JP3718654B2

JP3718654B2 - Hot water mixing unit

Info

Publication number: JP3718654B2
Application number: JP2002018376A
Authority: JP
Inventors: 宏明佐々木; 正和安藤; 錦司森; 幸弘鈴木
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2022-01-28
Also published as: JP2003214703A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自然エネルギーを利用した太陽熱温水器等や各種廃熱を利用した温水器等から構成される温水供給装置を給湯器等の補助熱源機に接続するための湯水混合ユニットにあって、温水供給装置からの温水の有効利用に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
天候等に左右されずに目的温度の温水を取出すために、図１の概略図に示されるように、上記温水供給装置である太陽熱温水器５と補助熱源機である給湯器７とを湯水混合ユニット１によって接続したソーラ給湯システムが知られている。
【０００３】
このようなソーラ給湯システムは、前記太陽熱温水器５からのソーラ温水を有効利用することで前記給湯器７の燃焼量をできるだけ減少させて省エネのメリットを得ることを目的としている。そのため、湯水混合ユニット１は、ソーラ温水と冷水の混合割合を決定し、この混合割合となるように湯水混合器３の動作制御を行っている。
【０００４】
具体的には、ソーラ温水温度が出湯設定温度よりも高い場合には、給湯器７において加熱する必要のない出湯設定温度の混合水を混合調節するように前記湯水混合器３を制御している。一方、ソーラ温水温度が出湯設定温度よりも低い場合には、前記出湯設定温度から給湯器７の最低燃焼時の上昇温度を差引いて求められる混合目標温度の混合水を混合調節するように前記湯水混合器３を制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、湯水混合器３において混合目標温度の混合水を混合調節できない場合がある。すなわち、混合目標温度がソーラ温水温度及び冷水温度よりも高い場合（混合目標温度＞ソーラ温水温度，冷水温度）又は低い場合（目標混合温度＜ソーラ温水温度，冷水温度）が考えられる。このような場合には、従来の湯水混合ユニット１は、ソーラ温水温度と冷水温度のうちで前記混合目標温度に近い温度を有する側を全開・他方を全閉とするように前記湯水混合器３の動作制御を行っている。
【０００６】
例えば、ソーラ温水配管５６内のソーラ温水が冷えている朝最初の使用時で、夏場などの冷水温度が比較的高い場合がある。このとき、混合目標温度がソーラ温水温度及び冷水温度よりも高く、ソーラ温水温度が冷水温度よりも低い場合には（混合目標温度＞冷水温度＞ソーラ温水温度）、従来の湯水混合ユニット１は、混合弁の冷水側を全開・ソーラ温水側を全閉として前記冷水回路１５の冷水を前記給湯器７へ送出することとなる。
【０００７】
即ち、この例の湯水混合ユニット１は、温水回路１４に配設された温水温センサ１９で検出されたソーラ温水温度を太陽熱温水器５のソーラ温水温度として認識するようになっている。そのため、例えば、この湯水混合ユニット１の運転開始初期に、前記太陽熱温水器５と前記湯水混合ユニット１とを接続するソーラ温水配管５６内で冷却された低温のソーラ温水が通水されると、前記湯水混合ユニット１は、この低温のソーラ温水温度を太陽熱温水器５から供給されるソーラ温水と認識して前記湯水混合器３の混合制御を行うこととなる。
【０００８】
具体的には、太陽熱温水器５内のソーラ温水温度が６０℃、冷水温度が２０℃であって、前記ソーラ温水配管５６内に１８℃に冷却されたソーラ温水が貯留している場合に、給湯器７の出湯設定温度を５０℃に設定して運転を開始すると、前記温水回路１４に１８℃のソーラ温水が取込まれるから、前記湯水混合ユニット１は太陽熱温水器５のソーラ温水温度は１８℃と認識する。そして、前記湯水混合ユニット１は各検出値に基づいて、混合目標温度がソーラ温水温度及び冷水温度よりも高く、ソーラ温水温度が冷水温度よりも低い（混合目標温度＞冷水温度＞ソーラ温水温度）と判断すると、前記混合弁の冷水側を全開・ソーラ温水側を全閉とするように前記湯水混合器３の動作制御を行う。
【０００９】
このように、混合弁のソーラ温水側が全閉に固定されてしまうと、前記太陽熱温水器５の高温のソーラ温水はいつまで経っても前記湯水混合ユニット１に取込まれないため、前記湯水混合ユニット１の誤った認識も是正されない。そのため、前記貯湯タンク５１内の６０℃のソーラ温水から５０℃の出湯設定温度の混合水を混合調節できるにも係わらず、前記給湯器７において２０℃の冷水を加熱し続けるという、湯水混合ユニット１の目的である省エネと反する結果となってしまう。
【００１０】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、『上流端が水源からの給水配管に接続される水入口となった冷水回路と、上流端が温水供給装置からの温水配管に接続される湯入口となった温水回路と、前記冷水回路と温水回路の合流点から延設されると共に下流端が前記合流点の混合水を補助熱源機へ送出する湯出口となった混合水回路とからなる通水回路と、
前記合流点において前記冷水と温水の混合割合を調節する湯水混合器と、
前記冷水回路を流れる冷水温度を検出する冷水温センサと、
前記温水回路を流れる温水温度を検出する温水温センサと、
この湯水混合ユニットの動作制御を行うコントローラとを備える湯水混合ユニット』において、湯水混合ユニットにおいて検出される温水温度と温水供給装置に貯湯される温水温度とが異なる場合にも温水供給装置からの温水を有効利用できるようにすることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
＊１項
上記課題を解決するための本発明の技術的手段は、『前記コントローラは、前記温水温センサで検出される温水温度が前記冷水温センサで検出される冷水温度より所定温度だけ高く設定される基準温度以下である場合に、前記湯水混合器において温水側を開弁方向に動作させる混合制御手段を備える』ことを特徴とするものである。
【００１２】
これによると、本湯水混合ユニットは、運転開始初期に検出された温水温度が冷水温度よりも低い場合には、混合目標温度又は出湯設定温度に係わらず、前記湯水混合器の温水側を強制的に開弁して温水を優先的に利用する。そのため、配管において冷却された温水を早く排出して温水供給装置の高温の温水を早く本湯水混合ユニット内に取込むことができる。
【００１３】
また、温水温度が冷水温度よりも高い場合でも、前記温水温度が基準温度以下であれば、上記と同様に動作される。そのため、従来のものでは、目標混合温度又は出湯設定温度が冷水温度よりも低い場合には、冷水側を全開・温水側を全閉として冷水を利用していたが、本湯水混合ユニットでは温水側を開弁して温水供給装置の温水を優先的に利用する。また、目標混合温度又は出湯設定温度が温水温度と冷水温度との間にある場合には、従来は、温水と冷水を混合して混合水を混合調節していたが、本湯水混合ユニットでは上記と同様に温水が優先的に利用されるようになっている。
【００１４】
ここで、前記基準温度は、この湯水混合ユニットが用いられる温水供給システムにおいて許容できる変動温度だけ冷水温度よりも高く設定されている。具体的には、補助熱源機として給湯器が用いられる場合、前記基準温度は、冷水温度よりも２〜３℃程度高い温度に設定するのが望ましい。
【００１５】
＊２項
１項において、『前記混合制御手段は、前記温水温度が前記基準温度以下である場合に前記湯水混合器の温水側を所定の設定開度に固定する』ことを特徴とするものである。
【００１６】
これによると、前記湯水混合器に流入する温水の流量を制限することができる。そのため、運転中に本湯水混合ユニットに取込まれる温水温度が急上昇する場合に、温水側を閉弁方向に動作させることで湯水混合器への温水の流入及び混合水温度の急上昇を抑制することができる。これにより、補助熱源機からの高温出湯が防止されると共に利用者の使用感がよい。
【００１７】
ここで、前記所定の設定開度は、温水が急上昇する場合に湯水混合器の動作制御によって混合水温度の急上昇を抑制できるように、温水回路から湯水混合器に流入する温水の流量を制限するように設定される。
【００１８】
＊３項
１項又は２項において、『前記基準温度は、この湯水混合ユニットに接続される補助熱源機から取出される湯水の温度変動として許容可能な温度差だけ前記冷水温度よりも高い温度に設定されている』ことを特徴とするものである。
【００１９】
このものによれば、温水温度が前記基準温度以下であれば、従来、冷水側を全開・温水側を全閉としていた場合に温水を優先的に利用しても、補助熱源機から出湯される湯水の温度変動を小さく抑制できる。そのため、利用者の使用感を損なうことがないと共に高温出湯による危険性もなく安全である。
【００２０】
【発明の効果】
上記のような構成であるから本発明は次の特有の効果を有する。
本発明の湯水混合ユニットは、温水温度が冷水温度よりも低い場合、及び、温水温度が冷水温度よりも高くても基準温度以下である場合には、混合目標温度及び出湯設定温度に係わらず、温水を優先的に利用するため、本湯水混合ユニット内に温水供給装置からの温水が早く取込まれる。そのため、運転開始初期に本湯水混合ユニットにおいて認識される温水温度と温水供給装置に貯湯されている温水温度とが異なる場合にも、本湯水混合ユニットの認識の誤りを早く是正して、省エネの目的に則した適切な動作制御を行うことができるため、温水供給装置の温水を有効利用することができる。
【００２１】
ここで、通常、前記温水供給装置に供給される水と冷水回路に取込まれる冷水とは同じ水源から供給されるため、温水温度が冷水温度よりも低い場合に、無条件に温水を優先的に利用しても省エネの目的を著しく損なうことはない。
【００２２】
２項のものによれば、湯水混合ユニットに取込まれる温水温度の急上昇による補助熱源機からの高温出湯を防止することができ、利用者の使用感がよい。
【００２３】
３項のものによれば、温水温度が基準温度以下であれば、補助熱源機からの出湯温度の変動を小さく抑制できるため、利用者の使用感が損われることはないと共に高温出湯の危険性もなく安全である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳述する。
以下の実施の形態では、温水供給装置である太陽熱温水器を補助熱源機である給湯器に接続するために本発明の一例である湯水混合ユニットを利用したソーラ給湯システムを例に挙げて説明する。
本ソーラ給湯システムの概略図を図１に示している。先ず、このソーラ給湯システムの各部の構成について説明する。
【００２５】
＊太陽熱温水器５
太陽熱温水器５は、建物の屋上や屋根等に設置され太陽熱を吸収する集熱器５０と、ソーラ温水を貯留する貯湯タンク５１と、前記集熱器５０と貯湯タンク５１との間を循環するように形成されると共に太陽熱を伝達するための液状媒体が充填された蓄熱循環路５２とを具備している。前記蓄熱循環路５２には前記液状媒体を循環させるためのシスターン５３と循環ポンプ５４とが設けられおり、前記貯湯タンク５１の底部には上水道などの水源から冷水を供給するソーラ用給水配管５５と水抜栓５７を具備する水抜回路５８が底部に接続されている。また、前記貯湯タンク５１の頂部にはこの貯湯タンク５１内のソーラ温水を取出すためのソーラ温水配管５６が接続されている。
【００２６】
前記循環ポンプ５４を駆動して前記蓄熱循環路５２内の液状媒体を循環させると、前記集熱器５０内で太陽熱によって加熱された液状媒体が前記貯湯タンク５１へと移動される。前記貯湯タンク５１内に移動した液状媒体が貯湯された水と熱交換を行うことによって貯湯タンク５１内の水が加熱されてソーラ温水を作り出している。
【００２７】
＊給湯器７
給湯器７は、ここでは図示しないガスバーナで加熱される熱交換器７３を内蔵する給湯器本体７０と、前記給湯器本体７０に電気接続されて各種操作・表示部（運転スイッチ、浴槽の湯張りスイッチ、湯温設定部、燃焼表示部等）を備えたリモコン７１と、このリモコンと配線ケーブル７８で接続されると共に出湯蛇口８５や浴槽８１の出湯温度が出湯設定温度となるように燃焼制御を行う給湯コントローラ７２とを備えている。
【００２８】
前記給湯器本体７０内の通水管７４には、前記湯水混合ユニット１から送出される混合水を取入れる入水配管７６と、先端部に前記出湯蛇口８５を備えた出湯配管８４と、浴槽８１の湯張り及び追焚きに使用される往き管８２と戻り管８３がそれぞれ接続されている。
【００２９】
＊湯水混合ユニット１
湯水混合ユニット１は、図１に示されるように、上流端が前記太陽熱温水器５のソーラ温水配管５６に接続される温水回路１４と、上流端が前記太陽熱温水器５の前記ソーラ用給水配管５５から分岐された給水配管５９に接続される冷水回路１５と、前記温水回路１４と冷水回路１５との合流点から延びて下流端が前記給湯器７の入水配管７６に接続される混合水回路２９とからなる通水回路２と、前記混合水回路２９に流入するソーラ温水と冷水の混合割合を調節して所定の温度の混合水とする湯水混合器３と、この湯水混合ユニット１の動作制御を行うユニットコントローラ１１と、この湯水混合ユニット１に電力供給を行う主電源１００を備えている。
【００３０】
前記ソーラ温水回路１４には、上流端から順番にソーラ温水の除塵機能を兼備するフィルタ付きの水抜き栓２１、貯湯タンク５１の内圧低下時に外気を吸入して前記内圧を調節するバキュームブレーカ１２、逆止弁１３及び温水回路１４を流れるソーラ温水温度を検出するソーラ温水温センサ１９が配設されている。前記温水回路１４へのソーラ温水の取込み及び取込みの停止はユニットコントローラ１１によって制御されている。
【００３１】
前記冷水回路１５には、上流端から順番に水中の除塵機能を兼備するフィルタ付きの水抜き栓３０、逆止弁２２及び冷水回路１５を流れる冷水温度を検出する冷水温センサ２３が配設されている。
【００３２】
前記混合水回路２９には、上流端から順番に湯水混合器３、水量センサ３２、混合水温センサ３３及び混合水回路２９の水圧が過剰に上昇した際に開弁して圧力を解放する加圧逃がし弁兼水抜き栓３５が配設されている。
【００３３】
前記湯水混合器３は、前記温水回路１４と混合水回路２９との接続点に設けられる温水混合弁２５と、前記冷水回路１５と混合水回路２９との接続点に設けられる冷水混合弁２４とを備えている。前記温水混合弁２５及び冷水混合弁２４は、前記ユニットコントローラ１１からの制御信号によって動作制御されるモータの回転に応じて進退される構成となっている。
【００３４】
前記ユニットコントローラ１１は、ソーラ温水温度と冷水温度、リモコン７１の出湯設定温度、混合水の流量からソーラ温水と冷水の混合割合を決定すると共に前記混合割合となるように前記湯水混合器３の動作制御を行う混合制御部１１１と、前記ソーラ温水が基準温度よりも低温であるかどうかを判断する第１ソーラ温水温判定部１１２と、前記ソーラ温水が前記基準温度よりも高温である場合に前記ソーラ温水が出湯設定温度よりも低温であるかどうかを判断する第２ソーラ温水温判定部１１３等を有している。
【００３５】
また、この例のユニットコントローラ１１は、前記リモコン７１と通信線７７で接続されており、前記リモコン７１の出湯設定温度や浴槽８１の自動湯張り等の運転モード情報といった各種情報を受信するための通信部１１４を有している。
【００３６】
＊湯水混合ユニット１の動作について
次に、前記湯水混合ユニット１の具体的な動作について図２のフローチャートに沿って以下に説明する。
【００３７】
前記出湯蛇口８５又は浴槽８１への出湯が開始されて、ステップＳ１において、流量センサ３２からの信号によって混合水回路２９内での通水が検知されると、前記ユニットコントローラ１１によって前記温水回路１４に太陽熱温水器５からのソーラ温水の取込みが開始される。
【００３８】
これを受けて、ステップＳ２では、第１ソーラ温水温判定部１１２において、温水温センサ１９で検知されたソーラ温水温度が基準温度（冷水温度＋α）以下であるかどうかの判断が行われる。この例において、所定温度αは、このソーラ給湯システムの給湯器７から出湯される湯水の温度変動として許容できる温度（利用者の使用感を損なうことのない温度）、α＝３℃に設定している。実際には、混合調節された混合水は、混合水回路２９から入水配管７６を通って給湯器７へ送出された後、前記給湯器７内の通水管７４を通って出湯されるため、混合調節時の３℃の温度差に起因する出湯温度の変動は３℃よりも小さいものとなる。
【００３９】
そして、第１ソーラ温水温判定部１１２においてソーラ温水温度が基準温度（冷水温度＋α）以下であると判断された場合には、ステップＳ３に進み、混合目標温度及び出湯設定温度に関係なく、前記湯水混合器３の温水混合弁２５を所定の設定開度となるように固定する制御が行われる。このとき、前記冷水混合弁２４は前記温水混合弁の設定開度に合わせて適切な開度に調節される。この例においては、前記設定開度は、温水回路１４を流れるソーラ温水の流量を１４リットル／分に制限できる開度に設定している。この１４リットル／分というソーラ温水の流量は、太陽熱温水器５からの供給が想定される仮想最高温度（例えば８０℃）にソーラ温水が急上昇する場合に、前記温水混合弁２５及び冷水混合弁２４の動作制御によって前記湯水混合器３で混合調節される混合水の温度上昇を所定温度（例えば３℃）以下に抑制できる流量を実験的に求めたものである。
【００４０】
一方、前記第１ソーラ温水温判定部１１２においてソーラ温水温度が基準温度（冷水温度＋α）よりも高いと判断された場合には、ステップＳ４に進み、第２ソーラ温水温判定部１１３において、前記ソーラ温水温度が出湯設定温度以下であるかどうかの判断が行われる。
【００４１】
そして、前記第２ソーラ温水温判定部１１３においてソーラ温水温度が出湯設定温度以下であると判断された場合には、ステップＳ５に進み、出湯設定温度から給湯器７が最低燃焼で動作する場合に上昇する温度を差引いて求められる混合目標温度の混合水を混合調節するように前記湯水混合器３の動作制御を行う。
【００４２】
また、前記第２ソーラ温水温判定部１１３においてソーラ温水温度が出湯設定温度よりも高いと判断された場合には、ステップＳ６に進み、出湯設定温度の混合水を混合調節するように前記湯水混合器３の動作制御を行う。
【００４３】
例えば、前述した従来例のように、本ソーラ給湯システムの運転開始初期に、ソーラ温水配管内５６において冷水温度以下に冷却されたソーラ温水がこの湯水混合ユニット１に取込まれると、前記湯水混合ユニット１はソーラ温水温度が冷水温度よりも低いと判断して、前述のステップＳ１からステップＳ３を実行する。つまり、前記湯水混合器３の温水混合弁２５を所定の設定開度に開弁してソーラ温水を優先的に利用する。そのため、前記ソーラ配管５６内の低温のソーラ温水が前記湯水混合ユニット１内に取込まれて混合水の混合調節に利用される。
【００４４】
前記ソーラ配管５６内の低温のソーラ温水がすべて排出され、これに続いて前記太陽熱温水器５内の高温のソーラ温水が前記湯水混合ユニット１に取込まれると、前記湯水混合ユニット１はソーラ温水温度が基準温度（冷水温度＋α）よりも高いと判断して、前述のステップＳ２,ステップＳ４を経てステップＳ５又はステップＳ６を実行する。つまり、前記ソーラ温水温度が出湯設定温度よりも高い場合には、出湯設定温度の混合水を混合調節し、前記ソーラ温水温度が出湯設定温度よりも低い場合には、前記給湯器７から算出される混合目標温度の混合水を混合調節する。
【００４５】
以上のように、この湯水混合ユニット１は、ソーラ温水温度が基準温度（冷水温度＋α）以下となる場合には、目標混合温度又は出湯設定温度に係わらず、常に、前記湯水混合器３の温水混合弁２５を強制的に開弁してソーラ温水を優先的に利用するから、前記太陽熱温水器５のソーラ温水を早く取込むことができる。これにより、上記のように、湯水混合ユニット１がソーラ温水温度を誤って認識する場合にも、この誤りを早く是正して適切な動作制御を行うことができるため、太陽熱温水器５のソーラ温水を有効利用して省エネのメリットを得ることができる。
【００４６】
また、この例の湯水混合ユニット１は、ソーラ温水温度が基準温度（冷水温度＋α）以下である場合に、温水混合弁２５を前記温水回路１４のソーラ温水の流量を１４リットル／分に制限する設定開度に固定するため、このソーラ給湯システムの運転中にソーラ温水温度が急上昇するような場合にも、前記温水混合弁２５を速やかに閉弁方向・前記冷水混合弁２４を開弁方向に動作させて混合水温度の急上昇を防止することができる。そのため、前記給湯器７からの出湯温度の温度変動が小さく、利用者にとって使用感がよいと共に高温出湯の危険性が低い。
【００４７】
さらに、前記基準温度（冷水温度＋α）は、前記給湯器７から出湯される湯水の温度変動として利用者の使用感を損なうことのない温度α＝３℃だけ冷水温度より高い温度に設定しているため、ソーラ温水を優先的に利用することによって、前記給湯器７の出湯温度が著しく上昇することがないため、利用者にとって使用感がよいと共に高温出湯の危険性も低く安全である。
【００４８】
＊その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではない。
例えば、上記の例においては、前記ソーラ温水温度が基準温度（冷水温度＋α）以下である場合に、前記温水混合弁２５を所定の設定開度に固定しているが、上記条件の場合に、温水混合弁２５を全開・冷水混合弁２４を全閉とするように前記湯水混合器３の動作制御を行うものであってもよい。しかし、このような動作制御を行う場合には、利用者の使用感と安全のために、ソーラ温水の急上昇時に混合水温度の急上昇を抑制し得る構成の湯水混合混合器３を用いることが望ましい。
【００４９】
前述の例においては、温水供給装置として太陽熱温水器５を用いているが、温水供給装置はこれに限られるものではなく、例えば各種廃熱を利用する温水器等その他の温水供給装置であってもよい。また、同様に、補助熱源機についても前述の例の給湯器７に限られるものではない。
【００５０】
また、前記混合水回路２９を流れる混合水の通水の有無及び流量は、前記混合水回路２９に配設された流量センサ３２によって検出されているが、前記給湯器７の本体７０内に配設された流量センサによる検出値をケーブル７７を介して前記ユニットコントローラ１１の通信部１１４で受信し、この検出値をもとに判断されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態におけるソーラ給湯システムの全体構成を示す構成図である。
【図２】本発明実施の形態の湯水混合ユニットにおける動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
(1)・・・湯水混合ユニット
(11)・・・ユニットコントローラ
(111)・・・混合制御部
(112)・・・第１ソーラ温水温判定部
(113)・・・第２ソーラ温水温判定部
(114)・・・通信部
(14)・・・温水回路
(15)・・・冷水回路
(16)・・・湯入口
(17)・・・水入口
(18)・・・湯出口
(19)・・・温水温センサ
(2)・・・通水回路
(23)・・・冷水温センサ
(29)・・・混合水回路
(3)・・・湯水混合器
(32)・・・水量センサ
(33)・・・混合水温センサ
(5)・・・太陽熱温水器
(56)・・・ソーラ温水配管
(7)・・・給湯器
(71)・・・リモコン
(72)・・・給湯コントローラ
(76)・・・入水配管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot and cold water mixing unit for connecting a hot water supply device composed of, for example, a solar water heater using natural energy or a water heater using various waste heat to an auxiliary heat source device such as a water heater. The technology relates to the effective use of hot water from the hot water supply device.
[0002]
[Prior art]
In order to take out the hot water at the target temperature regardless of the weather, etc., as shown in the schematic diagram of FIG. 1, the solar water heater 5 as the hot water supply device and the hot water heater 7 as the auxiliary heat source device are mixed with hot water. A solar hot water system connected by a unit 1 is known.
[0003]
Such a solar hot water supply system is intended to obtain an energy saving merit by reducing the combustion amount of the hot water heater 7 as much as possible by effectively using the solar hot water from the solar water heater 5. Therefore, the hot / cold water mixing unit 1 determines the mixing ratio of the solar hot water and the cold water, and controls the operation of the hot / cold water mixer 3 so as to be the mixing ratio.
[0004]
Specifically, when the hot water temperature of the solar water is higher than the preset hot water temperature, the hot water mixer 3 is controlled so as to mix and adjust the mixed water at the hot water set temperature that does not need to be heated in the hot water heater 7. . On the other hand, when the temperature of the solar hot water is lower than the set temperature of the hot water, the hot water is adjusted so as to mix and adjust the mixed water having the target mixing temperature obtained by subtracting the rising temperature at the time of minimum combustion of the hot water heater 7 from the set temperature of the hot water. The mixer 3 is controlled.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, there is a case where mixing of the mixed water at the target mixing temperature cannot be adjusted in the hot water / water mixer 3. That is, the case where the mixing target temperature is higher than the solar hot water temperature and the cold water temperature (mixing target temperature> solar hot water temperature, cold water temperature) or lower (the target mixing temperature <solar hot water temperature, cold water temperature) can be considered. In such a case, the conventional hot / cold water mixing unit 1 includes the hot water / water mixer 3 so that the side having the temperature close to the target mixing temperature of the solar hot water temperature and the cold water temperature is fully opened and the other is fully closed. The operation control is performed.
[0006]
For example, when the solar hot water in the solar hot water pipe 56 is cold for the first time in the morning, the cold water temperature in summer may be relatively high. At this time, when the mixing target temperature is higher than the solar hot water temperature and the cold water temperature and the solar hot water temperature is lower than the cold water temperature (mixing target temperature> cold water temperature> solar hot water temperature), the conventional hot water mixing unit 1 is With the cold water side of the mixing valve fully open and the solar hot water side fully closed, the cold water in the cold water circuit 15 is sent to the water heater 7.
[0007]
That is, the hot and cold water mixing unit 1 in this example recognizes the solar hot water temperature detected by the hot water temperature sensor 19 disposed in the hot water circuit 14 as the solar hot water temperature of the solar water heater 5. Therefore, for example, at the beginning of the operation of the hot water / water mixing unit 1, when low-temperature solar warm water cooled in the solar hot water pipe 56 connecting the solar water heater 5 and the hot water / water mixing unit 1 is passed, The hot water mixing unit 1 recognizes this low temperature solar hot water temperature as solar hot water supplied from the solar water heater 5 and performs mixing control of the hot water mixer 3.
[0008]
Specifically, when the solar hot water temperature in the solar water heater 5 is 60 ° C., the cold water temperature is 20 ° C., and the solar hot water cooled to 18 ° C. is stored in the solar hot water pipe 56, When the hot water set temperature of the hot water heater 7 is set to 50 ° C. and the operation is started, 18 ° C. solar hot water is taken into the hot water circuit 14, so that the hot water mixing unit 1 has the solar hot water temperature of the solar water heater 5 as Recognized as 18 ° C. And the said hot water mixing unit 1 is based on each detection value, mixing target temperature is higher than solar hot water temperature and cold water temperature, and solar hot water temperature is lower than cold water temperature (mixing target temperature> cold water temperature> solar hot water temperature). If it is judged, the operation control of the hot water mixer 3 is performed so that the cold water side of the mixing valve is fully open and the solar hot water side is fully closed.
[0009]
Thus, if the solar hot water side of the mixing valve is fully closed, the hot solar hot water of the solar water heater 5 is not taken into the hot water mixing unit 1 forever, so the hot water mixing unit The wrong recognition of 1 is not corrected. Therefore, the hot water mixing unit that continues to heat the cold water of 20 ° C. in the hot water heater 7 in spite of being able to adjust the mixing water of the hot water setting temperature of 50 ° C. from the hot water of 60 ° C. in the hot water storage tank 51. The result is contrary to energy saving, which is the purpose of 1.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances. “The chilled water circuit whose upstream end is a water inlet connected to a water supply pipe from a water source and the upstream end is connected to a hot water pipe from a hot water supply device”. A hot water circuit serving as a hot water inlet, and a mixed water circuit extending from a confluence of the cold water circuit and the hot water circuit and having a downstream end serving as a hot water outlet for sending the mixed water at the confluence to the auxiliary heat source machine, A water flow circuit comprising:
A hot and cold water mixer for adjusting a mixing ratio of the cold water and the hot water at the junction;
A cold water temperature sensor for detecting the temperature of the cold water flowing through the cold water circuit;
A hot water temperature sensor for detecting the temperature of the hot water flowing through the hot water circuit;
In the hot / cold water mixing unit comprising a controller for controlling the operation of the hot / cold water mixing unit ”, the hot water from the hot water supply device can be used even when the hot water temperature detected in the hot water / water mixing unit is different from the hot water temperature stored in the hot water supply device. It is an issue to enable effective use of.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
* 1 The technical means of the present invention for solving the above-mentioned problem is as follows: “The controller sets the hot water temperature detected by the hot water temperature sensor to be higher by a predetermined temperature than the cold water temperature detected by the cold water temperature sensor. When the temperature is equal to or lower than the reference temperature, the hot water / water mixer is provided with a mixing control means for operating the hot water side in the valve opening direction ”.
[0012]
According to this, when the hot water temperature detected at the beginning of operation is lower than the cold water temperature, the hot water mixing unit forces the hot water side of the hot water mixer regardless of the target mixing temperature or the set hot water temperature. Open the valve to use hot water preferentially. Therefore, the hot water cooled in the pipe can be quickly discharged, and the hot water of the hot water supply device can be quickly taken into the hot water mixing unit.
[0013]
Even when the hot water temperature is higher than the cold water temperature, the operation is performed in the same manner as described above if the hot water temperature is equal to or lower than the reference temperature. For this reason, when the target mixing temperature or tapping hot water temperature is lower than the cold water temperature in the conventional one, cold water is used with the cold water side fully open and the hot water side fully closed. Open the valve to preferentially use the hot water from the hot water supply device. In addition, when the target mixing temperature or the set temperature for hot water is between the hot water temperature and the cold water temperature, conventionally, the hot water and the cold water are mixed to adjust the mixed water. Hot water is used preferentially as well.
[0014]
Here, the reference temperature is set higher than the cold water temperature by a fluctuating temperature allowable in the hot water supply system in which the hot and cold water mixing unit is used. Specifically, when a water heater is used as the auxiliary heat source device, the reference temperature is preferably set to a temperature that is about 2 to 3 ° C. higher than the cold water temperature.
[0015]
* In item 2, item 1, "the mixing control means fixes the hot water side of the hot water mixer to a predetermined set opening when the hot water temperature is equal to or lower than the reference temperature". is there.
[0016]
According to this, the flow volume of the warm water which flows into the hot water mixer can be limited. For this reason, when the temperature of hot water taken into the hot water mixing unit suddenly increases during operation, the hot water side is operated in the valve closing direction to suppress the inflow of hot water into the hot water mixer and the rapid increase in the mixed water temperature. Can do. As a result, high-temperature hot water from the auxiliary heat source machine is prevented and the user's feeling of use is good.
[0017]
Here, the predetermined set opening degree restricts the flow rate of the hot water flowing from the hot water circuit to the hot water mixer so that the hot water mixer can control the rapid increase of the mixed water temperature when the hot water rapidly rises. Is set as follows.
[0018]
* In item 3 or 1 above, “the reference temperature is set to a temperature higher than the cold water temperature by an allowable temperature difference as a temperature fluctuation of hot water taken out from the auxiliary heat source connected to the hot water mixing unit. It is set ”.
[0019]
According to this, if the hot water temperature is equal to or lower than the reference temperature, the hot water is discharged from the auxiliary heat source unit even if the hot water is preferentially used when the cold water side is fully open and the hot water side is fully closed. The temperature fluctuation of the hot water can be reduced. Therefore, it does not impair the user's feeling of use and is safe without the danger of hot hot water.
[0020]
【The invention's effect】
Since the configuration is as described above, the present invention has the following specific effects.
When the hot water temperature is lower than the cold water temperature, and when the hot water temperature is higher than the cold water temperature and is not more than the reference temperature, the hot water mixing unit of the present invention, regardless of the mixing target temperature and the hot water set temperature, In order to use hot water preferentially, the hot water from the hot water supply device is quickly taken into the hot water mixing unit. Therefore, even when the hot water temperature recognized in the hot water mixing unit at the beginning of the operation and the hot water temperature stored in the hot water supply device are different, the recognition error of the hot water mixing unit is corrected quickly to save energy. Since appropriate operation control according to the purpose can be performed, the hot water of the hot water supply device can be used effectively.
[0021]
Here, since the water supplied to the hot water supply device and the cold water taken into the cold water circuit are normally supplied from the same water source, the hot water is given priority unconditionally when the hot water temperature is lower than the cold water temperature. Even if it is used, the purpose of energy saving will not be significantly impaired.
[0022]
According to the second aspect, high temperature hot water from the auxiliary heat source device due to a rapid rise in the temperature of hot water taken into the hot water mixing unit can be prevented, and the user feels good.
[0023]
According to the third item, if the hot water temperature is equal to or lower than the reference temperature, fluctuations in the hot water temperature from the auxiliary heat source unit can be suppressed to be small, so that the user's feeling of use is not impaired and the danger of high temperature hot water. There is no safety.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In the following embodiments, a solar hot water supply system that uses a hot water mixing unit that is an example of the present invention to connect a solar water heater that is a hot water supply device to a hot water heater that is an auxiliary heat source device will be described as an example. .
A schematic diagram of the solar hot water supply system is shown in FIG. First, the structure of each part of this solar hot water supply system will be described.
[0025]
* Solar water heater 5
The solar water heater 5 circulates between a heat collector 50 that is installed on the roof or roof of a building and absorbs solar heat, a hot water storage tank 51 that stores solar hot water, and the heat collector 50 and the hot water storage tank 51. And a heat storage circuit 52 filled with a liquid medium for transmitting solar heat. The heat storage circuit 52 is provided with a cistern 53 and a circulation pump 54 for circulating the liquid medium, and a solar water supply pipe 55 for supplying cold water from a water source such as a water supply to the bottom of the hot water storage tank 51. A drain circuit 58 having a drain plug 57 is connected to the bottom. A solar hot water pipe 56 for taking out the hot water in the hot water storage tank 51 is connected to the top of the hot water storage tank 51.
[0026]
When the circulation pump 54 is driven to circulate the liquid medium in the heat storage circuit 52, the liquid medium heated by solar heat in the heat collector 50 is moved to the hot water storage tank 51. The liquid medium that has moved into the hot water storage tank 51 exchanges heat with the hot water stored therein, so that the water in the hot water storage tank 51 is heated to produce solar hot water.
[0027]
* Water heater 7
The water heater 7 includes a water heater main body 70 containing a heat exchanger 73 heated by a gas burner (not shown), and various operation / display units (operating switches, bath fillings of the bathtub) that are electrically connected to the water heater main body 70. A remote controller 71 having a switch, a hot water temperature setting unit, a combustion display unit, etc.) is connected to the remote controller with a wiring cable 78, and combustion control is performed so that the hot water temperature of the hot water tap 85 and the bathtub 81 becomes the hot water set temperature. A hot water supply controller 72 is provided.
[0028]
The water pipe 74 in the water heater main body 70 has a water inlet pipe 76 for taking in the mixed water delivered from the hot water mixing unit 1, a hot water outlet pipe 84 having the hot water tap 85 at the tip, and a bathtub 81. An outward pipe 82 and a return pipe 83 used for hot water filling and chasing are respectively connected.
[0029]
* Hot water mixing unit 1
As shown in FIG. 1, the hot-water mixing unit 1 includes a hot water circuit 14 having an upstream end connected to the solar hot water pipe 56 of the solar water heater 5, and an upstream end connected to the solar water supply pipe of the solar water heater 5. A chilled water circuit 15 connected to a water supply pipe 59 branched from 55, and a mixed water circuit extending from the junction of the hot water circuit 14 and the chilled water circuit 15 and having a downstream end connected to a water inlet pipe 76 of the water heater 7. 29, a hot water mixer 3 which adjusts the mixing ratio of the solar hot water and the cold water flowing into the mixed water circuit 29 to obtain mixed water at a predetermined temperature, and the operation of the hot water mixing unit 1 A unit controller 11 that performs control and a main power source 100 that supplies power to the hot and cold mixing unit 1 are provided.
[0030]
The solar hot water circuit 14 includes, in order from the upstream end, a drain plug 21 with a filter that also functions to remove solar hot water, a vacuum breaker 12 that draws in outside air when the internal pressure of the hot water storage tank 51 is reduced, and adjusts the internal pressure, A solar hot water temperature sensor 19 for detecting the temperature of the solar hot water flowing through the check valve 13 and the hot water circuit 14 is provided. The unit controller 11 controls the intake of the solar hot water into the hot water circuit 14 and the stop of the intake.
[0031]
In the cold water circuit 15, a drain plug 30 with a filter having a function of removing dust in water in order from the upstream end, a check valve 22, and a cold water temperature sensor 23 for detecting the temperature of cold water flowing through the cold water circuit 15 are arranged. ing.
[0032]
In the mixed water circuit 29, pressurization is performed to open the pressure when the water pressure in the hot water mixer 3, the water amount sensor 32, the mixed water temperature sensor 33, and the mixed water circuit 29 rises excessively in order from the upstream end to release the pressure. A relief valve / drain plug 35 is provided.
[0033]
The hot and cold water mixer 3 includes a hot water mixing valve 25 provided at a connection point between the hot water circuit 14 and the mixed water circuit 29, and a cold water mixing valve 24 provided at a connection point between the cold water circuit 15 and the mixed water circuit 29. It has. The hot water mixing valve 25 and the cold water mixing valve 24 are configured to advance and retreat in accordance with the rotation of a motor whose operation is controlled by a control signal from the unit controller 11.
[0034]
The unit controller 11 determines the mixing ratio of the solar hot water and the cold water from the solar hot water temperature and the cold water temperature, the hot water set temperature of the remote controller 71 and the flow rate of the mixed water, and the operation of the hot water mixer 3 so as to be the mixing ratio. A mixing control unit 111 that performs control, a first solar warm water temperature determination unit 112 that determines whether or not the solar warm water is lower than a reference temperature, and the solar warm water that is higher than the reference temperature The solar hot water has a second solar hot water temperature determination unit 113 or the like that determines whether or not the hot water is lower than the hot water set temperature.
[0035]
Further, the unit controller 11 of this example is connected to the remote controller 71 via a communication line 77, and receives various information such as operating temperature information such as a set temperature of the hot water of the remote controller 71 and automatic hot water filling of the bathtub 81. A communication unit 114 is included.
[0036]
* Operation of Hot Water Mixing Unit 1 Next, a specific operation of the hot water mixing unit 1 will be described below with reference to the flowchart of FIG.
[0037]
When hot water discharge to the hot water tap 85 or the bathtub 81 is started and water flow in the mixed water circuit 29 is detected by a signal from the flow sensor 32 in step S1, the hot water circuit 14 is detected by the unit controller 11. At the same time, the intake of solar hot water from the solar water heater 5 is started.
[0038]
In response to this, in step S2, the first solar hot water temperature determination unit 112 determines whether the solar hot water temperature detected by the hot water temperature sensor 19 is equal to or lower than the reference temperature (cold water temperature + α). In this example, the predetermined temperature α is set to a temperature that is acceptable as a temperature fluctuation of hot water discharged from the water heater 7 of the solar hot water system (a temperature that does not impair the user's feeling of use), α = 3 ° C. ing. In practice, the mixed water whose mixing has been adjusted is sent from the mixed water circuit 29 through the water inlet pipe 76 to the hot water heater 7 and then discharged through the water pipe 74 in the hot water heater 7. The fluctuation of the tapping temperature due to the temperature difference of 3 ° C. during adjustment is smaller than 3 ° C.
[0039]
When the first solar hot water temperature determination unit 112 determines that the solar hot water temperature is equal to or lower than the reference temperature (cold water temperature + α), the process proceeds to step S3, regardless of the mixing target temperature and the hot water set temperature. Control for fixing the hot water mixing valve 25 of the hot and cold water mixer 3 so as to have a predetermined set opening degree is performed. At this time, the cold water mixing valve 24 is adjusted to an appropriate opening degree according to the set opening degree of the hot water mixing valve. In this example, the set opening degree is set to an opening degree at which the flow rate of the solar hot water flowing through the hot water circuit 14 can be limited to 14 liters / minute. The flow rate of the solar hot water of 14 liters / minute is used when the hot water of the solar water rapidly rises to a virtual maximum temperature (for example, 80 ° C.) assumed to be supplied from the solar water heater 5. The flow rate at which the temperature rise of the mixed water mixed and adjusted in the hot water mixer 3 by the operation control can be suppressed to a predetermined temperature (for example, 3 ° C.) or lower is experimentally obtained.
[0040]
On the other hand, if it is determined in the first solar hot water temperature determination unit 112 that the solar hot water temperature is higher than the reference temperature (cold water temperature + α), the process proceeds to step S4, and the second solar hot water temperature determination unit 113 A determination is made as to whether the solar hot water temperature is equal to or lower than the hot water set temperature.
[0041]
When the second solar hot water temperature determination unit 113 determines that the solar hot water temperature is equal to or lower than the hot water set temperature, the process proceeds to step S5, and the hot water heater 7 operates at the minimum combustion from the hot water set temperature. Operation control of the hot water / water mixer 3 is performed so as to adjust the mixing of the mixed water having the target mixing temperature obtained by subtracting the rising temperature.
[0042]
If the second solar hot water temperature determination unit 113 determines that the solar hot water temperature is higher than the hot water set temperature, the process proceeds to step S6, and the hot water mixing is performed so as to adjust the mixed water at the hot water set temperature. The operation of the device 3 is controlled.
[0043]
For example, as in the above-described conventional example, at the beginning of the operation of the present solar hot water supply system, when the hot solar water cooled to the cold water temperature or lower in the solar hot water pipe 56 is taken into the hot water mixing unit 1, the hot water mixing is performed. The unit 1 determines that the solar hot water temperature is lower than the cold water temperature, and executes the above-described steps S1 to S3. That is, the hot water mixing valve 25 of the hot water / water mixer 3 is opened to a predetermined opening degree to use solar hot water preferentially. Therefore, the low temperature solar warm water in the solar pipe 56 is taken into the hot water mixing unit 1 and used for mixing adjustment of the mixed water.
[0044]
When all of the low-temperature solar hot water in the solar pipe 56 is discharged, and then the high-temperature solar hot water in the solar water heater 5 is taken into the hot-water mixing unit 1, the hot-water mixing unit 1 It is determined that the temperature is higher than the reference temperature (cold water temperature + α), and step S5 or step S6 is executed through steps S2 and S4 described above. That is, when the solar hot water temperature is higher than the hot water set temperature, the mixed water of the hot water set temperature is mixed and adjusted, and when the solar hot water temperature is lower than the hot water set temperature, it is calculated from the water heater 7. Adjust the mixing water at the target mixing temperature.
[0045]
As described above, when the hot water temperature of the solar water is equal to or lower than the reference temperature (cold water temperature + α), the hot water / water mixing unit 1 always uses the hot water of the hot water mixer 3 regardless of the target mixing temperature or the hot water set temperature. Since the mixing valve 25 is forcibly opened and the solar hot water is used preferentially, the solar hot water of the solar water heater 5 can be taken in quickly. Thus, as described above, even when the hot / cold water mixing unit 1 erroneously recognizes the solar hot water temperature, the solar hot water of the solar water heater 5 can be corrected quickly and appropriate operation control can be performed. The energy saving merit can be obtained by effectively using
[0046]
Moreover, the hot water mixing unit 1 of this example restricts the flow rate of the hot water in the hot water circuit 14 to 14 liters / minute when the hot water temperature of the solar water is equal to or lower than the reference temperature (cold water temperature + α). In order to fix the set opening, the hot water mixing valve 25 is promptly closed and the cold water mixing valve 24 is opened in the opening direction even when the temperature of the solar hot water suddenly increases during operation of the solar hot water supply system. It can be operated to prevent a sudden rise in the temperature of the mixed water. Therefore, the temperature fluctuation of the hot water temperature from the hot water heater 7 is small, the feeling of use is good for the user, and the risk of high temperature hot water is low.
[0047]
Further, the reference temperature (cold water temperature + α) is set to a temperature α = 3 ° C. higher than the chilled water temperature as a temperature fluctuation of the hot water discharged from the water heater 7 without impairing the user's feeling of use. Therefore, by using solar hot water preferentially, the hot water temperature of the water heater 7 does not rise remarkably, so that it is safe for the user and the safety of hot hot water is low and safe.
[0048]
* Other Embodiments The present invention is not limited to the above embodiments.
For example, in the above example, when the solar hot water temperature is equal to or lower than the reference temperature (cold water temperature + α), the hot water mixing valve 25 is fixed at a predetermined set opening degree. Operation control of the hot-water mixer 3 may be performed so that the hot water mixing valve 25 is fully opened and the cold water mixing valve 24 is fully closed. However, when performing such operation control, it is desirable to use the hot and cold water mixing / mixing device 3 having a configuration capable of suppressing the rapid increase in the temperature of the mixed water when the solar warm water rapidly increases, for the user's feeling of use and safety. .
[0049]
In the above-described example, the solar water heater 5 is used as the hot water supply device, but the hot water supply device is not limited to this, and for example, other hot water supply devices such as a water heater using various waste heat. Also good. Similarly, the auxiliary heat source device is not limited to the water heater 7 in the above-described example.
[0050]
Further, the presence / absence and flow rate of the mixed water flowing through the mixed water circuit 29 are detected by a flow rate sensor 32 disposed in the mixed water circuit 29, but are disposed in the main body 70 of the water heater 7. The detection value by the provided flow sensor may be received by the communication unit 114 of the unit controller 11 via the cable 77 and may be determined based on the detection value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an overall configuration of a solar hot water supply system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation in the hot and cold water mixing unit of the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
(1) ... Hot water mixing unit
(11) Unit controller
(111) ・・・ Mixing controller
(112) ... 1st solar warm water temperature judgment part
(113) ... 2nd solar warm water temperature judgment part
(114) ・・・ Communication Department
(14) ... Hot water circuit
(15) ・・・ Chilled water circuit
(16) ・・・ Hot entrance
(17) ・・・ Water inlet
(18) ... Hot water outlet
(19) ・・・ Hot water temperature sensor
(2) ... Water flow circuit
(23) ・・・ Cool water temperature sensor
(29) ・・・ Mixed water circuit
(3) ・・・ Hot water mixer
(32) ... Water volume sensor
(33) ... Mixed water temperature sensor
(5) ・・・ Solar water heater
(56) ・・・ Solar hot water piping
(7) ... Water heater
(71) ・・・ Remote control
(72) ・・・ Hot water controller
(76) ... Inlet piping

Claims

A cold water circuit whose upstream end is a water inlet connected to a water supply pipe from a water source, a hot water circuit whose upstream end is a hot water inlet connected to a hot water pipe from a hot water supply device, and the cold water circuit and the hot water circuit A water flow circuit comprising a mixed water circuit that extends from the confluence point and has a downstream end serving as a hot water outlet that sends the mixed water at the confluence point to the auxiliary heat source unit,
A hot and cold water mixer for adjusting a mixing ratio of the cold water and the hot water at the junction;
A cold water temperature sensor for detecting the temperature of the cold water flowing through the cold water circuit;
A hot water temperature sensor for detecting the temperature of the hot water flowing through the hot water circuit;
In a hot and cold water mixing unit comprising a controller for controlling the operation of this hot and cold water mixing unit,
The controller opens the hot water side in the hot water mixer when the hot water temperature detected by the hot water temperature sensor is equal to or lower than a reference temperature set higher than the cold water temperature detected by the cold water temperature sensor by a predetermined temperature. A hot and cold water mixing unit comprising mixing control means for operating in a valve direction.

In the hot and cold water mixing unit according to claim 1,
The hot water mixing unit is characterized in that the hot water side of the hot water mixer is fixed at a predetermined opening when the hot water temperature is equal to or lower than the reference temperature.

In the hot and cold water mixing unit according to claim 1 or 2,
The reference temperature is set to a temperature higher than the cold water temperature by an allowable temperature difference as a temperature fluctuation of hot water taken out from an auxiliary heat source unit connected to the hot water mixing unit. Mixing unit.