JP2022068972A - Hot water storage and supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主熱源機で加熱して貯湯した湯水を給湯に使用する貯湯給湯システムに関する。 The present invention relates to a hot water storage hot water supply system that uses hot water stored by heating with a main heat source machine for hot water supply.
従来から、加熱運転効率が高い主熱源機として例えばヒートポンプ式熱源機で加熱された湯水を貯湯槽に貯留し、この貯湯槽から出湯した湯水に上水を混合して給湯設定温度に調整した湯水を給湯する貯湯給湯システムが広く利用されている。 Conventionally, as a main heat source machine with high heating operation efficiency, for example, hot water heated by a heat pump type heat source machine is stored in a hot water storage tank, and hot water is mixed with hot water discharged from this hot water storage tank to adjust the hot water supply temperature. A hot water storage system that supplies hot water is widely used.
貯湯槽に給湯設定温度の給湯が可能な温度の湯水がない場合には、加熱能力が大きい補助熱源機として例えば燃焼式熱源機によって、貯湯槽から出湯した湯水を再加熱して給湯する。この補助熱源機による再加熱運転では、貯湯槽から出湯した湯水を給湯設定温度に加熱するために、加熱能力を調整する。 If the hot water storage tank does not have hot water at a temperature that allows hot water to be supplied at the set hot water supply temperature, the hot water discharged from the hot water tank is reheated and supplied by, for example, a combustion type heat source machine as an auxiliary heat source machine having a large heating capacity. In the reheating operation by this auxiliary heat source machine, the heating capacity is adjusted in order to heat the hot water discharged from the hot water storage tank to the hot water supply set temperature.
補助熱源機の加熱能力は、予め最大加熱能力、最小加熱能力が決まっている。それ故、貯湯槽の湯水温度が給湯設定温度に近い給湯設定温度未満の温度の場合には、最小加熱能力で加熱しても給湯設定温度よりも高温になる虞がある。そのため、例えば特許文献1,2のように、湯水の加熱に必要な加熱能力が最小加熱能力以下の場合には、再加熱運転を行わないようにする技術が知られている。
As for the heating capacity of the auxiliary heat source machine, the maximum heating capacity and the minimum heating capacity are predetermined. Therefore, when the hot water temperature of the hot water storage tank is lower than the hot water supply set temperature close to the hot water supply set temperature, the temperature may be higher than the hot water supply set temperature even if the heating is performed with the minimum heating capacity. Therefore, for example, as in
しかし、特許文献1,2のように再加熱運転を行わないようにすると、給湯設定温度よりも低温の給湯によってユーザが不快感や不信感を覚える虞があり、好ましくない。そこで、貯湯槽から出湯した湯水に低温の上水を混合して所定温度以下に温度を下げた湯水を補助熱源機に供給し、最小加熱能力以上の加熱能力で再加熱運転を行うことにより給湯設定温度の給湯を行うようにしている。
However, if the reheating operation is not performed as in
貯湯槽の湯水の温度を下げてから加熱するので、貯湯槽の熱量が十全には利用できず、補助熱源機の加熱量が増加する。そのため、補助熱源機の加熱能力に応じて貯湯槽からの出湯を制御することによって、貯湯槽の熱量をできるだけ活用しながら補助熱源機による再加熱運転を行うことが求められている。 Since the temperature of the hot water in the hot water storage tank is lowered before heating, the amount of heat in the hot water storage tank cannot be fully utilized, and the amount of heat in the auxiliary heat source machine increases. Therefore, it is required to perform the reheating operation by the auxiliary heat source machine while utilizing the heat amount of the hot water storage tank as much as possible by controlling the hot water discharge from the hot water storage tank according to the heating capacity of the auxiliary heat source machine.
しかし、貯湯給湯システムは、既設の燃焼式熱源機を補助熱源機として使用し、この補助熱源機に主熱源機と貯湯槽を有する貯湯ユニットを組み合わせて構成される場合があり、貯湯ユニットが補助熱源機との通信によって補助熱源機の加熱能力の情報を取得できない場合もある。 However, the hot water storage system may use an existing combustion type heat source machine as an auxiliary heat source machine, and this auxiliary heat source machine may be configured by combining a main heat source machine and a hot water storage unit having a hot water storage tank, and the hot water storage unit assists. In some cases, it may not be possible to obtain information on the heating capacity of the auxiliary heat source unit by communicating with the heat source unit.
本発明の目的は、補助熱源機の加熱能力を判定することができ、判定した加熱能力に応じて貯湯槽からの出湯を制御することができる貯湯給湯システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a hot water storage hot water supply system capable of determining the heating capacity of an auxiliary heat source machine and controlling the hot water discharge from the hot water storage tank according to the determined heating capacity.
請求項1の発明の貯湯給湯システムは、主熱源機で加熱した湯水を貯湯する貯湯槽を有する貯湯ユニットと、燃焼式の補助熱源機を備え、前記貯湯槽に給湯設定温度の給湯が可能な湯水がない場合に、前記貯湯ユニットが出湯した湯水を前記補助熱源機で加熱して給湯栓に供給する再加熱運転を行う貯湯給湯システムにおいて、前記貯湯ユニットの出湯温度を変動させたときに前記補助熱源機が燃焼を開始/停止する出湯温度によって、前記補助熱源機の最低加熱能力を判定する加熱能力判定機能を備えたことを特徴としている。
The hot water storage hot water supply system of the invention of
上記構成によれば、貯湯ユニットの出湯温度を変動させることにより、補助熱源機の最低加熱能力を判定することができる。従って、貯湯ユニットに組み合わせる補助熱源機を、特定の最低加熱能力を備えた補助熱源機に限定する必要がないので、容易に貯湯給湯システムを構築することができる。 According to the above configuration, the minimum heating capacity of the auxiliary heat source machine can be determined by changing the hot water discharge temperature of the hot water storage unit. Therefore, it is not necessary to limit the auxiliary heat source machine to be combined with the hot water storage unit to the auxiliary heat source machine having a specific minimum heating capacity, so that the hot water storage hot water supply system can be easily constructed.
請求項2の発明の貯湯給湯システムは、請求項1の発明において、前記加熱能力判定機能によって判定した最低加熱能力に応じて、前記再加熱運転における前記貯湯ユニットの出湯温度を制御することを特徴としている。
上記構成によれば、補助熱源機の最低加熱能力に応じて貯湯ユニットの出湯温度を制御して、給湯設定温度の給湯をすることができる。それ故、貯湯槽の熱量を活用して、補助熱源機による加熱量を少なくすることができる。
The hot water storage hot water supply system according to the second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the hot water discharge temperature of the hot water storage unit in the reheating operation is controlled according to the minimum heating capacity determined by the heating capacity determination function. It is supposed to be.
According to the above configuration, it is possible to control the hot water outlet temperature of the hot water storage unit according to the minimum heating capacity of the auxiliary heat source machine to supply hot water at the hot water supply set temperature. Therefore, the amount of heat generated by the auxiliary heat source machine can be reduced by utilizing the amount of heat in the hot water storage tank.
請求項3の発明の貯湯給湯システムは、請求項1の発明において、前記加熱能力判定機能は、試運転の際に実行されることを特徴としている。
上記構成によれば、貯湯給湯システム施工時の試運転で補助熱源機の最低加熱能力を判定するので、給湯使用時には判定済みの最低加熱能力に応じて貯湯ユニットの出湯温度を制御して、容易に給湯設定温度の給湯を行うことができる。
The hot water storage and hot water supply system of the third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the heating capacity determination function is executed at the time of a trial run.
According to the above configuration, since the minimum heating capacity of the auxiliary heat source machine is determined by the trial run at the time of constructing the hot water storage system, it is easy to control the hot water discharge temperature of the hot water storage unit according to the determined minimum heating capacity when using hot water supply. Hot water supply It is possible to supply hot water at the set temperature.
本発明の貯湯給湯システムによれば、補助熱源機の加熱能力を判定することができ、判定した加熱能力に応じて貯湯ユニットの出湯を制御することができる。 According to the hot water storage hot water supply system of the present invention, the heating capacity of the auxiliary heat source machine can be determined, and the hot water discharge of the hot water storage unit can be controlled according to the determined heating capacity.
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
最初に、本発明の貯湯給湯システム1の構成について、図1に基づいて説明する。貯湯給湯システム1は、貯湯槽2を有する貯湯ユニット3と補助熱源機4を備えている。貯湯ユニット3は、主熱源機5として例えばヒートポンプ式熱源機を有し、主熱源機5で加熱した湯水を貯湯槽2に貯湯する貯湯運転を行う。補助熱源機4は、例えば燃焼式熱源機であり、貯湯ユニット3から供給される湯水を再加熱して、又は再加熱せずに給湯栓6に供給する。
First, the configuration of the hot water storage and hot
貯湯槽2の下部には、主熱源機5に貯湯槽2の湯水を供給するためのポンプ7を備えた主熱源機往き通路8が接続されている。貯湯槽2の上部には、主熱源機5で加熱された湯水を貯湯槽2に供給するための主熱源機戻り通路9が接続されている。主熱源機戻り通路9の途中には、湯水の流路を切り替える切替弁10が配設され、切替弁10で主熱源機戻り通路9から分岐された戻り分岐通路9aが、主熱源機往き通路8のポンプ7よりも上流部分に接続されている。
At the lower part of the hot
主熱源機戻り通路9の切替弁10よりも上流側部分には、主熱源機5で加熱された湯水の温度を検知する戻り温度センサ9bが配設されている。例えば主熱源機5の起動直後における戻り温度センサ9bの検知温度が低い場合に、切替弁10を貯湯槽2側から戻り分岐通路9a側に切り替えて、十分に加熱できるようになるまで貯湯槽2に湯水を戻さずに循環させる。
A return temperature sensor 9b for detecting the temperature of the hot water heated by the main
貯湯槽2の底部には、矢印CWで示すように上水を供給する給水通路11が接続され、貯湯槽2の頂部には、貯湯槽2の湯水を貯湯ユニット3外に出湯するための出湯通路12が接続されている。給水通路11の途中から分岐された給水分岐通路11aは、出湯通路12の途中に配設された混合弁14に接続されている。貯湯槽2には、複数の貯湯温度センサ2a~2dが配設され、貯湯槽2に貯湯された湯水の温度と貯湯量を検知することができる。
A
給水通路11には、給水通路11から供給される上水の温度(給水温度)を検知する給水温度センサ11bが配設されている。出湯通路12には、貯湯ユニット3からの出湯流量を検知する出湯流量センサ12aと、貯湯槽2から出湯される湯水の温度(貯湯槽出湯温度)を検知する貯湯槽出湯温度センサ12bと、貯湯ユニット3からの出湯温度を検知する出湯温度センサ12cが配設されている。
The
貯湯ユニット3の出湯通路12と補助熱源機4の給水口4aが湯水通路15によって接続されている。補助熱源機4の給湯口4bには、給湯栓6に接続された給湯通路16が接続されている。貯湯ユニット3から出湯された湯水は、補助熱源機4を介して給湯栓6に供給され、矢印HWで示すように給湯栓6から給湯される。
The hot
貯湯ユニット3は、ポンプ7を駆動して貯湯槽2と主熱源機5の間で湯水を循環させて、主熱源機5で加熱した湯水を貯湯槽2の上部から貯湯する貯湯運転を制御する制御部18を有する。制御部18は、貯湯槽出湯温度センサ12bで検知される貯湯槽出湯温度と、給水温度センサ11bで検知される給水温度と、出湯流量センサ12aで検知される出湯流量に基づいて、出湯温度センサ12cで検知される温度が例えば予め設定された給湯設定温度や所定温度になるように、混合弁14における混合比を調整して出湯する。
The hot
制御部18には、例えば給湯設定温度をユーザが設定するための貯湯ユニット操作端末19が接続されている。この貯湯ユニット操作端末19は補助熱源機4にも接続され、補助熱源機4が燃焼中に出力する燃焼信号を受信して、制御部18が補助熱源機4の燃焼状態を取得する。補助熱源機4は、例えば給湯設定温度をユーザが設定するための図示外の補助熱源機操作端末を有していてもよく、貯湯ユニット操作端末19で設定された給湯設定温度の湯水を給湯栓6に供給できるように通信可能であってもよい。
For example, a hot water storage
次に、制御部18による補助熱源機4の加熱能力判定機能について、図2のフローチャートに基づいて、図3を参照しながら説明する。図中のSi(i=1,2,・・・)はステップを表す。貯湯給湯システム1の施工時に行う試運転の際に、制御部18は加熱能力判定機能を実行することによって、補助熱源機4の加熱能力を判定する。ユーザが給湯使用するときには、制御部18は試運転で判定済みの加熱能力に基づいて、貯湯槽2の熱量をできるだけ有効に利用できるように貯湯ユニット3からの出湯温度を制御する。
Next, the heating capacity determination function of the auxiliary
貯湯給湯システム1の施工時に、例えば水張りと主熱源機5の試運転を行い、その後、加熱能力判定機能が実行される。最初にS1において、準備動作を行う。準備動作では、貯湯温度センサ2a~2dの検知温度に基づいて、加熱能力判定に必要な給湯設定温度以上の温度の湯水が貯湯槽2に必要量以上貯湯されていることを確認後に、給湯栓6の開栓を促す。加熱能力判定に必要な湯水がなければ貯湯運転を行って、貯湯完了後に給湯栓6の開栓を促す。尚、給湯設定温度は例えば40℃に設定されているが、任意に設定可能である。給湯栓6が開栓されたらS2に進む。例えば出湯流量センサ12aによって所定流量(例えば10L/分)が検知された場合に、S2に進む。
At the time of construction of the hot water storage and hot
S2において、補助熱源機4に上水を供給することにより、補助熱源機4の燃焼を開始させてS3に進む。補助熱源機4の燃焼は、補助熱源機4に供給される湯水の温度と流量に応じて開始される。貯湯ユニット3は、混合弁14の貯湯槽2側を全閉にすると共に給水分岐通路11a側を全開にして、補助熱源機4に上水を供給する(図3の時刻t0参照)。補助熱源機4は、貯湯ユニット3から供給される上水を設定されている給湯設定温度に加熱できるように燃焼を開始させ、加熱能力を調整して加熱した湯水を給湯栓6に供給する。
In S2, by supplying clean water to the auxiliary
S3において、補助熱源機4の燃焼が開始されたか否か判定する。例えば燃焼信号を受信してS3の判定がYesの場合にはS4に進む。そしてS4において、混合弁14を調整することによって(図3の時刻t1~t2参照)、給湯設定温度よりもα[℃](例えばα=1)だけ低温(給湯設定温度-α[℃])の湯水を補助熱源機4に供給して、S5に進む。
In S3, it is determined whether or not the combustion of the auxiliary
S5において、補助熱源機4の燃焼が停止したか否か判定する。給湯設定温度-α[℃]の湯水を補助熱源機4に供給したときに、例えば受信していた燃焼信号が受信されなくなって、S5の判定がYesの場合にはS6に進む。そしてS6において、混合弁14を調整することによって(図3の時刻t3~t4参照)、給湯設定温度よりもβ[℃](例えばβ=3)だけ低温(給湯設定温度-β[℃])の湯水を補助熱源機4に供給して、S7に進む。
In S5, it is determined whether or not the combustion of the auxiliary
S7において、補助熱源機4の燃焼が開始されたか否か判定する。給湯設定温度-β[℃]の湯水を補助熱源機4に供給したときに、例えば燃焼信号を受信して、S7の判定がYesの場合にはS8に進む。そしてS8において、補助熱源機4が最小加熱能力「小」のAタイプであると判定し、S12に進む。
In S7, it is determined whether or not the combustion of the auxiliary
所定時間内(図3の時刻t4から時刻t5までの間)に例えば燃焼信号が受信されず、S7の判定がNoの場合にはS9に進む。そしてS9において、補助熱源機4が最小加熱能力「大」のBタイプであると判定し、S12に進む。
If, for example, a combustion signal is not received within a predetermined time (between time t4 and time t5 in FIG. 3) and the determination in S7 is No, the process proceeds to S9. Then, in S9, it is determined that the auxiliary
一方、S5の判定がNoの場合(例えば所定時間として図3の時刻t2から時刻t3までの間に燃焼信号を受信し続けた場合)には、S10に進む。そして、S10において、補助熱源機4が、貯湯ユニット3からの出湯温度を低温にする必要があるCタイプであると判定し、S12に進む。
On the other hand, when the determination in S5 is No (for example, when the combustion signal is continuously received between the time t2 and the time t3 in FIG. 3 as a predetermined time), the process proceeds to S10. Then, in S10, the auxiliary
また、S3の判定がNoの場合(例えば燃焼信号を受信できない場合)にはS11に進み、S11において燃焼エラーを報知してS12に進む。例えば燃料が供給されていない場合には補助熱源機4の燃焼能力を判定できないので、燃焼エラーを報知して燃焼能力判定を中止する。
If the determination in S3 is No (for example, when the combustion signal cannot be received), the process proceeds to S11, the combustion error is notified in S11, and the process proceeds to S12. For example, when fuel is not supplied, the combustion capacity of the auxiliary
最後にS12において、終了動作を行って、加熱能力判定を終了する。終了動作では、給湯栓6の閉栓を促す。判定した補助熱源機4のタイプを報知してもよい。
Finally, in S12, the end operation is performed to end the heating capacity determination. At the end operation, the
図4は、判定した補助熱源機4の加熱能力タイプ別に貯湯ユニット3の出湯制御を規定した出湯制御テーブルである。Aタイプの補助熱源機4は、最小加熱能力が小さいため、給湯設定温度よりも少し低温の給湯設定温度-β[℃]の湯水を給湯設定温度に加熱できる。それ故、貯湯槽2の湯切れまで、貯湯ユニット3から給湯設定温度の湯水を出湯して給湯する。貯湯槽2の湯切れによって貯湯ユニット3からの出湯温度が下がり始めたときには、補助熱源機4が再加熱して給湯設定温度の給湯をすることができるので、給湯温度が大きく変動することがない。
FIG. 4 is a hot water discharge control table that defines the hot water discharge control of the hot
Bタイプの補助熱源機4は、最小加熱能力が大きいため、給湯設定温度-β[℃]の湯水を給湯設定温度に加熱できず、給湯設定温度よりも高温の給湯になってしまう。それ故、貯湯槽2の湯水を給湯設定温度に調整して給湯できる場合には貯湯槽2の湯水を給湯設定温度に調整して給湯を開始する。そして、貯湯槽2の湯切れ前に、例えば貯湯槽2の最上段の貯湯温度センサ2dの検知温度が低下して給湯設定温度-β[℃]以下になった場合に、貯湯ユニット3からの出湯温度を所定温度以下に下げて補助熱源機4で再加熱して給湯設定温度の給湯を行う。
Since the B-type auxiliary
所定温度は、設定されている給湯設定温度よりも例えば5℃低い温度としてもよく、例えば設定可能な最低温の給湯設定温度よりも5℃低い温度としてもよい。湯切れ時には既に補助熱源機4で加熱して給湯しているので、補助熱源機4での加熱が開始されず給湯温度が給湯設定温度よりも大きく温度が低下してしまうことが防止され、給湯温度が大きく変動することがない。
The predetermined temperature may be, for example, 5 ° C. lower than the set hot water supply set temperature, or may be 5 ° C. lower than, for example, the lowest configurable hot water supply set temperature. When the hot water runs out, the auxiliary
Cタイプの補助熱源機4は、貯湯ユニット3の出湯温度が給湯設定温度に近くても、補助熱源機4内を湯水が流動する給湯時には常に燃焼する。それ故、補助熱源機4が常に給湯温度を給湯設定温度に調整できるように、貯湯ユニット3からの出湯温度を低温の所定温度にする。湯切れになっても、供給される湯水の温度低下に応じて補助熱源機4が加熱能力を調整するので、給湯温度が大きく変動することがない。
Even if the hot water outlet temperature of the hot
上記実施例の貯湯給湯システム1の作用、効果について説明する。
貯湯給湯システム1は、貯湯ユニット3の出湯温度を変動させたときに補助熱源機4が燃焼を開始/停止する出湯温度によって、補助熱源機4の最低加熱能力を判定する加熱能力判定機能を備えている。補助熱源機4の最低加熱能力を判定することができるので、貯湯ユニット3に組み合わせる補助熱源機4を、特定の最低加熱能力を備えた補助熱源機に限定する必要がない。従って、新たな補助熱源機4と組み合わせるときだけでなく、既に設置されている燃焼式熱源機を補助熱源機4として組み合わせるときにも、容易に貯湯給湯システム1を構築することができる。
The operation and effect of the hot water storage and hot
The hot water storage hot
また、判定した最低加熱能力に応じて、再加熱運転における貯湯ユニット3の出湯温度を制御する。これにより、貯湯槽2に蓄えられた熱量を活用して補助熱源機4による加熱量を少なくすることができ、給湯中に貯湯槽2の湯切れが生じた場合でも給湯温度の変動を抑制して、給湯設定温度の給湯を行うことができる。
Further, the hot water outlet temperature of the hot
加熱能力判定機能は、貯湯給湯システム1の施工時の試運転で実行され、補助熱源機4の最低加熱能力を判定する。従って、給湯使用時には判定済みの最低加熱能力に応じて出湯制御を行うことができ、容易に給湯設定温度の給湯を行うことができる。
The heating capacity determination function is executed in a trial run at the time of construction of the hot water storage and hot
その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、上記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。 In addition, a person skilled in the art can carry out the embodiment in a form in which various modifications are added to the above embodiment without departing from the spirit of the present invention, and the present invention includes such modified embodiments.
1 :貯湯給湯システム
2 :貯湯槽
3 :貯湯ユニット
4 :補助熱源機
5 :主熱源機
6 :給湯栓
7 :ポンプ
8 :主熱源機往き通路
9 :主熱源機戻り通路
9a :戻り分岐通路
10 :切替弁
11 :給水通路
11a :給水分岐通路
11b :給水温度センサ
12 :出湯通路
12a :出湯流量センサ
12b :貯湯槽出湯温度センサ
12c :出湯温度センサ
14 :混合弁
15 :湯水通路
16 :給湯通路
18 :制御部
19 :貯湯ユニット操作端末
1: Hot water storage hot water supply system 2: Hot water storage tank 3: Hot water storage unit 4: Auxiliary heat source machine 5: Main heat source machine 6: Hot water tap 7: Pump 8: Main heat source machine Outbound passage 9: Main heat source
Claims (3)
前記貯湯ユニットの出湯温度を変動させたときに前記補助熱源機が燃焼を開始/停止する出湯温度によって、前記補助熱源機の最低加熱能力を判定する加熱能力判定機能を備えたことを特徴とする貯湯給湯システム。 The hot water storage unit is equipped with a hot water storage unit having a hot water storage tank for storing hot water heated by the main heat source machine, and a combustion type auxiliary heat source machine. In a hot water storage hot water supply system that performs a reheating operation in which hot water is heated by the auxiliary heat source machine and supplied to a hot water tap.
It is characterized by having a heating capacity determination function for determining the minimum heating capacity of the auxiliary heat source machine according to the hot water temperature at which the auxiliary heat source machine starts / stops combustion when the hot water discharge temperature of the hot water storage unit is changed. Hot water storage and hot water supply system.
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