JP2014034819A - Flow control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流量センサと流量制御バルブとを給水側配管系統のヘッダ管と給湯側配管系統のヘッダ管とにそれぞれ取り付け、流量制御バルブの開度を制御することにより、管内を流水する湯水を減量制御して不必要にシングルレバー式の水栓から吐出することがないようしてある流量制御システムに関する。 The present invention attaches a flow sensor and a flow control valve to a header pipe of a water supply side piping system and a header pipe of a hot water supply side piping system, respectively, and controls hot water flowing through the pipe by controlling the opening degree of the flow control valve. The present invention relates to a flow rate control system in which the amount is controlled so as not to be discharged unnecessarily from a single lever type faucet.
従来、戸建て住宅や集合住宅の専有部における給湯給水配管の工法として、ヘッダ管を用いた「ヘッダ方式」が広く採用されている。 Conventionally, a “header method” using a header pipe has been widely adopted as a method of constructing hot water supply / water supply piping in a dedicated part of a detached house or an apartment house.
ヘッダ方式は、配管の接続個所の数を抑えることができるので、漏水発生の危険性を少なくでき、複数の水栓で同時使用された場合であっても各水栓の流量変動を抑えることができるというメリットを有する。また、ヘッダ方式で用いられる配管は、樹脂で形成されている場合が多く、腐食などによる劣化が少ないため、水質や衛生性を維持することができるというメリットを有する。 Since the header method can reduce the number of pipe connection points, the risk of water leakage can be reduced, and even when multiple faucets are used simultaneously, fluctuations in the flow rate of each faucet can be suppressed. It has the merit of being able to. In addition, piping used in the header system is often made of resin, and since there is little deterioration due to corrosion or the like, there is an advantage that water quality and hygiene can be maintained.
また、近年、循環型社会及び低炭素社会が着目され、このような社会を目指すにあたり、水道施設においては、給水用のポンプ装置に要するエネルギを削減することが望まれ、また、住宅内においては、給湯器に要するエネルギを削減することが望まれている。更にまた、住宅内における湯水の使用量を削減することにより、エネルギの削減に寄与することが望まれており、これを実現するための技術開発や検討が進められている。 In recent years, attention has been paid to a recycling-oriented society and a low-carbon society, and in aiming for such a society, it is desirable to reduce the energy required for a pump device for water supply in a water supply facility. It is desired to reduce the energy required for the water heater. Furthermore, it is desired to contribute to energy reduction by reducing the amount of hot water used in the house, and technical development and examination for realizing this are being promoted.
また、エネルギや資源の削減を推進するべく「エネルギの使用の合理化に関する法律」（以下「省エネ法」という。）が制定され、エネルギ及び資源の使用量を監視することにより節約に対する心理的作用を生じさせること（見える化）と、エネルギ及び資源の使用量が最適となるように制御すること（最適制御）とが推進されている。 In addition, the Law Concerning Rational Use of Energy (hereinafter referred to as the “Energy Saving Law”) was enacted to promote the reduction of energy and resources, and the psychological effects on savings were monitored by monitoring the usage of energy and resources. Generation (visualization) and control (optimal control) to optimize the usage of energy and resources are promoted.
そこで、上述する「見える化」と「最適制御」とを実現するために、従来、ヘッダ管を用いて分水した湯水の使用量をヘッダ管を介して集中管理する流量制御システムが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。 Therefore, in order to realize the above-mentioned “visualization” and “optimal control”, conventionally, a flow rate control system that centrally manages the usage amount of hot water divided using the header pipe through the header pipe has been proposed. (For example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
しかしながら、近年、戸建て住宅や集合住宅において、「シングルレバー式」の水栓が広く採用されている。シングルレバー式の水栓は、一つの操作レバーにより湯と水とを簡単に切り換えることができ、温度調整も比較的容易となるため、台所や洗面所などの湯水混合水栓として設置されている。 However, in recent years, “single lever type” faucets have been widely adopted in detached houses and apartment houses. The single lever type faucet can be easily switched between hot water and water with a single operating lever, and the temperature can be adjusted relatively easily, so it is installed as a hot and cold water mixing faucet in kitchens and toilets. .
また、シングルレバー式の水栓は、バルブを備えた旧来の蛇口式の水栓に比べて、開閉操作が容易である一方、吐出流量を細かく調整することが困難であり、必要以上に湯水を吐出させてしまう。その結果、例えば、一般家庭において、湯水の必要流量と実際の吐出流量との差が開き気味となり、湯水を無駄に吐出している。そのため、市場では、特許文献１及び２に記載されたシステムのようにヘッダ管を介して集中管理するのみでなく、シングルレバー式の水栓を用いた際の湯水の使用量を確実に減量制御することができる工夫が望まれている。 In addition, the single-lever faucet is easier to open and close than the traditional faucet faucet equipped with a valve, but it is difficult to finely adjust the discharge flow rate. It will be discharged. As a result, for example, in a general household, the difference between the required flow rate of hot water and the actual discharge flow rate becomes open, and hot water is discharged wastefully. Therefore, in the market, not only centralized management through the header pipe as in the systems described in Patent Documents 1 and 2, but also reliable reduction control of the amount of hot water when using a single lever type faucet. An idea that can be done is desired.
そこで、本願発明者は、流量センサと流量制御バルブとを給水側配管系統のヘッダ管と給湯側配管系統のヘッダ管とにそれぞれ取り付け、流量制御バルブの開度を制御することにより、管内を流水する湯水を減量制御し、不必要にシングルレバー式の水栓から吐出することがないようしてある流量制御システムを提案している。 Therefore, the inventor of the present application attaches a flow sensor and a flow control valve to the header pipe of the water supply side piping system and the header pipe of the hot water supply side piping system, respectively, and controls the opening of the flow control valve, thereby flowing the water in the pipe. We have proposed a flow control system that controls the amount of hot water to be discharged so that it is not unnecessarily discharged from a single lever faucet.
ところで、シングルレバー式の水栓を含む湯水混合水栓は、水栓レバーが手動操作され、給水側配管系統を流れる水と給湯側配管系統を流れる湯との混合比が調整されることにより、湯水の温度が調整される。出湯温度は、使用用途に応じて変化するため、適宜調整される必要がある。 By the way, the hot and cold water mixing faucet including the single lever faucet is operated by manually operating the faucet lever and adjusting the mixing ratio of the water flowing through the water supply side piping system and the hot water flowing through the hot water supply side piping system. The temperature of the hot water is adjusted. Since the hot water temperature varies depending on the intended use, it is necessary to adjust it appropriately.
従って、給水側配管系統を流れる水の流量と給湯側配管系統を流れる湯の流量とを別個独立して減量制御する場合には、水栓から吐出する湯水の混合比が不安定となり、出湯温度を調整することが困難となる。 Therefore, when the flow rate of water flowing through the water supply side piping system and the flow rate of hot water flowing through the hot water supply side piping system are independently reduced, the mixing ratio of hot water discharged from the faucet becomes unstable, and It becomes difficult to adjust.
このような事態を防ぐために、水栓から吐出した湯水の温度を計測し、その計測値に基づいて各配管系統を流れる湯水の流量を調整するシステムが別途提案されているが、制御方法が複雑となり、システム構築に膨大な費用を要する。 In order to prevent such a situation, a separate system has been proposed to measure the temperature of hot water discharged from the faucet and adjust the flow rate of hot water flowing through each piping system based on the measured value, but the control method is complicated. Therefore, enormous costs are required for system construction.
本発明はかかる事情を鑑みてなされたものであり、バルブの弁開閉を制御する際に、給湯側ヘッダ管の流量を調整する流量制御バルブと給湯側ヘッダ管の流量を調整する流量制御バルブとに対して、これらの開度が常に同一となるように制御することにより、水栓から吐出する湯水の混合比を一定に保ち、出湯温度を安定的に調整することができる流量制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a flow rate control valve for adjusting the flow rate of the hot water supply side header pipe and a flow rate control valve for adjusting the flow rate of the hot water supply side header pipe when controlling valve opening and closing of the valve, In contrast, providing a flow rate control system that can keep the mixing ratio of hot water discharged from the faucet constant and stably adjust the hot water temperature by controlling so that the opening degree is always the same. The purpose is to do.
本願請求項１に係る流量制御システムは、給水源から供給される水を流す給水主管と該給水主管を流れる水を分水して各水栓へと導水する複数の給水枝管とを有する給水側ヘッダと、給湯源から供給される湯を流す給湯主管と該給湯主管を流れる湯を分水して前記各水栓へと導水する複数の給湯枝管とを有する給湯側ヘッダと、これらのヘッダから前記各水栓へと導水される湯水の流量を計測する流量センサと、計測した値に基づき、前記各水栓へと導水されるべき湯水の流量を調整する流量制御バルブとを備える流量制御システムにおいて、前記各水栓へと導水されるべき湯水の流量を設定する設定手段と、該設定手段により設定された制御目標となるターゲット流量値と前記流量センサで計測した湯水の合計流量との差が所定の許容流量誤差範囲内に収まるように前記流量制御バルブの弁開閉を制御する制御手段とを更に備え、前記制御手段は、バルブの弁開閉を制御する際に、前記給水側ヘッダの流量を調整する流量制御バルブの開度と前記給湯側ヘッダの流量を調整する流量制御バルブの開度とが常に同一となるように従属的に作動させることを特徴とする。 A flow control system according to claim 1 of the present application is a water supply having a water supply main pipe for flowing water supplied from a water supply source and a plurality of water supply branch pipes for diverting the water flowing through the water supply main pipe and guiding the water to each faucet. A hot water supply header having a side header, a hot water supply main pipe for flowing hot water supplied from a hot water supply source, and a plurality of hot water supply branch pipes for diverting the hot water flowing through the hot water supply main pipe and guiding the water to the respective faucets, and A flow rate sensor comprising a flow rate sensor for measuring the flow rate of hot water introduced from the header to each faucet, and a flow rate control valve for adjusting the flow rate of hot water to be conducted to each faucet based on the measured value. In the control system, setting means for setting the flow rate of hot water to be introduced to each faucet, a target flow rate value set as a control target set by the setting means, and a total flow rate of hot water measured by the flow sensor, The difference between Control means for controlling the opening and closing of the flow rate control valve so as to be within a difference range, and the control means controls the flow rate of the water supply side header when controlling the valve opening and closing of the valve. The opening of the valve and the opening of the flow control valve for adjusting the flow rate of the hot water supply side header are operated in a subordinate manner so that they are always the same.
本発明にあっては、バルブの弁開閉を制御する際に、給水側ヘッダ管の流量を調整する流量制御バルブと給湯側ヘッダ管の流量を調整する流量制御バルブとを従属的に制御し、これらの開度が常に同一となるように作動させることにより、湯水混同水栓から吐出する湯水の混合比を変化させることなく、出湯温度を安定的に調整する。 In the present invention, when controlling the valve opening and closing of the valve, the flow control valve for adjusting the flow rate of the water supply side header pipe and the flow rate control valve for adjusting the flow rate of the hot water supply side header pipe are subordinately controlled, By operating so that these opening degrees are always the same, the hot water temperature is stably adjusted without changing the mixing ratio of hot water discharged from the hot and cold water mixing tap.
より具体的には以下の通りである。例えば、湯水混合水栓側で湯水の混合比が、湯（４０℃）：水（１０℃）＝７：３に設定され、３１℃に温度調整された湯水を１０リットル／分で吐出する場合であって、合計流量を６リットル／分に減量制御するとき、各流量制御バルブの開度をそれぞれ全開時の６０％となるように従属的に制御することにより、湯水の混合比である「７：３」を変化させることなく、湯水の合計流量を６リットル／分（湯が４．２リットル／分、水が１．８リットル／分）に減量させる。 More specifically, it is as follows. For example, when the mixing ratio of hot water and hot water at the hot water / water faucet side is set to hot water (40 ° C.): Water (10 ° C.) = 7: 3 and hot water adjusted to 31 ° C. is discharged at 10 liters / minute. When the total flow rate is controlled to be reduced to 6 liters / minute, the opening ratio of each flow rate control valve is controlled so as to be 60% of the fully opened state, thereby obtaining the mixing ratio of hot water and water. The total flow rate of hot water is reduced to 6 liters / minute (4.2 liters / minute for hot water and 1.8 liters / minute for water) without changing “7: 3”.
また、本願請求項２に係る流量制御システムは、前記流量制御バルブは、弁を駆動するステッピングモータを備え、前記制御手段は、前記ステッピングモータの一パルスあたりの単位動作量が該ステッピングモータの最小動作角度の倍数となる角度に基づくように作動させることを特徴とする。 Further, in the flow rate control system according to claim 2 of the present application, the flow rate control valve includes a stepping motor that drives the valve, and the control means has a unit operation amount per pulse of the stepping motor that is the minimum of the stepping motor. The operation is based on an angle that is a multiple of the operation angle.
本発明にあっては、流量制御バルブの弁を駆動させるステッピングモータの一パルスあたりの単位動作量を、このステッピングモータの最小動作角度の倍数となる角度となるように作動させることにより、弁の制御反応時間を短縮させる。 In the present invention, by operating the unit operation amount per pulse of the stepping motor that drives the valve of the flow control valve so as to be an angle that is a multiple of the minimum operation angle of the stepping motor, Reduce control reaction time.
より具体的には以下の通りである。ステッピングモータは、市場において比較的安価に供給されているサーボモータであり、駆動パルスを受け付ける都度、少なくとも１ステップ（最小動作角度）作動する。従って、ステッピングモータを用いて流量制御バルブを駆動させる場合には、「流量センサによる検出」、「検出値が許容流量誤差範囲内であるか否かの判定」、「駆動パルス出力」、「ステッピングモータの単位動作」及び次ループの「流量センサの検出」というループ処理を繰り返して制御処理を行うこととなる。仍って、ステッピングモータの一パルスあたりの単位動作量が小さいと、目標開度に達するまでに実行すべきループ処理が多数となり、弁の制御反応時間が遅くなる。 More specifically, it is as follows. The stepping motor is a servo motor that is supplied at a relatively low cost in the market, and operates at least one step (minimum operating angle) each time a drive pulse is received. Therefore, when the flow control valve is driven using a stepping motor, “detection by the flow sensor”, “determination of whether the detected value is within the allowable flow error range”, “drive pulse output”, “stepping” The control processing is performed by repeating the loop processing of “unit operation of the motor” and “detection of the flow rate sensor” of the next loop. In other words, if the unit operation amount per pulse of the stepping motor is small, a large number of loop processes must be executed before the target opening is reached, and the valve control reaction time is delayed.
例えば、最小動作角度が０．１１７°のステッピングモータを用いる場合、流量制御バルブの弁を２０°変化させるためには、上述するループ処理を１７１回実行する必要がある。そこで、ステッピングモータの一パルスあたりの単位動作量を最小動作角度の１０倍となるように作動させることにより、上述するループ処理の実行を１７回に短縮し、弁の制御反応時間を短縮させる。 For example, when a stepping motor having a minimum operating angle of 0.117 ° is used, the loop process described above needs to be executed 171 times in order to change the flow control valve by 20 °. Therefore, by operating the stepping motor so that the unit operation amount per pulse is 10 times the minimum operation angle, the execution of the loop processing described above is shortened to 17 times and the valve control reaction time is shortened.
また、本願請求項３に係る流量制御システムは、前記許容流量誤差範囲の下限未満の所定の閾値と前記流量センサで計測した湯水の合計流量との関係に基づいて、前記各水栓が閉栓されているか否かを判定する判定手段を更に備え、該判定手段は、前記湯水の合計流量が前記所定の閾値以下となる場合に各水栓が閉栓されていると判定し、前記制御手段は、各水栓が閉栓されていると判定した場合に、前記流量制御バルブの制御を停止することを特徴とする。 Further, in the flow rate control system according to claim 3 of the present application, the water taps are closed based on the relationship between a predetermined threshold value less than the lower limit of the allowable flow rate error range and the total flow rate of hot water measured by the flow rate sensor. And determining means for determining whether or not each of the faucets is closed when the total flow rate of the hot water is equal to or less than the predetermined threshold, the control means, When it is determined that each water tap is closed, the control of the flow rate control valve is stopped.
本発明にあっては、各水栓が閉栓されていると判定された場合に流量制御バルブの制御を停止することにより、水栓からの吐出量が閉栓時から開栓再開時までの間に大幅に変化することを抑える。 In the present invention, when it is determined that each faucet is capped, the control of the flow control valve is stopped so that the discharge amount from the faucet is between the time of capping and the time of reopening. Suppresses significant changes.
より具体的には以下の通りである。各水栓を閉栓した場合には、各ヘッダの流量が減量するため、それに応じて流量制御バルブが開方向へ制御され、最終的に流量制御バルブが全開状態となる。その結果、閉栓後暫くした後に水栓を再度開栓した場合には、瞬間的に大量の湯水が一気に吐出し、その後次第に所定の許容流量誤差範囲内に落ち着くこととなるため、水栓の使用感が非常に劣悪になる場合がある。 More specifically, it is as follows. When each faucet is closed, the flow rate of each header is reduced, and accordingly, the flow control valve is controlled in the opening direction, and finally the flow control valve is fully opened. As a result, if the faucet is reopened for a while after closing, a large amount of hot water will be discharged instantaneously and then gradually settled within the specified allowable flow rate error range. The feeling may be very poor.
そこで、流量センサで計測した湯水の合計流量と所定の閾値との関係に基づいて各水栓が閉栓されているか否かを判定し、各水栓が閉栓されていると判定した場合には、流量制御バルブの制御を停止することにより、流量制御バルブが不用意に全開状態とならないようにする。 Therefore, based on the relationship between the total flow rate of hot water measured by the flow sensor and a predetermined threshold, it is determined whether each faucet is closed, and if it is determined that each faucet is closed, Stopping the control of the flow control valve prevents the flow control valve from being inadvertently fully opened.
その結果、各水栓を閉栓し、暫くした後に当該水栓を再度開栓した場合であっても、開栓時に、大量の湯水が必要以上に吐出することなく、水栓の使用感が低下することがない。 As a result, even when each faucet is closed, and after a while, the faucet is opened again, a large amount of hot water is not discharged more than necessary, and the usability of the faucet decreases. There is nothing to do.
また、本願請求項４に係る流量制御システムは、前記制御手段は、各水栓が閉栓されているとの判定した時点から所定の停止遅延時間が経過した後に、前記流量制御バルブの制御を停止することを特徴とする。 Further, in the flow rate control system according to claim 4 of the present application, the control means stops the control of the flow rate control valve after a predetermined stop delay time elapses from the time when it is determined that each water faucet is closed. It is characterized by doing.
本発明にあっては、各水栓が閉栓されているとの判定による流量制御バルブの制御の停止を、所定の停止遅延時間が経過するまで遅延させることにより、水栓からの吐出量が閉栓時から開栓再開時の間に大幅に変化することを抑えつつ、閉栓以外の理由によって湯水の流量が一時的に低下する場合には、流量制御バルブの制御が不用意に停止することがないようにする。 In the present invention, the amount of discharge from the faucet is closed by delaying the stop of the control of the flow rate control valve based on the determination that each faucet is closed until a predetermined stop delay time elapses. In order to prevent the flow rate control valve from being inadvertently stopped when the flow rate of hot water temporarily decreases for reasons other than closing, while suppressing a significant change from the time of opening to the time of reopening. To do.
より具体的には以下の通りである。一般的な湯水混合水栓において、湯水の流量の調整は、給水側配管系統と給湯側配管系統と水栓吐出口との重なり部分に流入する湯水の混合比を調整することにより行う。 More specifically, it is as follows. In a general hot and cold water mixing faucet, the flow rate of hot water is adjusted by adjusting the mixing ratio of hot water flowing into the overlapping portion of the water supply side piping system, the hot water supply side piping system and the faucet discharge port.
ところで、近年普及が進んでいるエコキュート（登録商標）やエネファーム（登録商標）などの貯湯式給湯器には、貯湯タンクの耐圧的な保護や安全性確保の観点から、その給水口に減圧弁が設置され、貯湯タンク内が０．１６９ＭＰａに減圧されているものが多い。仍って、給湯器から給湯側ヘッダ及び各水栓へと導水される湯についても、同じように減圧された状態で供給される。一方、水道管から給水側ヘッダ及び各水栓へと導水される水については、例えば、水道管の給水圧である０．５ＭＰａのままで供給される。
その結果、給水側配管系統から流入する水と、給湯側配管系統から流入する湯とでは、水栓への流入量が大幅に異なるため、水栓レバーの操作により給水から給湯に瞬時に切り換えた場合には、湯水の合計流量が一時的に大幅に減少する場合がある。
By the way, in hot water storage water heaters such as Ecocute (registered trademark) and ENEFARM (registered trademark), which have been spreading in recent years, a pressure reducing valve is provided at the water supply port from the viewpoint of pressure-resistant protection and safety of the hot water tank. In many cases, the hot water storage tank is decompressed to 0.169 MPa. In other words, the hot water guided from the water heater to the hot water supply side header and each faucet is also supplied in a decompressed state. On the other hand, the water guided from the water pipe to the water supply side header and each faucet is supplied, for example, at 0.5 MPa which is the water supply pressure of the water pipe.
As a result, the amount of water flowing into the faucet differs greatly between the water flowing in from the water supply side piping system and the hot water flowing in from the hot water supply side piping system. In some cases, the total flow rate of hot water may be significantly reduced temporarily.
かかる場合、各水栓が閉栓されていないにもかかわらず、流量制御バルブの制御が停止する事態が生じる。そこで、流量制御バルブの制御の停止を、所定の停止遅延時間が経過するまで遅延させることにより、停止遅延期間の間に、湯水の合計流量が許容流量内の落ち着く場合には、これを閉栓と誤判定することなく、流量制御バルブの制御を継続させる。 In such a case, there occurs a situation in which the control of the flow rate control valve stops even though each faucet is not closed. Therefore, if the total flow rate of hot water settles within the allowable flow rate during the stop delay period by delaying the stop of the control of the flow rate control valve until a predetermined stop delay time elapses, this is referred to as plugging. The control of the flow control valve is continued without erroneous determination.
更にまた、本願請求項５に係る流量制御システムは、前記制御手段は、前記流量センサで計測した湯水の合計流量が前記所定の許容流量誤差範囲の下限を下回る時点から所定の開始遅延時間が経過した後であって、且つ、各水栓が閉栓されていないと判定した場合に、前記流量制御バルブの開方向への制御を開始することを特徴とする。 Furthermore, in the flow rate control system according to claim 5 of the present application, the control means has a predetermined start delay time from the time when the total flow rate of hot water measured by the flow rate sensor falls below a lower limit of the predetermined allowable flow rate error range. After that, and when it is determined that each water faucet is not closed, control in the opening direction of the flow control valve is started.
本発明にあっては、流量制御バルブを開方向に制御する場合、この制御の開始を所定の開始遅延時間が経過するまで遅延させることにより、開始遅延時間の間に各水栓が閉栓されていると判定したときには、直ちに流量制御バルブの制御を停止する。 In the present invention, when controlling the flow rate control valve in the opening direction, each faucet is closed during the start delay time by delaying the start of this control until a predetermined start delay time elapses. If it is determined that the flow control valve is present, the control of the flow control valve is immediately stopped.
このように、流量センサで計測した湯水の合計流量が所定の許容流量誤差範囲の下限を下回る時点から各水栓が閉栓されていると判定されるまでの間、流量制御バルブを極力開方向に作動させることがないようにして、開栓時に、大量の湯水が必要以上に吐出することなく、水栓の使用感が低下することがないようにする。 In this way, the flow control valve is opened in the opening direction as much as possible from the time when the total flow of hot water measured by the flow sensor falls below the lower limit of the predetermined allowable flow error range until it is determined that each faucet is closed. It is made not to operate, so that when the plug is opened, a large amount of hot water is not discharged more than necessary, and the usability of the faucet is not lowered.
本発明は、流量センサと流量制御バルブとを給水側配管系統のヘッダ管と給湯側配管系統のヘッダ管とにそれぞれ取り付け、流量制御バルブの開度を制御することにより、不必要にシングルレバー式の水栓から吐出することがないようにするとともに、水栓から吐出する湯水の混合比を一定に保ち、出湯温度を安定的に調整することができる。 The present invention attaches a flow sensor and a flow control valve to the header pipe of the water supply side piping system and the header pipe of the hot water supply side piping system, respectively, and controls the opening degree of the flow control valve, so that the single lever type is unnecessary. It is possible to prevent the water from being discharged from the water faucet, to keep the mixing ratio of hot water discharged from the water faucet constant, and to adjust the hot water temperature stably.
本発明に係る流量制御システムについて、本実施の形態を示す図面に基づいて以下説明する。図１は本発明に係る流量制御システムの全体構成を示す模式図である。流量制御システムは、図１に示すように、給水側配管系統と給湯側配管系統とにそれぞれ設けられるヘッダ管１と、ヘッダ管１内を流れる湯水の流量を調整する流量制御バルブ２と、ヘッダ管１内を流れる湯水の流量を計測する流量センサ３と、これらを制御する制御装置４とを備える。 A flow control system according to the present invention will be described below based on the drawings showing the present embodiment. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a flow control system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the flow control system includes a header pipe 1 provided in each of the water supply side piping system and the hot water supply side piping system, a flow control valve 2 that adjusts the flow rate of hot water flowing in the header pipe 1, and a header. A flow rate sensor 3 for measuring the flow rate of hot water flowing in the pipe 1 and a control device 4 for controlling them are provided.
（ヘッダ管１について）
ヘッダ管１は、架橋ポリエチレン樹脂などの可撓性を有する合成樹脂により形成され、一次側の流路となる引込配管と二次側の流路となる屋内配管とを接続する管寄せである。
(About header tube 1)
The header pipe 1 is formed of a flexible synthetic resin such as a cross-linked polyethylene resin, and is a header that connects a lead-in pipe serving as a primary flow path and an indoor pipe serving as a secondary flow path.
ヘッダ管１は、給水源から供給される水を導く給水側配管系統に取り付けられた給水側ヘッダ管と、給湯源から供給される湯を導く給湯側配管系統に取り付けられた給湯側ヘッダ管とが別個独立して存在し、それぞれが湯水混同水栓に向かって配設されている。 The header pipe 1 includes a water supply side header pipe attached to a water supply side piping system that guides water supplied from a water supply source, and a hot water supply side header pipe attached to a hot water supply side piping system that guides hot water supplied from a hot water supply source. Exist independently, and each is arranged toward the water tap.
各ヘッダ管１は、一本のヘッダ主管１０と、ヘッダ主管１０から分岐する複数のヘッダ枝管１１とを備える。ヘッダ主管１０は、一次側の流入口が引込配管と接続して引込配管を流れる湯水を流入させる。また、ヘッダ枝管１１は、二次側に流出口が屋内配管と接続して湯水を分水する。 Each header pipe 1 includes one header main pipe 10 and a plurality of header branch pipes 11 branched from the header main pipe 10. In the header main pipe 10, the inlet on the primary side is connected to the drawing pipe, and hot water flowing through the drawing pipe is introduced. In addition, the header branch pipe 11 divides hot water by connecting an outlet to an indoor pipe on the secondary side.
（流量センサ３について）
流量センサ３は、ヘッダ枝管１１の中程に取り付けられ、ヘッダ枝管１１内を通過する湯水の流量を計測する。流量センサ３は、例えば、ロータ式流量センサなどが該当する。ロータ式流量センサは、湯水が本体を追加する際に、本体内の磁気ロータが流量に応じて回転し、回転する磁気ロータの羽根がホール素子を励磁させて流量に応じた流量パルスを出力する。
(About the flow sensor 3)
The flow sensor 3 is attached to the middle of the header branch pipe 11 and measures the flow rate of hot water passing through the header branch pipe 11. The flow sensor 3 corresponds to, for example, a rotor type flow sensor. The rotor-type flow sensor rotates the magnetic rotor in the main body according to the flow rate when hot water adds the main body, and the rotating magnetic rotor blades excite the Hall element to output a flow rate pulse corresponding to the flow rate. .
（流量制御バルブ２について）
流量制御バルブ２は、任意のヘッダ枝管１１に取り付けられている。流量制御バルブ２は、弁と、この弁を駆動させるアクチュエータとを備え、弁の開度に応じて各ヘッダ管１内の流路面積を変化させ、各ヘッダ管１内を通過する湯水の流量を調整する。各ヘッダ管１内を通過する湯水の流量と管内の流路面積とは、以下の式（１）のような比例関係が成立する。
(About flow control valve 2)
The flow control valve 2 is attached to an arbitrary header branch pipe 11. The flow rate control valve 2 includes a valve and an actuator that drives the valve, changes the flow area in each header pipe 1 according to the opening of the valve, and flows the hot water that passes through each header pipe 1. Adjust. The flow rate of the hot water passing through each header pipe 1 and the flow path area in the pipe have a proportional relationship such as the following expression (1).
Ｑ＝α×Ｓ×ΔＰ1/2 …（１）
但し、Ｑは管内を通過する湯水の流量を示す。また、αは定数を示す。また、Ｓは管内の流路面積を示す。また、ΔＰは流路前後の差圧を示す。
Q = α × S × ΔP 1/2 (1)
However, Q indicates the flow rate of hot water passing through the pipe. Α represents a constant. Moreover, S shows the flow-path area in a pipe | tube. ΔP represents the differential pressure before and after the flow path.
また、流量制御バルブ２は、上述する式（１）の比例関係が成立することから、バルブの開度を開くことにより、各ヘッダ管１内の流路面積を広げて管内を通過する湯水の流量を増量制御する一方、開度を絞ることにより、各ヘッダ管１内の流路面積を狭めて管内を通過する湯水の流量を減量制御する。このように、流量制御バルブ２は、弁の開度が制御されることにより、各ヘッダ管１内の流路面積を変化させ、管内を通過する湯水の流量を調整する。 In addition, since the flow rate control valve 2 satisfies the proportional relationship of the above-described equation (1), the flow area in each header pipe 1 is expanded to open hot water passing through the pipe by opening the opening of the valve. While the flow rate is increased, the flow area in each header pipe 1 is narrowed by reducing the opening, and the flow rate of hot water passing through the pipe is reduced. In this way, the flow rate control valve 2 adjusts the flow rate of the hot water passing through the pipes by changing the flow passage area in each header pipe 1 by controlling the opening degree of the valve.
また、流量制御バルブ２は、例えば、弁を駆動させるアクチュエータとして「ステッピングモータ」を用いるものや「ポテンショメータ式ＤＣモータ」を用いるものが該当する。 Further, the flow control valve 2 corresponds to, for example, an actuator that uses a “stepping motor” or an actuator that uses a “potentiometer type DC motor” as an actuator for driving the valve.
また、流量制御バルブ２は、流量センサ３で計測した各ヘッダ管１内を通過する湯水の流量に基づき、その開度が実時間で調整される。流量制御バルブ２は、制御目標とする湯水の合計流量（「ターゲット流量値」という。以下同じ。）が指定されることにより、このターゲット流量値と流量センサ３で計測した湯水の合計流量との関係に基づいて、流量制御バルブ２の開度が制御され、湯水混合水栓から吐出する湯水の流量を調整する。 The flow control valve 2 is adjusted in real time based on the flow rate of hot water passing through each header pipe 1 measured by the flow sensor 3. The flow rate control valve 2 designates a total flow rate of hot water as a control target (hereinafter referred to as “target flow rate value”, the same applies hereinafter), whereby the target flow rate value and the total flow rate of hot water measured by the flow rate sensor 3 are set. Based on the relationship, the opening degree of the flow rate control valve 2 is controlled, and the flow rate of hot water discharged from the hot and cold water mixing tap is adjusted.
例えば、流量制御バルブ２は、洗面所の湯水混同水栓へと繋がるヘッダ管１について、ダーゲット流量値が「６リットル／分」となるように指定された場合、ターゲット流量値と流量センサ３で計測した湯水の合計流量との関係に基づいて、流量制御バルブ２の開度が動的に制御され、湯水混同水栓から吐出する湯水の流量を実時間で調整する。なお、ここで「湯水の合計流量」とは、給水側配管系統を導水された水と給湯側配管系統を導水された湯とが混合され、最終的に湯水混同水栓から吐出する際の湯水の合計流量を指す。 For example, when the flow rate control valve 2 is designated to have a target flow rate value of “6 liters / minute” for the header pipe 1 connected to the hot and cold water mixing faucet in the bathroom, the target flow rate value and the flow rate sensor 3 The opening degree of the flow rate control valve 2 is dynamically controlled based on the relationship with the measured total flow rate of hot water, and the flow rate of hot water discharged from the hot / cold water mixing faucet is adjusted in real time. Here, the “total flow of hot water” means the hot water when the water introduced through the water supply side piping system and the hot water introduced through the hot water supply side piping system are mixed and finally discharged from the hot water mixing faucet. Refers to the total flow rate.
また、流量制御バルブ２は、水使用量の節約に寄与する水栓へと繋がるヘッダ枝管１１に取り付けられている。具体的には、台所、洗面化粧台及びユニットバスの水栓へと繋がるヘッダ枝管１１に取り付けられている。近年、台所や洗面化粧台などには、シングルレバー式の水栓が取り付けられており、シングルレバー式の水栓は、簡単な操作で全開となる一方、吐出流量の微調整が容易でないため、吐出流量が減量調整されることにより、水使用量を効果的に節約することができる。 Moreover, the flow control valve 2 is attached to the header branch pipe 11 connected to the water faucet that contributes to the saving of water usage. Specifically, it is attached to the header branch pipe 11 connected to the faucet of the kitchen, the vanity, and the unit bath. In recent years, single-lever faucets have been attached to kitchens and bathroom vanities, etc., while single-lever faucets can be fully opened with a simple operation, but fine adjustment of the discharge flow rate is not easy. By adjusting the discharge flow rate to be reduced, the amount of water used can be effectively saved.
これに対して、水栓式トイレや全自動洗濯機は、必要な水使用量が機器側で設定されているため、水使用量の節約に寄与し難い。従って、流量制御バルブ２は、水栓式トイレや全自動洗濯機へと繋がるヘッダ枝管１１には取り付けられていない。 On the other hand, the faucet-type toilet and the fully automatic washing machine are unlikely to contribute to saving water consumption because the required water usage is set on the device side. Therefore, the flow control valve 2 is not attached to the header branch pipe 11 connected to the faucet toilet or the fully automatic washing machine.
（制御装置４について）
制御装置４は、信号線２０を介して流量制御バルブ２と接続し、信号線３０を介して流量センサ３と接続し、これらを集中管理している。制御装置４は、制御基盤４０と、操作部４１と、表示部４２と、電源４３と、タイマ４４とを備え、これらがバス４５を介して接続している。制御装置４は、使用者が操作し易い場所、例えば、リビングルーム、洗面化粧台及び台所などに設置されている。
(Regarding the control device 4)
The control device 4 is connected to the flow rate control valve 2 via the signal line 20 and connected to the flow rate sensor 3 via the signal line 30 to centrally manage them. The control device 4 includes a control board 40, an operation unit 41, a display unit 42, a power supply 43, and a timer 44, which are connected via a bus 45. The control device 4 is installed in a place where the user can easily operate, such as a living room, a vanity, and a kitchen.
制御基盤４０は、演算部（図示せず、以下同じ。）と記憶部（図示せず、以下同じ。）とを備える。制御基盤４０は、流量センサ３から出力された流量パルスを信号線３０を介して受け付け、受け付けた流量パルスを積算し、積算した流量パルスを湯水の合計流量に換算し、換算した湯水の合計流量を記憶部に格納する。ここで「換算された湯水の合計流量」とは、最終的に湯水混同水栓から吐出された湯水の合計流量を指す。 The control board 40 includes a calculation unit (not shown, the same applies hereinafter) and a storage unit (not shown, the same applies hereinafter). The control board 40 receives the flow rate pulse output from the flow sensor 3 via the signal line 30, integrates the received flow rate pulse, converts the integrated flow rate pulse into the total flow rate of hot water, and converts the converted total flow rate of hot water. Is stored in the storage unit. Here, the “converted hot water flow rate” refers to the total flow rate of hot water finally discharged from the hot and cold water mixing tap.
また、制御基盤４０は、操作部４１の操作に応じて、演算部が、記憶部に格納してある値を読み出し、読み出した値に基づいて各種データを生成する。ここで「各種データ」とは、例えば、瞬間の水使用量に関するデータ、所定期間の水使用量に関するデータ、複数の水使用量についての比較データ、及び、所定間隔をあけて生成した水使用量に関するデータなどを指す。また「水使用量」とは、湯水混同水栓から吐出する湯水の合計流量に相当する。 In addition, according to the operation of the operation unit 41, the control base 40 reads the value stored in the storage unit by the calculation unit, and generates various data based on the read value. Here, “various data” means, for example, data on instantaneous water usage, data on water usage for a predetermined period, comparison data on a plurality of water usage, and water usage generated at predetermined intervals. Refers to data related to Further, the “water consumption” corresponds to the total flow rate of hot water discharged from the hot and cold water mixing tap.
また、制御基盤４０は、記憶部が、データ生成に必要な計算式や演算処理に必要なプログラムを予め格納している。これらの情報は、上述するデータを生成する際に、記憶部から読み出され、演算部で用いられる。 In the control board 40, the storage unit stores in advance a calculation formula necessary for data generation and a program necessary for arithmetic processing. These pieces of information are read from the storage unit and used by the calculation unit when generating the data described above.
図３は本発明に係る流量制御システムが備える制御装置４が実行する、開度制御処理を説明するためのグラフである。制御基盤４０は、図３に示すように、換算した湯水の合計流量が、予め設定してあるターゲット流量値（図中Ｄ１）を中心とした許容流量誤差範囲（上限が図中Ｄ２、下限が図中Ｄ３）内に収まるように流量制御バルブ２の弁開閉を制御し、湯水混合水栓から吐出する湯水の流量を調整する（図３参照）。制御基盤４０は、湯水の合計流量が許容流量誤差範囲の上限（図中Ｄ２）を超える場合には流量制御バルブ２を閉方向に制御する（図中Ａ）一方、許容流量誤差範囲の下限（図中Ｄ３）未満の場合には流量制御バルブ２を開方向に制御する（図中Ｂ）。 FIG. 3 is a graph for explaining the opening degree control process executed by the control device 4 included in the flow rate control system according to the present invention. As shown in FIG. 3, the control base 40 has an allowable flow rate error range centered on a preset target flow rate value (D1 in the figure) (the upper limit is D2 and the lower limit is D2 in the figure). The valve opening / closing of the flow rate control valve 2 is controlled so as to be within D3) in the figure, and the flow rate of hot water discharged from the hot / cold water mixing tap is adjusted (see FIG. 3). When the total flow rate of hot water exceeds the upper limit (D2 in the figure) of the allowable flow rate error range, the control board 40 controls the flow control valve 2 in the closing direction (A in the figure), while the lower limit ( If it is less than D3) in the figure, the flow control valve 2 is controlled in the opening direction (B in the figure).
図２は本発明に係る流量制御システムが備える流量制御バルブの構成を示す模式図である。制御基盤４０は、流量制御バルブ２がポテンショメータ式のＤＣモータ２０を備える場合、図２（ａ）に示すように、電源４３からＤＣモータ２０に給電してモータ軸を回転駆動させ、モータ軸の回転位置に応じてバルブの開度を変化させる。ポテンショメータ２１は、モータ軸の回転位置を測定することにより、現在の開度を検出し、検出した開度情報を制御基盤４０に出力する。制御基盤４０は、開度情報を受け付け、受け付けた開度情報に応じて、更に、ＤＣモータ２０に給電してモータ軸を回転駆動させ、バルブの開度を調整する。制御基盤４０は、記憶部が、バルブの開度に対応するモータ軸の回転位置を予め記憶しており、演算部が、これらの情報を用いて、検出時の回転位置から目標の回転位置に達するよう制御する。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a flow control valve provided in the flow control system according to the present invention. When the flow control valve 2 includes the potentiometer type DC motor 20, the control board 40 feeds the DC motor 20 from the power source 43 to rotate the motor shaft as shown in FIG. The opening of the valve is changed according to the rotational position. The potentiometer 21 detects the current opening by measuring the rotational position of the motor shaft, and outputs the detected opening information to the control board 40. The control board 40 receives the opening information, and further supplies power to the DC motor 20 to rotate the motor shaft according to the received opening information, thereby adjusting the opening of the valve. In the control board 40, the storage unit stores in advance the rotation position of the motor shaft corresponding to the opening of the valve, and the calculation unit uses these pieces of information to change from the rotation position at the time of detection to the target rotation position. Control to reach.
また、制御基盤４０は、流量制御バルブ２がステッピングモータ２２を備える場合、図２（ｂ）に示すように、駆動パルスを出力し、駆動パルスと同期する電流を電源４３からステッピングモータ２２に出力することにより、モータ軸を回転駆動させる。制御基盤４０は、駆動パルスの出力を繰り返すことにより、検出時の回転位置から目標の回転位置に達するように制御する。ステッピングモータ２２が１回の駆動パルスで駆動する動作量は、本発明に係る「一パルスあたりの単位動作量」に該当する。また、単位動作量は、ステッピングモータ２２の最小動作角度の倍数となる角度に相当し、例えば、最小動作角度の数倍となるように設定することができる。 Further, when the flow control valve 2 includes the stepping motor 22, the control board 40 outputs a driving pulse and outputs a current synchronized with the driving pulse from the power supply 43 to the stepping motor 22 as shown in FIG. By doing so, the motor shaft is driven to rotate. The control board 40 performs control so as to reach the target rotational position from the rotational position at the time of detection by repeatedly outputting the drive pulse. The operation amount that the stepping motor 22 drives with one drive pulse corresponds to the “unit operation amount per pulse” according to the present invention. The unit operation amount corresponds to an angle that is a multiple of the minimum operation angle of the stepping motor 22, and can be set to be a multiple of the minimum operation angle, for example.
また、制御基盤４０は、給水側ヘッダ管１の流量制御バルブ２と給湯側ヘッダ管１の流量制御バルブ２とに同一の駆動パルスを出力することにより、これらの流量制御バルブ２が従属的に作動するように制御する。その結果、これらの流量制御バルブ２は、弁の開度が常に同一の状態となる。また、これらの流量制御バルブ２は、ステッピングモータ２２の最小動作角度が同一であり、一パルスあたりの単位動作量の設定についても同一の動作量となるように設定される。 Further, the control base 40 outputs the same drive pulse to the flow rate control valve 2 of the water supply side header pipe 1 and the flow rate control valve 2 of the hot water supply side header pipe 1 so that these flow rate control valves 2 are dependent on each other. Control to operate. As a result, these flow control valves 2 always have the same valve opening. These flow control valves 2 have the same minimum operation angle of the stepping motor 22 and are set so that the unit operation amount per pulse is the same operation amount.
図４は本発明に係る流量制御システムが備える制御装置が実行する、閉栓判定処理を説明するためのグラフである。制御基盤４０は、図４に示すように、換算した湯水の合計流量が予め設定してある閉栓判定するための閾値（図中Ｄ４）以下であると判定した場合、各水栓が閉栓されていると判断し、この判断が予め設定してある所定の停止遅延時間（図中Ｄ５）が経過した時点まで継続した場合に、初めて流量制御バルブの制御を停止する。なお、閉栓判定するための閾値は、上述する許容流量誤差範囲の下限（図中Ｄ３）未満の値が設定される。 FIG. 4 is a graph for explaining the closure determination process executed by the control device provided in the flow rate control system according to the present invention. As shown in FIG. 4, when the control base 40 determines that the converted total flow rate of hot water is equal to or less than a preset threshold value (D4 in the figure) for determining closure, each faucet is closed. If this determination continues until a predetermined stop delay time (D5 in the figure) that has been set in advance has elapsed, the control of the flow control valve is stopped for the first time. The threshold for determining closure is set to a value less than the lower limit (D3 in the figure) of the allowable flow rate error range described above.
図５は本発明に係る流量制御システムが備える制御装置が実行する、開方向制御開始遅延処理を説明するためのグラフである。制御基盤４０は、図５に示すように、換算した湯水の合計流量が、予め設定してある許容流量誤差範囲の下限（図中Ｄ３）を下回る場合であって、所定の閾値（図中Ｄ４）を超えているとき、この状態が予め設定してある所定の開始遅延時間（図中Ｄ６）が経過した時点まで継続した場合に、初めて流量制御バルブの開方向への制御を開始する。 FIG. 5 is a graph for explaining the opening direction control start delay process executed by the control device included in the flow rate control system according to the present invention. As shown in FIG. 5, the control board 40 is a case where the converted total flow rate of hot water is below a lower limit (D3 in the figure) of a preset allowable flow rate error range, and a predetermined threshold value (D4 in the figure). ), The control in the opening direction of the flow control valve is started for the first time when this state continues until a predetermined start delay time (D6 in the figure) elapses.
図６は本発明に係る流量制御システムが備える制御装置が実行する、全開制御処理を説明するためのグラフである。制御基盤４０は、流量制御バルブ２に対して全開制御処理を実行する。ここ「全開制御処理」とは、制御基盤４０が、減量制御を実行する場合、操作部４１を介して入力された実行指示を受け付けたこと、又は、流量センサ３から出力される流量パルスが中断した後に再開したことをトリガとして、所定のキャンセル時間に到達するまで、流量制御バルブ２を全開状態にする処理である。 FIG. 6 is a graph for explaining the fully open control process executed by the control device provided in the flow rate control system according to the present invention. The control board 40 executes a fully open control process for the flow rate control valve 2. Here, “full open control processing” means that when the control board 40 executes the weight reduction control, the execution instruction input via the operation unit 41 is accepted, or the flow rate pulse output from the flow rate sensor 3 is interrupted. This is a process in which the flow rate control valve 2 is fully opened until a predetermined cancel time is reached, triggered by restarting after the operation.
制御基盤４０は、実行指示を受け付けた場合、タイマ４４を用いて、キャンセル時間を計測し、タイマ４４の計時がキャンセル時間に到達するまでの間、流量制御バルブ２を一時的に全開制御する。 When receiving an execution instruction, the control board 40 uses the timer 44 to measure the cancel time, and temporarily controls the flow control valve 2 to fully open until the time measured by the timer 44 reaches the cancel time.
また、制御基盤４０は、給湯側の流量が所定の湯待ち流量値（図中Ｄ７）以下になる時点から、流量センサ３からの流量パルスを中断し、図６に示すように、タイマ４４を用いて、湯待ち時間（図中Ｄ８）を計測する。制御基盤４０は、タイマ４４の計時が湯待ち時間まで到達していない場合、配管内に残留する湯が未だ冷めていないと判断する一方、タイマ４４の計時が湯待ち時間を超える場合、配管内に残留する湯が冷めていると判断する。 Further, the control board 40 interrupts the flow rate pulse from the flow rate sensor 3 when the flow rate on the hot water supply side becomes equal to or lower than a predetermined hot water waiting flow rate value (D7 in the figure), and as shown in FIG. Used to measure the hot water waiting time (D8 in the figure). If the time measured by the timer 44 has not reached the hot water waiting time, the control board 40 determines that the hot water remaining in the pipe has not yet cooled, whereas if the time measured by the timer 44 exceeds the hot water waiting time, It is judged that the remaining hot water is cold.
また、制御基盤４０は、タイマ４４の計時が湯待ち時間を超えた時点から、タイマ４４を用いて、湯待ち開放時間（図中Ｄ９）を計測する。制御基盤４０は、タイマ４４の計時が湯待ち開放時間に到達するまでの間、流量制御バルブ２を一時的に全開制御し、配管内に残留した冷めた湯を水栓から強制吐出して湯温を安定させる。 Further, the control board 40 measures the hot water waiting release time (D9 in the figure) using the timer 44 from the time when the time of the timer 44 exceeds the hot water waiting time. The control board 40 temporarily controls the flow control valve 2 to fully open until the time of the timer 44 reaches the hot water waiting opening time, and forcibly discharges the hot water remaining in the pipe from the water tap. Stabilize the temperature.
操作部４１は、各種ボタンを備えており、使用者によりボタンが押下されることにより、対応する処理の実行指示を制御基盤４０に出力する。ここで「実行指示」とは、上述する各種データの生成処理の実行指示、上述する各種データの表示処理の実行指示、ターゲット流量値の設定処理の実行指示、許容流量誤差範囲の設定処理の実行指示、ステッピングモータの単位動作量の設定処理の実行指示、開始遅延時間の設定処理の実行指示、キャンセル時間の設定処理の実行指示、閉栓を判定するための閾値の設定処理の実行指示、停止遅延時間の設定処理の実行指示、湯待ち流量値の設定処理の実行指示、湯待ち時間の設定処理の実行指示、湯待ち開放時間の設定処理の実行指示、バルブ開度制限の設定処理の実行指示、閉栓判定処理の実行指示、開方向制御開始遅延処理の実行指示、及び、全開制御処理の実行指示などである。 The operation unit 41 includes various buttons, and outputs a corresponding process execution instruction to the control board 40 when the user presses the button. Here, the “execution instruction” means an execution instruction for the above-described various data generation process, an execution instruction for the above-described various data display process, an execution instruction for the target flow rate value setting process, and an execution process for the allowable flow rate error range setting process Instruction, execution instruction of stepping motor unit operation amount setting process, start delay time setting process execution instruction, cancel time setting process execution instruction, threshold setting process execution instruction for determining closure, stop delay Instruction to execute time setting process, instruction to execute hot water flow rate value setting process, instruction to execute hot water waiting time setting process, instruction to execute hot water waiting time setting process, instruction to execute setting process of valve opening limit , An execution instruction for the closure determination process, an execution instruction for the opening direction control start delay process, and an execution instruction for the full opening control process.
また、操作部４１は、使用者により各種ボタンが押下されることにより、対応する数値を制御基盤４０に出力する。ここでいう「数値」とは、例えば、ターゲット流量値として３乃至１０リットル／分、許容流量誤差範囲として±０．１乃至２リットル／分、ステッピングモータの単位動作量として１乃至１７段階、開始遅延時間として０乃至３０秒、キャンセル時間として１０乃至２００秒、閉栓を判定するための閾値として０乃至２リットル／分、停止遅延時間として０乃至１０秒、湯待ち流量値として０乃至２リットル／分、湯待ち時間として６０乃至６００秒、湯待ち開放時間として５乃至１００秒、バルブ開度制限として２０乃至５０％などである。 Further, the operation unit 41 outputs a corresponding numerical value to the control board 40 when various buttons are pressed by the user. The “numerical value” here is, for example, a target flow rate value of 3 to 10 liters / minute, an allowable flow rate error range of ± 0.1 to 2 liters / minute, and a stepping motor unit operation amount of 1 to 17 steps. 0 to 30 seconds as a delay time, 10 to 200 seconds as a cancellation time, 0 to 2 liters / minute as a threshold for determining closure, 0 to 10 seconds as a stop delay time, 0 to 2 liters / hour as a flow rate value for hot water Minutes, the hot water waiting time is 60 to 600 seconds, the hot water waiting time is 5 to 100 seconds, the valve opening limit is 20 to 50%, and the like.
表示部４２は、操作部４１の操作に応じて、生成された各種データの表示画面（図示せず、以下同じ。）や、上述するターゲット流量値などの設定画面（図示せず、以下同じ。）などを出力する。表示部４２は、見える化の実行手段となる。 The display unit 42 displays various data generated according to the operation of the operation unit 41 (not shown, the same applies hereinafter) and the setting screen (not shown, the same applies hereinafter) such as the target flow rate value described above. ) Etc. are output. The display unit 42 becomes a visualization execution unit.
（見える化及び最適処理について）
制御基盤４０は、給水側配管系統の流量センサ３と給湯側配管系統の流量センサ３とでそれぞれ計測した湯水の合計流量が、予め設定してあるターゲット流量値を中心とした前後の許容流量誤差範囲内に収まるように、流量制御バルブ２の開度を制御し、湯水混合水栓から吐出する湯水の流量を調整する。
(About visualization and optimal processing)
The control board 40 has an allowable flow rate error before and after the total flow rate of hot water measured by the flow rate sensor 3 of the water supply side piping system and the flow rate sensor 3 of the hot water supply side piping system centered on a preset target flow rate value. The opening degree of the flow rate control valve 2 is controlled so as to be within the range, and the flow rate of hot water discharged from the hot and cold water mixing tap is adjusted.
図７は本発明に係る流量制御システムが備える制御装置４が実行する、開度制御処理の手順を示すフローチャートである。制御基盤４０は、流量制御バルブ２がステッピングモータ２２を備える場合、図７に示す手順で処理を実行する。制御基盤４０は、流量センサ３から出力された流量パルスを信号線３０を介して受け付け（Ｓ１０１）、受け付けた流量パルスを積算し（Ｓ１０２）、積算したパルスを、給水側配管系統を流れる水と給湯側配管系統を流れる湯との合計流量に換算する（Ｓ１０３）。 FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the opening degree control process executed by the control device 4 included in the flow rate control system according to the present invention. When the flow control valve 2 includes the stepping motor 22, the control board 40 executes processing according to the procedure shown in FIG. 7. The control board 40 receives the flow rate pulse output from the flow rate sensor 3 via the signal line 30 (S101), integrates the received flow rate pulse (S102), and uses the integrated pulse as the water flowing through the water supply side piping system. The total flow rate with hot water flowing through the hot water supply side piping system is converted (S103).
制御基盤４０は、使用者により入力された操作に応じて、換算した合計流量に基づき各種データを生成し、生成した各種データを表示部４２に出力する（Ｓ１０４）。制御基盤４０は、換算した合計流量に基づき「許容流量誤差」の判定を実行する（Ｓ１０５）。なお、許容流量誤差の判定処理の手順については、後述にて詳しく説明する。 The control board 40 generates various data based on the converted total flow rate according to the operation input by the user, and outputs the generated various data to the display unit 42 (S104). The control board 40 determines “allowable flow rate error” based on the converted total flow rate (S105). The procedure of the allowable flow rate error determination process will be described in detail later.
制御基盤４０は、許容流量誤差の判定処理において、湯水の合計流量が許容流量誤差範囲を逸脱しているか否か判定し（Ｓ１０６）、誤差範囲以内と判定した場合（Ｓ１０６でＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り処理を繰り返す。 In the determination process of the allowable flow rate error, the control board 40 determines whether or not the total flow rate of the hot water deviates from the allowable flow rate error range (S106), and if it is determined that it is within the error range (NO in S106), step S101. Return to and repeat the process.
一方、制御基盤４０は、誤差範囲を逸脱していると判定した場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、パルス発信部を介して、駆動パルスを出力する（Ｓ１０７）。ステッピングモータ２２は、駆動パルスを受け付けることにより、予め設定してある単位動作量だけモータ軸を回転駆動させ、流量制御バルブ２の弁を開閉させる。その後、ステップＳ１０１に戻り処理を繰り返す。 On the other hand, when it is determined that the control board 40 has deviated from the error range (YES in S106), the control board 40 outputs a drive pulse via the pulse transmission unit (S107). The stepping motor 22 receives the drive pulse, rotates the motor shaft by a preset unit operation amount, and opens and closes the valve of the flow control valve 2. Then, it returns to step S101 and repeats a process.
このとき、制御基盤４０は、出力した駆動パルスに応じて、給水側配管系統に配置されたステッピングモータ２２と、給湯側配管系統に配置されたステッピングモータ２２とを同一の単位動作量で駆動させることにより、いずれの系統に配置された流量制御バルブ２についても常に同一の開度となるように制御する。 At this time, the control board 40 drives the stepping motor 22 arranged in the water supply side piping system and the stepping motor 22 arranged in the hot water supply side piping system with the same unit operation amount according to the output drive pulse. Thus, the flow control valve 2 arranged in any system is controlled so as to always have the same opening degree.
例えば、湯水混合水栓側で湯水の混合比が、湯：水＝７：３に設定され、温度調整された湯水を１０リットル／分で吐出する場合であって、これを６リットル／分に減量制御するとき、いずれの系統に配置された流量制御バルブの開度についてもそれぞれ全開時の６０％となるように制御することにより、湯水の混合比である「７：３」を変化させることなく、合計流量が６リットル／分（湯が４．２リットル／分、水が１．８リットル／分）となるように減量する。 For example, when the hot water / water mixing faucet side is set to have a hot water / water mixing ratio of 7: 3, and the temperature-adjusted hot water / water is discharged at 10 liters / minute, and this is reduced to 6 liters / minute. When controlling the reduction, the opening ratio of the flow control valve arranged in any system is controlled to be 60% of the fully opened state, thereby changing the mixing ratio “7: 3”. However, the total flow rate is reduced to 6 liters / minute (4.2 liters / minute for hot water and 1.8 liters / minute for water).
制御基盤４０は、ステップＳ１０１に戻り、引き続き流量パルスを受け付け、換算した合計流量が許容流量誤差範囲内に収まるまで処理を繰り返す。 The control board 40 returns to step S101, continues to accept flow rate pulses, and repeats the process until the converted total flow rate falls within the allowable flow rate error range.
（許容流量誤差判定処理について）
図８は本発明に係る流量制御システムが備える制御装置４が実行する、許容流量誤差判定処理の手順を示すフローチャートである。制御基盤４０は、図８に示す手順に従い、上述するステップＳ１０５の許容流量誤差の判定処理を実行する。制御基盤４０は、ターゲット流量値を変数Ｑ１に代入し、許容流量誤差を変数Ｑ２に代入し、ステップＳ１０３で換算した湯水の合計流量を変数Ｑ３に代入する（Ｓ２０１）。
(Allowable flow rate error judgment processing)
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of an allowable flow rate error determination process executed by the control device 4 included in the flow rate control system according to the present invention. The control board 40 performs the allowable flow rate error determination process in step S105 described above according to the procedure shown in FIG. The control board 40 substitutes the target flow rate value into the variable Q1, substitutes the allowable flow rate error into the variable Q2, and substitutes the total hot water flow rate converted in step S103 into the variable Q3 (S201).
制御基盤４０は、変数Ｑ１と変数Ｑ３との差を求め、求めた差が変数Ｑ２以内であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。言い換えれば、変数Ｑ３が、変数（Ｑ１＋Ｑ２）以内であるか否か又は変数（Ｑ１−Ｑ２）以内であるか否かを判定する。その結果、制御基盤４０は、差が変数Ｑ２以内であると判定した場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）、上述するステップＳ１０６において「許容流量誤差範囲以内である」と判定し（Ｓ２０３）、判定処理を終了する。 The control board 40 obtains a difference between the variable Q1 and the variable Q3, and determines whether or not the obtained difference is within the variable Q2 (S202). In other words, it is determined whether or not the variable Q3 is within the variable (Q1 + Q2) or within the variable (Q1-Q2). As a result, when it is determined that the difference is within the variable Q2 (YES in S202), the control board 40 determines that “within the allowable flow rate error range” in step S106 described above (S203), and ends the determination process. To do.
一方、制御基盤４０は、差が変数Ｑ２を超えていると判定した場合（Ｓ２０２でＮＯ）、上述するステップＳ１０６において「許容流量誤差範囲を逸脱している」と判定し（Ｓ２０４）、判定処理を終了する。 On the other hand, if the control board 40 determines that the difference exceeds the variable Q2 (NO in S202), the control board 40 determines that “out of the allowable flow rate error range” in step S106 described above (S204), and the determination process. Exit.
（閉栓判定処理について）
図９は本発明に係る流量制御システムが備える制御装置４が実行する、閉栓判定処理の手順を示すフローチャートである。制御基盤４０は、閉栓判定処理の実行指示を受け付けた場合、図９に示す手順で処理を実行する。制御基盤４０は、流量センサ３から出力された流量パルスを信号線３０を介して受け付け（Ｓ３０１）、受け付けた流量パルスを積算し（Ｓ３０２）、積算したパルスを、給水側配管系統を流れる水と給湯側配管系統を流れる湯との合計流量に換算する（Ｓ３０３）。
(About plugging judgment processing)
FIG. 9 is a flowchart showing the procedure of the capping determination process executed by the control device 4 included in the flow rate control system according to the present invention. When receiving the execution instruction for the capping determination process, the control board 40 executes the process according to the procedure shown in FIG. The control board 40 receives the flow rate pulse output from the flow rate sensor 3 via the signal line 30 (S301), integrates the received flow rate pulse (S302), and uses the integrated pulse as water flowing through the water supply side piping system. The total flow rate with hot water flowing through the hot water supply side piping system is converted (S303).
制御基盤４０は、換算した湯水の合計流量が、予め設定してある閉栓判定するための閾値以下であるか否かを判定し（Ｓ３０４）、湯水の合計流量が所定の閾値を超えていると判定した場合（Ｓ３０４でＮＯ）、各水栓が閉栓されていないと判断し、並行する開度制御処理を継続実行させ（Ｓ３０５）、ステップＳ３０１に戻り処理を繰り返す。 The control board 40 determines whether or not the converted total flow rate of hot water is equal to or less than a preset threshold value for determining closure (S304), and the total flow rate of hot water exceeds a predetermined threshold value. If it is determined (NO in S304), it is determined that each faucet is not closed, the parallel opening degree control process is continuously executed (S305), and the process returns to step S301 to repeat the process.
一方、制御基盤４０は、湯水の合計流量が所定の閾値以下であると判定した場合（Ｓ３０４でＹＥＳ）、各水栓が閉栓されていると判断し、タイマ４４を計時させる（Ｓ３０６）。制御基盤４０は、タイマ４４の計時が予め設定してある停止遅延時間に到達したか否かを判定し（Ｓ３０７）、所定の停止遅延時間に到達していないと判定した場合（Ｓ３０７でＮＯ）、並行する開度制御処理を継続実行させつつ（Ｓ３０８）、ステップＳ３０６に戻り処理を繰り返す。 On the other hand, if the control board 40 determines that the total flow rate of hot water is equal to or less than the predetermined threshold (YES in S304), the control board 40 determines that each water faucet is closed and causes the timer 44 to time (S306). The control board 40 determines whether or not the timer 44 has reached a preset stop delay time (S307), and determines that the predetermined stop delay time has not been reached (NO in S307). While continuing the parallel opening degree control process (S308), the process returns to step S306 and the process is repeated.
一方、制御基盤４０は、所定の停止遅延時間に到達したと判定した場合（Ｓ３０７でＹＥＳ）、並行して実行する開度制御処理を停止させ（Ｓ３０９）、ステップＳ３０１に戻り処理を繰り返す。 On the other hand, if it is determined that the predetermined stop delay time has been reached (YES in S307), the control board 40 stops the opening degree control process executed in parallel (S309), and returns to step S301 to repeat the process.
（開方向への制御の開始遅延処理について）
図１０は本発明に係る流量制御システムが備える制御装置４が実行する、開方向制御開始遅延処理の手順を示すフローチャートである。制御基盤４０は、開方向への制御の開始遅延処理の実行指示を受け付けた場合、図１０に示す手順で処理を実行する。制御基盤４０は、上述する開度制御処理のステップＳ１０６において、湯水の合計流量が許容流量誤差範囲を逸脱していると判定した場合、判定時の湯水の合計流量がターゲット流量値未満であるか否かを判定する（Ｓ４０１）。その結果、制御基盤４０は、ターゲット流量値以上であると判定した場合（Ｓ４０１でＮＯ）、湯水の合計流量が許容流量誤差範囲の上限（Ｑ１＋Ｑ２）を上回ることとなるので、通常の開度制御処理を実行して流量制御バルブ２を閉方向へ制御し（Ｓ４０２）、ステップＳ４０１に戻り処理を繰り返す。
(About control start delay processing in the open direction)
FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the opening direction control start delay process executed by the control device 4 included in the flow rate control system according to the present invention. When receiving the instruction to execute the control start delay process in the opening direction, the control board 40 executes the process according to the procedure shown in FIG. If the control base 40 determines in step S106 of the opening degree control process described above that the total flow rate of hot water deviates from the allowable flow rate error range, is the total flow rate of hot water at the time of determination less than the target flow rate value? It is determined whether or not (S401). As a result, if the control board 40 determines that the flow rate is equal to or higher than the target flow rate value (NO in S401), the total flow rate of the hot water exceeds the upper limit (Q1 + Q2) of the allowable flow rate error range, so that the normal opening degree control is performed. The process is executed to control the flow control valve 2 in the closing direction (S402), and the process returns to step S401 to repeat the process.
一方、制御基盤４０は、ターゲット流量値未満であると判定した場合（Ｓ４０１でＹＥＳ）、湯水の合計流量が許容流量誤差範囲の下限（Ｑ１−Ｑ２）を下回ることとなるが、直ちに流量制御バルブ２を開方向へ制御することなく、タイマ４４を計時させる（Ｓ４０３）。制御基盤４０は、タイマ４４の計時が予め設定してある所定の開始遅延時間に到達したか否かを判定し（Ｓ４０４）、所定の開始遅延時間に到達していないと判定した場合（Ｓ４０４でＮＯ）、ステップＳ４０３に戻り処理を繰り返す。 On the other hand, when the control board 40 determines that the flow rate is less than the target flow rate value (YES in S401), the total flow rate of hot water falls below the lower limit (Q1-Q2) of the allowable flow rate error range, but immediately the flow rate control valve. The timer 44 is clocked without controlling 2 in the opening direction (S403). The control board 40 determines whether or not the timer 44 has reached a predetermined start delay time set in advance (S404), and determines that the predetermined start delay time has not been reached (S404). NO), the process returns to step S403 and is repeated.
一方、制御基盤４０は、所定の開始遅延時間に到達したと判定した場合（Ｓ４０４でＹＥＳ）、流量制御バルブ２の開方向への制御を開始し（Ｓ４０５）、ステップＳ４０１に戻り処理を繰り返す。 On the other hand, if it is determined that the predetermined start delay time has been reached (YES in S404), the control board 40 starts control of the flow control valve 2 in the opening direction (S405), and returns to step S401 to repeat the processing.
（全開制御処理について）
制御基盤４０は、上述する開度制御処理において流量制御バルブ２を減量制御する場合であって、実行指示を受け付けるか又は給湯側配管系統に配置された流量センサ３から出力される流量パルスが一時中断した後に再開するかしたときをトリガーとして全開制御処理を実行する。
(About fully open control processing)
The control board 40 is a case where the flow rate control valve 2 is subjected to reduction control in the above-described opening degree control process, and the flow rate pulse output from the flow rate sensor 3 disposed in the hot water supply side piping system is temporarily received. Fully open control processing is executed with the time when it resumes after being interrupted.
図１１は本発明に係る流量制御システムが備える制御装置４が実行する、全開制御処理の手順を示すフローチャートである。制御基盤４０は、例えば、全開制御処理の実行指示を受け付けることをトリガーとする場合、図１１に示す手順で処理を実行する。制御基盤４０は、減量制御を実行する間に、全開制御処理の実行指示を受け付けた否かを判定し（Ｓ５０１）、実行指示を受け付けていないと判定した場合（Ｓ５０１でＮＯ）、全開制御処理を実行することなく減量制御を実行し（Ｓ５０２）、ステップＳ５０１に戻り処理を繰り返す。 FIG. 11 is a flowchart showing the procedure of the fully open control process executed by the control device 4 included in the flow rate control system according to the present invention. For example, when the trigger is to receive an instruction to execute the full-open control process, the control board 40 executes the process according to the procedure shown in FIG. The control board 40 determines whether or not an instruction to execute the full-open control process has been accepted during execution of the weight reduction control (S501), and determines that the execution instruction has not been accepted (NO in S501). Is executed without executing (S502), and the process returns to step S501 to repeat the process.
一方、制御基盤４０は、実行指示を受け付けたと判定した場合（Ｓ５０１でＹＥＳ）、開度制御処理を一時停止させ（Ｓ５０３）、タイマ４４の計時を開始する（Ｓ５０４）。制御基盤４０は、流量制御バルブ２を全開制御し（Ｓ５０５）、給湯系配管に残留する冷めた湯を強制吐出させる。その後、ステップＳ５０１に戻り処理を繰り返す。 On the other hand, when it is determined that the execution instruction has been received (YES in S501), the control board 40 temporarily stops the opening degree control process (S503), and starts the timer 44 (S504). The control board 40 fully opens the flow control valve 2 (S505) and forcibly discharges the cold water remaining in the hot water supply system piping. Thereafter, the process returns to step S501 and is repeated.
制御基盤４０は、タイマ４４の計時が予め設定してあるキャンセル時間に到達したか否かを判定し（Ｓ５０６）、所定のキャンセル時間に到達していないと判定した場合（Ｓ５０６でＮＯ）、ステップＳ５０４に戻って処理を繰り返す。 The control board 40 determines whether or not the time count of the timer 44 has reached a preset cancel time (S506), and if it is determined that the predetermined cancel time has not been reached (NO in S506), step The process returns to S504 and is repeated.
一方、制御基盤４０は、所定のキャンセル時間に到達したと判定した場合（Ｓ５０６でＹＥＳ）、流量制御バルブ２の全開制御を停止し（Ｓ５０７）、一時停止中の開度制御処理の実行を再開し（Ｓ５０８）、ステップＳ５０１に戻り処理を繰り返す。 On the other hand, if it is determined that the predetermined cancellation time has been reached (YES in S506), the control board 40 stops the fully open control of the flow control valve 2 (S507), and resumes the opening degree control process during the pause. (S508), the process returns to step S501 and is repeated.
図１２は図１１とは異なる全開制御処理の手順を示すフローチャートである。制御基盤４０は、例えば、給湯側の流量が所定の湯待ち流量値以下となって流量センサ３から出力される流量パルスが一時中断し、その後、所定の湯待ち流量値が再度超えて流量センサ３から流量パルスが再開されることをトリガーとする場合、図１２に示す手順で処理を実行する。制御基盤４０は、減量制御を実行する間に、給湯側の流量が所定の湯待ち流量値以下であるか否かを判定し（Ｓ６０１）、給湯側の流量が所定の湯待ち流量値を超えると判定した場合（Ｓ６０１でＮＯ）、全開制御処理を実行することなく減量制御を実行し（Ｓ６０２）、ステップＳ６０１に戻り処理を繰り返す。 FIG. 12 is a flowchart showing the procedure of the fully open control process different from FIG. For example, the control board 40 suspends the flow rate pulse output from the flow sensor 3 when the flow rate on the hot water supply side becomes equal to or lower than a predetermined hot water flow rate value, and then the predetermined hot water flow rate value exceeds the flow rate sensor again. When the flow rate pulse is restarted from 3 as a trigger, the process is executed according to the procedure shown in FIG. The control board 40 determines whether or not the flow rate on the hot water supply side is equal to or lower than a predetermined hot water flow rate value during the reduction control (S601), and the flow rate on the hot water supply side exceeds the predetermined hot water flow rate value. (NO in S601), the reduction control is executed without executing the full open control process (S602), and the process returns to step S601 to repeat the process.
一方、制御基盤４０は、給湯側の流量が所定の湯待ち流量値以下であると判定した場合（Ｓ６０１でＹＥＳ）、流量パルスが一時中断した時点から再開される時点までの中断時間が、予め設定してある湯待ち時間に到達したか否かを判定する（Ｓ６０３）。制御基盤４０は、中断時間が湯待ち時間に到達していないと判定した場合（Ｓ６０３でＮＯ）、配管内に残留する湯が未だ冷めていないと判断し、全開制御処理を実行することなく通常の開度制御処理を実行し（Ｓ６０４）、配管内に残留する湯を吐出させる。制御基盤４０は、その後、ステップＳ６０１に戻り処理を繰り返す。 On the other hand, if the control board 40 determines that the flow rate on the hot water supply side is equal to or less than the predetermined hot water flow rate value (YES in S601), the interruption time from when the flow rate pulse is temporarily suspended to when it is resumed is determined in advance. It is determined whether or not the set hot water waiting time has been reached (S603). If the control board 40 determines that the interruption time has not reached the hot water waiting time (NO in S603), the control board 40 determines that the hot water remaining in the pipe has not yet cooled, and normally does not perform the full-open control process. The opening degree control process is executed (S604), and hot water remaining in the pipe is discharged. Thereafter, the control board 40 returns to step S601 and repeats the process.
一方、制御基盤４０は、中断時間が湯待ち時間以上であると判定した場合（Ｓ６０３でＹＥＳ）、配管内に残留する湯が既に冷めていると判断して、流量制御バルブ２を全開制御し（Ｓ６０５）、配管内に残留する湯を強制的に吐出させる。また、制御基盤４０は、タイマ４４の計時を開始させ（Ｓ６０６）、タイマ４４の計時が予め設定してある湯待ち開放時間に到達したか否かを判定する（Ｓ６０７）。制御基盤４０は、タイマ４４の計時が湯待ち開放時間に到達していないと判定した場合（Ｓ６０７でＮＯ）、ステップＳ６０５に戻り処理を繰り返す。 On the other hand, when it is determined that the interruption time is equal to or longer than the hot water waiting time (YES in S603), the control board 40 determines that the hot water remaining in the pipe has already been cooled and controls the flow control valve 2 to be fully opened. (S605), hot water remaining in the pipe is forcibly discharged. Further, the control board 40 starts the time measurement of the timer 44 (S606), and determines whether or not the time measurement of the timer 44 has reached a preset hot water waiting release time (S607). When it is determined that the time measured by the timer 44 has not reached the hot water waiting opening time (NO in S607), the control board 40 returns to Step S605 and repeats the process.
一方、制御基盤４０は、タイマ４４の計時が湯待ち開放時間に到達したと判定した場合（Ｓ６０７でＹＥＳ）、流量制御バルブ２の全開制御を停止し（Ｓ６０８）、通常の開度制御処理を再開し（Ｓ６０９）、配管内に残留する湯を吐出させる。その後、ステップＳ６０１に戻り処理を繰り返す。 On the other hand, when it is determined that the time measured by the timer 44 has reached the hot water waiting opening time (YES in S607), the control board 40 stops the full opening control of the flow control valve 2 (S608), and performs a normal opening control process. It restarts (S609), and the hot water remaining in the piping is discharged. Then, it returns to step S601 and repeats a process.
（実施例１）
最後に、上述する許容流量誤差範囲、ステッピングモータ２２の単位動作量、開始遅延時間、閉栓を判定するための閾値、及び、停止遅延時間について、設定値に応じた挙動状況の一例を示す。
Example 1
Finally, an example of the behavior state according to the set value is shown for the allowable flow rate error range, the unit operation amount of the stepping motor 22, the start delay time, the threshold value for determining the closing, and the stop delay time.
図１３は本発明に係る流量制御システムにおける、許容流量誤差範囲などの設定値に応じた挙動状況の一例を示す図である。図中、１は許容流量誤差範囲についての一例を示す。許容流量誤差範囲にあっては、最適条件より範囲が狭くなるとハッチングが発生する（図１４参照）。また、２はステッピングモータ２２の単位動作量についての一例を示す。単位動作量にあっては、最適条件より倍数が大きくなると制御速度が速くなるがハッチングが発生する。一方、最適条件より倍数が小さくなると制御即誤が遅くなり流量制御に時間がかかる（図１５参照）。また、３は開始遅延時間についての一例を示す。開始遅延時間にあっては、最適条件より短時間になると、開栓時に過流量となる（図１６参照）。一方、最適条件より長時間になると、湯への切り替え時の復帰不良が発生する（図１７参照）。また、４は閉栓を判定するための閾値についての一例を示す。所定の閾値にあっては、最適条件より値が小さくなると、開栓時に過流量となる。一方、最適条件より値が大きくなると、湯への切り替え時の復帰不良が発生する。更にまた、５は停止遅延時間についての一例を示す。停止遅延時間にあっては、最適条件より短時間となると開栓時に過流量となる。一方、最適条件より長時間になると、湯への切り替え時の復帰不良が発生する。 FIG. 13 is a diagram showing an example of a behavior state according to a set value such as an allowable flow rate error range in the flow rate control system according to the present invention. In the figure, 1 indicates an example of the allowable flow rate error range. In the allowable flow rate error range, hatching occurs when the range becomes narrower than the optimum condition (see FIG. 14). 2 shows an example of the unit operation amount of the stepping motor 22. In the unit operation amount, when the multiple becomes larger than the optimum condition, the control speed increases, but hatching occurs. On the other hand, if the multiple is smaller than the optimum condition, the control error will be delayed and it will take time to control the flow rate (see FIG. 15). 3 shows an example of the start delay time. When the start delay time is shorter than the optimum condition, the flow rate becomes excessive when the plug is opened (see FIG. 16). On the other hand, when it becomes longer than the optimum condition, a return failure at the time of switching to hot water occurs (see FIG. 17). Moreover, 4 shows an example about the threshold value for determining closure. If the predetermined threshold value is smaller than the optimum condition, an excessive flow rate will occur when the plug is opened. On the other hand, when the value becomes larger than the optimum condition, a return failure at the time of switching to hot water occurs. Furthermore, 5 shows an example of the stop delay time. In the stop delay time, if the time is shorter than the optimum condition, an excessive flow rate occurs when the plug is opened. On the other hand, when it becomes longer than the optimum condition, a return failure occurs when switching to hot water.
図１４は許容流量誤差範囲についての挙動状況の一例を示すグラフである。図中、ａは湯水混合状態、ｂは湯状態、ｃは閉栓状態、ｄは湯水混合状態、ｅは湯状態である。また、ｆ及びｇは、ハッチングが発生した時点を示す。 FIG. 14 is a graph showing an example of the behavior situation for the allowable flow rate error range. In the drawing, a is a hot water mixed state, b is a hot water state, c is a closed state, d is a hot water mixed state, and e is a hot water state. F and g indicate the time when hatching occurs.
図１５はステッピングモータ２２の単位動作量についての挙動状況の一例を示すグラフである。図中、ｈ及びｉは、開栓後の流量安定まで時間がかかる時点を示す。 FIG. 15 is a graph showing an example of the behavior state of the unit operation amount of the stepping motor 22. In the figure, h and i indicate time points that take time to stabilize the flow rate after opening.
図１６及び図１７は開始遅延時間についての挙動状況の一例を示すグラフである。図中、ｊは、開栓時に過流量が生じる時点を示す。ｋ及びｌは、水から湯への切り替え時に制御不良が発生する時点を示す。 FIG. 16 and FIG. 17 are graphs showing an example of the behavior state regarding the start delay time. In the figure, j indicates a point in time when an overflow occurs when the plug is opened. k and l indicate the time when a control failure occurs when switching from water to hot water.
１ ヘッダ管
１０ ヘッダ主管
１１ ヘッダ枝管
２ 流量制御バルブ
２０ ＤＣモータ
２１ ポテンショメータ
２２ ステッピングモータ
３ 流量センサ
４ 制御装置
４０ 制御基盤
４１ 操作部
４２ 表示部
４３ 電源
４４ タイマ
４５ バス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Header pipe 10 Header main pipe 11 Header branch pipe 2 Flow control valve 20 DC motor 21 Potentiometer 22 Stepping motor 3 Flow sensor 4 Control device 40 Control base 41 Operation part 42 Display part 43 Power supply 44 Timer 45 Bus
Claims (5)
前記各水栓へと導水されるべき湯水の流量を設定する設定手段と、
該設定手段により設定された制御目標となるターゲット流量値と前記流量センサで計測した湯水の合計流量との差が所定の許容流量誤差範囲内に収まるように前記流量制御バルブの弁開閉を制御する制御手段と
を更に備え、
前記制御手段は、バルブの弁開閉を制御する際に、前記給水側ヘッダの流量を調整する流量制御バルブの開度と前記給湯側ヘッダの流量を調整する流量制御バルブの開度とが常に同一となるように従属的に作動させることを特徴とする流量制御システム。 A water supply header having a water supply main pipe for flowing water supplied from a water supply source, a plurality of water supply branch pipes for dividing the water flowing through the water supply main pipe and guiding the water to each faucet, and hot water supplied from the hot water supply source A hot water supply header having a hot water supply main pipe and a plurality of hot water branch pipes for diverting the hot water flowing through the hot water main pipe and introducing the hot water to the respective faucets, and water is led from these headers to the respective faucets In a flow rate control system comprising a flow rate sensor that measures the flow rate of hot water and a flow rate control valve that adjusts the flow rate of hot water to be introduced to each faucet based on the measured value,
Setting means for setting a flow rate of hot water to be guided to each of the faucets;
The valve control of the flow rate control valve is controlled so that the difference between the target flow rate value set as a control target set by the setting means and the total flow rate of hot water measured by the flow rate sensor is within a predetermined allowable flow rate error range. And a control means,
When the control means controls the valve opening and closing of the valve, the opening degree of the flow rate control valve for adjusting the flow rate of the water supply side header and the opening degree of the flow rate control valve for adjusting the flow rate of the hot water supply side header are always the same. A flow control system characterized by being operated in a dependent manner.
前記制御手段は、前記ステッピングモータの一パルスあたりの単位動作量が該ステッピングモータの最小動作角度の倍数となる角度に基づくように作動させることを特徴とする請求項１に記載の流量制御システム。 The flow control valve includes a stepping motor that drives the valve,
2. The flow rate control system according to claim 1, wherein the control unit is operated so that a unit operation amount per pulse of the stepping motor is based on an angle that is a multiple of a minimum operation angle of the stepping motor.
該判定手段は、前記湯水の合計流量が前記所定の閾値以下となる場合に各水栓が閉栓されていると判定し、
前記制御手段は、各水栓が閉栓されていると判定した場合に、前記流量制御バルブの制御を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の流量制御システム。 A determination means for determining whether or not each of the faucets is closed based on a relationship between a predetermined threshold value less than a lower limit of the allowable flow rate error range and a total flow rate of hot water measured by the flow rate sensor;
The determination means determines that each faucet is closed when the total flow rate of the hot water is equal to or less than the predetermined threshold,
3. The flow rate control system according to claim 1, wherein the control unit stops the control of the flow rate control valve when it is determined that each water faucet is closed. 4.
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| JP2012177108A Active JP6018833B2 (en) | 2012-08-09 | 2012-08-09 | Flow control system |
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|---|---|
| JP (1) | JP6018833B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018194287A (en) * | 2017-05-16 | 2018-12-06 | 株式会社サムソン | Boiler for adjusting water supply amount |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002115285A (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-19 | Toto Ltd | Water supply system |
| JP2008255744A (en) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Inax Corp | Water faucet |
| JP2010196843A (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Kubota Corp | Flow control device and water treatment system with flow control device incorporated therein |
| JP2010229765A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Inax Corp | Flow rate adjusting device |
-
2012
- 2012-08-09 JP JP2012177108A patent/JP6018833B2/en active Active
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