JP2009281639A - Air-conditioning and hot water supplying system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、温熱源で生成した温熱を室内の暖房と給湯に利用する空調・給湯システムに関するものである。 The present invention relates to an air conditioning / hot water system that uses warm heat generated by a warm heat source for indoor heating and hot water supply.
従来より、温熱源で生成した温熱を室内の暖房と給湯に利用する空調・給湯システムが知られている。例えば、特許文献1には、燃料電池と改質器を温熱源とする空調・給湯システムが開示されている。この空調・給湯システムでは、燃料電池や改質器の排熱を温熱として利用している。そして、この空調・給湯システムでは、燃料電池や改質器の排熱で加熱された水が貯湯タンクに蓄えられ、貯湯タンクに蓄えられた温水が室内の暖房や給湯に利用される。
2. Description of the Related Art Conventionally, air conditioning / hot water supply systems that use hot heat generated by a hot heat source for indoor heating and hot water supply are known. For example,
また、特許文献2には、給湯用と暖房用の温熱源として太陽熱集熱器を利用した空調・給湯システムが開示されている。この空調・給湯システムでは、太陽熱集熱器と冷凍サイクルを行うヒートポンプとが温熱源として併用されている。具体的に、この空調・給湯システムでは、ヒートポンプの冷媒回路に太陽熱集熱器が接続されており、太陽熱集熱器で冷媒に付与された太陽熱が水や空気の加熱に利用される。
確かに、給湯や暖房に太陽熱を利用できれば、給湯用や暖房用の温熱を生成するのに要する入力(例えば、ヒートポンプの圧縮機で消費される電力)を削減できる。しかしながら、太陽熱集熱器で集熱された太陽熱の温度レベル(即ち、太陽熱によって加熱された流体の温度)は、日照時間や気温等の気候条件によって大幅に変動する。そして、日照時間が短い場合や気温が低い場合には高い暖房能力が要求されるにも拘わらず、そのような場合には太陽熱集熱器で集熱された太陽熱の温度レベルが充分に上昇せず、太陽熱を用いて空調・暖房システムの入力を削減することができないおそれがある。このため、従来の太陽熱集熱器を備える空調・暖房システムでは、太陽熱集熱器で集熱された太陽熱を充分に利用できないおそれがあった。 Certainly, if solar heat can be used for hot water supply or heating, the input required to generate hot water for hot water supply or heating (for example, power consumed by the compressor of the heat pump) can be reduced. However, the temperature level of the solar heat collected by the solar heat collector (that is, the temperature of the fluid heated by the solar heat) varies greatly depending on climatic conditions such as sunshine duration and air temperature. In the case where the sunshine duration is short or the air temperature is low, a high heating capacity is required, but in such a case, the temperature level of the solar heat collected by the solar heat collector is sufficiently increased. Therefore, there is a possibility that the input of the air conditioning / heating system cannot be reduced using solar heat. For this reason, in the air conditioning / heating system provided with the conventional solar heat collector, there is a possibility that the solar heat collected by the solar heat collector cannot be sufficiently utilized.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽熱集熱器を備える空調・暖房システムにおいて、太陽熱集熱器で集熱された太陽熱の温度レベルがそれほど高くない場合でも太陽熱を利用可能とすることにある。 The present invention has been made in view of such points, and the object thereof is an air conditioning / heating system including a solar heat collector, even when the temperature level of solar heat collected by the solar heat collector is not so high. To make solar heat available.
第1の発明は、温熱を生成する温熱源(20)を備え、該温熱源(20)で生成した温熱を利用して室内を暖房する動作と、該温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された水を出湯する動作とを行う空調・給湯システムを対象とする。そして、太陽熱集熱器(91)を備え、該太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱を給湯用の水を加熱するためだけに利用するように構成されるものである。 1st invention is equipped with the heat source (20) which produces | generates heat, The operation | movement which heats a room using the heat produced | generated by this heat source (20), and the heat produced | generated by this heat source (20) Targeted are air conditioning and hot water supply systems that perform the operation of discharging heated water. The solar heat collector (91) is provided, and the solar heat collected by the solar heat collector (91) is used only for heating hot water.
第1の発明では、温熱源(20)で生成した温熱が、室内の暖房や給湯用の水の加熱に利用される。また、この発明において、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱は、給湯用の水を加熱するためだけに利用される。 In the first invention, the heat generated by the heat source (20) is used for heating the water for indoor heating or hot water supply. Moreover, in this invention, the solar heat collected with the solar heat collector (91) is utilized only for heating the water for hot water supply.
第2の発明は、上記第1の発明において、上記太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱によって加熱された第1の温水と、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された第2の温水のうち、上記第1の温水だけを出湯する第1動作と、上記第1の温水と上記第2の温水を混合して出湯する第2動作とを実行可能に構成された給湯用回路(80)を備えるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the first hot water heated by the solar heat collected by the solar heat collector (91) and the warm heat generated by the thermal source (20) are used. Among the second warm waters, the first operation for discharging only the first warm water and the second operation for mixing and discharging the first warm water and the second warm water can be performed. A hot water supply circuit (80) is provided.
第2の発明において、給湯用回路(80)は、第1動作と第2動作とが実行可能に構成される。第1動作中の給湯用回路(80)では、第1の温水と第2の温水のうち第1の温水だけが、給湯用の温水として給水栓や風呂などへ供給される。つまり、第1動作中において、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱だけが、給湯用の水を加熱するために用いられる。なお、第1動作中の給湯用回路(80)において、第1の温水は、上水道から供給された冷水と混合されてから給水栓や風呂へ供給されてもよい。一方、第2動作中の給湯用回路(80)では、第1の温水と第2の温水を混合したものが、給湯用の温水として給水栓や風呂などへ供給される。つまり、第2動作中において、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱と温熱源(20)で生成した温熱の両方が、給湯用の水を加熱するために用いられる。 In the second invention, the hot water supply circuit (80) is configured to be capable of executing the first operation and the second operation. In the hot water supply circuit (80) during the first operation, only the first hot water of the first hot water and the second hot water is supplied as hot water for hot water supply to a water faucet or a bath. That is, only the solar heat collected by the solar heat collector (91) during the first operation is used to heat water for hot water supply. In the hot water supply circuit (80) during the first operation, the first hot water may be supplied to the water faucet or bath after being mixed with the cold water supplied from the water supply. On the other hand, in the hot water supply circuit (80) during the second operation, a mixture of the first hot water and the second hot water is supplied as hot water for hot water supply to a water tap or a bath. That is, during the second operation, both the solar heat collected by the solar heat collector (91) and the heat generated by the heat source (20) are used to heat the water for hot water supply.
第3の発明は、上記第2の発明において、利用側熱交換器(35)を備えて該利用側熱交換器(35)と上記温熱源(20)の間で熱媒水を循環させる熱搬送回路(30)を備え、上記利用側熱交換器(35)へ流入した熱媒水の温熱を暖房に利用するように構成される一方、上記熱搬送回路(30)は、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された熱媒水の一部を給湯用の温水として上記給湯用回路(80)へ供給するように構成されるものである。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the heat which comprises the use side heat exchanger (35) and circulates the heat transfer water between the use side heat exchanger (35) and the heat source (20). The heat transfer circuit (30) includes the transfer circuit (30) and is configured to use the heat of the heat transfer water flowing into the use-side heat exchanger (35) for heating, while the heat transfer circuit (30) includes the heat source ( A part of the heat transfer water heated by the hot heat generated in 20) is supplied to the hot water supply circuit (80) as hot water for hot water supply.
第3の発明では、熱搬送回路(30)を循環する熱媒水によって、温熱源(20)で生成した温熱が利用側熱交換器(35)へ搬送される。そして、利用側熱交換器(35)へ搬送された温熱は、室内の暖房に利用される。また、熱搬送回路(30)を循環する熱媒水は、その一部が給湯用の温水として給湯用回路(80)へ供給され、給湯用回路(80)から給水栓や風呂などへ供給される。 In the third aspect of the invention, the heat generated by the heat source (20) is transferred to the use side heat exchanger (35) by the heat transfer water circulating in the heat transfer circuit (30). And the warm heat conveyed to the utilization side heat exchanger (35) is utilized for indoor heating. A part of the heat transfer water circulating in the heat transfer circuit (30) is supplied to the hot water supply circuit (80) as hot water for hot water supply, and is supplied from the hot water supply circuit (80) to a water tap or a bath. The
第4の発明は、上記第3の発明において、上記熱搬送回路(30)は、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された熱媒水を蓄えるための温水タンク(37)を備え、該温水タンク(37)に貯留された熱媒水を給湯用の温水として上記給湯用回路(80)へ供給するように構成されるものである。 In a fourth aspect based on the third aspect, the heat transfer circuit (30) includes a hot water tank (37) for storing heat transfer water heated by the heat generated by the heat source (20). The heat transfer water stored in the hot water tank (37) is supplied to the hot water supply circuit (80) as hot water for hot water supply.
第4の発明では、温熱源(20)で生成した温熱が、熱媒水の保有する熱量として温水タンク(37)に蓄えられる。温水タンク(37)に蓄えられた熱媒水は、給湯用の温水として給湯用回路(80)へ供給され、給湯用回路(80)から給水栓や風呂などへ供給される。 In the fourth invention, the heat generated by the heat source (20) is stored in the hot water tank (37) as the amount of heat held by the heat transfer water. The heat transfer water stored in the hot water tank (37) is supplied to the hot water supply circuit (80) as hot water for hot water supply, and is supplied from the hot water supply circuit (80) to a water tap or a bath.
第5の発明は、上記第4の発明において、上記熱搬送回路(30)は、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された熱媒水だけを上記利用側熱交換器(35)へ送る通常動作と、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された熱媒水を上記利用側熱交換器(35)と上記温水タンク(37)の両方へ送る蓄熱動作と、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された熱媒水と上記温水タンク(37)に貯留された熱媒水の両方を上記利用側熱交換器(35)へ送る利用動作とを選択的に行うように構成されるものである。 In a fifth aspect based on the fourth aspect, the heat transfer circuit (30) uses only the heat transfer water heated by the heat generated by the heat source (20) as the utilization side heat exchanger (35). Normal operation to send to, heat storage operation to send the heat transfer water heated by the heat generated by the heat source (20) to both the use side heat exchanger (35) and the hot water tank (37), and the heat Selectively using the heat transfer water heated by the heat generated in the source (20) and the heat transfer water stored in the hot water tank (37) to the use side heat exchanger (35) Is configured to do.
第5の発明では、熱搬送回路(30)が通常動作と蓄熱動作と利用動作を選択的に行うように構成される。通常動作では、温熱源(20)で生成した温熱だけが利用側熱交換器(35)へ搬送されて室内の暖房に利用される。従って、通常動作は、温熱で生成する温熱量と室内の暖房負荷が均衡している状態で行うのに適している。一方、蓄熱動作では、温熱源(20)で生成した温熱の一部が室内の暖房に利用され、その残りが温水タンク(37)に蓄えられる。温熱で生成する温熱量が室内の暖房負荷に対して多すぎる状態で蓄熱動作を行えば、余剰の温熱が温水タンク(37)に蓄えられる。また、利用動作では、温熱源(20)で生成した温熱の全てと、温水タンク(37)に蓄えられた温熱とが室内の暖房に利用される。温熱源(20)で生成する温熱が室内の暖房負荷に対して不足する状態で利用動作を行えば、温熱源(20)で生成する温熱量を増やさなくても、暖房負荷に見合った量の温熱が利用側熱交換器(35)へ供給される。 In the fifth invention, the heat transfer circuit (30) is configured to selectively perform the normal operation, the heat storage operation, and the use operation. In normal operation, only the heat generated by the heat source (20) is transferred to the use side heat exchanger (35) and used for room heating. Therefore, the normal operation is suitable for performing in a state where the amount of heat generated by the heat and the indoor heating load are balanced. On the other hand, in the heat storage operation, part of the heat generated by the heat source (20) is used for indoor heating, and the rest is stored in the hot water tank (37). If the heat storage operation is performed in a state in which the amount of heat generated by the heat is too much for the indoor heating load, excess heat is stored in the hot water tank (37). In the use operation, all of the heat generated by the heat source (20) and the heat stored in the hot water tank (37) are used for indoor heating. If the use operation is performed in a state where the heat generated by the heat source (20) is insufficient for the indoor heating load, the amount of heat corresponding to the heating load can be increased without increasing the amount of heat generated by the heat source (20). Warm heat is supplied to the use side heat exchanger (35).
本発明では、温熱源(20)で生成した温熱が室内の暖房や給湯用の水の加熱に利用される一方、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱が給湯用の水を加熱するためだけに利用される。ここで、給湯用の温水の温度は、例えば50℃以下の比較的低温に設定される場合が多い。また、給湯用の水を太陽熱だけで所定の設定温度にまで昇温できなくても、温熱源(20)の温熱を利用すれば、給湯用の水を所定の設定温度にまで昇温することは可能である。そして、その際には、温熱源(20)の温熱のうち給湯用の水の加熱に利用される分を、太陽熱の分だけ削減することができる。従って、本発明によれば、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱の温度レベルが室内の暖房に利用できないほど低い場合であっても、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱を給湯のために有効に利用することができる。 In the present invention, the heat generated by the heat source (20) is used to heat indoor water and water for hot water supply, while the solar heat collected by the solar heat collector (91) heats water for hot water supply. Used only to do. Here, the temperature of hot water for hot water supply is often set to a relatively low temperature of, for example, 50 ° C. or less. In addition, even if the temperature of the hot water supply cannot be raised to the predetermined set temperature only by solar heat, the temperature of the hot water supply can be raised to the predetermined set temperature by using the heat of the heat source (20). Is possible. At that time, the amount of the hot heat source (20) used for heating the hot water supply water can be reduced by the amount of solar heat. Therefore, according to the present invention, even when the temperature level of solar heat collected by the solar heat collector (91) is so low that it cannot be used for indoor heating, the solar heat collector (91) collects heat. Solar heat can be used effectively for hot water supply.
上記第2の発明の給湯用回路(80)では、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱によって加熱された水だけを給湯に利用する第1動作が実行可能となっている。従って、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱の温度レベルが充分に高い場合に第1動作を行えば、温熱源(20)で生成した温熱を全く消費せずに給湯を行うことができる。また、この発明の給湯用回路(80)では、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱によって加熱された水と上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された水とを混合して出湯する第2動作が実行可能となっている。従って、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱の温度レベルがそれ程高くない場合であっても、第2動作を行えば、太陽熱を給湯に利用でき、更には温熱源(20)で生成した温熱のうち給湯用に消費される分を、太陽熱の分だけ削減できる。 In the hot water supply circuit (80) of the second aspect of the invention, the first operation of using only water heated by solar heat collected by the solar heat collector (91) for hot water supply can be executed. Therefore, if the first operation is performed when the temperature level of the solar heat collected by the solar heat collector (91) is sufficiently high, hot water can be supplied without consuming any heat generated by the heat source (20). Can do. In the hot water supply circuit (80) of the present invention, the water heated by the solar heat collected by the solar heat collector (91) and the water heated by the heat generated by the heat source (20) are mixed. Thus, the second operation of taking out the hot water is executable. Therefore, even if the temperature level of the solar heat collected by the solar heat collector (91) is not so high, if the second operation is performed, the solar heat can be used for hot water supply, and further the heat source (20) Of the generated heat, the amount consumed for hot water supply can be reduced by the amount of solar heat.
上記第5の発明では、給湯用の温水として用いられる熱媒水を貯留するための温水タンク(37)を利用して、空調・給湯システム(10)の暖房能力を調節することができる。つまり、温熱で生成する温熱量が室内の暖房負荷に対して多すぎる場合には、蓄熱動作を行うことによって余剰の温熱が温水タンク(37)に蓄えられる。また、温熱源(20)で生成する温熱が室内の暖房負荷に対して不足する場合には、利用動作を行うことによって温熱源(20)で生成する温熱の不足分が温水タンク(37)に蓄えられた温熱によって補われる。従って、この発明によれば、例え温熱源(20)で生成する温熱量を調節できない場合であっても、温水タンク(37)を利用することによって空調・給湯システム(10)の暖房能力を暖房負荷に見合った値に設定することができる。 In the said 5th invention, the heating capability of an air-conditioning and hot-water supply system (10) can be adjusted using the hot water tank (37) for storing the heat-medium water used as hot water for hot-water supply. That is, when the amount of heat generated by the heat is too much for the indoor heating load, the excessive heat is stored in the hot water tank (37) by performing the heat storage operation. In addition, when the heat generated by the heat source (20) is insufficient for the indoor heating load, the shortage of heat generated by the heat source (20) is stored in the hot water tank (37) by performing the use operation. Compensated by the stored heat. Therefore, according to the present invention, even if the amount of heat generated by the heat source (20) cannot be adjusted, the heating capacity of the air conditioning / hot water supply system (10) is heated by using the hot water tank (37). The value can be set according to the load.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態は、熱源装置である室外ユニット(15)と、利用側回路である室内側回路(70)とを備える空調・給湯システム(10)である。この空調・給湯システム(10)は、室外ユニット(15)で生成した温熱を利用して室内の暖房を行うように構成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. This embodiment is an air conditioning / hot water supply system (10) including an outdoor unit (15) that is a heat source device and an indoor circuit (70) that is a use side circuit. The air conditioning / hot water supply system (10) is configured to heat the room using the heat generated by the outdoor unit (15).
本実施形態の空調・給湯システム(10)は、例えば寒冷地の一般家庭に設置するのに適したものである。なお、この空調・給湯システム(10)において、室内側回路(70)は、既設のものであってもよい。つまり、例えばボイラが熱源として室内側回路(70)に接続された暖房システムが家屋等に設置されている場合において、熱源であるボイラに代えて室外ユニット(15)を室内側回路(70)に接続してもよい。 The air conditioning / hot water supply system (10) of the present embodiment is suitable for installation in a general household in a cold region, for example. In the air conditioning / hot water supply system (10), the indoor circuit (70) may be an existing one. That is, for example, when a heating system in which a boiler is connected to the indoor circuit (70) as a heat source is installed in a house or the like, the outdoor unit (15) is replaced with the indoor circuit (70) instead of the boiler that is the heat source. You may connect.
図1に示すように、室外ユニット(15)には、温熱源であるヒートポンプユニット(20)と、熱搬送回路(30)と、給湯用回路(80)と、集熱用回路(90)とが設けられている。 As shown in FIG. 1, the outdoor unit (15) includes a heat pump unit (20) as a heat source, a heat transfer circuit (30), a hot water supply circuit (80), and a heat collection circuit (90). Is provided.
ヒートポンプユニット(20)には、冷媒が充填された冷媒回路(21)が収容されている。冷媒回路(21)には、いわゆるフロン冷媒が充填されている。但し、冷媒回路(21)の冷媒としては、フロン冷媒の代わりに二酸化炭素を用いてもよい。冷媒回路(21)には、圧縮機(22)と、熱源側熱交換器(23)と、膨張機構(24)と、室外熱交換器(25)とが順に接続されている。 The heat pump unit (20) accommodates a refrigerant circuit (21) filled with a refrigerant. The refrigerant circuit (21) is filled with so-called chlorofluorocarbon refrigerant. However, carbon dioxide may be used in place of the chlorofluorocarbon refrigerant as the refrigerant in the refrigerant circuit (21). A compressor (22), a heat source side heat exchanger (23), an expansion mechanism (24), and an outdoor heat exchanger (25) are sequentially connected to the refrigerant circuit (21).
圧縮機(22)は、運転容量が固定の圧縮機である。つまり、圧縮機(22)に設けられた電動機は、常に一定の回転速度で運転される。圧縮機(22)は、空調・給湯システム(10)の運転中は停止することなく連続運転を行う。つまり、圧縮機(22)は、熱搬送回路(30)で水が循環している間は停止することなく連続運転を行う。 The compressor (22) is a compressor having a fixed operating capacity. That is, the electric motor provided in the compressor (22) is always operated at a constant rotational speed. The compressor (22) operates continuously without stopping during the operation of the air conditioning / hot water supply system (10). That is, the compressor (22) performs continuous operation without stopping while water is circulating in the heat transfer circuit (30).
熱源側熱交換器(23)は、プレート式熱交換器であって、一次側通路(23a)と二次側通路(23b)とを複数ずつ備えている。熱源側熱交換器(23)は、一次側通路(23a)を流れる流体と、二次側通路(23b)を流れる流体とを熱交換させる。冷媒回路(21)には、熱源側熱交換器(23)の一次側通路(23a)が接続されている。膨張機構(24)は、開度可変の電子膨張弁である。室外熱交換器(25)は、冷媒を空気と熱交換させるフィン・アンド・チューブ熱交換器である。室外熱交換器(25)の近傍には、室外熱交換器(25)に室外空気を送るための室外ファン(26)が設けられている。 The heat source side heat exchanger (23) is a plate heat exchanger and includes a plurality of primary side passages (23a) and a plurality of secondary side passages (23b). The heat source side heat exchanger (23) exchanges heat between the fluid flowing through the primary side passage (23a) and the fluid flowing through the secondary side passage (23b). A primary passage (23a) of the heat source side heat exchanger (23) is connected to the refrigerant circuit (21). The expansion mechanism (24) is an electronic expansion valve with a variable opening. The outdoor heat exchanger (25) is a fin-and-tube heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and air. An outdoor fan (26) for sending outdoor air to the outdoor heat exchanger (25) is provided in the vicinity of the outdoor heat exchanger (25).
熱搬送回路(30)には、熱源側熱交換器(23)と、利用側熱交換器(35)と、温水タンクである蓄熱タンク(37)とが設けられている。また、熱搬送回路(30)には、熱源側熱媒体である熱源側熱媒水が充填されている。 The heat transfer circuit (30) is provided with a heat source side heat exchanger (23), a use side heat exchanger (35), and a heat storage tank (37) which is a hot water tank. The heat transfer circuit (30) is filled with heat source side heat transfer water that is a heat source side heat transfer medium.
利用側熱交換器(35)は、プレート式熱交換器であって、一次側通路(35a)と二次側通路(35b)とを複数ずつ備えている。利用側熱交換器(35)は、一次側通路(35a)を流れる流体と、二次側通路(35b)を流れる流体とを熱交換させる。熱搬送回路(30)には、利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)と、熱源側熱交換器(23)の二次側通路(23b)とが接続されている。また、利用側熱交換器(35)の二次側通路(35b)は、室内側回路(70)に接続されている。 The use side heat exchanger (35) is a plate heat exchanger and includes a plurality of primary side passages (35a) and a plurality of secondary side passages (35b). The use side heat exchanger (35) exchanges heat between the fluid flowing through the primary side passage (35a) and the fluid flowing through the secondary side passage (35b). A primary side passage (35a) of the use side heat exchanger (35) and a secondary side passage (23b) of the heat source side heat exchanger (23) are connected to the heat transfer circuit (30). Moreover, the secondary side channel | path (35b) of the utilization side heat exchanger (35) is connected to the indoor side circuit (70).
熱搬送回路(30)には、供給通路(31a)と戻り通路(31b)とが設けられている。供給通路(31a)は、その一端が熱源側熱交換器(23)の二次側通路(23b)の出口端に接続され、その他端が利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)の入口端に接続されている。供給通路(31a)には、開閉自在の第1開閉弁(41)が設けられている。一方、戻り通路(31b)は、その一端が利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)の出口端に接続され、その他端が熱源側熱交換器(23)の二次側通路(23b)の入口端に接続されている。戻り通路(31b)には、吐出量が可変のポンプ(36)が設けられている。また、戻り通路(31b)のうちポンプ(36)の上流側の部分には、利用側熱交換器(35)から流出した熱源側熱媒水の温度を計測するための出口温度センサ(16)が設けられている。 The heat transfer circuit (30) is provided with a supply passage (31a) and a return passage (31b). One end of the supply passage (31a) is connected to the outlet end of the secondary passage (23b) of the heat source side heat exchanger (23), and the other end thereof is the primary passage (35a) of the use side heat exchanger (35). ) Is connected to the inlet end. The supply passage (31a) is provided with a first open / close valve (41) that can be freely opened and closed. On the other hand, one end of the return passage (31b) is connected to the outlet end of the primary passage (35a) of the use side heat exchanger (35), and the other end is the secondary passage of the heat source side heat exchanger (23). (23b) connected to the inlet end. The return passage (31b) is provided with a pump (36) having a variable discharge amount. In addition, an outlet temperature sensor (16) for measuring the temperature of the heat-source-side heat transfer water flowing out from the use-side heat exchanger (35) is provided in an upstream portion of the pump (36) in the return passage (31b). Is provided.
蓄熱タンク(37)は、縦長の円筒状に形成された密閉容器である。蓄熱タンク(37)の内部空間は熱源側熱媒水で満たされており、その内部空間の上方ほど水温が高くなっている。蓄熱タンク(37)の頂部には、蓄熱タンク(37)の圧力を逃がすための逃し通路(57)が接続されている。逃し通路(57)には逃し弁(56)が設けられている。 The heat storage tank (37) is a sealed container formed in a vertically long cylindrical shape. The internal space of the heat storage tank (37) is filled with the heat-source-side heat transfer water, and the water temperature is higher above the internal space. An escape passage (57) for releasing the pressure of the heat storage tank (37) is connected to the top of the heat storage tank (37). A relief valve (56) is provided in the relief passage (57).
蓄熱タンク(37)の上端付近には、蓄熱タンク(37)に熱源側熱媒水を流入させるための入湯通路(61)の一端と、蓄熱タンク(37)から熱源側熱媒水を流出させるための出湯通路(64)の一端とが接続されている。 Near the upper end of the heat storage tank (37), one end of the hot water passage (61) for allowing the heat source side heat transfer water to flow into the heat storage tank (37) and the heat source side heat transfer water flow out from the heat storage tank (37). One end of the hot water outlet passage (64) is connected.
入湯通路(61)の他端は、供給通路(31a)における熱源側熱交換器(23)と第1開閉弁(41)の間に接続されている。入湯通路(61)には、開閉自在の第2開閉弁(42)が設けられている。 The other end of the hot water passage (61) is connected between the heat source side heat exchanger (23) and the first on-off valve (41) in the supply passage (31a). The hot water passage (61) is provided with a second on-off valve (42) that can be freely opened and closed.
出湯通路(64)は、その他端側が第1分岐通路(64a)と第2分岐通路(64b)に分岐している。出湯通路(64)の第1分岐通路(64a)は、供給通路(31a)における第1開閉弁(41)と利用側熱交換器(35)の間に接続されている。この第1分岐通路(64a)には、開閉自在の第5開閉弁(45)が設けられている。出湯通路(64)の第2分岐通路(64b)は、後述する給湯用回路(80)の第2混合弁(87)に接続されている。 The other end of the hot water passage (64) branches into a first branch passage (64a) and a second branch passage (64b). The first branch passage (64a) of the hot water passage (64) is connected between the first on-off valve (41) and the use side heat exchanger (35) in the supply passage (31a). The first branch passage (64a) is provided with a fifth open / close valve (45) that can be freely opened and closed. The second branch passage (64b) of the hot water passage (64) is connected to a second mixing valve (87) of the hot water supply circuit (80) described later.
戻り通路(31b)では、利用側熱交換器(35)とポンプ(36)の間に第1連通通路(62a)の一端が接続され、ポンプ(36)と熱源側熱交換器(23)の間に第2連通通路(62b)の一端が接続されている。第1連通通路(62a)及び第2連通通路(62b)の他端は、蓄熱タンク(37)の底部に接続された合流通路(63)に接続されている。 In the return passage (31b), one end of the first communication passage (62a) is connected between the use side heat exchanger (35) and the pump (36), and the pump (36) and the heat source side heat exchanger (23) are connected. One end of the second communication passage (62b) is connected between them. The other ends of the first communication passage (62a) and the second communication passage (62b) are connected to a merge passage (63) connected to the bottom of the heat storage tank (37).
第1連通通路(62a)は、蓄熱タンク(37)の下部をポンプ(36)の吸入側に連通させるための通路である。第1連通通路(62a)には、開閉自在の第4開閉弁(44)が設けられている。一方、第2連通通路(62b)は、蓄熱タンク(37)の下部をポンプ(36)の吐出側に連通させるための通路である。第2連通通路(62b)には、開閉自在の第3開閉弁(43)が設けられている。 The first communication passage (62a) is a passage for communicating the lower part of the heat storage tank (37) to the suction side of the pump (36). A fourth open / close valve (44) that can be freely opened and closed is provided in the first communication passage (62a). On the other hand, the second communication passage (62b) is a passage for communicating the lower part of the heat storage tank (37) to the discharge side of the pump (36). A third open / close valve (43) that can be freely opened and closed is provided in the second communication passage (62b).
本実施形態の熱搬送回路(30)では、第1〜第5の各開閉弁(41〜45)を制御することによって、熱源側熱交換器(23)で加熱された熱源側熱媒水だけを各利用側熱交換器(35)へ供給する通常動作と、熱源側熱交換器(23)で加熱された熱源側熱媒水を各利用側熱交換器(35)と蓄熱タンク(37)の両方へ供給する蓄熱動作と、熱源側熱交換器(23)で加熱された熱源側熱媒水と蓄熱タンク(37)内の熱源側熱媒水の両方を各利用側熱交換器(35)へ供給する利用動作の3種類の動作のうち何れかが行われる。 In the heat transfer circuit (30) of the present embodiment, only the heat source side heat transfer water heated by the heat source side heat exchanger (23) is controlled by controlling the first to fifth on-off valves (41 to 45). Normal operation to supply each use side heat exchanger (35) and heat source side heat transfer water heated by the heat source side heat exchanger (23) to each use side heat exchanger (35) and heat storage tank (37) The heat storage operation supplied to both the heat source side heat transfer water heated in the heat source side heat exchanger (23) and the heat source side heat transfer water in the heat storage tank (37) are used for each use side heat exchanger (35 Any one of the three types of use operations to be supplied to () is performed.
給湯用回路(80)には、3つの給水通路(81〜83)と、1つの給湯通路(85)と、1つの集熱タンク(95)とが設けられている。 The hot water supply circuit (80) is provided with three water supply passages (81 to 83), one hot water supply passage (85), and one heat collection tank (95).
集熱タンク(95)は、縦長の円筒状に形成された密閉容器である。集熱タンク(95)の内部空間は給湯用の水で満たされており、その内部空間の上方ほど水温が高くなっている。集熱タンク(95)の頂部には、集熱タンク(95)の圧力を逃がすための逃し通路(97)が接続されている。逃し通路(97)には逃し弁(96)が設けられている。 The heat collection tank (95) is a sealed container formed in a vertically long cylindrical shape. The internal space of the heat collecting tank (95) is filled with water for hot water supply, and the water temperature is higher above the internal space. An escape passage (97) for releasing the pressure of the heat collection tank (95) is connected to the top of the heat collection tank (95). A relief valve (96) is provided in the relief passage (97).
第1給水通路(81)と第2給水通路(82)は、それぞれの始端が上水道に接続されている。第1給水通路(81)の終端は、集熱タンク(95)の底部に接続されている。第2給水通路(82)の終端は熱搬送回路(30)の合流通路(63)に接続されている。第2給水通路(82)には、逆止弁(84)が設けられている。この逆止弁(84)は、第2給水通路(82)の始端から終端へ向かう水の流通を許容し、第2給水通路(82)の終端から始端へ向かう水の流通を阻止する。第3給水通路(83)は、その始端が第2給水通路(82)における逆止弁(84)の下流側に接続され、その終端が後述する第1混合弁(86)に接続されている。 Each of the first water supply passage (81) and the second water supply passage (82) has a starting end connected to the water supply. The terminal end of the first water supply passage (81) is connected to the bottom of the heat collecting tank (95). The terminal end of the second water supply passage (82) is connected to the junction passage (63) of the heat transfer circuit (30). A check valve (84) is provided in the second water supply passage (82). The check valve (84) allows water to flow from the start end to the end of the second water supply passage (82), and prevents water flow from the end to the start end of the second water supply passage (82). The start end of the third water supply passage (83) is connected to the downstream side of the check valve (84) in the second water supply passage (82), and the end thereof is connected to a first mixing valve (86) described later. .
給湯通路(85)は、その始端が集熱タンク(95)の頂部に接続され、その終端が給水栓(89)に接続されている。また、給湯回路の始端付近には、集熱タンク(95)から給湯通路(85)へ流入した水の温度を計測するための給湯側温度センサ(88)が取り付けられている。 The hot water supply passage (85) has a start end connected to the top of the heat collecting tank (95) and an end connected to the water tap (89). Further, a hot water supply side temperature sensor (88) for measuring the temperature of water flowing from the heat collecting tank (95) into the hot water supply passage (85) is attached near the start end of the hot water supply circuit.
給湯通路(85)には、その始端から終端へ向かって順に、第1混合弁(86)と第2混合弁(87)とが配置されている。上述したように、第1混合弁(86)には、第3給水通路(83)が接続されている。この第1混合弁(86)は、第3給水通路(83)から給湯通路(85)へ流入する水の流量を調節可能に構成されている。また、上述したように、第2混合弁(87)には、出湯通路(64)の第2分岐通路(64b)が接続されている。この第2混合弁(87)は、第2分岐通路(64b)から給湯通路(85)へ流入する水の流量を調節可能に構成されている。 In the hot water supply passage (85), a first mixing valve (86) and a second mixing valve (87) are arranged in order from the start end to the end. As described above, the third water supply passage (83) is connected to the first mixing valve (86). This 1st mixing valve (86) is comprised so that adjustment of the flow volume of the water which flows in into a hot water supply channel | path (85) from a 3rd water supply channel | path (83) is possible. Further, as described above, the second branch passage (64b) of the hot water passage (64) is connected to the second mixing valve (87). This 2nd mixing valve (87) is comprised so that adjustment of the flow volume of the water which flows in into a hot water supply channel | path (85) from a 2nd branch channel | path (64b) is possible.
集熱用回路(90)は、太陽熱集熱器(91)と、集熱用熱交換器(92)と、集熱用ポンプ(93)とが直列に接続された閉回路である。集熱用回路(90)にはブライン等の熱媒体が充填されている。集熱用ポンプ(93)を運転すると、集熱用回路(90)では、太陽熱集熱器(91)と集熱用熱交換器(92)の間を熱媒体が循環する。太陽熱集熱器(91)は、家屋の屋根等に設置され、流入した熱媒体を太陽熱によって加熱するように構成されている。集熱用熱交換器(92)は、集熱タンク(95)の内部に収容されている。この集熱用熱交換器(92)は、太陽熱集熱器(91)から送られてきた熱媒体を、集熱タンク(95)内の水と熱交換させるように構成されている。 The heat collecting circuit (90) is a closed circuit in which a solar heat collector (91), a heat collecting heat exchanger (92), and a heat collecting pump (93) are connected in series. The heat collecting circuit (90) is filled with a heat medium such as brine. When the heat collecting pump (93) is operated, in the heat collecting circuit (90), the heat medium circulates between the solar heat collector (91) and the heat collecting heat exchanger (92). The solar heat collector (91) is installed on the roof of a house or the like, and is configured to heat the flowing heat medium with solar heat. The heat collecting heat exchanger (92) is accommodated in the heat collecting tank (95). This heat collecting heat exchanger (92) is configured to exchange heat with the water in the heat collecting tank (95) from the heat medium sent from the solar heat collector (91).
本実施形態の給湯用回路(80)では、第1混合弁(86)と第2混合弁(87)を制御することによって、集熱タンク(95)と蓄熱タンク(37)のうち集熱タンク(95)だけから給湯通路(85)へ温水が供給される第1動作と、集熱タンク(95)と蓄熱タンク(37)の両方から給湯通路(85)へ温水が供給される第2動作の何れか一方が行われる。 In the hot water supply circuit (80) of the present embodiment, the heat collecting tank (95) and the heat storage tank (37) are controlled by controlling the first mixing valve (86) and the second mixing valve (87). A first operation in which hot water is supplied only from (95) to the hot water supply passage (85) and a second operation in which hot water is supplied from both the heat collection tank (95) and the heat storage tank (37) to the hot water supply passage (85) Either of these is performed.
コントローラ(50)は、出口温度センサ(16)の計測値に基づいて通常動作と蓄熱動作と利用動作の何れか一つを選択し、選択した動作を熱搬送回路(30)に行わせるように構成されている。また、コントローラ(50)は、給湯側温度センサ(88)の計測値に基づいて第1動作と第2動作の何れか一方を選択し、選択した動作を給湯用回路(80)に行わせるように構成されている。 The controller (50) selects one of the normal operation, the heat storage operation and the use operation based on the measured value of the outlet temperature sensor (16), and causes the heat transfer circuit (30) to perform the selected operation. It is configured. The controller (50) selects either the first operation or the second operation based on the measured value of the hot water supply side temperature sensor (88), and causes the hot water supply circuit (80) to perform the selected operation. It is configured.
室内側回路(70)は、利用側熱媒体である利用側熱媒水が充填された閉回路である。室内側回路(70)には、空調用熱交換器である室内熱交換器(75)が複数設けられている。室内熱交換器(75)は、室内を区画する区画部材である床面材の裏側に設置される床暖房用のラジエータや、室内空間に設置されるラジエータである。 The indoor circuit (70) is a closed circuit filled with use side heat transfer water that is a use side heat medium. The indoor circuit (70) is provided with a plurality of indoor heat exchangers (75) that are heat exchangers for air conditioning. An indoor heat exchanger (75) is a radiator for floor heating installed in the back side of the floor material which is a division member which divides a room, and a radiator installed in indoor space.
室内側回路(70)において、複数の室内熱交換器(75)は、互いに並列に接続されている。具体的に、室内側回路(70)では、利用側熱交換器(35)の二次側通路(35b)の出口端に供給側ヘッダ(73)が接続され、この供給側ヘッダ(73)に各室内熱交換器(75)の一端が接続されている。また、室内側回路(70)では、利用側熱交換器(35)の二次側通路(35b)の入口端に戻り側ヘッダ(74)が接続され、この戻り側ヘッダ(74)に各室内熱交換器(75)の他端が接続されている。 In the indoor circuit (70), the plurality of indoor heat exchangers (75) are connected in parallel to each other. Specifically, in the indoor side circuit (70), the supply side header (73) is connected to the outlet end of the secondary side passage (35b) of the use side heat exchanger (35), and the supply side header (73) One end of each indoor heat exchanger (75) is connected. In the indoor circuit (70), a return header (74) is connected to the inlet end of the secondary passage (35b) of the use side heat exchanger (35), and each return header (74) is connected to each indoor header (74). The other end of the heat exchanger (75) is connected.
室内側回路(70)には、戻り側ヘッダ(74)と利用側熱交換器(35)の間に、室内用ポンプ(76)が設けられている。室内用ポンプ(76)は、その吐出流量が固定となっている。また、室内用ポンプ(76)の吸入側には、利用側熱媒水の体積変化を吸収するための密閉容器状の膨張タンク(78)が接続されている。 The indoor circuit (70) is provided with an indoor pump (76) between the return header (74) and the use side heat exchanger (35). The discharge flow rate of the indoor pump (76) is fixed. Further, a closed container-like expansion tank (78) is connected to the suction side of the indoor pump (76) to absorb the volume change of the use-side heat transfer water.
−運転動作−
本実施形態の空調・給湯システム(10)の動作について説明する。なお、この空調・給湯システム(10)では、電源がオンになっている間は、冷媒回路(21)の圧縮機(22)と、熱搬送回路(30)のポンプ(36)と、室内側回路(70)の室内用ポンプ(76)とが連続運転を行う。
-Driving action-
The operation of the air conditioning / hot water supply system (10) of this embodiment will be described. In this air conditioning and hot water supply system (10), while the power is on, the compressor (22) of the refrigerant circuit (21), the pump (36) of the heat transfer circuit (30), and the indoor side The indoor pump (76) of the circuit (70) performs continuous operation.
この空調・給湯システム(10)において、室外ユニット(15)の熱搬送回路(30)は、通常動作と蓄熱動作と利用動作を選択的に行う。一方、室内側回路(70)と、室外ユニット(15)のヒートポンプユニット(20)及び集熱用回路(90)とは、熱搬送回路(30)が何れの動作を行っている場合も、同じ動作を行う。更に、室外ユニット(15)の給湯用回路(80)は、第1動作と第2動作を選択的に行う。この給湯用回路(80)は、熱搬送回路(30)が何れの動作を行っている場合でも、給水栓(89)が開かれた場合には、第1動作と第2動作の一方を行う。 In the air conditioning / hot water supply system (10), the heat transfer circuit (30) of the outdoor unit (15) selectively performs a normal operation, a heat storage operation, and a use operation. On the other hand, the indoor circuit (70), the heat pump unit (20) and the heat collecting circuit (90) of the outdoor unit (15) are the same regardless of which operation the heat transfer circuit (30) performs. Perform the action. Furthermore, the hot water supply circuit (80) of the outdoor unit (15) selectively performs the first operation and the second operation. This hot water supply circuit (80) performs one of the first operation and the second operation when the water faucet (89) is opened, regardless of which operation the heat transfer circuit (30) performs. .
ここでは、先ず室内側回路(70)と集熱用回路(90)とヒートポンプユニット(20)の動作を説明し、次に熱搬送回路(30)の通常動作と蓄熱動作と利用動作を順に説明し、最後に給湯用回路(80)の第1動作と第2動作を順に説明する。 Here, the operation of the indoor circuit (70), the heat collecting circuit (90), and the heat pump unit (20) will be described first, and then the normal operation, heat storage operation, and use operation of the heat transfer circuit (30) will be described in order. Finally, the first operation and the second operation of the hot water supply circuit (80) will be described in order.
〈室内側回路の動作〉
室内側回路(70)の動作について説明する。室内用ポンプ(76)の運転中において、室内側回路(70)では、利用側熱交換器(35)と室内熱交換器(75)の間を利用側熱媒水が循環する。
<Operation of indoor circuit>
The operation of the indoor circuit (70) will be described. During the operation of the indoor pump (76), the utilization side heat transfer water circulates between the utilization side heat exchanger (35) and the indoor heat exchanger (75) in the indoor circuit (70).
具体的に、利用側熱交換器(35)の二次側通路(35b)へ流入した利用側熱媒水は、その一次側通路(35a)を流れる熱源側熱媒水によって加熱される。利用側熱交換器(35)で加熱された利用側熱媒水は、供給側ヘッダ(73)へ流入して各室内熱交換器(75)へ分配される。室内熱交換器(75)では、利用側熱媒水が放熱し、利用側熱媒水の温度が低下する。各室内熱交換器(75)で放熱した利用側熱媒水は、戻り側ヘッダ(74)へ流入して合流してから室内用ポンプ(76)へ吸い込まれ、その後に利用側熱交換器(35)の二次側通路(35b)へ流入する。 Specifically, the use side heat transfer water flowing into the secondary side passage (35b) of the use side heat exchanger (35) is heated by the heat source side heat transfer water flowing through the primary side passage (35a). The utilization side heat transfer water heated by the utilization side heat exchanger (35) flows into the supply side header (73) and is distributed to each indoor heat exchanger (75). In the indoor heat exchanger (75), the use-side heat transfer water dissipates heat, and the temperature of the use-side heat transfer water decreases. The usage-side heat transfer water radiated by each indoor heat exchanger (75) flows into the return header (74), joins it, and is sucked into the indoor pump (76), and then the usage-side heat exchanger ( It flows into the secondary passage (35b) of 35).
〈集熱用回路の動作〉
集熱用回路(90)の動作について説明する。集熱用ポンプ(93)の運転中において、集熱用回路(90)では、太陽熱集熱器(91)と集熱用熱交換器(92)との間で熱媒体が循環する。具体的に、太陽熱集熱器(91)へ流入した熱媒体は、太陽熱によって加熱され、その後に集熱用熱交換器(92)へ送られる。集熱用熱交換器(92)へ流入した熱媒体は、集熱タンク(95)内の水へ放熱する。そして、集熱用熱交換器(92)で温度低下した熱媒体は、再び太陽熱集熱器(91)へ送られて加熱される。つまり、集熱用回路(90)の動作中において、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱は、集熱タンク(95)内の水を加熱するのに利用され、水の顕熱として集熱タンク(95)内に蓄えられる。
<Operation of heat collecting circuit>
The operation of the heat collecting circuit (90) will be described. During operation of the heat collecting pump (93), in the heat collecting circuit (90), the heat medium circulates between the solar heat collector (91) and the heat collecting heat exchanger (92). Specifically, the heat medium flowing into the solar heat collector (91) is heated by solar heat and then sent to the heat collecting heat exchanger (92). The heat medium flowing into the heat collecting heat exchanger (92) dissipates heat to the water in the heat collecting tank (95). Then, the heat medium whose temperature has decreased in the heat collecting heat exchanger (92) is sent again to the solar heat collector (91) and heated. That is, during the operation of the heat collecting circuit (90), the solar heat collected by the solar heat collector (91) is used to heat the water in the heat collecting tank (95), and the sensible heat of the water Is stored in the heat collecting tank (95).
〈ヒートポンプユニットの動作〉
ヒートポンプユニット(20)の動作について説明する。ヒートポンプユニット(20)の冷媒回路(21)では、冷媒が循環することによって冷凍サイクルが行われる。また、冷媒回路(21)では、膨張機構(24)の開度が適宜調節される。
<Operation of heat pump unit>
The operation of the heat pump unit (20) will be described. In the refrigerant circuit (21) of the heat pump unit (20), a refrigeration cycle is performed by circulating the refrigerant. In the refrigerant circuit (21), the opening degree of the expansion mechanism (24) is appropriately adjusted.
具体的に、圧縮機(22)から吐出された冷媒は、熱源側熱交換器(23)の一次側通路(23a)へ流入し、二次側通路(23b)の熱源側熱媒水へ放熱して凝縮する。熱源側熱交換器(23)で凝縮した冷媒は、膨張機構(24)を通過する際に膨張し、その後に室外熱交換器(25)において室外ファン(26)が送る室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器(25)で蒸発した冷媒は、圧縮機(22)に戻って圧縮され、再び吐出される。 Specifically, the refrigerant discharged from the compressor (22) flows into the primary side passage (23a) of the heat source side heat exchanger (23) and dissipates heat to the heat source side heat transfer water in the secondary side passage (23b). And condense. The refrigerant condensed in the heat source side heat exchanger (23) expands when passing through the expansion mechanism (24), and then absorbs heat from the outdoor air sent by the outdoor fan (26) in the outdoor heat exchanger (25). Evaporate. The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (25) returns to the compressor (22), is compressed, and is discharged again.
〈熱搬送回路の通常動作〉
図2に示すように、通常動作では、第1開閉弁(41)が開状態に設定され、第2開閉弁(42)、第3開閉弁(43)、第4開閉弁(44)及び第5開閉弁(45)が閉状態に設定される。通常動作中において、熱搬送回路(30)では、熱源側熱交換器(23)で加熱された熱源側熱媒水だけが利用側熱交換器(35)へ供給される。
<Normal operation of heat transfer circuit>
As shown in FIG. 2, in the normal operation, the first on-off valve (41) is set to the open state, and the second on-off valve (42), the third on-off valve (43), the fourth on-off valve (44), and the 5 The on-off valve (45) is set to the closed state. During normal operation, in the heat transfer circuit (30), only the heat source side heat transfer water heated by the heat source side heat exchanger (23) is supplied to the use side heat exchanger (35).
熱源側熱交換器(23)の二次側通路(23b)へ流入した熱源側熱媒水は、その一次側通路(23a)を流れる冷媒によって加熱される。熱源側熱交換器(23)で加熱された熱源側熱媒水は、供給通路(31a)を通って利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)へ流入する。利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)では、熱源側熱媒水が二次側通路(35b)の利用側熱媒水へ放熱し、熱源側熱媒水の温度が低下する。利用側熱交換器(35)で放熱した熱源側熱媒水は、戻り通路(31b)を通ってポンプ(36)へ吸い込まれ、その後に熱源側熱交換器(23)の二次側通路(23b)へ流入する。 The heat source side heat transfer water flowing into the secondary side passage (23b) of the heat source side heat exchanger (23) is heated by the refrigerant flowing through the primary side passage (23a). The heat source side heat transfer water heated by the heat source side heat exchanger (23) flows into the primary side passage (35a) of the use side heat exchanger (35) through the supply passage (31a). In the primary side passage (35a) of the use side heat exchanger (35), the heat source side heat transfer water dissipates heat to the use side heat transfer water of the secondary side passage (35b), and the temperature of the heat source side heat transfer water decreases. . The heat-source-side heat transfer water radiated by the use-side heat exchanger (35) is sucked into the pump (36) through the return passage (31b), and then the secondary-side passage ( 23b).
通常動作中は、ヒートポンプユニット(20)での冷凍サイクルにより生成した温熱が熱源側熱媒水に付与され、熱源側熱媒水に付与された温熱が更に利用側熱媒水に付与される。そして、利用側熱媒水に付与された温熱が、室内の暖房に利用される。 During normal operation, the heat generated by the refrigeration cycle in the heat pump unit (20) is given to the heat source side heat transfer water, and the heat given to the heat source side heat transfer water is further given to the use side heat transfer water. And the warm heat given to utilization side heat transfer water is used for indoor heating.
〈熱搬送回路の蓄熱動作〉
図3に示すように、蓄熱動作では、第1開閉弁(41)、第2開閉弁(42)及び第4開閉弁(44)が開状態に設定され、第3開閉弁(43)及び第5開閉弁(45)が閉状態に設定される。ポンプ(36)の吐出流量は、通常動作中と同じ値に設定される。蓄熱動作中において、熱搬送回路(30)では、熱源側熱交換器(23)で加熱された熱源側熱媒水が、利用側熱交換器(35)と蓄熱タンク(37)の両方へ供給される。
<Heat storage operation of heat transfer circuit>
As shown in FIG. 3, in the heat storage operation, the first on-off valve (41), the second on-off valve (42), and the fourth on-off valve (44) are set in the open state, and the third on-off valve (43) and the second on-off valve (43) 5 The on-off valve (45) is set to the closed state. The discharge flow rate of the pump (36) is set to the same value as during normal operation. During the heat storage operation, in the heat transfer circuit (30), the heat source side heat transfer water heated by the heat source side heat exchanger (23) is supplied to both the use side heat exchanger (35) and the heat storage tank (37). Is done.
熱源側熱交換器(23)の二次側通路(23b)へ流入した熱源側熱媒水は、その一次側通路(23a)を流れる冷媒によって加熱される。熱源側熱交換器(23)で加熱された熱源側熱媒水は、その一部が供給通路(31a)を通って利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)へ流入し、残りが入湯通路(61)へ流入する。利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)へ流入した熱源側熱媒水は、通常動作中と同様に、二次側通路(35b)の利用側熱媒水へ放熱した後に戻り通路(31b)へ流入する。 The heat source side heat transfer water flowing into the secondary side passage (23b) of the heat source side heat exchanger (23) is heated by the refrigerant flowing through the primary side passage (23a). Part of the heat source side heat transfer water heated by the heat source side heat exchanger (23) flows into the primary side passage (35a) through the supply passage (31a), The rest flows into the hot water passage (61). The heat source side heat transfer water flowing into the primary side passage (35a) of the use side heat exchanger (35) returns after radiating heat to the use side heat transfer water of the secondary side passage (35b) as in normal operation. It flows into the passage (31b).
一方、入湯通路(61)へ流入した熱源側熱媒水は、蓄熱タンク(37)の内部空間の上端部へ流入する。蓄熱タンク(37)からは、その内部空間の底部に存在する低温の熱源側熱媒水が、合流通路(63)へ押し出されてゆく。このため、蓄熱タンク(37)の内部空間では、高温の熱源側熱媒水の量が増加する。つまり、蓄熱タンク(37)に蓄えられる温熱量が増加する。蓄熱タンク(37)から合流通路(63)へ流出する熱源側熱媒水の流量は、入湯通路(61)から蓄熱タンク(37)へ流入する熱源側熱媒水の流量と等しくなる。蓄熱タンク(37)から合流通路(63)へ流出した熱源側熱媒水は、利用側熱交換器(35)で放熱した熱源側熱媒水と合流してポンプ(36)へ吸い込まれ、その後に熱源側熱交換器(23)の二次側通路(23b)へ流入する。 On the other hand, the heat source side heat transfer water flowing into the hot water passage (61) flows into the upper end portion of the internal space of the heat storage tank (37). From the heat storage tank (37), the low-temperature heat source side heat transfer water present at the bottom of the internal space is pushed out to the junction passage (63). For this reason, in the internal space of the heat storage tank (37), the amount of high-temperature heat source side heat transfer water increases. That is, the amount of heat stored in the heat storage tank (37) increases. The flow rate of the heat source side heat transfer water flowing out from the heat storage tank (37) to the junction passage (63) is equal to the flow rate of the heat source side heat transfer water flowing into the heat storage tank (37) from the hot water supply passage (61). The heat-source-side heat transfer water flowing out from the heat storage tank (37) to the merge passage (63) joins the heat-source-side heat transfer water radiated by the use-side heat exchanger (35), and is sucked into the pump (36). Into the secondary side passage (23b) of the heat source side heat exchanger (23).
蓄熱動作中は、ヒートポンプユニット(20)での冷凍サイクルにより生成した温熱が熱源側熱媒水に付与される。熱源側熱媒水に付与された温熱は、その一部が利用側熱媒水に付与されて室内の暖房に利用され、残りが蓄熱タンク(37)に蓄えられる。 During the heat storage operation, the heat generated by the refrigeration cycle in the heat pump unit (20) is applied to the heat source side heat transfer water. A part of the heat given to the heat source side heat transfer water is given to the use side heat transfer water and used for indoor heating, and the rest is stored in the heat storage tank (37).
〈熱搬送回路の利用動作〉
図4に示すように、利用動作では、第1開閉弁(41)、第3開閉弁(43)及び第5開閉弁(45)が開状態に設定され、第2開閉弁(42)及び第4開閉弁(44)が閉状態に設定される。ポンプ(36)の吐出流量は、通常動作中よりも大きな値に設定される。利用動作中において、熱搬送回路(30)では、熱源側熱交換器(23)で加熱された熱源側熱媒水と、蓄熱タンク(37)内に貯留されている高温の熱源側熱媒水とが、利用側熱交換器(35)へ供給される。
<Use operation of heat transfer circuit>
As shown in FIG. 4, in the use operation, the first on-off valve (41), the third on-off valve (43), and the fifth on-off valve (45) are set in the open state, and the second on-off valve (42) and the second on-off valve (42) 4 The on-off valve (44) is set to the closed state. The discharge flow rate of the pump (36) is set to a larger value than during normal operation. During the use operation, in the heat transfer circuit (30), the heat source side heat transfer water heated by the heat source side heat exchanger (23) and the high temperature heat source side heat transfer water stored in the heat storage tank (37) Are supplied to the use side heat exchanger (35).
熱源側熱交換器(23)の二次側通路(23b)へ流入した熱源側熱媒水は、その一次側通路(23a)を流れる冷媒によって加熱される。熱源側熱交換器(23)で加熱された熱源側熱媒水は、供給通路(31a)を通って利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)へ流入する。 The heat source side heat transfer water flowing into the secondary side passage (23b) of the heat source side heat exchanger (23) is heated by the refrigerant flowing through the primary side passage (23a). The heat source side heat transfer water heated by the heat source side heat exchanger (23) flows into the primary side passage (35a) of the use side heat exchanger (35) through the supply passage (31a).
一方、蓄熱タンク(37)には、その内部空間の底部へ合流通路(63)から熱源側熱媒水が送り込まれる。このため、蓄熱タンク(37)からは、その内部空間の上部に存在する高温の熱源側熱媒水が、出湯通路(64)へ押し出されてゆく。蓄熱タンク(37)から出湯通路(64)へ流出した熱源側熱媒水は、利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)へ流入する。 On the other hand, heat source side heat transfer water is fed into the heat storage tank (37) from the junction passage (63) to the bottom of the internal space. For this reason, from the heat storage tank (37), the high-temperature heat source side heat transfer water present in the upper part of the internal space is pushed out to the hot water passage (64). The heat source side heat transfer water flowing out from the heat storage tank (37) to the hot water passage (64) flows into the primary side passage (35a) of the use side heat exchanger (35).
蓄熱タンク(37)の内部空間では、高温の熱源側熱媒水の量が減少する。つまり、蓄熱タンク(37)に蓄えられる温熱量が減少する。蓄熱タンク(37)から出湯通路(64)へ流出する熱源側熱媒水の流量は、合流通路(63)から蓄熱タンク(37)へ流入する熱源側熱媒水の流量と等しくなる。 In the internal space of the heat storage tank (37), the amount of high-temperature heat source side heat transfer water decreases. That is, the amount of heat stored in the heat storage tank (37) decreases. The flow rate of the heat source side heat transfer water flowing out from the heat storage tank (37) to the hot water passage (64) is equal to the flow rate of the heat source side heat transfer water flowing into the heat storage tank (37) from the merge passage (63).
利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)へ流入した熱源側熱媒水は、通常動作中と同様に、二次側通路(35b)の利用側熱媒水へ放熱した後に戻り通路(31b)へ流入する。戻り通路(31b)へ流入した熱源側熱媒水は、ポンプ(36)へ吸い込まれる。ポンプ(36)から吐出された熱源側熱媒水は、その一部が熱源側熱交換器(23)の二次側通路(23b)へ流入し、その残りが合流通路(63)を通って蓄熱タンク(37)へ流入する。熱源側熱交換器(23)の二次側通路(23b)へ流入した熱源側熱媒水は、通常動作中と同様に、一次側通路(23a)の冷媒によって加熱される。 The heat source side heat transfer water flowing into the primary side passage (35a) of the use side heat exchanger (35) returns after radiating heat to the use side heat transfer water of the secondary side passage (35b) as in normal operation. It flows into the passage (31b). The heat source side heat transfer water flowing into the return passage (31b) is sucked into the pump (36). Part of the heat source side heat transfer water discharged from the pump (36) flows into the secondary side passage (23b) of the heat source side heat exchanger (23), and the rest passes through the junction passage (63). It flows into the heat storage tank (37). The heat-source-side heat transfer water flowing into the secondary-side passage (23b) of the heat-source-side heat exchanger (23) is heated by the refrigerant in the primary-side passage (23a) as in normal operation.
利用動作中は、ヒートポンプユニット(20)での冷凍サイクルにより生成した温熱と、蓄熱タンク(37)に蓄えられていた温熱の両方が利用側熱媒水に付与される。そして、利用側熱媒水に付与された温熱が、室内の暖房に利用される。 During the use operation, both the heat generated by the refrigeration cycle in the heat pump unit (20) and the heat stored in the heat storage tank (37) are given to the use-side heat transfer water. And the warm heat given to utilization side heat transfer water is used for indoor heating.
〈給湯用回路の第1動作〉
図5に示すように、第1動作では、第1混合弁(86)が第3給水通路(83)から給湯通路(85)への水の流入を許容する状態に設定され、第2混合弁(87)が出湯通路(64)の第2分岐通路(64b)から給湯通路(85)への水の流入を阻止する状態に設定される。
<First operation of hot water supply circuit>
As shown in FIG. 5, in the first operation, the first mixing valve (86) is set to a state allowing the inflow of water from the third water supply passage (83) to the hot water supply passage (85). (87) is set to a state in which the inflow of water from the second branch passage (64b) of the hot water supply passage (64) to the hot water supply passage (85) is blocked.
第1動作中の給湯用回路(80)では、上水道から第1給水通路(81)と第2給水通路(82)へ水が供給される。第1給水通路(81)へ流入した水は、集熱タンク(95)の底部へ流入する。このため、集熱タンク(95)の上部に存在する温水は、集熱タンク(95)から給湯通路(85)へ押し出される。一方、第2給水通路(82)へ流入した水(冷水)は、第3給水通路(83)を通って第1混合弁(86)へ流入する。 In the hot water supply circuit (80) during the first operation, water is supplied from the water supply to the first water supply passage (81) and the second water supply passage (82). The water that has flowed into the first water supply passage (81) flows into the bottom of the heat collecting tank (95). For this reason, the hot water existing in the upper part of the heat collecting tank (95) is pushed out from the heat collecting tank (95) to the hot water supply passage (85). On the other hand, the water (cold water) flowing into the second water supply passage (82) flows into the first mixing valve (86) through the third water supply passage (83).
給湯通路(85)を流れる給湯用の温水は、第3給水通路(83)から第1混合弁(86)へ流入した冷水と混合される。その際、コントローラは、第1混合弁(86)から流出する温水の温度がユーザにより設定された給湯設定温度となるように、第1混合弁(86)を操作して第3給水通路(83)から第1混合弁(86)へ流入する冷水の量を調節する。第1混合弁(86)から流出した温水は、第2混合弁(87)を通過し、その後に給水栓(89)へ供給される。なお、集熱タンク(95)から給湯通路(85)へ流出した水の温度(即ち、給湯側温度センサ(88)の計測値)が給湯設定温度と同等である場合は、第1混合弁(86)が第3給水通路(83)から給湯通路(85)への水の流入を阻止する状態に設定されることも有り得る。 Hot water for hot water flowing through the hot water supply passage (85) is mixed with cold water flowing into the first mixing valve (86) from the third water supply passage (83). At this time, the controller operates the first mixing valve (86) so that the temperature of the hot water flowing out from the first mixing valve (86) becomes the hot water supply set temperature set by the user, so that the third water supply passage (83 ) To adjust the amount of cold water flowing into the first mixing valve (86). The hot water flowing out from the first mixing valve (86) passes through the second mixing valve (87) and is then supplied to the water tap (89). When the temperature of the water flowing out from the heat collecting tank (95) to the hot water supply passage (85) (that is, the measured value of the hot water supply side temperature sensor (88)) is equal to the hot water supply set temperature, the first mixing valve ( It is possible that 86) is set to a state in which the inflow of water from the third water supply passage (83) to the hot water supply passage (85) is blocked.
給湯用回路(80)の第1動作中は、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱によって暖められた水が、給湯用の温水として給水栓(89)へ供給される。つまり、第1動作中において、蓄熱タンク(37)に蓄えられた温熱は全く消費されず、集熱タンク(95)に蓄えられた温熱(太陽熱)だけが消費される。 During the first operation of the hot water supply circuit (80), the water heated by the solar heat collected by the solar heat collector (91) is supplied to the water tap (89) as hot water for hot water supply. That is, during the first operation, the heat stored in the heat storage tank (37) is not consumed at all, and only the heat (solar heat) stored in the heat collection tank (95) is consumed.
〈給湯用回路の第2動作〉
図6に示すように、第2動作では、第1混合弁(86)が第3給水通路(83)から給湯通路(85)への水の流入を阻止する状態に設定され、第2混合弁(87)が出湯通路(64)の第2分岐通路(64b)から給湯通路(85)への水の流入を許容する状態に設定される。
<Second operation of hot water supply circuit>
As shown in FIG. 6, in the second operation, the first mixing valve (86) is set to a state in which the inflow of water from the third water supply passage (83) to the hot water supply passage (85) is prevented. (87) is set so as to allow the inflow of water from the second branch passage (64b) of the hot water supply passage (64) into the hot water supply passage (85).
第2動作中の給湯用回路(80)では、上水道から第1給水通路(81)と第2給水通路(82)へ水が供給される。第1給水通路(81)へ流入した水は、集熱タンク(95)の底部へ流入する。このため、集熱タンク(95)の上部に存在する水は、集熱タンク(95)から給湯通路(85)へ押し出される。集熱タンク(95)から給湯通路(85)へ流入した水は、第1混合弁(86)を通過後に第2混合弁(87)へ流入する。 In the hot water supply circuit (80) during the second operation, water is supplied from the water supply to the first water supply passage (81) and the second water supply passage (82). The water that has flowed into the first water supply passage (81) flows into the bottom of the heat collecting tank (95). For this reason, the water which exists in the upper part of the heat collecting tank (95) is extruded from the heat collecting tank (95) to the hot water supply channel (85). The water flowing into the hot water supply passage (85) from the heat collecting tank (95) passes through the first mixing valve (86) and then flows into the second mixing valve (87).
一方、第2給水通路(82)へ流入した水は、合流通路(63)を通って蓄熱タンク(37)の底部へ流入する。このため、蓄熱タンク(37)の上部に存在する高温の熱媒水(温水)は、蓄熱タンク(37)から出湯通路(64)へ押し出される。蓄熱タンク(37)から出湯通路(64)へ流入した熱媒水は、第2分岐通路(64b)を通って第2混合弁(87)へ流入する。 On the other hand, the water that has flowed into the second water supply passage (82) flows into the bottom of the heat storage tank (37) through the merge passage (63). For this reason, the high-temperature heat transfer water (warm water) existing in the upper part of the heat storage tank (37) is pushed out from the heat storage tank (37) to the hot water passage (64). The heat transfer water that has flowed from the heat storage tank (37) into the hot water passage (64) flows into the second mixing valve (87) through the second branch passage (64b).
給湯通路(85)を流れる給湯用の水は、出湯通路(64)の第2分岐通路(64b)から第2混合弁(87)へ流入した高温の熱媒水と混合される。その際、コントローラは、第2混合弁(87)から流出する温水の温度がユーザにより設定された給湯設定温度となるように、第2混合弁(87)を操作して第2分岐通路(64b)から第2混合弁(87)へ流入する熱媒水の量を調節する。第2混合弁(87)から流出した温水は、その後に給水栓(89)へ供給される。 The hot water supply water flowing through the hot water supply passage (85) is mixed with the high-temperature heat transfer water flowing into the second mixing valve (87) from the second branch passage (64b) of the hot water supply passage (64). At that time, the controller operates the second mixing valve (87) so that the temperature of the hot water flowing out from the second mixing valve (87) becomes the hot water supply set temperature set by the user, and the second branch passage (64b). ) To adjust the amount of heat transfer water flowing into the second mixing valve (87). The hot water flowing out from the second mixing valve (87) is then supplied to the water tap (89).
給湯用回路(80)の第2動作中は、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱によって暖められた水と、蓄熱タンク(37)に貯留された高温の熱媒水とが、給湯用の温水として給水栓(89)へ供給される。つまり、第2動作中において、集熱タンク(95)に蓄えられた温熱(太陽熱)と、蓄熱タンク(37)に蓄えられた温熱とが消費される。 During the second operation of the hot water supply circuit (80), the water heated by the solar heat collected by the solar heat collector (91) and the high-temperature heat transfer water stored in the heat storage tank (37) It is supplied to the water tap (89) as hot water for hot water supply. That is, during the second operation, the heat (solar heat) stored in the heat collection tank (95) and the heat stored in the heat storage tank (37) are consumed.
なお、日照のない雨天時等には、太陽熱集熱器(91)で太陽熱を殆ど集熱できない場合があり、その場合には、第1給水通路(81)から集熱タンク(95)へ供給される水の温度と、集熱タンク(95)の上部における水温とが殆ど同じになる。このような場合に行われる第2動作では、蓄熱タンク(37)に蓄えられた温熱だけが消費される。 In the case of rainy days without sunlight, solar heat collector (91) may not be able to collect solar heat. In that case, supply to heat collection tank (95) from first water supply passage (81). The temperature of the water to be discharged and the water temperature at the top of the heat collecting tank (95) are almost the same. In the second operation performed in such a case, only the heat stored in the heat storage tank (37) is consumed.
−コントローラの熱搬送回路に対する制御動作−
コントローラ(50)が熱搬送回路(30)に対して行う制御動作について説明する。コントローラ(50)には、出口温度センサ(16)の計測値(To)と、室内の設定温度(Ts)とが入力される。そして、コントローラ(50)は、入力されたこれらの値に基づいて通常動作と蓄熱動作と利用動作のうちの一つを選択し、選択した動作を熱搬送回路(30)に実行させるように構成されている。
-Control operation of controller heat transfer circuit-
Control operations performed by the controller (50) on the heat transfer circuit (30) will be described. The controller (50) receives the measured value (To) of the outlet temperature sensor (16) and the indoor set temperature (Ts). The controller (50) is configured to select one of the normal operation, the heat storage operation, and the use operation based on these input values, and to cause the heat transfer circuit (30) to execute the selected operation. Has been.
コントローラ(50)には、熱搬送回路(30)の動作を選択するための第1判定値(T1)及び第2判定値(T2)が、予め設定されている。第1判定値(T1)はプラスの値になっており、第2判定値(T2)はマイナスの値になっている。また、第1判定値(T1)と第2判定値(T2)は、それぞれの絶対値が互いに等しくなっている。そして、コントローラ(50)は、出口温度センサ(16)の計測値(To)と室内の設定温度(Ts)との差(To−Ts)を、第1判定値(T1)及び第2判定値(T2)と比較し、その結果に基づいて通常動作と蓄熱動作と利用動作のうちの一つを選択する。 In the controller (50), a first determination value (T1) and a second determination value (T2) for selecting the operation of the heat transfer circuit (30) are set in advance. The first determination value (T1) is a positive value, and the second determination value (T2) is a negative value. Further, the first determination value (T1) and the second determination value (T2) have the same absolute value. Then, the controller (50) determines the difference (To−Ts) between the measured value (To) of the outlet temperature sensor (16) and the indoor set temperature (Ts) as the first determination value (T1) and the second determination value. Compared with (T2), one of the normal operation, the heat storage operation, and the use operation is selected based on the result.
コントローラ(50)は、下記の式1が成立する場合、つまり、利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)の出口における熱源側熱媒水の温度の実測値が基準範囲(T2+Ts以上T1+Ts以下の範囲)内の値であると判断した場合には、通常動作を選択する。
式1:T2≦To−Ts≦T1
When the
Formula 1: T2 ≦ To−Ts ≦ T1
上記の式1が成立する場合には、出口温度センサ(16)の計測値(To)と室内の設定温度(Ts)との差がそれほど大きくなく、室内熱交換器(75)の暖房能力が室内の暖房負荷と概ね均衡していると判断できる。そこで、この場合には、コントローラ(50)が通常動作を選択する。コントローラ(50)は、通常動作を選択すると、第1開閉弁(41)を開状態に設定し、第2開閉弁(42)、第3開閉弁(43)、第4開閉弁(44)及び第5開閉弁(45)を閉状態に設定することによって、熱搬送回路(30)に通常動作を実行させる。
When the
コントローラ(50)は、下記の式2が成立する場合、つまり、利用側熱交換器(35)の一次側通路(35a)の出口における熱源側熱媒水の温度の実測値が基準範囲の上限値(T1+Ts)を上回ると判断した場合には、蓄熱動作を選択する。
式2:T1<To−Ts
When the following equation 2 is established, the controller (50) is, in other words, the measured value of the temperature of the heat source side heat transfer water at the outlet of the primary side passage (35a) of the use side heat exchanger (35) is the upper limit of the reference range. When it is determined that the value (T1 + Ts) is exceeded, the heat storage operation is selected.
Formula 2: T1 <To-Ts
上記の式2が成立する場合は、出口温度センサ(16)の計測値(To)が室内の設定温度(Ts)を大幅に上回っており、室内熱交換器(75)の暖房能力が室内の暖房負荷に対して大きすぎると判断できる。そこで、この場合には、コントローラ(50)が蓄熱動作を選択する。コントローラ(50)は、蓄熱動作を選択すると、第1開閉弁(41)、第2開閉弁(42)及び第4開閉弁(44)を開状態に設定し、第3開閉弁(43)及び第5開閉弁(45)を閉状態に設定することによって、熱搬送回路(30)に蓄熱動作を実行させる。また、コントローラ(50)は、ポンプ(36)の吐出流量を通常動作中と同じ値に設定する。 When the above equation 2 holds, the measured value (To) of the outlet temperature sensor (16) is significantly higher than the indoor set temperature (Ts), and the heating capacity of the indoor heat exchanger (75) is indoors. It can be determined that it is too large for the heating load. Therefore, in this case, the controller (50) selects the heat storage operation. When the controller (50) selects the heat storage operation, the controller opens the first on-off valve (41), the second on-off valve (42), and the fourth on-off valve (44), and opens the third on-off valve (43) and By setting the fifth on-off valve (45) to a closed state, the heat transfer circuit (30) is caused to perform a heat storage operation. The controller (50) sets the discharge flow rate of the pump (36) to the same value as during normal operation.
コントローラ(50)は、下記の式3が成立する場合、つまり、各利用側熱交換器(35)を通過した水の温度が基準範囲の下限値(T2+Ts)を下回ると判断した場合には、利用動作を選択する。
式3:To−Ts<T2
When the controller (50) determines that the following Equation 3 is satisfied, that is, when the temperature of the water that has passed through each use-side heat exchanger (35) is below the lower limit (T2 + Ts) of the reference range, Select usage behavior.
Formula 3: To-Ts <T2
上記の式3が成立する場合は、出口温度センサ(16)の計測値(To)が室内の設定温度(Ts)を大幅に下回っており、室内熱交換器(75)の暖房能力が室内の暖房負荷に対して小さすぎると判断できる。そこで、この場合には、コントローラ(50)が利用動作を選択する。コントローラ(50)は、利用動作を選択すると、第1開閉弁(41)、第3開閉弁(43)及び第5開閉弁(45)を開状態に設定し、第2開閉弁(42)及び第4開閉弁(44)を閉状態に設定することによって、熱搬送回路(30)に利用動作を実行させる。また、コントローラ(50)は、ポンプ(36)の吐出流量を通常動作中よりも大きな値に設定する。 When the above equation 3 holds, the measured value (To) of the outlet temperature sensor (16) is significantly lower than the indoor set temperature (Ts), and the heating capacity of the indoor heat exchanger (75) is indoors. It can be judged that it is too small with respect to a heating load. Therefore, in this case, the controller (50) selects the use operation. When the controller (50) selects the use operation, the controller (50) sets the first on-off valve (41), the third on-off valve (43), and the fifth on-off valve (45) to the open state, and the second on-off valve (42) and By setting the fourth on-off valve (44) to the closed state, the heat transfer circuit (30) is caused to perform the use operation. In addition, the controller (50) sets the discharge flow rate of the pump (36) to a larger value than during normal operation.
−コントローラの給湯用回路に対する制御動作−
コントローラ(50)が給湯用回路(80)に対して行う制御動作について説明する。コントローラ(50)には、給湯側温度センサ(88)の計測値(Tw)と、ユーザーにより設定された給湯設定温度(Tws)とが入力される。そして、コントローラ(50)は、入力されたこれらの値に基づいて第1動作と第2動作のうちの一つを選択し、選択した動作を給湯用回路(80)に実行させるように構成されている。
-Control action for controller's hot water supply circuit-
A control operation performed by the controller (50) on the hot water supply circuit (80) will be described. The controller (50) receives the measured value (Tw) of the hot water supply side temperature sensor (88) and the hot water supply set temperature (Tws) set by the user. The controller (50) is configured to select one of the first operation and the second operation based on these input values and cause the hot water supply circuit (80) to execute the selected operation. ing.
給水栓(89)が開かれると、コントローラ(50)は、給湯側温度センサ(88)の計測値(Tw)と、ユーザーにより設定された給湯設定温度(Tws)とを比較する。そして、給湯側温度センサ(88)の計測値が給湯設定温度以上の値である場合(Tw≧Tws)、コントローラ(50)は、集熱タンク(95)内の温水だけを用いて給水栓(89)から流出する温水の温度を給湯設定温度にすることができると判断し、第1動作を選択する。一方、給湯側温度センサ(88)の計測値が給湯設定温度未満の値である場合(Tw<Tws)、コントローラ(50)は、蓄熱タンク(37)を用いなければ給水栓(89)から流出する温水の温度を給湯設定温度にすることができないと判断し、第2動作を選択する。 When the water tap (89) is opened, the controller (50) compares the measured value (Tw) of the hot water supply side temperature sensor (88) with the hot water supply set temperature (Tws) set by the user. When the measured value of the hot water supply side temperature sensor (88) is a value equal to or higher than the hot water supply set temperature (Tw ≧ Tws), the controller (50) uses only hot water in the heat collecting tank (95). It is determined that the temperature of the hot water flowing out from 89) can be set to the hot water supply set temperature, and the first operation is selected. On the other hand, when the measured value of the hot water supply side temperature sensor (88) is less than the hot water supply set temperature (Tw <Tws), the controller (50) flows out of the water tap (89) unless the heat storage tank (37) is used. It is determined that the temperature of the hot water to be used cannot be the hot water supply set temperature, and the second operation is selected.
−実施形態の効果−
本実施形態では、ヒートポンプユニット(20)で生成した温熱が室内の暖房や給湯用の水の加熱に利用される一方、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱が給湯用の水を加熱するためだけに利用される。ここで、給湯用の温水の温度は、例えば50℃以下の比較的低温に設定される場合が多い。また、給湯用の水を太陽熱だけで所定の設定温度にまで昇温できなくても、ヒートポンプユニット(20)の温熱を利用すれば、給湯用の水を所定の設定温度にまで昇温することは可能である。そして、その際には、ヒートポンプユニット(20)の温熱のうち給湯用の水の加熱に利用される分を、太陽熱の分だけ削減することができる。従って、本実施形態によれば、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱の温度レベルが室内の暖房に利用できないほど低い場合であっても、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱を給湯のために有効に利用することができる。
-Effect of the embodiment-
In the present embodiment, the heat generated by the heat pump unit (20) is used for indoor heating or for heating hot water, while the solar heat collected by the solar heat collector (91) is used to supply hot water. Used only for heating. Here, the temperature of hot water for hot water supply is often set to a relatively low temperature of, for example, 50 ° C. or less. In addition, even if the water for hot water supply cannot be raised to a predetermined set temperature only by solar heat, the water for hot water supply can be raised to a predetermined set temperature by using the heat of the heat pump unit (20). Is possible. And in that case, the part utilized for the heating of the water for hot water supply among the heat of the heat pump unit (20) can be reduced by the part of solar heat. Therefore, according to this embodiment, even if the temperature level of the solar heat collected by the solar heat collector (91) is so low that it cannot be used for indoor heating, the solar heat collector (91) collects heat. The solar heat generated can be used effectively for hot water supply.
また、本実施形態の給湯用回路(80)では、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱によって加熱された水だけを出湯する第1動作が実行可能となっている。従って、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱の温度レベルが充分に高い場合に第1動作を行えば、ヒートポンプユニット(20)で生成した温熱を全く消費せずに給湯を行うことができる。また、この給湯用回路(80)では、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱によって加熱された水と上記ヒートポンプユニット(20)で生成した温熱によって加熱された水とを混合して出湯する第2動作が実行可能となっている。従って、太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱の温度レベルがそれ程高くない場合であっても、第2動作を行えば、太陽熱を給湯に利用でき、更にはヒートポンプユニット(20)で生成した温熱のうち給湯用に消費される分を、太陽熱の分だけ削減できる。 Moreover, in the hot water supply circuit (80) of the present embodiment, the first operation of discharging only the water heated by the solar heat collected by the solar heat collector (91) can be executed. Therefore, if the first operation is performed when the temperature level of the solar heat collected by the solar heat collector (91) is sufficiently high, hot water can be supplied without consuming the heat generated by the heat pump unit (20). Can do. In the hot water supply circuit (80), water heated by solar heat collected by the solar heat collector (91) and water heated by the heat generated by the heat pump unit (20) are mixed. The second operation of taking out the hot water is executable. Therefore, even if the temperature level of the solar heat collected by the solar heat collector (91) is not so high, if the second operation is performed, the solar heat can be used for hot water supply, and further the heat pump unit (20) Of the generated heat, the amount consumed for hot water supply can be reduced by the amount of solar heat.
ところで、冷媒回路(21)での冷凍サイクルにより得られる温熱量は、冷媒回路(21)における冷媒の循環量によって決まる。一方、冷媒回路(21)における冷媒の循環量が変化すると、それに伴って冷凍サイクルの成績係数(COP)も変化する。その理由としては、熱交換器を通過する冷媒の流速が変化すると熱交換器の性能が変化することや、圧縮機の回転速度が変化すると圧縮機の効率が変化すること等が挙げられる。 Incidentally, the amount of heat obtained by the refrigeration cycle in the refrigerant circuit (21) is determined by the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit (21). On the other hand, when the refrigerant circulation amount in the refrigerant circuit (21) changes, the coefficient of performance (COP) of the refrigeration cycle also changes accordingly. The reason is that the performance of the heat exchanger changes when the flow rate of the refrigerant passing through the heat exchanger changes, or the efficiency of the compressor changes when the rotation speed of the compressor changes.
一方、暖房能力の調節を冷凍サイクルによって得られる温熱量の変更だけによって行う場合は、冷媒回路(21)における冷媒の循環量の変動幅が大きくなってしまう。その結果、冷媒回路(21)での冷媒の循環量(具体的には、圧縮機(22)の回転速度)を高い成績係数が得られない値に設定せざるを得なくなる時間が長くなり、室外ユニット(15)の運転効率が低下するおそれがあった。 On the other hand, when the heating capacity is adjusted only by changing the amount of heat obtained by the refrigeration cycle, the fluctuation range of the refrigerant circulation amount in the refrigerant circuit (21) becomes large. As a result, the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit (21) (specifically, the rotational speed of the compressor (22)) has to be set to a value that does not provide a high coefficient of performance, and the time becomes longer. The operating efficiency of the outdoor unit (15) could be reduced.
それに対し、本実施形態では、熱搬送回路(30)が通常動作と蓄熱動作と利用動作を選択的に行うように構成される。そして、冷凍サイクルで得られる温熱量が暖房負荷と均衡する場合は通常動作を、冷凍サイクルで得られる温熱量が暖房負荷に対して多すぎる場合は蓄熱動作を、冷凍サイクルで得られる温熱量が暖房負荷に対して少なすぎる場合は利用動作をそれぞれ行えば、冷媒回路(21)で得られる温熱量を能動的に調節できなくても、室内熱交換器(75)で得られる暖房能力を暖房負荷に応じて調節することが可能となる。 On the other hand, in this embodiment, the heat transfer circuit (30) is configured to selectively perform a normal operation, a heat storage operation, and a use operation. When the amount of heat obtained in the refrigeration cycle is balanced with the heating load, normal operation is performed.When the amount of heat obtained in the refrigeration cycle is too much for the heating load, heat storage operation is performed. If there is too little for the heating load, the heating capacity obtained by the indoor heat exchanger (75) can be heated even if the usage amount is not adjusted, if the amount of heat obtained by the refrigerant circuit (21) cannot be actively adjusted. It can be adjusted according to the load.
つまり、本実施形態によれば、冷媒回路(21)の圧縮機(22)の回転速度が固定されているにも拘わらず、室内熱交換器(75)で得られる暖房能力を暖房負荷に応じて調節できる。従って、本実施形態によれば、室内熱交換器(75)での暖房能力を調節可能にすると共に、圧縮機(22)の回転速度を高い成績係数が得られる値に保つことができ、室外ユニット(15)の運転効率を向上させることが可能となる。 That is, according to the present embodiment, the heating capacity obtained by the indoor heat exchanger (75) is set according to the heating load even though the rotational speed of the compressor (22) of the refrigerant circuit (21) is fixed. Can be adjusted. Therefore, according to the present embodiment, the heating capacity in the indoor heat exchanger (75) can be adjusted, and the rotational speed of the compressor (22) can be maintained at a value that provides a high coefficient of performance. The operation efficiency of the unit (15) can be improved.
−実施形態の変形例1−
本実施形態の空調・給湯システム(10)は、燃料電池や発電機を駆動するガスエンジンを温熱源とするものであってもよい。ここでは、ヒートポンプユニット(20)と共に燃料電池やガスエンジン等を温熱源として備える空調・給湯システム(10)について説明する。
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The air conditioning / hot water supply system (10) of this embodiment may use a gas engine that drives a fuel cell or a generator as a heat source. Here, an air conditioning / hot water supply system (10) provided with a heat pump unit (20) and a fuel cell, a gas engine or the like as a heat source will be described.
図7に示すように、本変形例の空調・給湯システム(10)には、熱搬送回路(30)に第2熱源側熱交換器(32)が追加されている。また、それに伴い、本変形例の熱搬送回路(30)では、ヒートポンプユニット(20)に接続される熱源側熱交換器が第1熱源側熱交換器(23)となっている。 As shown in FIG. 7, in the air conditioning / hot water supply system (10) of the present modification, a second heat source side heat exchanger (32) is added to the heat transfer circuit (30). Accordingly, in the heat transfer circuit (30) of the present modification, the heat source side heat exchanger connected to the heat pump unit (20) is the first heat source side heat exchanger (23).
第2熱源側熱交換器(32)は、プレート式熱交換器であって、一次側通路(32a)と二次側通路(32b)とを複数ずつ備えている。第2熱源側熱交換器(32)は、一次側通路(32a)を流れる流体と、二次側通路(32b)を流れる流体とを熱交換させる。 The second heat source side heat exchanger (32) is a plate heat exchanger and includes a plurality of primary side passages (32a) and a plurality of secondary side passages (32b). The second heat source side heat exchanger (32) exchanges heat between the fluid flowing through the primary side passage (32a) and the fluid flowing through the secondary side passage (32b).
第2熱源側熱交換器(32)の一次側通路(32a)には、燃料電池やガスエンジン等から排出された高温の排気ガスや冷却水が導入される。一方、第2熱源側熱交換器(32)の二次側通路(32b)は、熱搬送回路(30)の供給通路(31a)に接続されている。具体的に、この供給通路(31a)では、第1熱源側熱交換器(23)と入湯通路(61)の接続箇所との間に、第2熱源側熱交換器(32)の二次側通路(32b)が接続されている。 Hot exhaust gas and cooling water discharged from a fuel cell, a gas engine or the like are introduced into the primary passage (32a) of the second heat source side heat exchanger (32). On the other hand, the secondary side passage (32b) of the second heat source side heat exchanger (32) is connected to the supply passage (31a) of the heat transfer circuit (30). Specifically, in the supply passage (31a), the secondary side of the second heat source side heat exchanger (32) is connected between the first heat source side heat exchanger (23) and the hot water passage (61). The passage (32b) is connected.
本実施形態の熱搬送回路(30)において、利用側熱交換器(35)で放熱した熱源側熱媒水は、先ず第1熱源側熱交換器(23)で冷媒回路(21)の冷媒によって加熱され、その後に第2熱源側熱交換器(32)で燃料電池やガスエンジン等の排気ガスや冷却水によって加熱される。そして、利用側熱交換器(35)や蓄熱タンク(37)には、第2熱源側熱交換器(32)の二次側通路(32b)を通過した熱源側熱媒水が供給される。 In the heat transfer circuit (30) of the present embodiment, the heat-source-side heat transfer water radiated by the use-side heat exchanger (35) is first used by the refrigerant in the refrigerant circuit (21) in the first heat source-side heat exchanger (23). After that, the second heat source side heat exchanger (32) is heated by exhaust gas such as a fuel cell or a gas engine or cooling water. Then, the heat-source-side heat transfer water that has passed through the secondary-side passage (32b) of the second heat-source-side heat exchanger (32) is supplied to the use-side heat exchanger (35) and the heat storage tank (37).
−実施形態の変形例2−
上記実施形態の空調・給湯システム(10)において、室内側回路(70)は、内部を循環する利用側熱媒水が大気と接触しない閉回路となっているが、この室内側回路(70)は、内部を循環する利用側熱媒水が大気と接触する開放回路となっていてもよい。開放回路に構成された室内側回路(70)には、密閉容器状の膨張タンク(78)に代えて、内部の水面が大気と接触する開放タンクが接続される。
-Modification 2 of embodiment-
In the air conditioning / hot water supply system (10) of the above embodiment, the indoor side circuit (70) is a closed circuit in which the use side heat transfer water circulating inside does not come into contact with the atmosphere. May be an open circuit in which the use-side heat transfer water circulating inside contacts with the atmosphere. The indoor side circuit (70) configured as an open circuit is connected to an open tank in which the water surface inside is in contact with the atmosphere, instead of the expansion container (78) in the form of a sealed container.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、空調システムに設けられる熱源装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for the heat source device provided in the air conditioning system.
10 空調・給湯システム
20 ヒートポンプユニット(温熱源)
30 熱搬送回路
35 利用側熱交換器
37 温水タンク
80 給湯用回路
91 太陽熱集熱器
10 Air conditioning and hot water supply system
20 Heat pump unit (heat source)
30 Heat transfer circuit
35 User-side heat exchanger
37 Hot water tank
80 Hot water supply circuit
91 Solar collector
Claims (5)
太陽熱集熱器(91)を備え、該太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱を給湯用の水を加熱するためだけに利用するように構成されている
ことを特徴とする空調・給湯システム。 A heat source (20) for generating heat, an operation for heating the room using the heat generated by the heat source (20), and water heated by the heat generated by the heat source (20) An air conditioning / hot water system that performs
An air conditioner comprising a solar heat collector (91) and configured to use solar heat collected by the solar heat collector (91) only for heating water for hot water supply. Hot water system.
上記太陽熱集熱器(91)で集熱された太陽熱によって加熱された第1の温水と、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された第2の温水のうち、上記第1の温水だけを出湯する第1動作と、上記第1の温水と上記第2の温水を混合して出湯する第2動作とを実行可能に構成された給湯用回路(80)を備えている
ことを特徴とする空調・給湯システム。 In claim 1,
Of the first warm water heated by the solar heat collected by the solar heat collector (91) and the second warm water heated by the warm heat generated by the heat source (20), the first warm water A hot water supply circuit (80) configured to execute a first operation for discharging only hot water and a second operation for mixing and discharging the first hot water and the second hot water. Air conditioning and hot water supply system.
利用側熱交換器(35)を備えて該利用側熱交換器(35)と上記温熱源(20)の間で熱媒水を循環させる熱搬送回路(30)を備え、上記利用側熱交換器(35)へ流入した熱媒水の温熱を暖房に利用するように構成される一方、
上記熱搬送回路(30)は、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された熱媒水の一部を給湯用の温水として上記給湯用回路(80)へ供給するように構成されている
ことを特徴とする空調・給湯システム。 In claim 2,
A heat transfer circuit (30) that circulates heat transfer water between the use side heat exchanger (35) and the heat source (20) with a use side heat exchanger (35), and uses the use side heat exchange While configured to use the heat of the heat transfer water flowing into the vessel (35) for heating,
The heat transfer circuit (30) is configured to supply a part of the heat transfer water heated by the heat generated by the heat source (20) to the hot water supply circuit (80) as hot water for hot water supply. Air conditioning and hot water supply system characterized by
上記熱搬送回路(30)は、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された熱媒水を蓄えるための温水タンク(37)を備え、該温水タンク(37)に貯留された熱媒水を給湯用の温水として上記給湯用回路(80)へ供給するように構成されている
ことを特徴とする空調・給湯システム。 In claim 3,
The heat transfer circuit (30) includes a hot water tank (37) for storing heat medium water heated by the heat generated by the heat source (20), and the heat medium stored in the hot water tank (37). An air conditioning / hot water supply system configured to supply water to the hot water supply circuit (80) as hot water for hot water supply.
上記熱搬送回路(30)は、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された熱媒水だけを上記利用側熱交換器(35)へ送る通常動作と、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された熱媒水を上記利用側熱交換器(35)と上記温水タンク(37)の両方へ送る蓄熱動作と、上記温熱源(20)で生成した温熱によって加熱された熱媒水と上記温水タンク(37)に貯留された熱媒水の両方を上記利用側熱交換器(35)へ送る利用動作とを選択的に行うように構成されている
ことを特徴とする空調・給湯システム。 In claim 4,
The heat transfer circuit (30) includes a normal operation for sending only the heat transfer water heated by the heat generated by the heat source (20) to the user-side heat exchanger (35), and the heat source (20). Heat storage operation for sending the heat transfer water heated by the generated heat to both the use side heat exchanger (35) and the hot water tank (37), and the heat heated by the heat generated by the heat source (20) An air conditioner configured to selectively perform a use operation of sending both the medium water and the heat transfer water stored in the hot water tank (37) to the use side heat exchanger (35). -Hot water supply system.
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