JP2012220119A - Hot-water storage type water heater - Google Patents
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Description
本発明は、貯湯式給湯機に関する。 The present invention relates to a hot water storage type water heater.
ヒートポンプ式給湯機では、一般に、一日に予想される使用量をヒートポンプを用いて沸き上げて貯湯タンクに貯留し、その後は貯湯タンク内の湯を給湯に供する。このため、予想量を超える湯の消費が求められたときには、必然的にお湯が不足する場合がある。また、湯を過剰に沸き上げてもランニングコストが増加してしまう。例えば、特許文献1に記載された貯湯式給湯機では、過去数日間の使用熱量と外気温、および前日の外気温度推移より一日に必要な目標蓄熱量を算出し、タンク内に貯湯する沸き上げ動作を行っている。
In a heat pump type hot water heater, generally, the amount of use expected in one day is boiled using a heat pump and stored in a hot water storage tank, and then the hot water in the hot water storage tank is used for hot water supply. For this reason, when consumption of hot water exceeding the expected amount is required, hot water may inevitably be insufficient. In addition, the running cost increases even if the hot water is boiled excessively. For example, in the hot water storage type hot water heater described in
しかしながら、夏場などは湯張りを行わずにシャワーのみを使用している家庭等において、上記のように過去の使用熱量より一日に沸き上げる必要な目標蓄熱量を算出する場合には、秋や冬などへの季節の変わり目を迎え、給湯機の最も大きな給湯負荷となる湯張りを突然行うようになった場合に、これまでより多くの熱量を使用することによる湯切れが発生する可能性が高い。 However, in the summer, etc., when calculating the target amount of heat storage required to be heated up from the past amount of heat used in the day, etc. When the season changes to winter, etc., when hot water filling, which is the largest hot water supply load of a water heater, suddenly begins to run, there is a possibility that hot water shortage may occur due to using more heat than before. high.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、季節の変わり目に発生しやすい突発的な湯張り要求に対して湯切れのないように沸き上げを制御する貯湯式給湯機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a hot water storage type hot water supply device that controls boiling so that hot water does not run out in response to a sudden hot water filling request that easily occurs at the turn of the season. The purpose is to provide.
本発明に係る貯湯式給湯機は、貯湯タンク内の水を加熱手段により加熱して湯にする沸き上げ運転と、貯湯タンク内に蓄えられた熱量を浴槽内に供給する湯張り運転と、を実行可能な貯湯式給湯機であって、過去数日間の使用熱量に基づいて、貯湯タンク内に一括して蓄える蓄熱量を演算する蓄熱量演算手段と、沸き上げ運転により貯湯タンク内に蓄熱量を一括して蓄える一括沸き上げ手段と、外気温度を検知する外気温度検知手段と、
過去数日間における湯張り運転の実行有無を判定する判定手段と、過去所定期間における外気温度の最低温度が所定の基準値以下であり、且つ、判定手段により湯張り運転の実行がないと判定された場合に、一括沸き上げ手段による蓄熱量を所定量増量する補正手段と、を備えるものである。
The hot water storage type water heater according to the present invention includes a boiling operation for heating the water in the hot water storage tank by heating means to make hot water, and a hot water filling operation for supplying the amount of heat stored in the hot water storage tank into the bathtub. This is a hot water storage type hot water heater that can be used to calculate the amount of heat stored in the hot water tank in a batch based on the amount of heat used in the past few days, and the amount of heat stored in the hot water tank by boiling operation. Batch boiling means for storing in a batch, outside temperature detection means for detecting outside temperature,
It is determined that the determination means for determining whether or not the hot water filling operation has been performed in the past several days, and the minimum temperature of the outside air temperature in the past predetermined period is equal to or less than a predetermined reference value, and that the hot water operation is not performed by the determining means. And a correction means for increasing the amount of heat stored by the batch boiling means by a predetermined amount.
本発明によれば、季節の変わり目に発生しやすい突発的な湯張り要求に対して湯切れのないように沸き上げを制御する貯湯式給湯機を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hot water storage type water heater which controls boiling up so that it may not run out of hot water with respect to the sudden hot water filling request | requirement which is easy to generate | occur | produce at the change of a season can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。また、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by this embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1によるヒートポンプ式給湯機の一例を示す構成図である。この図に示すヒートポンプ式給湯機120は、市水等の低温水を熱源機で湯に沸き上げて所望箇所に給湯する機能と、浴槽150に適温の温水を供給する機能と、浴槽150で用いられた浴水150aを追焚きする機能とを有するものである。当該ヒートポンプ式給湯機120は、ヒートポンプユニット10と給湯ユニット100とを備えている。以下、ヒートポンプ式給湯機120の各構成要素について説明する。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a heat pump type water heater according to
ヒートポンプユニット10は、冷媒を圧縮する圧縮機1と、沸上げ用熱交換器3と、膨張弁5と、蒸発器7と、これらを環状に接続する循環配管9とによって構成された冷凍サイクルシステムを有し、熱源機として機能する。上記の冷凍サイクルシステムでは、冷媒が圧縮機1で圧縮されて高温、高圧となった後に沸上げ用熱交換器3で放熱し、膨張弁5で減圧され、蒸発器7で吸熱してガス状態となって圧縮機1に吸入される。また、ヒートポンプユニット10は、外気温度センサ1bを用いて外気温度などを検知するHPU制御部1aを備えている。HPU制御部1aは、給湯ユニット100の制御部90と接続されており、制御部90との間で沸き上げ動作指示や外気温度などの情報に関するデータの送受信を行っている。
The
一方、給湯ユニット100は、貯湯タンク20、給水管路30、加熱循環管路40、熱源用循環管路50、追焚き用循環管路60、追焚き用熱交換器65、給湯管路80、および上述した制御部90を有している。貯湯タンク20は、ステンレスによって形成され、給水管路30から供給される水を貯留すると共にヒートポンプユニット10で沸き上げられた湯を貯留するものであり、常に満水状態に保たれる。また、貯湯タンク20には、第1残湯温度センサ28a、第2残湯温度センサ28b、第3残湯温度センサ28c、第4残湯温度センサ28d、第5残湯温度センサ28e、および第6残湯温度センサ28fが、貯湯タンク20の上部より縦方向に、例えば0L、50L、100L、150L、240L、320Lとなる位置に設置されている。制御部90は、各残湯温度センサ28によって検知された温度情報を用いて、現在の貯湯タンク20内の蓄熱量を算出している。
On the other hand, the hot
給水管路30は、市水等の低温水を貯湯タンク20、第1混合弁75a,第2混合弁75b、給湯栓160に供給する管路であり、第1〜第4給水管部30a〜30dと水圧を所定値以下にする減圧弁25とを含んでいる。具体的には、第1給水管部30aは水道等の水源(図示せず)と減圧弁25とを繋ぎ、第2給水管部30bは減圧弁25と貯湯タンク20の下部とを繋ぎ、第3給水管部30cは減圧弁25と第1,第2混合弁75a,75bとを繋いでいる。また、第4給水管部30dは第1給水管部30aから分岐して該第1給水管部30aと給湯栓160とを繋いでいる。更に、第1給水管部30aには給水温度センサ31が設置されており、制御部90は当該給水温度センサ31のセンサ値を検知している。
The
加熱循環管路40は、貯湯タンク20の下部から水を取水して貯湯タンク20の上部から該貯湯タンク20に戻す管路であり、往き管40a,戻り管40b、および沸上げ用送水ポンプ35を含んでいる。具体的には、往き管40aは貯湯タンク20の下部と沸上げ用熱交換器3とを繋ぎ、戻り管40bは沸上げ用熱交換器3と貯湯タンク20の上部とを繋いでいる。また、沸上げ用送水ポンプ35は、往き管40aの途中に設けられている。
The
熱源用循環管路50は、貯湯タンク20の上部から湯を取水して貯湯タンク20の下部から該貯湯タンク20に戻す管路であり、往き管50a,戻り管50b、および熱源用送水ポンプ45を含んでいる。具体的には、往き管50aは貯湯タンク20の上部と追焚き用熱交換器65の上部とを繋ぎ、戻り管50bは追焚き用熱交換器65の下部と貯湯タンク20の下部とを繋いでいる。また、熱源用送水ポンプ45は、戻り管50bの途中に設けられている。
The heat
追焚き用循環管路60は、浴槽150の側部から浴水150aを取水して浴槽150の側部から該浴槽150に戻す管路であり、往き管60a、戻り管60b、および追焚き用送水ポンプ55を含んでいる。具体的には、戻り管60bは、浴槽150の側部と追焚き用熱交換器65の下部にある浴槽側入口とを繋ぎ、往き管60aは、追焚き用熱交換器65の上部にある浴槽側出口と浴槽150の側部とを繋いでいる。また、追焚き用送水ポンプ55は戻り管60bの途中に設けられている。
The
追焚き用熱交換器65は、複数の伝熱プレートが該追焚き用熱交換器65での高さ方向に積層されたプレート式熱交換器であり、熱源用循環管路50を流れる湯と追焚き用循環管路60を流れる浴水150aとの間で熱交換を行って浴水150aを加温する。
The
また、給湯管路80は、貯湯タンク20に貯留された湯を浴槽150と給湯栓160に供給するものであり、第1〜第3給湯管部80a〜80c、第1混合弁75a、および第2混合弁75bを含んでいる。具体的には、第1給湯管部80aにおける貯湯タンク20側の端部は熱源用循環管路50の往き管50aと共用される共用管路になっており、当該第1給湯管部80aでの下流側端部は2つの流路に分岐して一方が第1混合弁75aに、他方が第2混合弁75bにそれぞれ接続されている。また、第2給湯管部80bは、第1混合弁75aと追焚き用循環管路60での往き管60aとを繋いでおり、追焚き用循環管路60は給湯管路80の一部となっている。第1給湯管部80a、第1混合弁75a、第2給湯管部80b、および追焚き用循環管路60により、貯湯タンク20内の湯を浴槽150に給湯する注湯管路が構成されている。第2給湯管部80bには、ふろ流量センサ81とふろ往き温度センサ82とが設置されている。また、戻り管60bには、ふろ戻り温度センサ61が設置されており、制御部90はこれら各センサの値を検知している。更に、給湯管路80における第3給湯管部80cの上流端は第2混合弁75bに接続され、当該第3給湯管部80cでの下流側端部は給湯栓160に接続されている。また、第3給湯管部80cには、給湯流量センサ33と給湯温度センサ32とが設置されており、制御部90は各センサの値を検知している。
The hot water supply line 80 supplies hot water stored in the hot
制御部90は、リモコン操作部95からユーザにより入力された湯張り湯量、給湯温度等の入力情報に基づいてヒートポンプユニット10、沸上げ用送水ポンプ35、熱源用送水ポンプ45、追焚き用送水ポンプ55、第1混合弁75a、および第2混合弁75bの動作を制御する。第1混合弁75aおよび第2混合弁75bの各々は、電動式の混合弁である。リモコン操作部95は、制御部90に有線接続または無線接続されて、制御部90に対する入力装置として用いられる。また、制御部90では給水温度センサ31、給湯温度センサ32、給湯流量センサ33、ふろ戻り温度センサ61、ふろ流量センサ81、ふろ往き温度センサ82の各センサの値を検知しており、検知した各センサの値に基づき、貯湯タンク20より使用した熱量を算出して記憶している。
The
以上説明した構成を有する貯湯式給湯機120では、制御部90による制御の下にヒートポンプユニット10および沸上げ用送水ポンプ35が動作して、沸上げ運転が行われる。このとき、貯湯タンク20の下部から取水された水は、加熱循環管路40を流れて沸上げ用熱交換器3を通過する過程で湯に沸き上げられ、貯湯タンク20の上部から貯湯タンク20に戻される。加熱循環管路40の往き管40aの下流側端部には、温度センサ(図示省略)が設けられており、制御部90は、この温度センサの検知温度を監視して該検知温度が所定温度になると沸上げ運転を終了させる。
In the hot water storage
ユーザがリモコン操作部95から湯張りを指示すると、制御部90により第1混合弁75aの動作が制御され、貯湯タンク20内の湯が市水と混合されて所定の湯温に調整されて浴槽150に所定量給湯される。また、ユーザが給湯栓160を開にすると、制御部90により第2湯水混合弁75bの動作が制御され、貯湯タンク20内の湯が市水と混合されて所定の湯温に調整されて当該給湯栓160から給湯される。湯張りが完了すると、制御部90に湯張りした実績が記憶される。
When the user instructs hot water filling from the remote
そして、ユーザがリモコン操作部95から浴水150aの追焚きを指示すると、制御部90による制御の下に熱源用送水ポンプ45および追焚き用送水ポンプ55が動作して、追焚き運転が行われる。このとき、貯湯タンク20の上部から取水された湯が熱源用循環管路50を流れて貯湯タンク20の下部から該貯湯タンク20に戻される一方で、浴槽150から取水された浴水150aが追焚き用循環管路60を流れて浴槽150に戻される。これにより、追焚き用熱交換器65では、熱源用循環管路50を流れる湯と追焚き用循環管路60を流れる浴水150aとの間で熱交換が行われて浴水150aが追焚きされる。制御部90は、戻り管60bに設けられたふろ戻り温度センサ61の検出値が所定温度になると追焚き運転を終了させる。
Then, when the user gives an instruction to retreat the
次に、図2を参照して、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯機の特徴的動作について具体的に説明する。図2は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯機が目標蓄熱量を算出するためのルーチンを示すフローチャートである。以下、図2に示すフローチャートを中心にその目標蓄熱量の決定方法の詳細について説明する。 Next, the characteristic operation of the heat pump water heater according to the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a routine for the heat pump water heater according to the embodiment of the present invention to calculate a target heat storage amount. Hereinafter, the details of the method for determining the target heat storage amount will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
先ず、ステップS1にて、一定期間の使用熱量と水温より目標蓄熱量Qを算出し、ステップS2へ移行する。例えば、過去7日間の使用熱量で最大の使用熱量または平均の使用熱量を目標蓄熱量Qとしてもよい。また、日々の使用熱量のばらつきなどを考慮し、湯切れしないように目標蓄熱量に少しマージンを追加するのもよい。 First, in step S1, the target heat storage amount Q is calculated from the amount of heat used for a certain period and the water temperature, and the process proceeds to step S2. For example, the maximum amount of heat used or the average amount of heat used in the past seven days of heat used may be set as the target heat storage amount Q. In addition, taking into account variations in the amount of heat used every day, a margin may be added to the target heat storage amount so that the hot water does not run out.
ステップS2では、一定期間の最低外気温度が所定温度以下であった場合、ステップS3へ移行する。例えば、当日を含む過去3日間の最低外気温が20℃以下である場合などである。一定期間の外気温度が所定温度以上であった場合は、夏から冬への季節の変わり目ではなく、日々のお湯の使い方に変化が生じる可能性は低い。無駄な沸き上げによるランニングコストの増加を抑制するため、ステップS1にて算出した蓄熱量Qにて目標蓄熱量算出フローを終了する。尚、本ステップでは、最低外気温度が所定温度以下であった場合、ステップS3へ移行しているが、カレンダー機能を有している場合は、所定期間内(例えば9月から12月の期間中)であれば、ステップS3へ移行、所定期間外の場合(例えば1月から8月の期間中)はフローを終了としてもよい。 In step S2, when the minimum outside air temperature for a certain period is equal to or lower than the predetermined temperature, the process proceeds to step S3. For example, this is the case where the minimum outside air temperature for the past three days including the day is 20 ° C. or lower. When the outside air temperature for a certain period is equal to or higher than the predetermined temperature, it is unlikely that the daily usage of hot water will change rather than the change of season from summer to winter. In order to suppress an increase in running cost due to useless boiling, the target heat storage amount calculation flow is terminated with the heat storage amount Q calculated in step S1. In this step, if the minimum outside air temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, the process proceeds to step S3. However, if the calendar function is provided, it is within a predetermined period (for example, during the period from September to December). ), The process proceeds to step S3. If it is outside the predetermined period (for example, during the period from January to August), the flow may be terminated.
ステップS3では、一定期間、湯張りを完了した実績がない場合、ステップS4へ移行する。例えば、過去7日間に湯張りを完了した実績が1度もない場合などである。また、一定期間に湯張りした実績がある場合は、ステップS1にて算出した目標蓄熱量Qに湯張りの熱量が含まれているため、一日の目標蓄熱量の算出フローを終了とする。 In step S3, if there is no record of completion of filling for a certain period, the process proceeds to step S4. For example, there is a case where there has never been a hot water filling in the past seven days. If there is a record of hot water filling for a certain period, the target heat storage amount Q calculated in step S1 includes the amount of heat of hot water filling, and the calculation flow of the target heat storage amount for one day is ended.
ステップS4では、一定期間、一度に湯張りに相当する熱量が使用されていない場合、ステップS5へ移行する。例えば、過去7日間に一度の給湯で42℃180Lに相当する熱量の使用が1度もない場合などである。また、一定期間、一度の給湯で湯張りに相当する熱量が使用されていた場合には、リモコン操作部からの湯張りではなく、蛇口などからの給湯を行い湯張りを行ったと推定することができる。この場合、ステップS1にて算出した目標蓄熱量Qに湯張りした熱量が含まれていることとなるため、目標蓄熱量の算出フローを終了とする。尚、本ステップでは、一度に湯張りに相当する熱量の使用ではなく、単位時間あたりに湯張りに相当する熱量の使用としてもよい。例えば、過去7日間に、30分間で42℃の180L以上に相当する熱量の使用がない場合、ステップ5へ移行する。 In step S4, when the amount of heat corresponding to hot water filling is not used at a time for a certain period, the process proceeds to step S5. For example, there is a case where the amount of heat corresponding to 42 ° C. and 180 L has never been used with hot water supply once in the past seven days. In addition, if the amount of heat corresponding to hot water filling is used for a certain period of time with hot water supply, it is estimated that hot water filling was performed by supplying hot water from a faucet or the like instead of from the hot water from the remote control operation unit. it can. In this case, the target heat storage amount Q calculated in step S1 includes the amount of hot water, and thus the target heat storage amount calculation flow ends. In this step, the amount of heat corresponding to the hot water filling per unit time may be used instead of the amount of heat corresponding to the hot water filling at a time. For example, if there is no use of heat corresponding to 180 L or higher at 42 ° C. in 30 minutes in the past 7 days, the process proceeds to step 5.
ステップS5では、ステップS1にて算出した目標蓄熱量Qに湯張りに使用する熱量を追加する。例えば、42℃180Lの熱量を想定して目標蓄熱量に追加することとしてもよいし、また、リモコンで設定されている湯張り量と湯張り温度より算出される熱量を追加してもよい。また、湯張りに使用する熱量だけでなく、追焚きに使用する熱量を追加してもよい。 In step S5, the amount of heat used for filling is added to the target heat storage amount Q calculated in step S1. For example, it may be added to the target heat storage amount assuming a heat amount of 42 ° C. and 180 L, or a heat amount calculated from the hot water amount and the hot water temperature set by the remote controller may be added. Moreover, you may add not only the calorie | heat amount used for a hot water filling but the calorie | heat amount used for a chasing.
制御部90は上記により算出される目標蓄熱量Qの値に基づき、貯湯タンク20内の残蓄熱量を考慮した上で、目標蓄熱量Qが確保できるように一括して沸き上げ運転動作を行う。本ステップによる目標蓄熱量Qの算出は、例えば深夜時間帯開始時や深夜時間帯終了時などの特定の時間に行ってもよい。また常に更新させてもよい。
Based on the value of the target heat storage amount Q calculated as described above, the
以上説明したとおり、本実施の形態のヒートポンプ給湯機によれば、一定期間の最低外気温度が所定温度以下であり、且つ一定期間に湯張りおよび湯張り相当の熱量の使用がない場合に、目標蓄熱量Qに湯張りに使用する熱量が追加される。これにより、季節の変わり目に発生しやすい突発的な湯張り要求を予測して、湯切れのないように沸き上げを制御することが可能となる。 As described above, according to the heat pump water heater of the present embodiment, when the minimum outside air temperature for a certain period is equal to or lower than the predetermined temperature, and when there is no use of hot water and heat equivalent to hot water for a certain period, the target The amount of heat used for hot water filling is added to the heat storage amount Q. Accordingly, it is possible to predict a sudden hot water filling request that is likely to occur at the turn of the season, and to control the boiling so as not to run out of hot water.
1b 外気温度センサ
10 ヒートポンプユニット
20 貯湯タンク
90 制御部
100 給湯ユニット
120 ヒートポンプ式給湯機
150 浴槽
1b
Claims (4)
過去数日間の使用熱量に基づいて、前記貯湯タンク内に一括して蓄える蓄熱量を演算する蓄熱量演算手段と、
前記沸き上げ運転により前記貯湯タンク内に前記蓄熱量を一括して蓄える一括沸き上げ手段と、
外気温度を検知する外気温度検知手段と、
前記過去数日間における前記湯張り運転の実行有無を判定する判定手段と、
過去所定期間における前記外気温度の最低温度が所定の基準値以下であり、且つ、前記判定手段により前記湯張り運転の実行がないと判定された場合に、前記一括沸き上げ手段による前記蓄熱量を所定量増量する補正手段と、
を備えることを特徴とする貯湯式給湯機。 A hot water storage type hot water heater capable of performing a boiling operation in which water in a hot water storage tank is heated by heating means to make hot water, and a hot water filling operation in which the amount of heat stored in the hot water storage tank is supplied into a bathtub. And
Based on the amount of heat used in the past several days, heat storage amount calculating means for calculating the amount of heat stored in the hot water storage tank at once,
Batch boiling means for collectively storing the heat storage amount in the hot water storage tank by the boiling operation;
An outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature;
Determination means for determining whether or not the hot water operation is performed in the past several days;
When the minimum temperature of the outside air temperature in the past predetermined period is equal to or less than a predetermined reference value and the determination unit determines that the hot water filling operation is not performed, the heat storage amount by the batch boiling unit is calculated. Correction means for increasing the predetermined amount;
A hot water storage type water heater characterized by comprising:
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