热水供应系统的制作方法
【专利摘要】提供一种能够使控制基板的大小小型化，并且可靠地检测热水储罐内的温度等而检测热水储量等的热水供应系统。包括：热水储罐（7），用于储存热水；多个温度传感器（8a～8f），在热水储罐（7）的高度方向上安装，分别检测所安装的位置处的温度；主机侧热水供应装置（1）、子机侧热水供应装置（4），对热水储罐（7）的热水进行加热；以及主机侧控制基板（3）、子机侧控制基板（6），装载控制各热水供应装置的控制单元，将多个温度传感器（8a～8f）发送的信号分散地输入到主机侧控制基板（3）、子机侧控制基板（6），通过传送线（11）在各控制基板之间进行通信连接。
【专利说明】热水供应系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及构成为能够对水进行加热而在热水储罐中储热水，并从热水储罐对热水供应负荷供应热水的热水供应系统。
【背景技术】
[0002]在以往的热泵式热水供应机装置中，为了掌握热水储罐的热水储量，将多个热水储罐串联地排列，将其中的连续的2个罐的前级的底部和后级的上部相互连通，在各热水储罐内设置测量内部的水温的热敏电阻等温度传感器(在实例中为6个)，根据各温度传感器和设定温度的比较判断热水储量(例如，参照专利文献I)。
[0003]专利文献I日本专利第4139826号(第9页、第I图)
【发明内容】
[0004]发明所要解决的技术问题
[0005]在专利文献I的热水供应装置中，将热水储罐分割为多个，并在各热水储罐内设置了温度传感器。另外，通过与热水供应装置独立地设置的控制单元，进行热水供应装置的运行控制。将来自在各热水储罐内设置的温度传感器(在实例中为6个)的输出，经由热水供应装置具有的基板输入到控制单元。因此，温度传感器有6个，所以需要能够提供针对6个输入的接受以及向控制单元的输出(I个以上)的基板(7个以上的输入输出)。因此，基板的尺寸变大。另外，制造成本增加，热水供应装置的控制箱变大，根据情况存在热水供应装置自身的尺寸也变大的可能性。另外，除了使各热水储罐内的温度传感器的输入到热水供应装置所经由的布线以外，还需要从热水供应装置向控制单元布线的工程。
[0006]因此，本发明提供一种能够使基板的大小小型化，并且可靠地检测热水储罐内的温度等而检测热水储量等的热水供应系统。
[0007]解决问题的技术手段
[0008]与本发明相关的热水供应系统包括:热水储罐，用于储存热水；多个温度传感器，在热水储罐的高度方向上安装，分别检测所安装的位置处的温度；多个热水供应装置，对热水储罐的热水进行加热；以及控制基板，具有控制各热水供应装置的控制单元及用于输入来自温度传感器的信号的输入端口。将多个温度传感器发送的信号分散地输入到多个控制基板，在各控制基板之间进行通信连接。
[0009]发明效果
[0010]根据本发明的热水供应系统，将来自温度传感器的信号分散地输入到多个控制基板，使各控制基板可通信地连接，所以能够减小各控制基板的信号的端口数。因此，能够用小型化的基板构成各控制基板，并且成本也能够降低。例如，在热水储罐中，虽然安装例如4?6个温度传感器，但在具有2个控制基板的情况下，能够通过例如输入端口数是3个的控制基板来构成，以能够输入2?3个信号。【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是示出本发明的实施方式I中的热水供应系统的结构的图。
[0012]图2是示出本发明的实施方式2中的热水供应系统的结构的图。
[0013](符号说明)
[0014]1:主机侧热水供应装置；2:主机侧控制箱；3:主机侧控制基板；4:子机侧热水供应装置；5:子机侧控制箱；6:子机侧控制基板；7、12:热水储罐；8a~8f:温度传感器；9a~9c、IOa~10c、14:联络线；11:传送线；13:水位传感器。
【具体实施方式】
[0015]实施方式1.[0016]图1是示出本发明的实施方式I中的具有热水供应装置和热水储罐的热水供应系统的结构的图。在实施方式I中的热水供应系统中，如图1所示，通过2台热水供应装置，进行水的加热等与热水供应有关的处理。关于2台热水供应装置，在本实施方式中，将一个设为主机侧热水供应装置1，将另一个设为子机侧热水供应装置4，使主机侧热水供应装置I主要进行与热水供应有关的运行。此处，虽然没有特别限定，但本实施方式的主机侧热水供应装置I以及子机侧热水供应装置4对压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器进行配管连接而构成使制冷剂循环的热泵式回路(制冷剂回路)。于是，在冷凝器中使制冷剂散热而通过热交换对水进行加热。
[0017]在图1中，主机侧热水供应装置I在主机侧控制箱2内具备主机侧控制基板3。另外，子机侧热水供应装置4在子机侧控制箱5内具备子机侧控制基板6。主机侧控制基板3是具有进行构成主机侧热水供应装置I的各设备的控制的计算机等的控制单元的基板。同样地，子机侧控制基板6是进 行构成子机侧热水供应装置4的各设备的控制的基板。为了进行控制，主机侧控制基板3将与在热水储罐7中设置的、例如热敏电阻等的温度传感器8a~8f的检测有关的温度用作数据。关于主机侧控制基板3、子机侧控制基板6和温度传感器8a~8f的连接，将在后面叙述。
[0018]热水储罐7是预先储存与主机侧热水供应装置1、子机侧热水供应装置4的加热有关的热水的罐。例如，对热水储罐7连接了供水配管(未图示)、出热水配管(未图示)等，通过供水管从热水储罐7下部进行供水，通过出热水管进行对热水供应负荷的出热水。此处，将本实施方式的热水储罐7设为密闭型。
[0019]另外，在密闭型的热水储罐7内，从热水储罐7内的上部向下部(高度方向)分别配置了温度传感器8a、8b、8c、8d、8e以及8f。温度传感器8a~8f是用于测量热水储罐7内的热水储量等的温度检测单元。例如，如果判断为在温度传感器8b和温度传感器Sc中存在规定以上的温度差，则能够判断为水面处于温度传感器8b与温度传感器Sc之间的位置。温度传感器8a~8f根据温度而其电阻变化，根据与检测有关的温度，作为例如4~20mA的直流的信号而进行输出。
[0020]此处，在实施方式I中，由于主机侧热水供应装置I主要根据热水储罐7内的热水的温度等而进行控制，所以将与为了进行控制而所需的位置的温度传感器8的温度有关的信号，优先地输入到主机侧控制基板3。基本上，需要最上部以及最下部的位置。另外，作为与一个基板接线而输入信号的数量，2~3适合。因此，在本实施方式中，为了将与温度传感器8a、8b以及8f检测的温度有关的信号输入到主机侧热水供应装置I具有的主机侧控制基板3，通过9a、9b、9c的联络线连接。另外，关于与热水储罐7内的温度传感器8c、8d以及Se检测出的温度有关的信号，为了输入到子机侧热水供应装置4具有的子机侧控制基板6，通过10a、10b、10c的联络线连接。另外，连结用于在主机侧热水供应装置I的主机侧控制基板3与子机侧热水供应装置4的子机侧控制基板6之间进行通信的传送线11，以使得例如主机侧控制基板3能够得到与温度传感器8a?8f的检测有关的温度的数据。
[0021]例如，在福利设施、医院、宾馆、宿舍、培训中心、高尔夫场等中，有作为业务用而利用的热水供应系统。如果作为I台热水供应装置的容量而考虑20HP左右(加热能力40kW左右)，则由多台热水供应装置构成的热水供应系统的比例涉及整个业务用的热水供应系统的约70%左右。
[0022]此处，为了准确地掌握热水储罐内的热水储量，优选在热水储罐内的高度方向上设置4?6个以上的作为温度检测单元的温度传感器。但是，如果在例如I台热水供应装置中，设置输入来自6个温度传感器的信号那样的控制基板，则控制基板变大，成为成本上升的主要原因等。
[0023]因此，在本实施方式的热水供应系统中，如上所述，由于使用多台热水供应装置来构成系统的比例高，所以(还考虑风险分散)针对I台热水供应装置，采用例如能够从热水储罐内的3个温度传感器经由联络线输入信号的控制基板。另外，(还考虑风险分散)还设为能够将信号分散地输入到多个热水供应装置，进而能够通过传送线连接各热水供应装置的控制基板之间来进行通信。
[0024]另外，通过将与为了进行控制而所需的位置的温度传感器8的温度有关的信号优先地输入到主机侧控制基板3，即使在控制基板之间无法进行通信，也能够仅通过输入到主机侧控制基板3的信号来判断热水储量等。
[0025]接下来，对动作进行说明。在密闭型的热水储罐7内，进行使来自热水储罐7的下部的供水配管(未图示)的供水一下子升温而达到设定温度的直流式升温，从热水储罐7的上部的出热水配管(未图示)，向例如浴池等热水供应负荷(未图示)供应热水。此时，向热水储罐7内供应用于热水供应的量。因此，关于热水储罐7内的水，能够形成高温部和低温部，形成温度分层。
[0026]另外，从热水储罐7的下部向主机侧热水供应装置1、子机侧热水供应装置4的供水入口部(未图示)进行供水，从主机侧热水供应装置1、子机侧热水供应装置4的供水出口部(未图示)，将升温了的热水储存在热水储罐7的上部(未图示)。
[0027]以上，在热水储罐7内储存的热水从上部向下部产生温度梯度，下部相比上部而温度低，并且，形成温度分层。另外，在热水储罐7内的高度方向上，从上部向下部设置了温度传感器8a、8b、8c、8d、8e以及8f，所以根据与温度传感器8a?8f的检测有关的温度和设定温度(例如55°C)的比较，判定热水储量(例如被维持为设定温度的热水量)。
[0028]此处，如图1所示，例如，在将与温度传感器8f的设置位置对应的热水储量设为100%时，将与温度传感器8a的设置位置对应的热水储量(剩余热水)的比例(以下设为热水储量)设为10% (VSa)0另外，将与温度传感器Sb的设置位置对应的热水储量(剩余热水)设为30% (VSb)0同样地，将与温度传感器Sc的设置位置对应的热水储量(剩余热水)的比例设为50% (V8c)，将与温度传感器8d的设置位置对应的热水储量(剩余热水)设为60%(V8d)。进而，将与温度传感器8e的设置位置对应的热水储量(剩余热水)设为80% (V8e)。
[0029]另外，将由温度传感器8a检测到的温度设为T8a，将由温度传感器Sb检测到的温度设为T8b。将由温度传感器8c检测到的温度设为T8c，将由温度传感器8d检测到的温度设为T8d。进而，将由温度传感器Se检测到的温度设为T8e，将由温度传感器8f检测到的温度设为T8f。
[0030]接下来，在本实施方式中，说明主机侧控制基板3进行的热水储罐7的热水储量(剩余热水)和平均储热水温度的运算方法。在与各温度传感器8a~8f的检测有关的温度中，选定在设定温度Te (例如55°C)以上的温度。然后，在选定的温度中，将与处于最低的位置的温度传感器8的检测有关的温度作为代表温度。例如如果将温度T8a、温度T8b、温度T8c以及温度T8d设为在设定温度55°C以上，则将温度T8d选定为代表温度。
[0031 ] 另外，将代表温度设为T8n，将与代表温度TSn的检测有关的温度传感器8处的热水储量设为V8n。另外，如果将与设置在比与代表温度TSn的检测有关的温度传感器8低I级的位置处的温度传感器8的检测有关的温度设为T8n+1，将与设置位置对应的热水储量设为V8n+1,则热水储量为下式(I )。另外，将平均储热水温度设为处于温度传感器8a和与代表温度TSn的检测有关的温度传感器8之间的位置的温度传感器的平均储热水温度。
[0032]当前的热水储量=V8n+(T8n-Te) X (V8n+1-V8n) / (T8n_T8n+1)...(I)
[0033]例如，在代表温度T8d是60°C时，与T8d对应的热水储量V8d为60%。另外，如果T8e为30°C，则与T8e对应的热水储量V8e是80%，所以T8n+1如(2)式所示。另外，平均储热水温度如(3)式所示。
[0034]当前的热水储量 =V8d+(T8d-55)X (V8e_V8d)/ (T8d_T8e)=60%+ (60°C -55°C)X(80%-60%) / (60°C -30°C )=约 63%...(2)
[0035]平均储热水温度=(T8a+T8b+T8c+T8d)/4…(3)
[0036]另外，在主机侧控制基板3中，根据当前的热水储量是否达到目标的热水储量，进行运行控制。作为例子，在白天将目标热水储量设为50%、在夜晚将目标热水储量设为100%、以及作为防止缺水设置10%，根据条件确定目标的热水储量，进行运行控制。
[0037]如以上那样，根据实施方式I的热水供应系统，能够将来自温度传感器8a~8f的信号分别分散到主机侧控制基板3和子机侧控制基板6，并通过联络线9a~9c、联络线IOa~IOc输入信号，并且，通过传送线11连接主机侧控制基板3和子机侧控制基板6使它们能够通信，所以能够减少各控制基板的信号的端口数。因此，能够用小型化的基板构成各控制基板，并且成本也能够降低。
[0038]另外，即使在主机侧控制基板3和子机侧控制基板6之间的通信万一产生了故障的情况下，由于作为向主机侧控制基板3发送与温度有关的信号的温度传感器8，处于最上部的温度传感器8a、处于最下部的温度传感器Sb等的信号被输入，并且将与为了进行控制而所需的位置的温度有关的信号优先地输入到主机侧控制基板3，所以，例如，只要能够判断夜晚的目标热水储量100%、和用于防止缺水的10%，就能够进行确保热水储量的满水、以及防止缺水所致的故障等必要的控制。另外，例如在某一个热水供应装置中有故障的情况下，由于判断与各个位置对应的热水储量，所以也能够防止整个热水供应系统停机。另外，由于能够不设置热水供应装置以外的控制单元而进行热水供应运行的控制，所以能够简化安装工程，还降低成本。[0039]实施方式2
[0040]图2是示出本发明的实施方式2中的具有热水供应装置和热水储罐的热水供应系统的结构的图。在图2中，热水储罐12是开放型的热水储罐。
[0041]在实施方式I中，说明了密闭型的热水储罐7，但还有将与大气连通的开放型的热水储罐12和热水供应装置组合来构成热水供应系统的情况。在该情况下，通过水位传感器(压力传感器)13测定开放型的热水储罐12的热水储量。关于水位传感器13，也根据在O?50kPa之间检测到的压力(水压)，作为4?20mA的直流的信号来进行输出。因此，能够使用实施方式中的温度传感器8和端口。虽然通过联络线14连结水位传感器13、和主机侧热水供应装置I的主机侧控制基板3，但即使在与开放型的热水储罐12连结的情况下，通过采用与密闭型的热水储罐7的温度传感器的端口相同的端口，与密闭型、开放型无关，针对热水储罐，也能够通过相同的主机侧控制基板3来对应。
【权利要求】
1.一种热水供应系统，其特征在于，包括: 热水储罐,用于储存热水； 多个温度传感器，在所述热水储罐的高度方向上安装，分别检测所安装的位置处的温度； 多个热水供应装置，对所述热水储罐的热水进行加热；以及 控制基板，装载控制各热水供应装置的控制单元， 将所述多个温度传感器发送的信号分散地输入到多个控制基板， 在各控制基板之间进行通信连接。
2.根据权利要求1所述的热水供应系统，其特征在于， 来自在最上部的位置安装的所述温度传感器以及在最下部的位置安装的所述温度传感器的信号被输入到相同的控制基板。
3.根据权利要求1或者2所述的热水供应系统，其特征在于， 将一个控制基板的来自所述温度传感器的信号的输入端口数设为3个，将信号输入数设为2个或者3个。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的热水供应系统，其特征在于， 所述控制基板具有的来自所述温度传感器的信号的输入端口能够输入来自在热水储罐中安装的水位传感器的信号。
【文档编号】F25B30/02GK103547870SQ201180071036
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2011年5月27日 优先权日:2011年5月27日
【发明者】杉本猛, 阿部敏郎, 大林诚善 申请人:三菱电机株式会社