JP4750834B2 - 貯湯式給湯暖房装置 - Google Patents
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Description
水ブライン熱交換器(8)から貯湯タンク(7)への復路から分岐し、貯湯タンク(7)をバイパスする短絡路(16)と、水ブライン熱交換器(8)で熱交換され、短絡路(16)を通過した熱源水と、貯湯タンク(7)からの熱源水とを混合させるとともに制御手段(30)によって制御される混合手段(15)とを有し、混合手段(15)と水ブライン熱交換器(8)との間から給湯路(17)を分岐させたことを特徴としている。
水ブライン熱交換器(8)および前記混合手段(15)よりも上流側において給湯水加熱回路(K1)とブライン加熱回路(K2)とを接続し、その接続点に給湯水加熱回路(K1)、ブライン加熱回路(K2)および貯湯タンク(7)上部(7c)のそれぞれの間での連通を切り換える第3流路切換手段(21)を有することを特徴としている。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図1の(a)は本発明の参考例における貯湯式給湯暖房装置1の全体構成を示す模式図であり、(b)は参考 例のバリエーションを示す部分図である。本参考例での貯湯式給湯暖房装置1は、超臨界ヒートポンプサイクルを用いて給湯用水を高温(本参考例では70℃〜90℃)に加熱して貯湯しながら給湯を行うと共に、加熱した温水を用いて熱交換媒体となる不凍液などのブラインを中間温度(本参考例では35〜50℃)に加熱して、そのブラインを住居内の暖房、例えば床暖房などに利用するものである。
図2は、本発明の第1実施形態における貯湯式給湯暖房装置の構成を示す模式図である。上述した参考例と異なる特徴は、水ブライン熱交換器8から貯湯タンク7への復路から分岐し、貯湯タンク7をバイパスする短絡路16と、水ブライン熱交換器8で熱交換され、短絡路16を通過した熱源水と、貯湯タンク7からの熱源水とを混合させる混合弁15とを有し、混合弁15は制御装置30によって制御されるようにしている。
図3は、本発明の第2実施形態における貯湯式給湯暖房装置の構成を示す模式図である。上述の実施形態と異なる特徴は、混合弁15と水ブライン熱交換器8との間から給湯路17を分岐させている。これによれば、混合弁15によって従来の中温水混合弁12を兼ねることができ、混合弁の数を少なく構成することができる。
図4の(a)は検討段階の構成であり、水ブライン熱交換器8から貯湯タンク7への復路に第1流路切換手段としての第1切換弁(もしくは比例弁)18を設け、ブラインを加熱した後の戻り温水を、温度によって貯湯タンク7の中間部7hに戻すのか下部7eに戻すのかを第1切換弁18によって切り換えられるようにしたものである。
図5の(a)は検討段階の構成であり、ヒートポンプ熱源機1aと貯湯タンク7上部7cとの間の給湯水加熱回路K1に第2流路切換手段としての第2切換弁(もしくは比例弁)19を設けるとともに、第2切換弁19から分岐させた分岐路20を貯湯タンク7の中間部7gと連通させ、ヒートポンプ熱源機1aで沸き上げた湯の貯湯位置を、温度によって貯湯タンク7の上部7cに流入させるか中間部7gに流入させるかを第2切弁19によって切り換えられるようにしたものである。
図6の(a)は検討段階の構成であり、水ブライン熱交換器8の上流側、特に貯湯タンク7の上部側となる部位にて、給湯水加熱回路K1とブライン加熱回路K2とを接続して連通させている。これにより、本貯湯式給湯暖房装置1の作動としては、周知のヒートポンプサイクルと給湯水加熱回路K1とを用いた貯湯運転と、周知のブライン加熱回路K2とブライン循環回路Bとを用いた暖房運転以外に、特徴的な作動として沸き上げ暖房運転が可能となる。これは、状況に応じて給湯水加熱回路K1で沸き上げた温水を先の連通部(本実施形態では第3切換弁(もしくは比例弁)21)を介してブライン加熱回路K2へ直接循環させて暖房を行うものである。
上述の実施形態では、給湯用水を加熱するヒートポンプサイクルにCO2冷媒を用いた超臨界ヒートポンプサイクルを用いているが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えばフロン冷媒を用いたヒートポンプサイクルなどであっても良い。また、冷媒減圧手段として膨張弁を用いているが、エジェクタをはじめとする他の冷媒減圧手段を用いたヒートポンプサイクルであっても良い。
7…貯湯タンク
7c…上部
7g…中間部
8…水ブライン熱交換器
10…床暖房パネル(暖房器具)
14…流量調節手段
14a…絞り弁(絞り手段)
14b…開閉弁(開閉手段)
15…混合弁(混合手段)
16…短絡路
17…給湯路
18…比例弁、切換弁(第1流路切換手段)
19…比例弁、切換弁(第2流路切換手段)
20…分岐路
21…比例弁、切換弁(第3流量調節手段)
30…制御装置(制御手段)
B…ブライン循環回路
K1…給湯水加熱回路
K2…ブライン加熱回路
Claims (4)
- 給湯用の高温水を貯湯する貯湯タンク(7)と、
前記貯湯タンク(7)の下部から取り出した低温水をヒートポンプ熱源機(1a)によって沸き上げ、その沸き上げた高温水を前記貯湯タンク(7)の上部に戻す給湯水加熱回路(K1)と、
高温水を1次側に流通させて2次側のブラインを加熱する水ブライン熱交換器(8)と、
前記貯湯タンク(7)の上部から取り出した高温水を前記水ブライン熱交換器(8)に流通させた後、前記貯湯タンク(7)の下部に戻すブライン加熱回路(K2)と、
前記水ブライン熱交換器(8)にて加熱されたブラインを暖房器具(10)との間で循環させるブライン循環回路(B)と、
前記ヒートポンプ熱源機(1a)、前記ブライン加熱回路(K2)および前記ブライン循環回路(B)の作動と循環とを制御する制御手段(30)とを備えた貯湯式給湯暖房装置において、
前記水ブライン熱交換器(8)から前記貯湯タンク(7)への復路から分岐し、前記貯湯タンク(7)をバイパスする短絡路(16)と、
前記水ブライン熱交換器(8)で熱交換され、前記短絡路(16)を通過した熱源水と、前記貯湯タンク(7)からの熱源水とを混合させるとともに前記制御手段(30)によって制御される混合手段(15)とを有し、
前記混合手段(15)と前記水ブライン熱交換器(8)との間から給湯路(17)を分岐させたことを特徴とする貯湯式給湯暖房装置。 - 前記復路の前記短絡路(16)分岐点に第1流路切換手段(18)を設けるとともに、前記短絡路(16)と前記貯湯タンク(7)の中間部(7g)とを連通させたことを特徴とする請求項1に記載の貯湯式給湯暖房装置。
- 前記ヒートポンプ熱源機(1a)と前記貯湯タンク(7)上部(7c)との間の給湯水加熱回路(K1)に第2流路切換手段(19)を設けるとともに、前記第2流路切換手段(19)から分岐させた分岐路(20)を、前記短絡路(16)と前記貯湯タンク(7)の中間部(7g)とを連通させた部分と連通させたことを特徴とする請求項2に記載の貯湯式給湯暖房装置。
- 前記水ブライン熱交換器(8)および前記混合手段(15)よりも上流側において前記給湯水加熱回路(K1)と前記ブライン加熱回路(K2)とを接続し、その接続点に前記給湯水加熱回路(K1)、前記ブライン加熱回路(K2)および前記貯湯タンク(7)上部(7c)のそれぞれの間での連通を切り換える第3流路切換手段(21)を有することを特徴とする請求項1に記載の貯湯式給湯暖房装置。
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