JP2009287816A - Storage type hot water supply device - Google Patents

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JP2009287816A
JP2009287816A JP2008139437A JP2008139437A JP2009287816A JP 2009287816 A JP2009287816 A JP 2009287816A JP 2008139437 A JP2008139437 A JP 2008139437A JP 2008139437 A JP2008139437 A JP 2008139437A JP 2009287816 A JP2009287816 A JP 2009287816A
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hot water
water supply
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mixing valve
storage type
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JP2008139437A
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Takashi Tsuchino
隆志 土野
Kazuya Fukuda
和也 福田
Yasumitsu Nomura
泰光 野村
Masahiro Tanaka
正浩 田中
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a storage type hot water supply device capable of stably supplying hot water of a target temperature, in the storage type hot water supply device constituted to supply the hot water through a heat exchanger for hot water supply, disposed in a hot water storage tank. <P>SOLUTION: This storage type hot water supply device comprises a heat pump unit 1 for heating the water, the hot water storage tank 21 for storing the warm water heated by the heat pump unit 1, the heat exchanger 22 arranged in the hot water storage tank 21 and for hot water supply for heating the water supplied from the external and supplying hot water, and a mixing valve 31 for hot water supply, mixing the warm water from the heat exchanger 22 for hot water supply and the water supplied from the external. A control section 10 controls an opening of the mixing valve 31 for hot water supply by feedforward control and feedback control on the basis of a hot water supply water outflow temperature and a hot water supply water inflow temperature detected by a hot water supply water-outflow temperature sensor S21, and a hot water supply temperature detected by a hot water supply temperature sensor S22, so that a temperature of the warm water mixed by the mixing valve 31 for hot water supply reaches a hot water supply target temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、貯湯式給湯装置に関する。   The present invention relates to a hot water storage type hot water supply apparatus.

従来、貯湯式給湯装置としては、水を加熱するヒートポンプユニットと、ヒートポンプユニットにより加熱された温水を貯える貯湯タンクとを備え、貯湯タンク内の温水を利用して暖房や給湯を行うものがある(例えば、特開2006−329581号公報(特許文献1)参照)。   Conventionally, as a hot water storage type hot water supply apparatus, there is one that includes a heat pump unit that heats water and a hot water storage tank that stores hot water heated by the heat pump unit, and uses the hot water in the hot water storage tank to perform heating and hot water supply ( For example, refer to JP 2006-329581 A (Patent Document 1).

上記ヒートポンプ式給湯機では、タンク内の温水を直接用いて、給湯する場合には、タンク上部温度から、高温側の水温は容易に推定できる。このようなタンク上部温度は、タンク内の熱容量が大きいため、大きな変動がない。   In the heat pump type water heater, when hot water is supplied directly using hot water in the tank, the water temperature on the high temperature side can be easily estimated from the tank upper temperature. Such a tank upper temperature does not fluctuate greatly because the heat capacity in the tank is large.

しかしながら、上記貯湯式給湯装置では、貯湯タンク内に貯えられた温水がそのまま出湯されるのに対して、衛生面などを考慮して貯湯タンク内に給湯用熱交換器を配置し、給水口から給湯用熱交換器を介して出湯する貯湯式給湯装置が別に提案されている。このような給湯用熱交換器を用いたヒートポンプ式給湯機では、貯湯タンク内で熱交換しているため、流速などの外部要因で給湯用熱交換器からの出湯温度が変化するため、目標温度の給湯水を安定して供給することができないという問題がある。
特開2006−329581号公報
However, in the hot water storage type hot water supply apparatus, while the hot water stored in the hot water storage tank is discharged as it is, a hot water supply heat exchanger is arranged in the hot water storage tank in consideration of hygiene, etc. Another hot water storage type hot water supply apparatus that uses a hot water supply heat exchanger to provide hot water has been proposed. In such a heat pump type water heater using a heat exchanger for hot water supply, since heat is exchanged in the hot water storage tank, the temperature of the hot water discharged from the heat exchanger for hot water supply changes due to external factors such as the flow rate. There is a problem that it is not possible to stably supply hot water.
JP 2006-329581 A

そこで、この発明の課題は、貯湯タンク内に配置された給湯用熱交換器を介して出湯する構成の貯湯式給湯装置において、目標温度の給湯水を安定して供給できる貯湯式給湯装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a hot water storage type hot water supply apparatus capable of stably supplying hot water at a target temperature in a hot water storage type hot water supply apparatus configured to discharge hot water via a hot water supply heat exchanger disposed in a hot water storage tank. There is to do.

上記課題を解決するため、この発明の貯湯式給湯装置は、
水を加熱するためのヒートポンプユニットと、
上記ヒートポンプユニットにより加熱された温水を貯える貯湯タンクと、
上記貯湯タンク内に配置され、外部から供給された水を加熱して出湯する給湯用熱交換器と、
上記給湯用熱交換器からの温水と上記外部から供給された水を混合する混合弁と、
上記給湯用熱交換器からの温水の温度である給湯出水温度を検知する第1温度検知手段と、
上記給湯用熱交換器に外部から供給される水の温度である給湯入水温度を検知する第2温度検知手段と、
上記混合弁により混合された温水の温度である給湯温度を検知する第3温度検知手段と、
上記第1温度検知手段により検知された上記給湯出水温度と上記第2温度検知手段により検知された上記給湯入水温度および上記第3温度検知手段により検知された上記給湯温度に基づいて、上記混合弁により混合された温水の温度が給湯目標温度になるように、フィードフォワード制御とフィードバック制御を用いて上記混合弁の開度を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the hot water storage type hot water supply apparatus of the present invention is:
A heat pump unit for heating water;
A hot water storage tank for storing hot water heated by the heat pump unit;
A hot water supply heat exchanger that is arranged in the hot water storage tank and heats water supplied from the outside to generate hot water;
A mixing valve for mixing hot water from the hot water heat exchanger and water supplied from the outside;
First temperature detection means for detecting a hot water supply / outflow temperature which is a temperature of hot water from the hot water supply heat exchanger;
Second temperature detection means for detecting a hot water supply water temperature which is a temperature of water supplied from the outside to the hot water supply heat exchanger;
A third temperature detecting means for detecting a hot water supply temperature which is a temperature of hot water mixed by the mixing valve;
Based on the hot water supply / outflow temperature detected by the first temperature detection means, the hot water supply water temperature detected by the second temperature detection means, and the hot water supply temperature detected by the third temperature detection means, the mixing valve And a controller that controls the opening degree of the mixing valve using feedforward control and feedback control so that the temperature of the hot water mixed by the above becomes the hot water supply target temperature.

上記構成の貯湯式給湯装置によれば、制御部によって、第1温度検知手段により検知された給湯出水温度と第2温度検知手段により検知された給湯入水温度に基づくフィードフォワード制御と、第1温度検知手段により検知された給湯出水温度と第3温度検知手段により検知された給湯温度に基づくフィードバック制御とを用いて混合弁の開度を制御することにより、混合弁により混合された温水の温度が給湯目標温度になるようにする。これにより、給湯出水温度の急な変化に対しては、フィードフォワード制御により応答を早くできる一方、給湯出水温度の緩やかな変化に対しては、フィードバック制御により滑らかな制御特性が得られる。このように、貯湯タンク内に配置された給湯用熱交換器を介して出湯する構成の貯湯式給湯装置において、給湯温度の制御性を向上でき、目標温度の給湯水を安定して供給することができる。   According to the hot water storage type hot water supply apparatus having the above-described configuration, the control unit feeds the hot water supply water detected by the first temperature detection means and the feed forward control based on the hot water supply water temperature detected by the second temperature detection means, and the first temperature. The temperature of the hot water mixed by the mixing valve is controlled by controlling the opening degree of the mixing valve using the hot water supply water temperature detected by the detecting means and the feedback control based on the hot water temperature detected by the third temperature detecting means. Make sure that the target hot water temperature is reached. As a result, the feedforward control can quickly respond to a sudden change in the hot water supply / outflow temperature, while a smooth control characteristic can be obtained from the feedback control for a gradual change in the hot water supply / outflow temperature. Thus, in the hot water storage type hot water supply apparatus configured to discharge hot water through the hot water supply heat exchanger arranged in the hot water storage tank, the controllability of the hot water temperature can be improved and the hot water at the target temperature can be stably supplied. Can do.

また、一実施形態の貯湯式給湯装置では、
上記制御部は、
上記第1温度検知手段により検知された上記給湯出水温度と、上記第2温度検知手段により検知された上記給湯入水温度と、上記給湯目標温度と、上記混合弁の最大開度とに基づいて、上記フィードフォワード制御するときの上記混合弁の開度を求める混合弁開度演算部を有する。
Moreover, in the hot water storage type hot water supply apparatus of one embodiment,
The control unit
Based on the hot-water supply water temperature detected by the first temperature detection means, the hot-water supply water temperature detected by the second temperature detection means, the hot-water supply target temperature, and the maximum opening of the mixing valve, A mixing valve opening calculating section for determining the opening of the mixing valve when performing the feedforward control;

上記実施形態によれば、上記第1温度検知手段により検知された給湯出水温度と、第2温度検知手段により検知された給湯入水温度と、給湯目標温度と、混合弁の最大開度とに基づいて、制御部の混合弁開度演算部により求められた混合弁の開度を用いて、フィードフォワード制御を行うことによって、給湯出水温度の急な変化に対して、速やかに応答できるから、給湯温度の制御性を向上できる。   According to the embodiment, based on the hot water supply / outflow temperature detected by the first temperature detection means, the hot water supply water temperature detected by the second temperature detection means, the hot water supply target temperature, and the maximum opening of the mixing valve. Therefore, by performing feedforward control using the opening of the mixing valve obtained by the mixing valve opening calculator of the control unit, it is possible to respond quickly to a sudden change in the hot water supply / outflow temperature. Temperature controllability can be improved.

また、一実施形態の貯湯式給湯装置では、
上記制御部は、
上記混合弁開度演算部により求められた上記混合弁の開度に基づく指令値を、上記混合弁の指令値に対する開度特性に応じて補正する指令値補正部を有し、
上記指令値補正部により補正された上記指令値を上記混合弁に出力する。
Moreover, in the hot water storage type hot water supply apparatus of one embodiment,
The control unit
A command value correction unit that corrects a command value based on the opening of the mixing valve obtained by the mixing valve opening calculation unit according to an opening characteristic with respect to the command value of the mixing valve;
The command value corrected by the command value correction unit is output to the mixing valve.

上記実施形態によれば、上記混合弁開度演算部により求められた混合弁の開度に基づく指令値を、上記制御部の指令値補正部により混合弁の指令値に対する開度特性に応じて補正し、補正された上記指令値を上記混合弁に出力することによって、上記開度の指令値に対して流量比が比例しない開度特性の混合弁に対して、所望の流量比が得られる指令値を混合弁に出力することができる。   According to the above embodiment, the command value based on the opening of the mixing valve obtained by the mixing valve opening calculating unit is set according to the opening characteristic with respect to the command value of the mixing valve by the command value correcting unit of the control unit. By correcting and outputting the corrected command value to the mixing valve, a desired flow rate ratio can be obtained for a mixing valve having an opening characteristic whose flow rate ratio is not proportional to the opening command value. The command value can be output to the mixing valve.

また、一実施形態の貯湯式給湯装置では、
外気温度を検知する外気温度検知手段を備え、
上記第2温度検知手段は、上記外気温度検知手段により検知された外気温度に基づいて、上記給湯入水温度を推定する。
Moreover, in the hot water storage type hot water supply apparatus of one embodiment,
It has an outside temperature detecting means for detecting outside temperature,
The second temperature detecting means estimates the hot water supply water temperature based on the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means.

上記実施形態によれば、上記第2温度検知手段は、外気温度検知手段により検知された外気温度に基づいて、給湯入水温度を推定することによって、給湯用熱交換器に外部から供給される水の温度を直接検知する検知手段を用いることなく、通常備えられている外気温度検知手段を用いて、フィードフォワード制御に必要な給湯入水温度が得られる。   According to the above embodiment, the second temperature detection means estimates the hot water supply water temperature based on the outside air temperature detected by the outside air temperature detection means, thereby supplying water supplied from the outside to the hot water supply heat exchanger. The hot water supply water temperature required for feedforward control can be obtained using the outside temperature detecting means that is normally provided without using the detecting means that directly detects the temperature of the water.

また、一実施形態の貯湯式給湯装置によれば、上記給湯目標温度と上記第3温度検知手段(S22)により検知された上記給湯温度との差分を求め、その差分に基づくPID(比例・積分・微分)制御により上記フィードバック制御するときの上記混合弁の開度を求める混合弁開度演算部を有する。   Further, according to the hot water storage type hot water supply apparatus of one embodiment, a difference between the hot water supply target temperature and the hot water temperature detected by the third temperature detecting means (S22) is obtained, and a PID (proportional / integral) based on the difference is obtained. -It has a mixing valve opening calculation part which calculates | requires the opening degree of the said mixing valve at the time of performing said feedback control by differential control.

上記実施形態によれば、給湯目標温度と第3温度検知手段により検知された給湯温度との差分に基づくPID制御により、混合弁開度演算部により求められた混合弁の開度を用いて、フィードバック制御を行うことによって、給湯出水温度の緩やかな変化に対して、滑らかな制御特性が得られる。   According to the above embodiment, by using the opening degree of the mixing valve obtained by the mixing valve opening degree calculation unit by PID control based on the difference between the hot water supply target temperature and the hot water supply temperature detected by the third temperature detecting means, By performing the feedback control, a smooth control characteristic can be obtained with respect to a gradual change in the hot water supply water temperature.

以上より明らかなように、この発明の貯湯式給湯装置によれば、貯湯タンク内に配置された給湯用熱交換器を介して出湯する構成の貯湯式給湯装置において、目標温度の給湯水を安定して供給できる貯湯式給湯装置を実現することができる。   As apparent from the above, according to the hot water storage type hot water supply device of the present invention, in the hot water storage type hot water supply device configured to discharge hot water via the hot water supply heat exchanger disposed in the hot water storage tank, the hot water supply at the target temperature is stabilized. Thus, a hot water storage type hot water supply device that can be supplied can be realized.

また、一実施形態の貯湯式給湯装置によれば、第1温度検知手段により検知された給湯出水温度と、第2温度検知手段により検知された給湯入水温度と、給湯目標温度と、混合弁の最大開度とに基づいて、制御部の混合弁開度演算部により求められた混合弁の開度を用いて、フィードフォワード制御を行うことによって、給湯出水温度の急な変化に対して、速やかに応答できるから、給湯温度の制御性を向上できる。   Moreover, according to the hot water storage type hot water supply apparatus of one embodiment, the hot water supply / outlet water temperature detected by the first temperature detection means, the hot water supply / intake temperature detected by the second temperature detection means, the hot water supply target temperature, and the mixing valve Based on the maximum opening degree, the feed valve control is performed using the opening degree of the mixing valve obtained by the mixing valve opening degree calculation unit of the control unit. Therefore, the controllability of the hot water supply temperature can be improved.

また、一実施形態の貯湯式給湯装置によれば、上記混合弁開度演算部により求められた混合弁の開度に基づく指令値を、上記制御部の指令値補正部により混合弁の指令値に対する開度特性に応じて補正し、補正された上記指令値を上記混合弁に出力することによって、上記開度の指令値に対して流量比が比例しない開度特性の混合弁に対して、所望の流量比が得られる指令値を混合弁に出力することができ、混合弁による流量比制御が正確に行える。   Further, according to the hot water storage type hot water supply apparatus of one embodiment, the command value based on the opening of the mixing valve obtained by the mixing valve opening calculating unit is set to the command value of the mixing valve by the command value correcting unit of the control unit. For the mixing valve having an opening characteristic in which the flow rate ratio is not proportional to the command value for the opening, by correcting the opening according to the opening characteristic and outputting the corrected command value to the mixing valve. A command value for obtaining a desired flow rate ratio can be output to the mixing valve, and the flow rate control by the mixing valve can be performed accurately.

また、一実施形態の貯湯式給湯装置によれば、外気温度検知手段により検知された外気温度に基づいて、給湯入水温度を推定する第2温度検知手段を用いることによって、給湯用熱交換器に外部から供給される水の温度を直接検知する検知手段を用いることなく、通常備えられている外気温度検知手段を用いて、フィードフォワード制御に必要な給湯入水温度が得られる。   In addition, according to the hot water storage type hot water supply apparatus of one embodiment, the second temperature detection means for estimating the hot water supply water temperature based on the outside air temperature detected by the outside air temperature detection means is used in the hot water supply heat exchanger. Without using a detection means for directly detecting the temperature of the water supplied from the outside, a hot water supply water temperature required for feedforward control can be obtained by using an outside temperature detection means that is usually provided.

また、一実施形態の貯湯式給湯装置によれば、給湯目標温度と第3温度検知手段により検知された給湯温度との差分に基づくPID制御により、混合弁開度演算部により求められた混合弁の開度を用いて、フィードバック制御を行うことによって、給湯出水温度の緩やかな変化に対して、滑らかな制御特性が得られる。   Further, according to the hot water storage type hot water supply apparatus of one embodiment, the mixing valve obtained by the mixing valve opening calculation unit by PID control based on the difference between the hot water supply target temperature and the hot water supply temperature detected by the third temperature detecting means. By performing the feedback control using the opening degree, a smooth control characteristic can be obtained with respect to a gradual change in the hot-water supply water temperature.

以下、この発明の貯湯式給湯装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the hot water storage type hot water supply apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

図1はこの発明の実施の一形態の貯湯式給湯機の一例としての貯湯式暖房給湯機の構成を示す回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a hot water storage type hot water heater as an example of a hot water storage type hot water heater according to an embodiment of the present invention.

この貯湯式暖房給湯機は、図1に示すように、ヒートポンプユニット1と、貯湯部2と、図示しない暖房器や給湯器に温水を供給する暖房給湯部を備えている。上記ヒートポンプユニット1には、地球温暖化係数が小さくオゾンを破壊しないCO冷媒を用いている。これにより、ヒートポンプユニット1による出湯温度を高くできる(例えば90℃)。 As shown in FIG. 1, this hot water storage type hot water heater includes a heat pump unit 1, a hot water storage part 2, and a heating hot water supply part that supplies hot water to a heater or a water heater (not shown). The heat pump unit 1 uses a CO 2 refrigerant that has a small global warming potential and does not destroy ozone. Thereby, the hot water temperature by the heat pump unit 1 can be made high (for example, 90 degreeC).

上記ヒートポンプユニット1は、圧縮機11と、上記圧縮機11の吐出側に一端(一次側)が接続された凝縮器(水冷媒熱交換器)12と、上記凝縮器12の他端(一次側)に一端が接続された膨張弁13と、上記膨張弁13の他端に一端が接続され、他端が圧縮機11の吸込側に接続された蒸発器14と、上記蒸発器14に外気を供給する送風ファン15とを有している。上記圧縮機11と凝縮器12と膨張弁13および蒸発器14で冷媒回路を構成している。   The heat pump unit 1 includes a compressor 11, a condenser (water refrigerant heat exchanger) 12 having one end (primary side) connected to the discharge side of the compressor 11, and the other end (primary side) of the condenser 12. ), One end connected to the other end of the expansion valve 13, the other end connected to the suction side of the compressor 11, and the evaporator 14 with outside air. And a blower fan 15 to be supplied. The compressor 11, the condenser 12, the expansion valve 13 and the evaporator 14 constitute a refrigerant circuit.

また、上記圧縮機11の吐出側に、吐出温度を検知する吐出温度センサS1を配置すると共に、吐出圧力を検知する圧力センサ(HPS)16を配置している。また、上記蒸発器14に蒸発器温度を検知する蒸発器温度センサS2を配置し、蒸発器14近傍に、外気温度を検知する外気温度センサS3を配置している。   Further, on the discharge side of the compressor 11, a discharge temperature sensor S1 for detecting the discharge temperature and a pressure sensor (HPS) 16 for detecting the discharge pressure are arranged. Further, an evaporator temperature sensor S2 for detecting the evaporator temperature is arranged in the evaporator 14, and an outside air temperature sensor S3 for detecting the outside air temperature is arranged in the vicinity of the evaporator 14.

また、上記貯湯タンク21の下部に配管L11の一端を接続し、その配管L11の他端を凝縮器12の一端(二次側)に接続している。上記配管L11に、貯湯タンク21下部から凝縮器12側に向かって水を送出する沸き上げ用循環ポンプ24を配設している。上記ヒートポンプユニット1の凝縮器12の他端(二次側)に配管L12の一端を接続し、その配管L12の他端を沸き上げ用三方弁25の入力側に接続している。上記沸き上げ用三方弁25の一方の出力側に配管L24の一端を接続し、その配管L24の他端を暖房用三方弁32の一方の入力側に接続している。さらに、上記暖房用三方弁32の一方の入力側を配管L35を介して貯湯タンク21の上部に接続している。一方、沸き上げ用三方弁25の他方の出力側に配管L23の一端を接続し、その配管L23の他端を貯湯タンク21の下側に接続している。   Further, one end of the pipe L11 is connected to the lower part of the hot water storage tank 21, and the other end of the pipe L11 is connected to one end (secondary side) of the condenser 12. A boiling circulation pump 24 for sending water from the bottom of the hot water storage tank 21 toward the condenser 12 is disposed in the pipe L11. One end of the pipe L12 is connected to the other end (secondary side) of the condenser 12 of the heat pump unit 1, and the other end of the pipe L12 is connected to the input side of the boiling three-way valve 25. One end of the pipe L24 is connected to one output side of the boiling three-way valve 25, and the other end of the pipe L24 is connected to one input side of the heating three-way valve 32. Furthermore, one input side of the heating three-way valve 32 is connected to the upper portion of the hot water storage tank 21 via a pipe L35. On the other hand, one end of the pipe L23 is connected to the other output side of the boiling three-way valve 25, and the other end of the pipe L23 is connected to the lower side of the hot water storage tank 21.

上記凝縮器12の二次側上流の配管L11に、入水温度を検知する入水温度センサS4を配置し、凝縮器12の二次側下流の配管L12に、出湯温度を検知する出湯温度センサS5を配置している。   An inlet water temperature sensor S4 for detecting the incoming water temperature is disposed in the pipe L11 on the secondary side upstream of the condenser 12, and a hot water temperature sensor S5 for detecting the outlet water temperature is provided in the pipe L12 on the downstream side of the condenser 12. It is arranged.

また、上記貯湯タンク21は、断熱材(図示せず)で囲まれた略円筒形状をしている。上記貯湯タンク21内に、コイル状のパイプからなる給湯用熱交換器22を配置している。この給湯用熱交換器22は、所定の間隔をあけて接続された下側コイル部22aと上側コイル部22bとを有している。上記貯湯タンク21に接続された給水配管L21の一端を、下側コイル部22aの下端に連なる給水口21aに接続し、貯湯タンク21に接続された給湯配管L22の一端を、上側コイル部22bの上端と接続している。上記貯湯タンク21の外側の給湯配管L22に給湯用混合弁31を配設している。上記給湯用混合弁31の一方の入力側と給水配管L21とを配管L25を介して接続している。また、上記給湯配管L22の給湯用混合弁31よりも上流側に、貯湯タンク21から出湯される温水の給湯出水温度T1を検知する第1温度センサの一例としての給湯出水温度センサS21を配置している。また、上記給湯配管L22の給湯用混合弁31よりも下流側に、給湯温度を検知する第3温度センサの一例としての給湯温度センサS22を配置している。   The hot water storage tank 21 has a substantially cylindrical shape surrounded by a heat insulating material (not shown). In the hot water storage tank 21, a hot water supply heat exchanger 22 made of a coiled pipe is disposed. The hot water supply heat exchanger 22 has a lower coil portion 22a and an upper coil portion 22b connected with a predetermined interval. One end of the water supply pipe L21 connected to the hot water storage tank 21 is connected to the water supply port 21a connected to the lower end of the lower coil part 22a, and one end of the hot water supply pipe L22 connected to the hot water storage tank 21 is connected to the upper coil part 22b. Connected to the top. A hot water supply mixing valve 31 is disposed in the hot water supply pipe L22 outside the hot water storage tank 21. One input side of the hot water supply mixing valve 31 and the water supply pipe L21 are connected via a pipe L25. A hot water supply / outflow temperature sensor S21 as an example of a first temperature sensor for detecting the hot water supply / discharge temperature T1 of hot water discharged from the hot water storage tank 21 is disposed upstream of the hot water supply mixing valve 31 in the hot water supply pipe L22. ing. Further, a hot water supply temperature sensor S22 as an example of a third temperature sensor for detecting the hot water supply temperature is disposed downstream of the hot water supply pipe L22 from the hot water supply mixing valve 31.

上記給水配管L21を介して外部から供給された水は、下側コイル部22aの下端側から上側コイル22bの上端側に向かって流れて、給湯配管L22を介して給湯器(図示せず)に供給される。   The water supplied from the outside through the water supply pipe L21 flows from the lower end side of the lower coil portion 22a toward the upper end side of the upper coil 22b, and enters a water heater (not shown) through the hot water supply pipe L22. Supplied.

また、上記貯湯タンク21は、側面に5つの温度センサS6〜S10を上側から下側に向かって順に互いに離間し配置している。上記温度センサS6により貯湯タンク21内の上側部分の水温を検知し、温度センサS8により貯湯タンク21内の中間部分の水温を検知する。また、上記温度センサS6と温度センサS8の中間で温度センサS7により貯湯タンク21内の水温を検知する。また、上記温度センサS10により貯湯タンク21内の下側部分の水温を検知し、温度センサS8と温度センサS10の中間で温度センサS9により貯湯タンク21内の水温を検知する。本実施形態では、貯湯タンク21内の水温を検知する5つの温度センサS6〜S10を設けたが、貯湯タンク内の水温を検知する温度センサは4以上複数あればよい。複数の温度センサにより、給湯水が貯湯タンクの上からどの高さまで貯湯されているか判断することができる。   In addition, the hot water storage tank 21 has five temperature sensors S6 to S10 arranged on the side surface so as to be separated from each other in order from the upper side to the lower side. The temperature sensor S6 detects the water temperature in the upper portion of the hot water storage tank 21, and the temperature sensor S8 detects the water temperature in the intermediate portion of the hot water storage tank 21. Further, the water temperature in the hot water storage tank 21 is detected by the temperature sensor S7 between the temperature sensor S6 and the temperature sensor S8. The temperature sensor S10 detects the water temperature in the lower part of the hot water storage tank 21, and the temperature sensor S9 detects the water temperature in the hot water storage tank 21 between the temperature sensor S8 and the temperature sensor S10. In the present embodiment, the five temperature sensors S6 to S10 that detect the water temperature in the hot water storage tank 21 are provided, but it is sufficient that there are four or more temperature sensors that detect the water temperature in the hot water storage tank. By the plurality of temperature sensors, it is possible to determine to what height hot water is stored from above the hot water storage tank.

また、上記貯湯タンク21内かつ下側コイル部22aと上側コイル部22bとの間に電熱ヒータ23を配置している。   An electric heater 23 is arranged in the hot water storage tank 21 and between the lower coil portion 22a and the upper coil portion 22b.

上記貯湯タンク21と給湯用熱交換器22と電熱ヒータ23と沸き上げ用循環ポンプ24と沸き上げ用三方弁25および温度センサS6〜S10で貯湯部2を構成している。   The hot water storage tank 2, the hot water supply heat exchanger 22, the electric heater 23, the boiling circulation pump 24, the boiling three-way valve 25, and the temperature sensors S 6 to S 10 constitute the hot water storage section 2.

次に、上記暖房用三方弁32の他方の入力側に配管L31の一端を接続し、その配管L31の他端を貯湯タンク21の側方(貯湯タンク21の上側コイル部22bと電熱ヒータ23との間)に接続している。   Next, one end of the pipe L31 is connected to the other input side of the heating three-way valve 32, and the other end of the pipe L31 is connected to the side of the hot water storage tank 21 (the upper coil portion 22b of the hot water storage tank 21 and the electric heater 23). Between).

そして、上記暖房用三方弁32の出力側を暖房用混合弁33の一方の入力側に接続し、その暖房用混合弁33の出力側に配管L32の一端を接続している。上記配管L32に、暖房用混合弁33側から順に暖房往き温度センサS11と暖房用循環ポンプ34を配設している。上記配管L32の暖房用循環ポンプ34よりも下流側に、暖房端末の一例としてのラジエータ41,42,…の一端を夫々接続している。また、上記貯湯タンク21の下部に配管L33の一端を接続し、その配管L33の他端側にラジエータ41,42,…の他端を夫々接続している。上記配管L33に暖房戻り温度センサS12を配置している。また、上記配管L33の暖房戻り温度センサS12よりも貯湯タンク21側と、暖房用混合弁33の他方の入力側とを配管L34により接続している。   The output side of the heating three-way valve 32 is connected to one input side of the heating mixing valve 33, and one end of the pipe L <b> 32 is connected to the output side of the heating mixing valve 33. The piping L32 is provided with a heating temperature sensor S11 and a heating circulation pump 34 in order from the heating mixing valve 33 side. One end of radiators 41, 42,... As an example of a heating terminal is connected to the downstream side of the circulation pump 34 for heating of the pipe L32. Further, one end of a pipe L33 is connected to the lower part of the hot water storage tank 21, and the other ends of the radiators 41, 42,... Are connected to the other end of the pipe L33. A heating return temperature sensor S12 is arranged in the pipe L33. Moreover, the hot water storage tank 21 side and the other input side of the heating mixing valve 33 are connected by a pipe L34 with respect to the heating return temperature sensor S12 of the pipe L33.

上記制御部10は、マイクロコンピュータおよび入出力回路などからなり、フィードフォワード制御するときの給湯用混合弁31の開度を演算する混合弁開度演算部10aと、混合弁開度演算部10aにより求められた給湯用混合弁31の開度に基づく指令値を、給湯用混合弁31の指令値に対する開度特性に応じて補正する指令値補正部10bを有する。   The control unit 10 includes a microcomputer, an input / output circuit, and the like, and includes a mixing valve opening calculating unit 10a that calculates the opening of the hot water mixing valve 31 when performing feedforward control, and a mixing valve opening calculating unit 10a. A command value correction unit 10b that corrects the command value based on the obtained opening degree of the hot water mixing valve 31 in accordance with the opening characteristic with respect to the command value of the hot water mixing valve 31 is provided.

また、上記制御部10は、吐出温度センサS1と蒸発器温度センサS2と外気温度センサS3および圧力センサ(HPS)16の検知信号に基づいて、圧縮機11,膨張弁13,送風ファン15などを制御すると共に、温度センサS6〜S10と暖房往き温度センサS11および暖房戻り温度センサS12からの検知信号に基づいて、沸き上げ用三方弁25と暖房用三方弁32と沸き上げ用循環ポンプ24と暖房用循環ポンプ34を制御する。   The control unit 10 controls the compressor 11, the expansion valve 13, the blower fan 15 and the like based on detection signals from the discharge temperature sensor S1, the evaporator temperature sensor S2, the outside air temperature sensor S3, and the pressure sensor (HPS) 16. While controlling, based on the detection signals from the temperature sensors S6 to S10, the heating temperature sensor S11, and the heating return temperature sensor S12, the heating three-way valve 25, the heating three-way valve 32, the heating circulation pump 24, and heating The circulating pump 34 is controlled.

上記構成の貯湯式暖房給湯機において、貯湯部2の沸き上げ用三方弁25の出力側を配管L24側に切り換え、ヒートポンプユニット1の圧縮機11を駆動すると共に送風ファン15の運転を開始する。さらに、貯湯部2の沸き上げ用循環ポンプ24を駆動する。そうすると、圧縮機11から吐出された高圧ガス冷媒は、凝縮器12で放熱して凝縮することにより液冷媒となった後、膨張弁13で減圧された低圧冷媒は、蒸発器14で外気から熱を吸収して蒸発する。そうして、蒸発器14で蒸発した低圧ガス冷媒は、圧縮機11の吸込側に戻る。このとき、沸き上げ用循環ポンプ24により貯湯タンク21の下部から配管L11を介して凝縮器12の二次側に流入した水は、凝縮器12で加熱されて90℃近い温水となり、配管L12,沸き上げ用三方弁25,配管L24,配管L35を介して貯湯タンク21内に戻る。こうして、貯湯タンク21内の水を沸き上げ用循環ポンプ24と凝縮器12を介して循環させることにより、貯湯タンク21内の水を沸き上げる。貯湯タンク2内の温水は、上側に高温の温水、下側に比較的低温の温水が位置するように湯層(温度分布)が形成されている。   In the hot water storage type hot water heater having the above configuration, the output side of the boiling three-way valve 25 of the hot water storage section 2 is switched to the pipe L24 side, the compressor 11 of the heat pump unit 1 is driven, and the operation of the blower fan 15 is started. Further, the boiling circulation pump 24 of the hot water storage unit 2 is driven. Then, after the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 is radiated and condensed in the condenser 12 to become liquid refrigerant, the low-pressure refrigerant decompressed by the expansion valve 13 is heated from the outside air by the evaporator 14. Absorbs and evaporates. Then, the low-pressure gas refrigerant evaporated in the evaporator 14 returns to the suction side of the compressor 11. At this time, the water flowing into the secondary side of the condenser 12 from the lower part of the hot water storage tank 21 via the pipe L11 by the boiling circulation pump 24 is heated by the condenser 12 to become hot water close to 90 ° C., and the pipes L12, It returns to the hot water storage tank 21 via the boiling three-way valve 25, the pipe L24, and the pipe L35. In this way, the water in the hot water storage tank 21 is circulated through the boiling circulation pump 24 and the condenser 12, thereby boiling the water in the hot water storage tank 21. The hot water in the hot water storage tank 2 is formed with a hot water layer (temperature distribution) such that the hot water at the upper side is located at the upper side and the hot water at the lower side is located at the lower side.

なお、ヒートポンプユニット1の起動時などの際、まだヒートポンプユニット1の凝縮器12から出る温水が十分に高温となっていない場合、該温水は配管L24等を介して貯湯タンク21の上部に戻るのではなく、配管L23を介して貯湯タンク21の下部の第2の沸き上げ戻り口に戻るように、沸き上げ用三方弁25が制御される。このように、温水の温度により戻り口を切り替えるのは、十分に高温になっていない温水を貯湯タンク21の上部に戻すと貯湯タンク21内の温度分布が乱れる可能性があり、これを防止するためである。この沸き上げ用三方弁25の切り替えは、凝縮器12と沸き上げ用三方弁25との間に設けられた出湯温度センサS5の出力に基づいて行われる。   Note that, when the heat pump unit 1 is started up or the like, if the hot water coming out of the condenser 12 of the heat pump unit 1 is not yet sufficiently hot, the hot water returns to the upper part of the hot water storage tank 21 via the pipe L24 and the like. Instead, the boiling three-way valve 25 is controlled so as to return to the second boiling return port below the hot water storage tank 21 via the pipe L23. Thus, switching the return port according to the temperature of the hot water may prevent the temperature distribution in the hot water storage tank 21 from being disturbed if hot water that is not sufficiently high is returned to the upper part of the hot water storage tank 21. Because. The switching of the boiling three-way valve 25 is performed based on the output of a tapping temperature sensor S5 provided between the condenser 12 and the boiling three-way valve 25.

次に、暖房運転を行う場合、暖房給湯部3の暖房用三方弁32を、配管L31側と暖房用混合弁33側が接続されるように切り換えて、暖房用循環ポンプ34を駆動する。そうすると、貯湯タンク21の中間部の温水が配管L31,暖房用三方弁32,暖房用混合弁33,暖房用循環ポンプ34を介してラジエータ41,42,…に夫々流入する。そして、上記ラジエータ41,42,…から出た戻り温水は、配管L33を介して貯湯タンク21の下部から貯湯タンク21内に戻る。   Next, when performing the heating operation, the heating three-way valve 32 of the heating hot water supply unit 3 is switched so that the pipe L31 side and the heating mixing valve 33 side are connected, and the heating circulation pump 34 is driven. Then, the hot water in the intermediate portion of the hot water storage tank 21 flows into the radiators 41, 42,... Via the pipe L31, the heating three-way valve 32, the heating mixing valve 33, and the heating circulation pump 34, respectively. And the return warm water which came out of the said radiator 41,42, ... returns to the hot water storage tank 21 from the lower part of the hot water storage tank 21 via the piping L33.

ここで、上記温度センサS6〜S10からの検知信号と暖房往き温度センサS11により検知された暖房往き温度および暖房戻り温度センサS12により検知された暖房戻り温度に基づいて、制御部10により暖房用混合弁33および暖房用循環ポンプ34を制御する。また、ヒートポンプユニット1による沸き上げと暖房運転を同時に行ってもよい。   Here, based on the detection signals from the temperature sensors S6 to S10, the heating return temperature detected by the heating return temperature sensor S11, and the heating return temperature detected by the heating return temperature sensor S12, the control unit 10 mixes for heating. The valve 33 and the heating circulation pump 34 are controlled. Moreover, you may perform boiling-up by the heat pump unit 1 and heating operation simultaneously.

次に、給湯運転を行う場合、給湯器(図示せず)の給湯用蛇口を開くと、外部からの給水圧力により供給された水は、給水配管L21,給湯用熱交換器22,給湯配管L22を介して給湯器に流れて、給湯用熱交換器22で加熱された温水が給湯器に供給される。なお、上記暖房運転またはヒートポンプユニット1による沸き上げの少なくとも一方と給湯運転を同時に行ってもよく、各々の運転に制約はない。   Next, when the hot water supply operation is performed, when the hot water supply faucet of the water heater (not shown) is opened, the water supplied by the external water supply pressure is supplied to the water supply pipe L21, the hot water supply heat exchanger 22, and the hot water supply pipe L22. Then, the hot water heated by the hot water supply heat exchanger 22 is supplied to the hot water heater. In addition, at least one of the heating operation or the boiling by the heat pump unit 1 and the hot water supply operation may be performed at the same time, and each operation is not limited.

上記給湯運転時、制御部10は、給湯出水温度センサS21により検知された給湯出水温度T1と給湯入水温度T2に基づくフィードフォワード制御と、給湯出水温度センサS21により検知された給湯出水温度T1と給湯温度センサS22により検知された給湯温度に基づくフィードバック制御とを用いて、給湯用混合弁31の開度を制御して、給湯器に供給される温水の温度を所望の温度に調節する。   During the hot water supply operation, the control unit 10 performs feedforward control based on the hot water supply water temperature T1 and the hot water supply water temperature T2 detected by the hot water supply water temperature sensor S21, and the hot water supply water temperature T1 and the hot water supply detected by the hot water supply water temperature sensor S21. Using the feedback control based on the hot water temperature detected by the temperature sensor S22, the opening degree of the hot water mixing valve 31 is controlled to adjust the temperature of the hot water supplied to the hot water heater to a desired temperature.

給湯用混合弁31の開度は、
給湯用混合弁31の開度=フィードフォワード開度×X+フィードバック開度×(1−X)
ただし、制御比率Xは0<X<100
により決定される。
The opening degree of the hot water mixing valve 31 is
Opening degree of hot water supply mixing valve 31 = feed forward opening degree × X + feedback opening degree × (1−X)
However, the control ratio X is 0 <X <100
Determined by.

上記構成の貯湯式給湯装置によれば、制御部10によって、給湯出水温度センサS21により検知された給湯出水温度T1と給湯入水温度T2に基づくフィードフォワード制御と、給湯出水温度センサS21により検知された給湯出水温度T1と給湯温度センサS22により検知された給湯温度に基づくフィードバック制御とを用いて、給湯用混合弁31の開度を制御することにより、給湯用混合弁31により混合された温水の温度が給湯目標温度になるようにする。ここで、制御部10は、第2温度センサとして、外気温度センサS3により検知された外気温度に基づいて給湯入水温度T2を推定する。   According to the hot water storage type hot water supply apparatus configured as described above, the control unit 10 detects the feedforward control based on the hot water supply / outflow temperature T1 and the hot water supply / water supply temperature T2 detected by the hot water supply / outflow temperature sensor S21 and the hot water supply / outflow temperature sensor S21. The temperature of the hot water mixed by the hot water mixing valve 31 is controlled by controlling the opening of the hot water mixing valve 31 using the hot water supply water temperature T1 and feedback control based on the hot water temperature detected by the hot water temperature sensor S22. Is set to the hot water supply target temperature. Here, the control part 10 estimates the hot water supply incoming water temperature T2 as a 2nd temperature sensor based on the outside temperature detected by the outside temperature sensor S3.

これにより、給湯出水温度T1の急な変化に対しては、フィードフォワード制御により応答を早くできる一方、給湯出水温度T1の緩やかな変化に対しては、フィードバック制御により滑らかな制御特性が得られる。このように、貯湯タンク21内に配置された給湯用熱交換器22を介して出湯する構成の貯湯式給湯装置において、給湯温度の制御性を向上でき、目標温度の給湯水を安定して供給することができる。   As a result, the feedforward control can quickly respond to a sudden change in the hot-water supply water temperature T1, while a smooth control characteristic can be obtained from the feedback control for a gradual change in the hot-water supply water temperature T1. Thus, in the hot water storage type hot water supply apparatus configured to discharge hot water via the hot water supply heat exchanger 22 disposed in the hot water storage tank 21, the controllability of the hot water supply temperature can be improved, and the hot water at the target temperature can be stably supplied. can do.

図2は上記貯湯式暖房給湯機のフィードフォワード制御の説明をするための模式図を示している。図2に示すように、貯湯タンク21から出湯される温水の給湯出水温度T1とし、給湯入水温度T2とし、給湯目標温度をT3とするとき、フィードフォワード制御に用いる給湯用混合弁31のフィードフォワード開度は、上記制御部10の混合弁開度演算部10aにより、
フィードフォワード開度=(T3−T2)/(T1−T2)×Dmax
(ただし、Dmaxは給湯用混合弁31の最大開度)により求める。例えば、給湯出水温度T1を70℃、給湯入水温度T2を30℃、給湯目標温度T3を50℃としたときは、給湯用混合弁31のフィードフォワード開度を50%とすればよい。なお、フィードフォワード開度は、上記式に限らず、貯湯式暖房給湯機の構成などに応じて適宜設定された式を用いて求めてもよい。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the feedforward control of the hot water storage type hot water heater. As shown in FIG. 2, the feed forward of the hot water mixing valve 31 used for feed forward control when the hot water supply temperature T1 discharged from the hot water storage tank 21, the hot water supply water temperature T2, and the hot water supply temperature T3 is set. The opening is determined by the mixing valve opening calculation unit 10a of the control unit 10.
Feed forward opening = (T3−T2) / (T1−T2) × Dmax
(Where Dmax is the maximum opening of the hot water supply mixing valve 31). For example, when the hot water supply / outflow temperature T1 is 70 ° C., the hot water supply / water temperature T2 is 30 ° C., and the hot water supply target temperature T3 is 50 ° C., the feed forward opening of the hot water supply mixing valve 31 may be 50%. In addition, you may obtain | require a feedforward opening degree using not only the said formula but the formula suitably set according to the structure of the hot water storage type heating water heater, etc. FIG.

このように、上記制御部10の混合弁開度演算部10aにより求められた給湯用混合弁31のフィードフォワード開度を用いて、フィードフォワード制御を行うことによって、給湯出水温度T1の急な変化に対して、速やかに応答できるから、給湯温度の制御性を向上できる。   In this way, by performing feedforward control using the feedforward opening degree of the hot water supply mixing valve 31 obtained by the mixing valve opening degree calculation unit 10a of the control unit 10, a sudden change in the hot water supply outlet temperature T1 is performed. On the other hand, since it can respond promptly, the controllability of hot water supply temperature can be improved.

図3は上記貯湯式暖房給湯機のフィードバック制御の説明をするための模式図を示している。図3に示すように、加算シンボル51において、給湯目標温度から実際の給湯温度を減算して差分を求め、その差分に基づいてPID制御ブロック52によりPID制御することにより、フィードバック制御に用いる給湯用混合弁31のフィードバック開度を求める。なお、フィードバック開度は、図3に示す制御ブロックに限らず、貯湯式暖房給湯機の構成などに応じて適宜設定された制御ブロックを用いて求めてもよい。   FIG. 3 is a schematic view for explaining feedback control of the hot water storage type hot water heater. As shown in FIG. 3, in the addition symbol 51, a difference is obtained by subtracting the actual hot water temperature from the hot water target temperature, and PID control is performed by the PID control block 52 based on the difference. The feedback opening degree of the mixing valve 31 is obtained. Note that the feedback opening is not limited to the control block shown in FIG. 3, and may be obtained using a control block appropriately set according to the configuration of the hot water storage type hot water heater.

上記混合弁開度演算部10aにより求められた給湯用混合弁31のフィードフォワード開度に基づく指令値を、上記制御部10の指令値補正部10bにより給湯用混合弁31の指令値に対する開度特性に応じて補正し、補正された上記指令値を給湯用混合弁31に出力することによって、上記フィードフォワード開度の指令値に対して流量比が比例しない開度特性の給湯用混合弁31に対して、所望の流量比が得られる指令値を給湯用混合弁31に出力することができ、給湯用混合弁31による流量比制御が正確に行える。   The command value based on the feedforward opening degree of the hot water mixing valve 31 obtained by the mixing valve opening degree calculation unit 10a is used as the opening degree with respect to the command value of the hot water mixing valve 31 by the command value correction unit 10b of the control unit 10. By correcting according to the characteristics and outputting the corrected command value to the hot water supply mixing valve 31, the hot water mixing valve 31 having an opening characteristic in which the flow rate ratio is not proportional to the feed forward opening command value. On the other hand, a command value for obtaining a desired flow rate ratio can be output to the hot water supply mixing valve 31, and the flow rate ratio control by the hot water supply mixing valve 31 can be performed accurately.

上記制御部10において、必要な流量比に対して、給湯用混合弁31の開度を決定する方法としては、図4に示すように給湯用混合弁31の開度率と流量比とが比例しているものと近似して、給湯用混合弁31の開度を決定する方法と、図5,図6に示すように、給湯用混合弁31の開度率と流量比との特性に近似した特性に基づいて、給湯用混合弁31の開度を決定する方法とがある。   As a method for determining the opening degree of the hot water supply mixing valve 31 in the control unit 10 as shown in FIG. 4, the opening rate of the hot water supply mixing valve 31 and the flow rate ratio are proportional to each other. Approximating the method of determining the opening degree of the hot water supply mixing valve 31 and the characteristics of the opening degree ratio and the flow rate ratio of the hot water supply mixing valve 31 as shown in FIGS. There is a method of determining the opening degree of the hot water supply mixing valve 31 based on the obtained characteristics.

図5は上記混合弁の開度率と流量(水側流量と湯側流量)の特性グラフを示す図を示しており、図6は混合弁パルス数と流量(水側流量と湯側流量)の特性グラフから数値データをサンプルした例を示す図を示している。この実施の形態の給湯用混合弁31には、ステッピングモータ(図示せず)により駆動されるパルス駆動方式の混合弁が用いられている。   FIG. 5 shows a characteristic graph of the opening rate and flow rate (water side flow rate and hot water side flow rate) of the above mixing valve, and FIG. 6 shows the number of mixing valve pulses and flow rate (water side flow rate and hot water side flow rate). The figure which shows the example which sampled numerical data from this characteristic graph is shown. As the hot water supply mixing valve 31 of this embodiment, a pulse drive type mixing valve driven by a stepping motor (not shown) is used.

図6に示す特性グラフから読み取った数値データに基づく流量比に対する混合弁パルス数の関係を図7に示している。ここで、流量比は、図6において読み取った湯側流量と水側流量の数値データに基づいて、
流量比=湯側流量/(湯側流量+水側流量)×100
により求める。これにより、流量比に対する混合弁パルス数の関係を示すグラフの近似式(多項式)を導き出す。図8には、図7に示す流量比に対する混合弁パルス数の関係を示すグラフと求めた近似式(多項式)に基づくグラフを示している。
FIG. 7 shows the relationship between the number of mixing valve pulses and the flow rate ratio based on the numerical data read from the characteristic graph shown in FIG. Here, the flow rate ratio is based on the numerical data of the hot water flow rate and the water flow rate read in FIG.
Flow rate ratio = hot water side flow rate / (hot water side flow rate + water side flow rate) x 100
Ask for. Thereby, an approximate expression (polynomial) of a graph showing the relationship of the number of mixing valve pulses to the flow rate ratio is derived. FIG. 8 shows a graph showing the relationship of the number of mixing valve pulses to the flow rate ratio shown in FIG. 7 and a graph based on the obtained approximate expression (polynomial).

また、上記制御部10は、第2温度センサの一例として、外気温度センサS3により検知された外気温度に基づいて、給湯入水温度T2を推定することによって、給湯用熱交換器22に外部から供給される水の温度を直接検知するセンサを用いることなく、通常備えられている外気温度センサを用いて、フィードフォワード制御に必要な給湯入水温度T2が得られる。   Further, as an example of the second temperature sensor, the control unit 10 estimates the hot water supply incoming water temperature T2 based on the outdoor air temperature detected by the outdoor air temperature sensor S3, and supplies the hot water supply heat exchanger 22 from the outside. Without using a sensor that directly detects the temperature of the water to be used, a hot water supply water temperature T2 required for feedforward control can be obtained using an outside air temperature sensor that is normally provided.

例えば、外気温度センサS3により検知された外気温度に基づいて、
給水温度=60%×外気温度+5℃
により給水温度を推定する(但し、10℃≦給水温度≦35℃)。
For example, based on the outside temperature detected by the outside temperature sensor S3,
Feed water temperature = 60% x outside air temperature + 5 ° C
To estimate the feed water temperature (however, 10 ° C. ≦ feed water temperature ≦ 35 ° C.).

なお、上記実施の形態では、外気温度センサS3により検知された外気温度に基づいて、給湯入水温度T2を推定したが、第2温度センサとして給湯入水温度センサを配管L34などに設けて、給湯入水温度T2を直接検知してもよい。   In the above embodiment, the hot water supply water temperature T2 is estimated based on the outdoor air temperature detected by the outdoor air temperature sensor S3. However, a hot water supply water temperature sensor is provided as a second temperature sensor in the pipe L34 and the like. The temperature T2 may be detected directly.

上記実施の形態では、貯湯式給湯機として貯湯式暖房給湯機について説明したが、暖房機能を有しないに貯湯式給湯機に適用してよいのは勿論である。   In the above embodiment, the hot water storage type hot water heater has been described as the hot water storage type hot water heater, but it is needless to say that the hot water storage type hot water heater may be applied without having a heating function.

図1はこの発明の第1実施形態の貯湯式給湯機の一例としての貯湯式暖房給湯機の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a hot water storage type hot water heater as an example of the hot water storage type hot water heater according to the first embodiment of the present invention. 図2は上記貯湯式暖房給湯機のフィードフォワード制御の説明をするための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the feedforward control of the hot water storage type hot water heater. 図3は上記貯湯式暖房給湯機のフィードバック制御の説明をするための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining feedback control of the hot water storage type hot water heater. 図4は混合弁の開度率と流量比が比例しているものと近似したときの図である。FIG. 4 is a diagram when the opening ratio of the mixing valve and the flow rate ratio are approximated. 図5は上記混合弁の開度率と流量(水側流量と湯側流量)の特性グラフを示す図である。FIG. 5 is a graph showing a characteristic graph of the opening rate and flow rate (water side flow rate and hot water side flow rate) of the mixing valve. 図6は上記混合弁のパルス数と流量(水側流量と湯側流量)の特性グラフから数値データをサンプルした例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example in which numerical data is sampled from a characteristic graph of the number of pulses of the mixing valve and the flow rate (water side flow rate and hot water side flow rate). 図7は図6に示す特性グラフから読み取った数値データに基づく流量比に対する混合弁パルス数の関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship of the number of mixing valve pulses to the flow rate ratio based on the numerical data read from the characteristic graph shown in FIG. 図8は図7に示す流量比に対する混合弁パルス数の関係を示すグラフとそのグラフの近似式に基づくグラフを示す図である。FIG. 8 is a graph showing the relationship of the number of mixing valve pulses to the flow rate ratio shown in FIG. 7 and a graph based on an approximate expression of the graph.

符号の説明Explanation of symbols

1…ヒートポンプユニット
2…貯湯部
10…制御部
10a…混合弁開度演算部
10b…指令値補正部
11…圧縮機
12…凝縮器
13…膨張弁
14…蒸発器
15…送風ファン
16…圧力センサ
21…貯湯タンク
22,122…給湯用熱交換器
22a,122a…下側コイル部
22b,122b…上側コイル部
23…電熱ヒータ
24…沸き上げ用循環ポンプ
25…沸き上げ用三方弁
26…犠牲陽極
27…パイプ
31…給湯用混合弁
32…暖房用三方弁
33…暖房用混合弁
34…暖房用循環ポンプ
41,42…ラジエータ
S1…吐出温度センサ
S2…蒸発器温度センサ
S3…外気温度センサ
S4…入水温度センサ
S5…出湯温度センサ
S6〜S10…温度センサ
S11…暖房往き温度センサ
S12…暖房戻り温度センサ
S21…給湯出水温度センサ
S22…給湯温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat pump unit 2 ... Hot water storage part 10 ... Control part 10a ... Mixing valve opening calculating part 10b ... Command value correction | amendment part 11 ... Compressor 12 ... Condenser 13 ... Expansion valve 14 ... Evaporator 15 ... Blower fan 16 ... Pressure sensor DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Hot water storage tank 22,122 ... Heat exchanger 22a, 122a ... Lower coil part 22b, 122b ... Upper coil part 23 ... Electric heater 24 ... Boiling circulation pump 25 ... Boiling three-way valve 26 ... Sacrificial anode DESCRIPTION OF SYMBOLS 27 ... Pipe 31 ... Mixing valve for hot water supply 32 ... Three-way valve for heating 33 ... Mixing valve for heating 34 ... Circulating pump for heating 41, 42 ... Radiator S1 ... Discharge temperature sensor S2 ... Evaporator temperature sensor S3 ... Outside air temperature sensor S4 ... Water temperature sensor S5 ... Hot water temperature sensor S6 to S10 ... Temperature sensor S11 ... Heating temperature sensor S12 ... Heating return temperature sensor S21 ... Hot water supply / water temperature Degree sensor S22 ... Hot water supply temperature sensor

Claims (5)

水を加熱するためのヒートポンプユニット(1)と、
上記ヒートポンプユニット(1)により加熱された温水を貯える貯湯タンク(21)と、
上記貯湯タンク(21)内に配置され、外部から供給された水を加熱して出湯する給湯用熱交換器(22)と、
上記給湯用熱交換器(22)からの温水と上記外部から供給された水を混合する混合弁(31)と、
上記給湯用熱交換器(22)からの温水の温度である給湯出水温度を検知する第1温度検知手段(S21)と、
上記給湯用熱交換器(22)に外部から供給される水の温度である給湯入水温度を検知する第2温度検知手段と、
上記混合弁(31)により混合された温水の温度である給湯温度を検知する第3温度検知手段(S22)と、
上記第1温度検知手段(S21)により検知された上記給湯出水温度と上記第2温度検知手段により検知された上記給湯入水温度および上記第3温度検知手段(S22)により検知された上記給湯温度に基づいて、上記混合弁(31)により混合された温水の温度が給湯目標温度になるように、フィードフォワード制御とフィードバック制御を用いて上記混合弁(31)の開度を制御する制御部(10)と
を備えたことを特徴とする貯湯式給湯機。
A heat pump unit (1) for heating water;
A hot water storage tank (21) for storing hot water heated by the heat pump unit (1);
A hot water supply heat exchanger (22) which is disposed in the hot water storage tank (21) and heats water supplied from the outside to generate hot water;
A mixing valve (31) for mixing hot water from the hot water heat exchanger (22) and water supplied from the outside;
A first temperature detection means (S21) for detecting a hot water supply / outflow temperature which is a temperature of hot water from the hot water supply heat exchanger (22);
A second temperature detecting means for detecting a hot water incoming water temperature which is a temperature of water supplied from the outside to the hot water supply heat exchanger (22);
Third temperature detecting means (S22) for detecting a hot water temperature which is the temperature of the hot water mixed by the mixing valve (31);
The hot water supply / outlet water temperature detected by the first temperature detection means (S21), the hot water supply water temperature detected by the second temperature detection means, and the hot water supply temperature detected by the third temperature detection means (S22). Based on this, the controller (10) controls the opening degree of the mixing valve (31) using feedforward control and feedback control so that the temperature of the hot water mixed by the mixing valve (31) becomes the hot water supply target temperature. ) And a hot water storage type water heater.
請求項1に記載の貯湯式給湯装置において、
上記制御部(10)は、
上記第1温度検知手段(S21)により検知された上記給湯出水温度と、上記第2温度検知手段により検知された上記給湯入水温度と、上記給湯目標温度と、上記混合弁(31)の最大開度とに基づいて、上記フィードフォワード制御するときの上記混合弁(31)の開度を求める混合弁開度演算部(10a)を有することを特徴とする貯湯式給湯装置。
In the hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 1,
The control unit (10)
The hot water supply / outflow water temperature detected by the first temperature detection means (S21), the hot water supply water temperature detected by the second temperature detection means, the hot water supply target temperature, and the maximum opening of the mixing valve (31). A hot water storage type hot water supply apparatus, comprising: a mixing valve opening calculation unit (10a) for determining the opening of the mixing valve (31) when performing the feedforward control based on the degree.
請求項2に記載の貯湯式給湯装置において、
上記制御部(10)は、
上記混合弁開度演算部(10a)により求められた上記混合弁(31)の開度に基づく指令値を、上記混合弁(31)の指令値に対する開度特性に応じて補正する指令値補正部(10b)を有し、
上記指令値補正部(10b)により補正された上記指令値を上記混合弁(31)に出力することを特徴とする貯湯式給湯装置。
In the hot water storage type hot water supply device according to claim 2,
The control unit (10)
Command value correction for correcting the command value based on the opening of the mixing valve (31) obtained by the mixing valve opening calculating unit (10a) according to the opening characteristic with respect to the command value of the mixing valve (31) Part (10b),
The hot water storage type hot water supply apparatus characterized by outputting the command value corrected by the command value correction unit (10b) to the mixing valve (31).
請求項1から3までのいずれか1つに記載の貯湯式給湯装置において、
外気温度を検知する外気温度検知手段(S3)を備え、
上記第2温度検知手段は、上記外気温度検知手段(S3)により検知された外気温度に基づいて、上記給湯入水温度を推定することを特徴とする貯湯式給湯装置。
In the hot water storage type hot water supply device according to any one of claims 1 to 3,
An outside temperature detecting means (S3) for detecting the outside temperature is provided,
The hot water storage type hot water supply apparatus, wherein the second temperature detecting means estimates the hot water supply water temperature based on the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means (S3).
請求項1に記載の貯湯式給湯装置において、
上記給湯目標温度と上記第3温度検知手段(S22)により検知された上記給湯温度との差分を求め、その差分に基づくPID制御により上記フィードバック制御するときの上記混合弁の開度を求める混合弁開度演算部(10a)を有することを特徴とする貯湯式給湯装置。
In the hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 1,
A mixing valve for obtaining a difference between the hot water supply target temperature and the hot water temperature detected by the third temperature detecting means (S22) and obtaining an opening of the mixing valve when performing the feedback control by PID control based on the difference. A hot water storage type hot water supply apparatus having an opening calculation unit (10a).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017211109A (en) * 2016-05-24 2017-11-30 ダイニチ工業株式会社 Storage type hot water supply system
CN111610714A (en) * 2020-05-20 2020-09-01 杭州舒尔姿氨纶有限公司 Linear control method of DCS (distributed control System) for electric heater

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