JP2010175142A - Operating method of water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、昼間は太陽熱集熱部で加熱された熱媒で貯湯タンクの水を加熱し、夜間は加熱源で貯湯タンクの水を加熱する給湯機の運転方法に関する。 The present invention relates to a method of operating a water heater that heats water in a hot water storage tank with a heat medium heated by a solar heat collecting section during the day and heats water in the hot water storage tank with a heating source at night.
貯湯タンク内の下部に熱交換部を設け、熱交換部と太陽熱集熱部との間で熱媒を循環させて太陽熱集熱部で加熱された熱媒で貯湯タンクの水を加熱する太陽熱加熱回路と、貯湯タンクの下側部で熱交換部より上側から水をヒートポンプに導き、ヒートポンプで加熱し湯にして貯湯タンクの上側部に戻すヒートポンプ加熱回路とを備え、熱交換部より上側の水だけをヒートポンプで加熱して湯にし、熱交換部の周囲の水は低温に維持する給湯システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Solar heating that heats the water in the hot water storage tank with a heat medium that is provided in the lower part of the hot water storage tank, circulates the heat medium between the heat exchanging part and the solar heat collecting part, and is heated in the solar heat collecting part. A circuit and a heat pump heating circuit that guides water from the upper side of the hot water storage tank to the heat pump at the lower side of the hot water tank, heats it with the heat pump and returns the hot water to the upper side of the hot water storage tank. A hot water supply system has been proposed in which only water is heated with a heat pump to make hot water, and the water around the heat exchange section is kept at a low temperature (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載された給湯システムでは、ヒートポンプによる加熱で夜間に貯湯タンク内の水が全量沸き上げられてしまうと、貯湯タンク内の湯が使用されて貯湯タンクの下部に設けられた熱交換部の周囲が水で満たされるまで太陽熱集熱部による太陽熱の回収ができず、日射が強い昼間に太陽熱集熱部で太陽熱の回収を効率よく行うことができないという問題がある。 However, in the hot water supply system described in Patent Document 1, when all the water in the hot water storage tank is boiled up at night by heating with the heat pump, the hot water in the hot water storage tank is used and provided in the lower part of the hot water storage tank. There is a problem that solar heat cannot be collected by the solar heat collecting part until the surroundings of the heat exchange part are filled with water, and the solar heat collecting part cannot be efficiently collected in the daytime when the solar radiation is strong.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、深夜に加熱源を運転して翌日使用する湯を貯湯タンクに確保し、昼間は太陽熱の回収を効率よく行って貯湯タンクの水を加熱することが可能な給湯機の運転方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and operates a heating source at midnight to secure hot water to be used the next day in a hot water storage tank, and efficiently recovers solar heat during the day to heat the water in the hot water storage tank. It aims at providing the operation method of the water heater which can be.
前記目的に沿う本発明に係る給湯機の運転方法は、底部に水が流入する給水口を、天井部に貯留された湯を送出す第1の出湯口をそれぞれ備え、底部内側には太陽熱集熱部で加熱された熱媒で貯留されている水を加熱する熱交換部が収納された貯湯タンクと、該貯湯タンクの底部に設けられた取水口から取出した水を深夜電力によって湯にして該貯湯タンクの天井部又はその周囲に設けられた注湯口を介して該貯湯タンクに貯める加熱源とを有する給湯機の運転方法において、
高温側に移行する程前記貯湯タンクの貯湯量を少なく設定した各温度領域に対する温度領域データを予め作成し、
最新の過去複数日の特定の時間帯の外気温度の平均温度、最低温度、又は最高温度のいずれか1を測定した外気温度データから温度Aを決定し、前記温度領域データから前記温度Aに対応する温度領域Bを選択し、該温度領域Bに対応する貯湯量Cを決定して、前記加熱源の運転を行い、前記貯湯タンクに目標温度の湯が、前記貯湯量C貯まった時点で前記加熱源の運転を停止する。
The operation method of the hot water supply apparatus according to the present invention that meets the above object includes a water supply port through which water flows into the bottom part, a first hot water outlet that sends out hot water stored in the ceiling part, and solar heat collection inside the bottom part. A hot water storage tank in which a heat exchanging part for heating water stored in a heat medium heated in the hot part is housed, and water taken out from a water intake provided at the bottom of the hot water storage tank is converted into hot water by midnight power. In a method of operating a water heater having a heating source stored in the hot water storage tank through a pouring port provided in a ceiling portion of the hot water storage tank or the periphery thereof,
Create in advance temperature range data for each temperature range where the hot water storage amount of the hot water storage tank is set to be smaller as the temperature shifts to the higher temperature side,
The temperature A is determined from the outside temperature data obtained by measuring one of the average temperature, the minimum temperature, and the maximum temperature of the outside temperature in a specific time zone in the latest past multiple days, and corresponds to the temperature A from the temperature range data. The temperature region B to be selected is selected, the hot water storage amount C corresponding to the temperature region B is determined, the heating source is operated, and the hot water at the target temperature is stored in the hot water storage tank when the hot water storage amount C is stored. Stop operation of the heating source.
本発明に係る給湯機の運転方法において、前記目標温度は、最新の過去所定期間の一日に使用した湯量から求めた実績使用熱量により決定される予想使用熱量と前記貯湯量Cを用いて決定することができる。 In the operation method of the hot water heater according to the present invention, the target temperature is determined using the predicted heat usage amount determined by the actual usage heat amount obtained from the amount of hot water used on the day of the latest past predetermined period and the hot water storage amount C. can do.
本発明に係る給湯機の運転方法において、前記貯湯タンクに高さ方向に、湯と水の温度を検知する複数の温度センサーを配置し、該温度センサで測定された温度で前記貯湯タンクに前記貯湯量Cの湯が貯められたと判定することができる。 In the operation method of the hot water supply apparatus according to the present invention, a plurality of temperature sensors for detecting the temperature of hot water and water are disposed in the hot water storage tank in the height direction, and the hot water storage tank has the temperature measured by the temperature sensor. It can be determined that the amount C of hot water has been stored.
本発明に係る給湯機の運転方法において、前記貯湯タンクは1本のタンクからなって、前記貯湯タンクの側部の中間高さ位置に第2の出湯口を設け、該第2の出湯口と前記第1の出湯口を混合弁を介して接続して、前記貯湯タンクから湯を取出す際に、前記混合弁を操作して、前記第2の出湯口からの出湯を優先させ、該第2の出湯口から取出される湯の温度が低下してくると前記第1の出湯口からの出湯量を増加させることができる。 In the method of operating a water heater according to the present invention, the hot water storage tank is composed of a single tank, and a second hot water outlet is provided at an intermediate height position on the side of the hot water storage tank. When the first hot water outlet is connected via a mixing valve to take out hot water from the hot water storage tank, the mixing valve is operated to prioritize the hot water from the second hot water outlet, and the second When the temperature of hot water taken out from the hot water outlet decreases, the amount of hot water discharged from the first hot water outlet can be increased.
本発明に係る給湯機の運転方法において、前記貯湯タンクは、前記第1の出湯口が天井部に、前記注湯口が前記天井部又はその周囲に設けられた第1のサブタンクと、前記給水口及び前記取水口が底部に設けられると共に底部内側に前記熱交換部が収納された第2のサブタンクと、該第1のサブタンクの下部と該第2のサブタンクの上部を接続する連通管とを有し、前記第2のサブタンクの上端部に第2の出湯口を設け、該第2の出湯口と前記第1の出湯口を混合弁を介して接続して、前記貯湯タンクから湯を取出す際に、前記混合弁を操作して、前記第2の出湯口からの出湯を優先させ、該第2の出湯口から取出される湯の温度が低下してくると前記第1の出湯口からの出湯量を増加させることができる。 In the operation method of the water heater according to the present invention, the hot water storage tank includes a first sub-tank in which the first hot water outlet is provided on a ceiling portion, and the pouring port is provided on or around the ceiling portion, and the water supply port. And a second sub tank in which the water intake is provided at the bottom and the heat exchanging portion is housed inside the bottom, and a communication pipe connecting the lower portion of the first sub tank and the upper portion of the second sub tank. When a second hot water outlet is provided at the upper end of the second sub-tank, and the second hot water outlet and the first hot water outlet are connected via a mixing valve, the hot water is taken out from the hot water storage tank. And operating the mixing valve to prioritize the hot water from the second hot water outlet, and when the temperature of the hot water taken out from the second hot water outlet decreases, The amount of tapping can be increased.
本発明に係る給湯機の運転方法においては、加熱源を深夜運転して翌日使用する湯を貯湯タンクに貯める際に、目標温度の湯が貯湯量Cまで貯湯タンクに貯まった時点で加熱源の運転を停止するので、貯湯タンク内の水が全量沸き上げられるのを防止できる。このため、貯湯タンクの下部に設けられた熱交換部の周囲に水を存在させることができ、太陽熱集熱部で加熱された熱媒からの放熱が促進されて、太陽熱集熱部による太陽熱の回収を効率よく行うことができる。 In the operation method of the water heater according to the present invention, when the heating source is operated at midnight and hot water to be used the next day is stored in the hot water storage tank, the hot water at the target temperature is stored in the hot water storage tank up to the hot water storage amount C. Since the operation is stopped, it is possible to prevent all the water in the hot water tank from being boiled. For this reason, water can exist around the heat exchanging part provided in the lower part of the hot water storage tank, and heat radiation from the heating medium heated in the solar heat collecting part is promoted, so that the solar heat collecting part can Recovery can be performed efficiently.
本発明に係る給湯機の運転方法において、目標温度を、最新の過去所定期間に亘って求めた1日当りの実績使用熱量から決定される翌日使用する湯の予想使用熱量と貯湯量Cを用いて決定する場合、季節変化、生活様式を反映して目標温度を決めることができる。 In the operation method of the hot water supply apparatus according to the present invention, the target temperature is determined by using the predicted usage heat amount and hot water storage amount C of hot water used the next day determined from the actual usage heat amount per day obtained over the latest past predetermined period. When deciding, the target temperature can be decided reflecting the seasonal change and lifestyle.
本発明に係る給湯機の運転方法において、貯湯タンクに高さ方向に複数の湯と水の温度を検知する温度センサーを配置し、温度センサで測定された温度で貯湯タンクに貯湯量Cの湯が貯められたと判定する場合、低コストで、簡便かつ正確に判定を行うことができる。 In the method for operating a water heater according to the present invention, a hot water storage tank is provided with a temperature sensor for detecting the temperature of a plurality of hot water and water in the height direction, and hot water having a hot water storage amount C is stored in the hot water storage tank at a temperature measured by the temperature sensor. Can be determined easily and accurately at low cost.
本発明に係る給湯機の運転方法において、貯湯タンクは1本のタンクからなって、貯湯タンクの側部の中間高さ位置に第2の出湯口を設け、貯湯タンクから湯を取出す際に、第2の出湯口からの出湯を優先させる場合、貯湯タンクの湯を使用しながら、貯湯タンクの下部に水を注入することができる。これにより、熱交換部の周囲に水を存在させることができ、太陽熱集熱部による太陽熱の回収を更に効率よく行うことができる。 In the operation method of the water heater according to the present invention, the hot water storage tank is composed of a single tank, the second hot water outlet is provided at an intermediate height position on the side of the hot water storage tank, and when hot water is taken out from the hot water storage tank, When giving priority to the hot water from the second hot water outlet, water can be poured into the lower part of the hot water storage tank while using the hot water in the hot water storage tank. Thereby, water can be made to exist around the heat exchanging part, and the solar heat can be recovered more efficiently by the solar heat collecting part.
本発明に係る給湯機の運転方法において、貯湯タンクを、第1のサブタンクと、第2のサブタンクと、第1のサブタンクの下部と第2のサブタンクの上部を接続する連通管とで構成し、底部内側には太陽熱集熱部で加熱された熱媒で貯留されている水を加熱する熱交換部が配された第2のサブタンクからの出湯を優先させる場合、湯を使用しながら第2のサブタンクの下部に水を注入することができる。このため、熱交換部の周囲に水を存在させることができ、第2のサブタンクにおいて太陽熱集熱部による太陽熱の回収を更に効率よく行うことができる。 In the operation method of the water heater according to the present invention, the hot water storage tank is constituted by a first sub tank, a second sub tank, a communication pipe connecting the lower portion of the first sub tank and the upper portion of the second sub tank, When giving priority to the hot water from the second sub-tank in which the heat exchanging part for heating the water stored in the heat medium heated by the solar heat collecting part is disposed inside the bottom part, Water can be injected into the lower part of the sub tank. For this reason, water can be present around the heat exchange part, and the solar heat can be recovered more efficiently by the solar heat collecting part in the second sub-tank.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る給湯機の運転方法が適用される給湯機10は、底部に水が流入する給水口11を、天井部に貯留された湯を送出す第1の出湯口12をそれぞれ備え、底部内側には太陽熱集熱部13で加熱された熱媒の一例である不凍液で貯留されている水を加熱する熱交換部14が収納された貯湯タンク15と、貯湯タンク15の底部に設けられた取水口16から取出した水を深夜電力によって湯にして貯湯タンク15の天井部の周囲に設けられた注湯口17を介して貯湯タンク15に貯める、例えばヒートポンプユニット18を備えた加熱源19とを有している。更に、給湯機10は、熱交換部14と太陽熱集熱部13の間で不凍液を循環させる熱媒循環回路20と、第1の出湯口12に接続されて湯を供給する給湯回路21とを有している。以下詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
As shown in FIG. 1, a
貯湯タンク15は、第1の出湯口12が天井部に、注湯口17が天井部(天井部の周囲でもよい)に設けられた第1のサブタンク22と、給水口11及び取水口16が底部に設けられると共に底部内側に熱交換部14が収納された第2のサブタンク23と、第1のサブタンク22の下端部と第2のサブタンク23の上端部を接続する連通管24とを有している。なお、第1、第2のサブタンク22、23の貯湯量はそれぞれ、例えば230リットルである。ここで、給水口11と図示しない給水配管とは、両側にそれぞれ逆止弁25、26が設けられた導水管27を介して接続し、導水管27で逆止弁25、26の間の部分には給水配管から流入する水の温度を測定する温度測定手段の一例である給水サーミスタ28と給水配管から流入する水の圧力を調整する減圧弁29が設けられている。
The hot
第1のサブタンク22の高さ方向の複数の位置、例えば、天井部と、天井部から50リットル及び150リットルの位置に温度センサーの一例であるサーミスタ30、31、32がそれぞれ配置されている。また、第2のサブタンク23の高さ方向の複数の位置、例えば、天井部と、天井部から70リットル及び140リットルの位置と、底部に温度センサーの一例であるサーミスタ33、34、35、36がそれぞれ配置されている。
これによって、サーミスタ30、31、32で測定された温度の値から貯湯タンク15(第1のサブタンク22)に貯留されている湯の量が50リットル未満であるか、150リットル未満であるかが判定でき、サーミスタ33で測定された温度から第1のサブタンク22が湯で満たされた(すなわち、第1のサブタンク22に貯留されている湯量が230リットルである)か否かが判定できる。また、サーミスタ34、35で測定された温度の値から、貯湯タンク15に(すなわち、第1及び第2のサブタンク22、23を併せて)貯留されている湯量が300リットル未満であるか、370リットル未満であるかが判定できる。
Accordingly, whether the amount of hot water stored in the hot water storage tank 15 (first sub tank 22) is less than 50 liters or less than 150 liters from the temperature values measured by the
加熱源19は、水を加熱して湯にするヒートポンプユニット18と、第2のサブタンク23の下部に設けられた取水口16から取出した水をヒートポンプユニット18の入口側に供給する沸上げポンプ37を備えたヒートポンプ往き配管38と、ヒートポンプユニット18の出口側と第1のサブタンク22の注湯口17を接続してヒートポンプユニット18で作った湯を第1のサブタンク22に供給するヒートポンプ戻り配管39とを有している。これによって、第2のサブタンク23の底部に設けられた取水口16から取出した水を湯にして注湯口17を介して第1のサブタンク22に供給して貯めることができる。
The
ここで、加熱源19には、ヒートポンプ戻り配管39に設けられたヒートポンプ戻り三方弁40を介してヒートポンプユニット18で作った湯を第2のサブタンク23の底部に戻す第2のヒートポンプ戻り配管41が設けられている。これによって、ヒートポンプユニット18で作った湯の温度が低い場合は、ヒートポンプ戻り三方弁40を切換えて、ヒートポンプユニット18で作った湯を第2のヒートポンプ戻り配管41を介して第2のサブタンク23の底部に戻すことができ、第1のサブタンク22の上部から低温の湯が流入して第1のサブタンク22内の湯が撹拌されるのを防止できる。
Here, the
熱媒循環回路20は、太陽熱集熱部13で加熱された不凍液を熱交換部14へ流す戻り配管42と、熱交換部14を通過した不凍液を太陽熱集熱部13へ流す往き配管43と、往き配管43に取付けられ熱交換部14から太陽熱集熱部13に移動する不凍液を上部から流入させて一時貯めて下部から流出させるアキュームタンク44と、アキュームタンク44の下流側の往き配管43に取付けられたソーラーポンプ45とを備えている。また、熱媒循環回路20は、アキュームタンク44の上部に接続する連通管46を介してアキュームタンク44とそれぞれ下端が接続する第1、第2のリザーブタンク47、48を有している。なお、連通管46の第1及び第2のリザーブタンク47、48を連通している部分には、第1、第2のリザーブタンク47、48内の不凍液を排出させる排出バルブ49が設けられている。
The heat
アキュームタンク44と第1、第2のリザーブタンク47、48を連通管46を介して接続することで、アキュームタンク44内の不凍液が膨張すると、不凍液を連通管46を介して第1、第2のリザーブタンク47、48に流入させることができ、熱媒循環回路20内の不凍液の圧力が上昇するのを防止できる。また、アキュームタンク44内の不凍液の温度が低下して不凍液が収縮すると、第1、第2のリザーブタンク47、48から不凍液が連通管46を介してアキュームタンク44内に流入して、熱媒循環回路20内を不凍液で満たすことができる。
By connecting the
更に、熱媒循環回路20は、戻り配管42に設けられたソーラー三方弁50を介して一端側が接続し、他端側がアキュームタンク44の上部に接続されるバイパス路51と、太陽熱集熱部13とソーラー三方弁50の間の戻り配管42に設けられた温度検出手段の一例であるソーラー戻りサーミスタ52とを有している。そして、図2に示すように、給湯機10の制御装置53には、ソーラー戻りサーミスタ52で測定した不凍液の温度と、第2のサブタンク23の下部に取付けられたサーミスタ36で測定された水温との温度差を求め、温度差が、例えば7℃以上の場合を集熱運転可と判定してソーラー三方弁50を操作しバイパス路51と戻り配管42を非連通状態にすると共にソーラーポンプ45を連続運転させ、温度差が、例えば7℃未満の場合を集熱運転否と判定してソーラー三方弁50を操作してバイパス路51と戻り配管42を連通状態にすると共にソーラーポンプ45を定期的(例えば10〜20分)に一定時間(例えば、3〜5分間)だけ運転する機能を備えた集熱運転判定手段54が設けられている。なお、集熱運転判定手段54は、例えば、マイクロコンピュータに、上記の各機能を発現するプログラムを搭載することにより形成できる。
Further, the heat
これによって、集熱運転判定手段54が集熱運転可と判定すると、ソーラー三方弁50の操作によりバイパス路51と戻り配管42が非連通状態になって、ソーラーポンプ45の運転により不凍液は戻り配管42を介して熱交換部14に供給され、第2のサブタンク23内の水が加熱される。一方、集熱運転判定手段54が集熱運転否と判定すると、バイパス路51と戻り配管42は連通し、ソーラーポンプ45が定期的に運転されて、不凍液は太陽熱集熱部13から戻り配管42の一部、ソーラー三方弁50、バイパス路51、アキュームタンク44、及び往き配管43の一部を用いて循環する。集熱運転が可能な場合だけ、不凍液が熱交換部14に供給されるので、太陽熱集熱部13と熱交換部14の間で不凍液が無駄に循環されることがなくなり給湯機10(熱媒循環回路20)の省エネ運転が可能になる。
As a result, when the heat collection operation determination means 54 determines that the heat collection operation is possible, the
給湯回路21は、第1のサブタンク22の天井部の第1の出湯口12に接続された出湯管55と第2のサブタンク23の天井部に設けられた第2の出湯口56に接続された第2の出湯管57とそれぞれ接続し第1の出湯口12から出湯する湯と第2の出湯口56から出湯する湯を混合するソーラー混合弁(混合弁の一例)58を有している。更に、給湯回路21は、ソーラー混合弁58の出口側に接続する湯供給管59と導水管27の減圧弁29と逆止弁25の中間部分に接続する第2の導水管60とそれぞれ接続し湯供給管59で送られる湯と第2の導水管60で送られる水を混合する給湯混合弁61と、給湯混合弁61の出口側に接続する給湯配管62とを有している。ここで、湯供給管59と給湯混合弁61とは逆止弁63を介して接続し、第2の導水管60と給湯混合弁61とは逆止弁64を介して接続している。また、湯供給管59には湯供給管59を流れる湯の温度を測定する温度測定手段の一例であるソーラー給湯サーミスタ65が設けられ、給湯配管62には給湯配管62を流れる湯の体積を測定する流量計66と、給湯配管62を流れる湯の温度を測定する温度測定手段の一例である給湯サーミスタ67が設けられている。
The hot
そして、図2に示すように、給湯機10の制御装置53には、給湯配管62から供給する湯の温度を設定する機能と、給水サーミスタ28及びソーラー給湯サーミスタ65からの温度信号を用いて給湯配管62から供給される湯の温度(給湯サーミスタ67からの温度信号)が設定温度となるように給湯混合弁61を調節する機能とを有する給湯混合弁調節器68が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
また、給湯機10の制御装置53には、湯供給管59を介して給湯混合弁61に供給される湯の温度(ソーラー給湯サーミスタ65で測定される温度)を、給湯配管62から供給する湯の設定温度より一定温度(例えば、3〜10℃)だけ高い第2の設定温度に設定する機能と、第2の設定温度がサーミスタ33で測定した湯の温度を超える場合は出湯管55からの湯と第2の出湯管57からの湯を混合した際の温度(ソーラー給湯サーミスタ65で測定される温度)が第2の設定温度となるようにソーラー混合弁58を調節し、サーミスタ33で測定した湯の温度が第2の設定温度以上の場合は、出湯管55からの湯の供給を停止し第2の出湯管57からのみ湯が供給されるようにソーラー混合弁58を調節する機能を有するソーラー混合弁調節器69が設けられている。なお、給湯混合弁調節器68、ソーラー混合弁調節器69は、例えば、マイクロコンピュータに、上記の各機能を発現するプログラムを搭載することにより形成できる。
Further, the
図2に示すように、給湯機10の制御装置53は、例えば、ヒートポンプユニット18に取付けられ、ヒートポンプユニット18の周囲の外気温度を測定する温度測定手段の一例である外気温度サーミスタ70を用いて、最新の過去複数日(例えば、7日間)の特定の時間帯の(例えば24時間に亘る)外気温度の最低温度を測定した外気温度データから最低温度を抽出して温度Aとし、温度Aの信号を出力する機能を備えた温度特定部71を有している。なお、温度特定部71は、例えば、マイクロコンピュータに、上記の各機能を発現するプログラムを搭載することにより形成できる。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、制御装置53は、高温側に移行する程貯湯タンク15の貯湯量を少なく設定した各温度領域に対する温度領域データを格納する機構を備えた温度領域データ格納部72を有している。ここで、温度領域データの各貯湯量は、例えば、温度Aが20℃以上の夏温度領域では貯湯タンク15(第1及び第2のサブタンク22、23)に貯める貯湯量を230リットルに、温度Aが20℃未満、10℃以上の中間温度領域では貯湯タンク15に貯める貯湯量を300リットルに、温度Aが10℃未満の冬温度領域では貯湯タンク15に貯める貯湯量を370リットルにそれぞれ設定されている。なお、温度領域データ格納部72は、例えば、マイクロコンピュータに、上記の各機能を発現するプログラムを搭載することにより形成できる。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、制御装置53は、温度Aが入力されると、温度領域データ格納部72から温度領域データを読み込み、温度Aを翌日の最低温度と設定して翌日の温度Aが属する温度領域Bを選択し、貯湯タンク15に貯める湯の量を温度領域Bに対応する貯湯量C(実行貯湯量)と決定して、貯湯量Cの信号を出力する機能を備えた貯湯量設定部73を有している。なお、貯湯量設定部73は、例えば、マイクロコンピュータに、上記の各機能を発現するプログラムを搭載することにより形成できる。
As shown in FIG. 2, when the temperature A is inputted, the
図2に示すように、制御装置53は、予め湯使用開始時刻(例えば午前5時)と湯使用終了時刻(例えば翌日の午前5時)を決めておき、最新の過去所定期間(例えば、直近の7日間)に亘って湯使用開始時刻から湯使用終了時刻の間で湯を使用する度に、給湯配管62に設けた流量計66で湯量を測定すると共に給湯配管62に設けた給湯サーミスタ67で湯の温度を測定して使用した湯の熱量を算出し、湯使用終了時刻が経過した時点で記憶した熱量を積算することで1日に使用した湯の実績使用熱量を求めて記憶し、過去所定期間の実績使用熱量の平均値と実績使用熱量の最高値により予想使用熱量を決定し、予想使用熱量の信号を出力する機能を備えた予想使用熱量算出部74を有している。ここで、予想使用熱量は、例えば、実績使用熱量の平均値に、実績使用熱量の最高値と実績使用熱量の平均値の差に数値係数(例えば、0.3〜0.8)を乗じて得られる割増熱量を加えて求める。割増湯熱量を加えることで、使用する湯の量が突発的に多くなっても湯切れが発生するのを抑えることができる。なお、予想使用熱量算出部74は、例えば、マイクロコンピュータに、上記の各機能を発現するプログラムを搭載することにより形成できる。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、制御装置53は、貯湯量設定部73から入力される貯湯量Cの信号と、予想使用熱量算出部74から入力される予想使用熱量の信号と、サーミスタ28からの温度信号を用いて第1のサブタンク22に供給する湯の目標温度を求めて目標温度信号を出力する機能を備えた目標温度設定部75を有している。
As shown in FIG. 2, the
また、制御装置53は、サーミスタ30〜36で測定された温度を取り込むと共に、サーミスタ30〜36で測定された貯湯タンク温度信号を出力する機能を備えた温度測定器76と、予め深夜電力時間帯に設定された加熱源運転開始時刻にヒートポンプユニット18の運転を開始させると共に、入力された目標温度信号、貯湯量Cの信号、及び貯湯タンク温度信号を用いて目標温度の湯が貯湯タンク15に貯湯量Cまで貯まったか否かを判定し、目標温度の湯が貯湯タンク15に貯湯量Cだけ貯まった時点でヒートポンプユニット18の運転を停止する機能を備えたヒートポンプユニット運転制御部77とを有している。
Further, the
ここで、目標温度設定部75は、貯湯量設定部73から貯湯量Cの信号が入力されず、かつ予想使用熱量算出部74から予想使用熱量の信号が入力されない場合、第1のサブタンク22に供給する湯の温度を予め決められた暫定温度とする暫定温度信号を出力する機能を備えている。また、ヒートポンプユニット運転制御部77は、貯湯量Cの信号が入力されず、暫定温度信号が入力された際に、暫定温度の湯を貯湯タンク15に予め決められた暫定貯湯量だけ貯めてヒートポンプユニット18の運転を停止する機能を備えている。なお、目標温度設定部75、温度測定器76、及びヒートポンプユニット運転制御部77は、例えば、マイクロコンピュータに、上記の各機能を発現するプログラムを搭載することにより形成できる。
Here, when the hot water storage amount C signal is not input from the hot water storage
続いて、本発明の一実施の形態に係る給湯機の運転方法を適用した給湯機10の運転方法について説明する。
先ず、給湯機10を設置して運転を開始する。このとき、目標温度設定部75には、貯湯量設定部73から貯湯量Cの信号が入力されず、かつ予想使用熱量算出部74から予想使用熱量の信号も入力されないので、目標温度設定部75は、第1のサブタンク22に供給する湯の温度を予め決められた暫定温度(例えば、85℃)とする暫定温度信号をヒートポンプユニット運転制御部77に向けて出力する。また、貯湯量設定部73からヒートポンプユニット運転制御部77には貯湯量Cの信号が入力されないので、ヒートポンプユニット運転制御部77は、暫定温度信号が入力されたことを受けて、暫定温度の湯が貯湯タンク15に予め決められた暫定貯湯量(例えば370リットル)貯まるまでヒートポンプユニット18を運転させる。これにより、貯湯タンク15には、暫定温度の湯が暫定貯湯量だけ貯留された状態になっている。
Subsequently, an operation method of the
First, the
貯湯タンク15に貯留された暫定温度の湯が使用されると、予想使用熱量算出部74では、給湯配管62から湯を流出させる度に使用した湯の熱量が算出されて記憶され、湯使用終了時刻が経過した時点で記憶した熱量を積算して1日に使用した湯の実績使用熱量が求められる。そして、7日間の実績使用熱量が求められると、8日目には予想使用熱量算出部74から7日間に亘って求めた実績使用熱量から明日の予想使用熱量が決定され、予想使用熱量の信号として目標温度設定部75に入力される。一方、温度特定部71では、7日間に亘って測定した最低温度の外気温度データから最低温度を求めて特定の温度Aとし、温度Aの信号は貯湯量設定部73に入力される。
When hot water at a provisional temperature stored in the hot
貯湯量設定部73では、温度領域データ格納部72から温度領域データを読み込み、入力された温度Aを、温度領域データと比較し、温度Aに対応する温度領域Bを選択し、温度領域Bに対応する貯湯量Cを決定して貯湯タンク15に貯める実行貯湯量とする。
The hot water storage
貯湯量Cが決定されると、貯湯量設定部73から貯湯量Cの信号が、目標温度設定部75に向けて出力される。目標温度設定部75では、入力された貯湯量Cの信号、予想使用熱量の信号、及び給水サーミスタ28で測定される水温を用いて貯湯タンク15(第1のサブタンク22)に供給する湯の目標温度を求め、その目標温度の信号をヒートポンプユニット運転制御部77に向けて出力する。
When the hot water storage amount C is determined, the hot water storage
ヒートポンプユニット運転制御部77では、8日目の時刻が加熱源運転開始時刻に到達したのを確認して、ヒートポンプユニット18の運転を開始する。ヒートポンプユニット18が運転されると、ヒートポンプユニット18の出口から目標温度の湯が流入し、第1のサブタンク22内には天井部から底部に向けて徐々に湯が貯まっていく。なお、貯湯タンク15(第1及び第2のサブタンク22、23)に貯まった湯の量を表示するランプを点灯させる際の設定温度は、例えば、50℃としている。
The heat pump unit
温度Aが20℃以上の夏温度領域に属する場合、ヒートポンプユニット運転制御部77には貯湯量設定部73から貯湯量Cを230リットルとする信号が入力されている。このため、図3(A)に示すように、第2のサブタンク23のサーミスタ33で測定される温度が、目標温度が75℃未満の場合は50℃、目標温度が75℃以上85℃未満の場合は55℃、目標温度が85℃以上の場合は60℃に到達すると、貯湯タンク15(第1及び第2のサブタンク22、23)に230リットルの湯が貯まったと判断され、ヒートポンプユニット18の運転を停止する。このとき、サーミスタ31〜33でそれぞれ測定される温度は50℃以上となるので、サーミスタ31〜33の設置位置に湯が存在することを示すランプが点灯する。
When the temperature A belongs to the summer temperature range of 20 ° C. or higher, the heat pump unit
また、温度Aが20℃未満10℃以上の中間温度領域に属する場合、ヒートポンプユニット運転制御部77には貯湯量設定部73から貯湯量Cを300リットルとする信号が入力されている。このため、図3(B)に示すように、第2のサブタンク23のサーミスタ34で測定される温度が、目標温度が75℃未満の場合は50℃、目標温度が75℃以上85℃未満の場合は55℃、目標温度が85℃以上の場合は60℃に到達すると、貯湯タンク15(第1及び第2のサブタンク22、23)に300リットルの湯が貯まったと判断され、ヒートポンプユニット18の運転を停止する。このとき、サーミスタ31〜34の設置位置に湯が存在することを示すランプが点灯する。
When the temperature A belongs to an intermediate temperature range of less than 20 ° C. and 10 ° C. or more, the heat pump unit
更に、温度Aが10℃未満の冬温度領域に属する場合、ヒートポンプユニット運転制御部77には貯湯量設定部73から貯湯量Cを370リットルとする信号が入力されている。このため、図3(C)に示すように、第2のサブタンク23のサーミスタ35で測定される温度、目標温度が75℃未満の場合は50℃、目標温度が75℃以上85℃未満の場合は55℃、目標温度が85℃以上の場合は60℃に到達すると、貯湯タンク15(第1及び第2のサブタンク22、23)に370リットルの湯が貯まったと判断され、ヒートポンプユニット18の運転を停止する。このとき、サーミスタ31〜35の設置位置に湯が存在することを示すランプが点灯する。
Further, when the temperature A belongs to the winter temperature range below 10 ° C., the heat pump unit
従って、9日目(翌日)の朝には、9日目に必要とする目標温度の湯が貯湯量Cだけ貯湯タンク15に貯留されている。そして、貯湯タンク15から湯を取出す場合、給湯混合弁調節器68で給湯配管62から供給される湯の温度を設定する。これにより、ソーラー混合弁調節器69では、湯供給管59を介して給湯混合弁61に供給する湯の温度が、給湯混合弁調節器68で設定した設定温度より一定温度(例えば、3〜10℃)だけ高い第2の設定温度に設定される。そして、第2の設定温度がサーミスタ33で測定した湯の温度を超える場合は出湯管55からの湯と第2の出湯管57からの湯を混合した際の温度(ソーラー給湯サーミスタ65で測定される温度)が第2の設定温度となるようにソーラー混合弁58が調節される。また、サーミスタ33で測定した湯の温度が第2の設定温度以上の場合は、出湯管55からの湯の供給を停止し第2の出湯管57からのみ湯が供給されるようにソーラー混合弁58が調節される。これによって、第2の出湯口56からの出湯を優先させ、第2の出湯口56から取出される湯の温度が低い場合に第1の出湯口12からの出湯量を増加させることができる。
Accordingly, in the morning of the ninth day (the next day), hot water having a target temperature required for the ninth day is stored in the hot
図4に給湯機10の変形例に係る貯湯タンク78を示す。
貯湯タンク78は、貯湯タンク15と比較して、湯を貯留する部分が1本のタンク79(容量は460リットル)からなって、貯湯タンク78の側部の中間高さ位置に第2の出湯口80が設けられていることが特徴となっている。なお、タンク79において、第1の出湯口12は上端部に、注湯口17は天井部の周囲に、給水口11及び取水口16は底部に設けられている。更に、熱交換部14はタンク79の底部内側に収納され、第2のヒートポンプの戻り配管41はタンク79の底部に接続されている。また、タンク79の高さ方向の複数の位置、例えば、天井部と、天井部から50リットル、150リットル、230リットル、300リットル、及び370リットルの位置にサーミスタ30〜35がそれぞれ配置され、タンク79の底部にサーミスタ36が配置されている。
FIG. 4 shows a hot
Compared with the hot
従って、深夜にヒートポンプユニット18を運転して貯湯タンク78(タンク79)に湯を貯める方法は貯湯タンク15の場合と同様にして行うことができるので、説明は省略する。
そして、貯湯タンク78(タンク79)から湯を取出す場合、給湯混合弁調節器68で給湯配管62から供給される湯の設定温度を決めると、第2の設定温度がサーミスタ33で測定した湯の温度を超える場合は出湯管55からの湯と第2の出湯管57からの湯を混合した際の温度(ソーラー給湯サーミスタ65で測定される温度)が第2の設定温度となるようにソーラー混合弁58が調節される。また、サーミスタ33で測定した湯の温度が第2の設定温度以上の場合は、出湯管55からの湯の供給を停止し第2の出湯管57からのみ湯が供給されるようにソーラー混合弁58が調節される。これによって、第2の出湯口80からの出湯を優先させ、第2の出湯口80から取出される湯の温度が低い場合に第1の出湯口12からの出湯量を増加させることができる。
Therefore, the method of operating the
When hot water is taken out from the hot water storage tank 78 (tank 79), when the set temperature of hot water supplied from the hot
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、温度Aが20℃以上を夏温度域、温度Aが10℃未満を冬温度域、その中間温度域を中間期域に区分したが、給湯機を設置する地域や場所に応じて、夏温度域及び冬温度域を区分する温度Aを変えることができる。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and the matters described in the scope of claims. Other embodiments and modifications conceivable within the scope are also included.
For example, a temperature A of 20 ° C. or higher is divided into a summer temperature region, a temperature A of less than 10 ° C. is divided into a winter temperature region, and the intermediate temperature region is divided into an intermediate period region, but depending on the region and place where the water heater is installed, The temperature A that distinguishes the temperature range and the winter temperature range can be changed.
また、貯湯量を、冬温度域に対しては370リットル、中間期域に対しては300リットル、夏温度域に対しては230リットルに設定したが、貯湯量が温度領域が高温側になる程少なく設定されることが満足されれば、温度領域に対して設定される貯湯量を、生活様式、家族構成に応じて変更することは可能である。
更に、外気温度データを外気温度の最低温度を測定することで作成したが、外気温度データを外気温度の平均温度又は最高温度のいずれか1を測定して作成することもできる。
Moreover, although the hot water storage amount was set to 370 liters for the winter temperature region, 300 liters for the intermediate period region, and 230 liters for the summer temperature region, the hot water storage amount was higher in the temperature region. If it is satisfied that the setting is so small, the amount of hot water set for the temperature region can be changed according to the lifestyle and family structure.
Furthermore, although the outside temperature data is created by measuring the minimum temperature of the outside temperature, the outside temperature data can also be created by measuring either the average temperature or the maximum temperature of the outside temperature.
10:給湯機、11:給水口、12:第1の出湯口、13:太陽熱集熱部、14:熱交換部、15:貯湯タンク、16:取水口、17:注湯口、18:ヒートポンプユニット、19:加熱源、20:熱媒循環回路、21:給湯回路、22:第1のサブタンク、23:第2のサブタンク、24:連通管、25、26:逆止弁、27:導水管、28:給水サーミスタ、29:減圧弁、30、31、32、33、34、35、36:サーミスタ、37:沸上げポンプ、38:ヒートポンプ往き配管、39:ヒートポンプ戻り配管、40:ヒートポンプ戻り三方弁、41:第2のヒートポンプ戻り配管、42:戻り配管、43:往き配管、44:アキュームタンク、45:ソーラーポンプ、46:連通管、47:第1のリザーブタンク、48:第2のリザーブタンク、49:排出バルブ、50:ソーラー三方弁、51:バイパス路、52:ソーラー戻りサーミスタ、53:制御装置、54:集熱運転判定手段、55:出湯管、56:第2の出湯口、57:第2の出湯管、58:ソーラー混合弁、59:湯供給管、60:第2の導水管、61:給湯混合弁、62:給湯配管、63、64:逆止弁、65:ソーラー給湯サーミスタ、66:流量計、67:給湯サーミスタ、68:給湯混合弁調節器、69:ソーラー混合弁調節器、70:外気温度サーミスタ、71:温度特定部、72:温度領域データ格納部、73:貯湯量設定部、74:予想使用熱量算出部、75:目標温度設定部、76:温度測定器、77:ヒートポンプユニット運転制御部、78:貯湯タンク、79:タンク、80:第2の出湯口 10: Hot water supply machine, 11: Water supply port, 12: First hot water outlet, 13: Solar heat collecting part, 14: Heat exchange part, 15: Hot water storage tank, 16: Water intake, 17: Hot water inlet, 18: Heat pump unit , 19: heating source, 20: heating medium circulation circuit, 21: hot water supply circuit, 22: first sub tank, 23: second sub tank, 24: communication pipe, 25, 26: check valve, 27: water conduit, 28: Water supply thermistor, 29: Pressure reducing valve, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36: Thermistor, 37: Boiling pump, 38: Heat pump return piping, 39: Heat pump return piping, 40: Heat pump return three-way valve 41: second heat pump return pipe, 42: return pipe, 43: forward pipe, 44: accumulator tank, 45: solar pump, 46: communication pipe, 47: first reserve tank, 48: second pipe Serve tank, 49: Discharge valve, 50: Solar three-way valve, 51: Bypass passage, 52: Solar return thermistor, 53: Control device, 54: Heat collection operation determination means, 55: Hot water outlet pipe, 56: Second hot water outlet, 57: Second hot water outlet pipe, 58: Solar mixing valve, 59: Hot water supply pipe, 60: Second water guide pipe, 61: Hot water supply mixing valve, 62: Hot water supply pipe, 63, 64: Check valve, 65: Solar Hot water supply thermistor, 66: Flow meter, 67: Hot water supply thermistor, 68: Hot water supply mixing valve controller, 69: Solar mixing valve controller, 70: Outside temperature thermistor, 71: Temperature specifying unit, 72: Temperature region data storage unit, 73 : Hot water storage amount setting unit, 74: expected heat usage calculation unit, 75: target temperature setting unit, 76: temperature measuring device, 77: heat pump unit operation control unit, 78: hot water storage tank, 79: tank, 80: second Tap hole
Claims (5)
高温側に移行する程前記貯湯タンクの貯湯量を少なく設定した各温度領域に対する温度領域データを予め作成し、
最新の過去複数日の特定の時間帯の外気温度の平均温度、最低温度、又は最高温度のいずれか1を測定した外気温度データから温度Aを決定し、前記温度領域データから前記温度Aに対応する温度領域Bを選択し、該温度領域Bに対応する貯湯量Cを決定して、前記加熱源の運転を行い、前記貯湯タンクに目標温度の湯が、前記貯湯量C貯まった時点で前記加熱源の運転を停止することを特徴とする給湯機の運転方法。 A water supply port through which water flows into the bottom is provided, and a first hot water outlet that delivers hot water stored in the ceiling is provided, and the water stored in the heat medium heated by the solar heat collecting unit is stored inside the bottom. A hot water storage tank in which a heat exchanging part for heating is stored, and a pouring port provided in the ceiling part of the hot water storage tank or around the hot water by using the water taken out from the water intake provided in the bottom of the hot water storage tank as a late-night power A method of operating a water heater having a heating source stored in the hot water storage tank via
Create in advance temperature range data for each temperature range where the hot water storage amount of the hot water storage tank is set to be smaller as the temperature shifts to the higher temperature side,
The temperature A is determined from the outside temperature data obtained by measuring one of the average temperature, the minimum temperature, and the maximum temperature of the outside temperature in a specific time zone in the latest past multiple days, and corresponds to the temperature A from the temperature range data. The temperature region B to be selected is selected, the hot water storage amount C corresponding to the temperature region B is determined, the heating source is operated, and the hot water at the target temperature is stored in the hot water storage tank when the hot water storage amount C is stored. An operation method of a water heater, wherein the operation of the heating source is stopped.
In the operating method of the water heater according to any one of claims 1 to 3, in the hot water storage tank, the first hot water outlet is provided in a ceiling portion, and the pouring gate is provided in the ceiling portion or the periphery thereof. A first sub-tank, a second sub-tank in which the water supply port and the water intake port are provided at the bottom and the heat exchange unit is housed inside the bottom, a lower portion of the first sub-tank, and a second sub-tank A communication pipe that connects the upper part, a second hot water outlet is provided at the upper end of the second sub-tank, and the second hot water outlet and the first hot water outlet are connected via a mixing valve. When hot water is taken out from the hot water storage tank, the mixing valve is operated to prioritize hot water from the second hot water outlet, and the temperature of the hot water taken out from the second hot water outlet decreases. And the amount of hot water discharged from the first hot water outlet is increased. Operation method.
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