JP6393648B2 - 水加熱装置 - Google Patents
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Description
図1は給湯システム10の系統図であり、水及び冷媒の流れを矢印で示している。図1に示すように、給湯システム10は、タンクユニット20と、ヒートポンプユニット40と、ガス熱源ユニット50を備えている。給湯システム10は、給湯栓80と浴槽72に給湯する。本明細書では、浴槽72に給湯することを湯はりという。また、給湯システム10は、浴槽72に貯められた浴槽水を追い焚きする。
沸き上げ運転では、給湯システム10は、貯湯槽21に貯えられた水をヒートポンプ40bにより加熱する。沸上げ運転を開始すると、給湯システム10は、ヒートポンプ40bを駆動するとともに、循環ポンプ48bを駆動する。ヒートポンプ40bでは、圧縮機41で圧縮されて昇温した冷媒が、第1熱交換器43の冷媒流路43aを流れる際に循環水流路43bを流れる循環水を加熱する。冷媒流路43aから流出した冷媒は、膨張弁44で膨張して冷却され、第2熱交換器45を流れる際に外気から吸熱して昇温する。昇温した冷媒が圧縮機41に流入して再び圧縮されてさらに昇温する。ヒートポンプ40bでは、冷媒がこのように循環することによって、外気からの吸熱により水を加熱することができる。
除霜運転では、給湯システム10は、ヒートポンプ40bの第2熱交換器45を除霜する。除霜運転では、ヒートポンプ40bを駆動した状態で、破線矢印に示すように、一時的に除霜弁47aが開いて圧縮機41から吐出した高温の冷媒が除霜経路47を通じて第2熱交換器45に流れるようにする。第2熱交換器45に高温の冷媒が流れることで、第2熱交換器45が除霜される。
温水流量センサ25bの検出流量及び給水流量センサ26bの検出流量の合計が所定値を超えると、給湯栓80または浴槽72への給湯が開始されたと判断して、給湯システム10は蓄熱給湯運転または加熱給湯運転を行う。貯湯槽21の上部サーミスタ39の検出水温が、リモコン50bで設定されている給湯設定温度よりも一定温度だけ高い基準温度以上である場合には、蓄熱給湯運転が行われる。蓄熱給湯運転では、バイパス制御弁28aを開状態とし、水量サーボ52cを全閉状態とする。また、混合サーミスタ27aで検出される水温が給湯設定温度となるように、温水制御弁25aと給水制御弁26aの開度を調整する。給湯設定温度に調整された混合水は、第1混合経路27を流れた後に、給湯バイパス経路28及び第1給湯経路29を通じて給湯栓80から給湯される。
浴槽72に湯はり運転する場合は、給湯システム10は、給湯設定温度を湯はり設定温度に読み代えて、上記の加熱給湯運転を実施する。リモコン50bを介して湯はり運転の開始が指示されると、ガス熱源ユニット50は、湯はり弁70aを開いて浴槽72に給湯する。第2給湯経路55から湯はり経路70を流れた湯は、破線矢印に示すように、第1流路76aと第2流路76bを通じて浴槽72に給湯される。リモコン50bで設定されている湯はり設定温度に応じた湯が浴槽72に給湯される。リモコン50bで設定されている湯はり設定水位まで浴槽72への湯はりが行われると、湯はり運転は終了する。
リモコン50bを介して追い焚き運転の開始が指示されると、給湯システム10は、追い焚き運転を実施する。追い焚き運転では、ガス熱源ユニット50が、風呂ポンプ73を駆動し、追い焚き用バーナ78を点火する。この追い焚き運転によって、浴槽72の浴槽水が循環加熱される。浴槽72の浴槽水の温度が湯はり設定温度まで復帰すると、追い焚き運転は終了する。
給湯システム10を家屋へ設置する際には、ヒートポンプユニット40、タンクユニット20及びガス熱源ユニット50を家屋のレイアウトに応じた適切な設置場所へ据え付けた後、ユニット間の配管を接続し、各ユニットへの電力供給線の接続と、ガス熱源ユニット50へのガス供給線の接続を行う。そして、以下に説明するような、タンクユニット水はり運転、ヒートポンプユニット水はり運転、沸上げ試運転、給湯試運転、風呂試運転等の試運転を行って、異常がないことが確認されると、利用者は給湯システム10を通常通りに使用することができる。また、すでに使用している給湯システム10をしばらく使用しなくなる場合に、給湯システム10を構成する配管や機器の凍結を防止するために、給湯システム10から水抜きを行う場合がある。このような場合にも、再び給湯システム10を使用する際には、以下に説明するそれぞれの試運転を行って、異常がないことが確認されると、利用者は給湯システム10を通常通りに使用することができる。以下では、給湯システム10で実施する試運転について説明する。なお、試運転は、リモコン50bの試運転開始スイッチが操作されると開始される。
試運転では、まず、タンクユニット水はり運転が実行される。タンクユニット水はり運転では、水道から供給される水によって、給水経路22、貯湯槽21、混合用給水経路26、温水経路25、第1混合経路27への水はりを行う。なお、タンクユニット水はり運転を開始する際には、作業者によって、タンクユニット20の排水弁32は閉じられており、空気抜き弁37aは開けられている。タンクユニット水はり運転を開始すると、タンクユニット20のコントローラ20aは、温水制御弁25a、給水制御弁26aを開き、バイパス制御弁28aを閉じる。また、ガス熱源ユニット50のコントローラ50aは、水量サーボ52cを全開状態にし、熱源機バイパス制御弁59を全閉状態にするとともに、湯はり弁70aを開く。これにより、給水経路22、貯湯槽21、混合用給水経路26、温水経路25、第1混合経路27への水はりがなされる。水はりの前に貯湯槽21やそれぞれの配管の内部に存在している空気は、第1混合経路27、第2混合経路52、給湯用熱交換器53、第2給湯経路55、湯はり経路70を経由して、浴槽72から排出される。なお、タンクユニット水はり運転の実行によって、循環往路33、循環往路接続経路48、循環水流路43b、循環復路接続経路49、循環復路34にも、部分的に水が流入する。給水経路22、貯湯槽21、混合用給水経路26、温水経路25、第1混合経路27への水はりがなされて、温水流量センサ25bと給水流量センサ26bのそれぞれで所定流量以上の流量が検出されると、給湯システム10は、タンクユニット水はり運転を終了する。タンクユニット水はり運転を終了すると、給湯システム10は、再びリモコン50bの試運転開始スイッチが操作されるまで待機する。
タンクユニット水はり運転の終了後、作業者によって空気抜き弁37aが開かれ、リモコン50bにおいて試運転開始スイッチが再び操作されると、給湯システム10は、図2に示すヒートポンプユニット水はり運転を開始する。
ヒートポンプユニット水はり運転の終了後、作業者によって空気抜き弁37aが閉じられ、リモコン50bにおいて試運転開始スイッチが再び操作されると、給湯システム10は、図3に示す沸上げ試運転を開始する。
給湯試運転では、給湯システム10は、通常運転における蓄熱給湯試運転と同様に、貯湯槽21に貯えられた温水を混合器24で給湯設定温度に調温して、給湯栓80に給湯する。給湯試運転では、給湯システム10は、混合器24による温度調整が正常に行われるか否かを判断する。
風呂試運転では、給湯システム10は、通常運転における湯はり運転、及び追い焚き運転と同様の運転を行う。風呂試運転では、給湯システム10は、浴槽72への給湯設定温度での湯はりや、浴槽72の浴槽水の追い焚きが、正常に行われるか否かを判断する。また、風呂試運転においては、湯はり量センサ70bの検出流量を積算して得られる浴槽72への供給水量と、水圧センサ79の検出水圧から算出される浴槽72の水位から、浴槽72の大きさが把握される。
上記の実施例では、図2のヒートポンプユニット水はり運転において、第1水抜き栓82aの開閉および第1水抜き栓82aへの通水の確認を作業者が行う場合の構成について説明したが、例えば第1水抜き栓82aとして電磁弁と水流スイッチを備えるものを用いて、第1水抜き栓82aの開閉および第1水抜き栓82aへの通水の確認をコントローラ40aが行うように構成してもよい。この場合、図2のステップS22、S24の代わりに、コントローラ40aは、第1水抜き栓82aを開いて、第1水抜き栓82aへの通水の有無を監視し、第1水抜き栓82aへの通水が確認されると、第1水抜き栓82aを閉じて、ステップS2以降の処理を実行する。
20 :タンクユニット
20a :コントローラ
21 :貯湯槽
22 :給水経路
22a :水道水入口
23 :減圧弁
24 :混合器
25 :温水経路
25a :温水制御弁
25b :温水流量センサ
25c :温水サーミスタ
26 :混合用給水経路
26a :給水制御弁
26b :給水流量センサ
26c :給水サーミスタ
27 :第1混合経路
27a :混合サーミスタ
28 :給湯バイパス経路
28a :バイパス制御弁
29 :第1給湯経路
29a :給湯サーミスタ
31 :排水経路
32 :排水弁
33 :循環往路
34 :循環復路
34a :逆止弁
36 :往路サーミスタ
37 :空気抜き経路
37a :空気抜き弁
38 :圧力開放経路
38a :リリーフ弁
39 :上部サーミスタ
40 :ヒートポンプユニット
40a :コントローラ
40b :ヒートポンプ
41 :圧縮機
42 :四方弁
43 :第1熱交換器
43a :冷媒流路
43b :循環水流路
43c :凝縮温度センサ
44 :膨張弁
45 :第2熱交換器
45a :ファン
45b :外気温度センサ
46 :冷媒配管
47 :除霜経路
47a :除霜弁
48 :循環往路接続経路
48a :入口側サーミスタ
48b :循環ポンプ
49 :循環復路接続経路
49a :出口側サーミスタ
50 :ガス熱源ユニット
50a :コントローラ
50b :リモコン
51 :給湯器
52 :第2混合経路
52a :入水サーミスタ
52b :給湯水量センサ
52c :水量サーボ
53 :給湯用熱交換器
54 :給湯用バーナ
55 :第2給湯経路
56 :缶体サーミスタ
57 :出湯サーミスタ
58 :熱源機バイパス経路
59 :熱源機バイパス制御弁
70 :湯はり経路
70a :湯はり弁
70b :湯はり量センサ
70c :逆止弁
71 :風呂循環経路
72 :浴槽
73 :風呂ポンプ
74 :水流スイッチ
75 :風呂往きサーミスタ
76 :追い焚き用熱交換器
76a :第1流路
76b :第2流路
77 :風呂戻りサーミスタ
78 :追い焚き用バーナ
79 :水圧センサ
80 :給湯栓
82a :第1水抜き栓
82b :第2水抜き栓
Claims (4)
- 水を貯えるタンクと、
水を加熱するヒートポンプと、
タンクからヒートポンプへ水を送るタンク水往路と、
ヒートポンプからタンクへ水を送るタンク水復路と、
タンク水往路に設けられている循環ポンプと、
タンク水往路において循環ポンプより下流に設けられている第1水抜き栓と、
制御装置を備えており、
制御装置は、タンクへの水はりが行われた状態で、循環ポンプを駆動して、タンク水往路、ヒートポンプおよびタンク水復路へ水はりを行うヒートポンプ水はり運転を実行可能であり、
制御装置は、ヒートポンプ水はり運転において、循環ポンプが空回りしていると判断した場合に、循環ポンプを停止し、その後に第1水抜き栓が開かれて、第1水抜き栓が閉じられると、循環ポンプの駆動を再開する、水加熱装置。 - タンク水復路に設けられている第2水抜き栓をさらに備えており、
制御装置は、ヒートポンプ水はり運転の後に、循環ポンプを駆動して、ヒートポンプで水を加熱する沸上げ試運転を実行可能であり、
制御装置は、沸上げ試運転において、ヒートポンプが空焚きしていると判断した場合に、ヒートポンプでの水の加熱を停止し、その後に第2水抜き栓が開かれて、第2水抜き栓が閉じられると、ヒートポンプでの水の加熱を再開する、請求項1の水加熱装置。 - 制御装置は、沸上げ試運転において、ヒートポンプで水と熱交換する冷媒の凝縮温度が所定温度を超える状態が所定時間継続した場合に、ヒートポンプが空焚きしていると判断する、請求項2の水加熱装置。
- 制御装置は、ヒートポンプ水はり運転において、循環ポンプの回転数が所定回転数を上回る状態が所定時間継続した場合に、循環ポンプが空回りしていると判断する、請求項1から3の何れか一項の水加熱装置。
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