JPH01197985A - 給湯装置のヒータ断線検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、貯湯槽の有するヒータを制御することによ
って、常に一定の温度の湯を供給する貯湯式の給湯装置
のヒータ断線検出方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の給湯装置を示す構成図であり、図におい
て、１は常に一定量の湯を蓄えている貯湯槽、２はこの
貯湯槽１に水を供給する給水栓、３はこの給水栓２に取
り付けられ、前記貯湯槽１内の水位を一定にするための
ポールタップ、４はこのポールタップ３の異常等で水位
が一定値に保てなくなった場合に、余分な湯を排出して
貯湯槽１の溢れを防止するオーバフロー管、５は貯湯槽
１内の底部に配置された加熱体としての電気ヒータ、６
はその電気ヒータ５に直列に接続された温度ヒユーズ、
７は前記給水栓２がらの水を貯湯槽１内の電気ヒータ５
の近傍に導く導水管、８は例えば温度によって抵抗値が
変化するサーミスタ等を用い、貯湯槽１内の湯の温度に
対応する電気信号を出力する温度センサ、９は貯湯槽１
内の湯を必要に応じて取り出す給湯栓、１０は前記温度
センサ８の出力信号を基準値と比較して、前記電気ヒー
タ５の発熱を制御するための情報を生成する温度制御手
段、１１は電気ヒータに供給される電源、１２は前記温
度制御手段１０の出力情報に従って動作するリレー回路
よりなり、前記電気ヒータ５に供給される電源１１のオ
ン・オフを制御する出力回路である。

次に動作について説明する。まず、給水栓２のコックが
開かれて貯湯槽１内に水が満たされる。

その場合、貯湯槽１内の水位が上昇してポールタップ３
が所定の位置に達すると、その作用によって給水栓２か
らの給水は停止する。何等かの原因で、所定の水位を越
えても給水が停止されない場合でも、余分な水はオーバ
ーフロー管４より排出され、貯湯槽１より溢れだすこと
はない。ここで、温度制御手段１０による温度制御を開
始すると、貯湯槽１内はまだ水であるため、温度センサ
８からの電気信号は基準値よりははるかに低く、温度制
御手段１０は出力回路１２のリレーをオンさせる情報を
出力している。従って、電源１１はこの出力回路１２を
介して電気ヒータ５へ供給され、電気ヒータは貯湯槽１
内の水を沸かす。貯湯槽１内の湯の温度が上昇すると温
度センサ８の出力する電気信号のレベルも上昇し、湯温
か所定値まで」二昇すると温度センサ８の出力信号のレ
ベルも基準値に達する。温度制御手段１０は温度センサ
８の出力信号が基準値に達したことを検出すると、出力
回路１２へそのリレーをオフさせる情報を出力する。従
って、電気ヒータ５にはこの出力回路１２を介して供給
されていた電源１１が断たれ。

電気ヒータ５は発熱を停止する。

ここで、給湯栓９のコックが開かれて湯が使われると、
貯湯槽１の水位が低下してポールタップ３が所定位置よ
り下降し、その作用によって給水栓２からの給水が開始
される。この供給された水は温度が低いため貯湯槽１内
に蓄えられた湯のｌ！１λ度を低下させ、従って、温度
センサ８の出力する電気信号のレベルも低下する。温度
センサ８の出力信号のレベルが基準値より低くなったこ
とを検出すると、温度制御手段１０はリレーをオンさせ
る情報を出力し、出力回路１２はこの出力情報に基づい
て電気ヒータ５への電源１１の供給を再開する。この時
、給水栓２からの水は導水管７によって貯湯槽１の底部
の電気ヒータ５の近傍へ導かれ、効率よく加熱される。

この電気ヒータ５への電源１１の供給は、前述の場合と
同様に、貯湯槽１内の湯温が所定値に達し、温度センサ
８の出力信号のレベルが基準値に達するまで継続する。

また、貯湯槽１内の湯が使われなくとも、長時間経過し
て湯が冷めた場合にも前述の場合と同様の処理が進行し
、貯湯槽１内の湯温が所定値に保たれる。また、電気ヒ
ータ５には温度ヒユーズ６が直列に接続されており、出
力回路１２のリレー接点の溶着等により電気ヒータ５が
異常に過熱すると溶断して事故の発生を防止している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の給湯装置は以上のように構成されているので、ヒ
ータの断線検出は電流センサによって、直接ヒータに電
流が流れているか否かを判断することにより行っている
。

しかし、この構成では、電流センサや該電流センサから
の信号をマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す
）が処理できるように変換する信号変換器が必要であり
、コスト・アップ及びスペースをとるという問題点があ
った。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ヒータの断線検出をソフト・ウェアに依存さ
せることでコスト・ダウンと装置の小形化を図ることの
できるヒータ断線検出方法を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る給湯装置のヒータ断線検出方法は、温度
制御機能部からヒータの通電情報が出力されているにも
かかわらず一定時間経過しても湯温が上昇しないことを
条件に診断機能部でヒータ断線と判断するものである。

〔作用〕

この発明における診断機能部は、ヒータの通電情報が出
力されているにもかかわらず一定時間経過しても湯温が
上昇しないことを条件にヒータ断線と判断することによ
り、ハード・ウェアに依存せずにヒータ断線を検出でき
、コスト・ダウンおよび装置の小形化を可能とする。

〔実施例〕

以下、この発明のヒータ断線検出方法を実施する給湯装
置の一実施例を図について説明する。第１図において、
１は貯湯槽、２は給水栓、３はポールタップ、４はオー
バフロー管、５は電気ヒータ、６は温度ヒユーズ、７は
導水管、８は温度センサ、９は給湯栓、１２は出力回路
であり、第５図に同一符号を付した従来のそれらと同一
、あるいは相当部分であるため詳細な説明は省略してお
り、さらに、この第１図においては温度センサ８の付帯
回路、電気ヒータ５に供給する電源１１等は図示も省略
している。

１４は蓄えられている湯を全て排出するために貯湯槽１
の底部に設けられた排水管、１５はこの排水管１４に取
り付けられてその排水／停止の制御を行う熱動弁、１６
は前記給水栓２にコックに代えて取り付けられてその給
水／停止の制御を行う熱動弁であり、前記出力回路１２
は電気ヒータ５の通電制御の外にこれら熱動弁１５，１
６の制御をも行う点で従来のものとは多少異なっている
。

また、１７は前記温度センサ８の出力信号に基づいて、
加熱体としての前記電気ヒータ５の発熱を制御するため
の情報を生成する温度制御機能、１８は時を刻みながら
、その時の日付、時刻、曜日等の情報を出力するカレン
ダ機能、１９は第２図にその詳細を示すように当該給湯
装置の利用形態が予め設定された第１及び第２のスケジ
ュールテーブル３０．３１を有し、これら両スケジュー
ルテーブルに設定された情報を参照しながら前記カレン
ダ機能１８の出力する情報を用いて前記温度制御機能１
７の動作／停止を制御する運転制御機能。

２０は前記温度制御機能１７の出力情報と前記温度セン
サ８からの出力信号に基づいて、前記電気ヒータ５及び
出力回路１２の異常を診断する診断機能、２１はこれら
温度制御機能１７、カレンダ機能１８．運転制御機能１
９、診断機能２０を実現するマイクロコンピュータ（以
下マイコンという）、２２は前記温度センサ８の出力信
号を前記マイコン２１が処理可能な情報に変換する入力
回路、２４は使用者がこのマイコン２１へ情報を入力し
、マイコン２１からの出力情報を表示するためのコンソ
ール等によるマン・マシンインターフェースである。

次に動作について説明する。ここで、第３図は運転制御
機能１９の動作手順を示すフローチャートである。まず
、ステップＳＴＩにて今日が排水の指定日であるか否か
のチエツクを行う。即ち。

運転制御機能１９は第２図（ａ）に示す第１のスケジュ
ールテーブル３０を参照して、カレンダ機能１８から送
られてくる曜日の情報が、その排水の欄にフラグ“１”
が立てられた月曜日であるか否かを判別し、月曜日であ
れば、ステップＳＴ２にて排水処理の開始時刻になった
ことを検出し、ステップＳＴ３にて排水処理を実行する
。即ち、ステップＳＴ２で、カレンダ機能１８から送ら
れてくる時刻の情報が第２図（ｂ）に示す第２のスケジ
ュールテーブル３１の排水の欄に設定された排水処理の
開始時刻゛′４時３時分０分過ぎたことを検出すると、
ステップＳＴ３にて、運転制御機能１９より出力回路１
２へ情報を出力してそのリレーを制御し、熱動弁１５を
開き１６を閉じる。

これによって貯湯槽１内に残留していた湯（水）は排水
管１４より排出され、給水栓２からの水の供給はないた
め貯湯槽１は空となる。その後、運転制御機能１９は第
２のスケジュールテーブル３１の排水の欄に設定された
終了時刻″５時３０分″になると、このステップＳＴ３
による排水処理を終了して出力回路１２に情報を送り、
熱動弁１５を閉じて１６を開く。従って、給水栓２より
給水が開始され、貯湯槽１にはポールタップ３が所定の
位置に達する水位まで水が満たされる。

°次に、前記カレンダ機能１８からの曜日情報が、第１
のスケジュールテーブル３０の臨時休業の欄にフラグ１
″が立てられた。祝祭日等の臨時休業の日に該当するか
のチエツクをステップＳＴ４にて行い、臨時休業の日で
あればステップＳＴ５にて前記第１のスケジュールテー
ブル３１の臨時休業の欄の該当フラグを“０″にクリア
してその日の運転を終了する。また、ａ時体業の日でな
ければステップＳＴ６にて、前記曜日情報に基づいて使
用すべきタイマがタイマ■であるか否かのチエツクを第
１のスケジュールテーブル３０を参照しながら行い、そ
のタイマＩの欄に立てられたフラグＨ１１７に基づいて
、前記曜日情報が月曜〜金曜であればステップＳＴ７で
タイマ■を選択して処理をステップ５ＴＩＯへ進める。

それ以外の場−合にはステップＳＴ８にて使用タイマが
タイマ■であるかのチエツクを行い、タイマＨの欄に立
てられたフラグＩｔ　Ｉ　Ｉｔに基づいて、曜日情報が
土曜であればステップＳＴ９でタイマ■を選択して処理
をステップ５ＴＩＯへ進め１日曜であればタイマの選択
を行わず、そのままその日の運転を終了する。ステップ
５Ｔ１０では、カレンダ機能１８から送られてくる時刻
の情報が、第２のスケジュールテーブル３１のタイマ■
の欄、もしくはタイマＩＩの欄に設定された開始時刻″
６時３０分″になったか否かを監視しており、前記開始
時刻を過ぎたことを検出すると、運転制御機能１９はス
テップ５ＴＩＩにて、温度制御機能１７に温度制御の開
始を指示する情報を出力し、その日の運転を開始する。

この時点では貯湯槽１内はまだ水であるため、　　゛温
度センサ８にて測定された湯温は設定湯温よりははるか
に低く、入力回路２２からの出力情報は基準値に達せず
、温度制御機能１７は出力回路１２のリレーをオンさせ
る情報を出力し、電気ヒータ５を駆動して貯湯槽１内の
水を沸かす。貯湯槽１内の湯の温度が上昇すると温度セ
ンサ８の出力する電気信号のレベルも上昇し、入力回路
２２の出力情報が基準値に達すると、温度制御機能１７
は出力回路１２へそのリレーをオフさせる情報を出力し
、電気ヒータ５は電源の供給を断たれた発熱を停止する
。温度センサ８の出力信号を変換した入力回路２２から
の情報により、貯湯槽１内に蓄えられた湯の温度が設定
湯温よりディファレンシャル幅以上低下したことを検知
すると、温度制御機能１７はリレーをオンさせる情報を
出力し、出力回路１２はこの出力情報に基づいて電気ヒ
ータ５への給電を再開する。この電気ヒータ５への給電
は貯湯槽１内の湯温が設定湯温に達すると、前述の場合
と同様に、温度制御手段１７は出力回路１２に情報を出
力して電気ヒータ５への給電を停止する。このような温
度制御は、カレンダ機能１８からの時刻情報が、タイマ
■が選択された月曜日から金曜日までの間は、第２のス
ケジュールテーブル３１のタイマ■の欄に設定された終
了時刻“１８時３０分”になるまで、また、タイマ■が
選択された土曜日には第２のスケジュールテーブル３１
のタイマ■の欄に設定された終了時刻“１２時３０分″
がステップ５Ｔ１２で判断されるまで継続される。

ここで、第１及び第２のスケジュールテーブル３０．３
１の内容は、マン・マシンインタフェース２４のキーボ
ード等から、使用者による当該給湯装置の利用形態に合
わせて設定するものである。

このような温度制御は診断機能２０によって自己診断さ
れており、異常が検出されるとアラームによって使用者
に通報される。第４図はこの診断機能２０の動作手順を
示すフローチャートである。

処理の開始時に、ステップ５Ｔ２０にてまず初期設定を
行い、ヒータ断線検出用カウンタ（以下、カウンタと称
す）ＣＮＴ及びヒータ断線検出用基慴温度ＰＶｏを記憶
したレジスタＲＧの内容を“０″にクリアする。

次に、ステップＳＴ２１にて、温度制御機能部１７が電
気ヒータ５の駆動を指示する情報を出力回路１２へ送出
しているか否かを判定する。電気ヒータ５の駆動を指示
する情報が出力されている場合には処理はステップ５Ｔ
２２へ移り、電気ヒータ５の断線の自己診断を行うルー
チンに入る。

ヒータ断線の自己診断ルーチンでは、まず、ステップ５
Ｔ２２にてレジスタＲＧの内容がチエツクされ、それが
０”でなければそのまま、００″であればステップ５Ｔ
２３にてレジスタＲＧに温度センサ８が測定したその時
の湯温ＰＶを格納し。

ステップ５Ｔ２４でカウンタＣＮＴｌを歩進させる。

次いで、ステップ５Ｔ２５にて新たに温度センサ８にて
測定した湯温ＰＶがレジスタＲＧに格納されている値よ
り１℃以上上昇したか否かを検知し、上昇していなけれ
ば、ステップ５Ｔ２６にてカウンタＣＮＴｌの計数開始
時点から１時間経過していないことを確認して、ステッ
プ５Ｔ２７にて当該湯温Ｐｖとし゛ジスタＲＧの内容と
を比較し、レジスタＲＧの内容の方が小さければそのま
ま、大きければステップ５Ｔ２８にてレジスタＲＧの内
容をその湯温ＰＶに変更して、ステップ５Ｔ２９を介し
てステップ５Ｔ２１へ処理を戻す。これは、貯湯槽１内
に給水栓２より水が供給されて一時的に湯温が低下した
場合の影響を除くための処理である。

以下、電気ヒータ５の駆動情報が送出されている間、ス
テップ５Ｔ２４でカウンタＣＮＴを歩進させながら、ス
テップ５Ｔ２５にて温度センサ８で測定された湯温Ｐｖ
がレジスタＲＧの内容より１℃以」−上昇したかチエツ
クする。測定された湯温ｐｖが１℃以上上昇したことを
検出すると、電気ヒータ５は正常であると判断し、ステ
ップ５Ｔ３０にてカウンタＣＮＴの計数を停止させ、ス
テップ５Ｔ３１にてカウンタＣＮＴ及びレジスタＲＧを
“０７１にクリアして、ステップ５Ｔ２９を介して処理
をステップＳＴ２１へ戻す。

ステップ５Ｔ２６にて１時間が経過したことを検出して
も湯温Ｐｖが１℃上昇したことが検出できない場合には
、電気ヒータ５が断線しているものとみなして処理をス
テップ５Ｔ３２へ進め、診断機能部２０は電気ヒータ５
の断線を示唆するアラームをマン・マシン１゛ンタフエ
ース２４に送り、ブザー、発光表示器等によって使用者
に知らせる。

なお、上記実施例ではウォーターハンマ現象を防止する
ため熱動弁を用いているが、他の電磁弁で代替すること
も可能である。

また、ヒータ断線を判断するための一定時間は、加熱体
の容量、貯湯槽の大きさ、放熱係数等によって決定する
。この一定時間は上記実施例では。

カウントアツプにより計時しているが、カウントダウン
でも、ヒータ断線検出ルーチンに入った時刻と現在時刻
を比較することでも計時できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ヒータの通電情報が
出力されているにもかかわらず一定時間経過しても湯温
が上昇しないときはヒータ断線と判断するので、ハード
・ウェアに依存せずにヒータ断線等の異常を検出でき、
コスト・ダウンおよび装置の小形化が可能となるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による給湯装置を示す構成
図、第２図はスケジュールテーブルを示す説明図、第３
図は運転制御機能部の動作手順を示すフローチャート、
第４図は診断機能部の動作手順を示すフローチャート、
第５図は従来の給湯装置を示す構成図である。 １は貯湯槽、５はヒータ、８は温度センサ、１２は出力
回路、１７は温度制御機能部、１８はカレンダ機能部、
】９は運転制御機能部、２０は診断機能部、２２は入力
回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　　山武ハネウェル株式会社（ａ） （ｂ） 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ヒータで沸かした湯を蓄える貯湯槽と、前記貯湯槽内
   の湯の温度を測定する温度センサと、前記温度センサの
   出力信号に基づいて前記ヒータの発熱を制御するための
   情報を生成する温度制御機能部と、前記温度制御機能部
   の出力情報に従って前記ヒータの通電路を開閉する出力
   回路と、時を刻み、日時、曜日等の情報を出力するカレ
   ンダ機能と、前記カレンダ機能の出力する情報を用いて
   前記温度制御機能の動作／停止を制御する運転制御機能
   とを有する給湯装置において、前記温度制御機能部から
   前記ヒータの通電情報が出力された後一定時間経過して
   も前記湯の温度が上昇しないとき、前記ヒータの断線等
   の異常が発生したと診断機能部で判断することを特徴と
   する給湯装置のヒータ断線検出方法。