JP2013127347A - 貯湯式熱源装置 - Google Patents
貯湯式熱源装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013127347A JP2013127347A JP2011277576A JP2011277576A JP2013127347A JP 2013127347 A JP2013127347 A JP 2013127347A JP 2011277576 A JP2011277576 A JP 2011277576A JP 2011277576 A JP2011277576 A JP 2011277576A JP 2013127347 A JP2013127347 A JP 2013127347A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- heating
- heat
- flow rate
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
【課題】加熱放熱運転を実行しているときに、貯湯槽の成層貯湯状態を維持しながら、加熱循環回路を循環して加熱された湯水を、貯湯槽に受け入れて貯留(蓄熱)する。
【解決手段】湯水循環状態制御手段は、加熱循環回路C1を循環した湯水を貯湯槽14内に還流可能な状態で、放熱循環回路C2を循環して貯湯槽14に戻される放熱戻り湯水流量L2を、加熱循環回路C1を循環する加熱循環流量L1以下に制御する。
【選択図】図1
【解決手段】湯水循環状態制御手段は、加熱循環回路C1を循環した湯水を貯湯槽14内に還流可能な状態で、放熱循環回路C2を循環して貯湯槽14に戻される放熱戻り湯水流量L2を、加熱循環回路C1を循環する加熱循環流量L1以下に制御する。
【選択図】図1
Description
本発明は、湯水を貯留する貯湯槽と、湯水を加熱する加熱手段と、放熱用端末を通流して循環する熱媒と湯水との熱交換により、湯水を放熱させる放熱部とを備えると共に、
前記貯湯槽の下部の湯水を、前記加熱手段を通流させた後に、前記貯湯槽の上部に戻す形態で湯水を循環させる加熱循環回路と、前記貯湯槽の上部の湯水を、前記放熱部に通流させた後に、前記貯湯槽の下部に戻す形態で湯水を循環させる放熱循環回路とを備え、前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路における湯水循環状態を制御する湯水循環状態制御手段とを備える貯湯式熱源装置に関する。
前記貯湯槽の下部の湯水を、前記加熱手段を通流させた後に、前記貯湯槽の上部に戻す形態で湯水を循環させる加熱循環回路と、前記貯湯槽の上部の湯水を、前記放熱部に通流させた後に、前記貯湯槽の下部に戻す形態で湯水を循環させる放熱循環回路とを備え、前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路における湯水循環状態を制御する湯水循環状態制御手段とを備える貯湯式熱源装置に関する。
従来の貯湯式熱源装置としては、加熱循環回路と放熱循環回路との両方に湯水を循環させて加熱循環回路での加熱手段による湯水の加熱と、放熱循環回路での放熱部による湯水の放熱とを同時に行う加熱放熱運転を実行可能に構成されているものが知られている(特許文献1を参照)。
特許文献1に開示の貯湯式熱源装置では、貯湯槽にて上層の高温の湯水から下層の低温の湯水までの間で温度成層を形成する成層貯湯状態を維持するために、放熱循環回路で放熱部からの戻り路である放熱戻り路が、加熱循環回路で加熱手段への往き路である加熱往き路に接続する回路として構成すると共に、放熱戻り路と加熱往き路との接続部に、切換弁を備える。そして、当該切換弁の開閉状態を、放熱戻り路の側を開状態、加熱往き路の加熱手段の側を開状態、及び加熱往き路の貯湯槽の側を閉状態とすることで、放熱戻り路からの戻り水が、貯湯槽の下部から貯湯槽内へ流入することを禁止し、そのすべてを、加熱往き路に導いて加熱手段の側へ供給する状態とする。
これにより、当該放熱戻り路からの中高温の放熱戻り湯水が、貯湯槽内に流入することを防止し、成層貯湯状態を維持している。
特許文献1に開示の貯湯式熱源装置では、貯湯槽にて上層の高温の湯水から下層の低温の湯水までの間で温度成層を形成する成層貯湯状態を維持するために、放熱循環回路で放熱部からの戻り路である放熱戻り路が、加熱循環回路で加熱手段への往き路である加熱往き路に接続する回路として構成すると共に、放熱戻り路と加熱往き路との接続部に、切換弁を備える。そして、当該切換弁の開閉状態を、放熱戻り路の側を開状態、加熱往き路の加熱手段の側を開状態、及び加熱往き路の貯湯槽の側を閉状態とすることで、放熱戻り路からの戻り水が、貯湯槽の下部から貯湯槽内へ流入することを禁止し、そのすべてを、加熱往き路に導いて加熱手段の側へ供給する状態とする。
これにより、当該放熱戻り路からの中高温の放熱戻り湯水が、貯湯槽内に流入することを防止し、成層貯湯状態を維持している。
上記特許文献1に開示の貯湯式熱源装置では、加熱放熱運転を実行している時に、貯湯槽内にて、成層貯湯状態を維持すべく、放熱戻り路と加熱往き路との接続部に切換弁が必要となり、更に、切換弁の開閉状態を貯湯槽内の下層への湯水の通流を禁止する状態としているため、貯湯槽は、上方から加熱循環路を循環して昇温した湯水を受け入れることができず、貯留できない状態となっていた。
本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、加熱放熱運転を実行しているときに、貯湯槽の成層貯湯状態を維持しながら、加熱循環回路を循環して加熱された湯水を、貯湯槽に受け入れて貯留できる貯湯式熱源装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の貯湯式熱源装置は、
湯水を貯留する貯湯槽と、湯水を加熱する加熱手段と、
放熱用端末を通流して循環する熱媒と湯水との熱交換により、湯水を放熱させる放熱部とを備えると共に、
前記貯湯槽の下部の湯水を、前記加熱手段を通流させた後に、前記貯湯槽の上部に戻す形態で湯水を循環させる加熱循環回路と、
前記貯湯槽の上部の湯水を、前記放熱部に通流させた後に、前記貯湯槽の下部に戻す形態で湯水を循環させる放熱循環回路とを備え、
前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路における湯水循環状態を制御する湯水循環状態制御手段とを備える貯湯式熱源装置であって、その特徴構成は、
前記加熱循環回路と前記放熱循環回路との両方に湯水を循環させて前記加熱手段による湯水の加熱と前記放熱部による湯水の放熱とを同時に行う加熱放熱運転時において、
前記湯水循環状態制御手段は、前記加熱循環回路を循環した湯水を前記貯湯槽内に還流可能な状態で、前記放熱循環回路を循環して前記貯湯槽に戻される放熱戻り湯水流量を、前記加熱循環回路を循環する加熱循環流量以下に制御する点にある。
湯水を貯留する貯湯槽と、湯水を加熱する加熱手段と、
放熱用端末を通流して循環する熱媒と湯水との熱交換により、湯水を放熱させる放熱部とを備えると共に、
前記貯湯槽の下部の湯水を、前記加熱手段を通流させた後に、前記貯湯槽の上部に戻す形態で湯水を循環させる加熱循環回路と、
前記貯湯槽の上部の湯水を、前記放熱部に通流させた後に、前記貯湯槽の下部に戻す形態で湯水を循環させる放熱循環回路とを備え、
前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路における湯水循環状態を制御する湯水循環状態制御手段とを備える貯湯式熱源装置であって、その特徴構成は、
前記加熱循環回路と前記放熱循環回路との両方に湯水を循環させて前記加熱手段による湯水の加熱と前記放熱部による湯水の放熱とを同時に行う加熱放熱運転時において、
前記湯水循環状態制御手段は、前記加熱循環回路を循環した湯水を前記貯湯槽内に還流可能な状態で、前記放熱循環回路を循環して前記貯湯槽に戻される放熱戻り湯水流量を、前記加熱循環回路を循環する加熱循環流量以下に制御する点にある。
上記特徴構成によれば、加熱放熱運転時において、加熱循環回路を循環した湯水を貯湯槽内に還流可能な状態にしながらも、放熱循環回路を循環して貯湯槽に戻される湯水の流量である放熱戻り湯水流量を、加熱循環回路を循環する湯水の流量である加熱循環流量以下として、貯湯槽の下部において槽内への流入流量を槽内からの流出流量以下とし、貯湯槽の内部にて、湯水の上昇流が生じることを抑制でき、成層貯湯状態を維持できる。
そして、このように成層貯湯状態を維持しながらも、加熱循環回路の加熱手段にて加熱された湯水の熱のうち、一部を放熱循環回路の放熱部に導いて放熱しつつ、残りを貯湯槽に受け入れて貯留(蓄熱)することができる。
尚、上記特徴構成において、貯湯槽の下部とは、貯湯槽の下層に接続される加熱往き路、及び放熱戻り路を含む部位を示す。
また、貯湯槽の上部とは、貯湯槽の上層に接続される加熱戻り路、及び放熱往き路を含む部位を示す。
そして、このように成層貯湯状態を維持しながらも、加熱循環回路の加熱手段にて加熱された湯水の熱のうち、一部を放熱循環回路の放熱部に導いて放熱しつつ、残りを貯湯槽に受け入れて貯留(蓄熱)することができる。
尚、上記特徴構成において、貯湯槽の下部とは、貯湯槽の下層に接続される加熱往き路、及び放熱戻り路を含む部位を示す。
また、貯湯槽の上部とは、貯湯槽の上層に接続される加熱戻り路、及び放熱往き路を含む部位を示す。
本発明の貯湯式熱源装置の更なる特徴構成は、
前記放熱循環回路において、前記貯湯槽をバイパスするバイパス路を備えると共に、前記バイパス路を通じて前記貯湯槽をバイパスする湯水流量を調整可能なバイパス流量調整手段を備え、
前記湯水循環状態制御手段が、前記放熱戻り湯水流量を前記加熱循環流量以下となるように前記バイパス流量調整手段を制御する点にある。
前記放熱循環回路において、前記貯湯槽をバイパスするバイパス路を備えると共に、前記バイパス路を通じて前記貯湯槽をバイパスする湯水流量を調整可能なバイパス流量調整手段を備え、
前記湯水循環状態制御手段が、前記放熱戻り湯水流量を前記加熱循環流量以下となるように前記バイパス流量調整手段を制御する点にある。
上記特徴構成によれば、放熱戻り湯水流量を加熱循環流量以下とする制御を、放熱循環回路にて貯湯槽をバイパスするバイパス路を通流する湯水流量を調整することにより実現している。これにより、加熱循環流量、及び放熱循環回路を循環する放熱循環流量の双方の流量制御とは独立して、放熱戻り湯水流量を加熱循環流量以下にする制御を実行できる。
本発明の貯湯式熱源装置の更なる特徴構成は、
前記湯水循環状態制御手段が、前記放熱戻り湯水流量を、前記加熱循環流量に対し、所定の余裕幅分少なく設定する点にある。
前記湯水循環状態制御手段が、前記放熱戻り湯水流量を、前記加熱循環流量に対し、所定の余裕幅分少なく設定する点にある。
上記特徴構成によれば、貯湯槽において流入流量よりも流出流量を、所定の余裕幅分(例えば、0.1〜0.2l/min程度の流量)多くなる状態を維持できるので、貯湯槽の内部にて、湯水の上昇流が生じることを、より良好に抑制でき、成層貯湯崩れを防ぐことができる。
本発明の貯湯式熱源装置の更なる特徴構成は、
前記放熱循環回路で前記放熱部への往き路である放熱往き路を通流する湯水を加熱する補助加熱手段と、
前記放熱循環回路において、前記貯湯槽をバイパスするバイパス路を備えると共に、前記バイパス路を通じて前記貯湯槽をバイパスする湯水流量を調整可能なバイパス流量調整手段を備え、
前記湯水循環状態制御手段が、前記補助加熱手段の上流側の前記放熱往き路の湯水の温度に基づいて前記バイパス流量調整手段及び前記補助加熱手段を制御する点にある。
前記放熱循環回路で前記放熱部への往き路である放熱往き路を通流する湯水を加熱する補助加熱手段と、
前記放熱循環回路において、前記貯湯槽をバイパスするバイパス路を備えると共に、前記バイパス路を通じて前記貯湯槽をバイパスする湯水流量を調整可能なバイパス流量調整手段を備え、
前記湯水循環状態制御手段が、前記補助加熱手段の上流側の前記放熱往き路の湯水の温度に基づいて前記バイパス流量調整手段及び前記補助加熱手段を制御する点にある。
上記特徴構成によれば、補助加熱手段の上流側の放熱往き路の湯水の温度が、放熱部にて必要とされる湯水温度よりも高く、当該高温の湯水が貯湯槽の上部から放熱往き路に導かれる場合、貯湯槽をバイパスするバイパス路を通流する湯水の流量を増加させることで、放熱循環回路を循環する湯水の温度を低下させ、放熱部にて必要とされる温度に維持できる。
また、補助加熱手段の上流側の放熱往き路の湯水の温度が、放熱部にて必要とされる温度よりも低い場合、当該低温の湯水を、放熱往き路に設けられた補助加熱手段にて加熱して、放熱部にて必要とされる温度にまで昇温させることができる。尚、この構成であれば、加熱手段が湯水の加熱を行っていない場合でも、独立して放熱運転を実行できる。
また、補助加熱手段の上流側の放熱往き路の湯水の温度が、放熱部にて必要とされる温度よりも低い場合、当該低温の湯水を、放熱往き路に設けられた補助加熱手段にて加熱して、放熱部にて必要とされる温度にまで昇温させることができる。尚、この構成であれば、加熱手段が湯水の加熱を行っていない場合でも、独立して放熱運転を実行できる。
本発明の貯湯式熱源装置100は、図1に示すように、貯湯槽14に貯留される湯水を加熱すると共に、熱を必要とする放熱用端末30に湯水の熱を放熱する加熱放熱運転を行っているときに、貯湯槽14の成層貯湯状態を維持しながら、加熱循環回路C1により貯湯槽14内の上層へ高温の湯水を戻して蓄熱可能にする構成及び制御に特徴がある。
以下、まず、貯湯式熱源装置100の基本構成について説明した後、その特徴構成について説明する。
以下、まず、貯湯式熱源装置100の基本構成について説明した後、その特徴構成について説明する。
貯湯式熱源装置100は、湯水を貯留する貯湯槽14と、当該貯湯槽14に貯留される湯水を加熱するための加熱循環回路C1と、貯湯槽14に貯留される湯水の熱を床暖房装置や浴室暖房装置等の放熱用端末30へ放熱するための放熱循環回路C2とを備えている。
〔加熱循環回路に係る構成〕
加熱循環回路C1は、その加熱往き路R1が貯湯槽14の下層に接続されると共に、その加熱戻り路R2が貯湯槽14の上層に接続されている。
加熱循環回路C1には、その上流側から順に、当該加熱循環回路C1に湯水を循環させる加熱循環ポンプ12と、加熱循環回路C1を循環する湯水をその排熱にて加熱する熱電併給装置11(加熱手段の一例)と、熱電併給装置11の排熱にて加熱された湯水の温度を測定する第1温度センサT1とが設けられている。
尚、貯湯槽14には、その上層に加熱循環回路C1の加熱戻り路R2から高温の湯水が供給されると共に、下方から加熱往き路R1へ低温の湯水が供給されることで、上層から下層に亘って、温度成層が形成される。これにより、成層貯湯状態が維持されることとなる。
加熱循環回路C1は、その加熱往き路R1が貯湯槽14の下層に接続されると共に、その加熱戻り路R2が貯湯槽14の上層に接続されている。
加熱循環回路C1には、その上流側から順に、当該加熱循環回路C1に湯水を循環させる加熱循環ポンプ12と、加熱循環回路C1を循環する湯水をその排熱にて加熱する熱電併給装置11(加熱手段の一例)と、熱電併給装置11の排熱にて加熱された湯水の温度を測定する第1温度センサT1とが設けられている。
尚、貯湯槽14には、その上層に加熱循環回路C1の加熱戻り路R2から高温の湯水が供給されると共に、下方から加熱往き路R1へ低温の湯水が供給されることで、上層から下層に亘って、温度成層が形成される。これにより、成層貯湯状態が維持されることとなる。
〔放熱循環回路に係る構成〕
放熱循環回路C2は、その放熱往き路R3が貯湯槽14の上層に接続されると共に、その放熱戻り路R4が貯湯槽14の下層に接続されている。貯湯槽14と接続する直前の放熱戻り路R4には、放熱戻り路R4と外部からの給水を供給する給水路R8との連通状態を切替可能な切換弁13が設けられている。
放熱循環回路C2には、その上流側から順に、当該放熱循環回路C2に湯水を循環させる放熱循環ポンプ16と、当該放熱循環回路C2を循環する湯水の温度を測定する第2温度センサT2と、バーナ燃焼装置17aにより湯水を加熱するバーナ加熱式熱交換器17と、湯水と熱媒とを熱交換する放熱熱交換器18(放熱部の一例)と、放熱循環回路C2の開閉状態を切り換える開閉弁19とを備えて構成されている。
尚、上記熱媒は、放熱熱交換器18と放熱用端末30との間に配設される熱媒循環回路C3を循環するものであり、放熱熱交換器18にて湯水の熱を回収すると共に、回収した熱を放熱用端末30にて放熱する。熱媒循環回路C3には、熱媒を循環する熱媒循環ポンプ32と、熱媒を貯留自在な大気開放型の熱媒タンク31とが設けられている。
以上の構成により、放熱循環回路C2を通流する湯水の温度、即ち、第2温度センサT2にて測定される温度が、放熱熱交換器18にて必要とされる設定温度よりも低い場合、バーナ燃焼装置17aを働かせてバーナ加熱式熱交換器17にて、湯水を設定温度にまで昇温させる。
尚、放熱循環回路C2でバーナ加熱式熱交換器17の下流側には、バーナ加熱式熱交換器17にて昇温された湯水の温度を測定する第3温度センサT3が設けられており、制御装置20は、第3温度センサT3の温度が設定温度となるように、バーナ燃焼装置17aの燃焼状態を制御する。
放熱循環回路C2は、その放熱往き路R3が貯湯槽14の上層に接続されると共に、その放熱戻り路R4が貯湯槽14の下層に接続されている。貯湯槽14と接続する直前の放熱戻り路R4には、放熱戻り路R4と外部からの給水を供給する給水路R8との連通状態を切替可能な切換弁13が設けられている。
放熱循環回路C2には、その上流側から順に、当該放熱循環回路C2に湯水を循環させる放熱循環ポンプ16と、当該放熱循環回路C2を循環する湯水の温度を測定する第2温度センサT2と、バーナ燃焼装置17aにより湯水を加熱するバーナ加熱式熱交換器17と、湯水と熱媒とを熱交換する放熱熱交換器18(放熱部の一例)と、放熱循環回路C2の開閉状態を切り換える開閉弁19とを備えて構成されている。
尚、上記熱媒は、放熱熱交換器18と放熱用端末30との間に配設される熱媒循環回路C3を循環するものであり、放熱熱交換器18にて湯水の熱を回収すると共に、回収した熱を放熱用端末30にて放熱する。熱媒循環回路C3には、熱媒を循環する熱媒循環ポンプ32と、熱媒を貯留自在な大気開放型の熱媒タンク31とが設けられている。
以上の構成により、放熱循環回路C2を通流する湯水の温度、即ち、第2温度センサT2にて測定される温度が、放熱熱交換器18にて必要とされる設定温度よりも低い場合、バーナ燃焼装置17aを働かせてバーナ加熱式熱交換器17にて、湯水を設定温度にまで昇温させる。
尚、放熱循環回路C2でバーナ加熱式熱交換器17の下流側には、バーナ加熱式熱交換器17にて昇温された湯水の温度を測定する第3温度センサT3が設けられており、制御装置20は、第3温度センサT3の温度が設定温度となるように、バーナ燃焼装置17aの燃焼状態を制御する。
一方、放熱循環回路C2には、貯湯槽14をバイパスする第1バイパス路R5(バイパス路の一例)が設けられており、当該第1バイパス路R5と放熱循環回路C2の放熱往き路R3との接続部位には、三方弁15が設けられている。当該三方弁15の開度状態を制御して、第1バイパス路R5を循環する湯水流量L3を増加させることで、貯湯槽14の側を通流する湯水の流量を減少させて、放熱熱交換器18に導かれる湯水の温度を低下させることができる。
これにより、放熱循環回路C2を通流する湯水の温度、即ち、第2温度センサT2にて測定される温度が、放熱熱交換器18にて必要される設定温度よりも高い場合、上記第1バイパス路R5を通流する流量L3を増加させるように、三方弁15の開度状態を制御して、湯水を設定温度にまで降温させる。
これにより、放熱循環回路C2を通流する湯水の温度、即ち、第2温度センサT2にて測定される温度が、放熱熱交換器18にて必要される設定温度よりも高い場合、上記第1バイパス路R5を通流する流量L3を増加させるように、三方弁15の開度状態を制御して、湯水を設定温度にまで降温させる。
〔給湯に係る構成〕
放熱循環回路C2を循環する湯水の一部は、バーナ加熱式熱交換器17を通流する非バイパス状態と、バーナ加熱式熱交換器17をバイパスするバイパス状態とを切り換える形態で、給湯利用箇所43へ供給可能に構成されている。
放熱循環回路C2を循環する湯水の一部は、バーナ加熱式熱交換器17を通流する非バイパス状態と、バーナ加熱式熱交換器17をバイパスするバイパス状態とを切り換える形態で、給湯利用箇所43へ供給可能に構成されている。
説明を加えると、非バイパス状態を実現すべく、放熱循環回路C2には、バーナ加熱式熱交換器17と放熱熱交換器18との間において、放熱循環回路C2を通流する湯水の一部を給湯利用箇所43へ導く給湯路R9が接続されており、当該給湯路R9には、給湯用として導かれる湯水の流量を調整可能な流量調整弁41が設けられている。
非バイパス状態にあっては、バーナ加熱式熱交換器17を通流した湯水が、給湯路R9を介して給湯利用箇所43へ導かれる。
非バイパス状態にあっては、バーナ加熱式熱交換器17を通流した湯水が、給湯路R9を介して給湯利用箇所43へ導かれる。
一方、バイパス状態を実現すべく、放熱循環回路C2には、放熱循環回路C2を通流する湯水の一部を、上記バーナ加熱式熱交換器17をバイパスする状態で、給湯路R9へ導く第2バイパス路R6が設けられている。
バイパス状態にあっては、第2バイパス路R6を通流することで、バーナ加熱式熱交換器17をバイパスした湯水が、給湯路R9を介して給湯利用箇所43へ導かれる。
バイパス状態にあっては、第2バイパス路R6を通流することで、バーナ加熱式熱交換器17をバイパスした湯水が、給湯路R9を介して給湯利用箇所43へ導かれる。
以上の構成により、貯湯槽14内の上層の湯水の温度、即ち、第5温度センサT5にて測定される湯水の温度が、給湯利用箇所43にて必要とされる給湯設定温度未満の場合、非バイパス状態にて湯水を供給することで、バーナ加熱式熱交換器17にて湯水を加熱し昇温させた状態で、湯水を給湯利用箇所43へ供給することができる。
一方、貯湯槽14内の上層の湯水の温度、即ち、第5温度センサT5にて測定される湯水の温度が、給湯利用箇所43にて必要とされる給湯設定温度以上の場合、バイパス状態にて湯水を供給して、バーナ加熱式熱交換器17による不要な加熱をしない状態で、湯水を給湯利用箇所43へ供給する。
尚、給湯利用箇所43に導かれる湯水の温度が、給湯利用箇所43にて必要とされる給湯設定温度より高い場合には、図示しない給水路から湯水が混合されることで、給湯設定温度に調整された湯水が、給湯利用箇所43から供給されることとなる。
一方、貯湯槽14内の上層の湯水の温度、即ち、第5温度センサT5にて測定される湯水の温度が、給湯利用箇所43にて必要とされる給湯設定温度以上の場合、バイパス状態にて湯水を供給して、バーナ加熱式熱交換器17による不要な加熱をしない状態で、湯水を給湯利用箇所43へ供給する。
尚、給湯利用箇所43に導かれる湯水の温度が、給湯利用箇所43にて必要とされる給湯設定温度より高い場合には、図示しない給水路から湯水が混合されることで、給湯設定温度に調整された湯水が、給湯利用箇所43から供給されることとなる。
以上が貯湯式熱源装置100の基本構成であるが、本発明の貯湯式熱源装置100は、加熱放熱運転時に、加熱循環回路C1を循環した湯水を貯湯槽14内に還流可能な状態で、貯湯槽14にて成層貯湯状態を維持可能である点に特徴がある。以下、その点について、説明を加える。
本発明にあっては、制御装置20が、加熱放熱運転時に、加熱循環回路C1を循環した湯水を貯湯槽14内に還流可能な状態で、放熱循環回路C2を循環して貯湯槽14に戻される放熱戻り湯水流量L2を、加熱循環回路C1を循環する加熱循環流量L1以下となるように、湯水循環状態を制御している。
これにより、貯湯槽14の内部における上昇流を抑制して、成層貯湯状態を維持している。
ここで、制御装置20は、貯湯槽14の内部における上昇流を、より良好に抑制する場合には、放熱循環回路C2を循環して貯湯槽14に戻される放熱戻り湯水流量L2を、加熱循環回路C1を循環する加熱循環流量L1よりも、所定の余裕幅分(例えば、0.1〜0.2l/min程度)少なく設定する。
これにより、貯湯槽14の内部における上昇流を抑制して、成層貯湯状態を維持している。
ここで、制御装置20は、貯湯槽14の内部における上昇流を、より良好に抑制する場合には、放熱循環回路C2を循環して貯湯槽14に戻される放熱戻り湯水流量L2を、加熱循環回路C1を循環する加熱循環流量L1よりも、所定の余裕幅分(例えば、0.1〜0.2l/min程度)少なく設定する。
制御装置20は、加熱循環回路C1を循環した湯水を貯湯槽14内に還流可能な状態にしながら、貯湯槽14における成層貯湯状態を維持すべく、以下に示す加熱運転、放熱運転、及び加熱放熱運転を、並列に実行する。尚、ここで、並列に実行するとは、3つの運転のすべてを実行状態にすることであり、加熱運転及び放熱運転を実行しながら、加熱放熱運転を実行することを意味する。
〔加熱運転〕
図2に示すように、制御装置20は、外部からの加熱運転の開始指令により、加熱運転開始処理を実行する(♯11)。
制御装置20は、加熱循環ポンプ12を最小流量で運転する(♯12)。
その後、制御装置20は、加熱循環回路C1を循環する湯水を加熱するべく、熱電併給装置11を働かせると共に、熱電併給装置11にて昇温された湯水の温度、即ち、第1温度センサT1の湯水の温度が貯湯温度になるように、加熱循環ポンプ12の回転数を制御して、加熱循環流量L1を調整する(♯13)。
制御装置20は、加熱運転の終了指令があるまで、♯13のステップを繰り返し実行する(♯14)。
一方、加熱運転の終了指令があった場合、制御装置20は、加熱運転を終了すべく、加熱循環ポンプ12等を停止させる加熱運転終了処理を実行する(♯15)。
図2に示すように、制御装置20は、外部からの加熱運転の開始指令により、加熱運転開始処理を実行する(♯11)。
制御装置20は、加熱循環ポンプ12を最小流量で運転する(♯12)。
その後、制御装置20は、加熱循環回路C1を循環する湯水を加熱するべく、熱電併給装置11を働かせると共に、熱電併給装置11にて昇温された湯水の温度、即ち、第1温度センサT1の湯水の温度が貯湯温度になるように、加熱循環ポンプ12の回転数を制御して、加熱循環流量L1を調整する(♯13)。
制御装置20は、加熱運転の終了指令があるまで、♯13のステップを繰り返し実行する(♯14)。
一方、加熱運転の終了指令があった場合、制御装置20は、加熱運転を終了すべく、加熱循環ポンプ12等を停止させる加熱運転終了処理を実行する(♯15)。
〔放熱運転〕
図3に示すように、制御装置20は、外部からの放熱運転の開始指令により、放熱運転開始処理を実行する(♯21)。即ち、三方弁15の開度状態を、湯水が第1バイパス路R5に導かれると共に貯湯槽14の側には導かれない状態とし、放熱循環回路C2に設けられる開閉弁19を開放状態とする。
制御装置20は、放熱循環ポンプ16を所定流量で運転する(♯22)。
その後、制御装置20は、バーナ加熱式熱交換器17(補助加熱手段の一例)を通過した湯水の温度、即ち、第3温度センサT3にて測定される温度が、設定温度となるように、バーナ燃焼装置17aを働かせる(♯23)。
制御装置20は、放熱運転の終了指令があるまで、♯23のステップを繰り返し実行する(♯24)。
一方、放熱運転の終了指令があった場合、制御装置20は、放熱運転を終了すべく、放熱循環ポンプ16等を停止させる放熱運転終了処理を実行する(♯25)。
図3に示すように、制御装置20は、外部からの放熱運転の開始指令により、放熱運転開始処理を実行する(♯21)。即ち、三方弁15の開度状態を、湯水が第1バイパス路R5に導かれると共に貯湯槽14の側には導かれない状態とし、放熱循環回路C2に設けられる開閉弁19を開放状態とする。
制御装置20は、放熱循環ポンプ16を所定流量で運転する(♯22)。
その後、制御装置20は、バーナ加熱式熱交換器17(補助加熱手段の一例)を通過した湯水の温度、即ち、第3温度センサT3にて測定される温度が、設定温度となるように、バーナ燃焼装置17aを働かせる(♯23)。
制御装置20は、放熱運転の終了指令があるまで、♯23のステップを繰り返し実行する(♯24)。
一方、放熱運転の終了指令があった場合、制御装置20は、放熱運転を終了すべく、放熱循環ポンプ16等を停止させる放熱運転終了処理を実行する(♯25)。
制御装置20は、以上の加熱運転及び放熱運転を実行しながら、以下の加熱放熱運転を実行する。
〔加熱放熱運転〕
図4に示すように、制御装置20は、外部からの加熱放熱運転の開始指令により、加熱放熱運転開始処理を実行する(♯31)。即ち、切換弁13を給水−両側とすることにより、三方とも開放状態とする。
このとき、制御装置20は、三方弁15の開度状態を、湯水が第1バイパス路R5に導かれると共に貯湯槽14の側には導かれない状態にしている。また、放熱循環回路C2の通流状態を制御する開閉弁19を、開放状態にしている。
〔加熱放熱運転〕
図4に示すように、制御装置20は、外部からの加熱放熱運転の開始指令により、加熱放熱運転開始処理を実行する(♯31)。即ち、切換弁13を給水−両側とすることにより、三方とも開放状態とする。
このとき、制御装置20は、三方弁15の開度状態を、湯水が第1バイパス路R5に導かれると共に貯湯槽14の側には導かれない状態にしている。また、放熱循環回路C2の通流状態を制御する開閉弁19を、開放状態にしている。
制御装置20(加熱循環流量推定手段20a)は、加熱循環ポンプ12の回転数に基づいて、加熱循環回路C1を循環する湯水流量L1、即ち、貯湯槽14から加熱往き路R1へ導かれる加熱循環流量L1を推定する(♯32)。
尚、加熱循環ポンプ12の回転数は、当該加熱循環ポンプ12への印加電圧及び印加周波数から推定することができる。
尚、加熱循環ポンプ12の回転数は、当該加熱循環ポンプ12への印加電圧及び印加周波数から推定することができる。
さらに、制御装置20(放熱戻り流量推定手段20b)は、バーナ加熱式熱交換器17を通流する湯水の流量を測定する第1流量センサF1の測定結果と、三方弁15の開度比率から、放熱戻り路R4から貯湯槽14へ導かれる放熱戻り湯水流量L2を推定する(♯33)。
即ち、制御装置20は、三方弁15の貯湯槽14側の開度と、第1バイパス路R5側との開度の比率から、放熱循環回路C2の放熱熱交換器18を通流する湯水流量(第1流量センサF1にて測定される湯水流量)のうち、放熱戻り路R4を通流する放熱戻り湯水流量L2を推定する。
即ち、制御装置20は、三方弁15の貯湯槽14側の開度と、第1バイパス路R5側との開度の比率から、放熱循環回路C2の放熱熱交換器18を通流する湯水流量(第1流量センサF1にて測定される湯水流量)のうち、放熱戻り路R4を通流する放熱戻り湯水流量L2を推定する。
制御装置20は、推定された放熱戻り湯水流量L2が加熱循環流量L1以下、且つ、放熱往き湯水の温度が設定温度以下(第2温度センサT2にて測定される温度が設定温度以下)の場合、三方弁15を、貯湯槽14側へ少し開く(♯34、35)。
このとき、放熱戻り湯水流量L2が加熱循環流量L1以下であるので、三方弁15を貯湯槽14側へ少し開いても、貯湯槽14の側へ導かれる放熱戻り湯水は、貯湯槽14の内部にて上昇流を形成することなく、加熱往き路R1に導かれることとなる。一方、放熱往き路R3には、加熱循環回路C1を循環して昇温した湯水が導かれることととなり、熱効率が向上する。
このとき、放熱戻り湯水流量L2が加熱循環流量L1以下であるので、三方弁15を貯湯槽14側へ少し開いても、貯湯槽14の側へ導かれる放熱戻り湯水は、貯湯槽14の内部にて上昇流を形成することなく、加熱往き路R1に導かれることとなる。一方、放熱往き路R3には、加熱循環回路C1を循環して昇温した湯水が導かれることととなり、熱効率が向上する。
一方、制御装置20は、放熱戻り湯水流量L2が加熱循環流量L1より大きい、又は、加熱往き湯水の温度が設定温度より高い(第2温度センサT2にて測定される温度が設定温度より高い)場合、三方弁15を、第1バイパス路R5側へ少し開く(♯36)。
これにより、貯湯槽14の内部の上昇流の流量を低減できると共に、放熱循環回路C2を循環する湯水の温度が、放熱熱交換器18にて必要とされる温度に維持される。
これにより、貯湯槽14の内部の上昇流の流量を低減できると共に、放熱循環回路C2を循環する湯水の温度が、放熱熱交換器18にて必要とされる温度に維持される。
制御装置20は、加熱放熱運転の終了指令があるまで、♯32〜♯36のステップを繰り返し実行する(♯37)。
一方、加熱放熱運転の終了指令があった場合、制御装置20は、加熱放熱運転を終了すべく、切換弁13を給水−貯湯槽14側に、三方弁15を、第1バイパス路R5側にする(♯38)。
一方、加熱放熱運転の終了指令があった場合、制御装置20は、加熱放熱運転を終了すべく、切換弁13を給水−貯湯槽14側に、三方弁15を、第1バイパス路R5側にする(♯38)。
以上のごとく、制御装置20、加熱循環ポンプ12、放熱循環ポンプ16、三方弁15、第1温度センサT1、第2温度センサT2、第3温度センサT3、及び第1流量センサF1が、湯水循環状態制御手段として働く。
〔別実施形態〕
(1)
上記実施形態では、加熱手段の一例として、熱電併給装置11を挙げて説明した。当該熱電併給装置11は、例えば、ガスエンジン発電機や燃料電池等、電力と共に熱を発生するものであれば、どのようなものでも含む。
また、加熱手段としては、熱電併給装置11に限らず、ヒートポンプや太陽熱回収パネル等を採用することもできる。
(1)
上記実施形態では、加熱手段の一例として、熱電併給装置11を挙げて説明した。当該熱電併給装置11は、例えば、ガスエンジン発電機や燃料電池等、電力と共に熱を発生するものであれば、どのようなものでも含む。
また、加熱手段としては、熱電併給装置11に限らず、ヒートポンプや太陽熱回収パネル等を採用することもできる。
(2)
上記実施形態では、放熱循環回路C2の放熱往き路R3は、貯湯槽14の上層に直接接続される構成を示したが、放熱循環回路C2の放熱往き路R3は、加熱戻り路R2に接続されるように構成しても良い。
当該構成によれば、加熱循環回路C1を循環する加熱循環流量L1と放熱循環回路C2を循環する湯水流量L2とを等しくして、加熱循環回路C1の加熱手段にて加熱された湯水を、貯湯槽14に貯留することなく、放熱循環回路C2に直接循環する湯水循環状態を実現できる。
このような湯水循環状態において、加熱手段としてヒートポンプを採用する場合、床暖房装置等の放熱用端末30の負荷(例えば、熱媒の送り温度:40℃)に合わせる状態で、ヒートポンプを運転できる。この場合、ヒートポンプにて加熱する湯水の温度を、貯湯槽14に貯留する目標湯水温度(60〜75℃)まで昇温させる必要がないため、昇温させる場合に比べて、高いCOPで運転することができる。
上記実施形態では、放熱循環回路C2の放熱往き路R3は、貯湯槽14の上層に直接接続される構成を示したが、放熱循環回路C2の放熱往き路R3は、加熱戻り路R2に接続されるように構成しても良い。
当該構成によれば、加熱循環回路C1を循環する加熱循環流量L1と放熱循環回路C2を循環する湯水流量L2とを等しくして、加熱循環回路C1の加熱手段にて加熱された湯水を、貯湯槽14に貯留することなく、放熱循環回路C2に直接循環する湯水循環状態を実現できる。
このような湯水循環状態において、加熱手段としてヒートポンプを採用する場合、床暖房装置等の放熱用端末30の負荷(例えば、熱媒の送り温度:40℃)に合わせる状態で、ヒートポンプを運転できる。この場合、ヒートポンプにて加熱する湯水の温度を、貯湯槽14に貯留する目標湯水温度(60〜75℃)まで昇温させる必要がないため、昇温させる場合に比べて、高いCOPで運転することができる。
(3)
上記特徴構成では、加熱循環流量L1は、制御装置20(加熱循環流量推定手段20a)が加熱循環ポンプ12への印加電圧や印加周波数に基づいて推定したが、加熱循環回路C1に直接流量センサを設けて測定するように構成しても構わない。
上記特徴構成では、加熱循環流量L1は、制御装置20(加熱循環流量推定手段20a)が加熱循環ポンプ12への印加電圧や印加周波数に基づいて推定したが、加熱循環回路C1に直接流量センサを設けて測定するように構成しても構わない。
(4)
上記特徴構成では、放熱戻り湯水流量L2は、制御装置20(放熱戻り流量推定手段20b)が、バーナ加熱式熱交換器17を通流する湯水の流量を測定する第1流量センサF1の測定結果と、三方弁15の開度比率に基づいて推定したが、放熱戻り路R4に直接流量センサを設けて測定するように構成しても構わない。
上記特徴構成では、放熱戻り湯水流量L2は、制御装置20(放熱戻り流量推定手段20b)が、バーナ加熱式熱交換器17を通流する湯水の流量を測定する第1流量センサF1の測定結果と、三方弁15の開度比率に基づいて推定したが、放熱戻り路R4に直接流量センサを設けて測定するように構成しても構わない。
(5)
上記特徴構成では、制御装置20が1つで加熱運転、放熱運転、加熱放熱運転を行なう集中制御の形態となっているが、お互いの運転状況を通信する機能を備えて各運転を行なう制御装置を個別に備えた分散制御の形態でも構わない。
(6)
上記実施形態では、放熱部の構成の一例として、床暖房装置や浴室暖房装置等の放熱用端末30と放熱熱交換器18との間に配設された熱媒循環回路C3を挙げて説明したが、浴槽の追焚循環回路等を採用することもできる。
上記特徴構成では、制御装置20が1つで加熱運転、放熱運転、加熱放熱運転を行なう集中制御の形態となっているが、お互いの運転状況を通信する機能を備えて各運転を行なう制御装置を個別に備えた分散制御の形態でも構わない。
(6)
上記実施形態では、放熱部の構成の一例として、床暖房装置や浴室暖房装置等の放熱用端末30と放熱熱交換器18との間に配設された熱媒循環回路C3を挙げて説明したが、浴槽の追焚循環回路等を採用することもできる。
本発明の貯湯式熱源装置は、加熱放熱運転を実行しているときに、貯湯槽の成層貯湯状態を維持しながら、加熱循環回路を循環して加熱された湯水を、貯湯槽に受け入れて貯留(蓄熱)できる貯湯式熱源装置として、有効に利用可能である。
11 :熱電併給装置
13 :切換弁
14 :貯湯槽
15 :三方弁
17 :バーナ加熱式熱交換器
17a :バーナ燃焼装置
18 :放熱熱交換器
20 :制御装置
30 :放熱用端末
C1 :加熱循環回路
C2 :放熱循環回路
R1 :加熱往き路
R2 :加熱戻り路
R3 :放熱往き路
R4 :放熱戻り路
R5 :第1バイパス路
100 :貯湯式熱源装置
13 :切換弁
14 :貯湯槽
15 :三方弁
17 :バーナ加熱式熱交換器
17a :バーナ燃焼装置
18 :放熱熱交換器
20 :制御装置
30 :放熱用端末
C1 :加熱循環回路
C2 :放熱循環回路
R1 :加熱往き路
R2 :加熱戻り路
R3 :放熱往き路
R4 :放熱戻り路
R5 :第1バイパス路
100 :貯湯式熱源装置
Claims (4)
- 湯水を貯留する貯湯槽と、湯水を加熱する加熱手段と、
放熱用端末を通流して循環する熱媒と湯水との熱交換により、湯水を放熱させる放熱部とを備えると共に、
前記貯湯槽の下部の湯水を、前記加熱手段を通流させた後に、前記貯湯槽の上部に戻す形態で湯水を循環させる加熱循環回路と、
前記貯湯槽の上部の湯水を、前記放熱部に通流させた後に、前記貯湯槽の下部に戻す形態で湯水を循環させる放熱循環回路とを備え、
前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路における湯水循環状態を制御する湯水循環状態制御手段とを備える貯湯式熱源装置であって、
前記加熱循環回路と前記放熱循環回路との両方に湯水を循環させて前記加熱手段による湯水の加熱と前記放熱部による湯水の放熱とを同時に行う加熱放熱運転時において、
前記湯水循環状態制御手段は、前記加熱循環回路を循環した湯水を前記貯湯槽内に還流可能な状態で、前記放熱循環回路を循環して前記貯湯槽に戻される放熱戻り湯水流量を、前記加熱循環回路を循環する加熱循環流量以下に制御する貯湯式熱源装置。 - 前記放熱循環回路において、前記貯湯槽をバイパスするバイパス路を備えると共に、前記バイパス路を通じて前記貯湯槽をバイパスする湯水流量を調整可能なバイパス流量調整手段を備え、
前記湯水循環状態制御手段が、前記放熱戻り湯水流量を前記加熱循環流量以下となるように前記バイパス流量調整手段を制御する請求項1に記載の貯湯式熱源装置。 - 前記湯水循環状態制御手段が、前記放熱戻り湯水流量を、前記加熱循環流量に対し、所定の余裕幅分少なく設定する請求項1又は2に記載の貯湯式熱源装置。
- 前記放熱循環回路で前記放熱部への往き路である放熱往き路を通流する湯水を加熱する補助加熱手段と、
前記放熱循環回路において、前記貯湯槽をバイパスするバイパス路を備えると共に、前記バイパス路を通じて前記貯湯槽をバイパスする湯水流量を調整可能なバイパス流量調整手段を備え、
前記湯水循環状態制御手段が、前記補助加熱手段の上流側の前記放熱往き路の湯水の温度に基づいて前記バイパス流量調整手段及び前記補助加熱手段を制御する請求項1乃至3の何れか一項に記載の貯湯式熱源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011277576A JP2013127347A (ja) | 2011-12-19 | 2011-12-19 | 貯湯式熱源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011277576A JP2013127347A (ja) | 2011-12-19 | 2011-12-19 | 貯湯式熱源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013127347A true JP2013127347A (ja) | 2013-06-27 |
Family
ID=48777972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011277576A Pending JP2013127347A (ja) | 2011-12-19 | 2011-12-19 | 貯湯式熱源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013127347A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015021717A (ja) * | 2013-07-24 | 2015-02-02 | 株式会社ノーリツ | 貯湯給湯装置 |
-
2011
- 2011-12-19 JP JP2011277576A patent/JP2013127347A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015021717A (ja) * | 2013-07-24 | 2015-02-02 | 株式会社ノーリツ | 貯湯給湯装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5580658B2 (ja) | 熱媒供給装置 | |
JP5829492B2 (ja) | 貯湯式給湯システム及びその運転制御方法 | |
JP2012013293A (ja) | 熱供給システム | |
JP5146731B2 (ja) | 給湯装置、並びに、給湯システム | |
JP6366335B2 (ja) | 貯湯式熱源装置 | |
JP2013127347A (ja) | 貯湯式熱源装置 | |
JP4546273B2 (ja) | 給湯システム | |
JP2016133271A (ja) | 熱供給システム | |
JP6283984B2 (ja) | 貯湯給湯装置 | |
JP5921416B2 (ja) | コージェネレーションシステム及び給湯設備 | |
JP5703926B2 (ja) | 熱供給システム | |
JP2013238333A (ja) | 貯湯式熱源装置 | |
JP6041570B2 (ja) | 貯湯式熱源装置 | |
JP2013148329A (ja) | 貯湯式熱源装置 | |
JP2013108642A (ja) | 熱媒供給装置 | |
JP2018044721A (ja) | 熱供給システム | |
JP2011185573A (ja) | 熱供給装置 | |
JP4223499B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4953436B2 (ja) | 蓄熱放熱システム | |
JP2021113620A (ja) | 風呂装置 | |
JP2006336938A (ja) | 温水暖房装置 | |
JP4615888B2 (ja) | 燃料電池コージェネレーションシステム | |
JP6021599B2 (ja) | 蓄熱装置及びコージェネレーションシステム | |
JP5816641B2 (ja) | 風呂装置 | |
JP2015209030A (ja) | 車両用空調装置 |