JPS6314041A - 給湯器の給湯温度制御装置 - 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】−レｊ延亜充此 この発明は、プレート式熱交換器を１史用する給湯器に
関するもので、共通のエネルギーセンターから常時供給
される熱媒を各戸に分配供給し、各戸に設置したプレー
ト式熱交換器により水道水と熱交換させて台所、風呂、
洗面所等に給湯する場合、例えば、マンション等の集合
住宅の給：ＩＩｋ器に利用し得るものである。

従来東伎■ 近時、マンション等の集合住宅の給湯器は、エネルギー
センターから一定温度に管理された熱媒を各戸に常時供
給し、各戸に設けた熱交換器で水道水と熱交換させる方
式の給湯システムが多く採用されるようになってきてい
る。

第２図は従来の一般的着想に基づ（上記給湯システムの
各戸に設けられる端末給湯器の概略図であって、（１）
はプレート式熱交換器、（２）はエネルギーセンターか
らの熱媒供給管、（３）は水道水供給管、（４）はエネ
ルギーセンターへの熱媒戻り管、（５）は給湯管、（６
）は給湯出口栓、（７）は熱媒供給量制御弁であって、
給湯管（５）内の給湯水温度を一定温度（例えば６０℃
）に保持するように上記給湯管（５）に設けられた感温
部（８）の検出温度に逆比例してバルブ開度が自動制御
される場合を示している。

即ち、上記方式は、各戸の給湯水温度を一定に保持させ
るために、給湯水温度を検出して熱媒供給量制御弁（７
）のバルブ開度を第２ａ図のように制御させている。

Ｈ＜”よ”と　る。占 上記第２図の方式は、給湯用口栓（６）が開いた直後ま
で熱媒供給量制御弁（７）が閉じている。しかし、後述
する「後沸き」現象のため、感温部（８）の温度は、給
湯所定温度（例えば６０℃）より高く、給湯用口栓（６
）の開と同時に高温水が出て行くが、熱媒供給量制御弁
（７）は閉じたままとなっており、水道水ｆＪｊ給管（
３）からプレート式熱交換器（１）を経て給湯管（５）
に達する後続水の温度は急激に低下する。これにより、
感温部（８）は低下した温度を給湯所定温度に戻すため
に熱媒供給量制御弁（７）を大きい開度で開放し、これ
によって給湯管（５）内の給湯水温度が急激に上昇する
。これに伴って、感温部（８）を介して熱媒供給量制御
弁（７）の開度もフィードバックコントロールされ、や
がて給湯所定温度に落ち着くことになるが、それまでの
給湯水温度は第３図（ｂ）のように変化し、いわゆるハ
ンチングを起こし、給湯開始初期の給湯温度が不安定と
なると共に、給湯所定温度に落ち着くまでに時間がかか
る問題がある。

また、給湯用口栓（６）からの給湯水使用中、給湯用口
栓（６）の開度によって、プレート式熱交換器（１）内
を通る水道水の量が変化するため、給湯管（５）内の給
湯水温度も変化し、感温部（８）を介して熱媒供給量制
御弁（７）の開度もフィードバック制御されるが、この
制御には応答遅れがあるため、第４図（ｂ）のように給
湯所定温度を中心値としてプラスマ、ｆナスの変動があ
り、給湯水温度が不安定となる問題がある。

さらに、給湯用口栓（６）を閉じるき、給湯管（５）内
の給湯水の流れがなくなるが、感温部（８）の応答遅れ
があるため、熱媒が」二記給湯出ロ栓（６）の閉鎖後も
流れ続けてプレート式熱交換器（１）の水道水を加熱し
続ける。このときのプレート式熱交換器（１）内の水道
水（低温流体）側の温度は、給湯用口栓（６）の閉鎖時
には、給湯所定温度にあった訳であり、その状態で流れ
が止まり、これに対して、熱媒（高温流体）のみがプレ
ート式熱交換器（１）内を流れ続けるため、給湯所定温
度よりも高温に加熱される（これを後沸き現象と称す）
という問題点がある。

また、給湯停止中でも熱媒が流れていることがあるため
、熱損失が大であると共に、プレート式熱交換器（１）
及びその周辺を必要以上に加熱し続けることになる。

特に、上記方式の熱媒供給量制御弁（７）は、感温部（
８）にフロンガス等の流体を封入したプローブチューブ
を用い、このプローブチューブと制御弁（７）の弁杆に
連結されるダイアフラム室との間をパイプで連通接続し
、上記流体の熱膨張をダイアフラムを介して制御弁（７
）に伝えて、開度を自動的に制御する感温式自刃型の制
御弁（７）を使用するようにしており、これは故障が少
なく耐久性に優れ経済的である等の理由によるものであ
るが、この場合の感温部（８）は、プレート式熱交換″
ａ（１）内への設置が構造上及びスペース上の制約によ
って不可能であり、そのために、プレート式熱交換器（
１）の出口より外部の給湯管（５）の一部に設置せざる
を得ないことから、前記した種々の問題点が顕著となっ
ている。

”ための この発明は、一定温度の熱媒と水道水とをプレート式熱
交換器で熱交換させて上記水道水を所定給湯温度にして
給湯管から給湯用口栓を介して給湯する給湯器において
、プレート式熱交換器の熱媒入口に接続される熱媒供給
管に、熱媒供給量制御弁を設け、この弁の開度を給湯管
内圧力に逆比例して制御するようになしたものである。

詐朋 この発明は、給湯用口栓を開放すると、給湯管内の給湯
水圧ｐ、が、その開度Ａ、に逆比例して変化し、一方、
プレート式熱交換器内を通る水道水の流５１　Ｑ　ｔは
、給湯出口栓の開口度Ａ１に比例して変化し、熱媒供給
管に設けた熱媒供給量制御弁の開度Ａ２を第１ａ図に示
す様に、給湯管内の給湯水圧力Ｐ１に逆比例して制御さ
せることによって、給湯出口栓を閉しると給湯水圧力ｐ
ｔが上胃し、熱媒供給量制御弁を閉鎖させて後沸き現象
を防止し、かつ、給湯出口栓の開放時、給湯水圧力ｐ、
の低下で熱媒供給量制御弁を該給湯水圧力Ｐ１に逆比例
して開放させて早急に所定給湯温度に到達させることが
でき、かつ、給湯中の給湯水温を一定に保持させること
ができ、勿論、給湯停止中に熱媒が流れることはない。

Ｊ」１対 第１図は本発明に係る給湯器の主要部を示す概略図であ
って、（１０）はプレート式熱交換器、（１１）はエネ
ルギーセンターからの熱媒供給管、（１２）は水道水供
給管、（１３）はエネルギーセンターへの熱媒戻り管、
（１４）は給湯管、（１５）は給湯出口栓、（１６）は
熱媒供給量制御弁、（１７）は給湯管（１４）内の給湯
水圧力Ｐ１を検出する感圧部である。

上記感圧部（１７）は、給湯出口栓（１５）を開放する
と、それまで水道水の圧力ＰＯが静水圧力として作用し
ていた給湯管（１４）内の給湯水が給湯出口栓（１５）
に向けて流れ出すため、プレート式熱交換器（１０）内
で圧力損失ΔＰが生じて給湯水圧力Ｐ１が低下する。こ
の圧力低下量は、給湯出口栓（１５）の開度に比例する
。一方、プレート式熱交換器（１０）内での水道水の流
量は、給湯出口栓（１５）の開度に比例する。

また、プレート式熱交換器（１０）内での熱媒による水
道水への伝熱量は、熱媒流量Ｑ２と水道水の流量Ｑ１と
の比に正比例する（但し、熱媒供給温度Ｔ２及び水道水
供給温度ＴＯが一定のとき）。

従って、第１ａ図のように給湯水圧力ｐｉに逆比例して
熱媒供給量制御弁（１６）の開度を制御すると、所定給
湯温度の給湯水が得られる。

この場合、給湯水温度Ｔ１は、給湯開始時には第３図（
ａ）のような立ち上がり特性をもつが、給湯中において
は、給湯出口栓（１５）の開度Ａ、と給湯水圧力Ｐ１と
が比例関係にあり、開度Ａ１の変化が直ちに給湯水圧力
Ｐ１の変化となり、これが熱媒供給量制御弁（１６）の
開度Ａ２を変化させるため、給湯水温度Ｔ！は第４図（
ａ）のように一定となる。

そして、給湯停止時では、給湯出口栓（１５）の閉鎖に
よって、給湯管（１４）内の給湯水圧力Ｐ１が上昇する
ため、熱媒供給量制御弁（１６）も直ちに閉鎖され、そ
の後、再び給湯出口栓（１５）が開放されるまでは、給
湯水圧力Ｐ１が水道水圧力Ｐｏまで上昇した状態のまま
となり、熱媒供給量制御弁（１６）が閉鎖状態に保持さ
れるため、後沸き現象がなく、勿論、熱媒の流れがない
ため、熱損失が殆どなく、プレート式熱交換器（１０）
及びその周辺の温度が高くなることはない。

上記給湯出口栓（１５）は複数設置してもよい、また、
熱媒供給量制御弁（１６）は、感圧部（１７）から導通
バイブを介して給湯水を直接導通し°ζダイアフラムを
介してその開度Ａ２を制御させてもよく、他の圧力伝達
手段を介して間接的に制御させてもよい。

尚、水道水の供給温度Ｔａは、季節や外気温等で変化す
るが、この場合、熱媒供給管（１１）に調整絞り弁等を
設けておけば対処でき、或いは、エネルギーセンターで
の熱媒の供給温度Ｔ２を水道水の供給温度Ｔｏと相対的
に一定関係に制御させれば対処できる。

上記した給湯設備は、マンション等の集合住宅に適用さ
れる場合、各戸毎の熱媒使用料の計算等に供するため、
カロリーメーター等の流量針が各戸毎の熱媒供給管（１
１）に取り付けられるが、この場合でも、本発明のもの
は、給湯停止中に熱媒が流れることがなく、経済性及び
安全面でも好適である。また、給湯出口栓（１５）は冷
水との比例混合方式のものであってもよい。

発凰夏班来 この発明によれば、給湯開始時に一時的に高水温が出る
ことやハンチング現象を防止でき、所定給湯温度に早急
に上昇させることができ、かつ、給湯中の使用、量変化
に対しても圧力変化で検出制御させるものであるから給
湯水温度を一定に保持させることができ、さらに、給湯
停止時には、直ちに熱媒体を停止させて後沸きをなくし
、次の給湯開始時までその状態を保持させ得るため、熱
損失を殆どなくせると共に、プレート式熱交換器及びそ
の周辺の温度上昇を防止でき、安全でもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る給湯器の主要部の概要図、第１ａ
図は本発明の制御特性図、第２図は従来の一般的着想に
基づく給湯器の概要図、第２ａ図はその場合の制御特性
図、第３図及び第４図は給湯開始時と給湯中での給湯水
温度の特性比較図であって、それぞれの図において（ａ
）が本発明のもの、（ｂ）が従来のものを示すものであ
る。 （１０）−・・プレート式熱交換器、 （１１）−−一熱媒供給管、（１２）　−・水道水供給
管、（１３）−熱媒戻り管、（１４）　−拾腸管、（１
５）・−拾湯出口栓、 （１６）　−熱媒供給量制御弁、 （１７）・・・感圧部。 第１図 第８図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定温度の熱媒と水道水とをプレート式熱交換器
   で熱交換させて上記水道水を所定給湯温度にして給湯管
   から給湯出口栓を介して給湯する給湯器において、プレ
   ート式熱交換器の熱媒入口に接続される熱媒供給管に、
   熱媒供給量制御弁を設け、この弁の開度を給湯管内圧力
   に逆比例して制御するようになしたことを特徴とする給
   湯器。