JP2011149660A - Solar heat hot water supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽熱給湯装置、特に、太陽熱集熱器と貯湯タンクとを接続する熱媒循環管路内の熱媒を補助熱源機で加熱された温水で加熱可能な太陽熱給湯装置の試運転制御に関する。 The present invention relates to a solar water heater, and more particularly, to a trial operation control of a solar water heater capable of heating a heat medium in a heat medium circulation pipe connecting a solar heat collector and a hot water storage tank with hot water heated by an auxiliary heat source device. .
従来、太陽熱を利用して熱媒を加熱する太陽熱集熱器と、貯湯タンクと、太陽熱集熱器と貯湯タンクとの間で熱媒を循環させる熱媒循環管路と、貯湯タンクの下流側に配管接続する給湯器などの補助熱源機を備えた太陽熱給湯装置が知られている。この種の太陽熱給湯装置においては、太陽熱集熱器で加熱された熱媒を熱媒循環管路で貯湯タンクに導き、貯湯タンク内に給水された水を熱媒で熱交換加熱することにより湯水を貯湯し、貯湯タンク内の湯水の温度が給湯設定温度より低い場合、給湯運転時に補助熱源機を作動させて、所定の給湯設定温度まで昇温させた湯を出湯端末に供給している(例えば、特許文献1)。
尚、貯湯タンクから太陽熱集熱器に至る熱媒循環管路にはシスターン及び循環ポンプが組み込まれており、熱媒はシスターンに注入された後、熱媒循環管路に送られ、循環ポンプの作動によって熱媒循環管路を循環する。
Conventionally, a solar heat collector that heats a heat medium using solar heat, a hot water storage tank, a heat medium circulation conduit that circulates the heat medium between the solar heat collector and the hot water storage tank, and a downstream side of the hot water storage tank There is known a solar water heater equipped with an auxiliary heat source device such as a water heater connected to a pipe. In this type of solar water heater, the heat medium heated by the solar heat collector is led to the hot water storage tank through the heat medium circulation pipe, and the water supplied to the hot water tank is heated by heat exchange using the heat medium. When the temperature of the hot water in the hot water storage tank is lower than the preset hot water supply temperature, the auxiliary heat source unit is operated during hot water supply operation to supply hot water heated to a predetermined hot water supply preset temperature to the hot water terminal ( For example, Patent Document 1).
In addition, a cistern and a circulation pump are incorporated in the heat medium circulation line from the hot water storage tank to the solar heat collector, and after the heat medium is injected into the cistern, the heat medium is sent to the heat medium circulation line. It circulates through the heat medium circulation line by operation.
ところで、上記したような太陽熱給湯装置の試運転時に、熱媒循環管路を循環する熱媒の貯留量を確認する水張り判定や昇温度合いを確認する昇温判定は手動で行なわれており、目視によって確認されているため、試運転動作の確認作業が煩わしく、効率的且つ正確に行なえないといった問題が生じていた。 By the way, during the trial operation of the solar water heater as described above, the water filling judgment for confirming the storage amount of the heat medium circulating through the heat medium circulation pipe and the temperature rise judgment for confirming the degree of temperature rise are performed manually. Therefore, there is a problem that the confirmation operation of the test operation is troublesome and cannot be performed efficiently and accurately.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、熱媒循環管路内における熱媒の水張り判定や昇温判定等の試運転動作を自動的に且つ効率良く実施できる太陽熱給湯装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a solar hot water supply apparatus that can automatically and efficiently perform trial operation operations such as water-filling judgment and temperature rise judgment of a heat medium in a heat medium circulation pipe. This is the issue.
本発明は、太陽熱を利用して熱媒を加熱する太陽熱集熱器と、
湯水を貯湯する貯湯タンクと、
太陽熱集熱器と貯湯タンクとの間で熱媒を循環させると共に、貯湯タンク内に配設された熱交換部を具備する熱媒循環管路と、
熱媒が注入されるシスターンと、
熱媒を熱媒循環管路内に循環させる循環ポンプと、
貯湯タンクの下流に配管接続される補助熱源機と、
熱媒循環管路に設けられた液々熱交換部と、
補助熱源機から延設されて液々熱交換部に接続され、補助熱源機で加熱された温水を循環させる加熱用循環管路と、
試運転制御を行なう制御部とを備え、
制御部による試運転制御は、
循環ポンプを作動させて熱媒循環管路にシスターン内の熱媒を循環させ、シスターン内の熱媒の水位を所定時間ごとに検知することにより、熱媒循環管路における水張り具合を検知する水張り判定を行うように設定されている太陽熱給湯装置である。
The present invention includes a solar heat collector that heats a heat medium using solar heat,
A hot water storage tank for storing hot water,
Circulating a heat medium between the solar heat collector and the hot water storage tank, and a heat medium circulation line having a heat exchange section disposed in the hot water storage tank;
A cistern into which the heat medium is injected;
A circulation pump for circulating the heat medium in the heat medium circulation line;
An auxiliary heat source machine piped downstream of the hot water storage tank,
A liquid-to-liquid heat exchange section provided in the heat medium circulation pipe,
A heating circulation line that extends from the auxiliary heat source unit and is connected to the liquid-liquid heat exchange unit, and circulates the hot water heated by the auxiliary heat source unit;
A control unit for performing trial run control,
Test run control by the control unit
Water filling that detects the water filling condition in the heat medium circulation pipe by operating the circulation pump to circulate the heat medium in the cis turn through the heat medium circulation pipe and detecting the water level of the heat medium in the cis turn every predetermined time. It is a solar water heater set to perform the determination.
太陽熱給湯装置の試運転を実行するには、まず、シスターンに手動で熱媒を所定量注入する。そして、制御部からの信号により、循環ポンプを作動させてシスターン内の熱媒を熱媒循環管路内に循環させる。前記制御部によって、シスターン内における熱媒の水位が検知され、所定水位が所定時間維持されたと判定された場合は、熱媒の水張りは正常とみなされる。尚、所定水位が維持されないと判定された場合は、水張り異常とみなされ、シスターン又は熱媒循環管路を構成している配管等に漏れや亀裂がないかを検査する。
又、上記太陽熱給湯装置であって、制御部による試運転制御を、上記水張り判定に替えて、加熱用循環管路に補助熱源機で加熱された温水を循環させることにより熱媒循環管路内の熱媒を液々熱交換部で加熱する熱媒加熱運転を開始させると共に、熱媒加熱運転開始前後における熱媒循環管路内の熱媒の温度を比較して熱媒の昇温具合を検知する昇温判定を行なうように設定したものでは、熱媒加熱運転により、熱媒の加熱後の温度が加熱前の温度よりも所定温度上昇していると判定され、その状態が所定時間継続する場合は、昇温状態は正常とみなされる。一方、熱媒が温度上昇しない状態で所定時間継続する場合は、昇温異常とみなされ、熱媒循環管路又は加熱用循環管路の配管のつぶれや閉塞等の異常、循環ポンプや液々熱交換部等に故障がないか検査する。
In order to execute the trial operation of the solar water heater, first, a predetermined amount of heat medium is manually injected into the cistern. And according to the signal from a control part, a circulation pump is operated and the heat medium in a cistern is circulated in a heat medium circulation pipe line. When the control unit detects the water level of the heat medium in the cistern and determines that the predetermined water level is maintained for a predetermined time, the water filling of the heat medium is regarded as normal. If it is determined that the predetermined water level is not maintained, it is regarded as a water filling abnormality, and it is inspected whether there are any leaks or cracks in the pipes constituting the cistern or the heat medium circulation pipe.
Further, in the above solar water heater, the trial run control by the control unit is replaced with the water filling judgment, and the hot water heated by the auxiliary heat source machine is circulated in the heating circulation line to circulate in the heating medium circulation line. The heating medium heating operation for heating the heating medium at the liquid-to-liquid heat exchanger is started, and the temperature of the heating medium in the heating medium circulation pipe before and after the heating medium heating operation is compared is detected. In the case where the temperature rise determination is performed, it is determined by the heating medium heating operation that the temperature after heating the heating medium is higher than the temperature before heating by a predetermined temperature, and this state continues for a predetermined time. If so, the temperature rise is considered normal. On the other hand, if the heat medium continues for a predetermined time in a state where the temperature does not rise, it is regarded as a temperature rise abnormality, an abnormality such as crushing or blockage of the heat medium circulation pipe or the heating circulation pipe, a circulation pump or liquid Inspect the heat exchange part for any failure.
上記太陽熱給湯装置において、
前記シスターン内には、熱媒の異常高水位を検知する高水位スイッチと、熱媒の異常低水位を検知する低水位スイッチとが配設され、
前記制御部の水張り判定にて、低水位スイッチからの出力信号が検出され且つ高水位スイッチからの出力信号が検出されない状態で所定時間経過したかどうかが判断されるように設定されていることが望ましい。
In the above solar water heater,
In the cistern, a high water level switch for detecting an abnormally high water level of the heat medium and a low water level switch for detecting an abnormally low water level of the heat medium are disposed,
In the water filling judgment of the control unit, it is set so that it is judged whether or not a predetermined time has passed in a state where the output signal from the low water level switch is detected and the output signal from the high water level switch is not detected. desirable.
熱媒を循環ポンプで熱媒循環管路内に循環させた状態にて、シスターン内の熱媒が低水位スイッチと高水位スイッチとの間にその水位を維持した状態で所定時間経過すると水張り状態は正常と判定される。逆に、低水位スイッチからの出力信号が検出されない状態や高水位スイッチからの出力信号が検出される状態が所定の判定時間継続する場合には、水張り異常と判定され、各部の点検が必要となる。 In a state where the heat medium is circulated in the heat medium circulation pipe by the circulation pump, the water medium is filled when a predetermined time elapses with the heat medium in the cistern maintaining the water level between the low water level switch and the high water level switch. Is determined to be normal. On the contrary, if the output signal from the low water level switch is not detected or the output signal from the high water level switch is detected for a predetermined determination time, it is determined that the water level is abnormal and inspection of each part is required. Become.
上記太陽熱給湯装置において、
熱媒循環管路は、熱媒を太陽熱集熱器から熱交換部に送る熱媒循環往路、熱交換部から太陽熱集熱器に熱媒を戻す熱媒循環復路、及び、熱媒循環往路と熱媒循環復路とを繋ぐバイパス路を有し、
熱媒循環往路または熱媒循環復路には、太陽熱集熱器への熱媒の流れを連通/遮断する第1開閉弁が設けられ、
バイパス路には、バイパス路における熱媒の流れを連通/遮断する第2開閉弁が設けられ、
制御部は、試運転制御に際して、第1開閉弁を閉弁させるとともに第2開閉弁を開弁させることにより熱媒を太陽熱集熱器に流通させずにバイパス路に流通させる第1の熱媒循環経路と、第1、第2開閉弁を開弁させて熱媒を太陽熱集熱器側にも流通させる第2の熱媒循環経路とに切替自在とすることが望ましい。
In the above solar water heater,
The heat medium circulation pipe is a heat medium circulation forward path for sending the heat medium from the solar heat collector to the heat exchange section, a heat medium circulation return path for returning the heat medium from the heat exchange section to the solar heat collector, and a heat medium circulation forward path. It has a bypass path that connects the heat medium circulation return path,
A first on-off valve for communicating / blocking the flow of the heat medium to the solar heat collector is provided in the heat medium circulation forward path or the heat medium circulation return path,
The bypass passage is provided with a second on-off valve for communicating / blocking the flow of the heat medium in the bypass passage,
In the trial operation control, the control unit closes the first on-off valve and opens the second on-off valve to cause the heat medium to circulate through the bypass path without passing through the solar heat collector. It is desirable to be able to switch between a path and a second heat medium circulation path that opens the first and second on-off valves and distributes the heat medium also to the solar heat collector side.
第1の熱媒循環経路では、熱媒循環往路と熱媒循環復路がバイパス路を介して連通する態様となり、熱媒は太陽熱集熱器側には流通されない。よって、試運転動作による水張り判定と昇温判定は、第1の熱媒循環経路のみで実施される。この状態で異常が検出されれば、配管の詰まりや各種器具の故障等の異常原因は第1の熱媒循環経路内にあると理解することができる。また、第1開閉弁を開弁させて、熱媒が太陽熱集熱器側にも流れる第2の熱媒循環経路に切り替えて、熱媒循環管路全体に試運転動作を実施する。この状態にて異常が検出されると、異常原因は第2の熱媒循環経路内にあると言える。
また、第1、第2開閉弁は試運転開始時に同時に開弁させておき、この状態で異常が検出されたら、第1開閉弁を閉弁させて、第1の熱媒循環経路に切り替えるようにしてもよい。
このように、試運転動作時に第1熱媒循環経路又は第2熱媒循環経路に切替えて水張り判定及び昇温判定を実施することにより、異常箇所の特定が容易となる。
In the first heat medium circulation path, the heat medium circulation forward path and the heat medium circulation return path are communicated via the bypass path, and the heat medium is not circulated to the solar heat collector side. Therefore, the water filling determination and the temperature increase determination by the trial operation are performed only in the first heat medium circulation path. If an abnormality is detected in this state, it can be understood that the cause of the abnormality such as a clogged pipe or a failure of various appliances is in the first heat medium circulation path. Further, the first on-off valve is opened to switch to the second heat medium circulation path through which the heat medium also flows to the solar heat collector side, and the test operation is performed on the entire heat medium circulation pipe. If an abnormality is detected in this state, it can be said that the cause of the abnormality is in the second heat medium circulation path.
Further, the first and second on-off valves are opened at the same time when the trial operation is started, and when an abnormality is detected in this state, the first on-off valve is closed to switch to the first heat medium circulation path. May be.
Thus, by switching to the first heat medium circulation path or the second heat medium circulation path and performing the water filling determination and the temperature rise determination at the time of the test operation, it is easy to identify the abnormal part.
また、上記太陽熱給湯装置において、
熱媒循環復路におけるバイパス路への分岐部と循環ポンプとの間に、熱媒の温度を検出する熱媒温度検出器が設けられていることが望ましい。
熱媒温度検出器は第1の熱媒循環経路内における熱媒循環復路に設けられることとなるから、第1開閉弁が閉弁されて第1の熱媒循環経路での試運転時にも昇温判定が可能となる。
In the solar water heater,
It is desirable that a heating medium temperature detector for detecting the temperature of the heating medium is provided between the branching path to the bypass path in the heating medium circulation return path and the circulation pump.
Since the heat medium temperature detector is provided in the heat medium circulation return path in the first heat medium circulation path, the temperature rises during the trial operation in the first heat medium circulation path with the first on-off valve closed. Judgment is possible.
以上のように、本発明の太陽熱給湯装置では、熱媒の水張り判定又は昇温判定が自動で行なえるようにしたから、器具の設置場所にかかわらず、効率的に且つ正確に試運転動作の確認作業を実施することができる。
又、第1開閉弁を閉弁することにより、第1の熱媒循環経路に限定して試運転動作を実施することができるから、熱媒の水張り異常又は昇温異常が検出されたとき、その異常部位の特定が容易となる。
As described above, in the solar water heater of the present invention, the determination of water filling or temperature rise of the heat medium can be performed automatically, so that the test operation can be confirmed efficiently and accurately regardless of the installation location of the equipment. Work can be carried out.
In addition, by closing the first on-off valve, it is possible to carry out a trial operation only in the first heat medium circulation path, so when a water medium abnormality or temperature rise abnormality is detected, It is easy to identify abnormal sites.
以下に、本発明の実施形態をなす太陽熱給湯装置について、図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、本実施形態による太陽熱給湯装置は、太陽熱集熱器1、貯湯タンク2、補助熱源機3、太陽熱給湯装置の運転や給湯温度を設定するリモコン4、太陽熱集熱器1と貯湯タンク2と間で熱媒を循環する循環経路を形成する熱媒循環管路7、及び太陽熱給湯装置の貯湯運転、給湯運転、及び試運転等を制御する制御部Cなどを備えている。
Below, the solar hot water supply apparatus which makes embodiment of this invention is demonstrated, referring drawings.
As shown in FIG. 1, the solar water heater according to this embodiment includes a solar heat collector 1, a hot water storage tank 2, an auxiliary heat source device 3, a
太陽熱集熱器1は、集合住宅のベランダに縦置きにされたり、建物の屋根などに設置されるもので、図示しないパネル状の集熱板と、ソーラ発電部として太陽電池セルが複数配設された太陽電池パネル1aとが積層一体化された発電集熱ユニットからなり、その内部に熱媒を循環させる内部通路を有している。この内部通路は、熱媒循環管路7の一部を構成している。太陽熱集熱器1内に配設された太陽電池パネル1aは制御部Cと電気配線で接続されており、発電時の電力は制御部Cに印加されている。
The solar heat collector 1 is installed vertically on the veranda of an apartment house or installed on the roof of a building, etc. A plurality of solar cells are arranged as a panel-shaped heat collecting plate (not shown) and a solar power generation unit. The solar cell panel 1a thus formed is composed of a power generation and heat collecting unit laminated and integrated, and has an internal passage for circulating a heat medium therein. This internal passage constitutes a part of the heat
貯湯タンク2は、耐食性に優れ保温効果のある金属製のタンクであり、下部に水を給水する給水管5と接続された給水口を有し、上部に湯水を出湯する出湯管6と接続された出湯口を有し、貯湯タンク2内に内部の湯水の温度を検知するための4つの貯湯タンクサーミスタ20a,20b,20c,20dを備えている。4つの貯湯タンクサーミスタ20a,20b,20c,20dの検知信号は、それぞれ制御部Cに出力され、出湯温制御の算出等に利用される。
The hot water storage tank 2 is a metal tank that is excellent in corrosion resistance and has a heat retaining effect. The hot water storage tank 2 has a water supply port connected to a water supply pipe 5 that supplies water at the lower part, and is connected to a hot water discharge pipe 6 that discharges hot water at the upper part. The hot water storage tank 2 is provided with four hot water
給水管5には、上流側から順に、給水元弁51、減圧弁52、給水温度を検知する入水温サーミスタ53、逆止弁54、及び排水弁55が配設されている。
In the water supply pipe 5, a water
貯湯タンク2と補助熱源機3とは出湯管6を介して接続されている。出湯管6には、貯湯タンク2と補助熱源機3との間で、上流側から順に、貯湯タンク2から出湯される湯水の温度を検知する出湯温サーミスタ61、圧力逃がし弁62、電磁弁63、混合弁64、水量センサ65、混合サーミスタ66、及びハイカットサーミスタ67が配設されている。水量センサ65は出湯管6を流れる流量を検知し、その検知信号は制御部Cに出力される。また、混合サーミスタ66及びハイカットサーミスタ67は、出湯管6内の湯水の温度を検知し、これらの検知信号は制御部Cに出力される。
The hot water storage tank 2 and the auxiliary heat source unit 3 are connected via a hot water discharge pipe 6. The hot water discharge pipe 6 includes a hot
出湯管6に設けられている混合弁64には、給水管5から分岐された混合用給水管9が分岐接続されている。混合弁64は、貯湯タンク2から出湯される湯水の温度に応じて、貯湯タンク2から出湯された湯水と混合用給水管9を介して給水管5から給水された水とを混合する弁であり、制御部Cからの信号に応じてその開度が調整される。
A mixing water supply pipe 9 branched from the water supply pipe 5 is branched and connected to the mixing
熱媒循環管路7は、太陽熱集熱器1で加熱された熱媒を貯湯タンク2に送る熱媒循環往路7aと、貯湯タンク2内で給水された水と加熱された熱媒との間で熱交換を行う熱交換部7bと、熱交換により冷却された熱媒を太陽熱集熱器1に戻す熱媒循環復路7cと、熱媒循環往路7aと熱媒循環復路7cとを連通するバイパス路14とから構成されている。熱交換部7bは、貯湯タンク2内の下方にU字状等に屈曲された配管から構成されている。熱媒としては、プロピレングリコールなどを含有する不凍液が使用される。
The heat
熱媒循環管路7の熱媒循環復路7cには、上流側から順に、熱媒を貯留するための開放系のシスターン8と、循環ポンプPと、熱媒温度を検知する熱媒温度検知部として熱媒サーミスタ71と、太陽熱集熱器1への熱媒の流れを連通/遮断する第1熱動弁72とが配設されている。
この第1熱動弁72は熱媒循環復路7cとバイパス路14との接続部よりも太陽熱集熱器1側に配設されており、常開している開閉弁であり、制御部Cからの信号に応じて開閉される。なお、第1熱動弁72は、熱媒循環往路7aに設けてもよいし、熱媒循環往路7a、熱媒循環復路7cの両方に設けてもよい。
In the heating medium
The
熱媒サーミスタ71は、熱媒循環復路7cとバイパス路14との接続部よりも貯湯タンク2側に配設されている。これにより、後述する試運転時に、熱媒が太陽熱集熱器1を流通せず、バイパス路14を流通する第1の熱媒循環経路に切替えられても、熱媒が熱媒サーミスタ71の配設部位を流通するから、熱媒循環経路の切替えに拘らず、熱媒循環管路7を流通する熱媒の温度を検知することができる。なお、熱媒サーミスタは、さらに熱媒循環往路7aにも設けてもよい。熱媒サーミスタ71の検知信号は、制御部Cに出力され、記憶される。
The heat medium thermistor 71 is disposed closer to the hot water storage tank 2 than the connection portion between the heat medium
バイパス路14には、バイパス路14における熱媒の流れを連通/遮断する第2熱動弁142が配設されており、この第2熱動弁142は、常閉している開閉弁であり、制御部Cからの信号に応じて開閉される。また、バイパス路14には、補助熱源機3から延設する加熱用循環管路15を接続する液々熱交換部141が配設されている。液々熱交換部141の構造としては、例えば、バイパス路14を構成する配管の周囲を覆うように加熱用循環管路15を構成する配管を設けた二重管構造や、隔壁を介して一方の室にバイパス路14を接続し、他方の室に加熱用循環管路15を接続した構造を採用することができる。
The
シスターン8内には、熱媒の異常高水位を検知する高水位スイッチ81と、熱媒の異常低水位を検知する低水位スイッチ82と、循環ポンプPの空転を防止するための水位スイッチ83とが配設されている。また、シスターン8の上部には、熱媒がオーバーフローした場合に、シスターン8外に熱媒を排出するためのオーバーフロー管84が配設されている。
高水位スイッチ81及び低水位スイッチ82は、熱媒に触れていると水位検知信号を制御部Cに出力する。制御部Cは、これらの水位検知信号に基づき、シスターン8内の熱媒の水位が、高水位を超えているか、高水位と低水位との間にあるか、低水位よりも低いかを判断する。
In the cistern 8, a high
The high
循環ポンプPは、太陽熱集熱器1内に配設された太陽電池パネル1aからの太陽光発電電力が所定の電力以上である場合にはその電力により駆動され、後述する試運転時や夜間や雨天などで日射量が不足している場合には商用電源である電源供給部(図示せず)と接続された制御基板33を介して印加される制御部Cからの電力により駆動される。
The circulation pump P is driven by the solar power generated from the solar battery panel 1a disposed in the solar heat collector 1 when it is equal to or higher than a predetermined power level. When the amount of solar radiation is insufficient, it is driven by electric power from the control unit C applied via the
本実施の形態の太陽熱給湯装置で貯湯運転が行われる場合、太陽熱集熱器1に日射が当たり、制御部Cに印加される太陽電池パネル1aからの太陽光発電電力が所定の電力以上であれば、制御部Cはその電力により循環ポンプPを駆動する。これにより、加熱された熱媒が貯湯タンク2に送られ、貯湯タンク2内に給水された水が加熱されて、湯水が貯湯される。なお、貯湯運転においては、貯湯タンク2から湯水が出湯されないよう、出湯管6に設けられた電磁弁63は閉弁される。
When hot water storage operation is performed with the solar water heater of the present embodiment, the solar heat collector 1 is exposed to solar radiation, and the solar power generated from the solar cell panel 1a applied to the controller C is greater than or equal to a predetermined power. For example, the control unit C drives the circulation pump P with the electric power. Thereby, the heated heat medium is sent to the hot water storage tank 2, the water supplied into the hot water storage tank 2 is heated, and hot water is stored. In the hot water storage operation, the
補助熱源機3は、給湯用加熱ユニット31と、暖房用加熱ユニット32と、これら加熱ユニット31,32の動作を制御する制御基板33とを備えている。これらの加熱ユニット31,32にはそれぞれ、給湯用熱交換器311及び給湯用ガスバーナ312と、暖房用熱交換器321及び暖房用ガスバーナ322とが内蔵されている。
The auxiliary heat source unit 3 includes a hot water
給湯用熱交換器311は、出湯管6と接続されている。給湯用熱交換器311は、給湯運転が行われる場合に、必要に応じて給湯用ガスバーナ312が点火されて加熱され、該給湯用熱交換器311で流入した湯水が熱交換されることにより、給湯管Lから浴室や台所などに設けられたカラン等の出湯端末に所定の給湯設定温度を有する給湯水が供給される。
The hot water
本実施の形態の太陽熱給湯装置で給湯運転が行われる場合、出湯端末が開栓されると、混合用給水管9から混合弁64を介して出湯管6に水が供給される。そして、水量センサ65で所定流量以上の流水が検知されると、制御部Cは出湯管6に設けられた電磁弁63を開弁する。電磁弁63が開弁されると、貯湯タンク2から湯水が出湯管6に出湯され、出湯温サーミスタ61は出湯された湯水の温度を検知し、制御部Cに検知温度を出力する。そして、リモコン4の給湯温度設定スイッチを操作することにより制御部Cに入力された出湯端末で要求される給湯設定温度よりも貯湯タンク2から出湯される湯水の温度が高い場合、制御部Cにより混合弁64の開度が調整されて、湯水と混合用給水管9から給水される水とが所定割合で混合され、給湯用加熱ユニット31を作動させることなく、出湯端末に給湯設定温度の給湯水が供給される。一方、貯湯タンク2内から出湯される湯水の温度が出湯端末で要求される給湯設定温度よりも低い場合、制御部Cは混合弁64の開度を所定割合に調整し、給湯用加熱ユニット31を作動させ、給湯用ガスバーナ312を点火して給湯用熱交換器311で加熱され、給湯設定温度の給湯水が出湯端末に供給される。
When the hot water supply operation is performed with the solar hot water supply apparatus of the present embodiment, when the hot water outlet terminal is opened, water is supplied from the mixing water supply pipe 9 to the hot water discharge pipe 6 through the mixing
暖房用熱交換器321は、温水循環ポンプP2を配設して温水(不凍液を含んでも良い。)を循環させる温水循環管路Rが接続されている。温水循環管路Rは、熱媒循環管路7のバイパス路14に設けられた液々熱交換部141と接続する加熱用循環管路15と、暖房装置Wに接続する暖房用循環管路16とに分岐されている。加熱用循環管路15は、暖房用熱交換器321で加熱された温水を液々熱交換部141に送る加熱用循環往路15aと、熱交換により冷却された温水を暖房用熱交換器321に戻す加熱用循環復路15bとから構成されており、加熱用循環往路15aには温水の流通を連通/遮断する熱動弁151が配設されている。暖房用循環管路16には、暖房装置Wに温水の流通を連通/遮断する熱動弁161が配設されている。
The
暖房用加熱ユニット32は、通常、暖房装置Wなどを加熱するための加熱ユニットとして使用されるが、後述の試運転の場合、日射量が不足して太陽熱集熱器1で集熱される集熱エネルギーが少なく、貯湯タンク2内に所定温度の湯水が長時間貯湯されない場合や、太陽熱給湯装置が長時間使用されず、そのため貯湯タンク2内の湯水が入れ替わらず細菌が繁殖する虞がある場合などの貯湯タンク2内の湯水を加熱する必要性に応じて加熱運転を行うための加熱ユニットとして使用される。
The
制御部Cは、マイクロコンピュータを主体として構成されており、出湯端末から給湯設定温度の湯を給湯するための給湯運転部、貯湯タンク2の湯水を加熱する貯湯運転部、試運転時に水張り判定や昇温判定を行なう試運転部などを備えている。また、制御部Cは、上述の各種のセンサや各種の弁などと接続されているとともに、浴室や台所などに配置されたリモコン4と補助熱源機3内の制御基板33を介して接続されている。
リモコン4は、図示しない運転スイッチ、給湯温度設定スイッチ、試運転スイッチなどの操作スイッチと、給湯設定温度や貯湯タンク2内の湯量などを表示する表示部を備えている。
The control unit C is configured mainly with a microcomputer, and includes a hot water supply operation unit for supplying hot water at a hot water supply set temperature from a hot water outlet terminal, a hot water storage operation unit for heating hot water in the hot water storage tank 2, and water filling judgment and ascent at the time of trial operation. It has a test run section that performs temperature judgment. The control unit C is connected to the above-described various sensors, various valves, and the like, and is connected to the
The
次に、本実施の形態の太陽熱給湯装置の試運転時における制御動作を図2及び図3のフローチャートに従って具体的に説明する。
なお、本実施の形態における試運転プログラムは、シスターン8に熱媒の水張り量を判定する水張り判定と、熱媒循環管路7を循環する熱媒の昇温度合いを判定する昇温判定とからなり、太陽熱集熱器1で集熱される集熱エネルギー量不足等により太陽熱集熱器1で熱媒が加熱されない条件でも、試運転動作を実行できるように、熱媒循環管路7の熱媒の加熱は、補助熱源機3から延設する加熱用循環管路15の温水により、液々熱交換部141で加熱されるように設定されてある。
Next, the control operation during the trial operation of the solar hot water supply apparatus of the present embodiment will be specifically described with reference to the flowcharts of FIGS.
The trial run program in the present embodiment includes a water filling judgment for determining the amount of water filling of the heat medium in the cis turn 8 and a temperature rising judgment for judging the temperature rising degree of the heat medium circulating in the heat
図2のフローチャートに基づいて、まず、熱媒循環管路7内を循環させる熱媒の水張り判定について説明する。
シスターン8内に所定量の熱媒が手動で注入される。その後、リモコン4の試運転スイッチ(図示せず)が押されると(ST1)、制御部Cを介して商用電力により循環ポンプPが駆動すると同時に、第1熱動弁72及び第2熱動弁142を開弁する(ST2)。これにより、熱媒は、熱媒循環管路7を、図1の実線太矢印で示されるように、太陽熱集熱器1を含む熱媒循環管路7の全経路である第2の熱媒循環経路で循環する。
シスターン8内に注入された熱媒が、低水位スイッチ82の設置水位を超えた状態にある場合は、低水位検知信号が制御部Cに出力され、同様に、高水位スイッチ81の設置水位を超えている場合は、高水位検知信号が制御部Cに出力される。そこで、熱媒循環管路7内に熱媒を循環させている状態にて、ST3のステップで、低水位検知信号が出力され(ON)且つ高水位検知信号は出力されていない(OFF)状態、すなわち、シスターン8内の熱媒の水位が高水位と低水位との間にある状態が一定時間(例えば、5分間)を経過したかどうかが判断され、一定時間経過したと判断された場合(ST3でYES)には、水張り状態は正常とみなされ(ST4)、循環ポンプPは停止する(ST5)。
Based on the flowchart of FIG. 2, first, the water filling determination of the heat medium circulating in the heat
A predetermined amount of heat medium is manually injected into the cistern 8. Thereafter, when a test operation switch (not shown) of the
When the heat medium injected into the cistern 8 exceeds the installation level of the low
ST3で、低水位検知信号が出力され(ON)且つ高水位検知信号は出力されない(OFF)状態が一定時間継続しない状態(ST3でNO)で、水張り判定時間(例えば、30分間)経過したと判断された場合(ST6でYES)は、ST7にて水張り異常と判定される。この場合、循環ポンプPの作動を停止して(ST5)、シスターン8や熱媒循環管路7を構成している配管等に、漏れや亀裂がないかを検査する。
又、ST3で、高水位検知信号は出力される状態(ON)が継続される場合も、水張り異常と判定される。この場合は、熱媒循環管路7の詰まりや循環ポンプPの故障等が考えられる。
尚、上記試運転中は貯湯タンク2からの湯水の出湯を停止させるために電磁弁63は閉弁しておく。
In ST3, when the low water level detection signal is output (ON) and the high water level detection signal is not output (OFF) in a state where the state does not continue for a certain period of time (NO in ST3), the water filling determination time (for example, 30 minutes) has elapsed. If it is determined (YES in ST6), it is determined in ST7 that the water filling is abnormal. In this case, the operation of the circulation pump P is stopped (ST5), and it is inspected whether there are any leaks or cracks in the pipes or the like constituting the cistern 8 or the heat
In ST3, it is determined that the water filling is abnormal even when the high water level detection signal is continuously output (ON). In this case, clogging of the heat
During the test operation, the
水張りが正常であった場合は、続いて、熱媒循環管路7内の熱媒の昇温判定に進む。
熱媒循環管路7の熱媒循環復路7cに設けられている熱媒サーミスタ71で、昇温前の熱媒の温度を検知し、制御部Cにて記憶しておく(ST8)。
その後、制御部Cの加熱運転部からの信号に応じて、暖房用加熱ユニット32が作動し、これにより、暖房用ガスバーナ322を点火して暖房用熱交換器321で温水を加熱し、加熱用循環管路15の熱動弁151を開弁し温水循環ポンプP2を駆動して(ST9)、加熱用循環管路15内に温水を循環させて液々熱交換部141を加熱する。
他方、熱媒循環管路7では、循環ポンプPを作動させ、第1熱動弁72を閉弁し、第2熱動弁142を開弁する(ST10)。これにより、熱媒は、熱媒循環管路7内で、図1の破線矢印で示されるように、太陽熱集熱器1側には流れず、バイパス路14を通る第1の熱媒循環経路を流れ、液々熱交換部141で加熱されながら循環する。
If the water filling is normal, the process proceeds to the temperature rise determination of the heat medium in the heat
The heating medium thermistor 71 provided in the heating medium
Thereafter, in response to a signal from the heating operation unit of the control unit C, the
On the other hand, in the heat
そして、液々熱交換部141で加熱された後の熱媒の温度を熱媒サーミスタ71で検知し、ST8で記憶した加熱される前の熱媒の温度と、加熱された後の熱媒の温度を比較演算し、加熱後に検知された温度が加熱前の温度より所定温度(例えば、3℃)以上昇温され、この状態が所定時間(例えば、1分間)経過したかどうかが判定される(ST11)。ST11でYESと判定された場合は、昇温具合いは正常と判定され(ST12)、ST11でNOと判定された場合は、その状態が昇温判定時間(例えば、30分)経過するかどうかをみて(ST13)、昇温判定時間を経過する場合は昇温異常とみなされる(ST14)。
以上の判定後、昇温判定は終了とみなされ、循環ポンプPの作動が停止される(ST15)と共に、加熱用循環管路15の熱動弁151は閉弁し、暖房用ガスバーナ322は消火され、温水循環ポンプP2を駆動停止して、暖房用加熱ユニット32の加熱運転が停止する(ST16)。
尚、ST14にて、昇温異常とみなされた場合は、熱媒循環管路7又は加熱用循環管路15の配管のつぶれや閉塞等の異常、循環ポンプPや熱交換部7bや液々熱交換部141の故障等がないかを検査する。
以上のように、本実施形態によれば、熱媒の水張り判定、及び、昇温判定が自動で行なえるから、器具の設置場所にかかわらず、効率的に且つ正確に試運転動作の確認作業を実施することができる。
Then, the temperature of the heating medium heated by the
After the above determination, the temperature rise determination is considered to be finished, the operation of the circulation pump P is stopped (ST15), the
If it is determined in ST14 that the temperature rise is abnormal, abnormalities such as crushing or blockage of the heat
As described above, according to the present embodiment, the determination of water filling of the heat medium and the determination of the temperature rise can be performed automatically, so that the operation for confirming the trial operation can be confirmed efficiently and accurately regardless of the installation location of the equipment. Can be implemented.
上記した昇温判定は、熱媒循環管路7の第1の熱媒循環経路のみで実施されたものであるから、ST14で、昇温異常と判定された場合、第1の熱媒循環経路を構成している範囲のみにおいて各配管や器具の検査を実施すればよい。
Since the temperature increase determination described above is performed only in the first heat medium circulation path of the heat
続いて、バイパス路14よりも太陽熱集熱器1側を含んだ熱媒循環管路7全体の第2の熱媒循環経路においても昇温判定を実施することが望ましい。
この場合、図3のフローチャートに示すように、上述の昇温判定(図2のST8〜ST16)とほぼ同様の動作を行なうが、ST10−1において、熱媒循環管路7に熱媒を循環させる際、第1熱動弁72及び第2熱動弁142を開弁しておく。これにより、熱媒は、図1の実線太矢印で示すように、太陽熱集熱器1やバイパス路14を含む熱媒循環管路7の全経路である第2の熱媒循環経路で循環する。
そして、昇温異常と判定された場合(図3のST14)、熱媒循環管路7のうち、バイパス路14よりも太陽熱集熱器1側の回路に不具合があると判断することができる。
これにより、配管の詰まりや機器の故障等、不具合のある箇所の特定が容易となる。
Subsequently, it is desirable to perform the temperature rise determination also in the second heat medium circulation path of the entire heat
In this case, as shown in the flowchart of FIG. 3, the same operation as the above-described temperature rise determination (ST8 to ST16 of FIG. 2) is performed. In ST10-1, the heat medium is circulated through the heat
And when it determines with temperature rising abnormality (ST14 of FIG. 3), it can be judged that there is a malfunction in the circuit of the solar-heat collector 1 side rather than the
As a result, it becomes easy to identify faulty parts such as clogged pipes or equipment failures.
上記実施の形態では、昇温判定において、第1熱動弁72を閉弁させ且つ第2熱動弁142を開弁させて、熱媒循環管路7の第1の熱媒循環経路の昇温判定を行なった後(図2のST10)、第1熱動弁72及び第2熱動弁142を開弁させて、第2の熱媒循環経路の昇温判定を行なうようにしたが、熱媒循環管路7の全経路である第2の熱媒循環経路だけの昇温判定を実行しても良い。
また、上記試運転時の水張り判定、昇温判定の結果(正常・異常)を判定終了時に報知するようにしてもよい。
In the above embodiment, in the temperature rise determination, the
Moreover, you may make it alert | report the result (normal / abnormal) of the water filling determination at the time of the said test operation, and temperature rising determination at the time of determination completion.
1 太陽熱集熱器
2 貯湯タンク
3 補助熱源機
7 熱媒循環管路
8 シスターン
15 加熱用循環管路
141 液々熱交換部
C 制御部
P 循環ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar thermal collector 2 Hot water storage tank 3 Auxiliary
Claims (5)
湯水を貯湯する貯湯タンクと、
太陽熱集熱器と貯湯タンクとの間で熱媒を循環させると共に、貯湯タンク内に配設された熱交換部を具備する熱媒循環管路と、
熱媒が注入されるシスターンと、
熱媒を熱媒循環管路内に循環させる循環ポンプと、
貯湯タンクの下流に配管接続される補助熱源機と、
熱媒循環管路に設けられた液々熱交換部と、
補助熱源機から延設されて液々熱交換部に接続され、補助熱源機で加熱された温水を循環させる加熱用循環管路と、
試運転制御を行なう制御部とを備え、
制御部による試運転制御は、
循環ポンプを作動させて熱媒循環管路にシスターン内の熱媒を循環させ、シスターン内の熱媒の水位を所定時間ごとに検知することにより、熱媒循環管路における水張り具合を検知する水張り判定を行うように設定されている太陽熱給湯装置。 A solar collector that uses solar heat to heat the heating medium;
A hot water storage tank for storing hot water,
Circulating a heat medium between the solar heat collector and the hot water storage tank, and a heat medium circulation line having a heat exchange section disposed in the hot water storage tank;
A cistern into which the heat medium is injected;
A circulation pump for circulating the heat medium in the heat medium circulation line;
An auxiliary heat source machine piped downstream of the hot water storage tank,
A liquid-to-liquid heat exchange section provided in the heat medium circulation pipe,
A heating circulation line that extends from the auxiliary heat source unit and is connected to the liquid-liquid heat exchange unit, and circulates the hot water heated by the auxiliary heat source unit;
A control unit for performing trial run control,
Test run control by the control unit
Water filling that detects the water filling condition in the heat medium circulation pipe by operating the circulation pump to circulate the heat medium in the cis turn through the heat medium circulation pipe and detecting the water level of the heat medium in the cis turn every predetermined time. A solar water heater set to make a determination.
湯水を貯湯する貯湯タンクと、
太陽熱集熱器と貯湯タンクとの間で熱媒を循環させると共に、貯湯タンク内に配設された熱交換部を具備する熱媒循環管路と、
熱媒が注入されるシスターンと、
熱媒を熱媒循環管路内に循環させる循環ポンプと、
貯湯タンクの下流に配管接続される補助熱源機と、
熱媒循環管路に設けられた液々熱交換部と、
補助熱源機から延設されて液々熱交換部に接続され、補助熱源機で加熱された温水を循環させる加熱用循環管路と、
試運転制御を行なう制御部とを備え、
制御部による試運転制御は、
加熱用循環管路に補助熱源機で加熱された温水を循環させることにより熱媒循環管路内の熱媒を液々熱交換部で加熱する熱媒加熱運転を開始させると共に、熱媒加熱運転開始前後における熱媒循環管路内の熱媒の温度を比較して熱媒の昇温具合を検知する昇温判定を行うように設定されている太陽熱給湯装置。 A solar collector that uses solar heat to heat the heating medium;
A hot water storage tank for storing hot water,
Circulating a heat medium between the solar heat collector and the hot water storage tank, and a heat medium circulation line having a heat exchange section disposed in the hot water storage tank;
A cistern into which the heat medium is injected;
A circulation pump for circulating the heat medium in the heat medium circulation line;
An auxiliary heat source machine piped downstream of the hot water storage tank,
A liquid-to-liquid heat exchange section provided in the heat medium circulation pipe,
A heating circulation line that extends from the auxiliary heat source unit and is connected to the liquid-liquid heat exchange unit, and circulates the hot water heated by the auxiliary heat source unit;
A control unit for performing trial run control,
Test run control by the control unit
The heating medium heating operation starts heating the heating medium in the heating medium circulation pipe by the liquid heat exchange section by circulating the hot water heated by the auxiliary heat source machine to the heating circulation pipe, and the heating medium heating operation. A solar water heater that is set to perform temperature rise determination for detecting the temperature rise of the heat medium by comparing the temperature of the heat medium in the heat medium circulation pipe before and after the start.
制御部の水張り判定にて、低水位スイッチからの出力信号が検出され且つ高水位スイッチからの出力信号が検出されない状態で所定時間経過したかどうかが判断されるように設定されている請求項1に記載の太陽熱給湯装置。 In the cistern, a high water level switch that detects an abnormally high water level of the heat medium and a low water level switch that detects an abnormally low water level of the heat medium are disposed.
The control unit is configured to determine whether or not a predetermined time has passed in a state where an output signal from the low water level switch is detected and an output signal from the high water level switch is not detected in the water filling judgment of the control unit. The solar water heater as described in 2.
熱媒循環往路または熱媒循環復路には、太陽熱集熱器への熱媒の流れを連通/遮断する第1開閉弁が設けられ、
バイパス路には、バイパス路における熱媒の流れを連通/遮断する第2開閉弁が設けられ、
制御部は、試運転制御に際して、第1開閉弁を閉弁させるとともに第2開閉弁を開弁させることにより熱媒を太陽熱集熱器に流通させずにバイパス路に流通させる第1の熱媒循環経路と、第1、第2開閉弁を開弁させて熱媒を太陽熱集熱器側にも流通させる第2の熱媒循環経路とに切替自在とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の太陽熱給湯装置。 The heat medium circulation pipe is a heat medium circulation forward path for sending the heat medium from the solar heat collector to the heat exchange section, a heat medium circulation return path for returning the heat medium from the heat exchange section to the solar heat collector, and a heat medium circulation forward path. It has a bypass path that connects the heat medium circulation return path,
A first on-off valve for communicating / blocking the flow of the heat medium to the solar heat collector is provided in the heat medium circulation forward path or the heat medium circulation return path,
The bypass passage is provided with a second on-off valve for communicating / blocking the flow of the heat medium in the bypass passage,
In the trial operation control, the control unit closes the first on-off valve and opens the second on-off valve to cause the heat medium to circulate through the bypass path without passing through the solar heat collector. Either of the first to third aspects can be switched between a path and a second heat medium circulation path in which the first and second on-off valves are opened to allow the heat medium to flow also to the solar heat collector side. The solar water heater as described in 2.
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