(57)【要約】【課題】高低温の熱媒などの流体の分配や混合の処理を効率化し、流体の循環路の簡略化を図る。【解決手段】少なくとも単一のバルブ本体（４）と、前記バルブ本体に設けられて第１の流体（ＨＭ、ＨＭ１）を少なくとも２系統に分流させる分流部（分岐部１４）と、前記分流部からの前記第１の流体を設定された分配比率に応じて少なくとも２系統に同時に分配する分配弁部（６−１）と、前記バルブ本体に設けられて第２の流体と、前記分流部の少なくとも１系統の前記第１の流体とを設定された混合比率により混合させる混合弁部（６−２）とを備える。【選択図】図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも単一のバルブ本体と、
前記バルブ本体に設けられて第１の流体を少なくとも２系統に分流させる分流部と、
前記分流部からの前記第１の流体を設定された分配比率に応じて少なくとも２系統に同時に分配する分配弁部と、
前記バルブ本体に設けられて第２の流体と、前記分流部の少なくとも１系統の前記第１の流体とを設定された混合比率により混合させる混合弁部と、
を備えることを特徴とするバルブユニット。
【請求項２】
前記バルブ本体の前記分配弁部と前記混合弁部との間に、前記第１の流体を前記バルブ本体に導入するとともに導入した前記第１の流体を前記分流部に供給するポートを備えることを特徴とする、請求項１に記載のバルブユニット。
【請求項３】
前記バルブ本体は、前記分配弁部と前記混合弁部とを連結するとともに前記分流部が設けられた連結部を備え、
該連結部は、前記ポートからの前記第１の流体を前記分配弁部と前記混合弁部とに供給することを特徴とする請求項２に記載のバルブユニット。
【請求項４】
前記第１の流体が高温熱媒、前記第２の流体が低温熱媒であり、前記分流部で分流された前記高温熱媒の一部が前記混合弁部で前記低温熱媒と混合されて混合温熱媒が生成される請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のバルブユニット。
【請求項５】
循環路に第１の流体および第２の流体を流す工程と、
前記循環路から分流部に前記第１の流体を少なくとも２系統に分流させる工程と、
前記分流路から前記第１の流体を設定された分配比率に応じて少なくとも２系統に同時に分配する分配弁部の分配比率を調整する工程と、
前記第２の流体と、前記分流部の少なくとも１系統の前記第１の流体とを設定された混合比率に応じて混合する混合弁部の混合比率を調整する工程と、
を含むことを特徴とするバルブユニット制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はたとえば、給湯、浴槽水追焚き、暖房などを行う熱媒の混合や分配などに用いられるバルブおよびその制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の給湯機能、追焚き機能および暖房機能を備える熱源装置ではたとえば、燃焼熱を熱源に用いる熱交換器として給湯用熱交換器とは別に暖房用熱交換器が設置され、さらに暖房用熱媒と熱交換する追焚き用熱交換器が備えられる。また、燃焼熱を用いる給湯用熱交換器を用いることなく、燃焼熱で加熱される熱媒を暖房用熱媒の他、給水の熱交換や、浴槽水の熱交換に用いられるものが知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８７４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
たとえば、燃焼熱により加熱される給湯用熱交換器を設置することなく、熱媒を加熱すれば、燃焼熱源部のコンパクト化とともに、バーナーの燃焼熱と熱媒とを熱交換し、熱媒の熱と給水とを熱交換して給湯することは熱媒を一定温度たとえば、８０〔℃〕に維持し、この熱媒の熱を給水に熱交換できるので、燃焼熱の温度変化の影響を回避でき、出湯特性が安定化する利点がある。
【０００５】
熱媒は熱媒回路を通して暖房回路に循環させることにより、高温熱媒をコンベクタなどの高温暖房負荷に供給し、低温熱媒を床暖房ユニットなどの低温暖房負荷に供給し、ひとつの熱媒で高低温の暖房を実現しなければならない。
【０００６】
このように単一の熱媒で低温暖房負荷へ低温熱媒の供給や高温暖房負荷へ高温熱媒の供給、給水と熱交換する高温熱媒の供給のそれぞれを実現する場合には、熱媒の分配経路や高低温の熱媒混合の混合経路が必要となるため、回路形態や切替え回路が複雑化するという課題がある。流体回路が複雑化すれば、設備費が高くなるばかりでなく、既設の熱源装置に暖房回路を設置する設置コストも増加するという課題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は上記課題に鑑み、高低温の熱媒などの流体の分配や混合の処理を効率化し、流体の循環路の簡略化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のバルブユニットの一側面によれば、少なくとも単一のバルブ本体と、前記バルブ本体に設けられて第１の流体を少なくとも２系統に分流させる分流部と、前記分流部からの前記第１の流体を設定された分配比率に応じて少なくとも２系統に同時に分配する分配弁部と、前記バルブ本体に設けられて第２の流体と、前記分流部の少なくとも１系統の前記第１の流体とを設定された混合比率により混合させる混合弁部とを備える。
【０００９】
上記バルブユニットにおいて、前記バルブ本体の前記分配弁部と前記混合弁部との間に、前記第１の流体を前記バルブ本体に導入するとともに導入した前記第１の流体を前記分流部に供給するポートを備えてよい。
【００１０】
上記バルブユニットにおいて、前記バルブ本体は、前記分配弁部と前記混合弁部とを連結するとともに前記分流部が設けられた連結部を備え、該連結部は、前記ポートからの前記第１の流体を前記分配弁部と前記混合弁部とに供給してよい。
【００１１】
上記バルブユニットにおいて、前記第１の流体が高温熱媒、前記第２の流体が低温熱媒であり、前記分流部で分流された前記高温熱媒の一部が前記混合弁部で前記低温熱媒と混合されて混合温熱媒が生成されてよい。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明のバルブユニット制御方法の一側面によれば、循環路に第１の流体および第２の流体を流す工程と、前記循環路から分流部に前記第１の流体を少なくとも２系統に分流させる工程と、前記分流路から前記第１の流体を設定された分配比率に応じて少なくとも２系統に同時に分配する分配弁部の分配比率を調整する工程と、前記第２の流体と、前記分流部の少なくとも１系統の前記第１の流体とを設定された混合比率に応じて混合する混合弁部の混合比率を調整する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のバルブユニットまたはバルブユニット制御方法によれば、次のいずれかの効果が得られる。
【００１４】
(1) 少なくとも単一のバルブユニットで第１の流体の分配、第１および第２の流体混合を行えるので、流体の循環路を簡略化でき、分配や混合の処理を効率化し、熱媒などの流体の循環経路を簡略化できる。
【００１５】
(2) 流体の分配や混合を単一のバルブユニットで行えるので、流体の持つ熱などの属性を変化させることなく、信頼性の高い流体処理を行うことができる。
【００１６】
(3) このバルブユニットを用いれば、バルブユニットを中心にして第１の流体を流す循環路と、第２の流体を流す循環路と、第１および第２の流体の混合流体を流す循環路を配置でき、流体循環の回路を簡略化できる。
【００１７】
(4) バルブユニットに分配弁部および混合弁部を備えるので、これらの制御に必要な処理や回路系統を簡略化でき、信頼性のあるバルブ制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態に係るバルブユニットを示す図である。
【図２】第２の実施の形態に係る熱源装置を示す図である。
【図３】熱源装置の給湯動作を示す図である。
【図４】熱源装置の追焚き動作を示す図である。
【図５】熱源装置の暖房動作を示す図である。
【図６】実施例１に係る給湯・追焚き・暖房装置を示す図である。
【図７】制御系統を示す図である。
【図８】循環ポンプ制御を示すフローチャートである。
【図９】バーナー燃焼制御を示すフローチャートである。
【図１０】給湯制御を示すフローチャートである。
【図１１】給湯・追焚き・暖房装置の給湯動作を示す図である。
【図１２】給湯・追焚き・暖房装置の追焚き動作を示す図である。
【図１３】給湯・追焚き・暖房装置の暖房動作を示す図である。
【図１４】実施例２に係るバルブユニットの正面および平面を示す図である。
【図１５】バルブユニットの側面および底面を示す図である。
【図１６】図１４のＢの XVI−XVI 線断面を示す図である。
【図１７】実施例３に係るバルブユニットの分配弁部の一部を切り欠いて示した分解斜視図である。
【図１８】実施例４に係るバルブユニットを示す図である。
【図１９】実施例５に係るバルブユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第１の実施の形態〕
【００２０】
図１は、第１の実施の形態に係るバルブユニット２の一例を示している。このバルブユニット２には単一のバルブ本体４が備えられ、このバルブ本体４には、分配弁部６−１および混合弁部６−２が設けられている。
【００２１】
分配弁部６−１は、ポート８−１１に第１の流体としてたとえば、高温の熱媒ＨＭ１を受け、この熱媒ＨＭ１を設定された分配比率に応じて少なくとも２系統たとえば、ポート８−１２、ポート８−１３に分配する。この分配弁部６−１には一例として、弁体１０−１が回動可能に備えられ、この弁体１０−１の回動に応じ、ポート８−１２側の開度θ１１、ポート８−１３側の開度θ１２が調整され、これによって分配比率が制御される。
【００２２】
混合弁部６−２は２系統としてたとえば、ポート８−２２、８−２３から第２の流体としてたとえば、低温の熱媒ＨＭ２、既述の第１の流体である高温の熱媒ＨＭ１を受け、設定された混合比率に応じて混合し、混合流体として熱媒ＨＭｎをポート８−２１から流出させる。この場合、熱媒ＨＭｎは、
ＨＭｎ＝ＨＭ１＋ＨＭ２                        ・・・(1) 
である。
【００２３】
この混合弁部６−２には一例として、弁体１０−２が回動可能に備えられ、この弁体１０−２の回動に応じ、ポート８−２２側の開度θ２１、ポート８−２３側の開度θ２２が調整され、これによって混合比率が制御される。
【００２４】
この実施の形態では、分配弁部６−１および混合弁部６−２はポート８−１３およびポート８−２３間を連結部１２で連結されている。この連結部１２には分岐部１４が備えられ、この分岐部１４にはポート８−３が備えられる。この例では、ポート８−３から第１の流体である高温の熱媒ＨＭ１が流出する。
【００２５】
これら分配比率や混合比率の制御にはバルブ駆動部１６−１、１６−２が用いられる。各バルブ駆動部１６−１、１６−２は、バルブ本体４内に設置されている。各バルブ駆動部１６−１、１６−２には、分配弁部６−１の分配比率、混合弁部６−２の混合比率を制御するバルブ制御部１８が信号ケーブルにより接続されている。このバルブ制御部１８にはたとえば、コンピュータを用いればよい。
【００２６】
Ａ) 分配制御
【００２７】
一例として、一定流量の高温の熱媒ＨＭ１を想定する。分配弁部６−１のポート８−１２側の開度θ１１、ポート８−１３側の開度θ１２をたとえば、θ１１＝θ１２に設定すれば、ポート８−１２側およびポート８−１３側の熱媒流量は２分の１となる。つまり、ポート８−１２にはポート８−１１の２分の１の熱媒ＨＭ１が流れ、ポート８−１３にも同様に２分の１の熱媒ＨＭ１が流れる。
【００２８】
この熱媒ＨＭ１は連結部１２の分岐部１４で分岐され、ポート８−３、８−２３に流れる。
【００２９】
この例では、各ポート８−１１、８−１２、８−１３、８−３、８−２３の流量をＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５とすると、
Ｑ１＝Ｑ２＋Ｑ３、                                  ・・・(2)
Ｑ３＝Ｑ４＋Ｑ５                                    ・・・(3)
となる。
【００３０】
Ｂ) 混合制御
【００３１】
ポート８−２２に入る熱媒ＨＭ２の流量をＱ６とし、ポート８−２１により流出する熱媒の流量をＱ７とするとポート８−２３側に入る高温の熱媒ＨＭ１の流量はＱ５なので、流量Ｑ７は、
Ｑ７＝Ｑ５＋Ｑ６                                    ・・・(4) 
となる。
【００３２】
熱媒ＨＭ１の温度をＴ１、熱媒ＨＭ２の温度をＴ２とすると、混合弁部６−２で混合された熱媒ＨＭｎの温度Ｔｎは、混合される熱媒ＨＭ１、ＨＭ２の流量Ｑ５、Ｑ６および各温度Ｔ１、Ｔ２から求められる。
Ｔｎ＝（Ｔ１×Ｑ５＋Ｔ２×Ｑ６）／（Ｑ５＋Ｑ６）    ・・・(5)
この場合、各熱媒ＨＭ１、ＨＭ２の温度Ｔ１、Ｔ２をたとえば、Ｔ１＝８０〔℃〕、Ｔ２＝４０〔℃〕とすれば、温度Ｔｎとしてたとえば、８０〜４０〔℃〕が得られ、たとえば、Ｔｎ≒６０〔℃〕を得ることができる。
【００３３】
＜第１の実施の形態の効果＞
【００３４】
(1) このバルブユニット２ではたとえば、単一のバルブ本体４に少なくとも分配弁部６−１および混合弁部６−２を備え、分配弁部６−１では熱媒ＨＭ１を分配できるとともに、混合弁部６−２では分配弁部６−１で分配された熱媒ＨＭ１に熱媒ＨＭ２を混合することができ、所望の温度に混合された熱媒ＨＭｎを得ることができる。
【００３５】
(2) 熱媒ＨＭｎは、分配弁部６−１による熱媒ＨＭ１の分配比率、混合弁部６−２による熱媒ＨＭ１、ＨＭ２の混合比率により、迅速に所望の温度に調整することができる。
【００３６】
(3) 図１の構成から明らかなように、分配弁部６−１および混合弁部６−２は同一の構成とすることができ、分配弁部６−１を混合部として使用し、また、混合弁部６−２を分配部として使用することができる。
【００３７】
(4) 給湯、浴槽水追焚き、暖房などに用いられる熱媒の分配や混合に用いることができ、その分配や混合の処理の迅速化を図ることができ、低温暖房では暖房開始時に熱媒ＨＭｎの温度の立ち上がりを迅速化するホットダッシュ化を図ることができる。
【００３８】
(5) このバルブユニット２では、分配弁部６−１の分配流体と混合弁部６−２の混合流体を絶縁してそれぞれの処理を行うことができる。
【００３９】
(6) このバルブユニット２を用いたバルブユニット制御方法によれば、一例として、第１および第２の流体をバルブユニット２に流し込む工程、分配比率の調整工程および混合比率の調整工程により、流体の分配および混合を単一のバルブユニット２で実現できる。この制御方法によれば、分配比率の調整工程では、分配弁部６−１に設定される分配比率を調整し、循環路から第１の流体として熱媒ＨＭ１を受け、分配弁部６−１に設定された分配比率に応じて少なくとも２系統に分配できる。また、混合比率の調整工程では、混合弁部６−２の混合比率を調整し、分配弁部６−１の少なくとも１系統の熱媒ＨＭ１を設定された混合弁部６−２の混合比率に応じて混合できる。したがって、流体の分配および混合を単一のバルブユニット２により効率的且つ迅速に行える。
【００４０】
〔第２の実施の形態〕
【００４１】
図２は、バルブユニット２を用いた熱源装置２２の一例を示している。図２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。この熱源装置２２には、既述の熱源の一例としてバーナー４０が備えられ、このバーナー４０は燃焼室４２に設置されている。バーナー４０には燃料の一例として燃料ガスＧが供給される。燃焼室４２には給気部の一例として給気ファン４４が設置され、この給気ファン４４から燃焼室４２に燃焼用空気が供給される。燃料ガスＧの燃焼によりバーナー４０に生じる燃焼排気ＥＧはバーナー４０を上流側として下流側にある排気孔４６に流れる。
【００４２】
燃焼室４２には第１の熱交換器２６−１が備えられ、この熱交換器２６−１には第１の熱媒熱交換部２６−１１１、第２の熱媒熱交換部２６−１１２、浴槽水熱交換部２６−１２、給湯用熱交換部２６−１３が備えられる。上流側の燃焼排気ＥＧの熱を回収する熱媒熱交換部２６−１１１および浴槽水熱交換部２６−１２は一次熱交換器であり、熱媒熱交換部２６−１１２および給湯用熱交換部２６−１３は、一次熱交換器による熱交換後の下流側の燃焼排気の熱を回収する二次熱交換器である。
【００４３】
熱媒ＨＭを循環させる第１の循環路２８−１には、熱媒熱交換部２６−１１１、２６−１１２、循環ポンプ４８−１、タンク５０、第２の熱交換器２６−２、分配弁部６−１、混合弁部６−２、高温暖房負荷５４−１、低温暖房負荷５４−２が接続されている。
【００４４】
タンク５０には循環ポンプ４８−１の駆動により、循環路２８−１を通して熱交換器２６−２、高温暖房負荷５４−１または低温暖房負荷５４−２のいずれかまたは組合せからの低温化した熱媒ＨＭが戻る。タンク５０からの熱媒ＨＭは熱媒熱交換部２６−１１２で予備加熱された後、分岐部５６で分岐されて熱媒熱交換部２６−１１１に循環し、高温化した後、分配弁部６−１に導かれる。分配弁部６−１では高温の熱媒ＨＭが熱交換器２６−２側と分岐部１４側に分配される。
【００４５】
熱交換器２６−２に循環する熱媒ＨＭは、給水Ｗ側との熱交換に供される。熱交換器２６−２を通過して低温化する熱媒ＨＭは、循環路２８−１の一部である帰還路２５を経てタンク５０に戻る。換言すれば、高温暖房負荷５４−１や低温暖房負荷５４−２の暖房回路２８−１１、２８−１２と別個に形成された帰還路２５により熱交換器２６−１に帰還する。
【００４６】
分岐部１４では高温の熱媒ＨＭが混合弁部６−２および暖房回路２８−１１側に分配される。暖房回路２８−１１側に分配された熱媒ＨＭは高温暖房負荷５４−１で放熱させ、暖房に供される。これにより低温化した熱媒ＨＭがタンク５０に戻されて溜められる。
【００４７】
混合弁部６−２側に分配された熱媒ＨＭは、それにより低い温度の熱媒熱交換部２６−１１２で予備加熱された熱媒ＨＭと混合させ、この混合温の熱媒ＨＭは暖房回路２８−１２に循環する。暖房回路２８−１２では、循環する熱媒ＨＭを低温暖房負荷５４−２で放熱させ、暖房に供する。これにより低温化した熱媒ＨＭがタンク５０に戻されて溜められる。
【００４８】
第２の循環路２８−２には浴槽水熱交換部２６−１２、循環ポンプ４８−２および浴槽３２が接続されている。循環ポンプ４８−２の駆動により、浴槽水ＢＷが戻り管２８−２１から浴槽水熱交換部２６−１２に循環し、この浴槽水熱交換部２６−１２から往き管２８−２２により浴槽３２に戻される。
【００４９】
そして、この実施の形態では、給水路３４−１に給湯用熱交換部２６−１３が接続されている。したがって、給水Ｗは給湯用熱交換部２６−１３で予備加熱した後、熱交換器２６−２で熱媒ＨＭとの熱交換が行われる。これにより、給水Ｗが温水ＨＷとして給湯される。
【００５０】
＜給湯動作＞
【００５１】
図３は、熱源装置２２の給湯動作を示している。この給湯動作では、循環路２８−１の帰還路２５を利用して熱媒ＨＭを循環させ、熱媒ＨＭと給水Ｗとの熱交換を行う。
【００５２】
＜追焚き動作＞
【００５３】
図４は、熱源装置２２の追焚き動作を示している。この追焚き動作では、循環ポンプ４８−２を駆動し、浴槽水ＢＷを循環路２８−２に循環させる。浴槽水ＢＷと燃焼排気ＥＧとの熱交換では、熱媒ＨＭと燃焼排気ＥＧとの熱交換による熱媒ＨＭの沸騰を避けるため、循環ポンプ４８−１を駆動し、循環路２８−１の帰還路２５を利用して熱媒ＨＭを循環させる。
【００５４】
＜暖房動作＞
【００５５】
図５は、熱源装置２２の暖房動作を示している。この暖房動作では、熱媒ＨＭを循環路２８−１に循環させ、バルブユニット２の分配弁部６−１で分配させた高温の熱媒ＨＭを暖房回路２８−１１に流し、高温暖房負荷５４−１に循環させる。また、分配弁部６−１で分配させた高温の熱媒ＨＭと低温の熱媒ＨＭとを混合弁部６−２で混合して暖房回路２８−１２に流し、低温暖房負荷５４−２に循環させる。
【００５６】
＜第２の実施の形態の効果＞
【００５７】
(1) 熱交換器２６−１には熱媒熱交換部２６−１１１、２６−１１２、浴槽水熱交換部２６−１２および給湯用熱交換部２６−１３が統合されて単一の熱交換器として構成され、熱交換器のコンパクト化とともに、熱源装置２２を小型化することができる。
【００５８】
(2) 熱交換器２６−１では複数の熱交換部に対して単一のバーナー４０の燃焼排気ＥＧを作用させており、燃焼熱の効率的な利用を図ることができる。
【００５９】
(3) 従来、浴槽水ＢＷの加熱に用いられていた液々熱交換器を省略でき、低コスト化、コンパクト化を図ることができる。
【００６０】
(4) 熱媒ＨＭの循環路２８−１には帰還路２５が設けられ、帰還路２５を通して熱媒ＨＭの循環を行うので、暖房回路２８−１１、２８−１２から暖房負荷への熱媒循環を回避でき、熱媒ＨＭの放熱を回避できる。
【００６１】
(5) 分配弁部６−１および混合弁部６−２を隣接して備えるひとつのバルブユニット２を用いるので、構成部品の削減や熱媒ＨＭの循環路２８−１の簡略化や単純化を図ることができる。
【００６２】
(6) 熱交換器２６−２では熱媒ＨＭと給水Ｗとの熱交換を行い、たとえば、８０〔℃〕の熱媒ＨＭと給水Ｗとの熱交換を行うことができ、温水ＨＷの給湯特性を安定化させることができる。
【００６３】
(7) 浴槽水ＢＷの追焚きに熱交換器２６−１に含まれる浴槽水熱交換部２６−１２で燃焼排気ＥＧから直接に燃焼熱を受けることができ、浴槽水ＢＷの加熱立ち上がり特性を高めることができる。つまり、浴槽水ＢＷを迅速に加熱することができる。
【実施例】
【００６４】
＜実施例１＞
【００６５】
図６は、実施例１に係る給湯・追焚き・暖房装置６０を示している。この給湯・追焚き・暖房装置６０は、バルブユニット２を用いた熱源装置の一例である。この給湯・追焚き・暖房装置６０において、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００６６】
この給湯・追焚き・暖房装置６０は装置筐体６２を備え、この装置筐体６２が家屋の壁部材などに取り付けられる。この装置筐体６２には既述の循環路２８−１、２８−２が備えられる。そして、循環路２８−１の一部である帰還路２５は装置筐体６２内に設置されている。つまり、高温暖房負荷５４−１、低温暖房負荷５４−２、暖房回路２８−１１、２８−１２などの熱媒ＨＭの循環用経路と別個に熱媒ＨＭが帰還路２５を用いて熱交換器２６−２からタンク５０に帰還される。循環路２８−１には第１の熱媒熱交換部２６−１１１の出側には温度センサ７０−４、第２の熱媒熱交換部２６−１１２の出側つまり第１の熱媒熱交換部２６−１１１の入側には温度センサ７０−５が設置されている。温度センサ７０−４では、熱交換後の高温の熱媒ＨＭの温度が検出され、温度センサ７０−５では、第２の熱媒熱交換部２６−１１２の出側温度つまり第１の熱媒熱交換部２６−１１１の入側の熱媒ＨＭの温度が検出される。
【００６７】
熱媒熱交換部２６−１１１および浴槽水熱交換部２６−１２は一体的に構成された熱交換管路であり、共通に複数の吸熱フィン６４が取り付けられている。
【００６８】
バーナー４０には燃料ガスＧが燃料供給管６３から供給される。バーナー４０側には燃料制御弁５２−４が設置され、バーナー４０に対する燃料ガスＧの供給や供給量が制御される。
【００６９】
熱媒熱交換部２６−１１２および給湯用熱交換部２６−１３は下流側の燃焼排気ＥＧを回収する二次熱交換器であり、多量のドレンＤを生じる。このドレンＤはドレン受け６６で受け、ドレンタンク６８に溜められ、その貯留量に応じて放出される。
【００７０】
給水路３４−１および給湯路３４−２にはバイパス路３４−３が設けられ、給湯路３４−２側に混合弁５２−３が設けられている。給水路３４−１側に温度センサ７０−１、給水量センサ７２−１、給湯路３４−２側には温度センサ７０−２、７０−３が備えられる。温度センサ７０−１では給水Ｗの温度が検出され、温度センサ７０−２では熱交換器２６−２の熱交換直後の温水ＨＷの温度が検出される。また、温度センサ７０−３では混合弁５２−３を経た温水ＨＷの温度が検出される。したがって、給湯を開始する際、給水量、給水温度、熱交換直後の温水温度、給湯を開始した後、出湯温度を参照し、混合弁５２−３が制御され、熱交換直後の温水ＨＷに給水Ｗの混合比率が調整される。これにより、設定温度に制御された温水ＨＷを出湯することができる。
【００７１】
電装基板７４が備えられ、この電装基板７４には商用交流電源を電源部７６で受け、電源出力が供給される。この電装基板７４には給湯・追焚き・暖房制御部７８（図７）が備えられ、リモコン装置８０−１、８０−２、８０−３が接続されている。
【００７２】
＜制御系統＞
【００７３】
図７は、給湯・追焚き・暖房制御部７８の一例を示している。図７に示す構成では、実施の形態としての機能を説明するために必要な機能部を記載しており、斯かる機能部に限定されるものではない。
【００７４】
給湯・追焚き・暖房制御部７８はバルブ制御部１８の一例である。この給湯・追焚き・暖房制御部７８やリモコン装置８０−１、８０−２、８０−３は、コンピュータで構成され、情報処理によって後述の制御態様を実現している。プロセッサ８２ではメモリ部８４にあるプログラムを実行し、給湯・追焚き・暖房の制御に必要な情報処理や、データの記憶などを実行する。
【００７５】
メモリ部８４にはＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）などの記録媒体を備え、制御に必要な情報処理を実行するためのプログラムが格納される。ＲＯＭの他、ＥＥＰＲＯＭを備えてもよい。ＲＡＭは情報処理のワークエリアを構成している。
【００７６】
システム通信部８６はプロセッサ８２によって制御され、有線または無線によってリモコン装置８０−１、８０−２、８０−３と連係し、これらとの情報の授受を実行する。
【００７７】
入出力部（Ｉ／Ｏ）８８は、プロセッサ８２の情報処理に供する入力情報や、処理結果である制御出力を取り出す。このＩ／Ｏ８８には循環ポンプ４８−１、４８−２、温度センサ７０−１、７０−２、７０−３、燃料制御弁５２−４などが接続されている。
【００７８】
＜給湯・追焚き・暖房装置６０の制御態様＞
【００７９】
給湯・追焚き・暖房装置６０には、給湯運転、追焚き運転、暖房運転などが含まれ、これらの運転にはポンプ回転制御（図８）、バーナー燃焼制御（図９）、給湯制御（図１０）、浴槽注湯制御などが含まれる。
【００８０】
＜ポンプ回転数制御＞
【００８１】
図８は、ポンプ回転数制御の処理手順を示している。この処理手順は、本発明の熱交換方法の一例である。このポンプ回転数制御では、追焚き単独運転かを判定する（Ｓ１０１）。追焚き単独運転であれば（Ｓ１０１のＹＥＳ）、循環ポンプ４８−１を追焚き中の熱媒ＨＭの沸騰防止などに必要な回転数で駆動する（Ｓ１０２）。
【００８２】
追焚き単独運転でなければ（Ｓ１０１のＮＯ）、給湯単独運転、または給湯および追焚きの同時運転かを判定する（Ｓ１０３）。
【００８３】
給湯単独運転、または給湯および追焚きの同時運転であれば、給湯量に応じて熱媒ＨＭを所定温度Ｔ１としてたとえば、Ｔ１＝８０℃で熱媒ＨＭを熱交換器２６−２に供給する量に必要な回転数で循環ポンプ４８−１を駆動する（Ｓ１０４）。
【００８４】
給湯運転と追焚き運転のいずれか一方、または双方以外であれば、これらの機能の組合せに応じた回転数に循環ポンプ４８−１を駆動する（Ｓ１０５）。つまり、高温暖房負荷５４−１の単独動作では回転数Ｎ１、低温暖房負荷５４−２の単独動作では接続端末数に応じた回転数Ｎ２、高温暖房負荷５４−１および低温暖房負荷５４−２の双方動作の場合には回転数Ｎ３というように、使用する機能に対応した回転数Ｎで駆動させればよい。この回転数は給湯の多寡、暖房の強弱、これらの組み合わせにより変化させ、負荷に応じた回転数となる。
【００８５】
以上の処理で、熱媒ＨＭを循環させる循環ポンプ４８−１の回転数が決まり、浴槽水ＢＷを循環させる循環ポンプ４８−２は、追焚き運転を行う場合（Ｓ１０６のＹＥＳ）所定回転数にて駆動し（Ｓ１０７）、追焚き運転を行わない場合（Ｓ１０６のＮＯ）停止する（Ｓ１０８）。なお、循環ポンプ４８−２の回転数は、バーナー４０の燃焼量により制御してもよい。
【００８６】
このポンプ回転数制御では循環ポンプ４８−１の回転数に応じて熱媒ＨＭの流量が変化する。循環ポンプ４８−１の制御にはフィードフォワード制御（ＦＦ制御）が使用されており、給湯（大給湯、小給湯）、高温暖房、低温暖房（接続端末数）の組合せに応じた回転数に制御する。
【００８７】
追焚き単独運転では、熱媒ＨＭの沸騰防止のために所定回転数で熱媒ＨＭを循環させる。このとき、熱媒ＨＭは熱交換器２６−２を通過させ、帰還路２５により装置筐体６２での内部循環を行う。追焚き単独でなければ、循環ポンプ４８−１の回転数は他の機能にあわせた回転数とすればよい。
【００８８】
給湯（注湯も含む）単独運転、または給湯同時の追焚き運転では、温度センサ７０−１の検出温度、給水量センサ７２−１の検出値、および給湯または注湯の設定温度により加熱に必要な熱量（号数）を算出すればよい。この号数が得られるたとえば、一定温度として８０〔℃〕の熱媒ＨＭの流量に応じた循環ポンプ４８−１の回転数を求め、その回転数に循環ポンプ４８−１を制御する。これにより、熱媒ＨＭを必要以上に加熱することなく、燃焼の一時停止などを防止できる。
【００８９】
＜バーナー燃焼制御＞
【００９０】
図９は、バーナー燃焼制御の処理手順を示している。この処理手順は、本発明のバルブユニット制御方法の一例である。このバーナー燃焼数制御では、循環ポンプ４８−１が駆動しているかを判定する（Ｓ２０１）。循環ポンプ４８−１を駆動していたとすれば（Ｓ２０１のＹＥＳ）、温度センサ７０の熱媒ＨＭの検出温度が一定温度Ｔ１たとえば、Ｔ１＝８０℃になるようにバーナー４０の燃焼制御を行う（Ｓ２０２）。
【００９１】
循環ポンプ４８−１を駆動しなければ（Ｓ２０１のＮＯ）、バーナー４０を燃焼させない（Ｓ２０３）。つまり、熱媒ＨＭまたは浴槽水ＢＷは加熱しない。
【００９２】
このバーナー燃焼制御では、循環ポンプ４８−１が駆動している間、熱媒ＨＭが所定温度たとえば、８０〔℃〕になるようにバーナー４０の燃焼量の制御を行う。この場合、流量センサを設置してもよいが、流量センサを設置していないので、熱媒ＨＭの流量を検出することなく、循環ポンプ４８−１の駆動を制御条件としている。この場合、第１の熱媒熱交換部２６−１１１を流れる熱媒ＨＭの流量にかかわらず、温度センサ７０−４の検出温度が所定温度たとえば、８０〔℃〕になるように燃料ガス量の調整を行う。温度センサ７０−５の検出温度が所定温度に近い場合には燃焼停止となる場合もある。
【００９３】
＜給湯制御＞
【００９４】
図１０は、給湯制御の処理手順を示している。この処理手順は、本発明のバルブユニット制御方法の一例である。給水路３４−１からの給水Ｗと熱媒ＨＭとの熱交換が第２の熱交換器２６−２で行われる。給湯路３４−２から温水ＨＷの出湯、もしくは浴槽３２の注湯が混合弁５２−３の制御に関係している。この給湯制御では、給湯運転であるかを判定する（Ｓ３０１）。給湯があれば（Ｓ３０１のＹＥＳ）、浴槽注湯の単独運転かを判定する（Ｓ３０２）。
【００９５】
浴槽注湯の単独運転であれば（Ｓ３０２のＹＥＳ）、温度センサ７０−３の検出温度が入浴者による設定温度Ｔ２に対し浴槽水熱交換部２６−１２による加熱分を考慮した温度になるように、混合弁５２−３を制御する（Ｓ３０３）。
【００９６】
浴槽注湯の単独運転でなければ（Ｓ３０２のＮＯ）、給湯単独運転かを判定する（Ｓ３０４）。給湯単独運転であれば（Ｓ３０４のＹＥＳ）、温度センサ７０−３に検出される温水ＨＷの検出温度が設定温度Ｔ３になるように混合弁５２−３を制御し、高温の温水ＨＷと低温の給水Ｗの混合比率を調整し、設定温度Ｔ３の温水ＨＷを出湯させる（Ｓ３０５）。
【００９７】
給湯単独運転でなければ（Ｓ３０４のＮＯ）、浴槽注湯、給湯の場合に対応した制御を行う（Ｓ３０６）。このＳ３０６では、注湯優先、給湯優先などの制御を行う。注湯優先では、注湯運転を給湯運転に優先して実行し、注湯単独運転と同等の温度制御となり、この場合、給湯温度は給湯設定温度Ｔ３より低くなる傾向にある。また、給湯優先では、給湯運転を注湯運転に優先させる。注湯運転中に給湯運転が生起し、この給湯運転を実行する場合には、注湯運転を一時的に停止させる。
【００９８】
この給湯制御では、給湯の有無が給水量センサ７２−１で検出される。浴槽注湯が単独であるか否かは、注湯量センサ７２−２と給水量センサ７２−１の検出値の比較により判断し、これらに差がある場合には給湯および注湯の同時使用となる。注湯単独の場合、温度センサ７０−３を通過した温水ＨＷが循環路２８−２に流れ、往き管２８−２２および戻り管２８−２１より浴槽３２に注湯される。往き管２８−２２を通過する際、浴槽水熱交換部２６−１２に加熱されるので、この温度上昇分を考慮し、温度センサ７０−３が浴槽設定温度より低い温度になるように混合弁５２−３の混合比率を制御する。
【００９９】
給湯単独の場合、温度センサ７０−３が設定温度Ｔ３になるように混合弁５２−３を制御する。
【０１００】
そして、注湯、給湯が同時発生となる場合には、同時使用に対応した制御を行い、少なくとも温度センサ７０−３の検出温度が注湯、給湯が同時発生状態を考慮した温度になるように混合弁５２−３の混合比率を制御する。
【０１０１】
＜給湯動作＞
【０１０２】
図１１は、給湯動作時の熱媒ＨＭおよび給水Ｗの流れを示している。この給湯動作では、加熱された熱媒ＨＭが循環路２８−１を通して熱交換器２６−２に循環する。これにより、給水路３４−１からの給水Ｗと熱媒ＨＭとの熱交換が行われ、温水ＨＷが給湯路３４−２から出湯する。
【０１０３】
＜追焚き動作＞
【０１０４】
図１２は、浴槽水ＢＷの追焚き時の浴槽水ＢＷおよび熱媒ＨＭの流れを示している。この追焚き動作では、浴槽水ＢＷを熱交換器２６−１の浴槽水熱交換部２６−１２に循環させ、浴槽水ＢＷと燃焼排気ＥＧとの熱交換を行う。この場合、バーナー４０の燃焼排気ＥＧが熱媒熱交換部２６−１１１に流れるため、熱媒ＨＭと燃焼排気ＥＧとの熱交換が必然的に行われ、熱媒ＨＭを循環させないと、沸騰を生じるおそれがある。そこで、循環ポンプ４８−１を駆動し、熱媒ＨＭを循環路２８−１に循環させる。
【０１０５】
＜暖房動作＞
【０１０６】
図１３は、暖房動作時の熱媒ＨＭの流れを示している。この暖房動作では、循環ポンプ４８−１を駆動し、熱媒ＨＭを循環路２８−１および暖房回路２８−１１、２８−１２に循環させる。
【０１０７】
＜実施例１の効果＞
【０１０８】
(1) この給湯・追焚き・暖房装置６０によれば、第２の実施の形態に係る熱源装置２２と同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
(2) この給湯・追焚き・暖房装置６０によれば、コンパクト化とともに、熱効率のよい給湯・追焚き・暖房装置を実現できる。
【０１１０】
(3) 高温の温水ＨＷや低温暖房を実現することができる。
【０１１１】
＜実施例２＞
【０１１２】
図１４のＡは、実施例１に係るバルブユニット２−１の正面を示している。図１４のＡにおいて、図１と同一部分には同一符号を付してある。このバルブユニット２−１のバルブ本体４には連結部１２を中央に右側に分配弁部６−１、左側に混合弁部６−２を配置し、分配弁部６−１にはポート８−１１、８−１２、混合弁部６−２にポート８−２１、８−２２、連結部１２にポート８−３を備えている。分配弁部６−１の上部には弁体１０−１を駆動するバルブ駆動部１６−１、混合弁部６−２の上部には弁体１０−２を駆動するバルブ駆動部１６−２が取り付けられている。この実施例１では、連結部１２のポート８−３の中心軸を中心に左右対称である。
【０１１３】
図１４のＢは、バルブユニット２−１の平面を示している。バルブ駆動部１６−１、１６−２の対向部にはそれぞれコネクタ部９０−１、９０−２が配置され、各コネクタ部９０−１、９０−２には図示しない駆動信号を受けるケーブルがプラグにより接続される。
【０１１４】
図１５のＡは、バルブユニット２−１の右側面を示している。バルブユニット２−１の  左側面はこの右側面と同形状である。図１５のＢは、バルブユニット２−１の底面を示している。各ポート８−１１、８−２１、８−３は同形状で、水平に等間隔に配列されている。各ポート８−１１、８−２１、８−３に対し、ポート８−１２、８−２２は一例として直交方向に配置されている。
【０１１５】
図１６は、図１４のＢの XVI−XVI 線断面を示している。バルブ駆動部１６−１には弁体１０−１を駆動するモータやモータ駆動回路が含まれる。弁体１０−１はモータ回転によって回動され、各ポート８−１２、８−１３側の開度θ１１、θ１２が調整される。これにより、各ポート８−１２、８−１３に分配比率が設定される。
【０１１６】
バルブ駆動部１６−２には弁体１０−２を駆動するモータやモータ駆動回路が含まれる。弁体１０−２はモータ回転によって回動され、各ポート８−２２、８−２３側の開度θ２１、θ２２が調整される。これにより、各ポート８−２２、８−２３に混合比率が設定される。
【０１１７】
＜実施例３＞
【０１１８】
図１７は、実施例３に係るバルブユニット２−１の分配弁部６−１の一部を切り欠き分解して示している。この分配弁部６−１にはシリンダ部９２が備えられ、このシリンダ部９２にはポート８−１１、８−１２、８−１３が連通し、弁体１０−１が回動可能に設置されている。弁体１０−１は筒体で形成され、流体の通過を遮る閉塞部９４と、流体の通過を可能とする通過部９６とを備えている。ポート８−１１に対する弁体１０−１の閉塞部９４または通過部９６の回動位置により、ポート８−１１におけるポート８−１２側の開度θ１１と、ポート８−１３側の開度θ１２とにより分配比率が制御される。
【０１１９】
弁体１０−１の天井部９８には回転軸１００が設置され、この回転軸１００には軸受部１０２を介してバルブ駆動部１６−１に備えられる回転駆動源としてモータが取り付けられる。このモータは、支持板１０４に固定され、モータカバー１０６によって被覆されている。
【０１２０】
斯かる構成によれば、モータの回転に応じてポート８−１１におけるポート８−１２側の開度θ１１と、ポート８−１３側の開度θ１２とにより分配比率が制御される。これにより、既述の熱媒ＨＭ１が分配比率に応じてポート８−１２側と、ポート８−１３側とに分配される。
【０１２１】
斯かる構造は、混合弁部６−２についても同様であり、異なる点は分配比率が混合比率となり、熱媒ＨＭ２と分配された熱媒ＨＭ１とが混合され、混合熱媒ＨＭｎが得られる点にすぎない。
【０１２２】
なお、この実施例３では分岐部１４を備えていないが、分岐部１４を設けてポート８−３を備えてもよい。
【０１２３】
＜実施例４＞
【０１２４】
図１８は、実施例４に係るバルブユニット２−２を示している。このバルブユニット２−２では、実施例２に係るバルブユニット２−１に対し、分配弁部６−１を上下反転させて構成し、混合弁部６−２を実施例２と同一にしている。
【０１２５】
このように、分配弁部６−１を実施例２と異なる上下反転構造としても同様の分配機能が得られ、取付け方向による分配弁部６−１における熱媒ＨＭの残留を防止できる。
【０１２６】
＜実施例５＞
【０１２７】
図１９のＡおよびＢは、実施例５に係るバルブユニット２−３を示している。このバルブユニット２−３では、連結部１２のポート８−３から第１の流体である熱媒ＨＭを導入し、分配弁部６−１および混合弁部６−２に供給する。分配弁部６−１には上側にポート８−３１、下側にポート８−３２を設けるとともに、側面側にバルブ駆動部１６−１を備えることにより、弁体１０−１を駆動してポート８−３１側の開度θ１と、ポート８−３２の開度θ２を調整し、分配比率を加減可能に構成されている。
【０１２８】
斯かる構成では、ポート８−３に導入された熱媒ＨＭが分配弁部６−１、混合弁部６−２に振り分けられ、分配弁部６−１ではその熱媒ＨＭが分配比率に応じてポート８−３１、８−３２に分配される。
【０１２９】
斯かる構成によれば、連結部１２にポート８−３から熱媒ＨＭを導入するので、分配弁部６−１、混合弁部６−２の中間より熱媒ＨＭの導入が可能となり、流体抵抗を軽減することができる。
【０１３０】
この実施例５に係るバルブユニット２を用いたバルブユニット制御方法によれば、一例として、循環路に第１の流体および第２の流体を流す工程と、流体の分流工程、分配比率の調整工程、混合比率の調整工程を含む処理を単一のバルブユニット２で実現できる。この制御方法によれば、分流工程では、循環路から分流部に第１の流体として熱媒ＨＭ１を少なくとも２系統に分流させる。分配比率の調整工程では、設定された分配比率に応じて分配弁部の分配比率を調整し、分流路から熱媒ＨＭ１を少なくとも２系統に分配できる。そして、混合比率の調整工程では、分配弁部６−１に設定される混合比率を調整し、熱媒ＨＭ２と分配弁部６−１の少なくとも１系統の熱媒ＨＭ１とを設定された混合比率に応じて混合できる。これらの処理を単一のバルブユニット２で実現でき、効率的に分流、分配および混合を行うことができる。
【０１３１】
〔他の実施の形態〕
【０１３２】
ａ) 上記実施の形態のバルブユニット２、２−１、２−２、２−３の各分配弁部６−１および混合弁部６−２は同一構造であり、分配弁部６−１を混合弁部として使用し、混合弁部６−２を分配弁部として使用してもよいし、共に分配弁部または混合弁部として使用してよい。
【０１３３】
ｂ) 上記実施の形態では、浴槽水熱交換部２６−１２を一次熱交換器で構成しているが、浴槽水ＢＷの加熱に二次熱交換器を備える構成としてもよい。
【０１３４】
ｃ) 上記実施の形態の熱媒ＨＭの熱を浴室暖房や浴室乾燥器に用いてもよい。
【０１３５】
以上説明したように、熱源装置の最も好ましい実施の形態などについて説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
この発明のバルブユニット、熱源装置およびバルブユニット制御方法では、熱媒の分配や混合の効率化とともに、バルブ構成のコンパクト化を図ることができ、効率的な熱源装置や熱媒と給水との熱交換や熱媒による暖房を実現することができる。
【符号の説明】
【０１３７】
２、２−１、２−２、２−３  バルブユニット
４  バルブ本体
６−１  分配弁部
６−２  混合弁部
８−１１、８−１２、８−１３、８−２１、８−２２、８−２３、８−３、８−３１、８−３２  ポート
１０−１、１０−２  弁体
１２  連結部
１４  分岐部
１６−１、１６−２  バルブ駆動部
１８  バルブ制御部
２２  熱源装置
２５  帰還路
２６−１  第１の熱交換器
２６−２  第２の熱交換器
２６−１１１  第１の熱媒熱交換部
２６−１１２  第２の熱媒熱交換部
２６−１２  浴槽水熱交換部
２６−１３  給湯用熱交換部
２８−１  第１の循環路
２８−１１、２８−１２  暖房回路
２８−２  第２の循環路
２８−２１  戻り管
２８−２２  往き管
３２  浴槽
３４−１  給水路
３４−２  給湯路
３４−３  バイパス路
４０  バーナー
４２  燃焼室
４４  給気ファン
４６  排気孔
４８−１、４８−２  循環ポンプ
５０  タンク
５２−３  混合弁
５２−４  燃料制御弁
５４−１  高温暖房負荷
５４−２  低温暖房負荷
５６  分岐部
６０  給湯・追焚き・暖房装置
６２  装置筐体
６３  燃料供給管
６４  吸熱フィン
６６  ドレン受け
６８  ドレンタンク
７０−１、７０−２、７０−３、７０−４、７０−５  温度センサ
７２−１  給水量センサ
７２−２  注湯量センサ
７４  電装基板
７６  電源部
７８  給湯・追焚き・暖房制御部
８０−１、８０−２、８０−３  リモコン装置
８２  プロセッサ
８４  メモリ部
８６  システム通信部
８８  入出力部（Ｉ／Ｏ）
９０−１  コネクタ部
９０−２  コネクタ部
９２  シリンダ部
９４  閉塞部
９６  通過部
９８  天井部
１００  回転軸
１０２  軸受部
１０４  支持板
１０６  モータカバー
【図１】
2019158151.tif 000003
【図２】
2019158151.tif 000004
【図３】
2019158151.tif 000005
【図４】
2019158151.tif 000006
【図５】
2019158151.tif 000007
【図６】
2019158151.tif 000008
【図７】
2019158151.tif 000009
【図８】
2019158151.tif 000010
【図９】
2019158151.tif 000011
【図１０】
2019158151.tif 000012
【図１１】
2019158151.tif 000013
【図１２】
2019158151.tif 000014
【図１３】
2019158151.tif 000015
【図１４】
2019158151.tif 000016
【図１５】
2019158151.tif 000017
【図１６】
2019158151.tif 000018
【図１７】
2019158151.tif 000019
【図１８】
2019158151.tif 000020
【図１９】
2019158151.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月18日(2019.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明のバルブユニットおよびバルブユニット制御方法によれば、次のいずれかの効果が得られる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
この発明のバルブユニットおよびバルブユニット制御方法では、熱媒の分配や混合の効率化とともに、バルブ構成のコンパクト化を図ることができ、効率的な熱源装置や熱媒と給水との熱交換や熱媒による暖房を実現することができる。