JP6007123B2 - ヒートポンプシステム - Google Patents
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Description
上記のヒートポンプシステムは、給湯機が、凝縮器から貯湯槽に送られる給湯用水の温度に応じて、凝縮器から送られる給湯用水を貯湯槽の上部へ戻す状態と、凝縮器から送られる給湯用水を貯湯槽の中間部へ戻す状態の間で切替可能であるように構成することができる。
上記のヒートポンプシステムによれば、貯湯槽の温度成層を維持したまま、暖房用熱媒の余熱を給湯用水に回収して、貯湯槽に蓄熱することができる。
図1は、本実施例のヒートポンプシステム2を示している。ヒートポンプシステム2は、タンクユニット4と、ヒートポンプユニット6と、熱源機ユニット8と、制御装置100を備えている。
蓄熱運転では、タンク10内の給湯用水をヒートポンプ50で加熱し、高温となった給湯用水をタンク10に戻す。蓄熱運転を実行する際には、制御装置100は圧縮機62およびファン56を駆動してヒートポンプ50を作動させる。それとともに、切替弁21をタンク水復路20bと高温水復路23aが連通する状態に切り替え、給湯用水循環ポンプ22を駆動する。
給湯運転は、タンク10内の給湯用水を給湯栓38に供給する運転である。給湯運転は、上記の蓄熱運転と並行して行うこともできる。給湯栓38が開かれると、水道水供給源32からの水圧によって、水道水導入路24(第1導入路24a)からタンク10の下部に水道水が流入する。同時に、タンク10上部の給湯用水が、第1給湯路36を介して給湯栓38に供給される。
暖房運転は、ヒートポンプ50によって暖房用水を加熱し、高温となった暖房用水を用いて低温暖房機78や高温暖房機76によって暖房する運転である。ユーザによって暖房運転の実行が指示されると、制御装置100は、暖房用水循環ポンプ74を回転させる。さらに、制御装置100は、圧縮機62およびファン56を駆動する。これによって、三流体熱交換器58で加熱された暖房用水が、シスターン70を経て、低温暖房機78や高温暖房機76に供給される。さらに、制御装置100は、必要に応じて暖房用バーナ82を作動する。これにより、高温暖房機76には、暖房用バーナ82での加熱によってさらに高温となった暖房用水が供給される。暖房運転においては、低温暖房機78に供給される暖房用水の温度が低温暖房設定温度となるように、また高温暖房機76に供給される暖房用水の温度が高温暖房設定温度となるように、ヒートポンプ50の動作や、暖房用バーナ82の出力が調整される。
湯はり運転は浴槽98に湯はりをする運転である。ユーザが湯はり運転の開始を指示すると、ヒートポンプシステム2は湯はり運転を開始する。湯はり運転においては、注湯電磁弁42を開く。注湯電磁弁42が開くと、水道水供給源32からの水圧によって、水道水導入路24(第1導入路24a)からタンク10の下部に水道水が流入する。同時に、タンク10上部の給湯用水が、第1給湯路36、浴槽注湯路40、浴槽水循環路91を介して浴槽98に供給される。湯はり運転においては、給湯運転と同様にして、浴槽注湯路40に供給される水の温度を湯はり設定温度に調整する。浴槽98に供給される水の水量が湯はり設定水量に達すると、湯はり運転を終了する。
追い焚き運転は、浴槽98に貯められた浴槽水を追い焚きする運転である。ユーザが追い焚き運転の開始を指示すると、ヒートポンプシステム2は追い焚き運転を開始する。追い焚き運転においては、浴槽水循環ポンプ99を駆動する。また、追い焚き熱動弁83を開いて、暖房用水循環ポンプ74を駆動する。これにより、浴槽98の底部から浴槽水が吸い出されて、追い焚き熱交換器97で暖房用水との熱交換によって加熱される。加熱された浴槽水は、浴槽98の側部へ戻される。追い焚き運転においては、暖房用バーナ82による暖房用水の加熱が行われる。
暖房運転や追い焚き運転を実行した後には、シスターン70、暖房往路72、第1暖房加熱路73、低温暖房循環路75、高温暖房循環路77、追い焚き循環路79、第2暖房加熱路84、暖房復路96等の暖房回路の内部に、余熱を有する暖房用水が滞留する。この暖房用水の余熱は、そのまま放置しておくと、自然放熱によって失われてしまう。本実施例のヒートポンプシステム2では、暖房用水熱回収運転を実行することで、暖房用水の余熱を給湯用水に回収して、タンク10に蓄熱することができる。
ユーザの入浴後、浴槽98には余熱を有する浴槽水が残存する。この浴槽水の余熱は、そのまま放置しておくと、自然放熱によって失われてしまう。本実施例のヒートポンプシステム2では、浴槽水熱回収運転を実行することで、浴槽水の余熱を暖房用水に回収することができる。
ヒートポンプシステム2は、上記した暖房用水熱回収運転および浴槽水熱回収運転を実行可能な場合に、自動的にこれらの熱回収運転を実行する運転モードと、ユーザに熱回収運転の要否を問い合わせる運転モードと、熱回収運転を常に実行しない運転モードの何れかで動作することができる。ヒートポンプシステム2をどの運転モードで動作させるかは、ユーザが予め制御装置100に接続されたリモコン等を介して選択しておくことができる。以下では、自動的に熱回収運転を実行する運転モード、あるいはユーザに熱回収運転の要否を問い合わせる運転モードが選択されている場合に、制御装置100が熱回収運転の開始判定を行う種々の態様について説明する。
4 タンクユニット
6 ヒートポンプユニット
8 熱源機ユニット
10 タンク
10a、10b、10c タンクサーミスタ
20 タンク水循環路
20a タンク水往路
20b タンク水復路
21 切替弁
22 給湯用水循環ポンプ
23a 高温水復路
23b 低温水復路
24 水道水導入路
24a 第1導入路
24b 第2導入路
26a 給湯用水往きサーミスタ
26b 給湯用水戻りサーミスタ
28 給水サーミスタ
30 混合弁
32 水道水供給源
33 熱源機バイパス路
34 バイパス弁
36 第1給湯路
36a 混合サーミスタ
37 給湯加熱路
37a 出湯サーミスタ
38 給湯栓
39 第2給湯路
39a 給湯サーミスタ
40 浴槽注湯路
42 注湯電磁弁
50 ヒートポンプ
52 冷媒循環路
54 空気熱交換器
55 外気温サーミスタ
56 ファン
58 三流体熱交換器
60 膨張弁
62 圧縮機
70 シスターン
72 暖房往路
72a 低温暖房サーミスタ
73 第1暖房加熱路
73a 高温暖房サーミスタ
74 暖房用水循環ポンプ
75 低温暖房循環路
76 高温暖房機
77 高温暖房循環路
78 低温暖房機
78a 暖房バイパス路
78b バイパス弁
79 追い焚き循環路
81 給湯用バーナ
82 暖房用バーナ
83 追い焚き熱動弁
84 第2暖房加熱路
86 HPバイパス路
88 混合弁
91 浴槽水循環路
91a 浴槽水戻りサーミスタ
91b 浴槽水往きサーミスタ
91c 水位センサ
96 暖房復路
97 追い焚き熱交換器
98 浴槽
99 浴槽水循環ポンプ
100 制御装置
Claims (7)
- 冷媒を加圧する圧縮機と、暖房用熱媒および/または給湯用水との間の熱交換によって冷媒を凝縮させる凝縮器と、冷媒を減圧する膨張器と、冷媒を気化させる蒸発器を備えるヒートポンプと、
暖房用熱媒を凝縮器と暖房端末のそれぞれに循環させる暖房機と、
給水源からの給湯用水を貯湯槽へ蓄え、給湯用水を凝縮器と貯湯槽の間で循環させ、貯湯槽から給湯箇所へ給湯用水を供給する給湯機を備えており、
ヒートポンプを停止した状態で、暖房用熱媒を凝縮器に循環させ、かつ給湯用水を凝縮器に循環させて、凝縮器において暖房用熱媒から給湯用水への熱回収を行う、第1熱回収運転を実行可能なヒートポンプシステム。 - ヒートポンプを作動させて、給湯用水を凝縮器に循環させて、凝縮器で加熱された給湯用水を貯湯槽に蓄える、蓄熱運転を実行可能であり、
蓄熱運転を開始する際に、凝縮器に送られる給湯用水の温度に比べて暖房用熱媒の温度が高い場合に、蓄熱運転に先立って第1熱回収運転を実行する、請求項1のヒートポンプシステム。 - 暖房機が、浴槽に蓄えられた浴槽水と暖房用熱媒の間で熱交換する追い焚き熱交換器を備えており、
浴槽水を追い焚き熱交換器に循環させ、かつ暖房用熱媒を追い焚き熱交換器に循環させて、追い焚き熱交換器において浴槽水から暖房用熱媒への熱回収を行う、第2熱回収運転を実行可能な請求項1または2のヒートポンプシステム。 - ヒートポンプを作動させて、暖房用熱媒を凝縮器に循環させ、凝縮器で加熱された暖房用熱媒を暖房端末に循環させる、暖房運転を実行可能であり、
暖房運転を開始する際に、暖房用熱媒の温度に比べて浴槽水の温度が高い場合に、暖房運転に先立って第2熱回収運転を実行する、請求項3のヒートポンプシステム。 - 浴槽からのユーザの出浴を検出する出浴検出手段をさらに備えており、
ユーザの出浴を検出したときに、暖房用熱媒の温度に比べて浴槽水の温度が高い場合に、第2熱回収運転を実行する、請求項3または4のヒートポンプシステム。 - 浴槽に蓄えられた浴槽水の温度を下げる指示をユーザが入力可能な入力手段をさらに備えており、
浴槽に蓄えられた浴槽水の温度を下げる指示が入力されたときに、暖房用熱媒の温度に比べて浴槽水の温度が高い場合に、第2熱回収運転を実行する、請求項3から5の何れか一項のヒートポンプシステム。 - 給湯機が、凝縮器から貯湯槽に送られる給湯用水の温度に応じて、凝縮器から送られる給湯用水を貯湯槽の上部へ戻す状態と、凝縮器から送られる給湯用水を貯湯槽の中間部へ戻す状態の間で切替可能である、請求項1から6の何れか一項のヒートポンプシステム。
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