JP2015113986A - 給湯装置 - Google Patents
給湯装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015113986A JP2015113986A JP2013253856A JP2013253856A JP2015113986A JP 2015113986 A JP2015113986 A JP 2015113986A JP 2013253856 A JP2013253856 A JP 2013253856A JP 2013253856 A JP2013253856 A JP 2013253856A JP 2015113986 A JP2015113986 A JP 2015113986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- water supply
- temperature
- flow rate
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 302
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 18
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract description 11
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 235000001537 Ribes X gardonianum Nutrition 0.000 description 1
- 235000001535 Ribes X utile Nutrition 0.000 description 1
- 235000016919 Ribes petraeum Nutrition 0.000 description 1
- 244000281247 Ribes rubrum Species 0.000 description 1
- 235000002355 Ribes spicatum Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
- F24D19/1063—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water counting of energy consumption
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
- F24D2220/04—Sensors
- F24D2220/042—Temperature sensors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
【課題】給湯運転の開始時において、給湯端末に供給される湯水の温度を、迅速に設定温度に到達させることが可能な、応答性に優れた給湯装置を提供すること。【解決手段】湯水を加熱するための第1熱媒体が流れる第1流路1と、第1流路1に設けられて第1熱媒体を搬送するポンプ4と、給湯端末に供給される湯水が流れる給湯流路2と、第1流路1を流れる第1熱媒体と給湯流路2を流れる湯水とが熱交換する熱交換器3と、給湯流路2に設けられた流量検知手段5と、制御手段9と、を備え、制御手段9は、流量検知手段5が所定流量以上を検知したときの熱交換器3の保有熱量が相対的に大きい場合のほうが、給湯温度を設定温度に近づけるときの第1熱媒体の搬送流量が少なくなるように、流体搬送手段4を制御することにより、給湯端末に供給される湯水の温度を、迅速に設定温度に到達させることができる。【選択図】図1
Description
本発明は、一次側流体の熱を利用して二次側流体を加熱し、二次側流体を給湯に用いる給湯装置に関するものである。
従来、この種の給湯装置は、一次側流路を流れる一次側流体と二次側流路を流れる二次側流体との間で熱交換を行う熱交換器と、熱交換器の出入口における各流体の温度及び流量を測定するセンサとを備えたものがある。この給湯装置は、測定された温度及び流量の値に基づいて二次側流路を流れる二次側流体の温度、すなわち給湯温度が、給湯設定温度になるように、一次側流体を送る循環ポンプを制御する。さらに、この給湯装置においては、特に給湯を開始する場合、すなわち、二次側流体の流量が変化する場合には、熱交換器の出入口における各流体の温度、流量の検出値、及び給湯設定温度から必要熱量を算出し、算出した必要熱量に応じて、循環ポンプの回転数を決定している(例えば、特許文献1参照)。
図6は、特許文献1に記載された従来の給湯装置を示すものである。図6に示すように、この給湯装置は、湯水を内部に貯える貯湯タンク100と、湯水を加熱する加熱手段120が配設されて、貯湯タンク100の下部の水を、加熱手段120を介して貯湯タンク100の上部に送ることで、湯を生成する流体加熱用流路110とを備えている。
また、この給湯装置は、貯湯タンク100の上部から貯湯タンク100の下部に向かって湯水が流れ、途中に給湯用熱交換器130が配置された一次側流路130aと、給水源から給湯端末(図示せず)に向かって湯水が流れ、途中に給湯用熱交換器130が配設された二次側流路130bとを備えている。給湯用熱交換器130は、一次側流路130aを流れる湯水と二次側流路130bを流れる湯水とが熱交換し、二次側流路130bを流れる湯水を加熱するものである。
さらに、一次側流路130aには、給湯用熱交換器130に流入する湯水の温度を検出する一次側流路入口温度検出手段160と、貯湯タンク100の湯水を一次側流路130aに循環させる循環ポンプ140とが設けられている。また、二次側流路130bには、二次側流路130bを流れる湯水の流量を検出する給湯流量検出手段150と、給湯用熱交換器130に流入する湯水の温度を検出する二次側流路入口温度検出手段161と、給湯用熱交換器130から流出する湯水の温度を検出する二次側流路出口温度検出手段162とが設けられている。
制御部170は、給湯流量検出手段150及び各温度検出手段160〜162の検出値をもとに必要熱量を演算し、必要熱量に応じて循環ポンプ140の回転数を制御する。
しかしながら、前記従来の構成では、給湯開始時において、循環ポンプの回転数は必要熱量に基づいて決定されており、第1流通部、特に給湯用熱交換器に残存している熱量が考慮されていない。したがって、第1流通部に残存している熱量が大きいときには、給湯
開始時における給湯温度が不安定となり、また、第1流通部に残存している熱量が小さいときには、給湯温度が給湯設定温度に到達するまでに時間を要する場合があるという課題を有していた。
開始時における給湯温度が不安定となり、また、第1流通部に残存している熱量が小さいときには、給湯温度が給湯設定温度に到達するまでに時間を要する場合があるという課題を有していた。
すなわち、図8に示すように、前回の給湯からの経過時間が比較的短く、給湯開始時における給湯用熱交換器の保有熱量が大きい場合には、必要熱量に基づいてポンプ回転数を制御すると、給湯温度がオーバーシュートして設定温度よりも高い温度の湯が給湯端末へと供給される場合がある。
一方、図8に示すように、前回の給湯から比較的長い時間が経過し、熱交換器の保有熱量が小さい状態で給湯を開始すると、一次側流体が保有する熱が、二次側流体のみならず給湯用熱交換器にも吸収される。したがって、二次側流体が加熱されるまでに時間を要し、給湯温度の立ち上がりが遅くなる。
このように、第1流通部に残存している熱量によって、給湯端末に供給される湯水の温度(給湯温度)が不安定になり、また、給湯設定温度に到達するまでに時間を要する場合があるという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、特に給湯の開始時においても、給湯温度を迅速に設定温度に到達させることが可能な、応答性に優れた給湯装置を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、第1熱媒体が流れる第1流路と、給水源から給湯端末に向かって第2熱媒体が流れる第2流路と、前記第1流路を流れる前記第1熱媒体と前記第2流路を流れる前記第2熱媒体とが熱交換する熱交換器と、前記第1流路に設けられ、前記第1熱媒体を前記第1流路に流す流体搬送手段と、前記第2流路に設けられた流量検知手段と、前記第2流路に設けられ、前記熱交換器から前記給湯端末に向かって流れる前記第2熱媒体の給湯温度を検出する給湯温度検出手段と、前記給湯温度が設定温度となるように前記流体搬送手段を制御して給湯運転を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記流量検知手段が所定流量以上を検知したときに、前記流体搬送手段を起動させて前記給湯運転を開始し、前記制御手段は、前記流量検知手段が前記所定流量以上を検知したときの前記熱交換器の保有熱量が相対的に大きい場合のほうが、前記給湯温度を前記設定温度に近づけるときの前記第1熱媒体の搬送流量が少なくなるように、前記流体搬送手段を制御することを特徴とするものである。
これによって、給湯運転の開始時に熱交換器の保有熱量が相対的に小さいときは、第1熱媒体の搬送流量を大きくして、熱交換器に与える熱量を確保することで、熱交換器自体の温度も上昇させる。その結果、給湯温度の立ち上がりが早くなる。また、給湯運転の開始時に熱交換器の保有熱量が相対的に大きいときは、第1熱媒体の搬送流量を小さくして、過大な熱が第2熱媒体に伝達されないようにする。その結果、給湯温度が設定温度に対してオーバーシュートすることを抑制し、給湯温度が不安定となることを防止する。
本発明によれば、給湯運転の開始時においても、給湯温度を迅速に設定温度に到達させることが可能な、応答性に優れた給湯装置を提供することができる。
第1の発明は、第1熱媒体が流れる第1流路と、給水源から給湯端末に向かって第2熱媒体が流れる第2流路と、前記第1流路を流れる前記第1熱媒体と前記第2流路を流れる前記第2熱媒体とが熱交換する熱交換器と、前記第1流路に設けられ、前記第1熱媒体を前記第1流路に流す流体搬送手段と、前記第2流路に設けられた流量検知手段と、前記第2流路に設けられ、前記熱交換器から前記給湯端末に向かって流れる前記第2熱媒体の給湯温度を検出する給湯温度検出手段と、前記給湯温度が設定温度となるように前記流体搬送手段を制御して給湯運転を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記流量検知手段が所定流量以上を検知したときに、前記流体搬送手段を起動させて前記給湯運転を開始し、前記制御手段は、前記流量検知手段が前記所定流量以上を検知したときの前記熱交換器の保有熱量が相対的に大きい場合のほうが、前記給湯温度を前記設定温度に近づけるときの前記第1熱媒体の搬送流量が少なくなるように、前記流体搬送手段を制御することを特徴とする給湯装置である。
これにより、給湯運転の開始時に熱交換器の保有熱量が相対的に小さいときは、第1熱媒体の搬送流量を大きくして、熱交換器に与える熱量を確保することで、熱交換器自体の温度も上昇させる。よって、給湯温度の立ち上がりが早くなる。また、給湯運転の開始時に熱交換器の保有熱量が相対的に大きいときは、第1熱媒体の搬送流量を小さくして、過大な熱量が第2熱媒体に伝達されないようにする。よって、給湯温度が設定温度に対してオーバーシュートすることを抑制し、かつ、その反動でアンダーシュートすることも抑制することができる。その結果、給湯運転の開始時においても、給湯温度を迅速に設定温度に到達させることが可能な、応答性に優れた給湯装置を提供することができる。
第2の発明は、特に第1の発明において、前記制御手段は、前記流量検知手段が前記所定流量未満を検知したときに前記流体搬送手段を停止させて前記給湯運転を終了し、前記制御手段は、前回の給湯運転が終了してからの経過時間を計測する計時手段を有し、前記制御手段は、前記流量検知手段が前記所定流量以上を検知して給湯運転を再開するときの前記経過時間が相対的に短い場合のほうが、前記給湯温度を前記設定温度に近づけるときの前記第1熱媒体の搬送流量が少なくなるように、前記流体搬送手段を制御することを特徴とするものである。
これにより、熱交換器の保有熱量を、前回の給湯運転が終了してから今回の給湯運転を開始するまでの経過時間で推定することができる。熱交換器の保有熱量は、給湯運転が停止された後、次第に失われて行く。よって、熱交換器の熱特性を事前に計測すれば、経過時間から熱交換器の保有熱量を推定することができる。経過時間が相対的に長い場合には、第1熱媒体の搬送流量を大きくして、経過時間が相対的に短い場合には、第1熱媒体の搬送流量を小さくする。その結果、前回の給湯運転を終了してからの経過時間を用いることで、応答性に優れた給湯装置を簡便な構成で実現することができる。
第3の発明は、特に第1または第2の発明において、前記熱交換器の温度を検出する熱交換器温度検出手段を設け、前記制御手段は、前記流量検知手段が前記所定流量以上を検知したときの前記熱交換器温度検出手段の検出温度が相対的に高い場合のほうが、前記給湯温度を前記設定温度に近づけるときの前記第1熱媒体の搬送流量が少なくなるように、
前記流体搬送手段を制御することを特徴とするものである。
前記流体搬送手段を制御することを特徴とするものである。
これにより、熱交換器の保有熱量を、熱交換器の温度を測定することで把握することができる。熱交換器の温度は、一般的に熱交換器の保有熱量に比例するので、熱交換器の温度を測定することで、熱交換器の保有熱量を、精度よく推定することができる。検出温度が相対的に低い場合には、第1熱媒体の搬送流量を大きくして、検出温度が相対的に高い場合には、第1熱媒体の搬送流量を小さくする。その結果、熱交換器の温度を測定することで、応答性に優れた給湯装置を簡易な構成で実現することができる。
第4の発明は、特に第1から第3のいずれかの発明において、前記制御手段は、前記流量検知手段が前記所定流量以上を検知したときの前記給湯温度検出手段の検出温度が相対的に高い場合のほうが、前記給湯温度を前記設定温度に近づけるときの前記第1熱媒体の搬送流量が少なくなるように、前記流体搬送手段を制御することを特徴とするものである。
これにより、熱交換器の保有熱量を、熱交換器と給湯端末との間の第2熱媒体の温度によって推定することができる。熱交換器と給湯端末との間の第2熱媒体の温度は、熱交換器の温度に追随して変化する。検出温度が相対的に低い場合には、第1熱媒体の流量を大きくして、検知温度が相対的に高い場合には、第1熱媒体の流量を小さくする。ここで、給湯温度検出手段は、給湯温度を測定するためにも用いるものである。すなわち、給湯温度検出手段を、給湯運転の開始時の制御にも共用して、簡易な構成で、応答性に優れた給湯装置を簡便な構成で実現することができる。
なお、経過時間、及び、熱交換器温度検出手段と給湯温度検出手段との検出温度は、それぞれ組み合わせて、熱交換器の保有熱量の推定に用いることができる。これにより、特に給湯運転の開始時においても、熱交換器の保有熱量をより高い精度で推定することができ、応答性に優れた給湯装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における給湯装置の構成図を示すものである。
図1は、本発明の実施の形態1における給湯装置の構成図を示すものである。
この給湯装置は、図1に示すように、第1熱媒体を貯留する貯湯タンク20と、貯湯タンク20の上部から流出した第1熱媒体が、貯湯タンク20の下部に向かって流れる循環回路(第1流路)1を備えている。循環回路1の途中には熱交換器3が設けられている。第1熱媒体としては、水や不凍液等が用いられる。また、この給湯装置は、貯湯タンク20に貯留される第1熱媒体を加熱するための加熱手段(図示せず)を備えている。加熱手段としては、例えば、ヒートポンプ装置、燃焼機、電気式ヒータを用いることができる。これにより、貯湯タンク20には、高温の第1熱媒体が貯留される。
なお、循環回路1を加熱手段と直接的に接続してもよい。すなわち、図1における貯湯タンク20の代わりに、第1熱媒体を加熱する加熱手段を設けてもよい。以上のように、循環回路1は、第1熱媒体を加熱する加熱手段と直接的または間接的に接続される。
また、この給湯装置は、一端が水道管等の給水源に接続され、他端がカランやシャワー等の給湯端末に接続された給湯流路(第2流路)2を備えている。これにより、第2流路2には、第2熱媒体としての水が流れる。また、給湯流路2の途中には、熱交換器3が設けられている。
熱交換器3は、第1熱媒体と第2熱媒体(水)とを熱交換させる。よって、高温の第1熱媒体を循環回路1に循環させることで、第2熱媒体を加熱して湯を生成することができる。生成された湯は、給湯流路2を流れて給湯端末から供給される。このようにして、給湯が行われる。
循環回路1には、第1熱媒体を循環回路1に流す循環ポンプ(流体搬送手段)4が設けられている。ポンプ4は、第1熱媒体の循環方向に対して、熱交換器3よりも下流側に設けられていることが好ましい。これにより、ポンプ4には、熱交換器3で熱交換を行って、温度が低下した第1熱媒体が流れる。これにより、ポンプ4が、第1熱媒体が保有する熱によって劣化することを防止できる。本実施の形態においては、図1に示すように、循環回路1は、貯湯タンク20、熱交換器3、ポンプ4、貯湯タンク20の下部が順に熱媒体配管で環状に接続されて形成される。
給湯流路2には、給湯流路2に第2熱媒体が流れているかどうかを検知する流量センサ(流量検知手段)5と、熱交換器3から流出し、給湯端末に向かって流れる第2熱媒体の温度を検出する給湯温度検出手段8とが設けられている。なお、流量検知手段としては、所定流量以上である場合を検知することで、給湯流路2における流れの有無を検知するフロースイッチを用いてもよい。
制御手段9は、給湯端末に供給される給湯温度を制御する。制御手段9は、流量センサ5、給湯温度検出手段8の検出値を受信する機能を備え、また、ポンプ4の回転数を制御する流体搬送手段制御部6を備えている。流体搬送手段制御部6は、流量センサ5と給湯温度検出手段8とから受信した検出値に基づいて、ポンプ4の回転数を制御する。すなわち、受信した検出値に基づいて、給湯温度検出手段8の検出値が設定温度となるように、ポンプ4の回転数を制御して、循環回路1における第1熱媒体の搬送流量を変更させる。なお、設定温度は、図示しないリモコンによって使用者が設定することができる。
また、制御手段9には、現在の時刻、及び、基準時間からの経過時間を計測するタイマ(計時手段)7が設けられている。本実施の形態において、タイマ7は、前回の給湯運転が終了された時点を基準時間として、基準時間からの経過時間を計測する。本実施の形態の制御手段9は、給湯運転の開始時において、経過時間を用いて熱交換器3の保有熱量を推定する。さらに、制御手段9は、推定された保有熱量に基づき、ポンプ4の回転数、すなわち、循環回路1における第1熱媒体の搬送流量を変更させる。
以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。
図2は、本実施の形態の給湯装置が給湯運転を行う場合の制御フローチャートである。
まず、給湯装置が起動されると、流量センサ5によって第2熱媒体の流れの有無を判別するための流量検知処理の割り込み許可が行われる(ステップ01)。割り込み許可が行われた状態で、給湯端末が開放されて第2熱媒体が流れると、流量センサ5が所定の流量(判断流量)以上を検知する(ステップ02)。制御手段9は、流量センサ5が所定の流量以上を検知すると、給湯運転を開始すべきと判断して(ステップ03)、ポンプ4の初期回転数、すなわち、第1熱媒体の初期搬送流量を決定する(ステップ04)。なお、給湯装置が起動されて、2回目以降の給湯運転の開始時には、前回行った給湯運転の終了からの経過時間をクリアする(ステップ05)。
初期回転数は、例えば、事前の実験に基づいて作成されたテーブルとして、制御手段9に記憶されている。ここで、初期回転数は、前回行った給湯運転の終了からの経過時間が
相対的に短い場合に少なく、経過時間が相対的に長い場合に多く設定されている。
相対的に短い場合に少なく、経過時間が相対的に長い場合に多く設定されている。
熱交換器3が保有している保有熱量は、給湯運転が終了すると、放熱により次第に小さくなる。よって、熱交換器3の保有熱量は、前回の給湯運転からの経過時間が相対的に長いほど、次の給湯運転の開始時には小さい。このように、給湯運転の終了からの経過時間と熱交換器3の保有熱量とには相関関係がある。したがって、使用する熱交換器3の熱特性を事前に測定し、その熱的時定数を利用して、測定値に基づいてポンプ4の初期回転数のテーブルを作成する。これにより、給湯運転の開始時にも精度よく熱交換器3の保有熱量を推定することができる。
熱交換器3の保有熱量が小さい状態で給湯運転を開始すると、第1熱媒体が有する熱が、第2熱媒体のみならず熱交換器3にも吸収され、給湯温度の立ち上がりが遅くなる。そこで、前回の給湯運転からの経過時間が相対的に長く、熱交換器3の保有熱量が小さい場合には、ポンプ4の初期回転数を多く、すなわち、第1熱媒体の搬送流量を多くする。これにより、熱交換器3に与える熱量を確保して、給湯温度の早い立ち上がりを実現する。
一方、経過時間が相対的に短く、熱交換器3の保有熱量が大きい場合には、ポンプ4の初期回転数を少なく、すなわち、第1熱媒体の搬送流量を少なくする。これにより、過大な熱量が第2熱媒体に伝達されないようにする。よって、給湯温度が設定温度に対してオーバーシュートすることを抑制し、かつ、その反動でアンダーシュートすることも抑制することができる。
なお、給湯装置が起動して初回の給湯運転においては、給湯装置が起動してから初回の給湯運転までの経過時間を計測し、この経過時間を前述のテーブルと比較して、初期回転数を決定してもよい。また、給湯装置が起動して初回の給湯運転においては、給湯装置が起動してからの経過時間によらず、所定の値を初期回転数として決定してもよい。
なお、初期回転数(初期搬送流量)は、給湯温度の上昇に伴って変動するものであってもよい。
次に、ポンプ4を初期回転数で運転する(ステップ06)。これにより、熱交換器3において第2熱媒体が第1熱媒体によって加熱され、給湯温度が設定温度に近づく。初期回転数でのポンプ4の運転が行われると、制御手段9は、給湯温度検出手段8が検出する給湯温度が所定給湯温度に到達しているか否かを判断する(ステップ07)。所定給湯温度は、設定温度と同等、又は、設定温度よりも所定温度低い温度に設定される。
給湯温度が所定給湯温度以上になると、制御手段9は、給湯温度が設定温度となるように、給湯温度検出手段8の検出値に基づくフィードバック制御により、ポンプ4の回転数、すなわち、第1熱媒体の搬送流量を制御する。フィードバック制御としては、例えば、PID制御が用いられる。フィードバック制御により、給湯温度を設定温度に保つ。
給湯端末が閉塞されて、流量センサ5が所定の流量(判断流量)未満を検知すると、制御手段9は、給湯運転を終了すべきと判断し(ステップ02、ステップ09)、ポンプ4を停止させる。また、制御手段9は、給湯運転終了からの経過時間の積算を開始する(ステップ10)。
再度、給湯端末が開放されて、流量センサ5が、所定の流量(判断流量)以上を検知する(ステップ02、ステップ03)と、給湯運転が再開される。以上のような動作が繰り返されて、給湯運転が行われる。
図3は、給湯運転の開始時における、給湯温度と熱交換器の保有熱量の推移とを示すグラフである。特に、熱交換器3の保有熱量が相対的に多い場合と相対的に少ない場合とについて示したものである。ポンプ4の初期回転数を給湯運転の開始時における熱交換器3の保有熱量に応じて変更した結果、従来の構成の給湯装置(図8を参照)と比較して、給湯温度の設定温度への立ち上がりが早く、かつ、オーバーシュートの生じない、応答性のよい給湯装置が実現されたことがわかる。
以上のように、本実施の形態の給湯装置は、給湯運転の開始時における熱交換器3の保有熱量が相対的に大きい場合のほうが、ポンプ4の初期回転数を少なく、すなわち、第1熱媒体の搬送流量を少なくすることで、給湯運転の開始時における応答性を向上させるものである。また、本実施の形態の給湯装置は、給湯運転の開始時における、前回の給湯運転からの経過時間によって、熱交換器3の保有熱量を推定するものである。
すなわち、経過時間が相対的に長い場合には、熱交換器3の保有熱量が小さいと推定して、ポンプ4の初期回転数を多くすることで、給湯温度の立ち上がりを早める。一方、保経過時間が相対的に短い場合には、熱交換器3の保有熱量が大きいと推定し、ポンプ4の初期回転数を少なくすることで、給湯温度のオーバーシュートを抑制する。また、給湯温度を所定給湯温度に到達すると、給湯温度検出手段8の検出温度に基づくフィードバック制御に移行する。これにより、応答性に優れた給湯装置を提供することができる。
なお、本実施の形態においては、循環回路1を流れる第1熱媒体として水や不凍液を用いたが、例えば、第1熱媒体として、HFC冷媒を使用することもできる。この場合、熱交換器3は、冷媒放熱器としての機能を持つことになり。また、循環回路1は、圧縮機、熱交換器3、減圧装置、蒸発器が順に冷媒配管で環状に接続されたヒートポンプサイクルとなる。
なお、例えば、地熱などの熱源が利用できる場合には、第1流路1を循環回路として構成する必要はない。すなわち、第1熱媒体が熱交換器3に一度だけ通過する構成であってもよい。さらに、熱源と熱交換器3との間の高度差が利用できる場合には、ポンプ4に代えて流量調整弁を設け、流量調整弁の開度を制御して、第1熱媒体の搬送流量を変更する構成としてもよい。
なお、制御手段9は、給湯運転の開始時における給湯温度検出手段8の検出温度が所定給湯温度以上である場合には、給湯運転の開始時から、給湯温度検出手段8の検出温度に基づくフィードバック制御により、ポンプ4の回転数を制御してもよい。
(実施の形態2)
図4は、本発明の第2の実施の形態の給湯装置の構成図、図5は、本実施の形態の給湯装置が給湯運転を行う場合の制御フローチャートである。本実施の形態において、他の実施の形態と同一の箇所については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図4は、本発明の第2の実施の形態の給湯装置の構成図、図5は、本実施の形態の給湯装置が給湯運転を行う場合の制御フローチャートである。本実施の形態において、他の実施の形態と同一の箇所については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態が他の実施形態と異なる点は、熱交換器3の温度を検出する熱交換器温度検出手段10を設けた点である。熱交換器温度検出手段10は、熱交換器3の表面に設けられている。これにより、熱交換器温度検出手段10は、熱交換器3の温度を直接的に検出することができる。
本実施の形態において、初期回転数は、例えば、事前の実験に基づいて作成されたテーブルとして、制御手段9に記憶されている。ここで、初期回転数は、給湯運転の開始時における熱交換器3の温度が相対的に高い場合に少なく、相対的に低い場合に多く設定されている。
熱交換器3が保有している保有熱量は、熱交換器3の温度を直接的に検出することで推定することができる。よって、熱交換器温度検出手段10の検出温度により、熱交換器3の保有熱量を推定して、熱交換器温度検出手段10の検出温度が相対的に高い場合には、ポンプ4の初期回転数を少なくする。また、熱交換器温度検出手段10の検出温度が相対的に低い場合には、ポンプ4の初期回転数を多くする。これにより、特に給湯運転の開始時においても、給湯温度を設定温度に迅速に到達させることが可能な、応答性に優れた給湯装置を実現することができる。
(実施の形態3)
図6は、本発明の実施の形態3の給湯装置の構成図である。本実施の形態において、他の実施の形態と同一箇所については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図6は、本発明の実施の形態3の給湯装置の構成図である。本実施の形態において、他の実施の形態と同一箇所については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態が他の実施形態と異なる点は、給湯運転の開始時における給湯温度検出手段8の検出温度に基づいて、ポンプ4の初期回転数を変更している点である。
本実施の形態において、初期回転数は、例えば、事前の実験に基づいて作成されたテーブルとして、制御手段9に記憶されている。ここで、初期回転数は、給湯運転の開始時における給湯温度検出手段8の検出温度が相対的に高い場合に少なく、相対的に低い場合に多く設定されている。
給湯運転の終了後、給湯流路2に滞留した第2熱媒体は、給湯流路2の周囲に放熱して、熱交換器3と同様に温度が低下する。したがって、給湯運転の開始時における給湯温度検出手段8の検出温度によって、熱交換器の保有熱量を推定することができる。
よって、給湯運転の開始時における給湯温度検出手段8の検出温度により、熱交換器3の保有熱量を推定して、給湯温度検出手段8の検出温度が相対的に高い場合には、ポンプ4の初期回転数を少なくする。また、熱交換器温度検出手段10の検出温度が相対的に低い場合には、ポンプ4の初期回転数を多くする。これにより、特に給湯運転の開始時においても、給湯温度を設定温度に迅速に到達させることが可能な、応答性に優れた給湯装置を実現することができる。
以上のように、本発明にかかる給湯装置は、熱交換器の保有熱量を推定することで、給湯流路を流れる湯水を迅速に設定温度に到達させることができるので、湯水を加熱する第1熱媒体の種類、及び、第1熱媒体の熱源の種類を限定せずに、様々な形態の給湯装置に適用することができる。
1 第1流路(循環回路)
2 第2流路(給湯流路)
3 熱交換器
4 ポンプ(流体搬送手段)
5 流量センサ(流量検知手段)
6 流体搬送手段制御部
7 タイマ(計時手段)
8 給湯温度検出手段
9 制御手段
10 熱交換器温度検出手段
2 第2流路(給湯流路)
3 熱交換器
4 ポンプ(流体搬送手段)
5 流量センサ(流量検知手段)
6 流体搬送手段制御部
7 タイマ(計時手段)
8 給湯温度検出手段
9 制御手段
10 熱交換器温度検出手段
Claims (4)
- 第1熱媒体が流れる第1流路と、
給水源から給湯端末に向かって第2熱媒体が流れる第2流路と、
前記第1流路を流れる前記第1熱媒体と前記第2流路を流れる前記第2熱媒体とが熱交換する熱交換器と、
前記第1流路に設けられ、前記第1熱媒体を前記第1流路に流す流体搬送手段と、
前記第2流路に設けられた流量検知手段と、
前記熱交換器と前記給湯端末との間の前記第2流路に設けられた給湯温度検出手段と、
前記給湯温度検出手段で検出された給湯温度が設定温度となるように前記流体搬送手段を制御して給湯運転を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記流量検知手段が所定流量以上を検知したときに、前記流体搬送手段を起動させて前記給湯運転を開始し、
前記制御手段は、前記流量検知手段が前記所定流量以上を検知したときの前記熱交換器の保有熱量が相対的に大きい場合のほうが、前記給湯温度を前記設定温度に近づけるときの前記第1熱媒体の搬送流量が少なくなるように、前記流体搬送手段を制御することを特徴とする給湯装置。 - 前記制御手段は、前記流量検知手段が前記所定流量未満を検知したときに前記流体搬送手段を停止させて前記給湯運転を終了し、
前記制御手段は、前回の前記給湯運転が終了してからの経過時間を計測する計時手段を有し、
前記制御手段は、前記流量検知手段が前記所定流量以上を検知して前記給湯運転を再開するときの前記経過時間が相対的に短い場合のほうが、前記給湯温度を前記設定温度に近づけるときの前記第1熱媒体の搬送流量が少なくなるように、前記流体搬送手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の給湯装置。 - 前記熱交換器の温度を検出する熱交換器温度検出手段を設け、
前記制御手段は、前記流量検知手段が前記所定流量以上を検知したときの前記熱交換器温度検出手段の検出温度が相対的に高い場合のほうが、前記給湯温度を前記設定温度に近づけるときの前記第1熱媒体の搬送流量が少なくなるように、前記流体搬送手段を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の給湯装置。 - 前記制御手段は、前記流量検知手段が前記所定流量以上を検知したときの前記給湯温度検出手段の検出温度が相対的に高い場合のほうが、前記給湯温度を前記設定温度に近づけるときの前記第1熱媒体の搬送流量が少なくなるように、前記流体搬送手段を制御することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の給湯装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013253856A JP2015113986A (ja) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 給湯装置 |
EP14870442.2A EP3081878B1 (en) | 2013-12-09 | 2014-12-05 | Hot-water supply device |
PCT/JP2014/006082 WO2015087523A1 (ja) | 2013-12-09 | 2014-12-05 | 給湯装置 |
CN201480067183.7A CN105814370B (zh) | 2013-12-09 | 2014-12-05 | 供热水装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013253856A JP2015113986A (ja) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 給湯装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015113986A true JP2015113986A (ja) | 2015-06-22 |
Family
ID=53370852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013253856A Pending JP2015113986A (ja) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 給湯装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3081878B1 (ja) |
JP (1) | JP2015113986A (ja) |
CN (1) | CN105814370B (ja) |
WO (1) | WO2015087523A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107614980B (zh) * | 2015-05-22 | 2018-12-14 | 大金工业株式会社 | 温度调整用流体供应装置 |
DK179248B1 (en) * | 2016-09-12 | 2018-03-05 | Danfoss As | Tapping unit with only one connection |
CN106369653A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-02-01 | 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 | 采暖热水装置及采暖热水系统 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4197089B2 (ja) * | 2000-10-13 | 2008-12-17 | 株式会社デンソー | 給湯器 |
JP4064356B2 (ja) * | 2004-02-09 | 2008-03-19 | 株式会社デンソー | 貯湯式給湯装置 |
JP4557852B2 (ja) | 2005-09-20 | 2010-10-06 | 日立アプライアンス株式会社 | 電気給湯機の運転方法 |
CN101196311B (zh) * | 2008-01-07 | 2012-05-02 | 张伟 | 一种供暖系统控制装置 |
JP5216368B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2013-06-19 | 日立アプライアンス株式会社 | ヒートポンプ式給湯機 |
JP5189971B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2013-04-24 | 日立アプライアンス株式会社 | 給湯装置 |
-
2013
- 2013-12-09 JP JP2013253856A patent/JP2015113986A/ja active Pending
-
2014
- 2014-12-05 CN CN201480067183.7A patent/CN105814370B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-12-05 EP EP14870442.2A patent/EP3081878B1/en active Active
- 2014-12-05 WO PCT/JP2014/006082 patent/WO2015087523A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105814370A (zh) | 2016-07-27 |
CN105814370B (zh) | 2018-10-30 |
EP3081878A4 (en) | 2017-01-25 |
EP3081878A1 (en) | 2016-10-19 |
EP3081878B1 (en) | 2021-02-03 |
WO2015087523A1 (ja) | 2015-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3825624B1 (en) | Method and system for controlling a combination boiler | |
JP6370136B2 (ja) | 温水装置及び温水装置における異常通知方法 | |
JP5605296B2 (ja) | ハイブリッド式給湯装置 | |
US11221150B2 (en) | System and method of controlling a mixing valve of a heating system | |
WO2015087523A1 (ja) | 給湯装置 | |
US10480826B2 (en) | System and method of controlling a mixing valve of a heating system | |
JP2013181682A (ja) | ヒートポンプ熱源システム | |
JP5655695B2 (ja) | 貯湯式給湯機 | |
JP2009097826A (ja) | ヒートポンプ給湯装置 | |
JP5575184B2 (ja) | 暖房装置 | |
JP2005140439A (ja) | ヒートポンプ給湯機 | |
JP5829236B2 (ja) | 床暖房装置 | |
JP2009192135A (ja) | ヒートポンプ給湯装置 | |
JP2017044413A (ja) | 複合熱源機 | |
JP6480293B2 (ja) | 暖房装置 | |
JP4319237B2 (ja) | ヒートポンプ給湯器 | |
JP2013185789A (ja) | 貯湯式給湯機 | |
JP6967739B2 (ja) | 給湯機 | |
JP2014122768A (ja) | 一缶二水路燃焼装置 | |
JP6190577B2 (ja) | ヒートポンプの着霜判定方法及びその方法を採用したヒートポンプ | |
JP4100324B2 (ja) | 貯湯式給湯器 | |
JP2017122535A (ja) | 風呂給湯器 | |
JP4670964B2 (ja) | ヒートポンプ給湯器 | |
JP2005114230A (ja) | 貯湯式給湯器 | |
JP2005069680A (ja) | ヒートポンプ給湯機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20160519 |