給湯ヘッダの制御方法
【課題】 一の系統が給湯使用中に他の系統で運転状況が変動しても、一の系統での出湯流量を設定流量に維持しつつも、一の系統の末端の給湯栓操作による出湯流量の変更調整をも可能として給湯使用の使用感の向上を図り得る給湯ヘッダの制御方法を提供する。
【解決手段】 検出流量に基づき各系統の流量制御弁の開度を設定流量になる適正位置に収束させ、その適正位置を記憶する。一の系統の流量制御弁を記憶位置に保持した状態で(S21)、他の系統での運転状況が変動すれば(S22でYES)、設定流量を維持するように新たな適正位置に再度収束させて記憶更新させる。他の系統での運転状況の変動がなければ、一の系統での検出流量が変動しても一の系統の流量制御弁の設定流量維持のための開度変更を禁止して同一開度に保持する(S23)。
【解決手段】 検出流量に基づき各系統の流量制御弁の開度を設定流量になる適正位置に収束させ、その適正位置を記憶する。一の系統の流量制御弁を記憶位置に保持した状態で(S21)、他の系統での運転状況が変動すれば(S22でYES)、設定流量を維持するように新たな適正位置に再度収束させて記憶更新させる。他の系統での運転状況の変動がなければ、一の系統での検出流量が変動しても一の系統の流量制御弁の設定流量維持のための開度変更を禁止して同一開度に保持する(S23)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２以上の給湯先に対応する２以上の混合弁に対し同じ給湯源及び給水源から湯と水とを供給し、各混合弁で湯と水との混合比を変更制御することにより各給湯先に対し各給湯先毎に互いに異なる温度（多温度）及び流量で給湯可能とするために用いられる給湯ヘッダの制御方法に関するものであり、特に各給湯先での出湯流量についての制御方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
２以上の給湯先に対し互いに異なる温度で給湯する給湯ヘッダとしては、例えば特許文献１又は特許文献２にその構成が開示されている。例えば図１に示すように、熱源機２において給水管２１からの入水を加熱しこの湯を給湯ヘッダ３に入湯させる一方、上記給水管２１から分岐させて上記給湯ヘッダ３に入水させ、給湯ヘッダ３の各混合弁で水と湯とを対応する給湯先の設定温度に基づいて所定の混合比で混合させることにより、各給湯先毎に互いに異なる温度での給湯を可能としている。すなわち、給湯源からの湯と給水源からの水とを混合して給湯先に給湯するという混合−給湯のための系統を、給湯先の数と少なくとも同数備えている。
【０００３】
又、上記の各系統における給湯先での出湯流量については、各系統毎に混合弁の下流位置に配設した流量制御弁及び流量センサにより調整可能とされている。すなわち、系統毎に所望の設定流量が例えばリモコンにユーザが設定するなどして予め設定されており、この設定された設定流量と、上記流量センサによる検出流量とに基づいて上記流量制御弁の開度が例えばＦＢ制御により制御され、これにより、系統毎に設定温度の湯が設定流量で出湯されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７０８６８号公報
【特許文献２】特開２００３−３０２１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の如き給湯ヘッダでは、共通の給湯源及び給水源からの湯及び水を受けて２以上の系統に分けて給湯するようにしているため、各系統の運転状況の如何によって運転中（給湯使用中）の系統の混合弁に入湯又は入水する湯又は水の流量が変動することになる。例えば２以上ある系統の内の１つの系統だけ運転中の場合と、全ての系統が運転中の場合とでは、各系統の混合弁への入湯流量又は入水流量は互いに異なるものとなる。このため、ある系統で流量制御弁の制御により設定流量で給湯し続けているときに、他の系統で給湯が開始されたり、他の系統で継続していた給湯が停止されたりというように運転状況が変動すると、上記のある系統に流入する入湯流量又は入水流量が変動するため、そのある系統の流量制御弁ではそれまでの設定流量を維持するように開度が自動的に変更調整され、これにより、設定流量での出湯が維持されるようになっている。
【０００６】
しかしながら、、上記の如く運転状況が変動しても各系統で設定流量を維持するように流量制御弁の自動制御を実行させると、出湯流量についてのユーザ側の変更意図に反する結果を招くおそれがある。
【０００７】
すなわち、運転中の系統の末端の給湯栓からの出湯流量を少し小さくするために例えばユーザが給湯栓を少し閉側に操作したとしても、その流量変動の検出により上流側の流量制御弁が設定流量を維持するために開側に自動制御されてしまうことになる。このため、給湯栓を閉側に操作したにも拘わらず、一時的に出湯流量が小さくなるだけで、結局、元の出湯流量に戻ってしまうことになる。さらに、給湯栓操作を繰り返すことにより流量制御弁が全開状態に至れば、給湯栓の操作に応じた出湯流量の変化を得られるものの、それまでは上記の如く流量制御弁による自動制御に基づき出湯流量が維持されてしまうことになる。これにより、ユーザ側の出湯流量の変更意図に反し、使用感を損なう結果を招くおそれがある。逆に上記給湯栓を開側に操作する場合においても、同様に元の出湯流量に戻ってしまい、使用感を損なう結果を招くおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、給湯ヘッダのある系統で給湯使用中に他の系統での給湯使用の運転状況の変動が生じたとしても、そのある系統での出湯流量を設定流量に維持することを可能としつつも、上記のある系統での出湯流量についての変更意図があればそれに従って流量変更を可能とし得る制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、混合弁、流量制御弁及び流量センサを有する系統を２以上備え、各系統が上流側の共通の給湯源及び給水源から入湯及び入水を受けて上記混合弁における混合により所定温度に調整した湯を下流側の互いに異なる給湯先に給湯するように構成されてなる給湯ヘッダの制御方法を対象にして、次の特定事項を備えるようにした。
【００１０】
すなわち、請求項１に係る発明では、給湯運転している系統毎に各系統からの給湯流量が下流側の給湯先で要求される設定流量に相当する流量を維持するように流量制御弁の弁位置を変更制御する一方、その後も給湯運転が継続される系統毎に各系統の流量制御弁の弁位置を自己の系統を除く他の系統に給湯流量の変動がない場合に限り自己の系統の流量センサが流量変動を検出したとしても上記設定流量に相当する流量を維持するための弁位置の変更を禁止するようにした。
【００１１】
又、請求項２に係る発明では、給湯運転している系統毎に各系統からの給湯流量が下流側の給湯先で要求される設定流量に相当する流量で安定していると判定されたときの流量制御弁の弁位置を記憶し、その後も給湯運転が継続される系統毎に各系統の流量制御弁の弁位置を自己の系統を除く他の系統に給湯流量の変動があれば設定流量に相当する流量を維持するように変更制御して変更後の弁位置に記憶更新する一方、上記他の系統で給湯流量の変動がなければ上記自己の系統の流量制御弁の弁位置をその時点で記憶されている弁位置と同一に保持し弁位置の変更を禁止するようにした。
【００１２】
上記の請求項１又は請求項２の発明の場合、給湯運転中の自己の系統の流量制御弁の弁位置は他の系統での給湯流量の変動がなければ弁位置の変更が禁止されることになる。このため、上記の自己の系統の給湯先で出湯流量の変更操作（例えば給湯先の給湯栓の開側もしくは閉側への操作）が行われた場合には、その変更操作に応じて出湯流量が変更されることになる。つまり、他の系統での流量変動に起因する場合のみならず自己の系統だけの流量変動であっても、流量変動が生じた場合には流量制御弁の作動制御により設定流量に相当する流量を維持するように弁位置の変更制御が本来は実行されるところ、本発明では、他の系統に給湯流量の変動がない場合にはたとえ自己の系統で流量変動が生じたとしても設定流量に維持するための弁位置の変更制御が禁止される。これにより、他の系統での流量変動が生じた場合には自己の系統の流量制御弁の変更制御により自己の系統の給湯流量が設定流量に維持される一方、他の系統での流量変動がなければ自己の系統の給湯先での上記変更操作に従った出湯流量の変更調整を可能とし得ることになる。このため、上記の変更操作として表れるユーザの流量変更意図に合致した出湯を実現させて、給湯使用の使用感の向上が図られることになる。
【００１３】
上記の各発明においては、給湯運転を停止するとき、停止させる系統毎に流量制御弁の弁位置をその時点の弁位置又はその時点で記憶されている弁位置に保持して次回の給湯運転の再開まで待機させるようにする（請求項３）。つまり、給湯運転が停止されるときは各系統の流量制御弁は所定の待機位置に変更されて次回の給湯運転の再開まで待機することになるのが本来であるところ、かかる待機位置への弁位置の変更を行わずに、運転停止時点の弁位置（請求項１の場合）又はその時点で記憶されている弁位置（請求項２の場合）に保持して待機させるようにする。この場合には、次回の給湯運転が再開された際に給湯先に対する給湯流量を設定流量に相当する流量に迅速にすることが可能となったり、給湯先に対する給湯流量を運転再開直後から設定流量に相当する最適な流量にすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように、請求項１〜請求項３のいずれかの給湯ヘッダの制御方法によれば、各系統から給湯先への給湯流量を設定流量に維持させつつも、給湯先側での流量変更操作に基づく出湯流量の変更調整をも的確に実現させることができる。これにより、給湯ヘッダを介した複数の給湯先での給湯使用の使用感を向上させることができるようになる。
【００１５】
特に請求項３によれば、次回の給湯運転開始直後から給湯先毎に対応する設定流量での最適な出湯流量を得ることができたり、あるいは、設定流量での出湯流量を迅速に得ることができることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の制御方法が適用される給湯ヘッダを用いた給湯システムの例を示す。この給湯システムは、共通の熱源機２により加熱された湯を、給湯ヘッダ３を経由させることにより２以上（図例では第１〜第３の３箇所）の給湯先４〜６に対し給湯先毎に異なる設定温度及び設定流量で分配して分岐給湯し得るようにしたものである。給湯先４〜６の例としては、第１給湯先４が台所の給湯栓、第２給湯先５が洗面台の給湯栓、第３給湯先６がシャワー栓である。
【００１８】
上記熱源機２は水道管等の給水元管２１からの水の給水を受けて燃焼バーナ及び熱交換器等からなる加熱手段２２により所定の高温度（例えば６０〜７５℃）まで加熱し、加熱した湯を給湯路２３を通して上記給湯ヘッダ３の給湯口３１に供給するようになっている。上記加熱手段の加熱作動は内蔵された熱源機側コントローラ２４により制御されるようになっている。なお、この熱源機側コントローラ２４は後述のヘッダ側コントローラ７と有線又は無線により相互通信可能に接続されている。又、上記の給水元管２１は熱源機２よりも上流側から分岐して水を給湯ヘッダ３の給水口３２に供給するようになっている。上記の熱源機２が給湯源を、給水元管２１が給水源をそれぞれ構成している。
【００１９】
上記給湯ヘッダ３は入湯路３３と、入水路３４と、上記給湯先４〜６に対応する数の第１〜第３の系統３５〜３７と、各系統３５〜３７による給湯運転を制御するコントローラ（ヘッダ側コントローラ）７とを含む各種機器がハウジング３０内に内蔵されたものである。上記の第１〜第３の各系統３５〜３７は、上記入湯路３３及び入水路３４からの湯・水を所定の混合比で混合する混合弁３５１，３６１，３７１と、混合後の温度を検出する出湯温度センサ３５２，３６２，３７２と、混合後の湯の通過流量を制御する流量制御弁３５３，３６３，３７３と、各給湯先４〜６に給湯される湯の流量を検出する流量センサ３５４，３６４，３７４とを備え、これらが各給湯先４〜６に続く給湯路上に配設されている。上記の流量制御弁３５３，３６３，３７３はサーボ弁により構成されている。
【００２０】
上記入湯路３３は、その上流端が上記給湯口３１に接続され、下流側がそれぞれ分岐して上記各混合弁３５１，３６１，３７１に対し湯を供給するように接続されている。そして、上記入湯路３３には、入湯の全体流量を調整する全閉機能付きの流量制御弁３３１と、入湯温度を検出する入湯温度センサ３３２と、万一の断水発生時等における各混合弁３５１，３６１，３７１からの逆流を防止するための逆止弁３３３，３３４，３３５とが介装されている。
【００２１】
上記入水路３４は、その上流端が上記給水口３２に接続され、下流側がそれぞれ分岐して上記各混合弁３５１，３６１，３７１に対し個別に水を供給するように接続されている。そして、上記入水路３４には、入水の全体流量を調整する全閉機能付きの流量制御弁３４１と、入水温度を検出する入水温度センサ３４２と、万一の断水発生時等における各混合弁３５１，３６１，３７１からの逆流を防止するための逆止弁３４３，３４４，３４５とが介装されている。
【００２２】
また、上記各給湯先４〜６にはそれぞれリモコン７１，７２，７３が設置され、この各リモコン７１，７２，７３にユーザが入力設定した出湯温度についての設定温度及び出湯流量についての設定流量等の情報を上記コントローラ７に出力するようになっている。なお、本実施形態では給湯先毎にリモコンを設置しているが、これに限らず、いずれかに設置された１つのリモコンにより各給湯先毎の設定温度及び設定流量について入力設定し得るようにしてもよい。
【００２３】
上記コントローラ７は図２に示すように第１〜第３の全系統の混合弁３５１，３６１，３７１を制御対象として混合比を変更制御する混合制御部７４と、第１〜第３の全系統の流量制御弁３５３，３６３，３７３を制御対象としてその作動を制御する流量制御部７５とを備えている。
【００２４】
上記混合制御部７４は、各リモコン７１〜７３から出力される設定温度と、入湯温度センサ３３２により検出される入湯温度と、入水温度センサ３４２により検出される入水温度との各出力を前提情報として受け、出湯温度センサ３５２，３６２，３７２により検出される混合後の温度に基づいて、混合後の温度が上記の設定温度になる混合比を演算し、その混合比に対応する位置に混合弁３５１，３６１，３７１を作動させるようになっている。そして、以後、運転状況が変動しても、設定温度を維持するように混合比を増減変更するようになっている。
【００２５】
次に、上記流量制御部７５による流量制御について説明する。この流量制御部７５による主要な制御は、給湯ヘッダ３の現在の運転状況下において給湯運転状態にある系統３５，３６又は３７の流量制御弁３５３，３６３又は３７３を対象としてその系統に設定された設定流量を流通させる上で適正な弁位置（開度）へ収束させる収束制御と、一の系統以外の他の系統での運転状況は変動していないものの上記一の系統で出湯流量の変動が検出されたときに、その一の系統の流量制御弁についての上記収束制御の実行を禁止する個別制御との各ルーチンを含むものである。つまり、上記収束制御によって、いずれかの給湯先４，５又は６で給湯使用が開始されて運転開始されたときに、運転開始された系統での出湯流量を設定流量にするための制御が行われる一方、給湯運転中の一の系統以外のいずれか他の系統での運転状況の変動に起因して一の系統に対する入湯流量や入水流量が変動したときにも一の系統での出湯流量が設定流量での流通に維持されるようになっている。上記の運転状況の変動とは、それまで運転停止状態の系統の給湯運転開始、それまで給湯運転中の系統の運転停止、あるいは、給湯運転中の系統での出湯流量の変更等のことである。
【００２６】
図３のフローチャートを参照しつつ具体的に説明すると、いずれかの給湯先４，５又は６の給湯栓が開かれて給湯使用が開始されると制御が開始され、その時点（現在）の運転状況下において給湯運転中の各系統３５，３６又は３７毎に実行する上記の収束制御（ステップＳ１）と、この収束制御により設定流量に対する流量制御弁３５３，３６３又は３７３の適正位置（設定流量を実現し得る適正開度）を取得した後に実行する上記の個別制御（ステップＳ２）とを全系統３５〜３７の給湯運転が停止されるまで繰り返す（ステップＳ３でＮＯ，ステップＳ１・Ｓ２）。そして、全系統３５〜３７の給湯運転が停止されれば（ステップＳ３でＹＥＳ）、流量制御弁３５３，３６３又は３７３の位置（開度）を上記のステップＳ１で取得し記憶した各適正位置に保持しこの状態で待機させて（ステップＳ４）、終了する。
【００２７】
上記のステップＳ１の収束制御についてより詳細に説明する。図４に給湯運転中のある１つの系統３５，３６又は３７について示すように、流量制御弁３５３，３６３又は３７３の作動を許可し、設定流量の流通流量になるように収束させる（ステップＳ１１）。第１系統３５を例に説明すると、流量制御弁３５３の位置（開度）を流通流量が上記の設定流量になるように流量センサ３５４による検出流量に基づいてＦＢ制御する。これを検出流量が設定流量とほぼ同じ（所定の許容範囲内）になるまで続け（ステップＳ１２でＮＯ，ステップＳ１１）、そのほぼ同じになった状態が所定時間（例えば１０〜２０秒間）だけ持続することで安定状態に至ったと判定する（ステップＳ１３でＹＥＳ）。そして、安定的に設定流量を流通させている流量制御弁３５３の現在位置（現在開度）を記憶部７５１（図２参照）に記憶する（ステップＳ１４）。以上を給湯運転中の各系統３５，３６又は３７について実行し、各リモコン７１，７２又は７３に設定された設定流量を実現する上記現在位置を流量制御弁３５３，３６３又は３７３毎に個別に記憶する。
【００２８】
上記のステップＳ２の個別制御の詳細を、図４と同様に給湯運転中のある１つの系統３５，３６又は３７について示す図５に基づいて説明する。上記と同様に第１系統３５を例に説明すると、流量制御弁３５３を上記の記憶した位置に保持した状態に維持し（ステップＳ２１）、他の第２系統３６又は第３系統３７の運転状況が変動したか否かを監視する（ステップＳ２２）。この変動発生の有無は、流量センサ３５４，３６４又は３７４の検出流量の変動状況によって判定する。検出流量が例えば上記の許容範囲以上に変動したり、それまでゼロだったのが給湯運転の開始により有意の数値に変化したり、それまでの設定流量とほぼ同数値であったのが給湯運転の停止によりゼロに変化したりすれば運転状況の変動が発生したと判定する。そして、他の系統３６又は３７の運転状況が変動した場合には（ステップＳ２２でＹＥＳ）、図３のステップＳ３を経てステップＳ１の収束制御が実行され、これにより、設定流量での出湯が維持されるように流量制御弁３５３の位置が変更調整され、新たな適正位置に記憶更新される（図４のステップＳ１４参照）。
【００２９】
逆に、他の系統３６及び３７に運転状況の変動は生じていないにも拘わらず、第１系統３５の流量センサ３５４の検出流量が上記許容範囲以上に変動した場合、つまり設定流量を逸脱するような変動を示した場合には（ステップＳ２２でＮＯ）、流量制御弁３５３の位置（開度）を変更するような作動の実行を禁止し（ステップＳ２３）、それまでの記憶位置（記憶開度）に保持し続ける（ステップＳ２１，ステップＳ２２でＮＯ）。要するに、上記のステップＳ２３による処理により、流量センサ３５４の検出流量に変動が生じても、設定流量を維持しようとする流量制御弁３５３に対する収束制御（図３のステップＳ１）の実行を禁止するのである。以上の処理を、給湯運転中であれば各系統３５，３６又は３７毎に行う。
【００３０】
上記の禁止処理によって、例えば第１系統３５の場合であれば、給湯先４の給湯栓が例えばユーザにより閉じ側に操作されると、流量制御弁３５３が同一位置に保持されるため、そのユーザ操作に応じて出湯流量が絞られて、出湯流量についてのユーザの変更意図通りの給湯使用を実現させることができるようになる。その一方、他の系統３６又は３７での運転状況が変動した場合には、第１系統３５の流量制御弁３５３に対し原則通り収束制御が実行されて、給湯先４からの出湯流量を設定流量に維持させることができる。つまり、流量制御弁３５３，３６３，３７３を用いて設定流量での出湯状態に維持させる自動制御の利点を得つつも、給湯先４，５，６の末端の給湯栓操作による出湯流量調整の利点をも併せて得ることができるのである。これにより、給湯ヘッダ３を介した複数の給湯先での給湯使用の使用感を向上させることができるようになる。
【００３１】
又、制御を終了して給湯ヘッダ３の運転を停止する際には、流量制御弁３５３，３６３，３７３の本来の待機位置まで戻さずに、記憶部７５１に記憶されているその時点での適正位置に保持して待機させるようにし（上述のステップＳ４の処理）、次回の給湯運転開始時には上記の適正位置からスタートさせるようにしているため、次回の給湯運転開始直後から給湯先４，５，６毎に対応する設定流量での最適な出湯流量を得ることができるようになるか、あるいは、設定流量での出湯流量を迅速に得ることができるようになる。上記のステップＳ４の処理を、給湯先４，５，６の給湯栓の閉止による運転停止時に加え、リモコン７１，７２，７３がＯＦＦ操作されたときにも同様に実行させることで、次回の給湯運転開始時に上記と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、給湯ヘッダ３として３つの系統３５，３６，３７を備えたものを示したが、これに限らず、系統の数は２つ又は４つ以上であってもよく、又、入水路３４に対し水のみを供給する分岐経路を付加して給湯ヘッダを構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態を適用する給湯ヘッダの例を示す模式図である。
【図２】コントローラの内容を示すブロック図である。
【図３】流量制御についての基本フローチャートである。
【図４】図３の基本フローチャート中のステップＳ１の処理を１系統について実行する場合のフローチャートである。
【図５】図３の基本フローチャート中のステップＳ２の処理を１系統について実行する場合のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
２ 熱源機（給湯源）
３ 給湯ヘッダ
４，５，６ 給湯先
２１ 給水元管（給水源）
３５，３６，３７ 系統
７５ 流量制御部
３５１，３６１，３７１ 混合弁
３５３，３６３，３７３ 流量制御弁
３５４，３６４，３７４ 流量センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２以上の給湯先に対応する２以上の混合弁に対し同じ給湯源及び給水源から湯と水とを供給し、各混合弁で湯と水との混合比を変更制御することにより各給湯先に対し各給湯先毎に互いに異なる温度（多温度）及び流量で給湯可能とするために用いられる給湯ヘッダの制御方法に関するものであり、特に各給湯先での出湯流量についての制御方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
２以上の給湯先に対し互いに異なる温度で給湯する給湯ヘッダとしては、例えば特許文献１又は特許文献２にその構成が開示されている。例えば図１に示すように、熱源機２において給水管２１からの入水を加熱しこの湯を給湯ヘッダ３に入湯させる一方、上記給水管２１から分岐させて上記給湯ヘッダ３に入水させ、給湯ヘッダ３の各混合弁で水と湯とを対応する給湯先の設定温度に基づいて所定の混合比で混合させることにより、各給湯先毎に互いに異なる温度での給湯を可能としている。すなわち、給湯源からの湯と給水源からの水とを混合して給湯先に給湯するという混合−給湯のための系統を、給湯先の数と少なくとも同数備えている。
【０００３】
又、上記の各系統における給湯先での出湯流量については、各系統毎に混合弁の下流位置に配設した流量制御弁及び流量センサにより調整可能とされている。すなわち、系統毎に所望の設定流量が例えばリモコンにユーザが設定するなどして予め設定されており、この設定された設定流量と、上記流量センサによる検出流量とに基づいて上記流量制御弁の開度が例えばＦＢ制御により制御され、これにより、系統毎に設定温度の湯が設定流量で出湯されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７０８６８号公報
【特許文献２】特開２００３−３０２１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の如き給湯ヘッダでは、共通の給湯源及び給水源からの湯及び水を受けて２以上の系統に分けて給湯するようにしているため、各系統の運転状況の如何によって運転中（給湯使用中）の系統の混合弁に入湯又は入水する湯又は水の流量が変動することになる。例えば２以上ある系統の内の１つの系統だけ運転中の場合と、全ての系統が運転中の場合とでは、各系統の混合弁への入湯流量又は入水流量は互いに異なるものとなる。このため、ある系統で流量制御弁の制御により設定流量で給湯し続けているときに、他の系統で給湯が開始されたり、他の系統で継続していた給湯が停止されたりというように運転状況が変動すると、上記のある系統に流入する入湯流量又は入水流量が変動するため、そのある系統の流量制御弁ではそれまでの設定流量を維持するように開度が自動的に変更調整され、これにより、設定流量での出湯が維持されるようになっている。
【０００６】
しかしながら、、上記の如く運転状況が変動しても各系統で設定流量を維持するように流量制御弁の自動制御を実行させると、出湯流量についてのユーザ側の変更意図に反する結果を招くおそれがある。
【０００７】
すなわち、運転中の系統の末端の給湯栓からの出湯流量を少し小さくするために例えばユーザが給湯栓を少し閉側に操作したとしても、その流量変動の検出により上流側の流量制御弁が設定流量を維持するために開側に自動制御されてしまうことになる。このため、給湯栓を閉側に操作したにも拘わらず、一時的に出湯流量が小さくなるだけで、結局、元の出湯流量に戻ってしまうことになる。さらに、給湯栓操作を繰り返すことにより流量制御弁が全開状態に至れば、給湯栓の操作に応じた出湯流量の変化を得られるものの、それまでは上記の如く流量制御弁による自動制御に基づき出湯流量が維持されてしまうことになる。これにより、ユーザ側の出湯流量の変更意図に反し、使用感を損なう結果を招くおそれがある。逆に上記給湯栓を開側に操作する場合においても、同様に元の出湯流量に戻ってしまい、使用感を損なう結果を招くおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、給湯ヘッダのある系統で給湯使用中に他の系統での給湯使用の運転状況の変動が生じたとしても、そのある系統での出湯流量を設定流量に維持することを可能としつつも、上記のある系統での出湯流量についての変更意図があればそれに従って流量変更を可能とし得る制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、混合弁、流量制御弁及び流量センサを有する系統を２以上備え、各系統が上流側の共通の給湯源及び給水源から入湯及び入水を受けて上記混合弁における混合により所定温度に調整した湯を下流側の互いに異なる給湯先に給湯するように構成されてなる給湯ヘッダの制御方法を対象にして、次の特定事項を備えるようにした。
【００１０】
すなわち、請求項１に係る発明では、給湯運転している系統毎に各系統からの給湯流量が下流側の給湯先で要求される設定流量に相当する流量を維持するように流量制御弁の弁位置を変更制御する一方、その後も給湯運転が継続される系統毎に各系統の流量制御弁の弁位置を自己の系統を除く他の系統に給湯流量の変動がない場合に限り自己の系統の流量センサが流量変動を検出したとしても上記設定流量に相当する流量を維持するための弁位置の変更を禁止するようにした。
【００１１】
又、請求項２に係る発明では、給湯運転している系統毎に各系統からの給湯流量が下流側の給湯先で要求される設定流量に相当する流量で安定していると判定されたときの流量制御弁の弁位置を記憶し、その後も給湯運転が継続される系統毎に各系統の流量制御弁の弁位置を自己の系統を除く他の系統に給湯流量の変動があれば設定流量に相当する流量を維持するように変更制御して変更後の弁位置に記憶更新する一方、上記他の系統で給湯流量の変動がなければ上記自己の系統の流量制御弁の弁位置をその時点で記憶されている弁位置と同一に保持し弁位置の変更を禁止するようにした。
【００１２】
上記の請求項１又は請求項２の発明の場合、給湯運転中の自己の系統の流量制御弁の弁位置は他の系統での給湯流量の変動がなければ弁位置の変更が禁止されることになる。このため、上記の自己の系統の給湯先で出湯流量の変更操作（例えば給湯先の給湯栓の開側もしくは閉側への操作）が行われた場合には、その変更操作に応じて出湯流量が変更されることになる。つまり、他の系統での流量変動に起因する場合のみならず自己の系統だけの流量変動であっても、流量変動が生じた場合には流量制御弁の作動制御により設定流量に相当する流量を維持するように弁位置の変更制御が本来は実行されるところ、本発明では、他の系統に給湯流量の変動がない場合にはたとえ自己の系統で流量変動が生じたとしても設定流量に維持するための弁位置の変更制御が禁止される。これにより、他の系統での流量変動が生じた場合には自己の系統の流量制御弁の変更制御により自己の系統の給湯流量が設定流量に維持される一方、他の系統での流量変動がなければ自己の系統の給湯先での上記変更操作に従った出湯流量の変更調整を可能とし得ることになる。このため、上記の変更操作として表れるユーザの流量変更意図に合致した出湯を実現させて、給湯使用の使用感の向上が図られることになる。
【００１３】
上記の各発明においては、給湯運転を停止するとき、停止させる系統毎に流量制御弁の弁位置をその時点の弁位置又はその時点で記憶されている弁位置に保持して次回の給湯運転の再開まで待機させるようにする（請求項３）。つまり、給湯運転が停止されるときは各系統の流量制御弁は所定の待機位置に変更されて次回の給湯運転の再開まで待機することになるのが本来であるところ、かかる待機位置への弁位置の変更を行わずに、運転停止時点の弁位置（請求項１の場合）又はその時点で記憶されている弁位置（請求項２の場合）に保持して待機させるようにする。この場合には、次回の給湯運転が再開された際に給湯先に対する給湯流量を設定流量に相当する流量に迅速にすることが可能となったり、給湯先に対する給湯流量を運転再開直後から設定流量に相当する最適な流量にすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように、請求項１〜請求項３のいずれかの給湯ヘッダの制御方法によれば、各系統から給湯先への給湯流量を設定流量に維持させつつも、給湯先側での流量変更操作に基づく出湯流量の変更調整をも的確に実現させることができる。これにより、給湯ヘッダを介した複数の給湯先での給湯使用の使用感を向上させることができるようになる。
【００１５】
特に請求項３によれば、次回の給湯運転開始直後から給湯先毎に対応する設定流量での最適な出湯流量を得ることができたり、あるいは、設定流量での出湯流量を迅速に得ることができることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の制御方法が適用される給湯ヘッダを用いた給湯システムの例を示す。この給湯システムは、共通の熱源機２により加熱された湯を、給湯ヘッダ３を経由させることにより２以上（図例では第１〜第３の３箇所）の給湯先４〜６に対し給湯先毎に異なる設定温度及び設定流量で分配して分岐給湯し得るようにしたものである。給湯先４〜６の例としては、第１給湯先４が台所の給湯栓、第２給湯先５が洗面台の給湯栓、第３給湯先６がシャワー栓である。
【００１８】
上記熱源機２は水道管等の給水元管２１からの水の給水を受けて燃焼バーナ及び熱交換器等からなる加熱手段２２により所定の高温度（例えば６０〜７５℃）まで加熱し、加熱した湯を給湯路２３を通して上記給湯ヘッダ３の給湯口３１に供給するようになっている。上記加熱手段の加熱作動は内蔵された熱源機側コントローラ２４により制御されるようになっている。なお、この熱源機側コントローラ２４は後述のヘッダ側コントローラ７と有線又は無線により相互通信可能に接続されている。又、上記の給水元管２１は熱源機２よりも上流側から分岐して水を給湯ヘッダ３の給水口３２に供給するようになっている。上記の熱源機２が給湯源を、給水元管２１が給水源をそれぞれ構成している。
【００１９】
上記給湯ヘッダ３は入湯路３３と、入水路３４と、上記給湯先４〜６に対応する数の第１〜第３の系統３５〜３７と、各系統３５〜３７による給湯運転を制御するコントローラ（ヘッダ側コントローラ）７とを含む各種機器がハウジング３０内に内蔵されたものである。上記の第１〜第３の各系統３５〜３７は、上記入湯路３３及び入水路３４からの湯・水を所定の混合比で混合する混合弁３５１，３６１，３７１と、混合後の温度を検出する出湯温度センサ３５２，３６２，３７２と、混合後の湯の通過流量を制御する流量制御弁３５３，３６３，３７３と、各給湯先４〜６に給湯される湯の流量を検出する流量センサ３５４，３６４，３７４とを備え、これらが各給湯先４〜６に続く給湯路上に配設されている。上記の流量制御弁３５３，３６３，３７３はサーボ弁により構成されている。
【００２０】
上記入湯路３３は、その上流端が上記給湯口３１に接続され、下流側がそれぞれ分岐して上記各混合弁３５１，３６１，３７１に対し湯を供給するように接続されている。そして、上記入湯路３３には、入湯の全体流量を調整する全閉機能付きの流量制御弁３３１と、入湯温度を検出する入湯温度センサ３３２と、万一の断水発生時等における各混合弁３５１，３６１，３７１からの逆流を防止するための逆止弁３３３，３３４，３３５とが介装されている。
【００２１】
上記入水路３４は、その上流端が上記給水口３２に接続され、下流側がそれぞれ分岐して上記各混合弁３５１，３６１，３７１に対し個別に水を供給するように接続されている。そして、上記入水路３４には、入水の全体流量を調整する全閉機能付きの流量制御弁３４１と、入水温度を検出する入水温度センサ３４２と、万一の断水発生時等における各混合弁３５１，３６１，３７１からの逆流を防止するための逆止弁３４３，３４４，３４５とが介装されている。
【００２２】
また、上記各給湯先４〜６にはそれぞれリモコン７１，７２，７３が設置され、この各リモコン７１，７２，７３にユーザが入力設定した出湯温度についての設定温度及び出湯流量についての設定流量等の情報を上記コントローラ７に出力するようになっている。なお、本実施形態では給湯先毎にリモコンを設置しているが、これに限らず、いずれかに設置された１つのリモコンにより各給湯先毎の設定温度及び設定流量について入力設定し得るようにしてもよい。
【００２３】
上記コントローラ７は図２に示すように第１〜第３の全系統の混合弁３５１，３６１，３７１を制御対象として混合比を変更制御する混合制御部７４と、第１〜第３の全系統の流量制御弁３５３，３６３，３７３を制御対象としてその作動を制御する流量制御部７５とを備えている。
【００２４】
上記混合制御部７４は、各リモコン７１〜７３から出力される設定温度と、入湯温度センサ３３２により検出される入湯温度と、入水温度センサ３４２により検出される入水温度との各出力を前提情報として受け、出湯温度センサ３５２，３６２，３７２により検出される混合後の温度に基づいて、混合後の温度が上記の設定温度になる混合比を演算し、その混合比に対応する位置に混合弁３５１，３６１，３７１を作動させるようになっている。そして、以後、運転状況が変動しても、設定温度を維持するように混合比を増減変更するようになっている。
【００２５】
次に、上記流量制御部７５による流量制御について説明する。この流量制御部７５による主要な制御は、給湯ヘッダ３の現在の運転状況下において給湯運転状態にある系統３５，３６又は３７の流量制御弁３５３，３６３又は３７３を対象としてその系統に設定された設定流量を流通させる上で適正な弁位置（開度）へ収束させる収束制御と、一の系統以外の他の系統での運転状況は変動していないものの上記一の系統で出湯流量の変動が検出されたときに、その一の系統の流量制御弁についての上記収束制御の実行を禁止する個別制御との各ルーチンを含むものである。つまり、上記収束制御によって、いずれかの給湯先４，５又は６で給湯使用が開始されて運転開始されたときに、運転開始された系統での出湯流量を設定流量にするための制御が行われる一方、給湯運転中の一の系統以外のいずれか他の系統での運転状況の変動に起因して一の系統に対する入湯流量や入水流量が変動したときにも一の系統での出湯流量が設定流量での流通に維持されるようになっている。上記の運転状況の変動とは、それまで運転停止状態の系統の給湯運転開始、それまで給湯運転中の系統の運転停止、あるいは、給湯運転中の系統での出湯流量の変更等のことである。
【００２６】
図３のフローチャートを参照しつつ具体的に説明すると、いずれかの給湯先４，５又は６の給湯栓が開かれて給湯使用が開始されると制御が開始され、その時点（現在）の運転状況下において給湯運転中の各系統３５，３６又は３７毎に実行する上記の収束制御（ステップＳ１）と、この収束制御により設定流量に対する流量制御弁３５３，３６３又は３７３の適正位置（設定流量を実現し得る適正開度）を取得した後に実行する上記の個別制御（ステップＳ２）とを全系統３５〜３７の給湯運転が停止されるまで繰り返す（ステップＳ３でＮＯ，ステップＳ１・Ｓ２）。そして、全系統３５〜３７の給湯運転が停止されれば（ステップＳ３でＹＥＳ）、流量制御弁３５３，３６３又は３７３の位置（開度）を上記のステップＳ１で取得し記憶した各適正位置に保持しこの状態で待機させて（ステップＳ４）、終了する。
【００２７】
上記のステップＳ１の収束制御についてより詳細に説明する。図４に給湯運転中のある１つの系統３５，３６又は３７について示すように、流量制御弁３５３，３６３又は３７３の作動を許可し、設定流量の流通流量になるように収束させる（ステップＳ１１）。第１系統３５を例に説明すると、流量制御弁３５３の位置（開度）を流通流量が上記の設定流量になるように流量センサ３５４による検出流量に基づいてＦＢ制御する。これを検出流量が設定流量とほぼ同じ（所定の許容範囲内）になるまで続け（ステップＳ１２でＮＯ，ステップＳ１１）、そのほぼ同じになった状態が所定時間（例えば１０〜２０秒間）だけ持続することで安定状態に至ったと判定する（ステップＳ１３でＹＥＳ）。そして、安定的に設定流量を流通させている流量制御弁３５３の現在位置（現在開度）を記憶部７５１（図２参照）に記憶する（ステップＳ１４）。以上を給湯運転中の各系統３５，３６又は３７について実行し、各リモコン７１，７２又は７３に設定された設定流量を実現する上記現在位置を流量制御弁３５３，３６３又は３７３毎に個別に記憶する。
【００２８】
上記のステップＳ２の個別制御の詳細を、図４と同様に給湯運転中のある１つの系統３５，３６又は３７について示す図５に基づいて説明する。上記と同様に第１系統３５を例に説明すると、流量制御弁３５３を上記の記憶した位置に保持した状態に維持し（ステップＳ２１）、他の第２系統３６又は第３系統３７の運転状況が変動したか否かを監視する（ステップＳ２２）。この変動発生の有無は、流量センサ３５４，３６４又は３７４の検出流量の変動状況によって判定する。検出流量が例えば上記の許容範囲以上に変動したり、それまでゼロだったのが給湯運転の開始により有意の数値に変化したり、それまでの設定流量とほぼ同数値であったのが給湯運転の停止によりゼロに変化したりすれば運転状況の変動が発生したと判定する。そして、他の系統３６又は３７の運転状況が変動した場合には（ステップＳ２２でＹＥＳ）、図３のステップＳ３を経てステップＳ１の収束制御が実行され、これにより、設定流量での出湯が維持されるように流量制御弁３５３の位置が変更調整され、新たな適正位置に記憶更新される（図４のステップＳ１４参照）。
【００２９】
逆に、他の系統３６及び３７に運転状況の変動は生じていないにも拘わらず、第１系統３５の流量センサ３５４の検出流量が上記許容範囲以上に変動した場合、つまり設定流量を逸脱するような変動を示した場合には（ステップＳ２２でＮＯ）、流量制御弁３５３の位置（開度）を変更するような作動の実行を禁止し（ステップＳ２３）、それまでの記憶位置（記憶開度）に保持し続ける（ステップＳ２１，ステップＳ２２でＮＯ）。要するに、上記のステップＳ２３による処理により、流量センサ３５４の検出流量に変動が生じても、設定流量を維持しようとする流量制御弁３５３に対する収束制御（図３のステップＳ１）の実行を禁止するのである。以上の処理を、給湯運転中であれば各系統３５，３６又は３７毎に行う。
【００３０】
上記の禁止処理によって、例えば第１系統３５の場合であれば、給湯先４の給湯栓が例えばユーザにより閉じ側に操作されると、流量制御弁３５３が同一位置に保持されるため、そのユーザ操作に応じて出湯流量が絞られて、出湯流量についてのユーザの変更意図通りの給湯使用を実現させることができるようになる。その一方、他の系統３６又は３７での運転状況が変動した場合には、第１系統３５の流量制御弁３５３に対し原則通り収束制御が実行されて、給湯先４からの出湯流量を設定流量に維持させることができる。つまり、流量制御弁３５３，３６３，３７３を用いて設定流量での出湯状態に維持させる自動制御の利点を得つつも、給湯先４，５，６の末端の給湯栓操作による出湯流量調整の利点をも併せて得ることができるのである。これにより、給湯ヘッダ３を介した複数の給湯先での給湯使用の使用感を向上させることができるようになる。
【００３１】
又、制御を終了して給湯ヘッダ３の運転を停止する際には、流量制御弁３５３，３６３，３７３の本来の待機位置まで戻さずに、記憶部７５１に記憶されているその時点での適正位置に保持して待機させるようにし（上述のステップＳ４の処理）、次回の給湯運転開始時には上記の適正位置からスタートさせるようにしているため、次回の給湯運転開始直後から給湯先４，５，６毎に対応する設定流量での最適な出湯流量を得ることができるようになるか、あるいは、設定流量での出湯流量を迅速に得ることができるようになる。上記のステップＳ４の処理を、給湯先４，５，６の給湯栓の閉止による運転停止時に加え、リモコン７１，７２，７３がＯＦＦ操作されたときにも同様に実行させることで、次回の給湯運転開始時に上記と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、給湯ヘッダ３として３つの系統３５，３６，３７を備えたものを示したが、これに限らず、系統の数は２つ又は４つ以上であってもよく、又、入水路３４に対し水のみを供給する分岐経路を付加して給湯ヘッダを構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態を適用する給湯ヘッダの例を示す模式図である。
【図２】コントローラの内容を示すブロック図である。
【図３】流量制御についての基本フローチャートである。
【図４】図３の基本フローチャート中のステップＳ１の処理を１系統について実行する場合のフローチャートである。
【図５】図３の基本フローチャート中のステップＳ２の処理を１系統について実行する場合のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
２ 熱源機（給湯源）
３ 給湯ヘッダ
４，５，６ 給湯先
２１ 給水元管（給水源）
３５，３６，３７ 系統
７５ 流量制御部
３５１，３６１，３７１ 混合弁
３５３，３６３，３７３ 流量制御弁
３５４，３６４，３７４ 流量センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合弁、流量制御弁及び流量センサを有する系統を２以上備え、各系統が上流側の共通の給湯源及び給水源から入湯及び入水を受けて上記混合弁における混合により所定温度に調整した湯を下流側の互いに異なる給湯先に給湯するように構成されてなる給湯ヘッダの制御方法において、
給湯運転している系統毎に各系統からの給湯流量が下流側の給湯先で要求される設定流量に相当する流量を維持するように流量制御弁の弁位置を変更制御する一方、
その後も給湯運転が継続される系統毎に各系統の流量制御弁の弁位置を自己の系統を除く他の系統に給湯流量の変動がない場合に限り自己の系統の流量センサが流量変動を検出したとしても上記設定流量に相当する流量を維持するための弁位置の変更を禁止するようにする
ことを特徴とする給湯ヘッダの制御方法。
【請求項２】
混合弁、流量制御弁及び流量センサを有する系統を２以上備え、各系統が上流側の共通の給湯源及び給水源から入湯及び入水を受けて上記混合弁における混合により所定温度に調整した湯を下流側の互いに異なる給湯先に給湯するように構成されてなる給湯ヘッダの制御方法において、
給湯運転している系統毎に各系統からの給湯流量が下流側の給湯先で要求される設定流量に相当する流量で安定していると判定されたときの流量制御弁の弁位置を記憶し、
その後も給湯運転が継続される系統毎に各系統の流量制御弁の弁位置を自己の系統を除く他の系統に給湯流量の変動があれば設定流量に相当する流量を維持するように変更制御して変更後の弁位置に記憶更新する一方、上記他の系統で給湯流量の変動がなければ上記自己の系統の流量制御弁の弁位置をその時点で記憶されている弁位置と同一に保持し弁位置の変更を禁止するようにする
ことを特徴とする給湯ヘッダの制御方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の給湯ヘッダの制御方法であって、
給湯運転を停止するとき、停止させる系統毎に流量制御弁の弁位置をその時点の弁位置又はその時点で記憶されている弁位置に保持して次回の給湯運転の再開まで待機させるようにする、給湯ヘッダの制御方法。
【請求項１】
混合弁、流量制御弁及び流量センサを有する系統を２以上備え、各系統が上流側の共通の給湯源及び給水源から入湯及び入水を受けて上記混合弁における混合により所定温度に調整した湯を下流側の互いに異なる給湯先に給湯するように構成されてなる給湯ヘッダの制御方法において、
給湯運転している系統毎に各系統からの給湯流量が下流側の給湯先で要求される設定流量に相当する流量を維持するように流量制御弁の弁位置を変更制御する一方、
その後も給湯運転が継続される系統毎に各系統の流量制御弁の弁位置を自己の系統を除く他の系統に給湯流量の変動がない場合に限り自己の系統の流量センサが流量変動を検出したとしても上記設定流量に相当する流量を維持するための弁位置の変更を禁止するようにする
ことを特徴とする給湯ヘッダの制御方法。
【請求項２】
混合弁、流量制御弁及び流量センサを有する系統を２以上備え、各系統が上流側の共通の給湯源及び給水源から入湯及び入水を受けて上記混合弁における混合により所定温度に調整した湯を下流側の互いに異なる給湯先に給湯するように構成されてなる給湯ヘッダの制御方法において、
給湯運転している系統毎に各系統からの給湯流量が下流側の給湯先で要求される設定流量に相当する流量で安定していると判定されたときの流量制御弁の弁位置を記憶し、
その後も給湯運転が継続される系統毎に各系統の流量制御弁の弁位置を自己の系統を除く他の系統に給湯流量の変動があれば設定流量に相当する流量を維持するように変更制御して変更後の弁位置に記憶更新する一方、上記他の系統で給湯流量の変動がなければ上記自己の系統の流量制御弁の弁位置をその時点で記憶されている弁位置と同一に保持し弁位置の変更を禁止するようにする
ことを特徴とする給湯ヘッダの制御方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の給湯ヘッダの制御方法であって、
給湯運転を停止するとき、停止させる系統毎に流量制御弁の弁位置をその時点の弁位置又はその時点で記憶されている弁位置に保持して次回の給湯運転の再開まで待機させるようにする、給湯ヘッダの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−９７９３５（Ｐ２００６−９７９３５Ａ）
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８２５８９（Ｐ２００４−２８２５８９）
【出願日】平成１６年９月２８日（２００４．９．２８）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２８日（２００４．９．２８）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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