JP5891038B2 - Hot water heater - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプと熱源機を併用する給湯暖房装置に関する。 The present invention relates to a hot water supply / room heating apparatus that uses both a heat pump and a heat source device.
特許文献1には、熱源としてヒートポンプと熱源機とを併用する給湯暖房装置が開示されている。この給湯暖房装置では、主に、ヒートポンプが生成した温水を貯湯タンクに貯えておき、必要時に貯湯タンク内の温水を利用して暖房や給湯を行っている。貯湯タンクでの湯切れやヒートポンプによる加熱不足が生じた場合には、補助熱源として熱源機を用いて、不足する熱量を補うことにより、暖房や給湯を行っている。 Patent Document 1 discloses a hot water supply and heating device that uses a heat pump and a heat source machine in combination as a heat source. In this hot water supply and heating device, hot water generated by a heat pump is mainly stored in a hot water storage tank, and heating and hot water supply are performed using the hot water in the hot water storage tank when necessary. When the hot water storage tank runs out of heat or the heat pump is insufficiently heated, a heat source machine is used as an auxiliary heat source to compensate for the lack of heat, thereby heating or hot water supply.
例えば、寒冷地においては、主に冬期に、電力会社が、通常の電力系統の他に、通常の電力系統よりも低料金で、暖房にのみ使用可能な特別の電力系統(いわゆる「融雪電力」)を提供する場合がある。また、その特別な電力系統からの電力の利用は、暖房目的のものに限られるという規則が定められる場合もある。しかしながら、この場合において、特別な電力系統による電力を利用して特許文献1の給湯暖房装置を動作させると、特別な電力系統による電力を利用して動作するヒートポンプによって生成された温水が、貯湯タンクに貯められてしまう。貯湯タンクに貯められた温水は、給湯と暖房のいずれにも用いることができるため、貯湯タンク内の温水が給湯用であるのか、暖房用であるのかを区別することができない。そのため、上記の例において、特別な電力系統による電力を利用して特許文献1の給湯暖房装置を動作させると、特別な電力系統からの電力の利用は暖房目的のものに限られるという規則に適合しないおそれがある。上記の場合のように、特許文献1の給湯暖房装置では、状況に応じた適切な運転を実行できないおそれがある。 For example, in cold regions, mainly in the winter, in addition to the normal power system, power companies can use a special power system that can be used only for heating at a lower price than the normal power system (so-called “snow-melting power”). ) May be provided. Further, there may be a rule that the use of power from the special power system is limited to heating purposes. However, in this case, when the hot water supply and heating apparatus of Patent Document 1 is operated using the power from the special power system, the hot water generated by the heat pump that operates using the power from the special power system is stored in the hot water storage tank. Will be saved. Since the hot water stored in the hot water storage tank can be used for both hot water supply and heating, it cannot be distinguished whether the hot water in the hot water storage tank is for hot water supply or for heating. Therefore, in the above example, when the hot water heater of Patent Document 1 is operated using the power from the special power system, the use of the power from the special power system is limited to that for heating purposes. There is a risk of not. As in the case described above, the hot water supply and heating device of Patent Document 1 may not be able to execute an appropriate operation according to the situation.
本明細書では、ヒートポンプと熱源機を併用する給湯暖房装置であって、状況に応じた適切な運転を実行することができる給湯暖房装置を開示する。 The present specification discloses a hot water supply / air heating apparatus that uses both a heat pump and a heat source device, and can execute an appropriate operation according to the situation.
本明細書が開示する給湯暖房装置は、ヒートポンプと、貯湯タンクと、暖房機構と、給湯機構と、制御手段と、を備える。ヒートポンプは、大気から吸収した熱を利用して水を加熱することにより温水を生成する。貯湯タンクは、ヒートポンプが生成した温水を貯めることができる。給湯機構は、温水を供給する。制御手段は、所定期間の間だけ利用可能な第1の電力系統と常時利用可能な第2の電力系統とに接続されている。暖房機構は、温水を利用して暖房用熱媒を加熱する熱交換器と、燃料の燃焼により発生した熱を利用して暖房用熱媒を加熱する熱源機と、暖房用熱媒からの放熱を利用して暖房する暖房機と、を備える。制御手段は、第1の電力系統が利用可能である場合には、ヒートポンプを動作させて、ヒートポンプが生成する温水を貯湯タンクに貯えずに暖房機構の熱交換器に供給する第1の運転を実行し、第1の電力系統が利用不可能である場合には、ヒートポンプを動作させずに、暖房機構の熱源機を動作させる第2の運転を実行する。 The hot water supply and heating apparatus disclosed in the present specification includes a heat pump, a hot water storage tank, a heating mechanism, a hot water supply mechanism, and a control unit. The heat pump generates warm water by heating water using heat absorbed from the atmosphere. The hot water storage tank can store the hot water generated by the heat pump. The hot water supply mechanism supplies hot water. The control means is connected to a first power system that can be used only for a predetermined period and a second power system that can always be used. The heating mechanism includes a heat exchanger that heats the heating heat medium using hot water, a heat source that heats the heating heat medium using heat generated by fuel combustion, and heat dissipation from the heating heat medium. And a heater for heating by using. Control means, when the first power system is available, to operate the heat pump, the first operating supply hot water heat pump produces a heat exchanger of the heating mechanism without stored in the hot water storage tank When the first power system is not available, the second operation for operating the heat source unit of the heating mechanism is performed without operating the heat pump .
上記の給湯暖房装置によると、制御手段は、第1の運転と、第2の運転と、第3の運転とを選択的に実行する。第1の運転では、ヒートポンプが生成する温水を貯湯タンクに貯えずに暖房機構の熱源機に供給する。第2の運転でも、ヒートポンプを動作させずに暖房機構の熱源機を動作させるため、貯湯タンクに温水は貯まらない。即ち、上記の給湯暖房装置は、ヒートポンプが生成する温水を貯湯タンクに貯めることが好ましくない状況において、適切な運転を実行することができる。従って、上記の給湯暖房装置は、状況に応じて適切な運転を実行することができる。
また、例えば、主に冬期に、寒冷地において、通常の電力系統とは別に暖房にのみ使用可能な特別の電力系統(いわゆる「融雪電力」)が提供される場合がある。また、その特別な電力系統からの電力の利用は、暖房目的のものに限られるという規則が定められる場合もある。「第1の電力系統」の語は、上記の特別の電力系統を含む。また、「第2の電力系統」の語は、上記の通常の電力系統を含む。そのような場合において、上記の給湯暖房装置は、特別な電力系統が利用可能な場合に、第1の運転を実行することができる。この場合、特別な電力系統による電力を利用して動作するヒートポンプによって生成された温水が貯湯タンクに貯められることがない。そのため、給湯暖房装置は、特別な電力系統が利用可能な場合においても適切に運転を実行することができる。一方、上記の給湯暖房装置は、特別な電力系統が利用不可能な場合に、第2の運転を実行することができる。従って、上記の給湯暖房装置は、利用可能な電力系統に応じて、適切な運転を実行することができる。
According to the hot water supply / room heating device, the control means selectively executes the first operation, the second operation, and the third operation. In the first operation, the hot water generated by the heat pump is supplied to the heat source unit of the heating mechanism without being stored in the hot water storage tank. Even in the second operation, since the heat source unit of the heating mechanism is operated without operating the heat pump, hot water is not stored in the hot water storage tank. That is, the hot water supply and heating apparatus can perform an appropriate operation in a situation where it is not preferable to store the hot water generated by the heat pump in the hot water storage tank. Therefore, the hot water heater / heater described above can perform an appropriate operation depending on the situation .
For example, a special power system (so-called “snow-melting power”) that can be used only for heating may be provided separately from a normal power system in a cold region, mainly in winter. Further, there may be a rule that the use of power from the special power system is limited to heating purposes. The term “first power system” includes the special power system described above. The term “second power system” includes the normal power system. In such a case, the hot water supply and heating device described above can execute the first operation when a special power system is available. In this case, hot water generated by a heat pump that operates using electric power from a special power system is not stored in the hot water storage tank. Therefore, the hot water supply / room heating device can appropriately perform operation even when a special power system is available. On the other hand, the hot water supply and heating device can execute the second operation when a special power system is not available. Therefore, the hot water heater / heater described above can perform an appropriate operation in accordance with an available power system.
制御手段は、第1の電力系統が利用不可能である場合には、第2の運転と、ヒートポンプを動作させて、ヒートポンプが生成する温水を貯湯タンクに貯え、貯湯タンクに貯えられた温水を給湯機構に供給する第3の運転と、を選択的に実行してもよい。第3の運転では、ヒートポンプが生成する温水を貯湯タンクに貯え、貯湯タンクに貯えられた温水を給湯機構に供給する。そのため、上記の給湯暖房装置は、ヒートポンプが生成する温水を貯湯タンクに貯えることが好ましい状況において、適切な運転を実行することができる。また、上記の給湯暖房装置は、特別な電力系統が利用不可能な場合に、第2の運転と第3の運転とを選択的に実行することができる。そのため、給湯暖房装置は、特別な電力系統が利用不可能な場合においても適切に運転を実行することができる。 When the first power system is not available , the control means operates the second operation and the heat pump, stores the hot water generated by the heat pump in the hot water storage tank, and stores the hot water stored in the hot water storage tank. The third operation for supplying the hot water supply mechanism may be selectively executed . In the third operation, the hot water generated by the heat pump is stored in a hot water storage tank, and the hot water stored in the hot water storage tank is supplied to the hot water supply mechanism. Therefore, the hot water supply and heating device described above can perform an appropriate operation in a situation where it is preferable to store the hot water generated by the heat pump in the hot water storage tank. In addition, the hot water supply and heating device described above can selectively execute the second operation and the third operation when a special power system is not available. For this reason, the hot water supply and heating device can appropriately operate even when a special power system is not available .
以下に説明する実施例の主要な特徴を以下に列記する。
(特徴1) 暖房用熱媒は水又は不凍液である。
(特徴2) ヒートポンプ用冷媒はCO2又はHFC(ハイドロフルオロカーボン)である。
The main features of the embodiments described below are listed below.
(Characteristic 1) The heating medium is water or antifreeze.
(Characteristic 2) The heat pump refrigerant is CO2 or HFC (hydrofluorocarbon).
(実施例)
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、HP(ヒートポンプ)ユニット10と、タンクユニット20と、暖房ユニット30と、給湯ユニット40と、制御装置50とを備えている。
(Example)
As shown in FIG. 1, the hot water supply /
HPユニット10は、ヒートポンプ12と、水循環ポンプ14と、HP往き管16と、HP戻り管18とを備える。ヒートポンプ12は、水と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器(図示省略)を備える。熱交換器は、水が流れる水管と、冷媒が流れる冷媒管とを備える(図示省略)。水管の両端部は、それぞれ、HP往き管16と、HP戻り管18に接続している。冷媒管内を流れる冷媒には、二酸化炭素、HFC(ハイドロフルオロカーボン)等のガスを用いることができる。本実施例では、HP往き管16を流れてきた水は、熱交換器の水管を通過する間に冷媒管内の冷媒(高温高圧)と熱交換を行う(冷媒から熱を受け取る)ことによって加熱される。熱交換を終えた高温の水は、HP戻り管18へと送り出される。水管内の水と、冷媒管内の冷媒は、互いに逆方向に流れる(カウンターフロー)ことが、効率よく熱交換を行う上では好ましい。
The HP
HP往き管16は、貯湯タンク22又は熱交換器39(いずれも後述)から送り出される水をヒートポンプ12に供給するための経路である。HP戻り管18は、ヒートポンプ12で加熱されて生成された温水を貯湯タンク22又は熱交換器39へと送り出すための経路である。水循環ポンプ14を動作させることにより、ヒートポンプ12と貯湯タンク22又は熱交換器39との間で水(温水)が循環する。
The HP
タンクユニット20は、貯湯タンク22と、タンク往き管23と、タンク戻り管25と、暖房往き管28と、暖房戻り管29とを備えている。貯湯タンク22は、ヒートポンプ12によって加熱された温水を貯える。貯湯タンク22は、密閉型であり、断熱材によって外側が覆われている。タンク往き管23は、一端が貯湯タンク22の下部と接続し、他端がHP往き管16と接続している。タンク往き管23は、貯湯タンク22の下部の水を、HP往き管16に送り出す。タンク戻り管25は、一端が貯湯タンク22の上部と接続し、他端がHP戻り管18と接続している。また、タンク戻り管25は、弁24を備えている。タンク戻り管25は、弁24が開いている場合に、HP戻り管18から送り出された温水を貯湯タンク22内に戻す。
The
暖房往き管28は、一端がHP戻り管18と接続し、他端が熱交換器39(後述)と接続している。また、暖房往き管28は、弁26を備えている。暖房往き管28は、弁26が開いている場合に、HP戻り管18から送り出された温水を熱交換器39に供給する。暖房戻り管29は、一端が熱交換器39と接続し、他端がHP往き管16と接続している。暖房戻り管29は、熱交換器39から送り出される水(低温)を、HP往き管16に送り出す。
One end of the heating forward
暖房ユニット30は、熱媒往き管32と、熱媒循環ポンプ34と、熱媒戻り管36と、暖房機38と、熱交換器39と、バーナ60と、を備える。熱媒往き管32及び熱媒戻り管36内には暖房用熱媒が流れている。暖房用熱媒には、水又は不凍液を用いることができる。
The
熱交換器39は、温水と暖房用熱媒との間で熱交換を行う。熱交換器39は、暖房往き管28から供給される温水が流れる水管39aと、熱媒戻り管36から供給される暖房用熱媒が流れる熱媒管39bを備える。水管39aの両端部は、それぞれ、暖房往き管28と暖房戻り管29と接続している。熱媒管39bの両端部は、それぞれ、熱媒戻り管36と熱媒往き管32と接続している。本実施例では、熱媒戻り管36を流れてきた暖房用熱媒は、熱交換器39の熱媒管39bを流れる間に、水管39aを流れる温水と熱交換を行う(温水から熱を受け取る)ことによって加熱される。熱交換を終えた高温の暖房用熱媒は、熱媒往き管32へと送り出される。図に示すように、水管39a内の温水と、熱媒管39b内の暖房用熱媒は、互いに逆方向に流れる(カウンターフロー)。
The
暖房機38は、熱媒往き管32から供給される高温の暖房用熱媒からの放熱を利用して暖房を行う。放熱により、暖房用熱媒の温度は低くなる。放熱後の暖房用熱媒(低温)は、熱媒戻り管36に送り出される。
The
熱媒往き管32は、一端が熱交換器39と接続し、他端が暖房機38と接続している。熱媒往き管32は、熱交換器39の熱媒管39bから送り出される暖房用熱媒(高温)を、暖房機38に送り出す。バーナ60は、都市ガスやLPガス等の燃料を燃焼させ、その燃焼熱によって熱媒往き管32内を流れる暖房用熱媒を加熱する。バーナ60は、熱媒往き管32内の暖房用熱媒が、暖房機38で必要とされている温度に満たない場合に動作する補助熱源である。熱媒戻り管36は、一端が暖房機38に接続され、他端が熱交換器39に接続されている。熱媒戻り管36は、暖房機38から送り出される暖房用熱媒(低温)を、熱交換器39の熱媒管39bに送り出す。熱媒循環ポンプ34を動作させることにより、熱交換器39と暖房機38との間で暖房用熱媒が循環する。
The heat
給湯ユニット40は、第1供給管41と、第2供給管42と、タンク給水管45と、給湯管46と、バーナ62を備えている。第1供給管41は、貯湯タンク22上部に接続している。第1供給管41は、貯湯タンク22内の温水を給湯管46に送り出す。第2供給管42は、上水道に接続している。第2供給管42は、弁43を備えている。第2供給管42は、弁43が開いている場合に、上水道から供給される低温の水を給湯管46に送り出す。給湯管46は、第1供給管41から供給される温水と、第2供給管42から供給される低温の水とを混合して給湯箇所(例えば、蛇口、浴槽、シャワー等)に送り出す。バーナ62は、都市ガスやLPガス等の燃料を燃焼させ、その燃焼熱によって給湯管46内を流れる水(又は温水)を加熱する。バーナ62は、貯湯タンク22内の温水が、給湯箇所で要求されている給湯温度に満たない場合に動作する補助熱源である。なお、給湯ユニット40は、後述の通常電力系統70に接続されており、常時運転させることができる。
The hot
タンク給水管45は、一端が上水道と接続し、他端が貯湯タンク22の下部と接続している。タンク給水管45は、弁44を備えている。タンク給水管45は、弁44が開いている場合に、上水道から供給される低温の水を貯湯タンク22に送り出す。
The tank
制御装置50は、HPユニット10、タンクユニット20、暖房ユニット30、及び、給湯ユニット40と電気的に接続されており、各ユニット10〜40の各構成要素の動作を制御する。本実施例では、制御装置50は、通常電力系統70と融雪電力系統80の2つの電力系統と接続している。
The
通常電力系統70と融雪電力系統80はいずれも電力会社が提供する。通常電力系統70は、常時利用可能な電力系統である。一方、融雪電力系統80は、寒冷地において、主に冬期(10月〜5月)の間に限って利用可能な特別の電力系統である。融雪電力系統80からの電力の利用は、暖房目的のものに限られるという規則が定められている。さらに、融雪電力系統80を利用可能な期間においては、毎日、所定の時間帯(例えば毎日16時〜21時)の間に、電力を遮断する遮断期間を設ける必要があるという規則も定められている。遮断期間は、毎日、所定の時間帯の間(例えば毎日16時〜21時の間)に、合計で2時間設ける必要がある。遮断期間は、利用者が事前に設定しておく。従って、利用者は、例えば、毎日16時〜18時の2時間を遮断期間として設定することができる。また、他の例では、毎日16時〜21時の間に、30分間の遮断期間を断続的に4回設けてもよい。毎日、16時〜21時の間に、合計で2時間の遮断期間を設けることができれば、遮断期間の設定方法は任意とすることができる。
Both the
通常電力系統70は、電力計72とブレーカ74を備える。融雪電力系統80は、電力計82とブレーカ84に加えて、タイマ81を備える。タイマ81が融雪電力系統80の利用可能期間(10月〜5月であって、遮断期間以外の期間)であることを示す場合、融雪電力系統80が利用可能となる。また、タイマ81が遮断期間であることを示す場合、ブレーカ84によって電力供給が遮断されて、融雪電力系統80が一時的に利用不可能となる(遮断される)。また、融雪電力系統80が利用不可能な期間(6月〜9月の間)には、電力会社が融雪電力系統80への電力供給を停止する。この期間も、融雪電力系統80は利用不可能である。
The
本実施例では、制御装置50は、融雪電力系統80が利用可能な期間、融雪電力系統80が一時的に利用不可能な期間、及び、融雪電力系統80が利用不可能な期間のそれぞれについて、異なる内容の運転を実行させることができる。ここで、融雪電力系統80が利用可能な期間とは、上記の例における「10月〜5月であって、遮断期間以外の期間」である。また、融雪電力系統80が一時的に利用不可能となる期間とは、上記の例における「10月〜5月の間、毎日16時〜21時の間に通算2時間設けられる遮断期間」である。また、融雪電力系統80が利用不可能な期間とは、上記の例における「6月〜9月」である。以下、本実施例において同様である。
In the present embodiment, the
以上、本実施例の給湯暖房システム2の構成を説明した。続いて、融雪電力系統80が利用可能な期間、融雪電力系統80が一時的に利用可能な期間、融雪電力系統80が利用不可能な期間のそれぞれにおける、給湯暖房システム2の各構成要素の動作について説明する。
The configuration of the hot water supply /
(1.融雪電力系統80が利用可能な期間における運転)
(1−1.暖房運転)
図2を参照して、融雪電力系統80が利用可能な期間において、暖房運転を実行する場合の例を説明する。融雪電力系統80が利用可能な場合に、制御装置50によって暖房運転の実行が指示されると、融雪電力系統80からの電力を利用して、HPユニット10のヒートポンプ12が動作するとともに、水循環ポンプ14が回転する。
(1. Operation during a period when the
(1-1. Heating operation)
With reference to FIG. 2, the example in the case of performing heating operation in the period when the snowmelt electric power system | strain 80 can be used is demonstrated. When the snow
この際、弁24を閉じ、弁26を開く。この場合、水循環ポンプ14が回転すると、HP往き管16、HP戻り管18、暖房往き管28、及び、暖房戻り管29を介して、ヒートポンプ12と熱交換器39との間で水(温水)が循環する。HP往き管16に送り込まれた水は、ヒートポンプ12内の熱交換器の水管を通過する間に、冷媒管内の冷媒(高温高圧)と熱交換を行うことによって加熱される。加熱されて生成された温水は、HP戻り管18へと送り出され、暖房往き管28を介して熱交換器39の水管39aへと送り込まれる。熱交換器39の水管39aに送り込まれた温水は、熱媒管39bを流れる暖房用熱媒との間で熱交換を行う(温水からの放熱で暖房用熱媒を加熱する)。熱交換を終えると、温水は低温の水に戻る。その水は、暖房戻り管29、HP往き管16を介して、ヒートポンプ12に再び送り込まれる。
At this time, the
この場合、上記の通り、弁24が閉じられているため、ヒートポンプ12で加熱された温水は、貯湯タンク22内に入らない。そのため、図2の運転例では、融雪電力系統80による電力を利用して動作するヒートポンプ12によって生成された温水は、貯湯タンク22に貯められることなく、すべて熱交換器39に供給される。従って、融雪電力系統80による電力を利用して動作するヒートポンプ12によって生成された温水が、給湯のために利用されることがない。そのため、融雪電力系統80からの電力の利用は暖房目的のものに限られるという規則に適合する。
In this case, since the
また、制御装置50によって暖房運転の実行が指示されると、熱媒循環ポンプ34も回転する。熱媒循環ポンプ34が回転すると、熱媒往き管32及び熱媒戻り管36を介して、熱交換器39と暖房機38との間で暖房用熱媒が循環する。
Further, when the
熱媒戻り管36から熱交換器39の熱媒管39bに送り込まれる暖房用熱媒は、熱媒管39bを通過する間に、水管39a内の温水(高温)と熱交換を行うことによって加熱される。加熱された高温の暖房用熱媒は、熱媒往き管32へと送り出される。暖房機38は、熱媒往き管32から供給される高温の暖房用熱媒からの放熱を利用して暖房を行う。放熱により、暖房用熱媒の温度は低くなる。放熱後の暖房用熱媒(低温)は、熱媒戻り管36に送り出される。
The heating heat medium sent from the heat
なお、熱媒往き管32内の暖房用熱媒が、暖房機38で必要とされている温度に満たない場合には、バーナ60を動作させて、熱媒往き管32内を流れる暖房用熱媒を加熱する。
When the heating medium in the heating
(1−2.給湯運転)
なお、融雪電力系統80が利用可能な期間において、給湯運転を実行する場合には、各構成要素は以下のように動作する。給湯箇所(例えば、蛇口、浴槽、シャワー等)で給湯要求が行われると、弁44を開き、第1供給管41を介して、貯湯タンク22内の水が給湯管46に送り込まれる。もしくは、弁43を開き、第2供給管42を介して、上水道から供給される水が給湯管46に送り込まれる。給湯箇所で要求されている給湯温度に応じて、バーナ62を動作させて、給湯管46内を流れる水を加熱して、給湯箇所に供給する。
(1-2. Hot water supply operation)
In addition, when performing the hot water supply operation in a period in which the snow
(2.融雪電力系統80が一時的に利用不可能な期間(遮断期間)における運転)
(2−1.暖房運転)
続いて、図3を参照して、融雪電力系統80が一時的に利用不可能となる期間(即ち遮断期間)において、暖房運転を実行する場合の例を説明する。図3に示すように、遮断期間中には、融雪電力系統80が一時的に利用不可能となり、通常電力系統70のみが利用可能である。この場合に、制御装置50によって暖房運転の実行が指示されると、通常電力系統70からの電力を利用して、熱媒循環ポンプ34が回転する。熱媒循環ポンプ34が回転すると、熱媒往き管32及び熱媒戻り管36を介して、熱交換器39と暖房機38との間で暖房用熱媒が循環する。この場合、融雪電力系統80が利用不可能であるため、ヒートポンプ12及び水循環ポンプ14は動作しない。
(2. Operation during a period when the
(2-1. Heating operation)
Next, with reference to FIG. 3, an example will be described in which the heating operation is performed in a period in which the snow
図3の運転例では、ヒートポンプ12及び水循環ポンプ14が動作しないため、熱交換器39において暖房用熱媒が加熱されない。従って、暖房機38で要求されている暖房温度に応じて、バーナ60を動作させて、熱媒往き管32内を流れる暖房用熱媒を加熱して、暖房機38に供給する。
In the operation example of FIG. 3, the
融雪電力系統80が一時的に利用不可能となる期間(即ち遮断期間)が経過すると、通常、その後に、融雪電力系統80が再度利用可能になる。そのため、融雪電力系統80が一時的に利用不可能となっている間に、ヒートポンプ12によって生成された温水を貯湯タンク22に貯め、貯湯タンク22内の温水を給湯等に利用することは好ましくない。しかしながら、図3の運転例でも、温水が貯湯タンク22に貯められることはない。そのため、融雪電力系統80が再び利用可能となる場合であっても、上記の規則に適合する適切な運転を実行することができる。
When a period during which the snow
(2−2.給湯運転)
融雪電力系統80が一時的に利用不可能な期間において、給湯運転を実行する場合の各構成要素の動作は、上記の融雪電力系統80が利用可能な期間における給湯運転における各構成要素の動作と同様である。
(2-2. Hot water supply operation)
The operation of each component when performing the hot water supply operation in a period in which the snow
(3.融雪電力系統80が利用不可能な期間における運転)
(3−1.暖房運転)
融雪電力系統80が利用不可能な期間においては、通常、暖房運転が行われる可能性が低い。融雪電力系統80が利用不可能な期間内に暖房運転を実行する場合の各構成要素の動作は、上記の融雪電力系統80が一時的に利用不可能な期間における暖房運転(図3参照)における各構成要素の動作と同様である。
(3. Operation during periods when the
(3-1. Heating operation)
In a period in which the snow
(3−2.給湯運転)
続いて、図4を参照して、融雪電力系統80が利用不可能となる期間において、給湯運転を実行する場合の例を説明する。図4に示すように、融雪電力系統80が利用不可能となる期間には、通常電力系統70のみが利用可能である。通常電力系統70のみが利用可能な場合には、通常電力系統70からの電力を利用して、HPユニット10のヒートポンプ12を動作させるとともに、水循環ポンプ14を回転させる。この際、弁26を閉じ、弁24を開く。この場合、水循環ポンプ14が回転すると、貯湯タンク22の下部の低温の水が、タンク往き管23を介してHP往き管16へと送り込まれる。HP往き管16に送り込まれた水は、ヒートポンプ12内の熱交換器の水管を通過する間に、冷媒管内の冷媒(高温高圧)と熱交換を行うことによって加熱される。加熱されて生成された温水は、HP戻り管18へと送り出され、タンク戻り管25を介して貯湯タンク22に戻される。その結果、貯湯タンク22内に温水が貯められる。融雪電力系統80が利用不可能となる期間では、上記の貯湯運転が断続的に(又は連続的に)実行される。
(3-2. Hot water supply operation)
Next, with reference to FIG. 4, an example in the case where the hot water supply operation is performed in a period in which the snow
貯湯運転が実行されている場合において、給湯箇所(例えば、蛇口、浴槽、シャワー等)で給湯要求が行われると、弁44を開き、第1供給管41を介して、貯湯タンク22の上部に貯められている温水が給湯管46に送り込まれる。給湯管46に送り込まれた温水は給湯箇所に供給される。
When a hot water storage operation is being performed, if a hot water supply request is made at a hot water supply location (for example, a faucet, a bathtub, a shower, etc.), the
給湯管46に送り込まれる温水の温度が、給湯箇所で要求されている給湯温度よりも高い場合には、弁43を開き、第2供給管42を介して、上水道から供給される水を給湯管46に送り込む。この場合、給湯管46内では、第1供給管41から供給される温水と、第2供給管42から供給される水とが混合されて、給湯箇所で要求されている給湯温度の温水が生成される。一方、給湯管46に送り込まれる温水の温度が、給湯箇所で要求されている給湯温度よりも低い場合には、バーナ62を動作させて、給湯管46内を流れる水を加熱して、給湯箇所に供給する。
When the temperature of the hot water fed into the hot
融雪電力系統80とは異なり、通常電力系統70からの電力は、暖房目的以外の目的にも利用可能である。そのため、通常電力系統70からの電力を利用して動作させたヒートポンプ12によって生成される温水は、給湯に利用可能である。ヒートポンプ12は、バーナ60に比べてエネルギー効率が良好であるため、通常電力系統70のみを利用可能な場合には、ヒートポンプ12によって加熱された温水を貯湯タンク22内に貯め、給湯に利用することが好ましい。上記の図4の運転例では、通常電力系統70のみを利用可能な場合において、ヒートポンプ12によって加熱された温水を貯湯タンク22内に貯め、給湯に利用する。エネルギー効率の良好な適切な運転を実行することができる。
Unlike the snow
以上、本実施例の給湯暖房システム2について詳しく説明した。上記の通り、融雪電力系統80からの電力の利用は暖房目的のものに限られるという規則がある。そのため、融雪電力系統80が利用可能な場合に暖房運転を行う場合、融雪電力系統80による電力を利用して動作するヒートポンプ12によって生成された温水が貯湯タンク22に貯められないことが好ましい。本実施例では、図2に示すように、融雪電力系統80が利用可能な場合に暖房運転を行う場合、融雪電力系統80による電力を利用して動作するヒートポンプ12によって生成された温水は、貯湯タンク22に貯められることなく、すべて熱交換器39に供給される。そのため、従って、融雪電力系統80による電力を利用して動作するヒートポンプ12によって生成された温水が、給湯のために利用されることがない。そのため、融雪電力系統80からの電力の利用は暖房目的のものに限られるという規則に適合する。即ち、本実施例の給湯暖房システム2は、融雪電力系統80が利用可能な場合に、適切に運転を実行することができる。
The hot water supply /
また、融雪電力系統80が一時的に利用不可能となる期間(即ち遮断期間)が経過すると、通常、その後に、融雪電力系統80が再度利用可能になる。そのため、ヒートポンプ12によって生成された温水を貯湯タンク22に貯め、貯湯タンク22内の温水を暖房運転に利用することは好ましくない。しかしながら、本実施例では、融雪電力系統80が一時的に利用不可能な期間に暖房運転を行う場合、図3に示すように、ヒートポンプ12及び水循環ポンプ14を動作させずに、熱媒循環ポンプ34及びバーナ60を動作させる。この場合も、ヒートポンプ12によって加熱された温水が貯湯タンク22に貯められることはない。そのため、本実施例の給湯暖房システム2は、融雪電力系統80が一時的に利用不可能になり、その後再び利用可能となる場合であっても、上記の規則に適合する適切な運転を実行することができる。
In addition, when a period during which the snow
さらに、融雪電力系統80が利用不可能であって、通常電力系統70のみが利用可能である場合、ヒートポンプ12によって生成される温水は、給湯に利用可能である。ヒートポンプ12は、バーナ60に比べてエネルギー効率が良好であるため、通常電力系統70のみを利用可能な場合には、ヒートポンプ12によって加熱された温水を貯湯タンク22内に貯め、給湯に利用することが好ましい。本実施例では、図4に示すように、融雪電力系統80が利用不可能な場合に給湯運転を行う場合、通常電力系統70のみを利用可能な場合において、ヒートポンプ12によって加熱された温水を貯湯タンク22内に貯め、給湯に利用する。従って、エネルギー効率の良好な適切な運転を実行することができる。
Furthermore, when the
従って、上述したように、本実施例の給湯暖房システム2は、状況に応じて、適切な運転を実行することができる。
Therefore, as described above, the hot water supply and
本実施例では、給湯暖房システム2、暖房ユニット30、給湯ユニット40、制御装置50、バーナ60が、それぞれ、「給湯暖房装置」、「暖房機構」、「給湯機構」、「制御手段」、「熱源機」の一例である。融雪電力系統80が利用可能な期間に暖房運転を行う場合(図2参照)が、「第1の運転」の一例である。融雪電力系統80が一時的に利用不可能な期間(遮断期間)に暖房運転を行う場合(図3参照)が「第2の運転」の一例である。融雪電力系統80が利用不可能な期間に給湯運転を行う場合(図4参照)が「第3の運転」の一例である。融雪電力系統80、通常電力系統70が、それぞれ、「第1の電力系統」、「第2の電力系統」の一例である。
In the present embodiment, the hot water supply and
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
(変形例1) 上記の実施例において、貯湯タンク22内に貯められた温水を熱交換器39に供給するための供給経路を設けてもよい。その場合、融雪電力系統80が利用不可能な期間には、貯湯タンク22内に貯められた温水を熱交換器39に供給して暖房運転に利用してもよい。なお、融雪電力系統80が利用可能な期間、及び、融雪電力系統80が一時的に利用不可能な期間(遮断期間)には、供給経路を閉じて、貯湯タンク22内の温水が熱交換器39に供給されないようにすることが好ましい。
(Modification 1) In the above embodiment, a supply path for supplying hot water stored in the hot
(変形例2) 融雪電力系統80が利用可能な期間、融雪電力系統80が一時的に利用不可能となる期間、融雪電力系統80が利用不可能な期間は、それぞれ、上記した各期間には限られず、任意の期間としてもよい。
(Modification 2) The period during which the snow
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
2 給湯暖房システム
10 HPユニット
12 ヒートポンプ
14 水循環ポンプ
16 HP往き管
18 HP戻り管
20 タンクユニット
22 貯湯タンク
23 タンク往き管
24 弁
25 タンク戻り管
26 弁
28 暖房往き管
29 暖房戻り管
30 暖房ユニット
32 熱媒往き管
34 熱媒循環ポンプ
36 熱媒戻り管
38 暖房機
39 熱交換器
39a 水管
39b 熱媒管
40 給湯ユニット
41 第1供給管
42 第2供給管
43 弁
44 弁
45 タンク給水管
46 給湯管
50 制御装置
60 バーナ
62 バーナ
70 通常電力系統
72 電力計
74 ブレーカ
80 融雪電力系統
81 タイマ
82 電力計
84 ブレーカ
2 Hot water supply and
Claims (2)
前記ヒートポンプが生成した温水を貯めることができる貯湯タンクと、
暖房機構と、
温水を供給する給湯機構と、
所定期間の間だけ利用可能な第1の電力系統と常時利用可能な第2の電力系統とに接続されている制御手段と、
を備える給湯暖房装置であって、
前記暖房機構は、
温水を利用して暖房用熱媒を加熱する熱交換器と、
燃料の燃焼により発生した熱を利用して前記暖房用熱媒を加熱する熱源機と、
前記暖房用熱媒からの放熱を利用して暖房する暖房機と、を備えており、
前記制御手段は、
前記第1の電力系統が利用可能である場合には、前記ヒートポンプを動作させて、前記ヒートポンプが生成する温水を前記貯湯タンクに貯えずに前記暖房機構の前記熱交換器に供給する第1の運転を実行し、
前記第1の電力系統が利用不可能である場合には、前記ヒートポンプを動作させずに、前記暖房機構の前記熱源機を動作させる第2の運転を実行する、
給湯暖房装置。 A heat pump that generates hot water by heating water using heat absorbed from the atmosphere;
A hot water storage tank capable of storing hot water generated by the heat pump;
A heating mechanism;
A hot water supply mechanism for supplying hot water;
Control means connected to the first power system that can be used only for a predetermined period and the second power system that can be used at all times;
A hot water supply and heating device comprising:
The heating mechanism is
A heat exchanger that heats the heating medium using hot water;
A heat source machine that heats the heating medium using heat generated by the combustion of fuel;
A heater that heats using heat radiation from the heating medium, and
The control means includes
When the first power system is available, the first heat pump is operated to supply the hot water generated by the heat pump to the heat exchanger of the heating mechanism without storing the hot water in the hot water storage tank. Run,
When the first power system is not available, the second operation is performed to operate the heat source unit of the heating mechanism without operating the heat pump.
Hot water heater.
前記第2の運転と、
前記ヒートポンプを動作させて、前記ヒートポンプが生成する温水を前記貯湯タンクに貯え、前記貯湯タンクに貯えられた温水を前記給湯機構に供給する第3の運転と、
を選択的に実行する、請求項1に記載の給湯暖房装置。 The control means, when the first power system is unavailable,
The second operation;
A third operation for operating the heat pump, storing the hot water generated by the heat pump in the hot water storage tank, and supplying the hot water stored in the hot water storage tank to the hot water supply mechanism;
The hot water heater according to claim 1, wherein the hot water heater is selectively executed.
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