JP6066563B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、給湯装置に係る。

湯水を使用場所へ供給する給湯装置として、貯湯タンクを備え、その貯湯タンク内の湯を使用場所である浴槽へ供給する給湯装置が知られている。
一般的に、給湯装置は貯湯タンクを内部に備えた筐体を有しており、給湯装置の据付時に、接続配管によって浴槽に接続される。

特開２００９−１００４６９号公報

しかし、据付時に浴槽と給湯装置を接続する際に、接続配管を破損させたり、正確に接続されない場合、配管内に空気が混入し、給湯装置の運転時に湯の供給量が正確に計測されなかったり、場合によっては、配管の故障により水漏れが発生することがある。通常、配管類は家屋の床下や壁内部に敷設され、水漏れなどの問題が発生しても発見されにくい。
本発明が解決しようとする課題は、浴槽に接続された給湯装置の配管の故障や破損を報知する報知手段を備えた給湯装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の実施形態の給湯装置は、浴槽の湯を循環させる循環流路の少なくとも一部を構成する循環用配管と、循環用配管に設けられて湯を循環させるモータ駆動の循環ポンプと、循環用配管の浴槽から循環ポンプに湯を戻す湯戻り配管部分に、浴槽の水位を検知する水位センサと、変動する循環ポンプの回転数が上限及び下限を有する所定の回転数範囲の上限または下限から外れた後、所定時間後に循環ポンプの回転数が再度所定の回転数範囲の上限または下限から外れたことを検知する検知手段を備えている。そして、検知手段が、前記循環ポンプ回転数が所定の回転数範囲から外れたことを検知することによって作動する報知手段を備え、循環流路の故障や破損を報知する。

本発明の実施形態に係る給湯装置の構成を示す図。 本発明の実施形態に係る給湯装置の制御部の要部を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る循環ポンプの回転数変動の様子を示す図。 本発明の実施形態に係る追いだき運転中の表示部の表示を示すフローチャート。

以下、一実施形態の給湯装置Ａについて図面を参照して説明する。
図１に示すように、給湯装置Ａは貯湯タンク１を内包する筐体２０を有している。
貯湯タンク１の底部に送水管２を介して加熱手段である熱源機３の流入口が接続され、その熱源機３の流出口に供給管４を介して貯湯タンク１の上部が接続される。熱源機３は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを備え、送水管２から流入する水を外気から汲み上げた熱で加熱して湯を生成する。この湯が供給管４によって貯湯タンク１の上部に導かれることにより、貯湯タンク１に湯が貯留される。貯湯タンク１の底部は、給水管５を介して水道等の給水源にも接続され、その給水源から水の補給を受ける。

貯湯タンク１には、深さ方向に沿って複数の温度センサＴ６，Ｔ５，Ｔ４，Ｔ３，Ｔ２，Ｔ１が順次に取付けられている。これら温度センサの検知温度から、貯湯タンク１の深さ方向における湯の温度分布および貯湯量を捕らえることができるとともに、貯湯タンク１内の湯が有する熱量を検出することが可能である。

貯湯タンク１の上部に高温の湯を出湯する出湯管６が接続されている。出湯管６には給湯管６ａ、６ｂ、６ｃの一端が接続されている。
給湯管６ａの中途部には、混合弁２１、温度センサ２２、湯供給手段であるホッパ２３が設けられている。また、給湯管６ａの他端には接続体１１が設けられている。
接続体１１には湯往管９ａの一端と湯戻り管９ｂの一端が接続されている。

湯往管９ａには、循環ポンプ１０と風呂熱交換器２７の浴槽側流路２７ａが順次接続されており、湯往管９ａの他端には筐体２０外部に延出した接続体８が設けられている。
また、湯戻り管９ｂの中途部には温度センサ２４、流れ検知手段であるフロースイッチ２５、浴槽１５の水位を検知する水位センサ２６が順次設けられており、湯戻り管９ｂの他端には筐体２０の外部に延出した接続体７が設けられている。

接続体７、８は接続管１７、１４を介して浴槽１５の循環口１６に接続される。これら湯往管９ａ、接続管１４、循環口１６、接続管１７、湯戻り管９ｂは連通しており、追いだき運転時に循環流路を形成する。追いだき運転時に、湯往管９ａ及び湯戻り管９ｂは循環流路の一部である循環用配管９となる。
ここで、風呂熱交換器２７は貯湯タンク１内の湯を熱源として循環用配管９を介して供給される浴槽１５の湯を加温する加温部として機能する。

給湯管６ｂは風呂熱交換器２７の熱源側流路２７ｂおよび循環ポンプ２８を介して貯湯タンク１の上部に接続されている。

上記混合弁２１は、出湯管６から導かれる高温の湯に対し、上記給水管５から分岐したバイパス管５ｂから導かれる水を混合することにより、設定温度の湯を生成する。設定温度は、後述のリモートコントローラ４０で設定される湯はり設定温度Ｔｈｓである。温度センサ２２は、混合弁２１から流出する湯の温度Ｔｈ１を検知する。この検知温度Ｔｈ１が上記湯はり設定温度Ｔｈｓとなるよう、混合弁２１における湯と水の混合割合が後述の制御部３０によって調整される。

上記ホッパ２３は、給湯管６ａの流路を導通／遮断する開閉弁、およびその開閉弁を通る湯の流量を検知するセンサを有している。開閉弁が開閉されることにより、浴槽１５の形状や大きさを考慮して予め定められた量の湯を浴槽１５へと供給する。浴槽１５に供給される湯の設定量については、当該給湯装置Ａの据付け時における初期運転でセンサにより検知された送湯量を基にして自動的に設定される。

循環ポンプ１０が動作すると、浴槽１５の湯水が循環流路である循環口１６、接続管１７、湯戻り管９ｂ、湯往管９ａ、風呂熱交換器２７の風呂側流路２７ａ、接続管１４を通って循環する。
この循環流路を流れる湯水の温度Ｔｈ２が温度センサ２４で検知されるとともに、その湯の流れがフロースイッチ２５で検知される。

一方、給湯管６ｂの循環ポンプ２８が動作すると、貯湯タンク１の高温の湯が出湯管６を介して給湯管６ｂに導かれ、風呂熱交換器２７の熱源側流路２７ｂを通って貯湯タンク１の上部に戻る。これにより、風呂熱交換器２７の風呂側流路２７ａを通る湯水が加温される。

また、給湯管６ｃは出湯管６から湯の使用場所である台所、洗面所、風呂場シャワー等にかけて配設されており、その給湯管６ｃに混合弁２９が設けられる。混合弁２９は、出湯管６から導かれる高温の湯と、上記給水管５から分岐したバイパス管５ａから導かれる水を混合することにより、設定温度の湯を生成する。ここでの設定温度は、後述のリモートコントローラ４０で設定される給湯設定温度である。

このような構成の給湯装置Ａの制御回路を図２に示す。
制御部３０に、温度センサＴ６，Ｔ５，Ｔ４，Ｔ３，Ｔ２，Ｔ１、熱源機３、混合弁２１、温度センサ２２、ホッパ２３、温度センサ２４、フロースイッチ２５、水位センサ２６、混合弁２９、インバータ３１，３２、およびリモートコントローラ４０が接続されている。水位センサ２６は配管内の圧力を検知し水位を算出するものが用いられる。

インバータ３１は交流電源３３の交流電圧を直流に変換し、それを制御部３０からの指令に応じたスイッチングにより所定周波数の交流電圧に変換し、それを循環ポンプ１０のモータ１０Ｍに対する駆動電力として出力する。インバータ３２は、交流電源３３の交流電圧を直流に変換し、それを制御部３０からの指令に応じたスイッチングにより所定周波数の交流電圧に変換し、それを循環ポンプ２８のモータ２８Ｍに対する駆動電力として出力する。これらインバータ３１，３２では、モータ１０Ｍ，２８Ｍの巻線に流れる電流が検出され、その検出電流に応じたロータ回転位置及びモータ１０Ｍ、２８Ｍの回転数の情報が制御部３０に供給される。

リモートコントローラ４０は、浴槽１５の近傍に設置され、運転モード、湯はり設定温度、保温温度、給湯設定温度などの運転条件が設定される。リモートコントローラ４０は各種情報を表示する表示部４０ａと、運転の開始と停止を指示するための運転ボタン、設定温度調節用の温度調節ボタン、給湯可能量の表示を指示するための給湯可能量表示ボタン、運転モードの選択ボタンなどを含む操作部を開閉自在に閉塞する開閉カバーなどを有する。表示部４０ａは循環流路の故障を報知する報知手段として機能する。また、選択ボタンで選択可能な運転モードとして、浴槽１５に適温・適量の湯を溜める湯はり運転、浴槽１５の湯を保温する保温運転、浴槽１５に足し湯する足し湯運転などがある。

上記のように構成された給湯装置Ａは、浴槽１５に据付設置された直後に次のように試運転が行われる。
リモートコントローラ４０で浴槽１５に貯留される湯張り量を設定し湯張り運転を行なう。湯張り運転終了後、循環ポンプ１０を動作させ、追いだき運転を行なう。この時、フロースイッチ２５により、循環用配管９内に湯が流れていることが検知される。
この時、制御部３０に供給されたモータ１０Ｍの回転数の情報が循環ポンプ１０の回転数として検知されている。

追いだき運転時には所定の湯量を循環させるために、制御部３０により循環ポンプ１０の回転数を所定の回転数となるようにインバータ３１から出力される駆動電力は制御される。循環ポンプ１０のモータ１０Ｍの回転数は変動することがあり、この変動を検知した制御部３０は、インバータ３１からモータ１０Ｍに出力される駆動電力を修正するように制御を行なう。
図３に変動する循環ポンプ１０の回転数の時間変化の様子を示す。ここで図３（ａ）は通常の場合の循環ポンプ１０の回転数の変動状態を表したもので、図３（ｂ）は循環ポンプ１０に空気が入った場合の回転数の変動状態を表したものである。
図３（ａ）に示す通常の場合の循環ポンプ１０の回転数は所定の回転数範囲内に収まるのに対して、図３（ｂ）に示すように循環ポンプ１０内に空気が混入した場合、通常の場合に比べて回転数の変動が大きくなり、通常想定される回転数の所定の回転数範囲外となる。

循環ポンプ１０の運転開始から所定時間経過後も、図３（ｂ）の状態のように、運転中に循環ポンプ１０の回転数が所定の回転数の変動領域を超える場合、換言すれば、図３（ｂ）に示すように、変動する循環ポンプ１０の回転数が、上限及び下限を有する所定の回転数範囲において、その変動領域が上限または下限の何れかを超え所定の回転数範囲外となる場合に、リモートコントローラ４０に設けられた表示部４０ａに、浴槽１５と循環用配管９を接続する接続管１４、１７の故障や接続不良などの欠陥がある旨の表示を行ない、循環流路が故障していることを報知する。

以下に追いだき運転についてさらに説明する。
制御部３０により、ホッパ２３の開閉弁が閉じられ、インバータ３１、３２からモータ１０Ｍ、２８Ｍに駆動電力が供給され、循環ポンプ１０、２８が運転を行なう。これにより、風呂熱交換器２７に、浴槽１５に貯留された低温の湯と貯湯タンク１上部に貯留された高温の湯が供給され熱交換を行なう。また、水位センサ２６により、浴槽１５の湯量が減少したことが検知された場合には、ホッパ２３の開放弁を開放し、浴槽１５に湯を供給する。

次に、追いだき運転中の表示部４０ａの表示について、図４のフローチャートを用いて説明する。
追いだき運転を開始し（ステップ１０１）、インバータ３１、３２により駆動電力がモータ１０Ｍ、２８Ｍに供給されると、制御部３０により循環ポンプ１０の回転数が所定回転数の範囲外にあるか否かの判断がなされる（ステップ１０２）。循環ポンプ１０の回転数が所定回転数の範囲内であれば（ステップ１０２のＮｏ）、ステップ１０２に戻る。
循環ポンプ１０の回転数が所定回転数の範囲外となった場合（ステップ１０２のＹｅｓ）、所定時間が経過したか否かの判断がなされる（ステップ１０５）。所定時間が経過していなければ（ステップ１０３のＮｏ）、ステップ１０３へ戻り、所定時間が経過すると（ステップ１０３のＹｅｓ）、再度循環ポンプ１０の回転数が所定回転数の範囲外であるか否かの判断がなされる（ステップ１０４）。循環ポンプ１０の回転数が所定回転数の範囲内の場合（ステップ１０４のＮｏ）、ステップ１０４へ戻り、循環ポンプ１０の回転数が所定回転数の範囲外であれば、表示部４０ａに配管故障の旨の警告表示がなされる（ステップ１０５）。その後、循環ポンプ１０を停止させ追いだき運転を停止する（ステップ１０５）。

上記のように給湯装置Ａの配管の故障や欠陥を早期に発見し報知することができる。
特に、給湯装置Ａの据付において、浴槽１５の循環口１６に接続される接続管１４、１７に亀裂や穴などの故障や欠陥が発生すると、追いだき運転時に配管内に空気が混入し、循環ポンプの回転数が変動する。所定時間循環ポンプ１０の回転数が所定回転数の範囲となったことを検知した場合に、配管故障の警告を表示して報知することによって、配管を目視することなく、据付時に発生した故障や欠陥を早期に発見することができる。

上記実施形態では、リモートコントローラ４０に表示部４０ａを設けてあるが、制御部３０や筐体４などその他の部分に設けてもよい。

その他、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。全ての構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

１…貯湯タンク、２…送水管、３…熱源機、４…供給管、５…給水管、５ａ，５ｂ…バイパス管、６…出湯管、６ａ…給湯管、６ｂ…給湯管、６ｃ…給湯管、７、８…接続体、９…循環用配管、９ａ…湯往管、９ｂ…湯戻り管、１０…循環ポンプ、１０Ｍ…モータ、１５…浴槽、１６…循環口、２１…混合弁、２２…温度センサ、２３…ホッパ、２４…温度センサ、２５…フロースイッチ（流れ検知手段）、２６…水位センサ（水位検知手段）、２７…風呂熱交換器、２８…循環ポンプ、２８Ｍ…モータ、３０…制御部、Ｔ６〜Ｔ１…温度センサ、３１，３２…インバータ、４０…リモートコントローラ、４０ａ…表示部

Claims (2)

1. 浴槽の湯を循環させる循環流路の少なくとも一部を構成する循環用配管と、
   前記循環用配管に設けられ、湯を循環させる、モータ駆動の循環ポンプと、
   前記循環用配管の前記浴槽から前記循環ポンプに湯を戻す湯戻り配管部分に、浴槽の水位を検知する水位センサと、
   前記循環ポンプの回転数が変動し、上限及び下限を有する所定の回転数範囲の上限または下限から外れたことを検知する検知手段と、
   前記検知手段が、前記循環ポンプの回転数が所定の回転数範囲の上限または下限から外れた後、所定時間後に前記循環ポンプの回転数が再度所定の回転数範囲の上限または下限から外れたことを検知することによって作動する報知手段を備えたこと
   を特徴とする給湯装置。
2. 前記報知手段は、前記検知手段が、前記循環ポンプ回転数が所定の回転数範囲から外れたことを検知した際に、前記循環流路が故障していることを報知することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。

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