(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位のシステムコントローラに、給湯器又は下位のシステムコントローラを選択的に複数台接続可能とし、最下位のシステムコントローラには少なくとも１台の給湯器を接続した給湯器システムにおいて、
最上位のシステムコントローラから最下位のシステムコントローラまで同一機種のシステムコントローラによって構成し、
前記システムコントローラに、給湯器又は下位のシステムコントローラを選択的に接続するための複数の第１の接続部と、上位のシステムコントローラ又はリモートコントローラを選択的に接続するための第２の接続部とを設けると共に、第１の接続部に接続された機器が給湯器であるか他のシステムコントローラであるかを判別するための判別手段を設け、
上位のシステムコントローラは、各システムコントローラの前記判別手段の判別結果に基づいて各システムコントローラと給湯器の階層構造を認識し、各下位のシステムコントローラを介して給湯器と通信するようにしたことを特徴とする給湯器システム。
【請求項２】
システムコントローラとその第２の接続部に接続されたリモートコントローラとの間の通信方式は、上位のシステムコントローラと下位のシステムコントローラとの間の通信方式と同じ方式であることを特徴とする、請求項１に記載の給湯器システム。
【請求項３】
最上位のシステムコントローラにおける前記第２の接続部にリモートコントローラを接続したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の給湯器システム。
【請求項４】
請求項１に記載した給湯器システムに使用するための給湯器制御用システムコントローラであって、
下位のシステムコントローラ又は給湯器を選択的に接続することができる複数の第１の接続部と、上位のシステムコントローラ又はリモートコントローラを選択的に接続することができる第２の接続部と、第１の接続部に接続された機器が給湯器であるか他のシステムコントローラであるかを判別するための判別手段とを備えていることを特徴とする給湯器制御用システムコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯器制御用システムコントローラ及び給湯器システムに関する。具体的にいうと、例えば並列型給湯器システムとそれに用いられるシステムコントローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
（並列型給湯器システム）
並列型給湯器システムの概略構成図を図１に示す。この並列型給湯器システム１にあっては、管端を市水等に接続された入水管２と管端にカラン４を設けられた出湯管３との間に３本の分岐管５ａ，５ｂ，５ｃが並列に接続されており、各分岐管５ａ，５ｂ，５ｃの途中には給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３が設けられている。
【０００３】
図２はこれらの各給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３の構成を示す概略構成図である。すなわち、各分岐管５ａ，５ｂ，５ｃの途中に熱交換器６が設けられており、熱交換器６はバーナ７によって加熱されるようになっており、バーナ７の燃焼力はガス流路８に設けられた比例制御弁９によって制御される。また、バーナ７の近傍にはバーナ７の炎を検出するためのフレームロッド１０が設けられている。各分岐管５ａ，５ｂ，５ｃには熱交換器６をバイパスするようにして熱交換器入口側と熱交換器出口側との間にバイパス管１１が配管されている。バイパス管１１にはバイパス流量制御弁１２及びバイパス側流量Ｑｂを検出するためのバイパス流量センサ１３が設けられている。分岐管５ａ，５ｂ，５ｃのバイパス管１１との分岐点及び熱交換器入口側の間には缶体側流量Ｑｋを検出するための缶体側流量センサ１４と入水温度Ｔｃを検出するための入水温度センサ１５が設けられており、分岐管５ａ，５ｂ，５ｃの熱交換器出口側及びバイパス管１１との合流点の間には熱交換器６から出湯される湯の温度Ｔｈを検出する出湯温度センサ１６及び流路開閉弁１７ａ，１７ｂ，１７ｃが設けられており、分岐管５ａ，５ｂ，５ｃのバイパス管１１との合流点よりも下流側にはミキシング温度センサ１８が設けられている。
【０００４】
給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３は、それぞれマイクロコンピュータを備えた本体コントローラ１９ａ，１９ｂ，１９ｃを内蔵しており、バイパス流量センサ１３、缶体側流量センサ１４、入水温度センサ１５、出湯温度センサ１６、ミキシング温度センサ１８の各検出信号及びフレームロッド１０の炎確認信号は各本体コントローラ１９ａ，１９ｂ，１９ｃに入力されており、本体コントローラ１９ａ，１９ｂ，１９ｃはこれらの検出値に応じて各給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３の比例制御弁９及びバイパス流量制御弁１２を制御し、出湯管３へ出湯する湯温をコントロールしている。
【０００５】
出湯管３へ出湯する湯の制御方法としては、種々の方式があるが、例えばつぎのようなフィードフォワード制御（ＦＦ制御）とフィードバック制御（ＦＢ制御）との併用方式がある。この方式では、リモートコントローラ２１により設定温度Ｔｓが設定されると、本体コントローラ１９ａ，１９ｂ，１９ｃは熱交換器側とバイパス管１１側との流量の比Ｑｋ／Ｑｂ（流量分配比）の値（固定値）や設定温度Ｔｓ等から設定温度Ｔｓよりも高温の仮設定温度Ｔｇｓ（バイパス管１１を通過した水と混合された時に設定温度Ｔｓとなるように演算された値）を求め、熱交換器６から仮設定温度Ｔｇｓの湯を出湯するよう、缶体側流量センサ１４の検出値Ｑｋ及び入水温度センサ１５の検出値Ｔｃに応じて比例制御弁９をフィードフォワード制御する。さらに、本体コントローラ１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、熱交換器６から出湯された湯とバイパス管１１を通過した水とのミキシング温度Ｔｍをミキシング温度センサ１８によって監視し、ミキシング温度Ｔｍと設定温度Ｔｓとの偏差（Ｔｍ−Ｔｓ）に応じてバイパス流量制御弁１２を動かし、出湯管３へ設定温度Ｔｓの湯を出湯するようバイパス流量Ｑｂをフィードバック制御している。
【０００６】
また、これらの本体コントローラ１９ａ，１９ｂ，１９ｃはシステムコントローラ２０の制御下にある。すなわち、各本体コントローラ１９ａ，１９ｂ，１９ｃからシステムコントローラ２０へは、各給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３の燃焼力ＰＫ１，ＰＫ２，ＰＫ３を示す信号と、各給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３が燃焼状態にあるか否かを示すチェック信号とが送られており、しかも、各給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３の流路開閉弁１７ａ，１７ｂ，１７ｃはシステムコントローラ２０によって開閉制御されており、システムコントローラ２０は各本体コントローラ１９ａ、１９ｂ，１９ｃから送られてくる信号によって各流路開閉弁１７ａ，１７ｂ，１７ｃを開閉することにより各給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を燃焼させたり、燃焼停止させたりし、給湯器の運転台数をコントロールしている。また、システムコントローラ２０に接続されたリモートコントローラ２１からは、設定温度Ｔｓ等を入力できるようになっている。
【０００７】
また、各本体コントローラ１９ａ，１９ｂ，１９ｃにより、その給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３が燃焼状態にあるか否かを判断する方法は、どのような方法であってもよいが、最低作動流量（ＭＯＱ）以上の缶体側流量Ｑｋがあるにも拘らず、熱交換器６の出湯温度Ｔｈが入水温度Ｔｃと等しい場合、あるいは、フレームロッド１０によって炎が検出されない場合には、燃焼していないと判断できる。
【０００８】
（従来例におけるシステムコントローラと給湯器との接続）
図３は従来の並列型給湯器システムにおけるシステムコントローラ２０と給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３との接続構造を示す図である。従来の並列型給湯器システムに用いられているシステムコントローラ２０にあっては、接続コネクタ２３〜２６が設けられており、接続コネクタ２３にはケーブルＣＬを介してリモートコントローラ２１を接続し、接続コネクタ２４，２５，２６にはケーブルＣ１，Ｃ２，Ｃ３を介して必要台数の給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を接続するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシステムコントローラにあっては、給湯器を接続するための接続コネクタは一定個数しか設けられていなかったので、給湯器接続用の接続コネクタを使い切ってしまうと、それ以上給湯器を接続することができず、並列型給湯器システムに給湯器を増設することができず、システムの拡張性が低いという問題があった。
【００１０】
そのため、給湯器を増設しようとすれば、システムコントローラを接続コネクタの口数の多いものと取り替える必要があり、施工手間とコストが掛かっていた。
【００１１】
また、施工業者においても、種々の給湯器接続台数に対応するためには、種々の接続コネクタ口数を有する多種類のシステムコントローラを在庫する必要があり、在庫スペースを占めるという問題があった。
【００１２】
本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単に給湯器の増設を行なうことができる給湯器制御用のシステムコントローラと、システムコントローラを取り替えることなく容易に給湯器の増設を行なうことができる拡張性の高い給湯器システムを提供することにある。
【００１３】
本発明にかかる給湯器システムは、上位のシステムコントローラに、給湯器又は下位のシステムコントローラを選択的に複数台接続可能とし、最下位のシステムコントローラには少なくとも１台の給湯器を接続した給湯器システムにおいて、最上位のシステムコントローラから最下位のシステムコントローラまで同一機種のシステムコントローラによって構成し、前記システムコントローラに、給湯器又は下位のシステムコントローラを選択的に接続するための複数の第１の接続部と、上位のシステムコントローラ又はリモートコントローラを選択的に接続するための第２の接続部とを設けると共に、第１の接続部に接続された機器が給湯器であるか他のシステムコントローラであるかを判別するための判別手段を設け、上位のシステムコントローラは、各システムコントローラの前記判別手段の判別結果に基づいて各システムコントローラと給湯器の階層構造を認識し、各下位のシステムコントローラを介して給湯器と通信するようにしたことを特徴としている。ここで、上位又は下位のシステムコントローラとは、接続関係をいうものである。
【００１５】
また、システムコントローラとその第２の接続部に接続されたリモートコントローラとの間の通信方式は、上位のシステムコントローラと下位のシステムコントローラとの間の通信方式と同じ方式であることが好ましい。さらに、上記リモートコントローラは、最上位のシステムコントローラにおける前記第２の接続部に接続しておくことが望ましい。
【００１６】
また、本発明の給湯器制御用システムコントローラは、本発明の給湯器システムに使用するための給湯器制御用システムコントローラであって、下位のシステムコントローラ又は給湯器を選択的に接続することができる複数の第１の接続部と、上位のシステムコントローラ又はリモートコントローラを選択的に接続することができる第２の接続部と、第１の接続部に接続された機器が給湯器であるか他のシステムコントローラであるかを判別するための判別手段とを備えていることを特徴としている。
【００１７】
しかして、本発明のシステムコントローラ又は給湯器システムにあっては、システムコントローラの下位に同一機種のシステムコントローラを接続することができるので、給湯器を増設する場合には、システムコントローラに同一機種の別なシステムコントローラを接続し、その下位に複数台の給湯器を接続することにより、既存のシステムコントローラを無駄にすることなく、しかも台数の制限なく給湯器を増設することができる。さらに、既存のシステムコントローラを除去する必要がないので、給湯器の増設工事を簡略化できる。
【００１８】
また、コストも安価になる。さらに、システムコントローラの機種を減らすことができ、コストや在庫スペースの面でも有利となる。
【００１９】
また、システムコントローラにおいて、リモートコントローラ又は上位のシステムコントローラを同一の接続部（第２の接続部）に接続できるようにして共用化すれば、端子部の数を減らすことができ、配線間違いも減り、コストも安価になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による並列型給湯器システムを説明する。並列型給湯器システムの全体としての構成は、図１及び図２に説明したとおりであるから、ここでは再度説明することは省略する。図４は本発明の並列型給湯器システムにおけるシステムコントローラと給湯器との接続構造を示す図であって、本発明の特徴を説明している。
【００２１】
本発明にかかるシステムコントローラ２０ａ、２０ｂ，２０ｃは、リモートコントローラ２１又は上位のシステムコントローラを接続するための接続コネクタ２３と、給湯器又は下位のシステムコントローラを接続するための複数の接続コネクタ２７，２８，２９を備えており、各接続コネクタ２７，２８，２９に接続された機器がシステムコントローラであるか、給湯器であるかを設定するためのジャンパースイッチやディップスイッチ等の設定スイッチが設けられている。
【００２２】
これらのシステムコントローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは同一機種であって、いずれを上位に配置し、いずれを下位に配置しても差し支えない。そして、リモートコントローラ２１と接続された場合には、リモートコントローラ２１との間で運転オン／オフや設定温度、エラー情報などの通信を行なう。互いに接続されたシステムコントローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃどうしは、運転オン／オフや給湯能力、エラー情報などの通信を行なう。給湯器と接続されたシステムコントローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、給湯器との間で、運転オン／オフや給湯能力、エラー情報などの通信を行なう。また、リモートコントローラ２１とシステムコントローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの間の通信方式と、システムコントローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃと給湯器との間の通信方式は同じ方式を用いている。
【００２３】
しかして、図１のように、１台のシステムコントローラ２０ａ（２０）を用いて３台の給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を用いた並列型給湯器システムを構成しようとすれば、図示しないが、システムコントローラ２０ａの接続コネクタ２３にケーブルＣＬを介してリモートコントローラ２１を接続し、ケーブルＣ１，Ｃ２，Ｃ３を介して各接続コネクタ２７，２８，２９に給湯器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を接続し、設定スイッチ３０，３１，３２を給湯器設定側へ設定すればよい。
【００２４】
給湯器を増設したい場合には、元のシステムコントローラ２０ａをそのまま用いてシステムコントローラと給湯器を増設することにより、並列型給湯器システムに給湯器を増設することができる。例えば、４台の給湯器を増設して７台の給湯器からなる並列型給湯器システムを構成する場合を説明する。この場合には、２台のシステムコントローラ２０も併せて増設する必要がある。
【００２５】
このためには、４台の給湯器Ｋ２２，Ｋ２３，Ｋ３２，Ｋ３３と２台のシステムコントローラ２０ｂ，２０ｃを新たに設置した後、既設のシステムコントローラ２０ａの接続コネクタ２８及び２９から既設の給湯器Ｋ２，Ｋ３を外し、既設のシステムコントローラ２０ａを上位とし、新設のシステムコントローラ２０ｂ，２０ｃを下位とし、上位のシステムコントローラ２０ａの各接続コネクタ２８，２９と下位の各システムコントローラ２０ｂ，２０ｃの接続コネクタ２３とをケーブルＣ４，Ｃ５によって接続する。さらに、上位のシステムコントローラ２０ａの接続口２８，２９に対応する設定スイッチ３１，３２を給湯機器設定側からリモートコントローラ設定側へ切り替える。ついで、下位のシステムコントローラ２０ｂの各接続コネクタ２７，２８，２９にケーブルＣ２，Ｃ２２，Ｃ２３を介して既存の給湯器Ｋ２及び新設の給湯器Ｋ２２，Ｋ２３を接続し、各設定スイッチ３０，３１，３２を給湯器設定側へセットする。同様に、下位のシステムコントローラ２０ｃの各接続コネクタ２７，２８，２９にケーブルＣ３，Ｃ３２，Ｃ３３を介して既存の給湯器Ｋ３及び新設の給湯器Ｋ３２，Ｋ３３を接続し、各設定スイッチ３０，３１，３２を給湯器設定側へセットする。
【００２６】
しかして、上位のシステムコントローラ２０ａは各システムコントローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの各設定スイッチ３０，３１，３２の設定によって各システムコントローラ２０ａ〜２０ｃと各給湯器Ｋ１〜Ｋ３、Ｋ２２〜Ｋ２３、Ｋ３２〜Ｋ３３の階層構造を認識し、信号の流れを制御する。例えば、リモートコントローラ２１から送信された制御信号を給湯器Ｋ３２に送る場合には、リモートコントローラ２１は、給湯器Ｋ３２を「システムコントローラ２０ａの下の３番目のシステムコントローラ２０ｃの下の２番目の給湯器Ｋ３２」と認識し、システムコントローラ２０ａからシステムコントローラ２０ｃへ制御信号を転送し、さらにシステムコントローラ２０ｃから給湯器Ｋ３２へ制御信号を転送する。こうして制御信号を受け取った給湯器Ｋ３２は、その制御信号の内容に応じた動作を行なう。
【００２７】
また、図４ではシステムコントローラを２階層に構成したが、給湯器の接続台数に応じて３階層以上に構成することができることはいうまでもない。例えば、１１台の給湯器Ｋ１１〜Ｋ１３、Ｋ２２〜Ｋ２３、Ｋ３１〜Ｋ３３、Ｋ４１〜Ｋ４３を接続する場合には、図５に示すように５台のシステムコントローラ２０ａ〜２０ｅを３階層に接続し、その下に給湯器Ｋ１１〜Ｋ１３、Ｋ２２〜Ｋ２３、Ｋ３１〜Ｋ３３、Ｋ４１〜Ｋを接続すればよい。
【００２８】
本発明にあっては、リモートコントローラを接続されたシステムコントローラを、その一方で別なシステムコントローラに接続し、その間で通信できるようにしているから、給湯器接続台数の増加による給湯能力の増強を無限に行なうことができる。また、接続系統、接続台数の増加が可能になるので、個々の給湯器の運転をローテイションさせながら行なう制御においては、システム全体の耐久性が向上する。また、部分的なシステムの故障があっても、システム全体としては、運転可能であるため、システム全体の信頼性が向上する。さらに、リモートコントローラとシステムコントローラとの間の通信方式、およびシステムコントローラと給湯器との間の通信方式を同一にすることにより、１種類のシステムコントローラを複数接続してシステム拡張できるため、システム構成が複雑化せず、開発工数やメンテナンス性にも優れる。
【００２９】
なお、図４に示したシステムコントローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃには設けていないが、接続コネクタに接続されている機器がリモートコントローラ２１であるか、上位のシステムコントローラであるかを設定するための設定スイッチも設けてもよい。また、接続コネクタ２７〜２９に接続された機器を設定するための設定スイッチを設けず、プログラムのうえで設定してもよい（つまり、機器情報をプログラムに書込むようにしてもよい）。ケーブルの端に設けられているコネクタ内の電極やピンの配置、あるいは一部の電極やピンの有無により、接続されている機器が給湯器か下位のシステムコントローラであるかをシステムコントローラが認識できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】並列型給湯器システムの構成を示す概略図である。
【図２】同上の並列型給湯器システムにおける１台の給湯装置を示す構成図である。
【図３】従来の並列型給湯器システムにおけるシステムコントローラと給湯器との結線図である。
【図４】本発明の一実施形態による給湯器システムにおける３台のシステムコントローラと７台の給湯器との結線図である。
【図５】本発明の別な実施形態による給湯器システムにおける５台のシステムコントローラと１１台の給湯器との結線図である。
【符号の説明】
２０ａ〜２０ｅ  システムコントローラ
２１  リモートコントローラ
Ｋ１〜Ｋ３、Ｋ１１〜Ｋ４３  給湯器
２３  リモートコントローラ用のコネクタ
２７〜２９  給湯器用の接続コネクタ
３０〜３２  設定スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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