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

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1072—Arrangement 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/04—Gas or oil fired boiler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04—Sensors
    • F24D2220/042—Temperature sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/08—Storage tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2240/00—Characterizing positions, e.g. of sensors, inlets, outlets
    • F24D2240/26—Vertically 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
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot 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