JP2019117017A - 給湯暖房システム - Google Patents

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Yoshihiko Tanaka
良彦 田中
寿久 斉藤
Toshihisa Saito
寿久 斉藤
優介 藤枝
Yusuke Fujieda
優介 藤枝
健太郎 山岡
Kentaro Yamaoka
健太郎 山岡
隆一 冨永
Ryuichi Tominaga
隆一 冨永
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Abstract

【課題】出荷段階で配管内に残り古くなった水が、施工時に浴槽内に排出されるのを防ぎ、施工時に各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる給湯暖房システムを提供すること。【解決手段】給湯暖房システム2では、制御装置70は、暖房系統の管路内および浴槽系統の管路内に残っている水を外部から供給された新たな水に換水して配管内に残っている水を排水するとともに新たな水を暖房装置40に供給する第1換水動作と、バーナ203、204の燃焼をしない状態で配管内に残っている水を新たな水に換水して配管内に残っている水を排水するとともに新たな水をタンク部10に供給する第2換水動作と、配管内に残っている水を新たな水に換水して配管内に残っている水を排水するとともに新たな水をヒートポンプ部30に供給する第3換水動作と、の制御を実行する。【選択図】図19

Description

本発明は、給湯暖房システムに関し、具体的には給湯機能と追い焚き機能と暖房機能と蓄熱機能とを有する給湯暖房システムに関する。
工場で給湯暖房システムを製造して出荷検査を行う際には、給湯暖房システムの各配管に一度温水が送り込まれて各配管の検査が行われる。検査が終わると、出荷段階では給湯暖房システム内の水は、排水される。
特許文献1には、温水暖房システムの試運転の制御方法が開示されている。特許文献1に記載された温水暖房システムは、燃焼バーナにより加熱された熱交換器やタンクの水を循環ポンプにより循環させ、循環ポンプに接続された暖房端末(例えば2階にある浴室乾燥機や床暖房器等)に個別に送ることで、暖房端末内気液置換を行って使用者使用可能状態にする。タンクの水は気液置換により減少するが、水道管等外部の給水源から補水が行なわれる。特許文献1に記載された試運転の制御方法は、温水暖房システムにおける試運転を行う際に、試運転に要する時間の短縮化と自動化を図っている。
特開2002−147775号公報
上述したように、熱源機に搭載される循環ポンプは、例えば2階等までの送水能力(例えば配管長片道25m相当の揚程)しか有しておらず、水道等外部の給水源に比して非力である。そのため、気液置換に時間を要する。また、タンクの水は大気開放であり、熱源機が燃焼のために外気を取り込む際に土埃等を吸い込むと、同時にタンク内にも土埃が入りやすい。さらに、試運転前に行われる給水源と暖房端末との接続工事において、施工現場で浮遊する埃等が配管内に入り込む。他方、工場出荷段階では給湯暖房システム内の水は、排水されるのであるが、器具や配管内には部分的に水滴状態で残る場合がある。そこで、本願発明者は、施工時に温水暖房システム内(例えばタンクや暖房端末配管内)の洗浄工程を取り入れることを考え、洗浄水を、追焚配管を通じて廃棄する考えに至った。そして、給湯暖房システムを施工するときに、配管を浴槽に接続して使用済み洗浄水を廃棄すると、配管内に残り古くなった水が、浴槽内に排出されてしまうという新たな問題を解決しなければならない場合がある。このように、浴槽内に古い水が排出されてしまうと、施工業者が浴槽内を掃除する必要がある。
また、給湯暖房システムは、出荷段階に配管内の水が排水された状態で配送される。そのために、給湯暖房システムを施工するときに、熱源機、各暖房器具内の各所や暖房端末に至る配管内に最適な水量で水を送り込む必要があった。
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、出荷段階で配管内に残り古くなった水が、施工時に浴槽内に排出されるのを防ぎ、施工時に各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる給湯暖房システムを提供することを目的とする。
前記課題は、本発明によれば、水供給源から供給された水を貯留するタンクを有するタンク部と、供給された水をバーナの燃焼により加熱する燃焼装置を有するガス湯沸かし部と、熱媒体を循環させる熱媒体循環路を有し、前記熱媒体と供給された水との間において熱交換を行うヒートポンプ部と、前記燃焼装置および前記ヒートポンプ部の少なくともいずれかと、浴槽と、を接続し水を循環させる浴槽系統の管路と、前記燃焼装置および前記ヒートポンプ部の少なくともいずれかと、暖房装置と、を接続し水を循環させる暖房系統の管路と、前記タンク部と前記ガス湯沸かし部と前記ヒートポンプ部との動作を制御する制御装置と、を備え、前記浴槽系統の管路は、前記暖房系統の管路に接続されており、前記浴槽系統の管路の一部は、前記暖房系統の管路の一部と共通しており、前記制御装置は、前記暖房系統の管路内および前記浴槽系統の管路内に残っている水を外部から供給された新たな水に換水して前記残っている水を排水するとともに前記新たな水を前記暖房装置に供給する第1換水動作と、前記バーナの燃焼をしない状態で前記残っている水を前記新たな水に換水して前記残っている水を排水するとともに前記新たな水を前記タンク部に供給する第2換水動作と、前記残っている水を前記新たな水に換水して前記残っている水を排水するとともに前記新たな水を前記ヒートポンプ部に供給する第3換水動作と、の制御を実行することを特徴とする給湯暖房システムにより解決される。
前記構成によれば、制御装置は、第1換水動作と、第2換水動作と、第3換水動作と、の制御を実行する。第1換水動作において、制御装置は、暖房系統の管路内および浴槽系統の管路内に残っている水を外部から供給された新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに、新たな水を暖房装置に供給する。第2換水動作において、制御装置は、バーナの燃焼をしない状態で管路内に残っている水を新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに、新たな水をタンク部に供給する。第3換水動作において、制御装置は、管路内に残っている水を新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに、新たな水をヒートポンプ部に供給する。このため、出荷段階で配管内に残り古くなった水が、施工時に浴槽内に排出されるのを防ぎ、施工時に各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。
好ましくは、前記新たな水の温度を検出する水温サーミスタと、前記排水される水の温度を検出する風呂往きサーミスタと、をさらに備え、前記制御装置は、前記水温サーミスタが検出する温度と、前記風呂往きサーミスタが検出する温度と、が互いに同じになると、前記第1換水動作を停止する制御を実行することを特徴とする。
前記構成によれば、水温サーミスタが検出する温度と風呂往きサーミスタが検出する温度とが互いに同じなることで、管路内に残った水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が暖房装置に供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。これにより、第1換水動作に要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。
好ましくは、前記新たな水の供給量を検出する水量センサをさらに備え、前記制御装置は、前記水量センサが所定量を検出すると、前記第1換水動作を停止する制御を実行することを特徴とする。
前記構成によれば、水量センサが所定量の水を検出することで、管路内に残った水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が暖房装置に供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。これにより、第1換水動作に要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。
好ましくは、前記新たな水と前記タンクから供給された水とが互いに混合した混合水の温度を検出する混合サーミスタと、前記排水される水の温度を検出する風呂往きサーミスタと、をさらに備え、前記制御装置は、前記混合サーミスタが検出する温度と、前記風呂往きサーミスタが検出する温度と、が互いに同じになると、前記第1換水動作と前記第2換水動作と前記第3換水動作との少なくともいずれかを停止する制御を実行することを特徴とする。
前記構成によれば、混合サーミスタが検出する温度と風呂往きサーミスタが検出する温度とが互いに同じなることで、管路内に残った水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が暖房装置とタンク部とヒートポンプ部との少なくともいずれかに供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。これにより、第1換水動作と第2換水動作と第3換水動作とに要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。
好ましくは、前記新たな水の供給量を検出する水量センサをさらに備え、前記制御装置は、前記水量センサが所定量を検出すると、前記第1換水動作と前記第2換水動作と前記第3換水動作との少なくともいずれかを停止する制御を実行することを特徴とする。
前記構成によれば、水量センサが所定量の水を検出することで、管路内に残った水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が暖房装置とタンク部とヒートポンプ部との少なくともいずれかに供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。それにより、第1換水動作と第2換水動作と第3換水動作とに要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。
好ましくは、前記ガス湯沸かし部は、内部に水を貯留し空気抜きの貯留槽として機能するシスターンと、前記浴槽系統の管路内および前記暖房系統の管路内の少なくともいずれかの水を前記ヒートポンプ部に向かって送り出す風呂ポンプと、を有し、前記制御装置は、前記バーナの燃焼をしない状態で前記風呂ポンプを駆動させ、前記浴槽系統の管路内および前記暖房系統の管路内の少なくともいずれかの水を前記ヒートポンプ部と前記暖房装置との間において循環させるとともに、前記風呂ポンプを停止し前記新たな水を前記シスターンに供給するシスターン補水動作の制御をさらに実行することを特徴とする。
前記構成によれば、ヒートポンプ部および暖房装置に対して新たな水を確実に供給することができるとともに、シスターンに水を補給することができる。
好ましくは、前記制御装置は、前記バーナの燃焼をしない状態で前記新たな水を前記浴槽内に最低水位で供給する湯張り動作の制御をさらに実行することを特徴とする。
前記構成によれば、出荷段階で配管内に残り古くなった水が排出され、施工時に各器具内の各所や配管内に最適な水量で水が送り込まれるため、施工時の湯張り動作において衛生状態が良い水を浴槽に送ることができる。そのため、施工業者が浴槽内を掃除する必要性を抑えることができる。
本発明によれば、出荷段階で配管内に残り古くなった水が、施工時に浴槽内に排出されるのを防ぎ、施工時に各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる給湯暖房システムを提供することができる。
本発明の第1の実施形態に係る給湯暖房システムを表す平面図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムを表す配管図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの給水予熱動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの給湯動作および蓄熱利用給湯動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムのドレン排出動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムのドレン排出動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の湯張り動作および蓄熱湯張り動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の湯張り動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の追い焚き動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の追い焚き動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第3の追い焚き動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの浴湯熱ヒートポンプ部回収動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの浴湯熱回収動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの低温暖房動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの低温低負荷暖房動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの低温低負荷暖房動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の高温暖房動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の高温暖房動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第1換水動作を説明する図である。 換水動作例(比較例)を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの試運転動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第3換水動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第2換水動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムのシスターン補水動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムのシスターン補水動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの湯張り動作を説明する図である。 本発明の第2の実施形態に係る給湯暖房システムを表す配管図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの給水予熱動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの給湯動作および蓄熱利用給湯動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムのドレン排出動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムのドレン排出動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の湯張り動作および蓄熱湯張り動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の湯張り動作および蓄熱湯張り動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の追い焚き動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の追い焚き動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第3の追い焚き動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの浴湯熱ヒートポンプ部回収動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの浴湯熱ヒートポンプ部回収動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの浴湯熱回収動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの低温暖房動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの低温低負荷暖房動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの低温低負荷暖房動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の高温暖房動作を説明する図である。 本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の高温暖房動作を説明する図である。
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明するが、理解の便宜のため、まず、本発明の実施形態の主要な特徴を列記し、その後、該実施形態を詳細に説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
〔特徴1:小型化〕
本実施形態の給湯暖房システム2は、タンク部10と、ガス湯沸かし部20と、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、浴槽50と、を備える。これらの各装置は、管、各種の弁、および圧力調整用のシスターン237等を介して相互に連結されている。特に、従来では、暖房装置40と浴槽50とを管で直接つなぐと、暖房装置40内の汚水が浴槽水に混入する恐れがある等の問題がある。そのため、暖房経路(暖房系統の管路)と浴槽経路(浴槽系統の管路)とを管で繋げることは非常識であり、水―水熱交換機を用いて熱交換するのが常識であった。
これに対して、本実施形態の給湯暖房システム2は、暖房経路と浴槽経路において共通する管路(以下、「共通管」という)691、692(図2の塗りつぶし部分参照)を有し、風呂往き三方弁(風呂往き切替弁)246(図2参照)および風呂戻り四方弁(風呂戻り切替弁)249(図2参照)を利用することで暖房経路と浴槽経路とを変更できるようにしている。従って、比較的大きなスペースをとる水―水熱交換機が不要となった分、管路の小型化を図ることができる。また、風呂往き三方弁246および風呂戻り四方弁249を用いることで、浴槽50の水が、暖房装置40の水と混合することを抑えることができる。
また、所定の装置に存在する余分な熱ないし湯水をその他の装置に回すようにコントロールすることで(即ち、熱を融通し合うことで)、装置の小型化も図っている。
かくして、小さなスペースしかないマンションや狭小住宅等であっても、高効率の給湯暖房システム2を利用することができる。
そして、このように各装置を管などで繋ぐことで、各装置間を湯水が流通可能となる。これにより、「機能性の向上」「効率性の向上」「快適性の向上」「コストダウン」を更に図れるようになった。以下、これを説明する。
〔特徴2:機能性の向上〕
本実施形態では、機能性の向上を図っている。
例えば、本実施形態に係る給湯暖房システム2は、浴槽50の残湯などをタンク部10の熱交換器(図2の場合、プレート熱交換器)103に送ることで、該残湯の熱をタンク部10に回収可能な「浴湯熱回収機能」を有している。この機能によれば、エネルギーの無駄を省いて、タンク部10内に温水を作ることが出来ると共に、浴槽50の残湯を冷却して菌の繁殖を抑制できる。そして、本実施形態では、この浴湯熱回収機能を向上させている。一例をあげれば、浴槽50の湯をヒートポンプ部30まで送って、ヒートポンプ部30でその熱を回収すると共に、冷房時にヒートポンプ部30から生じる廃熱を加えた上で、タンク部10まで湯を送る。これにより、タンク部10での熱回収機能を向上させている。
また、本実施形態のタンク部10は例えばマンションのパイプシャフトに収容可能なほど小型である。そこで、タンク部10の湯が所定の温度になったら、その湯を他の装置に回して利用し、タンク部10では可及的に次々に新たな湯を生成できる状態にする。これにより、大型の貯湯タンク並みの機能を発揮させている。例えば、本実施形態に係る給湯暖房システム2は、ヒートポンプ部30の冷房運転時の廃熱を利用してタンク部10に湯を生成する「廃熱回収機能」を有している。この廃熱回収の際に、湯張りの予約がされている場合において、タンク部10の湯が基準の温度になったら、タンク部10の湯を率先して浴槽50に送る。そして、タンク部10内の湯が所定量に低下したら再び廃熱回収機能を利用してタンク部10に湯を生成し、その湯を再び浴槽50に送るという動作を繰り返している。これにより、小型のタンク部10であっても、浴槽50への所定量の湯張りが可能となる。
〔特徴3:効率性の向上〕
次に、本実施形態では、上記各装置の効率の向上を図っている。
例えば、ヒートポンプ部30の起動時の効率向上を図っている。即ち、ヒートポンプ部30は、停止時に室外の気体熱交換器303が冷却機になって、気体熱交換器303内の熱媒体(例えばR290、R32)が液体になる。そうすると、次回の起動に時間を要して効率が悪化するという特性を有する。そこで、気体熱交換器303内における熱媒体の液化を防止する構造ないし制御を採用することで、ヒートポンプ部30の効率の向上を図っている。熱媒体の液化の防止手段としては、本実施形態では、ヒートポンプ部30の停止に先立ち、第1の液体熱交換器301内で液体となる熱媒体の量を増やす為に、第1の液体熱交換器301の残熱をタンク部10に回して、第1の液体熱交換器301内及びその周辺の熱媒体循環路351内の圧力を気体熱交換器303よりも下げて、熱媒体が気体熱交換器303に回らないように制御する方法が用いられている。これにより、気体熱交換器303内での熱媒体の液化を防止して、ヒートポンプ部30の起動時の効率が向上する。さらに、タンク部10の湯を効率よく生成することもできる。
また、本実施形態では、管路内での自然放熱量を抑制することでも効率の向上を図っている。即ち、上述のように各装置を互いに管で連結すると、湯が流れる管の経路の切替えに伴って、該切替え前に使用していた管が使われなくなる。そして、そこに湯が残ってしまう場合がある。そこで、管の経路を切り替える際に、湯が残る所定の管に湯を残さないように制御したり、或いは、所定の管に湯が残っても、その湯を送り出してから経路を切り替えたりしている。これにより、湯が管に取り残される事態を防止して無駄を省き、効率の向上を図ることができる。
また、本実施形態では、ヒートポンプ部30に低い温度の液体(湯水)を送り込むことで、フルパワーで運転することが高効率なヒートポンプ部30の効率を上げることができる。
例えば、ヒートポンプ部30だけでは加熱不足なために、ヒートポンプ部30とガス湯沸かし部20との双方を用いて加熱する場合、先ずヒートポンプ部30で加熱する。その後、所定の不足分の熱を加えるために、ガス湯沸かし部20で加熱するという順序にしている。これにより、ヒートポンプ部30には低い給水温度の液体が送り込まれ、効率を上げることができる。
また、浴槽50の湯を保温だけする場合は、効率性を考慮してヒートポンプ部30だけで保温するのが理想的である。しかし、熱い湯がヒートポンプ部30に送り込まれると、ヒートポンプ部30の高効率性が没却される。そこで、浴槽50の湯を一旦タンク部10に回し、タンク部10で奪熱して温水を生成した後に、低い給水温度の液体をヒートポンプ部30に送り込んでいる。これにより、ヒートポンプ部30の効率を上げることができる。
また、本実施形態では、ヒートポンプ部30だけで加熱した湯を暖房装置40や浴槽50に送り込む際、できるだけガス湯沸かし部20を介さない経路にしている。これにより、ガス湯沸かし部20の風呂熱交換器207から自然放熱される事態を回避して、効率を上げることができる。
〔特徴4:快適性の向上〕
次に、本実施形態では、快適性の向上を図っている。
例えば、本実施形態では、夏場に涼しい浴室内でシャワーを浴びることができる。即ち、ヒートポンプ部30で冷却した水を暖房装置40に送ることで浴室を冷房することができる。また、このヒートポンプ部30で冷却した際に発生した熱をタンク部10で回収して湯を生成することができる。そして、タンク部10の湯の温度が所定温度よりも低い場合には、ガス湯沸かし部20で不足分を加熱し、この加熱した湯をシャワーとして使用することができる。
また、本実施形態では、目標設定温度などが異なるために通常は同時期に終了することがない浴室の暖房と追焚とを同時期に終了させることで、暖かい浴室に入浴することができる。また、寒暖の差で生じる脳卒中や心臓発作などを防止することができる。即ち、本実施形態では、ガス湯沸かし部20で加熱した熱い湯を、暖房装置40への暖房経路と浴槽50への追焚経路の双方に振り分けている。この際、暖房装置40を通過した後の冷えた湯を追焚経路にコントロールしながら混合している。これにより、浴槽50に火傷するような熱湯を送り込むことなく、暖房終了時間と追焚終了時間とを同期させることができる。
この点、ガス湯沸かし部20から暖房装置40への湯の通常の供給ルートを逆にして、ガス湯沸かし部20、暖房装置40、浴槽50の順に湯を送り込むことでも、除々に湯温が低下していく。そのため、浴槽50に火傷するような熱湯を送り込むことなく、暖房終了時間と追焚終了時間とを同期させることができる。さらに、この場合、暖房装置40から浴槽50に湯を送り込む際、風呂往き管621、622と風呂戻り管623、624の双方で浴槽50に湯を送り込んで、最短での入浴が可能となる。
〔特徴5:トラブルの回避〕
以上のように、本発明の実施形態では、「小型化」「機能性の向上」「効率性の向上」「快適性の向上」を図っているが、そのような構成及び/又は制御を行う結果、種々のトラブルが発生する恐れが想定される。そこで、本実施形態では、該トラブルを回避するための更なる構成ないし制御を行っている。
例えば、上述のように、本実施形態は、浴槽50の残湯の熱をタンク部10で回収する「浴湯熱回収機能」を有している。この浴湯熱回収の経路には、シスターン237が存在しないように調整弁を設けている。これにより、開放型のシスターン237から湯が溢れ出て、シスターン237を格納する例えばマンションのパイプシャフトやそれに通じる廊下等が濡れる恐れを防止している。
また、ヒートポンプ部30をマンションのパイプシャフト内に設置した場合、発生したドレン水を通常の室外機のようにそのまま排出すると、パイプシャフトを通じて廊下等が濡れる恐れがある。この点、本実施形態では、ヒートポンプ部30と浴室の排水口とを管で接続して、発生したドレン水をその排水口内に排水するようにしている。
また、各装置を相互に連結している本実施形態では、浴槽50以外の装置で発生したレジオネラ菌等が浴槽水に混入する恐れを防止している。例えば、所定の装置を使用しない時期(例えば暖房装置40を使用しない春や秋)に、その装置及びその周辺の管内で滞留水が発生して、そこに菌が発生する恐れがある。これに対して、一定期間不使用な装置及び管がある場合、或いはそれが想定される場合、該不使用な装置及び管内の排水及び/又は注水を行い、換水を行うようにしている。この点、管路にある風呂ポンプ235を用いて換水作業を行うと、様々な経路があること等から、時間がかかってしまう。そのため、水道局から供給される水を、水圧をコントロールしながら不使用の装置及び管内に注水して、短時間で換水するのが好ましい。
また、上述のように、ヒートポンプ部30の冷房運転時の廃熱を利用してタンク部10に湯を貯める「廃熱回収機能」を有している。この廃熱回収機能は、冷房運転時にのみ行われる。そのため、冬期にはこの廃熱回収のための経路内の水が凍結する恐れがある。そこで、本実施形態では、冬期が到来したら、或いは、温度が所定の基準値を下回ったら、廃熱回収のための経路内の水を自動で抜くように制御している。さらに、この水を抜いた後に、夏が到来したら、或いは温度が所定の基準値を上回ったら、廃熱回収のための経路内に自動注水するのが好ましい。これにより、夏場の冷房及び廃熱回収機能を問題なく行うことができる。
また、上述のように、種々の場面で自動注水を行うと、使用者が命令もしていないのに、押し出された水が浴槽に入って水浸しになる恐れがある。これに対して、本実施形態では、自動注水した際に押し出される水が排水口に回るように弁を制御している。
また、上述のように排水を行った場合、その後、注水をしても管内に空気が混入する恐れがある。そこで、排水作業を行った後には、浴槽50又はシスターン237を通らない運転経路があっても、浴槽50又はシスターン237を通るように経路を変更して空気抜き運転するようにしている。
〔特徴6:コストダウン〕
本実施形態では、給水管151は、ガス湯沸かし部20、及び共通管691を介して、シスターン237と連結している。そうすると、シスターン237内の水量が所定の基準値を下回ったら、給水管151、ガス湯沸かし部20、及び共通管691を介して、シスターン237に給水することができる。これにより、従来必要であったシスターン専用の補給水電磁弁が不要となり、コストダウンを図ることができる。
〔実施形態〕
図1は、本発明の第1の実施形態に係る給湯暖房システムを表す平面図である。
なお、図1(a)は、本実施形態に係る給湯暖房システムを表す正面図である。図1(b)は、本実施形態に係る給湯暖房システムを表す側面図である。
本実施形態に係る給湯暖房システム2は、ガス湯沸かし部20とヒートポンプ部30とを組み合わせたハイブリッド器具であり、例えば集合住宅の各住戸や戸建て住宅等に用いられるセントラルヒーティング等の用途に適用される。ヒートポンプ部30は、吸気部31と排気部32とを有し、ガス湯沸かし部20を挟むように配置されている。言い換えれば、ガス湯沸かし部20は、ヒートポンプ部30の吸気部31と、ヒートポンプ部30の排気部32と、の間において、ヒートポンプ部30と並んで配置されている。
ガス湯沸かし部20は、例えば上下方向に長く形成された長方形状の筐体21を有する。ガス湯沸かし部20の筐体21は、前面カバーにより覆われている。筐体21の前面カバーには、複数の吸気口228と、排気口226と、が設けられている。吸気口228は、前面カバーの前面および側面に設けられている。排気口226は、前面カバーの前面の上部に設けられている。
ヒートポンプ部30は、例えば上から見てほぼU字型に形成された筐体33を有し、ガス湯沸かし部20の左右の領域および後の領域にわたって配置されている。ヒートポンプ部30の吸気部31の前面カバーには、ほぼ全面に渡って複数の吸気口315が設けられている。また、ヒートポンプ部30の排気部32の前面カバーには、ほぼ全面に渡って複数の排気口325が設けられている。なお、ガス湯沸かし部20の吸気口228および排気口226、ならびにヒートポンプ部30の吸気口315および排気口325のそれぞれの配置および数は、図1に表した例には限定されない。
図2は、本実施形態に係る給湯暖房システムを表す配管図である。
図2に表したように、本実施形態に係る給湯暖房システム2は、タンク部10と、ガス湯沸かし部20と、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、制御装置70と、を備える。タンク部10と、ガス湯沸かし部20と、ヒートポンプ部30と、制御装置70と、は図1に表した筐体21および筐体33の内部に設けられている。
タンク部10は、タンク101と、減圧弁102と、プレート熱交換器103と、を有する。
タンク101は、水供給源(例えば水道)から供給された水を貯留する。タンク101の容量は、例えば約10リットル(L)以上、20L以下程度である。但し、タンク101の容量は、これだけには限定されない。タンク101は、密閉型であり、外側のうちの少なくとも一部を断熱材によって覆われている。
なお、本実施形態に係る給湯暖房システム2が備える各管路を流れる液体は、水だけには限定されない。但し、本実施形態の説明では、給湯暖房システム2の各管路を流れる液体が水である場合を例に挙げる。また、本願明細書において、単に「水」という場合には、加熱されていない冷水だけではなく、加熱された温水あるいは湯が「水」に含まれることがある。
タンク101の表面には、第1のタンク表面サーミスタ111と、第2のタンク表面サーミスタ112と、プレート熱交換器103と、が設けられている。タンク101の内部には、タンク内サーミスタ113が設けられている。第1のタンク表面サーミスタ111と、第2のタンク表面サーミスタ112と、タンク内サーミスタ113と、はこの順にタンク101の下部から上部に向かって略均等間隔で設けられている。第1のタンク表面サーミスタ111は、プレート熱交換器103の下端部に対応するタンク101の表面の温度を検出する。第2のタンク表面サーミスタ112は、プレート熱交換器103の上端部に対応するタンク101の表面の温度を検出する。タンク内サーミスタ113は、タンク101の上部に接続された湯導入管153に排出される水の温度を検出する。
減圧弁102は、水供給源から供給された水を導く給水管151の途中に設けられ、逆止弁を有する。減圧弁102は、水供給源から供給された水の圧力を下げる。また、減圧弁102は、減圧弁102を通過した後の水の圧力を略一定にして安定化させる。
プレート熱交換器103は、タンク101の下部の表面に設けられている。プレート熱交換器103は、プレート熱交換器103の内部を流れる水(例えば温水)と、タンク101の内部に貯留された水(例えば冷水)と、の間においてプレート熱交換器103の外装とタンク101の外装とがある2重絶縁の形で熱交換を行うことができる。プレート熱交換器103は、いわゆる液−液熱交換器である。
減圧弁102の下流側において、給水管151は、タンク101の下部に接続されている。また、減圧弁102とタンク101との間における給水管151には、給水管151から分岐した水導入管152が接続されている。水導入管152には、水制御弁114と、水量センサ115と、水温サーミスタ116と、が設けられている。水制御弁114は、弁の開度を調整し、水導入管152を流れる水の流量を制御する。水量センサ115は、水導入管152を流れる水の流量を検出する。水温サーミスタ116は、水導入管152を流れる水の温度を検出する。減圧弁102とタンク101との間における給水管151から分岐した管の端部には、水抜き栓104が設けられている。
タンク101の上部には、湯導入管153が接続されている。湯導入管153には、湯制御弁117と、湯量センサ118と、湯温サーミスタ119と、が設けられている。湯制御弁117は、弁の開度を調整し、湯導入管153を流れる湯の流量を制御する。湯量センサ118は、湯導入管153を流れる湯の流量を検出する。湯温サーミスタ119は、湯導入管153を流れる湯の温度を検出する。
水導入管152および湯導入管153は、混合水導入管154として合流している。水導入管152を流れた水と、湯導入管153を流れた水と、は混合水導入管154で混合水として合流し、ガス湯沸かし部20に向かって流れる。混合水導入管154には、混合サーミスタ121が設けられている。混合サーミスタ121は、混合水導入管154を流れる水の温度を検出する。
ガス湯沸かし部20は、燃焼装置201と、中和器231と、ドレンタンク233と、風呂ポンプ235と、回収ポンプ236と、シスターン237と、を有する。
燃焼装置201の燃焼室202には、第1のバーナ203と、第2のバーナ204と、給湯潜熱熱交換器205と、給湯熱交換器206と、風呂熱交換器207と、が設けられている。また、燃焼装置201には、点火プラグ215と、フレームロッド216と、過熱防止装置(温度ヒューズ)217と、が取り付けられている。
第1のバーナ203および第2のバーナ204は、給湯熱交換器206および風呂熱交換器207の近傍に設けられ、給湯熱交換器206および風呂熱交換器207を加熱する。給湯熱交換器206は、多数のフィンを有し、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかにより加熱される。風呂熱交換器207は、給湯熱交換器206と同様に、多数のフィンを有し、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかにより加熱される。給湯潜熱熱交換器205は、給湯熱交換器206および風呂熱交換器207の上側に設けられ、燃焼室202の排ガスに含まれる潜熱を回収する。すなわち、給湯潜熱熱交換器205は、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかの燃焼により給湯熱交換器206および風呂熱交換器207が熱交換を行った後の燃焼排気と接触する位置に設けられている。このようにして、燃焼装置201は、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかの燃焼により、供給された水を加熱することができる。
燃焼室202には、燃焼ファン208と、ガス管601と、が接続されている。ガス管601は、第1のガス分岐管602および第2のガス分岐管603を介して燃焼室202に接続されている。
燃焼ファン208は、第1のバーナ203および第2のバーナ204の燃焼に必要な空気を燃焼室202に送る。ガス管601は、第1のガス分岐管602と、第2のガス分岐管603と、に分岐している。ガス管601は、第1のガス分岐管602を介して、第1のバーナ203に対して燃焼に必要なガスを導く。また、ガス管601は、第2のガス分岐管603を介して、第2のバーナ204に対して燃焼に必要なガスを導く。
ガス管601には、元ガス電磁弁211と、ガス比例弁212と、が設けられている。第1のガス分岐管602には、第1のガス電磁弁213が設けられている。第2のガス分岐管603には、第2のガス電磁弁214が設けられている。元ガス電磁弁211は、第1のバーナ203および第2のバーナ204に対するガスの供給および停止を制御する。ガス比例弁212は、対応する第1のバーナ203および第2のバーナ204への供給燃料量を弁開度でもって制御する。第1のガス電磁弁213および第2のガス電磁弁214は、対応する第1のバーナ203および第2のバーナ204への燃料供給・停止を制御する。
燃焼装置201の燃焼室202には、ドレン(水)の受け部としての給湯受け皿225がさらに設けられている。燃焼室202において燃焼排気中に存在する水蒸気が比較的低い温度の給湯潜熱熱交換器205の表面で結露し滴下すると、滴下したドレンは、給湯受け皿225に溜められる。給湯受け皿225は、ドレン排出管639を通して中和器231に接続されている。
中和器231は、中和器水位電極232を有し、ドレン排出管639を通して給湯受け皿225から導かれたドレンの中和処理を行う。ドレンタンク233は、水位電極234を有し、中和器231により中和処理されたドレンを貯留する。図2に表した矢印A3および矢印A4のように、ドレンタンク233から溢れたドレンは、適宜排水される。
シスターン237は、水位電極238と、オーバーフロー弁239と、を有する容器であり、内部に水を貯留している。シスターン237は、オーバーフロー弁239が開くことにより大気開放される。つまり、シスターン237は、空気抜きの貯留槽として機能する。オーバーフロー弁239の開閉動作は、制御装置70により制御される。つまり、オーバーフロー弁239は、所定以上の圧力がかかると自動的に開く動作を行うわけではなく、制御装置70から送信された信号に基づいて開閉動作を行う。
ヒートポンプ部30は、熱媒体循環路351と、第1の液体熱交換器301と、第2の液体熱交換器302と、気体熱交換器303と、圧縮機304と、膨張弁305と、ファン306と、四方切替弁307と、除霜弁308と、を有する。熱媒体循環路351は、例えばフロンガスR410Aなどの熱媒体を循環させる管路であり、第1の液体熱交換器301および第2の液体熱交換器302の内部を通過している。気体熱交換器303、圧縮機304および膨張弁305は、熱媒体循環路351に接続されている。第1の液体熱交換器301は、熱媒体循環路351により気体熱交換器303と直列に接続されている。第2の液体熱交換器302は、熱媒体循環路351により気体熱交換器303と直列に接続されている。
第1の液体熱交換器301は、熱媒体循環路351を流れる熱媒体と、ガス湯沸かし部20から第1の液体熱交換器301の内部に導かれた水(液体)と、の間において非接触で熱交換を行うことができる。すなわち、第1の液体熱交換器301の内部において、熱媒体循環路351は、ガス湯沸かし部20からヒートポンプ部30に向かって供給された水が通る第1の液体熱交換器301の内管352と熱的に接続されている。第1の液体熱交換器301は、いわゆる液−液熱交換器である。
第2の液体熱交換器302は、熱媒体循環路351を流れる熱媒体と、タンク部10のプレート熱交換器103から第2の液体熱交換器302の内部に導かれた水(液体)と、の間において非接触で熱交換を行うことができる。すなわち、第2の液体熱交換器302の内部において、熱媒体循環路351は、タンク部10からヒートポンプ部30に向かって供給された水が通る第2の液体熱交換器302の内管353と熱的に接続されている。第2の液体熱交換器302は、第1の液体熱交換器301と同様に、いわゆる液−液熱交換器である。
気体熱交換器303は、ファン306によって送風された外気(気体)と、熱媒体循環路351を流れる熱媒体と、の間で熱交換を行う。
圧縮機304は、熱媒体循環路351の内部の熱媒体を圧縮する。具体的には、圧縮機304には、比較的高温で低圧の気体状態の熱媒体が供給される。熱媒体は、圧縮機304によって圧縮され、高温高圧の気体状態になる。圧縮機304は、図2に表した矢印A5のように、圧縮後の高温高圧の気体状態の熱媒体を四方切替弁307に供給する。このとき、高温高圧の気体状態は、液体になりやすい(液体になる寸前)の状態である。
膨張弁305は、熱媒体循環路351の内部の熱媒体を減圧する。具体的には、膨張弁305には、比較的低温で高圧の液体状態の熱媒体が供給される。熱媒体は、膨張弁305を通過することによって減圧され、低温低圧の液体状態になる。このとき、低温低圧の液体状態は、気体になりやすい(気体になる寸前)の状態である。
四方切替弁307は、熱媒体循環路351の内部における熱媒体の流れを切り替える。圧縮機304から送り出された熱媒体が四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に供給される場合には、高温高圧の気体状態の熱媒体が第1の液体熱交換器301に供給される。そのため、この場合において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能し、ガス湯沸かし部20から供給された水を加熱する。このとき、第1の液体熱交換器301の内部において熱媒体循環路351を流れる熱媒体は、熱交換の結果として熱を奪われる。そして、第2の液体熱交換器302には、膨張弁305を通過した低温低圧の液体状態の熱媒体が気体熱交換器303を介して供給される。そのため、この場合において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。
一方で、圧縮機304から送り出された熱媒体が四方切替弁307を介して第2の液体熱交換器302に供給される場合には、高温高圧の気体状態の熱媒体が第2の液体熱交換器302に供給される。そのため、この場合において、第2の液体熱交換器302は、暖房機として機能し、タンク部10のプレート熱交換器103から供給された水を加熱する。このとき、第2の液体熱交換器302の内部において熱媒体循環路351を流れる熱媒体は、熱交換の結果として熱を奪われる。そして、第1の液体熱交換器301には、膨張弁305を通過した低温低圧の液体状態の熱媒体が供給される。そのため、この場合において、第1の液体熱交換器301は、冷房機として機能し、ガス湯沸かし部20から供給された水を冷却する。
このように、第1の液体熱交換器301が冷房機として機能し、第2の液体熱交換器302が暖房機として機能する場合には、熱媒体は、図2に表した四方切替弁307の破線部分を通過する。一方で、第1の液体熱交換器301が暖房機として機能し、第2の液体熱交換器302が冷房機として機能する場合には、熱媒体は、図2に表した四方切替弁307の実線部分を通過する。
除霜弁308は、熱媒体循環路351から分岐した熱媒体バイパス管354に設けられている。除霜弁308は、弁の開度を調整して膨張弁305による熱媒体の減圧の度合を調整することにより、第1の液体熱交換器301、第2の液体熱交換器302および気体熱交換器303の少なくともいずれかに付着した霜を取り除くことができる。
熱媒体循環路351には、圧力センサ314が設けられている。圧力センサ314は、熱媒体循環路351を循環する熱媒体の圧力を検出することができる。
暖房装置40は、高温暖房装置401と、低温暖房装置402と、を有する。高温暖房装置401としては、例えば浴室暖房機などが挙げられる。低温暖房装置402としては、例えば温水マットなどが挙げられる。
高温暖房装置401には、予め設定された温度(例えば約80℃程度)の湯がガス湯沸かし部20から熱動弁404を介して供給される。例えば、高温暖房装置401が浴室暖房機である場合には、暖房ファン403が駆動することにより、浴室の内部に温風が供給される。高温暖房装置401を通過した湯は、液体合流部405を介してシスターン237に導かれる。
低温暖房装置402には、予め設定された温度(例えば約60℃程度)の湯がガス湯沸かし部20に設けられた低温往き熱動弁241を介して供給される。低温暖房装置402を通過した湯は、液体合流部405を介してシスターン237に導かれる。
制御装置70は、タンク部10と、ガス湯沸かし部20と、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、に電気的に接続されており、タンク部10と、ガス湯沸かし部20と、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、の動作を制御する。
次に、タンク部10と、ガス湯沸かし部20と、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、浴槽50と、の相互の接続について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る給湯暖房システム2では、タンク部10は、ガス湯沸かし部20に対して管路で接続されている。ガス湯沸かし部20は、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、浴槽50と、に対して管路で接続されている。ヒートポンプ部30は、ガス湯沸かし部20を介して暖房装置40および浴槽50に管路で接続されている。暖房装置40は、ガス湯沸かし部20を介して浴槽50に管路で接続されている。
この際、ガス湯沸かし部20とタンク部10とを直接接続するための管路、およびヒートポンプ部30において生成された熱をタンク部10に回収するための管路を除き、タンク部10と、ガス湯沸かし部20と、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、浴槽50と、は第1の共通管691(図2に表した塗りつぶし部分参照)および第2の共通管692(図2に表した塗りつぶし部分参照)の少なくとも一部を介して互いに接続されている。すなわち、浴槽系統の管路の一部は、暖房系統の管路の一部と共通している。
第1の共通管691は、風呂熱交換器207の出口管609と、第1の風呂往き管619と、を有し、風呂熱交換器207の入口管608と、風呂往き三方弁246と、に接続されている。図2に表した矢印A1のように、第1の共通管691を流れる水は、風呂熱交換器207から浴槽50に向かって流れる。第1の共通管691の上流側の端部は、風呂熱交換器207の内部において、風呂熱交換器207の入口管608に接続されている。第1の共通管691の下流側の端部は、風呂往き三方弁246に接続されている。
第2の共通管692は、第3の風呂戻り管625と、風呂ポンプ入口管626と、風呂ポンプ出口管614と、風呂熱交換器207の入口管608と、を有し、風呂戻り四方弁249と、風呂熱交換器207の出口管609と、に接続されている。図2に表した矢印A2のように、第2の共通管692を流れる水は、風呂ポンプ235から風呂熱交換器207に向かって流れる。第2の共通管692の上流側の端部は、風呂戻り四方弁249に接続されている。第2の共通管692の下流側の端部は、風呂熱交換器207の内部において、風呂熱交換器207の出口管609に接続されている。
〔ガス湯沸かし部と浴槽との接続〕
まず、ガス湯沸かし部20と、浴槽50と、の接続について説明する。ここで説明する管路は、ガス湯沸かし部20と浴槽50とを接続する浴槽系統の管路の一例である。ガス湯沸かし部20と浴槽50とを接続する管路は、第1の共通管691と、第2の風呂往き管621と、第3の風呂往き管622と、第1の風呂戻り管623と、第2の風呂戻り管624と、第2の共通管692と、を有する。
第1の共通管691のうちの風呂熱交換器207の出口管609は、風呂往き四方弁245を介して第1の風呂往き管619に接続されている。第1の風呂往き管619は、風呂往き三方弁246を介して第2の風呂往き管621に接続されている。第2の風呂往き管621は、循環金具(図示せず)を介して浴槽50に接続された第3の風呂往き管622に接続されている。風呂往き三方弁246は、第1の風呂往き管619に導かれた水が、浴槽50に導かれる状態と、暖房装置40の高温暖房装置401に導かれる状態と、を切り替える。すなわち、風呂往き三方弁246は、第1の風呂往き管619に導かれた水が、第2の風呂往き管621に導かれる状態と、第1の高温暖房往き管627に導かれる状態と、を切り替える。風呂往き三方弁246は、水が浴槽系統の管路を流れる状態と、水が暖房系統の管路を流れる状態と、を切り替える切替弁に相当する。
浴槽50には、第3の風呂往き管622とは異なる第1の風呂戻り管623が循環金具(図示せず)を介して接続されている。第1の風呂戻り管623は、第2の風呂戻り管624に接続され、風呂戻り四方弁249を介して第2の共通管692のうちの第3の風呂戻り管625に接続されている。第3の風呂戻り管625は、プレート四方弁251を介して風呂ポンプ入口管626に接続されている。風呂ポンプ入口管626は、風呂ポンプ235を介して風呂ポンプ出口管614に接続されている。そして、風呂ポンプ出口管614は、風呂熱交換器207の入口管608に接続されている。
風呂熱交換器207の出口管609には、第1の風呂往きサーミスタ256が設けられている。第1の風呂往きサーミスタ256は、風呂熱交換器207の出口管609を流れる水の温度を検出する。
第2の風呂往き管621には、第2の風呂往きサーミスタ257が設けられている。第2の風呂往きサーミスタ257は、第2の風呂往き管621を流れる水の温度を検出する。第3の風呂往き管622には、第1のドレン切替三方弁247が設けられている。第1のドレン切替三方弁247は、第3の風呂往き管622を流れる水が、浴槽50に導かれる状態と、排出される状態と、を切り替える。第2の風呂戻り管624には、電磁弁248が設けられている。
風呂ポンプ入口管626には、第2のドレン切替三方弁252と、風呂水流スイッチ253と、風呂戻りサーミスタ254と、水位センサ255と、がこの順に上流側(浴槽50側)から下流側(風呂ポンプ235側)に向かって設けられている。風呂水流スイッチ253は、水が風呂ポンプ入口管626を流れていることを検出する。風呂戻りサーミスタ254は、風呂ポンプ入口管626を流れる水の温度を検出する。
〔ガス湯沸かし部と暖房装置との接続〕
続いて、ガス湯沸かし部20と、暖房装置40と、の接続について説明する。ここで説明する管路は、ガス湯沸かし部20と暖房装置40とを接続する暖房系統の管路の一例である。ガス湯沸かし部20と浴槽50との接続に関して前述した第1の共通管691は、風呂往き三方弁246を介して第1の高温暖房往き管627に接続されている。第1の高温暖房往き管627は、第2の高温暖房往き管451に接続されている。第2の高温暖房往き管451は、熱動弁404を介して高温暖房装置401の内部を通過し、高温暖房戻り管452に接続されている。高温暖房戻り管452は、液体合流部405を介して暖房戻り管628に接続されている。暖房戻り管628は、シスターン237に接続されている。
シスターン237には、暖房戻り管628とは異なるシスターン出口管629が接続されている。シスターン出口管629は、風呂戻り四方弁249を介して第2の共通管692に接続されている。風呂戻り四方弁249は、浴槽50の内部の水が第2の共通管692に導かれる状態と、高温暖房装置401および低温暖房装置402を流れた水がシスターン237を介して第2の共通管692に導かれる状態と、を切り替える。風呂戻り四方弁249は、水が浴槽系統の管路を流れる状態と、水が暖房系統の管路を流れる状態と、を切り替える切替弁に相当する。第2の共通管692は、ガス湯沸かし部20と浴槽50との接続に関して前述した通りである。
第2の風呂往き管621と、第1の高温暖房往き管627と、には、浴槽バイパス管631が接続されている。そして、浴槽バイパス管631には、電磁弁258が設けられている。第1の風呂往き管619を流れた水が第1の高温暖房往き管627に導かれる状態において、電磁弁258は、弁の開度を調整し、浴槽バイパス管631を通して第2の風呂往き管621に水を導くことができる。すなわち、浴槽バイパス管631および電磁弁258は、第1の高温暖房往き管627と第2の風呂往き管621との両方に任意の流量比で水を導くことができる。
風呂熱交換器207の出口管609には、風呂熱交換器207の出口管609から分岐した第1の低温能力管632が接続されている。第1の低温能力管632は、第1の低温能力四方弁259を介して第2の低温能力管633に接続されている。第2の低温能力管633は、第2の低温能力四方弁261を介して第3の低温能力管634に接続されている。そして、第3の低温能力管634は、シスターン237に接続されている。
また、第2の低温能力管633は、第2の低温能力四方弁261を介して第1の暖房往き管617および第2の暖房往き管635に接続されている。第2の暖房往き管635は、蓄熱三方弁262を介して第3の暖房往き管636および第4の暖房往き管637に接続されている。
第3の暖房往き管636は、低温往き熱動弁241を介して低温暖房往き管453に接続されている。低温暖房往き管453は、低温暖房装置402の内部を通過し、低温暖房戻り管454に接続されている。低温暖房戻り管454は、液体合流部405を介して暖房戻り管628に接続されている。暖房戻り管628と、シスターン237と、シスターン出口管629と、第2の共通管692と、の接続は、前述した通りである。
例えば、低温暖房装置402内の配管長は14.2m相当(内径φ7の圧損に換算、型番IMF−12FD1−CKD)、保有水量2.15リットル(L)である。例えば、低温暖房往き管453は、内径φ7で17m、保有水量0.65リットルである。例えば、低温暖房戻り管454は、内径φ7で17m、保有水量0.65リットルである。そうすると、暖房端末の型番等から圧損や保有水量などの情報を取得することができた場合であっても、圧損については3倍以上(3.4=(14.2+17+17)/14.2)、保有水量については1.5倍以上(1.6=(2.15+0.65+0.65)/2.15)のずれが生ずる場合がある。
第1の低温能力管632には、低温能力切替弁263が設けられている。低温能力切替弁263は、弁の開度を調整し、第1の低温能力管632を流れる水の流量を制御する。つまり、低温能力切替弁263は、弁の開度を調整し、風呂熱交換器207の出口管609を通って第1の風呂往き管619に導かれる水の流量と、風呂熱交換器207の出口管609を通って第1の低温能力管632に導かれる水の流量と、の比率を制御する。低温能力切替弁263は、弁を閉じることにより、第1の低温能力管632を流れる水を止めることができる。すなわち、低温能力切替弁263は、止水機能を有する。
〔ガス湯沸かし部とヒートポンプ部との接続〕
続いて、ガス湯沸かし部20と、ヒートポンプ部30と、の接続について説明する。第2の共通管692のうちの風呂ポンプ出口管614には、風呂ポンプ出口管614から分岐した第1の液体熱交換器301の入口管615が接続されている。第1の液体熱交換器301の入口管615は、第1の液体熱交換器301の内管352を介して第1の液体熱交換器301の出口管616に接続されている。第1の液体熱交換器301の出口管616は、第2の共通管692のうちの風呂熱交換器207の入口管608に接続されている。
風呂ポンプ出口管614と、第1の液体熱交換器301の入口管615と、の接続部には、ヒートポンプ入口三方弁243が設けられている。ヒートポンプ入口三方弁243は、風呂ポンプ235から送り出された水が第1の液体熱交換器301の入口管615に導かれる状態と、風呂熱交換器207の入口管608に直接的に導かれる状態と、を切り替える。
第1の液体熱交換器301の入口管615には、入口サーミスタ311が設けられている。入口サーミスタ311は、第1の液体熱交換器301の入口管615を流れる水であって、第1の液体熱交換器301に流入する直前の水の温度を検出する。第1の液体熱交換器301の出口管616には、出口サーミスタ312が設けられている。出口サーミスタ312は、第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水であって、第1の液体熱交換器301から流出した直後の水の温度を検出する。
第1の液体熱交換器301の出口管616には、第1の液体熱交換器301の出口管616から分岐した水抜き管357が接続されている。水抜き管357の端部には、水抜き栓313が設けられている。また、出口サーミスタ312よりも下流側の第1の液体熱交換器301の出口管616には、第1の液体熱交換器301の出口管616から分岐した第1の暖房往き管617が接続されている。
第1の液体熱交換器301の出口管616と、第1の暖房往き管617と、の接続部には、ヒートポンプ出口三方弁244が設けられている。ヒートポンプ出口三方弁244は、第1の液体熱交換器301を流れた水が風呂熱交換器207の入口管608に導かれる状態と、第1の暖房往き管617に導かれる状態と、を切り替える。第1の液体熱交換器301の出口管616と、第1の暖房往き管617と、には、暖房バイパス管618が接続されている。そして、暖房バイパス管618には、電磁弁264が設けられている。
第1の液体熱交換器301を流れた水が風呂熱交換器207の入口管608に導かれる状態において、電磁弁264は、弁の開度を調整し、暖房バイパス管618を通して第1の暖房往き管617に水を導くことができる。すなわち、暖房バイパス管618および電磁弁264は、風呂熱交換器207の入口管608と第1の暖房往き管617との両方に任意の流量比で水を導くことができる。
〔ヒートポンプ部と浴槽との接続〕
続いて、ヒートポンプ部30と、浴槽50と、の接続について説明する。ここで説明する管路は、ヒートポンプ部30と浴槽50とを接続する浴槽系統の管路の一例である。ガス湯沸かし部20と、ヒートポンプ部30と、の接続に関して前述したように、第1の液体熱交換器301の出口管616は、ヒートポンプ出口三方弁244を介して第1の暖房往き管617に接続されている。第1の暖房往き管617は、第2の低温能力四方弁261を介して第2の暖房往き管635に接続されている。第2の暖房往き管635は、蓄熱三方弁262を介して第4の暖房往き管637に接続されている。第4の暖房往き管637は、風呂往き四方弁245を介して第1の共通管691に接続されている。蓄熱三方弁262は、第2の暖房往き管635を流れる水が、第3の暖房往き管636に導かれる状態と、第4の暖房往き管637に導かれる状態と、を切り替える。
第1の共通管691と、浴槽50と、の接続は、ガス湯沸かし部20と、浴槽50と、の接続に関して前述した通りである。また、第2の共通管692と、浴槽50と、の接続は、ガス湯沸かし部20と、浴槽50と、の接続に関して前述した通りである。そして、ガス湯沸かし部20と、ヒートポンプ部30と、の接続に関して前述したように、第2の共通管692のうちの風呂ポンプ出口管614は、ヒートポンプ入口三方弁243を介して第1の液体熱交換器301の入口管615に接続されている。
〔ヒートポンプ部と暖房装置との接続〕
続いて、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、の接続について説明する。ここで説明する管路は、ヒートポンプ部30と暖房装置40とを接続する暖房系統の管路の一例である。ヒートポンプ部30と、浴槽50と、の接続に関して前述したように、第1の液体熱交換器301の出口管616は、ヒートポンプ出口三方弁244を介して第1の暖房往き管617に接続されている。第1の暖房往き管617は、第2の低温能力四方弁261と、第2の暖房往き管635と、蓄熱三方弁262と、第4の暖房往き管637と、風呂往き四方弁245と、を介して第1の共通管691に接続されている。第1の共通管691のうちの第1の風呂往き管619と、第1の高温暖房往き管627と、第2の高温暖房往き管451と、高温暖房装置401と、高温暖房戻り管452と、暖房戻り管628と、シスターン237と、シスターン出口管629と、の接続は、ガス湯沸かし部20と、暖房装置40と、の接続に関して前述した通りである。
また、第2の暖房往き管635は、蓄熱三方弁262を介して第3の暖房往き管636に接続されている。第3の暖房往き管636と、低温暖房往き管453と、低温暖房戻り管454と、暖房戻り管628と、シスターン237と、シスターン出口管629と、の接続は、ガス湯沸かし部20と、暖房装置40と、の接続に関して前述した通りである。
シスターン出口管629は、風呂戻り四方弁249を介して第2の共通管692に接続されている。そして、ガス湯沸かし部20と、ヒートポンプ部30と、の接続に関して前述したように、第2の共通管692のうちの風呂ポンプ出口管614は、ヒートポンプ入口三方弁243を介して第1の液体熱交換器301の入口管615に接続されている。
〔タンク部とガス湯沸かし部との接続〕
続いて、タンク部10と、ガス湯沸かし部20と、の接続について説明する。ここで説明する管路は、タンク部10とガス湯沸かし部20とを接続するタンク系統の管路の一例である。タンク部10の混合水導入管154は、給湯潜熱熱交換器205の入口管604に接続されている。なお、給湯潜熱熱交換器205の入口管604は、タンク部10の混合水導入管154と同じ管であってもよいし、タンク部10の混合水導入管154とは別の管であってもよい。つまり、タンク部10の混合水導入管154を流れる水が、給湯潜熱熱交換器205の入口管604に導かれればよい。
給湯潜熱熱交換器205の入口管604には、水量センサ221と、バイパスサーボ222と、が設けられている。水量センサ221は、給湯潜熱熱交換器205の入口管604を流れる水の流量を検出する。バイパスサーボ222は、給湯潜熱熱交換器205の入口管604と、給湯バイパス管611と、の接続部に設けられ、給湯バイパス管611に導かれる水の量を制御する。なお、給湯バイパス管611は、給湯潜熱熱交換器205の入口管604と、給湯熱交換器206の出口管607と、に接続されている。
給湯潜熱熱交換器205の入口管604は、給湯潜熱熱交換器205の出口管605に接続されている。給湯潜熱熱交換器205の出口管605の端部には、水抜き栓227が設けられている。また、給湯潜熱熱交換器205の出口管605には、給湯潜熱熱交換器205の出口管605から分岐した給湯熱交換器206の入口管606が接続されている。給湯熱交換器206の入口管606には、水管サーミスタ218が設けられている。水管サーミスタ218は、給湯熱交換器206の入口管606を流れる水の温度を検出する。
給湯熱交換器206の入口管606は、給湯熱交換器206の出口管607に接続されている。給湯熱交換器206の出口管607には、熱交換サーミスタ219と、給湯サーミスタ223と、湯量サーボ224と、が設けられている。熱交換サーミスタ219は、給湯熱交換器206の出口管607を流れる水であって、給湯熱交換器206を通過した直後の水の温度を検出する。給湯サーミスタ223は、給湯熱交換器206の出口管607を流れる水であって、給湯熱交換器206の出口管607と給湯バイパス管611との接続部よりも下流側(湯量サーボ224側)の水の温度を検出する。湯量サーボは、給湯管612に導かれる湯の量を制御する。
〔タンク部とヒートポンプ部との接続〕
続いて、タンク部10と、ヒートポンプ部30と、の接続について説明する。ここで説明する管路は、タンク部10とヒートポンプ部30とを接続するタンク系統の管路の一例である。第2の液体熱交換器302の内管353は、第2の液体熱交換器302の出口管355を介してガス湯沸かし部20の回収ポンプ236に接続されている。回収ポンプ236は、熱回収循環路613に接続されている。熱回収循環路613は、プレート熱交換器103の内部を通り、第2の液体熱交換器302の入口管356に接続されている。なお、熱回収循環路613は、プレート四方弁251を介して第2の共通管692に接続されている。
回収ポンプ236とプレート入口サーミスタ123との間の熱回収循環路613には、電磁弁242が設けられている。電磁弁242と、プレート熱交換器103と、の間の熱回収循環路613には、プレート入口サーミスタ123が設けられている。プレート入口サーミスタ123は、熱回収循環路613を流れる水であって、プレート熱交換器103に流入する直前の水の温度を検出する。
次に、本実施形態に係る給湯暖房システム2の基本動作について、図面を参照して説明する。
なお、以下の各図面において、三方弁の近傍に記載された三方弁イラストは、塗り潰された部分同士が互いに連通している状態(連通状態)であることを表し、塗り潰された部分と塗り潰されていない部分が互いに連通していない状態(非連通状態)であることを表している。
〔給水予熱動作〕
図3は、本実施形態に係る給湯暖房システムの給水予熱動作を説明する図である。
給水予熱動作は、ヒートポンプ部30において生成された熱により、タンク101の内部に貯留された水を加熱する動作である。図3に表した塗りつぶし部分は、給水予熱動作において水が流れる管路を表している。制御装置70が給水予熱動作の制御を実行すると、風呂ポンプ235が駆動する。また、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、給水予熱動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、給水予熱動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。
図3に表した矢印A17のように、風呂ポンプ235が駆動すると、第2の共通管692のうちの風呂ポンプ入口管626を流れる水は、風呂ポンプ235から送り出され、ヒートポンプ入口三方弁243と、第1の液体熱交換器301の入口管615と、を介して第1の液体熱交換器301に流入する。第1の液体熱交換器301に流入する水の温度は、例えば約30℃程度である。
第1の液体熱交換器301の内管352を流れる水は、第1の液体熱交換器301の内部における熱媒体循環路351を流れる熱媒体により加熱される。第1の液体熱交換器301から流出した水の温度は、例えば約45℃程度である。図3に表した矢印A6のように、第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水は、ヒートポンプ出口三方弁244を介して第1の暖房往き管617に導かれる。
第1の暖房往き管617を流れる水は、第2の低温能力四方弁261と、第2の暖房往き管635と、蓄熱三方弁262と、第4の暖房往き管637と、風呂往き四方弁245と、タンク往き管638と、を介して熱回収循環路613に導かれる。図3に表した矢印A7および矢印A8のように、熱回収循環路613を流れる水は、プレート熱交換器103の内部を通り、プレート四方弁251を介して第2の共通管692のうちの風呂ポンプ入口管626に導かれる。
このとき、タンク101の内部に貯留された水は、プレート熱交換器103の内部における熱回収循環路613を流れる水により加熱される。加熱された水は、タンク101内の上部に移動する。これにより、タンク101内の上部には、高温(例えば約45℃程度)の水の層が形成される。タンク101内の下部には、低温(例えば約15℃程度)の水の層が形成される。
〔給湯動作・蓄熱利用給湯動作〕
図4は、本実施形態に係る給湯暖房システムの給湯動作および蓄熱利用給湯動作を説明する図である。
給湯動作は、水供給源(例えば水道)から供給された水を加熱し、給湯栓に供給する動作である。蓄熱利用給湯動作は、タンク101の内部に貯留された水であってタンク101の内部で加熱された水を給湯栓に供給する動作である。図4に表した塗りつぶし部分は、給湯動作および蓄熱利用給湯動作において水が流れる管路を表している。
給湯栓が開かれると、制御装置70は、水制御弁114および湯制御弁117の少なくともいずれかを開く。そうすると、水供給源から供給される水の圧力によって、水が混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20に供給される。水供給源から供給される水の温度は、例えば約15℃程度である。
ガス湯沸かし部20に供給される水の温度(混合サーミスタ121の検出温度)が給湯設定温度よりも低い場合には、制御装置70は、給湯動作の制御を実行し、燃焼装置201を作動させる。すなわち、燃焼装置201の内部を流れる水は、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかにより加熱される。給湯潜熱熱交換器205において加熱された水の温度は、例えば約30℃程度である。給湯熱交換器206において加熱された水の温度は、例えば約70℃程度である。
加熱された水(湯)は、給湯熱交換器206の出口管607を通り、バイパスサーボ222により給湯バイパス管611に導かれた水と混合し、湯量サーボ224を介して給湯栓に供給される。給湯栓に導かれる水の温度は、例えば約42℃程度である。制御装置70は、給湯栓に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、第1のバーナ203および第2のバーナ204の出力を制御する。
タンク101に貯留された水の温度(タンク内サーミスタ113の検出温度)が給湯設定温度よりも高い場合には、制御装置70は、蓄熱利用給湯動作の制御を実行し、水制御弁114および湯制御弁117のそれぞれの開度を調整する。このとき、タンク101に貯留された水の温度は、例えば通常約45℃、最大約60℃程度である。
水導入管152を流れた水と、湯導入管153を流れた水と、は混合水導入管154で混合水として合流し、燃焼装置201を介して給湯栓に供給される。このとき、燃焼装置201は、燃焼動作を行わない。つまり、燃焼装置201を流れる水は、第1のバーナ203および第2のバーナ204によっては加熱されない。混合水導入管154を流れる水および給湯栓に供給される水の温度は、例えば約42℃程度である。このように、制御装置70は、給湯栓に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、水制御弁114および湯制御弁117のそれぞれの開度を制御する。蓄熱利用給湯動作において水が流れる管路は、給湯動作において水が流れる管路と同じである。
〔ドレン排水動作〕
図5および図6は、本実施形態に係る給湯暖房システムのドレン排出動作を説明する図である。
ドレン排出動作は、ドレンタンク233に貯留されたドレンを排出するとともに、管路の洗浄を行う動作である。図5に表した塗りつぶし部分は、ドレンタンク233に貯留されたドレンを排出する動作において水が流れる管路を表している。図6に表した塗りつぶし部分は、管路の洗浄を行う動作において水が流れる管路を表している。
使用者が自動ボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、ドレンタンク233に溜まったドレンを排出する動作(ドレン排出動作)の制御を実行した後に、湯張り動作の制御を実行する。湯張り動作が実行されているときに、多量のドレンが発生することがあるため、制御装置70は、湯張り動作の制御を実行する前にドレン排出動作の制御を実行する。そして、制御装置70は、ドレン排出動作の制御を実行した後に、湯張り動作において水が流れる管路の洗浄を行う動作(洗浄動作)の制御を実行する。なお、自動ボタンは、浴槽50に自動湯張りを行う動作(湯張り動作)のオンオフスイッチである。
制御装置70がドレン排出動作の制御を実行すると、風呂ポンプ235が駆動する。そうすると、図5に表した矢印A9のように、ドレンタンク233に貯留されたドレン(水)は、第1のドレンタンク出口管641および第2のドレンタンク出口管642を介して第2の共通管692のうちの風呂ポンプ入口管626に導かれる。第1のドレンタンク出口管641は、ドレンタンク233に接続されている。また、第1のドレンタンク出口管641は、第1の低温能力四方弁259を介して第2のドレンタンク出口管642に接続されている。第2のドレンタンク出口管642は、第2のドレン切替三方弁252を介して風呂ポンプ入口管626に接続されている。なお、第1のドレンタンク出口管641には、逆止弁265が設けられている。
図5に表した矢印A2のように、風呂ポンプ入口管626を流れたドレンは、風呂ポンプ235により風呂ポンプ出口管614に送り出される。続いて、図5に表した矢印A1のように、風呂ポンプ出口管614を流れたドレンは、第1の共通管691を流れる。第1の共通管691のうち第1の風呂往き管619を流れたドレンは、風呂往き三方弁246を介して第2の風呂往き管621および第3の風呂往き管622に導かれる。第3の風呂往き管622に導かれたドレンは、第1のドレン切替三方弁247を介して排出される。
続いて、図6に表したように、制御装置70は、洗浄動作の制御を実行し、水制御弁114を開く。そうすると、水供給源から供給される水の圧力によって、水が水導入管152および混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20に供給される。ガス湯沸かし部20に供給された水は、給湯潜熱熱交換器205および給湯熱交換器206を流れ、湯量サーボ224に導かれる。湯量サーボ224に導かれた水は、第1の注湯管643と、第2の注湯管644と、第3の注湯管645と、を流れ、第2の共通管692のうちの風呂ポンプ入口管626に導かれる。
第1の注湯管643は、注湯電磁弁266と、逆止弁267と、逆止弁268と、を介して第2の注湯管644に接続されている。第2の注湯管644は、注湯三方弁271を介して第3の注湯管645に接続されている。第3の注湯管645は、第2の共通管692のうちの風呂ポンプ入口管626に接続されている。第2の注湯管644には、湯量センサ269が設けられている。湯量センサ269は、第2の注湯管644を流れる湯の流量を検出する。また、逆止弁267、268の近傍には、大気開放弁294が設けられている。
風呂ポンプ入口管626に導かれた水は、ドレン排出動作に関して前述した管路と同じ管路を流れ、第1のドレン切替三方弁247を介して排出される。このとき、風呂ポンプ235は、停止している。
〔第1の湯張り動作・蓄熱湯張り動作〕
図7は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の湯張り動作および蓄熱湯張り動作を説明する図である。
第1の湯張り動作は、水供給源(例えば水道)から供給された水を加熱し、浴槽50に供給する動作である。蓄熱湯張り動作は、タンク101の内部に貯留された水であってタンク101の内部で加熱された水を浴槽50に供給する動作である。図7に表した塗りつぶし部分は、第1の湯張り動作および蓄熱湯張り動作において水が流れる管路を表している。
使用者が自動ボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、図6に関して前述したドレン排出動作の制御を実行した後に、第1の湯張り動作または蓄熱湯張り動作の制御を実行する。第1の湯張り動作および蓄熱湯張り動作において、制御装置70は、水制御弁114および湯制御弁117の少なくともいずれかを開く。そうすると、水供給源から供給される水の圧力によって、水が混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20に供給される。水供給源から供給される水の温度は、例えば約15℃程度である。
ガス湯沸かし部20に供給される水の温度(混合サーミスタ121の検出温度)が湯張り設定温度よりも低い場合には、制御装置70は、第1の湯張り動作の制御を実行し、燃焼装置201を作動させる。燃焼装置201において加熱された水(湯)は、給湯熱交換器206の出口管607を通り、湯量サーボ224に導かれる。これは、図4に関して前述した通りである。給湯潜熱熱交換器205において加熱された水の温度は、例えば約30℃程度である。給湯熱交換器206において加熱された水の温度は、例えば約70℃程度である。
湯量サーボ224に導かれた水は、第1の注湯管643を流れ、注湯電磁弁266と、逆止弁267と、逆止弁268と、を介して第2の注湯管644に導かれる。第2の注湯管644に導かれた水は、注湯三方弁271を介して第3の注湯管645に導かれる。
図7に表した矢印A11および矢印A12のように、第3の注湯管645に導かれた水は、第3の注湯管645と風呂ポンプ入口管626との接続部を介して風呂ポンプ入口管626の両側に分岐して流れる。図7に表した矢印A11の方向に導かれた水は、第2の共通管692のうちの第3の風呂戻り管625と、第2の風呂戻り管624と、第1の風呂戻り管623と、を流れ、循環金具(図示せず)を介して浴槽50に供給される。一方で、図7に表した矢印A12の方向に導かれた水は、第2の共通管692のうちの風呂ポンプ出口管614と、風呂熱交換器207の入口管608と、第1の共通管691と、を流れ、循環金具(図示せず)を介して浴槽50に供給される。つまり、第1の湯張り動作において、燃焼装置201において加熱された水(湯)は、風呂往き管619、621、622および風呂戻り管623、624、625の両方を用いて浴槽50に供給される。
浴槽50に導かれる水の温度は、例えば約42℃程度である。制御装置70は、浴槽50に供給される水の温度が、湯張り設定温度と一致するように、第1のバーナ203および第2のバーナ204の出力を制御する。
タンク101に貯留された水の温度(タンク内サーミスタ113の検出温度)が湯張り設定温度よりも高い場合には、制御装置70は、蓄熱湯張り動作の制御を実行し、水制御弁114および湯制御弁117のそれぞれの開度を調整する。このとき、タンク101に貯留された水の温度は、例えば約40℃〜60℃程度である。
水導入管152を流れた水と、湯導入管153を流れた水と、は混合水導入管154で混合水として合流し、燃焼装置201を介して湯量サーボ224に導かれる。このとき、燃焼装置201は、燃焼動作を行わない。つまり、燃焼装置201を流れる水は、第1のバーナ203および第2のバーナ204によっては加熱されない。混合水導入管154を流れる水および浴槽50に供給される水の温度は、例えば約42℃程度である。このように、制御装置70は、浴槽50に供給される水の温度が、湯張り設定温度と一致するように、水制御弁114および湯制御弁117のそれぞれの開度を制御する。蓄熱湯張り動作において水が流れる管路は、第1の湯張り動作において水が流れる管路と同じである。
そして、制御装置70は、浴槽50の内部の水位が循環金具(図示せず)よりも上になると第1の湯張り動作および蓄熱湯張り動作を一時中断し、浴槽50の内部の水位を確認する。続いて、制御装置70は、浴槽50の内部の水位が設定水位になるまで第1の湯張り動作または蓄熱湯張り動作の制御を実行する。
〔第2の湯張り動作〕
図8は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の湯張り動作を説明する図である。
図8を参照して説明する第2の湯張り動作は、ガス湯沸かし部20およびヒートポンプ部30を用いて、水供給源(例えば水道)から供給された水を加熱し、浴槽50に供給する動作である。例えばタンク101に湯が貯留されていない状態で、夏場などにおいて湯張り設定温度が40℃以下である場合には、ヒートポンプ部30を用いることで高い効率の湯張り動作を実現することができる。図8に表した塗りつぶし部分は、第2の湯張り動作において水が流れる管路を表している。
使用者が湯張り設定温度を40℃以下に設定し自動ボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、ガス湯沸かし部20およびヒートポンプ部30を用いた第2の湯張り動作の制御を実行する。制御装置70が第2の湯張り動作の制御を実行すると、水供給源(例えば水道)から供給された水は、第3の注湯管645と風呂ポンプ入口管626との接続部に導かれる。これは、図7に関して前述した通りである。
なお、第2の湯張り動作において、給湯熱交換器206で加熱された水の温度は、約70℃程度ではなく、例えば約60℃程度である。また、湯量サーボ224に導かれる水の温度は、約42℃程度ではなく、例えば約30℃程度である。この点において、第2の湯張り動作は、図7に関して前述した第1の湯張り動作または蓄熱湯張り動作とは異なる。
図8に表した矢印A11および矢印A12のように、第3の注湯管645に導かれた水は、第3の注湯管645と風呂ポンプ入口管626との接続部を介して風呂ポンプ入口管626の両側に分岐して流れる。図8に表した矢印A11の方向に導かれた水は、浴槽50に供給される。これは、図7に関して前述した通りである。図8に表した矢印A11の方向に導かれて浴槽50に供給される水の温度は、例えば約30℃程度である。
一方で、図8に表した矢印A12の方向に導かれた水は、第2の共通管692のうちの風呂ポンプ出口管614を流れ、ヒートポンプ入口三方弁243を介して第1の液体熱交換器301の入口管615に導かれる。第1の液体熱交換器301の入口管615に導かれた水は、第1の液体熱交換器301の内管352および出口管616を流れ、風呂熱交換器207の入口管608に導かれる。
このとき、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、第2の湯張り動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、第2の湯張り動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。そのため、第1の液体熱交換器301の内管352を流れる水は、第1の液体熱交換器301の内部における熱媒体循環路351を流れる熱媒体により加熱される。第1の液体熱交換器301から流出した水の温度は、例えば約45℃程度である。
風呂熱交換器207の入口管608に導かれた水は、風呂熱交換器207において加熱され、第1の共通管691と、第2の風呂往き管621と、第3の風呂往き管622と、を流れて浴槽50に供給される。風呂熱交換器207において加熱され、浴槽50に供給される水の温度は、例えば約60℃程度である。その他の動作は、図7に関して前述した第1の湯張り動作と同じである。
〔第1の追い焚き動作〕
図9は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の追い焚き動作を説明する図である。
第1の追い焚き動作は、浴槽50の内部の水を循環させて加熱し、加熱された水を浴槽50に戻す動作である。図9に表した塗りつぶし部分は、第1の追い焚き動作において水が流れる管路を表している。
使用者が自動ボタン(図示せず)を押し、図7に関して前述した第1の湯張り動作および図8に関して前述した第2の湯張り動作が完了すると、制御装置70は、浴槽50の内部の水位を確認し、浴槽50の内部の水の温度が設定温度と一致するように第1の追い焚き動作の制御を実行する。あるいは、使用者が追い焚きボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、浴槽50の内部の水の温度が設定温度と一致するように第1の追い焚き動作の制御を実行する。
制御装置70が第1の追い焚き動作の制御を実行すると、風呂ポンプ235が駆動する。そうすると、図9に表した矢印A2のように、浴槽50の内部の水は、第1の風呂戻り管623と、第2の風呂戻り管624と、第2の共通管692のうちの第3の風呂戻り管625と、を流れ、風呂ポンプ235を介して風呂熱交換器207の入口管608に導かれる。このとき、風呂熱交換器207の入口管608を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。
風呂熱交換器207を流れる水は、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかにより加熱される。風呂熱交換器207において加熱された水の温度は、例えば約60℃程度である。風呂熱交換器207において加熱された水は、第1の共通管691と、第2の風呂往き管621と、第3の風呂往き管622と、を流れて浴槽50の内部に供給される。
〔第2の追い焚き動作〕
図10は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の追い焚き動作を説明する図である。
図9に関して前述した第1の追い焚き動作では、ガス湯沸かし部20を用いて浴槽50から導かれた水を加熱する一方で、図10を参照して説明する第2の追い焚き動作では、ガス湯沸かし部20およびヒートポンプ部30を用いて浴槽50から導かれた水を加熱する。図10に表した塗りつぶし部分は、第2の追い焚き動作において水が流れる管路を表している。
例えば、浴槽50の内部に水が残っている状態で使用者が追い焚きボタン(図示せず)を押し、水の温度が比較的低い場合には、制御装置70は、浴槽50の内部の水の温度が設定温度と一致するように第2の追い焚き動作の制御を実行する。
制御装置70が第2の追い焚き動作の制御を実行すると、風呂ポンプ235が駆動する。そうすると、図10に表した矢印A17のように、浴槽50の内部の水は、風呂ポンプ235を介して第2の共通管692のうちの風呂ポンプ出口管614を流れる。このとき、第2の共通管692を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。
風呂ポンプ出口管614を流れる水は、ヒートポンプ入口三方弁243を介して第1の液体熱交換器301の入口管615に導かれる。第1の液体熱交換器301の入口管615に導かれた水は、第1の液体熱交換器301の内管352および出口管616を流れ、風呂熱交換器207の入口管608に導かれる。
このとき、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、第2の追い焚き動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、第2の追い焚き動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。そのため、第1の液体熱交換器301の内管352を流れる水は、第1の液体熱交換器301の内部における熱媒体循環路351を流れる熱媒体により加熱される。第1の液体熱交換器301から流出した水の温度は、例えば約45℃程度である。
風呂熱交換器207の入口管608に導かれた水は、風呂熱交換器207において加熱され、第1の共通管691と、第2の風呂往き管621と、第3の風呂往き管622と、を流れて浴槽50に供給される。風呂熱交換器207において加熱され、浴槽50に供給される水の温度は、例えば約60℃程度である。
〔第3の追い焚き動作〕
図11は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第3の追い焚き動作を説明する図である。
図11を参照して説明する第3の追い焚き動作では、ヒートポンプ部30を用いて浴槽50から導かれた水を加熱する。図11に表した塗りつぶし部分は、第3の追い焚き動作において水が流れる管路を表している。
使用者が自動ボタン(図示せず)を押し、図7に関して前述した第1の湯張り動作および図8に関して前述した第2の湯張り動作が完了すると、制御装置70は、浴槽50の内部の水の温度を約30分毎に確認する。浴槽50の内部の水の温度と、設定温度と、の差が0.5℃以上である場合には、制御装置70は、浴槽50の内部の水の温度が設定温度と一致するように第3の追い焚き動作の制御を実行する。図11を参照して説明する第3の追い焚き動作は、いわゆる自動運転中の保温動作である。
例えば、制御装置70は、水位センサ255の検出水位に基づいて使用者が浴槽50に入ったことを検知すると、ヒートポンプ部30の運転を開始し、浴槽50の内部の水の温度低下の程度を確認する。そして、例えば夏場のように温度低下の程度が小さい場合には、制御装置70は、図11を参照して説明する第3の追い焚き動作の制御を実行する。一方で、例えば冬場のように温度低下の程度が大きい場合には、制御装置70は、図10に関して前述した第2の追い焚き動作の制御を実行する。
制御装置70が第3の追い焚き動作を実行すると、風呂ポンプ235が駆動する。そうすると、浴槽50の内部の水は、第2の共通管692のうちの第3の風呂戻り管625を流れる。このとき、第2の共通管692を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。
第3の風呂戻り管625を流れた水は、プレート四方弁251を介してプレート往き管646に導かれる。図11に表した矢印A7のように、プレート往き管646に導かれた水は、熱回収循環路613を流れ、プレート熱交換器103に流入する。図11に表した矢印A8のように、プレート熱交換器103に流入した水は、タンク101に貯留された水により冷却され、プレート四方弁251を介して第2の共通管692のうちの風呂ポンプ入口管626に導かれる。風呂ポンプ入口管626を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。言い換えれば、タンク101に貯留された水は、プレート熱交換器103を流れる水により加熱される。
図11に表した矢印A17のように、風呂ポンプ入口管626に導かれた水は、風呂ポンプ235を介して風呂ポンプ出口管614を流れ、ヒートポンプ入口三方弁243を介して第1の液体熱交換器301の入口管615に導かれる。第1の液体熱交換器301の入口管615に導かれた水は、第1の液体熱交換器301の内管352および出口管616を流れる。
このとき、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、第3の追い焚き動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、第3の追い焚き動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。そのため、第1の液体熱交換器301の内管352を流れる水は、第1の液体熱交換器301の内部における熱媒体循環路351を流れる熱媒体により加熱される。第1の液体熱交換器301から流出した水の温度は、例えば約45℃程度である。
図11に表した矢印A6のように、第1の液体熱交換器301から流出した水は、ヒートポンプ出口三方弁244を介して第1の暖房往き管617に導かれる。第1の暖房往き管617に導かれた水は、第2の低温能力四方弁261を介して第2の暖房往き管635に導かれる。第2の暖房往き管635に導かれた水は、風呂往き四方弁245を介して第1の共通管691のうちの第1の風呂往き管619に導かれる。第1の風呂往き管619に導かれた水は、第2の風呂往き管621と、第3の風呂往き管622と、を流れて浴槽50に供給される。
〔浴湯熱ヒートポンプ部回収動作〕
図12は、本実施形態に係る給湯暖房システムの浴湯熱ヒートポンプ部回収動作を説明する図である。
浴湯熱ヒートポンプ部回収動作は、浴槽50に残った湯を循環させ、その湯の熱をヒートポンプ部30を介してタンク101に貯留された水で回収する動作である。図12に表した塗りつぶし部分は、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作において水が流れる管路を表している。
自動運転が終了したときに浴槽50の内部に湯が残っている場合には、制御装置70は、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作の制御を実行する。自動運転が終了したときに浴槽50の内部に湯が残っている例としては、例えば、使用者が自動ボタン(図示せず)を押して自動運転を手動で停止させた場合や、保温動作が4時間を経過して自動運転が自動的に停止した場合などが挙げられる。
制御装置70が浴湯熱ヒートポンプ部回収動作を実行すると、風呂ポンプ235が駆動する。そうすると、浴槽50の内部の水は、第2の共通管692のうちの第3の風呂戻り管625を流れる。このとき、第3の風呂戻り管625を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。第3の風呂戻り管625を流れた水は、プレート四方弁251を介して風呂ポンプ入口管626に導かれる。風呂ポンプ入口管626に導かれた水は、図11に関して前述した第3の追い焚き動作における管路と同じ管路を流れ、第1の液体熱交換器301の内管352および出口管616を流れる。
このとき、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第2の液体熱交換器302に熱媒体を供給する。そのため、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作において、第1の液体熱交換器301は、冷房機として機能する。一方で、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作において、第2の液体熱交換器302は、暖房機として機能する。そのため、第1の液体熱交換器301の内管352を流れる水は、第1の液体熱交換器301の内部における熱媒体循環路351を流れる熱媒体により冷却される。第1の液体熱交換器301から流出した水の温度は、例えば約15℃程度である。図12に表した矢印A6のように、第1の液体熱交換器301から流出した水は、図11に関して前述した第3の追い焚き動作における管路と同じ管路を流れて浴槽50に戻る。
一方で、制御装置70が浴湯熱ヒートポンプ部回収動作を実行すると、回収ポンプ236が駆動する。そうすると、図12に表した矢印A13および矢印A14のように、第2の液体熱交換器302から流出し第2の液体熱交換器302の出口管355を流れる水は、回収ポンプ236により熱回収循環路613に送り出される。このとき、前述したように、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作において、第2の液体熱交換器302は、暖房機として機能する。そのため、第2の液体熱交換器302から流出した水の温度は、例えば約60℃程度である。
図12に表した矢印A7のように、回収ポンプ236により熱回収循環路613に送り出された水は、プレート熱交換器103に流入する。図12に表した矢印A8のように、プレート熱交換器103に流入した水は、タンク101に貯留された水により冷却され、プレート熱交換器103から流出する。プレート熱交換器103から流出した水の温度は、例えば約30℃程度である。言い換えれば、タンク101に貯留された水は、プレート熱交換器103を流れる水により加熱される。図12に表した矢印A15および矢印A16のように、プレート熱交換器103から流出した水は、第2の液体熱交換器302の入口管356に導かれて第2の液体熱交換器302に流入する。
このようにして、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作において、浴槽50に残った湯の熱は、ヒートポンプ部30を介してタンク101に貯留された水で回収される。
〔浴湯熱回収動作〕
図13は、本実施形態に係る給湯暖房システムの浴湯熱回収動作を説明する図である。
浴湯熱回収動作は、浴槽50に残った湯を循環させ、その湯の熱をタンク101に貯留された水で回収する動作である。図13に表した塗りつぶし部分は、浴湯熱回収動作において水が流れる管路を表している。
自動運転が終了したときに浴槽50の内部に湯が残っている場合には、制御装置70は、浴湯熱回収動作の制御を実行する。ここで、図12に関して前述した浴湯熱ヒートポンプ部回収動作では、浴槽50の内部の水がヒートポンプ部30を流れて浴槽50に戻る一方で、図13を参照して説明する浴湯熱回収動作では、浴槽50の内部の水がタンク部10を流れて浴槽50に戻る。
制御装置70が浴湯熱回収動作を実行すると、風呂ポンプ235が駆動する。そうすると、浴槽50の内部の水は、第2の共通管692のうちの第3の風呂戻り管625を流れる。このとき、第3の風呂戻り管625を流れる水の温度は、例えば約40℃程度である。第3の風呂戻り管625を流れた水は、プレート四方弁251を介してプレート往き管646に導かれる。プレート往き管646に導かれた水は、熱回収循環路613を流れ、プレート熱交換器103に流入する。
図13に表した矢印A8のように、プレート熱交換器103に流入した水は、タンク101に貯留された水により冷却され、プレート四方弁251を介して第2の共通管692のうちの風呂ポンプ入口管626に導かれる。風呂ポンプ入口管626を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。言い換えれば、タンク101に貯留された水は、プレート熱交換器103を流れる水により加熱される。風呂ポンプ入口管626に導かれた水は、図9に関して前述した第1の追い焚き動作における管路と同じ管路を流れて浴槽50に戻る。
このようにして、浴湯熱回収動作において、浴槽50に残った湯の熱は、タンク101に貯留された水で回収される。
〔低温暖房動作〕
図14は、本実施形態に係る給湯暖房システムの低温暖房動作を説明する図である。
低温暖房動作は、低温暖房装置402を運転させて居室(床面を含む)を暖房する動作である。図14に表した塗りつぶし部分は、低温暖房動作において水が流れる管路を表している。
使用者が低温暖房ボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、低温暖房装置402が設置された居室の温度(例えば床面温度)を急速に上昇させるホットダッシュ運転の制御を実行する。ホットダッシュ運転は、水を循環させ、例えば約80℃程度の高い温度の水を低温暖房装置402に供給する運転である。制御装置70は、例えば約30分間にわたってホットダッシュ運転を継続する。また、制御装置70は、ホットダッシュ運転の開始と略同時にヒートポンプ部30の運転を開始する。
制御装置70が低温暖房動作のうちのホットダッシュ運転の制御を実行すると、風呂ポンプ235が駆動する。そうすると、図14に表した矢印A18のように、シスターン237の内部の水がシスターン出口管629を流れ、風呂戻り四方弁249を介して第2の共通管692のうちの第3の風呂戻り管625に導かれる。第3の風呂戻り管625に導かれた水は、プレート四方弁251を介して風呂ポンプ入口管626に導かれる。図14に表した矢印A17のように、風呂ポンプ入口管626に導かれた水は、風呂ポンプ235により風呂ポンプ出口管614に送り出される。
風呂ポンプ入口管626に導かれた水は、図11に関して前述した第3の追い焚き動作における管路と同じ管路を流れ、第1の液体熱交換器301の内管352および出口管616を流れる。このとき、ヒートポンプ部30は、運転を開始していても、運転開始から十分な時間が経過していないため熱交換を行う能力をまだ有していない。そのため、第1の液体熱交換器301を流れる水は、第1の液体熱交換器301において加熱されることはなく、冷却されることもない。シスターン237から風呂ポンプ235を介して第1の液体熱交換器301に流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。
第1の液体熱交換器301の出口管616を流れた水は、風呂熱交換器207の入口管608に導かれる。風呂熱交換器207の入口管608に導かれた水は、風呂熱交換器207において加熱され、第1の共通管691のうちの風呂熱交換器207の出口管609に導かれる。風呂熱交換器207において加熱された水の温度は、例えば約80℃程度である。
風呂熱交換器207の出口管609に導かれた水は、第1の低温能力管632と、第2の低温能力管633と、第2の暖房往き管635と、第3の暖房往き管636と、を流れ、低温往き熱動弁241を介して低温暖房装置402に供給される。低温暖房装置402に供給された水は、液体合流部405を介して暖房戻り管628に導かれてシスターン237に戻る。
居室が冷えている場合において、低温暖房動作のうちのホットダッシュ運転が開始された直後では、低温暖房装置402に供給された約80℃程度の温度の水は、冷やされ、冷たい水としてシスターン237に戻る。ヒートポンプ部30は、運転開始から所定時間が経過すると、熱交換を行う能力を有する。このとき、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、低温暖房動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、低温暖房動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。そして、ホットダッシュ運転の時間が経過してしばらくすると、シスターン237に戻る水の温度が上昇し始める。
そこで、制御装置70は、使用者が低温暖房ボタン(図示せず)を押してから例えば約30分間にわたってホットダッシュ運転を行った後、定常運転の制御を実行する。定常運転は、水を循環させ、例えば約60℃程度の温度の水を低温暖房装置402に供給する運転である。
低温暖房動作のうちの定常運転において水が流れる管路は、低温暖房動作のうちのホットダッシュ運転において水が流れる管路と同じである。ホットダッシュ運転では、第1の液体熱交換器301を流れる水は加熱されない一方で、定常運転では、第1の液体熱交換器301を流れる水は第1の液体熱交換器301の内部における熱媒体循環路351を流れる熱媒体により加熱される。第1の液体熱交換器301から流出した水の温度は、例えば約45℃程度である。
風呂熱交換器207の入口管608に導かれた水は、風呂熱交換器207において加熱され、第1の共通管691のうちの風呂熱交換器207の出口管609に導かれる。風呂熱交換器207において加熱された水の温度は、例えば約60℃程度である。これにより、例えば約60℃程度の温度の水が低温暖房装置402に供給される。
〔低温低負荷暖房動作〕
図15および図16は、本実施形態に係る給湯暖房システムの低温低負荷暖房動作を説明する図である。
低温低負荷暖房動作は、ヒートポンプ部30を用いて、低温暖房装置402を運転させて居室(床面を含む)を暖房する動作である。図15および図16に表した塗りつぶし部分は、低温低負荷暖房動作において水が流れる管路を表している。
図14に関して前述したように、低温暖房動作のうちの定常運転においては、例えば約60℃程度の温度の水が低温暖房装置402に供給される。ここで、居室の温度の過度の上昇を抑えるため、制御装置70は、低温低負荷暖房動作の制御を実行する。低温低負荷暖房動作では、例えば約40℃程度の温度の水が低温暖房装置402に供給される。
図15に表したように、制御装置70が低温低負荷暖房動作の制御を実行すると、風呂ポンプ235が駆動する。そうすると、シスターン237の内部の水が、シスターン出口管629と、第2の共通管692のうちの第3の風呂戻り管625と、風呂ポンプ入口管626と、風呂ポンプ出口管614と、第1の液体熱交換器301の入口管615、内管352および出口管616と、を流れる。これは、図14に関して前述した通りである。第1の液体熱交換器301から流出した水の温度は、例えば約40℃程度である。
第1の液体熱交換器301の出口管616に導かれた水は、ヒートポンプ出口三方弁244を介して第1の暖房往き管617に導かれる。第1の暖房往き管617に導かれた水は、第2の低温能力四方弁261を介して第2の暖房往き管635と、第3の暖房往き管636と、を流れ、低温往き熱動弁241を介して低温暖房装置402に供給される。これにより、例えば約40℃程度の温度の水が低温暖房装置402に供給される。低温低負荷暖房動作では、ヒートポンプ部30を用いて低温暖房装置402を運転させるため、エネルギー効率の向上を図ることができる。
例えば居室の断熱性能が比較的高い場合には、低温暖房装置402に供給される水の温度が例えば約40℃程度であっても、居室の温度が過度に上昇することがある。この場合には、図16に表したように、制御装置70は、ヒートポンプ部30の運転開始/運転停止の制御ではなく、第1の液体熱交換器301において加熱された水をプレート熱交換器103に導く。すなわち、第2の低温能力四方弁261を介して第2の暖房往き管635に導かれた水は、蓄熱三方弁262と、第4の暖房往き管637と、風呂往き四方弁245と、タンク往き管638と、を介して熱回収循環路613に導かれる。図16に表した矢印A7および矢印A8のように、熱回収循環路613を流れる水は、プレート熱交換器103の内部を通り、プレート四方弁251を介して第2の共通管692のうちの風呂ポンプ入口管626に導かれる。このとき、タンク101の内部に貯留された水は、プレート熱交換器103の内部における熱回収循環路613を流れる水により加熱される。
このようにして、制御装置70は、蓄熱三方弁262およびプレート四方弁251を切り替えることより、第1の液体熱交換器301において加熱された水が低温暖房装置402に導かれる状態と、プレート熱交換器103に導かれる状態と、を切り替える。これにより、低温低負荷暖房動作では、居室温度の過度の上昇が抑えられるとともに、ヒートポンプ部30の効率の低下が抑えられる。
〔第1の高温暖房動作〕
図17は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の高温暖房動作を説明する図である。
第1の高温暖房動作は、高温暖房装置401を運転させて居室(例えば浴室など)を暖房する動作である。図17に表した塗りつぶし部分は、第1の高温暖房動作において水が流れる管路を表している。
使用者が高温暖房ボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、第1の高温暖房動作の制御を実行する。制御装置70が第1の高温暖房動作の制御を実行すると、風呂ポンプ235が駆動する。そうすると、図17に表した矢印A18のように、シスターン237の内部の水は、図14に関して前述した低温暖房動作における管路と同じ管路を流れ、風呂ポンプより風呂ポンプ出口管614に送り出される。
図17に表した矢印A2に表したように、風呂ポンプ入口管626に導かれた水は、風呂熱交換器207の入口管608に導かれる。風呂熱交換器207の入口管608に導かれた水は、風呂熱交換器207において加熱される。風呂熱交換器207において加熱された水の温度は、例えば約80℃程度である。
風呂熱交換器207において加熱された水は、第1の共通管691を流れ、風呂往き三方弁246を介して第1の高温暖房往き管627に導かれる。第1の高温暖房往き管627に導かれた水は、第2の高温暖房往き管451を流れて高温暖房装置401に供給される。高温暖房装置401に供給される水の温度は、例えば約80℃程度である。高温暖房装置401に供給された水は、液体合流部405を介して暖房戻り管628に導かれてシスターン237に戻る。
〔第2の高温暖房動作〕
図18は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の高温暖房動作を説明する図である。
図18を参照して説明する第2の高温暖房動作は、図17に関して前述した第1の高温暖房動作と同様に、高温暖房装置401を運転させて居室(例えば浴室など)を暖房する動作である。図18に表した塗りつぶし部分は、第2の高温暖房動作において水が流れる管路を表している。
使用者が高温暖房ボタン(図示せず)を押したときに、ヒートポンプ部30が運転中である場合には、制御装置70は、図18を参照して説明する第2の高温暖房動作の制御を実行する。図18に表した矢印A18のように、制御装置70が第2の高温暖房動作の制御を実行すると、図17に関して前述した第1の高温暖房動作と同様に、シスターン237の内部の水は、風呂ポンプ235により風呂ポンプ出口管614に送り出される。
図18に表した矢印A17のように、風呂ポンプ出口管614に導かれた水は、ヒートポンプ入口三方弁243を介して第1の液体熱交換器301の入口管615に導かれる。第1の液体熱交換器301の入口管615に導かれた水は、第1の液体熱交換器301の内管352および出口管616を流れる。
このとき、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、第2の高温暖房動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、第2の高温暖房動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。そのため、第1の液体熱交換器301の内管352を流れる水は、第1の液体熱交換器301の内部における熱媒体循環路351を流れる熱媒体により加熱される。第1の液体熱交換器301から流出した水の温度は、例えば約45℃程度である。
風呂熱交換器207の入口管608に導かれた水は、風呂熱交換器207において加熱される。風呂熱交換器207において加熱された水の温度は、例えば約80℃程度である。
風呂熱交換器207において加熱された水は、図17に関して前述した第1の高温暖房動作における管路と同じ管路を流れて高温暖房装置401に供給される。高温暖房装置401に供給される水の温度は、例えば約80℃程度である。高温暖房装置401に供給された水は、液体合流部405を介して暖房戻り管628に導かれてシスターン237に戻る。
[給湯暖房システム2を出荷する段階で配管内に残り古くなった水が、施工時に浴槽50内に排出されるのを防ぎ、施工時に各器具内の各所や配管内に最適な水量で水を送り込む動作]
次に、給湯暖房システム2を出荷する段階で配管内に残り古くなった水が、施工時に浴槽50内に排出されるのを防ぎ、施工時に暖房装置401,402等の各器具内の各所や配管内に、最適な水量で水を送り込む動作例の手順について、以下に説明する。
制御装置70が、以下に説明する第1換水動作、第2換水動作、および第3換水動作を順次実行することにより、給湯暖房システム2を出荷する段階で配管内に残り古くなった不衛生な水が、施工時に、誤って浴槽50内に排出されるのを防ぐとともに、高温暖房装置401や低温暖房装置402等の各器具内の各所や配管内に、最適な水量で新たな水を送り込むことができる。この場合、制御装置70は、ガス湯沸かし部20においてガスを燃焼しないで(非燃焼で)、水を循環させる動作の制御を行う。
〔第1換水動作〕
図19は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第1換水動作を説明する図である。
図19に示すように、制御装置70は、第1換水動作の制御を実行し、水制御弁114を開く。そうすると、水供給源から供給される水の圧力によって、水が水導入管152および混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20に供給される。ガス湯沸かし部20に供給された水は、給湯潜熱熱交換器205および給湯熱交換器206を流れて、湯量サーボ224に導かれる。
湯量サーボ224に導かれた水は、第1の注湯管643と、第2の注湯管644と、風呂戻り四方弁249と、シスターン出口管629と、を経て、暖房用のシスターン237に導かれる。このとき、制御装置70は、湯量サーボ224の開度を制御し、第1の注湯管643に導かれる水の量を調整する。そして、供給された水は、シスターン237から、暖房戻り管628と、高温暖房戻り管452と、高温暖房装置401と、高温暖房往き管451と、電磁弁258と、第2の風呂往き管621と、第3の風呂往き管622と、を経て、浴室の排水管399から外部に排出される。このようにして、第1換水動作において、制御装置70は、暖房系統の管路内および浴槽系統の管路内に残っている水を外部から供給された新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに、新たな水を暖房装置40の高温暖房装置401に供給する。
第1換水動作の際には、制御装置70は、排水管399側の第2の風呂往きサーミスタ257が検出する水の温度と、新たな水の入り口側の水温サーミスタ116等(例えばサーミスタ121や、サーミスタ223等)が検出する水の温度とが互いに同じ温度になるまで、この換水動作を行う。すなわち、制御装置70は、排水管399側の第2の風呂往きサーミスタ257が検出する水の温度と、新たな水の入り口側の水温サーミスタ116が検出する水の温度と、が互いに同じになると、第1換水動作を停止する制御を実行する。これにより、水温サーミスタ116が検出する温度と風呂往きサーミスタ257が検出する温度とが互いに同じなることで、配管内に残った水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が高温暖房装置401に供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。これにより、例えば給水管151から高温暖房装置401までの配管長(配管保有水量や圧損)が不明であっても、あるいは装置保有水量や圧損が不明であっても、第1換水動作に要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。なお、図示しない外気温サーミスタの検出温度と水温サーミスタ116の検出温度が互いに近い場合には、ガス湯沸かし部20においてガスを燃焼して新たな湯に換水されたことを検知しても良い。
あるいは、第1換水動作の際には、制御装置70は、水量センサ221が所定量の水量を感知するまで、この換水動作を行う。すなわち、制御装置70は、水量センサ221が所定量を検出すると、第1換水動作を停止する制御を実行する。これにより、水量センサ115が所定量の水を検出することで、配管内の水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が高温暖房装置401に供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。これにより、第1換水動作に要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。
〔試運転動作(他の第1換水動作、第2換水動作、および第3換水動作)〕
図20は、換水動作例(比較例)を説明する図である。
図21は、本実施形態に係る給湯暖房システムの試運転動作を説明する図である。
次に、制御装置70は、図20に示す換水動作の代わりに、図21に示す試運転動作を行う。図21に示す試運転動作は、他の第1換水動作と、第2換水動作と、第3換水動作と、を含む。制御装置70は、図20に表した換水動作(比較動作)の代わりに、図21に示すように、水供給源から新しい水を給水することで、図21の試運転動作を行う。この場合、制御装置70は、ガス湯沸かし部20においてガスを燃焼しないで(非燃焼で)、水を循環させる動作の制御を行う。風呂ポンプ235はオフである。
すなわち、図21に示すように、制御装置70は、試運転動作の制御を実行し、水制御弁114を閉じ、湯制御弁117を開く。そうすると、水供給源から供給される新たな水の圧力によって、水が水導入管152とタンク101と湯導入管153と混合水導入管154とを流れて、ガス湯沸かし部20に供給される。ガス湯沸かし部20に供給された水は、給湯潜熱熱交換器205および給湯熱交換器206を流れ、湯量サーボ224に導かれる。
湯量サーボ224に導かれた水は、第1の注湯管643と、第2の注湯管644と、第3の注湯管645を流れ、風呂ポンプ入口管626に導かれる。このとき、制御装置70は、湯量サーボ224の開度を制御し、第1の注湯管643に導かれる水の量を調整する。風呂ポンプ入口管626に導かれた水は、風呂ポンプ235から風呂ポンプ出口管614を経て、第1の液体熱交換器301の入口管615から内管352に流れる。内管352からの水は、暖房バイパス管618と、電磁弁264と、第1の暖房往き管617と、第2の暖房往き管635と、第3の暖房往き管636と、低温暖房往き管453と、低温暖房装置402と、を経て、暖房用のシスターン237に導かれる。そして、供給された水は、シスターン237から、シスターン出口管629と、第2の風呂往き管621と、第3の風呂往き管622と、を経て、排水管399から外部に排出される。このようにして、第2換水動作において、制御装置70は、バーナ203、204の燃焼をしない状態で管路内に残っている水を新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに、新たな水をタンク部10のタンク101に供給する。また、第3換水動作において、制御装置70は、管路内に残っている水を新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに、新たな水をヒートポンプ部30の第1の液体熱交換器301に供給する。また、他の第1換水動作において、制御装置70は、暖房系統の管路内および浴槽系統の管路内に残っている水を外部から供給された新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに、新たな水を暖房装置40の低温暖房装置402に供給する。
この試運転の際には、制御装置70は、排水管399側の第2の風呂往きサーミスタ257が検出する水の温度と、水供給側の混合サーミスタ121が検出する水の温度と、が互いに同じ温度になるまで、この試運転動作を行う。すなわち、制御装置70は、排水管399側の第2の風呂往きサーミスタ257が検出する水の温度と、水供給側の混合サーミスタ121が検出する水の温度と、が互いに同じ温度になると、試運転動作を停止する制御を実行する。これにより、混合サーミスタ121が検出する温度と風呂往きセンサ257が検出する温度が同じなることで、配管内に残った水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が低温暖房装置402とタンク101と第1の液体熱交換器301の少なくともいずれかに供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。これにより、例えば給水管151から低温暖房装置402までの配管長(配管保有水量や圧損)が不明であっても、あるいは装置保有水量や圧損が不明であっても、試運転動作に要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。
あるいは、この試運転の際には、制御装置70は、湯量センサ(水量センサ)118が所定量の水量(例えば装置や配管が保有出来る、給湯暖房システム2固有の最大保有水量)を感知するまで、この試運転動作を行う。すなわち、制御装置70は、水量センサ221が所定量を検出すると、試運転動作を停止する制御を実行する。これにより、湯量センサ(水量センサ)118が所定量の水を検出することで、配管内に残った水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が低温暖房装置402とタンク101と第1の液体熱交換器301の少なくともいずれかに供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。これにより、試運転動作に要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。
〔他の第2換水動作および他の第3換水動作〕
図22は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第3換水動作を説明する図である。
図23は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第2換水動作を説明する図である。
次に、図22と図23に示すように、2通りの異なる配管経路を換水する動作を行う。
まず、制御装置70は、図22に示す他の第3換水動作の制御を実行する。図22の制御装置70は、他の第3換水動作の制御を実行し、水制御弁114を開く。そうすると、水供給源から供給される新たな水の圧力によって、水が水導入管152および混合水導入管154を流れて、ガス湯沸かし部20に供給される。ガス湯沸かし部20に供給された水は、給湯潜熱熱交換器205および給湯熱交換器206を流れ、湯量サーボ224に導かれる。
湯量サーボ224に導かれた水は、第1の注湯管643と、第2の注湯管644と、第3の注湯管645を流れ、第2の液体熱交換器302の入口管356から内管353を経て、第2の液体熱交換器302の出口管355と、回収ポンプ236と、プレート往き管646と、第3の風呂戻り管625と、シスターン出口管629と、を経てシスターン237に流れこむ。このとき、制御装置70は、湯量サーボ224の開度を制御し、第1の注湯管643に導かれる水の量を調整する。そして、水は、シスターン237から第3の低温能力管634と、第2の低温能力管633と、第1の低温能力管632と、第1の風呂往き管619と、第1の高温暖房往き管627と、浴槽バイパス管631と、第2の風呂往き管621と、第3の風呂往き管622と、を経て、排水管399から外部に排出される。この際に、制御装置70は、排水管399側の第2の風呂往きサーミスタ257が検出する水の温度と、水温サーミスタ116が検出する水の温度と、が互いに同じ温度になるまで、この動作を行う。すなわち、制御装置70は、第2の風呂往きサーミスタ257の検出温度と水温サーミスタ116の検出温度とが互いに同じになると、動作を停止する制御を実行する。このようにして、他の第3換水動作において、制御装置70は、管路内に残っている水を新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに、新たな水をヒートポンプ部30の第2の液体熱交換器302に供給する。
続いて、制御装置70は、図23に示す他の第2換水動作の制御を実行する。制御装置70は、他の第2換水動作の制御を実行し、水制御弁114を開く。そうすると、水供給源から供給される新たな水の圧力によって、水が水導入管152および混合水導入管154を流れて、ガス湯沸かし部20に供給される。ガス湯沸かし部20に供給された水は、給湯潜熱熱交換器205および給湯熱交換器206を流れ、湯量サーボ224に導かれる。
湯量サーボ224に導かれた水は、第1の注湯管643と、第2の注湯管644と、第3の注湯管645と、風呂ポンプ入口管626と、251を流れ、プレート四方弁251を介してプレート熱交換器103に導かれる。プレート熱交換器103に導かれた水は、プレート往き管646と、第3の風呂戻り管625と、シスターン出口管629と、を経てシスターン237に流れこむ。そして、水は、シスターン237から第3の低温能力管634と、第2の低温能力管633と、第1の低温能力管632と、第1の風呂往き管619と、第2の風呂往き管621と、第3の風呂往き管622と、を経て、排水管399から外部に排出される。この際に、制御装置70は、排水管399側の第2の風呂往きサーミスタ257が検出する水の温度と、水温サーミスタ116が検出する水の温度と、が互いに同じ温度になるまで、この動作を行う。すなわち、制御装置70は、まず、他の第3換水動作において充填された水が放出されるまで待機し、その後、他の第2換水動作におけるプレート熱交換器103等の換水に伴う空気が放出された後に、第2の風呂往きサーミスタ257の検出温度と水温サーミスタ116の検出温度が互いに同じになると、動作を停止する制御を実行する。このようにして、他の第2換水動作において、制御装置70は、管路内に残っている水を新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに、新たな水をタンク部10のプレート熱交換器103に供給する。
なお、シスターン出口管629から気液を供給して第3の低温能力管634から出すと、シスターン237の内部の水位が低下する。具体的には、シスターン237の内部の水位は、一部がシスターン237の内部に差し込まれている第3の低温能力管634の下端にまで低下する。これは、シスターン237に送り込まれた空気の全量が排出されるわけではなためである。これに対して、本実施形態では、不足する分を後述のシスターン補水動作で補う制御が実行される。
〔シスターン補水動作〕
図24および図25は、本実施形態に係る給湯暖房システムのシスターン補水動作を説明する図である。
次に、図24および図25に示すように、制御装置70は、燃焼装置201のガスを燃焼させないで、高温暖房装置401と低温暖房装置402とに水を循環させるとともに、新たな水をシスターン237に供給するシスターン補水動作の制御を実行する。
まず、図24に示すように、制御装置70は、燃焼装置201のガスを燃焼させないで、高温暖房装置401と低温暖房装置402とに水を循環させる動作の制御を実行する。すなわち、制御装置70が風呂ポンプ235を動作させると、風呂ポンプ入口管626に導かれた水は、風呂ポンプ235により風呂ポンプ出口管614を経て、第1の液体熱交換器301の入口管615と、第1の液体熱交換器301の内管352と、第1の液体熱交換器301の出口管616と、を流れる。出口管616を流れた水は、風呂熱交換器207の入口管608と出口管609に導かれる。
この際、燃焼装置201では、ガスを燃焼させていないので、風呂熱交換器207の入口管608に導かれた水は、風呂熱交換器207において加熱されることはなく、第1の共通管691のうちの風呂熱交換器207の出口管609に導かれる。
風呂熱交換器207の出口管609に導かれた水は、第1の共通管691と、第1の風呂往き管619と、第1の高温暖房往き管627と、第2の高温暖房往き管451と、高温暖房装置401と、高温暖房戻り管452と、暖房戻り管628と、を経て、シスターン237に入る。また、風呂熱交換器207の出口管609の水は、第1の低温能力管632と、第2の低温能力管633と、第3の低温能力管634と、を経て、シスターン237に入る。さらに、第1の液体熱交換器301の出口管616を流れた水は、暖房バイパス管618と、電磁弁264と、第1の暖房往き管617と、第2の低温能力四方弁261と、第2の暖房往き管635と、第3の暖房往き管636と、低温暖房往き管453と、を経て、低温暖房装置402に入り、低温暖房戻り管454と暖房戻り管628とに導かれてシスターン237に入る。
そして、シスターン237内の水は、シスターン出口管629と、第3の風呂戻り管625と、風呂ポンプ入口管626と、を経て、風呂ポンプ235に戻る。
次に、図25に示すように、制御装置70は、暖房用のシスターン237の補水動作の制御を実行する。
暖房用のシスターン237における補水動作とは、このシスターン237内に貯留(収容)されている水の量が少なくなってきたら、シスターン237の内部に水を供給して補水する動作である。例えば、制御装置70が居室の温度(例えば床面温度)を急速に上昇させるホットダッシュ運転の制御を実行すると、約80℃程度の高い温度の水が低温暖房装置402に供給される。定常運転時には、例えば約60℃程度の温度の水が低温暖房装置402に供給される。また、制御装置70が高温暖房動作の制御を実行すると、約80℃程度の高い温度の水が高温暖房装置401に供給される。一方で、低温暖房装置402および高温暖房装置401の動作が停止すると、シスターン237と、低温暖房装置402および高温暖房装置401と、の間を流れる水(循環水)の温度は、給湯暖房システム2の周囲の外気温度と略同じになる。このように、シスターン237の循環水は、高い温度になったり低い温度になったりして、膨張と収縮とを繰り返す。シスターン237の循環水が収縮すると、シスターン237の外部の空気がオーバーフロー弁239を介してシスターン237の内部に吸い込まれる。シスターン237の循環水の温度が高くなると、シスターン237内の空気の湿度が上昇する。そうすると、高い湿度の空気がオーバーフロー弁239を介してシスターン237の外部に吐き出される。このように、周囲の空気の湿度と同じ湿度の空気がシスターン237の内部に吸い込まれたり、高い湿度の空気がシスターン237の外部に排出されたりすることで、シスターン237の循環水の量が減少し、シスターン237の内部の水位が低下する。このような場合に、シスターン237に対する補水動作が実行される。なお、図25に表した暖房用のシスターン237の補水動作は、図24に関して前述した循環動作が実行された後に実行される。
図25に表した塗りつぶした部分は、シスターン237に対する補水動作において水が流れる管路を表している。例えば図7に例示するような浴槽50内に湯張りする動作と、図25に示すシスターン237に補水する動作とは、ほぼ同様であるとすることができる。
シスターン237の役割を簡単に説明する。管路に例えば80℃の湯を通すときに、管路の中で気泡が発生することがあるが、シスターンは、この時に空気抜き(圧力逃がし)を行う。本発明の実施形態では、シスターン237には圧力をかけておらず、圧力逃がし用の大気開放型の水の容器である。すなわち、暖房系統の管路と浴槽系統の管路が、例えば第1の共通管691と第2の共通管692によりつながっている。そのため、圧力がシスターン237にかかっていると、風呂往き三方弁246および風呂戻り四方弁249の少なくともいずれかを用いて暖房系統の管路から浴槽系統の管路に切り替えているときに、暖房系統の管路の水が浴槽系統の管路に流れることがある。そのため、シスターン237には圧力をかける構造ではなく、大気開放型のものを用いている。
そして、制御装置70は、低温能力切替弁263を開けるタイミングと、シスターン237の横についているオーバーフロー弁239を開けるタイミングと、を同期して制御する。また、制御装置70は、低温能力切替弁263を開けるタイミングと、シスターン237の横についているオーバーフロー弁239を閉めるタイミングと、を同期して制御する。これにより、シスターン237の内部に補水をする際に、制御装置70は、低温能力切替弁263とオーバーフロー弁239とを開くので、圧力の影響を受けずに、大気開放されたシスターン237の内部へスムーズに補水することができる。
図25に表したように、シスターン237の内部には水位電極238が配置されている。制御装置70は、シスターン237内の水位の検出信号を水位電極238から受ける。制御装置70は、水位電極238から受信した水位の検出信号の値が所定の水位の値よりも下がっていると判断すると、シスターン237に対する補水動作を実行して、給水用の水制御弁114を開く。あるいは、制御装置70は、図24に関して前述した循環動作を実行した後に、図25に表したシスターン補水動作を実行し、風呂ポンプ235を停止するとともに、給水用の水制御弁114を開く。
そうすると、水供給源から供給される水の圧力によって、水が水導入管151,152および混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20に供給される。ガス湯沸かし部20に供給された水は、給湯バイパス管611を流れるとともに給湯潜熱熱交換器205および給湯熱交換器206を流れて、湯量サーボ224に導かれる。湯量サーボ224に導かれた水は、第1の注湯管643と、第2の注湯管644と、第3の注湯管645と、を流れ、第2の共通管692のうちの風呂ポンプ入口管626に導かれる。このとき、バイパスサーボ222および湯量サーボ224のそれぞれは、制御装置70の制御により開度を調整し、第1の注湯管643に導かれる水の量を制御する。例えば、制御装置70は、バイパスサーボ222および湯量サーボ224の開度を絞って水圧を低下させ、第1の注湯管643に導かれる水の流量を約5リットル/分以下に設定する。一方で、制御装置70は、湯張りする動作の制御を実行する場合には、バイパスサーボ222および湯量サーボ224の開度を全開に設定し、第1の注湯管643に導かれる水の流量を約16リットル/分程度に設定して、速やかに浴槽50に注湯する。
図25に表したように、風呂ポンプ入口管626に導かれた水は、矢印A2のように、風呂ポンプ235から風呂ポンプ出口管614を経て、風呂熱交換器207に向かって流れる。このとき、風呂ポンプ235は、停止している。そして、風呂熱交換器207の出口管609からの水は、矢印A1のように、風呂熱交換器207の出口管609から分岐した第1の低温能力管632に入る。
低温能力切替弁263は、制御装置70の制御により弁の開度を調整し、第1の低温能力管632を流れる水の流量を制御する。つまり、低温能力切替弁263は、弁の開度を調整し、風呂熱交換器207の出口管609を通って第1の風呂往き管619に導かれる水の流量と、風呂熱交換器207の出口管609を通って第1の低温能力管632に導かれる水の流量と、の比率を制御する。これにより、低温能力切替弁263は、弁を開けることにより、第1の低温能力管632に水を流す。
この場合には、制御装置70は、低温能力切替弁263の開制御を行う。オーバーフロー弁239は、非通電の状態(制御装置70により制御されていない状態)で開いている。一方で、オーバーフロー弁239は、通電の状態(制御装置70により制御された状態)で閉じる。シスターン237の内部は、オーバーフロー弁239が開いているときに大気開放される。つまり、シスターン237は、圧力逃がし(空気抜き)の貯留槽として機能する。
これにより、シスターン237内には、圧力の影響を受けずにスムーズに水を補給することができる。このオーバーフロー弁239の開閉動作は、制御装置70により制御される。上述したように、オーバーフロー弁239は、所定以上の圧力がかかると自動的に開く動作を行うわけではなく、制御装置70から送信された信号に基づいて開閉動作を行う。
図25に表すように、第1の低温能力管632に流れる水は、低温能力切替弁263を通って、第1の低温能力四方弁259を介して第2の低温能力管633に入る。第2の低温能力管633に入った水は、第2の低温能力四方弁261を介して第3の低温能力管634に入る。そして、第3の低温能力管634に入った水は、シスターン237の内部に入る。このようにして、シスターン237内の水が少なくなった場合には、水供給源から水を水導入管151に供給することで、シスターン237内に補水をすることができる。
シスターン237内の水は、風呂ポンプ235の駆動を停止した状態で、シスターン出口管629と、第2の共通管692のうちの第3の風呂戻り管625と、風呂ポンプ入口管626と、風呂ポンプ出口管614と、風呂熱交換器207の入口管608と、風呂熱交換器207の出口管609と、を流れる。
上述したように、シスターン237内に貯留(収容)されている水の量が、少なくなってきた時に、シスターン237内に補水する、すなわち、シスターン237内に補水する際には、浴槽50に注湯する浴槽系統(注湯系統)の管路の一部を利用して、そのまま給水することができる。この浴槽50に注湯する浴槽系統の管路は、図7に例示するように、浴槽50内への湯張り動作を行う系統である水導入管151,152、混合水導入管154、ガス湯沸かし部20の給湯潜熱熱交換器205、給湯熱交換器206、湯量サーボ224、第1の注湯管643、第2の注湯管644、第3の注湯管645、風呂ポンプ入口管626、風呂ポンプ235、風呂ポンプ出口管614、風呂熱交換器207の出口管609、および第2の共通管692の経路である。
浴槽系統の管路は暖房系統の管路に接続されており、浴槽系統の管路の一部と、暖房系統の管路の一部とは、第1の共通管691と第2の共通管692とにより共通している。シスターン237は、このシスターン237と、第1の共通管691と第2の共通管692とを接続する低温能力管632,633,634に設けられ、この低温能力管を流れる水の流量を制御する低温能力切替弁263を有している。
制御装置70は、シスターン237の内部の水の量が少なくなった場合に、ガス湯沸かし部20のシスターン237の内部に、ガス湯沸かし部20に設けられている低温能力管632,633,634と低温能力切替弁263とを利用して、補水する動作を行うことができる。
シスターン237の内部には、オーバーフロー弁239を開いて大気開放しながら、ガス湯沸かし部20に設けられている低温能力管632,633,634と低温能力切替弁263とを利用して補水することができる。浴槽50の浴槽系統(注湯系統)の管路を利用して、しかも低温能力切替弁263を用いることができる。
このことから、本実施形態の給湯暖房システム2は、従来のようなシスターンのための専用の補給水電磁弁は不要であり、シスターン237専用の配管も不要である。従って、本実施形態の給湯暖房システム2では、シスターン237への補水は、すでに設けられている浴槽系統の管路を用いて行うことができる。このため、シスターン237の内部に補水するための配管経路の簡易化を図ることができる。
シスターン237の内部に補水をする際には、制御装置70は、低温能力切替弁263とオーバーフロー弁239を開くので、大気開放されたシスターン237の内部へ、圧力の影響を受けずにスムーズに補水することができる。
制御装置70は、シスターン237の内部の水の量が所定量を下回ったことを水位電極238が検出した場合には、低温能力切替弁263とオーバーフロー弁239を開いて、シスターン237の内部に、低温能力管632,633,634と低温能力切替弁263を通じて補水する。制御装置70は、水位電極238の検出によりシスターン237内の水の量を把握でき、水の量が少なくなった場合には、確実にシスターン237内に補水することができる。このため、シスターン237内の水の量が不足することより確実に防ぐことができる。
このようにして、制御装置70は、ガス湯沸かし部20においてガスを燃焼しないで(非燃焼で)、高温暖房装置401と低温暖房装置402とに水を循環させるとともに、新たな水をシスターン237に供給するシスターン補水動作動作の制御を行う。
これによれば、ヒートポンプ部30の第1の液体熱交換器301、並びに暖房装置40の高温暖房装置401および低温暖房装置402に対して新たな水を確実に供給することができるとともに、シスターン237に水を補給することができる。
〔湯張り動作〕
図26は、本実施形態に係る給湯暖房システムの湯張り動作を説明する図である。
次に、制御装置70は、浴槽50の湯張りを水位最低で行う動作を実行する。浴槽50の湯張りを水位最低で行う動作と図21に示す試運転動作とにおいては、制御装置70は、ガス湯沸かし部20においてガスを燃焼しないで(非燃焼で)、水を循環させる動作の制御を行う。
図26に示すように、制御装置70は、新たな水を浴槽50内に水位最低で供給する湯張り動作の制御を実行し、水制御弁114および湯制御弁117を開く。そうすると、水供給源から供給される水の圧力によって、水が水導入管152とタンク101と湯導入管153と混合水導入管154とを流れて、ガス湯沸かし部20に供給される。ガス湯沸かし部20に供給された水は、給湯潜熱熱交換器205および給湯熱交換器206を流れ、湯量サーボ224に導かれる。
湯量サーボ224に導かれた新たな水は、第1の注湯管643と、第2の注湯管644と、第3の注湯管645と、を流れ、風呂ポンプ入口管626に導かれる。風呂ポンプ入口管626に導かれた水は、風呂ポンプ235から風呂ポンプ出口管614を経て、風呂熱交換器207の入口管608および出口管609から第1の風呂往き管619と、第2の風呂往き管621と、第3の風呂往き管622と、を経て、浴槽50内に導かれる。
また、湯量サーボ224に導かれた新たな水は、第1の注湯管643と、第2の注湯管644と、第3の注湯管645と、を流れ、第3の風呂戻り管625と、第2の風呂戻り管624と、第1の風呂戻り管623と、を経て、浴槽50内に導かれる。
これにより、出荷段階で配管内に残り古くなった水が排出され、施工時に各器具内の各所や配管内に最適な水量で水が送り込まれるため、施工時の湯張り動作において衛生状態が良い水を浴槽に送ることができる。つまり、浴槽50内にはきれいな水が入り、工場出荷時に管内にあった不衛生な水がこの浴槽50内に入り込むことはない。そのため、施工業者が浴槽50内を掃除する必要性を抑えることができる。
浴槽50内の水位を検出する水位センサ299が、浴槽内50の最低水位を検出すると、制御装置70に通知することで、制御装置70は、水制御弁114および湯制御弁117を閉じる。これにより、浴槽50の湯張り動作が終了する。
以上のようにして、給湯暖房システム2を施工するときに試運転として、制御装置70は、図19に関して前述した第1換水動作と、図21に関して前述した試運転動作と、図22に関して前述した第3換水動作と、図23に関して前述した第2換水動作と、を順に行う。これにより、給湯暖房システム2は、出荷段階で配管内に残り古くなった水が施工時に浴槽内に排出されるのを防ぎ、施工時に各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。さらに、制御装置70は、図24および図25に関して前述したシスターン補水動作と、図26に関して前述した浴槽50の湯張り動作と、を実行する。
上述した試運転時における暖房系統の配管の水置換は、水供給源の給水圧を利用して暖房系統の配管内の空気を、浴室の浴槽50に送り出すことで行う。工場において給湯暖房システム2を出荷検査するときに、湯水が各配管に一度が送り込まれて、給湯暖房システム2の検査が行われる。その後、給湯暖房システム2を出荷する段階では、各配管に一度送り込まれた湯水が排水される。
しかし、実際には、その湯水が部分的に配管内に水滴状態で残る場合がある。この湯水が部分的に配管内に水滴状態で残って古くなった水は、図19と、図21と、図22と、図23と、にそれぞれ示す各動作により、浴槽50内には排出されないようにして、例えば第3の風呂往き管622を用いて、浴室の排水管399へ排出することができる。
これにより、衛生状態の良くない古い水は、浴槽50内には排出されずに、排水管399から排出される。そのため、例えば図26に示すように、浴槽50の湯張り動作が実行されると、水供給源からの衛生状態の高い水が、浴槽50内へ送り込むことができる。従って、給湯暖房システム2を施工する施工業者が、施工時に試運転をしても浴槽50内の掃除をする必要が無くなる。
以上説明したように、本発明の実施形態の給湯暖房システム2は、水供給源から供給された水を貯留するタンク101を有するタンク部10と、供給された水をバーナ203,204の燃焼により加熱する燃焼装置201を有するガス湯沸かし部20と、熱媒体を循環させる熱媒体循環路を有し、熱媒体と供給された水との間において熱交換を行うヒートポンプ部30と、燃焼装置201およびヒートポンプ部30の少なくともいずれかと、浴槽50と、を接続し水を循環させる浴槽系統の管路と、燃焼装置201およびヒートポンプ部30の少なくともいずれかと、暖房装置(401,402)と、を接続し水を循環させる暖房系統の管路と、を備える。浴槽系統の管路は、暖房系統の管路に接続されており、浴槽系統の管路の一部は、暖房系統の管路の一部と共通している。
制御装置70は、施工時に、暖房系統の管路内および浴槽系統の管路内に残っている水を外部から供給された新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに新たな水を暖房装置40に供給する第1換水動作と、バーナ203、204の燃焼をしない状態で管路内に残っている水を新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに新たな水をタンク部10に供給する第2換水動作と、管路内に残っている水を新たな水に換水して管路内に残っている水を排水するとともに新たな水をヒートポンプ部30に供給する第3換水動作と、の制御を実行する。
これにより、出荷段階で配管内に残り古くなった水が、施工時に浴槽内に排出されるのを防ぎ、施工時に各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。
本実施形態に係る給湯暖房システム2は、新たな水の温度を検出する水温サーミスタ116と、排水される水の温度を検出する風呂往きサーミスタ257と、を備える。制御装置70は、水温サーミスタ116が検出する温度と、風呂往きサーミスタ257が検出する温度と、が互いに同じになると、第1換水動作を停止する制御を実行する。
これにより、水温サーミスタ116が検出する温度と風呂往きサーミスタ257が検出する温度とが互いに同じなることで、管路内に残った水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が暖房装置40に供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。これにより、第1換水動作に要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。
本実施形態に係る給湯暖房システム2は、新たな水の供給量を検出する水量センサ115を備える。制御装置70は、水量センサ115が所定量を検出すると、第1換水動作を停止する制御を実行する。
これにより、水量センサ115が所定量の水を検出することで、管路内に残った水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が暖房装置40に供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。これにより、第1換水動作に要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。
本実施形態に係る給湯暖房システム2は、新たな水とタンク101から供給された水とが互いに混合した混合水の温度を検出する混合サーミスタ121と、排水される水の温度を検出する風呂往きサーミスタ257と、を備える。制御装置70は、混合サーミスタ121が検出する温度と、風呂往きサーミスタ257が検出する温度と、が互いに同じになると、第1換水動作と第2換水動作と第3換水動作との少なくともいずれかを停止する制御を実行する。
これにより、混合サーミスタ121が検出する温度と風呂往きサーミスタ257が検出する温度とが互いに同じなることで、管路内に残った水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が暖房装置40とタンク部10とヒートポンプ部30との少なくともいずれかに供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。これにより、第1換水動作と第2換水動作と第3換水動作とに要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。
本実施形態に係る給湯暖房システム2は、新たな水の供給量を検出する水量センサ115を備える。制御装置70は、水量センサ115が所定量を検出すると、第1換水動作と第2換水動作と第3換水動作との少なくともいずれかを停止する制御を実行する。
これにより、水量センサ115が所定量の水を検出することで、管路内に残った水が排水側まで新たな水に換水されたこと、および新たな水が暖房装置40とタンク部10とヒートポンプ部30との少なくともいずれかに供給されたことを確認できる。そのため、これ以上の新たな水を外部から供給しなくとも済み、最適な水量で各器具内の各所や配管内に水を送り込むことができる。それにより、第1換水動作と第2換水動作と第3換水動作とに要する時間を短縮することができるとともに水の節減を図ることができる。
ガス湯沸かし部20は、内部に水を貯留し空気抜きの貯留槽として機能するシスターン237と、浴槽系統の管路内および暖房系統の管路内の少なくともいずれかの水をヒートポンプ部30に向かって送り出す風呂ポンプ235と、を有する。制御装置70は、バーナ203、204の燃焼をしない状態で風呂ポンプ235を駆動させ、浴槽系統の管路内および暖房系統の管路内の少なくともいずれかの水をヒートポンプ部30と暖房装置40との間において循環させるとともに、風呂ポンプ235を停止し新たな水をシスターン237に供給するシスターン補水動作の制御を実行する。
これにより、ヒートポンプ部30および暖房装置40に対して新たな水を確実に供給することができるとともに、シスターン237に水を補給することができる。
制御装置70は、バーナ203、204の燃焼をしない状態で新たな水を浴槽50内に最低水位で供給する湯張り動作の制御を実行する。
これにより、出荷段階で配管内に残り古くなった水が排出され、施工時に各器具内の各所や配管内に最適な水量で水が送り込まれるため、施工時の湯張り動作において衛生状態が良い水を浴槽50に送ることができる。そのため、施工業者が浴槽50内を掃除する必要性を抑えることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
〔特徴1:小型化〕
本実施形態の給湯暖房システム2Aは、タンク部10Aと、ガス湯沸かし部20Aと、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、浴槽50と、を備える。タンク部10Aは、ガス湯沸かし部20Aに対して管で接続されている。ガス湯沸かし部20Aは、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、浴槽50と、に対して管で接続されている。ヒートポンプ部30は、ガス湯沸かし部20Aを介して暖房装置40に管で接続されている。一方で、暖房装置40は、浴槽50に対して管では接続されていない。すなわち、暖房経路(暖房系統の管路)および浴槽経路(浴槽系統の管路)は、互いに分離されている。この点において、本実施形態の給湯暖房システム2Aは、図2に関して前述した給湯暖房システム2とは異なる。これにより、本実施形態の給湯暖房システム2Aは、暖房装置40内の汚水が浴槽水に混入することをより確実に抑えることができる。
また、所定の装置に存在する余分な熱ないし湯水をその他の装置に回すようにコントロールすることで(即ち、熱を融通し合うことで)、装置の小型化を図っている。
かくして、小さなスペースしかないマンションや狭小住宅等であっても、高効率の給湯暖房システム2Aを利用することができる。
そして、例えば、タンク部10Aと、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、浴槽50と、に対してガス湯沸かし部20Aを管などで繋ぐことで、各装置間を湯水が流通可能となる。これにより、「機能性の向上」「効率性の向上」「快適性の向上」「コストダウン」を更に図れるようになった。以下、これを説明する。
〔特徴2:機能性の向上〕
本実施形態では、機能性の向上を図っている。
例えば、本実施形態に係る給湯暖房システム2Aは、浴槽50の残湯などを風呂熱交換器207Aに送るとともに、タンク部10Aの水を風呂熱交換器207Aに送り、浴槽50の残湯とタンク部10Aの水との間で熱交換を行うことで、該残湯の熱をタンク部10Aに回収可能な「浴湯熱回収機能」を有している。この機能によれば、エネルギーの無駄を省いて、タンク部10A内に温水を作ることが出来ると共に、浴槽50の残湯を冷却して菌の繁殖を抑制できる。
また、本実施形態のタンク部10Aは例えばマンションのパイプシャフトに収容可能なほど小型である。そこで、タンク部10Aの湯が所定の温度になったら、その湯を他の装置に回して利用し、タンク部10Aでは可及的に次々に新たな湯を生成できる状態にする。これにより、大型の貯湯タンク並みの機能を発揮させている。例えば、本実施形態に係る給湯暖房システム2Aは、ヒートポンプ部30の冷房運転時の廃熱を利用してタンク部10Aに湯を生成する「廃熱回収機能」を有している。この廃熱回収の際に、湯張りの予約がされている場合において、タンク部10Aの湯が基準の温度になったら、タンク部10Aの湯を率先して浴槽50に送る。そして、タンク部10A内の湯が所定量に低下したら再び廃熱回収機能を利用してタンク部10Aに湯を生成し、その湯を再び浴槽50に送るという動作を繰り返している。これにより、小型のタンク部10Aであっても、浴槽50への所定量の湯張りが可能となる。
〔特徴3:効率性の向上〕
次に、本実施形態では、上記各装置の効率の向上を図っている。
例えば、ヒートポンプ部30の起動時の効率向上を図っている。即ち、ヒートポンプ部30は、停止時に室外の気体熱交換器303が冷却機になって、気体熱交換器303内の熱媒体が液体になる。そうすると、次回の起動に時間を要して効率が悪化するという特性を有する。そこで、気体熱交換器303内における熱媒体の液化を防止する構造ないし制御を採用することで、ヒートポンプ部30の効率の向上を図っている。熱媒体の液化の防止手段としては、図2に関して前述した給湯暖房システム2の効率性の向上と同様である。この効率性の向上の詳細については、後述する。
また、本実施形態では、管路内での自然放熱量を抑制することでも効率性の向上を図っている。この効率性の向上についても、図2に関して前述した給湯暖房システム2の効率性の向上と同様である。
また、本実施形態では、ヒートポンプ部30に低い温度の液体を送り込むことで、フルパワーで運転することが高効率なヒートポンプ部30の効率を上げることができる。
例えば、ヒートポンプ部30だけでは加熱不足なために、ヒートポンプ部30とガス湯沸かし部20Aとの双方を用いて加熱する場合、先ずヒートポンプ部30で加熱する。その後、所定の不足分の熱を加えるために、ガス湯沸かし部20Aの第3の液体熱交換器272で熱交換を行うという順序にしている。これにより、ヒートポンプ部30には低い給水温度の液体が送り込まれ、効率を上げることができる。
また、浴槽50の湯を保温だけする場合は、効率性を考慮してヒートポンプ部30の熱を利用して保温するのが理想的である。しかし、熱い湯がヒートポンプ部30に送り込まれると、ヒートポンプ部30の高効率性が没却される。そこで、タンク部10Aの水を第3の液体熱交換器272に回し、タンク部10Aの水で奪熱して温水を生成した後に、低い給水温度の液体をヒートポンプ部30に送り込んでいる。これにより、ヒートポンプ部30の効率を上げることができる。
〔特徴4:快適性の向上〕
次に、本実施形態では、快適性の向上を図っている。
例えば、本実施形態では、夏場に涼しい浴室内でシャワーを浴びることができる。また、冬場に暖かい浴室に入浴することができる。これにより、寒暖の差で生じる脳卒中や心臓発作などを防止することができる。快適性の向上は、図2に関して前述した給湯暖房システム2の快適性の向上と同様である。この快適性の向上の詳細については、後述する。
〔特徴5:トラブルの回避〕
以上のように、本発明の実施形態では、「小型化」「機能性の向上」「効率性の向上」「快適性の向上」を図っているが、そのような構成及び/又は制御を行う結果、種々のトラブルが発生する恐れが想定される。そこで、本実施形態では、該トラブルを回避するための更なる構成ないし制御を行っている。
例えば、ヒートポンプ部30をマンションのパイプシャフト内に設置した場合、発生したドレン水を通常の室外機のようにそのまま排出すると、パイプシャフトを通じて廊下等が濡れる恐れがある。この点、本実施形態では、ヒートポンプ部30と浴室の排水口とを管で接続して、発生したドレン水をその排水口内に排水するようにしている。
また、本実施形態では、暖房経路および浴槽経路は、互いに分離されている。そのため、不使用な装置及び管内の換水を行う必要はない。この点において、本実施形態の給湯暖房システム2Aは、図2に関して前述した給湯暖房システム2とは異なる。
〔第2の実施形態〕
図27は、本発明の第2の実施形態に係る給湯暖房システムを表す配管図である。
図27に表したように、本実施形態に係る給湯暖房システム2Aは、タンク部10Aと、ガス湯沸かし部20Aと、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、制御装置70と、を備える。タンク部10Aと、ガス湯沸かし部20Aと、ヒートポンプ部30と、制御装置70と、は図1に表した筐体21および筐体33の内部に設けられている。筐体21および筐体33は、図1に関して前述した通りである。また、ヒートポンプ部30、暖房装置40および制御装置70は、図2〜図18に関して前述した給湯暖房システム2が備えるヒートポンプ部30、暖房装置40および制御装置70とそれぞれ同じである。
タンク部10Aは、タンク101と、減圧弁102と、を有する。図2〜図18に関して前述した給湯暖房システム2のタンク部10と比較して、本実施形態のタンク部10Aは、プレート熱交換器を有していない。一方で、本実施形態に係る給湯暖房システム2Aでは、ガス湯沸かし部20Aが第3の液体熱交換器272を有する。第3の液体熱交換器272の詳細については、後述する。
減圧弁102の下流側において、給水管151は、タンク101の下部に接続されているとともに、タンク101の下部において分岐し、回収切替四方弁285を介して、第1の給水接続管667と、第2の給水接続管668と、第2の回収ポンプ入口管666と、に接続されている。第1の給水接続管667は、給水切替三方弁277を介して、給湯熱交換器206Aの出口管607と、第3の液体熱交換器272の接続管651と、に接続されている。タンク101の上部には、湯導入管153および回収ポンプ出口管659が接続されている。タンク部10Aの他の構造は、図2に関して前述したタンク部10の構造と同じである。
本実施形態に係る給湯暖房システム2Aのタンク101には、過圧逃がし弁(図示せず)が設けられている。過圧逃がし弁は、所定以上の圧力がかかると自動的に開く動作を行う。つまり、過圧逃がし弁は、制御装置70から送信された信号に基づいて開閉動作を行うわけではない。この点において、タンク101に設けられた過圧逃がし弁は、シスターン237に設けられたオーバーフロー弁239とは異なる。
ガス湯沸かし部20Aは、燃焼装置201と、中和器231と、ドレンタンク233と、風呂ポンプ235と、回収ポンプ236と、シスターン237と、風呂熱交換器207Aと、第3の液体熱交換器272と、暖房ポンプ275と、を有する。すなわち、図2〜図18に関して前述した給湯暖房システム2のガス湯沸かし部20と比較して、本実施形態のガス湯沸かし部20Aは、第3の液体熱交換器272と、暖房ポンプ275と、をさらに有する。また、風呂熱交換器207Aは、燃焼装置201の燃焼室202ではなく、燃焼装置201の燃焼室202の外側に設けられている。
燃焼装置201の燃焼室202には、第1のバーナ203と、第2のバーナ204と、給湯潜熱熱交換器205と、給湯熱交換器206Aと、が設けられている。第1のバーナ203および第2のバーナ204は、給湯熱交換器206Aの近傍に設けられ、給湯熱交換器206Aを加熱する。給湯熱交換器206Aは、多数のフィンを有し、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかにより加熱される。給湯潜熱熱交換器205は、給湯熱交換器206Aの上側に設けられ、燃焼室202の排ガスに含まれる潜熱を回収する。すなわち、給湯潜熱熱交換器205は、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかの燃焼により給湯熱交換器206Aが熱交換を行った後の燃焼排気と接触する位置に設けられている。
第3の液体熱交換器272は、第3の液体熱交換器272の接続管651を通って第3の液体熱交換器272の内部に導かれた水(液体)と、第1の液体熱交換器301から第3の液体熱交換器272の内部に導かれた水(液体)と、の間において非接触で熱交換を行うことができる。あるいは、第3の液体熱交換器272は、第3の液体熱交換器272と風呂熱交換器207Aとに接続された中間配管653を通って第3の液体熱交換器272の内部に導かれた水(液体)と、第1の液体熱交換器301から第3の液体熱交換器272の内部に導かれた水(液体)と、の間において非接触で熱交換を行うことができる。すなわち、第3の液体熱交換器272の内部において、接続管651および中間配管653に接続された第3の液体熱交換器272の第1の内管652は、第1の液体熱交換器301の出口管616に接続された第3の液体熱交換器272の第2の内管654と熱的に接続されている。第3の液体熱交換器272は、いわゆる液−液熱交換器である。
風呂熱交換器207Aは、風呂熱交換器207Aの接続管655を通って風呂熱交換器207Aの内部に導かれた水(液体)と、浴槽50から風呂熱交換器207Aの内部に導かれた水(液体)と、の間において非接触で熱交換を行うことができる。あるいは、風呂熱交換器207Aは、第3の液体熱交換器272と風呂熱交換器207Aとに接続された中間配管653を通って風呂熱交換器207Aの内部に導かれた水(液体)と、浴槽50から風呂熱交換器207Aの内部に導かれた水(液体)と、の間において非接触で熱交換を行うことができる。すなわち、風呂熱交換器207Aの内部において、中間配管653および接続管655に接続された風呂熱交換器207Aの第1の内管656は、風呂ポンプ出口管614に接続された風呂熱交換器207Aの第2の内管657と熱的に接続されている。風呂熱交換器207Aは、図2に関して前述した風呂熱交換器207とは異なり、いわゆる液−液熱交換器である。
タンク部10Aに関して前述したように、第1の給水接続管667は、給水切替三方弁277を介して、給湯熱交換器206Aの出口管607と、第3の液体熱交換器272の接続管651と、に接続されている。第3の液体熱交換器272の接続管651は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652と、中間配管653と、風呂熱交換器207Aの第1の内管656と、を介して風呂熱交換器207Aの接続管655に接続されている。
第3の液体熱交換器272の接続管651には、接続管サーミスタ288が設けられている。接続管サーミスタ288は、第3の液体熱交換器272の接続管651を流れる水の温度を検出する。中間配管653には、中間配管サーミスタ291が設けられている。中間配管サーミスタ291は、中間配管653を流れる水の温度を検出する。風呂熱交換器207Aの接続管655には、風呂切替弁278および風呂熱交換器サーミスタ292が設けられている。風呂切替弁278は、弁の開度を調整し、風呂熱交換器207Aの接続管655を流れる水の流量を制御する。風呂熱交換器サーミスタ292は、風呂熱交換器207Aの接続管655を流れる水の温度を検出する。
給湯熱交換器206Aの出口管607には、給湯熱交換器206Aの出口管607から分岐した給湯往き管661が接続されている。給湯往き管661は、湯量サーボ224を介して第1の注湯管643に接続されている。給湯往き管661と給湯熱交換器206Aの出口管607との接続部分と、湯量サーボ224と、の間において、給湯往き管661には、給湯往き管661から分岐した風呂熱交換器207Aの接続管655が接続されている。すなわち、風呂熱交換器207Aの接続管655は、一方の端部において給湯往き管661に接続され、他方の端部において風呂熱交換器207Aの第1の内管656に接続されている。また、給湯往き管661と給湯熱交換器206Aの出口管607との接続部分と、湯量サーボ224と、の間において、給湯往き管661には、給湯往き管661から分岐した給湯バイパス管611が接続されている。
中間配管653には、中間配管653から分岐した第1の回収ポンプ入口管658が接続されている。第1の回収ポンプ入口管658は、第1の回収三方弁282を介して回収ポンプ236に接続されている。また、第1の回収ポンプ入口管658には、循環水量センサ274が設けられている。循環水量センサ274は、第1の回収ポンプ入口管658を流れる水の流量を検出する。
前述したように、給水管151は、回収切替四方弁285を介して第2の回収ポンプ入口管666に接続されている。第2の回収ポンプ入口管666は、第1の回収三方弁282を介して第1の回収ポンプ入口管658に接続されている。図27に表した矢印A26および矢印A27に表したように、回収ポンプ236が駆動すると、水が第2の回収ポンプ入口管666を流れ、第1の回収三方弁282を介して第1の回収ポンプ入口管658に導かれる場合がある。
また、前述したように、給水管151は、回収切替四方弁285を介して第2の給水接続管668に接続されている。第2の給水接続管668には、逆止弁286が設けられている。
タンク部10Aに関して前述したように、タンク101の上部には、回収ポンプ出口管659が接続されている。回収ポンプ出口管659は、第2の回収三方弁283を介して第2の液体熱交換器302の入口管356に接続されている。また、回収ポンプ出口管659は、第3の回収三方弁284を介して第2の液体熱交換器302の出口管355に接続されている。回収ポンプ出口管659には、タンク入口サーミスタ293が設けられている。タンク入口サーミスタ293は、回収ポンプ出口管659を流れる水の温度を検出する。
暖房ポンプ275には、シスターン出口管629と、暖房ポンプ出口管662と、が接続されている。暖房ポンプ出口管662は、ヒートポンプ入口三方弁243を介して第1の液体熱交換器301の入口管615に接続されている。第1の液体熱交換器301の出口管616は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を介して第3の液体熱交換器272の出口管664に接続されている。
第1の液体熱交換器301の出口管616には、出口サーミスタ312と、入口サーミスタ287と、が設けられている。出口サーミスタ312は、図2に関して前述した通りである。入口サーミスタ287は、第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水であって、第3の液体熱交換器272に流入する直前の水の温度を検出する。第3の液体熱交換器272の出口管664には、暖房高温サーミスタ289が設けられている。暖房高温サーミスタ289は、第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水の温度を検出する。
第3の液体熱交換器272の出口管664には、第3の液体熱交換器272の出口管664から分岐した第1の低温能力管632が接続されている。第1の低温能力管632には、低温能力切替弁263が設けられているとともに、第1の低温能力管632から分岐した第2の低温能力管633が接続されている。そして、第2の低温能力管633は、シスターン237に接続されている。また、第1の低温能力管632には、補給水電磁弁276が設けられている。図27に表した矢印A21および矢印A22のように、補給水電磁弁276は、弁の開度を調整し、シスターン237に補給される水の流量を制御する。また、図27に表した矢印A23、矢印A24および矢印A25のように、シスターン237から溢れた水は、給湯暖房システム2Aの外部に排出される。なお、本実施形態に係る給湯暖房システム2Aのシスターン237には、オーバーフロー弁239は、設けられていない。
第1の液体熱交換器301の出口管616と、第1の暖房往き管617と、の接続部には、ヒートポンプ出口三方弁244Aが設けられている。ヒートポンプ出口三方弁244Aは、図2に関して前述したヒートポンプ出口三方弁244とは異なり、中間位置を取り得る。すなわち、ヒートポンプ出口三方弁244Aは、第1の液体熱交換器301を流れた水が第3の液体熱交換器272に導かれる状態と、第1の暖房往き管617に導かれる状態と、第3の液体熱交換器272および第1の暖房往き管617の両方に導かれる状態と、を切り替えることができる。
第1の暖房往き管617は、蓄熱四方弁279を介して、第3の液体熱交換器272の出口管664と、第2の暖房往き管635と、第1の暖房バイパス管663と、に接続されている。第3の液体熱交換器272の出口管664には、第3の液体熱交換器272の出口管664から分岐した第1の高温暖房往き管627が接続されている。第1の高温暖房往き管627は、第3の液体熱交換器272の出口管664に対する接続部と、第2の高温暖房往き管451に対する接続部と、の間において、第1の暖房バイパス管663に接続されている。
第1の液体熱交換器301の出口管616には、ヒートポンプ出口三方弁244Aと、入口サーミスタ287と、の間において、第2の暖房バイパス管665が接続されている。第2の暖房バイパス管665は、ヒートポンプ入口三方弁243を介して、暖房ポンプ出口管662と、第1の液体熱交換器301の入口管615と、に接続されている。
第3の注湯管645は、電磁弁281を介して、風呂ポンプ入口管626と、第2の風呂戻り管624と、浴槽バイパス管631と、に接続されている。風呂ポンプ出口管614は、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を介して第2の風呂往き管621に接続されている。第2の風呂戻り管624には、風呂水流スイッチ253と、風呂戻りサーミスタ254と、水位センサ255と、が設けられている。風呂水流スイッチ253および風呂戻りサーミスタ254は、図2に関して前述した通りである。
図27に表した矢印A32、矢印A24および矢印A25のように、ドレンタンク233から溢れたドレンは、給湯暖房システム2Aの外部に排出される。ガス湯沸かし部20Aの他の構造は、図2に関して前述したガス湯沸かし部20の構造と同じである。
次に、タンク部10Aと、ガス湯沸かし部20Aと、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、浴槽50と、の相互の接続について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る給湯暖房システム2Aでは、タンク部10Aは、ガス湯沸かし部20Aに対して管で接続されている。ガス湯沸かし部20Aは、ヒートポンプ部30と、暖房装置40と、浴槽50と、に対して管で接続されている。ヒートポンプ部30は、ガス湯沸かし部20Aを介して暖房装置40に管で接続されている。一方で、暖房装置40は、浴槽50に対して管では接続されていない。すなわち、暖房装置40の系統の管路および浴槽50の系統の管路は、互いに分離されている。浴槽系統の管路は、暖房系統の管路とは別の系統として設けられている。
〔ガス湯沸かし部と浴槽との接続〕
まず、ガス湯沸かし部20Aと、浴槽50と、の接続について説明する。ここで説明する管路は、ガス湯沸かし部20Aと浴槽50とを接続する浴槽系統の管路の一例である。給湯熱交換器206Aの出口管607は、給湯熱交換器206Aの出口管607から分岐した給湯往き管661に接続されている。給湯往き管661は、湯量サーボ224を介して第1の注湯管643に接続されている。第1の注湯管643は、注湯電磁弁266と、逆止弁267と、逆止弁268と、を介して第2の注湯管644に接続されている。
第2の注湯管644は、電磁弁281を介して、風呂ポンプ入口管626と、浴槽バイパス管631と、第2の風呂戻り管624と、に接続されている。風呂ポンプ入口管626は、風呂ポンプ235を介して風呂ポンプ出口管614に接続されている。風呂ポンプ出口管614は、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を介して第1の風呂往き管619に接続されている。第1の風呂往き管619は、循環金具(図示せず)を介して浴槽50に接続された第2の風呂往き管621に接続されている。一方で、第2の風呂戻り管624は、循環金具(図示せず)を介して浴槽50に接続された第1の風呂戻り管623に接続されている。
〔ガス湯沸かし部と暖房装置との接続〕
〔ガス湯沸かし部とヒートポンプ部との接続〕
続いて、ガス湯沸かし部20Aと暖房装置40との接続、およびガス湯沸かし部20Aとヒートポンプ部30との接続について説明する。ここで説明する管路は、ガス湯沸かし部20Aと暖房装置40とを接続する暖房系統の管路の一例である。なお、前述したように、ヒートポンプ部30は、ガス湯沸かし部20Aを介して暖房装置40に管路で接続されている。
暖房ポンプ275には、暖房ポンプ出口管662が接続されている。暖房ポンプ出口管662は、ヒートポンプ入口三方弁243を介して第1の液体熱交換器301の入口管615に接続されている。第1の液体熱交換器301の入口管615は、第1の液体熱交換器301の内管352を介して第1の液体熱交換器301の出口管616に接続されている。
第1の液体熱交換器301の出口管616は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を介して第3の液体熱交換器272の出口管664に接続されている。第3の液体熱交換器272の出口管664は、第3の液体熱交換器272の出口管664から分岐した第1の高温暖房往き管627に接続されている。第1の高温暖房往き管627は、第1の高温暖房往き管627から分岐した第1の暖房バイパス管663に接続されている。第1の暖房バイパス管663は、蓄熱四方弁279を介して第2の暖房往き管635に接続されている。第2の暖房往き管635は、低温往き熱動弁241を介して低温暖房往き管453に接続されている。低温暖房装置402とシスターン237との接続は、図2に関して前述した通りである。そして、シスターン237は、シスターン出口管629を介して暖房ポンプ275に接続されている。
また、前述したように、第3の液体熱交換器272の出口管664は、第3の液体熱交換器272の出口管664から分岐した第1の高温暖房往き管627に接続されている。第1の高温暖房往き管627は、第2の高温暖房往き管451に接続されている。高温暖房装置401とシスターン237との接続は、図2に関して前述した通りである。そして、シスターン237は、シスターン出口管629を介して暖房ポンプ275に接続されている。
あるいは、ガス湯沸かし部20Aは、ガス湯沸かし部20Aが有する第1の暖房往き管617を通して暖房装置40に接続されている。すなわち、暖房ポンプ275と、第1の液体熱交換器301の出口管616と、の間の接続は、前述した通りである。第1の液体熱交換器301の出口管616は、ヒートポンプ出口三方弁244Aを介して第1の暖房往き管617に接続されている。第1の暖房往き管617は、蓄熱四方弁279を介して第2の暖房往き管635に接続されている。第2の暖房往き管635は、第2の暖房往き管635は、低温往き熱動弁241を介して低温暖房往き管453に接続されている。低温暖房装置402とシスターン237との接続は、図2に関して前述した通りである。そして、シスターン237は、シスターン出口管629を介して暖房ポンプ275に接続されている。
また、第1の暖房往き管617は、蓄熱四方弁279を介して第3の液体熱交換器272の出口管664に接続されている。前述したように、第3の液体熱交換器272の出口管664から分岐した第1の高温暖房往き管627に接続されている。第1の高温暖房往き管627は、第2の高温暖房往き管451に接続されている。高温暖房装置401とシスターン237との接続は、図2に関して前述した通りである。そして、シスターン237は、シスターン出口管629を介して暖房ポンプ275に接続されている。
〔タンク部とガス湯沸かし部との接続〕
続いて、タンク部10Aと、ガス湯沸かし部20Aと、の接続について説明する。ここで説明する管路は、タンク部10Aとガス湯沸かし部20Aとを接続するタンク系統の管路の一例である。タンク部10Aは、ガス湯沸かし部20Aの燃焼装置201に対して管路で接続されている。すなわち、タンク部10Aの混合水導入管154は、給湯潜熱熱交換器205の入口管604に接続されている。なお、給湯潜熱熱交換器205の入口管604は、タンク部10Aの混合水導入管154と同じ管であってもよいし、タンク部10Aの混合水導入管154とは別の管であってもよい。つまり、タンク部10Aの混合水導入管154を流れる水が、給湯潜熱熱交換器205の入口管604に導かれればよい。
給湯潜熱熱交換器205の入口管604は、給湯潜熱熱交換器205の出口管605に接続されている。給湯潜熱熱交換器205の出口管605には、給湯潜熱熱交換器205の出口管605から分岐した給湯熱交換器206Aの入口管606が接続されている。給湯熱交換器206Aの入口管606は、給湯熱交換器206Aの出口管607に接続されている。
また、タンク部10Aは、ガス湯沸かし部20Aの液体熱交換器272および風呂熱交換器207Aに対して管路で接続されている。すなわち、タンク101の下部に接続された給水管151は、回収切替四方弁285を介して、第1の給水接続管667に接続されている。第1の給水接続管667は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を介して中間配管653に接続されている。中間配管653は、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を介して風呂熱交換器207Aの接続管655に接続されている。
風呂熱交換器207Aの接続管655は、風呂熱交換器207Aの接続管655から分岐した第2の給水接続管668に接続されている。第2の給水接続管668は、回収切替四方弁285を介して第2の回収ポンプ入口管666に接続されている。第2の回収ポンプ入口管666は、第1の回収三方弁282を介して第1の回収ポンプ入口管658に接続されている。第1の回収ポンプ入口管658は、回収ポンプ236を介して回収ポンプ出口管659に接続されている。そして、回収ポンプ出口管659は、タンク101の上部に接続されている。
あるいは、中間配管653には、中間配管653から分岐した第1の回収ポンプ入口管658が接続されている。第1の回収ポンプ入口管658は、回収ポンプ236を介して回収ポンプ出口管659に接続されている。そして、回収ポンプ出口管659は、タンク101の上部に接続されている。
〔タンク部とヒートポンプ部との接続〕
続いて、タンク部10Aと、ヒートポンプ部30と、の接続について説明する。ここで説明する管路は、タンク部10Aとヒートポンプ部30とを接続するタンク系統の管路の一例である。タンク部10Aと、液体熱交換器272および風呂熱交換器207Aと、の接続に関して前述したように、タンク101の下部に接続された給水管151は、回収切替四方弁285を介して、第1の給水接続管667に接続されている。第1の給水接続管667は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を介して中間配管653に接続されている。第1の回収ポンプ入口管658は、回収ポンプ236を介して回収ポンプ出口管659に接続されている。
図27に表した矢印A28および矢印A29に表したように、回収ポンプ出口管659は、第2の回収三方弁283を介して第2の液体熱交換器302の入口管356に接続されている。第2の液体熱交換器302の入口管356は、第2の液体熱交換器302の内管353を介して第2の液体熱交換器302の出口管355に接続されている。図27に表した矢印A30および矢印A31に表したように、第2の液体熱交換器302の出口管355は、第3の回収三方弁284を介して回収ポンプ出口管659に接続されている。そして、回収ポンプ出口管659は、タンク101の上部に接続されている。
次に、本実施形態に係る給湯暖房システム2Aの基本動作について、図面を参照して説明する。
〔給水予熱動作〕
図28は、本実施形態に係る給湯暖房システムの給水予熱動作を説明する図である。
図3に関して前述したように、給水予熱動作は、ヒートポンプ部30において生成された熱により、タンク101の内部に貯留された水を加熱する動作である。図28に表した塗りつぶし部分は、給水予熱動作において水が流れる管路を表している。制御装置70が給水予熱動作の制御を実行すると、回収ポンプ236および暖房ポンプ275が駆動する。また、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、給水予熱動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、給水予熱動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。
図28に表した矢印A33のように、暖房ポンプ275が駆動すると、シスターン237の内部の水は、シスターン出口管629を流れ、暖房ポンプ275により暖房ポンプ出口管662に送り出される。暖房ポンプ出口管662を流れる水は、第1の液体熱交換器301の入口管615を介して第1の液体熱交換器301の内管352に導かれる。第1の液体熱交換器301の内管352を流れる水は、第1の液体熱交換器301の内部における熱媒体循環路351を流れる熱媒体により加熱される。第1の液体熱交換器301から流出した水の温度は、例えば約45℃程度である。
第1の液体熱交換器301から流出した水は、第1の液体熱交換器301の出口管616を流れ、第3の液体熱交換器272の第2の内管654に導かれる。第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水は、第3の液体熱交換器272の出口管664と、第1の低温能力管632と、第2の低温能力管633と、を流れ、シスターン237に導かれる。
一方で、図28に表した矢印A34のように、回収ポンプ236が駆動すると、タンク101の内部の水は、タンク101の下部に接続された給水管151を流れ、回収切替四方弁285および給水切替三方弁277を介して第3の液体熱交換器272の接続管651に導かれる。第3の液体熱交換器272の接続管651を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652に導かれる。
このとき、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。そして、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水により加熱される。第3の液体熱交換器272において加熱され、第3の液体熱交換器272から流出して中間配管653を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。一方で、第3の液体熱交換器272から流出して第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。
中間配管653を流れる水は、第1の回収ポンプ入口管658を流れ、回収ポンプ236により回収ポンプ出口管659に送り出される。回収ポンプ出口管659を流れる水は、タンク101の内部に導かれる。これにより、タンク101内の上部には、高温(例えば約45℃程度)の水の層が形成される。タンク101内の下部には、低温(例えば約15℃程度)の水の層が形成される。
〔給湯動作・蓄熱利用給湯動作〕
図29は、本実施形態に係る給湯暖房システムの給湯動作および蓄熱利用給湯動作を説明する図である。
図4に関して前述したように、給湯動作は、水供給源(例えば水道)から供給された水を加熱し、給湯栓に供給する動作である。蓄熱利用給湯動作は、タンク101の内部に貯留された水であってタンク101の内部で加熱された水を給湯栓に供給する動作である。図29に表した塗りつぶし部分は、給湯動作および蓄熱利用給湯動作において水が流れる管路を表している。
給湯栓が開かれると、制御装置70は、水制御弁114および湯制御弁117の少なくともいずれかを開く。そうすると、水供給源から供給される水の圧力によって、水が混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20Aに供給される。水供給源から供給される水の温度は、例えば約15℃程度である。
ガス湯沸かし部20Aに供給される水の温度(混合サーミスタ121の検出温度)が給湯設定温度よりも低い場合には、制御装置70は、給湯動作の制御を実行し、燃焼装置201を作動させる。すなわち、燃焼装置201の内部を流れる水は、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかにより加熱される。給湯潜熱熱交換器205において加熱された水の温度は、例えば約30℃程度である。給湯熱交換器206Aにおいて加熱された水の温度は、例えば約70℃程度である。
加熱された水(湯)は、給湯熱交換器206Aの出口管607および給湯往き管661を通り、バイパスサーボ222により給湯バイパス管611に導かれた水と混合し、湯量サーボ224を介して給湯栓に供給される。給湯栓に導かれる水の温度は、例えば約42℃程度である。制御装置70は、給湯栓に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、第1のバーナ203および第2のバーナ204の出力を制御する。
タンク101に貯留された水の温度(タンク内サーミスタ113の検出温度)が給湯設定温度よりも高い場合には、制御装置70は、蓄熱利用給湯動作の制御を実行し、水制御弁114および湯制御弁117のそれぞれの開度を調整する。このとき、タンク101に貯留された水の温度は、例えば通常約45℃、最大60℃程度である。
水導入管152を流れた水と、湯導入管153を流れた水と、は混合水導入管154で混合水として合流し、燃焼装置201を介して給湯栓に供給される。このとき、燃焼装置201は、燃焼動作を行わない。つまり、燃焼装置201を流れる水は、第1のバーナ203および第2のバーナ204によっては加熱されない。混合水導入管154を流れる水および給湯栓に供給される水の温度は、例えば約42℃程度である。このように、制御装置70は、給湯栓に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、水制御弁114および湯制御弁117のそれぞれの開度を制御する。蓄熱利用給湯動作において水が流れる管路は、給湯動作において水が流れる管路と同じである。
〔ドレン排水動作〕
図30および図31は、本実施形態に係る給湯暖房システムのドレン排出動作を説明する図である。
図5および図6に関して前述したように、ドレン排出動作は、ドレンタンク233に貯留されたドレンを排出するとともに、管路の洗浄を行う動作である。図30に表した塗りつぶし部分は、ドレンタンク233に貯留されたドレンを排出する動作において水が流れる管路を表している。図31に表した塗りつぶし部分は、管路の洗浄を行う動作において水が流れる管路を表している。
使用者が自動ボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、ドレンタンク233に溜まったドレンを排出する動作(ドレン排出動作)の制御を実行した後に、湯張り動作の制御を実行する。これは、図5および図6に関して前述した通りである。
制御装置70がドレン排出動作の制御を実行すると、風呂ポンプ235が駆動する。そうすると、図30に表した矢印A9のように、ドレンタンク233に貯留されたドレン(水)は、第1のドレンタンク出口管641を流れ、第2のドレン切替三方弁252を介して第3の注湯管645に導かれる。第3の注湯管645を流れるドレンは、電磁弁281を介して風呂ポンプ入口管626に導かれる。
風呂ポンプ入口管626を流れるドレンは、風呂ポンプ235により風呂ポンプ出口管614に送り出される。続いて、風呂ポンプ出口管614を流れるドレンは、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を通り、第1の風呂往き管619に導かれる。第1の風呂往き管619を流れるドレンは、第1のドレン切替三方弁247を介して排出される。
続いて、図31に表したように、制御装置70は、洗浄動作の制御を実行し、水制御弁114を開く。そうすると、水供給源から供給される水の圧力によって、水が水導入管152および混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20Aに供給される。ガス湯沸かし部20Aに供給された水は、給湯潜熱熱交換器205および給湯熱交換器206Aを流れ、給湯往き管661に導かれる。給湯往き管661を流れる水は、湯量サーボ224を介して、第1の注湯管643と、第2の注湯管644と、第3の注湯管645と、を流れる。第3の注湯管645を流れる水は、ドレン排出動作に関して前述した管路と同じ管路を流れ、第1のドレン切替三方弁247を介して排出される。
〔第1の湯張り動作・蓄熱湯張り動作〕
図32は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の湯張り動作および蓄熱湯張り動作を説明する図である。
第1の湯張り動作は、水供給源(例えば水道)から供給された水を加熱し、浴槽50に供給する動作である。蓄熱湯張り動作は、タンク101の内部に貯留された水であって第3の液体熱交換器272で加熱された水を浴槽50に供給する動作である。図32に表した塗りつぶし部分は、第1の湯張り動作および蓄熱湯張り動作において水が流れる管路を表している。
使用者が自動ボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、図31に関して前述したドレン排出動作の制御を実行した後に、第1の湯張り動作または蓄熱湯張り動作の制御を実行する。第1の湯張り動作および蓄熱湯張り動作において、制御装置70は、水制御弁114および湯制御弁117の少なくともいずれかを開く。そうすると、水供給源から供給される水の圧力によって、水が混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20Aに供給される。水供給源から供給される水の温度は、例えば約15℃程度である。
ガス湯沸かし部20Aに供給される水の温度(混合サーミスタ121の検出温度)が湯張り設定温度よりも低い場合には、制御装置70は、第1の湯張り動作の制御を実行し、燃焼装置201を作動させる。燃焼装置201において加熱された水(湯)は、給湯熱交換器206Aの出口管607を通り、湯量サーボ224に導かれる。これは、図29に関して前述した通りである。給湯潜熱熱交換器205において加熱された水の温度は、例えば約30℃程度である。給湯熱交換器206Aにおいて加熱された水の温度は、例えば約70℃程度である。
湯量サーボ224に導かれた水は、バイパスサーボ222により給湯バイパス管611に導かれた水と混合し、第1の注湯管643を流れ、注湯電磁弁266と、逆止弁267と、逆止弁268と、を介して第2の注湯管644に導かれる。第2の注湯管644に導かれた水は、第2のドレン切替三方弁252を介して第3の注湯管645に導かれる。第3の注湯管645を流れる水は、電磁弁281を介して、風呂ポンプ入口管626と、浴槽バイパス管631と、第2の風呂戻り管624と、に導かれる。
風呂ポンプ入口管626を流れる水は、風呂ポンプ235により風呂ポンプ出口管614に送り出される。続いて、風呂ポンプ出口管614を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を通り、第1の風呂往き管619に導かれる。第1の風呂往き管619を流れる水は、第2の風呂往き管621を流れ、循環金具(図示せず)を介して浴槽50に供給される。一方で、第2の風呂戻り管624を流れる水は、浴槽バイパス管631を流れる水と合流し、第1の風呂戻り管623を流れ、循環金具(図示せず)を介して浴槽50に供給される。つまり、第1の湯張り動作において、燃焼装置201において加熱された水(湯)は、風呂往き管619、621および風呂戻り管623、624の両方を用いて浴槽50に供給される。
浴槽50に導かれる水の温度は、例えば約42℃程度である。制御装置70は、浴槽50に供給される水の温度が、湯張り設定温度と一致するように、第1のバーナ203および第2のバーナ204の出力を制御する。
タンク101に貯留された水の温度(タンク内サーミスタ113の検出温度)が湯張り設定温度よりも高い場合には、制御装置70は、蓄熱湯張り動作の制御を実行し、水制御弁114および湯制御弁117のそれぞれの開度を調整する。このとき、タンク101に貯留された水の温度は、例えば約40℃〜60℃程度である。
水導入管152を流れた水と、湯導入管153を流れた水と、は混合水導入管154で混合水として合流し、燃焼装置201を介して湯量サーボ224に導かれる。このとき、燃焼装置201は、燃焼動作を行わない。つまり、燃焼装置201を流れる水は、第1のバーナ203および第2のバーナ204によっては加熱されない。制御装置70は、浴槽50に供給される水の温度が、湯張り設定温度と一致するように、水制御弁114および湯制御弁117のそれぞれの開度を制御する。蓄熱湯張り動作において水が流れる管路は、第1の湯張り動作において水が流れる管路と同じである。なお、蓄熱湯張り動作においては、混合水導入管154を流れる水は、給湯バイパス管611に導かれなくともよい。この場合には、例えば約40℃〜60℃程度の水がタンク101内から無くなり、例えば約15℃程度の水が燃焼装置201において加熱されないまま浴槽50に導かれることを抑えることができる。これにより、意図しない追い焚き動作が実行されることを抑えることができる。
そして、制御装置70は、浴槽50の内部の水位が循環金具(図示せず)よりも上になると第1の湯張り動作および蓄熱湯張り動作を一時中断し、浴槽50の内部の水位を確認する。続いて、制御装置70は、浴槽50の内部の水位が設定水位になるまで第1の湯張り動作または蓄熱湯張り動作の制御を実行する。
〔第2の湯張り動作・蓄熱湯張り動作〕
図33は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の湯張り動作および蓄熱湯張り動作を説明する図である。
図33を参照して説明する第2の湯張り動作は、ガス湯沸かし部20Aおよびヒートポンプ部30を用いて、水供給源(例えば水道)から供給された水を加熱し、浴槽50に供給する動作である。蓄熱湯張り動作は、タンク101の内部に貯留された水であって第3の液体熱交換器272で加熱された水を浴槽50に供給する動作である。図8に関して前述したように、例えばタンク101に湯が貯留されていない状態で、夏場などにおいて湯張り設定温度が40℃以下である場合には、ヒートポンプ部30を用いることで高い効率の湯張り動作を実現することができる。図33に表した塗りつぶし部分は、第2の湯張り動作および蓄熱湯張り動作において水が流れる管路を表している。
使用者が湯張り設定温度を40℃以下に設定し自動ボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、ガス湯沸かし部20Aおよびヒートポンプ部30を用いた第2の湯張り動作の制御を実行する。そうすると、回収ポンプ236および暖房ポンプ275が駆動する。また、制御装置70は、湯制御弁117を開く。さらに、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、第2の湯張り動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、第2の湯張り動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。
図33に表した矢印A33のように、暖房ポンプ275が駆動すると、シスターン237の内部の水は、シスターン出口管629を流れ、暖房ポンプ275により暖房ポンプ出口管662に送り出される。暖房ポンプ出口管662を流れる水は、第1の液体熱交換器301および第3の液体熱交換器272を通り、シスターン237に導かれる。これは、図28に関して前述した通りである。このとき、第1の液体熱交換器301から流出し第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。
一方で、図33に表した矢印A34のように、回収ポンプ236が駆動し、湯制御弁117が開くと、水供給源から供給される水の圧力によって、水が給水管151を流れ、タンク101の下部を通過する。タンク101の下部を通過した水は、給水管151を引き続き流れ、回収切替四方弁285および給水切替三方弁277を介して第3の液体熱交換器272の接続管651に導かれる。第3の液体熱交換器272の接続管651を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる。
このとき、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。そして、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水により加熱される。第3の液体熱交換器272において加熱され、第3の液体熱交換器272から流出して中間配管653を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。一方で、第3の液体熱交換器272から流出して第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。
中間配管653を流れる水は、第1の回収ポンプ入口管658を流れ、回収ポンプ236により回収ポンプ出口管659に送り出される。回収ポンプ出口管659を流れる水は、タンク101の内部に導かれる。これにより、タンク101内の上部には、例えば約30℃程度の水の層が形成される。
図33に表した矢印A35のように、湯制御弁117が開いているため、タンク101内の上部に形成された層の水(例えば約30℃程度の水)は、混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20Aに供給される。ガス湯沸かし部20Aに供給された水は、燃焼装置201の内部を流れ、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかにより加熱される。給湯潜熱熱交換器205において加熱された水の温度は、例えば約30℃程度である。給湯熱交換器206Aにおいて加熱された水の温度は、例えば約60℃程度である。
続いて、燃焼装置201において加熱された水(湯)は、給湯熱交換器206Aの出口管607を流れ、図32に関して前述した管路と同じ管路を介して浴槽50に供給される。浴槽50に導かれる水の温度は、例えば約45℃程度である。
あるいは、図33を参照して説明した第2の湯張り動作において、タンク101の内部に貯留された水であって第3の液体熱交換器272で加熱された水は、燃焼装置201で加熱されることなく浴槽50に供給されてもよい。つまり、制御装置70は、蓄熱湯張り動作の制御を実行してもよい。このとき、タンク101内の上部には、例えば約45℃程度の水の層が形成されている。
すなわち、使用者が湯張り設定温度を40℃以下に設定し自動ボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、回収ポンプ236および暖房ポンプ275を駆動させる。このとき、回収ポンプ236の回転数は、前述した第2の湯張り動作における回収ポンプ236の回転数よりも低い。また、暖房ポンプ275が駆動したときの水の流れは、前述した通りである。
前述したように、回収ポンプ236が駆動し、湯制御弁117が開くと、例えば約15℃程度の水が、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる。そして、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水により加熱される。第3の液体熱交換器272において加熱され、第3の液体熱交換器272から流出して中間配管653を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。
中間配管653を流れる水は、第1の回収ポンプ入口管658および回収ポンプ出口管659を流れ、タンク101の内部に導かれる。タンク101の内部に導かれる水の温度は、例えば約45℃程度である。タンク101内の上部に形成された層の水(例えば約45℃程度の水)は、前述した管路を流れ、燃焼装置201で加熱されることなく浴槽50に供給される。なお、蓄熱湯張り動作においては、混合水導入管154を流れる水は、給湯バイパス管611に導かれなくともよい。この場合には、例えば約45℃程度の水がタンク101内から無くなり、例えば約15℃程度の水が燃焼装置201において加熱されないまま浴槽50に導かれることを抑えることができる。これにより、意図しない追い焚き動作が実行されることを抑えることができる。
〔第1の追い焚き動作〕
図34は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の追い焚き動作を説明する図である。
第1の追い焚き動作は、浴槽50の内部の水を循環させて加熱し、加熱された水を浴槽50に戻す動作である。図34に表した塗りつぶし部分は、第1の追い焚き動作において水が流れる管路を表している。
使用者が自動ボタン(図示せず)を押し、図32に関して前述した第1の湯張り動作および図33に関して前述した第2の湯張り動作が完了すると、制御装置70は、浴槽50の内部の水位を確認し、浴槽50の内部の水の温度が設定温度と一致するように第1の追い焚き動作の制御を実行する。あるいは、使用者が追い焚きボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、浴槽50の内部の水の温度が設定温度と一致するように第1の追い焚き動作の制御を実行する。
制御装置70が第1の追い焚き動作の制御を実行すると、風呂ポンプ235および回収ポンプ236が駆動する。また、制御装置70は、湯制御弁117を開く。
図34に表した矢印A36のように、回収ポンプ236が駆動すると、第1の回収ポンプ入口管658を流れる水は、回収ポンプ236により回収ポンプ出口管659に送り出される。回収ポンプ出口管659を流れる水は、タンク101の内部に導かれる。タンク101の内部に導かれる水の温度は、例えば約45℃程度である。
図34に表した矢印A35のように、湯制御弁117が開いているため、タンク101内の上部に形成された層の水(例えば約45℃程度の水)は、混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20Aに供給される。ガス湯沸かし部20Aに供給された水は、燃焼装置201の内部を流れ、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかにより加熱される。給湯潜熱熱交換器205において加熱された水の温度は、例えば約45℃程度である。給湯熱交換器206Aにおいて加熱された水の温度は、例えば約80℃程度である。
続いて、燃焼装置201において加熱された水(湯)は、給湯熱交換器206Aの出口管607を流れ、給湯熱交換器206Aの出口管607から分岐した風呂熱交換器207Aの接続管655に導かれる。図34に表した矢印A38のように、風呂熱交換器207Aの接続管655を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第1の内管656に導かれる。風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水の温度は、例えば約80℃程度である。風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水は、中間配管653を流れ、第1の回収ポンプ入口管658に導かれる。
一方で、図34に表した矢印A37のように、風呂ポンプ235が駆動すると、浴槽50の内部の水は、第1の風呂戻り管623と、第2の風呂戻り管624と、風呂ポンプ入口管626を流れ、風呂ポンプ235により風呂ポンプ出口管614に送り出される。風呂ポンプ出口管614を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第2の内管657に導かれる。
このとき、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。風呂熱交換器207Aの第2の内管657を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水により加熱される。風呂熱交換器207Aにおいて加熱され、風呂熱交換器207Aから流出して第1の風呂往き管619を流れる水の温度は、例えば約60℃程度である。一方で、風呂熱交換器207Aから流出して中間配管653を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。第1の風呂往き管619を流れる水は、第2の風呂往き管621を流れ、循環金具(図示せず)を介して浴槽50に供給される。
〔第2の追い焚き動作〕
図35は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の追い焚き動作を説明する図である。
図34に関して前述した第1の追い焚き動作では、ガス湯沸かし部20Aを用いて浴槽50から導かれた水を加熱する一方で、図35を参照して説明する第2の追い焚き動作では、ガス湯沸かし部20Aおよびヒートポンプ部30を用いて浴槽50から導かれた水を加熱する。図35に表した塗りつぶし部分は、第2の追い焚き動作において水が流れる管路を表している。
例えば、浴槽50の内部に水が残っている状態で使用者が追い焚きボタン(図示せず)を押し、水の温度が比較的低い場合には、制御装置70は、浴槽50の内部の水の温度が設定温度と一致するように第2の追い焚き動作の制御を実行する。
制御装置70が第2の追い焚き動作の制御を実行すると、風呂ポンプ235および回収ポンプ236が駆動する。また、制御装置70は、湯制御弁117を開く。さらに、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、第2の追い焚き動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、第2の追い焚き動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。
図35に表した矢印A36のように、回収ポンプ236が駆動すると、水が、回収ポンプ236により回収ポンプ出口管659に送り出される。そして、回収ポンプ出口管659を流れる水は、タンク101の内部に導かれ、燃焼装置201の内部に導かれて加熱され、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる。これは、図34に関して前述した第1の追い焚き動作における水の流れと同じである。給湯熱交換器206Aにおいて加熱された水の温度は、例えば約80℃程度である。また、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水の温度は、例えば約80℃程度である。
このとき、図34に関して前述した第1の追い焚き動作と同様に、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水により加熱される。風呂熱交換器207Aにおいて加熱され、風呂熱交換器207Aから流出して第1の風呂往き管619を流れる水の温度は、例えば約60℃程度である。一方で、風呂熱交換器207Aから流出して中間配管653を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。第1の風呂往き管619を流れる水は、第2の風呂往き管621を流れ、循環金具(図示せず)を介して浴槽50に供給される。
風呂熱交換器207Aの第1の内管656から流出した水は、中間配管653を流れ、第3の液体熱交換器272の第1の内管652に導かれる。このとき、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水により加熱される。
すなわち、図35に表した矢印A33のように、暖房ポンプ275が駆動すると、シスターン237の内部の水は、シスターン出口管629を流れ、暖房ポンプ275により暖房ポンプ出口管662に送り出される。暖房ポンプ出口管662を流れる水は、第1の液体熱交換器301および第3の液体熱交換器272を通り、シスターン237に導かれる。これは、図28に関して前述した通りである。このとき、第1の液体熱交換器301から流出し第1の液体熱交換器301の出口管616を介して第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水の温度は、例えば約60℃程度である。一方で、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。これにより、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水により加熱される。
第3の液体熱交換器272から流出して第3の液体熱交換器272の接続管651を流れる水の温度は、例えば約60℃程度である。一方で、第3の液体熱交換器272から流出して第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。
図35に表した矢印A39のように、第3の液体熱交換器272の接続管651を流れる水は、給水切替三方弁277を介して第1の給水接続管667に導かれる。図35に表した矢印A26および矢印A27に表したように、第1の給水接続管667を流れる水は、回収切替四方弁285を介して第2の回収ポンプ入口管666に導かれる。図35に表した矢印A36のように、第2の回収ポンプ入口管666を流れる水は、第1の回収三方弁282を介して第1の回収ポンプ入口管658に導かれ、回収ポンプ236により回収ポンプ出口管659に送り出される。回収ポンプ出口管659を流れる水は、タンク101の内部に導かれる。タンク101の内部に導かれる水の温度は、例えば約60℃程度である。
〔第3の追い焚き動作〕
図36は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第3の追い焚き動作を説明する図である。
図36を参照して説明する第3の追い焚き動作では、ヒートポンプ部30を用いて浴槽50から導かれた水を加熱する。図36に表した塗りつぶし部分は、第3の追い焚き動作において水が流れる管路を表している。
使用者が自動ボタン(図示せず)を押し、図32に関して前述した第1の湯張り動作および図33に関して前述した第2の湯張り動作が完了すると、制御装置70は、浴槽50の内部の水の温度を約30分毎に確認する。浴槽50の内部の水の温度と、設定温度と、の差が0.5℃以上である場合には、制御装置70は、浴槽50の内部の水の温度が設定温度と一致するように第3の追い焚き動作の制御を実行する。図36を参照して説明する第3の追い焚き動作は、いわゆる自動運転中の保温動作である。
例えば、制御装置70は、水位センサ255の検出水位に基づいて使用者が浴槽50に入ったことを検知すると、ヒートポンプ部30の運転を開始し、浴槽50の内部の水の温度低下の程度を確認する。そして、例えば夏場のように温度低下の程度が小さい場合には、制御装置70は、図36を参照して説明する第3の追い焚き動作の制御を実行する。一方で、例えば冬場のように温度低下の程度が大きい場合には、制御装置70は、図35に関して前述した第2の追い焚き動作の制御を実行する。
制御装置70が第3の追い焚き動作を実行すると、風呂ポンプ235と、回収ポンプ236と、暖房ポンプ275と、が駆動する。また、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、第3の追い焚き動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、第3の追い焚き動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。
図36に表した矢印A33のように、暖房ポンプ275が駆動すると、シスターン237の内部の水は、シスターン出口管629を流れ、暖房ポンプ275により暖房ポンプ出口管662に送り出される。暖房ポンプ出口管662を流れる水は、第1の液体熱交換器301および第3の液体熱交換器272を通り、シスターン237に導かれる。これは、図28に関して前述した通りである。このとき、第1の液体熱交換器301から流出し第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。
図36に表した矢印A34のように、回収ポンプ236が駆動すると、タンク101の内部の水は、タンク101の下部に接続された給水管151を流れ、回収切替四方弁285および給水切替三方弁277を介して第3の液体熱交換器272の接続管651に導かれる。図36に表した矢印A40のように、第3の液体熱交換器272の接続管651を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652に導かれる。
このとき、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。そして、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水により加熱される。第3の液体熱交換器272において加熱され、第3の液体熱交換器272から流出して中間配管653を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。一方で、第3の液体熱交換器272から流出して第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。
中間配管653を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第1の内管656に導かれる。このとき、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水により加熱される。
すなわち、図36に表した矢印A37のように、風呂ポンプ235が駆動すると、浴槽50の内部の水は、第1の風呂戻り管623と、第2の風呂戻り管624と、風呂ポンプ入口管626を流れ、風呂ポンプ235により風呂ポンプ出口管614に送り出される。風呂ポンプ出口管614を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第2の内管657に導かれる。このとき、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。一方で、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。これにより、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水により加熱される。
風呂熱交換器207Aにおいて加熱され、風呂熱交換器207Aから流出して第1の風呂往き管619を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。一方で、風呂熱交換器207Aから流出して風呂熱交換器207Aの接続管655を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。第1の風呂往き管619を流れる水は、第2の風呂往き管621を流れ、循環金具(図示せず)を介して浴槽50に供給される。
図36に表した矢印A41のように、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水は、風呂熱交換器207Aの接続管655に導かれる。図36に表した矢印A26および矢印A27のように、風呂熱交換器207Aの接続管655を流れる水は、回収切替四方弁285を介して第2の回収ポンプ入口管666に導かれる。図36に表した矢印A36のように、第2の回収ポンプ入口管666を流れる水は、第1の回収三方弁282を介して第1の回収ポンプ入口管658に導かれ、回収ポンプ236により回収ポンプ出口管659に送り出される。回収ポンプ出口管659を受け流れる水は、タンク101の内部に導かれる。タンク101の内部に導かれる水の温度は、例えば約30℃程度である。
〔浴湯熱ヒートポンプ部回収動作〕
図37および図38は、本実施形態に係る給湯暖房システムの浴湯熱ヒートポンプ部回収動作を説明する図である。
浴湯熱ヒートポンプ部回収動作は、浴槽50に残った湯を循環させ、その湯の熱をヒートポンプ部30を介してタンク101に貯留された水で回収する動作である。図37に表した塗りつぶし部分は、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作において水が流れる管路を表している。図38に表した塗りつぶし部分は、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作の途中で給湯動作が割り込まれた場合において水が流れる管路を表している。
自動運転が終了したときに浴槽50の内部に湯が残っている場合には、制御装置70は、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作の制御を実行する。自動運転が終了したときに浴槽50の内部に湯が残っている例としては、例えば、使用者が自動ボタン(図示せず)を押して自動運転を手動で停止させた場合や、保温動作が4時間を経過して自動運転が自動的に停止した場合などが挙げられる。
制御装置70が浴湯熱ヒートポンプ部回収動作を実行すると、風呂ポンプ235と、回収ポンプ236と、暖房ポンプ275と、が駆動する。また、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第2の液体熱交換器302に熱媒体を供給する。そのため、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作において、第1の液体熱交換器301は、冷房機として機能する。一方で、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作において、第2の液体熱交換器302は、暖房機として機能する。
図37に表した矢印A33のように、暖房ポンプ275が駆動すると、シスターン237の内部の水は、シスターン出口管629を流れ、暖房ポンプ275により暖房ポンプ出口管662に送り出される。暖房ポンプ出口管662を流れる水は、第1の液体熱交換器301および第3の液体熱交換器272を通り、シスターン237に導かれる。これは、図28に関して前述した通りである。このとき、第1の液体熱交換器301から流出し第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。
図37に表した矢印A28および矢印A29のように、回収ポンプ236が駆動すると、回収ポンプ236から送り出された水は、第2の液体熱交換器302の入口管356を流れ、第2の液体熱交換器302に導かれる。浴湯熱ヒートポンプ部回収動作において、第2の液体熱交換器302が暖房機として機能するため、第2の液体熱交換器302の内管353を流れる水は、第2の液体熱交換器302の内部における熱媒体循環路351を流れる熱媒体により加熱される。第2の液体熱交換器302から流出し第2の液体熱交換器302の出口管355を流れる水の温度は、例えば約60℃程度である。
図37に表した矢印A31および矢印A43のように、第2の液体熱交換器302の出口管355を流れる水は、第3の回収三方弁284を介して回収ポンプ出口管659を流れ、タンク101の内部に導かれる。タンク101の内部に導かれる水の温度は、例えば約60℃程度である。水制御弁114が開いているため、タンク101の内部は、タンク101の下部に接続された給水管151を流れ、混合水導入管154を介してガス湯沸かし部20Aに供給される。
ガス湯沸かし部20Aに供給された水は、燃焼装置201を通過し、給湯熱交換器206Aの出口管607に導かれる。このとき、燃焼装置201は、燃焼動作を行わない。つまり、燃焼装置201を流れる水は、第1のバーナ203および第2のバーナ204によっては加熱されない。給湯熱交換器206Aの出口管607を流れる水は、給水切替三方弁277を介して第3の液体熱交換器272の接続管651に導かれる。図37に表した矢印A40のように、第3の液体熱交換器272の接続管651を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652に導かれる。
このとき、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。そして、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水により冷却される。第3の液体熱交換器272において冷却され、第3の液体熱交換器272から流出して中間配管653を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。一方で、第3の液体熱交換器272から流出して第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。
中間配管653を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第1の内管656に導かれる。このとき、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を流れる水により加熱される。
すなわち、図37に表した矢印A37のように、風呂ポンプ235が駆動すると、浴槽50の内部の水は、第1の風呂戻り管623と、第2の風呂戻り管624と、風呂ポンプ入口管626を流れ、風呂ポンプ235により風呂ポンプ出口管614に送り出される。風呂ポンプ出口管614を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第2の内管657に導かれる。このとき、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。一方で、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。これにより、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を流れる水により加熱される。
風呂熱交換器207Aにおいて冷却され、風呂熱交換器207Aから流出して第1の風呂往き管619を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。一方で、風呂熱交換器207Aから流出して風呂熱交換器207Aの接続管655を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。第1の風呂往き管619を流れる水は、第2の風呂往き管621を流れ、循環金具(図示せず)を介して浴槽50に供給される。
図37に表した矢印A41のように、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水は、風呂熱交換器207Aの接続管655に導かれる。図37に表した矢印A26および矢印A27のように、風呂熱交換器207Aの接続管655を流れる水は、回収切替四方弁285を介して第2の回収ポンプ入口管666に導かれる。図37に表した矢印A28のように、第2の回収ポンプ入口管666を流れる水は、第1の回収三方弁282を介して第1の回収ポンプ入口管658に導かれ、回収ポンプ236により第2の液体熱交換器302の入口管356に送り出される。第2の液体熱交換器302の入口管356を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。
このようにして、浴湯熱ヒートポンプ部回収動作において、浴槽50に残った湯の熱は、ヒートポンプ部30を介してタンク101に貯留された水で回収される。
ここで、図37を参照して説明した浴湯熱ヒートポンプ部回収動作の途中で、給湯動作が割り込まれ実行されることがある。つまり、図37を参照して説明した浴湯熱ヒートポンプ部回収動作の途中で、給湯栓が開かれることがある。この場合には、図38に表したように、制御装置70は、湯制御弁117を開き、水制御弁114を閉じる制御を実行する。また、制御装置70は、燃焼装置201を作動させる。
図38に表した矢印A35のように、湯制御弁117が開き、水制御弁114が閉じると、タンク101内の上部に形成された層の水(例えば約60℃程度の水)は、混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20Aに供給される。ガス湯沸かし部20Aに供給された水は、燃焼装置201の内部を流れ、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかにより加熱される。給湯潜熱熱交換器205において加熱された水の温度は、例えば約60℃程度である。給湯熱交換器206Aにおいて加熱された水の温度は、例えば約80℃程度である。
続いて、燃焼装置201において加熱された水(湯)は、給湯熱交換器206Aの出口管607および給湯往き管661を通り、バイパスサーボ222により給湯バイパス管611に導かれた水と混合し、湯量サーボ224を介して給湯栓に供給される。給湯栓に導かれる水の温度は、例えば約42℃程度である。制御装置70は、給湯栓に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、第1のバーナ203および第2のバーナ204の出力を制御するとともに、湯量サーボ224の開度を制御する。
なお、本実施形態に係る給湯暖房システム2Aの浴湯熱ヒートポンプ部回収動作では、例えばファン306などを駆動することで第2の液体熱交換器302から流出した熱媒体を冷却しなくとも、浴槽50に残った湯の熱をヒートポンプ部30を介してタンク101に貯留された水で効率良く回収することができる。すなわち、図37を参照して説明した浴湯熱ヒートポンプ部回収動作では、矢印A43のように、第2の液体熱交換器302において加熱された水は、回収ポンプ出口管659を流れ、タンク101の内部に導かれる。タンク101の内部の水は、タンク101の表面に設けられたプレート熱交換器103(例えば図2参照)により加熱されるわけではない。そのため、タンク101の内部の水に生ずる対流は、自然対流ではなく強制対流である。そのため、例えばファン306などを駆動することで第2の液体熱交換器302から流出した熱媒体を冷却しなくとも、浴槽50に残った湯の熱をヒートポンプ部30により回収し、比較的高温の水をタンク101の内部に貯留することができる。
例えば、使用者が昼間において約45℃程度の水を使う頻度は、夜間と比較すると高い。そのため、昼間には、制御装置70は、ファン306を駆動させずに、浴槽50に残った湯の熱をヒートポンプ部30により回収し、約45℃程度の水をタンク101の内部に貯留してもよい。また、使用者が約45℃程度の温度よりも高い温度の水をタンク101の内部に貯留したい場合には、制御装置70は、例えばファン306などを駆動することで第2の液体熱交換器302から流出した熱媒体を冷却することができる。つまり、約45℃程度の水がタンク101の内部に満たされた後で、使用者が約45℃程度の温度よりも高い温度の水をタンク101の内部に貯留したい場合には、制御装置70は、例えばファン306などを駆動することで第2の液体熱交換器302から流出した熱媒体を冷却してもよい。
一方で、使用者が夜間において約45℃程度の水を使う頻度は、昼間と比較すると低い。例えば、翌日の朝までには比較的長い時間が存在するため、使用者は、約45℃程度の温度よりも高い温度の水をタンク101の内部に貯留したいと考えることがある。この場合には、制御装置70は、例えばファン306などを駆動することで第2の液体熱交換器302から流出した熱媒体を冷却してもよい。これにより、翌日の朝までに、約45℃程度の温度よりも高い温度の水をタンク101の内部に貯留することができる。
〔浴湯熱回収動作〕
図39は、本実施形態に係る給湯暖房システムの浴湯熱回収動作を説明する図である。
浴湯熱回収動作は、浴槽50に残った湯を循環させ、その湯の熱をタンク101に貯留された水で回収する動作である。図39に表した塗りつぶし部分は、浴湯熱回収動作において水が流れる管路を表している。
自動運転が終了したときに浴槽50の内部に湯が残っている場合には、制御装置70は、浴湯熱回収動作の制御を実行する。制御装置70が浴湯熱回収動作を実行すると、風呂ポンプ235および回収ポンプ236が駆動する。また、制御装置70は、水制御弁114および風呂切替弁278を開く。
図39に表した矢印A37のように、風呂ポンプ235が駆動すると、浴槽50の内部の水は、第1の風呂戻り管623と、第2の風呂戻り管624と、風呂ポンプ入口管626を流れ、風呂ポンプ235により風呂ポンプ出口管614に送り出される。風呂ポンプ出口管614を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第2の内管657に導かれる。風呂熱交換器207Aの第2の内管657を流れる水の温度は、例えば約40℃程度である。
一方で、図39に表した矢印A36のように、回収ポンプ236が駆動すると、第1の回収ポンプ入口管658を流れる水は、回収ポンプ236により回収ポンプ出口管659に送り出される。回収ポンプ出口管659を流れる水は、タンク101の内部に導かれる。水制御弁114が開いているため、タンク101の内部は、タンク101の下部に接続された給水管151を流れ、混合水導入管154を介してガス湯沸かし部20Aに供給される。
ガス湯沸かし部20Aに供給された水は、燃焼装置201を通過し、給湯熱交換器206Aの出口管607に導かれる。このとき、燃焼装置201は、燃焼動作を行わない。つまり、燃焼装置201を流れる水は、第1のバーナ203および第2のバーナ204によっては加熱されない。給湯熱交換器206Aの出口管607を流れる水は、給湯熱交換器206Aの出口管607から分岐した風呂熱交換器207Aの接続管655に導かれる。図39に表した矢印A38のように、風呂熱交換器207Aの接続管655を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第1の内管656に導かれる。風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水の温度は、例えば約15℃程度である。
このとき、風呂熱交換器207Aの第1の内管656を流れる水は、風呂熱交換器207Aの第2の内管657を流れる水により加熱される。風呂熱交換器207Aにおいて加熱され、風呂熱交換器207Aから流出して中間配管653を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。一方で、風呂熱交換器207Aから流出し第1の風呂往き管619を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。
中間配管653を流れる水は、第1の回収ポンプ入口管658に導かれる。図39に表した矢印A36のように、第1の回収ポンプ入口管658を流れる水は、回収ポンプ236により回収ポンプ出口管659に送り出され、タンク101の内部に導かれる。タンク101の内部に導かれる水の温度は、例えば約45℃程度である。
このようにして、浴湯熱回収動作において、浴槽50に残った湯の熱は、タンク101に貯留された水で回収される。
なお、本実施形態の給湯暖房システム2Aでは、暖房経路(暖房系統の管路)および浴槽経路(浴槽系統の管路)は、互いに分離されている。そのため、浴湯熱回収動作が実行された場合であっても、浴槽50の内部の少なくとも一部の水が、浴槽50に戻らずシスターン237に流れることはなく、シスターン237から溢れることはない。
〔低温暖房動作〕
図40は、本実施形態に係る給湯暖房システムの低温暖房動作を説明する図である。
低温暖房動作は、低温暖房装置402を運転させて居室(床面を含む)を暖房する動作である。図40に表した塗りつぶし部分は、低温暖房動作において水が流れる管路を表している。
使用者が低温暖房ボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、低温暖房装置402が設置された居室の温度(例えば床面温度)を急速に上昇させるホットダッシュ運転の制御を実行する。ホットダッシュ運転は、図14に関して前述した通りである。制御装置70は、例えば約30分間にわたってホットダッシュ運転を継続する。また、制御装置70は、ホットダッシュ運転の開始と略同時にヒートポンプ部30の運転を開始する。
制御装置70が低温暖房動作のうちのホットダッシュ運転の制御を実行すると、回収ポンプ236および暖房ポンプ275が駆動する。また、制御装置70は、湯制御弁117を開く。
図40に表した矢印A36のように、回収ポンプ236が駆動すると、第1の回収ポンプ入口管658を流れる水は、回収ポンプ236により回収ポンプ出口管659に送り出される。回収ポンプ出口管659を流れる水は、タンク101の内部に導かれる。タンク101の内部に導かれる水の温度は、例えば約45℃程度である。
図40に表した矢印A35のように、湯制御弁117が開いているため、タンク101内の上部に形成された層の水(例えば約45℃程度の水)は、混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20Aに供給される。ガス湯沸かし部20Aに供給された水は、燃焼装置201の内部を流れ、第1のバーナ203および第2のバーナ204の少なくともいずれかにより加熱される。給湯潜熱熱交換器205において加熱された水の温度は、例えば約45℃程度である。給湯熱交換器206Aにおいて加熱された水の温度は、例えば約80℃程度である。
続いて、燃焼装置201において加熱された水(湯)は、給湯熱交換器206Aの出口管607を流れ、給水切替三方弁277を介して第3の液体熱交換器272の接続管651に導かれる。図40に表した矢印A40のように、第3の液体熱交換器272の接続管651を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652に導かれる。第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水の温度は、例えば約80℃程度である。
一方で、図40に表した矢印A33のように、暖房ポンプ275が駆動すると、シスターン237の内部の水は、シスターン出口管629を流れ、暖房ポンプ275により暖房ポンプ出口管662に送り出される。暖房ポンプ出口管662を流れる水は、第1の液体熱交換器301の入口管615を介して第1の液体熱交換器301の内管352に導かれる。第1の液体熱交換器301の内管352を流れる水は、第1の液体熱交換器301の出口管616に導かれる。第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654に導かれる。
このとき、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水により加熱される。第3の液体熱交換器272から流出して第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水の温度は、例えば約80℃程度である。一方で、第3の液体熱交換器272から流出して中間配管653を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。
第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水は、第3の液体熱交換器272の出口管664から分岐した第1の高温暖房往き管627に導かれる。第1の高温暖房往き管627を流れる水は、第1の高温暖房往き管627から分岐した第1の暖房バイパス管663に導かれる。第1の暖房バイパス管663を流れる水は、蓄熱四方弁279を介して第2の暖房往き管635に導かれる。
第2の暖房往き管635を流れる水は、低温往き熱動弁241を介して低温暖房装置402に供給される。低温暖房装置402に供給された水は、液体合流部405を介して暖房戻り管628に導かれてシスターン237に戻る。
一方で、第3の液体熱交換器272から流出して中間配管653を流れる水は、第1の回収ポンプ入口管658に導かれる。図40に表した矢印A36のように、第1の回収ポンプ入口管658を流れる水は、回収ポンプ236により回収ポンプ出口管659に送り出される。
居室が冷えている場合において、低温暖房動作のうちのホットダッシュ運転が開始された直後では、低温暖房装置402に供給された約80℃程度の温度の水は、冷やされ、冷たい水としてシスターン237に戻る。ヒートポンプ部30は、運転開始から所定時間が経過すると、熱交換を行う能力を有する。このとき、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、低温暖房動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、低温暖房動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。そして、ホットダッシュ運転の時間が経過してしばらくすると、シスターン237に戻る水の温度が上昇し始める。
そこで、制御装置70は、使用者が低温暖房ボタン(図示せず)を押してから例えば約30分間にわたってホットダッシュ運転を行った後、定常運転の制御を実行する。定常運転は、図14に関して前述した通りである。
低温暖房動作のうちの定常運転において水が流れる管路は、低温暖房動作のうちのホットダッシュ運転において水が流れる管路と同じである。ホットダッシュ運転では、第1の液体熱交換器301を流れる水は加熱されない一方で、定常運転では、第1の液体熱交換器301を流れる水は、第1の液体熱交換器301の内部における熱媒体循環路351を流れる熱媒体により加熱される。第1の液体熱交換器301から流出し第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。
第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654に導かれる。このとき、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水により加熱される。第3の液体熱交換器272から流出して第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水の温度は、例えば約60℃程度である。これにより、例えば約60℃程度の温度の水が低温暖房装置402に供給される。
〔低温低負荷暖房動作〕
図41および図42は、本実施形態に係る給湯暖房システムの低温低負荷暖房動作を説明する図である。
低温低負荷暖房動作は、ヒートポンプ部30を用いて、低温暖房装置402を運転させて居室(床面を含む)を暖房する動作である。図41および図42に表した塗りつぶし部分は、低温低負荷暖房動作において水が流れる管路を表している。
図40に関して前述したように、低温暖房動作のうちの定常運転においては、例えば約60℃程度の温度の水が低温暖房装置402に供給される。ここで、居室の温度の過度の上昇を抑えるため、制御装置70は、低温低負荷暖房動作の制御を実行する。低温低負荷暖房動作では、例えば約40℃程度の温度の水が低温暖房装置402に供給される。
図41に表したように、制御装置70が低温低負荷暖房動作の制御を実行すると、暖房ポンプ275が駆動する。また、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、低温低負荷暖房動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、低温低負荷暖房動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。
図41に表した矢印A33のように、暖房ポンプ275が駆動すると、シスターン237の内部の水は、シスターン出口管629を流れ、暖房ポンプ275により暖房ポンプ出口管662に送り出される。暖房ポンプ出口管662に送り出された水は、第1の液体熱交換器301の入口管615を流れ、第1の液体熱交換器301の内管352に導かれる。
第1の液体熱交換器301の内管352を流れる水は、第1の液体熱交換器301において加熱される。第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。第1の液体熱交換器301から流出した水は、ヒートポンプ出口三方弁244Aを介して第1の暖房往き管617に導かれる。第1の暖房往き管617を流れる水は、蓄熱四方弁279を介して第2の暖房往き管635に導かれる。
第2の暖房往き管635を流れる水は、低温往き熱動弁241を介して低温暖房装置402に供給される。これにより、例えば約40℃程度の温度の水が低温暖房装置402に供給される。低温暖房装置402に供給された水は、液体合流部405を介して暖房戻り管628に導かれてシスターン237に戻る。低温低負荷暖房動作では、ヒートポンプ部30を用いて低温暖房装置402を運転させるため、エネルギー効率の向上を図ることができる。
例えば居室の断熱性能が比較的高い場合には、低温暖房装置402に供給される水の温度が例えば約40℃程度であっても、居室の温度が過度に上昇することがある。この場合には、図42に表したように、制御装置70は、ヒートポンプ部30の運転開始/運転停止の制御ではなく、第1の液体熱交換器301において加熱された水を第3の液体熱交換器272に導く。すなわち、第1の液体熱交換器301から流出した水は、ヒートポンプ出口三方弁244Aを介して第1の液体熱交換器301の出口管616を流れ、第3の液体熱交換器272に導かれる。
一方で、制御装置70は、回収ポンプ236の運転を開始する。回収ポンプ236が駆動すると、タンク101の下部から流出した水は、回収切替四方弁285を介して第1の給水接続管667を流れ、図42に表した矢印A40のように、給水切替三方弁277を介して第3の液体熱交換器272の接続管651に導かれる。第3の液体熱交換器272の接続管651を流れた水は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652に導かれる。このとき、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水により加熱される。第3の液体熱交換器272から流出して中間配管653を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。
第3の液体熱交換器272から流出して中間配管653を流れる水は、第1の回収ポンプ入口管658に導かれる。図42に表した矢印A36のように、第1の回収ポンプ入口管658を流れる水は、回収ポンプ236により回収ポンプ出口管659に送り出される。回収ポンプ出口管659を流れる水は、タンク101の内部に導かれる。タンク101の内部に導かれる水の温度は、例えば約45℃程度である。
このようにして、制御装置70は、ヒートポンプ出口三方弁244Aを切り替えることより、第1の液体熱交換器301において加熱された水が低温暖房装置402に導かれる状態と、第3の液体熱交換器272に導かれる状態と、を切り替える。これにより、低温低負荷暖房動作では、居室温度の過度の上昇が抑えられるとともに、ヒートポンプ部30の効率の低下が抑えられる。
〔第1の高温暖房動作〕
図43は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第1の高温暖房動作を説明する図である。
第1の高温暖房動作は、高温暖房装置401を運転させて居室(例えば浴室など)を暖房する動作である。図43に表した塗りつぶし部分は、第1の高温暖房動作において水が流れる管路を表している。
使用者が高温暖房ボタン(図示せず)を押すと、制御装置70は、第1の高温暖房動作の制御を実行する。制御装置70が第1の高温暖房動作の制御を実行すると、回収ポンプ236および暖房ポンプ275が駆動する。また、制御装置70は、湯制御弁117を開く。
第1の高温暖房動作において回収ポンプ236が駆動したときの水の流れは、図40に関して前述した低温暖房動作において回収ポンプ236が駆動したときの水の流れと同じである。但し、第1の高温暖房動作において、タンク101の内部に導かれる水の温度は、例えば約60℃程度である。そのため、混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20Aに供給される水の温度は、例えば約60℃程度である。また、給湯熱交換器206Aにおいて加熱された水の温度は、例えば約80℃程度である。
一方で、図40に表した矢印A33のように、暖房ポンプ275が駆動すると、シスターン237の内部の水は、シスターン出口管629を流れ、暖房ポンプ275により暖房ポンプ出口管662に送り出される。暖房ポンプ出口管662を流れる水は、ヒートポンプ入口三方弁243を介して第2の暖房バイパス管665に導かれる。すなわち、暖房ポンプ出口管662を流れる水は、第1の液体熱交換器301を通らない。
第2の暖房バイパス管665を流れる水は、第1の液体熱交換器301の出口管616に導かれる。第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水の温度は、例えば約30℃程度である。第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654に導かれる。
このとき、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水により加熱される。第3の液体熱交換器272から流出して第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水の温度は、例えば約80℃程度である。一方で、第3の液体熱交換器272から流出して中間配管653を流れる水の温度は、例えば約60℃程度である。
第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水は、第3の液体熱交換器272の出口管664から分岐した第1の高温暖房往き管627と、蓄熱四方弁279を介して第1の暖房バイパス管663と、に導かれる。第1の暖房バイパス管663を流れる水は、第1の高温暖房往き管627を流れる水と合流し、第2の高温暖房往き管451を流れて高温暖房装置401に供給される。高温暖房装置401に供給される水の温度は、例えば約80℃程度である。高温暖房装置401に供給された水は、液体合流部405を介して暖房戻り管628に導かれてシスターン237に戻る。
〔第2の高温暖房動作〕
図44は、本実施形態に係る給湯暖房システムの第2の高温暖房動作を説明する図である。
図44を参照して説明する第2の高温暖房動作は、図43に関して前述した第1の高温暖房動作と同様に、高温暖房装置401を運転させて居室(例えば浴室など)を暖房する動作である。図44に表した塗りつぶし部分は、第2の高温暖房動作において水が流れる管路を表している。
使用者が高温暖房ボタン(図示せず)を押したときに、ヒートポンプ部30が運転中である場合には、制御装置70は、図44を参照して説明する第2の高温暖房動作の制御を実行する。制御装置70が第2の高温暖房動作の制御を実行すると、回収ポンプ236および暖房ポンプ275が駆動する。また、制御装置70は、湯制御弁117を開く。さらに、ヒートポンプ部30の圧縮機304は、四方切替弁307を介して第1の液体熱交換器301に熱媒体を供給する。そのため、第2の高温暖房動作において、第1の液体熱交換器301は、暖房機として機能する。一方で、第2の高温暖房動作において、第2の液体熱交換器302は、冷房機として機能する。
第2の高温暖房動作において回収ポンプ236が駆動したときの水の流れは、図43に関して前述した第1の高温暖房動作において回収ポンプ236が駆動したときの水の流れと同じである。管路を流れる水の温度は、図43に関して前述した第1の高温暖房動作において管路を流れる水の温度と同じである。すなわち、タンク101の内部に導かれる水の温度は、例えば約60℃程度である。混合水導入管154を流れ、ガス湯沸かし部20Aに供給される水の温度は、例えば約60℃程度である。また、給湯熱交換器206Aにおいて加熱された水の温度は、例えば約80℃程度である。
一方で、図40に表した矢印A33のように、暖房ポンプ275が駆動すると、シスターン237の内部の水は、シスターン出口管629を流れ、暖房ポンプ275により暖房ポンプ出口管662に送り出される。暖房ポンプ出口管662を流れる水は、第1の液体熱交換器301の入口管615を介して第1の液体熱交換器301の内管352に導かれる。
このとき、第1の液体熱交換器301の内管352を流れる水は、第1の液体熱交換器301の内部における熱媒体循環路351を流れる熱媒体により加熱される。第1の液体熱交換器301から流出し第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水の温度は、例えば約45℃程度である。
第1の液体熱交換器301の出口管616を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第2の内管654に導かれる。このとき、第3の液体熱交換器272の第2の内管654を流れる水は、第3の液体熱交換器272の第1の内管652を流れる水により加熱される。第3の液体熱交換器272から流出して第3の液体熱交換器272の出口管664を流れる水の温度は、例えば約80℃程度である。これにより、例えば約80℃程度の温度の水が高温暖房装置401に供給される。なお、例えば約80℃程度の温度の水が高温暖房装置401に供給され、シスターン237に戻るときの管路は、図43に関して前述した第1の高温暖房動作における管路と同じである。
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。
2、2A・・・給湯暖房システム、 10、10A・・・タンク部、 20、20A・・・ガス湯沸かし部、 21・・・筐体、 30・・・ヒートポンプ部、 31・・・吸気部、 32・・・排気部、 33・・・筐体、 40・・・暖房装置、 50・・・浴槽、 70・・・制御装置、 101・・・タンク、 102・・・減圧弁、 103・・・プレート熱交換器、 104・・・水抜き栓、 111・・・第1のタンク表面サーミスタ、 112・・・第2のタンク表面サーミスタ、 113・・・タンク内サーミスタ、 114・・・水制御弁、 115・・・水量センサ、 116・・・水温サーミスタ、 117・・・湯制御弁、 118・・・湯量センサ(水量センサ)、 119・・・湯温サーミスタ、 121・・・混合サーミスタ、 123・・・プレート入口サーミスタ、 151・・・給水管、 152・・・水導入管、 153・・・湯導入管、 154・・・混合水導入管、 201・・・燃焼装置、 202・・・燃焼室、 203・・・第1のバーナ、 204・・・第2のバーナ、 205・・・給湯潜熱熱交換器、 206、206A・・・給湯熱交換器、 207、207A・・・風呂熱交換器、 208・・・燃焼ファン、 211・・・元ガス電磁弁、 212・・・ガス比例弁、 213・・・第1のガス電磁弁、 214・・・第2のガス電磁弁、 215・・・点火プラグ、 216・・・フレームロッド、217・・・過熱防止装置、 218・・・水管サーミスタ、 219・・・熱交換サーミスタ、 221・・・水量センサ 222・・・バイパスサーボ、 223・・・給湯サーミスタ、 224・・・湯量サーボ、 225・・・給湯受け皿、 226・・・排気口、 227・・・水抜き栓、 228・・・吸気口、 231・・・中和器、 232・・・中和器水位電極、 233・・・ドレンタンク、 234・・・水位電極、 235・・・風呂ポンプ、 236・・・回収ポンプ、 237・・・シスターン、 238・・・水位電極、 239・・・オーバーフロー弁、 241・・・熱動弁、 242・・・電磁弁、 243・・・ヒートポンプ入口三方弁、 244・・・ヒートポンプ出口三方弁、 244A・・・ヒートポンプ出口三方弁、 245・・・風呂往き四方弁、 246・・・風呂往き三方弁、 247・・・第1のドレン切替三方弁、 248・・・電磁弁、 249・・・風呂戻り四方弁、 251・・・プレート四方弁、 252・・・第2のドレン切替三方弁、 253・・・風呂水流スイッチ、 254・・・風呂戻りサーミスタ、 255・・・水位センサ、 256・・・第1の風呂往きサーミスタ、 257・・・第2の風呂往きサーミスタ(風呂往きサーミスタ)、 258・・・電磁弁、 259・・・第1の低温能力四方弁、 261・・・第2の低温能力四方弁、 262・・・蓄熱三方弁、 263・・・低温能力切替弁、 264・・・電磁弁、 265・・・逆止弁、 266・・・注湯電磁弁、 267、268・・・逆止弁、 269・・・湯量センサ、 271・・・注湯三方弁、 272・・・第3の液体熱交換器、274・・・循環水量センサ、 275・・・暖房ポンプ、 276・・・補給水電磁弁、 277・・・給水切替三方弁、 278・・・風呂切替弁、 279・・・蓄熱四方弁、 281・・・電磁弁、 282・・・第1の回収三方弁、 283・・・第2の回収三方弁、 284・・・第3の回収三方弁、 285・・・回収切替四方弁、 286・・・逆止弁、 287・・・入口サーミスタ、 288・・・接続管サーミスタ 289・・・暖房高温サーミスタ、 291・・・中間配管サーミスタ、 292・・・風呂熱交換器サーミスタ、 293・・・タンク入口サーミスタ、 294・・・大気開放弁、 299・・・水位センサ、 301・・・第1の液体熱交換器、 302・・・第2の液体熱交換器、 303・・・気体熱交換器、 304・・・圧縮機、 305・・・膨張弁、 306・・・ファン、 307・・・四方切替弁、 308・・・除霜弁、 311・・・入口サーミスタ、 312・・・出口サーミスタ、 313・・・水抜き栓、 314・・・圧力センサ、 315・・・給気口、 325・・・排気口、 351・・・熱媒体循環路、 352、353・・・内管、 354・・・熱媒体バイパス管、 355・・・出口管、 356・・・入口管、 357・・・水抜き管、 399・・・排水管、 401・・・高温暖房装置、 402・・・低温暖房装置、 403・・・暖房ファン、 404・・・熱動弁、 405・・・液体合流部、 451・・・第2の高温暖房往き管、 452・・・高温暖房戻り管、 453・・・低温暖房往き管、 454・・・低温暖房戻り管、 601・・・ガス管、 602・・・第1のガス分岐管、 603・・・第2のガス分岐管、 604・・・入口管、 605・・・出口管、 606・・・入口管、 607・・・出口管、 608・・・入口管、 609・・・出口管、 611・・・給湯バイパス管、 612・・・給湯管、 613・・・熱回収循環路、 614・・・風呂ポンプ出口管、 615・・・入口管、 616・・・出口管、 617・・・第1の暖房往き管、 618・・・暖房バイパス管、 619・・・第1の風呂往き管、 621・・・第2の風呂往き管、 622・・・第3の風呂往き管、 623・・・第1の風呂戻り管、 624・・・第2の風呂戻り管、 625・・・第3の風呂戻り管、 626・・・風呂ポンプ入口管、 627・・・第1の高温暖房往き管、 628・・・暖房戻り管、 629・・・シスターン出口管、 631・・・浴槽バイパス管、 632・・・第1の低温能力管、 633・・・第2の低温能力管、 634・・・第3の低温能力管、 635・・・第2の暖房往き管、 636・・・第3の暖房往き管、 637・・・第4の暖房往き管、 638・・・タンク往き管、 639・・・ドレン排出管、 641・・・第1のドレンタンク出口管、 642・・・第2のドレンタンク出口管、 643・・・第1の注湯管、 644・・・第2の注湯管、 645・・・第3の注湯管、 646・・・プレート往き管、 651・・・接続管、 652・・・第1の内管、 653・・・中間配管、 654・・・第2の内管、 655・・・接続管、 656・・・第1の内管、 657・・・第2の内管、 658・・・第1の回収ポンプ入口管、 659・・・回収ポンプ出口管、 661・・・給湯往き管、 662・・・暖房ポンプ出口管、 663・・・第1の暖房バイパス管、 664・・・出口管、 665・・・第2の暖房バイパス管、 666・・・第2の回収ポンプ入口管、 667・・・第1の給水接続管、 668・・・第2の給水接続管、 691・・・第1の共通管、 692・・・第2の共通管

Claims (7)

  1. 水供給源から供給された水を貯留するタンクを有するタンク部と、
    供給された水をバーナの燃焼により加熱する燃焼装置を有するガス湯沸かし部と、
    熱媒体を循環させる熱媒体循環路を有し、前記熱媒体と供給された水との間において熱交換を行うヒートポンプ部と、
    前記燃焼装置および前記ヒートポンプ部の少なくともいずれかと、浴槽と、を接続し水を循環させる浴槽系統の管路と、
    前記燃焼装置および前記ヒートポンプ部の少なくともいずれかと、暖房装置と、を接続し水を循環させる暖房系統の管路と、
    前記タンク部と前記ガス湯沸かし部と前記ヒートポンプ部との動作を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記浴槽系統の管路は、前記暖房系統の管路に接続されており、前記浴槽系統の管路の一部は、前記暖房系統の管路の一部と共通しており、
    前記制御装置は、
    前記暖房系統の管路内および前記浴槽系統の管路内に残っている水を外部から供給された新たな水に換水して前記残っている水を排水するとともに前記新たな水を前記暖房装置に供給する第1換水動作と、
    前記バーナの燃焼をしない状態で前記残っている水を前記新たな水に換水して前記残っている水を排水するとともに前記新たな水を前記タンク部に供給する第2換水動作と、
    前記残っている水を前記新たな水に換水して前記残っている水を排水するとともに前記新たな水を前記ヒートポンプ部に供給する第3換水動作と、
    の制御を実行することを特徴とする給湯暖房システム。
  2. 前記新たな水の温度を検出する水温サーミスタと、
    前記排水される水の温度を検出する風呂往きサーミスタと、
    をさらに備え、
    前記制御装置は、前記水温サーミスタが検出する温度と、前記風呂往きサーミスタが検出する温度と、が互いに同じになると、前記第1換水動作を停止する制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の給湯暖房システム。
  3. 前記新たな水の供給量を検出する水量センサをさらに備え、
    前記制御装置は、前記水量センサが所定量を検出すると、前記第1換水動作を停止する制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の給湯暖房システム。
  4. 前記新たな水と前記タンクから供給された水とが互いに混合した混合水の温度を検出する混合サーミスタと、
    前記排水される水の温度を検出する風呂往きサーミスタと、
    をさらに備え、
    前記制御装置は、前記混合サーミスタが検出する温度と、前記風呂往きサーミスタが検出する温度と、が互いに同じになると、前記第1換水動作と前記第2換水動作と前記第3換水動作との少なくともいずれかを停止する制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の給湯暖房システム。
  5. 前記新たな水の供給量を検出する水量センサをさらに備え、
    前記制御装置は、前記水量センサが所定量を検出すると、前記第1換水動作と前記第2換水動作と前記第3換水動作との少なくともいずれかを停止する制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の給湯暖房システム。
  6. 前記ガス湯沸かし部は、
    内部に水を貯留し空気抜きの貯留槽として機能するシスターンと、
    前記浴槽系統の管路内および前記暖房系統の管路内の少なくともいずれかの水を前記ヒートポンプ部に向かって送り出す風呂ポンプと、
    を有し、
    前記制御装置は、前記バーナの燃焼をしない状態で前記風呂ポンプを駆動させ、前記浴槽系統の管路内および前記暖房系統の管路内の少なくともいずれかの水を前記ヒートポンプ部と前記暖房装置との間において循環させるとともに、前記風呂ポンプを停止し前記新たな水を前記シスターンに供給するシスターン補水動作の制御をさらに実行することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の給湯暖房システム。
  7. 前記制御装置は、前記バーナの燃焼をしない状態で前記新たな水を前記浴槽内に最低水位で供給する湯張り動作の制御をさらに実行することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の給湯暖房システム。

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