JPH0514183B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、太陽熱や排熱を熱源とした給湯機と
石油や電気やガスを熱源とした給湯機を適切に組
み合わせる給湯装置に関する。 従来例の構成とその問題点 太陽熱や排熱を熱源とする給湯機は、熱源の性
質上から安定した温度が期待できないために、他
の熱源の給湯機と組合わされて使用することが多
い。そして、他の熱源の運転を最小限にとどめる
ため、太陽熱や排熱による給湯温度が使用目的に
対して十分高ければ、そのまま利用する方法が行
われている。このような従来例を第１図、第２
図、第３図に示した。いずれも太陽熱温水機１０
１をボイラ１０２で補助するもので、第１図では
ボイラ１０２を通る高温回路１０３と並列にバイ
パス路１０４を設け、三方弁１０５で高温回路１
０３かバイパス路１０４を選択して出湯回路１０
６へ供給している。使用温度より高ければバイパ
ス路１０４側を選択して端末の蛇口で水を混合し
て使用し、使用温度より低ければ高温回路１０３
側を選択するものである。又、この三方弁１０５
を感温体を有する自動ミキシングバルブとして、
高温湯と太陽熱の湯を適温になるように混合する
方法もある。この場合、ボイラ１０２が運転停止
していると、高温回路１０３側からは内部に貯湯
していた水が出てくるが、ミキシングバルブ１０
５は混合後の湯が適温まで上昇させる方向に動作
して、結果的に、ボイラ１０２内の水のみを流出
させるという不具合がある。このために、第２図
に示したように、高温回路１０３の中とバイパス
路１０４からミキシングバルブ１０５を通らずに
出湯回路に至る分岐路１０８の中に各々の弁１０
７，１０９を設けた例もある。ボイラ１０２を運
転しない時に、弁１０７を閉じ、弁１０９を開け
て使用するのである。この第１図、第２図の例は
太陽熱利用の割合を高くして、他のエネルギ消費
の節約を図るものであるが、太陽熱の温度やボイ
ラの運転状況を知つて切換える操作を必要とし、
更に、目的温度を得るためには端末蛇口で混合水
栓を操作しなければならない。第３図は混合水栓
も含めた給湯システムの従来例で、太陽熱１０１
の湯とボイラ１０２の湯を感温ミキシングバルブ
１１０で所定の温度に混合して、水回路１１１と
高温回路１０３と共に混合水栓１１２へ供給す
る。混合水栓１１２には高温回路１０３を開閉す
る水栓１１３、感温ミキシングバルブ１１０の湯
を開閉する水栓１１４、水回路１１１を開閉する
水栓１１５が設けてあり、出口側は共通になつて
給湯回路となつている。 第１図、第２図の例でミキシングバルブ１０５
を感温体を有する自動調節方式を用いると第３図
の例とほぼ同じであるが、これらの従来例では、
ミキシングバルブ１０５又は１１０で所定温度に
して水栓へ送ることになり、使用目的の温度が所
定温度よりも低ければ水と混合して使う。従つ
て、ミキシングバルブの設定温度より太陽熱の温
度が低い場合は使用温度に関係なくボイラ１０２
の熱湯を消費する。すなわち、使用温度が太陽熱
の温度以下の場合でも補助熱源を消費する不都合
があつた。又、夏期に、ミキシングバルブの設定
温度よりも太陽熱の湯の方が高温となれば、混合
水栓には、その高温が流れてくることになるが、
そのことが判断できないので調節時に危険になる
恐れもあつた。 発明の目的 本発明は、このような従来の問題点の解消を図
るもので、太陽熱や排熱を利用した給湯機による
給湯寄与率を高く維持しつつ、使用目的に合つた
温度で出湯させると共に、その為の構成要素を極
力少なくし故障のない給湯装置を得ることを目的
とする。 発明の構成 この目的を果すために、本発明は、太陽熱や排
熱による中温水給湯機と、ガスや石油、電気によ
る高温水給湯機と、高温水回路と水回路を切換え
る切換弁と、中温水給湯機の湯と切換弁で選択さ
れた湯又は水との流量比を調節する比率制御弁
と、温度設定器と、中温水と高温水又は水が混合
した後の温度を検出する出湯温検出器と、中温水
の温度を検出する中温湯検出器と、前記、設定器
及び２ケの検出器の信号で切換弁及び比率制御弁
を駆動する制御回路部とから構成され、温度設定
器と出湯温検出器の信号で駆動させる比率制御弁
の両信号の温度差に対する動作方向を切換弁が選
択した切換位置によつて逆転させている。この構
成で、温度設定器の設定温度より中温水の温度が
高ければ切換弁は水側へ切換り、低ければ高温水
側へ切換る。そして、出湯温検出器で温度を検出
して設定温度と等しくなるように、水又は高温水
を中温水へ混合する流量比を比率制御弁で調節す
るものである。すなわち、太陽熱や排熱による中
温水を中心として、設定温度によつて、水や高温
水を混合するものである。 実施例の説明 以下、本発明の実施例を第４図以下の図を用い
て説明する。第４図は一実施例を示すシステム回
路図で、太陽熱集熱器１と貯湯槽２の中の熱交換
器３の間を熱媒循環させるポンプ４が設けられた
太陽熱利用の中温水給湯機が５である。この中温
水給湯機５の出口側の中温水回路６と並列に電気
やガスや石油を熱源とする高温水給湯機７が設け
られ、その高温水は高温水回路８で供給される。
９は水回路で、前述の貯湯槽２に入る上流側で給
水路１０から分岐したもので、前述の高温水回路
８と共に切換弁の役割を果す三方弁１１へ接続さ
れている。そして、三方弁１１の共通路１２は、
中温水回路６と共に比率制御弁１３へ接続されて
おり、ここで各々の流量比が調節混合される。こ
の混合後の温度は出湯温検出器１４で検出され、
給湯端末に置かれて任意の使用温度を指定する温
度設定器１５の信号、及び、中温水給湯機５の貯
湯槽２の温度を検出する中温湯検出器１６の信号
と共に、制御回路部１７に送られる。制御回路部
１７では、これらの信号に基いて、前記の三方弁
１１や比率制御弁１３を駆動している。 第５図には比率制御弁１３の実施例を示した。
中温水回路６は弁孔１８を通り、三方弁１１から
の共通路１２からは弁孔１９を通つて混合室２０
に入り、出湯路２１から流出する流路構成になつ
ている。そして弁孔１８と１９に各々弁２２と２
３が対向し、主軸２４を中心にスプリング２５で
互に離れる方向に付勢されている。主軸２４の軸
方向移動によつて中温水側の弁孔１８と共通路側
の弁孔１９の開度が逆方向に変化するものであ
る。この主軸２４は、駆動モータ２６を動力源と
し、減速変換機構２７で減速した後に直線運動に
変換して移動させられる。モータ２６はステツピ
ングモータやポテンシヨメータと組合されるター
ボモータが用いられる。 第４図及び第５図の構成において、温度設定器
１５の温度に比して中温湯検出器１６の温度の方
が高ければ三方弁１１を水回路９とし、温度が低
ければ高温水回路８側へ接続するように制御回路
部１７が動作する。そして、中温湯に対して、水
又は高温水を混合することによつて、出湯温度が
設定温度と一致するように、出湯温検出器１４の
検出温度と設定温度の偏差値に基いて比率制御弁
１３の駆動モータ２６を動作させている。この時
に、例えば、三方弁１１が水側にある時は、主軸
２４を第５図の上方へ動かす動作が出湯温を下げ
ることになるが、三方弁１１が高温水側にある時
は同じ動作が出湯温を上げることになる。従つ
て、三方弁１１がどちらに接続しているかによつ
て、前記温度偏差に対する駆動モータ２６の回転
方向を逆にしておくことが必要である。この切換
は、制御回路部１７での三方弁１１への切換信号
を記憶しておいてもよいし、三方弁１１に位置検
出スイツチを設けてもよい。 第４図の回路では、高温水給湯機７は、中温水
給湯機５を通過した湯を再加熱するもので、太陽
熱や排熱の利用割合を、水から加熱する場合に比
して高くすることができる。 次に第６図及び第７図に他の実施例を示した。
ここで、第５図と同一部分には同一番号を付与し
ているので重ねて説明はしない。 第６図は、高温水給湯機７を瞬間加熱式給湯機
として三方弁１１の共通路１２の途中に設けたも
のである。そして、三方弁１１が水回路９側に接
続した場合は高温水給湯機７の熱源を動作させず
に、水を通過させるのみとし、三方弁１１が高温
水回路８側に接続した場合のみ通水時に加熱して
高温水として比率制御弁１３へ供給する。 第６図の実施例では、高温水給湯機７を小型化
可能なので設置スペースが少くて良いし、熱湯状
態で貯湯している場合に比して貯湯槽からの放熱
ロスが無いので無駄なエネルギ消費を避けること
ができる効果を有する。 第７図は、比率制御弁１３や三方弁１１を上流
側に配置した例で、比率制御弁１３で中温水回路
６側と三方弁１１の共通路１２側への流量比を調
節し、三方弁１１は、共通路１２から入る水を高
温水回路８か水回路９へ切換えるもので、中温水
回路６と高温水回路８と水回路９が接続された下
流に温度検出器１４を設けた。給水側で流量比を
調整しても非圧縮性流体なので出湯側での流量比
と等しく第４図の場合と同様の動作を行う。 第７図の実施例は、弁を水側に設けることによ
つて耐熱特性の確保を不要とし、スケール付着が
生じにくいもので、弁の動作信頼性を高めると共
に低価格化にも有効である。なお、前記実施例に
おいては、切換弁として三方弁を使用したが、二
方弁を２個組み合わせて同じ動作をさせる事も可
能であり、この場合も、どちらの二方弁が開路状
態になつているかによつて比率制御弁の動作方向
が変わる点では同様である。 発明の効果 以上のように本発明の給湯装置によれば、中温
水給湯機による中温水に対して、高温水又は水を
混合して指示温度出湯になるよう切換弁及び流量
の比率を調節する比率制御弁を駆動するものなの
で、太陽熱や排熱の状況に全く左右されることな
く任意の温度で出湯させることができて便利であ
ると同時に、夏期の太陽熱温水器で生じ易い予想
以上の高温で危険を招くといつた事故も防ぐこと
ができる。 切換弁で高温水か水を選択して中温水と混合す
る構成であるから、中温水に高温水を一度混合し
て温度高くして後に水を混ぜて適温にするという
従来例にあるような無駄なエネルギ消費が無い。
同時に、切換弁の選択に応じて比率調節弁の動作
方向を変える事によつて、中温水に混合するのが
高温水であつても水であつても適温に制御する事
が可能となり、また比率調節弁の高温側入口と低
温側入口を特定化する必要が無いので、回路構成
が簡単になり、さらに故障の原因となり易い弁の
使用を少なくする事が可能となるので信頼性が向
上する。 中温水を中心に使用する給湯システムなので、
給湯中に中温水給湯機へ冷水が入つてくるが、こ
れは太陽熱や排熱による熱源との温度差を拡大し
て、より加熱が行い易い条件となるので中温水給
湯機自体の給湯能力をも向上させる効果を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は従来の給湯装置にお
ける給湯回路図、第４図は本発明の給湯装置の一
実施例を示す給湯回路図、第５図は第４図に示し
た比率制御弁の一実施例を示した断面図、第６
図、第７図は各々本発明の給湯装置の一実施例を
示す給湯回路図である。 ５……中温水給湯機、６……中温水回路、７…
…高温水給湯機、８……高温水回路、９……水回
路、１１……切換弁、１３……比率制御弁、１４
……出湯温検出器、１５……温度設定器、１６…
…中温湯検出器、１７……制御回路部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中温水給湯機と、高温水給湯機と、前記高温
   水給湯機を通る高温水回路と水回路を選択切換す
   る切換弁と、前記中温水給湯機を通る中温水回路
   と前記切換弁で選択された高温水又は水の流量比
   を調整する比率制御弁と、給湯温度を指定する温
   度設定器と、中温水と高温水又は水が混合した後
   の温度を検出する出湯温検出器と、中温水の温度
   を検出する中温湯検出器と、前記温度設定器と出
   湯温検出器と中湯温検出器の信号によつて前記切
   換弁及び比率制御弁を駆動する制御回路部とから
   構成され、前記温度設定器と出湯温検出器の信号
   で駆動される比率制御弁の両信号の温度差に対す
   る動作方向を前記切換弁が選択した切換位置によ
   つて逆転させた給湯装置。 ２ 高温水給湯機は、切換弁で選択切換された下
   流に設けた瞬間加熱式給湯機で構成し、切換弁が
   水回路を選択した場合は加熱を停止させる特許請
   求の範囲第１項記載の給湯装置。