JP2010014391A - Hot water supply system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot water supply system capable of achieving further energy saving as the whole system. <P>SOLUTION: The hot water supply system includes a storage means 4 comprising a battery 4a for charging electric power obtained from sunlight energy by using a photovoltaic power generation panel 40 as a power generation means and discharging the electric power; a heat pump unit 1 driven by a direct current using the electric power obtained from sunlight energy and heating fluid used for supplying water for hot water supply; a tank 3 storing the fluid heated by the heat pump unit 1; a PCS 6 selecting a supply source of the direct current applied to the heat pump unit 1 from the photovoltaic power generation panel 40 or the storage means 4 and controlling the charge/discharge of the direct current and the storage means 4; and a heat exchanger 7 moving the heat quantity of the fluid by making the fluid in the tank 3 flow to control the temperature of the PCS 6. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、自然界より得られた電力を用いて直流電流にて駆動されるヒートポンプ式加熱装置を備える給湯システムに関する。   The present invention relates to a hot water supply system including a heat pump type heating device driven by a direct current using electric power obtained from nature.

この種の従来の給湯システムとしては、太陽電池に蓄えられた電力と深夜電力とを併用して給湯装置を駆動するものが知られている(例えば、特許文献1)。
特開平5−95639号公報
As this type of conventional hot water supply system, there is known a system that drives a hot water supply apparatus using both electric power stored in a solar cell and midnight power (for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-9539

上記従来の給湯システムにおいては、太陽電池の電力をDC/AC変換器で交流電流に変換し、交流電流によって給湯装置を駆動する。そして、変換器の変換効率は、例えば90%程度であるため、変換によってエネルギー損失が生じてしまう。   In the conventional hot water supply system, the power of the solar cell is converted into an alternating current by a DC / AC converter, and the hot water supply device is driven by the alternating current. And since the conversion efficiency of a converter is about 90%, energy loss will arise by conversion.

一方、太陽電池には、エネルギーの有効活用の観点から、可能な限り効率的な充電および放電が行われることが要求されている。充電および放電が適正に行われるためには、太陽電池の充放電や電源供給を制御する電力制御機器が適切な温度環境で使用されることが望まれる。   On the other hand, solar cells are required to be charged and discharged as efficiently as possible from the viewpoint of effective use of energy. In order to perform charging and discharging properly, it is desired that a power control device that controls charging / discharging and power supply of a solar cell be used in an appropriate temperature environment.

このように従来の給湯システムでは、電流変換効率および電力制御機器の運転環境の観点から、太陽光発電から得られる電力をシステム全体として十分に有効活用できていないという問題がある。   As described above, the conventional hot water supply system has a problem that the electric power obtained from the photovoltaic power generation cannot be effectively utilized as a whole system from the viewpoint of the current conversion efficiency and the operating environment of the power control device.

そこで、本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的はシステム全体として一層の省エネルギー化が図れる給湯システムを提供することである。   Then, this invention was made | formed in view of the said problem, The objective is to provide the hot water supply system which can aim at the further energy saving as the whole system.

上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、給湯システムに係る第1の発明は、自然界のエネルギーから発電手段を用いて得られる電力を充電し、放電する電池(4a)からなる蓄電手段(4)と、自然界のエネルギーから得られる電力を使用した直流電流にて駆動されて、給湯用水の供給に用いられる流体を加熱するヒートポンプ式加熱装置(1)と、ヒートポンプ式加熱装置によって加熱された流体を貯えるタンク(3)と、ヒートポンプ式加熱装置に与える直流電流の供給元を発電手段または蓄電手段から選択し、直流電流および蓄電手段の充放電を制御する電力制御手段(6)と、タンク内の流体を流通させることにより当該流体の有する熱量を移動させて電力制御手段の温度を調節する温度調節手段(7)と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the following technical means are adopted. In other words, the first invention relating to the hot water supply system is that the electric power obtained from the natural energy using the power generation means is charged and discharged, the electric storage means (4) comprising the battery (4a) to be discharged, and the electric power obtained from the natural energy. A heat pump type heating device (1) that is driven by a direct current using a heat source to heat a fluid used to supply hot water, a tank (3) that stores the fluid heated by the heat pump type heating device, and a heat pump type The source of the direct current supplied to the heating device is selected from the power generation means or the power storage means, and the power control means (6) for controlling the direct current and the charge / discharge of the power storage means, and the fluid in the tank are circulated, And a temperature adjusting means (7) for adjusting the temperature of the power control means by moving the amount of heat it has.

この発明によれば、例えば、太陽光、風力、水力等の自然界のエネルギーから得られる電力を交流電流に変換することなく、直流電流のまま供給してヒートポンプ式加熱装置を直流電流にて駆動することにより、電流変換による、自然界から得られる電力の損失を防ぐことができる。さらに、当該温度調節手段を備えることにより、タンク内の流体を用いて電力制御手段の温度を適正に調節することが可能となる。これにより、電力制御手段による蓄電手段の充放電および電流供給の制御が適正に行われる。また、タンク内の蓄熱量は給湯用水と電力制御手段の温度制御との両方に有効活用されることから、自然界のエネルギーから得られる電力が給湯システム全体に有効に使われる。したがって、システム全体の一層の省エネルギー化が図れる給湯システムを提供できる。   According to the present invention, for example, power obtained from natural energy such as sunlight, wind power, and hydropower is supplied as a direct current without being converted into an alternating current, and the heat pump heating device is driven by the direct current. Thus, it is possible to prevent the loss of power obtained from the natural world due to current conversion. Further, by providing the temperature adjusting means, it is possible to appropriately adjust the temperature of the power control means using the fluid in the tank. Thereby, charging / discharging of the electrical storage means and current supply control by the power control means are appropriately performed. In addition, since the amount of heat stored in the tank is effectively used for both hot water supply and temperature control of the power control means, electric power obtained from natural energy is effectively used for the entire hot water supply system. Therefore, it is possible to provide a hot water supply system that can further save energy in the entire system.

また、タンクおよび電力制御手段は同一の筐体(2)内に設けられていることが好ましい。この発明によれば、電力制御手段の温度調節について、タンク内の流体が流通することによる熱量の利用に加え、タンクから放出される熱による空気を介した熱伝達も利用することができる。これにより、タンク内の蓄熱量は流体移動および空気伝播の両方に有効活用されるため、さらに給湯システムの省エネルギー化が図れる。   The tank and the power control means are preferably provided in the same housing (2). According to the present invention, regarding the temperature adjustment of the power control means, in addition to the use of the heat amount due to the fluid in the tank flowing, the heat transfer via the air by the heat released from the tank can also be used. As a result, the amount of heat stored in the tank is effectively utilized for both fluid movement and air propagation, so that further energy saving of the hot water supply system can be achieved.

また、温度調節手段は、タンク内に貯えられた1次側流体が循環する1次側循環回路(30,33)と、電力制御手段を通過する2次側流体が循環する2次側循環回路(34)と、1次側流体と2次側流体とを熱交換させる熱交換手段(7)と、を含むことが好ましい。   Further, the temperature adjusting means includes a primary side circulation circuit (30, 33) in which the primary side fluid stored in the tank circulates and a secondary side circulation circuit in which the secondary side fluid passing through the power control means circulates. (34) and heat exchange means (7) for exchanging heat between the primary fluid and the secondary fluid are preferably included.

この発明によれば、給湯用水である1次側流体は、独立した1次側流路と2次側流路を介した熱交換手段によって2次側流体と熱交換されて電力制御手段の温度が調節されるため、各循環回路の流路構成を簡単化できる。また、給湯用水で直接的に電力制御手段の温度調節を行わないため、給湯用水の衛生面を確保しやすい。   According to this invention, the primary side fluid which is hot water supply water is heat-exchanged with the secondary side fluid by the heat exchange means via the independent primary side flow path and the secondary side flow path, and the temperature of the power control means. Therefore, the flow path configuration of each circulation circuit can be simplified. Further, since the temperature of the power control means is not directly adjusted with the hot water supply water, it is easy to ensure the sanitary aspect of the hot water supply water.

さらに、電力制御手段を通過した後であって熱交換手段に流入する前の2次側流体と、タンク内に流入する前の1次側流体とを熱的に接触させる熱交換器(39)を備えることが好ましい。   Further, a heat exchanger (39) that thermally contacts the secondary fluid after passing through the power control means and before flowing into the heat exchanging means with the primary fluid before flowing into the tank. It is preferable to provide.

この発明によれば、上記熱交換手段で流入する前の2次側流体の熱をタンクに流入する前の1次側流体に与えることができる。これにより、ヒートポンプ式加熱装置による加熱を補助することができ、ヒートポンプ式加熱装置の沸き上げ出力を低減できる。したがって、さらなるシステムの省エネルギー化が図れる。   According to this invention, the heat of the secondary fluid before flowing in by the heat exchange means can be given to the primary fluid before flowing into the tank. Thereby, the heating by a heat pump type heating apparatus can be assisted and the boiling output of a heat pump type heating apparatus can be reduced. Therefore, further energy saving of the system can be achieved.

さらに、温度調節手段は、タンク内の流体を流通させることにより流体の有する熱量を移動させて蓄電手段の温度を調節し、蓄電手段はタンクとともに同一の筐体内に設けられていることが好ましい。   Further, it is preferable that the temperature adjusting means adjusts the temperature of the power storage means by causing the heat in the fluid to move by circulating the fluid in the tank, and the power storage means is provided in the same casing together with the tank.

この発明によれば、当該温度調節手段によって、蓄電手段と電力制御手段の両方をタンク内の流体を使用して温度調節することができる。これにより、電池の温度の適正に保つことが可能となり、電池の充電効率および放電効率の向上も獲得できる。したがって、さらに給湯システム全体の省エネルギー化が図れる。   According to this invention, the temperature adjusting means can adjust the temperature of both the power storage means and the power control means using the fluid in the tank. Thereby, it becomes possible to keep the temperature of the battery appropriate, and it is also possible to obtain an improvement in the charging efficiency and discharging efficiency of the battery. Therefore, further energy saving of the entire hot water supply system can be achieved.

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一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。   A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly show that combinations are possible in each embodiment, but also combinations of the embodiments even if they are not specified unless there is a problem with the combination. Is also possible.

(第1実施形態)
本発明の一実施形態である第1実施形態の給湯システムについて図1を用いて説明する。図1は本実施形態の給湯システムの構成を示した模式図である。図1では、筐体2内の各部の状態がわかるように、筐体2の前面部を取り外した状態を示している。
(First embodiment)
The hot water supply system of 1st Embodiment which is one Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the hot water supply system of the present embodiment. FIG. 1 shows a state in which the front portion of the housing 2 is removed so that the state of each part in the housing 2 can be understood.

本給湯システムは、給湯用水を作成する給湯機部と、電力を供給する電源部とで構成されており、タンク内の流体を流通させることにより当該流体の有する熱量を移動させて電池の温度を調節する温度調節手段を備えている。給湯機部は、給湯用水の供給に用いられる流体を加熱するヒートポンプ式加熱装置であるヒートポンプユニット1と、当該加熱された流体を貯えるタンク3と、給湯用水等の経路を制御する給湯機能品部5と、からなる。電源部は、充電および放電を行う複数の電池4aからなる蓄電手段4と、少なくとも蓄電手段4の充放電を制御する電力制御手段としてのパワーコンディショナーシステム6(以下、PCS6とする)と、を含んでいる。そして、これらの各部は各種配管等により接続されている。   This hot water supply system is composed of a hot water supply unit that creates hot water supply water and a power supply unit that supplies electric power, and by circulating the fluid in the tank, the amount of heat of the fluid is moved to control the temperature of the battery. Temperature adjusting means for adjusting is provided. The hot water supply unit includes a heat pump unit 1 that is a heat pump type heating device that heats a fluid used for supplying hot water, a tank 3 that stores the heated fluid, and a hot water supply functional unit that controls a path of hot water and the like. And 5. The power supply unit includes a power storage unit 4 including a plurality of batteries 4a that perform charging and discharging, and a power conditioner system 6 (hereinafter referred to as PCS 6) as a power control unit that controls charge / discharge of the power storage unit 4 at least. It is out. And these each part is connected by various piping etc.

各部の作動は、システム中の各部を制御可能な制御手段であるシステム制御装置100によって制御される。システム制御装置100は、給湯機能品部5と同様の場所に設けられ、システム全体を制御する単一の制御装置であってもよいし、システム内の各部の制御を担当する複数の制御装置を統合する制御装置であってもよい。   The operation of each part is controlled by a system control apparatus 100 which is a control means capable of controlling each part in the system. The system control device 100 may be a single control device that is provided in the same place as the hot water supply function product unit 5 and controls the entire system, or a plurality of control devices that are in charge of controlling each unit in the system. It may be a control device to be integrated.

本実施形態の給湯システムは、蓄電手段4、PCS6およびタンク3が筐体2内に収納された形態である。本給湯システムは、主に一般家庭用の給湯に使用されるものである。蓄電手段4はラックに収納された複数の電池4aの集合体であり、系統電力、太陽熱エネルギー、風力エネルギー、水力エネルギー等の自然界のエネルギー(以下、自然エネルギーという)から、各種発電手段を用いて得られた電力を蓄える。蓄電手段4に蓄えられた電力は、給湯装置用、住宅内の家電機器用、自動車用等に幅広く使用することができる。PCS6は、ヒートポンプユニット1に与える直流電流の供給元を前述の発電手段または蓄電手段4から選択し、直流電流および蓄電手段4の充放電を制御する働きがある。PCS6は、蓄電手段4の充放電を制御する他、その他の住宅用設備機器の作動を制御することもできるように構成してもよい。   The hot water supply system of this embodiment is a form in which the power storage means 4, the PCS 6, and the tank 3 are housed in the housing 2. This hot water supply system is mainly used for hot water supply for general households. The power storage means 4 is an aggregate of a plurality of batteries 4a housed in a rack, and uses various power generation means from natural energy (hereinafter referred to as natural energy) such as system power, solar thermal energy, wind energy, and hydraulic energy. Store the obtained power. The electric power stored in the power storage means 4 can be widely used for hot water supply devices, household appliances in a house, automobiles, and the like. The PCS 6 has a function of selecting a DC current supply source to be supplied to the heat pump unit 1 from the power generation unit or the power storage unit 4 and controlling the DC current and charging / discharging of the power storage unit 4. The PCS 6 may be configured so as to be able to control the operation of other residential equipment in addition to controlling the charging / discharging of the power storage means 4.

ヒートポンプ式給湯機は、タンク3内に蓄えられた給湯用の温水や、ヒートポンプユニット1で沸き上げられた温水を、給湯設定温度を満足する温度に調節して、台所、洗面所、浴室などへの給湯使用側端末に供給する。給湯使用側端末は、シャワー、カラン、手洗い栓などの給湯用水栓や、風呂の浴槽である。ヒートポンプユニット1は、自然エネルギーから得られる電力を使用した直流電流にて駆動される加熱装置である。   The heat pump water heater adjusts the hot water stored in the tank 3 and the hot water boiled in the heat pump unit 1 to a temperature that satisfies the set temperature of the hot water supply to the kitchen, washroom, bathroom, etc. Supply to the terminal using the hot water supply. The hot water use side terminals are hot water faucets such as showers, currants, hand-washing taps, and bath tubs. The heat pump unit 1 is a heating device that is driven by a direct current using electric power obtained from natural energy.

本実施形態の温度調節手段は、タンク3内に貯められた1次側流体(給湯用水)と、蓄電手段4およびPCS6を通過するように強制循環される2次側流体(ブライン)とを熱交換器7で熱交換させることにより、2次側流体を介して電池4aやPCS6の吸熱および放熱を制御し、電池4aやPCS6の温度調節を行う。この温度調節は、電池4aが充電および放電を行うときに、充放電効率が効率的に行える温度帯域に電池4aの温度を調節し、PCS6が所定の制御機能を発揮できる適正な温度帯域にPCS6の温度を調節するものである。   The temperature adjusting means of the present embodiment heats the primary side fluid (hot water supply water) stored in the tank 3 and the secondary side fluid (brine) forcedly circulated so as to pass through the power storage means 4 and the PCS 6. By exchanging heat with the exchanger 7, the heat absorption and heat dissipation of the battery 4 a and the PCS 6 are controlled via the secondary fluid, and the temperature of the battery 4 a and the PCS 6 is adjusted. In this temperature adjustment, when the battery 4a is charged and discharged, the temperature of the battery 4a is adjusted to a temperature band in which charge / discharge efficiency can be efficiently performed, and the PCS 6 is set to an appropriate temperature band in which the PCS 6 can exhibit a predetermined control function. The temperature is adjusted.

蓄電手段4は、リチウム2次電池、ニッケル水素電池等からなる複数の電池4aの集合体であり、各電池4aは所定間隔を設けて積層されるように所定のラックに設置されている。各電池4aは、ラックに形成される2次側流体の流路4bに囲まれており、当該流路4bを流れる2次側流体に対して熱の授受を行うようになっている。積層配置された電池4aのうち、所定位置の複数の電池4aには、その表面温度を検出する電池サーミスタ23が設けられている。蓄電手段4は、例えば、系統電源から安価な深夜時間帯電力(系統電力の一例)を蓄電するとともに、必要時にヒートポンプユニット1を駆動するために、自然界のエネルギーから各種発電手段を用いて得られた電力を蓄電する。深夜時間帯電力は、蓄電手段4への蓄電と、ヒートポンプサイクルの作動との両方に使用されることになる。すなわち、深夜電力の時間帯には、蓄電手段4への蓄電と、ヒートポンプサイクルの作動によるタンク3への蓄熱とが行われる。   The power storage means 4 is an aggregate of a plurality of batteries 4a composed of lithium secondary batteries, nickel metal hydride batteries, and the like, and each battery 4a is installed in a predetermined rack so as to be stacked with a predetermined interval. Each battery 4a is surrounded by a flow path 4b of a secondary side fluid formed in the rack, and transfers heat to the secondary side fluid flowing through the flow path 4b. Among the stacked batteries 4a, a plurality of batteries 4a at predetermined positions are provided with battery thermistors 23 for detecting the surface temperature. The power storage means 4 is obtained by using various power generation means from natural energy in order to store inexpensive midnight power (an example of system power) from a system power supply and to drive the heat pump unit 1 when necessary. To store the electric power. The midnight time zone power is used for both the power storage in the power storage means 4 and the operation of the heat pump cycle. That is, in the time zone of midnight power, power storage in the power storage means 4 and heat storage in the tank 3 by operation of the heat pump cycle are performed.

ヒートポンプユニット1は、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素を使用するヒートポンプサイクルを有しており、少なくとも圧縮機、放熱器としての水−冷媒熱交換器、可変式減圧器、蒸発器および気液分離器が閉回路を構成するように接続されている。ヒートポンプユニット1は、水−冷媒熱交換器の冷媒流路を流れる高温高圧の冷媒と、水−冷媒熱交換器の水流路を流れる水との間で熱交換を行うことにより、温水を沸き上げる。ヒートポンプユニット1は、直流電流によって駆動するDC駆動式の機器である。すなわち、圧縮機および可変式減圧等が直流電流にて駆動する。システム制御装置100は、各種サーミスタからの検出情報を受信し、内蔵されたプログラムで演算を行い、可変式減圧器や圧縮機の運転を制御する。   The heat pump unit 1 has a heat pump cycle that uses carbon dioxide having a low critical temperature as a refrigerant, and includes at least a compressor, a water-refrigerant heat exchanger as a radiator, a variable decompressor, an evaporator, and a gas-liquid separation. The devices are connected to form a closed circuit. The heat pump unit 1 heats up hot water by exchanging heat between a high-temperature and high-pressure refrigerant flowing through the refrigerant flow path of the water-refrigerant heat exchanger and water flowing through the water flow path of the water-refrigerant heat exchanger. . The heat pump unit 1 is a DC drive type device driven by a direct current. That is, the compressor, variable pressure reduction, etc. are driven by a direct current. The system control device 100 receives detection information from various thermistors, performs calculation using a built-in program, and controls the operation of the variable pressure reducer and the compressor.

冷媒として二酸化炭素を使用し、ヒートポンプサイクルを超臨界ヒートポンプで構成した場合、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温、例えば、85℃〜90℃程度の湯をタンク3内に蓄えることができる。ヒートポンプユニット1は、主に、タンク3内に貯まっている温水が不足しているときや料金設定の安価な深夜時間帯の深夜電力を利用してタンク3内の湯を沸き上げる沸上げ給湯運転を行う。また、ヒートポンプユニット1は、蓄電手段4に蓄えられた電力、または発電手段によって自然エネルギーから得られた電力を圧縮機等の動作に使用し、ヒートポンプサイクルを作動することもできる。   When carbon dioxide is used as the refrigerant and the heat pump cycle is constituted by a supercritical heat pump, hot water having a temperature higher than that of a general heat pump cycle, for example, about 85 ° C. to 90 ° C. can be stored in the tank 3. The heat pump unit 1 is a hot water supply operation that heats up the hot water in the tank 3 mainly when the hot water stored in the tank 3 is insufficient or the midnight power in the midnight time zone where the price setting is inexpensive is used. I do. The heat pump unit 1 can also operate the heat pump cycle by using the electric power stored in the power storage means 4 or the electric power obtained from natural energy by the power generation means for the operation of the compressor or the like.

タンク3は、給湯用の流体を蓄える容器であり、耐食性に優れた金属製、例えば、ステンレス製からなる。本実施形態では、タンク3内の湯を直接給湯用水として出湯するため、タンク3に蓄えられる給湯用の流体は水である。タンク3の下部には、水道水などの市水を取り入れる給水配管(図示せず)が接続されている。   The tank 3 is a container for storing a hot water supply fluid, and is made of a metal excellent in corrosion resistance, for example, stainless steel. In the present embodiment, since the hot water in the tank 3 is discharged directly as hot water supply water, the hot water supply fluid stored in the tank 3 is water. A water supply pipe (not shown) for taking in city water such as tap water is connected to the lower part of the tank 3.

タンク3の外周部には、断熱材が設けられ、給湯用の高温水を長時間に渡って保温することができる。タンク3は縦長形状であり、タンク3内部の貯湯量および貯湯温度を検出するために高さ方向に5個並んだサーミスタからなる缶体サーミスタ20を備えている。各水位におけるタンク3内に満たされた湯もしくは水の温度情報は、システム制御装置100に出力される。したがって、システム制御装置100は、缶体サーミスタ20で検出される温度情報に基づいて、タンク3内上方の沸き上げられた湯とタンク3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とともに、これにより貯湯量が検出できるようになっている。   A heat insulating material is provided on the outer periphery of the tank 3, and hot water for hot water supply can be kept warm for a long time. The tank 3 has a vertically long shape, and includes a can body thermistor 20 including five thermistors arranged in the height direction in order to detect a hot water storage amount and a hot water storage temperature inside the tank 3. The temperature information of hot water or water filled in the tank 3 at each water level is output to the system controller 100. Therefore, the system control apparatus 100 detects the boundary position between the hot water heated up in the tank 3 and the water before boiling in the tank 3 based on the temperature information detected by the can body thermistor 20. In addition, the hot water storage amount can be detected.

タンク3には、タンク3内の下部とタンク3内の上部とを水−冷媒熱交換器の水流路を経由して連絡する循環配管30が接続されている。循環配管30は、タンク3内の下部の水を水−冷媒熱交換器の水流路で加熱する場合に通る沸き上げ流路である。循環配管30の途中には、タンク3内の水を強制的に循環させるための駆動手段であるポンプ9が設けられている。ヒートポンプサイクルおよびポンプ9が動作することにより、タンク3内の下部の水は加熱された後、タンク3内の上部の高温水部に戻る。さらにタンク3には、水−冷媒熱交換器よりも下流側部位の循環配管30とタンク3内の中間部とを連絡する中間部戻り管31と、水−冷媒熱交換器よりも上流側部位の循環配管30とタンク3内の中間部とを連絡する中間部取出し管32と、が接続されている。   A circulation pipe 30 is connected to the tank 3 to connect the lower part in the tank 3 and the upper part in the tank 3 via a water flow path of a water-refrigerant heat exchanger. The circulation pipe 30 is a boiling passage through which water in the lower part of the tank 3 is heated in the water passage of the water-refrigerant heat exchanger. In the middle of the circulation pipe 30, a pump 9 is provided as a driving means for forcibly circulating the water in the tank 3. By operating the heat pump cycle and the pump 9, the lower water in the tank 3 is heated and then returned to the upper high-temperature water section in the tank 3. Further, the tank 3 includes an intermediate return pipe 31 that connects the circulation pipe 30 downstream of the water-refrigerant heat exchanger and the intermediate part in the tank 3, and an upstream portion of the water-refrigerant heat exchanger. An intermediate part take-out pipe 32 that connects the circulation pipe 30 and the intermediate part in the tank 3 is connected.

中間部戻り管31は、ヒートポンプユニット1で加熱された水をタンク3内の中間部に戻す場合に通す流路である。循環配管30と中間部戻り管31の接続部には切替弁12が設けられている。切替弁12の上流側には、タンク流入前の水温を検出するタンク流入前サーミスタ21が設けられている。切替弁12は、水−冷媒熱交換器で加熱された温水を、タンク流入前サーミスタ21で検出された水温に応じてタンク3内の上部、またはタンク3内の中間部に流すことができるタンク流入箇所切替手段である。中間部取出し管32は、タンク3内の中間部に貯められた水(中温水)を取り出す場合に通る流路である。循環配管30と中間部取出し管32の合流部には切替弁8が設けられている。切替弁8は、タンク3内の水を、タンク3内の下部、またはタンク3内の中間部から取り出すことを切り替えることができるタンク流出箇所切替手段である。   The intermediate part return pipe 31 is a flow path through which water heated by the heat pump unit 1 is returned to the intermediate part in the tank 3. A switching valve 12 is provided at the connection between the circulation pipe 30 and the intermediate return pipe 31. A pre-tank thermistor 21 that detects the water temperature before the tank inflow is provided on the upstream side of the switching valve 12. The switching valve 12 allows the hot water heated by the water-refrigerant heat exchanger to flow to the upper part in the tank 3 or the intermediate part in the tank 3 according to the water temperature detected by the thermistor 21 before entering the tank. Inflow point switching means. The intermediate portion extraction pipe 32 is a flow path that passes when water (medium temperature water) stored in the intermediate portion in the tank 3 is extracted. A switching valve 8 is provided at the junction of the circulation pipe 30 and the intermediate part extraction pipe 32. The switching valve 8 is tank outflow point switching means that can switch the extraction of the water in the tank 3 from the lower part in the tank 3 or the intermediate part in the tank 3.

また、タンク3には、タンク3内上部の高温水部の温水を流出させて給湯使用側端末まで流す給湯配管(図示せず)が接続されている。給湯配管は、シャワー、カラン、手洗い栓、風呂の浴槽などに連通している。この給湯配管は、給湯機能品部5に接続され、その一部は給湯機能品部5に含まれている。   The tank 3 is connected to a hot water supply pipe (not shown) that causes the hot water in the high temperature water section in the upper part of the tank 3 to flow out to the hot water supply use side terminal. The hot water supply piping communicates with showers, currants, hand-washing taps, bath tubs, etc. The hot water supply pipe is connected to the hot water supply functional part 5, and a part thereof is included in the hot water supply functional part 5.

給湯機能品部5は、例えば電磁弁、流量カウンタ、逆止弁、各種サーミスタ、流水スイッチ、ポンプ等およびこれらを接続する配管類を一体化した形態により構成されている。また、この給湯機能品部5は、配管長さを可能な限り短くして圧力損失や流路抵抗を低減した箱体状のユニット部品として構成することができる。給湯機能品部5は、筐体2内の角部や内壁面部近傍の、タンク3側面の径方向外方のデッドスペースに配置されている。また、給湯機能品部5は、各給湯機能部品や配管等を樹脂材料で形成することにより構成することができ、軽量化して施工性、メンテナンス性を高めることができる。   The hot water supply functional part 5 is configured by, for example, a form in which a solenoid valve, a flow rate counter, a check valve, various thermistors, a flowing water switch, a pump, and the like and piping connecting them are integrated. Further, the hot water supply functional part 5 can be configured as a box-shaped unit component in which the pipe length is shortened as much as possible to reduce pressure loss and flow path resistance. The hot water supply functional part 5 is arranged in a dead space radially outward on the side surface of the tank 3 in the vicinity of the corner and the inner wall surface in the housing 2. Moreover, the hot water supply functional part 5 can be configured by forming each hot water supply functional part, piping, and the like with a resin material, and can be reduced in weight to improve workability and maintainability.

ここで給湯機能部品としては、給湯用水の流れを制御する働きを有する流路上に配設される部品であり、流体の流れを停止したり、流れ方向を変えたり、配管内の圧力を制御したりする弁や、流体を強制的に動かすポンプ等の駆動部品や、流体を加熱するための装置である。また、給湯機能部品は、ヒートポンプユニット1と同様に、直流電流にて駆動するDC駆動式機器で構成してもよい。   Here, the hot water supply functional component is a component disposed on the flow path having the function of controlling the flow of hot water supply water, and stops the flow of the fluid, changes the flow direction, and controls the pressure in the pipe. Or a driving part such as a pump for forcibly moving the fluid, or a device for heating the fluid. In addition, the hot water supply functional component may be constituted by a DC drive type device that is driven by a direct current, like the heat pump unit 1.

温度調節手段として用いられる熱交換器7は、取り出されたタンク3内の1次側流体(給湯用水)が流れる1次側配管33の途中に設けられた1次側熱交換流路と、蓄電手段の流路4bと連通する2次側配管34の途中に設けられた2次側熱交換流路と、を互いに熱交換する流路として内部に含んでいる。1次側配管33は、タンク3から流出した1次側流体がヒートポンプユニット1の水−冷媒熱交換器に流入するまでの間に位置する循環配管30の熱交換前部位と、水−冷媒熱交換器から流出した1次側流体がタンク3に流入するまでの間に位置する循環配管30の熱交換後部位と、を接続する流路を構成する。   The heat exchanger 7 used as the temperature adjusting means includes a primary side heat exchange channel provided in the middle of the primary side pipe 33 through which the primary side fluid (water for hot water supply) in the extracted tank 3 flows, The secondary side heat exchange flow path provided in the middle of the secondary side piping 34 communicating with the flow path 4b of the means is included inside as a flow path for exchanging heat with each other. The primary side pipe 33 includes a portion of the circulation pipe 30 located before the primary side fluid flowing out of the tank 3 flows into the water-refrigerant heat exchanger of the heat pump unit 1 before heat exchange, and water-refrigerant heat. A flow path that connects the post-heat exchange portion of the circulation pipe 30 located until the primary fluid flowing out of the exchanger flows into the tank 3 is formed.

1次側循環回路は、主に循環配管30と1次側配管33とによって構成される回路であり、タンク3の内部、切替弁8、ポンプ9、切替弁10、熱交換器7、切替弁11、切替弁12、タンク3内部の順に1次側流体が流れる回路である。1次側熱交換流路よりも上流側部位の1次側配管33には、熱交換器7に流入する前の1次側流体の温度を検出する1次側入口サーミスタ22が設けられている。   The primary-side circulation circuit is a circuit mainly composed of the circulation pipe 30 and the primary-side pipe 33. The inside of the tank 3, the switching valve 8, the pump 9, the switching valve 10, the heat exchanger 7, and the switching valve 11, a switching valve 12, and a circuit through which the primary fluid flows in the order of the inside of the tank 3. A primary side inlet thermistor 22 that detects the temperature of the primary side fluid before flowing into the heat exchanger 7 is provided in the primary side piping 33 upstream of the primary side heat exchange flow path. .

循環配管30の熱交換前部位には、切替弁10が設けられている。切替弁10は、タンク3内の水を、熱交換器7を経由して熱交換を行うか、または熱交換器7を経由しないで熱交換を行わないかを切り替えることができる熱交換切替手段である。循環配管30の熱交換後部位には、切替弁11が設けられている。切替弁11は、熱交換器7を通過した水を、ヒートポンプユニット1を経由してからタンク3内に送るか、またはヒートポンプユニット1を経由しないでタンク3内に送るかを切り替えることができるタンク流入路切替手段である。   A switching valve 10 is provided at a portion of the circulation pipe 30 before heat exchange. The switching valve 10 is a heat exchange switching means capable of switching whether the water in the tank 3 is exchanged through the heat exchanger 7 or not through the heat exchanger 7. It is. A switching valve 11 is provided at the site of the circulation pipe 30 after heat exchange. The switching valve 11 can switch whether the water that has passed through the heat exchanger 7 is sent into the tank 3 after passing through the heat pump unit 1 or sent into the tank 3 without going through the heat pump unit 1. Inflow path switching means.

2次側配管34は、蓄電手段の流路4bの流出部と流入部とを接続する循環流路を構成する。流路4bの2次側流体(ブライン)は、2次側配管34内等に予め封入されており、2次側配管34の途中に設けられたポンプ14の駆動力により2次側配管34内を強制的に循環される。2次側循環回路は、主に2次側配管34で構成され、蓄電手段4を通過する流体が循環する回路であり、蓄電手段の流路4b、切替弁13、熱交換器7、ポンプ14、切替弁15、蓄電手段の流路4bの順に2次側流体が流れる回路である。熱交換器7の2次側熱交換流路の入口には、熱交換器7に流入する前の2次側流体の温度を検出する2次側入口サーミスタ24が設けられている。熱交換器7の2次側熱交換流路の出口には、熱交換器7から流出後の2次側流体の温度を検出する2次側出口サーミスタ25が設けられている。   The secondary side pipe 34 constitutes a circulation flow path that connects the outflow part and the inflow part of the flow path 4b of the power storage means. The secondary side fluid (brine) of the flow path 4b is sealed in advance in the secondary side pipe 34 or the like, and the secondary side pipe 34 is driven by the driving force of the pump 14 provided in the middle of the secondary side pipe 34. Is forced to circulate. The secondary-side circulation circuit is a circuit that is mainly configured by the secondary-side piping 34 and in which the fluid passing through the power storage means 4 circulates. The flow path 4 b of the power storage means, the switching valve 13, the heat exchanger 7, and the pump 14. The secondary fluid flows in the order of the switching valve 15 and the flow path 4b of the power storage means. A secondary-side inlet thermistor 24 that detects the temperature of the secondary-side fluid before flowing into the heat exchanger 7 is provided at the inlet of the secondary-side heat exchange channel of the heat exchanger 7. A secondary-side outlet thermistor 25 that detects the temperature of the secondary-side fluid that has flowed out of the heat exchanger 7 is provided at the outlet of the secondary-side heat exchange channel of the heat exchanger 7.

PCS6は、2次側流体が流れる流路6aによって囲まれており、当該流路6aを流れる2次側流体に対して熱の授受を行うようになっている。PCS6は、筐体2内においてタンク3や蓄電手段4の側方に設けられ、特にタンク3が放出する熱を受けやすくなっている。PCS6には、その表面温度を検出するPCSサーミスタ26が設けられている。   The PCS 6 is surrounded by a flow path 6a through which the secondary side fluid flows, and transfers heat to the secondary side fluid that flows through the flow path 6a. The PCS 6 is provided on the side of the tank 3 and the power storage means 4 in the housing 2 and is particularly susceptible to the heat released by the tank 3. The PCS 6 is provided with a PCS thermistor 26 that detects its surface temperature.

2次側配管34には、流路6aと連通するPCS側配管35が接続されている。PCS側配管35は、熱交換器7から流出した2次側流体が蓄電手段の流路4bに流入するまでの間に位置する2次側配管34の蓄電手段通過前の部位と、流路4bの出口に位置する2次側配管34の蓄電手段通過後の部位とを接続する流路を構成する。このようにしてPCS6の流路6aは、このPCS側配管35の途中に配置されるため、蓄電手段の流路4bと並列に接続されることになる。   A PCS side pipe 35 communicating with the flow path 6a is connected to the secondary side pipe 34. The PCS side pipe 35 includes a portion of the secondary side pipe 34 that is located before the secondary fluid flowing out from the heat exchanger 7 flows into the flow path 4b of the power storage means, and the flow path 4b. The flow path which connects the site | part after the electrical storage means passage of the secondary side piping 34 located in the exit of this is comprised. Thus, since the flow path 6a of the PCS 6 is disposed in the middle of the PCS side pipe 35, it is connected in parallel with the flow path 4b of the power storage means.

2次側配管34の蓄電手段通過前の部位には、切替弁15が設けられている。切替弁15は、熱交換器7で熱交換された2次側流体を、蓄電手段4のみに流すか、PCS6にのみ流すか、または蓄電手段4およびPCS6の両方に流すかを切り替えることができる温度調節対象切替手段である。2次側配管34の蓄電手段通過後の部位には、切替弁13が設けられている。切替弁13は、切替弁15と連動して動作する温度調節対象切替手段であり、2次側配管34内の流路とPCS側配管35内の流路とを連通状態にする場合には、PCS側配管35側の通路を開放するようにし、PCS側配管35内の流路を閉鎖状態にする場合には、PCS側配管35側の通路を閉鎖して2次側配管34側の通路のみを開放するようにする。   A switching valve 15 is provided at a portion of the secondary side pipe 34 before passing through the power storage means. The switching valve 15 can switch whether the secondary fluid heat-exchanged by the heat exchanger 7 is allowed to flow only to the power storage means 4, only to the PCS 6, or to both the power storage means 4 and the PCS 6. It is a temperature adjustment object switching means. A switching valve 13 is provided at a portion of the secondary side pipe 34 after passing through the power storage means. The switching valve 13 is a temperature adjustment target switching means that operates in conjunction with the switching valve 15. When the flow path in the secondary side pipe 34 and the flow path in the PCS side pipe 35 are brought into communication, When the passage on the PCS side piping 35 is opened and the flow path in the PCS side piping 35 is closed, the passage on the PCS side piping 35 is closed and only the passage on the secondary side piping 34 side is provided. To be released.

次に、自然エネルギーから得られる電力である直流電流をヒートポンプユニット1に供給するための構成について説明する。図2は、ヒートポンプユニット1に供給される直流電流の供給経路を示したブロック図である。   Next, the structure for supplying the direct current which is the electric power obtained from natural energy to the heat pump unit 1 is demonstrated. FIG. 2 is a block diagram showing a supply path of a direct current supplied to the heat pump unit 1.

図2に示すように、本実施形態では自然エネルギーの一例として太陽光エネルギーを使用する。太陽光エネルギーを得て発電を行う発電手段である太陽光発電パネル40は、逆流防止素子61(逆流防止ダイオード)を介して電源切替スイッチ部62に接続されている。電源切替スイッチ部62は、コイル、トランジスタ、抵抗等で構成される昇圧回路63を介してヒートポンプユニット1の電力供給口に接続されている。逆流防止素子61、電源切替スイッチ部62および昇圧回路63は、PCS6に含まれている。電源切替スイッチ部62の第1の供給側接点62aは、逆流防止素子61と接続されて太陽光発電パネル40につながっている。電源切替スイッチ部62の第2の供給側接点62bは、蓄電手段1の電池4aと接続されている。電源切替スイッチ部62の需要側接点62cは、昇圧回路63と接続されてヒートポンプユニット1の電力供給口につながっている。   As shown in FIG. 2, in this embodiment, solar energy is used as an example of natural energy. A photovoltaic power generation panel 40 that is a power generation means that generates power by obtaining solar energy is connected to a power supply switch 62 through a backflow prevention element 61 (backflow prevention diode). The power switch 62 is connected to the power supply port of the heat pump unit 1 through a booster circuit 63 that includes a coil, a transistor, a resistor, and the like. The backflow prevention element 61, the power supply switch part 62, and the booster circuit 63 are included in the PCS 6. The first supply side contact 62 a of the power supply switch 62 is connected to the backflow prevention element 61 and connected to the photovoltaic power generation panel 40. A second supply-side contact 62 b of the power supply switch part 62 is connected to the battery 4 a of the power storage means 1. The demand side contact 62 c of the power supply switch part 62 is connected to the booster circuit 63 and connected to the power supply port of the heat pump unit 1.

これにより、太陽光発電により得られた電力の直流電流は、電源切替スイッチ部62の各接点が他の接点と連結されることによって、複数の供給経路を流れるようになる。具体的には、第1の供給側接点62aと第2の供給側接点62bとが連結するようにスイッチングされると、太陽光発電パネル40で発電された直流電流は蓄電手段4に充電されるようになり、第1の供給側接点62aと需要側接点62cとが連結するようにスイッチングされると、太陽光発電パネル40で発電された直流電流が昇圧回路63で250V〜300Vに昇圧されてからヒートポンプユニット1の電力供給口に供給されるようになる。また、第2の供給側接点62bと需要側接点62cとが連結するようにスイッチングされると、蓄電手段4で充電されている電力が昇圧回路63で250V〜300Vに昇圧された直流電流としてヒートポンプユニット1の電力供給口に供給されるようになる。ヒートポンプユニット1の電力供給口に供給された直流電流は、システム制御装置100の指令により、ヒートポンプユニット1の各部品に与えられ、これらを駆動する。   Thereby, the direct current of the electric power obtained by the solar power generation flows through the plurality of supply paths by connecting each contact of the power supply switch section 62 with another contact. Specifically, when the first supply-side contact 62a and the second supply-side contact 62b are switched so as to be connected, the direct current generated by the photovoltaic power generation panel 40 is charged to the power storage means 4. Thus, when switching is performed so that the first supply side contact 62a and the demand side contact 62c are connected, the direct current generated by the photovoltaic power generation panel 40 is boosted to 250V to 300V by the booster circuit 63. To the power supply port of the heat pump unit 1. When the second supply side contact 62b and the demand side contact 62c are switched so as to be connected, the electric power charged in the power storage means 4 is converted into a DC current boosted to 250V to 300V by the booster circuit 63. It is supplied to the power supply port of the unit 1. The direct current supplied to the power supply port of the heat pump unit 1 is given to each component of the heat pump unit 1 according to a command from the system control device 100 and drives them.

システム制御装置100は、マイクロコンピュータを主体として構成され、記憶手段として内蔵するROMまたはRAMには、あらかじめ設定された制御プログラムや更新可能な制御プログラムが設けられている。システム制御装置100は、各サーミスタ20,21,22,23,24、25によって検出された温度情報を取得し、これらの温度情報を用いて所定のプログラムを演算した結果に基づいて、各切替弁8,10,11,12,13,14およびポンプ9,14の作動を制御する。また、システム制御装置100は、太陽光発電パネル40で発電された直流電流を有効に活用するために、PCS6の作動を制御する。   The system control apparatus 100 is mainly composed of a microcomputer, and a preset control program or an updatable control program is provided in a ROM or RAM built in as a storage means. The system control device 100 acquires temperature information detected by each thermistor 20, 21, 22, 23, 24, 25, and based on the result of calculating a predetermined program using these temperature information, each switching valve The operation of 8, 10, 11, 12, 13, 14 and pumps 9, 14 is controlled. Further, the system control device 100 controls the operation of the PCS 6 in order to effectively use the direct current generated by the solar power generation panel 40.

次に、上記構成の給湯システムの各状態における流体の流れについて図3にしたがって説明する。図3〜図8は本給湯システムにおける各状態の流体の流れを示した模式図である。なお、図3〜図8では、理解を容易にするため、流体の流れに関係がある構成部品のみを示すとともに、流体が流れる配管を実線で示し、流体が流れない配管を破線で示している。   Next, the flow of fluid in each state of the hot water supply system configured as described above will be described with reference to FIG. 3-8 is the schematic diagram which showed the flow of the fluid of each state in this hot water supply system. In addition, in FIG. 3 to FIG. 8, for easy understanding, only the components related to the flow of the fluid are shown, the piping through which the fluid flows is shown by a solid line, and the piping through which the fluid does not flow is shown by a broken line. .

まず、図3は、ヒートポンプユニット1による沸き上げ運転初期の状態を示している。この状態では、タンク3内の下部の溜まっている水は、ポンプ9の駆動力により、循環配管30内に流出し、ヒートポンプユニット1の水−冷媒熱交換器で加熱された後、中間部戻り管31を通ってタンク3内の中間部に戻ってくる。このときの1次側流体の流れは、タンク3内下部、切替弁8、ポンプ9、切替弁10、ヒートポンプユニット1、切替弁11、切替弁12、中間部戻り管31、タンク3内の中間部の順となる。また、2次側流体は駆動されておらず、流れは形成されていない。   First, FIG. 3 shows the initial state of the boiling operation by the heat pump unit 1. In this state, the water accumulated in the lower part of the tank 3 flows out into the circulation pipe 30 by the driving force of the pump 9 and is heated by the water-refrigerant heat exchanger of the heat pump unit 1 and then returned to the intermediate part. It returns to the middle part in the tank 3 through the pipe 31. The flow of the primary fluid at this time is as follows: the lower part in the tank 3, the switching valve 8, the pump 9, the switching valve 10, the heat pump unit 1, the switching valve 11, the switching valve 12, the intermediate return pipe 31, and the intermediate in the tank 3. It becomes part order. Further, the secondary fluid is not driven and no flow is formed.

次に、図4は、図3よりも沸き上げ運転が進み、目標温度に加熱された温水をタンク3内に供給している沸き上げ運転状態を示している。この状態では、タンク3内の下部の溜まっている水は、ポンプ9の駆動力により、循環配管30内に流出し、ヒートポンプユニット1の水−冷媒熱交換器で目標温度に加熱された後、引き続き循環配管30を通ってタンク3内の上部に高温水として戻ってくる。このときの1次側流体は、タンク3内の下部、切替弁8、ポンプ9、切替弁10、ヒートポンプユニット1、切替弁11、切替弁12、タンク3内の上部の順に循環配管30を流れる。また、2次側流体は駆動されておらず、流れは形成されていない。   Next, FIG. 4 shows a boiling operation state in which the boiling operation proceeds more than in FIG. 3 and hot water heated to the target temperature is supplied into the tank 3. In this state, the water accumulated in the lower part of the tank 3 flows out into the circulation pipe 30 by the driving force of the pump 9 and is heated to the target temperature by the water-refrigerant heat exchanger of the heat pump unit 1. Subsequently, the water returns to the upper part of the tank 3 through the circulation pipe 30 as high-temperature water. At this time, the primary fluid flows through the circulation pipe 30 in the order of the lower part in the tank 3, the switching valve 8, the pump 9, the switching valve 10, the heat pump unit 1, the switching valve 11, the switching valve 12, and the upper part in the tank 3. . Further, the secondary fluid is not driven and no flow is formed.

次に、図5は、蓄電手段4を冷却する冷却運転の状態を示している。システム制御装置100は、電池4aの温度が所定の温度範囲よりも高いときにこの状態の制御を実行する。所定の温度範囲とは、電池4aが充放電するために効率のよい温度範囲であり、予めシステム制御装置100に記憶されている。この状態では、タンク3内の下部に溜まっている低温の1次側流体は、ポンプ9の駆動力により、循環配管30内に流出し、切替弁10によって1次側配管33側の通路が全開状態にされ、循環配管30側の通路が全閉状態にされることにより、1次側配管33に流れる。そして、1次側流体は、熱交換器7の1次側熱交換流路を経由して、1次側配管33を進み、切替弁11,12の切り替えにより中間部戻り管31を通ってタンク3内の中間部に戻ってくる。冷却運転のときの1次側流体は、タンク3内の下部、切替弁8、ポンプ9、切替弁10、熱交換器7、切替弁11、切替弁12、中間部戻り管31、タンク3内の中間部の順となる冷却回路を流れる。なお、タンク流入前サーミスタ21によって検出されるタンク流入前の流体の温度が65℃以上である場合は、切替弁12によって循環配管30側の通路を100%に開放し、1次側流体をタンク3内の中間部ではなく上部に戻すようにする。   Next, FIG. 5 shows the state of the cooling operation for cooling the power storage means 4. The system control device 100 executes this state control when the temperature of the battery 4a is higher than a predetermined temperature range. The predetermined temperature range is an efficient temperature range for charging and discharging the battery 4a, and is stored in the system controller 100 in advance. In this state, the low temperature primary fluid accumulated in the lower part of the tank 3 flows into the circulation pipe 30 by the driving force of the pump 9, and the passage on the primary pipe 33 side is fully opened by the switching valve 10. In this state, the passage on the side of the circulation pipe 30 is fully closed, so that it flows into the primary side pipe 33. The primary side fluid passes through the primary side heat exchange flow path of the heat exchanger 7, travels through the primary side piping 33, and switches to the tank through the intermediate return pipe 31 by switching the switching valves 11 and 12. Return to the middle part in 3. The primary fluid during the cooling operation is the lower part in the tank 3, the switching valve 8, the pump 9, the switching valve 10, the heat exchanger 7, the switching valve 11, the switching valve 12, the intermediate return pipe 31, and the tank 3. It flows through the cooling circuit in the order of the middle part. In addition, when the temperature of the fluid before the tank inflow detected by the thermistor 21 before the tank inflow is 65 ° C. or more, the passage on the circulation pipe 30 side is opened to 100% by the switching valve 12 and the primary side fluid is supplied to the tank. Return to the upper part instead of the middle part in 3.

一方、2次側流体は、ポンプ14の駆動力により、蓄電手段の流路4bから2次側配管34内に流出し、切替弁13によって2次側配管34側の通路が全開状態にされ、PCS側配管35側の通路が全閉状態にされることにより、さらに2次側配管34内を流れる。そして、2次側流体は、熱交換器7の2次側熱交換流路に流入し、ここで、1次側熱交換流路を流れる1次側流体に対して放熱し、2次側流体から1次側流体への熱移動が生じ、冷却される。冷却された2次側流体は、切替弁15によって開放された2次側配管34内を進み、蓄電手段の流路4bに戻ってくる。ここで、電池4aは、周囲を流れる冷却後の2次側流体に対して放熱し、電池4aから2次側流体への熱移動が生じ、冷却される。冷却運転のときの2次側流体は、蓄電手段の流路4b、切替弁13、熱交換器7、ポンプ14、切替弁15、蓄電手段の流路4bの順に2次側配管34内を流れる。以上の1次側の流れおよび2次側の流れが繰り返されることにより、電池4aの温度は低下して所定の温度範囲に調節されることになり、高効率の充放電を行える環境に制御される。   On the other hand, the secondary side fluid flows out from the flow path 4b of the power storage means into the secondary side pipe 34 by the driving force of the pump 14, and the passage on the secondary side pipe 34 side is fully opened by the switching valve 13, When the passage on the PCS side pipe 35 side is fully closed, it further flows in the secondary side pipe 34. The secondary side fluid flows into the secondary side heat exchange flow path of the heat exchanger 7, where it dissipates heat to the primary side fluid flowing through the primary side heat exchange flow path, and the secondary side fluid. Heat transfer from to the primary fluid occurs and is cooled. The cooled secondary fluid proceeds in the secondary piping 34 opened by the switching valve 15 and returns to the flow path 4b of the power storage means. Here, the battery 4a dissipates heat to the cooled secondary fluid that flows around it, and heat transfer from the battery 4a to the secondary fluid occurs to cool the battery. The secondary fluid during the cooling operation flows through the secondary side pipe 34 in the order of the flow path 4b of the power storage means, the switching valve 13, the heat exchanger 7, the pump 14, the switching valve 15, and the flow path 4b of the power storage means. . By repeating the primary side flow and the secondary side flow described above, the temperature of the battery 4a is lowered and adjusted to a predetermined temperature range, and the environment is controlled so that highly efficient charge and discharge can be performed. The

次に、図6は、蓄電手段4を温める加温運転のときの状態を示している。システム制御装置100は、電池4aの温度が所定の温度範囲よりも低いときにこの状態の制御を実行する。この状態では、タンク3内の中間部の溜まっている中温の1次側流体を使用して電池4aを加温する。この中温の1次側流体は、ポンプ9の駆動力と切替弁8の切り替えにより中間部取出し管32内に流出し、切替弁10によって1次側配管33側の通路が全開状態にされ、循環配管30側の通路が全閉状態にされることにより、1次側配管33に流れる。そして、1次側流体は、熱交換器7の1次側熱交換流路を経由して、1次側配管33を進み、切替弁11,12の切り替えにより中間部戻り管31を通ってタンク3内の中間部に戻ってくる。加温運転のときの1次側流体の流れは、タンク3内の中間部、切替弁8、ポンプ9、切替弁10、熱交換器7、切替弁11、切替弁12、中間部戻り管31、タンク3内の中間部の順となる。この場合も、タンク流入前サーミスタ21によって検出されるタンク流入前の流体の温度が65℃以上である場合は、切替弁12を制御して、1次側流体をタンク3内の中間部ではなく上部に戻すようにする。   Next, FIG. 6 shows a state at the time of a heating operation for warming the power storage means 4. The system control device 100 executes this state control when the temperature of the battery 4a is lower than a predetermined temperature range. In this state, the battery 4a is heated using the intermediate temperature primary fluid accumulated in the intermediate portion of the tank 3. The intermediate temperature primary side fluid flows into the intermediate take-out pipe 32 by switching the driving force of the pump 9 and the switching valve 8, and the passage on the primary side piping 33 side is fully opened by the switching valve 10 to circulate. When the passage on the side of the pipe 30 is fully closed, it flows into the primary side pipe 33. The primary side fluid passes through the primary side heat exchange flow path of the heat exchanger 7, travels through the primary side piping 33, and switches to the tank through the intermediate return pipe 31 by switching the switching valves 11 and 12. Return to the middle part in 3. The flow of the primary side fluid during the heating operation is as follows: the intermediate part in the tank 3, the switching valve 8, the pump 9, the switching valve 10, the heat exchanger 7, the switching valve 11, the switching valve 12, and the intermediate part return pipe 31. The order of the middle part in the tank 3 is the order. Also in this case, when the temperature of the fluid before the tank inflow detected by the thermistor 21 before the tank inflow is 65 ° C. or more, the switching valve 12 is controlled so that the primary side fluid is not in the middle portion in the tank 3. Return to the top.

一方、2次側流体は、図5のときと同様に冷却回路を流れる。そして、2次側流体は、熱交換器7の2次側熱交換流路に流入し、ここで、1次側熱交換流路を流れる1次側流体から吸熱し、1次側流体から2次側流体への熱移動が生じ、温められる。加温された2次側流体は、切替弁15によって開放された2次側配管34内を進み、蓄電手段の流路4bに戻ってくる。ここで、電池4aは、周囲を流れる加温後の2次側流体から吸熱し、2次側流体から電池4aへの熱移動が生じ、温められる。以上の1次側の流れおよび2次側の流れが繰り返されることにより、電池4aの温度は上昇して所定の温度範囲に調節されることになり、高効率の充放電を行える環境に制御される。   On the other hand, the secondary fluid flows in the cooling circuit as in FIG. Then, the secondary side fluid flows into the secondary side heat exchange channel of the heat exchanger 7, where it absorbs heat from the primary side fluid flowing through the primary side heat exchange channel, and 2 from the primary side fluid. Heat transfer to the secondary fluid occurs and warms up. The heated secondary fluid proceeds in the secondary piping 34 opened by the switching valve 15 and returns to the flow path 4b of the power storage means. Here, the battery 4a absorbs heat from the heated secondary fluid flowing around, and heat is transferred from the secondary fluid to the battery 4a to be warmed. By repeating the primary side flow and the secondary side flow described above, the temperature of the battery 4a rises and is adjusted to a predetermined temperature range, and is controlled in an environment where high-efficiency charging / discharging can be performed. The

次に、図7は、PCS6を冷却する冷却運転のときの状態を示している。システム制御装置100は、PCS6の温度が所定の温度よりも高いときにこの冷却運転の制御を実行する。所定の温度よりも高温で運転を続けると、PCS6の劣化につながるからである。所定の温度は予めシステム制御装置100に記憶されている。冷却運転の状態では、1次側流体は、図5のときと同様に冷却回路を流れる。この場合も、タンク流入前サーミスタ21によって検出されるタンク流入前の流体の温度が65℃以上である場合は、切替弁12を制御して、1次側流体をタンク3内の中間部ではなく上部に戻すようにする。   Next, FIG. 7 shows a state in the cooling operation for cooling the PCS 6. The system control device 100 executes this cooling operation control when the temperature of the PCS 6 is higher than a predetermined temperature. This is because if the operation is continued at a temperature higher than the predetermined temperature, the PCS 6 is deteriorated. The predetermined temperature is stored in the system controller 100 in advance. In the cooling operation state, the primary fluid flows through the cooling circuit as in FIG. Also in this case, when the temperature of the fluid before the tank inflow detected by the thermistor 21 before the tank inflow is 65 ° C. or more, the switching valve 12 is controlled so that the primary side fluid is not in the middle portion in the tank 3. Return to the top.

一方、2次側流体は、ポンプ14の駆動力により、PCS6の流路6aからPCS側配管35内に流出し、切替弁13によって2次側配管34内に流れる。そして、2次側流体は、熱交換器7の2次側熱交換流路に流入し、ここで、1次側熱交換流路を流れる低温の1次側流体に対して放熱し、2次側流体から1次側流体への熱移動が生じ、冷却される。冷却された2次側流体は、切替弁15によって開放されたPCS側配管35内を進み、PCS6の流路6aに戻ってくる。ここで、PCS6は、周囲を流れる冷却後の2次側流体に対して放熱し、PCS6から2次側流体への熱移動が生じ、冷却される。この場合の2次側流体は、PCS6の流路6a、切替弁13、熱交換器7、ポンプ14、切替弁15、PCS6の流路6aの順にPCS側循環回路を流れる。以上の1次側の流れおよび2次側の流れが繰り返されることにより、PCS6の温度は低下して所定の温度範囲に調節されることになり、PCS6の劣化を防げる。   On the other hand, the secondary side fluid flows out from the flow path 6 a of the PCS 6 into the PCS side piping 35 by the driving force of the pump 14, and flows into the secondary side piping 34 by the switching valve 13. The secondary side fluid flows into the secondary side heat exchange channel of the heat exchanger 7, where it dissipates heat to the low temperature primary side fluid that flows through the primary side heat exchange channel. Heat transfer from the side fluid to the primary fluid occurs and is cooled. The cooled secondary fluid proceeds in the PCS side pipe 35 opened by the switching valve 15 and returns to the flow path 6a of the PCS 6. Here, the PCS 6 dissipates heat to the cooled secondary fluid flowing around it, and heat is transferred from the PCS 6 to the secondary fluid to be cooled. The secondary fluid in this case flows through the PCS side circulation circuit in the order of the flow path 6a of the PCS 6, the switching valve 13, the heat exchanger 7, the pump 14, the switching valve 15, and the flow path 6a of the PCS 6. By repeating the flow on the primary side and the flow on the secondary side as described above, the temperature of the PCS 6 is lowered and adjusted to a predetermined temperature range, and deterioration of the PCS 6 can be prevented.

次に、図8は、蓄電手段4とPCS6の両方を同時に冷却する冷却運転のときの状態を示している。システム制御装置100は、電池4aの温度が所定の温度範囲よりも高く、かつPCS6の温度が所定の温度よりも高いときにこの状態の制御を実行する。冷却運転の状態では、1次側流体は、図4のときと同様の流れになる。この場合も、タンク流入前サーミスタ21によって検出されるタンク流入前の流体の温度が65℃以上である場合は、切替弁12を制御して、1次側流体をタンク3内の中間部ではなく上部に戻すようにする。   Next, FIG. 8 shows a state in the cooling operation in which both the power storage means 4 and the PCS 6 are cooled at the same time. The system control device 100 executes this state control when the temperature of the battery 4a is higher than the predetermined temperature range and the temperature of the PCS 6 is higher than the predetermined temperature. In the cooling operation state, the primary fluid flows in the same manner as in FIG. Also in this case, when the temperature of the fluid before the tank inflow detected by the thermistor 21 before the tank inflow is 65 ° C. or more, the switching valve 12 is controlled so that the primary side fluid is not in the middle portion in the tank 3. Return to the top.

一方、2次側流体については、切替弁13によって2次側配管34側の通路とPCS側配管35側の通路との両方が全開状態にされるとともに、ポンプ14の駆動力により、蓄電手段の流路4bから2次側配管34内に流出する流れと、PCS6の流路6aからPCS側配管35内に流出する流れとが生じ、切替弁13で合流して2次側配管34内に流れる。そして、合流した流れは、熱交換器7の2次側熱交換流路に流入し、ここで、1次側熱交換流路を流れる低温の1次側流体に対して放熱し、2次側流体から1次側流体への熱移動が生じ、冷却される。冷却された2次側流体は、切替弁15によって開放された蓄電手段4側の通路とPCS6側の通路とに分流し、蓄電手段の流路4bとPCS6の流路6aに戻ってくる。ここで、電池4aおよびPCS6は、それぞれ周囲を流れる冷却後の2次側流体に対して放熱し、それぞれ冷却される。以上の1次側の流れおよび2次側の流れが繰り返されることにより、蓄電手段4およびPCS6の温度はそれぞれ低下して所定の温度範囲および所定の温度に調節されることになる。   On the other hand, for the secondary side fluid, both the passage on the secondary side pipe 34 side and the passage on the PCS side pipe 35 side are fully opened by the switching valve 13, and the driving force of the pump 14 causes the power storage means A flow that flows out from the flow path 4 b into the secondary side pipe 34 and a flow that flows out from the flow path 6 a of the PCS 6 into the PCS side pipe 35 occur, and merges at the switching valve 13 and flows into the secondary side pipe 34. . The combined flow flows into the secondary heat exchange flow path of the heat exchanger 7, where it dissipates heat to the low temperature primary fluid flowing through the primary heat exchange flow path, and the secondary side. Heat transfer from the fluid to the primary fluid occurs and is cooled. The cooled secondary fluid is divided into the passage on the power storage means 4 side and the passage on the PCS 6 side opened by the switching valve 15 and returns to the flow path 4 b of the power storage means and the flow path 6 a of the PCS 6. Here, the battery 4a and the PCS 6 dissipate heat to the cooled secondary fluid flowing around them, and are cooled respectively. By repeating the above-described primary-side flow and secondary-side flow, the temperatures of the power storage means 4 and the PCS 6 are lowered and adjusted to a predetermined temperature range and a predetermined temperature, respectively.

次に、本給湯システムにおいて、蓄電手段4を温度調節する制御について説明する。本給湯システムは、深夜時間帯電力を利用して行われる通常の貯湯水を沸き上げる運転と同時並行で、または時間をずらして蓄電手段4の温度調節を実施する。蓄電手段4の温度調節に係る処理は、システム制御装置100によって実行される。   Next, control for adjusting the temperature of the power storage unit 4 in the hot water supply system will be described. This hot water supply system adjusts the temperature of the power storage means 4 in parallel with the operation of boiling normal hot water stored using midnight time zone power, or at different times. Processing related to temperature adjustment of the power storage unit 4 is executed by the system control device 100.

システム制御装置100は、蓄電手段4の状態が充電前または放電前のいずれかであり、さらに、電池4aの温度が20℃以下である場合には、低温状態の電池4aを温める加温運転を開始し、この運転を制御する。この加温運転制御では、前述の図6に示す流体流れを形成する。そして、この加温運転制御においては、例えば2次側出口サーミスタ25が検出する熱交換器7出口の温度が所定の温度範囲(25℃以上40℃以上)の上限値(40℃)になるように、1次側のポンプ9の回転数を制御する。このように熱交換器7出口の温度が高い温度に設定されると、2次側流体の温度が上昇し、電池4aの温度も上昇する。この加温運転制御は、電池4aの温度が25℃以上になるまで継続される。   When the state of the power storage means 4 is either before charging or before discharging, and the temperature of the battery 4a is 20 ° C. or lower, the system control device 100 performs a heating operation for heating the battery 4a in the low temperature state. Start and control this operation. In this heating operation control, the fluid flow shown in FIG. 6 is formed. In this heating operation control, for example, the temperature at the outlet of the heat exchanger 7 detected by the secondary-side outlet thermistor 25 becomes an upper limit value (40 ° C.) of a predetermined temperature range (25 ° C. or more and 40 ° C. or more). Next, the rotational speed of the pump 9 on the primary side is controlled. Thus, when the temperature at the outlet of the heat exchanger 7 is set to a high temperature, the temperature of the secondary fluid rises and the temperature of the battery 4a also rises. This heating operation control is continued until the temperature of the battery 4a becomes 25 ° C. or higher.

一方、システム制御装置100は、蓄電手段4の状態が充電中または放電中のいずれかであり、さらに電池4aの温度が所定の温度範囲内でない場合には、電池4aが所望の充放電効率を発揮できるようにするため、以下の温度調節運転の制御を実行する。この温度調節運転制御では、電池4aの温度が所定の温度範囲の上限値(40℃)を超えている場合には前述の図5で説明した冷却運転を実施する。このときの1次側のポンプ9の回転数は、2次側出口サーミスタ25が検出する熱交換器7出口の温度を監視しながら、電池サーミスタ23で検出される電池4aの温度が所定の温度範囲(25℃以上40℃以上)になるまでフィードバック制御される。   On the other hand, when the state of the power storage means 4 is either charging or discharging and the temperature of the battery 4a is not within a predetermined temperature range, the system control device 100 determines that the battery 4a has a desired charge / discharge efficiency. In order to be able to demonstrate, the following temperature control operation control is executed. In this temperature adjustment operation control, when the temperature of the battery 4a exceeds the upper limit value (40 ° C.) of the predetermined temperature range, the cooling operation described in FIG. 5 is performed. The rotational speed of the primary pump 9 at this time is such that the temperature of the battery 4a detected by the battery thermistor 23 is a predetermined temperature while monitoring the temperature of the outlet of the heat exchanger 7 detected by the secondary outlet thermistor 25. Feedback control is performed until the temperature is within a range (25 ° C to 40 ° C).

温度調節運転制御では、電池4aの温度が所定の温度範囲の下限値(25℃)未満であると判定すると、前述の図5で説明した加温運転を実施する。このときの1次側のポンプ9の回転数は、冷却運転のときと同様にフィードバック制御される。   In the temperature adjustment operation control, when it is determined that the temperature of the battery 4a is lower than the lower limit (25 ° C.) of the predetermined temperature range, the heating operation described with reference to FIG. 5 is performed. The rotational speed of the primary pump 9 at this time is feedback controlled in the same manner as in the cooling operation.

次に、PCS6を冷却して温度調節する制御について説明する。PCS6の温度調節制御は、蓄電手段4の温度調節制御と同様に、深夜時間帯電力を利用して行われる通常の貯湯水を沸き上げる運転と同時並行で、または時間をずらして実施される。また、PCS6の温度調節制御は、前述の図8のように蓄電手段4の温度調節制御と同時に行ってもよいし、前述の図7のように単独で行ってもよい。PCS6の温度調節に係る処理は、システム制御装置100によって実行される。   Next, control for cooling the PCS 6 to adjust the temperature will be described. The temperature adjustment control of the PCS 6 is performed in parallel with the operation of boiling the normal hot water that is performed by using the midnight time zone power, or at the same time as the temperature adjustment control of the power storage means 4. Further, the temperature adjustment control of the PCS 6 may be performed simultaneously with the temperature adjustment control of the power storage unit 4 as described above with reference to FIG. 8, or may be performed independently as described above with reference to FIG. Processing related to the temperature adjustment of the PCS 6 is executed by the system control device 100.

システム制御装置100は、PCS6の温度が所定の温度範囲の上限値(80℃)を超えている場合には、前述の図7で説明した冷却運転を実施する。このときの2次側のポンプ14の回転数は、一定値に制御する。これにより1次側流体と2次側流体は熱交換器7を通過するときに熱交換し、温度の高い2次側流体は1次側流体に対して放熱し、冷却される。また、このとき、1次側のポンプ9を以下のように制御して、PCS6の温度を劣化が促進されない所定の温度範囲(60℃以上80以下)になるようにする。すなわち、1次側のポンプ9の回転数は、PCSサーミスタ26で検出されるPCS6の温度が所定の温度範囲(60℃以上80℃以下)になるまでフィードバック制御される。   When the temperature of the PCS 6 exceeds the upper limit value (80 ° C.) of the predetermined temperature range, the system control device 100 performs the cooling operation described with reference to FIG. The rotational speed of the secondary pump 14 at this time is controlled to a constant value. As a result, the primary fluid and the secondary fluid exchange heat when passing through the heat exchanger 7, and the secondary fluid having a high temperature dissipates heat to the primary fluid and is cooled. At this time, the primary pump 9 is controlled as follows so that the temperature of the PCS 6 falls within a predetermined temperature range (60 ° C. or more and 80 or less) where deterioration is not promoted. That is, the rotational speed of the primary pump 9 is feedback controlled until the temperature of the PCS 6 detected by the PCS thermistor 26 falls within a predetermined temperature range (60 ° C. or more and 80 ° C. or less).

また、PCS6の温度調節制御と蓄電手段4の温度調節制御とを同時並行する場合には、1次側ポンプ9の回転数をPCS6の温度調節制御によって行い、熱交換器7出口の温度を監視しながら、切替弁13の開度を調整することにより、PCS6の温度と電池4aの温度の両方を同時に調節してもよい。また、PCS6の温度が所定の温度範囲の下限値(60℃)未満である場合には、タンク3内の高温流体を取り出して2次側流体と熱交換させることにより、PCS6を加温する制御を行う。   When the temperature adjustment control of the PCS 6 and the temperature adjustment control of the power storage means 4 are performed in parallel, the rotational speed of the primary pump 9 is controlled by the temperature adjustment control of the PCS 6 and the temperature at the outlet of the heat exchanger 7 is monitored. However, by adjusting the opening degree of the switching valve 13, both the temperature of the PCS 6 and the temperature of the battery 4a may be adjusted simultaneously. Further, when the temperature of the PCS 6 is less than the lower limit value (60 ° C.) of the predetermined temperature range, the control for heating the PCS 6 by taking out the high-temperature fluid in the tank 3 and exchanging heat with the secondary fluid. I do.

次に、本給湯システムにおいて、太陽光発電パネル40で発電された直流電流を使用してヒートポンプユニット1を駆動する手順について説明する。システム制御装置100は、当該直流電流の供給を図9に示すフローにしたがって各処理を実行する。図9は、当該直流電流を使用するヒートポンプユニット1の駆動手順の一例を示すフローチャートである。   Next, a procedure for driving the heat pump unit 1 using a direct current generated by the photovoltaic power generation panel 40 in the hot water supply system will be described. The system control apparatus 100 executes each process for supplying the direct current according to the flow shown in FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an example of a driving procedure of the heat pump unit 1 using the direct current.

システム制御装置100は、まず、ステップ10で沸き上げ運転指令があったか否かを判定する。この沸き上げ運転指令は、深夜電力時間帯に行う沸き上げ運転を除く沸き上げ運転を実行する指令である。換言すれば、タンク3内に蓄えられた熱量が少なくなったときの昼間等に、深夜時間帯電力を使用しないで沸き上げ運転を行う沸き上げ運転指令である。この場合の沸き上げ運転は、過去の実績から算出された学習情報に基づいた沸き上げ温度、能力、熱量等を満たすように行われる。   First, the system control device 100 determines whether or not there is a boiling operation command in step 10. This boiling operation command is a command for executing a boiling operation excluding a boiling operation performed in the late-night power hours. In other words, it is a boiling operation command for performing a boiling operation without using midnight power during the daytime when the amount of heat stored in the tank 3 is reduced. The boiling operation in this case is performed so as to satisfy the boiling temperature, capacity, amount of heat, and the like based on learning information calculated from past results.

システム制御装置100は、沸き上げ指令がない間は、第1の供給側接点62aと第2の供給側接点62bとを連結して電源切替スイッチ部62を充電側に切り替える。これにより、太陽光発電パネル40で発電された太陽光エネルギーからの電力は蓄電手段4の電池4aに充電されることになる。そして、沸き上げ運転指令があると、次に太陽光発電パネル40による太陽光発電量が所定値以上であるか否かを判定する(ステップ30)。この太陽光発電量は、太陽光発電パネル40を電源部切替スイッチ部62に至る回路を通る電流値を検出することにより求める。   The system control device 100 connects the first supply side contact 62a and the second supply side contact 62b and switches the power supply switch 62 to the charge side while there is no boiling command. Thereby, the electric power from the solar energy generated by the solar power generation panel 40 is charged in the battery 4 a of the power storage means 4. If there is a boiling operation command, it is next determined whether or not the amount of photovoltaic power generated by the photovoltaic panel 40 is equal to or greater than a predetermined value (step 30). This amount of photovoltaic power generation is obtained by detecting a current value passing through a circuit that reaches the photovoltaic power generation panel 40 to the power source selector switch unit 62.

ステップ30で、太陽光発電量が所定値以上であると判定されると、ステップ40で、第1の供給側接点62aと需要側接点62cとを連結して電源切替スイッチ部62を太陽光電源に切り替える。これにより、太陽光発電パネル40で発電された太陽光エネルギーからの電力は、昇圧回路63で250V〜300Vに昇圧されてからヒートポンプユニット1の電力供給口に供給されてそのまま直流電流がヒートポンプユニット1の駆動源として投入される。そして、ヒートポンプユニット1が前述の沸き上げ運転を行う(ステップ50)。   If it is determined in step 30 that the amount of photovoltaic power generation is greater than or equal to a predetermined value, in step 40, the first supply side contact 62a and the demand side contact 62c are connected to connect the power supply switch 62 to the solar power source. Switch to. Thereby, the electric power from the solar energy generated by the solar power generation panel 40 is boosted to 250 V to 300 V by the booster circuit 63 and then supplied to the power supply port of the heat pump unit 1, and the direct current is directly converted into the heat pump unit 1. As a drive source. Then, the heat pump unit 1 performs the above-described boiling operation (step 50).

一方、ステップ30で太陽光発電量が所定値未満であると判定されると、ステップ45で、第2の供給側接点62bと需要側接点62cとを連結して電源切替スイッチ部62を電池4a側に切り替える。これにより、電池4aに蓄えられていた太陽光エネルギーからの電力が、昇圧回路63で250V〜300Vに昇圧されてからヒートポンプユニット1の電力供給口に供給されてそのまま直流電流がヒートポンプユニット1の駆動源として投入される。そして、ステップ50に飛んでヒートポンプユニット1が前述の沸き上げ運転を行う。また、ステップ30における判定処理は、システム制御装置100がインターネット、デジタル放送等と通信し、これらから取得した日射情報を用いた判定としてもよい。   On the other hand, if it is determined in step 30 that the amount of photovoltaic power generation is less than the predetermined value, in step 45, the second supply side contact 62b and the demand side contact 62c are connected to connect the power supply switch 62 to the battery 4a. Switch to the side. Thereby, the electric power from the solar energy stored in the battery 4 a is boosted to 250 V to 300 V by the booster circuit 63 and then supplied to the power supply port of the heat pump unit 1, and the direct current is directly driven by the heat pump unit 1. As a source. And it jumps to step 50 and the heat pump unit 1 performs the above-mentioned boiling operation. In addition, the determination process in step 30 may be a determination using the solar radiation information acquired by the system control device 100 communicating with the Internet, digital broadcasting, or the like.

以上のように、自然エネルギー(太陽光エネルギー等)から得られる電力は、沸き上げ運転が必要ないときには蓄電手段4に充電され、沸き上げ運転が必要なときであって発電手段から十分な電力を供給できるときにはヒートポンプユニット1に供給され、沸き上げ運転が必要なときであって発電手段から十分な電力を供給できないときには予め蓄えた電池4aの電力をヒートポンプユニット1に供給する。これにより、自然エネルギー(太陽光エネルギー等)はその状況に応じて使い分けられ、損失を抑えて有効に活用されることになる。   As described above, the electric power obtained from natural energy (solar energy, etc.) is charged to the power storage means 4 when the boiling operation is not required, and sufficient power is supplied from the power generation means when the boiling operation is required. When it can be supplied, it is supplied to the heat pump unit 1, and when the boiling operation is necessary and sufficient power cannot be supplied from the power generation means, the power of the battery 4 a stored in advance is supplied to the heat pump unit 1. Thereby, natural energy (solar energy etc.) is used properly according to the situation, and it is effectively used with a reduced loss.

本給湯システムは、例えば、家庭用空調装置の室外ユニットのように、家屋の軒下または集合住宅のベランダなどの室外に設置され装置である。そして、この種の装置は、家屋の軒下またはベランダなどの狭隘地に設置する場合には、奥行き方向が薄くなるような向きに配置されることになる。   The hot water supply system is a device installed outside a house eaves or a veranda of an apartment house, for example, like an outdoor unit of a home air conditioner. And when this kind of apparatus is installed in a confined area such as under a house eaves or on a veranda, it is arranged in such a direction that the depth direction becomes thinner.

筐体2は、本給湯システムの主要部の外殻を構成する箱体であり、天面、側面、背面、前面および底部により囲まれ、ヒートポンプ側が開放されている容器である。筐体2の底部には、鉛直方向下方に向けて伸長する脚部2aが設けられている。脚部2aは設置用の基礎にアンカーボルト等で固定されている。   The housing | casing 2 is a box which comprises the outer shell of the principal part of this hot-water supply system, and is a container which is enclosed by the top | upper surface, the side surface, the back surface, the front surface, and the bottom part, and the heat pump side is open | released. At the bottom of the housing 2, a leg 2 a that extends downward in the vertical direction is provided. The leg 2a is fixed to the foundation for installation with an anchor bolt or the like.

筐体2の内部には、タンク3、蓄電手段4およびPCS6が収納されており、これらが同一の閉鎖空間に配置されている。このため、タンク3から放出される熱は閉鎖空間に滞留するので、この空間の空気温度が上昇して蓄電手段4およびPCS6を温め、蓄電手段4およびPCS6の温度を上昇させる。これにより、タンク3内流体の蓄熱を使用することと合わせた相乗効果によって、蓄電手段4およびPCS6をさらに温熱することができ、特に寒冷地区の冬期には有用である。したがって、さらに給湯システムの省エネルギー化が図れる。   Inside the housing 2, a tank 3, a power storage means 4, and a PCS 6 are accommodated, and these are arranged in the same closed space. For this reason, since the heat released from the tank 3 stays in the closed space, the air temperature in this space rises to warm the power storage means 4 and the PCS 6 and raise the temperature of the power storage means 4 and the PCS 6. Thereby, the power storage means 4 and the PCS 6 can be further heated by a synergistic effect combined with the use of the heat storage of the fluid in the tank 3, which is particularly useful in the winter in a cold district. Therefore, further energy saving of the hot water supply system can be achieved.

本実施形態に係る給湯システムがもたらす作用効果を以下に述べる。本給湯システムは、自然エネルギーの一例である太陽光エネルギーから発電手段の太陽光発電パネル40を用いて得られる電力を充電し、放電する電池4aからなる蓄電手段4と、太陽光エネルギーから得られる電力を使用した直流電流にて駆動されて、給湯用水の供給に用いられる流体を加熱するヒートポンプユニット1と、ヒートポンプユニット1によって加熱された流体を貯えるタンク3と、を備える。さらに、本給湯システムは、ヒートポンプユニット1に与える直流電流の供給元を太陽光発電パネル40または蓄電手段4から選択し、直流電流および蓄電手段4の充放電を制御する電力制御手段としてのPCS6と、タンク3内の流体を流通させることにより流体の有する熱量を移動させてPCS6の温度を調節する温度調節手段としての熱交換器7と、を備える。   The effects brought about by the hot water supply system according to the present embodiment will be described below. This hot water supply system is obtained from solar energy, which is composed of a battery 4a that charges and discharges electric power obtained from solar energy, which is an example of natural energy, using the solar power generation panel 40 of the power generation means. A heat pump unit 1 that is driven by a direct current using electric power to heat a fluid used for supplying hot water and a tank 3 that stores the fluid heated by the heat pump unit 1 is provided. Further, the hot water supply system selects a DC current supply source to be applied to the heat pump unit 1 from the photovoltaic power generation panel 40 or the power storage means 4, and the PCS 6 as a power control means for controlling the DC current and charging / discharging of the power storage means 4; And a heat exchanger 7 as temperature adjusting means for adjusting the temperature of the PCS 6 by moving the amount of heat of the fluid by circulating the fluid in the tank 3.

この構成によれば、自然界のエネルギーから得られる電力を交流電流に変換することなく、直流電流のまま供給してヒートポンプ式加熱装置を直流電流にて駆動することにより、電流変換による、自然エネルギーから得た電力の損失を防ぐことができる。また、温度調節手段である熱交換器7を備えることにより、給湯用水の供給に用いられるタンク3内の流体をPCS6の温度調節に使用することができる。これにより、電力制御手段による蓄電手段の充放電および電流供給の制御が適正に行われる。また、タンク内の蓄熱量は給湯用水と電力制御手段の温度制御との両方に有効活用される。したがって、自然界のエネルギーから得られる電力が給湯システム全体に有効に使われ、給湯システム全体の一層の省エネルギー化が図れる給湯システムを提供できる。   According to this configuration, the electric power obtained from the natural energy is not converted into an alternating current, but the direct current is supplied and the heat pump type heating device is driven with the direct current. Loss of the obtained power can be prevented. Moreover, by providing the heat exchanger 7 which is a temperature control means, the fluid in the tank 3 used for supply of hot water supply water can be used for temperature control of the PCS 6. Thereby, charging / discharging of the electrical storage means and current supply control by the power control means are appropriately performed. The amount of heat stored in the tank is effectively used for both hot water supply water and temperature control of the power control means. Therefore, it is possible to provide a hot water supply system in which electric power obtained from natural energy is effectively used for the entire hot water supply system, and further energy saving of the entire hot water supply system can be achieved.

また、本給湯システムによれば、昼間などのタンク3内熱量が不足しているときに、自然エネルギー(例えば太陽光エネルギー)を利用してヒートポンプユニット1を運転させることができるため、タンク3に貯めておく熱量を抑え、タンク3の小型化が図れる。   Moreover, according to this hot water supply system, when the heat amount in the tank 3 is insufficient during the daytime or the like, the heat pump unit 1 can be operated using natural energy (for example, solar energy). The amount of heat to be stored can be reduced, and the tank 3 can be downsized.

(第2実施形態)
第2実施形態の給湯システムは、第1実施形態の給湯システムに対して、蓄電手段4、PCS6を通過した後であって熱交換器7に流入する前の2次側流体と、タンク3内に流入する前の1次側流体とを熱的に接触させる補助的熱交換手段を備えた変形例である。図10は、本実施形態の給湯システムの構成を示した模式図である。本給湯システムは、熱交換器39を備えていることを除けば、第1実施形態の給湯システムと同様の作用効果を奏する。
(Second Embodiment)
The hot water supply system of the second embodiment is different from the hot water supply system of the first embodiment in the secondary fluid and the tank 3 after passing through the power storage means 4 and the PCS 6 and before flowing into the heat exchanger 7. It is the modification provided with the auxiliary | assistant heat exchange means which makes the primary side fluid before flowing in into thermal contact. FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the hot water supply system of the present embodiment. This hot water supply system has the same effects as the hot water supply system of the first embodiment except that the heat exchanger 39 is provided.

図10に示すように、この補助的熱交換手段は、切替弁11と切替弁12とを連絡する循環配管30の途中に設けられた1次側通路39aと、切替弁13と熱交換器7の2次側熱交換流路とを連絡する2次側配管34の途中に設けられた2次側通路39bと、を内部に含んでいる熱交換器39で構成される。そして、1次側通路39aを流れる1次側流体と2次側通路39bを流れる2次側流体との間で熱交換が行われるようになっている。   As shown in FIG. 10, the auxiliary heat exchanging means includes a primary passage 39 a provided in the middle of the circulation pipe 30 that connects the switching valve 11 and the switching valve 12, the switching valve 13, and the heat exchanger 7. And a secondary side passage 39b provided in the middle of the secondary side pipe 34 communicating with the secondary side heat exchange flow path. And heat exchange is performed between the primary side fluid which flows through the primary side channel | path 39a, and the secondary side fluid which flows through the secondary side channel | path 39b.

この構成により、2次側配管34内を循環する2次側流体の熱を熱交換器39でタンク3に流入する前の1次側流体に与えることができる。これにより、ヒートポンプユニット1による沸き上げ運転と蓄電手段4やPCS6といった電源部機能品の作動とが同時に行われている場合には、1次側流体は2次側流体との熱交換により温度上昇するため、本補助的熱交換手段はヒートポンプユニット1による沸き上げを補助することができる。これにより、目標沸き上げ温度を低く制御でき、沸き上げ運転の省エネルギー化が図れる。   With this configuration, the heat of the secondary fluid circulating in the secondary piping 34 can be applied to the primary fluid before flowing into the tank 3 by the heat exchanger 39. As a result, when the heating operation by the heat pump unit 1 and the operation of the power supply functional unit such as the power storage unit 4 and the PCS 6 are performed simultaneously, the temperature of the primary fluid rises due to heat exchange with the secondary fluid. Therefore, the auxiliary heat exchange means can assist boiling by the heat pump unit 1. Thereby, target boiling temperature can be controlled low and the energy saving of boiling operation can be achieved.

(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態では、発電手段として太陽光エネルギーを得て発電する太陽光発電パネル40を一例として説明しているが、自然エネルギーには太陽光の他、例えば風力、水力等があり、発電手段として、風力、水力等のエネルギーを用いて回転する回転機を構成してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the solar power generation panel 40 that generates and generates solar energy as power generation means has been described as an example. Natural energy includes, for example, wind power and hydraulic power in addition to sunlight. As a means, you may comprise the rotary machine rotated using energy, such as a wind force and hydraulic power.

また、ヒートポンプユニット1の回路を流れる作動冷媒は、二酸化炭素に限定されるものではなく、フロン等の他の冷媒であってもよい。   Further, the working refrigerant flowing through the circuit of the heat pump unit 1 is not limited to carbon dioxide, but may be other refrigerants such as Freon.

また、上記実施形態のヒートポンプユニット1は、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルによるものであるが、これに限定されるものではなく、冷媒の圧力が臨界圧力未満のヒートポンプサイクルによるものでもよい。   Moreover, although the heat pump unit 1 of the said embodiment is based on the supercritical heat pump cycle from which the pressure of a refrigerant | coolant becomes more than a critical pressure, it is not limited to this, The pressure of a refrigerant | coolant is based on the heat pump cycle below a critical pressure. It may be a thing.

また、上記各実施形態において、PCS6の加温制御および冷却制御は熱交換器7を用いて行う形態を説明しているが、この方式に限定するものではない。例えば、タンク3内の水をPCS6の流路6aに流してPCS6を直接的に冷却および加温する方式を採用してもよい。   Moreover, in each said embodiment, although the heating control and cooling control of PCS6 were demonstrated using the heat exchanger 7, the form is not limited to this system. For example, a method in which the water in the tank 3 is allowed to flow through the flow path 6a of the PCS 6 to directly cool and warm the PCS 6 may be employed.

また、上記各実施の形態において、電池4aの温度が所定の温度範囲外となると、冷却または加温運転を行う形態を説明しているが、電池4aの充電を完了させるのに必要な時間、外気温度、電池4aの温度、缶体サーミスタ20のうち下方に配されるサーミスタで検出される温度のうち、少なくともいずれか1つから、電池4aを所定の温度範囲内とするのに必要な冷却もしくは加熱の運転時間を算出し、ヒートポンプユニット1の沸上げ給湯運転開始時間よりも当該算出された運転時間だけ前にずらして冷却もしくは加熱運転を開始させてもよい。   Further, in each of the above-described embodiments, the embodiment is described in which the cooling or heating operation is performed when the temperature of the battery 4a is outside the predetermined temperature range, but the time required to complete the charging of the battery 4a, Cooling required to bring the battery 4a into a predetermined temperature range from at least one of the outside air temperature, the temperature of the battery 4a, and the temperature detected by the thermistor disposed below the can body thermistor 20. Alternatively, the heating operation time may be calculated, and the cooling or heating operation may be started by shifting the heating operation time calculated before the heating pump hot water supply operation start time of the heat pump unit 1.

また、上記各実施の形態において、電池4aやPCS6の温度を本給湯システム内を流れる水によって調節する形態を説明したが、ヒートポンプユニット1の蒸発器を通過した空気によって温度を調節する形態としてもよい。   Moreover, in each said embodiment, although the form which adjusts the temperature of the battery 4a and PCS6 with the water which flows in this hot water supply system was demonstrated, as a form which adjusts temperature with the air which passed the evaporator of the heat pump unit 1, Good.

第1実施形態の給湯システムの構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the hot water supply system of 1st Embodiment. 第1実施形態のヒートポンプユニット1に供給される直流電流の経路を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the path | route of the direct current supplied to the heat pump unit 1 of 1st Embodiment. 第1実施形態の給湯システムにおいて、ヒートポンプユニット1による沸き上げ運転初期状態の流体の流れを示した模式図である。In the hot water supply system of 1st Embodiment, it is the schematic diagram which showed the flow of the fluid of the boiling operation initial stage by the heat pump unit 1. FIG. 目標温度に沸き上げられた温水をタンク3内に供給している沸き上げ運転状態における流体の流れを示した模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a flow of fluid in a boiling operation state in which hot water boiled to a target temperature is supplied into the tank 3. 蓄電手段4を冷却する状態における流体の流れを示した模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a fluid flow in a state where the power storage unit 4 is cooled. 蓄電手段4を加温する状態における流体の流れを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the flow of the fluid in the state which heats the electrical storage means. PCS6を冷却する状態における流体の流れを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the flow of the fluid in the state which cools PCS6. 蓄電手段4とPCS6の両方を同時に冷却するときの状態における流体の流れを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the flow of the fluid in the state when cooling both the electrical storage means 4 and PCS6 simultaneously. 自然エネルギーから得られた直流電流を使用するヒートポンプユニット1の駆動手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the drive procedure of the heat pump unit 1 which uses the direct current obtained from natural energy. 第2実施形態の給湯システムの構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the hot water supply system of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…ヒートポンプユニット(ヒートポンプ式加熱装置)
2…筐体
3…タンク
4…蓄電手段
4a…電池
6…パワーコンディショナーシステム(電力制御手段)
7…熱交換器(温度調節手段、熱交換手段)
30…循環配管(1次側循環回路)
33…1次側配管(1次側循環回路)
34…2次側配管(2次側循環回路)
39…熱交換器
1 ... Heat pump unit (heat pump type heating device)
2 ... Case 3 ... Tank 4 ... Power storage means 4a ... Battery 6 ... Power conditioner system (power control means)
7 ... Heat exchanger (temperature control means, heat exchange means)
30 ... circulation piping (primary side circulation circuit)
33 ... Primary side piping (Primary side circulation circuit)
34 ... Secondary piping (secondary circulation circuit)
39 ... Heat exchanger

Claims (5)

自然界のエネルギーから発電手段を用いて得られる電力を充電し、放電する電池(4a)からなる蓄電手段(4)と、
前記自然界のエネルギーから得られる電力を使用した直流電流にて駆動されて、給湯用水の供給に用いられる流体を加熱するヒートポンプ式加熱装置(1)と、
前記ヒートポンプ式加熱装置によって加熱された流体を貯えるタンク(3)と、
前記ヒートポンプ式加熱装置に与える前記直流電流の供給元を前記発電手段または前記蓄電手段から選択し、前記直流電流および前記蓄電手段の充放電を制御する電力制御手段(6)と、
前記タンク内の流体を流通させることにより前記流体の有する熱量を移動させて前記電力制御手段の温度を調節する温度調節手段(7)と、
を備えることを特徴とする給湯システム。
Power storage means (4) composed of a battery (4a) for charging and discharging electric power obtained from the energy in nature using a power generation means;
A heat pump heating device (1) that is driven by a direct current using electric power obtained from the natural energy and heats a fluid used for supplying hot water;
A tank (3) for storing the fluid heated by the heat pump heating device;
A source of the direct current supplied to the heat pump heating device is selected from the power generation means or the power storage means, and a power control means (6) for controlling the direct current and charge / discharge of the power storage means;
Temperature adjusting means (7) for adjusting the temperature of the electric power control means by moving the amount of heat of the fluid by circulating the fluid in the tank;
A hot water supply system comprising:
前記タンクおよび前記電力制御手段は同一の筐体(2)内に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の給湯システム。   The hot water supply system according to claim 1, wherein the tank and the power control means are provided in the same casing (2). 前記温度調節手段は、前記タンク内に貯えられた1次側流体が循環する1次側循環回路(30,33)と、前記電力制御手段を通過する2次側流体が循環する2次側循環回路(34)と、前記1次側流体と前記2次側流体とを熱交換させる熱交換手段(7)と、を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の給湯システム。   The temperature adjusting means includes a primary-side circulation circuit (30, 33) in which a primary-side fluid stored in the tank circulates, and a secondary-side circulation in which a secondary-side fluid that passes through the power control means circulates. The hot water supply system according to claim 1 or 2, comprising a circuit (34) and heat exchange means (7) for exchanging heat between the primary fluid and the secondary fluid. さらに、前記電力制御手段を通過した後であって前記熱交換手段に流入する前の前記2次側流体と、前記タンク内に流入する前の前記1次側流体とを熱的に接触させる熱交換器(39)を備えたことを特徴とする請求項3に記載の給湯システム。   Further, the heat that causes the secondary fluid after passing through the power control means and before flowing into the heat exchanging means to thermally contact the primary fluid before flowing into the tank. The hot water supply system according to claim 3, further comprising an exchanger (39). さらに、前記温度調節手段は、前記タンク内の流体を流通させることにより前記流体の有する熱量を移動させて前記蓄電手段の温度を調節し、
前記蓄電手段は前記タンクとともに前記同一の筐体(2)内に設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の給湯システム。
Further, the temperature adjusting means adjusts the temperature of the power storage means by moving the amount of heat of the fluid by circulating the fluid in the tank,
The hot water supply system according to any one of claims 1 to 4, wherein the power storage means is provided in the same casing (2) together with the tank.
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