JP5747838B2 - 暖房給湯システム - Google Patents
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Description
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1としての暖房給湯システム100の回路構成図である。図1に示す暖房給湯システム100は、蒸気圧縮式冷凍サイクル(ヒートポンプサイクル)の冷媒回路を搭載したヒートポンプユニット1と、貯湯タンク11内の水を加熱する加熱循環回路を搭載した貯湯タンクユニット10と、加熱循環回路の一部により構成され、室内を暖房する暖房ユニット30とを備えている。
暖房給湯システム100は、暖房ユニット30に要求される暖房要求(すなわち、暖房熱交換器31,32において熱交換を行う要求)及び貯湯タンクユニット10に要求される給湯要求(すなわち、給湯熱交換器19において熱交換を行う要求)に応じて、ヒートポンプユニット1、貯湯タンクユニット10及び暖房ユニット30に搭載されている各機器の制御を行い、暖房運転モード、給湯運転モード、または暖房給湯運転モードを実行する。以下、各運転モードにおける運転動作について詳細に説明する。
先ず、図3を参照して、給湯運転モードについて説明する。図3は、給湯運転モードにおける熱媒体の循環回路について説明するための図である。尚、図3中の矢印は冷媒および熱媒体の流れ方向を示している。暖房要求が出されていない状態で給湯要求が出されると給湯運転モードによる運転が行われる。給湯運転モードでは、この図に示すとおり、四方弁20は入口aと出口cとが連通するように切り替えられる。これにより、熱媒体ポンプ18、冷媒−水熱交換器3、給湯熱交換器19、および四方弁20が、熱媒体配管13、熱媒体配管12、およびバイパス配管23によって環状に接続された熱媒体の循環回路が形成される。この状態にてヒートポンプユニット1及び貯湯タンクユニット10の運転を実施する。そうすると、形成された循環回路では、熱媒体ポンプ18により送流された熱媒体は貯湯タンクユニット10より流出し、熱媒体配管13を経由してヒートポンプユニット1に流入する。熱媒体は、ヒートポンプユニット1に流入後、冷媒−水熱交換器3にて冷媒により加熱され、高温状態となる。この高温の熱媒体は、ヒートポンプユニット1より流出し、熱媒体配管12を経由して、再び貯湯タンクユニット10に流入する。熱媒体は、その後、給湯熱交換器19に流入し、水と熱交換を行うことで貯湯タンク11内の水を加熱し、熱媒体は低温となる。この温度低下した熱媒体は、その後、再び熱媒体ポンプ18に流入する。これにより、貯湯タンク11内の水が熱媒体によって有効に加熱される。
次に、図4を参照して、暖房運転モードについて説明する。図4は、暖房運転モードにおける熱媒体の循環回路について説明するための図である。尚、図4中の矢印は冷媒および熱媒体の流れ方向を示している。給湯要求が出されていない状態で暖房要求が出されると暖房運転モードによる運転が行われる。暖房運転モードでは、この図に示すとおり、四方弁20は入口bと出口dとが連通するように切り替えられる。これにより、熱媒体ポンプ18、冷媒−水熱交換器3、四方弁20、および暖房熱交換器31,32が、熱媒体配管13、熱媒体配管12、バイパス配管22、熱媒体配管14、および熱媒体配管15によって環状に接続された熱媒体の循環回路が形成される。この状態にてヒートポンプユニット1及び暖房ユニット30の運転を実施する。そうすると、形成された循環回路では、熱媒体ポンプ18により送流された熱媒体が貯湯タンクユニット10より流出し、熱媒体配管13を経由してヒートポンプユニット1に流入する。熱媒体は、ヒートポンプユニット1に流入後、冷媒−水熱交換器3にて冷媒により加熱され、高温状態となる。この高温の熱媒体は、ヒートポンプユニット1より流出し、熱媒体配管12を経由して、再び貯湯タンクユニット10に流入する。熱媒体は、その後、四方弁20を経由して貯湯タンクユニット10から流出し、熱媒体配管14を経由して、暖房ユニット30に流入する。暖房熱交換器31,32にて熱媒体と室内空気とが熱交換することにより室内を暖房し、熱媒体は低温となる。低温となった熱媒体は、暖房ユニット30から流出し、熱媒体配管15を経由して貯湯タンクユニット10に流入し、再び熱媒体ポンプ18に流入する。これにより、室内が熱媒体によって有効に加熱される。
更に、図5を参照して、暖房給湯運転モードについて説明する。図5は、暖房給湯運転モードにおける熱媒体の循環回路について説明するための図である。尚、図5中の矢印は冷媒および熱媒体の流れ方向を示している。暖房要求と給湯要求との両要求が出されると暖房給湯運転モードによる運転が行われる。暖房給湯運転モードでは、この図に示すとおり、四方弁20は入口aと出口dとが連通するように切り替えられる。これにより、熱媒体ポンプ18、冷媒−水熱交換器3、給湯熱交換器19、四方弁20、および暖房熱交換器31,32が、熱媒体配管13、熱媒体配管12、熱媒体配管14、および熱媒体配管15によって環状に接続された熱媒体の循環回路が形成される。この状態にてヒートポンプユニット1、貯湯タンクユニット10、および暖房ユニット30の運転を実施する。そうすると、形成された循環回路では、熱媒体ポンプ18により送流された熱媒体は貯湯タンクユニット10より流出し、熱媒体配管13を経由してヒートポンプユニット1に流入する。熱媒体は、ヒートポンプユニット1に流入後、冷媒−水熱交換器3にて冷媒により加熱され、高温状態となる。この高温の熱媒体は、ヒートポンプユニット1より流出し、熱媒体配管12を経由して、再び貯湯タンクユニット10に流入する。熱媒体は、その後、給湯熱交換器19に流入し、水と熱交換を行うことで貯湯タンク11内の水を加熱し、熱媒体は低温となる。これにより、貯湯タンク11内の水が熱媒体によって有効に加熱される。
3 冷媒−水熱交換器(加熱手段)
10 貯湯タンクユニット
11 貯湯タンク
12 熱媒体配管(循環配管)
13 熱媒体配管(循環配管)
14 熱媒体配管(循環配管)
15 熱媒体配管(循環配管)
18 熱媒体ポンプ
19 貯湯熱交換機
20 四方弁(切替手段)
22 バイパス配管(第1のバイパス配管)
23 バイパス配管(第2のバイパス配管)
24 温度センサ(温度検出手段)
30 暖房ユニット
31,32 暖房熱交換器
40 三方弁(第1の三方弁)
41 三方弁(第2の三方弁)
Claims (7)
- 熱媒体を加熱する加熱手段と、
前記熱媒体と水との間で熱交換を行う給湯熱交換器と、
前記給湯熱交換器により加熱された水を貯湯する貯湯タンクと、
前記熱媒体により室内を暖房する暖房熱交換器と、
前記熱媒体を送流する熱媒体ポンプと、
前記熱媒体ポンプの吐出側、前記加熱手段、前記給湯熱交換器、前記暖房熱交換器および前記熱媒体ポンプの吸込側を順に環状に接続する循環配管と、
前記循環配管から前記給湯熱交換器をバイパスする第1のバイパス配管と、
前記循環配管から前記暖房熱交換器をバイパスする第2のバイパス配管と、
前記給湯熱交換器と前記第1のバイパス配管との間、および前記暖房熱交換器と前記第2のバイパス配管との間で熱媒体の回路をそれぞれ切り替える切替手段と、
前記給湯熱交換器において熱交換を行う給湯要求および前記暖房熱交換器において熱交換を行う暖房要求の有無に応じて、前記切替手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする暖房給湯システム。 - 前記給湯熱交換器から吐出した熱媒体の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が室内温度よりも高い場合であって、前記給湯要求および前記暖房要求の両要求が出されている場合に、前記切替手段を制御して、熱媒体が前記給湯熱交換器および前記暖房熱交換器を通過する回路を形成することを特徴とする請求項1記載の暖房給湯システム。 - 前記制御手段は、前記加熱手段の動作が制限されている状態で前記暖房要求が出された場合に、前記切替手段を制御して、熱媒体が前記給湯熱交換器および前記暖房熱交換器を通過する回路を形成することを特徴とする請求項1または2記載の暖房給湯システム。
- 前記切替手段は、前記第1のバイパス配管と前記循環配管との合流部と、前記第2のバイパス配管と前記循環配管との分岐部とを含む部位に設けられた四方弁であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の暖房給湯システム。
- 前記切替手段は、
前記第1のバイパス配管と前記循環配管との合流部に設けられた第1の三方弁と、
前記第2のバイパス配管と前記循環配管との分岐部に設けられた第2の三方弁と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の暖房給湯システム。 - 前記切替手段は、
前記第1のバイパス配管の途中に設けられた第1の二方弁と、
前記循環配管における前記第1のバイパス配管との分岐部と合流部との間に設けられた第2の二方弁と、
前記第2のバイパス配管の途中に設けられた第3の二方弁と、
前記循環配管における前記第2のバイパス配管との分岐部と合流部との間に設けられた第4の二方弁と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の暖房給湯システム。 - 前記加熱手段はヒートポンプであることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の暖房給湯システム。
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