WO2018109913A1 - 配管異常検知システム、配管異常検知方法及びプログラム - Google Patents

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WO2018109913A1
WO2018109913A1 PCT/JP2016/087434 JP2016087434W WO2018109913A1 WO 2018109913 A1 WO2018109913 A1 WO 2018109913A1 JP 2016087434 W JP2016087434 W JP 2016087434W WO 2018109913 A1 WO2018109913 A1 WO 2018109913A1
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WO
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abnormality
piping
pump
pressure
pipe
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PCT/JP2016/087434
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English (en)
French (fr)
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赳弘 古谷野
正樹 豊島
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04—Sensors
    • F24D2220/046—Pressure sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/20—Heat consumers
    • F24D2220/209—Sanitary water taps

Definitions

  • the present invention relates to a piping abnormality detection system, a piping abnormality detection method, and a program.
  • hot water supply devices have become more sophisticated, and it has become possible not only to generate hot water, but also to adjust the hot water temperature to an appropriate temperature and to fill the bathtub with an appropriate amount of hot water.
  • the hot water in the bathtub can be replenished and heat can be recovered from the hot water in the bathtub.
  • a hot water supply system has also appeared.
  • a water level sensor that detects the water level in the bathtub is used to achieve an appropriate amount of hot water filling the bathtub.
  • a flow switch is used to detect hot water conveyed by the pump when the pump is operated.
  • Patent Document 1 proposes proposals to make the hot water supply apparatus have a simple configuration.
  • Patent Document 1 it has been determined whether or not there is hot water in the bathtub using a flow switch.
  • Patent Document 1 the above determination is performed using a water level sensor. Thereby, even if the hot water supply apparatus is configured without the flow switch, the above determination can be performed.
  • the flow switch may be used to detect an abnormality occurring in the piping.
  • the technique described in Patent Document 1 since no consideration is given to detecting an abnormality in a pipe with a hot water supply apparatus configured without a flow switch, it is difficult to detect an abnormality in the pipe without using a flow switch. There was a risk of becoming.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to detect an abnormality in piping without using a flow switch.
  • the piping abnormality detection system of the present invention circulates water between a pipe having an inlet for allowing water in the bathtub and an outlet for discharging water to the bathtub, and between the pipe and the bathtub.
  • At least one of the difference between the pressure inside the pipe when the pump is stopped and the pressure inside the pipe when the pump is operating and the rate of change of this difference are If it is out of the defined range, a signal indicating that an abnormality of the pipe has been detected is output. Thereby, the abnormality of piping can be detected without using a flow switch.
  • FIG. The figure which shows the structure of the piping abnormality detection system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. The figure which shows the hardware constitutions of the control device
  • the figure which shows the functional structure of a control apparatus The figure which shows the relationship between the rotation speed of the pump which concerns on Embodiment 1, and detected pressure.
  • the flowchart which shows the piping abnormality detection process which concerns on Embodiment 1.
  • Flow chart showing piping abnormality detection processing according to Embodiment 2 The figure which shows the relationship between the rotation speed of the pump which concerns on Embodiment 2, and a pressure difference.
  • Flow chart showing piping abnormality detection processing according to Embodiment 3 The figure for demonstrating the case where it replaces with the pressure difference which concerns on Embodiment 3, and uses the change rate
  • Hot water, hot water and hot water are, for example, water obtained by heating city water, or water having a temperature higher than 36 ° C., which is a standard body temperature of a person.
  • the low-temperature water and the cold water are, for example, water obtained without heating city water or water having a temperature of 36 ° C. or less.
  • FIG. 1 shows a piping abnormality detection system 100 according to the first embodiment.
  • the piping abnormality detection system 100 is a heat pump hot water supply system that supplies hot water obtained by heating city water supplied from a water supply port 101 from a hot water supply port 102 to replenish water in the bathtub 200.
  • a thick solid line indicates a water pipe.
  • the water supply port 101 is supplied with, for example, city water, clean water, well water, or water uniquely prepared by the user of the piping abnormality detection system 100.
  • the hot water outlet 102 is, for example, a faucet, a currant, or a shower head installed in a kitchen or a bathroom.
  • FIG. 1 shows a shower head as an example of the hot water supply port 102.
  • the hot water supplied from the hot water supply port 102 is also used for hot water supply to the bathtub 200.
  • the piping abnormality detection system 100 detects an abnormality in the water distribution pipe by using the pressure detection sensor 122 instead of the flow switch.
  • the abnormality of the water distribution pipe detected by the pipe abnormality detection system 100 is, for example, an abnormality caused by crushing of the water distribution pipe or clogging by a blocking object, and the narrowing of the pipe 110 connecting the pipe abnormality detection system 100 and the bathtub 200. And obstruction.
  • abnormalities in the water distribution pipe may include clogging of a filter disposed inside the water distribution pipe, precipitation or precipitation of components dissolved in water, and corrosion of the water distribution pipe.
  • the piping abnormality detection system 100 includes a piping 110 for circulating water in the bathtub 200, a pump 121 that transports water in the piping 110, a pressure detection sensor 122 that detects the pressure inside the piping 110, and the bathtub 200.
  • a heat exchanger 123 that exchanges heat between water and the water in the hot water storage tank 130, a hot water storage tank 130 for storing high-temperature water, a three-way valve 131 that switches a flow path connected to the bottom of the hot water storage tank 130,
  • the mixing valve 135 that mixes the high-temperature water taken from the water and the water supplied from the water supply port 101 and the configuration of the piping abnormality detection system 100
  • a control unit 140 for controlling an output device 150 for
  • the pipe 110 has an inflow port 111 through which water of the bathtub 200 flows in and an outflow port 112 through which water flows out of the bathtub 200, and forms a circulation path for circulating the water of the bathtub 200.
  • the pipe 110 may be configured using a tube or a pipe.
  • the pump 121 is a spiral pump or a diffuser pump configured to include a motor and a gear, for example.
  • the pump 121 is disposed at a predetermined position of the pipe 110.
  • the pump 121 according to the present embodiment is disposed between the inlet 111 and the pressure detection sensor 122. That is, the pump 121 is arranged on the upstream side of the pressure detection sensor 122.
  • the pump 121 circulates water between the pipe 110 and the bathtub 200 by operating at the number of revolutions instructed from the control device 140.
  • the pump 121 has an inverter circuit as a drive device, and changes the drive rotation speed in accordance with the control value instructed by the control signal transmitted from the control device 140, so that the water when the water is transported is changed. Change the flow rate.
  • the direction of the water flow generated when the pump 121 is operated is indicated by white arrows.
  • the pressure detection sensor 122 is disposed at a specific position of the pipe 110.
  • the pressure detection sensor 122 according to the present embodiment is disposed between the pump 121 and the heat exchanger 123. That is, the pressure detection sensor 122 is disposed downstream of the pump 121 and upstream of the heat exchanger 123.
  • the pressure detection sensor 122 is used as a water level sensor that detects the water level of the water stored in the bathtub 200 by detecting the pressure of the water in the pipe 110. Further, the pressure detection sensor 122 is used to detect an abnormality in the pipe 110.
  • the pressure detection sensor 122 has a gauge pressure detection area on both the positive pressure side and the negative pressure side, but in the present embodiment, the positive pressure detection area is wider.
  • the first pipe portion 113 is from the inlet 111 to a specific position where the pressure detection sensor 122 is disposed, and the second pipe portion is from the specific position to the outlet 112 in the pipe 110.
  • the 1st piping part 113 is a return piping which returns water from a bathtub
  • the 2nd piping part 114 is an outward piping which sends out the water which goes to a bathtub.
  • the heat exchanger 123 is disposed at a predetermined position of the pipe 110.
  • the heat exchanger 123 according to the present embodiment is disposed between the pressure detection sensor 122 and the outlet 112. That is, the heat exchanger 123 is arranged on the downstream side of the pressure detection sensor 122.
  • a water distribution pipe for circulating the water in the hot water storage tank 130 passes through the primary side of the heat exchanger 123, and a pipe 110 passes through the secondary side of the heat exchanger 123.
  • the heat exchanger 123 performs heat exchange between the water in the bathtub 200 and the high-temperature water in the hot water storage tank 130 and is used to refill the water in the bathtub 200.
  • the heat exchanger 123 may recover the heat from the hot water in the bathtub 200 and heat the water in the hot water storage tank 130.
  • the hot water storage tank 130 is formed of a metal typified by stainless steel or a resin.
  • the hot water storage tank 130 stores high-temperature water generated by the heat pump unit 134.
  • the surface of the hot water storage tank 130 is covered with a heat insulating material, and the hot water in the hot water storage tank 130 is kept warm for a long time.
  • the lower part of the hot water storage tank 130 is connected to the water supply port 101 through a water distribution pipe, and low temperature water is appropriately supplied from this water distribution pipe.
  • the lower part of the hot water storage tank 130 is connected to the three-way valve 131 through a water pipe.
  • the three-way valve 131 switches the flow path connected to the suction port of the pump 132 to either one of the lower part of the hot water storage tank 130 and the primary side outlet of the heat exchanger 123 according to the instruction of the control device 140. More specifically, when a boiling operation for boiling water in the hot water storage tank 130 is executed, the three-way valve 131 includes a suction port of the pump 132 and a lower portion of the hot water storage tank 130 as indicated by a solid line arrow in FIG. To form a flow path connecting the two.
  • the three-way valve 131 connects the suction port of the pump 132 and the primary side outlet of the heat exchanger 123 as indicated by the broken line arrow in FIG. A flow path to be connected is formed.
  • the lower part of the hot water storage tank 130 is connected to the four-way valve 133 via a water pipe.
  • the four-way valve 133 forms a first flow path that connects the discharge port of the heat pump unit 134 and the upper part of the hot water storage tank 130 according to the instruction of the control device 140, and the discharge port of the pump 132 and the lower part of the hot water storage tank 130. Or a second flow path connecting the two.
  • the four-way valve 133 forms a first flow path as indicated by the solid line arrow when the boiling operation is performed, and a broken line arrow when the reheating operation is performed.
  • a second flow path is formed as shown. When the first flow path is formed, the second flow path is not closed, and when the second flow path is formed, the first flow path is closed. Not formed.
  • the heat pump unit 134 is a device that heats water by circulating a refrigerant typified by CO2 or HFC (Hydro Fluoro Carbons) in accordance with an instruction from the control device 140.
  • the heat pump unit 134 includes a compressor, a first heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and water, an expansion valve, and a second heat exchanger that exchanges heat between outside air and the refrigerant.
  • a refrigerant circuit that is connected in order, a blower that blows air to the second heat exchanger, a temperature sensor that measures the temperature of the refrigerant, water, or outside air, and a control board that controls the components of the heat pump unit 134 Have.
  • the rotation speed of the compressor, the opening degree of the expansion valve, and the rotation speed of the blower are in accordance with control values indicated by the control signal transmitted from the control device 140.
  • the mixing valve 135 is connected to the water supply port 101, the upper part of the hot water storage tank 130, and the hot water supply port 102.
  • the mixing valve 135 mixes the high temperature water taken from the upper part of the hot water storage tank 130 and the low temperature water supplied from the water supply port 101 at a mixing ratio according to the instruction of the control device 140, and mixes the mixed water with the hot water supply port. 102.
  • the control device 140 is a computer built in the piping abnormality detection system 100.
  • the control device 140 is communicably connected to a terminal 210 outside the piping abnormality detection system 100, and controls each component of the piping abnormality detection system 100 as a hot water supply system in accordance with the user operation received by the terminal 210. To do. Then, the control device 140 performs a boiling operation and a reheating operation. In addition, the control device 140 adjusts the mixing ratio of the mixing valve 135 so that hot water having a temperature desired by the user is discharged from the hot water supply port 102, and fills the bathtub 200 with an appropriate amount of hot water from the hot water supply port 102. Execute.
  • control device 140 causes the terminal 210 to display an operation state or an operation screen of the piping abnormality detection system 100 as a hot water supply system. Further, when the control device 140 detects an abnormality in the pipe 110, the control device 140 outputs a detection result to the output device 150.
  • the control device 140 has a processor 141, a RAM (Random Access Memory) 142, a ROM (Read Only Memory) 143, a data storage unit 144, and a communication unit 145 as shown in FIG. 2. And have.
  • the RAM 142, ROM 143, data storage unit 144, and communication unit 145 are connected to the processor 141 via the internal bus 146.
  • the processor 141 includes a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit).
  • the processor 141 exhibits various functions by executing a program 149 stored in the data storage unit 144.
  • RAM 142 loads program 149 from data storage unit 144.
  • the RAM 142 is used as a work area for the processor 141.
  • the ROM 143 stores a plurality of firmware or data used when executing these firmwares.
  • the data storage unit 144 is a non-volatile non-transitory recording medium represented by an EEPROM (Electrically-Erasable-Programmable-Read-Only Memory), a flash memory, and a hard disk drive.
  • the data storage unit 144 stores a program 149 for controlling the operation of the piping abnormality detection system 100 and data used by the processor 141 when the program 149 is executed. Data used when executing the program 149 is switched by the operation mode of the piping abnormality detection system 100, the start / stop and rotation speed of the pumps 121 and 132, the operation state of the heat pump unit 134, and the three-way valve 131 and the four-way valve 133. Data indicating a correspondence relationship between the flow path and the mixing ratio by the mixing valve 135, and a threshold value as a parameter used for processing to be described later are included.
  • the communication unit 145 includes a NIC (Network Interface Card Controller) for performing wired communication or wireless communication.
  • the communication unit 145 is communicably connected to the terminal 210, the pumps 121 and 132, the heat pump unit 134, the three-way valve 131, the four-way valve 133, and the mixing valve 135.
  • FIG. 3 shows a functional configuration of the control device 140.
  • the control device 140 has a UI (User ⁇ Interface) module 31 for receiving information from the user and presenting information to the user, and each configuration of the piping abnormality detection system 100 as functions thereof.
  • An acquisition module 32 that acquires data from the elements
  • an execution module 33 that executes each operation mode of the pipe abnormality detection system 100 as a hot water supply system
  • a determination module 34 that determines whether or not an abnormality has occurred in the pipe 110.
  • the UI module 31 executes user interface processing via the terminal 210 and the output device 150. That is, the UI module 31 receives a user operation input to the terminal 210. Also, the UI module 31 transmits information to the terminal 210 and the output device 150, and displays the information on the terminal 210 or informs the notification device 160. This information includes, for example, information indicating the operation state of the hot water supply system.
  • the acquisition module 32 acquires the operation state of the heat pump unit 134, the measurement value by a temperature sensor (not shown), and the detection value of the pressure detection sensor 122 at regular intervals, and the pumps 121 and 132 from the drive devices of the pumps 121 and 132. Data indicating the driving state is acquired.
  • the fixed time is, for example, 5 seconds, 30 seconds, or 1 minute.
  • Various data acquired by the acquisition module 32 is accumulated in the data storage unit 144 (see FIG. 2).
  • the execution module 33 reads the control target value corresponding to the operation mode selected by the user from the data storage unit 144 (see FIG. 2), and executes the boiling operation, the reheating operation, or the hot water operation.
  • FIG. 1 the direction of water flow when the boiling operation is performed is indicated by solid arrows.
  • a boiling circuit is formed between the hot water storage tank 130 and the heat pump unit 134. That is, the low temperature water flowing out from the lower part of the hot water storage tank 130 is transported by the pump 132 and heated by the heat pump unit 134 to become high temperature water and returned to the upper part of the hot water storage tank 130.
  • the direction of water flow when the reheating operation is executed is indicated by a broken line arrow.
  • a circulation path is formed between the hot water storage tank 130 and the heat exchanger 123 in the reheating operation. That is, the hot water flowing out from the upper part of the hot water storage tank 130 when the pump 132 is operated passes through the primary side of the heat exchanger 123 and passes through the three-way valve 131, the pump 132, and the four-way valve 133 in this order. Return to the bottom of 130.
  • the pump 121 circulates water between the pipe 110 and the bathtub 200 as indicated by the white arrow. Thereby, the heat exchanger 123 moves the heat stored in the hot water storage tank 130 to the bathtub 200.
  • the determination module 34 determines whether or not an abnormality has occurred in the pipe 110 based on the detection value of the pressure detection sensor 122 obtained while controlling the pump 121, and outputs the determination result to the output device 150 ( (See FIG. 1). Details of the determination process executed by the determination module 34 will be described later.
  • the output device 150 includes a NIC (Network Interface Card controller) for performing wired communication or wireless communication, and is communicably connected to the control device 140, the notification device 160, and the terminal 210.
  • NIC Network Interface Card controller
  • the output device 150 outputs a signal indicating that this abnormality has been detected to the notification device 160 and the terminal 210.
  • the output device 150 may be built in the control device 140 as a hardware component or a software module of the control device 140, or may be formed integrally with the control device 140.
  • the notification device 160 includes, for example, an LED (Light Emitting Diode), an LCD (Liquid Cristal Display), or a speaker.
  • the output device 150 presents information indicated by the signal output from the output device 150 to the user.
  • the notification device 160 may be built in the control device 140 or may be formed integrally with the control device 140.
  • the pump 121 when the pump 121 is operated, the water drawn from the bathtub 200 flows into the first piping unit 113 and is pressurized by the pump 121, and then the pressure detection sensor 122 is activated. It passes through and flows into the secondary side inlet of the heat exchanger 123. Then, this water passes through the second piping part 114 and flows out into the bathtub 200.
  • FIG. 4 shows a line Lm0 indicating the pressure that increases due to the water flow when the piping 110 is normal.
  • the pressure detected when the pump 121 is stopped is Ps, and the detected pressure increases as the rotational speed of the pump 121 increases.
  • the pressure detected when there is an abnormality in the second piping section 114 is indicated by a line Lm2.
  • the pressure detected when the pump 121 is stopped is Ps equal to the pressure detected when there is no abnormality.
  • the detected pressure increases.
  • the degree of increase when there is an abnormality in the second piping unit 114 is greater than when there is no abnormality.
  • the pressure detected when there is an abnormality in the first piping section 113 is indicated by a line Lm1.
  • the pressure detected when the pump 121 is stopped is Ps equal to the pressure detected when there is no abnormality.
  • the detected pressure increases.
  • the degree of increase when there is an abnormality in the first piping unit 113 is smaller than when there is no abnormality.
  • the pressure detected by the pressure detection sensor 122 when the pump 121 is operating varies depending on whether there is an abnormality occurring in the pipe 110 and where the abnormality has occurred. Therefore, it is possible to detect the presence or absence of an abnormality that has occurred in the first piping part 113 and the second piping part 114.
  • the pressure detected by the pressure detection sensor 122 may change depending on the water level in the bathtub 200 and the atmospheric pressure. Therefore, the piping 110 is utilized by utilizing the pressure difference between the pressure detected by the pressure detection sensor 122 when the pump 121 is stopped and the pressure detected by the pressure detection sensor 122 when the pump 121 is operating. By determining the abnormality that has occurred, the influence of the water level in the bathtub 200 and the atmospheric pressure can be reduced, and the abnormality detection accuracy can be improved. For example, as shown in FIG. 4, when there is an abnormality in the second piping section 114, the pressure Pm detected when the rotation speed of the pump 121 is R1 and the pressure Pm detected when the pump 121 is stopped. If the pressure difference ⁇ P with respect to the pressure Ps is used, abnormality detection accuracy can be improved.
  • the piping abnormality detection process executed by the control device 140 and the output device 150 will be described with reference to FIG.
  • the piping abnormality detection process shown in FIG. 5 is executed after, for example, a hot water filling operation to the bathtub 200 is executed.
  • the determination module 34 of the control device 140 first stops the pump 121 (step S101). Specifically, the determination module 34 instructs the pump 121 to stop and confirms that the pump 121 is stopped.
  • the determination module 34 determines whether or not there is water in the bathtub 200 (step S102). Specifically, the determination module 34 determines whether or not the pressure detected by the pressure detection sensor 122 exceeds a predetermined value. Further, the determination module 34 stores the pressure detected by the pressure detection sensor 122 in the data storage unit 144 as the pressure Ps detected by the pressure detection sensor 122 when the pump 121 is stopped.
  • step S102 When it determines with there being no water in the bathtub 200 (step S102; No), the determination module 34 repeats determination of step S102. Thereby, detection of the abnormality which arose in piping is postponed until it determines with there being water in bathtub 200.
  • the determination module 34 operates the pump 121 by the rotation speed prescribed
  • the predetermined rotation speed is preferably larger in order to make a pressure difference, which will be described later, caused by an abnormality remarkable, and is, for example, the maximum rotation speed of the pump 121.
  • the determination module 34 acquires the pressure Pm detected by the pressure detection sensor 122 when the pump 121 is operating at the specified rotational speed, and the pressure Ps detected when the pump 121 is stopped. And a pressure difference ⁇ P between the pressure Pm detected when the pump 121 is operating is calculated (step S104). Specifically, the determination module 34 calculates a pressure difference ⁇ P obtained by subtracting the pressure Ps from the pressure Pm.
  • the determination module 34 compares the pressure difference ⁇ P with a predetermined threshold value T1, and determines whether or not the pressure difference ⁇ P is lower than the threshold value T1 (step S105).
  • the threshold T1 is stored in advance in the data storage unit 144.
  • step S105 When it is determined that the pressure difference ⁇ P is less than the threshold value T1 (step S105; Yes), the determination module 34 determines that there is an abnormality in the first piping unit 113 (step S106).
  • the determination module 34 compares the pressure difference ⁇ P with a predetermined threshold value T2, and the pressure difference ⁇ P is equal to the threshold value T2. It is determined whether or not (step S107).
  • the threshold T2 is stored in advance in the data storage unit 144. Note that the threshold value T2 is larger than the threshold value T1.
  • the determination module 34 determines that there is an abnormality in the second piping unit 114 (step S108).
  • the determination module 34 determines that there is no abnormality in the pipe 110 (step S109). That is, the determination module 34 determines that there is no abnormality in the pipe 110 when the pressure difference ⁇ P falls within the normal range defined by setting the lower limit as the threshold value T1 and the upper limit as the threshold value T2, and the pressure difference ⁇ P deviates from this range. Then, it is determined that the piping 110 has an abnormality.
  • the determination module 34 notifies the output device 150 of the determination result, and the output device 150 outputs a signal indicating the detection result to the terminal 210 and the notification device 160 (step S110). . Specifically, in step S110 following step S106, the output device 150 outputs a signal indicating that an abnormality in the first piping unit 113 has been detected. In step S110 following step S108, the output device 150 outputs a signal indicating that an abnormality in the second piping unit 114 has been detected. In step S110 following step S109, the output device 150 outputs a signal indicating that no abnormality has been detected in the pipe 110. Thereafter, the piping abnormality detection process ends.
  • the piping abnormality detection system 100 detects the pressure detected by the pressure detection sensor 122 when the pump 121 is stopped and the pressure detected when the pump 121 is operating.
  • a signal indicating that an abnormality of the pipe 110 was detected was output.
  • the piping abnormality detection system 100 outputs a signal by distinguishing between the abnormality of the first piping portion 113 and the abnormality of the second piping portion 114 based on the magnitude of the pressure difference ⁇ P. Thereby, it is possible to easily identify the place where the abnormality has occurred.
  • the pressure detection sensor 122 was disposed between the pump 121 and the heat exchanger 123. Thereby, the pressure change due to the occurrence of an abnormality in the pipe 110 can be made remarkable, and the abnormality detection accuracy can be improved.
  • the piping abnormality detection process shown in FIG. 5 was executed after the hot water filling operation to the bathtub 200 was executed. Thereby, the abnormality of the piping 110 can be detected in a situation where water is surely present in the bathtub 200. That is, it is possible to reliably determine whether there is an abnormality in the piping.
  • Embodiment 2 the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.
  • the description is abbreviate
  • the piping abnormality detection system 100 according to the present embodiment is different from the pressure difference ⁇ P in that the abnormality of the piping 110 is detected based on the rate of change of the pressure difference ⁇ P with respect to the rotation speed of the pump 121. It is different from the one concerned.
  • FIG. 6 shows a piping abnormality detection process according to the present embodiment.
  • the determination module 34 operates the pump 121 at a predetermined rotation speed F1 (step S201).
  • the rotation speed F1 is, for example, a value obtained by halving the maximum rotation speed of the pump 121.
  • the determination module 34 obtains the pressure Pm1 detected by the pressure detection sensor 122 when the pump 121 is operating at the rotation speed F1, and the pressure Ps detected when the pump 121 is stopped. And a pressure difference ⁇ P1 between the pressure Pm1 detected when the pump 121 is operating is calculated (step S202). Specifically, the determination module 34 calculates a pressure difference ⁇ P1 obtained by subtracting the pressure Ps from the pressure Pm1.
  • the determination module 34 operates the pump 121 at a predetermined rotation speed F2 (step S203).
  • the rotation speed F2 is larger than the rotation speed F1, and is, for example, the maximum rotation speed of the pump 121.
  • the determination module 34 acquires the pressure Pm2 detected by the pressure detection sensor 122 when the pump 121 is operating at the rotation speed F2, and the pressure Ps detected when the pump 121 is stopped. And a pressure difference ⁇ P2 between the pressure Pm2 detected when the pump 121 is operating is calculated (step S204). Specifically, the determination module 34 calculates a pressure difference ⁇ P2 obtained by subtracting the pressure Ps from the pressure Pm2.
  • the determination module 34 compares the change rate D with a predetermined threshold value T3, and determines whether or not the change rate D is lower than the threshold value T3 (step S206).
  • the threshold value T3 is stored in advance in the data storage unit 144.
  • the determination module 34 determines that there is an abnormality in the first piping unit 113 (step S106).
  • the determination module 34 compares the change rate D with a predetermined threshold value T4, so that the change rate D is equal to the threshold value T4. It is determined whether or not (step S207).
  • the threshold value T4 is stored in the data storage unit 144 in advance. Note that the threshold value T4 is larger than the threshold value T3.
  • the determination module 34 determines that there is an abnormality in the second piping unit 114 (step S108).
  • the determination module 34 determines that there is no abnormality in the pipe 110 (step S109). That is, the determination module 34 determines that there is no abnormality in the pipe 110 when the change rate D falls within the normal range defined by the lower limit as the threshold value T3 and the upper limit as the threshold value T4, and the change rate D deviates from this range. Then, it is determined that the piping 110 has an abnormality.
  • the relationship between the pressure difference ⁇ P and the rotation speed of the pump 121 is indicated by lines Lm10, Lm11, and Lm12.
  • the line Lm10 corresponds to the case where there is no abnormality in the pipe 110
  • the line Lm11 corresponds to the case where there is an abnormality in the first piping part 113
  • the line Lm12 corresponds to the case where there is an abnormality in the second piping part 114.
  • the pressure difference ⁇ P can be obtained by subtracting the pressure Ps from the detected pressure. Therefore, it can be said that the lines Lm10, Lm11, and Lm12 are equal to the lines Lm0, Lm1, and Lm2 when Ps shown in FIG. 4 is changed to the origin of the vertical axis.
  • the change rate D0 when there is no abnormality in the pipe 110, the change rate D1 when there is an abnormality in the first piping part 113, and the change rate D2 when there is an abnormality in the second piping part 114. are shown respectively.
  • the rate of change D1 is smaller than the rate of change D0. That is, when there is an abnormality in the first piping part 113, the rate of change of the pressure difference ⁇ P is smaller than when there is no abnormality, like the pressure difference ⁇ P.
  • the change rate D2 is larger than the change rate D0.
  • the rate of change of the pressure difference ⁇ P is larger than that when there is no abnormality, like the pressure difference ⁇ P. Therefore, even if the change rate D is used instead of the pressure difference ⁇ P according to the first embodiment, it is possible to detect the presence / absence of an abnormality in the pipe 110 as in the first embodiment.
  • the piping abnormality detection system 100 detects the abnormality of the piping 110 based on the rate of change D of the pressure difference with respect to the rotation speed of the pump 121.
  • the change rate D when the abnormality occurs in the pipe 110 deviates from the change rate D when there is no abnormality. For this reason, as in the first embodiment, in the hot water supply system configured by omitting the flow switch that has been conventionally arranged in the pipe 110, an abnormality of the pipe 110 can be detected.
  • the piping abnormality detection system 100 outputs a signal by distinguishing between the abnormality of the first piping portion 113 and the abnormality of the second piping portion 114 based on the magnitude of the change rate D. Thereby, it is possible to easily identify the place where the abnormality has occurred.
  • Embodiment 3 the third embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.
  • the description is abbreviate
  • the piping abnormality detection system 100 according to the present embodiment is implemented in that the heat exchanger 123, the pressure detection sensor 122, and the pump 121 are arranged in this order from the upstream side of the piping 110, as shown in FIG. This is different from that according to the first embodiment.
  • the pump 121 is disposed between the pressure detection sensor 122 and the outlet 112. That is, the pump 121 is disposed on the downstream side of the pressure detection sensor 122.
  • the pressure detection sensor 122 is disposed between the pump 121 and the heat exchanger 123. That is, the pressure detection sensor 122 is disposed upstream of the pump 121 and downstream of the heat exchanger 123. Regarding the detection range of the gauge pressure by the pressure detection sensor 122 according to the present embodiment, it is assumed that the detection area on the negative pressure side is wider than the detection area on the positive pressure side.
  • the heat exchanger 123 is disposed between the inlet 111 and the pressure detection sensor 122. That is, the heat exchanger 123 is arranged on the upstream side of the pressure detection sensor 122.
  • the pump 121 when the pump 121 is operated, the water drawn from the bathtub 200 flows into the first piping part 113 and passes through the heat exchanger 123 and the pressure detection sensor 122. The pressure is increased by the pump 121. Then, this water passes through the second piping part 114 and flows out into the bathtub 200.
  • the pressure that decreases due to the water flow when there is no abnormality is indicated by a line Lm20.
  • the pressure detected when the pump 121 is stopped is Ps, and the detected pressure decreases as the rotational speed of the pump 121 increases.
  • the pressure detected when there is an abnormality in the first piping section 113 is indicated by a line Lm21.
  • the pressure detected when the pump 121 is stopped is Ps equal to the pressure detected when there is no abnormality.
  • the detected pressure decreases, but the degree of decrease when there is an abnormality in the first piping unit 113 is greater than when there is no abnormality.
  • the pressure detected when there is an abnormality in the second piping unit 114 is indicated by a line Lm22.
  • the pressure detected when the pump 121 is stopped is Ps equal to the pressure detected when there is no abnormality.
  • the detected pressure decreases, but the degree of decrease when there is an abnormality in the second piping unit 114 is smaller than when there is no abnormality.
  • the pressure detected by the pressure detection sensor 122 when the pump 121 is operating varies depending on whether there is an abnormality occurring in the pipe 110 and where the abnormality has occurred. Therefore, it is possible to detect the presence or absence of an abnormality that has occurred in the first piping part 113 and the second piping part 114.
  • the effect of the water level of the bathtub 200 and the atmospheric pressure is reduced by using the pressure difference between the pressure when the pump 121 is stopped and the pressure when the pump 121 is operating.
  • the pressure difference between the pressure when the pump 121 is stopped and the pressure when the pump 121 is operating it is possible to detect the presence or absence of an abnormality that has occurred in the pipe 110.
  • FIG. 9 when there is an abnormality in the first piping part 113, it is detected when the pump 121 is stopped from the pressure Pm detected when the rotational speed of the pump 121 is R2. If a negative pressure difference ⁇ P obtained by reducing the pressure Ps is detected, an abnormality that has occurred in the first piping section 113 can be detected with high accuracy.
  • FIG. 10 shows piping abnormality detection processing according to the present embodiment.
  • the determination module 34 compares the pressure difference ⁇ P with a predetermined threshold T5 to determine whether or not the pressure difference ⁇ P is less than the threshold T5 ( Step S301).
  • the threshold T5 is a negative value and is stored in the data storage unit 144 in advance.
  • the determination module 34 determines that there is an abnormality in the first piping unit 113 (step S106).
  • the determination module 34 compares the pressure difference ⁇ P with a predetermined threshold T6, and the pressure difference ⁇ P is equal to the threshold T6. It is determined whether or not (step S302).
  • the threshold value T6 is a negative value and is stored in the data storage unit 144 in advance. Note that the threshold value T6 is larger than the threshold value T5.
  • the determination module 34 determines that there is an abnormality in the second piping unit 114 (step S108).
  • the determination module 34 determines that there is no abnormality in the pipe 110 (step S109). That is, the determination module 34 determines that there is no abnormality in the pipe 110 when the pressure difference ⁇ P falls within the normal range defined by the lower limit as the threshold T5 and the upper limit as the threshold T6, and the pressure difference ⁇ P deviates from this range. Then, it is determined that the piping 110 has an abnormality.
  • the piping abnormality detection system 100 is similar to the first embodiment in the hot water supply system configured by omitting the flow switch that has been conventionally arranged in the piping 110. Can be detected.
  • the abnormality of the pipe 110 may be detected based on the rate of change of the pressure difference ⁇ P with respect to the rotation speed of the pump 121 instead of the pressure difference ⁇ P.
  • FIG. 11 shows the relationship between the pressure difference ⁇ P and the rotational speed of the pump 121 by lines Lm30, Lm31, and Lm32.
  • the line Lm30 corresponds to the case where there is no abnormality in the pipe 110
  • the line Lm31 corresponds to the case where there is an abnormality in the first piping part 113
  • the line Lm32 corresponds to the case where there is an abnormality in the second piping part 114.
  • the pressure difference ⁇ P can be obtained by subtracting the pressure Ps from the detected pressure. Therefore, it can be said that the lines Lm30, Lm31, and Lm32 are equal to the lines Lm20, Lm21, and Lm22, respectively, when Ps shown in FIG. 9 is changed to the origin of the vertical axis.
  • the negative change rate D10 when there is no abnormality in the piping 110 the negative change rate D11 when there is an abnormality in the first piping portion 113, and the abnormality when the second piping portion 114 is abnormal.
  • a negative change rate D12 is shown respectively.
  • these change rates are: F4 larger than the predetermined pump rotation speeds F3 and F3, pressure difference ⁇ P3 when the rotation speed of the pump 121 is F3, and F4 where the rotation speed of the pump 121 is larger than F3. From the pressure difference ⁇ P4 at the time, it is calculated according to an arithmetic expression of ( ⁇ P4- ⁇ P3) / (F4-F3).
  • the rate of change D11 is larger than the rate of change D10, but since the rates of change D10 and D11 are both negative values, the rate of change D11 is smaller than the rate of change D10. That is, when there is an abnormality in the first piping part 113, the rate of change of the pressure difference ⁇ P is smaller than when there is no abnormality, like the pressure difference ⁇ P. Further, although the rate of change D12 is smaller than the rate of change rate D10, the rate of change D12 is larger than the rate of change D10 because both the rates of change D10 and D12 are negative values.
  • the rate of change of the pressure difference ⁇ P is larger than that when there is no abnormality, like the pressure difference ⁇ P. Therefore, even if the change rate D is used in place of the pressure difference ⁇ P according to the third embodiment, the presence or absence of an abnormality in the pipe 110 can be detected as in the third embodiment.
  • the heat pump unit 134 is used as a heat source for performing the boiling operation, but an electric heater or a gas combustion device may be used as the heat source.
  • the piping abnormality detection system 100 may be configured by omitting the hot water storage tank 130. Further, the piping abnormality detection system 100 may be configured by omitting the heat exchanger 123. For example, instead of the heat exchanger 123, the piping abnormality detection system 100 may be configured using a heat source for replenishing water in the bathtub 200. Further, this circulation path may be used for cleaning the water in the bathtub 200 instead of a reheating operation without providing a heat source in the circulation path formed between the pipe 110 and the bathtub 200.
  • the number of water supply ports 101 and hot water supply ports 102 is not limited to that shown in FIG. 1 and is arbitrary. Moreover, in the said embodiment, although the water pipe connected to the hot water supply port 102 and the piping 110 were independent, it is good also as a structure which connects this water pipe and the piping 110. FIG. 1
  • the threshold values T1 to T6 may be determined based on the pressure detected by the pressure detection sensor 122 in the past. Thereby, the threshold suitable for the use environment of the actual piping abnormality detection system 100 can be set. For example, in the past fixed period, from the fluctuation of the pressure difference between the pressure detected when the pump 121 is stopped and the pressure detected when the pump 121 is operating at a specified rotational speed, Threshold values T1 and T2 may be determined.
  • the configuration for the user to input information is limited to the terminal 210, but the control device 140 may include such a configuration.
  • the program 149 stored in the data storage unit 144 can be read by a computer such as a flexible disk, a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), and an MO (Magneto-Optical Disk).
  • a computer such as a flexible disk, a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), and an MO (Magneto-Optical Disk).
  • the program 149 may be stored in a disk device included in a server device on a communication network represented by the Internet, and may be downloaded onto a computer while being superimposed on a carrier wave, for example.
  • the above-described processing can also be achieved by starting and executing the program 149 while transferring it via a network typified by the Internet.
  • processing can also be achieved by executing all or part of the program 149 on the server device and executing the program 149 while the computer transmits and receives information regarding the processing via the communication network. .
  • means for realizing the function of the piping abnormality detection system 100 is not limited to software, and part or all of the means may be realized by dedicated hardware. For example, if each module shown in FIG. 3 is configured using a circuit typified by FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), power saving of the control device 140 can be achieved. .
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the present invention is suitable for detecting an abnormality occurring in a pipe.
  • 100 piping abnormality detection system 101 water supply port, 102 hot water supply port, 110 piping, 111 inflow port, 112 outflow port, 113 first piping unit, 114 second piping unit, 121 pump, 122 pressure detection sensor, 123 heat exchanger, 130 hot water storage tank, 131 three-way valve, 132 pump, 133 four-way valve, 134 heat pump unit, 135 mixing valve, 140 controller, 141 processor, 142 RAM, 143 ROM, 144 data storage unit, 145 communication unit, 146 internal bus, 147 Communication unit, 149 program, 150 output device, 160 notification device, 200 bathtub, 210 terminal, 31 UI module, 32 acquisition module, 33 execution Joule, 34 determination module.

Landscapes

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Abstract

配管異常検知システム（１００）は、浴槽（２００）の水を流入させる流入口（１１１）と浴槽（２００）に水を流出させる流出口（１１２）とを有する配管（１１０）と、配管（１１０）と浴槽（２００）との間で水を循環させるポンプ（１２１）と、配管（１１０）の内部の圧力を検出する圧力検出センサ（１２２）と、ポンプ（１２１）が停止しているときに圧力検出センサ（１２２）によって検出される圧力とポンプ（１２１）が稼働しているときに圧力検出センサ（１２２）によって検出される圧力との差と、ポンプ（１２１）の回転数に対する差の変化率と、の少なくとも一方が予め定められた範囲から外れると、配管（１１０）の異常を検知したことを示す信号を出力する出力装置（１５０）と、を備える。

Description

配管異常検知システム、配管異常検知方法及びプログラム
　本発明は、配管異常検知システム、配管異常検知方法及びプログラムに関する。
　近年、給湯装置の高機能化が進み、単に温水を生成するだけでなく、給湯温度を適温に調整したり、浴槽に適量の湯張りをしたりすることが可能になっている。また、浴槽内の湯水をポンプで搬送して、予め貯えておいた湯水との間で熱交換を行うことにより、浴槽内の湯水の追い焚きをしたり浴槽内の湯水から熱を回収したりする給湯装置も登場している。
　上述のような給湯装置の高機能化に伴って、給湯装置を構成する機能部品が増加し、コストが増加している。例えば、浴槽への適量の湯張りを実現するために、浴槽内の水位を検出する水位センサが用いられる。また、ポンプが稼働したときにポンプによって搬送される湯水を検知するためにフロースイッチが利用される。
　そこで、給湯装置を簡素な構成とするための提案がなされている（例えば、特許文献１を参照）。従来は、フロースイッチを利用して浴槽内に湯水があるか否かの判定がなされていたが、特許文献１では、水位センサを流用して上記の判定を実行している。これにより、フロースイッチを省いて給湯装置を構成しても、上記の判定を実行することができる。
特開平９－４９６５９号公報
　しかしながら、フロースイッチは、上記の判定に加え、配管に生じた異常の検知に用いられることがある。特許文献１に記載の技術では、フロースイッチを省いて構成した給湯装置で配管の異常を検知することについては何ら考慮されていないため、フロースイッチを用いることなく配管の異常を検知することが困難となるおそれがあった。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、フロースイッチを用いることなく配管の異常を検知することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の配管異常検知システムは、浴槽の水を流入させる流入口と浴槽に水を流出させる流出口とを有する配管と、配管と浴槽との間で水を循環させるポンプと、配管の内部の圧力を検出する検出手段と、ポンプが停止しているときに検出手段によって検出される圧力とポンプが稼働しているときに検出手段によって検出される圧力との差と、ポンプの回転数に対する差の変化率と、の少なくとも一方が予め定められた範囲から外れると、配管の異常を検知したことを示す信号を出力する出力手段と、を備える。
　本発明によれば、ポンプが停止しているときの配管の内部の圧力とポンプが稼働しているときの配管の内部の圧力との差と、この差の変化率と、の少なくとも一方が予め定められた範囲から外れると、配管の異常を検知したことを示す信号が出力される。これにより、フロースイッチを用いることなく配管の異常を検知することができる。
実施の形態１に係る配管異常検知システムの構成を示す図 制御装置のハードウェア構成を示す図 制御装置の機能的な構成を示す図 実施の形態１に係るポンプの回転数と検出圧力との関係を示す図 実施の形態１に係る配管異常検知処理を示すフロー図 実施の形態２に係る配管異常検知処理を示すフロー図 実施の形態２に係るポンプの回転数と圧力差との関係を示す図 実施の形態３に係る配管異常検知システムの構成を示す図 実施の形態３に係るポンプの回転数と検出圧力との関係を示す図 実施の形態３に係る配管異常検知処理を示すフロー図 実施の形態３に係る圧力差に代えてその変化率を用いる場合について説明するための図
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下では、湯、高温水及び温水と、低温水及び冷水と、を総称して水という。湯、高温水及び温水は、例えば、市水を加熱することで得る水、又は、温度が人の標準的な体温である３６℃より高い水である。低温水及び冷水は、例えば、市水を加熱することなく得る水、又は温度が３６℃以下の水である。
　実施の形態１．
　図１には、実施の形態１に係る配管異常検知システム１００が示されている。この配管異常検知システム１００は、給水口１０１から供給される市水を加熱して得た高温水を給湯口１０２から供給し、浴槽２００の水の追い焚きを行うヒートポンプ式給湯システムである。なお、図１において太い実線は、配水管を示している。
　給水口１０１には、例えば、市水、上水、井戸水、又は、配管異常検知システム１００のユーザが独自に準備した水が供給される。給湯口１０２は、例えば、調理場又は風呂場に設置される蛇口、カラン、又はシャワーヘッドである。図１には、給湯口１０２の一例としてシャワーヘッドが示されている。この給湯口１０２から供給される湯は、浴槽２００への給湯にも利用される。
　また、配管異常検知システム１００は、フロースイッチに代えて圧力検出センサ１２２を利用することで、配水管の異常を検知する。配管異常検知システム１００によって検知される配水管の異常は、例えば、配水管の潰れ又は遮蔽物による詰まりに起因する異常であって、配管異常検知システム１００と浴槽２００とを接続する配管１１０の狭窄及び閉塞である。また、配水管の異常には、配水管の内部に配置されたフィルタの目詰まり、水に溶けた成分の析出或いは沈殿、及び、配水管の腐食によるものが含まれ得る。
　配管異常検知システム１００は、浴槽２００の水を循環させるための配管１１０と、配管１１０内の水を搬送するポンプ１２１と、配管１１０の内部の圧力を検出する圧力検出センサ１２２と、浴槽２００の水と貯湯タンク１３０の水との間で熱交換を行う熱交換器１２３と、高温水を貯えるための貯湯タンク１３０と、貯湯タンク１３０の底部に接続される流路を切り替える三方弁１３１と、貯湯タンク１３０の水を循環させるためのポンプ１３２と、ポンプ１３２の吐出口に接続される流路を切り替える四方弁１３３と、貯湯タンク１３０の水を加熱するヒートポンプユニット１３４と、貯湯タンク１３０の上部から取水した高温水と給水口１０１から供給される水とを混合する混合弁１３５と、配管異常検知システム１００の構成要素を制御する制御装置１４０と、配管１１０の異常を検知したことを示す信号を出力する出力装置１５０と、配管１１０の異常をユーザに報知する報知装置１６０と、を有している。
　配管１１０は、浴槽２００の水を流入させる流入口１１１と浴槽２００に水を流出させる流出口１１２とを有し、浴槽２００の水を循環させる循環路を形成する。配管１１０は、チューブを用いて構成してもよいし、パイプを用いて構成してもよい。
　ポンプ１２１は、例えばモータ及びギアを含んで構成される渦巻きポンプ又はディフューザポンプである。ポンプ１２１は、配管１１０の予め定められた位置に配置される。本実施の形態に係るポンプ１２１は、流入口１１１と圧力検出センサ１２２との間に配置される。すなわち、ポンプ１２１は、圧力検出センサ１２２の上流側に配置される。ポンプ１２１は、制御装置１４０から指示された回転数で稼働することにより、配管１１０と浴槽２００との間で水を循環させる。詳細には、ポンプ１２１は、駆動装置としてのインバータ回路を有し、制御装置１４０から送信された制御信号により指示された制御値に従って駆動回転数を変更することにより、水を搬送する際の水流量を変化させる。なお、図１には、ポンプ１２１が稼働することで生じる水流の方向が、白抜き矢印で示されている。
　圧力検出センサ１２２は、配管１１０の特定の位置に配置される。本実施の形態に係る圧力検出センサ１２２は、ポンプ１２１と熱交換器１２３との間に配置される。すなわち、圧力検出センサ１２２は、ポンプ１２１の下流側であって、熱交換器１２３の上流側に配置される。圧力検出センサ１２２は、配管１１０内の水の圧力を検出することで、浴槽２００に貯えられた水の水位を検出する水位センサとして用いられる。さらに、圧力検出センサ１２２は、配管１１０の異常を検知するために用いられる。圧力検出センサ１２２は、ゲージ圧の検出域を正圧側及び負圧側ともに有するが、本実施の形態では、正圧の検出域の方が広いものとする。
　なお、配管１１０のうち、流入口１１１から圧力検出センサ１２２が配置される特定の位置までを第１配管部１１３として、配管１１０のうち、この特定の位置から流出口１１２までを第２配管部１１４とする。第１配管部１１３は、浴槽から水を戻す戻り配管であって、第２配管部１１４は、浴槽に往く水を送出する往き配管である。
　熱交換器１２３は、配管１１０の予め定められた位置に配置される。本実施の形態に係る熱交換器１２３は、圧力検出センサ１２２と流出口１１２との間に配置される。すなわち、熱交換器１２３は、圧力検出センサ１２２の下流側に配置される。熱交換器１２３の１次側には、貯湯タンク１３０の水を循環させるための配水管が通り、熱交換器１２３の２次側には、配管１１０が通る。熱交換器１２３は、浴槽２００の水と貯湯タンク１３０の高温水との間で熱交換を行い、浴槽２００の水の追い焚きに用いられる。なお、熱交換器１２３は、浴槽２００の高温水から熱を回収して貯湯タンク１３０の水を加熱してもよい。
　貯湯タンク１３０は、ステンレスに代表される金属、又は樹脂によって形成されている。貯湯タンク１３０は、ヒートポンプユニット１３４によって生成された高温水を貯留する。貯湯タンク１３０の表面は断熱材で覆われ、貯湯タンク１３０内の高温水は、長時間にわたって保温される。貯湯タンク１３０の下部は、配水管を介して給水口１０１に接続され、この配水管から低温水が適宜供給される。
　また、貯湯タンク１３０の下部は、配水管を介して三方弁１３１に接続される。三方弁１３１は、制御装置１４０の指示に従って、ポンプ１３２の吸込口に接続される流路を、貯湯タンク１３０の下部と熱交換器１２３の１次側出口とのいずれか一方に切り替える。詳細には、貯湯タンク１３０の水を沸き上げる沸き上げ運転が実行される際に、三方弁１３１は、図１中の実線矢印で示されるようにポンプ１３２の吸込口と貯湯タンク１３０の下部とを接続する流路を形成する。また、浴槽２００の水の追い焚き運転が実行される際に、三方弁１３１は、図１中の破線矢印で示されるようにポンプ１３２の吸込口と熱交換器１２３の１次側出口とを接続する流路を形成する。
　また、貯湯タンク１３０の下部は、配水管を介して四方弁１３３に接続される。四方弁１３３は、制御装置１４０の指示に従って、ヒートポンプユニット１３４の吐出口と貯湯タンク１３０の上部とを接続する第１の流路を形成したり、ポンプ１３２の吐出口と貯湯タンク１３０の下部とを接続する第２の流路を形成したりする。詳細には、四方弁１３３は、沸き上げ運転が実行される際には、実線矢印で示されるように第１の流路を形成し、追い焚き運転が実行される際には、破線矢印で示されるように第２の流路を形成する。なお、第１の流路が形成される際には、第２の流路は閉じられて形成されず、第２の流路が形成される際には、第１の流路は閉じられて形成されない。
　ヒートポンプユニット１３４は、制御装置１４０の指示に従って、ＣＯ２又はＨＦＣ（Hydro Fluoro Carbons）に代表される冷媒を循環させることで水を加熱する装置である。ヒートポンプユニット１３４は、圧縮機、冷媒と水との間で熱交換を行う第１の熱交換器、膨張弁、及び、外気と冷媒との間で熱交換を行う第２の熱交換器がこの順で接続されてなる冷媒回路と、第２の熱交換器に送風する送風機と、冷媒、水又は外気の温度を計測する温度センサと、ヒートポンプユニット１３４の構成要素を制御する制御基板と、を有している。圧縮機の回転数、膨張弁の開度、及び送風機の回転数は、制御装置１４０から送信された制御信号により指示される制御値に従う。
　混合弁１３５は、給水口１０１、貯湯タンク１３０の上部、及び給湯口１０２に接続される。混合弁１３５は、制御装置１４０の指示に従った混合比で、貯湯タンク１３０の上部から取水した高温水と、給水口１０１から供給される低温水とを混合して、混合した水を給湯口１０２に送出する。
　制御装置１４０は、配管異常検知システム１００が内蔵するコンピュータである。制御装置１４０は、配管異常検知システム１００の外部の端末２１０と通信可能に接続され、端末２１０が受け付けたユーザの操作内容に応じて、給湯システムとしての配管異常検知システム１００の各構成要素を制御する。そして、制御装置１４０は、沸き上げ運転及び追い焚き運転を実行する。また、制御装置１４０は、ユーザが所望する温度の湯が給湯口１０２から出水されるように混合弁１３５の混合比を調整し、給湯口１０２から適量の湯を浴槽２００に供給する湯張り運転を実行する。さらに、制御装置１４０は、給湯システムとしての配管異常検知システム１００の運転状態或いは操作画面を端末２１０に表示させる。また、制御装置１４０は、配管１１０の異常を検知すると、検知結果を出力装置１５０に出力する。
　制御装置１４０は、そのハードウェア構成として、図２に示されるように、プロセッサ１４１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４３と、データ記憶部１４４と、通信部１４５と、を有している。ＲＡＭ１４２、ＲＯＭ１４３、データ記憶部１４４、及び通信部１４５は、内部バス１４６を介してプロセッサ１４１に接続されている。
　プロセッサ１４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含んで構成される。プロセッサ１４１は、データ記憶部１４４に記憶されるプログラム１４９を実行することで種々の機能を発揮する。
　ＲＡＭ１４２は、データ記憶部１４４からプログラム１４９をロードする。そして、ＲＡＭ１４２は、プロセッサ１４１の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１４３は、複数のファームウェア或いはこれらのファームウェアの実行の際に使用されるデータを記憶する。
　データ記憶部１４４は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ及びハードディスクドライブに代表される不揮発性の非一時的な記録媒体である。データ記憶部１４４は、配管異常検知システム１００の動作を制御するためのプログラム１４９と、このプログラム１４９の実行時にプロセッサ１４１によって利用されるデータを記憶する。プログラム１４９の実行時に利用されるデータには、配管異常検知システム１００の運転モードと、ポンプ１２１，１３２の発停及び回転数、ヒートポンプユニット１３４の運転状態、三方弁１３１及び四方弁１３３によって切り替えられる流路、並びに、混合弁１３５による混合比と、の対応関係を示すデータ、及び、後述の処理に用いられるパラメータとしての閾値が含まれる。
　通信部１４５は、有線通信又は無線通信を行うためのＮＩＣ（Network Interface Card controller）を含んで構成される。通信部１４５は、端末２１０、ポンプ１２１，１３２、ヒートポンプユニット１３４、三方弁１３１、四方弁１３３、及び混合弁１３５と通信可能に接続される。
　制御装置１４０の以上のハードウェア構成が協働することで、制御装置１４０の種々の機能が実現される。図３には、制御装置１４０の機能的な構成が示されている。図３に示されるように、制御装置１４０は、その機能として、ユーザから情報を受け付けたりユーザに情報を提示したりするためのＵＩ（User Interface）モジュール３１と、配管異常検知システム１００の各構成要素からデータを取得する取得モジュール３２と、給湯システムとしての配管異常検知システム１００の各運転モードを実行する実行モジュール３３と、配管１１０に異常が生じたか否かを判定する判定モジュール３４と、を有している。
　ＵＩモジュール３１は、端末２１０及び出力装置１５０を介したユーザインタフェース処理を実行する。すなわち、ＵＩモジュール３１は、端末２１０に入力されたユーザの操作を受け付ける。また、ＵＩモジュール３１は、端末２１０及び出力装置１５０に情報を送信して、その情報を端末２１０に表示させたり報知装置１６０に報知させたりする。この情報には、例えば、給湯システムの運転状態を示す情報が含まれる。
　取得モジュール３２は、一定時間毎に、ヒートポンプユニット１３４の運転状態、不図示の温度センサによる計測値、及び圧力検出センサ１２２の検出値を取得し、ポンプ１２１，１３２の駆動装置からポンプ１２１，１３２の駆動状態を示すデータを取得する。一定時間は、例えば５秒間、３０秒間、又は１分間である。取得モジュール３２によって取得された各種データは、データ記憶部１４４（図２参照）に蓄積される。
　実行モジュール３３は、ユーザによって選択された運転モードに対応する制御目標値をデータ記憶部１４４（図２参照）から読み出して、沸き上げ運転、追い焚き運転又は湯張り運転を実行する。
　図１には、沸き上げ運転が実行される際の水流方向が実線矢印で示されている。実線矢印で示されるように、沸き上げ運転では、貯湯タンク１３０とヒートポンプユニット１３４との間で沸き上げ回路が形成される。すなわち、貯湯タンク１３０の下部から流出した低温水が、ポンプ１３２によって搬送されて、ヒートポンプユニット１３４によって加熱されることで高温水となり、貯湯タンク１３０の上部に戻される。
　また、図１には、追い焚き運転が実行される際の水流方向が破線矢印で示されている。破線矢印で示されるように、追い焚き運転では、貯湯タンク１３０と熱交換器１２３との間で循環路が形成される。すなわち、ポンプ１３２が稼働することで貯湯タンク１３０の上部から流出した高温水が、熱交換器１２３の１次側を通り、三方弁１３１、ポンプ１３２、四方弁１３３をこの順で通って貯湯タンク１３０の下部に戻る。また、追い焚き運転では、白抜き矢印で示されるように、ポンプ１２１が配管１１０と浴槽２００との間で水を循環させる。これにより、熱交換器１２３が、貯湯タンク１３０に蓄えられた熱を浴槽２００へ移動させることとなる。
　図３に戻り、判定モジュール３４は、ポンプ１２１を制御しつつ得られた圧力検出センサ１２２の検出値に基づいて、配管１１０に異常が生じたか否かを判定し、判定結果を出力装置１５０（図１参照）に通知する。判定モジュール３４によって実行される判定処理の詳細については、後述する。
　図１に戻り、出力装置１５０は、有線通信又は無線通信を行うためのＮＩＣ（Network Interface Card controller）を含んで構成され、制御装置１４０、報知装置１６０及び端末２１０と通信可能に接続される。出力装置１５０は、判定モジュール３４によって配管１１０に異常が生じたと判定された場合に、この異常を検知したことを示す信号を、報知装置１６０及び端末２１０に出力する。これにより、配管１１０の異常を検知したことがユーザに報知される。なお、出力装置１５０は、制御装置１４０のハードウェア部品或いはソフトウェアモジュールとして制御装置１４０に内蔵されていてもよいし、制御装置１４０と一体的に形成されてもよい。
　報知装置１６０は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＬＣＤ（Liquid Cristal Display）又はスピーカを含んで構成される。出力装置１５０は、出力装置１５０から出力された信号により示される情報をユーザに対して提示する。なお、報知装置１６０は、制御装置１４０に内蔵されていてもよいし、制御装置１４０と一体的に形成されてもよい。
　続いて、制御装置１４０が配管１１０の異常の有無を検知する手法の概要について説明する。
　図１中の白抜き矢印で示されるように、ポンプ１２１が稼働すると、浴槽２００から引かれた水は、第１配管部１１３に流入してポンプ１２１で昇圧された後に、圧力検出センサ１２２を通過して熱交換器１２３の２次側入口に流入する。そして、この水は、第２配管部１１４を通過して浴槽２００内に流出する。
　このように配管１１０と浴槽２００との間で循環する水流があるときには、熱交換器１２３及び第２配管部１１４における圧力損失が生じるため、圧力検出センサ１２２によって検出される圧力は、水流がないときと比較して、高くなる。ここで、熱交換器１２３のように水抵抗が大きな流路を圧力検出センサ１２２の下流側に配置することで、水流がない時に検出される圧力から水流がある時に検出される圧力の上昇を、より顕著にすることができる。
　図４には、配管１１０に異常がない場合において水流によって増加する圧力が線Ｌｍ０で示されている。図４からわかるように、ポンプ１２１が停止しているときに検出される圧力はＰｓであって、ポンプ１２１の回転数が増加すると検出圧力も増加する。
　ここで、第２配管部１１４に異常がある場合について考察する。第２配管部１１４に異常が生じると、第２配管部１１４における圧力損失が増大する。このため、ポンプ１２１の回転数が同一であるという条件下において、第２配管部１１４に異常が生じると、第２配管部１１４に異常がない場合と比較して、圧力検出センサ１２２によって検出される圧力が高くなる。
　図４には、第２配管部１１４に異常がある場合に検出される圧力が、線Ｌｍ２で示されている。図４からわかるように、ポンプ１２１が停止しているときに検出される圧力は、異常がない場合に検出される圧力に等しいＰｓである。ポンプ１２１の回転数が増加すると検出圧力も増加するが、第２配管部１１４に異常がある場合における増加の度合いは、異常がない場合より大きくなる。
　また、第１配管部１１３に異常がある場合について考察する。第１配管部１１３に異常が生じると、第１配管部１１３における圧力損失が増大する。このため、ポンプ１２１の回転数が同一であるという条件下において、第１配管部１１３に異常が生じると、第１配管部１１３に異常がない場合と比較して、配管１１０と浴槽２００との間で循環する水流量が減少する。この水流量が減少すると、熱交換器１２３及び第２配管部１１４における圧力損失が減少する。したがって、ポンプ１２１の回転数が同一であるという条件下において、第１配管部１１３に異常が生じると、異常がない場合と比較して、圧力検出センサ１２２によって検出される圧力が低くなる。
　図４には、第１配管部１１３に異常がある場合に検出される圧力が、線Ｌｍ１で示されている。図４からわかるように、ポンプ１２１が停止しているときに検出される圧力は、異常がない場合に検出される圧力に等しいＰｓである。ポンプ１２１の回転数が増加すると検出圧力も増加するが、第１配管部１１３に異常がある場合における増加の度合いは、異常がない場合より小さくなる。
　このように、ポンプ１２１が稼働しているときに圧力検出センサ１２２によって検出される圧力は、配管１１０に生じた異常の有無及び異常が生じた場所に応じて変化する。したがって、第１配管部１１３及び第２配管部１１４に生じた異常の有無を検知することが可能になる。
　なお、圧力検出センサ１２２によって検出される圧力は、浴槽２００内の水位及び大気圧によって変化し得る。そこで、ポンプ１２１が停止しているときに圧力検出センサ１２２によって検出される圧力とポンプ１２１が稼働しているときに圧力検出センサ１２２によって検出される圧力との圧力差を利用して、配管１１０に生じた異常を判定することで、浴槽２００内の水位や大気圧の影響を軽減して、異常の検知精度を向上させることができる。例えば、図４に示されるように、第２配管部１１４に異常がある場合において、ポンプ１２１の回転数がＲ１であるときに検出される圧力Ｐｍとポンプ１２１が停止しているときに検出される圧力Ｐｓとの圧力差ΔＰを利用すれば、異常の検知精度を向上させることができる。
　続いて、制御装置１４０及び出力装置１５０によって実行される配管異常検知処理について、図５を用いて説明する。図５に示される配管異常検知処理は、例えば、浴槽２００への湯張り運転が実行された後に実行される。
　配管異常検知処理において、制御装置１４０の判定モジュール３４は、まず、ポンプ１２１を停止する（ステップＳ１０１）。具体的には、判定モジュール３４は、ポンプ１２１の停止を指示して、ポンプ１２１が停止していることを確認する。
　次に、判定モジュール３４は、浴槽２００内に水があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。具体的には、判定モジュール３４は、圧力検出センサ１２２によって検出されている圧力が、予め定められた規定値を超えているか否かを判定する。また、判定モジュール３４は、圧力検出センサ１２２によって検出されている圧力を、ポンプ１２１が停止しているときに圧力検出センサ１２２によって検出される圧力Ｐｓとして、データ記憶部１４４に格納する。
　浴槽２００内に水がないと判定した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、判定モジュール３４は、ステップＳ１０２の判定を繰り返す。これにより、浴槽２００に水があると判定されるまで、配管に生じた異常の検知が延期される。
　一方、浴槽２００内に水があると判定した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、判定モジュール３４は、予め規定された回転数でポンプ１２１を稼働させる（ステップＳ１０３）。予め規定された回転数は、異常によって生じる後述の圧力差を顕著にするため、大きい方が望ましく、例えば、ポンプ１２１の最大回転数である。
　次に、判定モジュール３４は、ポンプ１２１が規定回転数で稼働しているときに圧力検出センサ１２２によって検出される圧力Ｐｍを取得して、ポンプ１２１が停止しているときに検出された圧力Ｐｓとポンプ１２１が稼働しているときに検出された圧力Ｐｍとの圧力差ΔＰを算出する（ステップＳ１０４）。具体的には、判定モジュール３４は、圧力Ｐｍから圧力Ｐｓを減じて得る圧力差ΔＰを算出する。
　次に、判定モジュール３４は、圧力差ΔＰと予め定められた閾値Ｔ１とを比較して、圧力差ΔＰが閾値Ｔ１を下回るか否かを判定する（ステップＳ１０５）。閾値Ｔ１は、データ記憶部１４４に予め格納される。
　圧力差ΔＰが閾値Ｔ１を下回ると判定した場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、判定モジュール３４は、第１配管部１１３に異常があると判断する（ステップＳ１０６）。
　一方、圧力差ΔＰが閾値Ｔ１を下回っていないと判定した場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、判定モジュール３４は、圧力差ΔＰと予め定められた閾値Ｔ２とを比較して、圧力差ΔＰが閾値Ｔ２を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。閾値Ｔ２は、データ記憶部１４４に予め格納される。なお、閾値Ｔ２は、閾値Ｔ１より大きい値である。
　圧力差ΔＰが閾値Ｔ２を超えると判定した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、判定モジュール３４は、第２配管部１１４に異常があると判断する（ステップＳ１０８）。
　一方、圧力差ΔＰが閾値Ｔ２を超えないと判定した場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、判定モジュール３４は、配管１１０に異常がないと判断する（ステップＳ１０９）。すなわち、判定モジュール３４は、下限を閾値Ｔ１として上限を閾値Ｔ２として規定される正常の範囲に圧力差ΔＰが収まる場合に、配管１１０に異常がないと判断し、圧力差ΔＰがこの範囲から外れると、配管１１０に異常があると判断することとなる。
　ステップＳ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１０９の後に、判定モジュール３４は、判定の結果を出力装置１５０に通知して、出力装置１５０は、検知結果を示す信号を端末２１０及び報知装置１６０に出力する（ステップＳ１１０）。具体的には、ステップＳ１０６に続くステップＳ１１０で、出力装置１５０は、第１配管部１１３の異常を検知したことを示す信号を出力する。また、ステップＳ１０８に続くステップＳ１１０で、出力装置１５０は、第２配管部１１４の異常を検知したことを示す信号を出力する。また、ステップＳ１０９に続くステップＳ１１０で、出力装置１５０は、配管１１０に異常が検知されなかったことを示す信号を出力する。その後、配管異常検知処理が終了する。
　以上、説明したように、本実施の形態に係る配管異常検知システム１００は、ポンプ１２１が停止しているときに圧力検出センサ１２２によって検出される圧力とポンプ１２１が稼働しているときに圧力検出センサ１２２によって検出される圧力との差が予め定められた範囲から外れると、配管１１０の異常を検知したことを示す信号を出力した。これにより、従来は配管１１０に配置されていたフロースイッチを省いて構成した給湯システムにおいて、配管１１０の異常を検知することができる。
　また、配管異常検知システム１００は、配管１１０に異常が生じると、圧力差ΔＰの大小に基づいて第１配管部１１３の異常と第２配管部１１４の異常とを区別して信号を出力した。これにより、異常が生じた場所を容易に特定することができる。
　また、圧力検出センサ１２２は、ポンプ１２１と熱交換器１２３との間に配置された。これにより、配管１１０に異常が生じたことによる圧力変化を顕著にして、異常の検知精度を向上させることができる。
　また、図５に示された配管異常検知処理は、浴槽２００への湯張り運転が実行された後に実行された。これにより、浴槽２００に確実に水がある状況で、配管１１０の異常を検知することができる。すなわち、配管の異常の有無を確実に判別することができる。
　実施の形態２．
　続いて、実施の形態２について、上述の実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態１と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。本実施の形態に係る配管異常検知システム１００は、圧力差ΔＰに代えて、ポンプ１２１の回転数に対する圧力差ΔＰの変化率に基づいて配管１１０の異常を検出する点で、実施の形態１に係るものと異なっている。
　図６には、本実施の形態に係る配管異常検知処理が示されている。図６に示されるように、ステップＳ１０２の判定が肯定されると（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、判定モジュール３４は、予め定められた回転数Ｆ１でポンプ１２１を稼働させる（ステップＳ２０１）。回転数Ｆ１は、例えば、ポンプ１２１の最大回転数を１／２倍したものである。
　次に、判定モジュール３４は、ポンプ１２１が回転数Ｆ１で稼働しているときに圧力検出センサ１２２によって検出される圧力Ｐｍ１を取得して、ポンプ１２１が停止しているときに検出された圧力Ｐｓとポンプ１２１が稼働しているときに検出された圧力Ｐｍ１との圧力差ΔＰ１を算出する（ステップＳ２０２）。具体的には、判定モジュール３４は、圧力Ｐｍ１から圧力Ｐｓを減じて得る圧力差ΔＰ１を算出する。
　次に、判定モジュール３４は、予め定められた回転数Ｆ２でポンプ１２１を稼働させる（ステップＳ２０３）。回転数Ｆ２は、回転数Ｆ１より大きな値であって、例えば、ポンプ１２１の最大回転数である。
　次に、判定モジュール３４は、ポンプ１２１が回転数Ｆ２で稼働しているときに圧力検出センサ１２２によって検出される圧力Ｐｍ２を取得して、ポンプ１２１が停止しているときに検出された圧力Ｐｓとポンプ１２１が稼働しているときに検出された圧力Ｐｍ２との圧力差ΔＰ２を算出する（ステップＳ２０４）。具体的には、判定モジュール３４は、圧力Ｐｍ２から圧力Ｐｓを減じて得る圧力差ΔＰ２を算出する。
　次に、判定モジュール３４は、圧力差の変化率Ｄを算出する（ステップＳ２０５）。具体的には、判定モジュール３４は、Ｄ＝（ΔＰ２－ΔＰ１）／（Ｆ２－Ｆ１）の演算式に従って、ポンプ１２１の回転数に対する圧力差の変化率Ｄを算出する。
　次に、判定モジュール３４は、変化率Ｄと予め定められた閾値Ｔ３とを比較して、変化率Ｄが閾値Ｔ３を下回るか否かを判定する（ステップＳ２０６）。閾値Ｔ３は、データ記憶部１４４に予め格納される。
　変化率Ｄが閾値Ｔ３を下回ると判定した場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、判定モジュール３４は、第１配管部１１３に異常があると判断する（ステップＳ１０６）。
　一方、変化率Ｄが閾値Ｔ３を下回っていないと判定した場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、判定モジュール３４は、変化率Ｄと予め定められた閾値Ｔ４とを比較して、変化率Ｄが閾値Ｔ４を超えるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。閾値Ｔ４は、データ記憶部１４４に予め格納される。なお、閾値Ｔ４は、閾値Ｔ３より大きい値である。
　変化率Ｄが閾値Ｔ４を超えると判定した場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、判定モジュール３４は、第２配管部１１４に異常があると判断する（ステップＳ１０８）。
　一方、変化率Ｄが閾値Ｔ４を超えないと判定した場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、判定モジュール３４は、配管１１０に異常がないと判断する（ステップＳ１０９）。すなわち、判定モジュール３４は、下限を閾値Ｔ３として上限を閾値Ｔ４として規定される正常の範囲に変化率Ｄが収まる場合に、配管１１０に異常がないと判断し、変化率Ｄがこの範囲から外れると、配管１１０に異常があると判断することとなる。
　ここで、実施の形態１に係る圧力差ΔＰに代えて変化率Ｄを用いることについて、図７を用いて説明する。図７には、圧力差ΔＰとポンプ１２１の回転数との関係が線Ｌｍ１０，Ｌｍ１１，Ｌｍ１２で示されている。線Ｌｍ１０は、配管１１０に異常がない場合に対応し、線Ｌｍ１１は、第１配管部１１３に異常がある場合に対応し、線Ｌｍ１２は、第２配管部１１４に異常がある場合に対応する。図４で示されたように、圧力差ΔＰは、検出圧力から圧力Ｐｓを減じて得ることができる。このため、線Ｌｍ１０，Ｌｍ１１，Ｌｍ１２はそれぞれ、図４に示されるＰｓを縦軸の原点に変更したときの線Ｌｍ０，Ｌｍ１，Ｌｍ２に等しいといえる。
　また、図７では、配管１１０に異常がない場合における変化率Ｄ０と、第１配管部１１３に異常がある場合における変化率Ｄ１と、第２配管部１１４に異常がある場合における変化率Ｄ２とが、それぞれ示されている。図７からわかるように、変化率Ｄ１は、変化率Ｄ０より小さい。すなわち、第１配管部１１３に異常がある場合には、圧力差ΔＰの変化率は、圧力差ΔＰと同様に、異常がない場合と比較して小さくなる。また、変化率Ｄ２は、変化率Ｄ０より大きい。すなわち、第２配管部１１４に異常がある場合には、圧力差ΔＰの変化率は、圧力差ΔＰと同様に、異常がない場合と比較して大きくなる。したがって、実施の形態１に係る圧力差ΔＰに代えて変化率Ｄを用いても、実施の形態１と同様に配管１１０の異常の有無を検出することができる。
　以上、説明したように、本実施の形態に係る配管異常検知システム１００は、ポンプ１２１の回転数に対する圧力差の変化率Ｄに基づいて配管１１０の異常を検出した。配管１１０に異常が生じた場合の変化率Ｄは、異常がない場合の変化率Ｄから乖離する。このため、実施の形態１と同様に、従来は配管１１０に配置されていたフロースイッチを省いて構成した給湯システムにおいて、配管１１０の異常を検知することができる。
　また、配管異常検知システム１００は、配管１１０に異常が生じると、変化率Ｄの大小に基づいて第１配管部１１３の異常と第２配管部１１４の異常とを区別して信号を出力する。これにより、異常が生じた場所を容易に特定することができる。
　実施の形態３．
　続いて、実施の形態３について、上述の実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態１と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。本実施の形態に係る配管異常検知システム１００は、図８に示されるように、配管１１０の上流側から熱交換器１２３、圧力検出センサ１２２及びポンプ１２１がこの順で配置される点で、実施の形態１に係るものと異なっている。
　ポンプ１２１は、圧力検出センサ１２２と流出口１１２の間に配置される。すなわち、ポンプ１２１は、圧力検出センサ１２２の下流側に配置される。圧力検出センサ１２２は、ポンプ１２１と熱交換器１２３との間に配置される。すなわち、圧力検出センサ１２２は、ポンプ１２１の上流側であって、熱交換器１２３の下流側に配置される。本実施の形態に係る圧力検出センサ１２２によるゲージ圧の検出域については、負圧側の検出域の方が正圧側の検出域より広いものとする。熱交換器１２３は、流入口１１１と圧力検出センサ１２２との間に配置される。すなわち、熱交換器１２３は、圧力検出センサ１２２の上流側に配置される。
　続いて、本実施の形態に係る制御装置１４０が配管１１０の異常の有無を検知する手法の概要について説明する。
　図８中の白抜き矢印で示されるように、ポンプ１２１が稼働すると、浴槽２００から引かれた水は、第１配管部１１３に流入して熱交換器１２３及び圧力検出センサ１２２を通過した後に、ポンプ１２１で昇圧される。そして、この水は、第２配管部１１４を通過して浴槽２００内に流出する。
　このように配管１１０と浴槽２００との間で循環する水流があるときには、熱交換器１２３及び第１配管部１１３における圧力損失が生じるため、圧力検出センサ１２２によって検出される圧力は、水流がないときと比較して、低くなる。ここで、熱交換器１２３のように水抵抗が大きな流路を圧力検出センサ１２２の上流側に配置することで、水流がない時に検出される圧力から水流がある時に検出される圧力の低下を、より顕著にすることができる。
　図９には、異常がない場合において水流によって減少する圧力が線Ｌｍ２０で示されている。図９からわかるように、ポンプ１２１が停止しているときに検出される圧力はＰｓであって、ポンプ１２１の回転数が増加すると検出圧力は減少する。
　ここで、第１配管部１１３に異常がある場合について考察する。第１配管部１１３に異常が生じると、第１配管部１１３における圧力損失が増大する。このため、ポンプ１２１の回転数が同一であるという条件下において、第１配管部１１３に異常が生じると、第１配管部１１３に異常がない場合と比較して、圧力検出センサ１２２によって検出される圧力が低くなる。
　図９には、第１配管部１１３に異常がある場合に検出される圧力が、線Ｌｍ２１で示されている。図９からわかるように、ポンプ１２１が停止しているときに検出される圧力は、異常がない場合に検出される圧力に等しいＰｓである。ポンプ１２１の回転数が増加すると検出圧力は減少するが、第１配管部１１３に異常がある場合における減少の度合いは、異常がない場合より大きくなる。
　また、第２配管部１１４に異常がある場合について考察する。第２配管部１１４に異常が生じると、第２配管部１１４における圧力損失が増大する。このため、ポンプ１２１の回転数が同一であるという条件下において、第２配管部１１４に異常が生じると、第２配管部１１４に異常がない場合と比較して、配管１１０と浴槽２００との間で循環する水流量が減少する。この水流量が減少すると、熱交換器１２３及び第１配管部１１３における圧力損失が減少する。したがって、ポンプ１２１の回転数が同一であるという条件下において、第２配管部１１４に異常が生じると、異常がない場合と比較して、圧力検出センサ１２２によって検出される圧力が高くなる。
　図９には、第２配管部１１４に異常がある場合に検出される圧力が、線Ｌｍ２２で示されている。図９からわかるように、ポンプ１２１が停止しているときに検出される圧力は、異常がない場合に検出される圧力に等しいＰｓである。ポンプ１２１の回転数が増加すると検出圧力は減少するが、第２配管部１１４に異常がある場合における減少の度合いは、異常がない場合より小さくなる。
　このように、ポンプ１２１が稼働しているときに圧力検出センサ１２２によって検出される圧力は、配管１１０に生じた異常の有無及び異常が生じた場所に応じて変化する。したがって、第１配管部１１３及び第２配管部１１４に生じた異常の有無を検知することが可能になる。
　なお、実施の形態１と同様に、ポンプ１２１が停止しているときの圧力と稼働しているときの圧力との圧力差を利用することで、浴槽２００の水位及び大気圧の影響を軽減して配管１１０に生じた異常の有無を検知することができる。例えば、図９に示されるように、第１配管部１１３に異常がある場合において、ポンプ１２１の回転数がＲ２であるときに検出される圧力Ｐｍからポンプ１２１が停止しているときに検出される圧力Ｐｓを減じて得る負値の圧力差ΔＰを利用すれば、第１配管部１１３に生じた異常を精度よく検知することができる。
　図１０には、本実施の形態に係る配管異常検知処理が示されている。図１０に示されるように、ステップＳ１０４に続いて、判定モジュール３４は、圧力差ΔＰと予め定められた閾値Ｔ５とを比較して、圧力差ΔＰが閾値Ｔ５を下回るか否かを判定する（ステップＳ３０１）。閾値Ｔ５は、負の値であって、データ記憶部１４４に予め格納される。
　圧力差ΔＰが閾値Ｔ５を下回ると判定した場合（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、判定モジュール３４は、第１配管部１１３に異常があると判断する（ステップＳ１０６）。
　一方、圧力差ΔＰが閾値Ｔ５を下回っていないと判定した場合（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、判定モジュール３４は、圧力差ΔＰと予め定められた閾値Ｔ６とを比較して、圧力差ΔＰが閾値Ｔ６を超えるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。閾値Ｔ６は、負の値であって、データ記憶部１４４に予め格納される。なお、閾値Ｔ６は、閾値Ｔ５より大きい値である。
　圧力差ΔＰが閾値Ｔ６を超えると判定した場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、判定モジュール３４は、第２配管部１１４に異常があると判断する（ステップＳ１０８）。
　一方、圧力差ΔＰが閾値Ｔ６を超えないと判定した場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、判定モジュール３４は、配管１１０に異常がないと判断する（ステップＳ１０９）。すなわち、判定モジュール３４は、下限を閾値Ｔ５として上限を閾値Ｔ６として規定される正常の範囲に圧力差ΔＰが収まる場合に、配管１１０に異常がないと判断し、圧力差ΔＰがこの範囲から外れると、配管１１０に異常があると判断することとなる。
　以上、説明したように、本実施の形態に係る配管異常検知システム１００は、実施の形態１と同様に、従来は配管１１０に配置されていたフロースイッチを省いて構成した給湯システムにおいて、配管１１０の異常を検知することができる。
　なお、本実施の形態において、実施の形態２と同様に、圧力差ΔＰに代えて、ポンプ１２１の回転数に対する圧力差ΔＰの変化率に基づいて、配管１１０の異常を検知してもよい。
　図１１には、圧力差ΔＰとポンプ１２１の回転数との関係が線Ｌｍ３０，Ｌｍ３１，Ｌｍ３２で示されている。線Ｌｍ３０は、配管１１０に異常がない場合に対応し、線Ｌｍ３１は、第１配管部１１３に異常がある場合に対応し、線Ｌｍ３２は、第２配管部１１４に異常がある場合に対応する。図９で示されたように、圧力差ΔＰは、検出圧力から圧力Ｐｓを減じて得ることができる。このため、線Ｌｍ３０，Ｌｍ３１，Ｌｍ３２はそれぞれ、図９に示されるＰｓを縦軸の原点に変更したときの線Ｌｍ２０，Ｌｍ２１，Ｌｍ２２に等しいといえる。
　また、図１１では、配管１１０に異常がない場合における負の変化率Ｄ１０と、第１配管部１１３に異常がある場合における負の変化率Ｄ１１と、第２配管部１１４に異常がある場合における負の変化率Ｄ１２とが、それぞれ示されている。ただし、これらの変化率は、予め定められたポンプの回転数Ｆ３及びＦ３より大きいＦ４と、ポンプ１２１の回転数がＦ３のときの圧力差ΔＰ３と、ポンプ１２１の回転数がＦ３より大きいＦ４のときの圧力差ΔＰ４とから、（ΔＰ４－ΔＰ３）／（Ｆ４－Ｆ３）の演算式に従って算出される。
　図１１からわかるように、変化率Ｄ１１の大きさは、変化率Ｄ１０の大きさより大きいが、変化率Ｄ１０，Ｄ１１がいずれも負値であるため、変化率Ｄ１１は変化率Ｄ１０より小さい。すなわち、第１配管部１１３に異常がある場合には、圧力差ΔＰの変化率は、圧力差ΔＰと同様に、異常がない場合と比較して小さくなる。また、変化率Ｄ１２の大きさは、変化率Ｄ１０の大きさより小さいが、変化率Ｄ１０，Ｄ１２がいずれも負値であるため、変化率Ｄ１２は変化率Ｄ１０より大きい。すなわち、第２配管部１１４に異常がある場合には、圧力差ΔＰの変化率は、圧力差ΔＰと同様に、異常がない場合と比較して大きくなる。したがって、実施の形態３に係る圧力差ΔＰに代えて変化率Ｄを用いても、実施の形態３と同様に配管１１０の異常の有無を検知することができる。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。
　例えば、上記実施の形態では、沸き上げ運転を実行するための熱源としてヒートポンプユニット１３４が用いられたが、電気ヒータ或いはガス燃焼装置を熱源として用いてもよい。
　また、貯湯タンク１３０を省いて、配管異常検知システム１００を構成してもよい。さらに、熱交換器１２３を省いて、配管異常検知システム１００を構成してもよい。例えば、熱交換器１２３に代えて、浴槽２００の水の追い焚きを行うための熱源を用いて、配管異常検知システム１００を構成してもよい。また、配管１１０と浴槽２００との間で形成される循環路に熱源を設けることなく、この循環路を、追い焚き運転に代えて、浴槽２００の水の清浄化のために用いてもよい。
　また、給水口１０１及び給湯口１０２の数は図１に示されたものに限られず、任意である。また、上記実施の形態において、給湯口１０２につながる配水管と配管１１０とは独立していたが、この配水管と配管１１０とを接続する構成としてもよい。
　また、閾値Ｔ１～Ｔ６は、過去に圧力検出センサ１２２によって検出された圧力に基づいて定められてもよい。これにより、実際の配管異常検知システム１００の使用環境に適した閾値を設定することができる。例えば、過去の一定期間において、ポンプ１２１が停止しているときに検出された圧力と、ポンプ１２１が規定の回転数で稼働しているときに検出された圧力と、の圧力差の変動から、閾値Ｔ１，Ｔ２を定めてもよい。
　また、上記実施の形態において、ユーザが情報を入力するための構成は、端末２１０に限られていたが、制御装置１４０が、このような構成を備えていてもよい。
　また、データ記憶部１４４に記憶されているプログラム１４９を、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラム１４９をコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行する装置を構成することができる。
　また、プログラム１４９をインターネットに代表される通信ネットワーク上のサーバ装置が有するディスク装置に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、コンピュータにダウンロードするようにしてもよい。
　また、インターネットに代表されるネットワークを介してプログラム１４９を転送しながら起動実行することによっても、上述の処理を達成することができる。
　さらに、プログラム１４９の全部又は一部をサーバ装置上で実行させ、その処理に関する情報をコンピュータが通信ネットワークを介して送受信しながらプログラム１４９を実行することによっても、上述の処理を達成することができる。
　なお、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、コンピュータにダウンロードしてもよい。
　また、配管異常検知システム１００の機能を実現する手段は、ソフトウェアに限られず、その一部又は全部を専用のハードウェアによって実現してもよい。例えば、図３に示される各モジュールを、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に代表される回路を用いて構成すれば、制御装置１４０の省電力化を図ることができる。
　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
　本発明は、配管に生じた異常の検知に適している。
　１００　配管異常検知システム、　１０１　給水口、　１０２　給湯口、　１１０　配管、　１１１　流入口、　１１２　流出口、　１１３　第１配管部、　１１４　第２配管部、　１２１　ポンプ、　１２２　圧力検出センサ、　１２３　熱交換器、　１３０　貯湯タンク、　１３１　三方弁、　１３２　ポンプ、　１３３　四方弁、　１３４　ヒートポンプユニット、　１３５　混合弁、　１４０　制御装置、　１４１　プロセッサ、　１４２　ＲＡＭ、　１４３　ＲＯＭ、　１４４　データ記憶部、　１４５　通信部、　１４６　内部バス、　１４７　通信部、　１４９　プログラム、　１５０　出力装置、　１６０　報知装置、　２００　浴槽、　２１０　端末、　３１　ＵＩモジュール、　３２　取得モジュール、　３３　実行モジュール、　３４　判定モジュール。

Claims (7)

  1. 　浴槽の水を流入させる流入口と前記浴槽に水を流出させる流出口とを有する配管と、
    　前記配管と前記浴槽との間で水を循環させるポンプと、
    　前記配管の内部の圧力を検出する検出手段と、
    　前記ポンプが停止しているときに前記検出手段によって検出される圧力と前記ポンプが稼働しているときに前記検出手段によって検出される圧力との差と、前記ポンプの回転数に対する前記差の変化率と、の少なくとも一方が予め定められた範囲から外れると、前記配管の異常を検知したことを示す信号を出力する出力手段と、
    　を備える配管異常検知システム。
  2. 　前記検出手段は、前記配管の特定の位置に配置された圧力センサであって、
    　前記配管は、前記流入口から前記特定の位置までの第１配管部と、前記特定の位置から前記流出口までの第２配管部と、を有し、
    　前記出力手段は、前記ポンプが稼働しているときに前記検出手段によって検出される圧力から前記ポンプが停止しているときに前記検出手段によって検出される圧力を減じて得る前記差が第１閾値を下回ると、前記第１配管部の異常を検知したことを示す信号を出力し、前記差が第２閾値を超えると、前記第２配管部の異常を検知したことを示す信号を出力する、
    　請求項１に記載の配管異常検知システム。
  3. 　前記検出手段は、前記配管の特定の位置に配置された圧力センサであって、
    　前記配管は、前記流入口から前記特定の位置までの第１配管部と、前記特定の位置から前記流出口までの第２配管部と、を有し、
    　前記出力手段は、前記ポンプが稼働しているときに前記検出手段によって検出される圧力から前記ポンプが停止しているときに前記検出手段によって検出される圧力を減じて得る前記差の前記変化率が第３閾値を下回ると、前記第１配管部の異常を検知したことを示す信号を出力し、前記変化率が第４閾値を超えると、前記第２配管部の異常を検知したことを示す信号を出力する、
    　請求項１又は２に記載の配管異常検知システム。
  4. 　前記範囲は、過去に前記検出手段によって検出された圧力から定められる、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の配管異常検知システム。
  5. 　前記検出手段は、前記配管に配置された前記ポンプ及び熱交換器の間に配置された圧力センサである、
    　請求項１から４のいずれか一項に記載の配管異常検知システム。
  6. 　浴槽の水を流入させる流入口と前記浴槽に水を流出させる流出口とを有する配管と、前記浴槽と、の間で水を循環させるポンプが停止しているときに、前記配管の内部の圧力を検出する第１検出ステップと、
    　前記ポンプが稼働しているときに前記配管の内部の圧力を検出する第２検出ステップと、
    　前記第１検出ステップにおいて検出された圧力と前記第２検出ステップにおいて検出された圧力との差と、前記ポンプの回転数に対する前記差の変化率と、の少なくとも一方が予め定められた範囲から外れると、前記配管の異常を検知したことを示す信号を出力する出力ステップと、
    　を含む配管異常検知方法。
  7. 　コンピュータに、
    　浴槽の水を流入させる流入口と前記浴槽に水を流出させる流出口とを有する配管と、前記浴槽と、の間で水を循環させるポンプが停止しているときに検出した前記配管の内部の圧力を示す第１検出値を取得し、
    　前記ポンプが稼働しているときに検出した前記配管の内部の圧力を示す第２検出値を取得し、
    　前記第１検出値と前記第２検出値との差と、前記ポンプの回転数に対する前記差の変化率と、の少なくとも一方が予め定められた範囲から外れると、前記配管の異常を検知したことを示す信号を出力する、
    　ことを実行させるためのプログラム。
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