JP6106049B2 - Automatic flow control system - Google Patents
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Description
本発明は、熱媒体が流通する複数本の流路を有する暖房システム等において、前記各流路に循環させる前記熱媒体の流量を自動で調節する流量自動調節システムに関するものである。 The present invention relates to an automatic flow rate adjustment system that automatically adjusts the flow rate of the heat medium to be circulated through each flow path in a heating system having a plurality of flow paths through which the heat medium flows.
従来、暖房システムの一つとして、セントラルヒーティングシステムが採用されている。このセントラルヒーティングシステムは、ボイラーで温められた水や油等の熱媒体を複数の部屋に繋がる複数本の流路に供給し、各部屋において前記熱媒体の熱を放熱することで、各部屋の暖房を行うものである。 Conventionally, a central heating system has been adopted as one of the heating systems. This central heating system supplies a heat medium such as water or oil heated by a boiler to a plurality of flow paths connected to a plurality of rooms, and dissipates the heat of the heat medium in each room. Heating.
また、これまでのセントラルヒーティングシステにおいては、経済性や省エネのために、部屋別に設定された温度以上になると前記流路への熱媒体の供給を遮断することがある。 Further, in the conventional central heating system, the supply of the heat medium to the flow path may be interrupted when the temperature becomes higher than the temperature set for each room for economic efficiency and energy saving.
例えば、特開2001−304603号公報では、室温が設定値より低いと自動的に弁を開いて放熱器に温水を流し、室温が設定より高いと自動的に弁を閉じて温水を遮断するサーモバルブが設けられている電気温水暖房装置に関する発明が提案されている(特許文献1)。また、このような電気温水暖房装置では、流路毎に圧力損失が異なるため、各流路ごとに必要流量の熱媒体が流れるように調節する必要がある。これまでは、施工者が、各流路に設けられたバルブを手動で操作して、必要流量になるように調節している。 For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-304603, when the room temperature is lower than a set value, the valve is automatically opened and hot water is allowed to flow through the radiator, and when the room temperature is higher than the set value, the valve is automatically closed to shut off the hot water. An invention relating to an electric hot water heater provided with a valve has been proposed (Patent Document 1). Moreover, in such an electric water heater, since pressure loss differs for every flow path, it is necessary to adjust so that the heat medium of a required flow volume may flow for each flow path. Up to now, the installer has manually operated the valves provided in the respective flow paths to adjust the required flow rate.
しかしながら、特許文献1に記載された発明等の従来の発明においては、各流路の流量調節が施工者の感覚を頼りに設定されることが多く、流量検査を行う場合が少ないことから、実際には前記流路に必要流量が流れていないことがあるという問題がある。
However, in the conventional inventions such as the invention described in
また、経済性や省エネのために一つ又は複数の流路が遮断された場合、その他の流路に必要以上の熱媒体が流入するという問題がある。上述のとおり、各流路ごとに圧力損失が異なるため、施工時に必要流量が流れている流路であっても、前記流路の遮断によって圧力バランスが崩れ、必要流量以上の流路や必要流量以下の流路が生じてしまう。 In addition, when one or a plurality of flow paths are blocked for economic efficiency or energy saving, there is a problem that more than necessary heat medium flows into other flow paths. As described above, since the pressure loss differs for each channel, even if the required flow rate is flowing at the time of construction, the pressure balance is lost due to the blockage of the flow channel, and the flow rate more than the required flow rate or the required flow rate The following flow paths are generated.
必要流量以上に流れる流路においては、過大な温度上昇であるいわゆるオーバーシュートが発生し、エネルギーを無駄に消費してしまうし、流水音による騒音も大きくなるという問題がある。 In a flow path that flows more than the necessary flow rate, there is a problem that so-called overshoot, which is an excessive temperature rise, occurs, and energy is wasted, and noise caused by running water noise increases.
また、必要流量以下しか流れない流路においては、部屋はなかなか暖まらず、その部屋を利用しなくなるという問題がある。各部屋の室温のばらつきは、急激な温度変化にさらされることで血圧が急上昇ないし急降下する、いわゆるヒートショックを生じさせるため、健康的にも問題である。さらに、暖まらない部屋を暖めるため、ボイラーを稼働する時間が長くなり耐久性の低下につながるという欠点もある。 In addition, in the flow path that flows below the required flow rate, there is a problem that the room is not warmed up and the room is not used. The variation in room temperature in each room is also a health problem because it causes a so-called heat shock in which the blood pressure rapidly increases or decreases when exposed to a rapid temperature change. Furthermore, since the room which is not warmed is warmed, the boiler is operated for a long time, leading to a decrease in durability.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、各流路に所定の流量の熱媒体を自動的に調節することのできる流量自動調節システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide an automatic flow rate adjustment system capable of automatically adjusting a heat medium having a predetermined flow rate in each flow path. It is said.
本発明に係る流量自動調節システムは、熱媒体を複数本の流路に循環させる際の熱媒体流量を自動調節する流量自動調節システムであって、前記熱媒体を複数本の前記流路に循環させる循環ポンプと、前記循環ポンプに連結されているとともに前記各流路の入口に連結されており、前記各流路に前記熱媒体を分配して供給する供給管と、前記各流路の出口に連結されており、前記出口から流出する前記熱媒体を合流させて前記循環ポンプに還元する還元管と、前記各流路ごとに設けられて前記各流路における前記熱媒体の流量を計測する複数の流量センサーと、前記各流路ごとに設けられて前記各流路における前記熱媒体の流量を調節する複数の電動バルブと、前記流量センサーにより計測される流量が前記各流路ごとに設定された所定流量の範囲内となるように前記電動バルブを駆動させるバルブ制御ボックスとを有する。 An automatic flow rate adjustment system according to the present invention is an automatic flow rate adjustment system that automatically adjusts a flow rate of a heat medium when circulating a heat medium through a plurality of flow paths, and circulates the heat medium through the plurality of flow paths. A circulation pump, a supply pipe that is connected to the circulation pump and connected to the inlet of each of the flow paths, distributes and supplies the heat medium to each of the flow paths, and an outlet of each of the flow paths And a reduction pipe that joins the heat medium flowing out from the outlet and reduces it to the circulation pump, and a flow rate of the heat medium in each flow path that is provided for each flow path. A plurality of flow sensors, a plurality of electric valves provided for each of the flow paths to adjust the flow rate of the heat medium in each of the flow paths, and a flow rate measured by the flow sensor are set for each of the flow paths. Specified flow rate And a valve control box said to drive the electric valve to be within range.
また、本発明の一様態として、前記供給管と前記還元管との間に流通可能に連結されているとともに、その流通路途中に前記熱媒体の流量を計測するバイパス用流量センサーおよびその流量を調節するバイパス用電動バルブを備えたバイパス流路を有しており、前記バルブ制御ボックスは、設定された所定流量の範囲内に制御した前記各流路ごとの流量と、前記バイパス流路で計測された流量とを合算した総流量が、予め設定されている最小総流量以上になるように前記バイパス用電動バルブを駆動するようにしてもよい。 Further, as one aspect of the present invention, a bypass flow sensor that is connected to be circulated between the supply pipe and the reduction pipe, and that measures the flow rate of the heat medium in the middle of the flow path, and a flow rate thereof. The valve control box has a bypass flow path including a bypass electric valve to be adjusted, and the flow rate for each of the flow paths controlled within a set predetermined flow rate range is measured by the bypass flow path. The bypass electric valve may be driven such that a total flow rate obtained by adding the flow rates is equal to or greater than a preset minimum total flow rate.
さらに、本発明の一様態として、前記バルブ制御ボックスは、前記流量センサーにより計測される流量が前記各流路ごとに設定されている流量の範囲外であると判断した後、所定の時間内および/または所定の回数内で設定されている流量の範囲内に調節されない場合には、その流量の調節を終了するようにしてもよい。 Furthermore, as one aspect of the present invention, the valve control box determines that the flow rate measured by the flow rate sensor is outside the range of the flow rate set for each of the flow paths, If the flow rate is not adjusted within a predetermined flow rate range, the flow rate adjustment may be terminated.
本発明によれば、各流路に所定の流量の熱媒体を自動的に調節することができる。 According to the present invention, a heat medium having a predetermined flow rate can be automatically adjusted in each flow path.
以下、本発明に係る流量自動調節システムの一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態の流量自動調節システム1は、図1に示すように、建物の第一室、第二室および第三室を温める暖房システムに用いたものである。
Hereinafter, an embodiment of an automatic flow rate adjustment system according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the automatic
なお、図1および図2において、矢印付きの実線は、各構成をつなぐ配管およびこの配管において熱媒体の流れる方向を示している。また、破線は、各構成をつなぐ信号線11を示している。 In FIGS. 1 and 2, a solid line with an arrow indicates a pipe connecting the components and the direction in which the heat medium flows in the pipe. Moreover, the broken line has shown the signal line 11 which connects each structure.
以下、本実施形態の流量自動調節システム1について詳細に説明する。
Hereinafter, the automatic flow
本実施形態の流量自動調節システムシステム1は、図1および図2に示すように、熱媒体を温めるボイラー2と、前記熱媒体を複数本の流路5に循環させる循環ポンプ3と、前記各流路5に前記熱媒体を分配して供給する供給管4と、前記各流路5から前記熱媒体を合流させて前記循環ポンプ3に還元する還元管6と、前記各流路5ごとに設けられる流量センサー7と、前記各流路5ごとに設けられる電動バルブ8と、前記供給管4と前記還元管6との間に流通可能に連結されているバイパス流路9と、前記各流路5ごとの流量に応じて前記電動バルブ8等を駆動するバルブ制御ボックス10とを有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the automatic flow rate
ボイラー2は、熱媒体を温める機器であり、本実施形態では、図1に示すように、ボイラー室に設置されている。また、本実施形態におけるボイラー2は、図2に示すように、温めた前記熱媒体を貯留する貯留タンク21を内蔵している。この貯留タンク21は、前記熱媒体の供給量に応じた所定の容積を有しており、金属や樹脂等からなる管により循環ポンプ3の入口31と流通可能に連結されている。
The
なお、熱媒体を温める熱源は、特に限定されるものではなく、電熱線等の電気的な熱やガスまたは石油等の燃焼熱等から適宜選択することができる。また、温められた熱媒体は、貯留タンク21に貯留せずに各流路5に供給してもよい。
The heat source for heating the heat medium is not particularly limited, and can be appropriately selected from electric heat such as a heating wire, combustion heat such as gas or petroleum. Further, the heated heat medium may be supplied to each
熱媒体は、各流路5を循環する液体であり、特に限定されるものではなく、水、合成系の熱媒体油、鉱油系の熱媒体油等から適宜選択されるものである。
The heat medium is a liquid that circulates in each
次に、循環ポンプ3について説明する。循環ポンプ3は、上述のとおり、入口31がボイラー2の貯留タンク21と流通可能に連結されており、前記貯留タンク21内の温められた熱媒体を前記入口31から吸引し、出口32へ排出するようになっている。本実施形態における循環ポンプ3は、図1に示すように、ボイラー室に設置されている。
Next, the circulation pump 3 will be described. As described above, the circulation pump 3 has the
なお、循環ポンプ3の種類は、特に限定されるものではなく、回転ポンプや容積型ポンプ等から適宜選択されるものである。また、本実施形態では、ボイラー2と循環ポンプ3とを別体としているが、ボイラー2に内蔵されているポンプを循環ポンプ3として利用してもよい。
The type of the circulation pump 3 is not particularly limited, and is appropriately selected from a rotary pump and a positive displacement pump. Further, in the present embodiment, the
供給管4は、図2に示すように、その入口41が循環ポンプ3の出口32と金属や樹脂からなる管により流通可能に連結されているとともに、各流路5の入口51が連結されている。つまり、供給管4は、循環ポンプ3から排出された熱媒体を前記各流路5に分配して供給するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the supply pipe 4 has an
流路5は、金属や樹脂からなる管であって、図2に示すように、その入口51が供給管4に連結されているとともに、その出口52が還元管6に連結されている。本実施形態では、3本の流路5が、前記供給管4から各部屋に設けられた放熱器53を通って前記還元管6へと連結されている。
The
放熱器53は、供給される熱媒体の熱を各部屋に放熱し、前記各部屋を暖めるものである。放熱器53の種類は、部屋の大きさや自然環境等に応じて適宜選択されるものである。本実施形態における放熱器53は、図1に示すように、第一室には床暖房53aが、第二室にはファンコンベクター53bが、第三室にはラジエター53cがそれぞれ一台ずつ設置されている。
The radiator 53 radiates the heat of the supplied heat medium to each room and warms each room. The type of the radiator 53 is appropriately selected according to the size of the room and the natural environment. As shown in FIG. 1, the radiator 53 in the present embodiment has a
また、放熱器53は、その種類や必要な熱量に応じて供給する熱媒体の流量または流量範囲が定められている。後述するように、本実施形態におけるバルブ制御ボックス10では、放熱器53に供給する熱媒体の流量または流量範囲に基づいて、各流路5における所定流量の範囲が設定されている。
In addition, the flow rate or flow rate range of the heat medium to be supplied to the radiator 53 is determined according to the type and necessary heat amount. As will be described later, in the
さらに、各放熱器53は、図1および図2に示すように、サブコントロールパネル54を備えている。なお、第二室に設けられているファンコンベクター53bは、サブコントロールパネル54が内蔵されている。
Further, each radiator 53 includes a
このサブコントロールパネル54は、図5に示すように、温度センサー55を有しており、各部屋の温度を計測するようになっている。また、サブコントロールパネル54は、入力部56や表示部57を備えており、各部屋の設定温度を入力したり、各部屋の温度や前記放熱器53に流れる熱媒体の流量等を表示したりするようになっている。
As shown in FIG. 5, the
また、サブコントロールパネル54は、図2に示すように、信号線11により、バルブ制御ボックス10と連結されており、前記信号線11を介して、温度センサー55により計測された部屋の温度データや入力部56により入力された設定温度データ等を前記バルブ制御ボックス10へ送信するようになっている。
Further, as shown in FIG. 2, the
還元管6は、図2に示すように、各流路5の出口52と流通可能に連結されている。また、還元管6の出口61は、ボイラー2と金属や樹脂からなる管により流通可能に連結されている。つまり、還元管6は、各流路5に分配された熱媒体を合流させるとともに、その合流させた熱媒体をボイラー2に供給し、このボイラー2に連結された循環ポンプ3へと還元するようになっている。
As shown in FIG. 2, the reducing pipe 6 is connected to the
流量センサー7は、流路の流量を計測するものであり、各々の流路5ごとに設けられている。本実施形態では、図2に示すように、放熱器53から還元管6までの間の流路5に設けられている。また、本実施形態における流量センサー7は、図3に示すように、熱媒体を通過させる流路5内に回転するプロペラ71を内蔵しており、このプロペラ71が熱媒体の水力により回転する回転数を電気信号として検出して流量を計測するようになっている。
The
また、流量センサー7は、信号線11によって、バルブ制御ボックス10と連結されており、前記信号線11を介して、前記流量センサー7により計測された各流路5の流量データを前記バルブ制御ボックス10へ送信するようになっている。
The
なお、流量センサー7は、特に限定されるものではなく、例えば、差圧式の流量センサー、電磁波を用いた流量センサーまたは超音波を用いた流量センサー等から適宜選択されるものである。
The
電動バルブ8は、各流路5を流れる熱媒体の流量を調節するためのものであり、各々の流路5ごとに設けられている。図4に示すように、電動バルブ8は、駆動部81とバルブ部82とが一組で構成されている。また、本実施形態における電動バルブ8は、図2に示すように、流量センサー7と還元管6との間に設けられている。
The
駆動部81は、図4(a)に示すように、バルブ部82に設けられている弁85を変位させて流路5の開閉を行う複数のギア83と、このギア83を回転させるステッピングモータ84とを有している。前記ステッピングモータ84は、図2に示すように、信号線11により、バルブ制御ボックス10と連結されており、前記信号線11を介して、前記バルブ制御ボックス11から低電圧による電力を受けて駆動するようになっている。
As shown in FIG. 4A, the
バルブ部82は、図4(b)に示すように、前記駆動部81によって変位する弁85が設けられており、前記駆動部81によって開閉が行われるようになっている。
As shown in FIG. 4B, the
なお、本実施形態における流量センサー7および電動バルブ8は、各放熱器53と還元管6のと間に設けられているが、特に限定されるものではなく、各流路5のいずれの場所に設けられていてもよい。
In addition, although the
バイパス流路9は、供給管4と還元管6との間に流通可能に連結されており、その流通路途中にバイパス用流量センサー93と、バイパス用電動バルブ94とを有している。本実施形態におけるバイパス流路9は、図2に示すように、その入口91が前記供給管4の入口41近傍に設けられているとともに、その出口92が前記還元管6の出口61近傍に設けられている。よって、バイパス流路9を流れる熱媒体は、各流路5や放熱器53を通過せずに、循環ポンプ3に還元されるようになっている。また、後述するように、前記バイパス流路9を別途設けることにより、各流路5における流量制御に伴って循環ポンプ3にかかる負荷を軽減するようになっている。
The bypass passage 9 is connected between the supply pipe 4 and the reduction pipe 6 so as to be able to flow, and has a
バイパス用流量センサー93は、バイパス流路9を流れる熱媒体の流量を計測するものである。本実施形態におけるバイパス用流量センサー93は、各流路5に設けられている流量センサー7と同じものが用いられており、図2に示すように、信号線11によって、バルブ制御ボックス10と連結されている。
The bypass
バイパス用電動バルブ94は、バイパス流路5を流れる熱媒体の流量を調節するものである。本実施形態におけるバイパス用電動バルブ94は、各流路5に設けられている電動バルブ8と同じものが用いられており、図2に示すように、信号線11によって、バルブ制御ボックス10と連結されている。
The bypass
なお、ボイラー2の種類によってバイパスが内蔵されているものがあるが、本実施形態におけるバイパス流路9は、そのボイラー2に内蔵されているものとは別途、設けられるものである。
Some types of
バルブ制御ボックス10は、流量センサー7により計測された各流路5の流量に基づいて電動バルブ8を制御し、各流路5の流量を調整するものである。本実施形態におけるバルブ制御ボックス10は、図5に示すように、サブコントロールパネル54との間で各種データの送受信を行う信号送受信部101と、流量センサー7により計測された流量データを受信する流量信号受信部102と、時間を計測するタイマー103と、電動バルブ8に駆動電力を出力する駆動電力出力部104と、各電動バルブ8に供給する電力を管理する電源部105と、各種データに基づき電動バルブ8等の制御を行う制御部106とを有する。また、本実施形態におけるバルブ制御ボックス10には、設定値の入力や計測値の表示等を行うメインコントロールパネル107が接続されている。
The
信号送受信部101は、各種データを送受信するインターフェースであり、信号線11によって、各サブコントロールパネル54に通信可能に接続されている。この信号送受信部101は、図5に示すように、前記サブコントロールパネル54から送信される温度データおよび設定温度データを受信して制御部106に送信するとともに、制御部106から送信される設定温度データを受信してサブコントロールパネル54に送信するようになっている。
The signal transmission /
流量信号受信部102は、流量データを受信するインターフェースであり、信号線11により、各流量センサー7およびバイパス用流量センサー93に通信可能に接続されている。この流量信号受信部102は、図5に示すように、流量センサー7およびバイパス用流量センサー93から受信される各流路5およびバイパス流路9の流量データを受信して制御部106に送信するようになっている。
The flow rate
タイマー103は、時間を計測するものであり、制御部106から計測開始信号を受信すると時間の計測を開始し、前記制御部106から送信されるリクエスト信号を受信するとその計測した時間データを制御部106に送信するようになっている。
The
駆動電力出力部104は、各電動バルブ8およびバイパス用電動バルブ94に駆動電力を供給するインターフェースであり、信号線11により、各電動バルブ8およびバイパス用電動バルブ94に通電可能に接続されている。
The driving
なお、本実施形態において、各電動バルブ8およびバイパス用電動バルブ94への給電は、信号線11を用いているが、別途、給電用の導線等を設けてもよい。
In the present embodiment, the power supply to each
電源部105は、制御部106や駆動電力出力部104等に電力を供給するものであり、図示しないが、外部のコンセントに接続されている。
The
制御部106は、マイコンまたはCPU(集積回路)およびROMやRAM等の記憶装置等により構成されており、信号送受信部101、流量信号受信部102およびタイマー103から受信した各種データを処理し、電源部105から供給される電力を駆動電力出力部104を介して各電動バルブ8およびバイパス用電動バルブ94に供給して各流路5の流量を制御するものである。
The
なお、制御部106による各種データの処理や各電動バルブ8等の制御の詳細については、フローチャートを用いて後述する。
Details of processing of various data by the
次に、メインコントロールパネル107は、入力部や表示部を備えており、各部屋の設定温度を入力したり、各部屋の温度や各流路やバイパス流路9を流れる熱媒体の流量等を表示するようになっている。本実施形態におけるメインコントロールパネル107は、タッチパネル108を有しており、入力部と表示部とが一体的に形成されている。また、メインコントロールパネル107は、図2に示すように、信号線11によって、バルブ制御ボックス10に通信可能に接続されている。
Next, the
なお、メインコントロールパネル107における各種設定の入力方法は、特に限定されるものではなく、別途ボタン等を設けてもよい。また、メインコントロール107とバルブ制御ボックス10との通信接続は有線に限定されるものではなく無線であってもよい。
Note that the input method of various settings on the
次に、本実施形態の流量自動調節システム1における各構成の作用について説明する。
Next, the operation of each component in the automatic flow
まず、メインコントロールパネル107を用いて、各部屋の温度の設定、各流路5の流量の範囲の設定および最小総流量の設定を入力する。なお、各部屋の温度の設定の入力等は、各放熱器53の側に設けられたサブコントロールパネル54でも行うことができる。
First, using the
各流路5の流量の範囲は、放熱器53の種類や必要な熱量に応じて供給する熱媒体の流量またはその範囲に基づいて決定される。本実施形態における各流路5の流量の範囲は、放熱器53において必要な所定の流量に対し、−0.1リットル〜+0.2リットルの範囲としている。なお、各流路5の流量の範囲の決定方法は特に限定されるものではなく、適宜選択されるものである。
The range of the flow rate of each
最小総流量は、循環ポンプ3により排出される定格流量に基づいて決定される。本実施形態における最小総流量は、前記循環ポンプ3の定格流量の5割の流量としている。なお、最小総流量の決定は特に限定されるものではなく、適宜選択されるものである。 The minimum total flow rate is determined based on the rated flow rate discharged by the circulation pump 3. The minimum total flow rate in the present embodiment is 50% of the rated flow rate of the circulation pump 3. The determination of the minimum total flow rate is not particularly limited, and is appropriately selected.
次に、本実施形態の流量自動調節システム1を用いた暖房システムの運転にともなう熱媒体の流れについて説明する。
Next, the flow of the heat medium accompanying the operation of the heating system using the automatic flow
まず、暖房システムの運転が開始されると、熱媒体はボイラー2により温められて貯留タンク21に貯留される。なお、運転開始時に、貯留タンク21内に温められた熱媒体が貯留されている場合は、その貯留されている熱媒体を使用してもよい。
First, when the operation of the heating system is started, the heat medium is warmed by the
次に、貯留タンク21内の熱媒体は、図2に示すように、循環ポンプ3によって供給管4へと供給される。そして、供給管4内の熱媒体は、各流路5およびバイパス流路9へと分配される。
Next, the heat medium in the
各流路5に分配された熱媒体は、流路5の途中にある放熱器53に送られる。放熱器53に送られた熱媒体は、放熱して各部屋を暖める。第一室の床暖房53aでは、床下に設けられた配管からの熱伝導および放射熱により室内を暖めるようになっている。また、第二室のファンコンベクター53bでは、熱媒体により温められた空気をファンで室内に送風することにより室内を暖めるようになっている。さらに、第三室のラジエター53cでは、熱媒体により暖められた空気が自然対流により室内を循環し、室内を暖めるようになっている。
The heat medium distributed to each
各放熱器53により放熱された後の熱媒体は、図2に示すように、還元管6へと送られて合流する。 As shown in FIG. 2, the heat medium radiated by each radiator 53 is sent to the reduction pipe 6 and merges.
また、バイパス流路9へと分配された熱媒体は、放熱器53等を通過せずに還元管6へと送られて合流する。よって、バイパス流路9を通過した熱媒体は、高温を保ったまま還元管に送ることができる。 Further, the heat medium distributed to the bypass flow path 9 is sent to the reduction pipe 6 and merges without passing through the radiator 53 and the like. Therefore, the heat medium that has passed through the bypass channel 9 can be sent to the reduction pipe while maintaining a high temperature.
還元管6で合流した熱媒体は、図2に示すように、ボイラー2へと送られ、再び暖められて貯留タンク21に貯留され、循環ポンプ3へと還元される。
As shown in FIG. 2, the heat medium joined in the reduction pipe 6 is sent to the
次に、本実施形態におけるバルブ制御ボックス10による処理について、図6に示すフローチャートを用いて説明する。
Next, processing by the
まず、バルブ制御ボックス10は、メインコントロールパネル107や運転スイッチ(図示しない)等による指示で暖房システムの運転が開始されると、サブコントロールパネル54の温度センサー55を用いて各部屋の温度を計測する(温度計測ステップS1)。計測された温度データは、信号送受信部101を介して制御部106に送信される。
First, the
次に、制御部106では、送信された各部屋の温度と、設定されている各部屋の設定温度とを比較し、温度を監視する(温度監視ステップS2)。ここで、各部屋の温度が設定温度よりも低い場合は(S2:YES)、各流路5の流量は制御せずに、次のステップに進み、運転を終了するか否かを判別する(終了判別ステップS3)。本実施形態では、メインコントロールパネル107や運転スイッチにより運転終了が指示されたか否かを判別している。ここで、運転を終了すると判別された場合は(S3:YES)、運転を終了する。
Next, the
一方、運転を終了しないと判別された場合は(S3:NO)は、温度計測ステップS1に戻り、各部屋の温度の監視を続ける。 On the other hand, if it is determined not to end the operation (S3: NO), the process returns to the temperature measurement step S1 and continues to monitor the temperature of each room.
温度監視ステップS2に戻って、各部屋の温度が設定温度よりも高い場合(S2:NO)、制御部106は駆動電力出力部104により設定温度に達した部屋に配置された流路5を遮断するように電動バルブ8を駆動させる(流路遮断ステップS4)。これにより、室温が設定温度以上に暖められるのを防ぐとともに、還元された熱媒体をボイラー2で再び暖める際の消費燃料を抑制することができる。
Returning to the temperature monitoring step S2, if the temperature of each room is higher than the set temperature (S2: NO), the
次に、制御部106は、流量センサー7およびバイパス用流量センサー93を用いて、各流路5およびバイパス流路9の流量を計測する(流量計測ステップS5)。計測された流量データは、流量信号受信部102を介して制御部106に送信される。
Next, the
また、制御部106は、流量の計測が開始されると、タイマー103に計測開始信号を送信する(タイマー開始ステップS6)。前記計測開始信号を受信したタイマー103は、時間Tの計測を開始する。
Further, when the measurement of the flow rate is started, the
次に、タイマー103により計測された時間Tが、所定の時間以内であるか否かを判別する(計測時間判別ステップS7)。本実施形態では、図5に示すように、制御部106がタイマー103に対してリクエスト信号を送信する。タイマー103は、リクエスト信号を受信すると、時間Tを制御部106に送信する。そして、制御部106は、時間Tが120秒以内であるか否かの判別を行う。ここで、時間Tが120秒以内であると判別された場合(S7:YES)、制御部106は、計測した各流路5の流量が設定されている所定流量の範囲外であるか否かを判別する(流量判別ステップS8)。ここで、流量が所定流量の範囲外であると判別された場合(S8:YES)、制御部106は、駆動電力出力部104により各流路5の流量が設定された所定流量の範囲内になるように電動バルブ8を駆動させる(流量調節ステップS9)。
Next, it is determined whether or not the time T measured by the
具体的には、流路5の流量と設定された所定流量の範囲との差を求め、その差に応じて電動バルブ8のステッピングモータ84を駆動させるステップ数を算出し、前記ステッピングモータ84がそのステップ数駆動するための電力を駆動電力出力部104に発信させて電動バルブ8を駆動している。
Specifically, the difference between the flow rate of the
電動バルブ8を駆動させた後は、再度、各流路5の流量が所定流量の範囲外であるか否かを判別するため、計測時間判別ステップS7に戻る。
After driving the
計測時間判別ステップS7に戻り、時間Tが120秒より大きいと判別された場合(S7:NO)、各流路5の流量が所定流量の範囲外であるか否かにかかわらず、次のステップS10に進む。このように、所定時間内で制御が完了しない場合には、強制的に流量の調節を終了させることにより、電動バルブ8の駆動時間を限定して壊れにくくしている。
Returning to the measurement time determination step S7, if it is determined that the time T is greater than 120 seconds (S7: NO), the next step is performed regardless of whether or not the flow rate of each
また、流量判別ステップS8に戻り、流量が所定流量の範囲内であると判別された場合(S8:NO)、次のステップS10に進む。 Returning to the flow rate determination step S8, if it is determined that the flow rate is within the range of the predetermined flow rate (S8: NO), the process proceeds to the next step S10.
次のステップでは、各流路5ごとの流量と、バイパス流路9で計測された流量とを合算した総流量が、予め設定されている最小総流量以上であるか否かを判別する(総流量判別ステップS10)。ここで、総流量が最小総流量より少ない場合(S10:NO)、制御部は、駆動電力出力部104により総流量が最小総流量以上になるようにバイパス用電動バルブ94を駆動させる(総流量調節ステップS11)。
In the next step, it is determined whether or not the total flow rate obtained by adding the flow rate for each
具体的には、上述の流路5の流量調節と同様、総流量と最小総流量との差を求め、その差に応じてバイパス用電動バルブ94のステッピングモータ84を駆動させるステップ数を算出し、前記ステッピングモータ84がそのステップ数駆動するための電力を駆動電力出力部104に発信させてバイパス用電動バルブ94を駆動している。
Specifically, like the flow rate adjustment of the
このように、総流量が最小総流量以上となるようにバイパス流路9の流量を制御することにより、循環ポンプ3に過負荷がかからないようにして、前記循環ポンプ3を保護している。また、このバイパス流路9を開放することにより、前記バイパス流路9には暖房目的以外の不要な熱媒体を流すことになるが、本実施形態では、上述のとおり、前記バイパス流路9を通過する前記熱媒体は放熱器53等を通らずに高温を保ったまま循環ポンプ3へと還元されるため、循環中の熱のロスは僅かである。 In this way, by controlling the flow rate of the bypass passage 9 so that the total flow rate becomes equal to or higher than the minimum total flow rate, the circulation pump 3 is protected so that the circulation pump 3 is not overloaded. Further, by opening the bypass passage 9, an unnecessary heat medium other than the heating purpose is caused to flow through the bypass passage 9, but in the present embodiment, the bypass passage 9 is provided as described above. Since the passing heat medium is reduced to the circulation pump 3 while maintaining a high temperature without passing through the radiator 53 or the like, the heat loss during the circulation is small.
そして、総流量調節ステップS11によりバイパス用電動バルブ94を駆動した後、再度、各流路5の流量が所定流量の範囲内であるか否かを判別し、調節するため、流量計測ステップS5に戻る。
Then, after the bypass
一方、総流量判別ステップS10において、総流量が最小総流量以上である場合(S10:YES)、循環ポンプ3が過負荷の状態ではないとして、各流路5の流量および総流量の調節を終了し、再度、各部屋の温度を監視するため、温度計測ステップS1に戻る。
On the other hand, if the total flow rate is greater than or equal to the minimum total flow rate in the total flow determination step S10 (S10: YES), the adjustment of the flow rate and the total flow rate of each
以上のような本実施形態の流量自動調節システム1によれば、以下の効果を得ることができる。
1.各流路5に設定された範囲内の流量の熱媒体を供給することができる。
2.各部屋で望む通りの暖房ができ、便利で快適な温度を維持することができる。
3.バイパス流路9を設けたことにより最小総流量以上の流量を循環させることができるため、循環ポンプ3の負荷が軽減されて壊れ難くすることができる。
4.電動バルブ8の制御を所定の時間または回数以内に留めることにより、電動バルブ8の故障を抑制することができる。
According to the automatic flow
1. A heat medium having a flow rate within a range set in each
2. Each room can be heated as desired, maintaining a convenient and comfortable temperature.
3. Since the bypass flow path 9 is provided, a flow rate equal to or greater than the minimum total flow rate can be circulated, so that the load on the circulation pump 3 is reduced and it is difficult to break.
4). By keeping the control of the
なお、本発明に係る流量自動調節システムは、前述した一実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。 The automatic flow rate adjustment system according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate.
例えば、本発明に係る流量自動調節システム1は、暖房システムとして用いるものに限定されるものではなく、冷房システムやロードヒーティングシステム等に用いてもよい。
For example, the automatic flow
冷房システムとして用いる場合は、ボイラー2に変えて、熱媒体を冷却する冷却装置を設けることができる。
When using as a cooling system, it can replace with the
また、ロードヒーティングシステムとして用いる場合は、各流路5を路面下に埋設することでその流路5自体が放熱器となり、前記流路5からの熱で前記路面上の雪を融かすことができる。また、温度センサー55の代わりに降雪センサーや積雪計などを設けてもよい。
When used as a road heating system, each
さらに、上記実施形態では、電動バルブ8の保護のため、制御開始から所定の時間を超えた場合には、S6〜S9に示すように、前記電動バルブ8の駆動を停止するようにしているが、図7に示すように、S6〜S9の代わりにS6’〜S10’のように駆動回数Nに上限を設けて前記電動バルブ8の駆動を停止するようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, in order to protect the
また、メインコントロールパネル107やサブコントロールパネル54には、熱媒体を温める際のカロリーやそれに応じた電気代や灯油代等を表示できるようにしてもよい。
In addition, the
さらに、各放熱器53ごとにIDを設定し、各種データにこのIDを付与することで、各種データを管理してもよい。 Furthermore, various data may be managed by setting an ID for each radiator 53 and assigning this ID to the various data.
1 流量自動調節システム
2 ボイラー
3 循環ポンプ
4 供給管
5 流路
6 還元管
7 流量センサー
8 電動バルブ
9 バイパス流路
10 バルブ制御ボックス
11 信号線
21 貯留タンク
31 循環ポンプの入口
32 循環ポンプの出口
41 供給管の入口
51 流路の入口
52 流路の出口
53 放熱器
54 サブコントロールパネル
55 温度センサー
56 入力部
57 表示部
61 還元管の出口
71 プロペラ
81 駆動部
82 バルブ部
83 ギア
84 ステッピングモータ
85 弁
91 バイパス流路の入口
92 バイパス流路の出口
93 バイパス用流量センサー
94 バイパス用電動バルブ
101 信号送受信部
102 流量信号受信部
103 タイマー
104 駆動電力出力部
105 電源部
106 制御部
107 メインコントロールパネル
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記熱媒体を複数本の前記流路に循環させる循環ポンプと、
前記循環ポンプに連結されているとともに前記各流路の入口に連結されており、前記各流路に前記熱媒体を分配して供給する供給管と、
前記各流路の出口に連結されており、前記出口から流出する前記熱媒体を合流させて前記循環ポンプに還元する還元管と、
前記各流路ごとに設けられて前記各流路における前記熱媒体の流量を計測する複数の流量センサーと、
前記各流路ごとに設けられて前記各流路における前記熱媒体の流量を調節する複数の電動バルブと、
前記各流路ごとに設けられて供給される前記熱媒体の熱を各部屋に放熱する複数の放熱器と、
前記各部屋の温度を計測する複数の温度センサーと、
時間を計測するタイマーと、
前記各電動バルブの駆動を制御するバルブ制御ボックスと、
を有しており、
前記バルブ制御ボックスは、前記各温度センサーで計測された温度と、前記各部屋で設定されている設定温度とを比較し、前記部屋の温度が設定温度よりも高いと判別した場合にはその部屋に配置された前記流路を遮断するように前記電動バルブを駆動させるとともに、前記タイマーにより時間の計測を開始し、当該時間が所定時間内であるか否かを判別し、所定の時間内である場合には、前記流量センサーにより計測される流量が前記各流路ごとに設定された所定流量の範囲外であるか否かを判別し、前記流量が所定流量の範囲外である場合には、前記各流路の流量と前記各流路ごとに設定された所定流量との差を求め、その差に応じて前記電動バルブを駆動させ、前記各流量が所定流量の範囲内であると判別されるまで前記各流路の流量が所定流量の範囲外であるか否かの判別および前記各電動バルブの駆動制御を繰り返し、一方、前記タイマーにより計測された時間が所定時間より大きいと判別された場合には、前記各流路の流量が所定流量の範囲外であるか否かにかかわらず前記各電動バルブの駆動制御を終了する、前記流量自動調節システム。 A flow rate automatic adjustment system that automatically adjusts the flow rate of the heat medium when circulating the heat medium through a plurality of flow paths,
A circulation pump for circulating the heat medium through the plurality of flow paths;
A supply pipe connected to the circulation pump and connected to the inlet of each flow path, and distributing and supplying the heat medium to each flow path;
A reduction pipe connected to the outlet of each flow path, for joining the heat medium flowing out from the outlet and reducing it to the circulation pump;
A plurality of flow rate sensors provided for each of the flow paths to measure the flow rate of the heat medium in the flow paths;
A plurality of electric valves provided for each of the flow paths to adjust the flow rate of the heat medium in the flow paths;
A plurality of radiators for radiating heat of the heat medium provided and supplied for each flow path to each room;
A plurality of temperature sensors for measuring the temperature of each room;
A timer that measures time,
A valve control box for controlling the driving of each electric valve;
Have
The valve control box compares the temperature measured by each temperature sensor with the set temperature set in each room, and when it is determined that the temperature of the room is higher than the set temperature, the room The electric valve is driven so as to cut off the flow path arranged at the same time, and the time measurement is started by the timer, and it is determined whether or not the time is within a predetermined time. If there is, it is determined whether or not the flow rate measured by the flow rate sensor is outside the range of the predetermined flow rate set for each flow path, and if the flow rate is outside the range of the predetermined flow rate The difference between the flow rate of each flow path and the predetermined flow rate set for each flow path is obtained, and the electric valve is driven according to the difference, and it is determined that each flow rate is within the range of the predetermined flow rate. The flow rate of each flow path until When it is determined that the time measured by the timer is greater than a predetermined time, it is determined whether the flow rate is outside the range of the predetermined flow rate and the driving control of each electric valve. The automatic flow rate adjustment system, wherein the drive control of each electric valve is terminated regardless of whether the flow rate is out of a predetermined flow rate range.
前記熱媒体を複数本の前記流路に循環させる循環ポンプと、
前記循環ポンプに連結されているとともに前記各流路の入口に連結されており、前記各流路に前記熱媒体を分配して供給する供給管と、
前記各流路の出口に連結されており、前記出口から流出する前記熱媒体を合流させて前記循環ポンプに還元する還元管と、
前記各流路ごとに設けられて前記各流路における前記熱媒体の流量を計測する複数の流量センサーと、
前記各流路ごとに設けられて前記各流路における前記熱媒体の流量を調節する複数の電動バルブと、
前記各流路ごとに設けられて供給される前記熱媒体の熱を各部屋に放熱する複数の放熱器と、
前記各部屋の温度を計測する複数の温度センサーと、
前記各電動バルブの駆動を制御するバルブ制御ボックスと、
を有しており、
前記バルブ制御ボックスは、前記各温度センサーで計測された温度と、前記各部屋で設定されている設定温度とを比較し、前記部屋の温度が設定温度よりも高いと判別した場合にはその部屋に配置された前記流路を遮断するように前記電動バルブを駆動させるとともに、流量調節により前記電動バルブを駆動させた駆動回数が所定の駆動回数以下であるか否かを判別し、所定の駆動回数以下である場合には、前記流量センサーにより計測される流量が前記各流路ごとに設定された所定流量の範囲外であるか否かを判別し、前記流量が所定流量の範囲外である場合には、前記各流路の流量と前記各流路ごとに設定された所定流量との差を求め、その差に応じて前記電動バルブを駆動させ、前記各流量が所定流量の範囲内であると判別されるまで前記各流路の流量が所定流量の範囲外であるか否かの判別および前記各電動バルブの駆動制御を繰り返し、一方、前記電動バルブの駆動回数が所定の駆動回数を越えていると判別された場合には、前記各流路の流量が所定流量の範囲外であるか否かにかかわらず前記各電動バルブの駆動制御を終了する、前記流量自動調節システム。 A flow rate automatic adjustment system that automatically adjusts the flow rate of the heat medium when circulating the heat medium through a plurality of flow paths,
A circulation pump for circulating the heat medium through the plurality of flow paths;
A supply pipe connected to the circulation pump and connected to the inlet of each flow path, and distributing and supplying the heat medium to each flow path;
A reduction pipe connected to the outlet of each flow path, for joining the heat medium flowing out from the outlet and reducing it to the circulation pump;
A plurality of flow rate sensors provided for each of the flow paths to measure the flow rate of the heat medium in the flow paths;
A plurality of electric valves provided for each of the flow paths to adjust the flow rate of the heat medium in the flow paths;
A plurality of radiators for radiating heat of the heat medium provided and supplied for each flow path to each room;
A plurality of temperature sensors for measuring the temperature of each room;
A valve control box for controlling the driving of each electric valve;
Have
The valve control box compares the temperature measured by each temperature sensor with the set temperature set in each room, and when it is determined that the temperature of the room is higher than the set temperature, the room The electric valve is driven so as to block the flow path arranged at the same time, and it is determined whether or not the number of times of driving the electric valve by adjusting the flow rate is equal to or less than the predetermined number of times of driving. If the number is less than or equal to the number of times, it is determined whether or not the flow rate measured by the flow rate sensor is outside the range of the predetermined flow rate set for each flow path, and the flow rate is outside the range of the predetermined flow rate In this case, the difference between the flow rate of each flow path and the predetermined flow rate set for each flow path is obtained, the electric valve is driven according to the difference, and each flow rate is within the range of the predetermined flow rate. Until it is determined that there is The determination as to whether the flow rate of each flow path is outside the range of the predetermined flow rate and the drive control of each electric valve are repeated, while it is determined that the number of drive times of the electric valve exceeds the predetermined number of drive times. In the case where the flow rate of the electric valves is out of the predetermined flow range, the automatic flow rate control system terminates the drive control of the electric valves regardless of whether or not the flow rates of the flow paths are out of a predetermined flow rate range .
前記バルブ制御ボックスは、設定された所定流量の範囲内に制御した前記各流路ごとの流量、または前記各流路の流量が所定流量の範囲外であるか否かにかかわらず前記電動バルブの駆動制御を終了した前記各流路ごとの流量と、前記バイパス流路で計測された流量とを合算した総流量が、予め設定されている最小総流量以上になるように前記バイパス用電動バルブを駆動する請求項1または請求項2に記載の流量自動調節システム。
A bypass flow sensor for measuring the flow rate of the heat medium and a bypass electric valve for adjusting the flow rate are provided between the supply pipe and the reduction pipe so as to be able to flow therethrough. Has a bypass channel,
The valve control box controls the flow rate of the electric valve regardless of whether the flow rate of each flow path controlled within the set predetermined flow rate range or the flow rate of each flow path is out of the predetermined flow rate range. The bypass motor-operated valve is set so that the total flow rate of the flow rate of each flow channel for which drive control has been completed and the flow rate measured in the bypass flow channel is equal to or greater than a preset minimum total flow rate. The automatic flow rate adjustment system according to claim 1 or 2 , wherein the flow rate automatic control system is driven.
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