JP2929499B2 - 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於いても給湯が中断
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、まず、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の集中的に管理する中央制御手
段を設け、該中央制御手段には、夫々の遠隔操作バルブ
の開操作に対応する瞬間湯沸器の夫々の動作時間を積算
して記憶する積算記憶手段と、該積算記憶手段の積算記
憶値を比較し、その値により優先的に動作させる瞬間湯
沸器を選択して制御する選択制御手段を設け、選択制御
手段による選択は、停止状態の瞬間湯沸器を動作させる
際に行い、値の小さい瞬間湯沸器を選択して動作させる
構成としたものである。

また本発明の中央式給湯装置は、次に、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、該中央制御手段には、夫
々の遠隔操作バルブの開操作に対応する瞬間湯沸器の夫
々の動作時間を積算して記憶する積算記憶手段と、該積
算記憶手段の積算記憶値を比較し、その値により優先的
に動作させる瞬間湯沸器を選択して制御する選択制御手
段を設け、選択制御手段による選択は、動作状態の瞬間
湯沸器を停止させる際に行い、値の大きい瞬間湯沸器を
選択して停止させる構成としたものである。

また、本発明の中央式給湯装置は、次に、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、該中央制御手段に
は、夫々の遠隔操作バルブの開操作に対応する瞬間湯沸
器の夫々の動作時間を積算して記憶する積算記憶手段
と、該積算記憶手段の積算記憶値を比較し、その値によ
り優先的に動作させる瞬間湯沸器を選択して制御する選
択制御手段を設け、選択制御手段による選択は、動作状
態の瞬間湯沸器を停止させる際に行い、値の大きい瞬間
湯沸器を選択して停止させると共に、選択制御手段によ
る選択は、動作状態の瞬間湯沸器を停止させる際にも行
い、値の大きい瞬間湯沸器を選択して停止させる構成と
したものである。

そして本発明では、以上の構成において、個別制御手
段には、バーナの燃焼量に対応した信号を中央制御手段
に送信する送信手段を設けると共に、該中央制御手段の
積算記憶手段には、動作時間に代えて、該動作時間に前
記燃焼量の対応信号を乗じた量を積算して記憶する構成
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、バーナの燃焼を開始する。

従って、前記湯沸経路を流れる上水または戻り湯はバ
ーナの燃焼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。以上の動作に於いて、中央制御手段は、遠隔操
作バルブの開操作に対応して動作している各瞬間湯沸器
毎に積算記憶手段により、その動作時間を積算して記憶
する。

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、このように動
作させる瞬間湯沸器の数を増減する場合には、選択制御
手段は積算記憶手段に記憶されている積算記憶値を比較
し、その値により優先的に動作させる瞬間湯沸器を選択
する。即ち、動作させる瞬間湯沸器の数を増加する場合
には、選択制御手段は値の小さい瞬間湯沸器を選択して
動作させ、また減少する場合には、選択制御手段は値の
大きい瞬間湯沸器を選択して停止させる。このような選
択動作により複数の瞬間湯沸器は、それらの動作時間が
均一化される。

積算記憶手段には前記動作時間に代えて、該動作時間
にバーナの燃焼量の対応信号を乗じた量を積算して記憶
する構成とし、これらの積算値を比較して前述したよに
選択制御手段により瞬間湯沸器を選択すれば、複数の瞬
間湯沸器は、それらの積算の燃焼量が均一化される。

業務の拡大等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。

（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、この中央制御手段９には、夫々
の遠隔操作バルブ７の開操作に対応する瞬間湯沸器１の
夫々の動作時間を積算して記憶する積算記憶手段10と、
該積算記憶手段10の積算記憶値を比較し、その値により
優先的に動作させる瞬間湯沸器１を選択して制御する選
択制御手段11を設けている。

符号12は多数の給湯個所13a,13b,13c,……を通る循環
式配管であり、この循環式配管12は給湯往き管14と給湯
還り管15とから構成しており、この循環式配管12の適
所、例えば図に示すように給湯還り管15に循環ポンプ16
を設けている。またこの給湯還り管15には給水管17を接
続している。給水管17はバルブ18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14、水入力側ｉを前記給湯還
り管15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14及び水入力側ｉと給湯還り管15は、
手動等のバルブ19,20を介して接続している。尚、図示
の構成に於いて符号21は燃料ガス供給管である。

以上の構成に於いて、給湯に際して中央制御手段９
は、まず動作させるべき瞬間湯沸器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
て設定し、また指令を送る瞬間湯沸器１は後述するよう
に選択制御手段11により選択して行う。尚、給湯負荷
は、後述するように例えば給湯往き管14を流れる湯温に
より検出することができる。

しかして瞬間ポンプ16により給湯還り管15を流れてい
る戻り湯が、給水管17から補給された上水と合流して、
該給湯還り管15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15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が燃焼を開始し、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14
に合流する。そして合流した湯は該給湯往き管14を流れ
て各給湯個所13a,13b,13c,……に至り、その一部が使用
される。そして残りは給湯還り管15を還流し、湯の使用
量に応じて前記給水管17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。

以上の動作に於いて、中央制御手段９は、遠隔操作バ
ルブ７の開操作に対応して動作している各瞬間湯沸器１
毎に積算記憶手段10により、その動作時間を積算して記
憶する。この動作時間は、遠隔操作バルブ７の開指令を
発した時点からの経過時間とする他、個別制御手段８か
らの燃焼開始信号を待って経時を開始した経過時間とす
ることもできる。

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14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。か
かる瞬間湯沸器１の選択は、前述した動作により積算記
憶手段10に記憶されている積算記憶値を選択制御手段11
により比較し、その値が小さいものから順に、前述した
数だけ選択する。このような積算記憶手段10や選択制御
手段11はマイクロコンピュータ等を利用して構成するこ
ともできる。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、燃焼を
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を選択制御手段11が選択して、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。かかる瞬間湯沸器１の選択は、前述し
た動作により積算記憶手段10に記憶されている積算記憶
値を比較し、その値が大きいものから順に、前述した数
だけ選択する。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応することがで
きる。

上述の選択制御手段11による瞬間湯沸器１の選択によ
り複数の瞬間湯沸器１の動作時間の均一化が図られる。
以上は、単に瞬間湯沸器１の動作時間の均一化を図るも
のであるが、この他、積算記憶手段10には前記動作時間
に代えて、該動作時間にバーナの燃焼量の対応信号を乗
じた量を積算して記憶する構成とし、これらの積算値を
比較して前述したように選択制御手段11により瞬間湯沸
器１を選択して制御すれば、複数の瞬間湯沸器１は、そ
れらの積算の燃焼量が均一化される。この場合には、個
別制御手段８には、バーナの燃焼量に対応した信号を中
央制御手段９に送信する送信手段（図示省略）を設けれ
ば良い。尚、以上の説明に於いては、選択制御手段11に
よる選択そして制御は、停止状態の瞬間湯沸器１を動作
させる際及び動作状態の瞬間湯沸器１を停止させる際の
いずれにも行っているが、いずれか一方でのみ行うこも
できる。

以上の動作に於いて、例えば業務拡張等に伴う必要給
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14、水入力側を前記給湯還り管15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14及び水入力側ｉと給湯還り管15を、バルブ1
9,20を介して接続しておけば、このバルブ19,20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。

（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にも、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
余裕をも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。更に本発明では、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、複数の瞬間湯沸器の
動作時間または積算した燃焼量を均一化することができ
るので、一部の集中使用による耐久性の悪化を防止する
ことができ、装置全体としての耐久性を向上し得るとい
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１、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……積算記憶手
段、11……選択制御手段、12……循環式配管、13a,13b,
13c……給湯個所、14……給湯往き管、15……給湯還り
管、16……循環ポンプ、17……給水管、18、19、20……
バルブ、21……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 平１−98836（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−64440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−72840（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24D 17/00 F24H 1/10

Claims (4)

(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
   々の個別制御手段の集中的に管理する中央制御手段を設
   け、該中央制御手段には、夫々の遠隔操作バルブの開操
   作に対応する瞬間湯沸器の夫々の動作時間を積算して記
   憶する積算記憶手段と、該積算記憶手段の積算記憶値を
   比較し、その値により優先的に動作させる瞬間湯沸器を
   選択して制御する選択制御手段を設け、選択制御手段に
   よる選択は、停止状態の瞬間湯沸器を動作させる際に行
   い、値の小さい瞬間湯沸器を選択して動作させることを
   特徴とする中央式給湯装置
2. 【請求項２】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、該中央制御手段には、夫々の遠隔操作バルブの開操
   作に対応する瞬間湯沸器の夫々の動作時間を積算して記
   憶する積算記憶手段と、該積算記憶手段の積算記憶値を
   比較し、その値により優先的に動作させる瞬間湯沸器を
   選択して制御する選択制御手段を設け、選択制御手段に
   よる選択は、動作状態の瞬間湯沸器を停止させる際に行
   い、値の大きい瞬間湯沸器を選択して停止させることを
   特徴とする中央式給湯装置
3. 【請求項３】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、該中央制御手段には、夫々の遠隔操作バルブの開操
   作に対応する瞬間湯沸器の夫々の動作時間を積算して記
   憶する積算記憶手段と、該積算記憶手段の積算記憶値を
   比較し、その値により優先的に動作させる瞬間湯沸器を
   選択して制御する選択制御手段を設け、選択制御手段に
   よる選択は、動作状態の瞬間湯沸器を停止させる際に行
   い、値の大きい瞬間湯沸器を選択して停止させると共
   に、選択制御手段による選択は、動作状態の瞬間湯沸器
   を停止させる際にも行い、値の大きい瞬間湯沸器を選択
   して停止させることを特徴とする中央式給湯装置
4. 【請求項４】個別制御手段には、バーナの燃焼量に対応
   した信号を中央制御手段に送信する送信手段を設けると
   共に、該中央制御手段の積算記憶手段には、動作時間に
   代えて、該動作時間に前記燃焼量の対応信号を乗じた量
   を積算して記憶することを特徴とする請求項1,2又は３
   記載の中央式給湯装置