WO2014087699A1 - ヒートポンプ熱源システム - Google Patents

ヒートポンプ熱源システム Download PDF

Info

Publication number
WO2014087699A1
WO2014087699A1 PCT/JP2013/071244 JP2013071244W WO2014087699A1 WO 2014087699 A1 WO2014087699 A1 WO 2014087699A1 JP 2013071244 W JP2013071244 W JP 2013071244W WO 2014087699 A1 WO2014087699 A1 WO 2014087699A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating
heat pump
hot water
heat
temperature
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/071244
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝二 太田
敦史 柿内
小川 純一
Original Assignee
シャープ株式会社
リンナイ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社, リンナイ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to CN201380062947.9A priority Critical patent/CN104822993A/zh
Priority to KR1020157015133A priority patent/KR20150092159A/ko
Publication of WO2014087699A1 publication Critical patent/WO2014087699A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/18Hot-water central heating systems using heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/02Domestic hot-water supply systems using heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1072Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water the system uses a heat pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/08Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/04Gas or oil fired boiler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12Heat pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04Sensors
    • F24D2220/042Temperature sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/08Storage tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2240/00Characterizing positions, e.g. of sensors, inlets, outlets
    • F24D2240/26Vertically distributed at fixed positions, e.g. multiple sensors distributed over the height of a tank, or a vertical inlet distribution pipe having a plurality of orifices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12Hot water central heating systems using heat pumps

Definitions

  • the present invention relates to a heat pump heat source system that heats a heat medium circulating in a heating circuit connected to a heating terminal by a heat pump.
  • a heat pump heat source system that uses, for example, hot water as a heat medium and heats hot water circulated in a heating circulation path to which a heating terminal such as a floor heater is connected by a heat pump to heat the heat pump heat source system.
  • a heating terminal such as a floor heater is connected by a heat pump to heat the heat pump heat source system.
  • the heat pump heat source system includes a tank circulation path for circulating hot water in a hot water storage tank used for hot water supply, a heat exchanger connected to the heat pump circulation path and the heating circulation path of the heat pump unit, and a heating circulation circuit by the heating circulation pump. Heating is performed by supplying hot water to the heating terminal by operating the heat pump unit in a state where the hot water is circulated inside.
  • ON / OFF-duty control is used in a heating system that heats hot water circulating in a heating circuit to which a hot water heating terminal is connected by a gas heat source unit. ing.
  • ON / OFF-duty control the ratio of the period during which hot water is supplied to the heating terminal (ON-duty period) and the period during which hot water supply is stopped (OFF-duty period) in a predetermined control cycle is changed to change each control cycle. Adjust the amount of heat released from the heating terminal.
  • Patent Document 1 describes a hot water supply system in which a bypass water channel is provided in a low-temperature heating water channel and an on-off valve is provided in the bypass circuit.
  • the open valve of the bypass circuit is opened during the reheating operation so that the water in the low temperature heating channel does not pass through the low temperature heater.
  • heating of hot water can be started immediately by ignition of the burner, whereas when switching the heat pump from ON (operating state) to OFF (stopped state), a certain amount of time is required due to the characteristics of the heat pump. It is necessary and is set so that the heat pump cannot be switched on and off during that time. For this reason, once the operation of the heat pump is started, the operation of the heat pump is continued at least until the set predetermined time has elapsed. In this case, in order to suppress the amount of heat released from the heating terminal, for example, when the valve at the heating terminal inlet is closed, the heat pump becomes no-load operation, and each part becomes hot and the heat pump breaks down. May occur.
  • the present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a heat pump heat source system capable of preventing problems such as a heat pump being in a no-load operation and a failure of the heat pump.
  • a heat pump heat source system of the present invention includes a heating circulation path to which a heating terminal is connected, and a heating circulation pump that circulates a heating heat medium in the heating circulation path.
  • a heat pump that heats a heat pump heat medium that circulates in the heat pump circuit, and a heating bypass that is connected to the heating circuit between the upstream side and the downstream side of the heating terminal.
  • a heating bypass valve provided in the heating bypass path, a heat pump heat medium that is provided in the middle of the heat pump circulation path and the heating circulation path, and circulates in the heating circulation path.
  • a heat pump heat exchanger for exchanging heat with the heating heat medium, and on the downstream side of the heating bypass, and for the heat pump heat exchanger A heating unit that circulates in the heating circulation path by operating the heating circulation pump and the heat pump when a predetermined heating execution condition is established and a buffer provided in the upstream heating circulation path
  • a heating bypass valve is provided in the heating bypass path, and even if the predetermined heating execution condition is not satisfied, until a predetermined time elapses from the start of operation of the heat pump, Open the heating bypass valve and continue operation of the heat pump.
  • this invention is set as the structure which provided the buffer part in the heating circulation path of the downstream of a heating bypass and the upstream of a heat pump heat exchanger. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of problems such as failure of the heat pump.
  • the heating bypass valve is preferably a flow rate adjusting valve.
  • the heating bypass valve by controlling the flow rate of the heating heat medium that flows through the heating bypass path by the heating bypass valve, the storage capacity of the buffer unit can be reduced, and the amount of heat radiated from the buffer unit can be reduced.
  • the block diagram of a heat pump heat source system The flowchart of heating operation.
  • the heat pump heat source system of the present embodiment includes a hot water storage unit 10, a heat pump unit 50, a gas heat source unit 80, and a controller 150 that controls the overall operation of the heat pump heat source system.
  • the hot water storage unit 10 includes a hot water storage tank 11, a water supply pipe 12, a hot water supply pipe 13, and the like.
  • the hot water storage tank 11 retains hot water therein and stores tank temperature sensors 14 to 17 at substantially equal intervals in the height direction.
  • a drain valve 18 is provided at the bottom of the hot water storage tank 11 and is opened by an operator's manual operation.
  • One end of the water supply pipe 12 is connected to a water supply (not shown) through the water supply port 30, and the other end is connected to the lower part of the hot water storage tank 11 to supply water to the lower part of the hot water storage tank 11.
  • the water supply pipe 12 is provided with a pressure reducing valve 19 for preventing the internal pressure of the hot water storage tank 11 from becoming excessive and a check valve 20 for preventing the hot water from flowing out of the hot water storage tank 11 into the water supply pipe 12. ing.
  • the water supply pipe 12 communicates with the hot water supply pipe 13 via the tank mixing valve 21, and is supplied from the hot water storage tank 11 to the hot water supply pipe 13 and the hot water supply pipe 12 to the hot water supply pipe 13 by the tank mixing valve 21.
  • the mixing ratio with water is changed.
  • the water supply pipe 12 includes a water temperature sensor 22 that detects the temperature of the water in the water supply pipe 12, a water flow sensor 23 that detects the flow rate of the water flowing through the water supply pipe 12, and a hot water supply pipe 13 to the water supply pipe 12.
  • a check valve 24 for preventing the outflow of hot water is provided.
  • Hot water stored in the upper part of the hot water storage tank 11 is supplied to a hot water tap (not shown) (kitchen, washroom, bathroom currant, shower, etc.) via a hot water outlet 31.
  • a hot water pipe 13 circulates through the hot water pipe 13, a check valve 25 that prevents hot water from flowing into the hot water storage tank 11 from the hot water pipe 13, a hot water temperature sensor 26 that detects the temperature of hot water in the hot water pipe 13, and the hot water pipe 13.
  • a hot water flow rate sensor 27 for detecting the flow rate of hot water is provided.
  • the hot water supply pipe 13 is provided with a bypass pipe 33 (bypass outlet pipe 33a and bypass return pipe 33b) connected to the gas heat source unit 80 on the downstream side of the connecting portion with the branch pipe of the water supply pipe 12. ing.
  • a hot water temperature sensor 28 is provided between the connecting portion of the hot water supply pipe 13 to the bypass outgoing pipe 33 a and the tank mixing valve 21.
  • a mixed hot water temperature sensor 32 is provided between the hot water supply pipe 13 connected to the bypass return pipe 33 b and the hot water supply port 31.
  • the tank circulation path 41 connected to the heat pump unit 50 is provided with a tank lower temperature sensor 34 that detects the temperature of hot water supplied from the hot water storage tank 11 to the tank circulation path 41.
  • a bypass control valve 29 for adjusting the flow rate of the hot water supplied to the bypass forward pipe 33a is provided between the connection part of the hot water supply pipe 13 to the bypass forward pipe 33a and the connection part of the bypass return pipe 33b. ing.
  • the heating circuit 40 connected to the heat pump unit 50 and the gas heat source unit 80 is heated by the heating heat pump return temperature sensor 45 that detects the temperature of the hot water returning from the heating circuit 40 to the heat pump unit 50 and the heat pump unit 50.
  • a heating heat pump forward temperature sensor 46 that detects the temperature of hot water discharged to the heating circuit 40, a heat pump bypass circuit 42 that bypasses the heat pump unit 50, and a downstream portion of the connection part on the downstream side of the heating circuit 40 are provided.
  • a heating and mixing temperature sensor 47 that detects the temperature of the hot water in which the hot water from the heating circuit 40 and the hot water from the heat pump bypass 42 are mixed is provided.
  • a heating side mixing valve 48 is provided for adjusting the ratio of hot water flowing to the heating circuit 40 side and hot water flowing to the heat pump bypass line 42 side.
  • a buffer tank 49 is provided between the heating side mixing valve 48 and the heat pump heat exchanger 55 in the heating circuit 40.
  • the detection signal of each sensor provided in the hot water storage unit 10 is input to the controller 150.
  • the operation of the tank mixing valve 21, the bypass control valve 29, and the heating side mixing valve 48 is controlled by a control signal output from the controller 150.
  • the heat pump unit 50 circulates and heats hot water in the hot water storage tank 11 via the tank circulation path 41 and heats hot water flowing in the heating circulation path 40 (corresponding to the heating heat medium of the present invention). It is for heating.
  • the heat pump unit 50 includes a heat pump 51 including an evaporator 53, a compressor 54, a heat pump heat exchanger 55 (condenser), and an expansion valve 56 connected by a heat pump circuit 52.
  • the evaporator 53 is the air supplied by the rotation of the fan 60 and a heat medium that circulates in the heat pump circuit 52 (corresponding to the heat pump heat medium of the present invention, such as alternative fluorocarbons such as hydrofluorocarbon (HFC), carbon dioxide).
  • a heat medium that circulates in the heat pump circuit 52 (corresponding to the heat pump heat medium of the present invention, such as alternative fluorocarbons such as hydrofluorocarbon (HFC), carbon dioxide).
  • HFC hydrofluorocarbon
  • the expansion valve 56 releases the pressure of the heat medium pressurized by the compressor 54.
  • the defrost valve 61 is provided by bypassing the expansion valve 56 and defrosts the evaporator 53 with a heat medium sent from the compressor 54.
  • the heat pump circuit 52 is provided with heat medium temperature sensors 62, 63, 64, 65 for detecting the temperature of the heat medium flowing through the heat pump circuit 52.
  • the heat pump heat exchanger 55 is provided with an atmospheric temperature sensor 57 for detecting the atmospheric temperature inside the heat pump heat exchanger 55.
  • the evaporator 53 is provided with an outside air temperature sensor 67 that detects the temperature of the air taken into the evaporator 53 (outside air temperature).
  • the heat pump heat exchanger 55 is connected to the tank circulation path 41, and is exchanged in the tank circulation path 41 by heat exchange between the heat medium that has been increased in pressure and temperature by the compressor 54 and hot water flowing in the tank circulation path 41. Heat the circulating hot water.
  • the tank circulation path 41 is provided with a tank circulation pump 66 for circulating hot water in the hot water storage tank 11 through the tank circulation path 41.
  • Hot water stored in the lower part of the hot water storage tank 11 is guided to the tank circulation path 41 by the tank circulation pump 66, heated by the heat pump heat exchanger 55, and returned to the upper part of the hot water storage tank 11.
  • hot water temperature sensors 68 and 69 for detecting the temperature of hot water flowing in the tank circulation path 41 are provided on the upstream side and the downstream side of the heat pump heat exchanger 55 in the tank circulation path 41.
  • the heat pump heat exchanger 55 is connected to the heating circuit 40 and exchanges heat between the heat medium that has been increased in pressure and temperature by the compressor 54 and the hot water that flows through the heating circuit 40. Heat the hot water flowing through.
  • the detection signal of each sensor provided in the heat pump unit 50 is input to the controller 150. Further, the operation of the compressor 54, the tank circulation pump 66, and the fan 60 is controlled by a control signal output from the controller 150.
  • the gas heat source unit 80 heats hot water supplied from the bypass pipe 33 and hot water flowing through the heating circuit 40.
  • the gas heat source unit 80 includes a hot water supply auxiliary heat source 70 having a first hot water supply 71 and a first heat exchanger 72 heated by the first burner 71, a second burner 76 and a second burner for heating and reheating.
  • a heating auxiliary heat source machine 75 having a second heat exchanger 77 heated by 76, a water supply pipe 85, a hot water supply pipe 86, a reheating heat exchanger 87, and the like are provided.
  • the first burner 71 and the second burner 76 are supplied with fuel gas from a gas supply pipe (not shown) and supplied with combustion air by a combustion fan (not shown).
  • the controller 150 controls the combustion amount of the first burner 71 and the second burner 76 by adjusting the flow rates of the fuel gas and the combustion air supplied to the first burner 71 and the second burner 76.
  • the first heat exchanger 72 communicates with the water supply pipe 85 and the hot water supply pipe 86, and heats the water supplied from the water supply pipe 85 by the combustion heat of the first burner 71 to discharge the hot water to the hot water supply pipe 86.
  • One end of the water supply pipe 85 is connected to the bypass forward pipe 33a of the hot water storage unit 10, and water is supplied through the bypass forward pipe 33a.
  • One end of the hot water supply pipe 86 is connected to the bypass return pipe 33b of the hot water storage unit 10, and hot water is supplied from the hot water supply port 31 via the bypass return pipe 33b.
  • the water supply pipe 85 is provided with a water stop valve 93 and a water amount sensor 88 in order from the upstream side.
  • the water supply pipe 85 and the hot water supply pipe 86 communicate with each other by a bypass pipe 89, and the bypass pipe 89 is provided with a water amount adjustment valve 90 for adjusting the opening degree of the bypass pipe 89.
  • hot water supply temperature sensors 91 and 92 for detecting the temperature of hot water flowing through the hot water supply pipe 86 are respectively provided. Is provided.
  • the water supplied to the water supply pipe 85 via the bypass forward pipe 33a is the first. 1 Heated by the heat exchanger 72 to become hot water, mixed with water from the bypass pipe 89, and supplied from the hot water inlet 31 through the hot water supply pipe 86 and the bypass return pipe 33b.
  • the hot water supply pipe 86 communicates with the bath circulation path 102 connected to the bathtub 101 through the hot water filling pipe 100.
  • the hot water filling pipe 100 is provided with a hot water filling valve 103 that opens and closes the hot water filling pipe 100 and a check valve 104 that prevents inflow of hot water from the bath circulation path 102 to the hot water supply pipe 86. By opening the hot water filling valve 103, hot water can be supplied from the hot water supply pipe 86 to the bathtub 101 via the hot water filling pipe 100 and the bath circulation path 102.
  • the bath circulation path 102 is provided with a bath circulation pump 105 that circulates hot water in the bathtub 101 through the bath circulation path 102 and a reheating heat exchanger 87.
  • the follow-up heat exchanger 87 is connected to the heating circuit 40 via a follow-up outgoing pipe 107 and a follow-up return pipe 108.
  • a tracking valve 109 for opening and closing the tracking pipe 107 is provided in the tracking pipe 107.
  • the controller 150 operates the bath circulation pump 105 and opens the reheating valve 109 in a state where hot water in the bathtub 101 is circulated through the bath circulation path 102 and operates a heating circulation pump 111 described later. Then, hot water in the bathtub 101 is reclaimed by circulatingly supplying hot water from the heating circulation path 40 to the reheating heat exchanger 87 via the retrace forward pipe 107 and the retrace return pipe 108.
  • the second heat exchanger 77 is provided in the middle of the heating circuit 40 and heats the hot water flowing through the heating circuit 40 by the combustion heat of the second burner 76.
  • the heating circuit 40 is connected to the floor heater 200 (corresponding to the heating terminal of the present invention) and the hot air heater 210 to supply heat from the hot water.
  • the heating circulation path 40 is provided with the heat pump heat exchanger 55 and the second heat exchanger 77 of the heating auxiliary heat source machine 75, a systern 110, and a heating circulation pump 111.
  • the heating circulation path 40 is branched into a low temperature heating path 112 and a high temperature heating path 130 at a location between the heating circulation pump 111 and the second heat exchanger 77.
  • the hot air heater 210 is connected to the high temperature heating path 130, and the floor heater 200 is connected to the low temperature heating path 112.
  • the high temperature heating path 130 and the low temperature heating path 112 merge on the downstream side of the hot air heater 210 and the floor heater 200.
  • a heating bypass path 113 that branches from the high temperature heating path 130 and communicates with the systern 110 at a location between the connection portion of the hot air heater 210 of the high temperature heating path 130 and the second heat exchanger 77 is provided. Is provided with a heating bypass adjusting valve 114 for adjusting the opening degree of the heating bypass passage 113.
  • a return hot water temperature sensor 115 that detects the temperature of the hot water sent from the heating circulation pump 111 is provided.
  • an outgoing hot water temperature sensor 116 that detects the temperature of the hot water sent from the second heat exchanger 77 is provided.
  • the low-temperature heating path 112 is connected to the floor heater 200 via the thermal valve 120, and the supply and stop of hot water from the low-temperature heating path 112 to the floor heater 200 is switched by opening and closing the thermal valve 120. .
  • the supply and stop of hot water from the high temperature heating path 130 to the hot air heater 210 is performed by opening and closing a thermal valve 211 provided in the hot air heater 210.
  • a room temperature sensor 202 that detects the temperature of the room in which the floor heater 200 is installed is connected to the floor heating remote controller 201 for operating the floor heater 200.
  • a heating return path 117 is connected to the return ports of the floor heater 200 and the hot air heater 210, and the downstream end of the heating return path 117 is connected to the heating-side mixing valve 48.
  • the low-temperature heating path 112 is provided with a low-temperature heating bypass path 118 (corresponding to the heating bypass path of the present invention) that connects a location between the upstream side of the thermal valve 120 and the downstream side of the floor heater 200. ing.
  • the low-temperature heating bypass path 118 is provided with a low-temperature heating bypass valve 119 (corresponding to the heating bypass valve of the present invention) that adjusts the opening degree of the low-temperature heating bypass path 118.
  • the floor heating remote controller 201 and the controller 150 are communicably connected, and the target heating temperature data set by the floor heating remote controller 201 and the temperature detected by the room temperature sensor 202 are transmitted to the controller 150.
  • the heat source remote controller 160 is communicably connected to the controller 150.
  • the heat source remote controller 160 is provided with a display 161 that displays the operating state of the heat pump heat source system, the operating condition setting state, and the like, and an operation unit 162 that sets the operating condition of the heat pump heat source system.
  • a user of the heat pump heat source system operates the operation unit 162 of the heat source remote controller 160 to instruct boiling of hot water in the hot water storage tank 11, hot water supply temperature from the hot water supply port 31 (set hot water supply temperature), and hot water supply to the bathtub 101. Temperature (set hot water temperature) and the like can be set.
  • the detection signal of each sensor provided in the gas heat source unit 80 is input to the controller 150. Further, according to the control signal output from the controller 150, the first burner 71, the second burner 76, the water amount adjustment valve 90, the water stop valve 93, the hot water filling valve 103, the bath circulation pump 105, the reheating valve 109, the heating circulation pump 111, heating bypass control valve 114, low temperature heating bypass valve 119, and thermal valve 120 are controlled.
  • the controller 150 is an electronic circuit unit configured by a CPU, a memory, etc. (not shown).
  • the controller 150 performs a function of controlling the overall operation of the heat pump heat source system by executing a control program for the heat pump heat source system held in the memory by the CPU, and performs a heating control unit 151 and a tank control unit 152.
  • the controller 150 functioning as the heating control unit 151 and the tank control unit 152 includes the configuration of the control unit of the present invention and a control correction unit that corrects the control result of the control unit.
  • the heating control unit 151 performs the heating operation of the hot air heater 210 and the floor heater 200.
  • the tank control unit 152 performs a boiling operation for heating the hot water in the hot water storage tank 11 to a boiling temperature corresponding to a hot water supply temperature (set hot water supply temperature or set hot water temperature) set by the heat source remote controller 160.
  • a timer 153 is connected to the controller 150.
  • the tank control unit 152 calculates the ON / OFF duty ratio of the thermal valve 120 from the temperature difference ⁇ T obtained by subtracting the target heating temperature set by the floor heating remote controller 201 from the room temperature detected by the room temperature sensor 202. Ask. This ON / OFF-duty is obtained from a map indicating a duty ratio stored in the memory of the controller 150 and corresponding to the temperature difference ⁇ T and the amount of hot water supplied to the heating circuit 40.
  • the tank control unit 152 sets a set value (return hot water set temperature) Trs of the detected temperature (return hot water temperature) Tr of the heating heat pump return temperature sensor 45 to a predetermined temperature stored in the memory of the controller 150, for example, 60 ° C. Set to.
  • the heating control unit 151 and the tank control unit 152 start the operation of the hot water storage unit 10, the heat pump unit 50, and the gas heat source unit 80 based on the duty ratio obtained at STEP1.
  • the tank control part 152 judges whether it is an ON period.
  • the tank controller 152 determines whether or not the temperature of the hot water (heat pump inlet temperature) Ti detected by the hot water temperature sensor 68 is higher than the heat pump operation set temperature Ts.
  • the heat pump operation set temperature Ts is a predetermined temperature stored in the memory of the controller 150, for example, 35 ° C.
  • the process proceeds to STEP 7, and the tank control unit 152 operates the heat pump 51.
  • the heating control part 151 may operate the hot water supply auxiliary heat source unit 70 in STEP7.
  • the tank controller 152 determines whether or not the return hot water temperature Tr is lower than the return hot water set temperature Trs.
  • the process proceeds to STEP 10 and it is determined whether or not the timer 153 started at the start of operation of the heat pump 51 has timed up a predetermined time M (for example, 3 minutes).
  • the tank control unit 152 determines whether or not the timer 153 started at the start of the operation of the heat pump 51 has expired.
  • the process proceeds to STEP 15 and the tank control unit 152 opens the low temperature heating bypass valve 119.
  • the hot water of the low temperature heating path 112 does not distribute
  • the thermal valve 120 is closed as in STEP 12, and the low temperature heating bypass valve 119 is opened as in STEP 15. Then, after the timer 153 has timed up, the low temperature heating bypass valve 119 is closed as in STEP 17, and then the operation of the heat pump 51 is stopped.
  • thermal valve 120 is closed at STEP 12 and the low temperature heating bypass valve 119 is opened at STEP 15. Therefore, the hot water in the low-temperature heating path 112 flows through the low-temperature heating bypass path 118, so that there is no possibility that problems such as failure of the heat pump 51 occur.
  • a buffer tank 49 is provided in the heating circulation path 40 downstream of the low-temperature heating bypass path 118 and upstream of the heat pump heat exchanger 55. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of problems such as failure of the heat pump 51.
  • the minimum output of the heat pump 51 is 16.7 kcal / min and the minimum operation time of the heat pump 51, that is, the predetermined time M is 3 minutes, the minimum of the heat pump 51 until reaching STEP18.
  • the heating circulation path 40 from the downstream end of the buffer tank 49 and the low-temperature heating bypass path 118 to the inlet of the heat pump heat exchanger 55 corresponds to the buffer section of the present invention.
  • the heat radiation increases as the pipe line becomes longer, it is better in terms of energy saving to increase the storage capacity of the buffer tank 49 and shorten the pipe line of the heating circulation path 40.
  • the low-temperature heating bypass valve 119 is not limited to an open / close valve as long as it can be switched between an open state and a closed state.
  • the low temperature heating bypass valve 119 may be a flow rate control valve.
  • the storage capacity of the buffer tank 49 is reduced by controlling the flow rate of the low temperature heating bypass valve 119 flowing through the low temperature heating bypass path 118. The amount of heat dissipated from the buffer tank 49 in vain can be reduced.
  • the buffer tank 49 is provided in the heating circuit 40 between the heating-side mixing valve 48 and the heat pump heat exchanger 55 inlet, but the present invention is not limited to this.
  • the buffer tank 49 may be provided in the heating circulation path 40 between the downstream end of the low temperature heating bypass path 118 and the heating side mixing valve 48, for example.
  • the heat pump heat source system provided with the structure which heats the hot water in the hot water storage tank 11 with the heat pump 51, and the structure which heats with the hot water supply auxiliary heat source machine 70 when the hot water tank 11 runs out of hot water occurs.
  • the present invention can be applied to any heat pump heat source system that heats hot water supplied to the heating terminal using a heat pump.
  • the floor heater 200 was demonstrated to the example as a heating terminal of this invention, you may apply this invention by making the warm air heater 210 into the heating terminal of this invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

低温暖房バイパス路(118)に暖房バイパス弁(119)が設けられ、低温暖房バイパス路(118)の下流側で、且つヒートポンプ熱交換器(55)の上流側の暖房循環路(40)にバッファタンク(49)が設けられる。コントローラ(150)は、暖房実行条件が不成立となり、ヒートポンプ(51)の運転停止から所定時間(M)が経過していない場合は、低温暖房バイパス弁(119)を開弁させて、ヒートポンプ(51)の運転を続行させる。

Description

ヒートポンプ熱源システム
 本発明は、暖房端末が接続された暖房循環路内を循環する熱媒体を、ヒートポンプにより加熱して暖房を行うヒートポンプ熱源システムに関する。
 従来より、例えば熱媒体として温水を使用して、床暖房機等の暖房端末が途中に接続された暖房循環路内を循環する温水を、ヒートポンプにより加熱することによって、暖房を行うヒートポンプ熱源システムが知られている。
 ヒートポンプ熱源システムは、給湯に使用される貯湯タンク内の湯水を循環させるタンク循環路とヒートポンプユニットのヒートポンプ循環路と暖房循環路とに接続された熱交換器を備え、暖房循環ポンプにより暖房循環回路内に温水を循環させた状態で、ヒートポンプユニットを作動させることによって、暖房端末に温水を供給して暖房を行っている。
 また、暖房端末における放熱量の制御方法として、温水式の暖房端末が接続された暖房循環路内を循環する温水を、ガス熱源機により加熱する暖房システムにおいて、ON/OFF-duty制御が用いられている。ON/OFF-duty制御では、所定の制御サイクルにおける暖房端末に温水を供給する期間(ON-duty期間)と温水供給を停止する期間(OFF-duty期間)の割合を変更して、各制御サイクルにおける暖房端末からの放熱量を調節する。
 なお、特許文献1には、低温暖房水路にバイパス水路を設け、このバイパス回路に開閉弁を介装した温水供給システムが記載されている。この温水供給システムでは、追い焚き運転時に、バイパス回路の開放弁を開け、低温暖房水路の水が低温暖房機を通過しないようにしている。
特開2009-299941号公報
 上記ヒートポンプ熱源システムにおいて、上記ON/OFF-duty制御を行って暖房端末からの放熱量(単位時間当たりの放熱量)を制御することが考えられる。
 しかし、ガス熱源機ではバーナの点火により直ちに温水の加熱を開始することができるのに対して、ヒートポンプをON(運転状態)からOFF(停止状態)に切替えるときには、ヒートポンプの特性によりある程度の時間が必要であり、その時間内はヒートポンプのON・OFFの切替えができないように設定されている。そのため、ヒートポンプの運転が一旦開始されると、少なくとも設定された所定時間が経過するまでは、ヒートポンプの運転が続行されてしまう。この場合、暖房端末からの放熱量を抑制するために、例えば、暖房端末入口の弁を閉弁させると、ヒートポンプが無負荷運転となり、各部分が高温となってヒートポンプが故障するなどの不具合が発生するおそれがある。
 本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、ヒートポンプが無負荷運転となり、ヒートポンプが故障するなどの不具合を防止することができるヒートポンプ熱源システムを提供することを目的とする。
 本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明のヒートポンプ熱源システムは、暖房端末が接続された暖房循環路と、前記暖房循環路内に暖房熱媒体を循環させる暖房循環ポンプと、ヒートポンプ循環路を有し、該ヒートポンプ循環路内を循環するヒートポンプ熱媒体を加熱するヒートポンプと、前記暖房端末の上流側と下流側との間でそれぞれ前記暖房循環路に接続された暖房バイパス路と、前記暖房バイパス路に設けた暖房バイパス弁と、前記ヒートポンプ循環路と前記暖房循環路の途中に設けられて、前記ヒートポンプ循環路内を循環するヒートポンプ熱媒体と前記暖房循環路内を循環する暖房熱媒体との間で熱交換を行うヒートポンプ熱交換器と、前記暖房バイパス路の下流側で、且つ前記ヒートポンプ熱交換器の上流側の暖房循環路に設けたバッファ部と、所定の暖房実行条件が成立しているときに、前記暖房循環ポンプと前記ヒートポンプを作動させることにより、前記暖房循環路内を循環する暖房熱媒体を加熱して前記暖房端末による暖房を行う暖房運転を実行する制御部と、所定の暖房実行条件が不成立となり、前記ヒートポンプの運転開始から所定時間が経過していない場合は、前記暖房バイパス弁を開弁させて、前記ヒートポンプの運転を続行させ、前記所定時間経過後に前記ヒートポンプの運転を停止させる制御補正部とを備えたことを特徴とする。
 所定の暖房実行条件が不成立になっても、ヒートポンプの特性により、ヒートポンプの運転開始から所定時間が経過するまでは、ヒートポンプの運転を続行させる必要がある。しかし、この場合、例えば、暖房端末入口の弁を閉弁させると、ヒートポンプが無負荷運転となり、ヒートポンプが故障するなどの不具合が発生するおそれがある。
 そこで、本発明においては、暖房バイパス路に暖房バイパス弁を設けた構成としたうえで、所定の暖房実行条件が不成立の場合であっても、ヒートポンプの運転開始から所定時間が経過するまでは、暖房バイパス弁を開弁させて、ヒートポンプの運転を続行させる。これにより、暖房循環路の暖房熱媒体は低温暖房バイパス路を介して流れ、ヒートポンプに流入するので、ヒートポンプが故障するなどの不具合が発生するおそれがない。
 さらに、本発明においては、暖房バイパスの下流側で、且つヒートポンプ熱交換器の上流側の暖房循環路にバッファ部を設けた構成としている。そのため、ヒートポンプが故障するなどの不具合が発生することを確実に防止することができる。
 また、本発明において、前記暖房バイパス弁は流量調整弁であることが好ましい。この場合、暖房バイパス弁で暖房バイパス路を流通する暖房熱媒体の流量を制御することによって、バッファ部の貯留容量を低減させ、バッファ部から無駄に放熱される熱量を少なくすることができる。
ヒートポンプ熱源システムの構成図。 暖房運転のフローチャート。
 本発明の実施形態について、図1及び図2を参照して説明する。図1を参照して、本実施形態のヒートポンプ熱源システムは、貯湯ユニット10、ヒートポンプユニット50、ガス熱源ユニット80、及び、ヒートポンプ熱源システムの全体的な作動を制御するコントローラ150を備えている。
 貯湯ユニット10は、貯湯タンク11、給水管12、給湯管13等を備えている。貯湯タンク11は内部に湯水を保温して貯め、高さ方向に略等間隔でタンク温度センサ14~17が設けられている。貯湯タンク11の底部には、作業者の手動操作により開弁される排水弁18が設けられている。
 給水管12は、一端が給水口30を介して図示しない水道に接続され、他端が貯湯タンク11の下部に接続されて、貯湯タンク11内の下部に水を供給する。給水管12には、貯湯タンク11の内圧が過大になることを防止するための減圧弁19と、貯湯タンク11から給水管12への湯水の流出を阻止するための逆止弁20が設けられている。
 給水管12は、タンク混合弁21を介して給湯管13に連通しており、タンク混合弁21により、貯湯タンク11から給湯管13に供給される湯と給水管12から給湯管13に供給される水との混合比が変更される。給水管12には、給水管12内の水の温度を検出する水温度センサ22と、給水管12を流通する水の流量を検出する水流量センサ23と、給湯管13から給水管12への湯水の流出を阻止するための逆止弁24とが設けられている。
 給湯管13は、一端が給湯口31に接続され、他端が貯湯タンク11の上部に接続されている。貯湯タンク11の上部に貯められた湯水は、給湯口31を介して図示しない給湯栓(台所、洗面所、浴室のカランやシャワー等)に供給される。給湯管13には、給湯管13から貯湯タンク11への湯水の流入を阻止する逆止弁25と、給湯管13内の湯水の温度を検出する湯温度センサ26と、給湯管13を流通する湯水の流量を検出する湯流量センサ27とが設けられている。
 さらに、給湯管13には、給水管12の分岐管との接続部よりも下流側で、ガス熱源ユニット80に接続されたバイパス管33(バイパス往管33a、バイパス戻管33b)が介設されている。給湯管13のバイパス往管33aとの接続部とタンク混合弁21の間には、湯温度センサ28が設けられている。給湯管13のバイパス戻管33bとの接続部と給湯口31の間に、混合湯温度センサ32が設けられている。また、ヒートポンプユニット50と接続されたタンク循環路41には、貯湯タンク11からタンク循環路41に供給される湯水の温度を検出するタンク下温度センサ34が設けられている。
 また、給湯管13のバイパス往管33aとの接続部とバイパス戻管33bとの接続部の間に、バイパス往管33aに供給される湯水の流量を調整するためのバイパス制御弁29が設けられている。
 ヒートポンプユニット50及びガス熱源ユニット80と接続された暖房循環路40には、暖房循環路40からヒートポンプユニット50に戻る温水の温度を検出する暖房ヒートポンプ戻り温度センサ45と、ヒートポンプユニット50により加熱されて暖房循環路40に出湯される温水の温度を検出する暖房ヒートポンプ往き温度センサ46と、ヒートポンプユニット50をバイパスするヒートポンプバイパス路42と暖房循環路40の下流側の接続箇所の直下流部に設けられて、暖房循環路40からの温水とヒートポンプバイパス路42からの温水とが混合された温水の温度を検出する暖房混合温度センサ47とが設けられている。
 さらに、暖房循環路40側に流通する温水とヒートポンプバイパス路42側に流通する湯水の割合を調節するための暖房側混合弁48が設けられている。また、暖房循環路40の暖房側混合弁48とヒートポンプ熱交換器55との間にバッファタンク49が設けられている。
 貯湯ユニット10に備えられた各センサの検出信号は、コントローラ150に入力される。また、コントローラ150から出力される制御信号によって、タンク混合弁21、バイパス制御弁29、及び暖房側混合弁48の作動が制御される。
 次に、ヒートポンプユニット50は、貯湯タンク11内の湯水をタンク循環路41を介して循環させて加熱すると共に、暖房循環路40内を流通する温水(本発明の暖房熱媒体に相当する)を加熱するものである。ヒートポンプユニット50は、ヒートポンプ循環路52により接続された蒸発器53、圧縮機54、ヒートポンプ熱交換器55(凝縮機)、及び膨張弁56により構成されたヒートポンプ51を有している。
 蒸発器53は、ファン60の回転により供給される空気とヒートポンプ循環路52内を流通する熱媒体(ハイドロフルオロカーボン(HFC)等の代替フロン、二酸化炭素等、本発明のヒートポンプ熱媒体に相当する)との間で熱交換を行う。圧縮機54は、蒸発器53から吐出された熱媒体を圧縮して高圧・高温とし、ヒートポンプ熱交換器55に送出する。膨張弁56は、圧縮機54で加圧された熱媒体の圧力を開放する。
 除霜弁61は、膨張弁56をバイパスして設けられており、圧縮機54から送出される熱媒体により蒸発器53を除霜する。ヒートポンプ循環路52には、ヒートポンプ循環路52内を流通する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサ62,63,64,65が設けられている。
 また、ヒートポンプ熱交換器55には、その内部の雰囲気温度を検出する雰囲気温度センサ57が設けられている。そして、蒸発器53には、蒸発器53に吸入される空気の温度(外気温度)を検出する外気温度センサ67が設けられている。
 ヒートポンプ熱交換器55は、タンク循環路41と接続され、圧縮機54により高圧・高温とされた熱媒体と、タンク循環路41内を流通する湯水との熱交換により、タンク循環路41内を流通する湯水を加熱する。タンク循環路41には、貯湯タンク11内の湯水をタンク循環路41を介して循環させるためのタンク循環ポンプ66が設けられている。
 貯湯タンク11内の下部に貯まった湯水は、タンク循環ポンプ66によりタンク循環路41に導かれ、ヒートポンプ熱交換器55で加熱されて貯湯タンク11の上部に戻される。なお、タンク循環路41のヒートポンプ熱交換器55の上流側及び下流側には、タンク循環路41内を流通する湯水の温度を検出する湯温度センサ68,69が設けられている。
 また、ヒートポンプ熱交換器55は暖房循環路40と接続され、圧縮機54により高圧・高温とされた熱媒体と、暖房循環路40内を流通する温水との熱交換により、暖房循環路40内を流通する温水を加熱する。
 ヒートポンプユニット50に備えられた各センサの検出信号は、コントローラ150に入力される。また、コントローラ150から出力される制御信号によって、圧縮機54、タンク循環ポンプ66、ファン60の作動が制御される。
 次に、ガス熱源ユニット80は、バイパス管33から供給される湯水と、暖房循環路40内を流通する温水を加熱するものである。ガス熱源ユニット80は、給湯用の第1バーナ71と第1バーナ71により加熱される第1熱交換器72を有する給湯補助熱源機70、暖房・追焚き用の第2バーナ76と第2バーナ76により加熱される第2熱交換器77を有する暖房補助熱源機75、給水管85、給湯管86、及び追焚き熱交換器87等を備えている。
 第1バーナ71及び第2バーナ76は、図示しないガス供給管から燃料ガスが供給されると共に、図示しない燃焼ファンにより燃焼用空気が供給される。コントローラ150は、第1バーナ71及び第2バーナ76に供給する燃料ガスと燃焼用空気の流量を調節して、第1バーナ71及び第2バーナ76の燃焼量を制御する。
 第1熱交換器72は、給水管85及び給湯管86に連通しており、第1バーナ71の燃焼熱によって、給水管85から供給される水を加熱して給湯管86に出湯する。給水管85は、一端が貯湯ユニット10のバイパス往管33aに接続され、バイパス往管33aを介して水が供給される。給湯管86は、一端が貯湯ユニット10のバイパス戻管33bに接続されており、バイパス戻管33bを介して給湯口31から湯が供給される。
 給水管85には、上流側から順に、止水弁93と水量センサ88が設けられている。給水管85と給湯管86は、バイパス管89により連通しており、バイパス管89にはバイパス管89の開度を調節するための水量調節弁90が設けられている。給湯管86の第1熱交換器72の下流側、及びバイパス管89との接続部分の下流側には、給湯管86内を流通する湯の温度を検出する給湯温度センサ91,92が、それぞれ設けられている。
 この構成により、貯湯タンク11から給湯管13に供給される湯の温度が設定給湯温度よりも低いとき(湯切れ状態)に、バイパス往管33aを介して給水管85に供給される水が第1熱交換器72により加熱されて湯となり、バイパス管89からの水と混合されて、給湯管86及びバイパス戻管33bを介して給湯口31から供給されるようになっている。
 また、給湯管86は、湯張り管100により、浴槽101に接続された風呂循環路102に連通している。湯張り管100には、湯張り管100を開閉する湯張り弁103と、風呂循環路102から給湯管86への湯の流入を阻止する逆止弁104が設けられている。湯張り弁103を開弁することにより、給湯管86から湯張り管100及び風呂循環路102を介して浴槽101に湯を供給することができる。
 風呂循環路102には、浴槽101内の湯水を風呂循環路102を介して循環させる風呂循環ポンプ105と、追焚き熱交換器87とが設けられている。追焚き熱交換器87は、追焚き往管107及び追焚き戻管108を介して暖房循環路40に接続されている。追焚き往管107には、追焚き往管107を開閉する追焚き弁109が設けられている。
 コントローラ150は、風呂循環ポンプ105を作動させて、浴槽101内の湯水を風呂循環路102を介して循環させた状態で、追焚き弁109を開弁し、後述する暖房循環ポンプ111を作動させて暖房循環路40から追焚き往管107及び追焚き戻管108を介して追焚き熱交換器87に温水を循環供給することによって、浴槽101内の湯水を追焚きする。
 第2熱交換器77は、暖房循環路40の途中に設けられており、第2バーナ76の燃焼熱によって、暖房循環路40内を流通する温水を加熱する。暖房循環路40は、床暖房機200(本発明の暖房端末に相当する)及び温風暖房機210と接続されて温水による熱を供給する。
 暖房循環路40には、上述したヒートポンプ熱交換器55及び暖房補助熱源機75の第2熱交換器77と、シスターン110と、暖房循環ポンプ111とが設けられている。また、暖房循環路40は、暖房循環ポンプ111と第2熱交換器77の間の箇所で低温暖房路112と高温暖房路130とに分岐している。
 高温暖房路130には温風暖房機210が接続され、低温暖房路112には床暖房機200が接続されている。高温暖房路130と低温暖房路112は、温風暖房機210及び床暖房機200の下流側で合流している。高温暖房路130の温風暖房機210の接続部と第2熱交換器77の間の箇所で高温暖房路130から分岐してシスターン110に連通する暖房バイパス路113が設けられ、暖房バイパス路113には、暖房バイパス路113の開度を調節する暖房バイパス調節弁114が設けられている。
 暖房循環路40の暖房循環ポンプ111の出口付近には、暖房循環ポンプ111から送出される温水の温度を検出する戻り温水温度センサ115が設けられている。また、暖房循環路40の第2熱交換器77の出口付近には、第2熱交換器77から送出される温水の温度を検出する往き温水温度センサ116が設けられている。
 低温暖房路112は、熱動弁120を介して床暖房機200に接続されており、熱動弁120の開閉によって、低温暖房路112から床暖房機200への温水の供給と停止が切替えられる。また、高温暖房路130から温風暖房機210への温水の供給と停止は、温風暖房機210に備えられた熱動弁211の開閉により行われる。床暖房機200を操作するための床暖房リモコン201には、床暖房機200が設置された室内の温度を検出する室温センサ202が接続されている。
 床暖房機200及び温風暖房機210の戻り口には暖房戻り路117が接続されており、暖房戻り路117の下流端は暖房側混合弁48に接続されている。また、低温暖房路112には熱動弁120の上流側と床暖房機200の下流側との間の箇所を接続する低温暖房バイパス路118(本発明の暖房バイパス路に相当する)が設けられている。低温暖房バイパス路118には、低温暖房バイパス路118の開度を調節する低温暖房バイパス弁119(本発明の暖房バイパス弁に相当する)が設けられている。
 床暖房リモコン201とコントローラ150は、通信可能に接続され、床暖房リモコン201により設定された目標暖房温度のデータと、室温センサ202による検出温度のデータが、コントローラ150に送信される。
 熱源リモコン160は、コントローラ150と通信可能に接続されている。熱源リモコン160には、ヒートポンプ熱源システムの運転状態や運転条件の設定状態等を表示する表示器161と、ヒートポンプ熱源システムの運転条件等を設定する操作部162とが備えられている。
 ヒートポンプ熱源システムの使用者は、熱源リモコン160の操作部162を操作することによって、貯湯タンク11内の湯水の沸き上げ指示、給湯口31からの給湯温度(設定給湯温度)、浴槽101への給湯温度(設定湯張り温度)等を設定することができる。
 ガス熱源ユニット80に備えられた各センサの検出信号はコントローラ150に入力される。また、コントローラ150から出力される制御信号によって、第1バーナ71、第2バーナ76、水量調節弁90、止水弁93、湯張り弁103、風呂循環ポンプ105、追焚き弁109、暖房循環ポンプ111、暖房バイパス調節弁114、低温暖房バイパス弁119、及び熱動弁120の作動が制御される。
 コントローラ150は、図示しないCPU,メモリ等により構成された電子回路ユニットである。コントローラ150は、メモリに保持されたヒートポンプ熱源システムの制御用プログラムを、CPUで実行することによって、ヒートポンプ熱源システムの全体的な作動を制御する機能を果し、暖房制御部151及びタンク制御部152として機能する。このように暖房制御部151及びタンク制御部152として機能するコントローラ150は、本発明の制御部、及び制御部の制御結果を補正する制御補正部の構成を含んでいる。
 暖房制御部151は、温風暖房機210及び床暖房機200の暖房運転を実行する。タンク制御部152は、貯湯タンク11内の湯水を、熱源リモコン160により設定されている給湯温度(設定給湯温度又は設定湯張り温度)に応じた沸かし上げ温度まで加熱する沸かし上げ運転を実行する。そして、コントローラ150には、タイマ153が接続されている。
 次に、図2に示したフローチャートに従って、暖房制御部151による床暖房機200の暖房運転(床暖房運転)の実行処理について説明する。
 STEP1で、タンク制御部152は、室温センサ202が検出した室内温度から床暖房リモコン201で設定された目標暖房温度を減じて得た温度差ΔTから熱動弁120のON/OFFのduty比を求める。このON/OFF-dutyは、コントローラ150のメモリに格納された、温度差ΔTと暖房循環路40への温水供量とに対応したduty比を示すマップから求める。
 さらに、タンク制御部152は、暖房ヒートポンプ戻り温度センサ45の検出温度(戻り温水温度)Trの設定値(戻り温水設定温度)Trsを、コントローラ150のメモリに格納された所定の温度、例えば60℃に設定する。
 そして、STEP2で、暖房制御部151及びタンク制御部152は、STEP1で求めたduty比に基き、貯湯ユニット10、ヒートポンプユニット50及びガス熱源ユニット80の運転を開始する。
 そして、STEP3で、タンク制御部152は、ON期間であるか否かを判断する。
 ON期間である場合(STEP3:YES)には、STEP4に進み、タンク制御部152は、熱動弁120をON(開弁)すると共に、暖房循環ポンプ111を動作させる。
 次に、STEP5で、タンク制御部152は、湯温度センサ68が検出した湯水の温度(ヒートポンプ入口温度)Tiが、ヒートポンプ作動設定温度Tsより高いか否かを判断する。ヒートポンプ作動設定温度Tsは、コントローラ150のメモリに格納された所定の温度、例えば35℃である。
 ヒートポンプ入口温度Tiがヒートポンプ作動設定温度Tsより高い場合(STEP5:YES)には、STEP6に進み、暖房制御部151は暖房補助熱源機75を運転させる。
 一方、ヒートポンプ入口温度Tiがヒートポンプ作動温度Ts以下である場合(STEP5:NO)には、STEP7に進み、タンク制御部152はヒートポンプ51を運転させる。なお、戻り温水温度Trが戻り温水温度閾値Trsと比較して非常に低い場合には、STEP7で、暖房制御部151は給湯補助熱源機70を運転させてもよい。
 また、後述するSTEP11又はSTEP14でヒートポンプ51の運転を停止させたときにスタートさせたタイマ153がタイムアップをしていない場合、タイマ153がタイムアップした後に、ヒートポンプ51の運転を開始させる。
 そして、ヒートポンプ51を運転させたとき、タイマ153をスタートさせる。なお、STEP3に戻ってSTEP4,5を介してSTEP7に達したとき、タイマ153はそのまま続行させる。
 次に、STEP8で、タンク制御部152は、戻り温水温度Trが戻り温水設定温度Trsより低いか否かを判断する。
 戻り温水温度Trが戻り温水設定温度Trsより低い場合(STEP8:YES)には、STEP3に戻る。
 一方、戻り温水温度Trが戻り温水設定温度Trs以上である場合(STEP8:NO)には、STEP9に進み、暖房補助熱源機75又は給湯補助熱源機70が運転中である場合には、暖房制御部151はこれらの運転を停止させる。
 そして、STEP10に進み、ヒートポンプ51の運転開始時にスタートさせたタイマ153が所定時間M(例えば3分)をタイムアップしている否かを判断する。
 タイマ153がタイムアップしている場合(STEP10:YES)には、STEP11に進み、ヒートポンプ51が運転中である場合、タンク制御部152はヒートポンプ51の運転を停止させる。そして、ヒートポンプ51の運転を停止させたとき、タイマ153をリセットした後、再スタートさせる。
 一方、ヒートポンプ51の運転開始時にスタートしたタイマ153がタイムアップしていない場合(STEP10:NO)には、タイムアップした後にヒートポンプ51の運転を停止させる必要があるので、ヒートポンプ51の運転を継続させる。これは、ヒートポンプ51の特性によって、運転開始後運転を停止する場合、及び運転停止後運転を再開する場合に、所定時間Mを要するためである。
 他方、OFF期間である場合(STEP3:NO)には、STEP12に進み、暖房補助熱源機75又は給湯補助熱源機70が運転中である場合には、暖房制御部151はこれらの運転を停止させる。さらに、タンク制御部152は、熱動弁120をOFF(閉弁)させる。
 次に、STEP13で、タンク制御部152は、ヒートポンプ51の運転開始時にスタートさせたタイマ153がタイムアップしている否かを判断する。
 タイマ153がタイムアップしている場合(STEP13:YES)には、STEP14に進み、タンク制御部152はヒートポンプ51の運転を停止させ、タイマ153をリセットした後、再スタートさせる。
 一方、タイマ153がタイムアップしていない場合(STEP13:NO)には、ヒートポンプ51の運転を停止させることができない。このような場合は、床暖房機200の暖房負荷が低いときに発生することがある。
 この場合、STEP15に進み、タンク制御部152は低温暖房バイパス弁119を開弁させる。これにより、低温暖房路112の温水は床暖房機200を流通せず、床暖房機200の温度が必要以上に上昇することを防止することができる。
 その後、STEP16に進み、タイマ153がタイムアップした場合(STEP16:YES)には、STEP17に進み、タンク制御部152は低温暖房バイパス弁119を閉弁させる。その後、さらにSTEP14に進み、タンク制御部152はヒートポンプ51の運転を停止させ、タイマ153をリセットした後、スタートさせる。
 一方、ヒートポンプ51の運転開始時にスタートさせたタイマ153がまだタイムアップしていない場合(STEP16:NO)には、STEP18に進み、タンク制御部152は、OFF期間であるか否かを判断する。
 OFF期間である場合(STEP18:YES)には、タイマ153がタイムアップする(STEP16:YES)まで待機して、STEP17に進む。
 一方、OFF期間でなくON期間となっていた場合(STEP18:NO)には、ヒートポンプ51の運転を継続したまま、STEP4に進む。
 なお、図2のフローチャートには示してしないが、床暖房リモコン201から床暖房を停止させる旨の指示が入力された場合、又は、熱源リモコン160からヒートポンプ熱源システムの運転を停止させる旨の指示が入力された場合なども、ヒートポンプ51の運転を停止させる。この場合も、ヒートポンプ51の運転開始時にスタートしたタイマ153がタイムアップした後に、ヒートポンプ51の運転を停止させる必要がある。
 そこで、タイマ153がタイムアップしていない場合、ヒートポンプ51の運転を継続させ、STEP12と同様に熱動弁120を閉弁させると共に、STEP15と同様に低温暖房バイパス弁119を開弁させる。そして、タイマ153がタイムアップしてからSTEP17と同様に低温暖房バイパス弁119を閉弁させ、その後、ヒートポンプ51の運転を停止させる。
 ただ単に、熱動弁120を閉弁させるだけでは、ヒートポンプ51が無負荷運転となり、ヒートポンプ51が故障するなどの不具合が発生するおそれがある。そこで、本実施形態では、STEP12で熱動弁120を閉弁させると共に、STEP15で低温暖房バイパス弁119を開弁させている。そのため、低温暖房路112の温水は低温暖房バイパス路118を介して流れるので、ヒートポンプ51が故障するなどの不具合が発生するおそれがない。
 さらに、低温暖房バイパス路118の下流側で、且つヒートポンプ熱交換器55の上流側の暖房循環路40にバッファタンク49が設けられている。そのため、ヒートポンプ51が故障するなどの不具合が発生することを確実に防止することができる。
 ここで、ヒートポンプ51が無負荷運転を確実に回避するように、バッファタンク49の貯留容量を設定することが好ましい。
 具体的には、例えば、ヒートポンプ51の最小出力が16.7kcal/分であり、ヒートポンプ51の最小運転時間、すなわち前記所定時間Mが3分であるとすると、STEP18に達するまでのヒートポンプ51の最小運転時間内に発生する出力の最大値は、16.7×3=50.1kcalである。
 そして、戻り温水設定温度Trsが35℃以下の温度で設定されており、床暖房リモコン201での設定温度は一般的に40℃が下限値であって、許容範囲が±5℃であるため、45℃(=40℃+5℃)まで加熱可能であり、最低10℃の温度上昇を吸収できる。よって、バッファタンク49の貯留容量は、50.1/10=約5.0L以上に設定すればよい。なお、この容量は、バッファタンク49単独の貯留容量でもよく、低温暖房バイパス路118の下流端からヒートポンプ熱交換器55入口までの、低温暖房路112を含む暖房循環路40の管路容積を含むものでもよい。本実施形態では、バッファタンク49、及び低温暖房バイパス路118の下流端からヒートポンプ熱交換器55入口までの暖房循環路40が、本発明のバッファ部に相当する。ただし、管路が長くなるほど放熱が増加するので、バッファタンク49の貯留容量を大きくして暖房循環路40の管路を短くするほうが省エネルギーの点で優れている。
 なお、低温暖房バイパス弁119は開弁状態と閉弁状態との切替えが可能なものであればよく、開閉弁に限定されない。例えば、低温暖房バイパス弁119は流量制御弁であってもよく、この場合、低温暖房バイパス弁119で低温暖房バイパス路118を流通する流量を制御することによって、バッファタンク49の貯留容量を低減させ、バッファタンク49から無駄に放熱される熱量を少なくすることができる。
 また、本実施形態では、バッファタンク49を暖房側混合弁48とヒートポンプ熱交換器55入口との間の暖房循環路40に設けているが、これに限定されない。バッファタンク49を、例えば、低温暖房バイパス路118の下流端と暖房側混合弁48との間の暖房循環路40に設けてもよい。
 また、本実施形態では、貯湯タンク11内の湯水をヒートポンプ51により加熱する構成と、貯湯タンク11の湯切れが生じたときに給湯補助熱源機70により加熱する構成とを備えたヒートポンプ熱源システムを示したが、これらの給湯用の構成を備えていない場合であっても、暖房端末に供給される温水をヒートポンプにより加熱するヒートポンプ熱源システムであれば、本発明の適用が可能である。
 なお、本実施形態では、本発明の暖房端末として床暖房機200を例に説明したが、温風暖房機210を本発明の暖房端末として、本発明を適用してもよい。
 10…貯湯ユニット、11…貯湯タンク、40…暖房循環路(バッファ部)、41…タンク循環路、42…ヒートポンプバイパス路、48…暖房側混合弁、49…バッファタンク(バッファ部)、50…ヒートポンプユニット、51…ヒートポンプ、52…ヒートポンプ循環路、55…ヒートポンプ熱交換器、70…給湯補助熱源機、75…暖房補助熱源機、80…ガス熱源ユニット、111…暖房循環ポンプ、112…低温暖房路(バッファ部)、118…低温暖房バイパス路(暖房バイパス路)、119…低温暖房バイパス弁(暖房バイパス弁)、150…コントローラ(制御部、制御補正部)、151…暖房制御部、152…タンク制御部、153…タイマ、200…床暖房機。
 

Claims (2)

  1.  暖房端末が接続された暖房循環路と、
     前記暖房循環路内に暖房熱媒体を循環させる暖房循環ポンプと、
     ヒートポンプ循環路を有し、該ヒートポンプ循環路内を循環するヒートポンプ熱媒体を加熱するヒートポンプと、
     前記暖房端末の上流側と下流側との間でそれぞれ前記暖房循環路に接続された暖房バイパス路と、
     前記暖房バイパス路に設けた暖房バイパス弁と、
     前記ヒートポンプ循環路と前記暖房循環路の途中に設けられて、前記ヒートポンプ循環路内を循環する前記ヒートポンプ熱媒体と前記暖房循環路内を循環する暖房熱媒体との間で熱交換を行うヒートポンプ熱交換器と、
     前記暖房バイパス路の下流側で、且つヒートポンプ熱交換器の上流側の前記暖房循環路に設けたバッファ部と、
     所定の暖房実行条件が成立しているときに、前記暖房循環ポンプと前記ヒートポンプを作動させることにより、前記暖房循環路内を循環する暖房熱媒体を加熱して前記暖房端末による暖房を行う暖房運転を実行する制御部と、
     所定の暖房実行条件が不成立となり、前記ヒートポンプの運転開始から所定時間が経過していない場合は、前記暖房バイパス弁を開弁させて、前記ヒートポンプの運転を続行させ、前記所定時間経過後に前記ヒートポンプの運転を停止させる制御補正部とを備えたことを特徴とするヒートポンプ熱源システム。
  2.  請求項1に記載のヒートポンプ熱源システムにおいて、
    前記暖房バイパス弁が流量調整弁であることを特徴とするヒートポンプ熱源システム。
PCT/JP2013/071244 2012-12-04 2013-08-06 ヒートポンプ熱源システム WO2014087699A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380062947.9A CN104822993A (zh) 2012-12-04 2013-08-06 热泵热源系统
KR1020157015133A KR20150092159A (ko) 2012-12-04 2013-08-06 히트펌프 열원 시스템

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-265831 2012-12-04
JP2012265831A JP5712196B2 (ja) 2012-12-04 2012-12-04 ヒートポンプ暖房システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014087699A1 true WO2014087699A1 (ja) 2014-06-12

Family

ID=50883131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/071244 WO2014087699A1 (ja) 2012-12-04 2013-08-06 ヒートポンプ熱源システム

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5712196B2 (ja)
KR (1) KR20150092159A (ja)
CN (1) CN104822993A (ja)
WO (1) WO2014087699A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6198796B2 (ja) * 2015-10-16 2017-09-20 ダイキン工業株式会社 ヒートポンプ式加熱装置
JP6149912B2 (ja) 2015-10-16 2017-06-21 ダイキン工業株式会社 ヒートポンプ式加熱装置
JP7259458B2 (ja) * 2019-03-25 2023-04-18 株式会社ノーリツ 給湯装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10176848A (ja) * 1996-12-13 1998-06-30 Matsushita Electric Works Ltd 床暖冷房構造
JP2003050050A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Denso Corp ヒートポンプ式給湯装置
JP2009287895A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Mitsubishi Electric Corp ヒートポンプ温水暖房システム
JP2010071528A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Denso Corp 暖房システム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4246257B2 (ja) * 2007-06-22 2009-04-02 パナソニック株式会社 冷凍サイクル装置
CN101526241B (zh) * 2008-03-04 2012-04-18 钱伟民 双向热泵太阳能供热系统
JP5303291B2 (ja) * 2009-01-30 2013-10-02 パナソニック株式会社 液体循環式暖房システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10176848A (ja) * 1996-12-13 1998-06-30 Matsushita Electric Works Ltd 床暖冷房構造
JP2003050050A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Denso Corp ヒートポンプ式給湯装置
JP2009287895A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Mitsubishi Electric Corp ヒートポンプ温水暖房システム
JP2010071528A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Denso Corp 暖房システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014109429A (ja) 2014-06-12
KR20150092159A (ko) 2015-08-12
JP5712196B2 (ja) 2015-05-07
CN104822993A (zh) 2015-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101615408B1 (ko) 급탕시스템
KR101393121B1 (ko) 저탕식 급탕장치
JP5712197B2 (ja) ヒートポンプ熱源システム
KR101467088B1 (ko) 저탕식 급탕장치
JP2013224783A (ja) 給湯システム
JP5793450B2 (ja) ヒートポンプ熱源システム
KR101482847B1 (ko) 급탕 시스템
JP5712196B2 (ja) ヒートポンプ暖房システム
JP2013242115A (ja) 貯湯式給湯システム
KR101514896B1 (ko) 히트펌프 난방시스템
JP5925035B2 (ja) ヒートポンプ熱源システム
JP5312389B2 (ja) 給湯システム
JP6628643B2 (ja) 給湯システム
JP5058193B2 (ja) 給湯システム
JP5816226B2 (ja) 貯湯式給湯装置
KR20170042486A (ko) 난방 장치
JP7186529B2 (ja) 給湯システム
JP2012013335A (ja) 給湯システム
JP2013108723A (ja) 暖房システム
JP2018004128A (ja) 給湯システム
JP6625813B2 (ja) 貯湯式給湯装置
JP6004715B2 (ja) ヒートポンプ熱源システム
JP2017194183A (ja) 暖房装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13860051

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157015133

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13860051

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1