(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記制御手段は、前記加熱三方弁の逆組み付けと判断すると、前記加熱三方弁を出口ポートb側に切り換えた状態で、沸き上げを継続するようにしたことを特徴とする請求項1記載の貯湯式給湯機。
前記制御手段は、前記加熱三方弁の逆組み付けと判断した後は、次回以降の沸き上げは、沸き上げ開始時は前記加熱三方弁を出口ポートa側として、前記沸き上げ温度センサが所定温度以上を検出すると前記加熱三方弁を出口ポートb側に切り換えるよう前記弁モータを駆動するようにしたことを特徴とする請求項1または2記載の貯湯式給湯機。
前記制御手段は、沸き上げ開始から一定時間経過後に、前記加熱三方弁を出口ポートa側に切り換えたにも関わらず前記貯湯温度センサで所定温度以上を確認できなければ、前記加熱三方弁を出口ポートb側に切り換え、その後所定時間経過しても前記貯湯温度センサで所定温度以上を確認できなければ、前記加熱手段の逆接続と判断するようにしたことを特徴とする請求項1記載の貯湯式給湯機。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、このような従来のものでは、加熱三方弁はT字型の流路のT字の左右端に出口ポートA、B、T字の下端に入口ポートCが開口された構造であることが一般的であるため、加熱三方弁を表裏逆にして組み付けてしまった場合、詳しくは、本来貯湯タンク側の加熱戻り管が接続されるべき加熱三方弁の出口ポートAに加熱分岐管に接続され、本来加熱分岐管が接続されるべき加熱三方弁の出口ポートBに貯湯タンク側の加熱戻り管が接続された場合、沸き上げが正常に行われないと共に、これを検知する手段がなかったという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
そこで、本発明は上記課題を解決するため、請求項1では、給湯用の湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内上部の湯水の温度を検出する貯湯温度センサと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク下部と前記加熱手段入口を接続する加熱往き管と、前記加熱手段出口と前記貯湯タンク上部を接続する加熱戻り管と、前記加熱戻り管から分岐して前記貯湯タンク下部へ接続する加熱分岐管と、前記加熱往き管に設けられ貯湯タンク内の湯水を前記加熱手段に循環させる加熱循環ポンプと、出口ポートaと出口ポートbと入口ポートcとを有したボディと、前記出口ポートaまたは前記出口ポートbの一方と前記入口ポートcとを連通させる弁体と、前記弁体を駆動する弁モータとを具備し、前記出口ポートaが前記貯湯タンク側の前記加熱戻り管、前記出口ポートbが前記加熱分岐管、前記入口ポートcが前記加熱手段側の前記加熱戻り管に接続された加熱三方弁と、前記加熱手段で沸き上げられた湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサと、前記加熱手段と前記加熱循環ポンプを駆動して前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸き上げを行うと共に、沸き上げ開始時は前記加熱三方弁を出口ポートb側とし、前記沸き上げ温度センサが所定温度以上を検出すると前記加熱三方弁を出口ポートa側に切り換えるよう前記弁モータを駆動する制御手段とを備えた貯湯式給湯機において、前記制御手段は、沸き上げ開始から一定時間経過後に、前記加熱三方弁を出口ポートa側に切り換えたにも関わらず前記貯湯温度センサで所定温度以上を確認できなければ、前記加熱三方弁を出口ポートb側に切り換え、その後所定時間経過するまでに前記貯湯温度センサで所定温度以上を確認すると、前記加熱三方弁の逆組み付けと判断するようにした。
【0006】
また、請求項2では、請求項1のものにおいて、前記制御手段は、前記加熱三方弁の逆組み付けと判断すると、前記加熱三方弁を出口ポートb側に切り換えた状態で、沸き上げを継続するようにした。
【0007】
また、請求項3では、請求項1または2のものにおいて、前記制御手段は、前記加熱三方弁の逆組み付けと判断した後は、次回以降の沸き上げは、沸き上げ開始時は前記加熱三方弁を出口ポートa側として、前記沸き上げ温度センサが所定温度以上を検出すると前記加熱三方弁を出口ポートb側に切り換えるよう前記弁モータを駆動するようにした。
【0008】
また、請求項4では、請求項1のものにおいて、前記制御手段は、沸き上げ開始から一定時間経過後に、前記加熱三方弁を出口ポートa側に切り換えたにも関わらず前記貯湯温度センサで所定温度以上を確認できなければ、前記加熱三方弁を出口ポートb側に切り換え、その後所定時間経過しても前記貯湯温度センサで所定温度以上を確認できなければ、前記加熱手段の逆接続と判断するようにした。
【発明の効果】
【0009】
本発明の請求項1によれば、加熱三方弁の出口ポートと対応する配管が誤って逆に組み付けられていることを確実に検知することができる。
【0010】
また、請求項2、3によれば、加熱三方弁の逆組み付けが検知された後は、制御手段は加熱三方弁の制御方向を入れ替えて、通常通り沸き上げることができる。
【0011】
また、請求項4によれば、加熱三方弁の逆組み付けと加熱手段の入口出口を逆に接続した逆接続とを判別することができ、事後の対処が容易になる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に、本発明の一実施形態の貯湯式給湯機を図面に基づいて説明する。
1は給湯用の湯水を貯湯する貯湯タンク2を有した貯湯タンクユニット、3は貯湯タンク2内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、4は給湯栓、5は表示部5aと複数の操作スイッチ5bとを有した給湯機リモコンである。なお、貯湯タンク2の容積は150L〜550L程度のものである。
【0014】
6は貯湯タンク2底部に市水を供給する給水管、7は貯湯タンク2上部から外部に出湯する出湯管、8は給水管6から分岐された給水バイパス管、9は出湯管7からの湯と給水バイパス管8からの水とを所望の温度に混合する給湯混合弁、10は給湯混合弁9で混合された湯水を外部の給湯栓4へ導く給湯管である。
【0015】
11は貯湯タンクユニット1筐体内最上流位置の給水管6に介設され給水圧を減圧する減圧弁、12は貯湯タンク2内の過圧を逃がす過圧逃がし弁である。
【0016】
13は給湯管10途中に設けられ給湯温度を検出する給湯温度センサ、14は給湯管10途中に設けられ給湯流量を検出する給湯流量センサである。
【0017】
ヒートポンプユニット3は、冷媒を圧縮する圧縮機15と、圧縮された高温冷媒と貯湯タンク2からの湯水とを熱交換する冷媒水熱交換器16と、冷媒水熱交換器16で放熱された冷媒を減圧する膨張弁17と、低温低圧の冷媒を蒸発する蒸発器18と、圧縮機15、冷媒水熱交換器16、膨張弁17、蒸発器18を環状に接続した冷凍サイクル配管19と、蒸発器18に熱源となる外気を送風する送風機20と、冷媒水熱交換器16の水側に貯湯タンク2からの湯水を供給する加熱循環ポンプ21とを備えている。
【0018】
22は貯湯タンク2下部とヒートポンプユニット3の冷媒水熱交換器16の水側入口とを接続する加熱往き管、23はヒートポンプユニット3の冷媒水熱交換器16の水側出口と貯湯タンク2上部とを接続する加熱戻り管、24は加熱戻り管23途中から分岐されて給水管6を介して貯湯タンク2下部と接続する加熱分岐管、25は加熱戻り管23と加熱分岐管24の分岐位置に設けられた加熱三方弁である。なお、加熱分岐管24は貯湯タンク2下部に直接接続する構成としてもよい。
【0019】
ここで加熱三方弁25は、T字型の流路のT字の左右端に出口ポートa、b、T字の下端に入口ポートcが開口されたボディ25aと、ボディ25a内に配置されL字型の流路を有し、出口ポートaまたは出口ポートbの一方と入口ポートcとを連通させる弁体としてのボールバルブ25bと、ボールバルブ25bを回転させる弁モータ25cとで構成され、入口ポートcがヒートポンプユニット3側の加熱戻り管23、出口ポートaが貯湯タンク2側の加熱戻り管23、出口ポートbが加熱分岐管24に接続されるものである。
【0020】
26は加熱往き管22から冷媒水熱交換器16に流入する湯水の温度を検出する入水温度センサ、27は冷媒水熱交換器16から加熱戻り管23へ流出する湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサ、28a〜dは貯湯タンク2の側面上下に複数設けられた貯湯温度センサである。
【0021】
29は給湯温度センサ13、給湯流量センサ14、貯湯温度センサ28a〜dの検出値が入力され、給湯混合弁9、加熱三方弁25の作動を制御すると共に、給湯機リモコン5と必要な情報を送受信可能に接続された貯湯制御手段である。
【0022】
30は、入水温度センサ26、沸き上げ温度センサ27の検出値が入力され、圧縮機15、膨張弁17、送風機20、加熱循環ポンプ21の作動を制御すると共に、貯湯制御手段29と必要な情報を送受信可能に接続された加熱制御手段である。
【0023】
ここで、貯湯制御手段29と加熱制御手段30は互いに必要な情報を授受して、互いに連携して貯湯式給湯機の作動を制御する制御手段31として振る舞うものである。
【0024】
この制御手段31は、予め貯湯式給湯機の作動を制御するためのプログラムが記憶されていると共に、演算、比較、時計機能と、電源が切断されても記憶を保持する書き換え可能な記憶手段32とを有し、記憶手段32には、加熱三方弁25の出口ポートa、bと接続されている貯湯タンク2側の加熱戻り管23、加熱分岐管24の対応関係が、
図3(A)に示すようにデフォルト状態(正常時)では出口ポートaが貯湯タンク2側の加熱戻り管23(以下、沸き上げ側という)に対応し、出口ポートbが加熱分岐管24(以下、分岐側という)に対応するとして記憶されている。
【0025】
次に、沸き上げ動作について
図2のフローチャートに基づいて説明する。
電力料金単価の安価な深夜時間帯の開始時刻になって沸き上げ動作の開始要求が発生すると、制御手段31は、記憶手段32の対応関係(ここでは
図4(A)の対応関係)を参照し(ステップS1)、加熱三方弁25のボールバルブ25bが分岐側である出口ポートbを向くように加熱三方弁25の弁モータ25cを駆動する(ステップS2)。
【0026】
次に、制御手段31は加熱循環ポンプ21を駆動し(ステップS3)、圧縮機15、膨張弁17、送風機20を駆動してヒートポンプユニット3を駆動し(ステップS4)、貯湯タンク2の下部から加熱往き管22を介して取り出した水をヒートポンプユニット3で沸き上げて、ヒートポンプユニット3の立ち上がり期間中は加熱分岐管24を介して貯湯タンク2下部へ一旦戻すようにして、低中温の湯水を貯湯タンク2の上部へ戻さないようにしている。
【0027】
そして、ヒートポンプユニット3が十分な加熱能力を発揮できる状態まで立ち上がって、沸き上げ温度センサ27が所定温度(ここでは45℃)以上に達したことを検知すると(ステップS5でY)、制御手段31は加熱三方弁25のボールバルブ25bが沸き上げ側である出口ポートaを向くように加熱三方弁25の弁モータ25cを駆動する(ステップS6)。
【0028】
なお、ステップS5において、沸き上げ開始から例えば一定時間(ここでは2時間)が経過しても沸き上げ温度センサ27が所定温度以上を検知できない場合は、ヒートポンプユニット3または加熱循環ポンプ21を含む循環経路に異常があるとして、エラー停止するようにしている(図示省略)。
【0029】
ステップS6の加熱三方弁25の切り換えから一定時間(ここでは1時間)が経過すると(ステップS7でY)、制御手段31は最上部の貯湯温度センサ28aの検出値を確認し、ヒートポンプユニット3で沸き上げた湯が貯湯タンク2の上部から貯められていることを示す所定温度(ここでは50℃)以上であるかどうかを判定し、正常な状態であれば所定温度以上となるので、所定温度以上であることを確認すると(ステップS8でY)、次のステップへ進む。
【0030】
そして、制御手段31は、貯湯温度センサ28a〜dの検出値に基づいて貯湯タンク2内に目標貯湯量以上の湯水が貯湯されたことを確認すると(ステップS9でY)、圧縮機15、膨張弁17、送風機20を停止処理してヒートポンプユニット3を停止し(ステップS10)、加熱循環ポンプ21を停止し(ステップS11)、加熱三方弁25のボールバルブ25bが分岐側である出口ポートbを向くように加熱三方弁25の弁モータ25cを駆動して(ステップS12)、沸き上げ動作を終了する。
【0031】
一方、
図3のように加熱三方弁25の表裏を間違えて出口ポートaが加熱分岐管24に接続され、出口ポートbが貯湯タンク2側の加熱戻り管23に接続されている逆組み付け時の動作について説明すると、制御手段31は、加熱三方弁25の逆組み付け状態であることを把握していない状態では、ステップS1で記憶手段32のデフォルトの対応関係(
図4(A))を参照し、加熱三方弁25のボールバルブ25bを出口ポートbを向くように加熱三方弁25の弁モータ25cを駆動する(ステップS2)。
【0032】
制御手段31は加熱循環ポンプ21を駆動し(ステップS3)、圧縮機15、膨張弁17、送風機20を駆動してヒートポンプユニット3を駆動する(ステップS4)。
【0033】
このとき、制御手段31は出口ポートbが分岐側だとの認識で加熱三方弁25を制御しているが、実際には逆組み付け状態で出口ポートbは沸き上げ側であるため、貯湯タンク2の下部から加熱往き管22を介して取り出した水をヒートポンプユニット3で沸き上げて、加熱戻り管23を介して貯湯タンク2の上部へ戻す状態となっている。
【0034】
そして、ヒートポンプユニット3が十分な加熱能力を発揮できる状態まで立ち上がって、沸き上げ温度センサ27が所定温度(ここでは45℃)以上に達したことを検知すると(ステップS5でY)、制御手段31は加熱三方弁25のボールバルブ25bが出口ポートaを向くように加熱三方弁25の弁モータ25cを駆動する(ステップS6)。
【0035】
このとき、制御手段31は出口ポートaが沸き上げ側だとの認識で加熱三方弁25を制御しているが、実際には逆組み付け状態で出口ポートaは分岐側であるため、ヒートポンプユニット3で沸き上げられた湯は、加熱分岐管24を介して貯湯タンク2の下部へ戻されることとなり、ステップS6の加熱三方弁25の切り換えから一定時間(ここでは1時間)が経過して(ステップS7でY)、制御手段31が最上部の貯湯温度センサ28aの検出値を確認しても、ヒートポンプユニット3で沸き上げた湯が貯湯タンク2の上部から貯められていることを示す所定温度(ここでは50℃)以上にはなっていないことが確認され(ステップS7でN)、ステップS13へ進む。
【0036】
ステップS13では、制御手段31は加熱三方弁25のボールバルブ25bが出口ポートbを向くように加熱三方弁25の弁モータ25cを駆動する。これにより、加熱三方弁25のボールバルブ25bが貯湯タンク2側の加熱戻り管23を向くので、ヒートポンプユニット3で沸き上げられた湯が貯湯タンク2の上部から貯められることとなる。
【0037】
そして、ステップS13の加熱三方弁25の切り換えから所定時間(ここでは1時間)が経過すると(ステップS14でY)、制御手段31は最上部の貯湯温度センサ28aの検出値を確認し、ヒートポンプユニット3で沸き上げた湯が貯湯タンク2の上部から貯められていることを示す所定温度(ここでは50℃)以上であるかどうかを判定し、所定温度以上であると判定すると(ステップS15でY)、加熱三方弁25の逆組み付けと判断し(ステップS16)、給湯機リモコン5の表示部5aに加熱三方弁25の逆組み付け状態である旨のエラーコードを表示することでエラー報知を行う(ステップS17)。
【0038】
このようにして、加熱三方弁25の出口ポートa、bと対応する配管が誤って逆に組み付けられていることを確実に検知することができる。
【0039】
エラー報知の一方で制御手段31は、記憶手段32に記憶している加熱三方弁25の出口ポートa、bと接続されている貯湯タンク2側の加熱戻り管23、加熱分岐管24の対応関係を、
図4(B)のように沸き上げ側を出口ポートb、分岐側を出口ポートaに対応するとして記憶内容を書き換える(ステップS18)。
【0040】
そして、制御手段31は、貯湯温度センサ28a〜dの検出値に基づいて貯湯タンク2内に目標貯湯量以上の湯水が貯湯されたことを確認すると(ステップS9でY)、圧縮機15、膨張弁17、送風機20を停止処理してヒートポンプユニット3を停止し(ステップS10)、加熱循環ポンプ21を停止する(ステップS11)。
【0041】
次に、制御手段31は書き換え記憶された記憶手段32の対応関係に基づき、加熱三方弁25のボールバルブ25bが分岐側である出口ポートaを向くように加熱三方弁25の弁モータ25cを駆動して(ステップS12)、沸き上げ動作を終了する。なお、この沸き上げ動作の終了と同時に給湯機リモコン5のエラーコード表示を消去するようにしている。
【0042】
次回以降の沸き上げ時には、書き換え記憶された記憶手段32の対応関係(
図4(B))に基づいて、ステップS1〜ステップS12の動作通りに沸き上げ動作が行われ、加熱三方弁25が逆組み付けされていても、通常通り沸き上げることができるものである。
【0043】
このようにして、加熱三方弁25の逆組み付けが検知された後は、制御手段31は加熱三方弁25の制御方向を入れ替えて沸き上げを継続することができるので、通常通り沸き上げを行うことができる。
【0044】
ここで、ステップS8でNになる原因として、加熱三方弁25の逆組み付けの他に、ヒートポンプユニット3の逆接続が考えられるが、このヒートポンプユニット3の逆接続と加熱三方弁25の逆組み付けの判別について説明する。なお、ヒートポンプユニット3の逆接続とは、
図5に示すように、ヒートポンプユニット3の入口側が加熱戻り管23に接続され、出口側が加熱往き管22に接続された状態のことをいう。
【0045】
ヒートポンプユニット3が逆接続されていると、加熱三方弁25の向きに応じて貯湯タンク2上部または下部から取り出した湯水が沸き上げて貯湯タンク2下部へ戻されるが、制御手段31はヒートポンプユニット3の逆接続状態を認識していないため、ステップS1〜ステップS7までは正常時と同じ動作が行われる。
【0046】
しかし、ヒートポンプユニット3で沸き上げた湯は温度の低い貯湯タンク2の下部に流入するため貯湯タンク2内の温度が全体的に緩慢にしか上昇せず、ステップS8で貯湯タンク2上部の温度が所定温度以下と判断されてステップS13へ進むこととなる。
【0047】
そして、制御手段31は、ステップS13で加熱三方弁25の逆組み付けの判別のために加熱三方弁25のボールバルブ25bが出口ポートbを向くように加熱三方弁25の弁モータ25cを駆動するが、沸き上げた湯が貯湯タンク2下部から戻る状況は変化しないため、ステップS14で所定時間待機した後に貯湯タンク2上部の温度を確認しても、やはり所定温度以下のままであるためステップS15でNとなる。
【0048】
制御手段31は、ステップS15でNとなることによって、加熱三方弁25の逆組み付けではなく、ヒートポンプユニット3の逆接続であると判断し(ステップS19)、給湯機リモコン5にヒートポンプユニット3の逆接続状態である旨のエラーコードを表示部5aに表示することでエラー報知を行う(ステップS20)。
【0049】
そして、制御手段31は、圧縮機15、膨張弁17、送風機20を停止処理してヒートポンプユニット3を停止し(ステップS21)、加熱循環ポンプ21を停止し(ステップS22)、加熱三方弁25のボールバルブ25bが分岐側である出口ポートbを向くように加熱三方弁25の弁モータ25cを駆動して(ステップS23)、沸き上げ動作をエラー終了するようにしている。
【0050】
そして、ヒートポンプユニット3の逆接続によるエラー終了を施工者等が認識すると、ヒートポンプユニット3を正常な接続状態に戻すように再施工することで異常な状態を解消することができる。
【0051】
なお、加熱三方弁25の逆組み付け状態で、かつ、ヒートポンプユニット3の逆接続状態が重なった場合は、ヒートポンプユニット3の逆接続が先に判別され、正常な状態に再施工された後に、加熱三方弁25の逆組み付け状態が判別されることとなる。
【0052】
このようにして、加熱三方弁25の逆組み付けとヒートポンプユニット3の逆接続とを明確に判別し得るので、制御的な対処で正常な沸き上げ運転が可能な加熱三方弁25の逆組み付けは沸き上げ運転を継続させることができると共に、制御的な対処では正常な沸き上げ運転が不可能なヒートポンプユニット3の逆接続ではエラー終了させることができ、事後の対処が容易となる。
【0053】
ここで、加熱三方弁25の逆組み付け状態は出口ポートa、bと接続先の関係を正常時と逆転させるだけで正常な沸き上げ運転が可能であるが、施工業者等によって正常な組み付け状態に戻すことが本来望ましいものであり、正常な組み付け状態に戻された場合は、給湯機リモコン5の操作スイッチ5bの特定操作等によって一度逆転した状態で書き換え記憶された記憶手段32の対応関係(
図4(B))をデフォルトの対応関係(
図4(A))に戻すようにすればよいものである。
【0054】
なお、本発明は上記の一実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で改変可能なものであり、加熱手段としてはヒートポンプ式のもののみに限られず、電熱ヒータ式の加熱手段やコージェネレーションシステムの廃熱回収装置であってもよいものである。
【0055】
また、ステップS7における一定時間カウントの開始タイミングは、ステップS6の加熱三方弁25の切り換えタイミングのみならず、ステップS6の加熱三方弁25の切り換え動作が行われていることを前提条件として沸き上げ開始のタイミングから時間カウントするようにしてもよく、また、ステップS8やステップS15では定められた時間が経過してから温度判定を行っているが、定められた時間が経過するまでに判定温度以上になったか否かの判定を行うようにしてもよいものである。