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技術 暖房装置

出願人 リンナイ株式会社
発明者 可児佳幹大島克也
出願日 2015年9月24日 (3年10ヶ月経過) 出願番号 2015-187129
公開日 2017年3月30日 (2年3ヶ月経過) 公開番号 2017-062067
状態 特許登録済
技術分野 蒸気又は温水中央暖房方式
主要キーワード 密閉経路 圧力調整管 特定運転 凍結破損 水張り運転 凍結防止処理 空気抜き管 遮断期間
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題

試運転水張りにおける作業者の負担を軽減することができる暖房装置を提供する。

解決手段

暖房装置は、ヒートポンプと、タンクと、暖房機と、ヒートポンプ経路と、暖房経路と、第1の循環ポンプと、開閉弁と、給水機構と、制御装置を備えている。制御装置は、試運転に際し、給水機構により水を供給し、暖房経路及びタンクの水張りを実行する第1の特定運転(S4、S6)と、給水機構により水を供給し、ヒートポンプ経路の水張りを実行する第2の特定運転(S8〜S14)と、を実行する。

概要

背景

特許文献1には、大気からの吸熱を利用して水を加熱するヒートポンプと、水を貯めるタンクと、水からの放熱を利用して暖房する暖房機と、タンクとヒートポンプとの間で水を循環させるための経路であるヒートポンプ経路と、タンクと暖房機との間で水を循環させるための経路である暖房経路と、暖房経路に設けられており、暖房経路内の水を循環させる第1の循環ポンプを備える暖房装置が開示されている。

概要

試運転水張りにおける作業者の負担を軽減することができる暖房装置を提供する。 暖房装置は、ヒートポンプと、タンクと、暖房機と、ヒートポンプ経路と、暖房経路と、第1の循環ポンプと、開閉弁と、給水機構と、制御装置を備えている。制御装置は、試運転に際し、給水機構により水を供給し、暖房経路及びタンクの水張りを実行する第1の特定運転(S4、S6)と、給水機構により水を供給し、ヒートポンプ経路の水張りを実行する第2の特定運転(S8〜S14)と、を実行する。

目的

通常電力系統72と融雪電力系統74はいずれも電力会社が提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

大気からの吸熱を利用して水を加熱するヒートポンプと、水を貯めるタンクと、水からの放熱を利用して暖房する暖房機と、タンク内の水をヒートポンプに供給し、ヒートポンプを通過した後の水をタンクに戻す経路であって、上流端及び下流端がタンクに接続されている経路であるヒートポンプ経路と、水を暖房機に供給し、暖房機を通過した後の水をタンクに供給する経路であって、上流端がヒートポンプ経路のうちのヒートポンプの下流側に接続され、下流端がタンクに接続されている経路である暖房経路と、暖房経路に設けられており、暖房経路内の水を循環させる第1の循環ポンプと、ヒートポンプ経路のうち、暖房経路との接続部の下流側に設けられている開閉弁と、暖房経路に水を供給する給水機構と、試運転を実行する制御装置と、を備えており、制御装置は、試運転に際し、給水機構により水を供給し、第1の循環ポンプを作動させるとともに、開閉弁を開いて、暖房経路及びタンクの水張りを実行する第1の特定運転と、給水機構により水を供給し、第1の循環ポンプを作動させるとともに、開閉弁を閉じて、ヒートポンプ経路の水張りを実行する第2の特定運転を実行する、暖房装置

請求項2

制御装置は、第1の特定運転が完了したことを判定したときに、第2の特定運転を実行する、請求項1に記載の暖房装置。

請求項3

ヒートポンプ経路に設けられており、ヒートポンプ経路内の水を循環させる第2の循環ポンプをさらに備えており、制御装置は、第2の特定運転において、第2の循環ポンプを作動させる、請求項1または2に記載の暖房装置。

技術分野

0001

本発明は、暖房装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、大気からの吸熱を利用して水を加熱するヒートポンプと、水を貯めるタンクと、水からの放熱を利用して暖房する暖房機と、タンクとヒートポンプとの間で水を循環させるための経路であるヒートポンプ経路と、タンクと暖房機との間で水を循環させるための経路である暖房経路と、暖房経路に設けられており、暖房経路内の水を循環させる第1の循環ポンプを備える暖房装置が開示されている。

先行技術

0003

特開2013−142492号公報

発明が解決しようとする課題

0004

この種の暖房装置においては、暖房装置を所定の場所に設置した後、暖房装置の水張り運転などの試運転が実行される。暖房装置の水張り運転では、ヒートポンプ経路の水張り及び暖房経路の水張りが実行される。なお、暖房装置の水張り運転は、作業者の操作に基づいて実行される。特許文献1に記載の暖房装置の水張り運転において、ヒートポンプ経路の水張りと暖房経路の水張りは、別々に実行するように構成されている。この場合、作業者は、ヒートポンプ経路の水張りを実行させるための操作と、暖房経路の水張りを実行させるための操作のそれぞれを実行する必要がある。例えば、暖房経路の水張りの後にヒートポンプ経路の水張りを実行する場合、まず、作業者は、暖房経路の水張りを実行させるための操作を実行する。次いで、暖房経路の水張りが完了した場合に、作業者は、ヒートポンプ経路の水張りを実行させるための操作を実行する。このため、暖房装置の水張り運転において、作業者は少なくとも2回の操作を実行する必要があるため、作業者の負担が大きい。

0005

本明細書では、試運転の水張りにおける作業者の負担を低減する暖房装置を提案する。

課題を解決するための手段

0006

本明細書が開示する暖房装置は、ヒートポンプと、タンクと、暖房機と、ヒートポンプ経路と、暖房経路と、第1の循環ポンプと、開閉弁と、給水機構と、制御装置を備えている。ヒートポンプは、大気からの吸熱を利用して水を加熱する。タンクは、水を貯める。暖房機は、水からの放熱を利用して暖房する。ヒートポンプ経路は、タンク内の水をヒートポンプに供給し、ヒートポンプを通過した後の水をタンクに戻す経路であって、上流端及び下流端がタンクに接続されている経路である。暖房経路は、水を暖房機に供給し、暖房機を通過した後の水をタンクに供給する経路であって、上流端がヒートポンプ経路のうちのヒートポンプの下流側に接続され、下流端がタンクに接続されている経路である。第1の循環ポンプは、暖房経路に設けられており、暖房経路内の水を循環させる。開閉弁は、ヒートポンプ経路のうち、暖房経路との接続部の下流側に設けられている。給水機構は、暖房経路に水を供給する。制御装置は、試運転を実行する。制御装置は、試運転に際し、給水機構により水を供給し、第1の循環ポンプを作動させるとともに、開閉弁を開いて、暖房経路及びタンクの水張りを実行する第1の特定運転と、給水機構により水を供給し、第1の循環ポンプを作動させるとともに、開閉弁を閉じて、ヒートポンプ経路の水張りを実行する第2の特定運転転と、を実行する。なお、ここでいう「水」は、暖房機での放熱に用いることができるものであればよく、水道水であってもよいし、エチレングリコール等を含むいわゆる不凍液であってもよい。

0007

上記の構成によると、試運転を実行することによって、制御装置が、暖房経路及びタンクの水張りを行う第1特定運転と、ヒートポンプ経路の水張りを行う第2の特定運転を実行する。このため、作業者は、第1の特定運転を実行させるための操作と、第2の特定運転を実行させるための操作を、別個に行なう必要がない。この結果、試運転の水張りにおける作業者の負担を軽減することができる。

図面の簡単な説明

0008

暖房システム2の構成を模式的に示す図。
暖房システム2が実行する水張り運転を説明するフローチャート
水張り運転における、暖房循環ポンプ熱動弁、開閉弁、分配弁、HP給水ポンプの状態を示す図。

実施例

0009

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

0010

(特徴1)制御装置は、第1の特定運転が完了したことを判定したときに、第2の特定運転を実行する。

0011

タンクへの水張りが完了していない状態で、ヒートポンプ経路への水張りを行なうと、タンクに残留している空気がヒートポンプ経路へ流れこんでしまい、ヒートポンプ経路からの空気抜きが困難となる。上記の構成によれば、第2の特定運転を開始する時点で、タンクの水張りが完了しており、タンクには空気が残留していない。このため、第2の特定運転において、ヒートポンプ経路からの空気抜きを確実に行なうことができる。

0012

(特徴2)暖房装置は、ヒートポンプ経路に設けられており、ヒートポンプ経路内の水を循環させる第2の循環ポンプをさらに備えていてもよい。制御装置は、第2の運転において、第2の循環ポンプを作動させてもよい。

0013

上記の構成によれば、第2の特定運転を開始する時点で、タンクの水張りが完了している。このため、給水機構から供給される水の少なくとも一部は、第1の循環ポンプの駆動によってタンクを介してヒートポンプ経路へ流れ込む。第2の循環ポンプの駆動によって、ヒートポンプ経路に流れ込んだ水を、ヒートポンプ経路内で循環させることができる。このため、ヒートポンプ経路への水張りを確実に行なうことができる。

0014

(実施例)
図1に示すように、本実施例に係る暖房システム2は、HP(ヒートポンプ)ユニット10と、タンクユニット20と、暖房ユニット40と、制御装置70とを備えている。

0015

HPユニット10は、ヒートポンプ12と、HP循環ポンプ14と、HP往き管16と、HP戻り管18と、タンク上部管80とを備える。なお、本実施例の暖房システム2では、HPユニット10のうち、ヒートポンプ12と、HP循環ポンプ14と、HP往き管16の一部と、HP戻り管18の一部とは屋外に設置されることが想定されている。

0016

ヒートポンプ12は、HP往き管16から供給される水と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器(図示省略)を備える。本実施例では、暖房システム2には、暖房のための熱媒として水道水が用いられている。他の例では、エチレングリコール等を含む不凍液が暖房のための熱媒として用いられてもよい。熱交換器は、水が流れる熱媒管と、冷媒が流れる冷媒管とを備える(図示省略)。熱媒管の両端部は、それぞれ、HP往き管16と、HP戻り管18に接続している。冷媒管内を流れる冷媒には、二酸化炭素、HFC(ハイドロフルオロカーボン)等のガスを用いることができる。本実施例では、HP往き管16を流れてきた水は、熱交換器の熱媒管を通過する間に冷媒管内の冷媒(高温高圧)と熱交換を行う(冷媒から熱を受け取る)ことによって加熱される。熱交換を終えた高温の水は、HP戻り管18へと送り出される。熱媒管内の水と、冷媒管内の冷媒は、互いに逆方向に流れる(カウンターフロー)ことが、効率よく熱交換を行う上では好ましい。また、ヒートポンプ12は、温度センサ15を備えている。温度センサ15は、外気温を測定する。

0017

HP往き管16は、一端がタンク22(後述)の下部と接続し、他端がヒートポンプ12の熱媒管の入口側と接続する。HP往き管16は、タンク22の下部の水を、ヒートポンプ12の熱媒管に送り出す。HP往き管16は、HP往き管16を流れる水の温度を測定する温度センサ39を備える。

0018

HP戻り管18は、一端がヒートポンプ12の熱媒管の出口側と接続し、他端がタンク上部管80の一端、暖房往き管42の一端、及び、空気抜き管82の一端と接続する。また、HP戻り管18は、HP戻り管18を流れる水の温度を測定する温度センサ38を備える。タンク上部管80の他端はタンク22の上部と接続する。タンク上部管80には、タンク上部管80を開閉する第1開閉弁81が介装されている。空気抜き管82の他端は、大気に開放されている。空気抜き管82には、空気抜き弁84が設けられている。空気抜き弁84を開状態にすることで、HPユニット10内の空気が、外部に排気される。

0019

図1の例では、HP循環ポンプ14は、ヒートポンプ12に備えられている。HP循環ポンプ14を動作させることにより、HP往き管16とHP戻り管18とタンク上部管80とを介して、ヒートポンプ12とタンク22との間で水が循環する。

0020

タンクユニット20は、タンク22と三個の温度センサ24、26、28とを備える。タンク22は、ヒートポンプ12によって加熱された水を貯える。タンク22の容量は、例えば30Lである。三個の温度センサ24、26、28は、タンク22の高さ方向に沿って下からこの順で設けられている。各温度センサ24、26、28は、それぞれ、タンク22内の水の温度を測定する。

0021

暖房ユニット40は、暖房往き管42と、暖房戻り管44と、暖房循環ポンプ46と、バーナ48と、暖房機50と、バイパス路60と、分配弁62と、膨張タンク100と、圧力調整管102と、膨張タンク上部管104を備える。

0022

暖房往き管42は、一端がタンク上部管80の端部、HP戻り管18の端部、及び、空気抜き管82の端部と接続し、他端が暖房機50と接続する。暖房往き管42は、タンク22の上部から送り出される水を、暖房機50に送り出す。暖房往き管42は暖房往き管42内の水を流動させる暖房循環ポンプ46と、暖房往き管42内を流れる水の温度を測定する温度センサ52、54、56と、暖房往き管42を開閉するための熱動弁91を備える。また、暖房往き管42は、温度センサ56と暖房循環ポンプ46との間に、暖房往き管42内を流れる水の水位を測定する水位電極45を備える。水位電極45は、暖房往き管42内を流れる水の水位が所定水位に達したらONとなり、暖房往き管42内を流れる水の水位が所定水位に満たないとOFFとなる。本実施例の水位電極45は、暖房往き管42が水で満たされている場合にONとなるように設定されている。

0023

暖房機50は、暖房往き管42から供給される水からの放熱を利用して暖房を行う。放熱により、水の温度は低くなる。放熱後の水は、暖房戻り管44に送り出される。

0024

バーナ48は、都市ガスLPガス等の燃料燃焼させ、その燃焼熱によって暖房往き管42内を流れる水を加熱する。バーナ48は、暖房往き管42内の水が、暖房機50で必要とされる温度に満たない場合に動作する補助熱源である。

0025

暖房戻り管44は、一端が暖房機50と接続し、他端がタンク22の下部と接続する。暖房戻り管44は、暖房機50から送り出される放熱後の水を、タンク22に送り出す。暖房戻り管44は、さらに、暖房戻り管44内を流れる水(放熱後)の温度を測定する温度センサ58を備える。

0026

圧力調整管102の一端は、バーナ48の下流側であって、熱動弁91よりも上流側の暖房往き管42に接続されている。圧力調整管102の他端は、大気に開放されている。圧力調整管102には、膨張タンク上部管104の一端が接続されている。膨張タンク上部管104の他端は、膨張タンク100に接続されている。本実施例では、水の循環する経路が密閉経路となっている。このため、膨張タンク100は、水の膨張及び収縮を吸収するために用意されている。圧力調整管102には、圧力逃し弁106が設けられている。圧力逃し弁106は、圧力調整管102と膨張タンク上部管104の接続部よりも大気側に設けられている。圧力逃し弁106は、暖房システム2内の水の圧力が所定圧力以上となったときに開弁することで、暖房システム2内の水の圧力が所定圧力以上にならないように自動調整する。

0027

バイパス路60は、暖房往き管42と暖房戻り管44との間を接続している。バイパス路60は、一端が暖房往き管42と接続し、他端が暖房戻り管44と接続している。バイパス路60を備えることにより、暖房戻り管44を流れる水の一部又は全部を、タンク22を経由することなく、暖房往き管42に戻すことができる。

0028

また、暖房戻り管44とバイパス路60とが接続する部分には、分配弁62が設けられている。分配弁62の開度を調整することによって、暖房戻り管44からタンク22に戻される水の流量と、暖房戻り管44からバイパス路60へ流れる水の流量の割合を変化させることができる。本実施例では、分配弁62を全閉すると、暖房戻り管44を流れる水の全量がバイパス路60を通過する。分配弁62を全開すると、暖房戻り管44を流れる水の全量がタンク22に供給される。

0029

分配弁62の開度を調整することにより、例えば、暖房往き管42を通って暖房機50に送られる水の温度が高過ぎるときに、暖房戻り管44内の放熱後の水を、バイパス路60を介して暖房往き管42内の水に合流させて、暖房機50に送られる水の温度を低下させることができる。また、例えば、タンク22内に高温の水が十分に貯められていない状態で暖房運転を行う場合に、暖房戻り管44内の放熱後の水をタンク22に戻さずに、バイパス路60を介して暖房往き管42内の水に合流させて、タンク22内の水の温度の低下を抑制することもできる。

0030

暖房戻り管44には、後述する試運転に際し、貯水タンク202と給水ポンプ204を備える加圧シスターン200が接続される。加圧シスターン200は、シスターン往き管206及びシスターン戻り管208を介して暖房戻り管44に接続される。シスターン往き管206は、第2開閉弁212を介して、暖房戻り管44に接続されており、シスターン戻り管208は、第3開閉弁214を介して、暖房戻り管44に接続されている。給水ポンプ204は、貯水タンク202と第2開閉弁212の間に設けられている。貯水タンク202には、暖房システム2に供給する水が貯留されている。暖房戻り管44とシスターン往き管206の接続部と、暖房戻り管44とシスターン戻り管208の接続部と、の間には、第4開閉弁216が設けられている。第2開閉弁212が開いており、第4開閉弁216が閉じている状態で給水ポンプ204を作動させることで、貯水タンク202内の水が、シスターン往き管206を通って、暖房戻り管44に供給される。

0031

制御装置70は、HPユニット10、タンクユニット20、及び、暖房ユニット40と電気的に接続されており、各ユニット10、20、40の各構成要素の動作を制御する。制御装置70は、試運転(水張り運転等)と、利用運転蓄熱運転、暖房運転、凍結防止運転等)を本実施例の暖房システム2に実行させる。

0032

通常電力系統72と融雪電力系統74はいずれも電力会社が提供する。通常電力系統72は、常時利用可能な電力系統である。一方、融雪電力系統74は、寒冷地において、主に期(10月〜5月)の間に限って利用可能な特別の電力系統である。なお、融雪電力系統74が利用不可能な期間(6月〜9月)には、電力会社が融雪電力系統74への電力供給を停止する。融雪電力系統74からの電力の利用は、暖房目的のものに限られるという規則が定められている。さらに、融雪電力系統74を利用可能な期間においては、毎日、所定の時間帯(例えば毎日16時〜21時)の間に、電力を遮断する遮断期間を設ける必要があるという規則も定められている。遮断期間は、毎日、所定の時間帯の間(例えば毎日16時〜21時の間)に、合計で2時間設ける必要がある。遮断期間は、利用者事前に設定しておく。従って、利用者は、例えば、毎日16時〜18時の2時間を遮断期間として設定することができる。また、他の例では、毎日16時〜21時の間に、30分間の遮断期間を断続的に4回設けてもよい。毎日、16時〜21時の間に、合計で2時間の遮断期間を設けることができれば、遮断期間の設定方法は任意とすることができる。

0033

図1に示すように、融雪電力系統74はタイマ76を備えている。タイマ76は、融雪電力系統74を利用可能な期間(上記の例における10月〜5月)の間に動作する。融雪電力系統74を利用可能な期間中に、タイマ76が、遮断期間であることを示す場合、ブレーカ(図示省略)によって電力供給が遮断されて、融雪電力系統74が一時的に利用不可能となる(遮断される)。

0034

本実施例では、暖房システム2の各要素のうち、ヒートポンプ12、HP循環ポンプ14、分配弁62、及び、第1開閉弁81が、融雪電力系統74から電力供給を受けて動作する。そのため、融雪電力系統74の遮断期間が開始すると、ヒートポンプ12、HP循環ポンプ14、分配弁62、及び、第1開閉弁81は動作できなくなる。なお、その他の要素である制御装置70、暖房循環ポンプ46、バーナ48、暖房機50、熱動弁91、及び、給水ポンプ204は、通常電力系統72から電力供給を受けて動作する。そのため、制御装置70、暖房循環ポンプ46、バーナ48、暖房機50、熱動弁91、及び、給水ポンプ204は、常時動作可能である。

0035

次いで、本実施例の暖房システム2の動作について説明する。暖房システム2は、融雪電力系統74の利用可能期間と、融雪電力系統74の遮断期間とで、異なる利用運転を行う。なお、暖房システム2では、試運転の後に、利用運転が行われるが、ここでは、利用運転から先に説明する。

0036

(融雪電力系統74の利用可能期間中の利用運転)
融雪電力系統74の利用可能期間中、暖房システム2の制御装置70は、凍結防止運転と、蓄熱運転と、暖房運転とを実行することができる。また、暖房システム2の制御装置70は、融雪電力系統74の遮断期間開始5分前になると、後述の遮断直前処理を行う。

0037

融雪電力系統74の利用可能期間中における凍結防止運転は、ヒートポンプ12とタンク22との間で水を循環させることにより、ヒートポンプ12とHP往き管16とHP戻り管18の凍結破損を防止するための運転である。この際、第1開閉弁81は開かれている。融雪電力系統74の利用可能期間中に凍結防止運転が指示されると、制御装置70は、HP循環ポンプ14を作動させる。HP循環ポンプ14が動作することにより、HP往き管16とHP戻り管18とタンク上部管80とを介して、ヒートポンプ12とタンク22との間で水が循環する。タンク22内に比較的高温の水が貯められている場合には、ヒートポンプ12とHP往き管16とHP戻り管18とに比較的高温の水が供給されるため、ヒートポンプ12とHP往き管16とHP戻り管18の凍結破損が適切に抑制される。

0038

なお、凍結防止運転が指示された際に、タンク22内に高温の水が貯められていない場合には、制御装置70は、HP循環ポンプ14とともに、ヒートポンプ12を作動させる。即ち、制御装置70は、蓄熱運転を行う。蓄熱運転は、ヒートポンプ12で生成した熱により、タンク22内の水を加熱する運転である。これにより、HP往き管16からヒートポンプ12に供給される水は、ヒートポンプ12で生成された熱によって加熱され、HP戻り管18及びタンク上部管80を通ってタンク22上部に戻される。これにより、タンク22に高温の水が貯められる。タンク22の上部には、高温の水の層が形成され、下部には、低温の水の層が形成される。

0039

この蓄熱運転が行われると、タンク22内に比較的高温の水が貯められるようになり、その結果、ヒートポンプ12とHP往き管16とHP戻り管18とに比較的高温の水が供給されるようになる。従って、ヒートポンプ12とHP往き管16とHP戻り管18の凍結破損が適切に抑制される。なお、本実施例では、凍結防止運転が指示されていない場合であっても、制御装置70は、蓄熱運転を単独で行ってもよい。

0040

また、凍結防止運転が指示された際に、暖房運転が行われている間には、上記の凍結防止運転とは異なる運転が行われる。暖房運転は、暖房機50を作動させて居室を暖房する運転である。融雪電力系統74の利用可能期間中に、暖房運転が実行されると、制御装置70は、暖房循環ポンプ46とともに、ヒートポンプ12及びHP循環ポンプ14を作動させる。この際、第1開閉弁81及び熱動弁91は開かれる。これにより、タンク22、暖房往き管42、暖房機50、暖房戻り管44、タンク22、の順に水が循環する。暖房機50は、水の熱を利用して居室を暖房する。暖房運転を行う間、制御装置70は、暖房機50に供給される水の温度(即ち、温度センサ56で検出される温度)が所定の設定温度に保たれるように、ヒートポンプ12を作動させる。また、制御装置70は、暖房機50に供給される水の温度が十分でない場合には、分配弁62を開いて、タンク22に供給される水の流量の割合を増やすこともできる。また、制御装置70は、暖房機50に供給される水の温度が高すぎる場合には、分配弁62の開度を小さくして、暖房戻り管44を流れる水のうちバイパス路60を通過する水の流量の割合を増やすこともできる。なお、制御装置70は、暖房機50に供給される水の温度が十分でない場合には、バーナ48を作動させることができる。

0041

この暖房運転が行われる場合も、ヒートポンプ12、HP往き管16、及び、HP戻り管18内に十分に水を循環させることができる。従って、ヒートポンプ12、HP往き管16及びHP戻り管18の凍結破損を適切に抑制することができる。なお、本実施例では、凍結防止運転が指示されていない場合であっても、制御装置70は、暖房運転を単独で行ってもよい。

0042

遮断直前処理は、融雪電力系統74の遮断後の暖房運転及び凍結防止運転のために、融雪電力系統74の遮断前に第1開閉弁81及び分配弁62を動作させておく処理である。制御装置70は、融雪電力系統74の遮断期間開始5分前になることを常時監視しており、融雪電力系統74の遮断期間開始5分前になる場合に、遮断直前処理を開始する。具体的には、制御装置70は、第1開閉弁81を閉じるとともに、温度センサ15で測定された外気温に応じて、分配弁62の開度を調整する。

0043

(融雪電力系統74の遮断期間中の利用運転)
遮断直前処理の終了後、融雪電力系統74の遮断期間が開始される。上記の通り、融雪電力系統74の遮断期間中は、ヒートポンプ12、HP循環ポンプ14、分配弁62、及び、第1開閉弁81を動作させることができない。従って、融雪電力系統74の遮断期間中において、制御装置70は、暖房運転と、凍結防止処理とを実行することができる。

0044

遮断期間中に暖房運転の実行が指示されると、制御装置70は、暖房循環ポンプ46及びバーナ48を動作させる。遮断直前処理で設定された分配弁62の開度に応じて決定される経路内を水が循環する。遮断期間中の暖房運転では、ヒートポンプ12及びHP循環ポンプ14は作動しない。

0045

凍結防止処理は、外気温が所定温度以下の場合に、融雪電力系統74の遮断期間中に凍結防止運転を実行させるための処理である。外気温が所定温度より高い場合には、遮断期間中にヒートポンプ12、HP往き管16、及び、HP戻り管18が凍結破損する可能性が少ないためである。制御装置70は、融雪電力系統74の遮断期間が開始されると、凍結防止処理を実行する。暖房運転が実行されていない場合、制御装置70は、暖房循環ポンプ46とバーナ48を第1所定時間作動させた後、第2所定時間停止させる。一方、暖房運転が実行されている場合、制御装置70は、暖房循環ポンプ46とバーナ48とを連続して作動させる。暖房循環ポンプ46とバーナ48とが作動することにより、水の少なくとも一部が、タンク22、HP往き管16、及び、HP戻り管18に供給される。これにより、ヒートポンプ12、HP往き管16、及び、HP戻り管18の凍結破損が抑制される。なお、第1所定時間及び第2所定時間は、外気温に応じて自動調整される。

0046

(試運転)
暖房システム2は、利用運転を実行する前に、試運転を実行する。試運転は、融雪電力系統74の利用期間中に実行される。

0047

暖房システム2を家屋へ設置する際には、HPユニット10、タンクユニット20、及び、暖房ユニット40を家屋のレイアウトに応じた適切な設置場所据え付けた後、各ユニット間の配管を接続し、各ユニットへの電力供給線の接続を行う。そして、作業者による試運転のための準備作業が完了したら、試運転を実行する。試運転には、水張り運転、ヒートポンプ試運転、暖房試運転等が含まれる。ヒートポンプ試運転、暖房試運転等については、公知の方法で実行される。このため、以下では、水張り運転についてのみ説明し、ヒートポンプ試運転、暖房試運転などの動作については説明を省略する。

0048

作業者が行う試運転のための準備作業について説明する。まず、作業者は、加圧シスターン200を、暖房システム2に接続するとともに、給水ポンプ204と制御装置70を電気的に接続する。これにより、制御装置70は、給水ポンプ204の動作を制御する。次いで、作業者は、第2開閉弁212と第3開閉弁214を開き、第4開閉弁216を閉じる。これにより、加圧シスターン200の貯水タンク202に貯留されている水を、暖房システム2に供給することができる。次いで、試運転を実行する作業者は、空気抜き弁84を開く。次いで、作業者は、制御装置70と通信可能なリモコン(図示省略)を介して、制御装置70に試運転を実行させる。

0049

(水張り運転)
試運転では、まず、水張り運転が実行される。水張り運転は、暖房システム2に接続される加圧シスターン200から供給される水を用いて、暖房システム2に水を満たす。なお、水張り運転開始時において、HP循環ポンプ14、暖房循環ポンプ46、及び、給水ポンプ204は、非駆動(OFF)に設定されている。水張り運転時に実行される制御装置70の処理を、図2図3を用いて説明する。以下では、暖房循環ポンプ46、熱動弁91、分配弁62、第1開閉弁81、及び、HP循環ポンプ14を総称して、「動作部」とする。また、HP往き管16及びHP戻り管18を総称して、「ヒートポンプ経路」とし、暖房往き管42及び暖房戻り管44を総称して、「暖房経路」とする。

0050

試運転開始スイッチが操作されると、ステップS2において、制御装置70は、給水ポンプ204を駆動させる。これにより、シスターン往き管206、第2開閉弁212を通って、暖房戻り管44に貯水タンク202内の水が供給される。

0051

次いで、ステップS4において、制御装置70は、動作部を第1の状態に切り替える(図3)。具体的には、制御装置70は、暖房循環ポンプ46を駆動(図3のON)させ、熱動弁91を開き、分配弁62を開き、第1開閉弁81を開き、HP循環ポンプ14を非駆動(図3のOFF)にする。分配弁62の開度は、タンク22及びバイパス路60に水が供給される開度に調整される。これにより、暖房往き管42、暖房戻り管44、バイパス路60、タンク22、及び、タンク上部管80に水が供給される。また、タンク22の下部からHP往き管16の一部に水が供給される。暖房往き管42、暖房戻り管44、バイパス路60に水が供給されることで、暖房往き管42、暖房戻り管44、バイパス路60に含まれる空気は、第3開閉弁214を通過して、外部に排気される。また、タンク22及びタンク上部管80に水が供給されることで、タンク22及びタンク上部管80に含まれる空気は、空気抜き弁84を通過して、外部に排気される。なお、動作部が第1の状態で実行される水張り運転を、「第1の水張り運転」とする。

0052

次いで、ステップS6において、制御装置70は、暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されているか否かを判定する。第3所定時間は、例えば30分である。上述のように、暖房往き管42の水位が所定水位に達している否かは、水位電極45を用いて判定することができる。すなわち、制御装置70は、水位電極45がONとなっている場合に、暖房往き管42の水位が所定水位に達していると判定する。

0053

暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されている場合(ステップS6でYESの場合)、制御装置70は、ステップS8に進む。一方、暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されていない場合(ステップS6でNOの場合)、制御装置70は、ステップS6に戻る。すなわち、制御装置70は、第1の水張り運転を継続する。なお、暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されている場合(ステップS6でYESの場合)とは、暖房経路(詳細には、暖房往き管42及び暖房戻り管44)、タンク22、及び、タンク上部管80に水が満たされている場合である。

0054

次いで、ステップS8において、制御装置70は、動作部を第2の状態に切り替える(図3)。具体的には、制御装置70は、暖房循環ポンプ46を駆動(図3のON)させ、熱動弁91を開き、分配弁62を開き、第1開閉弁81を閉じ、HP循環ポンプ14を非駆動(図3のOFF)にする。第1開閉弁81を閉じることで、タンク22上部への水の経路が遮断される。このため、タンク22の下部からHP往き管16に、水が流入しやすくなる。暖房往き管42に貯留されていた水の一部は、暖房戻り管44、タンク22を通って、ヒートポンプ経路に流入する。これにより、暖房往き管42内の水の水位は、下がる。このため、水位電極45は、OFFとなる。ヒートポンプ経路のうちのHP往き管16に水が供給されることで、ヒートポンプ経路内の空気は、HP戻り管18に向けて押し出される。HP戻り管18に向けて押し出された空気は、空気抜き弁84から外部に排気される。なお、動作部が第2の状態で実行される水張り運転を、「第2の水張り運転」とする。

0055

次いで、ステップS10において、制御装置70は、暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されているか否かを判定する。

0056

暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されている場合(ステップS10でYESの場合)、制御装置70は、ステップS12に進む。一方、暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されていない場合(ステップS10でNOの場合)、制御装置70は、ステップS10に戻る。すなわち、制御装置70は、第2の水張り運転を継続する。なお、暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されている場合(ステップS10でYESの場合)とは、暖房経路、タンク22、タンク上部管80、及び、バイパス路60に加えて、HP往き管16に水が満たされている場合である。

0057

次いで、ステップS12において、制御装置70は、動作部を第3の状態に切り替える。具体的には、制御装置70は、暖房循環ポンプ46を駆動(図3のON)させ、熱動弁91を開き、分配弁62を開き、第1開閉弁81を閉じ、HP循環ポンプ14を駆動(図3のON)させる。HP循環ポンプ14を駆動させることで、HP往き管16内の水がHP戻り管18に供給されるようになる。また、暖房循環ポンプ46が駆動しているため、暖房往き管42内に貯留されていた水の一部は、暖房戻り管44、タンク22を通ってヒートポンプ経路に流入する。これにより、暖房往き管42内の水の水位は、下がる。このため、水位電極45は、OFFとなる。タンク22への水張りが完了していない状態で、HP循環ポンプ14を駆動させた場合、タンク22に残留している空気がヒートポンプ経路(詳細には、HP戻り管18)に流れ込んでしまい、ヒートポンプ経路からの空気抜きが困難となる。本実施例では、第1の水張り運転で、タンク22への水張りが完了しているため、タンク22には空気が残留していない。このため、HP循環ポンプ14を駆動させることで、ヒートポンプ経路に含まれる空気が、空気抜き弁84を通過して外部に排気される。また、タンク22を介してHP往き管16に流れ込んだ水を、HP循環ポンプ14の駆動によってHP戻り管18に循環させることで、ヒートポンプ経路への水張りを確実に行うことができる。なお、動作部が第3の状態で実行される水張り運転を、「第3の水張り運転」とする。

0058

次いで、ステップS14において、制御装置70は、暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されているか否かを判定する。

0059

暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されている場合(ステップS14でYESの場合)、制御装置70は、ステップS16に進む。一方、暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されていない場合(ステップS14でNOの場合)、制御装置70は、ステップS14に戻る。すなわち、制御装置70は、第3の水張り運転を継続する。なお、暖房往き管42の水位が所定水位に達している状態が、第3所定時間継続されている場合(ステップS14でYES)の場合とは、暖房経路、タンク22、タンク上部管80、バイパス路60、及び、HP往き管16に加えて、HP戻り管18に水が満たされている場合である。すなわち、暖房システム2への水張りが完了している状態である。

0060

次いで、ステップS16において、制御装置70は、動作部を第4の状態に切り替え、ステップS18に進む。具体的には、制御装置70は、暖房循環ポンプ46を非駆動(図3のOFF)にし、熱動弁91を閉じ、分配弁62を開き、第1開閉弁81を開き、HP循環ポンプ14を非駆動(図3のOFF)にする。次いで、ステップS18において、制御装置70は、給水ポンプ204を非駆動にする。以上で、暖房システム2の水張り運転は完了する。制御装置70は、水張り運転が完了したら、ヒートポンプ試運転、暖房試運転等を、引き続き実行する。

0061

上述の説明から明らかなように、本実施例の暖房システム2では、試運転を実行することによって、制御装置70は、第1の水張り運転、第2の水張り運転、及び、第3の水張り運転を実行する。このため、作業者は、第1の水張り運転を実行させるための操作と、第2の水張り運転および第3の水張り運転を実行させるための操作を、別個に行なう必要がない。この結果、第1の水張り運転を実行させるための操作と、第2の水張り運転および第3の水張り運転を実行させるための操作を、別個に行なう場合と比べて、試運転の水張り運転における作業者の負担を軽減することができる。また、本実施例の暖房システム2では、タンク22への水張りが完了した後に、ヒートポンプ経路への水張りを実行している。このため、第2の水張り運転および第3の水張り運転において、ヒートポンプ経路からの空気抜きを確実に行うことができる。

0062

本実施例では、HP循環ポンプ14が「第2の循環ポンプ」の一例である。暖房循環ポンプ46が「第1の循環ポンプ」の一例である。加圧シスターン200が「給水機構」の一例である。第1開閉弁81が「開閉弁」の一例である。図2のS4、S6で実行される第1の水張り運転が「第1の特定運転」の一例であり、図2のS8、S10で実行される第2の水張り運転と図2のS12、S14で実行される第3の水張り運転が「第2の特定運転」の一例である。

0063

以上、各実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

0064

上記の実施例では、試運転に際し、暖房システム2に加圧シスターン200及び給水ポンプ204が接続されている。しかしながら、暖房往き管42に、上部が開放されており、水が貯留されているシスターンが接続されていてもよい。この場合、試運転を実行する前に、加圧シスターン200と給水ポンプ204を接続する必要が無い。

0065

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

0066

2:暖房システム
10:HPユニット
12:ヒートポンプ
14:HP循環ポンプ
15:温度センサ
16:HP往き管
18:HP戻り管
20:タンクユニット
22:タンク
24、26、28:温度センサ
38、39:温度センサ
40:暖房ユニット
42:暖房往き管
44:暖房戻り管
46:暖房循環ポンプ
48:バーナ
50:暖房機
52、54、56、58:温度センサ
60:バイパス路
62:分配弁
70:制御装置
72:通常電力系統
74:融雪電力系統
76:タイマ
80:タンク上部管
81:第1開閉弁
82:空気抜き管
84:空気抜き弁
91:熱動弁
100:膨張タンク
102:圧力調整管
104:膨張タンク上部管
106:圧力逃し弁
200:加圧シスターン
202:貯水タンク
204:給水ポンプ
206:シスターン往き管
208:シスターン戻り管
212:第2開閉弁
214:第3開閉弁
216:第4開閉弁

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