JP2005273958A

JP2005273958A - 給湯暖房装置

Info

Publication number: JP2005273958A
Application number: JP2004085305A
Authority: JP
Inventors: Hideki Ito; 英樹伊藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Air Conditioners Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Air Conditioners Co Ltd
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】時間帯に応じて燃焼加熱器とヒートポンプユニットとを使い分けできる給湯暖房装置を提供すること。
【解決手段】圧縮機１、水冷媒熱交換器２及び空気熱交換器４を備えたヒートポンプユニットＡ又は燃焼加熱器としての石油バーナ２５により生成された温水を貯湯タンク７内に貯湯して温水暖房装置としての床暖房パネル１４に供給するようにした給湯暖房装置であって、時間帯に応じて前記ヒートポンプユニットＡ又は前記石油バーナ２５により温水を生成するように制御する制御装置Ｓを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、貯湯タンク内の温水を温水暖房に使用する給湯暖房装置に関する。

従来のこの種の給湯暖房装置は、石油バーナにより生成された温水を貯湯タンク内に貯湯して温水暖房装置に供給するようにしたものや（例えば、特許文献１参照）、圧縮機、水冷媒熱交換器及び空気熱交換器を備えたヒートポンプユニットにより生成された温水を貯湯タンク内に貯湯して温水暖房装置に供給するようにしたもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。
特開平７−１２７８７３号公報特開２００４−５３１８５合公報

しかし、ヒートポンプユニットにより温水を生成する給湯暖房装置を使用しているユーザーにあっては、深夜電力を使用しない電力使用料金が高い時間帯では、何かと安く使用できないものかと考える。

そこで本発明は、時間帯に応じて燃焼加熱器とヒートポンプユニットとを使い分けできる給湯暖房装置を提供することを目的とする。

このため第１の発明は、圧縮機、水冷媒熱交換器及び空気熱交換器を備えたヒートポンプユニット又は燃焼加熱器により生成された温水を貯湯タンク内に貯湯して温水暖房装置に供給するようにした給湯暖房装置であって、時間帯に応じて前記ヒートポンプユニット又は前記燃焼加熱器により温水を生成するように制御する制御装置を設けたことを特徴とする。

第２の発明は、圧縮機、水冷媒熱交換器及び空気熱交換器を備えたヒートポンプユニット又は燃焼加熱器により生成された温水を貯湯タンク内に貯湯して温水暖房装置に供給するようにした給湯暖房装置であって、深夜電力の時間帯では前記ヒートポンプユニットにより温水を生成するように制御すると共にそれ以外の時間帯では前記燃焼加熱器により温水を生成するように制御する制御装置を設けたことを特徴とする。

第３の発明は、圧縮機、水冷媒熱交換器及び空気熱交換器を備えたヒートポンプユニット又は燃焼加熱器により生成された温水を貯湯タンク内に貯湯して温水暖房装置に供給するようにした給湯暖房装置であって、深夜電力の時間帯では前記ヒートポンプユニットにより温水を生成するように制御すると共にそれ以外の時間帯では前記燃焼加熱器により温水を生成するように制御し、前記ヒートポンプユニット又は燃焼加熱器により温水を生成しているときにその加熱能力が不足する場合には両者により温水を生成するように制御する制御装置を設けたことを特徴とする。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記燃焼加熱器が石油バーナであることを特徴とする。

本発明によれば、料金の安い深夜時間帯ではヒートポンプユニットにより、それ以外の時間帯では自動的に燃焼加熱器に切替えて温水を生成できるから、使い勝手の良い給湯暖房装置を提供できる。また、いずれかの運転時に能力が不足する場合には、両者により温水を生成するようにしたから、確実に温水を生成することができると共にヒートポンプユニットにおける圧縮機の能力が小さいものでも足りる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は給湯暖房装置の全体システムを示す系統図である。図１において、Ａは熱源機としてのヒートポンプユニット、Ｂは後述する熱源機として石油バーナ（燃焼加熱器）２５を備えたタンクユニット、Ｃ１はヒートポンプユニットＡにより加熱された温水の貯湯用の温水循環路、Ｃ２はタンクユニットＢ側の温水暖房装置用温水循環路、Ｃ３はタンクユニットＢ側の風呂追焚き用温水循環路、Ｒは前記ヒートポンプユニットＡに内蔵された冷媒回路である。この冷媒回路において、ＨＦＣやＣＯ_２等の冷媒を用いることができるが、本実施形態ではＣＯ_２を用いる。

前記冷媒回路Ｒは、ＣＯ_２冷媒を吸入圧縮し高温高圧にする能力調整が可能な２段圧縮式の圧縮機１と、水冷媒熱交換器２の冷媒流路２Ａ、膨張弁（減圧装置）３、外気と冷媒との熱交換を行う空気熱交換器４と、アキュムレーター５とが順次環状に配管接続されている。

貯湯用の温水循環路Ｃ１には、貯湯タンク７、循環ポンプ８、前記水冷媒熱交換器２の水流路２Ｂなどが設けられている。温水暖房装置用温水循環路Ｃ２には前記貯湯タンク７、循環ポンプ１０、水々熱交換器１１の一次流路１１Ａなどが環状に設けられている。そして、前記水々熱交換器１１の二次流路１１Ｂには循環ポンプ１３を介して温水暖房装置としての床暖房パネル１４が接続されている。また、風呂追焚き用温水循環路Ｃ３には前記貯湯タンク７、水々熱交換器１５の一次流路１５Ａ、循環ポンプ１６などが環状に設けられている。そして、前記水々熱交換器１５の二次流路１５Ｂには循環ポンプ１７を介して浴槽１８が接続されている。

２０は前記床暖房パネル１４に対応して設けられた床暖房リモートコントローラ（以下、「床暖房リモコン」という）であり、２１はお風呂場に設けられた風呂リモートコントローラ（以下、「風呂リモコン」という）である。また、２２は前記循環ポンプ８の出口近くの湯温を検出する湯温検出センサである。

２５は灯油を燃焼させて熱交換器２６を加熱する燃焼加熱器としての石油バーナで、この石油バーナ２５により熱交換器２６が加熱され、循環ポンプ２７が運転することにより貯湯タンク７に温水が貯湯されることとなる。

３４は貯湯タンク７の上部に接続された給湯管であり、この給湯管３４にはミキシングバルブ３３が設けられている。３５は給水管であり、この給水管３５は貯湯タンク７の下部と前記ミキシングバルブ３３とに分岐接続されている。

なお、タンクユニットＢには、マイクロコンピュータ等から成る制御装置Ｓが設けられている。この制御装置Ｓは床暖房リモコン２０、風呂リモコン２１からの運転信号や、サーミスタ２２の温度信号とに応じて圧縮機１の運転と周波数制御、石油バーナ２５の燃焼制御、循環ポンプ８、１０、１３、１６、１７、２７の運転制御、膨張弁３の開度制御などを行うものであり、以下その動作を説明する。

図２に示す如く、消費者は電力会社と時間帯別電灯契約を結んで、料金の安い深夜時間帯（例えば、２３時から７時）では所定の時刻に貯湯量から沸き上げ量、そして全量沸き上げに必要な時間を算出し、沸き上げ終了時刻より前記必要な時間を考慮して逆算した時刻からヒートポンプユニットＡにより圧縮機１を運転させると共に、循環ポンプ８を運転させて貯湯運転を開始し、全量沸き上げ終了（湯温検出センサ２２の検出温度が５５℃以上）次第、停止するように制御装置Ｓにより制御する。

なお、前記貯湯タンク７内の使用できる残湯量が１００リットルを割ったらヒートポンプユニットＡにより圧縮機１を運転させると共に、循環ポンプ８を運転させて貯湯運転を開始し、貯湯タンク７内の使用できる残湯量が１５０リットル以上になったらこの貯湯運転を停止するように制御装置Ｓが制御させてもよい。この場合の残湯量の検出は、貯湯タンク７に設けた複数の温度検出センサ（図示せず）により行うことができる。

いずれにしても、貯湯運転はヒートポンプユニットＡでは制御装置Ｓにより圧縮機１が運転すると共に循環ポンプ８が運転することにより行われ、冷媒回路Ｒでは、圧縮機１→水冷媒熱交換器２の冷媒流路２Ａ→膨張弁３→空気熱交換器４→アキュムレーター５→圧縮機１の順に冷媒が流れ、また貯湯タンク７→循環ポンプ８→水冷媒熱交換器２の水流路２Ｂ→貯湯タンク７の順に温水が流れ、貯湯タンク７に使用できる温水が貯湯される。

また、料金の安い深夜時間帯以外の時間帯では、貯湯タンク７内の使用できる残湯量が１００リットルを割ったら石油バーナ２５により灯油を燃焼させて熱交換器２６を加熱し、循環ポンプ２７を運転させて貯湯運転を開始し、１５０リットル以上になったらこの貯湯運転を停止するように制御装置Ｓが制御する。

そして、いずれの時間帯においても、給湯と暖房が同時に行われる等の湯の使用量（負荷）が多く、ヒートポンプユニットＡ又は石油バーナ２５での貯湯運転能力が負荷を下回った場合（緊急時）には、ヒートポンプユニットＡによる貯湯運転と、石油バーナ２５の燃焼による貯湯運転を同時に行って、ヒートポンプユニットＡと石油バーナ２５の両者により温水を生成するように制御装置Ｓが制御する。

以下、以上のように貯湯された温水を使用して、床暖房パネル１４による床暖房運転を行う場合の動作について説明する。先ず、床暖房を行う場合、その部屋の壁面等に取り付けられた床暖房リモコン２０の運転スイッチをオンにする。すると、制御装置Ｓは循環ポンプ７及び１０を運転させ、貯湯タンク７→循環ポンプ１０→水々熱交換器１１の一次流路１１Ａ→貯湯タンク７の順に温水が流れると共に、床暖房パネル１４→循環ポンプ１３→水々熱交換器１１の二次流路１１Ｂ→床暖房パネル１４の順に温水が流れる。

なお、床暖房制御は、床暖房リモコン２０に搭載された室温サーミスタ（図示せず）により室温を検知し、設定温度と室温との偏差に基づき熱動弁（図示せず）を開閉制御し、床暖房パネル１４への温水量を制御装置Ｓが制御することにより行う。

さらに、貯湯タンク７に貯湯された高温水はミキシングバルブ３３にて適度な温度に調整され、給湯管３４から台所やシャワーへの給湯や浴槽１８へのお湯張り等に利用される。そして、給湯が行われると、給水管３５から貯湯タンク７に給水が行われる。

また、循環ポンプ１６、１７を運転することにより、貯湯タンク７の高温水と浴槽１８内の温水を水々熱交換器１５で熱交換し、浴槽１８の温水の追い焚きを行うこともできる。

なお、この給湯暖房装置の制御のための制御装置ＳをタンクユニットＢのみに設けたが、これに限らず、ヒートポンプユニットＡにも設けてもよい。この場合、両制御装置は互いに信号の伝達が可能である。

以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

給湯暖房装置の全体系統図である。給湯暖房装置の熱源機切替えの制御に係るフローチャート図である。

符号の説明

１圧縮機
２水冷媒熱交換器
７貯湯タンク
１４床暖房パネル
２５石油バーナ（燃焼加熱器）
Ａヒートポンプユニット
Ｂタンクユニット
Ｓ制御回路
Ｒ冷媒回路

Claims

圧縮機、水冷媒熱交換器及び空気熱交換器を備えたヒートポンプユニット又は燃焼加熱器により生成された温水を貯湯タンク内に貯湯して温水暖房装置に供給するようにした給湯暖房装置であって、時間帯に応じて前記ヒートポンプユニット又は前記燃焼加熱器により温水を生成するように制御する制御装置を設けたことを特徴とする給湯暖房装置。
圧縮機、水冷媒熱交換器及び空気熱交換器を備えたヒートポンプユニット又は燃焼加熱器により生成された温水を貯湯タンク内に貯湯して温水暖房装置に供給するようにした給湯暖房装置であって、深夜電力の時間帯では前記ヒートポンプユニットにより温水を生成するように制御すると共にそれ以外の時間帯では前記燃焼加熱器により温水を生成するように制御する制御装置を設けたことを特徴とする給湯暖房装置。
圧縮機、水冷媒熱交換器及び空気熱交換器を備えたヒートポンプユニット又は燃焼加熱器により生成された温水を貯湯タンク内に貯湯して温水暖房装置に供給するようにした給湯暖房装置であって、深夜電力の時間帯では前記ヒートポンプユニットにより温水を生成するように制御すると共にそれ以外の時間帯では前記燃焼加熱器により温水を生成するように制御し、前記ヒートポンプユニット又は燃焼加熱器により温水を生成しているときにその加熱能力が不足する場合には両者により温水を生成するように制御する制御装置を設けたことを特徴とする給湯暖房装置。
前記燃焼加熱器が石油バーナであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の給湯暖房装置。