JPH1194279A

JPH1194279A - 給湯装置

Info

Publication number: JPH1194279A
Application number: JP10205062A
Authority: JP
Inventors: Masashi Yoshida; 昌司吉田; Yoshihiro Sugano; 義裕菅野; Kiyoshi Ota; 清太田; Daisuke Koshimizu; 大介越水; Takahiro Nishi; 恭弘西; Takao Takagi; 多佳雄高木; Kimio Mochizuki; 公雄望月; Senzou Shinohara; 占三篠原; Kuninori Hashimoto; 州典橋本; Hidetada Takai; 秀忠高井
Original assignee: Takagi Industrial Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Takagi Industrial Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1998-07-21
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 1999-04-09
Anticipated expiration: 2015-12-18
Also published as: JP3117955B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で給湯需要の増減に即応できると
ともに、損耗の偏りによる耐久性の欠如を改善した給湯
装置を提供する。【解決手段】循環管路（循環配管１２）の給湯往き管
（１４）と給湯環り管（１５）との間の湯沸経路（４）
にバルブを設けて熱交換器（２）を取り付け、バルブ
（遠隔操作バルブ７）の開閉及びバーナ（３）の燃焼制
御を行う個別制御手段（８）を備える複数の湯沸器ユニ
ット（瞬間湯沸器１ａ、１ｂ、１ｃ・・・）を備えると
ともに、前記個別制御手段と連携する中央制御手段
（９）を備えることにより、給湯開始時は複数の湯沸器
ユニットの１又は２以上を選択し、給湯中は給湯需要に
対応して湯沸器ユニットの１又は２以上を選択的に動作
又は休止させ、さらに各湯沸器ユニットの使用時間の積
算に基づき、使用時間の短い湯沸器ユニットの優先的な
動作と、使用時間の長い湯沸器ユニットの優先的な休止
とにより、給湯需要に対する即応性を向上させ、使用時
間の偏り防止による湯沸器ユニットの耐久性を高めてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の湯沸器ユニット
から１又は２以上を選択的に動作させて給湯する給湯装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホテル、総合病院等で、全館給湯
を行う場合、単一の給湯源として給湯装置が設けられ、
例えば、図３に示すように、複数の給湯個所ａ１、ａ
２、ａ３・・・を通る給湯往き管ｂ及び給湯還り管ｃか
ら成る循環配管ｄと、ボイラｅ並びに貯湯タンクｆ及び
循環ポンプｇ等を備えている。ボイラｅや貯湯タンクｆ
は、定期点検や故障発生時に給湯の中断を防止するた
め、２組を並列に設け、一方側をバックアップ側として
切替え動作を可能にしている。各給湯能力は、現在の給
湯需要を越える余裕設計としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この給湯装
置では、重量が大で設置面積が大きく、建物の１階や地
階に特別な設置空間を設けることが必要である。また、
給湯能力にあっては、設置時に余裕設計をしても、大幅
な給湯需要を見込むことは、設備コスト上無理があり、
しかも、急激な給湯需要に即応することはできないし、
設備が大がかりであるため、簡単に増設することも困難
であった。また、２組のボイラ等は、通常、バックアッ
プ側を停止させ、一方を継続使用に供するため、その耐
久性に問題があった。

【０００４】そこで、本発明は、簡単な構成で給湯需要
の増減に即応できるとともに、損耗の偏りによる耐久性
の欠如を改善した給湯装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の給湯装置は、図
１に例示するように、循環管路（循環配管１２）の給湯
往き管（１４）と給湯環り管（１５）との間の湯沸経路
（４）にバルブを設けて熱交換器（２）を取り付け、バ
ルブ（遠隔操作バルブ７）の開閉及びバーナ（３）の燃
焼制御を行う個別制御手段（８）を備える複数の湯沸器
ユニット（瞬間湯沸器１ａ、１ｂ、１ｃ・・・）を備え
るとともに、前記個別制御手段と連携する中央制御手段
（９）を備えることにより、給湯開始時は複数の湯沸器
ユニットの１又は２以上を選択し、給湯中は給湯需要に
対応して湯沸器ユニットの１又は２以上を選択的に動作
又は休止させ、さらに各湯沸器ユニットの使用時間の積
算に基づき、使用時間の短い湯沸器ユニットの優先的な
動作と、使用時間の長い湯沸器ユニットの優先的な休止
とにより、給湯需要に対する即応性を向上させ、使用時
間の偏り防止による湯沸器ユニットの耐久性を高めてい
る。

【０００６】請求項１に係る本発明は、給湯往き管（１
４）及び給湯還り管（１５）を備えるとともに上水が加
えられる循環管路（循環配管１２）と、前記給湯往き管
と前記給湯環り管との間に形成する湯沸経路（４）にバ
ルブ（遠隔操作バルブ７）を設けて熱交換器（２）を取
り付けるとともに、前記バルブの開閉と前記熱交換器に
設けられたバーナ（３）の燃焼制御を行う個別制御手段
（８）を備える複数の湯沸器ユニット（瞬間湯沸器１
ａ、１ｂ、１ｃ・・・）と、これら湯沸器ユニットの前
記個別制御手段と連携し、給湯開始時、前記湯沸器ユニ
ットの１又は２以上を選択して動作させる中央制御手段
とを備えたことを特徴とする。

【０００７】即ち、給湯開始時、取りあえず１又は２以
上の湯沸器ユニットを選択して動作させ、給湯を開始す
る。給湯に際して中央制御手段は、選択した湯沸器ユニ
ットに対応する個別制御手段に指令を送り、バルブを開
とする。即ち、バルブが開となった湯沸器ユニットで
は、水または戻り湯が給湯器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、これに応じてバーナの燃焼を開始する。

【０００８】したがって、湯沸経路を流れる上水または
戻り湯はバーナの燃料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、給湯配管を通して
給湯個所を廻り、その一部が使用される。その残りは給
湯還り管に還流し、補給される上水と合流して再びバル
ブが開状態にある湯沸器ユニットの湯沸経路に循環す
る。

【０００９】請求項２に係る本発明は、給湯往き管及び
給湯還り管を備えるとともに上水が加えられる循環管路
と、前記給湯往き管と前記給湯環り管との間に形成する
湯沸経路にバルブを設けて熱交換器を取り付けるととも
に、前記バルブの開閉と前記熱交換器に設けられたバー
ナの燃焼制御を行う個別制御手段を備える複数の湯沸器
ユニットと、これら湯沸器ユニットの前記個別制御手段
と連携し、給湯量の増減により、休止中の前記湯沸器ユ
ニットの１又は２以上を選択して動作させ、動作中の前
記湯沸器ユニットの１又は２以上を選択して休止させる
中央制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】即ち、給湯量の増減に応じ、休止中の湯沸
器ユニットの１又は２以上を選択して動作させ、又は、
動作中の湯沸器ユニットの１又は２以上を選択して休止
させることで、給湯量を制御する。

【００１１】請求項３に係る本発明は、中央制御手段
は、前記湯沸器ユニットの使用時間を前記湯沸器ユニッ
ト毎に積算し、この積算値を動作又は休止させる前記湯
沸器ユニットの選択情報として用いることを特徴とす
る。即ち、このような給湯動作中に、中央制御手段は、
各湯沸器ユニットの動作時間、即ち、使用時間を積算す
る。この積算値は、使用時間の偏りを防止するため、動
作又は休止させるべき湯沸器ユニットの選択情報として
使用する。

【００１２】請求項４に係る本発明は、選択すべき前記
湯沸器ユニットは、使用時間の短い湯沸器ユニットの１
又は２以上であることを特徴とする。即ち、給湯開始時
にあっては、中央制御手段が各湯沸器ユニットの使用時
間を参照し、その使用時間の短い１又は２以上の湯沸器
ユニットを優先的に選択して動作させる。この結果、複
数の湯沸器ユニットの使用時間の偏りを防止して均一化
でき、各湯沸器ユニットの耐久性を向上させることがで
きる。

【００１３】請求項５に係る本発明は、動作させるべき
前記湯沸器ユニットは、使用時間の短い１又は２以上の
湯沸器ユニットであることを特徴とする。即ち、休止中
の湯沸器ユニットの１又は２上を選択することで、瞬間
的又は恒久的な給湯需要に即応できる。しかも、既設の
湯沸器ユニット数では給湯需要に応じきれない場合に
は、既設の循環経路に適数の湯沸器ユニットを増設し、
最大給湯能力を容易に増大することができる。

【００１４】請求項６に係る本発明は、休止させるべき
前記湯沸器ユニットは、使用時間の長い１又は２以上の
湯沸器ユニットであることを特徴とする。即ち、これに
より使用時間の偏りが軽減される。

【００１５】請求項７に係る本発明は、前記給湯量の増
減は、湯温の高低により判定することを特徴とする。即
ち、給湯量の増減は直接に計測することができるが、給
湯量が増大した場合には水量が増える結果、出湯湯温が
低下し、給湯量が減少した場合には水量が少なくなる結
果、出湯湯温が上昇するので、この湯温の高低により給
湯量の増減を容易に知ることができる。したがって、こ
の増減情報から湯沸器ユニットの動作又は休止の制御を
行うことにより、給湯需要に即応できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て説明する。

【００１７】図１は、本発明の給湯装置の一実施形態を
示している。１ａ、１ｂ、１ｃは、湯沸器ユニットとし
ての瞬間湯沸器であり、この実施形態では３台の瞬間湯
沸器を示している。各瞬間湯沸器１ａ、１ｂ、１ｃ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。

【００１８】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、各センサ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
が設けられている。なお、遠隔操作バルブ７には例えば
電動バルブを使用できる。

【００１９】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ｉから湯
出力側ｏ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ともに、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おいて
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１ａ、１ｂ、１ｃ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。

【００２０】各個別制御手段８を集中的に管理する中央
制御手段９が設置されている。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１ａ、１ｂ、１ｃ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、この積算記憶手段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１ａ、１ｂ、１ｃを選択して制御する選択制御手
段１１を設けている。

【００２１】１２は、多数の給湯個所１３ａ、１３ｂ、
１３ｃ・・・を通る循環配管であり、この循環配管１２
は給湯往き管１４と給湯還り管１５とから構成されてお
り、この循環配管１２の適所、例えば図１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や大気開放タンク（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。

【００２２】そして、瞬間湯沸器１ａ、１ｂ、１ｃは、
各湯沸経路４の湯出力側ｏを給湯往き管１４、水入力側
ｉを給湯還り管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。なお、図示の構成において符号２１は燃料
ガス供給管である。

【００２３】以上の構成において、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１ａ、１
ｂ、１ｃ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
１ａ、１ｂ、１ｃ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１ａ、１ｂ、１ｃ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。

【００２４】そして、循環ポンプ１６により給湯還り管
１５を流れている戻り湯は、給水管１７から補給された
上水と合流して、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１ａ、１ｂ、１
ｃにおいて、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。

【００２５】即ち、遠隔操作バルブ７が開の瞬間湯沸器
１ａ、１ｂ、１ｃ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
湯は給湯往き管１４を流れて各給湯個所１３ａ、１３
ｂ、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
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。

【００２６】そして、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
ａ、１ｂ、１ｃ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。

【００２７】ところで、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を選択
して、選択した瞬間湯沸器の個別制御手段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１ａ、１ｂ、１ｃの選択は、前述の動作により積算記
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１ａ、１ｂ、１
ｃ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１ａ、１ｂ、１ｃ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。

【００２８】また、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
の瞬間湯沸器を選択制御手段１１が選択して、選択した
瞬間湯沸器の個別制御手段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１ａ、１ｂ、
１ｃの選択は、前述した動作により積算記憶手段１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１ａ、１ｂ、１ｃ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。

【００２９】上述の通り、選択制御手段１１による瞬間
湯沸器１ａ、１ｂ、１ｃの選択により複数の瞬間湯沸器
の動作時間の均一化が図られる。以上は、単に瞬間湯沸
器１ａ、１ｂ、１ｃ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には動作時間に代え
て、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
ａ、１ｂ、１ｃを選択して制御すれば、複数の瞬間湯沸
器１ａ、１ｂ、１ｃは、それらの積算の燃焼量が均一化
される。この場合、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、以上の説明において
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１ａ、１ｂ、１ｃを動作させる際及び動
作状態の瞬間湯沸器１ａ、１ｂ、１ｃ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と
もできるし、また、かかる選択はこのように給湯負荷の
増減の度毎に行うほか、適宜時間経過毎、例えば３日毎
等に行うようにすることもできる。

【００３０】以上の動作において、例えば業務拡張等に
伴い必要給湯量が大幅に増大し、全部の瞬間湯沸器１
ａ、１ｂ、１ｃ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を増設し、それらの
湯出力側を給湯往き管１４、水入力側を給湯還り管１５
に接続して、既設の瞬間湯沸器１ａ、１ｂ、１ｃ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。

【００３１】また、瞬間湯沸器１ａ、１ｂ、１ｃのいず
れか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１ａ、１ｂ、
１ｃ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１９、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
間湯沸器が動作状態、即ち給湯をしている状態でも修理
または取替えを容易に行うことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果が得られる。ａ．複数の湯沸器ユニットから１
又は２以上を選択的に動作させることにより給湯需要に
応じるので、従来の貯湯タンクは不要となり、給湯需要
に即応でき、設備規模の縮小や設置面積の狭小化、故障
修理又は交換、増設の容易化を図ることができる。ｂ．
給湯需要の増減に応じて選択する湯沸器ユニットについ
て、その使用時間を選択情報としているので、各湯沸器
ユニット間の使用時間の偏りを防止して、耐久性を高め
ることができ、信頼性の高い給湯装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の給湯装置の一実施形態を示す系統図で
ある。

【図２】制御系統を示すブロック図である。

【図３】従来の給湯装置を示す系統図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ瞬間湯沸器２熱交換器３バーナ４湯沸経路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１２循環配管１４給湯往き管１５給湯還り管１６循環ポンプ１７給水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者越水大介神奈川県横浜市戸塚区原宿町926 (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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給湯往き管及び給湯還り管を備えるとと
もに上水が加えられる循環管路と、前記給湯往き管と前記給湯環り管との間に形成する湯沸
経路にバルブを設けて熱交換器を取り付けるとともに、
前記バルブの開閉と前記熱交換器に設けられたバーナの
燃焼制御を行う個別制御手段を備える複数の湯沸器ユニ
ットと、これら湯沸器ユニットの前記個別制御手段と連携し、給
湯開始時、前記湯沸器ユニットの１又は２以上を選択し
て動作させる中央制御手段と、を備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】給湯往き管及び給湯還り管を備えるとと
もに上水が加えられる循環管路と、前記給湯往き管と前記給湯環り管との間に形成する湯沸
経路にバルブを設けて熱交換器を取り付けるとともに、
前記バルブの開閉と前記熱交換器に設けられたバーナの
燃焼制御を行う個別制御手段を備える複数の湯沸器ユニ
ットと、これら湯沸器ユニットの前記個別制御手段と連携し、給
湯量の増減により、休止中の前記湯沸器ユニットの１又
は２以上を選択して動作させ、動作中の前記湯沸器ユニ
ットの１又は２以上を選択して休止させる中央制御手段
と、を備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項３】前記中央制御手段は、前記湯沸器ユニッ
トの使用時間を前記湯沸器ユニット毎に積算し、この積
算値を動作又は休止させる前記湯沸器ユニットの選択情
報として用いることを特徴とする請求項１又は２記載の
給湯装置。
【請求項４】選択すべき前記湯沸器ユニットは、使用
時間の短い湯沸器ユニットの１又は２以上であることを
特徴とする請求項１記載の給湯装置。
【請求項５】動作させるべき前記湯沸器ユニットは、
使用時間の短い１又は２以上の湯沸器ユニットであるこ
とを特徴とする請求項２記載の給湯装置。
【請求項６】休止させるべき前記湯沸器ユニットは、
使用時間の長い１又は２以上の湯沸器ユニットであるこ
とを特徴とする請求項２記載の給湯装置。
【請求項７】前記給湯量の増減は、湯温の高低により
判定することを特徴とする請求項２記載の給湯装置。