JP3876696B2 - Heat pump type water heater - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒートポンプ式給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヒートポンプ式給湯装置は、一般には図８に示すように、貯湯タンク７０を有するタンクユニット７１と、冷媒回路７２を有する熱源ユニット７３とを備える。また、冷媒回路７２は、圧縮機７４と水熱交換器７５と膨張弁７７と蒸発器７８とを順に接続して構成される。そして、タンクユニット７１は、上記貯湯タンク７０と循環路７９とを備え、この循環路７９には、水循環用ポンプ８０と熱交換路８１とが介設されている。この場合、熱交換路８１は水熱交換器７５にて構成される。
【０００３】
上記装置においては、圧縮機７４を駆動させると共に、ポンプ８０を駆動（作動）させると、貯湯タンク７０の底部に設けた取水口から貯溜水（温湯）が循環路７９に流出し、これが熱交換路８１を流通する。そのときこの温湯は水熱交換器７５によって加熱され（沸上げられ）、湯入口から貯湯タンク７０の上部に返流される。これによって、貯湯タンク７０に高温の温湯を貯めるものである。そして、現状の電力料金制度は深夜の電力料金単価が昼間に比べて安価に設定されているので、近年では、この運転は低額である深夜時間帯（例えば、２３時から７時までの時間帯）に行い、コストの低減を図るようにする場合が多くなっている。この場合、一日の必要湯量が少ない場合には、深夜時間帯の運転のみで必要湯量を沸き上げることができるが、必要湯量が多い場合には、この深夜時間帯の運転に加えて、昼間の追加運転を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のヒートポンプ式給湯装置は、図７に示す外気温度と能力との関係で示されるように、その性質上、外気温度が低下すれば、圧縮機運転周波数を増加させたとしても沸上能力が低下する。このため、この低下した能力で運転して、通常能力で所定時間だけ運転して得られる湯量を沸上げようとすれば、その運転時間がこの所定時間よりも長くなる。つまり、能力が低下すれば、上記所定時間内に必要湯量の温湯を沸き上げることができないことになる。そのため、従来では、その低下分を考慮した設計、つまり能力が低下する冬場を基準とする設計を行うのが一般的である。しかしながら、能力が低下する冬場の能力を所定能力とすると、他の季節には必要以上の能力を有することになり、過剰品質となって、コスト高となっていた。
【０００５】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、季節を問わずに必要な湯量を確保することができ、しかもコスト高となるのを防止することが可能なヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１のヒートポンプ式給湯装置は、ヒートポンプユニット２と、このヒートポンプユニット２にて沸上げられた温湯を貯える貯湯タンク３を有するタンクユニット１とを備え、通常能力の運転を所定時間（β）だけ行って所定時刻に所定容量の湯を沸上げるヒートポンプ式給湯装置であって、所定時刻の外気温度に基づく沸上能力を検出し、所定容量の湯を上記所定時刻の沸上能力で沸上げるのに必要な時間（α）が上記所定時間（β）よりも長いときに、その時間差（α−β）を、この外気温度に基づく沸上能力による上記所定容量に対する不足分の追い焚き運転時間とし、この追い焚き運転時間の追い焚き運転をその低下能力のままで行って、上記所定容量の湯を確保することを特徴としている。
【０００９】
請求項１のヒートポンプ式給湯装置では、所定時刻の外気温度が低い場合、このヒートポンプ式給湯装置の沸上能力が低下しており、所定容量を確保できない状態であると予想される。このため、この所定時刻の外気温度に基づく沸上能力を検出し、この沸上能力にて上記所定時間（β）だけ運転を行ったとしたときに、上記所定時刻における上記所定容量に対する不足分の運転時間（α−β）を算出することになる。すなわち、能力が低下して所定容量の湯を所定時間βで沸き上げることができないときに、その不足分の追い焚き運転時間を算出することができ、この追い焚き運転時間だけ追い焚き運転することによって、その不足分を補充することができる。そして、この外気温度が低い冬場等において所定能力を発揮させるようにするものではないので、他の季節において必要以上の能力が発揮されるように構成する必要がない。
【００１０】
請求項２のヒートポンプ式給湯装置は、ヒートポンプユニット２と、このヒートポンプユニット２にて沸上げられた温湯を貯える貯湯タンク３を有するタンクユニット１とを備え、通常能力の運転を所定時間（β）だけ行って所定時刻に所定容量の湯を沸上げるヒートポンプ式給湯装置であって、外気温度が基準温度よりも低下したときの低下能力に応じて上記所定容量の湯を沸上げるための追い焚き運転時間を予め設定し、上記所定時刻における外気温度を検出して、その外気温度が基準温度よりも低下しているときに、その低下能力に応じて設定された上記追い焚き運転時間の追い焚き運転をその低下能力のままで行って、上記所定容量の湯を確保することを特徴としている。
【００１１】
上記請求項２のヒートポンプ式給湯装置では、沸上能力が低下して、追い焚き運転が必要である場合（所定時刻に所定容量の湯を確保できない場合）に、その外気温度に基づいて予め設定された追い焚き運転時間だけ、追い焚き運転するものである。そのため、その運転制御が簡単であり、しかも、貯湯タンク３に湯がなくなる「湯切れ」の発生を防止することができる。そして、この外気温度が低い冬場等において所定能力を発揮させるようにするものではないので、他の季節において必要以上の能力が発揮されるように構成する必要がない。
【００１４】
請求項３のヒートポンプ式給湯装置は、上記所定時刻までの沸上運転と、その所定時刻後の追加運転とを行うと共に、通常能力よりも低下した沸上能力時には、その能力低下によって必要となる上記沸上運転に対する追い焚き運転と、その能力低下によって必要となる上記追加運転に対する追い焚き運転とを行って、一日の必要湯量を確保する制御運転を行うことを特徴としている。
【００１５】
上記請求項３のヒートポンプ式給湯装置では、能力が低下していない状態では、所定時刻までの通常能力での沸上運転と、その所定時刻後の通常能力での追加運転とを行うので、一日の必要湯量が貯湯タンク３の容量を越えるものであっても、この必要湯量を確保することができる。また、能力が低下した場合には、その能力低下によって必要となる上記沸上運転に対する追い焚き運転と、その能力低下によって必要となる上記追加運転に対する追い焚き運転とを行うものであるので、能力が低下したとしても、一日の必要湯量を追い焚き運転によって確保することができる。
【００１６】
請求項４のヒートポンプ式給湯装置は、上記沸上運転を深夜時間帯に行うと共に、上記追加運転をこの深夜時間帯外の昼間に行うことを特徴としている。
【００１７】
上記請求項４のヒートポンプ式給湯装置では、深夜時間帯において沸上運転を行って、この深夜時間帯の運転で得られる湯量が、必要湯量に達していないときに、昼間においてその不足分を補う運転を行うことになる。すなわち、電力料金単価が昼間に比べて低く設定されている深夜時間帯で大半の沸上運転を行い、電力料金単価が高い昼間においてはその不足分の短時間の沸上運転となって、コスト高となるのを防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のヒートポンプ式給湯装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
[第１実施形態]
図１はこのヒートポンプ式給湯装置の簡略図を示し、このヒートポンプ式給湯装置は、タンクユニット１とヒートポンプユニット（熱源ユニット）２を備え、タンクユニット１の水（温湯）をヒートポンプユニット２にて加熱するものである。このタンクユニット１は貯湯タンク３を備え、この貯湯タンク３に貯湯された温湯が図示省略の浴槽等に供給される。すなわち、貯湯タンク３には、その底壁に給水口５が設けられると共に、その上壁に出湯口６が設けられている。そして、給水口５から貯湯タンク３に市水が供給され、出湯口６から高温の温湯が出湯される。また、貯湯タンク３には、その底壁に取水口１０が開設されると共に、側壁（周壁）の上部に湯入口１１が開設され、取水口１０と湯入口１１とが循環路１２にて連結されている。そして、この循環路１２に水循環用ポンプ１３と熱交換路１４とが介設されている。なお、給水口５には給水用流路８が接続されている。
【００２０】
ところで、貯湯タンク３には、上下方向に所定ピッチで５個の残湯量検出器１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅが設けられている。上記各残湯量検出器１８ａ・・は、例えば、それぞれサーミスタからなる。また、上記循環路１２には、熱交換路１４の上流側に取水サーミスタ２０が設けられると共に、熱交換路１４の下流側に出湯サーミスタ２１が設けられている。
【００２１】
次に、ヒートポンプユニット（熱源ユニット）２は冷媒回路を備え、この冷媒回路は、圧縮機２５と、熱交換路１４を構成する水熱交換器２６と、電動膨張弁（減圧機構）２７と、空気熱交換器（蒸発器）２８とを順に接続して構成される。すなわち、圧縮機２５の吐出管２９を水熱交換器２６に接続し、水熱交換器２６と電動膨張弁２７とを冷媒通路３０にて接続し、電動膨張弁２７と蒸発器２８とを冷媒通路３１にて接続し、蒸発器２８と圧縮機２５とをアキュームレータ３２が介設された冷媒通路３３にて接続している。これにより、圧縮機２５が駆動すると、水熱交換器２６が熱交換路１４を流れる水を加熱することができる。また、蒸発器２８にはこの蒸発器２８の能力を調整するファン３４が付設されている。
【００２２】
ところで、このヒートポンプ式給湯装置の制御部は、図３に示すように、残湯量検出手段３７と、外気温検出手段３６と、これの検出手段３６、３７からのデータ（数値）が入力される制御手段３８とを備える。すなわち、図１に示すように、残湯量検出手段３７は、貯湯タンク３に付設された残湯量検出器１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅにて構成することができ、外気温検出手段３６は外気温サーミスタにて構成することができる。また、この制御手段３８には、後述するように、設定手段３９にて設定された追い焚き運転時間等が入力される。さらに、図２に示すように、外気温（外気温度）と、残湯量検出器１８ａの温度（タンク温度Ｔ１）、残湯量検出器１８ｂの温度（タンク温度Ｔ２）、残湯量検出器１８ｃの温度（タンク温度Ｔ３）、残湯量検出器１８ｄの温度（タンク温度Ｔ４）、残湯量検出器１８ｅの温度（タンク温度Ｔ５）、取水サーミスタ２０の温度（熱交入水温度Ｔ６）等が制御手段（コントローラ）３８に入力され、これらのデータに基づいて、後述するように、昼間追い焚き時間を算出される場合がある。すなわち、この装置では、上記設定された追い焚き運転時間分、または算出された追い焚き時間分の追い焚き運転を行って必要湯量に対する不足分を補充するものである。なお、上記制御手段３８は例えばマイクロコンピュータを用いて構成することができる。
【００２３】
上記のように構成されたヒートポンプ式給湯装置によれば、圧縮機２５を駆動させると共に、水循環用ポンプ１３を駆動（作動）させると、貯湯タンク３の底部に設けた取水口１０から貯溜水（温湯）が流出し、これが循環路１２の熱交換路１４を流通する。そのときこの温湯は水熱交換器１４によって加熱され（沸上げられ）、湯入口１１から貯湯タンク３の上部に返流される。このような動作を継続して行うことによって、貯湯タンク３に高温の温湯を貯湯することができる。この場合、現状の電力料金制度は深夜の電力料金単価が昼間に比べて安価に設定されているので、この運転は、低額である深夜時間帯（例えば、２３時から７時までの時間帯）に行うものである。
【００２４】
この場合、深夜時間のある時刻から所定時間の間運転して、所定時刻（深夜時間終了時刻、つまり午前７時）で所定容量（例えば、貯湯タンク３の容量）の湯を沸上げるものである。また、一日の必要湯量がこの貯湯タンク３の容量を越える場合には、深夜時間の運転を行った後、さらに深夜時間外の昼間において追加運転を行って、その一日の必要湯量を確保するものである。この場合、貯湯タンク３の容量を満たす量の湯が沸上げられている場合に、所定量（例えば、５０リットル）の湯を使用して、その貯湯量が減少すれば、その減少した所定量の湯を沸上げる追加運転を行うものであり、この追加運転を少なくとも１回以上行うことによって、その一日の必要湯量を確保するものである。
【００２５】
次に、この昼間の追加運転を図４のフローチャート図に基づいて説明する。まず、ステップＳ１で残湯量検出器１８ｅにて検出された温度（Ｔ５）が追加運転温度か否かを判断する。具体的には、温度（Ｔ５）が４５℃以下か否かを判断する。そして、Ｔ５が４５℃を越えていれば、貯湯タンク３の下部まで、４５℃を越えた温湯が存在するものであるので、追加運転を行う必要がなく、そのままの状態を維持する。Ｔ５が４５℃以下であれば、この貯湯タンク３の下部には低温の温湯が存在することになって、追加運転を行う必要があるので、ステップＳ３へ移行して追加運転を開始する。
【００２６】
そして、このステップＳ３で追加運転を終了するか否かの判断を行う。この場合、熱交換路１４に入る入水温度（Ｔ６）を取水サーミスタ２０にて検出して、この温度が所定温度であるかの判断と、予め設定していた追加運転時間が終了しているかの判断を行う。すなわち、入水温度（Ｔ６）が６０℃を越えているか、または追加運転時間が終了していれば、この追加運転を終了する。また、入水温度（Ｔ６）が６０℃未満で、かつ追加運転時間が終了していなければ、この追加運転運転を継続する。
【００２７】
このような運転を行えば、貯湯タンク３の温湯が使用されて減少した場合に、追加運転が行われ、貯湯タンク３の温湯がなくなる「湯切れ」を防止することができる。しかも、貯湯タンク３内の温湯が減ったらその分を補充するものであり、いわゆる「使ったら追い焚き」運転を行うことになって、料金が高い昼間の無駄な運転を防止することができる。
【００２８】
ところで、通常能力では、深夜時間帯の所定時間だけの運転で、所定時刻（深夜時間終了時刻）に所定容量（貯湯タンク３の容量）の湯を沸上げることが可能であるが、外気温度が低下する冬場等では、図８に示すように、沸上能力が低下して、この深夜時間帯の所定時間だけの運転で所定時刻に所定容量の湯を沸上げることができないことがある。すなわち、表１と図５に示すように、通常能力（４．５ｋＷ）の運転を所定時間行って８５℃の湯を３７０リットルだけ沸上げることできる場合（表１の追い焚き時間が０である場合）に、能力が４．０ｋＷに低下すれば、この所定時間では３４４リットルしか沸上げることができず、能力が３．５ｋＷに低下すれば、この所定時間では３０１リットルしか沸上げることができず、能力が３．０ｋＷに低下すれば、この所定時間では２５８リットルしか沸上げることができず、能力が２．８ｋＷに低下すれば、この所定時間では２４１リットルしか沸上げることができない。
【００２９】
【表１】
【００３０】
このため、このヒートポンプ式給湯装置では、沸上能力が上記通常能力よりも低下した場合には、上記所定時刻に上記所定容量の湯が確保できないおそれがあるので、その能力のまま運転を継続して上記所定容量の湯を確保する追い焚き運転を行うものである。
【００３１】
そこで、例えば、表２に示すように、沸上能力の支配因子である外気温度を−１０℃以上−７℃未満（Ａ）、−７℃以上−４℃未満（Ｂ）、−４℃以上−１℃未満（Ｃ）、−１℃以上２℃未満（Ｄ）、２℃以上５℃未満（Ｅ）、５℃以上（Ｆ）の範囲に分け、設定手段３９にて各範囲の追い焚き運転時間を設定する。
【００３２】
【表２】
【００３３】
この表２では、Ａ〜Ｃの範囲の追い焚き運転時間を４時間とし、Ｄの範囲の追い焚き運転時間を２時間とし、Ｅ、Ｆの範囲の追い焚き運転時間を０としているが、もちろんこれに限るものではない。すなわち、上記表１において、Ａの範囲の能力が２．８ｋＷであり、Ｂの範囲の能力が３．０ｋＷであり、Ｃの範囲の能力が３．５ｋＷであり、Ｄの範囲の能力が４．０ｋＷであり、Ｅ及びＦの範囲の能力（通常能力）が４．５ｋＷである場合に、必要湯量が３７０リットルであれば、通常能力の４．５ｋＷでは追い焚き運転することなく３７０リットルの湯を確保することができるが、能力が４．０ｋＷでは１時間の追い焚きをすることによって、３８７リットルの湯を確保することができ、能力が３．５ｋＷでは２時間の追い焚きをすることによって、３７６リットルの湯を確保することができ、能力が３．０ｋＷでは４時間の追い焚きをすることによって、３８７リットルの湯を確保することができ、能力が２．８ｋＷでは５時間の追い焚きをすることによって、３９１リットルの湯を確保することができる。
【００３４】
これによって、各範囲の追い焚き時間をこの表１等に基づいて設定することができ、この追い焚き時間を設定手段３９に予め設定しておくことによって、所定時刻（深夜時間帯終了時刻）に、外気温度を上記外気温検出手段３６にて検出し、この検出した外気温度の入る範囲の追い焚き時間だけ、昼間に運転を行う。このため、必要湯量を確保することができ、貯湯タンク３からの湯が使用中になくなる「湯切れ」を防止することができる。しかも、検出した外気温度毎に追い焚き時間を算出（演算）する必要がなく、検出した外気温度に基づいて予め設定された追い焚き時間のみ運転すればよいので、運転制御の簡略化を達成することができ、安定した運転を行うことができる。
【００３５】
また、必要湯量が貯湯タンク３の容量を越える場合、上記のように、昼間に追加運転を行うものであるが、能力が低下して所定時間の運転では深夜時間帯終了時刻に沸上がらない場合、この追加運転時にも能力が低下したままであるので、通常能力での追加時間分だけ運転したのでは、この追加の湯量を確保することができない。このため、このような場合には、その能力低下によって必要となる上記所定容量の追い焚き運転と、その能力低下によって必要となる上記追加運転の湯量の追い焚き運転とを行うことになる。これらの追い焚き運転時間も、上記表１に基づいて設定することができる。すなわち、この表１においては、通常の能力にて運転した場合と、能力が低下した場合の追い焚き運転時間を示しており、この追い焚き運転時間は、深夜時間帯に対する運転の追い焚き運転時間と、昼間の追加運転の追い焚き運転時間との合計時間となっている。このため、この追い焚き運転時間分だけ追い焚き運転を行えば、必要湯量を確保することができる。
【００３６】
[第２実施形態]
ところで、上記の場合では、外気温度の低下による能力低下時の必要湯量に対する不足分の追い焚き運転時間を、予め設定しておき、深夜時間終了時刻の外気温度を検出して、この外気温度の対応する追い焚き運転時間分だけ追い焚きするものであるが、予めこの追い焚き運転時間を設定することなく、深夜時間終了時刻で外気温度を検出し、この外気温度から、その外気温度に基づく能力での追い焚き運転時間を算出して、この算出した追い焚き運転時間分だけ追い焚きするようにしてもよい。
【００３７】
すなわち、所定時刻の外気温度に基づく沸上能力を検出し、（所定容量の熱量／所定時刻の沸上能力）をαとすると共に、（所定容量の熱量／通常の沸上能力）をβとして、α＞βであるときに、（α−β）を求める。この場合、αは上記所定時刻の外気温度に基づく沸上能力で上記所定容量の湯を得るための運転時間であり、βは通常の運転能力で上記所定容量の湯を得るための運転時間であるので、α＞βであれば、所定時刻の外気温度に基づく沸上能力で運転して上記所定容量の湯を得る時間が、通常能力で運転してこの所定容量の湯を得る時間よりも大であり、能力が低下していることになる。このため、その低下した分の追い焚き運転が必要となる。そして、この（α−β）が上記所定容量の湯を得るための追加の運転時間（追い焚き運転時間）となる。従って、この求めた（α−β）の運転時間だけ追い焚き運転すれば、上記所定容量の湯の確保することができる。
【００３８】
次に、この追い焚き時間の算出方法について、図６のフローチャート図にしたがって説明する。深夜時間の運転を行って、ステップＳ６で深夜時間帯が終了したか否かの判定を行う。深夜時間帯が終了していなければ、深夜終了まで待ち、深夜時間帯が終了していれば、この時点（時刻）での外気温度を外気温検出手段３６にて検出する（ステップＳ７）。そして、ステップＳ８では、このヒートポンプ式給湯装置におけるこの外気温度に基づく沸上能力を算出する。なお、この能力は、例えば、図８に示すグラフ等によって算出することができる。
【００３９】
その後、ステップＳ９へ移行して、一日の必要湯量が貯湯タンク３の容量よりも多いか少ないかを判断する。この場合、ユーザ必要熱量から貯湯タンク３の熱容量を引いて、この値が正か負で判断する。そして、必要湯量が貯湯タンク３の容量以下の場合には、ステップＳ１０へ移行し、必要湯量が貯湯タンク３の容量を越える場合には、ステップＳ１１へ移行する。
【００４０】
ステップＳ１０では、深夜時間帯のみの運転で、この必要湯量が確保できるか否かの判断を行う。すなわち、（ユーザ必要熱量／能力）−深夜時間＞０であるかを判断する。（ユーザ必要熱量／能力）は、深夜時間帯終了時での能力で運転した場合に、この必要湯量を確保するための運転時間（上記αとなる）であり、この時間が深夜時間（上記βとなる）よりも小さければ、この深夜時間内の運転で必要湯量を確保することができ、この時間が深夜時間よりも長ければ、つまりα＞βであれば、この深夜時間内の運転で必要湯量を確保することができない。このため、ステップＳ１０で（ユーザ必要熱量／能力）−深夜時間＞０でなければ、ステップＳ１２へ移行して昼間の追い焚き運転時間を０とする。また、このステップＳ１０で（ユーザ必要熱量／能力）−深夜時間＞０であれば、ステップＳ１３へ移行して、（α−β）の値を算出する。すなわち、（ユーザ必要熱量／能力）−深夜時間を演算し、この値（α−β）のを昼間の追い焚き運転時間とする。
【００４１】
次に、上記ステップＳ９からステップＳ１１へ移行した場合、深夜時間帯の沸上運転と、昼間の追加運転とを行うものであり、このステップＳ１１で、（タンク熱容量／能力）−深夜時間＞０か否かを判断する。（タンク熱容量／能力）はこの能力によって運転した場合のタンク熱容量の湯を沸上げる時間であり、（タンク熱容量／能力）−深夜時間＞０の関係式が成り立たない場合、深夜時間帯にタンク熱容量の湯を沸上げることができるということである。このため、ステップＳ１１で、深夜時間帯にタンク熱容量の湯を沸上げることができる場合には、ステップＳ１４へ移行し、（タンク熱容量／能力）−深夜時間＞０の関係が成り立つ場合、つまり深夜時間帯にタンク熱容量の湯を沸上げることができない場合には、ステップＳ１５へ移行する。
【００４２】
ステップＳ１４では、この能力で運転した場合の必要湯量までの昼間の追加運転時間を算出する。すなわち、（ユーザ必要熱量−タンク熱容量）／能力で昼間の追加の追い焚き運転時間（昼間の追加運転の不足分の追い焚き運転時間）を求める。また、ステップＳ１５では、（ユーザ必要熱量／能力）−深夜時間で、深夜時間帯の運転に対する不足分の追い焚き運転時間を求め、（ユーザ必要熱量−タンク熱容量）／能力で昼間の追加運転の不足分の追い焚き運転時間を求め、これらの合計時間を昼間の全追い焚き運転時間とする。
【００４３】
このため、必要湯量が貯湯タンク３の容量よりも少ない場合であっても、逆に多い場合であっても、能力が通常能力よりも低下した場合の不足分の追い焚き運転時間を検出（算出）することができ、この算出された追い焚き運転時間の追い焚き運転によって、一日の必要湯量を確保することができる。
【００４８】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、深夜時間の運転開始時に、貯湯タンク３内に前日（前回）の湯が残っている場合、この残湯量を検出し、必要湯量からこの残湯量を差し引いた残りの湯量を今回の沸上げに必要な湯量とすることができる。このため、能力が低下して深夜時間帯に所定時間運転して所定時刻に所定容量の湯を沸かすことができない場合でも、残湯があれば、沸上げに必要な湯量が低減されるので、所定時刻に所定容量の湯を確保できる場合があり、確保できなくても、昼間の追い焚き運転時間の短縮を図ることができる。また、深夜時間帯の運転を行う所定時間としては深夜時間の全時間である必要がなく、所定容量としては貯湯タンク容量よりも少ないものであってもよく、沸上能力を検出する所定時刻として深夜時間終了時である必要はない。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１のヒートポンプ式給湯装置によれば、能力が低下して所定容量の湯を所定時間で沸き上げることができないときに、その不足分の追い焚運転時間を算出することができ、この追い焚き運転時間だけ追い焚き運転することによって、その不足分を補充することができる。つまり、日によって変化する外気温度に応じて、追い焚き運転時間を変更するものであるので、その日に合った追い焚き運転を確実に行うことができる。また、外気温度が低い冬場等においても特に大きな能力を発揮させる必要ないので、このヒートポンプ式給湯装置では、他の季節において必要以上の能力が発揮されるように構成する必要がない。これにより、過剰品質のヒートポンプ式給湯装置の製造を回避して、低コスト化を達成することができる。
【００５１】
請求項２のヒートポンプ式給湯装置によれば、外気温度に基づいて予め設定された追い焚き運転時間だけ、追い焚き運転するものであるので、運転制御が簡単であり、しかも、貯湯タンクに湯がなくなる「湯切れ」の発生を防止することができる。つまり、日によって変化する外気温度に応じて、追い焚き運転時間を変更するものであるので、その日に合った追い焚き運転を確実に行うことができる。また、外気温度が低い冬場等においても特に大きな能力を発揮させる必要ないので、このヒートポンプ式給湯装置では、他の季節において必要以上の能力が発揮されるように構成する必要がない。これにより、過剰品質のヒートポンプ式給湯装置の製造を回避して、低コスト化を達成することができる。
【００５３】
請求項３のヒートポンプ式給湯装置によれば、一日の必要湯量が貯湯タンクの容量を越えるものであっても、この必要湯量を確保することができる。また、能力が低下した場合には、その能力低下によって必要となる上記所定容量の追い焚き運転と、その能力低下によって必要となる上記追加運転の湯量の追い焚き運転とを行うものであるので、能力が低下したとしても、一日の必要湯量を追い焚き運転によって確保することができる。すなわち、貯湯タンクの容量にかかわりなく、一日の必要湯量を確実に確保することができ、年間を通じて「湯切れ」を防止することができる。
【００５４】
請求項４のヒートポンプ式給湯装置によれば、電力料金単価が低い深夜時間帯に長時間運転し、電力料金単価が高い昼間の運転が短時間となるので、コスト低減を達成することができ、使用者は安心して必要量の湯を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のヒートポンプ式給湯装置の第１実施形態を示す簡略図である。
【図２】上記ヒートポンプ式給湯装置の制御部に入力されるデータを示す簡略ブロック図である。
【図３】上記ヒートポンプ式給湯装置の制御部の簡略ブロック図である。
【図４】上記ヒートポンプ式給湯装置の追加運転を示すフローチャート図である。
【図５】上記ヒートポンプ式給湯装置の能力と追い焚き時間との関係を示すグラフ図である。
【図６】上記ヒートポンプ式給湯装置の第２実施形態の追い焚き運転時間を算出するフローチャート図である。
【図７】 上記ヒートポンプ式給湯装置の外気温度と能力との関係を示すグラフ図である。
【図８】 従来のヒートポンプ式給湯装置の簡略図である。
【符号の説明】
１ タンクユニット
２ ヒートポンプユニット
３ 貯湯タンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pump hot water supply apparatus.
[0002]
[Prior art]
A heat pump hot water supply device is generally8As shown, a tank unit 71 having a hot water storage tank 70 and a heat source unit 73 having a refrigerant circuit 72 are provided. The refrigerant circuit 72 is configured by connecting a compressor 74, a water heat exchanger 75, an expansion valve 77, and an evaporator 78 in this order. The tank unit 71 includes the hot water storage tank 70 and a circulation path 79, and a water circulation pump 80 and a heat exchange path 81 are interposed in the circulation path 79. In this case, the heat exchange path 81 is configured by a water heat exchanger 75.
[0003]
In the above apparatus, when the compressor 74 is driven and the pump 80 is driven (actuated), the stored water (hot water) flows out from the water intake provided at the bottom of the hot water storage tank 70 to the circulation path 79, which exchanges heat. Circulates the channel 81. At this time, the hot water is heated (boiling) by the water heat exchanger 75 and returned to the upper part of the hot water storage tank 70 from the hot water inlet. As a result, hot hot water is stored in the hot water storage tank 70. And since the current electricity rate system is set cheaper than the daytime electricity rate unit price in the middle of the day, in recent years, this operation is a low-cost time zone (for example, the time zone from 23:00 to 7:00) ) To reduce costs. In this case, if the required amount of hot water is low per day, the required amount of hot water can be boiled only by operation at midnight, but if the required amount of hot water is large, in addition to the operation at midnight, Was performing additional driving.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, this kind of heat pump type hot water supply device7As shown by the relationship between the outside air temperature and the capacity shown in FIG. 4, if the outside air temperature decreases due to its nature, the boiling capacity decreases even if the compressor operating frequency is increased. Therefore, if the amount of hot water obtained by operating at this reduced capacity and operating for a predetermined time at the normal capacity is to be boiled, the operating time becomes longer than the predetermined time. That is, if the capacity is reduced, the required amount of hot water cannot be boiled within the predetermined time. For this reason, conventionally, it is common to design in consideration of the decrease, that is, design based on the winter season when the ability is reduced. However, if the ability in winter when the ability is reduced is assumed to be a predetermined ability, it has more than necessary ability in other seasons, resulting in excessive quality and high cost.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described conventional drawbacks, and the object thereof is to ensure a necessary amount of hot water regardless of the season and to prevent an increase in cost. It is in providing the possible heat pump type hot water supply apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
ThereforeClaim1The heat pump water heaterA heat pump unit 2 and a tank unit 1 having a hot water storage tank 3 for storing hot water boiled by the heat pump unit 2 are provided. A normal capacity operation is performed for a predetermined time (β) and a predetermined capacity of hot water is obtained at a predetermined time. A heat pump type hot water supply device for boiling water,When the boiling capacity based on the outside air temperature at a predetermined time is detected, and the time (α) required to boil a predetermined volume of hot water with the boiling capacity at the predetermined time is longer than the predetermined time (β), The time difference (α−β) is defined as a shortage of driving time for the predetermined capacity due to the boiling capacity based on the outside air temperature.With its ability to declineAnd the above-mentioned predetermined volume of hot water is ensured.
[0009]
Claim1In the heat pump type hot water supply apparatus, when the outside air temperature at a predetermined time is low, the boiling capacity of the heat pump type hot water supply apparatus is lowered, and it is expected that the predetermined capacity cannot be secured. For this reason, when the boiling capacity based on the outside air temperature at the predetermined time is detected and the operation is performed for the predetermined time (β) with the boiling capacity, the shortage with respect to the predetermined capacity at the predetermined time is determined. The operation time (α−β) is calculated. In other words, when the capacity is reduced and a predetermined volume of hot water cannot be boiled for a predetermined time β, the shortage of the reheating operation time can be calculated, and the reheating operation can be performed only for this renewal operation time. The shortage can be replenished.In addition, since the predetermined ability is not exhibited in the winter season when the outside air temperature is low, it is not necessary to configure so as to exhibit more ability than necessary in other seasons.
[0010]
Claim2The heat pump water heaterA heat pump unit 2 and a tank unit 1 having a hot water storage tank 3 for storing hot water boiled by the heat pump unit 2 are provided. A normal capacity operation is performed for a predetermined time (β) and a predetermined capacity of hot water is obtained at a predetermined time. A heat pump type hot water supply device for boiling water,A reheating operation time for boiling the predetermined volume of hot water is set in advance according to the lowering ability when the outside air temperature falls below the reference temperature, the outside air temperature at the predetermined time is detected, and the outside air temperature is When the temperature is lower than the reference temperature, follow-up operation for the above-mentioned renewal operation time set according to the lowering ability is performed.With its ability to declineAnd the above-mentioned predetermined volume of hot water is ensured.
[0011]
Claims above2In the heat pump type hot water supply apparatus, when the boiling capacity is reduced and the reheating operation is necessary (when a predetermined capacity of hot water cannot be secured at a predetermined time), the reheating set in advance based on the outside air temperature is performed. It is a reckless driving only during the driving time. Therefore, the operation control is simple, and the occurrence of “hot water out” in which the hot water storage tank 3 runs out of hot water can be prevented.In addition, since the predetermined ability is not exhibited in the winter season when the outside air temperature is low, it is not necessary to configure so as to exhibit more ability than necessary in other seasons.
[0014]
Claim3The heat pump type hot water supply apparatus performs the boiling operation up to the predetermined time and the additional operation after the predetermined time, and when the boiling capacity is lower than the normal capacity, It is characterized in that a control operation for securing a necessary amount of hot water for one day is performed by performing a follow-up operation for the operation and a follow-up operation for the additional operation required due to a decrease in the capacity.
[0015]
Claims above3In the heat pump type hot water supply device, since the boiling operation at the normal capacity up to a predetermined time and the additional operation at the normal capacity after the predetermined time are performed in a state where the capacity is not lowered, the required amount of hot water per day Even if it exceeds the capacity of the hot water storage tank 3, this required amount of hot water can be secured. In addition, when the capacity is reduced, the reheating operation for the boiling operation required due to the capacity decrease and the recharging operation for the additional operation required due to the capacity decrease are performed. Even if it falls, the required amount of hot water per day can be secured by chasing driving.
[0016]
Claim4The heat pump type hot water supply apparatus is characterized in that the above-described boiling operation is performed in the midnight time zone and the additional operation is performed in the daytime outside this midnight time zone.
[0017]
Claims above4In the heat pump type hot water supply device, the boiling operation is performed in the midnight hours, and when the amount of hot water obtained by the operation in the midnight hours does not reach the required amount of hot water, the operation to compensate for the shortage in the daytime is performed. become. In other words, most boiling operations are performed during the midnight hours when the electricity rate unit price is set lower than in the daytime, and during the daytime when the electricity rate unit price is high, the shortage boiling operation is performed for the shortage. It can prevent becoming high.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific embodiments of the heat pump type hot water supply apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
[First embodiment]
FIG. 1 shows a simplified diagram of the heat pump type hot water supply apparatus. The heat pump type hot water supply apparatus includes a tank unit 1 and a heat pump unit (heat source unit) 2, and heats the water (hot water) in the tank unit 1 by the heat pump unit 2. To do. The tank unit 1 includes a hot water storage tank 3, and hot water stored in the hot water storage tank 3 is supplied to a bathtub or the like (not shown). That is, the hot water storage tank 3 is provided with a water supply port 5 on its bottom wall and a hot water outlet 6 on its upper wall. Then, city water is supplied from the water supply port 5 to the hot water storage tank 3, and hot hot water is discharged from the hot water outlet 6. The hot water storage tank 3 has a water intake 10 at the bottom wall and a hot water inlet 11 at the top of the side wall (peripheral wall). The water intake 10 and the hot water inlet 11 are connected by a circulation path 12. Has been. The circulation path 12 is provided with a water circulation pump 13 and a heat exchange path 14. A water supply channel 8 is connected to the water supply port 5.
[0020]
By the way, the hot water storage tank 3 is provided with five remaining hot water detectors 18a, 18b, 18c, 18d, and 18e at a predetermined pitch in the vertical direction. Each of the remaining hot water detectors 18a... Is composed of, for example, a thermistor. The circulation path 12 is provided with a water intake thermistor 20 on the upstream side of the heat exchange path 14, and a hot water thermistor 21 on the downstream side of the heat exchange path 14.
[0021]
Next, the heat pump unit (heat source unit) 2 includes a refrigerant circuit, which includes a compressor 25, a water heat exchanger 26 that constitutes the heat exchange path 14, an electric expansion valve (decompression mechanism) 27, An air heat exchanger (evaporator) 28 is connected in order. That is, the discharge pipe 29 of the compressor 25 is connected to the water heat exchanger 26, the water heat exchanger 26 and the electric expansion valve 27 are connected by the refrigerant passage 30, and the electric expansion valve 27 and the evaporator 28 are connected to the refrigerant. The evaporator 31 and the compressor 25 are connected to each other through a passage 31 and a refrigerant passage 33 in which an accumulator 32 is interposed. Accordingly, when the compressor 25 is driven, the water heat exchanger 26 can heat the water flowing through the heat exchange path 14. The evaporator 28 is provided with a fan 34 that adjusts the ability of the evaporator 28.
[0022]
By the way, as shown in FIG. 3, the control part of this heat pump type hot water supply apparatus receives the remaining hot water amount detecting means 37, the outside air temperature detecting means 36, and data (numerical values) from the detecting means 36, 37. And control means 38. That is, as shown in FIG. 1, the remaining hot water amount detecting means 37 can be constituted by remaining hot water amount detectors 18 a, 18 b, 18 c, 18 d, 18 e attached to the hot water storage tank 3, and the outside air temperature detecting means 36 is It can be configured with an outside temperature thermistor. Further, the control unit 38 receives the reheating operation time set by the setting unit 39 as will be described later. Further, as shown in FIG. 2, the outside air temperature (outside air temperature), the temperature of the remaining hot water detector 18a (tank temperature T1), the temperature of the remaining hot water detector 18b (tank temperature T2), and the temperature of the remaining hot water detector 18c. (Tank temperature T3), the temperature of the remaining hot water detector 18d (tank temperature T4), the temperature of the remaining hot water detector 18e (tank temperature T5), the temperature of the intake thermistor 20 (heat input water temperature T6), etc. ) And the daytime chasing time may be calculated based on these data, as will be described later. That is, in this apparatus, the shortage for the required amount of hot water is replenished by performing the renewal operation for the set renewal operation time or the calculated renewal time. The control means 38 can be configured using a microcomputer, for example.
[0023]
According to the heat pump type hot water supply apparatus configured as described above, when the compressor 25 is driven and the water circulation pump 13 is driven (actuated), the stored water (from the water intake 10 provided at the bottom of the hot water storage tank 3) Hot water) flows out and flows through the heat exchange path 14 of the circulation path 12. At this time, the hot water is heated (boiling) by the water heat exchanger 14 and returned from the hot water inlet 11 to the upper part of the hot water storage tank 3. By continuously performing such an operation, hot hot water can be stored in the hot water storage tank 3. In this case, since the current electricity rate system is set at a lower price than the daytime electricity rate unit, this operation is performed at a low price in the late night hours (for example, from 23:00 to 7:00) To do.
[0024]
In this case, operation is performed for a predetermined time from a certain time of midnight, and a predetermined capacity (for example, the capacity of the hot water storage tank 3) is boiled at a predetermined time (end time of midnight, that is, 7:00 am). . In addition, if the required amount of hot water per day exceeds the capacity of the hot water storage tank 3, after midnight operation, additional operation is performed in the daytime outside midnight hours to secure the required hot water amount for the day. To do. In this case, when the amount of hot water that satisfies the capacity of the hot water storage tank 3 is boiled, if a predetermined amount (for example, 50 liters) of hot water is used and the amount of stored hot water is reduced, the reduced predetermined amount The additional operation for boiling the hot water is performed, and the required amount of hot water for the day is ensured by performing this additional operation at least once.
[0025]
Next, the daytime additional operation will be described based on the flowchart of FIG. First, it is determined whether or not the temperature (T5) detected by the remaining hot water detector 18e in step S1 is an additional operation temperature. Specifically, it is determined whether the temperature (T5) is 45 ° C. or lower. And if T5 exceeds 45 degreeC, since the hot water over 45 degreeC exists to the lower part of the hot water storage tank 3, it is not necessary to perform an additional operation and the state is maintained as it is. If T5 is 45 ° C. or lower, there is low temperature hot water in the lower part of the hot water storage tank 3, and it is necessary to perform an additional operation. Therefore, the process proceeds to step S3 and the additional operation is started.
[0026]
In step S3, it is determined whether or not the additional operation is to be terminated. In this case, the incoming water temperature (T6) entering the heat exchange path 14 is detected by the water thermistor 20 to determine whether this temperature is a predetermined temperature and whether the preset additional operation time has ended. Make a decision. That is, if the incoming water temperature (T6) exceeds 60 ° C. or the additional operation time has ended, this additional operation is ended. Further, if the incoming water temperature (T6) is less than 60 ° C. and the additional operation time has not ended, the additional operation operation is continued.
[0027]
If such an operation is performed, when the hot water in the hot water storage tank 3 is used and reduced, an additional operation is performed, and it is possible to prevent “hot water out” in which the hot water in the hot water storage tank 3 disappears. In addition, when the hot water in the hot water storage tank 3 is reduced, the hot water is replenished, so that a so-called “catch-up after use” operation is performed, and a wasteful operation during the daytime when the fee is high can be prevented.
[0028]
By the way, with normal capacity, it is possible to boil hot water of a predetermined capacity (capacity of the hot water storage tank 3) at a predetermined time (midnight time end time) by operation only for a predetermined time in the midnight time zone. In the winter season when the temperature drops, as shown in FIG. 8, the boiling capacity is lowered, and it may not be possible to boil a predetermined volume of hot water at a predetermined time by operation for a predetermined time in the midnight time zone. That is, as shown in Table 1 and FIG. 5, when the normal capacity (4.5 kW) operation is performed for a predetermined time to boil 85 ° C. hot water by 370 liters (the reheating time in Table 1 is 0) If the capacity drops to 4.0 kW, only 344 liters can be boiled in this predetermined time, and if the capacity drops to 3.5 kW, only 301 liters can be boiled in this predetermined time. If the capacity drops to 3.0 kW, only 258 liters can be boiled in this predetermined time, and if the capacity drops to 2.8 kW, only 241 liters can be boiled in this predetermined time.
[0029]
[Table 1]
[0030]
For this reason, in this heat pump type hot water supply apparatus, when the boiling capacity is lower than the normal capacity, there is a possibility that the predetermined capacity of hot water cannot be secured at the predetermined time. Thus, the reheating operation for securing the predetermined capacity of hot water is performed.
[0031]
Therefore, for example, as shown in Table 2, the outside air temperature which is the governing factor of the boiling capacity is −10 ° C. or higher and lower than −7 ° C. (A), −7 ° C. or higher and lower than −4 ° C. (B), −4 ° C. or higher. It is divided into ranges of less than -1 ° C (C), -1 ° C or more and less than 2 ° C (D), 2 ° C or more and less than 5 ° C (E), and 5 ° C or more (F). Set the operating time.
[0032]
[Table 2]
[0033]
In Table 2, the reheating operation time in the range of A to C is 4 hours, the renewal operation time in the range of D is 2 hours, and the renewal operation time in the range of E and F is 0. This is not a limitation. That is, in Table 1 above, the capacity in the range A is 2.8 kW, the capacity in the range B is 3.0 kW, the capacity in the range C is 3.5 kW, and the capacity in the range D is 4 kW. If the capacity (normal capacity) in the range of E and F is 4.5 kW, and the required amount of hot water is 370 liters, the normal capacity of 4.5 kW is 370 liters without driving Hot water can be secured, but if the capacity is 4.0 kW, it can be reheated for 1 hour, so that 387 liters of hot water can be secured, and if the capacity is 3.5 kW, it can be reheated for 2 hours. 376 liters of hot water can be secured, and if the capacity is 3.0 kW, 4 hours of reheating can be obtained, and 387 liters of hot water can be secured, and if the capacity is 2.8 kW, 5 hours of additional time can be secured. By the fired, it is possible to ensure the hot water 391 liters.
[0034]
Accordingly, it is possible to set the chasing time for each range based on this table 1 and the like, and by setting the chasing time in the setting means 39 in advance, at a predetermined time (midnight time zone end time). The outside air temperature is detected by the outside air temperature detecting means 36, and the vehicle is operated during the daytime for the reheating time within the range where the detected outside air temperature falls. For this reason, the required amount of hot water can be ensured, and “hot water out” in which hot water from the hot water storage tank 3 is not in use can be prevented. In addition, it is not necessary to calculate (calculate) the reheating time for each detected outside air temperature, and only the reheating time set in advance based on the detected outside air temperature needs to be operated, thereby simplifying operation control. And stable operation can be performed.
[0035]
In addition, when the required hot water volume exceeds the capacity of the hot water storage tank 3, as described above, additional operation is performed in the daytime, but when the capacity decreases and the operation for a predetermined time does not boil at the end time of the midnight time zone Since the capacity remains lowered during the additional operation, the additional amount of hot water cannot be secured if the operation is performed for the additional time with the normal capacity. For this reason, in such a case, the reheating operation of the predetermined capacity required due to the capacity reduction and the reheating operation of the hot water amount of the additional operation required due to the capacity reduction are performed. These chasing operation times can also be set based on Table 1 above. In other words, Table 1 shows the renewal operation time when the vehicle is driven at a normal capacity and when the capacity is reduced. The renewal operation time is the renewal operation time of the operation with respect to the midnight time zone. And the total driving time for additional driving in the daytime. For this reason, the amount of required hot water can be secured if the reheating operation is performed for the reheating operation time.
[0036]
[Second Embodiment]
By the way, in the above-mentioned case, an insufficient reheating operation time with respect to the required amount of hot water at the time of capacity reduction due to a decrease in the outside air temperature is set in advance, the outside air temperature at the end time of midnight time is detected, and this outside air temperature The engine is recharged for the corresponding refueling operation time, but without setting this renewal operation time in advance, the outside air temperature is detected at the end of the midnight time, and the ability based on this outside air temperature from this outside air temperature It is also possible to calculate the re-running operation time at, and re-drive only for the calculated re-running operation time.
[0037]
That is, the boiling capacity based on the outside air temperature at a predetermined time is detected, and (amount of heat of a predetermined capacity / boiling capacity at a predetermined time) is set to α, and (amount of heat of a predetermined capacity / normal boiling capacity) is set to β. When α> β, (α−β) is obtained. In this case, α is an operation time for obtaining the predetermined capacity of hot water with a boiling capacity based on the outside air temperature at the predetermined time, and β is an operation time for obtaining the predetermined capacity of hot water with a normal operation capacity. Therefore, if α> β, the time for obtaining the predetermined capacity of hot water by operating at the boiling capacity based on the outside air temperature at a predetermined time is longer than the time for obtaining the predetermined capacity of hot water by operating at the normal capacity. It ’s big, and it ’s a decline in ability. For this reason, it is necessary to carry out the driving operation for the reduced amount. This (α−β) is an additional operation time (refreshing operation time) for obtaining the predetermined capacity of hot water. Therefore, the hot water of the predetermined capacity can be secured by performing the renewal operation for the obtained (α−β) operation time.
[0038]
Next, a method for calculating the chasing time will be described with reference to the flowchart of FIG. After driving at midnight, it is determined in step S6 whether or not the midnight time period has ended. If the midnight time zone has not ended, the system waits until the midnight end, and if the midnight time zone has ended, the outside air temperature detecting means 36 detects the outside air temperature at this time (time) (step S7). In step S8, the boiling capacity based on the outside air temperature in the heat pump type hot water supply apparatus is calculated. Note that this ability can be calculated by, for example, the graph shown in FIG.
[0039]
Thereafter, the process proceeds to step S9, where it is determined whether the required amount of hot water per day is larger or smaller than the capacity of the hot water storage tank 3. In this case, the heat capacity of the hot water storage tank 3 is subtracted from the user's required heat amount, and this value is determined as positive or negative. If the required amount of hot water is less than or equal to the capacity of the hot water storage tank 3, the process proceeds to step S10. If the required amount of hot water exceeds the capacity of the hot water storage tank 3, the process proceeds to step S11.
[0040]
In step S10, it is determined whether or not the necessary amount of hot water can be secured only during operation at midnight. That is, it is determined whether (user required heat amount / capacity) −midnight time> 0. (User required amount of heat / capacity) is an operation time (becomes α described above) for securing the required amount of hot water when operating at the capacity at the end of midnight time period, and this time is midnight time (β described above) If this time is longer than midnight time, that is, if α> β, it is necessary for operation during this midnight time. The amount of hot water cannot be secured. For this reason, if (user required heat quantity / capacity) −midnight time> 0 is not satisfied in step S10, the process proceeds to step S12, and the daytime chasing operation time is set to zero. If (user required heat / capacity) −midnight time> 0 in step S10, the process proceeds to step S13 to calculate the value of (α−β). That is, (user required heat amount / capacity) −midnight time is calculated, and this value (α−β) is set as the daytime reheating operation time.
[0041]
Next, when the process proceeds from step S9 to step S11, a boiling operation during midnight and an additional operation during the day are performed. In this step S11, (tank heat capacity / capacity) -midnight time> 0 Determine whether or not. (Tank heat capacity / capacity) is the time to boil hot water of tank heat capacity when operating with this capacity. If the relation of (tank heat capacity / capacity)-midnight time> 0 does not hold, tank heat capacity during midnight hours It is that you can boil the hot water. For this reason, when hot water having a tank heat capacity can be boiled at midnight in step S11, the process proceeds to step S14, and when the relationship of (tank heat capacity / capacity) −midnight time> 0 holds, that is, midnight. If the tank heat capacity hot water cannot be boiled in the time zone, the process proceeds to step S15.
[0042]
In step S14, an additional operation time in the daytime until the required amount of hot water when operating with this ability is calculated. That is, the additional reheating operation time in the daytime (the renewal operation time for the shortage of the additional operation in the daytime) is obtained by (user required heat amount−tank heat capacity) / capacity. Further, in step S15, the shortage of the operation time for the operation in the midnight time zone is obtained by (user required heat amount / capacity) −midnight time, and the additional operation in the daytime is calculated by (user required heat amount−tank heat capacity) / capacity. The deficient chasing operation time is obtained, and the total time is defined as the total chasing driving time in the daytime.
[0043]
For this reason, even if the required amount of hot water is less than the capacity of the hot water storage tank 3 or vice versa, it detects (calculates) the deficient renewal operation time when the capacity is lower than the normal capacity. And the required amount of hot water per day can be secured by the reheating operation of the calculated reheating operation time.
[0048]
Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, when the hot water of the previous day (last time) remains in the hot water storage tank 3 at the start of operation at midnight time, the remaining hot water amount is detected, and the remaining hot water amount obtained by subtracting the remaining hot water amount from the required hot water amount is raised to this time The amount of hot water required can be reduced. For this reason, even if it is not possible to boil a predetermined capacity of hot water at a predetermined time by operating for a predetermined time in the midnight time zone due to a decline in capacity, if there is residual hot water, the amount of hot water necessary for boiling is reduced, In some cases, a predetermined volume of hot water can be secured at a predetermined time, and even if it cannot be ensured, the daytime chasing operation time can be shortened. Further, the predetermined time for operation in the midnight time zone does not have to be the entire time of the midnight time, and the predetermined capacity may be less than the hot water storage tank capacity, as a predetermined time for detecting the boiling capacity It does not have to be at the end of midnight.
[0050]
【The invention's effect】
Claim1According to the heat pump type hot water supply apparatus of the present invention, when the capacity is reduced and a predetermined capacity of hot water cannot be boiled up in a predetermined time, the shortage operation time for the shortage can be calculated. You can make up for that shortage by driving only. That is, since the chasing operation time is changed in accordance with the outside air temperature that changes depending on the day, the chasing operation suitable for the day can be reliably performed.In addition, since it is not necessary to exert a particularly large capacity even in winter when the outside air temperature is low, the heat pump type hot water supply apparatus does not need to be configured to exhibit an unnecessarily high capacity in other seasons. Thereby, manufacture of an excessive quality heat pump type hot water supply apparatus can be avoided, and cost reduction can be achieved.
[0051]
Claim2According to the heat pump type hot water supply apparatus, since the reheating operation is performed only for the reheating operation time set in advance based on the outside air temperature, the operation control is simple and the hot water storage tank has no hot water. Occurrence of “cut” can be prevented.In other words, since the chasing operation time is changed according to the outside air temperature that changes depending on the day, the chasing operation suitable for the day can be reliably performed. In addition, since it is not necessary to exert a particularly large capacity even in winter when the outside air temperature is low, the heat pump type hot water supply apparatus does not need to be configured to exhibit an unnecessarily high capacity in other seasons. Thereby, manufacture of an excessive quality heat pump type hot water supply apparatus can be avoided, and cost reduction can be achieved.
[0053]
Claim3According to the heat pump type hot water supply apparatus, even if the required amount of hot water per day exceeds the capacity of the hot water storage tank, this required amount of hot water can be secured. In addition, when the capacity is reduced, the reheating operation of the predetermined capacity required by the capacity reduction and the reheating operation of the hot water amount of the additional operation required by the capacity reduction are performed. Even if the capacity declines, the required amount of hot water per day can be secured by chasing driving. That is, regardless of the capacity of the hot water storage tank, the required amount of hot water per day can be ensured, and “hot water out” can be prevented throughout the year.
[0054]
Claim4According to the heat pump type hot water supply device, it can be operated for a long time in the midnight hours when the power unit price is low, and the daytime operation where the power unit price is high is short. The necessary amount of hot water can be secured with peace of mind.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified view showing a first embodiment of a heat pump type hot water supply apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a simplified block diagram showing data input to a control unit of the heat pump type hot water supply apparatus.
FIG. 3 is a simplified block diagram of a control unit of the heat pump hot water supply apparatus.
FIG. 4 is a flowchart showing additional operation of the heat pump type hot water supply apparatus.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the capacity of the heat pump hot water supply device and the reheating time.
FIG. 6 is a flowchart for calculating a reheating operation time of the second embodiment of the heat pump hot water supply apparatus.
[Fig. 7]It is a graph which shows the relationship between the external temperature and capability of the said heat pump type hot water supply apparatus.
[Fig. 8]It is a simplification figure of the conventional heat pump type hot-water supply apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Tank unit
2 Heat pump unit
3 Hot water storage tank
Claims (4)
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