JPS6057149A - 給湯温度制御装置 - 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】 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
スや石油・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、他の熱源吉
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
極カ避けるだ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から分岐
した分岐路５は定温ミキシングパルプ６へ導かれる。そ
して、その出ロアは、前述の高温路４と冷水路８さ共に
混合栓９に導かれ、混合栓９の中の水栓１０，１１．１
２によって各３　。

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ロア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１
０．１１．１２の開度組合せによってボイラの高温から
冷水捷て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
ネルギ性への酊慮がなされている。１〜かＬｌ　この従
来で、任意の温度を得るためには、水栓１０，１１．１
２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水路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ωＪ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に水を混合して使
用するという無駄で不都合なことがある。

発明の［」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って省エネ
ルギを図ると共に指示湿度で出湯させ得る使い勝手の優
れた給湯システムを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、回転動作によって中温水流量々高温水流量
の変化傾向が反対の領域と中温水流用と水流量の変化傾
向が反対の領域とを有する流量調節弁と、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５　
・　パ 用型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。この構成によって、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
って、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って、
中温水熱源機上意は、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１日から分岐して貯湯槽１６を通り流量調節弁１
９に至る通路が中温水回路２０である。尚、２１は貯湯
槽１６の下部にあって集熱器１５で暖められた高温熱媒
が通ることによっ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−：
石油で加熱される貯湯式給湯機２２を通り、高温とな一
〕で流量調節介１９に至る通路が高温水６　゛ 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介
り多−で各々の流量比が調整され、混合して出湯経路２
５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
介す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２
３表、通路３３は水回路２４と、通路３４は出湯経路２
５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１〜だ筒状調節栓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ＩｐＩ３１．３２．３３と一致する通過面
積が変化するようになっている。この筒状調７“ミ゛ 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」
旦で駆動される 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＃ζ」のモータ３
８へ出力信号を送る。第４図すは中温水回路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の流れのみになっ
ている。従って、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
の温度捷で混合比、すなわち調節栓３５の角度によって
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＆旦のモータ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−１−のように、時計方向回転は出湯温度を低下させ
ることに々す、反時計方向回転は温度を」二昇すること
になるので、調節栓３５の角度位置によって高温水から
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、高温水と水を同時に使用す
ることが無い構成である。したがって、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、高温にするだめの熱源は、中温から高温までの
−１−外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。

従って、調節栓３５の回転による各水路の流弾、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の信号によるフィードバック動作
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
機り斗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りを付与した。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２
３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ッチ４１の信り々、熱交
換器４０の下流の湯温を検出するザーミスタ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
聞くと共に、予め定められだ湯温になるように燃料流量
を調節する比例弁４５を通っ１０　゛　− 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腸θ１１器
なのである。流量調節弁１−９は三回路か給水経路１８
から分岐する部分に設けられており、第２図の例ての混
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
っている。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−Ｌ旦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Ｖ旦として、第３図実
施例のものを用いて、通路３４を給水経路１８に接続し
、通路３１を中温水路２０へ、通路３２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
ケの通路４９と直角方向に設けた３ケの並列する通路５
０．５１．５２が形成されている。

そして通路４９側が開孔端となった筒状調節栓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ａｂＣ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を中心古し
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」−の構造で、通路４９を給水経路１
８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を水回路上各々接続すれば、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の角度位置によって水
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、高温水熱源占して瞬間湯沸器
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１ ギ効果を高める□ことができ着。丑だ、流量調節弁１−
シが高温に触れることがないので、温度的な制約かない
ので使用ＩＪＰｌ−７）’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偕保できるという特
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４１．１水回路と高ｎ１）１水回路と水回路を並列と
し、回転動作によっ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り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
制御回路部によっ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。寸だどの温
度を得るにも温度設定器２７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１３　”　：’ い勝手か優れている。

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、通常の三水混合弁
では混合対象によっ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吉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って操作方向を逆転する制
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酊管中の残留
分によって温度変化が逆傾向となって湯温の安定性を欠
く結果となる。この点、本発明では、混合対象が自動的
に切り換わり、混合対象が変っても温度を」二げる又は
下げるための操作方向は変らない。したがって、簡単な
構成にできると共に、残留水による過度温度変化もなく
安定した湯温を得ることができる。

１４べ′

【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、２４・・・・・・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゜３
２．３３，５０，５１．５２・・・・・・通路、３０゜
４８・・・・・・ハウジング。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第５
図 甘二二二一一ニニニニ二千コ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中温水が流れる中温水回路と高温水が流れる高温
   水回路と水回路を並列に接続し回転によって中温水流量
   と高温水流量が反対に変化する領域と中温水流量と水流
   量が反対に変化する＠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って前
   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. （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ク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２ベジ 湯温度制御装置。