JP3728272B2 - Hot water mixing unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自然エネルギーを利用した太陽熱温水器等や廃熱を利用した温水器等で構成される温水供給器を給湯器等の補助熱源機に接続するための湯水混合ユニットに関し、異常時においても温水供給器からの温水を有効利用できるようにすると共に、この異常時に補助熱源機から高温のお湯が出湯されることがないようにする技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば、湯水混合ユニットによって温水供給器としての太陽熱温水器を補助熱源機としての給湯器に接続し、上記太陽熱温水器からのソーラ温水を利用するようにしたソーラ給湯システムが、特開平10−196983号公報に開示されている。
【0003】
この公報に記載のソーラ給湯システムは、図4に示すように、湯水混合ユニットCにおいては、太陽熱温水器B側に接続されるソーラ温水路470と、上水道側に接続される冷水路480と、これらソーラ温水路470および冷水路480が合流されて給湯器A側に接続される混合水路421と、上記各水路470,480,421の合流点に設けられてソーラ温水路470のソーラ温水(温水)と冷水路480の水道水とを混合調節する混合調節弁461と、この混合調節弁461の動作制御を行うコントローラ460とを備える。
このものは、給湯器Aの使用者が給湯カラン422等を操作し給湯器A側で最低作動水量以上となったときにコントローラ460の指示によって混合調節弁461での混合動作が開始され、これによって、ソーラ温水が利用されるようになるというものである。また、上記コントローラ460は、給湯設定温度が入力されるリモコン450と接続された給湯器Aの主コントローラ430と接続されており、この主コントローラ430からの情報を受け取って上記混合調節弁461の動作制御を行う。
【0004】
一方、上記湯水混合ユニットCは、以下の安全措置が講じられている。
すなわち、上記ソーラ温水路470に電磁開閉弁462が設けられ、上記混合調節弁461が故障した場合にコントローラ460からの指示でこの電磁開閉弁462を全閉状態にしてソーラ温水路470を完全に遮断する。これによって、混合調節弁461が故障してソーラ温水と水道水の混合制御が出来ない異常の場合は、高温のソーラ温水が給湯器A側に供給されないようにし、給湯器Aの使用者が火傷を負わないようにしている。
【0005】
また、混合調節弁461は故障していないが、水温センサ463,464,465が故障してソーラ温水と水道水の混合制御が出来ない異常の場合は、コントローラ460からの指示で混合調節弁461を水側全開状態とするとともにソーラ温水側を全閉状態とする。これによっても、上記の異常の場合、給湯器A側に高温のソーラ温水が供給されないので、使用者の安全が確保されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記混合調節弁461が故障等した異常が起こった場合は、太陽熱温水器Bのソーラ温水が全く使用されなくなるので、このような異常時においては太陽熱温水器Bのソーラ温水を有効利用できないという問題がある。
【0007】
また、上記ソーラ温水路470に電磁開閉弁462が設けられているため、このソーラ温水路470を流れるソーラ温水は、上記電磁開閉弁462によって通水抵抗を受けるので、冷水路480に比してソーラ温水路470側の通水抵抗が大きくなる。その結果、上記異常がなく正常な場合であっても、水道水に比してソーラ温水の方が流れ難くなるため、太陽熱温水器Bからのソーラ温水供給が円滑に行われ難く、給湯器A側でソーラ温水を十分に利用できなくなってしまう。
【0008】
そして、給湯器Aでの給湯設定温度が太陽熱温水器Bのソーラ温水温度と等しい場合は、上記混合調節弁461が冷水路480を閉じてソーラ温水だけが給湯器Aの出湯口から出るようにされる。従って、この場合は、ソーラ温水がソーラ温水路470を流れるときに上記電磁開閉弁462によって通水抵抗を受けるため、給湯器Aの出湯口からの出湯量を多く確保できない。
【0009】
また、上記電磁開閉弁462は、ソーラ温水路470に設けられているので、高温のソーラ温水に耐える耐熱性が要求され、耐熱性材料でこの電磁開閉弁462を構成する必要があり、コスト高となる。耐熱性材料で電磁開閉弁462を構成しないと、電磁開閉弁462は、高温のソーラ温水の熱的負荷に耐えきれず直ぐに故障してしまうおそれがあるからである。
【0010】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、湯水混合ユニットにおいて、温水と水との混合制御の出来ない異常が起こった場合でも、必ず温水供給器からの温水を利用できるようにすると共に補助熱源機からは火傷を負う程の高温のお湯が出湯されないようにすることを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る湯水混合ユニットは、温水供給器を補助熱源機に接続するための湯水混合ユニットであって、上記温水供給器の温水出湯路がその流入口に接続される温水路と、水源の給水路がその流入口に接続される冷水路と、上記温水路および上記冷水路が合流されると共にその流出口に上記補助熱源機の入水路が接続される混合水路と、上記混合水路に流入される温水と水の混合割合を調整する混合調整器とを有し、
上記冷水路から分岐されて上記混合水路に至るバイパス通路と、
上記バイパス通路に設けられ、温水と水の混合制御の出来ない異常が起こった場合に上記冷水路内の水が上記バイパス通路を通して上記混合水路に流れ込むように全閉状態から全開状態となる開閉弁とを備えることを特徴とする。
【0012】
上記手段によると、上記混合調整器によって温水と水の混合制御が出来ない異常が起こった場合、温水は温水路から混合水路にそのまま流される状態にあるが、バイパス通路に設けた開閉弁が全開されてバイパス通路から混合水路に水が送り込まれる。
【0013】
しかも、上記異常の場合に混合調整器での温水の量と水の量との混合比がどのような状態であってもバイパス通路から送り込まれる水によって混合水路内の温水が所定温度以下の安全温度域まで冷まされることとなる。
【0014】
また、上記開閉弁は、水の流れるバイパス通路に設けられているので、この開閉弁としては高温耐熱性が要求されることもない。
また、温水路には、従来例のような電磁開閉弁が設けられていないので温水に対する通水抵抗が小さい。
【0015】
なお、上記異常がない場合は、バイパス通路が完全に閉じられるので、水源からの水はすべて冷水路を通って混合水路に送り込まれ、このとき、混合調整器によって温水と水とが所定の混合割合に調整され、そして、この調整後の混合水が混合水路から補助熱源機の入水路に送られるので、温水供給器の温水を十分に利用することができる。
【0016】
(2)また、上記湯水混合ユニットにおいて、上記バイパス通路は、混合水路内に送り込まれる温水を所定温度以下に冷ませる水量の水を供給可能とする構成であることを特徴とする。
上記手段によると、温水と水との混合制御の出来ない異常が起こった場合、混合水路内に送り込まれる温水はバイパス通路からの水で所定温度以下の安全温度域まで確実に冷まされるので、高温の混合水が補助熱源機に供給されることはなく補助熱源機の使用者が火傷等を負うようなことも確実に防止できる。
【0017】
(3)また、上記湯水混合ユニットにおいて、上記バイパス通路の下流端は、上記混合水路における上記温水路および上記冷水路の合流点よりも下流側に接続されることを特徴とする。
【0018】
上記手段によると、温水と水との混合制御の出来ない異常として、例えば、混合調整器の調節弁が破損等して上記温水路または上記冷水路が閉塞されても、バイパス通路の下流端が上記温水路および上記冷水路の合流点よりも下流側に接続されているので、上記合流点を迂回した状態でバイパス通路から水を混合水路、ひいては補助熱源機の入水路に確実に供給することができる。従って、たとえ上記温水路または上記冷水路が閉塞されても補助熱源機には水、あるいは低温の混合水が確実に供給されるので、補助熱源機からの出湯を絶やすようなことがなく、安定した給湯を実現できる。
【0019】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、温水と水との混合制御の出来ない異常が起こっても、温水路は遮断されないので、温水供給器からの温水を有効に利用することができ、しかも、混合水路内の温水はバイパス通路からの水で所定温度以下の安全温度域まで冷まされるので、高温の混合水が補助熱源機に供給されることはなく補助熱源機の使用者が火傷等を負うようなこともない。従って、上記のような異常が起こっても、温水供給器の温水を有効利用できると共に給湯使用者の安全も十分に確保できる。
【0020】
しかも、安全温度域にまで冷まされた混合水が補助熱源機に供給される結果、この低温の混合水を補助熱源機で給湯設定温度に加熱して出湯されるので、安定した給湯をも同時に実現できる。
【0021】
また、温水路には、従来例のような電磁開閉弁が設けられておらず通水抵抗が小さいので、補助熱源機側への温水の供給を多く確保できる。
また、上記開閉弁が水の通るバイパス通路に設けられ、この開閉弁には高温耐熱性が要求されないので、開閉弁を耐熱材料で構成する必要もなく低コストに製作でき、しかも、この開閉弁に対する熱的負荷が小さいので故障率も一段と低くできる。
【0022】
このように、本発明による湯水混合ユニットでは、温水供給器の温水が有効利用でき、温水路での通水抵抗が小さいため補助熱源機や給湯システムの性能が十分に引出せ、しかも安全性および耐久性に優れた信頼の高いものを実現できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態では、温水供給器として太陽熱温水器を、本発明の湯水混合ユニットによって補助熱源機としての給湯器に接続したソーラ給湯システムを例に挙げて説明する。
図1は、本発明の実施の形態による湯水混合ユニット1を用いたソーラ給湯システムの全体構成図であり、太陽熱温水器5は湯水混合ユニット1を介して給湯器7に配管接続されている。なお、このソーラ給湯システムにおける給湯器7としては、太陽熱温水器5の接続を予定していない既設のものでもよいし、太陽熱温水器5との接続を予定して作製されたものでもよい。
【0024】
まず、図1を参照して、このソーラ給湯システムの各部の構成から説明する。(太陽熱温水器)
上記太陽熱温水器5は、太陽熱を吸収する集熱器50と貯湯タンク51内とを循環するように形成された蓄熱循環路52を具備しており、この蓄熱循環路52にはホッパ53と循環ポンプ54とが配設されている。また、貯湯タンク51の底部には、上水道等の水源の給水路60から延設されて水を供給するソーラ用給水路55と、水抜栓57を具備する水抜路58とが接続されていると共に、貯湯タンク51の頂部には、この貯湯タンク51のソーラ温水(温水)を取出すソーラ出湯路56が引き出されている。そして、上記循環ポンプ54を駆動させ畜熱循環路52内の液状媒体を循環させると、上記集熱器50で加熱された液状媒体が畜熱循環路52を通じて貯湯タンク51内へ導かれて貯湯タンク51内の水を熱交換加熱してソーラ温水とし、この貯湯タンク51内のソーラ温水がソーラ出湯路56を経て上記湯水混合ユニット1側に送り込まれる。
【0025】
(給湯器)
上記給湯器7は、図示しないバーナで加熱される熱交換器73が内蔵された給湯器本体70と、各種操作部等(運転スイッチ、浴槽の湯張りスイッチ・追い炊きスイッチ、湯温設定器、表示部等)が配置されたリモコン71と、このリモコン71と配線ケーブル78で接続されて浴槽81や出湯蛇口85での給湯を制御する給湯制御部72とを備える。また、上記熱交換器73には、入水路76と出湯路84が接続されると共に、浴槽81との間で湯張り及び追焚きに使用される往き管82と戻り管83が接続されている。そして、出湯路84には、往き管82との間に浴槽81へお湯を供給するための風呂落とし込み路74が設けられ、この風呂落とし込み路74には、落とし込み開閉弁75が設けられ、その下流の往き管82との接続点には三方弁80が設けられている。また、出湯路84の末端には出湯蛇口85が設けられている。なお、この他に、図示しないが、入水路76、出湯路84、往き管82および戻り管83には、温度センサが設けられており、さらに、入水路76および往き管82には、ポンプ、水量センサが設けられている。
【0026】
(湯水混合ユニット)
上記湯水混合ユニット1は、上記太陽熱温水器5を上記給湯器7に接続するための装置であり、太陽熱温水器5からのソーラ温水が通されるソーラ温水路14と、上水道等の水源からの水が通される冷水路15と、これらソーラ温水路14と冷水路15とが合流されてソーラ温水(温水)と水との混合水が通される混合水路29と、上記混合水路29に流入されるソーラ温水と水の混合割合を調整する混合調整器3と、この湯水混合ユニット1の制御を行う混合制御部11とを備える。
【0027】
上記ソーラ温水路14は、その流入口16に上記太陽熱温水器5のソーラ出湯路56が接続され、その下流端で上記混合水路29に接続されている。このソーラ温水路14には、上流側から順に、ソーラ温水の除塵機能を兼ねたフィルタ付き水抜き栓21、バキュームブレーカ12、逆止弁13、ソーラ温水温センサ19がそれぞれ配設されている。そして、このソーラ温水路14には、従来例のような電磁開閉弁(図4中、符号462)が設けられておらず通水抵抗が小さいので、給湯器7側へのソーラ温水供給を多く確保できる。
【0028】
上記冷水路15は、その流入口17に給水路60の一部が減圧弁61の下流から分岐されて延設された給水分岐路10が接続され、その下流端で上記混合水路29に接続されている。この冷水路15には、上流側から順に、水中の除塵機能を兼ねたフィルタ付き水抜き栓30、逆止弁22、冷水温センサ23がそれぞれ配設されている。
【0029】
上記混合水路29は、上記ソーラ温水路14および上記冷水路15が合流されると共にその流出口18に給湯器7の入水路76が接続される。この混合水路29には、上流側から順に、給水量調節弁24、温水量調節弁25、水量センサ32、混合水温センサ33、混合水路29の水圧が過剰上昇したときに開弁し圧力開放を行う機能を兼ねた逃し弁兼水抜き栓35がそれぞれ配設されている。そして、上述のように温水量調節弁25を給水量調節弁24の下流位置に設けるのは、上流の給水量調節弁24の開弁によって流れる水でこの温水量調節弁25を覆うことで温水量調節弁25の耐熱性を確保させるようにするためである。すなわち、温水量調節弁25には常に高温のソーラ温水が当たりその高温耐久性が必要となるが、冷水路15からの水によってソーラ温水による熱的負荷を緩和させている。
【0030】
上記混合調整器3は、混合水路29におけるソーラ温水路14との接続点に設けられた上記温水量調節弁25と、混合水路29における冷水路15との接続点に設けられた上記給水量調節弁24とから構成されている。
【0031】
上記混合制御部11は、上記給湯器7の給湯制御部72と配線ケーブル77で接続されてリモコン71からの設定温度信号が入力される他に、上記ソーラ温水温センサ19、冷水温センサ23、混合水温センサ33、水量センサ32等からの各検知信号の入力を受けると共に、上記混合調整器3における上記給水量調節弁24および上記温水量調節弁25、後述するバイパス通路28の開閉弁31に対してそれぞれ制御信号を出力し、これらの動作制御を行う。
【0032】
上記の給水量調節弁24および温水量調節弁25は、上記混合制御部11からの制御信号で動作制御されるモータと、このモータの回転量に応じて進退するニードル弁とから構成される。そして、例えば、温水量調節弁25におけるニードル弁が後退するにつれソーラ温水路14から混合水路29へ流れ込むソーラ温水の量が増し、逆にニードル弁が進退するにつれソーラ温水の量が減少し、さらにニードル弁が前進限位置に達してソーラ温水路14下流端の弁座口を塞いでしまうと、ソーラ温水の供給が遮断される。上記給水量調節弁24についても同様のことが言える。なお、上記温水量調節弁25と上記給水量調節弁24として、それぞれのニードル弁を、共通の(単一の)モータで駆動させるようにしてもよく、この場合、例えば歯車機構を介して単一のモータと各ニードル弁を連結し、一方のニードル弁が開弁動作すると他方のニードル弁が閉弁動作する構造にすればよい。
【0033】
また、この湯水混合ユニット1には、上記冷水路15から分岐されて上記混合水路29に至るバイパス通路28が設けられると共に、このバイパス通路28には開閉弁31が設けられている。この開閉弁31としては、電磁開閉弁等が使用され、弁体と、この弁体を閉動作させるソレノイドと、この弁体を全開状態に付勢保持させるバネ等の弾性部材とを備える。この開閉弁31は、そのソレノイドへの電圧供給が停止されると弾性部材で付勢されて弁体が全開状態になる、いわゆる常開の開閉弁である。上記開閉弁31は、水の流れるバイパス通路28に設けられているので、高温耐熱性が要求されることもない。従って、この開閉弁31を耐熱材料で構成する必要もなく低コストに製作でき、しかも、この開閉弁31に対する熱的負荷が小さいので故障率も一段と低くできる。
【0034】
そして、この開閉弁31における開閉動作も、上述したように上記混合制御部11からの制御信号によって動作制御される。すなわち、この湯水混合ユニット1が正常に機能されている場合は、上記混合制御部11からの制御信号によって開閉弁31におけるソレノイドへの電圧供給が行われ、この開閉弁31を全閉状態とし、この場合は、上記バイパス通路28が遮断されている。
【0035】
一方、上記給水量調節弁24や上記温水量調節弁25の故障、上記各温度センサ19,23,33の故障等によってソーラ温水と水との混合制御の出来ない異常が起こった場合に、上記混合制御部11からの制御信号によって開閉弁31におけるソレノイドへの電圧供給が停止され、この開閉弁31を全閉状態から全開状態とし、上記冷水路15内の水が上記バイパス通路28を通して上記混合水路29に流れ込むようにする。
【0036】
また、停電が起こった場合も、上記開閉弁31のソレノイドへの電圧供給が停止されるので、開閉弁31が全開状態となってバイパス通路28から水が混合水路29に流れ込むようになる。
【0037】
また、上記バイパス通路28は、混合水路29内に送り込まれるソーラ温水を所定温度以下に冷ませる水量の水を供給可能とする構成を有する。例えば、バイパス通路28の口径サイズとして、例えソーラ温水路14から100℃のソーラ温水が最大供給量で上記混合水路29に流れ込んで来てもこのソーラ温水を所定温度以下に冷ませる水量の水を供給可能とするように設定すればよい。ここで、上記所定温度とは、給湯器7の使用者が火傷を負うようなことがない上限温度を意味し、例えば、約60℃程度に設定される。
【0038】
このように、停電、給水量調節弁24や温水量調節弁25の故障、各温度センサ19,23,33の故障等が発生し、ソーラ温水と水との混合制御の出来ない異常が起こった場合に、給水量調節弁24および温水量調節弁25でのソーラ温水の量と水の量の混合比がどのような状態であってもバイパス通路28から送り込まれる水によって混合水路29内のソーラ温水が所定温度(約60℃)以下の安全温度域まで冷まされることとなる。従って、ソーラ温水と水との混合制御の出来ない上記異常が起こっても、ソーラ温水路14は遮断されないので、ソーラ温水を有効に利用することができ、しかも、混合水路29内の混合水はバイパス通路28からの水で所定温度(約60℃)以下の安全温度域まで冷まされるので、高温の混合水が給湯器7に供給されることはなく給湯器7の使用者が火傷等を負うようなこともない。
【0039】
また、上記バイパス通路28の下流端が上記ソーラ温水路14および上記冷水路15の接続点よりも下流側に接続されているので、仮に、温水量調節弁25あるいは水量調節弁24が破損等して混合水路29における上記ソーラ温水路14または上記冷水路15の接続点が閉塞されても、上記接続点を迂回した状態でバイパス通路28から水を混合水路29、ひいては給湯器7の入水路76に確実に供給することができる。従って、たとえ上記接続点が閉塞されても給湯器7には水、あるいは低温の混合水が確実に供給されるので、給湯器7からの出湯を絶やすようなことがなく、安定した給湯を実現できる。
【0040】
(湯水混合ユニットにおける動作)
次に、上記湯水混合ユニット1における動作を説明する。
以下に、この湯水混合ユニット1の動作を、図2に示したフローチャート従って説明する。
図2を参照して、湯水混合ユニット1に電源が入れられると、上記バイパス通路28の開閉弁31が全閉状態にされ(ステップS1)、ステップS2において混合水路29の水量センサ32の出力を監視する。そして、給湯蛇口85や浴槽の湯張り弁が開かれて給湯動作が始まると混合水路29の通水を検知して水量センサ32がON信号を混合制御部11に出力する。
すると、ソーラ温水温センサ19で検知されたソーラ温水温度が、給湯器7のリモコン71に入力された給湯設定温度より高い場合は、混合水の混合目標設定温度が上記給湯設定温度となるように混合制御部11の制御によって混合調整器3の混合割合が決定される。一方、上記ソーラ温水温度が上記給湯設定温度より低い場合は、混合水の混合目標設定温度が上記給湯設定温度から給湯器7の燃焼による上昇温度分だけ減算した温度となるように混合制御部11の制御によって混合調整器3の混合割合が決定される。このように混合調整器3の混合割合が予め決定され、次のステップS3に移行する。
【0041】
ステップS3において、混合制御部11は、混合水路29内の混合水温度である混合水温センサ33の検知温度と、上記混合水の混合目標設定温度とを比較する(なお、図2のS3中で「設定温度」とは、上記混合水の混合目標設定温度を示す。)。そして、上記混合水の温度が上記混合目標設定温度より低温状態にある場合は、太陽熱温水器5から供給されるソーラ温水の混合量を増加させるか、または水源から給水される水の混合量を減少させる制御を、ステップS4〜S7で実行する。
【0042】
すなわち、ステップS4で温水量調節弁25が全開状態に無いことが確認されると、ステップS5で温水量調節弁25の開度レベルを1つ(例えば最大開度の10分の1)だけ増加させる。上記ステップS4を実行したときに温水量調節弁25が全開状態になっているときは、ステップS6で給水量調節弁24の開度を判断し、これが全閉状態に無いときは、ステップS7で給水量調節弁24の開度レベルを1つ(例えば最大開度の10分の1)だけ絞る。
【0043】
一方、上記ステップS3で、混合水の温度が上記混合目標設定温度より高い場合は、太陽熱温水器5から供給されるソーラ温水の混合量を減少させるか、または水源から給水される水の混合量を増加させる制御を、ステップS8〜S11で実行する。
【0044】
すなわち、ステップS8で温水量調節弁25が全閉で無いことが確認されると、ステップS9で温水量調節弁25の開度レベルを1つ絞る。上記ステップS8で温水量調節弁25が全閉状態にあることが確認されると、ステップS10で給水量調節弁24の開度を判断し、これが全開状態に無いときは、ステップS11で給水量調節弁24の開度レベルを1つ増加させる。
【0045】
このようにして、太陽熱温水器5からのソーラ温水と水源からの水の混合割合を調整することにより、太陽熱温水器5から供給されるソーラ温水の温度がリモコン71での給湯設定温度より高い場合は、上記給湯設定温度のお湯が湯水混合ユニット1からの混合水として給湯器7へ流出するように制御される。すると、この給湯設定温度のお湯が給湯器7の出湯蛇口85等から出湯される。
【0046】
一方、太陽熱温水器5から供給されるソーラ温水の温度がリモコン71での給湯設定温度より低い場合は、上記給湯設定温度から給湯器7の燃焼による上昇温度分だけ減算した温度となった混合水が給湯器7に送り込まれる。すると、給湯器7のバーナが燃焼して温度不足状態にある混合水が熱交換器73で加熱昇温される。すなわち、給湯器7内において出湯路84に配設された温度センサ(図示せず)の検知する出湯温度がリモコン71での給湯設定温度に等しくなるように給湯器7の給湯制御部72がバーナの燃焼量をコントロールすることから、この給湯器7の機能によって上記混合水が給湯設定温度まで加熱昇温され、上記給湯設定温度のお湯が出湯蛇口85や浴槽81に送られる。
【0047】
(異常時の動作)
次に、このソーラ給湯システムに異常が起こった場合の動作を説明する。
このような異常として、例えば、正常運転中に停電が発生した場合、温水量調節弁25や給水量調節弁24が故障した場合、各温度センサ19,23,33,が故障した場合等が挙げられるが、まずは、温水量調節弁25または給水量調節弁24が故障し、ソーラ温水と水との混合制御が出来なくなって高温のソーラ温水が混合水路29から流出してしまう場合の動作を、図2に基づいて説明する。この異常時の制御動作は、図2のフローチャートにおけるステップS12〜S14で行われる。
すなわち、上記ステップS5、S7、S9、S11において、温水量調節弁25あるいは給水量調節弁24を動作させた後に、ステップS12に移行させる。
【0048】
そして、ステップS12において、混合制御部11は、混合水路29の混合水温センサ33での混合水温度において給湯設定温度から一定の温度上昇(+α℃)が見られるか否かを監視し、一定の温度上昇(+α℃)が検出されると、次のステップS13に進み、この温度上昇の継続時間の計測を開始する。なお、図2のS12中で、「設定」とはリモコン71での上記給湯設定温度を示し、「α温度」とは、上記一定の温度上昇(+α℃)相当の温度を示す。そして、この状態が、例えばX時間継続した場合には、混合調整器3における温水量調節弁25あるいは給水量調節弁24が故障し、ソーラ温水と水との混合制御が出来なくなった異常が起こったと判断し、次のステップS14に進む。なお、上記温度上昇値α℃や経過時間X等は、太陽熱温水器5や給湯器7の能力等に応じて適宜に決定すればよい。
【0049】
そして、ステップS14において、混合制御部11は、バイパス通路28に設けた開閉弁31に対し、この開閉弁31への電圧供給を停止させる制御信号を出力し、この開閉弁31を全開状態とすると同時に、異常報知(ブザー、図示しない表示部への異常表示など)を行う。これによって、バイパス通路28が全開され、このバイパス通路28から冷水路15内の水が混合水路29に直接送り込まれる。従って、上記異常の場合に温水量調節弁25および給水量調節弁24でのソーラ温水の量と水の量との混合比がどのような状態であってもバイパス通路28から送り込まれる水によって混合水路29内のソーラ温水が所定温度(約60℃)以下の安全温度域まで冷まされることとなる。
【0050】
このようにして、温水量調節弁25または給水量調節弁24が故障し、ソーラ温水と水との混合制御の出来ない異常が起こった場合、ソーラ温水路14は遮断されないので、太陽熱温水器5のソーラ温水を有効に利用することができ、しかも、混合水路29内のソーラ温水はバイパス通路28からの水で安全温度域まで冷まされるので、高温の混合水が給湯器7に供給されることはなく給湯器7の使用者が火傷等を負うようなこともない。そして、使用者は、上記異常報知によってシステム異常が知らされるので、異常復旧のメンテナンスに直ちに取りかかれる。
【0051】
また、仮に、温水量調節弁25あるいは給水量調節弁24が破損等して混合水路29における上記ソーラ温水路14または上記冷水路15の接続点が閉塞されても、上記バイパス通路28の下流端がこれら接続点よりも下流側に接続されているので、上記接続点を迂回した状態でバイパス通路28から水を混合水路29、ひいては給湯器7の入水路76に確実に供給することができる。従って、たとえ上記接続点が閉塞されても給湯器7には水、あるいは低温の混合水が確実に供給されるので、給湯器7からの出湯を絶やすようなことがなく、安定した給湯を実現できる。
【0052】
なお、上記ステップS12で混合水温度の給湯設定温度から一定の温度上昇(+α℃)が検出されない場合や、上記ステップS13でX時間の継続が検出されない場合は、上記異常は無しとしてステップS2へ戻される。
【0053】
一方、このソーラ給湯システムの運転中等に、停電が発生したような場合は、上記湯水混合ユニット1がどのような制御状態にあっても、上記開閉弁31への電圧供給が停止される結果、この場合も、開閉弁31が全開状態となってバイパス通路29が開けられ、このバイパス通路29から冷水路15内の水が混合水路29に直接送り込まれる。従って、停電が発生し、ソーラ温水と水との混合制御の出来ない異常が起こった場合でも、太陽熱温水器5のソーラ温水を有効に利用でき、しかも、高温水が給湯器7に供給されることはなく給湯器7の使用者が火傷等を負うようなことも起こらない。
【0054】
また、各温度センサ19,23,33が故障しいずれかの温度センサ19,23,33からの信号が混合制御部11に出力されなくなった場合も、上記湯水混合ユニット1がどのような制御状態にあっても、上記混合制御部11は、上記ステップS14で行った動作と同じように、開閉弁31への電圧供給を停止させる制御信号を出力し、開閉弁31を全開状態とすると同時に、異常報知(ブザー、図示しない表示板への異常表示など)を行う。従って、各温度センサ19,23,33のどれかが故障し、ソーラ温水と水との混合制御の出来ない異常が起こった場合でも、太陽熱温水器5のソーラ温水を有効に利用でき、しかも、高温の温水が給湯器7に供給されることはなく給湯器7の使用者が火傷等を負うようなことも起こらない。
【0055】
以上のように、本実施の形態による湯水混合ユニット1によれば、ソーラ温水と水との混合制御の出来ない異常が起こっても、ソーラ温水路14は遮断されないので、太陽熱温水器5のソーラ温水を有効に利用することができ、しかも、混合水路29内のソーラ温水はバイパス通路28からの水で所定温度(例えば、約60℃)以下の安全温度域まで冷まされるので、高温の混合水が給湯器7に供給されることはなく給湯器7の使用者が火傷等を負うようなこともない。従って、上記のような異常が起こっても、ソーラ温水を有効利用できると共に給湯器7使用者の安全も十分に確保できる。
【0056】
加えて、安全温度域にまで冷まされた混合水が給湯器7に供給される結果、この低温の混合水を給湯器7で給湯設定温度に加熱して供給されるので、安定した給湯をも同時に実現できる。
このように、上記湯水混合ユニット1は、ソーラ温水が有効利用でき、ソーラ温水路14での通水抵抗が小さいため給湯器7やソーラ給湯システムの性能が十分に引出せ、しかも安全性および耐久性に優れた信頼の高いものを実現できる。
【0057】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られず、例えば、上記実施の形態では、混合調整器3として、ソーラ温水と水との混合を上記温水量調節弁25と上記給水量調節弁24とによる2軸制御で行っているが、1軸制御で行うものでもよい。この1軸制御で行う混合調整器としては、例えば、図3に示す混合調整弁2のように、ソーラ温水路14と冷水路15の合流点に単一の弁体20を具備するものであり、この弁体20を図示しないモータで回動させ角度調節することにより、ソーラ温水路14からのソーラ温水と冷水路15からの水の混合割合を調整することによる。
【0058】
また、図2に示した上記ステップS12、S13における異常検出においては、混合水路29の混合水温センサ33が一定時間以上の高温状態を検出した場合に異常を判断するようにしているが、これを高温水の積算流量を基にして異常を判断するようにしてもよいし、また、上記混合水の温度検出を、給湯器7の入水路76に設けた温度センサ(図示せず)の出力信号を給湯制御部72から配線ケーブル77を通じて混合制御部11へ入力するようにしてこの信号を利用するようにし、上記混合水温センサ33を不要とする構成にしてもよい。
【0059】
また、図2に示した上記ステップS2における水量検出を湯水混合ユニット1内の水量センサ32で行うようにしたが、給湯器7における入水路76や往き管82に配設された水量センサ(図示せず)の出力信号を給湯制御部72から配線ケーブル77を通じて混合制御部11へ入力するようにしてこの信号を利用するようにしてもよく、この場合、湯水混合ユニット1内の水量センサ32を不要とすることができ、必要部品数を少なくすることができる。
【0060】
また、湯水混合ユニット1への電源供給は、給湯器7の給湯制御部72から配線ケーブル77を通じて行うようにしてもよいし、給湯器7とは別個独立に外部電源から供給を受けるようにしてもよい。
【0061】
また、上記実施の形態では、ステップS12での異常判断のため、しきい値として混合水温度が給湯設定温度+α℃より上昇した場合で説明したが、その他の方法として混合水温度が一定の上限値、例えば、給湯設定温度に応じ予め定められた固定値より上昇したときに異常と判断し、バイパス通路15における開閉弁31を開弁させるようにしてもよい。
さらに、上記実施の形態では、上記温水供給器として太陽熱温水器5を用いているが、これに限らず、例えば廃熱利用の温水器等その他種々の温水供給器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による湯水混合ユニットを用いたソーラ給湯システムの全体構成を示す構成図である。
【図2】湯水混合ユニットにおける動作制御を示すフローチャートである。
【図3】他の実施の形態における、1軸制御の混合調節弁を示す断面図である。
【図4】従来の湯水混合ユニットを用いた給湯システムの全体構成を示す構成図である。
【符号の説明】
1 湯水混合ユニット
3 混合調整器
5 太陽熱温水器(温水供給器)
7 給湯器(補助熱源機)
10 給水分岐路
11 混合制御部
12 バキュームブレーカ
13 逆止弁
14 ソーラ温水路
15 冷水路
16 ソーラ温水路の流入口
17 冷水路の流入口
18 混合水路の流出口
19 ソーラ温水温センサ
21 フィルタ付き水抜き栓
22 逆止弁
23 冷水温センサ
24 給水量調節弁
25 温水量調節弁
28 バイパス通路
29 混合水路
30 フィルタ付き水抜き栓
31 開閉弁
32 水量センサ
33 混合水温センサ
35 逃し弁兼水抜き栓
56 太陽熱温水器のソーラ出湯路
76 給湯器の入水路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot and cold water mixing unit for connecting a hot water supply device composed of, for example, a solar water heater using natural energy or a water heater using waste heat to an auxiliary heat source machine such as a water heater. The present invention relates to a technique for making it possible to effectively use hot water from a hot water supply device even at times, and to prevent hot water from being discharged from an auxiliary heat source device at the time of this abnormality.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a solar hot water supply system in which a solar water heater as a hot water supply device is connected to a hot water heater as an auxiliary heat source device by using a hot water mixing unit and solar hot water from the solar water heater is used is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei. 10-1969883.
[0003]
As shown in FIG. 4, in the hot water mixing unit C, the solar hot water supply system described in this publication includes a solar
In this case, when the user of the water heater A operates the hot
[0004]
On the other hand, the hot water mixing unit C has the following safety measures.
That is, the solenoid
[0005]
In addition, when the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an abnormality such as a malfunction of the
[0007]
In addition, since the solenoid on / off
[0008]
When the hot water supply set temperature in the water heater A is equal to the solar hot water temperature of the solar water heater B, the
[0009]
Further, since the electromagnetic on-off
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and in the hot and cold water mixing unit, even when an abnormality in which mixing of hot water and water cannot be controlled occurs, hot water from the hot water supply device can be used without fail. In addition, an object is to prevent hot water hot enough to cause burns from the auxiliary heat source machine.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
(1) A hot and cold water mixing unit according to the present invention is a hot and cold water mixing unit for connecting a hot water supply device to an auxiliary heat source unit, wherein the hot water supply water passage of the hot water supply device is connected to an inflow port thereof; A cooling water channel in which a water supply water channel is connected to the inlet, a mixed water channel in which the warm water channel and the cold water channel are merged, and an inlet water channel of the auxiliary heat source machine is connected to the outlet, and the mixing Having a mixing regulator for adjusting the mixing ratio of warm water flowing into the water channel and water,
A bypass passage branched from the cold water channel to the mixed water channel,
An on-off valve that is provided in the bypass passage and is changed from a fully closed state to a fully opened state so that water in the cold water passage flows into the mixed water passage through the bypass passage when an abnormality in which mixing of hot water and water cannot be controlled occurs It is characterized by providing.
[0012]
According to the above means, when an abnormality occurs in which mixing control of the hot water and water cannot be performed, the hot water is in a state of flowing directly from the hot water channel to the mixed water channel, but the on-off valve provided in the bypass passage is fully opened. Then, water is sent from the bypass passage to the mixed water channel.
[0013]
In addition, in the case of the above abnormality, the hot water in the mixed water channel is kept at a predetermined temperature or less by the water fed from the bypass passage whatever the mixing ratio of the amount of warm water and the amount of water in the mixing regulator. It will be cooled to the temperature range.
[0014]
Further, since the on-off valve is provided in a bypass passage through which water flows, the on-off valve does not require high temperature heat resistance.
In addition, since the electromagnetic opening / closing valve as in the conventional example is not provided in the hot water channel, the water flow resistance with respect to the hot water is small.
[0015]
If there is no abnormality, the bypass passage is completely closed, so all the water from the water source is sent to the mixing channel through the cold channel, and at this time, the mixing controller adjusts the warm water and water to the predetermined mixing ratio. Since the adjusted mixed water is sent from the mixed water channel to the inlet channel of the auxiliary heat source machine, the hot water of the hot water supply device can be fully utilized.
[0016]
(2) Moreover, in the hot water / water mixing unit, the bypass passage is configured to be able to supply water in an amount of water that cools warm water fed into the mixed water channel to a predetermined temperature or lower.
According to the above means, when there is an abnormality in which mixing of hot water and water cannot be controlled, the hot water fed into the mixed water channel is reliably cooled to a safe temperature range below a predetermined temperature with water from the bypass passage. Hot mixed water is not supplied to the auxiliary heat source device, and it is possible to reliably prevent the user of the auxiliary heat source device from being burned.
[0017]
(3) Further, in the hot water / water mixing unit, the downstream end of the bypass passage is connected to the downstream side of the junction of the hot water channel and the cold water channel in the mixed water channel.
[0018]
According to the above means, as an abnormality in which the mixing control of hot water and water cannot be performed, for example, even if the adjustment valve of the mixing regulator is damaged and the hot water channel or the cold water channel is blocked, the downstream end of the bypass passage is Since it is connected to the downstream side of the junction of the hot water channel and the cold water channel, water must be reliably supplied from the bypass passage to the mixed water channel and eventually to the water inlet of the auxiliary heat source unit while bypassing the junction. Can do. Therefore, even if the hot water channel or the cold water channel is blocked, water or low-temperature mixed water is reliably supplied to the auxiliary heat source unit, so that the hot water from the auxiliary heat source unit is not shut off and stable. Hot water can be realized.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if an abnormality in which mixing of hot water and water cannot be controlled occurs, the hot water channel is not blocked, so that the hot water from the hot water supply device can be used effectively, and The hot water in the mixed water channel is cooled to the safe temperature range below the specified temperature with the water from the bypass passage, so the high temperature mixed water is not supplied to the auxiliary heat source machine and the user of the auxiliary heat source machine is burned, etc. There is no such thing. Therefore, even if the above abnormalities occur, the hot water of the hot water supply device can be effectively used and the safety of the hot water user can be sufficiently ensured.
[0020]
In addition, as a result of the mixed water cooled to the safe temperature range being supplied to the auxiliary heat source machine, this low-temperature mixed water is heated to the set hot water supply temperature by the auxiliary heat source machine, and the hot water is discharged. It can be realized at the same time.
[0021]
Moreover, since the electromagnetic on-off valve as in the conventional example is not provided in the hot water channel and the water flow resistance is small, a large amount of hot water can be secured to the auxiliary heat source machine side.
In addition, since the on-off valve is provided in a bypass passage through which water passes, and the on-off valve does not require high temperature heat resistance, the on-off valve can be manufactured at a low cost without the need to configure the on-off valve with a heat-resistant material. The failure rate can be further reduced because the thermal load on the battery is small.
[0022]
As described above, in the hot and cold water mixing unit according to the present invention, the hot water of the hot water supply device can be effectively used, and the resistance to water flow in the hot water channel is small, so that the performance of the auxiliary heat source machine and the hot water supply system can be sufficiently brought out, and safety and durability High reliability and high reliability can be realized.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, a solar hot water supply system in which a solar water heater is connected as a hot water supply device to a hot water heater as an auxiliary heat source device by the hot water mixing unit of the present invention will be described as an example.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a solar hot water supply system using a hot
[0024]
First, with reference to FIG. 1, it demonstrates from the structure of each part of this solar hot-water supply system. (Solar water heater)
The
[0025]
(Water heater)
The water heater 7 includes a
[0026]
(Hot water mixing unit)
The hot
[0027]
The solar
[0028]
The
[0029]
In the
[0030]
The mixing
[0031]
The mixing
[0032]
The water supply
[0033]
The hot and cold
[0034]
The opening / closing operation of the opening / closing
[0035]
On the other hand, when an abnormality in which the mixing of solar hot water and water cannot be controlled due to a failure of the water supply
[0036]
Further, even when a power failure occurs, the voltage supply to the solenoid of the on-off
[0037]
Further, the
[0038]
As described above, a power failure, a failure of the water supply
[0039]
Further, since the downstream end of the
[0040]
(Operation in the hot water mixing unit)
Next, the operation in the hot water /
Hereinafter, the operation of the hot and cold
Referring to FIG. 2, when the hot
Then, when the solar hot water temperature detected by the solar hot
[0041]
In step S3, the mixing
[0042]
That is, when it is confirmed in step S4 that the hot water
[0043]
On the other hand, if the temperature of the mixed water is higher than the target mixing temperature in step S3, the amount of solar hot water supplied from the
[0044]
That is, if it is confirmed in step S8 that the hot water
[0045]
In this way, by adjusting the mixing ratio of the solar hot water from the
[0046]
On the other hand, when the temperature of the solar hot water supplied from the
[0047]
(Operation when abnormal)
Next, the operation when an abnormality occurs in this solar hot water supply system will be described.
Examples of such abnormalities include a case where a power failure occurs during normal operation, a case where the hot water
That is, in steps S5, S7, S9, and S11, the warm water
[0048]
In step S12, the mixing
[0049]
In step S14, the mixing
[0050]
In this way, when the hot water
[0051]
Further, even if the hot water
[0052]
If no constant temperature rise (+ α ° C.) is detected from the hot water supply set temperature of the mixed water temperature in step S12 or if continuation of the X time is not detected in step S13, the abnormality is not present and the process proceeds to step S2. Returned.
[0053]
On the other hand, when a power failure occurs during operation of this solar hot water supply system, the voltage supply to the on-off
[0054]
Also, when each
[0055]
As described above, according to the hot and cold
[0056]
In addition, since the mixed water cooled to the safe temperature range is supplied to the hot water heater 7, this low temperature mixed water is heated and supplied to the hot water supply set temperature by the hot water heater 7. Can be realized at the same time.
As described above, the hot water /
[0057]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, as the mixing
[0058]
In addition, in the abnormality detection in steps S12 and S13 shown in FIG. 2, the abnormality is determined when the mixed
[0059]
Moreover, although the water amount detection in the said step S2 shown in FIG. 2 was performed with the
[0060]
Further, the hot
[0061]
Further, in the above embodiment, the case where the mixed water temperature has risen above the hot water supply set temperature + α ° C. as the threshold value has been described for the abnormality determination in step S12. A value, for example, when the temperature rises above a predetermined fixed value according to the hot water supply set temperature, it may be determined that there is an abnormality, and the on-off
Furthermore, in the said embodiment, although the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an overall configuration of a solar hot water supply system using a hot water mixing unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing operation control in the hot and cold water mixing unit.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a uniaxially controlled mixing control valve in another embodiment.
FIG. 4 is a configuration diagram showing an overall configuration of a hot water supply system using a conventional hot water mixing unit.
[Explanation of symbols]
1 Hot water mixing unit
3 Mixing adjuster
5 Solar water heater (warm water supply)
7 Water heater (auxiliary heat source machine)
10 Water supply branch
11 Mixing control unit
12 Vacuum breaker
13 Check valve
14 Solar heated waterway
15 cold waterway
16 Solar hot water inlet
17 Cooling water inlet
18 Outlet of mixed waterway
19 Solar hot water temperature sensor
21 Drain tap with filter
22 Check valve
23 Cold water temperature sensor
24 Water supply control valve
25 Hot water control valve
28 Bypass passage
29 Mixed waterway
30 Drain tap with filter
31 On-off valve
32 Water sensor
33 Mixed water temperature sensor
35 Relief valve and drain plug
56 Solar water heater of solar water heater
76 Waterway of water heater
Claims (3)
上記冷水路から分岐されて上記混合水路に至るバイパス通路と、
上記バイパス通路に設けられ、温水と水の混合制御の出来ない異常が起こった場合に上記冷水路内の水が上記バイパス通路を通して上記混合水路に流れ込むように全閉状態から全開状態となる開閉弁とを備えることを特徴とする湯水混合ユニット。A hot water mixing unit for connecting a hot water supply device to an auxiliary heat source machine, wherein the hot water outlet of the hot water supply device is connected to the inflow port, and the water supply water supply channel is connected to the inflow port. A mixing water channel in which the cold water channel, the warm water channel and the cold water channel are merged and the inlet of the auxiliary heat source unit is connected to the outlet thereof, and the mixing ratio of the warm water and water flowing into the mixed water channel A mixing regulator to regulate,
A bypass passage branched from the cold water channel to the mixed water channel,
An on-off valve that is provided in the bypass passage and is changed from a fully closed state to a fully opened state so that water in the cold water passage flows into the mixed water passage through the bypass passage when an abnormality in which mixing of hot water and water cannot be controlled occurs A hot and cold water mixing unit.
上記バイパス通路は、混合水路内に送り込まれる温水を所定温度以下に冷ませる水量の水を供給可能とする構成であることを特徴とする湯水混合ユニット。In the hot and cold water mixing unit according to claim 1,
The hot water mixing unit characterized in that the bypass passage is configured to be able to supply water in an amount of water that cools the hot water fed into the mixing water channel to a predetermined temperature or lower.
上記バイパス通路の下流端は、上記混合水路における上記温水路および上記冷水路の合流点よりも下流側に接続されることを特徴とする湯水混合ユニット。In the hot and cold water mixing unit according to claim 1 or 2,
The hot and cold water mixing unit, wherein a downstream end of the bypass passage is connected to a downstream side of a junction of the hot water channel and the cold water channel in the mixing water channel.
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