JP5472178B2 - 給湯暖房装置 - Google Patents
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Description
太陽熱を集熱し熱媒体を加熱する太陽熱集熱器(11)と、
熱媒体からの放熱により暖房する暖房器(51)と、
内部の流体の熱量が給湯に利用される蓄熱タンク(21)と、
内部に形成された熱媒体通路(43)を通過する熱媒体と、蓄熱タンク(21)内の流体との間で熱交換を行う熱交換器(41)と、
太陽熱集熱器(11)、暖房器(51)、および熱交換器(41)の熱媒体通路(43)を環状に接続し、熱媒体が循環する熱媒体循環回路(60)と、
熱媒体循環回路(60)の太陽熱集熱器(11)の上流と下流とを繋ぎ、太陽熱集熱器(11)をバイパスして熱媒体を流通する集熱器バイパス流路(61)と、
熱媒体循環回路(60)の暖房器(51)の上流と下流とを繋ぎ、暖房器(51)をバイパスして熱媒体を流通する暖房器バイパス流路(63)と、
太陽熱集熱器(11)を通過する流路と集熱器バイパス流路(61)とで、熱媒体の流路を切り替える第1流路切替手段(62)と、
暖房器(51)を通過する流路と暖房器バイパス流路(63)とで、熱媒体の流路を切り替える第2流路切替手段(64)と、
熱交換器(41)における熱交換状態を、熱交換器(41)の熱媒体通路(43)を通過する熱媒体が蓄熱タンク(21)内の上部の流体から吸熱する熱媒体吸熱状態と、熱交換器(41)の熱媒体通路(43)を通過する熱媒体から蓄熱タンク(21)内の上部よりも下方の下部の流体へ放熱する熱媒体放熱状態と、熱交換器(41)の熱媒体通路(43)を通過する熱媒体と蓄熱タンク(21)内の流体との熱交換を禁止する熱交換禁止状態とで、切り替える熱交換状態切替手段(46、47)と、
を備えることを特徴としている。
蓄熱タンク(21)の外部に設けられ、蓄熱タンク(21)内から導出した流体を循環して蓄熱タンク(21)内の上部と下部との間の中間部へ戻す流体循環回路(40)を備え、
熱交換器(41)は、蓄熱タンク(21)の外部に配設され、内部に形成された流体通路(42)が流体循環回路(40)の一部をなして、流体通路(42)を通過する蓄熱タンク(21)内から導出された流体と熱媒体通路(43)を通過する熱媒体との熱交換を行うものであり、
流体循環回路(40)は、
蓄熱タンク(21)内の上部から導出した流体を熱交換器(41)の流体通路(42)へ導く上部導出流路(44)と、
蓄熱タンク(21)内の下部から導出した流体を熱交換器(41)の流体通路(42)へ導く下部導出流路(45)と、を有し、
熱交換状態切替手段(46、47)は、
流体循環回路(40)に流体を循環する流体循環手段(47)と、
蓄熱タンク(21)内から流体通路(42)への流体の流路を、上部導出流路(44)と下部導出流路(45)とで切り替える導出流路切替手段(46)と、を有し、
熱交換器(41)における熱交換状態を熱媒体吸熱状態とするときには、流体循環手段(47)を作動させるとともに、導出流路切替手段(46)により蓄熱タンク(21)内から熱交換器(41)の流体通路(42)への流体の流路を上部導出流路(44)とし、
熱交換器(41)における熱交換状態を熱媒体放熱状態とするときには、流体循環手段(47)を作動させるとともに、導出流路切替手段(46)により蓄熱タンク(21)内から熱交換器(41)の流体通路(42)への流体の流路を下部導出流路(45)とし、
熱交換器(41)における熱交換状態を熱交換禁止状態とするときには、流体循環手段(47)を停止することを特徴としている。
第1流路切替手段(62)は、
熱媒体の流路を集熱器バイパス流路(61)に切り替えた際には、熱媒体の全量を集熱器バイパス流路(61)に流通させ、
熱媒体の流路を太陽熱集熱器(11)を通過する流路に切り替えた際には、熱媒体の一部を太陽熱集熱器(11)を通過する流路に流通させるとともに、熱媒体の残部を集熱器バイパス流路(61)に迂回させ、
第2流路切替手段(64)は、
熱媒体の流路を暖房器(51)を通過する流路に切り換えた際には、熱媒体の全量を暖房器(51)を通過する流路に流通させ、
熱媒体の流路を暖房器バイパス流路(63)に切り換えた際には、熱媒体の全量を暖房器バイパス流路(63)に流通させることを特徴としている。
第1流路切替手段(62)は、
熱媒体の流路を太陽熱集熱器(11)を通過する流路に切り替えた際には、熱媒体の全量を太陽熱集熱器(11)を通過する流路に流通させ、
熱媒体の流路を集熱器バイパス流路(61)に切り替えた際には、熱媒体の全量を集熱器バイパス流路(61)に流通させ、
第2流路切替手段(64)は、
熱媒体の流路を暖房器バイパス流路(63)に切り換えた際には、熱媒体の全量を暖房器バイパス流路(63)に流通させ、
熱媒体の流路を暖房器(51)を通過する流路に切り換えた際には、熱媒体の一部を暖房器(51)を通過する流路に流通させるとともに、熱媒体の残部を暖房器バイパス流路(63)に迂回させることを特徴としている。
第1流路切替手段(62)は、太陽熱集熱器(11)を通過する流路を流れる熱媒体と集熱器バイパス流路(61)を流れる熱媒体との流量比を調節可能な流量比調整弁装置(62)からなるとともに、第2流路切替手段(64)は、暖房器(51)を通過する流路を流れる熱媒体と暖房器バイパス流路(63)を流れる熱媒体との流量比を調節可能な流量比調整弁装置(64)からなり、
第1流路切替手段(62)が、熱媒体の流路を集熱器バイパス流路(61)に切り替えた際には、熱媒体の全量を集熱器バイパス流路(61)に流通させ、熱媒体の流路を太陽熱集熱器(11)を通過する流路に切り替えた際には、熱媒体の一部を太陽熱集熱器(11)を通過する流路に流通させ、熱媒体の残部を前記集熱器バイパス流路(61)に迂回させるとともに、第2流路切替手段(64)が、熱媒体の流路を暖房器(51)を通過する流路に切り換えた際には、熱媒体の全量を暖房器(51)を通過する流路に流通させ、熱媒体の流路を暖房器バイパス流路(63)に切り換えた際には、熱媒体の全量を暖房器バイパス流路(63)に流通させる、第1の熱媒体流通状態と、
第1流路切替手段(62)が、熱媒体の流路を太陽熱集熱器(11)を通過する流路に切り替えた際には、熱媒体の全量を太陽熱集熱器(11)を通過する流路に流通させ、熱媒体の流路を集熱器バイパス流路(61)に切り替えた際には、熱媒体の全量を集熱器バイパス流路(61)に流通させるとともに、第2流路切替手段(64)が、熱媒体の流路を暖房器バイパス流路(63)に切り換えた際には、熱媒体の全量を暖房器バイパス流路(63)に流通させ、熱媒体の流路を暖房器(51)を通過する流路に切り換えた際には、熱媒体の一部を暖房器(51)を通過する流路に流通させ、熱媒体の残部を暖房器バイパス流路(63)に迂回させる、第2の熱媒体流通状態と、
を設定可能であることを特徴としている。
図1は、本発明を適用した第1の実施形態における給湯暖房装置の概略構成を示す模式図であり、図2は、給湯暖房装置の制御手段である制御装置100の概略制御動作を示すフローチャートである。
に循環して、太陽熱集熱器11で集熱した熱量を暖房に有効利用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
21 貯湯タンク(蓄熱タンク)
40 貯湯水循環回路(流体循環回路)
41 外部熱交換器(熱交換器)
42 貯湯水流路(流体通路)
43 熱媒体流路(熱媒体通路)
44 上部導出配管(上部導出流路)
45 下部導出配管(下部導出流路)
46 流路切替バルブ(導出流路切替手段、熱交換状態切替手段の一部)
47 循環ポンプ(流体循環手段、熱交換状態切替手段の一部)
51 床暖房器(暖房器)
60 熱媒体循環回路
61 集熱器バイパス配管(集熱器バイパス流路)
62 流路切替バルブ(第1流路切替手段)
63 暖房器バイパス配管(暖房器バイパス流路)
64 流路切替バルブ(第2流路切替手段)
100 制御装置(制御手段)
Claims (7)
- 太陽熱を集熱し熱媒体を加熱する太陽熱集熱器(11)と、
前記熱媒体からの放熱により暖房する暖房器(51)と、
内部の流体の熱量が給湯に利用される蓄熱タンク(21)と、
内部に形成された熱媒体通路(43)を通過する前記熱媒体と、前記蓄熱タンク(21)内の流体との間で熱交換を行う熱交換器(41)と、
前記太陽熱集熱器(11)、前記暖房器(51)および前記熱媒体通路(43)を環状に接続し、前記熱媒体が循環する熱媒体循環回路(60)と、
前記熱媒体循環回路(60)の前記太陽熱集熱器(11)の上流と下流とを繋ぎ、前記太陽熱集熱器(11)をバイパスして前記熱媒体を流通する集熱器バイパス流路(61)と、
前記熱媒体循環回路(60)の前記暖房器(51)の上流と下流とを繋ぎ、前記暖房器(51)をバイパスして前記熱媒体を流通する暖房器バイパス流路(63)と、
前記太陽熱集熱器(11)を通過する流路と前記集熱器バイパス流路(61)とで、前記熱媒体の流路を切り替える第1流路切替手段(62)と、
前記暖房器(51)を通過する流路と前記暖房器バイパス流路(63)とで、前記熱媒体の流路を切り替える第2流路切替手段(64)と、
前記熱交換器(41)における熱交換状態を、前記熱媒体通路(43)を通過する熱媒体が前記蓄熱タンク(21)内の上部の流体から吸熱する熱媒体吸熱状態と、前記熱媒体通路(43)を通過する熱媒体から前記蓄熱タンク(21)内の前記上部よりも下方の下部の流体へ放熱する熱媒体放熱状態と、前記熱媒体通路(43)を通過する熱媒体と前記蓄熱タンク(21)内の流体との熱交換を禁止する熱交換禁止状態とで、切り替える熱交換状態切替手段(46、47)と、
を備えることを特徴とする給湯暖房装置。 - 前記蓄熱タンク(21)の外部に設けられ、前記蓄熱タンク(21)内から導出した流体を循環して前記蓄熱タンク(21)内の前記上部と前記下部との間の中間部へ戻す流体循環回路(40)を備え、
前記熱交換器(41)は、前記蓄熱タンク(21)の外部に配設され、内部に形成された流体通路(42)が前記流体循環回路(40)の一部をなして、前記流体通路(42)を通過する前記蓄熱タンク(21)内から導出された流体と前記熱媒体通路(43)を通過する熱媒体との熱交換を行うものであり、
前記流体循環回路(40)は、
前記蓄熱タンク(21)内の前記上部から導出した流体を前記流体通路(42)へ導く上部導出流路(44)と、
前記蓄熱タンク(21)内の前記下部から導出した流体を前記流体通路(42)へ導く下部導出流路(45)と、を有し、
前記熱交換状態切替手段(46、47)は、
前記流体循環回路(40)に前記流体を循環する流体循環手段(47)と、
前記蓄熱タンク(21)内から前記流体通路(42)への流体の流路を、前記上部導出流路(44)と前記下部導出流路(45)とで切り替える導出流路切替手段(46)と、を有し、
前記熱交換器(41)における熱交換状態を前記熱媒体吸熱状態とするときには、前記流体循環手段(47)を作動させるとともに、前記導出流路切替手段(46)により前記蓄熱タンク(21)内から前記流体通路(42)への流体の流路を前記上部導出流路(44)とし、
前記熱交換器(41)における熱交換状態を前記熱媒体放熱状態とするときには、前記流体循環手段(47)を作動させるとともに、前記導出流路切替手段(46)により前記蓄熱タンク(21)内から前記流体通路(42)への流体の流路を前記下部導出流路(45)とし、
前記熱交換器(41)における熱交換状態を前記熱交換禁止状態とするときには、前記流体循環手段(47)を停止することを特徴とする請求項1に記載の給湯暖房装置。 - 前記第1流路切替手段(62)は、
前記熱媒体の流路を前記集熱器バイパス流路(61)に切り替えた際には、前記熱媒体の全量を前記集熱器バイパス流路(61)に流通させ、
前記熱媒体の流路を前記太陽熱集熱器(11)を通過する流路に切り替えた際には、前記熱媒体の一部を前記太陽熱集熱器(11)を通過する流路に流通させるとともに、前記熱媒体の残部を前記集熱器バイパス流路(61)に迂回させ、
前記第2流路切替手段(64)は、
前記熱媒体の流路を前記暖房器(51)を通過する流路に切り換えた際には、前記熱媒体の全量を前記暖房器(51)を通過する流路に流通させ、
前記熱媒体の流路を前記暖房器バイパス流路(63)に切り換えた際には、前記熱媒体の全量を前記暖房器バイパス流路(63)に流通させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給湯暖房装置。 - 前記第1流路切替手段(62)は、前記太陽熱集熱器(11)を通過する流路を流れる前記熱媒体と前記集熱器バイパス流路(61)を流れる前記熱媒体との流量比を調節可能な流量比調整弁装置(62)であることを特徴とする請求項3に記載の給湯暖房装置。
- 前記第1流路切替手段(62)は、
前記熱媒体の流路を前記太陽熱集熱器(11)を通過する流路に切り替えた際には、前記熱媒体の全量を前記太陽熱集熱器(11)を通過する流路に流通させ、
前記熱媒体の流路を前記集熱器バイパス流路(61)に切り替えた際には、前記熱媒体の全量を前記集熱器バイパス流路(61)に流通させ、
前記第2流路切替手段(64)は、
前記熱媒体の流路を前記暖房器バイパス流路(63)に切り換えた際には、前記熱媒体の全量を前記暖房器バイパス流路(63)に流通させ、
前記熱媒体の流路を前記暖房器(51)を通過する流路に切り換えた際には、前記熱媒体の一部を前記暖房器(51)を通過する流路に流通させるとともに、前記熱媒体の残部を前記暖房器バイパス流路(63)に迂回させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給湯暖房装置。 - 前記第2流路切替手段(64)は、前記暖房器(51)を通過する流路を流れる前記熱媒体と前記暖房器バイパス流路(63)を流れる前記熱媒体との流量比を調節可能な流量比調整弁装置(64)であることを特徴とする請求項5に記載の給湯暖房装置
- 前記第1流路切替手段(62)は、前記太陽熱集熱器(11)を通過する流路を流れる前記熱媒体と前記集熱器バイパス流路(61)を流れる前記熱媒体との流量比を調節可能な流量比調整弁装置(62)からなるとともに、前記第2流路切替手段(64)は、前記暖房器(51)を通過する流路を流れる前記熱媒体と前記暖房器バイパス流路(63)を流れる前記熱媒体との流量比を調節可能な流量比調整弁装置(64)からなり、
前記第1流路切替手段(62)が、前記熱媒体の流路を前記集熱器バイパス流路(61)に切り替えた際には、前記熱媒体の全量を前記集熱器バイパス流路(61)に流通させ、前記熱媒体の流路を前記太陽熱集熱器(11)を通過する流路に切り替えた際には、前記熱媒体の一部を前記太陽熱集熱器(11)を通過する流路に流通させ、前記熱媒体の残部を前記集熱器バイパス流路(61)に迂回させるとともに、
前記第2流路切替手段(64)が、前記熱媒体の流路を前記暖房器(51)を通過する流路に切り換えた際には、前記熱媒体の全量を前記暖房器(51)を通過する流路に流通させ、前記熱媒体の流路を前記暖房器バイパス流路(63)に切り換えた際には、前記熱媒体の全量を前記暖房器バイパス流路(63)に流通させる、第1の熱媒体流通状態と、
前記第1流路切替手段(62)が、前記熱媒体の流路を前記太陽熱集熱器(11)を通過する流路に切り替えた際には、前記熱媒体の全量を前記太陽熱集熱器(11)を通過する流路に流通させ、前記熱媒体の流路を前記集熱器バイパス流路(61)に切り替えた際には、前記熱媒体の全量を前記集熱器バイパス流路(61)に流通させるとともに、
前記第2流路切替手段(64)が、前記熱媒体の流路を前記暖房器バイパス流路(63)に切り換えた際には、前記熱媒体の全量を前記暖房器バイパス流路(63)に流通させ、前記熱媒体の流路を前記暖房器(51)を通過する流路に切り換えた際には、前記熱媒体の一部を前記暖房器(51)を通過する流路に流通させ、前記熱媒体の残部を前記暖房器バイパス流路(63)に迂回させる、第2の熱媒体流通状態と、
を設定可能であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給湯暖房装置。
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