JP4194212B2 - Hot water storage hot water source - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯路が上部に接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、前記貯湯タンクの底部から取り出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転用循環状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、前記貯湯運転用循環状態で循環させた湯水が目標貯湯状態で前記貯湯タンクに貯湯されるように前記湯水循環手段の運転を制御する循環制御手段とが設けられた貯湯式の給湯熱源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記貯湯式の給湯熱源装置では、従来、例えば特開昭59−7843号公報に記載されているように、加熱手段としてのガスバーナで加熱される熱交換器を設けて、貯湯タンクの底部から取り出した湯水をその熱交換器にて加熱したのち、その温水を貯湯タンクの上部に供給する形態で湯水を循環させて、湯水を目標貯湯状態で温度成層を形成して貯湯するように構成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の貯湯式の給湯熱源装置は、貯湯用の熱源として燃料ガスを燃焼させるガスバーナを使用するため、所望の目標貯湯状態で確実に貯湯できる利点があるが、貯湯コストが高くつく問題がある。
この問題を解決する手段として、例えば発電装置などを駆動するエンジンやヒートポンプの圧縮機を駆動するエンジンなどの他装置駆動機の排熱を回収して、その排熱で湯水を加熱する排熱利用式加熱器と、他装置駆動機の排熱を利用しないで湯水を加熱する排熱非利用式加熱器とを併設してある加熱手段を設けて、貯湯コストを安くすることが考えられる。
しかしながら、排熱利用式加熱器にて湯水を加熱するとしても、目標貯湯状態で貯湯したあとは、排熱があってもその排熱を有効に利用できない欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、所望の目標貯湯状態で確実に貯湯できるようにしながら、他装置駆動機の排熱が有るときは、その排熱を有効に利用して、安い貯湯コストで貯湯できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明の特徴構成は、給湯路が上部に接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、前記貯湯タンクの底部から取り出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転用循環状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、
貯湯要求が指令されると、前記貯湯運転用循環状態で循環させた湯水が設定された目標貯湯状態で前記貯湯タンクに貯湯されるように前記湯水循環手段の運転を制御する貯湯運転を実行する循環制御手段とが設けられた貯湯式の給湯熱源装置であって、
前記加熱手段が、他装置駆動機の排熱を利用して湯水を加熱する排熱利用式加熱器と、前記他装置駆動機の排熱を利用しないで湯水を加熱する排熱非利用式加熱器とを設けて構成され、前記循環制御手段が、前記貯湯タンクに前記目標貯湯状態で湯水が貯湯されている状態で前記他装置駆動機の排熱が有ると判定したときは、前記排熱利用式加熱器にて湯水を加熱する貯湯運転用循環状態で湯水を循環させて、前記目標貯湯状態を越える貯湯状態で前記貯湯タンクに貯湯する排熱利用貯湯運転制御を実行するように構成され、
前記循環制御手段が、前記目標貯湯状態としての目標貯湯量の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように前記湯水循環手段の運転を制御するように構成され、
前記循環制御手段が、前記目標貯湯量の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されている状態で前記他装置駆動機の排熱が有ると判定したときは、前記目標貯湯量の設定を無効にして、最大貯湯量の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように制御する排熱利用貯湯運転制御を実行し、かつ、前記他装置駆動機の排熱が無いと判定したとき、又は、前記最大貯湯量の湯水が貯湯されているときは、前記目標貯湯量の設定を元に戻すように構成されている点にある。
〔作用〕
加熱手段が、他装置駆動機の排熱を利用して湯水を加熱する排熱利用式加熱器と、他装置駆動機の排熱を利用しないで湯水を加熱する排熱非利用式加熱器とを設けて構成され、循環制御手段が、貯湯タンクの底部から取り出した湯水を排熱利用式加熱器や排熱非利用式加熱器にて加熱したのち、その温水を貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転用循環状態で循環させた湯水が目標貯湯状態で貯湯タンクに貯湯されるように、湯水循環手段の運転を制御するので、所望の目標貯湯状態で確実に貯湯できるようにしながら、貯湯コストを安くすることができる。
その上、循環制御手段は、貯湯タンクに目標貯湯状態で湯水が貯湯されている状態で他装置駆動機の排熱が有ると判定したときは、排熱利用式加熱器にて湯水を加熱する貯湯運転用循環状態で湯水を循環させて、目標貯湯状態を越える貯湯状態で貯湯タンクに貯湯する排熱利用貯湯運転制御を実行するので、目標貯湯状態で貯湯したあとでも、排熱が有るとその排熱を有効に利用して、貯湯コストの安い湯水を貯湯できる。
又、循環制御手段は、目標貯湯量の湯水が貯湯タンクに貯湯されている状態で他装置駆動機の排熱が有ると判定したときは、目標貯湯量の設定を無効にして、排熱利用式加熱器にて湯水を加熱する貯湯運転用循環状態で湯水を循環させて、最大貯湯量の湯水が貯湯タンクに貯湯されるように制御する排熱利用貯湯運転制御を実行する。
〔効果〕
所望の目標貯湯状態で確実に貯湯できるようにしながら、他装置駆動機の排熱が有るときはその排熱を有効に利用して、安い貯湯コストで貯湯できる。
又、目標貯湯量が最大貯湯量よりも少ない場合でも、排熱が有るときは貯湯タンクの貯湯容量を最大限利用して、貯湯コストの安い湯水を貯湯できる。
【0005】
請求項2記載の発明の特徴構成は、前記循環制御手段が、前記目標貯湯状態としての目標温度の湯水が設定貯湯量で前記貯湯タンクに貯湯されるように前記湯水循環手段の運転を制御するように構成され、前記循環制御手段が、前記目標温度の湯水が前記目標貯湯量で前記貯湯タンクに貯湯されている状態で前記他装置駆動機の排熱が有ると判定したときは、前記目標温度の設定と前記目標貯湯量の設定とを無効にして、前記目標温度を越える温度の湯水が前記目標貯湯量を越える貯湯量で前記貯湯タンクに貯湯されるように制御する排熱利用貯湯運転制御を実行するように構成されている点にある。
〔作用〕
循環制御手段は、目標温度の湯水が目標貯湯量で貯湯タンクに貯湯されている状態で他装置駆動機の排熱が有ると判定したときは、目標温度の設定と目標貯湯量の設定とを無効にして、排熱利用式加熱器にて湯水を加熱する貯湯運転用循環状態で湯水を循環させて、目標温度を越える温度の湯水が目標貯湯量を越える貯湯量で貯湯タンクに貯湯されるように制御する排熱利用貯湯運転制御を実行する。
〔効果〕
目標温度を越える温度の湯水を貯湯タンクに貯湯でき、排熱が有るときはその排熱を最大限利用して、貯湯コストの安い湯水を貯湯できる。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる貯湯式の給湯熱源装置の実施の形態をエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムに適用した例を図面に基づいて説明する。
このエンジンヒートポンプ式冷暖房給湯システムは、図1,図2に示すように、貯湯タンク1内に温度成層を形成して貯湯された湯水を給湯したり、貯湯タンク内1の湯水を加熱して外部放熱部2にて放熱したりする貯湯ユニットAと、室内の冷暖房をするエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bとから構成されている。
【0007】
前記貯湯ユニットAは、この貯湯ユニットAの運転を制御する貯湯ユニット制御部C、貯湯タンク1、貯湯タンク1内の湯水を循環させる循環路3を備えた湯水循環手段E、循環路3を通流する湯水を加熱する加熱手段としての加熱部4、循環路3を通流する湯水と熱交換して放熱する外部放熱部2などから構成され、循環ポンプP1の作動で貯湯タンク1内の湯水を循環路3にて循環させながら、加熱部4にて加熱したり、外部放熱部2にて放熱したりするようにしている。
【0008】
前記貯湯タンク1には、その底部から貯湯タンク1に水道水圧を用いて給水する給水路5が接続され、その上部から風呂場や台所などに給湯するための給湯路6が接続され、風呂場や台所などで使用された量だけの水を給水路5から貯湯タンク1に給水するように構成されている。
また、貯湯タンク1の内側には、貯湯タンク1内の湯水の温度を検出する4個の温度センサとしての貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4が上下に分散配置して設けられている。
【0009】
前記給湯路6には、給水路5から分岐された混合用給水路7が接続され、その接続箇所に給湯路6からの湯水と混合用給水路7からの水との混合比を調整自在なミキシングバルブ8が設けられている。
前記給水路5と混合用給水路7との分岐箇所には、給水温度を検出する給水サーミスタ9が設けられ、給水路5および混合用給水路7の夫々には、逆止弁10が設けられている。
ちなみに、給湯路6には、オーバーフロー路11が接続され、そのオーバーフロー路11にエアー抜き弁12が設けられている。
【0010】
また、給湯路6におけるミキシングバルブ8よりも上流側には、貯湯タンク1の上部から給湯路6に給湯された湯水の温度を検出する貯湯出口サーミスタ13が設けられ、給湯路6におけるミキシングバルブ8よりも下流側には、ミキシングバルブ8にて混合された湯水の温度を検出するミキシングサーミスタ14、給湯路6の湯水の流量を調整する給湯用水比例バルブ15が設けられている。
【0011】
前記給湯用水比例バルブ15よりも下流側の給湯路6が、台所や洗面所などの給湯栓に給湯する一般給湯路16と、浴槽に湯水を供給するための湯張り路17とに分岐され、湯張り路17が浴槽からの風呂戻り路18に接続され、風呂戻り路18および風呂往き路19の両路を通して浴槽に湯水を供給するようにしている。
前記一般給湯路16には、一般給湯路16を通流する湯水の流量を検出する給湯流量センサ20が設けられ、湯張り路17には、湯張り路17を通流する湯水の流量を検出する湯張り流量センサ21、湯張り電磁弁22、バキュームブレーカ23、湯張り逆止弁24が上流側から順に設けられている。
【0012】
前記循環路3と貯湯タンク1とが、循環路3を通流する湯水を貯湯タンク1内に戻す、または、貯湯タンク1内の湯水を循環路3に取り出すために、貯湯タンク1の上部1箇所と底部2箇所の合計3箇所で連通接続されている。
具体的に説明すると、貯湯タンク1の上部には、循環路3と貯湯タンク1とを接続する上部接続路25が給湯路6の上流側を介して連通接続され、貯湯タンク1の底部には、循環路3を通流する湯水を給水路5の下流側を介して貯湯タンク1内の底部に戻す戻し路26と、貯湯タンク1内の底部の湯水を循環路3に取り出す取り出し路27とが連通接続されている。
【0013】
そして、上部接続路25には、電磁式の上部開閉弁28が設けられ、戻し路26には、戻し開閉弁29が設けられ、上部開閉弁28を開弁させることによって、循環路3を通流する湯水を貯湯タンク1内の上部に供給したり、貯湯タンク1内の上部の湯水を循環路3に取り出したりするようにし、戻し開閉弁29を開弁させることによって、循環路3を通流する湯水を貯湯タンク1内の底部に戻すことができるようにしている。
ちなみに、取り出し路27には、貯湯タンク1内の湯水を排水するための排水路30が接続され、その排水路30の途中部には、安全弁31と手動バルブ32とが並列に接続されている。
【0014】
前記加熱部4は、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bによる冷媒を供給して湯水を加熱するヒートポンプ式加熱器33と、他装置駆動機としてのエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bの駆動用ガスエンジン77のエンジン排熱を利用してそのエンジン排熱で湯水を加熱するエンジン排熱利用式加熱器34と、バーナ36の燃焼により湯水を加熱する補助加熱器35とを設けて構成されている。
そして、循環路3の湯水の循環方向において上流側から順に、ヒートポンプ式加熱器33、エンジン排熱利用式加熱器34、補助加熱器35が設けられ、ヒートポンプ式加熱器33と補助加熱器35とが、他装置駆動機77の排熱を利用しないで湯水を加熱する排熱非利用式加熱器Uに構成されている。
【0015】
前記補助加熱器35は、ガス燃焼式のバーナ36に燃焼用空気を供給するファン37などが設けられ、バーナ36の燃焼により循環路3を通流する湯水を加熱するように構成されている。
前記バーナ36に燃料ガスを供給する燃料供給路38には、上流側から順にガスセフティ弁39、ガス比例弁40、ガスメイン弁41が設けられている。
【0016】
前記外部放熱部2は、循環路3を通流する湯水と暖房用の熱媒としての温水とを熱交換する暖房用熱交換部42と、循環路3を通流する湯水と浴槽内の湯水とを熱交換して追焚きする風呂用熱交換部43とを設けて構成されている。
そして、循環路3が、暖房用熱交換部42を備えた暖房用循環路3aと、風呂用熱交換部43を備えた風呂用循環路3bとに分岐され、暖房用熱交換部42と風呂用熱交換部43とが並列に接続されている。
また、暖房用循環路3aには、暖房用熱交換部42よりも湯水の循環方向の上流側に電磁式の暖房用開閉弁44が設けられ、風呂用循環路3bには、風呂用熱交換部43よりも湯水の循環方向の上流側に電磁式の風呂用開閉弁45が設けられている。
【0017】
前記暖房用熱交換部42には、暖房ポンプP2を作動させることにより、暖房戻り路46および暖房往き路47を通して循環する暖房用熱媒を、循環路3を通流する湯水にて加熱するように構成されている。
そして、暖房戻り路46には、上流側から順に、暖房戻り路46の暖房用熱媒の温度を検出する暖房戻りサーミスタ48、補給水タンク49、暖房ポンプP2が設けられ、暖房往き路47には、暖房往き路47の暖房用熱媒の温度を検出する暖房往きサーミスタ50が設けられている。
【0018】
前記補給水タンク49には、水位の上限を検出する上限センサ51と下限を検出する下限センサ52とが設けられ、補給水タンク49に給水するためのタンク給水路53が接続され、そのタンク給水路53には、補給水電磁弁54が設けられている。
また、暖房戻り路46の暖房用熱媒を暖房用熱交換部42を迂回して暖房往き路47に供給する暖房バイパス路55が設けられている。
【0019】
前記風呂用熱交換部43は、風呂ポンプP3を作動させることにより、風呂戻り路18および風呂往き路19を通して循環する浴槽内の湯水を循環路3を通流する湯水にて加熱するように構成されている。
そして、風呂戻り路18には、上流側から順に、浴槽内の湯水の水位を検出する水位センサ56、風呂戻り路18の湯水の温度を検出する風呂戻りサーミスタ57、二方弁58、風呂ポンプP3、風呂水流スイッチ59が設けられている。
【0020】
前記循環路3における戻り路26との接続箇所と取り出し路27との接続箇所との間には、外部放熱部2を通過した湯水のヒートポンプ式加熱器33への通流を断続する電磁式のヒートポンプ用開閉弁60が設けられ、エンジン排熱利用式加熱器34と補助加熱器35との間の部分に、補助加熱器35に通流する湯水の温度を検出する入り温度サーミスタ61、循環路3を通流する湯水の循環流量Qを検出する循環流量センサ62、循環ポンプP1、補助加熱器35への湯水の通流を断続する電磁式の補助用断続開閉弁63が設けられている。
【0021】
前記循環路3における補助用断続開閉弁63と補助加熱器35との間には、補助加熱器35に通流する湯水の循環流量Qを検出する水量センサ64が設けられ、循環路3における補助加熱器35と上部接続路25との接続箇所との間には、循環路3を通流する湯水の循環流量Qを調整する水比例バルブ65、加熱部4にて加熱された後の循環路3の湯水の沸き上げ温度Taを検出する貯湯サーミスタ66が設けられている。
【0022】
また、循環路3には、外部放熱部2を通過した湯水をヒートポンプ式加熱器33を迂回してエンジン排熱利用式加熱器34に流入させるためのヒートポンプ用バイパス路67と、エンジン排熱利用式加熱器34を通過した湯水を補助加熱器35を迂回して循環させるための補助用バイパス路68とが接続され、ヒートポンプ用バイパス路67には、電磁式のヒートポンプバイパス開閉弁69が設けられ、補助用バイパス路68には、電磁式の補助バイパス開閉弁70が設けられている。
【0023】
そして、湯水循環手段Eが、循環路3、上部接続路25、戻し路26、取り出し路27、循環ポンプP1、および、上部開閉弁28、暖房用開閉弁44、風呂用開閉弁45、戻し開閉弁29、ヒートポンプ用開閉弁60、ヒートポンプバイパス開閉弁69、補助用断続開閉弁63、補助バイパス開閉弁70などにより構成され、上部開閉弁28、暖房用開閉弁44、風呂用開閉弁45、戻し開閉弁29、ヒートポンプ用開閉弁60、ヒートポンプバイパス開閉弁69、補助用断続開閉弁63、補助バイパス開閉弁70の開閉操作により、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を加熱部4にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の底部に戻す形態の初期運転用循環状態で湯水を循環させる貯湯初期運転と、貯湯タンク1内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を加熱部4にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に供給する形態の貯湯運転用循環状態で湯水を循環させる貯湯運転と、加熱部4にて加熱した湯水を外部放熱部2に供給し、かつ、外部放熱部2を通過した湯水の全量を貯湯タンク1を迂回して加熱部4に直接戻す形態の放熱運転用循環状態で湯水を循環させる放熱運転とに切り換え自在に構成されている。
【0024】
また、循環調整手段Fが、給水サーミスタ9,入り温度サーミスタ61,循環流量センサ62,水比例バルブ65、貯湯サーミスタ66,貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4などにより構成され、給湯操作手段Gが、貯湯出口サーミスタ13、ミキシングバルブ8、給湯用水比例バルブ15、給湯流量センサ20、湯張り流量センサ21、湯張り電磁弁22などにより構成され、風呂操作手段Hが、水位センサ56、風呂戻りサーミスタ57、二方弁58、風呂ポンプP3、風呂水流スイッチ59などで構成され、暖房操作手段Jが、暖房戻りサーミスタ48、暖房ポンプP2、暖房往きサーミスタ50などで構成されている。
【0025】
前記貯湯ユニット制御部Cは、上部開閉弁28、暖房用開閉弁44、風呂用開閉弁45、戻し開閉弁29、ヒートポンプ用開閉弁60、ヒートポンプバイパス開閉弁69、補助用断続開閉弁63、補助バイパス開閉弁70の夫々を開閉制御することにより、初期運転用循環状態で湯水を循環させたり、貯湯運転用循環状態で循環させた湯水を目標貯湯状態で貯湯したり、放熱運転用循環状態で湯水を循環させたりするように構成されている。
【0026】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bは、複数の室内機71と室外機72とを備えて、複数の空調対象空間を空調することができるように構成され、室内機71と室外機72と貯湯ユニットAにおけるヒートポンプ式加熱器33とが冷媒配管73で接続され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bにおける冷媒をヒートポンプ式加熱器33に供給できるように構成されている。
前記複数の室内機71の夫々には、室内熱交換器75、その室内熱交換器75で温調した空気を空調対象空間へ送出する室内空調用送風機76などが備えられている。
【0027】
前記室外機72には、電子膨張弁74,89、ガスエンジン77、ガスエンジン77にて駆動される冷媒圧縮機78、アキュムレータ79、四方弁80、室外熱交換器81、その室外熱交換器82に対し外気を通風する室外空調用送風機82、ラジエータ83、ラジエータ用送風機84、ヒートポンプ運転制御部Dなどが備えられている。
また、ガスエンジン77の冷却用の冷却水をラジエータ83との間で循環させる冷却水路85が設けられ、この冷却水路85にラジエター用ポンプP4とエンジン出口側での冷却水温度を検出する冷却水温度サーミスタ95が設けられ、ガスエンジン77の排熱を回収した冷却水を、加熱用冷却水路91を通してエンジン排熱利用式加熱器34に供給する加熱状態と、ラジエータ83に供給して放熱される放熱状態とに切り換え自在な排熱切換機構86が設けられている。
【0028】
そして、ヒートポンプ運転手段Kが、ガスエンジン77、電子膨張弁74,89、室内空調用送風機76、冷媒圧縮機78、四方弁80、室外空調用送風機82、低圧側の冷媒圧力を検出する低圧検出手段87、高圧側の冷媒圧力を検出する高圧検出手段88などにより構成され、冷却水循環手段Lが、冷却水路85、加熱用冷却水路91、ラジエータ用ポンプP4、ラジエータ用送風機84、排熱切換機構86、冷却水温度サーミスタ95などにより構成されている。
【0029】
前記貯湯ユニット制御部Cとヒートポンプ運転制御部Dとは、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが空調運転中であることや、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bへの駆動要求などの制御信号を送受信可能に構成にされ、図3に示すように、空調対象空間としての各部屋に設置されている空調リモコン93および貯湯リモコン92の指令に基づいて、空調対象空間への空調冷房運転や空調暖房運転などの空調運転、貯湯タンク1内に湯水を貯湯する貯湯運転、外部放熱部2にて放熱する放熱運転、貯湯タンク1内の貯湯量が最低確保量未満のときに給湯する給湯優先運転などの夫々の運転を実行するように構成されている。
【0030】
前記エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bの運転について説明すると、空調リモコン93から空調冷房要求や空調暖房要求などの空調要求があると、ヒートポンプ運転制御部Dがヒートポンプ運転手段Kおよび冷却水循環手段Lの運転を制御し、空調リモコン93による空調要求に基づいて、ガスエンジン77により圧縮機78を作動させて、四方弁80の切換え操作により空調冷房運転と空調暖房運転とを選択切換え、室内機71の電子膨張弁74の開閉制御により、各空調対象空間への空調を切り換えて、ヒートポンプ運転手段Kを制御するように構成されている。
【0031】
すなわち、ヒートポンプ運転制御部Dは、空調リモコン93から空調冷房要求があると、空調冷房要求がある部屋に相当する電子膨張弁74を開状態にして、室内熱交換器75を蒸発器として機能させて、空調対象空間への供給空気を冷却温調し、室外熱交換器81を凝縮器として機能させて外気に対して放熱させるように、ヒートポンプ運転手段Kを制御して空調冷房運転を実行する。
また、ヒートポンプ運転制御部Dは、空調リモコン93から空調暖房要求があると、空調暖房要求がある部屋に相当する電子膨張弁74を開状態にして、室内熱交換器75を凝縮器として機能させて、空調対象空間への供給空気を加熱温調し、室外熱交換器81を蒸発器として機能させて外気から吸熱させるように、ヒートポンプ運転手段Kを制御して空調暖房運転を実行する。
【0032】
尚、ヒートポンプ運転制御部Dは、空調冷房運転においても、空調暖房運転においても、冷媒圧力が設定目標圧力になるように、冷媒圧縮機78の回転速度を、検出した冷媒圧力と設定目標圧力との偏差に基づいてフィードバック制御し、その制御における時定数は充分大きく設定されていて、回転速度の増減変更は緩やかな速度で行われる。
【0033】
そして、冷却水循環手段Lは、空調冷房運転において、ラジエータ用ポンプP4を作動させ、ラジエータ用送風機84を作動させてラジエータ83にて放熱させるようにし、エンジン排熱利用式加熱器34にて加熱可能なときには、冷却水路85を通流する冷却水が加熱用設定温度以上になると、排熱切換機構86を加熱状態に切り換えて、冷却水をエンジン排熱利用式加熱器34に供給するようにしている。
また、空調暖房運転において、ラジエータ用ポンプP4を作動させ、ラジエータ用送風機84を作動させてラジエータ83にて放熱させるようにし、エンジン排熱利用式加熱器34にて加熱可能なときには、暖房負荷が小さくかつ冷却水路85を通流する冷却水が加熱用設定温度以上になると、排熱切換機構86を加熱状態に切り換えて、冷却水をエンジン排熱利用式加熱器34に供給するようにしている。
【0034】
前記空調冷房運転においては、室内熱交換器75を蒸発器として機能させて空調対象空間への供給空気を冷却温調し、室外熱交換器81を凝縮器として機能させて外気に対して放熱するようにしている。
この空調冷房運転では、ヒートポンプ運転制御部Dは、低圧検出手段87の検出情報に基づいて、その検出圧力が冷房用の目標圧力になるようにガスエンジン77の回転速度を制御するようにしている。
また、空調冷房運転において、ヒートポンプ運転制御部Dは、排熱切換機構86を加熱状態に切り換えて冷却水をエンジン排熱利用式加熱器34に供給し、循環路3を通流する湯水をエンジン排熱で加熱するようにしている。
【0035】
前記空調冷房運転における冷媒の流れについて説明を加えると、冷媒圧縮機78から吐出される高圧乾き蒸気冷媒を、四方弁80を介して室外熱交換器81に供給し、この室外熱交換器81において外気との熱交換により凝縮される。
そして、室外熱交換器81から送出される凝縮工程通過冷媒を、電子膨張弁74を介して室内熱交換器75に供給し、この室内熱交換器75において冷却対象空気との熱交換により蒸発される。
その後、室内熱交換器75から送出される低圧乾き蒸気冷媒を、四方弁80およびアキュムレータ79を介して冷媒圧縮機78の吸入口に戻す。
【0036】
前記空調暖房運転においては、室内熱交換器75を凝縮器として機能させて空調対象空間への供給空気を加熱温調し、室外熱交換器81を蒸発器として機能させて外気から吸熱するようにしている。
この空調暖房運転では、ヒートポンプ運転制御部Dは、高圧検出手段88の検出情報に基づいて、その検出圧力が暖房用の目標圧力になるようにガスエンジン77の回転速度を制御するようにしている。
また、この空調暖房運転において、加熱用冷媒配管90を通してヒートポンプ式加熱器33に高圧冷媒を供給する加熱用運転により、循環路3を通流する湯水を加熱するようにしている。
【0037】
前記空調暖房運転における冷媒の流れについて説明を加えると、電子膨張弁74,89が所定開度になるように制御する初期制御を行い、高圧検出手段88の検出圧力が目標圧力になるように、ガスエンジン77の回転数を増減して、冷媒圧縮機78の回転速度を制御し、冷媒圧縮機78から吐出される高圧乾き蒸気冷媒を、四方弁80を介して室内熱交換器75およびヒートポンプ式加熱器33に供給し、室内熱交換器75においては加熱対象空気との熱交換により凝縮され、ヒートポンプ式加熱器33においては循環路3の湯水との熱交換により凝縮される。
【0038】
そして、室内熱交換器75から送出される凝縮工程通過冷媒を、電子膨張弁74を介して室外熱交換器81に供給するとともに、ヒートポンプ式加熱器33から送出される凝縮工程通過冷媒を、電子膨張弁89を介して室外熱交換器81に供給して、この室外熱交換器81において外気との熱交換により蒸発される。
その後、室外熱交換器81から送出される低圧乾き蒸気冷媒を四方弁80およびアキュムレータ79を介して冷媒圧縮機78の吸入口に戻す。
【0039】
尚、電子膨張弁74,89の初期制御が完了したあとは、室内熱交換器75やヒートポンプ式加熱器33の下流側における冷媒温度を冷媒温度センサ96で検出して、この検出温度が飽和液温度から所定値を引いた目標温度になるように、電子膨張弁74,89の開度を調整するサブクール制御を実行する。
つまり、サブクール制御は、室内熱交換器75やヒートポンプ式加熱器33で凝縮して放熱し、その結果、冷却された冷媒の温度を冷媒温度センサ96で検出して、その検出温度が、高圧検出手段88で検出した検出圧力を基にして予めメモリに記憶されているデータから求まる飽和液温度よりも、所定値( サブクール値) だけ低くなるように電子膨張弁74,89の開度を調整する。
【0040】
そして、飽和液温度から所定値を引いた目標温度に対して冷媒温度センサ96による検出温度が高いほど、電子膨張弁74,89の開度を小さくすることにより、冷媒の循環量が減少して、その分、所定冷媒量当たりの放熱量が増加して冷媒温度センサ96による検出温度が低下し、かつ、高圧検出手段88による検出圧力が増加して飽和液温度が上昇して、冷媒温度センサ96による検出温度を目標温度と略同等にすることができる。
また、目標温度に対して冷媒温度センサ96による検出温度が低いほど、電子膨張弁74,89の開度を大きくすることにより、冷媒の循環量が増加して、その分、所定冷媒量当たりの放熱量が減少して冷媒温度センサ96による検出温度が上昇し、かつ、高圧検出手段88による検出圧力が減少して飽和液温度が低下して、冷媒温度センサ96による検出温度を目標温度と略同等にすることができる。
【0041】
また、貯湯ユニット制御部Cには、貯湯タンク1内の貯湯量Rを検出する貯湯量検出手段Mや、貯湯タンク1に貯湯する目標貯湯量Raを設定する目標貯湯量設定手段Nなどが設けられている。
前記貯湯量検出手段Mと目標貯湯量設定手段Nはプログラム形式で設けられ、貯湯量検出手段Mは、貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4のうちで貯湯設定温度Te以上の温度を検出する最下位の貯湯温度サーミスタがいずれの貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4であるかにより、その貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4の検出位置に対応する量として予め設定されている量の湯水を貯湯量Rとして検出するように構成され、目標貯湯量設定手段Nは、4個の貯湯温度サーミスタS1,S2,S3,S4のいずれかに対応する貯湯量Rを目標貯湯量Raとして設定するように構成されている。
【0042】
そして、最上部の貯湯温度サーミスタS1に対応する貯湯量Rが最低確保量Rmin として、上から2番目の貯湯温度サーミスタS2に対応する貯湯量Rが小貯湯量Rs として、上から3番目の貯湯温度サーミスタS3に対応する貯湯量Rが中貯湯量Rm として、また、最下部の貯湯温度サーミスタS4に対応する貯湯量Rが最大貯湯量Rmax として、夫々、予め設定されている。
ちなみに、本実施形態では、最低確保量Rmin が17リットル、小貯湯量Rs が30リットル、中貯湯量Rm が70リットル、最大貯湯量Rmax が113リットルとして設定されている。
【0043】
次に、貯湯ユニットAの運転について説明すると、貯湯リモコン92の要求指令やヒートポンプ運転手段Kの運転状態などに基づいて、貯湯ユニット制御部Cが、湯水循環手段E、循環調整手段F、給湯操作手段G、風呂操作手段H、暖房操作手段J、補助加熱器35の夫々の運転を制御して、貯湯運転、放熱運転、および、給湯優先運転などの夫々の運転を実行するように構成されている。
【0044】
前記湯水循環手段Eについて具体的に説明すると、この湯水循環手段Eは、貯湯タンク1に湯水を貯湯するときに、貯湯運転用循環状態としてのヒートポンプ貯湯運転用循環状態( 以下、HP貯湯運転用循環状態という) 、排熱貯湯運転用循環状態および補助熱源貯湯運転用循環状態と、初期運転用循環状態としてのヒートポンプ貯湯初期運転用循環状態( 以下、HP貯湯初期運転用循環状態という) 、排熱貯湯初期運転用循環状態および補助熱源貯湯初期運転用循環状態と、外部放熱部2にて放熱するときの放熱運転用循環状態としての追焚き運転用循環状態、暖房運転用循環状態および暖房・追焚き同時運転用循環状態の夫々に切り換えられるように構成されている。
【0045】
そして、貯湯タンク1に湯水を貯湯するときには、ヒートポンプ式加熱器33、エンジン排熱利用式加熱器34または補助加熱器35にて加熱された湯水の温度が貯湯許容温度に満たないときには、HP貯湯初期運転用循環状態、排熱貯湯初期運転用循環状態または補助熱源貯湯初期運転用循環状態に切り換えて貯湯タンク1内の湯水を循環させ、ヒートポンプ式加熱器33、エンジン排熱利用式加熱器34または補助加熱器35にて加熱された湯水の温度が貯湯許容温度になると、HP貯湯運転用循環状態、排熱貯湯運転用循環状態または補助熱源貯湯運転用循環状態に切り換えて貯湯タンク1に貯湯するようにしている。
また、外部放熱部2にて放熱するときには、追焚き要求のみの要求があると、追焚き運転用循環状態に切り換え、暖房要求のみの要求があると、暖房運転用循環状態に切り換え、追焚き要求および暖房要求の両要求があると、暖房・追焚き同時運転用循環状態に切り換えるようにしている。
【0046】
以下、湯水循環手段Eの夫々の状態について説明を加える。
なお、この湯水循環手段Eの夫々の状態における説明において、上部開閉弁28、戻し開閉弁29、暖房用開閉弁44、風呂用開閉弁45、放熱用開閉弁97、ヒートポンプ用開閉弁60、補助用断続開閉弁63、ヒートポンプバイパス開閉弁69,および、補助バイパス開閉弁70の開閉状態について、開弁させる開閉弁のみを記載し、記載していない開閉弁については閉弁させるものとする。
【0047】
前記HP貯湯運転用循環状態においては、上部開閉弁28および補助バイパス開閉弁70を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1内に湯水が温度成層を形成して貯湯させるように、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器33にて加熱したのち、その温水を補助加熱器35を迂回して貯湯タンク1の上部に戻すようにしている。
【0048】
前記排熱貯湯運転用循環状態においては、上部開閉弁28および補助バイパス開閉弁70を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1内に湯水が温度成層を形成して貯湯させるように、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をエンジン排熱利用式加熱器34にて加熱したのち、その温水を補助加熱器35を迂回して貯湯タンク1の上部に戻すようにしている。
【0049】
前記補助熱源貯湯運転用循環状態においては、上部開閉弁28および補助用断続開閉弁63を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1内に湯水が温度成層を形成して貯湯させるように、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を補助加熱器35にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に戻すようにしている。
【0050】
前記HP貯湯初期運転用循環状態においては、戻し開閉弁29、暖房用開閉弁44および補助バイパス開閉弁70を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱器33にて加熱したのち、その湯水を補助加熱器35を迂回して貯湯タンク1の底部に戻すようにしている。
【0051】
前記排熱貯湯初期運転用循環状態においては、戻し開閉弁29、暖房用開閉弁44および補助バイパス開閉弁70を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をエンジン排熱利用式加熱器34にて加熱したのち、その湯水を補助加熱器35を迂回して貯湯タンク1の底部に戻すようにしている。
【0052】
前記補助熱源貯湯初期運転用循環状態においては、戻し開閉弁29、暖房用開閉弁44および補助用断続開閉弁63を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を補助加熱器35にて加熱したのち、その湯水を貯湯タンク1の底部に戻すようにしている。
【0053】
前記追焚き運転用循環状態においては、ヒートポンプ式加熱器33にて加熱するときは、風呂用開閉弁45、ヒートポンプ用開閉弁60および補助バイパス開閉弁70を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させて、ヒートポンプ式加熱器33にて加熱された温水を補助加熱器35を迂回して風呂用熱交換部43に取り出して放熱させたのち、その全量を貯湯タンク1を迂回してヒートポンプ式加熱器33に戻し( HP追焚き運転用循環状態) 、補助加熱器35にて加熱するときは、風呂用開閉弁45、補助用断続開閉弁63およびヒートポンプバイパス開閉弁69を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させて、補助加熱器35にて加熱された温水を風呂用熱交換部43にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク1とヒートポンプ式加熱器33とを迂回して補助加熱器35に戻す( 補助加熱追焚き運転用循環状態) ようにしている。
【0054】
前記暖房運転用循環状態においては、暖房用開閉弁44、補助用断続開閉弁63およびヒートポンプバイパス開閉弁69を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、補助加熱器35にて加熱された温水を暖房用熱交換部42にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク1とヒートポンプ式加熱器33とを迂回して補助加熱器35に戻すようにしている。
前記暖房・追焚き同時運転用循環状態においては、暖房用開閉弁44、風呂用開閉弁45、補助用断続開閉弁63およびヒートポンプバイパス開閉弁69を開弁させるとともに、循環ポンプP1を作動させ、補助加熱器35にて加熱された温水を風呂用熱交換部43および暖房用熱交換部42にて放熱させたのち、その全量を貯湯タンク1とヒートポンプ式加熱器33とを迂回して補助加熱器35に戻すようにしている。
【0055】
前記貯湯ユニット制御部Cの運転として、貯湯運転、排熱貯湯運転、放熱運転、給湯優先運転について説明する。
前記貯湯運転は、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが空調暖房運転中であるか否かにより、ヒートポンプ貯湯運転( 以下、HP貯湯運転という) または補助熱源貯湯運転のいずれかを選択して実行され、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが空調暖房運転中に貯湯リモコン92から指令される加熱要求としての貯湯要求があると、補助加熱器35を運転させて貯湯する補助熱源貯湯運転を実行させて補助熱源優先運転を実行し、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが空調暖房運転中ではないときに貯湯要求があると、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bを空調暖房運転させて貯湯するHP貯湯運転を実行させてヒートポンプ優先運転を実行するように構成されている。
【0056】
そして、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが空調暖房運転中に空調リモコン93からの空調暖房要求が解除された状態において、貯湯要求があると、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bの運転を継続したままHP貯湯運転を実行するように構成されている。
また、HP貯湯運転中に、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bへの空調暖房要求があると、ガスエンジン77の回転速度や暖房要求されている部屋の暖房負荷などに基づいて、HP貯湯運転を継続している状態でのエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bの空調能力が空調負荷に対して余裕があるのか不足しているのかを判別し、空調能力に余裕があるときには、HP貯湯運転を継続するとともに、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bにて空調暖房運転させる空調追加運転を実行し、空調能力が不足しているときには、HP貯湯運転から補助熱源貯湯運転に切り換えかつエンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bにて空調暖房運転させるように構成されている。
【0057】
前記貯湯運転におけるHP貯湯運転について具体的に説明すると、まず、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bを暖房運転させて高圧冷媒をヒートポンプ式加熱器33に供給するととともに、湯水循環手段EをHP貯湯初期運転用循環状態にて運転させ、貯湯タンク1内の湯水をヒートポンプ式加熱器33にて加熱させる。
そして、貯湯サーミスタ66にて検出される温度が貯湯許容温度以上になると、湯水循環手段EをHP貯湯初期運転用循環状態からHP貯湯運転用循環状態に切り換えるとともに、貯湯タンク1の上部に貯湯される温水の温度が貯湯設定温度となるように、貯湯サーミスタ66の検出情報に基づいて循環用水比例バルブ65の開度を調整するようにしている。
【0058】
このようにして、貯湯タンク1内の湯水が温度成層を形成しながら貯湯され、貯湯タンク1の貯湯量が貯湯リモコン92などにより設定された目標貯湯量になると、設定時間貯湯タンク1への貯湯を継続したのち、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bの運転を停止させるとともに、循環ポンプP1の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Eの運転を停止させる。
ちなみに、目標貯湯量は、「少」、「中」、「満」のうちのひとつが選択でき、例えば、目標貯湯量として「中」が選択されているときには、中部サーミスタS3が貯湯設定温度よりも設定温度だけ低い温度を検出すると、貯湯タンク1の貯湯量が目標貯湯量になっていると検出するようにしている。
【0059】
前記貯湯運転における補助熱源貯湯運転について具体的に説明すると、まず、補助熱源貯湯初期運転用循環状態に切り換えて、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を補助加熱器35にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の底部に戻す形態で湯水を循環させる補助熱源貯湯初期運転と、補助熱源貯湯運転用循環状態に切り換えて、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水を補助加熱器35にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に供給する形態で湯水を循環させる補助熱源貯湯運転とに切り換えて貯湯される。
【0060】
つまり、貯湯ユニット制御部Cは、貯湯用目標温度Tbよりも8℃高い温度を越える沸き上げ温度Ta、又は、貯湯用目標温度Tbよりも15℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが貯湯サーミスタ66により1秒間継続して検出されるまで、初期運転用循環状態にて湯水を1リットル/minの循環流量で循環させる貯湯初期運転を行い、貯湯用目標温度Tbよりも8℃高い温度を越える沸き上げ温度Ta、又は、貯湯用目標温度Tbよりも15℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが1秒間継続して検出されると、貯湯運転用循環状態に切り換えて、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbになるように循環流量を制御するように構成されている。
【0061】
このようにして、貯湯タンク1内の湯水が温度成層を形成しながら貯湯され、貯湯タンク1の貯湯量が貯湯リモコン92などにより設定された目標貯湯量になると、設定時間貯湯タンク1への貯湯を継続したのち、補助加熱器35の運転を停止させるとともに、循環ポンプP1の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Eの運転を停止させる。
【0062】
前記排熱貯湯運転は、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bの運転中においてそのエンジン排熱を利用して、予め設定されている貯湯用目標温度の湯水が目標貯湯量で貯湯タンク1内に貯湯するもので、排熱貯湯初期運転用循環状態に切り換えて、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をエンジン排熱利用式加熱器34にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の底部に戻す形態で湯水を循環させる排熱貯湯初期運転と、排熱貯湯運転用循環状態に切り換えて、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をエンジン排熱利用式加熱器34にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に供給する形態で湯水を循環させる排熱貯湯運転とに切り換えて貯湯される。
【0063】
前記放熱運転は、追焚き要求のみの要求があると、追焚き運転を実行し、暖房要求のみの要求があると、暖房運転を実行し、追焚き要求および暖房要求の両要求があると、暖房・追焚き同時運転を実行するように構成されている。
【0064】
前記放熱運転における追焚き運転について具体的に説明すると、湯水循環手段Eを追焚き運転用循環状態に切り換え、かつ、貯湯サーミスタ66による検出温度が追焚き用設定温度になるようにファン37の回転速度およびガス比例弁40の開度を調整するとともに、風呂ポンプP3を作動させて浴槽内の湯水を風呂戻り路18および風呂往き路19を通して一定循環流量で循環させる。
そして、風呂用熱交換部43にて浴槽内の湯水を加熱して追焚きし、風呂戻りサーミスタ57の検出温度が追焚き用設定温度以上になると、風呂ポンプP3の作動を停止するとともに、補助加熱器35の運転および湯水循環手段Eの運転を停止させる。
【0065】
前記放熱運転における暖房運転について具体的に説明すると、湯水循環手段Eを暖房運転用循環状態に切り換え、かつ、貯湯サーミスタ66による検出温度が暖房用設定温度になるようにファン37の回転速度およびガス比例弁40の開度を調整するとともに、暖房ポンプP2を作動させて暖房端末からの熱媒を暖房戻り路46および暖房往き路47を通して一定循環流量で循環させ、暖房用熱交換部42にて熱媒を加熱して暖房端末に供給するようにしている。
【0066】
前記放熱運転における暖房・追焚き同時運転について具体的に説明すると、湯水循環手段Eを暖房・追焚き同時運転用循環状態に切り換え、かつ、貯湯サーミスタ66による検出温度が暖房・追焚き同時用設定温度になるようにファン37の回転速度およびガス比例弁40の開度を調整するとともに、風呂ポンプP3を作動させて浴槽内の湯水を風呂戻り路18および風呂往き路19を通して循環させ、かつ、暖房ポンプP2を作動させて暖房端末からの熱媒を暖房戻り路46および暖房往き路47を通して循環させる。
そして、浴槽の湯水を追焚きするとともに、暖房端末に暖房用熱交換部42にて加熱された熱媒を供給するようにしている。
【0067】
前記給湯優先運転は、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量未満のときに、給湯栓などに給湯するときに実行され、湯水循環手段Eを補助熱源貯湯運転用循環状態に切り換え、補助加熱器35にて加熱された湯水を上部接続路25から給湯路6に給湯しながら、給湯目標温度、貯湯出口サーミスタ13および給水サーミスタ9の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が給湯目標温度になるようにミキシングバルブ8の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ14の検出情報に基づいて、その検出温度と給湯目標温度との偏差に基づいてミキシングバルブ8の開度を微調整することにより、給湯目標温度の湯水を給湯するようにしている。
【0068】
ちなみに、浴槽に湯張りを行うときには、給湯優先運転と同様に、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量未満のときに、給湯栓などに給湯するときに実行され、給湯目標温度、貯湯出口サーミスタ13および給水サーミスタ9の検出情報に基づいて、給湯する湯水の温度が給湯目標温度になるようにミキシングバルブ8の開度を調整するとともに、ミキシングサーミスタ14の検出情報に基づいて、その検出温度と給湯目標温度との偏差に基づいてミキシングバルブ8の開度を微調整するとともに、湯張り電磁弁22を開弁させ、ミキシングバブル8にて給湯目標温度に調整された湯水を風呂戻り路18および風呂往き路19の両路から浴槽に供給し、浴槽内に湯張り設定量の湯水が供給されると、湯張り電磁弁22を閉弁させるようにしている。
【0069】
前記貯湯ユニットAの制御動作について、図4〜6のフローチャートに基づいて説明する。
前記貯湯ユニットAは、図4のフローチャートに示すように、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量未満であって、かつ、給湯栓が開操作されて給湯中であると、給湯優先運転を実行し、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器35の運転および循環ポンプP1の作動を停止させて給湯優先運転停止処理を実行する。
【0070】
そして、暖房要求や追焚き要求などの放熱要求があると、放熱運転を実行し、貯湯要求があると、貯湯運転を実行し、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bが運転中であることを示すヒートポンプ運転信号( 以下、HP運転信号という) がヒートポンプ運転制御部Dから入力され、かつ、そのエンジン排熱の冷却水温度が60℃以上であることを示す排熱60℃信号、又は、エンジン排熱の冷却水温度が70℃以上であることを示す排熱70℃信号がヒートポンプ運転制御部Dから入力されていて、貯湯タンク1内の最下部の貯湯温度サーミスタS4による検出温度Tgが60℃未満のときは、排熱貯湯運転を実行する。
【0071】
前記放熱運転の制御動作について、図5のフローチャートに基づいて説明を加えると、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量未満であって、かつ、給湯栓が開操作されて給湯中であると、給湯優先運転を実行する。
貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器35の運転および循環ポンプP1の作動を停止させて給湯優先運転停止処理を実行する。
【0072】
そして、追焚き要求がありかつ暖房要求がないときには、追焚き運転を実行し、追焚き要求および暖房要求の両要求があるときには、暖房・追焚き同時運転を実行し、追焚き要求がなくかつ暖房要求があるときには、暖房運転を実行する。
このようにして、追焚き要求および暖房要求のいずれかまたは両方が要求されているかによって、その要求に応えるべく、追焚き運転、暖房運転、暖房・追焚き同時運転の夫々の運転を実行し、追焚き要求および暖房要求のいずれかまたは両方が満たされて要求が完了すると、湯水循環手段Eおよび補助加熱器35の運転を停止させる放熱停止処理を実行する。
【0073】
前記貯湯運転の制御動作について、図6のフローチャートに基づいて説明を加えると、貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量未満であって、かつ、給湯栓が開操作されて給湯中であると、給湯優先運転を実行する。
貯湯タンク1の貯湯量が最低確保量以上であるか、給湯中でなければ、給湯優先運転を実行していると、補助加熱器35の運転および循環ポンプP1の作動を停止させて給湯優先運転停止処理を実行する。
そして、追焚き要求または暖房要求のいずれかの放熱要求があると、放熱運転を実行し、放熱要求がないときはHP貯湯運転を実行する。
【0074】
このようにして、HP貯湯運転または補助熱源貯湯運転のいずれかにて貯湯タンク1の貯湯量が目標貯湯量になると、設定時間貯湯タンク1への貯湯を継続したのち、エンジンヒートポンプ式冷暖房装置Bまたは補助加熱器35の運転を停止させるとともに、循環ポンプP1の作動を停止させかつ開弁している開閉弁を閉弁させて湯水循環手段Eの運転を停止させる貯湯運転停止処理を実行する。
【0075】
前記排熱貯湯運転の制御動作を、図7〜図14のフローチャートを参照しながら説明する。
前記排熱貯湯運転では、図7に示すように、湯水循環手段Eを排熱貯湯初期運転用循環状態に切り換えて、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をエンジン排熱利用式加熱器34にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の底部に戻す形態で湯水を循環させる排熱貯湯初期運転を実行した後、湯水循環手段Eを排熱貯湯運転用循環状態に切り換えて、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をエンジン排熱利用式加熱器34にて加熱したのち、その温水を貯湯タンク1の上部に供給する形態で湯水を循環させて、貯湯用目標温度( 本実施形態では、予め、60℃又は67℃が設定されている) Tbの湯水を目標貯湯量で貯湯する排熱貯湯運転を実行する。
【0076】
前記排熱貯湯初期運転について説明する。
前記排熱貯湯初期運転による運転制御では、図8に示すように、タイマ94をリセットし、湯水循環手段Eを排熱貯湯初期運転用循環状態に切り換えて循環ポンプP1を作動させて、循環流量が初期目標流量( 1リットル/min) になるように水比例バルブ65の開度を制御し、貯湯タンク1の底部から取り出した湯水をエンジン排熱利用式加熱器34にて加熱したのち、補助用バイパス路68と暖房用循環路3aとを通って貯湯タンク1の底部に戻す形態で、貯湯用目標温度Tbよりも20℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが貯湯サーミスタ66により5秒間継続して検出されるまで、循環路3を循環させる( ステップ#1〜#4) 。
【0077】
そして、貯湯用目標温度Tbが60℃の場合は、貯湯用目標温度Tbよりも4℃低い温度未満の沸き上げ温度Taが10分間継続して検出されると排熱貯湯停止処理を実行し、貯湯用目標温度Tbが67℃の場合は、貯湯用目標温度Tbよりも4℃低い温度未満の沸き上げ温度Taが15分間継続して検出されると排熱貯湯停止処理を実行する( ステップ#5〜#10) 。
【0078】
前記排熱貯湯停止処理は、図9に示すように、循環ポンプP1が作動しているときはその作動を停止するとともに、タイマ94をリセットし、タイマ94の積算時間が30分になると、排熱貯湯初期運転による運転制御に戻る( ステップ#11〜#14) 。
【0079】
前記排熱貯湯運転について説明する。
前記排熱貯湯運転による運転制御では、図10,図11に示すように、タイマ94をリセットして、湯水循環手段Eを排熱貯湯運転用循環状態に切り換え、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも4.5℃低い温度を越えているときはフラグ1を立て、貯湯用目標温度Tbの湯水が目標貯湯量で貯湯されるまで排熱貯湯運転用流量制御を実行する( ステップ#21〜#26) 。
【0080】
そして、貯湯用目標温度Tbの湯水が目標貯湯量で貯湯されている状態で、HP運転信号がヒートポンプ運転制御部Dから入力されているか否かや、排熱60℃信号、又は、排熱70℃信号がヒートポンプ運転制御部Dから入力されているか否かを判別し、HP運転信号と、排熱60℃信号又は排熱70℃信号とが入力されていて、貯湯タンク1に目標貯湯状態で湯水が貯湯されている状態でガスエンジン77の排熱が有ると判定したときは( ステップ#26〜#28) 、エンジン排熱利用式加熱器34にて湯水を加熱する排熱貯湯運転用循環状態で湯水を循環させて、目標貯湯状態を越える貯湯状態で貯湯タンク1に貯湯する排熱利用貯湯運転制御を実行する( ステップ#29〜#32) 。
【0081】
つまり、貯湯用目標温度Tbの湯水が目標貯湯量で貯湯されている状態でガスエンジン77の排熱が有ると判定したときは、目標貯湯量が最大貯湯量に設定されていない場合は、その目標貯湯量の設定を無効にして、目標貯湯量の設定を最大貯湯量に変更するとともにフラグ2を立て、貯湯用目標温度Tbの湯水が最大貯湯量で貯湯タンク1に貯湯されるまで、排熱貯湯運転用流量制御を実行する( ステップ#29,#30) 。
【0082】
また、目標貯湯量が最大貯湯量に設定されている状態で、貯湯用目標温度Tbが60℃に設定されているときは、その貯湯用目標温度Tb( 60℃) の設定を無効にして、その貯湯用目標温度Tbを越える温度の湯水が貯湯タンク1に貯湯されるように、貯湯用目標温度Tbの設定を67℃に変更するとともにフラグ3を立て、貯湯用目標温度Tbの湯水が最大貯湯量で貯湯タンク1に貯湯されるまで、排熱貯湯運転用流量制御を実行する( ステップ#31,#32) 。
【0083】
従って、貯湯用目標温度Tbの元の設定が60℃で、かつ、目標貯湯量の元の設定が最大貯湯量でない場合は、元の貯湯用目標温度Tbを越える温度の湯水が元の目標貯湯量を越える貯湯量で貯湯されることになる。
そして、ガスエンジン77の排熱が無いと判定したときや、貯湯用目標温度Tbが67℃に設定されている状態で最大貯湯量の湯水が貯湯されているときは、目標貯湯量の設定を変更している場合は、その目標貯湯量の設定を元の設定に戻し、また、貯湯用目標温度Tbの設定を変更している場合は、その貯湯用目標温度Tbの設定を元の60℃に戻す( ステップ#33〜#36) 。
【0084】
前記排熱貯湯運転用流量制御について、図12,図13を参照しながら説明する。
前記排熱貯湯運転用流量制御では、貯湯サーミスタ66により検出される沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも1℃低い温度以上で、かつ、貯湯用目標温度Tbよりも1℃高い温度以下の貯湯用目標温度範囲の温度であるときは、循環流量を現状に維持し、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度範囲の温度を越えているときは、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも2.5℃高い温度未満であれば、循環流量を0.1リットル/min増加させ、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも2.5℃高い温度以上であっても、貯湯用目標温度Tbよりも5℃高い温度以下であれば、循環流量を0.1リットル/min増加させ、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも5℃高い温度を越えていれば、循環流量を0.2リットル/min増加させる( ステップ#41〜#46) 。
【0085】
また、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度範囲の温度を下回っているときは、フラグ1が立っていない状態で沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも23℃低い温度以下であったり、フラグ1が立っている状態で沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも6℃低い温度以下のときは、排熱貯湯禁止運転を実行する( ステップ#47〜#49) 。
そして、フラグ1が立っていない状態で沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも23℃低い温度を越えていたり、フラグ1が立っている状態で沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも6℃低い温度を越えているときは、その沸き上げ温度Taに応じて循環流量を減少させる( ステップ#50〜#59) 。
【0086】
つまり、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも2.5℃低い温度を越えているときは循環流量を0.1リットル/min減少させ、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも2.5℃低い温度以下のときであって、貯湯用目標温度Tbよりも5℃低い温度以上のときは循環流量を0.2リットル/min減少させ、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも2.5℃低い温度以下のときであって、貯湯用目標温度Tbよりも5℃低い温度未満のときは循環流量を0.3リットル/min減少させる( ステップ#50〜#54,#59) 。
【0087】
また、貯湯用目標温度Tbが60℃に設定されている状態で、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも4℃低い温度未満の状態が10分間継続したときや、貯湯用目標温度Tbが67℃に設定されている状態で、沸き上げ温度Taが貯湯用目標温度Tbよりも4℃低い温度未満の状態が15分間継続したときは、排熱貯湯停止処理を実行する( ステップ#55〜#58) 。
【0088】
前記排熱貯湯禁止運転は、図14に示すように、湯水循環手段Eを排熱貯湯初期運転用循環状態に切り換えて、貯湯用目標温度Tbよりも4.5℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが5秒間継続して検出されるまで、排熱貯湯運転用流量制御を実行し、貯湯用目標温度Tbよりも4.5℃低い温度を越える沸き上げ温度Taが5秒間継続して検出されると、排熱貯湯運転を実行する( ステップ#61〜#63) 。
【0089】
〔その他の実施形態〕
1.上記実施形態では、他装置駆動機の排熱としてエンジンヒートポンプ式冷暖房装置の駆動用ガスエンジンの冷却排熱を示したが、他装置駆動機が例えば発電機の駆動用エンジンの冷却排熱や燃料電池の冷却排熱であっても良い。
2.上記実施形態では、排熱貯湯運転において、他装置駆動機の排熱があれば、目標貯湯量の設定と目標貯湯温度の設定とを変更して制御する形態を示したが、いずれか一方の設定のみを変更して制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】貯湯式の給湯熱源装置( 貯湯ユニット) の概略構成図
【図2】貯湯式の給湯熱源装置( エンジンヒートポンプ式冷暖房装置) の概略構成図
【図3】制御ブロック図
【図4】制御動作を示すフローチャート
【図5】制御動作を示すフローチャート
【図6】制御動作を示すフローチャート
【図7】制御動作を示すフローチャート
【図8】制御動作を示すフローチャート
【図9】制御動作を示すフローチャート
【図10】制御動作を示すフローチャート
【図11】制御動作を示すフローチャート
【図12】制御動作を示すフローチャート
【図13】制御動作を示すフローチャート
【図14】制御動作を示すフローチャート
【符号の説明】
1 貯湯タンク
4 加熱手段
6 給湯路
34 排熱利用式加熱器
77 他装置駆動機
C 循環制御手段
E 湯水循環手段
U 排熱非利用式加熱器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a hot water storage tank having a hot water supply channel connected to an upper portion thereof, and hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank is heated by heating means so that the hot water is stored in the hot water storage tank while forming a temperature stratification. After that, hot water circulating means for circulating hot water in a circulating state for hot water storage operation in which the hot water is supplied to the upper part of the hot water storage tank, and hot water circulated in the circulating state for hot water storage operation are in the target hot water storage state. The present invention relates to a hot water storage type hot water supply heat source device provided with circulation control means for controlling the operation of the hot water circulation means so as to be stored in the hot water.
[0002]
[Prior art]
In the above hot water storage type hot water supply heat source device, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-7843, a heat exchanger heated by a gas burner as a heating means is provided and taken out from the bottom of the hot water storage tank. After the hot water is heated by the heat exchanger, the hot water is circulated in the form of supplying the hot water to the upper part of the hot water storage tank, and the hot water is stored in the target hot water state by forming a temperature stratification. Yes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The above conventional hot water storage type hot water supply heat source device uses a gas burner that burns fuel gas as a heat source for hot water storage, and therefore has the advantage of reliably storing hot water in a desired target hot water storage state, but there is a problem that the cost of hot water storage is high. .
As a means for solving this problem, for example, exhaust heat utilization for recovering exhaust heat of other device drive units such as an engine driving a power generation device or an engine driving a compressor of a heat pump and heating hot water with the exhaust heat It is conceivable to reduce the hot water storage cost by providing a heating means that is provided with a heater and a non-exhaust heat utilization type heater that heats hot water without using the exhaust heat of another apparatus drive machine.
However, even if hot water is heated by a waste heat utilization type heater, there is a drawback that after the hot water is stored in the target hot water storage state, even if there is exhaust heat, the exhaust heat cannot be used effectively.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and when there is exhaust heat from another device drive machine while ensuring that hot water can be reliably stored in a desired target hot water storage state, the exhaust heat is effectively utilized. The purpose is to be able to store hot water at a cheap hot water storage cost.
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a hot water storage tank having a hot water supply channel connected to an upper portion thereof, and hot water is taken out from the bottom of the hot water storage tank so that hot water is stored in the hot water storage tank while forming a temperature stratification. Hot water circulating means for circulating hot water in a circulating state for hot water storage operation in a form in which hot water is heated by a heating means and then the hot water is supplied to the upper part of the hot water storage tank;
When a hot water storage request is issued,Hot water circulated in the circulation state for the hot water storage operationSetThe operation of the hot water circulation means is controlled so that hot water is stored in the hot water storage tank in the target hot water storage state.Execute hot water storage operationA hot water storage hot water source device provided with a circulation control means,
The heating means uses a waste heat utilization type heater that heats hot water using the waste heat of the other device drive machine, and a waste heat non-use type heating that heats the hot water without using the waste heat of the other device drive machine. And when the circulation control means determines that there is exhaust heat from the other device drive machine when hot water is stored in the hot water storage tank in the target hot water storage state, Hot water is circulated in a circulating state for hot water storage operation where hot water is heated by a utilization type heater, and configured to execute waste heat utilization hot water storage operation control in which hot water is stored in the hot water storage tank in a hot water storage state exceeding the target hot water storage state.,
The circulation control means is configured to control operation of the hot water circulation means so that hot water of a target hot water storage amount as the target hot water storage state is stored in the hot water storage tank;
When the circulation control means determines that there is exhaust heat from the other device drive machine while hot water of the target hot water storage amount is stored in the hot water storage tank, the setting of the target hot water storage amount is invalidated, When exhaust heat-utilizing hot water storage control is performed to control so that the maximum amount of hot water is stored in the hot water storage tank, and when it is determined that there is no exhaust heat from the other device drive unit, or the maximum hot water storage amount When the hot water is stored, the target hot water storage amount is set back to the original setting.There is in point.
[Action]
A waste heat utilization type heater in which the heating means heats hot water using the exhaust heat of the other device drive machine, and a non-exhaust heat utilization type heater that heats hot water without using the waste heat of the other device drive machine, The circulation control means heats the hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank with an exhaust heat utilization type heater or an exhaust heat non-use type heater, and then supplies the hot water to the upper part of the hot water storage tank. Since the hot water circulating means is controlled so that hot water circulated in the circulation state for hot water storage operation is stored in the hot water storage tank in the target hot water storage state, the hot water can be reliably stored in the desired hot water storage state, Hot water storage costs can be reduced.
In addition, if the circulation control means determines that there is exhaust heat from the drive device of the other device while hot water is stored in the hot water storage tank in the target hot water storage state, the hot water is heated by the exhaust heat utilization type heater. Since hot water is circulated in the circulating state for hot water storage operation and hot water storage operation control is performed using hot water to store hot water in the hot water storage tank when the hot water storage state exceeds the target hot water storage state, there is exhaust heat even after hot water is stored in the target hot water state. The exhaust heat can be used effectively to store hot water with low hot water storage costs.
In addition, when the circulation control means determines that there is exhaust heat from the drive device of another device while hot water of the target hot water storage amount is stored in the hot water storage tank, the target hot water storage amount setting is invalidated and waste heat is used. Hot water is circulated in a hot water storage circulation state in which hot water is heated by a hot water heater, and exhaust heat utilizing hot water storage operation control is performed to control so that the maximum amount of hot water is stored in the hot water storage tank.
〔effect〕
While reliably storing hot water in a desired target hot water storage state, when there is exhaust heat from another device drive machine, the exhaust heat can be effectively used to store hot water at a low hot water storage cost.
Even when the target hot water storage amount is smaller than the maximum hot water storage amount, when there is exhaust heat, the hot water storage capacity of the hot water storage tank can be fully utilized to store hot water with low hot water storage costs.
[0005]
Claim2The characteristic configuration of the invention described is configured such that the circulation control means controls the operation of the hot water circulation means so that hot water having a target temperature as the target hot water storage state is stored in the hot water storage tank with a set hot water storage amount. And when the circulation control means determines that there is exhaust heat from the other device drive machine in a state where the hot water of the target temperature is stored in the hot water storage tank at the target hot water storage amount, the target temperature is set. And the setting of the target hot water storage amount is invalidated, and exhaust heat-utilizing hot water storage operation control is performed so that hot water at a temperature exceeding the target temperature is stored in the hot water storage tank at a hot water storage amount exceeding the target hot water storage amount. The point is that it is configured to do.
[Action]
When the circulation control means determines that there is exhaust heat from the drive device of the other device while hot water at the target temperature is stored in the hot water storage tank at the target hot water storage amount, the target temperature setting and target hot water storage amount setting are performed. The hot water is circulated in the circulation state for hot water storage operation where the hot water is heated by the waste heat utilization type heater, and hot water at a temperature exceeding the target temperature is stored in the hot water storage tank with the amount of hot water exceeding the target hot water storage amount. Exhaust heat utilization hot water storage operation control is executed.
〔effect〕
Hot water with a temperature exceeding the target temperature can be stored in the hot water storage tank, and when there is exhaust heat, the exhaust heat can be used to the maximum to store hot water with low hot water storage costs.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example in which an embodiment of a hot water storage type hot water supply heat source apparatus according to the present invention is applied to an engine heat pump type air conditioning and hot water supply system will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, this engine heat pump type air conditioning and hot water supply system supplies hot water stored in a hot
[0007]
The hot water storage unit A includes a hot water storage unit controller C that controls the operation of the hot water storage unit A, a hot
[0008]
The hot
Inside the hot
[0009]
The hot
A
Incidentally, an
[0010]
Further, on the upstream side of the mixing
[0011]
The hot
The general hot
[0012]
The
Specifically, an
[0013]
The
Incidentally, a
[0014]
The
A
[0015]
The
A
[0016]
The external
Then, the
The
[0017]
In the heating
The
[0018]
The replenishing
In addition, a
[0019]
The bath
The
[0020]
Between the connection point of the
[0021]
Between the auxiliary on / off
[0022]
The
[0023]
Then, the hot water circulation means E includes the
[0024]
The circulation adjusting means F includes a
[0025]
The hot water storage unit controller C includes an upper on-off
[0026]
The engine heat pump air conditioner B includes a plurality of
Each of the plurality of
[0027]
The
A cooling
[0028]
Then, the heat pump operation means K detects the low-pressure side refrigerant pressure by the
[0029]
The hot water storage unit control unit C and the heat pump operation control unit D are configured to be able to transmit and receive control signals such as that the engine heat pump air conditioner B is in an air conditioning operation and a drive request to the engine heat pump air conditioner B. As shown in FIG. 3, the air conditioning operation such as the air conditioning cooling operation and the air conditioning heating operation to the air conditioning target space based on the commands of the air conditioning
[0030]
The operation of the engine heat pump air conditioner B will be described. When there is an air conditioning request such as an air conditioning cooling request or an air conditioning heating request from the air conditioning
[0031]
That is, when there is an air conditioning cooling request from the air conditioning
Further, when there is an air conditioning heating request from the air conditioning
[0032]
The heat pump operation control unit D determines the rotational speed of the
[0033]
The cooling water circulating means L can be heated by the engine exhaust
In the air-conditioning / heating operation, the radiator pump P4 is operated, the
[0034]
In the air-conditioning cooling operation, the
In this air conditioning cooling operation, the heat pump operation control unit D controls the rotational speed of the
Further, in the air conditioning and cooling operation, the heat pump operation control unit D switches the exhaust
[0035]
The flow of the refrigerant in the air-conditioning cooling operation will be described. The high-pressure dry vapor refrigerant discharged from the
Then, the condensing process passing refrigerant sent from the
Thereafter, the low-pressure dry vapor refrigerant delivered from the
[0036]
In the air-conditioning / heating operation, the
In this air conditioning heating operation, the heat pump operation control unit D controls the rotational speed of the
In this air conditioning heating operation, the hot water flowing through the
[0037]
When the flow of the refrigerant in the air conditioning heating operation is described, initial control is performed so that the
[0038]
The condensation process passing refrigerant sent from the
Thereafter, the low-pressure dry vapor refrigerant sent from the
[0039]
After the initial control of the
That is, in the subcool control, the
[0040]
Then, the higher the temperature detected by the
Further, the lower the temperature detected by the
[0041]
The hot water storage unit controller C includes a hot water storage amount detection means M for detecting the hot water storage amount R in the hot
The hot water storage amount detection means M and the target hot water storage amount setting means N are provided in a program format, and the hot water storage amount detection means M detects a temperature of the hot water storage temperature thermistors S1, S2, S3, S4 that is equal to or higher than the hot water storage setting temperature Te. Depending on which hot water storage temperature thermistor S1, S2, S3, S4 is the lowest hot water storage temperature thermistor, an amount set in advance as an amount corresponding to the detection position of the hot water storage temperature thermistors S1, S2, S3, S4. Hot water is detected as the hot water storage amount R, and the target hot water storage amount setting means N sets the hot water storage amount R corresponding to any one of the four hot water storage temperature thermistors S1, S2, S3, S4 as the target hot water storage amount Ra. Is configured to do.
[0042]
The hot water storage amount R corresponding to the uppermost hot water storage temperature thermistor S1 is the minimum secured amount Rmin, the hot water storage amount R corresponding to the second hot water storage temperature thermistor S2 is the small hot water storage amount Rs, and the third hot water storage from the top. The hot water storage amount R corresponding to the temperature thermistor S3 is preset as the intermediate hot water storage amount Rm, and the hot water storage amount R corresponding to the lowest hot water storage temperature thermistor S4 is preset as the maximum hot water storage amount Rmax.
Incidentally, in this embodiment, the minimum secured amount Rmin is set to 17 liters, the small hot water storage amount Rs is set to 30 liters, the intermediate hot water storage amount Rm is set to 70 liters, and the maximum hot water storage amount Rmax is set to 113 liters.
[0043]
Next, the operation of the hot water storage unit A will be described. Based on the request command of the hot water
[0044]
The hot water circulating means E will be described in detail. When the hot water circulating means E stores hot water in the hot
[0045]
When hot water is stored in the hot
Further, when heat is radiated by the external
[0046]
Hereinafter, each state of the hot water circulating means E will be described.
In the description of each state of the hot water circulating means E, the upper on / off
[0047]
In the circulation state for the HP hot water storage operation, the upper on-off
[0048]
In the circulation state for the exhaust heat storage operation, the upper on-off
[0049]
In the circulation state for the auxiliary heat source hot water storage operation, the upper on-off
[0050]
In the circulation state for the initial hot water storage operation, the return on / off
[0051]
In the circulation state for the initial operation of the waste heat storage hot water, the return on / off
[0052]
In the circulation state for the initial operation of the auxiliary heat source hot water storage, the return on / off
[0053]
In the circulation state for the reheating operation, when the
[0054]
In the heating operation circulation state, the heating on-off
In the heating / reheating simultaneous operation circulation state, the heating on / off
[0055]
As operations of the hot water storage unit controller C, hot water storage operation, exhaust heat hot water storage operation, heat radiation operation, and hot water supply priority operation will be described.
The hot water storage operation is executed by selecting either a heat pump hot water storage operation (hereinafter referred to as an HP hot water storage operation) or an auxiliary heat source hot water storage operation depending on whether the engine heat pump air conditioner B is in an air conditioning heating operation or not. If there is a hot water storage request as a heating request instructed from the hot water storage
[0056]
Then, when there is a hot water storage request in a state in which the air conditioning heating request from the air conditioning
In addition, if there is an air conditioning heating request to the engine heat pump air conditioner B during the HP hot water storage operation, the HP hot water storage operation is continued based on the rotational speed of the
[0057]
The HP hot water storage operation in the hot water storage operation will be described in detail. First, the engine heat pump air conditioner B is heated to supply high-pressure refrigerant to the
When the temperature detected by the hot water storage thermistor 66 exceeds the hot water storage allowable temperature, the hot water circulation means E is switched from the HP hot water initial operation circulation state to the HP hot water storage operation circulation state, and hot water is stored in the upper part of the hot
[0058]
In this way, when the hot water in the hot
Incidentally, the target hot water storage amount can be selected from one of “small”, “medium”, and “full”. For example, when “medium” is selected as the target hot water storage amount, the central thermistor S3 is set at the hot water storage set temperature. If a temperature lower than the set temperature is detected, it is detected that the amount of hot water stored in the hot
[0059]
The auxiliary heat source hot water storage operation in the hot water storage operation will be specifically described. First, the hot water taken out from the bottom of the hot
[0060]
That is, the hot water storage unit controller C determines that the boiling temperature Ta exceeding the
[0061]
In this way, when the hot water in the hot
[0062]
In the exhaust heat hot water storage operation, hot water of a preset target temperature for hot water storage is stored in the hot
[0063]
When there is a request only for a reheating request, the heat dissipation operation performs a reheating operation, and when there is a request only for a heating request, a heating operation is performed, and when there are both a renewal request and a heating request, It is configured to perform simultaneous heating and chasing operations.
[0064]
The reheating operation in the heat radiation operation will be specifically described. The hot water circulation means E is switched to the recirculation operation circulation state, and the
Then, the hot water in the bathtub is heated and chased by the bath
[0065]
The heating operation in the heat radiation operation will be specifically described. The hot water circulation means E is switched to the circulation state for heating operation, and the rotation speed and gas of the
[0066]
The heating and reheating simultaneous operation in the heat radiation operation will be described in detail. The hot water circulating means E is switched to the recirculation state for simultaneous heating and reheating operation, and the temperature detected by the hot water storage thermistor 66 is set for simultaneous heating and reheating. The rotational speed of the
And while chasing the hot water of a bathtub, the heating medium heated in the
[0067]
The hot water supply priority operation is executed when hot water is supplied to a hot water tap or the like when the amount of hot water stored in the hot
[0068]
By the way, when hot water is filled in the bathtub, similar to hot water supply priority operation, it is executed when hot water is stored in a hot water tap or the like when the amount of hot water stored in the hot
[0069]
The control operation of the hot water storage unit A will be described based on the flowcharts of FIGS.
As shown in the flowchart of FIG. 4, the hot water storage unit A executes hot water supply priority operation when the hot water storage amount of the hot
[0070]
When there is a heat release request such as a heating request or a renewal request, a heat release operation is performed, and when there is a hot water storage request, a hot water storage operation is performed, and the heat pump operation indicating that the engine heat pump air conditioner B is in operation. A signal (hereinafter referred to as an HP operation signal) is input from the heat pump operation control unit D, and the
[0071]
When the control operation of the heat radiation operation is described based on the flowchart of FIG. 5, the hot water storage amount of the hot
If the amount of hot water stored in the hot
[0072]
When there is a renewal request and there is no heating request, a renewal operation is executed. When there are both a renewal request and a heating request, a simultaneous heating and renewal operation is performed, and there is no renewal request. When there is a heating request, the heating operation is executed.
In this way, depending on whether one or both of the renewal request and the heating request is requested, each of the renewal operation, the heating operation, and the simultaneous heating and renewal operation is executed in order to satisfy the request. When either or both of the follow-up request and the heating request are satisfied and the request is completed, a heat radiation stop process for stopping the operation of the hot water circulating means E and the
[0073]
When the control operation of the hot water storage operation is described based on the flowchart of FIG. 6, when the hot water storage amount of the hot
If the amount of hot water stored in the hot
And if there exists any heat dissipation request | requirement of a requisition request | requirement or a heating request | requirement, a heat dissipation operation will be performed, and when there is no heat dissipation request | requirement, HP hot water storage operation will be performed.
[0074]
In this way, when the hot water storage amount in the hot
[0075]
The control operation of the exhaust heat hot water storage operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
In the exhaust heat hot water storage operation, as shown in FIG. 7, the hot water circulating means E is switched to the exhaust heat hot water storage initial operation circulation state, and the hot water taken out from the bottom of the hot
[0076]
The exhaust heat hot water storage initial operation will be described.
In the operation control by the exhaust heat storage hot water initial operation, as shown in FIG. 8, the
[0077]
And when the hot water storage target temperature Tb is 60 ° C., when the boiling temperature Ta below 4 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb is detected continuously for 10 minutes, the exhaust heat hot water storage stop processing is executed. When the hot water storage target temperature Tb is 67 ° C., the exhaust heat hot water storage stop process is executed when the boiling temperature Ta below 4 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb is continuously detected for 15 minutes (step #). 5- # 10).
[0078]
As shown in FIG. 9, when the circulating pump P1 is operating, the exhaust heat hot water stop processing is stopped, the
[0079]
The exhaust heat hot water storage operation will be described.
In the operation control by the exhaust heat hot water storage operation, as shown in FIGS. 10 and 11, the
[0080]
And in the state where the hot water of the hot water storage target temperature Tb is stored in the target hot water storage amount, whether the HP operation signal is input from the heat pump operation control unit D, the
[0081]
That is, if it is determined that there is exhaust heat from the
[0082]
In addition, when the target hot water storage amount is set to the maximum hot water storage amount and the hot water storage target temperature Tb is set to 60 ° C., the setting of the hot water storage target temperature Tb (60 ° C.) is invalidated. The hot water storage target temperature Tb is set to 67 ° C. and the
[0083]
Therefore, when the original setting of the target temperature Tb for hot water storage is 60 ° C. and the original setting of the target hot water storage amount is not the maximum hot water storage amount, the hot water having a temperature exceeding the original target temperature for hot water storage Tb is the original target hot water storage. Hot water will be stored in excess of the amount.
When it is determined that there is no exhaust heat from the
[0084]
The flow control for the exhaust heat storage hot water operation will be described with reference to FIGS.
In the exhaust heat hot water storage operation flow rate control, the boiling temperature Ta detected by the hot water storage thermistor 66 is not less than 1 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb and not higher than 1 ° C. higher than the hot water storage target temperature Tb. When the temperature is within the target temperature range for hot water, the circulating flow rate is maintained at the current level. When the boiling temperature Ta exceeds the temperature within the target temperature range for hot water storage, the boiling temperature Ta is the target temperature Tb for hot water storage. If the temperature is less than 2.5 ° C., the circulating flow rate is increased by 0.1 liter / min, and even if the boiling temperature Ta is 2.5 ° C. higher than the target temperature Tb for hot water storage, If the temperature is lower than the target temperature Tb by 5 ° C., the circulation flow rate is increased by 0.1 liter / min. If the boiling temperature Ta exceeds the
[0085]
Further, when the boiling temperature Ta is lower than the temperature in the hot water storage target temperature range, the boiling temperature Ta is 23 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb in a state where the
The boiling temperature Ta exceeds 23 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb when the
[0086]
That is, when the boiling temperature Ta exceeds a temperature lower by 2.5 ° C. than the hot water storage target temperature Tb, the circulating flow rate is reduced by 0.1 liter / min, and the boiling temperature Ta is higher than the hot water storage target temperature Tb. When the temperature is lower than 2.5 ° C., and when the temperature is 5 ° C. lower than the target temperature Tb for hot water storage, the circulating flow rate is reduced by 0.2 liter / min, and the boiling temperature Ta becomes the target temperature Tb for hot water storage Tb. When the temperature is lower than the temperature lower by 2.5 ° C. than the target temperature Tb for hot water storage and lower than 5 ° C., the circulating flow rate is reduced by 0.3 liter / min (steps # 50 to # 54, # 59).
[0087]
Further, when the hot water storage target temperature Tb is set to 60 ° C. and the boiling temperature Ta is less than 4 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb for 10 minutes, or the hot water storage target temperature Tb Is set to 67 ° C., and when the boiling temperature Ta is lower than the hot water storage target temperature Tb by less than 4 ° C. for 15 minutes, exhaust heat hot water storage stop processing is executed (step # 55). ~ # 58).
[0088]
As shown in FIG. 14, in the exhaust heat storage prohibition operation, the hot water circulation means E is switched to the exhaust heat storage initial operation circulation state, and the boiling temperature exceeds 4.5 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb. Until the Ta is continuously detected for 5 seconds, the exhaust heat storage hot water flow control is executed, and the boiling temperature Ta exceeding 4.5 ° C. lower than the hot water storage target temperature Tb is continuously detected for 5 seconds. Then, the exhaust heat hot water storage operation is executed (steps # 61 to # 63).
[0089]
[Other Embodiments]
1. In the above-described embodiment, the cooling exhaust heat of the driving gas engine of the engine heat pump type air conditioner is shown as the exhaust heat of the other device drive machine. It may be cooling exhaust heat of the battery.
2. In the above-described embodiment, in the exhaust heat hot water storage operation, if there is exhaust heat from another device drive machine, the configuration is shown in which the setting of the target hot water storage amount and the setting of the target hot water temperature are changed and controlled. Only the setting may be changed and controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water storage type hot water supply heat source device (hot water storage unit).
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a hot water storage type hot water supply heat source device (engine heat pump type air conditioner).
FIG. 3 is a control block diagram.
FIG. 4 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 5 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 6 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 7 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 8 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 9 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 10 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 11 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 12 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 13 is a flowchart showing a control operation.
FIG. 14 is a flowchart showing a control operation.
[Explanation of symbols]
1 Hot water storage tank
4 Heating means
6 Hot water supply path
34 Waste heat utilization type heater
77 Other device drive
C Circulation control means
E Hot water circulation means
U Waste heat non-use type heater
Claims (2)
前記貯湯タンク内に湯水が温度成層を形成して貯湯されるように、前記貯湯タンクの底部から取り出した湯水を加熱手段にて加熱したのち、その温水を前記貯湯タンクの上部に供給する形態の貯湯運転用循環状態で湯水を循環させる湯水循環手段と、
貯湯要求が指令されると、前記貯湯運転用循環状態で循環させた湯水が設定された目標貯湯状態で前記貯湯タンクに貯湯されるように前記湯水循環手段の運転を制御する貯湯運転を実行する循環制御手段とが設けられた貯湯式の給湯熱源装置であって、
前記加熱手段が、他装置駆動機の排熱を利用して湯水を加熱する排熱利用式加熱器と、前記他装置駆動機の排熱を利用しないで湯水を加熱する排熱非利用式加熱器とを設けて構成され、
前記循環制御手段が、前記貯湯タンクに前記目標貯湯状態で湯水が貯湯されている状態で前記他装置駆動機の排熱が有ると判定したときは、前記排熱利用式加熱器にて湯水を加熱する貯湯運転用循環状態で湯水を循環させて、前記目標貯湯状態を越える貯湯状態で前記貯湯タンクに貯湯する排熱利用貯湯運転制御を実行するように構成され、
前記循環制御手段が、前記目標貯湯状態としての目標貯湯量の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように前記湯水循環手段の運転を制御するように構成され、
前記循環制御手段が、前記目標貯湯量の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されている状態で前記他装置駆動機の排熱が有ると判定したときは、前記目標貯湯量の設定を無効にして、最大貯湯量の湯水が前記貯湯タンクに貯湯されるように制御する排熱利用貯湯運転制御を実行し、かつ、前記他装置駆動機の排熱が無いと判定したとき、又は、前記最大貯湯量の湯水が貯湯されているときは、前記目標貯湯量の設定を元に戻すように構成されている貯湯式の給湯熱源装置。A hot water storage tank with a hot water supply channel connected to the top;
The hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank is heated by heating means so that the hot water is stored in the hot water tank by forming a temperature stratification, and then the hot water is supplied to the upper part of the hot water storage tank. Hot water circulation means for circulating hot water in a circulating state for hot water storage operation;
When a hot water storage request is instructed , a hot water storage operation is performed to control the operation of the hot water circulation means so that hot water circulated in the hot water storage operation circulation state is stored in the hot water storage tank in a set target hot water state. A hot water storage type hot water supply heat source device provided with a circulation control means,
The heating means uses a waste heat utilization type heater that heats hot water using the waste heat of the other device drive machine, and a waste heat non-use type heating that heats the hot water without using the waste heat of the other device drive machine. And is configured with
When the circulation control means determines that there is exhaust heat from the other device drive machine while hot water is stored in the hot water storage tank in the target hot water storage state, hot water is supplied by the exhaust heat utilization type heater. It is configured to execute hot water use hot water storage operation control in which hot water is circulated in a hot water storage operation circulation state to be heated and stored in the hot water storage tank in a hot water storage state exceeding the target hot water storage state ,
The circulation control means is configured to control operation of the hot water circulation means so that hot water of a target hot water storage amount as the target hot water storage state is stored in the hot water storage tank;
When the circulation control means determines that there is exhaust heat from the other device drive machine while hot water of the target hot water storage amount is stored in the hot water storage tank, the setting of the target hot water storage amount is invalidated, When exhaust heat-utilizing hot water storage control is performed to control so that the maximum amount of hot water is stored in the hot water storage tank, and when it is determined that there is no exhaust heat from the other device drive unit, or the maximum hot water storage amount A hot water storage type hot water supply heat source apparatus configured to restore the setting of the target hot water storage amount when hot water is stored .
前記循環制御手段が、前記目標温度の湯水が前記目標貯湯量で前記貯湯タンクに貯湯されている状態で前記他装置駆動機の排熱が有ると判定したときは、前記目標温度の設定と前記目標貯湯量の設定とを無効にして、前記目標温度を越える温度の湯水が前記目標貯湯量を越える貯湯量で前記貯湯タンクに貯湯されるように制御する排熱利用貯湯運転制御を実行するように構成されている請求項1記載の貯湯式の給湯熱源装置。The circulation control means is configured to control the operation of the hot water circulation means so that hot water of a target temperature as the target hot water storage state is stored in the hot water storage tank at a set hot water storage amount,
When the circulation control means determines that there is exhaust heat of the other device drive machine in a state where hot water of the target temperature is stored in the hot water storage tank with the target hot water storage amount, the setting of the target temperature and the The setting of the target hot water storage amount is invalidated, and the hot water using the exhaust heat control is executed so that hot water having a temperature exceeding the target temperature is stored in the hot water storage tank with the hot water storage amount exceeding the target hot water storage amount. The hot water storage type hot water supply heat source device according to claim 1, which is configured as follows.
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