JP2023168782A - 貯湯式給湯機 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の冷媒回路を有する貯湯式給湯機において、沸き上げ時間の増加を抑制することと、貯湯タンク内の温度成層の崩壊を抑制することを達成可能とする。【解決手段】本開示に係る貯湯式給湯機は、直列回路と並列回路とに切り替え可能な回路装置と、可変速圧縮機により圧縮された冷媒と熱媒体との間で熱を交換可能な可変速側熱交換器と、一定速圧縮機により圧縮された冷媒と熱媒体との間で熱を交換可能な一定速側熱交換器とを備える。直列回路においては、可変速側熱交換器を通過した熱媒体が一定速側熱交換器に流入し、一定速側熱交換器を通過した熱媒体が第一水熱交換器を通って可変速側熱交換器に戻る回路が形成され、並列回路においては、可変速側熱交換器を通過した熱媒体が第一水熱交換器を通って可変速側熱交換器に戻る回路と、一定速側熱交換器を通過した熱媒体が第二水熱交換器を通って一定速側熱交換器に戻る回路とが形成される。【選択図】図1
Description
本開示は、貯湯式給湯機に関する。
複数の冷媒回路を備えた貯湯式給湯機が知られている(例えば、特許文献1参照)。そのような貯湯式給湯機では、複数の冷媒回路のそれぞれの凝縮器の熱媒体の流路が直列に接続される。
複数の冷媒回路のそれぞれの凝縮器の熱媒体の流路が直列に接続された貯湯式給湯機では、後段側の冷媒回路の凝縮圧力が前段側の冷媒回路の凝縮圧力よりも高くなる。後段側の冷媒回路の凝縮圧力が許容値を超える場合には、後段側の冷媒回路の運転が停止するので、加熱能力が低下し、沸き上げ時間が増加するという課題がある。
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の冷媒回路を有する貯湯式給湯機において、沸き上げ時間の増加を抑制することと、貯湯タンク内の温度成層の崩壊を抑制することを達成可能な貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
本開示に係る貯湯式給湯機は、高温側貯湯タンクと、低温側貯湯タンクと、高温側貯湯タンクの下部を低温側貯湯タンクの上部につなぐ連結管と、直列回路と並列回路とに切り替え可能な熱媒体の回路を形成する回路装置と、可変速圧縮機と、可変速圧縮機により圧縮された冷媒と熱媒体との間で熱を交換可能な可変速側熱交換器とを有する可変速側冷媒回路と、一定速圧縮機と、一定速圧縮機により圧縮された冷媒と熱媒体との間で熱を交換可能な一定速側熱交換器とを有する一定速側冷媒回路と、水と熱媒体との間で熱を交換可能な第一水熱交換器と、低温側貯湯タンクから流出した水を第一水熱交換器に流入させ、第一水熱交換器により加熱された湯を高温側貯湯タンクの上部に流入させる第一水回路と、水と熱媒体との間で熱を交換可能な第二水熱交換器と、低温側貯湯タンクから流出した水を第二水熱交換器に流入させ、第二水熱交換器により加熱された湯を高温側貯湯タンクに流入させる第二水回路と、を備え、直列回路においては、可変速側熱交換器を通過した熱媒体が一定速側熱交換器に流入し、一定速側熱交換器を通過した熱媒体が第一水熱交換器を通って可変速側熱交換器に戻る回路が形成され、並列回路においては、可変速側熱交換器を通過した熱媒体が第一水熱交換器を通って可変速側熱交換器に戻る回路と、一定速側熱交換器を通過した熱媒体が第二水熱交換器を通って一定速側熱交換器に戻る回路とが形成されるものである。
本開示によれば、複数の冷媒回路を有する貯湯式給湯機において、沸き上げ時間の増加を抑制することと、貯湯タンク内の温度成層の崩壊を抑制することを達成可能な貯湯式給湯機を提供することが可能となる。
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、説明を簡略化または省略する。以下の説明において、「水」、「湯」、「温水」、「湯水」等の記載は、原則として、液体の水を意味し、冷水から熱湯までもが含まれうるものとする。また、以下に示す実施の形態に示した構成は、本開示による技術的思想の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示に記載の複数の技術的思想を組み合わせることも可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略または変更することも可能である。
実施の形態1.
図1及び図2は、実施の形態1による貯湯式給湯機1を示す図である。図1及び図2に示すように、実施の形態1による貯湯式給湯機1は、加熱手段117と、貯湯ユニット118とを備える。加熱手段117は、熱源機とも呼ばれる。貯湯ユニット118には、高温側貯湯タンク102と、低温側貯湯タンク101と、高温側貯湯タンク102の下部を低温側貯湯タンク101の上部につなぐ連結管127とが備えられている。高温側貯湯タンク102及び低温側貯湯タンク101のそれぞれの内部では、温度に応じた水の密度の差によって、上側が高温で下側が低温になる温度成層が形成される。本実施の形態であれば、高温側貯湯タンク102内の湯水と、低温側貯湯タンク101内の湯水とが混ざり合うことがないので、タンク内の温度成層の崩壊を抑制する上で有利になる。
図1及び図2は、実施の形態1による貯湯式給湯機1を示す図である。図1及び図2に示すように、実施の形態1による貯湯式給湯機1は、加熱手段117と、貯湯ユニット118とを備える。加熱手段117は、熱源機とも呼ばれる。貯湯ユニット118には、高温側貯湯タンク102と、低温側貯湯タンク101と、高温側貯湯タンク102の下部を低温側貯湯タンク101の上部につなぐ連結管127とが備えられている。高温側貯湯タンク102及び低温側貯湯タンク101のそれぞれの内部では、温度に応じた水の密度の差によって、上側が高温で下側が低温になる温度成層が形成される。本実施の形態であれば、高温側貯湯タンク102内の湯水と、低温側貯湯タンク101内の湯水とが混ざり合うことがないので、タンク内の温度成層の崩壊を抑制する上で有利になる。
加熱手段117には、複数の冷媒回路が設けられている。本実施の形態では、加熱手段117に、複数の冷媒回路として、可変速側冷媒回路128と、一定速側冷媒回路129とが設けられている。このように、加熱手段117の冷媒回路が複数の冷媒回路に分かれていることで、1回路当りの冷媒充填量を削減できる。それゆえ、万一の冷媒漏洩時における冷媒漏洩量が少なくなるという利点がある。加熱手段117は、3つ以上の冷媒回路を有していてもよい。すなわち、可変速側冷媒回路128と一定速側冷媒回路129のほかに、一つ以上の冷媒回路が加熱手段117にさらに設けられてもよい。
本実施の形態の貯湯式給湯機1は、制御部50を備える。制御部50は、貯湯式給湯機1の動作を制御する。制御部50の機能は、処理回路により達成されてもよい。制御部50の処理回路は、少なくとも1つのプロセッサと少なくとも1つのメモリとを備えてもよい。少なくとも1つのプロセッサは、少なくとも1つのメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部50のそれぞれの各機能を達成してもよい。制御部50の処理回路は、少なくとも1つの専用のハードウェアを備えてもよい。複数の制御装置が通信により連携することで制御部50の機能を達成してもよい。例えば、加熱手段117に設けられた制御装置と、貯湯ユニット118に設けられた制御装置とが通信により連携することで制御部50の機能を達成してもよい。
可変速側冷媒回路128は、冷媒を圧縮する可変速圧縮機112と、可変速側熱交換器123とを有する。可変速圧縮機112は、電動機により回転駆動される。可変速圧縮機112は、その回転速度を変化させることができるように構成されている。可変速圧縮機112の運転及び停止は、制御部50により制御される。制御部50は、インバータ制御により、可変速圧縮機112の回転速度が連続的または多段階に可変となるように制御してもよい。この場合、可変速圧縮機112は、インバータ圧縮機に相当する。本開示における可変速圧縮機は、インバータ制御を用いたものに限定されない。本開示における可変速圧縮機は、その回転速度を連続的または多段階に変えることができれば、いかなる制御方式のものでもよい。
可変速側熱交換器123は、可変速圧縮機112により圧縮された冷媒と、液状の熱媒体との間で熱を交換可能である。本開示において、熱媒体として使用される液体は、水でもよいし、水以外のブラインでもよい。
一定速側冷媒回路129は、冷媒を圧縮する一定速圧縮機113と、一定速側熱交換器119とを有する。一定速圧縮機113は、電動機により回転駆動される。一定速圧縮機113は、運転中は、常に一定の速度で回転する。一定速圧縮機113は、商用電源等の交流電源の周波数に応じた固定の速度で回転するものでもよい。一定速圧縮機113の運転及び停止は、制御部50により制御される。
一定速側熱交換器119は、一定速圧縮機113により圧縮された冷媒と、熱媒体との間で熱を交換可能である。
加熱手段117が単位時間当たりに熱媒体に与える熱量を「加熱能力」と称する。加熱能力の単位は、例えばW(ワット)である。加熱手段117全体での加熱能力は、可変速側冷媒回路128の加熱能力と一定速側冷媒回路129の加熱能力との合計である。
制御部50が可変速圧縮機112の回転速度を調整することで、可変速側冷媒回路128の加熱能力を調整できる。可変速圧縮機112の回転速度が高いほど、可変速側冷媒回路128の加熱能力が高くなる。
一定速圧縮機113の回転速度は調整できないので、一定速圧縮機113の運転中に一定速側冷媒回路129の加熱能力を調整することはできない。
本実施の形態であれば、可変速圧縮機112の回転速度を調整することで、加熱手段117全体での加熱能力を調整できる。また、一定速圧縮機113に対しては、インバータ装置などを設ける必要がないので、加熱手段117の小型化及び低コスト化が図れる。
図示の例において、可変速側冷媒回路128は、可変速側熱交換器123を通過した冷媒を減圧させる減圧手段124と、減圧手段124により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器125とをさらに備える。減圧手段124は、開度を調整可能な膨張弁でもよい。本実施の形態における蒸発器125は、室外の空気と冷媒との間で熱を交換させる熱交換器である。図示の例において、室外空気を蒸発器125へ送風するファン126が設けられている。
図示の例において、一定速側冷媒回路129は、一定速側熱交換器119を通過した冷媒を減圧させる減圧手段120と、減圧手段120により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器121とをさらに備える。減圧手段120は、開度を調整可能な膨張弁でもよい。本実施の形態における蒸発器121は、室外の空気と冷媒との間で熱を交換させる熱交換器である。図示の例において、室外空気を蒸発器121へ送風するファン122が設けられている。
貯湯式給湯機1は、水と熱媒体との間で熱を交換することで水を加熱可能な第一水熱交換器108と、水と熱媒体との間で熱を交換することで水を加熱可能な第二水熱交換器107とを備える。本実施の形態において、第一水熱交換器108及び第二水熱交換器107は、貯湯ユニット118に設けられている。
本開示では、低温側貯湯タンク101から流出した水を加熱して高温側貯湯タンク102に流入させる運転を「沸き上げ運転」と称する。また、沸き上げ運転の所要時間を「沸き上げ時間」と称する。
貯湯式給湯機1は、第一水回路130と、第二水回路131とを備える。第一水回路130は、低温側貯湯タンク101から流出した水を第一水熱交換器108に流入させ、第一水熱交換器108により加熱された湯を高温側貯湯タンク102の上部に流入させる。第二水回路131は、低温側貯湯タンク101から流出した水を第二水熱交換器107に流入させ、第二水熱交換器107により加熱された湯を高温側貯湯タンク102に流入させる。
本実施の形態であれば、低温側貯湯タンク101からの水を加熱するときに、冷媒が水を直接的に加熱するのではなく、冷媒が熱媒体を介して間接的に水を加熱する。これにより、可変速側熱交換器123及び一定速側熱交換器119の内部にスケールが付着することを確実に抑制できるので、スケール付着による熱交換性能の低下を確実に防止することが可能となる。
図示の例において、第一水回路130は、タンク側ポンプ109を有する。タンク側ポンプ109が稼働すると、低温側貯湯タンク101の下部から流出した水が第一水熱交換器108に流入し、第一水熱交換器108を通過した湯が高温側貯湯タンク102の上部に流入する。
図示の例において、第二水回路131は、タンク側ポンプ110を有する。タンク側ポンプ110が稼働すると、低温側貯湯タンク101の下部から流出した水が第二水熱交換器107に流入し、第二水熱交換器107を通過した湯が高温側貯湯タンク102に流入する。
本実施の形態において、第二水回路131は、第二水熱交換器107を通過した湯が高温側貯湯タンク102の下部に流入するように構成されている。第二水熱交換器107から流出する湯の温度は、第一水熱交換器108から流出する湯の温度よりも低くなる可能性がある。本実施の形態であれば、第二水熱交換器107により加熱された湯を第二水回路131が高温側貯湯タンク102に流入させる位置は、第一水熱交換器108により加熱された湯を第一水回路130が高温側貯湯タンク102に流入させる位置よりも低い位置となる。このため、第二水熱交換器107から流出する湯の温度が、第一水熱交換器108から流出する湯の温度より低くても、高温側貯湯タンク102内の温度成層が崩壊することをより確実に抑制することが可能となる。
本実施の形態の貯湯式給湯機1は、減圧弁103と、給湯用混合弁106とをさらに備える。減圧弁103は、市水を低温側貯湯タンク101の下部に流入させる給水管132の途中に設けられている。市水は、減圧弁103により所定圧力に調整されて、低温側貯湯タンク101の下部に流入する。
給湯用混合弁106は、給湯管133により、高温側貯湯タンク102の上部に接続されている。減圧弁103と低温側貯湯タンク101との間の給水管132から分岐して延びた給水管134が給湯用混合弁106に接続されている。給湯用混合弁106は、高温側貯湯タンク102から給湯管133を通って流入する湯と、給水管134から流入する水との混合比を調整することで、給湯温度を調整する。給湯用混合弁106から流出した湯は、例えば、浴槽、シャワー、蛇口のような給湯端に供給される。
本実施の形態の貯湯式給湯機1は、直列回路と並列回路とに切り替え可能な熱媒体の回路を形成する回路装置135をさらに備える。図示の例において、回路装置135は、流路切替弁114及び流路切替弁116を含む。流路切替弁114は、四方弁である。流路切替弁116は、三方弁である。
本実施の形態の貯湯式給湯機1は、加熱手段117により加熱された熱媒体を、部屋を暖めるための暖房機器115に供給する暖房運転を実施できるように構成されている。暖房機器115は、部屋に設置されている。暖房機器115は、例えば、床下に設置される床暖房パネル、室内壁面に設置されるラジエータ、パネルヒーター、及び、ファンコンベクターのうちの少なくとも一つを備えていてもよい。貯湯式給湯機1は、沸き上げ運転と暖房運転とを切り替えるための暖房切替弁136を備えている。暖房切替弁136は、三方弁である。本開示における貯湯式給湯機は、暖房運転を実施しないものでもよい。すなわち、暖房機器115及び暖房切替弁136は、無くてもよい。
本実施の形態の貯湯式給湯機1は、浴槽の追い焚きあるいは保温を行うための風呂熱交換器(図示省略)を有し、高温側貯湯タンク102から流出した湯を風呂熱交換器へ循環させることができるように構成されていてもよい。
本実施の形態の貯湯式給湯機1は、需要側からの、給湯要求、浴槽湯はり要求、浴槽追い焚き要求、浴槽保温要求等に対応するために、高温側貯湯タンク102からの湯を給湯用混合弁106あるいは風呂熱交換器に供給することが可能である。また、本実施の形態の貯湯式給湯機1は、需要側からの暖房要求に対応するために、加熱手段117により加熱された熱媒体を暖房機器115に供給することが可能である。
流路切替弁114に、第一通路137の一端と、第二通路138の一端と、第三通路139の一端と、第四通路140の一端とが接続されている。第一通路137の他端は、可変速側熱交換器123の熱媒体出口に接続されている。第二通路138の他端は、一定速側熱交換器119の熱媒体入口に接続されている。第三通路139の他端は、分岐部149につながっている。第四通路140の他端は、第二水熱交換器107の熱媒体出口に接続されている。
流路切替弁116に、第五通路141の一端と、第六通路142の一端と、第七通路143の一端とが接続されている。第五通路141の他端は、暖房切替弁136に接続されている。第六通路142の他端は、分岐部149につながっている。分岐部149は、通路150を介して、第一水熱交換器108の熱媒体入口に接続されている。第七通路143の他端は、第二水熱交換器107の熱媒体入口に接続されている。第一水熱交換器108の熱媒体出口は、第八通路144を介して、可変速側熱交換器123の熱媒体入口に接続されている。第八通路144の途中に熱源側ポンプ111が設けられている。
暖房切替弁136に、第九通路145の一端と、暖房往き通路146の一端とが接続されている。第九通路145の他端は、一定速側熱交換器119の熱媒体出口に接続されている。第九通路145の途中に熱源側ポンプ147が設けられている。暖房往き通路146の他端は、暖房機器115の熱媒体入口に接続されている。暖房機器115の熱媒体出口は、暖房戻り通路148を介して、熱源側ポンプ111よりも上流側の第八通路144の途中に接続されている。
沸き上げ運転のとき、制御部50は、暖房切替弁136を制御することで、第九通路145を第五通路141に連通させ、暖房往き通路146を遮断する。
暖房運転のとき、制御部50は、暖房切替弁136を制御することで、第九通路145を暖房往き通路146に連通させ、第五通路141を遮断する。また、暖房運転のとき、制御部50は、流路切替弁114を制御することで、第一通路137を第二通路138に連通させ、第三通路139及び第四通路140を遮断する。また、暖房運転のとき、制御部50は、熱源側ポンプ111と熱源側ポンプ147との少なくとも一方を作動させる。これにより、可変速側熱交換器123から流出した熱媒体が、第一通路137、流路切替弁114、第二通路138、一定速側熱交換器119、第九通路145、暖房切替弁136、暖房往き通路146を通って、暖房機器115に供給される。暖房機器115を通過した熱媒体は、暖房戻り通路148及び熱源側ポンプ111を通って、可変速側熱交換器123に流入する。
本実施の形態の貯湯式給湯機1では、沸き上げ運転のときに、流路切替弁114及び流路切替弁116により、直列回路と並列回路とを切り替え可能である。図1は、直列回路での沸き上げ運転のときの熱媒体と水の流れを示す。図2は、並列回路での沸き上げ運転のときの熱媒体と水の流れを示す。
図1に示すように、直列回路での沸き上げ運転のとき、制御部50は、流路切替弁114を制御することで、第一通路137を第二通路138に連通させ、第三通路139及び第四通路140を遮断する。また、直列回路での沸き上げ運転のとき、制御部50は、流路切替弁116を制御することで、第五通路141を第六通路142に連通させ、第七通路143を遮断する。これにより、直列回路においては、可変速側熱交換器123を通過した熱媒体が、第一通路137、流路切替弁114、第二通路138を通って一定速側熱交換器119に流入し、一定速側熱交換器119を通過した熱媒体が、第九通路145、暖房切替弁136、第五通路141、流路切替弁116、第六通路142、通路150を通って第一水熱交換器108に流入し、第一水熱交換器108を通過した熱媒体が第八通路144を通って可変速側熱交換器123に戻る回路が形成される。直列回路での沸き上げ運転のとき、制御部50は、熱源側ポンプ111と熱源側ポンプ147との少なくとも一方を作動させ、第一水回路130のタンク側ポンプ109を作動させ、第二水回路131のタンク側ポンプ110を停止させる。
本実施の形態であれば、直列回路での沸き上げ運転のときには、熱媒体の流れにおいて、可変速側冷媒回路128の可変速側熱交換器123の下流側に、一定速側冷媒回路129の一定速側熱交換器119が接続される。これにより、可変速側冷媒回路128の可変速側熱交換器123の上流側に、一定速側冷媒回路129の一定速側熱交換器119が接続される構成に比べて、COP(成績係数)が高くなるという利点がある。
並列回路での沸き上げ運転のとき、制御部50は、流路切替弁114を制御することで、第一通路137を第三通路139に連通させ、第二通路138を第四通路140に連通させる。また、並列回路での沸き上げ運転のとき、制御部50は、流路切替弁116を制御することで、第五通路141を第七通路143に連通させ、第六通路142を遮断する。これにより、並列回路においては、可変速側熱交換器123を通過した熱媒体が第一水熱交換器108を通って可変速側熱交換器123に戻る第一回路と、一定速側熱交換器119を通過した熱媒体が第二水熱交換器107を通って一定速側熱交換器119に戻る第二回路とが形成される。第一回路は、可変速側熱交換器123を通過した熱媒体が、第一通路137、流路切替弁114、第三通路139、通路150を通って第一水熱交換器108に流入し、第一水熱交換器108を通過した熱媒体が第八通路144を通って可変速側熱交換器123に戻る回路である。第二回路は、一定速側熱交換器119を通過した熱媒体が、第九通路145、暖房切替弁136、第五通路141、流路切替弁116、第七通路143を通って第二水熱交換器107に流入し、第二水熱交換器107を通過した熱媒体が、第四通路140、流路切替弁114、第二通路138を通って一定速側熱交換器119に戻る回路である。
並列回路での沸き上げ運転のとき、制御部50は、熱源側ポンプ111と熱源側ポンプ147との両方を作動させ、第一水回路130のタンク側ポンプ109を作動させ、第二水回路131のタンク側ポンプ110を作動させる。
並列回路での沸き上げ運転のときには、可変速側冷媒回路128と一定速側冷媒回路129とを、並列の加熱手段として運用できる。すなわち、低温側貯湯タンク101の下部から流出した第一水回路130の水は、可変速側冷媒回路128内の冷媒と間接的に熱交換を行い、高温側貯湯タンク102の上部に流入する。また、低温側貯湯タンク101の下部から流出した第二水回路131の水は、一定速側冷媒回路129内の冷媒と間接的に熱交換を行い、高温側貯湯タンク102の下部に流入する。
直列回路での沸き上げ運転のときには、可変速側熱交換器123にて加熱された熱媒体が一定速側熱交換器119に流入するので、一定速側熱交換器119に流入する熱媒体の温度は、可変速側熱交換器123に流入する熱媒体の温度よりも高くなる。このため、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が高くなりやすい。沸き上げ運転が進行するにつれて、低温側貯湯タンク101の下部水温が上昇する。低温側貯湯タンク101の下部水温が上昇するにつれて、第一水熱交換器108から可変速側熱交換器123に流入する熱媒体の温度が上昇するので、一定速側熱交換器119に流入する熱媒体の温度がさらに上昇する。一定速側熱交換器119に流入する熱媒体の温度が上昇するにつれて、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が上昇する。制御部50は、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が許容値を超えないように、貯湯式給湯機1の運転を制御する。
直列回路での沸き上げ運転から、並列回路での沸き上げ運転に切り替えると、一定速側熱交換器119に流入する熱媒体の温度が低下するので、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が低下する。それゆえ、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が許容値を超えることを確実に抑制できるので、一定速側冷媒回路129の停止を回避でき、一定速側冷媒回路129の運転を続けることができる。このため、加熱手段117の加熱能力の低下を回避できるので、沸き上げ時間の増加を確実に抑制することが可能となる。
貯湯式給湯機1は、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力を検知する凝縮圧力検知部(図示省略)を有していてもよい。凝縮圧力検知部は、一定速側熱交換器119に設けられていてもよいし、一定速側熱交換器119につながる冷媒配管に設けられていてもよい。
制御部50は、直列回路での沸き上げ運転を実施しているときに、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が基準を超えると、流路切替弁114,116を切り替えることで、直列回路から並列回路へ回路装置135を切り替えさせ、第二水回路131を動作させてもよい。上記基準は、凝縮圧力の許容値に応じた値である。上記のようにすることで、直列回路での沸き上げ運転の実施中に、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が基準を超えた場合に、並列回路での沸き上げ運転に切り替えることができる。それゆえ、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が下がり、一定速側冷媒回路129の停止を回避でき、一定速側冷媒回路129の運転を続けることができる。このため、加熱手段117の加熱能力の低下を回避できるので、沸き上げ時間の増加を確実に抑制することが可能となる。また、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が基準よりも低い範囲での動作としては、直列回路での沸き上げ運転を実施できるので、より高いCOPでの運転が可能となる。
本実施の形態の貯湯式給湯機1は、第二水熱交換器出湯温度検知部104と、タンク内水温検知部105とをさらに備える。第二水熱交換器出湯温度検知部104は、第二水熱交換器107から流出する湯の温度である第二水熱交換器出湯温度を検知する。タンク内水温検知部105は、第二水熱交換器107により加熱された湯を第二水回路131が高温側貯湯タンク102に流入させる位置でのタンク内水温を検知する。タンク内水温検知部105は、第二水回路131と高温側貯湯タンク102との接続部と同じ高さの位置において高温側貯湯タンク102に設置されている。
並列回路での沸き上げ運転のときに、制御部50は、第二水熱交換器出湯温度検知部104が検知する第二水熱交換器出湯温度が、タンク内水温検知部105が検知するタンク内水温以上になるように、タンク側ポンプ110の動作と、熱源側ポンプ147の動作と、一定速側冷媒回路129の動作とのうちの少なくとも一つの動作を制御してもよい。そのようにすることで、高温側貯湯タンク102内の温度成層の崩壊をより確実に抑制できるので、需要側からの高温出湯要求等にも、より確実に対応可能となる。
並列回路での沸き上げ運転の実施中に、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が許容値を超えた場合には、制御部50は、一定速圧縮機113の動作を停止し、熱源側ポンプ147の動作を停止し、タンク側ポンプ110の動作を停止してもよい。これにより、一定速側冷媒回路129を確実に保護することが可能となる。
図3は、実施の形態1による貯湯式給湯機1の沸き上げ運転のときに制御部50が実行する処理の例を示すフローチャートである。以下、図3のフローチャートに沿って説明する。沸き上げ運転の実行中、制御部50は、凝縮圧力検知部により検知された一定速側冷媒回路129の凝縮圧力の情報を取得する(ステップS1)。制御部50は、その検知された一定速側冷媒回路129の凝縮圧力と、基準である許容値とを比較する(ステップS2)。一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が許容値よりも低い場合には、制御部50は、直列回路での沸き上げ運転を実施する(ステップS3)。
また、ステップS2で一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が許容値以上であった場合には、制御部50は、第二水熱交換器出湯温度検知部104が検知する第二水熱交換器出湯温度が、タンク内水温検知部105が検知するタンク内水温以上であるかどうかを判断する(ステップS4)。第二水熱交換器出湯温度が当該タンク内水温以上である場合には、制御部50は、並列回路での沸き上げ運転を実施する(ステップS5)。
これに対し、ステップS4で第二水熱交換器出湯温度が当該タンク内水温よりも低い場合には、制御部50は、直列回路での沸き上げ運転を実施する(ステップS3)。
図3のフローチャートの処理によれば、一定速側冷媒回路129の凝縮圧力が許容値以上となったときに、第二水熱交換器出湯温度が、タンク内水温検知部105が検知するタンク内水温以上である場合に限って、並列回路での沸き上げ運転を実施する。これにより、タンク内水温検知部105が検知するタンク内水温よりも温度の低い湯水が第二水熱交換器107から高温側貯湯タンク102に流入することを確実に防止できる。それゆえ、高温側貯湯タンク102内の温度成層の崩壊をより確実に抑制できるので、需要側からの高温出湯要求等にも、より確実に対応可能となる。
1 貯湯式給湯機、 50 制御部、 101 低温側貯湯タンク、 102 高温側貯湯タンク、 103 減圧弁、 104 第二水熱交換器出湯温度検知部、 105 タンク内水温検知部、 106 給湯用混合弁、 107 第二水熱交換器、 108 第一水熱交換器、 109 タンク側ポンプ、 110 タンク側ポンプ、 111 熱源側ポンプ、 112 可変速圧縮機、 113 一定速圧縮機、 114 流路切替弁、 115 暖房機器、 116 流路切替弁、 117 加熱手段、 118 貯湯ユニット、 119 一定速側熱交換器、 120 減圧手段、 121 蒸発器、 122 ファン、 123 可変速側熱交換器、 124 減圧手段、 125 蒸発器、 126 ファン、 127 連結管、 128 可変速側冷媒回路、 129 一定速側冷媒回路、 130 第一水回路、 131 第二水回路、 132 給水管、 133 給湯管、 134 給水管、 135 回路装置、 136 暖房切替弁、 137 第一通路、 138 第二通路、 139 第三通路、 140 第四通路、 141 第五通路、 142 第六通路、 143 第七通路、 144 第八通路、 145 第九通路、 146 暖房往き通路、 147 熱源側ポンプ、 148 暖房戻り通路、 149 分岐部、 150 通路
Claims (4)
- 高温側貯湯タンクと、
低温側貯湯タンクと、
前記高温側貯湯タンクの下部を前記低温側貯湯タンクの上部につなぐ連結管と、
直列回路と並列回路とに切り替え可能な熱媒体の回路を形成する回路装置と、
可変速圧縮機と、前記可変速圧縮機により圧縮された冷媒と前記熱媒体との間で熱を交換可能な可変速側熱交換器とを有する可変速側冷媒回路と、
一定速圧縮機と、前記一定速圧縮機により圧縮された冷媒と前記熱媒体との間で熱を交換可能な一定速側熱交換器とを有する一定速側冷媒回路と、
水と前記熱媒体との間で熱を交換可能な第一水熱交換器と、
前記低温側貯湯タンクから流出した水を前記第一水熱交換器に流入させ、前記第一水熱交換器により加熱された湯を前記高温側貯湯タンクの上部に流入させる第一水回路と、
水と前記熱媒体との間で熱を交換可能な第二水熱交換器と、
前記低温側貯湯タンクから流出した水を前記第二水熱交換器に流入させ、前記第二水熱交換器により加熱された湯を前記高温側貯湯タンクに流入させる第二水回路と、
を備え、
前記直列回路においては、前記可変速側熱交換器を通過した前記熱媒体が前記一定速側熱交換器に流入し、前記一定速側熱交換器を通過した前記熱媒体が前記第一水熱交換器を通って前記可変速側熱交換器に戻る回路が形成され、
前記並列回路においては、前記可変速側熱交換器を通過した前記熱媒体が前記第一水熱交換器を通って前記可変速側熱交換器に戻る回路と、前記一定速側熱交換器を通過した前記熱媒体が前記第二水熱交換器を通って前記一定速側熱交換器に戻る回路とが形成される貯湯式給湯機。 - 前記第二水熱交換器により加熱された湯を前記第二水回路が前記高温側貯湯タンクに流入させる位置は、前記第一水熱交換器により加熱された湯を前記第一水回路が前記高温側貯湯タンクに流入させる位置よりも低い位置である請求項1に記載の貯湯式給湯機。
- 前記一定速側冷媒回路の凝縮圧力を検知する凝縮圧力検知部と、
前記直列回路での沸き上げ運転を実施しているときに前記凝縮圧力が基準を超えると、前記直列回路から前記並列回路へ前記回路装置を切り替えさせ、前記第二水回路を動作させる制御部と、
を備える請求項1または請求項2に記載の貯湯式給湯機。 - 前記一定速側冷媒回路の凝縮圧力を検知する凝縮圧力検知部と、
前記第二水熱交換器により加熱された湯を前記第二水回路が前記高温側貯湯タンクに流入させる位置でのタンク内水温を検知するタンク内水温検知部と、
前記第二水熱交換器から流出する湯の温度である出湯温度を検知する出湯温度検知部と、
前記凝縮圧力が基準を超え、且つ、前記出湯温度が前記タンク内水温以上である場合には前記並列回路での沸き上げ運転を実施し、前記凝縮圧力が前記基準を超え、且つ、前記出湯温度が前記タンク内水温よりも低い場合には前記直列回路での沸き上げ運転を実施する制御部と、
を備える請求項1または請求項2に記載の貯湯式給湯機。
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JP2022080094A JP2023168782A (ja) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 貯湯式給湯機 |
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Family Applications (1)
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JP2022080094A Pending JP2023168782A (ja) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 貯湯式給湯機 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2023168782A (ja) |
-
2022
- 2022-05-16 JP JP2022080094A patent/JP2023168782A/ja active Pending
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