CN114616429B - 热水供给装置 - Google Patents
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Abstract
控制器(80)使第一运转和第二运转执行,在所述第一运转中,利用热源装置(20)直接或间接地对热交换器(25)的第一流路(25a)中的水进行加热,所述第二运转在第一运转结束后,利用热源装置(20)直接或间接地对热交换器(25)的第一流路(25a)中的水进行冷却。
Description
技术领域
本公开涉及一种热水供给装置。
背景技术
已知有一种用热交换器对水箱中的水进行加热并将加热后的水贮存在水箱内的热水供给装置。专利文献1中的热水供给装置在利用热交换器对水进行加热的运转之后,进行更换水回路中的水的运转(防止水垢生成运转)。在该防止水垢生成运转中,将水回路中的热交换器与水箱之间的这一部分的水替换成水箱内的低温水。由此,该部分的水的温度降低。其结果是,能够防止水中生成水垢(例如碳酸钙)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开专利公报特开2006-275445号公报
发明内容
-发明要解决的技术问题-
在利用热交换器对水进行加热的运转(第一运转)中,由热源装置对热交换器进行加热。因此,热交换器的温度相对较高。在该状态下,即使如专利文献1那样向热交换器输送低温水,使热交换器的温度降低也是需要花费时间的。其结果是,热交换器内部的水的温度难以降低到水垢析出的温度以下,从而存在无法充分地去除水垢的问题。
本公开的目的在于:提供一种能够迅速去除热交换器内部的水垢的热水供给装置。
-用以解决技术问题的技术方案-
第一方面的热水供给装置包括热源装置20、水箱40、水回路50、热交换器25以及控制器80,所述水箱40贮存水,所述水回路50供所述水箱40中的水循环,所述热交换器25具有与所述水回路50连接的第一流路25a,所述控制器80控制所述热源装置20和所述水回路50,所述控制器80使第一运转和第二运转执行,在所述第一运转中,利用所述热源装置20直接或间接地对所述热交换器25的第一流路25a中的水进行加热,所述第二运转在所述第一运转结束后,利用所述热源装置20直接或间接地对所述热交换器25的第一流路25a中的水进行冷却。
在第一方面中,在第一运转结束后执行第二运转。在第二运转中,热交换器25的第一流路25a中的水被热源装置20冷却。因此,能够迅速地降低第一流路25a的温度,从而能够迅速地去除水垢。
第二方面在第一方面的基础上,所述控制器80在所述第一运转中进行第一判断动作,在所述第一判断动作中,根据所述水回路50中的水垢量,判断是否使所述第二运转执行。
在第二方面中,在生成热水的第一运转中,控制器80根据水回路50中的水垢量来判断是否使第二运转执行。因此,在水垢量增大的状况下,能够利用第二运转去除水垢。
第三方面在第二方面的基础上,所述控制器80在所述第一判断动作中,基于所述第一运转的至少运转时间的累计值,来判断是否使所述第二运转执行。
在第三方面的第一判断动作中,基于第一运转的运转时间的累计值来执行第二运转。
第四方面在第三方面的基础上,在所述第一判断动作中,若累计值超过规定值,所述控制器80使所述第二运转执行,所述累计值是基于所述第一运转的所述运转时间、处于所述第一运转的所述水回路50中的水的温度以及处于所述第一运转的所述水回路50的压力计算出的值。这里所说的水回路50中的水的温度包括经由构成水回路50的管道间接测量的温度。
在第四方面的第一判断动作中,当基于第一运转的运转时间、处于第一运转的水回路50中的水的温度、处于第一运转的水回路50中的水的压力计算出的累计值超过规定值时,则执行第二运转。
第五方面在第二到第四方面中任一方面的基础上,包括检测部62,其检测与所述水回路50中的水垢量对应的指标,所述控制器80在所述第一判断动作中,基于所述检测部62的检测值,来判断是否使所述第二运转执行。
在第五方面的第一判断动作中,基于检测部62所检测出的与水垢量对应的检测值,来进行是否使第二运转执行的判断。
第六方面在第一方面的基础上,每当所述第一运转结束,所述控制器80就使所述第二运转执行。
在第六方面中,每当第一运转结束就执行第二运转。
第七方面在第一到第六方面中任一方面的基础上,所述控制器80在所述第二运转中进行第二判断动作,在所述第二判断动作中,根据所述水回路50中的水垢量,判断是否使所述第二运转结束。
在第七方面中,在第二运转中,控制器80根据水回路50中的水垢量来判断是否使第二运转结束。因此,在水垢量少或者已无水垢的状况下,能够迅速地结束第二运转。
第八方面在第七方面的基础上,在所述第二判断动作中,若所述第二运转中的所述水回路50中的水的温度低于规定值,则所述控制器80使所述第二运转结束。这里所说的水回路50中的水的温度包括经由构成水回路50的管道间接测量的温度。
在第八方面的第二判断动作中,当水回路50中的水的温度低于规定值时,第二运转结束。由此,能够在水垢量少的状况下结束第二运转。这是因为水回路50中的水的温度低,而能够推测水垢已被去除之故。
第九方面在第七或第八方面的基础上,在所述第二判断动作中,所述控制器80基于所述第二运转的至少运转时间,来判断是否使所述第二运转结束。
在第九方面的第二判断动作中,基于第二运转的运转时间结束第二运转。
第十方面在第九方面的基础上,在所述第二判断动作中,若基于所述第二运转的所述运转时间、处于所述第二运转的所述水回路50中的水的温度以及处于所述第二运转的所述水回路50的压力计算出的值低于规定值,则所述控制器80使所述第二运转结束。
在第十方面的第二判断动作中,当基于第二运转的运转时间、处于第二运转的水回路50中的水的温度、处于第二运转的水回路50中的水的压力计算出的值超过规定值时,第二运转结束。
第十一方面在第七到第十方面中任一方面的基础上,包括检测部62,其检测与所述水回路50中的水垢量相关的指标,所述控制器80在所述第二判断动作中,基于所述检测部62的检测值,来判断是否使所述第二运转结束。
在第十一方面的第二判断动作中,基于检测部62所检测出的与水垢量对应的检测值,来进行是否使第二运转结束的判断。
第十二方面在第一到第十一方面中任一方面的基础上,所述水回路50具有使该水回路50中的水循环的第一泵53,所述控制器80在所述第二运转中,使所述第一泵53运转。
在第十二方面中,在第二运转中,第一泵53运转。由此,水箱40内的水在热交换器25的第一流路25a中流动。由此,能够降低热交换器25的第一流路25a中的水温,同时能够降低水回路50中的第一流路25a的下游侧部分的水温。
第十三方面在第十二方面的基础上,所述水回路50包括旁路形成部B,该旁路形成部B形成在所述第二运转中使在所述热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水绕过所述水箱40而返回所述第一流路25a的流路。
在第十三方面中,在第二运转中,在热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水绕过水箱40,再次返回第一流路25a。因此,在不将水回路50中的水送向水箱40的情况下,就能够由热交换器25冷却该水。
第十四方面在第十二或第十三方面的基础上,所述水回路50包括低温返回流路58,该低温返回流路58使在所述第二运转中在所述热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水返回所述水箱40的低温部。
在第十四方面中,在第二运转中,在热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水流经低温返回流路58,然后返回水箱40的低温部L。因此,能够抑制水箱40的高温部H的水温降低。
第十五方面在第十二到第十四方面中任一方面的基础上,所述水回路50包括流路变更部C,该流路变更部C在所述第二运转中,根据所述水回路50中的水的温度,使在所述热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水返回所述水箱40中的水温不同的部分。这里所说的水回路50中的水的温度包括经由构成水回路50的管道间接测量的温度。
第十五方面能够通过流路变更部C根据水回路50中的水的温度,使水返回水箱40的不同部分。
第十六方面在第十五方面的基础上,在所述第二运转中,在所述水回路50中的水的温度高于第一值的情况下,所述流路变更部C使在所述热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水返回所述水箱40的第一部H,在所述第二运转中,在所述水回路50中的水的温度低于所述第一值以下的第二值的情况下,流路变更部C使在所述热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水返回所述水箱40的第二部M、L。
在第十六方面中,在第二运转中,在水回路50中的水温较高的情况下,能够使该水返回水箱40的位于高温侧的第一部H。在水回路50中的水温较低的情况下,能够使该水返回水箱40的位于低温侧的第二部M、L。因此,能够抑制水箱40的水温受到所返回的水的影响而产生变化。
第十七方面在第一到第十一方面中任一方面的基础上,所述水回路50具有使水循环的第一泵53,所述控制器80在所述第二运转中使所述第一泵53停止。
在第十七方面中,在第二运转中,第一泵53停止。因此,与使第一泵53运转的情况相比,能够更加迅速地降低热交换器25的第一流路25a中的水温。
第十八方面在第一到第十七方面中任一方面的基础上,所述热交换器25具有供与在所述第一流路25a中流动的水进行热交换的热介质流动的第二流路25b,所述热水供给装置还包括热介质回路70,该热介质回路70具有所述第二流路25b和第二泵71,并且供所述热介质循环,所述第一运转是利用所述热源装置20对所述热介质回路70中的热介质进行加热,并且利用被加热后的该热介质对所述第一流路25a中的水进行加热的运转,所述第二运转是利用所述热源装置20对所述热介质回路70中的热介质进行冷却,并且利用被冷却后的热介质对所述第一流路25a中的水进行冷却的运转。
在第十八方面中,在第一运转中,已由热源装置20加热后的热介质在热介质回路70中循环。在热交换器25中,在热介质回路70的第二流路25b中流动的热介质与在水回路50的第一流路25a中流动的水进行热交换。由此,第一流路25a中的水被加热。在第二运转中,已由热源装置20冷却后的热介质在热介质回路70中循环。在热交换器25中,在热介质回路70的第二流路25b中流动的热介质与在水回路50的第一流路25a中流动的水进行热交换。由此,第一流路25a中的水被冷却。
第十九方面在第一到第十八方面中任一方面的基础上,所述热源装置20具有供制冷剂循环而进行制冷循环的制冷剂回路21,所述热交换器25具有供所述制冷剂回路21中的制冷剂流动的第二流路25b,所述制冷剂回路21具有切换机构26和流路限制机构30,所述切换机构26对在所述第一运转中制冷剂在所述第二流路25b中放热的第一制冷循环、和在所述第二运转中制冷剂在所述第二流路25b中蒸发的第二制冷循环进行切换,所述流路限制机构30使在所述第一运转中所述制冷剂在所述第二流路25b中流动的方向、与在所述第二运转中所述制冷剂在所述第二流路25b中流动的方向相同。
在第十九方面中,当在第一运转中热源装置20进行第一制冷循环时,制冷剂在热交换器25的第二流路25b中放热。当在第二运转中热源装置20进行第二制冷循环时,制冷剂在热交换器25的第二流路25b中蒸发。流路限制机构30使第一运转中的第二流路25b的制冷剂的流动方向与第二运转中的制冷剂的流动方向相同。在加热运转中的利用热交换器25中,第二流路25b的流入部分的温度容易升高。这是因为过热状态下的制冷剂在第二流路25b的流入部分流动之故。因此,在第一流路25a中,在与该流入部分对应的部位容易生成水垢。在第二运转中,低温低压的制冷剂流入热交换器25中上述温度较高的部分。因此,在第一流路25a中,能够迅速地降低水垢特别容易生成的部分的水的温度。
第二十方面在第一到第十九方面中任一方面的基础上,包括供给部51、63,该供给部51、63在所述第二运转中将低温水供向所述热交换器25的第一流路25a。
在第二十方面中,在第二运转中,供给部51、63将低温水供向第一流路25a。由此,能够迅速地降低第一流路25a中的水的温度。
第二十一方面在第一到第二十方面中任一方面的基础上,所述水回路50具有在所述第二运转中向所述水回路50供水的供水部63、和在所述第二运转中排出所述水回路50中的水的排水部64。
在第二十一方面中,在第二运转中,进行水回路50的供水和排水。因此,能够将存在于水回路50中的水垢排到水回路50的外部。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图;
图2是表示第一实施方式所涉及的控制部与其周边设备的关系的方框图;
图3是第一实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出加热运转;
图4是第一实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转;
图5是第一实施方式所涉及的热水供给装置的第一判断动作的流程图;
图6是第一实施方式所涉及的热水供给装置的第二判断动作的流程图;
图7是第二实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转的正常动作;
图8是第二实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转的旁路动作;
图9是第三实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转的正常动作;
图10是第三实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转的旁路动作;
图11是第四实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转的正常动作;
图12是第四实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转的中温返回动作;
图13是第四实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转的旁路动作;
图14是第五实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转的正常动作;
图15是第五实施方式所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转的低温返回动作;
图16是示出变形例A-4所涉及的控制部与其周边设备的关系的方框图;
图17是变形例C所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转的停泵动作;
图18是变形例D所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出加热运转;
图19是变形例D所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转;
图20是变形例E所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出加热运转;
图21是变形例E所涉及的热水供给装置的管道***简图,其示出冷却运转;
图22是变形例F所涉及的热水供给装置的管道***简图;
图23是变形例G所涉及的热水供给装置的管道***简图。
具体实施方式
以下,参照附图对本公开的实施方式进行说明。需要说明的是,以下的实施方式是本质上优选的示例,并没有对本发明、其应用对象或其用途的范围加以限制的意图。
(第一实施方式)
本公开涉及一种热水供给装置10。热水供给装置10对从水源1供来的水进行加热,将加热后的水贮存在水箱40中。贮存在水箱40中的热水被供向规定的热水供给对象。水源包括上水道。热水供给对象包括淋浴器、水龙头、浴缸等。如图1和图2所示,热水供给装置10具有热源装置20、水箱40、水回路50、压力传感器60、温度传感器61以及控制器80。
〈热源装置〉
本实施方式的热源装置20是热泵式热源装置。热源装置20生成用于对水进行加热的热能、和用于对水进行冷却的所谓的冷能。热源装置20是蒸气压缩式热源装置。热源装置20具有制冷剂回路21。在制冷剂回路21中填充有制冷剂。制冷剂回路21包括压缩机22、热源热交换器23、膨胀阀24、利用热交换器25以及四通换向阀26。
压缩机22压缩已吸入的制冷剂,并喷出压缩后的制冷剂。
热源热交换器23是空冷式热交换器。热源热交换器23布置于室外。热源装置20具有室外风扇27。室外风扇27布置在热源热交换器23的附近。热源热交换器23使室外风扇27输送来的空气与制冷剂进行热交换。
膨胀阀24是对制冷剂进行减压的减压机构。膨胀阀24设置在利用热交换器25的液端部和热源热交换器23的液端部之间。减压机构不限于膨胀阀,也可以是毛细管、膨胀机等。膨胀机将制冷剂的能量作为动力进行回收。
利用热交换器25对应热交换器。利用热交换器25是液冷式热交换器。利用热交换器25具有第一流路25a和第二流路25b。第二流路25b与制冷剂回路21连接。第一流路25a与水回路50连接。利用热交换器25使在第一流路25a中流动的水和在第二流路25b中流动的制冷剂进行热交换。
在利用热交换器25中,第一流路25a沿着第二流路25b形成。在本实施方式中,在具体情况后述的加热运转中,在第二流路25b中流动的制冷剂的方向与在第一流路25a中流动的水的方向实质上相反。换句话说,加热运转中的利用热交换器25作为逆流式热交换器发挥作用。
四通换向阀26对应切换第一制冷循环和第二制冷循环的切换机构。四通换向阀26具有第一阀口、第二阀口、第三阀口以及第四阀口。四通换向阀26的第一阀口与压缩机22的排出侧连接。四通换向阀26的第二阀口与压缩机22的吸入侧连接。四通换向阀26的第三阀口与利用热交换器25的第二流路25b的气体端部连接。四通换向阀26的第四阀口与热源热交换器23的气体端部连接。四通换向阀26在图1的实线所示的第一状态和图1的虚线所示的第二状态之间进行切换。第一状态下的四通换向阀26使第一阀口与第三阀口连通,且使第二阀口与第四阀口连通。第二状态下的四通换向阀26使第一阀口与第四阀口连通,且使第二阀口与第三阀口连通。
〈水箱和水回路〉
水箱40是用于贮存水的容器。水箱40形成为纵向长度较长的圆筒状。水箱40具有圆筒状的躯干部41、封住该躯干部41的下端的底部42、以及封住该躯干部41的上端的顶部43。在水箱40的内部,从下向上依次形成有低温部L、中温部M以及高温部H。低温水被贮存在低温部L中。高温水被贮存在高温部H中。中温水被贮存在中温部M中。中温水的温度低于高温水的温度,并高于低温水的温度。
在水回路50中,水箱40中的水进行循环。利用热交换器25的第一流路25a与水回路50连接。水回路50包括上游流路51和下游流路52。上游流路51的流入端与水箱40的底部42连接。上游流路51的流入端与水箱40的低温部L连接。上游流路51的流出端与第一流路25a的流入端连接。下游流路52的流入端与第一流路25a的流出端连接。下游流路52的流出端与水箱40的顶部连接。
上游流路51对应在冷却运转中将低温水供向利用热交换器25的第一流路25a的供给部。
水回路50具有水泵53。水泵53使水回路50中的水循环。水泵53对应第一泵。水泵53输送水箱40中的水,将其送到利用热交换器25的第一流路25a。进而,水泵53将水输送到第一流路25a后,再送到水箱40。
〈压力传感器〉
在水回路50中设置有压力传感器60。压力传感器60是检测水回路50中的水的压力的压力检测部。压力传感器60检测第一流路25a中的水的压力、或者检测下游流路52中的水的压力。
〈温度传感器〉
在水回路50中设置有温度传感器61。温度传感器61是检测水回路50中的水的温度的温度检测部。温度传感器61检测第一流路25a中的水的温度、或者检测下游流路52中的水的温度。温度传感器61可以直接检测水回路50中的水的温度。温度传感器61也可以安装在构成水回路50的管道的表面,并经由管道间接地检测水回路50中的水的温度。
〈控制器〉
如图2所示,控制器80具有微型计算机、和存储用于使该微型计算机工作的软件的存储装置(具体而言为半导体存储器)。控制器80控制热源装置20和水回路50的设备。水回路50的设备包括水泵53。
控制器80通过布线与热源装置20、温度传感器61以及压力传感器60连接。在这些设备和控制器80之间进行信号的收发。
控制器80使与第一运转对应的加热运转、和与第二运转对应的冷却运转执行。加热运转是用于生成热水并将所生成的热水贮存在水箱40中的运转。本实施方式的加热运转是通过热源装置20直接对水进行加热的运转。冷却运转是为了去除水回路50中的水垢而进行的运转。冷却运转是通过热源装置20直接对利用热交换器25的第一流路25a中的水进行冷却的运转。
控制器80进行第一判断动作和第二判断动作。第一判断动作是在加热运转中根据水回路50中的水垢量来判断是否使冷却运转执行的动作。第二判断动作是在冷却运转中根据水回路50中的水垢量来判断是否使冷却运转结束的动作。这些判断动作的具体情况见后述。
-运转动作-
热水供给装置10进行加热运转和冷却运转。
〈加热运转〉
在图3所示的加热运转中,控制器80使压缩机22和室外风扇27运转。控制器80将四通换向阀26设定为第一状态。控制器80适当地调节膨胀阀24的开度。控制器80使水泵53运转。
热源装置20进行第一制冷循环。在第一制冷循环中,制冷剂在利用热交换器25中放热。更具体而言,在第一制冷循环中,已由压缩机22压缩后的制冷剂在利用热交换器25的第二流路25b中流动。在利用热交换器25中,第二流路25b中的制冷剂向第一流路25a中的水放热。已在第二流路25b中放热或已冷凝的制冷剂经膨胀阀24减压后,在热源热交换器23中流动。在热源热交换器23中,制冷剂从室外空气中吸热而蒸发。已在热源热交换器23中蒸发了的制冷剂被吸入到压缩机22中。
在水回路50中,水箱40的低温部L中的水流向上游流路51。上游流路51中的水在利用热交换器25的第一流路25a中流动。第一流路25a中的水被热源装置20中的制冷剂加热。在第一流路25a中被加热后的水在下游流路52中流动,然后流入水箱40的高温部H。
〈冷却运转〉
图4所示的冷却运转在加热运转结束后执行。在冷却运转中,控制器80使压缩机22和室外风扇27运转。控制器80将四通换向阀26设定为第二状态。控制器80适当地调节膨胀阀24的开度。控制器80使水泵53运转。
热源装置20进行第二制冷循环。在第二制冷循环中,制冷剂在利用热交换器25中蒸发。更具体而言,在第二制冷循环中,已由压缩机22压缩后的制冷剂在热源热交换器23中流动。在利用热交换器25中,制冷剂向室外空气放热。已在热源热交换器23中放热或已冷凝的制冷剂经膨胀阀24减压后,在利用热交换器25的第二流路25b中流动。在利用热交换器25中,第二流路25b中的制冷剂从第一流路25a的水中吸热而蒸发。已在利用热交换器25中蒸发了的制冷剂被吸入到压缩机22中。
在水回路50中,水箱40的低温部L中的水流向上游流路51。上游流路51中的水在利用热交换器25的第一流路25a中流动。第一流路25a中的水被热源装置20中的制冷剂冷却。在第一流路25a中被加热后的水在下游流路52中流动,然后流入水箱40的高温部H。
在冷却运转中,利用热交换器25的第一流路25a中的水被热源装置20中的制冷剂冷却。因此,能够使第一流路25a中的水温迅速地降低到析出温度以下。这里所说的析出温度是指碳酸钙等水垢从水中析出的温度。由此,能够抑制水垢在利用热交换器25的第一流路25a中析出。此外,能够使已析出的水垢迅速地溶解于水中。
此外,当从加热运转切换到冷却运转时,利用热交换器25的温度会大幅降低。借助该温度下降,能够使利用热交换器25产生热收缩。利用该热收缩,能够剥离附着在利用热交换器25的第一流路25a的内壁上的水垢。
在冷却运转中,水泵53运转。因此,在第一流路25a中被冷却后的水在下游流路52中流动。由此,能够使下游流路52中的水的温度降低,从而能够抑制水垢在下游流路52中析出。当水泵53运转时,低温部L中的低温水被送向第一流路25a。因此,能够利用该低温水来降低第一流路25a中的水温。
-判断动作-
控制器80进行第一判断动作和第二判断动作。
〈第一判断动作〉
图5所示的第一判断动作是在加热运转中判断是否使冷却运转执行的动作。在步骤St1中,加热运转开始。在步骤St2中,温度传感器61检测水回路50中的水的温度Tw。在步骤St3中,压力传感器60检测水回路50中的水的压力Pw。在步骤St4中,控制器80的时间测量部测量加热运转的运转时间ΔT1。在步骤St5中,控制器80的运算部计算基于温度Tw、压力Pw、运转时间ΔT1的累计值I。该累计值I成为推测水的水垢量的指标。这是因为水的水垢量根据水的温度、压力以及第一运转的运转时间产生变化之故。累计值I越高,就能够推测出水回路50中的水垢量越大。
在步骤St6中,控制器80判断累计值I是否超过规定值。在累计值I超过规定值的情况下,在步骤St7中,控制器80使加热运转结束。在累计值I未超过规定值的情况下,进行步骤St2~St5的处理。若在步骤St7中加热运转结束,则在步骤St8中控制器80使冷却运转开始。
〈第二判断动作〉
图6所示的第二判断动作是在冷却运转中判断是否使冷却运转结束的动作。在冷却运转开始后,在步骤St9中,温度传感器61检测水回路50中的水的温度Tw。在步骤St10中,压力传感器60检测水回路50中的水的压力Pw。在步骤St11中,控制器80的时间测量部测量冷却运转的运转时间ΔT2。在步骤St12中,控制器80的运算部计算基于温度Tw、压力Pw、运转时间ΔT的值(推测值A)。该推测值A成为推测水的水垢量的指标。这是因为水的水垢量根据水的温度、压力以及第二运转的运转时间产生变化之故。推测值A越高,就能够推测出水回路50中的水垢量越大。
在步骤St13中,控制器80判断推测值A是否低于规定值。在推测值低于规定值的情况下,在步骤St14中,控制器80使冷却运转结束。在推测值A不低于规定值的情况下,则进行步骤St9~St12的处理。
-第一实施方式的效果-
第一实施方式的特征(一)在于:包括热源装置20、贮存水的水箱40、供所述水箱40中的水循环的水回路50、具有与所述水回路50连接的第一流路25a的热交换器25、以及控制所述热源装置20和所述水回路50的控制器80,所述控制器80使第一运转和第二运转执行,在所述第一运转中,利用所述热源装置20直接或间接地对所述热交换器25的第一流路25a中的水进行加热,所述第二运转在所述第一运转结束后,利用所述热源装置20直接或间接地对所述热交换器25的第一流路25a中的水进行冷却。
根据第一实施方式的特征(一),在第二运转即冷却运转中,热源装置20对第一流路25a中的水进行冷却。因此,与像现有示例那样将低温水供向第一流路25a的运转相比,能够更迅速地降低第一流路25a中的水的温度。因此,能够抑制水垢从第一流路25a中的水中析出。此外,能够使第一流路25a中的水垢溶解于水中。
根据第一实施方式的特征(一),随着从加热运转向冷却运转切换,而能够使利用热交换器25产生热收缩。利用该热收缩,能够剥离附着在第一流路25a的内壁上的水垢。由此,能够抑制因水垢附着而引起的热交换器25的传热性能降低。
在第一实施方式中,利用热源装置20直接对第一流路25a中的水进行冷却。因此,能够迅速地冷却第一流路25a中的水。
在第一实施方式中,通过进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂对第一流路25a中的水进行冷却。因此,能够迅速地冷却第一流路25a中的水。
第一实施方式的特征(二)在于:控制器80在所述第一运转中进行第一判断动作,在该第一判断动作中,根据所述水回路50中的水垢量,来判断是否使所述第二运转执行。
根据第一实施方式的特征(二),控制器80能够仅在水垢量增大的状况下使冷却运转执行。因此,能够抑制因冷却运转过度执行而导致水箱40中的热水的热量不足。在水垢量增大的情况下,通过执行冷却运转而能够迅速地去除水垢。
第一实施方式的特征(三)在于:在所述第一判断动作中,基于所述第一运转的至少运转时间的累计值,来判断是否使所述第二运转执行。
根据第一实施方式的特征(三),控制器80能够容易地推测水回路50中的水垢量,从而能够容易地判断是否使冷却运转执行。
第一实施方式的特征(四)在于:在所述第一判断动作中,若累计值超过规定值,则控制器80使所述第二运转执行,所述累计值是基于所述第一运转的所述运转时间、处于所述第一运转的所述水回路50中的水的温度以及处于所述第一运转的所述水回路50的压力计算出的值。
根据第一实施方式的特征(四),控制器80能够准确地推测水回路50中的水垢量。因此,控制器80能够在实际的水垢量大的状况下使冷却运转执行。
第一实施方式的特征(五)在于:所述控制器80在所述第二运转中进行第二判断动作,在该第二判断动作中,根据所述水回路50中的水垢量,判断是否使所述第二运转结束。
根据第一实施方式的特征(五),控制器80能够在水垢量减少的状况下使冷却运转结束。因此,能够抑制因冷却运转过度执行而导致水箱40中的热水的热量不足。
第一实施方式的特征(六)在于:在所述第二判断动作中,所述控制器80基于所述第二运转的至少运转时间,来判断是否使所述第二运转结束。
根据第一实施方式的特征(六),控制器80能够容易地推测水回路50中的水垢量,从而能够容易地判断是否使冷却运转结束。
第一实施方式的特征(七)在于:在所述第二判断动作中,若基于所述第二运转的所述运转时间、处于所述第二运转的所述水回路50中的水的温度以及处于所述第二运转的所述水回路50的压力计算出的值低于规定值,则控制器80使所述第二运转结束。
根据第一实施方式的特征(七),控制器80能够准确地推测水回路50中的水垢量。因此,控制器80能够在实际的水垢被可靠地去除后使冷却运转结束。
第一实施方式的特征(八)在于:包括供给部51、63,该供给部51、63在所述第二运转中将低温水供向所述热交换器25的第一流路25a。
根据第一实施方式的特征(八),在第二运转中,供给部即上游流路51将水箱40中的低温水供向利用热交换器25的第一流路25a,因此能够迅速地降低第一流路25a中的水的温度。此外,能够迅速地降低下游流路52中的水的温度。
(第二实施方式)
第二实施方式的热水供给装置10的水回路50与第一实施方式的水回路50不同。在下文中,主要对与第一实施方式的不同之处进行说明。
如图7和图8所示,水回路50具有第一三通阀54、第二三通阀55以及旁路流路56。第一三通阀54、第二三通阀55以及旁路流路56构成旁路形成部B。旁路形成部B形成了在冷却运转中使在利用热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水绕过水箱40而返回第一流路25a的流路。
上游流路51由第一上游流路51a和第二上游流路51b构成。下游流路52由第一下游流路52a和第二下游流路52b构成。
第一三通阀54和第二三通阀55分别具有第一阀口、第二阀口以及第三阀口。第一三通阀54的第一阀口经由第二上游流路51b与第一流路25a连接。第一三通阀54的第二阀口经由第一上游流路51a与水箱40的低温部L连接。第一三通阀54的第三阀口与旁路流路56的流出端连接。第二三通阀55的第一阀口经由第一下游流路52a与第一流路25a连接。第二三通阀55的第二阀口经由第二下游流路52b与水箱40的高温部H连接。第二三通阀55的第三阀口与旁路流路56的流入端连接。
第一三通阀54和第二三通阀55在图7所示的第一状态和图8所示的第二状态之间进行切换。在第一状态下的各三通阀54、55中,第一阀口与第二阀口连通,且第三阀口关闭。在第二状态下的各三通阀54、55中,第一阀口与第三阀口连通,且第二阀口关闭。
旁路流路56与第一三通阀54的第三阀口和第二三通阀55的第三阀口连接。
-运转动作-
第二实施方式的热水供给装置10进行加热运转和冷却运转。第二实施方式的加热运转与第一实施方式的加热运转相同。第二实施方式的冷却运转包括正常动作和旁路动作。
〈加热运转〉
在加热运转中,热源装置20进行第一制冷循环。控制器80使水泵53运转。控制器80将第一三通阀54和第二三通阀55设定为第一状态。水箱40的低温部L中的水在利用热交换器25中被加热后,返回水箱40的高温部H。
〈冷却运转的正常动作〉
在图7所示的冷却运转的正常动作中,热源装置20进行第二制冷循环。控制器80使水泵53运转。控制器80将第一三通阀54和第二三通阀55设定为第一状态。水箱40的低温部L中的水在利用热交换器25中被冷却后,返回水箱40的高温部H。
在冷却运转的正常动作下,第一流路25a中的水被热源装置20冷却。此外,水箱40中的低温水被供向第一流路25a。由此,能够迅速地降低第一流路25a中的水的温度,从而能够去除水垢。
〈冷却运转的旁路动作〉
在图8所示的冷却运转的旁路动作中,热源装置20进行第二制冷循环。控制器80使水泵53运转。控制器80将第一三通阀54和第二三通阀55设定为第二状态。在旁路动作中,形成了包括利用热交换器25和水泵53的循环流路。该循环流路成为与水箱40断开的状态。由水泵53输送来的水在利用热交换器25的第一流路25a中被冷却后,在旁路流路56中流动。流过旁路流路56的水再次被送往利用热交换器25的第一流路25a。
在冷却运转的旁路动作中,已由利用热交换器25冷却后的水绕过水箱40。具体而言,已由利用热交换器25冷却后的水不返回到水箱40中。因此,能够抑制因低温水返回水箱40而导致水箱40的蓄热量减少。严格来说,能够抑制因低温水返回水箱40的高温部H而导致水箱40的蓄热量大幅减少。
-各动作的切换示例-
在加热运转中,若规定的第一条件成立,则使冷却运转执行。规定的第一条件为上述第一判断动作的成立条件。当第一条件成立时,控制器80使冷却运转的正常动作执行。
在加热运转刚结束后,需要使水回路50中的水的温度迅速地降低。如上所述,在正常动作下,第一流路25a中的水被热源装置20冷却,并且水箱40的低温部L中的低温水被供向水回路50。因此,能够迅速地降低水回路50中的水的温度,从而能够迅速地去除水垢。在正常动作中,水回路50中的温度较高的水返回水箱40的高温部H。因此,水箱40内的蓄热量不会大幅减少。
在正常动作开始后,若规定的第二条件成立,则执行旁路动作。作为第二条件,能够列举出条件a)和条件b)。条件a)为已由温度传感器61检测出的水的温度Tw低于规定温度。条件b)为从执行正常动作起,已经过了规定时间。在旁路动作开始时,水回路50中的水的温度较低。因此,能够可靠地抑制水回路50中的低温水返回水箱40的高温部H。通过在使水回路50中的水不经由水箱40的情况下在第一流路25a中对水进行冷却,从而能够迅速地降低第一流路25a的温度。由此,能够在短时间内去除水回路50中的水垢。
-第二实施方式的效果-
第二实施方式的特征(一)在于:水回路50包括旁路形成部B,该旁路形成部B形成在所述第二运转中使在所述热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水绕过所述水箱40而返回所述第一流路25a的流路。
根据第二实施方式的特征(一),能够利用旁路形成部B来执行上述的旁路动作。因此,能够抑制水回路50中的高温水返回水箱40,并且能够迅速地降低水回路50中的水的温度。
需要说明的是,在第二实施方式的冷却运转中,控制器80可以不让正常动作执行,而仅让旁路动作执行。
(第三实施方式)
如图9和图10所示,在第三实施方式的热水供给装置10中,在水回路50中省略了第二实施方式的第一三通阀54。旁路流路56的流出端直接与上游流路51连接。
在加热运转中,热源装置20进行第一制冷循环。控制器80使水泵53运转。控制器80将第二三通阀55设定为第二状态。水箱40的低温部L中的水在利用热交换器25中被加热后,返回水箱40的高温部H。
〈冷却运转的正常动作〉
在图9所示的冷却运转的正常动作中,热源装置20进行第二制冷循环。控制器80使水泵53运转。控制器80将第二三通阀55设定为第一状态。水箱40的低温部L中的水在利用热交换器25中被冷却后,返回水箱40的高温部H。
〈冷却运转的旁路动作〉
在图10所示的冷却运转的旁路动作中,热源装置20进行第二制冷循环。控制器80使水泵53运转。控制器80将第二三通阀55设定为第二状态。在旁路动作中,形成了包括利用热交换器25和水泵53的循环流路。该循环流路成为与水箱40断开的状态。由水泵53输送来的水在利用热交换器25的第一流路25a中被冷却后,在旁路流路56中流动。流过旁路流路56的水再次被送往利用热交换器25的第一流路25a。
在第三实施方式中,与第二实施方式相比能够减少三通阀的数量。除此以外的作用和效果与第二实施方式相同。
(第四实施方式)
如图11~图13所示,第四实施方式的热水供给装置10的水回路50在第二实施方式的水回路50的基础上增加了中温返回流路57。中温返回流路57的流入端与旁路流路56连接。中温返回流路57的流出端与水箱40的低温部L连通。
与第二实施方式相同,第一三通阀54、第二三通阀55以及旁路流路56构成旁路形成部B。
在第四实施方式中,第一三通阀54、第二下游流路52b以及中温返回流路57构成了流路变更部C。第二下游流路52b对应高温返回流路。流路变更部C在冷却运转中,根据水回路50中的水的温度,使已在利用热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水返回水箱40中的水温不同的部分。流路变更部C根据温度传感器61所检测出的温度Tw,使已在利用热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水返回水箱40的高温部H或中温部M。在第四实施方式中,高温部H对应水箱40的第一部。中温部M对应水箱40中温度比第一部低的第二部。
更具体而言,控制器80在水回路50中的水的温度Tw高于第一值的情况下使正常动作执行。控制器80在水回路50中的水的温度Tw低于第二值的情况下使中温返回动作执行。严格来说,控制器80在水回路50中的水的温度Tw低于第二值且高于第三值的情况下,使中温返回动作执行。在水回路50中的水的温度低于第三值的情况下,控制器80使旁路动作执行。第二值只要在第一值以下即可。在本示例中,第一值和第二值在控制器80中被设定为相同的值(第一判断值Ts1)。第三值只要低于第二值即可。第三值在控制器80中被设定为第二判断值Ts2。
-运转动作-
第四实施方式的热水供给装置10进行加热运转和冷却运转。第四实施方式的加热运转与第四实施方式的加热运转相同,因此省略说明。第四实施方式的冷却运转包括正常动作、中温返回动作及旁路动作。
〈冷却运转的正常动作〉
在图11所示的冷却运转的正常动作中,热源装置20进行第二制冷循环。控制器80使水泵53运转。控制器80将第一三通阀54和第二三通阀55设定为第一状态。水箱40的低温部L中的水在利用热交换器25中被冷却后,返回水箱40的高温部H。
在冷却运转的正常动作中,第一流路25a中的水被热源装置20冷却。此外,水箱40中的低温水被供向第一流路25a。由此,能够迅速地降低第一流路25a中的水的温度,从而能够去除水垢。
〈冷却运转的中温返回动作〉
在图12所示的冷却运转的中温返回动作中,热源装置20进行第二制冷循环。控制器80使水泵53运转。控制器80将第一三通阀54设定为第一状态,并将第二三通阀55设定为第二状态。水箱40的低温部L中的水在利用热交换器25中被冷却。已在利用热交换器25中被冷却后的水经由旁路流路56的上游部以及中温返回流路57被输送到水箱40的低温部L。
〈冷却运转的旁路动作〉
在图13所示的冷却运转的旁路动作中,热源装置20进行第二制冷循环。控制器80使水泵53运转。控制器80将第一三通阀54和第二三通阀55设定为第二状态。在旁路动作中,形成了包括利用热交换器25和水泵53的循环流路。该循环流路成为与水箱40断开的状态。由水泵53输送来的水在利用热交换器25的第一流路25a中被冷却后,在旁路流路56中流动。流过旁路流路56的水再次被送往利用热交换器25的第一流路25a。
-各动作的切换示例-
在加热运转中,若规定的第一条件成立,则控制器80使冷却运转执行。在冷却运转中,根据温度Tw切换上述的各动作。
在水回路50中的水的温度Tw高于第一阈值Ts1的情况下,控制器80使正常动作执行。在正常动作中,水回路50中的高温水返回水箱40的高温部H。因此,能够抑制水箱40的蓄热量大幅减少。
控制器80在水回路50中的水的温度Tw低于第一阈值Ts1且高于第二阈值Ts2的情况下,使中温返回动作执行。在中温返回动作中,水回路50中的中温水返回水箱40的中温部M。因此,能够抑制水箱40的高温部H的水温因水回路50中的水返回水箱40而下降。
在水回路50中的水的温度Tw低于第二阈值Ts2的情况下,控制器80使旁路动作执行。在旁路动作中,水回路50中的低温水不返回水箱40。因此,能够抑制水箱40的蓄热量大幅减少。通过在使水回路50中的水不经由水箱40的情况下在第一流路25a中对水进行冷却,从而能够迅速地降低第一流路25a的温度。由此,能够在短时间内去除水回路50中的水垢。
需要说明的是,也可以在水箱40上连接三根以上的返回管。在该情况下,流路变更部C只要根据水回路50中的水的温度,将水送向这些管中返回水与返回水所被输送到的水箱中的水之间的温度差为最小的那根管即可。
需要说明的是,控制器80也可以在冷却运转开始执行后一经过规定时间,就使旁路动作执行。
-第四实施方式的效果-
第四实施方式的特征(一)在于:水回路50包括流路变更部C,该流路变更部C在所述第二运转中,根据所述水回路50中的水的温度,使在所述热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水返回所述水箱40中的水温不同的部分。
根据第四实施方式的特征(一),在冷却运转中,能够抑制因水回路50中的水返回水箱40而导致水箱40内的水温降低、或者水箱40的蓄热量减少。
第四实施方式的特征(二)在于:在所述第二运转中,在所述水回路50中的水的温度高于第一值的情况下,流路变更部C使在所述热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水返回所述水箱40的第一部,在所述第二运转中,在所述水回路50中的水的温度低于所述第一值以下的第二值的情况下,流路变更部C使在所述热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水返回所述水箱40的温度比所述第一部低的第二部。
根据第四实施方式的特征(二),在水回路50中的水的温度为高温的情况下,能够使该水返回水箱40的第一部即高温部H。在水回路50中的水的温度为中温的情况下,能够使该水返回水箱40的第二部即中温部M。由此,能够可靠地抑制水箱40内的水温降低或水箱40的蓄热量减少。
(第五实施方式)
如图14~图15所示,第五实施方式的水回路50省略了第二实施方式中的第一三通阀54。第五实施方式的水回路50具有低温返回流路58以取代旁路流路56。低温返回流路58的流入端与第二三通阀55的第三阀口连接。低温返回流路58的流出端与水箱40的低温部L连接。
在第五实施方式中,第一三通阀54、第二下游流路52b以及低温返回流路58构成了流路变更部C。第二下游流路52b对应高温返回流路。流路变更部C在冷却运转中,根据水回路50中的水的温度,使在利用热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水返回水箱40中的水温不同的部分。流路变更部C根据温度传感器61所检测出的温度Tw,使在利用热交换器25的第一流路25a中被冷却后的水返回水箱40的高温部H或低温部L。在第五实施方式中,高温部H对应水箱40的第一部。低温部L对应水箱40中温度比第一部低的第二部。
更具体而言,控制器80在水回路50中的水的温度Tw高于第一值的情况下使正常动作执行。控制器80在水回路50中的水的温度Tw低于第二值的情况下使低温返回动作执行。此处,第二值只要在第一值以下即可。在本示例中,第一值和第二值在控制器80中被设定为相同的值(第三判断值Ts3)。
-运转动作-
第五实施方式的热水供给装置10进行加热运转和冷却运转。第五实施方式的加热运转与第二实施方式的加热运转相同,因此省略说明。第五实施方式的冷却运转包括正常动作和低温返回动作。
〈冷却运转的正常动作〉
在图14所示的冷却运转的正常动作中,热源装置20进行第二制冷循环。控制器80使水泵53运转。控制器80将第二三通阀55设定为第一状态。水箱40的低温部L中的水在利用热交换器25中被冷却后,返回水箱40的高温部H。
〈冷却运转的中温返回动作〉
在图15所示的冷却运转的中温返回动作中,热源装置20进行第二制冷循环。控制器80使水泵53运转。控制器80将第二三通阀55设定为第二状态。水箱40的低温部L中的水在利用热交换器25中被冷却。已在利用热交换器25中被冷却后的水经由低温返回流路58被送到水箱40的低温部L。
-各动作的切换示例-
在加热运转中,若规定的第一条件成立,则控制器80使冷却运转执行。
在冷却运转中,根据温度Tw切换上述的各动作。
在水回路50中的水的温度Tw高于第三阈值Ts3的情况下,控制器80使正常动作执行。在正常动作中,水回路50中的高温水返回水箱40的高温部H。因此,能够抑制水箱40的蓄热量大幅减少。
在水回路50中的水的温度Tw低于第三阈值Ts3的情况下,使低温返回动作执行。在低温返回动作中,水回路50中的低温水返回水箱40的低温部L。因此,能够抑制水箱40的水温因水回路50中的水返回水箱40而下降。
(实施方式的变形例)
在上述的所有实施方式中,在能够应用的范围内可以采用以下所述的变形例的结构。以下所述的各变形例在能够应用的范围内可以适当组合或置换。
-变形例A(第一判断动作)-
在加热运转中,对于是否使冷却运转执行的判断可以采用以下变形例所述的方式。
〈变形例A-1〉
在第一判断动作中,控制器80可以仅基于加热运转的运转时间ΔT1的累计值来判断是否使冷却运转执行。若加热运转的运转时间ΔT1的累计值变长,则能够推测水回路50中的水垢量增大。在加热运转中,若该加热运转的运转时间ΔT1的累计值超过规定值,则控制器80就使冷却运转执行。由此,热水供给装置10能够在不使用传感器等的情况下判断是否使冷却运转执行。
〈变形例A-2〉
在第一判断动作中,控制器80可以在基于加热运转的运转时间ΔT1和水回路50中的水的温度Tw计算出的累计值超过规定值时,使冷却运转执行。
〈变形例A-3〉
在第一判断动作中,控制器80可以在基于加热运转的运转时间ΔT1和水回路50中的水的压力Pw计算出的累计值超过规定值时,使冷却运转执行。
-第二判断动作的变形例-
在冷却运转中,对于是否结束该冷却运转的判断可以采用以下变形例所述的方式。
〈变形例A-4〉
如图16所示,热水供给装置10可以包括对表示水回路50中的水垢量的指标进行检测的水垢检测部62。水垢检测部62将例如利用热交换器25的效率α、在水回路50中循环的水的流量Q、水回路50中的水的离子浓度C等作为检测值。
若水回路50中的水垢量增加,水垢附着在利用热交换器25的第一流路25a的内壁上,则利用热交换器25的效率就会降低。若水回路50中的水垢量增加,水回路50的流路变窄,则水回路50中的水的流量降低。若水回路50中的水垢量增加,则水回路50中的钙等的离子浓度降低。因此,能够基于水垢检测部62检测出的这些指标,推测水垢量已增大。
因此,控制器80在第一判断动作中,根据检测部62所检测出的这些检测值来判断是否使冷却运转执行。
具体而言,当水垢检测部62所检测出的效率α的减少变化量超过规定值时,控制器80使冷却运转执行。或者,当水垢检测部62所检测出的流量Q的减少变化量超过规定值时,控制器80使冷却运转执行。再或者,当水垢检测部62所检测出的离子浓度的减少变化量超过规定值时,控制器80使冷却运转执行。这样一来,通过使用表示水垢量的指标的变化量,从而能够更高精度地判断水垢量已增大。
控制器80也可以基于水垢检测部62所检测出的上述指标的绝对值来判断是否使冷却运转执行。
-变形例B(第二判断动作)-
在冷却运转中,对于是否结束该冷却运转的判断可以采用以下变形例所述的方式。
〈变形例B-1〉
在第二判断动作中,控制器80可以仅基于冷却运转的运转时间ΔT2来判断是否使冷却运转结束。若冷却运转的运转时间ΔT2变长,则能够推测在水回路50中水垢量减少。在冷却运转中,若该冷却运转的运转时间ΔT2超过规定值,则控制器80便使冷却运转结束。由此,热水供给装置10能够在不使用传感器等的情况下来判断是否使冷却运转结束。
〈变形例B-2〉
在第二判断动作中,控制器80可以在基于冷却运转的运转时间ΔT2和水回路50中的水的温度Tw的推测值低于规定值时,使冷却运转结束。
〈变形例B-3〉
在第二判断动作中,控制器80可以在基于冷却运转的运转时间ΔT2和水回路50中的水的压力Pw的推测值低于规定值时,使冷却运转执行。
〈变形例B-4〉
在第二判断动作中,控制器80可以与变形例A-4同样地,基于表示水垢检测部62所检测出的水垢量的指标来判断是否使冷却运转结束。
具体而言,当水垢检测部62所检测出的效率α的增大变化量超过规定值时,控制器80使冷却运转结束。或者,当水垢检测部62所检测出的流量Q的增大变化量超过规定值时,控制器80使冷却运转结束。再或者,当水垢检测部62所检测出的离子浓度的增大变化量超过规定值时,控制器80使冷却运转结束。这样一来,通过使用表示水垢量的指标的变化量,从而能够更高精度地判断水垢量已减少。
控制器80也可以基于水垢检测部62所检测出的上述指标的绝对值来判断是否使冷却运转结束。
〈变形例B-5〉
在第二判断动作中,控制器80可以基于水回路50中的水的温度Tw来判断是否使冷却运转结束。若使冷却运转执行,则水回路50中的水的温度便会降低,水垢逐渐溶解于水中。因此,能够基于温度Tw来推测水回路50中的水垢量已减少。在冷却运转中,当水回路50中的水的温度Tw低于规定值时,控制器80便使冷却运转结束。该规定值优选与水垢的析出温度相同。
-变形例C(停泵动作)-
在上述所有的实施方式中,在冷却运转中,控制器80使循环泵71运转。冷却运转也可以包括图17所示的停泵动作。
在停泵动作中,控制器80对热源装置20进行控制,以使热源装置20进行第二制冷循环。控制器80使循环泵71停止。
在利用热交换器25中,第一流路25a中的水滞留,低压制冷剂在第二流路25b中流动。由此,在利用热交换器25中,第二流路25b中的制冷剂从第一流路25a的制冷剂中吸热而蒸发。因为第一流路25a中的水不移动,所以该水的温度急剧降低。由此,能够可靠地去除第一流路25a中的水垢。
-变形例C的效果-
变形例C的特征(一)在于:所述水回路50具有使水循环的第一泵53,所述控制器80在所述第二运转中使所述第一泵53停止。
根据变形例C的特征(一),因为能够迅速地降低第一流路25a中的水的温度,所以能够大幅度地缩短去除第一流路25a内的水垢的时间。
根据变形例C的特征(一),因为能够使利用热交换器25的温度急剧下降,所以能够通过利用热交换器25的热收缩来剥离附着在第一流路25a的内壁上的水垢。
-变形例D(热介质回路)-
上述所有实施方式的热水供给装置10可以包括具有一次侧热交换器28和利用热交换器25的热介质回路70。
如图18和图19所示,在热源装置20的制冷剂回路21中,连接有一次侧热交换器28以取代上述实施方式的利用热交换器25。一次侧热交换器28具有第三流路28a和第四流路28b。第三流路28a与热介质回路70连接。第四流路28b与制冷剂回路21连接。与上述实施方式相同,利用热交换器25的第一流路25a与水回路50连接。利用热交换器25的第二流路25b与热介质回路70连接。
热介质回路70是供热介质循环的封闭回路。热介质由含有水或盐水(brine)的液体等构成。热介质回路70具有循环泵71。循环泵71在热介质回路70中连接在第二流路25b的下游端和第三流路28a的上游端之间。
〈加热运转〉
在图18所示的加热运转中,控制器80使压缩机22和室外风扇27运转。控制器80将四通换向阀26设定为第一状态。控制器80适当地调节膨胀阀24的开度。控制器80使水泵53和循环泵71运转。
热源装置20进行第一制冷循环。在第一制冷循环中,制冷剂在一次侧热交换器28中放热。更具体而言,在第一制冷循环中,已由压缩机22压缩后的制冷剂在一次侧热交换器28的第四流路28b中流动。在一次侧热交换器28中,第四流路28b中的制冷剂向第三流路28a中的热介质放热。已在第四流路28b中放热或已冷凝的制冷剂经膨胀阀24减压后,在热源热交换器23中流动。在热源热交换器23中,制冷剂从室外空气中吸热而蒸发。在热源热交换器23中蒸发了的制冷剂被吸入压缩机22中。
在热介质回路70中,从循环泵71喷出的热介质在一次侧热交换器28的第三流路28a中流动。第三流路28a中的制冷剂被第四流路28b中的制冷剂加热。在第三流路28a中被加热后的制冷剂在利用热交换器25的第二流路25b中流动,然后被吸入循环泵71。
在水回路50中,水箱40的低温部L中的水流向上游流路51。上游流路51中的水在利用热交换器25的第一流路25a中流动。第一流路25a中的水被热介质回路70中的热介质加热。在第一流路25a中被加热后的水在下游流路52中流动,然后流入水箱40的高温部H。
〈冷却运转〉
在图19所示的冷却运转中,控制器80使压缩机22和室外风扇27运转。控制器80将四通换向阀26设定为第二状态。控制器80适当地调节膨胀阀24的开度。控制器80使水泵53和循环泵71运转。
热源装置20进行第二制冷循环。在第二制冷循环中,制冷剂在一次侧热交换器28中蒸发。更具体而言,在第二制冷循环中,已由压缩机22压缩后的制冷剂在热源热交换器23中放热。已在热源热交换器23中放热或已冷凝的制冷剂经膨胀阀24减压后,在一次侧热交换器28的第四流路28b中流动。在一次侧热交换器28中,第四流路28b的制冷剂从第三流路28a的热介质中吸热。已在第四流路28b中蒸发了的制冷剂被吸入压缩机22。
在热介质回路70中,从循环泵71喷出的热介质在一次侧热交换器28的第三流路28a中流动。第三流路28a中的制冷剂被第四流路28b中的制冷剂冷却。在第三流路28a中被冷却后的制冷剂在利用热交换器25的第二流路25b中流动,然后被吸入循环泵71。
在水回路50中,水箱40的低温部L中的水流向上游流路51。上游流路51中的水在利用热交换器25的第一流路25a中流动。第一流路25a中的水被热介质回路70中的热介质冷却。在第一流路25a中被冷却后的水在下游流路52中流动,然后流入水箱40的高温部H。
-变形例D的效果-
变形例D的特征(一)在于:所述热交换器25具有供与在所述第一流路25a中流动的水进行热交换的热介质流动的第二流路25b,所述热水供给装置还包括热介质回路70,该热介质回路70具有所述第二流路25b和第二泵71,并且供所述热介质循环,所述第一运转是利用所述热源装置20对所述热介质回路70中的热介质进行加热,并且利用被加热后的该热介质对所述第一流路25a中的水进行加热的运转,所述第二运转是利用所述热源装置20对所述热介质回路70中的热介质进行冷却,并且利用被冷却后的热介质对所述第一流路25a中的水进行冷却的运转。
根据变形例D的特征(一),在热源装置20与水回路50之间设有热介质回路70。因此,在热源装置20和水箱40相距较远的情况下,能够在不使水回路50和制冷剂回路21大型化的情况下,将热水贮存在水箱40中。
根据变形例D的特征(一),热介质回路70为封闭回路,不进行供水。因此,热介质回路70中的钙等的浓度保持在低水平上。因此,即使利用热源装置20的制冷剂将热介质回路70中的水加热到比较高的温度,也几乎不会在热介质回路70中产生水垢。
根据变形例D的特征(一),在加热运转中,能够抑制利用热交换器25的第一流路25a中的水的温度变得过高。这是因为在加热运转中,流入利用热交换器25的第二流路25b的热介质的温度低于流入一次侧热交换器28的第四流路28b的处于过热状态的制冷剂的温度之故。因此,在加热运转中,能够抑制在利用热交换器25的第一流路25a内产生水垢。
-变形例E(流路限制机构)-
上述所有实施方式的热源装置20都可以包括流路限制机构30。
如图20所示,在热源装置20的制冷剂回路21中设置有流路限制机构30。流路限制机构30具有第一制冷剂流路31、第二制冷剂流路32、第三制冷剂流路33以及第四制冷剂流路34。这些制冷剂流路31、32、33、34连接成桥状。在第一制冷剂流路31上连接有第一止回阀CV1,在第二制冷剂流路32上连接有第二止回阀CV2,在第三制冷剂流路33上连接有第三止回阀CV3,在第四制冷剂流路34上连接有第四止回阀CV4。各止回阀CV1、CV2、CV3、CV4允许制冷剂沿图20中的箭头方向流动,并禁止制冷剂沿与其相反的方向流动。
第一制冷剂流路31的流入端和第二制冷剂流路32的流入端与利用热交换器25的第二流路25b的流入端连接。第一制冷剂流路31的流出端和第三制冷剂流路33的流入端经由膨胀阀24与热源热交换器23的液端部连接。第二制冷剂流路32的流出端和第四制冷剂流路34的流入端与四通换向阀26的第三阀口连接。第三制冷剂流路33的流出端和第四制冷剂流路34的流出端与利用热交换器25的第二流路25b的流出端连接。
在制冷剂回路21中,通过切换机构即四通换向阀26切换着进行第一制冷循环和第二制冷循环。流路限制机构30使在加热运转中制冷剂在第二流路25b中流动的方向与在冷却运转中制冷剂在第二流路25b中流动的方向相同。由此,在加热运转中,制冷剂在第二流路25b中流动的方向与水在第一流路25a中流动的方向相反。在冷却运转中,制冷剂在第二流路25b中流动的方向与水在第一流路25a中流动的方向相反。换句话说,利用热交换器25在加热运转和冷却运转这两种运转中都成为逆流式热交换器。
需要说明的是,也可以是这样的,即:通过使水回路50中的水的循环方向反转,从而使得利用热交换器25在加热运转和冷却运转这两种运转中都成为并流式热交换器。
需要说明的是,流路限制机构30也可以由四通换向阀、两个三通阀、四个开关阀等构成。
〈加热运转〉
在图20所示的加热运转中,控制器80使压缩机22和室外风扇27运转。控制器80将四通换向阀26设定为第一状态。控制器80适当地调节膨胀阀24的开度。控制器80使水泵53运转。
热源装置20进行第一制冷循环。在第一制冷循环中,已由压缩机22压缩后的制冷剂通过第四制冷剂流路34,然后在利用热交换器25的第二流路25b中流动。在利用热交换器25中,第一流路25a中的水被第二流路25b中的制冷剂加热。已在第二流路25b中放热后的制冷剂通过第一制冷剂流路31,并经膨胀阀24减压。已被减压后的制冷剂在热源热交换器23中蒸发,然后被吸入压缩机22。
〈冷却运转〉
在图21所示的冷却运转中,控制器80使压缩机22和室外风扇27运转。控制器80将四通换向阀26设定为第二状态。控制器80适当地调节膨胀阀24的开度。控制器80使水泵53运转。
热源装置20进行第二制冷循环。在第二制冷循环中,已由压缩机22压缩后的制冷剂在热源热交换器23中放热,然后经膨胀阀24减压。已被减压后的制冷剂流经第三制冷剂流路33后,在利用热交换器25的第二流路25b中流动。在利用热交换器25中,第一流路25a中的制冷剂被第二流路25b中的制冷剂冷却。已在第一流路25a中被冷却后的制冷剂在第二制冷剂流路32中流动,然后被吸入压缩机22。
-变形例E的效果-
变形例E的特征(一)在于:所述热源装置20具有供制冷剂循环而进行制冷循环的制冷剂回路21,所述热交换器25具有供所述制冷剂回路21中的制冷剂流动的第二流路25b,所述制冷剂回路21具有切换机构26和流路限制机构30,所述切换机构26对在所述第一运转中制冷剂在所述第二流路25b中放热的第一制冷循环、和在所述第二运转中制冷剂在所述第二流路25b中蒸发的第二制冷循环进行切换,所述流路限制机构30使在所述第一运转中所述制冷剂在所述第二流路25b中流动的方向与在所述第二运转中所述制冷剂在所述第二流路25b中流动的方向相同。
根据变形例E的特征(一),在加热运转和冷却运转中,在第二流路25b中流动的制冷剂流为同一方向。在处于加热运转过程中的利用热交换器25中,第二流路25b的流入部分的温度容易升高。这是因为过热状态的制冷剂在第二流路25b的流入部分流动之故。因此,在第一流路25a中,在与该流入部分对应的部位容易生成水垢。因此,在冷却运转中,优选迅速地降低该流入部分的温度。
在处于冷却运转过程中的利用热交换器25的第二流路25b中,制冷剂朝着与加热运转相同的方向流动。因此,能够利用温度最低的制冷剂对温度最高的流入部分进行冷却。在处于冷却运转的热源热交换器23中,优选充分确保冷凝后的制冷剂的过冷却度。
需要说明的是,在上述的例子中,在冷却运转中,控制器80使水泵53运转。然而,控制器80也可以在冷却运转中与变形例C同样地使水泵53停止。若停止水泵53,则能够更迅速地降低第一流路25a中的与上述流入部分对应的部位的温度。
-变形例F(供水部和排水部)-
上述所有实施方式的热源装置20也都可以具有供水部和排水部。
如图22所示,在水回路50中连接有供水部即供水管63和排水部即排水管64。供水管63与上游流路51连接。供水管63连接在水泵53的上游侧。供水管63也可以连接在水泵53的下游侧。供水管63构成将水源的低温水供向利用热交换器25的第二流路25b的供给部。排水管64与下游流路52连接。在上述实施方式中,在下游流路52中具有第一三通阀54的结构中,优选排水管64连接在第一三通阀54的上游侧。
在变形例F的冷却运转中,控制器80打开第一控制阀65及第二控制阀66。由此,从供水管63向上游流路51供水。同时,利用热交换器25的第二流路25b中的水经由排水管64被排到水回路50的外部。
需要说明的是,供水部也可以构成为从水源经由水箱40进行供水。
-变形例F的效果-
变形例F的特征(一)在于:所述水回路50具有在所述第二运转中向所述水回路50供水的供水部63、和在所述第二运转中排出所述水回路50中的水的排水部64。
根据变形例F的特征(一),在冷却运转中,能够将残留于水回路50中的水垢排到水回路50的外部。能够将从第二流路25b的内壁剥离下来的水垢排到水回路50的外部。
变形例F的特征(二)在于:包括供给部51、63,该供给部51、63在所述第二运转中将低温水供向所述热交换器25的第一流路25a。
根据变形例F的特征(二),能够从供给部即供水管63向第二流路25b供给低温水。由此,在冷却运转中,能够迅速地降低第二流路25b和下游流路52中的水的温度。
-变形例G(捕集部)-
上述所有实施方式的热源装置20也都可以具有捕集水垢的捕集部67。
如图23所示,在水回路50中设置有捕集部67。捕集部67与水回路50的下游流路52连接。在上述实施方式中,在下游流路52中具有第一三通阀54的结构中,优选捕集部67连接在第一三通阀54的上游侧。捕集部可以是像过滤器(strainer)那样的具有捕捉水垢的网的部件,也可以是像促进水垢堆积那样的表面积较大的部件。
在变形例G的冷却运转中,能够将残留在水回路50中的水垢捕集到捕集部67中。能够将从第二流路25b的内壁剥离下来的水垢捕集到捕集部67中。
(其他实施方式)
在上述实施方式和变形例中,也可以采用以下结构。
热源装置20只要能够对水回路50中的水进行加热和冷却即可,可以采用任意方式。热源装置20可以是吸收式、吸附式、磁冷式的热泵装置,也可以是珀尔帖元件。
控制器80也可以由热源装置20用的第一控制部和水回路50用的第二控制部构成。
以上说明了实施方式和变形例,但可知在不脱离权利要求书的主旨以及范围的情况下能够对方式及具体情况进行各种改变。只要不影响本公开的对象的功能,则还可以对上述实施方式、变形例以及其他实施方式适当地进行组合和替换。以上所述的“第一”、“第二”、“第三”……这些词语仅用于区分包含上述词语的语句,并不是要限定该语句的数量、顺序。
-产业实用性-
本公开对热水供给装置是有用的。
-符号说明-
10 热水供给装置
20 热源装置
21 制冷剂回路
25 利用热交换器(热交换器)
25a 第一流路
25b 第二流路
26 四通换向阀(切换机构)
30 流路限制机构
40 水箱
50 水回路
51 上游流路(供给部)
53 水泵(第一泵)
58 低温返回流路
62 水垢检测部
63 供水管(供水部)
64 排水管(排水部)
70 热介质回路
71 循环泵(第二泵)
80 控制器
H 高温部(第一部)
M 中温部(第二部)
L 低温部(第二部)
Claims (20)
1.一种热水供给装置,其特征在于:
所述热水供给装置包括热源装置(20)、水箱(40)、水回路(50)、热交换器(25)以及控制器(80),
所述水箱(40)贮存水,
所述水回路(50)供所述水箱(40)中的水循环,
所述热交换器(25)具有与所述水回路(50)连接的第一流路(25a),
所述控制器(80)控制所述热源装置(20)和所述水回路(50),
所述控制器(80)使第一运转和第二运转执行,
在所述第一运转中,利用所述热源装置(20)直接或间接地对所述热交换器(25)的第一流路(25a)中的水进行加热,
所述第二运转在所述第一运转结束后,利用所述热源装置(20)直接或间接地对所述热交换器(25)的第一流路(25a)中的水进行冷却,
所述控制器(80)在所述第一运转中进行第一判断动作,在所述第一判断动作中,根据所述水回路(50)中的水垢量,判断是否使所述第二运转执行。
2.根据权利要求1所述的热水供给装置,其特征在于:
所述控制器(80)在所述第一判断动作中,基于所述第一运转的至少运转时间的累计值,来判断是否使所述第二运转执行。
3.根据权利要求2所述的热水供给装置,其特征在于:
在所述第一判断动作中,若累计值超过规定值,所述控制器(80)使所述第二运转执行,所述累计值是基于所述第一运转的所述运转时间、处于所述第一运转的所述水回路(50)中的水的温度以及处于所述第一运转的所述水回路(50)的压力计算出的值。
4.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的热水供给装置,其特征在于:
所述热水供给装置包括检测部(62),其检测与所述水回路(50)中的水垢量对应的指标,
所述控制器(80)在所述第一判断动作中,基于所述检测部(62)的检测值,来判断是否使所述第二运转执行。
5.一种热水供给装置,其特征在于:
所述热水供给装置包括热源装置(20)、水箱(40)、水回路(50)、热交换器(25)以及控制器(80),
所述水箱(40)贮存水,
所述水回路(50)供所述水箱(40)中的水循环,
所述热交换器(25)具有与所述水回路(50)连接的第一流路(25a),
所述控制器(80)控制所述热源装置(20)和所述水回路(50),
所述控制器(80)使第一运转和第二运转执行,
在所述第一运转中,利用所述热源装置(20)直接或间接地对所述热交换器(25)的第一流路(25a)中的水进行加热,
所述第二运转在所述第一运转结束后,利用所述热源装置(20)直接或间接地对所述热交换器(25)的第一流路(25a)中的水进行冷却,
所述控制器(80)在所述第二运转中进行第二判断动作,在所述第二判断动作中,根据所述水回路(50)中的水垢量,判断是否使所述第二运转结束。
6.根据权利要求5所述的热水供给装置,其特征在于:
在所述第二判断动作中,若所述第二运转中的所述水回路(50)中的水的温度低于规定值,则所述控制器(80)使所述第二运转结束。
7.根据权利要求5或6所述的热水供给装置,其特征在于:
在所述第二判断动作中,所述控制器(80)基于所述第二运转的至少运转时间,来判断是否使所述第二运转结束。
8.根据权利要求7所述的热水供给装置,其特征在于:
在所述第二判断动作中,若基于所述第二运转的所述运转时间、处于所述第二运转的所述水回路(50)中的水的温度以及处于所述第二运转的所述水回路(50)的压力计算出的值低于规定值,则所述控制器(80)使所述第二运转结束。
9.根据权利要求5或6所述的热水供给装置,其特征在于:
所述热水供给装置包括检测部(62),其检测与所述水回路(50)中的水垢量相关的指标,
所述控制器(80)在所述第二判断动作中,基于所述检测部(62)的检测值,来判断是否使所述第二运转结束。
10.一种热水供给装置,其特征在于:
所述热水供给装置包括热源装置(20)、水箱(40)、水回路(50)、热交换器(25)以及控制器(80),
所述水箱(40)贮存水,
所述水回路(50)供所述水箱(40)中的水循环,
所述热交换器(25)具有与所述水回路(50)连接的第一流路(25a),
所述控制器(80)控制所述热源装置(20)和所述水回路(50),
所述控制器(80)使第一运转和第二运转执行,
在所述第一运转中,利用所述热源装置(20)直接或间接地对所述热交换器(25)的第一流路(25a)中的水进行加热,
所述第二运转在所述第一运转结束后,利用所述热源装置(20)直接或间接地对所述热交换器(25)的第一流路(25a)中的水进行冷却,
所述控制器(80)在所述第一运转中进行第一判断动作,在所述第一判断动作中,根据所述水回路(50)中的水垢量,判断是否使所述第二运转执行,
所述热水供给装置包括供给部(51、63),该供给部(51、63)在所述第二运转中将低温水供向所述热交换器(25)的第一流路(25a)。
11.根据权利要求1、5、10中任一项权利要求所述的热水供给装置,其特征在于:
每当所述第一运转结束,所述控制器(80)就使所述第二运转执行。
12.根据权利要求1、5、10中任一项权利要求所述的热水供给装置,其特征在于:
所述水回路(50)具有使该水回路(50)中的水循环的第一泵(53),
所述控制器(80)在所述第二运转中,使所述第一泵(53)运转。
13.根据权利要求12所述的热水供给装置,其特征在于:
所述水回路(50)包括旁路形成部(B),该旁路形成部(B)形成在所述第二运转中使在所述热交换器(25)的第一流路(25a)中被冷却后的水绕过所述水箱(40)而返回所述第一流路(25a)的流路。
14.根据权利要求12所述的热水供给装置,其特征在于:
所述水回路(50)包括低温返回流路(58),该低温返回流路(58)使在所述第二运转中在所述热交换器(25)的第一流路(25a)中被冷却后的水返回所述水箱(40)的低温部(L)。
15.根据权利要求12所述的热水供给装置,其特征在于:
所述水回路(50)包括流路变更部(C),该流路变更部(C)在所述第二运转中,根据所述水回路(50)中的水的温度,使在所述热交换器(25)的第一流路(25a)中被冷却后的水返回所述水箱(40)中的水温不同的部分。
16.根据权利要求15所述的热水供给装置,其特征在于:
所述流路变更部(C)构成为:
在所述第二运转中,在所述水回路(50)中的水的温度高于第一值的情况下,使在所述热交换器(25)的第一流路(25a)中被冷却后的水返回所述水箱(40)的第一部(H);
在所述第二运转中,在所述水回路(50)中的水的温度低于所述第一值以下的第二值的情况下,使在所述热交换器(25)的第一流路(25a)中被冷却后的水返回所述水箱(40)的温度比所述第一部低的第二部(M、L)。
17.根据权利要求1、5、10中任一项权利要求所述的热水供给装置,其特征在于:
所述水回路(50)具有使水循环的第一泵(53),
所述控制器(80)在所述第二运转中,使所述第一泵(53)停止。
18.根据权利要求1、5、10中任一项权利要求所述的热水供给装置,其特征在于:
所述热交换器(25)具有供与在所述第一流路(25a)中流动的水进行热交换的热介质流动的第二流路(25b),
所述热水供给装置还包括热介质回路(70),该热介质回路(70)具有所述第二流路(25b)和第二泵(71),并且供所述热介质循环,
所述第一运转是利用所述热源装置(20)对所述热介质回路(70)中的热介质进行加热,并且利用被加热后的该热介质对所述第一流路(25a)中的水进行加热的运转,
所述第二运转是利用所述热源装置(20)对所述热介质回路(70)中的热介质进行冷却,并且利用被冷却后的热介质对所述第一流路(25a)中的水进行冷却的运转。
19.根据权利要求1、5、10中任一项权利要求所述的热水供给装置,其特征在于:
所述热源装置(20)具有供制冷剂循环而进行制冷循环的制冷剂回路(21),
所述热交换器(25)具有供所述制冷剂回路(21)中的制冷剂流动的第二流路(25b),
所述制冷剂回路(21)具有切换机构(26)和流路限制机构(30),
所述切换机构(26)对在所述第一运转中制冷剂在所述第二流路(25b)中放热的第一制冷循环、和在所述第二运转中制冷剂在所述第二流路(25b)中蒸发的第二制冷循环进行切换,
所述流路限制机构(30)使在所述第一运转中所述制冷剂在所述第二流路(25b)中流动的方向、与在所述第二运转中所述制冷剂在所述第二流路(25b)中流动的方向相同。
20.根据权利要求1、5、10中任一项权利要求所述的热水供给装置,其特征在于:
所述水回路(50)具有供水部(63)和排水部(64),
所述供水部(63)在所述第二运转中向所述水回路(50)供水,
所述排水部(64)在所述第二运转中排出所述水回路(50)中的水。
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