JP2007285607A - Hot water storage type water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱手段により沸き上げられた給湯用の湯を貯える貯湯タンクを備える貯湯式給湯装置に関するものであり、特に、過去の出湯データから学習制御によって求めた予測される大出湯するときの沸き上げ運転の制御に関する。 The present invention relates to a hot water storage hot water supply apparatus including a hot water storage tank for storing hot water for hot water boiled by a heating means, and in particular, when predicting large hot water obtained by learning control from past hot water data. It relates to the control of boiling operation.
従来、この種の貯湯式給湯装置として、例えば、特許文献1に示すように、給湯用の湯を貯える貯湯タンクと、貯湯タンク内の給湯用の湯を沸き上げる加熱手段とを備えて、単位期間内における出湯側から給湯用として使用した出湯熱量を記憶し、その出湯熱量から学習制御を行って一日に使用する必要熱量を予測し、その必要熱量を出湯する前の深夜時間帯に加熱手段を作動させる沸き上げ運転を行って貯湯タンク内に貯えるようにしている。 Conventionally, as this type of hot water storage type hot water supply apparatus, for example, as shown in Patent Document 1, a hot water storage tank for storing hot water for hot water supply and a heating means for boiling up hot water for hot water supply in the hot water storage tank are provided. Stores the amount of hot water used for hot water supply from the hot spring side during the period, performs learning control from the amount of hot water used to predict the amount of heat required to be used in a day, and heats that required amount of heat before midnight A boiling operation for operating the means is performed to store in the hot water storage tank.
そして、深夜時間帯以外においては、貯湯タンク内の貯湯量が所定量以下となったときに加熱手段を作動させる沸き増し運転を行って湯切れを起こさないようにしている。
しかしながら、上記特許文献1によれば、貯湯タンク内に必要熱量の給湯用の湯を貯えてから使用するまでの保管する時間が長くなる場合がある。このような場合には貯湯タンクからの熱損失が増加して省エネルギ性が低下する問題がある。 However, according to the above-mentioned Patent Document 1, there is a case where it takes a long time to store hot water for hot water supply in a hot water storage tank until it is used after being stored. In such a case, there is a problem that heat loss from the hot water storage tank is increased and energy saving is lowered.
また、予測が外れて残湯量が増加したときは、次の日のための沸き増し運転によって2度沸き上げることになり省エネルギ性とCOP(成績係数)とが低下する問題がある。 In addition, when the prediction is wrong and the amount of remaining hot water is increased, it is heated twice for the next day, and there is a problem that energy saving and COP (coefficient of performance) are lowered.
そこで、本発明の目的は、使用パターンに応じた沸き増し運転を実行して省エネルギ性を向上できる貯湯式給湯装置を提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the hot water storage type hot-water supply apparatus which can perform the boiling increase operation according to a usage pattern and can improve energy saving property.
上記目的を達成するために、請求項1ないし請求項16に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、給水源から水が給水側に供給され、貯湯側に給湯用の湯を貯湯する貯湯タンク(1)と、給水側から取水し、沸き上げた湯を貯湯側もしくは出湯側に送り込む加熱手段(2)と、この加熱手段(2)を制御する制御手段(200)とを備え、
制御手段(200)には、少なくとも単位期間内における出湯側から給湯用として使用した所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量を算出し、その出湯量もしくは出湯熱量をデータとして記憶する出湯量記憶手段(246)と、
出湯量記憶手段(246)で記憶されたデータから沸き上げ目標熱量を算出する沸き上げ目標熱量算出手段(203)と、
沸き上げ目標熱量算出手段(203)で求められた沸き上げ目標熱量に基づいて、貯湯タンク(1)の貯湯側に貯える必要貯湯量を算出する必要貯湯量算出手段(205)と、
出湯量記憶手段(246)で記憶されたデータから学習制御を行うことによって大出湯を予測する出湯予測手段(202)と、
出湯予測手段(202)で予測された大出湯を出湯する前に、加熱手段(2)を作動させて必要貯湯量算出手段(205)で求めた必要貯湯量の給湯用の湯を貯湯タンク(1)の貯湯側に貯える沸き増し運転を行う第1沸き増し手段(233)とを有することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the technical means according to claims 1 to 16 are employed. That is, in the invention described in claim 1, water is supplied from the water supply source to the water supply side, the hot water storage tank (1) for storing hot water for hot water supply to the hot water storage side, and hot water that has been taken up from the water supply side and boiled up. A heating means (2) for feeding to the hot water storage side or the hot water side, and a control means (200) for controlling the heating means (2),
The control means (200) calculates the amount of tapping water or the amount of tapping heat more than a predetermined value used for hot water supply from the tapping side at least within the unit period, and stores the tapping amount or tapping heat amount as data. 246),
A boiling target heat amount calculating means (203) for calculating a boiling target heat amount from the data stored in the tapping amount storage means (246);
A required hot water storage amount calculating means (205) for calculating a required hot water storage amount stored in the hot water storage side of the hot water storage tank (1) based on the boiling target heat amount calculated by the boiling target heat amount calculation means (203);
Hot water prediction means (202) for predicting large hot water by performing learning control from the data stored in the hot water storage means (246),
Prior to pouring the large hot water predicted by the hot water prediction means (202), the heating means (2) is operated and hot water for hot water supply of the required hot water storage amount calculated by the required hot water storage amount calculation means (205) is stored in the hot water storage tank ( And 1) a first reheating means (233) for performing reheating operation for storing on the hot water storage side.
この発明によれば、出湯予測手段(202)によって大出湯を予測し、その大出湯による出湯熱量の不足分を、大出湯を出湯する前に、貯湯タンク(1)の貯湯側に貯えることができる。つまり、使用実績に応じた必要な出湯熱量を事前に必要貯湯量として貯湯タンク(1)内に確保することができる。 According to the present invention, the hot spring prediction is performed by the hot water prediction means (202), and the shortage of the amount of hot water generated by the hot water is stored in the hot water storage side of the hot water storage tank (1) before the hot water is discharged. it can. That is, it is possible to secure the required amount of hot water according to the actual use in the hot water storage tank (1) as the required hot water storage amount in advance.
従って、貯湯タンク(1)内に貯湯する保管時間を短縮できることで熱損失の低減ができて省エネルギ性の向上が図れる。また、大出湯を出湯するときの出湯熱量の不足分のみを大出湯を出湯する前に、貯湯タンク(1)内に貯湯すれば良いので必要貯湯量を大幅に低下させることができる。これにより、容積の小さい貯湯タンク(1)にすることができる。 Accordingly, the storage time for storing hot water in the hot water storage tank (1) can be shortened, so that heat loss can be reduced and energy saving can be improved. In addition, since only the shortage of the amount of heat discharged when the large hot spring is discharged is stored in the hot water storage tank (1) before the large hot water is discharged, the required hot water storage amount can be greatly reduced. Thereby, it can be set as the hot water storage tank (1) with a small capacity.
請求項2に記載の発明では、制御手段(200)には、出湯予測手段(202)で予測された大出湯を出湯するときに、加熱手段(2)を作動させて沸き上げた湯を出湯側に送り込む沸き増し運転を行う第2沸き増し手段(243)と、この第2沸き増し手段(243)によって出湯する出湯量もしくは出湯熱量の予測熱量を算出する予測熱量算出手段(204)とを有し、
必要貯湯量算出手段(205)は、沸き上げ目標熱量算出手段(203)で求めた出湯量もしくは出湯熱量と予め設定された最低貯湯量との和から、予測熱量算出手段(204)で求めた予測熱量を差し引いて必要貯湯量を求めることを特徴としている。
According to the second aspect of the present invention, when the large hot water predicted by the hot water prediction means (202) is poured into the control means (200), the hot water heated by the heating means (2) is discharged. A second boiling means (243) for performing a boiling increase operation to be fed to the side, and a predicted heat quantity calculating means (204) for calculating the amount of hot water discharged by the second boiling means (243) or the predicted heat quantity of the discharged hot water. Have
The required hot water storage amount calculation means (205) is calculated by the predicted heat amount calculation means (204) from the amount of hot water calculated by the boiling target heat amount calculation means (203) or the sum of the hot water amount and the preset minimum hot water storage amount. It is characterized by obtaining the required hot water storage amount by subtracting the predicted heat amount.
この発明によれば、大出湯が必要なときに第2沸き増し手段(243)によって沸き増し運転を行うことで、大出湯を出湯する前に貯える必要貯湯量を少なくすることができる。これにより、上述した請求項1よりも、さらに熱損失の低減ができより省エネルギ性の向上が図れる。 According to the present invention, when the large hot water is required, the second boiling means (243) performs the boiling increase operation, so that it is possible to reduce the necessary hot water storage amount before the large hot water is discharged. As a result, the heat loss can be further reduced and the energy saving can be improved as compared with the first aspect described above.
請求項3に記載の発明では、制御手段(200)には、出湯予測手段(202)で予測された大出湯を出湯する前以外のときに、予め設定された最低貯湯量を維持するように加熱手段(2)を作動させて沸き上げた湯を貯湯側に送り込む沸き増し運転を行う第3沸き増し手段(213)を有することを特徴としている。この発明によれば、大出湯以外の出湯が頻繁にあっても最低貯湯量で賄うことができる。 In the invention according to claim 3, the control means (200) maintains the preset minimum hot water storage amount at a time other than before the large hot water predicted by the hot water prediction means (202) is discharged. It is characterized by having a third reheating means (213) for performing a reheating operation for operating the heating means (2) and sending hot water boiled up to the hot water storage side. According to this invention, even if hot water other than large hot water is frequently used, it can be covered with the minimum amount of stored hot water.
請求項4に記載の発明では、第1、第2、第3沸き増し手段(233、243、213)は、料金設定が異なる時間帯があるときにおいて、少なくとも料金設定が高い時間帯に、加熱手段(2)を作動させることを特徴としている。この発明によれば、大出湯で出湯するときは、概して料金設定が高い時間帯であるため料金設定が安い時間帯で運転させて保管するよりも省エネルギ性の向上が図れる。 In the invention according to claim 4, the first, second, and third heating means (233, 243, 213) are heated at least during the time period when the charge setting is high when there are different time periods. It is characterized by operating the means (2). According to the present invention, when the hot water is poured out, it is generally a time zone in which the charge setting is high, so that energy saving can be improved as compared with operation and storage in a time zone in which the charge setting is low.
請求項5に記載の発明では、第1沸き増し手段(233)は、現在の貯湯量もしくは残湯熱量から沸き上げ目標熱量算出手段(203)で求めた出湯量もしくは出湯熱量を差し引いて不足量もしくは不足熱量を求めて、その沸き増しに必要な時間を、出湯予測手段(202)で予測された大出湯を出湯する出湯時刻から引き算し、その時刻前から沸き増し運転を開始することを特徴としている。この発明によれば、大出湯を出湯する前に確実に必要貯湯量として貯湯タンク(1)内に確保することができる。これにより、湯切れを起こすことがない。 In the invention according to claim 5, the first boiling means (233) subtracts the amount of hot water or the amount of heat discharged from the hot water storage amount or the amount of remaining hot water obtained by the boiling target heat amount calculation means (203) from the amount of hot water stored or the amount of remaining hot water. Alternatively, the amount of heat required is calculated, and the time required for the boiling is subtracted from the hot water time when the hot water predicted by the hot water prediction means (202) is discharged, and the hot water operation is started before that time. It is said. According to this invention, it is possible to ensure in the hot water storage tank (1) as a necessary hot water storage amount before pouring out the large hot water. This prevents hot water from running out.
請求項6に記載の発明では、第1沸き増し手段(233)は、現在の貯湯量もしくは残湯熱量から沸き上げ目標熱量算出手段(203)で求めた出湯量もしくは出湯熱量を差し引き、それに予測熱量算出手段(204)で求めた予測熱量を加算して不足量もしくは不足熱量を求めて、その沸き増しに必要な時間を、出湯予測手段(202)で予測された大出湯を出湯する出湯時刻から引き算し、その時刻前から沸き増し運転を開始することを特徴としている。 In the sixth aspect of the present invention, the first boiling means (233) subtracts the amount of hot water or the amount of discharged hot water obtained by the boiling target heat amount calculating means (203) from the current amount of stored hot water or the amount of remaining hot water, and predicts it. The amount of hot water calculated by the hot water prediction means (202) is calculated by adding the predicted heat amount calculated by the heat amount calculation means (204) to determine the shortage or shortage of heat, and the hot water predicted by the hot water prediction means (202) is discharged. It is characterized by subtracting from, and starting the boiling operation from before that time.
この発明によれは、上記請求項5と同じように、大出湯を出湯する前に確実に必要貯湯量として貯湯タンク(1)内に確保することができる。これにより、湯切れを起こすことがない。 According to the present invention, in the same manner as in the fifth aspect, it is possible to ensure the required amount of hot water in the hot water storage tank (1) before pouring out the large hot water. This prevents hot water from running out.
請求項7に記載の発明では、出湯量記憶手段(246)は、出湯側から給湯用として使用した出湯が、一回あたり所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量の出湯として記憶し、出湯開始から出湯終了までを一回としており、断続的な出湯のときは所定時間内であれば一回あたりの出湯として記憶していることを特徴としている。 In the invention according to claim 7, the hot water storage means (246) stores the hot water used for hot water supply from the hot water side as hot water of a predetermined value or more or the hot water of the hot water at a time. It is characterized in that the hot water is finished once, and when it is intermittent, hot water is stored as a hot water per time within a predetermined time.
この発明によれは、大出湯を或る範囲の群として捉えることができる。例えば、大出湯を浴槽内へのお湯張り、多量に消費するシャワー使用などの加熱手段(2)で沸き上げることができない出湯を検知することができる。 According to the present invention, large hot water can be regarded as a group of a certain range. For example, it is possible to detect hot water that cannot be heated by heating means (2) such as filling hot water in a bathtub or using a shower that consumes a large amount of hot water.
請求項8に記載の発明では、出湯量記憶手段(246)は、出湯側から給湯用として使用した出湯が、単位時間当たりの所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量の出湯として記憶していることを特徴としている。 In the invention described in claim 8, the hot water storage means (246) stores the hot water used for hot water supply from the hot water side as a hot water amount of a predetermined amount per unit time or a hot water amount of the hot water. It is characterized by.
この発明によれば、例えば、大出湯を浴槽内へのお湯張り、多量に消費するシャワー使用などの加熱手段(2)で沸き上げることができない出湯を検知することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to detect hot water that cannot be heated by heating means (2) such as filling hot water in the bathtub and using a shower that consumes a large amount of hot water.
請求項9に記載の発明では、出湯量記憶手段(246)には、単位期間が一日における所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量のデータであって、かつ過去所定期間分のデータが記憶されており、出湯予測手段(202)は、過去所定期間分のデータから一回あたりの大出湯を一日単位の出湯量もしくは出湯熱量の多い順に求め、かつそれらの出湯量もしくは出湯熱量を過去所定期間分の平均値〜最大値として学習制御を行うことによって大出湯を予測することを特徴としている。 In the invention as set forth in claim 9, the tapping amount storage means (246) stores the tapping amount or tapping heat amount data for which the unit period is equal to or more than a predetermined value in one day, and data for a past predetermined period. The hot water prediction means (202) obtains large hot water per time from the data for a predetermined period in the past in the order of the amount of hot water discharged per day or the amount of discharged hot water, and the amount of hot water discharged or the amount of discharged hot water is determined in the past. It is characterized by predicting large hot springs by performing learning control as an average value to a maximum value for a period.
この発明によれば、例えば、過去所定期間を一週間とすると、その一週間における大出湯のデータに基づいて、予測する一日単位の大出湯が正確に予測することができる。また、平均値のほかに標準偏差を含めた最大値で捉えることで湯切れのない大出湯を出湯することができる。 According to this invention, for example, when the past predetermined period is set to one week, it is possible to accurately predict the predicted daily hot water based on the data of the large hot water in that week. In addition, by taking the maximum value including the standard deviation in addition to the average value, it is possible to pour out hot water without running out of hot water.
請求項10に記載の発明では、出湯予測手段(202)は、一回あたりの大出湯の出湯時間を過去所定期間分のデータから平均値〜最大値として学習制御を行うことによって予測することを特徴としている。 In the invention according to claim 10, the hot water prediction means (202) predicts the hot water discharge time of large hot water per time by performing learning control as an average value to a maximum value from data for a predetermined period in the past. It is a feature.
この発明によれば、出湯時間によって第2沸き増し手段(243)によって沸き増し運転を行う出湯熱量の予測ができる。例えば、出湯時間が比較的長ければ、その間に加熱手段(2)による沸き増し運転で出湯熱量を補うことができる。 According to the present invention, it is possible to predict the amount of hot water discharged from the second boiling means (243) depending on the hot water time. For example, if the tapping time is relatively long, the amount of tapping heat can be compensated for by increasing the boiling time by the heating means (2) during that time.
請求項11に記載の発明では、出湯予測手段(202)は、一回あたりの大出湯の出湯時刻を過去所定期間分のデータから最も早い出湯時刻として学習制御を行うことによって予測することを特徴としている。この発明によれば、最も早い出湯時刻を越える確率が小さいことで湯切れとなる大出湯の発生が慨してない。
In the invention described in
請求項12に記載の発明では、出湯予測手段(202)は、過去所定期間分のデータから時間帯別に区分させて学習制御を行うことによって大出湯を予測することを特徴としている。この発明によれば、大出湯の予測が正確にできる。また、容積の小さい貯湯タンク(1)にすることができる。
The invention according to
請求項13に記載の発明では、制御手段(200)は、第1、第2、第3沸き増し手段(233、243、213)による沸き上げ運転のときに、加熱手段(2)の沸き上げ温度を必要に応じて可変できることを特徴としている。この発明によれば、予測された大出湯に応じた沸き上げ温度で加熱手段(2)の沸き上げ運転ができる。また、COPの向上が図れる。
In the invention according to
請求項14に記載の発明では、制御手段(200)は、第1、第2、第3沸き増し手段(233、243、213)による沸き上げ運転のときに、加熱手段(2)の沸き上げ能力を必要に応じて可変できることを特徴としている。この発明によれば、予測された大出湯に応じた沸き上げ能力で加熱手段(2)の沸き上げ運転ができる。また、COPの向上が図れる。 In the invention according to the fourteenth aspect, the control means (200) raises the heating means (2) during the boiling operation by the first, second and third boiling increase means (233, 243, 213). It is characterized by the ability to vary as needed. According to this invention, the boiling operation of the heating means (2) can be performed with the boiling capacity according to the predicted large hot water. Further, the COP can be improved.
請求項15に記載の発明では、第2沸き増し手段(243)は、単位時間当たりの所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量を出湯する大出湯のときで、かつ予め設定された最低貯湯量以下のときに、加熱手段(2)を作動させて沸き上げた湯を出湯側に送り込む沸き増し運転を開始することを特徴としている。この発明によれば、予測外の大出湯があったときに、現在の貯湯量に応じて湯切れを起こさずに対応することができる。
In the invention of
請求項16に記載の発明では、制御手段(200)は、予測された大出湯の出湯時刻が経過したときか、もしくはその予測された出湯時刻に所定比率の以上の出湯量もしくは出湯熱量の大出湯を出湯したときに、現在時刻以降の大出湯の予測を実行することを特徴としている。この発明によれば、次の予測された大出湯のための切り替えがスムーズに移行できる。 In the invention according to claim 16, the control means (200) is configured to increase the amount of tapping water or the amount of tapping heat greater than a predetermined ratio when the predicted tapping time of the large tapping water elapses or at the predicted tapping time. When the hot water is discharged, prediction of large hot water after the current time is executed. According to this invention, the switching for the next predicted large hot water can smoothly transition.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明を加熱手段としてヒートポンプサイクルからなるヒートプユニット2と貯湯タンク1とを組み合わせた貯湯式給湯装置に適用しており、図1ないし図5に基づいて説明する。図1は第1実施形態における貯湯式給湯装置の全体構成を示す模式図である。
(First embodiment)
Hereinafter, the present invention is applied to a hot water storage type hot water supply apparatus in which a
本実施形態の貯湯式給湯装置は、一般家庭用として使用されるものであり、貯湯タンク1内に貯えられた給湯水を台所、洗面所、浴室などへの給湯機能を備えている。貯湯式給湯装置は、図1に示すように、貯湯タンク1、給水経路である給水用配管12、導出経路である第1、第2導出管14、19、出湯経路である給湯用配管17、混合手段である混合弁15、16、加熱手段であるヒートポンプユニット2、制御手段である制御装置200などから構成されている。
The hot water storage type hot water supply apparatus of this embodiment is used for general households, and has a hot water supply function for hot water stored in the hot water storage tank 1 to a kitchen, a washroom, a bathroom, and the like. As shown in FIG. 1, the hot water storage type hot water supply apparatus includes a hot water storage tank 1, a
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、高温の給湯用の湯を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給水用配管12が接続されている。
Reference numeral 1 denotes a metal (for example, stainless steel) hot water storage tank having excellent corrosion resistance, and a heat insulating material (not shown) is arranged on the outer peripheral portion, so that hot water for hot water supply can be kept warm. The hot water storage tank 1 has a vertically long shape, and an
この給水用配管12には温度検出手段である給水サーミスタ75が設けられており、給水用配管12内の温度情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。また、給水用配管12には導入される水道水の水圧が所定圧となるように調節する減圧弁51が設けられている。そして、給水用配管12の給水サーミスタ75および減圧弁51が設けられた位置より下流側で分岐されて後述する給湯用混合弁16に繋がれている。
The
一方、貯湯タンク1の最上部には第1導出口13が設けられ、第1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導出経路である導出管14が接続されている。この導出管14の経路途中には逃がし弁53を配設した排出配管52が接続しており、貯湯タンク1内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク1内の湯を外部に排出して、貯湯タンク1等にダメージを与えないようになっている。
On the other hand, a
また、貯湯タンク1の中間部には第2導出口18が設けられ、この第2導出口18には貯湯タンク1内の高温の湯よりも湯温の低い中温の湯を導出するための導出経路である導出管19が接続されている。そして、導出管14と導出管19との下流側合流部位に、混合手段である高中温混合弁15が設けられている。
In addition, a
高中温混合弁15は、混合比率である開口面積比(導出管14に連通する湯側の開度と導出管19に連通する湯側の開度の比率)を調節することにより、導出管14からの高温の湯と導出管19からの中温の湯との混合比を調節できるようになっている。
The high / medium
また、高中温混合弁15は、サーボモータ等の駆動源により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であり、後述する貯湯サーミスタ32、湯温サーミスタ73、沸き上げ温度サーミスタ74より検出される温度情報に基づいて後述する制御装置200からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置200に出力するようになっている。
The high / medium
湯温サーミスタ73は、高中温混合弁15の出口側に設けられ、高中温混合弁15で混合された給湯水の湯温を検出している。そして、高中温混合弁15の出口側には、給湯用配管17が接続されている。給湯用配管17は、下流側の使用端末に設けられた図示しない給湯水栓、シャワー水栓等へ設定温度に温度調節された給湯水の湯を導く出湯配管であって、その流路の中途に混合手段である給湯用混合弁16、給湯サーミスタ71および流量カウンタ73が設けられている。
The
給湯用混合弁16は、混合比率である開口面積比(高中温混合弁15から導出される湯側の開度と給水用配管12から給水される水側の開度の比率)を調節することにより、高中温混合弁15からの湯と給水用配管12から水との混合比を調節できるようになっている。
The hot water supply mixing valve 16 adjusts the opening area ratio (ratio of the opening degree on the hot water side derived from the high / medium
また、給湯用混合弁16は、サーボモータ等の駆動源により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であり、給水サーミスタ75、湯温サーミスタ73、給湯サーミスタ71より検出される温度情報に基づいて、後述する貯湯サーミスタ32、湯温サーミスタ73、沸き上げ温度サーミスタ74より検出される温度情報に基づいて後述する制御装置200からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置200に出力するようになっている。
The hot water supply mixing valve 16 is an electric valve that adjusts the opening degree of each path by driving a valve body by a drive source such as a servo motor, and is detected by a
そして、給湯用混合弁16の出口側には蛇口、シャワー、風呂等への出湯経路である給湯用配管17が接続している。給湯用配管17には、給湯温度検出手段である給湯サーミスタ71と出湯量検出手段である流量カウンタ72が設けられており、給湯サーミスタ71は給湯用配管17内の温度情報を、流量カウンタ72は給湯用配管17内の流量情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。
A hot
流量カウンタ72からは、給湯用配管17を流れる混合湯の出湯量を検出するとともに、その出湯量により給湯用配管17を流れる混合湯の供給の有無を検出するものであり、給湯用配管17内の流量情報をパルス信号の速度により制御装置200に出力するようにしている。
The flow rate counter 72 detects the amount of hot water discharged from the hot
また、貯湯タンク1の上部外壁面には、貯湯タンク1内上部の高温の湯温を検出する出湯サーミスタ32が設けられており、導出口13から導出される給湯水の温度情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。
Further, a
また、貯湯タンク1の外壁面には複数の(本例では6つの)水位サーミスタ33a〜33fが縦方向にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク1内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。
In addition, a plurality of (six in this example)
従って、制御装置200は、水位サーミスタ33a〜33fからの温度情報に基づいて、貯湯タンク1内上方の沸き上げられた湯と貯湯タンク1内下方の沸き上げられる前の水との境界位置を検出できるようになっている。また、水位サーミスタ33cは、第2導出口18とほぼ同一の高さ方向に設けられており、貯湯タンク1内の中間部の湯温を検出する手段である。
Therefore, the
一方、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21が設けられ、貯湯タンク1の上部側面には、貯湯タンク1内に湯を吐出する吐出口22が設けられている。吸入口21と吐出口22とは循環水回路20で接続されており、循環水回路20の一部はヒートポンプユニット2内に配置されている。
On the other hand, a
そして、循環水回路20のヒートポンプユニット2内に配置された部分には、図示しない循環ポンプと水冷媒熱交換器が設けられている。循環ポンプは、貯湯タンク1の下部に設けられた吸入口21から水を吸い込んで水冷媒熱交換器に通水させて貯湯タンク1の上部に設けられた吐出口22に戻すように水流を発生させるポンプである。
And in the part arrange | positioned in the
循環ポンプは、内蔵するモータの回転数に応じて流量を調節することができ、制御装置200により制御される。一方の水冷媒熱交換器は、吸入口21から吸入した貯湯タンク1内の水を高温冷媒との熱交換により加熱して、吐出口22から貯湯タンク1内に戻すことにより貯湯タンク1内の水を高温の湯に沸き上げることができる。
The circulation pump can adjust the flow rate according to the number of rotations of the built-in motor, and is controlled by the
さらに、ヒートポンプユニット2の下流側の循環水回路20には、分配器である三方弁25が設けられている。三方弁25は、ヒートポンプユニット2で沸き上げた湯を貯湯タンク1の貯湯側に送り出すか、または貯湯タンク1を迂回して直接出湯側に送り出すかのいずれか一方に切り替えるようにしている。
Furthermore, the circulating
より具体的には、三方弁25の一方の出口は、吐出口22に連通するように接続され、他方の出口が高中温混合弁15と第2導出口18とを接続する導出管19に接続されている。つまり、導出管19の中途を分岐し、その分岐点と三方弁25の他方の出口とを接続配管26により接続する。
More specifically, one outlet of the three-
これにより、ヒートポンプユニット2で沸き上げた湯が貯湯タンク1内に貯えられるとともに、ヒートポンプユニット2で沸き上げた湯が出湯側である給湯用配管17に送り込むことができる。なお、図中に示す符号74は、ヒートポンプユニット2で沸き上げられた湯の沸き上げ温度を検出する沸き上げ温度サーミスタであり、その温度情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。
Thereby, the hot water boiled by the
次に、貯湯タンク1の給水側から取り入れた水を加熱するヒートポンプユニット2は、例えば、炭酸ガスを冷媒として使用することにより、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルを使用している。
Next, the
このヒートポンプサイクルは、周知のように図示しない圧縮機、水冷媒熱交換器、膨張弁、蒸発器、およびアキュムレータ等の冷凍サイクル機能部品より構成されている。因みに、圧縮機(図示しない)は、内蔵する電動モータ(図示しない)によって駆動され、アキュムレータより吸引した気相冷媒を臨界圧力以上まで圧縮して吐出する。 As is well known, this heat pump cycle includes refrigeration cycle functional parts such as a compressor, a water refrigerant heat exchanger, an expansion valve, an evaporator, and an accumulator (not shown). Incidentally, the compressor (not shown) is driven by a built-in electric motor (not shown), compresses the gaseous refrigerant sucked from the accumulator to a critical pressure or more, and discharges it.
水冷媒熱交換器(図示しない)は、冷媒と給湯水とを熱交換するもので、例えば、冷媒が流れる冷媒通路と給湯水が流れる加熱用流体通路とが二重管構造に設けられ、かつ冷媒の流れ方向と給湯用水の流れ方向とが対向するように構成された対向流式の熱交換器である。 A water-refrigerant heat exchanger (not shown) exchanges heat between refrigerant and hot water. For example, a refrigerant passage through which refrigerant flows and a heating fluid passage through which hot water flows are provided in a double-pipe structure, and It is a counterflow type heat exchanger comprised so that the flow direction of a refrigerant | coolant and the flow direction of the hot water supply water may oppose.
膨張弁(図示しない)は、水熱交換器から流出する冷媒を減圧して蒸発器(図示しない)に供給する。蒸発器(図示しない)は、膨張弁(図示しない)で減圧された冷媒を大気との熱交換によって蒸発させる。アキュムレータ(図示しない)は、蒸発器より流出する冷媒を気液分離して、気相冷媒のみ圧縮機に吸引させるとともに、サイクル中の余剰冷媒を蓄えている。 The expansion valve (not shown) depressurizes the refrigerant flowing out of the water heat exchanger and supplies it to the evaporator (not shown). An evaporator (not shown) evaporates the refrigerant decompressed by an expansion valve (not shown) by heat exchange with the atmosphere. An accumulator (not shown) gas-liquid separates the refrigerant flowing out of the evaporator, sucks only the gas-phase refrigerant into the compressor, and stores excess refrigerant in the cycle.
また、ヒートポンプユニット2は後述する制御装置200からの制御信号により作動されるとともに、作動状態を制御装置200に出力するようになっている。
The
そして、動力源として交流電力を用い、主に料金設定の安い深夜時間帯(例えば、23:00〜翌朝7:00)における深夜電力を用いて、貯湯タンク1内の給湯水を沸き上げて貯湯タンク1の貯湯側に貯えるとともに、大出湯(後述する)のときに、ヒートポンプユニット2で沸き上げた給湯水を出湯側に送るようにしている。
Then, AC power is used as a power source, and hot water in the hot water storage tank 1 is boiled by using late-night power mainly in the late-night time zone (for example, 23: 00 to 7:00 the next morning) where the charge setting is cheap. While storing in the hot water storage side of the tank 1, the hot water heated by the
制御手段である制御装置200は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のROM(図示せず)には、予め設定された制御プログラムが設けられており、図示しない操作パネルからの操作情報、各種センサ類からの温度情報、流量情報、圧力情報、ヒートポンプユニット2からの信号などを受信する。
The
そして、これら各サーミスタ32、33a〜33f、71、73、74、75からの温度情報、流量カウンタ72からの流量情報などの信号に基づいてヒートポンプユニット2、混合弁15、16、三方弁25等を制御するように構成されている。なお、図示しない操作盤は、浴室内や台所等の湯を使用する場所の近傍に設置され、操作盤以外は、屋外等の適所に設置されている。
Then, based on signals such as temperature information from each of the
なお、本実施形態では、導出管14と導出管19との下流側合流部位に、混合手段である高中温混合弁15を設けたが、これに限らず、流れ方向を切り替える三方弁であっても良い。これによれば、貯湯タンク1内の高温の湯もしくは中温の湯のいずれか一方に切り替えるとともに、貯湯タンク1内の高温の湯もしくはヒートポンプユニット2で沸き上げた湯のいずれか一方を選択することができる。
In the present embodiment, the high / medium
次に、以上の構成による貯湯式給湯装置の作動を図2ないし図5に基づいて説明する。図2は一日の前半(2:00〜14:00)における貯湯式給湯装置の作動を示すタイムチャートであり、図3は一日の後半(14:00〜2:00)における貯湯式給湯装置の作動を示すタイムチャートである。 Next, the operation of the hot water storage type hot water supply apparatus having the above configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a time chart showing the operation of the hot water storage type hot water supply apparatus in the first half of the day (20:00 to 14:00), and FIG. 3 is a hot water storage type hot water supply in the second half of the day (14:00 to 2:00). It is a time chart which shows the action | operation of an apparatus.
また、図4はヒートポンプユニット2の予測による制御装置200の沸き増し運転における制御処理を示すフローチャートである。図5(a)は大出湯の学習制御における出湯量記憶手段246の設定基準を示す説明図であり、図5(b)はその作動形態を示すタイムチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a control process in the additional heating operation of the
本実施形態では、貯湯タンク1の貯湯側に最低貯湯量以上の給湯の湯を貯めておかないと湯切れになるような大出湯を学習制御によって予測し、その予測された大出湯のときに、ヒートポンプユニット2を作動させる沸き増し運転を行うように制御している。
In the present embodiment, a large hot water that will run out of hot water if the hot water of the minimum hot water storage amount is not stored in the hot water storage side of the hot water storage tank 1 is predicted by learning control. The
より具体的には、単位期間(例えば、一日)内における所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量を出湯する大出湯の少なくとも出湯量もしくは出湯熱量、出湯時刻、および出湯時間などを出湯データとして記憶しておく。このときに、ヒートポンプユニット2による沸き増し運転のみで賄えるような出湯と、貯湯タンク1内に貯えられた貯湯量で賄えられる少量の出湯とは記憶はしない。
More specifically, at least the amount of tapping or tapping heat, the tapping time, tapping time, tapping time, etc. of the large tapping hot water that produces a tapping amount or tapping heat amount exceeding a predetermined value within a unit period (for example, one day) is stored as tapping data. Keep it. At this time, the hot water that can be covered only by the heating operation by the
そして、記憶された過去の所定期間(例えば、一週間)分の出湯データから当日の大出湯の出湯時刻、出湯量もしくは出湯熱量を予測して、その予測された大出湯で必要な貯湯量を大出湯の出湯前に、ヒートポンプユニット2で沸き上げた湯を貯湯タンク1の貯湯側に貯湯する第1沸き増し手段である沸き増し運転を行うようにしている。
Then, from the stored hot water data for a predetermined period in the past (for example, one week), the hot spring time of the hot spring on the day, the amount of hot water or the amount of hot water is predicted, and the amount of hot water required for the predicted hot spring is determined. Prior to the large hot water, the hot water heated by the
言い換えると、本実施形態では、その日に消費する使用熱量相当分の大容量の貯湯量を一度に貯える方式と異なる方式であって、貯湯タンク1内には、可能な限り、必要なときに必要な貯湯量を貯湯するようにしている。そして、その貯湯量の容量を可能な限り少なくするように大出湯するときに、ヒートポンプユニット2で沸き上げた湯を出湯側である給湯用配管17に送り込ませる第2沸き増し手段である沸き増し運転を行うようにしている。
In other words, the present embodiment is a method different from the method of storing a large amount of hot water storage equivalent to the amount of heat used on the day, and is necessary in the hot water storage tank 1 whenever necessary. The hot water storage amount is stored. Then, when a large amount of hot water is discharged so as to reduce the capacity of the stored hot water as much as possible, the hot water that is heated by the
さらに、貯湯タンク1内の最低貯湯量を監視し、その最低貯湯量が所定量未満となったときに、ヒートポンプユニット2で沸き上げた湯を貯湯タンク1の貯湯側に貯湯する第3沸き増し手段である沸き増し運転を行うようにしている。
Furthermore, the minimum amount of hot water stored in the hot water storage tank 1 is monitored, and when the minimum amount of hot water stored is less than a predetermined amount, the third boiling point for storing hot water heated by the
ところで、家族が4人程度の一般的な家庭において、所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量を出湯する大出湯のときは、浴槽内にお湯張りを行うときとか、シャワーによる大量の給湯水を出湯するときである。また、その大出湯の使用パターンは、概して夕方以降に集中している。 By the way, in a general home with about 4 family members, if you have a large amount of hot spring water that produces a hot water or a hot water that exceeds a predetermined value, you can use a hot water filling in the bathtub or a large amount of hot water in the shower. It is time to do. In addition, the usage pattern of the large hot springs is generally concentrated after the evening.
そこで、図2および図3は、家族が4人程度の一般的な家庭において、一日あたりに全出湯量が500Lもしくは出湯熱量を15000Kcal(42℃出湯で給水温度12℃のとき)を給湯用として使用するときに学習させた作動パターンをタイムチャートで示したものであって、一日を2:00〜14:00と14:00〜2:00との2分割している。 Therefore, FIGS. 2 and 3 are for hot water supply in a general home of about 4 families, with a total amount of hot water of 500 L or a hot water amount of 15000 Kcal (42 ° C. hot water and water supply temperature of 12 ° C.) per day. The operation pattern learned when used as a time chart is shown in a time chart, and the day is divided into two parts, 2:00 to 14:00 and 14: 0 to 2:00.
そして、毎日2:00になると、その日の大出湯の出湯を予測する。本例では、一日の前半(2:00〜14:00)では大出湯の機会がなく夕方以降に大出湯がある。そこで、一日の前半では、図2に示すように、料金設定の安い時間帯の終了時刻が午前7:00であった場合、その日に予想される使用量の半分を料金設定の安い時間帯にヒートポンプユニット2を作動させて第1沸き増し手段による沸き増し運転を行って貯湯するようにしている。
And when it becomes 2:00 every day, the hot spring out of the large hot spring on that day is predicted. In this example, there is no opportunity for a large hot spring in the first half of the day (20:00 to 14:00), and there is a large hot spring after the evening. Therefore, in the first half of the day, as shown in FIG. 2, if the end time of the time zone with the lowest price setting is 7:00 am, half of the expected usage amount is reduced to the time zone with the lower price setting. In addition, the
より具体的には、半日分の出湯熱量(7500Kcal以上)を料金設定の安い時間帯の終了時刻(午前7:00)前に沸き増し運転を行って必要貯湯量として貯湯量150Lを確保する。なお、このときの図中(b)に示す沸き上げ温度は65℃で沸き上げる(例えば、(65℃−12℃)×150L=7950Kcal)。また、ヒートポンプユニット2の図中(a)に示す運転能力は、最大能力の半分である6kWで運転する。
More specifically, a hot water supply amount of 150 L is secured as a necessary hot water storage amount by heating up the amount of hot water for half a day (7500 Kcal or more) before the end time (7:00 am) of the time zone where the charge setting is cheap. In addition, the boiling temperature shown to (b) in the figure at this time boils at 65 degreeC (for example, (65 degreeC-12 degreeC) x150L = 7950Kcal). Moreover, the driving capability shown to (a) in the figure of the
これは、料金設定の安い時間帯の終了時刻(午前7:00)前に沸き上げれば良いことなのでCOP(成績効率)の良い方となる低能力で運転させている。なお、ここでは、半日分の出湯熱量(7500Kcal以上)を沸き上げたが、これに限らず、もっと多く沸き上げても良いし、もっと少なく沸き上げても良い。 Since it is only necessary to boil up before the end time (7:00 am) of the time zone where the fee setting is cheap, the operation is performed with a low capacity which is a better COP (performance efficiency). In addition, although the amount of calorie for half a day (7500 Kcal or more) was boiled here, it is not limited to this, and it may be boiled more or less.
また、ここでは、沸き上げ温度を65℃で沸き上げたが、これに限らず、沸き上げ温度を90℃で高めの沸き増し運転を行うと電力料金を安くすることができる。また、図中(e)および(f)に示す積算出湯量および出湯量は、大出湯以外の出湯状態を示しており、このときは貯えられた貯湯量で賄われている。 In addition, although the boiling temperature is boiled at 65 ° C. here, the present invention is not limited to this, and when the boiling temperature is increased to 90 ° C. and the boiling operation is performed at a higher temperature, the electricity charge can be reduced. Moreover, the amount of hot water calculated and the amount of hot water shown in (e) and (f) in the figure indicate the hot water conditions other than the large hot water, and at this time, the amount of hot water stored is covered.
そして、図3に示すように、一日の後半(14:00〜2:00)になると、予測された大出湯の出湯時刻は20:00と23:00の2回あって、20:00のときは、例えば、浴槽内にお湯張りを行うときの出湯であり、23:00のときは、シャワーによる大量の出湯である。 Then, as shown in FIG. 3, when the second half of the day (14:00 to 2:00), the predicted hot spring time of the hot springs is 20:00 and 23:00, and 20:00 In the case of, for example, it is a hot spring when hot water is filled in the bathtub, and in the case of 23:00, it is a large amount of hot water by shower.
そして、予測された大出湯の出湯時刻前、例えば19:00にその大出湯で必要な貯湯量をヒートポンプユニット2で沸き上げた湯を貯湯タンク1の貯湯側に貯湯する第1沸き増し手段である沸き増し運転を行うようにしている。
Then, by the first heating means for storing the hot water boiled up by the
そして、予測された大出湯の出湯時刻(20:00)に達したときに、所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量があれば、ヒートポンプユニット2で沸き上げた湯を出湯側である給湯用配管17に送り込ませる第2沸き増し手段である沸き増し運転を行うなってお湯張りを補っている。
When the predicted hot spring time (20:00) of the large hot spring is reached, if there is a hot water amount or a hot water amount equal to or greater than a predetermined value, the hot water heated by the
そして、その後の予測された2番目の大出湯において、大出湯の出湯時刻前にその大出湯で必要な貯湯量を貯えるとともに、予測された大出湯の出湯時刻(23:00)に達したときに、第2沸き増し手段である沸き増し運転でシャワーによる大量の出湯を補っている。 Then, in the second predicted large hot spring after that, the amount of hot water required for the large hot spring is stored before the hot spring time, and the predicted hot spring time of the hot spring (23:00) is reached. In addition, a large amount of hot water discharged from the shower is supplemented by the additional heating operation that is the second additional heating means.
なお、大出湯以外のときに、例えば、17:00、1:00の最低貯湯量(例えば、50L)以下となったときは、ヒートポンプユニット2を作動させて第3沸き増し手段である沸き増し運転を行って貯湯タンク1内に最低貯湯量以上を貯湯するようにしている。
In addition, when it becomes less than the minimum hot water storage amount (for example, 50 L) of 17:00, 10:00 at times other than large hot water, for example, the
次に、図4に示すフローチャートは、図2および図3による作動パターンを実現するための制御装置200による沸き増し運転の制御処理であって、その手順を説明する。まず、図4に示すように、ステップ201にて、学習制御開始時刻に達した否かを判定する。ここでは、2:00に達することで沸き増し運転の制御処理が開始する。
Next, the flowchart shown in FIG. 4 is a control process of the additional heating operation by the
ステップ202にて、記憶された過去の所定期間(例えば、一週間)分の出湯データから学習制御を行って少なくとも当日の大出湯の出湯時刻、出湯量もしくは出湯熱量、出湯時間を予測する。ここでは、過去所定期間(例えば、一週間)分のデータから一回あたりの大出湯を一日単位の出湯量もしくは出湯熱量の多い順に求め、かつそれらの出湯量もしくは出湯熱量を過去所定期間(例えば、一週間)分の平均値〜最大値として学習制御を行うと良い。
In
そのときに、出湯時刻の予測は、過去所定期間(例えば、一週間)分のデータから最も早い出湯時刻を学習制御して採用する。また、出湯時間の予測は、過去所定期間(例えば、一週間)分のデータから平均値〜最大値として学習制御を行うと良い。なお、以上のステップ202の制御処理を請求項では出湯予測手段と称している。
At that time, the prediction of the hot water time is adopted by learning and controlling the earliest hot water time from the data for the past predetermined period (for example, one week). Moreover, the prediction of the hot water time is good to perform learning control from the average value to the maximum value from the data for the past predetermined period (for example, one week). In addition, the control process of the
そして、ステップ203にて、予測された大出湯の目標熱量を算出する。具体的には、記憶された過去の所定期間(例えば、一週間)分の出湯データの出湯熱量から平均値もしくは標準偏差を含めた最大値を算出する。そして、ステップ204にて、予測された大出湯の予測熱量を算出する。
In
この予測熱量は予測された大出湯するときに、ヒートポンプユニット2を作動させて第2沸き増し手段である沸き増し運転を行って、ヒートポンプユニット2で沸き上げた湯を出湯側である給湯用配管17に送り込ませる出湯熱量である。なお、以上のステップ203の制御処理を請求項では沸き上げ熱量算出手段と称し、ステップ204の制御処理を請求項では予測熱量算出手段と称している。
When the predicted amount of heat is discharged, the
次に、ステップ205にて、予測された大出湯する出湯時刻の前に貯湯する必要貯湯量を算出する。この必要貯湯量は、ステップ203にて算出した目標熱量と予め設定された最低貯湯量との和からステップ204で算出した予測熱量を差し引いて算出する。これによれば、必要貯湯量を可能な限り少なくすることができる。なお、以上のステップ205の制御処理を請求項では必要貯湯量算出手段と称している。
Next, in step 205, the necessary hot water storage amount to be stored before the predicted hot water discharge time is calculated. The required hot water storage amount is calculated by subtracting the predicted heat amount calculated in
そして、ステップ206にて、ステップ204で算出した必要貯湯量を貯湯するための開始時刻を算出する。この開始時刻は予測された大出湯する出湯時刻から必要貯湯量を貯湯タンク1内に貯える貯湯時間を差し引いて求める。つまり、沸き増し開始時刻=出湯時刻−Twから求める。
In
そして、Tw=(目標熱量−Qa×860×(出湯時間−5分))−現在の貯湯量+最低貯湯量)/QaからTwを求める。ここで、Qaはヒートポンプユニット2の運転能力であって、この大出湯を賄うためヒートポンプユニット2の最大能力である12kwを用いる。
Then, Tw is obtained from Tw = (target heat amount−Qa × 860 × (hot water time−5 minutes)) − current hot water storage amount + minimum hot water storage amount) / Qa. Here, Qa is the operating capacity of the
ここで、5分はヒートポンプユニット2の立ち上がり時の遅れ分であって、この種のヒートポンプユニット2で沸き上げた湯を出湯側に送るときには、沸き上げ温度が安定となるまでヒートポンプユニット2の運転開始後5分程度の遅れがあるため、これを含めてTwを求める。なお、本実施形態では、(目標熱量−Qa×860×(出湯時間−5分))としたが、これに限らず、Qa×860×(出湯時間−5分)の予測熱量を省いてTwを求めても良い。
Here, 5 minutes is a delay at the time of start-up of the
そして、ステップ210にて時間帯を判定する。ここで現在の時刻が一日の前半の2:00〜14:00であればステップ211に移行する。ここで現在の時刻が一日の後半の14:00〜2:00であればステップ230に移行する。つまり、このステップで図2もしくは図3に示す作動パターンを判定している。
In
そして、ステップ211にて現在の貯湯量を検出するとともに、その貯湯量における残湯熱量を算出する。そして、ステップ212にて、検出された貯湯量が予め設定された最低貯湯量に対してあるか否かを判定する。
In
ここで、最低貯湯量は、給湯用配管17から出湯と同時にヒートポンプユニット2を作動させても、ヒートポンプユニット2で沸かす温度が所定温度になるまで所定時間必要なため、その所定時間分を貯湯タンク1内に貯えたお湯で賄うための貯湯量であるとともに、湯切れ防止のための担保量である。本実施形態では、例えば、50Lを最低貯湯量としている。
Here, even if the
従って、ステップ212にて、現在の貯湯量が最低貯湯量を下回っておれば、ステップ213にて沸き増し運転を開始する。具体的には、分配器である三方弁25を貯湯タンク1の貯湯側に送り出す方向に切り替えてヒートポンプユニット2を作動させて沸き増し運転を行う。
Accordingly, if the current hot water storage amount is below the minimum hot water storage amount at
これにより、ヒートポンプユニット2で沸き上げた湯が貯湯タンク1内に送り出される。そして、ステップ214にて、沸き増し停止条件が成立するまでヒートポンプユニット2の沸き増し運転を継続して貯湯量を増加させる。
Thereby, the hot water boiled by the
ここで、沸き増し停止条件として、例えば、現在の貯湯量にプラス30L貯湯量が増加すればステップ215にて、沸き増し運転を停止する。言い換えれば、予測された大出湯以外のときは、現在の貯湯量を監視して予め設定された貯湯量を下回ったときに、ステップ213にて沸き増し運転を開始する。なお、このステップ213の制御処理を請求項では第3沸き増し手段と称している。
Here, as an additional stop condition, for example, if the hot water storage amount increases by 30L to the current hot water storage amount, the boiling operation is stopped in
そして、ステップ212にて、最低貯湯量以上あれば、ステップ220にて現在の時刻がAM2:00〜AM7:00ないであるか否かを判定する。ここでこの時刻内であれば、ステップ221にて目標熱量を算出する。ここでは、上述したように一日の半日分の出湯熱量(7500Kcal以上)を求める算出手段である。
If it is determined in
ここでは、ヒートポンプユニット2の運転能力を最大能力の半分である6kWで、かつ沸き上げ温度を65℃で沸き上げる出湯熱量(例えば、(65℃−12℃)×150L=7950Kcal)である。そして、ステップ222にて沸き増し運転を開始する開始時刻を算出する。ここでは、料金設定の安い時間帯が、例えばAM7:00に終了してしまうので、AM7:00に達する前に目標熱量分を沸き上げる開始時刻とする。
Here, the operating capacity of the
そして、ステップ223にて、開始時刻に達したか否かを判定する。ここで開始時刻に達したら、ステップ224にて沸き増し運転を開始する。具体的には、三方弁25を貯湯タンク1の貯湯側に送り出す方向に切り替えてヒートポンプユニット2を作動させて沸き増し運転を行う。
In
そして、ステップ225にて、沸き増し停止条件が成立するまでヒートポンプユニット2の沸き増し運転を継続して目標熱量分貯湯量を増加させる。ここで、沸き増し停止条件として、目標熱量分の貯湯量が増加すればステップ226にて、沸き増し運転を停止する。これにより、AM7:00前に、14:00までに使用される半日分の目標熱量相当の貯湯量(図2参照)が貯湯タンク内に貯湯できる。
In
次に、ステップ210にて、現在の時刻が一日の後半の14:00〜2:00であればステップ230に移行する。ここでは、ステップ206にて算出した開始時刻を判定する判定手段であって、ここで、開始時刻に達すればステップ231にて現在の貯湯量を検出するとともにその貯湯量における残湯熱量を算出する。
Next, in
そして、ステップ232にて、現在の貯湯量とステップ205にて算出した必要貯湯量とを比較し、現在の貯湯量が必要貯湯量よりも小さければステップ233にて沸き増し運転を開始する。
Then, in
具体的には、三方弁25を貯湯タンク1の貯湯側に送り出す方向に切り替えてヒートポンプユニット2を作動させて沸き増し運転を行う。ここでは、ヒートポンプユニット2の運転能力を最大能力の12kWで、かつ沸き上げ温度を50℃で沸き上げると良い。これにより、ヒートポンプユニット2で沸き上げられた湯が貯湯タンク1内に送り込まれる。
Specifically, the three-
そして、ステップ234にて、沸き増し停止条件が成立するまでヒートポンプユニット2の沸き増し運転を継続する。ここで、沸き増し停止条件として、例えば、必要貯湯量まで貯湯量が増加すればステップ235にて、沸き増し運転を停止する。これにより、予測された大出湯する前に、それ以後に予測される大出湯のときの必要貯湯量を貯湯することができる。なお、ステップ233の制御処理を請求項では第1沸き増し手段と称している。
In
一方、ステップ230にて、現在の時刻が予測された開始時刻に達していなければ、ステップ241にて、予測された大出湯の時間帯であるか否かを判定する。ここで、予測された大出湯の時間帯であれば、ステップ242にて大出湯の出湯中であるか否かを判定する。
On the other hand, if it is determined in
この制御処理は、流量カウンタ72からの流量情報を判定する判定手段であって、所定値以上の出湯量を出湯する大出湯なのか、または大出湯以外の出湯かのいずれかを判定している。つまり、流量カウンタ72からの流量情報が予測された出湯量もしくは出湯熱量の設定比率(例えば、80%)以上であれば大出湯を出湯中と判定する。 This control process is a determination means for determining flow rate information from the flow rate counter 72, and determines whether it is a large tapping hot water that discharges a hot water amount equal to or greater than a predetermined value or a tapping water other than the large tapping water. . In other words, if the flow rate information from the flow rate counter 72 is equal to or greater than the predicted amount of tapping water or the amount of tapping heat (for example, 80%), it is determined that the tapping water is being tapped.
ここで、予測された大出湯の出湯中であれば、ステップ243にて沸き増し運転を開始する。ここでは、ヒートポンプユニット2の運転能力を最大能力の12kWで、かつ沸き上げ温度を50℃で沸き上げると良い。
Here, if it is during the predicted hot spring of the large hot water, the boiling operation is started in
具体的には、三方弁25を出湯側に送り出す方向に流れ方向を切り替えて、ヒートポンプユニット2を作動させて沸き上げた湯を導出管19に送り出して給湯用配管17から出湯させるようにしている。つまり、ヒートポンプユニット2で沸き上げたお湯で大出湯の出湯を補うことができる。
Specifically, the flow direction is switched to the direction in which the three-
そして、ステップ244にて、沸き増し停止条件として、例えば、予測された出湯時間が経過するまでヒートポンプユニット2の沸き増し運転を継続する。ここで、沸き増し停止条件が成立すればステップ245にて沸き増し運転を停止する。
Then, in
これにより、貯湯タンク1内に貯湯した必要貯湯量と予測された大出湯をヒートポンプユニット2で沸き上げたお湯で補うことで湯切れなく出湯することができる。なお、ステップ243の制御処理を請求項では第2沸き増し手段と称している。
As a result, hot water heated up in the
そして、ステップ246にて大出湯のときの出湯量もしくは出湯熱量、出湯時間、出湯時刻を記憶する。つまり、流量カウンタ72からの流量情報が所定値以上の出湯量で出湯する大出湯であれば、このときの少なくとも出湯量もしくは出湯熱量、出湯時間、出湯時刻を記憶するようにしている。
In
具体的には、図5(a)および図5(b)に示す大出湯の設定基準によって設定しているので以下説明する。図5(a)に示すように、一回あたりの出湯を1に示す所定値以上の給湯量(出湯熱量)、2に示す単位時間当たりの出湯量が所定値以上のみを記憶する。 Specifically, since it is set according to the setting standard of the large hot water shown in FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b), will be described below. As shown in FIG. 5 (a), only the amount of hot water supplied per unit time shown in 2 (heated heat amount) equal to or greater than a predetermined value indicated by 1 is stored only for a predetermined value or greater.
より具体的には、図5(b)に示すように、1に示す所定値以上の給湯量(出湯熱量)の所定値は最低貯湯量以下の40L程度、2に示す単位時間当たりの出湯量の所定値はヒートポンプユニット2の最大運転能力以下の4L/分程度としている。
More specifically, as shown in FIG. 5 (b), the predetermined value of the hot water supply amount (heat output heat amount) equal to or greater than the predetermined value shown in 1 is about 40L less than the minimum hot water storage amount, and the amount of hot water discharged per unit time shown in 2 The predetermined value is set to about 4 L / min which is equal to or less than the maximum operating capacity of the
そして、3に示すように一回あたりの出湯で記憶するが、所定時間(例えば、5分程度)内の断続出湯の場合は1回あたりの出湯として記憶する。これの理由はこれらの出湯を群として捉えるようにしている。より具体的にはヒートポンプユニット2が停止して再起動して沸き上げ温度に達するまで5分程度時間を要することでこのようにしている。
And as shown in 3, it memorize | stores with the hot water per time, but memorize | stores as the hot water per time in the case of the intermittent hot water within a predetermined time (for example, about 5 minutes). The reason for this is to catch these hot springs as a group. More specifically, it takes about 5 minutes for the
そして、4に示す単位期間(例えば、1日)内における出湯量の多い順に、その出湯量を記憶し、過去の所定期間(例えば、一週間)分のデータから出湯量もしくは出湯熱量の平均値および標準偏差から求める最大値を算出して記憶する。この理由として、お湯張りや大量のシャワー使用など大出湯の機会が単位期間(例えば、1日)内に何回かある使用者の場合を想定して出湯量の多い順に記憶すると良い。 And the amount of hot water is memorize | stored in order with the large amount of hot water in the unit period (for example, 1 day) shown in 4, and the average value of the amount of hot water or the amount of hot water discharged from the data for the past predetermined period (for example, one week). The maximum value obtained from the standard deviation is calculated and stored. As a reason for this, it is preferable to store in the order of the amount of hot water, assuming the case of a user who has several occasions of large hot springs such as hot water filling and use of a large amount of showers within a unit period (for example, one day).
そして、5に示すように、このときの出湯時間も併せて記憶し、過去の所定期間(例えば、一週間)分のデータから出湯時間の平均値および標準偏差から求める最大値を算出して記憶する。この出湯時間は、ヒートポンプユニット2で沸き上げたお湯で大出湯の出湯を補うときの時間であって、図5(b)に示すように、ヒートポンプユニット2がONしている間のa+bの時間を記憶する。
And as shown in 5, it also memorize | stores the tapping time at this time together, and calculates and memorize | stores the maximum value calculated | required from the average value and standard deviation of tapping time from the data for the past predetermined period (for example, one week). To do. This hot water time is a time when the hot water heated by the
そして、6に示すように、大出湯を出湯する出湯時刻をも併せて記憶し、過去の所定期間(例えば、一週間)分のデータから最も早い時刻を予測に用いる。なお、過去の所定期間(例えば、一週間)分のばらつきから予想される最短時刻を予測しても良い。なお、このステップ246の制御処理を請求項では出湯量記憶手段と称している。
And as shown in 6, it also memorize | stores together the hot water time to pour out hot water, and uses the earliest time for prediction from the data for the past predetermined period (for example, one week). Note that the shortest time expected from the variation for a predetermined period in the past (for example, one week) may be predicted. In addition, the control process of this
そして、ステップ246にて大出湯のデータを記憶した後は、ステップ210に戻り、ステップ230にて、次の大出湯の開始時刻を監視し、予測された大出湯がないときは、ステップ212にて最低貯湯量を監視し、ステップ213の第3沸き増し手段によってその最低貯湯量を維持する。
Then, after storing the data of the large hot water at
ところで、予測された大出湯が予測された出湯時刻になっても実行されなかったときは、次の予測された大出湯の開始時刻に進行するようになっている。そして、次の開始時刻になったときに、ステップ232にて、現在の貯湯量を次の予測される大出湯のときの必要貯湯量と比較した後に、ヒートポンプユニット2を作動させるため、現在の貯湯量が必要貯湯量よりも大のときはステップ233に移行しない。
By the way, when it is not executed even if the predicted large hot water reaches the predicted hot water time, it proceeds to the next predicted large hot water start time. Then, at the next start time, in
なお、ステップ233およびステップ243にて、沸き増し運転の沸き上げ温度を50℃と設定したが、これに限らず、45℃程度であっても良い。例えば、沸き上げ温度が50℃程度であればお湯張りの適温であり、45℃程度であれば一般的な給湯の最適温度である。
In
また、ステップ230では、一日の時間帯を2:00〜14:00と14:00〜2:00との2分割にしたが、これに限ることなく、使用者の使用パターンに応じて2分割以上に分けても良い。さらに、以上の実施形態では、過去の所定期間(一週間)分のデータから平均値〜最大値などを予測したが、これに限らず、平日の大出湯を予測するときには、過去の所定期間分の平日からのデータから予測しても良い。
In
以上の制御処理により、貯湯タンク1内には、可能な限り、必要なときに必要な貯湯量を貯湯することができるとともに、その貯湯量の容量を可能な限り少なくするようにヒートポンプユニット2で沸き上げた湯を出湯することができる。そして、大出湯以外のときは貯湯タンク1内の最低貯湯量を監視し、その最低貯湯量が所定量未満となったときに、ヒートポンプユニット2で沸き上げた湯を貯湯タンク1の貯湯側に貯湯することができる。
With the above control process, the hot water storage tank 1 can store the necessary amount of hot water as much as possible, and the
以上の第1実施形態による貯湯式給湯装置によれば、制御装置200には、少なくとも単位期間(例えば、1日)内における出湯側から給湯用として使用した所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量を算出し、その出湯量もしくは出湯熱量をデータとして記憶する出湯量記憶手段246と、この出湯量記憶手段246で記憶されたデータから沸き上げ目標熱量を算出する沸き上げ目標熱量算出手段203と、この沸き上げ目標熱量算出手段203で求められた沸き上げ目標熱量に基づいて、貯湯タンク1の貯湯側に貯える必要貯湯量を算出する必要貯湯量算出手段205と、出湯量記憶手段246で記憶されたデータから学習制御を行うことによって大出湯を予測する出湯予測手段202と、この出湯予測手段202で予測された大出湯を出湯する前に、ヒートポンプユニット2を作動させて必要貯湯量算出手段205で求めた必要貯湯量の給湯用の湯を貯湯タンク1の貯湯側に貯える沸き増し運転を行う第1沸き増し手段233とを有する。
According to the hot water storage type hot water supply apparatus according to the first embodiment described above, the
これによれば、出湯予測手段202によって大出湯を予測し、その大出湯による出湯熱量の不足分を、大出湯を出湯する前に、貯湯タンク1の貯湯側に貯えることができる。つまり、使用実績に応じた必要な出湯熱量を事前に必要貯湯量として貯湯タンク1内に確保することができる。 According to this, it is possible to predict the large hot water by the hot water prediction means 202, and to store the shortage of the amount of heat generated by the large hot water in the hot water storage side of the hot water storage tank 1 before the hot water is discharged. That is, it is possible to secure in the hot water storage tank 1 the required amount of hot water according to the actual use as the required hot water storage amount in advance.
従って、貯湯タンク1内に貯湯する保管時間を短縮できることで熱損失の低減ができて省エネルギ性の向上が図れる。また、大出湯を出湯するときの出湯熱量の不足分のみを大出湯を出湯する前に、貯湯タンク1内に貯湯すれば良いので必要貯湯量を大幅に低下させることができる。これにより、容積の小さい貯湯タンク1にすることができる。 Therefore, the storage time for storing hot water in the hot water storage tank 1 can be shortened, so that heat loss can be reduced and energy saving can be improved. In addition, since only the shortage of the amount of heat discharged when the large hot water is discharged is stored in the hot water storage tank 1 before the large hot water is discharged, the required hot water storage amount can be greatly reduced. Thereby, it can be set as the hot water storage tank 1 with a small volume.
また、制御装置200には、出湯予測手段202で予測された大出湯を出湯するときに、ヒートポンプユニット2を作動させて沸き上げた湯を出湯側に送り込む沸き増し運転を行う第2沸き増し手段243と、この第2沸き増し手段243によって出湯する出湯量もしくは出湯熱量の予測熱量を算出する予測熱量算出手段204とを有し、必要貯湯量算出手段205は、沸き上げ目標熱量算出手段203で求めた出湯量もしくは出湯熱量と予め設定された最低貯湯量との和から、予測熱量算出手段204で求めた予測熱量を差し引いて必要貯湯量を求める。
The
これによれば、大出湯が必要なときに第2沸き増し手段243によって沸き増し運転を行うことで、大出湯を出湯する前に貯える必要貯湯量を少なくすることができる。これにより、さらに熱損失の低減ができより省エネルギ性の向上が図れる。 According to this, when the large hot water is necessary, the second boiling means 243 performs the boiling operation, so that the necessary hot water storage amount stored before the large hot water is discharged can be reduced. As a result, heat loss can be further reduced and energy savings can be further improved.
また、制御装置200には、出湯予測手段202で予測された大出湯を出湯する前以外のときに、予め設定された最低貯湯量を維持するようにヒートポンプユニット2を作動させて沸き上げた湯を貯湯側に送り込む沸き増し運転を行う第3沸き増し手段213を有することにより、大出湯以外の出湯が頻繁にあっても最低貯湯量で賄うことができる。
Further, the
また、第1、第2、第3沸き増し手段233、243、213は、料金設定が異なる時間帯があるときにおいて、少なくとも料金設定が高い時間帯に、ヒートポンプユニット2を作動させることにより、大出湯で出湯するときは、概して料金設定が高い時間帯であるため料金設定が安い時間帯で運転させて保管するよりも省エネルギ性の向上が図れる。
Further, the first, second, and third heating means 233, 243, and 213 are largely operated by operating the
また、第1沸き増し手段233は、現在の貯湯量もしくは残湯熱量から沸き上げ目標熱量算出手段203で求めた出湯量もしくは出湯熱量を差し引いて不足量もしくは不足熱量を求めて、その沸き増しに必要な時間を、出湯予測手段202で予測された大出湯を出湯する出湯時刻から引き算し、その時刻前から沸き増し運転を開始することにより、大出湯を出湯する前に確実に必要貯湯量として貯湯タンク1内に確保することができる。これにより、湯切れを起こすことがない。 Further, the first boiling means 233 obtains a deficient amount or a deficient heat amount by subtracting a tapping amount or a tapping heat amount obtained by the boiling target heat amount calculating means 203 from the current hot water storage amount or the remaining hot water heat amount, and increases the boiling amount. By subtracting the required time from the hot water time at which the hot water predicted by the hot water prediction means 202 is discharged, and starting the heating operation before that time, it is ensured that the necessary amount of hot water is stored before the hot water is discharged. It can be secured in the hot water storage tank 1. This prevents hot water from running out.
また、第1沸き増し手段233は、現在の貯湯量もしくは残湯熱量から沸き上げ目標熱量算出手段203で求めた出湯量もしくは出湯熱量を差し引き、それに予測熱量算出手段204で求めた予測熱量を加算して不足量もしくは不足熱量を求めて、その沸き増しに必要な時間を、出湯予測手段202で予測された大出湯を出湯する出湯時刻から引き算し、その時刻前から沸き増し運転を開始することにより、大出湯を出湯する前に確実に必要貯湯量として貯湯タンク(1)内に確保することができる。これにより、湯切れを起こすことがない。 Further, the first boiling increase means 233 subtracts the amount of hot water or the amount of discharged hot water determined by the boiling target heat amount calculation means 203 from the current amount of stored hot water or the amount of remaining hot water, and adds the predicted heat amount calculated by the predicted heat amount calculation means 204 to it. Then, the amount of deficiency or the amount of heat is obtained, and the time required to increase the boiling amount is subtracted from the hot water time when the large hot water predicted by the hot water prediction means 202 is discharged, and the additional heating operation is started before that time. Thus, it is possible to ensure the required amount of hot water in the hot water storage tank (1) before pouring out the large hot water. This prevents hot water from running out.
また、出湯量記憶手段246は、出湯側から給湯用として使用した出湯が、一回あたり所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量の出湯として記憶し、出湯開始から出湯終了までを一回としており、断続的な出湯のときは所定時間内であれば一回あたりの出湯として記憶している。 Further, the hot water storage means 246 stores the hot water used for hot water supply from the hot water side as a hot water amount of a predetermined value or more per time, or a hot water amount of hot water, and once from the start of the hot water to the end of the hot water, In the case of intermittent hot water, if it is within a predetermined time, it is stored as hot water per time.
これによれは、大出湯を或る範囲の群として捉えることができる。例えば、大出湯を浴槽内へのお湯張り、多量に消費するシャワー使用などのヒートポンプユニット2で沸き上げることができない出湯を検知することができる。
According to this, large hot springs can be regarded as a group of a certain range. For example, it is possible to detect hot water that cannot be boiled by the
また、出湯量記憶手段246は、出湯側から給湯用として使用した出湯が、単位時間当たりの所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量の出湯として記憶していることにより、大出湯を浴槽内へのお湯張り、多量に消費するシャワー使用などのヒートポンプユニット2で沸き上げることができない出湯を検知することができる。
Further, the hot water storage means 246 stores the hot water used for hot water supply from the hot water side as a hot water amount exceeding a predetermined value per unit time or as a hot water of the hot water amount. It is possible to detect hot water that cannot be heated by the
また、出湯予測手段202は、過去所定期間分のデータから一回あたりの大出湯を一日単位の出湯量もしくは出湯熱量の多い順に求め、かつそれらの出湯量もしくは出湯熱量を過去所定期間分の平均値〜最大値として学習制御を行うことによって大出湯を予測することにより、過去所定期間を一週間とすると、その一週間における大出湯のデータに基づいて、予測する一日単位の大出湯が正確に予測することができる。また、平均値のほかに標準偏差を含めた最大値で捉えることで湯切れのない大出湯を出湯することができる。 Further, the hot water prediction means 202 obtains the large hot water per time from the data for the past predetermined period in the order of the amount of the hot water discharged per day or the amount of the hot water discharged, and calculates the amount of hot water discharged or the amount of hot water discharged for the past predetermined period. By predicting large hot springs by performing learning control as an average value to a maximum value, assuming that the past predetermined period is one week, based on the data of the large hot springs in that week, It can be predicted accurately. In addition, by taking the maximum value including the standard deviation in addition to the average value, it is possible to pour out hot water without running out of hot water.
また、出湯予測手段202は、一回あたりの大出湯の出湯時間を過去所定期間分のデータから平均値〜最大値として学習制御を行うことによって予測することにより、出湯時間によって第2沸き増し手段243によって沸き増し運転を行う出湯熱量の予測ができる。例えば、出湯時間が比較的長ければ、その間にヒートポンプユニット2による沸き増し運転で出湯熱量を補うことができる。
Further, the hot water prediction means 202 predicts the hot water discharge time of the large hot water per time from the data for the past predetermined period by performing learning control from the average value to the maximum value, thereby increasing the second boiling means by the hot water time. 243 can predict the amount of discharged hot water that performs boiling operation. For example, if the hot water discharge time is relatively long, the amount of hot water discharged can be compensated by the boiling increase operation by the
また、出湯予測手段202は、一回あたりの大出湯の出湯時刻を過去所定期間分のデータから最も早い出湯時刻として学習制御を行うことによって予測することにより、最も早い出湯時刻を越える確率が小さいことで湯切れとなる大出湯の発生が慨してない。 Further, the hot water predicting means 202 predicts by making the learning control as the earliest hot water time from the data for a predetermined period in the past, so that the probability of exceeding the earliest hot water time is small. There is no hesitation in the occurrence of large hot springs that run out of water.
また、出湯予測手段202は、過去所定期間分のデータから時間帯別に区分させて学習制御を行うことによって大出湯を予測することにより、大出湯の予測が正確にできる。また、容積の小さい貯湯タンク1にすることができる。 Moreover, the hot water prediction means 202 can accurately predict large hot water by predicting large hot water by performing learning control by classifying the data for a predetermined period of time according to time periods. Moreover, it can be set as the hot water storage tank 1 with a small volume.
また、制御装置200は、第1、第2、第3沸き増し手段233、243、213による沸き上げ運転のときに、ヒートポンプユニット2の沸き上げ温度を必要に応じて可変できることにより、予測された大出湯に応じた沸き上げ温度でヒートポンプユニット2の沸き上げ運転ができる。また、COPの向上が図れる。
Further, the
また、制御装置200は、第1、第2、第3沸き増し手段233、243、213による沸き上げ運転のときに、ヒートポンプユニット2の沸き上げ能力を必要に応じて可変できることにより、予測された大出湯に応じた沸き上げ能力でヒートポンプユニット2の沸き上げ運転ができる。また、COPの向上が図れる。
Further, the
また、第2沸き増し手段243は、単位時間当たりの所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量を出湯する大出湯のときで、かつ予め設定された最低貯湯量以下のときに、ヒートポンプユニット2を作動させて沸き上げた湯を出湯側に送り込む沸き増し運転を開始することにより、予測外の大出湯があったときに、現在の貯湯量に応じて湯切れを起こさずに対応することができる。
In addition, the second boiling means 243 operates the
また、制御装置200は、予測された大出湯の出湯時刻が経過したときか、もしくはその予測された出湯時刻に所定比率の以上の出湯量もしくは出湯熱量の大出湯を出湯したときに、現在時刻以降の大出湯の予測を実行することにより、次の予測された大出湯のための切り替えがスムーズに移行できる。
Further, the
(第2実施形態)
以上の第1実施形態では、図4に示すように、ステップ230で時間帯を判定させて、その時間帯の予測される出湯に応じてヒートポンプユニット2の沸き上げ運転を行うように構成したが、これに限らず、具体的には、図6に示すように、ステップ230を設けずに予測される大出湯に応じてヒートポンプユニット2の沸き上げ運転を行うように構成しても良い。
(Second Embodiment)
In the above first embodiment, as shown in FIG. 4, the time zone is determined in
(他の実施形態)
以上の実施形態では、予測された大出湯の出湯量が多い順に並べて説明したが、実際の予測パターンでは大出湯の大小の順序は異なるため、それぞれの予測された大出湯における開始時刻を監視するとともに、出湯量の多い大出湯順に必要貯湯量を貯湯するようにすれば良い。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the order of the amount of tapping of the predicted hot spring is described in order, but since the order of the size of the large hot water differs in the actual prediction pattern, the start time in each predicted hot water is monitored. The required hot water storage amount may be stored in the order of the large hot springs with the largest amount of hot water.
また、以上の実施形態では、ヒートポンプユニット2を高温側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルから構成させたが、これに限らず、例えば、フロン冷媒を用いた一般的なヒートポンプサイクルで構成しても良い。
Further, in the above embodiment, the
1…貯湯タンク
2…ヒートポンプユニット(加熱手段)
200…制御装置(制御手段)
202…出湯予測手段
203…沸き上げ目標算出手段
204…予測熱量算出手段
205…必要貯湯量算出手段
213…第3沸き増し手段
233…第1沸き増し手段
243…第2沸き増し手段
246…出湯量記憶手段
1 ... Hot
200: Control device (control means)
202 ... Hot water prediction means 203 ... Boiling target calculation means 204 ... Predicted heat amount calculation means 205 ... Necessary hot water storage amount calculation means 213 ... Third boiling increase means 233 ... First boiling increase means 243 ... Second boiling increase means 246 ... Outflow hot water amount Storage means
Claims (16)
前記給水側から取水し、沸き上げた湯を貯湯側もしくは出湯側に送り込む加熱手段(2)と、
前記加熱手段(2)を制御する制御手段(200)とを備え、
前記制御手段(200)には、少なくとも単位期間内における出湯側から給湯用として使用した所定値以上の出湯量もしくは出湯熱量を算出し、その出湯量もしくは出湯熱量をデータとして記憶する出湯量記憶手段(246)と、
前記出湯量記憶手段(246)で記憶されたデータから沸き上げ目標熱量を算出する沸き上げ目標熱量算出手段(203)と、
前記沸き上げ目標熱量算出手段(203)で求められた沸き上げ目標熱量に基づいて、前記貯湯タンク(1)の貯湯側に貯える必要貯湯量を算出する必要貯湯量算出手段(205)と、
前記出湯量記憶手段(246)で記憶されたデータから学習制御を行うことによって大出湯を予測する出湯予測手段(202)と、
前記出湯予測手段(202)で予測された大出湯を出湯する前に、前記加熱手段(2)を作動させて前記必要貯湯量算出手段(205)で求めた必要貯湯量の給湯用の湯を前記貯湯タンク(1)の貯湯側に貯える沸き増し運転を行う第1沸き増し手段(233)とを有することを特徴とする貯湯式給湯装置。 A hot water storage tank (1) in which water is supplied from the water supply source to the water supply side, and hot water for hot water supply is stored on the hot water storage side;
A heating means (2) for taking water from the water supply side and sending boiled hot water to the hot water storage side or the hot water side;
Control means (200) for controlling the heating means (2),
The control means (200) calculates the amount of tapping water or tapping heat amount greater than or equal to a predetermined value used for hot water supply from the tapping side in at least a unit period, and stores the tapping amount or tapping heat amount as data. (246),
A boiling target heat quantity calculating means (203) for calculating a boiling target heat quantity from the data stored in the hot water storage means (246);
A required hot water storage amount calculating means (205) for calculating a required hot water storage amount stored in the hot water storage side of the hot water storage tank (1) based on the boiling target heat amount obtained by the boiling target heat amount calculation means (203);
Hot water prediction means (202) for predicting large hot water by performing learning control from the data stored in the hot water storage means (246),
Before the large hot water predicted by the hot water prediction means (202) is discharged, the heating means (2) is operated to supply hot water for hot water supply of the required hot water storage amount calculated by the required hot water storage amount calculation means (205). A hot water storage type hot water supply apparatus comprising first boiling means (233) for performing a reheating operation for storing in the hot water storage side of the hot water storage tank (1).
前記第2沸き増し手段(243)によって出湯する出湯量もしくは出湯熱量の予測熱量を算出する予測熱量算出手段(204)とを有し、
前記必要貯湯量算出手段(205)は、前記沸き上げ目標熱量算出手段(203)で求めた出湯量もしくは出湯熱量と予め設定された最低貯湯量との和から、前記予測熱量算出手段(204)で求めた予測熱量を差し引いて前記必要貯湯量を求めることを特徴とする請求項1に記載の貯湯式給湯装置。 In the control means (200), when the large hot water predicted by the hot water prediction means (202) is discharged, the heating means (2) is operated to feed the hot water heated up to the hot water side. Second boiling means (243) for performing
A predicted calorific value calculating means (204) for calculating the amount of hot water discharged by the second boiling means (243) or the predicted calorific value of the discharged hot water;
The required hot water storage amount calculation means (205) is configured to calculate the predicted heat amount calculation means (204) based on the amount of hot water obtained by the boiling target heat amount calculation means (203) or the sum of the amount of hot water discharged and the preset minimum hot water storage amount. The hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the required hot water storage amount is obtained by subtracting the predicted heat amount obtained in step 1.
前記出湯予測手段(202)は、前記過去所定期間分のデータから一回あたりの大出湯を一日単位の出湯量もしくは出湯熱量の多い順に求め、かつそれらの出湯量もしくは出湯熱量を前記過去所定期間分の平均値〜最大値として学習制御を行うことによって大出湯を予測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。 In the hot water storage means (246), the unit period is data of the amount of hot water or the amount of heat of hot water having a predetermined value or more in a day, and data for a predetermined period in the past is stored.
The hot water prediction means (202) obtains large hot water per time from the data for the past predetermined period in the order of the amount of hot water discharged per day or the amount of hot water discharged, and determines the amount of hot water discharged or the amount of hot water discharged from the past predetermined amount The hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 1, wherein large hot water is predicted by performing learning control as an average value to a maximum value for a period.
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