JP2018119723A - 給湯システム - Google Patents
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- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
図1〜図3を用いて、給湯システム1について説明する。図1に示すように、給湯システム1は、家屋100に設置される。給湯システム1は、HP(ヒートポンプ)ユニット4と、タンクユニット6と、ガス熱源機ユニット8を備えている。
加熱運転では、給湯システム1は、ヒートポンプ熱源を駆動して、タンク30内の水を加熱する。加熱運転は、ヒートポンプ熱源による加熱後の目標温度TAが第1の目標温度TA1である低温加熱運転と、ヒートポンプ熱源による加熱後の目標温度TAが第2の目標温度TA2である高温加熱運転によって構成されている。第2の目標温度TA2は、第1の目標温度TA1よりも高い。低温加熱運転は、給湯箇所への給湯に用いるために、タンク30内の水を加熱する。このため、低温加熱運転における第1の目標温度TA1は、給湯に適した温度(例えば、45℃)に設定されている。高温加熱運転は、タンク30内の水に繁殖する虞のある菌類(レジオネラ菌など)を滅菌させるために、タンク30内の水を加熱する。一般に、タンク30内の水が、低温(例えば60℃以下の温度)の状態で長時間(例えば、96時間)滞留されている場合に、菌類(レジオネラ菌など)が繁殖する虞がある。このため、高温加熱運転における第2の目標温度TA2は、菌類(レジオネラ菌など)を滅菌するのに十分な温度(例えば、65℃)に設定されている。これにより、菌類が繁殖している可能性のある水が給湯されることを防止することができる。なお、第2の目標温度TA2は、第1の目標温度TA1よりも高いため、高温加熱運転中の給湯システム1の消費電力は、低温加熱運転中の給湯システム1の消費電力よりも大きい。
給湯運転では、給湯設定温度の水を給湯箇所へ供給する。コントローラは、水側水量センサ54で検出される流量と、湯側水量センサ60で検出される流量を合算した流量(給湯流量ともいう)が最低動作流量(例えば2.4L/分)以上となると、カランの開栓や浴槽への湯はりなどにより給湯箇所への給湯が開始されたものと判断する。そして、コントローラは、上部サーミスタ36で検出される温度に応じて、以下の非燃焼給湯運転または燃焼給湯運転を実行する。
冬季などの外気温度が低い状態では、配管の内部で水が凍結してしまうことがある。配管の内部で水が凍結すると、加熱運転と給湯運転を実行できなくなってしまうことがある。そこで、給湯システム1は、水の凍結を防止する凍結防止運転を実行する。HPユニット4の外気温度サーミスタ48によって検出された外気温度TO1が所定温度より低い場合、コントローラは、循環ポンプ45を所定時間にわたって駆動して、タンク30と凝縮器42の間で水を循環させる。これによって、タンク30内の水がタンク30と凝縮器42の間で循環し、循環経路の凍結を防止する。
外気温度TO1が低い状況において、ヒートポンプ熱源を駆動すると、蒸発器44に着霜してしまうことがある。蒸発器44に着霜してしまうと、外気との熱交換率が低下して、ヒートポンプ熱源の加熱能力が低下してしまう。そこで、除霜運転では、蒸発器44を除霜する。具体的には、一時的に除霜弁49を開いて、圧縮機41から吐出した高温の冷媒が、凝縮器42を通過後、膨張弁43をバイパスして蒸発器44に流れるようにする。蒸発器44に高温の冷媒が流れることで、蒸発器44が除霜される。なお、コントローラは、電力抑制運転中において、除霜運転中の消費電力が抑制電力WS以下になるように、給湯システム1の動作を制御する。
次いで、図4を用いて、上述の低温加熱運転の加熱開始予定時刻の特定について説明する。加熱開始予定時刻は、過去の給湯の使用実績に応じて特定される。まず、コントローラは、特定の世帯の給湯の傾向に基づいて、加熱開始予定時刻を特定する。具体的には、コントローラは、特定の世帯において、給湯が行われる度に、給湯が開始された時刻と、給湯が終了した時刻と、を示す時刻情報と、供給された水の量を示す供給量情報と、を記憶する。コントローラは、1日分の時刻情報および供給量情報を、特定の世帯の1日分の運転履歴として記憶する。本実施例では、コントローラは、特定の世帯の過去7日分の運転履歴を記憶する。このため、コントローラは、24時間毎に、8日前の運転履歴を消去して、前日の運転履歴を記憶する。
次いで、図5を用いて、電力抑制処理について説明する。電力抑制処理は、施工業者によって、給湯システム1の動作状態が電力抑制運転に設定される場合に実行される。
次いで、図6を用いて電力抑制運転中の高温加熱処理について説明する。高温加熱処理は、給湯システム1に高温加熱運転を実行させるための処理である。高温加熱処理は、外気温度TO1が特定温度よりも高い場合に実行される。上述のように、高温加熱運転を実行する際の第2の目標温度TA2は、比較的に高い。電力抑制運転中において、ヒートポンプ熱源の加熱能力は制限される。また、外気温度TO1が低いほど、ヒートポンプ熱源の加熱能力は低下する。従って、電力抑制運転中において、外気温度TO1が低いほど、ヒートポンプ熱源の加熱能力は抑制される。このため、外気温度TO1が特定温度未満である場合に、高温加熱運転を実行させても、タンク30内の水を第2の目標温度TA2まで加熱させることができない。従って、コントローラは、外気温度TO1が特定温度よりも高い場合に、図6の処理を実行する。
水が「熱媒」の一例である。バーナ80が、「補助熱源」の一例である。非燃焼給湯運転、燃焼給湯運転が、それぞれ、「第1の熱媒供給運転」、「第2の熱媒供給運転」の一例である。第1の開始予定時刻TS1、第2の開始予定時刻TS2が、それぞれ、「熱媒の供給開始予定時刻」、「高温加熱運転の開始予定時刻」の一例である。
図7、図8を用いて、第1実施例と異なる点を説明する。なお、以下では、実施例間で共通する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。第2実施例では、HPユニット4が屋外コンセント309aに電気的に接続されており、タンクユニット6及びガス熱源機ユニット8が、屋外コンセント309bに電気的に接続されている点が第1実施例と異なる。
2 :分電盤
4 :ヒートポンプユニット
6 :タンクユニット
8 :ガス熱源機ユニット
9 :屋外コンセント
10 :商用電源
11 :第1配線系統
11a :電力線
12 :第2配線系統
12a :電力線
12b :電力線
14 :コンセント配線
21 :主幹ブレーカー
22 :分岐ブレーカー
22a :コンセント用分岐ブレーカー
23 :電源配線
24 :分岐配線
25 :端末配線
30 :タンク
32 :混合弁
34 :バイパス制御弁
36 :上部サーミスタ
37 :中間部サーミスタ
38 :下部サーミスタ
40 :ヒートポンプ
41 :圧縮機
42 :凝縮器
43 :膨張弁
44 :蒸発器
45 :循環ポンプ
46 :戻りサーミスタ
47 :往きサーミスタ
48 :外気温度サーミスタ
49 :除霜弁
49a :除霜経路
50 :ガス熱源機
51 :逆止弁
52 :逆止弁
54 :水側水量センサ
56 :タンク出湯経路
57a〜g :凍結防止ヒータ
58 :逆止弁
59 :外気温度サーミスタ
60 :湯側水量センサ
62 :第1給湯経路
64 :混合サーミスタ
66 :第2給湯経路
68 :給湯出口サーミスタ
70 :逆止弁
71 :給水経路
72 :給湯バイパス経路
73 :減圧弁
75 :入水サーミスタ
77 :タンク給水経路
79 :タンクバイパス経路
80 :バーナ
82 :熱交換器
84 :バイパスサーボ
86 :水量サーボ
88 :湯はり弁
90 :バーナ往路
92 :バーナ復路
93a〜g :凍結防止ヒータ
94 :バーナバイパス経路
95 :外気温度サーミスタ
96 :バーナ給湯サーミスタ
98 :湯はり経路
100 :家屋
101 :屋内
102 :屋外
103 :壁
200 :HPコントローラ
202 :タンクコントローラ
203 :不揮発性メモリ
204 :ガス熱源機コントローラ
206 :リモコン
Claims (5)
- 電力を消費して熱媒を加熱するヒートポンプ熱源と、燃料の燃焼によって前記熱媒を加熱する補助熱源と、前記ヒートポンプ熱源で加熱された前記熱媒を貯留するタンクと、を備えており、通常運転と、通常運転時の最大消費電力よりも低い抑制電力以下で動作する電力抑制運転と、を有している給湯システムであって、
制御装置は、前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、前記ヒートポンプ熱源によって第1の目標温度に加熱された前記熱媒を前記タンクに貯留する低温加熱運転と、前記低温加熱運転によって加熱された前記熱媒を利用箇所に供給する第1の熱媒供給運転と、前記補助熱源を駆動させ、前記補助熱源により加熱された前記熱媒を前記利用箇所に供給する第2の熱媒供給運転と、を実行可能に構成されており、
前記制御装置は、前記電力抑制運転中において、外気温度が第1の所定温度未満である場合に、前記低温加熱運転を禁止する、給湯システム。 - 前記制御装置は、さらに、
過去の前記熱媒の前記利用箇所への供給実績に基づいて、前記熱媒の供給開始予定時刻を設定するように構成されており、
前記タンクに貯留されている前記熱媒が前記利用箇所に供給されることなく第1の所定時間が経過する場合に、前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、前記タンクに貯留されている前記熱媒を、前記第1の目標温度よりも高い第2の目標温度に加熱する高温加熱運転を実行可能に構成されており、
前記制御装置は、前記電力抑制運転中において、前記熱媒の供給開始予定時刻が設定されている場合に、前記熱媒の供給開始予定時刻に基づいて、前記高温加熱運転の開始予定時刻を設定するように構成されている、請求項1に記載の給湯システム。 - 前記制御装置は、さらに、前記タンクに貯留されている前記熱媒が前記利用箇所に供給されることなく第1の所定時間が経過する場合に、前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、前記タンクに貯留されている前記熱媒を、前記第1の目標温度よりも高い第2の目標温度に加熱する高温加熱運転を実行可能に構成されており、
前記制御装置は、前記電力抑制運転中において、前記利用箇所への前記熱媒の供給が完了してから第2の所定時間が経過するまでは、前記高温加熱運転を禁止し、前記第2の所定時間が経過した後は、前記高温加熱運転を許可するように構成されている、請求項1または2に記載の給湯システム。 - 前記制御装置は、さらに、前記タンクに貯留されている前記熱媒が前記利用箇所に供給されることなく第1の所定時間が経過する場合に、前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、前記タンクに貯留されている前記熱媒を、前記第1の目標温度よりも高い第2の目標温度に加熱する高温加熱運転を実行可能に構成されており、
前記制御装置は、前記電力抑制運転中において、前記タンクに貯留されている前記熱媒が前記利用箇所に供給されることなく前記第1の所定時間が経過する際の前記外気温度が第2の所定温度よりも大きい場合に、深夜時間帯の間に、前記高温加熱運転を開始させる、請求項1から3のいずれか一項に記載の給湯システム。 - 前記給湯システムは、屋外に設置された第1及び第2の屋外コンセントを備える家屋に設置され、
前記ヒートポンプ熱源を有するヒートポンプユニットは、前記第1の屋外コンセントに電気的に接続されており、
前記タンクを有するタンクユニット及び前記補助熱源を有する補助熱源ユニットは、前記第2の屋外コンセントに電気的に接続されており、
前記制御装置は、前記電力抑制運転中において、外部電源から前記第1の屋外コンセントを介して前記ヒートポンプユニットに供給される電流が所定電流以下となるように、前記ヒートポンプユニットの動作を制御するとともに、前記外部電源から前記第2の屋外コンセントを介して前記タンクユニット及び前記補助熱源ユニットに供給される電流が、前記所定電流以下となるように前記タンクユニット及び前記補助熱源ユニットの動作を制御する、請求項1から4のいずれか一項に記載の給湯システム。
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