JPH0535330B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、集合住宅、ビジネスホテルなどの
給湯を行うために、熱源機に効率の良いヒートポ
ンプを用い、また機器容量を小型化するために貯
湯槽を備えたヒートポンプ給湯装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、集合住宅やビジネスホテルなどで用いら
れていたヒートポンプ給湯装置には三菱電機空冷
ヒートポンプチラーのカタログ（1984年３月）に
記載された第３図に示すものがあつた。この第３
図において、１は貯湯槽、２はヒートポンプ給湯
機、３は貯湯槽１からヒートポンプ給湯機２への
配管、４はヒートポンプ給湯機２から貯湯槽１へ
の配管である。

配管３には温水循環ポンプ８が設けられている
とともに、給水配管１５が連結されており、この
給水配管１５に電磁二方弁２４、電磁弁２５が設
けられている。

また、貯湯槽１の水位を水位検知器２６で検出
するようになつており、この水位検知器２６の検
出出力は制御器２３に送出し、制御器２３は電磁
二方弁２４、電磁弁２５の開閉制御を行うように
なつているとともに、制御器２３の出力でヒート
ポンプ給湯機２の制御も行うようにしている。

一方、貯湯槽１には、給湯往配管１６、給湯復
配管１８が連結されており、給湯往配管１６には
給湯用の温水循環ポンプ１９が設けられており、
給湯復配管１８には負荷側の蛇口１７が連結され
ている。

この給湯ヒートポンプ装置は、給湯が行われる
と水位検知器２６の信号によつて制御器２３が電
磁弁２５を開き、給水が開始される。この給水量
はヒートポンプ給湯機２の出口温度が一定になる
ように調節される。したがつて、貯湯槽の中の水
温は常に一定に保たれており、給湯に供される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上述べたように、従来のヒートポンプ給湯装
置は出口温度を55℃程度に高くしているので、性
能がそれ程良くなく、ランニングコストも高いも
のとなつていた。

この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、システムトータルで高効率運転を
行つてエネルギ効率を極めて高くすることができ
るとともに、高温側ヒートポンプ給湯機では一定
の高温の湯を発生できるヒートポンプ給湯装置を
得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るヒートポンプ給湯装置は、高温
水を貯える高温側の貯湯槽と低温水を貯える低温
側の貯湯槽と、高温側ヒートポンプ給湯機と、低
温側ヒートポンプ給湯機と、高温側ヒートポンプ
給湯機の入口温度を一定に制御するための三方電
動弁と、この三方電動弁と高温側ヒートポンプ給
湯機および低温側ヒートポンプ給湯機とを制御す
る制御手段とを設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、高温側および低温側の貯
湯槽の温水が設定温度より高いとき制御手段のメ
モリに記憶した運転スケジユールに基づき、高温
側ヒートポンプ給湯機および低温側ヒートポンプ
給湯機をオフにし、逆に低いときはオンさせると
ともに、三方電動弁を切換制御して高温側ヒート
ポンプ給湯機を短絡させてその入口温度が一定に
なるように制御する。

〔実施例〕

以下、この発明のヒートポンプ給湯装置の実施
例について図面に基づき説明する。第１図はその
一実施例の構成を示す配管系統図である。この第
１図において、まず、高温側の系統から述べる。
高温水を貯湯する貯湯槽１と低温水を貯湯する貯
湯槽９とによる２系統に貯湯槽が分割されてい
る。

これに伴い、ヒートポンプ給湯機も２系統に分
割されており、貯湯槽１を加熱する高温側ヒート
ポンプ給湯機２と貯湯槽９を加熱する低温側ヒー
トポンプ給湯機１０とに分割されている。

貯湯槽１と高温側ヒートポンプ給湯機２間には
復配管４が連結され、高温側ヒートポンプ給湯機
２より高温水を貯湯槽１に給湯するようになつて
おり、また、往配管３は貯湯槽１と高温側ヒート
ポンプ給湯機２間に連結されている。

この往配管３の途中には、三方電動弁６と温水
循環ポンプ８が設けられており、この往配管３の
温度を温度センサ７で検出して制御手段としての
マイクロコンピユータによるコントローラ２３
（以下、マイコンコントローラと云う）に出力す
るようになつている。このマイコンコントローラ
２３により、三方電動弁６の切換制御を行うよう
になつている。

この三方電動弁６と往配管４間には短絡配管５
が連結されている。短絡配管５は三方電動弁６の
切換えにより、往配管３と復配管４を直接結合し
て、高温側ヒートポンプ給湯機２をバイアスする
ためのものである。

また、貯湯槽１内の高温水の温度を温度センサ
２０で検知するようになつており、同様にして貯
湯槽９内の低温水の温度を温度センサ２１で検知
するようになつている。

これらの温度センサ２０，２１の出力はマイコ
ンコントローラに出力するようになつている。マ
イコンコントローラ２３は温度センサ２０，２１
および温度センサ７，２２の出力と自らの内部メ
モリに記憶した運転スケジユールによつて高温側
ヒートポンプ給湯機２、低温側ヒートポンプ給湯
機１０、温水循環ポンプ１９および三方電動弁６
を制御するようになつている。

次に、低温側の系統について述べる。低温側貯
湯槽９と高温側貯湯槽１間は配管１４で連結され
ており、また、貯湯槽９と低温側ヒートポンプ給
湯機１０間には復配管１２が連結されているとと
もに、往配管１１が連結されている。この往配管
１１には、温水循環ポンプ１３が設けられてい
る。

貯湯槽９には給水配管１５が連結されていると
ともに、貯湯槽１の上方に連結した給湯配管１６
と連通する復配管１８が連結されている。この復
配管１８に上述の温度センサ２２が設けられてい
るとともに、温水循環ポンプ１９も設けられてい
る。

上記給湯配管１６には複数の蛇口１７が取り付
けられている。

次に、上記のように構成されたこの実施例の動
作について、第２図のフローチヤートを参照しな
がら説明する。

なお、この第２図の制御シーケンスはマイコン
コントローラ２３の内部のメモリに格納されてい
る。第２図は高温側ヒートポンプ給湯機２、低温
側ヒートポンプ給湯機１０の制御シーケンスであ
る。

この第２図において、ステツプS1において電
源オンし、次のステツプS2において高温側ヒー
トポンプ給湯機２、低温側ヒートポンプ給湯機１
０の運転スケジユールがオフであれば、ヒートポ
ンプはオンする（ステツプS4）。

ステツプS2において、高温側ヒートポンプ給
湯機２、低温側ヒートポンプ給湯機１０の運転ス
ケジユールがオンであればステツプS3へ行き、
ここで予め設定された温度に比べて貯湯槽１，９
の温度が高ければ、ステツプS5で高温側ヒート
ポンプ給湯機２、低温側ヒートポンプ給湯機１０
はオフする。

また、ここで貯湯槽温度が低ければ、ステツプ
S6で高温側ヒートポンプ給湯機２、低温側ヒー
トポンプ給湯機１０はオンする。このようにし
て、各ヒートポンプ給湯機の運転状態から元のス
テツプS2に戻り、この制御を繰り返す。

また、マイコンコントローラ２３により、三方
電動弁６を切り換えて貯湯槽１と高温側ヒートポ
ンプ給湯機２間を連通させ、温水循環ポンプ８の
作動により貯湯槽１の温水はこの三方電動弁６と
温水循環ポンプ８を経て高温側ヒートポンプ給湯
機２に送られる。

これにより、高温側ヒートポンプ給湯機２で加
熱した高温の温水は復配管４から貯湯槽１に送ら
れる。

また、三方電動弁６が短絡配管５側に切り換え
られると、高温側ヒートポンプ給湯機２が短絡配
管５で短絡されて、高温側ヒートポンプ給湯機２
で加熱された高温の温水は復配管４、短絡配管
５、三方電動弁６、温水循環ポンプ８、往配管
３、高温側ヒートポンプ給湯機２の順で循環し
て、この高温側ヒートポンプ給湯機２の入口温度
が一定となり、高温側ヒートポンプ給湯機２は一
定の高温の湯を発生することができる。

一方、低温側の系統は温水循環ポンプ１３の作
動により、貯湯槽９の温水は低温側ヒートポンプ
給湯機１０に送られ、そこで加熱されて復配管１
２を経て貯湯槽９に送られる。

さらに、貯湯槽１内の高温の温水は給湯配管１
６から蛇口１７により使用者に給湯され、さらに
往配管１８、温水循環ポンプ１９を経て貯湯槽９
に送られる。この貯湯槽９から配管１４を経て貯
湯槽１に温水が戻るようにしている。

なお、マイコンコントローラ２３内のメモリに
は、高温側ヒートポンプ給湯機２と低温側ヒート
ポンプ給湯機１０の運転に対して、季節、休日、
平日などの給湯負荷の大きさ、パターンにそれぞ
れ運転スケジユールを記憶するようにしてもよ
い。

また、メモリに記憶する運転スケジユールは温
度センサ２０により検知した貯湯槽１の温度が予
め設定した温度よりも低く、かつ運転スケジユー
ルがオンとなつている場合のみ、高温側ヒートポ
ンプ給湯機２をオン制御するように記憶してもよ
い。

さらに、メモリに記憶する運転スケジユール
は、温度センサ２１により検知した貯湯槽９の温
度が予め設定した温度よりも低く、かつ運転スケ
ジユールもオンとなつている場合のみ、低温側ヒ
ートポンプ給湯機１０をオン制御するように記憶
してもよい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、ヒートポンプ
給湯機、貯湯槽を高温側、低温側の２系統に分離
し、かつ高温側ヒートポンプ給湯機では一定の高
温の湯を発生することができるように、三方電動
弁を有し、低温側ヒートポンプ給湯機ではシステ
ムトータルで高効率の運転を行うようにしたの
で、最適な設定温度に維持され、極めてエネルギ
効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のヒートポンプ給湯装置の一
実施例を示す構成図、第２図はこの発明のヒート
ポンプ給湯装置におけるヒートポンプの制御フロ
ーを示す図、第３図は従来のヒートポンプ給湯装
置の構成を示す図である。 １，９……貯湯槽、２……高温側ヒートポンプ
給湯装置、６……三方電動弁、７，２０〜２２…
…温度センサ、８，１３，１９……温度循環ポン
プ、１０……低温側ヒートポンプ給湯機、２３…
…マイコンコントローラ。なお、図中同一符号は
同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温水を貯える高温側の貯湯槽、上記高温水
   を加熱するための高温側ヒートポンプ給湯機、低
   温水を貯える低温側の貯湯槽、上記低温水を加熱
   するための低温側ヒートポンプ給湯機、上記高温
   側の貯湯槽と高温側ヒートポンプ給湯機間に連通
   するように切り換わるかあるいはこの高温側ヒー
   トポンプ給湯機の出口側と入口側を短絡するよう
   に切り換わる三方電動弁、上記高温側および低温
   側の貯湯槽間を連結する配管、上記各貯湯槽の温
   度および予め記憶された運転スケジユールに基づ
   き上記三方電動弁の切換制御および高温側ヒート
   ポンプ給湯機と低温側ヒートポンプ給湯機の運転
   のオン、オフ制御を行う制御手段を備えてなるヒ
   ートポンプ給湯装置。 ２ 制御手段は高温側ヒートポンプ給湯機と低温
   側ヒートポンプ給湯機の運転に対して、季節、休
   日、平日などの給湯負荷の大きさ、パターンに
   各々対応した運転スケジユールを自らの内部メモ
   リに蓄えていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のヒートポンプ給湯装置。 ３ 高温側および低温側の各貯湯槽の温度は各貯
   湯槽にそれぞれ各別に設けられた温度センサによ
   つて検知されるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のヒートポンプ給湯装置。 ４ 制御手段は高温側の貯湯槽の高温水を検出す
   る温度センサにより検知した温度が予め設定した
   温度より低くかつ運転スケジユールもオンとなつ
   ている場合のみ高温側ヒートポンプ給湯機をオン
   するように制御することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のヒートポンプ給湯装置。 ５ 制御手段は低温側の貯湯槽の低温水の温度を
   検出する温度センサにより検知した温度が予め設
   定した温度より低くかつ運転スケジユールもオン
   となつている場合のみ低温側ヒートポンプ給湯機
   をオンするように制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のヒートポンプ給湯装置。