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热源系统、供热水系统、供热水方法以及供热水控制程序与流程

2022-02-20 12:58:59 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及包含多个热源,对供水进行加热来提供热水的供热水技术。


背景技术:

2.热水例如是通过供热水系统的加热来制作并提供的。包含于供热水系统中的供热水器的数量例如是根据热水的最大需求来设定的。即,供热水系统有时包含多个供热水器。在罐式供热水器和无罐供热水器混合存在的供热水系统中,公知有以下技术:选择在供热水中使用的供热水器,以实现节能(例如,专利文献1)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2017-133735号公报


技术实现要素:

6.发明要解决的课题
7.在既有的供热水系统中,由于故障或设备更新等各种情况,有时会将多个供热水器中的一个或几个拆下,并设置新的供热水器。另外,有时在既有的供热水系统中设置新的供热水器,以提高供热水能力。如果以设置与既有的供热水系统具有互换性的供热水器为前提,则供热水器的选择余地变窄。另外,如果新设置与既有的供热水系统具有互换性的供热水器,则例如供热水系统的控制系统被维持。因此,导致延迟导入混合式供热水系统等节能性能优异的其他供热水系统。
8.如果将新的供热水系统简单连接到既有的供热水系统上,则两个供热水系统都成为运行状态,成为供热水的待机状态。当供热水开始时,向两个供热水系统供水。因此,会产生以下的不良情况:如果一个供热水系统处于运行状态,则尽管是开始加热供水的供热水量(即,一个供热水系统进行加热动作所需的最低流量),但两个供热水系统都不会开始加热供水。例如,在一个供热水系统进行加热动作所需的最低流量为每分钟3升的情况下,在供热水需求达到最低流量的2倍即每分钟6升之前,简单地连接的两个供热水系统不开始加热动作,因此,在热水的需求变多之前无法提供热水。
9.在专利文献1中没有公开或暗示该课题,通过专利文献1所公开的结构无法解决该课题。
10.因此,本公开的目的在于,提供热源系统和热源装置,适于与既有的供热水系统或供热水器等其他供热水器的连接。
11.用于解决课题的手段
12.根据本公开的第1侧面,热源系统与其他热源系统连接。热源系统具有热源装置和控制部。热源装置包含限制在装置内流动的供水的流量的限水阀,对所述供水进行加热。控制部与所述热源装置连接,获取向所述其他热源系统和所述热源装置提供的供水的流量信息,在所述供水的流量为0以上并且小于第1设定值时,关闭所述限水阀,在所述供水的流量
为所述第1设定值以上时,打开所述限水阀。
13.在上述热源系统中,也可以是,所述第1设定值是从所述其他热源系统的加热动作的最低流量的2倍的流量值到最高流量值的范围内的值。
14.在上述热源系统中,也可以是,所述第1设定值小于包含于所述其他热源系统中的第2台热源装置开始运行时的流量值。
15.在上述热源系统中,也可以是,所述第1设定值是从所述热源装置的加热动作的最低流量的2倍的流量值到最高流量值的范围内的值。
16.在上述热源系统中,也可以是,所述控制部在所述供水的流量为比所述第1设定值小的第2设定值以下时,关闭所述限水阀。
17.上述热源系统还可以具有流量检测单元。也可以是,流量检测单元与所述控制部连接,检测向所述其他热源系统和所述热源装置提供的供水的流量。
18.上述热源系统还可以具有供水路径、储水单元以及加热单元。供水路径可以与所述热源装置连接。储水单元可以与所述供水路径连接,向所述供水路径提供所述供水。加热单元可以与所述储水单元连接,对储存于所述储水单元中的水进行加热。
19.根据本发明的第2侧面,供热水系统具有供水路径、热源系统、热源装置、流量检测单元以及控制部。热源系统与所述供水路径连接,对通过所述供水路径而提供的供水进行加热。热源装置与所述供水路径连接,并且与所述热源系统并联,该热源装置包含限制在装置内流动的供水的流量的限水阀,对所述供水进行加热。流量检测单元设置于所述供水路径,检测向所述热源系统和所述热源装置提供的供水的第1流量。控制部与所述热源装置和所述流量检测单元连接,从所述流量检测单元获取所述第1流量的流量信息,在所述第1流量为0以上并且小于设定值时,关闭所述限水阀,在所述第1流量为所述设定值以上时,打开所述限水阀。
20.在上述供热水系统中,也可以是,所述热源系统与所述热源装置独立地动作,所述热源系统根据向所述热源系统提供的供水的第2流量来调整所述热源系统的加热动作。
21.根据本发明的第3侧面,储热水单元能够向多个热源装置供水。储热水单元具有流量检测单元和控制部。流量检测单元检测从储热水单元提供的供水的流量。控制部与所述流量检测单元连接,获取从所述储热水单元提供的所述供水的流量信息,在所述供水的流量为0以上并且小于第1设定值时,输出第1指示信号,在所述供水的流量为所述第1设定值以上时,输出第2指示信号。
22.在上述储热水单元中,所述第1指示信号可以是用于关闭限水阀的指示信号,所述第2指示信号可以是用于打开所述限水阀的指示信号,其中,所述限水阀限制在所述多个热源装置中的一个热源装置内流动的供水的流量。
23.根据本公开的第4侧面,供热水方法从包含热源系统和热源装置的供热水系统提供热水。供热水方法具有以下处理:获取向所述热源系统和所述热源装置提供的供水的流量信息;在所述供水的流量为0以上并且小于设定值时,关闭所述热源装置的限水阀,从所述热源系统提供热水;以及在所述供水的流量为所述设定值以上时,打开所述限水阀,从所述热源系统和所述热源装置提供热水。
24.根据本技术的第5侧面,供热水控制程序用于使计算机实现以下功能:获取向热源系统和热源装置提供的供水的流量信息;在所述供水的流量为0以上并且小于设定值时,向
所述热源装置输出闭阀指示信号;以及在所述供水的流量为所述设定值以上时,向所述热源装置输出开阀指示信号。
25.发明效果
26.根据本公开,例如能够得到以下这样的效果。
27.(1)无论连接目的地的热源系统如何,都能够将热源装置与热源系统连接。当供水的流量少时,在热源装置内不流动供水,或者热源装置内的水的流动被抑制。因此,包含热源装置和热源系统的供热水系统例如能够提供热源系统可单独提供的最少量的热水或与该最少量相当的热水。
附图说明
28.图1是示出第1实施方式的供热水系统的一例的图。
29.图2是示出供水的流量与第1热源系统和第2热源系统的运行状况之间的关系的一例的图。
30.图3的a、b以及c是示出供热水时的供水和热水的流动的一例的图。
31.图4是示出供热水控制处理的一例的流程图。
32.图5是示出第1热源系统的控制处理的一例的流程图。
33.图6是示出第2热源系统的控制处理的一例的流程图。
34.图7是示出第2实施方式的供热水系统的一例的图。
35.图8是示出热源装置的一例的图。
36.图9是示出第1热源系统的控制系统的一例的图。
37.图10是示出第1热源系统的控制系统的一例的图。
38.图11的a和b是示出供水的流动的一例的图。
39.图12是示出旁路供水的控制处理的一例的流程图。
40.图13是示出第3实施方式的供热水系统的一例的图。
具体实施方式
41.以下,参照附图对实施方式进行说明。
42.第1实施方式
43.图1示出了第1实施方式的供热水系统的一例。
44.供热水系统2包含供水路径12、第1热源系统14、第2热源系统16以及供热水路径18。供热水系统2对通过供水路径12提供的供水w进行加热,从供热水路径18提供加热后的供水w即热水hw。供水w可以是冷水,也可以是具有热水hw的温度以下的温度的温水。
45.供水路径12例如与自来水管连接,将从自来水管提供的供水w提供给第1热源系统14和第2热源系统16。
46.第1热源系统14与供水路径12和供热水路径18连接。第1热源系统14包含热源装置22、流量传感器(fs)24以及控制部26,对从供水路径12提供的供水w进行加热并向供热水路径18提供热水hw。
47.热源装置22是第1热源装置的一例,例如是供热水器。热源装置22包含加热部32、限水阀34、单独供水管36以及单独供热水管37,通过加热部32对在热源装置22内流动的供
水w进行加热。单独供水管36与供水路径12连接,单独供热水管37与供热水路径18连接。因此,热源装置22与供水路径12和供热水路径18连接,并且与第2热源系统16并联。加热部32例如包含燃烧器和热交换器,例如利用通过气体燃烧所生成的燃烧热对供水w进行加热。限水阀34例如设置在单独供热水管37上,变更在热源装置22内流动的供水w的流量。限水阀34也可以设置在单独供水管36上。当限水阀34关闭时,供水w的流量成为零或几乎为零。即,限水阀34限制供水w的流量。当限水阀34打开时,供水w在热源装置22内流动。
48.流量传感器24设置在供水路径12上。流量传感器24是流量检测单元的一例,检测向第1热源系统14的热源装置22和第2热源系统16提供的供水w的流量(以下,称为“第1流量”),并将检测到的第1流量的流量信息输出给控制部26。流量传感器24在供热水系统2的水流方向上设置在热源装置22和第2热源系统16的上游。
49.控制部26以能够通过无线或有线进行通信的方式与热源装置22和流量传感器24连接。控制部26包含计算机,从流量传感器24获取第1流量的流量信息,监视第1流量,根据第1流量来向热源装置22输出限水阀34的闭阀指示信号或开阀指示信号。闭阀指示信号是第1指示信号,是用于关闭限水阀34的指示信号。开阀指示信号是第2指示信号,是用于打开限水阀34的指示信号。控制部26通过输出闭阀指示信号或开阀指示信号而将热源装置22切换为休止状态或运行状态。在热源装置22的运行状态下,限水阀34打开。因此,热源装置22例如根据在热源装置22内流动的供水w的流量来对供水w进行加热。在热源装置22的休止状态下,限水阀34关闭。因此,热源装置22不对供水w进行加热。
50.第2热源系统16与供水路径12和供热水路径18连接。第2热源系统16例如是热源装置的多联系统,包含热源装置38-1、38-2,对来自供水路径12的供水w进行加热并向供热水路径18提供热水hw。第2热源系统16能够与第1热源系统14独立地动作,例如根据向第2热源系统16提供的供水w的流量(以下,称为“第2流量”)来调整第2热源系统16的加热动作。加热动作的调整例如包含:变更执行加热动作的热源装置38-1、38-2的台数;以及变更各热源装置38-1、38-2的加热量。第2热源系统16例如通过各热源装置38-1、38-2的流量传感器来检测向各热源装置38-1、38-2提供的供水w的供水流量,对各热源装置38-1、38-2的供水流量进行合计来获得第2流量。供水流量的合计例如可以由专用的控制部进行,也可以由被指定为主机的热源装置38-1或热源装置38-2的简易控制器进行。
51.热源装置38-1、38-2是第2热源装置的一例,例如是供热水器。热源装置38-1、38-2与供水路径12和供热水路径18连接,并且与热源装置22并联。热源装置38-1、38-2在运行状态下能够使供水w通过,根据在热源装置38-1、38-2内流动的供水w的流量来对供水w进行加热。热源装置38-1、38-2在休止状态下阻止供水w通过。热源装置38-1、38-2分别包含控制部40-1、40-2。
52.控制部40-1、40-2包含计算机,例如是多联控制器,在控制部40-1和控制部40-2之间彼此通信。控制部40-1、40-2根据第2流量,执行热源装置38-1、38-2的运行或休止、加热动作的开始或休止、主机的指定等处理,对第2热源系统16进行控制。控制部40-1将热源装置38-1的例如供水流量发送给控制部40-2,控制部40-2将热源装置38-2的例如供水流量发送给控制部40-1。因此,例如各控制部40-1、40-2能够对供水流量进行合计。
53.图2示出了供水w的流量与第1热源系统14和第2热源系统16的运行状况之间的关系的一例。图2的a示出了第1流量的时间变化的一例。图2的b示出了限水阀34的阀开闭的一
例。图2的c示出了第2流量的时间变化的一例。图2的d示出了第2热源系统16的热源装置38-1、38-2的运行台数的一例。图2的e示出了时刻的一例。图2所示的关系是一例。本公开不限于这样的关系。
54.图3的a、b以及c示出了供热水时的供水和热水hw的流动的一例。图3的a示出了1台热源装置运行的状态,图3的b示出了2台热源装置运行的状态,图3的c示出了3台热源装置运行的状态。
55.在供热水开始之前,控制部26输出限水阀34的关闭指示信号而将限水阀34关闭。在供热水开始之前,第2热源系统16的第1台热源装置(以下,称为“第1运行的热源装置”)处于运行状态。该第1运行的热源装置是第2热源系统16的优先机,可以是热源装置38-1、38-2中的任意热源装置。第1运行的热源装置在供热水开始之前以能够加热的状态待机。
56.在时刻t1,供热水开始,之后第1流量例如增加。当第1流量为0以上并且小于第1设定值sp1时,控制部26维持闭阀指示信号,维持限水阀34的关闭状态。即,第1热源系统14的热源装置22维持休止状态。在第1流量为0以上并且小于第1设定值sp1时,如图3的a所示,供水w通过第2热源系统16的第1运行的热源装置(例如热源装置38-1)。第2热源系统16基于独立的控制而开始、维持或停止加热动作。当第2流量例如为每分钟3升以上时,第2热源系统16的第1运行的热源装置开始加热。
57.第1设定值sp1例如被设置为从第2热源系统16的加热动作的最低流量的2倍的流量值(以下,称为“最低流量的2倍的流量值”)到最高流量值的范围内的任意值。当第1设定值sp1为最低流量的2倍的流量值以上时,能够使限水阀34开阀后的第2流量比最低流量多。即,抑制了第2热源系统16因第2流量减少而停止加热,能够抑制提供加热不足的热水hw。
58.当第1设定值sp1为最高流量值以下时,第1热源系统14在第2热源系统16达到热水hw的供给极限之前运行,能够抑制提供加热不足的热水hw。
59.该第1设定值sp1优选设定为从最低流量的2倍的流量值到第2热源系统16的第2台热源装置(以下,称为“第2运行的热源装置”)开始运行的流量值(以下,称为“第2台运行流量值”)以下。当第1设定值sp1小于第2台运行流量值时,热源装置22在第2热源系统16的第2台热源装置运行之前运行。因此,运行的热源装置的数量逐台增加。运行的热源装置的数量的这种增加能够抑制流入第1运行的热源装置的供水w的变动量以及流入新运行的热源装置22的供水w的比例,因此,能够抑制热水hw的供给变得不稳定。另外,运行的热源装置的数量的这种增加能够抑制向各热源装置提供的供水w的量降低到加热动作所需的流量以下,因此,能够抑制运行中的全部的热源装置停止加热。
60.热源装置22的供热水能力可以与热源装置38-1、38-2的供热水能力相同或几乎相同。在该情况下,第1设定值sp1可以根据热源装置22的供热水能力来设定,例如可以设定为从热源装置22的加热动作的最低流量的2倍的流量值到最高流量值的范围内的值。
61.第1设定值sp1例如设定为每分钟8升~12升的范围的值,例如设定为每分钟10升。为了每分钟10升地将15℃的水加热到60℃,需要18号的供热水能力。这里,号数是表示供热水能力的指标。在热源装置具有1分钟提供n升比水温高25度的温度的热水的能力的情况下,该热源装置的供热水能力为n号。供热水温度的设定值例如是60℃,热源装置38-1、38-2的号数例如是24号、30号或50号。因此,在第1设定值sp1为每分钟10升的情况下,运行的热源装置具有例如6号以上的供热水余力,即具有每分钟3.3升地将15℃的水进一步加热到60
℃的能力。能够在第2运行的热源装置运行之前打开限水阀34。
62.当在时刻t2第1流量成为第1设定值sp1时,控制部26输出开阀指示信号来代替闭阀指示信号,打开限水阀34。因此,在第1流量为第1设定值sp1以上时,限水阀34为打开状态。向第1热源系统14的热源装置22的通水开始,热源装置22运行。因此,如图3的b所示,供水w的一部分通过第2热源系统16的第1运行的热源装置,供水w的剩余的一部分通过第1热源系统14的热源装置22。第1热源系统14和第2热源系统16分别基于独立的控制来对供水w进行加热。
63.当在时刻t3第2流量成为第1供给流量值sr1时,第2热源系统16基于独立的控制,使第2运行的热源装置运行。因此,供水w像图3的c所示那样通过第1热源系统14的热源装置22或者第2热源系统16的热源装置38-1、38-2中的任意热源装置,能够提供满足需求的量的热水hw。
64.当热水hw的供给量减少而在时刻t4第2流量成为第2供给流量值sr2时,第2热源系统16基于独立的控制,使运行的热源装置中的1台即时刻t4的第2运行的热源装置休止。
65.当热水hw的供给量进一步减少而在时刻t5第1流量成为第2设定值sp2时,控制部26输出关闭指示信号来代替打开指示信号,关闭限水阀34。因此,在第1流量为第2设定值sp2以下时,限水阀34为关闭状态,第1热源系统14的热源装置22休止。在时刻t5及以后,供水w通过第2热源系统16的运行的热源装置。第2热源系统16基于第2热源系统16的独立的控制,开始、维持或停止加热动作。
66.第2设定值sp2例如设定为比第1设定值sp1小的值。由于在比第1设定值sp1少的第1流量时,限水阀34关闭,因此,在限水阀34关闭后,当第1流量再次成为第1设定值sp1时,控制部26能够向限水阀34输出打开指示信号。另外,第2设定值sp2例如设定为远离第1设定值sp1的值。当第1流量在第1设定值sp1或第2设定值sp2处振动时,该第1设定值sp1与第2设定值sp2之间的较大的设定值差能够抑制限水阀34的颤动。
67.第2设定值sp2例如设定为第1设定值sp1的一半的值。第2设定值sp2例如设定为每分钟4升~6升的范围的值,例如设定为每分钟5升。
68.在时刻t5之后,第2热源系统16基于第2热源系统16的独立的控制,开始、维持或停止加热动作。在时刻t6的供热水结束时,限水阀34关闭,第2热源系统16的1台热源装置运行。因此,在供热水再次开始时,第2热源系统16能够基于独立的控制,再次开始加热动作。
69.图4是示出供热水控制处理的一例的流程图。该供热水控制处理是本公开的供热水方法的一例。该供热水控制处理是通过第1热源系统14的控制部26以及第2热源系统16的控制部40-1、40-2执行供热水控制程序来实现的。图4所示的供热水控制处理是一例,本公开的供热水方法不限于这样的处理。在图4中,s表示处理阶段。
70.在限水阀34处于闭阀状态时,第2热源系统16使第1运行的热源装置运行(s101)。第1运行的热源装置在第2热源系统16的独立的控制下开始燃烧动作。当由于热水龙头打开而产生例如每分钟3升的供热水需求时,第1运行的热源装置开始燃烧动作。
71.流量传感器24检测第1流量(s102),将第1流量的流量信息输出给控制部26。控制部26获取第1流量的流量信息,判断第1流量是否为第1设定值sp1以上(s103)。如果第1流量小于第1设定值sp1(s103的否),则重复s102和s103。如果第1流量为第1设定值sp1以上(s103的是),则控制部26向热源装置22输出开阀指示信号,打开限水阀34(s104)。通过该限
水阀34打开,热源装置22开始运行。
72.第2热源系统16的控制部40-1、40-2判断是否开始第2运行的热源装置的运行(s105)。在开始第2运行的热源装置的运行的情况下(s105的是),控制部40-1、40-2使第2运行的热源装置运行(s106)。控制部40-1、40-2判断是否开始第2运行的热源装置的休止(s107),在不开始第2运行的热源装置的休止的情况下(s107的否),重复s107。在开始第2运行的热源装置的休止的情况下(s107的是),控制部40-1、40-2使第2运行的热源装置休止(s108)。
73.在s105中,在不开始第2运行的热源装置的运行的情况下(s105的否),跳过s106至s108。
74.流量传感器24检测第1流量(s109),将第1流量的流量信息输出给控制部26。控制部26获取第1流量的流量信息,判断第1流量是否为第2设定值sp2以下(s110)。如果第1流量比第2设定值sp2大(s110的否),则重复s105至s109。如果第1流量为第2设定值sp2以下(s110的是),则控制部26向热源装置22输出闭阀指示信号,关闭限水阀34(s111)。通过该限水阀34关闭,能够阻止或几乎阻止供水w通过热源装置22。通过关闭限水阀34,抑制在供热水休止后再次开始供热水时或供热水量少时供水w分散到第1热源系统14侧和第2热源系统16侧。抑制发生第1热源系统14很第2热源系统16都不进行加热的事态。
75.图5是示出第1热源系统的控制处理的一例的流程图。该控制处理是本公开的供热水方法的一例。该控制处理是通过控制部26执行供热水控制程序来实现的。图5所示的控制处理是一例,本公开的供热水方法不限于这样的处理。在图5中,s表示处理阶段。
76.控制部26输出闭阀指示信号(s121),关闭限水阀34。
77.控制部26获取第1流量的流量信息(s122),判断第1流量是否为第1设定值sp1以上(s123)。如果第1流量小于第1设定值sp1(s123的“否”),则重复s122和s123。如果第1流量为第1设定值sp1以上(s123的是),则控制部26向热源装置22输出开阀指示信号(s124)。
78.控制部26获取第1流量的流量信息(s125),判断第1流量是否为第2设定值sp2以下(s126)。如果第1流量大于第2设定值sp2(s126的“否”),则重复s125和s126。如果第1流量为第2设定值sp2以下(s126的是),则控制处理过程返回到输出闭阀指示信号(s121)。
79.图6是示出第2热源系统的控制处理的一例的流程图。该控制处理是本公开的供热水方法的一例。该控制处理是通过控制部40-1、40-2执行供热水控制程序来实现的。图6所示的控制处理是一个例子,本公开的供热水方法不限于这样的处理。在图6中,s表示处理阶段。
80.第1运行的热源装置运行(s141)。运行的第1运行的热源装置处于能够供水的状态。因此,当供热水需求成为例如每分钟3升时,第1运行的热源装置开始燃烧动作。控制部40-1、40-2判断是否开始第2运行的热源装置的运行(s142)。在不开始第2运行的热源装置的运行的情况下(s142的否),重复s142。在开始第2运行的热源装置的运行的情况下(s142的是),控制部40-1、40-2使第2运行的热源装置运行(s143)。
81.控制部40-1、40-2判断是否开始第2运行的热源装置的休止(s144)。在不开始第2运行的热源装置的休止的情况下(s144的否),重复s144。在开始第2运行的热源装置的休止的情况下(s144的是),控制部40-1、40-2使第2运行的热源装置休止(s145),控制处理返回到s142。
82.根据第1实施方式,例如能够得到以下的作用和效果。
83.(1)无论第2热源系统16是怎样的系统,都能够将第1热源系统14与第2热源系统16连接。在供水的流量少时,在第1热源系统14的热源装置22内不流动或者几乎不流动供水w。因此,供热水系统2能够提供第2热源系统16可单独提供的最少量的热水或者与该最少量相当的热水。
84.(2)即使第2热源系统16的制造商、通信方式、控制程序的世代、系统概念等与第1热源系统14的制造商、通信方式、控制程序的世代、系统概念等不同,也能够将第1热源系统14与第2热源系统16连接。
85.(3)无论既有的热源系统是怎样的系统,都能够导入第1热源系统14,在对既有的热源系统进行部分更换或增强既有的热源系统的供热水能力的方面,热源系统或热源装置的选择范围扩大。
86.(4)将来,能够将第2热源系统16的热源装置38-1、38-2更换为例如与第1热源系统14相适的热源装置。因此,能够将第2热源系统16经由第1热源系统14和第2热源系统16并设的状态而置换为包含第1热源系统14以及与其相适应的热源装置或热源系统的供热水系统。
87.第2实施方式
88.图7示出了第2实施方式的供热水系统的一例。在图7中,对与图1相同的部分标注相同的标号,省略其说明。
89.供热水系统52包含供水路径12、第1热源系统54、第2热源系统16以及供热水路径18。供热水系统52对通过供水路径12提供的供水w进行加热,从供热水路径18提供加热后的供水w即热水hw。供水w可以是冷水,也可以是具有热水hw的温度以下的温度的温水。供水路径12、第2热源系统16以及供热水路径18与第1实施方式的供水路径12、第2热源系统16以及供热水路径18相同,省略其说明。
90.第1热源系统54与供水路径12和供热水路径18连接。第1热源系统54包含热源装置58、62、储热水单元60、旁路供水管61以及未图示的遥控装置。热源装置58和储热水单元60在供热水系统52的水流方向上设置在第2热源系统16和热源装置62的上游。由热源装置58加热后的热水储存于储热水单元60中。包含从储热水单元60提供的热水的供水w被热源装置62加热到供热水温度。即,第1热源系统54例如是具有种类不同的多个热源装置58、62的混合式供热水系统,具有基于热源装置58的供水预热功能。包含从储热水单元60提供的热水的供水w可以是供热水温度的热水,也可以是低于供热水温度的热水或水。
91.热源装置58是第3热源装置和加热单元的一例,与储热水单元60连接。热源装置58例如包含热泵单元等热源单元,使用例如热泵对从储热水单元60提供的水进行加热,并使加热后的水返回到储热水单元60。从储热水单元60提供的水可以是冷水、温水或高温水中的任一种。加热后的水可以是温水或高温水。
92.储热水单元60包含储热水罐64、循环路66、出热水管68、供水管70、混合阀72、流量传感器24以及控制部74-1,将由热源装置58加热后的水储存在储热水罐64中,将该储存的水提供给热源装置62和第2热源系统16。储存在储热水罐64中的水可以是冷水、温水或高温水中的任一种。
93.储热水罐64是储水单元的一例,储存水,提供储存在罐内的水以提供热水。储热水
罐64具有保温功能,抑制所储存的水的温度降低。
94.循环路66包含管路66-1、66-2、66-3。管路66-1与储热水罐64的下部和热源装置58连接。管路66-2与热源装置58连接,并且经由管路66-3上的切换阀76而与储热水罐64的上部连接。管路66-3是旁路管,与切换阀76和管路66-1连接。在管路66-1上设置有泵78。
95.切换阀76切换管路66-2内的水流的目的地。当在切换阀76的第1切换状态下泵78运行时,储热水罐64的下部的水通过管路66-1、热源装置58、管路66-2、管路66-3而循环。当在切换阀76的第2切换状态下泵78运行时,水通过管路66-1、热源装置58、管路66-2而流入到储热水罐64的上部。因此,储热水罐64的下部的水在被热源装置58加热到80℃等加热设定温度后,返回到储热水罐64的上部。
96.出热水管68与储热水罐64的上部连接,并且经由混合阀72而与供水路径12连接。因此,储热水罐64的上部的水通过出热水管68、混合阀72而提供给供水路径12。供水管70与储热水罐64的下部和混合阀72连接,向储热水罐64的下部补给水,并且通过混合阀72而向供水路径12提供水。
97.混合阀72例如将从出热水管68流出的水与从供水管70流出的水混合,以使提供给供水路径12的水的温度成为设定温度。流量传感器24设置在供水路径12上,测定从混合阀72流出的水的流量即从储热水单元60提供的供水w的流量。
98.控制部74-1是在第1实施方式中已述的控制部26的一例,包含控制部26的功能,并且具有根据由温度传感器th1~th9检测的温度对储热水单元60的功能进行控制。
99.旁路供水管61与储热水单元60并联。在旁路供水管61中流动的供水w通过供水路径12而提供给第2热源系统16和热源装置62。旁路供水管61通过设置在旁路供水管61上的旁路阀90的开闭而开放或封闭,使旁路供水管61内的水流动或停滞。由控制部74-1根据例如从流量传感器24输出的第1流量的流量信息来使旁路阀90开闭。因此,供水w通过储热水单元60或旁路供水管61中的至少一个而提供给第2热源系统16和热源装置62。
100.图8示出了热源装置的一例。在图8中,对与图1相同的部分标注相同的标号,省略其说明。
101.热源装置62是在第1实施方式中已述的热源装置22的一例。关于热源装置62,省略在第1实施方式中已述的热源装置22的说明。
102.热源装置62例如是具有锅炉的供热水器。热源装置62包含燃烧器82、热交换器84、混合比分配阀87、单独供水管36和单独供热水管37、限水阀34、旁路88、流量传感器89、温度传感器th10~th12以及控制部74-2(图7)。
103.燃烧器82和热交换器84是已述的加热部32的一例,使气体、油、煤油等燃料燃烧,利用得到的废气的热对供水w进行加热。
104.限水阀34设置在单独供热水管37上,旁路88与单独供水管36上的混合比分配阀87以及单独供热水管37上的限水阀34连接。
105.当限水阀34打开时,在单独供水管36中流动的供水w被混合比分配阀87分成向热交换器84侧和旁路88侧流动,在限水阀34中合流而提供给单独供热水管37。这样,调整了在单独供热水管37中流动的热水hw的温度。
106.流量传感器89和温度传感器th10~th12用于调整燃烧器82中的燃烧以及调整在旁路中流动的供水w的量。
107.图9和图10示出了第1热源系统的控制系统的一例。
108.储热水单元60的控制部74-1包含处理器92-1、存储器部94-1、系统通信部96-1以及输入输出部(i/o)98-1。处理器92-1执行保存于存储器部94-1中的程序,实现在第1实施方式中已述的控制部26的功能,还实现监视储热水罐64内外的水的温度的功能、使通过热源装置58的水循环的功能、调整混合阀72中的补给水的混合比例的功能等储热水单元60的控制功能。
109.存储器部94-1保存程序、第1设定值sp1和第2设定值sp2等设定值以及通过信息处理而得到的信息等。存储器部94-1是硬盘和半导体存储器等记录介质,例如是非易失性存储器。存储器部94-1包含rom(read-only memory:只读存储器)和ram(random-access memory:随机存取存储器)。
110.系统通信部96-1通过通信缆线100而与热源装置62的控制部74-2和遥控装置的控制部74-3连接,通过处理器92-1的控制来收发各部之间的控制信息。虽然通信缆线100是用单条线来表示的,但例如具有控制部74-2和控制部74-3这两个系统的通信电路。
111.i/o 98-1与设置于储热水单元60的温度传感器th1~th9、流量传感器24、混合阀72、切换阀76以及泵78连接。i/o 98-1从温度传感器th1~th9和流量传感器24获取检测信号,向混合阀72、切换阀76以及泵78输出控制信号。
112.热源装置62的控制部74-2根据各部的检测温度对包含限水阀34的各功能部进行控制。遥控装置的控制部74-3与控制部74-1、74-2紧密联系,例如向各控制部74-1、74-2发送与供热水相关的指示信号,显示从各控制部74-1、74-2发送的信息。
113.控制部74-2是计算机,包含处理器92-2、存储器部94-2、系统通信部96-2以及i/o 98-2。处理器92-2执行保存于存储器部94-2中的程序而对热源装置62进行控制。
114.存储器部94-2保存程序、设定值以及通过信息处理而获得的控制信息等。存储器部94-2是硬盘和半导体存储器等记录介质,例如是非易失性存储器。存储器部94-2包含rom和ram。
115.系统通信部96-2通过通信缆线100而与控制部74-1、74-3连接,通过处理器92-2的控制来收发各部之间的控制信息。
116.i/o 98-2与温度传感器th-10、th-11、th-12、燃烧器82、限水阀34、混合比分配阀87、流量传感器89等连接。i/o 98-2从温度传感器th-10、th-11、th-12、流量传感器89等取入检测信号,向燃烧器82、混合比分配阀87等输出控制信号。
117.控制部74-3是计算机,包含处理器92-3、存储器部94-3、系统通信部96-3以及i/o 98-3。处理器92-3执行保存于存储器部94-3中的程序。例如,处理器92-3对遥控装置进行控制,显示与第1热源系统54相关的信息。
118.存储器部94-3保存程序、设定值以及通过信息处理而获得的控制信息等。存储器部94-3是硬盘和半导体存储器等记录介质,例如是非易失性存储器。存储器部94-3包含rom和ram。
119.系统通信部96-3通过通信缆线100而与控制部74-1、74-2连接,通过处理器92-3的控制来收发各部之间的控制信息。
120.i/o 98-3与遥控装置的输入开关104和操作显示部106等连接。输入开关104是操作输入部的一例,例如包含触摸传感器,用于接通电源、输入设定温度等。操作显示部106例
如包含lcd(liquid crystal display:液晶显示器)等显示装置,将从储热水单元60或热源装置58、62接收的控制信息、输入信息以及警告信息显示为例如图像。
121.供热水系统52例如通过进行在第1实施方式中已述的供热水控制处理、第1热源系统的控制处理、第2热源系统的控制处理而能够提供热水hw。省略对供热水系统52的这些处理的说明。
122.图11的a和b示出了供水w的流动的一例。在图11的a和b中,箭头表示供水w的流动。
123.当供水量少时,旁路阀90关闭,如图11的a所示,供水w提供给储热水单元60。即,供水w全部从储热水单元60提供到供水路径12,因此,供水w全部通过流量传感器24而流动。
124.当由于供水需求增加而来自储热水单元60的供水w的流量即第1流量成为第1供水流量时,旁路阀90打开,如图11的b所示,供水w的第1部分从储热水单元60提供到供水路径12,供水w的第2部分从旁路供水管61提供到供水路径12。
125.第1供水流量是来自储热水单元60的最大供水流量以下的流量,例如是比第1设定值sp1大的流量。当第1供水流量为这样的流量时,在热源装置62运行前,不从旁路供水管61提供向供水路径12提供的供水w,控制部74-1能够判断第1流量是否为第1设定值sp1以上,并向热源装置62输出开阀指示信号。另外,旁路阀90刚开放后的来自储热水单元60的供水w的流量例如被调整为比第2设定值sp2大的流量。通过这样的调整,在旁路阀90刚打开后第1流量不会成为第2设定值sp2以下,在旁路阀90刚打开后控制部74-1不会向热源装置62输出闭阀指示信号。
126.当由于供水需求降低而来自储热水单元60的供水w的流量成为第2供水流量时,旁路阀90关闭。第2供水流量例如是比第2设定值sp2大的流量。通过这样的第2供水流量的调整,在供水w的第2部分从旁路供水管61提供时,来自储热水单元60的供水w的流量不会成为第2设定值sp2以下。即,在来自储热水单元60的供水w的流量成为第2设定值sp2时,供水w全部是从储热水单元60提供到供水路径12的。因此,控制部74-1能够不考虑来自旁路供水管61的供水w地判断第1流量是否为第2设定值sp2以下,并向热源装置62输出闭阀指示信号。
127.图12是示出旁路供水的控制处理的一例的流程图。该控制处理是本公开的供热水方法的一例,例如通过控制部74-1执行供热水控制程序来实现。图12所示的控制处理是一例,本公开的供热水方法不限于这样的处理。在图12中,s表示处理阶段。
128.例如,控制部74-1向旁路阀90输出闭阀指示信号(s161),关闭旁路阀90。
129.控制部74-1获取第1流量的流量信息(s162),判断第1流量是否为第1供水流量以上(s163)。如果第1流量小于第1供水流量(s163的否),则重复s162和s163。如果第1流量为第1供水流量以上(s163的是),则控制部74-1向旁路阀90输出开阀指示信号(s164),打开旁路阀90。
130.控制部74-1获取第1流量的流量信息(s165),判断第1流量是否为第2供水流量以下(s166)。如果第1流量大于第2供水流量(s166的否),则重复s165和s166。如果第1流量为第2供水流量以下(s166的是),则控制处理过程返回到输出开阀指示信号(s161),控制部74-1关闭旁路阀90。
131.第2供水流量设定为与第1供水流量不同的值。通过第1给水流量与第2给水流量之间的设定值差来抑制旁路阀90的颤动。
132.根据第2实施方式,例如能过得到与第1实施方式相同的作用和效果。另外,根据第
2实施方式,例如能够得到以下的作用和效果。
133.(1)第1热源系统54的热源装置58和储热水单元60设置在第2热源系统16和热源装置62的上游。因此,能够通过热源装置58和储热水单元60对供水w进行预热。当热源装置58包含热泵单元时,在加热供水w时,不会从热源装置58排出二氧化碳。包含热泵单元的热源装置58能够抑制供热水系统52的二氧化碳的排出量,并且能够削减消耗能量,特别是削减一次能量。
134.(2)能够将包含于储热水单元60中的流量传感器24和控制部74-1用于检测和监视在第2热源系统16和热源装置62中流动的供水w的流量。
135.(3)在第2热源系统16是包含彼此连结的多个供热水器的多联系统的情况下,能够将例如包含热泵和供热水器的混合式供热水系统与该多联系统连接,而不在该多联系统与该混合式供热水系统之间设定通信。能够在对既有的多联系统进行部分更换时导入混合式供热水系统。
136.(4)例如,能够在燃气供热水器的多联系统的一部分发生了故障时,或者在希望导入包含热泵和太阳能供热水器等节能热源装置的混合式供热水系统时,导入不同制造商的装置或系统。
137.(5)例如,通信方式不同的混合式系统和燃气供热水器的多联系统能够作为一系列的系统而运行。
138.第3实施方式
139.图13示出了第3实施方式的供热水系统的一例。在图13中,对与图1或图7相同的部分标注相同的标号。
140.供热水系统112包含供水路径12、第1热源系统114、第2热源系统116以及供热水路径18。供热水系统112对通过供水路径12而提供的供水w进行加热,从供热水路径18提供加热后的供水w即热水hw。供水路径12、供热水路径18与第1实施方式和第2实施方式的供水路径12、供热水路径18相同,省略其说明。图1和图7所示的第2热源系统16包含2台热源装置38-1、38-2,与此相对,第2热源系统116包含3台热源装置38-1、38-2、38-3。除了热源装置的台数之外,第2热源系统116与第2热源系统16相同,省略其说明。
141.图7所示的第1热源系统54包含由热源装置58和储热水单元60构成的一组,与此相对,图13所示的第1热源系统114包含由热源装置58-1和储热水单元60-1构成的第1组以及由热源装置58-2和储热水单元60-2构成的第2组。第1热源系统114包含该第1组和第2组、旁路供水管61、热源装置62以及未图示的遥控装置。
142.储热水单元60-1、60-2的两个控制部74-1通过有线或无线而彼此连接,能够彼此通信。两个控制部74-1还通过有线或无线与热源装置62的控制部74-2连接。因此,两个控制部74-1包含控制部26的功能,并且具有对储热水单元60-1、60-2进行控制的功能。
143.两个控制部74-1中的一个被设定为主(主控制部),另一个被设定为从(从控制部)。主控制部通过从控制部来获取由与从控制部连接的流量传感器24检测到的供水w的流量信息。主控制部对从从控制部获取的流量信息以及由与主控制部连接的流量传感器24检测到的供水w的流量信息进行合计来获得在第1实施方式中已述的第1流量。主控制部获得第1流量,并且监视第1流量,根据第1流量而向热源装置62输出限水阀34的开阀指示信号或闭阀指示信号。
144.旁路供水管61与储热水单元60-1、60-2并联。因此,供水w通过储热水单元60-1、60-2或旁路供水管61中的至少一个而提供给第2热源系统116和热源装置62。
145.其他结构与第1实施方式或第2实施方式相同,省略其说明。
146.根据第3实施方式,例如能够得到与第2实施方式相同的作用和效果。另外,根据第3实施方式,例如能够得到以下的作用和效果。
147.(1)供热水系统112具有两组热源装置和储热水单元的组,因此能够增加预热后的热水的供给量。热源装置和储热水单元的组的数量也可以是一个,也可以是三个以上。即,热源装置和储热水单元的组的数量例如能够根据设想的供热水需求来设定。根据设想的供热水需求来调整该热源装置和储热水单元的组的数量能够根据例如设想的供热水需求来抑制二氧化碳的排出量,并且能够削减消耗能量,特别是削减一次能量。
148.以下列举第1实施方式、第2实施方式或第3实施方式的变形例。
149.(1)第1设定值sp1和第2设定值sp2分别设定为例如每分钟10升和每分钟5升,但也可以是其他值。
150.(2)第1热源系统14、54的热源装置22、62在第2热源系统16的第2运行的热源装置运行之前运行,但热源装置22、62也可以在第2运行的热源装置运行之后并且在第2热源系统16的供热水能力达到界限之前开始运行。
151.(3)第2热源系统16包含2台热源装置38-1、38-2。但是,第2热源系统16的热源装置的台数也可以是1台,也可以是3台以上。当第2热源系统16的热源装置的台数为3台以上时,第1热源系统14、54的热源装置22、62只要在第2热源系统16的第1运行的热源装置之后运行即可,热源装置22、62也可以在第2热源系统16的最后的热源装置运行之后开始运行。当热源装置22、62在第2热源系统16的最后的热源装置运行后开始运行时,供热水系统2、52能够从供热水开始到接近第2热源系统16的供热水能力的界限,通过第2热源系统16的独立的控制来提供热水hw,而不依赖于第1热源系统14、54的控制。由于在第2热源系统16的供热水能力达到界限之前,热源装置22、62运行,因此供热水系统2、52能够应对超过第2热源系统16的供热水能力的供热水需求。
152.为了使第1热源系统14、54的热源装置22、62在第2热源系统16的最后的热源装置运行后开始运行,例如预先掌握第2热源系统16的最大供热水能力以及提供最大供热水能力的热水hw时的供水流量,并且调整第1设定值sp1,使得例如在成为该供水流量之前热源装置22、62运行。
153.在供热水系统2、52的一系列的供热水动作中,当第2热源系统16的全部的热源装置处于运行状态时,第1热源系统14、54的热源装置22、62开始运行,因此能够抑制热源装置22、62的燃烧次数、燃烧时间以及燃烧负载,延长热源装置22、62的寿命。因此,能够促进将供热水系统2、52从第1热源系统14、54与第2热源系统16并存的状态转移到第1热源系统14、54单独的系统。
154.第2热源系统116的热源装置的台数也可以是4台以上。另外,第1热源系统114的热源装置62只要在第2热源系统116的第1运行的热源装置之后运行即可,热源装置62可以在第2热源系统116的最后的热源装置运行之后开始运行。
155.(4)第2热源系统16、116根据向第2热源系统16、116提供的供水w的流量(第2流量)来调整第2热源系统16、116的加热动作,但该第2流量也可以是从第2热源系统16、116提供
的热水hw的流量。即,第2热源系统16、116也可以根据从第2热源系统16、116提供的热水hw的流量(第2流量)来调整第2热源系统16、116的加热动作。在该情况下,第2热源系统16、116通过例如各热源装置38-1、38-2、38-3的流量传感器来检测来自各热源装置38-1、38-2、38-3的热水hw的流量,对来自各热源装置38-1、38-2、38-3的热水hw的流量进行合计来获得第2流量。由于向各热源装置38-1、38-2、38-3提供的供水w的量与从各热源装置38-1、38-2、38-3提供的热水hw的量相同或几乎相同,因此,与相应于供水w的流量的调整同样地,第2热源系统16、116能够根据热水hw的流量来调整第2热源系统16、116的加热动作。
156.(5)供热水系统52、112包含旁路供水管61,通过并列配置的多个管来提供供水w。但是,也可以省略旁路供水管61。也可以是,通过储热水单元60来提供供水w,通过流量传感器24来检测供水w的流量。
157.(6)储热水单元60、60-1、60-2的流量传感器24检测供水w的流量,但是供热水系统52、112也可以除了流量传感器24之外还包含检测供水w的流量的流量传感器或流量检测单元。
158.(7)第1热源系统54、114的储热水单元60、60-1、60-2的控制部74-1输出开阀指示信号和闭阀指示信号,但供热水系统52、112也可以除了控制部74-1之外还具有输出开阀指示信号和闭阀指示信号的控制部。当供热水系统52、112除了控制部74-1之外还具有输出开阀指示信号和闭阀指示信号的控制部时,能够分散控制部74-1的负载。
159.(8)第1热源系统54、114的热源装置58、58-1、58-2只要能够对水进行加热即可,不限于热泵单元。热源装置58、58-1、58-2例如也可以是利用太阳光对水进行加热的太阳能供热水器或热电联供系统。
160.(9)第2热源系统16、116的热源装置38-1、38-2、38-3也可以是具有与图8所示的热源装置62相同的结构的供热水器。
161.(10)在上述实施方式中,第1热源系统14、54、114的控制部26、74-1输出开阀指示信号和闭阀指示信号而对限水阀34进行开闭。例如,也可以经由热源装置22的控制部或热源装置62的控制部74-2使限水阀34进行开闭。即,开阀指示信号和闭阀指示信号也可以发送给热源装置22的控制部或热源装置62的控制部74-2,可以由热源装置22的控制部或热源装置62的控制部74-2对限水阀34进行开闭。
162.(11)在第2实施方式中,第1供水流量是来自储热水单元60的最大供水流量以下的流量,例如是比第1设定值sp1大的流量。另外,第2供水流量例如是比第2设定值sp2大的流量。但是,第1供水流量和第2供水流量也可以是其他流量,控制部74-1也可以考虑从旁路供水管61提供的供水w的流量来输出开阀指示信号或闭阀指示信号。
163.(12)在上述实施方式中,简单地对限水阀34进行开闭。但是,在供热水需求超过供热水能力的情况下,限水阀34也可以通过控制部的控制来调整水的流量。
164.如上所述,对本公开的最优选的实施方式等进行了说明。然而,本公开不限于上述描述,并且本领域的技术人员能够根据在权利要求中记载的或说明书中公开的本发明的主旨而进行各种变形和变更,该变形和变更当然包含于本公开的范围内。
165.产业上的可利用性
166.本公开在更换设置于小型店铺、大型店铺中的热源系统的一部分装置或者增强供热水能力的方面,适合与该热源系统并设,是有用的。
167.标号说明
168.2、52、112:供热水系统;12:供水路径;14、54、114:第1热源系统;16、116:第2热源系统;18:供热水路径;22、62:热源装置(第1热源装置);38-1、38-2、38-3:热源装置(第2热源装置);24:流量传感器;26、74-1:控制部;32:加热部;34:限水阀;36:单独供水管;37:单独供热水管;58、58-1、58-2:热源装置(第3热源装置);60、60-1、60-2:储热水单元;61:旁路供水管;64:储热水罐;66:循环路;68:出热水管;70:供水管;72:混合阀。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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