JP2004251495A - 給湯装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒートポンプユニット１３の運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、貯湯タンク内の湯水を沸き上げる給湯装置を提供する。
【解決手段】残湯量検知手段４２で貯湯タンク内の残湯量を検知し、外気温度検知手段４４で外気温度を検知する。特定時間帯検知手段４５で特定時間帯を検知したとき、沸上目標温度設定手段４６で外気温度に応じた沸上目標温度を設定する。演算手段４７では、沸上目標温度および残湯量に基づき、ヒートポンプユニット１３の沸上開始を特定時間帯の開始時点から遅らせるピークシフト時間を求める。ピークシフト時間が経過するまでにピークシフト時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化したとき、再演算指示手段４８でピークシフト時間を再演算させる。外気温度の変化に対応して最適なピークシフト時間を設定し、ヒートポンプユニット１３の運転効率に適した運転をさせる。
【選択図】 図１
【解決手段】残湯量検知手段４２で貯湯タンク内の残湯量を検知し、外気温度検知手段４４で外気温度を検知する。特定時間帯検知手段４５で特定時間帯を検知したとき、沸上目標温度設定手段４６で外気温度に応じた沸上目標温度を設定する。演算手段４７では、沸上目標温度および残湯量に基づき、ヒートポンプユニット１３の沸上開始を特定時間帯の開始時点から遅らせるピークシフト時間を求める。ピークシフト時間が経過するまでにピークシフト時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化したとき、再演算指示手段４８でピークシフト時間を再演算させる。外気温度の変化に対応して最適なピークシフト時間を設定し、ヒートポンプユニット１３の運転効率に適した運転をさせる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプユニットによって貯湯タンク内の湯水を特定時間帯に沸き上げる給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば深夜電力時間帯などの特定時間帯に貯湯タンク内の湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯タンクに貯湯された湯を給湯する給湯装置では、特定時間帯の開始時点に電力使用が集中するのを防止するとともに、貯湯タンクの湯水を沸き上げた後の放熱による温度低下を極力防止するため、特定時間帯の終了の直前に沸き上げが完了するように、特定時間帯の開始時点よりも沸上開始を遅らせるいわゆるピークシフト制御が行われている。
【０００３】
一般に、ピークシフト制御では、特定時間帯の開始時点で貯湯タンクの残湯量および給水温度に基づき沸上開始移動時間つまりピークシフト時間を求め、この特定時間帯の開始時点で求めたピークシフト時間が経過したら沸き上げを開始している。
【０００４】
また、ピークシフト時間が経過するまでに、貯湯タンクの湯水が使用されて残湯量が減少した場合に、ピークシフト時間を再演算し、ピークシフト時間を修正する場合もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、貯湯タンクの湯水を沸き上げるのに冷媒回路を有するヒートポンプユニットを用いる場合、冷媒回路の室外機の稼働により冷媒回路の熱交換器を通じて貯湯タンク内の湯水を沸き上げている。このヒートポンプユニットでは、外気温度に応じて運転効率が変化し、つまり、ある外気温度の範囲で運転効率が最も高く、その運転効率の高い外気温度の範囲より外気温度が低くなるほどあるいは高くなるほど運転効率が低下してしまうヒートポンプ特有の特性を有している。さらに、この運転効率の変化に応じて沸上可能温度が変化し、つまり、運転効率が高いほど沸上可能温度が高く、運転効率が低いほど沸上可能温度が低くなるヒートポンプ特有の特性を有している。
【０００６】
【特許文献１】
特公平４−５４８６１号公報（第３頁、第８図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、貯湯タンクの湯水を沸き上げるのに冷媒回路を有するヒートポンプユニットを用いる場合、外気温度に応じて運転効率が変化し、沸上可能温度が変化してしまうため、特定時間帯の開始時点で求めたピークシフト時間が経過したら沸き上げを開始する一般的なピークシフト制御では、特定時間帯の開始時点から外気温度が変化してヒートポンプユニットの運転効率が低下したときには特定時間帯の終了までに沸き上がらず、一方、特定時間帯の開始時点から外気温度が変化してヒートポンプユニットの運転効率が向上したときには特定時間帯の終了時より大分前に沸き上がるなど、外気温度の変化に対応できない問題がある。
【０００８】
また、特定時間帯の開始時点から外気温度が変化してヒートポンプユニットの運転効率が低下した場合には、沸上可能温度が低下するにもかかわらず、運転効率の悪い無理な運転を継続し、室外機に無理な負担を与える問題がある。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる給湯装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の給湯装置は、貯湯タンクと、室外機および熱交換器を設けた冷媒回路を有し、熱交換器を通じて前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げるヒートポンプユニットと、前記貯湯タンク内の残湯量を検知する残湯量検知手段と、外気温度を検知する外気温度検知手段と、前記貯湯タンク内の湯水を前記ヒートポンプユニットで沸き上げる特定時間帯を検知する特定時間帯検知手段と、少なくとも前記残湯量検知手段で検知される残湯量および前記外気温度検知手段で検知される外気温度に基づき、特定時間帯の終了時に前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを完了させるのに対応して前記ヒートポンプユニットによる沸上開始を特定時間帯の開始時点から移動させる沸上開始移動時間を求める演算手段と、この演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過するまで外気温度を監視し、前記演算手段によって沸上開始移動時間を前回求めた時点での外気温度に対し現在の外気温度が変化しているときに前記演算手段によって沸上開始移動時間を再演算させる再演算指示手段と、前記演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過したら前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを開始させる沸上制御手段とを具備しているものである。
【００１１】
そして、この構成では、外気温度および残湯量に基づいて沸上開始移動時間を求め、沸上開始移動時間が経過するまでに沸上開始移動時間を前回求めた時点での外気温度に対し現在の外気温度が変化しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００１２】
請求項２記載の給湯装置は、貯湯タンクと、室外機および熱交換器を設けた冷媒回路を有し、熱交換器を通じて前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げるヒートポンプユニットと、前記貯湯タンク内の残湯量を検知する残湯量検知手段と、外気温度を検知する外気温度検知手段と、前記貯湯タンク内の湯水を前記ヒートポンプユニットで沸き上げる特定時間帯を検知する特定時間帯検知手段と、前記外気温度検知手段で検知される外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク内の湯水を前記ヒートポンプユニットで沸き上げる沸上目標温度を設定する沸上目標温度設定手段と、少なくとも前記残湯量検知手段で検知される残湯量および前記沸上目標温度設定手段で設定される沸上目標温度に基づき、特定時間帯の終了時に前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを完了させるのに対応して前記ヒートポンプユニットによる沸上開始を特定時間帯の開始時点から移動させる沸上開始移動時間を求める演算手段と、この演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過するまで沸上目標温度を監視し、前記演算手段によって沸上開始移動時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化しているときに前記演算手段によって沸上開始移動時間を再演算させる再演算指示手段と、前記演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過したら前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを開始させる沸上制御手段とを具備しているものである。
【００１３】
そして、この構成では、外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク内の湯水をヒートポンプユニットで沸き上げる沸上目標温度を設定し、沸上目標温度および残湯量に基づいて沸上開始移動時間を求め、沸上開始移動時間が経過するまでに沸上開始移動時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００１４】
請求項３記載の給湯装置は、請求項２記載の給湯装置において、沸上目標温度設定手段は、ヒートポンプユニットによる沸上開始後の外気温度の変化に応じて沸上目標温度を変更設定し、沸上制御手段は、前記沸上目標温度設定手段で変更設定された沸上目標温度に前記ヒートポンプユニットによって沸き上げさせるものである。
【００１５】
そして、この構成では、ヒートポンプユニットによる沸上開始後の外気温度の変化に応じて沸上目標温度を変更設定するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００１６】
請求項４記載の給湯装置は、請求項１ないし３いずれか記載の給湯装置において、再演算指示手段は、演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過するまで残湯量を監視し、演算手段によって沸上開始移動時間を前回求めた時点での残湯量に対し現在の残湯量が所定量以上減少しているときに演算手段によって沸上開始移動時間を再演算させるものである。
【００１７】
そして、この構成では、沸上開始移動時間が経過するまで残湯量を監視し、沸上開始移動時間を前回求めた時点での残湯量に対し現在の残湯量が所定量以上減少しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、外気温度の変化とともに残湯量の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図２に示すように、給湯装置１１は、本体ユニット１２およびヒートポンプユニット１３を備えている。
【００２０】
本体ユニット１２には貯湯タンク１７が配設され、この貯湯タンク１７は、先止押上式の給水給湯方式を採用したもので、この貯湯タンク１７の下部に減圧弁１８および逆止弁１９を介して水道管などの給水源に配管される給水管２０が接続され、貯湯タンク１５の上部に給湯管２１が接続されている。
【００２１】
貯湯タンク１７の側面には、貯湯タンク１７内での例えば６０Ｌ、１２０Ｌ、１８０Ｌおよび４３０Ｌなどの各残湯量に対応した高さ位置に貯湯タンク１７内の湯水温度を検知する残湯サーミスタ２２が配設されているとともに、貯湯タンク１７の底部側に全体沸上時の湯水温度を検知するとともに貯湯タンク１７内に給水される給水温度を検知する水温湯温サーミスタ２３が配設されている。
【００２２】
そして、先止押上式の貯湯タンク１７では、ヒートポンプユニット１３で貯湯タンク１７内の湯水を設定温度に沸き上げ、各給湯場所からの出湯時に貯湯タンク１７の下部に給水される水圧で湯水を押し上げて給湯管２１を通じて給湯する。貯湯タンク１７内の上部の湯層と下部の水層とは湯水混合層を介して分離しており、湯の使用に伴って湯水混合層が上昇することになる。
【００２３】
また、本体ユニット１２の貯湯タンク１７に対し、ヒートポンプユニット１３との間で循環路２７が接続されている。
【００２４】
循環路２７は、貯湯タンク１７の下部から入口温度サーミスタ２８、循環ポンプ２９、熱交換器３０、出口温度サーミスタ３１を通じて貯湯タンク１７の上部に接続されている。そして、循環ポンプ２９の動作によって、貯湯タンク１７の下部の湯水がヒートポンプユニット１３で加熱され、貯湯タンク１７の上部に循環されて貯湯される。
【００２５】
また、ヒートポンプユニット１３は、冷媒が充填された冷媒回路３５を有し、この冷媒回路３５に室外機３６および凝縮器として機能する熱交換器３０が接続されている。室外機３６には、図示していないが、冷媒回路３５に対して配設された圧縮機、膨張弁および蒸発器が内蔵されているとともに、蒸発器に外気を送る送風ファンが内蔵されている。
【００２６】
また、図１に示すように、給湯装置１１は、給湯装置１１を制御する制御装置４１を有し、この制御装置４１には、各残湯サーミスタ２２の検知温度から貯湯タンク１７内の残湯量を検知する残湯量検知手段４２、水温湯温サーミスタ２３の検知温度から貯湯タンク１７内に給水される給水温度を検知する給水温度検知手段４３、本体ユニット１２や室外機３６などに設置される図示しない外気温サーミスタの検知温度から外気温度を検知する外気温度検知手段４４、例えば深夜電力時間帯などの特定時間帯を検知する特定時間帯検知手段４５、循環ポンプ２９およびヒートポンプユニット１３が接続されている。特定時間帯検知手段４５は、例えば深夜電力時間帯になって電力が投入されたことを検知する。
【００２７】
そして、制御装置４１は、外気温度検知手段４４で検知される外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク１７内の湯水をヒートポンプユニット１３で沸き上げる沸上目標温度を設定する沸上目標温度設定手段４６の機能、特定時間帯検知手段４５で検知される特定時間帯において、残湯量検知手段４２で検知される残湯量、給水温度検知手段４３で検知される給水温度および沸上目標温度設定手段４６で設定される沸上目標温度に基づき、特定時間帯の終了時にヒートポンプユニット１３による沸き上げを完了させるのに対応してヒートポンプユニット１３による沸上開始を特定時間帯の開始時点から移動させる沸上開始移動時間つまりピークシフト時間を求める演算手段４７の機能、演算手段４７で求められたピークシフト時間が経過するまで残湯量および沸上目標温度を監視し、演算手段４７によってピークシフト時間を前回求めた時点での残湯量および沸上目標温度に対し現在の残湯量および沸上目標温度が変化しているときに演算手段４７によってピークシフト時間を再演算させる再演算指示手段４８の機能、演算手段４７で求められたピークシフト時間が経過したらヒートポンプユニット１３による沸き上げを開始させる沸上制御手段４９の機能を有している。沸上目標温度設定手段４６は、表１に示す外気温度範囲と沸上目標温度との関係に基づいて検知された外気温度から沸上目標温度を設定するもので、さらに、ヒートポンプユニット１３による沸上開始後の外気温度の変化に応じて沸上目標温度を変更設定する機能を有している。
【００２８】
さらに、制御装置４１は、計時機能を有するタイマ５０、各種の設定データや検知データなどを記憶する記憶手段５１を有している。記憶手段５１は、表１に示すように外気温度範囲と沸上目標温度との関係、残湯量と給水温度と沸上目標温度とに基づくピークシフト時間の関係、求めたピークシフト時間、このピークシフト時間を求めたときの残湯量、給水温度、外気温度および沸上目標温度などをそれぞれ記憶する。
【００２９】
【表１】
【００３０】
次に、給湯装置１１による沸上動作を図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３１】
深夜電力時間帯などの特定時間帯の開始を特定時間帯検知手段４５で検知すれば（ステップ１）、まず、残湯量検知手段４２で残湯量を、給水温度検知手段４３で給水温度を、外気温度検知手段４４で外気温度を、それぞれ検知する（ステップ２，３，４）。
【００３２】
制御装置４１の沸上目標温度設定手段４６により、表１に示した関係から、外気温度検知手段４４で検知される外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク１７内の湯水をヒートポンプユニット１３で沸き上げる沸上目標温度を設定する（ステップ５）。
【００３３】
制御装置４１の演算手段４７により、残湯量検知手段４２で検知される残湯量、給水温度検知手段４３で検知される給水温度および沸上目標温度設定手段４６で設定される沸上目標温度に基づき、特定時間帯の終了時にヒートポンプユニット１３による沸き上げを完了させるためのヒートポンプユニット１３による沸上開始を特定時間帯の開始時点から遅らせるように移動させる沸上開始移動時間つまりピークシフト時間を求める（ステップ６）。求めたピークシフト時間、このピークシフト時間を求めたときの残湯量、給水温度、外気温度および沸上目標温度などは記憶手段５１に記憶する。
【００３４】
なお、ピークシフト時間を求めた結果、ピークシフト時間の設定が必要でない場合には（ステップ７）、ヒートポンプユニット１３の運転を直ちに開始させ（ステップ８）、貯湯タンク１７内の湯水の目標設定温度での沸き上げを開始する。
【００３５】
また、ピークシフト時間の設定が必要な場合、ピークシフト時間を求めた後、タイマ５０による計時を開始し（ステップ９）、制御装置４１の沸上制御手段４９でピークシフト時間の経過を監視し（ステップ１０）、さらに、このピークシフト時間が経過するまでは、制御装置４１の再演算指示手段４８により、ピークシフト時間を前回求めた時点での沸上目標温度および残湯量に対し、現在の外気温度の変化による沸上目標温度の変化および貯湯タンク１７内の湯の使用による残湯量の変化を監視する（ステップ１１，１２）。
【００３６】
そして、外気温度検知手段４４では外気温度を常に監視しており、沸上目標温度設定手段４６では外気温度の変化に対応して沸上目標温度を随時変更設定する。すなわち、外気温度が変化した場合、この外気温度の変化が表１に示す外気温度範囲内あれば、沸上目標温度は変化せず、一方、外気温度の変化が表１に示す外気温度範囲を超えた場合には、沸上目標温度が変化する。
【００３７】
表１に示すように、ヒートポンプユニット１３は、外気温度が５〜１５℃の範囲で運転効率が最も高く、その運転効率の高い外気温度の５〜１５℃の範囲より外気温度が低くなるほどあるいは高くなるほど運転効率が低下し、さらに、運転効率が高いほど沸上可能温度が高く、運転効率が低いほど沸上可能温度が低くなるヒートポンプ特有の特性を有している。
【００３８】
通常、外気温度は特定時間帯が開始する深夜から早朝の日が昇るまでの間にかけて徐々に低下するため、深夜の外気温度が例えば５〜１５℃の範囲のときに外気温度が低下した場合には、ヒートポンプユニット１３の運転効率が低下し、沸上可能温度も低下するのに対応し、沸上目標温度を低くするように設定し、また、深夜の外気温度が例えば２７℃以上のときに外気温度が低下（ただし５℃以上）した場合には、ヒートポンプユニット１３の運転効率が向上し、沸上可能温度も向上するのに対応し、目標設定温度を高くするように設定する。
【００３９】
制御装置４１の再演算指示手段４８では、ピークシフト時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化しているとき、演算手段４７によってピークシフト時間を再演算させるように指示する。再演算を指示された演算手段４７では、現在の沸上目標温度などに基づいてピークシフト時間を再演算する（ステップ１３）。この再演算するピークシフト時間は、特定時間帯の開始時点からのピークシフト時間、あるいは再演算した時点からのピークシフト時間のいずれでもよい。
【００４０】
また、残湯量検知手段４２では残湯量を常に監視し、再演算指示手段４８では、ピークシフト時間を前回求めた時点での残湯量に対し現在の残湯量が所定量以上減少しているとき、演算手段４７によってピークシフト時間を再演算させるように指示する。再演算を指示された演算手段４７では、現在の残湯量などに基づいてピークシフト時間を再演算する（ステップ１３）。この再演算するピークシフト時間は、特定時間帯の開始時点からのピークシフト時間、あるいは再演算した時点からのピークシフト時間のいずれでもよい。
【００４１】
そして、沸上制御手段４９では、ピークシフト時間が経過したらヒートポンプユニット１３の運転を開始させ、貯湯タンク１７内の湯水の沸き上げを開始する。
【００４２】
次に、沸上制御手段４９による沸上運転を説明する。
【００４３】
運転を開始したヒートポンプユニット１３では、室外機３６の圧縮機を駆動し、気化状態の冷媒を熱交換器３０に送ることで冷媒熱を循環路２７内の湯水に伝達して冷媒が液化し、この液化した冷媒を室外機３６の膨張弁を通じて蒸発器に送ることで大気熱を集熱して冷媒が気化し、この気化した冷媒を圧縮機で圧縮して熱交換器３０に再び送るヒートポンプサイクルが繰り返す。
【００４４】
循環路２７では、循環ポンプ２９が動作し、貯湯タンク１７の下部の湯水をヒートポンプユニット１３の熱交換器３０に送り、熱交換器３０での熱交換によって所定の沸上温度に沸き上げた湯を貯湯タンク１７の上部に循環させ、貯湯タンク１７の上部側から湯を貯湯する。このとき、熱交換器３０を通じて沸き上げられて貯湯タンク１７の上部に送られる湯の温度を出口温度サーミスタ３１で検知し、この出口温度サーミスタ３１で検知する温度が沸上目標温度になるように、循環ポンプ２９による湯水の循環流量を制御する。
【００４５】
また、ヒートポンプユニット１３による沸上開始後つまり沸上運転中に外気温度が変化すれば、沸上目標温度設定手段４６では、上述のように外気温度の変化に応じて沸上目標温度を随時変更設定する。そのため、沸上制御手段４９では、沸上目標温度設定手段４６で変更設定された沸上目標温度になるようにヒートポンプユニット１３および循環ポンプ２９を制御する。
【００４６】
そして、貯湯タンク１７に沸上目標温度の湯の貯湯が完了したら、ヒートポンプユニット１３の運転を停止するとともに循環路２７の循環ポンプ２９を停止させ、沸上運転を終了する。この沸上運転の終了は、最適な沸上目標温度およびピークシフト時間を設定しているために特定時間帯の終了時間に正確に合わせることができる。
【００４７】
このように、外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク１７内の湯水をヒートポンプユニット１３で沸き上げる沸上目標温度を設定し、沸上目標温度および残湯量に基づいてピークシフト時間を求め、ピークシフト時間が経過するまでにピークシフト時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化しているときにピークシフト時間を再演算するため、ヒートポンプユニット１３の運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適なピークシフト時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニット１３の運転効率に適した運転ができる。
【００４８】
しかも、ピークシフト時間が経過するまで残湯量を監視し、ピークシフト時間を前回求めた時点での残湯量に対し現在の残湯量が所定量以上減少しているときにピークシフト時間を再演算するため、外気温度の変化とともに残湯量の変化に対応し、最適なピークシフト時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニット１３の運転効率に適した運転ができる。
【００４９】
さらに、ヒートポンプユニット１３による沸上開始後にも、外気温度の変化に応じて沸上目標温度を変更設定するため、ヒートポンプユニット１３の運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、ヒートポンプユニット１３の運転効率に適した運転ができる。
【００５０】
なお、前記実施の形態では、沸上目標温度の変化に対応してピークシフト時間を再演算させたが、外気温度の変化に直接対応してピークシフト時間を再演算させても同様の作用効果が得られる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の給湯装置によれば、外気温度および残湯量に基づいて沸上開始移動時間を求め、沸上開始移動時間が経過するまでに沸上開始移動時間を前回求めた時点での外気温度に対し現在の外気温度が変化しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００５２】
請求項２記載の給湯装置によれば、外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク内の湯水をヒートポンプユニットで沸き上げる沸上目標温度を設定し、沸上目標温度および残湯量に基づいて沸上開始移動時間を求め、沸上開始移動時間が経過するまでに沸上開始移動時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００５３】
請求項３記載の給湯装置によれば、請求項２記載の給湯装置の効果に加えて、ヒートポンプユニットによる沸上開始後の外気温度の変化に応じて沸上目標温度を変更設定するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００５４】
請求項４記載の給湯装置によれば、請求項１ないし３いずれか記載の給湯装置の効果に加えて、沸上開始移動時間が経過するまで残湯量を監視し、沸上開始移動時間を前回求めた時点での残湯量に対し現在の残湯量が所定量以上減少しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、外気温度の変化とともに残湯量の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す給湯装置のブロック図である。
【図２】同上給湯装置の構成図である。
【図３】同上給湯装置の沸上動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１ 給湯装置
１３ ヒートポンプユニット
１７ 貯湯タンク
３０ 熱交換器
３５ 冷媒回路
３６ 室外機
４２ 残湯量検知手段
４４ 外気温度検知手段
４５ 特定時間帯検知手段
４６ 沸上目標温度設定手段
４７ 演算手段
４８ 再演算指示手段
４９ 沸上制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプユニットによって貯湯タンク内の湯水を特定時間帯に沸き上げる給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば深夜電力時間帯などの特定時間帯に貯湯タンク内の湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯タンクに貯湯された湯を給湯する給湯装置では、特定時間帯の開始時点に電力使用が集中するのを防止するとともに、貯湯タンクの湯水を沸き上げた後の放熱による温度低下を極力防止するため、特定時間帯の終了の直前に沸き上げが完了するように、特定時間帯の開始時点よりも沸上開始を遅らせるいわゆるピークシフト制御が行われている。
【０００３】
一般に、ピークシフト制御では、特定時間帯の開始時点で貯湯タンクの残湯量および給水温度に基づき沸上開始移動時間つまりピークシフト時間を求め、この特定時間帯の開始時点で求めたピークシフト時間が経過したら沸き上げを開始している。
【０００４】
また、ピークシフト時間が経過するまでに、貯湯タンクの湯水が使用されて残湯量が減少した場合に、ピークシフト時間を再演算し、ピークシフト時間を修正する場合もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、貯湯タンクの湯水を沸き上げるのに冷媒回路を有するヒートポンプユニットを用いる場合、冷媒回路の室外機の稼働により冷媒回路の熱交換器を通じて貯湯タンク内の湯水を沸き上げている。このヒートポンプユニットでは、外気温度に応じて運転効率が変化し、つまり、ある外気温度の範囲で運転効率が最も高く、その運転効率の高い外気温度の範囲より外気温度が低くなるほどあるいは高くなるほど運転効率が低下してしまうヒートポンプ特有の特性を有している。さらに、この運転効率の変化に応じて沸上可能温度が変化し、つまり、運転効率が高いほど沸上可能温度が高く、運転効率が低いほど沸上可能温度が低くなるヒートポンプ特有の特性を有している。
【０００６】
【特許文献１】
特公平４−５４８６１号公報（第３頁、第８図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、貯湯タンクの湯水を沸き上げるのに冷媒回路を有するヒートポンプユニットを用いる場合、外気温度に応じて運転効率が変化し、沸上可能温度が変化してしまうため、特定時間帯の開始時点で求めたピークシフト時間が経過したら沸き上げを開始する一般的なピークシフト制御では、特定時間帯の開始時点から外気温度が変化してヒートポンプユニットの運転効率が低下したときには特定時間帯の終了までに沸き上がらず、一方、特定時間帯の開始時点から外気温度が変化してヒートポンプユニットの運転効率が向上したときには特定時間帯の終了時より大分前に沸き上がるなど、外気温度の変化に対応できない問題がある。
【０００８】
また、特定時間帯の開始時点から外気温度が変化してヒートポンプユニットの運転効率が低下した場合には、沸上可能温度が低下するにもかかわらず、運転効率の悪い無理な運転を継続し、室外機に無理な負担を与える問題がある。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる給湯装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の給湯装置は、貯湯タンクと、室外機および熱交換器を設けた冷媒回路を有し、熱交換器を通じて前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げるヒートポンプユニットと、前記貯湯タンク内の残湯量を検知する残湯量検知手段と、外気温度を検知する外気温度検知手段と、前記貯湯タンク内の湯水を前記ヒートポンプユニットで沸き上げる特定時間帯を検知する特定時間帯検知手段と、少なくとも前記残湯量検知手段で検知される残湯量および前記外気温度検知手段で検知される外気温度に基づき、特定時間帯の終了時に前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを完了させるのに対応して前記ヒートポンプユニットによる沸上開始を特定時間帯の開始時点から移動させる沸上開始移動時間を求める演算手段と、この演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過するまで外気温度を監視し、前記演算手段によって沸上開始移動時間を前回求めた時点での外気温度に対し現在の外気温度が変化しているときに前記演算手段によって沸上開始移動時間を再演算させる再演算指示手段と、前記演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過したら前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを開始させる沸上制御手段とを具備しているものである。
【００１１】
そして、この構成では、外気温度および残湯量に基づいて沸上開始移動時間を求め、沸上開始移動時間が経過するまでに沸上開始移動時間を前回求めた時点での外気温度に対し現在の外気温度が変化しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００１２】
請求項２記載の給湯装置は、貯湯タンクと、室外機および熱交換器を設けた冷媒回路を有し、熱交換器を通じて前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げるヒートポンプユニットと、前記貯湯タンク内の残湯量を検知する残湯量検知手段と、外気温度を検知する外気温度検知手段と、前記貯湯タンク内の湯水を前記ヒートポンプユニットで沸き上げる特定時間帯を検知する特定時間帯検知手段と、前記外気温度検知手段で検知される外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク内の湯水を前記ヒートポンプユニットで沸き上げる沸上目標温度を設定する沸上目標温度設定手段と、少なくとも前記残湯量検知手段で検知される残湯量および前記沸上目標温度設定手段で設定される沸上目標温度に基づき、特定時間帯の終了時に前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを完了させるのに対応して前記ヒートポンプユニットによる沸上開始を特定時間帯の開始時点から移動させる沸上開始移動時間を求める演算手段と、この演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過するまで沸上目標温度を監視し、前記演算手段によって沸上開始移動時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化しているときに前記演算手段によって沸上開始移動時間を再演算させる再演算指示手段と、前記演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過したら前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを開始させる沸上制御手段とを具備しているものである。
【００１３】
そして、この構成では、外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク内の湯水をヒートポンプユニットで沸き上げる沸上目標温度を設定し、沸上目標温度および残湯量に基づいて沸上開始移動時間を求め、沸上開始移動時間が経過するまでに沸上開始移動時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００１４】
請求項３記載の給湯装置は、請求項２記載の給湯装置において、沸上目標温度設定手段は、ヒートポンプユニットによる沸上開始後の外気温度の変化に応じて沸上目標温度を変更設定し、沸上制御手段は、前記沸上目標温度設定手段で変更設定された沸上目標温度に前記ヒートポンプユニットによって沸き上げさせるものである。
【００１５】
そして、この構成では、ヒートポンプユニットによる沸上開始後の外気温度の変化に応じて沸上目標温度を変更設定するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００１６】
請求項４記載の給湯装置は、請求項１ないし３いずれか記載の給湯装置において、再演算指示手段は、演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過するまで残湯量を監視し、演算手段によって沸上開始移動時間を前回求めた時点での残湯量に対し現在の残湯量が所定量以上減少しているときに演算手段によって沸上開始移動時間を再演算させるものである。
【００１７】
そして、この構成では、沸上開始移動時間が経過するまで残湯量を監視し、沸上開始移動時間を前回求めた時点での残湯量に対し現在の残湯量が所定量以上減少しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、外気温度の変化とともに残湯量の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図２に示すように、給湯装置１１は、本体ユニット１２およびヒートポンプユニット１３を備えている。
【００２０】
本体ユニット１２には貯湯タンク１７が配設され、この貯湯タンク１７は、先止押上式の給水給湯方式を採用したもので、この貯湯タンク１７の下部に減圧弁１８および逆止弁１９を介して水道管などの給水源に配管される給水管２０が接続され、貯湯タンク１５の上部に給湯管２１が接続されている。
【００２１】
貯湯タンク１７の側面には、貯湯タンク１７内での例えば６０Ｌ、１２０Ｌ、１８０Ｌおよび４３０Ｌなどの各残湯量に対応した高さ位置に貯湯タンク１７内の湯水温度を検知する残湯サーミスタ２２が配設されているとともに、貯湯タンク１７の底部側に全体沸上時の湯水温度を検知するとともに貯湯タンク１７内に給水される給水温度を検知する水温湯温サーミスタ２３が配設されている。
【００２２】
そして、先止押上式の貯湯タンク１７では、ヒートポンプユニット１３で貯湯タンク１７内の湯水を設定温度に沸き上げ、各給湯場所からの出湯時に貯湯タンク１７の下部に給水される水圧で湯水を押し上げて給湯管２１を通じて給湯する。貯湯タンク１７内の上部の湯層と下部の水層とは湯水混合層を介して分離しており、湯の使用に伴って湯水混合層が上昇することになる。
【００２３】
また、本体ユニット１２の貯湯タンク１７に対し、ヒートポンプユニット１３との間で循環路２７が接続されている。
【００２４】
循環路２７は、貯湯タンク１７の下部から入口温度サーミスタ２８、循環ポンプ２９、熱交換器３０、出口温度サーミスタ３１を通じて貯湯タンク１７の上部に接続されている。そして、循環ポンプ２９の動作によって、貯湯タンク１７の下部の湯水がヒートポンプユニット１３で加熱され、貯湯タンク１７の上部に循環されて貯湯される。
【００２５】
また、ヒートポンプユニット１３は、冷媒が充填された冷媒回路３５を有し、この冷媒回路３５に室外機３６および凝縮器として機能する熱交換器３０が接続されている。室外機３６には、図示していないが、冷媒回路３５に対して配設された圧縮機、膨張弁および蒸発器が内蔵されているとともに、蒸発器に外気を送る送風ファンが内蔵されている。
【００２６】
また、図１に示すように、給湯装置１１は、給湯装置１１を制御する制御装置４１を有し、この制御装置４１には、各残湯サーミスタ２２の検知温度から貯湯タンク１７内の残湯量を検知する残湯量検知手段４２、水温湯温サーミスタ２３の検知温度から貯湯タンク１７内に給水される給水温度を検知する給水温度検知手段４３、本体ユニット１２や室外機３６などに設置される図示しない外気温サーミスタの検知温度から外気温度を検知する外気温度検知手段４４、例えば深夜電力時間帯などの特定時間帯を検知する特定時間帯検知手段４５、循環ポンプ２９およびヒートポンプユニット１３が接続されている。特定時間帯検知手段４５は、例えば深夜電力時間帯になって電力が投入されたことを検知する。
【００２７】
そして、制御装置４１は、外気温度検知手段４４で検知される外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク１７内の湯水をヒートポンプユニット１３で沸き上げる沸上目標温度を設定する沸上目標温度設定手段４６の機能、特定時間帯検知手段４５で検知される特定時間帯において、残湯量検知手段４２で検知される残湯量、給水温度検知手段４３で検知される給水温度および沸上目標温度設定手段４６で設定される沸上目標温度に基づき、特定時間帯の終了時にヒートポンプユニット１３による沸き上げを完了させるのに対応してヒートポンプユニット１３による沸上開始を特定時間帯の開始時点から移動させる沸上開始移動時間つまりピークシフト時間を求める演算手段４７の機能、演算手段４７で求められたピークシフト時間が経過するまで残湯量および沸上目標温度を監視し、演算手段４７によってピークシフト時間を前回求めた時点での残湯量および沸上目標温度に対し現在の残湯量および沸上目標温度が変化しているときに演算手段４７によってピークシフト時間を再演算させる再演算指示手段４８の機能、演算手段４７で求められたピークシフト時間が経過したらヒートポンプユニット１３による沸き上げを開始させる沸上制御手段４９の機能を有している。沸上目標温度設定手段４６は、表１に示す外気温度範囲と沸上目標温度との関係に基づいて検知された外気温度から沸上目標温度を設定するもので、さらに、ヒートポンプユニット１３による沸上開始後の外気温度の変化に応じて沸上目標温度を変更設定する機能を有している。
【００２８】
さらに、制御装置４１は、計時機能を有するタイマ５０、各種の設定データや検知データなどを記憶する記憶手段５１を有している。記憶手段５１は、表１に示すように外気温度範囲と沸上目標温度との関係、残湯量と給水温度と沸上目標温度とに基づくピークシフト時間の関係、求めたピークシフト時間、このピークシフト時間を求めたときの残湯量、給水温度、外気温度および沸上目標温度などをそれぞれ記憶する。
【００２９】
【表１】
次に、給湯装置１１による沸上動作を図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３１】
深夜電力時間帯などの特定時間帯の開始を特定時間帯検知手段４５で検知すれば（ステップ１）、まず、残湯量検知手段４２で残湯量を、給水温度検知手段４３で給水温度を、外気温度検知手段４４で外気温度を、それぞれ検知する（ステップ２，３，４）。
【００３２】
制御装置４１の沸上目標温度設定手段４６により、表１に示した関係から、外気温度検知手段４４で検知される外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク１７内の湯水をヒートポンプユニット１３で沸き上げる沸上目標温度を設定する（ステップ５）。
【００３３】
制御装置４１の演算手段４７により、残湯量検知手段４２で検知される残湯量、給水温度検知手段４３で検知される給水温度および沸上目標温度設定手段４６で設定される沸上目標温度に基づき、特定時間帯の終了時にヒートポンプユニット１３による沸き上げを完了させるためのヒートポンプユニット１３による沸上開始を特定時間帯の開始時点から遅らせるように移動させる沸上開始移動時間つまりピークシフト時間を求める（ステップ６）。求めたピークシフト時間、このピークシフト時間を求めたときの残湯量、給水温度、外気温度および沸上目標温度などは記憶手段５１に記憶する。
【００３４】
なお、ピークシフト時間を求めた結果、ピークシフト時間の設定が必要でない場合には（ステップ７）、ヒートポンプユニット１３の運転を直ちに開始させ（ステップ８）、貯湯タンク１７内の湯水の目標設定温度での沸き上げを開始する。
【００３５】
また、ピークシフト時間の設定が必要な場合、ピークシフト時間を求めた後、タイマ５０による計時を開始し（ステップ９）、制御装置４１の沸上制御手段４９でピークシフト時間の経過を監視し（ステップ１０）、さらに、このピークシフト時間が経過するまでは、制御装置４１の再演算指示手段４８により、ピークシフト時間を前回求めた時点での沸上目標温度および残湯量に対し、現在の外気温度の変化による沸上目標温度の変化および貯湯タンク１７内の湯の使用による残湯量の変化を監視する（ステップ１１，１２）。
【００３６】
そして、外気温度検知手段４４では外気温度を常に監視しており、沸上目標温度設定手段４６では外気温度の変化に対応して沸上目標温度を随時変更設定する。すなわち、外気温度が変化した場合、この外気温度の変化が表１に示す外気温度範囲内あれば、沸上目標温度は変化せず、一方、外気温度の変化が表１に示す外気温度範囲を超えた場合には、沸上目標温度が変化する。
【００３７】
表１に示すように、ヒートポンプユニット１３は、外気温度が５〜１５℃の範囲で運転効率が最も高く、その運転効率の高い外気温度の５〜１５℃の範囲より外気温度が低くなるほどあるいは高くなるほど運転効率が低下し、さらに、運転効率が高いほど沸上可能温度が高く、運転効率が低いほど沸上可能温度が低くなるヒートポンプ特有の特性を有している。
【００３８】
通常、外気温度は特定時間帯が開始する深夜から早朝の日が昇るまでの間にかけて徐々に低下するため、深夜の外気温度が例えば５〜１５℃の範囲のときに外気温度が低下した場合には、ヒートポンプユニット１３の運転効率が低下し、沸上可能温度も低下するのに対応し、沸上目標温度を低くするように設定し、また、深夜の外気温度が例えば２７℃以上のときに外気温度が低下（ただし５℃以上）した場合には、ヒートポンプユニット１３の運転効率が向上し、沸上可能温度も向上するのに対応し、目標設定温度を高くするように設定する。
【００３９】
制御装置４１の再演算指示手段４８では、ピークシフト時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化しているとき、演算手段４７によってピークシフト時間を再演算させるように指示する。再演算を指示された演算手段４７では、現在の沸上目標温度などに基づいてピークシフト時間を再演算する（ステップ１３）。この再演算するピークシフト時間は、特定時間帯の開始時点からのピークシフト時間、あるいは再演算した時点からのピークシフト時間のいずれでもよい。
【００４０】
また、残湯量検知手段４２では残湯量を常に監視し、再演算指示手段４８では、ピークシフト時間を前回求めた時点での残湯量に対し現在の残湯量が所定量以上減少しているとき、演算手段４７によってピークシフト時間を再演算させるように指示する。再演算を指示された演算手段４７では、現在の残湯量などに基づいてピークシフト時間を再演算する（ステップ１３）。この再演算するピークシフト時間は、特定時間帯の開始時点からのピークシフト時間、あるいは再演算した時点からのピークシフト時間のいずれでもよい。
【００４１】
そして、沸上制御手段４９では、ピークシフト時間が経過したらヒートポンプユニット１３の運転を開始させ、貯湯タンク１７内の湯水の沸き上げを開始する。
【００４２】
次に、沸上制御手段４９による沸上運転を説明する。
【００４３】
運転を開始したヒートポンプユニット１３では、室外機３６の圧縮機を駆動し、気化状態の冷媒を熱交換器３０に送ることで冷媒熱を循環路２７内の湯水に伝達して冷媒が液化し、この液化した冷媒を室外機３６の膨張弁を通じて蒸発器に送ることで大気熱を集熱して冷媒が気化し、この気化した冷媒を圧縮機で圧縮して熱交換器３０に再び送るヒートポンプサイクルが繰り返す。
【００４４】
循環路２７では、循環ポンプ２９が動作し、貯湯タンク１７の下部の湯水をヒートポンプユニット１３の熱交換器３０に送り、熱交換器３０での熱交換によって所定の沸上温度に沸き上げた湯を貯湯タンク１７の上部に循環させ、貯湯タンク１７の上部側から湯を貯湯する。このとき、熱交換器３０を通じて沸き上げられて貯湯タンク１７の上部に送られる湯の温度を出口温度サーミスタ３１で検知し、この出口温度サーミスタ３１で検知する温度が沸上目標温度になるように、循環ポンプ２９による湯水の循環流量を制御する。
【００４５】
また、ヒートポンプユニット１３による沸上開始後つまり沸上運転中に外気温度が変化すれば、沸上目標温度設定手段４６では、上述のように外気温度の変化に応じて沸上目標温度を随時変更設定する。そのため、沸上制御手段４９では、沸上目標温度設定手段４６で変更設定された沸上目標温度になるようにヒートポンプユニット１３および循環ポンプ２９を制御する。
【００４６】
そして、貯湯タンク１７に沸上目標温度の湯の貯湯が完了したら、ヒートポンプユニット１３の運転を停止するとともに循環路２７の循環ポンプ２９を停止させ、沸上運転を終了する。この沸上運転の終了は、最適な沸上目標温度およびピークシフト時間を設定しているために特定時間帯の終了時間に正確に合わせることができる。
【００４７】
このように、外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク１７内の湯水をヒートポンプユニット１３で沸き上げる沸上目標温度を設定し、沸上目標温度および残湯量に基づいてピークシフト時間を求め、ピークシフト時間が経過するまでにピークシフト時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化しているときにピークシフト時間を再演算するため、ヒートポンプユニット１３の運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適なピークシフト時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニット１３の運転効率に適した運転ができる。
【００４８】
しかも、ピークシフト時間が経過するまで残湯量を監視し、ピークシフト時間を前回求めた時点での残湯量に対し現在の残湯量が所定量以上減少しているときにピークシフト時間を再演算するため、外気温度の変化とともに残湯量の変化に対応し、最適なピークシフト時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニット１３の運転効率に適した運転ができる。
【００４９】
さらに、ヒートポンプユニット１３による沸上開始後にも、外気温度の変化に応じて沸上目標温度を変更設定するため、ヒートポンプユニット１３の運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、ヒートポンプユニット１３の運転効率に適した運転ができる。
【００５０】
なお、前記実施の形態では、沸上目標温度の変化に対応してピークシフト時間を再演算させたが、外気温度の変化に直接対応してピークシフト時間を再演算させても同様の作用効果が得られる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の給湯装置によれば、外気温度および残湯量に基づいて沸上開始移動時間を求め、沸上開始移動時間が経過するまでに沸上開始移動時間を前回求めた時点での外気温度に対し現在の外気温度が変化しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００５２】
請求項２記載の給湯装置によれば、外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク内の湯水をヒートポンプユニットで沸き上げる沸上目標温度を設定し、沸上目標温度および残湯量に基づいて沸上開始移動時間を求め、沸上開始移動時間が経過するまでに沸上開始移動時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００５３】
請求項３記載の給湯装置によれば、請求項２記載の給湯装置の効果に加えて、ヒートポンプユニットによる沸上開始後の外気温度の変化に応じて沸上目標温度を変更設定するため、ヒートポンプユニットの運転効率に影響する外気温度の変化に対応し、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【００５４】
請求項４記載の給湯装置によれば、請求項１ないし３いずれか記載の給湯装置の効果に加えて、沸上開始移動時間が経過するまで残湯量を監視し、沸上開始移動時間を前回求めた時点での残湯量に対し現在の残湯量が所定量以上減少しているときに沸上開始移動時間を再演算するため、外気温度の変化とともに残湯量の変化に対応し、最適な沸上開始移動時間を設定できて特定時間帯の終了に合わせて沸上完了させることができるとともに、ヒートポンプユニットの運転効率に適した運転ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す給湯装置のブロック図である。
【図２】同上給湯装置の構成図である。
【図３】同上給湯装置の沸上動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１ 給湯装置
１３ ヒートポンプユニット
１７ 貯湯タンク
３０ 熱交換器
３５ 冷媒回路
３６ 室外機
４２ 残湯量検知手段
４４ 外気温度検知手段
４５ 特定時間帯検知手段
４６ 沸上目標温度設定手段
４７ 演算手段
４８ 再演算指示手段
４９ 沸上制御手段
Claims (4)
- 貯湯タンクと、
室外機および熱交換器を設けた冷媒回路を有し、熱交換器を通じて前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げるヒートポンプユニットと、
前記貯湯タンク内の残湯量を検知する残湯量検知手段と、
外気温度を検知する外気温度検知手段と、
前記貯湯タンク内の湯水を前記ヒートポンプユニットで沸き上げる特定時間帯を検知する特定時間帯検知手段と、
少なくとも前記残湯量検知手段で検知される残湯量および前記外気温度検知手段で検知される外気温度に基づき、特定時間帯の終了時に前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを完了させるのに対応して前記ヒートポンプユニットによる沸上開始を特定時間帯の開始時点から移動させる沸上開始移動時間を求める演算手段と、
この演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過するまで外気温度を監視し、前記演算手段によって沸上開始移動時間を前回求めた時点での外気温度に対し現在の外気温度が変化しているときに前記演算手段によって沸上開始移動時間を再演算させる再演算指示手段と、
前記演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過したら前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを開始させる沸上制御手段と
を具備していることを特徴とする給湯装置。 - 貯湯タンクと、
室外機および熱交換器を設けた冷媒回路を有し、熱交換器を通じて前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げるヒートポンプユニットと、
前記貯湯タンク内の残湯量を検知する残湯量検知手段と、
外気温度を検知する外気温度検知手段と、
前記貯湯タンク内の湯水を前記ヒートポンプユニットで沸き上げる特定時間帯を検知する特定時間帯検知手段と、
前記外気温度検知手段で検知される外気温度に応じて特定時間帯に貯湯タンク内の湯水を前記ヒートポンプユニットで沸き上げる沸上目標温度を設定する沸上目標温度設定手段と、
少なくとも前記残湯量検知手段で検知される残湯量および前記沸上目標温度設定手段で設定される沸上目標温度に基づき、特定時間帯の終了時に前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを完了させるのに対応して前記ヒートポンプユニットによる沸上開始を特定時間帯の開始時点から移動させる沸上開始移動時間を求める演算手段と、
この演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過するまで沸上目標温度を監視し、前記演算手段によって沸上開始移動時間を前回求めた時点での沸上目標温度に対し現在の沸上目標温度が変化しているときに前記演算手段によって沸上開始移動時間を再演算させる再演算指示手段と、
前記演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過したら前記ヒートポンプユニットによる沸き上げを開始させる沸上制御手段と
を具備していることを特徴とする給湯装置。 - 沸上目標温度設定手段は、ヒートポンプユニットによる沸上開始後の外気温度の変化に応じて沸上目標温度を変更設定し、
沸上制御手段は、前記沸上目標温度設定手段で変更設定された沸上目標温度に前記ヒートポンプユニットによって沸き上げさせる
ことを特徴とする請求項２記載の給湯装置。 - 再演算指示手段は、演算手段で求められた沸上開始移動時間が経過するまで残湯量を監視し、演算手段によって沸上開始移動時間を前回求めた時点での残湯量に対し現在の残湯量が所定量以上減少しているときに演算手段によって沸上開始移動時間を再演算させる
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の給湯装置。
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