CN105276654B - 热水装置以及热水装置的异常通知方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于在间接加热类型的热水装置中，抑制成本并恰当地检测出次级水回路的堵塞。热水装置(100)具备：初级水回路(27)，供在热交换器(21)中与制冷剂进行热交换而被加热后的水进行循环；次级水回路(28)，经由热交换器(23)与初级水回路(27)连接并供水进行循环；以及罐(26)，与次级水回路(28)连接，对在次级水回路(28)中循环的水进行贮存。热水装置(100)检测在初级水回路(27)中循环的水的温度以及贮存于罐(26)的水的温度，当在初级水回路(27)中循环的水的温度处于第1阈值以上并且贮存于罐(26)的水的温度处于第2阈值以下的情况下，发出表示次级水回路(28)产生了堵塞这一情况的通知。
Description
技术领域
本发明涉及检测热水装置中水回路的堵塞的技术。
背景技术
热水装置中有直接加热型热水装置和间接加热型热水装置，其中，所述直接加热型热水装置利用热源装置对水回路中循环的水进行加热，并将加热后的水回路中循环的水贮存于罐，所述间接加热型热水装置利用热源装置对初级水回路中循环的水进行加热，利用初级水回路中循环的水对次级水回路中循环的水进行加热，并将加热后的次级水回路中循环的水贮存于罐。
在间接加热型热水装置中，也存在将初级水回路作为供水以外的盐水等流体进行循环的流体回路的热水装置。
在专利文献1中，记载有在直接加热型热水装置中检测因碳酸钙等水垢的析出而引起的水回路堵塞的方法。
具体而言，在专利文献1中，作为检测堵塞的方法，记载有：(1)计量水回路中水的流量变化的方法；(2)计量水回路中水的压力变化的方法；(3)计量水回路中泵的输出变化的方法；以及(4)计量加热能力的变化的方法。
专利文献1：日本特开2004－116942号公报
在(1)的方法中，为了计量水的流量，需要流量开关或流量传感器等流量计量装置，在(2)的方法中，为了计量水的压力，需要压力开关或压力传感器等压力计量装置。因此，采用(1)和(2)的方法会导致热水装置的成本上升。
另外，在(2)的方法中，即使在未产生堵塞的情况下，若因水升温而膨胀从而使水回路内水的压力变高，则存在误检测为产生了堵塞之虞。另外，若为了不产生误检测而宽松地设定用于检测的阈值，则在产生了堵塞的情况下检测出堵塞会变得延迟。若检测出堵塞变得延迟，则会导致能量的浪费。
(3)的方法是根据泵的输出变化来间接检测水回路的压力变化的方法。因此，在(3)的方法中，与(2)的方法相同地存在误检测为产生了堵塞之虞。另外，若为了不产生误检测而宽松地设定用于检测的阈值，则在产生了堵塞的情况下检测出堵塞会变得延迟。
在(4)的方法中，为了计量加热能力，需要计量水的流量，与(1)的方法相同地需要流量开关或流量传感器等流量计量装置。因此，采用(4)的方法会导致热水装置的成本上升。另外，一般而言，加热能力被进行例如在罐内的水温度接近煮沸目标温度后使加热能力变低等控制。因此，即使在未产生堵塞的情况下，若通过控制使加热能力变低，则也会存在误检测为产生了堵塞之虞。
也能够将(1)～(4)的方法分别应用于间接加热型热水装置中的初级水回路以及次级水回路各自的堵塞的检测。在这种情况下，也存在与上述相同的课题。
发明内容
本发明的目的在于在间接加热型热水装置中抑制成本并恰当地检测次级水回路的堵塞。
本发明所涉及的热水装置的特征在于，具备：流体回路，其供被热源装置加热的流体进行循环；水回路，其经由热交换器而与上述流体回路连接，供水进行循环；罐，其与上述水回路连接，贮存在上述热交换器中与上述流体进行了热交换的水；流体温度检测部，其检测在上述流体回路中循环的流体的流体温度；罐温度检测部，其检测贮存于上述罐的水的罐温度；以及通知部，其在上述流体温度检测部所检测的流体温度处于第1阈值以上并且上述罐温度检测部所检测的罐温度处于第2阈值以下的情况下，发出表示水回路产生了堵塞这一情况的通知。
在本发明所涉及的热水装置中，根据流体温度以及罐温度来检测水回路的堵塞。一般地，在热水装置中设置有用于检测流体温度的温度传感器以及用于检测罐温度的温度传感器。因此，无需为了检测水回路的堵塞而追加新的装置，能够抑制因追加而产生的成本。另外，除产生了堵塞的情况外，罐温度保持较低的状态而流体温度高至预期以上的情况不多，从而误检测的可能性较低。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的热水装置100的结构图。
图2是表示实施方式1所涉及的热水装置100中的制冷剂以及水的流动的图。
图3是实施方式1所涉及的控制装置42的结构图。
图4是对实施方式1所涉及的次级水回路28的堵塞进行检测的处理的流程图。
图5是实施方式2所涉及的控制装置42的结构图。
图6是对实施方式2所涉及的次级水回路28的堵塞进行检测的处理的流程图。
附图标记说明
10...热泵装置；11...压缩机；12...膨胀阀；13...热交换器；20...热水器；21...热交换器；22...加热器；23...热交换器；24...泵；25...泵；26...罐；27...初级水回路；28...次级水回路；29...三通阀；30...合流点；31…制热回路；32...流量传感器；33...过滤器；34...泄压阀；35...排气阀；36...膨胀罐；37...水垢捕捉装置；38...加热器；39...供给口；40...供水口；41...输入输出装置；42...控制装置；421...流体温度检测部；422...罐温度检测部；423...判定部；424...通知部；425...动作控制部；50...制热装置；a、b、c、d...温度传感器。
具体实施方式
实施方式1.
图1是实施方式1所涉及的热水装置100的结构图。
热水装置100具备热泵装置10(热源装置的一个例子)、热水器20以及制热装置50。
热泵装置10具备压缩机11、膨胀阀12以及热交换器13。
热水器20具备热交换器21、加热器22、热交换器23、泵24、泵25以及罐26，等等。
利用配管将压缩机11、热交换器21、膨胀阀12以及热交换器13依次连接，构成供制冷剂循环的制冷剂回路14。
利用配管将热交换器21、加热器22、热交换器23以及泵24依次连接，构成供水进行循环的初级水回路27(流体回路的一个例子)。另外，利用配管将热交换器23、泵25以及罐26依次连接，构成供水进行循环的次级水回路28(水回路的一个例子)。
在初级水回路27中，在加热器22与热交换器23之间设置有三通阀29。在初级水回路27中，从三通阀29开始分支，在中途连接有制热装置50，并连接有在热交换器23与泵24之间的合流点30处合流的制热回路31。
在初级水回路27中，合流点30与泵24之间，设置有计量水的流量的流量传感器32以及使在初级水回路27流动的垃圾等排出的过滤器33。另外，在初级水回路27中，在从加热器22分支的配管连接有：用于使初级水回路27的压力降低的泄压阀34；用于导出初级水回路27内的空气的排气阀35；以及用于暂时贮存在初级水回路27中循环的水的剩余部分的膨胀罐36。
在次级水回路28中，热交换器23与泵25之间，连接有对碳酸钙等水垢进行捕捉的水垢捕捉装置37。
在罐26设置有对贮存于罐26内的水进行加热的加热器38、向淋浴器等卫生设备供给水的供给口39以及向罐26内供水的供水口40。
热水装置100具备：温度传感器a，其设置在加热器22与热交换器23之间，检测向热交换器23流入的水的流入温度；温度传感器b，其设置在热交换器23与热交换器21之间，检测从热交换器23流出的水的流出温度；温度传感器c，其检测贮存于罐26内的水的罐温度；以及温度传感器d，其检测外部空气温度。
此外，温度传感器a的设置位置并不限定于图1所示的位置，只要在加热器22与热交换器23之间即可，可以是其他的位置。同样地，温度传感器b的设置位置也并不限定于图1所示的位置，只要在热交换器23与热交换器21之间即可，可以是其他的位置。
热水器20具备输入输出装置41，所述输入输出装置41用于供使用者设定表示将贮存于罐26内的水加热至多少度的煮沸目标温度和表示利用制热装置50将室温加热至多少度的室内目标温度，等等。
另外，热水器20具备控制装置42，所述控制装置42根据由温度传感器c检测出的罐温度、由温度传感器d检测出的外部空气温度、由输入输出装置41设定的煮沸目标温度以及室内目标温度等，控制压缩机11、泵24、加热器22等，以使得加热能力变得合适。控制装置42例如由微型计算机构成。
图2是表示实施方式1所涉及的热水装置100的制冷剂以及水的流动的图。在图2中，实线箭头表示制冷剂回路14中制冷剂的流动，虚线箭头表示初级水回路27以及制热回路31中水的流动，点划线箭头表示次级水回路28中水的流动。
在制冷剂回路14中，借助压缩机11而变得高温/高压的制冷剂向热交换器21流入。流入热交换器21后的制冷剂与在初级水回路27中循环的水进行热交换，并且冷凝成为液体制冷剂。此时，在初级水回路27中循环的水被加热。液体制冷剂通过膨胀阀12并膨胀而成为低温/低压的气液二相制冷剂。气液二相制冷剂向热交换器13流入，与外部空气进行热交换，并蒸发成为气体制冷剂。气体制冷剂再次被压缩机11吸入，而变得高温/高压。
在初级水回路27中，在热交换器21中被加热的水向加热器22流入。在加热器22中，在热交换器21中的加热不足的情况下，进一步对水进行加热。从加热器22流出的水在热水供应运转时从三通阀29向热交换器23流入，在制热运转时从三通阀29向制热回路31流动并向制热装置50流入。
在热水供应运转时向热交换器23流入后的水与在次级水回路28中循环的水进行热交换并被冷却。此时，在次级水回路28中循环的水被加热。另一方面，在制热运转时流入制热装置50后的水与设置有制热装置50的房间的空气进行热交换并被冷却。此时，设置有制热装置50的房间的空气被加热。
在次级水回路28中被冷却的水或者在制热装置50中被冷却的水经过合流点30并通过泵24，再次向热交换器21流入。
此外，这里说明了仅进行热水供应运转与制热运转中一方的情况。但是，也能够同时进行热水供应运转与制热运转。在该情况下，从加热器22流出的水借助三通阀29而分支，一部分向热交换器23流入，剩余部分向制热回路31流动而向制热装置50流入。然后，向热交换器23流入与在次级水回路28中循环的水进行了热交换的水和向制热装置50流入与房间的空气进行了热交换的水在合流点30处合流，从而再次向热交换器21流入。
在次级水回路28中，在热交换器23中被加热的水通过泵25向罐26流入。另外，贮存于罐26内的水从罐26的下部流出并向热交换器23流入。此外，在贮存于罐26内的水的温度较低的情况下，根据控制装置42的控制，利用加热器38对贮存于罐26内的水进行辅助加热。
如上所述，在初级水回路27与构成初级水回路27的部件、以及次级水回路28与构成次级水回路28的部件中，由于水进行循环，所以析出碳酸钙等水垢。这样，有时会由于水垢堵塞回路而使流路变窄。若流路变窄，则会导致要循环的水的流量减少，加热能力降低。另外，在使用板式热交换器作为热交换器21、23的情况下等，热交换器21、23内的一部分流路堵塞，从而导致热交换面积减少，加热能力降低。因此，与未产生堵塞的情况相比，在热水供应运转时为了将水加热至煮沸目标温度，需要使热泵装置10长时间运转。
在图1所示的结构中，在初级水回路27中设置有流量传感器32。因此，能够通过专利文献1的计量水的流量变化的方法等来检测堵塞。
另一方面，在次级水回路28中未设置流量传感器。若也在次级水回路28中设置流量传感器，则能够检测堵塞。但是，在次级水回路28设置流量传感器会导致成本上升。另外，也考虑不设置流量传感器等而如专利文献1所记载的那样，应用对泵25的输出变化进行计量的方法来检测堵塞。但是，在未产生堵塞的情况下存在误检测为产生了堵塞之虞、在产生了堵塞的情况下存在检测出堵塞延迟之虞。
这里，在次级水回路28中设置有水垢捕捉装置37。利用水垢捕捉装置37，即便析出水垢也能马上进行捕捉，因此防止水垢较大地生长，由此次级水回路28与构成次级水回路28的部件难以产生堵塞。但是，随着时间经过，存在水垢捕捉装置37附着较多水垢、流路在水垢捕捉装置37部分产生堵塞的情况。
另外，在使用板式热交换器作为热交换器23的情况下，板式热交换器内的流路很窄，因此即使设置有水垢捕捉装置37，也存在板式热交换器内的流路堵塞之虞。
在实施方式1所涉及的热水装置100中，控制装置42利用在初级水回路27中循环的水的温度(流体温度)与贮存于罐26内的水的温度(罐温度)，来检测次级水回路28的堵塞。
如果是次级水回路28未产生堵塞的通常状态，由热交换器23中循环于次级水回路28的水从循环于初级水回路27的水夺取相当于在热交换器21中循环于初级水回路27的水被加热的量的热量。由于循环于次级水回路28的水从循环于初级水回路27的水夺取热量，从而罐26内的水温上升，由此流入罐26的水的温度与在初级水回路27中循环的水的温度成为相近的温度。
但是，若在次级水回路28产生堵塞，则在次级水回路28中循环的水的流量变少。因此，在热交换器23中循环于次级水回路28的水从循环于初级水回路27的水吸收的热量变少，罐26内的水的温度上升显著变慢。另一方面，在热交换器21中，制冷剂对在初级水回路27中循环的水进行加热的能力无变化。其结果，若次级水回路28产生堵塞，则罐26内的水温度保持较低的状态不变，而该状态下初级水回路27中循环的水的温度缓缓变高。控制装置42利用该特性，尽管初级水回路27中循环的水的温度较高，但是根据罐26内的水的温度较低，来检测到产生堵塞这一情况。
图3是实施方式1所涉及的控制装置42的结构图。此外，在控制装置42中虽然也具有如上所述地控制压缩机11等的功能，但是在图3中，为了简化，仅示出了用于检测次级水回路28的堵塞的结构。
控制装置42具备流体温度检测部421、罐温度检测部422、判定部423以及通知部424。
图4是对实施方式1所涉及的次级水回路28的堵塞进行检测的处理的流程图。
(S11：温度检测步骤)
流体温度检测部421利用温度传感器a，作为在初级水回路27中循环的水的温度(流体温度)，来检测流入温度。另外，罐温度检测部422利用温度传感器c来检测贮存于罐内的水的罐温度。
(S12：判定步骤)
判定部423判定是否由S11检测出的流入温度在第1阈值以上并且由S11检测出的罐温度在第2阈值以下。
判定部423在判定为流入温度处于第1阈值以上并且罐温度处于第2阈值以下的情况下(S12中为“是”)，将处理移至S13，在其他的情况(S12中为“否”)，结束处理。
(S13：通知步骤)
通知部424向使用者通知次级水回路28产生了堵塞这一情况。
例如，通知部424通过在输入输出装置41的显示部上显示错误代码等来进行通知，上述错误代码等表示产生了堵塞这一情况。当然，并不限定于此，通知部424可以通过使设置于热水装置100的规定的灯点亮，来通知产生了堵塞这一情况，也可以通过从设置于热水装置100的扬声器发出规定的声音来通知产生了堵塞这一情况。另外，通知部424也可以经由无线LAN(Local Area Network)等网络向使用者的PC(Personal Computer)或移动终端等发送错误代码等，从而通知产生了堵塞这一情况。
使用者在被通知产生了堵塞的情况下，通过更换水垢捕捉装置37、热交换器23等处理，能够消除次级水回路28的堵塞。通过消除堵塞，能够消除白白地消耗能量的状态。
S12所使用的第1阈值是在工厂出厂时等图4所示的处理开始前，设定于控制装置42的存储器等的阈值。
第1阈值根据热泵装置10的性能、热交换器21、23的性能等各种重要因素而取不同的恰当值。另外，根据第1阈值设定的不同，误检测的产生程度或能够检测到何种程度的堵塞等会产生变化。因此，例如，根据进行使次级水回路28实际产生堵塞的试验结果，来设定第1阈值。
S12所使用的第2阈值是在工厂出厂时等图4所示的处理开始前，设定于控制装置42的存储器等的阈值。
第2阈值与第1阈值相同，根据热泵装置10的性能、热交换器21、23的性能等各种重要因素而取不同的恰当值。另外，第2阈值也根据第1阈值的设定值而取不同的恰当值。因此，例如，根据进行使次级水回路28实际产生堵塞的试验的结果，与第1阈值一起设定第2阈值。
例如，可以使第1阈值在使用加热器22的情况下为90℃左右，在不使用加热器22的情况下与热泵装置10的能力对应地为55～65℃左右。另外，可以使第2阈值为比从供水口40供给的水(自来水)的温度稍微高的温度(例如，20℃左右)。
以上，实施方式1所涉及的热水装置100根据在初级水回路27中循环的水的温度与罐温度来检测次级水回路28的堵塞。一般地，在热水装置100中设置有用于检测在初级水回路27中循环的水的温度的温度传感器a。另外，为了决定热水贮存运转的开始或者结束，还设置有检测罐温度的温度传感器c。因此，无需为了检测次级水回路28的堵塞而追加新的装置，能够抑制追加所产生的成本。另外，由于分别根据不同的阈值来进行流入温度与罐温度的判定，所以能够简化判定部423的算法。
此外，在上述说明中，使用流入温度作为在初级水回路27中循环的水的温度。但是，也可以使用由温度传感器b检测的流出温度作为在初级水回路27中循环的水的温度。在该情况下，在S11中流体温度检测部421检测流出温度来代替流入温度即可。而且，在S12中判定部423判定是否流出温度在第1阈值以上并且罐温度在第2阈值以下，即可。
另外，在上述说明中，初级水回路27是供水循环的回路。但是，初级水回路27也可以不是供水而是供例如盐水等流体循环的回路。
另外，在上述说明中，将热泵装置10用作热源装置。但是，也可以代替热泵装置10，而将锅炉或焦耳热方式的电加热器等用作热源装置。
另外，在上述说明中，使用温度传感器a或温度传感器b、温度传感器c。但是，也可以代替温度传感器a、b、c，而使用恒温器(thermostat)。
实施方式2.
在实施方式2中，对次级水回路28产生堵塞的情况下的控制进行说明。
在实施方式2中，省略与实施方式1相同部分的说明，对与实施方式1不同的部分进行说明。
在实施方式1中，在判定为流入温度处于第1阈值以上并且罐温度处于第2阈值以下的情况下，向使用者通知次级水回路28产生了堵塞这一情况。但是，即使通知了次级水回路28产生了堵塞这一情况，由于不能马上就更换水垢捕捉装置37和热交换器23，因此也有在这段时间欲在产生堵塞的状态下使热水装置100继续运转的情况。
因此，在实施方式2中，在判定为流入温度处于第1阈值以上并且罐温度处于第2阈值以下的情况下，边向使用者通知次级水回路28产生了堵塞这一情况，边进行泵25、热泵装置10等的控制，进行抑制能量浪费的运转。
图5是实施方式2所涉及的控制装置42的结构图。此外，在图5中，与图3相同地仅示出了用于检测次级水回路28的堵塞的结构。
实施方式2所涉及的控制装置42除了构成为具备图3所示的实施方式1所涉及的控制装置42以外，还具备动作控制部425。
图6是对实施方式2所涉及的次级水回路28的堵塞进行检测的处理的流程图。
由于S21～S23的处理与图4的S11～S13的处理相同，因此省略其说明。
(S24：动作控制步骤)
在由S23向使用者通知次级水回路28产生了堵塞的情况下，动作控制部425控制泵25，使在次级水回路28中循环的水的流速加速，使热交换器23中的循环于次级水回路28的水从循环于初级水回路27的水吸收的热量增加。另外，动作控制部425使热泵装置10的动作频率下降，使热泵装置10的加热能力降低。
由此，即使在次级水回路28堵塞的情况下，也能够继续进行维持了某种程度的效率的运转。
此外，也可以在由S24进行泵25和热泵装置10的控制后，当再次由S22判定为流入温度处于第1阈值以上并且罐温度处于第2阈值以下的情况下，停止热水装置100的运转。
另外，在S24中，也可以使在次级水回路28中循环的水的流速缓缓加速，使热泵装置10的动作频率缓缓下降。而且，也可以在使流速加速至预先设定的最高速度、使动作频率下降至预先设定的最低频率后，当再次由S22判定为流入温度处于第1阈值以上并且罐温度处于第2阈值以下的情况下，停止热水装置100的运转。
另外，在上述说明中，在由S23向使用者通知次级水回路28产生了堵塞的状况后，在S24进行控制。但是，也可以不进行S23中的通知而进行S24中的控制。而且，也可以在进行了S24中的控制后，当再次由S22判定为流入温度处于第1阈值以上并且罐温度处于第2阈值以下的情况下，向使用者通知次级水回路28产生了堵塞这一情况。
Claims (6)
1.一种热水装置，其特征在于，具备：
流体回路，其供被热源装置加热的流体进行循环；
水回路，其经由热交换器与所述流体回路连接，供水进行循环；
罐，其与所述水回路连接，贮存在所述热交换器中与所述流体进行了热交换的水；
流体温度检测部，其检测在所述流体回路中循环的流体的流体温度；
罐温度检测部，其检测贮存于所述罐的水的罐温度；以及
通知部，其在所述流体温度检测部所检测的流体温度处于第1阈值以上并且所述罐温度检测部所检测的罐温度处于第2阈值以下的情况下，发出表示水回路产生了堵塞这一情况的通知，
在所述水回路中设置有捕捉析出的水垢的水垢捕捉装置。
2.根据权利要求1所述的热水装置，其特征在于，
所述热水装置还具备动作控制部，在所述流体温度处于所述第1阈值以上并且所述罐温度处于所述第2阈值以下的情况下，所述动作控制部以使加热能力降低的方式来控制所述热源装置。
3.根据权利要求1所述的热水装置，其特征在于，
所述水回路连接有用于使水循环的泵，
所述热水装置还具备动作控制部，在所述流体温度处于所述第1阈值以上并且所述罐温度处于所述第2阈值以下的情况下，所述动作控制部以使在所述水回路中循环的水的流速加快的方式来控制所述泵。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的热水装置，其特征在于，
所述流体温度检测部检测要向所述热交换器流入的流体的流入温度作为所述流体温度。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的热水装置，其特征在于，
所述流体温度检测部检测从所述热交换器流出的流体的流出温度作为所述流体温度。
6.一种热水装置的异常通知方法，所述热水装置具备：
流体回路，其供被热源装置加热的流体进行循环；
水回路，其设置有捕捉析出的水垢的水垢捕捉装置，并经由热交换器与所述流体回路连接，供水进行循环；以及
罐，其与所述水回路连接，贮存在所述热交换器中与所述流体进行了热交换的水，
所述热水装置的异常通知方法的特征在于，具备：
流体温度检测步骤，检测在所述流体回路中循环的流体的流体温度；
罐温检测步骤，检测贮存于所述罐的水的罐温度；以及
通知步骤，在由所述流体温度检测步骤检测出的流体温度处于第1阈值以上并且由所述罐温检测步骤检测出的罐温度处于第2阈值以下的情况下，发出表示所述水回路产生了堵塞这一情况的通知。
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