JP2010175150A - Hot water supply heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱源としてヒートポンプと燃焼機とを備えるハイブリッド式の給湯暖房装置に関する。 The present invention relates to a hybrid hot water supply / room heating device including a heat pump and a combustor as a heat source.
ハイブリッド式給湯暖房装置は、熱源としてヒートポンプと燃焼機とを備えており、熱源を適宜使い分けることによって、低コスト運転を行う。ハイブリッド式給湯装置では、主としてヒートポンプを熱源に用い、ヒートポンプによって加熱した水を貯湯タンクに貯え、必要に応じて利用する。低コスト熱源であるヒートポンプを主に利用して貯湯を行い、貯湯タンクでの湯切れやヒートポンプによる加熱不足が生じた場合に、補助加熱源として燃焼機を用いることで、温水量と温水温度とを確保する。ヒートポンプの能力が不足する暖房負荷が大きい場合や寒冷地等の場合においても、安定して給湯暖房を実施できる。 The hybrid hot water supply / room heating device includes a heat pump and a combustor as heat sources, and performs low-cost operation by appropriately using the heat sources. In the hybrid hot water supply apparatus, a heat pump is mainly used as a heat source, and water heated by the heat pump is stored in a hot water storage tank and used as necessary. Hot water is stored mainly by using a heat pump, which is a low-cost heat source, and when hot water in the hot water storage tank runs out or heat is insufficient due to the heat pump, a combustor is used as an auxiliary heating source. Secure. Hot water supply heating can be carried out stably even in the case of a large heating load where the capacity of the heat pump is insufficient or in a cold region.
ハイブリッド式の給湯暖房装置においては、暖房運転は、暖房端末を備えた暖房機構に熱媒として暖房用水等を循環させ、熱源によって直接的もしくは間接的に加熱することによって実施される。加熱された暖房用水は、暖房機構を循環して放熱し、再び熱源によって加熱される。熱源としてヒートポンプを用いて高効率の暖房運転を行うためには、暖房機構から戻る暖房用水の温度が十分に低くなっている必要がある。暖房機構から戻る暖房用水がいわゆる中温水である場合、ヒートポンプの効率が低下して、低コスト運転ができなくなる。 In the hybrid hot water supply and heating apparatus, the heating operation is performed by circulating heating water or the like as a heat medium in a heating mechanism provided with a heating terminal and heating directly or indirectly by a heat source. The heated water for heating circulates through the heating mechanism to dissipate heat and is heated again by the heat source. In order to perform highly efficient heating operation using a heat pump as a heat source, the temperature of the heating water returning from the heating mechanism needs to be sufficiently low. When the heating water returning from the heating mechanism is so-called medium-temperature water, the efficiency of the heat pump is lowered and low-cost operation cannot be performed.
特許文献1では、ヒートポンプのみを熱源として用いるヒートポンプ給湯暖房装置において、貯湯タンクの高さ方向に複数の温水流入口を設置している。暖房運転時には、貯湯タンクの温水を取り出して、床暖房ユニットを循環する暖房用水を加熱し、再び貯湯タンクに戻す。貯湯タンクに戻される温水は、貯湯タンクに戻す温水温度と同程度の貯湯タンク内の水が存在する領域に設けられた温水流入口を選んで、導入される。これによって貯湯タンク内に形成された温度成層を維持し、貯湯タンクに戻される中温水と貯湯タンク下部の水の温度が混合されることによって貯湯タンク下部の水の温度が高くなることを抑制している。さらに、中温水領域となる貯湯タンクの高さ方向の中央部に温水流出口を設置して、給湯の要求温度に応じて中温水を出湯して給湯用水として利用している。
In
しかしながら、通常、ハイブリッド式の給湯暖房装置は、暖房負荷が大きい場合に用いられるため、ヒートポンプのみを熱源とする給湯暖房装置と比べて、暖房によって生じる中温水の量が多くなる。多量の中温水が貯湯タンクに戻されるため、特許文献1のように、いったん中温水を貯湯タンクに流入させてから給湯に利用すると、温度成層が維持されていても、中温水領域が貯湯タンクの下部へと拡大し、貯湯タンク下部の水の温度を十分に低く維持できなくなってしまう。給湯暖房装置では、暖房と同時に給湯を行う場合に、特に負荷が大きくなり、ヒートポンプの能力不足が生じ易いため、補助熱源として燃焼機を利用する割合が多くなってしまう。
However, since a hybrid hot-water supply and heating device is usually used when the heating load is large, the amount of medium-temperature water generated by heating is larger than that of a hot-water supply and heating device using only a heat pump as a heat source. Since a large amount of intermediate temperature water is returned to the hot water storage tank, as in
そこで、本発明は、ヒートポンプと、ヒートポンプによって加熱した温水を貯える貯湯タンクと、貯湯タンクの温水を利用して給湯する給湯機構と、貯湯タンクの温水を利用して暖房する暖房機構と、暖房機構に設けられた燃焼機を備える給湯暖房装置であって、貯湯タンクの温水を給湯機構に送る給湯温水経路と、貯湯タンクの温水を暖房機構に送る暖房温水往路と、暖房機構からの温水を貯湯タンクに戻す第1暖房温水復路と、暖房機構からの温水を給湯温水経路の給湯機構より上流側に供給する第2暖房温水復路と、暖房機構からの温水の行き先を第1暖房復路と第2暖房復路の何れかに切り替える切替弁を備える給湯暖房装置を提供する。 Accordingly, the present invention provides a heat pump, a hot water storage tank that stores hot water heated by the heat pump, a hot water supply mechanism that supplies hot water using hot water in the hot water storage tank, a heating mechanism that heats using hot water in the hot water storage tank, and a heating mechanism A hot water supply and heating device including a combustor provided in a hot water supply and hot water path for sending hot water from a hot water storage tank to a hot water supply mechanism, a heating and hot water going path for sending hot water from the hot water storage tank to the heating mechanism, and hot water from the heating mechanism for hot water storage A first heating hot water return path to be returned to the tank, a second heating hot water return path for supplying hot water from the heating mechanism to the upstream side of the hot water supply mechanism of the hot water supply hot water path, and a destination of the hot water from the heating mechanism for the first heating return path and the second A hot water supply and heating device including a switching valve that switches to one of the heating return paths is provided.
本発明によれば、切替弁を切り替えることによって暖房機構からの温水の流路を、貯湯タンクに戻る第1暖房復路側と、給湯温水経路に供給する第2暖房復路側との何れかに切り替えることができる。暖房機構からの温水を給湯温水経路に供給し、給湯機構に送ることで、暖房機構からの温水の熱エネルギーを給湯に利用することができる。これによって貯湯タンクに中温水が戻ることを防止でき、貯湯タンク下部の水の温度を低く維持できるため、貯湯タンク下部の水を加熱するヒートポンプの効率を向上させることができる。 According to the present invention, the flow path of the hot water from the heating mechanism is switched to either the first heating return path side returning to the hot water storage tank or the second heating return path side supplying to the hot water supply hot water path by switching the switching valve. be able to. By supplying hot water from the heating mechanism to the hot water supply hot water path and sending it to the hot water supply mechanism, the thermal energy of the hot water from the heating mechanism can be used for hot water supply. As a result, the medium temperature water can be prevented from returning to the hot water storage tank, and the temperature of the water in the lower part of the hot water storage tank can be kept low. Therefore, the efficiency of the heat pump for heating the water in the lower part of the hot water storage tank can be improved.
本発明では、給湯と暖房を同時に行う場合に、暖房機構からの温水の行先を第2暖房温水復路に切替弁を切り替えることで、暖房機構からの温水を給湯に利用することができる。 In the present invention, when hot water supply and heating are performed simultaneously, the hot water from the heating mechanism can be used for hot water supply by switching the destination of the hot water from the heating mechanism to the second heating hot water return path.
また、本発明では、貯湯タンクの温水の温度が所定温度に満たない場合には、給湯と暖房を同時に行う場合であっても、暖房機構からの温水の行先を第1暖房温水復路に切り替えるようにすることもできる。給湯温度、暖房温度を確保するとともに、湯切れを防止でき、安定に運転を実施することができる。 In the present invention, when the temperature of the hot water in the hot water storage tank is less than the predetermined temperature, the destination of the hot water from the heating mechanism is switched to the first heating / hot water return path even when hot water supply and heating are performed simultaneously. It can also be. While ensuring hot water supply temperature and heating temperature, hot water can be prevented from running out and operation can be carried out stably.
貯湯タンクに給湯機構に利用可能な給湯用水を貯える給湯暖房装置においては、暖房機構は、暖房機構を循環する熱媒と貯湯タンクの温水とを熱交換させる熱交換器を備えている。暖房温水往路は貯湯タンクの温水を熱交換器に送る。第1暖房温水復路は、熱交換器からの温水を貯湯タンクに戻し、第2暖房温水復路は、熱交換器からの温水を給湯温水経路の給湯機構より上流に供給する。給湯機構は、給湯温水経路からの温水と上水とを混合して、給湯端末に供給する。 In a hot water supply and heating apparatus that stores hot water supply water that can be used for a hot water supply mechanism in a hot water storage tank, the heating mechanism includes a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium circulating in the heating mechanism and the hot water in the hot water storage tank. The heating hot water outbound route sends hot water from the hot water storage tank to the heat exchanger. The first heating hot water return path returns the hot water from the heat exchanger to the hot water storage tank, and the second heating hot water return path supplies the hot water from the heat exchanger upstream from the hot water supply mechanism of the hot water supply hot water path. The hot water supply mechanism mixes hot water and clean water from the hot water supply hot water path and supplies them to the hot water supply terminal.
貯湯タンクに給湯用水を貯えて、貯湯タンクの温水を暖房機構に送り、熱交換器を介して熱媒を加熱するため、暖房に利用した後の温水を給湯用水として直接給湯端末から供給することができる。暖房に利用した後の温水を給湯した分、貯湯タンクに低温水である上水を供給でき、貯湯タンク下部の水の温度をより低く維持することができる。 To store hot water in the hot water storage tank, send the hot water from the hot water storage tank to the heating mechanism, and heat the heat transfer medium through the heat exchanger, supply the hot water after heating directly from the hot water supply terminal as hot water supply water Can do. The amount of hot water that has been used for heating is equivalent to the amount of hot water supplied, so that hot water that is low-temperature water can be supplied to the hot water storage tank, and the temperature of the water below the hot water storage tank can be kept lower.
本発明によれば、ヒートポンプと燃焼機とを熱源として備えた給湯暖房装置によって給湯と暖房を同時に行う場合において、ヒートポンプの効率を向上させることができる。高負荷運転となる暖房と給湯の同時運転時においても、低コスト熱源であるヒートポンプを熱源として有効利用できるため、低コスト運転を行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when performing hot water supply and heating simultaneously with the hot water supply and heating apparatus provided with the heat pump and the combustor as a heat source, the efficiency of a heat pump can be improved. Even during the simultaneous operation of heating and hot water supply, which is a high load operation, the heat pump, which is a low-cost heat source, can be used effectively as a heat source, so that low-cost operation can be performed.
以下に説明する実施例の主要な特徴を以下に列記する。
(特徴1)暖房機構には、高温暖房端末と低温暖房端末とが含まれている。
(特徴2)ヒートポンプユニットに用いる冷媒はCO2である。
(特徴3)暖房機構を循環する熱媒は、水または不凍液である。
(特徴4)暖房機構を循環する熱媒を加熱する第1燃焼機と、給湯用水を加熱する第2燃焼機とが設置されている。
(特徴5)第1燃焼機と第2燃焼機はガス熱源ユニット内に隣接して設置してあり、電源やガス配管などを共有できる。
The main features of the embodiments described below are listed below.
(Feature 1) The heating mechanism includes a high temperature heating terminal and a low temperature heating terminal.
The refrigerant used in the (feature 2) heat pump unit is CO 2.
(Characteristic 3) The heat medium circulating in the heating mechanism is water or antifreeze.
(Characteristic 4) A first combustor that heats the heat medium circulating in the heating mechanism and a second combustor that heats hot water supply water are installed.
(Feature 5) The first combustor and the second combustor are installed adjacent to each other in the gas heat source unit, and can share a power source, a gas pipe, and the like.
以下、本発明に係る実施例について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施例に係るハイブリッド式の給湯暖房装置1を示す。給湯暖房装置1は、タンクユニット11、ヒートポンプユニット12、ガス熱源ユニット13、および各ユニットを制御する制御装置(図示しない)を備えている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a hybrid hot water supply /
タンクユニット11は、貯湯タンク101、熱交換器102、ポンプP2、ポンプP4を備えている。貯湯タンク101には、ヒートポンプユニット12によって加熱された温水を貯える。熱交換器102は、暖房機構を構成しており、暖房機構を循環する熱媒と貯湯タンク101の温水とを熱交換する。貯湯タンク101は、密閉式であり、断熱材によって外側が覆われている。湯を貯えた状態では、貯湯タンク101の内部に温度成層が形成されており、貯湯タンク101下部の水温は低く、上部の水温は高くなる。貯湯タンク101の頭頂部には導出口111、112、導入口113、118が設けられており、底部には導入口116、導出口117が設けられている。貯湯タンク101の高さ方向の中央部には、導出口114、導入口115が設けられている。貯湯タンク101の上部には、貯湯タンク内の温水温度を検知する温度センサTH1およびTH2が設置されている。
The
ヒートポンプユニット12は、配管で接続された圧縮機121、放熱器122、膨張機構123、蒸発器124を冷媒がこの順序で循環する冷凍サイクル装置である。貯湯タンク101からポンプP5によって放熱器122に送られる水は、放熱器122において、圧縮機121から吐出される高温高圧の冷媒によって加熱される。膨張機構123としては、膨張弁のほか、エジェクタや膨張機などを用いてもよい。蒸発器124はフィンチューブ型の熱交換器であり、ファンを回転させて外気と熱交換する。
The
ガス熱源ユニット13は、暖房機構、給湯機構、追い焚き機構を備えている。暖房機構は、暖房機構を循環する熱媒を加熱する第1燃焼機141、シスターン150、高温暖房端末(図示しない)、低温暖房端末(図示しない)、ポンプP1を備えている。給湯機構は給湯路144、上水路145、混合器146を備えている。追い焚き機構は、追い焚き用熱交換器143、ポンプP3を備えている。さらに、ガス熱源ユニット13は、貯湯タンク101内の水を加熱する第2燃焼機142を備えている。高温暖房端末の入口は高温暖房端末往路164と接続され、出口は暖房端末復路161に接続されている。低温暖房端末の入口は低温暖房端末往路165と接続され、出口は暖房端末復路161に接続されている。高温暖房端末往路164には熱媒の温度を検知する温度センサTH6が設けられている。
The gas
第1燃焼機141および第2燃焼機142は、都市ガスやLPガス等の燃料を燃焼させることによって、水等を加熱する燃焼機である。第1燃焼機141と第2燃焼機142は、ガス熱源ユニット13内において隣接して設置されており、ガス配管や電源等を共有できるようになっている。
The
本実施例においては、熱媒として水を用いており、シスターン150には暖房用水が貯えられている。以下、本実施例においては、熱媒として暖房用水(水)を用いる場合について説明するが、水の代わりに、例えば、エチレングリコール等を主成分とする不凍液を用いることもできる。シスターン150の底部の導出口151は、第2暖房端末往路163によって分岐部171に接続している。第2暖房端末往路163にはポンプP1が設けられており、ポンプP1と分岐部171との間には、熱媒(暖房用水)の温度を検知する温度センサTH5が設けられている。分岐部171において管路は分岐しており、一方の管路は低温暖房端末往路165と接続し、他方の管路は、第1燃焼機141、分岐部172を経由して高温暖房端末往路164に接続している。暖房端末復路161は熱交換器102の暖房温水入口に接続され、熱交換器102の暖房温水出口は第1暖房端末往路160によってシスターン150の底部の導入口152と接続している。暖房端末復路161には切替弁V1が設けられており、熱交換器102をバイパスして第1暖房端末往路160に接続するバイパス側と、熱交換器102側とを切り替えることができる。第1暖房端末往路160には熱媒(暖房用水)の温度を検知する温度センサTH4が設けられている。
In this embodiment, water is used as the heat medium, and heating water is stored in the
シスターン150には、暖房用水が貯えられている。シスターン150には、排水口154が設けられており、水位が排水口154を超えるとオーバーフローによって排水される。また、上水路145と接続する給水口155と水位センサ153が設けられており、水位センサ153の検知値に基づいて、暖房用水をシスターン150に給水することができる。
In the
貯湯タンク101中央部の導出口114は、タンクユニット11に設置されたポンプP4を経由して第2燃焼機142の温水(水)入口と接続されており、第2燃焼機142の温水出口は、貯湯タンク101頭頂部の導入口113に接続されている。導出口114、ポンプP4、第2燃焼機142、導入口113を備えた給湯用燃焼回路に貯湯タンク101内の水を循環させることで、貯湯タンク101の温水温度を高くすることができる。
The
貯湯タンク101の温水が流れる熱交換器102の流路については、入口側は暖房温水往路130によって導出口111に接続されており、出口側は第3暖房温水復路133によってポンプP2を経由して切替弁V3に接続されている。切替弁V3は、貯湯タンク101の導入口115に接続する第1暖房温水復路131と、合流部174において給湯温水経路134に接続する第2暖房温水復路132に分岐されている。給湯温水経路134は、貯湯タンク101の導出口112と接続し、合流部174を経由して、ガス熱源ユニット13内の合流部175に接続している。
As for the flow path of the
合流部175は給湯温水経路134、上水路145、給湯路144と接続している。上水路145と合流部175とを接続する管路には、給湯の要求温度に応じて合流部175に流入する上水と温水との混合比を制御する混合器146が設けられている。
The
分岐部172は、追い焚き用熱交換器143の入口に設けられた流調弁V2と接続しており、追い焚き用熱交換器143の出口は、第1暖房端末往路160とを接続する管路に設けられた合流部173に接続されている。追い焚き用熱交換器143は二重管構造となっており、暖房温水流路が内側であり、浴槽に貯められた温水の流路が外側となっている。ポンプP3は、浴槽に貯められた温水を追い焚き回路に循環させる。
The branching
次に、本実施例の貯湯操作について説明する。貯湯タンク101の下部には、上水道と接続する導入口116から上水が供給される。導出口117は、ヒートポンプユニット12の放熱器122に接続されており、ポンプP5によって貯湯タンク101の下部の低温の水が供給され、放熱器122において冷媒と熱交換される。本実施例においては、冷媒としてはCO2を用いており、放熱器122の出口における温水の温度は、90℃程度に加熱される。ヒートポンプユニット12は、一般的な冷凍サイクル装置の制御方法によって制御される。例えば圧縮機121の吐出温度や、外気温、貯湯タンク101より流入する水の放熱器122での入口温度に基づいて制御することができる。
Next, the hot water storage operation of the present embodiment will be described. The lower part of the hot
ヒートポンプユニット12で加熱された温水は、導入口118から貯湯タンク101の頭頂部に戻される。貯湯タンク101内に貯えられる水は、下部は低温であり、上部に向かって徐々に温度が高くなる。本実施例においては、貯湯タンク101上部の温水温度は90℃程度となる。
The hot water heated by the
給湯暖房装置1の起動時や、貯湯タンク101の湯切れ時等、ヒートポンプユニット12の能力が不足する場合には、第2燃焼機142を通過する給湯用燃焼回路を用いて貯湯タンク101の温水をさらに加熱する。給湯用燃焼回路では、導出口114から中温程度の温水が抜き出され、第2燃焼機142によって加熱されて導入口113から貯湯タンク101の上部に戻される。ポンプP4によって給湯用燃焼回路に貯湯タンク101内の温水を循環させて第2燃焼機142によって加熱する。
When the capacity of the
次に本実施例の暖房操作について説明する。本実施例に係る給湯暖房装置では、貯湯タンクの温水を利用して暖房用水を加熱し、加熱された暖房用水を暖房機構に循環させて、暖房が行われる。タンクユニット11では、導出口111から貯湯タンク101の上部の高温水を抜き出し、暖房温水往路130を通して暖房機構を構成する熱交換器102へ送る。熱交換器102を通過した後の温水は、暖房機構を構成する第3暖房温水復路133を通して切替弁V3に戻される。給湯需要の無い場合には、切替弁V3を第1暖房温水復路131側に接続し、熱交換器102からの温水は貯湯タンク101に戻される。給湯需要のある場合には、切替弁V3を第2暖房温水復路132側に接続し、熱交換器102からの温水を給湯用水として利用することができる。
Next, the heating operation of the present embodiment will be described. In the hot water supply and heating apparatus according to the present embodiment, heating is performed by heating the heating water using the hot water in the hot water storage tank and circulating the heated heating water to the heating mechanism. In the
熱交換器102においては、貯湯タンク101からの温水によって暖房用水が加熱される。加熱された暖房用水は、第1暖房端末往路160からシスターン150に導入され、シスターン底部の導出口151からポンプP1によって汲み出されて、分岐部171において分流される。分流された暖房用水の一方は低温暖房端末往路165に流入する。他方は、第1燃焼機141を通過した後、分岐部172を経由して高温暖房端末往路164に流入する。高温暖房端末および低温暖房端末を通過した暖房用水は、混合され、暖房端末復路161を流れて熱交換器102に流入し、貯湯タンク101からの温水によって再度加熱される。上記のように、熱交換器102で加熱された暖房用水は、暖房機構を循環して、熱交換器102に戻って再度加熱される。
In the
流調弁V2を開いて、高温暖房端末往路164を流れる暖房用水(第1燃焼機141を通過後の暖房用水)を分岐部172から追い焚き用熱交換器143に導入すれば、風呂の追い焚きを行うことも可能である。追い焚き機構においては、ポンプP3によって浴槽に貯められた温水を追い焚き用熱交換器143の外管に循環させ、追い焚き用熱交換器143の内管を通過する暖房用水と熱交換することで、追い焚きを行う。追い焚きに利用した暖房用水は、合流部173で第1暖房端末往路160を流れる暖房用水と合流し、シスターン150の底部へと戻される。追い焚きの設定温度等に応じて、第1燃焼機141を運転させることもできる。
If the flow regulating valve V2 is opened and the heating water flowing through the high-temperature heating terminal forward path 164 (heating water after passing through the first combustor 141) is introduced from the branching
次に本実施例の給湯操作について説明する。本実施例に係る給湯暖房装置では、貯湯タンク101の導出口112から取り出した温水を、給湯温水経路134から給湯機構を構成する合流部175へ供給する。給湯機構では、貯湯タンク101からの温水を上水と適宜混合し、給湯路144から給湯端末に給湯する。給湯温水経路134から流入した温水量に応じて、上水路145から、混合器146を経由して、貯湯タンク101の導入口116に上水が供給される。
Next, the hot water supply operation of the present embodiment will be described. In the hot water supply / room heating device according to the present embodiment, hot water taken out from the
切替弁V3が第1暖房温水復路131側に接続されている場合には、混合器146によって貯湯タンク101底部の導入口116に送られた水の量に応じて、導出口112から給湯温水経路134によって給湯機構を構成する合流部175に温水が供給される。
When the switching valve V <b> 3 is connected to the first heating / warm
切替弁V3が第2暖房温水復路132側に接続されている場合には、ポンプP2によって、給湯温水経路134に暖房機構からの温水が供給される。第2暖房温水復路132から給湯温水経路134に流入する温水は、合流部174において導出口112から取り出される温水と合流し、給湯温水経路134を通過して、合流部175において給湯機構に供給される。合流部175では、給湯温水経路134から供給される温水と、上水路145から供給される上水が、適宜混合されて給湯路144に供給される。
When the switching valve V3 is connected to the second heating / hot
混合器146は、給湯の要求温度、貯湯タンク101の上部の高温水の温度、熱交換器からの温水の温度、上水の温度などに基づいて、給湯温水経路134からの温水と上水との混合比を調整する。混合器146によって貯湯タンク101に流入する上水量と、ポンプP2によって貯湯タンク101から流出する温水量との差に応じて、貯湯タンク101の導出口112から合流部175に温水が供給される。
Based on the required temperature of hot water supply, the temperature of the hot water in the upper part of the hot
本実施例においては、給湯需要の有無および貯湯タンク上部に設けられた温度センサTH1の検知値に基づいて、制御装置が切替弁V3の流路を切り替える。貯湯タンク101の上部の高温水よりも高温の給湯用水に対する需要がある場合には、給湯用燃焼回路によって第2燃焼機142を用いて貯湯タンク101の上部の温水温度を速やかに高くして供給することができる。
In the present embodiment, the control device switches the flow path of the switching valve V3 based on the presence or absence of hot water supply demand and the detected value of the temperature sensor TH1 provided in the upper part of the hot water storage tank. When there is a demand for hot water supply water that is hotter than the hot water in the upper part of the hot
本実施例によれば、給湯需要のある場合には、暖房機構を構成する熱交換器から戻る中温〜高温の温水の熱エネルギーが給湯機構によって有効利用される。暖房機構から戻る温水を貯湯タンクに戻さず、給湯用水として利用し、貯湯タンクにはより温度の低い上水を供給するため、貯湯タンク下部の水温を低く維持することができる。これによって、貯湯タンク下部からヒートポンプユニットに送られる水の温度も低く維持することが可能であるから、ヒートポンプユニットを高効率で運転することができる。ヒートポンプと燃焼機とを熱源として備えたハイブリッド式の給湯暖房装置において、低コスト熱源であるヒートポンプを有効利用できるため、低コスト運転を実現することができる。 According to the present embodiment, when there is a demand for hot water supply, the heat energy of medium to high temperature hot water returning from the heat exchanger constituting the heating mechanism is effectively utilized by the hot water supply mechanism. The hot water returning from the heating mechanism is not returned to the hot water storage tank but is used as hot water supply water, and the hot water is supplied to the hot water storage tank at a lower temperature, so that the water temperature at the lower part of the hot water storage tank can be kept low. Thereby, the temperature of the water sent from the lower part of the hot water storage tank to the heat pump unit can be kept low, so that the heat pump unit can be operated with high efficiency. In a hybrid water heater / heater equipped with a heat pump and a combustor as heat sources, a heat pump that is a low-cost heat source can be used effectively, so that low-cost operation can be realized.
次に、本実施例に係る給湯暖房装置の運転制御について説明する。本実施例においては、図2〜図5に示すフローチャートに従って、制御装置によって各ユニットが制御される。 Next, operation control of the hot water supply / room heating device according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, each unit is controlled by the control device in accordance with the flowcharts shown in FIGS.
(低温暖房運転+給湯)
低温暖房運転時に、給湯需要が発生した場合の本実施例における運転制御について、図2および図3に示すフローチャートを用いて説明する。尚、以下に説明するフローチャートにおいて、運転開始時には、切替弁V1はバイパス側(バイパス162側)に、切替弁V3はタンク側(貯湯タンク101側)に接続されている。流調弁V2は閉じている。
(Low temperature heating operation + hot water supply)
Operation control in the present embodiment when hot water supply demand occurs during low-temperature heating operation will be described using the flowcharts shown in FIGS. 2 and 3. In the flowchart described below, at the start of operation, the switching valve V1 is connected to the bypass side (bypass 162 side) and the switching valve V3 is connected to the tank side (hot
ステップS11において低温暖房運転が開始されると、まずステップS12によって、貯湯タンク101内の温水温度が、暖房に利用可能な温度以上となっているかを判断する。具体的には、低温暖房の要求温度以上の温度Aを設定し、貯湯タンク101の上部に設置された温度センサTH1の検知値が温度A以上でない場合には、ステップS13に移行して、ポンプP1をONとした後、ステップS14において第1燃焼機141による暖房運転を実施する。この間、ヒートポンプユニット12によって加熱された温水が貯湯タンク101に貯えられ、貯湯タンク101内の温水温度は上昇していく。ステップS12で温度センサTH1の検知値が温度A以上である場合には、ステップS15に移行する。
When the low-temperature heating operation is started in step S11, first, in step S12, it is determined whether the hot water temperature in the hot
図3は、図2のステップS14およびステップS20によって実施される第1燃焼機141による暖房運転のフローチャートを示している。第1燃焼機141による暖房運転では、第1燃焼機141によって暖房用水を加熱することによって暖房を行う。低温暖房の要求温度に応じて温度D(40〜70℃)を設定し、ステップS71では、第2暖房端末往路163に設置された温度センサTH5の検知値が温度Dとなるように第1燃焼機141の燃焼量を制御する。次のステップS72においては、暖房がONとなっている場合には、ステップS73に移行する。暖房がOFFになっていると判断された場合には、図2に示すステップS28に移行して、切替弁V1をバイパス側とし、ポンプP1、P2を停止し、運転を終了する。ステップS73においては、貯湯タンク101内の温水温度が、暖房に利用可能な温度以上となっているかを再度判断する。低温暖房の要求温度以上の温度Cを設定し、貯湯タンク101の上部に設置された温度センサTH2の検知値が温度C以上である場合には、第1燃焼機141による暖房運転を終了し、図2に示すステップS15に移行する。温度センサTH2の検知値が温度Cより低い場合には、ステップS71に戻って第1燃焼機141による暖房用水の加熱が継続される。尚、本実施例においては、作動ハンチングを防ぐため、温度Cを温度Aより低く設定し、温度センサTH2の検知値に基づいて第1燃焼機141を制御している。
FIG. 3 shows a flowchart of the heating operation by the
ステップS15では、貯湯タンク101の温水による暖房用水の加熱が開始される。具体的には、ステップS15において切替弁V1が熱交換器側(熱交換器102側)に、切替弁V3がタンク側(第1暖房温水復路131側)に接続され、ポンプP1およびポンプP2はONとなる。これによって、熱交換器102に貯湯タンク101からの温水と暖房用水が循環する。次に、ステップS16では、低温暖房の要求温度に応じて設定した温度F(40〜70℃)に対して、暖房端末往路163に設置された温度センサTH4の検知値が温度Fとなるように、ポンプP2が制御される。
In step S15, heating of the heating water by the hot water in the hot
低温暖房運転時には、低温暖房の要求温度以上の温度Bを設定し、貯湯タンク101内の温水温度が温度Bよりも低くならないように制御する。尚、温度Bは、作動ハンチングを防ぐため、温度Aよりも低く設定する。具体的には、ステップS17においてTH1の検知値が温度Bより低いと判断された場合には、ステップS18で、ポンプP2をOFFとし、切替弁V1をバイパス側に切り替えて、貯湯タンク101からの温水を利用した暖房用水の加熱を中断する。ステップS20によって第1燃焼機141による暖房用水の加熱を行い、この間にヒートポンプユニット12によって貯湯タンク101内の水が加熱される。次のステップS20では、ステップS14と同様に、図3のフローチャートに従って第1燃焼機141による暖房が実施される。ステップS73においてTH2の検知値が温度C以上であると判断された場合には、第1燃焼機141による暖房運転を終了し、ステップS21に移行する。ステップS21では、ポンプP2をONとし、切替弁V1を熱交換器側に切り替えて、貯湯タンク101からの温水を利用した暖房用水の加熱を再開し、ステップS22に移行する。ステップS17において、TH1≧Bと判断された場合にも、ステップS22に移行する。このように、適宜、暖房用水の加熱を第1燃焼機141によって行うことで、貯湯タンク101からの放熱を中断し、ヒートポンプユニット12によって貯湯タンク101の温水温度を速やかに上昇させるため、湯切れが発生することを回避できる。
During the low temperature heating operation, a temperature B equal to or higher than the temperature required for the low temperature heating is set, and the hot water temperature in the hot
ステップS22においては、暖房がONとなっている場合には、給湯需要の有無を判断するステップS23に移行する。暖房がOFFになっていると判断された場合には、ステップS28に移行して、切替弁V1をバイパス側とし、ポンプP1、P2を停止し、運転を終了する。 In step S22, when the heating is ON, the process proceeds to step S23 for determining whether or not there is a hot water supply demand. When it is determined that the heating is turned off, the process proceeds to step S28, the switching valve V1 is set to the bypass side, the pumps P1 and P2 are stopped, and the operation is ended.
ステップS23において、給湯需要があった場合には、ステップS24において切替弁V3が給湯側(第2暖房温水復路132側)に切り替えられ、熱交換器102から戻る貯湯タンク101の温水が、第2暖房温水復路132に流入し、給湯機構で給湯用水として利用される。ステップS25において、暖房がONとなっている場合には、ステップS26に移行する。暖房がOFFになっていると判断された場合には、ステップS28に移行して、切替弁V1をバイパス側とし、ポンプP1、P2を停止し、運転を終了する。ステップS26では、貯湯タンク101上部の温度センサTH1の検知値と給湯需要の有無によって、切替弁V3を制御する。温度センサTH1の検知値が温度Bより小さくなっている場合や、給湯需要が無くなり、給湯OFFと判断された場合には、ステップS27に移行して切替弁V3等をタンク側に切り替え、熱交換器102からの温水を利用した給湯を停止して、ステップS16に戻る。このとき、給湯需要が継続している場合には、導出口112から取り出された貯湯タンク101上部の温水が給湯温水経路134によって給湯機構に供給される。温度センサTH1の検知値が温度B以上であり、かつ、給湯需要がある場合には、熱交換器102からの温水を利用した給湯が継続される。
If there is a demand for hot water supply in step S23, the switching valve V3 is switched to the hot water supply side (second heating hot
本実施例においては、温度A=70℃、温度B=65℃、温度C=65℃、温度D=60℃、温度F=60℃として運転制御を実施している。これによれば、貯湯タンク101から熱交換器102に入る温水の温度が90℃の場合、熱交換器102を通過した後の温水の温度は45℃程度となる。暖房端末復路161の暖房用水の温度は40℃程度となり、熱交換器102を通過した後の暖房用水の温度は60℃程度となる。給湯温水経路134を流れる温水の温度は55℃程度になり、合流部175において10℃の上水と混合される。貯湯タンク101へは、混合器146によって、10℃の上水が流入する。これにより、貯湯タンク101の最下部の水温は、上水と同程度の10℃程度となり、この10℃程度の水が導出口117からヒートポンプユニット12の放熱器122に送られ、加熱される。
In the present embodiment, the operation control is performed with the temperature A = 70 ° C., the temperature B = 65 ° C., the temperature C = 65 ° C., the temperature D = 60 ° C., and the temperature F = 60 ° C. According to this, when the temperature of the hot water entering the
上記のとおり、低温暖房時に給湯需要が発生した場合には、例えば、熱交換器102から切替弁V3に戻る45℃程度の温水を給湯機構に供給することができる。同時に、貯湯タンク101の下部には、給湯機構に供給された熱交換器102からの温水量に応じて10℃程度の上水を供給できるため、ヒートポンプユニット12を高効率で運転することができる。また、貯湯タンク101内の温水温度を検知して、第1燃焼機による暖房用水の加熱を適宜実施するため、貯湯タンク101の湯切れを防ぐこともできる。
As described above, when hot water supply demand occurs during low-temperature heating, for example, hot water of about 45 ° C. returning from the
(高温暖房運転+給湯)
高温暖房運転時に、給湯需要が発生した場合の本実施例における運転制御について、図4のフローチャートを用いて説明する。
(High temperature heating operation + hot water supply)
Operation control in this embodiment when hot water supply demand occurs during high-temperature heating operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS31において高温暖房運転が開始されると、第1燃焼機141による暖房用水の加熱が開始される。具体的には、ステップS32によって、切替弁V3がタンク側11に接続され、ポンプP1がONとなり、暖房用水を加熱する第1燃焼機141がONとなる。高温暖房の要求温度に応じて温度E(60〜90℃)が設定されており、ステップS33では、高温暖房端末往路164に設置された温度センサTH6の検知値が温度Eとなるように、第1燃焼機141の燃焼量を制御する。次のステップS34において、暖房がONとなっている場合には、給湯需要の有無を判断するステップS35に移行する。暖房がOFFになっていると判断された場合には、ステップS41に移行して、ポンプP1を停止し、運転を終了する。
When the high-temperature heating operation is started in step S31, heating of the heating water by the
ステップS35において、給湯需要がある場合には、ステップS36に移行し、温度センサTH1の検知値が温度A以上である場合には、さらにステップS37に移行する。ステップS37においては、第1燃焼機141がOFFとなり、切替弁V1が熱交換器側に、切替弁V3が給湯側に切り替えられ、ポンプP2がONとなる。これによって、貯湯タンク101からの温水を利用した暖房用水の加熱と、熱交換器102からの温水を利用した給湯とが開始される。高温暖房の要求温度に応じて温度G(60〜90℃)を設定し、ステップS38では、温度センサTH4の検知値が温度Gとなるように、ポンプP2が制御され、ステップS39に移行する。ステップS35において、給湯需要が無い場合には、ステップS33に戻る。
In step S35, when there is a hot water supply demand, the process proceeds to step S36, and when the detected value of the temperature sensor TH1 is equal to or higher than the temperature A, the process further proceeds to step S37. In step S37, the
ステップS39で、温度センサTH1の検知値が温度Bより低い場合や、給湯需要が無くなり、給湯OFFと判断された場合には、ステップS40に移行する。ステップS40では、ステップS37と逆の操作によって貯湯タンク101の温水を利用した暖房用水の加熱が停止されて第1燃焼機141による暖房用水の加熱が開始され、ステップS33に戻る。ステップS39において、温度センサTH1の検知値が温度B以上、かつ、給湯需要がある場合には、熱交換器102からの温水を利用した給湯が継続される。
If it is determined in step S39 that the detected value of the temperature sensor TH1 is lower than the temperature B, or if there is no hot water supply demand and it is determined that the hot water supply is OFF, the process proceeds to step S40. In step S40, heating of the heating water using the hot water in the hot
本実施例においては、温度A=90℃、温度B=85℃、温度E=80℃、温度G=80℃として運転制御を実施している。これによれば、貯湯タンク101から熱交換器102に入る温水の温度が90℃の場合、熱交換器102を通過した後の温水の温度は65℃程度となる。暖房端末復路161の暖房用水の温度は60℃程度となり、熱交換器102を通過した後の暖房用水の温度は80℃程度となる。給湯温水経路134を流れる温水の温度は70℃程度になり、合流部175において10℃の上水と混合される。貯湯タンク101へは、混合器146によって、10℃の上水が流入し、貯湯タンク101の最下部の水温は上水と同程度の10℃程度となる。
In this embodiment, the operation control is performed with the temperature A = 90 ° C., the temperature B = 85 ° C., the temperature E = 80 ° C., and the temperature G = 80 ° C. According to this, when the temperature of the hot water entering the
上記のとおり、高温暖房時に給湯需要が発生した場合には、例えば、熱交換器102から切替弁V3に戻る65℃程度の温水を給湯用水として利用することができる。同時に、貯湯タンク101の下部には10℃程度の上水を供給できるため、ヒートポンプユニット12を高効率で運転することができる。高温暖房時には熱交換器102から戻る温水温度が特に高くなるため、これを貯湯タンク101に戻すと、貯湯タンク101からヒートポンプユニット12に供給される水の温度が高くなり過ぎてヒートポンプユニット12を運転できなくなる場合もある。本実施例によれば、給湯需要が発生した場合には、高温暖房においてもヒートポンプユニット12を効率よく運転することが可能となる。
As described above, when hot water supply demand occurs during high-temperature heating, for example, hot water of about 65 ° C. returning from the
また、本実施例のように、ヒートポンプユニット12において冷媒としてCO2を用いている場合には、沸き上げ温度を90℃程度にすることも可能であるため、暖房用水を加熱する第1燃焼機141を利用することなく高温暖房と給湯との同時運転を実施することができる。例えば、風呂の湯はり(給湯)を行いながら、風呂場や脱衣室の温風暖房(高温暖房)を行うような場合にも、ヒートポンプユニット12を有効に利用できる。
Further, when CO 2 is used as the refrigerant in the
(低温暖房+高温暖房運転+給湯)
高温暖房と低温暖房との同時運転時に、給湯需要が発生した場合の本実施例における運転制御について、図5のフローチャートを用いて説明する。尚、図4に示した高温暖房と給湯を同時に行う場合と大部分が共通しているので、共通部分は説明を省略する。
(Low temperature heating + High temperature heating operation + Hot water supply)
Operation control in the present embodiment when hot water supply demand occurs during simultaneous operation of high-temperature heating and low-temperature heating will be described using the flowchart of FIG. In addition, since most parts are common with the case where high-temperature heating and hot water supply shown in FIG. 4 are performed simultaneously, description of common parts is omitted.
ステップS51において低温暖房運転、高温暖房運転が開始されると、ステップS52に移行する。ステップS52〜S56およびS61は、図4のステップS32〜S36およびS41と同様であるので、説明を省略する。 When the low temperature heating operation and the high temperature heating operation are started in step S51, the process proceeds to step S52. Steps S52 to S56 and S61 are the same as steps S32 to S36 and S41 of FIG.
ステップS57においては、第1燃焼機141が運転され続ける点がステップS37と相違している。低温暖房端末往路165には、シスターン150からの暖房用水が直接流入し、高温暖房端末往路164には、第1燃焼機141によって加熱された暖房用水が流入する。ステップS53における制御が継続しており、第1燃焼機141は、温度センサTH6の検知値が温度Eとなるように制御されている。続くステップS58においては、温度センサTH4の検知値が、低温暖房の要求温度に応じて設定された温度Fとなるように、ポンプP2が制御される点において、ステップS38と相違している。
In step S57, the point which the
続くステップS59では、ステップS39と同様の判断が行われ、温度センサTH1の検知値が温度Bより低い場合や、給湯需要が無くなり、給湯OFFと判断された場合には、ステップS60に移行する。ステップS60では、ステップS57と逆の操作が行われ、ステップS53に戻る。ステップS59において、温度センサTH1の検知値が温度B以上、かつ、給湯需要がある場合には、熱交換器102から戻る温水を利用した給湯が継続される。
In the subsequent step S59, the same determination as in step S39 is performed. If the detected value of the temperature sensor TH1 is lower than the temperature B, or if it is determined that there is no hot water supply demand and the hot water supply is OFF, the process proceeds to step S60. In step S60, an operation opposite to that in step S57 is performed, and the process returns to step S53. In step S59, when the detected value of the temperature sensor TH1 is equal to or higher than the temperature B and there is a demand for hot water supply, hot water supply using hot water returning from the
本実施例においては、温度A=70℃、温度B=65℃、温度E=80℃、温度F=60℃として運転制御を実施している。これによれば、貯湯タンク101から熱交換器102に入る温水の温度はが90℃である場合、熱交換器102を通過した後の温水の温度は55℃程度となる。暖房端末復路161の暖房用水の温度は50℃程度となり、熱交換器102を通過した後の暖房用水の温度は60℃程度となる。給湯温水経路134を流れる温水の温度は60℃程度になり、合流部175において10℃の上水と混合される。貯湯タンク101へは、混合器146によって、10℃の上水が流入し、貯湯タンク101の最下部の水温は上水と同程度の10℃程度となる。
In this embodiment, the operation control is performed with the temperature A = 70 ° C., the temperature B = 65 ° C., the temperature E = 80 ° C., and the temperature F = 60 ° C. According to this, when the temperature of the hot water entering the
上記のように、低温暖房、高温暖房を同時に運転している時に給湯需要が発生した場合には、例えば、熱交換器102から切替弁V3に戻る55℃程度の温水を給湯用水として利用することができる。同時に、貯湯タンク101の下部には10℃程度の上水を供給できるため、ヒートポンプユニット12を高効率で運転することができる。
As described above, when a hot water supply demand is generated during simultaneous operation of low temperature heating and high temperature heating, for example, hot water of about 55 ° C. returning from the
以上、本実施例によれば、給湯と暖房の同時運転時には、貯湯タンクの温水は、暖房端末復路の暖房用水と熱交換した後、給湯機構に供給される低温の上水と混合されて給湯端末に供給されるため、貯湯タンクに戻される温水の熱エネルギーを給湯機構で有効利用できる。貯湯タンクの下部には、給湯機構に供給された貯湯タンクの温水に応じて上水が供給されるため、貯湯タンク下部の水温を低く維持することができる。これによって、貯湯タンク下部からヒートポンプユニットに送られる水の温度も低く維持することが可能であるから、ヒートポンプユニットを高効率で運転することができる。ヒートポンプと燃焼機とを熱源として備えたハイブリッド式の給湯暖房装置において、低コスト熱源であるヒートポンプを有効利用できるため、低コスト運転を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, during the simultaneous operation of hot water supply and heating, the hot water in the hot water storage tank is mixed with the hot water supplied to the hot water supply mechanism after exchanging heat with the heating water in the return path of the heating terminal. Since it is supplied to the terminal, the thermal energy of the hot water returned to the hot water storage tank can be used effectively by the hot water supply mechanism. Since the hot water is supplied to the lower part of the hot water storage tank according to the hot water of the hot water storage tank supplied to the hot water supply mechanism, the water temperature in the lower part of the hot water storage tank can be kept low. Thereby, the temperature of the water sent from the lower part of the hot water storage tank to the heat pump unit can be kept low, so that the heat pump unit can be operated with high efficiency. In a hybrid water heater / heater equipped with a heat pump and a combustor as heat sources, a heat pump that is a low-cost heat source can be used effectively, so that low-cost operation can be realized.
また、本実施例では、給湯需要の有無および貯湯タンクに貯えられた水の水温に基づいて切替弁を操作し、適宜、熱媒を加熱する燃焼機を運転することができるため、温水温度および温水量が確保され、湯切れの発生を防止でき、安定的に運転制御を実施することができる。 Further, in this embodiment, the switching valve is operated based on the presence or absence of hot water supply demand and the water temperature of the water stored in the hot water storage tank, and the combustor that heats the heating medium can be operated appropriately. The amount of hot water is secured, the occurrence of hot water can be prevented, and the operation control can be stably performed.
尚、本実施例においては、CO2を冷媒として用いた場合について説明したが、ヒートポンプユニットで加熱する水の入口温度を低くすれば、ヒートポンプユニットの効率が向上することは、フロン系冷媒等の他の冷媒についても同様である。ヒートポンプユニットの効率向上に寄与し、ハイブリッド式の給湯暖房装置の低コスト運転が可能である。 In the present embodiment, the case where CO 2 is used as the refrigerant has been described. However, if the inlet temperature of water heated by the heat pump unit is lowered, the efficiency of the heat pump unit is improved by the The same applies to other refrigerants. This contributes to improving the efficiency of the heat pump unit and enables low-cost operation of the hybrid hot water supply / heating device.
実施例1においては、貯湯タンクに貯えられた水を給湯用水に用いる場合について説明したが、実施例2に示すように、貯湯タンクに貯えられた水を暖房用水(熱媒)として用いる場合においても、本発明を有効に実施することができる。 In Example 1, although the case where the water stored in the hot water storage tank was used for hot water supply water was demonstrated, as shown in Example 2, in the case where the water stored in the hot water storage tank is used as heating water (heat medium) In addition, the present invention can be effectively implemented.
図6は、実施例2に係る給湯暖房装置2を示す図である。給湯暖房装置2は、タンクユニット21、ヒートポンプユニット22、ガス熱源ユニット23、および各ユニットを制御する制御装置(図示しない)を備えている。
FIG. 6 is a diagram illustrating the hot water supply /
タンクユニット21は、貯湯タンク201、貯湯タンク201の上部に設置されるシスターン250を備えている。貯湯タンク201は開放式であり、ヒートポンプユニット22によって加熱された暖房用水を貯える。貯湯タンク201の上部には、暖房温水往路230と接続する導出口211、給湯温水経路234と接続する導出口212、ヒートポンプユニット22からの温水が流入する導入口218が設けられている。貯湯タンク201の中央部には、第1暖房温水復路231と接続する導入口215が設けられている。貯湯タンク201の底部には、給湯温水復路235と接続する導入口216、ヒートポンプユニット22に貯湯タンク201下部の水を送る導出口217が設けられている。第3暖房温水復路233と接続する切替弁V5は、暖房用水の流路を、第1暖房温水復路231と、第2暖房温水復路232との何れかに切り替えることができる。第2暖房温水復路232は合流部274において給湯温水経路234と接続しており、給湯温水復路235には、暖房用水を循環させるポンプP6が設けられている。
The
ヒートポンプユニット22は、実施例1に係るヒートポンプユニット12と同様の構成であるため、説明を省略する。
Since the heat pump unit 22 has the same configuration as the
ガス熱源ユニット23は、暖房機構を構成する第1燃焼機241、高温暖房端末(図示しない)、低温暖房端末(図示しない)、混合弁V4、ポンプP7と、給湯用水を加熱する第2燃焼機242と、給湯機構を構成する熱交換器275、給湯路244、上水路245、混合器246と、追い焚き機構を構成する追い焚き用熱交換器243等を備えている。
The gas
混合弁V4には、暖房温水往路230から貯湯タンクの温水(暖房用水)が流入するとともに、暖房機構を構成する暖房端末復路261からの暖房用水の一部が流入する。混合弁V4の下流側の暖房端末往路260には、温度センサTH8が設けられており、暖房の要求温度に応じて設定された目標温度と温度センサTH8の検知値に基づいて混合弁V4が制御される。混合弁V4で合流した暖房用水は、分岐部271において高温暖房端末往路264と低温暖房端末往路265に分流される。高温および低温暖房端末を通過後の暖房用水は、暖房端末復路261から、分岐部272に至る。分岐部272において、暖房用水の一部は混合弁V4に送られる。残りの暖房用水は、暖房機構を構成する第3暖房温水復路233から切替弁V5に送られる。上記のとおり、混合弁V4から送られる暖房用水は、暖房機構を循環して、一部は混合弁V4に戻り、その残りは暖房機構から切替弁V5に戻される。
Hot water (heating water) from the hot water storage tank flows into the mixing valve V4 from the heating hot water
切替弁V5が第1暖房温水復路231側に接続されている場合には、暖房用水は貯湯タンク201中央部の導入口215に戻される。切替弁V5が第2暖房温水復路232側に接続されている場合には、暖房用水は、合流部274において給湯温水経路234を流れる貯湯タンク201からの温水と合流し、給湯機構を構成する熱交換器275を通過して給湯用水を加熱した後、貯湯タンク201底部の導入口216に戻される。熱交換器275において給湯用水と熱交換されるため、切替弁V5を第1暖房温水復路231側に接続して暖房用水を貯湯タンク201に直接戻す場合よりも、低い温度の暖房用水を貯湯タンク201に戻すことができる。
When the switching valve V5 is connected to the first heating / hot
切替弁V5は、給湯需要が無い場合には第1暖房温水復路231側に接続し、給湯需要がある場合には第2暖房温水復路232側に接続するように制御することで、暖房機構からの温水を給湯用水の加熱に利用することができる。また、実施例1と同様に、給湯需要があっても、貯湯タンク201内の温水温度が低くなった場合には、切替弁V5を第1暖房温水復路231側に切り替えるようにすることもできる。
The switching valve V5 is connected to the first heating / hot
熱交換器275では、給湯温水経路234から供給される暖房用水によって上水路245から送られる上水が加熱され、給湯路244から給湯用水として供給される。熱交換器275の給湯用水側の出口流路には、温度センサTH7が設けられており、温度センサTH7の検知値に基づいて、タンクユニット21のポンプP6を制御し、熱交換器275での熱交換量を調整することができる。切替弁V6を切り替えることで、熱交換器275によって加熱された給湯用水を第2燃焼機242に送り、さらに加熱することもできる。
In the
上記のように、貯湯タンクに暖房機構を循環させる暖房用水を貯える場合においても、切替弁によって、暖房機構からの温水の流路を貯湯タンクに戻す第1暖房温水復路と、暖房機構からの温水を給湯温水経路の給湯機構より上流側に供給する第2暖房温水復路との何れかに切り替えることができる。給湯機構に供給される水は、給湯機構に設けられた熱交換器を通過し、暖房用水によって加熱された後に給湯される。これによって、貯湯タンクに戻される温水(暖房用水)の熱エネルギーを給湯用水の加熱に利用することができる。また、貯湯タンクに戻される暖房用水(温水)の温度を低くすることができ、貯湯タンク下部の水温を低く維持できるため、ヒートポンプユニットで加熱する水の温度も低く維持され、ヒートポンプを高効率で運転できる。 As described above, even when the heating water for circulating the heating mechanism in the hot water storage tank is stored, the first heating hot water return path for returning the hot water flow path from the heating mechanism to the hot water storage tank and the hot water from the heating mechanism by the switching valve. Can be switched to any one of the second heating hot water return path that supplies the hot water to the upstream side of the hot water supply mechanism of the hot water supply hot water path. The water supplied to the hot water supply mechanism passes through a heat exchanger provided in the hot water supply mechanism, is heated by the heating water, and then is supplied with hot water. Thereby, the thermal energy of the hot water (heating water) returned to the hot water storage tank can be used for heating the hot water supply water. In addition, the temperature of the heating water (hot water) returned to the hot water storage tank can be lowered and the water temperature at the bottom of the hot water storage tank can be kept low, so the temperature of the water heated by the heat pump unit is also kept low, making the heat pump highly efficient. I can drive.
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
1、5 給湯暖房装置
11、21 タンクユニット
12、22 ヒートポンプユニット
13、23 ガス熱源ユニット
101、201 貯湯タンク
102、275 熱交換器
111、112、114、117、211、212、217 貯湯タンク導出口
113、115、116、118、215、216 貯湯タンク導入口
121 圧縮機
122 放熱器
123 膨張機構
124 蒸発器
130、230 暖房温水往路
131、231 第1暖房温水復路
132、232 第2暖房温水復路
133、233 第3暖房温水復路
134、234 給湯温水経路
141、241 第1燃焼機
142、242 第2燃焼機
144、244 給湯路
145、245 上水路
146、246 混合器
150、250 シスターン
151 シスターン導出口
152 シスターン導入口
153 水位センサ
154 排出口
155 給水口
160 第1暖房端末往路
161、261 暖房端末復路
162 バイパス
163 第2暖房端末往路
164、264 高温暖房端末往路
165、265 低温暖房端末往路
171、172、271、272 分岐部
173、174、175、274 合流部
260 暖房端末往路
P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7 ポンプ
TH1、TH2、TH4、TH5、TH6、TH7、TH8 温度センサ
V1、V3、V5、V6 切替弁
V2 流調弁(流量調整弁)
V4 混合弁
1, 5 Hot water supply and heating devices 11, 21 Tank units 12, 22 Heat pump units 13, 23 Gas heat source units 101, 201 Hot water storage tanks 102, 275 Heat exchangers 111, 112, 114, 117, 211, 212, 217 Hot water storage tank outlets 113, 115, 116, 118, 215, 216 Hot water storage tank inlet 121 Compressor 122 Radiator 123 Expansion mechanism 124 Evaporator 130, 230 Heating hot water outgoing path 131, 231 First heating hot water return path 132, 232 Second heating hot water return path 133 233 3rd heating hot water return path 134, 234 Hot water supply hot water path 141, 241 1st combustor 142, 242 2nd combustor 144, 244 Hot water supply path 145, 245 Mixer 150, 250 cis turn 151 cis turn 151 outlet 152 cis turn inlet 153 Water level sensor 154 Discharge port 155 Water supply port 160 First heating terminal outbound route 161, 261 Heating terminal return route 162 Bypass 163 Second heating terminal outbound route 164, 264 High temperature heating terminal outbound route 165, 265 Low temperature heating terminal outbound route 171, 172, 271, 272 Branch Parts 173, 174, 175, 274 Junction part 260 Heating terminal forward path P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7 Pump TH1, TH2, TH4, TH5, TH6, TH7, TH8 Temperature sensors V1, V3, V5, V6 Switching valve V2 Flow control valve (Flow control valve)
V4 mixing valve
Claims (4)
前記貯湯タンクの温水を前記給湯機構に送る給湯温水経路と、
前記貯湯タンクの温水を前記暖房機構に送る暖房温水往路と、
前記暖房機構からの温水を前記貯湯タンクに戻す第1暖房温水復路と、
前記暖房機構からの温水を前記給湯温水経路の前記給湯機構より上流側に供給する第2暖房温水復路と、
前記暖房機構からの温水の行き先を前記第1暖房復路と前記第2暖房復路の何れかに切り替える切替弁とを備える給湯暖房装置。 A heat pump, a hot water storage tank for storing hot water heated by the heat pump, a hot water supply mechanism for supplying hot water using the hot water of the hot water storage tank, a heating mechanism for heating using hot water of the hot water storage tank, and the heating mechanism are provided. A hot water heater with a combustor,
A hot water supply hot water path for sending the hot water in the hot water storage tank to the hot water supply mechanism;
A heating and warm water outbound path for sending warm water from the hot water storage tank to the heating mechanism;
A first heating hot water return path for returning hot water from the heating mechanism to the hot water storage tank;
A second heating hot water return path for supplying hot water from the heating mechanism to the upstream side of the hot water supply mechanism of the hot water supply hot water path;
A hot water supply and heating device comprising: a switching valve that switches a destination of hot water from the heating mechanism to either the first heating return path or the second heating return path.
前記暖房温水往路は前記貯湯タンクの温水を前記熱交換器に送り、
前記第1暖房温水復路は、前記熱交換器からの温水を前記貯湯タンクに戻し、
前記第2暖房温水復路は、前記熱交換器からの温水を前記給湯温水経路の前記給湯機構より上流に供給し、
前記給湯機構は、前記給湯温水経路からの温水と上水とを混合して、給湯端末に供給することを特徴とする請求項1〜3に記載の給湯暖房装置。
The heating mechanism includes a heat exchanger for exchanging heat between the heat medium circulating in the heating mechanism and the hot water in the hot water storage tank,
The heating hot water outbound path sends hot water from the hot water storage tank to the heat exchanger,
The first heating hot water return path returns the hot water from the heat exchanger to the hot water storage tank,
The second heating hot water return path supplies hot water from the heat exchanger upstream of the hot water supply mechanism of the hot water supply hot water path,
The hot water supply and heating device according to claim 1, wherein the hot water supply mechanism mixes hot water and clean water from the hot water supply hot water path and supplies them to a hot water supply terminal.
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