JPS6336528B2 - - Google Patents
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- JPS6336528B2 JPS6336528B2 JP55032971A JP3297180A JPS6336528B2 JP S6336528 B2 JPS6336528 B2 JP S6336528B2 JP 55032971 A JP55032971 A JP 55032971A JP 3297180 A JP3297180 A JP 3297180A JP S6336528 B2 JPS6336528 B2 JP S6336528B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- temperature
- circuit
- flow rate
- water circuit
- Prior art date
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- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
- G05D23/13—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures
- G05D23/1393—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures characterised by the use of electric means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
- Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽熱集熱器や排熱回収装置によつて
加熱される給湯熱源に、瞬間加熱方式の補助加熱
器を設置して給湯する給湯システムの湯温制御装
置に関するもので、給湯熱源を通る湯と給湯熱源
を通らない水を混合させる流量比制御と、補助加
熱器の能力制御によつて蛇口やシヤワーへ送る湯
温を任意にコントロールすることを要旨としてい
る。
加熱される給湯熱源に、瞬間加熱方式の補助加熱
器を設置して給湯する給湯システムの湯温制御装
置に関するもので、給湯熱源を通る湯と給湯熱源
を通らない水を混合させる流量比制御と、補助加
熱器の能力制御によつて蛇口やシヤワーへ送る湯
温を任意にコントロールすることを要旨としてい
る。
本発明の目的は、蛇口やシヤワーに於いてミキ
シングバルブで温度と量を選択する面倒な操作や
季節・時刻・天候に左右される給湯熱源の温度変
化による使用上の不便さを解消し、使い勝手の良
い給湯システムを得ることにある。本発明の他の
目的は、給湯熱源から得る熱エネルギを優先使用
することによつて補助加熱器の入力を最少とし例
えば太陽熱の給湯負荷に対する寄与率を高くする
ことによつて省エネルギ効果を発揮することにあ
る。
シングバルブで温度と量を選択する面倒な操作や
季節・時刻・天候に左右される給湯熱源の温度変
化による使用上の不便さを解消し、使い勝手の良
い給湯システムを得ることにある。本発明の他の
目的は、給湯熱源から得る熱エネルギを優先使用
することによつて補助加熱器の入力を最少とし例
えば太陽熱の給湯負荷に対する寄与率を高くする
ことによつて省エネルギ効果を発揮することにあ
る。
太陽熱集熱器で集熱した熱エネルギーで貯湯槽
の水を加熱したり、集熱器と貯湯槽を一体にして
自然循環で給湯水を加熱する方式があるが、いず
れも貯湯槽の温度は季節・天候・時刻に左右され
て一定しない。このために補助熱源がいろいろ提
案されている。例えば、電気温水器やガス又は石
油による貯湯式ボイラの場合、太陽熱による温度
に関係なく約80℃に高めて貯湯している。この場
合、温度安定化の効果は高いが、一般に必要とす
る40℃前後の湯にするには再度、水とミキシング
しなければならない。もし、太陽熱のみで40℃以
上の湯温になつていれば、補助加熱の必要は無い
にもかかわらず80℃まで加温してしまうために余
分な熱エネルギを費したことになる。これは、貯
湯式で大量の熱量を蓄積するために生じる問題で
あつた。次に、瞬間湯沸器で補助加熱を行う場
合、既述のように太陽熱による温度が安定しない
ため、加熱能力一定のままでは沸騰の恐れがあ
る。従つて、給湯温度に応じた能力制御が必須要
件となつていた。この場合、任意温度になるよう
設定して、それに応じた能力制御を行うことは可
能であるが、設定温度よりも太陽熱による温度の
方が高い場合には全く効果が無かつた。従つて、
年間を通じて安定した使い勝手が得られるもので
は無かつた。
の水を加熱したり、集熱器と貯湯槽を一体にして
自然循環で給湯水を加熱する方式があるが、いず
れも貯湯槽の温度は季節・天候・時刻に左右され
て一定しない。このために補助熱源がいろいろ提
案されている。例えば、電気温水器やガス又は石
油による貯湯式ボイラの場合、太陽熱による温度
に関係なく約80℃に高めて貯湯している。この場
合、温度安定化の効果は高いが、一般に必要とす
る40℃前後の湯にするには再度、水とミキシング
しなければならない。もし、太陽熱のみで40℃以
上の湯温になつていれば、補助加熱の必要は無い
にもかかわらず80℃まで加温してしまうために余
分な熱エネルギを費したことになる。これは、貯
湯式で大量の熱量を蓄積するために生じる問題で
あつた。次に、瞬間湯沸器で補助加熱を行う場
合、既述のように太陽熱による温度が安定しない
ため、加熱能力一定のままでは沸騰の恐れがあ
る。従つて、給湯温度に応じた能力制御が必須要
件となつていた。この場合、任意温度になるよう
設定して、それに応じた能力制御を行うことは可
能であるが、設定温度よりも太陽熱による温度の
方が高い場合には全く効果が無かつた。従つて、
年間を通じて安定した使い勝手が得られるもので
は無かつた。
以下、図面に基いて本発明の実施例を説明す
る。第１図は給湯システム構成図で、１は太陽熱
による給湯熱源で、集熱器２で加温された熱媒は
ポンプ３によつてタンク４の中の熱交換コイル５
を循環することによつてタンク４中の水を加熱し
ている。給水回路６から供給される水は、圧力調
整器７を通過して分流部８にて給湯熱源１を通る
湯回路９と水回路１０に分かれ、給湯熱源１通過
後に流量比制御弁１１にて合流する。次に、補助
加熱器１２では熱交換器１３を通過中にバーナ１
４によつて加温され、給湯回路１５から各端末の
蛇口へ供給される。１６は給湯回路１５中に設け
た温度検出器であつて、給湯端末の近傍に設けら
れた温度設定器１７からの信号と制御回路１８で
比較されて、その差が無くなるようにバーナ１４
への入力を制御する能力制御装置１９及び流量比
制御弁１１を駆動制御している。更に、２０は湯
回路９に設けられた温度検出器であつて、この信
号も前述の制御回路１８へ加えられている。
る。第１図は給湯システム構成図で、１は太陽熱
による給湯熱源で、集熱器２で加温された熱媒は
ポンプ３によつてタンク４の中の熱交換コイル５
を循環することによつてタンク４中の水を加熱し
ている。給水回路６から供給される水は、圧力調
整器７を通過して分流部８にて給湯熱源１を通る
湯回路９と水回路１０に分かれ、給湯熱源１通過
後に流量比制御弁１１にて合流する。次に、補助
加熱器１２では熱交換器１３を通過中にバーナ１
４によつて加温され、給湯回路１５から各端末の
蛇口へ供給される。１６は給湯回路１５中に設け
た温度検出器であつて、給湯端末の近傍に設けら
れた温度設定器１７からの信号と制御回路１８で
比較されて、その差が無くなるようにバーナ１４
への入力を制御する能力制御装置１９及び流量比
制御弁１１を駆動制御している。更に、２０は湯
回路９に設けられた温度検出器であつて、この信
号も前述の制御回路１８へ加えられている。
次に基本的動作について、第２図の動作説明図
と第３図の制御ブロツク線図を用いて説明する。
と第３図の制御ブロツク線図を用いて説明する。
今、湯回路から供給される湯の温度と流量を
TH，QHと示し、水回路１０から供給される水の
温度と流量をTC，QCと示し、補助加熱器１２で
の燃焼入力と効率をwi，ηと示し、給湯回路１
５での温度と流量をＴ，Ｑと示し、温度設定器１
７で設定した温度をTSと表わすと次の各式が得
られる。
TH，QHと示し、水回路１０から供給される水の
温度と流量をTC，QCと示し、補助加熱器１２で
の燃焼入力と効率をwi，ηと示し、給湯回路１
５での温度と流量をＴ，Ｑと示し、温度設定器１
７で設定した温度をTSと表わすと次の各式が得
られる。
QH＋QC＝Ｑ ……１
QHTH＋QCTC＋ηwi＝TQ ……２
ここでＴ＝TSとなるように制御するのである
から２式は次のようにも表わせる、 QHTH＋QCTC＋ηwi＝TSＱ ……３ さて、TH＞TSの条件下では補助加熱する必要
は無いので３式にwi＝０とし、 QH＝KQ ……４ QC＝（１−Ｋ）Ｑ ……５ と表わせば、全流量に占める湯回路流量の割合Ｋ
は、 Ｋ＝TS−TC／TH−TC ……６ となつて、第２図の範囲「Ａ」のように制御すれ
ば設定した目標温度が得られる。この流量比を定
めるために流量比制御弁１１にて湯回路９、水回
路１０の弁開口度を制御するものである。
から２式は次のようにも表わせる、 QHTH＋QCTC＋ηwi＝TSＱ ……３ さて、TH＞TSの条件下では補助加熱する必要
は無いので３式にwi＝０とし、 QH＝KQ ……４ QC＝（１−Ｋ）Ｑ ……５ と表わせば、全流量に占める湯回路流量の割合Ｋ
は、 Ｋ＝TS−TC／TH−TC ……６ となつて、第２図の範囲「Ａ」のように制御すれ
ば設定した目標温度が得られる。この流量比を定
めるために流量比制御弁１１にて湯回路９、水回
路１０の弁開口度を制御するものである。
次にTH＜TSとなる場合を考える。この時は、
給湯熱源１から供給される温度が低いのであるか
ら補助加熱しなければならない。ところが、一般
に瞬間加熱方式の補助加熱器１２では定格入力に
対して絞ることができる最低入力の下限がある。
これはバーナの燃焼性能上の要因で決まるもので
ある。従つて、最低入力で加熱することになる
が、この場合、湯回路９からのみ供給すると温度
が上がり過ぎる場合があるので、補助加熱器１２
は最低入力に維持しつつ流量比を制御する必要が
ある。これが第２図での範囲「Ｂ」であつて、補
助加熱すべき給湯負荷が最低能力以下の場合であ
る。最低入力をwiと示すと、３式は QHTH＋QCTC＋ηwi＝TSＱ ……７ これからＫを４，５式を代入して求めると、 Ｋ＝TS−TCηWi／Ｑ／TH−TC ……８ となる。ηwi／ＱをΔtと示し、TS＝TH＋ΔTと示
せば８式は Ｋ＝TH−TC＋ΔT−Δt／TH−TC＝１−Δt−ΔT／TH−
TC……９ となる。ここでΔT＝Δtの場合にＫ＝１となつ
て、湯回路９のみから供給して丁度設定温度が得
られる場合であつて、Δt＞ΔTの場合はＫは１以
下、すなわち水回路１０からも供給する必要があ
ることを示している。Δt＝TS−TCの条件ではＫ
＝０となつて水回路１０のみから供給して丁度設
定温度が得られる場合である。しかしTH＝TSで
は範囲「Ａ」に於てＫ＝１となつて湯回路のみか
ら供給しており、範囲「Ａ」と範囲「Ｂ」の切り
換え点では制御の方法によつては湯回路９のみか
らの供給状態と、水回路１０のみからの供給で最
少能力で加熱する状態を繰り返えす場合があるの
で、この切り換え点に於て第２図のように若干の
ヒステリシスを設けると良い。但し、同図での
Δt′は実用上差しつかえの無い範囲にすべきであ
る。この範囲「Ｂ」は給湯負荷が比較的低い領域
の場合であり、補助加熱すべき給湯負荷が最少能
力以上になれば次の範囲「Ｃ」になる。
給湯熱源１から供給される温度が低いのであるか
ら補助加熱しなければならない。ところが、一般
に瞬間加熱方式の補助加熱器１２では定格入力に
対して絞ることができる最低入力の下限がある。
これはバーナの燃焼性能上の要因で決まるもので
ある。従つて、最低入力で加熱することになる
が、この場合、湯回路９からのみ供給すると温度
が上がり過ぎる場合があるので、補助加熱器１２
は最低入力に維持しつつ流量比を制御する必要が
ある。これが第２図での範囲「Ｂ」であつて、補
助加熱すべき給湯負荷が最低能力以下の場合であ
る。最低入力をwiと示すと、３式は QHTH＋QCTC＋ηwi＝TSＱ ……７ これからＫを４，５式を代入して求めると、 Ｋ＝TS−TCηWi／Ｑ／TH−TC ……８ となる。ηwi／ＱをΔtと示し、TS＝TH＋ΔTと示
せば８式は Ｋ＝TH−TC＋ΔT−Δt／TH−TC＝１−Δt−ΔT／TH−
TC……９ となる。ここでΔT＝Δtの場合にＫ＝１となつ
て、湯回路９のみから供給して丁度設定温度が得
られる場合であつて、Δt＞ΔTの場合はＫは１以
下、すなわち水回路１０からも供給する必要があ
ることを示している。Δt＝TS−TCの条件ではＫ
＝０となつて水回路１０のみから供給して丁度設
定温度が得られる場合である。しかしTH＝TSで
は範囲「Ａ」に於てＫ＝１となつて湯回路のみか
ら供給しており、範囲「Ａ」と範囲「Ｂ」の切り
換え点では制御の方法によつては湯回路９のみか
らの供給状態と、水回路１０のみからの供給で最
少能力で加熱する状態を繰り返えす場合があるの
で、この切り換え点に於て第２図のように若干の
ヒステリシスを設けると良い。但し、同図での
Δt′は実用上差しつかえの無い範囲にすべきであ
る。この範囲「Ｂ」は給湯負荷が比較的低い領域
の場合であり、補助加熱すべき給湯負荷が最少能
力以上になれば次の範囲「Ｃ」になる。
範囲「Ｃ」ではＫ＝１として湯回路９からのみ
供給し、３式を変形して得られる10式で示される
補助加熱能力になるよう制御する領域である。
供給し、３式を変形して得られる10式で示される
補助加熱能力になるよう制御する領域である。
wi＝Ｑ（TS−TH）／η ……10
能力制御は電気信号によつてガス供給量を制御
する電子式比例弁などを用いた能力制御装置１９
によつて行われる。
する電子式比例弁などを用いた能力制御装置１９
によつて行われる。
第３図の制御ブロツク線図に於て、湯回路９に
設けられた温度検出器２０は範囲「Ａ」と範囲
「Ｂ」のどちらの制御を行うべきかを判別するた
めに用いられており、その結果によつて、流量比
制御弁１１又は能力制御装置１９を作動させるこ
とを示している。この温度検出器２０は必らずし
も必要とせず、運転シーケンスの面で補うことも
可能である。例えば、端末蛇口を開いてしばらく
の間は湯回路９のみを開くことにし、温度検出器
１６で検知した後に制御方式を判別するようにし
ても良い。
設けられた温度検出器２０は範囲「Ａ」と範囲
「Ｂ」のどちらの制御を行うべきかを判別するた
めに用いられており、その結果によつて、流量比
制御弁１１又は能力制御装置１９を作動させるこ
とを示している。この温度検出器２０は必らずし
も必要とせず、運転シーケンスの面で補うことも
可能である。例えば、端末蛇口を開いてしばらく
の間は湯回路９のみを開くことにし、温度検出器
１６で検知した後に制御方式を判別するようにし
ても良い。
次に、流量比制御弁１１の各種実施例について
述べる。第４図では合流部２１の上流側近傍に２
ケのモータで開閉される弁を湯回路９水回路１０
に各々設けたもので、弁ケース２２の中に閉方向
へ附勢された弁プラグ２３があつて、これをモー
タ２４で回転せしめらるカム２５で開度制御して
いる。モータ２４は回転角度をフイードバツクし
たサーボモータシステムでも良いし、正負パルス
数に対応した回転角度になるパルスモータでも良
い。そして、２ケのモータ２４は各々、制御回路
１８によつて角度制御されて湯回路９と水回路１
０を流れる流量比が最適状態になるよう弁開度を
調整している。
述べる。第４図では合流部２１の上流側近傍に２
ケのモータで開閉される弁を湯回路９水回路１０
に各々設けたもので、弁ケース２２の中に閉方向
へ附勢された弁プラグ２３があつて、これをモー
タ２４で回転せしめらるカム２５で開度制御して
いる。モータ２４は回転角度をフイードバツクし
たサーボモータシステムでも良いし、正負パルス
数に対応した回転角度になるパルスモータでも良
い。そして、２ケのモータ２４は各々、制御回路
１８によつて角度制御されて湯回路９と水回路１
０を流れる流量比が最適状態になるよう弁開度を
調整している。
第５図は１組のモータ２４とカム２５で制御す
る例であつて、第２図に示したように、流量は湯
回路９と水回路１０が互に逆の関係で増減するか
ら、対向設置することによつて流量比制御弁１１
を構成している。
る例であつて、第２図に示したように、流量は湯
回路９と水回路１０が互に逆の関係で増減するか
ら、対向設置することによつて流量比制御弁１１
を構成している。
第６図は弁体を一体化して制御する場合の例で
あつて、湯回路９と水回路１０が弁ケース２６の
中で合流し、合流直前の各々の回路に弁座部を対
応させ、弁プラグ２７の移動によつて、一方回路
の弁開度増加時に他方回路の弁開度減少を生じせ
しめるよう構成したもので、弁プラグ２７は第４
図，第５図の場合と同様にモータ２４及びカム２
５で移動させられる。弁ケース２６は一体化によ
つて少し大きくなるが１ケで良い。又、弁プラグ
２６に対して作用する湯回路９及び水回路の供給
圧力による力が互に逆方向で打消し合うため動作
が安定しやすい効果も有している。
あつて、湯回路９と水回路１０が弁ケース２６の
中で合流し、合流直前の各々の回路に弁座部を対
応させ、弁プラグ２７の移動によつて、一方回路
の弁開度増加時に他方回路の弁開度減少を生じせ
しめるよう構成したもので、弁プラグ２７は第４
図，第５図の場合と同様にモータ２４及びカム２
５で移動させられる。弁ケース２６は一体化によ
つて少し大きくなるが１ケで良い。又、弁プラグ
２６に対して作用する湯回路９及び水回路の供給
圧力による力が互に逆方向で打消し合うため動作
が安定しやすい効果も有している。
第７図は他の実施例に於ける流量比制御弁１１
について示したもので、いわゆるパイロツト式制
御弁２８を一対として用いた場合である。湯回路
９と水回路１０は同じ構成であつて、主通水路か
ら連続してダイヤフラム室２９があり、ここから
弁座３０とダイヤフラム３１とで決められる間隙
を通つて出口に到る。一方、入口側から出口側へ
は別の水路が形成されていて、固定オリフイス３
２からパイロツト弁３３が直列接続され、この間
で分圧された圧力がダイヤフラム３１へ作用す
る。パイロツト弁３３はコイル３４でプランジヤ
ー３５に生じる電磁力と制御スプリング３６の反
力との釣合い点に応じてその開口度が定められ
る。主スプリング３７は背圧室３８にあつて、ダ
イヤフラム３１を閉方向へ附勢している。
について示したもので、いわゆるパイロツト式制
御弁２８を一対として用いた場合である。湯回路
９と水回路１０は同じ構成であつて、主通水路か
ら連続してダイヤフラム室２９があり、ここから
弁座３０とダイヤフラム３１とで決められる間隙
を通つて出口に到る。一方、入口側から出口側へ
は別の水路が形成されていて、固定オリフイス３
２からパイロツト弁３３が直列接続され、この間
で分圧された圧力がダイヤフラム３１へ作用す
る。パイロツト弁３３はコイル３４でプランジヤ
ー３５に生じる電磁力と制御スプリング３６の反
力との釣合い点に応じてその開口度が定められ
る。主スプリング３７は背圧室３８にあつて、ダ
イヤフラム３１を閉方向へ附勢している。
今、コイル３４への通電が断たれている場合を
考えると、制御スプリング３６の力によつてパイ
ロツト弁３３は全閉であるからダイヤフラム３１
の背圧室３８の圧力は供給圧と等しく、ダイヤフ
ラム室２９側から図に於て上方へ働く力よりも大
きくなると共に、主スプリング３７の力も加わつ
てダイヤフラム３１は弁座３０へ圧接し、通路は
閉じる。次に、コイル３４に電流が流れ、パイロ
ツト弁３３が開いてくると、背圧室３８の圧力は
オリフイス３２とパイロツト弁３３で分圧された
値に低下することになる。ダイヤフラム室２９に
は供給元圧が働いているので、あるパイロツト弁
開度以上になればダイヤフラム３１は開き始め
る。コイル電流が増加してパイロツト弁３３が更
に開くと、背圧室３８の圧力も更に低下するので
ダイヤフラム３１自体が受ける開弁方向の力が増
加し、主スプリング３７の力と釣合う位置も、よ
り開弁方向へ移動する。こうして、コイル３４へ
の電流値によつてパイロツト弁３３開度を制御す
ることが主通水路の弁開度を制御していることに
なる。流体自体の圧力によつてダイヤフラム３１
の位置を制御するので、パイロツト弁３３の微少
変位が大きなダイヤフラム３１変位量として変換
されているし、プランジヤー３５が発生するわず
かな力が主通路開度を制御し得る大きな力へ増幅
されたものである。従つて、第４図，第５図，第
６図で示した直動方式に比べてコイル３４、プラ
ンジヤー３５、制御スプリング３６で構成されパ
イロツト弁３３の位置を動かせるアクチエータ部
の小型、少パワー化が可能となる。第７図のアク
チエータ構成の他に、第４図のようなモータとカ
ムを用いる場合や、他の方法も考えられるが、こ
れらアクチエータの小型、少パワー化は制御回路
１８の小容量化をも可能にするものである。
考えると、制御スプリング３６の力によつてパイ
ロツト弁３３は全閉であるからダイヤフラム３１
の背圧室３８の圧力は供給圧と等しく、ダイヤフ
ラム室２９側から図に於て上方へ働く力よりも大
きくなると共に、主スプリング３７の力も加わつ
てダイヤフラム３１は弁座３０へ圧接し、通路は
閉じる。次に、コイル３４に電流が流れ、パイロ
ツト弁３３が開いてくると、背圧室３８の圧力は
オリフイス３２とパイロツト弁３３で分圧された
値に低下することになる。ダイヤフラム室２９に
は供給元圧が働いているので、あるパイロツト弁
開度以上になればダイヤフラム３１は開き始め
る。コイル電流が増加してパイロツト弁３３が更
に開くと、背圧室３８の圧力も更に低下するので
ダイヤフラム３１自体が受ける開弁方向の力が増
加し、主スプリング３７の力と釣合う位置も、よ
り開弁方向へ移動する。こうして、コイル３４へ
の電流値によつてパイロツト弁３３開度を制御す
ることが主通水路の弁開度を制御していることに
なる。流体自体の圧力によつてダイヤフラム３１
の位置を制御するので、パイロツト弁３３の微少
変位が大きなダイヤフラム３１変位量として変換
されているし、プランジヤー３５が発生するわず
かな力が主通路開度を制御し得る大きな力へ増幅
されたものである。従つて、第４図，第５図，第
６図で示した直動方式に比べてコイル３４、プラ
ンジヤー３５、制御スプリング３６で構成されパ
イロツト弁３３の位置を動かせるアクチエータ部
の小型、少パワー化が可能となる。第７図のアク
チエータ構成の他に、第４図のようなモータとカ
ムを用いる場合や、他の方法も考えられるが、こ
れらアクチエータの小型、少パワー化は制御回路
１８の小容量化をも可能にするものである。
第７図では２ケのパイロツト式制御弁によつて
流量比制御弁１１を構成したが、これを一体化し
た例を第８図に示した。ここでアクチエータ３９
の内部構成を省略したが、第７図のような電磁力
を応用した場合でも良いし、モータとカムを用い
た例でも良い。又、動作も第７図の例と同様なの
で省略するが、合流部２１が内蔵される点に特長
がある。
流量比制御弁１１を構成したが、これを一体化し
た例を第８図に示した。ここでアクチエータ３９
の内部構成を省略したが、第７図のような電磁力
を応用した場合でも良いし、モータとカムを用い
た例でも良い。又、動作も第７図の例と同様なの
で省略するが、合流部２１が内蔵される点に特長
がある。
次に、パイロツト式制御弁方式でアクチエータ
３３を１ケにした流量比制御弁１１の例を第９図
に示した。ここで、水回路１０側にダイヤフラム
３１を設け、オリフイス３２、パイロツト弁３
３、主スプリング３７、背圧室３８、アクチエー
タ３９は第７図，第８図の実施例と同じ構成・作
用を行う。弁ケース４０にはダイヤフラム３１と
同一中心軸線上に水側弁座４１と湯側弁座４２が
設けられ、共通の弁プラグ４３がその位置によつ
て各々の弁開度を制御する。この弁プラグ４３は
ダイヤフラム３１に連結されている。
３３を１ケにした流量比制御弁１１の例を第９図
に示した。ここで、水回路１０側にダイヤフラム
３１を設け、オリフイス３２、パイロツト弁３
３、主スプリング３７、背圧室３８、アクチエー
タ３９は第７図，第８図の実施例と同じ構成・作
用を行う。弁ケース４０にはダイヤフラム３１と
同一中心軸線上に水側弁座４１と湯側弁座４２が
設けられ、共通の弁プラグ４３がその位置によつ
て各々の弁開度を制御する。この弁プラグ４３は
ダイヤフラム３１に連結されている。
さて、パイロツト弁３３が全閉ならダイヤフラ
ム３１は図に於て下方へ移動し水回路１０を閉じ
て湯回路９のみを開く。一方、パイロツト弁３３
が全開なら、ダイヤフラム３１は上方へ移動する
から水回路１０が開き湯回路９が閉じられる。従
つて、パイロツト弁３３の弁開度によつて湯側と
水側の弁開口比を変化させられるので第２図に示
したような流量比制御がアクチエータ３９が１ケ
でも可能となる。このことは、制御系の簡素化に
も有利となる。
ム３１は図に於て下方へ移動し水回路１０を閉じ
て湯回路９のみを開く。一方、パイロツト弁３３
が全開なら、ダイヤフラム３１は上方へ移動する
から水回路１０が開き湯回路９が閉じられる。従
つて、パイロツト弁３３の弁開度によつて湯側と
水側の弁開口比を変化させられるので第２図に示
したような流量比制御がアクチエータ３９が１ケ
でも可能となる。このことは、制御系の簡素化に
も有利となる。
ところで、一度、温度設定して所定の流量比を
得るように制御された状態から、給湯蛇口の開度
を変化させた場合を考えると、供給圧が湯回路９
と水回路１０で異る場合には同じ開口面積比のま
までは流量比が変化する。例えば湯回路９側にの
み圧力調整器７を挿入し、水回路１０側が元圧を
直接加えている場合に於てはこの傾向が著しく、
流量を蛇口で調整する度に所作の流量比を維持す
るために開口比を変更する動作が必要となる。こ
のことは流量比制御弁１１の寿命を短くするのみ
ならず、応答遅れによる過渡的温度変化をも生じ
ることになり好ましくない。そこで第１図に示し
たように、湯回路９と水回路１０に対して共通の
給水回路６に圧力調整器７を設けることに効果が
ある。
得るように制御された状態から、給湯蛇口の開度
を変化させた場合を考えると、供給圧が湯回路９
と水回路１０で異る場合には同じ開口面積比のま
までは流量比が変化する。例えば湯回路９側にの
み圧力調整器７を挿入し、水回路１０側が元圧を
直接加えている場合に於てはこの傾向が著しく、
流量を蛇口で調整する度に所作の流量比を維持す
るために開口比を変更する動作が必要となる。こ
のことは流量比制御弁１１の寿命を短くするのみ
ならず、応答遅れによる過渡的温度変化をも生じ
ることになり好ましくない。そこで第１図に示し
たように、湯回路９と水回路１０に対して共通の
給水回路６に圧力調整器７を設けることに効果が
ある。
圧力調整器７によつて湯回路９と水回路１０は
等圧で供給されるから、分流部８と合流部２１の
間での圧力差は湯回路側９と水回路側１０とで常
に一致する。従つて、蛇口開度変化による全流量
変化が生じても流量比は変らず湯温は安定であ
る。
等圧で供給されるから、分流部８と合流部２１の
間での圧力差は湯回路側９と水回路側１０とで常
に一致する。従つて、蛇口開度変化による全流量
変化が生じても流量比は変らず湯温は安定であ
る。
流量比の制御は両回路の合流点で行う方法だけ
では無く、給水回路６からの分流部８で行うこと
も出来る。この例を第１０図に示した。ここで、
構成要素に設けた番号は第１図のそれと対応して
いる。水の流れは連続的なので、分流部８で制御
して分流比を可変することは合流比を可変するこ
とと同一となつており、作用効果は第１図の場合
と変らない。加熱される前の水を制御しているの
でリングやダイヤフラムなどのゴム部品の劣化
を防止することが出来る効果を有している点に於
いて第１図より優れていると言える。又、分流比
制御を行うための流量比制御弁は第４図から第９
図の例で述べた構成そのまま、又は、一部の変更
によつて対応できるものである。
では無く、給水回路６からの分流部８で行うこと
も出来る。この例を第１０図に示した。ここで、
構成要素に設けた番号は第１図のそれと対応して
いる。水の流れは連続的なので、分流部８で制御
して分流比を可変することは合流比を可変するこ
とと同一となつており、作用効果は第１図の場合
と変らない。加熱される前の水を制御しているの
でリングやダイヤフラムなどのゴム部品の劣化
を防止することが出来る効果を有している点に於
いて第１図より優れていると言える。又、分流比
制御を行うための流量比制御弁は第４図から第９
図の例で述べた構成そのまま、又は、一部の変更
によつて対応できるものである。
更に、第１０図の実施例では、圧力調整器７と
流量比制御弁１１の構成的一体化も可能であり、
その一例を第１１図に示した。給水方向に対して
逆止弁４４があつて逆止スプリング４５で閉止方
向へ附勢され、給水圧によつて押し開けられる
が、給水側に負圧を生じた場合は閉じて逆流を防
いでいる。この逆止弁部につづいて減圧弁座４６
があり、これに弁シート４７が対応する。一方、
減圧弁座４６の反対側にはほぼ同一内径のシリン
ダ部４８が同一軸線上に形成され、その内側に弁
シート４７と連動するピストン部４９が挿入され
ている。この部分は、弁シート４７に加わる水圧
によつて開方向へ働く力と、ピストン部に加わる
水圧によつて閉方向へ働く力とを打ち消し合わせ
ることによつて圧力調整精度を高める効果を有し
ている。弁シート４７、ピストン部４９は減圧ダ
イヤフラム５０に固着させて一体となつて上下動
するものである。減圧弁座４６を通過した後の圧
力がダイヤフラム室５１へ導かれて減圧ダイヤフ
ラム５０に対して図に於て上方へ働く力を生じ
る。この力と対向するのが減圧スプリング５２
で、減圧スプリング５２の力と減圧ダイヤフラム
５０で生じる力がバランスする位置で減圧弁座４
６での開度が決められる。給水圧が上昇すると減
圧ダイヤフラム５０で生じる閉方向の力が増加す
るので、次の安定位置は、より閉弁位置へ近寄つ
た位置となつて圧力上昇を吸収する。逆に、給水
圧が降下すると弁開度は広くなつて圧力降下を吸
収する。こうして、給水圧変化があつてもほぼ一
定の圧力で下流側へ給水するように作用してい
る。下流側には、この例では２ケのパイロツト式
制御弁からなる流量比制御弁１１があつて、これ
はすでに説明した動作を行う。こうして一体化す
れば、取扱い、配管工事上で便利なものである。
流量比制御弁１１の構成的一体化も可能であり、
その一例を第１１図に示した。給水方向に対して
逆止弁４４があつて逆止スプリング４５で閉止方
向へ附勢され、給水圧によつて押し開けられる
が、給水側に負圧を生じた場合は閉じて逆流を防
いでいる。この逆止弁部につづいて減圧弁座４６
があり、これに弁シート４７が対応する。一方、
減圧弁座４６の反対側にはほぼ同一内径のシリン
ダ部４８が同一軸線上に形成され、その内側に弁
シート４７と連動するピストン部４９が挿入され
ている。この部分は、弁シート４７に加わる水圧
によつて開方向へ働く力と、ピストン部に加わる
水圧によつて閉方向へ働く力とを打ち消し合わせ
ることによつて圧力調整精度を高める効果を有し
ている。弁シート４７、ピストン部４９は減圧ダ
イヤフラム５０に固着させて一体となつて上下動
するものである。減圧弁座４６を通過した後の圧
力がダイヤフラム室５１へ導かれて減圧ダイヤフ
ラム５０に対して図に於て上方へ働く力を生じ
る。この力と対向するのが減圧スプリング５２
で、減圧スプリング５２の力と減圧ダイヤフラム
５０で生じる力がバランスする位置で減圧弁座４
６での開度が決められる。給水圧が上昇すると減
圧ダイヤフラム５０で生じる閉方向の力が増加す
るので、次の安定位置は、より閉弁位置へ近寄つ
た位置となつて圧力上昇を吸収する。逆に、給水
圧が降下すると弁開度は広くなつて圧力降下を吸
収する。こうして、給水圧変化があつてもほぼ一
定の圧力で下流側へ給水するように作用してい
る。下流側には、この例では２ケのパイロツト式
制御弁からなる流量比制御弁１１があつて、これ
はすでに説明した動作を行う。こうして一体化す
れば、取扱い、配管工事上で便利なものである。
以上、各種の実施例によつて説明したように、
本発明は、給湯熱源１から供給される湯温が設定
した湯温に比べて高い場合は水との混合する流量
比を制御し、設定した湯温よりも低い場合は補助
加熱器１２の能力制御と流量比制御を単独又は併
用するものであつて、給湯熱源１から供給される
温度に関係なく一定の設定した温度で給湯できる
ものである。
本発明は、給湯熱源１から供給される湯温が設定
した湯温に比べて高い場合は水との混合する流量
比を制御し、設定した湯温よりも低い場合は補助
加熱器１２の能力制御と流量比制御を単独又は併
用するものであつて、給湯熱源１から供給される
温度に関係なく一定の設定した温度で給湯できる
ものである。
太陽熱集熱器を用いた給湯熱源では、季節・日
射条件・時刻・水温などによつて、タンク４内の
温度は水温近傍の温度から60℃を超える温度まで
変化することが避けられない。例えば風呂用に適
した40℃近傍の湯を得る時に本発明の制御装置
は、給湯熱源１内での温度変化を、高すぎる場
合、低すぎる場合、どちらの場合も吸収するので
シーズンを通じて良好な使い勝手をもたらすこと
ができる。
射条件・時刻・水温などによつて、タンク４内の
温度は水温近傍の温度から60℃を超える温度まで
変化することが避けられない。例えば風呂用に適
した40℃近傍の湯を得る時に本発明の制御装置
は、給湯熱源１内での温度変化を、高すぎる場
合、低すぎる場合、どちらの場合も吸収するので
シーズンを通じて良好な使い勝手をもたらすこと
ができる。
又、補助加熱器として高温貯湯式の電気温水器
やボイラを用いる場合に比べると、蛇口同整が不
要ばかりでなく、設定温度以上に加熱することが
ないので省エネルギ効果が高い。又、給湯配管か
らの放熱ロスも高温給湯して蛇口でミキシングす
る方法に比べると少くできる。さらに補助加熱器
の運転エネルギーが最低になるよう動作しており
給湯設備としての維持費低減に効果が大きい。特
に給湯熱源として太陽熱システムを利用した場合
には、太陽熱を優先使用することになつて省エネ
ルギ効果は高くなる。
やボイラを用いる場合に比べると、蛇口同整が不
要ばかりでなく、設定温度以上に加熱することが
ないので省エネルギ効果が高い。又、給湯配管か
らの放熱ロスも高温給湯して蛇口でミキシングす
る方法に比べると少くできる。さらに補助加熱器
の運転エネルギーが最低になるよう動作しており
給湯設備としての維持費低減に効果が大きい。特
に給湯熱源として太陽熱システムを利用した場合
には、太陽熱を優先使用することになつて省エネ
ルギ効果は高くなる。
使用目的温度の湯が高温でも水道水温でも任意
に得られ使い勝手が良い。
に得られ使い勝手が良い。
このように本発明は使い勝手面と、省エネルギ
面において優れた効果を有するものである。
面において優れた効果を有するものである。
第１図は本発明の一実施例における給湯温度制
御装置の給湯システム構成図、第２図は同流量比
制御弁と能力制御装置の動作説明図、第３図は同
制御ブロツク線図、第４図，第５図，第６図，第
７図，第８図，第９図は同流量比制御弁の各実施
例を示す構成断面図、第１０図は他の実施例にお
ける給湯システム構成図、第１１図は圧力調整器
と流量比制御弁を一体化した例を示す構成断面図
である。 １…給湯熱源、９…湯回路、１０…水回路、１
１…流量比制御弁、２１…合流部、１２…補助加
熱器、１９…能力制御装置、１６，２０…温度検
出器、１７…温度設定器、８…分流部。
御装置の給湯システム構成図、第２図は同流量比
制御弁と能力制御装置の動作説明図、第３図は同
制御ブロツク線図、第４図，第５図，第６図，第
７図，第８図，第９図は同流量比制御弁の各実施
例を示す構成断面図、第１０図は他の実施例にお
ける給湯システム構成図、第１１図は圧力調整器
と流量比制御弁を一体化した例を示す構成断面図
である。 １…給湯熱源、９…湯回路、１０…水回路、１
１…流量比制御弁、２１…合流部、１２…補助加
熱器、１９…能力制御装置、１６，２０…温度検
出器、１７…温度設定器、８…分流部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 給湯熱源と、給湯熱源を通る湯回路と給湯熱
源を通らない水回路の各々の流量を制御する流量
比制御弁と、湯回路と水回路の合流部より下流に
設けた補助加熱器と、補助加熱器の能力制御装置
と、温度検出器と温度設定器と、前記温度検出器
と温度設定器の信号により前記流量比制御弁及び
能力制御装置を駆動する制御回路とによつて構成
され、前記制御回路は補助加熱器の能力が零で流
量比制御弁のみを駆動する場合と補助加熱器の能
力を最低値に維持して流量比制御弁のみを駆動す
る場合と流量比制御弁が湯回路のみを開いて能力
制御装置を駆動する場合とを有する給湯温度制御
装置。 ２ 給湯熱源下流の湯回路と水回路の合流部に流
量比制御弁を設け、その下流に補助加熱器と温度
検出器とを設置したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の給湯温度制御装置。 ３ 給湯熱源上流の湯回路と水回路の分流部に流
量比制御弁を設け、給湯熱源下流の湯回路と水回
路の合流部下流に補助加熱器と温度検出器とを設
置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の給湯温度制御装置。 ４ 給湯熱源下流の湯回路と、合流部下流に設け
た補助加熱器下流の給湯回路の各々に温度検出器
を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の給湯温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297180A JPS56129918A (en) | 1980-03-14 | 1980-03-14 | Controller for temperature of hot water supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297180A JPS56129918A (en) | 1980-03-14 | 1980-03-14 | Controller for temperature of hot water supply |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56129918A JPS56129918A (en) | 1981-10-12 |
| JPS6336528B2 true JPS6336528B2 (ja) | 1988-07-20 |
Family
ID=12373780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3297180A Granted JPS56129918A (en) | 1980-03-14 | 1980-03-14 | Controller for temperature of hot water supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56129918A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230129853A (ko) * | 2022-03-02 | 2023-09-11 | 주식회사 케이디파워 | 태양광 모듈별 누설 감시를 통한 누설구간 검출이 가능한 태양광 발전 시스템 및 방법 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057150A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 給湯装置 |
| JPS61114029A (ja) * | 1984-11-06 | 1986-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 給湯装置 |
| JPS61190615A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 湯水混合装置 |
| JPH0823772B2 (ja) * | 1985-02-19 | 1996-03-06 | 松下電器産業株式会社 | 湯水混合装置 |
| JPH0441292Y2 (ja) * | 1985-03-06 | 1992-09-29 | ||
| JPH0441293Y2 (ja) * | 1985-03-06 | 1992-09-29 | ||
| JPS62297912A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 温度制御方法 |
| JP5814643B2 (ja) * | 2011-06-14 | 2015-11-17 | 株式会社ガスター | 貯湯システム |
| JP6138550B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-05-31 | 株式会社ガスター | 熱源装置 |
| CN103604213A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-02-26 | 尚圣杰 | 电磁辅助加热的空气能热水器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO780754L (no) * | 1978-03-06 | 1979-09-07 | Curt Arnold Bjoerklund | Anordning for innbyrdes regulering av minst to stroemmende media |
| JPS591154Y2 (ja) * | 1978-06-09 | 1984-01-13 | 松下電器産業株式会社 | 流体加熱制御装置 |
-
1980
- 1980-03-14 JP JP3297180A patent/JPS56129918A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230129853A (ko) * | 2022-03-02 | 2023-09-11 | 주식회사 케이디파워 | 태양광 모듈별 누설 감시를 통한 누설구간 검출이 가능한 태양광 발전 시스템 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56129918A (en) | 1981-10-12 |
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