(57)【要約】【課題】給湯装置の配管凍結を有効に監視する。【解決手段】コントーラ１５０は、ユーザが給湯栓１９０を継続的に開放する凍結予防運転状態であることを入力した場合には、運転スイッチのオフ期間に凍結監視モードをオンする。コントローラ１５０は、流量センサ１４０による流量検出値、又は、凍結防止ヒータ１９１の作動時における温度センサ１３０の温度検出値に基づき、給湯装置１００内での流路での通水の途絶を検知すると、流路での配管凍結に関する異常情報を報知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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。
【請求項２】
前記モード設定手段は、前記運転スイッチがオフからオンに操作されると、前記ユーザ入力のオン状態を解除する、請求項１記載の給湯装置。
【請求項３】
前記流路に配置された流量検出器と、
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。
【請求項４】
前記流路に配置された流量検出器と、
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。
【請求項５】
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、前記流量調整弁の開度を増加させる開度増加手段をさらに備え、
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。
【請求項６】
前記検知手段は、前記流量検出器による検出流量に基づいて、前記途絶を検知する、請求項３〜５のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項７】
前記報知手段は、前記途絶が検知された場合には、前記検出流量の時間変化率が予め定められた判定値よりも大きいと、前記給湯栓の閉止操作が推定される旨の第１の異常情報を報知する一方で、前記時間変化率が前記判定値以下であると、前記配管凍結の発生が推定される旨の第２の異常情報を報知する、請求項６記載の給湯装置。
【請求項８】
前記報知手段は、前記途絶が検知された場合には、前記凍結監視モードの開始からの経過時間が予め定められた判定時間よりも小さいと、前記給湯栓の閉止操作が推定される旨の第１の異常情報を報知する一方で、前記経過時間が前記判定時間以上であると、前記配管凍結の発生が推定される旨の第２の異常情報を報知する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項９】
前記流路に配置された温度検出器と、
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。
【請求項１０】
前記給湯装置は、無線通信による中継器との通信接続によって、通信網と通信接続可能に構成され、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６４０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【発明の効果】
【０００７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に従う給湯装置の概略構成図である。
【図２】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。
【図３】ユーザによる凍結予防運転を説明する概念図である。
【図４】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である。
【図５】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６】図５に示された流量オフ判定の第１の例を説明するフローチャートである。
【図７】図５に示された流量オフ判定の第２の例を説明するフローチャートである。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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１１】流量検出値の挙動例を説明する概念図である。
【図１２】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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
［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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
［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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
［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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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）。
【００７６】
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。
【００７７】
［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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【符号の説明】
【００９１】
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。
【図１】
2020016380.tif 000003
【図２】
2020016380.tif 000004
【図３】
2020016380.tif 000005
【図４】
2020016380.tif 000006
【図５】
2020016380.tif 000007
【図６】
2020016380.tif 000008
【図７】
2020016380.tif 000009
【図８】
2020016380.tif 000010
【図９】
2020016380.tif 000011
【図１０】
2020016380.tif 000012
【図１１】
2020016380.tif 000013
【図１２】
2020016380.tif 000014