(57)【要約】【課題】  給水流量センサが故障した場合に、簡易な構成により、この故障を使用者が知ることのできる貯湯式給湯システムを提供する。【解決手段】  貯湯タンクと、貯湯タンクに高温湯を供給する給湯管と、貯湯タンクに低温水を供給する給水管と、給水管に取り付けられて貯湯タンクに供給する低温水の流量を測定する給水流量センサと、貯湯タンクに複数取り付けられた温度センサにより低温水の水位を測定する水位センサと、給水流量センサの動作状態を表示する表示部と、給水流量センサ及び前記水位センサに電気的に接続されてそれらの測定データを認識できるとともに表示部に結果を表示させることができる制御部と、を有してなり、給水流量センサにより測定される給水流量と水位センサの測定値から推定される給水流量とを制御部で比較して両者の給水流量の間に一定値以上の差があると判断した場合には、給水流量センサが故障であることを表示部にて表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温湯又は低温水が貯蔵されている貯湯タンクと、前記貯湯タンクに高温湯を供給する給湯管と、前記貯湯タンクに低温水を供給する給水管と、前記給水管に取り付けられて前記貯湯タンクに供給する低温水の流量を測定する給水流量センサと、前記貯湯タンクに取り付けられた複数の温度センサにより低温水の水位を測定する水位センサと、前記給水流量センサ及び前記水位センサに電気的に接続されてそれらの測定データを認識できる制御部と、を有してなり、
前記給水流量センサにより測定される給水流量と前記水位センサの測定値から推定される給水流量とを前記制御部で比較することにより、前記給水流量センサの故障を検知する給水流量センサの故障検知方法。
【請求項２】
高温湯又は低温水が貯蔵されている貯湯タンクと、前記貯湯タンクに高温湯を供給する給湯管と、前記貯湯タンクに低温水を供給する給水管と、前記給水管に取り付けられて前記貯湯タンクに供給する低温水の流量を測定する給水流量センサと、前記貯湯タンクに取り付けられた複数の温度センサにより低温水の水位を測定する水位センサと、前記給水流量センサの動作状態を表示する表示部と、前記給水流量センサ及び前記水位センサに電気的に接続されてそれらの測定データを認識できるとともに前記表示部に結果を表示させることができる制御部と、を有してなり、
前記給水流量センサにより測定される給水流量と前記水位センサの測定値から推定される給水流量とを前記制御部で比較して両者の給水流量の間に一定値以上の差があると判断した場合には、給水流量センサが故障であることを表示部にて表示するものであることを特徴とする貯湯式給湯システム。
【請求項３】
前記給水流量センサで測定される給水流量と前記水位センサの測定値から推定される給水流量とを前記制御部で比較して、両者の給水流量の差が一定値以下であると判断した場合には、前記給水流量センサは正常であることを前記表示部にて表示するものであることを特徴とする請求項２記載の貯湯式給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温湯又は低温水を貯蔵している貯湯タンクに供給する低温水の流量を測定する給水流量センサの故障検知方法及びこれを用いた貯湯式給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特開２００３−２９４２５１号公報に開示されているように、高温湯を貯湯タンクに貯蔵して、使用者に供給する貯湯式給湯システムが使用されている。このような貯湯タンクでは、底部から低温水を供給し、頂部から高温湯を供給して、当該貯湯タンクは、高温湯又は低温水によって満タンの状態になっている。
【０００３】
また、特開平９−２５７３０４号公報に開示されているように、低温水を供給する給水管には、給水流量センサ（カウンタ）が設けられていて、貯湯タンクに供給される低温水の流量を測定している。このような給水流量センサの構造としては、内部に羽根車を有していて、水の流量に応じてこの羽根車が回転して、この回転速度により流量を計測するものがあげられる。しかし、この構造は機械的な稼動部を有するために、電子部品のみからなる温度センサと比較すると故障する可能性が高かった。しかも、この羽根車のような稼動部が故障した場合には、自動的にこの故障を検知することは容易でなかった。給水流量センサの故障を検知する方法として、特開平９−２５７３０４号公報には、複数の給水流量センサを設ける方法が開示されている。しかしながら、この方法では複数の給水流量センサが必要となり、構造が複雑となるとともにコストアップにもなっていた。
【特許文献１】特開２００３−２９４２５１号公報
【特許文献２】特開平９−２５７３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、給水流量センサが故障した場合に、簡易な構成により、この故障を使用者が知ることのできる貯湯式給湯システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明の貯湯式給湯システムは、高温湯又は低温水が貯蔵されている貯湯タンクと、貯湯タンクに高温湯を供給する給湯管と、貯湯タンクに低温水を供給する給水管と、給水管に取り付けられて貯湯タンクに供給する低温水の流量を測定する給水流量センサと、貯湯タンクに複数取り付けられた温度センサにより低温水の水位を測定する水位センサと、給水流量センサの動作状態を表示する表示部と、給水流量センサ及び前記水位センサに電気的に接続されてそれらの測定データを認識できるとともに表示部に結果を表示させることができる制御部と、を有してなり、給水流量センサにより測定される給水流量と水位センサの測定値から推定される給水流量とを制御部で比較して両者の給水流量の間に一定値以上の差があると判断した場合には、給水流量センサが故障であることを表示部にて表示するものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にあっては、給水流量センサにより測定される給水流量と水位センサの測定値から推定される給水流量とを制御部で比較して、両者の給水流量の間に一定値以上の差があると判断した場合には、給水流量センサが故障であることを表示部にて表示するものであるので、使用者が給水流量センサの故障を自動的に知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本実施形態の貯湯式給湯システムの構造を図１に基づいて説明する。この貯湯式給湯システムは、図１に示すように、筒状の側面部の上下に略半球状の頂部及び底部を設けた密閉構造となっている貯湯タンク１から使用者の必要に応じて、高温湯が供給されるようになっている。この貯湯タンク１の底部には、貯湯タンク１に低温水を供給するための給水管２と、貯湯タンク１から加熱装置９に低温水を供給するための加熱機給水管３とが取り付けられている。また、この貯湯タンク１の頂部には、貯湯タンク１に高温湯を供給するための加熱機給湯管４と、貯湯タンク１から混合栓２０を通じて使用者に高温湯を供給するための給湯管５とが取り付けられている。そして給水管２には、貯湯タンク１に供給される低温水の流量を測定する給水流量センサ６と、低温水の温度を測定する給水温度センサ７が設けられている。この給水流量センサ６によって測定された給水流量と、給水温度センサ７によって測定された低温水の温度とは、電気信号として制御部１６に伝送されて、この結果が表示部１７に表示される。ここで、給水流量センサ６としては、給水管２の内側に取り付けた羽根車を低温水の流量に応じて回転させて、この回転速度から流量を計測するものがあげられる。また、この給水管２は、水道管２１に接続していて、外部の水道から低温水を供給されるようになっている。
【０００８】
また、加熱機給水管３の先端には、加熱装置９が取り付けられていて、貯湯タンク１から供給される低温水を加熱する。ここで、加熱装置９としては、ヒートポンプが使用されることが多いが、これに限るものではなく、ボイラー等であってもよい。加熱装置９によって高温となった高温湯は、加熱機給湯管４を通って、頂部から給湯タンク１に供給される。この結果として、給湯タンク１の下側には低温水１１が貯えられ、上側には高温湯１２が貯えられた状態となっていて、内部は満タンになっている。ここで、高温湯１２と低温水１１とは、交じり合うことはなく、湯水境界面１３を形成している。また、給湯タンク１の内面には、複数の温度センサ１４が取り付けられている。具体的な温度センサ１４の例としては、サーミスタ素子があげられるが、これに限られるものではない。前述したように、高温湯１２と低温水１１とは、交じり合うことがないので、これらの温度センサ１４から貯湯タンク１の内部の温度分布を知ることにより、湯水境界面１３の位置を推定することができる。つまり、温度センサ１４は、全体として低温水の水位を測定する水位センサ１５として機能していることになる。この水位センサ１５によって推定される湯水境界面１３の位置の情報は電気信号として、制御部１６に伝送される。なお、この複数の温度センサ１４を設けた水位センサ１５は、本来は湯水境界面１３の位置を推定して、加熱装置９と循環ポンプ１０を運転・停止の指令の信号を発するためのものであり、従来の貯湯式給湯システムの貯湯タンクにも取り付けられていたものである。
【０００９】
一方、貯湯タンク１の頂部に取り付けられている給湯管５を通じて、貯湯タンク１から高温湯１２が供給されることになる。また、給湯管５には、給湯温度センサ８が設けられていて高温湯の温度を測定して、この情報を制御部１６に電気信号として伝送している。この高温湯を直接に使用してもよいが、本実施形態では、水道管２１に接続している第２給水管２２から供給される低温水と、混合弁１８を介して、高温湯とが混合されて所定の温度となった混合湯水が、湯水混合管１９を通して、混合栓２０から供給される構造になっている。
【００１０】
以下に、本実施形態の貯湯式給湯システムの動作について説明する。前述したように、貯湯タンク１は、給湯タンク１の下側には低温水１１が貯えられ、上側には高温湯１２が貯えられた状態となっていて、内部は満タンになっている。ここで、使用者が給湯管５と混合栓２０を通じて高温湯１２が消費すると、その高温湯量と同じ量の低温水が給水管２を通じて貯湯タンク１に供給される。この結果として、貯湯タンク１の内部は、高温湯１２と低温水１１とによって、満タンとなっている状態は維持される一方で、湯水境界面１３は上側に移動する。このとき、温度センサ１４によって測定される貯湯タンク１内部の温度分布から、湯水境界面１３の変化を推定することができる。この結果は、水位センサ１５から電気信号として、制御部１６に伝送される。また、給水管２から供給される低温水の流量は給水流量センサ６によって測定されて、この結果が制御部１６に電気信号として伝送される。
【００１１】
ここで、貯湯タンク１に貯蔵されている高温湯１２の量が減少して、湯水境界面１３が所定値以下に上昇すると、制御部１６には、この情報が水位センサ１５からの電気信号によって伝送されるので、加熱装置９と循環ポンプ１０とを運転させる指令を電気信号として発する。これにより、貯湯タンク１の底部から、加熱機給水管３を通じて低温水１１が加熱装置９に供給される。ここで加熱されて高温湯となって、加熱機給湯管４を通じて頂部から貯湯タンク１に高温湯１２が供給される。このときも、貯湯タンク１から出る低温水１１の量と貯湯タンク１に入る高温湯１２の量とは同じであるから、貯湯タンク１の内部は満タンの状態が維持されており、湯水境界面１３が下側に移動する。この情報は、温度センサ１４を介して水位センサ１５によって検知されて、電気信号として制御部１６に伝送される。そして、湯水境界面１３が所定値以下になると、制御部１６は、加熱装置９と循環ポンプ１０とを停止される電気信号を発する。これらの一連の動作によって、貯湯タンク１の内部は、低温水１１又は高温湯１２によって満タンの状態が維持されるとともに、一定以上の高温湯１２が貯蔵されていることになる。したがって、使用者は定常的に所望する高温湯を消費することができる。
【００１２】
ここで、使用者が貯湯タンク１から消費する高温湯の量と、給水管２を通じて貯湯タンク１に供給される低温水の量とは等しいので、給水流量センサ６によって計測される給水流量を積算した低温水量ｒ１は、使用者に供給する高温湯量を示していることになる。また、低温水の温度ｔ１と高温湯の温度ｔ２とは、それぞれ給水温度センサ７、給湯温度センサ８によって知ることができる。したがって、使用者が消費した総熱量Ｑ（ｋｃａｌ）は、次式によって知ることができる。
【００１３】
Ｑ＝（ｔ２−ｔ１）×ｒ１
この総熱量Ｑは、制御部１６で計算されて、表示部１７に表示されるようになっている。この総熱量Ｑを知ることにより、この貯湯式給湯システムのエネルギー管理をすることが可能となる。さらに、加熱装置９の使用エネルギーと比較することにより、この貯湯式給湯システムのエネルギー効率を知ることができ、さらに省エネを促進する手段を講じることができる。
【００１４】
ここで、給水流量センサ６から伝送される給水流量と、水位センサ１５にて推定される湯水境界面１３の時間変化量から推定される給水流量とを制御部１６で比較して、両者に一定以上の差がある場合には、給水流量センサ６又は水位センサ１５のいずれかに異常があると考えられる。水位センサ１５を構成する温度センサ１４には稼動部がないために故障する可能性が低いのに対して、給水流量センサ６には稼動部があって故障する可能性が比較的高いと考えられるので、本実施形態では、このような場合には、給水流量センサ６が故障していると判断して、表示部１７にその旨を表示する。
【００１５】
ここで、何らかの原因により給水流量センサ６のみが故障した場合には、使用者が消費した総熱量Ｑを知ることができなくなり、この貯湯式給湯システムのエネルギー管理をすることができなくなり不都合である。しかし、給水流量センサ６のみが故障しても、使用者に高温湯を供給することには支障は生じない。したがって、業務用の貯湯式給湯システムのように、使用者への高温湯の供給が停止すると業務に支障を生じて多大な不都合を生じるにもかかわらず、使用者が限定されている場合には、給水流量センサ６の故障を表示した状態で、貯湯式給湯システムを使用し続けることができることの効果は大きいといえる。このように、表示部１７に給水流量センサ６が故障している旨の表示があった場合には、使用者は修繕業者等に修繕を指示して、この貯湯式給湯システムを使用し続けることができる。
【００１６】
また、このような故障と判断しない場合（給水流量センサにより測定される給水流量と、水位センサの測定値から推定される給湯流量とを制御部で比較して両者の流量の差が一定値以下であると判断した）には、給水流量センサ６は正常であるとして、その旨を表示部１７に表示することにより、使用者は給水流量センサ６が故障していないということを確認することができる。
【００１７】
本実施形態の給水流量センサの故障検知方法は、給水流量センサにより測定される給水流量と水位センサの測定値から測定される給湯流量とを制御部で比較して両者の流量の間に一定値以上の差異があると判断した場合には、表示部に給水流量センサが故障であることを検知するので、別のセンサを設けるといった複雑な構成を付加することなく、給水流量センサの故障を知ることができ、早急に修繕を指示することができる。このことにより、給水流量センサを設けている貯湯式給湯システムの使用総熱量を誤って知ることがなくなり、エネルギー管理等を確実に実施することができる。
【００１８】
また、本実施形態の給水流量センサの故障検知方法を用いた貯湯式給湯システムにより、使用者は、給水流量センサの故障を表示部の表示によって知ることができる。また、この給水流量センサが故障していて、故障の修繕を指示している状態であっても、使用者が高温湯を消費することができる。このことは、業務用の貯湯式給湯システムのように、使用者が限定されていて、高温湯の供給を停止することによる支障の程度が大きい場合に、特に有効である。
【００１９】
さらに、給水流量センサで測定される給水流量と水位センサの測定値から推定される給湯流量とを制御部で比較して、両者の流量の間に一定値以上の差異がないと判断した場合には、表示部に給水流量センサは正常であることを表示するので、使用者は給水流量センサが故障していないことを知って安心して貯湯式給湯システムを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の貯湯式給湯システムの構成図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    貯湯タンク
２    給水管
３    加熱機給水管
４    加熱機給湯管
５    給湯管
６    給水流量センサ
７    給水温度センサ
８    給湯温度センサ
９    加熱装置
１０  循環ポンプ
１１  低温水
１１  高温湯
１３  湯水境界面
１４  温度センサ
１５  水位センサ
１６  制御部
１７  表示部
【図１】
2005308353.tif 000003