JPH0526995B2 - - 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する中温水給湯
機と、ガスよ石油・電気を熱源とする高温水給湯
機の組合せ給湯システムの湯温制御装置に関する
ものである。 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、その熱源
の性質上から安定した温度での出湯は望めないの
で、他の熱源との組合せ使用が行われる。この時
に、任意の温度で安定した出湯が行われるように
配慮したり、他熱源の使用を極力避けるための工
夫が行われており、第１図に従来例を示した。 第１図は太陽熱温水機１をボイラ２で補うもの
で、温水機１を通る中温路３とボイラ２を通る高
温路４か分岐した分岐路５は定温ミキシングバル
ブ６へ導かれる。そして、その出口７は、前述の
高温路４と冷水路８と共に混合栓９に導かれ、混
合栓９の中の水栓１０，１１，１２によつて各々
の流量が調節されて出湯路１３から出湯するもの
である。定温ミキシングバルブ６では感温体を内
蔵しており、予め定めた湯温で出口７から出るよ
うに中温路３と分岐路５の流量を各々調節してい
る。この例では、水栓１０，１１，１２の開度組
合せによつてボイラの高温から冷水まで全温度範
囲での出湯が可能であり、定温ミキシングバルブ
６で安定化した湯温との混合であるから混合操作
が容易である。又、夏期に温水機１の温度が定温
ミキシングバルブ６の設定温度より高ければ、ボ
イラ２の湯は消費しないし、冬期でも、設定温度
に高めるまでボイラ２の湯を使うのみで温水機１
は使用しており、省エネルギー性への配慮がなさ
れている。しかし、この従来で、任意の温度を得
るためには、水栓１０，１１，１２の開度を調節
しなければならず、特に中温路３から水栓１１へ
至る通路は圧力損が大きく冷却路８の圧力損は少
いので、水栓１１と１２を操作する場合には微妙
な温度調節が難しい。又、定温ミキシングバルブ
６では、使用する温度にかかわらず、定められた
温度で出湯しようと作動するので、使用温度が温
水機１の温度より低くてもボイラ２の高温水を消
費したうえで水を混合して使用するという無駄で
不都合なことがある。 発明の目的 本発明は従来例で述べたような問題点を解消す
るもので、太陽熱や排熱を常に優先使用すること
によつて省エネルギを図ると共に指示温度で出湯
させ得る使い勝手の優れた給湯システムを簡単な
構成で得ることを目的としている。 発明の構成 この目的達成のために本発明では、太陽熱や排
熱を熱源とする中温水が流れる中温水回路と、ガ
スや石油や電気を熱源とする高温水が流れる高温
水回路と、水回路とを並列に設け、これら三回路
を並列に接続して回転動作によつて水流量が無く
て高温水流量と中温水流量が反対に変化する領域
と高温水流量が無くて中温水流量と水流量が反対
に変化する領域とを有する流量調整弁と、この弁
を作動させる駆動源と、温度設定器と、三回路の
合流後の出湯温度を検出する出湯温検出器と、前
記設定器及び検出器の信号で駆動源を作動させる
制御回路部とから構成した給湯温度制御装置であ
る。この構成によつて、設定温度で出湯できるよ
うに中温水に対して高温水又は低温の水を適量混
合して供給するという動作を行う。したがつて、
設定温度より中温水温度の方が高ければ高温水を
消費することは無く経済的な給湯が得られるもの
である。 実施例の説明 以下、本発明の実施例に基いて説明する。第２
図は、中温水熱源として太陽熱温水機を用いた実
施例であつて、中温水熱源機１４は、集熱器１５
と貯湯槽１６と、この間を熱媒循環させるポンプ
１７から構成されており、給水経路１８から分岐
して貯湯槽１６を通り流量調節弁１９に至る通路
が中温水回路２０である。尚、２１は貯湯槽１６
の下部にあつて集熱器１５で暖められた高温熱媒
が通ることによつて水を加熱する熱交換器であ
る。次に、貯湯槽１６の下流から分岐し、電気や
ガス又は石油で加熱される貯湯式給湯機２２を通
り、高温となつて流量調節弁１９に至る通路が高
温水回路２３である。一方、給水経路１８から、
何の加熱手段も通らずに流量調節弁１９に至る水
回路２４も設けられている。この三つの回路から
の湯又は水は流量調節弁１９で各々の流量比が調
整され、混合して出湯経路２５から流出する。出
湯経路２５には出湯温検出器２６が設けられ、温
度設定器２７の設定信号と制御回路部２８で比較
演算され、設定温度と等しくなるように流量調節
弁１９を回転させる駆動源２９を作動させる。 第３図に流量調節弁１９の一実施例を示し、第
４図に動作状態の縦断面図を示した。ここで、弁
ハウジング３０には互に直交する四方向からの通
路が設けられていて、通路３１は中温水回路２０
と、通路３２は高温水回路２３と、通路３３は水
回路２４と、通路３４は出湯経路２５と各々接続
されている。そして、各通路の交点には通路３４
の方向に開口した筒状調節栓３５が回転自在に収
納されていて、その径方向に通孔３６が形成さ
れ、回転に応じて通路３１，３２，３３と一致す
る通過面積が変化するようになつている。この筒
状調節栓３５は、軸３７で回転させられるもので
あるが、軸３７は、モータ３８と減速機３９で構
成される駆動源２９で駆動される さて、第４図ａの位置では中温水のみが流れて
いるが、この状態で出湯温検出器２６が温度設定
器２７で設定した温度よりも高温であることを検
出すると、制御回路部２８では出湯温度を低下さ
せるように、第４図で時計方向に調節栓３５を回
転させるべく駆動源２９のモータ３８へ出力信号
を送る。第４図ｂは中温水回路２０に水回路２４
の流れが少し混入している状態であり、同図ｃは
ほぼ均等であり、同図ｄは水回路２４の流れのみ
になつている。従つて、同図ａから時計方向へ回
転すれば次第に出湯温度は低下することになり、
中温水の温度から水の温度まで混合比、すなわち
調節栓３５の角度によつて自由に選択することが
出来る。次に、温度設定器２７で中温水の温度よ
り高く温度設定された時は、制御回路部２８は駆
動源２９のモータ３８に対して調節栓３５を反時
計方向へ回転させるように出力信号を送るのであ
る。第４図ｅ，ｆと次第に高温水回路２３の流量
が増加して湯温は上昇し、同時ｇでは高温水のみ
が流れることになる。 以上のように、時計方向回転は出湯温度を低下
させることになり、反時計方向回転は温度を上昇
することになるので、調節栓３５の角度位置によ
つて高温水から水までの間で任意の温度を得るこ
とが可能である。温度設定操作をするのみで、出
湯温度は自動的に三回路の流量比を調整して設定
値と一致することになるが、この時に、常に中温
水が優先使用されるように高温水と水との中間位
置に設けられていて、高温水と水が同時に使用す
ることが無い構成である。したがつて、従来例に
見られたような高温水の無駄な消費を生じること
がない。 又、第２図の実施例では、高温水回路２３は、
中温水回路２０の貯湯槽１６の通過後から分岐し
て設けられているので、高温にするための熱源
は、中温から高温までの上昇分だけで良いからエ
ネルギ節約に有利である。更に、貯湯槽１６も貯
湯式給湯機２２も通水時の圧力降下は微少なので
流量調節弁１９の入口での三回路の水圧はほぼ等
しい。従つて、調節栓３５の回転による各水路の
流量変化特性がほぼ等しく、回転に伴う温度変化
が滑らかになるので、出湯温検出器２６の信号に
よるフイードバツク動作をする上で湯温変化を繰
り返えして安定しないという発振現象が生じにく
くすることができる特徴を有している。 次に、本発明の他の実施例を第５図に示し、流
量調節弁の他の実施例を第６図に示した。第５図
も中温水の熱源機１４は太陽熱温水機を用いる例
であり、第２図の場合と同一部分には同一番号を
付与した。この実施例では高温水熱源として瞬間
湯沸器を用いており、高温水回路２３中に熱交換
器４０が設けられている。同回路の通水があるこ
とを検出するフロースイツチ４１の信号と、熱交
換器４０の下流の湯温を検出するサーミスタ４２
の信号はコントローラ４３に入力され、通水時に
電磁弁４４を開くと共に、予め定められた湯温に
なるように燃料流量を調節する比例弁４５を通つ
てバーナ４６で燃焼するものである。すなわち、
出湯温度を高温レベルに固定した比例制御式の瞬
間湯沸器なのである。流量調節弁１９は三回路が
給水経路１８から分岐する部分に設けられてお
り、第２図の例での混合弁としての使い方に対し
て分流弁としての使い方になつている。しかし、
三回路が合流点４７で混合した下流で湯温を出湯
温検出器２６で検出するのであるから、流量調節
弁１９の操作で設定温度に一致させるという動作
は全く同一である。流量調節弁１９として、第３
図実施例のものを用いて、通路３４を給水経路１
８に接続し、通路３１を中温水路２０へ、通路３
２を高温水路２３へ、通路３３を水回路へ接続す
れば目的が達成される。 第６図の他の実施例では、弁のハウジング４８
には、１ヶの通路４９と直角方向に設けた３ヶの
並列する通路５０，５１，５２が形成されてい
る。そして通路４９側が開孔端となつた筒状調節
栓５３が回転自在に収納されており、前述の通路
５０，５１，５２に対応する位置に径方向の通孔
が５４，５５，５６と設けられる。第７図のａ，
ｂ，ｃは各々、第６図の通路５０，５１，５２の
中心線における横断面図であるが、これに示した
ように、通路５１と対応する通孔５５を中心とし
て、通路５０と対応する通孔５４は反時計回転方
向に位置し、通路５２と対応する通孔５６は時計
回転方向に位置している。この調節栓５３は第３
図での例と同じくモータ３８と減速機３９の回転
を軸３７から受けて回転するものである。以上の
構造で、通路４９を給水経路１８と接続し、通路
５０を高温水回路と、通路５１を中温水回路と、
通路５２を水回路と各々接続すれば、第７図の状
態から時計方向へ回転することが出湯温を上昇さ
せることになり、反時計方向へ回転することが低
下させることになる。こうして調節栓５３の角度
位置によつて水温から高温水温度まで幅広く任意
に得られるもので、動作は第２図及び第３図第４
図での実施例と同様である。 この第５図の実施例では、高温水熱源として瞬
間湯沸器を用いるので貯湯式に比べると放熱ロス
が少いので、本システムの効果に加えて省エネル
ギ効果を高めることができる。また、流量調節弁
１９が高温に触れることがないので、温度的な制
約がないので使用材料が自由であるしスケールに
よる固着の恐れが少いので信頼性を高く確保でき
るという特徴を有している。 発明の効果 以上述べたように本発明の給湯温度制御装置に
よれば、中温水回路と高温水回路と水回路を並列
とし、回転動作によつて中温水流量と高温水流量
の変化が逆の領域と中温水流量と水回路流量の変
化が逆の領域とを有する流量調節弁と、この弁を
駆動する駆動源と、温度設定器と、三回路合流後
の温度を検出する出湯温検出器と、前記設定器と
検出器の信号で駆動源を作動させる制御回路部に
よつて構成されているから、中温水を優先的に使
用して無駄に高温湯を消費することがなく、高温
水のための熱源が必要最少限に節約できる。また
どの温度を得るにも温度設定器を操作するのみで
蛇口開度の微妙な調節操作が不要で極めて使い勝
手が優れている。 中温水に対して高温水又は水を選択して混合す
る場合に、混合相手が高温水の場合と水の場合で
は中温水流量の変化による温度変化が逆になる。
すなわち、温度を低下させたい時に、中温水流量
を増加すべき場合と減少すべき場合があり、通常
の二水混合弁では混合対象によつて操作方向を逆
にする必要がある。混合対象を切換える三方弁と
二水混合弁を組合わせれば本発明の流量調節弁と
同じ作用を行い得るが、前述のように、何と混合
させるかによつて操作方向が逆転する制御回路を
必要とする。これは、単に高価になるばかりでな
く、混合対象の切換え直後の過渡時には配管中の
残留分によつて温度変化が逆傾向となつて湯温の
安定性を欠く結果となる。二水混合弁の操作方向
を変更せずに行う為には、二水混合弁の高温側に
は高温水か中温水を選択して供給し、低温側には
中温水か水を選択して供給する必要がある。この
為には二水混合弁の上流の高温側及び低温側の
各々に切換弁が必要となり、弁や配管が本発明よ
りも多く複雑になる問題がある。この点、本発明
では、混合対象が自動的に切り換わり、混合対象
が変つても温度を上げる又は下げるための操作方
向は変らない。したがつて、簡単な構成にできる
と共に、残留水により過度温度変化もなく安定し
た湯温を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給湯システムの構成図、第２図
は本発明に基く給湯温度制御装置の一例を示した
システムの構成図、第３図は本発明に用いる流量
調節弁の一例を示した部分縦断面図、第４図は第
３図の弁部の部分横断面図、第５図は本発明の他
の実施例を示すシステムの構成図、第６図は流量
調節弁の他の実施例を示した部分縦断面図、第７
図は第６図の弁部の横断面図である。 ２０……中温水回路、２３……高温水回路、２
４……水回路、１９……流量調節弁、２９……駆
動源、２７……温度設定器、２６……出湯温検出
器、２８……制御回路部、３５，５３……筒状調
節栓、３６，５４，５５，５６……通孔、３１，
３２，３３，５０，５１，５２……通路、３０，
４８……ハウジング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中温水が流れる中温水回路と、高温水が流れ
   る高温水回路と、水回路と、前記三回路を並列に
   接続し回転動作によつて水流量が無くて高温水流
   量と中温水流量が反対に変化する領域と高温水流
   量が無くて中温水流量と水流量が反対に変化する
   領域とを有する流量調節弁と、前記流量調節弁を
   回転させる駆動源と、出湯温度を指定する温度設
   定器と、前記三回路の合流後の温度を検出する出
   湯温検出器と、前記設定器及び検出器の信号によ
   つて前記駆動源を作動させる制御回路部とを有
   し、中温水に対し高温水又は水を選択的に混合す
   ることにより指定温度出湯する給湯温度制御装
   置。 ２ 流量調節弁は、一端が開口し径方向に通孔を
   形成した筒状調節栓と、前記栓の回転方向に、高
   温水回路、中温水回路、水回路の順に接続され径
   方向に通孔と対応する通路を形成したハウジング
   とから構成された特許請求の範囲第１項記載の給
   湯温度制御装置。