JP2018031545A - Hot water/water mixing hot water supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高温水に低温水を混合させることで調温して浴槽等に給湯するための湯水混合給湯装置に関する。 The present invention relates to a hot and cold water supply apparatus for adjusting temperature by mixing low temperature water with high temperature water and supplying hot water to a bathtub or the like.
下記の特許文献1には、高温水(温泉水)を供給するための高温水供給管路(10)と、低温水を供給するための低温水供給管路(20)と、両供給管路により供給される高温水と低温水とを混合して適温の混合水とするミキシングバルブ(50)と、ミキシングバルブ(50)により混合された混合水を浴槽等に供給するための給湯管路(30)とを備える湯水混合給湯装置が開示されている。
上記ミキシングバルブは、混合水の温度変化に応じて変形するバイメタル製コイル部材からなる感温手段が混合室内に設けられたものであり、感温手段の変形量に応じて高温水と低温水との混合比率が所定温度に調整されるように構成されているとともに、ハンドルを回転操作することにより感温手段を回転させることで、混合水の設定温度を手動操作で調整可能に構成されている。なお、感温手段としては、ワックスペレットもよく知られており、上記コイル部材に代えてワックスペレットを内蔵することによって同様の動作を行うミキシングバルブが利用されることもある。 The mixing valve is provided with a temperature sensing means made of a bimetallic coil member that deforms in response to a change in the temperature of the mixed water, and is provided with high-temperature water and low-temperature water according to the deformation amount of the temperature-sensing means. The mixing ratio is adjusted to a predetermined temperature, and the temperature setting means is rotated by rotating the handle so that the set temperature of the mixed water can be adjusted manually. . Wax pellets are also well known as temperature sensing means, and a mixing valve that performs the same operation by incorporating wax pellets in place of the coil member may be used.
上記従来の湯水混合給湯装置では、ハンドルを手動で回転操作することにより混合水の温度設定を行っていたが、リモコン等から遠隔で簡単に温度設定を行えるようにすることが要望されている。 In the above-described conventional hot water / mixed hot water supply apparatus, the temperature of the mixed water is set by manually rotating the handle. However, it is desired that the temperature can be easily set remotely from a remote controller or the like.
しかし、上記のような湯水混合給湯装置は、温泉施設、大規模宿泊施設、老人福祉施設、若しくは、温水プール施設などにおいて大量の給湯を行うための業務用給湯装置として利用されることが多く、単位時間あたりの給湯流量を確保するために各供給管路の口径も大きくなり、かかる大口径の管路を開閉するための大型の電磁開閉弁や、大口径の管路の流量制御を行うための大型の流量制御弁は非常に高価なものとなってしまう。 However, hot water and water mixing hot water supply devices such as those described above are often used as commercial hot water supply devices for supplying large amounts of hot water in hot spring facilities, large-scale accommodation facilities, elderly welfare facilities, or hot water pool facilities, In order to secure the hot water flow rate per unit time, the diameter of each supply pipe is also increased. To control the flow rate of large solenoid valves for opening and closing such large pipes and large pipes This large flow control valve is very expensive.
そこで、本発明は、大幅なコスト増を回避しつつも、混合水の給湯流量を確保でき且つリモコン等により設定される設定温度に給湯温度を調温するよう自動制御可能な湯水混合給湯装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a hot and cold hot water mixing apparatus that can secure a hot water flow rate of mixed water and can automatically control the hot water temperature to a set temperature set by a remote controller or the like while avoiding a significant increase in cost. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
すなわち、本発明は、給湯管路と、該給湯管路に高温水を供給するための高温水供給管路と、前記給湯管路に低温水を供給するための低温水供給管路とを備える湯水混合給湯装置において、前記高温水供給管路及び前記低温水供給管路は、それぞれ前記給湯管路に対して並列に複数設けられており、各高温水供給管路及び各低温水供給管路には流量制御弁がそれぞれ設けられ、前記給湯管路内で高温水と低温水とが混合されてなる混合水の温度を検出する温度センサと、前記混合水の温度が所定の設定温度となるように前記複数の流量制御弁の開度を制御する制御部とを備えていることを特徴とするものである(請求項1)。 That is, the present invention includes a hot water supply pipe, a high temperature water supply pipe for supplying high temperature water to the hot water supply pipe, and a low temperature water supply pipe for supplying low temperature water to the hot water supply pipe. In the hot / cold hot water supply apparatus, a plurality of the high temperature water supply pipes and the low temperature water supply pipes are provided in parallel to the hot water supply pipes. Are provided with flow control valves, respectively, and a temperature sensor for detecting the temperature of the mixed water obtained by mixing high-temperature water and low-temperature water in the hot water supply pipe, and the temperature of the mixed water becomes a predetermined set temperature. And a control unit that controls the opening degree of the plurality of flow control valves (Claim 1).
かかる本発明の湯水混合給湯装置によれば、高温水供給管路及び低温水供給管路を、それぞれ給湯管路に対して並列に複数設けたので、各供給管路の管径を小さくしても、複数の高温水供給管路全体の高温水の最大供給流量、並びに、複数の低温水供給管路全体の低温水の最大供給流量を大きく確保できる。また、各供給管路の管径を小さくすることで、流量制御弁として家庭用の瞬間給湯器などに用いられている小型かつ低コストの流量制御弁を流用することが可能となり、コスト低減を図りつつも各流量制御弁の開度制御により混合水の温度を設定温度に調温できる。さらに、複数の高温水供給管路のうちいずれか一の高温水供給管路に設けられた流量制御弁や、複数の低温水供給管路のうちいずれか一の低温水供給管路に設けられた流量制御弁が故障して所定の開度で固着等してしまっても、温度センサの検出値に基づいて他の正常な流量制御弁の開度をフィードバック制御するようにすれば、設定温度での給湯動作を継続することができ、システムの可用性を向上できる。 According to the hot and cold mixed water supply apparatus of the present invention, since a plurality of high temperature water supply lines and low temperature water supply lines are provided in parallel to the hot water supply lines, the diameters of the respective supply lines are reduced. In addition, it is possible to ensure a large maximum supply flow rate of high-temperature water for the entire plurality of high-temperature water supply pipelines and a maximum supply flow rate of low-temperature water for the entire plurality of low-temperature water supply pipelines. In addition, by reducing the pipe diameter of each supply pipe, it is possible to divert the small and low-cost flow control valve used in household instantaneous water heaters and the like as the flow control valve, thereby reducing costs. The temperature of the mixed water can be adjusted to the set temperature by controlling the opening degree of each flow rate control valve while trying. Furthermore, a flow control valve provided in any one of the plurality of high-temperature water supply pipes, or a low-temperature water supply pipe provided in any one of the plurality of low-temperature water supply pipes. Even if the flow control valve breaks down and sticks at a predetermined opening, if the opening of another normal flow control valve is feedback controlled based on the detection value of the temperature sensor, the set temperature The hot water supply operation can be continued and the system availability can be improved.
上記本発明の湯水混合給湯装置において、前記給湯管路には、管軸方向に離間して複数の混合部が設けられ、各混合部に対して一の前記高温水供給管路と一の前記低温水供給管路とがそれぞれ接続されていてよい(請求項2)。さらに好ましくは、一の高温水供給管路と一の低温水供給管路とが、前記混合部に対してその管径方向に対向して接続されているものとすることができる。これによれば、各混合部に接続された対の高温水供給管路及び低温水供給管路からそれぞれ供給される高温水及び低温水が、混合部において均一に撹拌混合され、給湯管路内での混合水の温度のばらつきが低減されるため、温度センサが検出する混合水の温度の正確性が向上し、ひいては流量制御弁をより的確に制御できるようになる。 In the hot water / water mixing hot water supply apparatus of the present invention, the hot water supply pipe is provided with a plurality of mixing parts spaced apart in the pipe axis direction, and one hot water supply pipe and the one hot water supply pipe for each mixing part. A low-temperature water supply conduit may be connected to each other (Claim 2). More preferably, one high-temperature water supply pipe and one low-temperature water supply pipe may be connected to the mixing portion so as to face each other in the pipe radial direction. According to this, high temperature water and low temperature water respectively supplied from a pair of high temperature water supply pipe and low temperature water supply pipe connected to each mixing section are uniformly stirred and mixed in the mixing section, Therefore, the accuracy of the temperature of the mixed water detected by the temperature sensor is improved, and as a result, the flow control valve can be controlled more accurately.
また、前記制御部は、高温水を前記給湯管路へ供給する複数の高温水供給管路に設けられた複数の流量制御弁が同じ開度となるように同期制御するものであってよい(請求項3)。これによれば、複数の高温水供給管路にそれぞれ設けられた複数の流量制御弁の開度制御を簡素化することができる。なお、要求給湯量が小さい場合など一時的に利用しない高温水供給管路や、後述する電磁開閉弁や流量制御弁に異常が発生している高温水供給管路が存在する場合には、当該高温水供給管路の流量制御弁については上記の同期制御を行う必要はなく、好ましくは当該流量制御弁の開度を最小(閉止機能付きの流量制御弁の場合は閉止状態)とするよう制御することができる。 Further, the control unit may perform synchronous control so that a plurality of flow rate control valves provided in a plurality of high temperature water supply pipes for supplying high temperature water to the hot water supply pipes have the same opening degree ( Claim 3). According to this, it is possible to simplify the opening degree control of the plurality of flow rate control valves respectively provided in the plurality of high temperature water supply pipes. If there is a high-temperature water supply pipe that is not temporarily used, such as when the required hot water supply amount is small, or a high-temperature water supply pipe that has an abnormality in an electromagnetic on-off valve or flow control valve described later, It is not necessary to perform the above-mentioned synchronous control for the flow rate control valve of the high-temperature water supply pipeline, and preferably control is performed so that the opening degree of the flow rate control valve is minimized (in the closed state in the case of a flow rate control valve with a closing function) can do.
また、前記制御部は、低温水を前記給湯管路へ供給する複数の低温水供給管路に設けられた複数の流量制御弁が同じ開度となるように同期制御するものであってよい(請求項4)。これによれば、複数の低温水供給管路にそれぞれ設けられた複数の流量制御弁の開度制御を簡素化することができる。なお、要求給湯量が小さい場合など一時的に利用しない低温水供給管路や、後述する電磁開閉弁や流量制御弁に異常が発生している低温水供給管路が存在する場合には、当該低温水供給管路の流量制御弁については上記の同期制御を行う必要はなく、好ましくは当該流量制御弁の開度を最小(閉止機能付きの流量制御弁の場合は閉止状態)とするよう制御することができる。 Further, the control unit may perform synchronous control so that a plurality of flow rate control valves provided in a plurality of low temperature water supply pipes that supply low temperature water to the hot water supply pipes have the same opening degree ( Claim 4). According to this, it is possible to simplify the opening degree control of the plurality of flow rate control valves respectively provided in the plurality of low temperature water supply pipes. If there is a low-temperature water supply line that is not temporarily used, such as when the required hot water supply amount is small, or a low-temperature water supply line in which an abnormality occurs in an electromagnetic on-off valve or flow control valve described later, It is not necessary to perform the above-mentioned synchronous control for the flow rate control valve of the low-temperature water supply pipeline, and preferably control is performed so that the opening degree of the flow rate control valve is minimized (in the closed state in the case of a flow rate control valve with a closing function) can do.
また、各高温水供給管路並びに各低温水供給管路には電磁開閉弁が前記流量制御弁と直列に設けられており、前記制御部は、各高温水供給管路及び各低温水供給管路を利用するか否かを所定条件に基づいて決定するとともに利用しない供給管路の前記電磁開閉弁を閉制御するよう構成されていてよい(請求項5)。これによれば、例えば浴槽への湯はり動作時にはすべての高温水供給管路及びすべての低温水供給管路を利用するべくすべての電磁開閉弁を開制御することで、大きな給湯流量を確保でき、湯はりに要する時間を短縮できる。一方、浴槽内の水位を維持するための足し湯動作時などには、例えばいずれか一の高温水供給管路及びいずれか一の低温水供給管路(好ましくは、一の混合部に接続された一対の高温水供給管路及び低温水供給管路)のみを選択して利用することとし、その他の高温水供給管路及び低温水供給管路を利用しないと決定して、利用しない供給管路の電磁開閉弁を閉制御することで、給湯流量を抑制することができる。したがって、例えば営業時間前に浴槽への湯はりを行い、営業時間内は給湯管路からの給湯流量を抑制することで、営業時間内は高温水をシャワーや炊事場等の他の用途に利用しても高温水の供給能力が不足してしまうということが少なくなる。 Each high temperature water supply pipe and each low temperature water supply pipe are provided with an electromagnetic on-off valve in series with the flow rate control valve, and the control unit includes each high temperature water supply pipe and each low temperature water supply pipe. Whether to use the passage may be determined based on a predetermined condition, and the electromagnetic on-off valve of the supply pipe that is not used may be controlled to be closed (Claim 5). According to this, a large hot water supply flow rate can be secured by opening and controlling all the solenoid on / off valves so as to use all the high-temperature water supply lines and all the low-temperature water supply lines, for example, when hot water is applied to the bathtub. The time required for hot water can be shortened. On the other hand, at the time of adding water operation for maintaining the water level in the bathtub, for example, any one high-temperature water supply pipe and any one low-temperature water supply pipe (preferably connected to one mixing unit). A pair of high-temperature water supply pipes and low-temperature water supply pipes) is selected and used, and other high-temperature water supply pipes and low-temperature water supply pipes are determined not to be used and are not used. The hot water supply flow rate can be suppressed by closing the electromagnetic on-off valve of the road. Therefore, for example, hot water is poured into the bathtub before business hours, and the hot water flow rate from the hot water supply line is suppressed during business hours, so that hot water is used for other purposes such as showers and cooking areas during business hours. Even so, the ability to supply high-temperature water is insufficient.
また、前記制御部は、各高温水供給管路並びに各低温水供給管路に設けられた電磁開閉弁に所定の異常が発生したか否かを判定するとともに、電磁開閉弁に異常が発生した供給管路の前記電磁開閉弁を閉制御するよう構成されていてよい(請求項6)。より好ましくは、電磁開閉弁に異常が発生した供給管路の後述する流量制御弁をも全閉動作制御するよう構成できる。これによれば、いずれか一の供給管路において異常が発生しても、他の高温水供給管路及び低温水供給管路を用いて給湯を継続することができる。なお、異常発生の判定タイミングは適宜のものであってよいが、例えば、給湯動作開始時にいずれか一の供給管路の電磁開閉弁の異常判定を行い、次の給湯動作開始時に別の一の供給管路の電磁開閉弁の異常判定を行うというように、給湯動作開始時に順番に一つずつ電磁開閉弁の異常判定を行っていくことができ、異常と判定された場合には不揮発性メモリにかかる異常情報を記憶保持させることで、修理及びリセットされるまでは異常が発生した供給管路の電磁開閉弁の閉制御を継続するよう構成できる。また、異常判定方法も適宜のものであってよく、例えば、判定対象となる供給管路以外のすべての供給管路の電磁開閉弁を閉制御した状態で、判定対象となる供給管路の流量制御弁を所定の開度として、判定対象となる供給管路の電磁開閉弁を開閉制御した場合に、それに応答して給湯管路の通水の有無が確認できた場合には正常と判定し、電磁開閉弁を開閉制御しても給湯管路の通水が継続する場合や断水が継続する場合には当該電磁開閉弁に異常が発生したと判定することができる。なお、給湯管路の通水の有無の確認方法も適宜であってよく、例えば、上記温度センサとして自己発熱特性を有するものを用い、通水が無い場合には自己発熱によって検出温度が高くなることを利用して、通水の有無を検出できる。その他、流量センサなどを給湯管路に設けて給湯管路の通水の有無を直接検出することもできる。 Further, the control unit determines whether or not a predetermined abnormality has occurred in the electromagnetic on-off valves provided in the high-temperature water supply pipes and the low-temperature water supply pipes, and an abnormality has occurred in the electromagnetic on-off valves. The electromagnetic open / close valve of the supply pipe line may be configured to be closed (Claim 6). More preferably, the flow control valve, which will be described later, in the supply line in which an abnormality has occurred in the electromagnetic on-off valve can also be configured to be fully closed. According to this, even if an abnormality occurs in any one of the supply pipes, the hot water supply can be continued using the other high-temperature water supply pipe and the low-temperature water supply pipe. Although the determination timing of occurrence of abnormality may be appropriate, for example, abnormality determination of the electromagnetic on-off valve of any one supply pipe is performed at the start of hot water supply operation, and another time is determined at the start of the next hot water supply operation. The abnormality of the electromagnetic on-off valve can be judged one by one at the start of the hot water supply operation, such as judging the abnormality of the electromagnetic on-off valve in the supply pipeline. By storing and storing the abnormality information relating to the above, it is possible to continue the closing control of the electromagnetic on-off valve of the supply line in which the abnormality has occurred until repair and reset. Also, the abnormality determination method may be appropriate. For example, the flow rate of the supply line to be determined is closed in a state in which the electromagnetic on-off valves of all supply lines other than the supply line to be determined are closed. When the opening / closing control of the solenoid valve of the supply pipe to be judged is performed with the control valve set to a predetermined opening, if the presence or absence of water flow in the hot water supply pipe can be confirmed in response, it is judged normal. When the water supply pipe continues to flow even when the electromagnetic on / off valve is controlled to open or shut off, it can be determined that an abnormality has occurred in the electromagnetic on / off valve. In addition, the confirmation method of the presence or absence of water flow in the hot water supply pipe line may be appropriate. For example, a sensor having self-heating characteristics is used as the temperature sensor, and the detection temperature is increased by self-heating when there is no water flow. Can be used to detect the presence or absence of water flow. In addition, it is also possible to directly detect the presence or absence of water flow through the hot water supply pipe by providing a flow sensor or the like in the hot water supply pipe.
また、各流量制御弁はそれぞれ全閉動作可能であり、前記制御部は、各高温水供給管路及び各低温水供給管路を利用するか否かを所定条件に基づいて決定するとともに利用しない供給管路の前記流量制御弁を全閉動作制御するよう構成されていてよい(請求項7)。かかる構成によっても、例えば浴槽への湯はり動作時にはすべての高温水供給管路及びすべての低温水供給管路を利用するべくすべての流量制御弁を全閉動作させずに混合水が所定の設定温度となるように開度制御することで大きな給湯流量を確保でき、湯はりに要する時間を短縮できる。一方、浴槽内の水位を維持するための足し湯動作時などには、例えばいずれか一の高温水供給管路及びいずれか一の低温水供給管路(好ましくは、一の混合部に接続された一対の高温水供給管路及び低温水供給管路)のみを選択して利用することとし、その他の高温水供給管路及び低温水供給管路を利用しないと決定して、利用しない供給管路の流量制御弁を全閉動作制御することで、給湯流量を抑制することができる。したがって、例えば営業時間前に浴槽への湯はりを行い、営業時間内は給湯管路からの給湯流量を抑制することで、営業時間内は高温水をシャワーや炊事場等の他の用途に利用しても高温水の供給能力が不足してしまうということが少なくなる。 Each flow control valve can be fully closed, and the controller determines whether to use each high-temperature water supply line and each low-temperature water supply line based on a predetermined condition and does not use it. The flow rate control valve of the supply line may be configured to be fully closed (Claim 7). Even with this configuration, for example, when hot water is supplied to the bathtub, the mixed water is set to a predetermined value without fully closing all the flow control valves so as to use all the high-temperature water supply lines and all the low-temperature water supply lines. By controlling the opening so as to reach the temperature, a large hot water supply flow rate can be secured, and the time required for hot water can be shortened. On the other hand, at the time of adding water operation for maintaining the water level in the bathtub, for example, any one high-temperature water supply pipe and any one low-temperature water supply pipe (preferably connected to one mixing unit). A pair of high-temperature water supply pipes and low-temperature water supply pipes) is selected and used, and other high-temperature water supply pipes and low-temperature water supply pipes are determined not to be used and are not used. By controlling the flow rate control valve of the road to be fully closed, the hot water supply flow rate can be suppressed. Therefore, for example, hot water is poured into the bathtub before business hours, and the hot water flow rate from the hot water supply line is suppressed during business hours, so that hot water is used for other purposes such as showers and cooking areas during business hours. Even so, the ability to supply high-temperature water is insufficient.
また、前記制御部は、各高温水供給管路並びに各低温水供給管路に設けられた流量制御弁に所定の異常が発生したか否かを判定するとともに、流量制御弁に異常が発生した供給管路の前記流量制御弁を全閉動作制御するよう構成されていてよい(請求項8)。さらに好ましくは、流量制御弁に異常が発生した供給管路の前記電磁開閉弁をも閉制御するよう構成することができる。これによれば、いずれか一の供給管路において異常が発生しても、他の高温水供給管路及び低温水供給管路を用いて給湯を継続することができる。なお、流量制御弁の異常発生の判定タイミングは適宜のものであってよいが、例えば、給湯動作開始時にいずれか一の供給管路の流量制御弁の異常判定を行い、次の給湯動作開始時に別の一の供給管路の流量制御弁の異常判定を行うというように、給湯動作開始時に順番に一つずつ流量制御弁の異常判定を行っていくことができ、異常と判定された場合には不揮発性メモリにかかる異常情報を記憶保持させることで、修理及びリセットされるまでは異常が発生した供給管路の流量制御弁の全閉動作制御を継続するよう構成できる。また、異常判定方法も適宜のものであってよく、例えば、流量制御弁として、全閉状態になると全閉状態であることを示す全閉状態信号と、全開状態になると全開状態であることを示す全開状態信号を制御部に出力するものを用い、電磁開閉弁を閉じた状態で制御部が流量制御弁を全開動作制御及び全閉動作制御したときに上記全開状態信号及び全閉状態信号の少なくともいずれかが出力されないときに当該流量制御弁に異常が発生したと判定するよう構成できる。 In addition, the control unit determines whether or not a predetermined abnormality has occurred in the flow rate control valve provided in each high temperature water supply line and each low temperature water supply line, and an abnormality has occurred in the flow rate control valve. The flow rate control valve of the supply line may be configured to be fully closed (Claim 8). More preferably, the electromagnetic on-off valve in the supply line in which an abnormality has occurred in the flow control valve can also be configured to be closed. According to this, even if an abnormality occurs in any one of the supply pipes, the hot water supply can be continued using the other high-temperature water supply pipe and the low-temperature water supply pipe. The determination timing of the occurrence of the abnormality of the flow control valve may be appropriate, for example, the abnormality determination of the flow control valve of any one supply pipe is performed at the start of the hot water supply operation, and the next hot water supply operation is started. If the abnormality of the flow control valve in another supply line is determined, the abnormality of the flow control valve can be determined one by one at the start of the hot water supply operation. By storing and holding the abnormality information related to the nonvolatile memory, it can be configured to continue the fully-closed operation control of the flow rate control valve of the supply line in which the abnormality has occurred until it is repaired and reset. Also, the abnormality determination method may be appropriate, for example, as a flow control valve, a fully closed state signal indicating that it is fully closed when it is fully closed, and a fully open state when it is fully opened. Output the full open state signal to the control unit, and when the control unit performs full open operation control and full close operation control of the flow control valve with the electromagnetic on-off valve closed, the full open state signal and the full close state signal When at least one of them is not output, it can be determined that an abnormality has occurred in the flow control valve.
また、前記制御部は、共通の制御値に対する高温水供給管路側の流量制御弁の開度制御値(以下、「高温側制御値」という。)と低温水供給管路側の流量制御弁の開度制御値(以下、「低温側制御値」という。)との関係を記憶しており、前記温度センサの検出値に基づいて前記共通の制御値を制御するとともに該共通の制御値に基づいて求められる高温側制御値並びに低温側制御値を用いて各供給管路の流量制御弁の開度を制御するよう構成されていてよい(請求項9)。これによれば、高温水供給管路と低温水供給管路とに別々に設けた別個の流量制御弁を、一軸の混合弁のように一つの共通の制御値を用いて開度制御することで混合水の温度調整を行うことができ、複数の流量制御弁の開度制御の一層の簡素化を図ることができる。 Further, the control unit opens the opening control value of the flow control valve on the high temperature water supply pipe side (hereinafter referred to as “high temperature side control value”) and the flow control valve on the low temperature water supply pipe side with respect to the common control value. Degree control value (hereinafter referred to as “low temperature side control value”) is stored, and the common control value is controlled based on the detection value of the temperature sensor and based on the common control value. The opening degree of the flow rate control valve of each supply line may be controlled using the required high temperature side control value and low temperature side control value (claim 9). According to this, the opening control of separate flow rate control valves separately provided in the high temperature water supply pipe and the low temperature water supply pipe using one common control value like a single-shaft mixing valve. Thus, the temperature of the mixed water can be adjusted, and the opening control of the plurality of flow control valves can be further simplified.
さらに、前記関係は、前記共通の制御値が大きくなるほど高温水に対する低温水の混合比率が大きく若しくは小さくなるよう設定されているとともに、前記共通の制御値の最も小さい値から所定範囲内では高温側制御値及び低温側制御値のうちいずれか一方が最小値のまま変動せず、他方は前記共通の制御値の最も大きい値から所定範囲内では最小値のまま変動しないよう設定されていてよい(請求項10)。これによれば、共通の制御値がその最も小さい値から所定範囲内である場合には、例えば低温側制御値は最小値のまま変動せず、共通の制御値が最も小さい値から大きくなるほど高温側制御値が最大値から徐々に小さくなるよう前記関係を設定するとともに、共通の制御値がその最も大きい値から所定範囲内である場合には、高温側制御値は最小値のまま変動せず、共通の制御値が最も大きい値から小さくなるほど低温側制御値が最大値から徐々に小さくなるよう前記関係を設定することで、共通の制御値によりほぼ比例的に温度調整を行えるようにしつつも、共通の制御値の中央付近における高温水供給管路の流量制御弁の開度ならびに低温水供給管路の流量制御弁の開度を可及的に大きくして、混合水の流量を可及的に大きく確保できる。 Further, the relationship is set so that the mixing ratio of the low temperature water to the high temperature water increases or decreases as the common control value increases, and the high temperature side is within a predetermined range from the smallest value of the common control value. Either one of the control value and the low temperature side control value may be set so as not to fluctuate with the minimum value, and the other may be set so as not to fluctuate with the minimum value within a predetermined range from the largest value of the common control value ( Claim 10). According to this, when the common control value is within a predetermined range from the smallest value, for example, the low temperature side control value remains unchanged at the minimum value, and the higher the common control value becomes from the smallest value, the higher the value becomes. When the above-mentioned relationship is set so that the side control value gradually decreases from the maximum value, and the common control value is within the predetermined range from the maximum value, the high temperature side control value remains unchanged at the minimum value. By setting the relationship so that the low temperature side control value gradually decreases from the maximum value as the common control value decreases from the largest value, the temperature can be adjusted almost proportionally by the common control value. The flow rate of the mixed water is made as large as possible by increasing the opening of the flow control valve of the high-temperature water supply pipe and the opening of the flow control valve of the low-temperature water supply pipe near the center of the common control value. Secure large
本発明によれば、大幅なコスト増を回避しつつも、混合水の給湯流量を確保でき且つリモコン等により設定される設定温度に給湯温度を調温するよう自動制御可能な湯水混合給湯装置を提供できる。 According to the present invention, there is provided a hot and cold mixed hot water supply apparatus capable of ensuring a hot water supply flow rate of mixed water and automatically controlling the hot water temperature to a set temperature set by a remote controller or the like while avoiding a significant increase in cost. Can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る湯水混合給湯装置1を示しており、図示しない給湯システム(好ましくは、複数台の給湯器を連結してなる連結給湯システム)から供給される高温水と、上水道などの水源から供給される低温水(常温の非加熱水等)とを、給湯管路11内で混合して、その混合水を浴槽3に給湯するよう構成されている。
FIG. 1 shows a hot / cold hot
すなわち、本実施形態の湯水混合給湯装置1は、給湯管路11と、給湯システムから例えば80℃の高温水が供給される入湯管路12と、水源から例えば20℃の低温水が供給される入水管路13と、入湯管路12と給湯管路11との間に並列に設けられた3つの高温水供給管路14と、入水管路13と給湯管路11との間に並列に設けられた3つの低温水供給管路15とを備えている。給湯管路11、入湯管路12及び入水管路13は、それらの管軸方向がほぼ平行に配置されており、入湯管路12と入水管路13の中間位置に給湯管路11が配設されている。
That is, the hot and cold mixed hot
給湯管路11には、管軸方向に離間して3つの混合部11aが設けられており、各混合部11aに対して一の高温水供給管路14と一の低温水供給管路15とがそれぞれ接続されている。各混合部11aに接続された一対の高温水供給管路14と低温水供給管路15とは、給湯管路14の直径方向に対向して設けられており、各供給管路14,15から供給される高温水と低温水とが混合部11a内で衝当して撹拌混合されるようになっている。
The hot
各高温水供給管路14は、入湯管路12内の高温水が給湯システムからの給湯圧により給湯管路11へ供給されるよう入湯管路12と給湯管路11とを接続するものであり、複数の高温水供給管路14は、給湯管路11に対して管軸方向に並んで並列に設けられている。なお、給湯システムは、水源の給水圧を利用して高温水の供給を行うものであってよい。
Each high temperature
各低温水供給管路15は、入水管路13内の低温水が水源の給水圧により給湯管路11へ供給されるよう入水管路13と給湯管路11とを接続するものであり、複数の低温水供給管路15は、給湯管路11に対して管軸方向に並んで並列に設けられている。なお、高温水の給湯圧が水源の給水圧に依存する場合、給湯システムにおける圧力損失に合わせて低温水の給水圧を調整するために、水源から所定のガバナ(整圧器)を介して入水管路13に低温水を供給するよう構成することが好ましい。
Each low-temperature
なお、給湯管路11の管径(口径)は、入湯管路12及び入水管路13のそれぞれの管径よりも大きく、例えば流路断面積で2倍程度となされている。入湯管路12の管径と入水管路13の管径は等しくなされている。また、各高温水供給管路14及び各低温水供給管路15の管径は、入湯管路12及び入水管路13の管径よりも小さく、これら供給管路14,15は比較的小径の配管によって構成されている。例えば、供給管路14,15の管径は、一般的な家庭用の瞬間給湯器に用いられている配管と同じ管径であってよい。
In addition, the pipe diameter (bore diameter) of the hot
各高温水供給管路14及び各低温水供給管路15には、それらの管径に対応した流量制御弁16及び電磁開閉弁17がそれぞれ直列に設けられている。図示実施例においては、電磁開閉弁17は上流側(入湯管路12又は入水管路13側)、流量制御弁16は下流側(給湯管路11側)に配設されている。これら流量制御弁16及び電磁開閉弁17は、コントローラ18(制御部)によって動作制御されるよう配線接続されている。
Each high temperature water
流量制御弁16は、コントローラ18により駆動制御されるステッピングモータMにより弁軸(図示せず)を駆動することによって開度を全閉から全開まで調整可能に構成され、弁軸が全閉位置になると所定の全閉状態信号をコントローラ18に出力するとともに、弁軸が全開位置になると所定の全開状態信号をコントローラ18に出力するよう構成されている。なお、給湯動作開始時などの所定のタイミングで、各ステッピングモータMの制御ステップ値を、上記全開状態信号若しくは全閉状態信号に基づいて更正することができる。
The
また、給湯管路11には、3つの混合部11aよりも下流側(出湯口側)に出湯サーミスタ19(温度センサ)が設けられており、給湯管路11を流れる混合水の温度を検出して、その検出値をコントローラ18に出力するようになっている。なお、図示例では、2つの出湯サーミスタ19を給湯管路11の直径方向2カ所に取り付けている。この2つの出湯サーミスタ19の2つの検出値は種々の用途に利用でき、例えば、2つの出湯サーミスタ19の検出値の平均値を混合水の温度としたり、一方の出湯サーミスタ19をメインの給湯温度センサとして用いて他方の出湯サーミスタ19をメイン故障時の高温検出用に用いるなど、求められる機能や安全性等に応じて適宜設計できる。
The hot
なお、図中符号12aは高温水の温度を検出する入湯サーミスタ(温度センサ)、符号13aは低温水の温度を検出する入水サーミスタ(温度センサ)であり、入湯サーミスタ12a及び入水サーミスタ13aの検出値はコントローラ18に出力される。また、浴槽3には水位センサ31が取り付けられており、水位検出値をコントローラ18に出力するようになっている。また、浴槽3内の湯を循環させてろ過するためのろ過機32が設置されており、所定のろ過機起動水位L3を超えるとろ過機32が起動され、ろ過機起動水位L3よりも低い所定のろ過機停止水位L4を下回るとろ過機32を停止させるよう構成できる。また、コントローラ18と通信接続されたリモコン21が適宜の位置に設置されており、該リモコン21によって、浴槽3への給湯温度の設定や、浴槽3への湯はり動作制御の開始などの各種操作を行えるようになっている。
In the figure,
リモコン21により給湯温度の設定操作が行われると、設定温度情報がコントローラ18に送信され、コントローラ18は不揮発性メモリなどの記憶手段に設定温度を記憶保持する。
When a hot water supply temperature setting operation is performed by the
また、リモコン21により浴槽3への湯はり動作開始操作が行われると、湯はり動作指令信号がコントローラ18に送信される。コントローラ18は、湯はり動作指令信号を受信すると、湯はり動作モード(第1の動作モード)で浴槽3への給湯を開始する。浴槽3内の水位が設定水位L1となったことをコントローラ18が検出すると、足し湯動作モード(第2の動作モード)に自動的に移行して、浴槽3内の水位が設定水位L1を維持するよう浴槽3への給湯を断続的乃至継続的に行うようになっている。例えば、設定水位L1(補水停止水位)を超えると給湯を停止し、設定水位L1よりも低い所定の補水開始水位L2を下回ると給湯を開始するよう制御構成できる。
In addition, when a hot water operation start operation for the bathtub 3 is performed by the
以下、湯はり動作モード並びに足し湯動作モードの制御構成について説明する。
〔湯はり動作モード〕
Hereinafter, the control configuration of the hot water operation mode and the additional hot water operation mode will be described.
[Hot water operation mode]
湯はり動作モード時には、コントローラ18は、すべての高温水供給管路14及びすべての低温水供給管路15に設けられたすべての電磁開閉弁17を開制御するとともに、出湯サーミスタ19の検出値が設定温度となるようすべての流量制御弁16の開度をフィードバック制御するよう制御構成されている。なお、給湯動作開始初期の給湯温度の収束時間を短縮するために、入湯サーミスタ12a及び入水サーミスタ13aの検出値に基づいて各流量制御弁16の開度の初期値を演算により求め、その後、出湯サーミスタ19の検出値に基づくフィードバック制御を行うように制御構成することもできる。
In the hot water operation mode, the
複数の流量制御弁16の開度制御方法は適宜のものとすることができるが、本実施形態では、給湯管路11への高温水の供給に利用するすべての高温水供給管路14に設けられた複数の高温側流量制御弁16が同じ開度となるように同期制御するとともに、給湯管路11への低温水の供給に利用するすべての低温水供給管路15に設けられた複数の低温側流量制御弁16が同じ開度となるように同期制御する。より具体的には、複数の高温側流量制御弁16のステッピングモータMに同じ高温側制御ステップ値に基づく制御信号を出力するとともに、複数の低温側流量制御弁16のステッピングモータMに同じ低温側制御ステップ値に基づく制御信号を出力するよう構成している。
Although the opening degree control method of the plurality of flow
さらに本実施形態では、図2に示すように、コントローラ18の不揮発性メモリなどの記憶手段に、共通の制御値に対する高温側制御ステップ値(高温側制御値)と低温側制御ステップ値(低温側制御値)との関係を、数式乃至関係テーブル等の形態で記憶保持している。より詳細に上記の関係を説明すると、共通の制御値が大きくなるほど混合水の温度が上昇するよう、すなわち高温水に対する低温水の混合比率が小さくなるよう設定されているとともに、共通の制御値の最も小さい値である0ステップから2000ステップまでの範囲内では低温側制御ステップ値が最小値である0ステップのまま変動せず、低温側制御ステップ値は共通の制御値が2000ステップ以上の範囲で共通の制御値が1ステップ増加する毎に低温側制御ステップ値も1ステップ増加する関係にある。一方、高温側制御ステップ値は、共通の制御値の最も大きい値である5000ステップから3000ステップまでの範囲内では0ステップのまま変動せず、共通の制御値が3000ステップ以下の範囲で共通の制御値が1ステップ減少する毎に高温側制御ステップ値が1ステップ増加するよう関係が設定されている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the storage means such as the nonvolatile memory of the
なお、高温側及び低温側の各流量制御弁16は、制御ステップ値が0ステップで全開状態、500ステップ以下でほぼ全開状態、2000ステップ以上でほぼ閉止状態、3000ステップで完全閉止状態となるよう構成されており、両流量制御弁16がともにほぼ全開状態となるステップ値(上記の例では500ステップ)以下にはならないように上記関係が設定されている。
Each
このように、高温側制御ステップ値を変動させる範囲と低温側制御ステップ値を変動させる範囲とをシフトさせて共通の制御値に関係付けることで、高温側の流量制御弁16と低温側の流量制御弁16とを、別個の制御弁であるにもかかわらず一軸式混合弁のように共通の制御値を用いて連係制御できるとともに、共通の制御値の中央付近では両流量制御弁16がいずれもほぼ全開状態となるため、図3に示すように、給湯管路11からの混合水の最大給湯流量を大きく確保することができる。
As described above, the range in which the high temperature side control step value is varied and the range in which the low temperature side control step value are varied are shifted and related to the common control value, whereby the high temperature side
そして、コントローラ18は、湯はり動作モード中、出湯サーミスタ19の検出値が設定温度となるよう共通の制御値をフィードバック制御し、共通の制御値に基づいて求められる高温側制御ステップ値に基づく制御信号並びに低温側制御ステップ値に基づく制御信号を各供給管路の流量制御弁16のステッピングモータMに出力することにより各流量制御弁16の開度が調整されるようになっている。
The
なお、湯はり動作モード中に共通の制御値をフィードバック制御しても給湯温度が設定温度に達しない場合は、高温側のいずれかの流量制御弁16の閉固着故障か、若しくは、低温側のいずれかの流量制御弁16の開固着故障が原因であると推定できる。かかる異常が発生した場合には異常報知して動作停止させてもよいが、以下の制御を行うことにより設定温度での給湯を継続させることもできる。
If the hot water supply temperature does not reach the set temperature even when feedback control of the common control value is performed during the hot water operation mode, either a closed sticking failure of one of the
すなわち、湯はり動作モード中に給湯温度が設定温度に達しない場合、低温側の複数の電磁開閉弁17を一つずつ順番に閉制御し、給湯温度に変化がなければその電磁開閉弁17を再度開制御して別の電磁開閉弁17を閉制御していき、給湯温度が設定温度となったときに閉制御している電磁開閉弁17の閉制御を継続することで、設定温度での給湯を継続できる。高温側のいずれかの流量制御弁16の閉固着故障が原因であった場合には、いずれかの低温側の電磁開閉弁17を閉制御することによって高温水と低温水の流量バランスが復帰し、これにより設定温度での給湯が再開できる。また、低温側のいずれかの流量制御弁16の開固着故障が原因であった場合には、その異常な流量制御弁16に直列に設けられた電磁開閉弁17の閉制御により、異常な流量制御弁16からの低温水の流出が阻止され、これにより設定温度での給湯が再開できる。
〔足し湯動作モード〕
That is, when the hot water supply temperature does not reach the set temperature during the hot water operation mode, the plurality of low temperature side electromagnetic on-off
[Additional hot water operation mode]
足し湯動作モード時には、コントローラ18は、いずれか一の(若しくは一部の複数の)混合部11aに接続された対の高温水供給管路14及び低温水供給管路15のみを選択して利用し、その他の混合部11aに接続された対の高温水供給管路14及び低温水供給管路15は利用しないものと決定する。どの供給管路14,15の対を利用するかは適宜設計でき、1日毎や1週間毎などの所定周期毎や、足し湯動作モードの起動毎などの所定のタイミングで、利用する供給管路14,15の対をローテーションさせることができる。
In the additional hot water operation mode, the
そして、利用する供給管路14,15については、浴槽への補水動作中、それら供給管路14,15の電磁開閉弁17を開制御するとともに、それら供給管路14,15の流量制御弁16を湯はり動作モード時の開度制御と同様の制御方法によって開度制御する。一方、利用しない供給管路14,15については、それら供給管路14,15の電磁開閉弁17を閉制御するとともに、それら供給管路14,15の流量制御弁16を全閉動作制御することによって、利用しない供給管路14,15からの湯水の流出を確実に阻止し、一対の高温水供給管路14及び低温水供給管路15のみから高温水及び低温水を供給することで、湯はり動作モード時よりも少ない給湯流量で足し湯動作モード時の補水動作を行わせることができるようになっている。
〔異常判定制御〕
And about the
(Abnormality judgment control)
また、コントローラ18は、各流量制御弁16及び電磁開閉弁17の異常判定を所定のタイミングで行うことにより、異常の発生した供給管路14,15は、修理後にリセット操作が行われるまで湯はり動作モード時も足し湯動作モード時も利用しないよう制御構成されている。なお、高温水供給管路14側で異常が発生した場合、それと対となる低温水供給管路15も利用しないよう制御構成したり、低温水供給管路15側で異常が発生した場合にそれと対となる高温水供給管路14も利用しないよう制御構成することができ、これによれば、高温水の最大流量と低温水の最大流量とのバランスを維持して、混合水の温度調整制御の安定性を向上できる。
In addition, the
異常判定方法は適宜のものであってよいが、例えば、足し湯動作モード開始時に、利用する一対の供給管路14,15に設けられた流量制御弁16及び電磁開閉弁17についての異常判定処理を行うことができる。
The abnormality determination method may be appropriate. For example, abnormality determination processing for the
各流量制御弁16の異常判定方法としては、例えば、直列に設けられた電磁開閉弁17を閉じた状態で全開動作制御したときに全開状態信号が出力されるとともに全閉動作制御したときに全閉状態信号が出力されれば正常と判定し、いずれかの信号が出力されなかった場合に異常が発生したと判定できる。
As an abnormality determination method for each
また、電磁開閉弁17の異常判定方法としては、例えば、対の高温側及び低温側の流量制御弁16を所定開度(例えば全開)とした状態で、対の電磁開閉弁17を同時に開閉制御し、両電磁開閉弁17を開制御したときの出湯サーミスタ19の検出温度が所定温度範囲内(例えば、高温水の温度と低温水の温度の平均値を中心として±10℃の範囲内など)であれば正常と判定し、その検出温度がほぼ高温水の温度であれば低温側の電磁開閉弁17の閉固着故障と判定し、その検出温度がほぼ低温水の温度であれば高温側の電磁開閉弁17の閉固着故障と判定し、その検出温度が所定の高温以上(例えば100℃以上)であれば、通水が無いことにより出湯サーミスタ19が自己発熱して高温となっているものと推定して、両電磁開閉弁17の異常(あるいは断水)であると判定できる。また、両電磁開閉弁17を閉制御したときの出湯サーミスタ19の検出温度が所定の高温以上であれば正常であると判定し、その検出温度がほぼ高温水の温度であれば高温側の電磁開閉弁17の開固着故障と判定し、その検出温度がほぼ低温水の温度であれば低温側の電磁開閉弁17の開固着故障であると判定できる。
Further, as a method for determining the abnormality of the electromagnetic open /
上記した本実施形態に係る湯水混合給湯装置によれば、高温水の供給圧と低温水の供給圧とが、種々の条件により変動しても、共通の制御値のフィードバック制御により給湯温度を設定温度に維持することができ、温度制御の安定性を向上できる。さらに、本実施形態では合計6つの流量制御弁16が設けられているところ、いずれか一つ若しくは複数の流量制御弁16が故障しても、共通の制御値を給湯温度に基づいてフィードバック制御することにより自動的に共通の制御値のステップ数が変動して、設定温度での給湯を継続することができ、このとき、各流量制御弁16の開度が可及的大きくなるよう制御しているので、異常の生じた供給管路14,15からの高温水及び/又は低温水の供給が停止しても、大幅に給湯流量が低下してしまうことを回避できる。
According to the hot and cold water supply apparatus according to the present embodiment described above, the hot water supply temperature is set by feedback control of a common control value even if the supply pressure of the high temperature water and the supply pressure of the low temperature water vary depending on various conditions. The temperature can be maintained, and the stability of temperature control can be improved. Furthermore, in the present embodiment, a total of six
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、各供給管路14,15の電磁開閉弁17を設けずに、流量制御弁16の閉止機能のみで各供給管路14,15を開閉するよう構成することもできる。また、流量制御弁16は、閉止機能を持たないものを用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed as appropriate. For example, the
1 湯水混合給湯装置
11 給湯管路
11a 混合部
14 高温水供給管路
15 低温水供給管路
16 流量制御弁
17 電磁開閉弁
18 制御部(コントローラ)
19 温度センサ(出湯サーミスタ)
DESCRIPTION OF
19 Temperature sensor (hot water thermistor)
Claims (10)
前記高温水供給管路及び前記低温水供給管路は、それぞれ前記給湯管路に対して並列に複数設けられており、各高温水供給管路及び各低温水供給管路には流量制御弁がそれぞれ設けられ、
前記給湯管路内で高温水と低温水とが混合されてなる混合水の温度を検出する温度センサと、前記混合水の温度が所定の設定温度となるように前記複数の流量制御弁の開度を制御する制御部とを備えていることを特徴とする湯水混合給湯装置。 In a hot and cold water supply apparatus comprising a hot water supply line, a high temperature water supply line for supplying high temperature water to the hot water supply line, and a low temperature water supply line for supplying low temperature water to the hot water supply line,
A plurality of the high-temperature water supply pipes and the low-temperature water supply pipes are provided in parallel to the hot water supply pipes, and a flow rate control valve is provided in each high-temperature water supply pipe and each low-temperature water supply pipe. Each provided,
A temperature sensor for detecting a temperature of mixed water obtained by mixing high temperature water and low temperature water in the hot water supply pipe; and opening the plurality of flow control valves so that the temperature of the mixed water becomes a predetermined set temperature. And a hot water / mixed hot water supply apparatus characterized by comprising a control unit for controlling the degree.
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