JP3801312B2 - Hot water control device for water heater - Google Patents

Description

【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、量産されるガス給湯器に使用されるサーミスタの検出温度は、個々にバラツキがあり、通常、４０℃雰囲気検知器においては、±１℃程度の誤差がある。従って、バーナコントローラが認識する内胴出口温度（ＴＨ_m ）、器具出口温度（ＴＨ₀）に対して、実際の温度は、内胴出口で（ＴＨ_m＋１）（℃）、器具出口で（ＴＨ₀−１）（℃）となっている場合もあり得る。
【００１０】
その場合に、例えば、バイパス比率を４０％、入水温度をＴ_i（℃）とすると、バイパス出湯時における実際の出湯温度（ＴＨ_m＋１、ＴＨ₀ー１）と入水温度（Ｔ_i ）との関係は、次の数２の式で表される。
【００１１】
【数２】

【００１２】
これを整理すると、次の数３の式が得られる。
【００１３】
【数３】

【００１４】
この数３の式を上述の数１の式に代入すると、次の数４の式が得られる。
【００１５】
【数４】

【００１６】
すなわち、電磁弁が正常に作動していても、入水温度（Ｔ_i ）が比較的高く、設定温度（Ｔ_s ）との間にあまり温度差がないような場合、例えば、入水温度（Ｔ_i）が３０℃の場合には、器具出口温度（ＴＨ₀）が３８℃であったとすると、数１の式が満足され、電磁弁が故障していると誤判定することとなる。
【００１７】
そこで、数１の式における電磁弁故障判定のための温度差をさらに狭くすることが考えられる。例えば、数１の式における温度差を次の数５の式に示したように２℃とすれば、計算上、上記の誤判定は回避できる。
【００１８】
【数５】

【００１９】
具体的には、数３の式を数５の式に代入すると、次の数６の式が得られる。
【００２０】
【数６】

【００２１】
すなわち、数６の式より、入水温度（Ｔ_i）が３０℃、器具出口温度（ＴＨ₀）が３８℃であっても、数５の式を満たさなくなるので、電磁弁は正常と判断されることとなる。
【００２２】
しかし、前記と同様、各サーミスタの検出温度のバラツキは、±１℃程度あるので、バイパス制御出湯中に実際に電磁弁が故障し、ストレート制御出湯の状態になっていたとすると、実際の内胴出口温度及び器具出口温度がともにＴ₀ （℃）であるにも関わらず、バーナコントローラ内では、内胴出口温度を（Ｔ_O −１．１）（℃）、器具出口温度を（Ｔ_O ＋１．１）（℃）と認識する可能性もあり得る。これを上述した数５の式に代入すると次の数７の式が得られる。
【００２３】
【数７】

【００２４】
そして、この数７の式より、実際に電磁弁が故障しているにもかかわらず、数５の式を満足しないこととなり、故障状況を判定できないこととなる。
【００２５】
上述の不具合を避けるために、給湯器の製造工程内において各サーミスタのバラツキを測定し、その値を補正値として給湯器内のバーナコントローラに記憶させ、これを用いて故障判定することも考えられるが、この補正値を読み取るためには、出湯温度安定等のために３０〜６０秒の時間が必要であり、コストアップにつながる。また、バラツキの少ないサーミスタを使用すれば、上述の不具合を避けることは可能であるが、精度の高いサーミスタは一般に高価であり、これも給湯器のコストアップの原因となる。
【００２６】
本発明の解決しようとする課題は、湯水混合方式（バイパスミキシング方式）の給湯器において、湯水混合のための電磁弁の故障を、給湯器への入水温度が高い場合や、バラツキの大きいサーミスタを使用する場合であっても、確実に判定できる出湯制御装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１記載の発明は、設定温度に応じてバイパス方式又はストレート方式に切り替えて出湯する給湯器における出湯制御装置において、出湯方式切り替え用電磁弁と、内胴出口温度を検出する手段と、器具出口温度を検出する手段とを備え、ある設定温度においてバイパス制御出湯した時に、前記内胴出口温度と前記器具出口温度の検出温度差を測定し、該検出温度差がある一定値を下回った場合に出湯方式切り替え用電磁弁故障の可能性有りと判断する第１の判定手段と、次いでストレート制御出湯した時の検出温度差を測定し、前記第１の判定手段により測定されたバイパス制御出湯時の検出温度差と前記ストレート制御出湯時の検出温度差とから前記出湯方式切り替え用電磁弁の故障の有無を判断する第２の判定手段と、を備えたことを要旨とするものである。
【００２８】
上記構成を有する給湯器における出湯制御装置によれば、ある設定温度（Ｔ_s ）におけるバイパス制御出湯中に、内胴出口温度（ＴＨ_m）と器具出口温度（ＴＨ₀）の検出温度差（ＴＨ_m−ＴＨ₀）が測定され、その検出温度差がある一定値（以下、「判定値」という）以下なったか否かが第１の判定手段によって、まず判定される。
【００２９】
ここで、判定値としてどのような値を用いるかは、サーミスタの精度や給湯器の温度特性等に応じて決定されるべきものであるが、通常は、比較的大きな値が用いられる。前記バイパス制御出湯時の検出温度差には、サーミスタ間のバラツキに起因する温度差が含まれているので、判定値をサーミスタの温度検出誤差より小さくすると、実際に電磁弁４０が故障しているにも関わらず正常と誤判定する場合もあるからである。例えば、±１℃程度の温度検出誤差を有するサーミスタを使用する場合は、３℃程度が望ましい。
【００３０】
そして、第１の判定手段において、その検出温度差（ＴＨ_m−ＴＨ₀）が判定値以下でない場合は、「電磁弁正常」と判断される。一方、その検出温度差が判定値以下であると判断された場合には、直ちに「電磁弁故障」と判断せず、「電磁弁故障の可能性有り」と判断される。判定値を大きくとり、かつサーミスタ間の温度バラツキを含んだまま直ちに故障判定を行うと、給湯器への入水温度（Ｔ_i ）が高く、かつ設定温度（Ｔ_s ）が低い場合には、前記検出温度差（ＴＨ_m−ＴＨ₀）が判定値より小さくなり、正常であるにも関わらず故障と誤判定する場合もあるからである。
【００３１】
次いで、ストレート制御出湯が行われ、その際の検出温度差（Ｔ_OFFSET＝ＴＨ_m−ＴＨ₀）を測定することにより、内胴出口サーミスタと器具出口サーミスタのバラツキに起因する温度差が求められる。
【００３２】
そして、前記第１の判定手段により測定された前記バイパス制御出湯時における検出温度差（ＴＨ_m−ＴＨ₀）から前記ストレート制御出湯時における検出温度差（Ｔ_OFFSET）を差し引いてサーミスタ間のバラツキに起因する温度差を相殺し、その差し引いた値（補正された検出温度差）がある一定値（以下、「判定値」という）以下になったか否かが第２の判定手段により判定される。
【００３３】
ここで、第２の判定手段に用いる判定値としてどのような値を用いるかは、サーミスタの精度や給湯器の温度特性等に応じて決定されるべきものであるが、通常は、前記第１の判定手段に用いた判定値よりも小さな値が用いられる。第２の判定手段において用いる「補正された検出温度差」は、サーミスタ間のバラツキに起因する温度差が相殺され、精度が高くなっているので、小さな値でも電磁弁故障の有無を確実に判定できるからである。例えば、±１℃程度の検出誤差を有するサーミスタを使用する場合は、１℃程度が望ましい。
【００３４】
そして、その補正された検出温度差が、判定値以下でない場合は、「電磁弁正常」と判断される。一方、その補正された検出温度差が、判定値以下となった場合に、初めて「電磁弁故障」との判断がなされることになる。これにより、給湯器への入水温度（Ｔ_i）が高く、かつ設定温度（Ｔ_s）が低い場合に、電磁弁が正常であるにも関わらず「電磁弁故障」と誤判定する事態が回避できる。
【００３５】
また、この場合、上述の給湯器における出湯制御装置において、前記第１の判定手段により測定したバイパス制御出湯時の検出温度差を記憶するメモリ手段をさらに備え、前記第２の判定手段は、次回のバイパス制御出湯の際にストレート制御出湯を行い、前記メモリ手段に記憶されるパイパス制御出湯時の検出温度差と前記ストレート制御出湯時の検出温度差から前記出湯方式切り替え用電磁弁の故障の有無を判断するように構成してもよい（請求項２）。
【００３６】
このように構成すれば、１回目のバイパス制御出湯時に「電磁弁故障の可能性有り」か否かのみが判断され、２回目のバイパス制御出湯時に「電磁弁故障」の有無が判断されるので、２回目のバイパス制御出湯時にストレート制御出湯をするのみで確実に故障判定をすることが可能となる。
【００３７】
また、請求項３に記載された発明は、設定温度に応じてバイパス方式又はストレート方式に切り替えて出湯する給湯器における出湯制御装置において、出湯方式切り替え用電磁弁と、内胴出口温度を検出する手段と、器具出口温度を検出する手段とを備え、ある設定温度においてバイパス制御出湯する際、ストレート制御出湯した時の前記内胴出口温度と前記器具出口温度の検出温度差を測定してその平均値を求める算出手段と、次いでバイパス制御出湯した時の前記内胴出口温度と前記器具出口温度の検出温度差と前記算出手段により求められた平均値とから前記出湯方式切り替え用電磁弁の故障の有無を判断する第３の判定手段と、を備えたことを要旨とするものである。
【００３８】
上記構成を有する出湯制御装置によれば、ある設定温度（Ｔ_s ）においてバイパス制御出湯する際、まずストレート制御出湯が行われ、内胴出口温度（ＴＨ_m ）と器具出口温度（ＴＨ₀ ）の検出温度差（ＴＨ_m−ＴＨ₀）を所定回数測定し、その平均値（Ｔ₀ ）を求めることにより、サーミスタ間のバラツキに起因する温度差が算出される。
【００３９】
次いで、バイパス制御出湯が行われ、そのバイパス制御出湯時の前記内胴出口温度と器具出口温度との検出温度差から前記平均値を差し引いて、サーミスタ間のバラツキに起因する温度差を相殺し、その差し引いた値（補正された検出温度差）がある一定値（以下、「判定値」という）を下回ったか否かが第３の判定手段により判断される。
【００４０】
ここで用いる判定値としては、前記第１の判定手段に用いた判定値よりも小さな値（例えば、第１の判定手段で３℃を用いている場合は、１℃）で十分である。ここでの判定は、前記第２の判定手段において説明した場合と同様、補正された検出温度差を用いて判定を行うものであり、小さな値でも電磁弁故障の有無を確実に判定できるからである。
【００４１】
そして、その補正された検出温度差が、判定値以下でない場合は、「電磁弁正常」と判断される。一方、その補正された検出温度差が、判定値以下となった場合には、前記第１の判定手段を省略し、直ちに「電磁弁故障」との判断がなされるものである。
【００４２】
また、この場合、上述の給湯器における出湯制御装置において、前記算出手段により求められたストレート制御出湯時における検出温度差の平均値を記憶するメモリ手段をさらに備え、前記第３の判定手段は、次回のバイパス制御出湯時の際に測定した内胴出口温度と器具出口温度の検出温度差と前記メモリ手段に記憶された平均値とから前記出湯方式切り替え用電磁弁の故障の有無を判断するように構成してもよい（請求項４）。
【００４３】
このように前回のストレート制御出湯時の検出温度差の平均値がメモリ手段に記憶されるようにすれば、そのメモリに記憶された平均値を用いて、前記第３の判定手段が実行されることになるので、次回以降のバイパス制御出湯の際には、あらかじめストレート制御出湯してその検出温度差の平均値を求める必要がなくなり、判定時間を短縮することが可能となるからである。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、バイパスミキシング方式の給湯器の典型例を示したものである。
【００４５】
この図示されるバイパスミキシング方式のガス給湯器１００は、給水管１２と出湯管１４とが熱交換器１６を介して継がれ、該熱交換器１６が内胴（ケーシング）１８内に配設されるとともに、この内胴１８内にはさらに前記熱交換器１６を流れる水を加熱するためのガスバーナ２０が該熱交換器１６の下方部位に配設されている。
【００４６】
そして、前記給水管１２には水の流れを検知する水流スイッチ２２の他、該給水管１２を流れる水の温度（Ｔ_i ）を検知する入水温サーミスタ２４が設けられ、また前記出湯管１４には、前記熱交換器１６の出口側の出湯温度（内胴出口温度（ＴＨ_m ））を検知するための内胴出口サーミスタ２６が設けられている。
【００４７】
また、前記ガスバーナ２０のガス管２８には、元電磁弁３０、メイン電磁弁３２及び該ガス管２８を流れるガスの流量を制御するガス比例弁３４がそれぞれ設けられ、さらに前記ガスバーナ２０に燃焼用空気を供給するための送風ファン３６が近接して設けられている。
【００４８】
一方、前記給水管１２と出湯管１４との間には、給水管１２を流れる水を前記熱交換器１６を通さずに出湯管１４へ直接導くバイパス管路３８が設けられ、該バイパス管路３８には、その管路を開閉する出湯方式切り替え用電磁弁４０（以下、単に「電磁弁」という）が設けられている。そして、前記出湯管１４の下流には、前記熱交換器１６を介して出湯管１４へ導かれた湯と、前記バイパス管路３８を介して出湯管１４へ導かれた水とを混合（ミキシング）した後の湯の温度（器具出口温度（ＴＨ₀ ））を検知する器具出口サーミスタ４２が設けられている。
【００４９】
さらに、入水温サーミスタ２４、内胴出口サーミスタ２６、及び器具出口サーミスタ４２から信号を受け、元電磁弁３０、メイン電磁弁３２、ガス比例弁３４、送風ファン３６及び電磁弁４０を制御するバーナコントローラ５０を有している。バーナコントローラ５０は、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、そのＲＯＭには、出湯温度制御等を行うための種々のプログラム類が格納されている。
【００５０】
このように構成されたバイパスミキシング方式のガス給湯器１００は、給湯栓４４を開くことによって水流スイッチ２２がオンし、バーナーコントローラ５０からの指令により送風ファン３６が駆動し、ガスバーナ２０へ燃焼用空気が供給されるとともに、ガスバーナ２０の元電磁弁３０、メイン電磁弁３２、及びガス比例弁３４が順次開かれて、燃焼ガスがガスバーナ２０に供給され、イグナイタ（図示せず）による点火動作によってガスバーナ２０が点火される。
【００５１】
そして、このガスバーナ２０の点火初期動作段階では、給水管１２を流れる水の温度がその給水管１２に設けられる入水温サーミスタ２４により検知され、バーナコントローラ５０によって出湯管１４を流れる湯の出湯温度が設定温度（Ｔ_s ）に近づくように、ガスバーナ２０へ供給するガス量を調節するガス比例弁３４の開度が調節される。
【００５２】
ガスバーナ２０の燃焼が安定状態になった以降は、器具出口サーミスタ４２で検出される出湯温度（器具出口温度（ＴＨ₀））が設定温度（Ｔ_s）に維持されるように、バーナコントローラ５０により、ガス比例弁３４の比例弁電流回路と送風ファン駆動回路に信号が送られ、ガス比例弁３４の開度と送風ファン３６のファン回転数との比例制御が行われることによって、運転の管理がなされる。
【００５３】
また、出湯温度がある設定温度以上（例えば、４８℃以上）の時には、電磁弁４０は開かれず、ガスバーナ２０に供給されるガス量と、送風ファン３６の回転数によって出湯温度の制御が行われる（ストレート制御出湯）。一方、出湯温度がある設定値以下（この例では、４８℃未満）であれば、バーナコントローラ５０からの指令により電磁弁４０が開かれ、熱交換器１６を経て加熱された湯を、バイパス管路３８を流れる水とのミキシングによって所定の設定温度の湯に温度調節されて出湯されるものである（バイパス制御出湯）。
【００５４】
次に、本発明により、バイパス制御出湯時における電磁弁故障の有無の判断がどのようになされるかについて説明する。図２、図３及び図４は、その制御フローチャートを示したものである。
【００５５】
図２は、バイパス制御出湯時の内胴出口温度（ＴＨ_m）と器具出口温度（ＴＨ₀）との検出温度差から電磁弁ＯＦＦ故障の可能性の有無を判断するフローチャートを示し、図３は、次回のバイパス制御出湯時に、まずストレート制御出湯を行い、そのストレート制御出湯時の検出温度差を用いてバイパス制御出湯時の検出温度差を補正し、それにより電磁弁ＯＦＦ故障の有無を判断するフローチャートを示す。また、図４は、前記図３のフローチャートにおいて電磁弁が正常と判断された場合に、ストレート制御出湯時の検出温度差の平均値を算出するフローチャートを示したものである。
【００５６】
まず初めに、以前にバイパス制御出湯をした際、「電磁弁ＯＦＦ故障（電磁弁４０が閉じたままの状態になること）の可能性有り」との判断がなされたことがないケースを考える。この場合には、ユーザーが、リモコン操作によりバイパス制御出湯に相当する温度（例えば、４８℃未満）を設定し、給湯栓４４を開くと、図２に示す制御ルーチンに入る。
【００５７】
最初にＳ１（ステップＳ１、以下単に「Ｓ１」とする）で、「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性の有り」か否かが判断される。ここでは、それ以前にその判定がなされたことがないケースを考えているので（Ｓ１、「ＮＯ」）、そのままＳ２へ進む。Ｓ２では、電磁弁４０を開いて出湯するようにバーナコントローラ５０から指令が送られ、バイパス制御出湯がスタートする。
【００５８】
バイパス制御出湯が行われると、Ｓ３に進み、内胴出口温度（ＴＨ_m ）、器具出口温度（ＴＨ₀）及び後述の平均値（Ｔ₀）から、次の数８の式より、バイパス制御出湯時の検出温度差（△Ｔ₁ ）が計算される。
【００５９】
【数８】

【００６０】
ここでは、それ以前に「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性有り」との判断がなされたことがないケースを考えているので、平均値（Ｔ₀ ）には、初期値として０が与えられたままである。従って、この場合、バイパス制御出湯時の検出温度差（△Ｔ₁）とは、バーナコントローラ５０が認識する内胴出口温度（ＴＨ_m）と器具出口温度（ＴＨ₀）の差を意味することとなる。すなわち、該検出温度差（△Ｔ₁）には、サーミスタ間のバラツキに起因する温度差が含まれている。
【００６１】
バイパス制御出湯時の検出温度差（△Ｔ₁ ）が計算されると、Ｓ４に進む。Ｓ４では、前記平均値（Ｔ₀）が０か否かが判断される。すなわち、該平均値（Ｔ₀）が０である場合は、未だ一度もストレート制御出湯時における内胴出口温度（ＴＨ_m）と器具出口温度（ＴＨ₀）との温度差の演算が行われていないことを意味し、０でない場合は、ストレート制御出湯時における内胴出口温度（ＴＨ_m ）と器具出口温度（ＴＨ₀ ）との温度差の演算が行われたことがあることを意味している。
【００６２】
そして、Ｓ４においてＴ₀ ＝０と判断された場合（Ｓ４、「ＹＥＳ」）、Ｓ５に進み、故障判定の際に用いる判定値（Ｔ_p ）としてサーミスタの温度検出誤差よりも大きな値（本実施例では、３℃）が与えられる。これにより、電磁弁が実際に故障しているにも関わらず正常と誤判定する事態が回避される。そして、次にＳ６へ進み、バイパス制御出湯時の内胴出口温度（ＴＨ_m ）と器具出口温度（ＴＨ₀）との検出温度差（△Ｔ₁）の絶対値が前記判定値（Ｔ_p ）（ここでは、３℃）より大きいか否かが判断される。これを式で表せば、次の数９の式のようになる。
【００６３】
【数９】

【００６４】
数９の式を満たさない場合は、電磁弁４０は正常に作動していると判断される（Ｓ６、「ＮＯ」→Ｓ７へ進む→Ｓ３に戻る）が、数９の式を満たす場合は、Ｓ８へ進み、バーナコントローラ５０内のＣＰＵに内蔵されているタイマ１をスタートさせ（Ｓ８、「ＮＯ」→Ｓ９へ進む。）、Ｓ３に戻り、前述のステップ（Ｓ３〜Ｓ６）を再度繰り返す。それでもなお、数９の式を満たさない場合は、Ｓ１０へ進み、数９の式を満たさない状態が一定時間継続したか否かが判断される。この判断に要する時間は、サーミスタの応答特性や給湯器の温度特性等により、適宜最適な値を用いればよい。本実施例では、この経過時間を１０秒間としている。そして、１０秒間が経過する間は、前述のステップ（Ｓ３〜Ｓ８）が繰り返されるが、１０秒間が経過した時点（Ｓ１０、「ＹＥＳ」）でＳ１１へ進む。
【００６５】
Ｓ１１では、再び、平均値（Ｔ₀ ）が０か否かが判断される。そしてここでは、Ｔ₀ ＝０と判断される（Ｓ１１、「ＹＥＳ」）から、Ｓ１２へ進み、「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性有り」との判定がなされ、給湯栓４４を閉じて出湯停止するまで、この状態のままで出湯制御が行われる。
【００６６】
次に、図３のフローチャートについて説明する。上述の図２のフローチャートにおいて、前回のバイパス制御出湯時におけるＳ１２の判断の際に、「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性有り」との判定がなされてバイパス制御出湯が終わった後、次にバイパス制御出湯をするケースを考える。この場合には、ユーザーがリモコン操作によりバイパス制御出湯に相当する温度を設定し、給湯栓４４を開くと、図２に示す制御ルーチンのＳ１において「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性有り」との判定がなされ（Ｓ１、「ＹＥＳ」）、第３図に示すサブルーチンに移行する。
【００６７】
そしてこの場合には、最初に電磁弁を閉じたまま出湯するようにバーナコントローラ５０から指令が送られ（Ｓ１３）、ストレート制御出湯がスタートする。次いで、Ｓ１４において、バーナコントローラ５０内のＣＰＵに内蔵されたタイマ２をスタートさせた後、Ｓ１５に進む。
【００６８】
Ｓ１５では、ストレート制御出湯時における内胴出口温度（ＴＨ_m ）から器具出口温度（ＴＨ₀ ）を差し引くことにより、ストレート制御出湯時の検出温度差（Ｔ_OFFSET）が計算される。
【００６９】
次いで、Ｓ１６へ進み、バイパス制御出湯時の検出温度差（△Ｔ₁ ）からストレート制御出湯時の検出温度差（Ｔ_OFFSET）を差し引いた値がある一定値（以下、「判定値」という）以下か否かが判断される。
【００７０】
ここで、判定値としてどのような値を用いるかは、サーミスタの精度や給湯器の温度特性等に応じて決定されるべきものであるが、通常、前述の図２の制御フローチャートにおいて用いた判定値（Ｔ_p ）よりも小さな値が用いられる。ストレート制御出湯時の検出温度差（Ｔ_OFFSET）は、サーミスタ間のバラツキに起因する温度差を評価したものであるから、バイパス制御出湯時の検出温度差（△Ｔ₁ ）からストレート制御出湯時の検出温度差（Ｔ_OFFSET）を差し引くことにより、サーミスタ間の温度バラツキに起因する温度差が相殺されることになる。そのため、バイパス制御出湯時の内胴出口温度と器具出口温度のより正確な温度差を評価することが可能となり、小さな値でも電磁弁故障の有無を確実に判定できるからである。本実施例では、前記判定値として、１℃を用いている。
【００７１】
また、Ｓ１６で用いるバイパス制御出湯時の検出温度差（△Ｔ₁ ）として、本実施例では、「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性有り」との判断がなされた前回のバイパス制御出湯時の検出温度差（△Ｔ₁ ）が用いられている。
【００７２】
上述したＳ１６における判断の内容を式で表すと、次の数１０の式のようになる。
【００７３】
【数１０】

【００７４】
そして、Ｓ１６において、数１０の式が満たされていると判断された場合（Ｓ１６、「ＮＯ」）は、Ｓ１８へ進み、タイマ２が所定の時間（この実施例では１０秒間としている）経過する間は、Ｓ１５及びＳ１６の判断が繰り返される。そして、数１０の式が１０秒間継続して満たしていると判断された場合は、「電磁弁ＯＦＦ故障」と判断し（Ｓ１９）、警報器等の適当な手段を用いて、使用者に注意が促される。
【００７５】
これに対し、Ｓ１６において、数１０の式を満たしていない場合（Ｓ１６、「ＮＯ」）は、電磁弁４０が正常に作動していると判断される（Ｓ１７）とともに、ストレート制御出湯時の内胴出口温度（ＴＨ_m）と器具出口温度（ＴＨ₀）との検出温度差の平均値（Ｔ₀ ）を算出するための図４に示したサブルーチンに移行する。
【００７６】
この図４においては、最初に、Ｓ２１において、バーナコントローラ５０内のＣＰＵに内蔵されたタイマ３をスタートさせる。そして、Ｓ２２に進み、ストレート制御出湯時の検出温度差（Ｔ_i ^*）が測定される。ここで、添字（ｉ）は、１からｎ間での値をとり、一定時間内にｎ回、ストレート制御出湯時の検出温度差（Ｔ_i ^*）を測定することを示している。一定時間内にｎ回測定することとしたのは、ストレート出湯時の検出温度差、すなわちサーミスタ間のバラツキに起因する温度差を正確に評価するためであり、測定時間が長くかつ測定回数が多いほどその値は正確になる。一般には、バーナコントローラ５０のメモリ容量、サーミスタの精度、給湯器の温度特性等に応じて適宜に選択すればよい。本実施例では、測定時間として１０秒間を用いている。
【００７７】
そして、Ｓ２３へ進み、そこで１０秒間経過したか否かがタイマ３の経過時間により判断される。１０秒間経過していない場合は、Ｓ２２へ戻り、上述のステップ（Ｓ２２）が繰り返される。一方、１０秒間経過した場合（Ｓ２３、「ＹＥＳ」）は、Ｓ２４へ進み、ストレート制御出湯時の検出温度差（Ｔ_i ^*）の平均値（Ｔ₀ ）が求められ、その値が、バーナーコントローラ５０内のメモリに記憶されるとともに、図２のＳ１へ戻る。
【００７８】
Ｓ１へ戻ると、図３のフローチャートのＳ１７において既に「電磁弁正常」と判断されているので、Ｓ１において「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性有り」との判定はなされることなく（Ｓ１，「ＮＯ」）、Ｓ１からそのままＳ２へと進み、ここで電磁弁４０が開かれ、バイパス制御出湯がスタートし、Ｓ３へ進む。
【００７９】
そしてＳ３では、内胴出口温度（ＴＨ_m）と器具出口温度（ＴＨ₀）が測定されるとともに、前記記憶されたストレート制御出湯時の検出温度差の平均値（Ｔ₀ ）を用いて、数８の式により、バイパス制御出湯時の検出温度差（△Ｔ₁ ）が補正される。
【００８０】
次いで、Ｓ４に進み、前記平均値（Ｔ₀ ）が０か否かが判断されるが、この場合は、平均値（Ｔ₀ ）は０とはならない（Ｓ４、「ＮＯ」）ので、Ｓ２５へ進む。このＳ２５では、判定値（Ｔ_p ）として１℃が与えられており、次のＳ６において、数９の式に基づき、電磁弁４０の故障判定が行われる。そして、数９の式が満たされていない場合は、Ｓ７へ進み、電磁弁４０が正常と判断されるとともに、Ｓ３へ戻る。一方、数９の式を満たさない状態が一定時間継続したと判断された場合（Ｓ１０、「ＹＥＳ」）は、Ｓ１１へ進み、前記平均値（Ｔ₀ ）が０か否かが判断されるが、この場合は、平均値（Ｔ₀ ）は０とはならない（Ｓ１１、「ＮＯ」）ので、「電磁弁ＯＦＦ故障」との判定がなされる。
【００８１】
次に、１回目のバイパス制御出湯時におけるＳ１２の判断の際に「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性有り」との判定がなされ、２回目のバイパス制御出湯時におけるＳ１７の判断の際に「電磁弁正常」との判定がなされて、ストレート制御出湯時の検出温度差の平均値（Ｔ₀ ）が測定され（Ｓ２４）、その値がメモリに記憶されて２回目のバイパス制御出湯が終わった後、さらに３回目のバイパス制御出湯をするケースを考える。
【００８２】
この場合には、ユーザーがリモコン操作によりバイパス制御出湯に相当する温度を設定し、給湯栓４４を開くと、図２に示す制御ルーチンのＳ１において「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性有り」との判定はなされない（Ｓ１、「ＮＯ」）ので、そのままＳ２へ進み、電磁弁４０がＯＮとなり、バイパス制御出湯がスタートする。
【００８３】
次に、Ｓ３へ進み、内胴出口温度（ＴＨ_m）と器具出口温度（ＴＨ₀）が測定されるとともに、前回のバイパス制御出湯の際に記憶されたストレート制御出湯時の検出温度差の平均値（Ｔ₀ ）を用いて、数８の式により、補正されたバイパス制御出湯時の検出温度差（△Ｔ₁ ）が計算される。
【００８４】
次いで、Ｓ４において、平均値（Ｔ₀ ）が０か否かが判断されるが、平均値（Ｔ₀ ）は０とはならないないので（Ｓ４、「ＮＯ」）、Ｓ２５へ進む。Ｓ２５では、前述と同様、判定値（Ｔ_p ）として１℃が与えられ、次のＳ６において、数９の式に従い、電磁弁４０の故障判定が行われる。
【００８５】
そして、数９の式が満たされていない場合（Ｓ６、「ＮＯ」）は、「電磁弁正常」と判断される。これに対し、数９の式が満たされている場合（Ｓ６、「ＹＥＳ」）は、Ｓ８へ進み、Ｓ９においてタイマ１をスタートさせるとともに、Ｓ３へ戻り、上述のステップ（Ｓ３〜Ｓ６）が繰り返される。それでもなお、数９の式が満たされている場合は、Ｓ１０へ進み、数９の式を満たさない状態が一定時間継続したか否かが判断される。そして、一定時間（本実施例では、１０秒間）が経過する間は、上述のステップ（Ｓ３〜Ｓ８）が繰り返されるが、一定時間が経過した時点で（Ｓ１０、「ＹＥＳ」）、Ｓ１１へ進む。
【００８６】
Ｓ１１では、再び、平均値（Ｔ₀ ）が０か否かが判断されるが、ここでは平均値（Ｔ₀ ）は０ではないと判断される（Ｓ１１、「ＹＥＳ」）から、「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性有り」との判定がなされることなく、直ちにＳ２６へ進み、「電磁弁ＯＦＦ故障」との判定がなされるものである。
【００８７】
このように、本実施例によれば、２段階の判定を採用しているので、給湯器への入水温度が高くかつ設定温度が低い場合や、サーミスタ間に温度バラツキがある場合であっても、電磁弁故障の有無を確実に判定できる。また、一旦、ストレート制御出湯時の検出温度差が測定、記憶されると、次回以降は、１段階のみの判定により、電磁弁故障の有無を確実に判定することが可能となる。
【００８８】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明の「第１の判定手段」は、図２のＳ３〜Ｓ１２が該当し、「第２の判定手段」は、図３のＳ１５〜Ｓ１９が該当する。また、「第３の判定手段」は、図２において、Ｓ２５を含むＳ３〜Ｓ１２が該当するものである。
【００８９】
なお、本発明は、上記した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、上記実施例では、第１の判定手段における温度差を３℃、第２及び第３の判定手段における温度差を１℃、判定時間を各１０秒間としているが、これに限定されるものではなく、サーミスタの精度や給湯器の温度特性等に応じて、適宜、最適な値を選択すればよい。
【００９０】
また、ある設定温度における１回目のバイパス出湯時に、「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性有り」との判断がなされた場合に、引き続き第３図に示す判定手段を実行に移すような構成や、ある設定温度における１回目のバイパス制御出湯時に、直ちに第４図に示すルーチンを実行し、あらかじめストレート制御出湯時の検出温度差の平均値を評価しておき、次いで第２図に示すルーチンに移り、この値を用いてバイパス制御出湯時の検出温度差を補正することにより、当初から１段階の判定のみにより電磁弁４０の故障の有無を判断するような構成でもよく、上記実施例に限定されるものではない。
【００９１】
さらに、ストレート制御出湯時の検出温度差の平均値を設定温度ごとに測定、記憶しておき、ある設定温度におけるバイパス制御出湯の際に、その設定温度におけるストレート制御出湯時の検出温度差の平均値を読み出し、これを用いてバイパス制御出湯時の検出温度差を補正すれば、さらに判定精度を上げることも可能となる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、初めにバイパス制御出湯時の検出温度差が比較的大きな判定値より小さくなった時に「電磁弁ＯＦＦ故障の可能性有り」とのみ判断され、次にサーミスタ間の温度バラツキを相殺した補正された検出温度差が比較的小さな判定値より小さくなった時に初めて「電磁弁ＯＦＦ故障」と判断されるので、実際に電磁弁が故障しているにも関わらず正常と誤判定する事態と、給湯器への入水温度が高くかつ設定温度が低い場合に、電磁弁が正常であるにも関わらず電磁弁が故障したと誤判定する事態の双方を回避することができる。
【００９３】
また、ストレート制御出湯時の検出温度差の平均値を測定、記憶し、次回以降の故障判定時にその値を用いてバイパス制御出湯時の検出温度差を補正するようにしたので、次回以降の判定を簡略化することができる。
【００９４】
これによって、製造工程内でサーミスタ間のバラツキを測定して検出温度差を補正したり、精度の高いサーミスタを使用する等の手段を講じることなく、電磁弁故障の有無を確実に判定することが可能となるとともに、給湯器の使用上の安全性が担保されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される一実施の形態としてのバイパスミキシング方式の給湯器の概略構成図である。
【図２】図１に示した給湯器における出湯制御装置の制御フローチャートである。
【図３】図２に示した制御フローチャートの続きである。
【図４】図３に示した制御フローチャートの続きである。
【符号の説明】
２６ 内胴出口サーミスタ
３８ バイパス管路
４０ 出湯方式切り替え用電磁弁
４２ 器具出口サーミスタ
４４ 給湯栓
５０ バーナーコントローラ
１００ ガス給湯器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water control device in a hot water heater of a bypass mixing method that can be switched between a bypass method and a straight method according to the temperature of the hot water, and more specifically, a hot water method switching between the bypass method and the straight method. The present invention relates to a hot water control apparatus for a hot water heater that can determine whether or not there is a failure of a solenoid valve for a vehicle based on a detected temperature difference between an inner trunk outlet temperature and an appliance outlet temperature.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a gas water heater includes a heat exchanger in which a water supply pipe and a hot water discharge pipe are disposed, a gas burner that heats the heat exchanger, and a blower fan that supplies combustion air to the gas burner. It is known that water introduced into the heat exchanger is heated by a gas burner, and the hot water is discharged directly from the heat exchanger to the hot water discharge pipe. In this type of gas water heater, adjustment of the hot water temperature is performed by appropriately controlling the amount of gas supplied to the gas burner and the rotational speed of the blower fan.
[0003]
However, in this type of gas water heater, when the temperature of the hot water is set low, the amount of gas supplied to the gas burner is reduced and the rotational speed of the blower fan is reduced so that the temperature of the hot water flowing through the heat exchanger is reduced. It was necessary to lower. Therefore, there has been a problem that the temperature of the heat exchanger is lowered and drainage is generated in the heat exchanger.
[0004]
Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, a bypass pipe for directing the water flowing through the water supply pipe between the water supply pipe and the tapping pipe directly to the tapping pipe without passing through the heat exchanger, and opening and closing the bypass pipe There is already known a so-called bypass mixing type gas water heater provided with a solenoid valve for switching the hot water system (hereinafter simply referred to as “solenoid valve”).
[0005]
In the gas water heater of the bypass mixing system, when the hot water temperature is higher than a preset value, the solenoid valve is turned off and the bypass pipe is closed, and hot water is discharged directly from the heat exchanger (straight control hot water) ). The adjustment of the hot water temperature is controlled by the appliance outlet temperature (TH₀) Is the set temperature (T_s) Is performed by controlling the amount of gas supplied to the gas burner and the rotational speed of the blower fan based on a command from the burner controller.
[0006]
On the other hand, when the tapping temperature is lower than a certain set value, while keeping the temperature of the heat exchanger at a high temperature, the solenoid valve is turned on and the bypass pipe is opened, and the hot water discharged from the heat exchanger and the water supply pipe are Hot water is discharged after mixing with cold water introduced via the bypass pipe (bypass control hot water). As a result, even when the tapping temperature is low, the temperature in the heat exchanger is always kept high, so that it is possible to prevent the generation of drain.
[0007]
By the way, in such a hot water heater of the bypass mixing system, when the solenoid valve breaks down, water is not supplied from the bypass pipe when it is desired to perform the bypass controlled hot water, and becomes a straight controlled hot water, and the drain in the heat exchanger as described above Occurrence could not be prevented. Therefore, the inner trunk outlet temperature (TH_m ) And appliance outlet temperature (TH₀) Detection temperature difference (△ T₁= TH_m-TH₀), And when the state where the absolute value of the detected temperature difference is not more than a certain value (for example, 3 ° C.) continues for a certain time (for example, 10 seconds), it is determined that the solenoid valve has failed. It is generally done to inform the situation. This can be expressed by the following equation (1).
[0008]
[Expression 1]

[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the detection temperature of the thermistor used in mass-produced gas water heaters varies individually, and normally, there is an error of about ± 1 ° C. in a 40 ° C. atmosphere detector. Therefore, the inner cylinder outlet temperature (TH_m ), Appliance outlet temperature (TH₀), The actual temperature is (TH_m+1) (° C), at instrument outlet (TH₀-1) It may be (° C.).
[0010]
In that case, for example, the bypass ratio is 40% and the incoming water temperature is T_i(℃), the actual hot water temperature at the time of bypass hot water (TH_m+1, TH₀-1) and incoming water temperature (T_i ) Is expressed by the following equation (2).
[0011]
[Expression 2]

[0012]
If this is rearranged, the following equation (3) is obtained.
[0013]
[Equation 3]

[0014]
Substituting this equation (3) into the above equation (1) yields the following equation (4).
[0015]
[Expression 4]

[0016]
That is, even if the solenoid valve is operating normally, the incoming water temperature (T_i ) Is relatively high and the set temperature (T_s )), For example, the incoming water temperature (T_i) Is 30 ° C, the appliance outlet temperature (TH₀) Is 38 ° C., the formula 1 is satisfied, and it is erroneously determined that the solenoid valve has failed.
[0017]
Therefore, it is conceivable to further narrow the temperature difference for determining the solenoid valve failure in the equation (1). For example, if the temperature difference in equation (1) is 2 ° C. as shown in the following equation (5), the above erroneous determination can be avoided in calculation.
[0018]
[Equation 5]

[0019]
Specifically, substituting Equation 3 into Equation 5 yields Equation 6 below.
[0020]
[Formula 6]

[0021]
That is, the incoming water temperature (T_i) Is 30 ° C, and the outlet temperature (TH₀) Is 38 ° C., the equation 5 is not satisfied, so the solenoid valve is determined to be normal.
[0022]
However, as described above, the variation in the detected temperature of each thermistor is about ± 1 ° C. Therefore, if the solenoid valve actually breaks down during the bypass controlled hot water supply, Both outlet temperature and appliance outlet temperature are T₀ Despite being (° C), the inner cylinder outlet temperature is set to (T_O -1.1) (° C.), set the instrument outlet temperature to (T_O +1.1) (° C.) may be recognized. Substituting this into the above-described equation (5) yields the following equation (7).
[0023]
[Expression 7]

[0024]
From the equation (7), the equation (5) is not satisfied even though the solenoid valve has actually failed, and the failure state cannot be determined.
[0025]
In order to avoid the above-mentioned problems, it is also possible to measure the variation of each thermistor in the manufacturing process of the water heater, store the value as a correction value in the burner controller in the water heater, and use this to determine the failure. However, in order to read this correction value, it takes 30 to 60 seconds to stabilize the tapping temperature, leading to an increase in cost. Further, if a thermistor with little variation is used, the above-mentioned problems can be avoided, but a highly accurate thermistor is generally expensive, and this also causes an increase in the cost of the water heater.
[0026]
The problem to be solved by the present invention is that a hot water mixing type (bypass mixing type) hot water heater can be used to prevent a malfunction of an electromagnetic valve for hot water mixing when a temperature of water entering the water heater is high or a thermistor having large variations. An object of the present invention is to provide a hot water control device that can reliably determine even when it is used.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the invention described in claim 1 is directed to a hot water control apparatus for a hot water supply device that switches to a bypass method or a straight method according to a set temperature, and includes a solenoid valve for hot water system switching and an inner trunk outlet. Means for detecting the temperature and means for detecting the appliance outlet temperature, and when the bypass controlled hot water is discharged at a set temperature, the detected temperature difference between the inner trunk outlet temperature and the appliance outlet temperature is measured, and the detected temperature difference A first determining means for determining that there is a possibility of failure of the solenoid valve for changing the hot water system when a certain value falls below a certain value, and then measuring a detected temperature difference when the straight control hot water is discharged; Determining whether there is a failure in the solenoid valve for switching the hot water system from the detected temperature difference at the time of bypass controlled hot water and the detected temperature difference at the time of straight controlled hot water A determining means, it is an gist further comprising a.
[0028]
According to the hot water control apparatus in the water heater having the above-described configuration, a certain set temperature (T_s ) During the bypass controlled hot water supply,_m) And appliance outlet temperature (TH₀) Detection temperature difference (TH_m-TH₀) Is measured, and the first determination means first determines whether or not the detected temperature difference has become equal to or less than a certain value (hereinafter referred to as “determination value”).
[0029]
Here, what value should be used as the determination value should be determined according to the accuracy of the thermistor, the temperature characteristics of the water heater, and the like, but normally a relatively large value is used. The detected temperature difference at the time of bypass control hot water includes a temperature difference caused by the variation between the thermistors. Therefore, if the determination value is made smaller than the temperature detection error of the thermistor, the solenoid valve 40 actually breaks down. This is because there are cases where it is erroneously determined to be normal. For example, when using a thermistor having a temperature detection error of about ± 1 ° C., about 3 ° C. is desirable.
[0030]
Then, in the first determination means, the detected temperature difference (TH_m-TH₀) Is not less than the determination value, it is determined that the solenoid valve is normal. On the other hand, when it is determined that the detected temperature difference is equal to or smaller than the determination value, it is not immediately determined as “solenoid valve failure” but as “possibility of solenoid valve failure”. If the judgment value is increased and a failure judgment is made immediately with the temperature variation between the thermistors being included, the temperature of water entering the water heater (T_i ) Is high and the set temperature (T_s ) Is low, the detected temperature difference (TH_m-TH₀) Is smaller than the determination value, and although it is normal, it may be erroneously determined as a failure.
[0031]
Next, straight control hot water discharge is performed, and the detected temperature difference (T_OFFSET= TH_m-TH₀) Is measured, a temperature difference due to variations in the inner trunk outlet thermistor and the instrument outlet thermistor is obtained.
[0032]
And the detected temperature difference (TH in the bypass control hot water measured by the first determination means)_m-TH₀) From the detected temperature difference (T_OFFSET) Is subtracted to cancel out the temperature difference caused by the variation between the thermistors, and whether the subtracted value (corrected detected temperature difference) is below a certain value (hereinafter referred to as “judgment value”) It is determined by the second determination means.
[0033]
Here, what value should be used as the determination value used for the second determination means should be determined in accordance with the accuracy of the thermistor, the temperature characteristics of the water heater, etc. A value smaller than the determination value used for the determination means is used. The “corrected detected temperature difference” used in the second determination means is highly accurate because the temperature difference caused by the variation between the thermistors is canceled out, so even if it is a small value, the presence or absence of a solenoid valve failure is reliably determined. Because it can. For example, when using a thermistor having a detection error of about ± 1 ° C., about 1 ° C. is desirable.
[0034]
If the corrected detected temperature difference is not equal to or less than the determination value, it is determined that the solenoid valve is normal. On the other hand, when the corrected detected temperature difference becomes equal to or smaller than the determination value, it is determined that the “solenoid valve failure” for the first time. As a result, the temperature of water entering the water heater (T_i) Is high and the set temperature (T_s) Is low, it is possible to avoid an erroneous determination of “solenoid valve failure” even though the solenoid valve is normal.
[0035]
In this case, in the hot water control apparatus for the hot water supply apparatus described above, the hot water control apparatus further includes memory means for storing a detected temperature difference at the time of bypass control hot water measured by the first determination means, and the second determination means is used next time. The presence or absence of failure of the solenoid valve for switching the hot water system is determined from the detected temperature difference during bypass controlled hot water stored in the memory means and the detected temperature difference during straight controlled hot water stored in the memory means. (Claim 2).
[0036]
With this configuration, it is determined whether or not “there is a possibility of electromagnetic valve failure” at the first bypass control hot water, and whether or not “electromagnetic valve failure” is determined at the second bypass control hot water. It is possible to reliably determine a failure by performing straight control hot water at the time of second bypass control hot water.
[0037]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a hot water control apparatus for a hot water supply device that switches to a bypass system or a straight system according to a set temperature, and detects a hot water system switching solenoid valve and an inner trunk outlet temperature. And a means for detecting the appliance outlet temperature, and when the bypass controlled hot water is discharged at a certain set temperature, the difference between the detected temperature between the inner trunk outlet temperature and the appliance outlet temperature when straight controlled hot water is measured is averaged A calculation means for obtaining a value, a detected temperature difference between the inner trunk outlet temperature and the appliance outlet temperature at the time of bypass control hot water discharge, and an average value obtained by the calculation means for failure of the hot water system switching solenoid valve The gist of the present invention is that a third determination means for determining presence or absence is provided.
[0038]
According to the hot water control apparatus having the above configuration, a certain set temperature (T_s ), The straight controlled hot water is first performed and the inner trunk outlet temperature (TH_m ) And appliance outlet temperature (TH₀ ) Detection temperature difference (TH_m-TH₀) Is measured a predetermined number of times, and the average value (T₀ ), The temperature difference due to the variation between the thermistors is calculated.
[0039]
Next, bypass controlled hot water is performed, and the average value is subtracted from the detected temperature difference between the inner trunk outlet temperature and the appliance outlet temperature at the time of the bypass controlled hot water to cancel the temperature difference caused by the variation between the thermistors, The third determination means determines whether or not the subtracted value (corrected detected temperature difference) is below a certain value (hereinafter referred to as “determination value”).
[0040]
As the determination value used here, a value smaller than the determination value used in the first determination means (for example, 1 ° C. when 3 ° C. is used in the first determination means) is sufficient. Since the determination here is performed using the corrected detected temperature difference as in the case of the second determination means, the presence or absence of a solenoid valve failure can be reliably determined even with a small value. is there.
[0041]
If the corrected detected temperature difference is not equal to or less than the determination value, it is determined that the solenoid valve is normal. On the other hand, when the corrected detected temperature difference is equal to or smaller than the determination value, the first determination unit is omitted, and it is immediately determined that “solenoid valve failure”.
[0042]
Further, in this case, in the hot water control apparatus in the hot water supply apparatus described above, the hot water control device further includes a memory means for storing an average value of the detected temperature difference at the time of the straight control hot water calculated by the calculation means, and the third determination means includes The presence or absence of failure of the hot water system switching solenoid valve is determined from the detected temperature difference between the inner trunk outlet temperature and the appliance outlet temperature measured at the time of the next bypass control hot water and the average value stored in the memory means. (Claim 4).
[0043]
Thus, if the average value of the detected temperature difference at the time of the previous straight control hot water is stored in the memory means, the third determination means is executed using the average value stored in the memory. Therefore, it is not necessary to obtain the average value of the detected temperature difference by performing straight control hot water in advance at the time of bypass control hot water from the next time onward, and the determination time can be shortened.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a typical example of a bypass mixing type water heater.
[0045]
In the gas water heater 100 of the bypass mixing system shown in the figure, a water supply pipe 12 and a hot water discharge pipe 14 are connected via a heat exchanger 16, and the heat exchanger 16 is disposed in an inner cylinder (casing) 18. In addition, a gas burner 20 for heating the water flowing through the heat exchanger 16 is further disposed in the inner barrel 18 at a lower portion of the heat exchanger 16.
[0046]
In addition to the water flow switch 22 for detecting the flow of water, the temperature of the water flowing through the water supply pipe 12 (T_i ) And a hot water temperature (inner body outlet temperature (TH) on the outlet side of the heat exchanger 16 is provided in the hot water pipe 14._m An inner trunk outlet thermistor 26 is provided for detecting)).
[0047]
Further, the gas pipe 28 of the gas burner 20 is provided with an original solenoid valve 30, a main solenoid valve 32, and a gas proportional valve 34 for controlling the flow rate of the gas flowing through the gas pipe 28, respectively. A blower fan 36 for supplying air is provided in close proximity.
[0048]
On the other hand, a bypass line 38 is provided between the water supply pipe 12 and the hot water supply pipe 14 to directly guide the water flowing through the water supply pipe 12 to the hot water supply pipe 14 without passing through the heat exchanger 16. 38 is provided with a hot water system switching electromagnetic valve 40 (hereinafter simply referred to as “electromagnetic valve”) for opening and closing the pipe line. The hot water led to the hot water pipe 14 via the heat exchanger 16 and the water led to the hot water pipe 14 via the bypass pipe 38 are mixed (mixed) downstream of the hot water pipe 14. ) The temperature of the hot water (apparatus outlet temperature (TH₀ )) Is provided.
[0049]
Further, a burner controller that receives signals from the inlet temperature thermistor 24, the inner trunk outlet thermistor 26, and the appliance outlet thermistor 42 and controls the original solenoid valve 30, the main solenoid valve 32, the gas proportional valve 34, the blower fan 36 and the solenoid valve 40. 50. The burner controller 50 is constituted by a known CPU, ROM, RAM, and the like, and various programs for performing tapping temperature control and the like are stored in the ROM.
[0050]
In the gas water heater 100 of the bypass mixing type configured as described above, the water flow switch 22 is turned on by opening the hot water tap 44, the blower fan 36 is driven by a command from the burner controller 50, and combustion air is supplied to the gas burner 20. , The main solenoid valve 30, the main solenoid valve 32, and the gas proportional valve 34 of the gas burner 20 are sequentially opened, combustion gas is supplied to the gas burner 20, and the gas burner is ignited by an igniter (not shown). 20 is ignited.
[0051]
In the initial ignition operation stage of the gas burner 20, the temperature of the water flowing through the water supply pipe 12 is detected by the incoming water temperature thermistor 24 provided in the water supply pipe 12, and the hot water discharge temperature of the hot water flowing through the hot water discharge pipe 14 is set by the burner controller 50. Temperature (T_s ), The opening degree of the gas proportional valve 34 that adjusts the amount of gas supplied to the gas burner 20 is adjusted.
[0052]
After the combustion of the gas burner 20 becomes stable, the hot water temperature detected by the appliance outlet thermistor 42 (the appliance outlet temperature (TH₀)) Is the set temperature (T_sThe burner controller 50 sends a signal to the proportional valve current circuit of the gas proportional valve 34 and the blower fan drive circuit so that the opening degree of the gas proportional valve 34 and the fan rotation speed of the blower fan 36 are Operation is managed by performing proportional control.
[0053]
Further, when the hot water temperature is higher than a certain set temperature (for example, 48 ° C. or higher), the solenoid valve 40 is not opened, and the hot water temperature is controlled by the amount of gas supplied to the gas burner 20 and the rotational speed of the blower fan 36. (Straight control hot water). On the other hand, if the tapping temperature is below a certain set value (in this example, less than 48 ° C.), the solenoid valve 40 is opened by a command from the burner controller 50, and the hot water heated via the heat exchanger 16 is passed through the bypass pipe. The temperature is adjusted to hot water of a predetermined set temperature by mixing with water flowing through the passage 38 and discharged (bypass control hot water).
[0054]
Next, how the determination of the presence or absence of a solenoid valve failure at the time of bypass control hot water is performed according to the present invention will be described. 2, 3 and 4 show control flowcharts thereof.
[0055]
Fig. 2 shows the temperature of the inner trunk outlet (TH_m) And appliance outlet temperature (TH₀FIG. 3 shows a flowchart for determining whether or not there is a possibility of a solenoid valve OFF failure from the detected temperature difference from FIG. 3, and FIG. 3 first performs straight controlled hot water at the time of the next bypass controlled hot water, and the detected temperature difference at the time of straight controlled hot water. The flowchart which correct | amends the detected temperature difference at the time of bypass control hot water supply using this, and judges the presence or absence of solenoid valve OFF failure is shown. FIG. 4 shows a flowchart for calculating the average value of the detected temperature differences during straight control hot water when it is determined that the solenoid valve is normal in the flowchart of FIG.
[0056]
First, consider a case where it has not been previously determined that there is a possibility of a solenoid valve OFF failure (the solenoid valve 40 may remain closed) when the bypass controlled hot water is discharged. In this case, when the user sets a temperature (for example, less than 48 ° C.) corresponding to bypass controlled hot water by operating the remote controller and opens the hot-water tap 44, the control routine shown in FIG. 2 is entered.
[0057]
First, in S1 (step S1, hereinafter simply referred to as “S1”), it is determined whether or not “there is a possibility of a solenoid valve OFF failure”. Here, since the case where the determination has not been made before is considered (S1, "NO"), it progresses to S2 as it is. In S2, a command is sent from the burner controller 50 to open the solenoid valve 40 to discharge hot water, and bypass control hot water starts.
[0058]
When the bypass controlled hot water is performed, the process proceeds to S3 and the inner trunk outlet temperature (TH_m ), Appliance outlet temperature (TH₀) And the average value (T₀) From the following equation (8), the detected temperature difference (ΔT during bypass control hot water supply)₁ ) Is calculated.
[0059]
[Equation 8]

[0060]
Here, since the case where it has not been judged before that “there is a possibility of solenoid valve OFF failure” is considered, the average value (T₀ ) Is still given 0 as the initial value. Therefore, in this case, the detected temperature difference (ΔT during bypass control hot water supply)₁) Means the inner cylinder outlet temperature (TH) recognized by the burner controller 50_m) And appliance outlet temperature (TH₀). That is, the detected temperature difference (ΔT₁) Includes a temperature difference due to variation between thermistors.
[0061]
Detected temperature difference during bypass control hot water (△ T₁ ) Is calculated, the process proceeds to S4. In S4, the average value (T₀) Is 0 or not. That is, the average value (T₀) Is 0, the inner trunk outlet temperature (TH at the time of straight control hot water supply)_m) And appliance outlet temperature (TH₀) And the temperature difference between the inner cylinder outlet at the time of straight control hot water (TH)_m ) And appliance outlet temperature (TH₀ This means that the temperature difference from the calculation has been performed.
[0062]
And in S4, T₀ When it is determined that = 0 (S4, “YES”), the process proceeds to S5, and a determination value (T_p ) Is given a value larger than the temperature detection error of the thermistor (3 ° C. in this embodiment). As a result, a situation in which the solenoid valve is erroneously determined to be normal even though it has actually failed is avoided. Then, the process proceeds to S6, where the inner trunk outlet temperature (TH_m ) And appliance outlet temperature (TH₀) And detected temperature difference (△ T₁) Is the absolute value of the determination value (T_p ) (Here, 3 ° C.). If this is expressed by an equation, the following equation 9 is obtained.
[0063]
[Equation 9]

[0064]
When the expression 9 is not satisfied, it is determined that the solenoid valve 40 is operating normally (S6, “NO” → proceed to S7 → return to S3), but when the expression 9 is satisfied, Proceeding to S8, the timer 1 built in the CPU in the burner controller 50 is started (S8, "NO" → proceeding to S9), returning to S3, and the above steps (S3 to S6) are repeated again. If the equation (9) is still not satisfied, the process proceeds to S10, and it is determined whether or not the state that does not satisfy the equation (9) has continued for a certain period of time. As the time required for this determination, an optimal value may be used as appropriate depending on the response characteristics of the thermistor and the temperature characteristics of the water heater. In this embodiment, this elapsed time is 10 seconds. The above steps (S3 to S8) are repeated while 10 seconds elapse, but the process proceeds to S11 when 10 seconds elapse (S10, “YES”).
[0065]
In S11, the average value (T₀ ) Is 0 or not. And here, T₀ Is determined to be 0 (S11, “YES”), the process proceeds to S12, where it is determined that “there is a possibility of solenoid valve OFF failure”, and this state remains until the hot water tap 44 is closed and the hot water supply is stopped. The hot water control is performed.
[0066]
Next, the flowchart of FIG. 3 will be described. In the flowchart of FIG. 2 described above, when the determination of S12 at the time of the previous bypass control hot-water supply is made, it is determined that “there is a possibility of a solenoid valve OFF failure”, and after the bypass control hot-water supply ends, the bypass control is next performed. Consider the case of bathing. In this case, when the user sets a temperature corresponding to the bypass control hot water supply by operating the remote controller and opens the hot-water tap 44, it is determined in S1 of the control routine shown in FIG. Is made (S1, "YES"), and the process proceeds to a subroutine shown in FIG.
[0067]
In this case, a command is sent from the burner controller 50 so that the hot water is first discharged with the solenoid valve closed (S13), and straight control hot water is started. Next, in S14, the timer 2 built in the CPU in the burner controller 50 is started, and then the process proceeds to S15.
[0068]
In S15, the inner trunk outlet temperature (TH at the time of straight control hot water supply)_m ) To appliance outlet temperature (TH₀ ) Is subtracted, the detected temperature difference (T_OFFSET) Is calculated.
[0069]
Subsequently, it progresses to S16 and the detected temperature difference (△ T at the time of bypass control hot water supply)₁ ) To detect temperature difference (T_OFFSET) Is subtracted from a certain value (hereinafter referred to as “determination value”).
[0070]
Here, what value should be used as the determination value should be determined according to the accuracy of the thermistor, the temperature characteristic of the water heater, etc., but the determination used in the control flowchart of FIG. Value (T_p ) Is used. Detected temperature difference (T_OFFSET) Is an evaluation of the temperature difference due to the variation between thermistors, so the detected temperature difference (ΔT₁ ) To detect temperature difference (T_OFFSET) Is subtracted from the temperature difference due to temperature variation between the thermistors. Therefore, it is possible to evaluate a more accurate temperature difference between the inner trunk outlet temperature and the appliance outlet temperature at the time of bypass control hot water supply, and it is possible to reliably determine whether there is a solenoid valve failure even with a small value. In this embodiment, 1 ° C. is used as the determination value.
[0071]
Further, the detected temperature difference (ΔT at the time of bypass control hot water used in S16)₁ ), In this embodiment, the detected temperature difference (ΔT at the time of the previous bypass control hot-water supply in which it was determined that “there is a possibility of solenoid valve OFF failure”.₁ ) Is used.
[0072]
The contents of the determination in S16 described above are expressed by the following equation (10).
[0073]
[Expression 10]

[0074]
If it is determined in S16 that the expression 10 is satisfied (S16, "NO"), the process proceeds to S18, and the timer 2 elapses for a predetermined time (10 seconds in this embodiment). In the meantime, the determinations of S15 and S16 are repeated. If it is determined that the expression of Formula 10 is satisfied continuously for 10 seconds, it is determined that the solenoid valve is OFF (S19), and the user is alerted using appropriate means such as an alarm device. Is prompted.
[0075]
On the other hand, in S16, when Expression 10 is not satisfied (S16, “NO”), it is determined that the solenoid valve 40 is operating normally (S17), and during the straight control hot water supply, Body outlet temperature (TH_m) And appliance outlet temperature (TH₀) Average temperature difference (T)₀ ) To the subroutine shown in FIG.
[0076]
In FIG. 4, first, in S21, the timer 3 built in the CPU in the burner controller 50 is started. And it progresses to S22 and the detected temperature difference (T at the time of straight control hot water supply)_i ^*) Is measured. Here, the subscript (i) takes a value between 1 and n, and n times within a certain time, the detected temperature difference (T_i ^*) Is measured. The reason for measuring n times within a certain period of time is to accurately evaluate the detected temperature difference during straight tapping, that is, the temperature difference caused by the variation between thermistors, and the measurement time is long and the number of measurements is large. The more accurate the value is. In general, it may be appropriately selected according to the memory capacity of the burner controller 50, the accuracy of the thermistor, the temperature characteristics of the water heater, and the like. In this embodiment, 10 seconds are used as the measurement time.
[0077]
Then, the process proceeds to S23, where it is determined from the elapsed time of the timer 3 whether or not 10 seconds have elapsed. If 10 seconds have not elapsed, the process returns to S22 and the above-described step (S22) is repeated. On the other hand, when 10 seconds have elapsed (S23, “YES”), the process proceeds to S24, and the detected temperature difference (T_i ^*) Average value (T₀ ) Is obtained, and the value is stored in the memory in the burner controller 50, and the process returns to S1 in FIG.
[0078]
Returning to S1, since it is already determined that “the solenoid valve is normal” in S17 of the flowchart of FIG. 3, it is not determined in S1 that “there is a possibility of a solenoid valve OFF failure” (S1, “NO”). ), The process proceeds from S1 to S2 as it is, where the solenoid valve 40 is opened, bypass control hot water starts, and the process proceeds to S3.
[0079]
In S3, the inner trunk outlet temperature (TH_m) And appliance outlet temperature (TH₀) Is measured, and the stored average value of the detected temperature difference during straight control hot water (T₀ ), The temperature difference detected during bypass control hot water (ΔT₁ ) Is corrected.
[0080]
Next, the process proceeds to S4 and the average value (T₀ ) Is 0 or not. In this case, the average value (T₀ ) Is not 0 (S4, “NO”), the process proceeds to S25. In S25, the judgment value (T_p ) Is given as 1 ° C., and in the next S6, the failure determination of the electromagnetic valve 40 is performed based on the formula (9). Then, if the expression of Equation 9 is not satisfied, the process proceeds to S7, where it is determined that the solenoid valve 40 is normal, and the process returns to S3. On the other hand, when it is determined that the state that does not satisfy Expression 9 has continued for a certain period of time (S10, “YES”), the process proceeds to S11, and the average value (T₀ ) Is 0 or not. In this case, the average value (T₀ ) Does not become 0 (S11, “NO”), and therefore it is determined that “solenoid valve OFF failure”.
[0081]
Next, it is determined that “there is a possibility that a solenoid valve OFF failure has occurred” at the time of determination of S12 at the first bypass control hot water supply, and “solenoid valve at the time of determination of S17 at the second bypass control hot water supply. “Normal” is determined, and the average value of the detected temperature difference (T₀ ) Is measured (S24), the value is stored in the memory, and after the second bypass controlled hot water is finished, a third bypass controlled hot water is further considered.
[0082]
In this case, when the user sets a temperature corresponding to the bypass control hot water supply by operating the remote controller and opens the hot-water tap 44, it is determined in S1 of the control routine shown in FIG. Since it is not made (S1, “NO”), the process proceeds to S2 as it is, the solenoid valve 40 is turned ON, and the bypass control hot water starts.
[0083]
Next, the process proceeds to S3 and the inner trunk outlet temperature (TH_m) And appliance outlet temperature (TH₀) Is measured, and the average value (T) of the detected temperature difference during straight control hot water stored during the previous bypass control hot water is stored.₀ ), The detected temperature difference (ΔT at the time of the bypass control hot water corrected by the equation (8)₁ ) Is calculated.
[0084]
Next, in S4, the average value (T₀ ) Is zero or not, but the average value (T₀ ) Does not become 0 (S4, “NO”), the process proceeds to S25. In S25, the determination value (T_p ) Is given as 1 ° C., and in the next S6, the failure determination of the solenoid valve 40 is performed according to the equation (9).
[0085]
Then, when the expression of Equation 9 is not satisfied (S6, “NO”), it is determined that “the electromagnetic valve is normal”. On the other hand, when the formula 9 is satisfied (S6, “YES”), the process proceeds to S8, the timer 1 is started in S9, the process returns to S3, and the above steps (S3 to S6) are repeated. It is. If the equation (9) is still satisfied, the process proceeds to S10, and it is determined whether or not the state that does not satisfy the equation (9) has continued for a certain period of time. Then, the above steps (S3 to S8) are repeated while the predetermined time (10 seconds in this embodiment) elapses. When the predetermined time has elapsed (S10, “YES”), the process proceeds to S11. .
[0086]
In S11, the average value (T₀ ) Is zero or not, but here the average value (T₀ ) Is determined not to be 0 (S11, “YES”), the process immediately proceeds to S26 without determining that “there is a possibility of solenoid valve OFF failure”. Judgment is made.
[0087]
As described above, according to the present embodiment, since the two-stage determination is adopted, even when the temperature of water entering the water heater is high and the set temperature is low, or even when there is temperature variation between the thermistors. The presence or absence of a solenoid valve failure can be reliably determined. Further, once the detected temperature difference at the time of straight control hot water is measured and stored, it is possible to reliably determine the presence or absence of a solenoid valve failure by the determination of only one stage after the next time.
[0088]
Although the embodiment has been described in detail, the “first determination unit” of the present invention corresponds to S3 to S12 in FIG. 2, and the “second determination unit” corresponds to S15 to S19 in FIG. To do. In addition, the “third determination unit” corresponds to S3 to S12 including S25 in FIG.
[0089]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the temperature difference in the first determination means is 3 ° C., the temperature difference in the second and third determination means is 1 ° C., and the determination time is 10 seconds each, but this is not limitative. Instead, an optimal value may be selected as appropriate according to the accuracy of the thermistor, the temperature characteristics of the water heater, and the like.
[0090]
In addition, there is a configuration in which the determination unit shown in FIG. 3 is continuously executed when it is determined that “there is a possibility of solenoid valve OFF failure” at the time of the first bypass hot water at a certain set temperature. At the time of the first bypass control hot water at the set temperature, the routine shown in FIG. 4 is immediately executed, the average value of the detected temperature difference at the time of straight control hot water is evaluated in advance, and then the routine moves to the routine shown in FIG. By correcting the detected temperature difference at the time of bypass control hot water using this value, it may be configured to determine whether or not the electromagnetic valve 40 has failed by only one-step determination from the beginning, and is limited to the above embodiment. It is not a thing.
[0091]
In addition, the average value of the detected temperature difference during straight control hot water is measured and stored for each set temperature, and the average of the detected temperature difference during straight control hot water at that set temperature when bypass controlled hot water at a certain set temperature is stored. If the value is read and the detected temperature difference at the time of bypass control hot water is corrected using this value, the determination accuracy can be further improved.
[0092]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the detected temperature difference at the time of bypass control hot water becomes smaller than a relatively large determination value, it is determined only that “there is a possibility of solenoid valve OFF failure”, and then the temperature variation between the thermistors is determined. Only when the corrected detected temperature difference that has been offset becomes smaller than a relatively small judgment value, it is judged as “solenoid valve OFF failure”, so it is erroneously judged as normal even though the solenoid valve has actually failed. It is possible to avoid both the situation and a situation in which when the temperature of the water entering the water heater is high and the set temperature is low, it is erroneously determined that the solenoid valve has failed even though the solenoid valve is normal.
[0093]
In addition, the average value of the detected temperature difference at the straight control hot water is measured and stored, and the detected temperature difference at the time of bypass control hot water is corrected using the value at the next and subsequent failure judgment. Can be simplified.
[0094]
This makes it possible to reliably determine the presence or absence of a solenoid valve failure without taking measures such as measuring the variation between thermistors in the manufacturing process to correct the detected temperature difference or using a highly accurate thermistor. It becomes possible, and there is an effect that safety in use of the water heater is ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a bypass mixing type water heater as an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a control flowchart of a tapping controller in the hot water supply device shown in FIG.
3 is a continuation of the control flowchart shown in FIG.
4 is a continuation of the control flowchart shown in FIG.
[Explanation of symbols]
26 Inner trunk thermistor
38 Bypass pipeline
40 Solenoid valve for hot water system switching
42 Instrument outlet thermistor
44 Hot water tap
50 burner controller
100 Gas water heater

Claims (4)

In a hot water control apparatus for a hot water heater that switches to a bypass system or a straight system according to a set temperature, a hot water system switching solenoid valve, a means for detecting an inner trunk outlet temperature, and a means for detecting an appliance outlet temperature. When a bypass controlled hot water is discharged at a certain set temperature, the detected temperature difference between the inner trunk outlet temperature and the appliance outlet temperature is measured, and when the detected temperature difference falls below a certain value, the hot water system switching solenoid valve fails. A first detection means for determining that there is a possibility of the detection, and a detected temperature difference when the straight control hot water is discharged next, and a detected temperature difference at the time of bypass control hot water measured by the first determination means and the straight control A water heater comprising: a second determination unit configured to determine whether or not there is a failure in the solenoid valve for switching the hot water system from a detected temperature difference at the time of hot water. Kicking tapping the control device. Memory means for storing a detected temperature difference at the time of bypass control hot water measured by the first determination means is further provided, wherein the second determination means performs straight control hot water at the time of the next bypass control hot water, and the memory The presence or absence of failure of the tapping system switching solenoid valve is determined from the detected temperature difference at the time of bypass controlled hot water stored in the means and the detected temperature difference at the time of straight controlled hot water. The hot water control apparatus in the hot water heater according to 1. In a hot water control apparatus for a hot water heater that switches to a bypass system or a straight system according to a set temperature, a hot water system switching solenoid valve, a means for detecting an inner trunk outlet temperature, and a means for detecting an appliance outlet temperature. Equipped with a calculating means for measuring a difference between the detected temperature of the inner trunk outlet temperature and the appliance outlet temperature during straight control hot water at the time of bypass control hot water at a certain set temperature, and then when performing bypass control hot water 3rd judging means for judging the presence or absence of failure of the tapping system switching solenoid valve from the detected temperature difference between the inner trunk outlet temperature and the appliance outlet temperature and the average value obtained by the calculating means. A hot water control apparatus for a water heater, characterized in that Memory means for storing an average value of the detected temperature difference at the time of straight control hot water determined by the calculation means is further provided, and the third determination means is configured to determine the inner cylinder outlet temperature measured at the time of the next bypass control hot water and The hot water in a hot water heater according to claim 3, wherein the presence or absence of a failure of the hot water system switching solenoid valve is determined from a detected temperature difference of the appliance outlet temperature and an average value stored in the memory means. Control device.

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