JP5853722B2 - 連結型給湯器システム - Google Patents

Description

この発明は連結型給湯器システムに関し、より詳細には、複数台の給湯器を連結して運用する連結型給湯器システムにおいて、給湯器外部の配管の凍結を防止する技術に関する。

従来、ホテルなどの商業施設に設置する業務用の給湯器システムとして、複数台の給湯器を連結して運用する連結型給湯器システムが提案されている。

この種の給湯器システムでは、複数台の給湯器の各入水管が水源に続く共通の給水路に接続されるとともに、給湯器の各出湯管が給湯先に続く共通の給湯路に接続される。そして、各給湯器に共通の集中制御部がいずれか１の給湯器の内部または各給湯器とは独立した外部に備えられ、この集中制御部が給湯先の熱負荷に応じて燃焼作動させる給湯器の台数を変更する台数制御を行うようになっている（たとえば、特許文献１参照）。

そして、このような連結型給湯器システムには、給湯先のカランからすぐに温水が出るようにするために、給湯路の先端側を循環ポンプを介して給水路の基端側に接続して循環経路を形成させたものがある。すなわち、循環ポンプを作動させて給湯路内の湯水を給水路に強制循環させることによって給湯器を燃焼作動させ、これにより給湯路内の湯水の温度を高温に保つようにしたもの（いわゆる即湯機能を備えた給湯器システム）がある。

ところで、このような即湯機能を備えた連結型給湯器システムでは、常に循環ポンプを作動させていると、それに伴って燃焼作動する給湯器で燃料が消費されることになるから、深夜や早朝など温水の使用頻度が低い時間帯には循環ポンプの作動を停止させている。

そのため、この種の連結型給湯器システムにおいても冬季など気温が低下する時期には配管内の湯水の凍結を防止する必要があり、そのために各給湯器は、給湯器への入水温度を監視する入水温度センサ（または給湯器からの出湯温度を監視する出湯温度センサ）の検出温度が一定温度以下になると、集中制御部に対して循環ポンプの作動要求を行うように構成している。すなわち、循環ポンプを作動させて、給湯路や給水路に溜まっている湯水を循環させて、これらの配管内の湯水が凍結するのを予防している。

特開２００４−１１６９３５号公報

しかしながら、このように各給湯器の温度センサの検出温度に基づいて循環ポンプを作動させて行う凍結予防には以下のような問題があり、その改善が望まれていた。

すなわち、この種の連結型給湯器システムに用いられる給湯器は、単独（１台）でも給湯器として使用可能なように構成されている関係上、各給湯器には給湯器内部の配管（入水管から出湯管に至る配管）の凍結を防止するヒータが備えられていることがあり、これらのヒータが独自の条件で作動するようになっている。そのため、このヒータの作動によって給湯器内部の配管の温度が上昇すると、それに伴って入水温度センサ（および出湯温度センサ）の検出温度も高くなり、集中制御部に対する循環ポンプの作動要求が出力されなくなるおそれがあった。つまり、給湯器内部の配管の凍結は予防されるが、給湯器外部の配管（給湯路や給水路など）が凍結するおそれがある。

なお、このような問題点に関して、給湯路や給水路に所定温度以下になると接点信号が反転する温度スイッチ（Ｆ点スイッチ）を設けておき、この温度スイッチの接点信号をトリガとして集中制御部が循環ポンプを作動させるように構成することも考えられたが、給湯路や給水路は屋外に配設されることがあり、温度スイッチの防水対策が困難であった。 また、そのような構成では、温度スイッチの接点が故障によって固着した場合に、循環ポンプが作動を継続し、給湯器が無駄に燃焼作動を継続するという問題もあった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、即湯機能を備えた連結型給湯器システムにおいて、給湯器外部の配管が凍結するのを確実に防止し得る構成を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の連結型給湯器システムは、複数台の給湯器の各入水管が水源に続く共通の給水路に接続されるとともに、これら給湯器の各出湯管が給湯先に続く共通の給湯路に接続されており、各給湯器に共通の集中制御部が給湯先の熱負荷に応じて燃焼作動させる給湯器の台数を変更する台数制御を行う連結型給湯器システムであって、上記給湯器はそれぞれ温度センサを備え、上記給湯路の先端側が上記給水路の基端側に接続されて循環経路が形成されるとともに、この循環経路に経路内の湯水を強制循環させる循環ポンプが備えられたものにおいて、上記各給湯器とは独立した筐体内に雰囲気温度が所定温度以下になると出力信号が反転する温度スイッチを収容してなり、上記集中制御部は、この温度スイッチの出力信号が反転することを条件に上記循環ポンプを一定時間連続作動させて、上記給湯器の温度センサの検出温度が第２の所定温度未満であるか否かを判断し、第２の所定温度未満であれば所定の凍結予防制御を行う制御構成を備えていることを特徴とする。

すなわち、本発明に係る連結型給湯器システムでは、温度スイッチによって雰囲気温度が所定温度以下になったことを集中制御部が検知すると、集中制御部は循環ポンプを一定時間連続作動させる。これにより、給水路および給湯路で構成される循環経路（すなわち、給湯器外部の配管）内に溜まっている湯水が強制循環され、それに伴って給湯器の入水管および出湯管（給湯器内部の配管）に溜まっている湯水が給湯路に流出するので、給湯器内部の配管の温度は給湯器外部の配管の温度に近似した温度になる。

そして、その後に、集中制御部が、給湯器に備えられた温度センサの検出温度が所定の凍結予防制御を実行する条件（給湯器に備えられた温度センサの検出温度が第２の所定温度未満である）を満たしているか否かを判断するので、給湯器内部の配管に対して独自の凍結予防措置（たとえば、電気ヒータによる内部の配管の加熱）が行われていたとしても、給湯器外部の配管の凍結のおそれの有無を正確に判断でき、凍結予防制御を的確に実行することができる。

また、温度スイッチを収容する筐体は各給湯器とは独立した筐体とされているので、たとえば、給湯器外部の配管で特に凍結のおそれが高いと思われる場所にこの筐体を配置しておくことで、給湯器外部の配管の凍結のおそれを正確に判断することができる。

また、本発明はその好適な実施態様として、上記集中制御部が上記温度スイッチの出力信号の反転によって上記循環ポンプを一定時間連続作動させているときに、上記温度スイッチの出力信号が復帰しても上記一定時間が経過するまでは循環ポンプの連続作動を継続させる制御構成を備えていることを特徴とする。

すなわち、この実施態様では、温度スイッチの出力信号が反転したことによって循環ポンプの作動が開始されると、温度スイッチの出力信号が復帰しても一定時間が経過するまで循環ポンプの作動状態が維持される。したがって、たとえば、温度スイッチ周辺の温度が一時的に上昇したに過ぎない場合には凍結予防制御を行うか否かの判定は中断されないので、給湯器外部の配管に凍結のおそれがあるか否かを正確に判断することができる。

また、本発明は他の好適な実施態様として、上記温度スイッチを収容する筐体は防水構造を備えていることを特徴とする。すなわち、この実施態様では温度スイッチを収容する筐体が防水構造を備えているので、温度スイッチを屋外に配置することができ、特に凍結のおそれの高い屋外の配管の近傍に温度スイッチを配置することができる。これにより、給湯器外部の配管の凍結のおそれを正確に判断することができる。

また、本発明は他の好適な実施態様として、上記温度スイッチを収容する筐体は上記循環ポンプの駆動回路を収容する筐体であることを特徴とする。これにより、温度スイッチに専用の筐体を用いなくて済み、低コストで本発明を適用できる。

また、本発明は他の好適な実施態様として、上記凍結予防制御は上記循環ポンプの作動／停止を繰り返し行う制御であることを特徴とする。このように循環ポンプを制御することにより凍結予防制御における循環ポンプでの電力使用を抑制できる。

さらに、本発明は他の好適な実施態様として、上記給湯路の先端側が貯湯タンクを介して給水路の基端側に接続されていることを特徴とする。これにより、本発明を貯湯タンクを備えた連結型給湯器システムにも適用することができる。

本発明によれば、複数台の給湯器の各入水管に共通の給水路と給湯器の各出湯管に共通の給湯路とが循環ポンプを有して循環経路を形成する連結型給湯器システムにおいて、各給湯器とは独立した筐体内に雰囲気温度が所定温度以下になると出力信号が反転する温度スイッチが収容され、集中制御部がこの温度スイッチの出力信号の反転を条件に循環ポンプを一定時間連続作動させて、給湯器に備えられた温度センサの検出温度から凍結予防制御を行うか否かを判断するので、給湯器内部の配管の温度を給湯器外部の配管の温度に近似させた状態で凍結予防制御を実行するか否かの判断ができ、給湯器外部の配管の凍結のおそれの有無を正確に判断できる。また、これにより凍結予防制御を的確に行うことができる。

また、温度スイッチを収容する筐体は各給湯器とは独立した筐体とされているので、この筐体を特に凍結のおそれが高いと思われる配管の近傍に配置することで、給湯器外部の配管の凍結のおそれを正確に判断することができる。

しかも、温度スイッチを収容する筐体は、各給湯器とは独立しているので、独自に防水構造を採用することができ、屋外の配管の近傍に温度スイッチを配置することができる。

本発明に係る連結型給湯器システムの一実施形態を示す概略構成図である。 同連結型給湯器システムの他の実施形態を示す概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
実施形態１
図１は本発明に係る連結型給湯器システムの概略構成を示している。この連結型給湯器システムは、複数台（図示例では３台）の給湯器１ａ，１ｂ，１ｃを連結して運用するものであって、たとえば、ホテルなど大量の出湯（大きな熱負荷）が要求される商業施設などの給湯システムとして用いられる。

この連結型給湯器システムでは、図１に示すように、給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの各入水管２ａ，２ｂ，２ｃが上水道などの水源に続く共通の給水路１０に接続されるとともに、これら給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの各出湯管３ａ，３ｂ，３ｃがカランなどの給湯先１２に続く共通の給湯路１１に接続される。なお、図示例では、給湯先１２として１基のカランを図示したが、給湯先１２としてはカランやシャワーなどの複数の給湯栓が備えられている。

各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃは、いずれも公知のガス給湯器で構成されている。これら各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃは、それぞれ入水管２ａ，２ｂ，２ｃと、出湯管３ａ，３ｂ，３ｃと、これらの間にガスバーナで加熱された気体により加熱される熱交換器（図示せず）とを備えており、入水管２ａ，２ｂ，２ｃから供給される水を熱交換器で加熱・昇温させて出湯管３ａ，３ｂ，３ｃから出湯できるようになっている。なお、上記ガスバーナは、図示しない水量センサによって給湯器１ａ，１ｂ，１ｃへの通水（所定の最低作動流量以上の通水）が検出されることを条件に燃焼作動するようになっている。

各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃには、それぞれマイコンを制御中枢とする個別の制御部４ａ，４ｂ，４ｃが備えられており、この制御部４ａ，４ｂ，４ｃがリモコン（遠隔操作装置）９において設定される給湯設定温度に基づいて出湯管３ａ，３ｂ，３ｃからの出湯温度が給湯設定温度となるようにガスバーナを制御するようになっている。なお、この制御に関連して、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃにはそれぞれ給水路１０から入水管２ａ，２ｂ，２ｃに供給される水の温度を検出する入水温度センサ（温度センサ）５ａ，５ｂ，５ｃと、出湯管３ａ，３ｂ，３ｃから給湯路１１に供給する温水の温度を検出する出湯温度センサ（温度センサ）６ａ、６ｂ、６ｃとが備えられている。また、このほかにも各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃには後述する電気ヒータによる凍結予防に関連して雰囲気温度センサ２３ａ，２３ｂ，２３ｃも備えられている。

各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの出湯管３ａ，３ｂ，３ｃは、それぞれ電磁弁７ａ，７ｂ，７ｃを介して給湯路１１と接続されている。これらの電磁弁７ａ，７ｂ，７ｃはいずれも各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの制御部４ａ，４ｂ，４ｃを介して後述するシステムコントローラ８により開閉制御されるようになっており、開作動した電磁弁７ａ，７ｂ，７ｃを備える給湯器１ａ，１ｂ，１ｃが温水出湯可能な状態（給湯待機状態）となる。すなわち、電磁弁７ａ，７ｂ，７ｃが開作動している給湯器１ａ，１ｂ，１ｃだけが通水可能な状態におかれ、その結果、開作動した電磁弁７ａ，７ｂ，７ｃを備える給湯器１ａ，１ｂ，１ｃだけが燃焼作動可能な状態で待機することになる。さらに付言すれば、後述するシステムコントローラ８は、これら電磁弁７ａ，７ｂ，７ｃの開閉制御を通じて燃焼作動させる給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの台数制御を行うようになっている。

各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃには、それぞれ給湯器内部の配管（たとえば、入水管２や出湯管３など）の凍結予防を目的とする図示しない電気ヒータが備えられており、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの雰囲気温度センサ２３ａ，２３ｂ，２３ｃで検出される温度が所定のヒータ作動開始温度Ｔ１以下になると、制御部４ａ，４ｂ，４ｃがそれぞれ独自に電気ヒータを作動させて給湯器１ａ，１ｂ，１ｃごとに給湯器内部の配管の凍結を予防するようになっている。

給水路１０は、図示しない上水道などの水源から供給される水を各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃに供給（給水）するための配管であって、その先端側（給水路１０の下流側）が給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの入水管２ａ，２ｂ，２ｃに接続されるとともに、基端側（給水路１０の上流側）が、図示しない上水道などの水源に接続されている。そして、この給水路１０には、給湯器１ａ，１ｂ，１ｃ側から水源に向けて水が逆流しないように逆止弁１３が備えられている。

給湯路１１は、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃから出湯される温水を給湯先１２に供給（給湯）するための配管であって、その基端側（給湯路１１の上流側）が各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの出湯管３ａ，３ｂ，３ｃに接続されるとともに、その先端側（給湯路１１の下流側）が給湯先１２を構成するカランなどの給湯栓に接続されている。そして、本実施形態では、この給湯路１１は、給湯先１２のさらに下流にある先端側が、循環ポンプ１４と、逆止弁１５と、エアセパレータ１６とを介して給水路１０の基端側、具体的には、上記逆止弁１３の先端側（給水路１０の下流側）に接続されており、給湯路１１から給水路１０にかけての循環経路Ａが形成されている。なお、エアセパレータ１６の先端側（給湯路１１の下流側）は給湯路１１を分岐して膨張タンク１７または逃がし弁（図示せず）にも接続されている。

循環ポンプ１４は、循環経路Ａ内の湯水を給湯路１１側から給水路１０側に強制循環させるポンプであって、この循環ポンプ１４は後述するシステムコントローラ８によって作動制御が行われるようになっている。

この循環ポンプ１４は、循環経路Ａに組み付けられる循環ポンプ本体１４ａと、循環ポンプ本体１４ａを作動させるためのポンプ駆動回路（駆動回路）１４ｂとが別体に構成されている。

循環ポンプ本体１４ａは、配管内の湯水を強制循環させる駆動部を備えるとともに、その駆動源として電動モータ（たとえば、ＡＣモータ）を備えており、上記電動モータに電力（電源）を供給することによって駆動部が作動し、循環ポンプ本体１４ａが組み付けられた配管内の湯水を強制循環させるようになっている。

ポンプ駆動回路１４ｂは、システムコントローラ８からの制御信号に応じて循環ポンプ本体１４ａの作動／停止を制御する電気回路で構成されている。具体的には、ポンプ駆動回路１４ｂは、システムコントローラ８から循環ポンプ１４の作動を指示する制御信号を受信すると循環ポンプ本体１４ａへの電源供給経路に設けられたリレー接点（図示せず）を閉成させて循環ポンプ本体１４ａに電源を供給し循環ポンプ本体１４ａを作動させる一方、システムコントローラ８から循環ポンプ１４の停止を指示する制御信号を受信すると循環ポンプ本体１４ａの電源供給経路に設けられたリレー接点を開放して循環ポンプ本体１４ａへの電源供給を遮断し循環ポンプ本体１４ｂを停止させるように構成されている。なお、このポンプ駆動回路１４ｂには上記リレー接点を手動で閉成／開成するための操作部（図示せず）も備えられている。

そして、このように構成されたポンプ駆動回路１４ｂは、循環ポンプ本体１４ａとは別の筐体１８に収容されており、ポンプ駆動回路１４ｂと循環ポンプ本体１４ａとの間には循環ポンプ本体１４ａの作動制御用（上記リレー接点の制御用）の電装線１４ｃが配設されている。すなわち、ポンプ駆動回路１４ｂは各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃとは独立した筐体１８内に収容されるようになっており、循環ポンプ本体１４ａとは離れた場所から循環ポンプ本体１４ａの作動制御を行うようになっている。

筐体１８は、主として、ポンプ駆動回路１４ｂを収容するために設けられたケースであって、たとえば、開閉可能な扉を備えた金属製または樹脂製の箱で構成されている。なお、この筐体１８は屋外に設置可能な構造、たとえば、雨水の流入を防止する防水構造やホコリの侵入を防止する防塵構造を備えて構成されており、本実施形態では、特にこの筐体１８が給湯器外部の配管で凍結のおそれが高い配管（たとえば、屋外に露出する配管）の近傍に配置されている。

本発明では、この筐体１８の内部に、雰囲気温度に応じて接点信号を出力する温度スイッチ（Ｆ点スイッチ）１９が設けられている。この温度スイッチ１９は、後述するように、給湯器外部の配管の凍結予防目的で循環ポンプ１４を作動させるトリガとなる接点信号を出力するために設けられた温度スイッチであり、雰囲気温度が所定温度Ｔ２以下になると接点信号（出力信号）が反転するように構成されている。たとえば、この温度スイッチ１９には、雰囲気温度が８±３℃以上でＯＦＦ、３±２．５℃以下でＯＮの接点信号を出力する（ただし、作動条件にはヒステリシスがある）スイッチが用いられる。この温度スイッチ１９は電装線２０を介してシステムコントローラ８と接続され、温度スイッチ１９から出力される接点信号がシステムコントローラ８に与えられるようになっている。なお、この温度スイッチ１９の作動条件（接点信号の出力条件）は凍結予防の目的を達成する範囲内であれば適宜変更可能である。

なお、給湯路１１の逆止弁１５は給水路１０から給湯路１１への水の逆流を防止する目的で介装されており、エアセパレータ１６は給水路１１内のエア抜きの目的で介装されている。また、膨張タンク１７は循環経路Ａ内の湯水の温度による体積変化を吸収する目的で設けられている。

システムコントローラ８は、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃに共通の集中制御部を構成する制御装置であって、主として、給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの台数制御と循環ポンプ１４の作動制御を行うように構成されている。そして、これらの制御を行うためにシステムコントローラ８には制御中枢としてマイコン（図示せず）が備えられており、このマイコンが各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの制御部４ａ，４ｂ，４ｃおよびリモコン９と双方向で通信を行うとともに、循環ポンプ１４の駆動回路１４ｂに対して循環ポンプ１４の作動／停止を指示する制御信号を出力するように構成されている。そのため、このシステムコントローラ８は、双方向通信線２１を介して制御部４ａ，４ｂ，４ｃおよびリモコン９と通信接続されるとともに、一方向の通信線（信号線）２２を介して循環ポンプ１４の駆動回路１４ｂと接続されている。

なお、本実施形態では、システムコントローラ８を給湯器１ｃに内蔵した構成を示したが、システムコントローラ８は他の給湯器１ａ，１ｂに内蔵されていてもよく、また、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃとは別体の独立した筐体に収容する構成を採用してもよい。要は、システムコントローラ８は、リモコン９および各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの制御部４ａ，４ｂ，４ｃと双方向で通信可能であり、かつ、循環ポンプ１４の駆動回路１４ｂに対して制御信号を送信可能な構成であればよい。

リモコン９は、連結型給湯器システムの遠隔操作装置であって、このリモコン９には、図示しないが、遠隔操作を行うための操作部、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃなどの状態や操作部での操作内容を表示する表示部、ならびに、システムコントローラ８と双方向で通信を行うマイコンを備えた制御部などが備えられており、連結型給湯器システムの給湯設定温度などの各種設定はこのリモコン９を通じて行われるようになっている。すなわち、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃに対する個別の遠隔操作など制御信号は、リモコン９からシステムコントローラ８を介して各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの制御部４ａ，４ｂ，４ｃに与えられるようになっている。

次に、このように構成された連結型給湯器システムにおけるシステムコントローラ８の制御について説明する。

システムコントローラ８は、上述したように、主として、給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの台数制御と循環ポンプ１４の作動制御を行うようになっている。このうち、循環ポンプ１４の作動制御は、更に詳細に分類すると、給湯先１２ですぐに温水が出るようにするために行われる作動制御（即湯機能制御）と、温度スイッチ１９の接点信号に基づいて凍結予防を目的で循環ポンプ１４を作動させる作動制御（凍結予防制御）とに大別される。

そこで、まず、給湯器の台数制御について説明する。この台数制御は、給湯先１２からの出湯量（熱負荷）に応じて燃焼作動させる給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの台数を増減させる制御である。

この台数制御にあたり、システムコントローラ８は複数の給湯器１ａ，１ｂ，１ｃのうちから最初に燃焼作動させるメイン給湯器を定め（以下、メイン給湯器として給湯器１ａが定められたものとする）、メイン給湯器１ａの出湯管３ａに備えられた電磁弁７ａを開作動させて、メイン給湯器１ａだけを給湯待機状態にしておく。このメイン給湯器は１台に限られず、たとえば、当初から大きな熱負荷が見込まれる場合には複数台（たとえば、２台）の給湯器をメイン給湯器として設定するようにしてもよい。また、メイン給湯器１ａはシステムコントローラ８の設定により適宜変更されるようになっている。

そして、この状態で給湯先１２での出湯が開始されると、それに伴って電磁弁７ａが開作動しているメイン給湯器１ａに通水が生じ、メイン給湯器１ａが燃焼作動を開始する。つまり、給湯先１２での出湯開始当初はメイン給湯器１ａだけで給湯先１２への給湯を開始する。

そして、給湯先１２での出湯量が増えるなどして熱負荷が増加した場合、メイン給湯器１ａはガスバーナの火力を上げて熱負荷の増加に対応する。しかし、熱負荷がさらに増加してメイン給湯器１ａの出湯能力の上限が近づくと、システムコントローラ８はメイン給湯器１ａの制御部４ａとの通信によってこの状態を検知し、メイン給湯器１ａの出湯能力が上限に達する前にメイン給湯器以外の第２の給湯器（たとえば、給湯器１ｂとする）の出湯管３ｂに備えられた電磁弁７ｂを開動作させる。これにより電磁弁７ｂが開作動した第２の給湯器１ｂにも通水が生じ燃焼作動を開始する。つまり、システムコントローラ８は、メイン給湯器１ａが出湯能力の上限に近づくと第２の給湯器１ｂを燃焼作動させて、メイン給湯器１ａの出湯能力の不足を補うようになっている。

そして、さらに熱負荷が増加し第２の給湯器１ｂも出湯能力の上限に近づくと、システムコントローラ８は第３の給湯器（たとえば、給湯器１ｃとする）の出湯管３ｃに備えられた電磁弁７ｃを開作動させて、メイン給湯器１ａおよび第２の給湯器１ｂの出湯能力の不足を第３の給湯器１ｃの燃焼作動によって補う。このように、給湯器の台数制御では、熱負荷の増加に応じて燃焼作動する給湯器の台数を増加させる制御が行われる。一方、これとは反対に熱負荷が減少する場合には、上述した動作の逆の手順で燃焼作動する給湯器の台数を減少させる制御が行われる。

次に、循環ポンプ１４の即湯機能制御について説明する。この即湯機能制御は、給湯路１１内の温水の保温を目的として、給湯先１２での出湯がないときに循環ポンプ１４を作動させておく制御である。すなわち、この制御では、給湯路１１内の温水の温度が低下すると、温度が低下した温水は循環ポンプ１４による強制循環によって給水路１０に導入されメイン給湯器１ａで加熱・昇温されることになる。

そのため、この制御を実行している間は、給湯路１１内の湯水は一定温度以上に保たれ、給湯先１２で給湯栓が開かれるとこの一定の温度以上の温水が出湯するようになる。つまり、給湯先１２ですぐに温水が出湯されるようになる。この制御中の循環ポンプ１４の作動態様としては、たとえば、給湯器１ａの入水温度センサ５ａが所定温度以下を検出すると循環ポンプ１４を作動させて給湯器１ａを燃焼作動させる一方、給湯器１ａの入水温度センサ５ａが所定温度＋α℃以上（但し、αはヒステリシス）を検出すると循環ポンプ１４を停止させて給湯器の燃焼作動を終了させるといった態様が採用される。

なお、この即湯機能制御は、たとえば、リモコン９において制御開始／制御停止を設定ができるようになっており、システムコントローラ８は、この設定に従って即湯機能制御を行うようになっている。したがって、この即湯機能制御が停止されている間は、後述する凍結予防制御が行われる場合を除き、循環ポンプ１４は停止状態とされる。

次に、凍結予防制御について説明する。この凍結予防制御は、システムコントローラ８が給湯器１の制御部４との双方向通信によって、給湯器１に備えられる温度センサ（たとえば、入水温度センサ５または出湯温度センサ６）で検出される温度を取得し、この温度センサの検出温度があらかじめ設定された凍結予防制御開始温度（第２の所定温度）Ｔ３未満であるときに循環ポンプ１４を作動させる制御であり、この制御は以下の手順で行われる。

この制御にあたり、システムコントローラ８は、温度スイッチ１９の接点信号を監視するように構成され、温度スイッチ１９からの接点信号が反転することを条件に循環ポンプ１４を一定時間作動させるようになっている。すなわち、本実施形態では、上記温度スイッチ１９は雰囲気温度が８±３℃以上で接点信号がＯＦＦ、３±２．５℃以下で接点信号がＯＮとなる温度スイッチを用いていることから、システムコントローラ８は、温度スイッチ１９からの接点信号がＯＦＦからＯＮに反転したことを条件に循環ポンプ１４を一定時間作動させるように構成される。

このときの循環ポンプ１４の作動はあらかじめ設定された一定時間ｔ１（たとえば、３分間）が経過するまで循環ポンプ１４を連続して作動させるようにしている。ここで一定時間連続して循環ポンプ１４を作動させるのは、給水路１０および給湯路１１を含んで構成される循環経路Ａ、すなわち、給湯器外部の配管内に溜まっている湯水を強制循環させることによって給湯器内部の配管（たとえば、入水管２および出湯管３など）に溜まっている湯水を給湯路１０に流出させるためである。

したがって、このような目的を果たすために、システムコントローラ８は、循環ポンプ１４の作動中に温度スイッチ１９の接点信号がＯＮからＯＦＦに復帰しても、作動開始から一定時間ｔ１が経過するまでは循環ポンプ１４を停止させずに作動を継続させるようになっている。なお、上記一定時間ｔ１は上記目的を達成できる範囲であれば３分に限らず、給湯経路Ａの長さなどに応じて適宜変更可能である。

ここで、循環ポンプ１４を一定時間連続作動させるときには、少なくとも給湯待機状態にあるメイン給湯器１ａの電磁弁７ａは開作動していることから、メイン給湯器１ａの内部の配管に溜まっている湯水は給湯路１１に流出し、少なくともメイン給湯器１ａについては、給湯器内部の配管の温度が給湯器外部の配管の温度に近似した温度になる。なお、この点に関しては、システムコントローラ８がメイン給湯器１ａ以外の他の給湯器１ｂ，１ｃの電磁弁７ｂ，７ｃを開作動させて、メイン給湯器１ａ以外の他の給湯器１ｂ，１ｃについても給湯器内部の配管に溜まっている湯水を流出させるように構成してもよい。

また、この循環ポンプ１４の一定時間連続作動時にあたっては、システムコントローラ８は、電磁弁７が開作動している給湯器１ａ（場合によっては給湯器１ｂ，１ｃ）の制御部４ａ（４ｂ，４ｃ）に対して燃焼作動を禁止する指示を行う。これは循環ポンプ１４を作動させることによって通水が生じた給湯器１ａ（１ｂ，１ｃ）が燃焼作動をすると、給湯器１ａ（１ｂ，１ｃ）の内部配管の温度が給湯器外部の配管の温度よりも高くなってしまうので、そのような事態を回避し、給湯器１ａ（１ｂ，１ｃ）の内部配管の温度を給湯器外部の配管の温度に近似した温度に保つためである。なお、この点については、システムコントローラ８は電磁弁７が開作動している給湯器１ａの燃焼作動を禁止せずに、リモコン９の運転スイッチの設定に委ねるようにすることも可能である。すなわち、運転スイッチがオンのときは循環ポンプ１４の一定時間連続作動に伴って給湯器１ａが燃焼作動するために必要な最低作動流量以上の通水があれば燃焼作動を行い、運転スイッチがオフのときは燃焼作動を行わないようにしておくこともできる。

このようにして、一定時間ｔ１の間、循環ポンプ１４を連続して作動させると、次に、システムコントローラ８は、電磁弁７を開作動させている給湯器１ａ（１ｂ，１ｃ）との双方向通信によって当該給湯器１ａ（１ｂ，１ｃ）の温度センサ（たとえば、入水温度センサ５または出湯温度センサ６）で検出される検出温度を取得し、取得した検出温度が凍結予防制御開始温度Ｔ３未満であるか否かを判断する。

ここで、凍結予防制御開始温度Ｔ３は、給湯器外部の配管が凍結するおそれのある温度に基づいてあらかじめシステムコントローラ８に設定されている。たとえば、配管内の湯水の温度が０℃以下になると配管が凍結するので、この凍結予防制御開始温度Ｔ３は０℃よりも高い温度（たとえば、５．５℃）に設定される。なお、この凍結予防制御開始温度Ｔ３は上記ヒータ作動開始温度Ｔ１とは独立して設定される。

そして、この判断の結果、取得した検出温度が凍結予防制御開始温度Ｔ３未満であれば、システムコントローラ８は、凍結予防制御としての循環ポンプ１４の作動を開始させる。
この凍結予防制御においては、システムコントローラ８は、循環ポンプ１４に作動／停止の繰り返しを行わせる。具体的には、システムコントローラ８は、ポンプ駆動回路１４ｂに対して、一定時間ｔ１（たとえば、１０分間）循環ポンプ１４の作動を指示するとともに、次の一定時間ｔ２（たとえば、５分間）循環ポンプ１４の停止を指示し、それ以後の凍結予防制御の実行中はこの指示を繰り返し行う。

これにより、凍結予防制御の実行中は、循環経路Ａ内で湯水が強制循環され、給湯器外部の配管の凍結が防止される。なお、この凍結予防制御の実行中は、少なくともメイン給湯器１ａは燃焼作動できる状態とされ、循環経路Ａ内の湯水の強制循環に伴ってメイン給湯器１ａが燃焼作動するように構成される。

そして、このような凍結予防制御の実行により、給湯器１ａ（１ｂ，１ｃ）の温度センサ（たとえば、入水温度センサ５または出湯温度センサ６）で検出される検出温度があらかじめ設定された所定の温度（たとえば、上記凍結予防制御開始温度Ｔ３＋β℃（但し、βはヒステリシス））まで上昇すると、システムコントローラ８は、循環ポンプ１４の作動を停止して、凍結予防制御を終了する。

このように、本発明の連結型給湯器システムでは、給湯器外部の配管の凍結予防制御を行うに際し、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃとは独立した筐体１８に収容された温度スイッチ１９の接点信号に基づいて循環ポンプ１４を一定時間連続作動させてから、給湯器１ａ，１ｂ，１ｃに備えられた温度センサ（たとえば、入水温度センサ５ａ，５ｂ，５ｃまたは出湯温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ）の検出温度から凍結予防制御を行うか否かを判断するので、給湯器外部の配管の凍結のおそれの有無を正確に判断でき、凍結予防制御を的確に実行することができる。

また、温度スイッチ１９は独立した筐体に収容されるので、凍結のおそれが高い配管の近傍に配置することが容易であり、かつ、防水構造の採用も容易であるので、給湯器外部の配管の凍結のおそれを正確に判断することができる。

実施形態２
次に、本発明の第２の実施形態を図２に基づいて説明する。
図２に示す連結型給湯器システムは、水源と各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの間に貯湯タンク３０を備えた連結型給湯器システムを示している。

この連結型給湯器システムは、貯湯タンク３０を備えることにより、給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの各入水管２ａ，２ｂ，２ｃが接続される給水路１０の基端側（給水路１０の上流側）が貯湯タンク３０の下部に接続されるとともに、給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの各出湯管３ａ，３ｂ，３ｃが接続される給湯路１１の先端側（給湯路１１の下流側）が貯湯タンク３０の上部に接続され、貯湯タンク３０を介して給湯先１２に接続される。すなわち、この連結型給湯器システムでは、給湯路１１の先端側が貯湯タンク３０を介して給水路１０の基端側に接続されることによって循環経路Ａが形成されている。

そして、このような改変に伴って、循環ポンプ１４の循環ポンプ本体１４ａが給水路１０に備えられている。その他の基本的な構成は上述した実施形態１と共通するので、構成が共通する部位には同一の符号を付して説明を省略する。

この連結型給湯器システムでは、貯湯タンク３０の上部と下部を連結する二次側給湯路３１が備えられ、給湯先１２はこの二次側給湯路３１に接続される。そして、この二次側給湯路３１において、給湯先１２の下流側には二次側給湯路３１内の湯水を強制循環させる二次側循環ポンプ３３が備えられている。また、この二次側循環ポンプ３３の下流側には、水源から貯湯タンク３０に水を供給する二次側給水路３２が逆止弁３４を介して接続されている。なお、この二次側循環ポンプ３３は、システムコントローラ８によって作動制御が行われるように構成されていてもよいが、本実施形態ではシステムコントローラ８とは別の制御主体（図示せず）によって制御されるように構成されている。

そして、このように構成された連結型給湯器システムでは、貯湯タンク３０の上部に貯留される高温の温水が給湯先１２からの出湯に用いられる。そして、水源から貯湯タンク３０への給水は二次側給水路３２を介して貯湯タンク３０の下部に水が供給されるようになっている。また、貯湯タンク３０内の温水の沸かし上げは貯湯タンク３０の下部から取り出される低温の湯水を給水路１０を通じて各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃに供給し、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃで加熱・昇温させた温水を給湯路１１を介して貯湯タンク３０の上部に供給するようになっている。

そして、この貯湯タンク３０の沸かし上げにあたり、システムコントローラ８が貯湯タンク３０の沸かし上げに必要な熱負荷に応じて燃焼作動させる給湯器の台数制御を行うようになっている。

そして、本実施形態に示す連結型給湯器システムにおいてもシステムコントローラ８は、循環ポンプ１４の作動制御として、上述した実施形態１と同様の凍結予防制御を行うようになっている。なお、この実施形態に示す連結型給湯器システムでは、即湯機能は二次側循環ポンプ３３により行われる。

すなわち、給湯器外部の配管の凍結予防制御を行うに際し、システムコントローラ８が温度スイッチ１９の接点信号に基づいて循環ポンプ１４を一定時間Ｔ１の間連続作動させてから、給湯器１ａ，１ｂ，１ｃに備えられた温度センサ（たとえば、入水温度センサ５ａ，５ｂ，５ｃまたは出湯温度センサ６ａ，６ｂ，６ｃ）の検出温度から凍結予防制御を行うか否かを判断する。そして、この判断に基づいて凍結予防制御を行うので、給湯器外部の配管の凍結のおそれの有無を正確に判断でき、凍結予防制御を的確に実行することができる。

なお、本実施形態に示すように貯湯タンク３０を備える給湯器システムにおいては、たとえば、温度スイッチ１９の接点信号だけを頼りに給湯器を燃焼作動させる凍結予防制御を実行するように構成すると、温度スイッチの接点が固着（故障）した場合に、貯湯タンク３０の沸かし上げが行われてしまうことになるが、本発明ではそのような問題は生じない。

なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなく発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。

たとえば、上述した実施形態では、３台の給湯器を連結して運用する連結型給湯器システムを示したが、２台あるいは４台以上の給湯器を連結して運用することも可能である。すなわち、この連結型給湯器システムは、システムコントローラ８が対応可能な台数の給湯器を連結して運用することができる。また、システムコントローラ８に上位のシステムコントローラを設けること、換言すれば、上位のシステムコントローラが下位のシステムコントローラを介して給湯器の台数制御を行うことで、より多くの給湯器を連結して運用することも可能である。

また、上述した実施形態では、温度スイッチ１９を循環ポンプ１４のポンプ駆動回路１４ｂを収容する筐体１８内に収容した場合を示したが、たとえば、システムコントローラ８が、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃとは別体の独立した筐体に収容される場合、温度スイッチ１９はシステムコントローラ８を収容する筐体内に備えられてもよい。

また、上述した実施形態では、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃが電気ヒータを備える場合を示したが、本発明は各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃが電気ヒータを備えていない連結型給湯器システムにも適用することができる。

また、上述した実施形態では、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃが電磁弁７ａ，７ｂ，７ｃを備える構成を示したが、たとえば、各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの出湯管３ａ，３ｂ，３ｃに備えられる出湯流量調整弁（図示せず）が閉め切り可能なタイプの弁で構成される場合には、電磁弁７ａ，７ｂ，７ｃを省略することも可能である。

また、上述した実施形態では、凍結予防制御にあたり、循環ポンプ１４を一定時間連続作動させた後に、給湯器１の温度センサ５または温度センサ６で検出される検出温度が凍結予防制御開始温度Ｔ３未満であるか否かをシステムコントローラ８が判断するように構成した場合を示したが、この判断は各給湯器１ａ，１ｂ，１ｃの制御部４ａ，４ｂ，４ｃで行うように構成することも可能である。そしてこの場合には、温度センサ５または温度センサ６で検出される検出温度が凍結予防制御開始温度Ｔ３未満であれば、制御部４ａ，４ｂ，４ｃがシステムコントローラ８に対して循環ポンプ１４の作動を要求するように構成される。

１ａ，１ｂ，１ｃ 給湯器
２ａ，２ｂ，２ｃ 入水管
３ａ，３ｂ，３ｃ 出湯管
４ａ，４ｂ，４ｃ 制御部
５ａ，５ｂ，５ｃ 入水温度センサ（温度センサ）
６ａ、６ｂ、６ｃ 出湯温度センサ（温度センサ）
８ システムコントローラ（集中制御部）
９ リモコン９
１０ 給水路
１１ 給湯路
１２ 給湯先
１４ 循環ポンプ
１８ 筐体
１９ 温度スイッチ
３０ 貯湯タンク
Ａ 循環経路

Claims (6)

1. 複数台の給湯器の各入水管が水源に続く共通の給水路に接続されるとともに、これら給湯器の各出湯管が給湯先に続く共通の給湯路に接続されており、各給湯器に共通の集中制御部が給湯先の熱負荷に応じて燃焼作動させる給湯器の台数を変更する台数制御を行う連結型給湯器システムであって、
   前記給湯器はそれぞれ温度センサを備え、
   前記給湯路の先端側が前記給水路の基端側に接続されて循環経路が形成されるとともに、この循環経路に経路内の湯水を強制循環させる循環ポンプが備えられたものにおいて、
   前記各給湯器とは独立した筐体内に雰囲気温度が所定温度以下になると出力信号が反転する温度スイッチを収容してなり、
   前記集中制御部は、この温度スイッチの出力信号が反転することを条件に前記循環ポンプを一定時間連続作動させて、前記給湯器の温度センサの検出温度が第２の所定温度未満であるか否かを判断し、第２の所定温度未満であれば所定の凍結予防制御を行う制御構成を備えていることを特徴とする連結型給湯器システム。
2. 前記集中制御部は、前記温度スイッチの出力信号の反転によって前記循環ポンプを一定時間連続作動させているときに、前記温度スイッチの出力信号が復帰しても前記一定時間が経過するまでは循環ポンプの連続作動を継続させる制御構成を備えていることを特徴とする請求項１に記載の連結型給湯器システム。
3. 前記温度スイッチを収容する筐体は防水構造を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の連結型給湯器システム。
4. 前記温度スイッチを収容する筐体は前記循環ポンプの駆動回路を収容する筐体であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の連結型給湯器システム。
5. 前記凍結予防制御は前記循環ポンプの作動／停止を繰り返し行う制御であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の連結型給湯器システム。
6. 前記給湯路の先端側が貯湯タンクを介して給水路の基端側に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の連結型給湯器システム。

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