JP5245217B2 - Hot water storage hot water heater - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプサイクルからなるヒートポンプ熱源機を用いて給湯用流体を沸き上げ、貯湯タンク内に貯められた給湯用流体を用いて給湯を行うとともに、その給湯用流体を用いてブラインを加熱し、その加熱されたブラインを暖房器に循環させて暖房や乾燥などを行う貯湯式給湯暖房装置に関する。 The present invention boils hot water supply fluid using a heat pump heat source device comprising a heat pump cycle, performs hot water supply using the hot water supply fluid stored in the hot water storage tank, and heats the brine using the hot water supply fluid. In addition, the present invention relates to a hot water storage type hot water supply and heating device that circulates the heated brine to a heater to perform heating or drying.
従来、この種の給湯暖房装置として、例えば、図20に示すように、給湯用流体である給湯水を貯湯する貯湯タンク11と、圧縮機21、放熱器である水熱交換器22、減圧器である膨張弁23、および空気熱交換器24を有するヒートポンプサイクルRからなるヒートポンプ熱源機20とを備え、給湯用流体加熱回路K1にて貯湯タンク11の下部から取り出した低温の給湯水を水熱交換器22の給湯水通路22bに通水させてヒートポンプ熱源機20によって沸き上げ、その沸き上げられた高温(例えば、75〜90℃程度)の給湯水を貯湯タンク11の上部に戻して貯湯するとともに、その高温の給湯水を用いて給湯を行うものが知られている。
Conventionally, as this type of hot water supply and heating device, for example, as shown in FIG. 20, a hot
図中に示す符号34は、高温(例えば、75〜90℃程度)の給湯水を1次側流路34aに流通させて2次側流路34bに流通するブラインを加熱する水ブライン熱交換器であって、ブライン加熱回路K2にて貯湯タンク11の上部から取り出した高温の給湯水を水ブライン熱交換器34に流通させた後、貯湯タンク11の下部に戻している。
そして、ブライン循環回路Bjにて水ブライン熱交換器34で加熱されたブラインを暖房器31との間で循環させて暖房や乾燥などを行っている。つまり、貯湯タンク11に貯湯された高温(例えば、75〜90℃程度)の給湯水を熱源として、ブラインを加熱し、暖房器31で加熱されたブラインを放熱させて暖房や乾燥などを行っている。
The brine heated by the water
なお、図中に示すその他の説明しない符号は、後述する本発明の実施形態での符号と対応しているため、ここでの説明は省略する。 In addition, since the code | symbol which is not demonstrated shown in the figure respond | corresponds with the code | symbol in embodiment of this invention mentioned later, description here is abbreviate | omitted.
しかしながら、上記のような構成であると、高温(例えば、75〜90℃程度)の給湯水を用いてブライン加熱回路K2に流通させると、特に冬季において、暖房器31の使用時間が長くなる。これにより、貯湯タンク11には中温(例えば、40〜60℃程度)の給湯水が多量に貯湯されることになる。
However, with the above-described configuration, when the hot water supply water at a high temperature (for example, about 75 to 90 ° C.) is used to circulate in the brine heating circuit K2, the usage time of the
言い換えると、中温の給湯水が多量に貯湯されると、その給湯水を給湯および暖房に用いることができず使い切れない状態でヒートポンプ熱源機20の沸き上げ運転が必要となる。しかも、ヒートポンプ熱源機20の沸き上げ運転を行うときに、水熱交換器22に流入する給湯水の流入温度が上昇することでヒートポンプサイクルのCOP(成績係数)が低下する問題がある。
In other words, when a large amount of hot water having medium temperature is stored, the hot water supply water cannot be used for hot water supply and heating and the heat pump
さらに、この種のヒートポンプ熱源機20では、水熱交換器22に流入する給湯水の流入温度が一定のときには、水熱交換器22から流出する給湯水の温度(沸き上げ温度)を高めることでヒートポンプサイクルのCOP(成績係数)が低下する問題がある。
Further, in this type of heat pump
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、中温の給湯用流体を暖房用に積極的に使用するとともに、ヒートポンプ熱源機のCOPを向上させることができる貯湯式給湯暖房装置を提供することにある。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a hot water storage type hot water supply and heating device that can positively use a medium temperature hot water supply fluid for heating and improve the COP of a heat pump heat source machine. It is to provide.
上記目的を達成するために、請求項1ないし請求項4に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、給湯用流体を貯湯する貯湯タンク(11)と、圧縮機(21)と放熱器(22)とを有し、この放熱器(22)に貯湯タンク(11)から低温の給湯用流体を通水して沸き上げ運転を行うヒートポンプ熱源機(20)と、貯湯タンク(11)の下部から取り出した低温の給湯用流体をヒートポンプ熱源機(20)によって沸き上げ、その沸き上げられた給湯用流体を貯湯タンク(11)の上部に戻す給湯用流体加熱回路(K1)と、給湯用流体が通過する1次側流路(34a)とブラインが通過する2次側流路(34b)とを有し、給湯用流体によってブラインを加熱する水ブライン熱交換器(34)と、貯湯タンク(11)から取り出した給湯用流体を水ブライン熱交換器(34)に流通させた後、貯湯タンク(11)の下部に戻すブライン加熱回路(K2)と、水ブライン熱交換器(34)にて加熱されたブラインを暖房の用途に放熱する暖房器(31)とを備える貯湯式給湯暖房装置において、
貯湯タンク(11)から中温の給湯用流体を取り出す中温水取り出し経路(14)が設けられ、
給湯用流体加熱回路(K1)およびブライン加熱回路(K2)は、ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた給湯用流体、中温水取り出し経路(14)から取り出された中温の給湯用流体、もしくは貯湯タンク(11)の上部から取り出された高温の給湯用流体のいずれかをブライン加熱回路(K2)側に流通するように構成し、
中温水取り出し経路(14)から取り出された中温の給湯用流体をブライン加熱回路(K2)側に流通しているときに、ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた高温の給湯用流体を貯湯タンク(11)の上部に戻すように構成し、
給湯用流体加熱回路(K1)およびブライン加熱回路(K2)には、ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた給湯用流体を中温水取り出し経路(14)側および貯湯タンク(11)の上部側の少なくとも一方に流通させるように流路を切り換える第1流量調整手段(16)と、ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた給湯用流体を水ブライン熱交換器(34)側および中温取り出し経路(14)側の少なくとも一方に流通させるように流路を切り換える第2流量調整手段(17)と、が設けられ、
第1流量調整手段(16)は、ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた給湯用流体の流れに関して、第2流量調整手段(17)よりも上流に配置され、
第2流量調整手段(17)は、第1流量調整手段(16)から中温水取り出し経路(14)に至る経路の途中に配置され、
第1流量調整手段(16)と第2流量調整手段(17)は、前記中温水取り出し経路を閉塞して貯湯タンク(11)から中温の給湯用流体を取り出すことなく、ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた給湯用流体と貯湯タンク(11)の上部から取り出された高温の給湯用流体とをブライン加熱回路(K2)へ流通させるように流路を切り換えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the technical means described in claims 1 to 4 are employed. That is, in the invention described in claim 1, it has a hot water storage tank (11) for storing hot water supply fluid, a compressor (21), and a radiator (22), and the radiator (22) has a hot water storage tank ( The heat pump heat source device (20) that conducts a boiling operation by passing a low-temperature hot water supply fluid from 11) and the low-temperature hot water supply fluid taken out from the lower part of the hot water storage tank (11) are boiled by the heat pump heat source device (20). The hot water supply fluid heating circuit (K1) which returns the heated hot water supply fluid to the upper part of the hot water storage tank (11), the primary flow path (34a) through which the hot water supply fluid passes, and the
An intermediate hot water extraction path (14) for extracting an intermediate temperature hot water supply fluid from the hot water storage tank (11) is provided,
The hot water supply fluid heating circuit (K1) and the brine heating circuit (K2) are a hot water supply fluid boiled up by the heat pump heat source unit (20), an intermediate temperature hot water supply fluid extracted from the intermediate temperature water extraction path (14), or The hot water supply fluid taken out from the upper part of the hot water storage tank (11) is configured to flow to the brine heating circuit (K2) side,
The hot water supply fluid boiled up by the heat pump heat source unit (20) is stored when the medium temperature hot water supply fluid taken out from the intermediate temperature water extraction path (14) is circulated to the brine heating circuit (K2) side. Configured to return to the top of the tank (11),
In the hot water supply fluid heating circuit (K1) and the brine heating circuit (K2), the hot water heating fluid boiled up by the heat pump heat source device (20) is supplied to the intermediate hot water extraction path (14) side and the upper side of the hot water storage tank (11). First flow rate adjusting means (16) for switching the flow path so as to circulate to at least one of the above, and the hot water heating fluid boiled by the heat pump heat source (20) for the water-brine heat exchanger (34) side and the intermediate temperature extraction path (14) a second flow rate adjusting means (17) for switching the flow path so as to circulate to at least one side,
The first flow rate adjusting means (16) is arranged upstream of the second flow rate adjusting means (17) with respect to the flow of the hot water supply fluid boiled by the heat pump heat source unit (20),
The second flow rate adjusting means (17) is arranged in the middle of the path from the first flow rate adjusting means (16) to the intermediate hot water extraction path (14),
The first flow rate adjusting means (16) and the second flow rate adjusting means (17) close the intermediate temperature water take-out path and take out the medium temperature hot water supply fluid from the hot water storage tank (11), so that the heat pump heat source machine (20) The flow path is switched so that the hot-water supply fluid boiled in step 1 and the high-temperature hot-water supply fluid taken out from the upper part of the hot water storage tank (11) are circulated to the brine heating circuit (K2).
この発明によれば、貯湯タンク(11)内の中温の給湯用流体を積極的に暖房用として用いることができる。従って、ヒートポンプ熱源機(20)の沸き上げ運転を行うときに、中温の給湯用流体の残湯量が低下することでヒートポンプ熱源機(20)のCOPを向上させることができる。また、暖房器(31)を運転しているときに、高温の貯湯運転が同時に行えるので、例えば、貯湯タンク(11)内の貯湯量が減少したときに、湯切れを発生することなく給湯と暖房運転を同時に行うことができる。 According to this invention, the medium temperature hot water supply fluid in the hot water storage tank (11) can be positively used for heating. Therefore, when the heating operation of the heat pump heat source unit (20) is performed, the COP of the heat pump heat source unit (20) can be improved by reducing the amount of remaining hot water of the medium temperature hot water supply fluid. Further, since the hot water storage operation can be performed simultaneously with the operation of the heater (31), for example, when the amount of stored hot water in the hot water storage tank (11) decreases, Heating operation can be performed simultaneously.
また、ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた給湯用流体をブライン加熱回路(K2)側に流通するように構成したことにより、ヒートポンプ熱源機(20)の沸き上げ温度を暖房器(31)に応じた沸き上げ温度に低下させることができる。 Moreover, since the hot water supply fluid boiled by the heat pump heat source unit (20) is configured to flow to the brine heating circuit (K2) side, the boiling temperature of the heat pump heat source unit (20) is set to the heater (31). The boiling temperature can be lowered according to the temperature.
例えば、暖房器(31)が床暖房装置であれば、ブライン加熱回路(K2)側に流通する給湯用流体を中温(例えば、40〜60℃程度)の沸き上げ運転を行えば良い。これにより、高温よりも沸き上げ温度を低下させることでヒートポンプ熱源機(20)のCOPを向上させることができる。 For example, if the heater (31) is a floor heating device, the hot water supply fluid flowing to the brine heating circuit (K2) side may be heated to a medium temperature (for example, about 40 to 60 ° C.). Thereby, COP of a heat pump heat source machine (20) can be improved by lowering boiling temperature rather than high temperature.
なお、高温の給湯用流体をブライン加熱回路(K2)側に流通させるときは、例えば、ブライン加熱回路(K2)側が暖房運転開始直後の立ち上がりのときに高温の給湯用流体を用いることで暖房器(10)の立ち上がり特性が良好となる。 When the high temperature hot water supply fluid is circulated to the brine heating circuit (K2) side, for example, the high temperature hot water supply fluid is used when the brine heating circuit (K2) side starts up immediately after the start of the heating operation. The rising characteristic of (10) is good.
請求項2に記載の発明では、中温水取り出し経路(14)は、貯湯タンク(11)の下部と、貯湯タンク(11)の中間部とから中温の給湯用流体を取り出すように配設され、その下部もしくは中間部のいずれか一方を選択できるように構成したことを特徴としている。
In the invention according to
この発明によれば、貯湯タンク(11)内の貯湯量が多いときは、貯湯タンク(11)の下部に中温の給湯用流体が貯湯され、貯湯タンク(11)内の貯湯量が少ないときは、貯湯タンク(11)の中間部に中温の給湯用流体が貯湯される。従って、より効果的に、貯湯タンク(11)から中温の給湯用流体を取り出すことができる。これにより、中温の給湯用流体を暖房用に積極的に使用できる。 According to the present invention, when the amount of hot water stored in the hot water storage tank (11) is large, the medium temperature hot water supply fluid is stored in the lower part of the hot water storage tank (11), and when the amount of hot water stored in the hot water storage tank (11) is small. The hot water supply medium fluid is stored in the intermediate portion of the hot water storage tank (11). Therefore, the medium temperature hot water supply fluid can be taken out from the hot water storage tank (11) more effectively. Thereby, the medium temperature hot water supply fluid can be actively used for heating.
請求項3に記載の発明では、給湯用流体加熱回路(K1)は、凍結運転のときに、放熱器(22)を流出した給湯用流体をブライン加熱回路(K2)側に流通するように構成したことを特徴としている。 In the invention described in claim 3 , the hot water supply fluid heating circuit (K1) is configured to circulate the hot water supply fluid that has flowed out of the radiator (22) to the brine heating circuit (K2) side during the freezing operation. It is characterized by that.
この発明によれば、給湯用流体加熱回路(K1)側から貯湯タンク(11)の上部、および中温水取り出し経路(14)に流出なくブライン加熱回路(K2)側に流通されることで、貯湯タンク(11)内に貯えられた給湯用流体の熱量を低下させることなく、給湯用流体加熱回路(K1)およびブライン加熱回路(K2)の凍結防止運転が容易に行うことができる。 According to the present invention, hot water storage is performed by flowing from the hot water supply fluid heating circuit (K1) side to the upper part of the hot water storage tank (11) and the intermediate hot water extraction path (14) to the brine heating circuit (K2) side without flowing out. The freeze prevention operation of the hot water supply fluid heating circuit (K1) and the brine heating circuit (K2) can be easily performed without reducing the amount of heat of the hot water supply fluid stored in the tank (11).
請求項4に記載の発明では、ヒートポンプ熱源機(20)は、高温側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルから構成されていることを特徴としている。この発明によれば、高温(例えば、約90℃)の給湯用流体を貯湯タンク(11)内に貯えることができる。 The invention according to claim 4 is characterized in that the heat pump heat source unit (20) is composed of a supercritical heat pump cycle in which the refrigerant pressure on the high temperature side is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant. According to the present invention, a hot water supply fluid having a high temperature (for example, about 90 ° C.) can be stored in the hot water storage tank (11).
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態による貯湯式給湯暖房装置を図1ないし図13に基づいて説明する。図1は本実施形態の貯湯式給湯暖房装置の全体構成を示す模式図であるとともに、暖房運転したときの給湯用流体である給湯水の流れ方向を示す説明図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a hot water storage type hot water heater according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the hot water storage type hot water supply / air heating apparatus of the present embodiment, and is an explanatory view showing the flow direction of hot water as a hot water supply fluid when heating operation is performed.
図2は、制御装置40による暖房運転の制御処理を示すフローチャートである。また、図3ないし図10は暖房運転したときの給湯用流体である給湯水の流れ方向を示す説明図である。さらに、図11および図12は貯湯タンク内に給湯水を貯湯する貯湯運転をしたときの給湯水の流れ方向を示す説明図であり、図13は凍結防止運転をしたときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
FIG. 2 is a flowchart showing a control process of the heating operation by the
ところで、図1中、ヒートポンプ熱源機20は、減圧器として電気式膨張弁23を用い、給湯用流体として給湯水を加熱し高温(本実施形態では、約90℃)の温水を生成する超臨界ヒートポンプサイクルである。
By the way, in FIG. 1, the heat pump
この超臨界ヒートポンプサイクルとは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となるヒートポンプサイクルを言い、例えば、二酸化炭素、エチレン、エタン、酸化窒素などを冷媒とするヒートポンプサイクルである。 This supercritical heat pump cycle refers to a heat pump cycle in which the refrigerant pressure on the high pressure side is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant. For example, the heat pump cycle uses carbon dioxide, ethylene, ethane, nitrogen oxide, or the like as a refrigerant.
本実施形態の貯湯式給湯暖房装置は、図1に示すように、大別すると、貯湯タンク11を有するタンクユニット10、ヒートポンプサイクルRからなる冷凍サイクル機器が収納されたヒートポンプ熱源機20、床暖房装置31を備える暖房ユニット30、および制御装置40から構成される。
As shown in FIG. 1, the hot water storage type hot water supply and heating device of the present embodiment is roughly divided into a
まず、ヒートポンプ熱源機20は、図1に示すように、21は冷媒(本実施形態では二酸化炭素)を吸入圧縮する圧縮機であり、この圧縮機21は、冷媒を吸入圧縮する圧縮機構(図示せず)および圧縮機構を駆動する電動モータ(図示せず)が一体となった電動圧縮機である。
First, as shown in FIG. 1, the heat pump
22は圧縮機21から吐出する冷媒と給湯水とを熱交換する放熱器である水熱交換器であり、この水熱交換器22は、冷媒通路22aに流れる冷媒流れと給湯水通路22bに流れる給湯水流れとが対向するように構成された対向流型の熱交換器である。
23は水熱交換器22から流出する冷媒を減圧する減圧器である電気式膨張弁であり、24は、電気式膨張弁23(以下、膨張弁23と称する)から流出する冷媒を蒸発させて大気中の熱を冷媒に吸収させるとともに、後述するアキュムレータ25(圧縮機21の吸入側)に向けて冷媒を流出する空気熱交換器である。
25は、空気熱交換器24から流出する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して気相冷媒を圧縮機21の吸入側に流出するとともに、ヒートポンプサイクル中の余剰冷媒を蓄えるアキュムレータである。
25 is an accumulator that separates the refrigerant flowing out from the
24aは空気熱交換器24に空気(外気)を送風するとともにその送風量を調節することができる送風機であり、この送風機24a、圧縮機21および膨張弁23は、図示しない各センサから検出される圧力情報、温度情報に基づいて制御装置40により制御されている。
そして、給湯用流体加熱回路K1は、給湯水の加熱手段である上記水熱交換器22の給湯水通路22bと、給湯水を循環させる給湯水循環ポンプ26とを備え、給湯水を貯湯する貯湯タンク11とを環状に接続して接続される。
The hot water supply fluid heating circuit K1 includes a hot
給湯水循環ポンプ26は、貯湯タンク11の下部に設けられた吸入口11aから低温の給湯水を取り出して給湯水通路22bに通水させて貯湯タンク11の上部に設けられた吐出口11bに還流するように水流を発生させるポンプである。
The hot water
この給湯水循環ポンプ26は、内蔵するモータの回転数に応じて流量を調節することができ、制御装置40により制御される。なお、符号52は、水熱交換器22から流出する給湯水の沸き上げ温度を検出する温度センサであり、この温度センサ52の検出信号が制御装置40に入力され、この検出信号に基づいて給湯水循環ポンプ26の回転数が制御される。
The hot
つまり、ヒートポンプ熱源機20を作動させて沸き上げ運転を行う時は、水熱交換器22から流出する給湯水の沸き上げ温度が目標沸き上げ温度となるように給湯用流体加熱回路K1を流通する流量を給湯水循環ポンプ26の回転数により制御している。
That is, when the boiling operation is performed by operating the heat pump
なお、図中に示す符号16、17は、一方の経路といずれか他方の経路との連通割合を可変する比例弁を用いた二つの第1、第2流量調節手段16、17であって、一方の経路からいずれか他方の経路が連通する開度に切り換えるとともに、他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えることができる流量調節弁である。
具体的には、図1に示すように、給湯用流体加熱回路K1において、水熱交換器22の流出側と貯湯タンク11の吐出口11bとの間に、第1、第2流量調節手段16、17の一方の経路といずれか他方の経路とを連結するように接続し、さらに、第1流量調節手段16の他方の経路をブライン加熱回路K2(後述する)側に接続し、第2流量調節手段17の他方の経路を中温取り出し経路14(後述する)側に接続している。
Specifically, as shown in FIG. 1, in the hot water supply fluid heating circuit K <b> 1, the first and second flow rate adjusting means 16 are provided between the outflow side of the
言い換えれば、一方の第1流量調節手段16は、水熱交換器22を流出した給湯水をブライン加熱回路K2に流通させるか、または貯湯タンク11の上部に流通させるかのいずれか一方に切り換えるとともに、給湯用流体加熱回路K1、ブライン加熱回路K2、および貯湯タンク11の上部とを連通するように切り換える。
In other words, one of the first flow rate adjusting means 16 switches to either one of circulating hot water flowing out of the
他方の第2流量調節手段17は、水熱交換器22を流出した給湯水を第1流量調節手段16の一方の経路に流通させるか、または中温取り出し経路14に流通させるかのいずれか一方に切り換えるとともに、給湯用流体加熱回路K1、第1流量調節手段16の一方の経路、貯湯タンク11の中間部とを連通するように切り換える。そして、制御装置40により開度が制御される(詳しくは後述する)。
The other second flow rate adjustment means 17 distributes the hot water flowing out of the
これにより、二つの流量調節手段16、17を組み合わせることで、給湯用流体加熱回路K1、ブライン加熱回路K2、貯湯タンク11の上部、および貯湯タンク11の中間部とが連通するようになっている。
Thus, by combining the two flow rate adjusting means 16 and 17, the hot water supply fluid heating circuit K1, the brine heating circuit K2, the upper part of the hot
次に、タンクユニット10は、貯湯タンク11とその貯湯タンク11とに接続される配管類から構成される。貯湯タンク11は、耐食性に優れた金属製(例えば、ステンレス製)からなり、縦長形状に形成され、外周部に図示しない断熱材が配置されており高温の給湯水を長時間に渡って保温することができるようになっている。
Next, the
また、その底面には導入口11cが設けられ、この導入口11cには貯湯タンク11に水道水を導入する給水配管12が接続されている。なお、この給水配管12の上流には図示しない減圧逆止弁および開閉弁を介して上水に接続されて、所定圧の水道水を導入するようになっている。
An
一方、貯湯タンク11の最上部には導出口11dが設けられ、この導出口11dには貯湯タンク11内に貯えられた給湯水のうち、高温(例えば、75〜90℃)の給湯水を導出するための高温取り出し経路13が接続されている。
On the other hand, an
そして、この高温取り出し経路13の経路途中には、図示しない逃がし弁が設けられた排出配管を接続しており、貯湯タンク11内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク11内の給湯水を外部に排出して、貯湯タンク11などにダメージを与えないようになっている。
A discharge pipe provided with a relief valve (not shown) is connected in the middle of the high-temperature take-out
また、図中に示す14は、貯湯タンク11内に貯えられた給湯水のうち、高温の給湯水よりも湯温の低い中温(例えば、40〜60℃)の給湯水を取り出すための中温取り出し経路であり、貯湯タンク11縦方向の略中間部、およびその中間部下方の下部に形成された導出口11e、11fのいずれか一方から中温の給湯水を取り出すようにしている。
Further,
より具体的には、導出口11eに取り出し管14aを接続させ、一方の導出口11fに取り出し管14bを接続させるとともに、互いの取り出し管14a、14bの下流端をそれぞれ三方弁15に接続している。そして、三方弁15の他方が中温取り出し経路14の上流端に接続している。
More specifically, the take-out
三方弁15は、導出口11eもしくは導出口11fのいずれか一方を選択して貯湯タンク11内の中温の給湯水を中温取り出し経路14に取り出すための切換弁であって制御装置40により制御される。
The three-
これは、貯湯タンク11内の貯湯量が多いときには、貯湯タンク11の下部に中温の給湯水が貯湯され、貯湯タンク11内の貯湯量が少ないときは、貯湯タンク11の中間部に中温の給湯水が貯湯される。言い換えると、貯湯量に応じて変化する中温の給湯水をより効果的に取り出すことができる。
This is because when the amount of hot water stored in the hot
なお、中温取り出し経路14の中途には、分岐点Aが設けられ、その分岐点Aに、第2流量調整手段17の他方の経路の一つが繋がれている。そして、高温取り出し経路13と中温取り出し経路14との下流側合流部位に、流量調節弁である高中温混合弁18が設けられている。
Note that a branch point A is provided in the middle of the intermediate
この高中温混合弁18は、その下流側に設けられた給湯用混合弁19に流通させる給湯水の湯温を調節する温度調節弁であり、それぞれの開口面積比を調節することで、高温取り出し経路13から取り出した高温の給湯水と中温取り出し経路14から取り出した中温の給湯水との混合比を調節するようにしている。
The high / medium
そして、高中温混合弁18は制御装置40に電気的に接続されており、図示しない温度センサからの温度情報に基づいて制御される。例えば、給湯用混合弁19に流通させる給湯水の湯温を所定温度(設定温度+2℃程度)となるように、中温取り出し経路14から取り出した中温の給湯水を積極的に混合させるようにして所定温度に温度調節されるようにしている。
The high / medium
そして、高中温混合弁18の下流側に給湯用配管13aが接続されている。給湯用配管13aは、その下流端に設けられた図示しない給湯水栓、シャワー水栓等へ設定温度に温度調節された給湯水を導く配管であって、その流路の中途に給湯用混合弁19が設けられている。
A hot
給湯用混合弁19は、給湯用配管13aの末端で出湯する給湯水の湯温を調節する温度調節弁であり、それぞれの開口面積比(高中温混合弁18で温度調節された給湯水側の開度と給水配管12に連通する水側の開度の比率)を調節することで出湯する湯温を設定温度に調節する。そして、高中温混合弁18、給湯用混合弁19は、制御装置40に電気的に接続されており、図示しない各温度センサからの温度情報に基づいて制御される。
The hot water
また、貯湯タンク11の外壁面には、貯湯量、もしくは貯湯温度を検出するための水温センサである複数の貯湯サーミスタ51a〜51fが縦方向(貯湯タンク11の高さ方向)にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク11内に満たされた給湯水の各水位レベルでの温度情報を制御装置40に出力するようになっている。
In addition, a plurality of hot
これにより、貯湯タンク11内上方の沸き上げられた給湯水と貯湯タンク11内下方の沸き上げられる前の低温の給湯水との境界位置を検出できるとともに、各水位レベルでの給湯水の湯温を検出できる。なお、貯湯サーミスタ51a〜51fのうち、導出口11e、11f近傍に設けられるサーミスタ51b〜51eは中温の給湯水の貯湯温度を検出するセンサである。
Thus, the boundary position between the hot water heated above the
次に、暖房ユニット30は、ブラインを加熱するブライン加熱回路K2と、床暖房装置からなる暖房器31へのブライン循環回路Bjとから構成している。ブライン加熱回路K2は、ブラインの加熱手段である水ブライン熱交換器34と、給湯水を水ブライン熱交換器34の1次側流路34aに熱源である給湯水を循環させる熱源水循環ポンプ32とを備え、貯湯タンク11とを環状に接続して構成される。
Next, the
水ブライン熱交換器34は、貯湯タンク11に貯湯された給湯水とブラインとを熱交換させてブラインを加熱する熱交換器であり、1次側流路34aに流れる給湯水流れと2次側流路34bに流れるブライン流れとが対向するように構成された対向流型の熱交換器である。
The water
そして、水ブライン熱交換器34の1次側流路34a上流端は、第1流量調節手段16のいずれか他方の経路に接続され、第1流量調節手段16を介して貯湯タンク11の上部に連通するように設けられている。さらに、水ブライン熱交換器34の1次側流路34a上流端は、第1流量調節手段16と第2流量調節手段17を介して貯湯タンク11の中間部に連通している。
The upstream end of the
また、水ブライン熱交換器34の1次側流路34a下流端は、貯湯タンク11の下部に設けられた導入口11gに接続されている。熱源水循環ポンプ32は、第1、第2流量調節手段16、17により切り換えられた給湯水を取り出して水ブライン熱交換器34の1次側流路34aに通水させて貯湯タンク11の下部に設けられた導入口11gに還流するように水流を発生させるポンプである。
Further, the downstream end of the
この熱源水循環ポンプ32は、内蔵するモータの回転数に応じて流量を調節することができ、制御装置40により制御される。なお、図中に示す符号53は、水ブライン熱交換器34の2次側流路34bから流出するブラインの出口温度を検出する温度センサであり、この温度センサ53の検出信号が制御装置40に入力され、この検出信号に基づいて熱源水循環ポンプ32の回転数が制御される。
The heat source
つまり、暖房ユニット30を作動させて暖房運転を行う時は、水ブライン熱交換器34から流出するブラインの出口温度が目標出口温度となるようにブライン加熱回路K2を流通する流量を熱源水循環ポンプ32の回転数により制御している。
That is, when the
そして、その暖房運転を行う時に、ブライン加熱回路K2内に流通される給湯水は、給湯用流体加熱回路K1に設けられた二つの第2流量調節手段16、17により選択された給湯水が流通される。具体的には、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた高温または中温の給湯水、中温水取り出し経路14から取り出された中温の給湯水、もしくは貯湯タンク11の上部から取り出された高温の給湯水のいずれか一つが流通される。
When the heating operation is performed, the hot water circulated in the brine heating circuit K2 is the hot water selected by the two second flow rate adjusting means 16 and 17 provided in the hot water fluid heating circuit K1. Is done. Specifically, high-temperature or medium-temperature hot water boiled by the heat pump
ブライン循環回路Bjは、ブラインの加熱手段である水ブライン熱交換器34と、ブラインを水ブライン熱交換器34の2次側流路34bに循環させるブライン循環ポンプ33と、暖房器31とを備えて環状に接続して構成される。暖房器31は、住居居室の床板下に配置される配管パネルである。
The brine circulation circuit Bj includes a water
ブライン循環ポンプ33は、内蔵するモータの回転数に応じて流量を調節することができ、制御装置40により制御される。なお、このような床暖房装置は、人体が直接床材に触れても快適な暖房感が得られるよう、ブラインを熱く感じない60℃程度の温度で暖房器31に供給し、冷たく感じない40℃程度の温度で暖房器31に戻るような流量となるように、制御装置40によりブライン循環ポンプ33の回転数が制御される。
The
制御装置40は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のROM(図示せず)には、予め設定された制御プログラムが設けられており、各センサ51a〜51f、52、53などからの温度情報、圧力情報、図示しない操作盤からの操作情報に基づいて各種冷凍サイクル部品21、23、三方弁15、第1、第2流量調節手段16、17、高中温混合弁18、給湯水混合弁19、および各種循環ポンプ26、32、33のアクチュエータ類を制御している。
The
次に、以上の構成による貯湯式給湯暖房装置の作動を説明する。貯湯式給湯暖房装置の作動として、大別するとブライン加熱回路K2とブライン循環回路Bjとが作動する暖房運転と、ヒートポンプ熱源機20を作動させて貯湯タンク11内に高温の給湯水を貯湯する貯湯運転と、外気温度が低いときに、給湯水が停滞する給湯用流体加熱回路K1およびブライン加熱回路K2における凍結防止運転とがある。
Next, the operation of the hot water storage type hot water heater with the above configuration will be described. The operation of the hot water storage hot water heater is roughly divided into a heating operation in which the brine heating circuit K2 and the brine circulation circuit Bj are operated, and a hot water storage in which hot water is stored in the hot
ところで、本実施形態では、暖房運転のときに、ブライン加熱回路K2に、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた高温または中温の給湯水、中温水取り出し経路14から取り出された中温の給湯水、もしくは貯湯タンク11の上部から取り出された高温の給湯水のいずれか一つの給湯水が流通するように制御している。
By the way, in this embodiment, at the time of heating operation, to the brine heating circuit K2, the hot or hot hot water boiled by the heat pump
より具体的には、図2に示すフローチャートに基づいて暖房運転を説明する。まず、図2に示すように、ステップ410にて、図示しない暖房運転スイッチがON操作されたか否かで判定する。ここで、暖房運転スイッチがON操作しておれば制御処理が開始され、OFFであれば待機している。
More specifically, the heating operation will be described based on the flowchart shown in FIG. First, as shown in FIG. 2, it is determined in
そして、暖房運転の制御処理が開始されば、ステップ420にて、貯湯サーミスタ51a〜51fで検出した貯湯タンク11の中間部近傍の貯湯温度が所定値未満であるか否かを判定する。つまり、貯湯タンク11の中間部近傍に貯湯された給湯水が中温(例えば、40℃程度)以上の給湯水であるかを監視しており、ここで、中間部近傍の貯湯温度が所定値(例えば、40℃程度)未満であればステップ430に移行し、所定値以上であればステップ470に移行する。
When the heating operation control process is started, it is determined in
そして、ステップ430にて、暖房運転が立ち上げ状態であるか否かを判定する。具体的には、温度センサ53で検出された水ブライン熱交換器34を流出するブラインの出口温度の温度変化により過度状態であれば立ち上げ状態であると判定し、温度変化が安定状態であれば立ち上げ状態でないと判定している。つまり、暖房運転を開始した直後からの過度状態であるか否かを監視している。
In
ここで、立ち上げ状態であれば、ステップ440にて、ヒートポンプ熱源機20を作動させて高温(例えば、90℃程度)の沸き上げ運転を行うとともに、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた高温の給湯水を直接ブライン加熱回路K2に流通させる制御を行う。
Here, if it is a start-up state, in
ここで、立ち上げ状態でなければ、ステップ450にて、ヒートポンプ熱源機20を作動させて中温(例えば、40〜60℃程度)の沸き上げ運転を行うとともに、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた中温の給湯水を直接ブライン加熱回路K2に流通させる制御を行う。
Here, if it is not a start-up state, in step 450, the heat pump
言い換えれば、ステップ420にて、貯湯温度が所定値未満であるため貯湯タンク11内の中間部近傍に貯湯された給湯水を用いることができないため、ステップ440もしくはステップ450にて給湯用流体加熱回路K1で沸き上げた給湯水を直接ブライン加熱回路K2側に流通させて直接暖房を行う制御処理である。
In other words, in
ところで、このステップ440、450にて直接暖房を行うときにおいて、ブライン加熱回路K2を流通する流量は、水ブライン熱交換器34の2次側流路34bを流出するブラインの出口温度が目標出口温度となるように制御される流量である。
By the way, when direct heating is performed in
一方、給湯用流体加熱回路K1に流通する給湯水の流量は、水熱交換器22を流出する給湯水沸き上げ温度が目標沸き上げ温度となるように制御される流量である。つまり、ブライン加熱回路K2に流通する流量と給湯用流体加熱回路K1に流通する流量とは異なっている。従って、給湯用流体加熱回路K1側の流量とブライン加熱回路K2側の流量との関係で作用が異なる。
On the other hand, the flow rate of the hot water flowing through the hot water supply fluid heating circuit K1 is a flow rate that is controlled so that the boiling temperature of the hot water flowing out of the
そこで、本実施形態では、給湯用流体加熱回路K1に流通する流量がブライン加熱回路K2に流通する流量よりも多いときには、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水を貯湯タンク11内に貯湯するように構成し、給湯用流体加熱回路K1に流通する流量がブライン加熱回路K2に流通する流量よりも少ないときには、貯湯タンク11に貯湯された高温または中温の給湯水をブライン加熱回路K2側に流通するように構成している。
Therefore, in the present embodiment, when the flow rate flowing through the hot water supply fluid heating circuit K1 is larger than the flow rate flowing through the brine heating circuit K2, hot water heated by the heat pump
より具体的には、給湯用流体加熱回路K1に設けた二つの流量調節手段16、17の開度を制御して対応しているので順に説明する。まず、ステップ440にて、給湯用流体加熱回路K1側の流量が暖房必要流量であるブライン加熱回路K2側の流量よりも多い時には、図1に示すように、二つの流量調節手段16、17の開度を制御している。
More specifically, since it corresponds by controlling the opening degree of the two flow rate adjusting means 16 and 17 provided in the fluid heating circuit K1 for hot water supply, description will be made in order. First, in
より具体的には、第1流量調節手段16を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第2流量調節手段17を水熱交換器22の流出側と中温取り出し経路14の分岐点Aとを連通する開度に切り換える。これにより、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた高温の給湯水がブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印b)されるとともに、第1流量調節手段16により給湯用流体加熱回路K1側の余剰の給湯水が貯湯タンク11の上部に吐出(図中に示す矢印c)される。つまり、高温の余剰の給湯水が貯湯タンク11の上部に貯湯される。
More specifically, the first flow rate adjusting means 16 is switched to an intermediate opening degree at which the other path communicates with each other, and the second flow rate adjusting means 17 is switched between the outflow side of the
そして、給湯用流体加熱回路K1、ブライン加熱回路K2、およびブライン循環回路Bjにおいて、図中の回路上に示す矢印のように、給湯水、ブラインが循環されることになる。以上のような作動により、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた高温の給湯水がブライン加熱回路K2側に流通するとともに、貯湯タンク11の上部に高温の余剰の給湯水が貯湯される。
In the hot water supply fluid heating circuit K1, the brine heating circuit K2, and the brine circulation circuit Bj, hot water and brine are circulated as indicated by arrows on the circuit in the figure. With the above operation, the hot hot water boiled by the heat pump
これにより、水ブライン熱交換器34の1次側流路34aに高温の給湯水が流通されることで、水ブライン熱交換器34の2次側流路34bに流通するブラインが所定温度に達する立ち上がり特性が良好となる。さらに、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた余剰となる高温の給湯水が貯湯タンク11内に貯えることができる。
As a result, hot hot water is circulated through the
次に、ステップ440にて、給湯用流体加熱回路K1側の流量がブライン加熱回路K2側の流量よりも少ないときには、図3に示すように、二つの第1、第2流量調節手段16、17の開度はそのままの状態を保つように制御している。
Next, when the flow rate on the hot water supply fluid heating circuit K1 side is smaller than the flow rate on the brine heating circuit K2 side in
この場合には、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた高温の給湯水がブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印b)されるとともに、貯湯タンク11上部に貯湯された高温の給湯水がブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印c)される。つまり、ブライン加熱回路K2側の不足分は貯湯タンク11内から流出されることになる。
In this case, the hot hot water boiled by the heat pump
そして、ステップ440にて、給湯用流体加熱回路K1側の流量がブライン加熱回路K2側の流量と略等しくなったときは、図4に示すように、二つの第1、第2流量調節手段16、17の開度はそのままの状態を保つように制御している。
At
この場合には、貯湯タンク11の上部とブライン加熱回路K2側とが連通(図中に示す破線c)されているが、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた高温の給湯水が全てブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印b)される。
In this case, the upper part of the hot
そして、立ち上げ状態が経過すると、ステップ430にて、温度センサ53で検出された水ブライン熱交換器34を流出するブラインの出口温度の温度変化が安定状態になると、ステップ450に移行する。
When the start-up state has elapsed, in
ステップ450では、高温(例えば、90℃程度)の沸き上げ運転から中温(例えば、40〜60℃程度)の沸き上げ運転に切り換える運転モードある。ここでも、給湯用流体加熱回路K1側の流量とブライン加熱回路K2側の流量との関係で作用が異なる。 Step 450 is an operation mode for switching from a high temperature (for example, about 90 ° C.) boiling operation to a medium temperature (for example, about 40 to 60 ° C.) boiling operation. Again, the action differs depending on the relationship between the flow rate on the hot water supply fluid heating circuit K1 side and the flow rate on the brine heating circuit K2 side.
まず、給湯用流体加熱回路K1側の流量がブライン加熱回路K2側の流量よりも多い時には、図5に示すように、第2流量調節手段17を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第1流量調節手段16を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。つまり、第1流量調節手段16を水熱交換器22の流出側と水ブライン熱交換器34の1次側流路34aとを連通する開度に制御する。
First, when the flow rate on the hot water supply fluid heating circuit K1 side is larger than the flow rate on the brine heating circuit K2 side, as shown in FIG. 5, the second flow rate adjusting means 17 is switched to an intermediate opening degree where the other path communicates with each other. At the same time, the first flow rate adjusting means 16 is switched to an opening degree at which one path and the other path communicate. That is, the first flow rate adjusting means 16 is controlled to an opening degree that allows the outflow side of the
これにより、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた中温(例えば、40〜60℃程度)の給湯水がブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印b)されるとともに、第2流量調節手段17により給湯用流体加熱回路K1側の余剰の給湯水が中温取り出し経路14に吐出される。
As a result, the hot water heated at the medium temperature (for example, about 40 to 60 ° C.) boiled by the heat pump
そして、中温取り出し経路14の下流となる貯湯タンク11の中間部に中温の給湯水が貯湯される(図中に示す矢印c)。従って、水ブライン熱交換器34の1次側流路34aに中温の給湯水が流通されることで、高温の給湯水よりも温度が低下することでブライン加熱回路K2側の熱損失の低下が図れる。しかも、ステップ440よりも、ヒートポンプ熱源機20の沸き上げ温度を低下させることでCOPの向上が図れる。
And hot water of medium temperature is stored in the intermediate part of the hot
なお、この場合において、ブライン加熱回路K2側の流量を低下させても、水ブライン熱交換器34の2次側流路34bを流出するブラインの出口温度が目標出口温度を超えるときは、第2流量調節手段17を中間開度ではなく、ブライン加熱回路K2側に通ずる他方の経路を絞るように制御すると良い。
In this case, even if the flow rate on the brine heating circuit K2 side is reduced, if the outlet temperature of the brine flowing out of the
そして、ステップ450にて、給湯用流体加熱回路K1側の流量がブライン加熱回路K2側の流量よりも少ないときには、図6に示すように、二つの第1、第2流量調節手段16、17の開度はそのままの状態を保つように制御している。 In step 450, when the flow rate on the hot water supply fluid heating circuit K1 side is smaller than the flow rate on the brine heating circuit K2 side, as shown in FIG. The opening is controlled so as to keep the state as it is.
この場合には、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた中温の給湯水がブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印b)されるとともに、中温取り出し経路14を介して貯湯タンク11中間部に貯湯された中温の給湯水がブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印c)される。つまり、ブライン加熱回路K2側の不足分は貯湯タンク11内の中間部から流出されることになる。
In this case, the medium-temperature hot water boiled by the heat pump
そして、ステップ450にて、給湯用流体加熱回路K1側の流量がブライン加熱回路K2側の流量と略等しくなったときは、図7に示すように、二つの第1、第2流量調節手段16、17の開度はそのままの状態を保つように制御している。 In step 450, when the flow rate on the hot water supply fluid heating circuit K1 side becomes substantially equal to the flow rate on the brine heating circuit K2 side, as shown in FIG. 7, two first and second flow rate adjusting means 16 are provided. , 17 is controlled so as to keep the state as it is.
この場合には、貯湯タンク11の中間部とブライン加熱回路K2側とが連通(図中に示す破線c)されているが、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた中温の給湯水が全てブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印b)される。
In this case, the intermediate portion of the hot
以上のステップ440、450では、給湯用流体加熱回路K1側の流量とブライン加熱回路K2側の流量との関係により、給湯用流体加熱回路K1側の流量に過不足が生ずるが、その過不足を貯湯タンク11で吸収、放出の調節が容易にできる。つまり、貯湯タンク11で過不足をカバーすることができる。
In the
次に、ステップ460(図2参照)にて、貯湯サーミスタ51a〜51fで検出した貯湯タンク11の中間部近傍の貯湯温度が所定値以上であるか否かを判定する。つまり、ステップ440もしくはステップ450にて、ブライン加熱回路K2側が作動されることで貯湯タンク11内に中温の給湯水が戻されることになるため、この貯湯温度を監視して貯湯温度が所定値未満の時にはヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路K2側に流通させている。ここで、貯湯温度が所定値以上であればステップ470に移行する。
Next, in step 460 (see FIG. 2), it is determined whether or not the hot water storage temperature in the vicinity of the intermediate portion of the hot
そして、ステップ470にて暖房運転が立ち上げ状態であるか否かを判定した後に、立ち上げ状態であれば、ステップ480にて、貯湯タンク11内に貯められた高温の給湯水をブライン加熱回路K2側に流通させるように制御し、ステップ470にて立ち上げ状態でなければ、ステップ490にて、貯湯タンク11内に貯められた中温の給湯水をブライン加熱回路K2側に流通させるように制御する。
Then, after determining whether or not the heating operation is in the startup state in
より具体的には、ステップ480にて、貯湯タンク11内の高温の給湯水を暖房の熱源として用いるときは、図8に示すように、第1流量調節手段16を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第2流量調節手段17を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。
More specifically, when the hot hot water in the hot
つまり、第2流量調節手段17では、水熱交換器22の流出側と中温取り出し経路14の分岐点Aとが連通するように開度を切り換える。これにより、第1流量調節手段16により貯湯タンク11の上部と水熱交換器22の流出側とが連通される。従って、貯湯タンク11内に貯湯された高温の給湯水がブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印a)される。
That is, in the second flow rate adjusting means 17, the opening degree is switched so that the outflow side of the
そして、立ち上げ状態が経過すると、ステップ470にて、温度センサ53で検出された水ブライン熱交換器34を流出するブラインの出口温度の温度変化が安定状態になると、ステップ490に移行する。
When the start-up state has elapsed, in
ステップ490では、貯湯タンク11内の中温の給湯水を暖房の熱源として用いるモードである。具体的には、図9に示すように、第2流量調節手段17を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第1流量調節手段16を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。
Step 490 is a mode in which medium temperature hot water in the hot
つまり、第2流量調節手段17では、水熱交換器22の流出側と中温取り出し経路14の分岐点Aとが連通する中間開度に切り換える。また、第1流量調節手段16では、水熱交換器22の流出側と水ブライン熱交換器34の1次側流路34aとが連通するように開度を切り換える。
That is, the second flow rate adjusting means 17 switches to the intermediate opening degree at which the outflow side of the
これにより、第2流量調節手段17により貯湯タンク11の中間部と水ブライン熱交換器34の1次側流路34aとが連通される。従って、貯湯タンク11内に貯湯された中温の給湯水がブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印a、b)される。
As a result, the second flow rate adjusting means 17 causes the intermediate portion of the hot
ステップ470以降の制御処理によれば、貯湯タンク11内の中間部近傍に中温以上の給湯水が貯まっているときは、貯湯タンク11内の給湯水を暖房用の熱源として積極的に用いることができることで、貯湯タンク11の下方に貯まる給湯水の湯温を低下できる。従って、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げ運転を行うときに水熱交換器22に流入する流入温度が低下することでCOPの向上が図れる。
According to the control processing after
なお、本実施形態では、ステップ440、450によって直接暖房を行うときに、給湯用流体加熱回路K1側とブライン加熱回路K2側とが連通するように、二つの第1、第2流量調節手段16、17の開度を制御するように構成したが、これに限らず、図10に示すように、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水を貯湯タンク11中間部に貯湯するように構成しても良い。
In the present embodiment, the two first and second flow rate adjusting means 16 are arranged so that the hot water supply fluid heating circuit K1 side and the brine heating circuit K2 side communicate with each other when heating is performed directly in
具体的には、一方の第1流量調節手段16を貯湯タンク11上部と水ブライン熱交換器34の1次側流路34aとが連通する中間開度に切り換える。他方の第1流量調節手段16を水熱交換器22の流出側と中温取り出し経路14の分岐点Aとが連通する開度に切り換える。
Specifically, one of the first flow rate adjusting means 16 is switched to an intermediate opening degree at which the upper part of the hot
従って、水熱交換器22の流出側と貯湯タンク11の上部とが連通されるとともに、水熱交換器22の流出側と中温取り出し経路14とが連通される。これにより、直接暖房運転開始時における沸き上げ温度が低いときに、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水が中温取り出し経路14を経由して貯湯タンク11の中間部もしくは下部に流通(図中に示す矢印b)されるとともに、貯湯タンク11上部の高温の給湯水が水ブライン熱交換器34の1次側流路34aに流通(図中に示す矢印c)される。
Accordingly, the outflow side of the
なお、このときに、三方弁15は、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた沸き上げ温度に応じて導出口11eもしくは導出口11fのいずれか一方を選択するように制御されている。
At this time, the three-
以上の制御処理によれば、直接暖房を行うときの暖房運転開始直後であっても、いち早くブライン加熱回路K2側に高温の給湯水を流通させることができるため暖房器31の立ち上がり特性が良好となる。
According to the above control processing, even immediately after the start of heating operation when direct heating is performed, the hot water supply water can be quickly circulated to the brine heating circuit K2 side, so that the startup characteristics of the
次に、貯湯運転のときの作動について説明する。図11はヒートポンプ熱源機20を運転させて貯湯タンク11内に高温の給湯水を貯湯するときの説明図であり、このときは、図11に示すように、二つの第1、第2流量調節手段16、17のそれぞれを一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。
Next, the operation during the hot water storage operation will be described. FIG. 11 is an explanatory diagram when operating the heat pump
つまり、第1、第2流量調節手段16、17を水熱交換器22の流出側と貯湯タンク11の上部とが連通されるように開度を切り換える。これにより、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水が貯湯タンク11の上部に吐出(図中に示す矢印b)される。なお、このときのヒートポンプ熱源機20は高温の給湯水を沸き上げている。
That is, the opening degree of the first and second flow rate adjusting means 16 and 17 is switched so that the outflow side of the
この貯湯運転のときに、暖房運転開始時において、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水の沸き上げ温度が低いときは、図12に示すように、第2流量調節手段17を水熱交換器22の流出側と中温取り出し経路14とが連通する開度に切り換えても良い。
In this hot water storage operation, when the heating temperature of the hot water heated by the heat pump
これにより、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水が中温取り出し経路14を経由して貯湯タンク11の中間部もしくは下部に流通(図中に示す矢印b)される。従って、高温の給湯水を貯湯する貯湯運転における暖房運転開始時に、沸き上げ温度の低い給湯水を貯湯タンク11上部の高温の給湯水に混入することを防止できる。
Thereby, the hot water boiled by the heat pump
次に、凍結防止運転のときの作動について説明する。図13に示すように、二つの第1、第2流量調節手段16、17のそれぞれを一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。つまり、第1、第2流量調節手段16、17を水熱交換器22の流出側と水ブライン熱交換器34の1次側流路34aとが連通されるように開度を切り換える。
Next, the operation during the freeze prevention operation will be described. As shown in FIG. 13, each of the two first and second flow rate adjusting means 16 and 17 is switched to an opening degree at which one path and the other path communicate with each other. That is, the opening degree of the first and second flow rate adjusting means 16 and 17 is switched so that the outflow side of the
そして、この場合には、ヒートポンプ熱源機20を停止させた状態で給湯水循環ポンプ26、熱源水循環ポンプ32を作動させる。これにより、水熱交換器22の流出側を通過した低温の給湯水が水ブライン熱交換器34の1次側流路34aに流通(図中に示す矢印b)される。
In this case, the hot water
従って、水熱交換器22の流出側を通過した低温の給湯水が貯湯タンク11内に貯えられた給湯水に混入することなく給湯用流体加熱回路K1側からブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印b)させて貯湯タンク11下部に戻るように循環することができる。
Accordingly, the low-temperature hot water passing through the outflow side of the
なお、ここでは、ブライン加熱回路K2側を含めて給湯用流体加熱回路K1側を凍結防止運転させたが、これに限らず、ブライン加熱回路K2側を除くときには、上述した図12に示すように、第2流量調節手段17により水熱交換器22の流出側と中温取り出し経路14とが連通する開度に切り換えてブライン加熱回路K2側の凍結防止運転を行っても良い。
Here, the hot water supply fluid heating circuit K1 side including the brine heating circuit K2 side is operated to prevent freezing. However, the present invention is not limited to this, and when the brine heating circuit K2 side is excluded, as shown in FIG. Alternatively, the second flow rate adjusting means 17 may be switched to an opening degree at which the outflow side of the
以上の第1実施形態による貯湯式給湯暖房装置によれば、給湯用流体加熱回路K1を、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水、中温水取り出し経路14から取り出された中温の給湯水、もしくは貯湯タンク11の上部から取り出された高温の給湯水のいずれかをブライン加熱回路K2側に流通するように構成している。
According to the hot water storage type hot water supply and heating apparatus according to the first embodiment described above, the hot water supply fluid heating circuit K1 includes the hot water boiled by the heat pump
これにより、貯湯タンク11内の中温の給湯用流体を積極的に暖房用の熱源として用いることができる。これにより、ヒートポンプ熱源機20の沸き上げ運転を行うときに、中温の給湯用流体の残湯量が低下することでヒートポンプ熱源機20のCOPを向上させることができる。
Thereby, the medium temperature hot water supply fluid in the hot
また、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路K2側に流通するように構成したことにより、ヒートポンプ熱源機20の沸き上げ温度を暖房器31に応じた沸き上げ温度に低下させることができる。
Further, the hot water heated by the heat pump
例えば、暖房器31が床暖房装置であれば、ブライン加熱回路K2側に流通する給湯水を中温(例えば、40〜60℃程度)の沸き上げ運転を行えば良い。これにより、高温の給湯水よりも沸き上げ温度を低下させることでヒートポンプ熱源機20のCOPを向上させることができる。
For example, if the
なお、高温の給湯水をブライン加熱回路K2側に流通させるときは、例えば、ブライン加熱回路K2側が暖房運転開始直後の立ち上がりのときに高温の給湯水を用いることで暖房器10の立ち上がり特性が良好となる。
In addition, when circulating hot water supply water to the brine heating circuit K2 side, for example, when the brine heating circuit K2 side starts up immediately after the start of the heating operation, the hot water supply water is used so that the startup characteristics of the
また、給湯用流体加熱回路K1は、貯湯タンク11内の貯湯温度が所定値未満のときに、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路K2側に流通するように構成し、貯湯タンク11内の貯湯温度が所定値以上のときに、貯湯タンク11に貯湯された高温または中温の給湯水をブライン加熱回路K2側に流通するように構成している。
The hot water supply fluid heating circuit K1 is configured to distribute hot water heated by the heat pump
これにより、貯湯タンク11内の中温の貯湯量に基づいて、ブライン加熱回路K2側で給湯水を用いることができる。特に、貯湯タンク11に中温の給湯水が多量にあれば積極的に暖房器31側に使用することができる。
As a result, hot water can be used on the brine heating circuit K2 side based on the amount of hot water stored in the hot
また、貯湯量に余裕がなければ、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路K2側に直接流通させることができるため、暖房器31に応じた沸き上げ温度による沸き上げ運転を行うことで高温のときよりも低めの沸き上げ温度で運転できるのでヒートポンプ熱源機20のCOPを向上させることができる。
Moreover, if there is no room for the amount of stored hot water, the hot water heated by the heat pump
また、ブライン加熱回路K2を流通する流量は、水ブライン熱交換器34の2次側流路34bを流出するブラインの出口温度が目標出口温度となるように制御される流量であり、給湯用流体加熱回路K1を流通する流量は、水熱交換器22を流出する給湯水の沸き上げ温度が目標沸き上げ温度となるように制御される流量であり、その給湯用流体加熱回路K1に流通する流量がブライン加熱回路K2に流通する流量よりも多いときに、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯用流体を貯湯タンク11内に貯湯するように構成し、給湯用流体加熱回路K1に流通する流量がブライン加熱回路K2に流通する流量よりも少ないときに、貯湯タンク11に貯湯された高温または中温の給湯用流体をブライン加熱回路K2側に流通するように構成している。
The flow rate flowing through the brine heating circuit K2 is a flow rate that is controlled so that the outlet temperature of the brine flowing out from the
これによれば、暖房側に流通させる給湯水をヒートポンプ熱源機20で沸き上げ運転を行うと、給湯用流体加熱回路K1側の流量とブライン加熱回路K2側の流量とが異なる。従って、給湯用流体加熱回路K1側の流量に過不足が生ずるが、その過不足を貯湯タンク11で吸収、放出の調節が容易にできる。つまり、貯湯タンク11で過不足をカバーすることができる。
According to this, when the hot water supplied to the heating side is heated by the heat pump
また、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路K2側に流通させるときに、貯湯タンク11に貯湯された高温の給湯水よりも低い沸き上げ温度で沸き上げることにより、高温の給湯水よりも沸き上げ温度を低下させることができるのでヒートポンプ熱源機20のCOPを向上させることができる。
In addition, when the hot water heated by the heat pump
また、給湯用流体加熱回路K1には、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路K2側および貯湯タンク11の上部側の少なくとも一方に流通する流量を調節もしくは切り換える第1流量調整手段16と、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水を貯湯タンク11の上部側および中温取り出し経路14側の少なくとも一方に流通する流量を調節もしくは切り換える第2流量調整手段17とが設けられている。
The hot water supply fluid heating circuit K1 has a first flow rate adjustment that switches or switches the flow rate of the hot water heated by the heat pump
これにより、少なくとも二つの第1、第2流量調整手段16、17として、例えば、比例弁を設けることで、ブライン加熱回路K2側に流通させるいずれか一方の給湯水の選択が容易にできる。 Thereby, as at least two first and second flow rate adjusting means 16 and 17, for example, by providing a proportional valve, it is possible to easily select any one of hot water to be circulated to the brine heating circuit K2 side.
また、中温水取り出し経路14は、貯湯タンク11の下部と、貯湯タンク11の中間部とから中温の給湯用流体を取り出すように配設され、その下部もしくは中間部のいずれか一方を選択できるように構成したことにより、貯湯タンク11内に貯湯量が多いときは、貯湯タンク11の下部に中温の給湯水が貯湯され、貯湯タンク11内に貯湯量が少ないときは、貯湯タンク11の中間部に中温の給湯水が貯湯される。従って、より効果的に、貯湯タンク11から中温の給湯水を取り出すことができる。これにより、中温の給湯水を暖房用に積極的に使用できる。
Further, the intermediate hot water take-out
また、給湯用流体加熱回路K1は、凍結運転のときに、水熱交換器22を流出した低温の給湯水をブライン加熱回路K2側に流通するように構成したことにより、給湯用流体加熱回路K1側から貯湯タンク11の上部、および中温水取り出し経路14に流出することなくブライン加熱回路K2側に流通されることで、貯湯タンク11内に貯えられた給湯水の熱量を低下させることなく、給湯用流体加熱回路K1およびブライン加熱回路K2の凍結防止運転が容易に行うことができる。
Further, the hot water supply fluid heating circuit K1 is configured so that the low temperature hot water flowing out of the
また、給湯用流体加熱回路K1は、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水の沸き上げ温度が低いときに、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水を中温水取り出し経路14側に流通するように構成したことにより、ヒートポンプ熱源機20において、沸き上げ運転の開始直後では沸き上げ温度が低いときがあるが、中温水取り出し経路14側に流通することで貯湯タンク11内の高温の給湯水に混入することを防止できる。
Further, the hot water supply fluid heating circuit K1 circulates the hot water heated by the heat pump
また、給湯用流体加熱回路K1は、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水の沸き上げ温度が低いときに、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水を中温水取り出し経路14側に流通するように構成し、貯湯タンク11の上部から取り出された高温の給湯用流体をブライン加熱回路K2側に流通するように構成した。
Further, the hot water supply fluid heating circuit K1 circulates the hot water heated by the heat pump
これにより、沸き上げ運転の開始直後では沸き上げ温度が低いときがあるが、高温の給湯水をブライン加熱回路K2側に流通させることで暖房器31の立ち上がり特性が良好とすることができる。
Thereby, although the boiling temperature may be low immediately after the start of the boiling operation, the rising characteristics of the
また、ヒートポンプ熱源機20は、高温側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルから構成されていることにより、高温、例えば、約90℃の給湯水を貯湯タンク11内に貯えることができる。
In addition, the heat pump
(第2実施形態)
以上の第1実施形態では、第2流量調節手段17の他方の経路に接続される中温取り出し経路14を、高中温混合弁18と貯湯タンク11縦方向の略中間部、およびその中間部下方の下部に形成された導出口11e、11fとの間に設けられる中温取り出し経路14に分岐させて第2流量調節手段17に接続するように構成したが、これに限らず、図14に示すように、別体の中温取り出し経路14を設け、その先端に第2流量調節手段17に接続し、貯湯タンク11縦方向の略中間部に設けられた導出口11fに接続するように構成しても良い。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the intermediate temperature take-out
(第3実施形態)
以上の実施形態では、給湯用流体加熱回路K1において、水熱交換器22の流出側と貯湯タンク11の吐出口11bとの間に、水熱交換器22の流出側、第2流量調節手段17、第1流量調節手段16、貯湯タンク11の吐出口11bの順に配設するように構成したが、これに限らず、水熱交換器22の流出側、第1流量調節手段16、第2流量調節手段17、貯湯タンク11の吐出口11bの順に配設するように構成しても良い。
(Third embodiment)
In the above embodiment, in the hot water supply fluid heating circuit K1, between the outflow side of the
より具体的には、図15に示すように、第1流量調節手段16を一方の経路に水熱交換器22の流出側を接続し、他方の経路の一方をブライン加熱回路K2側に接続し、他方の経路のもう一方を第2流量調節手段17の他方の経路の一方に接続する。そして、第2流量調節手段17の一方の経路を中温取り出し経路14側に接続し、第2流量調節手段17の他方の経路のもう一方を貯湯タンク11の吐出口11b側に接続する。
More specifically, as shown in FIG. 15, the first flow rate adjusting means 16 is connected to one path on the outflow side of the
つまり、一方の第2流量調節手段17は、中温取り出し経路14から取り出した給湯水もしくは貯湯タンク11の上部から取り出した給湯水のいずれか一方が第1流量調節手段16に流通するように切り換えられる。他方の第1流量調節手段16は、水熱交換器22を流出した給湯水を水ブライン熱交換器34の1次側流路34aに流通させるか、第2流量調節手段17側に流通するように切り換えられる。
That is, one of the second flow rate adjusting means 17 is switched so that either the hot water extracted from the intermediate
これにより、これら二つの流量調節手段16,17を水熱交換器22の流出側と貯湯タンク11の吐出口11bとの間に配設することで、水熱交換器22の流出側と、ブライン加熱回路K2、貯湯タンク11の上部、および貯湯タンク11の中間部とが連通することができる。従って、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水を水ブライン熱交換器34の1次側流路34aに流通させることができる。
Thus, these two flow rate adjusting means 16 and 17 are disposed between the outflow side of the
または、貯湯タンク11の上部の高温の給湯水もしくは貯湯タンク11の中間部の中温の給湯水を水ブライン熱交換器34の1次側流路34aに流通させることができる。
Alternatively, the hot hot water at the upper part of the hot
(第4実施形態)
以上の実施形態では、給湯用流体加熱回路K1において、水熱交換器22の流出側と貯湯タンク11の吐出口11bとの間に、水熱交換器22の流出側、第2流量調節手段17、第1流量調節手段16、貯湯タンク11の吐出口11bの順に配設するように構成したが、これに限らず、図16に示すように、第1流量調節手段16を水熱交換器22の流出側と貯湯タンク11の吐出口11bとの間に配設し、第2流量調節手段17を中温取り出し経路14の分岐点Aと水ブライン熱交換器34の1次側流路34aとを繋ぐ間に配設し、第2流量調節手段17の一方の経路と第1流量調節手段16の他方の経路のもう一方とを繋ぐように構成しても良い。
(Fourth embodiment)
In the above embodiment, in the hot water supply fluid heating circuit K1, between the outflow side of the
図16は中温(例えば、40〜60℃程度)の沸き上げ運転による暖房運転における給湯用流体加熱回路K1側の流量がブライン加熱回路K2側の流量よりも多いときである。つまり、上述の図5の運転モードと同じであって、より具体的には、図16に示すように、第2流量調節手段17を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第1流量調節手段16を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。 FIG. 16 shows a case where the flow rate on the hot water supply fluid heating circuit K1 side is higher than the flow rate on the brine heating circuit K2 side in the heating operation by the boiling operation at an intermediate temperature (for example, about 40 to 60 ° C.). That is, it is the same as the operation mode of FIG. 5 described above. More specifically, as shown in FIG. 16, the second flow rate adjusting means 17 is switched to an intermediate opening degree where the other path communicates with each other. 1 The flow rate adjusting means 16 is switched to an opening degree at which one path and the other path communicate.
つまり、一方の第1流量調節手段16を水熱交換器22の流出側と第2流量調節手段17の一方の経路と連通する開度に切り換える。他方の第2流量調節手段17を中温取り出し経路14の分岐点Aと水ブライン熱交換器34の1次側流路34aとが連通する中間開度に切り換える。
In other words, one of the first flow rate adjusting means 16 is switched to an opening degree communicating with the outflow side of the
これにより、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた中温(例えば、40〜60℃程度)の給湯水がブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印b、c)されるとともに、第2流量調節手段17により給湯用流体加熱回路K1側の余剰の給湯水が中温取り出し経路14に吐出(図中に示す矢印d)される。
Thereby, the hot water heated at the medium temperature (for example, about 40 to 60 ° C.) boiled by the heat pump
そして、中温取り出し経路14の下流となる貯湯タンク11の中間部に中温の給湯水が貯湯される)。なお、この場合において、ブライン加熱回路K2側の流量を低下させても、水ブライン熱交換器34の2次側流路34bを流出するブラインの出口温度が目標出口温度を超えるときは、第2流量調節手段17を中間開度ではなく、ブライン加熱回路K2側に通ずる他方の経路を絞るように制御すると良い。
Then, intermediate temperature hot water is stored in an intermediate portion of the hot
ところで、以上の実施形態では、貯湯タンク11内の中温の給湯水を暖房の熱源としてブライン加熱回路K2側に流通させているときに、図9に示すように、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げた給湯水を貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を行うことができなかったが、本実施形態では、貯湯タンク内の給湯水を用いた暖房運転と貯湯タンク11内に高温の給湯水を貯湯する貯湯運転が同時に行うことができる。
By the way, in the above embodiment, when the medium temperature hot water in the hot
より具体的には、図17に示すように、第1流量調節手段16を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換えるとともに、第2流量調節手段17を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換える。 More specifically, as shown in FIG. 17, the first flow rate adjusting means 16 is switched to an opening degree at which one path and either of the other paths communicate with each other, and the second flow rate adjusting means 17 is switched between the other paths. Switch to the intermediate opening for communication.
つまり、一方の第1流量調節手段16を水熱交換器22の流出側と貯湯タンク11の吐出部11bとが連通されるように切り換える。これにより、給湯用流体加熱回路K1とブライン加熱回路K2とが閉塞される。つまり、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水を貯湯タンク11の吐出部11bに貯湯(図中に示す矢印d)することができる。
That is, one of the first flow rate adjusting means 16 is switched so that the outflow side of the
また、この場合には、高温(90℃)の沸き上げ温度で、かつ最大の加熱能力で沸き上げ運転をさせて貯湯運転を行うように制御される。従って、例えば、暖房運転を行っているときに、貯湯タンク11内の貯湯量が所定値未満であったときに、暖房運転と同時に貯湯運転ができる。
Further, in this case, the hot water storage operation is controlled by performing the boiling operation at the high boiling temperature (90 ° C.) and the maximum heating capacity. Therefore, for example, when performing the heating operation, when the amount of hot water stored in the hot
さらに、他方の第2流量調節手段17を中温取り出し経路14と水ブライン熱交換器34の1次側流路34aとが連通する中間開度に切り換える。これにより、中温取り出し経路14を介して貯湯タンク中間部に貯湯された中温の給湯水がブライン加熱回路K2側に流通(図中に示す矢印a、b)される。従って、貯湯タンク11内に貯えられた中温の給湯水を用いて暖房することができる。
Further, the other second flow rate adjusting means 17 is switched to an intermediate opening degree at which the intermediate
ところで、ブライン加熱回路K2に流通させる貯湯タンク中間部の給湯水は、水ブライン熱交換器34から流出するブラインの目標出口温度近傍以上の給湯水が三方弁15によって、導出口11eもしくは一方の導出口11fのいずれか一方を選択するようにすると良い。
By the way, the hot water in the intermediate portion of the hot water storage tank to be circulated through the brine heating circuit K2 is the hot water having a temperature equal to or higher than the target outlet temperature of the brine flowing out from the water
なお、本実施形態では、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路K2側に流通させるか、または貯湯タンク11内の中温の給湯水を暖房の熱源としてブライン加熱回路K2側に流通させたが、これに限らず、貯湯タンク11上部の高温の給湯水を暖房の熱源としてブライン加熱回路K2側に流通させることもできる。
In the present embodiment, the hot water boiled by the heat pump
より具体的には、図18に示すように、第1流量調節手段16を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第2流量調節手段17を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。 More specifically, as shown in FIG. 18, the first flow rate adjusting means 16 is switched to an intermediate opening degree where the other path communicates with each other, and the second flow rate adjusting means 17 is switched to one path and the other path. Switch to the degree of opening that communicates.
つまり、一方の第1流量調節手段16を第2流量調節手段17の一方の経路と貯湯タンク11上部とが連通される中間開度に切り換える。他方の第2流量調節手段17を水熱交換器22の流出側と水ブライン熱交換器34の1次側流路34aとが連通される開度に切り換える。
That is, one of the first flow rate adjusting means 16 is switched to an intermediate opening degree at which one path of the second flow rate adjusting means 17 communicates with the upper part of the hot
これにより、第2流量調節手段17により中温取り出し経路14側とブライン加熱回路K2側とが閉塞される。第1、第2流量調節手段16、17により貯湯タンク11上部と水ブライン熱交換器34の1次側流路34aとが連通(図中に示す矢印a、b、c)される。従って、貯湯タンク11上部の高温の給湯水を暖房の熱源としてブライン加熱回路K2側に流通することができる。
As a result, the intermediate
次に、暖房運転開始時におけるヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水の沸き上げ温度が低いときには、水熱交換器22の流出側と中温取り出し経路14の分岐点Aとが連通するように第1流量調節手段16と第2流量調節手段17とを切り換えるように構成しても良い。
Next, when the boiling temperature of the hot water heated by the heat pump
具体的には、図19に示すように、第1流量調節手段16を第2流量調節手段17の一方の経路に流通するように切り換え、第2流量調節手段17を一方の経路と中温取り出し経路14の分岐点Aとが連通するように切り換える。 Specifically, as shown in FIG. 19, the first flow rate adjusting means 16 is switched to flow through one path of the second flow rate adjusting means 17, and the second flow rate adjusting means 17 is switched between the one path and the intermediate temperature extraction path. The 14 switching points A are switched so as to communicate with each other.
これにより、ヒートポンプ熱源機20で沸き上げられた給湯水が貯湯タンク11の中間部に流通(図中に示す矢印b、c)される。従って、沸き上げ温度が目標沸き上げ温度よりも低いときは、貯湯タンク11の中間部に戻される。なお、このときは、沸き上げ温度の低い給湯水を貯湯タンク11上部の高温の給湯水に混入することを防止できる。
Thereby, the hot water boiled by the heat pump
(他の実施形態)
以上の実施形態では、流量調節手段16,17を一方の経路といずれか他方の経路との連通割合を可変する比例弁を用いたが、これに限らず、給湯用流体加熱回路K1、ブライン加熱回路K2、貯湯タンク11の上部、および貯湯タンク11の中間部との連通を必要に応じて切り換えることができる切換弁であっても良い。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the flow rate adjusting means 16 and 17 are proportional valves that change the communication ratio between one path and the other path. However, the present invention is not limited to this, and the hot water supply fluid heating circuit K1 and brine heating are used. A switching valve that can switch communication between the circuit K2, the upper part of the hot
また、以上の実施形態では、ヒートポンプ熱源機20を高温側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルから構成させたが、これに限らず、例えば、フロン冷媒を用いた一般的なヒートポンプサイクルで構成しても良い。また、減圧器として膨張弁23を用いたが、エジェクタを含めて他の減圧器を用いたヒートポンプサイクルでも良い。
In the above embodiment, the heat pump
また、以上の実施形態では、暖房ユニット30として、一つの床暖房装置を暖房器31として構成させて適用させたが、これに限らず、接続する暖房器31の種類や数量などの構成は異なるものであっても良い。また、制御装置40は、タンクユニット10、ヒートポンプ熱源機20、および暖房ユニット30を別々に制御するように構成しても良い。
Moreover, in the above embodiment, as the
11…貯湯タンク
14…中温取り出し経路
16…第1流量調整手段
17…第2流量調整手段
20…ヒートポンプ熱源機
21…圧縮機
22…水熱交換器(放熱器)
31…暖房器
34…水ブライン熱交換器
34a…1次側流路
34b…2次側流路
Bj…ブライン循環回路
K1…給湯用流体加熱回路
K2…ブライン加熱回路
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
圧縮機(21)と放熱器(22)とを有し、前記放熱器(22)に前記貯湯タンク(11)から低温の給湯用流体を通水して沸き上げ運転を行うヒートポンプ熱源機(20)と、
前記貯湯タンク(11)の下部から取り出した低温の給湯用流体を前記ヒートポンプ熱源機(20)によって沸き上げ、その沸き上げられた給湯用流体を前記貯湯タンク(11)の上部に戻す給湯用流体加熱回路(K1)と、
給湯用流体が通過する1次側流路(34a)とブラインが通過する2次側流路(34b)とを有し、給湯用流体によってブラインを加熱する水ブライン熱交換器(34)と、
前記貯湯タンク(11)から取り出した給湯用流体を前記水ブライン熱交換器(34)に流通させた後、前記貯湯タンク(11)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(34)にて加熱されたブラインを暖房の用途に放熱する暖房器(31)とを備える貯湯式給湯暖房装置において、
前記貯湯タンク(11)から中温の給湯用流体を取り出す中温水取り出し経路(14)が設けられ、
前記給湯用流体加熱回路(K1)および前記ブライン加熱回路(K2)は、前記ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた給湯用流体、前記中温水取り出し経路(14)から取り出された中温の給湯用流体、もしくは前記貯湯タンク(11)の上部から取り出された高温の給湯用流体のいずれかを前記ブライン加熱回路(K2)側に流通するように構成し、前記中温水取り出し経路(14)から取り出された中温の給湯用流体が前記ブライン加熱回路(K2)側に流通しているときに、前記ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた高温の給湯用流体を前記貯湯タンク(11)の上部に戻すように構成し、
前記給湯用流体加熱回路(K1)および前記ブライン加熱回路(K2)には、前記ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた給湯用流体を前記中温水取り出し経路(14)側および前記貯湯タンク(11)の上部側の少なくとも一方に流通させるように流路を切り換える第1流量調整手段(16)と、前記ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた給湯用流体を前記水ブライン熱交換器(34)側および前記中温取り出し経路(14)側の少なくとも一方に流通させるように流路を切り換える第2流量調整手段(17)と、が設けられ、
前記第1流量調整手段(16)は、前記ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた給湯用流体の流れに関して、前記第2流量調整手段(17)よりも上流に配置され、
前記第2流量調整手段(17)は、前記第1流量調整手段(16)から前記中温水取り出し経路(14)に至る経路の途中に配置され、
前記第1流量調整手段(16)と前記第2流量調整手段(17)は、前記中温水取り出し経路を閉塞して前記貯湯タンク(11)から中温の給湯用流体を取り出すことなく、前記ヒートポンプ熱源機(20)で沸き上げられた給湯用流体と前記貯湯タンク(11)の上部から取り出された高温の給湯用流体とを前記ブライン加熱回路(K2)へ流通させるように流路を切り換えることを特徴とする貯湯式給湯暖房装置。 A hot water storage tank (11) for storing hot water supply fluid;
A heat pump heat source device (20) having a compressor (21) and a radiator (22), and performing a boiling operation by passing a low-temperature hot water supply fluid from the hot water storage tank (11) to the radiator (22). )When,
The low temperature hot water supply fluid taken out from the lower part of the hot water storage tank (11) is boiled by the heat pump heat source device (20), and the hot water supply fluid is returned to the upper part of the hot water storage tank (11). A heating circuit (K1);
A water brine heat exchanger (34) having a primary flow path (34a) through which the hot water supply fluid passes and a secondary flow path (34b) through which the brine passes, and for heating the brine with the hot water supply fluid;
A brine heating circuit (K2) for returning the hot water supply fluid taken out from the hot water storage tank (11) to the lower part of the hot water storage tank (11) after passing through the water brine heat exchanger (34);
In the hot water storage type hot water supply and heating device comprising a heater (31) that dissipates the brine heated in the water brine heat exchanger (34) for heating purposes,
An intermediate temperature water extraction path (14) for extracting an intermediate temperature hot water supply fluid from the hot water storage tank (11) is provided,
The hot water supply fluid heating circuit (K1) and the brine heating circuit (K2) are a hot water heated by the heat pump heat source unit (20) and an intermediate temperature hot water supply taken out from the intermediate temperature water extraction path (14). Either a hot fluid or a hot hot water supply fluid taken out from the upper part of the hot water storage tank (11) is circulated to the brine heating circuit (K2) side, and the intermediate hot water take-out route (14) is used. When the medium-temperature hot water supply fluid taken out is circulating to the brine heating circuit (K2) side, the high-temperature hot water supply fluid boiled by the heat pump heat source unit (20) is supplied to the hot water storage tank (11). Configured to return to the top,
In the hot water supply fluid heating circuit (K1) and the brine heating circuit (K2), the hot water supply fluid boiled by the heat pump heat source device (20) is supplied to the intermediate hot water take-out path (14) side and the hot water storage tank ( 11) the first flow rate adjusting means (16) for switching the flow path so as to circulate to at least one of the upper side, and the hot-water supply fluid boiled by the heat pump heat source unit (20) to the water brine heat exchanger ( 34) and a second flow rate adjusting means (17) for switching the flow path so as to flow to at least one of the intermediate temperature extraction path (14) side, and
The first flow rate adjusting means (16) is arranged upstream of the second flow rate adjusting means (17) with respect to the flow of the hot water supply fluid boiled up by the heat pump heat source unit (20),
The second flow rate adjusting means (17) is arranged in the middle of the path from the first flow rate adjusting means (16) to the intermediate hot water extraction path (14),
The first flow rate adjusting means (16) and the second flow rate adjusting means (17) close the intermediate warm water take-out path and take out the medium temperature hot water supply fluid from the hot water storage tank (11). Switching the flow path so that the hot water supply fluid boiled by the machine (20) and the hot water supply fluid taken out from the upper part of the hot water storage tank (11) are circulated to the brine heating circuit (K2). A hot water storage / heating system featuring hot water storage.
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