JP2006138513A - Heat pump type hot water supply heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、HFCやCO2等の冷媒を用いたヒートポンプ式給湯暖房装置に関する。詳述すれば、ヒートポンプユニットにより貯湯用及び暖房用の温水を作るものであって、一定圧以上の圧力が貯湯タンクに加わると過圧力逃がし弁が開くことによりオーバーフロー管を介してこの貯湯タンク内の高温水を外部へ排出するようにしたヒートポンプ式給湯暖房装置に関する。 The present invention relates to a heat pump type hot water heater / heater using a refrigerant such as HFC or CO 2 . Specifically, hot water for hot water storage and heating is created by a heat pump unit, and when a pressure higher than a certain pressure is applied to the hot water storage tank, an overpressure relief valve is opened to open the hot water storage tank via the overflow pipe. The present invention relates to a heat pump type hot water heater / heater that discharges high temperature water to the outside.
従来のこの種のヒートポンプ式給湯暖房装置において、貯湯タンク下部の低温水をヒートポンプユニットに送り、熱交換して得られた高温水を貯湯タンク上部に戻して貯湯・蓄熱し、この貯湯タンクの高温水を給湯や風呂に使用する技術は知られている(例えば、特許文献1参照)。 In this type of conventional heat pump hot water supply and heating system, low temperature water at the bottom of the hot water storage tank is sent to the heat pump unit, and hot water obtained by heat exchange is returned to the top of the hot water storage tank to store and store hot water. A technique for using water for hot water supply or a bath is known (see, for example, Patent Document 1).
そして、貯湯回路は半密閉回路であり、水が高温になることで体積が膨張し、回路内水圧が上昇した場合には、一般に貯湯タンク上部に設けた過圧力逃がし弁により体積膨張分をオーバーフロー水としてタンクユニット外へ排出している。
従って、貯湯運転中は貯湯タンク上部より高温水をオーバーフロー水として少量排水しているので、ヒートポンプユニットにて得られた高温水の一部を排水しているわけで、無駄であった。装置全体の貯湯効率を上げるためにはオーバーフロー水を貯湯タンク下部の低温水にて賄うことが有効である。そのため、貯湯タンク下部に弁付きのオーバーフロー管を新たに設けることなどが考えられるが、部品の追加のためコストアップの要因となっていた。 Therefore, since a small amount of high temperature water is discharged as overflow water from the upper part of the hot water storage tank during the hot water storage operation, a part of the high temperature water obtained by the heat pump unit is discharged, which is useless. In order to increase the hot water storage efficiency of the entire apparatus, it is effective to cover the overflow water with low-temperature water below the hot water storage tank. For this reason, it is conceivable to newly provide an overflow pipe with a valve at the lower part of the hot water storage tank. However, the addition of parts causes a cost increase.
そこで本発明は、貯湯運転の際に、水が高温になることで体積が膨張した場合の圧力逃がしをコストを上昇させることなく行い、装置全体の貯湯効率を向上させることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to improve the hot water storage efficiency of the entire apparatus by performing pressure relief when the volume expands due to high temperature of the water during a hot water storage operation without increasing the cost.
このため第1の発明は、ヒートポンプユニットにより貯湯用及び暖房用の温水を作るものであって、一定圧以上の圧力が貯湯タンクに加わると過圧力逃がし弁が開くことによりオーバーフロー管を介してこの貯湯タンク内の高温水を外部へ排出するようにしたヒートポンプ式給湯暖房装置において、前記オーバーフロー管内を流れる温水の温度を検出する温度検出センサと、この温度検出センサが所定温度以上を検出すると前記貯湯タンク内の高温水より低い温度の温水を貯湯タンク外に排出する開閉弁と、この開閉弁が開いたときから計時するタイマーと、このタイマーが所定時間を計時すると前記開閉弁を閉じるように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。 For this reason, the first invention is to make hot water for hot water storage and heating by a heat pump unit, and when a pressure higher than a certain pressure is applied to the hot water storage tank, an overpressure relief valve is opened and this is connected via an overflow pipe. In a heat pump type hot water heater / heater configured to discharge hot water in a hot water storage tank to the outside, a temperature detection sensor that detects a temperature of the hot water flowing in the overflow pipe, and the hot water storage when the temperature detection sensor detects a predetermined temperature or more An on-off valve that discharges hot water at a temperature lower than the hot water in the tank to the outside of the hot water storage tank, a timer that keeps time from when the on-off valve is opened, and a control that closes the on-off valve when this timer times out And a control device for performing the operation.
第2の発明は、ヒートポンプユニットにより貯湯用及び暖房用の温水を作るものであって、一定圧以上の圧力が貯湯タンクに加わると過圧力逃がし弁が開くことによりオーバーフロー管を介してこの貯湯タンク内の高温水を外部へ排出するようにしたヒートポンプ式給湯暖房装置において、前記オーバーフロー管内を流れる温水の温度を検出する温度検出センサと、膨張タンク内の水位が所定以下となった際に開いて補給するための弁であって前記温度検出センサが所定温度以上を検出すると前記貯湯タンク内の高温水より低い温度の温水を貯湯タンクから前記膨張タンク内に排出すべく開く補給用開閉弁と、この補給用開閉弁が開いたときから計時するタイマーと、このタイマーが所定時間を計時すると前記開閉弁を閉じるように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, hot water for hot water storage and heating is made by a heat pump unit, and when a pressure higher than a certain pressure is applied to the hot water storage tank, an overpressure relief valve is opened to cause the hot water storage tank to pass through the overflow pipe. In the heat pump type hot water supply and heating device that discharges the high temperature water inside, a temperature detection sensor that detects the temperature of the hot water flowing in the overflow pipe, and when the water level in the expansion tank becomes below a predetermined level, it opens. A replenishing on-off valve that is replenished and is opened to discharge hot water at a temperature lower than the hot water in the hot water storage tank from the hot water storage tank into the expansion tank when the temperature detection sensor detects a predetermined temperature or higher; A timer that counts when the replenishing on / off valve is opened, and controls to close the on / off valve when the timer counts a predetermined time. Characterized by providing a control device.
第3の発明は、圧縮機、それぞれ減圧装置が接続された暖房用の第1水冷媒熱交換器と貯湯用の第2水冷媒熱交換器との並列回路、空気熱交換器を順次環状に接続してなる冷媒回路を備えたヒートポンプユニットと、膨張タンク、前記第1水冷媒熱交換器と床暖房パネル及び浴室暖房装置との間で第1循環ポンプの運転により温水を循環させる第1温水循環路及び前記第2水冷媒熱交換器と貯湯タンクとの間で第2循環ポンプにより温水を循環させる第2温水循環路とを有するタンクユニットとを備えたヒートポンプ式給湯暖房装置において、一定圧以上の圧力が前記貯湯タンクに加わると過圧力逃がし弁が開くことにより貯湯タンク内の高温水を外部へ排出するオーバーフロー管と、このオーバーフロー管内を流れる温水の温度を検出する温度検出センサと、前記膨張タンク内の水位が所定以下となった際に開いて補給するための弁であって前記温度検出センサが所定温度以上を検出すると前記貯湯タンク内の高温水より低い温度の温水を貯湯タンクから前記膨張タンク内に排出すべく開く補給用開閉弁と、この補給用開閉弁が開いたときから計時するタイマーと、このタイマーが所定時間を計時すると前記開閉弁を閉じるように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, a compressor, a parallel circuit of a first water refrigerant heat exchanger for heating and a second water refrigerant heat exchanger for hot water storage, each connected with a pressure reducing device, and an air heat exchanger are sequentially annular The first hot water that circulates the hot water by the operation of the first circulation pump between the heat pump unit having a refrigerant circuit connected thereto, the expansion tank, the first water refrigerant heat exchanger, the floor heating panel, and the bathroom heating device. In a heat pump type hot water supply and heating apparatus, comprising a circulation path and a tank unit having a second hot water circulation path for circulating hot water between the second water refrigerant heat exchanger and the hot water storage tank by a second circulation pump. When the above pressure is applied to the hot water storage tank, an overpressure relief valve opens to discharge the hot water in the hot water tank to the outside, and a temperature for detecting the temperature of the hot water flowing in the overflow pipe. A temperature detection sensor and a valve that opens and replenishes when the water level in the expansion tank becomes a predetermined level or lower, and when the temperature detection sensor detects a predetermined temperature or higher, the temperature is lower than the hot water in the hot water storage tank. A replenishing on-off valve that opens to discharge the warm water from the hot water storage tank into the expansion tank, a timer that counts when the replenishing on-off valve is opened, and closes the on-off valve when the timer counts a predetermined time And a control device for controlling.
第4の発明は、ヒートポンプユニットにより貯湯用及び暖房用の温水を作るものであって、一定圧以上の圧力が貯湯タンクに加わると過圧力逃がし弁が開くことによりオーバーフロー管を介してこの貯湯タンク内の高温水を外部へ排出するようにしたヒートポンプ式給湯暖房装置において、前記貯湯タンクへの給水回路に設けられた圧力センサと、この圧力センサが所定圧力以上を検出すると前記貯湯タンク内の高温水より低い温度の温水を貯湯タンク外に排出する開閉弁と、この開閉弁が開いたときから計時するタイマーと、このタイマーが所定時間を計時すると前記開閉弁を閉じるように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, hot water for hot water storage and heating is made by a heat pump unit, and when a pressure higher than a predetermined pressure is applied to the hot water storage tank, an overpressure relief valve opens to cause the hot water storage tank to pass through an overflow pipe. In a heat pump type hot water supply and heating device that discharges high temperature water to the outside, a pressure sensor provided in a water supply circuit to the hot water storage tank, and a high temperature in the hot water storage tank when the pressure sensor detects a predetermined pressure or more An on-off valve that discharges hot water having a temperature lower than water to the outside of the hot water storage tank, a timer that counts when the on-off valve is opened, and a control device that controls the on-off valve to close when the timer counts a predetermined time; Is provided.
第5の発明は、ヒートポンプユニットにより貯湯用及び暖房用の温水を作るものであって、一定圧以上の圧力が貯湯タンクに加わると過圧力逃がし弁が開くことによりオーバーフロー管を介してこの貯湯タンク内の高温水を外部へ排出するようにしたヒートポンプ式給湯暖房装置において、前記貯湯タンクへの給水回路に設けられた圧力センサと、膨張タンク内の水位が所定以下となった際に開いて補給するための弁であって前記圧力センサが所定圧力以上を検出すると前記貯湯タンク内の高温水より低い温度の温水を貯湯タンクから前記膨張タンク内に排出すべく開く補給用開閉弁と、この補給用開閉弁が開いたときから計時するタイマーと、このタイマーが所定時間を計時すると前記開閉弁を閉じるように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, hot water for hot water storage and heating is made by a heat pump unit, and when a pressure higher than a predetermined pressure is applied to the hot water storage tank, an overpressure relief valve opens to cause the hot water storage tank to pass through the overflow pipe. In the heat pump hot water supply and heating device that discharges the high-temperature water inside, the pressure sensor provided in the water supply circuit to the hot water storage tank and replenished when the water level in the expansion tank falls below a predetermined level A replenishing on-off valve that opens to discharge hot water at a temperature lower than the high-temperature water in the hot water storage tank from the hot water storage tank into the expansion tank when the pressure sensor detects a predetermined pressure or higher. A timer that counts when the on-off valve is opened, and a control device that controls the on-off valve to close when the timer counts a predetermined time. The features.
第6の発明は、圧縮機、それぞれ減圧装置が接続された暖房用の第1水冷媒熱交換器と貯湯用の第2水冷媒熱交換器との並列回路、空気熱交換器を順次環状に接続してなる冷媒回路を備えたヒートポンプユニットと、膨張タンク、前記第1水冷媒熱交換器と床暖房パネル及び浴室暖房装置との間で第1循環ポンプの運転により温水を循環させる第1温水循環路及び前記第2水冷媒熱交換器と貯湯タンクとの間で第2循環ポンプにより温水を循環させる第2温水循環路とを有するタンクユニットとを備えたヒートポンプ式給湯暖房装置において、一定圧以上の圧力が前記貯湯タンクに加わると過圧力逃がし弁が開くことにより貯湯タンク内の高温水を外部へ排出するオーバーフロー管と、前記貯湯タンクへの給水回路に設けられた圧力センサと、前記膨張タンク内の水位が所定以下となった際に開いて補給するための弁であって前記圧力センサが所定圧力以上を検出すると前記貯湯タンク内の高温水より低い温度の温水を貯湯タンクから前記膨張タンク内に排出すべく開く補給用開閉弁と、この補給用開閉弁が開いたときから計時するタイマーと、このタイマーが所定時間を計時すると前記開閉弁を閉じるように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。 In a sixth aspect of the present invention, a compressor, a parallel circuit of a first water refrigerant heat exchanger for heating and a second water refrigerant heat exchanger for hot water storage, each connected to a decompression device, and an air heat exchanger are sequentially annularized. The first hot water that circulates the hot water by the operation of the first circulation pump between the heat pump unit having a refrigerant circuit connected thereto, the expansion tank, the first water refrigerant heat exchanger, the floor heating panel, and the bathroom heating device. In a heat pump type hot water supply and heating apparatus, comprising a circulation path and a tank unit having a second hot water circulation path for circulating hot water between the second water refrigerant heat exchanger and the hot water storage tank by a second circulation pump. When the above pressure is applied to the hot water storage tank, an overpressure relief valve opens to discharge the hot water in the hot water storage tank to the outside, a pressure sensor provided in the water supply circuit to the hot water storage tank, A valve for opening and replenishing when the water level in the expansion tank becomes lower than a predetermined level, and when the pressure sensor detects a predetermined pressure or higher, hot water having a temperature lower than the high temperature water in the hot water storage tank is supplied from the hot water storage tank. A replenishing on-off valve that opens to be discharged into the expansion tank, a timer that counts when the replenishing on-off valve is opened, and a control device that controls the on-off valve to close when the timer counts a predetermined time; Is provided.
第7の発明は、ヒートポンプユニットにより貯湯用及び暖房用の温水を作るものであって、一定圧以上の圧力が貯湯タンクに加わると過圧力逃がし弁が開くことによりオーバーフロー管を介してこの貯湯タンク内の高温水を外部へ排出するようにしたヒートポンプ式給湯暖房装置において、前記貯湯タンク内の高温水より低い温度の温水を貯湯タンク外に排出可能な開閉弁と、貯湯運転が開始されてから所定時間毎に所定時間だけ前記開閉弁を開くように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, hot water for hot water storage and heating is made by a heat pump unit, and when a pressure higher than a certain pressure is applied to the hot water storage tank, an overpressure relief valve opens to cause the hot water storage tank to pass through the overflow pipe. In the heat pump type hot water supply and heating device that discharges the hot water in the outside to the outside, the on-off valve that can discharge the hot water having a temperature lower than the hot water in the hot water storage tank to the outside of the hot water storage tank, and the hot water storage operation is started And a control device that controls to open the on-off valve for a predetermined time every predetermined time.
第8の発明は、ヒートポンプユニットにより貯湯用及び暖房用の温水を作るものであって、一定圧以上の圧力が貯湯タンクに加わると過圧力逃がし弁が開くことによりオーバーフロー管を介してこの貯湯タンク内の高温水を外部へ排出するようにしたヒートポンプ式給湯暖房装置において、膨張タンク内の水位が所定以下となった際に開いて補給するための弁であって前記貯湯タンク内の高温水より低い温度の温水を前記貯湯タンクから前記膨張タンク内に排出すべく開く補給用開閉弁と、貯湯運転が開始されてから所定時間毎に所定時間だけ前記補給用開閉弁を開くように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, hot water for hot water storage and heating is produced by a heat pump unit, and when a pressure higher than a certain pressure is applied to the hot water storage tank, an overpressure relief valve opens to cause the hot water storage tank to pass through the overflow pipe. In the heat pump hot water supply and heating device that discharges the high-temperature water inside, a valve for opening and replenishing when the water level in the expansion tank becomes lower than a predetermined level, from the high-temperature water in the hot water storage tank A replenishment on / off valve that opens to discharge low temperature hot water from the hot water storage tank into the expansion tank, and a control that controls the replenishment on / off valve to open only for a predetermined time every predetermined time after the hot water storage operation is started. An apparatus is provided.
第9の発明は、圧縮機、それぞれ減圧装置が接続された暖房用の第1水冷媒熱交換器と貯湯用の第2水冷媒熱交換器との並列回路、空気熱交換器を順次環状に接続してなる冷媒回路を備えたヒートポンプユニットと、膨張タンク、前記第1水冷媒熱交換器と床暖房パネル及び浴室暖房装置との間で第1循環ポンプの運転により温水を循環させる第1温水循環路及び前記第2水冷媒熱交換器と貯湯タンクとの間で第2循環ポンプにより温水を循環させる第2温水循環路とを有するタンクユニットとを備えたヒートポンプ式給湯暖房装置において、膨張タンク内の水位が所定以下となった際に開いて補給するための弁であって前記貯湯タンク内の高温水より低い温度の温水を前記貯湯タンクから前記膨張タンク内に排出すべく開く補給用開閉弁と、貯湯運転が開始されてから所定時間毎に所定時間だけ前記補給用開閉弁を開くように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the invention, a compressor, a parallel circuit of a first water-refrigerant heat exchanger for heating and a second water-refrigerant heat exchanger for storing hot water, each connected to a decompression device, and an air heat exchanger are sequentially annularly arranged. The first hot water that circulates the hot water by the operation of the first circulation pump between the heat pump unit having a refrigerant circuit connected thereto, the expansion tank, the first water refrigerant heat exchanger, the floor heating panel, and the bathroom heating device. An expansion tank comprising: a heat pump hot water supply / heater apparatus comprising: a circulation path and a tank unit having a second hot water circulation path for circulating hot water between the second water refrigerant heat exchanger and the hot water storage tank by a second circulation pump. A valve for opening and replenishing when the water level in the tank becomes below a predetermined level, and opening to replenish hot water having a temperature lower than the hot water in the hot water storage tank from the hot water tank into the expansion tank A valve, And a controller for controlling the replenishment on-off valve to open only for a predetermined time every predetermined time after the hot water storage operation is started.
本発明によれば、貯湯運転の際に、水が高温になることで体積が膨張した場合の圧力逃がしをコストを上昇させることなく行い、装置全体の貯湯効率を向上させることができる。 According to the present invention, during hot water storage operation, pressure relief when the volume expands due to high temperature of water can be performed without increasing the cost, and the hot water storage efficiency of the entire apparatus can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図1はヒートポンプ式給湯暖房装置の全体システムを示す系統図である。図1において、Aはヒートポンプユニット、Bはタンクユニット、C1は温水暖房用の第1温水循環路、C2は貯湯用の第2温水循環路、Rは前記ヒートポンプユニットAに内蔵された冷媒回路である。この冷媒回路Rにおいて、HFCやCO2等の冷媒を用いることができるが、本実施形態ではCO2を用いる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram showing an overall system of a heat pump hot water supply / room heating system. In FIG. 1, A is a heat pump unit, B is a tank unit, C1 is a first hot water circulation path for hot water heating, C2 is a second hot water circulation path for hot water storage, and R is a refrigerant circuit built in the heat pump unit A. is there. In the refrigerant circuit R, a refrigerant such as HFC or CO 2 can be used, but CO 2 is used in the present embodiment.
1及び2は前記第1温水循環路C1に設けられた床暖房パネル、3及び4は前記床暖房パネル1及び2に対応して設けられた床暖房リモートコントローラ(以下、「床暖房リモコン」という)であり、前記第1温水循環路C1には熱動弁5及び6、搬送能力が調節できるDCポンプなどの第1循環ポンプ7、膨張タンク8、暖房用の第1水冷媒熱交換器9の水流路9B、バイパス路10に設けられたバイパス弁11などが設けられている。
1 and 2 are floor heating panels provided in the first hot water circulation path C1, and 3 and 4 are floor heating remote controllers (hereinafter referred to as "floor heating remote controllers") provided corresponding to the
前記冷媒回路Rは、CO2冷媒を吸入圧縮し高温高圧にする能力調整が可能な2段圧縮式の圧縮機21と、暖房用の第1開閉弁22、前記第1水冷媒熱交換器9の冷媒流路9A、内部熱交換器23の一次流路23A及び第1膨張弁(減圧装置)24よりなる第1分岐路P1と貯湯用の第2開閉弁25、冷媒と水とを熱交換させる貯湯用の第2水冷媒熱交換器26の冷媒流路26A及び第2膨張弁(減圧装置)27よりなる第2分岐路P2との並列回路と、外気と冷媒との熱交換を行う空気熱交換器28と、内部熱交換器23の二次流路23Bと、アキュムレータ29とが順次環状に配管接続されている。
The refrigerant circuit R includes a two-stage compression compressor 21 capable of adjusting the capacity of suction and compression of CO 2 refrigerant into a high temperature and high pressure, a first opening /
前記第1温水循環路C1には、前記第1水冷媒熱交換器9の水流路9Bから流出した暖房用温水の温度を検出するサーミスタ30、浴室暖房用のファンコイル31が設けられている。33は浴室暖房リモートコントローラ(以下、「浴室暖房リモコン」という)、34はファンコイル31の入口部に設けられた熱動弁、35は第1循環ポンプ7によって膨張タンク8から流出した温水の一部を床暖房パネル1、2に供給するための熱動弁、36は床暖房パネル1、2に流入する温水温度を検知するサーミスタである。
The first hot water circuit C1 is provided with a
前記第2温水循環路C2は、第2水冷媒熱交換器26の水流路26Bと貯湯タンク40とが第2循環ポンプ41を介して環状に接続されている。42は第2水冷媒熱交換器26の水流路26Bから流出した温水温度を検知するサーミスタである。
In the second hot water circulation path C <b> 2, the water flow path 26 </ b> B of the second water refrigerant heat exchanger 26 and the hot
前記貯湯タンク40の上部と中間部の間には、水々熱交換器43の一次流路43Aと追焚用の第3循環ポンプ45とが接続されている。また、水々熱交換器43の二次流路43Bには第4循環ポンプ46を介して浴槽47が接続されている。50は貯湯タンク40内の高温水と中温水とを混合して概ね65℃の温水とする自動固定ミキシングバルブ(予め温度が調整されている)で構成された第1ミキシングバルブで、51は減圧弁(電気制御できない)52を介する給水管53からの水道水と前記第1ミキシングバルブ50からの温水とを混合して例えば36℃〜48℃(又は60℃)の温水として給湯管54を介して給湯可能とする第2ミキシングバルブで、55は同じく減圧弁52を介する給水管53からの水道水と前記第1ミキシングバルブ50からの温水とを混合して約42℃程度の温水とする第3ミキシングバルブである。この第2及び第3ミキシングバルブ51及び55は、温度が可変の電動可変ミキシングバルブである。
Between the upper part and the middle part of the hot
前記第3ミキシングバルブ55で作られた温水は開閉弁56、57が開くことにより停止している第4循環ポンプ46を介して及び第4循環ポンプ46を介さずに水々熱交換器43の二次流路43Bを介して浴槽47のお湯張り動作がなされることとなる。また、前記給水管53は貯湯タンク40の下部と前記第2ミキシングバルブ51及び前記第3ミキシングバルブ55とに分岐接続されると共に補給用開閉弁59を介して前記膨張タンク8に接続されている。即ち、膨張タンク8内の水位センサ60が、この膨張タンク8内の水位が一定以下を検出すると後述する制御装置S2が補給用開閉弁59を開くように制御し、前記給水管53からの水道水を供給する構成である。
The hot water produced by the
なお、前記貯湯タンク40の容量は例えば370リットルであり、この貯湯タンク40には湯温検出センサT1、T2、T3、T4、T5及びT6が貯湯タンク40の下部から上部まで間隔を存して設けられ、前記各検出センサの検出湯温が55℃以上の場合には貯湯タンク40内の上端からその位置までは55℃以上の温水が貯湯されており残湯ありと制御装置S2が判断する。このとき、検出センサT1の配置箇所は残湯量が300リットル、T2が同じく250リットル、T3が200リットル、T4が150リットル、T5が100リットル、T6が50リットルの位置である。また、61は前記第2循環ポンプ41の出口近くの湯温を検出する湯温検出センサである。
The hot
そして、消費者は電力会社と時間帯別電灯契約を結んで、料金の安い深夜時間帯では所定の時刻に貯湯量から沸き上げ量、そして全量沸き上げに必要な時間を算出し、沸き上げ終了時刻より前記必要な時間を考慮して逆算した時刻から貯湯運転を開始し、全量沸き上げ終了(湯温検出センサ61の検出温度が55℃以上)次第停止するように制御装置S2により制御されると共に、それ以外の時間帯では残湯量が100リットルを割ったら貯湯運転を開始し、150リットル以上になったらこの貯湯運転を停止するように制御装置S2が制御する。 And the consumer signs a lighting contract according to the time with the electric power company, calculates the amount of water to be heated from the amount of hot water stored at a predetermined time and the time required to boil up the total amount at a predetermined time in the low-night time period when the fee is low, and the heating ends The hot water storage operation is started from the time calculated in reverse from the time in consideration of the necessary time, and is controlled by the control device S2 so as to stop as soon as the whole amount has been heated up (the detected temperature of the hot water temperature detection sensor 61 is 55 ° C. or higher). At the same time, the hot water storage operation is started when the remaining hot water volume is less than 100 liters, and the control device S2 controls to stop the hot water storage operation when the remaining hot water volume exceeds 150 liters.
62は貯湯タンク40上部に接続されたオーバーフロー管で、水が高温になると体積が膨張して水回路内の水圧が上昇するのでこの体積膨張分をオーバーフロー水として装置外(タンクユニットB外)に排出する過圧力逃がし弁63が設けられている。64はオーバーフロー管62における前記過圧力逃がし弁63の下流位置に配設されてオーバーフロー管62内を流れる温水の温度を検出する温度検出センサで、この検出センサ64が例えば50℃以上を検出すると、制御装置S2は過圧力逃がし弁63が開いていてオーバーフロー動作が行われていると判断する。
62 is an overflow pipe connected to the upper part of the hot
なお、給水管53の途中に配設された減圧弁52は、水道水の給水圧を170kPa(約1.7kgf/cm2)に減圧するように設定されて、過圧力逃がし弁(電気制御できない)63は190kPa(約1.9kgf/cm2)で開くように設定されており、給水圧が十分にある場合には、通常は貯湯タンク40の内圧は170kPa、圧力が上昇しても常に190kPa以下に保たれる。
The
なお、過圧力逃がし弁63を手動で開けることにより、貯湯タンク40への初期の水張り(過圧力逃がし弁63より空気の排出)や、貯湯タンク40からの水抜き(過圧力逃がし弁63より空気の吸入)が可能である。 By manually opening the overpressure relief valve 63, initial water filling to the hot water storage tank 40 (air discharge from the overpressure relief valve 63) and draining from the hot water storage tank 40 (air from the overpressure relief valve 63) Inhalation) is possible.
そして、ヒートポンプユニットAとタンクユニットBには、それぞれマイクロコンピュータ等から成る制御装置S1、S2が設けられている。この制御装置S1、S2は床暖房リモコン3、4、お風呂場に設けられた風呂リモートコントローラ(以下、「風呂リモコン」という)65、台所に設けられた台所リモートコントローラ(以下、「台所リモコン」という)66、ファンコイル31などからの運転信号や温度信号と、サーミスタ30、36、42の温度信号とに応じて、圧縮機21の運転と周波数制御、第1乃至第4循環ポンプ7、41、45、46の運転制御、熱動弁5、6、35、第1及び第2開閉弁22、25の開閉制御、膨張弁24、27の開度制御などを行うものであり、以下その動作を説明する。
The heat pump unit A and the tank unit B are provided with control devices S1 and S2 each composed of a microcomputer or the like. The control devices S1 and S2 include floor heating
〈貯湯運転〉
料金の安い深夜時間帯では所定の時刻に貯湯量から沸き上げ量、そして全量沸き上げに必要な時間を算出し、沸き上げ終了時刻より前記必要な時間を考慮して逆算した時刻から貯湯運転が開始される。また、それ以外の時間帯では残湯量が100リットルを割ったら、即ち検出センサT5が湯温55℃未満を検出した場合には、貯湯運転が開始される。
<Hot water storage operation>
In late night hours when the price is low, calculate the amount of water to be heated from the amount of hot water stored at a predetermined time, and the time required to boil up the entire amount. Be started. Further, in other time zones, when the remaining hot water amount is less than 100 liters, that is, when the detection sensor T5 detects that the hot water temperature is less than 55 ° C., the hot water storage operation is started.
即ち、前記検出センサからの検出出力に基づいて、貯湯タンク40に貯湯が行なわれ、制御装置S2は第2循環ポンプ41を運転させ、第2温水循環路C2では、貯湯タンク40→第2循環ポンプ41→第2水冷媒熱交換器26の水流路26B→貯湯タンク40の順に給湯用の温水が流れ、貯湯タンク40に貯湯される。
That is, hot water is stored in the hot
ヒートポンプユニットAでは制御装置S1により圧縮機21が運転すると共に第2開閉弁25が開き、冷媒回路Rでは、圧縮機21→第2開閉弁25→第2水冷媒熱交換器26の冷媒流路26A→第2膨張弁27→空気熱交換器28→内部熱交換器23のニ次流路23B→アキュムレータ29→圧縮機21の順に冷媒が流れる。このとき、暖房は行われないので、第1開閉弁22及び第1膨張弁24は閉じている。また、内部熱交換器23の二次流路23Bでは冷媒がただ通過するだけで、他に影響を及ぼすことはない。
In the heat pump unit A, the compressor 21 is operated by the control device S1 and the second opening / closing valve 25 is opened. In the refrigerant circuit R, the refrigerant flow path of the compressor 21 → the second opening / closing valve 25 → the second water refrigerant heat exchanger 26. The refrigerant flows in the order of 26A →
貯湯タンク40へ供給される温水温度は85℃であるが、サーミスタ42が検知する温度がこの温度になるように、制御装置S1により圧縮機21の周波数制御、第2膨張弁27の弁開度制御が行われる。
The temperature of the hot water supplied to the hot
そして、この貯湯運転において、例えば20℃の水が85℃になる過程において、水が約3%程度体積が膨張するが、この膨張により過圧力逃がし弁63は設定された190kPa(約1.9kgf/cm2)で開きオーバーフロー管62を介して貯湯タンク40内の温水を装置外(タンクユニットB外)へ排出するが、高温水を排水するのでは効率が悪い。そこで、オーバーフロー管62を介して装置外へ温水を排出した際に、温度検出センサ64が50℃以上を検出すると、その検出出力を受けた制御装置S2はオーバーフロー動作が行われていると判断する。
In this hot water storage operation, for example, in the process where water at 20 ° C. becomes 85 ° C., the volume of water expands by about 3%, but this expansion causes the overpressure relief valve 63 to be set to 190 kPa (about 1.9 kgf). / Cm 2 ), the hot water in the hot
この場合に、制御装置S2は補給用開閉弁59をタイマ−TM1が例えば10秒間を計時するまで開くように制御し、貯湯タンク40内の低温水を少量分、前記膨張タンク8に排出する。これにより貯湯タンク40の内圧を低下させることができ、貯湯タンク40上部よりの高温水の排水を停止させることができる。
In this case, the control device S2 controls the replenishment opening / closing
〈給湯動作、お湯張り動作及び追焚動作〉
貯湯タンク40に貯湯された高温水は中温水と第1ミキシングバルブ50により混合されて、概ね65℃の温水とされた後、減圧弁52を介する給水管53からの水道水と前記第1ミキシングバルブ50からの温水とを第2ミキシングバルブ51が混合して36℃〜48℃(又は60℃)の温水として給湯管54を介して台所等への給湯が可能とする。そして、この給湯が行われると、給水管53から貯湯タンク40下部に給水が行われる。
<Water supply operation, hot water filling operation and memorial operation>
The hot water stored in the hot
また、第1ミキシングバルブ50により混合されて作られた概ね65℃の温水と減圧弁52を介する給水管53からの水道水とが第3ミキシングバルブ55にて混合され、約42℃程度とされた温水は、開閉弁56、57が開くことにより、停止している第4循環ポンプ46を介して及び第4循環ポンプ46を介さずに水々熱交換器43の二次流路43Bを介して浴槽47のお湯張り動作がなされることとなる。
Also, hot water of approximately 65 ° C. produced by mixing by the first mixing valve 50 and tap water from the
また、制御装置S2は第3及び第4循環ポンプ45、46を運転することにより、貯湯タンク40の高温水と浴槽47の温水を水々熱交換器43で熱交換し、浴槽47の温水の追焚きを行うこともできる。
In addition, the control device S2 operates the third and fourth circulation pumps 45 and 46 to exchange heat between the hot water in the hot
そして、前記深夜時間帯では全量沸き上げが終了した場合(湯温検出センサ61が55℃以上を検出した場合)、またそれ以外の時間帯では残湯量が150リットル以上となったら、即ち検出センサT4が55℃以上を検出した場合には、貯湯運転が停止されるように制御装置S1及びS2が制御する。 When the boiling of the whole amount is completed in the midnight time zone (when the hot water temperature detection sensor 61 detects 55 ° C. or more), and when the remaining hot water amount is 150 liters or more in other time zones, that is, the detection sensor When T4 detects 55 ° C. or higher, the control devices S1 and S2 control so that the hot water storage operation is stopped.
〈暖房と貯湯の同時運転〉
この場合の暖房用温水の循環経路と貯湯用の温水の循環経路は上述したとおりである。冷媒回路Rでは、圧縮機21→第1開閉弁22→第1水冷媒熱交換器9の冷媒流路9A→内部熱交換器23の一次流路23A→第1膨張弁24→空気熱交換器28→内部熱交換器23の二次流路23B→アキュムレータ29→圧縮機21の順に冷媒が流れると共に、圧縮機21→第2開閉弁25→第2水冷媒熱交換器26の冷媒流路26A→第2膨張弁27→空気熱交換器28→内部熱交換器23の二次流路23B→アキュムレータ29→圧縮機21の順に冷媒が流れる。
<Simultaneous operation of heating and hot water storage>
In this case, the circulation path of the hot water for heating and the circulation path of the hot water for hot water storage are as described above. In the refrigerant circuit R, the compressor 21 → the first on-off
また、サーミスタ30、36、42においてそれぞれ上述した目標温度になるように、圧縮機21の周波数制御、第1膨張弁24及び第2膨張弁27の弁開度制御が制御装置S1及びS2により行われる。基本的には、第1及び第2膨張弁24、27の制御により、第1分岐路(暖房側)P1と第2分岐路P2(貯湯側)とに1:1の割合で冷媒を配分し、同時運転が行われた場合でも、暖房側と貯湯側とで十分な能力が得られるようにしてある。
Further, the control devices S1 and S2 perform frequency control of the compressor 21 and valve opening control of the first expansion valve 24 and the
〈床暖房運転〉
床暖房パネル1による床暖房を行う場合、その部屋の壁面等に取り付けられた床暖房リモコン3の運転スイッチをオンにする。すると、制御装置S2はこれに対応した熱動弁5を開くように制御すると共に第1循環ポンプ7を運転させ、第1温水循環路C1では、膨張タンク8→第1循環ポンプ7→第1水冷媒熱交換器9の水流路9B→熱動弁5→床暖房パネル1→膨張タンク8の順に温水が流れる。なお、バイパス管10は、熱動弁5が開くのに時間がかかり、また熱動弁5が故障している場合でも対応できるように、温水の一部をバイパス弁11を介してバイパスさせるものであり、微少量の温水が流れる。
<Floor heating operation>
When performing floor heating by the
また、前記床暖房リモコン3の運転スイッチをオンにした際に、制御装置S1はヒートポンプユニットAの圧縮機21を運転させ、第1開閉弁22及び第1膨張弁24を開くように制御し、冷媒回路Rでは、圧縮機21→第1開閉弁22→暖房用の第1水冷媒熱交換器9の冷媒流路9A→内部熱交換器23の一次流路23A→第1膨張弁24→空気熱交換器28→内部熱交換器23のニ次流路23B→アキュムレータ29→圧縮機21の順に冷媒が流れる。このとき、貯湯は行われないので、第2開閉弁25及び第2膨張弁27は閉じている。
When the operation switch of the floor heating remote controller 3 is turned on, the control device S1 controls the compressor 21 of the heat pump unit A to operate and opens the first on-off
前記床暖房パネル1に供給される温水の温度は60〜70℃であるが、サーミスタ30が検知する温水温度がこの温度になるように圧縮機21の周波数制御、第1膨張弁24の弁開度制御が制御装置S1により行われる。また、床暖房制御は、床暖房リモコン3に搭載された室温サーミスタ(図示せず)により室温を検知し、設定温度と室温との偏差に基づき熱動弁5を開閉制御し、床暖房パネル1への温水量を制御装置S2が制御することにより行われる。
The temperature of the hot water supplied to the
また、床暖房パネル2で同時に床暖房を行う場合、床暖房リモコン4の運転スイッチをオンにすることにより、同様に熱動弁6が開閉制御され、床暖房パネル1及び2に同時に温水が供給され、床暖房パネル1及び2への温水量を個別に制御することにより、床暖房の個別制御が可能となっている。
When floor heating is simultaneously performed by the
〈浴室暖房運転〉
ファンコイル31による浴室暖房を行う場合、浴室暖房リモコン33の運転スイッチ(図示せず)をオンにする。すると、ファンコイル31入口部の熱動弁34が開き、制御装置S2が第1循環ポンプ7を運転させる。従って、第1温水循環路C1では、膨張タンク8→第1循環ポンプ7→第1水冷媒熱交換器9の水流路9B→熱動弁34→ファンコイル31→膨張タンク8の順に温水が流れる。バイパス管10は、前記熱動弁34が開くのに時間がかかり、また熱動弁34が故障している場合でも対応できるように、温水の一部をバイパス弁11を介してバイパスさせるものであり、微少量の温水が流れる。
<Bathroom heating operation>
When bathroom heating is performed by the
なお、このときヒートポンプユニットAの動作と冷媒循環は床暖房運転と同様であり、貯湯は行われないので、第2開閉弁25及び第2膨張弁27は閉じている。
At this time, the operation of the heat pump unit A and the refrigerant circulation are the same as in the floor heating operation, and no hot water is stored, so the second on-off valve 25 and the
前記ファンコイル31に供給される温水の温度は80℃であるが、そのための温水制御は床暖房運転の場合と同様である。また、浴室暖房リモコン33の命令に基づく浴室暖房制御はファンコイル31に搭載された室温サーミスタ(図示せず)により室温が検知されて、ファン回転数を制御し、熱動弁34を開閉制御することにより行われる。
The temperature of the hot water supplied to the
〈床暖房と浴室暖房の同時運転〉
床暖房パネル1、2による床暖房と、ファンコイル31による浴室暖房を同時に行う場合、それぞれのリモコン3、4、33の運転スイッチをオンにする。すると、ファンコイル31入口部の熱動弁34が開き、制御装置S2は熱動弁5、6を開くように制御し、第1循環ポンプ7を運転させ、第1温水循環路C1では、膨張タンク8→第1循環ポンプ7→第1水冷媒熱交換器9の水流路9B→熱動弁5、6→床暖房パネル1、2→膨張タンク8の順に温水が流れると共に、膨張タンク8→第1循環ポンプ7→第1水冷媒熱交換器9の水流路9B→熱動弁34→ファンコイル31→膨張タンク8の順に温水が流れる。
<Simultaneous operation of floor heating and bathroom heating>
When floor heating by the
バイパス管10は、前記熱動弁5、6、34が開くのに時間がかかり、また、熱動弁5、6、34が故障している場合でも対応できるように、温水の一部をバイパス弁11を介してバイパスさせるものであり、微少量の温水が流れる。
The bypass pipe 10 bypasses a part of the hot water so that it takes time to open the
ヒートポンプユニットAの動作と冷媒循環は、床暖房運転又は浴室暖房運転と同様であり、貯湯は行われないので、第2開閉弁25及び第2膨張弁27は閉じている。
The operation of the heat pump unit A and the refrigerant circulation are the same as in the floor heating operation or bathroom heating operation, and hot water is not stored, so the second on-off valve 25 and the
次に、第1の実施形態が、オーバーフロー管62内を流れる温水の温度を検出する温度検出センサ64を設けて、この温度検出センサ64が例えば50℃以上を検出すると、制御装置S2は過圧力逃がし弁63が開いており、オーバーフロー動作が行われていると判断する例であったが、第2の実施形態は前記温度検出センサ64に代えて貯湯タンク40への給水回路に圧力センサ70を設け、この圧力センサ70と制御装置S2とでオーバーフロー動作が行われていると判断する例であり、以下詳述する。
Next, in the first embodiment, a
前記貯湯タンク40下部に給水管53を介して給水が行われるが、この給水管53の貯湯タンク40近傍に図1に点線で示すように圧力センサ70を設ける。そして、前述したように、貯湯運転において、水が温度上昇して温水になる過程で水の体積が膨張するが、この膨張により過圧力逃がし弁63は設定された190kPa(約1.9kgf/cm2)で開きオーバーフロー管62を介して貯湯タンク40内の温水を装置外(タンクユニットB外)へ排出する。このとき、前記圧力センサ70が所定値以上の圧力を検出することとなるので、その検出出力を受けた制御装置S2はオーバーフロー動作が行われていると判断する。
Water is supplied to the lower part of the hot
そして、制御装置S2は前記補給用開閉弁59を例えばタイマ−TM1が10秒間を計時するまで開くように制御し、貯湯タンク40内の低温水を少量分、前記膨張タンク8に排出する。これにより貯湯タンク40の内圧を低下させることができ、貯湯タンク40上部よりの高温水の排水を停止させることができる。
Then, the control device S2 controls the replenishment opening / closing
次に、前記温度検出センサ64や圧力センサ70を設けない第3の実施形態について説明する。先ず、前述したように、料金の安い深夜時間帯では所定の時刻に貯湯量から沸き上げ量、そして全量沸き上げに必要な時間を算出し、沸き上げ終了時刻より前記必要な時間を考慮して逆算した時刻から貯湯運転が開始される。また、それ以外の時間帯では貯湯タンク40内の残湯量が100リットルを割ったら、即ち検出センサT5が湯温55℃未満を検出した場合には、貯湯運転が開始される。この貯湯運転が開始されてから例えば10分間経過毎に前記補給用開閉弁59を例えば10秒間開くように制御装置S2が制御し、貯湯タンク40内の低温水を排出するものである。
Next, a third embodiment in which the
これらの時間計時はタイマー(図示せず)で行い、定期的に貯湯タンク40の内圧を低下させることができ、貯湯タンク40上部から高温の温水の排出をコストアップすることなく極力防止できる。
These times are measured by a timer (not shown), and the internal pressure of the hot
従来は、高温の温水を排出することにより、貯湯タンク内の水の体積膨張に対して対処してきたが、高温の温水を排出していたので無駄であったが、以上のように本発明によれば、極力高温水を排出するのを少なくすることができるので、装置全体の貯湯効率を向上させることができる。しかも、膨張タンク8内の水位が所定以下となった際に開いて補給するために既に設置されている補給用開閉弁59を用いて、前記貯湯タンク40内の低温水を貯湯タンク40から前記膨張タンク8内に排出するように開く構成であるから、コストを上昇させることなく行なえる。
Conventionally, it has dealt with the volume expansion of the water in the hot water storage tank by discharging the hot water, but it was useless because the hot water was discharged. According to this, since it is possible to reduce the discharge of high temperature water as much as possible, the hot water storage efficiency of the entire apparatus can be improved. Moreover, the low-temperature water in the hot
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various alternatives, modifications, and variations can be made by those skilled in the art based on the above description, and the various alternatives and modifications described above are within the scope of the present invention. Or a modification is included.
8 膨張タンク
21 圧縮機
9 第1水冷媒熱交換器
22 第1開閉弁
23 内部熱交換器
24 第1膨張弁
25 第2開閉弁
26 第2水冷媒熱交換器
27 第2膨張弁
28 空気熱交換器
29 アキュムレータ
59 補給用開閉弁
62 オーバーフロー管
63 過圧力逃がし弁
64 温度検出センサ
70 圧力センサ
A ヒートポンプユニット
B タンクユニット
C1 温水暖房用の第1温水循環路
C2 貯湯用の第2温水循環路
R 冷媒回路
S2 制御装置
TM1 タイマー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Expansion tank 21
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