JP2529520B2 - 給湯システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は１戸建住宅、マンショ
ン等の集合住宅、ホテル、一般ビルディング、工場等多
数の居住室を有する建物の給湯システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】前記のような給湯システムとして図３に
示されているようなものがあり、これは熱水発生部１
と、負荷部２とを有し、熱水発生部１及び負荷部２には
それぞれ発生流路３及び負荷流路４が形成されており、
発生流路３の出口と負荷流路４の入口とを往流路５で、
また負荷流路４の出口と発生流路３の入口とを復流路６
で連結してこれらにより閉流路が形成され、この閉流路
には弁26を具えた給水路27が連結されている。熱水発生
部１には発生流路３及び復流路６の中間に加熱器10を有
する熱交換器11が設けられ、その下流において発生流路
３に加熱器10の作動を制御する熱センサ12が設けられ、
さらにその下流に往水温度計29及び往水圧力計30が設け
られている。復流路６に同流路６を流れる熱水の基準流
量が設定されているとともに流れる実際流量を測定し、
これらの両流量を比較して実際流量が基準流量を上回る
と、増量信号を出力する流量制御部材９、常用ポンプ
７、バックアップポンプ８及び復水温度計28が設けられ
ていて、両ポンプ７，８は並列して設けられている。

【０００３】負荷部２の負荷流路４には保温弁13が設け
られて、その上下流部と複数（この実施例では３個）の
負荷部材15−１，２，３とを分岐流路14で連結してい
る。給湯システムの運転開始時に常用ポンプ７及び加熱
器10を作動し、流量制御部材９からの信号によりバック
アップポンプ８を作動する循環作動部16がこれらの部材
に接続されている。流量制御部材９としては図示のもの
のように、流量計を用いたものの外にタイマを使用して
いるものがある。分岐流路14に給湯器31及び暖房器39が
接続されており、給湯器31の熱水ジャケットが分岐流路
14に接続されていて、この中に水道水源30に接続されて
いて末端に給湯栓35が取付けられている補給管32が配置
され、この補給管32に圧力スイッチ33が設けられてい
て、この圧力スイッチ33が分岐流路14に設けられている
モータ弁34と接続されている。そして暖房器39の分岐流
路14との接続管路には給湯弁36が設けられている。

【０００４】図４には熱水発生部１の一部の詳細が示さ
れており、この熱水発生部１の熱交換器11は特願平4-32
1075号に開示されているようなものであって、加熱缶18
を有していて、この加熱缶18にはハイリミットセンサ17
及び給水部21が設けられ、その内部には一側下部に給炎
口23が開口していてその反対側下部に排気口24が設けら
れ、これらの中間が逆Ｕ字形となっている加熱室19が設
置されていて、給炎口23にはバーナからなる加熱器10が
設けられ、排気口24には排気管20が連結され、また加熱
缶18の内部上方に往流路12の熱交換部22が配置されてい
る。

【０００５】前記のような従来の給湯システムは、その
使用に際してはモータ弁34及び給湯弁36を閉鎖して分岐
流路14の流通を止めて無負荷状態とし、保温弁13を全開
して弁26を開口して給水路27を介して閉流路に給水して
これを満たした後弁26を閉鎖し、常用ポンプ７を作動し
て閉流路中の水を閉流路内を循環させ、同時に熱交換器
11の加熱器10を作動して水の加熱を開始する。このよう
にして加熱された水が往水温度計29によって所定の温度
に到達したことが判明すると、保温弁13をいったん全閉
した後、往水温度計39及び往水圧力計40によって温度及
び圧力が予め設定された最小限の流量となる開度に保温
弁13を開口し、以後常用ポンプ７は作動を継続して、熱
水が閉流路中を循環し続ける。このように無負荷時にお
いても、熱水は熱水発生部１と負荷部２との流路を含む
長大な閉流路を流れることから、その循環流量を多くす
ると管外放熱損失が循環流量に比例して増大して、熱水
の放熱による熱損失が大きくなるので、保温弁13の操作
によって無負荷時において流れる熱水の流量をできるだ
け小さくしてこれを防止することとなる。

【０００６】そして負荷部２の給湯器31において給湯栓
35が開口して熱水が消費されると、圧力スイッチ33を通
って補給管32を介して水道水源30から水が補給されると
同時に、圧力スイッチ33からの信号がモータ弁34に送ら
れてこのモータ弁34が開口し、給湯器31に熱水が供給さ
れてこの熱水と補給された水道水との間で瞬時に熱交換
されて、給湯栓35から熱水が供給される。一方暖房器39
は利用時には、弁36を開口してこれに熱水を流入させて
分岐流路14に流通させ、休止時には弁36を閉鎖して熱水
の流入を停止する。この際熱センサ12には所定の温度が
設定されていて、発生流路３内の液体がこの設定温度よ
り低くなると、熱センサ12からの信号によって加熱器10
が作動して熱交換器11内に給水部21で供給された液体を
加熱し、この加熱された液体と発生流路３の熱交換部22
を流れる液体との間で熱交換が行われてこの液体が熱水
となり、反対に発生流路３内の液体が設定温度より高く
なると、ハイリミットセンサ17からの信号によって加熱
器10が作動を中止して熱交換器11内に給水部21で供給さ
れた液体の加熱を停止する。

【０００７】前記のようにして負荷部２における負荷が
増大するにつれて、復流路６を流れる温水の復水量が増
大することとなる。そこでこの増水量に対処するには、
大きな容量の常用ポンプ７を用いればよいこととなる
が、これでは無負荷時に無駄な動力損失を生ずる等のこ
とからこれと並列してバックアップポンプ８を設けて、
流量制御部材９に設定した量を超えると、この流量制御
部材９が信号を出力して循環作動部16に入力し、この循
環作動部16がバックアップポンプ８を作動して閉流路内
の循環熱水量を増大する。この場合流量制御部材９に代
えてタイマを使用したものの場合には、設定した時間間
隔を置いて同様のことが行われる。このようにして閉流
路内の循環熱水量が増大すると、往水圧力センサ40によ
って検出される両ポンプ７，８による吐出圧力が低下す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の給湯
システムにおいては、負荷が増大するとバックアップポ
ンプ８を作動することとなるが、このバックアップポン
プ８と常用ポンプ７とを能力が異なるものとすると、両
ポンプ７，８の作動時に低能力の方のチェック弁25に背
圧がかかって熱水の流れを阻害することとなることか
ら、通常ほぼ同一の能力をもつものが使用されている。
その結果常用ポンプ７の能力が過大となって常時熱水の
流速が大きくなり、保温弁13において流水音、振動等が
発生し、これが流路管を介して全負荷部設置部に伝えら
れて不快感を与え、また並列的に設置されている負荷部
材15−１，２，３は、予め予測された同時使用率や外気
温度条件等を勘案して設計されているので、通常負荷時
にはいずれの負荷部材15−１，２，３にも均等に熱水の
供給が確保されるのであるが、年末年始のような特別の
場合又は予期しない急激な気温低下が発生した場合のよ
うに、予め設定された通常負荷を超える過負荷が発生し
た場合には、熱水発生部１に近接したところに設置され
た負荷部材15−１には予定した通りの流量の熱水が供給
されるが、遠方に設置された負荷部材15−３は途中の管
路抵抗が順次大きくなっていることに加えて、前記のよ
うに両ポンプ７，８による吐出圧力が低下することか
ら、流通する熱水の流量が順次少量となるというような
問題がある。

【０００９】そこでこの発明の目的は、前記のような従
来の給湯システムのもつ問題を解消し、年末年始のよう
な特別の場合又は急激な気温低下が発生した場合のよう
に、通常負荷を超える過負荷が発生した場合に、熱水発
生部から離れたところに設置された負荷部材であって
も、近接したところに設置された負荷部材とほぼ同一の
流量の熱水を供給することのできる給湯システムを提供
するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は前記のような
目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、加熱
器を有する熱交換器を具えた熱水発生部と、この熱水発
生部の発生流路と往流路及び復流路で接続されている負
荷流路を有する負荷部とを具えていて、前記各流路によ
って閉流路を形成し、往流路には温度計及び圧力計が設
けられ、復流路には基準流量が設定され、実際流量が基
準流量をこえると信号を出力する制御部材並びに並列し
て配置された常用ポンプ及びバックアップポンプが設け
られ、前記加熱器、常用ポンプ及びバックアップポンプ
を作動する循環作動部が設けられ、この循環作動部は前
記流量制御部材からの信号によってバックアップポンプ
を作動するようになっている給湯システムにおいて、前
記流量制御部材と常用ポンプ及びバックアップポンプと
の中間の復流路に昇圧ユニットを配置するとともに、こ
の昇圧ユニットを作動する昇圧作動部を設け、この昇圧
作動部は前記温度計及び圧力計からの温度値と圧力値と
を入力してその積算値と設定された温度値と圧力値との
積算値とを比較し、該入力積算値が設定積算値を下回っ
た際は昇圧ユニットを作動して、前記両ポンプによる吐
出圧力を増大するようになっていることを特徴とするも
のである。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の
発明において、循環作動部と昇圧作動部との出力データ
が入力されるデータ収集部が設けられているものであ
る。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明に
おいて、データ収集部に入力されたデータを搬送部材に
よって離れた場所に設置された集中管理手段に搬送する
ようになっているものである。

【００１１】

【作用】前記のようなこの発明において、その使用に際
しては分岐流路の流通を止めて無負荷状態とし、常用ポ
ンプを作動すると同時に熱交換器の加熱器を作動して水
の加熱を開始し、このようにして熱水を閉流路内を循環
させ、そして負荷部において熱水が流動して負荷が増大
するにつれて、復流路を流れる温水の復水量が増大し、
流量制御部材に設定した基準流量を超えると、この流量
制御部材が信号を出力して循環作動部に入力し、この循
環作動部がバックアップポンプを作動して閉流路内の循
環熱水量を増大し、このようにして閉流路内の循環熱水
量が増大すると、往水圧力センサによって検出される両
ポンプによる吐出圧力が低下し、この吐出圧力と往水温
度計によって検出された温度とを昇圧作動部に入力し
て、この入力数値がここに設定された設定数値と比較さ
れ、入力数値が設定数値を下回った場合には、昇圧作動
部が昇圧ユニットを作動して、吐出圧力を増圧して熱水
の円滑な循環を継続する。

【００１２】

【実施例】図１，２に示すこの発明の実施例は、その大
部分が前記従来のものと同様に構成されているので、こ
のような部分については同一の符号を付すことによって
説明を省略し、主として異なる部分について説明する。
復流路６において流量制御部材９と復水温度計28との中
間に昇圧ユニット45を配置し、この昇圧ユニット45は復
流路６から分岐したバイパス流路46に設けられた昇圧ポ
ンプ47と、復流路６とバイパス流路46とを交互に開閉す
る切替弁48とを有し、これらの昇圧ポンプ47及び切替弁
48を作動する昇圧作動部49が設けられ、この昇圧作動部
49に往水温度計29と往水圧力計30とが信号線によって接
続されている。51はデータ収集部を示し、このデータ収
集部51には循環作動部16、復水温度計28、往水温度計2
9、往水圧力計30、昇圧作動部49及び加熱器10に燃料を
供給する燃料ポンプ52とが信号線によって、また離れた
場所に設置された管理部53とはデータ伝送線によって接
続されている。

【００１３】前記のようなものにおいて、従来のものと
同様にして運転を開始し、負荷部２において過負荷が発
生して復流路６を流れる温水の復水量が増大し、流量制
御部材９に設定した量を超えると、この流量制御部材９
が信号を出力して循環作動部16に入力し、この循環作動
部16が常用ポンプ７に加えてバックアップポンプ８を作
動して閉流路内の循環熱水量を増大し、このようにして
閉流路内の循環熱水量が増大すると、往水圧力計30によ
って検出される両ポンプによる吐出圧力が低下し、この
吐出圧力Ｐと往水温度計29によって検出された温度Ｔと
が昇圧作動部49に入力し、ここで図２に示すようにその
積数値ＰＴがここに設定された基準数値Ｃと比較され、
Ｃ≦ＰＴの場合には昇圧ポンプ47を作動するとともに、
切替弁48を作動して復流路６を閉鎖するとともにバイパ
ス流路46を開口し、このようにして吐出圧力Ｐを増圧し
て熱水の円滑な循環を継続し、これと反対にＣ＞ＰＴ＋
ｘ（ｘはオンオフのチャタリングが発生するのを防止す
るための遅延置）の場合には、昇圧ポンプ47の作動を停
止するとともに、切替弁48を作動して復流路６を開口す
るとともにバイパス流路46を閉鎖して、吐出圧力Ｐの無
用な増大を防止する。

【００１４】そして前記の際循環作動部16、昇圧作動部
49、復水温度計28、往水温度計29、往水圧力計30及び加
熱器10に燃料を供給する燃料ポンプ52の各出力データ
は、信号線によってデータ収集部51に入力し、このデー
タはデータ収集部51から離れた場所に設置された管理部
53にデータ伝送線によって伝送され、これらのデータに
より給湯システムの管理に利用され、給湯システムが複
数組設置されている場合にはすべての給湯システムの管
理がこれによっておこなわれる。

【００１５】

【発明の効果】この発明は、前記のようであって、請求
項１に記載の発明は、加熱器を有する熱交換器を具えた
熱水発生部と、この熱水発生部の発生流路と往流路及び
復流路で接続されている負荷流路を有する負荷部とを具
えていて、前記各流路によって閉流路を形成し、往流路
には温度計及び圧力計が設けられ、復流路には基準流量
が設定され、実際流量が基準流量をこえると信号を出力
する制御部材並びに並列して配置された常用ポンプ及び
バックアップポンプが設けられ、前記加熱器、常用ポン
プ及びバックアップポンプを作動する循環作動部が設け
られ、この循環作動部は前記流量制御部材からの信号に
よってバックアップポンプを作動するようになっている
給湯システムにおいて、前記流量制御部材と常用ポンプ
及びバックアップポンプとの中間の復流路に昇圧ユニッ
トを配置するとともに、この昇圧ユニットを作動する昇
圧作動部を設け、この昇圧作動部は前記温度計及び圧力
計からの温度値と圧力値とを入力してその積算値と設定
された温度値と圧力値との積算値とを比較し、該入力積
算値が設定積算値を下回った際は昇圧ユニットを作動し
て、前記両ポンプによる吐出圧力を増大するようになっ
ているので、年末年始のような特別の場合又は急激な気
温低下が発生した場合のように、通常負荷を超える過負
荷が発生した場合に、熱水発生部から離れたところに設
置された負荷部材であっても、近接したところに設置さ
れた負荷部材とほぼ同一の流量の熱水を供給することが
できるという効果がある。また請求項２に記載の発明
は、請求項１に記載の発明において、循環作動部と昇圧
作動部との出力データが入力されるデータ収集部が設け
られ、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明
において、データ収集部に入力されたデータを搬送部材
によって離れた場所に設置された集中管理手段に搬送す
るようになっているので、循環作動部、昇圧作動部の各
出力データが、データ収集部に収集され、このデータが
離れた場所に設置された管理部に伝送されて、給湯シス
テムの管理が離れた場所において、正確かつ迅速に行わ
れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の各部の配置図である。

【図２】同上の昇圧作動部のフローチャートである。

【図３】この発明と同種の従来の給湯装置の各部の配置
図である。

【図４】同上の温水発生部の一部の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 熱水発生部 ２ 負荷部 ３ 発生流路 ４ 負荷流路 ５ 往流路 ６ 復流路 ７ 常用ポンプ ８ バックアップポンプ ９ 流量制御部材 10 加熱器 11 熱交換器 13 保温弁 14 分岐流路 15 負荷部材 16 循環作動部 45 昇圧ユニット 46 バイパス流路 47 昇圧ポンプ 48 切替弁 49 昇圧作動部 51 データ収集部 53 管理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２４Ｈ 1/14 Ｆ２４Ｄ 17/00 Ｂ 3/08 Ｃ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱器を有する熱交換器を具えた熱水発
   生部と、この熱水発生部の発生流路と往流路及び復流路
   で接続されている負荷流路を有する負荷部とを具えてい
   て、前記各流路によって閉流路を形成し、往流路には温
   度計及び圧力計が設けられ、復流路には基準流量が設定
   され、実際流量が基準流量をこえると信号を出力する制
   御部材並びに並列して配置された常用ポンプ及びバック
   アップポンプが設けられ、前記加熱器、常用ポンプ及び
   バックアップポンプを作動する循環作動部が設けられ、
   この循環作動部は前記流量制御部材からの信号によって
   バックアップポンプを作動するようになっている給湯シ
   ステムにおいて、前記流量制御部材と常用ポンプ及びバ
   ックアップポンプとの中間の復流路に昇圧ユニットを配
   置するとともに、この昇圧ユニットを作動する昇圧作動
   部を設け、この昇圧作動部は前記温度計及び圧力計から
   の温度値と圧力値とを入力してその積算値と設定された
   温度値と圧力値との積算値とを比較し、該入力積算値が
   設定積算値を下回った際は昇圧ユニットを作動して、前
   記両ポンプによる吐出圧力を増大するようになっている
   ことを特徴とする給湯システム。
2. 【請求項２】 循環作動部と昇圧作動部との出力データ
   が入力されるデータ収集部が設けられている請求項１に
   記載の給湯システム。
3. 【請求項３】 データ収集部に入力されたデータを搬送
   部材によって離れた場所に設置された集中管理手段に搬
   送するようになっている請求項２に記載の給湯システ
   ム。