JP2014070845A - ヒートポンプ式給湯システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】データ処理手段4によって予測される直近の給湯需要に対応してヒートポンプ1が運転される場合において、直近の給湯需要の終了時期から次の給湯需要の到来時期までの時間が所定時間以上であると予測される場合には、ヒートポンプ1の運転後における貯湯タンク2の貯湯量が、直近の給湯需要における予測消費量よりも少なくなるように制御される。
【選択図】図1
Description
このようなシステムでは、給湯需要の発生予測時刻よりも前に、ヒートポンプが運転され、このヒートポンプによって加熱された湯水が貯湯タンクに貯留される。ヒートポンプの運転に際しては、予測される給湯需要量と同一、またはそれに余裕量を加えた量の湯水加熱が行なわれ、貯湯タンクの貯湯量が予測される給湯需要量以上となるように制御されている。貯湯量を多くするほど、いわゆる湯切れを起こし難くすることが可能である。
なお、従来においては、湯切れに対処するための手段として、ヒートポンプとは別個に補助熱源機をさらに具備させたものがある(たとえば、特許文献2を参照)。このような構成によれば、貯湯タンク内の湯量に不足を生じた場合に、補助熱源機を利用して不足分を補うことが可能である。
去の給湯運転実績に基づいて今後の給湯需要を予測する処理を実行可能なデータ処理手段と、を備えている、ヒートポンプ式給湯システムであって、前記データ処理手段によって予測される直近の給湯需要に対応して前記ヒートポンプが運転される場合において、前記直近の給湯需要の終了時期から次の給湯需要の到来時期までの時間が所定時間以上であると予測される場合には、前記ヒートポンプの運転後における前記貯湯タンクの貯湯量が、前記直近の給湯需要における予測消費量よりも少なくなるように制御されることを特徴としている。
ここで、本発明でいう「貯湯タンクの貯湯量」とは、貯湯タンク内に存在する湯水の単なる総量を意味するものではなく、貯湯タンクに貯留された湯水のうち、補助熱源機を利用して加熱することなく直近の給湯需要に有効に利用し得る温度をもつ湯水(たとえば、直近の給湯需要において45℃以上の湯水が求められる場合には、45℃以上の湯水)の量を意味し、体積または熱量で表すことができる。
一方、貯湯タンクに湯切れを生じた場合には、補助熱源機によって適切に対処することが可能である。
従来においては、貯湯タンクに湯切れが生じないように制御していたが、本発明においては、これとは異なり、所定の条件下においては、あえて湯切れ状態を発生し易くすることによって放熱ロスを少なくしたものであり、ヒートポンプ式給湯システムにおけるエネルギ効率を高め、省エネ性を向上させる上で、好ましい。
すなわち、直近の給湯需要の終了後に貯湯タンクに残湯が生じている状況において、次の給湯需要が早期に到来したとしても、その際の湯水消費量が僅かである場合には、貯湯タンクにはやはり多くの残湯が存在したままとなって、放熱ロスが多く発生する虞が大きい。前記構成によれば、そのような虞を解消することが可能である。
すなわち、外気温度が低い場合には、貯湯タンクから外部への残湯の放熱量が多くなる。これに対し、前記構成では、そのような場合には前記所定時間を短くするために、残湯の放熱ロスを少なくする上で一層好ましいものとなる。一方、外気温度が高く、残湯の放熱ロスを少なくできる条件下においては、前記所定時間が長くされることにより、貯湯タンクの湯切れ状態が過度に発生しないようにすることができる。
ヒートポンプ1は、従来既知のものと同様であり、たとえばCO2などの冷媒の循環路に、ファン10aを利用して取り込まれる空気から熱を吸収する蒸発器10、圧縮器11、凝縮器としての湯水加熱用の熱交換器12、および膨張弁13が設けられたものである。
とが可能となっている。
制御部4は、このような予測結果が得られたことにより、直近の給湯需要D1があると判断した場合には、直近の給湯需要D1の終了時期t2から次の給湯需要D2の到来時期t3までの時間Tbが、所定時間Ta以上であるか否かを判断する(S1:YES,S2)。
おいても、前記したステップS3の制御を実行させる(S4:YES,S3)。直近の給湯需要D1の終了時t2に貯湯タンク2に残湯が発生している場合において、次の給湯需要D2が早期に到来したとしても、その際の湯水消費量Q2が少量である場合には、貯湯タンクD2の残湯量は大きく減少することはなく、やはり放熱ロスが多く発生する可能性が大きい。前記した動作制御によれば、そのような不具合を解消することが可能である。なお、予測消費量Q2が少ない給湯需要D2に対しては、補助熱源機3を利用して対処すればよい。
補助熱源機は、ガス燃焼方式のものに限らず、たとえば電熱ヒータ方式などとすることが可能である。
1 ヒートポンプ
2 貯湯タンク
3 補助熱源機
4 制御部(データ処理手段)
Claims (3)
- ヒートポンプと、
このヒートポンプにより加熱された湯水を貯留するための貯湯タンクと、
この貯湯タンクから所定の出湯口または熱負荷に送られる湯水をその途中で加熱することが可能な補助熱源機と、
過去の給湯運転実績に基づいて今後の給湯需要を予測する処理を実行可能なデータ処理手段と、
を備えている、ヒートポンプ式給湯システムであって、
前記データ処理手段によって予測される直近の給湯需要に対応して前記ヒートポンプが運転される場合において、前記直近の給湯需要の終了時期から次の給湯需要の到来時期までの時間が所定時間以上であると予測される場合には、前記ヒートポンプの運転後における前記貯湯タンクの貯湯量が、前記直近の給湯需要における予測消費量よりも少なくなるように制御されることを特徴とする、ヒートポンプ式給湯システム。 - 請求項1に記載のヒートポンプ式給湯システムであって、
前記直近の給湯需要の終了時期から次の給湯需要の到来時期までの時間が所定時間未満であると予測される場合であっても、前記次の給湯需要における予測消費量が所定量以下であるときには、前記ヒートポンプの運転後における前記貯湯タンクの貯湯量が、前記直近の給湯需要における予測消費量よりも少なくなるように制御される、ヒートポンプ式給湯システム。 - 請求項1または2に記載のヒートポンプ式給湯システムであって、
前記所定時間は、外気温度に応じて変更され、外気温度が高い場合よりも低い場合の方が短い時間とされている、ヒートポンプ式給湯システム。
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