JPH0535331B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、集合住宅、ビジネスホテルなどの
給湯を行うために、熱源機に効率の良いヒートポ
ンプを用い、また機器容量を小型化するために、
貯湯槽を備えたヒートポンプ給湯装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、集合住宅やビジネスホテルなどで用いら
れていたヒートポンプ給湯装置には三菱電機空冷
ヒートポンプチラーカタログ（1984年３月）に記
載された第３図に示すようなものがあつた。この
第３図において、１は貯湯槽、２はヒートポンプ
給湯機、３は貯湯槽１からヒートポンプへの配
管、４はヒートポンプ給湯機２から貯湯槽１への
配管である。

配管３には、温水循環ポンプ８が設けられてい
るとともに、給水配管１５が連結されており、こ
の給水配管１５に電磁二方弁２４、電磁弁２５が
設けられている。

また、貯湯槽１の水位を水位検知器２６で検出
するようになつており、この水位検知器２６の検
出出力は制御器２３に送出し、制御器２３は電磁
二方弁２４、電磁弁２５の開閉制御を行うように
なつているとともに、制御器２３の出力でヒート
ポンプ給湯機２の制御も行うようにしている。

一方、貯湯槽１には給湯往配管１６、給湯復配
管１８が連結されており、給湯往配管１６には給
湯用の温水循環ポンプ１９が設けられており、給
湯復配管１８には負荷側の蛇口１７が連結されて
いる。

このヒートポンプ給湯装置は、給湯が行われる
と水位検知器２６の信号によつて、制御器２３が
電磁弁２５を開き、給水が開始される。この給水
量はヒートポンプ給湯機２の出口温度が一定にな
るように調節される。従つて、貯湯槽の中の水温
は常に一定に保たれており、給湯に供される。

また、給湯負荷側の給湯往配管１６、給湯復配
管１８には、給湯用の温水循環ポンプ１９を常に
動かし、温水を循環させていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上述べたように、従来のヒートポンプ給湯装
置は出口温度を55℃程度に高くしており、また負
荷側の給湯配管からの熱ロスも多かつたので、性
能もそれ程良くなく、ランニングコストも高いも
のとなつていた。

この発明は、係る問題点を解決するためになさ
れたもので、給湯用ヒートポンプシステムと貯湯
槽およびヒートポンプ給湯機をそれぞれ高温側、
低温側の２系統に分割して構成し、上記２台のヒ
ートポンプ給湯機の運転を運転スケジユールと各
貯湯槽の温度制御とにより行い、特に低温側のヒ
ートポンプ給湯機を性能のよい状態で運転するこ
とにより、全体的にエネルギ効率の高いヒートポ
ンプ給湯装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係わるヒートポンプ給湯装置は、高
温側の貯湯槽に蓄える高温の湯を加熱するための
高温側ヒートポンプ給湯機と、低温側の貯湯槽に
蓄える温水を加熱する低温側ヒートポンプ給湯機
と、高温側ヒートポンプ給湯機および低温側ヒー
トポンプ給湯機のオン、オフ制御を行う制御手段
を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、高温側の貯湯槽と低温側
の貯湯槽の各湯の温度が設定値より高いときは高
温側ヒートポンプ給湯機と低温側ヒートポンプ給
湯機を制御手段によりオフさせ、かつ各湯貯湯槽
の湯が設定値より低いときには制御手段により高
温側ヒートポンプ給湯機と低温側ヒートポンプ給
湯機をオンさせる。

〔実施例〕

以下、この発明のヒートポンプ給湯装置の実施
例について図面に基づき説明する。第１図はその
一実施例の構成を示す配管系統図である。この第
１図において、高温水を貯湯する貯湯槽１と低温
水を貯湯する貯湯槽９とによる２系統に貯湯槽が
分割されている。

これにともない、ヒートポンプ給湯機も高温側
および低温側の２系統に分割されており、貯湯槽
１の温水を加熱する高温側ヒートポンプ給湯機２
と貯湯槽９の温水を加熱する低温側ヒートポンプ
給湯機１０とに分割されている。

貯湯槽１と高温側ヒートポンプ給湯機２間には
復配管４が連結され、高温側ヒートポンプ給湯機
２より高温水を貯湯槽１に給湯するようになつて
おり、また、往配管３は貯湯槽１と高温側ヒート
ポンプ給湯機２間に連結されている。

この往配管３の途中には、三方電動弁６と温水
循環ポンプ８が設けられており、この往配管３の
温度を温度センサ７で検出して、制御手段として
のマイクロコンピユータによるコントローラ２３
（以下、マイコンコントローラという）に出力す
るようになつている。このマイコンコントローラ
２３により、三方電動弁６の切換制御を行うよう
になつている。

この三方電動弁６と往配管４間には、短絡配管
５が連結されている。短絡配管５は三方電動弁６
の切換えにより、往配管３と復配管４を直接結合
して、高温側ヒートポンプ給湯機２をバイアスす
るようにしている。

また、貯湯槽１内の高温水の温度を温度センサ
２０で検知するようになつており、同様にして、
貯湯槽９内の低温水の温度を温度センサ２１で検
知するようになつている。

これらの温度センサ２０，２１の出力はマイコ
ンコントローラ２３に出力するようになつてい
る。マイコンコントローラ２３は温度センサ２
０，２１および温度センサ７，２２の出力と自ら
の内部メモリに記憶した運転スケジユールによつ
て高温側ヒートポンプ給湯機２、低温側ヒートポ
ンプ給湯機１０、温水循環ポンプ１９および三方
電動弁６を制御するようになつている。

次に、低温側の系統について述べる。低温側貯
湯槽９と高温側貯湯槽１の間は配管１４で連結さ
れており、また、上記貯湯槽９と低温側ヒートポ
ンプ給湯機１０間には、復配管１２が連結されて
いるとともに、往配管１１が連結されている。こ
の往配管１１には、温水循環ポンプ１３が設けら
れている。

上記貯湯槽９には、給水配管１５が連結されて
いる。一方上記貯湯槽１の上方には給湯配管１６
が設けられ、この配管１６には複数の蛇口１７が
取付けられていると共に、貯湯槽１の下方と連結
する復配管１８が連結されている。復配管１８に
は上述の温度センサ２２および温水循環ポンプ１
９が配設されている。

次に、上記のように構成されたこの実施例の動
作について、第２図のフローチヤートを参照しな
がら説明する。

なお、この第２図の制御シーケンスはマイコン
コントローラ２３の内部のメモリに格納されてい
る。第２図は高温側ヒートポンプ給湯機２、低温
側ヒートポンプ給湯機１０の制御シーケンスを示
すものである。この第２図において、ステツプ
S1において、電源をオンし、次のステツプS2に
おいて高温側ヒートポンプ給湯機２、低温側ヒー
トポンプ給湯機１０の運転スケジユールがオフで
あれば、高温側ヒートポンプ給湯機２、低温側ヒ
ートポンプ給湯機１０はオフする（ステツプ
S4）。

ステツプS2において、高温側ヒートポンプ給
湯機２、低温側ヒートポンプ給湯機１０の運転ス
ケジユールンがオンであれば、ステツプS3へ行
き、ここで予め設定された温度に比べて貯湯槽内
の温水温度が高ければステツプS5で高温側ヒー
トポンプ給湯機２、低温側ヒートポンプ給湯機１
０はオフする。

また、ここで貯湯槽内の温水温度が低ければ、
ステツプS6で高温側ヒートポンプ給湯機２、低
温側ヒートポンプ給湯機１０はオンする。このよ
うにして高温側ヒートポンプ給湯機２、低温側ヒ
ートポンプ給湯機１０の運転状態から元のステツ
プS2に戻り、この制御を繰り返す。

また、マイコンコントローラ２３により三方電
動弁６を切り換えて、貯湯槽１と高温側ヒートポ
ンプ給湯機２間を連通させ、温水循環ポンプ８の
作動により貯湯槽１の温水はこの三方電動弁６と
温水循環ポンプ８を経て高温側ヒートポンプ給湯
機２に送られる。

これにより、高温側ヒートポンプ給湯機２で加
熱した高温の温水は復配管４から貯湯槽１に送ら
れる。

また、三方電動弁６が短絡配管５側に切り換え
られると、高温側ヒートポンプ給湯機２が短絡配
管５で短絡されて、高温側ヒートポンプ給湯機２
で加熱された高温の温水は復配管４、短絡配管
５、三方電動弁６、温水循環ポンプ８、往配管
３、高温側ヒートポンプ給湯機２の順で循環し
て、この高温側ヒートポンプ給湯機２の入口温度
が一定となり、高温側ヒートポンプ給湯機２は一
定の高温の湯を発生することができる。

一方、低温側の系統は温水循環ポンプ１３の作
動により、貯湯槽９の温水は低温側ヒートポンプ
給湯機１０に送られ、そこで加熱されて復配管１
２を経て貯湯槽９に送られるようになつている。

更に貯湯槽９からは配管１４を経て貯湯槽１に
温水が送られるようになつている。

一方、前記貯湯槽１内の高温の温水は給湯配管
１６から蛇口１７により使用者に給湯され、更に
復配管１８、温水循環ポンプ１９を経て貯湯槽１
に温水が戻る。

なお、マイコンコントローラ２３内のメモリに
は、高温側ヒートポンプ給湯機２と低温側ヒート
ポンプ給湯機１０の運転に対して、季節、休日、
平日などの給湯負荷の大きさ、パターンに対応し
て運転スケジユールを記憶するようにしてもよ
い。

また、このメモリに記憶する運転スケジユール
は温度センサ２０により検知した貯湯槽１の温度
が、予め設定した温度より低く、かつ運転スケジ
ユールもオンとなつている場合のみ、高温側ヒー
トポンプ給湯機２をオン制御するように記憶して
もよい。

更に、メモリに記憶する運転スケジユールは、
温度センサ２１により検知した貯湯槽９の温度が
予め設定した温度より低く、かつ運転スケジユー
ルもオンとなつている場合にのみ、低温側ヒート
ポンプ給湯機１０をオン制御するように記憶して
もよい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、ヒートポンプ
給湯機、貯湯槽を高温側、低温側の２系統に分離
して、高温側の貯湯槽と低温側の貯湯槽の温水の
温度がそれぞれ設定値より低いときには高温側ヒ
ートポンプ給湯機、低温側ヒートポンプ給湯機を
制御手段でオンさせ、設定値より高いときは高温
側ヒートポンプ給湯機、低温側ヒートポンプ給湯
機をオフさせるようにしたので、システムトータ
ルで高効率の運転を行うように、最適な設定温度
に維持され、極めてエネルギ効率の高い運転を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のヒートポンプ給湯装置の一
実施例を示す構成図、第２図はこの発明のヒート
ポンプ給湯装置における高温側ヒートポンプ給湯
機および低温側ヒートポンプ給湯機の制御フロー
を示す図、第３図は従来のヒートポンプ給湯装置
の構成を示す図である。 １，９……貯湯槽、２……高温側ヒートポンプ
給湯機、６……三方電動弁、７，２０〜２２……
温度センサ、８，１３，１９……温水循環ポン
プ、１０……低温側ヒートポンプ給湯機、２３…
…マイコンコントローラ。なお、図中同一符号は
同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温水を貯える高温側の貯湯槽、上記高温水
   を加熱するための高温側ヒートポンプ給湯機、低
   温水を貯える低温側の貯湯槽、上記低温水を加熱
   するための低温側ヒートポンプ給湯機、上記低温
   側の貯湯槽と高温側の貯湯槽間を連結する配管、
   上記各貯湯槽の温度が設定温度に対する高低およ
   びあらかじめ記憶された運転スケジユールに基づ
   き上記高温側ヒートポンプ給湯機と低温側ヒート
   ポンプ給湯機のそれぞれの運転のオン、オフ制御
   を行う制御手段を備えてなるヒートポンプ給湯装
   置。 ２ 制御手段が、高温側ヒートポンプ給湯機、低
   温側ヒートポンプ給湯機および高温側の貯湯槽の
   復配管中に設けた温水循環ポンプの運転に対し
   て、季節、休日、平日などによる給湯負荷の大き
   さ、パターンに各々対応した運転スケジユールを
   自らの内部のメモリに蓄えていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ給湯
   装置。 ３ 制御手段が高温側の貯湯槽の温水の温度を検
   知する温度センサにより検知した温度が、予め設
   定した温度より低く、かつ運転スケジユールもオ
   ンとなつている場合にのみ高温側ヒートポンプ給
   湯機をオンするように制御することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ給湯装
   置。 ４ 制御手段が低温側の貯湯槽の温水の温度を検
   知する温度センサにより検知した温度が予め設定
   した温度より低く、かつ運転スケジユールもオン
   となつている場合にのみ高温側ヒートポンプ給湯
   機をオンするように制御することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ給湯装
   置。