JP2013170791A - Heating and hot water system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating and hot water system capable of simultaneously achieving hot water supply request and heating request.SOLUTION: A heating and hot water system includes: a heat pump unit 1 heating a heating medium; a hot water supply heat exchanger 19 performing heat exchange between the heating medium and water in a hot water storage tank 11; heating heat exchangers 31, 32 heating the inside of a room by the heating medium; a heating medium pump 18; heating medium pipes 12-15 sequentially connecting a delivery side of the pump 18 and suction sides of the heat pump 1, hot water storage heat exchanger 19, heating heat exchangers 31, 32 and pump 18; a bypass pipe 22 bypassing the hot water storage heat exchanger 19 from the heating medium pipes; a bypass pipe 23 bypassing the heating heat exchangers 31, 32 from the heating medium pipes; a four-way valve 20 switching respective circuits for the heating medium between the hot water storage heat exchanger 19 and the pipe 22 and between the heating heat exchangers 31, 32 and the pipe 23; and a control means controlling the four-way valve 20 according to the presence or absence of hot water supply request and heating request.

Description

本発明は、暖房給湯システムに係り、特に、ヒートポンプにより加熱された温水を媒体として給湯と暖房を実施する暖房給湯システムに関する。   The present invention relates to a heating and hot water supply system, and more particularly to a heating and hot water supply system that performs hot water supply and heating using hot water heated by a heat pump as a medium.

従来、例えば特許文献1には、加熱機構にて加熱された温水を暖房端末に循環させることで暖房機能を実現する暖房システムと、加熱機構にて加熱された温水を貯湯タンク内熱交換器に循環させることにより貯湯タンク内の水を加熱する給湯システムと、を備えた暖房給湯システムが開示されている。この暖房給湯システムでは、具体的には、ヒートポンプユニットにて加熱された温水を暖房端末に循環させるための回路と、当該暖房端末をバイパスして貯湯タンク内熱交換器に温水を循環させる回路とを備え、これらの回路の分岐点に設けられた三方弁を切り替えて何れか一方の回路を選択することにより、暖房システムと給湯システムとを使い分けることとしている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a heating system that realizes a heating function by circulating hot water heated by a heating mechanism to a heating terminal, and hot water heated by the heating mechanism as a heat exchanger in a hot water storage tank. A heating and hot water supply system including a hot water supply system that heats water in a hot water storage tank by circulating the water is disclosed. Specifically, in this heating and hot water supply system, a circuit for circulating the hot water heated by the heat pump unit to the heating terminal, a circuit for bypassing the heating terminal and circulating the hot water to the heat exchanger in the hot water storage tank, By switching the three-way valve provided at the branch point of these circuits and selecting one of the circuits, the heating system and the hot water supply system are selectively used.

特開2010−60270号公報JP 2010-60270 A 特開2010−8036号公報JP 2010-8036 A

しかしながら、従来の暖房給湯システムでは、暖房端末に温水を循環させる回路と貯湯タンク内熱交換器に温水を循環させる回路とを切り替えて各機能を実現している。このため、給湯機能と暖房機能とを同時に実現することはできず、その結果、給湯中に室温が低下し快適性を損ねるという課題があった。   However, in the conventional heating and hot water supply system, each function is realized by switching between a circuit for circulating hot water to the heating terminal and a circuit for circulating hot water to the heat exchanger in the hot water storage tank. For this reason, the hot water supply function and the heating function cannot be realized at the same time. As a result, there is a problem that the room temperature is lowered during hot water supply and the comfort is impaired.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、給湯要求と暖房要求とを同時に実現することのできる暖房給湯システムを提供することを目的とする。   This invention was made in order to solve the above subjects, and it aims at providing the heating hot-water supply system which can implement | achieve a hot-water supply request | requirement and a heating request | requirement simultaneously.

この発明に係る暖房給湯システムは、熱媒体を加熱する加熱手段と、熱媒体と水との間で熱交換を行う給湯熱交換器と、給湯熱交換器により加熱された水を貯湯する貯湯タンクと、熱媒体により室内を暖房する暖房熱交換器と、熱媒体を送流する熱媒体ポンプと、熱媒体ポンプの吐出側、加熱手段、貯湯熱交換器、暖房熱交換器および熱媒体ポンプの吸込側を順に環状に接続する循環配管と、循環配管から貯湯熱交換器をバイパスする第1のバイパス配管と、循環配管から暖房熱交換器をバイパスする第2のバイパス配管と、貯湯熱交換器と第1のバイパス配管との間、および暖房熱交換器と第2のバイパス配管との間で熱媒体の回路をそれぞれ切り替える切替手段と、給湯熱交換器において熱交換を行う給湯要求および暖房熱交換器において熱交換を行う暖房要求の有無に応じて、切替手段を制御する制御手段と、を備えるものである。   A heating hot water supply system according to the present invention includes a heating means for heating a heat medium, a hot water supply heat exchanger for exchanging heat between the heat medium and water, and a hot water storage tank for storing hot water heated by the hot water supply heat exchanger. A heating heat exchanger that heats the room with a heat medium, a heat medium pump that sends the heat medium, a discharge side of the heat medium pump, a heating means, a hot water storage heat exchanger, a heating heat exchanger, and a heat medium pump. A circulation pipe that sequentially connects the suction side in a circular pattern, a first bypass pipe that bypasses the hot water storage heat exchanger from the circulation pipe, a second bypass pipe that bypasses the heating heat exchanger from the circulation pipe, and a hot water storage heat exchanger Switching means for switching the circuit of the heat medium between the first and second bypass pipes and between the heating heat exchanger and the second bypass pipe, a hot water supply request for performing heat exchange in the hot water supply heat exchanger, and heating heat Smell in the exchanger Depending on the presence or absence of heating demand for heat exchange, in which comprises a control means for controlling the switching means.

本発明によれば、給湯熱交換器において熱交換を行う給湯要求と暖房熱交換器において熱交換を行う暖房要求とを同時に実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hot_water | molten_metal supply request | requirement which performs heat exchange in a hot-water supply heat exchanger, and the heating request | requirement which performs heat exchange in a heating heat exchanger are realizable simultaneously.

本発明の実施の形態1としての暖房給湯システムの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the heating hot-water supply system as Embodiment 1 of this invention. 本実施の形態の暖房給湯システムに用いる四方弁の内部構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the internal structure of the four-way valve used for the heating hot-water supply system of this Embodiment. 給湯運転モードにおける熱媒体の循環回路について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the circulation circuit of the heat medium in the hot water supply operation mode. 暖房運転モードにおける熱媒体の循環回路について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the circulation circuit of the heat medium in heating operation mode. 暖房給湯運転モードにおける熱媒体の循環回路について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the circulation circuit of the heat medium in heating hot-water supply operation mode. 暖房運転モードにおける熱媒体の循環回路の変形例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the circulation circuit of the heat medium in heating operation mode. 本発明の実施の形態1としての暖房給湯システムの変形例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the modification of the heating hot-water supply system as Embodiment 1 of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1としての暖房給湯システム100の回路構成図である。図1に示す暖房給湯システム100は、蒸気圧縮式冷凍サイクル(ヒートポンプサイクル)の冷媒回路を搭載したヒートポンプユニット1と、貯湯タンク11内の水を加熱する加熱循環回路を搭載した貯湯タンクユニット10と、加熱循環回路の一部により構成され、室内を暖房する暖房ユニット30とを備えている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a heating and hot water supply system 100 as Embodiment 1 of the present invention. A heating hot water supply system 100 shown in FIG. 1 includes a heat pump unit 1 equipped with a refrigerant circuit of a vapor compression refrigeration cycle (heat pump cycle), and a hot water storage tank unit 10 equipped with a heating circulation circuit that heats water in the hot water storage tank 11. The heating unit 30 includes a part of the heating circuit and heats the room.

ヒートポンプユニット1と貯湯タンクユニット10とは、熱媒体配管12,13を介して接続されている。貯湯タンクユニット10と暖房ユニット30とは、熱媒体配管14,15を介して接続されている。また、貯湯タンクユニット10は、給湯端末(例えば、台所や洗面所等の蛇口)に繋がる給湯管17と、水道等の水源から給水するための給水管16とに接続されている。   The heat pump unit 1 and the hot water storage tank unit 10 are connected via heat medium pipes 12 and 13. The hot water storage tank unit 10 and the heating unit 30 are connected via heat medium pipes 14 and 15. The hot water storage tank unit 10 is connected to a hot water supply pipe 17 connected to a hot water supply terminal (for example, a faucet such as a kitchen or a washroom) and a water supply pipe 16 for supplying water from a water source such as a water supply.

ヒートポンプユニット1は、圧縮機2と、冷媒−水熱交換器(凝縮器)3と、膨張弁4と、蒸発器5とを冷媒配管6により環状に接続した冷媒回路を搭載している。圧縮機2は、冷媒を吸入し圧縮して高温高圧の状態にする。冷媒−水熱交換器3は、熱媒体(たとえば、水)と冷媒とを熱交換させることで、熱媒体を加熱し、冷媒を冷却する。冷媒−水熱交換器3は、例えばプレート式熱交換器により構成される。膨張弁4は、冷媒を減圧して低温低圧の状態にする。蒸発器5は、外気と冷媒を熱交換させることで、外気から熱を吸収して冷媒を加熱する。尚、ヒートポンプユニット1の冷媒回路に用いられる冷媒は、特に限定されず、例えば、R410A、R32、HFO−1234yf、炭化水素や二酸化炭素のような自然冷媒、などを用いることができる。また、本実施の形態では、循環回路に用いられる熱媒体として水を用いた場合について説明するが、使用可能な熱媒体は特に限定されず、本システムの使用各国における規制の範囲内で、種々の液体(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、或いはこれらの混合物など)を用いることができる。   The heat pump unit 1 is equipped with a refrigerant circuit in which a compressor 2, a refrigerant-water heat exchanger (condenser) 3, an expansion valve 4, and an evaporator 5 are annularly connected by a refrigerant pipe 6. The compressor 2 sucks and compresses the refrigerant to bring it into a high temperature and high pressure state. The refrigerant-water heat exchanger 3 heats the heat medium and cools the refrigerant by exchanging heat between the heat medium (for example, water) and the refrigerant. The refrigerant-water heat exchanger 3 is constituted by, for example, a plate heat exchanger. The expansion valve 4 depressurizes the refrigerant to a low temperature and low pressure state. The evaporator 5 absorbs heat from the outside air and heats the refrigerant by exchanging heat between the outside air and the refrigerant. In addition, the refrigerant | coolant used for the refrigerant circuit of the heat pump unit 1 is not specifically limited, For example, R410A, R32, HFO-1234yf, natural refrigerant | coolants, such as a hydrocarbon and a carbon dioxide, etc. can be used. In the present embodiment, the case where water is used as the heat medium used in the circulation circuit will be described. However, the heat medium that can be used is not particularly limited, and various types can be used within the scope of regulations in each country where the system is used. (For example, ethylene glycol, propylene glycol, or a mixture thereof) can be used.

貯湯タンクユニット10には、上述した貯湯タンク11、熱媒体配管12,13,14,15、給湯管17、給水管16の他、熱媒体ポンプ18、給湯熱交換器19、四方弁20、バイパス配管22,23、および温度センサ24等が搭載されている。図2は、本実施の形態の暖房給湯システム100に用いる四方弁20内部構造を説明するための図である。以下、図1および図2を参照して、本実施の形態の暖房給湯システムの構成について更に詳細に説明する。   The hot water storage tank unit 10 includes a hot water storage tank 11, heat medium pipes 12, 13, 14, 15, a hot water supply pipe 17, a water supply pipe 16, a heat medium pump 18, a hot water supply heat exchanger 19, a four-way valve 20, a bypass. Pipes 22 and 23, a temperature sensor 24, and the like are mounted. FIG. 2 is a diagram for explaining the internal structure of the four-way valve 20 used in the heating and hot water supply system 100 of the present embodiment. Hereinafter, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the heating hot-water supply system of this Embodiment is demonstrated in detail.

四方弁20は、熱媒体の流れ方向を切り替える切替手段として機能するものである。具体的には、四方弁20は、2つの入口a,bと、2つの出口c,dと、を備え、入口a,b、および出口c,dをそれぞれ切り替える機能を有している。熱媒体配管12は、冷媒−水熱交換器3における熱媒体の吐出側と四方弁20の入口aとを接続している。熱媒体配管12途中には給湯熱交換器19が配設されている。給湯熱交換器19は、熱媒体と貯湯タンク11内の水とを熱交換させることで、水を加熱し熱媒体を冷却する。また、温度センサ24は、給湯熱交換器19から吐出する熱媒体の温度を検出する。   The four-way valve 20 functions as a switching unit that switches the flow direction of the heat medium. Specifically, the four-way valve 20 includes two inlets a and b and two outlets c and d, and has a function of switching the inlets a and b and the outlets c and d, respectively. The heat medium pipe 12 connects the discharge side of the heat medium in the refrigerant-water heat exchanger 3 and the inlet a of the four-way valve 20. A hot water supply heat exchanger 19 is disposed in the middle of the heat medium pipe 12. The hot water supply heat exchanger 19 heats water and cools the heat medium by exchanging heat between the heat medium and the water in the hot water storage tank 11. The temperature sensor 24 detects the temperature of the heat medium discharged from the hot water supply heat exchanger 19.

熱媒体配管13は、冷媒−水熱交換器3における熱媒体の吸込側と熱媒体配管15の一端とを接続している。熱媒体配管13の途中には、熱媒体ポンプ18が配設されている。熱媒体ポンプ18は、熱媒体配管13内の熱媒体を冷媒−水熱交換器3内へ送水する機能を有している。また、熱媒体配管14は、四方弁20の出口dと後述する暖房熱交換器31,32の入口側とを接続している。更に、暖房熱交換器31,32の出口側は、熱媒体配管15の他端に接続されている。   The heat medium pipe 13 connects the heat medium suction side of the refrigerant-water heat exchanger 3 and one end of the heat medium pipe 15. A heat medium pump 18 is disposed in the middle of the heat medium pipe 13. The heat medium pump 18 has a function of feeding the heat medium in the heat medium pipe 13 into the refrigerant-water heat exchanger 3. The heat medium pipe 14 connects the outlet d of the four-way valve 20 and the inlet side of heating heat exchangers 31 and 32 described later. Further, the outlet sides of the heating heat exchangers 31 and 32 are connected to the other end of the heat medium pipe 15.

バイパス配管22は、熱媒体配管12における冷媒−水熱交換器3と給湯熱交換器19との間と四方弁20の入口bとを接続している。また、バイパス配管23は、熱媒体配管13と熱媒体配管14の接続部と四方弁20の出口cとを接続している。   The bypass pipe 22 connects between the refrigerant-water heat exchanger 3 and the hot water supply heat exchanger 19 in the heat medium pipe 12 and the inlet b of the four-way valve 20. Further, the bypass pipe 23 connects the connection part of the heat medium pipe 13 and the heat medium pipe 14 and the outlet c of the four-way valve 20.

暖房ユニット30は、給湯端末としての暖房熱交換器31,32を備えている。暖房熱交換器31,32に熱媒体を流すことによって、室内の空気を暖房する。尚、本実施の形態では給湯端末を2台にしているが、1台若しくは3台以上としても良い。また、暖房熱交換器31,32としては、例えばラジエータ、ファンコイルユニット、床暖房ヒータ等の暖房熱交換器を用いることができる。   The heating unit 30 includes heating heat exchangers 31 and 32 as hot water supply terminals. The indoor air is heated by flowing a heat medium through the heating heat exchangers 31 and 32. In this embodiment, two hot water supply terminals are used, but one or three or more hot water terminals may be used. Moreover, as the heating heat exchangers 31 and 32, for example, a heating heat exchanger such as a radiator, a fan coil unit, a floor heating heater, or the like can be used.

[実施の形態1の動作]
暖房給湯システム100は、暖房ユニット30に要求される暖房要求(すなわち、暖房熱交換器31,32において熱交換を行う要求)及び貯湯タンクユニット10に要求される給湯要求(すなわち、給湯熱交換器19において熱交換を行う要求)に応じて、ヒートポンプユニット1、貯湯タンクユニット10及び暖房ユニット30に搭載されている各機器の制御を行い、暖房運転モード、給湯運転モード、または暖房給湯運転モードを実行する。以下、各運転モードにおける運転動作について詳細に説明する。
[Operation of Embodiment 1]
The heating and hot water supply system 100 includes a heating request required for the heating unit 30 (that is, a request for heat exchange in the heating heat exchangers 31 and 32) and a hot water supply request required for the hot water storage tank unit 10 (that is, a hot water supply heat exchanger). 19, the heat pump unit 1, the hot water storage tank unit 10, and the heating unit 30 are controlled according to the request, and the heating operation mode, the hot water supply operation mode, or the heating hot water supply operation mode is set. Run. Hereinafter, the driving operation in each operation mode will be described in detail.

(給湯運転モード)
先ず、図3を参照して、給湯運転モードについて説明する。図3は、給湯運転モードにおける熱媒体の循環回路について説明するための図である。尚、図3中の矢印は冷媒および熱媒体の流れ方向を示している。暖房要求が出されていない状態で給湯要求が出されると給湯運転モードによる運転が行われる。給湯運転モードでは、この図に示すとおり、四方弁20は入口aと出口cとが連通するように切り替えられる。これにより、熱媒体ポンプ18、冷媒−水熱交換器3、給湯熱交換器19、および四方弁20が、熱媒体配管13、熱媒体配管12、およびバイパス配管23によって環状に接続された熱媒体の循環回路が形成される。この状態にてヒートポンプユニット1及び貯湯タンクユニット10の運転を実施する。そうすると、形成された循環回路では、熱媒体ポンプ18により送流された熱媒体は貯湯タンクユニット10より流出し、熱媒体配管13を経由してヒートポンプユニット1に流入する。熱媒体は、ヒートポンプユニット1に流入後、冷媒−水熱交換器3にて冷媒により加熱され、高温状態となる。この高温の熱媒体は、ヒートポンプユニット1より流出し、熱媒体配管12を経由して、再び貯湯タンクユニット10に流入する。熱媒体は、その後、給湯熱交換器19に流入し、水と熱交換を行うことで貯湯タンク11内の水を加熱し、熱媒体は低温となる。この温度低下した熱媒体は、その後、再び熱媒体ポンプ18に流入する。これにより、貯湯タンク11内の水が熱媒体によって有効に加熱される。
(Hot water operation mode)
First, the hot water supply operation mode will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a heat medium circulation circuit in the hot water supply operation mode. In addition, the arrow in FIG. 3 has shown the flow direction of the refrigerant | coolant and the heat medium. When a hot water supply request is issued in a state where no heating request has been issued, operation in the hot water supply operation mode is performed. In the hot water supply operation mode, as shown in this figure, the four-way valve 20 is switched so that the inlet a and the outlet c communicate with each other. Accordingly, the heat medium in which the heat medium pump 18, the refrigerant-water heat exchanger 3, the hot water supply heat exchanger 19, and the four-way valve 20 are annularly connected by the heat medium pipe 13, the heat medium pipe 12, and the bypass pipe 23. A circulation circuit is formed. In this state, the heat pump unit 1 and the hot water storage tank unit 10 are operated. Then, in the formed circulation circuit, the heat medium sent by the heat medium pump 18 flows out of the hot water storage tank unit 10 and flows into the heat pump unit 1 via the heat medium pipe 13. After the heat medium flows into the heat pump unit 1, the heat medium is heated by the refrigerant in the refrigerant-water heat exchanger 3 to be in a high temperature state. This high-temperature heat medium flows out of the heat pump unit 1 and flows into the hot water storage tank unit 10 again via the heat medium pipe 12. The heat medium then flows into the hot water supply heat exchanger 19 and heats the water in the hot water storage tank 11 by exchanging heat with water, and the heat medium becomes a low temperature. The heat medium whose temperature has been lowered then flows into the heat medium pump 18 again. Thereby, the water in the hot water storage tank 11 is effectively heated by the heat medium.

(暖房運転モード)
次に、図4を参照して、暖房運転モードについて説明する。図4は、暖房運転モードにおける熱媒体の循環回路について説明するための図である。尚、図4中の矢印は冷媒および熱媒体の流れ方向を示している。給湯要求が出されていない状態で暖房要求が出されると暖房運転モードによる運転が行われる。暖房運転モードでは、この図に示すとおり、四方弁20は入口cと出口dとが連通するように切り替えられる。これにより、熱媒体ポンプ18、冷媒−水熱交換器3、四方弁20、および暖房熱交換器31,32が、熱媒体配管13、熱媒体配管12、バイパス配管22、熱媒体配管14、および熱媒体配管15によって環状に接続された熱媒体の循環回路が形成される。この状態にてヒートポンプユニット1及び暖房ユニット30の運転を実施する。そうすると、形成された循環回路では、熱媒体ポンプ18により送流された熱媒体が貯湯タンクユニット10より流出し、熱媒体配管13を経由してヒートポンプユニット1に流入する。熱媒体は、ヒートポンプユニット1に流入後、冷媒−水熱交換器3にて冷媒により加熱され、高温状態となる。この高温の熱媒体は、ヒートポンプユニット1より流出し、熱媒体配管12を経由して、再び貯湯タンクユニット10に流入する。熱媒体は、その後、四方弁20を経由して貯湯タンクユニット10から流出し、熱媒体配管14を経由して、暖房ユニット30に流入する。暖房熱交換器31,32にて熱媒体と室内空気とが熱交換することにより室内を暖房し、熱媒体は低温となる。低温となった熱媒体は、暖房ユニット30から流出し、熱媒体配管15を経由して貯湯タンクユニット10に流入し、再び熱媒体ポンプ18に流入する。これにより、室内が熱媒体によって有効に加熱される。
(Heating operation mode)
Next, the heating operation mode will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a heat medium circulation circuit in the heating operation mode. In addition, the arrow in FIG. 4 has shown the flow direction of the refrigerant | coolant and the heat medium. If a heating request is issued when no hot water supply request is issued, operation in the heating operation mode is performed. In the heating operation mode, as shown in this figure, the four-way valve 20 is switched so that the inlet c and the outlet d communicate with each other. Thereby, the heat medium pump 18, the refrigerant-water heat exchanger 3, the four-way valve 20, and the heating heat exchangers 31 and 32 include the heat medium pipe 13, the heat medium pipe 12, the bypass pipe 22, the heat medium pipe 14, and A circulation circuit of the heat medium connected in a ring shape by the heat medium pipe 15 is formed. In this state, the heat pump unit 1 and the heating unit 30 are operated. Then, in the formed circulation circuit, the heat medium sent by the heat medium pump 18 flows out from the hot water storage tank unit 10 and flows into the heat pump unit 1 through the heat medium pipe 13. After the heat medium flows into the heat pump unit 1, the heat medium is heated by the refrigerant in the refrigerant-water heat exchanger 3 to be in a high temperature state. This high-temperature heat medium flows out of the heat pump unit 1 and flows into the hot water storage tank unit 10 again via the heat medium pipe 12. Thereafter, the heat medium flows out of the hot water storage tank unit 10 via the four-way valve 20 and flows into the heating unit 30 via the heat medium pipe 14. The heat medium and room air exchange heat in the heating heat exchangers 31 and 32 to heat the room, and the heat medium becomes a low temperature. The heat medium having a low temperature flows out of the heating unit 30, flows into the hot water storage tank unit 10 through the heat medium pipe 15, and flows into the heat medium pump 18 again. Thereby, the room is effectively heated by the heat medium.

(暖房給湯運転モード)
更に、図5を参照して、暖房給湯運転モードについて説明する。図5は、暖房給湯運転モードにおける熱媒体の循環回路について説明するための図である。尚、図5中の矢印は冷媒および熱媒体の流れ方向を示している。暖房要求と給湯要求との両要求が出されると暖房給湯運転モードによる運転が行われる。暖房給湯運転モードでは、この図に示すとおり、四方弁20は入口aと出口dとが連通するように切り替えられる。これにより、熱媒体ポンプ18、冷媒−水熱交換器3、給湯熱交換器19、四方弁20、および暖房熱交換器31,32が、熱媒体配管13、熱媒体配管12、熱媒体配管14、および熱媒体配管15によって環状に接続された熱媒体の循環回路が形成される。この状態にてヒートポンプユニット1、貯湯タンクユニット10、および暖房ユニット30の運転を実施する。そうすると、形成された循環回路では、熱媒体ポンプ18により送流された熱媒体は貯湯タンクユニット10より流出し、熱媒体配管13を経由してヒートポンプユニット1に流入する。熱媒体は、ヒートポンプユニット1に流入後、冷媒−水熱交換器3にて冷媒により加熱され、高温状態となる。この高温の熱媒体は、ヒートポンプユニット1より流出し、熱媒体配管12を経由して、再び貯湯タンクユニット10に流入する。熱媒体は、その後、給湯熱交換器19に流入し、水と熱交換を行うことで貯湯タンク11内の水を加熱し、熱媒体は低温となる。これにより、貯湯タンク11内の水が熱媒体によって有効に加熱される。
(Heating / hot water operation mode)
Furthermore, with reference to FIG. 5, heating hot water supply operation mode is demonstrated. FIG. 5 is a diagram for explaining a heat medium circulation circuit in the heating and hot water supply operation mode. In addition, the arrow in FIG. 5 has shown the flow direction of the refrigerant | coolant and the heat medium. When both the heating request and the hot water supply request are issued, the operation in the heating hot water supply operation mode is performed. In the heating and hot water supply operation mode, as shown in this figure, the four-way valve 20 is switched so that the inlet a and the outlet d communicate with each other. Accordingly, the heat medium pump 18, the refrigerant-water heat exchanger 3, the hot water supply heat exchanger 19, the four-way valve 20, and the heating heat exchangers 31 and 32 are replaced by the heat medium pipe 13, the heat medium pipe 12, and the heat medium pipe 14. And a circulation circuit of the heat medium connected in an annular shape by the heat medium pipe 15. In this state, the heat pump unit 1, the hot water storage tank unit 10, and the heating unit 30 are operated. Then, in the formed circulation circuit, the heat medium sent by the heat medium pump 18 flows out of the hot water storage tank unit 10 and flows into the heat pump unit 1 via the heat medium pipe 13. After the heat medium flows into the heat pump unit 1, the heat medium is heated by the refrigerant in the refrigerant-water heat exchanger 3 to be in a high temperature state. This high-temperature heat medium flows out of the heat pump unit 1 and flows into the hot water storage tank unit 10 again via the heat medium pipe 12. The heat medium then flows into the hot water supply heat exchanger 19 and heats the water in the hot water storage tank 11 by exchanging heat with water, and the heat medium becomes a low temperature. Thereby, the water in the hot water storage tank 11 is effectively heated by the heat medium.

給湯熱交換器19から流出した熱媒体は、その後、四方弁20を経由して貯湯タンクユニット10から流出し、熱媒体配管14を経由して、暖房ユニット30に流入する。暖房熱交換器31,32にて熱媒体と室内空気とが熱交換することにより室内を暖房し、熱媒体は更に低温となる。低温となった熱媒体は、暖房ユニット30から流出し、熱媒体配管15を経由して貯湯タンクユニット10に流入し、再び熱媒体ポンプ18に流入する。これにより、室内が熱媒体によって有効に加熱される。   The heat medium flowing out of the hot water supply heat exchanger 19 then flows out of the hot water storage tank unit 10 via the four-way valve 20 and flows into the heating unit 30 via the heat medium pipe 14. The heat medium and room air exchange heat in the heating heat exchangers 31 and 32 to heat the room, and the heat medium is further cooled. The heat medium having a low temperature flows out of the heating unit 30, flows into the hot water storage tank unit 10 through the heat medium pipe 15, and flows into the heat medium pump 18 again. Thereby, the room is effectively heated by the heat medium.

尚、上述した暖房給湯運転モードは、給湯熱交換器19から流出した熱媒体の温度を温度センサ24により検出し、この熱媒体温度が室内温度よりも高い場合のみに実行することが好ましい。これにより、暖房ユニット30によって室内を暖房することができない場合に当該モードが実行される事態を有効に抑止することができる。   The heating / hot water supply operation mode described above is preferably executed only when the temperature of the heat medium flowing out of the hot water supply heat exchanger 19 is detected by the temperature sensor 24 and the heat medium temperature is higher than the room temperature. Thereby, when the room cannot be heated by the heating unit 30, the situation in which the mode is executed can be effectively suppressed.

以上説明したとおり、本実施の形態の暖房給湯システム100では、四方弁20を制御することによって、熱媒体が給湯熱交換器19と暖房熱交換器31,32とを循環する循環回路を構成することができる。これにより、暖房要求と給湯要求とが同時に発生した場合であっても、給湯運転をしながら暖房運転を実施することで、室温低下を最低限に抑えることができる。また、本実施の形態の暖房給湯システム100では、暖房給湯運転モードだけでなく、従来技術と同様の暖房運転モードや給湯運転モードについても、四方弁20を制御することによって、問題なく実現することができる。   As described above, in the heating and hot water supply system 100 according to the present embodiment, by controlling the four-way valve 20, a circulation circuit in which the heat medium circulates between the hot water supply heat exchanger 19 and the heating heat exchangers 31 and 32 is configured. be able to. Thereby, even if it is a case where a heating request | requirement and a hot-water supply request | requirement generate | occur | produce simultaneously, a room temperature fall can be suppressed to the minimum by implementing heating operation, performing hot-water supply operation. Further, in the heating and hot water supply system 100 according to the present embodiment, not only the heating and hot water supply operation mode but also the heating operation mode and the hot water supply operation mode similar to those of the prior art are realized without problems by controlling the four-way valve 20. Can do.

ところで、上述した実施の形態では、暖房運転モードを実行する際に、ヒートポンプユニット1の運転を実施して冷媒−水熱交換器3により熱媒体を加熱することとしているが、貯湯タンク11内の湯の熱量を利用して熱媒体を加熱することとしてもよい。図6は、暖房運転モードにおける熱媒体の循環回路の変形例について説明するための図である。この図に示す変形例では、具体的には、先ず、ヒートポンプ性能が良い昼時間帯の安価なランニングコスト時に給湯運転モードを実施し、貯湯タンク11内に高温の湯を貯湯しておく。そして、ヒートポンプ性能が悪化する夜時間帯の暖房運転モードの実施時に、暖房給湯運転モード時と同様の循環回路を形成し、ヒートポンプユニット1の運転を停止した状態で暖房ユニット30の運転を実施する。これにより、貯湯タンク11内の高温の湯の熱が給湯熱交換器19において熱媒体に受熱され、暖房熱交換器31,32においてこの熱が室内に放熱される。これにより、あらかじめヒートポンプ性能が良い時に蓄熱していた熱量を用いて暖房を行うことができるため、システム全体のエネルギー効率を有効に向上させることができる。   In the embodiment described above, when the heating operation mode is executed, the heat pump unit 1 is operated and the heat medium is heated by the refrigerant-water heat exchanger 3. It is good also as heating a thermal medium using the calorie | heat amount of hot water. FIG. 6 is a diagram for explaining a modified example of the heat medium circulation circuit in the heating operation mode. Specifically, in the modification shown in this figure, first, the hot water supply operation mode is performed at a low running cost during the daytime when the heat pump performance is good, and hot water is stored in the hot water storage tank 11. Then, when the heating operation mode in the night time zone in which the heat pump performance is deteriorated, a circulation circuit similar to that in the heating hot water supply operation mode is formed, and the operation of the heating unit 30 is performed with the operation of the heat pump unit 1 stopped. . Thereby, the heat of the hot water in the hot water storage tank 11 is received by the heat medium in the hot water supply heat exchanger 19, and this heat is radiated indoors in the heating heat exchangers 31 and 32. Thereby, since heating can be performed using the amount of heat stored in advance when the heat pump performance is good, the energy efficiency of the entire system can be effectively improved.

また、上述した実施の形態では、四方弁20を用いて2つの入口a,bおよび2つの出口c,dをそれぞれ切り替えることとしているが、四方弁20に替えて2つの三方弁を用いることとしてもよい。図7は、本発明の実施の形態1としての暖房給湯システム100の変形例を示す回路構成図である。図6に示す暖房給湯システム100は、図1に示す四方弁20に替えて三方弁40,41を備えている。三方弁40は、切り替え可能な2つの入口a,bと単一の出口eとを有している。また、三方弁41は、切り替え可能な2つの出口c,dと単一の入口fとを有している。三方弁40,41の入口a,bおよび出口c,dは、四方弁20と同様に、熱媒体配管12、バイパス配管22、バイパス配管23、および熱媒体配管14にそれぞれ接続されている。また、三方弁40の出口eと三方弁41の入口fは、バイパス配管43で接続されている。   Further, in the above-described embodiment, the two inlets a and b and the two outlets c and d are switched using the four-way valve 20, but two three-way valves are used instead of the four-way valve 20. Also good. FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a modification of the heating and hot water supply system 100 as the first embodiment of the present invention. A heating and hot water supply system 100 shown in FIG. 6 includes three-way valves 40 and 41 instead of the four-way valve 20 shown in FIG. The three-way valve 40 has two switchable inlets a and b and a single outlet e. The three-way valve 41 has two switchable outlets c and d and a single inlet f. Similarly to the four-way valve 20, the inlets a and b and the outlets c and d of the three-way valves 40 and 41 are connected to the heat medium pipe 12, the bypass pipe 22, the bypass pipe 23, and the heat medium pipe 14, respectively. The outlet e of the three-way valve 40 and the inlet f of the three-way valve 41 are connected by a bypass pipe 43.

このような構成の暖房給湯システム100によれば、四方弁20と同様の切り替え制御を三方弁40,41に適用することにより、四方弁20を用いた場合と同様の動作を行うことが可能となる。また、四方弁20に替えて、熱媒体配管12、バイパス配管22、バイパス配管23、および熱媒体配管14にそれぞれ二方弁を配設し、四方弁20と同様の切り替え制御を4つの二方弁の開閉制御によって実現することとしてもよい。   According to the heating and hot water supply system 100 having such a configuration, by applying the switching control similar to that of the four-way valve 20 to the three-way valves 40 and 41, it is possible to perform the same operation as when the four-way valve 20 is used. Become. Further, instead of the four-way valve 20, a two-way valve is provided in each of the heat medium pipe 12, the bypass pipe 22, the bypass pipe 23, and the heat medium pipe 14, and the same switching control as the four-way valve 20 is performed in four two-way valves. It may be realized by opening / closing control of the valve.

1 ヒートポンプユニット
3 冷媒−水熱交換器(加熱手段)
10 貯湯タンクユニット
11 貯湯タンク
12 熱媒体配管(循環配管)
13 熱媒体配管(循環配管)
14 熱媒体配管(循環配管)
15 熱媒体配管(循環配管)
18 熱媒体ポンプ
19 貯湯熱交換機
20 四方弁(切替手段)
22 バイパス配管(第1のバイパス配管)
23 バイパス配管(第2のバイパス配管)
24 温度センサ(温度検出手段)
30 暖房ユニット
31,32 暖房熱交換器
40 三方弁(第1の三方弁)
41 三方弁(第2の三方弁)
1 Heat pump unit 3 Refrigerant-water heat exchanger (heating means)
10 Hot water storage tank unit 11 Hot water storage tank 12 Heat medium piping (circulation piping)
13 Heat medium piping (circulation piping)
14 Heat medium piping (circulation piping)
15 Heat medium piping (circulation piping)
18 Heat medium pump 19 Hot water storage heat exchanger 20 Four-way valve (switching means)
22 Bypass piping (first bypass piping)
23 Bypass piping (second bypass piping)
24 Temperature sensor (temperature detection means)
30 Heating units 31, 32 Heating heat exchanger 40 Three-way valve (first three-way valve)
41 Three-way valve (second three-way valve)

Claims (7)

熱媒体を加熱する加熱手段と、
前記熱媒体と水との間で熱交換を行う給湯熱交換器と、
前記給湯熱交換器により加熱された水を貯湯する貯湯タンクと、
前記熱媒体により室内を暖房する暖房熱交換器と、
前記熱媒体を送流する熱媒体ポンプと、
前記熱媒体ポンプの吐出側、前記加熱手段、前記貯湯熱交換器、前記暖房熱交換器および前記熱媒体ポンプの吸込側を順に環状に接続する循環配管と、
前記循環配管から前記貯湯熱交換器をバイパスする第1のバイパス配管と、
前記循環配管から前記暖房熱交換器をバイパスする第2のバイパス配管と、
前記貯湯熱交換器と前記第1のバイパス配管との間、および前記暖房熱交換器と前記第2のバイパス配管との間で熱媒体の回路をそれぞれ切り替える切替手段と、
前記給湯熱交換器において熱交換を行う給湯要求および前記暖房熱交換器において熱交換を行う暖房要求の有無に応じて、前記切替手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする暖房給湯システム。
Heating means for heating the heat medium;
A hot water supply heat exchanger for exchanging heat between the heat medium and water;
A hot water storage tank for storing hot water heated by the hot water heat exchanger;
A heating heat exchanger for heating a room with the heat medium;
A heat medium pump for feeding the heat medium;
A circulation pipe connecting the discharge side of the heat medium pump, the heating means, the hot water storage heat exchanger, the heating heat exchanger, and the suction side of the heat medium pump in an annular manner in order;
A first bypass pipe that bypasses the hot water storage heat exchanger from the circulation pipe;
A second bypass pipe that bypasses the heating heat exchanger from the circulation pipe;
Switching means for respectively switching a circuit of the heat medium between the hot water storage heat exchanger and the first bypass pipe and between the heating heat exchanger and the second bypass pipe;
Control means for controlling the switching means according to the presence or absence of a hot water supply request for heat exchange in the hot water heat exchanger and a heating request for heat exchange in the heating heat exchanger;
A heating and hot water supply system comprising:
前記貯湯熱交換器から吐出した熱媒体の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が室内温度よりも高い場合であって、前記給湯要求および前記暖房要求の両要求が出されている場合に、前記切替手段を制御して、熱媒体が前記給湯熱交換器および前記暖房熱交換器を通過する回路を形成することを特徴とする請求項1記載の暖房給湯システム。
Temperature detecting means for detecting the temperature of the heat medium discharged from the hot water storage heat exchanger,
The control means controls the switching means when the temperature detected by the temperature detection means is higher than the room temperature and when both the hot water supply request and the heating request are issued. The heating hot water supply system according to claim 1, wherein a circuit through which the heat medium passes through the hot water supply heat exchanger and the heating heat exchanger is formed.
前記制御手段は、前記加熱手段の動作が制限されている状態で前記暖房要求が出された場合に、前記切替手段を制御して、熱媒体が前記給湯熱交換器および前記暖房熱交換器を通過する回路を形成することを特徴とする請求項1または2記載の暖房給湯システム。     The control means controls the switching means when the heating request is issued in a state where the operation of the heating means is restricted, and the heat medium causes the hot water supply heat exchanger and the heating heat exchanger to be controlled. The heating hot water supply system according to claim 1, wherein a circuit that passes is formed. 前記切替手段は、前記第1のバイパス配管と前記循環配管との合流部と、前記第2のバイパス配管と前記循環配管との分岐部とを含む部位に設けられた四方弁であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の暖房給湯システム。   The switching means is a four-way valve provided at a portion including a joining portion of the first bypass pipe and the circulation pipe and a branch portion of the second bypass pipe and the circulation pipe. The heating hot water supply system according to any one of claims 1 to 3. 前記切替手段は、
前記第1のバイパス配管と前記循環配管との合流部に設けられた第1の三方弁と、
前記第2のバイパス配管と前記循環配管との分岐部に設けられた第2の三方弁と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の暖房給湯システム。
The switching means is
A first three-way valve provided at a junction between the first bypass pipe and the circulation pipe;
A second three-way valve provided at a branch portion between the second bypass pipe and the circulation pipe;
The heating hot water supply system according to any one of claims 1 to 3, characterized by comprising:
前記切替手段は、
前記第1のバイパス配管の途中に設けられた第1の二方弁と、
前記循環配管における前記第1のバイパス配管との分岐部と合流部との間に設けられた第2の二方弁と、
前記第2のバイパス配管の途中に設けられた第3の二方弁と、
前記循環配管における前記第2のバイパス配管との分岐部と合流部との間に設けられた第4の二方弁と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の暖房給湯システム。
The switching means is
A first two-way valve provided in the middle of the first bypass pipe;
A second two-way valve provided between a branch portion and a junction portion of the circulation pipe with the first bypass pipe;
A third two-way valve provided in the middle of the second bypass pipe;
A fourth two-way valve provided between a branch portion and a junction portion of the circulation pipe with the second bypass pipe;
The heating hot water supply system according to any one of claims 1 to 3, characterized by comprising:
前記加熱手段はヒートポンプであることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の暖房給湯システム。   The heating hot water supply system according to any one of claims 1 to 5, wherein the heating means is a heat pump.
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