CN103299133A - 供液装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供能够高精度且短时间地对从各个供液部供给到供液口的液体的供给量进行调节的供液装置。本发明涉及一种供液装置,用于将来自并联的多个供液部的液体供给到共同的供液处,其具备:检测从各个供液部供给到供液处的液体的供给量的供给量检测单元;调节来自各个供液部的液体的供给量的流量调节单元,并且具有:从各个供液部向供液处供给液体的通常运转控制;在该通常运转控制之前进行的、设定各个供液部的液体的上限供给量的上限供给量设定控制,在上限供给量设定控制中,在合并了各个供液部的推定供给量的状态下进行液体供给,并针对各个供液部检测实际供给量,根据检测出的各个供液部的实际供给量针对各个供液部设定通常运转控制的上限供给量。
Description
技术领域
本发明涉及汇聚从并联的多个供液部供给的液体并从供液口排出的供液装置。
背景技术
作为供液装置,例如有将加热常温水得到的高温水作为液体进行供给的热水供给装置。该热水供给装置一般构成为,在电费打折时段、即夜间利用电力进行热泵运转,将常温水加热为高温水(例如65℃至90℃)储存在容器中。此外,热水供给装置在使用高温水时,当水龙头打开时,在容器内的高温水中掺入常温水而以适温水(例如42℃左右)供给热水。
此外,作为供液装置,存在一种并联多个容器(供液部),汇聚储存在多个容器中的高温水,并从共同的热水放出流路(供液口)供给热水的装置(例如参见专利文献1)。
但是,当并联多个容器来使用时,存在各个容器的热水放出量存在差异,容器的热水剩余量不同的情况。为了防止该情况,专利文献1中提出分别测定多个容器的剩余热水量,根据各个容器的热水剩余量调节对各个容器的注水量,使热水剩余量均衡,由此来使热水放出量均衡。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-134063号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,上述现有的供液装置根据容器的热水剩余量产生变化所需的时间检测热水放出量的偏差。因此,其根据容器的热水剩余量间接算出热水放出量,存在精度不高的问题。此外,由于在调节热水放出量之前需要在容器内储存高温水,因此,如果在例如安装时进行用于调节热水放出量的偏差的运转,则存在耗费时间的问题。
因此,本发明的目的在于提供能够高精度且短时间地对从各个供液部供给到上述供液口的液体的供给量进行调节的供液装置。
用于解决课题的手段
为了解决这样的课题,本发明提供一种供液装置,用于将来自并联的多个供液部的液体供给到共同的供液处,其特征在于,具备:检测从上述各个供液部供给到上述供液处的液体的供给量的供给量检测单元;以及调节来自上述各个供液部的液体的供给量的流量调节单元,并且具有:从上述各个供液部向上述供液处供给液体的通常运转控制;以及在该通常运转控制之前进行的、设定上述各个供液部的液体的上限供给量的上限供给量设定控制,在上述上限供给量设定控制中,在合并了上述各个供液部的推定供给量的状态下进行液体供给,并针对上述各个供液部检测实际供给量,根据检测出的上述各个供液部的实际供给量针对上述各个供液部设定上述通常运转控制下的上限供给量。
发明的效果
根据本发明,能够高精度且短时间地对从各个供液部供给到上述供液口的液体的供给量进行调节。
附图说明
图1是本实施方式的供液装置的框图。
图2是本实施方式的供液装置的加热部的框图。
图3是表示本实施方式的供液调节控制处理的前半段的流程图。
图4是表示本实施方式的供液调节控制处理的后半段的流程图。
图5是本实施方式的通常运转时的供液调节控制处理的流程图。
具体实施方式
下面,参照合适的附图针对用于实施本发明的供液装置的方式(下称“实施方式”)进行详细说明。此外,在各图中,对共同的部分附以同一符号,省略重复说明。此外,在以下的说明中,作为本发明的供液装置的一个实施方式来说明热泵式热水供给装置。
《整体结构》
首先,针对本实施方式的供液装置100的整体结构进行说明。图1是本实施方式的供液装置100的框图。
本实施方式的供液装置100是具备供液部201,202,203、流量传感器401(401a,401b,401c)、流量调节阀501(501a,501b,501c)、放出(放出热水)高温液体(高温水)的供液口301、注入常温液体(常温水)的注液口601及操作面板701的热水供给装置,其汇聚从并联的3个供液部201,202,203供给的高温液体(高温水)并从供液口301放出液体(放出热水)。
3个供液部201,202,203互相并联,分别具备:例如加热常温液体的加热部211、储存由加热部211加热后的高温液体的容器部212以及减压阀213。由3个供液部201,202,203的加热部211加热并储存在容器部212中的高温液体,被汇聚到供液口301而放出(放出热水)。
〈流量传感器/流量调节阀〉
下面,针对检测从各个供液部201,202,203供给到供液口301的液体的供给量(流量)的供给量检测单元以及调节从各个供液部201,202,203供给到供液口301的液体的供给量(流量)的流量调节单元进行说明。
供给量检测单元由设置在各个供液部201,202,203的流量传感器401a,401b,401c构成。此外,上述流量调节单元由设置在各个供液部201,202,203的流量调节阀501a,501b,501c构成。
具体地说,在供液部201与供液口301之间设有流量传感器401a以及流量调节阀501a,其中,该流量传感器401a用于测定从供液部201供给到供液口301的高温液体的流量,该流量调节阀501a用于调节从供液部201供给到供液口301的高温液体的流量。
此外,在供液部202与供液口301之间同样也设有流量传感器401b以及流量调节阀501b,其中,该流量传感器401b用于测定从供液部202供给到供液口301的高温液体的流量,该流量调节阀501b用于调节从供液部202供给到供液口301的高温液体的流量。
并且,在供液部203与供液口301之间同样也设有流量传感器401c以及流量调节阀501c,其中,该流量传感器401c用于测定从供液部203供给到供液口301的高温液体的流量,该流量调节阀501c用于调节从供液部203供给到供液口301的高温液体的流量。
此外,当概括地表示流量传感器401a,401b,401c时,标记为流量传感器401。同样地,当概括地表示流量调节阀501a,501b,501c时,标记为流量调节阀501。
此外,在本实施方式中,虽然流量传感器401设置在供液部201,202,203各自的容器部212的供液口301一侧并且在容器部212的下游侧,但其也可以设置在容器部212的上游侧,只要是能够检测从供液部201,202,203各自的容器部212供给到供液口301的液体的流量的位置即可,设置位置并无限制。
此外,关于流量调节阀501a,501b,501c也是一样,虽然其设置在供液部201,202,203各自的容器部212的供液口301一侧且在容器部212的下游侧,但其也可以设置在容器部212的上游侧,只要是能够调节从供液部201,202,203各自的容器部212供给到供液口301的液体的流量的位置即可,其设置位置并无限制。
流量传感器401例如由叶轮式流量传感器、科里奥利式流量传感器、卡尔曼式流量传感器、电磁式流量传感器等中的任意一种流量传感器构成。如上所述,该流量传感器401设置在各个供液部201,202,203。
就供液部201而言,流量传感器401a测定从供液部201经由流量调节阀501a供给到供液口301的高温液体的流量,将该测定值发送至供液部201的控制部237(参见图2)。关于其他的流量传感器401b,401c,与该流量传感器401a一样。
例如,流量调节阀501a设置在流量传感器401a与供液口301之间,根据来自供液部201的控制部237(参见图2)的指令调节从供液部201供给到供液口301的高温液体的流量。关于其他的流量调节阀501a,501c,与该流量调节阀501a一样。
如后面所说明的那样,供液部201的控制部237(参见图2)收集3个供液部201,202,203的流量传感器401(401a,401b,401c)测定到的流量的测定信号,控制3个供液部201,202,203的流量调节阀501(501a,501b,501c)减小从3个供液部201,202,203向供液口301供给的高温液体的流量的偏差。此外,使用供液部201的控制部237的流量调节控制方法,记载于下文。
〈供液部〉
下面说明供液部201,202,203。此外,由于3个供液部201,202,203的结构都相同,因此以其中之一的供液部201作为例子进行说明。
供液部201具备加热液体的加热部211、储存由加热部211加热后的高温液体(高温水)的容器部212(参见图中的虚线框)以及与容器部212的上游侧连接的减压阀213。
其中,关于加热部211后面将详细进行说明,其通过采用了热泵技术的热泵式加热装置等加热从容器部212的下部经由管道供给的常温液体(常温水),并经由管道供给到容器部212的上部。
关于容器部212后面将详细进行说明,从供液口301侧观察,将3个容器221、222、223以该顺序串联连接。即,将容器221的下部与容器222的上部连接,将容器222的下部与容器223的上部连接。这3个容器221,222,223为绝热结构,在内部为满水状态下进行运转。此外,推定这种具有多个容器的供液装置用于餐饮店、福利设施、住宿设施等中的大量使用温水的设施。
此外,在容器221的上部连接有加热部211(放出侧),并且经由流量传感器401a以及流量调节阀501a连接供液口301。此外,在容器223的下部经由减压阀213连接注液口601,并且连接加热部211(进入侧)。此外,虽然在图1中示出了容器部212包括如容器221,222,223这样的3个容器的例子,但容器的数量可以为1个、2个、也可以为4个以上。
就减压阀213而言,当容器部212侧的压力(二次侧压力)比注液口601侧的压力(一次侧压力)低时,未图示的阀体打开,常温液体(常温水)从注液口601注入容器部212。即,容器部212的内部(各个容器221,222,223)通过经由该减压阀213的注液口601侧的压力被加压。
〈加热部〉
下面说明供液部201,202,203的加热部211。图2是本实施方式的供液装置100的加热部211的框图。
加热部211例如为热泵式加热装置,如图2所示,具备压缩机231、液体热介质热交换器232、膨胀阀233、空气热交换器234、送风部235、泵236、控制部237、温度传感器238、热介质配管239以及液体配管240。此外,加热部211并不局限于热泵式加热装置,也可以为使用了电加热器等的加热装置。
压缩机231、液体热介质热交换器232、膨胀阀233、空气热交换器234为经由热介质配管239连接成环状的闭环结构,其中封入热介质构成循环的热泵式热介质回路。此外,作为热介质,例如为热介质气体。该热介质气体可以为二氧化碳气体。此外,也可以为不通过气体,而通过例如添加了潜热储能材料的液体、盐水、不冻液等进行的热交换。此外,还可以为通过电加热器进行的加热。也就是说,加热部211利用了热泵为一个例子。
压缩机231压缩通过空气热交换器234从空气中吸收了热的热介质,并供给到液体热介质热交换器232。该压缩机231能进行容量控制,在大量供给热水时能够以大容量进行运转。此外,压缩机231通过PWM(Pulse WidthModulation;脉冲宽度调制)电压控制、PAM(Pulse Amplitude Modulation;脉冲振幅调制)电压控制以及它们的组合控制,能够从低速例如700转/分到高速例如7000转/分进行转速控制。由此,能使加热性能可变。
把压缩机231压缩后的热介质,供给到液体热介质热交换器232。液体热介质热交换器232具备热介质侧导热管232a以及液体侧导热管232b,把压缩机231压缩后的热介质供给到热介质侧导热管232a。此外,从容器223经由泵236向液体侧导热管232b供给常温液体(常温水)。
液体热介质热交换器232设置为热介质侧导热管232a与液体侧导热管232b相邻,通过使热从在热介质侧导热管232a中流动的热介质传递到在液体侧导热管232b中流动的常温液体,来加热在液体侧导热管232b中流动的常温液体,送出高温液体。把液体热介质热交换器232加热后的高温液体(高温水)供给到容器221的上部。
膨胀阀233例如由电子膨胀阀构成,对经由液体热介质热交换器232送来的热介质进行减压,然后输送到空气热交换器234。
此外,利用控制部237打开膨胀阀233,不对热介质减压地将热介质在温度较高的状态下向空气热交换器234供给,由此能够提高空气热交换器234的温度,融化附着在空气热交换器234上的霜,即进行除霜动作。通过除霜动作能够提高空气与热介质的热交换效率。
把通过膨胀阀233减压后的热介质供给到空气热交换器234。外部气体从送风部235供给到空气热交换器234中。送风部235具备风扇电动机以及送风风扇。送风部235通过风扇电动机的转动使送风风扇转动,通过送风风扇的转动将外部气体供给到空气热交换器234。
空气热交换器234使通过送风部235吸入的外部气体的热向热介质移动,即进行空气热交换。在空气热交换器234的外部气体的吸气侧,安装有温度传感器238。温度传感器238用于测定吸入到空气热交换器234中的外部气体的温度。而且,把温度传感器238测定到的外部气体的温度供给到控制部237。
控制部237根据通过温度传感器238测定到的外部气体的温度来控制加热部211的压缩机231的容量以及膨胀阀233的热介质循环量等,并且进行控制以便能够有效地进行加热。
通过空气热交换器234移动了外部气体的热的热介质被供给到上述压缩机231。此外,在加热部211中,液体热介质热交换器232、泵236经由液体配管240与容器221,223连接。泵236为所谓的液体循环泵,经由液体配管240从容器223下部引入高温液体,并经由液体配管240将其供给到液体热介质热交换器232的液体侧导热管232b。
如上所述,液体热介质热交换器232使热从在热介质侧导热管232a中流动的热介质向在液体侧导热管232b中流动的液体传导。通过液体热介质热交换器232从热介质传导热,把被加热后的高温液体经由液体配管240供给到容器221的上部。
在此,对供液部202,203的控制部237与供液部201的控制部237的不同点进行说明。
供液部202的控制部237从供液部202的流量传感器401b收集流量,通知给供液部201的控制部237,并且将从供液部203的控制部237通知的各种数据通知给供液部201的控制部237。此外,根据来自供液部201的控制部237的指令控制流量调节阀501b。
供液部203的控制部237从供液部203的流量传感器401c收集流量数据,经由供液部202的控制部237通知给供液部201的控制部237。此外,经由供液部202的控制部237根据来自供液部201的控制部237的指令控制流量调节阀501c。
〈容器部〉
下面,返回图1,说明供液部201,202,203的容器部212。容器部212构成为如上述那样串联连接3个容器221,222,223,储存从加热部211供给的高温液体。把储存在容器部212中的容器221的上部的高温液体经由流量传感器401(401a,401b,401c)以及流量调节阀501(501a,501b,501c)供给到供液口301。
此外,容器部212为密闭型,把与输送到供液口301的高温液体的输送量等量的常温液体,通过减压阀213的动作从注液口601注入容器部212的容器223的下部。
由此,即使不像上述那样在各个供液部(201,202,203)与供液口301之间设置流量传感器401及流量调节阀501,而是在从注液口601分支为多个后的上述减压阀213与容器部212之间设置上述流量传感器401及上述流量调节阀501,还能如上述那样测定从各个供液部(201,202,203)输送到供液口301的液体的流量,并对液体的流量进行控制。
如图1所示,在各个容器221,222,223上,在外侧面上下方向不同的多个位置,例如3处安装有作为高温液体量检测单元的温度传感器241a,241b,241c。温度传感器241a,241b,241c由热敏电阻等构成,温度传感器241a,241b,241c的输出信号被发送至控制部237。
在该容器部212的结构中,例如,在液体供给运转(热水供给运转)时,当经由流量调节阀501(501a,501b,501c)从容器221的上部向供液口301抽出高温液体(高温水),则在容器221上部产生的压力的减小立即通过容器222,223传递到减压阀213。接着,由于减压阀213动作,常温液体从注液口601经由减压阀213注入容器223中,因此容器部212内部的液体量充满,而且内部的压力也得到保持,能够连续地供给热水。即,在液体供给运转时,容器223下部的液体被从注液口601供给的常温液体推动而向其上部移动(上升),容器223上部的液体被推动而向下一个容器222的下部移动,容器222下部的液体向其上部移动(上升),容器222上部的液体被推动而向下一个容器221的下部移动,容器221下部的液体向其上部移动(上升),容器221上部的液体被推动而经由流量调节阀501(501a,501b,501c)从供液口301排出。即,液体从容器部212向供液口301排出。
另一方面,在液体加热运转(热水储存运转)时,当通过加热部211的泵236的动作从容器223的下部向加热部211抽出常温液体(常温水)时,在容器部212的各个容器221,222,223的内部,从上部向下部,出现与上述液体供给运转(热水供给运转)时相反的流动。也就是说,从容器部212的下部(容器223的下部)抽出的常温液体(常温水)以经由加热部211返回到容器部212的上部(容器221的上部)的方式进行循环。
〈控制部〉
控制部237根据来自温度传感器241a,241b,241c的输出信号,检测储存在容器221中的液体的储存量(阶梯水位)以及温度。补充而言,如上所述,容器221的内部始终充满液体,因此,例如当配置在容器221的上位位置的温度传感器241a的输出信号为表示比预定温度高的温度的值时,控制部237判定高温液体储存到了容器221的上位位置,当配置在容器221的中位位置的温度传感器241b的输出信号为表示比预定温度高的温度的值时,控制部237判定高温液体储存到了容器221的中位位置。当配置在容器221的下位位置的温度传感器241c的输出信号为表示比预定温度高的温度的值时,判定高温液体储存到了容器221的下位位置。通过控制部237进行的判断,在其他容器222,223中也是一样。
操作面板701、供液部201的控制部237、供液部202的控制部237以及供液部203的控制部237,例如采用菊花链方式连接。
即,供液部201的加热部211的控制部237以能与操作面板701及供液部202的加热部211的控制部237进行通信的方式与其连接。此外,供液部202的加热部211的控制部237以能与供液部201的加热部211的控制部237及供液部203的加热部211的控制部237进行通信的方式与其连接。此外,供液部203的加热部211的控制部237以能与供液部202的加热部211的控制部237进行通信的方式与其连接。
操作面板701与供液部201的控制部237连接,包括未图示的按键开关、显示器等。用户通过一边观察操作面板701的显示器一边操作按键开关,能够进行供液部201,202,203的运转、运转停止、液体量(储存量)、温度设定、运转时间设定等各种设定,此外,还能够根据供液部201的各信息对用户进行提醒显示。
供液部201的控制部237根据来自操作面板701的输入设定对全体供液部201,202,203的运转进行控制,作为主装置对供液部202的控制部237以及供液部203的控制部237发挥作用。
与此相对,供液部202的控制部237以及供液部203的控制部237作为从装置发挥作用。
〈供液调节控制〉
在本实施方式的供液装置100中,例如在供液装置100的安装时,在通常运转控制(液体供给运转(热水供给运转)、液体加热运转(热水储存运转))之前,在初始设定控制的一环中进行供液调节控制。
下面,针对使用本实施方式的供液部201的控制部237进行的供液调节控制进行说明。
本实施方式的供液调节控制是通过各个流量传感器401测定分别从供液部201、202、203供给到供液口301的液体的流量,并调节各个流量调节阀501,以使从各个供液部201,202,203供给到供液口301的液体的流量成为预定值的控制。
此外,此时的流量调节阀501的上限开度为通过进行预定运转而决定的开度。
当在决定流量调节阀501的上限开度的上述预定运转的过程中由供液部201,202,203各自的流量传感器401测定到的各流量,例如相对于最大值流量成为预定比率以下的流量时,控制部237将该成为预定比率以下的流量的供液部存储到存储装置250中,并在操作面板701的显示部中进行显示。
进而,供液调节控制对流量调节阀501进行调节,以使供液部201,202,203各自的容器部212的高温液体的储存量的平均储存量与各个供液部201,202,203的容器部212的高温液体的储存量的比率成为加上了各个供液部201,202,203分别要向供液口301供给的液体的流量的值。
下面,使用附图说明供液调节控制的细节。
图3、图4是本实施方式的供液调节控制处理的流程图。
若大致对供液调节控制进行划分,则分为供给量异常检测控制和上限供给量设定控制,其中,该供给量异常检测控制在合并了各个供液部201,202,203的推定供给量的状态下进行液体供给,检测实际供给量来检测供给量的异常,该上限供给量设定控制根据检测出的上述各个供液部201,202,203的实际供给量,针对上述各个供液部201,202,203设定上限供给量。
具体而言,上述供给量异常检测控制在使设置在各个供液部201,202,203的流量调节阀501(501a,501b,501c)为全开的状态下对从各个供液部201、202、203输送到供液口301的液体的流量进行流量状况的确认。
此外,上述上限供给量设定控制根据该供给量异常检测控制的结果,针对各个供液部201、202、203决定各个流量调节阀501的上限开度。但是,在本实施例中,因为通过一系列的流程进行供给量异常检测控制和上限供给量设定控制,所以在供给量异常检测控制时使流量调解阀501的开度为全开,由此处于合并了上限供给量设定控制下的推定供给量的状态。然而,供给量异常检测控制和上限供给量设定控制也可以为独立的控制,在该情况下,只要各个流量调节阀501处于符合预定的开度的状态即可,并不局限于全开。此外,合并了推定供给量的状态并不局限于完全相同的情况,即使存在对于检测各个供液部201,202,203的实际供给量不产生障碍的程度下的偏差(例如在数百分比以内)也没有关系。
作为主装置的供液部201的控制部237,首先在步骤S1-1中,对例如通过使用操作面板701进行预定的操作而输入的用于决定上限开度的运转的开始信号的有无进行确认。在没有该信号的输入时(S1-1否)为待机状态,在有信号的输入时(S1-1是)时进入下一个步骤。
在步骤S1-2中,向操作面板701进行显示,用于向用户通知进行决定上述上限开度的运转(上限供给量设定控制)所需要的操作(运转指示信息的显示)。例如,由于在本运转中需要从供液部201,202,203向供液口301输送的液体的流量信息,因此用户需要打开供液口301。由此,在步骤S1-2中,例如进行“请打开热水供给口”等显示,提醒用户需要打开供液口301。此外,也可以在此同时进行用于催促配管等的确认操作的提醒显示。
接着,在步骤S1-3中,一览显示通过设置在各个供液部201,202,203的流量传感器401测定到的各流量信息。在此,通过在当前状态下,例如显示使用各个供液部201,202,203的各个控制部237正在进行各个流量调节阀501的设定的状态下的流量信息,用户能够对当前从各个供液部201,202,203向供液口301输送的液体的流量进行比较确认。
在下一个步骤S1-4中,根据在步骤S1-3中确认的流量信息判断用户是否进行决定流量调节阀501的上限开度的运转,当用户进行决定该上限开度的运转时(S1-4是),通过使用操作面板701进行用于进行本运转的预定的操作,来进行上述供给量异常检测控制。这里,当判断为用户不需要进行决定上述上限开度的运转时(S1-4否),不进行该运转地进行用于结束运转的预定操作,由此能够结束运转(未图示)。
在步骤S1-5至步骤S1-12中表示上述供给量异常检测控制。
在步骤S1-5中,进行使设置在各个供液部201,202,203的流量调节阀501全开的操作。具体而言,从作为主装置的供液部201的控制部237向作为从装置的供给部202,203的控制部237输出使各流量调节阀501全开的指示信号,各从装置在接收到该指示信号的输入时使各个流量调节阀全开。由此,从各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的流量,成为例如与根据配管的设置状况而产生的各压力损失相对应的流量值。
接着,在步骤S1-6中,在操作面板701上一览显示在步骤S1-5的状态下由设置在各个供液部201,202,203的各个流量传感器401测定到的流量值,并且进行当前控制状态为正在对各个流量调节阀501处于全开状态下的流量进行确认的显示。这里,持续预定时间(例如1分钟)进行测定和显示,以使各个流量传感器401的测定趋于稳定。
在步骤S1-7中,测定直到对各个流量调节阀501处于全开状态下的流量的确认结束为止的时间,经过了预定时间时进入步骤S1-8。
步骤S1-8、S1-9成为如下所述的判断部,该判断部判断使上述各个流量调节阀501成为了全开状态时的各个流量传感器401的液体的流量测定结果是否为在某个预定的范围内的良好的结果,并提醒用户注意。
步骤S1-8判定设置在各个供液部201,202,203的各个流量传感器401测定到的实际供给量是否在预定值(例如5L/min)以下(不足)。当即使存在一个实际的供给量的测定结果为流量值在预定值以下的供液部(201,202,203)时,进入步骤S1-11。当液体的流量的测定结果为流量值在预定值以下的供液部(201,202,203)一个都不存在时,进入第2判断处理步骤S1-9。
步骤S1-9是根据来自各个供液部201,202,203的供给量决定计算对象下限供给量,并判断是否存在实际供给量不足上述计算对象下限供给量的供液部(201,202,203)的步骤。具体地说,在步骤S1-9中,把对成为最大值的供液部(201,202,203)的流量值乘以预定的比率(例如75%)所得到的流量值作为计算对象下限供给量,判断是否存在由设置在各个供液部201,202,203的各个流量传感器401测定到的液体的流量值在计算对象下限供给量以下的供液部(201,202,203)。当即使存在一个流量值在预定值以下的供液部(201,202,203)时进入步骤S1-10,在不存在时进入步骤S1-13。
在步骤S1-10中,将利用成为主装置的供液部201的控制部237对流量测定结果在预定值以下(不足)的供液部(201,202,203)的序号和地址信息等个体进行识别得到的信息,存储到在控制部237中设置的存储装置250中。
步骤S1-11是当检查到供给量的异常时对此进行报告的步骤。具体地说,为了向用户报告从各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的流量中出现了预定值以上的差异的情况,在操作面板701上进行显示。表示后述的从各个供液部201,202,203输送到供液口301的流量的均衡化控制的效果和使储存在容器部212中的高温液体的储存量的减少均衡化的控制的效果降低的可能性,在步骤S1-11的显示中,上述各个供液部201,202,203之间的流量的差异增大,并且还一并提醒由于流量的差异增大催促对配管进行处理或对设备(流量调节阀501等)的故障进行确认等。
在步骤S1-12中,为了使用操作面板701切实地确认步骤S1-11的提醒,通过用户进行预定的确认操作而结束提醒显示。这里,虽然在图3中当步骤S1-12的确认操作为是时,进入步骤S1-13能作为正常时的动作继续进行控制,但也可以强制结束本控制,此外还可以设为从继续进行控制还是结束控制,或者进一步进行操作待机这样的2个或3个选项中进行选择的方式。
在步骤S1-13中,对使设置在上述各个供液部201,202,203的各个流量调节阀501成为全开状态时,确认从各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的流量的控制的结束进行确认,并且对接下来设定各个流量调节阀501的上限开度的控制的开始进行确认,在用户使用操作面板701进行了确认操作时进行上限供给量设定控制。
在上限供给量设定控制中,根据检测出的上述各个供液部201,202,203的实际供给量决定基准供给量,针对实际供给量超过上述基准供给量的供液部(201,202,203)调节上述流量调节单元(流量调节阀501)以使供给量变少。这样不仅能确保整体的供给量尽可能多,还能将各个供液部201,202,203的供给量的偏差抑制得较小。即,通过减小超过基准供给量的供液部(201,202,203)的供给量,能够使并联的各个供液部201,202,203彼此的压力关系发生变化,增加来自供给量较小的供液部(201,202,203)的供给量。具体地说,当减小超过基准供给量的供液部(201,202,203)的流量调节阀501的开度时,供液路径的压力损失变大,由此各个供液部201,202,203彼此的供液路径的压力损失的偏差减小,能够从供给量较小的供液部(201,202,203)供给更多的液体。
具体地说,把上述基准供给量设定为成为计算对象的供液部201,202,203的实际供给量中的最大值与最小值之间的值。更具体地说,上述基准供给量是检测出的上述各个供液部201,202,203的实际供给量的平均供给量。而且,针对实际供给量超过上述平均供给量的供液部(201,202,203)调节上述流量调节单元(流量调节阀501)以使供给量成为上述平均供给量。
上限供给量设定控制具体如图4所示。
步骤S1-14利用设置在成为主装置的供液部201中的控制部237,根据对从各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的流量进行测定得到的各个流量传感器401的结果计算平均供给量,将该平均供给量设定为设置在各个供液部201,202,203的流量调节阀501进行开度调节控制的目标流量。该目标流量通过通信从成为主装置的供液部201的控制部237输出到成为从装置的供液部202,203的控制部237。
此外,在上限供给量设定控制中,当存在实际供给量不足上述计算对象下限供给量的供液部(201,202,203)时,除去该供液部(201,202,203)的实际供给量来计算上述基准供给量(具体为平均供给量)。实际供给量不足计算对象下限供给量的供液部(201,202,203)之前在步骤S1-10中被存储。这样,通过从基准供给量的决定、目标值的计算中排除,来防止作为目标的流量变小。
在步骤S1-15中,各个供液部201,202,203的控制部237对各个流量调节阀501的开度进行控制,以使设置在各个供液部201,202,203的流量传感器401测定到的从各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的流量成为在步骤S1-14中决定的目标值。
步骤S1-16成为对步骤S1-15的流量调节阀控制的结果进行判定的处理。例如,在成为主装置的供液部201的控制部237中,将各个供液部201,202,203的流量传感器401的测定结果的全部流量值与在步骤S1-14中算出的目标流量进行比较,如果测定结果的流量值在以目标流量作为基准的预定的范围内(例如95-105%的范围),则判定为正常结束,进入步骤S1-19。此外,如果任一个或全部流量测定结果都不在预定的范围内时,则继续进行判断直到经过预先设定的预定时间(步骤S1-17),在经过了预定时间测定到的流量值仍不在预定的范围内时,进入步骤S1-18。
在步骤S1-18中,将通过成为主装置的供液部201对在步骤S1-16、S1-17中流量的测定结果不在预定的范围内的供液部(201,202,203)的编号或地址信息等个体进行识别得到的信息,存储到在控制部237中设置的存储装置250中。而且,在此存储的供液部(201,202,203)的信息被反映到后述的通常运转时的流量调节阀控制中。
步骤S1-19进行如下处理:存储在步骤S1-16、S1-17中进行判定时的各个供液部201,202,203的控制部237的控制信息。例如,当步骤S1-17结束时刻(各个流量调节阀501处于全开的供液运转过程中)的从各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的流量值分别为10L/min、9L/min、8L/min时,在步骤S1-15中作为目标流量进行(10+9+8)/3=9L/min的运算,各个供液部201,202,203的各个控制部237对各个流量调节阀501进行开度控制使各个流量传感器401的测定结果成为9L/min。
这里,在进行控制前为10L/min的供液部(201,202,203)的流量调节阀501,例如通过调节为约90%的开度,能够使从该供液部(201,202,203)输送到供液口301的液体的流量为9L/min。另一方面,进行控制前为8L/min的供液部(201,202,203)的流量调节阀501,由于在全开状态下为8L/min,因此无法调整为9L/min,结果为“在100%的流量调节阀开度下为8L/min”。并且,控制前为9L/min的供液部(201,202,203)的流量调节阀501,由于原本在全开状态下就为9L/min,因此大致为原状态、即结果为“在100%的流量调节阀开度下为9L/min”。
然后,把此处的流量调节阀开度的结果(例如一个为90%,剩下的为100%)设为后述的通常时的流量调节阀控制时的流量调节阀501的上限开度或没有进行供液运转时的待机时的开度。由此能够谋求从各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的流量某种程度上的均衡化。因此,在步骤S1-19中,把上述各流量调节阀开度作为设置在各个供液部201,202,203的流量调节阀501的通常时的流量调节控制时的上限开度,将上述开度信息存储在控制部237具备的存储装置250中。
接着,在步骤S1-20中,在操作面板701上一览显示在上述步骤S1-15、步骤S1-16中对各个流量调节阀501进行调节控制后的各个流量传感器401的测定结果,并维持显示状态直到用户使用操作面板701进行预定的结束确认操作,由此向用户报告结果。在此,当用户进行了结束确认操作时,进入步骤S1-21,在此显示决定流量调节阀501的上限开度的控制已经结束这一主旨,并且进行“请关闭热水供给口”等提醒关闭供液口301的显示。
这里,在上述说明中,记载了在开始执行决定各个流量调节阀501的上限开度的控制方法时,基于用户进行的积极操作开始运作以便执行例如专用模式等,但并不局限于此,例如,也可以在各个流量调节阀501的开度成为适于调节上限供给量的预定值以上的状态下,检测由各个流量传感器401测定到的流量值在预定值以上的情况,自动地开始控制。此外,虽然在该情况下,当进行步骤S1-2或S1-21等的报告(在操作面板701上显示用于催促用户打开或关闭供液口301的提醒性内容)时可能会使用户混乱,因此并非特别需要报告,但也可以进行报告。
但是,在本实施方式的供液装置100中,除了上述那样的初始设定时的供液调节控制之外,在通常运转控制时也进行如下所示的供液调节控制。此外,为了方便说明,将该通常运转控制时的供液调节控制称为流量调节阀控制。
下面,通过图5的流程图说明通过流量调节阀对从本实施方式的供液装置100中的各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的流量进行控制的流量调节阀控制方法。
首先,基本的控制方法的流程为:作为主装置的供液部201掌握从各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的供给量,计算液体的供给量的基准值(即基准供给量),通过通信将基准供给量输出至成为从装置的供液部202,203。
具体地说,把上述基准供给量设定为成为计算对象的供液部的实际供给量中最大值与最小值之间的值。更具体地说,上述基准供给量是检测出的上述各个供液部201,202,203的实际供给量的平均供给量。
此外,供液部201,202,203的控制部237基于该基准供给量、储存在各个供液部的容器部212中的高温液体的储存量、储存在各个供液部201,202,203的全部的容器部212中的高温液体的储存量,计算认为合并各个供液部201,202,203的储存量所需要的必要供给量,控制部237对流量调节阀501进行开度控制以使设置在各个供液部201,202,203的流量传感器401的测定流量成为上述必要供给量。
下面,具体进行说明。
在步骤S2-1中,作为主装置的供液部201的控制部237计算设置在全部的供液部201,202,203的流量传感器401测定到的液体的平均流量(平均供给量)。这里,当在上述供给量异常检测控制的步骤S1-10中存储了实际供给量不足上述计算对象下限供给量的供液部时,在该步骤S2-1中除去该供液部的实际供给量来计算平均供给量。
在计算结果不足预定值(例如2L/min)时,作为主装置的供液部201的控制部237判断为没有进行供液运转的状态,进入步骤S2-2。
在步骤S2-2中,向各个供液部201,202,203的控制部237输出指令,以便将各个流量调节阀501设定为在图3中上述那样的上限开度。
此外,在步骤S2-1中,当上述平均流量的计算结果成为预定值以上时,判断为正在进行供液运转,进入步骤S2-12。
在步骤S2-12中进行如下处理:根据作为上述高温液体量检测单元的温度传感器241a,241b,241c检测出的在上述各个供液部201,202,203的容器部212中储存的高温液体的量,计算基准储存量,将该基准储存量与各个供液部201,202,203的各个容器部212中储存的高温液体的储存量进行比较。具体地说,把上述基准储存量设定为上述各个容器部212的储存量中最大值与最小值之间的值。更具体地说,上述基准储存量是检测出的上述各个容器部212的储存量的平均供给量。
接着,在步骤S2-12中,当个别的储存量为上述平均储存量以上时,进入步骤S2-2,在步骤S2-2中,将相应的供液部的流量调节阀501的开度指令值设定为上述的上限开度。另一方面,当个别的储存量低于上述平均储存量时,进入步骤S2-3。
在步骤S2-3中,计算认为合并各个供液部201,202,203的储存量所需要的必要供给量。具体地说,使用各个供液部201,202,203的控制部237计算作为各个供液部所具备的流量调节阀501的控制目标的必要流量。这里,使用下式计算该必要流量。
必要流量=平均流量×(A/B)
这里,A是在设有进行控制的流量调节阀501的各个供液部201,202,203的各个容器部212中存储的高温液体的储存量(例如%),B表示这些储存量的平均储存量(例如%)。
接着,当从上述必要供给量中减去上述储存量不足上述基准储存量的供液部(201,202,203)的实际供给量得到的值比预定的余量值大时,控制上述流量调节单元(流量调节阀501)以使来自该供液部(201,202,203)的液体的供给量增加。
具体地说,步骤S2-4进行如下所述的处理:为了利用各个供液部201,202,203的各个控制部237控制各个流量调节阀501,把上述必要流量与设置在各个供液部201,202,203的各个流量传感器401测定到的从各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的流量值进行比较。例如,当必要流量与上述流量传感器401测定到的流量值相比大预定的余量值(包括0)以上时,进入步骤S2-5。
在步骤S2-5中,对当前的该流量调节阀501的开度指令值加上预定的操作量。接着,进入步骤S2-6,在步骤S2-6中,判断上述加法后的流量调节阀开度指令值是否超过上述决定的上限开度,在超过时,在步骤S2-7中将上述上限开度值设定为流量调节阀开度指令值,并结束控制。
另一方面,当在步骤S2-4中,上述必要流量与设置在各个供液部201,202,203的各个流量传感器401测定到的从各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的流量的比较结果为在预定的余量值以下时,进入步骤S2-8。
然后,当从上述储存量不足上述基准储存量的供液部(201,202,203)的实际供给量中减去上述必要供给量所得的值大于预定的余量值时,控制上述流量调节单元(流量调节阀501)使来自该供液部(201,202,203)的液体的供给量减少。
具体地,在步骤S2-8中,判断必要流量与上述流量传感器401测定到的流量值相比是否大预定的余量值(包括0)以上。当该判断结果为是时,进入步骤S2-9,在步骤S2-9中,从当前的该流量调节阀501的开度指令值中减去预定的操作量。
接着进入步骤S2-10,在步骤S2-10中,对上述减法后的流量调节阀开度指令值是否不足预先决定的预定的下限开度进行判断,当不足下限开度时,在步骤S2-11中将该预定的下限值设定为流量调节阀指令,结束控制。此外,通过在达到全开之前设定下限开度,能够通过在小开度下进行供液来防止空气混入等不良情况。但是,并非特别设定上述预定的下限开度,也可以进行控制直到全闭状态为止。
这里,在从步骤S2-4到步骤S2-11中,作为操作上述流量调节阀501的开度指令值的方法,记载了单纯地确认当前的测定流量值相对于必要流量是否为预定值以上的大小关系,在为预定值以上的大小关系时对当前的流量调节阀开度指令加上或减去预定的开度值的方法,但也可以使用一般的P控制、PI控制、PID控制以及模糊控制等。
此外,在控制部237中,除了上述供液调节控制之外,还进行热介质回路的运转、停止及压缩机231的转速的控制、膨胀阀233的开度的控制、向容器部212进行储存的储存运转、除霜运转等控制。
例如,控制部237在储存运转时进行如下的控制:控制压缩机231的转速,从运转开始逐渐增大转速至高速旋转,加快加热的完成时间,在加热稳定后进行中低速运转。此时,控制部237控制压缩机231的转速,以便通过与热负荷及加热温度相符的转速进行运转。
此外,当这一天的高温液体的使用结束时,控制部237使用温度传感器241a,241b,241c测定容器221,222,223内的高温液体的剩余量,推定次日的液体使用量,进行加热部211的运转以使储存在容器部112中的高温液体的量大于使用推定量。这时,控制部237进行如下控制:设定运转开始时刻使在夜间打折电费的适用时间,例如23点至7点内结束加热运转,到达设定时刻时,开始储存运转并结束。
如上所示,根据本实施方式,能够直接检测流量,因此能够高精度地调节从各个供液部201,202,203供给到上述供液口的液体的供给量。
此外,由于在调节液体的供给量时不需要使用高温液体,因此,例如在进行安装时能够在短时间内进行调节热水放出量的偏差时的运转。
即,能够预先将操作供液部201,202,203的流量调节阀501的开度的上限决定为符合各个供液部201,202,203的安装环境的上限值,此外,该上限值成为各个流量调节阀的待机开度,因此能够谋求从各个供液部201,202,203输送到供液口301的液体的流量的均衡化。由此,能够防止供液部201,202,203中特定的供液部的加热部211的压缩机231过度运转,并且能够防止特定的供液部的加热部211的压缩机231的寿命缩短。
此外,由于具有在通常运转控制之前进行的用于检测来自上述各个供液部的液体供给量的异常的供给量异常检测控制,因此,可以提供能够检测不良施工或设备故障等异常的供液装置。
并且,当针对各个供液部201,202,203,当设置在各个供液部201,202,203中的容器部212中储存的高温液体的储存量产生了差异时,控制储存量相对于平均储存量小的供液部(201,202,203)的流量调节阀501使流量根据储存量相对于平均储存量的比率而变小,因此能够以减小储存量的差异量的方式进行运转。
此外,根据储存在各个供液部201,202,203的容器部212中的高温液体的量计算基准储存量,针对储存量不足上述基准储存量的供液部(201,202,203),根据该供液部(201,202,203)的储存量与基准储存量的比率以及上述基准供给量,计算该供液部(201,202,203)的必要供给量,根据该必要供给量控制上述流量调节单元(流量调节阀501),因此能够高精度地调节从各个供液部201,202,203供给到上述供液口301的液体的供给量。
据此,能够使供液部201,202,203的运转率均衡,通过能够使供液部201,202,203的加热部211的运转率均衡,能够防止供液部201,202,203中特定的供液部的加热部211过度运转。由此能够防止特定的加热部211的压缩机231的寿命的缩短。此外,由于储存在容器部212中的高温液体的使用也被均衡化,因此能够防止由于不使用高温液体而导致的温度降低,谋求热效率的提高。此外,与1个容器处于有热水的状态无关,能够防止其他容器的热水耗尽的状态的情况。
不言而喻,本发明并不局限于上述实施方式,在不脱离权利要求书的记载的范围内可适用于各种实施方式。
例如,虽然在上述实施方式中,如图1所示,容器部212由3个容器221,222,223构成,但容器部212也可以由1个容器构成,此外还可以由2个或4个以上的多个容器构成。
并且,在上述实施方式中,如图1所示,构成容器部212的3个容器221,222,223为串联的结构,但其也可以为并联的结构。
此外,虽然在上述实施方式中,如图1所示,分别在3个供液部201,202,203中设置有加热部211和容器部212,但也可以使3个供液部201,202,203共用1个加热部211。
此外,在上述实施方式中,说明了流量调节单元由设置在各个供液部201,202,203的流量调节阀501构成,但并不局限于此,也可以由在从各个供液部201,202,203供给的液体的合流部分配置的混合阀(未图示)构成。
除此之外,也可以由设置在各个供液部201,202,203的开闭阀构成流量调节单元。此时,可以考虑对开闭阀进行开闭控制,以使各个供液部201,202,203的累计供液量成为上限供给量的方法。
符号说明
100 供液装置
201,202,203 供液部
211 加热部
212 容器部
237 控制部
250 存储装置
301 供液口(供液处)
401 (401a,401b,401c) 流量传感器(供给量检测单元)
501 (501a,501b,501c) 流量调节阀(流量调节单元)
601 注液口
701 操作面板
Claims (5)
1.一种供液装置,用于将来自并联的多个供液部的液体供给到共同的供液处,其特征在于,
具备:检测从上述各个供液部供给到上述供液处的液体的供给量的供给量检测单元;以及调节来自上述各个供液部的液体的供给量的流量调节单元,
并且具有:从上述各个供液部向上述供液处供给液体的通常运转控制;以及在该通常运转控制之前进行的、设定上述各个供液部的液体的上限供给量的上限供给量设定控制,
在上述上限供给量设定控制中,在合并了上述各个供液部的推定供给量的状态下进行液体供给,并针对上述各个供液部检测实际供给量,根据检测出的上述各个供液部的实际供给量针对上述各个供液部设定上述通常运转控制下的上限供给量。
2.根据权利要求1所述的供液装置,其特征在于,
根据检测出的上述各个供液部的实际供给量决定基准供给量,
对于实际供给量超过上述基准供给量的供液部,调节上述流量调节单元使供给量变少。
3.根据权利要求2所述的供液装置,其特征在于,
根据检测出的上述各个供液部的实际供给量计算平均供给量,
对于实际供给量超过上述平均供给量的供液部,调节上述流量调节单元使供给量成为上述平均供给量。
4.根据权利要求2所述的供液装置,其特征在于,
根据来自上述各个供液部的供给量决定计算对象下限供给量,
当存在上述实际供给量不足上述计算对象下限供给量的供液部时,除去该供液部的实际供给量计算上述基准供给量。
5.根据权利要求1所述的供液装置,其特征在于,
上述流量调节单元由上述各个供液部所具备的流量调节阀构成,
在上述流量调节阀为最大开度的状态下进行液体供给,并针对上述各个供液部检测实际供给量,根据检测出的上述各个供液部的实际供给量针对上述各个供液部设定上述流量调节阀的上限开度。
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