(57)【要約】【課題】出湯待機中に停電により流量比が調整できないときに出湯された場合でも高温の給湯を回避できる湯水混合装置を提供すること。【解決手段】湯水混合装置は、高温水と低温水を混合する混合部と、混合部に高温水を供給する湯側通路に配設された湯側調整弁と、混合部に低温水を供給する水側通路に配設された水側調整弁と、混合部から出湯する出湯通路と、高温水の温度を検知する湯側温度センサと、低温水の温度を検知する水側温度センサと、出湯通路の湯水の温度を検知する出湯温度センサを有する。出湯時には、湯側温度センサが検知した湯側温度と水側温度センサが検知した水側温度と予め設定された出湯目標温度に基づいて設定された流量比となるように湯側調整弁と水側調整弁の開度を夫々調整する。出湯停止時には、設定された流量比になるように調整された出湯停止時の開度から水側の流量比率が増加するように湯側調整弁又は水側調整弁の開度を調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温水と低温水を混合するための混合部と、前記混合部に高温水を供給する湯側通路に配設された湯側調整弁と、前記混合部に低温水を供給する水側通路に配設された水側調整弁と、前記混合部から出湯するための出湯通路と、高温水の温度を検知する湯側温度センサと、低温水の温度を検知する水側温度センサと、出湯通路の湯水の温度を検知する出湯温度センサを備え、出湯時に前記湯側温度センサが検知した湯側温度と前記水側温度センサが検知した水側温度と予め設定された出湯目標温度に基づいて設定された流量比になるように前記湯側調整弁と前記水側調整弁の開度を夫々調整する湯水混合装置において、
出湯が停止されたときに、前記流量比になるように調整された出湯停止時の開度から水側の流量比率を増加させた開度に前記湯側調整弁又は前記水側調整弁を調整することを特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】
前記水側の流量比率を増加させた開度に前記湯側調整弁又は前記水側調整弁を調整した後の出湯待機時に、湯側温度の上昇に基づいて前記出湯目標温度となるように設定される流量比になる開度に対して水側の流量比率を増加させた開度に前記湯側調整弁又は前記水側調整弁を調整することを特徴とする請求項１に記載の湯水混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温水と低温水を混合して出湯する湯水混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高温水と低温水を混合するための混合比（流量比）を調整可能な混合手段を備え、貯湯タンクに貯湯した高温水と上水源から供給される低温水を混合手段によって混合して、目標出湯温度に調整した湯水を給湯する貯湯給湯装置が広く使用されている。混合手段としては、例えば特許文献１の貯湯給湯装置に装備された温水量調整弁と冷水量調整弁を有する湯水混合ユニットが知られている。
【０００３】
混合手段は、温度が低下した配管内の湯水が給湯に使用される給湯開始直後や、給湯中に低温水の温度が低下した場合には、高温水の流量を増加させると共に低温水の流量を減少させて目標出湯温度となるように流量比を調整する。このとき停電や混合手段の故障等により高温水の流量を増加させた状態で混合手段が制御不能になると、高温のまま給湯される危険がある。この高温給湯の危険を回避するため、停電時や高温の給湯を検知した場合に、給湯される湯水に混合するための低温水が流通可能となるように開弁される高温出湯回避電磁弁が配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７１８６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の湯水混合ユニットは、給湯時に指示した混合比と実際の混合比を比較して、実際の低温水の比率が指示した比率よりも小さい場合、即ち低温水が流れ難くなっている場合に温水量調整弁の上限開度を低く制限するように構成されている。それ故、低温水が流れ難くなっている場合に上記のように湯水混合ユニットが制御不能になっても、温水量調整弁の上限が低く設定されて高温水の流量が小さくなるので、高温出湯回避電磁弁の開弁により低温水が混合されて高温の給湯が回避される。
【０００６】
特許文献１のような貯湯給湯装置は、給湯が終了すると、混合手段が給湯終了時の混合比で停止して次回の給湯まで待機し、この給湯待機中に高温水を貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を行う。給湯待機中に停電が発生し、停電中に給湯栓が開栓された場合には給水圧によって貯湯された高温水が出湯されるが、停電によって混合手段を制御できないので給湯温度を調整できない。従って、給湯待機中の貯湯運転において前回の給湯時の高温水の温度よりも高温の湯水を貯湯していた場合には高温出湯の虞があり、その温度差が大きいと高温出湯回避電磁弁の開弁により低温水が混合されても十分に温度を下げることができない虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、出湯待機中に停電により流量比が調整できないときに出湯された場合でも、高温の給湯を回避できる湯水混合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、高温水と低温水を混合するための混合部と、前記混合部に高温水を供給する湯側通路に配設された湯側調整弁と、前記混合部に低温水を供給する水側通路に配設された水側調整弁と、前記混合部から出湯するための出湯通路と、高温水の温度を検知する湯側温度センサと、低温水の温度を検知する水側温度センサと、出湯通路の湯水の温度を検知する出湯温度センサを備え、出湯時に前記湯側温度センサが検知した湯側温度と前記水側温度センサが検知した水側温度と予め設定された出湯目標温度に基づいて設定された流量比になるように前記湯側調整弁と前記水側調整弁の開度を夫々調整する湯水混合装置において、出湯が停止されたときに、前記流量比になるように調整された出湯停止時の開度から水側の流量比率を増加させた開度に前記湯側調整弁又は前記水側調整弁を調整することを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、出湯が停止されたときに出湯停止時の流量比から水側の流量比率を増加させることによって、次回の出湯開始まで出湯温度が低くなる状態で待機する。従って、出湯待機時に停電の発生によって流量比の調整ができないときに出湯が開始されても出湯温度が高温にならないので、高温出湯の危険を回避することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記水側の流量比率を増加させた開度に前記湯側調整弁又は前記水側調整弁を調整した後の出湯待機時に、湯側温度の上昇に基づいて前記出湯目標温度となるように設定される流量比になる開度に対して水側の流量比率を増加させた開度に前記湯側調整弁又は前記水側調整弁を調整することを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、出湯待機中に湯側温度の上昇に対応させて出湯目標温度となるように設定される流量比になる開度に対して、水側の流量比率が増加する開度に湯側調整弁又は水側調整弁の開度を調整する。従って、出湯待機時に停電によって流量比の調整ができないときに出湯が開始されても出湯温度が出湯目標温度よりも高温にならず、高温出湯の危険を回避することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の湯水混合装置によれば、出湯待機中に停電により流量比が調整できないときに給湯が開始された場合でも、高温の給湯を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例に係る貯湯給湯装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の湯水混合装置を備えた貯湯ユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００１５】
最初に、貯湯給湯装置１の全体構成について説明する。
図１に示すように、貯湯給湯装置１は、外部熱源機２と貯湯給湯ユニット３を有し、外部熱源機２と貯湯給湯ユニット３が循環通路４によって接続されている。循環通路４は、貯湯給湯ユニット３と外部熱源機２の間で湯水を循環させる通路である。外部熱源機２は、ヒートポンプ式熱源機又は燃料電池の発電時の排熱を利用する熱源機である。
【００１６】
図２に示すように、貯湯給湯ユニット３は、貯湯タンク５、補助熱源機６、湯水混合装置７等を備えている。貯湯給湯ユニット３は、外部熱源機２によって加熱された高温水を貯湯タンク５に貯湯して、この高温水を給湯に使用する。また、貯湯給湯ユニット３は、補助熱源機６によって加熱された湯水を給湯や暖房、風呂追い焚きに使用する。補助熱源機６は、例えば燃料ガスの燃焼熱を利用して湯水を加熱する燃焼式の熱源機である。
【００１７】
湯水混合装置７は、高温水と低温水を混合するための混合部７ａと、混合部７ａに高温水を供給する湯側通路８に配設された湯側調整弁７ｂと、混合部７ａに低温水を供給する水側通路９に配設された水側調整弁７ｃと、混合部７ａから出湯するための出湯通路１０を有する。出湯通路１０には、出湯流量を検知する出湯流量センサ１０ａと、出湯流量を調整する出湯流量調整弁１０ｂが配設されている。
【００１８】
湯側通路８は、貯湯タンク５に貯湯された高温水を混合部７ａに供給可能なように、貯湯タンク５の上部に接続されている。貯湯タンク５の下部には、上水源からの低温水を貯湯タンク５に供給するための給水通路１１が接続されている。この給水通路１１から低温水を湯水混合装置７に供給する水側通路９が分岐されている。
【００１９】
貯湯タンク５の外周部には、貯湯された湯水の温度を検知する複数の貯湯温度センサ５ａ〜５ｅが上下方向に所定の間隔を空けて配設されている。湯側通路８には、この湯側通路８を流通する湯水の温度を検知する混合装置入口温度センサ１２が配設されている。給水通路１１には、上水源から供給される低温水の温度を検知する水側温度センサに相当する給水温度センサ１３が配設されている。出湯通路１０には、この出湯通路１０を流通する湯水の温度（出湯温度）を検知するための出湯温度センサ１４が配設されている。
【００２０】
水側通路９には逆止弁９ａが配設され、水側通路９から分岐して出湯通路１０に接続された高温出湯回避通路９ｂには、高温出湯回避電磁弁９ｃが配設されている。高温出湯回避電磁弁９ｃは、通常時には通電により閉止状態を維持し、停電時や所定の制限温度以上の出湯温度が検知された場合には、高温出湯回避電磁弁９ｃを開弁して出湯通路１０に低温水を供給可能にし、出湯中であれば低温水が供給されて高温の出湯を防ぐ。
【００２１】
貯湯給湯ユニット３は、混合装置入口温度センサ１２等の検知信号に基づいて給湯運転や貯湯運転等を制御する制御部１５を備えている。この制御部１５には、給湯設定温度の設定操作等を行うための操作端末１６が通信可能に接続されている。制御部１５は、貯湯タンク５の最も上側の貯湯温度センサ５ａが検知した温度と、混合装置入口温度センサ１２が検知した温度とを比較して高い方の温度を湯側温度として給湯運転の制御に利用する。貯湯温度センサ５ａ又は混合装置入口温度センサ１２が、湯側温度として高温水の温度を検知する湯側温度センサに相当する。
【００２２】
補助加熱通路１７は、湯側通路８から分岐されると共に、この分岐部より下流側の湯側通路８に調整弁１８を介して接続され、貯湯タンク５の湯水を補助熱源機６によって加熱して湯側通路８に供給可能である。調整弁１８は、補助加熱通路１７を通って湯側通路８に供給される湯水の流量を調整する。補助加熱通路１７の補助熱源機６より上流側には、補助熱源機６に湯水を送るためのポンプ１９と三方弁２０が配設されている。
【００２３】
補助熱源機６と調整弁１８の間の補助加熱通路１７から分岐した熱交換器往き通路２１が、補助熱源機６によって加熱された湯水を暖房熱交換器２２及び風呂熱交換器２３に供給可能なように接続されている。また、暖房熱交換器２２、風呂熱交換器２３で熱交換して降温した湯水を補助熱源機６に戻すための熱交換器戻り通路２４が三方弁２０に接続されている。三方弁２０は、貯湯タンク５の湯水又は熱交換器戻り通路２４の湯水を補助熱源機６に供給可能となるように切換えられる。
【００２４】
給水通路１１には、減圧弁１１ａと逆止弁１１ｂと切換弁１１ｃが配設されている。給水通路１１は切換弁１１ｃを介して熱交換器戻り通路２４に接続されている。切換弁１１ｃは、上水の供給先が貯湯タンク５又は熱交換器戻り通路２４となるように切換えられる。
【００２５】
貯湯タンク５の下部には、循環通路４（図１参照）を介して外部熱源機２に貯湯タンク５の湯水を供給する上流加熱通路２５が接続されている。貯湯タンク５の上部には、外部熱源機２によって加熱された湯水を、循環通路４を介して貯湯タンク５に供給する下流加熱通路２６が接続されている。貯湯運転では、貯湯タンク５の湯水を外部熱源機２によって加熱し、この高温の湯水を貯湯タンク５の上部から貯湯する。
【００２６】
次に、給湯運転について説明する。
給湯栓の開栓により出湯通路１０を湯水が流通して出湯流量センサ１０ａが所定値以上の流量を検知すると、給湯運転が開始される。制御部１５は、湯側温度と水側温度と予め設定された出湯目標温度に基づいて湯水混合装置７の流量比を設定する。ここで、流量比は、「低温水の流量：高温水の流量」で表される比率である。そして、設定された流量比になるように、湯側調整弁７ｂの開度と水側調整弁７ｃの開度を夫々調整する。その後、出湯温度センサ１４が検知した出湯温度に基づいて、湯水混合装置７の流量比をさらに調整する。湯側温度や水側温度の変動があれば、その変動に応じて流量比を再設定する。出湯目標温度は、予め設定された給湯設定温度の給湯が可能ように設定された温度である。
【００２７】
湯水混合装置７の流量比（低温水の流量：高温水の流量）は、湯側温度をＴｈ、水側温度をＴｗ、給湯設定温度をＴｔとすると、（Ｔｈ−Ｔｔ）：（Ｔｔ−Ｔｗ）のように設定される。制御部１５は、実験等によって得られた湯側調整弁７ｂの開度に対応する湯側流量テーブル及び水側調整弁７ｃの開度に対応する水側流量テーブルを予め保有している。そして制御部１５は、これら湯側及び水側の流量テーブルと設定された流量比に基づいて、湯側調整弁７ｂの開度と水側調整弁７ｃの開度を調整する。
【００２８】
次に、給湯運転終了後の湯水混合装置７の流量比の調整について説明する。
給湯栓の閉栓により出湯が停止されると、制御部１５は、給湯運転で設定した流量比になるように調整された出湯停止時の湯側調整弁７ｂの開度及び水側調整弁７ｃの開度で、即ち出湯停止時の流量比で湯水混合装置７を停止させる。このとき、湯側調整弁７ｂ及び水側調整弁７ｃが正常に作動することを確認するために、例えば一旦全開位置にして全開位置であることを確認した後で出湯停止時の開度に戻してもよい。
【００２９】
湯水混合装置７を停止させた後、この出湯停止時の流量比から水側（低温水）の流量比率が増加するように、湯側調整弁７ｂ又は水側調整弁７ｃの何れか一方の開度を調整して出湯温度が低くなる状態で待機する。例えば、出湯停止時の流量比が２：３の場合に、湯側調整弁７ｂの開度を維持したまま水側調整弁７ｃの開度を増加させて、流量比が３：３となるように調整する。水側調整弁７ｃの開度を維持したまま湯側調整弁７ｂの開度を減少させてもよい。給湯設定温度が変更されなければ、次回の出湯開始時に出湯停止時の開度に戻すことによって出湯目標温度に容易に調整できる。
【００３０】
この出湯停止時の水側の流量比率を増加させる調整は、湯側調整弁７ｂ又は水側調整弁７ｃの何れか一方について、予め設定された所定開度だけ開度を調整してもよく、予め設定された開度（例えば全閉又は全開）に調整してもよい。また、湯側調整弁７ｂ又は水側調整弁７ｃの何れか一方について、予め設定された所定温度（例えば１０℃）だけ出湯温度が下がるように調整してもよく、予め設定された出湯温度以下（例えば３５℃以下）になるように調整してもよい。
【００３１】
出湯待機中には貯湯運転が行われるが、貯湯される湯水の温度が出湯停止前の高温水の温度よりも高温のため、湯側温度が上昇する場合がある。この出湯待機中に停電が発生し、停電中に給湯栓が開栓されて出湯が開始された場合には流量比の調整ができない。それ故、前回の出湯時の開度では高温出湯の危険があるが、その前回の出湯の停止時に水側の流量比率が増加するように調整して待機しているので、出湯温度が低くなる。
【００３２】
出湯待機中に湯側温度が上昇した場合には、この湯側温度の上昇に基づいて出湯目標温度となるように設定される流量比になる開度に対して、水側の流量比率を増加させた開度に湯側調整弁７ｂ又は水側調整弁７ｃを調整して待機するようにしてもよい。停電中に出湯が開始された場合に、湯側温度の上昇が大きくても出湯温度が低くなる。停電中に出湯が開始されても出湯温度が高温にならないので、高温出湯回避通路９ｂ及び高温出湯回避電磁弁９ｃを省略することも可能になる。
【００３３】
本発明の作用、効果について説明する。
混合部７ａと湯側調整弁７ｂと水側調整弁７ｃを有する湯水混合装置７は、出湯時には湯側調整弁７ｂ及び水側調整弁７ｃの開度を夫々調整して流量比を調整する。流量比は、湯側温度と水側温度と出湯目標温度に基づいて設定される。出湯が停止されると、出湯停止時の湯水混合装置７の流量比から水側の流量比率を増加させるように湯側調整弁７ｂ又は水側調整弁７ｃの何れか一方の開度を調整して待機する。即ち、出湯が停止されたときに出湯停止時の流量比から水側の流量比率を増加させることによって、次回の出湯開始まで出湯温度が低くなる状態で待機する。従って、出湯待機時に停電の発生によって流量比の調整が不能となっているときに出湯が開始されても出湯温度が高温にならないので、高温出湯の危険を回避することができる。
【００３４】
また、出湯待機中に湯側温度の上昇に基づいて出湯目標温度となるように設定される流量比になる開度に対して、水側の流量比率が増加する開度に湯側調整弁７ｂ又は水側調整弁７ｃの開度を調整する。従って、出湯待機時に停電の発生によって流量比の調整が不能となっているときに出湯が開始されても、出湯温度が出湯目標温度よりも高温にならず、高温出湯の危険を回避することができる。
【００３５】
湯水混合装置７の流量比の調整を貯湯給湯装置１の制御部１５が行う例を説明したが、湯水混合装置７が混合制御手段を備えており、この混合制御手段が貯湯給湯装置１の制御部１５等と連携して流量比の調整を行うようにしてもよい。その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく上記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００３６】
１      ：貯湯給湯装置
２      ：外部熱源機
３      ：貯湯給湯ユニット
５      ：貯湯タンク
５ａ〜５ｅ    ：貯湯温度センサ
７      ：湯水混合装置
７ａ    ：混合部
７ｂ    ：湯側調整弁
７ｃ    ：水側調整弁
８      ：湯側通路
９      ：水側通路
９ｂ    ：高温出湯回避通路
９ｃ    ：高温出湯回避電磁弁
１０    ：出湯通路
１２    ：混合装置入口温度センサ
１３    ：給水温度センサ
１４    ：出湯温度センサ
１５    ：制御部
【図１】
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【図２】
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