CN117813470A - 供热水机 - Google Patents
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Abstract
一种供热水机，具备供热介质循环的热介质回路，所述供热水机进行蓄积热介质的热的蓄热运转和利用热介质的热向热水需求方供热水的供热水运转，其中，所述供热水机具备：潜热蓄热装置，所述潜热蓄热装置具有潜热蓄热材料，通过潜热蓄热材料与热介质之间的热传递，进行蓄热和散热；热介质蓄热装置，所述热介质蓄热装置以形成温度分层的方式储存热介质；以及加热装置，所述加热装置对热介质进行加热，加热装置至少对从热介质蓄热装置的下部流出的热介质进行加热。
Description
技术领域
本公开涉及具备蓄积由热源生成的热的蓄热箱的供热水机。
背景技术
以往，已知有热泵单元和箱单元分割而构成的供热水机。在这样的供热水机中，热泵单元和箱单元通过制冷剂配管或热介质配管、电源线以及通信线等连接，一体地动作。
近年来，以使箱单元小型化为目的，提出了将每单位容积的蓄热量比水大的潜热蓄热材料用于蓄热箱内的蓄热材料的供热水机(例如参照专利文献1)。在专利文献1所记载的供热水机中，使用潜热蓄热材料作为蓄热箱内的蓄热材料，在潜热蓄热材料的特性上，作为从蓄热箱向加热构件流出的热介质的热水的温度不会比潜热蓄热材料的温度低。因此，向蓄热箱的蓄热推进，随着蓄热箱内的热介质成为高温，从蓄热箱向加热构件流出的热水的温度升高，能量效率降低。因此，提出了通过根据蓄热材料的蓄热状态使加热温度或热介质的流量降低来较高地维持能量效率的技术(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-085565号公报
专利文献2：日本特开2015-175582号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献2中，根据蓄热箱的蓄热状态来控制热介质的加热温度以及流量，随着热介质的温度成为高温而使热介质的温度以及流量降低。因此，存在蓄热箱中的每单位时间内的蓄热量降低的课题。
本公开是鉴于上述现有技术中的课题而完成的，其目的在于提供一种能够不使蓄热箱中的每单位时间内的蓄热量降低而提高蓄热运转时的能量效率的供热水机。
用于解决课题的手段
本公开的供热水机具备供热介质循环的热介质回路，所述供热水机进行蓄积所述热介质的热的蓄热运转和利用所述热介质的热向热水需求方供热水的供热水运转，其中，所述供热水机具备：潜热蓄热装置，所述潜热蓄热装置具有潜热蓄热材料，通过所述潜热蓄热材料与所述热介质之间的热传递，进行蓄热和散热；热介质蓄热装置，所述热介质蓄热装置以形成温度分层的方式储存所述热介质；以及加热装置，所述加热装置对所述热介质进行加热，所述加热装置至少对从所述热介质蓄热装置的下部流出的所述热介质进行加热。
发明的效果
根据本公开，从形成有温度分层的热介质蓄热装置的下部流出的热介质被加热装置加热。此时，由于通过温度分层而温度保持得较低的热介质被加热装置加热，因此，能够不使蓄热箱中的每单位时间内的蓄热量降低而提高蓄热运转时的能量效率。
附图说明
图1是表示实施方式1的供热水机的结构的一例的功能框图。
图2是表示图1的供热水机的回路结构的一例的示意图。
图3是表示图1的潜热蓄热装置的外观的一例的示意图。
图4是表示图1的热介质蓄热装置的外观的一例的示意图。
图5是表示图1的控制装置的结构的一例的硬件结构图。
图6是表示图1的控制装置的结构的另一例的硬件结构图。
图7是用于说明蓄热运转时的热介质的流动的示意图。
图8是用于说明第一供热水运转时的热介质的流动的示意图。
图9是用于说明第二供热水运转时的热介质的流动的示意图。
图10是表示实施方式1的供热水机的蓄热供热水处理流程的一例的流程图。
图11是表示实施方式2的供热水机的回路结构的一例的示意图。
图12是用于说明第一蓄热供热水运转时的热介质的流动的示意图。
图13是用于说明第二蓄热供热水运转时的热介质的流动的示意图。
图14是用于说明第三供热水运转时的热介质的流动的示意图。
图15是表示实施方式2的供热水机的蓄热供热水处理流程的一例的流程图。
图16是表示实施方式2的供热水机的蓄热供热水处理流程的一例的流程图。
图17是表示实施方式3的供热水机的回路结构的一例的示意图。
图18是用于说明第三蓄热供热水运转时的热介质的流动的示意图。
图19是用于说明第四蓄热供热水运转时的热介质的流动的示意图。
图20是用于说明第四供热水运转时的热介质的流动的示意图。
图21是表示实施方式3的供热水机的蓄热供热水处理流程的一例的流程图。
图22是表示实施方式3的供热水机的蓄热供热水处理流程的一例的流程图。
图23是表示实施方式3的供热水机的变形例的回路结构的一例的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。本公开并不限定于以下的实施方式，能够在不脱离本公开的主旨的范围内进行各种变形。另外，本公开包括以下的各实施方式所示的结构中的、能够组合的结构的所有组合。另外，在各图中，标注相同的附图标记的部分是相同或与其相当的部分，这在说明书全文中是共通的。
实施方式1.
对本实施方式1的供热水机进行说明。本实施方式1的供热水机进行蓄积在热介质回路中循环的热介质的热的蓄热运转，利用热介质的热生成热水，将所生成的热水向热水需求方供给。
[供热水机1的结构]
图1是表示本实施方式1的供热水机的结构的一例的功能框图。图2是表示图1的供热水机的回路结构的一例的示意图。如图1以及图2所示，供热水机1包括热源单元11以及控制装置10而构成，连接有自来水供给源2以及热水需求方3。自来水供给源2是向供热水机1供给作为热水供给所需的热介质的水的水源。自来水供给源2例如是一般的自来水管道等终端。热水需求方3是由供热水机1生成的热水的使用方。热水需求方3例如是一般家庭的浴室以及喷淋器等终端。
(热源单元11)
热源单元11具备热泵装置111、潜热蓄热装置112、热介质蓄热装置113、热介质配管114、热介质回路切换装置115、泵116、传感器117、数据发送装置118以及控制指令接收装置119。热泵装置111、潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113通过热介质配管114连接而形成热介质回路，水等热介质在热介质回路中循环。需要说明的是，以下，在使用水作为热介质的情况下，有时将热介质回路称为水回路进行说明。
设置在热源单元11内的这些装置分别不限于一台，也可以设置多台。例如，在该例中，作为热介质回路切换装置115，设置有第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b。
热泵装置111作为对热介质进行加热的加热装置而设置。热泵装置111通过热泵机构对在水回路中循环的热介质进行加热。热泵装置111与第二热介质回路切换装置115b以及泵116连接。
需要说明的是，在以下所示的例子中，对使用热泵装置111作为加热装置的情况进行说明，但加热装置不限于热泵装置111。在本实施方式1中，例如，只要是具有流入的热介质的温度越是低温则加热时的能量效率越高的特性的加热装置，就能够代替热泵装置111而应用这样的加热装置。
潜热蓄热装置112利用由物质的相变产生的热传递进行潜热的蓄热和散热。潜热蓄热装置112与热介质蓄热装置113串联连接，并且与第二热介质回路切换装置115b连接。
图3是表示图1的潜热蓄热装置的外观的一例的示意图。如图3所示，潜热蓄热装置112例如形成为长方体状或圆柱状，在内部填充有潜热蓄热材料。作为这样的潜热蓄热材料，例如使用石蜡等。潜热蓄热装置112在上表面部以及底面部分别各连接一根成为热介质的出入口的配管，在热介质从一方的配管流入的情况下，与流入的热介质等量的热介质从另一方的配管流出。这样，当热介质相对于潜热蓄热装置112流入流出时，在潜热蓄热装置112中，由于填充在内部的潜热蓄热材料的相变而进行相对于热介质的热传递。
图1的热介质蓄热装置113通过储存由热泵装置111加热后的热介质，进行蓄热和散热。热介质蓄热装置113与潜热蓄热装置112串联连接，并且与第一热介质回路切换装置115a连接。
图4是表示图1的热介质蓄热装置的外观的一例的示意图。如图4所示，热介质蓄热装置113例如形成为长方体状或圆柱状。作为热介质蓄热装置113，例如使用将水用作热介质的密闭式箱。热介质蓄热装置113在上表面部以及底面部分别各连接两根成为热介质的出入口的配管，在热介质从一方的面的任一个配管流入的情况下，与流入的热介质等量的热介质从另一方的面的任一个配管流出。热介质蓄热装置113的内部始终充满热介质，通过由热介质的温度差产生的密度差，始终形成有随着朝向上部方向而成为高温、随着朝向下部方向而成为低温的温度分层。
在本实施方式1中，在热介质蓄热装置113与潜热蓄热装置112串联连接的情况下，设置在上部的两根配管中的任一方的配管与潜热蓄热装置112连接，另一方的配管不使用。另外，设置在热介质蓄热装置113的下部的两根配管中的任一方的配管与后述的第一热介质回路切换装置115a连接，另一方的配管不使用。
图1的热介质回路切换装置115是为了在各装置通过热介质配管114连接而形成的水回路中切换流路而设置的。热介质回路切换装置115的切换由控制装置10控制。作为热介质回路切换装置115，例如使用三通阀等阀。在图1以及图2的例子中，作为热介质回路切换装置115，设置有第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b。
第一热介质回路切换装置115a具有三个连接口，在各个连接口连接有自来水供给源2、热介质蓄热装置113的下部侧以及泵116。第二热介质回路切换装置115b具有三个连接口，在各个连接口连接有热水需求方3、热泵装置111以及潜热蓄热装置112的上部侧。
泵116是为了使水回路内的热介质流动而施加压力的装置，由未图示的电机驱动。泵116与热泵装置111以及第一热介质回路切换装置115a连接。
传感器117测量热源单元11中的各处的物理量。传感器117在热源单元11设置有一个或多个。具体而言，传感器117例如测量潜热蓄热装置112及热介质蓄热装置113的内部温度、以及热介质配管114内的热介质的流量等物理量。
数据发送装置118将由传感器117测出的数据向后述的控制装置10的数据存储装置12发送。控制指令接收装置119接收从后述的控制装置10的控制指令装置13输出的控制指令值，并向热源单元11的各装置传递。
(控制装置10)
控制装置10具备数据存储装置12以及控制指令装置13，基于预先设定的各种设定值以及由传感器117测出的物理量等，控制供热水机1。控制装置10通过在微型计算机等运算装置上执行软件来实现各种功能，或者由实现各种功能的电路设备等硬件等构成。
数据存储装置12存储为了用于控制而预先设定的各种设定值、以及由传感器117测出的物理量的信息。在数据存储装置12中设置有设定值存储区域121以及测量值存储区域122。
设定值存储区域121是为了存储为了用于控制而预先设定的各种设定值而设置的区域。作为存储在设定值存储区域121中的设定值，例如有供热水温度等。
测量值存储区域122是为了存储表示由传感器117测出的物理量的信息而设置的区域。作为存储在测量值存储区域122中的物理量，例如有潜热蓄热装置112及热介质蓄热装置113的内部温度、以及热介质配管114内的热介质的流量等。
控制指令装置13基于存储在数据存储装置12中的各种信息，对用于控制热泵装置111、热介质回路切换装置115以及泵116的控制指令值进行运算。而且，控制指令装置13向热源单元11输出通过运算生成的控制指令值。控制指令装置13具有热介质回路切换判定部131以及控制指令值运算部132。
热介质回路切换判定部131基于存储在数据存储装置12中的各种信息，判定如何变更热介质配管114的连接状态。而且，热介质回路切换判定部131基于判定结果，控制热介质回路切换装置115。
控制指令值运算部132基于存储在数据存储装置12中的信息和由热介质回路切换判定部131判定出的热介质配管114的连接状态，运算并生成用于控制热泵装置111以及泵116的运转的控制指令值。
图5是表示图1的控制装置的结构的一例的硬件结构图。在控制装置10的各种功能由硬件执行的情况下，如图5所示，图1的控制装置10由处理电路51构成。图1的数据存储装置12以及控制指令装置13的各功能由处理电路51实现。
在各功能由硬件执行的情况下，处理电路51例如相当于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或将它们组合而成的电路。既可以由处理电路51分别实现数据存储装置12以及控制指令装置13的各部分的功能，也可以由一个处理电路51实现各部分的功能。
图6是表示图1的控制装置的结构的另一例的硬件结构图。在控制装置10的各种功能由软件执行的情况下，如图6所示，图1的控制装置10由处理器52以及存储器53构成。数据存储装置12以及控制指令装置13的各功能由处理器52以及存储器53实现。
在各功能由软件执行的情况下，数据存储装置12以及控制指令装置13的功能通过软件、固件、或软件和固件的组合来实现。软件以及固件作为程序被记述，并存储在存储器53中。处理器52通过读出并执行存储在存储器53中的程序来实现各部分的功能。
作为存储器53，例如使用RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasableand Programmable ROM：可擦可编程ROM)以及EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM：带电可擦可编程ROM)等非易失性或易失性的半导体存储器等。另外，作为存储器53，例如也可以使用磁盘、软盘、光盘、CD(Compact Disc：压缩盘)、MD(Mini Disc：迷你盘)以及DVD(DigitalVersatile Disc：数字多功能盘)等能够装卸的记录介质。
[供热水机1的动作]
对具有上述结构的供热水机1的动作进行说明。在此，对在蓄热运转以及供热水运转时的热介质回路中循环的热介质的流动、以及蓄热供热水处理进行说明。本实施方式1的供热水机1能够进行蓄热运转、第一供热水运转以及第二供热水运转。
(蓄热运转)
对供热水机1的蓄热运转进行说明。本实施方式1的蓄热运转是利用热泵装置111对低温的热介质进行加热，将被加热后的热介质的热蓄积在潜热蓄热装置112中，并且将热介质储存在热介质蓄热装置113中的运转。
图7是用于说明蓄热运转时的热介质的流动的示意图。在图7中，粗线箭头表示热介质的流动。当开始蓄热运转时，控制装置10的控制指令装置13对第一热介质回路切换装置115a供给控制指令值，以使热介质蓄热装置113的下部侧的配管与泵116的吸入侧连接。另外，控制指令装置13对第二热介质回路切换装置115b供给控制指令值，以使热泵装置111与潜热蓄热装置112的上部侧的配管连接。并且，控制指令装置13对泵116供给控制指令值，以便驱动泵116。
当基于控制指令值驱动泵116时，如图7所示，储存在热介质蓄热装置113的下部的热介质流出。此时，储存在热介质蓄热装置113中的热介质始终形成有温度分层，因此，从热介质蓄热装置113的下部流出的热介质始终处于低温状态。
从热介质蓄热装置113流出的低温的热介质经由第一热介质回路切换装置115a被吸入到泵116的吸入侧，被加压而送出。从泵116送出的热介质被热泵装置111加热，从热泵装置111流出。从热泵装置111流出的高温的热介质经由第二热介质回路切换装置115b流入潜热蓄热装置112。
流入到潜热蓄热装置112的高温的热介质对潜热蓄热材料进行加热，从潜热蓄热装置112流出。然后，从潜热蓄热装置112流出的热介质流入热介质蓄热装置113并被储存。
这样，在蓄热运转中，潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113串联连接，并且，潜热蓄热装置112配置在上游侧。由此，能够将被加热后的热介质的热蓄积于潜热蓄热装置112，并且能够将热介质储存在热介质蓄热装置113中。
(第一供热水运转)
对供热水机1的第一供热水运转进行说明。供热水运转是为了在热水需求方3利用期望温度的热介质(水)而将所设定的供热水温度的热介质向热水需求方3供给的运转。另外，第一供热水运转是用于利用储存在热介质蓄热装置113中的热介质将期望的供热水温度的热介质向热水需求方3供给的运转。
图8是用于说明第一供热水运转时的热介质的流动的示意图。在图8中，粗线箭头表示热介质的流动。当开始第一供热水运转时，控制指令装置13对第一热介质回路切换装置115a供给控制指令值，以使自来水供给源2与热介质蓄热装置113的下部侧的配管连接。另外，控制指令装置13对第二热介质回路切换装置115b供给控制指令值，以使潜热蓄热装置112的上部侧的配管与热水需求方3连接。
由此，如图8所示，来自自来水供给源2的热介质经由第一热介质回路切换装置115a流入热介质蓄热装置113的下部。当热介质流入热介质蓄热装置113时，储存在热介质蓄热装置113的上部的热介质流出，并流入潜热蓄热装置112。
此时，储存在热介质蓄热装置113中的热介质始终形成有温度分层，因此，从热介质蓄热装置113的上部流出的热介质始终处于高温状态。因此，流入到潜热蓄热装置112的热介质通过潜热蓄热材料的散热进一步被加热，从潜热蓄热装置112流出。从潜热蓄热装置112流出的热介质经由第二热介质回路切换装置115b向热水需求方3供给。
这样，在第一供热水运转中，从热介质蓄热装置113流出的热介质被潜热蓄热装置112加热，被加热后的热介质向热水需求方3供给。
因此，即使在成为形成在热介质蓄热装置113的上部的高温层消失的热水用尽状态的情况下，热介质也被潜热蓄热装置112加热，因此，作为供热水机1能够持续进行供热水运转。
(第二供热水运转)
对供热水机1的第二供热水运转进行说明。第二供热水运转是在潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113都没有充分地蓄热的情况下进行的运转。
图9是用于说明第二供热水运转时的热介质的流动的示意图。在图9中，粗线箭头表示热介质的流动。当开始第二供热水运转时，控制指令装置13对第一热介质回路切换装置115a供给控制指令值，以使自来水供给源2与泵116的吸入侧连接。另外，控制指令装置13对第二热介质回路切换装置115b供给控制指令值，以使热泵装置111与热水需求方3连接。而且，控制指令装置13对泵116供给控制指令值，以便驱动泵116。
由此，如图9所示，从自来水供给源2供给的低温的热介质经由第一热介质回路切换装置115a被吸入到泵116的吸入侧，被加压而送出。从泵116送出的热介质被热泵装置111加热，从热泵装置111流出。从热泵装置111流出的高温的热介质经由第二热介质回路切换装置115b向热水需求方3供给。
这样，在第二供热水运转中，从自来水供给源2供给的热介质被热泵装置111加热，被加热后的热介质向热水需求方3供给。因此，即使在潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113都没有充分地蓄热的情况下，热介质也被热泵装置111加热，因此，作为供热水机1能够持续进行供热水运转。但是，在该情况下，由于热泵装置111用于供热水运转，因此，在第二供热水运转中，不能执行上述蓄热运转。
(蓄热供热水处理)
图10是表示本实施方式1的供热水机的蓄热供热水处理流程的一例的流程图。首先，在步骤S1中，控制装置10的控制指令装置13从数据存储装置12的设定值存储区域121读出并取得由用户设定的设定供热水温度。
在步骤S2中，控制指令装置13从数据存储装置12的设定值存储区域121读出并取得所设定的沸腾模式。沸腾模式是用于决定参照潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113中设置的多个温度测量用的传感器117中的哪个传感器的测量值的模式。该沸腾模式例如也可以是能够由用户更新的设定。
在步骤S3中，控制指令装置13从数据存储装置12的测量值存储区域122读出并取得由传感器117测出的潜热蓄热装置112的内部温度。在步骤S4中，控制指令装置13从数据存储装置12的测量值存储区域122读出并取得由传感器117测出的热介质蓄热装置113的内部温度。
在步骤S5中，控制指令装置13判断有无供热水请求。供热水请求例如在由控制指令接收装置119接收到来自用户的供热水开始指令的情况下，或者在成为预先设定于数据存储装置12的设定值存储区域121的供热水开始时间的情况下等，由控制指令装置13接收。该供热水开始指令例如也可以是能够由用户更新的设定。
在控制指令装置13接收到供热水请求的情况下(步骤S5：是)，处理转移到步骤S6。在步骤S6中，控制指令装置13的热介质回路切换判定部131对在步骤S1中取得的设定供热水温度与在步骤S3中取得的潜热蓄热装置112的内部温度进行比较。作为比较的结果，在设定供热水温度比潜热蓄热装置112的内部温度低的情况下(步骤S6：是)，热介质回路切换判定部131对第一热介质回路切换装置115a和第二热介质回路切换装置115b的连接进行判定，以便进行图8所示的第一供热水运转。
接着，在步骤S7中，控制指令装置13的控制指令值运算部132运算并生成用于进行第一供热水运转的、针对第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的每一个。由此，第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的连接状态根据各自的控制指令值进行切换，在供热水机1中进行第一供热水运转。
另外，在设定供热水温度为潜热蓄热装置112的内部温度以上的情况下(步骤S6：否)，热介质回路切换判定部131对第一热介质回路切换装置115a和第二热介质回路切换装置115b的连接进行判定，以便进行图9所示的第二供热水运转。接着，在步骤S8中，控制指令值运算部132运算并生成用于进行第二供热水运转的、针对第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的每一个。由此，第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的连接状态根据各自的控制指令值进行切换，在供热水机1中进行第二供热水运转。
另一方面，在步骤S5中，在控制指令装置13未接收到供热水请求的情况下(步骤S5：否)，处理转移到步骤S9。在步骤S9中，热介质回路切换判定部131对在步骤S1中取得的设定供热水温度与在步骤S4中取得的热介质蓄热装置113的内部温度进行比较。作为比较的结果，在设定供热水温度比热介质蓄热装置113的内部温度低的情况下(步骤S9：是)，热介质回路切换判定部131在步骤S10中，对第一热介质回路切换装置115a和第二热介质回路切换装置115b的连接进行判定，以便维持当前的运转。
在该情况下，控制指令值运算部132基于热介质回路切换判定部131的判定结果，运算针对第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的控制指令值。例如，在当前的运转为蓄热运转的情况下，控制指令值运算部132使蓄热运转持续到潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113蓄满为止，之后，运算并生成用于使蓄热运转停止的、针对第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的控制指令值。另外，控制指令值运算部132在当前的运转状态为停止状态的情况下，运算并生成用于直接使停止状态持续的、针对第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的每一个。
另外，在设定供热水温度为热介质蓄热装置113的内部温度以上的情况下(步骤S9：否)，热介质回路切换判定部131对第一热介质回路切换装置115a和第二热介质回路切换装置115b的连接进行判定，以便进行图7所示的蓄热运转。接着，在步骤S11中，控制指令值运算部132运算并生成用于进行蓄热运转的、针对第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的每一个。由此，第一热介质回路切换装置115a以及第二热介质回路切换装置115b的连接状态根据各自的控制指令值进行切换，在供热水机1中进行蓄热运转。
如上所述，在本实施方式1的供热水机1中，从形成有温度分层的热介质蓄热装置113的下部流出的热介质被热泵装置111加热。此时，储存在热介质蓄热装置113中的热介质形成有温度分层，由此温度保持得较低的热介质从热介质蓄热装置113流出，被热泵装置111加热。因此，能够提高蓄热运转时的基于热泵装置111的加热中的能量效率。另外，在该情况下，不需要使蓄热箱中的每单位时间内的蓄热量降低，因此，能够较大地保持每单位时间内的蓄热量。
实施方式2.
接着，对本实施方式2进行说明。本实施方式2的供热水机1与实施方式1的不同点在于，潜热蓄热装置112和热介质蓄热装置113并联连接。需要说明的是，在本实施方式2中，对与实施方式1共同的部分标注相同的附图标记，省略详细的说明。
[供热水机1的结构]
本实施方式2的供热水机1的功能性结构与图1所示的实施方式1相同。图11是表示本实施方式2的供热水机的回路结构的一例的示意图。以下，对供热水机1中的各部分的连接关系进行说明。
在本实施方式2中，作为热介质回路切换装置115，设置有第一热介质回路切换装置115a～第八热介质回路切换装置115h。第一热介质回路切换装置115a～第八热介质回路切换装置115h与实施方式1中的热介质回路切换装置115同样地，例如是三通阀，具有三个连接口。
第一热介质回路切换装置115a在各个连接口连接有潜热蓄热装置112的下部侧配管、第五热介质回路切换装置115e以及第七热介质回路切换装置115g。第二热介质回路切换装置115b在各个连接口连接有潜热蓄热装置112的上部侧配管、第四热介质回路切换装置115d以及第八热介质回路切换装置115h。
第三热介质回路切换装置115c在各个连接口连接有自来水供给源2、热介质蓄热装置113的下部侧的一方的配管以及第五热介质回路切换装置115e。第四热介质回路切换装置115d在各个连接口连接有热水需求方3、热介质蓄热装置113的上部侧的一方的配管以及第二热介质回路切换装置115b。
第五热介质回路切换装置115e在各个连接口连接有第一热介质回路切换装置115a、第三热介质回路切换装置115c以及第六热介质回路切换装置115f。第六热介质回路切换装置115f在各个连接口连接有热介质蓄热装置113的下部侧的另一方的配管、第五热介质回路切换装置115e以及第七热介质回路切换装置115g。
第七热介质回路切换装置115g在各个连接口连接有泵116的吸入侧、第一热介质回路切换装置115a以及第六热介质回路切换装置115f。第八热介质回路切换装置115h在各个连接口连接有热泵装置111、热介质蓄热装置113的上部侧的另一方的配管以及第二热介质回路切换装置115b。
通过这样连接各部分，热泵装置111与潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113双方直接连接，能够对任一个蓄热装置供给加热后的热介质。另外，对于自来水供给源2，也与潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113双方直接连接，能够对任一个蓄热装置供给热介质。
[供热水机1的动作]
对具有上述结构的供热水机1的动作进行说明。在此，对在蓄热运转以及供热水运转时的热介质回路中循环的热介质的流动、以及蓄热供热水处理进行说明。
本实施方式2的供热水机1能够进行第一蓄热供热水运转、第二蓄热供热水运转以及第三供热水运转。而且，本实施方式2的供热水机1在潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113中的一方的蓄热装置的蓄热量减少的情况下，能够利用另一方的蓄热装置进行供热水运转。并且，该供热水机1在利用一方的蓄热装置持续进行供热水运转的期间，能够对另一方的蓄热装置进行蓄热。
(第一蓄热供热水运转)
对供热水机1的第一蓄热供热水运转进行说明。第一蓄热供热水运转进行如下的蓄热运转：通过热泵装置111对低温的热介质进行加热，并将被加热后的热介质储存在热介质蓄热装置113中。另外，第一蓄热供热水运转进行如下的供热水运转：利用蓄积于潜热蓄热装置112的热，将所设定的供热水温度的热介质向热水需求方3供给。
图12是用于说明第一蓄热供热水运转时的热介质的流动的示意图。在图12中，粗线的实线箭头表示基于蓄热运转的热介质的流动。另外，粗线的虚线箭头表示基于供热水运转的热介质的流动。
当开始第一蓄热供热水运转时，控制装置10的控制指令装置13对各个热介质回路切换装置115供给控制指令值，以使各个热介质回路切换装置115的连接口成为图12所示的状态。
由此，第一热介质回路切换装置115a被切换成潜热蓄热装置112的下部侧的配管与第五热介质回路切换装置115e连接。第二热介质回路切换装置115b被切换成潜热蓄热装置112的上部侧的配管与第四热介质回路切换装置115d连接。
第三热介质回路切换装置115c被切换成自来水供给源2与第五热介质回路切换装置115e连接。第四热介质回路切换装置115d被切换成第二热介质回路切换装置115b与热水需求方3连接。
第五热介质回路切换装置115e被切换成第一热介质回路切换装置115a与第三热介质回路切换装置115c连接。第六热介质回路切换装置115f被切换成热介质蓄热装置113的下部侧的一方的配管与第七热介质回路切换装置115g连接。
第七热介质回路切换装置115g被切换成第六热介质回路切换装置115f与泵116的吸入侧连接。第八热介质回路切换装置115h被切换成热泵装置111与热介质蓄热装置113的上部侧的一方的配管连接。
另外，控制指令装置13对泵116供给控制指令值，以便驱动泵116。当基于控制指令值驱动泵116时，如图12所示，储存在热介质蓄热装置113的下部的热介质流出。此时，储存在热介质蓄热装置113中的热介质始终形成有温度分层，因此，从热介质蓄热装置113的下部流出的热介质始终处于低温状态。
从热介质蓄热装置113流出的低温的热介质经由第六热介质回路切换装置115f以及第七热介质回路切换装置115g被吸入到泵116的吸入侧，被加压而送出。从泵116送出的热介质被热泵装置111加热，从热泵装置111流出。从热泵装置111流出的高温的热介质经由第八热介质回路切换装置115h流入热介质蓄热装置113并被储存。
另一方面，来自自来水供给源2的热介质经由第三热介质回路切换装置115c、第五热介质回路切换装置115e以及第一热介质回路切换装置115a流入潜热蓄热装置112的下部。流入到潜热蓄热装置112的热介质通过潜热蓄热材料的散热而被加热，从潜热蓄热装置112流出。从潜热蓄热装置112流出的热介质经由第二热介质回路切换装置115b以及第四热介质回路切换装置115d向热水需求方3供给。
这样，在第一蓄热供热水运转中，能够同时进行使用热介质蓄热装置113的蓄热运转和使用潜热蓄热装置112的供热水运转这两者。需要说明的是，第一蓄热供热水运转在潜热蓄热装置112中存在足够的蓄热量而热介质蓄热装置113中不存在足够的蓄热量的情况下进行。
(第二蓄热供热水运转)
对供热水机1的第二蓄热供热水运转进行说明。第二蓄热供热水运转进行如下的蓄热运转：通过热泵装置111对低温的热介质进行加热，将被开杠后的热介质的热蓄积于潜热蓄热装置112。另外，第二蓄热供热水运转进行如下的供热水运转：利用储存在热介质蓄热装置113中的热介质，将所设定的供热水温度的热介质向热水需求方3供给。
图13是用于说明第二蓄热供热水运转时的热介质的流动的示意图。在图13中，粗线的实线箭头表示基于蓄热运转的热介质的流动。粗线的虚线箭头表示基于供热水运转的热介质的流动。
当开始第二蓄热供热水运转时，控制指令装置13对各个热介质回路切换装置115供给控制指令值，以使各个热介质回路切换装置115的连接口成为图13所示的状态。
由此，第一热介质回路切换装置115a被切换成潜热蓄热装置112的下部侧的配管与第七热介质回路切换装置115g连接。第二热介质回路切换装置115b被切换成潜热蓄热装置112的上部侧的配管与第八热介质回路切换装置115h连接。
第三热介质回路切换装置115c被切换成自来水供给源2与热介质蓄热装置113的下部侧的一方的配管连接。第四热介质回路切换装置115d被切换成热介质蓄热装置113的上部侧的一方的配管与热水需求方3连接。第五热介质回路切换装置115e以及第六热介质回路切换装置115f在第二蓄热供热水运转中不使用。
第七热介质回路切换装置115g被切换成第一热介质回路切换装置115a与泵116的吸入侧连接。第八热介质回路切换装置115h被切换成热泵装置111与第二热介质回路切换装置115b连接。
另外，控制指令装置13对泵116供给控制指令值，以便驱动泵116。当基于控制指令值驱动泵116时，如图13所示，热介质从潜热蓄热装置112流出。从潜热蓄热装置112流出的热介质经由第一热介质回路切换装置115a以及第七热介质回路切换装置115g被吸入到泵116的吸入侧，被加压而送出。
从泵116送出的热介质被热泵装置111加热，从热泵装置111流出。从热泵装置111流出的高温的热介质经由第八热介质回路切换装置115h以及第二热介质回路切换装置115b流入潜热蓄热装置112。流入到潜热蓄热装置112的高温的热介质对潜热蓄热材料进行加热，从潜热蓄热装置112流出。
另一方面，来自自来水供给源2的热介质经由第三热介质回路切换装置115c流入热介质蓄热装置113的下部。当热介质流入热介质蓄热装置113时，储存在热介质蓄热装置113的上部的热介质流出。此时，储存在热介质蓄热装置113中的热介质始终形成有温度分层，因此，从热介质蓄热装置113的上部流出的热介质始终处于高温状态。从热介质蓄热装置113流出的热介质经由第四热介质回路切换装置115d向热水需求方3供给。
这样，在第二蓄热供热水运转中，与第一蓄热供热水运转同样地，能够同时进行蓄热运转和供热水运转这两者。需要说明的是，第二蓄热供热水运转在潜热蓄热装置112中不存在足够的蓄热量而热介质蓄热装置113中存在足够的蓄热量的情况下进行。
(第三供热水运转)
对供热水机1的第三供热水运转进行说明。第三供热水运转是在潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113都没有充分地蓄热的情况下，使用热泵装置111进行供热水的运转。
图14是用于说明第三供热水运转时的热介质的流动的示意图。在图14中，粗线箭头表示热介质的流动。当开始第三供热水运转时，控制指令装置13对各个热介质回路切换装置115供给控制指令值，以使各个热介质回路切换装置115的连接口成为图14所示的状态。
由此，第一热介质回路切换装置115a被切换成第五热介质回路切换装置115e与第七热介质回路切换装置115g连接。第二热介质回路切换装置115b被切换成第四热介质回路切换装置115d与第八热介质回路切换装置115h连接。
第三热介质回路切换装置115c被切换成自来水供给源2与第五热介质回路切换装置115e连接。第四热介质回路切换装置115d被切换成第二热介质回路切换装置115b与热水需求方3连接。
第五热介质回路切换装置115e被切换成第一热介质回路切换装置115a与第三热介质回路切换装置115c连接。第六热介质回路切换装置115f在第三供热水运转中不使用。
第七热介质回路切换装置115g被切换成第一热介质回路切换装置115a与泵116的吸入侧连接。第八热介质回路切换装置115h被切换成热泵装置111与第二热介质回路切换装置115b连接。
另外，控制指令装置13对泵116供给控制指令值，以便驱动泵116。当基于控制指令值驱动泵116时，如图14所示，从自来水供给源2供给的低温的热介质经由第三热介质回路切换装置115c、第五热介质回路切换装置115e、第一热介质回路切换装置115a以及第七热介质回路切换装置115g被吸入到泵116的吸入侧，被加压而送出。
从泵116送出的热介质被热泵装置111加热，从热泵装置111流出。从热泵装置111流出的高温的热介质经由第八热介质回路切换装置115h、第二热介质回路切换装置115b以及第四热介质回路切换装置115d向热水需求方3供给。
这样，在第三供热水运转中，从自来水供给源2供给的热介质被热泵装置111加热，被加热后的热介质向热水需求方3供给。因此，即使在潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113都没有充分地蓄热的情况下，热介质也被热泵装置111加热，因此，作为供热水机1能够持续进行供热水运转。但是，在该情况下，由于热泵装置111用于供热水运转，因此，在第三供热水运转中，不能执行上述蓄热运转。
(蓄热供热水处理)
图15以及图16是表示本实施方式2的供热水机的蓄热供热水处理流程的一例的流程图。在图15以及图16所示的处理中，对与实施方式1共同的部分标注相同的附图标记，省略处理的详细说明。需要说明的是，在图15以及图16所示的流程图中，标记A表示处理转移到各自对应的标记。步骤S1～步骤S4的处理与实施方式1相同，因此，省略说明。
在步骤S5中，控制装置10的控制指令装置13判断有无供热水请求。在控制指令装置13接收到供热水请求的情况下(步骤S5：是)，处理转移到步骤S6。另外，在步骤S5中，在控制指令装置13未接收到供热水请求的情况下(步骤S5：否)，处理转移到步骤S25。
在步骤S6中，控制指令装置13的热介质回路切换判定部131对在步骤S1中取得的设定供热水温度与在步骤S3中取得的潜热蓄热装置112的内部温度进行比较。作为比较的结果，在设定供热水温度比潜热蓄热装置112的内部温度低的情况下(步骤S6：是)，热介质回路切换判定部131对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便进行图12所示的第一蓄热供热水运转。
接着，在步骤S21中，控制指令装置13的控制指令值运算部132运算并生成用于进行第一蓄热供热水运转的、针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。由此，在供热水机1中，进行基于第一蓄热供热水运转的供热水运转。
另外，在设定供热水温度为潜热蓄热装置112的内部温度以上的情况下(步骤S6：否)，处理转移到步骤S22。在步骤S22中，热介质回路切换判定部131对在步骤S1中取得的设定供热水温度与在步骤S4中取得的热介质蓄热装置113的内部温度进行比较。作为比较的结果，在设定供热水温度比热介质蓄热装置113的内部温度低的情况下(步骤S22：是)，热介质回路切换判定部131对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便进行图13所示的第二蓄热供热水运转。
接着，在步骤S23中，控制指令值运算部132运算并生成针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。由此，在供热水机1中，进行基于第二蓄热供热水运转的供热水运转。
另外，在设定供热水温度为热介质蓄热装置113的内部温度以上的情况下(步骤S22：否)，热介质回路切换判定部131对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便进行图14所示的第三供热水运转。接着，在步骤S24中，控制指令值运算部132运算并生成针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。由此，在供热水机1中，进行第三供热水运转。
接着，在步骤S25中，控制指令装置13判断当前的供热水运转是否处于从热泵装置111直接供热水的供热水运转中、即第三供热水运转中。在处于第三供热水运转中的情况下(步骤S25：是)，不进行蓄热运转，结束一系列的处理。另一方面，在不处于第三供热水运转中的情况下(步骤S25：否)，处理转移到步骤S26。
在步骤S26中，热介质回路切换判定部131对设定供热水温度与潜热蓄热装置112的内部温度进行比较。作为比较的结果，在设定供热水温度比潜热蓄热装置112的内部温度低的情况下(步骤S26：是)，处理转移到步骤S27。在步骤S27中，热介质回路切换判定部131对设定供热水温度与热介质蓄热装置113的内部温度进行比较。
作为比较的结果，在设定供热水温度比热介质蓄热装置113的内部温度低的情况下(步骤S27：是)，热介质回路切换判定部131在步骤S28中，对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便维持当前的运转。在该情况下，控制指令值运算部132基于热介质回路切换判定部131的判定结果，运算针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。
例如，在当前的运转为蓄热运转的情况下，控制指令值运算部132使蓄热运转持续到潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113蓄满为止，之后，运算并生成用于使蓄热运转停止的、针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。另外，控制指令值运算部132在当前的运转状态为停止状态的情况下，运算并生成用于直接使停止状态持续的、针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。另外，在设定供热水温度为热介质蓄热装置113的内部温度以上的情况下(步骤S27：否)，热介质回路切换判定部131对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便进行图12所示的第一蓄热供热水运转。
接着，在步骤S29中，控制指令值运算部132运算并生成用于进行第一蓄热供热水运转的、针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。由此，在供热水机1中，进行基于第一蓄热供热水运转的蓄热运转。
另一方面，在步骤S26中，在设定供热水温度为潜热蓄热装置112的内部温度以上的情况下(步骤S26：否)，处理转移到步骤S30。在步骤S30中，热介质回路切换判定部131对设定供热水温度与热介质蓄热装置113的内部温度进行比较。
作为比较的结果，在设定供热水温度为热介质蓄热装置113的内部温度以上的情况下(步骤S30：否)，处理转移到步骤S29，进行基于第一蓄热供热水运转的蓄热运转。
另外，在设定供热水温度比热介质蓄热装置113的内部温度低的情况下(步骤S30：是)，热介质回路切换判定部131对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便进行图13所示的第二蓄热供热水运转。接着，在步骤S31中，控制指令值运算部132运算并生成针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。
由此，在供热水机1中，进行基于第二蓄热供热水运转的蓄热运转。
如上所述，在本实施方式2的供热水机1中，能够起到与实施方式1同样的效果。另外，在供热水机1中，潜热蓄热装置112和热介质蓄热装置113并联连接。由此，在两个蓄热装置中的任一方的蓄热装置的蓄热量减少的情况下，能够同时进行针对一方的蓄热装置的蓄热运转和使用另一方的蓄热装置的供热水运转。
实施方式3.
接着，对本实施方式3进行说明。本实施方式3的供热水机1与实施方式1以及2的不同点在于，潜热蓄热装置112和热介质蓄热装置113串联或并联连接。需要说明的是，在本实施方式3中，对与实施方式1以及2共同的部分标注相同的附图标记，省略详细的说明。
[供热水机1的结构]
本实施方式3的供热水机1的功能性结构与图1所示的实施方式1以及2相同。图17是表示本实施方式3的供热水机的回路结构的一例的示意图。以下，对供热水机1中的各部分的连接关系进行说明。
在本实施方式3中，作为热介质回路切换装置115，设置有第一热介质回路切换装置115a～第十热介质回路切换装置115j。第一热介质回路切换装置115a～第十热介质回路切换装置115j与实施方式1以及2中的热介质回路切换装置115同样地，例如是三通阀，具有三个连接口。
第一热介质回路切换装置115a在各个连接口连接有第五热介质回路切换装置115e、第七热介质回路切换装置115g以及第九热介质回路切换装置115i。第二热介质回路切换装置115b在各个连接口连接有潜热蓄热装置112的上部侧配管、第四热介质回路切换装置115d以及第八热介质回路切换装置115h。
第三热介质回路切换装置115c在各个连接口连接有自来水供给源2、热介质蓄热装置113的下部侧的一方的配管以及第五热介质回路切换装置115e。第四热介质回路切换装置115d在各个连接口连接有热水需求方3、热介质蓄热装置113的上部侧的一方的配管以及第二热介质回路切换装置115b。
第五热介质回路切换装置115e在各个连接口连接有第一热介质回路切换装置115a、第三热介质回路切换装置115c以及第六热介质回路切换装置115f。第六热介质回路切换装置115f在各个连接口连接有热介质蓄热装置113的下部侧的另一方的配管、第五热介质回路切换装置115e以及第七热介质回路切换装置115g。
第七热介质回路切换装置115g在各个连接口连接有泵116的吸入侧、第一热介质回路切换装置115a以及第六热介质回路切换装置115f。第八热介质回路切换装置115h在各个连接口连接有热泵装置111、第二热介质回路切换装置115b以及第十热介质回路切换装置115j。
第九热介质回路切换装置115i在各个连接口连接有潜热蓄热装置112的下部侧配管、第一热介质回路切换装置115a以及第十热介质回路切换装置115j。第十热介质回路切换装置115j在各个连接口连接有热介质蓄热装置113的上部侧的另一方的配管、第八热介质回路切换装置115h以及第九热介质回路切换装置115i。
[供热水机1的动作]
对具有上述结构的供热水机1的动作进行说明。在此，对在蓄热运转以及供热水运转时的热介质回路中循环的热介质的流动、以及蓄热供热水处理进行说明。本实施方式3的供热水机1能够进行第一蓄热供热水运转、第二蓄热供热水运转以及第三供热水运转。
(第三蓄热供热水运转)
对供热水机1的第三蓄热供热水运转进行说明。第三蓄热供热水运转与实施方式2中的第一蓄热供热水运转同样地，进行如下的蓄热运转：通过热泵装置111对低温的热介质进行加热，将被加热后的热介质储存在热介质蓄热装置113中。另外，第三蓄热供热水运转进行如下的供热水运转：利用蓄积于潜热蓄热装置112的热，将所设定的供热水温度的热介质向热水需求方3供给。
图18是用于说明第三蓄热供热水运转时的热介质的流动的示意图。在图18中，粗线的实线箭头表示基于蓄热运转的热介质的流动。粗线的虚线箭头表示基于供热水运转的热介质的流动。当开始第三蓄热供热水运转时，控制装置10的控制指令装置13对各个热介质回路切换装置115供给控制指令值，以使各个热介质回路切换装置115的连接口成为图18所示的状态。
由此，第一热介质回路切换装置115a被切换成第五热介质回路切换装置115e与第九热介质回路切换装置115i连接。第二热介质回路切换装置115b被切换成潜热蓄热装置112的上部侧的配管与第四热介质回路切换装置115d连接。
第三热介质回路切换装置115c被切换成自来水供给源2与第五热介质回路切换装置115e连接。第四热介质回路切换装置115d被切换成第二热介质回路切换装置115b与热水需求方3连接。
第五热介质回路切换装置115e被切换成第一热介质回路切换装置115a与第三热介质回路切换装置115c连接。第六热介质回路切换装置115f被切换成热介质蓄热装置113的下部侧的一方的配管与第七热介质回路切换装置115g连接。
第七热介质回路切换装置115g被切换成第六热介质回路切换装置115f与泵116的吸入侧连接。第八热介质回路切换装置115h被切换成热泵装置111与第十热介质回路切换装置115j连接。
第九热介质回路切换装置115i被切换成潜热蓄热装置112的下部侧的配管与第一热介质回路切换装置115a连接。第十热介质回路切换装置115j被切换成热介质蓄热装置113的上部侧的一方的配管与第八热介质回路切换装置115h连接。
另外，控制指令装置13对泵116供给控制指令值，以便驱动泵116。当基于控制指令值驱动泵116时，如图18所示，储存在热介质蓄热装置113的下部的热介质流出。此时，储存在热介质蓄热装置113中的热介质始终形成有温度分层，因此，从热介质蓄热装置113的下部流出的热介质始终处于低温状态。
从热介质蓄热装置113流出的低温的热介质经由第六热介质回路切换装置115f以及第七热介质回路切换装置115g被吸入到泵116的吸入侧，被加压而送出。从泵116送出的热介质被热泵装置111加热，从热泵装置111流出。从热泵装置111流出的高温的热介质经由第八热介质回路切换装置115h以及第十热介质回路切换装置115j流入热介质蓄热装置113并被储存。
另一方面，来自自来水供给源2的热介质经由第三热介质回路切换装置115c、第五热介质回路切换装置115e、第一热介质回路切换装置115a以及第九热介质回路切换装置115i流入潜热蓄热装置112的下部。
流入到潜热蓄热装置112的热介质通过潜热蓄热材料的散热而被加热，从潜热蓄热装置112流出。从潜热蓄热装置112流出的热介质经由第二热介质回路切换装置115b以及第四热介质回路切换装置115d向热水需求方3供给。
这样，在第三蓄热供热水运转中，与实施方式2的第一蓄热供热水运转同样地，能够同时进行蓄热运转和供热水运转这两者。需要说明的是，第三蓄热供热水运转在潜热蓄热装置112中存在足够的蓄热量而热介质蓄热装置113中不存在足够的蓄热量的情况下进行。
(第四蓄热供热水运转)
对供热水机1的第二蓄热供热水运转进行说明。第四蓄热供热水运转进行如下的蓄热运转：通过热泵装置111对低温的热介质进行加热，将被加热后的热介质的热蓄积于潜热蓄热装置112，并且将高温的热介质储存在热介质蓄热装置113中。另外，第四蓄热供热水运转进行如下的供热水运转：利用储存在热介质蓄热装置113中的热介质，将所设定的供热水温度的热介质向热水需求方3供给。
图19是用于说明第四蓄热供热水运转时的热介质的流动的示意图。在图19中，粗线的实线箭头表示基于蓄热运转的热介质的流动。粗线的虚线箭头表示基于供热水运转的热介质的流动。当开始第四蓄热供热水运转时，控制指令装置13对各个热介质回路切换装置115供给控制指令值，以使各个热介质回路切换装置115的连接口成为图19所示的状态。
由此，第一热介质回路切换装置115a被切换成第五热介质回路切换装置115e与第七热介质回路切换装置115g连接。第二热介质回路切换装置115b被切换成潜热蓄热装置112的上部侧的配管与第八热介质回路切换装置115h连接。
第三热介质回路切换装置115c被切换成自来水供给源2与热介质蓄热装置113的下部侧的一方的配管连接。第四热介质回路切换装置115d被切换成热介质蓄热装置113的上部侧的一方的配管与热水需求方3连接。
第五热介质回路切换装置115e被切换成第一热介质回路切换装置115a与第六热介质回路切换装置115f连接。第六热介质回路切换装置115f被切换成热介质蓄热装置113的下部侧的另一方的配管与第五热介质回路切换装置115e连接。
第七热介质回路切换装置115g被切换成第一热介质回路切换装置115a与泵116的吸入侧连接。第八热介质回路切换装置115h被切换成热泵装置111与第二热介质回路切换装置115b连接。
第九热介质回路切换装置115i被切换成潜热蓄热装置112的下部侧的配管与第十热介质回路切换装置115j连接。第十热介质回路切换装置115j被切换成热介质蓄热装置113的上部侧的另一方的配管与第九热介质回路切换装置115i连接。
另外，控制指令装置13对泵116供给控制指令值，以便驱动泵116。当基于控制指令值驱动泵116时，如图19所示，储存在热介质蓄热装置113的下部的热介质流出。此时，储存在热介质蓄热装置113中的热介质始终形成有温度分层，因此，从热介质蓄热装置113的下部流出的热介质始终处于低温状态。
从热介质蓄热装置113流出的低温的热介质经由第六热介质回路切换装置115f、第五热介质回路切换装置115e、第一热介质回路切换装置115a以及第七热介质回路切换装置115g被吸入到泵116的吸入侧，被加压而送出。
从泵116送出的热介质被热泵装置111加热，从热泵装置111流出。从热泵装置111流出的高温的热介质经由第八热介质回路切换装置115h以及第二热介质回路切换装置115b流入潜热蓄热装置112。流入到潜热蓄热装置112的高温的热介质对潜热蓄热材料进行加热，从潜热蓄热装置112流出。然后，从潜热蓄热装置112流出的热介质经由第九热介质回路切换装置115i以及第十热介质回路切换装置115j流入热介质蓄热装置113并被储存。
另一方面，来自自来水供给源2的热介质经由第三热介质回路切换装置115c流入热介质蓄热装置113的下部。当热介质流入热介质蓄热装置113时，储存在热介质蓄热装置113的上部的热介质流出。此时，储存在热介质蓄热装置113中的热介质始终形成有温度分层，因此，从热介质蓄热装置113的上部流出的热介质始终处于高温状态。从热介质蓄热装置113流出的热介质经由第四热介质回路切换装置115d向热水需求方3供给。
这样，在第四蓄热供热水运转中，与第三蓄热供热水运转同样地，能够同时进行蓄热运转和供热水运转这两者。需要说明的是，第四蓄热供热水运转在潜热蓄热装置112中不存在足够的蓄热量而热介质蓄热装置113中存在足够的蓄热量的情况下进行。
(第四供热水运转)
对供热水机1的第三供热水运转进行说明。第四供热水运转是在潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113都没有充分地蓄热的情况下进行的运转。
图20是用于说明第四供热水运转时的热介质的流动的示意图。在图20中，粗线箭头表示热介质的流动。当开始第四供热水运转时，控制指令装置13对各个热介质回路切换装置115供给控制指令值，以使各个热介质回路切换装置115的连接口成为图20所示的状态。
由此，第一热介质回路切换装置115a被切换成第五热介质回路切换装置115e与第七热介质回路切换装置115g连接。第二热介质回路切换装置115b被切换成第四热介质回路切换装置115d与第八热介质回路切换装置115h连接。
第三热介质回路切换装置115c被切换成自来水供给源2与第五热介质回路切换装置115e连接。第四热介质回路切换装置115d被切换成第二热介质回路切换装置115b与热水需求方3连接。
第五热介质回路切换装置115e被切换成第一热介质回路切换装置115a与第三热介质回路切换装置115c连接。第六热介质回路切换装置115f在第三供热水运转中不使用。
第七热介质回路切换装置115g被切换成第一热介质回路切换装置115a与泵116的吸入侧连接。第八热介质回路切换装置115h被切换成热泵装置111与第二热介质回路切换装置115b连接。第九热介质回路切换装置115i以及第十热介质回路切换装置115j在第三供热水运转中不使用。
另外，控制指令装置13对泵116供给控制指令值，以便驱动泵116。当基于控制指令值驱动泵116时，如图20所示，从自来水供给源2供给的低温的热介质经由第三热介质回路切换装置115c、第五热介质回路切换装置115e、第一热介质回路切换装置115a以及第七热介质回路切换装置115g被吸入到泵116的吸入侧，被加压而送出。
从泵116送出的热介质被热泵装置111加热，从热泵装置111流出。从热泵装置111流出的高温的热介质经由第八热介质回路切换装置115h、第二热介质回路切换装置115b以及第四热介质回路切换装置115d向热水需求方3供给。
这样，在第四供热水运转中，从自来水供给源2供给的热介质被热泵装置111加热，被加热后的热介质向热水需求方3供给。因此，即使在潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113都没有充分地蓄热的情况下，热介质也被热泵装置111加热，因此，作为供热水机1能够持续进行供热水运转。但是，在该情况下，由于热泵装置111用于供热水运转，因此，在第四供热水运转中，不能执行上述蓄热运转。
(蓄热供热水处理)
图21以及图22是表示本实施方式3的供热水机的蓄热供热水处理流程的一例的流程图。在图21以及图22所示的处理中，对与实施方式1以及2共同的部分标注相同的附图标记，省略处理的详细说明。需要说明的是，在图21以及图22所示的流程图中，标记B表示处理转移到各自对应的标记。步骤S1～步骤S4的处理与实施方式1相同，因此，省略说明。
在步骤S5中，控制装置10的控制指令装置13判断有无供热水请求。在控制指令装置13接收到供热水请求的情况下(步骤S5：是)，处理转移到步骤S6。另外，在步骤S5中，在控制指令装置13未接收到供热水请求的情况下(步骤S5：否)，处理转移到步骤S45。
在步骤S6中，控制指令装置13的热介质回路切换判定部131对在步骤S1中取得的设定供热水温度与在步骤S3中取得的潜热蓄热装置112的内部温度进行比较。作为比较的结果，在设定供热水温度比潜热蓄热装置112的内部温度低的情况下(步骤S6：是)，热介质回路切换判定部131对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便进行图18所示的第三蓄热供热水运转。
接着，在步骤S41中，控制指令装置13的控制指令值运算部132运算并生成用于进行第三蓄热供热水运转的、针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。由此，在供热水机1中，进行基于第三蓄热供热水运转的供热水运转。
另外，在设定供热水温度为潜热蓄热装置112的内部温度以上的情况下(步骤S6：否)，处理转移到步骤S42。在步骤S42中，热介质回路切换判定部131对在步骤S1中取得的设定供热水温度与在步骤S4中取得的热介质蓄热装置113的内部温度进行比较。作为比较的结果，在设定供热水温度比热介质蓄热装置113的内部温度低的情况下(步骤S42：是)，热介质回路切换判定部131对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便进行图19所示的第四蓄热供热水运转。
接着，在步骤S43中，控制指令值运算部132运算并生成针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。由此，在供热水机1中，进行基于第四蓄热供热水运转的供热水运转。
另外，在设定供热水温度为热介质蓄热装置113的内部温度以上的情况下(步骤S42：否)，热介质回路切换判定部131对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便进行图20所示的第四供热水运转。接着，在步骤S44中，控制指令值运算部132运算并生成针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。由此，在供热水机1中，进行第四供热水运转。
接着，在步骤S45中，控制指令装置13判断当前的供热水运转是否处于从热泵装置111直接供热水的供热水运转中、即第四供热水运转中。在处于第四供热水运转中的情况下(步骤S45：是)，不进行蓄热运转，结束一系列的处理。另一方面，在不处于第四供热水运转中的情况下(步骤S45：否)，处理转移到步骤S46。
在步骤S46中，热介质回路切换判定部131对设定供热水温度与潜热蓄热装置112的内部温度进行比较。作为比较的结果，在设定供热水温度比潜热蓄热装置112的内部温度低的情况下(步骤S46：是)，处理转移到步骤S47。
在步骤S47中，热介质回路切换判定部131对设定供热水温度与热介质蓄热装置113的内部温度进行比较。作为比较的结果，在设定供热水温度比热介质蓄热装置113的内部温度低的情况下(步骤S47：是)，热介质回路切换判定部131在步骤S48中，对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便维持当前的运转。在该情况下，控制指令值运算部132基于热介质回路切换判定部131的判定结果，运算针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。
例如，在当前的运转为蓄热运转的情况下，控制指令值运算部132使蓄热运转持续到潜热蓄热装置112以及热介质蓄热装置113蓄满为止，之后，运算并生成用于使蓄热运转停止的、针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。另外，控制指令值运算部132在当前的运转状态为停止状态的情况下，运算并生成用于直接使停止状态持续的、针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。
另外，在设定供热水温度为热介质蓄热装置113的内部温度以上的情况下(步骤S47：否)，热介质回路切换判定部131对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便进行图18所示的第三蓄热供热水运转。接着，在步骤S49中，控制指令值运算部132运算并生成用于进行第三蓄热供热水运转的、针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。由此，在供热水机1中，进行基于第三蓄热供热水运转的蓄热运转。
另一方面，在步骤S46中，在设定供热水温度为潜热蓄热装置112的内部温度以上的情况下(步骤S46：否)，处理转移到步骤S50。在步骤S50中，热介质回路切换判定部131对各热介质回路切换装置115的连接进行判定，以便进行图19所示的第四蓄热供热水运转。接着，控制指令值运算部132运算并生成针对各热介质回路切换装置115的控制指令值。控制指令装置13将所生成的控制指令值供给到各热介质回路切换装置115。由此，在供热水机1中，进行基于第四蓄热供热水运转的蓄热运转。
[变形例]
图23是表示本实施方式3的供热水机的变形例的回路结构的一例的示意图。在本实施方式3的变形例中，供热水机1使用通过将蓄积于热源单元11的热向从自来水供给源2供给的第二热介质散热而对热水需求方3供给热水的间接供热水方式。
该供热水机1除了图17所示的结构之外还具备热交换器140以及供热水用泵141。热交换器140配置在第三热介质回路切换装置115c与第四热介质回路切换装置115d之间。供热水用泵141配置在热交换器140与第三热介质回路切换装置115c之间。
热交换器140在从热介质蓄热装置113流出的热介质和从自来水供给源2供给的第二热介质之间进行热交换。供热水用泵141使热介质从热泵装置111、潜热蓄热装置112或热介质蓄热装置113向热交换器140循环，由未图示的电机驱动。
在对热水需求方3进行供热水的情况下，在供热水机1中，与图17所示的供热水机1同样地，控制各热介质回路切换装置115。而且，当供热水用泵141被驱动时，在热介质回路中循环的热介质流入热交换器140。流入到热交换器140的热介质在热交换器140中与从自来水供给源2供给的第二热介质之间进行热交换，向第二热介质散热。而且，通过与热介质的热交换而被加热的第二热介质向热水需求方3供给。
在这样的图23所示的供热水机1中，也与图17所示的供热水机1同样地，能够进行第三蓄热供热水运转、第四蓄热供热水运转以及第四供热水运转。
如上所述，在本实施方式3的供热水机1中，能够起到与实施方式1以及2同样的效果。另外，在供热水机1中，通过切换各热介质回路切换装置115，将潜热蓄热装置112和热介质蓄热装置113串联或并联连接。由此，在两个蓄热装置中的任一方的蓄热装置的蓄热量减少的情况下，能够同时进行针对一方的蓄热装置的蓄热运转和使用另一方的蓄热装置的供热水运转。
以上，对本公开的实施方式1～3进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式1～3，能够在不脱离本公开的主旨的范围内进行各种变形或应用。
例如，作为实施方式3的变形例，对间接供热水方式的供热水机1进行了说明，但这样的间接供热水方式也可以应用于实施方式1以及2的供热水机1。
附图标记说明
1供热水机、2自来水供给源、3热水需求方、10控制装置、11热源单元、12数据存储装置、13控制指令装置、51处理电路、52处理器、53存储器、111热泵装置、112潜热蓄热装置、113热介质蓄热装置、114热介质配管、115热介质回路切换装置、115a第一热介质回路切换装置、115b第二热介质回路切换装置、115c第三热介质回路切换装置、115d第四热介质回路切换装置、115e第五热介质回路切换装置、115f第六热介质回路切换装置、115g第七热介质回路切换装置、115h第八热介质回路切换装置、115i第九热介质回路切换装置、115j第十热介质回路切换装置、116泵、117传感器、118数据发送装置、119控制指令接收装置、121设定值存储区域、122测量值存储区域、131热介质回路切换判定部、132控制指令值运算部、140热交换器、141供热水用泵。
Claims (7)
1.一种供热水机，具备供热介质循环的热介质回路，所述供热水机进行蓄积所述热介质的热的蓄热运转和利用所述热介质的热向热水需求方供热水的供热水运转，其中，所述供热水机具备：
潜热蓄热装置，所述潜热蓄热装置具有潜热蓄热材料，通过所述潜热蓄热材料与所述热介质之间的热传递，进行蓄热和散热；
热介质蓄热装置，所述热介质蓄热装置以形成温度分层的方式储存所述热介质；以及
加热装置，所述加热装置对所述热介质进行加热，
所述加热装置至少对从所述热介质蓄热装置的下部流出的所述热介质进行加热。
2.如权利要求1所述的供热水机，其中，
所述热介质蓄热装置在所述潜热蓄热装置的下游侧与所述潜热蓄热装置串联连接，由所述加热装置加热后的所述热介质在通过所述潜热蓄热装置后，储存在所述热介质蓄热装置中。
3.如权利要求1所述的供热水机，其中，
所述潜热蓄热装置和所述热介质蓄热装置并联连接，使得从任一方流出的所述热介质被所述加热装置加热，并且利用从另一方流出的所述热介质的热供热水。
4.如权利要求1～3中任一项所述的供热水机，其中，
所述潜热蓄热装置和所述热介质蓄热装置串联或并联连接，使得由所述加热装置加热后的所述热介质流入至少任一方的蓄热装置。
5.如权利要求1～4中任一项所述的供热水机，其中，
作为所述热介质使用水，
由所述加热装置加热后的热介质、通过了所述潜热蓄热装置的热介质、或从所述热介质蓄热装置流出的热介质中的至少任一种热介质被供给到所述热水需求方。
6.如权利要求1～4中任一项所述的供热水机，其中，
所述供热水机还具备在所述热介质与从供给源供给的第二热介质之间进行热交换的热交换器，
在所述热交换器中进行了热交换的所述第二热介质被供给到所述热水需求方。
7.如权利要求1～6中任一项所述的供热水机，其中，
所述供热水机还具备：
热介质回路切换装置，所述热介质回路切换装置切换所述热介质回路的路径；以及
控制装置，所述控制装置控制所述热介质回路切换装置，
所述控制装置基于设定供热水温度、所述潜热蓄热装置以及所述热介质蓄热装置的温度，控制所述热介质回路切换装置，以便进行所述蓄热运转和所述供热水运转中的至少一方的运转。
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2021
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