(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載された従来技術では、貯湯タンク内の温水を給湯と暖房の双方に利用しており、ヒートポンプ装置による温水の加熱と温水を床暖房等に経由させて貯湯タンクに戻す場合、且つ給湯負荷と暖房負荷が同時に発生した場合にしか熱源(この場合、ヒートポンプ装置)の効率を向上させることができない。つまり、暖房運転を行っている間において給湯負荷が発生した場合にのみ効率の向上を図ることができるが、暖房運転中に常に給湯負荷が発生するとは限らず、効率を向上させることができる機会が少ない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、熱源として燃焼熱源機とヒートポンプ装置とを備えた給湯暖房システムにて、暖房運転時において給湯負荷の発生の有無にかかわらず熱源の効率をより向上させることができる給湯暖房システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するため、本発明に係る給湯暖房システムは次の手段をとる。
まず、本発明の第1の発明は、暖房循環熱媒を蓄えることなく給湯用の温水を蓄える貯湯タンクと、貯湯蓄熱経路からの温水を加熱可能なヒートポンプ装置と、前記貯湯タンクから取り出された温水を前記ヒートポンプ装置に導くとともに前記ヒートポンプ装置にて加熱された温水を前記貯湯タンクに戻すように形成された前記貯湯蓄熱経路と、暖房経路からの暖房循環熱媒を加熱可能な燃焼熱源機と、暖房循環熱媒を用いて放熱する第1暖房端末と、前記第1暖房端末の運転状態を利用者が設定可能な第1暖房端末運転状態設定手段と、前記燃焼熱源機からの暖房循環熱媒を前記第1暖房端末に導くとともに前記第1暖房端末にて放熱した暖房循環熱媒を前記燃焼熱源機に戻すように環状に形成された前記暖房経路と、を備えた給湯暖房システムである。
前記暖房経路におけるいずれかの位置には前記暖房経路内の暖房循環熱媒を循環させることが可能な暖房熱媒循環ポンプが設けられており、前記暖房経路におけるいずれかの位置には当該暖房経路を閉鎖あるいは開口することが可能な弁手段が設けられている。
そして、前記貯湯蓄熱経路におけるいずれかの位置には前記貯湯蓄熱経路内の温水を循環させることが可能な第1温水循環ポンプが設けられており、前記貯湯蓄熱経路におけるいずれかの位置には給湯暖房熱交換器が設けられており、前記暖房経路は、前記燃焼熱源機から前記第1暖房端末を経由した後に前記給湯暖房熱交換器を経由して前記燃焼熱源機に戻るように環状に形成されており、前記給湯暖房熱交換器は、前記第1暖房端末にて放熱した後の暖房循環熱媒の熱を用いて前記貯湯蓄熱経路中の温水を加熱する。
また、前記第1温水循環ポンプが前記ヒートポンプ装置内に設けられている場合、前記ヒートポンプ装置内を除く前記貯湯蓄熱経路におけるいずれかの位置には、前記貯湯蓄熱経路内の温水を循環させることが可能な第2温水循環ポンプが設けられている。
そして、前記貯湯蓄熱経路において前記貯湯タンクの温水を前記ヒートポンプ装置に導く第1流入側経路と、前記貯湯蓄熱経路において前記ヒートポンプ装置からの温水を前記貯湯タンクに戻す第1吐出側経路と、を連結して前記ヒートポンプ装置をバイパス可能となるようにヒートポンプバイパス経路が設けられており、前記ヒートポンプバイパス経路と前記第1流入側経路との接続個所あるいは前記ヒートポンプバイパス経路と前記第1吐出側経路との接続個所には、前記貯湯タンクからの温水を前記ヒートポンプバイパス経路に流すことなく前記ヒートポンプ装置に向けて流す、あるいは前記貯湯タンクからの温水を前記ヒートポンプ装置に向けて流すことなく前記ヒートポンプバイパス経路に流すように切替可能な第1経路切替手段が設けられており、前記第2温水循環ポンプと前記給湯暖房熱交換器は、前記ヒートポンプバイパス経路に対して前記ヒートポンプ装置の側でなく前記貯湯タンクの側に設けられている。
【0006】
この第1の発明
または後述する第2の発明では、貯湯タンク内の温水を給湯のみに利用して暖房には利用しない。そして暖房には、環状に形成した暖房経路にて暖房循環熱媒を循環させる。そして暖房に利用した後の暖房循環熱媒の熱を貯湯タンクの温水の加熱に利用することで、熱源(この場合、燃焼熱源機)に戻された暖房循環熱媒の温度をより低下させることができる。
これにより、暖房運転時において給湯負荷の発生の有無にかかわらず熱源の効率をより向上させることができる。
【0007】
【0008】
また第1の発明または後述する第3の発明によれば、第1温水循環ポンプがヒートポンプ装置内に設けられている場合において、ヒートポンプ装置が動作していない場合であっても、第2温水循環ポンプを用いて貯湯蓄熱経路の温水を適切に循環させることが可能であり、暖房循環熱媒の熱を貯湯タンクに蓄熱することができる。
【0009】
【0010】
また第1の発明または後述する第4の発明によれば、貯湯蓄熱経路の温水を給湯暖房熱交換器で加熱しておりヒートポンプ装置を特に必要としない場合において、適切にヒートポンプ装置をバイパスすることが可能であり、無駄な放熱を抑制し、より効率よく暖房循環熱媒の熱を貯湯タンクに蓄熱することができる。
【0011】
次に、本発明の第2の発明は、暖房循環熱媒を蓄えることなく給湯用の温水を蓄える貯湯タンクと、貯湯蓄熱経路からの温水を加熱可能なヒートポンプ装置と、前記貯湯タンクから取り出された温水を前記ヒートポンプ装置に導くとともに前記ヒートポンプ装置にて加熱された温水を前記貯湯タンクに戻すように形成された前記貯湯蓄熱経路と、暖房経路からの暖房循環熱媒を加熱可能な燃焼熱源機と、暖房循環熱媒を用いて放熱する第1暖房端末と、前記第1暖房端末の運転状態を利用者が設定可能な第1暖房端末運転状態設定手段と、前記燃焼熱源機からの暖房循環熱媒を前記第1暖房端末に導くとともに前記第1暖房端末にて放熱した暖房循環熱媒を前記燃焼熱源機に戻すように環状に形成された前記暖房経路と、を備えた給湯暖房システムである。
前記暖房経路におけるいずれかの位置には前記暖房経路内の暖房循環熱媒を循環させることが可能な暖房熱媒循環ポンプが設けられており、前記暖房経路におけるいずれかの位置には当該暖房経路を閉鎖あるいは開口することが可能な弁手段が設けられている。
そして、前記貯湯蓄熱経路におけるいずれかの位置には前記貯湯蓄熱経路内の温水を循環させることが可能な第1温水循環ポンプが設けられており、前記貯湯蓄熱経路におけるいずれかの位置には給湯暖房熱交換器が設けられており、前記暖房経路は、前記燃焼熱源機から前記第1暖房端末を経由した後に前記給湯暖房熱交換器を経由して前記燃焼熱源機に戻るように環状に形成されており、前記給湯暖房熱交換器は、前記第1暖房端末にて放熱した後の暖房循環熱媒の熱を用いて前記貯湯蓄熱経路中の温水を加熱する。
また、前記給湯暖房熱交換器に接続された前記貯湯蓄熱経路において温水が流入する側である第2流入側経路と、前記給湯暖房熱交換器に接続された前記貯湯蓄熱経路において温水が吐出される側である第2吐出側経路と、を連結して前記給湯暖房熱交換器をバイパス可能となるように熱交換器バイパス経路が設けられており、前記熱交換器バイパス経路と前記第2流入側経路との接続個所あるいは前記熱交換器バイパス経路と前記第2吐出側経路との接続個所には、温水を前記熱交換器バイパス経路に流すことなく前記給湯暖房熱交換器に向けて流す、あるいは温水を前記給湯暖房熱交換器に向けて流すことなく前記熱交換器バイパス経路に流すように切替可能な第2経路切替手段が設けられている。
次に、本発明の第3の発明は、上記第2の発明に係る給湯暖房システムであって、前記第1温水循環ポンプが前記ヒートポンプ装置内に設けられている場合、前記ヒートポンプ装置内を除く前記貯湯蓄熱経路におけるいずれかの位置には、前記貯湯蓄熱経路内の温水を循環させることが可能な第2温水循環ポンプが設けられている。
次に、本発明の第4の発明は、上記第3の発明に係る給湯暖房システムであって、前記貯湯蓄熱経路において前記貯湯タンクの温水を前記ヒートポンプ装置に導く第1流入側経路と、前記貯湯蓄熱経路において前記ヒートポンプ装置からの温水を前記貯湯タンクに戻す第1吐出側経路と、を連結して前記ヒートポンプ装置をバイパス可能となるようにヒートポンプバイパス経路が設けられており、前記ヒートポンプバイパス経路と前記第1流入側経路との接続個所あるいは前記ヒートポンプバイパス経路と前記第1吐出側経路との接続個所には、前記貯湯タンクからの温水を前記ヒートポンプバイパス経路に流すことなく前記ヒートポンプ装置に向けて流す、あるいは前記貯湯タンクからの温水を前記ヒートポンプ装置に向けて流すことなく前記ヒートポンプバイパス経路に流すように切替可能な第1経路切替手段が設けられており、前記第2温水循環ポンプと前記給湯暖房熱交換器は、前記ヒートポンプバイパス経路に対して前記ヒートポンプ装置の側でなく前記貯湯タンクの側に設けられている。
【0012】
この
第2の発明または第3の発明または第4の発明によれば、暖房運転していない場合であって貯湯蓄熱経路の温水をヒートポンプ装置で加熱している場合において、適切に給湯暖房熱交換器をバイパスすることが可能であり、無駄な放熱を抑制し、より効率よくヒートポンプ装置にて貯湯タンクに蓄熱することができる。
【0013】
次に、本発明の第5の発明は、上記第1の発明〜第4の発明のいずれか1つに係る給湯暖房システムであって、前記給湯暖房熱交換器と、前記第2温水循環ポンプを有する場合は当該第2温水循環ポンプと、前記ヒートポンプバイパス経路と前記第1経路切替手段を有する場合は当該ヒートポンプバイパス経路と当該第1経路切替手段と、前記熱交換器バイパス経路と前記第2経路切替手段を有する場合は当該熱交換器バイパス経路と当該第2経路切替手段と、が一体化された熱交換ユニットが構成されている。
【0014】
この第5の発明によれば、給湯暖房熱交換器等が一体化された熱交換ユニットを構成することで、貯湯蓄熱経路に給湯暖房熱交換器等を取り付ける作業を、より効率よく行うことができる。
【0015】
次に、本発明の第6の発明は、上記第1の発明〜第4の発明のいずれか1つに係る給湯暖房システムであって、前記貯湯タンクと、前記給湯暖房熱交換器と、前記第2温水循環ポンプを有する場合は当該第2温水循環ポンプと、前記ヒートポンプバイパス経路と前記第1経路切替手段を有する場合は当該ヒートポンプバイパス経路と当該第1経路切替手段と、前記熱交換器バイパス経路と前記第2経路切替手段を有する場合は当該熱交換器バイパス経路と当該第2経路切替手段と、が一体化された貯湯タンクユニットが構成されている。
【0016】
この第6の発明によれば、貯湯タンクと給湯暖房熱交換器等が一体化された貯湯タンクユニットを構成することで、貯湯蓄熱経路に給湯暖房熱交換器等を取り付ける作業を省略することが可能であり、給湯暖房システムを現場に設置する作業を、より効率よく行うことができる。
【0017】
次に、本発明の第7の発明は、上記第5の発明に係る給湯暖房システムであって、前記熱交換ユニットは、前記第1暖房端末からの暖房循環熱媒が流入する前記暖房経路との接続個所となる第1接続口と、前記第1暖房端末からの暖房循環熱媒を前記燃焼熱源機に向けて吐出する前記暖房経路との接続個所となる第2接続口と、を備えている。
また、熱交換ユニットは、前記貯湯蓄熱経路において前記貯湯タンクからの温水を前記ヒートポンプ装置に導く経路に、前記給湯暖房熱交換器あるいは前記第2温水循環ポンプあるいは前記ヒートポンプバイパス経路あるいは前記第1経路切替手段あるいは前記熱交換器バイパス経路あるいは前記第2経路切替手段、の少なくとも1つが設けられている場合は、前記貯湯タンクからの温水が流入する前記貯湯蓄熱経路との接続個所となる第3接続口と、前記貯湯タンクからの温水を前記ヒートポンプ装置に向けて吐出する前記貯湯蓄熱経路との接続個所となる第4接続口と、を備えている。
また、熱交換ユニットは、前記貯湯蓄熱経路において前記ヒートポンプ装置からの温水を前記貯湯タンクに戻す経路に、前記給湯暖房熱交換器あるいは前記第2温水循環ポンプあるいは前記ヒートポンプバイパス経路あるいは前記第1経路切替手段あるいは前記熱交換器バイパス経路あるいは前記第2経路切替手段、の少なくとも1つが設けられている場合は、前記ヒートポンプ装置から吐出された温水が流入する前記貯湯蓄熱経路との接続個所となる第5接続口と、前記ヒートポンプ装置からの温水を前記貯湯タンクに向けて吐出する前記貯湯蓄熱経路との接続個所となる第6接続口と、を備えている。
【0018】
この第7の発明によれば、熱交換ユニットに必要な接続口を適切に設け、熱交換ユニットをより適切な構成とすることができる。
【0019】
次に、本発明の第8の発明は、上記第1の発明〜第4の発明のいずれか1つに係る給湯暖房システムであって、前記貯湯タンクと、前記給湯暖房熱交換器と、前記燃焼熱源機と、前記第2温水循環ポンプを有する場合は当該第2温水循環ポンプと、前記ヒートポンプバイパス経路と前記第1経路切替手段を有する場合は当該ヒートポンプバイパス経路と当該第1経路切替手段と、前記熱交換器バイパス経路と前記第2経路切替手段を有する場合は当該熱交換器バイパス経路と当該第2経路切替手段と、が一体化された一体化ユニットが構成されている。
【0020】
この第8の発明によれば、燃焼熱源機と貯湯タンクと給湯暖房熱交換器等が一体化された一体化ユニットを構成することで、給湯暖房システムを現場に設置する作業を、より効率よく行うことができる。
また、各機器を近接させて配置することになるので、温水や暖房循環熱媒の各経路をより短くすることが可能であり、各経路からの無駄な放熱を抑制し、より効率よく給湯や暖房を行うことができる。
【0021】
次に、本発明の第9の発明は、上記第1の発明〜第8の発明のいずれか1つに係る給湯暖房システムであって、暖房循環熱媒を用いて放熱する単数または複数の第2暖房端末と、前記第2暖房端末のそれぞれの運転状態を利用者が設定可能なそれぞれの第2暖房端末運転状態設定手段と、を備えている。
そして、前記暖房経路における前記燃焼熱源機から暖房循環熱媒が吐出される放熱前経路は、経路分岐手段によって複数に分岐されており、分岐されたそれぞれの放熱前経路は、前記第1暖房端末及び前記第2暖房端末のそれぞれに接続されており、前記第1暖房端末及び前記第2暖房端末のそれぞれから放熱後の暖房循環熱媒が吐出される放熱後経路のそれぞれは、経路合流手段によってまとめられており、まとめられた放熱後経路は、前記給湯暖房熱交換器に接続されている。
【0022】
この第9の発明によれば、暖房端末が複数の場合であっても、利用した暖房端末にかかわらず、暖房に利用した後の暖房循環熱媒の熱を貯湯タンクの温水の加熱に利用することで、熱源(この場合、燃焼熱源機)に戻された暖房循環熱媒の温度をより低下させることができる。
これにより、暖房運転時において給湯負荷の発生の有無にかかわらず熱源の効率をより向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。なお、各図において、点線R、R1、R2にて囲まれた内部は暖房を利用する室内を示し、点線R、R1、R2にて囲まれた内部を除いた周囲は屋外を示している。
●[従来の給湯暖房システム100の構成(
図8)]
まず、
図8を用いて従来の給湯暖房システム100の構成について説明する。
従来の給湯暖房システム100は、熱源としてヒートポンプ装置20と燃焼熱源機30とを備え、更に、貯湯タンク装置10、第1暖房端末40等を有している。
【0025】
貯湯タンク装置10は、貯湯タンク12と、混合装置13と、タンク制御手段11と、を有している。
貯湯タンク12は、暖房循環熱媒を蓄えることなく給湯用の温水を蓄えている。
貯湯タンク12には、貯湯タンク12から取り出された温水をヒートポンプ装置20に導くとともにヒートポンプ装置20にて加熱された温水を貯湯タンク12に戻すように形成された貯湯蓄熱経路HBが接続されている。
また貯湯タンク12には、給水(上水)を貯湯タンク12に導く給水経路HAが接続され、貯湯タンク12内の温水を混合装置13に導く温水吐出経路HCが接続されている。
混合装置13は、温水吐出経路HCから供給された温水と給水経路HAから供給された給水とを混合した混合水、あるいは給湯加熱経路HDを経由して加熱された混合水を、給湯経路HEへ吐出する。
また混合装置13には、混合水を燃焼熱源機30に導くとともに燃焼熱源機30にて加熱された混合水を混合装置13に戻すように形成された給湯加熱経路HDが接続されている。
タンク制御手段11は、無線あるいは有線(通信線T1)にて熱源機制御手段31との間で種々の情報を送受信可能であり、無線あるいは有線(通信線T2)にてヒートポンプ制御手段21との間で種々の情報を送受信することが可能であり、送受信した種々の情報等に基づいて混合装置13の動作を制御し、給湯経路HEから吐出される混合水の温度を調整する。
なお、混合装置13は、温度検出手段、流量検出手段、経路切替手段等を有しており、詳細については説明を省略する。
【0026】
ヒートポンプ装置20は、例えば電気式のヒートポンプ装置であり、ヒートポンプ22、ヒートポンプ熱交換器23、ヒートポンプ制御手段21、温水循環ポンプ24(第1温水循環ポンプに相当)を有している。またヒートポンプ装置20には貯湯蓄熱経路HBが接続されている。
ヒートポンプ制御手段21は、無線あるいは有線(通信線T2)にてタンク制御手段11との間で種々の情報を送受信可能である。
そしてヒートポンプ制御手段21は、タンク制御手段11から受信した情報に基づいて、温水循環ポンプ24を制御して貯湯蓄熱経路HBの温水を循環させ、ヒートポンプ22を制御してヒートポンプ熱交換器23を介して貯湯蓄熱経路HBの温水を加熱する。
【0027】
燃焼熱源機30は、熱源機制御手段31と、燃焼加熱手段32と、熱源機熱交換器33、34、暖房熱媒循環ポンプ35と、を有している。
また燃焼熱源機30には、暖房循環熱媒を燃焼熱源機30から第1暖房端末40に導くとともに第1暖房端末40にて放熱した暖房循環熱媒を燃焼熱源機30に戻すように環状に形成された暖房経路HYと、給湯加熱経路HDと、が接続されている。
燃焼加熱手段32には、燃料(都市ガスや灯油等)が供給される燃料経路HZが接続されており、燃料の燃焼によって発生した熱を用いて熱源機熱交換器33を介して給湯加熱経路HDの混合水を加熱することが可能であり、熱源機熱交換器34を介して暖房経路HYの暖房循環熱媒を加熱することが可能である。
また暖房熱媒循環ポンプ35は、暖房経路HYの暖房循環熱媒を循環させる。
熱源機制御手段31は、無線あるいは有線(通信線T1)にてタンク制御手段11との間で種々の情報の送受信が可能である。また熱源機制御手段31は、無線あるいは有線(通信線T3)にて給湯設定手段37との間で種々の情報の送受信が可能であり、無線あるいは有線(通信線T4)にて第1端末制御手段41との間で種々の情報の送受信を行うことが可能である。
そして熱源機制御手段31は、タンク制御手段11あるいは給湯設定手段37あるいは第1端末制御手段41から受信した情報に基づいて、燃焼加熱手段32と暖房熱媒循環ポンプ35を制御する。
【0028】
第1暖房端末40は、第1端末制御手段41と弁手段42を有しており、暖房経路HYが接続されている。
例えば第1暖房端末40は浴室の乾燥機等であり、暖房経路HYから供給される暖房循環熱媒(例えば温水)を用いて放熱する。
また第1端末制御手段41は、無線あるいは有線(通信線T5)にて第1暖房設定手段47(第1暖房端末運転状態設定手段に相当)との間で種々の情報を送受信可能であり、無線あるいは有線(通信線T4)にて燃焼熱源機30の熱源機制御手段31との間で種々の情報を送受信可能であり、弁手段42を制御することが可能である。
弁手段42は、第1端末制御手段41からの制御信号に基づいて暖房経路HYの開度量を調節し、暖房循環熱媒の供給量を調節する。
なお、給湯設定手段37と第1暖房設定手段47は、一体化されていてもよい。
【0029】
利用者は、給湯を所望する場合、屋内Rに配置された給湯設定手段37から給湯温度等を設定する。すると、給湯設定手段37に入力された情報に基づいた設定情報が、給湯設定手段37から熱源機制御手段31に送信され、更に熱源機制御手段31からヒートポンプ制御手段21に送信される。すると、貯湯タンク装置10、ヒートポンプ装置20、燃焼熱源機30は、設定情報に基づいて連動して動作し、利用者は、給湯経路HEから所望した温度の混合水を得ることができる。
また利用者は、第1暖房端末40の暖房運転を所望する場合、屋内Rに配置された第1暖房設定手段47から暖房運転の開始等を設定する。すると、第1暖房設定手段47に入力された情報に基づいた設定情報が、第1暖房設定手段47から第1端末制御手段41に送信され、更に第1端末制御手段41から熱源機制御手段31に送信される。すると、第1暖房端末40、燃焼熱源機30は、設定情報に基づいて連動して動作し、利用者は、第1暖房端末40を所望した運転状態とすることができる。
【0030】
以上に説明した従来の給湯暖房システム100では、第1暖房端末40を暖房運転しているとき、放熱後の暖房循環熱媒が燃焼熱源機30に流入する場合に、その流入温度が比較的高い場合、燃焼熱源機30の暖房運転効率が低下する。
以下に説明する本実施の形態の給湯暖房システムでは、給湯負荷の有無にかかわらず、燃焼熱源機30に流入する暖房循環熱媒の温度をより低下させ、燃焼熱源機30(熱源)の暖房運転効率をより向上させる。
【0031】
●[第1の実施の形態の給湯暖房システム1Aの構成(
図1)]
次に
図1を用いて、第1の実施の形態の給湯暖房システム1Aの構成について説明する。
図1に示す第1の実施の形態の給湯暖房システム1Aは、
図8に示す従来の給湯暖房システム100に対して、貯湯蓄熱経路HBに給湯暖房熱交換器52を追加し、暖房経路HFを延長して給湯暖房熱交換器52に接続している点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。
【0032】
給湯暖房熱交換器52は、貯湯蓄熱経路HBにおけるいずれかの位置に設けられている。なお、
図1に示す例では、給湯暖房熱交換器52を、貯湯蓄熱経路HBにおける、貯湯タンク12から吐出された温水がヒートポンプ装置20に流入されるまでの経路に設けた例を示しているが、点線にて示すように、ヒートポンプ装置20から吐出された温水が貯湯タンク12に流入されるまでの経路に設けてもよい。
そして暖房経路HFは、燃焼熱源機30から第1暖房端末40を経由した後に給湯暖房熱交換器52を経由して燃焼熱源機30に戻るように環状に形成されている。
また、暖房熱媒循環ポンプ35、弁手段42は、暖房経路HFにおけるいずれかの位置に設けられている。
【0033】
この構成を有することで、第1暖房端末40から吐出された暖房循環熱媒の熱を貯湯タンク12の温水の加熱に利用し、燃焼熱源機30(熱源)に戻された暖房循環熱媒の温度をより低下させることができる。
これにより、暖房運転時において給湯負荷の発生の有無にかかわらず、燃焼熱源機30(熱源)の効率をより向上させることができる。
なお、貯湯蓄熱経路HBの温水は給湯暖房熱交換器52にて加熱されるので、この場合はヒートポンプ22の運転を停止し、温水循環ポンプ24を駆動する。
なお、
図1の例では温水循環ポンプ24をヒートポンプ装置20の内部に設けた例を示しているが、温水循環ポンプ24(第1温水循環ポンプ)は、貯湯蓄熱経路HBにおけるいずれかの位置に設けられている。
【0034】
●[第2の実施の形態の給湯暖房システム1Bの構成(
図2)]
次に
図2を用いて、第2の実施の形態の給湯暖房システム1Bの構成について説明する。
図2に示す第2の実施の形態の給湯暖房システム1Bは、
図1に示す第1の実施の形態の給湯暖房システム1Aに対して、熱交換制御手段51、温水循環ポンプ53、通信線T6が追加されている点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。
【0035】
熱交換制御手段51は、無線または有線(通信線T6)にてタンク制御手段11との間で種々の情報を送受信可能である。なお、熱交換制御手段51の通信相手は、タンク制御手段11に限定されず、熱源機制御手段31であってもよい。そして熱交換制御手段51は、受信した情報に基づいて温水循環ポンプ53(第2温水循環ポンプに相当)を制御する。すなわち、熱交換制御手段51は、給湯暖房熱交換器52を用いて貯湯蓄熱経路HBの温水を加熱している場合、且つ温水循環ポンプ24(第1温水循環ポンプ)がヒートポンプ装置20内に設けられている場合(ヒートポンプ装置20の停止中は温水循環ポンプ24を駆動できない場合)、温水循環ポンプ53を駆動して貯湯蓄熱経路HBの温水を循環させる。
なお、
図2に示す例では、給湯暖房熱交換器52、温水循環ポンプ53を、貯湯蓄熱経路HBにおける、貯湯タンク12から吐出された温水がヒートポンプ装置20に流入されるまでの経路に設けた例を示しているが、点線にて示すように、ヒートポンプ装置20から吐出された温水が貯湯タンク12に流入されるまでの経路に設けてもよい。
この構成を有することで、ヒートポンプ装置20が動作していない場合であっても、温水循環ポンプ53(第2温水循環ポンプ)を用いて貯湯蓄熱経路HBの温水を適切に循環させることが可能であり、暖房循環熱媒の熱を貯湯タンクに蓄熱することができる。
【0036】
●[第3の実施の形態の給湯暖房システム1Cの構成(
図3)]
次に
図3を用いて、第3の実施の形態の給湯暖房システム1Cの構成について説明する。
図3に示す第3の実施の形態の給湯暖房システム1Cは、
図2に示す第2の実施の形態の給湯暖房システム1Bに対して、ヒートポンプバイパス経路BA、第1経路切替手段54が追加されている点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。
【0037】
ヒートポンプバイパス経路BAは、貯湯蓄熱経路HBにおいて貯湯タンク12の温水をヒートポンプ装置20に導く第1流入側経路(温水を貯湯タンク12から吐出してヒートポンプ装置20に流入させる経路)と、貯湯蓄熱経路HBにおいてヒートポンプ装置20からの温水を貯湯タンク12に戻す第1吐出側経路(温水をヒートポンプ装置20から吐出して貯湯タンク12に流入させる経路)と、を連結してヒートポンプ装置20をバイパス可能となるように設けられている。
そしてヒートポンプバイパス経路BAと第1流入側経路との接続個所あるいはヒートポンプバイパス経路BAと第1吐出側経路との接続個所には、第1経路切替手段54が設けられている。
なお、
図3に示す例では、給湯暖房熱交換器52、温水循環ポンプ53を、貯湯蓄熱経路HBにおける、貯湯タンク12から吐出された温水がヒートポンプ装置20に流入されるまでの経路に設けた例を示しているが、ヒートポンプ装置20から吐出された温水が貯湯タンク12に流入されるまでの経路に設けてもよい。なお、給湯暖房熱交換器52と温水循環ポンプ53は、ヒートポンプバイパス経路BAに対して、ヒートポンプ装置20の側でなく貯湯タンク12の側に設けられている。
また温水循環ポンプ24が貯湯蓄熱経路HBのうち、ヒートポンプバイパス経路BAに対して貯湯タンク12の側に設けられており、ヒートポンプ装置20の停止中であっても駆動できる場合は、温水循環ポンプ53を省略してもよい。
【0038】
熱交換制御手段51は、貯湯蓄熱経路HBの温水を給湯暖房熱交換器52にて加熱してヒートポンプ装置20を停止している場合、温水循環ポンプ53を駆動し、貯湯タンク12からの温水をヒートポンプ装置20に向けて流すことなくヒートポンプバイパス経路BAに流すように第1経路切替手段54を制御する。
また、熱交換制御手段51は、貯湯蓄熱経路HBの温水を給湯暖房熱交換器52ではなくヒートポンプ装置20にて加熱している場合、温水循環ポンプ53を停止し、貯湯タンク12からの温水をヒートポンプバイパス経路BAに流すことなくヒートポンプ装置20に向けて流すように第1経路切替手段54を制御する。
これにより、貯湯蓄熱経路HBの温水を給湯暖房熱交換器52で加熱しておりヒートポンプ装置20を特に必要としない場合において、適切にヒートポンプ装置20をバイパスすることが可能であり、無駄な放熱を抑制し、より効率よく暖房循環熱媒の熱を貯湯タンク12に蓄熱することができる。
【0039】
●[第4の実施の形態の給湯暖房システム1Dの構成(
図4)]
次に
図4を用いて、第4の実施の形態の給湯暖房システム1Dの構成について説明する。
図4に示す第4の実施の形態の給湯暖房システム1Dは、
図3に示す第3の実施の形態の給湯暖房システム1Cに対して、熱交換器バイパス経路BB、第2経路切替手段55が追加されている点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。
なお
図4に示す給湯暖房システム1Dは、
図3に示す給湯暖房システム1Cに対して熱交換器バイパス経路BB、第2経路切替手段55を追加した図を示しているが、
図1に示す給湯暖房システム1Aに対して熱交換器バイパス経路BB、第2経路切替手段55を追加してもよいし、
図2に示す給湯暖房システム1Bに対して熱交換器バイパス経路BB、第2経路切替手段55を追加してもよい。
【0040】
熱交換器バイパス経路BBは、給湯暖房熱交換器52に接続された貯湯蓄熱経路HBにおいて温水が流入する側である第2流入側経路と、給湯暖房熱交換器52に接続された貯湯蓄熱経路HBにおいて温水が吐出される側である第2吐出側経路と、を連結して給湯暖房熱交換器52をバイパス可能となるように設けられている。
そして熱交換器バイパス経路BBと第2流入側経路との接続個所あるいは熱交換器バイパス経路BBと第2吐出側経路との接続個所には、第2経路切替手段55が設けられている。
なお、
図4に示す例では、給湯暖房熱交換器52、温水循環ポンプ53を、貯湯蓄熱経路HBにおける、貯湯タンク12から吐出された温水がヒートポンプ装置20に流入されるまでの経路に設けた例を示しているが、ヒートポンプ装置20から吐出された温水が貯湯タンク12に流入されるまでの経路に設けてもよい。
また温水循環ポンプ24がヒートポンプ装置20の外部に設けられてヒートポンプ装置20の停止中であっても駆動できる場合は、温水循環ポンプ53を省略してもよい。ただし、ヒートポンプバイパス経路BAと第1経路切替手段54が設けられている場合における温水循環ポンプ53の省略は、温水循環ポンプ24が貯湯蓄熱経路HBのうち、ヒートポンプバイパス経路BAに対して貯湯タンク12の側に設けられていることが前提となる。
【0041】
熱交換制御手段51は、貯湯蓄熱経路HBの温水を給湯暖房熱交換器52にて加熱してヒートポンプ装置20を停止している場合、温水循環ポンプ53を駆動し、貯湯タンク12からの温水を熱交換器バイパス経路BBに流すことなく給湯暖房熱交換器52に流すように第2経路切替手段55を制御する。
また、熱交換制御手段51は、貯湯蓄熱経路HBの温水を給湯暖房熱交換器52ではなくヒートポンプ装置20にて加熱している場合、貯湯タンク12からの温水を給湯暖房熱交換器52に流すことなく熱交換器バイパス経路BBに流すように第2経路切替手段55を制御する。
これにより、暖房運転していない場合であって貯湯蓄熱経路HBの温水をヒートポンプ装置20で加熱している場合において、適切に給湯暖房熱交換器52をバイパスすることが可能であり、無駄な放熱を抑制し、より効率よくヒートポンプ装置20にて貯湯タンク12に蓄熱することができる。
【0042】
●[第5の実施の形態の給湯暖房システム1Eの構成(
図5)]
次に
図5を用いて、第5の実施の形態の給湯暖房システム1Eの構成について説明する。
図5に示す第5の実施の形態の給湯暖房システム1Eは、
図4に示す第4の実施の形態の給湯暖房システム1Dに対して、熱交換制御手段51、給湯暖房熱交換器52、温水循環ポンプ53、ヒートポンプバイパス経路BA、第1経路切替手段54、熱交換器バイパス経路BB、第2経路切替手段55が一体化された熱交換ユニット50が構成されている点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。
【0043】
熱交換ユニット50は、給湯暖房熱交換器52と、熱交換制御手段51を有する場合は熱交換制御手段51と、温水循環ポンプ53を有する場合は温水循環ポンプ53と、ヒートポンプバイパス経路BAと第1経路切替手段54を有する場合はヒートポンプバイパス経路BAと第1経路切替手段54と、熱交換器バイパス経路BBと第2経路切替手段55を有する場合は熱交換器バイパス経路BBと第2経路切替手段55と、が一体化されている。なお、熱交換ユニット50は、第1の実施の形態の給湯暖房システム1A〜第4の実施の形態の給湯暖房システム1Dのいずれにおいても構成することができる。
給湯暖房熱交換器等が一体化された熱交換ユニット50を構成することで、作業者は、貯湯蓄熱経路HBに給湯暖房熱交換器等を取り付ける作業を、より効率よく行うことができる。
【0044】
●[第6の実施の形態の給湯暖房システムの構成]
次に、第6の実施の形態の給湯暖房システムの構成について説明する。第6の実施の形態の給湯暖房システムは、図示省略するが、
図4に示す第4の実施の形態の給湯暖房システム1Dに対して、貯湯タンク12、熱交換制御手段51、給湯暖房熱交換器52、温水循環ポンプ53、ヒートポンプバイパス経路BA、第1経路切替手段54、熱交換器バイパス経路BB、第2経路切替手段55が一体化された貯湯タンクユニットが構成されている点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。
【0045】
貯湯タンクユニットは、貯湯タンク12と、給湯暖房熱交換器52と、熱交換制御手段51を有する場合は熱交換制御手段51と、温水循環ポンプ53を有する場合は温水循環ポンプ53と、ヒートポンプバイパス経路BAと第1経路切替手段54を有する場合はヒートポンプバイパス経路BAと第1経路切替手段54と、熱交換器バイパス経路BBと第2経路切替手段55を有する場合は熱交換器バイパス経路BBと第2経路切替手段55と、が一体化されている。なお、貯湯タンクユニットは、第1の実施の形態の給湯暖房システム1A〜第4の実施の形態の給湯暖房システム1Dのいずれにおいても構成することができる。
貯湯タンクと給湯暖房熱交換器等が一体化された貯湯タンクユニットを構成することで、作業者は、貯湯蓄熱経路HBに給湯暖房熱交換器等を取り付ける作業を省略することが可能であり、給湯暖房システムを現場に設置する作業を、より効率よく行うことができる。
【0046】
●[第7の実施の形態の給湯暖房システム(
図6)]
次に、第7の実施の形態の給湯暖房システムについて説明する。第7の実施の形態の給湯暖房システムの特徴は、
図5に示した熱交換ユニット50において、貯湯蓄熱経路HB及び暖房経路HFとの接続口を適切に設けたものである。
図6(A)〜(C)は、熱交換ユニット50の各例と、各例において貯湯蓄熱経路HB及び暖房経路HFとの接続口(S1〜S6)を適切に設けた例を示している。なお、熱交換ユニット50の種類は、
図6(A)〜(C)に示すものに限定されず、種々のものがあるが、接続口(S1〜S6)の設け方は、
図6(A)〜(C)に示す3種類となる。
【0047】
図6(A)〜(C)に示すように、熱交換ユニット50は、第1暖房端末40からの暖房循環熱媒が流入する暖房経路HFとの接続個所となる第1接続口S1と、第1暖房端末40からの暖房循環熱媒を燃焼熱源機30に向けて吐出する暖房経路HFとの接続個所となる第2接続口S2と、を備えている。
また
図6(A)及び(B)に示すように、貯湯蓄熱経路HBにおいて貯湯タンク12からの温水をヒートポンプ装置20に導く経路(貯湯タンクの吐出口12Aからヒートポンプ装置の流入口20Aに至る経路)に、給湯暖房熱交換器52あるいは温水循環ポンプ53あるいはヒートポンプバイパス経路BAあるいは第1経路切替手段54あるいは熱交換器バイパス経路BBあるいは第2経路切替手段55、の少なくとも1つが設けられている場合は、貯湯タンク12からの温水が流入する貯湯蓄熱経路HBとの接続個所となる第3接続口S3と、貯湯タンク12からの温水をヒートポンプ装置20に向けて吐出する貯湯蓄熱経路HBとの接続個所となる第4接続口S4と、を備えている。
また
図6(A)及び(C)に示すように、貯湯蓄熱経路HBにおいてヒートポンプ装置20からの温水を貯湯タンク12に戻す経路(ヒートポンプ装置の吐出口20Bから貯湯タンク12の流入口12Bに至る経路)に、給湯暖房熱交換器52あるいは温水循環ポンプ53あるいはヒートポンプバイパス経路BAあるいは第1経路切替手段54あるいは熱交換器バイパス経路BBあるいは第2経路切替手段55、の少なくとも1つが設けられている場合は、ヒートポンプ装置20から吐出された温水が流入する貯湯蓄熱経路HBとの接続個所となる第5接続口S5と、ヒートポンプ装置20からの温水を貯湯タンク12に向けて吐出する貯湯蓄熱経路HBとの接続個所となる第6接続口S6と、を備えている。
このように、熱交換ユニット50に、必要な接続口を適切に設け、熱交換ユニット50をより適切な構成とすることができる。
【0048】
●[第8の実施の形態の給湯暖房システムの構成]
次に、第8の実施の形態の給湯暖房システムの構成について説明する。第8の実施の形態の給湯暖房システムは、図示省略するが、
図4に示す第4の実施の形態の給湯暖房システム1Dに対して、燃焼熱源機30、貯湯タンク12、タンク制御手段11、混合装置13、熱交換制御手段51、給湯暖房熱交換器52、温水循環ポンプ53、ヒートポンプバイパス経路BA、第1経路切替手段54、熱交換器バイパス経路BB、第2経路切替手段55が一体化された一体化ユニットが構成されている点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。
【0049】
一体化ユニットは、燃焼熱源機30、貯湯タンク12と、タンク制御手段11と、給湯暖房熱交換器52と、熱交換制御手段51を有する場合は熱交換制御手段51と、温水循環ポンプ53を有する場合は温水循環ポンプ53と、ヒートポンプバイパス経路BAと第1経路切替手段54を有する場合はヒートポンプバイパス経路BAと第1経路切替手段54と、熱交換器バイパス経路BBと第2経路切替手段55を有する場合は熱交換器バイパス経路BBと第2経路切替手段55と、が一体化されている。なお、一体化ユニットは、第1の実施の形態の給湯暖房システム1A〜第4の実施の形態の給湯暖房システム1Dのいずれにおいても構成することができる。
また、一体化ユニットを構成する各要素を化粧カバー等にて覆って一体化するようにしてもよい。
燃焼熱源機と貯湯タンクと混合装置と給湯暖房熱交換器等が一体化された一体化ユニットを構成することで、作業者は、給湯暖房システムを現場に設置する作業を、より効率よく行うことができる。
また、各機器を近接させて配置することになるので、温水や暖房循環熱媒の各経路をより短くすることが可能であり、各経路からの無駄な放熱を抑制し、より効率よく給湯や暖房を行うことができる。
【0050】
●[第9の実施の形態の給湯暖房システム(
図7)]
次に、第9の実施の形態の給湯暖房システムについて説明する。第9の実施の形態の給湯暖房システムの説明では、第1〜第8の実施の形態にて説明した給湯暖房システムにおいて、暖房端末が複数の場合の例を示しており、2つ以上の暖房端末の接続方法(暖房経路HFの分岐方法)について説明する。
図7は、2つの暖房端末(第1暖房端末40、第2暖房端末60)を、暖房経路HFに接続した場合の例を示しており、暖房経路HF及び暖房経路HFに関連する機器等を抽出した図であり、他の機器等については記載を省略している。
【0051】
第1暖房端末40は、既に説明しているとおり、例えば浴室R1の乾燥機であり、暖房循環熱媒を用いて放熱し、第1端末制御手段41と弁手段42を有しており、暖房経路HFAが接続されている。
また第1端末制御手段41は、無線あるいは有線(通信線T5)にて第1暖房設定手段47(第1暖房端末運転状態設定手段に相当)との間で種々の情報を送受信可能であり、無線あるいは有線(通信線T4)にて燃焼熱源機30の熱源機制御手段31との間で種々の情報を送受信可能であり、弁手段42を制御することが可能である。
弁手段42は、第1端末制御手段41からの制御信号に基づいて暖房経路HFAの開度量を調節し、暖房循環熱媒の供給量を調節する。
第2暖房端末60は、例えばリビングR2の温水式放熱器であり、暖房循環熱媒を用いて放熱し、第2端末制御手段61と弁手段62を有しており、暖房経路HFBが接続されている。
また第2端末制御手段61は、無線あるいは有線(通信線T8)にて第2暖房設定手段67(第2暖房端末運転状態設定手段に相当)との間で種々の情報を送受信可能であり、無線あるいは有線(通信線T7)にて燃焼熱源機30の熱源機制御手段31との間で種々の情報を送受信可能であり、弁手段62を制御することが可能である。
弁手段62は、第2端末制御手段61からの制御信号に基づいて暖房経路HFBの開度量を調節し、暖房循環熱媒の供給量を調節する。
第2暖房端末60が複数の場合は、それぞれの第2暖房端末の運転状態を利用者が設定可能なそれぞれの第2暖房設定手段(第2暖房端末運転状態設定手段)を備え、暖房経路HFを分岐させた経路をそれぞれ接続し、各暖房端末を並列的に接続する。
【0052】
暖房経路HFにおける燃焼熱源機30から暖房循環熱媒が吐出される放熱前経路は、経路分岐手段71によって複数に分岐されている。そして、経路分岐手段71によって複数に分岐されたそれぞれの放熱前経路は、第1暖房端末40及び第2暖房端末60のそれぞれに接続されている。
また、第1暖房端末40及び第2暖房端末60のそれぞれから放熱後の暖房循環熱媒が吐出される放熱後経路のそれぞれは、経路合流手段72によってまとめられている。そして、経路合流手段72にてまとめられた放熱後経路は、給湯暖房熱交換器52の流入口に接続されている。
この構成により、暖房端末が複数の場合であっても、利用した暖房端末にかかわらず、暖房に利用した後の暖房循環熱媒の熱を貯湯タンクの温水の加熱に利用することで、熱源(この場合、燃焼熱源機)に戻された暖房循環熱媒の温度をより低下させることができる。
これにより、暖房運転時において給湯負荷の発生の有無にかかわらず熱源の効率をより向上させることができる。
【0053】
本発明の暖房システムは、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、各制御手段、各設定手段の通信相手は、本実施の形態にて説明した通信相手に限定されない。