JP2003139391A - ヒートポンプ給湯機における沸き上げ運転時間の算出方法 - Google Patents
ヒートポンプ給湯機における沸き上げ運転時間の算出方法Info
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Abstract
間の推定ができるようにすること。 【解決手段】 マイコン20が55℃に到達している貯
湯槽10内の残湯量Lzを算出した後、循環流量(1分
間当りの沸き上げ量)を、ヒートポンプによる1分間当
りの加熱量を沸き上げ温度から水温を引いた温度で割り
算して算出する。次に、この循環流量に基づいて、貯湯
槽10の容量から残湯量を引いた量を前記循環流量で割
り算して5を加えて運転時間を算出する。
Description
用したヒートポンプ式給湯機に関する。詳述すれば、圧
縮機から圧縮された冷媒と水とを加熱用熱交換器により
熱交換させる冷媒回路と、循環ポンプにより水を貯湯槽
と前記加熱用熱交換器との間を循環させると共に前記貯
湯槽から出湯可能とする給湯回路とを備えたヒートポン
プ給湯機における沸き上げ運転時間の算出方法に関す
る。
れているピークシフト運転は、深夜時間帯の終了時に沸
き上げ運転が終了するように、貯湯槽内の残湯を把握
し、加熱が必要な熱量を計算し、通電時間を計算してい
る。これは、熱源が電気ヒータのため、常に一定の加熱
量が得られるので、単純に計算ができることとなる。
給湯機の場合には、外気温度や給水(熱交換器入口)水
温が変化すると、圧縮機の回転数を一定に保っても徐々
に能力が低下してくる。そのため、貯湯槽内に中間層が
生成されているときなどは、特に能力の変動が起こり、
前述の通電制御型電気温水器等のような一定能力を前提
とした沸き上げ運転時間の推定とは同様には推定できな
い。
いて沸き上げ運転時間の推定ができるようにすることを
目的とする。
圧縮機にて圧縮された冷媒と水とを加熱用熱交換器によ
り熱交換させる冷媒回路と、循環ポンプにより水を貯湯
槽と前記加熱用熱交換器との間を循環させると共に前記
貯湯槽から出湯可能とする給湯回路とを備えたヒートポ
ンプ給湯機における沸き上げ運転時間の算出方法におい
て、前記貯湯槽内の残湯量を算出し、ヒートポンプによ
る単位時間当りの加熱量を、沸き上げ温度と加熱すべき
前記貯湯槽に給水する水温の温度差で割り算して単位時
間当りの沸き上げ量を算出し、前記貯湯槽の容量から前
記残湯量を引き算した量を、前記単位時間当りの沸き上
げ量で割り算して沸き上げ運転時間を算出することを特
徴とする。
下のときの前記圧縮機の運転周波数による沸き上げ能力
低下を補正する補正時間を算出し、これを前記沸き上げ
時間に加算するようにしたこと特徴とする。
て、以下説明する。図1は本発明が適用されるヒートポ
ンプ給湯機の回路説明図で、このヒートポンプ給湯機は
圧縮機にて圧縮された冷媒と水とを加熱用熱交換器によ
り熱交換させる冷媒回路と、循環ポンプにより水を貯湯
槽と前記加熱用熱交換器との間を循環させると共に前記
貯湯槽から出湯可能とする給湯回路とを主要構成として
いる。
圧にする圧縮機1、冷媒と水とを熱交換させる加熱用の
冷媒対水熱交換器2、電動式の膨張弁3、外気と冷媒と
の熱交換を行う室外側熱交換器としての蒸発器4、アキ
ュムレータ5等を有している。
0、この貯湯槽10に水道水を供給する逆止弁付き水道
減圧弁11、貯湯槽10からお湯を取出す出湯管12、
該出湯管12に接続される圧力逃がし弁13、貯湯槽1
0の下端部に接続されて貯湯槽10から前記冷媒対水熱
交換器2に水を供給するための循環ポンプ14、流量調
整手段としての流量調整弁15を有している。
給湯機を制御する制御装置としてマイクロコンピュータ
(以下「マイコン」という)20等が搭載される。17
は台所で操作される台所リモコン(リモートコントロー
ラ)、18は風呂場で操作されるふろリモコン(リモー
トコントローラ)である。尚、これら台所リモコン1
7、ふろリモコン18には時刻表示装置等が設けられて
いる。
する。マイコン20は、本ヒートポンプ給湯機の給湯に
係る動作を統括制御するCPU21、各種データを記憶
する記憶装置としてのRAM(ランダム・アクセス・メ
モリ)22、給湯動作に係るプログラムを格納するRO
M(リ−ド・オンリー・メモリ)23から構成されてい
る。そして、CPU21は前記RAM22に記憶された
データに基づき、前記ROM23に格納されたプログラ
ムに従い、本ヒートポンプ給湯機の給湯に係る動作を統
括制御する。
ンサTS1、TS2、TS3及びTS4が設けられ、本
給湯機がその沸き上げ可能温度が55℃までのため、前
記各センサの検出湯温が55℃以上の場合には残湯あり
と判断する。このとき、検出センサTS1の配置箇所は
残湯量が220リットル、TS2が同じく180リット
ル、TS3が140リットル、TS4が70リットルの
位置である。
ットル、外気温度検出センサ24による外気温度が25
℃、ヒートポンプの能力が5.0kW、沸き上げ温度が
75℃、給水温度センサ25による逆止弁付き水道減圧
弁11を介して貯湯槽10に供給する水道水の給水温度
が20℃、湯温検出センサTS3の検出温度が63℃、
湯温検出センサTS2の検出温度が50℃であるとし
て、以下図3のフローチャートを参照しつつ説明する。
尚、これらのデータは、前記マイコン20のRAM22
に格納されているものとして、以下説明する。
ら沸き上げ湯温55℃を2個の検出センサ間に含む検出
センサの組み合わせをマイコン20が探索し、55℃よ
り高い温度を検出している検出センサの検出温度をTh
i、その残湯量をLhiとし、低い温度を検出している
検出センサの検出温度をTlo、その残湯量をLloと
して、55℃に到達している前記貯湯槽10内の残湯量
Lzを、Lz=(Thi−55)/(Thi−Tlo)
×(Llo−Lhi)+Lhiからマイコン20が算出
する。
は(63−55)/(63−50)×(180−14
0)+140から約165リットルであると、マイコン
20は判断する。
を、ヒートポンプによる1分間当りの加熱量を沸き上げ
温度から水温を引いた温度で割り算して算出するが、具
体的には循環流量=(ヒートポンプ能力P×860(K
cal)/60(分間)/(沸き上げ温度Tp−(外気
温度Tt×0.8+3))からマイコン20が算出す
る。即ち、所定能力が一定に出る給水温度(冷媒対水熱
交換器2に入る水温)は、外気温度値を用いて、各種性
能試験で得られた換算式より算出している。
/(75−(25×0.8+3)から約1.38リット
ル/分と、マイコン20は判断する。即ち、ヒートポン
プの特性上(特に冷媒がCO2の場合)、沸き上げ温度
を固定で、給水温度(冷媒対水熱交換器2に入る水温)
が上昇すると圧縮機1の周波数を一定に保っていても徐
々に加熱能力が低下し、また水温の上昇と能力の低下の
カーブは完全にはリニアにはならないため、本給湯機で
圧縮機1の保護も含め、入口水温に合わせて圧縮機1の
周波数を段階的に下げる動作を行い、結果的に入口水温
が変動しても同じ外気温度条件なら略一定の循環流量を
維持する運転を行なうように制御することとなる。
に基づいて、以下のように所要通電時間を算出する。即
ち、貯湯槽10の容量から残湯量を引いた量を前記循環
流量で割り算して5を加え、具体的には、所要通電時間
は、(240−165)/1.38+5から約59分と
なる。
出しRAM22に設定格納する。即ち、契約使用時間終
了時刻(深夜時間終了時刻)7時00分から59分遡っ
た時刻6時01分が運転開始時刻となる。この運転開始
時刻をRAM22に記憶し、マイコン20内のタイマ
(図示せず)がその時刻を計時すると、運転が開始される
こととなる。
になるように逆止弁付き水道減圧弁11から水が給水さ
れ、また圧縮機1で圧縮されて高温になった冷媒が冷媒
対水熱交換器2に供給される。そして、循環ポンプ14
が起動されて貯湯槽10の底部の水が冷媒対水熱交換器
2に給水されて、冷媒と水との熱交換が開始される。こ
れにより、冷媒は熱を失って凝縮し、また水は冷媒の凝
縮熱により温度が上昇して、湯となって貯湯槽10に戻
る。
貯湯槽10の上部の入口に流量調整弁15を介して流入
するように循環ポンプ14で貯湯槽10の底部の水が供
給される。これにより貯湯槽10内の上層は湯で下層は
水となり、時間の経過と共にお湯の層と水の層とが混じ
ることなく、湯の層が増え水の層が少なくなって、最終
的に貯湯槽10が湯で満たされるようになる。
る沸き上げ動作の停止等による沸き上げ能力低下を考慮
するため、以下のような運転時間の補正を行う。この補
正値は、実験に基づき導き出したものである。沸き上げ
運転時間への加算時間として、(−0.045×外気温
度+0.45)×(240−残湯量)の式に基づきマイ
コン20が算出する。この外気温度は、外気温度検出セ
ンサ24により検出するものとする。
が、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替
例、修正又は変形が可能であり、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含す
るものである。
湯機において沸き上げ運転時間の推定ができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 圧縮機にて圧縮された冷媒と水とを加熱
用熱交換器により熱交換させる冷媒回路と、循環ポンプ
により水を貯湯槽と前記加熱用熱交換器との間を循環さ
せると共に前記貯湯槽から出湯可能とする給湯回路とを
備えたヒートポンプ給湯機における沸き上げ運転時間の
算出方法において、 前記貯湯槽内の残湯量を算出し、 ヒートポンプによる単位時間当りの加熱量を、沸き上げ
温度と加熱すべき前記貯湯槽に給水する水温の温度差で
割り算して単位時間当りの沸き上げ量を算出し、 前記貯湯槽の容量から前記残湯量を引き算した量を、前
記単位時間当りの沸き上げ量で割り算して沸き上げ運転
時間を算出することを特徴とするヒートポンプ給湯機に
おける沸き上げ運転時間の算出方法。 - 【請求項2】 外気温度が所定温度以下のときの前記圧
縮機の運転周波数による沸き上げ能力低下を補正する補
正時間を算出し、これを前記沸き上げ時間に加算するよ
うにしたことを特徴とする請求項1に記載のヒートポン
プ給湯機における沸き上げ運転時間の算出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001336378A JP2003139391A (ja) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | ヒートポンプ給湯機における沸き上げ運転時間の算出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001336378A JP2003139391A (ja) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | ヒートポンプ給湯機における沸き上げ運転時間の算出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003139391A true JP2003139391A (ja) | 2003-05-14 |
Family
ID=19151216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001336378A Pending JP2003139391A (ja) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | ヒートポンプ給湯機における沸き上げ運転時間の算出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003139391A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012111063A1 (ja) | 2011-02-14 | 2012-08-23 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル制御方法 |
-
2001
- 2001-11-01 JP JP2001336378A patent/JP2003139391A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012111063A1 (ja) | 2011-02-14 | 2012-08-23 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル制御方法 |
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