(57)【要約】【課題】給湯機に異常が生じた場合に、別の給湯機から湯水を供給する。【解決手段】切替部に対して出湯元を切替させる切替機能を有し、切替機能は、給湯機に異常が生じた場合に、出湯元が他の給湯機を含むように切替部を駆動させる異常信号を出力する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯機であって、
切替部に対して出湯元を切替させる切替機能を有し、
該切替機能は、当該給湯機に異常が生じた場合に、出湯元が他の給湯機を含むように前記切替部を駆動させる異常信号を出力することを特徴とする給湯機。
【請求項２】
前記異常は、当該給湯機への電力供給の遮断であり、
前記異常信号は、該遮断に伴う電流の消失に起因するものであることを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【請求項３】
前記異常は、当該給湯機が湯の湧き上げに支障がでたことであり、
前記異常信号は、該支障を検知したことで出力されることを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【請求項４】
給湯機及び切替部の間と、前記切替部及び別電源の間と、に配される異常検出回路であって、
前記給湯器の電源が遮断された場合に動作する給湯機側異常時作動スイッチと、
前記給湯器の電源が遮断された場合に動作して前記別電源の電力を受取可能にする別電源側異常時作動スイッチと、を有することを特徴とする異常検出回路。
【請求項５】
前記給湯機側異常時作動スイッチは、前記給湯器及び前記切替部の間に位置し、
前記別電源側異常時作動スイッチは、前記切替部及び前記別電源の間に位置し、
前記別電源側異常時作動スイッチの個数は、前記給湯機側異常時作動スイッチの個数より少なく、
前記給湯器からの異常信号を受信すると、前記給湯機側異常時作動スイッチ及び前記別電源側異常時作動スイッチの一部又は全部のオン／オフ状態が切替ることを特徴とする請求項４に記載の異常検出回路。
【請求項６】
前記給湯機側異常時作動スイッチ及び前記別電源側異常時作動スイッチは、コイルに流れる電流でオンオフが切り替わるリレーを含み、
前記異常信号は、前記コイルへの電流の消失及び印加それぞれであることを特徴とする請求項４又は５に記載の異常検出回路。
【請求項７】
第１給湯機と、
第２給湯機と、
前記第１給湯機又は前記第２給湯機に出湯元を切替可能な切替部とを有し、
該切替部は、前記第１給湯機によって制御される給湯機システムであって、
前記第１給湯機に異常が生じた場合、前記出湯元に前記第２給湯機が含まれるように切替可能なことを特徴とする給湯機システム。
【請求項８】
前記第１給湯機が湯切れと判断された場合、前記切替部は、出湯元が前記第２給湯機を含むように制御され、
前記第１給湯機の異常として前記第１給湯機への電源が遮断された場合、該遮断に起因して自動的に、出湯元が前記第２給湯機を含むように前記切替部が制御されることを特徴とする請求項７に記載の給湯機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯機、異常検出回路及び給湯機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯を行う給湯システムとしては、複数台の給湯機を並列接続して同時に給湯を行うものや、複数台の給湯機の各台から１台ずつ順番に給湯するものがある。給湯機としては、燃焼式の給湯機のほか、貯湯式のヒートポンプ式給湯機が知られている。また、近年では沸き上げに時間を要するヒートポンプ式給湯機が湯切れしても安定した給湯ができるように、ヒートポンプ式給湯機と燃焼式給湯機などの給湯機を並列に接続したハイブリッドタイプの給湯システムなども増えてきている。
【０００３】
このような複数の給湯機を並列に接続した構成の給湯システムとして、特許文献１は、出湯元となる給湯機の切替えを、給湯機の出湯経路の合流部に設けた三方弁などの切替部５によって行い、この制御を制御部６で行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０１７９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の給湯機を並列に接続した給湯システムにおいて、或る給湯機に異常が生じるなどしてその時点での給湯元の給湯機からの給湯が困難または不可能になった場合、給湯元を切替えさせる制御を実行することが望まれる。すなわち、切替部５の切替制御を或る給湯機からの信号によって行う給湯システムでは、或る給湯機自身に故障等が生じた場合に、必要に応じて切替部５を駆動させる方法を備えることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記事情に鑑みてなされた第１の本発明としての給湯機は、
給湯機であって、
切替部に対して出湯元を切替させる切替機能を有し、
該切替機能は、当該給湯機に異常が生じた場合に、出湯元が他の給湯機を含むように前記切替部を駆動させる異常信号を出力することを特徴とする。
【０００７】
また、上記事情に鑑みてなされた第２の本発明としての異常検出回路は、
給湯機及び切替部の間と、前記切替部及び別電源の間と、に配される異常検出回路であって、
前記給湯器及び前記切替部の間には、給湯機側異常時作動スイッチを有し、
前記切替部及び前記別電源の間には、別電源側異常時作動スイッチを有し、
前記別電源側異常時作動スイッチの個数は、前記給湯機側異常時作動スイッチの個数より少なく、
前記給湯器からの異常信号を受信すると、前記給湯機側異常時作動スイッチ及び前記別電源側異常時作動スイッチの一部又は全部のオン／オフ状態が切替ることを特徴とする。
【０００８】
また、上記事情に鑑みてなされた第３の本発明としての給湯機システムは、
第１給湯機と、
第２給湯機と、
前記第１給湯機又は前記第２給湯機に出湯元を切替可能な切替部とを有し、
該切替部は、前記第１給湯機によって制御される給湯機システムであって、
前記第１給湯機に異常が生じた場合、前記出湯元に前記第２給湯機が含まれるように切替可能なことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の給湯システム構成図
【図２】実施例１の切替部の電源変更に用いられる回路の概略図
【図３】実施例１のスイッチを動作させる構成の概略を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の給湯システムの実施例について適宜図面を参照しながら説明する。本発明の各種の構成要素は必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、例えば、一の構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素の一部と別の構成要素の一部とが重複すること、等を許容する。
【実施例１】
【００１１】
＜給湯システム＞
図１は本実施例の給湯システムの概要を示した構成図である。給湯システムは、貯湯タンク１、及び貯湯タンク１内の湯水を加熱する加熱源２を備えた第１給湯機３と、第１給湯機３とは異なる加熱源を備えた第２給湯機４と、給湯端末への給湯元の給湯機を切替える切替部としての三方弁７と、異常検出回路８と、別電源１１と、を備えている。第１給湯機３と第２給湯機４には、各給湯機に水を供給する給水管５（５ａ，５ｂ）と各給湯機から湯を取り出して給湯端末に供給する給湯管６（給湯配管６ａ，６ｂ）がそれぞれ接続されている。給湯端末と給湯機３，４との間には、三方弁７が配されており、給湯端末に対して各給湯機３，４が並列に接続されている。このように給湯端末に対して第１給湯機３と第２給湯機４を並列に接続することで、出湯元となる給湯機を切替えて給湯端末への給湯が可能となる。第１給湯機３は、商用電源等（不図示）から電源の供給を受けている。
【００１２】
ここで、本実施例の給湯システムでは、出湯元となる給湯機の切替えを自動で行うための三方弁７が、第１給湯機３の給湯配管６ａと第２給湯機４の給湯配管６ｂの合流部に設けられている。三方弁７は、加熱源２から電源の供給を通常受けており、この電源は、異常検出回路８を介する三方弁配線１０ａ，１０ｂから供給される。加熱源２が三方弁７の駆動制御を行い、流路の切り換えが行われる。
【００１３】
本実施例では、貯湯式である第１給湯機３が給湯元として動作している場合に、この貯湯量が一定量以下となって給湯温度が低下しそうになると、第１給湯機３が三方弁７を動作させる信号を出力して、異なる給湯機４を給湯元にするように自動的に切替えすることができる。また、第２給湯機４が貯湯式である場合は、同様に、第２給湯機４が給湯元として動作している場合に、この貯湯量が一定量以下となって給湯温度が低下しそうになると、第１給湯機３が三方弁７を動作させる信号を出力して、異なる給湯機３を給湯元にするように自動的に切替えすることができる。本実施例では、第２給湯機４が瞬間式である場合として説明する。このため本実施例では後述するように、第２給湯機４が給湯元である場合は、第１給湯機３の貯湯量が十分と判断された場合に、第１給湯機３が三方弁７を動作させる信号を出力して、異なる給湯機３を給湯元にするように自動的に切替えすることができる。
【００１４】
また、第１給湯機３は、機外の異常検出回路８と異常検出配線９で接続されており、第１給湯機３に異常が発生した場合（例えば、第１給湯機３の駆動が不能になった場合）には異常検出回路８に対して異常を発報する。異常検出回路８は、第１給湯機３からの異常が発報された場合に給湯元が第１給湯機３であったときには、接続された別電源１１から三方弁７に電源供給を行うことで三方弁７を動作させて、第１給湯機３の給湯から第２給湯機４の給湯に切り換えるように構成されている。
【００１５】
＜第１給湯機３＞
第１給湯機３は、湯水を貯留する貯湯タンク１と、貯湯タンク１に貯湯するための水を加熱する加熱源２を備え、貯湯タンク１に貯湯された湯を利用して給湯端末に給湯するものである。
【００１６】
加熱源２は、貯湯タンク１に貯湯するための水を加熱できるものであればよく、例えば、ヒートポンプ、電熱ヒータなどを用いることができる。本実施例では、加熱源２としてヒートポンプを用いた場合を例として説明する。
【００１７】
第１給湯機３では、給水経路である給水管５ａを介して貯湯タンク１に水が供給される。貯湯タンク１内の湯水は、加熱源入水管１３から加熱源２に送られ、加熱源２で加熱された湯が加熱源出湯管１４を通って貯湯タンク１に戻される。そして、貯湯タンク１に貯湯された湯を利用して、出湯経路である給湯管６ａから三方弁７を通過して給湯端末への給湯が行われる。
【００１８】
また、第１給湯機３の加熱源２には、リモコン１２が配線接続されていて加熱源２の運転設定などの操作を可能となっている。
【００１９】
ここで、図１では給湯端末に貯湯タンク１に貯湯された湯を直接給湯する構成を示しているが、貯湯タンク１の湯を熱源として給水源から供給された水を加熱して給湯する構成であってもよい。
【００２０】
＜第２給湯機４＞
第２給湯機４は、第１給湯機３とは異なる加熱源を備えており、第１給湯機３に対する例えば補助的な給湯手段として機能する。例えば、可燃性ガスを燃焼させるガスバーナー（加熱源）で水を加熱するガス給湯機や、石油バーナー（加熱源）で水を加熱する石油給湯機などにすることができる。第２給湯機４では、給水経路である給水管５ｂから供給された水が加熱源で加熱され、出湯経路である配管６ｂ、給湯管６から給湯端末への給湯が行われる。補助的な給湯手段として、必要な時に必要量の湯を瞬時に無駄なく供給する観点からは貯湯式よりも瞬間式の給湯機を用いることが好ましい。また、第２給湯機４の加熱源は、第１給湯機３に供給される水の流れを検知して加熱源のオン／オフを制御するものが好ましい。
【００２１】
＜貯湯タンク１の湯切れ＞
次に、貯湯タンク１に貯湯された湯水の温度が低下し、貯湯タンク１の「湯切れ」によって第１給湯機３から給湯が困難な場合の動作について説明する。
【００２２】
貯湯タンク１には、異なる高さ位置での湯水の温度を検知する複数の温度センサ１５ａ〜１５ｃが設けられており、貯湯タンク１内の湯水の温度分布を把握できるようになっている。本実施例では３個としているが温度センサの数は貯湯タンクの容量によって適宜設計できる。
【００２３】
温度センサ１５ａ〜１５ｃの情報に基づいて、貯湯タンク１内の湯水の温度分布が設定値以下となり「湯切れ」と判断されると、第１給湯機３の加熱源２は三方弁７を動作させて、第１給湯機３からの給湯を止めて、第２給湯機４からの給湯に切替える。加熱源２は設定された沸き上げ量に応じて「湯切れ」となった場合、あるいは湯切れになる以前に加熱源２を稼働させ、貯湯タンク１内の湯水を加熱源２によって沸き上げる。すなわち、貯湯タンク１の下部から加熱源入水管１３を介して加熱源２に送り、加熱源２によって加熱された湯を、加熱源出湯管１４を介して貯湯タンク１の上部に戻すことを継続することで、貯湯タンク内は上部から高温水が層状に貯留されていき、設定された貯湯量まで湯を沸き上げると加熱源２の運転を停止する。
【００２４】
第２給湯機４からの給湯に切替えられた状態で給湯端末から給湯需要があった場合には、第１給湯機３側は三方弁７が閉じられているため、第１給湯機３から給湯管６ａに湯は流れない。一方、三方弁７は第２給湯機４の給湯管６ｂからの出湯経路が開放されているため第２給湯機４から給湯配管６を介して給湯端末への給湯が行われる。
【００２５】
このように第１給湯機３が湯切れすると第１給湯機３からの指令で三方弁７の給湯経路が切り替わるため、出湯元の給湯機が第２給湯機４となり給湯端末への給湯が行われる。このように第１給湯機が湯切れした場合においても、第２給湯機から安定した給湯を行うことができる。
【００２６】
そして、第１給湯機３の沸上げ運転が完了し、貯湯タンク１内の湯水の温度分布が設定値以上になると、加熱源２は三方弁７の流路を切り換えて第１給湯機３から給湯端末への給湯が可能な状態に戻す。このように、湯切れの発生が生じているか否かに応じて、給湯元の給湯機を自動で切り替えて給湯端末への給湯が行われる。
【００２７】
このような給湯システムにおいて、第１給湯機３の異常や電源遮断によって例えば加熱源２が三方弁７の切替え動作をできなくなった場合、第１給湯機３（給湯機のいずれか）が湯切れにより給湯できない状態になっても第２給湯機４（別の給湯機）からの給湯に切り換えることができない。このような状態の場合の三方弁７を動作させ、第２給湯機４からの給湯に切り換える動作について図２を参照しつつ説明する。
【００２８】
＜異常検出回路８＞
図２は、本実施例の切替部７の電源変更に用いられる回路の概略図である。第１給湯機３と三方弁７は異常検出回路８を介して三方弁配線１０ａ，１０ｂで接続されている。
【００２９】
異常検出回路８は、三方弁７側の３つの三方弁配線１０ｂそれぞれと繋がる回路側三方弁配線１０ａ（第１回路側三方弁配線１０ａａ，第２回路側三方弁配線１０ａｂ，第３回路側三方弁配線１０ａｃ）と、それぞれの回路側三方弁配線１０ａ中に設けた給湯機側異常時作動スイッチ１７（第１給湯機側異常時作動スイッチ１７ａ，第２給湯機側異常時作動スイッチ１７ｂ，第３給湯機側異常時作動スイッチ１７ｃ）と、第１給湯機側異常時作動スイッチ１７ａ及び第３給湯機側異常時作動スイッチ１７ｃそれぞれと別電源１１とを繋ぐ配線と、この配線それぞれ中に設けた別電源側異常時作動スイッチ１８（第１別電源側異常時作動スイッチ１８ａ，第３別電源側異常時作動スイッチ１８ｃ）とを有する。
【００３０】
第１給湯機３内には、それぞれの回路側三方弁配線１０ａａ，１０ａｂ，１０ａｃへの通電のオン／オフをそれぞれ独立して切替可能に構成された切替用スイッチ（不図示）として、例えば半導体スイッチが設けられている。
【００３１】
平常時では、図２に例示するように、異常検出回路８は給湯機側異常時作動スイッチ（リレー）１７ａ，１７ｂ，１７ｃを閉じると共に、別電源側異常時作動スイッチ１８（リレー）１８ａ，１８ｃを開いて（オフして）別電源からは通電されないようにしている。
【００３２】
図３は本実施例のスイッチ１７，１８を動作させる構成の概略を示す図である。
【００３３】
給湯機側異常時作動スイッチ（リレー）１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、例えば、第１給湯機３の電源が正常な場合は通電するコイル５２から発せられる磁気でオンされ、このコイル５２への通電が停止して磁気が発せられなくなるとオフするよう構成されることができる。
【００３４】
別電源側異常時作動スイッチ１８（リレー）１８ａ，１８ｃは、例えば、コイル５１から発せられる磁気によってオンオフが切り替わるように構成されることができる。具体的には、第１給湯機３の電源が正常な場合はオフにされて、第１給湯機３の電源が遮断するとコイル５１に通電して磁気が生じ別電源側異常時作動スイッチ１８（リレー）１８ａ，１８ｃがオンする。
【００３５】
＜切替部７の切替え＞
第１給湯機３（加熱源２）は、第１給湯機３が湯切れしていない給湯可能な場合には、第１給湯機内の切替用スイッチを制御して、第１回路側三方弁配線１０ａａと第２回路側三方弁配線１０ａｂとが通電し、第３回路側三方弁配線１０ａｃが通電しないようにする。本実施例ではこのスイッチパターンのとき、三方弁７が第１給湯機側３に開いて第１給湯機３から給湯配管６を介して給湯端末への給湯が行われる。
【００３６】
一方、第１給湯機３が湯切れにより所定の温度での給湯ができない状態になると、第１給湯機３（加熱源２）は、第１回路側三方弁配線１０ａａと第３回路側三方弁配線１０ａｃとが通電し、第２回路側三方弁配線１０ａｂが通電しないようにする。本実施例ではこのスイッチパターンのとき、三方弁７は第２給湯機側４に開いて第２給湯機４から給湯配管６を介して給湯端末への給湯が行われる。
【００３７】
第２給湯機４からの給湯中に、第１給湯機３の加熱源２の沸上げ運転によって貯湯タンク１に一定量の湯が貯湯されるなどして第１給湯機３からの給湯条件が満たされると、第１給湯機３（加熱源２）は再び三方弁７を第１給湯機３側に開かせる制御信号を出力して切替用スイッチを制御して、第１給湯機３から給湯端末に給湯するよう制御する。
【００３８】
＜第１給湯機３の異常時＞
上記のように第１給湯機３と異常検出回路８によって三方弁７の制御を行っている状況において、第１給湯機３が故障あるいは電源遮断状態となり三方弁７への通電制御ができない状態に陥った場合、第１給湯機３からは、電源の遮断に伴って異常検出配線９を介して異常検出回路８に対して異常信号が発信される。本実施例では、給湯機側異常時作動スイッチ１７ａ，１７ｂ，１７ｃのコイルへの通電が停止するので給湯機側異常時作動スイッチ１７がすべて開く。このように第１給湯機３からの異常信号を受信した異常検出回路８は、給湯機側異常時作動スイッチ１７ａ，１７ｂ，１７ｃをすべて開く。
なお、本実施例の異常信号は、コイルへの通電の有無の切替わりである。このように、符号やコードを含むものに限られず、このような電流の有無といった２値情報も異常信号に含むことができる。
【００３９】
且つ、本実施例では、給湯機側異常時作動スイッチ１７ａ，１７ｂ，１７ｃをすべて開くと、別電源側異常時作動スイッチ１８（リレー）１８ａ，１８ｃはタイマ回路（図示せず）により僅かな時間差をおいてコイル５１に通電されて別電源側異常時作動スイッチ１８がすべて閉じるように制御される。このように異常信号を受信した異常検出回路８は、別電源側異常時作動スイッチ１８ａ，１８ｃを閉じることで、第１回路側三方弁配線１０ａａと第３回路側三方弁配線１０ａｃとが通電する。また、上述のように異常信号を受信した異常検出回路８は、第２回路側三方弁配線１０ａｂを開くので、結果として異常時の通電状態は、第２給湯機４から給湯配管６を介して給湯端末への給湯が行われる状態に一致する。このように第２給湯機４からの給湯状態に切り替えることができる。
【００４０】
即ち、第１給湯機３の異常により三方弁７の動作制御が不可能な状況の場合には、各スイッチ１７，１８が異常信号の発生に応じて切り替わり、第２給湯機４からの給湯に切替えられるから、給湯端末では問題なく給湯使用を継続することができる。
【００４１】
また、図示していないが異常検出回路８に異常を知らせる警報装置（ランプ、ブザーなど）を備えておくことで第１給湯機３の異常発生をいちはやくユーザーに知らせることで、第１給湯機３の早期復旧を促すことも可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１      貯湯タンク
２      加熱源
３      第１給湯機
４      第２給湯機
５      給水配管
６      給湯配管
７      切替部（三方弁）
８      異状検出回路
９      異常検出配線
１０    三方弁配線
１１    別電源
１２    リモコン
１３    加熱源入水配管
１４    加熱源出湯配管
１５    温度センサ
１７    給湯機側異常時作動スイッチ
１８    別電源側異常時作動スイッチ
５１    キャパシタ
５２    コイル
５３    コイル
【図１】
2019174017.tif 000003
【図２】
2019174017.tif 000004
【図３】
2019174017.tif 000005