JP2012229843A - Storage type hot water supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定時間帯に貯湯タンク内の湯水を沸き上げるようにした貯湯式給湯装置に関する。 The present invention relates to a hot water storage type hot water supply device that boils hot water in a hot water storage tank in a specific time zone.
従来よりこの種の貯湯式給湯装置においては、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンクから出湯する出湯管と、前記貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、過去所定期間の一日ごとの給湯量を記憶し、深夜時間帯に給湯量に応じた必要貯湯量を沸き上げるよう前記加熱手段を制御する制御手段とを備え、過去所定期間の給湯量の平均値と標準偏差に応じて必要貯湯量を決定するようにしたものがあった(特許文献1)。 Conventionally, in this type of hot water storage type hot water supply apparatus, a hot water storage tank for storing hot water, a water supply pipe for supplying water to the hot water storage tank, a hot water discharge pipe for discharging hot water from the hot water storage tank, and heating means for heating the hot water in the hot water storage tank And a control means for controlling the heating means so as to boil a required hot water storage amount corresponding to the hot water supply amount in the midnight time zone, and storing the hot water supply amount for the past predetermined period, There is one in which the required amount of stored hot water is determined according to the average value and the standard deviation (Patent Document 1).
ところが、この従来のものでは、給湯量の平均値に標準偏差に応じた値を加算した必要貯湯量には湯切れを抑制するために一定の余裕分の湯量が含まれている。そのため、一定の余裕分を多く設定すれば一日の終わりに貯湯タンク内に残る残湯量が多すぎ、一定の余裕分を少なく設定すれば一日の途中で湯切れしたりすることがあるという問題があった。 However, in this conventional one, the required hot water storage amount obtained by adding a value corresponding to the standard deviation to the average value of the hot water supply amount includes a certain amount of hot water in order to suppress hot water shortage. Therefore, if you set a certain amount of margin, there will be too much remaining hot water in the hot water tank at the end of the day, and if you set a certain amount of margin less, it may run out during the day. There was a problem.
そこで、本発明は上記課題を解決するため、請求項1では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンクから出湯する出湯管と、前記貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段と、特定時間帯に必要貯湯量Qsを沸き上げるよう前記加熱手段を制御する制御手段とを備えたものにおいて、前記制御手段は、特定時間帯の開始時または特定時間帯の開始後の特定時刻に前記貯湯量検出手段で前記貯湯タンク内の残湯量を検出し、過去所定期間の一日ごとの前記残湯量を記憶し、前記残湯量に応じて前記必要貯湯量Qsを増減すると共に、過去所定期間の前記残湯量のバラツキ度合σ2に応じた値を加算して前記必要貯湯量Qsを補正するようにした。 Accordingly, in order to solve the above problems, the present invention provides a hot water storage tank for storing hot water, a water supply pipe for supplying water to the hot water storage tank, a hot water discharge pipe for discharging hot water from the hot water storage tank, and hot water for the hot water storage tank. A heating means for heating the hot water, a hot water storage amount detecting means for detecting the amount of hot water stored in the hot water storage tank, and a control means for controlling the heating means so as to boil the required hot water storage amount Qs in a specific time zone, The control means detects the remaining hot water amount in the hot water storage tank by the hot water storage amount detection means at a specific time after the start of the specific time zone or after the start of the specific time zone, and the remaining hot water amount per day in the past predetermined period. The required hot water storage amount Qs is increased or decreased according to the remaining hot water amount, and the required hot water storage amount Qs is corrected by adding a value according to the degree of variation σ2 of the remaining hot water amount in the past predetermined period. .
また、請求項2では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンクから出湯する出湯管と、前記貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段と、過去所定期間の一日ごとの給湯量を記憶し、特定時間帯に給湯量に応じた必要貯湯量Qsを沸き上げるよう前記加熱手段を制御する制御手段とを備えたものにおいて、前記制御手段は、特定時間帯の開始時または特定時間帯の開始後の特定時刻に前記貯湯量検出手段で前記貯湯タンク内の残湯量を検出し、過去所定期間の一日ごとの前記残湯量を記憶し、記憶している過去所定期間の一日ごとの給湯量に基づく過去所定期間の給湯量の平均値Xとバラツキ度合σ1とに応じた学習湯量Q1に、記憶している過去所定期間の一日ごとの残湯量に基づく過去所定期間の残湯量の平均値Yとバラツキ度合σ2とに応じた余裕分湯量Q2を加算して必要貯湯量Qsを算出するようにした。
Further, in
また、請求項3では、請求項1または2のものにおいて、記貯湯タンク内の湯水を熱源に浴槽水を加熱するふろ回路を備えたものとした。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a bath circuit for heating the bath water using the hot water in the hot water storage tank as a heat source.
また、請求項4では、請求項1〜3のいずれかのものにおいて、前記加熱手段は、前記貯湯タンク下部から取り出した湯水を前記貯湯タンク上部に戻す加熱循環回路と、この加熱循環回路途中に設けられたヒートポンプ式加熱器と、前記加熱循環回路途中に設けられた加熱循環ポンプによって構成されているものとした。 Moreover, in Claim 4, in any one of Claims 1-3, the said heating means returns the hot water taken out from the said hot water storage tank to the said hot water tank upper part, and the heating circulation circuit in the middle of this heating circuit The heat pump heater is provided and a heating circulation pump provided in the middle of the heating circulation circuit.
本発明によれば、日々の残湯量とそのバラツキ度合に応じて必要貯湯量Qsを補正または算出するので、外気温度や貯湯温度、沸き上げ湯量、実際に給湯されるまでの時間等に応じた貯湯タンクからの放熱量と、その日々のバラツキとを考慮して適切な必要貯湯量Qsを沸き上げることができ、湯余りや湯切れを防止して省エネ性を向上することができる。 According to the present invention, since the necessary hot water storage amount Qs is corrected or calculated according to the daily remaining hot water amount and the degree of variation, it depends on the outside air temperature, the hot water temperature, the amount of boiling water, the time until the hot water is actually supplied, etc. An appropriate necessary hot water storage amount Qs can be boiled in consideration of the amount of heat released from the hot water storage tank and daily variations thereof, and it is possible to improve the energy saving by preventing excessive hot water and running out of hot water.
また、貯湯タンク内の湯水を熱源に浴槽水を加熱するふろ回路を備えたものでは、浴槽水の加熱によって消費される熱量が残湯量に反映されるため、外気温度や貯湯温度、沸き上げ湯量、実際に給湯されるまでの時間等に応じた貯湯タンクからの放熱量と、その日々のバラツキとに加え、浴槽水加熱に消費される熱量と、その日々のバラツキとをも考慮して適切な必要貯湯量Qsを沸き上げることができ、浴槽水加熱を必要な分だけ確実に行うことができると共に、湯余りや湯切れを防止して省エネ性を向上することができる。 In addition, in the case with a bath circuit that heats the bath water using hot water in the hot water storage tank as the heat source, the amount of heat consumed by heating the bath water is reflected in the remaining hot water volume, so the outside air temperature, hot water temperature, and boiling water volume In addition to the amount of heat released from the hot water storage tank according to the time until hot water is actually supplied and the daily variation, it is appropriate to take into account the amount of heat consumed for heating the bathtub water and the daily variation. The necessary amount of stored hot water Qs can be boiled up, and the bath water can be heated as much as necessary, and it is possible to prevent excessive hot water and running out of hot water and improve energy saving.
次に、本発明の一実施形態の貯湯式給湯装置を図面に基づいて説明する。
1は湯水を貯湯する貯湯タンク(ここではタンク容積370L)、2は貯湯タンク1に給水する給水管、3は給水管2に設けられ給水圧を減圧する減圧弁、4は貯湯タンク1上部から出湯する出湯管、5は出湯管4に設けられ過圧を逃がす過圧逃がし弁、6は減圧弁3の下流側の給水管2から分岐した給水バイパス管、7は出湯管4からの湯水と給水バイパス管6からの水とを混合する給湯混合弁、8は給湯混合弁7からの湯水を給湯する給湯管、9は給湯管8に設けられた給湯温度センサ、10は給湯管8を流れる流量を検出する給湯流量センサ、11は給水温度を検出する給水温度センサ、12は給湯栓である。
Next, a hot water storage type hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a hot water storage tank for storing hot water (in this case, a tank volume of 370 L), 2 is a water supply pipe for supplying water to the hot
13は浴槽、14は貯湯タンク1内の上部に設けたふろ熱交換器、15は浴槽13とふろ熱交換器14とを浴槽水が循環可能に接続しているふろ循環回路、16はふろ循環回路15途中に設けられたふろ循環ポンプで、ふろ熱交換器14とふろ循環回路15とふろ循環ポンプ16とでふろ回路を構成している。
13 is a bathtub, 14 is a bath heat exchanger provided in the upper part of the hot
17は浴槽13からふろ熱交換器14へ戻る浴槽水の温度を検出するふろ戻り温度センサ、18はふろ熱交換器14から浴槽13へ往く浴槽水の温度を検出するふろ往き温度センサ、19は浴槽13内の水位を圧力により検出する水位センサ、20は給湯管8から分岐されてふろ循環回路15へ接続された湯張り管、21は湯張り管20の開閉を行う湯張り電磁弁である。
17 is a bath return temperature sensor that detects the temperature of the bath water returning from the
22は貯湯タンク1の側面上下に複数設けられ各部の貯湯温度を検出して貯湯量を検出する貯湯量検出手段としての貯湯温度センサであり、ここでは、貯湯温度センサ22aは30L、貯湯温度センサ22bは80L、貯湯温度センサ22cは130L、貯湯温度センサ22dは180L、貯湯温度センサ22eは230L、貯湯温度センサ22fは280L、貯湯温度センサ22gは330Lの容積位置の貯湯温度を検出するものである。
23は冷媒を圧縮する圧縮機、24は冷媒と湯水を熱交換する給湯熱交換器、25は冷媒を減圧膨張する膨張弁、26は低温冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器、27は空気熱交換器26に外気を送風する送風ファンであり、これら圧縮機23、給湯熱交換器24、減圧手段25、空気熱交換器26を冷媒配管28で環状に接続し、ヒートポンプ式加熱器29を構成している。
23 is a compressor that compresses the refrigerant, 24 is a hot water supply heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and hot water, 25 is an expansion valve that decompresses and expands the refrigerant, 26 is an air heat exchanger as an evaporator that evaporates the low-temperature refrigerant, 27 Is a blower fan that blows outside air to the
30は貯湯タンク1の下部と給湯熱交換器24の入口とを接続し、給湯熱交換器24の出口と貯湯タンク1の上部とを接続する加熱循環回路、31は給湯熱交換器24入口側の加熱循環回路30に設けられ貯湯タンク1下部から取り出した湯水を給湯熱交換器24を介して貯湯タンク1上部に循環させる加熱循環ポンプ、32は給湯熱交換器24に流入する湯水の温度を検出する入水温度センサ、33は給湯熱交換器24から流出する湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサ、34は外気温度を検出する外気温度センサである。
A
そして、ヒートポンプ式加熱器29と加熱循環回路30と加熱循環ポンプ31とで貯湯タンク1内の湯水をに沸き上げる加熱手段を構成しており、予め定められた一定の加熱能力W(ここでは4.5kW)で作動するように圧縮機23、減圧手段25、送風ファン27、加熱循環ポンプ31が制御されるもので、貯湯タンク1下部から取り出した湯を目標沸き上げ温度Tsまで加熱して貯湯タンク1上部に積層状に戻すようにしているため沸き上げる湯量を自在にコントロールできるものである。
The
35は給湯温度や各種必要な設定を行うためのリモートコントローラで、給湯設定温度やふろ設定温度を表示する表示部36と、給湯設定温度およびふろ設定温度を設定する温度設定スイッチ37と、浴槽13への所定湯量の湯張りに続いて所定の保温時間だけ保温運転を行わせるふろスイッチ38と、浴槽水を加熱する追焚き動作を行わせる追焚きスイッチ39とを備えている。
40はこの貯湯式給湯装置の作動を制御する制御手段で、予め作動を制御するためのプログラムが記憶されていると共に、演算、比較、記憶機能、カウント機能を有し、給湯温度センサ9、給湯流量センサ10、給水温度センサ11、ふろ戻り温度センサ17、ふろ往き温度センサ18、水位センサ19、貯湯温度センサ22a〜g、入水温度センサ32、沸き上げ温度センサ33、外気温センサ34にて検出される値が入力され、給湯混合弁7、ふろ循環ポンプ16、湯張り電磁弁21、圧縮機23、膨張弁25、送風ファン27、加熱循環ポンプ31の駆動を制御し、沸き上げ動作、給湯動作やふろ加熱動作等を制御するもので、リモートコントローラ35と通信可能に接続されているものである。
制御手段40には、一日ごとの貯湯タンク1からの給湯量を過去所定期間(ここでは7日間)にわたり積算記憶する給湯量記憶手段41と、特定時間帯としての深夜時間帯の開始時または深夜時間帯の開始後の給湯が行われない特定時刻(ここでは深夜2時)に貯湯温度センサ22a〜gで検出する貯湯タンク1内の残湯量を過去所定期間(ここでは7日間)にわたり一日ごとに積算記憶する残湯量記憶手段42とが設けられているものである。
The control means 40 includes a hot water supply amount storage means 41 for accumulating and storing the amount of hot water supply from the hot
<給湯動作>
次に、給湯栓12が開かれ、給湯流量センサ10が給湯開始と見なせる量以上の流量を検出すると、制御手段40は給湯温度センサ9で検出する給湯温度がリモートコントローラ35で設定した給湯設定温度となるように給湯混合弁7の開度を調節し、出湯管4からの湯と給水バイパス管6からの水とを混合して給湯設定温度の湯を給湯する。
<Hot-water supply operation>
Next, when the hot-
このとき、制御手段40は、給水温度センサ11で検出する給水温度と、給湯流量センサ11で検出する給湯流量と、給湯設定温度とから、一定温度(ここでは43℃)に換算された貯湯タンク1からの給湯量を給湯量記憶手段41に積算記憶する。ここで、給湯量は一日単位で積算して過去所定期間(ここでは7日間)にわたり記憶を行うものとしている。
At this time, the control means 40 is a hot water storage tank converted into a constant temperature (43 ° C. in this case) from the hot water temperature detected by the hot
そして、給湯栓12が閉じられる等して給湯流量センサ10が検出する流量が給湯停止と見なせる量未満の流量まで低下すると、制御手段40は給湯混合弁7の開度調節を終了し、給湯を終了する。
When the flow rate detected by the hot water supply
<湯張り動作>
また、リモートコントローラ35のふろスイッチ38がオンされた場合について説明すると、制御手段40は湯張り電磁弁21を開き、給湯温度センサ9で検出する給湯温度がリモートコントローラ35で設定したふろ設定温度となるように給湯混合弁7の開度を調節してふろ設定温度の湯を湯張りし、給湯流量センサ10が検出する湯張り電磁弁21を開いてからの流量積算値が予めリモートコントローラ35等で設定した湯張り湯量に達すると湯張り電磁弁21を閉じる。
<Water filling operation>
The case where the
このとき、制御手段40は、給水温度センサ11で検出する給水温度と、給湯流量センサ11で検出する給湯流量と、ふろ設定温度とから、一定温度(ここでは43℃)に換算された貯湯タンク1からの浴槽13への給湯量を先の給湯量に加算するようにして給湯量記憶手段42に積算記憶する。
At this time, the control means 40 is a hot water storage tank converted to a constant temperature (here 43 ° C.) from the hot water temperature detected by the hot
<保温動作>
そして、湯張り運転を完了すると制御手段40は所定の保温時間(例えば2時間)の保温運転を行う。この保温運転では、定期的にふろ循環ポンプ16を駆動して浴槽水温度をチェックし、ふろ設定温度未満であればふろ加熱要求ありとしてふろ循環ポンプ16の駆動を継続して浴槽水をふろ設定温度まで加熱するようにしている。そして、ふろ加熱要求ありとされてふろ加熱動作が行われると、制御手段40は、ふろ加熱実績ありの旨を記憶し、そして、湯張り運転の完了から所定の保温時間が経過すると、浴槽水の保温運転を行わないようにしている。
<Insulation operation>
When the hot water filling operation is completed, the control means 40 performs a heat insulation operation for a predetermined heat insulation time (for example, 2 hours). In this heat insulation operation, the
<追い焚き動作>
また、リモートコントローラ35の追い焚きスイッチ39がオンされると、制御手段40は、ふろ加熱要求ありとしてふろ設定温度まで加熱する追い焚き運転を行うようにしており、追い焚き運転によってふろ加熱要求が発生すると、制御手段40は、ふろ循環ポンプ16を駆動開始し、浴槽水をふろ熱交換器14に循環させて、貯湯タンク1内の貯湯熱によって浴槽水を加熱するふろ加熱動作を開始すると共にふろ加熱実績ありの旨を記憶し、そして、ふろ戻り温度センサ17がふろ設定温度以上を検出すると、ふろ循環ポンプ16を駆動停止してふろ加熱動作を終了する。
<Casting action>
Further, when the reheating
<沸き上げ動作>
次に、電力料金単価の安価な特定時間帯である深夜時間帯の沸き上げ動作について、図2のフローチャートに基づいて説明する。ここでは、23時から翌朝7時までの深夜時間帯がそれ以外の昼間時間帯よりも電力料金単価が安価な料金制度に基づいて説明するが、これに限られず、例えば22時から翌朝8時までを安価な深夜時間帯とする料金制度でもよいものである。
<Boiling operation>
Next, the heating operation in the midnight time zone, which is a specific time zone where the power unit price is inexpensive, will be described based on the flowchart of FIG. Here, a description will be given based on a charge system in which the unit price of electricity is cheaper in the midnight time zone from 23:00 to 7:00 the next morning than in other daytime hours, but is not limited to this, for example, from 22:00 to 8:00 the next morning It is also possible to use a fee system with a low-cost late-night time.
現在時刻が23時になり深夜時間帯の開始時刻となると(ステップS1でYes)、制御手段40は、貯湯温度センサ22a〜gの検出温度に基づき、残湯判定温度(例えば確実に給湯および浴槽水加熱に使える温度である50℃)以上の残湯の熱量を検出して一定温度(43℃)換算の残湯量Qzを算出し(ステップS2)、残湯量記憶手段積算42に記憶する。ここで、残湯量は一日単位で過去所定期間(ここでは7日間)にわたり記憶を行うものとしている。
When the current time is 23:00 and the start time of the midnight time zone is reached (Yes in step S1), the control means 40 determines the remaining hot water determination temperature (for example, reliably hot water and bath water based on the detected temperatures of the hot water
そして、制御手段40は、給湯量記憶手段41で記憶している過去所定期間の給湯量から平均給湯量Xを算出し(ステップS3)、さらに、一日ごとの給湯量のバラツキ度合σ1を示す値として標準偏差を算出し(ステップS4)、平均給湯量Xとバラツキ度合σ1に基づき、ここでは平均給湯量Xに、係数Aを掛けたバラツキ度合σ1を加算して一定温度(43℃)換算の学習湯量Q1を算出、決定する(ステップS5)。 And the control means 40 calculates the average hot water supply amount X from the hot water supply amount of the past predetermined period memorize | stored in the hot water supply memory | storage means 41 (step S3), and also shows the variation degree (sigma) 1 of the hot water supply amount for every day. The standard deviation is calculated as a value (step S4), and based on the average hot water supply amount X and the variation degree σ1, here, the variation degree σ1 multiplied by the coefficient A is added to the average hot water supply amount X and converted to a constant temperature (43 ° C.). The amount of learning hot water Q1 is calculated and determined (step S5).
次いで、制御手段40は、残湯量記憶手段42で記憶している過去所定期間の給湯量から平均残湯量Yを算出し(ステップS6)、さらに、一日ごとの残湯量のバラツキ度合σ2を示す値として標準偏差を算出し(ステップS7)、平均残湯量Yとバラツキ度合σ2に基づき、ここでは最低限確保する湯量としての固定湯量(ここでは20L)から平均残湯量Yを減じた値に、係数Bを掛けたバラツキ度合σ2を加算して、余裕分湯量Q2を算出、決定する(ステップS8)。 Next, the control means 40 calculates the average remaining hot water amount Y from the hot water supply amount stored in the remaining hot water amount storage means 42 in the past predetermined period (step S6), and further indicates the variation degree σ2 of the remaining hot water amount every day. A standard deviation is calculated as a value (step S7), and based on the average remaining hot water amount Y and the variation degree σ2, here, a value obtained by subtracting the average remaining hot water amount Y from the fixed hot water amount (20 L in this case) as the minimum amount of hot water to be secured here, The variation degree σ2 multiplied by the coefficient B is added to calculate and determine a surplus hot water amount Q2 (step S8).
そして、制御手段40は、ステップS5で決定した学習湯量Q1に、ステップS8で決定した余裕分湯量Q2を加算して、この深夜時間帯の終了からの一日に必要な必要貯湯量Qsを算出決定する(ステップS9)。 Then, the control means 40 adds the marginal hot water amount Q2 determined in step S8 to the learned hot water amount Q1 determined in step S5, and calculates the necessary hot water storage amount Qs required for one day from the end of this midnight time zone. Determine (step S9).
次に、制御手段40は、外気温度センサ34で検出する外気温度Taに応じ、予め記憶されている外気温度Taに応じたテーブルデータから目標沸き上げ温度Tsを決定する(ステップS10)。ここでは、目標沸き上げ温度Tsを外気温度Taが10℃未満で75℃、外気温度Taが10℃以上では70℃とする。 Next, the control means 40 determines the target boiling temperature Ts from the table data corresponding to the stored outside air temperature Ta according to the outside air temperature Ta detected by the outside air temperature sensor 34 (step S10). Here, the target boiling temperature Ts is 75 ° C. when the outside air temperature Ta is less than 10 ° C., and 70 ° C. when the outside air temperature Ta is 10 ° C. or more.
なお、外気温度Taと目標沸き上げ温度Tsの関係テーブルデータの代わりに、給水温度Twと目標沸き上げ温度Tsのテーブルデータを制御手段40に予め記憶し、ステップS3では、給水温度センサ11、最下部の貯湯温度センサ22gあるいは入水温度センサ32で検出される給水温度Twに基づいて目標沸き上げ温度Tsを決定する構成としてもよい。
Instead of the relationship table data of the outside air temperature Ta and the target boiling temperature Ts, table data of the feed water temperature Tw and the target boiling temperature Ts is stored in advance in the control means 40. In step S3, the feed
そして、制御手段40は、必要貯湯量Qsを熱量に再換算した値を目標沸き上げ温度Tsから給水温度Twを引いた値で除して、目標沸き上げ量Vを算出する(ステップS11)。このとき、目標沸き上げ量Vは、貯湯温度センサ22a〜gの位置との関係に応じて補正され、算出された値が、130L以下では130L、130L超180L以下では180L、180L超230L未満では230L、230L超280L未満では280L、280L超では330Lを目標沸き上げ量Vとなるように補正して決定していると共に、決定された目標沸き上げ量Vに対応する貯湯温度センサ22c〜gのいずれか一つを沸き上げ完了を判定する貯湯温度センサとする。
Then, the control means 40 calculates the target boiling amount V by dividing the value obtained by reconverting the necessary hot water storage amount Qs into the heat amount by the value obtained by subtracting the feed water temperature Tw from the target boiling temperature Ts (step S11). At this time, the target boiling amount V is corrected according to the relationship with the position of the hot water
次に、制御手段40は、沸き上げ不要な温度以上の湯がある残湯容積Vzを検出し(ステップS12)、目標沸き上げ量Vから残湯容積Vzを減じてこの深夜時間帯に沸き上げる必要のある沸き上げ必要量Vpを算出する(ステップS13)。 Next, the control means 40 detects the remaining hot water volume Vz where there is hot water at a temperature not necessary for boiling (step S12), subtracts the remaining hot water volume Vz from the target boiling amount V, and heats up in this midnight time zone. A necessary boiling amount Vp is calculated (step S13).
そして、制御手段40は、沸き上げ必要量Vpに目標沸き上げ温度Tsから給水温度Twを減じた値を乗算し、さらにヒートポンプ式加熱器29の一定の加熱能力(ここでは4.5kW)で除して沸き上げ時間を算出し、深夜時間帯の終了時刻から逆算して沸き上げ開始時刻(ピークシフト時刻)を算出する(ステップS14)。 Then, the control means 40 multiplies the required boiling amount Vp by the value obtained by subtracting the feed water temperature Tw from the target boiling temperature Ts, and further divides by the constant heating capacity of the heat pump heater 29 (here 4.5 kW). Then, the boiling time is calculated, and the boiling start time (peak shift time) is calculated by calculating backward from the end time of the midnight time zone (step S14).
現在時刻がピークシフト時刻となると(ステップS15でYes)、前記ステップS10で決定した目標沸き上げ温度Tsでの沸き上げ動作を開始すべく、ヒートポンプ式加熱器29および加熱循環ポンプ31を駆動開始し、貯湯タンク1下部から取り出した水を目標沸き上げ温度Tsの湯に加熱して貯湯タンク1上部から戻して積層状に貯湯する(ステップS16)。
When the current time becomes the peak shift time (Yes in step S15), the
前記ステップS11で決定した目標沸き上げ量Vに対応する貯湯温度センサ22c〜gが規定の沸き上げ完了温度(例えば65℃)を検出するか、または入水温度センサ32が加熱上限温度(例えば55℃)以上を検出するかして沸き上げが完了されるか(ステップS17)、現在時刻が深夜時間帯の終了時刻である7時に到達すると(ステップS18)、ヒートポンプ式加熱器29および加熱循環ポンプ31を駆動停止して沸き上げ動作を終了し(ステップS19)、沸き上げ動作のフローを終了するようにしている(ステップS20)。
The hot water
このようにして、日々に給湯量の平均値Xと給湯量の日々のバラツキ度合σ1に応じて学習湯量Q1と、日々の残湯量の平均値Yと残湯量の日々のバラツキ度合σ2に応じて余裕分湯量Q2とから、必要貯湯量Qsを算出するので、外気温度や貯湯温度の高低、沸き上げ湯量の大小、実際に給湯されるまでの時間の長短等に応じた貯湯タンクからの放熱量と、その日々のバラツキとを考慮して適切な必要貯湯量Qsを沸き上げることができ、湯余りや湯切れを防止して省エネ性を向上することができる。 In this way, according to the average value X of the hot water supply amount daily and the daily variation degree σ1 of the hot water supply amount, according to the learning hot water amount Q1, the average value Y of the daily remaining hot water amount, and the daily variation degree σ2 of the remaining hot water amount. Since the required hot water storage amount Qs is calculated from the surplus hot water amount Q2, the amount of heat released from the hot water storage tank according to the level of the outside air temperature and hot water temperature, the amount of boiling water, the length of time until the hot water is actually supplied, etc. In addition, it is possible to boil an appropriate required hot water storage amount Qs in consideration of daily variations, and it is possible to prevent excessive hot water and running out of hot water and improve energy saving performance.
図3の(a)に示すように残量量のバラツキ度合σ2が小さい場合は、必要貯湯量Qsのうちの余裕分湯量Q2を最低限確保する湯量としての固定湯量にぎりぎりまで近づけることができて、無駄な沸き上げを極めて少なくすることができて湯余りを防止することができる。一方、図3の(b)に示すように残湯量のバラツキ度合σ2が大きい場合は、必要貯湯量Qsのうち余裕分湯量Q2をバラツキを考慮して多めに設定し使用状況に合致した必要貯湯量Qsを沸き上げるので、湯切れの発生を防止することができる。 As shown in FIG. 3 (a), when the degree of variation σ2 of the remaining amount is small, it is possible to approach the fixed amount of hot water as a minimum amount of hot water to ensure the spare amount of hot water Q2 of the necessary hot water storage amount Qs. Thus, wasteful boiling can be extremely reduced and excess hot water can be prevented. On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the degree of variation σ2 of the remaining hot water amount is large, the extra hot water amount Q2 is set in consideration of the variation in the necessary hot water storage amount Qs, and the required hot water storage that matches the usage situation. Since the amount Qs is boiled, it is possible to prevent occurrence of hot water shortage.
また、貯湯タンク1内の湯水を熱源に浴槽水を加熱するふろ回路を備えたものでは、浴槽水の加熱によって消費される熱量が残湯量に反映されるため、外気温度や貯湯温度の高低、沸き上げ湯量の大小、実際に給湯されるまでの時間の長短等に応じた貯湯タンクからの放熱量と、その日々のバラツキとに加え、浴槽水加熱に消費される熱量の大小と、その日々のバラツキとをも考慮して適切な必要貯湯量Qsを沸き上げることができ、浴槽水加熱を必要な分だけ確実に行うことができると共に、湯余りや湯切れを防止して省エネ性を向上することができる。
Moreover, in the thing provided with the bath circuit which heats the bathtub water using the hot water in the hot
次に、本発明の別の実施形態の貯湯式給湯装置を図面に基づいて説明する。なお、先の実施形態と同一のものには同一の符号を付してその説明を省略する。
先の実施形態では給湯量に基づいて必要貯湯量Qsの大部分が決定されていたが、この実施形態では、必要貯湯量Qsを残湯量に応じて増減すると共に、過去所定期間の残湯量のバラツキ度合σ2に応じた余裕分湯量を加算して必要貯湯量Qsを補正するようにしたものである。
Next, a hot water storage type hot water supply apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as previous embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
In the previous embodiment, most of the required hot water storage amount Qs was determined based on the hot water supply amount. However, in this embodiment, the required hot water storage amount Qs is increased or decreased according to the remaining hot water amount, and the remaining hot water amount in the past predetermined period is also increased. The required amount of stored hot water Qs is corrected by adding a surplus amount of hot water corresponding to the variation degree σ2.
<沸き上げ動作>
次に、電力料金単価の安価な特定時間帯である深夜時間帯の沸き上げ動作について、図3のフローチャートに基づいて説明する。現在時刻が23時になり深夜時間帯の開始時刻となると(ステップS21でYes)、制御手段40は、貯湯温度センサ22a〜gの検出温度に基づき、残湯判定温度(例えば確実に給湯および浴槽水加熱に使える温度である50℃)以上の残湯の熱量を検出して一定温度(43℃)換算の残湯量Vzを算出し(ステップS22)、残湯量記憶手段42に記憶する。ここで、残湯量は一日単位で過去所定期間(ここでは7日間)にわたり記憶を行うものとしている。
<Boiling operation>
Next, the heating operation in the midnight time zone, which is a specific time zone where the power unit price is cheap, will be described based on the flowchart of FIG. When the current time is 23:00 and the start time of the midnight time zone is reached (Yes in step S21), the control means 40 determines the remaining hot water determination temperature (for example, surely hot water and bath water based on the detected temperatures of the hot water
次いで、制御手段40は、残湯量記憶手段42に記憶されている一日ごとの残湯量のバラツキ度合σ2を示す値として標準偏差を算出する(ステップS23)。 Next, the control means 40 calculates a standard deviation as a value indicating the variation degree σ2 of the remaining hot water amount stored in the remaining hot water amount storage means 42 for each day (step S23).
そして、制御手段40は、ステップS22で検出した当日の残湯量が30L以上であるか、それとも10L未満であるかを判別し(ステップS24)、残湯量が30L以上であればステップS25へ進んで前日までの必要貯湯量Qsを10L減じ、残湯量が10L未満であればステップS26へ進んで前日までの必要貯湯量Qsを10L増す。ここでは、当日の残湯量に応じて必要貯湯量Qsを増減したが、過去所定期間の残湯量の平均値に応じて必要貯湯量Qsを増減する構成としてもよい。 And the control means 40 discriminate | determines whether the amount of remaining hot water of the day detected by step S22 is 30L or more, or is less than 10L (step S24), and if the amount of remaining hot water is 30L or more, it will progress to step S25. The required hot water storage amount Qs up to the previous day is reduced by 10L, and if the remaining hot water amount is less than 10L, the process proceeds to step S26 and the required hot water storage amount Qs up to the previous day is increased by 10L. Here, although the required hot water storage amount Qs is increased or decreased according to the remaining hot water amount on the day, the required hot water storage amount Qs may be increased or decreased according to the average value of the remaining hot water amount during the past predetermined period.
次に、制御手段40は、ステップS25またはステップS26で決定した必要貯湯量Qsに、ステップS23で算出した残湯量のバラツキ度合σ2に係数Cを掛けた余裕分湯量を加算して必要貯湯量Qsを補正する(ステップS27)。これ以降の沸き上げ動作は図2と同じため、同一の符号を付してその説明を省略する。 Next, the control means 40 adds the required hot water storage amount Qs by multiplying the necessary hot water storage amount Qs determined in step S25 or S26 by the coefficient C to the variation degree σ2 of the remaining hot water amount calculated in step S23. Is corrected (step S27). Subsequent boiling operations are the same as those in FIG. 2, and thus the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
このように、日々の残湯量に応じて必要貯湯量Qsを増減し、さらに日々の残湯量のバラツキ度合σ2に応じて必要貯湯量Qsを増加する方向に補正するので、外気温度や貯湯温度の高低、沸き上げ湯量の大小、実際に給湯されるまでの時間の長短等に応じた貯湯タンクからの放熱量と、その日々のバラツキとを考慮して適切な必要貯湯量Qsを沸き上げることができ、湯余りや湯切れを防止して省エネ性を向上することができる。 In this way, the required hot water storage amount Qs is increased or decreased according to the daily remaining hot water amount, and further, the necessary hot water storage amount Qs is corrected to increase according to the variation degree σ2 of the daily remaining hot water amount. It is possible to boil up the necessary required hot water storage amount Qs in consideration of the amount of heat released from the hot water storage tank according to the height, the size of the boiling water, the length of time until the hot water is actually supplied, and the daily variation. It is possible to improve the energy saving by preventing excessive hot water and running out of hot water.
また、貯湯タンク1内の湯水を熱源に浴槽水を加熱するふろ回路を備えたものでは、浴槽水の加熱によって消費される熱量が残湯量に反映されるため、外気温度や貯湯温度の高低、沸き上げ湯量の大小、実際に給湯されるまでの時間の長短等に応じた貯湯タンクからの放熱量と、その日々のバラツキとに加え、浴槽水加熱に消費される熱量の大小と、その日々のバラツキとをも考慮して適切な必要貯湯量Qsを沸き上げることができ、浴槽水加熱を必要な分だけ確実に行うことができると共に、湯余りや湯切れを防止して省エネ性を向上することができる。
Moreover, in the thing provided with the bath circuit which heats the bathtub water using the hot water in the hot
なお、これらの実施形態では、バラツキ度合として給湯量または残湯量の標準偏差を用いたが、これに限らず、それぞれ分散を用いてもよいが、標準偏差の方が好ましいものである。また、必要貯湯量Qsを43℃換算の湯量として説明しているが、実質的に湯量と熱量は同じであり、必要熱量として計算しても同一である。 In these embodiments, the standard deviation of the hot water supply amount or the remaining hot water amount is used as the degree of variation, but the present invention is not limited to this, and dispersion may be used, but the standard deviation is more preferable. Moreover, although the necessary hot water storage amount Qs is described as a hot water amount converted to 43 ° C., the hot water amount and the heat amount are substantially the same, and even if calculated as the necessary heat amount, they are the same.
また、残湯量の検出にあたり、残湯判定温度を固定温度としたが、状況に応じて変更してもよく、浴槽水加熱がほとんど行われない状況では、ユーザーが設定する給湯設定温度あるいは確実に給湯ができるであろう固定温度43℃等とし、浴槽水加熱が頻繁に行われる状況では、浴槽水加熱が確実に行える固定温度55℃等とするようにしてもよく、残湯判定温度が変更された場合は、それまでの残湯量の記憶値との整合性がないので、残湯量の記憶を一旦リセットするようにすることが好ましい。 In detecting the amount of hot water, the remaining hot water determination temperature is set to a fixed temperature. However, it may be changed depending on the situation. The fixed temperature at which hot water can be supplied is 43 ° C, etc. In the situation where bath water heating is frequently performed, the fixed temperature 55 ° C at which bath water can be heated reliably may be set, and the remaining hot water judgment temperature is changed. In such a case, since there is no consistency with the stored value of the remaining hot water amount so far, it is preferable to temporarily reset the storage of the remaining hot water amount.
また、ふろ回路として、貯湯タンク1内にふろ熱交換器14を配置する構成としたが、これに限らず、ふろ熱交換器14をプレート式熱交換器等の一次流路と二次流路とを有した構成として貯湯タンク1の外部に設け、貯湯タンク1から取り出した湯水をふろ熱交換器の一次流路に流通させ、浴槽水をふろ熱交換器の二次流路に流通させる構成としてもよい。
In addition, the
また、ふろ加熱実績の記憶内容に基づいて、ふろ加熱実績ありが記憶されている場合は、学習湯量Q1と必要貯湯量Qsの一方、および/または目標沸き上げ温度Tsを増大させるようにしてもよいものである。 In addition, when there is stored a bath heating record based on the stored contents of the bath heating record, one of the learning hot water amount Q1 and the necessary hot water storage amount Qs and / or the target boiling temperature Ts may be increased. It ’s good.
1 貯湯タンク
2 給水管
4 出湯管
14 ふろ熱交換器(ふろ回路)
15 ふろ循環回路(ふろ回路)
16 ふろ循環ポンプ(ふろ回路)
22 貯湯温度センサ(貯湯量検出手段)
29 ヒートポンプ式加熱器(加熱手段)
30 加熱循環回路(加熱手段)
31 加熱循環ポンプ(加熱手段)
40 制御手段
DESCRIPTION OF
15 bath circuit (bath circuit)
16 bath circulation pump (bath circuit)
22 Hot water storage temperature sensor (hot water storage amount detection means)
29 Heat pump heater (heating means)
30 Heating circulation circuit (heating means)
31 Heating circulation pump (heating means)
40 Control means
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