設けられていなかったので、給湯器接続用の接続コネクタを使い切ってしまうと、それ以上給湯器を接続することができず、並列型給湯器システムに給湯器を増設することができず、システムの拡張性が低いという問題があった。
【0010】
そのため、給湯器を増設しようとすれば、システムコントローラを接続コネクタの口数の多いものと取り替える必要があり、施工手間とコストが掛かっていた。
【0011】
また、施工業者においても、種々の給湯器接続台数に対応するためには、種々の接続コネクタ口数を有する多種類のシステムコントローラを在庫する必要があり、在庫スペースを占めるという問題があった。
【0012】
本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単に給湯器の増設を行なうことができる給湯器制御用のシステムコントローラと、システムコントローラを取り替えることなく容易に給湯器の増設を行なうことができる拡張性の高い給湯器システムを提供することにある。
【0013】
本発明にかかる給湯器システムは、上位のシステムコントローラに、給湯器又は下位のシステムコントローラを選択的に複数台接続可能とし、最下位のシステムコントローラには少なくとも1台の給湯器を接続した給湯器システムにおいて、最上位のシステムコントローラから最下位のシステムコントローラまで同一機種のシステムコントローラによって構成し、前記システムコントローラに、給湯器又は下位のシステムコントローラを選択的に接続するための複数の第1の接続部と、上位のシステムコントローラ又はリモートコントローラを選択的に接続するための第2の接続部とを設けると共に、第1の接続部に接続された機器が給湯器であるか他のシステムコントローラであるかを判別するための判別手段を設け、上位のシステムコントローラは、各システムコントローラの前記判別手段の判別結果に基づいて各システムコントローラと給湯器の階層構造を認識し、各下位のシステムコントローラを介して給湯器と通信するようにしたことを特徴としている。ここで、上位又は下位のシステムコントローラとは、接続関係をいうものである。
【0015】
また、システムコントローラとその第2の接続部に接続されたリモートコントローラとの間の通信方式は、上位のシステムコントローラと下位のシステムコントローラとの間の通信方式と同じ方式であることが好ましい。さらに、上記リモートコントローラは、最上位のシステムコントローラにおける前記第2の接続部に接続しておくことが望ましい。
【0016】
また、本発明の給湯器制御用システムコントローラは、本発明の給湯器システムに使用するための給湯器制御用システムコントローラであって、下位のシステムコントローラ又は給湯器を選択的に接続することができる複数の第1の接続部と、上位のシステムコントローラ又はリモートコントローラを選択的に接続することができる第2の接続部と、第1の接続部に接続された機器が給湯器であるか他のシステムコントローラであるかを判別するための判別手段とを備えていることを特徴としている。
【0017】
しかして、本発明のシステムコントローラ又は給湯器システムにあっては、システムコントローラの下位に同一機種のシステムコントローラを接続することができるので、給湯器を増設する場合には、システムコントローラに同一機種の別なシステムコントローラを接続し、その下位に複数台の給湯器を接続することにより、既存のシステムコントローラを無駄にすることなく、しかも台数の制限なく給湯器を増設することができる。さらに、既存のシステムコントローラを除去する必要がないので、給湯器の増設工事を簡略化できる。
【0018】
また、コストも安価になる。さらに、システムコントローラの機種を減らすことができ、コストや在庫スペースの面でも有利となる。
【0019】
また、システムコントローラにおいて、リモートコントローラ又は上位のシステムコントローラを同一の接続部(第2の接続部)に接続できるようにして共用化すれば、端子部の数を減らすことができ、配線間違いも減り、コストも安価になる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による並列型給湯器システムを説明する。並列型給湯器システムの全体としての構成は、図1及び図2に説明したとおりであるから、ここでは再度説明することは省略する。図4は本発明の並列型給湯器システムにおけるシステムコントローラと給湯器との接続構造を示す図であって、本発明の特徴を説明している。
【0021】
本発明にかかるシステムコントローラ20a、20b,20cは、リモートコントローラ21又は上位のシステムコントローラを接続するための接続コネクタ23と、給湯器又は下位のシステムコントローラを接続するための複数の接続コネクタ27,28,29を備えており、各接続コネクタ27,28,29に接続された機器がシステムコントローラであるか、給湯器であるかを設定するためのジャンパースイッチやディップスイッチ等の設定スイッチが設けられている。
【0022】
これらのシステムコントローラ20a,20b,20cは同一機種であって、いずれを上位に配置し、いずれを下位に配置しても差し支えない。そして、リモートコントローラ21と接続された場合には、リモートコントローラ21との間で運転オン/オフや設定温度、エラー情報などの通信を行なう。互いに接続されたシステムコントローラ20a,20b,20cどうしは、運転オン/オフや給湯能力、エラー情報などの通信を行なう。給湯器と接続されたシステムコントローラ20a,20b,20cは、給湯器との間で、運転オン/オフや給湯能力、エラー情報などの通信を行なう。また、リモートコントローラ21とシステムコントローラ20a,20b,20cの間の通信方式と、システムコントローラ20a,20b,20cと給湯器との間の通信方式は同じ方式を用いている。
【0023】
しかして、図1のように、1台のシステムコントローラ20a(20)を用いて3台の給湯器K1,K2,K3を用いた並列型給湯器システムを構成しようとすれば、図示しないが、システムコントローラ20aの接続コネクタ23にケーブルCLを介してリモートコントローラ21を接続し、ケーブルC1,C2,C3を介して各接続コネクタ27,28,29に給湯器K1,K2,K3を接続し、設定スイッチ30,31,32を給湯器設定側へ設定すればよい。
【0024】
給湯器を増設したい場合には、元のシステムコントローラ20aをそのまま用いてシステムコントローラと給湯器を増設することにより、並列型給湯器システムに給湯器を増設することができる。例えば、4台の給湯器を増設して7台の給湯器からなる並列型給湯器システムを構成する場合を説明する。この場合には、2台のシステムコントローラ20も併せて増設する必要がある。
【0025】
このためには、4台の給湯器K22,K23,K32,K33と2台のシステムコントローラ20b,20cを新たに設置した後、既設のシステムコントローラ20aの接続コネクタ28及び29から既設の給湯器K2,K3を外し、既設のシステムコントローラ20aを上位とし、新設のシステムコントローラ20b,20cを下位とし、上位のシステムコントローラ20aの各接続コネクタ28,29と下位の各システムコントローラ20b,20cの接続コネクタ23とをケーブルC4,C5によって接続する。さらに、上位のシステムコントローラ20aの接続口28,29に対応する設定スイッチ31,32を給湯機器設定側からリモートコントローラ設定側へ切り替える。ついで、下位のシステムコントローラ20bの各接続コネクタ27,28,29にケーブルC2,C22,C23を介して既存の給湯器K2及び新設の給湯器K22,K23を接続し、各設定スイッチ30,31,32を給湯器設定側へセットする。同様に、下位のシステムコントローラ20cの各接続コネクタ27,28,29にケーブルC3,C32,C33を介して既存の給湯器K3及び新設の給湯器K32,K33を接続し、各設定スイッチ30,31,32を給湯器設定側へセットする。
【0026】
しかして、上位のシステムコントローラ20aは各システムコントローラ20a,20b,20cの各設定スイッチ30,31,32の設定によって各システムコントローラ20a〜20cと各給湯器K1〜K3、K22〜K23、K32〜K33の階層構造を認識し、信号の流れを制御する。例えば、リモートコントローラ21から送信された制御信号を給湯器K32に送る場合には、リモートコントローラ21は、給湯器K32を「システムコントローラ20aの下の3番目のシステムコントローラ20cの下の2番目の給湯器K32」と認識し、システムコントローラ20aからシステムコントローラ20cへ制御信号を転送し、さらにシステムコントローラ20cから給湯器K32へ制御信号を転送する。こうして制御信号を受け取った給湯器K32は、その制御信号の内容に応じた動作を行なう。
【0027】
また、図4ではシステムコントローラを2階層に構成したが、給湯器の接続台数に応じて3階層以上に構成することができることはいうまでもない。例えば、11台の給湯器K11〜K13、K22〜K23、K31〜K33、K41〜K43を接続する場合には、図5に示すように5台のシステムコントローラ20a〜20eを3階層に接続し、その下に給湯器K11〜K13、K22〜K23、K31〜K33、K41〜Kを接続すればよい。
【0028】
本発明にあっては、リモートコントローラを接続されたシステムコントローラを、その一方で別なシステムコントローラに接続し、その間で通信できるようにしているから、給湯器接続台数の増加による給湯能力の増強を無限に行なうことができる。また、接続系統、接続台数の増加が可能になるので、個々の給湯器の運転をローテイションさせながら行なう制御においては、システム全体の耐久性が向上する。また、部分的なシステムの故障があっても、システム全体としては、運転可能であるため、システム全体の信頼性が向上する。さらに、リモートコントローラとシステムコントローラとの間の通信方式、およびシステムコントローラと給湯器との間の通信方式を同一にすることにより、1種類のシステムコントローラを複数接続してシステム拡張できるため、システム構成が複雑化せず、開発工数やメンテナンス性にも優れる。
【0029】
なお、図4に示したシステムコントローラ20a,20b,20cには設けていないが、接続コネクタに接続されている機器がリモートコントローラ21であるか、上位のシステムコントローラであるかを設定するための設定スイッチも設けてもよい。また、接続コネクタ27〜29に接続された機器を設定するための設定スイッチを設けず、プログラムのうえで設定してもよい(つまり、機器情報をプログラムに書込むようにしてもよい)。ケーブルの端に設けられているコネクタ内の電極やピンの配置、あるいは一部の電極やピンの有無により、接続されている機器が給湯器か下位のシステムコントローラであるかをシステムコントローラが認識できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】並列型給湯器システムの構成を示す概略図である。
【図2】同上の並列型給湯器システムにおける1台の給湯装置を示す構成図である。
【図3】従来の並列型給湯器システムにおけるシステムコントローラと給湯器との結線図である。
【図4】本発明の一実施形態による給湯器システムにおける3台のシステムコントローラと7台の給湯器との結線図である。
【図5】本発明の別な実施形態による給湯器システムにおける5台のシステムコントローラと11台の給湯器との結線図である。
【符号の説明】
20a〜20e システムコントローラ
21 リモートコントローラ
K1〜K3、K11〜K43 給湯器
23 リモートコントローラ用のコネクタ
27〜29 給湯器用の接続コネクタ
30〜32 設定スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water heater control system controller and a water heater system. More specifically, for example, the present invention relates to a parallel water heater system and a system controller used therefor.
[0002]
[Prior art]
(Parallel water heater system)
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of the parallel water heater system. In this parallel
[0003]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of each of the water heaters K1, K2, and K3. That is, the
[0004]
Each of the water heaters K1, K2, and K3 incorporates
[0005]
There are various methods for controlling the hot water discharged to the
[0006]
These
[0007]
The
[0008]
(Connection between system controller and water heater in conventional example)
FIG. 3 is a diagram showing a connection structure between the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional system controller, only a certain number of connection connectors for connecting the water heater are provided, so if the connection connector for connecting the water heater is used up, more water heaters are connected. In other words, there is a problem that the expandability of the system is low because a water heater cannot be added to the parallel water heater system.
[0010]
Therefore, if an attempt was made to increase the number of water heaters, it was necessary to replace the system controller with one having a large number of connection connectors, which required labor and cost.
[0011]
In addition, in order to cope with various numbers of connected hot water heaters, it is necessary to stock various types of system controllers having various numbers of connector connectors, which occupies an inventory space.
[0012]
The present invention has been made in view of the shortcomings of the conventional example described above, and the object of the present invention is to replace the system controller with a system controller for controlling a water heater that can easily add a water heater. It is an object of the present invention to provide a highly expandable water heater system that can easily add water heaters without any problems.
[0013]
The water heater system according to the present invention can selectively connect a plurality of water heaters or lower system controllers to a higher system controller, and has at least one water heater connected to the lowest system controller. In the water heater system, the system controller is composed of the same model from the highest system controller to the lowest system controller, and a plurality of first controllers for selectively connecting the water heater or the lower system controller to the system controller. A connection unit and a second connection unit for selectively connecting a host system controller or a remote controller are provided, and the device connected to the first connection unit is a water heater or another system controller. discrimination means for discriminating whether or provided, the higher the system con Roller is characterized in that so as to recognize the hierarchical structure of the system controller and the water heater on the basis of a discrimination result of said discrimination means of each system controller communicates with the water heater via the respective lower system controller . Here, the upper or lower system controller refers to a connection relationship.
[0015]
The communication method between the system controller and the remote controller connected to the second connection unit is preferably the same as the communication method between the upper system controller and the lower system controller. Furthermore, it is desirable that the remote controller is connected to the second connection unit in the highest system controller.
[0016]
The system controller for controlling a water heater of the present invention is a system controller for controlling a water heater for use in the water heater system of the present invention, and can selectively connect a lower-level system controller or a water heater. A plurality of first connection units, a second connection unit capable of selectively connecting a host system controller or a remote controller, and the device connected to the first connection unit is a water heater or other And a discriminating means for discriminating whether it is a system controller .
[0017]
Thus, in the system controller or the water heater system of the present invention , the same model system controller can be connected to the lower level of the system controller . connect another system controller, by connecting a plurality of water heater in its lower, without wasting the existing system controller, moreover it can be added without restriction water heater number. Furthermore, since it is not necessary to remove the existing system controller, it is possible to simplify the construction of adding a water heater.
[0018]
In addition, cost is also less expensive. Furthermore, the number of system controller models can be reduced, which is advantageous in terms of cost and inventory space.
[0019]
In the system controller, if the remote controller or the host system controller can be connected to the same connection part (second connection part) and shared, the number of terminal parts can be reduced and wiring errors can be reduced. The cost is also low.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a parallel water heater system according to an embodiment of the present invention will be described. Since the configuration of the parallel type water heater system as a whole is as described in FIGS. 1 and 2, description thereof is omitted here. FIG. 4 is a diagram showing a connection structure between a system controller and a water heater in the parallel type water heater system of the present invention, and explains the features of the present invention.
[0021]
The
[0022]
These
[0023]
Thus, as shown in FIG. 1, if one system controller 20a (20) is used to configure a parallel water heater system using three water heaters K1, K2, and K3, although not shown, The
[0024]
When it is desired to increase the number of water heaters, it is possible to increase the number of water heaters in the parallel type water heater system by adding the system controller and the water heater using the original system controller 20a. For example, a case will be described in which four water heaters are added to configure a parallel type water heater system including seven water heaters. In this case, it is necessary to add two
[0025]
For this purpose, four water heaters K22, K23, K32, K33 and two
[0026]
Therefore, the host system controller 20a is connected to the system controllers 20a to 20c and the water heaters K1 to K3, K22 to K23, and K32 to K33 according to the settings of the setting switches 30, 31, and 32 of the
[0027]
Moreover, although the system controller is configured in two layers in FIG. 4, it goes without saying that the system controller can be configured in three or more layers according to the number of connected water heaters. For example, when 11 water heaters K11 to K13, K22 to K23, K31 to K33, and K41 to K43 are connected, as shown in FIG. 5, five system controllers 20a to 20e are connected in three layers, What is necessary is just to connect the water heaters K11-K13, K22-K23, K31-K33, K41-K under it.
[0028]
In the present invention, the system controller connected to the remote controller is connected to another system controller on the other hand, and communication is possible between them. Therefore, the hot water supply capacity can be increased by increasing the number of connected water heaters. Can be done indefinitely. In addition, since the number of connected systems and the number of connected devices can be increased, the durability of the entire system is improved in the control performed while rotating the individual water heaters. In addition, even if there is a partial system failure, the entire system can be operated, so that the reliability of the entire system is improved. Furthermore, by making the communication method between the remote controller and the system controller and the communication method between the system controller and the water heater the same, the system can be expanded by connecting a plurality of one type of system controller. The development man-hours and maintainability are excellent.
[0029]
Although not provided in the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a parallel water heater system.
FIG. 2 is a configuration diagram showing one water heater in the parallel type water heater system according to the first embodiment.
FIG. 3 is a connection diagram between a system controller and a water heater in a conventional parallel water heater system.
FIG. 4 is a connection diagram of three system controllers and seven water heaters in a water heater system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a connection diagram of five system controllers and eleven water heaters in a water heater system according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
20a to
Claims (4)
最上位のシステムコントローラから最下位のシステムコントローラまで同一機種のシステムコントローラによって構成し、
前記システムコントローラに、給湯器又は下位のシステムコントローラを選択的に接続するための複数の第1の接続部と、上位のシステムコントローラ又はリモートコントローラを選択的に接続するための第2の接続部とを設けると共に、第1の接続部に接続された機器が給湯器であるか他のシステムコントローラであるかを判別するための判別手段を設け、
上位のシステムコントローラは、各システムコントローラの前記判別手段の判別結果に基づいて各システムコントローラと給湯器の階層構造を認識し、各下位のシステムコントローラを介して給湯器と通信するようにしたことを特徴とする給湯器システム。In a water heater system in which a plurality of water heaters or lower system controllers can be selectively connected to the upper system controller, and at least one water heater is connected to the lowest system controller .
Consists of system controllers of the same model from the highest system controller to the lowest system controller.
A plurality of first connection parts for selectively connecting a hot water heater or a lower system controller to the system controller, and a second connection part for selectively connecting an upper system controller or a remote controller And a determination means for determining whether the device connected to the first connection portion is a water heater or another system controller,
The upper system controller recognizes the hierarchical structure of each system controller and the water heater based on the determination result of the determination means of each system controller , and communicates with the water heater via each lower system controller. A featured water heater system.
下位のシステムコントローラ又は給湯器を選択的に接続することができる複数の第1の接続部と、上位のシステムコントローラ又はリモートコントローラを選択的に接続することができる第2の接続部と、第1の接続部に接続された機器が給湯器であるか他のシステムコントローラであるかを判別するための判別手段とを備えていることを特徴とする給湯器制御用システムコントローラ。A system controller for controlling a water heater for use in the water heater system according to claim 1,
And a plurality first connecting portion capable of selectively connecting the lower system controller or water heater, a second connecting part of the system controller or a remote controller of the upper can be selectively connected, first A system controller for controlling a water heater, comprising: a discriminating means for discriminating whether the device connected to the connecting portion is a water heater or another system controller.
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