JPS6057150A

JPS6057150A - 給湯装置

Info

Publication number: JPS6057150A
Application number: JP58165529A
Authority: JP
Inventors: Shuji Yamanochi; 山ノ内　周二
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-09-08
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1985-04-02

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廃熱を熱源どする温水器と、ガスや石
油などを熱源とする瞬間加熱給湯機を組合せる給湯装置
に関する。

従来例の構成とその問題点太陽熱や廃熱を熱源とする温水器は、その熱源の性質上
から安定した温度での給湯は望めないため、その多くは
他の熱源との組合せ使用が行なわれておシ、第１図にそ
の従来例を示す。第１図は太陽熱温水器１をガス瞬間給
湯機２で補うもので、３は集熱器、４は貯湯槽、５は温
水器給湯回路である。貯湯槽の温水温度は季節や天候に
より様々３・′　゛であり、必要に応じて給湯機２で補助加熱されて出湯さ
れるが、その給湯回路５の温水温度を入口源サーモ６で
検出しバーナ７が制御される。この入口源サーモ６の多
くは５０〜６０℃に設定されたハイリミットスイッチが
一般的で、温度設定器８での設定が５０〜６０℃以下の
場合（４２℃附近が多い）で、給湯回路の温水温度が５
０〜６０℃を下回っていれば給湯機２の能力の範囲内で
すべてこの温度まで加熱されて出湯される。４２℃出湯
希望であれば、たとえ貯湯槽が４５℃であっても一旦５
０〜６０℃に沸き上げられるので、端末の混合水栓９で
水と混ぜて希望の出湯温を得ることになる。１０は５０
〜６０℃に沸き上げる為、出湯温サーミスタ１１の検知
による信号で制御されるガス比例制御弁である。また温
度設定が８０℃の場合は、入ロ温す−七〇の検知に無関
係に能力限度までその温度に沸き上げられて出湯される
。

従って、この従来例においては希望の温度に無関係に高
温化されて出湯され温度指示ができない。

次に、前述の入口源サーモ６がサーミスタで、入口温度
を検出する従来例も存在する。この場合、温度設定に比
較してサーモ６の検知温度が上回っている場合給湯機２
の運転を停止し、下回っている場合補助加熱して指示温
度出湯することになるが、給湯機２の能力の下限値の影
響（バーナの燃焼量が絞９きれない為）で入口温度、出
湯量により指示温度を上回る出湯がある。特に温水器の
温度として最も多い２０〜４０℃の時にその影響が現わ
れるので、実際上は殆んど指示温度出湯できないものと
なっている（本発明の所でも詳述する）。

さらに、補助加熱器の上流側に流量比制御弁を設け、温
水と給水を混合して給湯する従来例（特開昭５６−１２
９９１８号公報）もあるが、この場合は設定温と補助加
熱器下流の温度との差がなくなるようにバーナや流量比
制御弁を駆動制御しており、流量比制御弁の制御は熱源
器が設定温を上回る時、水を混合して設定温度にするも
ので、上述したような補助加熱器の能力下限値の影響に
より、その入口温度によっては設定温を上回る出湯が生
じるもの寸で解決できないものである。

５　′−２・以上のように、温水器と瞬間給湯機を組合せだ従来例は
、指示温度出湯が殆んどできず、それにより使い勝手も
悪く、さらに高温給湯が主体になる為出湯配管からの放
熱ロスによる無駄があり省エネ性がないなどの欠点を有
していた。

発明の目的本発明はかかる従来の問題を解消するもので、太陽熱や
廃熱を集めて得だ温水を効果的に利用し、且つ、指示温
度で出湯させ得る給湯装置を提供することを目的とする
。

発明の構成この目的を達成するだめ本発明は、太陽熱や廃熱を利用
する温水器と、温水器の１次給水回路より分岐した２次
給水回路と１次給湯回路を混合する混合部と、混合部に
設は流量比を調節する比率制御弁と、混合部の下流の２
次給湯回路に設けた瞬間加熱給湯機と、出湯温度を指定
する温度設定器と、給湯機上流の２次給湯回路に設けた
温度検出器と、出湯量を検出する水量センサと、設定器
と温度検出器と水量センサの信号を入力演算し、６７′
−−一゛比率制御弁を作動させると共に瞬間加熱給湯機の熱源を
発停並びに制御する制御回路部とを構成している。この
構成によシ、制御回路部を通して比率制御弁が適切に動
作し、設定温度に対する温水器の給湯側と給水側流量比
を適切に定めるので、温水器のあらゆる不安定な温度に
対し、正確に指示温度出湯し、使い勝手が向上するもの
である。

実施例の説明以下、本発明の一実施例を第２図〜第６図で説明する。

第２図は、太陽熱温水器１２と瞬間加熱給湯機１３を組
合せた実施例で、温水器１２は集熱器１４と貯湯槽１５
の中の熱交換器１６の間を循環ポンプ１７で熱媒を循環
させる形式を示している。１８は貯湯槽１５への１次給
水回路、１９は貯湯槽からの１次給湯回路である。１次
給水回路１８から分岐した２次給水回路２０は、貯湯槽
１５をバイパスし１次給湯回路１９と混合部２１で混合
し、合流して２次給湯回路２２を流れる。同混合部２１
には１次給湯回路１９及び２次給水回路２０の混合比を
自動的に制御する比率制御弁２３が設けられている。２
次給湯回路２２は瞬間加熱給湯機１３に入り、熱交換器
２４を経て出湯回路２５から端末蛇口２６へ給湯される
。端末蛇口２６は混合水栓であってもよい。２７は給湯
機のガス回路で、電磁弁２８、比例制御弁２９を通って
バーナ３０ヘガスが供給させる。３１は熱交換器２４の
直後の出湯回路２５に設けた出湯温検出器で、その信号
はコントローラ３２に送られる。上記電磁弁２８、比例
制御弁２９はコントローラ３２からの信号で動作し、バ
ーナ３０での燃焼制御を行う。

一方温水器１２の側には、１次又は２次給水回路に給水
の温度検出器３３、貯湯槽温度を検出する温度検出器３
４、第２次給湯回路の温度検出器３５及び出湯量を検出
する流量センサａ６が設けられており、これらの温度及
び流量信号は、端末蛇口２６の近傍に設けられる温度設
定器３７の設定信号と共に制御回路部３８へ送られ、前
述の比率制御弁２３や瞬間加熱給湯機１３の動作を制御
している。

次に動作について説明する。第３図は、適温給湯で頻繁
に使用される温度設定４２℃の時の瞬間加熱給湯機の出
湯量と入口水温の関係で、ＴＤＲ下限能力の一般的な３
．５号能力時（１３〜１７号の能力を有する給湯機にお
いて）の特性は８曲線で示される。即ち、５ｔ／分時２
４．５℃、１゜ｔ／分待時３３２℃、１ｓｔ／分時３６
．２℃の入口水温であれば４２℃の出湯になることを示
す特性カーブである。従って、この特性以下の入口水温
であれば、最大能力を越えない範囲で燃焼能力を上昇さ
せることにより４２℃出湯は維持されるもので、図中Ａ
領域を示す。逆にこの特性以上の入口水温になれば、最
小能力に限度がある為４２℃を越える出湯温になり、そ
の値は出湯量及び入口水温によシ変わり、出湯量が少な
い程温度上昇は大きくなる。この範囲は図中、４２℃の
ｂ特性以上の非燃焼範囲を除く斜線で示したＢ領域で示
すしる。さらにＣ領域では、給湯機が燃焼されなくても
４２℃を越える入口水温そのままが出湯される。以上は
瞬間加熱給湯機の特性であり、入口９　°　゛水温は第２図の第２次給湯回路２２の給湯温度に当たる
。

今、制御回路部３８において、温度設定器３７の信号と
温度検出器３４の信号を比較して、検出器３４の温度の
方が高い場合は、瞬間給湯機１３のコントローラ３２に
対し加熱停止命令を出し、単に第２次給湯回路２２の給
湯水を通過させることになり、−力比率制御弁２ａで第
１次給湯回路１９と第２給水回路２０の各々の流量比を
調節して、温度検出器３５まだは出湯温検出器３１の温
度信号が設定温度信号と一致するように、制御回路部３
８は作動するもので、第３図のＣ領域に関する指示温度
出湯を示す。次に、温度検出器３４の温度の方が低い場
合は瞬間加熱給湯機１３を加熱するようにコントローラ
３２に指令が与えられる。瞬間給湯機１３では、流量セ
ンサ３６で通水されたことを知ると、コントローラ３２
は電磁弁１７を開いてバーナ３０に点火すると共に、出
湯温検出器３１による温度信号が温度設定器３７の温度
となるよう比例制御弁２９で加熱量の調節をｉｏ　、−
゛　＝行ない、出湯回路２５の出湯温は出湯量にかかわらず一
定となる。但し、ＴＤＲ下限値の問題があり、前述した
ように温度設定器３７と温度検出器３４の温度差が少な
くなると、設定温を」二回ることになってくる。そこで
本実施例では、設定器３７、検出器３４、流量センサ３
６からの信号で、温度差と流量から必要加熱能力を演算
し、それに応じて比率制御弁２３で流量比制御を行うこ
とになる。

まず出湯量に応じた演算結果が、ＴＤＲ下限値を上回る
能力の場合は瞬間給湯機１３の制御範囲内で設定温度を
出湯することが可能であり、この時比率制御弁２３は第
２次給水回路２０側が全閉で第１次給湯回路１９のみ開
かれるよう動作する。

これは第３図のＡ領域の場合を示す。次に演算結果がＴ
ＤＲ下限値（第３図の例では３．５号能力）以下の場合
は、そのまま給湯機１３で加熱されると、設定温を上回
るので比率制御弁２３で湯と水の混合制御が行なわれる
。混合後の温度ｔはｔ−設定温度−〔下限値能力（３，
５号Ｘ２５ｄ　ｅｇ）／出湯量〕で計算され、その温度
ｔになるように１１　。

比率制御され給湯源検出器３５で検出される。これは第
３図でＢ領域の場合を示す。

以」二のように、Ａ、Ｂ、Ｃ領域で示される温水器のす
べての温度に対し、指示温度出湯可能となる。同、上記
実施例で、温水器の温度検出器３４を設けないで、給湯
頭初だけ温水器の温水のみを通す比率制阿弁２３の制御
（一時的に水側全閉）をし、第２次給湯回路の温度検出
器３５で検出器３４を兼ねるシステムも容易である。但
し、温水器の温度が４２℃以上の高温の場合、−瞬高温
出湯される可能性もあるので、これを避ける為に温度検
出器３４を設けている。この実施例に用いたガス瞬間給
湯機１３は、燃焼量比例制御を行う出湯温−走化を図っ
たガス給湯機をその捷ま用い、電源を制御回路部３８か
ら受けるようにすれば実現でき、また専用電源も必要と
しない特長がある。

第４図は本発明の他の実施例であり、第２図の例と同じ
構成要素には同一番号を付与した。第２図との相違点は
、比率制御弁２３が第１給水回路１８と第２給水回路２
０の分岐部に設けられたことである。非圧縮性流体なの
で混合比は分流比に等しいから第２図で説明した動作・
効果が第３図の実施例においても達成される。まだ５、
比率制御弁２３を給水側分岐部に設けたことにより、高
温湯を扱う必要がないので、使用材料の選択が容易にな
るばかりでなく、より耐久性、信頼性に優れたシステム
が構成される。

第５図も本発明の他の実施例であり、第２図との相違点
は、瞬間給湯機１３のバイパス回路３９とその分岐部に
切替弁４０が設けられ、制御回路部３８の信号で切替ら
れるよう構成したことである。第２図、第３図で述べた
ように、Ｃ領域即ち温水器の温度が設定温度を上回る場
合は、給湯機１３は非燃焼となる。この場合は切替弁４
０をバイパス回路３９側に切替えて給湯機１３をバイパ
スして給湯される。非燃焼時に給湯機を通さないことに
より、熱交換器２４からの放熱ロスを防ぐことができ、
且つ指示温度と一致するより安定した出湯温が得られる
システムである。

第６図は比率制御弁２３の一実施例を示す。弁１３　′
− ハウジング４１には温水器の給湯路とつながる給湯人口
４２と給水路とつながる給水入口４３及び混合水の出口
４４がある。夫々給湯人口４２、給水人口４３から入っ
た流れは弁室４５で合流するが、弁室４５には上下対称
位置に弁座４６と４７が形成され、それと相対して弁軸
４８に取付けらねた弁体４．９と５０があり、互に離反
するようスプリング５１が介在している。弁軸４８は駆
動源であるステッピングモータ５２０回転を減速し、直
線運動に変換する変換機構５Ｇと連絡して」二下動作を
行う。

以上の構成で、今、温水器の温度が設定温度より高けれ
ば、給水側を開けて混合することになり、弁軸４８が上
方へ移動するに従って給湯温度は下がる特性となる。給
湯源検出器３５の信号をフィードバックしながらモータ
５２を正逆回転させて設定温度が得られる流量比に制御
される。次に温水器の温度が設定温度よりも低い場合で
、ＴＤＲ下限能力の点から水を混合する必要がある時は
、同様に検出器３５で混合温度を監視しながら、制御回
路部３日の指定温になるよう比率制御される。

寸だ、ＴＤＲ下限能力以上の能力を必要とする時は水を
混合することなく指示温度出湯可能なので、比率制御弁
の弁体５０と弁座４７で形成する給水側は閉弁されるこ
とになる。閉弁時は弁体が弁座に当接するが、弁軸４８
の動きにオーバストロークがあってもスプリング５１で
吸収できる構成で、弁体、弁座、変換機構に無理な応力
ｄ゛生じない。

倚第６図は、第２図の実施例に適合する構成で示したが
、出口４４から供給して入口４２と４３に分流するよう
配管すれば、同じもので第４図の実施例に適用できるこ
とになる。

発明の効果以上のように本発明の給湯装置によれば、温水器と瞬間
加熱給湯機を組合せで、給湯機に供給される給湯回路へ
は、温水器の給湯水と給水を予め混合できうる比率制御
弁を経て給湯水が供給される構成であり、次の効果が得
られる。

１　季節や天候により温水器の温水温度が低温から高温
まで様々になる太陽熱温水器など、温水１５　・　− 器の温度が不安定であっても、瞬間給湯機に入る前に温
水と冷水が指示値通り適切に混合され、常に温度設定器
の設定通り指示温度出湯が可能であり、設定温度を指示
して蛇口を所望の出湯量に開いて使うのみで、混合水栓
を使って希望温度に合わせる手間や無駄もなく、使い勝
手の′面で優れた効果を有する。特に温水器の温度は第
３図に示すＢ領域の場合が多く、本構成の指示温度出湯
の特長が太いに発揮されるものである。

２　給湯機出口から指示温度出湯が可能であり、４２℃
附近の適温給湯の使用が多い実態を考えると、従来の高
温給湯が多くなる場合に比べ、途中の配管放熱ロスが極
めて少なく省エネルギである。また、前述のようにＢ領
域で冷水を混ぜる機会は頻繁であるが、出湯量が比較的
少ない台所やジャワ使用の場合は全体的な水の混合量も
少なく、逆に浴槽給湯や２ケ所同時給湯のような比較的
大計出湯の場合は水を混合する必要性も少なくなり、温
水器の貯湯水が殆んど使われるので、全体的に見ても優
先的に温水器の温水が使用されるので、省エネルギ性を
ｍうことなく指示温度出湯が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例に於ける給湯装置の構成図、第２図は本
発明の一実施例を示す構成図、第３図は同給湯特性図、
第４図、第５図は本発明の能の実施例を示しだ給湯装置
の構成図、第６図は給湯装置に用いた比率制御弁を示す
部分断面図である。１２・・・温水器、１８・・・１次給水回路、１９・・
・１次給湯回路、２１・・・混合部、２３・・・比率制
御弁、２２・・・２次給湯回路、１３・・・瞬間加熱給
湯機、２５・・・出湯回路、８・・・温度設定器、３５
・・・温度検出器、３６・・・水量センサ、３８・・・
制御回路部、３９・・・バイパス回路、４０・・・切替
弁。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図第３図１）　４ｖｒｌ／づジノ第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）太陽熱や廃熱を利用する温水器と、温水器の１次
給水回路及び１次給湯回路と、１次給水回路より分岐し
た２次給水回路と、前記１次給湯回路を混合する混合部
と、前記混合部に設は給水と給湯の流量比を調節する比
率制御弁と、前記混合部の下流に位置する２次給湯回路
に設けた瞬間加熱給湯機と、前記瞬間加熱給湯機の下流
にある出湯回路の出湯温度を指定する温度設定器と、前
記瞬間加熱給湯機の上流の２次給湯回路に設けた温度検
出器と、前記分岐上流側の給水回路や２次給湯回路など
適所に設けた出湯量を検出する水量センサと、前記温度
設定器と温度検出器と水量センサの信号を入力演算し、
前記比率制御弁を作動させると共に前記瞬間加熱給湯機
の熱源を発停並びに制御する制御回路部とを構成し、前
記温水器に対し水の適量混合や前記瞬間加熱給湯機の補
助加熱に２／“ よりされた温度の湯を出湯する給湯装置。
（２）比率制御弁を温水器の給水回路分岐部に設けた特
許請求の範囲第１項記載の給湯装置。
（３）瞬間加燃給湯機のバイパス回路を設け、その分岐
部あるいは混合部に設けた切替弁を制御回路部の信号で
切替える構成とした特許請求の範囲第１項まだは第２項
記載の給湯装置。