JPH0160749B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、住宅用あるいは業務用の給湯設備に
おいて、供給される熱水と冷水とを混合して所望
する設定温度の温水を得る自動調温式の給湯シス
テムに関するものである。

〔従来の技術〕

従来にあつて、所望する温度の温水を得る自動
調温式の給湯システムは、第２図及び第３図に示
すものが一般的である。

第２図に示すものは、温水ボイラ、石油給湯機
等の熱源１により得られた熱水と、水道管より導
かれる冷水とを熱水配管２、冷水配管３を介して
手動ミキシングバルブ４に供給し、該バルブ４で
所望する温度の温水とするものである。

また第３図に示すものは、熱源として比例制御
式のガス給湯機５を使用するものであり、コント
ローラ６で設定された温水の温度設定値信号ｊに
比例してガス給湯機５のガス量を決定し、所望す
る温度の温水を得、これを温水配管７を介して流
量制御弁８へ供給するものである。この場合、流
量制御弁８は、温水の吐出流量をコントロールす
るだけである。

〔従来技術の欠点〕

ところが、第２図に示す給湯システムにあつて
は、ミキシングバルブ４に供給される熱水と冷水
との混合比を変えて温度設定を行つているので、
熱水と冷水の温度及び熱水と冷水の供給圧力によ
り、設定温度が変化するという欠点があり、再調
整が必要である。特に、他の給湯機器、例えば浴
室に配置されたミキシングバルブ４を使用してい
る最中に、台所に配置されたミキシングバルブ４
を使用したりすると、給水圧が極端に低下し、浴
室で使用しているミキシングバルブ４から吐出さ
れる温水の温度が危険温度まで上昇するという欠
点があつた。また温度設定は、手動でミキシング
バルブ４の摘み等を回動操作して行わなければな
らず、その操作が面倒であつた。それに、吐出さ
れる温水が設定温度より大きくズレた場合に、閉
栓する安全機構がなく、冷水の供給が遮断された
場合には熱水だけが吐出されるという危険があつ
た。

また第３図に示す給湯システムにあつては、比
例制御式のガス給湯機５で所望する温度の温水を
得るようにしており、該ガス給湯機５から流量制
御弁８までの温水配管７の全長が長くなる程、該
管路での熱損失が大きくなる。このことは、実際
に温水を使用する場所では所望する温度の温水が
得られないということであり、また省エネルギー
の観点からも好ましくない。それに、再使用する
場合は、温水配管７内の溜水を排出した後でなけ
れば所望する温水が流量制御弁８から得られない
ということと、ガス給湯機５の特質上、使用開始
初期において調温途中の温水が排出されるという
問題があり、水量のムダ及び制御時間が遅いとい
う欠点があつた。このことは、少量の温水が必要
なときに特に効率が悪く、不経済である。更にま
た、この比例制御式のガス給湯機５を用いる給湯
システムでは、複数個所への給湯ができないとい
う欠点があつた。これは、複数の個所で個々に設
定温度を求めることは不可能だからである。その
ためには、複数のガス給湯機が必要である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は従来の上記欠点に鑑みてこれを改良除
去したものであつて、モータを介してバルブの回
転角度を制御することで、別々に供給される熱水
と冷水の混合比を決定し、適温に調節された温水
を得る適温ミキサーと、該適温ミキサーへ供給す
る熱水と冷水の各管路にあつて、いずれも前記適
温ミキサーに近接して設置された感温センサー及
び感圧センサーと、これらの感温センサー及び感
圧センサーからの熱水と冷水の温度、圧力信号及
び所望する設定温度信号とから前記適温ミキサー
のバルブの回転角度を決定するコントローラとで
自動調温式給湯システムを構成することにより、
高精度の温度制御を実現すると共に、面倒なミキ
シング操作を不要とし、更にはエネルギー損失の
少ない給湯システムを提供せんとするものであ
る。

以下に本発明の構成を図面に示す実施例に基づ
いて更に詳細に説明すると次の通りである。

〔実施例〕

第１図は実施例に係る給湯システムの全体を示
すブロツク図である。同図において、１０は冷水
配管１１から供給される冷水と、熱水配管１２か
ら供給される熱水とを混合して適温の温水を得る
適温ミキサー、１３は該ミキサー１０に連結さ
れ、そのバルブの回転角度を制御するステツピン
グモータ、パルスサーボモータ等のモータであ
る。冷水配管１１にあつて、適温ミキサー１０の
上流側で且つ該適温ミキサー１０に近接した位置
には、逆止弁１４、感圧センサー１５、感温セン
サー１６が配置されている。この配置は熱水配管
１２にあつても同じであり、１７は逆止弁、１８
は感圧センサー、１９は感温センサーである。前
記逆止弁１４は、感圧センサー１５及び感温セン
サー１６が熱水の影響を受けないように、冷水配
管１１への熱水の流入を阻止するためのものであ
る。逆止弁１７も同じ理由で熱水配管１２への熱
水の流入を阻止するためのものである。

また２０は、冷水配管１１及び熱水配管１２の
各センサー１５，１６，１８，１９からの信号ａ
乃至ｄと、温度設定器２１からの設定値信号ｅと
から、冷水と温水の混合比を演算し、該混合比と
なるべくモータ１３へ制御信号ｆを出力して適温
ミキサー１０のバルブの回転角度を決定するコン
トローラである。前記温度設定器２１の設定値信
号ｅは表示器２２にも同時に出力され、これにデ
ジタル表示等される。

２３は適温ミキサー１０と流量制御弁２４とを
接続する温水配管、２４は温水配管２３の途中に
配された停電自動閉鎖型電磁弁又は安全用サーモ
スタツト等の安全バルブである。この安全バルブ
２４は、停電自動閉鎖型電磁弁である場合には、
コントローラ２０により制御され、安全用サーモ
スタツトである場合には、温水の温度を検知して
自動的に動作する。また温水配管２３の途中に
は、感温センサー２６が配置されている。この感
温センサー２６は、上述のコントローラ２０に温
水の温度信号ｈを出力し、該信号ｈと前記設定値
信号ｅとの間に±１℃の誤差が生じた場合に、信
号ｈをもつて適温ミキサー１０を制御させんとす
るものである。

尚、上述の給湯システムは、全体が１つのユニ
ツトとして浴室や台所等に取り付けられており、
コンパクトである。

次に上述の如く構成された給湯システムの動作
態様を説明する。

先ず、温度設定器２１で所望する温水の温度を
設定する。この設定値信号ｅは、表示器２２に送
られてこれに表示されると共に、コントローラ２
０に送られる。コントローラ２０には、上記信号
ｅの他に、冷水配管１１及び熱水配管１２で検知
された冷水と熱水の圧力信号ａ，ｃ及び温度信号
ｂ，ｄが常時入力されている。コントローラ２０
は、これらの圧力信号、温度信号から冷水と熱水
のそれぞれの熱容量を求め、両流体を混合した場
合に、設定温度（信号ｅの値）となるべく、両流
体の混合比を決定する。そして、モータ１３へ制
御信号ｆを出力する。モータ１３は、制御信号ｆ
に基づいて適温ミキサー１０のバルブの回転角度
を調節する。これにより、適温ミキサー１０の混
合室へ流入する冷水と熱水の流量比が、前記コン
トローラ２０で求められた値となり、設定温度の
温水が得られる。

通常は、このようにして設定温度の温水を得る
ようにしている。これであれば、冷水と熱水の供
給圧力及び温度が変化した場合であつても、コン
トローラ２０がこの変化による温水の温度変化を
是正すべく冷水と熱水の混合比を連続して自動補
正し、常に設定温度に調節された温水を得ること
が可能である。それに、上述の制御は、フイード
フオワードであり、制御上信号処理の時間的な遅
れ等は殆ど皆無としてもよい。

また、本発明に係る給湯システムは、上述の要
領で調節された温水の温度が、所望する設定温度
であるかどうかを感温センサー２６で確認してい
る。そして、実際の温水の温度と設定温度との間
に±１℃以上の誤差が生じた場合には、上述の各
センサー１５，１６，１８，１９による温水の温
度制御から感温センサー２６による温水の温度制
御に切り換えるようにしている。これは、感温セ
ンサー２６の温度信号ｈと温度設定器２１の設定
信号ｅとを常時比較することにより、前記誤差の
発生を検知することができる。また感温センサー
２６による温度制御は、フイードバツク方式で行
えばよい。

要するに、本発明に係る給湯システムは二段階
の制御方式であり、信頼性が高いものである。

而して、停電等によりコントローラ２０及び各
センサー等の機能が停止した場合には、コントロ
ーラ２０が安全バルブ２５へ閉栓信号ｇを出力
し、温度制御されない状態の温水が吐出するのを
停止する。また断水等により冷水の供給が遮断さ
れた場合には、熱水のみが吐出されることにな
り、危険であるので、コントローラ２０はこのよ
うな場合も安全バルブ２５に遮断信号ｇを出力す
る。断水等の検知は、感圧センサー１５の圧力信
号ａが所定値より低下したことを検知すれば可能
であり、極めて容易である。安全バルブ２５とし
て、サーモスタツトバルブを用いた場合には、熱
水の検知と同時に自らバルブを閉鎖することで熱
水の吐出事故を防ぐことが可能である。

それに上述の給湯システムは、前述の如く、全
体が１つのユニツトとして浴室や台所等に取り付
けられるものであり、コンパクトである。従つ
て、適温ミキサー１０で調節された温水の管路２
３は極めて短く、該管路２３における温水の熱損
失はほとんど無視できるものである。つまり、省
エネルギー的にも好ましいものである。

ところで、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、適宜の変更が可能である。例え
ば、熱水配管１２は、電気温水器、石油給湯器、
ガス給湯器、ソーラーシステム等の熱源から専用
の配管を用いて形成してもよく、また上述の熱源
に連通する本管から分岐管を用いて形成してもよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の給湯システムは、
自動調温式であり、面倒なミキシング操作が不必
要である。また冷水配管と熱水配管にそれぞれ配
置した感圧センサー及び感温センサーにより、冷
水と熱水の熱容量を連続的に演算して冷水と熱水
の混合比を所定温度になるべく自動制御すること
ができる。このため、冷水と熱水の供給圧力及び
温度の変動があつても、熱水の温度を所望する設
定温度に調節することが可能である。すなわち、
高精度の温度制御が可能である。それに、上述の
制御はフイードフオワード方式であり、時間的な
制御遅れがない。更に本発明の給湯システムは、
ある種の熱源の特性を利用するものではなく、い
かなる熱源にも対応できる。また複数個所に給湯
する場合には、給湯システムのみを複数個配置す
ればよく、複数個の熱源を必要とするものではな
い。更にはまた、本発明の給湯システムは、温水
の吐出直前で温度制御されるから適温に調節され
た温水の管路が極めて短く、該部分において温水
の熱損失はほとんどない。すなわち、省エネルギ
ー的にも好ましいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す給湯システム
のブロツク図、第２図及び第３図はそれぞれ従来
の給湯システムを示すブロツク図である。 １３……モータ、１０……適温ミキサー、１１
……冷水配管、１２……熱水配管、１５，１８…
…感圧センサー、１６，１９……感温センサー、
２０……コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モータを介してバルブの回転角度を制御する
   ことで、別々に供給される熱水と冷水の混合比を
   決定し、適温に調節された温水を得る適温ミキサ
   ーと、該適温ミキサーへ供給する熱水と冷水の各
   管路にあつて、いずれも前記適温ミキサーに近接
   して設置された感温センサー及び感圧センサー
   と、これらの感温センサー及び感圧センサーから
   の熱水と冷水の温度、圧力信号及び所望する設定
   温度信号とから前記適温ミキサーのバルブの回転
   角度を決定するコントローラとで構成したことを
   特徴とする自動調温式給湯システム。