JP2004020013A - Hot water storage type hot water supply device - Google Patents

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JP2004020013A
JP2004020013A JP2002174072A JP2002174072A JP2004020013A JP 2004020013 A JP2004020013 A JP 2004020013A JP 2002174072 A JP2002174072 A JP 2002174072A JP 2002174072 A JP2002174072 A JP 2002174072A JP 2004020013 A JP2004020013 A JP 2004020013A
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Japan
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hot water
heat
water supply
water storage
storage tank
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JP2002174072A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Kamimura
上村 和也
Hideki Ishida
石田 英樹
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot water storage type hot water supply device capable of preventing increase in a running cost caused by lack of heat quantity inside a hot water storage tank. <P>SOLUTION: When an 'entrustment mode' is set, a controller 100 operates a heat pump device 2 in a midnight time zone of low-cost electric power such that heating heat quality decided on the basis of heat radiation quantity from a bath 4 is stored in the hot water storage tank 1, in addition to hot water supplying heat quantity necessary for hot water supply per day obtained by learning on the basis of temperature information from a thermistor 15 and flow rate information from a flow rate counter 16. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯用の高温の湯を貯湯タンク内に貯える貯湯式給湯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、内部に給湯用の高温の湯を貯える貯湯タンクと、この貯湯タンク内の水を加熱して高温の湯とするための加熱手段であるヒートポンプ装置とを備え、ランニングコストを抑制するために、電力コストに応じて定まる所定時間帯、例えば時間帯別電灯契約において電気料金が安価な深夜時間帯にヒートポンプ装置が運転され、貯湯タンク内の高温の湯が1日の給湯に必要な給湯用熱量を有するように加熱されるものが知られている。
【0003】
そして、このような貯湯式給湯装置において、貯湯タンク内に設けた熱交換器内に浴槽内の浴水を循環して貯湯タンク内の高温の湯で加温し、浴槽内の浴水の保温や追い焚きするものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の貯湯式給湯装置では、給湯により貯湯タンク内の高温の湯が有する熱量が大量に持ち出されると、熱交換器により浴水を加温するための熱量が不足する場合がある。このような場合に浴槽内の浴水の保温や追い焚きをするときには、電気料金が高価な昼間時間帯であってもヒートポンプ装置を運転し貯湯タンク内に熱量を供給する必要があるため、ランニングコストが大幅に増加する場合があるという問題がある。
【0005】
本発明は、上記点を鑑みてなされたものであって、貯湯タンク内の熱量不足によりランニングコストが増加することを防止することが可能な貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、
内部に給湯用の高温の湯を貯える貯湯タンク(1)と、
貯湯タンク(1)内の水を加熱して高温の湯とする加熱手段(2)と、
貯湯タンク(1)内に設けられ、貯湯タンク(1)の外部から供給される水を内部に流通し、貯湯タンク(1)内に貯えられた高温の湯によって加温する熱交換器(31)と、
貯湯タンク(1)内の高温の湯が、1日の給湯に必要な給湯用熱量(Qo)を有するように、電力コストに応じて定まる所定時間帯に加熱手段(2)を発熱制御する制御手段(100)とを備える貯湯式給湯装置であって、
制御手段(100)は、高温の湯が、給湯用熱量(Qo)に加え、熱交換器(31)を介して1日に前記外部からの供給水を加温するに必要な加温用熱量(Qhl)を有するように、前記所定時間帯に加熱手段(2)を発熱制御することを特徴としている。
【0007】
これによると、電力コストに応じて定まる所定時間帯に、1日の給湯に必要な給湯用熱量(Qo)と1日の外部からの供給水加温に必要な加温用熱量(Qhl)とを貯湯タンク(1)内に貯えることができる。したがって、貯湯タンク(1)内の熱量不足によりランニングコストが増加することを防止することが可能である。
【0008】
また、請求項2に記載の発明では、制御手段(100)は、所定期間内の給湯実績より、1日の給湯に使用された熱量の最大値(Qo)を、給湯用熱量(Qo)とすることを特徴としている。
【0009】
これによると、1日の給湯に必要な給湯用熱量(Qo)を、ほぼ熱量不足が発生しない範囲で少なくすることができる。したがって、ランニングコストが増加することを一層防止することが可能である。
【0010】
また、請求項3に記載の発明では、熱交換器(31)から延びる2本の配管(32、33)を浴槽(4)に接続し、熱交換器(31)に、浴槽(4)内の浴水を循環させるようにしたことを特徴としている。
【0011】
これによると、浴槽(4)内の湯を保温したり追い焚きしたりすることが可能である。
【0012】
また、請求項4に記載の発明では、制御手段(100)は、浴槽(4)内の浴水の設定保温時間に応じて、加温用熱量(Qhl)を変動させることを特徴としている。
【0013】
これによると、1日の浴水の加温に必要な加温用熱量(Qhl)を精度よく貯湯タンク(1)内に貯えることができる。したがって、ランニングコストが増加することをより一層防止することが可能である。
【0014】
また、請求項5に記載の発明では、制御手段(100)は、設定保温時間が所定時間より長い場合には、前記所定時間内に浴水を加温する熱量を加温用熱量(Qhl)とすることを特徴としている。
【0015】
これによると、設定保温時間より短い所定時間に浴水の保温が中止されることが多い場合には、ランニングコストが増加することをさらに防止することが可能である。
【0016】
また、請求項6に記載の発明では、制御手段(100)は、貯湯タンク(1)内への給水温度もしくは外気温に応じて、給湯用熱量(Qo)および加温用熱量(Qhl)の少なくとも1つを変動させることを特徴としている。
【0017】
これによると、季節等によって変化する給水温度もしくは外気温に応じて、1日の給湯に必要な給湯用熱量(Qo)および1日の浴水の加温に必要な加温用熱量(Qhl)を精度よく貯湯タンク(1)内に貯えることができる。したがって、ランニングコストが増加することを確実に防止することが可能である。
【0018】
また、請求項7に記載の発明では、制御手段(100)は、浴槽(4)内の浴水量もしくは湯張り量に応じて、給湯用熱量(Qo)および加温用熱量(Qhl)の少なくとも1つを変動させることを特徴としている。
【0019】
これによると、浴槽(4)内の浴水量や湯張り量の変化に応じて、浴槽(4)内への給湯を含む1日の給湯に必要な給湯用熱量(Qo)および1日の浴水の加温に必要な加温用熱量(Qhl)を精度よく貯湯タンク(1)内に貯えることができる。したがって、ランニングコストが増加することを確実に防止することが可能である。
【0020】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【0022】
図1は本実施形態の貯湯式給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【0023】
1は耐食性に優れた金属製(例えばステンレス製)の貯湯タンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、給湯用の高温の湯を長時間に渡って保温することができるようになっている。貯湯タンク1は縦長形状であり、その底面には導入口11が設けられ、この導入口11には貯湯タンク1内に水道水を導入する給水経路である導入管12が接続されている。
【0024】
一方、貯湯タンク1の最上部には導出口13が設けられ、導出口13には貯湯タンク1内の高温の湯を導出するための給湯経路である導出管14が接続されている。導出管14には、サーミスタ15と流量カウンタ16とが設けられており、サーミスタ15は導出管14を流れる高温の湯の温度情報を、流量カウンタ16は導出管14を流れる高温の湯の流量情報を後述する制御装置100に出力するようになっている。
【0025】
導出管14には、流量カウンタ16より下流側の図示しない水道水の給水配管との合流点に、図示しない混合弁が配置され、混合弁は開口面積比(導出管14に連通する湯側の開度と給水配管に連通する水側の開度の比率)を調節することにより、下流側にあるカラン、シャワー、風呂等に高温の湯と水とを適宜混合して給湯するようになっている。
【0026】
貯湯タンク1の下部には、貯湯タンク1内の水を吸入するための吸入口18が設けられ、貯湯タンク1の上部には、貯湯タンク1内に湯を吐出する吐出口19が設けられている。吸入口18と吐出口19とは循環回路20で接続されており、循環回路20の一部はヒートポンプ装置2内に配置されている。
【0027】
循環回路20のヒートポンプ装置2内に配置された部分には、図示しない熱交換器が設けられており、吸入口18から吸入した貯湯タンク1内の下部の水を高温冷媒との熱交換により加熱し、吐出口19から貯湯タンク1内に戻すことにより貯湯タンク1内の水を沸き上げることができるようになっている。ヒートポンプ装置2は、本実施形態における加熱手段である。
【0028】
循環回路20のヒートポンプ装置2の上流側および下流側にはサーミスタ21、22が設けられ、サーミスタ21は貯湯タンク1内からヒートポンプ装置2へ流入する水の温度情報を、サーミスタ22はヒートポンプ装置2から貯湯タンク1内へ戻る高温の湯の温度情報を後述する制御装置100に出力するようになっている。
【0029】
一方、浴槽4には、浴槽4内の浴水を循環する循環回路30が接続している。循環回路30は、貯湯タンク1内の上部に配設された熱交換器31と、この熱交換器31の上下両端と、浴槽4とを接続する2本の配管32、33とからなっている。熱交換器31は、本例では、螺旋形状の蛇管により構成されている。循環回路30の上流側の配管32には、循環ポンプ34が配設され、循環ポンプ34が作動すると、浴槽4内の浴水が熱交換器31内を上部より下部に向かって流れ、貯湯タンク1内の高温の湯と熱交換して加温されるようになっている。
【0030】
貯湯タンク1の外壁面には、複数のサーミスタ6が縦方向に間隔をあけて配置され、貯湯タンク1内の各水位レベルにおける温度情報を後述する制御装置100に出力するようになっている。
【0031】
また、図1中の100は制御手段である制御装置であり、制御装置100は、サーミスタ6、15、21、22からの温度情報、流量カウンタ16からの流量情報および図示しない操作盤に設けられた操作スイッチからの信号等に基づいて、後述する手順にしたがってヒートポンプ装置2、循環ポンプ34等を制御するように構成されている。
【0032】
次に、上記構成に基づき貯湯式給湯装置の作動について説明する。
【0033】
図2は、制御装置100の全体概略制御動作を示すフローチャートである。図2に示すように、制御装置100は、貯湯式給湯装置に電力供給されているときには、図示しない操作盤のスイッチ等からの信号に基づいて、通常運転制御S11、満タン運転制御S12、学習織り込み運転制御S13および強制運転制御S14のいずれかを実行する。
【0034】
まず、通常運転制御について説明する。図示しない操作盤のスイッチ操作により「深夜のみモード」が選択設定され、設定信号が制御装置100に入力されると、制御装置100は通常運転制御S11を実行する。
【0035】
制御装置100は、電力供給者との時間帯別電灯契約における電気料金が安価な時間帯(本例では23時〜7時の間の所謂深夜時間帯)に、貯湯タンク1内の全容量(本例では370L)が規定温度の高温の湯で満たされるように、ヒートポンプ装置2を運転する。具体的には、6時30分に貯湯タンク1内の沸き上げが完了するように逆算して、23時以降の算出時間にヒートポンプ装置2の運転を開始し、貯湯タンク1内の高温の湯が前記規定温度となったときにヒートポンプ装置2の運転を停止する。
【0036】
図示しないカラン等が開かれ給湯が行なわれるときには、導出口13から貯湯タンク1内から高温の湯が導出される。これに伴ない、導入口11から貯湯タンク1の下部へ水道水の導入が行なわれる。また、浴槽4内の浴水の保温や追い焚きが行なわれるときには、循環ポンプ34が駆動され、循環回路30を循環する浴水が熱交換器31で加温される。
【0037】
上述のような給湯や加温により、貯湯タンク1内の熱量が減少したとしても、本通常運転制御では、制御装置100は、7時〜23時の間の時間帯にヒートポンプ装置2の運転は行なわない。
【0038】
次に、満タン運転制御について説明する。図示しない操作盤のスイッチ操作により「満タンモード」が選択設定され、設定信号が制御装置100に入力されると、制御装置100は満タン運転制御S12を実行する。
【0039】
制御装置100は、カラン等が開かれ給湯が行なわれたりしたときに、サーミスタ6からの温度情報に基づき貯湯タンク1内の高温の湯が所定量(本例では250L)未満になったと判断すると、時間帯に係わらず、貯湯タンク1内の全容量が規定温度の高温の湯で満たされるように、ヒートポンプ装置2を運転する。
【0040】
次に、強制運転制御について説明する。学習織り込み運転制御については後述する。図示しない操作盤のスイッチ操作により「強制モード」が選択設定され、設定信号が制御装置100に入力されると、制御装置100は強制運転制御S14を実行する。
【0041】
制御装置100は、貯湯タンク1内の全容量が規定温度の高温の湯で満たされていない場合には、即座にヒートポンプ装置2を運転し、貯湯タンク1内の全容量が規定温度の高温の湯で満たれた状態とする。カラン等が開かれ給湯が行なわれたりすることで、サーミスタ6からの温度情報に基づき貯湯タンク1内の高温の湯が減少したと判断した場合には、時間帯に係わらず、貯湯タンク1内の全容量が規定温度の高温の湯で満たされるように、ヒートポンプ装置2を運転する。
【0042】
制御装置100は、「強制モード」が設定されると、設定日は本強制運転制御を継続し、次の日には、「強制モード」が設定される前のモードに基づく制御に切り替わるようになっている。
【0043】
次に、学習織り込み制御について説明する。図示しない操作盤のスイッチ操作により、「おまかせモード」が選択設定され、設定信号が制御装置100に入力されると、制御装置100は学習織り込み運転制御S13を実行する。図3は、図2に示す学習織り込み運転制御S13の概略の流れを示すフローチャートである。
【0044】
図3に示すように、制御装置100は、まず、23時になったかどうか判断する(ステップS101)。23時になったら、過去所定期間内(本例では直前の7日間内)における1日の給湯により使用された最大給湯用熱量Qoを算出する(ステップS102)。最大給湯用熱量Qoはサーミスタ15および流量カウンタ16からの情報に基づき算出する。
【0045】
最大給湯用熱量Qoを算出したら、次に、熱交換器31を介して1日に浴水を加温するための加温用熱量Qhlを最大給湯用熱量Qoに加える(ステップS103)。加温用熱量Qhlは一定値であり、本例では寒冷地を考慮して、浴室内温度が−10℃のときに40℃の浴水が200L張られた浴槽からの放熱量の実測値から加熱用熱量Qhlを決定している。
【0046】
ステップS103を実行したら、次に、最大給湯用熱量Qoと加熱用熱量Qhlとの合計熱量が貯湯タンク1内の高温の湯が保持する熱量(貯湯熱量)となったときの貯湯温度Tpを算出する(ステップS104)。さらに、制御装置100は、サーミスタ6からの温度情報に基づいて、貯湯タンク1内の現在の貯湯熱量Qtを算出する(ステップS105)。
【0047】
そして次に、ステップS103で算出した最大給湯用熱量Qoと加熱用熱量Qhlとの合計熱量と、ステップS105で算出した現在の貯湯熱量Qtとの差分を、ヒートポンプ装置2の運転により6時30分までに得るための運転開始時刻(沸き上げ開始時刻)tsを算出する(ステップS106)。ここで6時30分を運転終了時刻(沸き上げ終了時刻)として沸き上げ開始時刻tsを算出したのは、貯湯熱量の増加がばらついた場合であっても、7時までに沸き上げを完了するためである。
【0048】
ステップS106を実行したら、沸き上げ開始時刻tsになったかどうか判断し(ステップS107)、沸き上げ開始時刻tsになったらヒートポンプ装置2の運転を開始する(ステップS108)。そして、サーミスタ21(もしくはサーミスタ21、22)からの温度情報により、貯湯タンク1内の貯湯温度が目標の貯湯温度Tpとなったと判断したら(ステップS109)、ヒートポンプ装置2を停止し(ステップS110)、ステップS101にリターンする。
【0049】
上述の各運転制御S11〜S14を実行しているときに、カラン等が開かれると、導入管12から貯湯タンク1内に水道水が供給されるとともに、導出管14を介して貯湯タンク1内から高温の湯が導出され、図示しない混合弁において適宜水道水と混合された後、給湯が行なわれる。
【0050】
また、浴槽4内の浴水を保温もしくは追い焚きする場合には、制御装置100は、図示しない操作盤において設定された保温時間や保温温度等の信号に基づいて、循環ポンプ34を作動させ、循環回路30内に浴水を循環する。浴槽4から配管32を流れた浴水は、熱交換器31内を流通し、貯湯タンク1内の高温の湯と熱交換して加温された後、配管33を流れて浴槽4内に戻る。
【0051】
上述の構成および作動によれば、「おまかせモード」が設定されたときには、電力コストが安価な所謂深夜時間帯に、1日の給湯に必要な最大給湯用熱量Qoと1日の浴水加温に必要な加温用熱量Qhlとを貯湯タンク1内に貯えることができる。したがって、貯湯タンク1内の熱量不足から、電力コストが高価な所謂昼間時間帯にヒートポンプ装置2を運転することによりランニングコストが増加することを防止することが可能である。
【0052】
また、最大給湯用熱量Qoは、過去の給湯実績から学習した熱量であるので、貯湯タンク1内に貯えられる熱量はそれほど過剰なものとはならない。したがって、ランニングコストが増加することを一層防止することが可能である。
【0053】
(他の実施形態)
上記一実施形態では、加温用熱量Qhlは一定値であったが、制御装置100は、浴槽4内の浴水の設定保温時間に応じて、加温用熱量Qhlを変動させるものであってもよい。これによると、1日の浴水の加温に必要な加温用熱量Qhlを日毎に精度よく貯湯タンク1内に貯えることができる。
【0054】
また、設定保温時間が所定時間より長い場合には、この所定時間内に浴水を加温する熱量を加温用熱量Qhlとしてもよい。例えば、設定保温時間が2時間以上である場合であっても、浴水保温は2時間程度でキャンセルされることが多い。このようなときには、浴水を2時間加温するための熱量を加温用熱量Qhlとしてもよい。これによると、ランニングコストが増加することをさらに防止することが可能である。
【0055】
また、導入管12に設けた図示しないサーミスタや、ヒートポンプ装置2に設けられた図示していない外気温センサからの情報に基づいて、制御装置100は、貯湯タンク1内への給水温度もしくは外気温に応じて、最大給湯用熱量Qoおよび加温用熱量Qhlの少なくとも1つを変動させるものであってもよい。
【0056】
これによると、季節等によって変化する給水温度もしくは外気温に応じて、1日の給湯に必要な給湯用熱量Qoおよび1日の浴水の加温に必要な加温用熱量Qhlを精度よく貯湯タンク1内に貯えることができる。また、給水温度や外気温ではなく、内蔵したカレンダ情報に基づいて、所定期間毎に最大給湯用熱量Qoおよび加温用熱量Qhlの少なくとも1つを変動させ、季節変化に対応させるものであってもよい。
【0057】
また、制御装置100は、浴槽4内の浴水量に応じて、給湯用熱量Qoおよび加温用熱量Qhlの少なくとも1つを変動させるものであってもよい。これによると、浴槽4内の浴水量の変化に応じて、浴槽4内への給湯を含む1日の給湯に必要な給湯用熱量Qoおよび1日の浴水の加温に必要な加温用熱量Qhlを精度よく貯湯タンク1内に貯えることができる。また、図示しない操作盤において設定された浴槽4内への湯張り量に応じて変動制御してもよい。
【0058】
また、上記一実施形態では、浴槽4内の40℃の浴水200Lからの放熱量に基づいて、加温熱量Qhlを決定していたが、加温熱量Qhlは浴水量に応じて変動させるものであってもよい。
【0059】
また、上記一実施形態では、加温用熱量Qhlは一定値であったが、循環回路30の熱交換器31上下流側にサーミスタを設け、これらのサーミスタから得られる浴水加温実績から学習した値を加温用熱量Qhlとするものであってもよい。これによれば、加温用熱量Qhlを必要以上に貯えることを防止することが可能である。
【0060】
また、上記一実施形態では、熱交換器31は、螺旋形状の蛇管であったが、他の構成の熱交換器であってもかまわない。
【0061】
また、上記一実施形態では、貯湯タンク1の外部に設けられた加熱手段は、ヒートポンプ装置2であったが、例えば電熱装置等の他の加熱手段であってもよい。
【0062】
また、上記一実施形態では、貯湯タンク1は1つであったが、複数の貯湯タンクを直列もしくは並列に接続したものであってもかまわない。
【0063】
また、上記一実施形態では、熱交換器31内に貯湯タンク1の外部から供給される水は、浴槽4内の浴水であったが、これ以外の流体を熱交換器31内に流通し、貯湯タンク1内に貯留した高温の湯により加温するものであってもよい。例えば、床暖房用の熱媒体であってもよいし、浴室暖房用あるいは浴室乾燥用の熱媒体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における貯湯式給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図2】制御装置100の全体概略制御動作を示すフローチャートである。
【図3】図2に示す学習織り込み運転制御S13の概略の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 貯湯タンク
2 ヒートポンプ装置(加熱手段)
4 浴槽
6 サーミスタ
30 循環回路
31 熱交換器
32、33 配管
100 制御装置(制御手段)
Qo 最大給湯用熱量(給湯用熱量)
Qhl 加温用熱量
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water supply type hot water supply apparatus for storing hot water for hot water supply in a hot water storage tank.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a hot water storage tank for storing high-temperature hot water for hot water supply therein, and a heat pump device as a heating means for heating water in the hot water storage tank into high-temperature hot water are provided to suppress running costs. In addition, the heat pump device is operated in a predetermined time zone determined according to the electric power cost, for example, in the nighttime period when the electricity rate is low in the hourly electric light contract, and the hot water in the hot water storage tank is required for hot water supply for one day. What is heated so that it may have the required amount of heat is known.
[0003]
And in such a hot water storage type hot water supply device, the bath water in the bath tub is circulated in the heat exchanger provided in the hot water storage tank, and the hot water in the hot water storage tank is heated to maintain the temperature of the bath water in the bath tub. And those that reheat are known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional hot water storage type hot water supply apparatus, when a large amount of heat of the high-temperature hot water in the hot water storage tank is taken out by hot water supply, the heat amount for heating the bath water by the heat exchanger may be insufficient. . In such a case, when keeping warm or reheating the bath water in the bathtub, it is necessary to operate the heat pump device and supply heat into the hot water storage tank even during the daytime when electricity rates are expensive. There is a problem that costs may increase significantly.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a hot water supply type hot water supply apparatus capable of preventing running cost from increasing due to insufficient heat in a hot water storage tank.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1,
A hot water storage tank (1) for storing hot water for hot water supply inside,
A heating means (2) for heating water in the hot water storage tank (1) to produce hot water;
A heat exchanger (31) provided in the hot water storage tank (1), circulates water supplied from outside the hot water storage tank (1), and heats the hot water stored in the hot water storage tank (1). )When,
Control for heating the heating means (2) during a predetermined time period determined according to the power cost so that the hot water in the hot water storage tank (1) has a hot water supply heat quantity (Qo) necessary for hot water supply per day. Means for storing hot water, comprising:
The control means (100) controls the amount of heat required to heat the hot water from the outside via the heat exchanger (31) in addition to the amount of hot water (Qo). The heating means (2) is controlled to generate heat during the predetermined time period so as to have (Qhl).
[0007]
According to this, during a predetermined time period determined according to the electric power cost, the heat supply heat quantity (Qo) required for hot water supply per day and the heat supply heat quantity (Qhl) required for heat supply water from the outside from one day. Can be stored in the hot water storage tank (1). Therefore, it is possible to prevent running cost from increasing due to lack of heat in the hot water storage tank (1).
[0008]
Further, in the invention according to claim 2, the control means (100) determines the maximum value (Qo) of the amount of heat used for hot water supply in one day from the actual result of hot water supply within a predetermined period as the heat amount for hot water supply (Qo). It is characterized by doing.
[0009]
According to this, the amount of heat for hot water supply (Qo) required for hot water supply per day can be reduced within a range in which a shortage of heat is not generated. Therefore, it is possible to further prevent the running cost from increasing.
[0010]
In the invention according to claim 3, two pipes (32, 33) extending from the heat exchanger (31) are connected to the bathtub (4), and the heat exchanger (31) is connected to the inside of the bathtub (4). It is characterized by circulating bath water.
[0011]
According to this, the hot water in the bathtub (4) can be kept warm or reheated.
[0012]
Further, in the invention described in claim 4, the control means (100) is characterized in that the heating heat quantity (Qhl) is varied according to the set warming time of the bath water in the bathtub (4).
[0013]
According to this, the heating heat quantity (Qhl) necessary for heating the bath water for one day can be stored in the hot water storage tank (1) with high accuracy. Therefore, it is possible to further prevent the running cost from increasing.
[0014]
In the invention described in claim 5, the control means (100), when the set warming time is longer than a predetermined time, changes the heat amount for heating the bath water within the predetermined time period to the heating heat amount (Qhl). It is characterized by the following.
[0015]
According to this, it is possible to further prevent the running cost from increasing when the warming of the bath water is frequently stopped for a predetermined time shorter than the set warming time.
[0016]
Further, in the invention described in claim 6, the control means (100) determines the amount of heat for hot water supply (Qo) and the amount of heat for heating (Qhl) according to the temperature of water supplied to the hot water storage tank (1) or the outside air temperature. It is characterized in that at least one is varied.
[0017]
According to this, the amount of heat for hot water supply (Qo) required for hot water supply per day and the amount of heat for heating (Qhl) required for heating bath water for one day according to the supply water temperature or the outside air temperature that changes depending on the season or the like. Can be accurately stored in the hot water storage tank (1). Therefore, it is possible to reliably prevent the running cost from increasing.
[0018]
Further, in the invention according to claim 7, the control means (100) determines at least one of the hot water supply heat quantity (Qo) and the heating heat quantity (Qhl) according to the amount of bath water or hot water in the bathtub (4). It is characterized in that one is varied.
[0019]
According to this, according to the change in the amount of bath water and hot water in the bath tub (4), the amount of hot water (Qo) required for hot water supply including the hot water supply to the bath tub (4) and the daily bath water supply. The amount of heat for heating (Qhl) required for heating water can be accurately stored in the hot water storage tank (1). Therefore, it is possible to reliably prevent the running cost from increasing.
[0020]
Note that the reference numerals in parentheses attached to the respective means indicate the correspondence with specific means described in the embodiment described later.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hot water supply type hot water supply apparatus of the present embodiment.
[0023]
Reference numeral 1 denotes a metal (for example, stainless steel) hot water storage tank having excellent corrosion resistance. A heat insulating material (not shown) is disposed on an outer peripheral portion of the hot water storage tank so that the hot water for hot water supply can be kept warm for a long time. It has become. The hot water storage tank 1 has a vertically long shape, and an inlet 11 is provided on the bottom surface thereof. The inlet 11 is connected to an inlet pipe 12 which is a water supply path for introducing tap water into the hot water storage tank 1.
[0024]
On the other hand, an outlet 13 is provided at the uppermost part of the hot water storage tank 1, and the outlet 13 is connected to an outlet pipe 14 which is a hot water supply path for extracting hot water in the hot water storage tank 1. The outlet pipe 14 is provided with a thermistor 15 and a flow counter 16, and the thermistor 15 provides temperature information of the hot water flowing through the outlet pipe 14, and the flow counter 16 provides flow rate information of the hot water flowing through the outlet pipe 14. Is output to the control device 100 described later.
[0025]
A mixing valve (not shown) is disposed in the outlet pipe 14 at a junction with tap water supply pipe (not shown) downstream of the flow counter 16, and the mixing valve has an opening area ratio (a hot water side communicating with the outlet pipe 14). By adjusting the degree of opening and the degree of opening on the water side communicating with the water supply pipe), hot water and water are appropriately mixed and supplied to the downstream side of the cull, shower, bath, etc. I have.
[0026]
A suction port 18 for sucking water in the hot water storage tank 1 is provided at a lower portion of the hot water storage tank 1, and a discharge port 19 for discharging hot water into the hot water storage tank 1 is provided at an upper portion of the hot water storage tank 1. I have. The suction port 18 and the discharge port 19 are connected by a circulation circuit 20, and a part of the circulation circuit 20 is disposed in the heat pump device 2.
[0027]
A heat exchanger (not shown) is provided in a portion of the circulation circuit 20 disposed in the heat pump device 2, and heats the lower water in the hot water storage tank 1 sucked from the suction port 18 by heat exchange with the high-temperature refrigerant. Then, the water in the hot water storage tank 1 can be boiled by returning the hot water from the discharge port 19 into the hot water storage tank 1. The heat pump device 2 is a heating unit in the present embodiment.
[0028]
Thermistors 21 and 22 are provided on the upstream side and the downstream side of the heat pump device 2 of the circulation circuit 20. The thermistor 21 receives the temperature information of the water flowing into the heat pump device 2 from the inside of the hot water storage tank 1, and the thermistor 22 receives the temperature information from the heat pump device 2. Temperature information of the hot water returning to the hot water storage tank 1 is output to a control device 100 described later.
[0029]
On the other hand, a circulation circuit 30 for circulating bath water in the bathtub 4 is connected to the bathtub 4. The circulation circuit 30 includes a heat exchanger 31 disposed at an upper part in the hot water storage tank 1, two upper and lower ends of the heat exchanger 31, and two pipes 32 and 33 connecting the bathtub 4. . In this example, the heat exchanger 31 is formed by a spiral-shaped coiled tube. A circulation pump 34 is provided in the pipe 32 on the upstream side of the circulation circuit 30. When the circulation pump 34 operates, the bath water in the bathtub 4 flows from the upper part to the lower part in the heat exchanger 31 and the hot water storage tank Heat exchange is performed with the high-temperature hot water in 1 to heat the hot water.
[0030]
A plurality of thermistors 6 are arranged on the outer wall surface of the hot water storage tank 1 at intervals in the vertical direction, and output temperature information at each water level in the hot water storage tank 1 to a control device 100 described later.
[0031]
Further, reference numeral 100 in FIG. 1 denotes a control device serving as a control means. The control device 100 is provided on the temperature information from the thermistors 6, 15, 21 and 22, the flow information from the flow counter 16 and an operation panel (not shown). The heat pump device 2, the circulating pump 34, and the like are configured to be controlled in accordance with a procedure described later based on a signal from the operation switch or the like.
[0032]
Next, the operation of the hot water supply type hot water supply apparatus based on the above configuration will be described.
[0033]
FIG. 2 is a flowchart showing the overall schematic control operation of the control device 100. As shown in FIG. 2, when electric power is supplied to the hot water supply type hot water supply device, control device 100 performs a normal operation control S11, a full tank operation control S12, and a learning operation based on a signal from a switch or the like of an operation panel (not shown). One of the weaving operation control S13 and the forced operation control S14 is executed.
[0034]
First, the normal operation control will be described. When the “midnight only mode” is selected and set by a switch operation on an operation panel (not shown) and a setting signal is input to the control device 100, the control device 100 executes the normal operation control S11.
[0035]
The control device 100 controls the total capacity of the hot water storage tank 1 (in this example, during the time period when the electricity rate in the hourly light contract with the power supplier is low (in the present example, the so-called late night time between 23:00 and 7:00)). In this case, the heat pump device 2 is operated such that 370L) is filled with hot water having a specified temperature. More specifically, the heat pump device 2 is operated backward at a calculation time after 23:00 by calculating backward so that the boiling in the hot water storage tank 1 is completed at 6:30, and When the temperature reaches the specified temperature, the operation of the heat pump device 2 is stopped.
[0036]
When hot water is supplied by opening a not-shown curan or the like, high-temperature hot water is drawn out of the hot water storage tank 1 through the outlet 13. Along with this, tap water is introduced from the inlet 11 to the lower part of the hot water storage tank 1. Further, when the temperature of the bath water in the bathtub 4 is maintained or reheated, the circulation pump 34 is driven, and the bath water circulating in the circulation circuit 30 is heated by the heat exchanger 31.
[0037]
Even if the amount of heat in the hot water storage tank 1 decreases due to the above-described hot water supply or heating, in the normal operation control, the control device 100 does not operate the heat pump device 2 during the time period from 7:00 to 23:00. .
[0038]
Next, the full operation control will be described. When the “full tank mode” is selected and set by a switch operation on an operation panel (not shown) and a setting signal is input to the control device 100, the control device 100 executes the full tank operation control S12.
[0039]
Control device 100 determines that the amount of high-temperature hot water in hot water storage tank 1 has become less than a predetermined amount (250 L in this example) based on temperature information from thermistor 6 when curan or the like is opened and hot water is supplied. Regardless of the time zone, the heat pump device 2 is operated such that the entire capacity in the hot water storage tank 1 is filled with high-temperature hot water having a specified temperature.
[0040]
Next, the forced operation control will be described. The learning weaving operation control will be described later. When the “forced mode” is selected and set by a switch operation of an operation panel (not shown) and a setting signal is input to the control device 100, the control device 100 executes the forced operation control S14.
[0041]
When the entire capacity in hot water storage tank 1 is not filled with the high-temperature hot water of the specified temperature, control device 100 immediately operates heat pump device 2 to control the entire capacity of hot water storage tank 1 to the high temperature of the specified temperature. Fill with hot water. When it is determined that the hot water in the hot water storage tank 1 has decreased based on the temperature information from the thermistor 6 due to the opening of the curan or the like and the supply of hot water, the hot water storage tank 1 can be operated regardless of the time zone. The heat pump device 2 is operated such that the total capacity of the hot water is filled with the hot water of the specified temperature.
[0042]
When the “forced mode” is set, control device 100 continues this forced operation control on the set date, and switches to control based on the mode before the “forced mode” was set on the next day. Has become.
[0043]
Next, learning weaving control will be described. When the “auto mode” is selected and set by a switch operation on an operation panel (not shown) and a setting signal is input to the control device 100, the control device 100 executes the learning weaving operation control S13. FIG. 3 is a flowchart showing a schematic flow of the learning weaving operation control S13 shown in FIG.
[0044]
As shown in FIG. 3, the control device 100 first determines whether or not it is 23:00 (step S101). At 23:00, the maximum hot water supply heat quantity Qo used by one day of hot water supply within a predetermined period in the past (in this example, within the last seven days) is calculated (step S102). The maximum hot water supply heat quantity Qo is calculated based on information from the thermistor 15 and the flow counter 16.
[0045]
After calculating the maximum hot water supply heat quantity Qo, next, the heating heat quantity Qhl for heating the bath water per day via the heat exchanger 31 is added to the maximum hot water supply heat quantity Qo (step S103). The heat quantity for heating Qhl is a constant value, and in this example, considering the cold region, from the measured value of the amount of heat released from the bathtub in which 200 L of bath water at 40 ° C. is stretched when the temperature of the bathroom is −10 ° C. The heat quantity for heating Qhl is determined.
[0046]
After the execution of step S103, next, the hot water storage temperature Tp when the total heat quantity of the maximum hot water supply heat quantity Qo and the heating heat quantity Qhl becomes the heat quantity (hot water storage heat quantity) held by the high-temperature hot water in the hot water storage tank 1 is calculated. (Step S104). Further, control device 100 calculates a current hot water storage heat amount Qt in hot water storage tank 1 based on the temperature information from thermistor 6 (step S105).
[0047]
Then, the difference between the total heat quantity of the maximum hot water supply heat quantity Qo and the heating heat quantity Qhl calculated in step S103 and the current hot water storage heat quantity Qt calculated in step S105 is determined by the operation of the heat pump device 2 at 6:30. An operation start time (boiling start time) ts to be obtained by the time is calculated (step S106). The reason why the boiling start time ts is calculated with 6:30 as the operation end time (boiling end time) is that the boiling is completed by 7:00 even if the increase in the amount of stored hot water varies. That's why.
[0048]
After executing Step S106, it is determined whether or not the boiling start time ts has come (Step S107), and when the boiling start time ts has come, the operation of the heat pump device 2 is started (Step S108). Then, when it is determined from the temperature information from the thermistor 21 (or the thermistors 21 and 22) that the hot water storage temperature in the hot water storage tank 1 has reached the target hot water storage temperature Tp (step S109), the heat pump device 2 is stopped (step S110). Then, the process returns to step S101.
[0049]
When the above-described operation controls S11 to S14 are being executed, when the callan or the like is opened, the tap water is supplied from the introduction pipe 12 into the hot water storage tank 1 and the hot water storage tank 1 is supplied through the discharge pipe 14. Hot water is drawn out of the mixer, mixed with tap water at a mixing valve (not shown), and then supplied with hot water.
[0050]
In addition, when the bath water in the bathtub 4 is to be kept warm or reheated, the control device 100 operates the circulation pump 34 based on signals such as the warming time and the warming temperature set on an operation panel (not shown), Bath water is circulated in the circulation circuit 30. The bath water flowing from the bathtub 4 through the pipe 32 flows through the heat exchanger 31, exchanges heat with the high-temperature hot water in the hot water storage tank 1, is heated, and then flows back through the pipe 33 into the bathtub 4. .
[0051]
According to the above-described configuration and operation, when the "automatic mode" is set, the maximum hot water supply heat quantity Qo required for hot water supply per day and the bath water heating for one day during the so-called late night time when the power cost is low. Can be stored in the hot water storage tank 1. Therefore, it is possible to prevent the running cost from increasing by operating the heat pump device 2 during the so-called daytime when power costs are high due to the lack of heat in the hot water storage tank 1.
[0052]
Also, since the maximum hot water supply heat amount Qo is a heat amount learned from past hot water supply results, the heat amount stored in the hot water storage tank 1 does not become excessively large. Therefore, it is possible to further prevent the running cost from increasing.
[0053]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the heating heat quantity Qhl is a constant value, but the control device 100 varies the heating heat quantity Qhl according to the set warming time of the bath water in the bathtub 4. Is also good. According to this, the heating heat quantity Qhl required for heating the bath water for one day can be accurately stored in the hot water storage tank 1 every day.
[0054]
If the set warming time is longer than the predetermined time, the heat amount for heating the bath water within the predetermined time period may be used as the heating heat amount Qhl. For example, even when the set heat retention time is two hours or longer, the bath water heat retention is often canceled in about two hours. In such a case, the heat amount for heating the bath water for 2 hours may be the heating heat amount Qhl. According to this, it is possible to further prevent the running cost from increasing.
[0055]
In addition, based on information from a thermistor (not shown) provided in the introduction pipe 12 and an outside temperature sensor (not shown) provided in the heat pump device 2, the control device 100 determines the temperature of water supply to the hot water storage tank 1 or the outside temperature. May be varied according to at least one of the maximum hot water supply heat amount Qo and the heating heat amount Qhl.
[0056]
According to this, according to the supply water temperature or the outside air temperature that changes depending on the season or the like, the heat supply heat quantity Qo required for hot water supply per day and the heat supply heat quantity Qhl required for heating bath water for one day are accurately stored. It can be stored in the tank 1. In addition, at least one of the maximum hot water supply heat quantity Qo and the heating heat quantity Qhl is changed for each predetermined period based on not the supply water temperature or the outside air temperature but the built-in calendar information so as to correspond to a seasonal change. Is also good.
[0057]
Further, control device 100 may vary at least one of hot water supply heat amount Qo and heating heat amount Qhl according to the amount of bath water in bathtub 4. According to this, in accordance with a change in the amount of bath water in the bath tub 4, the amount of hot water Qo required for hot water supply for one day including hot water supply to the bath tub 4 and the heating water required for heating bath water for one day The heat quantity Qhl can be accurately stored in the hot water storage tank 1. Further, the fluctuation may be controlled according to the amount of hot water in the bathtub 4 set on an operation panel (not shown).
[0058]
In the above-described embodiment, the heating heat amount Qhl is determined based on the heat release amount from the bath water 200L at 40 ° C. in the bathtub 4, but the heating heat amount Qhl is changed according to the bath water amount. It may be.
[0059]
Further, in the above-described embodiment, the heating heat quantity Qhl is a fixed value. However, thermistors are provided upstream and downstream of the heat exchanger 31 of the circulation circuit 30, and learning is performed based on bath water heating results obtained from these thermistors. The calculated value may be used as the heating calorie Qhl. According to this, it is possible to prevent the heat quantity for heating Qhl from being stored more than necessary.
[0060]
Further, in the above-described embodiment, the heat exchanger 31 is a spiral coiled tube, but may be a heat exchanger having another configuration.
[0061]
In the above-described embodiment, the heating means provided outside the hot water storage tank 1 is the heat pump device 2, but may be another heating means such as an electric heating device.
[0062]
Further, in the above embodiment, the number of hot water storage tanks 1 is one, but a plurality of hot water storage tanks may be connected in series or in parallel.
[0063]
Further, in the above-described embodiment, the water supplied from the outside of the hot water storage tank 1 into the heat exchanger 31 is the bath water in the bath tub 4, but other fluid flows through the heat exchanger 31. Alternatively, the heater may be heated by high-temperature hot water stored in the hot-water storage tank 1. For example, it may be a heating medium for floor heating or a heating medium for bathroom heating or bathroom drying.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hot water supply type hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an overall schematic control operation of the control device 100.
FIG. 3 is a flowchart showing a schematic flow of learning weaving operation control S13 shown in FIG. 2;
[Explanation of symbols]
1 Hot water storage tank 2 Heat pump device (heating means)
4 Bath 6 Thermistor 30 Circulation circuit 31 Heat exchangers 32, 33 Piping 100 Control device (control means)
Qo Maximum hot water supply heat (hot water supply heat)
Qhl Heating amount for heating

Claims (7)

内部に給湯用の高温の湯を貯える貯湯タンク(1)と、
前記貯湯タンク(1)内の水を加熱して前記高温の湯とする加熱手段(2)と、
前記貯湯タンク(1)内に設けられ、前記貯湯タンク(1)の外部から供給される水を内部に流通し、前記貯湯タンク(1)内に貯えられた前記高温の湯によって加温する熱交換器(31)と、
前記貯湯タンク(1)内の前記高温の湯が、1日の給湯に必要な給湯用熱量(Qo)を有するように、電力コストに応じて定まる所定時間帯に前記加熱手段(2)を発熱制御する制御手段(100)とを備える貯湯式給湯装置であって、
前記制御手段(100)は、前記高温の湯が、前記給湯用熱量(Qo)に加え、前記熱交換器(31)を介して1日に前記外部からの供給水を加温するに必要な加温用熱量(Qhl)を有するように、前記所定時間帯に前記加熱手段(2)を発熱制御することを特徴とする貯湯式給湯装置。
A hot water storage tank (1) for storing hot water for hot water supply inside,
Heating means (2) for heating water in the hot water storage tank (1) to make the hot water;
Heat that is provided in the hot water storage tank (1), circulates water supplied from outside the hot water storage tank (1), and is heated by the high-temperature hot water stored in the hot water storage tank (1). An exchanger (31);
The heating unit (2) generates heat during a predetermined time period determined according to the electric power cost so that the high-temperature hot water in the hot water storage tank (1) has a hot water supply heat quantity (Qo) necessary for hot water supply per day. And a control means (100) for controlling.
The control means (100) determines that the high-temperature hot water is required to heat the water supplied from the outside via the heat exchanger (31) in one day in addition to the hot water supply heat (Qo). A hot-water storage type hot water supply apparatus, wherein the heating means (2) is controlled to generate heat during the predetermined time period so as to have a heating calorie (Qhl).
前記制御手段(100)は、所定期間内の給湯実績より、1日の給湯に使用された熱量の最大値(Qo)を、前記給湯用熱量(Qo)とすることを特徴とする請求項1に記載の貯湯式給湯装置。The said control means (100) sets the maximum value (Qo) of the amount of heat used for hot water supply for one day as the said amount of heat for hot water supply (Qo) from the actual result of hot water supply within a predetermined period. A hot-water storage type hot water supply apparatus according to item 1. 前記熱交換器(31)から延びる2本の配管(32、33)を浴槽(4)に接続し、前記熱交換器(31)に、前記浴槽(4)内の浴水を循環させるようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の貯湯式給湯装置。Two pipes (32, 33) extending from the heat exchanger (31) are connected to a bathtub (4) so that bathwater in the bathtub (4) is circulated through the heat exchanger (31). The hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 1 or 2, wherein 前記制御手段(100)は、前記浴槽(4)内の浴水の設定保温時間に応じて、前記加温用熱量(Qhl)を変動させることを特徴とする請求項3に記載の貯湯式給湯装置。The hot water supply according to claim 3, wherein the control means (100) varies the heating heat amount (Qhl) according to a set warming time of the bath water in the bathtub (4). apparatus. 前記制御手段(100)は、前記設定保温時間が所定時間より長い場合には、前記所定時間内に浴水を加温する熱量を前記加温用熱量(Qhl)とすることを特徴とする請求項4に記載の貯湯式給湯装置。The control means (100), when the set warming time is longer than a predetermined time, sets the heat amount for heating the bath water within the predetermined time period to the heating heat amount (Qhl). Item 5. A hot water supply type hot water supply device according to item 4. 前記制御手段(100)は、前記貯湯タンク(1)内への給水温度もしくは外気温に応じて、前記給湯用熱量(Qo)および前記加温用熱量(Qhl)の少なくとも1つを変動させることを特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれか1つに記載の貯湯式給湯装置。The control means (100) varies at least one of the hot water supply heat amount (Qo) and the heating heat amount (Qhl) in accordance with a water supply temperature into the hot water storage tank (1) or an outside air temperature. The hot-water storage type hot-water supply device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that: 前記制御手段(100)は、前記浴槽(4)内の浴水量もしくは湯張り量に応じて、前記給湯用熱量(Qo)および前記加温用熱量(Qhl)の少なくとも1つを変動させることを特徴とする請求項3ないし請求項6のいずれか1つに記載の貯湯式給湯装置。The control means (100) changes at least one of the hot water supply heat quantity (Qo) and the heating heat quantity (Qhl) in accordance with the amount of bath water or hot water in the bathtub (4). The hot water storage type hot water supply apparatus according to any one of claims 3 to 6, wherein
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