JP2020016380A - Water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は給湯装置に関し、より特定的には、給湯装置における配管凍結の監視に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hot water supply device, and more particularly, to monitoring of a frozen pipe in a hot water supply device.
給湯装置では、厳冬期に配管の凍結が懸念される。特開平11−64055号公報(特許文献1)には、異常判断機能を有する流量計測装置が記載されており、特に、水道メータへの適用によって、配管の凍結検知に利用可能であることが記載されている。具体的には、水温が凍結温度まで低下した場合に、流量が減少すると凍結の危険性が高いことを音声によってユーザに報知することが記載されている。 In the hot water supply system, there is a concern that the piping may freeze in the severe winter season. Japanese Patent Laying-Open No. 11-64055 (Patent Document 1) describes a flow rate measuring device having an abnormality determination function, and particularly describes that the flow rate measuring device can be used for detecting freezing of a pipe by applying to a water meter. Have been. Specifically, it describes that when the water temperature falls to the freezing temperature, the user is notified by voice that the risk of freezing is high when the flow rate decreases.
しかしながら、特許文献1では、水道メータの流量によって凍結監視を行うので、給湯装置の凍結監視には直接用いることができない。特に、ユーザ側の動作(具体的には、給湯栓の操作)とは無関係に異常が報知されるため、給湯装置における配管凍結の発生を有効に監視できないことが懸念される。
However, in
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、給湯装置の配管凍結を有効に監視することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to effectively monitor freezing of a pipe of a water heater.
本発明のある局面では、給湯装置は、給湯栓の開放に伴って流路に通水される給湯装置であって、入力部と、運転スイッチと、モード設定手段と、検知手段と、報知手段とを備える。入力部は、給湯栓の継続的な開放による凍結予防運転状態であることを示すユーザ入力を受け付ける。モード設定手段は、ユーザ入力のオン状態において、運転スイッチのオフ期間に凍結監視モードをオンする。検知手段は、凍結監視モードのオン時において、流路における通水の途絶を検知する。報知手段は、凍結監視モードのオン時において、検知手段によって途絶が検知された場合に、流路での配管凍結に関する異常情報を報知する。 In one aspect of the present invention, the hot water supply device is a hot water supply device that is supplied with water through a flow path when the hot water tap is opened, and includes an input unit, an operation switch, a mode setting unit, a detection unit, and a notification unit. And The input unit accepts a user input indicating a freeze prevention operation state due to continuous opening of the hot water tap. The mode setting means turns on the freeze monitoring mode during the off period of the operation switch when the user input is on. The detecting means detects interruption of water flow in the flow path when the freeze monitoring mode is on. The notifying unit notifies the abnormal information regarding the pipe freezing in the flow path when the interruption is detected by the detecting unit when the freeze monitoring mode is on.
本発明によれば、給湯栓を継続的に開放する凍結予防運転状態であることを示すユーザ入力のオン状態では、運転スイッチのオフ期間に凍結監視モードをオンして、流路での通水の途絶を検知すると異常情報を報知することにより、給湯装置の配管凍結を有効に監視することができる。 According to the present invention, in the ON state of the user input indicating the freeze prevention operation state in which the hot water tap is continuously opened, the freeze monitoring mode is turned on during the OFF period of the operation switch, and the water flow in the flow path is performed. When the interruption of the water supply is detected, the abnormal information is notified, so that the freezing of the pipe of the water heater can be effectively monitored.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding portions in the drawings have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated in principle.
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1に従う給湯装置の概略構成図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the hot water supply apparatus according to the first embodiment.
図1を参照して、給湯装置100は、一次熱交換器11、二次熱交換器21および燃焼バーナ30等が格納された燃焼缶体(以下、単に「缶体」とも称する)10と、送風ファン40と、入水管50と、バイパス管60と、出湯管70と、コントローラ150とを備える。
Referring to FIG. 1, hot
バイパス管60は、缶体10を迂回して、入水管50および出湯管70の間に配置される。入水管50には、バイパス管60への分流を制御するための分配弁80が介挿接続される。さらに、入水管50には、温度センサ110および流量センサ140が配置される。温度センサ110は、入水温度Twを検出する。
The
入水管50には、水道水等が給水される。分配弁80の開度に応じて、給水量の一部が入水管50からバイパス管60へ分流される。全体給水量に対する分流の割合(分流率r)は、分配弁80の開度に応じて制御される。
Tap water or the like is supplied to the
流量センサ140は、例えば、分配弁80よりも下流側(缶体側)に配置される。したがって、流量センサ140による流量検出値Qは、缶体10を通過する流量(缶体流量)を示している。流量センサ140は、代表的には、羽根車式流量センサによって構成される。
The
缶体10において、燃焼バーナ30から出力された燃料ガスは、送風ファン40からの燃焼用空気と混合される。図示しない点火装置によって混合気が着火されることにより、燃料ガスが燃焼されて火炎が生じる。燃焼バーナ30からの火炎によって生じる燃焼熱は、缶体10内で一次熱交換器11および二次熱交換器21へ与えられる。
In the
一次熱交換器11は、燃焼バーナ30による燃焼ガスの顕熱(燃焼熱)により入水を熱交換によって加熱する。二次熱交換器21は、燃焼バーナ30からの燃焼排ガスの潜熱によって通流された水を熱交換によって加熱する。缶体10の燃焼ガスの流れ方向下流側には熱交換後の燃焼排ガスを排出処理するための排気経路15が設けられる。このように、缶体10では、燃焼バーナ30での燃焼による発生熱量により、一次熱交換器11および二次熱交換器21で、入水管50から供給された水を加熱する。
The
入水管50の水は、まず二次熱交換器21によって予熱された後、一次熱交換器11において主加熱される。一次熱交換器11および二次熱交換器21によって所定温度まで加熱された高温水は、出湯管70へ出力される。出湯管70は、合流点75においてバイパス管60と接続される。
The water in the
従って、給湯装置100からは、缶体10から出力された加熱水(高温水)と、バイパス管60からの非加熱水(低温水)とを混合した適温の温水を、台所や浴室等の給湯栓190や、浴槽、シャワー等へ供給することができる。
Therefore, from the hot
出湯管70には、流量調整弁90および温度センサ120,130が設けられる。温度センサ120は、出湯管70のバイパス管60との合流点75よりも上流側(缶体側)に配置されて、缶体10からの出力湯温(以下、缶体温度)を検出する。温度センサ130は、合流点75よりも下流側(出湯側)に設けられて、バイパス管60からの水が混合された後の出湯温度Thを検出する。
The tapping
流量調整弁90は、コントローラ150からの指令に従う開度制御によって流量を調整するために設けられる。例えば、燃焼開始直後に出湯温度が上昇するまでの期間には、流量を絞るように流量調整弁90を制御することができる。
The flow
燃焼バーナ30へのガス供給管31には、元ガス電磁弁32、ガス比例弁33および、能力切換弁35a〜35cが配置される。元ガス電磁弁32は、燃焼バーナ30への燃料ガスの供給をオンオフする機能を有する。ガス供給管31のガス流量は、ガス比例弁33の開度に応じて制御される。
A
能力切換弁35a〜35cは、複数の燃焼バーナ30のうちの、燃料ガスの供給対象となるバーナ本数を切換えるために開閉制御される。缶体10での発生熱量は、バーナ本数およびガス流量の組み合わせによって決まる、燃焼バーナ30全体からの供給ガス量に比例する。送風ファン40による送風量は、燃焼バーナ30全体からの供給ガス量との空燃比が所定値(たとえば、理想空燃比)となるように制御される。送風ファン40の送風量は、ファン回転数と比例するので、送風ファン40の回転数は、供給ガス量の変化に応じて設定される目標回転数に従って制御される。送風ファン40には、ファン回転数を検出するための回転数センサ45が設けられる。
The
コントローラ150は、例えば、図示しない、CPU(Central Processing Unit)及びメモリを内蔵したマイクロコンピュータによって構成することができる。コントローラ150は、各センサからの出力信号(検出値)およびユーザ指令を受ける。コントローラ150は、例えば、当該メモリに予め格納されたプログラムを実行することによるソフトウェア処理によって、ユーザ指令に従って給湯装置100の全体動作を制御する各機器への制御指令を発生する。ユーザ指令には、給湯装置100の運転スイッチのオン及びオフ指令、並びに、設定湯温(Tr*)指令が含まれる。制御指令には、各弁の開閉および開度指令、送風ファン40への電気的入力指令(ファン駆動電圧指令)が含まれる。或いは、コントローラ150による制御処理の少なくとも一部については、ソフトウェア処理の他に、専用のハードウェア(例えば、電子回路)によって実現することも可能である。
The
コントローラ150は、給湯装置100の運転スイッチのオン期間では、流量センサ140による流量検出値Qが最低作動流量(MOQ)を超えるのに応じて、缶体10での燃焼動作をオンする。燃焼動作がオンされると、元ガス電磁弁32が開放されて、燃焼バーナ30への燃料ガスの供給が開始される。
During the ON period of the operation switch of
上述のように、給湯装置100では、合流点75よりも下流側(出湯側)に配置された流量調整弁90からは、缶体10からの加熱水(温度Tw+ΔT)と、バイパス管60からの非加熱水(温度Tw)とを混合した適温の湯が出力される。コントローラ150は、缶体温度の目標値から入水温度Twを減算することによって求められた必要昇温量ΔTと、流量検出値Qとの積に従って、缶体10での要求発生熱量を算出する。さらに、コントローラ150は、要求発生熱量に応じて、燃焼バーナ30全体からの供給ガス量、具体的には、ガス比例弁33の開度および能力切換弁35a〜35cの開閉を制御する。
As described above, in the hot
更に、コントローラ150は、温度センサ130による出湯温度Thと、設定湯温(Tr*)との比較に基づき、分配弁80による分流率r、即ち、分配弁80の開度を制御する。又、コントローラ150は、流量調整弁90の開度を制御することによって、流量検出値Q(缶体流量)および出湯管70からの出湯流量を制御することができる。なお、図1に示された給湯装置100の全体流量は、給水圧力と流量調整弁90の開度によって決まる。なお、全体流量に対する、分配弁80の開度に応じたバイパス管60への分流率をrとすると(0<r≦1.0)、流量調整弁90からの出湯流量は、Q/(1−r)で示される。
Further, the
コントローラ150は、流量制御の一環として、たとえば、燃焼開始直後の加熱能力が不足する期間中において、出湯流量を絞るように流量調整弁90の開度を制御することによって、出湯温度Thが低下することを防止することができる。また、コントローラ150は、燃焼開始直後以外でも、最大号数で運転する場合や、最大許容流量で運転する場合等に、設定湯温Tr*に従って出湯するために、流量調整弁90によって出湯流量を絞る制御を実行することができる。
As part of the flow rate control, for example, during a period in which the heating capacity is insufficient immediately after the start of combustion, the
給湯装置100には、凍結防止ヒータ191〜195がさらに配置される。凍結防止ヒータ191〜195は、コントローラ150によりオンオフ制御される電熱器によって構成される。
Hot
図2は、実施の形態1に従う給湯装置に対するユーザインターフェイスを説明するブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a user interface for the hot water supply apparatus according to the first embodiment.
図2を参照して、給湯装置100に対するユーザ指令は、リモートコントローラ(以下、単に「リモコン」とも称する)200及び300によって入力することができる。リモコン200,300は、通信線210,310によって、給湯装置100と接続される。通信線210,310は、代表的には、2心通信線によって構成することができる。
Referring to FIG. 2, user commands to
リモコン200は、浴室の壁面に配設される。リモコン200は、運転スイッチ202と、操作スイッチ203,204と、表示部205とを有する。運転スイッチ202および操作スイッチ203,204は、代表的には、プッシュボタンやタッチボタンによって構成することができる。表示部205は、たとえば、蛍光表示管によって構成することができる。
リモコン300は、たとえば、台所の壁面に配設される。リモコン300は、給湯装置100の運転をオンオフするための運転スイッチ302と、操作スイッチ303と、表示部305とを含む。運転スイッチ302および操作スイッチ303は、代表的には、プッシュボタンやタッチボタンによって構成することができる。表示部305は、代表的には、液晶パネルによって構成することができる。操作スイッチ303の一部または全部は、タッチパネル上に形成されるソフトスイッチによって構成されてもよい。
リモコン200,300は、図示しない通信アダプタを内蔵することにより、無線LANルータ330を介して、通信網(代表的には、インターネット)及び通信端末との通信接続が可能となる。例えば、インターネット350と通信接続が確立された無線LANルータ330を「中継器」として、リモコン200,300は、インターネット350と接続されたサーバ380との間での通信接続が可能となる。これにより、サーバ380経由で給湯装置100の遠隔操作及び遠隔監視が可能となる。
By incorporating a communication adapter (not shown), the
例えば、サーバ380と通信接続される、スマートフォンに代表される通信端末400に所定のアプリケーションソフトをダウンロードすることによって、通信端末400からの給湯装置100の遠隔操作及び遠隔監視が可能となる。尚、通信端末400については、インターネット350に対して4G通信等で接続された通信端末400bと、無線LANルータ330と無線LAN接続された通信端末400aとの両方から、給湯装置100の遠隔操作及び遠隔監視を実行することができる。
For example, by downloading predetermined application software to
実施の形態1では、図1及び図2で説明した給湯装置100における凍結予防を説明する。給湯装置100では給水元から給湯先までを含む配管内に凍結が発生すると、給湯装置100の運転が不能となり、ユーザ利便性が大きく低下する。このため、配管凍結が懸念される厳冬期には、夜間等を通じて給湯栓190の開栓を長期間維持することで、一定量の流量を継続的に確保するための凍結予防運転が、マニュアルや説明書等を通じてユーザに提案されることが一般的である。
In the first embodiment, prevention of freezing in hot
図3は、ユーザによる凍結予防運転を説明する概念図である。
図3を参照して、凍結予防運転は、夜間等を通じて長期間に亘るため、コスト面を考慮して、運転スイッチをオフするとともに、凍結予防可能な最低限な流量で行うことが好ましい。例えば、ユーザに対しては、水の幅が4mm程度となる流量が、好ましい流量の目安として提示される。ユーザは、給湯栓190の調整によって、凍結予防運転での流量を調整することができる。
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating freezing prevention driving by a user.
Referring to FIG. 3, since the freezing prevention operation is performed over a long period of time, such as at night, it is preferable to turn off the operation switch and perform the operation at a minimum flow rate capable of preventing freezing in consideration of cost. For example, a flow rate at which the width of the water is about 4 mm is presented to the user as a preferable standard of the flow rate. The user can adjust the flow rate in the freeze prevention operation by adjusting the
又、上記好ましい流量については、流量センサ140による流量検出値Qに基づく、給湯装置100の全体流量によっても定義することができる。即ち、流量調整弁90が配置された給湯装置100では、ユーザによる給湯栓190の調整と、流量調整弁90の開度制御との組み合わせによって、凍結予防運転での流量を調整することができる。
The preferable flow rate can also be defined by the overall flow rate of the hot
尚、運転スイッチのオフ期間では、分配弁80の開度、即ち、分流率rについては、所定のデフォルト値に復帰される。一般的に、当該デフォルト値は、缶体10及びバイパス管60の両方に通水される中間値に設定されるので、凍結予防運転時を通じて、運転スイッチのオフ期間における上記デフォルト値を維持することができる。
In the off period of the operation switch, the opening degree of the
実施の形態1では、給湯装置100の凍結予防運転中の凍結監視制御が実行される。図4には、実施の形態1に係る給湯装置における凍結予防運転に関するモード遷移図が示される。図4に示されたモード遷移制御は、例えば、コントローラ150によるソフトウェア処理によって実行することができる。
In the first embodiment, freezing monitoring control during the freezing prevention operation of hot
図4を参照して、コントローラ150は、初期状態であるモードスイッチ(SW)オフ状態において、上述の凍結予防運転の実施中であることを示すユーザ入力が受け付けられると、モードSWオン状態への遷移を実行する。例えば、当該ユーザ入力は、リモコン200,300の操作スイッチ203,204,303を用いて受け付けられることが可能である。或いは、スマートフォン等の通信端末400にて所定のアプリケーションソフトを実行することによって当該ユーザ入力が受け付けられてもよい。即ち、リモコン200,300又は通信端末400によって「入力部」を構成することが可能である。
Referring to FIG. 4, in a mode switch (SW) off state, which is an initial state,
同様の「入力部」は、ユーザが当該ユーザ入力を取り消す操作についても受け付けることができる。コントローラ150は、「入力部」でのユーザ入力の有無に応じて、モードSWオン状態とモードSWオフ状態との間の遷移を制御することができる。尚、ユーザ入力の受け付けに応じたモードSWオフ状態からモードSWオン状態への遷移時には、念の為、ユーザに対して、給湯栓190が凍結予防運転のために開栓されていることの確認を促すメッセージを出力することが好ましい。例えば、ユーザ入力を受け付けた、リモコン200,300又は通信端末400において、当該メッセージを出力することが効果的である。
The same “input unit” can also accept an operation performed by the user to cancel the user input. The
コントローラ150は、モードSWオン状態であって、かつ、給湯装置100の運転スイッチがオフされた状態(「運転SWオフ状態」)であると、凍結監視モードをオンする。凍結監視モードのオン中に、凍結予防運転中であることを示すユーザ入力が取り消されると、凍結監視モードからモードSWオフ状態への復帰が実行される。
又、凍結監視モード中に、運転スイッチがオンされると、凍結監視モードがオフされるとともに、凍結予防運転中であることを示すユーザ入力も自動的に取り消されて、モードSWオフ状態への遷移が実行される。上記の様な図4に示されたモード遷移制御に従って凍結監視モードがオンオフされることにより、「モード設定手段」の機能が実現される。モードSWオン状態は、ユーザが凍結監視モードの適用を許可した状態に相当し、ユーザ入力は、凍結監視モードの適用を許可する指令と等価である。 When the operation switch is turned on during the freeze monitoring mode, the freeze monitoring mode is turned off, and the user input indicating that the freeze prevention operation is being performed is automatically canceled, and the mode SW is turned off. The transition is performed. The function of the "mode setting means" is realized by turning on / off the freeze monitoring mode according to the mode transition control shown in FIG. 4 as described above. The mode SW ON state corresponds to a state in which the user has permitted the application of the freeze monitoring mode, and the user input is equivalent to a command for permitting the application of the freeze monitoring mode.
図5は、実施の形態1に係る凍結監視モード中の制御処理を説明するフローチャートである。図5に示された制御処理は、コントローラ150によって繰り返し実行される。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a control process during the freeze monitoring mode according to the first embodiment. The control process shown in FIG. 5 is repeatedly executed by the
図5を参照して、コントローラ150は、図4で説明した凍結監視モードがオンされると、ステップ(以下、単に「S」と表記する)100をYES判定として、S200により、給湯装置100を含む流路の流量監視を実行するとともに、S300により、当該流路における通流の途絶を検知するための流量オフ判定を実行する。
Referring to FIG. 5, when the freeze monitoring mode described with reference to FIG. 4 is turned on,
図6には、流量オフ判定の第1の例を説明するフローチャートが示される。
図6を参照して、コントローラ150は、S200では、流量センサ140による流量検出値Qを取得する。更に、図5のS300は、S300aを含み、コントローラ150は、S300aにより、S200で取得された流量検出値Qを判定値Qthと比較する。判定値Qthは、上述した凍結予防運転での好ましい流量に対応する流量検出値よりも低く、かつ、凍結の発生による通流の途絶を判別可能な値に予め設定される。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a first example of the flow rate off determination.
Referring to FIG. 6, in S200,
コントローラ150は、Q<Qthのとき(S300aのYES判定時)には、流量オフを検知して、S300をYES判定とする。一方で、Q≧Qthのとき(S300aのNO判定時)には、流量オフを非検知として、S300をNO判定とする。
When Q <Qth (when YES is determined in S300a),
再び図5を参照して、コントローラ150は、流量オフが検知されると(S300のYES判定時)、S400により、配管凍結に関連する異常情報をユーザに対して報知する。例えば、異常情報は、給湯装置100を含む流路における凍結の発生が推定されることを報知する視覚的及び聴覚的なメッセージ出力によって報知することができる。一方で、流量オフの非検知時(S300のNO判定時)には、S200に処理が戻されて、S200及びS300による流量監視及び流量オフ判定が継続される。
Referring to FIG. 5 again, when the
或いは、S300による流量オフ判定は、流量センサ140を用いずに実行することも可能である。
Alternatively, the flow rate off determination in S300 may be performed without using the
図7には、流量オフ判定の第2の例を説明するフローチャートが示される。
図7を参照して、コントローラ150は、S200では、温度センサ130による温度検出値Thを取得する。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a second example of the flow rate off determination.
Referring to FIG. 7, in S200,
更に、図4のS300は、S302〜S308を含む。コントローラ150は、S302により、給湯装置100内の流路において温度センサ130よりも上流側に配置された凍結防止ヒータ191,193〜195の少なくとも一部をオンするとともに、S304により、温度検出値Thを判定値Tthと比較する。判定値Tthは、凍結防止ヒータによる加熱能力、及び、凍結予防運転での好ましい流量値を考慮して、凍結防止ヒータの作動時における水温上昇を検知可能な値に予め設定される。
Further, S300 in FIG. 4 includes S302 to S308. The
この結果、凍結予防運転中において、流路に凍結が発生していなければ、凍結防止ヒータの作動から所定時間が経過すると、S304がYES判定となる。従って、コントローラ150は、Th>TthとなることでS304がYES判定となると、S308により、流量オフを非検知として、S300をNO判定とする。更に、S308では、凍結防止ヒータがオフされる。
As a result, if freezing has not occurred in the flow path during the freezing prevention operation, after a predetermined time has elapsed since the operation of the antifreezing heater, S304 is determined to be YES. Therefore, when Th> Tth is satisfied and the determination in S304 is YES, the
一方で、コントローラ150は、S304のNO判定時(Th≦Tth)には、S306により凍結防止ヒータの作動を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、判定値Tthと同様に、流路に凍結が発生していない状態での凍結防止ヒータの作動時に温度検出値Twの上昇に要する時間に対応させて予め設定される。
On the other hand, when the determination in S304 is NO (Th ≦ Tth), the
コントローラ150は、凍結防止ヒータの作動開始から所定時間が経過していないとき(S306のNO判定時)には、S200に処理を戻して、温度検出値Thの取得、及び、凍結防止ヒータのオンを継続する。一方で、コントローラ150は、S306のYES判定時、即ち、凍結防止ヒータの作動開始から所定時間が経過しても、温度検出値Twが上昇しないときには、S310へ処理を進める。S310では、流量オフが検知されてS300がYES判定とされるとともに、凍結防止ヒータがオフされる。
If the predetermined time has not elapsed from the start of the operation of the freeze prevention heater (NO in S306), the
図1に示された、流量センサ140を備えた給湯装置100では、図6に示した流量オフ判定と、図7に示された流量オフ判定とのダブルチェックによって、図5の流量オフ判定(S300)を実行することが可能である。或いは、流量センサ140の正常時には図6に従って流量オフ判定(S300)を実行する一方で、流量センサ140の異常時に図7に従って流量オフ判定(S300)を実行することも可能である。
In the hot
再び図5を参照して、コントローラ150は、流量オフ判定(S300)の結果に従って、S400による異常情報の報知、又は、S200及びS300による流量監視及び流量オフ判定の継続を選択的に実行する。尚、図4に示したモード遷移制御に従って、モードSWのユーザ操作、又は、運転スイッチのオンによって凍結監視モードが終了されると、割り込み処理によって、図5の制御処理は一旦終了されて(リターン)、再び、S100による凍結監視モードのオン条件の成立が監視される。このように、コントローラ150がS300及びS400の処理を実行することにより「検知手段」及び「報知手段」の機能がそれぞれ実現される。
Referring to FIG. 5 again,
以上説明したように、実施の形態1に係る給湯装置によれば、ユーザによる凍結予防運転の実行中には、ユーザ入力に応じて凍結監視モードを起動することで、給湯装置100の流路における配管凍結の発生を自動的に検知することが可能である。
As described above, according to the hot water supply apparatus according to
更に、図2から理解されるように、実施の形態1に係る給湯装置100では、S400による異常情報を報知するメッセージの出力先は、コントローラ150と通信線210,310によって通信接続されたリモコン200,300に加えて、無線LANルータ330を経由してコントローラ150と通信接続された通信端末400(400a,400bの両方を含む)を含むことが可能である。これにより、リモコン200,300から離れた位置のユーザ、特に、外出中のユーザに対しても、配管凍結に関連する異常情報を報知することができる。
Further, as understood from FIG. 2, in hot
実施の形態1に係る凍結監視モードは、図7に示した流量オフ判定を適用することで、流量センサ140の異常時にも実行することができる。尚、図7のS304では、S302で取得された温度検出値Thを、判定値Tthと直接比較したが、凍結防止ヒータの作動開始前と比較した温度検出値Twの昇温量ΔTwを、別途定められた判定温度Tthと比較することによっても、S304の判定を実行することが可能である。
The freeze monitoring mode according to the first embodiment can be executed even when the
[実施の形態2]
実施の形態2及び3では、給湯装置100内の流量調整弁90の開度制御を組み合わせた凍結監視モードについて説明する。即ち、後述する実施の形態2及び3に係る凍結監視モードは、流量調整弁90の配置を前提としている一方で、実施の形態1に係る凍結監視モードは、流量調整弁90が配置されていない構成に対しても適用することが可能である。
[Embodiment 2]
In Embodiments 2 and 3, a freezing monitoring mode in which opening control of flow
尚、実施の形態2以降の各実施の形態においても、給湯装置100の構成(図1)、ユーザインターフェイス(図2)、及び、凍結予防運転に関するモード遷移の制御(図4)については、実施の形態1と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。 In each of the second and subsequent embodiments, the configuration of hot water supply device 100 (FIG. 1), the user interface (FIG. 2), and the control of the mode transition related to the freezing prevention operation (FIG. 4) are implemented. Therefore, detailed description will not be repeated.
図8は、実施の形態2に係る凍結監視モード中の制御処理を説明するフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart illustrating a control process during a freeze monitoring mode according to the second embodiment.
図8を図5と比較して、コントローラ150は、凍結監視モードが開始されると(S100のYES判定時)、S150により、流量調整弁90の開度、即ち、凍結監視モードの開始時における初期開度を制御する。
8 is compared with FIG. 5, when the freeze monitoring mode is started (when YES is determined in S100), the
上述のように、凍結監視モードでは、分配弁80の開度は、所定のデフォルト値に設定される。このため、当該デフォルト値に対応する分流率r0と、図3の状態に対応する給湯装置100の全体流量の好適値とを用いて、凍結監視モードにおける流量センサ140での流量目標値Q*を設定することができる。
As described above, in the freeze monitoring mode, the opening of the
従って、S150では、ユーザによって操作された給湯栓190の開度の下で、流量センサ140による流量検出値Qが、流量目標値Q*に近付くように流量調整弁90の開度を調整することによって、流量調整弁90の初期開度が制御される。即ち、コントローラ150がS150の処理を実行することによって「流量制御手段」の機能が実現される。
Therefore, in S150, the opening of the
尚、後述の実施の形態3を考慮すると、流量調整弁90の初期開度は、全開開度に対して余裕を有することが好ましい。従って、S150では、初期開度に対して、全開開度に対して所定のマージンを有する上限開度を予め設定するとともに、流量調整弁90の開度が当該上限開度に達しても、流量センサ140による流量検出値Qが流量目標値Q*より小さいときには、ユーザに対して給湯栓190の開度の増加を促すガイダンス情報を出力することが好ましい。当該ガイダンス情報は、S400(図5)と同様に、リモコン200,300及び通信端末400を用いて出力することが可能である。
In consideration of a third embodiment described later, it is preferable that the initial opening degree of the
実施の形態2に係る凍結監視モードにおいても、流量調整弁90の初期開度制御(S150)後のS200以降の制御処理は実施の形態1と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。
Also in the freeze monitoring mode according to the second embodiment, the control processing after S200 after the initial opening degree control (S150) of the flow
実施の形態2に係る給湯装置の凍結監視モードによれば、実施の形態1で説明した凍結監視モードによる効果に加えて、流量調整弁90の開度制御を組み合わせることによって、凍結予防運転における流量を自動的に適正化することが可能である。
According to the freezing monitoring mode of the water heater according to the second embodiment, in addition to the effect of the freezing monitoring mode described in the first embodiment, by combining the opening degree control of
[実施の形態3]
実施の形態3では、凍結監視モードでの流量オフの誤検出を防止するための制御を説明する。
[Embodiment 3]
In the third embodiment, control for preventing erroneous detection of a flow rate off in the freeze monitoring mode will be described.
図9は、実施の形態3に係る凍結監視モード中の制御処理を説明するフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart illustrating control processing during the freeze monitoring mode according to the third embodiment.
図9を参照して、コントローラ150は、凍結監視モードが開始されると(S100のYES判定時)、S155により、流量調整弁90の開度が予め定められた上限開度以下であることを確認すると、フラグFLG=0に設定する。当該上限開度は、流量調整弁90を増加する余裕が生じるように、流量調整弁90の全開開度に対して所定のマージンを有するように予め定められる。尚、S155において、流量調整弁90の開度が上限開度よりも大きい場合には、ユーザに対して給湯栓190の開栓量の増大を促すガイダンス情報が出力される。当該ガイダンス情報は、S400(図5)と同様に、リモコン200,300及び通信端末400を用いて出力することが可能である。コントローラ150がS155の処理を実行することによって「開度制限手段」の機能が実現される。
Referring to FIG. 9, when the freeze monitoring mode is started (YES in S100),
又、S155の前に、実施の形態2で説明した流量調整弁90の初期開度制御(図8のS150)を実行することが可能である。S155において、流量調整弁90の開度が上限開度よりも大きい状態のままで凍結監視モードが開始される場合には、フラグFLG=1に設定される。
Further, before S155, the initial opening control of the flow control valve 90 (S150 in FIG. 8) described in the second embodiment can be executed. In S155, when the freeze monitoring mode is started in a state where the opening of the
S155の処理後、S200及びS300による処理は、実施の形態1と同様に実行される。コントローラ150は、凍結監視モード中に流量オフが検知されると(S300のYES判定時)、流量オフを再確認するためのS350〜S370の処理を実行する。
After the processing in S155, the processing in S200 and S300 is executed in the same manner as in the first embodiment. When the flow rate off is detected during the freeze monitoring mode (YES in S300), the
コントローラ150は、FLG=0の状態で流量オフが検知されると(S350のNO判定時)、S360により、流量調整弁90の開度を増加する。さらに、コントローラ150は、S370によりフラグFLG=1に設定するとともに、S200に処理を戻す。これにより、流量調整弁90の開度を増加させた状態で、S200及びS300による流量監視及び流量オフ判定が実行される。即ち、コントローラ150がS360の処理を実行することによって「開度増加手段」の機能が実現される。
When the
コントローラ150は、FLG=0の状態で流量オフが検知されると(S350のYES判定時)、実施の形態1(図5)と同様のS400により、配管凍結に関連する異常情報をユーザに対して報知する。これにより、S360によって流量調整弁90の開度が増加された後に、流量オフが再び検知された場合には、ユーザに対して異常情報が報知されるS400)。一方で、流量調整弁90の開度増加後に流量オフが検知されない場合には、ユーザに対して異常情報を報知することなく、凍結監視モードが継続される。又、S155の段階で、流量調整弁90の開度を増加させる余裕が無い場合には、FLG=1に設定されているので、流量オフが検知されると(S300のYES判定時)、S350がYES判定とされて、配管凍結に関連する異常情報が報知される(S400)。
When the flow rate is detected to be OFF in the state of FLG = 0 (when YES is determined in S350),
このように実施の形態3に係る凍結防止モードによれば、流量調整弁90の開度を増加させて流量監視を継続することにより、配管凍結の誤検出を防止することが可能となる。又、流量不足に起因する配管凍結を防止する効果を得ることも可能である。
As described above, according to the freeze prevention mode according to the third embodiment, erroneous detection of pipe freeze can be prevented by increasing the opening of the
[実施の形態4]
実施の形態4では、流量オフ検知時に報知される異常情報の詳細化について説明する。
[Embodiment 4]
In the fourth embodiment, the details of the abnormality information that is notified when the flow rate is turned off is described.
図10は、実施の形態4に係る異常情報の報知の第1の例を説明するフローチャートである。図10の例は、流量センサ140が配置された構成で可能となる。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a first example of reporting abnormal information according to the fourth embodiment. The example of FIG. 10 can be realized by a configuration in which the
図10を参照して、図5等に示されたS400は、S410,S420,S430,S440を有する。コントローラ150は、S410では、流量センサ140による流量検出値Qの時間変化率である、流量変化レートdQを算出する。例えば、S200(図6)での流量検出値Qの取得に併せて、現時点から一定サンプル数の流量検出値を記憶するように、記憶値を順次更新することにより、コントローラ150は、流量オフ検知(S300のYES判定)に応じて、当該時点での上記一定サンプル数の流量検出値を用いて、流量変化レートdQを算出することができる。
Referring to FIG. 10, S400 illustrated in FIG. 5 and the like includes S410, S420, S430, and S440. In S410, the
ここで、給湯装置100内の流路における通流の途絶は、配管凍結の発生時の他、ユーザによる給湯栓190の閉止操作時にも発生する可能性がある。例えば、凍結監視モードを設定したユーザとは他のユーザによって、凍結監視モード中に、給湯栓190が閉止されることが懸念される。
Here, the interruption of the flow in the flow path in the hot
図11は、流量検出値の挙動例を説明する概念図である。
図11を参照して、配管凍結の発生時には、流量検出値Qは、符号510に示すように、徐々に低下する。これに対して、給湯栓190の閉止操作時には、流量検出値Qは、符号520に示すように、急激に低下する。従って、Q<Qth(図6)となるときの流量変化レートdQ、即ち、符号510,520の接線傾きには、有意な差が発生する。
FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating an example of the behavior of the detected flow rate value.
Referring to FIG. 11, when the piping is frozen, the detected flow rate Q gradually decreases as indicated by
再び図10を参照して、コントローラ150は、S420により、流量変化レートdQ(S410)を予め定められた判定値dQthと比較する。判定値dQthは、図11で説明した、配管凍結発生時(符号510)の流量変化レートと、閉栓操作時(符号520)の流量変化レートとを区別できるような値に予め設定される。
Referring again to FIG. 10, in S420,
コントローラ150は、dQ>dQthのとき(S420のYES判定時)には、S430に処理を進めて、配管凍結に関連する異常情報として、凍結予防運転を無効とするような閉栓操作があった可能性を示す情報を報知する。これに対して、コントローラ150は、dQ≦dQthのとき(S420のNO判定時)には、S440に処理を進めて、配管凍結に関連する異常情報として、給湯装置100の流路に凍結が発生した可能性を示す情報を報知する。即ち、実施の形態4では、S430により報知される情報は「第1の異常情報」の一実施例に対応し、S440により報知される情報は「第2の異常情報」の一実施例に対応する。
When dQ> dQth (when YES is determined in S420), the
或いは、流量センサ140を用いずに、異常情報を詳細化することも可能である。
図12は、実施の形態4に係る異常情報の報知の第2の例を説明するフローチャートである。
Alternatively, the abnormality information can be detailed without using the
FIG. 12 is a flowchart illustrating a second example of reporting abnormality information according to the fourth embodiment.
図12を参照して、図5等に示されたS400は、S415,S425,S430,S440を有する。コントローラ150は、S415では、流量監視モードの開始時点(S100のYES判定時)から、流量オフの検知時(S300のYES判定時)迄の経過時間Txを取得する。例えば、マイクロコンピュータに通常設けられる計時機能によって、経過時間Txを取得することができる。
Referring to FIG. 12, S400 shown in FIG. 5 and the like includes S415, S425, S430, and S440. In S415, the
コントローラ150は、S425により、S415で取得された経過時間Txを予め定められた判定時間Tjと比較する。通常、ある程度の通流量が確保された下では、配管の凍結が発生するまでには、一定程度の時間を要する。従って、凍結監視モードの開始から短時間で流量オフが検知された場合には、給湯栓190への閉栓操作が発生した可能性が高い。判定時間Tjは、かかる観点から、配管凍結の発生の可能性が排除される短時間領域を区分するように予め設定される。
In S425, the
コントローラ150は、Tx<Tjのとき(S425のYES判定時)には、図11と同様のS430に処理を進めて、凍結予防運転を無効とするような閉栓操作があった可能性を示す情報を報知する。これに対して、コントローラ150は、Tx≧Tjのとき(S420のNO判定時)には、図10と同様のS440に処理を進めて、給湯装置100の流路に凍結が発生した可能性を示す情報を報知する。
When Tx <Tj (when YES is determined in S425), the
このように実施の形態4に係る凍結監視モードによれば、通流オフの検知時において、給湯栓190の閉栓操作の可能性と、実際に配管凍結が発生した可能性とを区別して、配管凍結に関連する異常情報をユーザに報知することができるので、ユーザ利便性を向上することができる。
As described above, according to the freeze monitoring mode according to the fourth embodiment, when the flow-off is detected, the possibility of closing the hot-
なお、本実施の形態では、ガス燃焼による燃焼加熱式の給湯装置を例示したが、ガス以外を燃料とする燃焼加熱式の給湯装置、或いは、ヒートポンプ等による燃焼以外の加熱による給湯装置等、加熱の為の熱源を限定することなく、任意の構成の給湯装置に本発明を適用することが可能である。 In this embodiment, a combustion heating type hot water supply device using gas combustion is exemplified. However, a combustion heating type hot water supply device using fuel other than gas or a hot water supply device using heating other than combustion using a heat pump or the like is used. The present invention can be applied to a hot water supply device of any configuration without limiting the heat source for the purpose.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 缶体、11 一次熱交換器、15 排気経路、21 二次熱交換器、30 燃焼バーナ、31 ガス供給管、32 元ガス電磁弁、33 ガス比例弁、35a,35c 能力切換弁、40 送風ファン、45 回転数センサ、50 入水管、60 バイパス管、70 出湯管、75 合流点、80 分配弁、90 流量調整弁、100 給湯装置、110,120,130 温度センサ、140 流量センサ、150 コントローラ、190 給湯栓、191〜195 凍結防止ヒータ、200,300 リモートコントローラ、202,302 運転スイッチ、203,204,303 操作スイッチ、205,305 表示部、210,310 通信線、330 ルータ、350 インターネット、380 サーバ、400,400a,400b 通信端末。
Claims (10)
前記給湯栓の継続的な開放による凍結予防運転状態であることを示すユーザ入力を受け付けるための入力部と、
前記給湯装置の運転スイッチと、
前記ユーザ入力のオン状態において、前記運転スイッチのオフ期間に凍結監視モードをオンするモード設定手段と、
前記凍結監視モードのオン時において、前記流路における前記通水の途絶を検知するための検知手段と、
前記凍結監視モードのオン時において、前記検知手段によって前記途絶が検知された場合に、前記流路での配管凍結に関する異常情報を報知するための報知手段とを備える、給湯装置。 A hot water supply device that is passed through the flow path with the opening of the hot water tap,
An input unit for receiving a user input indicating that the anti-freezing operation state due to continuous opening of the hot water tap,
An operation switch of the water heater,
In the ON state of the user input, mode setting means for turning on a freeze monitoring mode during an OFF period of the operation switch,
When the freeze monitoring mode is on, a detection unit for detecting the interruption of the flow of water in the flow path,
A hot water supply apparatus comprising: a notifying unit for notifying abnormal information relating to pipe freezing in the flow path when the interruption is detected by the detecting unit when the freeze monitoring mode is on.
前記流路に配置された流量調整弁と、
前記凍結監視モードの開始時に、前記流量検出器による検出流量値が予め定められた範囲内となるように、前記流量調整弁の開度を制御する流量制御手段とをさらに備える、請求項1又は2に記載の給湯装置。 A flow detector arranged in the flow path,
A flow control valve disposed in the flow path,
And a flow control unit configured to control an opening of the flow control valve so that a flow rate value detected by the flow rate detector falls within a predetermined range at the start of the freeze monitoring mode. 3. The water heater according to 2.
前記流路に配置された流量調整弁と、
前記凍結監視モードの開始時に、前記流量調整弁の開度が予め定められた開度以下の範囲内に制限する開度制限手段とをさらに備える、請求項1又は2に記載の給湯装置。 A flow detector arranged in the flow path,
A flow control valve disposed in the flow path,
The hot water supply apparatus according to claim 1 or 2, further comprising: an opening limiter configured to limit an opening of the flow control valve to a range equal to or less than a predetermined opening when the freeze monitoring mode is started.
前記報知手段は、前記流量調整弁の開度増加後に前記検知手段によって前記途絶が再び検知された場合に、前記異常情報を報知する、請求項3又は4に記載の給湯装置。 When the freeze monitoring mode is on, the disconnection is detected by the detection unit, further comprising an opening increasing unit that increases an opening of the flow rate regulating valve,
The hot water supply apparatus according to claim 3, wherein the notification unit notifies the abnormality information when the interruption is detected again by the detection unit after the opening degree of the flow control valve is increased.
前記流路において、前記温度検出器よりも上流に配置されたヒータとをさらに備え、
前記検知手段は、前記ヒータの作動時における前記温度検出器の検出温度に基づいて、前記途絶を検知する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の給湯装置。 A temperature detector disposed in the flow path,
In the flow path, further comprising a heater disposed upstream of the temperature detector,
The hot water supply apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the detection unit detects the interruption based on a temperature detected by the temperature detector when the heater operates.
前記報知手段は、前記通信網又は前記中継器と通信接続された通信端末によって、前記異常情報をユーザに対して報知する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の給湯装置。 The hot water supply device is configured to be communicable with a communication network by a communication connection with a relay device by wireless communication,
The hot water supply apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the notification unit notifies the user of the abnormality information by a communication terminal connected to the communication network or the repeater.
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