JP5892371B2 - Water heating system - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプを用いた給水加温システムに関するものである。 The present invention relates to a feed water heating system using a heat pump.
従来、下記特許文献1に開示されるように、ボイラ(24)の給水タンク(23)への給水を、ヒートポンプ(12)を用いて加温できるシステムが知られている。このシステムでは、給水タンク(23)は、給水源(21)から給水路を介して給水可能であると共に、給水路から分岐してヒートポンプ給湯器(12)を介しても給水可能である。そして、給水タンク(23)は、第1水位(52L)を下回ると、ヒートポンプ給湯機(12)からの給水が開始され、第1水位より高水位の第2水位(52H)を上回ると、ヒートポンプ給湯機(12)からの給水が停止される。また、第1水位より低水位の第3水位(32L)を下回ると、給水源(21)からの給水が開始され、第3水位より高水位であるが第1水位より低水位の第4水位(32H)を上回ると、給水源(21)からの給水が停止される。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1 below, a system capable of heating water supplied to a water supply tank (23) of a boiler (24) using a heat pump (12) is known. In this system, the water supply tank (23) can supply water from a water supply source (21) via a water supply channel, and can also supply water via a heat pump water heater (12) branched from the water supply channel. When the water supply tank (23) falls below the first water level (52L), water supply from the heat pump water heater (12) is started, and when the water supply tank (23) exceeds the second water level (52H) higher than the first water level, the heat pump Water supply from the water heater (12) is stopped. When the water level is lower than the third water level (32L), which is lower than the first water level, water supply from the water supply source (21) is started, and the fourth water level is higher than the third water level but lower than the first water level. If it exceeds (32H), the water supply from a water supply source (21) will be stopped.
前記特許文献1に記載の発明では、給水タンク内の水位に応じて、ヒートポンプ経由で給水するか、それに加えて直接にも給水するか、あるいはすべての給水を停止するかが切り替えられる。 In the invention described in Patent Document 1, depending on the water level in the water supply tank, whether to supply water via a heat pump, to supply water directly, or to stop all water supply can be switched.
しかしながら、ヒートポンプ経由で給水する場合、ヒートポンプの出力は一定であり、給水タンク内の貯留水の使用負荷に応じて、給水タンクへの給水を迅速に効率よく行うことができない。 However, when water is supplied via the heat pump, the output of the heat pump is constant, and water supply to the water supply tank cannot be performed quickly and efficiently according to the usage load of the stored water in the water supply tank.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ヒートポンプを用いた給水加温システムにおいて、給水タンク内の貯留水の使用負荷に応じて、給水タンクへの給水を迅速に効率よく行うことにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to quickly and efficiently supply water to the water supply tank according to the use load of the stored water in the water supply tank in the water supply heating system using the heat pump.
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が順次環状に接続されて冷媒を循環させ、前記蒸発器に通される熱源流体から熱をくみ上げ、前記凝縮器に通される水を加温するヒートポンプであって、前記圧縮機のモータの回転数をインバータで変更することで出力を変更可能なヒートポンプと、このヒートポンプの凝縮器を介して給水路により給水可能であると共に、前記凝縮器を介さずに補給水路により給水可能な給水タンクと、この給水タンクから給水されるボイラとを備え、前記給水タンクの水位に基づき、前記給水路を介した前記給水タンクへの給水と、前記圧縮機のモータの回転数を制御し、前記給水タンクから前記ボイラへの給水状態、または前記ボイラの運転状態に基づき、前記補給水路を介した前記給水タンクへの給水を制御することを特徴とする給水加温システムである。 The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 is characterized in that a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are sequentially connected in an annular manner to circulate a refrigerant, and the evaporation. A heat pump that draws heat from a heat source fluid that is passed through a condenser and heats water that is passed through the condenser, wherein the output can be changed by changing the number of revolutions of the motor of the compressor with an inverter And a water supply tank capable of supplying water through a water supply channel via the condenser of the heat pump and capable of supplying water through a replenishment water channel without passing through the condenser, and a boiler supplied from the water supply tank. based on the water level in the tank, and water supply to the water supply tank through the water supply passage to control the rotational speed of the motor of the compressor, the water supply condition from the water supply tank to the boiler or the voice, Based on the operating conditions, a water heating system and controls the water supply to the water supply tank through the supply water path.
請求項1に記載の発明によれば、給水タンク内の水位に基づきヒートポンプの出力を変更しつつ、給水路を介して給水タンクに給水すると共に、ボイラへの給水状態またはボイラの運転状態に基づき、補給水路を介した給水タンクへの給水を制御することができる。これにより、ボイラの負荷に応じた給水タンクへの給水を迅速に行える。 According to invention of Claim 1, while changing the output of a heat pump based on the water level in a water supply tank, while supplying water to a water supply tank via a water supply channel, it is based on the water supply state to a boiler, or the driving | running state of a boiler. The water supply to the water supply tank via the replenishment water channel can be controlled. Thereby, the water supply to the water supply tank according to the load of a boiler can be performed rapidly.
請求項2に記載の発明は、前記給水路を介した前記給水タンクへの給水中、前記ヒートポンプの凝縮器の出口側水温を設定温度に維持するように、前記凝縮器への通水量を調整することを特徴とする請求項1に記載の給水加温システムである。 According to a second aspect of the present invention, the amount of water flow to the condenser is adjusted so that the water temperature on the outlet side of the condenser of the heat pump is maintained at a set temperature during water supply to the water supply tank via the water supply passage. The feed water warming system according to claim 1, wherein:
請求項2に記載の発明によれば、給水路を介した給水タンクへの給水中、ヒートポンプの凝縮器の出口側水温を設定温度に維持するように、凝縮器への通水量を調整することで、給水路経由の給水温度を所望に維持することができる。 According to the second aspect of the present invention, the amount of water flow to the condenser is adjusted so that the water temperature at the outlet side of the condenser of the heat pump is maintained at the set temperature during the water supply to the water supply tank via the water supply channel. Thus, the water supply temperature via the water supply channel can be maintained as desired.
請求項3に記載の発明は、前記ヒートポンプは、低負荷運転とこれより高出力の高負荷運転とを切り替え可能とされ、前記給水路を介した前記給水タンクへの給水は、前記給水タンクの水位が第一水位(H1)を下回ると前記ヒートポンプを低負荷運転しつつ行い、前記第一水位より低い切替水位(H1´)を下回ると前記ヒートポンプを高負荷運転しつつ行う一方、前記第一水位より高い第二水位(H2)を上回ると停止することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給水加温システムである。
According to a third aspect of the present invention, the heat pump can be switched between a low load operation and a high load operation with a higher output than this, and water supply to the water supply tank via the water supply path is performed by the water supply tank. When the water level is lower than the first water level (H1), the heat pump is operated with a low load, and when the water level is lower than the switching water level (H1 ′) lower than the first water level, the heat pump is operated with a high load. It stops when it exceeds the 2nd water level (H2) higher than a water level, The feed water heating system of Claim 1 or
請求項3に記載の発明によれば、給水タンク内の水位に基づき、ヒートポンプを高負荷運転、低負荷運転および停止の三位置で制御しつつ、簡易に効率よく給水タンクへ給水することができる。 According to invention of Claim 3, based on the water level in a water supply tank, it can supply water to a water supply tank simply and efficiently, controlling a heat pump in three positions, high load operation, low load operation, and a stop. .
さらに、請求項4に記載の発明は、前記ヒートポンプは、低負荷運転と、これより高出力の中負荷運転と、これより高出力の高負荷運転とを切り替え可能とされ、前記給水路を介した前記給水タンクへの給水は、前記給水タンクの水位が前記第一水位を下回ると前記ヒートポンプを低負荷運転しつつ行い、前記第一水位より低いが前記切替水位より高い所定水位を下回ると前記ヒートポンプを中負荷運転しつつ行い、前記切替水位を下回ると前記ヒートポンプを高負荷運転しつつ行うことを特徴とする請求項3に記載の給水加温システムである。
Furthermore, in the invention according to
請求項4に記載の発明によれば、ヒートポンプを高負荷運転、中負荷運転、低負荷運転および停止の四位置で制御しつつ、簡易に効率よく給水タンクへ給水することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, water can be easily and efficiently supplied to the water supply tank while controlling the heat pump at the four positions of high load operation, medium load operation, low load operation and stop.
本発明によれば、ヒートポンプを用いた給水加温システムにおいて、給水タンク内の貯留水の使用負荷に応じて、給水タンクへの給水を迅速に効率よく行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the feed water heating system using a heat pump, the water supply to a water supply tank can be rapidly and efficiently performed according to the use load of the stored water in a water supply tank.
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の給水加温システム1の一実施例を示す概略図である。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a feed water warming system 1 of the present invention.
本実施例の給水加温システム1は、ボイラ2の給水タンク3への給水をヒートポンプ4で加温できるシステムであり、ボイラ2への給水を貯留する給水タンク3と、この給水タンク3への給水を貯留する補給水タンク5と、この補給水タンク5から給水タンク3への給水を加温するヒートポンプ4と、このヒートポンプ4の熱源としての熱源水(たとえば廃温水)を貯留する熱源水タンク6とを備える。
The feed water warming system 1 of the present embodiment is a system that can heat the feed water to the feed water tank 3 of the
ボイラ2は、蒸気ボイラであり、給水タンク3からの給水を加熱して蒸気にする。ボイラ2からの蒸気は、各種の蒸気使用設備(図示省略)へ送られるが、蒸気使用設備からのドレン(蒸気の凝縮水)を給水タンク3へ戻してもよい。
The
ボイラ2は、典型的には、蒸気の圧力を所望に維持するように、燃焼量が制御される。ここでは、高燃焼状態(100%燃焼)、低燃焼状態(50%燃焼)および停止の三位置で制御される。この制御は、ボイラ制御盤(図示省略)が、蒸気使用設備への蒸気の圧力に基づき蒸気の使用負荷を把握して、ボイラ2のバーナの燃焼量を調整することで行われる。
The
ボイラ2は、缶体内の水位を所望に維持するように、ボイラ2への給水が制御される。具体的には、給水タンク3からボイラ2への給水路に設けたポンプ7が、ボイラ制御盤により缶体内の水位に基づき制御される。
The
給水タンク3は、補給水タンク5から、ヒートポンプ4を介して給水路8により給水可能であると共に、ヒートポンプ4を介さずに補給水路9により給水可能である。給水路8に設けた給水ポンプ10と、補給水路9に設けた補給水ポンプ11との作動を制御することで、給水路8と補給水路9との内、いずれか一方または双方を介して、補給水タンク5から給水タンク3へ給水可能である。給水路8には、給水ポンプ10より下流に、廃熱回収熱交換器12とヒートポンプ4とが順に設けられている。
The water supply tank 3 can be supplied with water from the make-
給水ポンプ10は、本実施例では、インバータにより回転数を制御可能とされる。給水ポンプ10の回転数を変更することで、給水路8を介した給水タンク3への給水量を調整することができる。一方、補給水ポンプ11は、本実施例では、オンオフ制御されるが、場合により給水ポンプ10と同様にインバータ制御されてもよい。
In the present embodiment, the
補給水タンク5は、給水タンク3への給水を貯留する。補給水タンク5への給水として、本実施例では軟水が用いられる。すなわち、軟水器(図示省略)にて水中の硬度分を除去された軟水は、補給水タンク5に供給され貯留される。補給水タンク5の水位に基づき軟水器からの給水を制御することで、補給水タンク5の水位は所望に維持される。
The
ヒートポンプ4は、蒸気圧縮式のヒートポンプであり、圧縮機13、凝縮器14、膨張弁15および蒸発器16が順次環状に接続されて構成される。そして、圧縮機13は、ガス冷媒を圧縮して高温高圧にする。また、凝縮器14は、圧縮機13からのガス冷媒を凝縮液化する。さらに、膨張弁15は、凝縮器14からの液冷媒を通過させることで、冷媒の圧力と温度とを低下させる。そして、蒸発器16は、膨張弁15からの冷媒の蒸発を図る。
The
従って、ヒートポンプ4は、蒸発器16において、冷媒が外部から熱を奪って気化する一方、凝縮器14において、冷媒が外部へ放熱して凝縮することになる。これを利用して、本実施例では、ヒートポンプ4は、蒸発器16において、熱源としての熱源水から熱をくみ上げ、凝縮器14において、給水路8の水を加温する。
Therefore, in the
ヒートポンプ4は、凝縮器14と膨張弁15との間に、所望により過冷却器17を設けてもよい。過冷却器17は、凝縮器14から膨張弁15への冷媒と、凝縮器14への給水との間接熱交換器である。過冷却器17により、凝縮器14への給水で、凝縮器14から膨張弁15への冷媒を過冷却することができると共に、凝縮器14から膨張弁15への冷媒で、凝縮器14への給水を加温することができる。ヒートポンプ4の冷媒は、凝縮器14において潜熱を放出し、過冷却器17において顕熱を放出する。
The
その他、ヒートポンプ4には、圧縮機13の入口側にアキュムレータを設置したり、圧縮機13の出口側に油分離器を設置したり、凝縮器14の出口側(凝縮器14と過冷却器17との間)に受液器を設置したりしてもよい。
In addition, in the
ところで、ヒートポンプ4は、その出力(圧縮機13の容量)を段階的に変更可能とされている。本実施例では、圧縮機13のモータの回転数をインバータで変更することで、ヒートポンプ4は、低負荷運転とこれより高出力の高負荷運転とを切り替え可能とされている。たとえば、高負荷運転では全負荷運転(100%出力)され、低負荷運転では高負荷運転よりも低負荷運転(たとえば50%出力)される。
By the way, the
熱源水タンク6は、ヒートポンプ4の熱源としての熱源水を貯留する。熱源水とは、たとえば廃温水(工場などから排出される温水)である。なお、熱源水タンク6には、熱源水の供給路18が設けられると共に、所定以上の水をあふれさせるオーバーフロー路19が設けられている。
The heat
熱源水タンク6の水は、熱源供給路20を介して、ヒートポンプ4の蒸発器16を通された後、廃熱回収熱交換器12を通される。熱源供給路20には、蒸発器16より上流側に熱源供給ポンプ21が設けられており、この熱源供給ポンプ21を作動させることで、熱源水タンク6からの熱源水を、蒸発器16と廃熱回収熱交換器12とに順に通すことができる。
The water in the heat
なお、廃熱回収熱交換器12は、補給水タンク5から過冷却器17への給水と、蒸発器16からの熱源水との間接熱交換器である。本実施例の場合、補給水タンク5から給水路8を介した給水タンク3への給水は、補給水タンク5から、廃熱回収熱交換器12、過冷却器17および凝縮器14を順に通された後、給水タンク3へ供給される。
The waste heat
給水路8には、凝縮器14の出口側に、水温センサ22が設けられる。この水温センサ22は、凝縮器14を通過後の水温を検出する。水温センサ22の検出温度に基づき、給水ポンプ10が制御される。ここでは、給水ポンプ10は、水温センサ22の検出温度を設定温度T1(たとえば75℃)に維持するようにインバータ制御される。つまり、給水路8を介した給水タンク3への給水は、水温センサ22の検出温度を設定温度T1に維持するように、流量が調整される。但し、場合により、このような水温センサ22による流量調整制御を省略することもできる。
In the
給水タンク3には、水位検出器23が設けられている。水位検出器23の構成は特に問わないが、本実施例では電極式水位検出器とされる。つまり、給水タンク3には、長さの異なる複数の電極棒24〜26が、その下端部の高さ位置を互いに異ならせて差し込まれて保持されている。具体的には、給水停止電極棒24、給水開始電極棒25、負荷切替電極棒26が、順に下端部の高さ位置を低くして、給水タンク3に挿入されている。各電極棒24〜26は、その下端部が水に浸かるか否かにより、下端部における水位の有無を検出する。
A
熱源水タンク6には、ヒートポンプ4の熱源としての熱源水の有無を確認するために、水位検出器27が設けられている。水位検出器27の構成は特に問わないが、本実施例では電極式水位検出器とされる。つまり、熱源水タンク6には、低水位検出電極棒28が差し込まれており、熱源水の水位が設定を下回っていないかを監視する。また、熱源水タンク6には、熱源水の温度を検出する熱源温度センサ29を設けておいてもよい。
The heat
次に、本実施例の給水加温システム1の制御(運転方法)について説明する。以下に説明する一連の制御は、図示しない制御器を用いて自動でなされる。 Next, control (operation method) of the feed water heating system 1 of the present embodiment will be described. A series of control described below is automatically performed using a controller (not shown).
図2は、本実施例の給水加温システム1におけるヒートポンプ4の制御方法の一例を示す図である。この図に示すように、給水タンク3の水位に基づき、ヒートポンプ4(特にその圧縮機13)および給水ポンプ10が制御される。
Drawing 2 is a figure showing an example of a control method of
ここで、ヒートポンプ4は、その圧縮機13の作動の有無により、運転と停止が切り替えられる。また、前述したように、本実施例では、ヒートポンプ4は、高負荷運転(典型的には全負荷運転=100%出力)、低負荷運転(たとえば50%出力)および停止(0%出力)の三位置で制御される。
Here, the
一方、給水ポンプ10は、ヒートポンプ4の作動に連動し、ヒートポンプ4の作動中は給水ポンプ10も作動し、ヒートポンプ4の停止中は給水ポンプ10も停止する。但し、前述したように、給水ポンプ10は、作動中、水温センサ22の検出温度を所望に維持するように、回転数をインバータ制御される。その結果、ヒートポンプ4の高負荷運転時は低負荷運転時よりも多い流量で、給水路8を介して給水タンク3へ給水可能となる。
On the other hand, the
いま、給水停止電極棒24が水位を検知し、給水タンク3内の水位が十分にある場合(給水タンク3内の水位が第二水位H2を上回っている場合)、給水タンク3への給水は不要であるから、ヒートポンプ4を停止(つまり給水ポンプ10も停止)している。
Now, when the water supply
給水タンク3からボイラ2への給水により、給水タンク3内の水位が下がり、給水タンク3内の水位が第一水位H1を下回り、給水開始電極棒25が水位を検知しなくなると、ヒートポンプ4を低負荷運転する。これにより、給水路8を介して給水タンク3に給水されるが、給水タンク3内の水位が第二水位H2を上回り、給水停止電極棒24が水位を検知すると、ヒートポンプ4を停止する。
When the water level from the water supply tank 3 to the
給水タンク3内の水位が第一水位H1を下回りヒートポンプ4を低負荷運転しても、水位を回復できず、給水タンク3内の水位が切替水位H1´を下回り、負荷切替電極棒26が水位を検知しなくなると、ヒートポンプ4を高負荷運転に切り替える。これにより、低負荷運転時よりも多い流量で給水路8を介して給水タンク3に給水されるが、給水タンク3内の水位が第一水位H1を上回り、給水開始電極棒25が水位を検知すると、ヒートポンプ4を低負荷運転に切り替え、さらに給水タンク3内の水位が第二水位H2を上回り、給水停止電極棒24が水位を検知すると、ヒートポンプ4を停止する。
Even if the water level in the water supply tank 3 falls below the first water level H1 and the
ヒートポンプ4を運転して、補給水タンク5から給水路8を介して給水タンク3へ給水する際、補給水タンク5からの給水は、廃熱回収熱交換器12、過冷却器17および凝縮器14により徐々に加温されて、所定温度で給水タンク3へ供給される。給水タンク3とヒートポンプ4との間で水を循環させる場合と比較して、補給水タンク5から給水タンク3への一回の通過(ワンススルー)で給水を加温するので、ヒートポンプ4を通過する前後の給水の温度差を確保して、ヒートポンプ4の成績係数(COP)の向上を図ることができる。
When the
ところで、ヒートポンプ4の運転中、つまり給水路8を介した給水タンク3への給水中、熱源水タンク6内の水温を熱源温度センサ29で監視して、その温度に基づきヒートポンプ4の低負荷運転時の出力を調整してもよい。つまり、前記実施例では、低負荷運転は全負荷運転の50%出力としたが、この出力%を熱源温度センサ29の検出温度に応じて変更してもよい。ヒートポンプ4の熱源としての熱源水の温度が高温なほど、低負荷運転時の出力%を下げることができる。熱源水の温度を考慮してヒートポンプ4の低負荷運転時の出力を調整することで、熱源水の温度変化に拘わらず、給水路8を介した給水タンク3への給水流量を安定させることができる。
By the way, during operation of the
また、ヒートポンプ4の低負荷運転時の出力は、給水タンク3内の水位下降時の方が水位上昇時よりも高出力に設定してもよい。つまり、給水タンク3内の水位が第一水位H1を下回ることで、ヒートポンプ4が停止状態から低負荷運転に切り替わった場合における低負荷運転時の圧縮機13の出力(たとえば回転速度)は、給水タンク3内の水位が第一水位H1を上回ることで、ヒートポンプ4が高負荷運転から低負荷運転に切り替わった場合における低負荷運転時の圧縮機13の出力よりも高出力に設定してもよい。水位下降時にはヒートポンプ4の出力を上げることで、水位の回復を迅速に図ることができる。
Further, the output during low load operation of the
さらに、熱源水タンク6内の水位が下がり、低水位検出電極棒28が水位を検知しなくなると、ヒートポンプ4の運転を停止すると共に、熱源供給ポンプ21を停止して蒸発器16への熱源水の供給を停止するのがよい。これにより、ヒートポンプ4を無駄に運転するのが防止される。
Further, when the water level in the heat
補給水タンク5から給水路8を介した給水タンク3への給水は、以上のように行われるが、補給水タンク5から補給水路9を介した給水タンク3への給水は、給水タンク3からボイラ2への給水状態、またはボイラ2の運転状態に基づき制御される。
The water supply from the
たとえば、給水タンク3からボイラ2への給水流量に基づき、補給水ポンプ11をオンオフ制御する。具体的には、給水タンク3からボイラ2への給水路に、フロースイッチや流量センサ30などを設け、ボイラ2への給水が上限流量を上回ると、補給水ポンプ11を作動させ、下限流量を下回ると、補給水ポンプ11を停止させればよい。給水タンク3からボイラ2への給水流量を把握して、ヒートポンプ4を介した給水路8による給水タンク3への給水だけでは足りないと判断すれば、補給水路9を介しても給水タンク3へ給水するのである。なお、場合により、フロースイッチや流量センサ30に代えて、給水タンク3からボイラ2への給水路に設けた給水ポンプ7の運転信号に基づき、補給水ポンプ11を制御してもよい。
For example, on-off control of the
また、補給水路9を介した給水タンク3への給水は、ボイラ2の運転状態(ボイラ制御盤の高燃焼、低燃焼または停止の信号)に基づき補給水ポンプ11を制御することで行ってもよい。たとえば、ボイラ2が高燃焼状態の場合にのみ、補給水ポンプ11を作動させてもよい。あるいは、次に述べるように、ボイラ2の運転状態に基づき、補給水ポンプ11をインバータ制御してもよい。
Further, water supply to the water supply tank 3 through the
すなわち、補給水ポンプ11は、その回転数をインバータにより変更可能とされ、低燃焼用回転数と、これより高回転の高燃焼用回転数と、停止の三位置で制御可能とされている。そして、ボイラ2が停止している場合には、それに応じて補給水ポンプ11も停止して、補給水路9を介しての給水タンク3への給水を停止すればよい。また、ボイラ2が低燃焼状態の場合には、それに応じて補給水ポンプ11を低燃焼用回転数で作動させつつ、補給水路9を介して給水タンク3へ給水すればよい。さらに、ボイラ2が高燃焼状態の場合には、それに応じて補給水ポンプ11を高燃焼用回転数で作動させつつ、補給水路9を介して給水タンク3へ給水すればよい。
In other words, the replenishing
本発明の給水加温システム1は、前記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では、切替水位H1´を一つとすると共に、ヒートポンプ4を高負荷運転、低負荷運転および停止の三位置で制御した例を示したが、切替水位を複数として、ヒートポンプ4を四位置以上で制御してもよい。
The feed water warming system 1 of the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and can be changed as appropriate. For example, in the above-described embodiment, an example in which the switching water level H1 ′ is set to one and the
具体的には、負荷切替電極棒26を第一負荷切替電極棒と第二負荷切替電極棒との二つとすると共に、ヒートポンプ4を高負荷運転(典型的には全負荷運転=100%出力)と、これより低出力の中負荷運転(たとえば80%出力)と、これより低出力の低負荷運転(たとえば50%出力)および停止の四位置で制御する。
Specifically, the load switching
そして、給水路8を介した給水タンク3への給水は、給水タンク3の水位が第一水位H1を下回るとヒートポンプ4を低負荷運転しつつ行い、第一水位H1より低いが切替水位H1´より高い所定水位を下回るとヒートポンプ4を中負荷運転しつつ行い、切替水位H1´を下回るとヒートポンプ4を高負荷運転しつつ行う。
Then, water supply to the water supply tank 3 through the
具体的には、給水停止電極棒24、給水開始電極棒25、第一負荷切替電極棒、第二負荷切替電極棒を、順に下端部の高さ位置を低くして給水タンク3に設置すればよい。そして、水位低下時には、ヒートポンプ4は、給水開始電極棒25が水位を検知しなくなると低負荷運転し、第一負荷切替電極棒が水位を検知しなくなると中負荷運転に切り替え、第二負荷切替電極棒が水位を検知しなくなると高負荷運転に切り替える。逆に、水位上昇時には、ヒートポンプ4は、第一負荷切替電極が水位を検知すると中負荷運転に切り替え、給水開始電極棒25が水位を検知すると低負荷運転に切り替え、給水停止電極棒24が水位を検知すると停止する。その他の構成は、前記実施例および変形例と同様であるため、説明は省略する。
Specifically, if the water supply
また、ヒートポンプ4は、単段に限らず複数段とすることもできる。ヒートポンプ4を複数段にする場合、隣接する段のヒートポンプ同士は、間接熱交換器を用いて接続されてもよいし、直接熱交換器(中間冷却器)を用いて接続されてもよい。後者の場合、下段ヒートポンプの圧縮機からの冷媒と上段ヒートポンプの膨張弁からの冷媒とを受けて、両冷媒を直接に接触させて熱交換する中間冷却器を備え、この中間冷却器が下段ヒートポンプの凝縮器であると共に上段ヒートポンプの蒸発器とされる。このように、複数段(多段)のヒートポンプ4には、一元多段のヒートポンプの他、複数元(多元)のヒートポンプ、あるいはそれらの組合せのヒートポンプが含まれる。
Further, the
また、給水タンク3に、凝縮器14を介して給水路8により給水可能であると共に、凝縮器14を介さずに補給水路9により給水可能であれば、給水路8や補給水路9の具体的構成は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では、給水路8と補給水路9とは、それぞれ補給水タンク5と給水タンク3とを接続するように並列に設けたが、給水路8と補給水路9との一端部(補給水タンク5側の端部)と他端部(給水タンク3側の端部)の一方または双方は、共通の管路としてもよい。言い換えれば、補給水路9の一端部は、補給水タンク5に接続するのではなく、給水路8から分岐するように設けてもよいし、補給水路9の他端部は、給水タンク3に接続するのではなく、給水タンク3の手前において給水路8に合流するように設けてもよい。補給水路9の一端部を、補給水タンク5に接続するのではなく、給水路8から分岐するように設ける場合、その分岐部より下流において、給水路8に給水ポンプ10を設ける一方、補給水路9に補給水ポンプ11を設ければよいが、分岐部よりも上流側の共通管路にのみポンプを設けて、分岐部より下流の給水路8および/または補給水路9に設けたバルブの開度を調整することで、給水路8や補給水路9を通る流量を調整してもよい。
Further, if water can be supplied to the water supply tank 3 through the
また、前記実施例では、給水タンク3への給水を貯留するために補給水タンク5を設置したが、場合により補給水タンク5の設置を省略して、給水源から直接に給水路8および補給水路9に水を通してもよい。
Moreover, in the said Example, although the
また、前記実施例では、給水路8を介した給水タンク3への給水流量を調整するために、給水ポンプ10をインバータ制御したが、給水ポンプ10をオンオフ制御しつつ、給水路8に設けたバルブの開度を調整してもよい。つまり、水温センサ22の検出温度に基づき給水路8を介した給水の流量を調整可能であれば、その流量調整方法は適宜に変更可能である。
Moreover, in the said Example, in order to adjust the water supply flow volume to the water supply tank 3 via the
同様に、補給水路9を介した給水タンク3への給水流量を調整するために、補給水ポンプ11をインバータ制御することに代えて、補給水ポンプ11をオンオフ制御しつつ、補給水路9に設けたバルブの開度を調整してもよい。
Similarly, in order to adjust the feed water flow rate to the feed water tank 3 via the make-up
また、前記実施例では、給水路8および/または補給水路9を介して、補給水タンク5から給水タンク3へ給水可能としたが、これら給水は、軟水器から直接に行ってもよい。たとえば、図1において、給水路8および補給水路9の基端部をまとめて軟水器に接続し、給水ポンプ10の設置を省略する代わりに給水路8に設けた電動弁(モータバルブ)の開度を調整し、補給水ポンプ11の設置を省略する代わりに補給水路9に設けたバルブの開閉や開度を制御すればよい。
Moreover, in the said Example, although it was made possible to supply water from the
さらに、前記実施例では、ヒートポンプ4の熱源として熱源水を用いた例について説明したが、ヒートポンプ4の熱源流体として、熱源水に限らず、空気や排ガスなど各種の流体を用いることができる。
Furthermore, although the said Example demonstrated the example which used heat-source water as a heat source of the
1 給水加温システム
2 ボイラ
3 給水タンク
4 ヒートポンプ
5 補給水タンク
6 熱源水タンク
7 ポンプ
8 給水路
9 補給水路
10 給水ポンプ
11 補給水ポンプ
12 廃熱回収熱交換器
13 圧縮機
14 凝縮器
15 膨張弁
16 蒸発器
17 過冷却器
18 供給路
19 オーバーフロー路
20 熱源供給路
21 熱源供給ポンプ
22 水温センサ
23 水位検出器
24 給水停止電極棒
25 給水開始電極棒
26 負荷切替電極棒
27 水位検出器
28 低水位検出電極棒
29 熱源温度センサ
30 流量センサ
H1 第一水位
H1´ 切替水位
H2 第二水位
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Supply
Claims (4)
このヒートポンプの凝縮器を介して給水路により給水可能であると共に、前記凝縮器を介さずに補給水路により給水可能な給水タンクと、
この給水タンクから給水されるボイラとを備え、
前記給水タンクの水位に基づき、前記給水路を介した前記給水タンクへの給水と、前記圧縮機のモータの回転数を制御し、
前記給水タンクから前記ボイラへの給水状態、または前記ボイラの運転状態に基づき、前記補給水路を介した前記給水タンクへの給水を制御する
ことを特徴とする給水加温システム。 A compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are sequentially connected in an annular manner to circulate the refrigerant, draw up heat from a heat source fluid that passes through the evaporator, and heat water that passes through the condenser A heat pump capable of changing the output by changing the rotation speed of the motor of the compressor with an inverter ,
A water supply tank capable of supplying water by a water supply channel via a condenser of the heat pump, and capable of supplying water by a replenishment water channel without using the condenser,
A boiler that is supplied with water from this water supply tank,
Based on the water level of the water supply tank, controlling the water supply to the water supply tank via the water supply path and the rotation speed of the motor of the compressor ,
A water supply and heating system characterized by controlling water supply to the water supply tank via the makeup water channel based on a water supply state from the water supply tank to the boiler or an operating state of the boiler.
ことを特徴とする請求項1に記載の給水加温システム。 The amount of water flow to the condenser is adjusted so that the outlet water temperature of the condenser of the heat pump is maintained at a set temperature during water supply to the water supply tank via the water supply path. Water supply heating system described in 1.
前記給水路を介した前記給水タンクへの給水は、前記給水タンクの水位が第一水位(H1)を下回ると前記ヒートポンプを低負荷運転しつつ行い、前記第一水位より低い切替水位(H1´)を下回ると前記ヒートポンプを高負荷運転しつつ行う一方、前記第一水位より高い第二水位(H2)を上回ると停止する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給水加温システム。 The heat pump can be switched between a low load operation and a high load operation with a higher output than this,
The water supply to the water supply tank via the water supply channel is performed while the heat pump is operated at a low load when the water level of the water supply tank is lower than the first water level (H1), and the switching water level (H1 ′ lower than the first water level). When the temperature is lower than), the heat pump is operated while performing a high load operation, and when the temperature is higher than the second water level (H2) higher than the first water level, the heat pump is stopped. system.
前記給水路を介した前記給水タンクへの給水は、前記給水タンクの水位が前記第一水位を下回ると前記ヒートポンプを低負荷運転しつつ行い、前記第一水位より低いが前記切替水位より高い所定水位を下回ると前記ヒートポンプを中負荷運転しつつ行い、前記切替水位を下回ると前記ヒートポンプを高負荷運転しつつ行う
ことを特徴とする請求項3に記載の給水加温システム。 The heat pump can be switched between a low load operation, a medium load operation with a higher output than this, and a high load operation with a higher output than this,
The water supply to the water supply tank via the water supply path is performed while operating the heat pump at a low load when the water level of the water supply tank is lower than the first water level, and is lower than the first water level but higher than the switching water level. 4. The feed water heating system according to claim 3, wherein the heat pump is operated while operating at a medium load when the water level is below, and the heat pump is operated at a high load when the water level is below the switching water level.
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