JPS59119122A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、太陽熱集熱蓄熱槽或は各種熱利用機器からの
廃熱回収蓄熱槽等における温度不定の温水を温水源とし
、この温水を所定温度に昇温させ、或は降温させて最適
温度の温水として給湯する給湯システムに関する。

〈背景〉 近年、石油、石炭等化石燃料が将来枯渇するという危惧
か一般的に認識され、省エネルギーの努力、代替エネル
ギーの開発の努力等が種々の分野で行なわれるに至った
。

そして、これら努力の結果として、太陽熱の集熱利用、
或は各種熱利用機器の廃熱回収再利用等が広く行なわれ
ている。

しかしながら、太陽熱の集熱量は、晴雨、日射しの強弱
等によって異なり、また、廃熱回収量は、熱利用機器の
種類、運転時間等によって異なるのであるから、これら
熱の用途によっては、温度が低すぎたり、総熱量が不足
する等の不都合を生ずることとなる。

〈従来技術〉 このような不都合を解消するために、従来は、太陽熱、
熱利用機器の廃熱等を蓄熱した温水を貯湯式ボイラーに
導びき、更に加熱して８０°Ｃ前後の湯とすることが行
なわれていた。

従って、蓄熱を利用する場合には、貯湯式ボイラーの８
０°Ｃ前後の湯と上水道水等常温の水とを混合水栓によ
って混合し、混合吐出水温を確認しながら前記場と水と
の混合割合を変化させることによって混合吐出氷温を、
用途により定まる最適温度に維持することができる。

しかし、このような給湯システムにおいては、常時８０
°Ｃ前後の湯を貯湯式ボイラーに貯湯しておく必要があ
るので、貯湯式ボイラーのタンク、配管等から、かなり
多量の熱が奪われることとなる。

即ち、これら放熱量を考慮すると、蓄熱した太陽熱、熱
利用機器の廃熱等はその大半が何ら利用されることなく
失なわれることとなるので、省エネルギーの努力、代替
エネルギーの開発の努力等は余り大きな効果を挙げ得な
いこととなる。

また、給湯時に、誤って８０’Ｃ前後の湯を先に吐出し
、その後常温の水を混合させて吐湯温度を調節すると、
火傷をする危険かあり、使い勝手が悪いという不都合を
生ずることとなる。

〈目的〉 本発明は、太陽熱、熱利用機器の廃熱等を蓄熱した温度
不定の温水を温水源とし、予め加熱等を行なうことなく
、用途によって最適の温度の温水として、必委量だけ直
ちに給湯し得るようにすることを目的とする。

〈構成〉 かかる目的を達成するために、本発明は、温度不定の温
水源と常温水源とを混合弁装置と連通し、混合弁装置の
温水吐出口と給湯口とを直接連通ずるとともに、温水吐
出口と給湯口とを加熱装置を介して連通し、更に温水源
の温度、設定給湯温度等を入力として混合弁装置を駆動
し、混合された温水を直接、或は加熱装置を通して給湯
口に導びく制御装置を設けてなる。

以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

〈実施例〉 第１図は本発明給湯システムの一実施例を示す系統図で
あり、温水源（１）と、常温水源（２）と、温水源（１
）からの温水と常温水源（２）からの常温水とを混合す
る混合弁装置（４）と、混合された温水を加熱する加熱
装置（３）と、温水源（１）の温度、設定給湯温度−等
を入力として混合弁装置（４）を駆動し、混合された温
水を直接、或は加熱装置（３）を通して給湯口（５）に
導びく制御装置（図示せず）を設けてなる。

温水源（１）は、太陽熱集熱蓄熱槽、各種熱利用機器か
らの廃熱回収蓄熱槽等からなり、天候、熱利用機器の種
類、運転時間等によって温水の温度が変化するものであ
る。

常温水源（２）は、上水道水等からなる。

混合弁装置（４）は、２個の混合弁ｑｔ）（４）からな
り、一方の混合弁頭の流入口０υを温水源（１）と連通
ずるとともに、他方の混合弁（イ）の流入口Ｃυを常温
水源（２）と連通している。

そして、混合弁００の吐出口ｑ２を加熱装置（３）と連
通し、混合弁−の吐出口（イ）を給湯口（５）と連通し
、更に両混合弁頭翰の流入・吐出口０３Ｇ！３を互に連
通している。

従って、混合弁明の流入口（１１）と吐出口Ｑ４とを連
通ずるとともに、流入・吐出口ｑ３と吐出口Ｑりとを連
通し、かつ混合弁−の流入口シυと流入・吐出口（ト）
とを連通ずることにより、温水源（１）からの温水と常
温水源（２）からの常温水とを混合して温水の温度を低
下させ、そのまま加熱装置（３）に導びくことかできる
。

また、混合弁（４）の流入口シυと吐出口（イ）とを連
通ずるとともに、流入・吐出口（ハ）と吐出口（イ）と
を連通し、かつ混合弁明の流入口ｑυと流入・吐出口ｑ
３とを連通ずることにより、温水Ｍ＋（１）からの温水
と常温水源（２）からの常温水とを混合して温水の温度
を低下させ、そのまま給湯口（５）に導ひくことができ
る。

加熱装置（３）は、瞬間式湯沸器等、水を流しながら加
熱する従来公知の装置からなる。

制御装置（図示せず）は、温水源（１）の吐出口に近接
させて設けることにより、温水の温度を検出する温度セ
ンサ（６）と、給湯口（５）に近接させて設けることに
より給湯温度を検出する温度センサ（７）との出力信号
、及び給湯温度設定器（図示せず）の出力信号を入力と
して、前記混合弁明−を駆動し、温水と常温水との混合
割合、及び混合された温水を加熱装置（３）に導びくか
、直接給湯口（５）に導びくか等の制御を行ない、以て
給湯温度を、給湯温度設定器（図示せず）によって予め
設定された温度と等しくなるようにしている。

尚、（８）は温水源（１）と混合弁θＱとの間に設けた
逆止弁であり、（９）は常温水源（２）と混合弁（７）
との間に設けた逆止弁である。

以上の構成になる給湯システムの作用は次のとおりであ
る。

図示しない給湯温度設定器によって最適給湯温度を設定
するとともに、給湯口（５）を開いて給湯可能状態とし
、更に制御装置（図示せず）に、給湯を行なうべきこと
を示す信号を印加すればよく、以下のようにし乏最適設
定温度の給湯を行なうことができる。

即ち、先づ給湯温度設定器（図示せず）により設定した
最適給湯温度ＱＴと、温度センサ（６）により検出され
た温水源（１）の温水温度ＳＳＴとを比較し、ＱＴ≦Ｓ
ＳＴであれは、温水源（１）の温水に常温水源（２）の
常温水を混合させて降温させ、そのまま給湯口（５）に
導ひけはよいと判断し、ＱＴ＞ＳＳＴであれば、温水源
（１）の温水を加熱装置（３）に導ひいて昇温させ、そ
の後、給湯口（５）に導びけはよいと判断する。

［月　ＱＴ≦ＳＳＴの場合 切換弁明の流入口０υと流入・吐出口０３との間のみを
連通させるとともに、切換弁（４）の流入口（２υと吐
出ロワηとの間のみを連通させることにより、給湯口（
５）から常温水のみを供給する。

そして、温度センサ（７）により検出された給湯温度Ｑ
ＳＴと前記最適給湯温度ＱＴとを比較し、ＱＳＴ＝？Ｑ
Ｔであれは、混合弁明を、流入口シυと吐出口（イ）と
の間を徐々に絞るとともに、流入・吐出口＠と吐出口翰
との間を徐々に開くようサーボ動作させ、温水と常温水
との混合割合を変えることにより給湯温度ＱＳＴを上昇
させる。

このサーボ動作を行なうことによりＱＳＴ＝ＱＴとなれ
ば、最適給湯温度での給湯を行なっていることとなるの
で、以後は混合弁（４）をサーボ動作させることなく、
必要量の給湯を行なうことができる。

また、必要量の給湯を行なった後は、給湯口（５）を閉
じることにより給湯動作を停止させればよく、混合弁ａ
ｏｃｑの全ての流路を閉塞して次回の給湯動作に備える
。

［１）ＱＴ：＞Ｓ’ＳＴの場合 切換弁ｏ０の流入・吐出口α劃と吐出口ａノとの間のみ
を連通させるとともに、切−換弁翰の流入口（２１）と
流入・吐出口（社）との間のみを連通させることにより
、常温水のみを加熱装置（３）に導びき、加熱装置（３
）を作動させて常温水を加熱し、給湯口（５）から供給
する。

そして、温度センサ（７）により検出された給湯温度Ｑ
ＳＴと前記最適給湯温度ＱＴとを比較し、ＱＳＴ＝ＱＱ
Ｔであれば、混合弁ｑＯを、流入・吐出口ｕ４と吐出口
は２との間を徐々に絞るとともに、流入口０υと吐出口
Ｑ巧との間を徐々に開くようサーボ動作させ、温水と常
温水との混合割合を変えることにより給湯温度ＱＳＴを
上昇させる。

このサーボ動作を行なうことによりＱＳＴ＝ＱＴとなれ
ば、最適給湯温度での給湯を行なっていることとなるの
で、以後は混合弁ＣＩ（）をサーボ動作させることなく
、必要量の給湯を行なうことができる。

また、必要量の給湯を行なった後は、給湯口（５）を閉
じることにより給湯動作を停止させると同時に加熱装置
（３）を停止させれはよく、混合弁００（４）の全ての
流路を閉塞して次回の給湯動作に備える。

尚、以上の実施例において、フロースイッチ、或はフロ
ースイッチとプレッソヤースイッチ等とを組み合わせた
スイッチ等を用いて給湯動作状態、給湯停止状態を検出
し、給湯システムのスタート状態、リセット状態を自動
的に監視し得るようにしてもよいことは勿論である。

本実施例においては、温水源（１）の温水に常温水を混
合して降温させ、或は温水を加熱装置（３）により加熱
、昇温させることにより最適給湯温度での給湯を行ない
得るようにしているので、用途に応じて最適の温度の温
水を所望量だけ供給することができ、しかも、温水源（
１）からの放熱を減少させ、省エネルギーに大きく貢献
し得るのみならず、化石燃料の代替エネルギーとして極
めて有効である。

以上何れの場合においても、給湯動作開始初期には、常
温水のみが混合弁装置（４）を流れるので、熱湯が出る
ことは全くなく安全である。

第３図は本発明給湯システムの他の実施例を示す系統図
であり、第１図の実施例と異なる点は、常温水源り２）
の吐出口に近接させて設けることにより、常温水の温度
を検出する温度センサ０４）と給湯口（５）に近接させ
て設けることにより、温水流量を検出する流量センナθ
Ｇとを有する点、及び図示しない制御装置により駆動さ
れて、最適給湯温度を得られないことを報知する第１警
報器（図示せず）、及び第２警報器（図示せず）を有す
る点のみである。

以上の構成になる給湯システムの作用は次のとおりであ
る。

図示しない給湯温度設定器によって最適給湯温度を設定
するとともに、給湯口（５）を開いて給湯可能状態とし
、更に制御装置（図示せず）に、給湯を行なうべきこと
を示す信号を印加すればよく、以下のようにして最適設
定温度の給湯を行なうことができる。

即ち、先づ給湯温度設定器（図示せず）により設定され
た最適給湯温度ＱＴと、温度センサ（６）により検出さ
れた温水源（１）の温水温度ＳＳＴとを比較し、ＱＴ≦
ＳＳＴであれは、温水源（１）の温水に常温水源（２）
の常温水を混合させて降温させ、そのまま給湯口（５）
に導ひけはよいと判断し、ＱＴ）ＳＳＴであれば、温水
源（１）の温水を加熱装置（３）に導びいて昇温させ、
その後、給湯口（５）に導びけばよいと判断する。

このうち、ＱＴ≦ＳＳＴの場合の動作は前記実施例六回
じであるから、ここでは説明を省略する。

ＱＴ＞ＳＳＴの場合には、切換弁ｏ１の流入・吐出口Ｑ
３と吐出口（６）との間のみを連通させるとともに、切
換弁（１）の流入口０］、ｌと流入・吐出口（ハ）との
間のみを連通させることにより、常温水のみを加熱装置
（３）に導びき、加熱装置（３）を作動させて常温水を
加熱し、給湯口（５）から供給する。

次いで、最適給湯温度ＱＴにおける給湯流量ｙｌ／ｍｉ
ｎ　が、加熱装置（３）の加熱能力Ｘ号（流入水温より
も２５°Ｃ昇温させた温水を流量ｘ５／ｍｉｎの割合で
取り出し得る加熱能力）と比べて著しく過大成は過小で
あるか否かを判断する。

そして、給湯流量ｙｌ／ｍｉｎ　が適切であれば、温度
センサ（７）により検出された給湯温度ＱＳＴと前記最
適給湯温度ＱＴとを比較する。もし、ＱＳＴ４ＱＴであ
れば、混合弁α１を、流入・吐出口ｑ３と吐出口０功と
の間を徐々に絞るとともに、流入口ｑυと吐出口ａノと
の間を徐々に開くようサーボ動作させ、温水と常温水と
の混合割合を変えることにより給湯温度ＱＳＴを上昇さ
せる。

このサーボ動作を行なうことによりＱＳＴ＝ＱＴとなれ
ば、最適給湯温度での給湯を行なっていることとなるの
で、以後は混合弁００をサーボ動作させることなく、必
要量の給湯を行なうことができる。

また、必要量の給湯を行なった後は、給湯口（５）を閉
じることにより給湯動作を停止させると同時に加熱装置
（３）を停止させれはよく、混合弁００（イ）の全ての
流路を閉塞して次回の給湯動作に備える。

給湯流ｆｔ　ｙ　ｌ）／ｍＩｎ　が適切でなければ、以
下のようにして善報を発することができる。

即ち、（ＱＴ−５ＳＴ）＞（ｙ／ｘ）Ｘ２５であれば、
給湯流量ｙｇ／ｍｉｎ　か過大であり、混合弁００をサ
ーボ動作させることによって常温水を混合することなく
温水源（１）の温水のみを加熱装置（３）に導ひき得る
ようにしても最適給湯温度ＱＴを得ることができない（
最適給湯温度ＱＴ以下にしがならない）のであるから、
第１楕報器（図示せず）を駆動して、操作者に給湯流量
Ｙ　＃／ｍｉｎ　　が過大であることを報知する。

まｔコ、（ＱＴ−Ｃ５Ｔ）＜　（Ｘ／Ｙ　）Ｘ２５であ
れば、給湯流量Ｙｌ／ｍｉｎ　が過小であり、混合弁０
Ｉをサーボ動作させることによって温水を混合すること
なく常温水源（２）の常温水のみを加熱装置（３）に導
びき得るようにしても最適給湯温度ＱＴを得ることがで
きない（最適給湯温度ＱＴ以上にしかならない）のであ
るから、第２警報器（図示せず）を駆動して、操作者に
給湯流量ｙ４／ｍｉｎが過小であることを報知する。

従って、操作者は、報知の種類を識別して給湯流量が適
切な範囲内となるよう給湯口（５）に付設したバルブ（
図示せず）を操作し、或は加熱装置（３）の加熱能力を
変化させることにより、最適給湯温度ＱＴでの給湯動作
を行なうことができる。

但し、給湯口（５）に付設したバルブ（図示せず）の操
作、或は加熱装置（３）の加熱能力調節等については、
手動操作に限定されるものではなく、自動操作にて行な
うようにしてもよい。

本実施例の場合には、前記実施例において奏する効果を
奏する他に、給湯流量ｙ　＃／１ｎｉｎ　が適切か否か
を判別して、適切でない場合には警報を発するので、最
適給湯温度ＱＴと異なる温度の温水を長時間にわたって
供給し続けるという不都合を防止することができるとい
う効果を奏する。

〈効果〉 以上のように本発明は、温度不定の温水源の温水に常温
水を混合して降温させ、或は温水を加熱装置により加熱
、昇温させることにより、常に最適給湯温度での給湯を
行ない得るようにしているので、用途に応じて最適の温
度の温水を直ちに所望量だけ供給することができ、しか
も、蓄熱状態において温水源の温度を人為的には上昇さ
せないのであるから、温水源からの放熱を著しく減少さ
せ、省エネルキーに大きく貢献し得るのみならず、化石
燃料の代替エネルギーとして極めて有効である等特有の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明給湯システムの一実施例を示す系統図、 第２図は第１図に示す給湯システムの動作を示すフロー
チャート、 第３図は本発明給湯システムの他の実施例を示す系統図
、 第４図は第３図に示す給湯システムの動作を示すフロー
チャート。 ■・・・温水源、　　　　　２・・・常温水源、３・・
・加熱装置、　　　　４・・・混合弁装置、５・・・給
湯口、　　　　　６．７・・・温度センサ、１０．２０
・・・混合弁、１１．２１・・・流入口、１２．２２・
・・吐出口、 １３．２３・・・流入・吐出口。 出　願　人　シャープ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、太陽熱集熱蓄熱槽、各種熱利用機器からの廃熱回収
   蓄熱槽等における温度不定の温水を温水源とし、この温
   水源の温水を供給する給湯システムにおいて、温水源と
   別体に常温水源を設けるとともに、温水と常温水とを混
   合する混合弁装置を設け、更に混合弁装置と給湯口とを
   そのまま連通する給湯管路と、加熱装置を介在させて連
   通ずる給湯管路とを設け、更に温水源の温水温度及び設
   定給湯温度とを入力として混合弁装置を駆動し、温水と
   常温水との混合割合を輪化させるとともに、選択的に何
   れか一方の給湯管路に混合水を供給する制御装置を設け
   たことを特徴とする給湯システム。