JP6526598B2 - 熱機器 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施例に係る熱機器2は、タンクユニット4と、ヒートポンプ(HP)ユニット6と、燃焼ユニット8を備えている。
沸き上げ運転は、タンク10内の給湯用水をHPユニット6で加熱し、高温となった給湯用水をタンク10に戻す運転である。沸き上げ運転を実行する際には、コントローラ110は、四方弁58をポートaとポートbが連通し、かつポートcとポートdが連通する状態に切り換えて、圧縮機62およびファン56を駆動する。また、コントローラ110は、循環ポンプ22を駆動する。
給湯運転は、給湯設定温度に調温された給湯用水を給湯栓38に供給する運転である。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。
湯はり運転は、湯はり設定温度で浴槽98に湯はりをする運転である。使用者が湯はり運転の開始を指示すると、熱機器2は湯はり運転を開始する。湯はり運転においては、コントローラ110は、注湯電磁弁42を開く。注湯電磁弁42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、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に供給される給湯用水の温度を湯はり設定温度に調整する。浴槽98に供給される給湯用水の流量が湯はり設定水量に達すると、コントローラ110は、湯はり運転を終了する。
暖房運転は、低温暖房端末78や高温暖房端末76によって暖房する運転である。使用者によって暖房運転の実行が指示されると、コントローラ110は、第1開閉弁86を開き、第2開閉弁87を閉じた状態で、循環ポンプ74を駆動する。さらに、コントローラ110は、四方弁58をポートaとポートdが連通し、かつポートbとポートcが連通する状態に切り換えて、圧縮機62およびファン56を駆動する。これによって、冷媒循環路52の冷媒は圧縮機62で加圧されて高温高圧の気体状態となり、暖房用水熱交換器65を通過する際に加熱された暖房用水が、シスターン70を経て、低温暖房端末78や高温暖房端末76に供給される。さらに、コントローラ110は、必要に応じて暖房用水加熱バーナ82を作動する。これにより、高温暖房端末76には、暖房用水加熱バーナ82での加熱によってより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、コントローラ110は、低温暖房端末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、また高温暖房端末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、調整弁90の開度や、HPユニット6の動作や、暖房用水加熱バーナ82の出力を制御する。
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。使用者が追い焚き運転の開始を指示すると、熱機器2は追い焚き運転を開始する。追い焚き運転においては、コントローラ110は、浴槽水循環ポンプ99を駆動する。また、コントローラ110は、第1開閉弁86と第2開閉弁87を閉じ、追い焚き熱動弁83を開いた状態で、循環ポンプ74を駆動する。追い焚き運転においては、暖房運転と同様にして、HPユニット6による暖房用水の加熱と、暖房用水加熱バーナ82による暖房用水の加熱が行われる。これにより、浴槽98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へ戻される。
凍結防止運転は、外気温が低い状況において、タンクユニット4、HPユニット6および燃焼ユニット8のそれぞれにおいて、給湯用水が流れる経路、暖房用水が流れる経路および浴槽水が流れる経路の凍結を防止するための運転である。コントローラ110から凍結防止運転の開始が指示されると、タンクユニット4、HPユニット6および燃焼ユニット8のそれぞれにおいて、循環ポンプ22、循環ポンプ74、浴槽水循環ポンプ99の駆動や、凍結防止ヒータによる加熱を行なう。凍結防止運転においては、循環ポンプ22、循環ポンプ74、浴槽水循環ポンプ99を駆動しながら、凍結防止ヒータのオンとオフを所定の時間で交互に繰り返し行なうことで、給湯用水、暖房用水および浴槽水の凍結を防止する。外気温度が高くなると、コントローラ110は、凍結防止運転を終了する。
図2は熱機器2が設置される家屋の電力系統を示している。商用電力系統200には分電盤202が接続されている。分電盤202には、例えばエアコンや洗濯機、電子レンジなどの一般負荷204が接続されているとともに、蓄電池用分電盤206が接続されている。蓄電池用分電盤206には、例えば照明や冷蔵庫、テレビなどの選定負荷208と、熱機器2のタンクユニット4、HPユニット6および燃焼ユニット8が接続されているとともに、蓄電池210が接続されている。蓄電池210は、充電および放電が可能な二次電池である。商用電力系統200から電力が供給されている場合には、商用電力系統200からの電力は、一般負荷204、選定負荷208、タンクユニット4、HPユニット6、燃焼ユニット8および蓄電池210にそれぞれ供給される。また、商用電力系統200から電力が供給されている場合に、補助的に、蓄電池210からの電力を、一般負荷204、選定負荷208、タンクユニット4、HPユニット6および燃焼ユニット8に供給することもできる。
熱機器2のコントローラ110は、通常モードと、蓄電池対応モードの何れかの運転モードで動作可能である。運転モードの切り換えは、リモコン108から使用者が行なうことができる。例えば停電などによって、商用電力系統200から電力が供給されなくなり、蓄電池210が自立運転を実行している場合に、使用者は、リモコン108を介して運転モードを切り換えることで、熱機器2のコントローラ110を蓄電池対応モードで動作させることができる。
HPユニット6は、沸き上げ運転を開始する際には、四方弁58をポートaとポートbが連通し、かつポートcとポートdが連通する状態に切り換える。また、HPユニット6は、暖房運転や追い焚き運転を開始する際には、四方弁58をポートaとポートdが連通し、かつポートbとポートcが連通する状態に切り換える。このような四方弁58の切り換え動作では、一時的に大きな電力を消費するので、ヒートポンプ50での消費電力が一時的に上限消費電力を超えてしまう可能性がある。そこで、本実施例の熱機器2では、蓄電池対応モードにおいて、四方弁58の切り換え動作が、循環ポンプ22、循環ポンプ74、浴槽水循環ポンプ99の駆動や、凍結防止ヒータによる加熱と、同時に行われないように、それぞれのタイミングを調整する。このような構成とすることによって、一時的に大きな電力を消費する四方弁58の切り換え動作の際に、ヒートポンプ50での上限消費電力を一時的に増加させることができる。これによって、熱機器2の消費電力が目標消費電力を超えてしまうことを防ぐことができ、蓄電池210から放電する電力が上限放電電力を超えてしまうことを防ぐことができる。
4 :タンクユニット
6 :HPユニット
8 :燃焼ユニット
10 :タンク
12 :サーミスタ
14 :サーミスタ
16 :サーミスタ
18 :サーミスタ
20 :タンク水循環路
22 :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 :逆止弁
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 :四方弁
60 :膨張弁
62 :圧縮機
63 :給湯用水熱交換器
64 :逆止弁
65 :暖房用水熱交換器
66 :逆止弁
70 :シスターン
72 :暖房用水往路
73 :バーナ加熱路
74 :循環ポンプ
75 :低温暖房循環路
76 :高温暖房端末
77 :高温暖房循環路
78 :低温暖房端末
79 :追い焚き循環路
81 :給湯用水加熱バーナ
82 :暖房用水加熱バーナ
83 :追い焚き熱動弁
84 :第1暖房用水復路
85 :暖房バイパス路
86 :第1開閉弁
87 :第2開閉弁
88 :HP循環路
90 :調整弁
91 :浴槽水循環路
94 :HPバイパス路
96 :第2暖房用水復路
97 :追い焚き熱交換器
98 :浴槽
99 :浴槽水循環ポンプ
102 :HPコントローラ
104 :タンクコントローラ
106 :燃焼コントローラ
108 :リモコン
110 :コントローラ
200 :商用電力系統
202 :分電盤
204 :一般負荷
206 :蓄電池用分電盤
208 :選定負荷
210 :蓄電池
Claims (3)
- 冷媒を循環させることで熱媒を加熱する電気式ヒートポンプであって、冷媒の流路を切り換える流路切換弁を備える電気式ヒートポンプと、
熱媒の流路に設けられており、熱媒の凍結を防止するために熱媒を加熱する1またはそれ以上の電気式ヒータと、
熱媒の流路に設けられており、熱媒を流動させる1またはそれ以上の電気式ポンプと、
制御装置を備える熱機器であって、
通常モードと、通常モードでの最大消費電力よりも低い抑制電力以下の消費電力で動作する電力抑制モードで動作可能であって、
制御装置は、電力抑制モードにおいて電気式ヒートポンプによる熱媒の加熱を開始する際に、1またはそれ以上の電気式ヒータおよび1またはそれ以上の電気式ポンプのうちの少なくとも1つを停止した状態で、電気式ヒートポンプの流路切換弁を切り換え動作させる、熱機器。 - 制御装置は、電力抑制モードにおいて電気式ヒートポンプによる熱媒の加熱を開始する際に、1またはそれ以上の電気式ヒータおよび1またはそれ以上の電気式ポンプを全て停止した状態で、電気式ヒートポンプの流路切換弁を切り換え動作させる、請求項1の熱機器。
- 制御装置は、電力抑制モードにおいて電気式ヒートポンプによる熱媒の加熱を開始する際に、1またはそれ以上の電気式ヒータおよび1またはそれ以上の電気式ポンプのうちの少なくとも2つを停止した状態で、電気式ヒートポンプの流路切換弁を切り換え動作させ、電気式ヒートポンプの流路切換弁の切り換え動作が終了した後、停止している前記少なくとも2つの電気式ヒータおよび/または電気式ポンプを、異なるタイミングで動作開始させる、請求項1または2の熱機器。
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