JP2014103782A - Heat source machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、商用電源から供給される電力によって電動機器を作動する熱源機に関する。 The present invention relates to a heat source machine that operates an electric device by electric power supplied from a commercial power source.
熱源機は、商用電源から電力が供給されて、ポンプや、温度センサといった電動機器を作動し給湯を行う。
そして、停電時でも電動機器を作動することができるように、バックアップ電源(電池)を備えた熱源機があり、その具体例が特許文献1、2に記載されている。バックアップ電源は、商用電源からの電力によって充電され、停電時に電動機器に対して電力を供給する。
The heat source machine is supplied with electric power from a commercial power source and operates an electric device such as a pump or a temperature sensor to supply hot water.
And there exists a heat source machine provided with the backup power supply (battery) so that an electric equipment can be operated at the time of a power failure, and the specific example is described in
しかしながら、熱源機にバックアップ電源を追加すると、熱源機全体の製造コストが上昇し、経済的ではない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、バックアップ電源を備えることなく、停電時の電源を確保する熱源機を提供することを目的とする。
However, if a backup power source is added to the heat source unit, the manufacturing cost of the entire heat source unit increases, which is not economical.
This invention is made | formed in view of this situation, and it aims at providing the heat source machine which ensures the power supply at the time of a power failure, without providing backup power supply.
前記目的に沿う本発明に係る熱源機は、商用電源に接続された接続端子Aを有し、該接続端子Aを介した電力供給によって電動機器を作動する熱源機において、前記商用電源とは別の外部電源に接続される接続端子Bを備え、前記商用電源が停電時には、前記接続端子Bを介して前記外部電源から前記電動機器への給電経路を確保する。 A heat source apparatus according to the present invention that meets the above object has a connection terminal A connected to a commercial power source, and is a heat source machine that operates an electric device by supplying power via the connection terminal A. A connection terminal B connected to the external power source is provided, and a power supply path from the external power source to the electric device is secured via the connection terminal B when the commercial power source is out of power.
本発明に係る熱源機において、前記商用電源の給電状態を検出する給電判定手段と、前記接続端子A、Bのいずれかを前記電動機器に接続する切替手段とを備え、前記切替手段は、前記給電判定手段が前記商用電源の停電を検出することによって、前記電動機器への接続元を前記接続端子Aから前記接続端子Bに切り替えるのが好ましい。 In the heat source apparatus according to the present invention, the power source determination means for detecting a power supply state of the commercial power supply, and a switching means for connecting any one of the connection terminals A and B to the electric device, the switching means includes the It is preferable to switch the connection source to the electric equipment from the connection terminal A to the connection terminal B by detecting a power failure of the commercial power supply by the power supply determination unit.
本発明に係る熱源機において、前記外部電源からの電力を所定の電圧に調整する電圧切替手段を、更に備えるのが好ましい。 In the heat source apparatus according to the present invention, it is preferable that the heat source apparatus further includes voltage switching means for adjusting the power from the external power source to a predetermined voltage.
本発明に係る熱源機において、前記外部電源から電力が供給されている際には、作動する前記電動機器を制限するのが好ましい。 In the heat source apparatus according to the present invention, it is preferable to limit the electric devices that operate when electric power is supplied from the external power source.
本発明に係る熱源機において、前記接続端子Bの前記外部電源への接続は、商用電源が停電状態の際に行われるのが好ましい。 In the heat source apparatus according to the present invention, it is preferable that the connection terminal B is connected to the external power source when the commercial power source is in a power failure state.
本発明に係る熱源機において、前記接続端子Bは、常時、前記外部電源に接続されているのが好ましい。 In the heat source apparatus according to the present invention, it is preferable that the connection terminal B is always connected to the external power source.
本発明に係る熱源機は、商用電源とは別の外部電源に接続される接続端子Bを備え、商用電源が停電時には、接続端子Bを介して外部電源から電動機器への給電経路を確保する。従って、熱源機にバックアップ電源を備えることなく、商用電源が停電時の電源を確保することができる。特に、近年は、一般家庭においても、太陽光発電や、大容量の蓄電池システム等、電動機器に電力を供給可能な設備が普及しているため、例えば、これらの設備を外部電源として採用することができる。 The heat source device according to the present invention includes a connection terminal B connected to an external power source different from the commercial power source, and ensures a power supply path from the external power source to the electric device via the connection terminal B when the commercial power source is out of power. . Therefore, the commercial power supply can secure a power supply during a power failure without providing a backup power supply in the heat source device. In particular, in recent years, facilities capable of supplying electric power to electric devices such as solar power generation and large-capacity storage battery systems have become widespread in ordinary households. For example, these facilities should be adopted as external power sources. Can do.
本発明に係る熱源機において、商用電源の給電状態を検出する給電判定手段と、接続端子A、Bのいずれかを電動機器に接続する切替手段とを備え、給電判定手段が商用電源の停電を検出することによって、切替手段が電動機器への接続元を接続端子Aから接続端子Bに切り替える場合、商用電源の停電の開始によって、確実に、電力供給元を外部電源にすることができる。 The heat source apparatus according to the present invention includes a power supply determination unit that detects a power supply state of a commercial power source, and a switching unit that connects one of the connection terminals A and B to the electric device, and the power supply determination unit performs a power failure of the commercial power source. By detecting, when the switching means switches the connection source to the electric device from the connection terminal A to the connection terminal B, the power supply source can be reliably set to the external power source by the start of the power failure of the commercial power source.
本発明に係る熱源機において、外部電源からの電力を所定の電圧に調整する電圧切替手段を、更に備える場合、商用電源の電圧とは異なる電圧の外部電源を電力供給源として採用可能である。 When the heat source apparatus according to the present invention further includes voltage switching means for adjusting the power from the external power source to a predetermined voltage, an external power source having a voltage different from the voltage of the commercial power source can be employed as the power supply source.
本発明に係る熱源機において、外部電源から電力が供給されている際に、作動する電動機器を制限する場合、停電時に最低限の機器の保護を図って、商用電源が復帰後に機能復帰を容易にすることが可能である。更に、外部電源使用時の消費電力を抑えることができ、作動する時間を長くすることが可能である。 In the heat source device according to the present invention, when the electric device to be operated is limited when electric power is supplied from the external power source, the device can be easily restored after the commercial power source is restored by protecting the minimum device during a power failure. It is possible to Furthermore, power consumption when using an external power source can be suppressed, and the operating time can be lengthened.
本発明に係る熱源機において、接続端子Bの外部電源への接続が、商用電源が停電状態の際に行われる場合、停電時に所望のタイミングで外部電源の電力を熱源機に供給でき、状況に応じて外部電源から出力される電力を、熱源機以外の機器に優先的に供給することが可能である。 In the heat source device according to the present invention, when the connection of the connection terminal B to the external power source is performed when the commercial power source is in a power failure state, the power of the external power source can be supplied to the heat source device at a desired timing during the power failure. Accordingly, it is possible to preferentially supply power output from the external power source to devices other than the heat source device.
本発明に係る熱源機において、接続端子Bが、常時、外部電源に接続されている場合、停電発生後、速やかに、外部電源の電力を熱源機に供給可能である。 In the heat source machine according to the present invention, when the connection terminal B is always connected to an external power source, the power of the external power source can be supplied to the heat source machine immediately after the occurrence of a power failure.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る給湯機(熱源機の一例)10は、商用電源11に接続された接続端子45(接続端子A)を有し、接続端子45を介した商用電源11からの電力供給によって電動機器を作動して給湯を行う。以下、詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
As shown in FIG. 1, a water heater (an example of a heat source machine) 10 according to an embodiment of the present invention has a connection terminal 45 (connection terminal A) connected to a
給湯機10は、図2に示すように、湯を貯留する貯湯タンク12と、貯湯タンク12に沸上回路13を介して連結されたヒートポンプ14とを備えている。貯湯タンク12の下部と上部をヒートポンプ14経由で接続する沸上回路13には、貯湯タンク12の下部から水を取得してヒートポンプ14に送る循環ポンプ15が設けられている。
ヒートポンプ14は、熱媒循環回路16によって接続された熱交換器17、膨張弁18、熱交換器19及び圧縮機20を備えて、ヒートポンプサイクルを構成している。熱交換器17は、沸上回路13に接続され、沸上回路13を流れる水と熱媒循環回路16を循環する熱媒を熱交換し、熱交換器19は、外気と熱媒循環回路16を循環する熱媒を熱交換するものである。
熱媒循環回路16を循環する熱媒は、熱交換器17を通過の際に凝縮して沸上回路13を流れる水を加熱した後、膨張弁18を通過して膨張し、次に熱交換器19で蒸発して外気から吸熱し、圧縮機20により圧力が上げられた後に、熱交換器17に送られる。
As shown in FIG. 2, the
The
The heat medium circulating in the
貯湯タンク12の下部から出た水は、熱交換器17を通過して加熱された後に、貯湯タンク12の上部から貯湯タンク12内に流入する。貯湯タンク12は、下部に給水管21が連結され、この給水管21から貯湯タンク12内に水が供給される。従って、貯湯タンク12は、上部に高温の湯が貯留され、下部に水が蓄えられることになり、貯湯タンク12の上部に連結された給湯管22には、貯湯タンク12内の高温の湯が供給される。
The water discharged from the lower part of the hot
貯湯タンク12には、貯湯タンク12内の上部の湯温を計測する温度センサ23が取り付けられ、貯湯タンク12から給湯管22に送り出される湯の温度は、この温度センサ23によって計測される。
なお、熱交換器19の近傍には、熱交換器19の熱交換を促進するプロペラファン24が設けられ、沸上回路13には、熱交換器17の上流側及び下流側にそれぞれ温度センサ25及び温度センサ26が設けられている。また、給水管21には、凍結予防用のヒータ27、水圧調整用の減圧弁28及び給水管21内の水温を計測する温度センサ29が取り付けられている。
A
A
給湯管22は、2つに分岐し、一方は台所や洗面所等に貯湯タンク12上部の湯を送る流路を形成し、他方は浴槽回路30を介して浴槽31に貯湯タンク12上部の湯を送る流路を形成している。
給湯管22の分岐した一方には、給水管21が接続された混合弁32が設けられ、混合弁32は、貯湯タンク12からの湯に、給水管21内の水を混合して、湯の温度を調整する。給湯管22の混合弁32の下流側には、混合弁32で温度調整がなされた湯の温度を計測する温度センサ33が設けられている。
The hot
One side of the hot
給湯管22の分岐した他方にも、給水管21が接続された混合弁34と、混合弁34を通過した湯の温度を計測する温度センサ35が設けられている。貯湯タンク12から出た湯は、混合弁34で給水管21内の水を加えられて温度調整がなされた後に、浴槽回路30を介して浴槽31に送られる。
混合弁32、34は、図1に示すように、温度センサ23、29、33、35、循環ポンプ15及びヒータ27と共に、操作盤36が接続された制御回路37に接続されている。操作盤36には操作ボタンが設けられ、使用者は、操作盤36からの入力操作によって、台所や洗面所等に供給する湯の温度(以下、「給湯温度」とも言う)及び浴槽31の湯張り温度(以下、単に「湯張り温度」とも言う)を設定することができる。
On the other side where the hot
As shown in FIG. 1, the
制御回路37は、温度センサ23、29の各計測温度を基に、混合弁32における湯と水の混合比を決定し、設定された給湯温度の湯が混合弁32から送り出されるようにする。
そして、制御回路37は、温度センサ23、29の各計測温度を基に、混合弁34における湯と水の混合比を決定し、設定された湯張り温度の湯が混合弁34から送り出されるようにする。
また、給湯管22には、混合弁32及び温度センサ33の下流側に、凍結防止用のヒータ38が取り付けられている。
The
Then, the
In addition, a
浴槽回路30には、図2に示すように、浴槽31から湯を取り出す循環ポンプ39、浴槽31から取り出された湯の温度を計測する温度センサ40及び浴槽31からの湯と貯湯タンク12からの湯を熱交換する熱交換器41が取り付けられている。浴槽31内の湯は、循環ポンプ39の作動によって、浴槽回路30内に流入し、熱交換器41を経由して浴槽31内に戻る。
熱交換器41と貯湯タンク12は、循環ポンプ42が取り付けられた追焚き回路43を介して接続され、貯湯タンク12上部の湯は、循環ポンプ42の作動によって、追焚き回路43に送り出され、熱交換器41を経由して貯湯タンク12内に戻る。
As shown in FIG. 2, the
The
操作盤36で追い焚き運転開始の操作がなされると、制御回路37は、循環ポンプ39、42に指令信号を送信して動作を開始させ、浴槽回路30内に浴槽31の湯を循環させ、追焚き回路43内に貯湯タンク12の湯を循環させる。浴槽回路30を循環する浴槽31の湯は、熱交換器41を通過の際に追焚き回路43を循環する貯湯タンク12の湯により加熱された後に、浴槽31に戻るので、浴槽31内の湯の温度は上昇する。
When the
本実施の形態では、貯湯タンク12、循環ポンプ15、39、42、温度センサ23、29、33、35、40、ヒータ27、38、減圧弁28及び熱交換器41が、筺体44内に収容されている。ヒータ27、38は、共に、筺体44内において、筺体44の外側近くで外気温度の影響を受け易い位置に配置されている。
制御回路37は、図示しない温度センサによって計測される外気温度が所定温度以下の際に、ヒータ27、38を作動させ、更に循環ポンプ15、39、42を作動させて凍結を防止する。ここで、ヒータ27、38及び循環ポンプ15、39、42は、所定の時間間隔で作動するようにしてもよいし、連続的に作動するようにしてもよい。また、ヒータ27、38以外にヒータを設けて、他の部分の凍結を防止するようにすることもできる。
なお、ヒータ38、循環ポンプ39、42及び温度センサ40は、図1に示すように、制御回路37に接続されている。
In the present embodiment, the hot
The
The
本実施の形態では、循環ポンプ15、39、42、膨張弁18、圧縮機20、温度センサ23、25、26、29、33、35、40、プロペラファン24、ヒータ27、38、混合弁32、34及び操作盤36が、商用電源11からの電力供給により作動する電動機器である。
商用電源11はAC200Vであり、給湯機10は、この商用電源11に接続される接続端子45と、商用電源11とは別の外部電源46に接続される接続端子47(接続端子B)とを備えている。本実施の形態では、接続端子45が商用電源11に分電盤を介して接続され、接続端子47が外部電源46に分電盤を介して接続されているが、これに限定されるものではない。
In the present embodiment, the circulation pumps 15, 39, 42, the
The
商用電源11が通電中、接続端子45は制御回路37に対して、商用電源11の通電状態を検出する給電判定手段48、電力の供給元を切り替える切替手段49、及びAC/DCコンバータ50を介して電気的に接続されている。
商用電源11から供給されるAC200Vの電力は、AC/DCコンバータ50で直流に変換された後に、制御回路37に供給され、電圧調整等がなされた後に、電動機器に供給される。
While the
AC200V power supplied from the
ヒートポンプ14に対しては、商用電源11が通電中、AC200Vの電力が接続端子45を介して商用電源11から直接、供給される。ヒートポンプ14が有する圧縮機20はAC200Vで動作するので、このような設計がなされているが、これに限定されるものではない。なお、ヒートポンプ14が備える他の電動機器である膨張弁18、プロペラファン24及び温度センサ25、26は、一般的に直流仕様のため、ヒートポンプ14の図示しない電源回路において交流から直流に変換され電圧調整がなされた電力が、膨張弁18、プロペラファン24及び温度センサ25、26に供給される。
While the
切替手段49は、主としてスイッチからなり、商用電源11の電力供給状態に応じて、接続端子45又は接続端子47のいずれかを電動機器に電気的に接続する。
給電判定手段48は、例えば電流検出機であり、商用電源11が通電中であるか停電中であるかを判定する。
切替手段49は、給電判定手段48が商用電源11の停電を検出すると、接続端子45と電動機器を非接続状態にして、接続端子47を電気的に電動機器(ヒートポンプ14の電動機器を除く)に接続し、外部電源46から電動機器(ヒートポンプ14の電動機器を除く)への給電経路を確保する。
The switching means 49 mainly comprises a switch, and electrically connects either the
The power
When the power
商用電源11が停電で外部電源46から電力が供給されている間、制御回路37に接続された電動機器のうちの循環ポンプ15、39、42及びヒータ27、38を除く電動機器と、ヒートポンプ14が備える全ての電動機器には電力が供給されず、これらの電動機器は作動しない。
一方、外部電源46から電力が供給されている間、凍結を防止するための循環ポンプ15、39、42及びヒータ27、38には電力供給が可能になり、循環ポンプ15、39、42及びヒータ27、38が作動可能な状態になる。
While the
On the other hand, while power is supplied from the
従って、外部電源46から電力供給がなされている際、給湯機10は、作動する電動機器を制限し、例えば、貯湯タンク12内の湯の沸き上げは行わず、凍結予防運転のみを行う等、機能を抑制して運転することになる。このため、商用電源11が停電中は、最低限の機器の保護のみを行い、復電後、早期に給湯運転を開始できる状態を保つことができる。
そして、停電中であった商用電源11の通電復帰が給電判定手段48によって検出されると、切替手段49は、接続端子47と電動機器、制御回路37及びAC/DCコンバータ50との接続を切って、接続端子45を電動機器、制御回路37及びAC/DCコンバータ50に電気的に接続し、電動機器に商用電源11からの電力が供給されるようにする。
Accordingly, when power is supplied from the
When the power
ここで、外部電源46は、蓄電池システムや自家用発電機であり、本実施の形態では、AC100Vの電力を供給可能で、外部電源46に接続端子47を接続する設計になっている。このため、本実施の形態では、接続端子47と切替手段49の間に、外部電源からのAC100Vの電力をAC200V(所定の電圧)に調整する電圧切替手段51が設けられている。
また、交流出力の外部電源の代わりに、直流の電力を出力する外部電源(例えば、DC12VやDC24Vの外部電源)を採用する場合は、DC/ACコンバータを追加することで、外部電源からの電力により電動機器を作動可能な状態にすることができる。
Here, the
In addition, when an external power supply that outputs DC power (for example, a DC12V or DC24V external power supply) is used instead of an AC output external power supply, the power from the external power supply can be added by adding a DC / AC converter. Thus, the electric device can be made operable.
本実施の形態では、商用電源11が通電時、接続端子47は外部電源46に物理的に接続されておらず、商用電源11が停電状態の際に、接続端子47を外部電源46に物理的に接続するようにしている。このようにすることにより、使用者は、外部電源46から出力される電力の優先的な供給先を給湯機10にするか、給湯機10以外の機器にするかを運用により決定することができる。
また、接続端子47を常時、外部電源46に物理的に接続するようにしてもよく、この場合、商用電源11の停電が検出され、切替手段49が電動機器と外部電源46を電気的に接続することにより、給湯機10には自動的に外部電源46からの電力が供給されるようになる。
In the present embodiment, when the
Alternatively, the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、給湯機は、ヒートポンプの代わりにガスバーナ、石油バーナ、ヒータ、太陽熱等により沸き上げを行うものでもよく、また、貯湯タンクを備えないものでもよい。
そして、熱源機は、給湯機に限定されず、電動機器を備えて、外部に熱を供給するものであればよく、例えば、床暖房パネルに暖めた熱媒を供給する装置であってもよい。
更に、外部電源から電力が供給されている間、操作盤にも電力を供給してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all changes in conditions and the like that do not depart from the gist are within the scope of the present invention.
For example, the hot water heater may be heated by a gas burner, an oil burner, a heater, solar heat, or the like instead of the heat pump, or may not have a hot water storage tank.
And a heat source machine is not limited to a hot water supply machine, What is necessary is just an apparatus provided with an electric equipment, and supplying heat to the exterior, for example, the apparatus which supplies the heated heat medium to a floor heating panel may be sufficient as it. .
Furthermore, power may be supplied to the operation panel while power is supplied from the external power source.
10:給湯機、11:商用電源、12:貯湯タンク、13:沸上回路、14:ヒートポンプ、15:循環ポンプ、16:熱媒循環回路、17:熱交換器、18:膨張弁、19:熱交換器、20:圧縮機、21:給水管、22:給湯管、23:温度センサ、24:プロペラファン、25、26:温度センサ、27:ヒータ、28:減圧弁、29:温度センサ、30:浴槽回路、31:浴槽、32:混合弁、33:温度センサ、34:混合弁、35:温度センサ、36:操作盤、37:制御回路、38:ヒータ、39:循環ポンプ、40:温度センサ、41:熱交換器、42:循環ポンプ、43:追焚き回路、44:筺体、45:接続端子、46:外部電源、47:接続端子、48:給電判定手段、49:切替手段、50:AC/DCコンバータ、51:電圧切替手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Hot water supply machine, 11: Commercial power supply, 12: Hot water storage tank, 13: Boiling circuit, 14: Heat pump, 15: Circulation pump, 16: Heat medium circulation circuit, 17: Heat exchanger, 18: Expansion valve, 19: Heat exchanger, 20: compressor, 21: water supply pipe, 22: hot water supply pipe, 23: temperature sensor, 24: propeller fan, 25, 26: temperature sensor, 27: heater, 28: pressure reducing valve, 29: temperature sensor, 30: bathtub circuit, 31: bathtub, 32: mixing valve, 33: temperature sensor, 34: mixing valve, 35: temperature sensor, 36: operation panel, 37: control circuit, 38: heater, 39: circulation pump, 40: Temperature sensor, 41: heat exchanger, 42: circulation pump, 43: tracking circuit, 44: housing, 45: connection terminal, 46: external power supply, 47: connection terminal, 48: power supply determination means, 49: switching means, 50: AC / DC converter 51: voltage switching means
Claims (6)
前記商用電源とは別の外部電源に接続される接続端子Bを備え、前記商用電源が停電時には、前記接続端子Bを介して前記外部電源から前記電動機器への給電経路を確保することを特徴とする熱源機。 In a heat source machine having a connection terminal A connected to a commercial power source and operating an electric device by supplying power via the connection terminal A,
A connection terminal B connected to an external power source different from the commercial power source is provided, and a power supply path from the external power source to the electric device is secured via the connection terminal B when the commercial power source is out of power. Heat source machine.
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