JP5596587B2

JP5596587B2 - 温水暖房装置

Info

Publication number: JP5596587B2
Application number: JP2011027499A
Authority: JP
Inventors: 裕治早津; 正巳山口; 直幸内山
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2031-02-10
Also published as: JP2012167838A

Description

この発明は、熱源機により加熱された循環液を暖房機が接続された暖房回路に循環させて暖房を行う温水暖房装置に関するものである。

従来からこの種のものに於いては、室外の空気と冷媒との熱交換を行う空気熱交換器を備えたヒートポンプユニットからなる室外機により冷媒を加熱し、加熱された冷媒と室内の暖房回路を循環する循環液とを冷媒水熱交換器により熱交換することにより循環液を加熱し、加熱した循環液を暖房回路の放熱器等の暖房機に循環させて暖房を行っていた。

ところでこの従来のものでは、冬期の暖房時に、暖房温度が高く設定された場合や室外の気温が低い場合には、空気熱交換器の温度が氷点を下回る場合があり、このような場合、空気熱交換器の表面が結霜し、空気熱交換器の熱交換効率が低下するという問題があった。

そこで、空気熱交換器の表面における結霜を防止するために、暖房時であっても、結霜が生じる条件に達したときに、冷媒の循環方向を逆転させて一時的に室内冷房の冷凍サイクルを機能させて空気熱交換器を加温して除霜を行う除霜運転を行ったり、室内機に対して並列に冷媒管に接続され、遮断機能を有するバイパス管遮断弁を備えた除霜バイパス管を設け、温水暖房をしない室内機暖房運転時にバイパス管遮断弁を所定の開度で開弁する制御を行う除霜運転を行うものがあった。（例えば、特許文献１）

特開２００５−４３０１２号公報

ところでこの従来のものでは、室外機を複数台設置し各室外機にて加熱された循環液を合流させて温水暖房運転を行う場合、そのうちの一台が除霜運転を行うと室内機に流れる循環液の温度が低下して、暖房能力が低下してしまう問題があった。

また、その除霜運転による暖房性能の低下を抑えるために、各室外機に並列に冷媒管に接続され、遮断機能を有するバイパス管遮断弁を備えた除霜バイパス管を設け、温水暖房をしない室内機暖房運転時にバイパス管遮断弁を所定の開度で開弁する制御を行う除霜運転を行う場合、室外機の部品点数が多くなってコストアップする問題があった。

この発明はこの点に着目し上記課題を解決する為、特にその構成を請求項１では、冷媒を圧縮する圧縮機と、高温冷媒の熱で循環液を加熱するための冷媒水熱交換器と、高圧冷媒を減圧する減圧器と、低温低圧冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器とが環状に接続されたヒートポンプサイクルと、圧縮機からの吐出冷媒の温度を検出する冷媒温度センサと、空気熱交換器に熱源となる空気を供給するための送風手段とを有する熱源機を複数台設置すると共に、各熱源機により加熱された循環液を熱動弁を介して合流させる熱源側往きヘッダーと、該熱源側往きヘッダーの下流側に接続されたシスターンタンクと、該シスターンタンクの下流側に接続された循環ポンプと、放熱器から戻ってきた循環液を各熱源機に分流させる熱源側戻りヘッダーを備えた循環ポンプユニットとを備えた温水暖房装置に於いて、前記熱源側往きヘッダーは接続口を複数備えると共に、各熱源機の冷媒水熱交換器と接続口との間に熱動弁を設け、暖房運転中に除霜運転を行う熱源機があった時、除霜運転を行う熱源機と接続されている熱動弁を閉塞するものである。

又請求項２に係る温水暖房装置では、特にその構成を請求項１に於いて、前記熱源機の除霜運転が複数台同時に行うことを禁止したものである。

この発明の請求項１によれば、暖房運転中に除霜運転を行う熱源機の冷媒水熱交換器の下流側と接続している熱動弁を閉塞するので、除霜運転により温度の低下した循環液が放熱器に流れる循環液と混ざって、それにより放熱器に流れる循環液の温度が低下するのを防止して、暖房運転能力の低下を抑えることができるものである。

又、本発明の請求項２に記載の温水暖房装置によれば、熱源機の除霜運転が複数台同時に行うことを禁止したので、放熱器に流れる高温の循環液の流量が急激に減少するのを防止し、暖房運転能力の低下を抑えることができるものである。

この発明の一実施形態を示す給湯装置の概略図。同除霜運転のフローチャート図。

次に、本発明に係る発明の１実施形態を図面に基づいて説明する。
１は熱源機で、冷媒を圧縮する圧縮機２と高温冷媒の熱で循環液を加熱するための冷媒水熱交換器３と高圧冷媒を減圧する減圧器４と低温低圧冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器５とが環状に接続されたヒートポンプサイクル６と、圧縮機２からの吐出冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ７と、空気熱交換器５に熱源となる空気を供給するための送風手段８と、該熱源機１を制御する熱源機制御部９を有しているものである。

１０は循環ポンプユニットで、熱源側往きヘッダー１１と、該熱源側往きヘッダー１１の下流側に接続されたシスターンタンク１２と、該シスターンタンク１２の下流側に接続された循環ポンプ１３と、熱源側戻りヘッダー１４とを備えたものである。

前記熱源側往きヘッダー１１は、開閉バルブ１５を有する接続口１６を複数備えると共に、各熱源機１の冷媒水熱交換器３により加熱された循環液が流入する各接続口１６からの循環液を合流する合流口１７を有し、熱源機１の冷媒水熱交換器３と接続口１６との間に通電及び非通電により開閉する熱動弁１８を設け、合流口１６には循環液の気液分離を行うシスターンタンク１２が接続され、該シスターンタンク１２の下流側に循環ポンプ１３が接続されているものであり、更にこの温水暖房装置全体を制御する制御部１９を備えたものである。

又前記熱源側戻りヘッダー１４は、開閉バルブ１５を有する接続口１６を複数備えると共に、放熱して温度の低下した循環液が流入する合流口１７と、該合流口１７に流入した循環液を各熱源機１の冷媒水熱交換器３に戻す開閉バルブ１５を有する接続口１６を複数備えたものである。

又前記熱源側往きヘッダー１１及び熱源側戻りヘッダー１４は、接続口１６の数を設置される熱源機１の台数より少なくとも１つ多く備えたものである。

２０はヘッダーボックスで、負荷側往きヘッダー２１及び負荷側戻りヘッダー２２を備え、前記負荷側往きヘッダー２１は、循環ポンプユニット１０の循環ポンプ１３からの高温の循環液が流入する合流口２３と、その流入した高温の循環液を各放熱器２４に送る接続口２５を複数備えたものである。

又負荷側戻りヘッダー２２は、各放熱器２４から放熱して温度の低下した循環液が流入する接続口２５を複数備えると共に、各接続口２５に流入した循環液を合流させて循環ポンプユニット１０の熱源側戻りヘッダー１４の合流口１７に戻す合流口２３を備えたものである。

次に図１によりこの温水暖房装置の暖房運転について説明する。
リモコン等の運転スイッチ（図示せず）をオンすると、各熱源機１のヒートポンプサイクル６が動作し、ヒートポンプサイクル６内の冷媒を加熱する。
それと同時に、循環ポンプユニット１０の熱動弁１８を非通電状態から通電状態にして閉鎖状態から開放状態にすると共に、循環ポンプユニット１０の循環ポンプ１３を動作させるものである。

それにより、熱源機１のヒートポンプサイクル６で加熱された冷媒と、低温の循環液が熱源機１の冷媒水熱交換器３にて熱交換を行い、それにより加熱された循環液は熱源機１の冷媒水熱交換器３から循環ポンプユニット１０の熱源側往きヘッダー１１の接続口１６に流入し、合流した循環液は熱源側往きヘッダー１１の合流口１７からシスターンタンク１２に流入し、更に循環ポンプ１３を通過してヘッダーボックス２０の負荷側往きヘッダー２１の合流口２３に流入する。

ヘッダーボックス２０の負荷側往きヘッダー２１の合流口２３に流入した高温の循環液は、負荷側往きヘッダー２１の各接続口２５から各放熱器２４に流入して暖房を行い、放熱して温度の低下した循環液は、負荷側戻りヘッダー２２の各接続口２５に流入して合流し、負荷側戻りヘッダー２２の合流口２３から熱源側戻りヘッダー１４の合流口１７に戻り、更に熱源側戻りヘッダー１４の各接続口１６から各熱源機１の冷媒水熱交換器３に戻って再度加熱されるものである。

次に図２の温水暖房装置の熱源機１の除霜運転について説明する。
まず複数の熱源機１の中の熱源機制御部９から除霜運転準備信号が循環ポンプユニット１０の制御部１９に発信されると（Ｓ１）、制御部１９は今、暖房運転を行っているか確認し（Ｓ２）、今、暖房運転を行っていなければ、制御部１９は除霜運転準備信号を発信した熱源機１の熱源機制御部９へ除霜運転許可信号を発信する。（Ｓ３）

又、（Ｓ２）で今、暖房運転を行っていれば、次に既に除霜運転を行っている熱源機１があるか確認し（Ｓ４）、既に除霜運転を行っている熱源機１がなければ（Ｓ３）に進み、既に除霜運転を行っている熱源機１があれば、除霜運転準備信号を発信した熱源機１の中の熱源機制御部９への除霜運転許可信号の発信を保留して（Ｓ５）、（Ｓ４）に戻る。

制御部１９は、（Ｓ３）で除霜運転許可信号を発信した後、除霜運転許可信号を発信した熱源機１の冷媒水熱交換器３の下流側と接続している熱動弁１８を閉塞する。（Ｓ６）
そして、除霜運転を行っていた熱源機１の熱源機制御部９から制御部１９に除霜運転終了信号が発信されると（Ｓ７）、制御部１９は除霜運転許可信号を発信した熱源機１の冷媒水熱交換器３の下流側と接続している熱動弁１８を開放して（Ｓ８）、除霜運転を終了した熱源機１に暖房運転を再開させ、そして（Ｓ１）に戻るものである。

以上のように、除霜運転を行う熱源機１の冷媒水熱交換器３の下流側と接続している熱動弁１８を閉塞することにより、除霜運転により温度の低下した循環液が放熱器２４に流れる循環液と混ざって、それにより放熱器２４に流れる循環液の温度が低下するのを防止して、暖房運転能力の低下を抑えることができるものである。

又、同時に熱源機１が除霜運転を行うことを防止しているので、放熱器２４に流れる高温の循環液の流量が急激に減少するのを防止し、暖房運転能力の低下を抑えることができるものである。

１熱源機
２圧縮機
３冷媒水熱交換器
４減圧器
５空気熱交換器
１０循環ポンプユニット
１１熱源側往きヘッダー
１３循環ポンプ
１４熱源側戻りヘッダー
１８熱動弁
２４放熱器

Claims

冷媒を圧縮する圧縮機と、高温冷媒の熱で循環液を加熱するための冷媒水熱交換器と、高圧冷媒を減圧する減圧器と、低温低圧冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器とが環状に接続されたヒートポンプサイクルと、圧縮機からの吐出冷媒の温度を検出する冷媒温度センサと、空気熱交換器に熱源となる空気を供給するための送風手段とを有する熱源機を複数台設置すると共に、各熱源機により加熱された循環液を熱動弁を介して合流させる熱源側往きヘッダーと、該熱源側往きヘッダーの下流側に接続されたシスターンタンクと、該シスターンタンクの下流側に接続された循環ポンプと、放熱器から戻ってきた循環液を各熱源機に分流させる熱源側戻りヘッダーを備えた循環ポンプユニットとを備えた温水暖房装置に於いて、前記熱源側往きヘッダーは接続口を複数備えると共に、各熱源機の冷媒水熱交換器と接続口との間に熱動弁を設け、暖房運転中に除霜運転を行う熱源機があった時、除霜運転を行う熱源機と接続されている熱動弁を閉塞することを特徴とする温水暖房装置。
前記熱源機の除霜運転が複数台同時に行うことを禁止したことを特徴とする請求項１記載の温水暖房装置。