JP2009109024A - ヒートポンプ式給湯機 - Google Patents
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Abstract
【課題】貯湯タンクに貯湯する湯の温度をできるだけ要求された沸き上げ温度で沸き上げるヒートポンプ式給湯機を提供する。
【解決手段】貯湯タンク2内の湯水をヒートポンプ式加熱手段3で沸き上げ目標温度に沸き上げる沸き上げ制御を行う沸き上げ制御部26を備え、沸き上げ制御部26が、ヒートポンプ式加熱手段3で沸き上げることのできる沸き上げ上限温度を設定する沸き上げ上限温度設定手段36を有したヒートポンプ式給湯機において、沸き上げ上限温度設定手段36は、外気温度及びヒートポンプ式加熱手段3に供給される湯水の入水温度に基づいて予め記憶された所定の関係から沸き上げ上限温度を設定し、この所定の関係は外気温度が高くなるにつれて沸き上げ上限温度を低くすると共に、外気温度が高く入水温度が高い時よりも、外気温度が高く入水温度が低い時の方が、沸き上げ上限温度を高くするようにした。
【選択図】 図2
【解決手段】貯湯タンク2内の湯水をヒートポンプ式加熱手段3で沸き上げ目標温度に沸き上げる沸き上げ制御を行う沸き上げ制御部26を備え、沸き上げ制御部26が、ヒートポンプ式加熱手段3で沸き上げることのできる沸き上げ上限温度を設定する沸き上げ上限温度設定手段36を有したヒートポンプ式給湯機において、沸き上げ上限温度設定手段36は、外気温度及びヒートポンプ式加熱手段3に供給される湯水の入水温度に基づいて予め記憶された所定の関係から沸き上げ上限温度を設定し、この所定の関係は外気温度が高くなるにつれて沸き上げ上限温度を低くすると共に、外気温度が高く入水温度が高い時よりも、外気温度が高く入水温度が低い時の方が、沸き上げ上限温度を高くするようにした。
【選択図】 図2
Description
この発明は、貯湯タンク内の湯水をヒートポンプ式加熱手段で沸き上げ目標温度に沸き上げる沸き上げ制御を行うヒートポンプ式給湯機に関するものである。
従来この種のヒートポンプ式給湯機においては、電力料金の安価な深夜時間帯に、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目標温度に沸き上げる沸き上げ制御を行って、昼間時間帯に給湯等で使用する湯を貯湯タンクに貯えており、前記沸き上げ制御では、過去数日分の使用熱量から翌日に使用されるであろう目標熱量を算出し、この目標熱量から沸き上げ要求温度を算出し、この沸き上げ要求温度を沸き上げ目標温度としていた。また、深夜時間帯の沸き上げだけでは湯量または熱量が不足する場合には、その不足する湯量または熱量を補うため昼間時間帯にもヒートポンプユニットで沸き上げ制御を行うようにしたものがあった。(例えば、特許文献1参照。)
また、特許文献1に挙げたようなヒートポンプ式給湯機では、一般的に、ヒートポンプユニットのヒートポンプ回路の高圧保護や圧縮機等の耐久性向上等の観点から、外気温度が高くなるにつれてヒートポンプユニットで沸き上げることのできる沸き上げ上限温度を低くするといったように、外気温度に基づいてヒートポンプユニットで沸き上げることのできる沸き上げ上限温度を設定している。
特開2002−168524号公報
ところでこの従来のものは、深夜時間帯での沸き上げ制御時と昼間時間帯での沸き上げ制御時とで前記沸き上げ要求温度は同じ温度であるが、前記沸き上げ上限温度は外気温度に基づいて設定されるので、深夜時間帯の外気温度と昼間時間帯の外気温度とは大きく異なることから、深夜時間帯での沸き上げ制御時と昼間時間帯での沸き上げ制御時とで沸き上げ上限温度が異なる場合がある。その結果、深夜時間帯での沸き上げ制御時には、(沸き上げ要求温度)≦(沸き上げ上限温度)の関係で沸き上げ目標温度が沸き上げ要求温度であったものが、昼間時間帯での沸き上げ制御時には、(沸き上げ要求温度)>(沸き上げ上限温度)という関係になる場合があり、(沸き上げ要求温度)>(沸き上げ上限温度)の場合、沸き上げることができる湯温の上限は沸き上げ上限温度となるので、沸き上げ上限温度が沸き上げ目標温度となり、深夜時間帯に沸き上げ目標温度として沸き上げ要求温度で沸き上げて貯湯タンク内に貯湯されている湯に、昼間時間帯の沸き上げ制御によって沸き上げ目標温度として沸き上げ要求温度よりも低い沸き上げ上限温度で沸き上げた湯を貯湯タンクに供給することになってしまい、貯湯タンク上部の湯の温度を低下させてしまう不都合を生じることがあった。
この発明は上記課題を解決するために、特に請求項1ではその構成を、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部と上部とを循環可能に接続し湯水を循環させる循環ポンプを有した循環回路と、前記循環回路途中に設けられ前記貯湯タンク内の湯水を循環加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンク内の湯水を前記ヒートポンプ式加熱手段で沸き上げ目標温度に沸き上げる沸き上げ制御を行う沸き上げ制御部とを備え、前記沸き上げ制御部が、沸き上げ要求温度を設定する沸き上げ要求温度設定手段と、前記ヒートポンプ式加熱手段で沸き上げることのできる沸き上げ上限温度を設定する沸き上げ上限温度設定手段と、前記沸き上げ要求温度設定手段により設定された沸き上げ要求温度と前記沸き上げ上限温度設定手段により設定された沸き上げ上限温度とを比較し沸き上げ目標温度を設定する沸き上げ目標温度設定手段とを有したヒートポンプ式給湯機において、前記沸き上げ上限温度設定手段は、前記外気温度及び前記ヒートポンプ式加熱手段に供給される湯水の入水温度に基づいて予め記憶された所定の関係から前記沸き上げ上限温度を設定し、この所定の関係は外気温度が高くなるにつれて前記沸き上げ上限温度を低くすると共に、前記外気温度が高く前記入水温度が高い時よりも、前記外気温度が高く前記入水温度が低い時の方が、前記沸き上げ上限温度を高くするものとした。
この発明の請求項1によれば、前記沸き上げ上限温度設定手段は、外気温度及びヒートポンプ式加熱手段に供給される湯水の入水温度に基づいて、予め記憶された所定の関係から沸き上げ上限温度を設定し、この所定の関係は外気温度が高くなるにつれて沸き上げ上限温度を低くすると共に、前記外気温度が高く前記入水温度が高い時よりも、前記外気温度が高く入水温度が低い時の方が、沸き上げ上限温度を高くするので、(沸き上げ要求温度)>(沸き上げ上限温度)の関係になる場合を少なくすることができ、その結果、深夜時間帯に沸き上げられ貯湯タンクに貯湯されている湯が、昼間時間帯の沸き上げ制御で貯湯タンクに追加される湯によって貯湯タンク上部の湯が温度低下してしまうことを極力減らせて熱損失を少なくでき、これにより貯湯タンク内の湯水を熱源として利用する暖房、乾燥、浴槽水加熱等の熱利用機器を設けた場合において、熱源となる湯水の湯温が低いことによる熱利用機器の出力低下や熱交換効率低下を防ぐことができるものである。
次にこの発明の一実施形態を図1及び図2に基づき説明する。
1は湯水を貯湯する貯湯タンク2を備えた貯湯タンクユニット、3は貯湯タンク2内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段としてのヒートポンプユニット、4は貯湯タンク2とヒートポンプユニット3とを湯水が循環可能に接続する循環回路で、この循環回路4は貯湯タンク2の下部とヒートポンプユニット3とを結び貯湯タンク2内の湯水をヒートポンプユニット3に供給する往き管5と、ヒートポンプユニット3と貯湯タンク2の上部とを結びヒートポンプユニット3で沸き上げられた湯を貯湯タンク2の上部に戻す戻り管6とから構成され、また、7は往き管5に設けられ貯湯タンク2の湯水をヒートポンプユニット3に循環させる循環ポンプである。
1は湯水を貯湯する貯湯タンク2を備えた貯湯タンクユニット、3は貯湯タンク2内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段としてのヒートポンプユニット、4は貯湯タンク2とヒートポンプユニット3とを湯水が循環可能に接続する循環回路で、この循環回路4は貯湯タンク2の下部とヒートポンプユニット3とを結び貯湯タンク2内の湯水をヒートポンプユニット3に供給する往き管5と、ヒートポンプユニット3と貯湯タンク2の上部とを結びヒートポンプユニット3で沸き上げられた湯を貯湯タンク2の上部に戻す戻り管6とから構成され、また、7は往き管5に設けられ貯湯タンク2の湯水をヒートポンプユニット3に循環させる循環ポンプである。
8は貯湯タンク2の下端に接続され貯湯タンク2に水を給水する給水管、9は貯湯タンク2の上端に接続され貯湯タンク2に貯湯されている高温の湯を出湯する出湯管、10は給水管8から分岐された給水分岐管、11は出湯管9からの湯と給水分岐管10からの水とを混合して給湯設定温度の湯に混合する給湯混合弁、12は給湯混合弁11で混合された湯を台所や洗面所等に設けられた給湯栓13に給湯する給湯管、14は給湯混合弁11の直後の給湯管12に設けられ給湯混合弁11で混合された湯の温度を検出する給湯温度センサで、給湯混合弁11は給湯温度センサ14で検出する温度がリモコン(図示せず)で設定された給湯設定温度になるように弁体を移動させるモータが駆動されてその混合比率が制御されるものである。
15は貯湯タンク2内の湯水が一次側に循環され二次側である浴槽(図示せず)内の循環水を加熱する風呂熱交換器、16は前記風呂熱交換器15に貯湯タンク2内の湯水を循環させる一次側循環ポンプ、17は貯湯タンク2と風呂熱交換器15を循環可能に接続する一次側循環回路、18は風呂熱交換器15と浴槽とを循環水が循環可能に接続する二次側循環回路である。
19は給水管8途中に設けられ給水の温度を検出する給水温度センサ、20は給水圧を減圧する減圧弁、21は加熱されることによる過圧を逃す圧力逃し弁、22は往き管5に設けられ貯湯タンク2からヒートポンプユニット3に供給される湯水の入水温度を検出する入水温度検出手段としての入水温度センサ、23はヒートポンプユニット3にて加熱された加熱後の湯の温度を検出する沸き上げ温度検出手段としての沸き上げ温度センサ、24は貯湯タンク2の側面の上下方向に複数個設けられた貯湯温度センサで、この貯湯温度センサ24が検出する温度情報によって、貯湯タンク2内にどれだけの熱量が残っているか検知し、そして貯湯タンク2内の上下方向の温度分布を検知するものである。また、25はヒートポンプユニット3の駆動開始・停止制御や給湯温度センサ14等の各種センサの入力を受けて各アクチュエータの駆動を制御するマイクロコンピュータを備えた給湯制御器であり、この給湯制御器25は深夜時間帯や昼間時間帯に貯湯タンク2内の湯水をヒートポンプユニット3により沸き上げ目標温度に沸き上げる沸き上げ制御を行う沸き上げ制御部26を有しているものである。
前記ヒートポンプユニット3は、冷媒を圧縮する回転数可変の圧縮機27と、凝縮器としての水冷媒熱交換器28と、減圧手段としての電子膨張弁29と、強制空冷式の蒸発器としての空気熱交換器30とで構成されたヒートポンプ回路31と、空気熱交換器30に送風する室外ファン32と、空気熱交換器30の風上側に設けられ外気温度を検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ33と、ヒートポンプユニット3を制御するヒーポン制御器34を備えており、ヒートポンプ回路31内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものであり、ヒーポン制御器34は前記給湯制御器25と有線にて通信可能に接続されているものである。
前記沸き上げ制御部26は、沸き上げ要求温度を設定する沸き上げ要求温度設定手段35と、ヒートポンプユニット3で沸き上げることのできる沸き上げ上限温度を設定する沸き上げ上限温度設定手段36と、沸き上げ要求温度設定手段35により設定された沸き上げ要求温度と沸き上げ上限温度設定手段36により設定された沸き上げ上限温度とを比較し沸き上げ目標温度を設定する沸き上げ目標温度設定手段37とを有しているものである。
前記沸き上げ要求温度設定手段35は、例えばその日1日(前日の電気料金安価な深夜時間帯開始時刻〜当日の電気料金安価な深夜時間帯開始時刻)に給水温度センサ19で検出した給水温度の平均を取った平均給水温度や、過去数日分の給湯使用量または使用熱量等の給湯負荷や、前日の昼間時間帯に沸き上げを行った時間等から沸き上げ要求温度を設定するものである。
前記沸き上げ上限温度設定手段36は、沸き上げ上限温度を設定するための所定の関係を予め記憶した相関関係記憶手段38を有しており、沸き上げ上限温度設定手段36は沸き上げ制御時に外気温度センサ33で検出した外気温度及び入水温度センサ22で検出したヒートポンプユニット3に供給される湯水の入水温度に基づいて、相関関係記憶手段38に予め記憶された所定の関係から沸き上げ上限温度を設定するものである。
前記相関関係記憶手段38は、外気温度が高くなるにつれて沸き上げ上限温度を低くすると共に、外気温度が高く入水温度が高い時よりも、外気温度が高く入水温度が低い時の方が、沸き上げ上限温度を高くするという所定の関係を記憶しているものであり、前記所定の関係は、例えば図3に示したグラフデータや、外気温度及び入水温度に基づいた沸き上げ上限温度の設定値を示したデータテーブル(表1)等、適宜相関関係記憶手段38に記憶されているものであり、その態様は特に限定されるものではない。
前記沸き上げ目標温度設定手段37は、沸き上げ要求温度設定手段35により設定された沸き上げ要求温度と沸き上げ上限温度設定手段36により設定された沸き上げ上限温度とを比較し、(沸き上げ要求温度)≦(沸き上げ上限温度)であれば、沸き上げ要求温度を沸き上げ目標温度として設定し、(沸き上げ要求温度)>(沸き上げ上限温度)であれば、沸き上げ上限温度を沸き上げ目標温度として設定するものである。
次に、この一実施形態の作動について、電力安価な深夜時間帯の沸き上げ制御を示した図4のフローチャートを用いて説明する。
時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯(例えば23:00)に達すると、沸き上げ制御部26は沸き上げ制御を開始し、ステップ1(以下、S1と略す)で沸き上げ要求温度設定手段35は、例えば過去数日分の使用熱量である給湯負荷から沸き上げ要求温度を設定すると共に、S2で沸き上げ上限温度設定手段36は、入水温度センサ22で検出した入水温度及び外気温度センサ33で検出した外気温度に基づいて、相関関係記憶手段38に予め記憶された所定の関係、例えば図3のグラフデータの関係から沸き上げ上限温度を設定する。続いて、S3で沸き上げ目標温度設定手段37は、前記S1で設定した沸き上げ要求温度と前記S2で設定した沸き上げ上限温度とを比較し、沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下であれば、YESでS4に進み、S4で沸き上げ要求温度を沸き上げ目標温度として設定し、S3で沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下でなければ、NOでS5に進み、S5で沸き上げ上限温度を沸き上げ目標温度として設定し、そして、沸き上げ制御部26は貯湯温度センサ24の検出する貯湯温度に基づき現在貯湯タンク2内に貯湯されている貯湯熱量を算出すると共に、沸き上げ開始時刻を算出する。なお、前記貯湯熱量及び前記沸き上げ開始時刻の詳細な算出方法については一般的な方法であるため省略する。
時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯(例えば23:00)に達すると、沸き上げ制御部26は沸き上げ制御を開始し、ステップ1(以下、S1と略す)で沸き上げ要求温度設定手段35は、例えば過去数日分の使用熱量である給湯負荷から沸き上げ要求温度を設定すると共に、S2で沸き上げ上限温度設定手段36は、入水温度センサ22で検出した入水温度及び外気温度センサ33で検出した外気温度に基づいて、相関関係記憶手段38に予め記憶された所定の関係、例えば図3のグラフデータの関係から沸き上げ上限温度を設定する。続いて、S3で沸き上げ目標温度設定手段37は、前記S1で設定した沸き上げ要求温度と前記S2で設定した沸き上げ上限温度とを比較し、沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下であれば、YESでS4に進み、S4で沸き上げ要求温度を沸き上げ目標温度として設定し、S3で沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下でなければ、NOでS5に進み、S5で沸き上げ上限温度を沸き上げ目標温度として設定し、そして、沸き上げ制御部26は貯湯温度センサ24の検出する貯湯温度に基づき現在貯湯タンク2内に貯湯されている貯湯熱量を算出すると共に、沸き上げ開始時刻を算出する。なお、前記貯湯熱量及び前記沸き上げ開始時刻の詳細な算出方法については一般的な方法であるため省略する。
前記沸き上げ開始時刻に達すると、S6でヒートポンプユニット3を駆動させると共に循環ポンプ7を駆動させ、貯湯タンク2の下部から湯水を取り出し往き管5を介して水冷媒熱交換器28で加熱して、戻り管6を介して貯湯タンク2の上部に沸き上げ目標温度に加熱した湯を戻すようにして貯湯タンク2内の湯水の沸き上げを開始する。
そして、沸き上げ開始後S7で現時点での入水温度センサ22で検出した入水温度及び外気温度センサ33で検出した外気温度に基づいて、沸き上げ上限温度設定手段36は相関関係記憶手段38に予め記憶された所定の関係である図3のグラフデータの関係から沸き上げ上限温度を設定し、S8で沸き上げ目標温度設定手段37は、前記S1で設定した沸き上げ要求温度と前記S7で設定した沸き上げ上限温度とを比較し、沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下であれば、YESでS9に進み、S9で沸き上げ要求温度を沸き上げ目標温度として設定し、沸き上げ制御部26は、沸き上げ温度センサ23で検出する湯の温度が沸き上げ目標温度(=沸き上げ要求温度)になるように循環ポンプ7の流量をコントロールしながら沸き上げを行い、S8で沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下でなければ、NOでS10に進み、S10で沸き上げ上限温度を沸き上げ目標温度として設定し、沸き上げ制御部26は、沸き上げ温度センサ23で検出する湯の温度が沸き上げ目標温度(=沸き上げ上限温度)になるように循環ポンプ7の流量をコントロールしながら沸き上げを行う。そして、S11で沸き上げが終了したかどうかの判断を行い、沸き上げが終了していればYESで沸き上げ制御を終了し、沸き上げが終了していなければNOでS7の処理に戻るものである。
次に、この一実施形態の作動について、昼間時間帯の沸き上げ制御を示した図5のフローチャートを用いて説明する。
沸き上げ制御部26は、電力安価な深夜時間帯に沸き上げだけでは湯量または熱量が不足すると判断すると、その不足する湯量または熱量を補うために沸き上げ制御を開始し、
S12で沸き上げ上限温度設定手段36は、入水温度センサ22で検出した入水温度及び外気温度センサ33で検出した外気温度に基づいて、相関関係記憶手段38に予め記憶された所定の関係である図3のグラフデータの関係から沸き上げ上限温度を設定する。続いて、S13で沸き上げ目標温度設定手段37は、前記S1で設定した沸き上げ要求温度と前記S12で設定した沸き上げ上限温度とを比較し、沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下であれば、YESでS14に進み、S14で沸き上げ要求温度を沸き上げ目標温度として設定し、S13で沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下でなければ、NOでS15に進み、S15で沸き上げ上限温度を沸き上げ目標温度として設定し、S16でヒートポンプユニット3を駆動させると共に循環ポンプ7を駆動させ、貯湯タンク2の下部から湯水を取り出し往き管5を介して水冷媒熱交換器28で加熱して、戻り管6を介して貯湯タンク2の上部に沸き上げ目標温度に加熱した湯を戻すようにして貯湯タンク2内の湯水の沸き上げを開始する。
沸き上げ制御部26は、電力安価な深夜時間帯に沸き上げだけでは湯量または熱量が不足すると判断すると、その不足する湯量または熱量を補うために沸き上げ制御を開始し、
S12で沸き上げ上限温度設定手段36は、入水温度センサ22で検出した入水温度及び外気温度センサ33で検出した外気温度に基づいて、相関関係記憶手段38に予め記憶された所定の関係である図3のグラフデータの関係から沸き上げ上限温度を設定する。続いて、S13で沸き上げ目標温度設定手段37は、前記S1で設定した沸き上げ要求温度と前記S12で設定した沸き上げ上限温度とを比較し、沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下であれば、YESでS14に進み、S14で沸き上げ要求温度を沸き上げ目標温度として設定し、S13で沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下でなければ、NOでS15に進み、S15で沸き上げ上限温度を沸き上げ目標温度として設定し、S16でヒートポンプユニット3を駆動させると共に循環ポンプ7を駆動させ、貯湯タンク2の下部から湯水を取り出し往き管5を介して水冷媒熱交換器28で加熱して、戻り管6を介して貯湯タンク2の上部に沸き上げ目標温度に加熱した湯を戻すようにして貯湯タンク2内の湯水の沸き上げを開始する。
そして、沸き上げ開始後S17で現時点での入水温度センサ22で検出した入水温度及び外気温度センサ33で検出した外気温度に基づいて、沸き上げ上限温度設定手段36は相関関係記憶手段38に予め記憶された所定の関係である図3のグラフデータの関係から沸き上げ上限温度を設定し、S18で沸き上げ目標温度設定手段37は、前記S1で設定した沸き上げ要求温度と前記S17で設定した沸き上げ上限温度とを比較し、沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下であれば、YESでS19に進み、S19で沸き上げ要求温度を沸き上げ目標温度として設定し、沸き上げ制御部26は沸き上げ温度センサ23で検出する湯の温度が沸き上げ目標温度(=沸き上げ要求温度)になるように循環ポンプ7の流量をコントロールしながら沸き上げを行い、S18で沸き上げ要求温度が沸き上げ上限温度以下でなければ、NOでS20に進み、S20で沸き上げ上限温度を沸き上げ目標温度として設定し、沸き上げ制御部26は沸き上げ温度センサ23で検出する湯の温度が沸き上げ目標温度(=沸き上げ上限温度)になるように循環ポンプ7の流量をコントロールしながら沸き上げを行う。そして、S21で沸き上げが終了したかどうかの判断を行い、沸き上げが終了していればYESで沸き上げ制御を終了し、沸き上げが終了していなければNOでS17の処理に戻るものである。
上記深夜時間帯の沸き上げ制御時と上記昼間時間帯の沸き上げ制御時とで、大きく外気温度が異なる場合、例えば深夜時間帯の沸き上げ制御時の外気温度が15℃で昼間時間帯の沸き上げ制御時の外気温度が25℃であった場合、この時、例えば沸き上げ要求温度が85℃に設定されていると仮定すると、深夜時間帯での沸き上げ制御時は図3から外気温度が15℃の時には入水温度に関係なく沸き上げ上限温度は90℃と設定され、沸き上げ要求温度である85℃を沸き上げ目標温度として沸き上げを行うが、昼間時間帯での沸き上げ制御時は図3から外気温度が25℃で入水温度が30℃未満の時は沸き上げ上限温度が90℃と設定され、沸き上げ要求温度である85℃を沸き上げ目標温度として沸き上げを行う一方で、外気温度が25℃で入水温度が30℃以上の時には沸き上げ上限温度は80℃と設定され、沸き上げ上限温度である80℃を沸き上げ目標温度として沸き上げを行うものである。
上述したように、外気温度が高くとも入水温度が低い場合は、外気温度が高く入水温度が高い場合に比べヒートポンプ回路31の冷媒圧力や冷媒温度が上昇しにくいので、沸き上げ上限温度を高くすることができ、ヒートポンプ回路31が高温・高圧異常になることなく安全に沸き上げを行えると共に、昼間時間帯の沸き上げ時、すなわち前記S17→S18→S19またはS20→S21→S17→…を繰り返し行っている時に、時々刻々と変化する入水温度及び外気温度からその時点その時点での沸き上げ上限温度を設定し、沸き上げ要求温度と沸き上げ上限温度を比較し、沸き上げ目標温度を設定するので、(沸き上げ要求温度)>(沸き上げ上限温度)となる場合を確実に少なくすることができ、その結果、深夜時間帯に沸き上げて貯湯タンク2に貯湯されている湯が、昼間時間帯の沸き上げ制御で貯湯タンク2に追加される湯によって貯湯タンク2上部の湯が温度低下してしまうことを極力減らせて熱損失を少なくでき、これにより貯湯タンク2内の湯水を熱源として浴槽内の循環水を加熱する風呂熱交換器15において、熱源となる湯水の湯温が低いことによる浴槽水の追い焚きの出力低下や熱交換効率低下を防ぐことができるものである。また、外気温度が高く入水温度が高い場合には、外気温度が高く入水温度が低い場合よりも沸き上げ上限温度を低くするので、ヒートポンプ回路31の冷媒温度や冷媒圧力が異常に上昇するのを防ぐことができ、高圧異常によって沸き上げが途中で停止されることがないものである。以上のように外気温度が高く入水温度が高い時よりも外気温度が高く入水温度が低い時の方が、沸き上げ上限温度を高くすることで、沸き上げ制御時にヒートポンプユニット3の能力を存分に発揮させることができるものである。
なお、本実施形態では深夜時間帯の沸き上げ制御時及び昼間時間帯の沸き上げ制御時の双方に本発明を適用しているが、特に昼間時間帯の沸き上げ制御時に好適である。
また、前記入水温度センサ22を水冷媒熱交換器28の近くの往き管5に設け、ここで検出される湯水の温度をヒートポンプユニット3に供給される入水温度としたが、これに限定されず、入水温度センサ22を貯湯タンクユニット1側の往き管5に設け、ここで検出される湯水の温度をヒートポンプユニット3供給される入水温度としてもよく、また、複数ある貯湯温度センサ24のうち最下部の貯湯温度センサ24が検出する温度をヒートポンプユニット3に供給される入水温度としてもよいものである。
また、前記外気温度センサ33は空気熱交換器30の風上側に設けられ外気温度を検出しているが、これに限定されず、外気温度を検出できる取付位置であればよく、例えばヒートポンプユニット3内、あるいは貯湯タンクユニット1内に設けられてもよいものである。
また、前記沸き上げ制御部26は給湯制御器25が有しているが、沸き上げ制御部26はヒーポン制御器34が有していてもよいものであり、給湯制御器25やヒーポン制御器34とは別に沸き上げ制御部26だけを独立して、貯湯タンクユニット1内またはヒートポンプユニット3内に設けてもよいものである。給湯制御器25やヒーポン制御器34とは別に沸き上げ制御部26だけを独立して、貯湯タンクユニット1内またはヒートポンプユニット3内に設ける場合には、給湯制御器25とヒーポン制御部34と沸き上げ制御部26とは、互いに有線または無線にて通信可能に接続されているものである。
また、前記貯湯タンク2内の湯を熱源とする二次側には浴槽(図示せず)を配設したが、浴槽に限らず、貯湯タンク2内の湯を熱源として利用する暖房、乾燥等の熱利用機器を二次側に配設してもよいものである。また、前記風呂熱交換器15は貯湯タンク2外に出た外熱交方式で、一次側である貯湯タンク2内の湯水と二次側である浴槽内の循環水とを熱交換させているが、前記風呂熱交換器15を貯湯タンク2内に配設する内熱交方式にして、貯湯タンク2内の湯水と二次側である浴槽内の循環水とを熱交換させてもよいものである。
2 貯湯タンク
3 ヒートポンプ式加熱手段(ヒートポンプユニット)
4 循環回路
7 循環ポンプ
26 沸き上げ制御部
35 沸き上げ要求温度設定手段
36 沸き上げ上限温度設定手段
37 沸き上げ目標温度設定手段
3 ヒートポンプ式加熱手段(ヒートポンプユニット)
4 循環回路
7 循環ポンプ
26 沸き上げ制御部
35 沸き上げ要求温度設定手段
36 沸き上げ上限温度設定手段
37 沸き上げ目標温度設定手段
Claims (1)
- 湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部と上部とを循環可能に接続し湯水を循環させる循環ポンプを有した循環回路と、前記循環回路途中に設けられ前記貯湯タンク内の湯水を循環加熱するヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンク内の湯水を前記ヒートポンプ式加熱手段で沸き上げ目標温度に沸き上げる沸き上げ制御を行う沸き上げ制御部とを備え、前記沸き上げ制御部が、沸き上げ要求温度を設定する沸き上げ要求温度設定手段と、前記ヒートポンプ式加熱手段で沸き上げることのできる沸き上げ上限温度を設定する沸き上げ上限温度設定手段と、前記沸き上げ要求温度設定手段により設定された沸き上げ要求温度と前記沸き上げ上限温度設定手段により設定された沸き上げ上限温度とを比較し沸き上げ目標温度を設定する沸き上げ目標温度設定手段とを有したヒートポンプ式給湯機において、前記沸き上げ上限温度設定手段は、前記外気温度及び前記ヒートポンプ式加熱手段に供給される湯水の入水温度に基づいて予め記憶された所定の関係から前記沸き上げ上限温度を設定し、この所定の関係は外気温度が高くなるにつれて前記沸き上げ上限温度を低くすると共に、前記外気温度が高く前記入水温度が高い時よりも、前記外気温度が高く前記入水温度が低い時の方が、前記沸き上げ上限温度を高くすることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
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JP2007278441A JP2009109024A (ja) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | ヒートポンプ式給湯機 |
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Family Applications (1)
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JP2002147846A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 貯湯式ヒートポンプ給湯機 |
JP2003185253A (ja) * | 2001-12-14 | 2003-07-03 | Denso Corp | ヒートポンプ式給湯装置 |
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2007
- 2007-10-26 JP JP2007278441A patent/JP2009109024A/ja active Pending
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