热水供给系统及热水器
技术领域
本发明涉及一种热水供给系统以及用于该热水供给系统的热水器，该热水供给系统通过使热水在热水器的热交换器与外部配管之间循环并进行加热，从而进行保温，能够从外部配管的热水供给栓进行即时热水供给。
背景技术
在热水器中，已知有使具有循环泵的回水管与和热交换器连接的供水管连接而具有即时热水功能的热水器(例如，参照专利文献1)。在该具有即时热水功能的热水器中，利用外部配管连接出热水管与回水管之间，通过出热水管、外部配管、回水管以及供水管形成循环路径，在该循环路径中通过循环泵使热水循环的同时通过热交换器进行加热，从而构建能够进行保温运转的热水供给系统。因此，当使设置于外部配管的热水供给栓打开时，能够进行即时热水供给。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-286397号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
在该热水供给系统中，在对浴缸进行热水放水的情况下，当在用户打开了对浴缸的热水供给栓的状态下对遥控器的热水放水开关进行了按压操作时，作为控制单元的控制器使燃烧器燃烧而开始向浴缸的热水供给，当通过水量传感器等确定了到达设定热水量时，关闭设置于循环路径的开闭阀而停止热水供给，并且经由遥控器对用户进行督促关闭热水供给栓的通知，解除由开闭阀进行的止水。
另一方面，由于热水器设置于室外，或者即使设置于室内，由于伴随换气用的风扇的运转而产生的燃烧室内的负压经由排气筒而吸入外部气体，从而在冬季、寒冷地区热交换器等的配管内的水有可能冻结。
为了预防这种冻结，在热水供给系统中，在风扇的吸入口设置外部空气温度传感器等来检测是否满足冻结预防的所需条件，如果需要进行冻结预防，则优选一并执行使循环泵运转来置换有可能发生冻结的部位的水的冻结预防控制。
但是，当在热水放水控制中热水放水结束并停止了热水供给之后，当在用户忘记关闭热水供给栓的状态下需要进行冻结预防控制时，即使使循环泵运转，由于已经通过开闭阀止水，因此不能通过置换水来进行冻结预防。此外，为了避免这种状況，除了循环泵的运转以外也使开闭阀开阀，导致从热水供给栓流出热水，因此导致最终不能进行冻结预防。
由此，本发明的目的在于提供一种热水供给系统以及热水器，即使在热水放水控制中在热水放水结束之后也需要进行冻结预防的情况下，也能够可靠地进行冻结预防控制。
[用于解决问题的手段]
为了达成上述目的，根据第1方面的发明，热水供给系统包括：
热水器，其具有燃烧器、热交换器、与热交换器连接的供水管、与热交换器连接的出热水管、以及对燃烧器进行控制的控制单元；
外部配管，其连接在出热水管与供水管之间，形成供从出热水管流出的热水返回到供水管并到达热交换器的循环路径；
循环泵，其设置于循环路径；
热水供给栓，其与外部配管连接，能够向浴缸供给热水；
通水检测单元，其检测伴随热水供给栓的打开的通水；以及
止水单元，其停止循环路径的通水，
控制单元能够对循环泵以及止水单元进行控制，并且当通过通水检测单元确认了通过热水供给栓的打开而向浴缸供给了规定的热水量时，能够执行通过止水单元使循环路径的通水停止的热水放水控制，其特征在于，
热水供给系统还具有预防条件检测单元，该预防条件检测单元检测循环路径内的规定部位是否满足冻结预防的所需条件，
当在热水放水控制中在由止水单元停止了循环路径的通水的状态下，由预防条件检测单元检测出满足冻结预防的所需条件时，控制单元能够执行使循环泵工作的冻结预防控制，并且在该执行时，解除由止水单元进行的循环路径的通水停止并通过通水检测单元确认循环路径的通水状态，在未确认到通水的情况下，使循环泵工作，在确认到通水的情况下，不使循环泵工作而通过止水单元停止循环路径的通水并结束冻结预防控制。
为了达到上述目的，根据第2方面的发明，热水器具有燃烧器、热交换器、与热交换器连接的供水管、与热交换器连接的出热水管、以及控制燃烧器的控制单元，其特征在于，在热水器组装于第1方面的热水供给系统中的状态下，控制单元能够执行热水放水控制和冻结预防控制。
[发明效果]
根据本发明，当在热水放水控制中在停止循环路径的通水的状态下执行冻结预防控制时，解除通水停止并通过通水检测单元确定循环路径的通水状态，在未确认到通水的情况下使循环泵工作，在确认到通水的情况下不使循环泵工作而停止通水并结束冻结预防控制，因此在热水供给栓被关闭的情况下，能够进行基于循环泵的运转的水的置换，在热水供给栓未被关闭的情况下，通过代替循环泵的运转的通水来进行水的置换，因此在任意的情况下，都能够进行冻结预防。因此，即使在热水放水控制中在热水放水结束之后也需要进行冻结预防的情况下，也能够可靠地进行冻结预防控制。
附图说明
图1是热水供给系统的概略图。
图2是热水放水(日文：湯はり)控制以及冻结预防控制的流程图。
图3是热水放水控制中的便携终端的监视器显示的说明图。
图4是示出热水供给系统的变更例的概略图。
标号说明：
1··热水器、2··框体、3··燃烧室、4··燃烧器单元、5··热交换器、6··排气罩、7··燃气连接口、8··供水连接口、9··热水供给连接口、10··回水连接口、11··气管、16··风扇、17··外部气温传感器、18··供水管、19··出热水管、21··水侧开闭阀、22··进水温度传感器、23··水量传感器、24··出口温度传感器、25··出热水温度传感器、26··回水管、27··循环泵、30··外部配管、31(31A)··热水供给栓、32··浴缸、35··控制器、36··遥控器、40··便携终端、41··监视器、S··热水供给系统。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
(热水供给系统的结构)
图1是示出热水供给系统S的一例的概略图。该热水供给系统S构成具有热水器1、以及与热水器1连接的循环用的外部配管30的热水供给系统。
首先，在热水器1中，在框体2内设置有从下方起具有3个燃烧器单元4、4......、热交换器5、排气罩6的燃烧室3。在框体2的底面设置有连接外部的燃气配管的燃气连接口7、连接外部的供水配管的供水连接口8、连接外部的热水供给配管的热水供给连接口9以及回水连接口10。
燃烧器单元4、4……由根数彼此不同的多个燃烧器构成，燃气连接口7连接有具有原电磁阀12(日文：元電磁弁)以及比例控制阀13的气管11，各燃烧器单元4经由开闭阀15与从气管11分支的分支管14、14……连接。在燃烧室3的下部设置有用于向燃烧器单元4供给燃烧用空气的风扇16、以及检测吸入到风扇16的外部气体的温度的热敏电阻等外部气温传感器17。
热交换器5为具有传热管的翅片管(fin tube)式，该传热管在沿厚度方向隔开规定间隔并列设置的多个翅片中蛇行状地贯通，在传热管的入口侧端部连接有与供水连接口8连接的供水管18，在传热管的出口侧端部连接有与热水供给连接口9连接的出热水管19。在供水管18与出热水管19之间，连接有对热交换器5进行旁通(bypass)的旁通管20。
此外，在供水管18中的比旁通管20的连接部靠上游侧的位置，设置有水侧开闭阀21、检测进水温度的热敏电阻等进水温度传感器22、检测水量的水量传感器23。进而，在出热水管19中的比旁通管20的连接部靠上游侧的位置设置有检测来自热交换器5的出口温度的热敏电阻等出口温度传感器24，在比该连接部靠下游侧的位置设置有检测出热水温度的热敏电阻等出热水温度传感器25。
并且，在回水连接口10与比水量传感器23靠上游侧的供水管18之间，连接有回水管26，该回水管26具有循环泵27以及位于其排出侧的止回阀28。
外部配管30连接在热水供给连接口9与回水连接口10之间，具有多个热水供给栓31、31……。热水供给栓31中的一个用于向浴缸32供给热水(以下，在与其它热水供给栓31区别时，表述为“热水供给栓31A”。)。
由此，形成从出热水管19流出的热水通过外部配管30返回到回水管26，经由供水管18到达热交换器5，再次从出热水管19流出的循环路径。
在如上构成的热水供给系统S中，当对设置于控制器35或者遥控器36中的运转开关进行按压操作时，控制器35使循环泵27运转并使热水在循环路径内循环。与此同时，使原电磁阀12以及开闭阀15开阀，向燃烧器单元4供给燃料气体，并且使风扇16驱动而进行点火控制，使燃烧器单元4燃烧。并且，控制器35对比例控制阀13的开度以及风扇16的转速进行控制而进行保温运转，以成为由控制器35或者遥控器36设定的设定温度。因此，当使热水供给栓31中的任意一个打开时，能够进行设定温度下的即时热水供给。
另一方面，控制器35对设置于控制器35以及遥控器36的热水放水开关进行按压操作而使热水供给栓31A打开时，使燃烧器单元4燃烧，能够进行向浴缸32供给设定温度的热水直至由水量传感器23检测到的水量成为设定热水量的自动热水放水控制。
此外，控制器35监视由外部气温传感器17检测出的温度，在判断为由于从排气罩6流入的冷气而可能使热交换器5的传热管内的水冻结时，能够进行使循环泵27运转，以使与传热管内贮藏的水量同等的置换量的水在循环路径内循环的冻结预防控制。以下，根据图2的流程图对该自动热水放水控制以及冻结预防控制进行说明。
(自动热水放水控制的说明)
在步骤(以下简单表述为“S”)1中，当确认了热水放水开关的按压操作(接通操作(ON操作))时，在S2中，判断是否通过水量传感器23检测到由热水供给栓31A的打开而产生的通水。在此，当检测到通水时，在S3中，控制器35开始进行对燃烧器单元4点火而从热水供给栓31A向浴缸32供给设定温度的热水的热水放水。在S4中，当确认了达到设定热水量时，在S5中使水侧开闭阀21闭阀，结束热水放水并使热水放水开关闪烁，在S6中判别热水放水开关的按压操作(断开操作(OFF操作))。在此，如果对热水放水开关进行了按压操作，则在S7中使水侧开闭阀21开阀，在S8中由水量传感器23确认有无通水。如果用户与热水放水开关的断开操作一起将热水供给栓31A关闭，则未确认到通水(S8中为“否”(NO))，因此在使水侧开闭阀21保持开阀的状态下结束自动热水放水控制(END)，但如果忘记将热水供给栓31A关闭时，由于确认到通水，因此在S9中通过声音进行督促热水供给栓的确认的通知。
之后，在S10中再次确认有无通水，在此，如果未确认到通水，则结束自动热水放水控制，但依然保持通水状态，当在S11中确认经过了规定时间(例如，90秒)时，在S12中使水侧开闭阀21闭阀，进行督促热水放水开关的断开操作的通知。在S13中如果对热水放水开关进行了断开操作，则自动热水放水控制结束。
(便携终端的显示画面的说明)
在该热水供给系统S中，通过将能够经由遥控器36进行Wi-Fi通信的应用软件安装于智能手机等便携终端40，从而在便携终端40中能够进行控制的确认以及规定的远程操作。以下，对针对自动热水放水控制中的便携终端40的操作以及在监视器41的显示画面进行说明。
图3的(A)是在监视器41上显示的应用软件的主画面，在下段显示用于进行自动热水放水的图标42。当对该图标42进行了触摸操作时，切换到图3的(B)的画面，为热水放水的待机状态。此处显示的“开始(start)”是与热水放水开关相同的功能，因此当对“开始”进行了触摸操作时，在图2的S1中成为“是”(YES)，执行以后的处理。在S2中，如图3的(C)所示，进行督促打开水龙头(在此为热水供给栓31A)的显示并检测通水，在打开之后，当对“OK”进行了触摸操作、或者经过5秒时，在S3中开始热水放水。
在热水放水过程中，根据经由遥控器36的来自控制器35的信息，如图3的(D)所示，通过刻度43以及百分比的数值来显示当前状况(热水量)，在S4中，当达到设定热水量时，如图3的(E)所示，显示100％的数值。在此，当对“OK”进行了触摸操作时，在S5中，结束热水放水，如图3的(F)所示，进行确认水龙头的关闭的显示(S6)。在此，当将热水供给栓31A关闭并对“是”进行了触摸操作时，显示图3的(G)的热水放水完成画面，在S7中水侧开闭阀21被开阀，在S8中检测通水。
在此，如果未检测到通水，则返回主画面，但如果检测到通水，则在S9中如图3的(H)所示显示督促水龙头的关闭的画面。如果将热水供给栓31A关闭并对“OK”进行了触摸操作，则显示图3的(G)的热水放水完成画面，如果未检测到通水，则返回主画面。
另一方面，当未对“OK”进行触摸操作，在保持通水的检测的状态下当经过了规定时间时(S11)，水侧开闭阀21被闭阀(S12)，继续图3的(H)的显示(S13)。因此，除非关闭热水供给栓31A且未检测到通水，否则不返回主画面。
另外，当在热水放水过程中的图3的(D)的画面对“停止(stop)”进行了触摸操作时，如图3的(I)所示，显示确认热水放水的中断并且确认热水供给栓31A的关闭的画面，在此，在对“是”进行了触摸操作时，显示该图3的(J)的热水放水中断画面。在此，如果未检测到通水则返回主画面，但如果检测到通水，则如图3的(H)所示显示督促水龙头的关闭的画面，除非未检测到通水，否则不返回主画面。
(冻结预防控制的说明)
首先以在S1中未对热水放水开关进行接通操作的状态执行冻结预防控制。在S21的判别中，如果由外部气温传感器17检测出的温度降低到规定温度，则需要进行冻结预防，在S22中使循环泵27运转。接着，在S23中，当确认了与传热管内的水的置换结束时，在S24中停止循环泵27的运转并返回S1。根据循环泵27的能力以及传热管内的水量预先计算传热管内的全部量置换所需的时间，根据该计算时间的经过而确认该置换结束。
由此，将循环路径内的其它部位的水移送到传热管内，因此预防了冻结。
此外，在自动热水放水控制中在S5中停止热水放水、在S6中等待热水放水开关的断开操作的待机状态下，也执行该冻结预防控制。即，通过保持待机状态下的S25的判别，如果由外部气温传感器17检测出的温度降低到规定温度，则需要进行冻结预防，在S26中使水侧开闭阀21打开。在S27中确认通水的有无，在此如果未确认到通水，则在S28中使循环泵27运转，当在S29中确认了与传热管内的水的置换结束时，在S30中停止循环泵27的运转并返回S1。
另一方面，当在S27的判别中判别为“是”，即确认了通水，则不进行循环泵27的运转，而转移到S9进行通知，进行S10～S13为止的处理。通过这些处理，由于热水供给栓31A被打开的状态在某种程度上持续，因此传热管内的水移送到循环路径，其它部位的水移送到传热管内，进行实质性的置换。另外，当在S13的判别中判别为“否”，即当为未对热水放水开关进行断开操作的待机状态时，转移到S25，如果需要进行冻结预防，则执行以后的处理。
(与冻结预防控制相关的发明的效果)
根据上述方式的热水供给系统S以及热水器1，当由外部气温传感器17(预防条件检测单元)检测到降低到规定温度(满足冻结预防的所需条件)时，控制器35(控制单元)使循环泵27工作直至热交换器5的传热管(规定部位)内的水被置换为止，因此不用使燃烧器单元4燃烧，仅使循环泵27短时间地工作，就能够进行冻结预防。因此，能够实现节能且低成本、也降低了由循环泵27的工作声音引起的不适感的冻结预防。
尤其是，在此，伴随外部气温传感器17的检测的循环泵27的工作被预先设定，仅进行在热交换器5的传热管中水的置换完成所需的时间，因此能够以所需的最低限的工作时间可靠地进行水的置换。
此外，热水器1在框体2内具有回水管26以及循环泵27，因此能容易地进行热水供给系统S的构建。
另外，在上述方式中，将外部气温传感器设置于风扇，但外部气温传感器也可以设置于其它部位，或者设置于多个部位。当然，也可以不是检测外部气体温度，可以在需要进行冻结预防的部位直接设置传感器来检测温度。
此外，可以每次在满足温度降低等的所需条件的时机进行循环泵的工作，检测水的置换后的规定部位的水温来计算进行下一次置换所需的时间，从而定期地进行循环泵的工作。
进而，在上述方式中，设想了在室内设置系统整体、从排气罩吸入冷气的情况，因此水的置换对象为热交换器的传热管，但在热水器位于室外且外部配管位于室内这样的热水供给系统中，热水器整体成为水的置换对象。
(与热水放水结束后的冻结预防控制相关的发明的效果)
根据上述方式的热水供给系统S，还具有外部气温传感器17，该外部气温传感器17检测循环路径内的热交换器5的传热管中是否满足冻结预防的所需条件，当在热水放水控制中在通过水侧开闭阀21(止水单元)停止了循环路径的通水的状态下由外部气温传感器17检测到温度降低到规定温度时，控制器35能够执行使循环泵27工作的冻结预防控制，并且在该执行时，使水侧开闭阀21开阀并通过水量传感器23(通水检测单元)确认循环路径的通水状态，在未确认到通水的情况下，使循环泵27工作，在确认了通水的情况下，不使循环泵27工作而使水侧开闭阀21闭阀，结束冻结预防控制。
由此，在热水供给栓31A被关闭的情况下，进行基于循环泵27的运转的水的置换，在热水供给栓31A未被关闭的情况下，通过代替循环泵27的运转的通水来进行水的置换，在任意的情况下都能够进行冻结预防。因此，即使在热水放水控制中在热水放水结束之后需要进行冻结预防的情况下，也能够可靠地进行冻结预防控制。
另外，作为止水单元，可以利用设置于出热水管的开闭阀。
此外，在从判断为需要进行冻结预防时起转移的情况下，图2的流程图中的从S10中检测出通水起到再次使水侧开闭阀闭阀为止的S11的规定时间可以对应于水的置换结束的时间而变长。
进而，在上述方式中，进行冻结预防控制直至传热管等的规定部位内的水被置换为止，但在与热水放水结束后的冻结预防控制相关的发明中，不限于此，也可以使循环泵长时间地工作。
(与忘记关闭通知相关的发明的效果)
根据上述方式的热水供给系统S以及热水器1，控制器35在热水放水控制的执行之后，解除由水侧开闭阀21(止水单元)进行的循环路径的通水停止(S7)，通过水量传感器23(通水检测单元)确认循环路径的通水状态(S8)，在未确认到通水的情况下，维持通水停止的解除状态(END)，另一方面，在确认了通水的情况下，通知热水供给栓31A忘记关闭(S9)，因此能够向用户可靠地通知热水供给栓31A忘记关闭，而进行关闭操作。因此，自动地进行热水放水时的便利性更好。
尤其是，此处控制器35与热水供给栓31A忘记关闭的通知一起通过水侧开闭阀21使循环路径的通水停止，因此能够防止由于忘记关闭引起的不必要的水的使用。
此外，进一步包含便携终端40，其具有能够与具有无线通信功能的遥控器36进行无线通信的应用软件，在热水放水控制的执行之后通过水量传感器23检测到通水时，控制器35经由应用软件向便携终端40通知热水供给栓31A忘记关闭(图3的(H))，另一方面，在便携终端40中，仅在从控制器35接收到热水供给栓31A的关闭的确认的情况下解除忘记关闭的通知(图3的(G))，能够经由便携终端40向用户可靠地通知热水供给栓31A忘记关闭并进行关闭操作。
另外，除了通过画面显示来进行对便携终端的热水供给栓忘记关闭的通知以外，也可以一并进行电子音或合成语音等。
此外，可以在应用软件未启动的状态下，通过推送通知进行热水供给栓忘记关闭的通知。只要进行这种推送通知，就能够可靠地向使用便携终端的用户进行通知。
进而，在上述方式中，遥控器具有与便携终端的无线通信功能，但可以与遥控器的有无无关地使控制器具有无线通信功能。即使便携终端为多个，也能够通过相同的应用软件进行自动热水放水的操作、忘记关闭的通知，但在进行操作的时机不同的情况下，需要向各便携终端发送控制的最新状态而共享相同的信息。
除此以外，与各发明共同地，热水器的结构不限于上述方式，能够增减燃烧器单元的数量，或者即使是具有副热交换器的潜热回收型等，也能够适用各发明。
此外，在上述方式中，在框体内设置回水管以及循环泵并与外部配管连接，但如图4所示，也可以没有回水管，将外部配管30与和供水管18连接的水道管33连接而形成循环路径，在外部配管30设置循环泵27以及止回阀28。在该情况下，循环泵27可以设置于水道管33，或者在水量传感器23的上游侧设置于供水管18。
