JP5942282B2 - Water heater - Google Patents
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Description
本発明は、内蔵された通水管に凍結防止用の電気ヒータが取り付けられた給湯装置に関する。 The present invention relates to a hot water supply apparatus in which an electric heater for preventing freezing is attached to a built-in water pipe.
ガスバーナを熱源とする給湯装置は作動中に排気ガスを排出することから、室内ではなく屋外に設置される場合が多い。この場合、特に冬季など外気温が低下すると、給湯動作をしていない状態では内蔵されている通水管内の水が凍結し、通水管が破裂するなどの不具合が発生するおそれがある。そのため、従来より通水管に電気ヒータを取り付け、通水管内の水が凍結するおそれのある状態で電気ヒータに通電し、通水管内の水を温めて凍結を防止するようにしている。 Since a hot water supply apparatus using a gas burner as a heat source discharges exhaust gas during operation, it is often installed outdoors rather than indoors. In this case, in particular, when the outside air temperature decreases, such as in winter, there is a possibility that the water in the built-in water pipe freezes and the water pipe ruptures when the hot water supply operation is not performed. Therefore, conventionally, an electric heater is attached to the water pipe, and the electric heater is energized in a state where the water in the water pipe may freeze, and the water in the water pipe is warmed to prevent freezing.
この電気ヒータは、断線故障、もしくは短絡故障すると、通水管内の水を加熱することができなくなるため、従来より、この電気ヒータに断線故障や短絡故障が生じたことを検知する検知手段を備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Since this electric heater cannot heat the water in the water pipe when a disconnection failure or a short-circuit failure occurs, it has conventionally been provided with detection means for detecting that a disconnection failure or a short-circuit failure has occurred in this electric heater. Have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献の他、凍結防止用の電気ヒータの断線故障や短絡故障を検知するものは多数提案されているが、電気ヒータが作動しない状態であるにもかかわらず電気ヒータが作動するON故障を検知するものは従来提案されてこなかった。 In addition to the above-mentioned patent documents, there have been many proposals for detecting disconnection faults and short circuit faults of an electric heater for preventing freezing. However, an ON fault in which the electric heater operates even though the electric heater does not operate is proposed. What has been detected has never been proposed before.
近年、この電気ヒータの容量が増大する傾向にあり、電気ヒータにON故障が生じると、ガスバーナが作動していないにもかかわらず、通水管内の水温が上昇し、出湯用の蛇口を開けると予期せぬ高温の湯が大量に流出するという不具合が生じる。なお、給湯装置には従来より各種の安全装置が組み込まれており、このように予期せぬ高温の湯が給湯される状態になると、例えば給湯装置の作動を停止させて継続して高温の湯が給湯されない。ところが、上記のように電気ヒータがON故障すると、高温の給湯を停止する前に短時間ではあるが高温の湯が給湯されてしまうと言う不具合が生じる。 In recent years, the capacity of the electric heater tends to increase. When an ON failure occurs in the electric heater, the water temperature in the water pipe rises even if the gas burner is not operated, and the tap for hot water is opened. Unexpectedly hot water flows out in large quantities. In addition, various types of safety devices have been incorporated in the hot water supply device so far, and when hot water having unexpectedly high temperature is supplied in this way, for example, the operation of the hot water supply device is stopped to continue the hot water supply. Is not hot water. However, when the electric heater is turned on as described above, there is a problem that high-temperature hot water is supplied for a short time before stopping hot water supply.
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、電気ヒータのON故障を検知し、最初の短時間であっても高温の湯が給湯されない給湯装置を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a hot water supply device that detects an ON failure of an electric heater and does not supply hot water even in the first short time.
上記課題を解決するために本発明による給湯装置は、通水管を内蔵し、その通水管に外部から水道水を導入し、通水管の途中に設けられた熱交換器によって通水管内の水を加熱して温水を生成し、この通水管から外部へと温水を給湯する給湯装置であって、熱交換器に対して直列に接続され、通水管内の流量を絞る入水量可変装置を有するものにおいて、上記通水管に、通水管内の水流が停止している状態で通水管内の水が凍結することを防止するための電気ヒータを取り付けると共に、この電気ヒータが作動すべきでない状態で電気ヒータが作動しているON故障の発生を検知するON故障検知手段を設け、このON故障検知手段がON故障の発生を検知すると、上記電気ヒータの作動を強制的に停止させるのではなく、上記入水量可変装置を作動させ、通水管内の水量を絞ることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a hot water supply apparatus according to the present invention has a water pipe built in, tap water is introduced into the water pipe from the outside, and water in the water pipe is drained by a heat exchanger provided in the middle of the water pipe. A hot water supply device that generates hot water by heating and supplies hot water from the water pipe to the outside, and is connected in series to the heat exchanger, and has a water intake variable device that restricts the flow rate in the water pipe In this case, an electric heater is attached to the water pipe to prevent the water in the water pipe from freezing in a state where the water flow in the water pipe is stopped. An ON failure detection means is provided for detecting the occurrence of an ON failure in which the heater is operating. When the ON failure detection means detects the occurrence of an ON failure , the operation of the electric heater is not forcibly stopped. Variable water volume Actuating the, and wherein the throttling the amount of water passing water pipe.
ON故障が生じた直後であれば電気ヒータによる加熱量が少ないので問題とはならない。問題となるのは夜間のように長時間給湯されない状態でON故障が生じ、長時間にわたって電気ヒータによって通水管内の水が加熱された場合である。この場合、ON故障が生じたことが検知されると、入水量可変装置を作動させて通水管内の水量を絞るようにした。この状態では、給湯用の蛇口を開けると、給湯されたとしても少量の湯が給湯装置から蛇口に流れる。給湯装置から蛇口に到達するまでに配管から外部に放熱されるので、蛇口からは高温の湯が流出することがない。 Immediately after the ON failure occurs, there is no problem because the amount of heating by the electric heater is small. The problem arises when an ON failure occurs when the hot water is not supplied for a long time, such as at night, and the water in the water pipe is heated by the electric heater for a long time. In this case, when it is detected that an ON failure has occurred, the water amount variable device is operated to reduce the amount of water in the water pipe. In this state, when the hot water supply faucet is opened, even if hot water is supplied, a small amount of hot water flows from the hot water supply device to the faucet. Since heat is radiated from the pipe to the outside before reaching the faucet from the hot water supply device, hot water does not flow out from the faucet.
なお、上記熱交換器をバイパスするバイパス路を上記通水管に設けると共に、このバイパス路を通って熱交換器をバイパスする水量を増減する湯水混合量可変装置を設け、上記ON故障検知手段がON故障の発生を検知すると、この湯水混合量可変装置を作動させてバイパス路を通過する水量を増加させれば、高温に加熱された湯に低温の水が多量に混合された状態で給湯装置から流出するので、更に蛇口から高温の湯が流出することはない。 A bypass passage that bypasses the heat exchanger is provided in the water pipe, and a hot water mixing amount variable device that increases or decreases the amount of water that bypasses the heat exchanger through the bypass passage is provided. When the occurrence of a failure is detected, if this hot water mixing amount variable device is operated to increase the amount of water passing through the bypass, the hot water heated in the hot water is mixed with a large amount of low temperature water from the hot water supply device. Since it flows out, hot water does not flow out from the faucet.
ON故障の原因は、例えば電気ヒータに給電するためのリレーの接点が吸着してリレーコイルへの通電を停止した後も接点がオン状態のまま保持されるような場合が挙げられる。このようなON故障であれば、小さな振動によっても接点が離れてON故障が解除される場合がある。ON故障が解消されれば正常運転状態に復帰させても問題はないが、一旦暖められた湯が通水管内に残留しているので、その湯が冷めるまで待つ必要がある。 The cause of the ON failure includes, for example, a case where the contact of the relay for supplying power to the electric heater is attracted and the contact is kept in the ON state even after the energization to the relay coil is stopped. In such an ON failure, the contact may be separated even by a small vibration and the ON failure may be released. If the ON failure is resolved, there is no problem even if the normal operation state is restored, but since warmed hot water remains in the water pipe, it is necessary to wait until the hot water cools down.
そこで、上記ON故障検知手段がON故障の発生を検知した後、継続してON故障の状態を検知し、ON故障が解消された時間から所定時間経過後に正常運転状態に復帰させるタイマを設けることが望ましい。 Therefore, after the ON failure detection means detects the occurrence of an ON failure, a timer is provided that continuously detects the ON failure state and returns to the normal operation state after a predetermined time has elapsed since the ON failure was eliminated. Is desirable.
以上の説明から明らかなように、本発明は、凍結防止用の電気ヒータにON故障が生じても、給湯量を絞り、あるいは流出される温水に多量の冷水を混合させるので、給湯開始から最初の短時間であっても高温の湯が給湯されない。 As is apparent from the above description, the present invention reduces the amount of hot water supply or mixes a large amount of cold water with the outflowing hot water even when an ON failure occurs in the anti-freezing electric heater. Hot water is not supplied even for a short period of time.
図1および図2を参照して、1は本発明による給湯装置の一例である。この給湯装置1にはガスバーナを熱源とする熱交換器14が内蔵されており、そのガスバーナへはガス供給口11からガスが供給される。
1 and 2, 1 is an example of a hot water supply apparatus according to the present invention. The hot water supply apparatus 1 includes a
一方、給湯装置1には通水管2が内蔵されており、この通水管2には水道水が流入する流入口12と、内部で加熱された温水を流出させる流出口13とが設けられている。上記熱交換器14はこの通水管2の途中位置に設けられている。
On the other hand, the water heater 1 has a built-
通水管2には流入口12の下流側に入水量可変装置である水量サーボ4が、上記熱交換器14に対して直列になるように設けられている。この水量サーボ4は制御部6からの信号で開度を増減するものであり、通常は全開状態であるが、制御部6からの信号によって開度を狭め、通水管2内の流量を減少させることができる。
The
水量サーボ4の更に下流には湯水混合量可変装置であるバイパスサーボ5が設けられている。このバイパスサーボ5はバイパス路21へバイパスさせる水量を調節するものであり、通常はバイパス路21への流量を絞った状態であるが、制御部6からの信号によりバイパス路21への流量を増加させることができる。
A
熱交換器14の出口付近にサーミスタ15を取り付け、熱交換器14から流出する湯温を検知するように構成されている。熱交換器14から流出する湯温が低いと熱交換器14内で結露が生じるので、熱交換器14から流出する湯温が一定の温度以上になるように制御される。このため、低温の湯を給湯する場合には上記バイパスサーボ5を作動させて、熱交換器14から流出する一定温度以上の湯に加熱前の水を混合して給湯する。給湯される湯温はサーミスタ16で検知され、制御部6によって、設定温度の湯が流出するように給湯装置1の作動がフィードバック制御される。なお、給湯温度の設定は制御部6に接続されたリモコン61によって行われる。
A
給湯しない状態ではガスバーナは消火状態であり、通水管2内の水は流れない状態である。その状態で外気温が低下すると通水管2内の水が凍結するおそれが生じる。そこで、通水管2の各所に電気ヒータ3を取り付け、凍結のおそれがある場合には各電気ヒータ3に通電して通水管2内の水を温めるように構成されている。
In a state where no hot water is supplied, the gas burner is in a fire extinguishing state, and water in the
逆に、通水管2内の水を温める必要がない状態や所定時間通電して暖めた後、暖めることを停止した状態では、電気ヒータ3に通電されないはずであるが、何らかの原因によって通電されたままの状態になる、いわゆるON故障が生じるおそれがある。
On the contrary, in the state where it is not necessary to warm the water in the
このON故障の発生を検知するため、例えば図3に示すように、電気ヒータ3を通水管2に取り付けるための金具31と電気ヒータ3との間に専用のサーミスタ7を取り付けた。このサーミスタ7は制御部6に接続されており、電気ヒータ3への通電を停止しているはずの状態で電気ヒータ3が発熱していることをサーミスタ7によって検知すると、制御部6はON故障が生じたものと判断することができる。なお、サーミスタ7は全ての電気ヒータ3に取り付けてもよいが、1個以上の電気ヒータ3に選択的に取り付けてもよい。
In order to detect the occurrence of this ON failure, for example, as shown in FIG. 3, a
あるいは、このような専用のサーミスタ7を用いることなくON故障の発生を検知することができる。図4に示すように、各電気ヒータ3に通電するリレー接点63がオン状態であれば、フォトカプラのLED64が発光するように回路を構成し、LED64が発光すれば、セットされているフォトトランジスタ65がONして、そのオン状態を制御部6が検知できるようにした。リレー接点63をオンにするリレーコイル62は制御部6によって作動するので、リレーコイル62を作動させていないにもかかわらず、リレー接点63がオン状態であれば、制御部6はON故障が発生したことを検知することができる。このほか、既存のサーミスタ15,16の検知温度からもON故障の発生を検知することは可能である。また、電気ヒータへ給電するハーネスの通電電流を検出することでリレー接点のオン状態を検知することができるので、このことからも制御部はON故障が発生したことを検知することができる。いずれの手段であっても、ON故障の発生を検知すると、図5に示す制御を行うこととした。
Alternatively, occurrence of an ON failure can be detected without using such a
図5を参照して、ON故障が発生しているか否かは継続してチェックされる。上記各手段の少なくともいずれかによってON故障の発生が検知されると(S1)、水量サーボ4を作動させて水量サーボ4の開度を絞るようにした。この水量サーボ4は完全に閉鎖する閉弁機能を備えたタイプと完全に閉弁できないタイプとが存在するが、いずれのタイプのものであっても、ON故障が発生すると開度を絞るようにした。全閉機能を備えているタイプの場合、必要に応じて開度を全閉状態まで絞るようにしてもよい。一方、完全に閉弁できないタイプの水量サーボ4が取り付けられている場合には、水量サーボ4の開度を絞るのと合わせてバイパスサーボ5を作動させてバイパス路21へバイパスされる水量を増加させるようにする。なお、この場合、バイパスサーボ5は必ず作動させる必要はなく、必要に応じて作動させればよい。そして、合わせて、リモコン61にON故障が発生している旨の故障表示を行う(S2)。
Referring to FIG. 5, it is continuously checked whether an ON failure has occurred. When the occurrence of an ON failure is detected by at least one of the above means (S1), the water amount servo 4 is operated to reduce the opening degree of the water amount servo 4. There are two types of water volume servos 4 that have a valve closing function that completely closes and those that cannot be closed completely. However, in any type, the opening degree is reduced when an ON failure occurs. did. In the case of a type having a fully closed function, the opening degree may be reduced to a fully closed state as necessary. On the other hand, when a water volume servo 4 of a type that cannot be completely closed is installed, the amount of water bypassed to the
本実施の形態ではこの時点で、給湯装置1の動作を停止させ、サービスマン等により手動復帰させるまで給湯できないようにするが、以下に示すように、自動復帰させるようにしてもよい。 In the present embodiment, at this time, the operation of the hot water supply device 1 is stopped so that hot water supply cannot be performed until it is manually returned by a serviceman or the like. However, it may be automatically returned as described below.
上記の故障表示をさせた後、更に継続してON故障の状況をチェックし、ON故障が解消されれば、復帰用のタイマを作動させるようにした(S3,S4)。ON故障が解消された直後は通水管2内の温度が依然として高温であることが考えられるからであり、通水管2内の湯が自然冷却されるまで、例えば1時間程度待機させる。そして、そのタイマによる経時時間が終了すると(S5)、通常の動作に復帰させる。
After the above failure display, the status of the ON failure is further checked, and if the ON failure is resolved, the return timer is activated (S3, S4). This is because it is considered that the temperature in the
なお、本発明は上記した形態に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内において種々の変更を加えてもかまわない。 In addition, this invention is not limited to an above-described form, You may add a various change in the range which does not deviate from the summary of this invention.
1 給湯装置
2 通水管
3 電気ヒータ
4 水量サーボ
5 バイパスサーボ
7 サーミスタ
14 熱交換器
21 バイパス路
62 リレーコイル
63 リレー接点
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