JP6480293B2 - Heating system - Google Patents
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Description
本発明は、建物の暖房を行う暖房装置に関する。 The present invention relates to a heating device for heating a building.
大気から吸熱するヒートポンプを用いた暖房装置が知られている。このような暖房装置は、ヒートポンプにより加熱され高温となった熱媒を暖房端末に供給し、熱媒の熱を暖房端末から建物内に放出することによって暖房を行うものである。暖房端末としては、例えば床下に埋め込まれた床暖房ユニットが挙げられる。 Heating devices using heat pumps that absorb heat from the atmosphere are known. Such a heating apparatus performs heating by supplying a heating medium heated by a heat pump to a heating terminal and releasing the heat from the heating terminal into the building. An example of the heating terminal is a floor heating unit embedded under the floor.
下記特許文献１に記載されている暖房装置は、ヒートポンプと暖房端末との間にタンクを介在させた構成となっている。タンクの内部には熱媒が貯えられている。当該暖房装置は、ヒートポンプとタンクとの間で熱媒を循環させることにより、タンク内に蓄えられた熱媒の温度を上昇させる。また、タンクと暖房端末との間で熱媒を循環させることにより、暖房端末において熱媒からの熱の放出を行う。 The heating device described in Patent Document 1 below has a configuration in which a tank is interposed between a heat pump and a heating terminal. A heat medium is stored inside the tank. The said heating apparatus raises the temperature of the heat medium stored in the tank by circulating a heat medium between a heat pump and a tank. Moreover, the heat medium is circulated between the tank and the heating terminal to release heat from the heat medium at the heating terminal.
タンクは、ヒートポンプと暖房端末との間において熱媒の温度の変動を緩衝する役割を果たす。このため、下記特許文献１に記載されている暖房装置では、ヒートポンプの加熱性能を、暖房端末における放熱量の変動に対し即座に追従させる必要が無い。このように、ヒートポンプと暖房端末との間にタンクを介在させた構成の暖房装置は、ヒートポンプの加熱能力を頻繁に切り替えることなく、暖房端末による暖房を安定的に行うことが可能となっている。 A tank plays the role which buffers the fluctuation | variation of the temperature of a heat medium between a heat pump and a heating terminal. For this reason, in the heating apparatus described in the following Patent Document 1, it is not necessary to immediately follow the heating performance of the heat pump with respect to the fluctuation of the heat radiation amount in the heating terminal. Thus, the heating apparatus having a configuration in which the tank is interposed between the heat pump and the heating terminal can stably perform heating by the heating terminal without frequently switching the heating capacity of the heat pump. .
ところで、上記特許文献１に記載の暖房装置を建物に設置した際や、暖房装置のメンテナンスを行った際には、ヒートポンプの加熱性能を確認するための試運転を行う必要がある。具体的には、ヒートポンプとタンクとの間で熱媒を循環させながら熱媒の加熱を行い、タンク内の熱媒の温度が十分な速度で上昇するか否かを確認する必要がある。 By the way, when the heating apparatus described in Patent Document 1 is installed in a building or when maintenance of the heating apparatus is performed, it is necessary to perform a test operation for confirming the heating performance of the heat pump. Specifically, it is necessary to heat the heating medium while circulating the heating medium between the heat pump and the tank and check whether the temperature of the heating medium in the tank rises at a sufficient rate.
このとき、例えば１回目の試運転の途中において何らかのエラーが発生し、試運転を再度行うような場合には、タンク内の熱媒の温度がある程度上昇した状態となっている。このような状態において試運転を行うと、タンク内の熱媒の温度が短時間のうちに最大値に到達し、ヒートポンプによる熱媒の加熱が停止してしまうこととなる。従って、試運転を十分な時間をかけて行うためには、予めタンク内の熱媒の温度が低下するのを待たなければならない。 At this time, for example, when an error occurs during the first test run and the test run is performed again, the temperature of the heat medium in the tank has risen to some extent. When the trial operation is performed in such a state, the temperature of the heat medium in the tank reaches the maximum value within a short time, and heating of the heat medium by the heat pump is stopped. Therefore, in order to perform a trial run with sufficient time, it is necessary to wait for the temperature of the heat medium in the tank to decrease in advance.
しかしながら、タンクは高い保温性能を有しているので、一度温度が上昇した熱媒の温度が下がるまでには長時間を要する。また、ヒートポンプとタンクとの間を熱媒が循環する流路は密閉空間となっているので、内部にある高温の熱媒を低温の熱媒と入れ替えることはできない。また、熱媒としては水ではなく不凍液が用いられることが多いので、仮に、タンクや循環用の流路に熱媒の出口が設けられたていとしても、出口から取り出した熱媒を下水等に排出することはできない。つまり、取り出した熱媒を全て回収する必要が生じるので、熱媒を入れ替えるには手間と時間がかかってしまうこととなる。 However, since the tank has a high heat retention performance, it takes a long time for the temperature of the heat medium once increased to decrease. Moreover, since the flow path through which the heat medium circulates between the heat pump and the tank is a sealed space, the high-temperature heat medium inside cannot be replaced with the low-temperature heat medium. Also, since antifreeze is often used instead of water as the heat medium, even if a heat medium outlet is provided in the tank or circulation channel, the heat medium taken out from the outlet is used as sewage. It cannot be discharged. That is, since it is necessary to collect all the extracted heat medium, it takes time and labor to replace the heat medium.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、設置時やメンテナンス時において、タンク内の熱媒の温度を短時間のうちに低下させることのできる暖房装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a subject, The objective provides the heating apparatus which can reduce the temperature of the heat medium in a tank in a short time at the time of installation or a maintenance. There is.
上記課題を解決するために、本発明に係る暖房装置は、大気から吸熱して熱媒を加熱するヒートポンプ（１００）と、ヒートポンプにより加熱された熱媒を貯えるタンク（２００）と、タンクに貯えられた熱媒の温度を計測する温度センサ（２１１，２１２，２１３）と、タンクから供給される熱媒の熱を放出することにより暖房を行う暖房端末（３００）と、ヒートポンプとタンクとの間で熱媒が循環する流路である第１流路（４１０）と、第１流路で熱媒を循環させる第１ポンプ（１１０）と、タンクと暖房端末との間で熱媒が循環する流路である第２流路（４２０）と、第２流路で熱媒を循環させる第２ポンプ（４４０）と、操作されるとヒートポンプ、第１ポンプ、及び第２ポンプの少なくとも一つを制御するための信号を出力する操作部（１３０）と、操作部から出力される信号に応じてヒートポンプ、第１ポンプ、及び第２ポンプの少なくとも一つを制御する制御部（１２０）と、を備える。制御部は、ヒートポンプによる熱媒の加熱を行うことなく、第２ポンプによって第２流路で熱媒を循環させ、熱媒の熱を暖房端末から外部に放出させる制御である放熱制御を行う。第２流路には、熱媒を冷却するための冷却用熱交換器（５２０，８３０）が設けられており、制御部が放熱制御を行っているときには、第２流路を循環する熱媒が冷却用熱交換器によって冷却される。
In order to solve the above problems, a heating apparatus according to the present invention includes a heat pump (100) that absorbs heat from the atmosphere to heat the heat medium, a tank (200) that stores the heat medium heated by the heat pump, and a tank that stores the heat medium. A temperature sensor (211, 212, 213) that measures the temperature of the heat medium, a heating terminal (300) that performs heating by releasing the heat of the heat medium supplied from the tank, and the heat pump and the tank The heat medium circulates between the first flow path (410) that is the flow path through which the heat medium circulates, the first pump (110) that circulates the heat medium in the first flow path, and the tank and the heating terminal. A second flow path (420) that is a flow path; a second pump (440) that circulates a heat medium in the second flow path; and at least one of a heat pump, a first pump, and a second pump when operated. Output a signal to control Includes work portion (130), the heat pump according to the signal output from the operation unit, the first pump, and a control unit for controlling at least one of the second pump (120), the. The controller performs heat dissipation control, which is control for circulating the heat medium in the second flow path by the second pump and releasing the heat of the heat medium from the heating terminal to the outside without heating the heat medium by the heat pump. The second flow path is provided with cooling heat exchangers (520, 830) for cooling the heat medium, and the heat medium that circulates through the second flow path when the control unit performs heat dissipation control. Is cooled by a cooling heat exchanger.
このような暖房装置では、例えば設置やメンテナンスが行われる際において操作部が操作されると、制御部による放熱制御が行われる。放熱制御により、タンク内に蓄えられている熱媒の熱が暖房端末から外部へと放出されるので、タンク内に蓄えられている熱媒の温度は比較的短時間のうちに低下する。その結果、ヒートポンプの加熱性能を十分な時間をかけて確認し得る状態に、短時間で移行することができる。 In such a heating apparatus, for example, when the operation unit is operated during installation or maintenance, heat control by the control unit is performed. Since the heat of the heat medium stored in the tank is released from the heating terminal to the outside by the heat radiation control, the temperature of the heat medium stored in the tank decreases in a relatively short time. As a result, it is possible to shift to a state where the heating performance of the heat pump can be confirmed over a sufficient time in a short time.
本発明によれば、設置時やメンテナンス時において、タンク内の熱媒の温度を短時間のうちに低下させることのできる暖房装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heating apparatus which can reduce the temperature of the heat medium in a tank in a short time at the time of installation or a maintenance is provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
図１を参照しながら、第１参考例に係る暖房装置１０について説明する。暖房装置１０は、不図示の建物の暖房を行うための装置として構成されている。暖房装置１０は、ヒートポンプ１００と、タンク２００と、暖房端末３００とを備えている。ヒートポンプ１００とタンク２００は建物近傍の屋外に設置されており、暖房端末３００は建物の内部に設置されている。
A
ヒートポンプ１００は、不図示の冷凍サイクルによって大気から吸熱し、後述のタンク２００に蓄えられた熱媒を大気からの熱によって加熱する装置である。本参考例では、熱媒として不凍液が用いられている。しかしながら、本参考例を実施するにあたっては熱媒の種類は特に限定されない。
The
ヒートポンプ１００は、冷凍サイクルとして圧縮機、放熱器、膨張弁、蒸発器等をその内部に備えており、冷媒である二酸化炭素がこれらを循環するように構成されている。尚、このような冷凍サイクルの構造は公知のものであるから、その具体的な構成については図示及び詳細な説明を省略する。
The
ヒートポンプ１００とタンク２００との間は、熱媒を循環させる流路として設けられた蓄熱用配管４１０によって接続されている。蓄熱用配管４１０は、ヒートポンプ１００で加熱された熱媒をタンク２００に供給するための往路配管４１１と、タンク２００から取り出された熱媒をヒートポンプ１００に供給するための復路配管４１２とにより構成されている。往路配管４１１の下流側端部は、タンク２００のうち上方側部分に接続されている。復路配管４１２の上流側端部は、タンク２００のうち下方側部分に接続されている。
The
ヒートポンプ１００の内部には内部ポンプ１１０が設けられている。内部ポンプ１１０は、蓄熱用配管４１０において熱媒を循環させるためのポンプである。内部ポンプ１１０には、往路配管４１１の上流側端部、及び復路配管４１２の下流側端部がそれぞれ接続されている。内部ポンプ１１０の運転が行われると、ヒートポンプ１００とタンク２００との間で熱媒が循環する。
An
尚、ヒートポンプ１００は、冷凍サイクル及び内部ポンプ１１０の両方を備えた構成となっているのであるが、冷凍サイクルのみを備えた構成であってもよい。つまり、蓄熱用配管４１０において熱媒を循環させるためのポンプが、ヒートポンプ１００とは別体の装置として設けられている構成であってもよい。
In addition, although the
ヒートポンプ１００は、冷凍サイクル及び内部ポンプ１１０の他、制御部１２０と、操作部１３０とを備えている。
The
制御部１２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステムとして構成されている。制御部１２０は、ヒートポンプ１００の動作、及び暖房装置１０の全体の動作を制御するものである。尚、暖房装置１０の全体の動作を制御する機能は、本参考例のようにヒートポンプ１００の制御部１２０が備えていてもよいのであるが、ヒートポンプ１００の外部に別途設けられた制御装置が備えていてもよい。
The
また、制御部１２０が単一の制御装置ではなく、複数の制御装置として構成されていてもよい。例えば、ヒートポンプ１００の制御を行うための制御装置と、タンク２００においてサーミスタや三方弁４５０の動作を制御するための制御装置と、建物において暖房端末３００等の動作を制御するための制御装置と、がそれぞれ存在しており、これら複数の制御装置の集合体として制御部１２０が構成されていてもよい。
Further, the
操作部１３０は、暖房装置１０の設置が行われた際、又は暖房装置１０のメンテナンスが行われた際に、作業者が暖房装置１０の試運転を行うために操作する部分である。ここでいう試運転とは、ヒートポンプ１００の加熱性能が十分か否かを判定するために行われる運転のことである。「加熱性能」とは、ヒートポンプ１００を通過する熱媒に対して単位時間に与え得る熱量のことである。尚、操作部１３０は本参考例のようにヒートポンプ１００に設けられていてもよいのであるが、ヒートポンプ１００とは別体の装置として設けられていてもよい。例えば、操作部１３０がタンク２００に設けられていてもよく、建物の内部に配置されていてもよい。
The
操作部１３０の操作が行われると、ヒートポンプ１００、内部ポンプ１１０、及び後述の循環ポンプ４４０、のうち少なくとも一つを制御するための信号が操作部１３０から出力される。当該信号は制御部１２０に入力される。操作部１３０からの信号が制御部１２０に入力されると、制御部１２０は、ヒートポンプ１００、内部ポンプ１１０、及び循環ポンプ４４０、のうち少なくとも一つを制御することにより、後述の放熱制御を行う。
When the
タンク２００は、ヒートポンプ１００で加熱された熱媒を貯えるための容器である。タンク２００は略円柱形状に形成されている。タンク２００は、その周囲が不図示の断熱材で覆われており、高温の熱媒を比較的長時間に亘って保温し得るように構成されている。既に述べたように、タンク２００の上方側部分には往路配管４１１の下流側端部が接続されており、タンク２００の下方側部分には復路配管４１２の上流側端部が接続されている。このため、ヒートポンプ１００による熱媒の加熱が行われる際には、加熱により高温となった熱媒がタンク２００の上方側部分から供給され、低温の熱媒がタンク２００の下方側部分から取り出される。
The
タンク２００には、内部の熱媒の温度を測定するための３つの温度センサ２１１、２１２、２１３が、互いに異なる高さとなる位置に取り付けられている。これらのうち、温度センサ２１１が最も高い位置に取り付けられており、温度センサ２１３が最も低い位置に取り付けられている。温度センサ２１１、２１２、２１３により、タンク２００内における熱媒の温度分布が計測される。温度センサ２１１、２１２、２１３により計測された各部における熱媒の温度は、制御部１２０に入力される。
In the
暖房端末３００は、タンク２００から供給される熱媒の熱を外部に放出することにより、建物の暖房を行うものである。本参考例における暖房端末３００は、建物の床下に埋め込まれた床暖房ユニットである。ただし、本参考例を実施するにあたっては、暖房端末３００は床暖房ユニットに限定されない。例えば、高温の熱媒と室内の空気とを熱交換させる熱交換器を備えた機器であってもよい。
The
タンク２００と暖房端末３００との間は、熱媒を循環させる流路として設けられた放熱用配管４２０によって接続されている。放熱用配管４２０は、タンク２００からの熱媒を暖房端末３００に供給するための往路配管４２１と、暖房端末３００を通過した後の熱媒をタンク２００に戻すための復路配管４２２とにより構成されている。往路配管４２１の上流側端部は、タンク２００のうち上方側部分に接続されている。復路配管４２２の下流側端部は、タンク２００のうち下方側部分に接続されている。
The
往路配管４２１の途中には循環ポンプ４４０が設けられている。循環ポンプ４４０は、放熱用配管４２０において熱媒を循環させるためのポンプである。制御部１２０の制御により循環ポンプ４４０の運転が行われると、タンク２００と暖房端末３００との間で熱媒が循環し、建物の暖房が行われる。
A
このとき、放熱用配管４２０を循環する熱媒は、暖房端末３００を通過する際において放熱し、その温度を低下させる。低温となった熱媒は、復路配管４２２を通ってタンク２００の下方側部分に供給される。つまり、循環ポンプ４４０が動作しているときには、タンク２００の上方側部分から高温の熱媒が取り出され、暖房端末３００を通過し低温となった熱媒がタンク２００の下方側部分に戻される。このため、タンク２００内においては、上方側部分における熱媒の温度が高くなっており、下方側部分における熱媒の温度が低くなっている。
At this time, the heat medium circulating in the
往路配管４２１と復路配管４２２との間には、両者を繋ぐバイパス配管４３０が設けられている。バイパス配管４３０の一端は、往路配管４２１のうち循環ポンプ４４０よりも上流側部分に接続されている。バイパス配管４３０の他端は復路配管４２２に接続されている。また、バイパス配管４３０と復路配管４２２との接続部分には、三方弁４５０が設けられている。
A
三方弁４５０は、制御部１２０が行う制御によって自動的に流路を切り換えることのできる電動式の弁である。三方弁４５０により、暖房端末３００からの熱媒が矢印ＡＲ１に沿ってタンク２００に向かう第１状態と、矢印ＡＲ２に沿って往路配管４２１に向かう第２状態とが切り替えられる。通常は第１状態となっている。
The three-
第１状態においては、循環ポンプ４４０の動作に伴って、タンク２００からの高温の熱媒が暖房端末３００に到達する。一方、第２状態においては、循環ポンプ４４０が動作してもタンク２００からの熱媒は暖房端末３００に到達しない。このとき暖房端末３００から排出された熱媒は、復路配管４２２、三方弁４５０、バイパス配管４３０、往路配管４１１を順に通り、再び暖房端末３００に供給されることとなる。暖房端末３００を通過する際に低温となった熱媒が再び暖房端末３００に供給されるので、第２状態において暖房端末３００から放出される熱量は、第１状態において放出される熱量よりも小さくなる。
In the first state, the high-temperature heat medium from the
このため、三方弁４５０の動作を制御して第１状態と第２状態との切り替えを適宜行うことにより、暖房端末３００から放出される熱量を調整することができる。
For this reason, the amount of heat released from the
ところで、このような構成の暖房装置１０を新たに設置した際や、設置後において暖房装置１０のメンテナンスを行った際には、ヒートポンプ１００の加熱性能を確認するための試運転を行う必要がある。試運転においては、ヒートポンプ１００とタンク２００との間で熱媒を循環させながら熱媒の加熱を行い、タンク２００内の熱媒の温度が十分な速度で上昇するか否かが確認される。既に述べたように、このような試運転は、作業者が操作部１３０を操作することによって開始される。
By the way, when the
試運転が開始される際に、タンク２００内の熱媒の温度が十分に低く、例えば外気温に等しいような場合には、試運転によって熱媒の温度が上限値に到達するまでには長時間を要する。換言すれば、ヒートポンプ１００の加熱性能を十分な時間をかけて確認することができる。
When the test operation is started, if the temperature of the heat medium in the
例えば１回目の試運転の途中において何らかのエラーが発生し、試運転が再度行われるような場合には、タンク２００内の熱媒の温度が高くなっている。また、暖房端末３００の使用を停止した直後にメンテナンスが行われる場合にも、タンク２００内の熱媒の温度は高くなっている。
For example, when an error occurs during the first trial run and the trial run is performed again, the temperature of the heat medium in the
このような状態において試運転が開始又は再開されると、タンク２００内の熱媒の温度が短時間のうちに最大値に到達し、ヒートポンプ１００による熱媒の加熱が停止してしまうこととなる。つまり、ヒートポンプ１００の運転が短時間のうちに停止してしまうこととなるので、ヒートポンプ１００の加熱性能を十分な時間をかけて確認することができない。試運転を十分な時間をかけて行うためには、予めタンク２００内の熱媒の温度が低下するのを待たなければならない。しかしながら、タンク２００は断熱材で覆われており、高い保温性能を有しているので、熱媒の温度が自然に下がるまでには長時間を要してしまう。
When the trial operation is started or restarted in such a state, the temperature of the heat medium in the
そこで、本参考例に係る暖房装置１０では、後に説明する放熱制御を行うことにより、タンク２００内の熱媒の温度を短時間のうちに低下させることが可能となっている。これにより、タンク２００内に高温の熱媒が存在する場合であっても、短時間のうちに試運転を開始することができる。
Therefore, in the
試運転が開始される際において制御部１２０で行われる処理について、図２を参照しながら説明する。図２に示される一連の処理は、所定の期間が経過する毎に繰り返し実行されている。
A process performed by the
最初のステップＳ０１では、操作部１３０に対する操作が行われたか否かが判定される。操作部１３０が操作されていなければ、すなわち操作部１３０からの信号が制御部１２０に入力されていなければ、図２に示される一連の処理を終了する。操作部１３０が操作されていれば、すなわち操作部１３０からの信号が制御部１２０に入力されていれば、ステップＳ０２に移行する。
In the first step S01, it is determined whether or not an operation on the
ステップＳ０２では、タンク２００内における熱媒の平均温度が算出される。ここでは、温度センサ２１１、２１２、２１３によってそれぞれ測定された３つの測定値を平均することにより、熱媒の平均温度が算出される。
In step S02, the average temperature of the heat medium in the
ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、算出された平均温度が、所定の閾値ＴＴ以下であるか否かが判定される。閾値ＴＴは、ヒートポンプ１００の加熱性能の確認を、十分に時間をかけて行うことができるような熱媒の温度の上限値として、予め設定され制御部１２０の記憶装置に記憶されている。閾値ＴＴを設定するにあたっては、加熱性能の確認を行うために必要となるタンク２００内の温度上昇量、ヒートポンプ１００の定格加熱性能、タンク２００の容積等が考慮される。
In step S03 following step S02, it is determined whether or not the calculated average temperature is equal to or less than a predetermined threshold value TT. The threshold value TT is set in advance and stored in the storage device of the
平均温度が閾値ＴＴ以下である場合には、ステップＳ０４に移行する。ステップＳ０４に移行したということは、タンク２００内の熱媒の温度が十分に低いため、ヒートポンプ１００の加熱性能を十分な時間をかけて確認しても、タンク２００内の温度は上限に達しない、ということである。従って、ステップＳ０４では、ヒートポンプ１００による加熱が開始される。以降は、タンク２００内の熱媒の温度上昇を作業者が確認しながら、ヒートポンプ１００の加熱性能やその他の事項が診断される。
When the average temperature is equal to or lower than the threshold value TT, the process proceeds to step S04. The transition to step S04 means that the temperature of the heat medium in the
ステップＳ０３において、熱媒の温度が閾値ＴＴを超えている場合には、ステップＳ０５に移行する。ステップＳ０５に移行したということは、タンク２００内の熱媒の温度が初めから高いため、ヒートポンプの加熱性能の確認を十分な時間をかけて行うことができない、ということである。このため、ステップＳ０５では放熱制御が開始される。このように、タンク２００に貯えられている熱媒の温度が所定の閾値ＴＴを超えているときにのみ、放熱制御が行われる。
In step S03, when the temperature of the heat medium exceeds the threshold value TT, the process proceeds to step S05. The transition to step S05 means that since the temperature of the heat medium in the
図３を参照しながら、放熱制御の具体的な内容について説明する。図３に示される一連の処理も、制御部１２０によって実行される。
The specific contents of the heat radiation control will be described with reference to FIG. A series of processing shown in FIG. 3 is also executed by the
最初のステップＳ２１では、循環ポンプ４４０の運転が開始される。これにより、タンク２００と暖房端末３００との間において熱媒が循環し始める。つまり、タンク２００からの高温の熱媒が往路配管４２１を通って暖房端末３００に供給され、暖房端末３００においてその熱が外部に放出される。また、暖房端末３００を通過して低温となった熱媒が、復路配管４２２を通ってタンク２００に戻される。
In the first step S21, the operation of the
このとき、制御部１２０が行う制御によって、ヒートポンプ１００の冷凍サイクルはその動作を停止させた状態となっている。このため、ヒートポンプ１００による熱媒の加熱は行われない。タンク２００内における熱媒の温度は、暖房端末３００における放熱に伴って次第に低下して行く。
At this time, the control performed by the
ステップＳ２１に続くステップＳ２２では、内部ポンプ１１０の運転が開始される。ただし、上記のようにヒートポンプ１００の冷凍サイクルは停止したままである。従って、ヒートポンプ１００による熱媒の加熱は行われないまま、ヒートポンプ１００とタンク２００との間で熱媒が循環することとなる。
In step S22 following step S21, the operation of the
蓄熱用配管４１０は、ヒートポンプ１００及びタンク２００と共に屋外に配置されている。従って、タンク２００から取り出された熱媒は、復路配管４１２を通る際において外気との熱交換により熱を奪われ、その温度を低下させる。また、ヒートポンプ１００を通過して往路配管４１１を通る際においても、外気との熱交換によりその温度を低下させる。
The
蓄熱用配管４１０を通過する際における熱媒の温度低下は、暖房端末３００を通過する際における熱媒の温度低下に比べると小さい。しかしながら、蓄熱用配管４１０における放熱が補助的に行われる結果、タンク２００内の熱媒の温度低下はさらに促進される。
The temperature drop of the heat medium when passing through the
図３に示される例では、蓄熱用配管４１０における熱媒の循環と、放熱用配管４２０における熱媒の循環とが、ほぼ同時に開始される。しかしながら、これらが互いに異なるタイミングで開始されてもよい。例えば、放熱用配管４２０における熱媒の循環のみが先に開始され、所定期間が経過した後に、蓄熱用配管４１０における熱媒の循環が開始されるような態様であってもよい。
In the example shown in FIG. 3, the circulation of the heat medium in the
暖房端末３００における放熱量が十分に大きい場合には、蓄熱用配管４１０で熱媒を循環させることによる放熱は行われなくてもよい。すなわち、放熱制御として図３のステップＳ２１の処理のみが行われ、ステップＳ２２の処理が行われないような態様であってもよい。
When the amount of heat radiation in the
図２に戻って説明を続ける。ステップＳ０５において以上のような放熱制御が開始された後、ステップＳ０２以降の処理が再び実行される。放熱制御により、ステップＳ０２で算出される平均温度は次第に低下して行く。このため、比較的短時間のうちに平均温度が閾値ＴＴ以下となり、ステップＳ０４に移行して試運転が開始されることとなる。 Returning to FIG. 2, the description will be continued. After the heat radiation control as described above is started in step S05, the processes after step S02 are executed again. Due to the heat dissipation control, the average temperature calculated in step S02 gradually decreases. For this reason, the average temperature becomes equal to or lower than the threshold value TT within a relatively short time, and the process proceeds to step S04 and the trial operation is started.
このように、本参考例に係る暖房装置１０では、設置やメンテナンスの際において操作部１３０が操作されると、制御部１２０によって放熱制御が行われる。放熱制御により、タンク２００内に蓄えられている熱媒の熱が暖房端末３００から外部へと放出されるので、タンク２００内に蓄えられている熱媒の温度は比較的短時間のうちに低下する。その結果、ヒートポンプ１００の加熱性能を十分な時間をかけて確認し得る状態、すなわちタンク２００内における熱媒の平均温度が閾値ＴＴ以下である状態に、比較的短時間のうちに移行することができる。
Thus, in the
図２に示される処理の変形例について、図４を参照しながら説明する。図４に示される処理は、図２に示される処理のステップＳ０２をステップＳ１２に置き換えて、図２に示される処理のステップＳ０３をステップＳ１３に置き換えたものとなっている。図４に示される処理のうち、ステップＳ１２及びステップＳ１３以外の処理については、いずれも図２に示される処理と同一である。 A modification of the process shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. The process shown in FIG. 4 is obtained by replacing step S02 of the process shown in FIG. 2 with step S12 and replacing step S03 of the process shown in FIG. 2 with step S13. Among the processes shown in FIG. 4, processes other than step S12 and step S13 are all the same as the processes shown in FIG.
操作部１３０が操作された後に行われるステップＳ１２では、タンク２００内の熱媒が有する熱量が算出される。ここでいう熱量とは、絶対的な熱量ではなく、ヒートポンプ１００によって熱媒に加えられた熱量のことである。
In step S12 performed after the
熱量の算出方法について説明する。図１を参照しながら説明したように、タンク２００には、高さの異なる３箇所に温度センサ２１１、２１２、２１３が取り付けられている。図１に示されるように、温度センサ２１１と温度センサ２１２との中間となる高さを境界ＤＬ１とし、タンク２００内の空間のうち境界ＤＬ１よりも上方側の領域を領域Ｖ１とする。この場合、温度センサ２１１で測定される温度は、領域Ｖ１に存在する熱媒の温度ということができる。
A method for calculating the amount of heat will be described. As described with reference to FIG. 1,
また、温度センサ２１２と温度センサ２１３との中間となる高さを境界ＤＬ２とし、タンク２００内の空間のうち境界ＤＬ１と境界ＤＬ２との間の領域を領域Ｖ２とする。この場合、温度センサ２１２で測定される温度は、領域Ｖ２に存在する熱媒の温度ということができる。
Further, a height that is intermediate between the
更に、タンク２００内の空間のうち境界ＤＬ２よりも下方側の領域を領域Ｖ３とする。この場合、温度センサ２１３で測定される温度は、領域Ｖ３に存在する熱媒の温度ということができる。
Furthermore, a region below the boundary DL2 in the space in the
領域Ｖ１の熱媒が有する熱量Ｑ１は、下記の式（１）で表される。
Ｑ１＝ｃ（Ｔ１−Ｔ０）Ｖ１・・・・・（１）
式（１）における「Ｖ１」は、領域Ｖ１の容積である。すなわち、領域Ｖ１に存在する熱媒の体積である。「ｃ」は、単位体積あたりにおける熱媒の熱容量である。「Ｔ１」は、温度センサ２１１の測定値である。「Ｔ０」は基準温度であり、ヒートポンプ１００により加熱が行われない場合における熱媒の温度である。例えば、外気温に略等しい２５℃が設定される。
The amount of heat Q1 that the heating medium in the region V1 has is expressed by the following formula (1).
Q1 = c (T1-T0) V1 (1)
“V1” in Expression (1) is the volume of the region V1. That is, the volume of the heat medium existing in the region V1. “C” is the heat capacity of the heat medium per unit volume. “T1” is a measured value of the
領域Ｖ２の熱媒が有する熱量Ｑ２は、下記の式（２）で表される。
Ｑ２＝ｃ（Ｔ２−Ｔ０）Ｖ２・・・・・（２）
式（２）における「Ｖ２」は、領域Ｖ２の容積である。すなわち、領域Ｖ２に存在する熱媒の体積である。「Ｔ２」は、温度センサ２１２の測定値である。「ｃ」及び「Ｔ０」は、式（１）における「ｃ」及び「Ｔ０」とそれぞれ同一である。
The amount of heat Q2 that the heat medium in the region V2 has is expressed by the following formula (2).
Q2 = c (T2-T0) V2 (2)
“V2” in Expression (2) is the volume of the region V2. That is, the volume of the heat medium existing in the region V2. “T2” is a measurement value of the
領域Ｖ３の熱媒が有する熱量Ｑ３は、下記の式（３）で表される。
Ｑ３＝ｃ（Ｔ３−Ｔ０）Ｖ３・・・・・（２）
式（３）における「Ｖ３」は、領域Ｖ３の容積である。すなわち、領域Ｖ３に存在する熱媒の体積である。「Ｔ３」は、温度センサ２１３の測定値である。「ｃ」及び「Ｔ０」は、式（１）における「ｃ」及び「Ｔ０」とそれぞれ同一である。
The amount of heat Q3 that the heat medium in the region V3 has is expressed by the following formula (3).
Q3 = c (T3-T0) V3 (2)
“V3” in Equation (3) is the volume of the region V3. That is, the volume of the heat medium existing in the region V3. “T3” is a measured value of the
図４のステップＳ１２では、式（１）により算出されるＱ１、式（２）により算出されるＱ２、及び式（３）により算出されるＱ３を全て合算することにより、タンク２００内の熱媒が有する熱量が算出される。
In step S12 of FIG. 4, the heating medium in the
ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、ステップＳ１２で算出された熱量（すなわち、Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３）が、所定の閾値ＱＴ以下であるか否かが判定される。閾値ＱＴは、ヒートポンプ１００の加熱性能の確認を、十分に時間をかけて行うことができるような熱量の上限値として、予め設定され制御部１２０の記憶装置に記憶されている。閾値ＱＴを設定するにあたっては、加熱性能の確認を行うために必要となるタンク２００内の温度上昇量、ヒートポンプ１００の定格加熱性能、タンク２００の容積等が考慮される。
In step S13 following step S12, it is determined whether the amount of heat calculated in step S12 (that is, Q1 + Q2 + Q3) is equal to or less than a predetermined threshold value QT. The threshold value QT is preset and stored in the storage device of the
タンク２００内の熱媒が有する熱量、が閾値ＱＴ以下である場合には、ステップＳ０４に移行する。ステップＳ０４に移行したということは、タンク２００内に貯えられている熱媒の熱量が十分に小さいため、ヒートポンプ１００の加熱性能を十分な時間をかけて確認しても、その際に生じる熱量の全体をタンク２００で受け入れることができる、ということである。従って、ステップＳ０４ではヒートポンプ１００による加熱が開始される。
When the amount of heat of the heat medium in the
ステップＳ１３において、熱量が閾値ＱＴを超えている場合には、ステップＳ０５に移行する。ステップＳ０５に移行したということは、タンク２００内の熱媒が有する熱量が大きいため、ヒートポンプの加熱性能の確認を十分な時間をかけて行うことができない、ということである。このため、既に述べたように、ステップＳ０５では放熱制御が開始される。以上のように、図４に示される例においては、タンク２００に貯えられている熱媒の熱量が所定の閾値ＱＴを超えているときにのみ、放熱制御が行われる。
If the amount of heat exceeds the threshold value QT in step S13, the process proceeds to step S05. The transition to step S05 means that the heat capacity of the heat medium in the
図５を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る暖房装置１０Ａについて説明する。暖房装置１０Ａでは、蓄熱用配管４１０の往路配管４１１に冷却用熱交換器５１０が設けられている。また、放熱用配管４２０の往路配管４２１に冷却用熱交換器５２０が設けられている。暖房装置１０Ａは、冷却用熱交換器５１０及び冷却用熱交換器５２０が設けられている点、及び、制御部１２０で実行される処理の内容においてのみ第１参考例と異なっている。その他の点においては第１参考例と同一である。
The
冷却用熱交換器５１０は、往路配管４１１を通る熱媒と、配管６１０を通る水道水と、を熱交換させることにより、熱媒を冷却するための熱交換器である。配管６１０は、水道配管に接続される配管である。配管６１０の途中にはバルブ６１１が設けられている。バルブ６１１が開かれると、配管６１０に水道水が供給され、冷却用熱交換器５１０における熱交換が行われる。つまり、往路配管４１１を通る熱媒が冷却される。バルブ６１１は電磁弁であり、その開閉動作は制御部１２０により制御される。バルブ６１１は、通常時においては常に閉状態とされている。
The
冷却用熱交換器５２０は、往路配管４２１を通る熱媒と、配管６２０を通る水道水と、を熱交換させることにより、熱媒を冷却するための熱交換器である。配管６２０は、水道配管に接続される配管である。配管６２０の途中にはバルブ６２１が設けられている。バルブ６２１が開かれると、配管６２０に水道水が供給され、冷却用熱交換器５２０における熱交換が行われる。つまり、往路配管４２１を通る熱媒が冷却される。バルブ６２１は電磁弁であり、その開閉動作は制御部１２０により制御される。バルブ６２１は、通常時においては常に閉状態とされている。
The
図６を参照しながら、暖房装置１０Ａにおいて行われる放熱制御の具体的な内容について説明する。尚、暖房装置１０Ａで放熱制御が開始されるための条件については、図２や図４を参照しながら説明した第１参考例の場合と同じである。
The specific contents of the heat radiation control performed in the
最初のステップＳ３１、及び続くステップＳ３２で行われる処理は、図３のステップＳ２１、及びステップＳ２２で行われる処理とそれぞれ同一である。ステップＳ３２が行われた後においては、タンク２００と暖房端末３００との間において熱媒が循環しており、ヒートポンプ１００とタンク２００との間でも熱媒が循環している状態となる。ただし、ヒートポンプ１００による熱媒の加熱は行われない。
The processes performed in the first step S31 and the subsequent step S32 are the same as the processes performed in step S21 and step S22 in FIG. After step S32 is performed, the heat medium is circulated between the
ステップＳ３２に続くステップＳ３３では、制御部１２０によってバルブ６１１が開状態とされる。これにより、配管６１０に水道水が供給され始めて、冷却用熱交換器５１０における熱媒の冷却が開始される。蓄熱用配管４１０を循環している熱媒は、往路配管４１１等を通る際においてその温度を低下させるだけでなく、冷却用熱交換器５１０を通る際においてもその温度を低下させる。
In step S33 following step S32, the
ステップＳ３３に続くステップＳ３４では、制御部１２０によってバルブ６２１が開状態とされる。これにより、配管６２０に水道水が供給され始めて、冷却用熱交換器５２０における熱媒の冷却が開始される。放熱用配管４２０を循環している熱媒は、暖房端末３００を通る際にその温度を低下させるだけでなく、冷却用熱交換器５２０を通る際においてもその温度を低下させる。
In step S34 following step S33, the
このように、放熱制御が行われている間は、冷却用熱交換器５１０、及び冷却用熱交換器５２０においても熱媒の冷却が行われる。放熱制御がより効率的に行われるので、タンク２００内における熱媒の温度を短時間で低下させることができる。
In this way, while the heat radiation control is being performed, the heat medium is also cooled in the
尚、冷却用熱交換器５１０と冷却用熱交換器５２０の両方を備えるのではなく、冷却用熱交換器５２０だけを備える構成としてもよい。
In addition, it is good also as a structure provided with only the
また、暖房端末３００や冷却用熱交換器５２０における放熱量が十分に大きい場合には、蓄熱用配管４１０で熱媒を循環させることによる放熱は行われなくてもよい。すなわち、
図６に示される一連の処理のうち、ステップＳ３２及びステップＳ３３の処理が行われないような態様であってもよい。
Further, when the amount of heat radiation in the
Of the series of processes shown in FIG. 6, an aspect may be employed in which the processes of step S32 and step S33 are not performed.
バルブ６１１やバルブ６２１の開閉動作は、本実施形態のように制御部１２０が行う制御によって行われてもよいのであるが、作業者の手作業によって行われるような態様であってもよい。また、通常時においては冷却用熱交換器５２０に配管６２０が接続されておらず、メンテナンス時等においてのみ、冷却用熱交換器５２０に配管６２０が接続されるような態様であってもよい。冷却用熱交換器５１０に対する配管６１０の接続についても同様である。
The opening / closing operation of the
図７を参照しながら、第２参考例に係る暖房装置１０Ｂについて説明する。暖房装置１０Ｂは、循環ポンプ４４０に換えて補助加熱装置７００が設けられている点、及び、制御部１２０で実行される処理の内容においてのみ第１参考例と異なっている。その他の点においては第１参考例と同一である。
A
補助加熱装置７００は、放熱用配管４２０の往路配管４２１のうち、バイパス配管４３０との接続部分よりも下流側となる位置に設けられている。補助加熱装置７００は、往路配管４２１を通る熱媒を加熱することにより、暖房端末３００に供給される熱媒の温度を上昇させるための装置である。補助加熱装置７００の動作は制御部１２０によって制御される。補助加熱装置７００は、内部ポンプ７１０と、バーナー７２０とを有している。
The
内部ポンプ７１０は、放熱用配管４２０において熱媒を循環させるためのポンプである。制御部１２０の制御により内部ポンプ７１０の運転が行われると、タンク２００と暖房端末３００との間で熱媒が循環し、建物の暖房が行われる。このように、内部ポンプ７１０は、第１参考例における循環ポンプ４４０と同一の役割を果たすものとなっている。
The
バーナー７２０は、往路配管４２１を通る熱媒を加熱するものである。制御部１２０の制御によりバーナー７２０が動作（つまり点火）すると、往路配管４２１を通る熱媒が加熱される。例えば、タンク２００から供給される熱媒の温度が低いときには、バーナー７２０を動作させることによって熱媒の加熱が行われ、これにより暖房端末３００の暖房性能が確保される。タンク２００から供給される熱媒の温度が十分に高いときや、暖房端末３００の設定温度が低いときには、バーナー７２０が停止（つまり消火）される。
The
図８を参照しながら、暖房装置１０Ｂにおいて行われる放熱制御の具体的な内容について説明する。尚、暖房装置１０Ｂで放熱制御が開始されるための条件については、図２や図４を参照しながら説明した第１実施形態の場合と同じである。
The specific contents of the heat radiation control performed in the
最初のステップＳ４１では、内部ポンプ７１０の運転が開始される。これにより、タンク２００と暖房端末３００との間において熱媒が循環し始める。つまり、タンク２００からは高温の熱媒が往路配管４２１を通って暖房端末３００に供給され、暖房端末３００においてその熱が外部に放出される。また、暖房端末３００を通過して低温となった熱媒が、復路配管４２２を通ってタンク２００に戻される。
In the first step S41, the operation of the
ステップＳ４１に続くステップＳ４２では、内部ポンプ１１０の運転が開始される。ステップＳ４２で行われる処理は、図３のステップＳ２２で行われる処理と同一である。ステップＳ４２が行われた後においては、タンク２００と暖房端末３００との間において熱媒が循環しており、ヒートポンプ１００とタンク２００との間でも熱媒が循環している状態となる。ただし、ヒートポンプ１００による熱媒の加熱は行われない。
In step S42 following step S41, the operation of the
ステップＳ４２に続くステップＳ４３では、制御部１２０によってバーナー７２０が停止される。放熱制御が行われている間はバーナー７２０による熱媒の加熱が行われないので、タンク２００内における熱媒の温度低下がバーナー７２０により妨げられてしまうことが無い。このため、本参考例においても、第１参考例における効果と同一の効果を奏する。
In step S43 following step S42, the
図９を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る暖房装置１０Ｃについて説明する。暖房装置１０Ｃは、循環ポンプ４４０に換えて給湯装置８００が設けられている点、及び、制御部１２０で実行される処理の内容においてのみ第１参考例と異なっている。その他の点においては第１参考例と同一である。
A
給湯装置８００は、放熱用配管４２０の往路配管４２１のうち、バイパス配管４３０との接続部分よりも下流側となる位置に設けられている。給湯装置８００は、外部から供給される水道水を加熱して湯を生成する給湯器としての機能を有している。また、給湯装置８００は、往路配管４２１を通る熱媒を加熱することにより、暖房端末３００に供給される熱媒の温度を上昇させるための機能をも有している。つまり、給湯装置８００は、第２参考例における補助加熱装置７００に対して給湯器としての機能を加えたもの、ということができる。給湯装置８００の動作は制御部１２０によって制御される。
The hot
給湯装置８００は、内部ポンプ８１０と、バーナー８２０と、熱交換器８３０とを有している。
The hot
内部ポンプ８１０は、放熱用配管４２０において熱媒を循環させるためのポンプである。制御部１２０の制御により内部ポンプ８１０の運転が行われると、タンク２００と暖房端末３００との間で熱媒が循環し、建物の暖房が行われる。このように、内部ポンプ８１０は、第１参考例における循環ポンプ４４０と同一の役割を果たすものとなっている。
The
バーナー８２０は、往路配管４２１を通る熱媒を加熱するものである。制御部１２０の制御によりバーナー８２０が動作（つまり点火）すると、往路配管４２１を通る熱媒が加熱される。例えば、タンク２００から供給される熱媒の温度が低いときには、バーナー８２０を動作させることによって熱媒の加熱が行われ、これにより暖房端末３００の暖房性能が確保される。タンク２００から供給される熱媒の温度が十分に高いときや、暖房端末３００の設定温度が低いときには、バーナー８２０が停止（つまり消火）される。
The
また、バーナー８２０は、上記のように往路配管４２１を通る熱媒を加熱することに加えて、配管６３０を通る水道水をも加熱することが可能となっている。
Further, the
熱交換器８３０は、往路配管４２１を通る熱媒と、配管６３０を通る水道水と、を熱交換させることにより、熱媒を冷却するための熱交換器である。配管６３０は、水道配管に接続される配管であって、その一部が給湯装置８００の内部に配置されている。配管６３０の途中にはバルブ８４０が設けられている。
The
バルブ８４０は電磁弁であり、その開閉動作は制御部１２０により制御される。放熱用配管４２０を熱媒が循環している状態においてバルブ８４０が開かれると、配管６３０に水道水が供給され、熱交換器８３０における熱交換が行われる。つまり、往路配管４２１を通る熱媒が冷却される。
The
また、バーナー８２０が動作している状態においてバルブ８４０が開かれると、配管６３０に水道水が供給され、当該水道水がバーナー８２０で加熱されることにより湯が生成される。給湯装置８００で生成された湯は、建物の浴室等に供給され使用される。
When the
図１０を参照しながら、暖房装置１０Ｃにおいて行われる放熱制御の具体的な内容について説明する。尚、暖房装置１０Ｃで放熱制御が開始されるための条件については、図２や図４を参照しながら説明した第１参考例の場合と同じである。
The specific content of the heat radiation control performed in the
最初のステップＳ５１では、内部ポンプ８１０の運転が開始される。これにより、タンク２００と暖房端末３００との間において熱媒が循環し始める。つまり、タンク２００からは高温の熱媒が往路配管４２１を通って暖房端末３００に供給され、暖房端末３００においてその熱が外部に放出される。また、暖房端末３００を通過して低温となった熱媒が、復路配管４２２を通ってタンク２００に戻される。
In the first step S51, the operation of the
ステップＳ５１に続くステップＳ５２では、内部ポンプ１１０の運転が開始される。ステップＳ５２で行われる処理は、図３のステップＳ２２で行われる処理と同一である。ステップＳ５２が行われた後においては、タンク２００と暖房端末３００との間において熱媒が循環しており、ヒートポンプ１００とタンク２００との間でも熱媒が循環している状態となる。ただし、ヒートポンプ１００による熱媒の加熱は行われない。
In step S52 following step S51, the operation of the
ステップＳ５２に続くステップＳ５３では、制御部１２０によってバルブ８４０が開状態とされる。これにより、配管６３０に水道水が供給され始めて、熱交換器８３０における熱媒の冷却が開始される。放熱用配管４２０を循環している熱媒は、暖房端末３００を通る際にその温度を低下させるだけでなく、熱交換器８３０を通る際においてもその温度を低下させる。
In step S53 following step S52, the
このように、本実施形態においては、熱交換器８３０においても熱媒の冷却が行われる。放熱制御がより効率的に行われるので、タンク２００内における熱媒の温度を短時間で低下させることができる。
Thus, in this embodiment, the heat medium is also cooled in the
ステップＳ５３に続くステップＳ５４では、制御部１２０によってバーナー８２０が停止される。放熱制御の間はバーナー８２０による熱媒の加熱が行われないので、タンク２００内における熱媒の温度低下がバーナー８２０により妨げられてしまうことが無い。
In step S54 subsequent to step S53, the
図１１を参照しながら、第３参考例に係る暖房装置１０Ｄについて説明する。暖房装置１０Ｄは、タンク２００内に蓄えられている熱媒とは別の熱媒が、暖房端末３００に供給される構成となっている。
A
暖房装置１０Ｄは、ヒートポンプ１００と、タンク２００と、熱交換器９００と、暖房端末３００とを備えている。これらのうち、ヒートポンプ１００の構成と、タンク２００の構成は、いずれも第１参考例における構成と同じである。ただし、本参考例においては、ヒートポンプ１００とタンク２００との間で循環する熱媒のことを「第１熱媒」と表記する。第１熱媒としては不凍液が用いられてもよく、不凍液以外の液体が用いられてもよい。
The
熱交換器９００は、後述の暖房端末３００に供給される熱媒（以下、「第２熱媒」と表記する）を、タンク２００から供給される第１熱媒との熱交換によって加熱するための熱交換器である。第２熱媒は、熱交換器によって加熱された後に暖房端末３００へと供給される。第２熱媒としては不凍液が用いられてもよく、不凍液以外の液体が用いられてもよい。
The
タンク２００と熱交換器９００との間は、第１熱媒を循環させる流路として設けられた放熱用配管９１０によって接続されている。放熱用配管９１０は、タンク２００からの第１熱媒を熱交換器９００に供給するための往路配管９１１と、熱交換器９００を通過した後の第１熱媒をタンク２００に戻すための復路配管９１２とにより構成されている。往路配管９１１の上流側端部は、タンク２００のうち上方側部分に接続されている。復路配管９１２の下流側端部は、タンク２００のうち下方側部分に接続されている。
The
復路配管９１２の途中には第１循環ポンプ９２０が設けられている。第１循環ポンプ９２０は、放熱用配管９１０において第１熱媒を循環させるためのポンプである。制御部１２０の制御により第１循環ポンプ９２０の運転が行われると、タンク２００と熱交換器９００との間で第１熱媒が循環する。
A
このとき、放熱用配管９１０を循環する第１熱媒は、熱交換器９００を通過する際において第２熱媒との熱交換により放熱し、その温度を低下させる。低温となった第１熱媒は、復路配管９１２を通ってタンク２００の下方側部分に供給される。つまり、第１循環ポンプ９２０が動作しているときには、タンク２００の上方側部分から高温の第１熱媒が取り出され、熱交換器９００を通過し低温となった第１熱媒がタンク２００の下方側部分に戻される。このため、タンク２００内においては、上方側部分における第１熱媒の温度が高くなっており、下方側部分における第１熱媒の温度が低くなっている。
At this time, the first heat medium circulating in the
暖房端末３００は、熱交換器９００から供給される第２熱媒の熱を外部に放出することにより、建物の暖房を行うものである。本参考例における暖房端末３００は、建物の床下に埋め込まれた床暖房ユニットである。ただし、本参考例を実施するにあたっては、暖房端末３００は床暖房ユニットに限定されない。例えば、高温の第２熱媒と室内の空気とを熱交換させる熱交換器を備えた機器であってもよい。
The
熱交換器９００と暖房端末３００との間は、第２熱媒を循環させる流路として設けられた暖房用配管９３０によって接続されている。暖房用配管９３０は、熱交換器９００からの第２熱媒を暖房端末３００に供給するための往路配管９３１と、暖房端末３００を通過した後の第２熱媒を熱交換器９００に戻すための復路配管９３２とにより構成されている。
The
往路配管９３１の途中には第２循環ポンプ９５０が設けられている。第２循環ポンプ９５０は、暖房用配管９３０において第２熱媒を循環させるためのポンプである。制御部１２０の制御により第２循環ポンプ９５０の運転が行われると、熱交換器９００と暖房端末３００との間で第２熱媒が循環し、建物の暖房が行われる。
A
このとき、暖房用配管９３０を循環する第２熱媒は、暖房端末３００を通過する際において放熱し、その温度を低下させる。低温となった第２熱媒は、復路配管９３２を通って熱交換器９００に供給される。その後、第２熱媒は、第１熱媒との熱交換によって再び加熱される。このように、タンク２００に蓄えられている第１熱媒の熱は、熱交換器９００において第２熱媒に伝達され、暖房端末３００において建物に放出される。
At this time, the second heat medium circulating in the
往路配管９３１と復路配管９３２との間には、両者を繋ぐバイパス配管９４０が設けられている。バイパス配管９４０の一端は、往路配管９３１のうち第２循環ポンプ９５０よりも上流側部分に接続されている。バイパス配管９４０の他端は復路配管９３２に接続されている。また、バイパス配管９４０と復路配管９３２の接続部分には、三方弁９６０が設けられている。
A
三方弁９６０は、制御部１２０が行う制御によって自動的に流路を切り換えることのできる電動式の弁である。三方弁９６０により、暖房端末３００からの第２熱媒が矢印ＡＲ３に沿って熱交換器９００に向かう第１状態と、矢印ＡＲ４に沿って往路配管９３１に向かう第２状態とが切り替えられる。通常は第１状態となっている。
The three-
第１状態においては、第２循環ポンプ９５０の動作に伴って、熱交換器９００からの高温の第２熱媒が暖房端末３００に到達する。一方、第２状態においては、第２循環ポンプ９５０が動作しても熱交換器９００からの第２熱媒は暖房端末３００に到達しない。このとき暖房端末３００から排出された第２熱媒は、復路配管９３２、三方弁９６０、バイパス配管９４０、往路配管９３１を順に通り、再び暖房端末３００に供給されることとなる。暖房端末３００を通過する際に低温となった第２熱媒が再び暖房端末３００に供給されるので、第２状態において暖房端末３００から放出される熱量は、第１状態において放出される熱量よりも小さくなる。
In the first state, with the operation of the
このため、三方弁９６０の動作を制御して第１状態と第２状態との切り替えを適宜行うことにより、暖房端末３００から放出される熱量を調整することができる。
For this reason, the amount of heat released from the
本参考例において行われる放熱制御について、図１２を参照しながら説明する。尚、放熱制御が開始される条件は、図２を参照しながら既に説明した第１参考例の場合と同じである。
The heat dissipation control performed in this reference example will be described with reference to FIG. The conditions for starting the heat dissipation control are the same as those in the first reference example already described with reference to FIG.
最初のステップＳ６１では、第１循環ポンプ９２０の運転が開始される。これにより、タンク２００と熱交換器９００との間において第１熱媒が循環し始める。つまり、タンク２００からの高温の第１熱媒が往路配管９１１を通って熱交換器９００に供給され、熱交換器９００においてその熱が第２熱媒に伝達される。また、熱交換器９００を通過して低温となった第１熱媒が、復路配管９１２を通ってタンク２００に戻される。
In the first step S61, the operation of the
このとき、制御部１２０が行う制御によって、ヒートポンプ１００の冷凍サイクルはその動作を停止させた状態となっている。このため、ヒートポンプ１００による第１熱媒の加熱は行われない。タンク２００内における第１熱媒の温度は、熱交換器９００における熱交換に伴って次第に低下して行く。
At this time, the control performed by the
ステップＳ６１に続くステップＳ６２では、第２循環ポンプ９５０の運転が開始される。これにより、熱交換器９００と暖房端末３００との間において第２熱媒が循環し始める。つまり、熱交換器９００からの高温の第２熱媒が往路配管９３１を通って暖房端末３００に供給され、暖房端末３００においてその熱が外部に放出される。また、暖房端末３００を通過して低温となった第２熱媒が、復路配管９３２を通って熱交換器９００に戻される。
In step S62 following step S61, the operation of the
ステップＳ６２に続くステップＳ６３では、内部ポンプ１１０の運転が開始される。ただし、上記のようにヒートポンプ１００の冷凍サイクルは停止したままである。従って、ヒートポンプ１００による第１熱媒の加熱は行われないまま、ヒートポンプ１００とタンク２００との間で第１熱媒が循環することとなる。
In step S63 following step S62, the operation of the
蓄熱用配管４１０は、ヒートポンプ１００及びタンク２００と共に屋外に配置されている。従って、タンク２００から取り出された第１熱媒は、復路配管４１２を通る際において外気との熱交換により熱を奪われ、その温度を低下させる。また、ヒートポンプ１００を通過して往路配管４１１を通る際においても、外気との熱交換によりその温度を低下させる。このように、蓄熱用配管４１０における放熱が補助的に行われる結果、タンク２００内の第１熱媒の温度低下が促進される。
The
図１２に示される例では、蓄熱用配管４１０における第１熱媒の循環、放熱用配管９１０における第１熱媒の循環、及び暖房用配管９３０における第２熱媒の循環が、ほぼ同時に開始される。しかしながら、これらが互いに異なるタイミングで開始されてもよい。例えば、放熱用配管９１０における第１熱媒の循環と、暖房用配管９３０における第２熱媒の循環とが先に開始され、所定期間が経過した後に、蓄熱用配管４１０における第１熱媒の循環が開始されるような態様であってもよい。
In the example shown in FIG. 12, the circulation of the first heat medium in the
暖房端末３００における放熱量が十分に大きい場合には、蓄熱用配管４１０で第１熱媒を循環させることによる放熱は行われなくてもよい。すなわち、放熱制御として図１２のステップＳ６１及びステップＳ６２の処理のみが行われ、ステップＳ６３の処理が行われないような態様であってもよい。
When the amount of heat radiation in the
このように、本参考例に係る暖房装置１０Ｄでは、設置やメンテナンスの際において操作部１３０が操作されると、制御部１２０によって放熱制御が行われる。放熱制御により、タンク２００内に蓄えられている第１熱媒の熱が、熱交換器９００において第２熱媒に伝達された後、暖房端末３００から外部へと放出される。このため、タンク２００内に蓄えられている第１熱媒の温度は比較的短時間のうちに低下する。その結果、ヒートポンプ１００の加熱性能を十分な時間をかけて確認し得る状態、すなわちタンク２００内における第１熱媒の平均温度が閾値ＴＴ以下である状態に、比較的短時間のうちに移行することができる。
As described above, in the
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the elements included in each of the specific examples described above and their arrangement, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate. Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ：暖房装置
１００：ヒートポンプ
１１０：内部ポンプ
１３０：操作部
２００：タンク
２１１，２１２，２１３：温度センサ
３００：暖房端末
４１０：蓄熱用配管
４２０：放熱用配管
４４０：循環ポンプ
10, 10A, 10B, 10C, 10D: heating device 100: heat pump 110: internal pump 130: operation unit 200:
Claims (6)
大気から吸熱して熱媒を加熱するヒートポンプ（１００）と、
前記ヒートポンプにより加熱された熱媒を貯えるタンク（２００）と、
前記タンクに貯えられた熱媒の温度を計測する温度センサ（２１１，２１２，２１３）と、
前記タンクから供給される熱媒の熱を放出することにより暖房を行う暖房端末（３００）と、
前記ヒートポンプと前記タンクとの間で熱媒が循環する流路である第１流路（４１０）と、
前記第１流路で熱媒を循環させる第１ポンプ（１１０）と、
前記タンクと前記暖房端末との間で熱媒が循環する流路である第２流路（４２０）と、
前記第２流路で熱媒を循環させる第２ポンプ（４４０）と、
操作されると前記ヒートポンプ、前記第１ポンプ、及び前記第２ポンプの少なくとも一つを制御するための信号を出力する操作部（１３０）と、
前記操作部から出力される信号に応じて前記ヒートポンプ、前記第１ポンプ、及び前記第２ポンプの少なくとも一つを制御する制御部（１２０）と、を備え、
前記制御部は、前記ヒートポンプによる熱媒の加熱を行うことなく、前記第２ポンプによって前記第２流路で熱媒を循環させ、熱媒の熱を前記暖房端末から外部に放出させる制御である放熱制御を行い、
前記第２流路には、熱媒を冷却するための冷却用熱交換器（５２０，８３０）が設けられており、
前記制御部が前記放熱制御を行っているときには、前記第２流路を循環する熱媒が前記冷却用熱交換器によって冷却される暖房装置。 A heating device (10, 10A, 10B, 10C),
A heat pump (100) that absorbs heat from the atmosphere and heats the heat medium;
A tank (200) for storing a heat medium heated by the heat pump;
Temperature sensors (211, 212, 213) for measuring the temperature of the heat medium stored in the tank;
A heating terminal (300) for heating by releasing heat of the heat medium supplied from the tank;
A first channel (410) that is a channel through which a heat medium circulates between the heat pump and the tank;
A first pump (110) for circulating a heat medium in the first flow path;
A second flow path (420) that is a flow path through which a heat medium circulates between the tank and the heating terminal;
A second pump (440) for circulating a heat medium in the second flow path;
An operation unit (130) that, when operated, outputs a signal for controlling at least one of the heat pump, the first pump, and the second pump;
A control unit (120) for controlling at least one of the heat pump, the first pump, and the second pump in accordance with a signal output from the operation unit,
The control unit is a control for circulating the heat medium in the second flow path by the second pump without releasing the heat medium by the heat pump and releasing the heat of the heat medium from the heating terminal to the outside. the heat dissipation control have line,
The second flow path is provided with cooling heat exchangers (520, 830) for cooling the heat medium,
A heating device in which the heat medium circulating in the second flow path is cooled by the cooling heat exchanger when the control unit performs the heat dissipation control .
大気から吸熱して熱媒を加熱するヒートポンプ（１００）と、
前記ヒートポンプにより加熱された熱媒を貯えるタンク（２００）と、
前記タンクに貯えられた熱媒の温度を計測する温度センサ（２１１，２１２，２１３）と、
前記タンクから供給される熱媒の熱を放出することにより暖房を行う暖房端末（３００）と、
前記ヒートポンプと前記タンクとの間で熱媒が循環する流路である第１流路（４１０）と、
前記第１流路で熱媒を循環させる第１ポンプ（１１０）と、
前記タンクと前記暖房端末との間で熱媒が循環する流路である第２流路（４２０）と、
前記第２流路で熱媒を循環させる第２ポンプ（４４０）と、
操作されると前記ヒートポンプ、前記第１ポンプ、及び前記第２ポンプの少なくとも一つを制御するための信号を出力する操作部（１３０）と、
前記操作部から出力される信号に応じて前記ヒートポンプ、前記第１ポンプ、及び前記第２ポンプの少なくとも一つを制御する制御部（１２０）と、を備え、
前記制御部は、前記ヒートポンプによる熱媒の加熱を行うことなく、前記第２ポンプによって前記第２流路で熱媒を循環させ、熱媒の熱を前記暖房端末から外部に放出させる制御である放熱制御を行い、
前記制御部は、前記放熱制御を行っているときには、前記第１ポンプによって前記第１流路でも熱媒を循環させ、
前記第１流路には、熱媒を冷却するための冷却用熱交換器（５１０）が設けられており、
前記制御部が前記放熱制御を行っているときには、前記第１流路を循環する熱媒が前記冷却用熱交換器によって冷却される暖房装置。 A heating device (10, 10A, 10B, 10C),
A heat pump (100) that absorbs heat from the atmosphere and heats the heat medium;
A tank (200) for storing a heat medium heated by the heat pump;
Temperature sensors (211, 212, 213) for measuring the temperature of the heat medium stored in the tank;
A heating terminal (300) for heating by releasing heat of the heat medium supplied from the tank;
A first channel (410) that is a channel through which a heat medium circulates between the heat pump and the tank;
A first pump (110) for circulating a heat medium in the first flow path;
A second flow path (420) that is a flow path through which a heat medium circulates between the tank and the heating terminal;
A second pump (440) for circulating a heat medium in the second flow path;
An operation unit (130) that, when operated, outputs a signal for controlling at least one of the heat pump, the first pump, and the second pump;
A control unit (120) for controlling at least one of the heat pump, the first pump, and the second pump in accordance with a signal output from the operation unit,
The control unit is a control for circulating the heat medium in the second flow path by the second pump without releasing the heat medium by the heat pump and releasing the heat of the heat medium from the heating terminal to the outside. Perform heat dissipation control,
When the control unit is performing the heat dissipation control, the heat pump is circulated also in the first flow path by the first pump,
The first flow path is provided with a cooling heat exchanger (510) for cooling the heat medium,
Wherein when the control unit is performing the heat dissipation control, warm tufts device that will be cooled heating medium circulating the first flow path by the cooling heat exchanger.
大気から吸熱して熱媒を加熱するヒートポンプ（１００）と、
前記ヒートポンプにより加熱された熱媒を貯えるタンク（２００）と、
前記タンクに貯えられた熱媒の温度を計測する温度センサ（２１１，２１２，２１３）と、
前記タンクから供給される熱媒の熱を放出することにより暖房を行う暖房端末（３００）と、
前記ヒートポンプと前記タンクとの間で熱媒が循環する流路である第１流路（４１０）と、
前記第１流路で熱媒を循環させる第１ポンプ（１１０）と、
前記タンクと前記暖房端末との間で熱媒が循環する流路である第２流路（４２０）と、
前記第２流路で熱媒を循環させる第２ポンプ（４４０）と、
操作されると前記ヒートポンプ、前記第１ポンプ、及び前記第２ポンプの少なくとも一つを制御するための信号を出力する操作部（１３０）と、
前記操作部から出力される信号に応じて前記ヒートポンプ、前記第１ポンプ、及び前記第２ポンプの少なくとも一つを制御する制御部（１２０）と、を備え、
前記制御部は、前記ヒートポンプによる熱媒の加熱を行うことなく、前記第２ポンプによって前記第２流路で熱媒を循環させ、熱媒の熱を前記暖房端末から外部に放出させる制御である放熱制御を行い、
前記熱媒を加熱する補助加熱装置（７００，８００）が前記第２流路に設けられており、
前記制御部が前記放熱制御を行っているときには、前記補助加熱装置による熱媒の加熱を停止し、
前記補助加熱装置（８００）には、前記第２流路を循環する熱媒と、外部から供給される水道水と、を熱交換させる冷却用熱交換器（８３０）が設けられており、
前記制御部が前記放熱制御を行っているときには、前記第２流路を循環する熱媒が前記冷却用熱交換器によって冷却される暖房装置。 A heating device (10, 10A, 10B, 10C),
A heat pump (100) that absorbs heat from the atmosphere and heats the heat medium;
A tank (200) for storing a heat medium heated by the heat pump;
Temperature sensors (211, 212, 213) for measuring the temperature of the heat medium stored in the tank;
A heating terminal (300) for heating by releasing heat of the heat medium supplied from the tank;
A first channel (410) that is a channel through which a heat medium circulates between the heat pump and the tank;
A first pump (110) for circulating a heat medium in the first flow path;
A second flow path (420) that is a flow path through which a heat medium circulates between the tank and the heating terminal;
A second pump (440) for circulating a heat medium in the second flow path;
An operation unit (130) that, when operated, outputs a signal for controlling at least one of the heat pump, the first pump, and the second pump;
A control unit (120) for controlling at least one of the heat pump, the first pump, and the second pump in accordance with a signal output from the operation unit,
The control unit is a control for circulating the heat medium in the second flow path by the second pump without releasing the heat medium by the heat pump and releasing the heat of the heat medium from the heating terminal to the outside. Perform heat dissipation control,
An auxiliary heating device (700, 800) for heating the heat medium is provided in the second flow path,
When the control unit is performing the heat dissipation control, the heating of the heat medium by the auxiliary heating device is stopped,
The auxiliary heating device (800) is provided with a cooling heat exchanger (830) for exchanging heat between the heat medium circulating in the second flow path and tap water supplied from the outside.
Wherein when the control unit is performing the heat dissipation control, warm tufts device that will be cooled heat medium circulating through the second flow passage by said cooling heat exchanger.
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