JP4644151B2 - Hot water storage water heater - Google Patents
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Description
本発明は深夜時間帯に翌日に使用する湯を沸かす貯湯式給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a hot water storage type hot water supply apparatus that boils hot water to be used on the next day at midnight.
従来よりこの種の深夜時間帯に翌日に使用する湯を沸かす貯湯式給湯装置においては、加熱ヒータを有した貯湯タンクに取り付けられている貯湯温度センサの最下部の温度を監視し、一日のうちに一番低くなった時の温度を貯湯タンクへの給水温度として、深夜時間帯の沸き上げ運転を開始するピークシフト時刻の演算に用いていた。
ところがこの従来のものでは、昼間時間帯においても貯湯タンク内を常に高温の湯で満たす満タンモードに設定されていると、多量の連続出湯があったときは最下部の貯湯温度センサで給水温度を検出することが可能であるが、少量の出湯ばかりであると、貯湯タンク内下部の湯温が上部の湯の影響によって鈍って昇温してしまい、実際の給水温度よりも高い温度を最下部の貯湯温度センサが検出し、それをピークシフト演算に使用しているため、本当に必要な沸き上げ必要熱量よりも少ない沸き上げ必要熱量が算出され翌朝までに湯が沸き上がらないことがあった。 However, in this conventional system, when the hot water tank is always filled with hot water even during daytime hours, when there is a large amount of continuous hot water, the bottom hot water temperature sensor detects the water supply temperature. However, if there is only a small amount of hot water, the temperature of the hot water in the lower part of the hot water storage tank will become dull due to the influence of the hot water in the upper part, and the temperature higher than the actual water supply temperature will be the maximum. Since the hot water storage temperature sensor at the bottom detects and uses it for peak shift calculation, the amount of heat required for boiling less than the amount of heat required for boiling is calculated, and hot water may not boil by the next morning. .
本発明は、上記課題を解決するため、請求項1では、給水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、循環ポンプと加熱手段を有し前記貯湯タンクの下部からの湯水を加熱して前記貯湯タンク上部に戻す加熱循環路と、前記加熱手段に入る湯水の温度を検出する入水温度センサと、前記貯湯タンクの上下方向に複数設けられ貯湯温水の温度を検出する複数の貯湯温度センサと、前記循環ポンプ作動時の前記入水温度センサで検出する入水温度の最低温度を記憶する入水温度記憶部と、最下部の前記貯湯温度センサで検出する貯湯温度の最低温度を記憶する下部温度記憶部と、前記入水温度記憶部で記憶された温度と前記下部温度記憶部で記憶された温度とを比較して低い方の温度を給水温度とする給水温度決定手段と、前記給水温度決定手段で決定された給水温度を用いて沸き上げを開始するピークシフト時刻を算出するピークシフト演算手段とを備えたものとした。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a hot water storage tank in which hot water is stored by connecting a water supply pipe and a hot water discharge pipe, a circulation pump and heating means, and hot water from the lower part of the hot water storage tank is heated. A heating circuit that returns to the upper part of the hot water storage tank, an incoming water temperature sensor that detects the temperature of the hot water entering the heating means, and a plurality of hot water storage temperatures that are provided in the vertical direction of the hot water storage tank and detect the temperature of the hot water storage hot water. A sensor, a water temperature storage unit that stores the minimum temperature of the water temperature detected by the water temperature sensor when the circulating pump is operated, and a lower part that stores the minimum temperature of the hot water temperature detected by the hot water temperature sensor at the bottom. A temperature storage unit, a feed water temperature determining means for comparing the temperature stored in the incoming water temperature storage unit and the temperature stored in the lower temperature storage unit and setting the lower temperature as the feed water temperature, and the feed water temperature It was that a peak shift calculating means for calculating a peak shift time to start boiling with water temperature determined by the constant section.
また、請求項2では、前記入水温度センサで検出する温度は、前記循環ポンプが作動開始してから所定時間経過後から検出するようにした。 According to a second aspect of the present invention, the temperature detected by the incoming water temperature sensor is detected after a predetermined time has elapsed since the operation of the circulation pump was started.
本発明によれば、入水温度センサで検出する入水温度と最下部の前記貯湯温度センサで検出する貯湯温度とを比較して低い方の温度を給水温度としてピークシフト演算に用いたので、給湯量が少なく貯湯タンク内下部の湯温が上部の湯の影響によって鈍って昇温している場合においても、より実際の給水温度に近い温度を検出でき、ピークシフト演算の精度が向上し、湯切れの発生を防止できる。 According to the present invention, the water temperature detected by the water temperature sensor is compared with the hot water temperature detected by the lowermost hot water temperature sensor, and the lower temperature is used for the peak shift calculation as the water temperature. Even when the temperature of the hot water storage tank is low and the temperature of the hot water in the lower part of the hot water tank is dull due to the influence of the hot water in the upper part, it is possible to detect a temperature closer to the actual water supply temperature, improving the accuracy of peak shift calculation and running out of hot water. Can be prevented.
また、入水温度センサで検出する入水温度を貯湯タンクと加熱手段との間の配管での放熱等による影響を排除でき、より正確な給水温度を検出できる。 In addition, it is possible to eliminate the influence of the incoming water temperature detected by the incoming water temperature sensor due to heat radiation or the like in the pipe between the hot water storage tank and the heating means, so that a more accurate water supply temperature can be detected.
次に、本発明の一実施形態の貯湯式給湯装置を図面に基づいて説明する。この貯湯式給湯装置は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、1は湯水を貯湯する貯湯タンク2を備えたタンクユニット、3は貯湯タンク2内の湯水を加熱するヒートポンプユニット等の加熱手段、4は給湯設定温度を設定したり満タンモードや強制沸き増し運転モード等の各種の運転モードを設定するためのリモートコントローラである。 Next, a hot water storage type hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This hot water storage type hot water supply device boils and stores hot water in the midnight hours when the unit price of contracted power by time is low, and uses the hot water stored for hot water supply. 1 is a hot water storage tank 2 for storing hot water. 3 is a heating unit such as a heat pump unit that heats hot water in the hot water storage tank 2, and 4 is a hot water supply set temperature and various operation modes such as a full tank mode and a forced boiling operation mode. It is a remote controller to do.
前記貯湯タンクユニット1の貯湯タンク2は、上端に出湯管5と、下端に給水管6とが接続され、さらに、前記加熱手段3と循環可能に接続する往き管7が下部に、戻り管8が上部に接続されている。また、往き管7の途中には貯湯タンク2内の湯水を加熱手段3へ循環させる循環ポンプ9が設けられ、往き管7、循環ポンプ9、加熱手段3、戻り管8で加熱循環回路10を構成している。また、加熱手段3の前後の往き管7および戻り管8には、それぞれ入水温度センサ11と沸き上げ温度センサ12とが設けられている。
The hot water storage tank 2 of the hot water storage tank unit 1 has a hot
次に、13は前記給水管6から分岐されて貯湯タンク2をバイパスする給水バイパス管、14は前記出湯管5からの湯水と前記給水バイパス管13からの水とを混合してその下流の給湯管15へ給湯する混合弁、16はこの混合弁15の下流の給湯管15に設けられた給湯温度センサ、17は給湯する湯水の量をカウントする給湯流量カウンタである。
Next, 13 is a water supply bypass pipe branched from the
次に、18は貯湯タンク2の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この実施形態では5つの貯湯温度センサが配置され上から18a、18b、18c、18d、18eと呼び、この貯湯温度センサ18が検出する温度情報によって、貯湯タンク2内にどれだけの熱量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク2内の上下方向の温度分布を検知するものである。
Next, a plurality of hot water
19は日々の使用熱量や残熱量から深夜時間帯に沸き上げる沸き上げ熱量とピークシフト時刻を演算して加熱手段3へ沸き上げ開始と停止の指示を行うと共に、昼間時間帯に前記貯湯温度センサ18で検出する貯湯タンク2の残熱量が所定量を下回ると所定の沸き増し運転を開始させる機能を有した貯湯制御部である。 19 calculates the amount of boiling heat and the peak shift time from the amount of heat used and the amount of residual heat in the daytime, and instructs the heating means 3 to start and stop boiling, and also in the daytime time zone, the hot water storage temperature sensor. The hot water storage control unit has a function of starting a predetermined boiling increase operation when the residual heat amount of the hot water storage tank 2 detected at 18 falls below a predetermined amount.
前記加熱手段3は、冷媒を圧縮する圧縮機20とガスクーラとしての水−冷媒熱交換器21と減圧手段としての電子膨張弁22と強制空冷式の蒸発器23で構成されたヒートポンプ回路24と、それらの作動を制御するヒーポン制御部25とを備えており、ヒートポンプ回路24内には冷媒として二酸化炭素が用いられ、高圧側で臨界圧力を越える超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。これによって、低温水を電熱ヒータなしで約90℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。
The heating means 3 includes a
そして、貯湯タンク2内の湯水を沸き上げる際は、前記循環ポンプ9を作動して往き管7から取り出した貯湯タンク2内下部の湯水を前記加熱手段3で沸き上げ、戻り管8から貯湯タンク2内上部に戻して貯湯される。そして給湯栓(図示せず)が開かれると、給水管6からの給水により貯湯タンク2内の湯水が押し上げられて貯湯タンク2内上部の高温水が出湯管5から押し出され、混合弁14にて給水バイパス管13からの水と混合されて給湯されるものである。
When boiling the hot water in the hot water storage tank 2, the circulating pump 9 is operated to boil the hot water in the lower part of the hot water storage tank 2 taken out from the
ここで、前記貯湯制御部19は、リモートコントローラ4を介してユーザーが昼間時間帯においても貯湯タンク2内を常に高温の湯で満たす満タンモードに設定されていると、昼間時間帯において少量の出湯があると沸き増し運転を行わせるようにしている。沸き増し運転の開始が指示されると、前記貯湯制御部19はヒーポン制御部25へ加熱動作開始の指令を出すと共に、循環ポンプ9を作動開始して貯湯タンク2の最下部の貯湯温度センサ18eが所定温度以上になるまで加熱して満タンにするものである。
Here, when the hot water
なお、前記貯湯制御部19には、循環ポンプ9作動時の入水温度センサ11で検出する入水温度の最低温度を記憶する入水温度記憶部26と、最下部の貯湯温度センサ18eで検出する貯湯温度の最低温度を記憶する下部温度記憶部27と、入水温度記憶部26で記憶された温度と下部温度記憶部27で記憶された温度とを比較して低い方の温度を給水温度とする給水温度決定手段28と、給水温度決定手段28で決定された給水温度を用いて沸き上げ開始時刻を算出するピークシフト演算手段29とが設けられている。
The hot water
前記下部温度記憶部27は、最下部の貯湯温度センサ18eで検出する貯湯温度の最低温度を記憶するものであるため、給湯が行われて貯湯タンク2の下部に十分な量の水が流入すると正確な給水温度を検出記憶することができるものである。
The lower
また、前記入水温度記憶部26は、沸き上げ運転または沸き増し運転が開始されて循環ポンプ9が作動開始してから所定時間後に入水温度を監視開始して循環ポンプ9が停止するまでの間の最低温度を記憶するため、最下部の貯湯温度センサ18eよりも低い貯湯タンク2底部の水の温度を検出することができる。このとき、貯湯タンクユニット1と加熱手段3との間の加熱循環回路10に留まっていた水の温度は検出しないようにしているため、より正確な給水温度を検出記憶することができるものである。
Further, the incoming water
そして、給水温度決定手段28は、入水温度記憶部26の水温と下部温度記憶部27の水温とを比較して低い方の温度を給水温度とするため、満タンモードが設定されているように貯湯タンク2の下部に十分な量の水が入っておらず、最下部の貯湯温度センサ18eで検出する温度がその上部に存在する高温の湯の影響によって鈍って昇温してしまっている場合においても、最下部の貯湯温度センサ18eよりもさらに下に存在する給水を沸き増し運転を行ったときなどに入水温度センサ11で検出することができ、この入水温度センサ11で検出し入水温度記憶部26で記憶した水温の方が下部温度記憶部27で記憶している水温よりも低く、より実際の給水温度に近い温度を給水温度として採用することとなる。
Then, the water supply temperature determination means 28 compares the water temperature of the incoming water
そのため、この実際の給水温度に近い温度を用いてピークシフト演算手段29が、深夜時間帯開始時刻から沸き上げ運転の開始をずらすピークシフト時刻を演算するので、ピークシフト演算の精度が向上し、朝になって沸き上げが完了していないという事態がなくなり、湯切れの発生を防止することができるようになったものである。 Therefore, the peak shift calculation means 29 uses the temperature close to the actual water supply temperature to calculate the peak shift time for shifting the start of the boiling operation from the midnight time zone start time, so that the accuracy of the peak shift calculation is improved. In the morning, the situation that boiling is not completed is eliminated, and the occurrence of hot water can be prevented.
なお、本発明はこの一実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で改変することを妨げるものではない。 In addition, this invention is not limited to this one Embodiment, It does not prevent changing in the range which does not change a summary.
2 貯湯タンク
3 加熱手段
5 出湯管
6 給水管
9 循環ポンプ
10 加熱循環回路
11 入水温度センサ
18 貯湯温度センサ
26 入水温度記憶部
27 下部温度記憶部
28 給水温度決定手段
29 ピークシフト演算手段
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