JPH0129456Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案はヒートポンプ温水機で加熱した温水を
主として利用するヒートポンプ加熱運転優先方式
の暖房を行わせ、能力不足の際に温水ボイラーで
追焚きを可能とした温水装置の構成に関する。

【従来技術】

ヒートポンプ温水機と温水ボイラーとを並設し
て、温水を暖房需要個所に供給する温水装置は公
知であつて、実公昭46−16784号公報により構造
の１例が開示されているように、ヒートポンプ温
水機で加熱した温水を、この温水機に比し高温に
加熱し得る温水ボイラーで再加熱するように構成
すると共に、温水ボイラーの水温が所定温度にな
るように水温サーモで温水ボイラーの発停制御を
行わせ、また、ヒートポンプ温水機の入口水温が
設定温度よりも高くなると、これを暖房負荷が小
さくなつた状態であるとしてヒートポンプ温水機
を入口水温サーモで停止するように発停制御を行
わせるのが、従来から一般に多く成されている運
転方式であつた。 かかる構造の温水装置を用いて暖房需要個所の
暖房を行うものでは、該需要個所の雰囲気温度を
制御の基準値として温水機を発停制御する方式で
はなくて、温水機の入口水温とボイラーの水温と
を基準としているために、負荷変動に充分対応し
た暖房能力を発揮するように適正に入口水温サー
モ、水温サーモの設定温度を選択することがむず
かしく、従つて適正な暖房運転制御が行なえない
おそれがあつて信頼性に問題がある点で改善が望
まれていた。

【考案の目的】

このように従来のこの種温水装置では改良すべ
き点を有している実状よりして、本考案は案出さ
れるに至つたものであつて、ヒートポンプ温水機
を優先的に加熱運転させることを暖房負荷の変動
に全く関係なく確実に行わせ、しかも暖房需要個
所の雰囲気温度を基準としてヒートポンプ温水機
及び温水ボイラーを運転制御するようにすること
によつて、運転経済性ならびに制御信頼性の向上
を果させ、もつて温水装置の普及の推進をはから
せることを本考案は目的とする。

【考案の構成】

そこで本考案は、ヒートポンプ温水機の温水通
路を上流側とし、この温水機に比し高温に加熱し
得る温水ボイラーの温水通路を下流側とした直列
的な温水回路を形成して、該温水回路と暖房需要
個所に設けた熱交換コイルとを循環的に接続して
なる温水装置において、高温側設定点及び低温側
設定点の２段階設定温度と検知温度とを比較し
て、高温側設定点を基準とした検知温度が高温側
設定点より高いとき高温側停止信号を、低いとき
高温側運転信号を、また、検知温度が低温側設定
点より高いとき低温側停止信号を、低いとき低温
側運転信号を夫々出力する２段作動形温度調節器
を前記暖房需要個所における雰囲気温度の検知可
能な個所に設ける一方、検知温度が温水機用設定
点より高いとき停止信号を、低いとき運転信号を
出力する温水機用水温サーモの感温部を、ヒート
ポンプポンプ温水機の温水通路の入口部に設ける
とともに、検知温度がボイラー用設定点より高い
とき停止信号を、低いとき運転信号を出力するボ
イラー用水温サーモの感温部を、温水ボイラーの
温水通路内の出口付近に設けて、前記高温側運転
信号と、温水機用水温サーモの運転信号の両方が
出力されたときヒートポンプ温水機の運転を、前
記高温側停止信号または温水機用水温サーモの停
止信号のいずれかが出力されたときヒートポンプ
温水機の停止を、前記低温側運転信号と、ボイラ
ー用水温サーモの運転信号の両方が出力されたと
き温水ボイラーの運転を、前記低温側停止信号ま
たはボイラー用水温サーモの停止信号のいずれか
が出力されたとき温水ボイラーの停止を夫々行わ
せる制御回路を形成したことを特徴とするもので
あつて、ヒートポンプ温水機で加熱する領域と温
水ボイラーで加熱する領域とを室温など雰囲気温
度の条件によつて直接かつ確実に制御することに
より、ヒートポンプ温水機による加熱運転を優先
し、温水ボイラーは高負荷時の追焚き用として、
各々の加熱分担を明確に規定することが可能とな
るものである。

【実施例】

以下、本考案の実施例について添付図面を参照
しながら詳細に説明する。 第１図は本考案温水装置の実施例に係る暖房装
置の略示構造図であつて、１はヒートポンプ温水
機で、凝縮器として作用する温水生成用の対水形
熱交換器例えばシエルチユーブ熱交換器、圧縮
機、膨脹弁、井水を熱源水とし蒸発器として作用
する対水形熱交換器等からなる冷凍回路を省略示
している。 ２は石油、天然ガス等を燃料として加熱運転を
行わせる温水ボイラーであつて、温水を前記温水
機１に比し高温に加熱することができる。 １_Aはヒートポンプ温水機１の前記シエルチユ
ーブ熱交換器における温水通路であつて、該熱交
換器の冷媒通路中を流れる高圧高温の冷媒ガスと
温水通路中を流れる水との間で熱交換が成されて
温水が取り出されるようになつており、この温水
通路１_Aの入口部には、入口水温を検知して、該
温度が例えば55℃以上になると安全保護のためヒ
ートポンプ温水機１の運転を強制的に停止せしめ
る水温サーモ５の感温部５_Aが設けられている。 上記温水機用水温サーモ５は、検知温度が温水
機用設定点、例えば55℃より高いとき停止信号
を、低いとき運転信号を出力するよう形成され
る。 ２_Aは温水ボイラー２の水側容器などからなる
温水通路であつて、石油等の燃料を燃焼した際に
発生する熱量により温水通路２_A内の温水はさら
に加熱されてその後出口から取り出されるように
なつているが、この温水通路２_A内の出口付近に
は、この水温を検知して、該温度が例えば60℃以
上になると温水ボイラー２の運転を強制的に停止
せしめる水温サーモ６の感温部６_Aが設けられて
いる。 上記ボイラー用水温サーモ６は検知温度がボイ
ラー用設定点、例えば60℃より高いとき停止信号
を、低いとき運転信号を出力するよう形成され
る。 ３は水対空気形の熱交換コイルであつて、園芸
ハウス等暖房需要個所Ｈに配設せしめている。 しかして、ヒートポンプ温水機１の温水通路１
_Ａと温水ボイラー２の温水通路２_Aとは、前者１_A
を上流側、後者２_Aを下流側とした直列に接続し
て直列的温水回路を形成し、この温水回路と前記
熱交換コイル３とを循環的に接続すると共に、か
くして得られた循環温水通路中に循環用ポンプ７
を介設せしめていて、該ポンプ７の付勢により、
温水通路１_A→温水通路２_A→熱交換コイル３→循
環用ポンプ７→温水通路１_Aの順に温水が循環す
るようになつている。 なお、８は開閉弁９を途中に有して、前記温水
通路１_Aに並列接続したバイパス通路であり、温
水ボイラー２単独運転中に熱交換コイル３からの
戻り水が高温となるような場合に、シエルチユー
ブ熱交換器の冷媒側が高圧となつて可溶性が溶け
たりする不都合が生じないようにするために、開
閉弁９を開いて高温水を側路させるように使用す
るものである。 以上述べた構成になる暖房装置の運転を掌る制
御回路を第１図乃至第３図によつて説明すると、
１０は電子制御回路からなる制御器で、入力ポー
トには、ヒートポンプ温水機１単独運転用の第１
スイツチ１１、ヒートポンプ温水機１・温水ボイ
ラー２組合わせ運転用の第２スイツチ１２、温水
ボイラー２単独運転用の第３スイツチ１３が夫々
接続され、また、前記水温サーモ５の感温部５_A
及び温度設定器５_B、前記水温サーモ６の感温部
６_A及び温度設定器６_B、後述する２段作動形温度
調節器４の感温部４_A及び温度設定器４_Bが夫々接
続され、一方、出力ポートにはヒートポンプ温水
機１発停用の第１リレー１５、温水ボイラー２発
停用の第２リレー１６が夫々接続されている。 前記制御器１０は、前記感温部４_A及び温度設
定器４_Bの入力を受けて作動する温度調節器に相
当する温度調節回路部４、前記感温部５_A及び温
度設定器５_Bの入力を受けて作動する温度調節器
に相当する温度調節回路部５、前記感温部６_A及
び温度設定器６_Bの入力を受けて作動する温度調
節器に相当する温度調節回路部６、前記出力ポー
トに出力信号を発する出力回路部１４を有してい
て、前記第１リレー１５及び前記第２リレー１６
を発停させる制御系統の態様を第２図のフローチ
ヤートによつて次に説明する。 第１スイツチ１１が投入されているかどうか
(イ)、第２スイツチ１２が投入されているかどうか
(ロ)、第３スイツチ１３が投入されているかどうか
(ハ)を判断して、第２スイツチ１２のみ投入されて
いると、ヒートポンプ温水機１と温水ボイラー２
との組合わせになる運転であるから、前記温度調
節回路部４によつて暖房需要個所

【以下単に室と
略称する】Ｈの温度の検出及び設定値との比較を
行う。 ここで温度調節回路部４は温度設定器４_Bで温
度を設定すると、例えば温度設定器４_Bに表示さ
れた目盛りに相当する高温側設定点T_Hと、これ
よりも一定値の差例えば５℃だけ低い低温側設定
点T_Lとの２段の基準温度を同時に設定して、こ
の２種の基準温度T_H，T_Lと室温の比較を行つて、
高温側設定点T_Hを基準とし室温が低いか高いか
で低いとき高温側運転信号、高いとき高温側停止
信号を出力し、また低温側設定点T_Lを基準とし
室温が低いか高いかで低いとき低温側運転信号、
高いとき低温側停止信号を出力するようになつて
いる。 従つて、まず室温と高温側設定点T_Hとの比較
を行つて(ニ)、室温≧T_Hであれば暖房の必要がな
いので、ヒートポンプ温水機１及び温水ボイラー
２を停止のままとし(ホ)、一方、室温＜T_Hであれ
ば高温側運転信号を発せしめてこれを保留すると
共に、ヒートポンプ温水機１の温水通路１_Aの入
口水温と設定温度

【55℃】とを温度調節回路部５
で比較する(ヘ)。 この比較結果が入口水温≦55℃であると、標準
負荷以上の暖房負荷のもとで暖房が必要であると
ころから、つづいて室温と低温側設定点T_Lとの
比較を温度調節回路部４で行わせて(ト)、室温＜
T_Lであると低温側運転信号を発せしめて、前記
高温側運転信号との両信号にもとづいて、温水ボ
イラー２及びヒートポンプ温水機１の併行運転に
入らせる(チ)。 かくして十分な加熱能力を有する温水装置によ
つて余裕のある暖房運転が行われる。 一方、前述の比較(ト)の結果が室温≧T_Lである
と標準負荷程度であるところから、既に発信し保
留の状態にある高温側運転信号にもとづいてヒー
トポンプ温水機１単独運転すなわちヒートポンプ
暖房優先の運転に入らせる(リ)。 ところで、前記温度調節回路部５での比較(ヘ)の
結果が入口水温＞55℃であると、これは軽暖房負
荷ではあるが、ヒートポンプ温水機１では熱源温
度との温度差が小さくて却つて加熱効率の低下を
もたらす状態であるところからして、高温側運転
信号を保留にしたままで、次いで温水通路２_Aの
水温と設定温度

【60℃】との比較を温度調節回路
部６で行わせる(ヌ)。 この比較結果(ヌ)が水温＞60℃であると、温水ボ
イラー２を停止のままとし（ル）、一方、水温≦
60℃であると温水ボイラー２に保熱のための運転
を行わせる（ヲ）。 以上述べた運転態様はヒートポンプ温水機１と
温水ボイラー２との組合わせになる運転であつ
て、ヒートポンプ暖房運転優先が行われるもので
あるが、これとは別に第１スイツチ１１のみ投入
されていることを判断(イ)すると、温度調節回路部
４で室温と高温側設定点T_Hとの比較を行つて(ニ)、
室温≧T_Hであればヒートポンプ温水機１を停止
のままとし（ワ）、一方、室温＜T_Hであれば、次
いで温度調節回路部５で温水通路１_Aの入口水温
と設定温度

【55℃】との比較を行つて(ヘ)、入口水
温＞55℃であると、ヒートポンプ温水機１を停止
のままとし（ワ）、一方、入口水温≦55℃である
とヒートポンプ温水機１を運転させる(リ)。 また別に、第３スイツチ１３のみが投入されて
いることを判断(ハ)すると前述の比較を行つて(ニ)、
室温≧T_Hであれば温水ボイラー２を停止のまま
とし（ル）、一方、室温＜T_Hであれば次いで温度
調節回路部６で温水通路２_Aの水温と設定温度

【60℃】との比較を行つて(ヌ)、水温＞60℃である
と、温水ボイラー２を停止のままとし（ル）、一
方、水温≦60℃であると温水ボイラー２を運転さ
せる（ヲ）。 以上述べた電子制御回路にもとづく運転制御と
は別に、直接点形の各温度調節器４，５，６を使
用した回路の２例を第４図及び第５図に示してい
るが、まず第４図は24時間繰り返しタイマ１８に
よつて、午後11時乃至翌午前７時の８時間は深夜
電力によるヒートポンプ温水機１と温水ボイラー
２との併行運転を行わせ、午前７時乃至午後11時
の16時間は温水ボイラー２の単独運転を行わせる
切換方式を採用している。 すなわち、午後11時乃至翌午前７時の間、閉成
するタイマ接点１８_Aと、午前７時乃至午後11時
の間閉成するタイマ接点１８_Bとによつて自動切
換えを行わせるものであつて、ヒートポンプ温水
機１発停用の第１リレー１５は、運転スイツチ１
９、２段作動形の温度調節器４の出力接点で高温
側設定点T_Hよりも室温が低いときに閉成する接
点４_H、前記タイマ接点１８_A、前記温度調節器５
の出力接点で入口水温が設定温度

【55℃】よりも
低いときに閉成する接点５−₁、前記温度調節器
４の出力接点で低温側設定点T_Lよりも室温が高
いときに閉成する接点４_L-1のいずれもが閉成し
ているときに、換言すれば、深夜電力が供給さ
れ、かつ室温が高温側設定点T_Hよりも低く、低
温側設定点T_Lよりも高く、しかもヒートポンプ
温水機１の入口水温が設定温度よりも低いとき
に、付勢して前記温水機１のみ単独加熱運転させ
るようになつている。 次にヒートポンプ温水機１・温水ボイラー２同
時運転用の第３リレー１７は、運転スイツチ１
９、前記接点４_H、前記タイマ接点１８_A、前記接
点５−₁、前記温度調節器４の出力接点で低温側
設定点T_Lよりも室温が低いときに閉成する接点
４_L-2のいずれもが閉成しているときに、換言す
れば、深夜電力が供給され、かつ、室温が低温側
設定点T_Lよりも低くて、しかも前記温水機１の
入口水温が設定温度よりも低いときに、付勢して
温水機１及び温水ボイラー２を同時に運転させる
ようになつている。 一方、温水ボイラー２発停用の第２リレー１６
は、運転スイツチ１９、前記接点４_H、前記タイ
マ接点１８_B、前記温度調節器６の出力接点で温
水ボイラー２の水温が設定温度

【60℃】よりも低
いときに閉成する接点６−₁のいずれもが閉成し
ているときに、換言すれば、深夜電力が供給され
ない午前７時乃至午後11時の時間帯で、かつ室温
が高温側設定点T_Hよりも低く、しかも温水ボイ
ラー２の水温が設定温度よりも低いときに、付勢
して温水ボイラー２のみ単独加熱運転させるよう
になつている。 以上の回路説明から明らかなように第４図々示
制御回路の作動態様は深夜電力をヒートポンプ温
水機１の電源に用いているかどうかの点を除いて
実質的に第３図々示の作動態様と同じである。 次に第５図の回路について説明すると、これは
前述した第１〜第３スイツチ１１〜１３の選択操
作による３通りの運転制御を行わせる手動操作方
式で実質的に第３図々示のものと変るところがな
い。 すなわち、第１リレー１５は、第１スイツチ１
１の投入により励磁するリレー２０の常開接点２
０_A，２０_D、前記接点４_H、前記接点５−₁のいず
れもが閉成しているときと、第２スイツチ１２の
投入により励磁するリレー２１の常開接点２１_A、
前記接点４_H、前記接点５−₁、前記接点４_L-1の
いずれもが閉成しているときとに付勢するように
なつている。 次に第２リレー１６は第３スイツチ１３の投入
により励磁するリレー２２の常開接点２２_A，２
２_C、前記接点６−₁のいずれもが閉成していると
きに付勢するように形成している。 一方、第３リレー１７は第２スイツチ１２の投
入により励磁するリレー２１の常開接点２１_A、
前記接点５−₁、前記接点４_L-2のいずれもが閉成
しているときに付勢するようになつている。 以上説明した３つの回路は、いずれも暖房需要
個所の温度を調節するために設けた２段作動形温
度調節器４の高温側運転信号及び高温側停止信号
と温水機用水温サーモ５の運転信号及び停止信号
によりヒートポンプ温水機１の加熱運転の発停
を、低温側運転信号及び低温側停止信号とボイラ
ー用水温サーモ６の運転信号及び停止信号により
温水ボイラー２の加熱運転の発停を夫々行わせる
ようにした回路を含んでいることは明らかであつ
て、これによつてヒートポンプ温水機１による加
熱運転が温水ボイラー２のそれよりも優先して行
われるものである。

【考案の効果】

本考案はヒートポンプ温水機１と温水ボイラー
２との併用運転を行わせる温水装置において、２
段作動形の温度調節器４で暖房需要個所の温度を
検知してこの信号により両装置１，２を直接発停
制御するようにしているので、前記需要個所の温
度設定が容易で、かつ正確にコントロールでき
る。 さらにヒートポンプ温水機１で加熱する温度領
域と、温水ボイラー２で加熱する温度領域とを２
段階的に区分し、しかもヒートポンプ温水機１の
運転優先方式をとつているので、運転経済性及び
制御信頼性を共に向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案の１例の態様を示
し、第１図は略示装置構造図、第２図は制御器の
概要図、第３図は第２図々示制御器の作動を表わ
す流れ図、第４図及び第５図は本考案の各例に係
る電気制御回路図である。 １……ヒートポンプ温水機、１_A……温水通路、
２……温水ボイラー、２_A……温水通路、３……
熱交換コイル、４……２段作動形温度調節器、５
……温水機用水温サーモ、５_A……感温部、６…
…ボイラー用水温サーモ、６_A……感温部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ヒートポンプ温水機１の温水通路１_Aを上流側
   とし、前記温水機１に比し高温に加熱し得る温水
   ボイラー２の温水通路２_Aを下流側とした直列的
   な温水回路を形成して、該温水回路と暖房需要個
   所に設けた熱交換コイル３とを循環的に接続して
   なる温水装置において、高温側設定点T_H及び低
   温側設定点T_Lの２段階設定温度と検知温度とを
   比較して、検知温度が高温側設定点T_Hより高い
   とき高温側停止信号を、低いとき高温側運転信号
   を、また、検知温度が低温側設定点T_Lより高い
   とき低温側停止信号を、低いとき低温側運転信号
   を夫々出力する２段作動形温度調節器４を前記暖
   房需要個所における雰囲気温度の検知可能な個所
   に設ける一方、検知温度が温水機用設定点より高
   いとき停止信号を、低いとき運転信号を出力する
   温水機用水温サーモ５の感温部５_Aを、ヒートポ
   ンプポンプ温水機１の温水通路１_Aの入口部に設
   けるとともに、検知温度がボイラー用設定点より
   高いとき停止信号を、低いとき運転信号を出力す
   るボイラー用水温サーモ６の感温部６_Aを、温水
   ボイラー２の温水通路２_A内の出口付近に設けて、
   前記高温側運転信号と、温水機用水温サーモ５の
   運転信号の両方が出力されたときヒートポンプ温
   水機１の運転を、前記高温側停止信号または温水
   機用水温サーモ５の停止信号のいずれかが出力さ
   れたときヒートポンプ温水機１の停止を、前記低
   温側運転信号と、ボイラー用水温サーモ６の運転
   信号の両方が出力されたとき温水ボイラー２の運
   転を、前記低温側停止信号またはボイラー用水温
   サーモ６の停止信号のいずれかが出力されたとき
   温水ボイラー２の停止を夫々行わせる制御回路を
   形成したことを特徴とする温水装置。