JP5810042B2 - 給湯暖房システム - Google Patents
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図1に示すように、本実施例に係る給湯暖房システム2は、タンクユニット4と、ヒートポンプユニット6と、熱源機ユニット8と、制御装置100を備えている。
次いで、本実施例の給湯暖房システム2の動作について説明する。以下では、給湯暖房システム2が実施する、給湯加熱運転、除霜運転、給湯運転、暖房加熱運転、湯はり運転および追い焚き運転について順に説明する。
給湯加熱運転では、タンク10内の給湯用水をヒートポンプ50で加熱し、高温となった給湯用水をタンク10に戻す。給湯加熱運転を実行する際には、制御装置100は圧縮機62およびファン56を駆動してヒートポンプ50を作動させるとともに、給湯用水循環ポンプ22を駆動する。この際、ヒートポンプ50では、開閉弁66を閉じた状態で圧縮機62を駆動する。
除霜運転は、外気温が低い状況において、ヒートポンプ50の空気熱交換器54に付着した霜を除去するための運転である。制御装置100から除霜運転の開始が指示されると、ヒートポンプユニット6では、開閉弁66を開いた状態で、圧縮機62を駆動する。これにより、冷媒が高温のまま空気熱交換器54を通過して、空気熱交換器54に付着した霜を除去することができる。所定時間が経過して、空気熱交換器54に付着した霜が除去されると、制御装置100は除霜運転を終了する。
給湯運転は、タンク10内の給湯用水を給湯栓38に供給する運転である。給湯運転は、上記の給湯加熱運転と並行して行うこともできる。給湯栓38が開かれると、水道水供給源32からの水圧によって、水道水導入路24(第1導入路24a)からタンク10の下部に水道水が流入する。同時に、タンク10上部の給湯用水が、第1給湯路36を介して給湯栓38に供給される。
暖房加熱運転は、ヒートポンプ50によって暖房用水を加熱し、高温となった暖房用水を用いて低温暖房機78や高温暖房機76によって暖房する運転である。利用者によって暖房加熱運転の実行が指示されると、制御装置100は、暖房用水調整弁90の開度を低温暖房機78や高温暖房機76の負荷に応じて調整し、暖房用水循環ポンプ74を回転させる。さらに、制御装置100は、開閉弁66を閉じた状態で圧縮機62を駆動する。これによって、三流体熱交換器58で加熱された暖房用水が、シスターン70を経て、低温暖房機78や高温暖房機76に供給される。さらに、制御装置100は、必要に応じて暖房用バーナ82を作動する。これにより、高温暖房機76には、暖房用バーナ82での加熱によってさらに高温となった暖房用水が供給される。暖房運転においては、低温暖房機78に供給される暖房用水の温度が低温暖房設定温度となるように、また高温暖房機76に供給される暖房用水の温度が高温暖房設定温度となるように、暖房用水調整弁90の開度や、ヒートポンプ50の動作や、暖房用バーナ82の出力が調整される。
湯はり運転は浴槽98に湯はりをする運転である。利用者が湯はり運転の開始を指示すると、給湯暖房システム2は湯はり運転を開始する。湯はり運転においては、注湯電磁弁42を開く。注湯電磁弁42が開くと、水道水供給源32からの水圧によって、水道水導入路24(第1導入路24a)からタンク10の下部に水道水が流入する。同時に、タンク10上部の給湯用水が、第1給湯路36、給湯加熱路37、浴槽注湯路40、浴槽水循環路91を介して浴槽98に供給される。湯はり運転においては、給湯運転と同様にして、浴槽注湯路40に供給される水の温度を湯はり設定温度に調整する。浴槽98に供給される水の流量が湯はり設定水量に達すると、湯はり運転を終了する。なお、本実施例の給湯暖房システム2では、タンク10の容量は浴槽98への湯はり量よりも少ない。従って、湯はり運転の開始時においてタンク10が満蓄状態であった場合でも、湯はり運転の途中でタンク10は湯切れし、その後は湯はり運転と給湯加熱運転が並行して行われる。
追い焚き運転は、浴槽98に貯められた浴槽水を追い焚きする運転である。利用者が追い焚き運転の開始を指示すると、給湯暖房システム2は追い焚き運転を開始する。追い焚き運転においては、浴槽水循環ポンプ99を駆動する。また、追い焚き熱動弁83を開いて、暖房用水循環ポンプ74を駆動する。これにより、浴槽98の底部から浴槽水が吸い出されて、追い焚き熱交換器97で暖房用水との熱交換によって加熱される。加熱された浴槽水は、浴槽98の側部へ戻される。追い焚き運転においては、暖房加熱運転と同様にして、ヒートポンプ50による暖房用水の加熱と、暖房用バーナ82による暖房用水の加熱が行われる。追い焚き運転は、暖房加熱運転の一態様ということもできる。
給湯暖房システム2において、給湯加熱運転と暖房加熱運転が同時に実行されると、ヒートポンプ50の三流体熱交換器58では、給湯用水の加熱と暖房用水の加熱が同時に行われる。このような場合、給湯側と暖房側へ、ヒートポンプ50の加熱能力を適切に分配する必要がある。給湯暖房システム2では、給湯加熱運転と暖房加熱運転が同時に実行されると、図2に示すように、制御装置100が給湯側と暖房側への加熱能力の分配処理を行う。
給湯暖房システム2では、利用者の要求に応じて給湯運転や湯はり運転を行う前に、給湯加熱運転を実行してタンク10を満蓄状態としておくことが好ましい。そこで、本実施例の給湯暖房システム2では、単位期間(例えば一日)の開始時点で、制御装置100が図3に示すような給湯加熱運転のスケジューリング処理を行う。
4 タンクユニット
6 ヒートポンプユニット
8 熱源機ユニット
10 タンク
12、14、16、18 サーミスタ
20 タンク水循環路
21 サーミスタ
22 給湯用水循環ポンプ
24 水道水導入路
24a 第1導入路
24b 第2導入路
26、28 逆止弁
30 混合弁
32 水道水供給源
33 熱源機バイパス路
34 バイパス弁
36 第1給湯路
37 給湯加熱路
38 給湯栓
39 第2給湯路
40 浴槽注湯路
42 注湯電磁弁
50 ヒートポンプ
52 冷媒循環路
54 空気熱交換器
56 ファン
58 三流体熱交換器
60 膨張弁
62 圧縮機
64 冷媒バイパス路
66 開閉弁
70 シスターン
72 暖房往路
73 第1暖房加熱路
74 暖房用水循環ポンプ
75 低温暖房循環路
76 高温暖房機
77 高温暖房循環路
78 低温暖房機
79 追い焚き循環路
81 給湯用バーナ
82 暖房用バーナ
83 追い焚き熱動弁
84 第1暖房復路
88 第2暖房加熱路
90 暖房用水調整弁
91 浴槽水循環路
94 HPバイパス路
96 第2暖房復路
97 追い焚き熱交換器
98 浴槽
99 浴槽水循環ポンプ
100 制御装置
Claims (4)
- 自然環境から吸熱して給湯用熱媒および暖房用熱媒を加熱するヒートポンプと、
給湯用熱媒を利用して給湯する給湯装置と、
暖房用熱媒を利用して暖房する暖房装置と、
ヒートポンプによって加熱される給湯用熱媒の流量を調整する流量調整手段を備えており、
給湯用熱媒をヒートポンプによって加熱する給湯加熱運転と、暖房用熱媒をヒートポンプによって加熱する暖房加熱運転を実行可能であり、
給湯加熱運転と暖房加熱運転が同時に実行される場合に、給湯加熱運転のみを実行する場合に比べて、ヒートポンプによって加熱される給湯用熱媒の流量を低減させることで、給湯用熱媒の吸熱量を低減させる、給湯暖房システム。 - 給湯装置が、給湯用熱媒を貯めるタンクを備えている請求項1の給湯暖房システム。
- タンクとヒートポンプの間で給湯用熱媒を循環させる循環ポンプをさらに備えており、
流量調整手段が、循環ポンプの回転数を低減させることで、ヒートポンプによって加熱される給湯用熱媒の流量を低減させる請求項2の給湯暖房システム。 - 給湯装置が、燃料の燃焼によって給湯用熱媒を加熱する補助熱源機を備える請求項1から3の何れか一項の給湯暖房システム。
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