JPH0755258A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温水器制御部81の異常時にも、電気温水器に
よる湯の沸き上げを行なわせ、給湯に対しての基本機能
を確保する。 【構成】 開閉手段93にて通電制御するヒータ42を有す
る電気温水器と、電気温水器から湯水を給湯する給湯装
置とから、給湯システムを構成する。開閉手段93を制御
して、電気温水器での湯の沸き上げを制御する温水器制
御部81を設ける。給湯装置を制御する給湯制御部82を設
ける。給湯制御部82は、通電確認検知部128 、通電制御
手段121 を有する。通電確認検知部128 は、温水器制御
部81の制御によるヒータ42への通電を検知する。通電制
御手段121 は、通電確認検知部128で通電を検知しない
ときに、開閉手段93を制御してヒータ42に通電させる。 【効果】 給湯制御部82で温水器制御部81の異常を監視
し、温水器制御部81の異常時は、給湯制御部82で湯の沸
き上げを制御し、給湯に対しての基本機能を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気温水器で湯を沸き
上げるとともに給湯装置で電気温水器から湯水を給湯す
る給湯システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の給湯システムでは、貯湯
タンクおよびヒータを有する電気温水器と、この電気温
水器から湯水を浴槽などに給湯する給湯装置とを備えて
いる。そして、図５に示すように、電気温水器は湯の沸
き上げを制御する温水器制御部１を備え、給湯装置は給
湯を制御する給湯制御部２を備えている。各制御部１，
２はそれぞれ基板1a，2a上に搭載されている。

【０００３】温水器制御部１は、演算手段３を備え、深
夜電力時間帯などの特定時間帯を時間帯検出手段４が検
出して演算手段３に入力する。演算手段３は、設定手段
５による沸き上がり温度条件、貯湯タンクに設けた温度
センサ６からＡ／Ｄ変換器７を通じて入力される残湯量
および給水温度などに基づいて、通電開始時間を遅延さ
せるかどうかおよび遅延させる場合の遅延時間を決定
し、そして、決定された通電開始時間になると、出力制
御手段８および出力手段９を介してヒータに通電し、さ
らに、貯湯タンク内の湯が沸き上げ温度に達すると、ヒ
ータへの通電を断つように制御する。

【０００４】なお、設定手段は、例えば「固定」「自
動」の沸き上げ選択を行なうもので、「固定」では９０
〜８５℃の最高沸き上げ、「自動」では給水温度に応じ
て８５〜６５℃に沸き上げる。また、通電開始時間の遅
延は、特定時間帯に入った直後の電力の集中使用をなく
してその平準化（ピークシフト）を目的とする他に、沸
き上げ完了を特定時間帯の終了時点に近付けることによ
り、沸き上げた湯の無駄な放熱をなくし、節電効果が得
られるようにしている。

【０００５】そして、温水器制御部１の演算手段３は、
特定時間帯以外でも、常時または必要により、残湯量や
給水温度などを検知し、この残湯量情報を、表示制御手
段10を介して表示手段11で表示する他、メモリ12に記憶
するようになっている。

【０００６】給湯制御部２は、演算手段13を備え、出力
制御手段14を介してミキシングバルブやポンプなどの給
湯駆動負荷要素15を作動させて給湯するものであり、例
えば、貯湯タンク内の残湯量が所定以上である限りは、
浴槽への給湯（湯張り）を常時可能とし、すなわち、ミ
キシングバルブなどの給湯駆動負荷要素15を作動させ
て、設定手段16にて設定された希望給湯温度と給湯量の
湯水を浴槽に自動湯張りする。このとき、貯湯タンク内
の残湯量に対して湯張りの可否を決定する必要性がある
ため、前記温水器制御部１で検知する貯湯タンク内の残
湯量情報が給湯制御部２の演算手段13に常時入力され
る。

【０００７】また、演算手段13には、給湯温度や浴槽内
の温度および湯量などを検知する各種センサ17がＡ／Ｄ
変換器18を介して接続され、浴槽へ湯張りされた湯水を
一定温度に保温する保温装置19が接続され、設定状況や
湯温などの各種表示を行なう表示手段20が表示制御手段
21を介して接続され、各種データを記憶するメモリ22が
接続されている。

【０００８】以上のように、従来の給湯システムにおい
ては、温水器制御部と給湯制御部とを備えているが、湯
の沸き上げと給湯とは制御面で直接的な関係がないこと
から、貯湯タンクの残湯量情報を除いては、双方の制御
部の情報交信はなく、異常検知機能も各制御部別に独立
させた構成となっている。

【０００９】このことは、両制御部を同一の基板で一体
化させると、この基板が大形化し、基板取付上の制約を
受けるとか、１つの基板に対して温水器側および給湯側
を接続する配線が長くなったり混みいるとか、基板上の
制御部の故障時に基板全体をユニット交換するのでコス
ト高や不合理さが発生することから、温水器側と給湯側
別に各制御部を独立させた構成となっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の給湯シ
ステムでは、温水器制御部１に異常が生じ、その異常の
内容によっては、電気温水器による湯の沸き上げが停止
されることがある。この異常の要因には、制御部のリレ
ー断線などもままあるが、制御の主要部はマイコンであ
るのでこれが誤動作する場合があって故障と判断される
一番の要因となっている。この場合、給湯側が正常であ
るにもかかわらず、浴槽への利用ができなかったり、湯
不足を生じたままで修理を待たなければならない状態が
生じる。すなわち、異常発生部分の修理が完了するまで
の間は、電気温水器による湯の沸き上げができず、利用
者に不便を与える問題を有している。

【００１１】この電気温水器による湯の沸き上げは、浴
槽を含む給湯に対しての基本機能であることからも、温
水器制御部１の異常時にも電気温水器による沸き上げに
影響しない限りは、必要最小限の湯の沸き上げのできる
ことが望まれている。

【００１２】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、温水器制御部の異常時にも、電気温水器による湯
の沸き上げを行なわせ、給湯に対しての基本機能を確保
できる給湯システムを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ヒータを有する電気温水器と、この電気温水器から湯水
を給湯する給湯装置と、前記電気温水器のヒータに対し
て通電制御する開閉手段と、この開閉手段を制御して前
記電気温水器での湯の沸き上げを制御する温水器制御部
と、前記給湯装置を制御する給湯制御部とを備え、前記
給湯制御部は、前記温水器制御部の制御による前記ヒー
タへの通電を検知する通電確認検知部を有するととも
に、この通電確認検知部で通電を検知しないときに前記
開閉手段を制御して前記ヒータに通電させる通電制御手
段を有するものである。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成において、給湯制御部の制御により電気温水器
での湯の沸き上げを行なったことを表示する表示手段を
備えたものである。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明では、給湯制御部で温水器
制御部による湯の沸き上げ動作を監視する。すなわち、
給湯制御部の通電確認検知部で温水器制御部の制御によ
ってヒータへの通電がなされているか確認する。そし
て、ヒータへの通電がなされていない場合には、温水器
制御部の異常と判断し、給湯制御部の通電制御手段で開
閉手段を制御してヒータに通電させ、電気温水器による
湯の沸き上げを行なわせる。

【００１６】請求項１記載の発明では、温水器制御部に
異常が生じて、給湯制御部の制御により電気温水器での
湯の沸き上げを行なったことを表示手段で表示する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の給湯システムの一実施例の構
成を図１ないし図４を参照して説明する。

【００１８】図２は給湯システムの配管図を示し、屋外
に設置されたシステム本体31内に電気温水器32を備える
とともに、この電気温水器32から屋内の浴室の浴槽33な
どに給湯する給湯装置34を備えている。

【００１９】電気温水器32は、先止押上式の給水給湯方
式を採用しており、貯湯タンク41内の底部にヒータ42が
配設され、貯湯タンク41の下部に水源側の水道に直結さ
れた給水管43の配管部43a が接続され、貯湯タンク41の
上部に給湯管44が接続されている。給水管43の配管部43
a の途中には水圧を一定に保つための減圧弁45が組み込
まれ、給湯管44の途中には貯湯タンク41内で沸き上げた
際の水の膨脹分を排出するための圧力逃し弁46が組み込
まれている。貯湯タンク41の下部には排水栓47を設けた
排水管48が接続されている。

【００２０】貯湯タンク41には、貯湯タンク41内の残湯
量を検知するサーミスタからなるセンサ49a ，49b ，49
c が取り付けられているとともに、貯湯タンク41内に給
水される給水温度を検知するとともに沸き上げ温度を検
知するサーミスタからなるセンサ49d が取り付けられて
いる。

【００２１】そして、電気温水器32は、貯湯タンク41の
下部に給水される水圧で湯が押し上げられ、上部の湯層
と下部の常温水層とが湯水混合層を介して分離されてお
り、湯の使用に伴って湯水混合層が上昇するようになっ
ている。

【００２２】前記給湯装置34は、給水管43の配管部43a
と給湯管44の配管部44a とが、ミキシングバルブ51にそ
れぞれ逆止弁52，53を介して接続されている。このミキ
シングバルブ51は、電動式で、常温水と貯湯タンク41か
らの高温の湯を混合して設定湯温の湯水を作り、電磁弁
54および流量センサ55を組み込んだ配管56を通じてホッ
パ57に供給する。

【００２３】ホッパ57は、断水などで給水給湯圧力が負
圧になった場合に電気温水器32側と浴槽33とを分離する
ものである。そして、電磁弁54を閉じた状態では、弁体
58が配管56の開口部を閉じるとともに弁体59が溢水管60
の開口部を開放し、かつ、弁体61が連通部62を閉じてい
る。また、電磁弁54を開くと、湯水の圧力により、弁体
58が開くとともに弁体59が溢水管60を閉じ、かつ、弁体
61が開き、湯水が連通部62を通じて配管63に流出する。

【００２４】配管63には給湯用電動弁64が組み込まれ、
配管63の先端は循環路65に接続されている。そして、給
湯管44、配管56および配管63などで給湯路が構成されて
いる。

【００２５】循環路65は、往き配管66および戻り配管67
を有し、この往き配管66および戻り配管67の一端が浴槽
33の循環金具68に一体的に接続され、他端が循環用電動
弁69を介して接続されている。往き配管66には、循環路
65内の湯水を強制的に循環させる循環ポンプ70、循環路
65内の湯水の流れを検知する水流スイッチ71、循環路65
内の湯水の温度を検知するサーミスタ72、循環路65内を
流れる湯水を加熱保温する保温ヒータ73が組み込まれて
いる。戻り配管67には、圧力センサからなる水位センサ
74が組み込まれている。

【００２６】循環金具68にはエアホース75の一端が一体
的に接続され、このエアホース75の他端は浴槽33より高
い位置で電磁弁76により開閉される。

【００２７】給水管43の配管部43b および給湯管44の配
管部44b は、浴室のシャワー77などを有する混合水栓78
に接続されている。

【００２８】次に、図１は給湯システムの電気回路図を
示し、電気温水器32の制御用の温水器制御部81と、給湯
装置34の制御用の給湯制御部82とを備え、各制御部81，
82はそれぞれ基板81a ，82a 上に搭載されている。

【００２９】電気温水器32側は、商用電源に接続される
端子台91および漏電遮断器92を備えており、その漏電遮
断器92に開閉手段としてのリレー93および温度過昇防止
器94を介してヒータ42が接続されている。

【００３０】給湯装置34側は、商用電源に接続される端
子台95および漏電遮断器96を備えており、図示しない
が、その漏電遮断器96に循環ポンプ70や保温ヒータ73が
それぞれスイッチなどを介して接続されているととも
に、漏電遮断器96にトランスを介して直流に変換される
電源にミキシングバルブ51、電磁弁54、電動弁64，69が
それぞれスイッチなどを介して接続されている。それら
のスイッチなどは後述する演算手段121 で制御される。

【００３１】前記温水器制御部81は、マイクロコンピュ
ータからなる演算手段101 を備えており、漏電遮断器92
に接続されたトランス102 およびＡＣ／ＤＣ変換部103
からなる電源部から制御用電源が供給される。

【００３２】演算手段101 には、バックアップ電源部10
4 を有するメモリ105 が接続され、センサ49a 〜49d が
Ａ／Ｄ変換器107 を介して接続され、深夜電力時間帯な
どの特定時間帯を検知する時間帯検知部108 が接続さ
れ、入出力部109 が接続されている。

【００３３】この時間帯検知部108 は、深夜電力時間帯
などの特定時間帯になったときタイマースイッチがオン
し、電源が自動投入されることを検知する。また、時間
帯別料金の適用時では、特定時間帯とそれ以外の時間帯
による使用電力を判別して別設する積算電力計に使用電
力量が個別精算されるようになっている。

【００３４】この入出力部109 には、第１の補助リレー
110 および操作部111 が接続されている。第１の補助リ
レー110 はヒータ42の電源回路のリレー93をオンオフ動
作させる。操作部111 は、沸き上がり温度条件などを設
定する設定スイッチ112 、表示ランプ113 などを備えて
いる。設定スイッチ112 は、例えば「固定」「自動」の
沸き上げ選択を行なうもので、「固定」では９０〜８５
℃の最高沸き上げ、「自動」では給水温度に応じて８５
〜６５℃に沸き上げる。

【００３５】そして、演算手段101 は、時間帯検知部10
8 で特定時間帯を検知したとき、設定スイッチ112 によ
る沸き上がり温度条件、貯湯タンク41内の残湯量および
給水温度などに基づいて、通電開始時間を遅延させるか
どうかおよび遅延させる場合の遅延時間を決定し、決定
された遅延時間が経過して通電開始時間になればヒータ
42に通電させ、湯が沸き上げ温度に達すればヒータ42へ
の通電を断つように制御する。この通電開始時間の遅延
は、特定時間帯に入った直後の電力の集中使用をなくし
てその平準化（ピークシフト）を目的とする他に、沸き
上げ完了を特定時間帯の終了時点に近付けることによ
り、沸き上げた湯の無駄な放熱をなくし、節電効果が得
られるようにしている。そして、通電開始時間の遅延
は、沸き上がり温度条件、残湯量および給水温度などに
基づいて複数の遅延時間パターンの中から選択されるも
のであり、この遅延時間パターンはメモリ105 に予め設
定されている。

【００３６】前記給湯制御部82は、マイクロコンピュー
タからなる通電制御手段としての演算手段121 を備えて
おり、漏電遮断器96に接続されたトランス122 およびＡ
Ｃ／ＤＣ変換部123 からなる電源部から制御用電源が供
給される。

【００３７】演算手段121 には、バックアップ電源部12
4 を有するメモリ125 が接続され、所定の通電開始時間
の遅延時間が設定されたメモリ部126 が接続され、温水
器制御部81の時間帯検知部108 と同様に深夜電力時間帯
などの特定時間帯を検知する時間帯検知部127 が接続さ
れ、温水器制御部81の制御によるヒータ42への通電を検
知する通電確認検知部128 が接続され、出力部129 が接
続されている。

【００３８】出力部129 には、温水器制御部81の第１の
補助リレー110 と並列に接続された第２の補助リレー13
0 および表示手段としての異常表示ランプ131 が接続さ
れている。この異常表示ランプ131 は図示しない給湯操
作パネルに設けられている。

【００３９】そして、演算手段121 は、時間帯検知部12
7 で特定時間帯を検知してからメモリ部126 に設定され
た遅延時間後が経過して通電開始時間になったとき、通
電確認検知部128 で通電を検知していなければ、第２の
補助リレー130 を制御してヒータ42に強制通電させる通
電制御手段の機能を有し、かつ、異常表示ランプ131を
点灯させる機能を有している。なお、メモリ部126 に設
定される通電開始時間の遅延時間は温水器制御部81側の
メモリ105 に設定された遅延時間パターンのうちの最大
の遅延時間が適用される。

【００４０】また、給湯制御部82の演算手段121 には、
温水器制御部81の入出力部109 から残湯量情報が入力さ
れるとともに、センサ49a 〜49d から残湯量情報および
湯温情報がＡ／Ｄ変換器132 を通じて直接入力される。

【００４１】次に、本実施例の作用を、時間帯別料金制
度の適用を例に、図３および図４を参照して説明する。

【００４２】まず、図３において、温水器制御部81によ
る制御動作を説明する。深夜電力時間帯などの特定時間
帯に入ったことを時間帯検知部108 の検知出力から判断
すると（ステップ１）、沸き上がり温度条件、貯湯タン
ク41内の残湯量および給水温度などを確認し（ステップ
２）、通電開始時間を遅延させるかどうかおよび遅延さ
せる場合の遅延時間をメモリ105 に設定された遅延時間
パターンから選択決定し、演算手段101 のタイマによる
計時を開始する（ステップ３）。

【００４３】そして、決定された遅延時間後に通電開始
時間になると（ステップ４）、第１の補助リレー110 を
制御してリレー93をオンさせ、ヒータ42に通電させる
（ステップ５）。そのため、湯の使用によって貯湯タン
ク41の下部に給水された常温水または残湯として使われ
なかった湯水は、ヒータ42で昇温沸き上げされる。

【００４４】そして、貯湯タンク41に設けたセンサ49a
〜49d によって湯温が設定された沸き上げ温度まで昇温
したことを検知すると（ステップ６）、第１の補助リレ
ー110 を制御してリレー93をオフさせ、ヒータ42への通
電を停止する（ステップ７）。

【００４５】次に、給湯制御部82は、貯湯タンク41内の
残湯量が所定以上である限りは、浴槽33への給湯（湯張
り）を常時可能とし、すなわち、ミキシングバルブ51な
どを作動させて、希望給湯温度と給湯量の湯水を浴槽33
に自動湯張りする。このとき、貯湯タンク41内の残湯量
に対して湯張りの可否を決定する必要性があるため、セ
ンサ49a 〜49d で検知する貯湯タンク41内の残湯量情報
が給湯制御部82の演算手段121 に入力される。

【００４６】給湯装置34による湯張りは、電動弁69、電
磁弁54および電動弁64を開制御し、ミキシングバルブ51
で設定湯温の湯水を往き配管66および戻り配管67の２管
を通じて浴槽33に給湯し、水位センサ74の検知に基づい
て浴槽33に所定水位まで湯張りされたことを判断すれば
給湯を停止する。

【００４７】また、給湯装置34による浴槽33内の湯水の
保温は、電動弁69を開制御した状態で循環ポンプ70をオ
ンして浴槽33内の湯水を循環し、サーミスタ72で湯水の
温度を検知し、検知温度が設定温度以下であれば、保温
ヒータ73をオンして設定温度に達するまで保温する。

【００４８】次に、図４において、給湯制御部82による
温水器制御部81の監視制御動作を説明する。深夜電力時
間帯などの特定時間帯に入ったことを時間帯検知部127
の検知出力から判断すると（ステップ11）、メモリ部12
6 に設定された最大遅延時間で、演算手段121 のタイマ
による計時を開始する（ステップ12）。

【００４９】そして、最大遅延時間が経過すると（ステ
ップ13）、通電確認検知部128 の検知出力から温水器制
御部81の制御によってヒータ42に通電がなされているか
判断する（ステップ14）。

【００５０】ヒータ42に通電がなされていれば、温水器
制御部81が正常動作していると判断し、監視制御動作を
終了する。

【００５１】一方、ヒータ42に通電されていなければ、
温水器制御部81が異常と判断し、異常表示ランプ131 を
点灯し（ステップ15）、第２の補助リレー130 を制御し
てリレー93をオンさせ、ヒータ42に強制通電させる（ス
テップ16）。そして、貯湯タンク41に設けたセンサ49a
〜49d によって湯温が所定の沸き上げ温度まで昇温した
ことを検知すると（ステップ17）、第２の補助リレー13
0 を制御してリレー93をオフさせ、ヒータ42への通電を
停止する（ステップ18）。

【００５２】以上のように、給湯システムにおいては、
給湯制御部82で温水器制御部81による湯の沸き上げ動作
を監視し、温水器制御部81の異常で湯の沸き上げ動作を
行なわなければ、給湯制御部82で湯の沸き上げを強制的
に行なわせるため、翌日の使用分を確保し、異常発生部
分の修理を待つ間も、湯不足なく湯を使用できる。

【００５３】また、利用者は、給湯操作パネルの異常表
示ランプ131 を見ることにより、温水器制御部81に異常
が生じて、給湯制御部82の制御により電気温水器32での
湯の沸き上げを行なったことを確認でき、修理の手配を
行なえる。なお、温水器制御部81に異常が生じたことを
表示する表示手段では、給湯操作パネルの液晶表示器な
どでエラーメッセージとして表示するようにしてもよ
い。

【００５４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、給湯制御
部で温水器制御部による湯の沸き上げ動作を監視し、温
水器制御部の異常で電気温水器の湯の沸き上げが行なわ
れなければ、給湯制御部の制御で電気温水器の湯の沸き
上げを行なわせるため、異常発生部分の修理を待つ間も
湯不足なく湯を使用でき、給湯に対しての基本機能を確
保できる。

【００５５】請求項２記載の発明によれば、温水器制御
部に異常が生じて、給湯制御部の制御により電気温水器
での湯の沸き上げを行なったことを表示手段で表示する
ため、利用者は温水器制御部の異常を確認して修理の手
配などの対処を適格に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の給湯システムの一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】同上実施例の給湯システムの配管図である。

【図３】同上実施例の温水器制御部による制御を説明す
るフローチャートである。

【図４】同上実施例の給湯制御部による制御を説明する
フローチャートである。

【図５】従来の給湯システムのブロック図である。

【符号の説明】

32 電気温水器 34 給湯装置 42 ヒータ 93 開閉手段としてのリレー 81 温水器制御部 82 給湯制御部 121 通電制御手段としての演算手段 128 通電確認検知部 131 表示手段としての異常表示ランプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータを有する電気温水器と、 この電気温水器から湯水を給湯する給湯装置と、 前記電気温水器のヒータに対して通電制御する開閉手段
   と、 この開閉手段を制御して前記電気温水器での湯の沸き上
   げを制御する温水器制御部と、 前記給湯装置を制御する給湯制御部とを備え、 前記給湯制御部は、前記温水器制御部の制御による前記
   ヒータへの通電を検知する通電確認検知部を有するとと
   もに、この通電確認検知部で通電を検知しないときに前
   記開閉手段を制御して前記ヒータに通電させる通電制御
   手段を有することを特徴とする給湯システム。
2. 【請求項２】 給湯制御部の制御により電気温水器での
   湯の沸き上げを行なったことを表示する表示手段を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の給湯システム。