供暖系统的制作方法
【专利摘要】热水供暖系统(2)具有供暖机(76)、热泵(50)、燃烧器加热装置(82)、供暖用水循环通路(71)、热敏电阻(78)和控制装置(100)。在热敏电阻(78)所检测到的温度(T1)在供暖设定温度－TA以下时、或者在热敏电阻(78)所检测到的温度(T1)在供暖设定温度－TB(TB小于TA)以下的状态持续规定时间时，控制装置(100)启动燃烧器加热装置(82)。另外，控制装置(100)在热敏电阻(78)所检测到的温度(T1)在供暖设定温度+TC以上时，关闭燃烧器加热装置(82)。
【专利说明】供暖系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种供暖系统。
【背景技术】
[0002]例如，在日本发明专利公开公报2009-250481号(以下称为专利文献1)中公开有一种热水供暖系统，该热水供暖系统具有热泵、热水器、地热器、储水箱、供水回路、循环回路、地热回路、燃气热源设备，其中，热泵用于对循环回路内的水以及地热回路内的水进行加热，储水箱用于储存供热用的热水，循环回路是储水箱内的水的循环通路，地热回路是地热器所使用的水的循环通路，燃气热源设备用于对供水回路内的热水以及地热回路内的水进行加热。专利文献1所公开的热水供暖系统在热水器与地热器同时工作的情况下，在储水箱内的热水减少到规定量时，减少在地热回路内循环的水的流量，将热泵的热量优先用于加热循环回路内的水。该供暖系统在储水箱内的热水进一步减少时，利用燃气热源设备作为辅助热源，至少对供水回路内的热水进行加热。
【发明内容】
[0003]此外，人们还公知一种如下这样的供暖系统(以下称“特定供暖系统”)，该供暖系统具有供暖机(散热设备)、热泵单元、燃烧器单元和热媒循环回路，其中，供暖机利用热媒的热量使房间变暖，热泵单元用于对热媒进行加热，燃烧器单元也用于对热媒进行加热，热媒循环回路用于使热媒在供暖机、热泵单元和燃烧器单元之间循环。燃烧器单元通过使燃气燃烧产生热量进行加热，而热泵单元则从大气中吸收热量，将所吸收的热量用于加热。一般而言，与燃烧器单元相比，热泵单元的加热能力相对较低，然而却具有加热成本较低的优点。因此，在作为热源而具有热泵单元和燃烧器单元这二者的特定供暖系统中，考虑到经济性，较为理想的是在燃烧器单元和热泵单元这二者中优先启动热泵单元。
[0004]因此，在特定供暖系统中，在供暖动作的控制中，有时会通过设定热泵单元的启动条件和燃烧器单元的启动条件，使热泵单元和燃烧器单元这二者中，热泵单元优先被使用。具体的控制方式为，在热媒循环通路内的热媒的温度下降到规定的燃烧器启动温度(需要启动燃烧器来加热热媒的温度)时启动燃烧器单元，并且，在热媒循环通路内的热媒的温度下降到低于上述燃烧器启动温度的规定的热泵启动温度(需要启动热泵来加热热媒的温度)时启动热泵。采用该控制，在供暖动作中，当热媒循环通路内的热媒的温度下降时，在燃烧器单元和热泵单元这二者中优先启动(使用)热泵单元。其结果使得，热媒循环通路内的热媒的温度维持在能够提供供暖所需热量的温度(以下称“特定温度”)。从而，能够有效利用能源，且供暖的成本较低。
[0005]然而，例如，在上述供暖动作中，由于用户的指示(设定)等原因，有时供暖机的供暖负载会急剧增高。此时，由于供暖负载的增加，即便是热泵持续工作，热媒循环通路内的热媒的温度也可能会达不到规定的设定温度。而且，热泵处于工作状态使得热媒循环通路内的热媒的温度也不会低于燃烧器启动温度。即，热媒循环通路内的热媒的温度处于低于规定的设定温度却高于燃烧器启动温度的状态，并在较长时间内保持这种处于不高不低的温度的状态。以下将这种状态称为“低温安定状态”。在低温安定状态下，由于热媒循环通路内的热媒的温度达不到规定的设定温度，因而供暖机不能适当地提供用户所要求的供暖量。而且，由于热媒循环通路内的热媒的温度不会迅速降低到燃烧器启动温度之下，因而无法迅速启动燃烧器。结果使得，供暖机不能提供用户所要求的供暖量这种情况可能会持续较长时间。
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种具有热泵单元和燃烧器单元这两种热源的供暖系统，该供暖系统能够适当地进行供暖动作。
[0007]本发明所涉及的供暖系统具有:供暖机，其利用热媒的热量对房间供暖；热泵单元，其对热媒进行加热；燃烧器单元，其对热媒进行加热；热媒循环通路，其用于使热媒在供暖机、热泵单元和燃烧器单元之间循环；温度传感器，其用于检测热媒循环通路内的位于供暖机上游侧的热媒的温度；设定机构，其设定供暖设定温度；控制机构。在温度传感器所检测到的温度在第I点火温度以下时、或者在温度传感器所检测到的温度在第2点火温度以下的状态持续规定时间时，控制机构使燃烧器单元工作，其中，第I点火温度低于供暖设定温度，且第I点火温度与供暖设定温度的差值为第I规定温度，第2点火温度低于供暖设定温度，且第2点火温度与供暖设定温度的差值为第2规定温度，第2规定温度小于所述第I规定温度。当温度传感器所检测到的温度在停火温度以上时，控制机构使燃烧器单元停止工作，该停火温度高于供暖设定温度，且该停火温度与供暖设定温度之间的差值为第3规定温度。
[0008]采用上述供暖系统，例如在供暖动作中，即使是在低温安定状态，S卩，即便是热泵处于工作状态，温度传感器所检测到的温度也达不到供暖设定温度、而且也不降低到第I点火温度之下，且以这种不高不低的状态保持安定时，只要温度传感器所检测到的温度在第2点火温度之下的状态持续规定时间，就可以启动燃烧器单元而对热媒循环通路内的热媒进行加热。因此，能够防止低温安定状态持续较长时间，从而防止不充分的供暖动作。因此，采用上述供暖系统，在具有热泵单元和燃烧器单元这两种热源的供暖系统中，能够适当地启动燃烧器单元，从而适当地进行供暖动作。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是第I实施例所涉及的热水供暖系统在蓄热动作时以及供热水动作时的动作示意图。
[0010]图2是热水供暖系统在供暖动作时所执行的处理的流程图。
[0011]图3是表示燃烧器调温控制的流程图。
[0012]图4是表示按照供暖设定温度的范围而设定的各种设定值的表。
[0013]图5热泵调温控制的流程图。
[0014]图6是热水供暖系统在供暖动作时的动作示意图。
[0015]图7是热水供暖系统在供暖动作时的动作示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面，参照附图对本发明的实施例的主要特征进行说明。另外，下面所记载的技术要素分别是独立的技术要素，可以单独地在技术上发挥有益作用，也可以组合在一起发挥有益作用，其组合方式并不局限于提出本发明时的权利要求书中所记载的组合方式。
[0017](特征I)
[0018]优选控制机构根据供暖设定温度来确定(设定)第2规定温度。优选供暖设定温度越低时所确定的第2规定温度越低。一般而言，与供暖设定温度较高时相比，供暖设定温度较低时，热媒在接近于该供暖设定温度的温度散热，散热所需要的时间更长(散热速度慢)。因此，在这种情况下，需要尽早启动燃烧器单元。采用上述结构，在供暖设定温度较低时，控制机构通过将第2规定温度设定的较小，能够比供暖设定温度较高时更早地启动燃烧器单元。即，采用该结构，能够根据供暖设定温度来适当地确定第2规定温度。因此，供暖系统能够根据供暖设定温度来适当地启动燃烧器单元。
[0019](特征2)
[0020]优选控制机构根据供暖设定温度来确定(设定)规定时间。优选供暖设定温度越低时所确定的规定时间越短。如上所述，与供暖设定温度较高时相比，供暖设定温度较低时热媒在接近于该供暖设定温度的温度时的散热所需要的时间更长。因此，在这种情况下，需要尽早启动燃烧器单元。采用该结构，在供暖设定温度较低时，控制机构通过确定较短的规定时间，能够比供暖设定温度较高时更早地启动燃烧器单元。因此，供暖系统能够根据供暖设定温度适当地启动燃烧器单元。
[0021](实施例)
[0022]如图1所示，本实施例所涉及的热水供暖系统2具有供热水系统104、热泵系统106、供暖系统108和控制装置100。
[0023]热泵系统106具有热泵50和三股流换热器58。热泵50具有用于使冷媒循环的冷媒循环通路52、换热器(蒸发器)54、风扇56、压缩机62和膨胀阀60。冷媒循环通路52从三股流换热器58内通过。另外，换热器54、压缩机62和膨胀阀60设置在冷媒循环通路52中。通过启动具有上述结构的热泵50，能够向从三股流换热器58内通过的冷媒循环通路52内送入高温高压的冷媒。
[0024]供热水系统104具有储水箱10、储水箱水循环通路(储水箱内的水的循环通路)20、自来水导入通路24、供水通路36和燃烧器加热装置81。
[0025]储水箱10用于储存被热泵50加热后的温水。储水箱10是密闭式的，外侧被隔热材料覆盖。储水箱10内储满了水。在储水箱10上沿着高度方向大致隔开相等间隔地安装有热敏电阻12、14、16、18。各热敏电阻12、14、16、18用于测定其安装位置处的水温。
[0026]储水箱水循环通路20的上游端部与储水箱10的下部连接，储水箱水循环通路20的下游端部与储水箱10的上部连接。在储水箱水循环通路20中安装有循环泵22。循环泵22将储水箱水循环通路20内的水从上游侧送到下游侧。另外，如上所述，储水箱水循环通路20经过三股流换热器58。因此，在热泵50处于工作状态时，储水箱水循环通路20内的水被三股流换热器58加热。S卩，在循环泵22和热泵50处于工作状态时，储水箱10下部的水被送入三股流换热器58而被加热，被加热后的水回流到储水箱10的上部。储水箱水循环通路20是用于使储水箱10中存有热水的水路。
[0027]自来水导入通路24的上游端部与自来水供应源32连接。自来水导入通路24的下游侧分岔为第I导入通路24a和第2导入通路24b。第I导入通路24a的下游端部与储水箱10的下部连接。第2导入通路24b的下游端部与供水通路36的中间部分连接，在该连接部设有混合阀36a，该混合阀36a用于调整流入第I导入通路24a (即供水通路36)的水的流量与流入第2导入通路24b的水的流量的比例。第I导入通路24a中安装有止回阀26。第2导入通路24b中安装有止回阀28和水量传感器30。水量传感器30用于检测流入第2导入通路24b内的自来水的流量。
[0028]供水通路36的上游端部与储水箱10的上部连接。如上所述，供水通路36的中间部分与自来水导入通路24的第2导入通路24b连接。供水通路36中安装有水量传感器34，该水量传感器34位于供水通路36与第2导入通路24b的连接部的上游。水量传感器34用于检测流入供水通路36内的水的流量。供水通路36中在与第2导入通路24b的连接部下游安装有燃烧器加热装置81。燃烧器加热装置81对供水通路36内的水进行加热。供水通路36的下游端部与水龙头38连接。供水通路36中设有旁通流路(bypass) 36b，该旁通流路36b绕过燃烧器加热装置81。另外，旁通流路36b中安装有用于调整旁通流路36b的开度的分流阀36c。
[0029]供暖系统108具有蓄水池70、供暖用水循环通路71、燃烧器加热装置82和6个供暖机76a、76b、76c、76d、76e、76f。以下有时也将供暖机76a?76f统称为供暖机76。供暖用水循环通路71具有供暖用水输出通路72、供暖用水回流通路84、调整阀90、热回收通路88、旁通流路94、循环流路96。供暖用水循环通路71内的水被燃烧器加热装置82和三股流换热器58加热。
[0030]蓄水池70是上部敞开的容器，内部储存着作为热媒的水。蓄水池70与循环流路96的下游端和供暖用水输出通路72连接。蓄水池70内的水被导入供暖用水输出通路72内。
[0031]供暖用水输出通路72的上游端部与蓄水池70连接，供水往路72的下游端分岔为六条支路，各支路分别与各供暖机76a?76f的入口连接。供暖用水输出通路72中安装有循环泵74。循环泵74用于将供暖用水输出通路72内的水送往下游侧。在供暖用水循环通路71内循环的水的流量相应于处于工作状态的供暖机76的数量而变化。即，即使循环泵74的转速恒定，如果处于工作状态的供暖机76的数量增加，供暖用水输出通路72的阻力就会减少，从而会使在供暖用水循环通路71内循环的水的流量增加。因此，在本实施例中，处于工作状态的供暖机76的数量越多时，在供暖用水循环通路71内循环的水的流量越大。在供暖机76a?76f上游侧的供暖用水输出通路72中安装有燃烧器加热装置82。燃烧器加热装置82对供暖用水输出通路72内的水进行加热。图6、图7中示出了燃烧器加热装置82处于工作状态时的状态。燃烧器加热装置82对在供暖用水循环通路71内循环的水进行加热的能力高于热泵50。换言之，燃烧器加热装置82在单位时间内的加热量大于热泵50。被燃烧器加热装置82加热的水供应给各供暖机76a?76f。另外，在供暖用水输出通路72中燃烧器加热装置82的下游侧安装有热敏电阻78。热敏电阻78用于测定供暖用水输出通路72内的水在流经燃烧器加热装置82后的温度。
[0032]各供暖机76a?76f利用供暖用水输出通路72所供应的水的热量对房间供暖。各供暖机76a?76f分别相互并列设置。当各供暖机76a?76f处于工作状态时，由供暖用水输出通路72对各供暖机76a?76f供水。另外，当各供暖机76a?76f处于停止状态(未处于工作状态)时，不会由供暖用水输出通路72对各供暖机76a?76f供水。供暖用水输出通路72所供应的水在供暖过程中散热而成为温度较低的水。在供暖后温度较低的水被导入供暖用水回流通路84。
[0033]供暖用水回流通路84的上游端分岔为6条支路而与各供暖机76a?76f的出口连接，供暖用水回流通路84的下游端部与旁通流路94的上游端部以及热回收通路88的上游端部连接。供暖用水回流通路84中安装有热敏电阻86。热敏电阻86用于测定供暖用水回流通路84内的水温(即，被送入三股流换热器58内的水的温度)。
[0034]热回收通路88的上游端部与旁通流路94的上游端部以及供暖用水回流通路84的下游端部连接，热回收通路88的下游端与旁通流路94的下游端以及循环流路96的上游端连接。热回收通路88经过三股流换热器58。因此，在热泵50处于工作状态时，热回收通路88内的水被三股流换热器58加热。在热回收通路88中三股流换热器58下游安装有热敏电阻92。热敏电阻92用于测定热回收通路88内的水在流经三股流换热器58后的温度。
[0035]旁通流路94的上游端部与供暖用水回流通路84的下游端部以及热回收通路88的上游端部连接，旁通流路94的下游端部与热回收通路88的下游端部以及循环流路96的上游端部连接。即，旁通流路94连通三股流换热器58的上游侧和下游侧。
[0036]供暖用水回流通路84的下游端部、热回收通路88的上游端部和旁通流路94的上游端部这三者相连接，在该连接部分安装有调整阀90。通过变更调整阀90的开度，能够调整流经热回收通路88的水的流量(流经三股流换热器58的水的流量)与流经旁通流路94的水的流量这两个流量的比率。在本实施例中，调整阀90例如使用三通阀。调整阀90的开度根据处于工作状态的供暖机76的数量而变化(调整)。在本实施例中，变更调整阀90的开度，以使处于工作状态的供暖机76的数量越多时流经旁通流路94的水所占的流量比率越高。
[0037]循环流路96的上游端部与热回收通路88的下游端部以及旁通流路94的下游端部连接，循环流路96的下游端与蓄水池70连接。循环流路96中安装有热敏电阻98。热敏电阻98用于测定循环流路96内的水的温度。
[0038]控制装置100与供热水系统104、热泵系统106以及供暖系统108电连接，控制各结构要素的动作。
[0039](热水供暖系统的动作)
[0040]接下来，对本实施例所涉及的热水供暖系统2的动作进行说明。热水供暖系统2能够执行蓄热动作、供热水动作、供暖动作。下面，对各动作进行说明。
[0041](蓄热动作)
[0042]蓄热动作是用热泵50所产生的热量对储水箱10内的水进行加热的动作。图1中的实线箭头表示蓄热动作中热泵50的冷媒的流向以及储水箱10内的水的流向。由控制装置100发出执行蓄热动作的指示后，热泵50开始工作，并且循环泵22开始转动。
[0043]热泵50开始工作后，通过三股流换热器58的冷媒循环通路52内被提供高温高压的气态的冷媒。另外，循环泵22开始转动后，储水箱10内的水在储水箱水循环通路20内循环。
[0044](供热水动作)
[0045]供热水动作是将储水箱10内的水供应到水龙头38的动作。图1中的虚线箭头表示供热水动作中储水箱10内的水的流向。在上述蓄热动作中也能够执行供热水动作。水龙头38打开后，控制装置100打开混合阀36a。从而，由于自来水供应源32的水压，使自来水经由自来水导入通路24(第I导入通路24a)流入储水箱10的下部。同时，储水箱10上部的温水经由供水通路36而被供应到水龙头38。
[0046]在储水箱10供应到供水通路36的水的温度(即，热敏电阻12检测到的温度)高于供水设定温度时，控制装置100调整混合阀36a，从第2导入通路24b向供水通路36内导入自来水。因此，储水箱10所供应的水与第2导入通路24b所供应的自来水在供水通路36内混合。控制装置100调整混合阀36a的开度比率，以使供应到水龙头38的水的温度与供水设定温度一致。另外，在储水箱10供应到供水通路36的水的温度低于供水设定温度时，控制装置100启动燃烧器加热装置81 (使燃烧器加热装置81处于工作状态)。因此，流经供水通路36的水被燃烧器加热装置81加热。被加热后的水与从旁通流路36b流过来的水混合，之后被供应到水龙头38，通过调整旁通流路控制阀36c的开度能够调整从旁通流路36b流过来的水的流量。控制装置100控制燃烧器加热装置81的输出功率，以使供应到水龙头38的水的温度与供水设定温度一致。
[0047](供暖动作)
[0048]供暖动作是启动供暖机76对房间供暖的动作。图2、图3、图5是在供暖动作中控制装置100所执行的处理的流程图。图4是表示TA、TB、TC的各温度值以及规定时间的设定值的表格，TA、TB、TC各温度值以及规定时间按照供暖设定温度的范围的不同而设定为不同。对于供暖设定温度、TA、TB、TC的各温度值以及规定时间，在后面进行详细说明。图6表示仅有I个供暖机76a处于工作状态时供暖动作中的各结构要素的动作。图6中的虚线箭头表示热泵50的冷媒的流向、以及供暖用水循环通路71内的水的流向。另外，图7表示有4个供暖机76a?76d处于工作状态时供暖动作中的各结构要素的动作。
[0049]在用户作出执行供暖动作的指示后，在图2中的步骤SlO中，控制装置100首先根据处于工作状态的供暖机76的数量而对调整阀90的开度进行调整。具体而言，在步骤SlO中，控制装置100对调整阀96的开度进行调整，将其调整为根据处于工作状态的供暖机76的数量而预先设定的调整阀级别。
[0050]从而，蓄水池70内的水按照如下路径流动，即，从蓄水池70开始，依次流经供暖用水输出通路72、供暖机76、供暖用水回流通路84、热回收通路88以及循环流路96，之后流回蓄水池70 (参见图6)。另外，取决于调整阀90的开度，还可以形成如下路径，即，流入热回收通路88的水的一部分流经旁通流路94后被导入循环流路96 (参见图7)。
[0051]然后，在步骤Sll中，控制装置100设定供暖设定温度。供暖设定温度是指，为了实现用户所要求的工作温度(用户所要求的供暖温度)，而向供暖机76供应的水需要具有的温度(热敏电阻78所检测到的温度)。控制装置100基于用户对处于工作状态的供暖机76所要求的工作温度，利用规定的公式来算出供暖设定温度，并设定该供暖设定温度。步骤Sll结束后，在之后的步骤S12中，控制装置100使循环泵74以规定的转速工作。循环泵74的工作使水在上述路径内循环。
[0052]然后，在步骤S14中，控制装置100开始燃烧器调温控制(参见图3)。而且，在之后的步骤S15中，控制装置100开始热泵调温控制(参见图5)。对于燃烧器调温控制和热泵调温控制的具体内容，将在后面进行详细说明。燃烧器调温控制和热泵调温控制开始后，在上述路径内循环的水被燃烧器加热装置82和热泵50这两个中的至少一个加热，被加热后的水被供应给处于工作状态的供暖机76。处于工作状态的供暖机76利用供应的水的热量来对房间供暖。
[0053]在步骤S14、步骤S15中燃烧器调温控制以及热泵调温控制开始后，进入步骤S16，控制装置100对处于工作状态的供暖机76的数量的变化进行监测。在处于工作状态的供暖机76的数量发生变化时，控制装置100在步骤S16中的判断结果为“是”，之后进入步骤S18。
[0054]在步骤S18中，控制装置100对处于工作状态的供暖机76的数量是否为O进行判断。在处于工作状态的供暖机76的数量不为O时，控制装置100在步骤S18中的判断结果为“否”，之后返回步骤S10。在步骤SlO中，控制装置100根据当前时刻处于工作状态的供暖机76的数量，再次对调整阀90的开度进行调整。在之后的步骤Sll中，控制装置100根据当前时刻用户对供暖机76所要求的工作温度，再次对供暖设定温度进行设定。
[0055]另外，在处于工作状态的供暖机76的数量为O时，控制装置100在步骤S18中的判断结果为“是”，之后进入步骤S20。在步骤S20中，控制装置100将处于工作状态的热泵50、燃烧器加热装置82以及循环泵74这三者全部关闭(使其处于停止状态)。步骤S20结束后供暖动作结束。
[0056]接下来，参照图3对燃烧器调温控制的内容进行说明。燃烧器调温控制是由控制装置100执行的控制，在该控制中，控制装置100启动燃烧器加热装置82，以使供应给供暖机76的水的温度与在图2中的步骤Sll中设定的供暖设定温度(例如40°C ) 一致。燃烧器调温控制开始后(参照图2中步骤S14)，控制装置100执行步骤S30?步骤S38。
[0057]在步骤S30中，控制装置100监测热敏电阻78所检测到的温度Tl是否在“供暖设定温度一(减号)第I温度值TA”以下。在此，第I温度值TA是与燃烧器加热装置82的启动条件相关的值(决定着燃烧器加热装置82是否启动的参数)，如图4所示，其对应于不同的供暖设定温度的范围而预先设定。在供暖设定温度低于50°C时，第I温度值TA设定为6°C。此时，在步骤S30中，控制装置100监测热敏电阻78所检测到的温度Tl是否在“供暖设定温度一 6°C”以下。另外，在供暖设定温度在50°C以上时，第I温度值TA设定为18°C。此时，在步骤S30中，控制装置100监测热敏电阻78所检测到的温度Tl是否在“供暖设定温度一 18°C”以下。当热敏电阻78所检测到的温度Tl在“供暖设定温度一第I温度值TA”以下时，控制装置100在步骤S30中判断为“是”，之后进入步骤S34。
[0058]在步骤S32中，控制装置100继续进行步骤S30中开始进行的监测，监测热敏电阻78所检测到的温度Tl处于在“供暖设定温度一第2温度值TB”以下的状态是否持续规定时间。在此，与第I温度值TA相同，第2温度值TB以及规定时间是与燃烧器加热装置82的启动条件相关的值。第2温度值TB小于第I温度值TA。在供暖设定温度低于50°C时，第2温度值TB设定为2°C，规定时间设定为3分钟。此时，在步骤S32中，控制装置100监测热敏电阻78所检测到的温度Tl处于“供暖设定温度一 2°C”以下的状态是否持续了 3分钟。另外，在供暖设定温度在50°C以上时，第2温度值TB设定为6°C，规定时间设定为10分钟。此时，在步骤S30中，控制装置100监测热敏电阻78所检测到的温度Tl处于在“供暖设定温度一 6°C”以下的状态是否持续了 10分钟。当热敏电阻78所检测到的温度Tl处于在“供暖设定温度一第2温度值”以下时的状态持续规定时间时，控制装置100在步骤S32中判断为“是”，之后进入步骤S34。
[0059]在步骤S34中，控制装置100启动燃烧器加热装置82。从而，由燃烧器加热装置82对流经供暖用水输出通路72的水进行加热。在热敏电阻78所检测到的温度Tl在“供暖设定温度一第I温度值TA”以下时(步骤S30:是)，或者，在热敏电阻78所检测到的温度Tl处于“供暖设定温度一第2温度值TB”以下的状态持续规定时间时(步骤S32:是)，被送至供暖机76的水的温度在该时刻未达到供暖设定温度，因此，在本实施例中，在步骤S34中启动燃烧器加热装置82。在步骤S34中启动燃烧器加热装置82后，控制装置100进入步骤 S36。
[0060]在步骤S36中，控制装置100监测热敏电阻78所检测到的温度Tl是否在“供暖设定温度+第3温度值TC”以上。在此，第3温度值TC是与燃烧器加热装置82的停止条件(关闭条件)相关的值，如图4所示，对应于不同的供暖设定温度的范围而预先设定。在供暖设定温度低于50°C时，第3温度值TC设定为12°C。此时，在步骤S36中，控制装置100监测热敏电阻78所检测到的温度Tl是否在供暖设定温度+12°C以上。另外，在供暖设定温度在50°C以上时，第3温度值TC设定为5°C。此时，在步骤S30中，控制装置100监测热敏电阻78所检测到的温度Tl是否在供暖设定温度+5°C以上。当热敏电阻78所检测到的温度Tl在供暖设定温度+第3值TC以上时，控制装置100在步骤S36中判断为“是”，之后进入步骤S38。
[0061]在步骤S38中，控制装置100关闭燃烧器加热装置82。从而，流经供暖用水输出通路72的水不会被燃烧器加热装置82加热。这意味着，此时此刻，燃烧器加热装置82下游的供暖用水输出通路72内的水(即，供应到供暖机76的水)的温度高于供暖设定温度。因此，没有必要再由燃烧器加热装置82对流经供暖用水输出通路72的水进行加热。在步骤S38中关闭燃烧器加热装置82后，控制装置100返回步骤S30。但是，如上所述，在处于工作状态的供暖机76的数量变为O时(图2中步骤S18:是)，控制装置100将处于工作状态的热泵50、燃烧器加热装置82以及循环泵74这三者全部关闭(图2中步骤S20)。此时，图3中的燃烧器调温控制结束。
[0062]接下来，参照图5，对热泵调温控制的内容进行说明。热泵调温控制是由控制装置100执行的控制，通过该控制，启动热泵50，使被热泵50加热后的水的温度为后述的目标供水温度。热泵调温控制开始后(参照图2中步骤S15)，控制装置100执行步骤S50?步骤S60的处理。
[0063]在步骤S50中，控制装置100对热敏电阻92所检测到的温度T2(三股流换热器58所送出的水的温度)是否低于目标供水温度+l°c进行判断。目标供水温度是指被三股流换热器58加热后的水的目标温度，其是基于供暖设定温度、调整阀90的分流比(流入供暖用水循环通路71内的水中流入旁通流路94的水所占的比率)以及热敏电阻86所检测到的温度(被送入三股流换热器58的水的温度)而算出的。
[0064]在图5中的流程图的下方示出了用于算出目标供水温度的公式。控制装置100基于图5所示公式而定期算出目标供水温度。供暖设定温度的范围不同时所使用的算出目标供水温度的公式也不同。在供暖设定温度低于50°C时，目标供水温度用如下公式算出:供暖设定温度X (1+分流比)一热敏电阻86所检测到的温度X分流比。另外，在供暖设定温度在50°C以上时，目标供水温度用如下公式算出:供暖设定温度X (1+分流比)一热敏电阻86所检测到的温度X分流比+5°C。
[0065]在热敏电阻92所检测到的温度T2低于目标供水温度+1°C时，控制装置100在步骤S50中判断为“是”，进入步骤S52。
[0066]然后，在步骤S52中，控制装置100对热敏电阻86所检测到的温度T3 (被送入三股流换热器58的水的温度)是否低于“目标供水温度一 3°C”进行判断。在热敏电阻86所检测到的温度T3低于“目标供水温度一 3°C”时，控制装置100在步骤S52中判断为“是”，进入步骤S54。
[0067]在步骤S54中，控制装置100启动热泵50。从而，流经热回收通路88的水在三股流换热器58内被冷循环通路52内的冷媒加热。在热敏电阻92所检测到的温度T2低于“目标供水温度+1°C” (步骤S50:是)，并且热敏电阻86所检测到的温度T3低于“目标供水温度一 3°C”时，供暖用水循环通路71内的水并未达到该时刻供暖机76所需要的温度。因此，在本实施例中，在步骤S54中启动热泵50。在步骤S54中启动热泵50后，控制装置100进入步骤S56以及步骤S58。
[0068]在步骤S56中，控制装置100对热敏电阻92所检测到的温度T2是否在规定上限温度(例如57°C )以上进行监测。控制装置100在热敏电阻92所检测到的温度T2在57°C以上时，在步骤S56中判断为“是”，进入步骤S60。
[0069]在进行步骤S56的处理后，在步骤S58中，控制装置100对热敏电阻82所检测到的温度T3是否在目标供水温度以上进行监测。控制装置100在热敏电阻86所检测到的温度T3在目标供水温度以上时，在步骤S56中判断为“是”，进入步骤S60。
[0070]在步骤S60中，控制装置100关闭热泵50。从而，流经热回收通路88的水不会在三股流换热器58内被冷媒循环通路52内的冷媒加热。在热敏电阻92所检测的温度T2达到57°C时(步骤S56:是)，或者热敏电阻86所检测到的温度T3在目标供水温度以上时(步骤S58:是)，流经三股流换热器58的冷媒循环通路52内的冷媒与流经三股流换热器58的热回收通路88内的水之间的温差变小，热泵50的加热效率降低。因此，在本实施例中，在步骤S60中关闭热泵50。在步骤S60中关闭热泵50后，控制装置100返回步骤S50。
[0071]但是，如上所述，在处于工作状态的供暖机76的数量为O时(图2中步骤S18:是)，控制装置100将处于工作状态的热泵50、燃烧器加热装置82以及循环泵74这三者全部关闭(图2中步骤S20)。此时，图4中的热泵调温控制结束。
[0072](供暖动作的具体例子)
[0073]下面，举例说明供暖动作。例如，如图6所不，在用户打开6个供暖机76a?76f中的I个供暖机76a而开始供暖动作时，首先，控制装置100对调整阀90的开度进行调整(图2中S10)，使在供暖用水循环通路71内循环的水完全不流经旁通流路94而全部流经热回收通路88 (三股流换热器58)。然后，控制装置100基于用户对供暖机76a所要求的工作温度，设定供暖设定温度(图2中步骤Sll)。在本例中，以该时刻的供暖设定温度设定为40°C的情况为例进行说明。之后，控制装置100启动循环泵74(图2中步骤S12)。
[0074]然后，控制装置100开始执行燃烧器调温控制(参照图3)以及热泵调温控制(参照图5)。在刚开始供暖动作后，供暖用水循环通路71内的各部的水温较低。在本例中，该时刻热敏电阻78所检测到的温度TI比“供暖设定温度一 TA (例如40 °C — 6 °C = 34 V ) ”低(图3中步骤S30:是)。因此，在本例中，控制装置100启动燃烧器加热装置82 (图3中步骤S34)。另外，在本例中，该时刻热敏电阻92所检测到的温度T2比“目标供水温度+1°C”低，且热敏电阻86所检测到的温度T3比“目标供水温度一 3°C”低(图5中步骤S50、步骤S52:是)。因此，在本例中，控制装置100除启动燃烧器加热装置82外，还启动热泵50 (图5中步骤S54)。从而，如图6所示，在上述路径内循环的水在流经供暖用水输出通路72时被燃烧器加热装置82加热，并且，在流经热回收通路88时于三股流换热器58内被冷媒循环通路52内的冷媒的热量加热。结果使得，被燃烧器加热装置82和热泵50这两个装置加热后的水被供应到处于工作状态的I个供暖机76。供暖机76a利用被供应的水的热量对房间供暖。
[0075]持续上述动作，供暖用水循环通路71内的各部的水温逐渐上升。控制装置100在热敏电阻78所检测到的温度Tl在“供暖设定温度+TC(例如40°C +12°C = 52°C ) ”以上时(图3中步骤S36:是)，关闭燃烧器加热装置82 (图3中步骤S38)。
[0076]在本例中，即使关闭了燃烧器加热装置82，热泵50也继续工作。因此，供暖用水循环通路71内的各部的水温继续上升。控制装置100在热敏电阻92所检测到的温度T2在上限温度(例如57°C )以上(图5中步骤S56:是)、或者热敏电阻86所检测到的温度T3在目标供水温度以上(图5中步骤S58)时，关闭热泵50 (图5中步骤S60)。此时，供暖机76a利用在供暖用水循环通路71内循环的水的余热来对房间供暖。
[0077]当供暖机76a在该状态下持续工作时，在供暖用水循环通路71内循环的水的温度逐渐降低。控制装置100在热敏电阻92所检测到的温度T2再次低于“目标供水温度+1°C” (图5中步骤S50:是)、且热敏电阻86所检测到的温度T3再次低于“目标供水温度一 3°C”(图5中步骤S52:是)时，再次启动热泵50(图5中步骤S54)。从而，流经热回收通路88的水再次被热泵50加热。
[0078]从而使得，供暖用水循环通路71内的各部的水温再次逐渐上升。控制装置100在热敏电阻92所检测到的温度T2在上限温度以上(图5中步骤S56:是)时，或者热敏电阻86所检测到的温度T3在目标供水温度以上时(图5中步骤S58:是)，再次关闭热泵50 (图5中步骤S60)。如此，反复启动和关闭热泵50的操作，安定地持续供暖动作。在本例中，在燃烧器加热装置82和热泵50这二者中优先启动热泵50，因而在供暖动作中能够经济有效地利用能源。
[0079]下面，以在该状态下被启动的供暖机的数量从I个增加到4个(供暖机76a?76d)的情况为例进行进一步的说明。此时，如图7所示，控制装置100对调整阀90的开度进行调整，使在供暖用水循环通路71内循环的水一部分流经热回收通路88(三股流换热器58)，余下的部分流经旁通流路94(图2中步骤S16:是、步骤S18:否、以及步骤S10)。然后，控制装置100基于用户对供暖机76a?76d所要求的工作温度，设定供暖设定温度(图2中步骤Sll)。在本例中，以该时刻的供暖设定温度被重新设定为45°C的情况为例进行说明。之后，控制装置100继续使循环泵74工作(图2中步骤S12)。
[0080]随着处于工作状态的供暖机的数量从I个(供暖机76a)增加到4个(供暖机76a?76d)，供暖机76a?76d的散热量(供暖负载)也增加。结果使得，供暖用水循环通路71内的各部的水温再次降低。在本例中，该时刻热敏电阻92所检测到的温度T2比“目标供水温度+1°C ”低、且热敏电阻86所检测到的温度T3低于“目标供水温度一 3°C ”(图5中步骤S50、S52:是)。因此，在本例中，控制装置100启动热泵50(图3中步骤S54)。另夕卜，在本例中，该时刻热敏电阻78所检测到的温度Tl比“供暖设定温度一 TA(例如45°C —60C = 390C ) ”高(图3中步骤S30:否)。因此，该时刻控制装置100不启动燃烧器加热装置82。但是，在本例中，热敏电阻78所检测到的温度Tl低于“供暖设定温度一 TB (450C 一2°C=43°C ) ”。因此，控制装置100开始计时，以判断该状态是否持续规定时间(3分钟)。
[0081]此时，供暖机76a?76d的散热量的增加使得，即便是启动了热泵50，送入供暖机76a?76d的水的温度(热敏电阻78所检测的温度Tl)也很有可能达不到供暖设定温度。而且，热泵50处于工作状态使得，可能会同时发生热敏电阻78所检测到的温度Tl不会下降到“供暖设定温度一 TA”之下的情况。即，有可能会发生热敏电阻78所检测到的温度Tl比供暖设定温度低、却比立刻启动燃烧器加热装置82所需的“供暖设定温度一 TA”之下的温度高，并以这种不高不低的温度处于安定状态，下面将这种状态成为“低温安定状态”。如果发生低温安定状态，则供暖机76a?76d无法适当地执行用户所要求的供暖动作。
[0082]在本例中，控制装置100在检测到热敏电阻78所检测到的温度Tl比“供暖设定温度一 TA”高(图3中步骤S30:否)、却比“供暖设定温度一 TB”低的状态持续3分钟时(图3中步骤S32:是)，启动燃烧器加热装置82 (图5中步骤S34)。从而使得，被燃烧器加热装置82和热泵50这二者加热后的水被供应到供暖机76a?76d。供暖机76a?76d利用被供应的水的热量来对房间供暖。燃烧器加热装置82的启动使得，被送入供暖机76a?76d的水的温度迅速达到供暖设定温度。结果使得，供暖机76a?76d尽早解除低温安定状态，从而能够合理地执行用户所要求的供暖动作。
[0083]S卩，在本例中，即使在尽管热泵50处于工作状态、热敏电阻78所检测到的温度Tl还是处于高于“供暖设定温度一 TA”的安定状态(低温安定状态)的情况下，只要热敏电阻78所检测到的温度Tl低于“供暖设定温度一 TB”的状态持续规定时间(3分钟)，控制装置100就启动燃烧器加热装置82。因此，能够防止低温安定状态持续较长时间，从而能够防止不充分的供暖动作持续较长时间。
[0084]之后的各处理与上述仅有I个供暖机76a处于工作状态的情况相同。另外，处于工作状态的供暖机76的数量发生增减时也执行同样的处理。但是，处于工作状态的供暖机76的数量为O时(图3中步骤S18:是)，控制装置100将处于工作状态的热泵50、燃烧器加热装置82以及循环泵74这三者全部关闭(参照图3中步骤S20)。此时，供暖动作结束。
[0085]另外，工作中的供暖机76的增减、或者用户操作的结果使供暖设定温度被设定为50°C以上时，供暖动作中的各处理也与上述供暖设定温度为40°C、45°C时大致相同。但是，在供暖设定温度被设定为50°C以上时，图3中步骤S30、S32、S36中确定的温度值TA、TB、TC的值以及规定时间与上述供暖设定温度为40°C、45°C时不同(参照图4)。另外，在图5中步骤S50、S52、S54中用于算出目标供水温度的公式也与上述供暖设定温度为40°C、45°C时不同(参照图5)。
[0086]以上对本实施例的热水供暖系统2的结构以及动作进行了说明。如上所述，在本实施例的热水供暖系统2中，在检测到热敏电阻78所检测到的温度Tl高于“供暖设定温度一 TA” (图3中步骤S30:否)且低于“供暖设定温度一 TB”的状态持续规定时间时(图3中步骤S32:是)，启动燃烧器加热装置82(图3中步骤S34)。因此，例如，在供暖动作中，即使发生低温安定状态，即，即便是热泵50处于工作状态，供应到供暖机76的水的温度也达不到供暖设定温度，并且热敏电阻78所检测到的温度Tl不会降低到“供暖设定温度一TA”以下，即使发生这种以不高不低的温度保持安定的状态，只要热敏电阻78所检测到的温度Tl低于“供暖设定温度一 TB”的状态持续规定时间，就能够启动燃烧器加热装置82。因此，能够尽早解除低温安定状态，从而能够防止不充分的供暖动作持续较长时间。采用本实施例的热水供暖系统2，在将热泵50和燃烧器加热装置82这二者均作为热源的热水供暖系统中，能够适当地启动燃烧器加热装置82，从而能够合理地进行供暖动作。
[0087]另外，一般而言，与供暖设定温度在50°C以上时相比，在供暖设定温度低于50°C时更应该尽快执行用户对供暖机76所要求的温度的供暖动作。其理由在于，与供暖设定温度较高时(例如在50°C以上时)相比，供暖设定温度较低时(例如低于50°C时)温度接近于该供暖设定温度的热媒的散热所需要的时间更长，因而需要较早地启动燃烧器加热装置82。对于这一点，在本实施例中，如图4所示，与供暖设定温度在50°C以上时相比，供暖设定温度低于50°C时的第I温度值TA设定为较小的值。同样，与供暖设定温度在50°C以上时相比，供暖设定温度低于50°C时的第2温度值TB也设定为较小的值。另外，如图4所示，与供暖设定温度在50°C以上时相比，供暖设定温度低于50°C时的规定时间也设定为较小的值。因此，在本实施例中，与供暖设定温度在50°C以上时相比，供暖设定温度低于50°C时控制装置100更容易在图3中步骤S30中判断为“是”、或者图3中步骤S30中判断为“是”。结果使得，燃烧器加热装置82的启动条件容易满足，容易启动工作。即，在本实施例中，能够相应于供暖设定温度而适当地启动燃烧器加热装置82。从而，本实施例的热水供暖系统2能够应对上述要求(在供暖设定温度较低时尽早启动燃烧器加热装置的要求)。
[0088]另外，与上述情况相反，在供暖设定温度在50°C以上时，与供暖设定温度低于50°C时相比，并不急于尽快执行用户对供暖机76所要求的温度的供暖动作。其理由在于，与供暖设定温度较低时相比，供暖设定温度较高时(例如50°C以上时)接近于该供暖设定温度的水的散热，不需要太长的时间，即使较早地关闭燃烧器加热装置82也不会对用户造成太多不便。对于这一点，在本实施例中，如图4所示，与供暖设定温度低于50°C时相比，供暖设定温度在50°C以上时的第3温度值T3设定为较小的值。因此，在本实施例中，与供暖设定温度低于50°C时相比，供暖设定温度在50°C以上时，控制装置100能够容易地在图3中步骤S36中判断为“是”。即，在本实施例中，与供暖设定温度低于50°C时相比，在供暖设定温度在50°C以上时，控制装置100能够容易地关闭燃烧器加热装置82。从而能够较早地关闭燃烧器加热装置82。因此，在本实施例中，能够相应于供暖设定温度而适当地关闭燃烧器加热装置82。
[0089]此外，在本实施例中，如图5所示，供暖设定温度在50°C以上时与供暖设定温度低于50°C时所使用的算出目标供水温度(参照图5中步骤S50、S52、S58)的公式不同。因此，在本实施例中，供暖设定温度在50°C以上时的目标供水温度与用供暖设定温度低于50°C时的公式算出的目标供水温度相比，至少高5°C。因此，在本实施例中，与供暖设定温度低于50°C时相比，在供暖设定温度在50°C以上时，控制装置100能够将启动热泵50的温度范围设定得较高。从而，例如能够避免如下情况发生:尽管燃烧器加热装置82持续工作，三股流换热器58周围的水温也不降低到热泵50的启动温度的状态持续较长时间，从而使供暖动作的经济性降低。因此，在本实施例中，能够相应于供暖设定温度而适当地启动以及关闭热泵50。
[0090]下面，说明本实施例中与权利要求中的记载的对应关系。本实施例中的热泵50、燃烧器加热装置82分别是“热泵单元”、“燃烧器单元”的一个例子。热敏电阻78是“温度传感器”的一个例子。控制装置100是“设定机构”以及“控制机构”的一个例子。图4中所示的温度值TA、TB、TC分别是“第I规定温度”、“第2规定温度”、“第3规定温度”的一个例子。
[0091]以上对本发明的实施例进行了详细的说明，但其仅是一个例子，并非对本发明的技术方案的范围的限定。权利要求书所记载的技术方案中也包含对上述实施例进行的各种变形。本说明书或者附图中说明的技术要素可以单独在技术上发挥有益作用或者进行各种组合后发挥有益作用，并不限定于申请时权利要求书所记载的组合。另外，本说明书或者附图所示的技术能够同时达成多个技术目的，当然也能够作为达成其中一个目的的有用技术。
【权利要求】
1.一种供暖系统，其特征在于， 具有: 供暖机，其利用热媒的热量对房间供暖； 热泵单元，其对热媒进行加热； 燃烧器单元，其对热媒进行加热； 热媒循环通路，其用于使热媒在供暖机、热泵单元和燃烧器单元之间循环； 温度传感器，其用于检测热媒循环通路内的位于供暖机上游侧的热媒的温度； 设定机构，其设定供暖设定温度； 控制机构， 在温度传感器所检测到的温度在第I点火温度以下时、或者在温度传感器所检测到的温度在第2点火温度以下的状态持续规定时间时，控制机构使燃烧器单元工作，其中，第I点火温度低于供暖设定温度，且第I点火温度与供暖设定温度的差值为第I规定温度，第2点火温度低于供暖设定温度，且第2点火温度与供暖设定温度的差值为第2规定温度，第2规定温度小于所述第I规定温度， 当温度传感器所检测到的温度在停火温度以上时，控制机构使燃烧器单元停止工作，该停火温度高于供暖设定温度，且该停火温度与供暖设定温度之间的差值为第3规定温度。
2.根据权利要求1所述的供暖系统，其特征在于， 控制机构根据供暖设定温度设定所述第2规定温度，供暖设定温度越低则所述第2规定温度设定得越小。
3.根据权利要求1或2所述的供暖系统，其特征在于， 控制机构根据供暖设定温度设定所述规定时间，供暖设定温度越低则所述规定时间设定得越短。
【文档编号】F24D3/00GK104428594SQ201380036322
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2012年9月4日
【发明者】小川纯一, 井浪裕基, 足立郁朗, 本多淳, 田中宏和 申请人:林内株式会社, 夏普株式会社