JP4130900B2 - 給湯装置およびその操作装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、寒冷地に設置される操作装置を備えた給湯装置およびその操作装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、給湯装置は、給湯装置本体と、それを操作する操作装置(リモコン)とから構成されている。
【0003】
給湯装置には、操作装置が給湯装置本体の筐体表面に取付けられる一体タイプや、操作装置が給湯装置本体とは別に設けられる別体タイプがある。
【0004】
一体タイプの例として、特許文献1に記載の給湯装置が挙げられる。また、別体タイプの例として、特許文献2に記載のように、給湯装置本体に対して操作装置がリモコンコードにて接続された給湯装置が挙げられる。
【0005】
【特許文献1】
特開平6−313625号公報
【特許文献2】
特開平6−117633号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、給湯装置本体は屋外に、操作装置は屋内に設置されたり、あるいは、給湯装置本体ならびに操作装置が共に屋内に設置されている。
【0007】
ところが、操作装置を寒冷地の屋外に設置したいという要望があり、低温環境下における操作装置の動作安定化が新たな課題となっている。
【0008】
すなわち、操作装置には、予約運転等のために、時計データ生成用の発振子を内蔵したものがある。この時計データ生成用のような発振子は最低動作保証温度が比較的高く、低温環境下においては、発振子の動作が不安定になり、ひいては給湯装置が正常に動作しなくなるという問題があった。
【0009】
このため、寒冷地において、屋外に設置される給湯装置本体に操作装置を取付けるタイプの給湯装置はなかった。
【0010】
そこで、給湯装置本体と操作装置が別体のタイプを用い、給湯装置本体は屋外に設置しても、操作装置は屋内に設置することで動作の安定化を図ることも考えられるが、別体タイプの場合、給湯装置本体を屋外に設置する工事、操作装置を屋内に設置する工事、さらに給湯装置本体と操作装置を結ぶ配線工事などが必要となり、設置作業に手間がかかるという新たな問題が生じる。
【0011】
そこで、本発明は、給湯装置本体と操作装置が一体タイプの給湯装置を、寒冷地の屋外に設置する場合のように、操作装置を低温環境下に設けても、給湯装置を正常に動作させることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の給湯装置は、給湯装置本体と操作装置とを通信接続してなり、設定した予約時刻に運転を行う予約運転モードを備え、前記給湯装置本体は、本体側制御手段と、本体側温度検出手段とを有し、前記本体側制御手段は、前記本体側温度検出手段の検出値に基づく情報を前記操作装置に伝送するものであり、前記操作装置は、操作側制御手段と、発振子と、蛍光表示管とを有し、前記発振子は、予約運転のための時計データを生成するものであり、前記蛍光表示管は、給湯装置の運転状態や操作設定状態を表示するものであり、前記操作側制御手段は、前記本体側温度検出手段の検出値に基づく情報が所定の温度以下で、かつ、前記蛍光表示管の電源がオフの場合に、前記蛍光表示管の電源をオンにするとともに、前記蛍光表示管の非表示状態を維持するものである。
【0015】
本発明の給湯装置によると、本体側温度検出手段による周囲温度の検出値に基づいて、蛍光表示管の電源制御を行うことにより、低温時に蛍光表示管を発熱させることで、操作装置の制御基板に実装された温度特性を持つ発振子を低温環境下から保護でき、操作装置の動作を安定に保つことができる。
【0016】
また、操作装置が、最低動作保証温度の高い発振子を有している場合、蛍光表示管の発熱により発振子を低温環境下においても正常に動作させることができる。
【0017】
さらに、温度特性を有する発振子を低温環境下においても安定的に動作させるための手段を、特別な電気ヒーターなどを用いることなく、給湯装置およびその操作装置が本来備えている構成だけで安価に実現できる。
【0018】
給湯装置の具体例として、ガスや石油を燃料とした燃焼熱を熱源とする給湯器、電気温水器、二酸化炭素などを熱媒とするヒートポンプ給湯器などが挙げられる。また、機能面からみた給湯装置の具体例として、一般給湯機能、風呂注湯機能、風呂追焚機能、温水暖房機能などのうち少なくとも1つの機能を備えたものが挙げられる。さらに、温水暖房熱源機などの暖房機も含まれる。
【0019】
温度検出手段として、給湯装置本体に備える外気温サーミスタ、入水サーミスタ、出湯サーミスタ、缶体サーミスタ、凍結防止運転用の雰囲気サーミスタなどが挙げられる。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について、図1ないし図4を用いて説明する。
【0021】
図1は給湯装置の外観斜視図、図2は給湯装置のブロック図、図3は給湯装置の温度検出回路図、図4は素子保護動作のフローチャートを示している。
【0022】
本実施の形態の給湯装置は、寒冷地に設置されるものであり、例えば、道路の融雪装置(ロードヒーティング)の温水暖房熱源機として機能する。当該温水暖房熱源機は、操作装置における手動操作による手動運転モードのほか、降雪検知センサによる降雪検知時に運転を行う自動運転モード、設定した予約時刻に運転を行う予約運転モードを備える。
【0023】
図1において、10は給湯装置本体、20は給湯装置本体10の筐体表面に取付けられ給湯装置本体10を操作するための操作装置であり、本実施の形態の給湯装置は給湯装置本体10と操作装置20が一体となったタイプである。
【0024】
図2に、給湯装置本体10ならびに操作装置20における本発明の要部の構成を示す。なお、給湯装置本体10と操作装置20は、リモコンコード(電源線と通信線とを兼ねた電源重畳通信の2芯コード)30にて接続されており、後述する給湯装置本体10ならびに操作装置20の各通信インターフェース13,23を介して通信を行う。
【0025】
給湯装置本体10は、マイクロコンピュータ(マイコン)12を中心に通信インターフェース13等を搭載した制御基板11、100Vの交流電源15に接続され制御基板11に15Vの直流電圧に変換して供給するAC/DCコンバータ(電源基板)14、各々本体側温度検出手段となる外気温サーミスタ16,雰囲気サーミスタ17等にて構成されている。
【0026】
なお、一般の給湯装置の場合、雰囲気サーミスタ17を備えているが、ロードヒーティングなどの融雪用温水暖房熱源機の場合は不凍液を熱媒として用いており、凍結予防運転を行う必要がなく、よって雰囲気サーミスタを備えていない。すなわち、雰囲気サーミスタ17を備えるのであれば、図2のように配置することになる。
【0027】
マイコン12は、給湯装置本体10を制御するとともに、給湯装置本体10に関する情報ならびに本体側温度検出手段16,17の検出値に基づく情報を操作装置20に伝送する制御手段を構成する。
【0028】
外気温サーミスタ16は、給湯装置本体10の筐体外部の所定位置に設けられ、外気温度を逐一検出し、当該検出値はマイコン12に入力される。また、雰囲気サーミスタ17(一般の給湯装置の場合であって、凍結予防運転を行う必要があるときに設置される)は、温水配管の凍結防止運転のために、給湯装置本体10内部の雰囲気温度を逐一検出し、当該検出値はマイコン12に入力される。なお、凍結防止運転とは、例えば、配管に取付けられた電気ヒータへの通電を行ったり、循環ポンプを備えた給湯装置の場合、温水配管内の循環運転を行ったりすることなどである。マイコン12に入力された各サーミスタ16,17の検出値に基づいて外気温度データが演算され、あるいは各サーミスタ16,17の検出値のいずれかを選択して外気温度データとし、当該温度データはリモコンコード30を介して操作装置20に送信される。なお、操作装置20に送信される情報は、温度データそのものであってもよいし、あるいは給湯装置本体10が検出した温度に基づいて、操作装置20に電源制御指示を出す指示信号であってもよい。
【0029】
操作装置20は、マイコン22を中心に通信インターフェース23、各々マイコン22に接続された時計用の発振子24,操作部25,表示手段となる蛍光表示管26,蛍光表示管26に電力を供給する表示部電源27等を搭載した制御基板21にて構成されている。
【0030】
発振子24は、最低動作保証温度の高い保護素子であり、予約運転等のための時計データを生成する。
【0031】
操作部25は、操作装置20の操作パネル表面に備えた不図示のボタン(このボタン自体は制御基板21に実装されていない)が操作者により操作されると、操作装置20の内部で制御基板21に実装された不図示のスイッチが押下られ、これによる操作信号をマイコン22が検出する構成となっている。
【0032】
蛍光表示管26は、給湯装置の運転状態や操作設定状態等を表示するものであり、マイコン22からの表示制御信号によって表示制御される。
【0033】
表示部電源27は、蛍光表示管26に電力を供給するものであり、マイコン22からの通電制御信号によって、蛍光表示管26に電力を供給するか否かが設定される。マイコン22からの通電制御信号は、通常の表示を行う場合は外気温度データに基づく情報には無関係に出力される。給湯運転が行われていない状態で、かつ操作装置の無操作状態が所定時間継続した場合に、通常表示モードから省電力モードに移行し、この省電力モードにある場合にのみ表示部電源27が遮断され、外気温度データに基づく情報により通電制御信号が出力される。なお、省電力モード自体を備えていない制御構成の場合には、運転モードが運転オフモードにあるときに、表示部電源27が遮断され、外気温度データに基づく情報により通電制御信号が出力される構成としてもよい。表示部電源27はリモコンコード30に接続されており、リモコンコード30を介して給湯装置本体10から操作装置20に供給されるDC15Vに基づき、昇圧回路によって、例えばDC48Vに昇圧されて蛍光表示管26に供給される。
【0034】
なお、表示部電源27から電源が供給されることで、蛍光表示管26に電圧が印加されて発熱するが、電圧が印加されている状態であっても、マイコン22から蛍光表示管26に表示制御信号が入力されなければ表示は行われない。すなわち、低温検知時に蛍光表示管26に電圧が印加されて発熱した場合でも、蛍光表示管26には何も表示されず、ユーザーに対しては蛍光表示管26の表示状態に何ら違和感を与えない。
【0035】
また、操作装置20の運転スイッチが押下される毎に、給湯装置の運転モードが、運転オンモードと運転オフモードに切り替えられ、運転オンモードと運転オフモードのいずれのモードであっても、省電力モードに移行したときに蛍光表示管26への電力供給が遮断される。なお、省電力モード自体を備えていない制御構成の場合には、運転オフモードに移行したときに蛍光表示管26への電力供給が遮断される。
【0036】
図3は、外気温サーミスタ16や雰囲気サーミスタ17等の本体側温度検出手段の回路図を示している。サーミスタ31は、コネクタ32ならびにA/D入力ポート33を介して給湯装置本体10側のマイコン12に接続されている。
【0037】
図4を用いて、操作装置20内部の最低動作保証温度の高い保護素子を保護する処理について説明する。保護素子としては、例えば、時計用の発振子24が挙げられる。発振子24の動作保証温度の下限値は、一例としてマイナス10℃である。なお、本処理における蛍光表示管26に電圧が印加される上限温度Aは、発振子24の特性のばらつきを考慮し余裕をもって設定される。ちなみに、マイコン22の動作保証温度の下限値は、マイナス20℃である。
【0038】
図4に示す処理プログラムはメモリに格納され、マイコン22により実行される。
【0039】
まず、蛍光表示管26の表示出力制御中(マイコン22が表示制御信号を出力している)か否かを判断する(ステップ40)。ステップ40にて、表示出力制御中であれば何もせず終了し、表示出力制御中でない場合はステップ41へ進み、蛍光表示管26の電源がオフか否かを判断する。ステップ41にて、蛍光表示管26の電源がオフの場合、各サーミスタ16,17の検出値に基づく外気温度が、予めメモリに設定された蛍光表示管26に電圧が印加される上限温度A℃以下であるか否かを判断する(ステップ42)。ステップ42にて、外気温度が上限温度A℃以下の場合、マイコン22は表示部電源27を介して蛍光表示管26の電源をオンする(ステップ43)。蛍光表示管26の発熱により、発振子24が低温から保護される。ステップ42にて、外気温度が上限温度A℃以下でない場合、蛍光表示管26の電源はオフの状態で維持される。
【0040】
ステップ41にて、蛍光表示管26の電源がオンの場合、各サーミスタ16,17の検出値に基づく外気温度が、予めメモリに設定された上限温度A℃より2℃高い温度以上であるか否かを判断する(ステップ44)。この2℃は、蛍光表示管26の電源のオン・オフ動作が安定して実行されるために余裕を持って決定される。ステップ44にて、外気温度が上限温度A+2℃以上の場合、蛍光表示管26の電源をオフする(ステップ45)。ステップ44にて、外気温度が上限温度A+2℃以上でない場合、蛍光表示管26の電源はオンの状態で維持される。
【0041】
このように構成された給湯装置によると、外気温度が発振子24の動作保証温度の下限値に近づくと、蛍光表示管26の電源がオンされ、蛍光表示管26の発熱によって操作装置20内部の温度を管理し、発振子24が最低動作保証温度以下になるのを防止できる。よって、給湯装置本体10と操作装置20が一体タイプの給湯装置を、寒冷地の屋外に設置した場合、操作装置20に備えた時計用の発振子24が生成する時計データに狂いが生じるのを防止でき、正確な時刻での予約運転が行える。
【0042】
また、蛍光表示管26の発熱によって操作装置20内部の温度を上げることで、表示部の曇り止めが図れる。
【0043】
さらに、給湯装置本体10に既設の外気温サーミスタ16や雰囲気サーミスタ17等を、本体側温度検出手段として利用するので、新たなサーミスタを設置する必要がなく、安価である。
【0044】
なお、外気温サーミスタ16と雰囲気サーミスタ17とを備えた給湯装置に限るものではなく、これらサーミスタ16,17のいずれかを備えた給湯装置や、これらサーミスタ16,17に代えて外気温度を推測できるその他のサーミスタを備えた給湯装置であってもよい。また、複数のサーミスタの検出値のOR条件やAND条件に基づいて素子保護動作を行ったり、素子保護動作を終了したりしてもよい。
【0045】
また、素子保護動作のための電源制御においては、常時通電に限らず、断続通電等であってもよい。しかも、通常の電源供給時とは異なる電源供給方法を採用してもよく、例えば、通常時とは異なる電圧を供給してもよい。
【0046】
さらに、保護すべき素子は、最低動作保証温度の高い保護素子に限らず、温度特性を有するものであればよく、例えば、半導体等が挙げられる。
【0047】
本発明の他の実施の形態について、図5を用いて説明する。
【0048】
図5は給湯装置の操作装置のブロック図を示している。
【0049】
本実施の形態の給湯装置は、図5に示すように、最低動作保証温度の高い保護素子である時計用の発振子24の近傍に、発熱により発振子24を低温から保護する素子保護手段である蛍光表示管26を配置したことを特徴とする。
【0050】
なお、その他の給湯装置の全体構成は図1ないし図3に示した例と同様であり、また素子保護動作のフローチャートは図4に示した例と同様である。
【0051】
このように構成された給湯装置によると、発振子24の近傍に蛍光表示管26を配置したので、より確実に発振子24を低温より保護でき、給湯装置を正常に動作させることができる。
【0052】
本発明の他の実施の形態の変形例について、図6および図7を用いて説明する。
【0053】
図6は操作装置の素子保護回路図、図7は素子保護動作のフローチャートを示している。
【0054】
この変形例は、素子保護手段が通電により発熱する発熱素子であって、発熱素子の電源制御を行うことで、最低動作保証温度の高い保護素子を低温から保護するものである。
【0055】
図6において、保護素子となる発振子24の周囲近傍の3箇所に、発熱素子となる抵抗61を配置する。抵抗61の電源は、マイコン22により制御されている。すなわち、マイコン22により制御されたトランジスタ62のスイッチング作用により、各抵抗61への通電をオン・オフする。
【0056】
図7を用いて、発振子24を保護する処理について説明する。
【0057】
まず、各抵抗61を含む回路への出力制御中(マイコン22が制御信号を出力している)か否かを判断する(ステップ70)。ステップ70にて、出力制御中であれば何もせず終了し、出力制御中でない場合はステップ71へ進み、各抵抗61の電源がオフか否かを判断する。ステップ71にて、各抵抗61の電源がオフの場合、外気温度が予めメモリに設定された上限温度A℃以下であるか否かを判断する(ステップ72)。ステップ72にて、上限温度A℃以下の場合、マイコン22は各抵抗61の電源をオンし、通電により発熱させる(ステップ73)。上限温度A℃以下でない場合、各抵抗61の電源はオフの状態で維持される。
【0058】
ステップ71にて、各抵抗61の電源がオンの場合、外気温度が予めメモリに設定された上限温度A℃より2℃高い温度以上であるか否かを判断する(ステップ74)。ステップ74にて、上限温度A+2℃以上の場合、各抵抗61の電源をオフし、通電を解除する(ステップ75)。上限温度A+2℃以上でない場合、各抵抗61の電源はオンの状態で維持される。
【0059】
このように構成された給湯装置によると、外気温度が発振子24の動作保証温度の下限値に近づくと、最低動作保証温度の高い発振子24の周囲に配置した発熱素子である各抵抗61に通電することで、各抵抗61の発熱によって発振子24を低温から保護でき、給湯装置を正常に動作させることができる。
【0060】
本発明のさらに他の実施の形態について、図8および図9を用いて説明する。
【0061】
図8は給湯装置の操作装置の斜視図、図9は素子保護動作のフローチャートを示している。
【0062】
本実施の形態は、操作装置20内に設けられた操作側温度検出手段にて、操作装置20内部の雰囲気温度を検出し、当該検出値に基づいて最低動作保証温度の高い発振子24を低温から保護することを特徴とする。
【0063】
なお、素子保護手段としては、蛍光表示管26、抵抗等の発熱素子などが挙げられ、これら素子保護手段の発熱によって最低動作保証温度の高い発振子24が低温から保護される。
【0064】
図8は、操作側温度検出手段である温度センサ81が、操作装置20に内蔵されている様子を示している。温度センサ81による操作装置20内部の雰囲気温度である検出値は、操作装置20のマイコン22に入力される。
【0065】
図9を用いて、発振子24を保護する処理について説明する。
【0066】
まず、素子保護動作を行う回路への出力制御中(マイコン22が制御信号を出力している)か否かを判断する(ステップ90)。ステップ90にて、出力制御中であれば何もせず終了し、出力制御中でない場合はステップ91へ進み、素子保護動作がオフか否かを判断する。ステップ91にて、保護動作がオフの場合、温度センサ81にて検出した操作装置20の内部温度が、予めメモリに設定された上限温度A℃以下であるか否かを判断する(ステップ92)。上限温度A℃以下の場合、素子保護動作をオンにし(ステップ93)、上限温度A℃以下でない場合、素子保護動作はオフの状態で維持される。
【0067】
ステップ91にて、素子保護動作がオンの場合、温度センサ81にて検出した操作装置20の内部温度が、予めメモリに設定された上限温度A℃より2℃高い温度以上であるか否かを判断する(ステップ94)。上限温度A+2℃以上の場合、素子保護動作をオフにし(ステップ95)、上限温度A+2℃以上でない場合、素子保護動作はオンの状態で維持される。
【0068】
このように構成された給湯装置によると、操作装置20の内部温度が発振子24の動作保証温度の下限値に近づくと、素子保護手段の発熱によって最低動作保証温度の高い発振子24が低温から保護され、給湯装置を正常に動作させることができる。
【0069】
なお、前記各実施の形態において、一体タイプの給湯装置に限定されるものではなく、操作装置20が給湯装置本体10と別体で通信接続され、かつ、屋外あるいは屋外に類する低温環境下に設置される形態の給湯装置にも適用できる。また、その通信接続の形態も有線である必要はなく、赤外線や電波などを用いたワイヤレス接続であってもよい。
【0070】
また、操作装置20が給湯装置本体10に一体的に取付けられる場合、給湯装置が燃焼運転をすると、その燃焼熱により操作装置が間接的に暖められるので、本願の操作装置内の素子保護用電源制御が不要になることがある。したがって、そのような場合、給湯装置の燃焼運転中は、操作装置内の素子保護用電源制御の制御シーケンスを実行しないようにする制御構成とすることができる。すなわち、一般的に燃焼運転中には蛍光表示管の電源は遮断しないが、燃焼運転中に蛍光表示管の電源を遮断する場合があるような制御構成を備えた場合であって、かつ、燃焼運転の燃焼熱が外気温サーミスタなど本願の操作装置の電源制御用に用いられるサーミスタに伝わらない設置形態の場合であって、さらに操作装置には給湯装置の燃焼運転の燃焼熱が間接的に伝わるような設置形態の場合を前提とした制御構成である。
【0071】
さらに、操作装置が、寒冷地の屋外あるいはそれに相当する低温環境下に設置されるか否かを、給湯装置あるいはその操作装置のマイコンが認識できるような設定入力手段(例えば、ディップスイッチやジャンパーを用いたマイコンへの入力)を備えている場合、操作装置が、寒冷地の屋外あるいはそれに相当する低温環境下に設置されていない旨の設定入力がなされている場合は、操作装置内の素子保護用電源制御の制御シーケンスを実行しないようにする制御構成とすることができる。
【0072】
【発明の効果】
本発明によれば、寒冷地に設置される給湯装置の操作装置を低温環境下においても正常に動作させ、ひいてはその操作装置によって操作される給湯装置を正常に動作させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における給湯装置の外観斜視図
【図2】本発明の一実施の形態における給湯装置のブロック図
【図3】本発明の一実施の形態における給湯装置の温度検出回路図
【図4】本発明の一実施の形態における給湯装置の素子保護動作のフローチャート
【図5】本発明の他の実施の形態における給湯装置の操作装置のブロック図
【図6】本発明の他の実施の形態の変形例における操作装置の素子保護回路図
【図7】本発明の他の実施の形態の変形例における給湯装置の素子保護動作のフローチャート
【図8】本発明のさらに他の実施の形態における給湯装置の操作装置の斜視図
【図9】本発明のさらに他の実施の形態における給湯装置の素子保護動作のフローチャート
【符号の説明】
10 給湯装置本体
16 外気温サーミスタ(本体側温度検出手段)
17 雰囲気サーミスタ(本体側温度検出手段)
20 操作装置
24 発振子(保護素子)
26 蛍光表示管(表示手段(素子保護手段))
61 抵抗(発熱素子(素子保護手段))
81 温度センサ(操作側温度検出手段)
Claims (2)
- 給湯装置本体と操作装置とを通信接続してなり、設定した予約時刻に運転を行う予約運転モードを備えた給湯装置であって、
前記給湯装置本体は、本体側制御手段と、本体側温度検出手段とを有し、
前記本体側制御手段は、前記本体側温度検出手段の検出値に基づく情報を前記操作装置に伝送するものであり、
前記操作装置は、操作側制御手段と、発振子と、蛍光表示管とを有し、
前記発振子は、予約運転のための時計データを生成するものであり、
前記蛍光表示管は、給湯装置の運転状態や操作設定状態を表示するものであり、
前記操作側制御手段は、前記本体側温度検出手段の検出値に基づく情報が所定の温度以下で、かつ、前記蛍光表示管の電源がオフの場合に、前記蛍光表示管の電源をオンにするとともに、前記蛍光表示管の非表示状態を維持するものである、
ことを特徴とする給湯装置。 - 請求項1に記載の給湯装置の操作装置。
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