JP2021134970A - Heat pump type water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプ式給湯装置に関する。 The present invention relates to a heat pump type hot water supply device.
本出願人は、ヒートポンプ式給湯装置の具体例として、特許文献1に記載のものを先に提案している。
同文献に記載の給湯装置は、ヒートポンプユニットと、このヒートポンプによって加熱された湯水を貯湯するための貯湯タンクを有する貯湯タンクユニットとが組み合わされたものであり、この給湯装置全体の使用電力に制限を加えることにより、前記両ユニットの電源の共有化が図られている。このような構成によれば、ヒートポンプユニットおよび貯湯タンクユニットをそれぞれ異なる電源に接続する必要がなくなる。具体的には、貯湯タンクユニットを屋外コンセントに接続し、かつヒートポンプユニットを屋内の専用分電盤に接続するといった必要がなくなり、それら両ユニットを屋外コンセントに接続することが可能となる。したがって、給湯装置の施工作業の容易化、および施工コストの低減化を図ることができる。
The applicant has previously proposed the one described in Patent Document 1 as a specific example of the heat pump type hot water supply device.
The hot water supply device described in the same document is a combination of a heat pump unit and a hot water storage tank unit having a hot water storage tank for storing hot water heated by the heat pump, and the power consumption of the entire hot water supply device is limited. By adding the above, the power supply of both units is shared. With such a configuration, it is not necessary to connect the heat pump unit and the hot water storage tank unit to different power sources. Specifically, it is not necessary to connect the hot water storage tank unit to the outdoor outlet and the heat pump unit to the indoor dedicated distribution board, and both of these units can be connected to the outdoor outlet. Therefore, it is possible to facilitate the construction work of the hot water supply device and reduce the construction cost.
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。 However, in the above-mentioned prior art, there is still room for improvement as described below.
すなわち、ヒートポンプユニットは、外気温度が低いほどその効率が低下し、負荷が大きくなる特性があり、貯湯運転時におけるヒートポンプの使用電力は、貯湯温度が同一であったとしても、外気温度に応じてその使用電力は大きく変動する。このため、給湯装置全体の使用電力に制限を加える上では、ヒートポンプユニットの使用電力自体に一定の制限を加えることが望まれる。
ここで、前記従来技術においては、給湯装置全体の使用電力に制限を加えるための具体的な手段として、たとえばヒートポンプユニットの電源回路に流れる電流を測定し、この電流が所定値を超えないようにヒートポンプユニットの運転を制御する手段が採用されている。
ところが、このような構成によれば、電流を測定するための機器が必須となるため、装置の構成が複雑化し、製造コストが高価となる。また、測定された電流に基づくヒートポンプユニットの制御は煩雑であり、容易ではない。
That is, the heat pump unit has a characteristic that the lower the outside air temperature, the lower the efficiency and the larger the load, and the power consumption of the heat pump during the hot water storage operation depends on the outside air temperature even if the hot water storage temperature is the same. The power consumption fluctuates greatly. Therefore, in order to limit the power consumption of the entire hot water supply device, it is desirable to impose a certain limit on the power consumption of the heat pump unit itself.
Here, in the above-mentioned prior art, as a specific means for limiting the power consumption of the entire hot water supply device, for example, the current flowing through the power supply circuit of the heat pump unit is measured so that the current does not exceed a predetermined value. Means for controlling the operation of the heat pump unit are adopted.
However, according to such a configuration, since an apparatus for measuring the current is indispensable, the configuration of the apparatus becomes complicated and the manufacturing cost becomes high. Further, the control of the heat pump unit based on the measured current is complicated and not easy.
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、構成が簡易な手段により、ヒートポンプユニットの使用電力を適切に抑えることができ、ヒートポンプユニットと貯湯タンクユニットとの電源の共有化を図るのに適するヒートポンプ式給湯装置を提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the above-mentioned circumstances, and the power consumption of the heat pump unit can be appropriately suppressed by means having a simple configuration, and the power supply between the heat pump unit and the hot water storage tank unit can be appropriately suppressed. The challenge is to provide a heat pump type hot water supply device that is suitable for sharing the power supply.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the following technical measures are taken in the present invention.
本発明により提供されるヒートポンプ式給湯装置は、ヒートポンプユニットと、貯湯タ
ンクを有し、かつこの貯湯タンクからの給湯先または熱負荷への給湯動作が可能とされた貯湯タンクユニットと、前記ヒートポンプユニットを利用して加熱された湯水を前記貯湯タンクに貯留させる貯湯運転を制御する制御手段と、を備えている、ヒートポンプ式給湯装置であって、前記制御手段は、貯湯温度に関する情報として、前記貯湯運転時において前記ヒートポンプユニットの使用電力が所定値を超えないように、外気温度が高い場合よりも低い場合の方が低温とされた貯湯温度の上限値Tuを設定可能な貯湯温度上限値設定手段を含んでおり、かつ前記貯湯運転時においては、前記貯湯温度を前記上限値Tu以下とする制御を実行するように構成されていることを特徴としている。
The heat pump type hot water supply device provided by the present invention includes a heat pump unit, a hot water storage tank unit having a hot water storage tank, and a hot water storage tank unit capable of supplying hot water to a hot water supply destination or a heat load from the hot water storage tank, and the heat pump unit. A heat pump type hot water supply device including a control means for controlling a hot water storage operation for storing hot water heated by using the above in the hot water storage tank. Hot water storage temperature upper limit setting means capable of setting the upper limit value Tu of the hot water storage temperature, which is lower when the outside air temperature is lower than when the outside air temperature is high, so that the power consumption of the heat pump unit does not exceed a predetermined value during operation. It is characterized in that, during the hot water storage operation, the control for setting the hot water storage temperature to the upper limit value Tu or less is executed.
このような構成によれば、貯湯運転時において、貯湯温度を前記した所定の上限値Tu以下とする制御が実行されることにより、ヒートポンプユニットの使用電力が所定値を超えないようにすることができる。その結果、ヒートポンプ式給湯装置全体の使用電力をも抑制することが可能となり、ヒートポンプユニットおよび貯湯タンクユニットのそれぞれの電源の共有化を適切に図ることができる。前記両ユニットの一方を屋外コンセントに接続し、かつ他方を屋内の専用分電盤に接続するといった必要をなくし、施工作業の容易化やコストの低減化を図ることが可能である。
加えて、本発明によれば、前記従来技術とは異なり、ヒートポンプユニットの電源回路の電流を測定する必要はない。その一方、外気温度は、たとえばヒートポンプユニットに本来用いられている温度センサを利用して検出すればよく、特殊かつ高価な機器を用いる必要はない。したがって、装置の簡素化を図り、装置全体の製造コストを低減することができる。また、貯湯温度を前記した所定の上限値Tu以下とする制御は、比較的簡単であり、そのための制御プログラムを比較的簡素なものとすることもできる。
According to such a configuration, during the hot water storage operation, the power consumption of the heat pump unit can be prevented from exceeding the predetermined value by executing the control to set the hot water storage temperature to the above-mentioned predetermined upper limit value Tu or less. can. As a result, it is possible to suppress the power consumption of the entire heat pump type hot water supply device, and it is possible to appropriately share the power sources of the heat pump unit and the hot water storage tank unit. It is not necessary to connect one of the two units to an outdoor outlet and the other to an indoor dedicated distribution board, which makes it possible to facilitate construction work and reduce costs.
In addition, according to the present invention, unlike the prior art, it is not necessary to measure the current in the power supply circuit of the heat pump unit. On the other hand, the outside air temperature may be detected by using, for example, a temperature sensor originally used in the heat pump unit, and it is not necessary to use special and expensive equipment. Therefore, the device can be simplified and the manufacturing cost of the entire device can be reduced. Further, the control of setting the hot water storage temperature to the above-mentioned predetermined upper limit value Tu or less is relatively simple, and the control program for that purpose can be made relatively simple.
本発明において、好ましくは、前記制御手段は、前記貯湯温度に関する情報として、前記貯湯タンクから目標給湯温度以上の温度の給湯を可能とする貯湯温度の下限値Tlを設定可能な貯湯温度下限値設定手段を含んでおり、かつ前記貯湯運転の開始に先立ち、前記上限値Tuが前記下限値Tl以上である場合には、前記ヒートポンプユニットを運転させて前記貯湯運転を開始させる一方、そうでない場合には前記貯湯運転を開始させないように構成されている。 In the present invention, preferably, the control means sets a lower limit of the hot water storage temperature Tl, which enables hot water to be supplied from the hot water storage tank at a temperature equal to or higher than the target hot water supply temperature, as information on the hot water storage temperature. When the means is included and the upper limit value Tu is equal to or higher than the lower limit value Tl prior to the start of the hot water storage operation, the heat pump unit is operated to start the hot water storage operation, while the hot water storage operation is not started. Is configured not to start the hot water storage operation.
このような構成によれば、貯湯温度が前記上限値Tuを超えるように、ヒートポンプユニットの運転が不当に開始されることは未然に、かつ適切に回避される。したがって、ヒートポンプユニットの使用電力が所定値を超えないようにすることが、より確実化される。 According to such a configuration, it is possible to prevent and appropriately prevent the operation of the heat pump unit from being unreasonably started so that the hot water storage temperature exceeds the upper limit value Tu. Therefore, it is more ensured that the power consumption of the heat pump unit does not exceed a predetermined value.
本発明において、好ましくは、前記制御手段は、前記貯湯運転中に、前記上限値Tuが前記下限値Tl以上である関係が不成立となったときには、前記貯湯運転を停止させるように構成されている。 In the present invention, preferably, the control means is configured to stop the hot water storage operation when the relationship in which the upper limit value Tu is equal to or higher than the lower limit value Tl is not established during the hot water storage operation. ..
このような構成によれば、ヒートポンプユニットの運転開始後において、たとえば外気温が低下し、あるいは目標給湯温度の設定が変更されることに起因して、貯湯温度が前記上限値Tuを超える事態が生じないようにすることができる。したがって、ヒートポンプユニットの使用電力が所定値を超えないようにすることを一層徹底することができる。 According to such a configuration, after the start of operation of the heat pump unit, for example, the hot water storage temperature may exceed the upper limit value Tu due to a decrease in the outside air temperature or a change in the setting of the target hot water supply temperature. It can be prevented from occurring. Therefore, it is possible to further ensure that the power consumption of the heat pump unit does not exceed a predetermined value.
本発明において、好ましくは、前記制御手段は、前記貯湯運転を開始させる際において、この貯湯運転が前記制御手段自身の判断に基づく自動運転である場合には、貯湯温度の初期値Tirとして、前記下限値Tlを設定する一方、前記貯湯運転がユーザの操作に基づく手動運転である場合には、前記初期値Tirとして、所定の最高貯湯温度Tmaxを設定するように構成されている。 In the present invention, preferably, when the hot water storage operation is started, if the hot water storage operation is an automatic operation based on the judgment of the control means itself, the control means is set as the initial value Tir of the hot water storage temperature. While the lower limit value Tl is set, when the hot water storage operation is a manual operation based on a user's operation, a predetermined maximum hot water storage temperature Tmax is set as the initial value Tir.
このような構成によれば、ヒートポンプユニットが自動運転される場合には、貯湯温度が低くされるため、このヒートポンプユニットを効率の良い状態で運転させることができる。その一方、ヒートポンプユニットが手動運転される場合には、貯湯温度が高い温度(所定の最高貯湯温度Tmax)にされるため、ユーザのニーズに対応し、貯湯タンク内の蓄熱量をできる限り多くすることが可能となる。 According to such a configuration, when the heat pump unit is automatically operated, the hot water storage temperature is lowered, so that the heat pump unit can be operated in an efficient state. On the other hand, when the heat pump unit is manually operated, the hot water storage temperature is set to a high temperature (predetermined maximum hot water storage temperature Tmax), so that the amount of heat stored in the hot water storage tank is increased as much as possible in response to the needs of the user. It becomes possible.
本発明において、好ましくは、前記制御手段は、前記貯湯温度の初期値Tirが、前記上限値Tu以下である場合には、前記初期値Tirをそのまま維持する一方、そうでない場合には、前記初期値Tirを前記上限値Tuに変更するように構成されている。 In the present invention, preferably, the control means maintains the initial value Tir as it is when the initial value Tir of the hot water storage temperature is equal to or less than the upper limit value Tu, while the control means otherwise maintains the initial value Tir. It is configured to change the value Tir to the upper limit value Tu.
このような構成によれば、貯湯温度が上限値Tuを超えない範囲においては、貯湯温度を好ましい温度とする貯湯運転が可能である一方、そのようなことが困難な状況となったときには、貯湯温度が変更されながらも貯湯温度が上限値Tuを超えない状況の貯湯運転を適切に継続することが可能である。 According to such a configuration, as long as the hot water storage temperature does not exceed the upper limit value Tu, hot water storage operation with the hot water storage temperature as a preferable temperature is possible, but when such a situation becomes difficult, hot water storage is possible. It is possible to appropriately continue the hot water storage operation in a situation where the hot water storage temperature does not exceed the upper limit value Tu even though the temperature is changed.
本発明において、好ましくは、前記制御手段が前記貯湯温度を前記上限値Tu以下とする制御を実行する第1の運転状態と、この第1の運転状態を解除し、前記貯湯温度を前記上限値Tu以下とする制御を実行しない第2の運転状態と、のいずれか一方を選択的に切替え設定可能な切替え手段を、さらに備えている。 In the present invention, preferably, the first operating state in which the control means executes control to set the hot water storage temperature to the upper limit value Tu or less, and the first operating state are released, and the hot water storage temperature is set to the upper limit value. Further, it is provided with a switching means capable of selectively switching and setting either one of the second operating state in which the control of Tu or less is not executed.
このような構成によれば、ヒートポンプユニットおよび貯湯タンクユニットを同一電源に接続した場合には、前記第1の運転状態を設定する一方、ヒートポンプユニットをそれに適した屋内の専用分電盤に接続した場合には、前記第2の運転状態を設定し、貯湯温度が上限値Tuに制限されない状態でヒートポンプユニットを運転することが可能となる。ヒートポンプユニットおよび貯湯タンクユニットの電源への接続態様が前記した2種類の場合のいずれであっても、それに対して好適に対応することが可能である。 According to such a configuration, when the heat pump unit and the hot water storage tank unit are connected to the same power source, the first operating state is set, and the heat pump unit is connected to an indoor dedicated distribution board suitable for the first operating state. In this case, the second operating state can be set, and the heat pump unit can be operated in a state where the hot water storage temperature is not limited to the upper limit value Tu. Regardless of the above-mentioned two types of connection modes of the heat pump unit and the hot water storage tank unit to the power source, it is possible to suitably cope with them.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1に示すヒートポンプ式給湯装置Aは、ヒートポンプユニットU1と、貯湯タンクユニットU2とを組み合わせて構成されている。 The heat pump type hot water supply device A shown in FIG. 1 is configured by combining a heat pump unit U1 and a hot water storage tank unit U2.
ヒートポンプユニットU1は、ヒートポンプ1、制御部14、およびヒートポンプ1の各部への必要な電力を供給するための電源回路15を備えている。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、圧縮機11、湯水加熱用の凝縮熱交換器12(凝縮器)、および膨張弁13が設けられたものである。制御部14については
後述する。
このヒートポンプユニットU1には、外気温度を検出するための温度センサSc、および凝縮熱交換器12の出口温度(湯水加熱温度)を検出するための温度センサSbが設けられている。
The heat pump unit U1 includes a heat pump 1, a
The heat pump unit U1 is provided with a temperature sensor Sc for detecting the outside air temperature and a temperature sensor Sb for detecting the outlet temperature (hot water heating temperature) of the
貯湯タンクユニットU2は、貯湯タンク2、補助熱源機3、制御部4、および貯湯タンクユニットU2の各部への必要な電力供給を行なうための電源回路25を具備している。
The hot water storage tank unit U2 includes a hot
貯湯タンク2の下部および上部は、ヒートポンプ1の凝縮熱交換器12に対し、湯水往き流路5aおよび湯水戻り流路5bを介して接続(配管接続)されている。貯湯運転時においては、湯水往き流路5aに設けられた循環ポンプP1が駆動されることにより、貯湯タンク2の下部から湯水往き流路5aに流出した湯水が、凝縮熱交換器12に送り込まれて加熱される。この加熱された湯水は、湯水戻り流路5bを経て貯湯タンク2内の上部に戻される。貯湯タンク2には、複数の温度センサSaが装着され、これら温度センサSaからの検出信号に基づいて貯湯タンク2内の貯湯量(蓄熱量)を制御部4において判断可能である。
The lower part and the upper part of the hot
貯湯タンク2の下部および上部には、入水口61aを有する入水管61および出湯口62aを有する出湯管62が別途接続されている。出湯口62aに配管接続された給湯栓90が開状態にされ、貯湯タンク2内の湯水が出湯管62に流出することにより、給湯栓90に向けて供給(一般給湯)される。
A
貯湯タンクユニットU2においては、前記した一般給湯に加え、浴槽91への湯張り・風呂追い焚き、暖房端末92への温水(熱媒)供給による暖房動作、および凍結防止動作なども可能とされ、さらには貯湯タンク2内の蓄熱量(貯湯量)が不足する際には、補助熱源機3を用いてその不足熱量を補うことが可能とされている。
具体的には、この貯湯タンクユニットU2には、浴槽91への湯張りを可能とする流路63、風呂追い焚きを可能とする循環ポンプP2および熱交換器8a、暖房端末92用の循環ポンプP3を有する熱媒循環流路64および熱交換器8b、ならびにこれらに関連する各種の湯水流路、バルブ、ポンプなどが具備されている。
In the hot water storage tank unit U2, in addition to the above-mentioned general hot water supply, hot water filling and bath reheating to the
Specifically, the hot water storage tank unit U2 includes a
補助熱源機3は、たとえばガス瞬間式湯沸器と同様であり、バーナ30および熱交換器31が缶体32内に収容され、ポンプP4を介して熱交換器31に供給された湯水をバーナ30によって迅速に加熱できるように構成されたものである。この補助熱源機3は、入水口61aに入水されて貯湯タンク2を経由することなくこの補助熱源機3に流れてきた湯水を加熱し、かつこの加熱された湯水を出湯口62aから出湯させる態様の一般給湯、および貯湯タンク2から出湯した湯水を加熱して貯湯タンク2に貯留させる態様の貯湯動作も可能とされている。
The auxiliary heat source machine 3 is similar to, for example, a gas instantaneous water heater, in which the
制御部4,14は、マイクロコンピュータなどを用いて構成されており、制御部4は、貯湯タンクユニットU2の各部の動作制御やデータ処理を実行するのに対し、制御部14は、ヒートポンプユニットU1の各部の動作制御やデータ処理を実行する。
これら制御部4,14は、本発明でいう制御手段の一例に相当し、これらが協働してヒートポンプ式給湯装置Aの全体の動作制御を実行し、後述する貯湯運転を制御する。
The
These
制御部4,14は、機能的に見ると、これらの双方または一方に、貯湯運転を制御するのに必要な情報を設定するための手段として、貯湯温度上限値設定部14a、貯湯温度下限値設定部14b、貯湯温度初期値設定部4aを備えている。図1においては、前二者が制御部14に具備され、後者が制御部4に具備されているが、これに限定されず、それらは制御部4,14のいずれかに具備されていればよい。なお、貯湯温度とは、ヒートポン
プ1を経て貯湯タンク2内に貯留される湯水温度、換言すると、ヒートポンプ1による湯水加熱温度であり、温度センサSbを利用して検出可能である。
From a functional point of view, the
制御部4には、リモコン40が通信接続されている。リモコン40は、データ用の表示部41、および複数の操作スイッチ42などを有しており、操作スイッチ42を操作することによって、たとえば後述するように第1の運転状態と第2の運転状態とを切り替え設定可能である。なお、制御部4,14は、過去の熱需要(給湯運転実績)に基づき、今後の熱需要を予測する学習能力を有し、適当なタイミングで貯湯運転(自動運転)を開始させることが可能であるが、これに加え、ユーザがリモコン40を操作することにより貯湯運転(手動運転)を開始させることも可能である。
A
本実施形態のヒートポンプ式給湯装置Aにおいては、ヒートポンプユニットU1および貯湯タンクユニットU2のトータルの最大使用電力が所定値を超えないようにする運転制御が可能とされている。具体的には、電源回路15,25に流れるトータルの電流が、たとえば15Aを超えないように運転制御可能とされている。このため、このヒートポンプ式給湯装置Aは、2つの電源回路15,25を共通の商用電源コンセント99に配線接続した状態で適切に稼働させることが可能となっている。
In the heat pump type hot water supply device A of the present embodiment, operation control is possible so that the total maximum power consumption of the heat pump unit U1 and the hot water storage tank unit U2 does not exceed a predetermined value. Specifically, the operation can be controlled so that the total current flowing through the
次に、前記したヒートポンプ式給湯装置Aにおいて実行される動作処理手順について、図2および図3に示したフローチャートを参照しつつ説明する。併せて、その際の作用についても説明する。 Next, the operation processing procedure executed in the heat pump type hot water supply device A will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 2 and 3. At the same time, the action at that time will be described.
まず、ヒートポンプ1の運転が停止されている状態から、貯湯運転を開始する場合には、貯湯温度の上限値Tu、下限値Tl、および初期値Tirが決定される(S1:YES,S2〜S4)。
ここで、上限値Tuは、ヒートポンプユニットU1の使用電力が所定値を超えないようにするための貯湯温度の上限の値であり、外気温度が高い場合よりも低い場合の方が低温である。貯湯温度がこの上限値Tuを超えると、ヒートポンプユニットU1の使用電力は、前記所定値を超えることとなる。
下限値Tlは、貯湯タンク2から目標給湯温度以上の温度の給湯を可能とする貯湯温度の下限の値である。この下限値Tlは、貯湯タンク2からの放熱などを考慮し、目標給湯温度よりも高めの温度とされる。
First, when the hot water storage operation is started from the state where the operation of the heat pump 1 is stopped, the upper limit value Tu, the lower limit value Tl, and the initial value Tir of the hot water storage temperature are determined (S1: YES, S2 to S4). ).
Here, the upper limit value Tu is a value of the upper limit of the hot water storage temperature for preventing the power consumption of the heat pump unit U1 from exceeding a predetermined value, and is lower when the outside air temperature is lower than when it is high. When the hot water storage temperature exceeds this upper limit value Tu, the power consumption of the heat pump unit U1 exceeds the predetermined value.
The lower limit value Tl is a lower limit value of the hot water storage temperature that enables hot water supply at a temperature equal to or higher than the target hot water supply temperature from the hot
初期値Tirは、貯湯運転を開始するにあたって仮の目標温度とされる初期の貯湯温度である。この初期値Tirは、貯湯運転が制御部4,14の学習などに基づく自動運転である場合には、前記した下限値Tlとされる。自動運転の場合には、効率のよい貯湯運転が要望されるが、初期値Tirを下限値Tlにすれば、そのような要望に合致した貯湯運転が可能となる。
一方、貯湯運転がユーザの操作に基づく手動運転である場合には、前記した初期値Tirは、所定の最高貯湯温度Tmaxとされる。この最高貯湯温度Tmaxは、ヒートポンプユニットU1において設定された最も高温の湯水加熱温度と同一である。手動運転は、ユーザが貯湯タンク2の蓄熱量を増やそうとして行なわれるのが一般的であるため、手動運転の場合に、初期値Tirを最高貯湯温度Tmaxとすれば、前記したユーザの要望に応え得るものとなる。
The initial value Tir is the initial hot water storage temperature which is a temporary target temperature when the hot water storage operation is started. This initial value Tir is set to the above-mentioned lower limit value Tl when the hot water storage operation is an automatic operation based on learning of the
On the other hand, when the hot water storage operation is a manual operation based on the operation of the user, the above-mentioned initial value Tir is set to a predetermined maximum hot water storage temperature Tmax. This maximum hot water storage temperature Tmax is the same as the hottest hot water heating temperature set in the heat pump unit U1. Since the manual operation is generally performed by the user in an attempt to increase the amount of heat stored in the hot
前記した上限値Tu、下限値Tl、および初期値Tirが決定された後においては、上限値Tuと下限値Tlとが比較される(S5)。この比較において、下限値Tlが上限値Tuよりも高く、上限値Tu≧下限値Tlの関係が成立しない場合には、貯湯運転は開始されない(S5:NO)。そのような場合において、仮に貯湯運転を開始し、貯湯温度を下限値Tlに設定したのでは、貯湯温度が上限値Tuを超えることとなり、適切ではないからである
。
なお、上限値Tu≧下限値Tlの関係が成立しないことによって貯湯運転がなされない場合において、たとえばユーザが貯湯運転を開始させるためのスイッチ操作を行なった場合には、このスイッチ操作を無効にするとともに、リモコン40の表示部41に、その旨を表示させるなどの報知動作がなされる。
After the upper limit value Tu, the lower limit value Tl, and the initial value Tir are determined, the upper limit value Tu and the lower limit value Tl are compared (S5). In this comparison, if the lower limit value Tl is higher than the upper limit value Tu and the relationship of upper limit value Tu ≥ lower limit value Tl is not established, the hot water storage operation is not started (S5: NO). In such a case, if the hot water storage operation is started and the hot water storage temperature is set to the lower limit value Tu, the hot water storage temperature exceeds the upper limit value Tu, which is not appropriate.
When the hot water storage operation is not performed because the relationship of the upper limit value Tu ≧ lower limit value Tl is not established, for example, when the user performs a switch operation for starting the hot water storage operation, this switch operation is invalidated. At the same time, a notification operation such as displaying the fact on the
これに対し、上限値Tu≧下限値Tlの関係が成立する場合には、貯湯運転が開始されるが、それに先立ち、上限値Tuと初期値Tirとが比較される(S5:YES,S6)。この比較において、上限値Tu≧初期値Tirの関係が成立する場合には、初期値Tirはそのままとされ、この初期値Tirの温度で湯水加熱がなされるようにヒートポンプユニットU1の運転が開始され、貯湯運転も開始される(S6:YES,S7,S8)。初期値Tirは、既述したように、貯湯運転が自動運転か手動運転かの種類に応じて、その運転に適する貯湯温度とされているが、前記した制御によれば、貯湯温度が上限値Tuを超えないようにしつつ、貯湯温度を最適またはこれに近いものとすることが可能である。
一方、上限値Tu≧初期値Tirの関係が成立しない場合には、初期値Tirは上限値Tuに変更された上で、この上限値Tuの温度で湯水加熱されるようにヒートポンプユニットU1の運転が開始される(S6:NO,S9,S8)。このことにより、貯湯温度が上限値Tuを超えないようにして貯湯運転を適切に実行することができる。
On the other hand, when the relationship of the upper limit value Tu ≥ the lower limit value Tl is established, the hot water storage operation is started, but prior to that, the upper limit value Tu and the initial value Tir are compared (S5: YES, S6). .. In this comparison, when the relationship of the upper limit value Tu ≧ initial value Tir is established, the initial value Tir is left as it is, and the operation of the heat pump unit U1 is started so that the hot water is heated at the temperature of this initial value Tir. , Hot water storage operation is also started (S6: YES, S7, S8). As described above, the initial value Tir is set to the hot water storage temperature suitable for the operation depending on whether the hot water storage operation is automatic operation or manual operation, but according to the above-mentioned control, the hot water storage temperature is the upper limit value. It is possible to optimize or approach the hot water storage temperature while not exceeding Tu.
On the other hand, when the relationship of the upper limit value Tu ≧ initial value Tir is not established, the initial value Tir is changed to the upper limit value Tu, and then the heat pump unit U1 is operated so that hot water is heated at the temperature of this upper limit value Tu. Is started (S6: NO, S9, S8). As a result, the hot water storage operation can be appropriately executed so that the hot water storage temperature does not exceed the upper limit value Tu.
前記したようにして貯湯運転が開始された後においては、貯湯タンク2への蓄熱量が所望の蓄熱量に到達した場合には、ヒートポンプユニットU1の運転を停止し、貯湯運転が終了するが(S11:NO,S17)、そうでない場合には、次のような制御が実行される。
After the hot water storage operation is started as described above, when the amount of heat stored in the hot
すなわち、貯湯運転時には、常時または殆ど常時、外気温度の変化や、給湯目標温度の変更などに対応し、貯湯温度の上限値Tu、および下限値Tlが決定されている(S11:NO,S12,S13)。次いで、これらの値が比較され、上限値Tu≧下限値Tlの関係が不成立となる状況になると、貯湯運転は停止される(S14:NO,S17)。上限値Tu≧下限値Tlの関係が成立する場合には、貯湯運転が継続して実行されるが、上限値Tu≧初期値Tirの関係が成立する場合には、初期値Tirはそのまま維持され、そうでない場合には、初期値Tirは上限値Tuに変更される。このような制御は、ヒートポンプユニットU1の運転開始時になされた制御と同様な制御であり、貯湯温度が上限値Tuを超えないようにしつつ、貯湯温度を最適またはこれに近い温度にすることが可能である。 That is, during the hot water storage operation, the upper limit value Tu and the lower limit value Tl of the hot water storage temperature are determined in response to changes in the outside air temperature and changes in the hot water supply target temperature at all times or almost all the time (S11: NO, S12, S13). Next, when these values are compared and the relationship of the upper limit value Tu ≧ lower limit value Tl is not established, the hot water storage operation is stopped (S14: NO, S17). When the relationship of upper limit value Tu ≥ lower limit value Tl is established, the hot water storage operation is continuously executed, but when the relationship of upper limit value Tu ≥ initial value Tir is established, the initial value Tir is maintained as it is. If not, the initial value Tir is changed to the upper limit value Tu. Such control is the same as the control performed at the start of operation of the heat pump unit U1, and it is possible to make the hot water storage temperature optimal or close to the optimum temperature while preventing the hot water storage temperature from exceeding the upper limit value Tu. Is.
ヒートポンプ式給湯装置Aにおいては、図4に示すような動作制御をさらに実行可能とすることもできる。
すなわち、ヒートポンプユニットU1を運転させて貯湯運転を開始しようとする場合には、リモコン40において、第1および第2の運転状態のいずれが選択設定されているかが制御部4,14によって判別される(S21:YES,S22)。この判別の結果、第1の運転状態が設定されている場合には、図2および図3に示した動作制御(貯湯温度を上限値Tu以下とする制御)の貯湯運転がなされる(S22:YES,S23)。これに対し、第2の運転状態が設定されている場合には、図2および図3に示した動作制御とは相違する通常の制御(貯湯温度を上限値Tu以下に抑制しない制御)の貯湯運転がなされる(S22:NO,S24)。
In the heat pump type hot water supply device A, the operation control as shown in FIG. 4 can be further executed.
That is, when the heat pump unit U1 is operated to start the hot water storage operation, the
このような構成によれば、図1に示すように、ヒートポンプユニットU1および貯湯タンクユニットU2を同一の商用電源コンセント99に接続した場合には、前記第1の運転状態を設定しておくことにより、ヒートポンプ式給湯装置Aの全体の使用電力を所定値以下に抑えることができる。これに対し、前記とは異なり、ヒートポンプユニットU1を屋内の専用分電盤(不図示)に別接続した場合には、前記第2の運転状態を設定しておくこ
とにより、貯湯温度が上限値Tuに制限されないようにし、ヒートポンプユニットU1をフル稼働させることが可能となる。
リモコン40は、第1および第2の運転状態を切替え設定可能な切替え手段の一例に相当するが、この切替え手段としては、リモコン40以外の手段を用いることができる。
According to such a configuration, as shown in FIG. 1, when the heat pump unit U1 and the hot water storage tank unit U2 are connected to the same
The
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るヒートポンプ式給湯装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
本発明における貯湯温度の上限値Tu、下限値Tl、および初期値Tirなどは、ヒートポンプ式給湯装置の仕様や仕様条件に応じて適宜変更可能であり、これらの具体的な値は限定されない。
ヒートポンプの具体的な種類(冷媒の種類など)も限定されない。
The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the heat pump type hot water supply device according to the present invention can be variously redesigned within the range intended by the present invention.
The upper limit value Tu, the lower limit value Tl, the initial value Tir, and the like of the hot water storage temperature in the present invention can be appropriately changed according to the specifications and specification conditions of the heat pump type hot water supply device, and these specific values are not limited.
The specific type of heat pump (type of refrigerant, etc.) is also not limited.
A ヒートポンプ式給湯装置
U1 ヒートポンプユニット
U2 貯湯タンクユニット
1 ヒートポンプ
2 貯湯タンク
4,14 制御部(制御手段)
40 リモコン(切替え手段)
A Heat pump type hot water supply device U1 Heat pump unit U2 Hot water storage tank unit 1
40 Remote control (switching means)
Claims (6)
貯湯タンクを有し、かつこの貯湯タンクからの給湯先または熱負荷への給湯動作が可能とされた貯湯タンクユニットと、
前記ヒートポンプユニットを利用して加熱された湯水を前記貯湯タンクに貯留させる貯湯運転を制御する制御手段と、
を備えている、ヒートポンプ式給湯装置であって、
前記制御手段は、貯湯温度に関する情報として、前記貯湯運転時において前記ヒートポンプユニットの使用電力が所定値を超えないように、外気温度が高い場合よりも低い場合の方が低温とされた貯湯温度の上限値Tuを設定可能な貯湯温度上限値設定手段を含んでおり、かつ前記貯湯運転時においては、前記貯湯温度を前記上限値Tu以下とする制御を実行するように構成されていることを特徴とする、ヒートポンプ式給湯装置。 With the heat pump unit
A hot water storage tank unit that has a hot water storage tank and is capable of supplying hot water to the hot water supply destination or heat load from this hot water storage tank.
A control means for controlling a hot water storage operation in which hot water heated by using the heat pump unit is stored in the hot water storage tank, and
It is a heat pump type hot water supply device equipped with
As information on the hot water storage temperature, the control means determines that the hot water storage temperature is lower when the outside air temperature is lower than when the outside air temperature is high so that the power consumption of the heat pump unit does not exceed a predetermined value during the hot water storage operation. It is characterized in that it includes a hot water storage temperature upper limit value setting means capable of setting an upper limit value Tu, and is configured to execute control to set the hot water storage temperature to the upper limit value Tu or less during the hot water storage operation. Heat pump type hot water supply device.
前記制御手段は、前記貯湯温度に関する情報として、前記貯湯タンクから目標給湯温度以上の温度の給湯を可能とする貯湯温度の下限値Tlを設定可能な貯湯温度下限値設定手段を含んでおり、かつ前記貯湯運転の開始に先立ち、前記上限値Tuが前記下限値Tl以上である場合には、前記ヒートポンプユニットを運転させて前記貯湯運転を開始させる一方、そうでない場合には前記貯湯運転を開始させないように構成されている、ヒートポンプ式給湯装置。 The heat pump type hot water supply device according to claim 1.
The control means includes, as information on the hot water storage temperature, a hot water storage temperature lower limit setting means capable of setting a lower limit value Tl of the hot water storage temperature that enables hot water supply at a temperature equal to or higher than the target hot water supply temperature from the hot water storage tank. Prior to the start of the hot water storage operation, if the upper limit value Tu is equal to or higher than the lower limit value Tl, the heat pump unit is operated to start the hot water storage operation, but if not, the hot water storage operation is not started. A heat pump type hot water supply device that is configured as such.
前記制御手段は、前記貯湯運転中に、前記上限値Tuが前記下限値Tl以上である関係が不成立となったときには、前記貯湯運転を停止させるように構成されている、ヒートポンプ式給湯装置。 The heat pump type hot water supply device according to claim 2.
The control means is a heat pump type hot water supply device configured to stop the hot water storage operation when the relationship in which the upper limit value Tu is equal to or higher than the lower limit value Tl is not established during the hot water storage operation.
前記制御手段は、前記貯湯運転を開始させる際において、この貯湯運転が前記制御手段自身の判断に基づく自動運転である場合には、貯湯温度の初期値Tirとして、前記下限値Tlを設定する一方、前記貯湯運転がユーザの操作に基づく手動運転である場合には、前記初期値Tirとして、所定の最高貯湯温度Tmaxを設定するように構成されている、ヒートポンプ式給湯装置。 The heat pump type hot water supply device according to any one of claims 1 to 3.
When the hot water storage operation is started, the control means sets the lower limit value Tl as the initial value Tir of the hot water storage temperature when the hot water storage operation is an automatic operation based on the judgment of the control means itself. A heat pump type hot water supply device configured to set a predetermined maximum hot water storage temperature Tmax as the initial value Tir when the hot water storage operation is a manual operation based on a user's operation.
前記制御手段は、前記貯湯温度の初期値Tirが、前記上限値Tu以下である場合には、前記初期値Tirをそのまま維持する一方、そうでない場合には、前記初期値Tirを前記上限値Tuに変更するように構成されている、ヒートポンプ式給湯装置。 The heat pump type hot water supply device according to claim 4.
When the initial value Tir of the hot water storage temperature is equal to or less than the upper limit value Tu, the control means maintains the initial value Tir as it is, and when not, the control means sets the initial value Tir to the upper limit value Tu. A heat pump water heater that is configured to change to.
前記制御手段が前記貯湯温度を前記上限値Tu以下とする制御を実行する第1の運転状態と、この第1の運転状態を解除し、前記貯湯温度を前記上限値Tu以下とする制御を実行しない第2の運転状態と、のいずれか一方を選択的に切替え設定可能な切替え手段を、さらに備えている、ヒートポンプ式給湯装置。 The heat pump type hot water supply device according to any one of claims 1 to 5.
The control means executes a first operating state for executing control to set the hot water storage temperature to the upper limit value Tu or less, and a control for releasing the first operating state to set the hot water storage temperature to the upper limit value Tu or less. A heat pump type hot water supply device further comprising a switching means capable of selectively switching and setting either of the second operating state and the non-second operating state.
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