JP2011202882A - ヒートポンプ給湯システム - Google Patents

ヒートポンプ給湯システム Download PDF

Info

Publication number
JP2011202882A
JP2011202882A JP2010070485A JP2010070485A JP2011202882A JP 2011202882 A JP2011202882 A JP 2011202882A JP 2010070485 A JP2010070485 A JP 2010070485A JP 2010070485 A JP2010070485 A JP 2010070485A JP 2011202882 A JP2011202882 A JP 2011202882A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hot water
heat pump
water
water supply
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010070485A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Niima
康博 新間
Tomoaki Tanabe
智明 田邊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Carrier Corp
Original Assignee
Toshiba Carrier Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Carrier Corp filed Critical Toshiba Carrier Corp
Priority to JP2010070485A priority Critical patent/JP2011202882A/ja
Publication of JP2011202882A publication Critical patent/JP2011202882A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

【課題】貯湯タンクの湯温、出湯口の湯温、浴槽の湯温を適正に保ちつつ、ヒートポンプを効率よく動作させること。
【解決手段】熱交換方式で温水を生成し供給するヒートポンプユニット110と、ヒートポンプユニット110で生成された温水を貯留する密閉型タンク120と、密閉型タンク120に接続されるとともに、ヒートポンプユニット110に冷水を供給する冷水供給管130と、密閉型タンク120に一端が接続され密閉型タンク120の温水を蛇口151へ供給する給湯配管140と、給湯配管140から供給される温水を貯留する浴槽160と、一端側が給湯配管140に接続され、他端側が冷水供給管130に接続された分岐配管200と、分岐配管200の中途部を1次側とする水熱交換器180と、浴槽160の水または温水を水熱交換器180の2次側に送る循環配管170とを備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、貯湯機能と浴槽加温・保温機能を備えたヒートポンプ給湯システムに関し、特に高い効率での稼動を行うことができるものに関する。
業務用給湯分野においては、シャワー給湯の給湯機(ボイラ)と、浴槽加温・保温のための給湯機(ボイラ)とが別途に設置されていた。このように異なる給湯システムを設定すると、設置コストが高くなるとともに、設置スペースが広くなるという問題があった。このため、ファミリーレストラン、老人福祉施設あるいはビジネスホテルなど大量に湯を使用する業態に使用される給湯システムとして、ヒートポンプを用いて給湯を行うヒートポンプ給湯システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、ヒートポンプユニットで沸き上げられた湯を開放型の貯湯槽に貯え、貯湯槽の湯をヒートポンプユニットに戻してヒートポンプユニットで加温・保温するヒートポンプ給湯システムが開示されている。
特開2009−85524号公報
上述したヒートポンプ給湯システムでは、次のような問題があった。すなわち、温水内でのレジオネラ菌の繁殖防止のため、貯湯槽の湯温は60℃以上、給湯配管の出湯口の湯温は55℃以上を確保することが法令により要求されている。このため、ヒートポンプユニットは常に60℃の湯を70℃前後にまで再加熱する必要がある。ヒートポンプユニットはその原理上、高温水を更に高温にするときの効率は悪く、保温時のエネルギ効率が低下する。
そこで本発明は、貯湯タンクの湯温、出湯口の湯温、浴槽の湯温を適正に保ちつつ、ヒートポンプを効率よく動作させることができるヒートポンプ給湯システムを提供することを目的としている。
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のヒートポンプ給湯システムは次のように構成されている。
熱交換方式で温水を生成し供給するヒートポンプユニットと、前記ヒートポンプユニットで生成された温水を貯留する密閉型タンクと、この密閉型タンクに接続されるとともに、前記ヒートポンプユニットに冷水を供給する冷水供給管と、前記密閉型タンクに一端が接続され密閉型タンクの温水を利用端末へ供給する給湯配管と、前記給湯配管から供給される温水を貯留する温水槽と、一端側が前記給湯配管に接続され、他端側が前記冷水供給管に接続された分岐配管と、前記分岐配管の中途部を1次側とする水熱交換器と、前記温水槽の水または温水を前記水熱交換器の2次側に送る循環配管とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、貯湯タンクの湯温、出湯口の湯温、浴槽の湯温を適正に保ちつつ、ヒートポンプを効率よく動作させることが可能となる。
本発明の一実施の形態に係るヒートポンプ給湯システムの構成を示す説明図。 同ヒートポンプ給湯システムの制御の一例を示す説明図。 同ヒートポンプ給湯システムの制御の一例を示す説明図。
図1は本発明の一実施の形態に係るヒートポンプ給湯システム100の構成を示す説明図である。なお、図1中300は浴槽加温及び保温を制御するシステムコントローラを示している。また、図1中矢印は水或いは湯の流れ方向を示している。
ヒートポンプ給湯システム100は、ヒートポンプ式の水熱交換部で温水を生成し供給する2台のヒートポンプユニット110と、これらヒートポンプユニット110に直結された密閉型タンク120とを備えている。密閉型タンク120には、5つの水温センサT1〜T5がタンクの高さ方向に沿って取り付けられている。
密閉型タンク120の入口側には、冷水を供給する冷水供給管130が接続され、出口側には温水を排出する給湯配管140とが接続されている。冷水供給管130には、外部の水道管から冷水が供給される。なお、冷水供給管130の入口側には減圧弁131が設けられている。
給湯配管140は、循環回路150と、分岐配管200とに分岐されている。循環回路150には、出湯口としての蛇口151が設けられ、その下流側に定流量弁152、ポンプ153が接続され、さらに、ヒートポンプ式の循環回路保温用再加熱ユニット154を介して、循環回路150を循環する。
循環回路150は、さらに、浴槽160に温水を供給している。浴槽160は、循環配管170が接続され、この循環配管170には、ろ過器171と循環ポンプ172が設けられ、その下流側は水熱交換器180の2次側に設けられている。循環ポンプ172は湯のろ過を行うために常時運転されている。なお、水熱交換器180の下流側は浴槽160に接続されている。さらに、循環配管170には、水熱交換器180を挟んだ位置に水温センサ173,174が設けられている。水温センサ173,174の出力信号はシステムコントローラ300に入力されている。水温センサ173によって検出された温度をTB1、水温センサ174によって検出された温度をTB2とする。
分岐配管200には、流量調節弁201と、この流量調節弁201の下流側にポンプ202が取り付けられている。さらに、ポンプ202の下流側は水熱交換器180の一次側に接続されている。さらに分岐配管200の水熱交換器180の下流側は逆止弁203を介して冷水供給管130に接続されている。流量調節弁201は開度が0(全閉),A(25%),B(50%),C(75%),D(100%,全開)の5段階に調節することができ、最大開度はDである。
さらに、分岐配管200には、水熱交換器210を挟んだ位置に水温センサ204,205が設けられている。水温センサ204,205の出力信号はシステムコントローラ300に入力されている。水温センサ204によって検出された温度をTH1、水温センサ205によって検出された温度をTH2とする。
なお、システムコントローラ300には、浴室外遠隔操作装置310及び浴室内遠隔操作装置320が接続されている。システムコントローラ300は、各水温センサからの水温TH1,TH2,TB1,TB2や、ユーザの入力した設定値等に基づいて、ヒートポンプユニット110、流量調整弁201の開度の調節とポンプ202のON/0FFを制御する。
このように構成されたヒートポンプ給湯システム100は、次のように動作する。すなわち、密閉型タンク120に温水を供給する場合には、浴室外遠隔操作装置310を用いて温度・水量をシステムコントローラ300に設定する。この設定に基づいて各部が作動する。動作開始時には、冷水供給管130から冷水が各密閉型タンク120に供給される。密閉型タンク120に設けられた水温センサT1〜T5により、タンク下部の湯温TSの値が所定温度以下(例えば70℃以下)であればヒートポンプユニット110が駆動される。これにより、密閉型タンク120内の冷水が加熱されて所定温度以上の温水で満たされる。
密閉型タンク120から、蛇口151、浴槽160等への給湯を行う場合は、密閉型タンク120内の高温水を給湯配管140を介して、循環回路150に供給する。このとき、密閉型タンク120は外部の水道管(不図示)と直結しているため、水道管の圧力が直接、蛇口151に加わり、十分な水圧で高温水が供給される。
蛇口151から出湯されなかった温水は、少しずつ冷えながら(例えば60℃から55℃)、定流量弁152、ポンプ153を介して、循環回路保温用再加熱ユニット154に導入される。循環回路保温用再加熱ユニット154では、所定の温度(例えば60℃)まで再加熱されて、再度、循環回路150内を循環する。この循環回路保温用再加熱ユニット154は55℃の湯を60℃に加温するので、背景技術で説明したヒートポンプユニットのように60℃の湯を70℃前後にまで再加熱するよりも効率が良い。また、循環回路150に供給された温水は密閉型タンク120には戻らないため、循環回路150内の温度低下は、密閉型タンク120内の水温には影響しない。
浴槽160の再加熱・保温用の加温を行う場合には、浴室内遠隔操作装置320を用いて、湯温をシステムコントローラ300に設定する。これにより、ポンプ202が作動し、分岐配管200を介して密閉型タンク120内の高温水が水熱交換器180の1次側に導入される。水熱交換器180内で熱交換された高温水は温度が下降し、中温水となって冷水供給管130に供給される。
冷水供給管130に供給された中温水は、水道水と混合されさらに温度が低下した状態で、密閉型タンク120に導入される。このため、ヒートポンプユニット110を用いた加熱を効率よく行うことができ、省エネルギに寄与することとなる。
一方、循環配管170には、浴槽160内の水または温水が供給され、ろ過器171でろ過した後、循環ポンプ172にて水熱交換器90の2次側に供給する。これにより、循環配管170内の水または温水がろ過・加熱されて浴槽160内に戻される。さらに、水温センサ173,174によって水熱交換器180に入る高温水の水温(TH1)と、水熱交換器180から出る中温水の水温(TH2)とが検出され、システムコントローラ300に入力される。
循環配管170により、浴槽160内の温水は常時循環していると考えると、浴槽160の水温は水熱交換器180の入口水温(TB1)となる。したがって、ユーザが設定する浴槽水温はTB1を設定することになる。
システムコントローラ300では、湯温の設定値TB0を42℃にした場合、図2に示すように、TB1が設定温度に達すると、流量調整弁201の開度を0とし、ポンプ202をOFFとし、分岐配管200における浴槽加温・保温動作は停止する。一方、TB1が41℃になると、流量調整弁201の開度をA〜Dのいずれかとし、ポンプ202をONとし、分岐配管200における浴槽加温・保温動作を再開する。すなわち、浴槽160の水温が設定の温度になった時点で流量調整弁201を閉じるとともに、ポンプ202を停止する。これにより、省エネルギが図られる。
なお、流量調整弁201は実際のTB1の値と設定値TB0との差に応じて図3に示すように開度を調整する。つまり、湯温の設定値TB0と浴槽からの戻り温度TB1と差が大きい程、水熱交換器180に流す湯の流量が多くなるように流量調整弁201の開度を大きくなるように制御する。例えば、TB0とTB1との差が1℃以上〜2℃未満から2℃以上〜3℃未満になったときは弁開度をA(25%)からB(50%)にする。逆にTB0とTB1との差が2℃以上〜3℃未満から1℃以上〜2℃未満になったときは弁開度をB(50%)からA(25%)にする。但し、所定の開度にて一定時間経過してもTB1の値が上昇してこないときには所定時間ごとに更に弁開度をあける制御を加える。さらに、TB1とTB0の差が一定値以上(例えば4℃以上)の時には弁開度を最大(例えばD)とする制御を行ってもよい。
上述したようにヒートポンプ給湯システム100によれば、複数のヒートポンプユニット110で作った湯を複数の密閉型タンク120に貯めておき、蛇口151を開けることにより高温水を出すことができる。
また、密閉型タンク120を有するヒートポンプユニット110により、浴槽加温、保温が可能であることから、低価格・低維持費が可能である。また、ボイラ等の燃焼式の給湯装置に比べCO排出量も低減できる。この際、密閉型タンク120内の60℃以下の湯を昇温することで温水を加熱することができるため効率よい運転ができる。また、循環回路150内の保温は常時55℃の湯を昇温しているため、効率がよい。
さらに、浴槽160の温度調節は、流量調整弁201の開度により加熱能力を調整できるため変動が少なく、浴槽160の温度を一定に保つことができ、快適である。また、水熱交換器180への入口湯温を浴槽160の湯温として直接検知して、加熱能力を決めるため精度よい加熱が可能となる。
なお、システムコントローラ300には、浴室外遠隔操作装置310及び浴室内遠隔操作装置320にシステムコントローラ300が接続されているため、浴槽加温、保温システムの運転操作は、浴室外・浴室内のいずれからでも制御が可能となる。このため、浴槽160の加温は浴室外遠隔操作装置310システムリモコンで行い、細かな湯温調整は浴室内遠隔操作装置320というように使い分けることができる。さらに、浴槽湯温設定、浴槽加温を開始する時間設定、浴槽120を保温しておく時間帯設定をするようにしてもよい。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
貯湯タンクの湯温、出湯口の湯温、浴槽の湯温を適正に保ちつつ、ヒートポンプを効率よく動作させることができるヒートポンプ給湯システムを提供できる。
100…ヒートポンプ給湯システム、110…ヒートポンプユニット、120…密閉型タンク、130…冷水供給管、140…給湯配管、150…循環回路、160…浴槽、170…循環配管、173,174…水温センサ、180…水熱交換器、200…分岐配管、201…流量調節弁、202…ポンプ、204,205…水温センサ、300…システムコントローラ。

Claims (4)

  1. 熱交換方式で温水を生成し供給するヒートポンプユニットと、
    前記ヒートポンプユニットで生成された温水を貯留する密閉型タンクと、
    この密閉型タンクに接続されるとともに、前記ヒートポンプユニットに冷水を供給する冷水供給管と、
    前記密閉型タンクに一端が接続され密閉型タンクの温水を利用端末へ供給する給湯配管と、
    前記給湯配管から供給される温水を貯留する温水槽と、
    一端側が前記給湯配管に接続され、他端側が前記冷水供給管に接続された分岐配管と、
    前記分岐配管の中途部を1次側とする水熱交換器と、
    前記温水槽の水または温水を前記水熱交換器の2次側に送る循環配管と
    を備えていることを特徴とするヒートポンプ給湯システム。
  2. 前記分岐配管には、流量調整弁が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ給湯システム。
  3. 前記分岐配管には、循環ポンプが設けられ、前記流量調整弁が閉とされた時に停止されることを特徴とする請求項2に記載のヒートポンプ給湯システム。
  4. 少なくとも前記流量調整弁、前記循環ポンプ、前記ヒートポンプユニットを制御するシステムコントローラと、
    このシステムコントローラに前記温水槽の設定温度を入力する浴室内遠隔操作装置及び浴室外遠隔操作装置と、
    前記分岐配管に取り付けられ、この分岐配管内の水温を検出する分岐配管内水温センサと、
    前記循環配管に取り付けられ、この循環配管内の水温を検出する循環配管内水温センサとを具備し、
    前記システムコントローラには、前記分岐配管内水温センサ及び前記循環配管内水温センサの出力が入力されていることを特徴とする請求項3に記載のヒートポンプ給湯システム。
JP2010070485A 2010-03-25 2010-03-25 ヒートポンプ給湯システム Pending JP2011202882A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010070485A JP2011202882A (ja) 2010-03-25 2010-03-25 ヒートポンプ給湯システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010070485A JP2011202882A (ja) 2010-03-25 2010-03-25 ヒートポンプ給湯システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011202882A true JP2011202882A (ja) 2011-10-13

Family

ID=44879722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010070485A Pending JP2011202882A (ja) 2010-03-25 2010-03-25 ヒートポンプ給湯システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011202882A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013221714A (ja) * 2012-04-18 2013-10-28 Ishibashi Enterprise Kk 給湯器における高効率循環保温方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004125306A (ja) * 2002-10-03 2004-04-22 Mitsubishi Electric Corp 貯湯式給湯器
JP2005315505A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Mitsubishi Electric Corp 追焚き機能付き電気温水器及び浴槽水温度調整方法
JP2007303754A (ja) * 2006-05-12 2007-11-22 Sharp Corp ヒートポンプ式給湯機

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004125306A (ja) * 2002-10-03 2004-04-22 Mitsubishi Electric Corp 貯湯式給湯器
JP2005315505A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Mitsubishi Electric Corp 追焚き機能付き電気温水器及び浴槽水温度調整方法
JP2007303754A (ja) * 2006-05-12 2007-11-22 Sharp Corp ヒートポンプ式給湯機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013221714A (ja) * 2012-04-18 2013-10-28 Ishibashi Enterprise Kk 給湯器における高効率循環保温方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5500866B2 (ja) 温水システム
JP5103567B2 (ja) ヒートポンプ式給湯装置
US10824178B2 (en) Heating and hot water supply apparatus and control method thereof
WO2011074596A1 (ja) 給湯機
JP5537971B2 (ja) 太陽熱給湯システム
CN103776155A (zh) 一种恒温燃气热水器
JP5411732B2 (ja) 風呂給湯装置
JP5866217B2 (ja) 給湯装置
JP2011202882A (ja) ヒートポンプ給湯システム
JP2011141069A (ja) 風呂装置
JP5153444B2 (ja) ヒートポンプ給湯システム
JP2010230289A (ja) 貯湯式給湯機
JP4383238B2 (ja) 給湯装置
JP2015092125A (ja) 貯湯式給湯装置
JP6323373B2 (ja) 貯湯式給湯機
JP2006234210A (ja) 貯湯式給湯器
JP6240515B2 (ja) 給湯装置
JP6376389B2 (ja) 貯湯給湯装置
JP5965731B2 (ja) 貯湯タンクの沸き上げ方法及び貯湯式給湯機
JP2017207234A (ja) ヒートポンプ式給湯システム
CN115059950A (zh) 一种蓄能无菌热水系统
KR101424404B1 (ko) 열기기
JP2019215158A (ja) ヒートポンプ式給湯装置
JP2005345075A (ja) 貯湯式給湯器
JP2016031198A (ja) 貯湯システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121010

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20130815

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130924

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140204