JP2786520B2 - 中央式給湯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は中央式給湯装置に関するものである。

（従来の技術） 例えばホテル、総合病院等の大、中規模の各種建物
で、全館への給湯を行う場合には、中央式給湯装置が用
いられている。従来の中央式給湯装置は、例えば第３図
に示すように、多数の給湯個所a1,a2,a3,………を通る
給湯往き管ｂと給湯還り管ｃとから成る循環式配管ｄ
と、ボイラーｅ並びに貯湯タンクｆ及び循環ポンプｇ等
から構成している。そして少なくともボイラーｅや貯湯
タンクｆは定期点検や故障発生時に置いても給湯が中断
されないようにするため、２組を並列に設け、一方側を
バックアップ側として切替動作可能に構成している。ま
た夫々の給湯能力は、使用中に能力不足が発生しないよ
うにするために余裕を持った設計としている。

（発明が解決しようとする課題） このような従来の中央式給湯装置では、重量やスペー
スが嵩み、荷重や施工上の困難性等の理由から、建物の
空きスペースである屋上に設置するのが困難であり、貴
重なスペースである１階や地階に設置することが多い。
また、能力に余裕を持った設計をしているとはいって
も、業務拡張等のように大幅な能力増が必要な場合には
対応することができず、また増設も困難であった。更
に、このような構成では、大量生産に適しておらず、コ
スト高であると共に、運搬や施工が比較的面倒であっ
た。また２組のボイラー等は、通常はバックアップ側で
ない方を連続的に使用することになるので、一方側の耐
久性に問題があった。

本発明はこれらの課題を解決することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段） 上述の課題を課題を解決するために、本発明の中央式
給湯装置は、給湯個所を通る給湯往き管及び給湯還り管
とから成る循環式配管と複数の瞬間給湯器とから構成
し、該複数の瞬間湯沸器は、夫々の湯出力側を前記給湯
往き管に、水入力側を前記給湯還り管に接続して並列に
構成すると共に、該水入力側から湯出力側に至る湯沸経
路には流量センサと湯温センサ及び遠隔操作バルブを設
け、該センサに基づいたバーナの燃焼制御と遠隔操作バ
ルブの開閉制御を行う個別制御手段を設けると共に、夫
々の個別制御手段を集中的に管理する中央制御手段を設
け、前記個別制御手段には単独動作設定手段と、前記中
央制御手段の異常発生検出手段と、該異常発生検出手段
による異常発生検出と、前記単独動作設定手段による単
独動作設定を条件として個別制御手段を単独動作制御に
切り替える切替手段を設けたものである。

また上記の構成に於いて、中央制御手段と個別制御手
段の制御に於ける通信は、所定時間毎の中央制御手段か
らの問い合わせと、個別制御手段からの肯定応答を伴う
構成とし、異常発生検出手段は、所定時間内に於ける前
記問い合わせの無により中央制御手段の異常発生を検出
したり、予め設定された制御信号以外の信号により中央
制御手段の異常発生を検出する構成とすることができ
る。

（作用） 給湯に際して中央制御手段は、動作させるべき瞬間湯
沸器に対応する個別制御手段に指令を送り、遠隔操作バ
ルブを開とする。こうして遠隔操作バルブが開となった
瞬間湯沸器では、水または戻り湯が給湯還り管から分岐
して水入力側から湯沸経路に流入し、この湯沸経路を流
れる。個別制御手段は、この流れを流量センサにより検
出し、バーナの燃料を開始する。

従って、前記湯沸経路を流れる上水または戻り湯はバ
ーナの燃料ガスにより加熱される熱交換器を経て加熱さ
れた後、湯出力側から給湯往き管に合流する。合流した
湯は給湯往き管を流れて給湯個所に至り、その一部が使
用される。そして残りは給湯還り管を還流し、適所に於
いて補給された上水と合流して再び上述したように遠隔
操作バルブが開の瞬間湯沸器の湯沸経路を通る循環に供
される。

しかして、上述のように遠隔操作バルブを開として動
作させる瞬間湯沸器の数を増減すれば、給湯能力を給湯
負荷に応じて容易に変更することができる。また業務の
拡大通の理由により既設の瞬間湯沸器の全てを同時に動
作させても、所要の給湯能力が得られなくなった場合に
は、既設の装置に、適数の瞬間湯沸器を増設して、既設
のものと同様にそれらの湯出力側を前記給湯往き管、水
入力側を前記給湯還り管に接続すれば、最大給湯能力を
容易に増大することができる。

以上の動作に於いて、中央制御手段に異常が発生し
て、その異常を個別制御手段の異常発生検出手段が検出
すると、動作切替手段は、単独動作設定手段の設定の有
無を調べ、単独設定がされている場合には個別制御手段
を単独制御動作に切り替え、この制御動作により瞬間湯
沸器を動作させる。即ち、切替時に動作中の場合には動
作を継続させ、停止中の場合には遠隔操作バルブを開と
して動作を行わせる。一方、単独設定がされていない場
合で動作中の瞬間湯沸器に於いては、上記の動作切替を
行わずに、遠隔操作バルブを閉として動作を停止し、停
止中のものは停止状態を継続する。

このように中央制御手段に異常が発生した場合に於い
ても、予め単独動作設定手段に単独動作を設定している
瞬間湯沸器は、予め設定されている条件で動作が行われ
るので、最大能力での運転はできないが、給湯が停止さ
れることがなく、また異常が発生した中央制御手段によ
って制御されることがないので、瞬間湯沸器の異常動作
も行われない。

（実施例） 次に本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明の中央式給湯装置の実施例を系統図と
して表したものである。この図に於いて、符号１（1a,1
b,1c,…）は瞬間湯沸器であり、図に於いては３台を示
しているが、これらの瞬間湯沸器１の数は適宜に設定す
ることができる。これらの瞬間湯沸器１には、熱交換器
２とそれを加熱するためのバーナ３を設けている。ま
た、その水入力側ｉから湯出力側ｏに至る湯沸経路４に
は流量センサ５と湯温センサ６及び遠隔操作バルブ７を
設け、該センサ5,6に基づいたバーナ３の燃焼制御と遠
隔操作バルブ７の開閉制御を行う個別制御手段８を設け
ている。なお、遠隔操作バルブ７は例えば電動バルブで
構成することができる。前記個別制御手段８によるバー
ナ３の燃焼の制御は、前述した流量センサ５により、水
入力側から湯出力側に至る湯沸経路４の所定量以上の流
水を検出してバーナ３の燃焼を開始する動作と共に、前
記湯温センサ６により熱交換器２の下流側の湯温を、予
め個別制御手段８に設定した温度とするように制御する
フィードバック制御や、湯温センサ６に加えて熱交換器
２の上流側の戻り湯または水温を検出する水温センサ
（図示省略）を設けて行うフィードフォワード制御また
はこれらを組み合わせた制御等、通常の個別使用の瞬間
湯沸器に於いて使用されている適宜の制御方法を適用す
ることができる。尚、瞬間湯沸器１の実際の動作に必要
な他の構成要素、例えばファンモータ、点火プラグ、フ
レームロッド等のバーナ安全装置、電磁弁、比例制御
弁、風圧スイッチ、空焚防止スイッチ等の構成要素は図
示を省略している。

符号９は夫々の前記個別制御手段８を集中的に管理す
る中央制御手段であり、前記個別制御手段８には、単独
動作設定手段10と、前記中央制御手段９の異常発生検出
手段11と、該異常発生検出手段11による異常発生検出
と、前記単独動作設定手段10による単独動作設定を条件
として個別制御手段８を単独動作制御に切り替える切替
手段12を設けている。単独動作設定手段10はスイッチと
して構成し、ONを動作設定、OFFを設定解除として対応
させることができる。前記中央制御手段９と個別制御手
段８の制御に於ける通信は、所定時間毎の中央制御手段
９からの問い合わせと、個別制御手段８からの肯定応答
を伴う構成とし、異常発生検出手段11は、所定時間内に
於ける前記問い合わせの無により中央制御手段９の異常
発生を検出する構成とすることができる。この他、異常
発生検出手段11は、予め設定された制御信号以外の信号
により中央制御手段の異常発生を検出する構成とするこ
ともできる。以上の制御のための通信は、前述した条件
を満たすものであれば適宜の伝送制御手順を適用するこ
とができ、また異常発生検出手段11や切替手段12の具体
的構成も適宜である。

符号13は多数の給湯個所14a,14b,14c,……を通る循環
式配管であり、この循環式配管13は給湯往き管15と給湯
還り管16とから構成しており、この循環式配管13の適
所、例えば図に示すように給湯還り管16に循環ポンプ17
を設けている。またこの給湯還り管16には給水管18を接
続している。給水管18はバルブ19や大気解放タンク（図
示省略）を介して上水道に接続する構成とする他、場合
によっては逆止弁等を介して直接に上水道に接続するこ
ともできる。

しかして前記瞬間湯沸器１は、夫々の湯沸経路４の湯
出力側ｏを前記給湯往き管15、水入力側ｉを前記給湯還
り管16に接続して並列に構成している。これらの湯出力
側ｏと給湯往き管15及び水入力側ｉと給湯還り管16は、
手動等のバルブ20,21を介して接続している。尚、図示
の構成に於いて符号22は燃料ガス供給管である。

以上の構成に於いて、複数の瞬間湯沸器のうち、所定
数の瞬間湯沸騰器については、単独動作設定手段を設定
状態とし、そしてその個別制御手段には湯温等の制御条
件を設定しておく。また残りの瞬間湯沸器については、
単独動作設定手段を設定解除状態とし、そしてその個別
制御手段に湯温等の制御条件を設定しておく。

しかして給湯に際して正常動作の中央制御手段９は、
動作させるべき瞬間湯沸騰器１の個別制御手段８に指令
を送り、遠隔操作バルブ７を開とする。このように開の
指令を送る瞬間湯沸器１の数は、給湯負荷に応じて設定
する。例えば給湯負荷は、後述するように例えば給湯往
き管15を流れる湯温により検出することができる。

しかして循環ポンプ17により給湯還り管16を流れてい
る戻り湯は、給水管18から補給された上水と合流して、
該給湯還り管16の下流側に流れる。そして遠隔操作バル
ブ７が開の瞬間湯沸器１に於いて、給湯還り管16から分
岐して、水入力側ｉから湯沸経路４に流入する。かかる
戻り湯または上水の流入を流量センサ５が検出するの
で、個別制御手段８によりバーナ３が燃料を開始し、予
め設定された制御条件に基づいて制御される。

こうして遠隔操作バルブ７が開の瞬間湯沸器１の湯沸
経路４に流入した戻り湯または上水は、熱交換器２を通
過する際に加熱されて湯出力側ｏに至り、給湯往き管15
に合流する。そして合流した湯は該給湯往き管15を流れ
て各給湯個所14a,14b,14c,……に至り、その一部が使用
される。そして残りは給湯還り管16を還流し、湯の使用
量に応じて前記給水管18から補給された上水と合流して
下流側に流れ、再び前述の動作の循環が行われる。

しかして以上の動作に於いて、湯の使用量が増え、即
ち給湯負荷が大きくなると、給湯往き管15を流れる湯の
温度が低下するので、中央制御手段９は、かかる湯温の
低下を適宜の湯温センサ（図示省略）で検出した場合に
は、この湯温の低下程度等に応じて、更に加えて動作さ
せる瞬間湯沸器１の数を導出し、この導出した数に基づ
き、現在遠隔操作バルブ７が閉で運転停止中の瞬間湯沸
器１を選択して、選択した瞬間湯沸器１の個別制御手段
８に指令を送り、その遠隔操作バルブ７を開とする。し
かして、以上の指令によって遠隔操作バルブ７が開とな
った瞬間湯沸器１が上述と同様な動作を開始し、それま
でに動作中の瞬間湯沸器１と同時に動作するので、全体
としての給湯能力が増大し、前述した負荷の増大に対処
することができる。

次に、湯の使用量が減り、給湯負荷が小さくなると、
中央制御手段９は湯温の上昇の程度等に応じて、燃料を
停止させる瞬間湯沸器１の数を導出し、この導出した数
に基づき、現在遠隔操作バルブ７が開で運転中の瞬間湯
沸器１を選択して、選択した瞬間湯沸器１の個別制御手
段８に指令を送り、その遠隔操作バルブ７を閉とする。
こうして、動作状態の瞬間湯沸器１の数が減ることによ
り、給湯負荷の減少に対することができる。

以上の動作に於いて、例えば業務拡張等に伴い必要給
湯量が大幅に増大し、全部の瞬間湯沸器１を動作させて
も対応できない場合には、既設の装置に、適数の他の瞬
間湯沸器１を増設し、それらの湯出力側を前記給湯往き
管15、水入力側を前記給湯還り管16に接続して、既設の
瞬間湯沸器１と並列に接続して同時に動作させれば、最
大給湯能力を容易に増大することができる。

また以上の使用に際して、いずれかの瞬間湯沸器１が
故障した場合には、それだけを修理または取替えるだけ
で良く、前述した通り、瞬間湯沸器１の湯出力側ｏと給
湯往き管15及び水入力側ｉと給湯還り管16を、バルブ2
0,21を介して接続しておけば、このバルブ20,21を閉と
することで、他の瞬間湯沸器１の動作状態、即ち給湯を
している状態での修理または取替えを容易に行うことが
できる。

以上の動作に於いて、中央制御手段９に異常が発生し
て、正常時には所定時間毎に中央制御手段９から発生す
る問い合わせが個別制御手段８で受信されない場合や、
予め設定されている制御信号以外の信号が個別制御手段
８で受信された場合には、異常発生検出手段11が検出信
号を発する。この検出信号が発せられると、動作切替手
段12は、単独動作設定手段10に於ける設定の有無を調
べ、単独設定がされている場合には個別制御手段８を単
独制御動作に切り替え、この制御動作により瞬間湯沸器
１を動作させる。即ち、切替時に動作中の場合には制御
の主体を切り替えだけで動作を継続させ、停止中の場合
には遠隔操作バルブ７を開として動作を開始させる。一
方、単独設定がされていない場合で動作中の瞬間湯沸器
１に於いては、上記の動作切替を行わずに、遠隔操作バ
ルブ７を閉として動作を停止し、停止中のものは停止状
態を継続する。

このように中央制御手段９に異常が発生した場合に於
いても、予め単独動作設定手段10に単独動作を設定して
いる瞬間湯沸器１は、予め設定されている条件で動作が
行われるので、最大能力での運転はできないが、給湯が
停止されることがなく、また異常が発生した中央制御手
段９によって制御が継続されることによる瞬間湯沸器１
の異常動作も行われない。

（発明の効果） 本発明の中央式給湯装置は以上の通り、給湯個所を通
る循環式配管と複数の瞬間湯沸器とから構成し、これら
の複数の瞬間湯沸器の動作を制御することにより負荷の
変動に対応させる構成としたので、従来の中央給湯装置
に於いて必要であった貯湯タンクは不要となり、また複
数の瞬間湯沸器のいずれかが故障した場合でも、それだ
けを修理または取替えるだけで良く、故障に対しても即
座に対応することができ、給湯の中断を防止することが
できるので、切替動作可能な２組を予め設置しておく必
要がなく、また業務拡張等に伴い必要給湯量が大幅に増
大する場合には、既設の装置に、適数の他の瞬間湯沸器
を増設すれば良いので、将来を見越して給湯能力を予め
余裕を持った設計とする必要はない。従って本発明で
は、重量及び所要スペースを大幅に低減することがで
き、また複数の瞬間湯沸器を夫々ユニットとして運搬可
能であること等により施工が容易となるので、建物の空
きスペースである屋上への設置が可能であり、従来の中
央式給湯装置に占有されていた１階や地階のスペースを
有効に利用することができるという効果がある。また本
発明では、複数の瞬間湯沸器の夫々を多量生産すること
ができるので、一品生産的であった従来の装置と比較し
て、コストを大幅に低減することができるという効果が
ある。更に本発明は、遠隔操作バルブの開閉操作によ
り、容易に中央制御手段により給湯能力を調節すること
ができ、負荷の変動に効率的に対処することができると
いう効果がある。また本発明では、中央制御手段に異常
が発生した場合に於いても、予め単独動作設定手段に単
独動作を設定している瞬間湯沸器は、予め設定されてい
る条件で動作が行われるので、最大能力での運転はでき
ないものの、給湯が停止されることがなく、異常が発生
した中央制御手段によって制御が継続されることによる
瞬間湯沸器の異常動作を防止することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を表した系統説明図、第２図は
要部の系統説明図である。また第３図は従来例を表した
系統説明図である。 符号１（1a,1b,1c,…）……瞬間湯沸器、２……熱交換
器、３……バーナ、４……湯沸経路、５……流量セン
サ、６……湯温センサ、７……遠隔操作バルブ、８……
個別制御手段、９……中央制御手段、10……単独動作設
定手段、11……異常発生検出手段、12……切替手段、13
……循環式配管、14a,14b,14c……給湯個所、15……給
湯往き管、16……給湯還り管、17……循環ポンプ、18…
…給水管、19、20、21……バルブ、22……燃料ガス供給
管、ｏ……湯出力側、ｉ……水入力側。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 恭弘 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 高木 多佳雄 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 望月 公雄 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 篠原 占三 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 橋本 州典 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 高井 秀忠 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−31947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−72840（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−14524（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−195859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−21939（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−78462（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−9344（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24D 17/00 F24H 1/10 301

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給湯個所を通る給湯往き管及び給湯還り管
   とから成る循環式配管と複数の瞬間湯沸器とから構成
   し、該複数の瞬間湯沸器は、夫々の湯出力側を前記給湯
   往き管に、水入力側を前記給湯還り管に接続して並列に
   構成すると共に、該水入力側から湯出力側に至る湯沸経
   路には流量センサと湯温センサ及び遠隔操作バルブを設
   け、該センサに基づいたバーナの燃焼制御と遠隔操作バ
   ルブの開閉制御を行う個別制御手段を設けると共に、夫
   々の個別制御手段を集中的に管理する中央制御手段を設
   け、前記個別制御手段には単独動作設定手段と、前記中
   央制御手段の異常発生検出手段と、該異常発生検出手段
   による異常発生検出と、前記単独動作設定手段による単
   独動作設定を条件として個別制御手段を単独動作制御に
   切り替える切替手段を設けたことを特徴とする中央式給
   湯装置
2. 【請求項２】請求項１の中央制御手段と個別制御手段の
   制御に於ける通信は、所定時間毎の中央制御手段からの
   問い合わせと、個別制御手段からの肯定応答を伴う構成
   とし、異常発生検出手段は、所定時間内に於ける前記問
   い合わせの無により中央制御手段の異常発生を検出する
   ことを特徴とする中央式給湯装置
3. 【請求項３】請求項１の異常発生検出手段は、予め設定
   された制御信号以外の信号により中央制御手段の異常発
   生を検出することを特徴とする中央式給湯装置