JP4938385B2 - Hot water storage hot water supply system - Google Patents

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JP4938385B2 JP2006229388A JP2006229388A JP4938385B2 JP 4938385 B2 JP4938385 B2 JP 4938385B2 JP 2006229388 A JP2006229388 A JP 2006229388A JP 2006229388 A JP2006229388 A JP 2006229388A JP 4938385 B2 JP4938385 B2 JP 4938385B2
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達也 和田
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本発明は、発電熱や太陽熱等で加熱した水を貯湯タンクに貯湯しておき、貯湯タンクに貯湯しておいた水を利用して給湯する貯湯式給湯システムに関する。本明細書では、温水と冷水を区別しないで水という。水といっても冷水であるとは限らず、温水であることもある。   The present invention relates to a hot water storage hot water supply system in which water heated by power generation heat, solar heat or the like is stored in a hot water storage tank, and hot water is supplied using the water stored in the hot water storage tank. In this specification, it is called water without distinguishing warm water and cold water. Even if it says water, it is not necessarily cold water, and it may be warm water.
発電熱や太陽熱等で加熱した水を貯湯しておいて給湯する貯湯式給湯システムが知られている。温水利用箇所で必要とする温度(給湯設定温度)よりも高温の水が貯湯タンクに貯湯されていれば、貯湯タンクから送り出される水と水道水を混合することによって給湯設定温度に調温することができる。給湯設定温度よりも低温の水が貯湯タンクに貯湯されていれば、バーナ等の補助熱源機で加熱して給湯する必要があるが、この場合は、発電熱や太陽熱等で予熱されている水を補助熱源機で加熱することから、水道水を加熱する場合に比べると、給湯設定温度に加熱するまでのエネルギーが少なくてすむ。貯湯式給湯システムは、総合的な熱利用効率が高い。   2. Description of the Related Art A hot water storage hot water supply system is known in which water heated by power generation heat or solar heat is stored and supplied. If hot water is stored in a hot water storage tank that is hotter than the temperature required at the location where hot water is used (hot water set temperature), adjust the temperature to the hot water set temperature by mixing the water sent from the hot water tank with tap water Can do. If hot water is stored in the hot water storage tank, it is necessary to supply hot water by heating with an auxiliary heat source such as a burner. In this case, water preheated by generated heat or solar heat is used. Is heated by an auxiliary heat source machine, and less energy is required for heating to the hot water supply set temperature than when heating tap water. The hot water storage system has a high overall heat utilization efficiency.
給湯システムでは、温水利用箇所で給湯設定温度に調温された水が利用可能となるまでの時間が短いことが好ましい。例えば、台所や風呂等に設置されている給湯栓を開いたために冷水が出始めてから給湯設定温度に上昇するまでの間、使用者は給湯栓を開いたまま待っている。この時間が長いと無駄に消費される水の量が増えるだけでなく、使用者に多大な不快感を与えてしまう。給湯設定温度に調温された水が出始めるまでの時間を短縮化することが必要である。   In the hot water supply system, it is preferable that the time until the water adjusted to the hot water supply set temperature is available at the hot water use location is short. For example, the user waits with the hot-water tap open until the hot-water temperature rises to the temperature set to the hot-water supply temperature after the hot water tap installed in the kitchen or bath is opened. If this time is long, not only will the amount of wasted water be increased, but it will also give the user a lot of discomfort. It is necessary to shorten the time until water adjusted to the hot water supply set temperature starts to be discharged.
特許文献1に、上記の待ち時間を短くするために、貯湯タンクの水を給湯設定温度よりも高温に予熱しておく技術が開示されている。
特許文献1の技術では、貯湯槽に設置されている流量センサとサーミスタによって日々の給湯利用量と給湯設定温度を監視し、それに基づいて貯湯槽に貯えておくことが必要な蓄熱量を予測し、予測した蓄熱量が得られるまで予熱しておく。予熱動作は、翌日に必要な蓄熱量を予測して前日の夜間に行われる。この結果、貯湯タンクの水は給湯設定温度よりも高温に予熱される。
特許文献1の技術では、貯湯槽に保温されている水と水道水を混合して給湯設定温度に調温した水を給湯利用箇所へ供給する。給湯設定温度に調温された水が出始めるまでの時間を短縮化することができる。
Patent Document 1 discloses a technique in which water in a hot water storage tank is preheated to a temperature higher than a hot water supply set temperature in order to shorten the waiting time.
In the technique of Patent Document 1, the daily use amount of hot water supply and the hot water supply set temperature are monitored by a flow sensor and the thermistor installed in the hot water storage tank, and the heat storage amount required to be stored in the hot water storage tank is predicted based on the monitoring. Preheat until the predicted amount of heat storage is obtained. The preheating operation is performed at night on the previous day by predicting the heat storage amount required for the next day. As a result, the water in the hot water storage tank is preheated to a temperature higher than the hot water supply set temperature.
In the technique of Patent Document 1, water that has been kept warm in a hot water storage tank and tap water are mixed and water adjusted to a hot water supply set temperature is supplied to a hot water supply use location. The time until the water adjusted to the hot water supply set temperature starts to be discharged can be shortened.
特開2002−181385号公報JP 2002-181385 A
特許文献1の技術では、給湯設定温度より高温に予熱した水を貯湯槽に保温しておく。貯湯槽を周囲から断熱したとしても、経済的に現実的な断熱構造である限り、放熱することが避けられない。保温しておく水温が高いほど、放熱ロスは高い。特許文献1の技術では、給湯設定温度よりも高温に予熱した水を保温しておく方式であるために、放熱ロスが高い。   In the technique of Patent Document 1, water preheated to a temperature higher than the hot water supply set temperature is kept in a hot water storage tank. Even if the hot water storage tank is insulated from the surroundings, it is inevitable to dissipate heat as long as the heat insulation structure is economically realistic. The higher the water temperature is kept, the higher the heat dissipation loss. The technique of Patent Document 1 is a system in which water preheated to a temperature higher than the hot water supply set temperature is kept, and thus heat dissipation loss is high.
本発明は、上記の実情を鑑みて創作されたものであり、貯湯槽の水を予熱しておくことによって給湯設定温度に調温された水が出始めるまでの時間を短縮化することができるのと同時に、予熱した水を貯湯槽に保温しておくために放熱ロスが高くなるという問題を避けることができる技術を提供する。   The present invention has been created in view of the above circumstances, and by preheating the water in the hot water tank, the time until the water adjusted to the hot water supply set temperature starts to be discharged can be shortened. At the same time, a technique is provided that can avoid the problem of increased heat dissipation loss because the preheated water is kept warm in the hot water storage tank.
本発明の貯湯式給湯システムは、貯湯タンクと、貯湯タンクの下部の水を貯湯タンクの上部に戻す加熱用循環経路と、加熱用循環経路を流れる水を加熱する手段と、貯湯タンクの下部へ給水する給水経路と、貯湯タンクの上部の水を温水利用箇所へ導く給湯経路と、貯湯タンクの水を貯湯タンクの上部に戻す補助加熱用循環経路と、補助加熱用循環経路を流れる水を加熱する補助熱源機と、貯湯タンク内の上部の温度を検知する検知手段と、温水利用箇所に導く温水の温度を設定しておく給湯温度設定手段と、検知手段で検知された温度が予熱温度に維持されるように補助熱源機を運転する予熱モードを有する制御装置を備えている。ここで、前記予熱温度は、給湯温度設定手段で設定されている給湯温度より低く、給湯温度設定手段で設定可能な最低温度から補助熱源機を通過する間に得られる水温の昇温幅を減じた温度よりも高いことを特徴とする。   The hot water storage type hot water supply system of the present invention includes a hot water storage tank, a heating circulation path for returning water in the lower part of the hot water storage tank to the upper part of the hot water storage tank, means for heating water flowing through the heating circulation path, and a lower part of the hot water storage tank. Heating the water flowing through the auxiliary water supply path, the hot water supply path that leads the water in the upper part of the hot water storage tank to the hot water use point, the auxiliary heating circulation path that returns the hot water tank water to the upper part of the hot water storage tank, and the auxiliary heating circulation path An auxiliary heat source unit that detects the temperature of the upper part of the hot water storage tank, a hot water supply temperature setting unit that sets the temperature of the hot water that is led to the hot water use location, and the temperature detected by the detection unit becomes the preheating temperature. A control device having a preheating mode for operating the auxiliary heat source unit to be maintained is provided. Here, the preheating temperature is lower than the hot water supply temperature set by the hot water supply temperature setting means, and the temperature increase range of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source machine is reduced from the lowest temperature settable by the hot water supply temperature setting means. It is characterized by being higher than the temperature.
貯湯タンクの下部の水は加熱用循環経路に送り出され、燃料電池の発電熱や太陽熱等によって加熱され、貯湯タンクの上部へ戻される。貯湯タンクの上部に戻された水は、貯湯タンクの下部に貯湯されている低温の水と混合されないで、貯湯タンクの上部に高温の状態で貯えられる。貯湯タンクの内部には温度成層が形成される。
給湯経路へは、貯湯タンクの上部に貯えられた高温の温水が送り出される。このために貯湯タンクの蓄熱量が小さくなるまで、高温の水を給湯経路へ送り出すことができる。
貯湯タンクの上部に貯えられている水の温度が低下した状態で給湯運転が必要とされる場合には、貯湯タンクの水を貯湯タンクの上部に戻す補助加熱用循環経路を使って水を循環させ、補助加熱用循環経路を流れる水を補助熱源機で加熱する。補助熱源機で加熱された高温の水は貯湯タンクの上部に戻され、給湯経路へ送り出される。貯湯タンクの上部に貯えられている水の温度は、循環することによって均質化され、給湯経路へ送り出される水の温度は安定する。貯湯タンクの上部がバッファタンクとして機能し、給湯経路へ送り出される水の温度変動を抑制する。貯湯タンクの蓄熱量が少ない場合であっても、少ない蓄熱量を有効に活用して給湯に利用することができる。
The water in the lower part of the hot water storage tank is sent out to the heating circulation path, heated by the power generated by the fuel cell, solar heat, etc., and returned to the upper part of the hot water storage tank. The water returned to the upper part of the hot water storage tank is not mixed with the low temperature water stored in the lower part of the hot water storage tank, and is stored in the upper part of the hot water storage tank in a high temperature state. Temperature stratification is formed inside the hot water storage tank.
Hot water stored in the upper part of the hot water storage tank is sent out to the hot water supply path. Therefore, high-temperature water can be sent out to the hot water supply path until the amount of heat stored in the hot water storage tank becomes small.
When hot water supply operation is required with the temperature of the water stored in the upper part of the hot water tank lowered, the water is circulated using the auxiliary heating circulation path that returns the water in the hot water tank to the upper part of the hot water tank. The water flowing through the auxiliary heating circulation path is heated by the auxiliary heat source unit. The high-temperature water heated by the auxiliary heat source machine is returned to the upper part of the hot water storage tank and sent to the hot water supply path. The temperature of the water stored in the upper part of the hot water storage tank is homogenized by circulation, and the temperature of the water sent to the hot water supply path is stabilized. The upper part of the hot water storage tank functions as a buffer tank and suppresses the temperature fluctuation of the water sent to the hot water supply path. Even when the amount of heat stored in the hot water storage tank is small, the small amount of stored heat can be used effectively for hot water supply.
この貯湯式給湯システムでは、貯湯タンクの蓄熱量が低下したときに、貯湯タンクの上部の水が予熱温度に維持されるように予熱モードを実行する。図1(a)に、本発明の予熱温度を表わす。給湯温度設定手段では、最低温度Tαminから最高温度Tαmaxまでの温度範囲の中から、使用者が給湯設定温度Tαを設定することができる。図1(a)において、ΔTrは、補助熱源機を通過する間に得られる水温の昇温幅である。本発明の予熱温度Tpは、Tαmin−ΔTrよりも高く、給湯設定温度Tαよりも低い。
予熱温度Tpは、計算によって算出してもよいし、上記の温度領域内で予め設定されている温度であってもよい。例えば、給湯設定温度は42℃前後に設定されている場合が多く、設定可能な最低温度Tαminは38℃前後であることが多く、ΔTrは15℃前後であることが多い。予熱温度を35℃前後に設定しておけば、予熱温度が、Tαmin−ΔTrよりも高く、給湯設定温度Tαよりも低い条件を満たしていることが多い。
本システムによると、従来技術に比べて貯湯タンクの予熱温度を低く抑えることができる。従って、予熱している貯湯タンクからの放熱ロスを大幅に低減することができる。
In this hot water storage type hot water supply system, when the amount of heat stored in the hot water storage tank decreases, the preheating mode is executed so that the water in the upper part of the hot water storage tank is maintained at the preheating temperature. FIG. 1A shows the preheating temperature of the present invention. In the hot water supply temperature setting means, the user can set the hot water supply set temperature Tα from the temperature range from the minimum temperature Tα min to the maximum temperature Tα max . In FIG. 1A, ΔTr is the temperature rise width of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source machine. The preheating temperature Tp of the present invention is higher than Tα min −ΔTr and lower than the hot water supply set temperature Tα.
The preheating temperature Tp may be calculated by calculation, or may be a temperature set in advance within the above temperature range. For example, the hot water supply set temperature is often set to around 42 ° C., the lowest settable temperature Tα min is often around 38 ° C., and ΔTr is often around 15 ° C. If the preheating temperature is set to around 35 ° C., the preheating temperature often satisfies a condition that is higher than Tα min −ΔTr and lower than the hot water supply set temperature Tα.
According to this system, the preheating temperature of the hot water storage tank can be kept lower than that of the prior art. Therefore, the heat loss from the hot water storage tank that has been preheated can be greatly reduced.
図2に、本発明の貯湯タンクの上部の温度変化を表わす図を示す。図2の(1)は、貯湯タンクの水を予熱せずに給湯する場合の温度変化を表わしており、図2の(2)は、貯湯タンクの水を予熱しておいて給湯する場合の温度変化を表わしている。(1)の場合、出湯要求1があった時点において、貯湯タンクの上部の水の温度は給水温度Tsである。この状態から給湯設定温度Tαまで加熱して出湯するためには、ΔT1の時間を要する。これに対して、(2)に示すように貯湯タンクの上部の水を予め予熱温度Tpにまで予熱しておけば、ΔT2の時間で給湯設定温度Tαの水を温水利用箇所に供給することができる。
給湯温度設定手段で設定可能な最低温度Tαminから補助熱源機を通過する間に得られる水温の昇温幅−ΔTrを減じた温度Tαmin−ΔTrよりも高い温度に予熱しておけば、前記のΔT2の時間が長くなりすぎることはない。貯湯タンクの水を給湯設定温度Tα以上に予熱しておいても、貯湯タンクと給湯利用箇所の間を結ぶ配管に存在している水を排出しないことには、給湯利用箇所で給湯設定温度Tαに調温された水は出始めない。補助熱源機を通過する間に得られる水温の昇温幅ΔTrだけ低い温度に加熱しておけば、給湯の開始とともに補助熱源機による加熱を開始することによって、貯湯タンクから送り出される水の温度を速やかに上昇させることができる。貯湯タンクの水を給湯設定温度Tα以上に予熱しておいた場合と大差ない遅れ時間で、給湯利用箇所で給湯設定温度Tαに調温された水が出始める。
予熱しておくことによって給湯設定温度に調温された水が出始めるまでの時間を短縮化することができるのと同時に、予熱した水を貯湯槽に保温しておくために放熱ロスが高くなるという問題を避けることができる。
In FIG. 2, the figure showing the temperature change of the upper part of the hot water storage tank of this invention is shown. (1) in FIG. 2 represents a temperature change when hot water is supplied without preheating the water in the hot water storage tank, and (2) in FIG. 2 is a case in which hot water is supplied by preheating the water in the hot water storage tank. It represents the temperature change. In the case of (1), the temperature of the water in the upper part of the hot water storage tank is the water supply temperature Ts when there is a hot water request 1. It takes time ΔT1 to heat from this state to the hot water supply set temperature Tα to discharge the hot water. On the other hand, as shown in (2), if the water in the upper part of the hot water storage tank is preheated to the preheating temperature Tp in advance, the water at the hot water supply set temperature Tα can be supplied to the hot water use location in the time ΔT2. it can.
If preheating to a temperature higher than the temperature Tα min −ΔTr obtained by subtracting the temperature increase range −ΔTr of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source machine from the minimum temperature Tα min that can be set by the hot water supply temperature setting means, The time of ΔT2 is not too long. Even if the water in the hot water storage tank is preheated to the hot water supply set temperature Tα or higher, the water existing in the pipe connecting the hot water storage tank and the hot water use location is not discharged. The temperature-controlled water does not begin to come out. If it is heated to a temperature that is lower by the temperature rise width ΔTr of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source unit, the temperature of the water sent out from the hot water storage tank can be increased by starting the heating with the auxiliary heat source unit when the hot water supply is started. It can be raised quickly. Water whose temperature has been adjusted to the hot water supply set temperature Tα at the hot water use location begins to appear at a delay time that is not much different from the case where the water in the hot water storage tank is preheated to the hot water supply set temperature Tα or higher.
By preheating, it is possible to shorten the time until the water adjusted to the hot water supply set temperature starts to be discharged, and at the same time, the heat dissipation loss increases because the preheated water is kept in the hot water tank. Can be avoided.
予熱しておく水は、貯湯タンクの上部に貯えられている水だけでもよいし、貯湯タンクの中間高さ以上に存在する水のみを予熱してもおいてもよい。例えば、台所や洗面台等の給湯利用箇所で平均的に使用される1回分の水量を加熱しておけば、給湯利用時に素早く応答できる。使用者の待ち時間を短縮することができる。
燃料電池等が発電運転を開始すれば、貯湯タンクの水が加熱用循環経路に送りだされて貯湯タンクの水の全量が加熱されるので、貯湯タンク内のすべての水を予熱しておく必要はない。これもまた放熱ロスを低減するのに効果的である。
The water to be preheated may be only the water stored in the upper part of the hot water storage tank, or may preheat only the water existing at an intermediate height or higher of the hot water storage tank. For example, if a single amount of water used on average in a hot water supply use place such as a kitchen or a wash basin is heated, it is possible to respond quickly when using hot water supply. The waiting time of the user can be shortened.
When a fuel cell or the like starts a power generation operation, the water in the hot water storage tank is sent to the heating circulation path and the entire amount of water in the hot water storage tank is heated, so it is necessary to preheat all the water in the hot water storage tank. There is no. This is also effective in reducing heat loss.
本発明の貯湯式給湯システムの予熱温度は、給湯設定温度から補助熱源機を通過する間に得られる水温の昇温幅を減じた温度よりも高く、給湯設定温度よりも低いことが好ましい。   The preheating temperature of the hot water storage type hot water supply system of the present invention is preferably higher than the temperature obtained by subtracting the temperature increase range of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source device from the hot water supply set temperature, and preferably lower than the hot water supply set temperature.
図1(b)に、本発明の予熱温度を図示する。予熱温度Tpが、給湯設定温度Tαから補助熱源機を通過する間に得られる水温の昇温幅ΔTrを減じた温度Tα−ΔTrよりも高く、給湯設定温度Tαよりも低ければ、短時間で出湯することができる。上記の構成によると、予熱温度Tpの下限値は給湯設定温度Tαに準じて変化するが、それでも従来の保温温度よりも低温であり、放熱ロスは少ない。   FIG. 1B illustrates the preheating temperature of the present invention. If the preheating temperature Tp is higher than the temperature Tα−ΔTr obtained by subtracting the temperature increase range ΔTr of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source unit from the hot water supply set temperature Tα, the hot water is quickly discharged if it is lower than the hot water supply set temperature Tα. can do. According to said structure, although the lower limit of preheating temperature Tp changes according to hot water supply preset temperature T (alpha), it is still lower than the conventional heat retention temperature, and there is little heat loss.
本発明の貯湯式給湯システムの補助熱源機を通過する間に得られる水温の昇温幅ΔTrは、補助熱源機を運転する最低水量における昇温幅を用いることが好ましい。   As the temperature rise width ΔTr of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source device of the hot water storage type hot water supply system of the present invention, it is preferable to use the temperature rise width at the minimum amount of water that operates the auxiliary heat source device.
補助熱源機を通過する間に得られる水温の昇温幅ΔTrは、補助熱源機の加熱能力によって変化するだけでなく、補助熱源機を通過する水の量によっても変化する。補助熱源機を通過する水量が少なければ、昇温幅ΔTrは大きい。
給湯の開始時には、所望の水量に満たなくても給湯設定温度に調温されている水の供給開始タイミングが早いことが重視される。水量を抑えることが許容される。
給湯開始時には水量を抑えるようにすれば、補助熱源機を通過する間に得られる水温の昇温幅ΔTrは大きくなり、それにより予熱温度Tpを下げることができる。給湯開始タイミングが遅れることを防止しながら、放熱ロスを抑えることができる。
The temperature rise width ΔTr of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source machine not only changes depending on the heating capacity of the auxiliary heat source machine, but also changes depending on the amount of water passing through the auxiliary heat source machine. If the amount of water passing through the auxiliary heat source device is small, the temperature increase width ΔTr is large.
At the start of hot water supply, it is important that the supply start timing of water adjusted to the hot water supply set temperature is early even if the desired amount of water is not reached. It is acceptable to reduce the amount of water.
If the amount of water is suppressed at the start of hot water supply, the temperature increase range ΔTr of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source unit becomes large, and thereby the preheating temperature Tp can be lowered. Heat dissipation loss can be suppressed while preventing the hot water supply start timing from being delayed.
本発明の貯湯式給湯システムでは、給湯設定温度が所定の温度より高いときには予熱モードを実行しないことが好ましい。   In the hot water storage type hot water supply system of the present invention, it is preferable not to execute the preheating mode when the hot water supply set temperature is higher than a predetermined temperature.
給湯利用箇所で設定される給湯温度は、その用途により多様である。例えば、給湯温度が40℃程度に設定されているときは、食器洗いやシャワーなどのように、給湯設定温度に調温された水が出始めるまでの時間が短いことが要求されていることが多い。それに対して、給湯設定温度が50℃以上の高温に設定されているときは、例えば飲み物を作成するためにお湯を必要とする場合等であって、給湯設定温度に調温された水が出始めるまでが時間が少々長くても許容されることが多い。すなわち、放熱ロスを避けるために、予熱しておかないことが許容されることが多い。
給湯設定温度が所定の温度より高いときには予熱モードを実行しないようにすると、給湯設定温度に調温された水が出始めるまでが時間が短いことが要求されている場合には予熱しておいて給湯開始時までの時間を短縮化でき、給湯設定温度に調温された水が出始めるまでが時間が長くても許容される場合には放熱ロスを避けることができる。
The hot water supply temperature set in the hot water use location varies depending on the application. For example, when the hot water supply temperature is set to about 40 ° C., it is often required that the time until water adjusted to the hot water supply set temperature starts to be discharged, such as dishwashing and showering, is short. . On the other hand, when the hot water supply set temperature is set to a high temperature of 50 ° C. or higher, for example, when hot water is required to prepare a drink, water adjusted to the hot water supply set temperature is discharged. It is often acceptable that the time to start is a little longer. That is, in order to avoid heat dissipation loss, it is often allowed that the preheating is not performed.
If the preheat mode is not executed when the hot water supply set temperature is higher than the predetermined temperature, preheat it when it is required that the time until the water adjusted to the hot water set temperature begins to be discharged is short. The time until the start of hot water supply can be shortened, and heat dissipation loss can be avoided if a long time is allowed until water adjusted to the hot water supply set temperature starts to be discharged.
本発明の貯湯式給湯システムは、予熱モードを実行するかしないかを切換える操作スイッチ類を有することが好ましい。   The hot water storage type hot water supply system of the present invention preferably has operation switches for switching whether or not to execute the preheating mode.
給湯設定温度に調温された水が出始めるまでの時間の短縮と、放熱ロスの減少はトレードオフの関係にある。操作スイッチ類が用意されていれば、貯湯式給湯システムで予熱動作を行うか否かを、使用者が選択することができる。
予熱モードを実行するかしないかを切換えるスイッチは、単独で操作可能であってもよい。あるいは、貯湯式給湯システムの電源スイッチと連動する構成であってもよい。
There is a trade-off between shortening the time until water adjusted to the hot water supply set temperature begins to be discharged and reducing heat dissipation loss. If operation switches are prepared, the user can select whether or not to perform the preheating operation in the hot water storage type hot water supply system.
The switch for switching whether or not to execute the preheating mode may be operable independently. Or the structure linked with the power switch of a hot water storage type hot-water supply system may be sufficient.
本発明の参考の態様による貯湯式給湯システムは、貯湯タンクと、貯湯タンクの下部の水を貯湯タンクの上部に戻す加熱用循環経路と、加熱用循環経路を流れる水を加熱する手段と、貯湯タンクの下部へ給水する給水経路と、貯湯タンクの上部の水を温水利用箇所へ導く給湯経路と、貯湯タンクの水を貯湯タンクの上部に戻す補助加熱用循環経路と、補助加熱用循環経路を流れる水を加熱するとともに加熱量が可変な補助熱源機と、温水利用箇所に導く温水の温度を設定しておく給湯温度設定手段と、貯湯タンクから給湯経路に送り出される水の温度を検知する第1検知手段と、貯湯タンクから補助熱源機に送り出される水の温度を検知する第2検知手段と、補助熱源機の加熱量を、給湯温度設定手段で設定されている給湯温度と第2検知手段で検知される温度の差に基づいて決定する加熱量決定手段と、第1検知手段で検知される温度が給湯温度設定手段で設定されている給湯温度よりも低い間は、補助熱源機の加熱量を加熱量決定手段で決定された加熱量から増大する加熱量増大手段とを備えている。 A hot water storage hot water supply system according to a reference aspect of the present invention includes a hot water storage tank, a heating circulation path for returning water below the hot water storage tank to the upper part of the hot water storage tank, means for heating water flowing through the heating circulation path, and hot water storage A water supply path for supplying water to the lower part of the tank, a hot water supply path for leading the water in the upper part of the hot water storage tank to the hot water use location, an auxiliary heating circulation path for returning the hot water tank water to the upper part of the hot water storage tank, and an auxiliary heating circulation path An auxiliary heat source that heats the flowing water and has a variable amount of heating, a hot water temperature setting means that sets the temperature of the hot water that leads to the hot water use location, and a temperature that detects the temperature of the water that is sent from the hot water storage tank to the hot water supply path 1 detection means, second detection means for detecting the temperature of water sent from the hot water storage tank to the auxiliary heat source machine, and the heating amount of the auxiliary heat source machine, the hot water supply temperature set by the hot water supply temperature setting means and the second detection means The heating amount determining means for determining based on the difference in temperature detected in step 1 and the heating of the auxiliary heat source machine while the temperature detected by the first detecting means is lower than the hot water supply temperature set by the hot water supply temperature setting means. Heating amount increasing means for increasing the amount from the heating amount determined by the heating amount determining means.
加熱量決定手段は、給湯設定温度と第2検知手段で検知される温度との差に基づいて、補助熱源機の加熱量を決定する。補助熱源機は、加熱量が可変な構成を有しており、その加熱量が、加熱量決定手段で決定された加熱量に一致するように制御される。補助熱源機の加熱量が、加熱量決定手段で決定された加熱量に調整されれば、補助熱源機を通過した水は給湯設定温度に調整される。実際には、加熱量決定手段で決定する加熱量は、補助熱源機を通過した水が給湯設定温度よりも若干(1〜2℃)高い温度となるように計算されていることが多い。これは、ここでいう加熱量増大手段とは別ものであり、加熱量増大手段は、加熱量を顕著に増大させる。   The heating amount determination means determines the heating amount of the auxiliary heat source unit based on the difference between the hot water supply set temperature and the temperature detected by the second detection means. The auxiliary heat source machine has a configuration in which the heating amount is variable, and the heating amount is controlled so as to coincide with the heating amount determined by the heating amount determining means. If the heating amount of the auxiliary heat source device is adjusted to the heating amount determined by the heating amount determination means, the water that has passed through the auxiliary heat source device is adjusted to the hot water supply set temperature. In practice, the heating amount determined by the heating amount determination means is often calculated so that the water that has passed through the auxiliary heat source unit has a temperature slightly higher (1-2 ° C.) than the hot water supply set temperature. This is different from the heating amount increasing means here, and the heating amount increasing means remarkably increases the heating amount.
本発明の参考の貯湯式給湯システムは、補助熱源機を通過した水がそのまま給湯経路に送り出されず、一旦は貯湯タンクの上部に戻され、その後に貯湯タンクの上部から給湯経路に送り出される。貯湯タンクの上部に戻されてから給湯経路に送り出されるまでの間に、貯湯タンクの上部に存在していた水と混合し、混合した水が給湯経路に送り出される。
図3に、給湯経路に送り出される水の温度変化を示す。
グラフ(2)は、補助熱源機の加熱量が、給湯設定温度と第2検知手段で検知される温度との差に基づいて決定された加熱量に一致する場合を示す。補助熱源機を通過して貯湯タンクの上部に戻される水の温度が給湯設定温度であるために、給湯経路に送り出される水の温度が給湯設定温度Tαにまで上昇するのに時間Δt2を要する。
グラフ(1)は、加熱量増大手段によって、補助熱源機の加熱量が増大された場合を示す。補助熱源機を通過して貯湯タンクの上部に戻される水の温度が給湯設定温度以上に加熱されているために、給湯経路に送り出される水の温度が給湯設定温度Tαにまで上昇するのに時間Δt1は短くてすむ。
給湯経路に送り出される水の温度が給湯設定手段に等しくなれば、補助熱源機の加熱量が、給湯設定温度と第2検知手段で検知される温度との差に基づいて決定された加熱量に調整され、補助熱源機を通過して貯湯タンクの上部に戻される水の温度が給湯設定温度に下げられる。給湯経路に給湯設定温度の水を送り出す運転を継続することができる。
前記したように、本発明の参考の貯湯タンクはバッファタンクとして機能する。このため、補助熱源機の加熱量を変化させても、その温度変化は貯湯タンクで緩衝され、給湯温度に影響しにくい。給湯温度への影響を考慮することなく補助熱源機の加熱量を可変させることができる。
In the hot water storage type hot water supply system of the present invention, the water that has passed through the auxiliary heat source is not sent out as it is to the hot water supply path, but is once returned to the upper part of the hot water storage tank, and then sent from the upper part of the hot water storage tank to the hot water supply path. Between returning from the upper part of the hot water storage tank and being sent out to the hot water supply path, it is mixed with the water existing in the upper part of the hot water storage tank, and the mixed water is sent out to the hot water supply path.
In FIG. 3, the temperature change of the water sent out to a hot water supply path | route is shown.
Graph (2) shows a case where the heating amount of the auxiliary heat source unit matches the heating amount determined based on the difference between the hot water supply set temperature and the temperature detected by the second detection means. Since the temperature of the water that passes through the auxiliary heat source device and is returned to the upper part of the hot water storage tank is the hot water supply set temperature, it takes time Δt2 for the temperature of the water sent to the hot water supply path to rise to the hot water supply set temperature Tα.
Graph (1) shows a case where the heating amount of the auxiliary heat source unit is increased by the heating amount increasing means. Since the temperature of the water passing through the auxiliary heat source unit and returning to the upper part of the hot water storage tank is heated to the hot water supply set temperature or higher, it takes time for the temperature of the water sent to the hot water supply path to rise to the hot water supply set temperature Tα. Δt1 can be short.
If the temperature of the water sent out to the hot water supply path becomes equal to the hot water supply setting means, the heating amount of the auxiliary heat source unit becomes the heating amount determined based on the difference between the hot water supply set temperature and the temperature detected by the second detection means. The temperature of the water that is adjusted and passes through the auxiliary heat source unit and returned to the upper part of the hot water storage tank is lowered to the hot water supply set temperature. The driving | running which sends out the water of hot-water supply preset temperature to a hot-water supply path | route can be continued.
As described above, the reference hot water storage tank of the present invention functions as a buffer tank. For this reason, even if the heating amount of the auxiliary heat source machine is changed, the temperature change is buffered by the hot water storage tank, and the hot water supply temperature is hardly affected. The heating amount of the auxiliary heat source machine can be varied without considering the influence on the hot water supply temperature.
加熱量決定手段および加熱量増大手段は、補助熱源機に接続可能なハードウェア構成を有していてもよいし、補助熱源機を制御するプログラムにより構成されていてもよい。   The heating amount determination unit and the heating amount increase unit may have a hardware configuration that can be connected to the auxiliary heat source unit, or may be configured by a program that controls the auxiliary heat source unit.
本発明の参考の貯湯式給湯システムでは、第1検知手段で検知される温度が給湯設定温度よりも低い間は、補助熱源機の加熱量を最大加熱量としてもよい。 In the reference hot water storage hot water supply system of the present invention, while the temperature detected by the first detection means is lower than the hot water supply set temperature, the heating amount of the auxiliary heat source machine may be the maximum heating amount.
これによると、給湯温度で出湯し始めるまでの時間をさらに短くすることができる。   According to this, it is possible to further shorten the time until the hot water supply starts at the hot water supply temperature.
なお本明細書でいう「貯湯タンクの上部」は、貯湯式給湯システムを実際に使用する際の種々の要請に応じて変更され得る。例えば給湯経路へ送り出される水の温度変動を可能な限り抑制したい場合には、貯湯タンクの上部の範囲を広いものとする。具体的には、補助加熱用循環経路の上端が貯湯タンクに接続する位置を下方に変更する。これによって、バッファとなる貯湯タンクの上部に貯められている水の容量が増加し、給湯経路へ送り出される水の温度変動を効果的に抑制することができる。また給湯設定温度の水を出湯し始めるまでの時間を可能な限り短くするためには、貯湯タンクの上部の範囲を狭いものとする。具体的には、補助加熱用循環経路の上端が貯湯タンクに接続する位置を上方に変更し、補助加熱用循環経路の下端が貯湯タンクに接続する位置も上方に変更する。これによって、給湯設定温度の水を出湯し始めるまでの時間をさらに短くすることができる。   The “upper part of the hot water storage tank” in the present specification can be changed according to various demands when the hot water storage type hot water supply system is actually used. For example, when it is desired to suppress the temperature fluctuation of water sent to the hot water supply path as much as possible, the upper range of the hot water storage tank is widened. Specifically, the position where the upper end of the auxiliary heating circulation path is connected to the hot water storage tank is changed downward. As a result, the capacity of the water stored in the upper part of the hot water storage tank serving as a buffer increases, and the temperature fluctuation of the water sent to the hot water supply path can be effectively suppressed. In addition, in order to shorten the time until the start of hot water supply at the hot water supply set temperature as much as possible, the upper range of the hot water storage tank is made narrow. Specifically, the position where the upper end of the auxiliary heating circulation path is connected to the hot water storage tank is changed upward, and the position where the lower end of the auxiliary heating circulation path is connected to the hot water storage tank is also changed upward. As a result, it is possible to further shorten the time until the hot water supply temperature is started.
上記の構成により、給湯開始時に給湯経路に送り出される水の温度の立ち上がりタイミングが速くなり、出湯要求があってから給湯設定温度の水を出湯し始めるまでの時間を短くすることができる。使用者の待ち時間が短縮され、出湯開始を待つ使用者の不快感を少なくすることができる。   With the above configuration, the rising timing of the temperature of the water sent out to the hot water supply path at the start of hot water supply can be accelerated, and the time from when there is a hot water request until the start of hot water supply at the hot water supply set temperature can be shortened. The waiting time of the user is shortened, and the user's discomfort waiting for the start of hot water can be reduced.
以下に、本発明の好適な実施形態を説明する。
(形態1) 予熱温度を計算して記憶しておく手段を備えている。
(形態2) 予熱温度は、予め設定されている。
(形態3) 補助熱源機を通過した水を貯湯タンクの上部に戻す経路に開閉弁が介装されている。
(形態4) 補助熱源機を通過した水を貯湯タンクの中間高さに戻す分岐経路が設けられている。
(形態5) 補助熱源機を通過した水を貯湯タンクの中間高さに戻す分岐経路に開閉弁が介装されている。
(形態6) 補助熱源機を通過した水を貯湯タンクをバイパスして補助熱源機に戻すバイパス経路を備えている。
(形態7) 補助熱源機を通過した水を補助熱源機に戻すバイパス経路に開閉弁が介装されている。
(形態8) 補助加熱用循環経路は、補助熱源機を通過した水が、貯湯タンクの上部に戻される状態と、貯湯タンクの中間高さに戻される状態と、貯湯タンクをバイパスして補助熱源機に戻される状態との間で切換えることができる。
(形態9) 改質器を加熱する排気ガスで加熱用循環経路を流れる水を加熱することができる。
(形態10) 発電機を冷却することで自らは加熱された冷却水で加熱用循環経路を流れる水を加熱し、冷却水を冷却する。
The preferred embodiments of the present invention will be described below.
(Embodiment 1) A means for calculating and storing the preheating temperature is provided.
(Mode 2) The preheating temperature is set in advance.
(Mode 3) An on-off valve is interposed in a path for returning the water that has passed through the auxiliary heat source unit to the upper part of the hot water storage tank.
(Mode 4) A branch path is provided for returning the water that has passed through the auxiliary heat source unit to the intermediate height of the hot water storage tank.
(Mode 5) An on-off valve is interposed in a branch path that returns the water that has passed through the auxiliary heat source unit to the intermediate height of the hot water storage tank.
(Mode 6) A bypass path is provided for returning water that has passed through the auxiliary heat source unit to the auxiliary heat source unit by bypassing the hot water storage tank.
(Mode 7) An on-off valve is interposed in a bypass path for returning water that has passed through the auxiliary heat source unit to the auxiliary heat source unit.
(Embodiment 8) The auxiliary heating circulation path includes a state in which water that has passed through the auxiliary heat source unit is returned to the upper part of the hot water storage tank, a state in which the water is returned to the intermediate height of the hot water storage tank, and an auxiliary heat source that bypasses the hot water storage tank. You can switch between the states returned to the machine.
(Embodiment 9) Water flowing through the heating circulation path can be heated with the exhaust gas that heats the reformer.
(Embodiment 10) By cooling the generator, it heats the water flowing through the heating circulation path with the heated cooling water and cools the cooling water.
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。それぞれの実施例の共通部位に関しては、重複説明は省略する。
(第1実施例)
図4に、本実施例の貯湯式給湯システム1の概略構成を表わす図を示す。貯湯タンク10には、加熱用循環経路20が接続されている。加熱用循環経路20には循環ポンプ22が配置されており、循環ポンプ22を運転すると、貯湯タンク10の下部に貯えられている水が加熱用循環経路20を通過して貯湯タンク10の上部に戻される。
加熱用循環経路20は、改質器74を加熱した排気ガスが通過する熱交換器24と、発電熱で加熱された水が通過する熱交換器26を通過しており、発電ユニット70の発電運転中は、貯湯タンク10の下部に貯えられている水が排気ガスと発電熱で加熱されて貯湯タンク10の上部に戻される。貯湯タンク10には、発電に伴って発生する熱で加熱された水が、温度成層をなした状態で貯湯される。
加熱用循環経路20には、貯湯タンク10の下部から送り出された水の温度を検出するサーミスタ202と、発電に伴って発生した熱で加熱された水の温度を検出するサーミスタ204と、三方弁28が配置されている。三方弁28には発電ユニットバイパス経路29の一端が接続されており、この発電ユニットバイパス経路29の他端は、熱交換器24の上流側の加熱用循環経路20に接続されている。三方弁28を切換えることによって、貯湯タンク10の下部から送り出された水は、熱交換器24と熱交換器26を通過してから貯湯タンク10の上部に戻る状態と、熱交換器24と熱交換器26をバイパスして貯湯タンク10の上部に戻る状態の間で切換えられる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Regarding the common parts of the respective embodiments, a duplicate description is omitted.
(First embodiment)
In FIG. 4, the figure showing the schematic structure of the hot water storage type hot-water supply system 1 of a present Example is shown. A heating circulation path 20 is connected to the hot water storage tank 10. A circulation pump 22 is arranged in the heating circulation path 20, and when the circulation pump 22 is operated, water stored in the lower part of the hot water storage tank 10 passes through the heating circulation path 20 and reaches the upper part of the hot water storage tank 10. Returned.
The heating circulation path 20 passes through the heat exchanger 24 through which the exhaust gas that has heated the reformer 74 passes and the heat exchanger 26 through which water heated by the generated heat passes, and the power generation unit 70 generates power. During operation, water stored in the lower part of the hot water storage tank 10 is heated by exhaust gas and generated heat and returned to the upper part of the hot water storage tank 10. In the hot water storage tank 10, water heated by heat generated with power generation is stored in a temperature stratified state.
The heating circulation path 20 includes a thermistor 202 that detects the temperature of water sent from the lower part of the hot water storage tank 10, a thermistor 204 that detects the temperature of water heated by heat generated during power generation, and a three-way valve. 28 is arranged. One end of a power generation unit bypass path 29 is connected to the three-way valve 28, and the other end of the power generation unit bypass path 29 is connected to the heating circulation path 20 upstream of the heat exchanger 24. By switching the three-way valve 28, the water sent from the lower part of the hot water storage tank 10 passes through the heat exchanger 24 and the heat exchanger 26 and then returns to the upper part of the hot water storage tank 10, and the heat exchanger 24 and the heat The state is switched between the state of bypassing the exchanger 26 and returning to the upper part of the hot water storage tank 10.
図4の発電ユニット70は、改質器74と、改質器74を加熱するバーナ72と、燃料電池76を備えている。
改質器74は、メタノール等の燃料ガスを改質して水素ガスを製造する。製造した水素ガスは水素ガス供給経路704を経て燃料電池76へと供給される。改質器74で、燃料ガスを改質して水素ガスを製造するためには、改質器74を高温に維持する必要がある。バーナ72の燃焼熱によって改質器74が高温に維持される。バーナ72の排気ガスは改質器74を加熱したあとも高温であり、熱交換器24を通過する際に加熱用循環経路20を流れる水を加熱する。排気ガスの熱は回収され、貯湯タンク10に蓄熱される。
燃料電池76は、改質器74から供給される水素ガスと空気中の酸素とを反応させて発電する。燃料電池76が発電する際に、発電熱が発生する。燃料電池76を冷却するために、冷却水通路706が燃料電池76を通過している。冷却水通路706を流れる水が燃料電池76を冷却し、燃料電池76を発電に適した温度に維持する。燃料電池76を冷却することによって加熱された水は、熱交換器26を通過して加熱用循環経路20を流れる水を加熱する。加熱用循環経路20を流れる水を加熱することによって冷却された水は再び燃料電池76を通過する。発電熱は回収され、貯湯タンク10に蓄熱される。
後記するコントローラ80は、発電運転中は、バーナ72を燃焼させ、改質器74に燃料ガスを供給し、循環ポンプ22を運転する。
The power generation unit 70 shown in FIG. 4 includes a reformer 74, a burner 72 that heats the reformer 74, and a fuel cell 76.
The reformer 74 reforms a fuel gas such as methanol to produce hydrogen gas. The produced hydrogen gas is supplied to the fuel cell 76 via the hydrogen gas supply path 704. In order to reform the fuel gas to produce hydrogen gas by the reformer 74, it is necessary to maintain the reformer 74 at a high temperature. The reformer 74 is maintained at a high temperature by the combustion heat of the burner 72. The exhaust gas from the burner 72 is still hot after the reformer 74 is heated, and heats the water flowing through the heating circulation path 20 when passing through the heat exchanger 24. The heat of the exhaust gas is recovered and stored in the hot water storage tank 10.
The fuel cell 76 generates electricity by reacting the hydrogen gas supplied from the reformer 74 with oxygen in the air. When the fuel cell 76 generates power, generated heat is generated. A cooling water passage 706 passes through the fuel cell 76 in order to cool the fuel cell 76. Water flowing through the cooling water passage 706 cools the fuel cell 76 and maintains the fuel cell 76 at a temperature suitable for power generation. The water heated by cooling the fuel cell 76 passes through the heat exchanger 26 and heats the water flowing through the heating circulation path 20. The water cooled by heating the water flowing through the heating circulation path 20 passes through the fuel cell 76 again. The generated heat is recovered and stored in the hot water storage tank 10.
The controller 80 described later burns the burner 72 during the power generation operation, supplies fuel gas to the reformer 74, and operates the circulation pump 22.
図4の貯湯タンク10の底部には、貯湯タンク10に水道水を給水する給水経路30が接続されている。給水経路30には、水道水の圧力を減圧する減圧弁32、給水温度を測定する給水サーミスタ302、給水量を測定する流量センサ34、給水量サーボ36、混合サーボ38が介装されている。混合サーボ38は、給水経路30と混合経路46の分岐点に配置されている。
貯湯タンク10内の水圧が減少すると、減圧弁32によって減圧された水道水が給水経路30から貯湯タンク10へ給水される。給水サーミスタ302で検出される給水温度と、流量センサ34で検出される給水量は、コントローラ80に入力される。
給水経路30の混合サーボ38の下流側に排水経路90が接続されている。排水経路90には排水弁92が介装されている。排水弁92の開閉は手動で行う。排水弁92が開かれると、貯湯タンク10内の水が排水経路90を経て外部へ排水される。
A water supply path 30 for supplying tap water to the hot water storage tank 10 is connected to the bottom of the hot water storage tank 10 in FIG. A pressure reducing valve 32 for reducing the pressure of tap water, a water supply thermistor 302 for measuring the water supply temperature, a flow rate sensor 34 for measuring the water supply amount, a water supply servo 36 and a mixing servo 38 are interposed in the water supply path 30. The mixing servo 38 is disposed at a branch point between the water supply path 30 and the mixing path 46.
When the water pressure in the hot water storage tank 10 decreases, tap water decompressed by the pressure reducing valve 32 is supplied to the hot water storage tank 10 from the water supply path 30. The feed water temperature detected by the feed water thermistor 302 and the feed water amount detected by the flow sensor 34 are input to the controller 80.
A drainage path 90 is connected to the downstream side of the mixing servo 38 of the water supply path 30. A drain valve 92 is interposed in the drain path 90. The drain valve 92 is manually opened and closed. When the drain valve 92 is opened, the water in the hot water storage tank 10 is drained to the outside through the drain path 90.
図4の貯湯タンク10の天井部(上部)には、貯湯タンク10内の上部に貯えられている水を給湯栓48に給湯する給湯経路40が接続されている。給湯栓48は、浴室、洗面所、台所等の温水利用箇所の各々に配設されている。給湯経路40には、温水電磁弁42、高温サーミスタ402、給湯サーミスタ404、給湯量センサ44が介装されている。また給湯経路40には、先述の混合経路46が接続されている。混合経路46は、温水電磁弁42の下流側であり、かつ高温サーミスタ402と給湯サーミスタ404の間に接続されている。
高温サーミスタ402は、貯湯タンク10から送り出された水であって、給水経路30からの水道水と混合される前の水の温度を検出する。給湯サーミスタ404は、混合した後の水の温度を検出する。給湯経路40からの温水量と混合経路46からの冷水量との混合比は、混合サーボ38の開度によって調整される。混合サーボ38の開度を調整することによって、予め設定されている給湯設定温度に調温することができる。
高温サーミスタ402で検出された温度と、給湯サーミスタ404で検出された温度とは、コントローラ80に入力される。給湯量センサ44で測定された給湯量は、コントローラ80に入力される。コントローラ80は、給水サーミスタ302の検出温度と、高温サーミスタ402の検出温度と、予め設定されている給湯設定温度に基づいて、混合サーボ38の開度を調整する。この構成により、貯湯タンク10の上部に貯えられている水の温度が給湯設定温度よりも高温であっても、給湯設定温度に調温された水を給湯することができる。
貯湯タンク10の上部には第1タンクサーミスタ101が設置されており、貯湯タンク10の中間高さには第2タンクサーミスタ102が設置されており、貯湯タンク10の下部には第3タンクサーミスタ103が設置されている。これらのサーミスタ101、102、103で測定された温度は、コントローラ80に入力される。
A hot water supply path 40 for supplying hot water stored in the upper part of the hot water storage tank 10 to the hot water tap 48 is connected to the ceiling (upper part) of the hot water storage tank 10 in FIG. The hot-water taps 48 are disposed at each location where hot water is used such as a bathroom, a washroom, and a kitchen. A hot water solenoid valve 42, a high temperature thermistor 402, a hot water supply thermistor 404, and a hot water supply amount sensor 44 are interposed in the hot water supply path 40. The above-described mixing path 46 is connected to the hot water supply path 40. The mixing path 46 is downstream of the hot water solenoid valve 42 and is connected between the high temperature thermistor 402 and the hot water supply thermistor 404.
The high temperature thermistor 402 detects the temperature of water sent out from the hot water storage tank 10 and before being mixed with tap water from the water supply path 30. The hot water supply thermistor 404 detects the temperature of the water after mixing. The mixing ratio between the amount of hot water from the hot water supply path 40 and the amount of cold water from the mixing path 46 is adjusted by the opening degree of the mixing servo 38. By adjusting the opening degree of the mixing servo 38, the temperature can be adjusted to a preset hot water supply temperature.
The temperature detected by the high temperature thermistor 402 and the temperature detected by the hot water supply thermistor 404 are input to the controller 80. The amount of hot water measured by the hot water amount sensor 44 is input to the controller 80. The controller 80 adjusts the opening degree of the mixing servo 38 based on the detected temperature of the water supply thermistor 302, the detected temperature of the high temperature thermistor 402, and the preset hot water supply temperature. With this configuration, even if the temperature of the water stored in the upper part of the hot water storage tank 10 is higher than the hot water supply set temperature, the water adjusted to the hot water supply set temperature can be supplied.
A first tank thermistor 101 is installed at the upper part of the hot water storage tank 10, a second tank thermistor 102 is installed at the intermediate height of the hot water storage tank 10, and a third tank thermistor 103 is installed at the lower part of the hot water storage tank 10. Is installed. The temperatures measured by these thermistors 101, 102, 103 are input to the controller 80.
図4の貯湯タンク10の中間高さ(ほぼ第2タンクサーミスタ102と等しい高さ)と、貯湯タンク10の上部の間に、補助加熱用循環経路50が設けられている。補助加熱用循環経路50には、循環ポンプ52が配置されており、貯湯タンク10の中間高さから送り出された水を貯湯タンク10の上部に戻す。貯湯タンク10の上流側には、開閉弁55が介装されている。
補助加熱用循環経路50には、補助熱源入口サーミスタ502と、循環ポンプ52と、補助加熱用循環量センサ504と、補助加熱用循環量サーボ54が介装されている。補助熱源入口サーミスタ502は、貯湯タンク10の中間高さから送り出された水の温度を検出する。循環ポンプ52は、補助加熱用循環経路50内の水を循環させる。補助加熱用循環量センサ504は、補助加熱用循環経路50を流れる水の流量を検出する。補助熱源入口サーミスタ502で検出された温度と、補助加熱用循環量センサ504で検出された流量は、コントローラ80に入力される。コントローラ80は、入力した温度と流量等に基づいて、補助加熱用循環量サーボ54の開度を制御し、補助加熱用循環経路50を流れる水の流量を調整する。開閉弁55の開閉は、コントローラ80によって制御される。
An auxiliary heating circulation path 50 is provided between an intermediate height of the hot water storage tank 10 in FIG. 4 (a height substantially equal to the second tank thermistor 102) and the upper portion of the hot water storage tank 10. A circulation pump 52 is disposed in the auxiliary heating circulation path 50, and the water sent from the intermediate height of the hot water storage tank 10 is returned to the upper part of the hot water storage tank 10. An on-off valve 55 is interposed on the upstream side of the hot water storage tank 10.
An auxiliary heat source inlet thermistor 502, a circulation pump 52, an auxiliary heating circulation amount sensor 504, and an auxiliary heating circulation amount servo 54 are interposed in the auxiliary heating circulation path 50. The auxiliary heat source inlet thermistor 502 detects the temperature of the water sent from the intermediate height of the hot water storage tank 10. The circulation pump 52 circulates the water in the auxiliary heating circulation path 50. The auxiliary heating circulation amount sensor 504 detects the flow rate of water flowing through the auxiliary heating circulation path 50. The temperature detected by the auxiliary heat source inlet thermistor 502 and the flow rate detected by the auxiliary heating circulation amount sensor 504 are input to the controller 80. The controller 80 controls the opening degree of the auxiliary heating circulation amount servo 54 based on the input temperature, flow rate, etc., and adjusts the flow rate of water flowing through the auxiliary heating circulation path 50. Opening / closing of the on-off valve 55 is controlled by the controller 80.
図4の補助加熱用循環経路50は、補助熱源機60を通過している。補助熱源機60の内部には、潜熱熱交換器62と、顕熱熱交換器64と、バーナ68と、補助熱源出口サーミスタ66が配置されている。
バーナ68は、顕熱熱交換器64で補助加熱用循環経路50を流れる水を加熱する。顕熱熱交換器64を通過した排気ガスはなおも高温の水蒸気を含んでおり、顕熱熱交換器64で加熱する前の水が流れる潜熱熱交換器62を通過する際に結露して潜熱を放出し、潜熱熱交換器62を通過する水を加熱する。補助熱源機60は、潜熱熱交換器62と顕熱熱交換器64によって、補助加熱用循環経路50を流れる水を効率的に加熱する。潜熱熱交換器62には結露したドレンを回収して排出するためのドレン62が配置されており、図示省略のドレン経路には図示省略の中和器が介装されている。補助熱源出口サーミスタ66は、補助熱源機60で加熱された後の水の温度を検出する。検出された温度は、コントローラ80に入力される。
The auxiliary heating circulation path 50 in FIG. 4 passes through the auxiliary heat source unit 60. Inside the auxiliary heat source machine 60, a latent heat exchanger 62, a sensible heat exchanger 64, a burner 68, and an auxiliary heat source outlet thermistor 66 are arranged.
The burner 68 heats the water flowing through the auxiliary heating circulation path 50 with the sensible heat exchanger 64. The exhaust gas that has passed through the sensible heat exchanger 64 still contains high-temperature water vapor, and condensation occurs when passing through the latent heat exchanger 62 through which the water before being heated by the sensible heat exchanger 64 flows. The water passing through the latent heat exchanger 62 is heated. The auxiliary heat source unit 60 efficiently heats the water flowing through the auxiliary heating circulation path 50 using the latent heat exchanger 62 and the sensible heat exchanger 64. The latent heat exchanger 62 is provided with a drain 62 for collecting and discharging the condensed drain, and a neutralizer (not shown) is interposed in the drain path (not shown). The auxiliary heat source outlet thermistor 66 detects the temperature of the water after being heated by the auxiliary heat source device 60. The detected temperature is input to the controller 80.
補助加熱用循環経路50からは、補助加熱用循環分岐56が分岐している。補助加熱用循環分岐56は、補助熱源機60の下流側で補助加熱用循環経路50から分岐し、貯湯タンク10の中間高さに接続されている。補助加熱用循環分岐56には、開閉弁58が介装されている。開閉弁58の開閉は、コントローラ80によって制御される。   An auxiliary heating circulation branch 56 branches from the auxiliary heating circulation path 50. The auxiliary heating circulation branch 56 branches from the auxiliary heating circulation path 50 on the downstream side of the auxiliary heat source device 60 and is connected to an intermediate height of the hot water storage tank 10. An opening / closing valve 58 is interposed in the auxiliary heating circulation branch 56. Opening / closing of the on-off valve 58 is controlled by the controller 80.
循環ポンプ52が駆動し、補助加熱用循環経路50を水が循環し始めると、補助熱源出口サーミスタ66と、貯湯タンク10内の各タンクサーミスタ101,102,103で検出される温度により、開閉弁55、58のうち、コントローラ80によっていずれかの弁が選択されて開かれる。   When the circulation pump 52 is driven and water starts to circulate through the auxiliary heating circulation path 50, the on-off valve is controlled by the temperature detected by the auxiliary heat source outlet thermistor 66 and the tank thermistors 101, 102, 103 in the hot water storage tank 10. One of the valves 55 and 58 is selected and opened by the controller 80.
開閉弁55が開かれると、補助加熱用循環経路50を循環する水を貯湯タンク10の上部に戻す循環経路が形成され、高温の水を貯湯タンク10に戻して貯湯するために利用することができる。貯湯タンク10の上部に高温の水が戻されるために、その水を給湯経路40に送り出すことができる。
開閉弁58が開かれると、補助加熱用循環経路50を循環する水を貯湯タンク10の中間高さに戻す循環経路が形成される。例えば、補助熱源機60を通過した水の温度が低い場合、貯湯タンク10の上部に戻すと貯湯タンク10の上部に存在する温度成層状態が乱され、給湯経路40に高温の水を送り出すことができなくなる。開閉弁58が開かれると、温度の低い水を貯湯タンク10の中間高さに戻すことができ、貯湯タンク10の上部に貯えられた水を給湯に利用することができる。
When the on-off valve 55 is opened, a circulation path for returning the water circulating through the auxiliary heating circulation path 50 to the upper part of the hot water storage tank 10 is formed, which can be used to return hot water to the hot water storage tank 10 for hot water storage. it can. Since the hot water is returned to the upper part of the hot water storage tank 10, the water can be sent out to the hot water supply path 40.
When the on-off valve 58 is opened, a circulation path for returning the water circulating through the auxiliary heating circulation path 50 to the intermediate height of the hot water storage tank 10 is formed. For example, when the temperature of the water that has passed through the auxiliary heat source device 60 is low, returning to the upper part of the hot water storage tank 10 disturbs the temperature stratification state that exists at the upper part of the hot water storage tank 10, so that hot water can be sent to the hot water supply path 40. become unable. When the on-off valve 58 is opened, the low temperature water can be returned to the intermediate height of the hot water storage tank 10, and the water stored in the upper part of the hot water storage tank 10 can be used for hot water supply.
図4のコントローラ80は、CPU82と、記憶手段84と、予熱モード実行手段86を備えている。また、コントローラ80は、図示しない各種制御プログラムを記憶している。記憶手段84には、予熱モード実行手段86とCPU82によって計算された予熱温度が記憶されている。予熱モード実行手段86は、補助熱源機60に予熱動作を実行させる制御プログラムとCPU82によって具現化されている。
コントローラ80は、入力手段110からの操作信号を入力し、前記した各種のセンサからの信号を入力し、記憶している制御プログラムに従って、前記した各種のポンプ、弁、バーナ等を制御する。
入力手段110は、システムのオン信号とオフ信号を出力する電源スイッチ112と、操作者が設定した給湯設定温度を出力する給湯温度設定手段114を備えている。入力手段110は使用者によって操作される。入力手段110の出力する信号は、コントローラ80に入力される。貯湯式給湯システム1は、電源スイッチ112が操作されてオン信号が出力されると、予熱モードの実行の有無を判断する。
The controller 80 in FIG. 4 includes a CPU 82, a storage unit 84, and a preheating mode execution unit 86. The controller 80 stores various control programs (not shown). The storage means 84 stores the preheating temperature calculated by the preheating mode execution means 86 and the CPU 82. The preheating mode execution means 86 is embodied by a control program for causing the auxiliary heat source unit 60 to perform a preheating operation and the CPU 82.
The controller 80 inputs operation signals from the input means 110, inputs signals from the various sensors described above, and controls the various pumps, valves, burners and the like described above according to the stored control program.
The input means 110 includes a power switch 112 that outputs a system on signal and an off signal, and a hot water supply temperature setting means 114 that outputs a hot water supply set temperature set by an operator. The input means 110 is operated by the user. A signal output from the input unit 110 is input to the controller 80. When the power switch 112 is operated and an ON signal is output, the hot water storage type hot water supply system 1 determines whether or not the preheating mode is executed.
以下では、貯湯式給湯システム1の各種の運転を説明する。
(発電ユニットによる蓄熱運転)
図4の発電ユニット70が発電運転を実行している間は、加熱用循環経路20の循環ポンプ22が駆動され、発電熱で加熱された冷却水が冷却水通路706を経由して熱交換器26を通過し、改質器74を加熱した排気ガスが排出経路702を経由して熱交換器24を通過する。
貯湯タンク10の下部から送り出された水は、熱交換器24と熱交換器26を通過することによって加熱され、加熱された水が貯湯タンク10の上部に戻される。これによって、改質器74の加熱に伴って発生する排気ガス熱と、燃料電池76の発電に伴って発生する発電熱が貯湯タンク10に蓄熱される。貯湯タンク10内の水は、上部から昇温していく。
Hereinafter, various operations of the hot water storage type hot water supply system 1 will be described.
(Heat storage operation by power generation unit)
While the power generation unit 70 of FIG. 4 is performing the power generation operation, the circulation pump 22 of the heating circulation path 20 is driven, and the cooling water heated by the generated heat is transferred to the heat exchanger via the cooling water passage 706. 26, the exhaust gas that has heated the reformer 74 passes through the heat exchanger 24 via the discharge path 702.
The water sent out from the lower part of the hot water storage tank 10 is heated by passing through the heat exchanger 24 and the heat exchanger 26, and the heated water is returned to the upper part of the hot water storage tank 10. As a result, the exhaust gas heat generated with the heating of the reformer 74 and the generated heat generated with the power generation of the fuel cell 76 are stored in the hot water storage tank 10. The water in the hot water storage tank 10 is heated from above.
(補助加熱用循環経路の切換え動作)
図5に、補助加熱用循環経路50の切換え動作のフローチャートを示す。ステップS2では、補助加熱用循環経路50に介装されている循環ポンプ52が駆動されたか否かが判断される。本実施例では、予熱動作が実行されるときと、燃焼給湯運転が実行されるときに、循環ポンプ52が駆動される。循環ポンプ52が駆動している場合(判断がYESの場合)は、ステップS4へ進む。循環ポンプ52が駆動していない場合(判断がNOの場合)は、循環ポンプ52の駆動が開始されるまで待機する。図示はしていないが、循環ポンプ52が駆動されると補助熱源機60が稼動し、補助加熱用循環経路50を流れる水を加熱する。
ステップS4では、補助熱源出口サーミスタ66が、補助熱源機60を通過した水の温度Tβを検出する。検出された温度Tβは、コントローラ80に入力される。
ステップS6では、第1タンクサーミスタ101が、貯湯タンク10の上部の水の温度T1を検出する。検出された温度T1は、コントローラ80に入力される。
ステップS8では、補助熱源出口サーミスタ66が検出した温度Tβが、第1タンクサーミスタ101が検出した温度T1以上であるか否かが判断される。TβがT1以上である場合(判断がYESの場合)は、貯湯タンク10の上部に貯えられている水よりも補助熱源機60で加熱された水の方が高温であり、ステップS10へ進む。TβがT1より低い場合(判断がNOの場合)は、貯湯タンク10の上部に貯えられている水の方が補助熱源機60で加熱された水よりも高温であり、ステップS12へ進む。
ステップS10では、ステップS8の判断で貯湯タンク10の上部に貯えられている水よりも補助熱源機60で加熱された水の方が高温であるので、開閉弁55を開く(図示はしないが開閉弁58は閉じる)。開閉弁55が開かれると、補助加熱用循環経路50を循環する水を貯湯タンク10の上部に戻す循環経路が形成される。貯湯タンク10の温度成層状態を乱すことなく貯湯タンク10の蓄熱量を増やすことができる。
ステップS12では、ステップS8の判断で貯湯タンク10の上部に貯えられている水の方が補助熱源機60で加熱された水よりも高温であるので、開閉弁58を開く(図示はしないが開閉弁55は閉じる)。開閉弁58が開かれると、補助加熱用循環経路50を循環する水を貯湯タンク10の中間高さに戻す循環経路が形成される。貯湯タンク10の温度成層状態を乱すことなく貯湯タンク10の蓄熱量を増やすことができる。
ステップS14では、循環ポンプ52が停止されたかが判断される。予熱動作が完了したときと、燃焼給湯運転が終了したときに、循環ポンプ52の駆動が停止される。循環ポンプ52が停止されると補助熱源機60も停止される。循環ポンプ52が停止された場合(判断がYESの場合)は、ステップS16へ進む。循環ポンプ52が停止されない場合(判断がNOの場合)は、ステップS4からステップS14の処理を繰返す。
ステップS16では、ステップS8の判断処理によって開かれていた開閉弁を閉じて、補助加熱用循環経路50の切換え動作を終了する。
ステップS2からステップS16までの処理は、CPU82と、CPU82にステップS2からステップS16までの処理を実行させる制御プログラムにより実行される。
(Auxiliary heating circulation path switching operation)
FIG. 5 shows a flowchart of the switching operation of the auxiliary heating circulation path 50. In step S2, it is determined whether or not the circulation pump 52 interposed in the auxiliary heating circulation path 50 has been driven. In the present embodiment, the circulation pump 52 is driven when the preheating operation is performed and when the combustion hot water supply operation is performed. When the circulation pump 52 is driven (when the determination is YES), the process proceeds to step S4. When the circulation pump 52 is not driven (when the determination is NO), it waits until the drive of the circulation pump 52 is started. Although not shown, when the circulation pump 52 is driven, the auxiliary heat source unit 60 is operated to heat the water flowing through the auxiliary heating circulation path 50.
In step S4, the auxiliary heat source outlet thermistor 66 detects the temperature Tβ of the water that has passed through the auxiliary heat source unit 60. The detected temperature Tβ is input to the controller 80.
In step S6, the first tank thermistor 101 detects the temperature T1 of the water in the upper part of the hot water storage tank 10. The detected temperature T1 is input to the controller 80.
In step S8, it is determined whether or not the temperature Tβ detected by the auxiliary heat source outlet thermistor 66 is equal to or higher than the temperature T1 detected by the first tank thermistor 101. When Tβ is equal to or greater than T1 (when the determination is YES), the water heated by the auxiliary heat source device 60 is hotter than the water stored in the upper part of the hot water storage tank 10, and the process proceeds to step S10. When Tβ is lower than T1 (when the determination is NO), the water stored in the upper part of the hot water storage tank 10 is hotter than the water heated by the auxiliary heat source unit 60, and the process proceeds to step S12.
In step S10, the water heated by the auxiliary heat source unit 60 is hotter than the water stored in the upper part of the hot water storage tank 10 in the determination in step S8, so the on-off valve 55 is opened (not shown but opened / closed). The valve 58 is closed). When the on-off valve 55 is opened, a circulation path for returning the water circulating through the auxiliary heating circulation path 50 to the upper part of the hot water storage tank 10 is formed. The amount of heat stored in the hot water storage tank 10 can be increased without disturbing the temperature stratification state of the hot water storage tank 10.
In step S12, since the water stored in the upper part of the hot water storage tank 10 is higher than the water heated by the auxiliary heat source unit 60 in the determination in step S8, the on-off valve 58 is opened (not shown but opened / closed). The valve 55 is closed). When the on-off valve 58 is opened, a circulation path for returning the water circulating through the auxiliary heating circulation path 50 to the intermediate height of the hot water storage tank 10 is formed. The amount of heat stored in the hot water storage tank 10 can be increased without disturbing the temperature stratification state of the hot water storage tank 10.
In step S14, it is determined whether the circulation pump 52 has been stopped. When the preheating operation is completed and when the combustion hot water supply operation is completed, the driving of the circulation pump 52 is stopped. When the circulation pump 52 is stopped, the auxiliary heat source unit 60 is also stopped. When the circulation pump 52 is stopped (when the determination is YES), the process proceeds to step S16. When the circulation pump 52 is not stopped (when the determination is NO), the processing from step S4 to step S14 is repeated.
In step S16, the open / close valve opened by the determination process in step S8 is closed, and the switching operation of the auxiliary heating circulation path 50 is completed.
The processing from step S2 to step S16 is executed by the CPU 82 and a control program that causes the CPU 82 to execute the processing from step S2 to step S16.
(補助熱源機による予熱運転)
図6に、補助熱源機による予熱運転のフローチャートを示す。ステップS20では、入力手段110に備えられている電源スイッチ112から、コントローラ80にオン信号が入力されたか否かが判断される。オン信号が入力された場合(判断がYESの場合)は、ステップS22へ進む。オン信号が入力されていない場合(判断がNOの場合)は、オン信号が入力されるまで待機する。
ステップS22では、入力手段110で設定されている給湯設定温度Tαをコントローラ80に入力する。給湯設定温度Tαは、使用者が入力手段110に備えられている給湯温度設定手段114を操作することで設定される。
ステップS24では、給湯設定温度Tαが45℃より低温であるかが判断される。給湯設定温度Tαが45℃より低温である場合(判断がYESの場合)は、予熱動作を実行するためにステップS26へ進む。給湯設定温度Tαが45℃以上である場合(判断がNOの場合)は、予熱動作を実行しないため、予熱運転の動作処理をスキップする。
ステップS26では、予熱温度Tpを算出する。予熱温度Tpは、給湯設定温度Tαより低く、給湯温度設定手段114で設定可能な最低温度Tαminから補助熱源機60を通過する間に得られる水温の昇温幅ΔTrを減じた温度Tαmin―ΔTrよりも高い温度領域から算出される。本実施例では、給湯温度設定手段114で設定可能な最低温度Tαminが30℃であり、給湯設定温度Tαが40℃であり、昇温幅ΔTrが10℃の場合、予熱温度Tpは20℃より高く、40℃より低い温度領域で設定される。予熱温度Tpは、下記の式によって計算できる。
(Preheating operation with auxiliary heat source machine)
FIG. 6 shows a flowchart of the preheating operation by the auxiliary heat source machine. In step S <b> 20, it is determined whether or not an ON signal is input to the controller 80 from the power switch 112 provided in the input unit 110. When the ON signal is input (when the determination is YES), the process proceeds to step S22. When the on signal is not input (when the determination is NO), the process waits until the on signal is input.
In step S <b> 22, the hot water supply set temperature Tα set by the input unit 110 is input to the controller 80. The hot water supply set temperature Tα is set by the user operating the hot water supply temperature setting means 114 provided in the input means 110.
In step S24, it is determined whether the hot water supply set temperature Tα is lower than 45 ° C. When hot water supply set temperature Tα is lower than 45 ° C. (when the determination is YES), the routine proceeds to step S26 in order to perform the preheating operation. When the hot water supply set temperature Tα is 45 ° C. or higher (when the determination is NO), the preheating operation is not executed, so the operation process of the preheating operation is skipped.
In step S26, the preheating temperature Tp is calculated. Preheating temperature Tp is lower than the hot water set temperature T [alpha, hot water temperature setting unit 114 temperature by subtracting the temperature Yutakahaba ΔTr of the resulting water temperature during passage through the auxiliary heat source unit 60 from the lowest temperature T [alpha min settable in T [alpha min - It is calculated from a temperature range higher than ΔTr. In this embodiment, when the minimum temperature Tα min that can be set by the hot water supply temperature setting means 114 is 30 ° C., the hot water supply set temperature Tα is 40 ° C., and the temperature increase width ΔTr is 10 ° C., the preheating temperature Tp is 20 ° C. It is set in a temperature range higher and lower than 40 ° C. The preheating temperature Tp can be calculated by the following equation.
例えば、上記の式からは予熱温度Tp=25℃が求められる。
ステップS28では、ステップS26で算出した予熱温度Tpを記憶手段84に記憶する。このステップで記憶される予熱温度Tpは、予熱モードの動作処理が実行される毎に書き換えられる。
ステップS30では、第1タンクサーミスタ101が、貯湯タンク10の上部の水の温度T1を検出する。検出された温度T1は、コントローラ80に入力される。
ステップS32では、予熱温度Tpが、第1タンクサーミスタ101が検出した温度T1より高温であるか否かが判断される。TpがT1より高温である場合(判断がYESの場合)は、貯湯タンク10の蓄熱量が不足しているとみなされて、予熱動作を実行するためにステップS34へ進む。TpがT1以下である場合(判断がNOの場合)は、貯湯タンク10に十分な蓄熱量があるとみなされて予熱動作を実行しないために、予熱運転の動作処理をスキップする。
For example, the preheating temperature Tp = 25 ° C. is obtained from the above formula.
In step S28, the preheating temperature Tp calculated in step S26 is stored in the storage means 84. The preheating temperature Tp stored in this step is rewritten every time the operation process in the preheating mode is executed.
In step S30, the first tank thermistor 101 detects the temperature T1 of the water in the upper part of the hot water storage tank 10. The detected temperature T1 is input to the controller 80.
In step S32, it is determined whether or not the preheating temperature Tp is higher than the temperature T1 detected by the first tank thermistor 101. When Tp is higher than T1 (when the determination is YES), it is considered that the amount of heat stored in the hot water storage tank 10 is insufficient, and the process proceeds to step S34 to execute the preheating operation. When Tp is equal to or lower than T1 (when the determination is NO), it is considered that there is a sufficient amount of heat stored in the hot water storage tank 10 and the preheating operation is not executed, so the operation process of the preheating operation is skipped.
図6のステップS34では、循環ポンプ52を駆動する。循環ポンプ52が駆動されると、図6の補助加熱用一次循環経路の選択処理により、開閉弁55あるいは58のいずれかが開かれる。補助加熱用循環経路50に貯湯タンク10の水が送り出され、補助熱源機60を通過した水は図6に示した循環経路の選択動作が実行されて形成された循環経路から貯湯タンク10へ戻される。
ステップS36では、補助熱源機60を稼動する。補助熱源機60が稼動されると、バーナ68が点火され、補助熱源機60を通過する水を加熱する。補助熱源出口サーミスタ66の検出する温度はコントローラ80に入力され、この温度に基づいてコントローラ80がバーナ68の燃焼量を制御する。
ステップS38では、第2タンクサーミスタ102が貯湯タンク10の中間高さの水の温度T2を検出する。検出された温度T2は、コントローラ80に入力される。
ステップS40では、第2タンクサーミスタ102が検出した温度T2が、予熱温度Tp以上であるか否かが判断される。T2がTp以上に高温である場合(判断がYESの場合)は、貯湯タンク10の上部から中間高さにある水が少なくともTp℃の蓄熱量を得たとみなされて、ステップS42へ進む。T2がTpより低温である場合(判断がNOの場合)は、貯湯タンク10の上部から中間高さにある水に十分な蓄熱量がまだないとみなされて、ステップS38の処理を繰返す。
ステップS42では、循環ポンプ52を停止する。循環ポンプ52が停止されると、図3の補助加熱用一次循環経路の選択処理により開かれていた開閉弁55あるいは58のいずれかの弁が閉じられる。
ステップS44では、補助熱源機60を停止する。補助熱源機60が停止されると、バーナ68も消火され、予熱動作を終了する。
ステップS20からステップS44までの処理は、予熱モード実行手段86により実行される。
In step S34 of FIG. 6, the circulation pump 52 is driven. When the circulation pump 52 is driven, either the on-off valve 55 or 58 is opened by the selection process of the primary heating primary circulation path in FIG. The water in the hot water storage tank 10 is sent out to the auxiliary heating circulation path 50, and the water that has passed through the auxiliary heat source unit 60 is returned to the hot water storage tank 10 from the circulation path formed by the operation of selecting the circulation path shown in FIG. It is.
In step S36, the auxiliary heat source unit 60 is operated. When the auxiliary heat source unit 60 is operated, the burner 68 is ignited to heat the water passing through the auxiliary heat source unit 60. The temperature detected by the auxiliary heat source outlet thermistor 66 is input to the controller 80, and the controller 80 controls the combustion amount of the burner 68 based on this temperature.
In step S <b> 38, the second tank thermistor 102 detects the temperature T <b> 2 of the intermediate height water in the hot water storage tank 10. The detected temperature T2 is input to the controller 80.
In step S40, it is determined whether or not the temperature T2 detected by the second tank thermistor 102 is equal to or higher than the preheating temperature Tp. When T2 is higher than Tp (when the determination is YES), it is considered that water at an intermediate height from the upper part of hot water storage tank 10 has obtained a heat storage amount of at least Tp ° C., and the process proceeds to step S42. When T2 is lower than Tp (when the determination is NO), it is considered that there is not yet a sufficient heat storage amount in the water at the intermediate height from the upper part of hot water storage tank 10, and the process of step S38 is repeated.
In step S42, the circulation pump 52 is stopped. When the circulation pump 52 is stopped, either the on-off valve 55 or 58 opened by the selection process of the primary heating primary circulation path in FIG. 3 is closed.
In step S44, the auxiliary heat source unit 60 is stopped. When the auxiliary heat source unit 60 is stopped, the burner 68 is also extinguished and the preheating operation is terminated.
The processing from step S20 to step S44 is executed by the preheating mode execution means 86.
ステップS26で算出される予熱温度Tpは、給湯設定温度Tαより低く、給湯温度設定手段114で設定可能な最低温度Tαminから補助熱源機60を通過する間に得られる水温の昇温幅を減じた温度よりも高いという条件を満たす温度領域の範囲内で、予め設定されている温度でもよい。 The preheating temperature Tp calculated in step S26 is lower than the hot water supply set temperature Tα, and the temperature increase range of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source unit 60 is reduced from the minimum temperature Tα min that can be set by the hot water supply temperature setting means 114. The temperature may be a preset temperature within a temperature range that satisfies the condition that the temperature is higher than the predetermined temperature.
(給湯運転)
図7に、給湯運転のフローチャートを示す。ステップS50では、給湯量センサ44の検出流量が2.7リットル/min以上であるか否かが判別される。給湯量センサ44の検出流量が2.7リットル/min以上の場合(判断がYESの場合)は、給湯栓48が開かれて給湯要求があったとみなされ、ステップS52に進む。給湯量センサ44の検出流量が2.7リットル/minより少ない場合(判断がNOの場合)は、給湯要求がないとみなされ、出湯要求があるまで待機する。
ステップS52では、給湯電磁弁42が開かれる。給湯電磁弁42が開かれると、貯湯タンク10の上部に溜められていた水が給湯経路40に送り出される。
ステップS54では、入力手段110で設定されている給湯設定温度Tαをコントローラ80に入力する。給湯設定温度Tαは、使用者が入力手段110に備えられている給湯温度設定手段114を操作することで設定される。
ステップS56では、第1タンクサーミスタ101が貯湯タンク10の上部の水の温度T1を検出する。検出された温度T1は、コントローラ80に入力される。
ステップS58では、第1タンクサーミスタ101の検出温度T1が給湯設定温度Tα以上であるか否かが判別される。T1がTα以上である場合(判断がYESの場合)は、貯湯タンク10の上部の水を加熱しないでも給湯に利用することが可能とみなされ、ステップS60に進む。T1がTαより低温である場合(判断がNOの場合)は、貯湯タンク10の水を加熱しなければ給湯設定温度Tαでの給湯ができないとみなされ、ステップS62に進む。
ステップS60では、非燃焼給湯運転が行われる。非燃焼給湯運転では、補助熱源機60を稼動させず、循環ポンプ52も駆動させない。給湯サーミスタ404の検出する温度が給湯設定温度Tαになるように、コントローラ80によって混合サーボ38の開度が調整されて給湯される。
(Hot water operation)
FIG. 7 shows a flowchart of the hot water supply operation. In step S50, it is determined whether or not the detected flow rate of the hot water supply amount sensor 44 is 2.7 liters / min or more. When the detected flow rate of the hot water supply amount sensor 44 is 2.7 liters / min or more (when the determination is YES), it is considered that the hot water tap 48 has been opened and a hot water supply request has been made, and the process proceeds to step S52. When the detected flow rate of the hot water supply amount sensor 44 is less than 2.7 liters / min (when the determination is NO), it is considered that there is no hot water supply request, and waits until there is a hot water discharge request.
In step S52, the hot water solenoid valve 42 is opened. When the hot water supply electromagnetic valve 42 is opened, the water stored in the upper part of the hot water storage tank 10 is sent out to the hot water supply path 40.
In step S <b> 54, the hot water supply set temperature Tα set by the input unit 110 is input to the controller 80. The hot water supply set temperature Tα is set by the user operating the hot water supply temperature setting means 114 provided in the input means 110.
In step S56, the first tank thermistor 101 detects the temperature T1 of the water in the upper part of the hot water storage tank 10. The detected temperature T1 is input to the controller 80.
In step S58, it is determined whether or not the detected temperature T1 of the first tank thermistor 101 is equal to or higher than the hot water supply set temperature Tα. When T1 is equal to or greater than Tα (when the determination is YES), it is considered that the water in the upper part of the hot water storage tank 10 can be used for hot water supply without heating, and the process proceeds to step S60. When T1 is lower than Tα (when the determination is NO), it is considered that hot water cannot be supplied at the hot water supply set temperature Tα unless the water in the hot water storage tank 10 is heated, and the process proceeds to step S62.
In step S60, a non-combustion hot water supply operation is performed. In the non-combustion hot water supply operation, the auxiliary heat source device 60 is not operated, and the circulation pump 52 is not driven. The controller 80 adjusts the opening of the mixing servo 38 so that the temperature detected by the hot water supply thermistor 404 becomes the hot water supply set temperature Tα.
図7のステップS62では、燃焼給湯運転が行われる。燃焼給湯運転では、補助熱源機60が稼動され、循環ポンプ52が駆動される。貯湯タンク10の中間高さにある水が補助加熱用循環経路50に送り出され、補助熱源機60を通過して加熱される。燃焼給湯運転時は、図3の補助加熱用一次循環経路の選択処理により、開閉弁55と58のいずれかの弁が開かれ、補助熱源機60で加熱された水は、貯湯タンク10に戻される。貯湯タンク10へ戻された水は、給湯経路40に送り出される。
ステップS64では、補助熱源出口サーミスタ66の検出温度がTα+5℃になるようにバーナ68の燃焼量が制御される。バーナ68の燃焼量は、コントローラ80によって制御される。補助熱源機60を通過した温水はTα+5℃に加熱され、補助加熱用循環経路50を経て貯湯タンク10に戻される。貯湯タンク10の上部からTα℃よりも若干高温の水が給湯経路40に送り出され、混合サーボ38によって給湯設定温度Tαに調温されて給湯される。給水サーミスタ302の検出温度と給湯サーミスタ404の検出温度から、給湯サーミスタ404の検出温度が給湯設定温度Tαとなるように混合サーボ38の開度が調整される。
ステップS66では、給湯量センサ44の検出流量が2.0リットル/min以下であるか否かが判別される。給湯量センサ44の検出流量が2.0リットル/min以下の場合(判断がYESの場合)は、給湯利用が終了したとみなされてステップS68へ進む。給湯量センサ44の検出流量が2.0リットル/minを超えている場合(判断がNOの場合)は、まだ給湯栓48は開かれており、給湯中であるとみなされ、処理はステップS54へ戻る。ステップS54以降では、貯湯タンク10の上部の水温がTα℃以上であれば非燃焼給湯運転を行い、貯湯タンク10の上部の水温がTα℃未満であれば燃焼給湯運転を行うよう判断が行われ、給湯運転が持続される。
ステップS68では、給湯栓48が閉じられたとみなされ、温水電磁弁42が閉じられて給湯運転が終了される。
ステップS50からステップS68までの処理は、CPU82と、CPU82にステップS50からステップS68までの処理を実行させる制御プログラムにより実行される。
In step S62 of FIG. 7, a combustion hot water supply operation is performed. In the combustion hot water supply operation, the auxiliary heat source unit 60 is operated, and the circulation pump 52 is driven. The water at the intermediate height of the hot water storage tank 10 is sent out to the auxiliary heating circulation path 50 and heated through the auxiliary heat source device 60. During the combustion hot water supply operation, one of the on-off valves 55 and 58 is opened by the process of selecting the auxiliary heating primary circulation path in FIG. 3, and the water heated by the auxiliary heat source unit 60 is returned to the hot water storage tank 10. It is. The water returned to the hot water storage tank 10 is sent out to the hot water supply path 40.
In step S64, the combustion amount of the burner 68 is controlled so that the detected temperature of the auxiliary heat source outlet thermistor 66 becomes Tα + 5 ° C. The amount of combustion of the burner 68 is controlled by the controller 80. The hot water that has passed through the auxiliary heat source device 60 is heated to Tα + 5 ° C. and returned to the hot water storage tank 10 through the auxiliary heating circulation path 50. Water slightly hotter than Tα ° C. is sent from the upper part of the hot water storage tank 10 to the hot water supply path 40, and the hot water is adjusted to the hot water supply set temperature Tα by the mixing servo 38. From the detected temperature of the hot water supply thermistor 302 and the detected temperature of the hot water supply thermistor 404, the opening degree of the mixing servo 38 is adjusted so that the detected temperature of the hot water supply thermistor 404 becomes the hot water supply set temperature Tα.
In step S66, it is determined whether or not the detected flow rate of the hot water supply amount sensor 44 is 2.0 liters / min or less. If the detected flow rate of hot water supply amount sensor 44 is 2.0 liters / min or less (when the determination is YES), it is considered that the use of hot water supply has ended, and the process proceeds to step S68. When the detected flow rate of the hot water supply amount sensor 44 exceeds 2.0 liters / min (when the determination is NO), it is assumed that the hot water tap 48 is still open and hot water is being supplied, and the process is step S54. Return to. After step S54, it is determined that the non-combustion hot water supply operation is performed if the water temperature in the upper part of the hot water storage tank 10 is equal to or higher than Tα ° C, and the combustion hot water supply operation is performed if the water temperature in the upper part of the hot water storage tank 10 is lower than Tα ° C. , Hot water operation is continued.
In step S68, it is considered that the hot water tap 48 has been closed, the hot water solenoid valve 42 is closed, and the hot water supply operation is terminated.
The processing from step S50 to step S68 is executed by the CPU 82 and a control program that causes the CPU 82 to execute the processing from step S50 to step S68.
上記の処理において、ステップS56では第1タンクサーミスタ101が温度T1を検出し、ステップS58で温度T1と給湯設定温度Tαの比較による判断処理を実行しているが、第1タンクサーミスタ101の検出する温度の代わりに、給湯経路40に介装されている高温サーミスタ402の検出する温度と給湯設定温度Tαの比較による判断処理を実行してもよい。
また、ステップS64では補助熱源出口サーミスタ66の検出温度がTα+5℃となるように加熱能力を調整するとしたが、補助熱源出口サーミスタ66の検出する温度はTα+5℃に限定されない。例えば、補助熱源出口サーミスタ66の検出温度をTα+1℃等の、給湯設定温度により近い温度に設定して燃焼給湯運転を行うことができる。あるいは、補助熱源出口サーミスタ66の検出温度を、例えば高温サーミスタ402へ到達するまでに生じる水の温度低下の度合いを考慮した温度に設定することもできる。このような設定をすることで、燃焼給湯運転時に貯湯タンク10内からの水と給水経路30からの水とを混合しなくてもすむ。貯湯タンク10からの水を余分に加熱して冷水と混合する場合に比して、熱効率が高い。
In the above processing, in step S56, the first tank thermistor 101 detects the temperature T1, and in step S58, a judgment process is performed by comparing the temperature T1 with the hot water supply set temperature Tα. Instead of the temperature, a determination process based on a comparison between the temperature detected by the high temperature thermistor 402 interposed in the hot water supply path 40 and the hot water supply set temperature Tα may be executed.
In step S64, the heating capacity is adjusted so that the detected temperature of the auxiliary heat source outlet thermistor 66 is Tα + 5 ° C., but the temperature detected by the auxiliary heat source outlet thermistor 66 is not limited to Tα + 5 ° C. For example, the combustion hot water supply operation can be performed by setting the detected temperature of the auxiliary heat source outlet thermistor 66 to a temperature closer to the hot water supply set temperature such as Tα + 1 ° C. Alternatively, the temperature detected by the auxiliary heat source outlet thermistor 66 can be set to a temperature that takes into account the degree of water temperature decrease that occurs before reaching the high temperature thermistor 402, for example. By making such a setting, it is not necessary to mix the water from the hot water storage tank 10 and the water from the water supply path 30 during the combustion hot water supply operation. Compared with the case where the water from the hot water storage tank 10 is heated excessively and mixed with cold water, the thermal efficiency is high.
(第2実施例)
図8に、第2実施例の貯湯式給湯システムの概略構成を表わす図を示す。以下の説明では、第1実施例の貯湯式給湯システム1と同様の構成要素については、詳細な説明を省略する。
(Second embodiment)
In FIG. 8, the figure showing schematic structure of the hot water storage type hot-water supply system of 2nd Example is shown. In the following description, detailed description of the same components as those of the hot water storage type hot water supply system 1 of the first embodiment is omitted.
図8の貯湯式給湯システム2の入力手段111は、システムのオン信号とオフ信号を出力する電源スイッチ112と、設定された給湯設定温度を出力する給湯温度設定手段114と、予熱モード実行選択スイッチ115を備えている。貯湯式給湯システム2は、予熱モード実行選択スイッチ115が操作されてオン信号が出力されている間は、電源スイッチ112の操作によりオン信号が出力される度に予熱モードの実行の有無を判断する。   8 includes a power switch 112 that outputs an on signal and an off signal of the system, a hot water temperature setting means 114 that outputs a set hot water set temperature, and a preheating mode execution selection switch. 115. While the preheating mode execution selection switch 115 is operated and the on signal is output, the hot water storage hot water supply system 2 determines whether or not the preheating mode is performed every time the on signal is output by operating the power switch 112. .
(補助熱源機による予熱運転)
図9に、貯湯式給湯システム2の予熱運転のフローチャートを示す。ステップS70では、予熱モード実行選択スイッチ115がオンされているか否かが判断される。オンされている場合(判断がYESの場合)は予熱モードの実行判断を行うために、ステップS72に進む。オンされていない場合(判断がNOの場合)は、予熱モード実行選択スイッチ115が操作され、オン信号が出力されるまで予熱モードの実行判断処理は行わない。
ステップS72からステップS76は、図6に示したステップS20からステップS24と同様の処理である。
(Preheating operation with auxiliary heat source machine)
FIG. 9 shows a flowchart of the preheating operation of the hot water storage type hot water supply system 2. In step S70, it is determined whether or not the preheating mode execution selection switch 115 is turned on. If it is turned on (if the determination is YES), the process proceeds to step S72 in order to determine whether to execute the preheating mode. When it is not turned on (when the determination is NO), the preheating mode execution selection switch 115 is operated and the preheating mode execution determination process is not performed until an on signal is output.
Steps S72 to S76 are the same processes as steps S20 to S24 shown in FIG.
ステップS78では、予熱温度Tpを算出する。予熱温度Tpは、給湯設定温度Tαより低く、給湯設定温度Tαから補助熱源機60を通過する間に得られる水温の昇温幅を減じた温度よりも高い温度領域から算出される。例えば、給湯設定温度Tαが35℃であり、昇温幅ΔTrが10℃の場合、予熱温度Tpは25℃より高く、35℃より低い温度領域で設定される。予熱温度Tpは、例えば、下記の式によって計算できる。   In step S78, the preheating temperature Tp is calculated. The preheating temperature Tp is calculated from a temperature region that is lower than the hot water supply set temperature Tα and higher than the temperature obtained by subtracting the temperature increase width of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source device 60 from the hot water supply set temperature Tα. For example, when the hot water supply set temperature Tα is 35 ° C. and the temperature increase width ΔTr is 10 ° C., the preheating temperature Tp is set in a temperature range higher than 25 ° C. and lower than 35 ° C. The preheating temperature Tp can be calculated by the following equation, for example.
上記の場合には、上記の式から、予熱温度Tp=20℃が求められるが、25℃<Tp<35℃という条件を満たすために、予熱温度Tpは25℃よりも高い温度に設定される。
本明細書で以上という場合、数学的に厳密なものでなく、等号を含む以上であってもよいし、等号を含まなくてもよい。同様に、以下という場合、数学的に厳密なものでなく、等号を含む以下であってもよいし、等号を含まない未満であってもよい。
ステップS80では、ステップS78で算出した予熱温度Tpを記憶手段84に記憶する。このステップで記憶される予熱温度Tpは、予熱モードの動作処理が実行される毎に書き換えられる。
In the above case, the preheating temperature Tp = 20 ° C. is obtained from the above formula. In order to satisfy the condition of 25 ° C. <Tp <35 ° C., the preheating temperature Tp is set to a temperature higher than 25 ° C. .
In the present specification, the term “above” is not mathematically exact, and may include more than equal signs, or may not include equal signs. Similarly, the term “below” is not mathematically exact, and may include the following including an equal sign or may include less than an equal sign.
In step S80, the preheating temperature Tp calculated in step S78 is stored in the storage means 84. The preheating temperature Tp stored in this step is rewritten every time the operation process in the preheating mode is executed.
図9のステップS82からステップS88は、図6に示したステップS30からステップS36と同様の処理である。
ステップS90では、補助熱源入口サーミスタ502が貯湯タンク10の中間高さから送り出された水の温度Tiを検出する。検出された温度Tiは、コントローラ80に入力される。貯湯式給湯システム2では、このステップにおいて第2タンクサーミスタ102の検出する温度の代わりに、補助熱源入口サーミスタ502の検出する温度と予熱基準温度Tpの比較による判断処理を実行している。例えば、第2タンクサーミスタ102の介装されている位置が、補助加熱用循環経路50の貯湯タンク10の中間高さにおける接続位置よりも顕著に低い場合は、補助熱源入口サーミスタ502の検出する温度で判断した方が予熱モードを短時間で完了することができる。
ステップS92では、補助熱源入口サーミスタ502が検出した温度Tiが、予熱温度Tp以上であるか否かが判断される。TiがTp以上に高温である場合(判断がYESの場合)は、貯湯タンク10の上部から中間高さにある水が少なくともTp℃の蓄熱量を得たとみなされて、ステップS94へ進む。TiがTpより低温である場合(判断がNOの場合)は、貯湯タンク10の上部から中間高さにある水に十分な蓄熱量がまだないとみなされて、ステップS90の処理を繰返す。
図9のステップS94からステップS96は、図6に示したステップS42からステップS44と同様の処理である。
ステップS70からステップS96までの処理は、予熱モード実行手段86により実行される。
Steps S82 to S88 in FIG. 9 are the same processes as steps S30 to S36 shown in FIG.
In step S90, the auxiliary heat source inlet thermistor 502 detects the temperature Ti of the water sent from the intermediate height of the hot water storage tank 10. The detected temperature Ti is input to the controller 80. In the hot water storage type hot water supply system 2, in this step, instead of the temperature detected by the second tank thermistor 102, a judgment process is performed by comparing the temperature detected by the auxiliary heat source inlet thermistor 502 with the preheating reference temperature Tp. For example, when the position at which the second tank thermistor 102 is interposed is significantly lower than the connection position at the intermediate height of the hot water storage tank 10 in the auxiliary heating circulation path 50, the temperature detected by the auxiliary heat source inlet thermistor 502 It is possible to complete the preheating mode in a shorter time by judging in (1).
In step S92, it is determined whether or not the temperature Ti detected by the auxiliary heat source inlet thermistor 502 is equal to or higher than the preheating temperature Tp. When Ti is at a temperature higher than Tp (when the determination is YES), it is considered that water at an intermediate height from the upper part of hot water storage tank 10 has obtained a heat storage amount of at least Tp ° C., and the process proceeds to step S94. When Ti is lower than Tp (when the determination is NO), it is considered that there is not yet a sufficient heat storage amount in the water at the intermediate height from the upper part of hot water storage tank 10, and the process of step S90 is repeated.
Steps S94 to S96 in FIG. 9 are the same processes as steps S42 to S44 shown in FIG.
The processing from step S70 to step S96 is executed by the preheating mode execution means 86.
上記の予熱モードの動作処理において、ステップS76の判断基準となる温度(本実施例では45℃としている)を、予熱モード実行の有無の選択と共に使用者が選択可能にしてもよい。
さらに、ステップS78で算出される予熱温度Tpは、給湯設定温度Tαより低く、給湯設定温度Tαから補助熱源機60を通過する間に得られる水温の昇温幅を減じた温度よりも高いという条件を満たす温度領域の範囲内で、予め設定されている温度でもよい。
In the operation process in the preheating mode, the temperature (45 ° C. in the present embodiment) that is the determination criterion in step S76 may be selectable by the user along with the selection of whether or not to execute the preheating mode.
Further, the preheating temperature Tp calculated in step S78 is lower than the hot water supply set temperature Tα and higher than the temperature obtained by subtracting the temperature increase range of the water temperature obtained while passing the auxiliary heat source unit 60 from the hot water supply set temperature Tα. The temperature may be set in advance within a temperature range that satisfies the above.
参考例)
図10に、参考例の貯湯式給湯システム3の概略構成を表わす図を示す。以下の説明では、貯湯式給湯システム1および貯湯式給湯システム2と同様の構成要素については、詳細な説明を省略する。
( Reference example)
In FIG. 10, the figure showing schematic structure of the hot water storage type hot-water supply system 3 of a reference example is shown. In the following description, detailed description of the same components as those of the hot water storage hot water supply system 1 and the hot water storage hot water supply system 2 will be omitted.
図10のコントローラ81は、CPU82と、記憶手段84と、加熱量決定手段88と、加熱量増大手段89を備えている。また、コントローラ81は図示しない各種制御プログラムを記憶している。加熱量決定手段88は、補助熱源機60の加熱量を制御する制御プログラムとCPU82によって具現化されている。加熱量増大手段89は、条件に応じて加熱量決定手段88によって決定された補助熱源機60の加熱量を増大させる制御を実行する制御プログラムとCPU82によって具現化されている。
コントローラ81は、入力手段110からの操作信号を入力し、前記した各種のセンサからの信号を入力し、記憶している制御プログラムに従って、前記した各種のポンプ、弁、バーナ等を制御する。
入力手段110は、システムのオン信号とオフ信号を出力する電源スイッチ112と、設定された給湯設定温度を出力する給湯温度設定手段114を備えている。入力手段110は使用者によって操作される。入力手段110の出力する操作信号は、コントローラ81に入力される。
The controller 81 in FIG. 10 includes a CPU 82, a storage unit 84, a heating amount determination unit 88, and a heating amount increase unit 89. The controller 81 stores various control programs (not shown). The heating amount determination means 88 is embodied by a control program for controlling the heating amount of the auxiliary heat source device 60 and the CPU 82. The heating amount increasing means 89 is embodied by a CPU 82 and a control program that executes control for increasing the heating amount of the auxiliary heat source unit 60 determined by the heating amount determining means 88 according to the conditions.
The controller 81 inputs an operation signal from the input unit 110, inputs signals from the various sensors described above, and controls the various pumps, valves, burners, and the like described above in accordance with a stored control program.
The input unit 110 includes a power switch 112 that outputs a system on signal and an off signal, and a hot water supply temperature setting unit 114 that outputs a set hot water supply set temperature. The input means 110 is operated by the user. An operation signal output from the input unit 110 is input to the controller 81.
(給湯運転)
図11に、給湯運転のフローチャートを示す。ステップS100からステップS112は、図7に示したステップS50からステップS62と同様の処理である。
ステップS114では、給湯設定温度Tαとは無関係に、補助熱源出口サーミスタ66の検出する温度が80℃になるように、バーナ68の燃焼量を調整する。バーナ68の燃焼量は、コントローラ81によって制御される。補助熱源機60を通過した温水は80℃に加熱され、補助加熱用循環経路50を経て貯湯タンク10の上部に戻される。補助加熱用循環経路50から戻された高温の水は、貯湯タンク10の上部でTα℃より低温の水と混合して給湯経路40に送り出される。給湯経路40に送り出された水は、混合サーボ38によって給湯設定温度Tαに調温されて給湯される。給水サーミスタ302の検出温度と給湯サーミスタ404の検出する温度から、給湯サーミスタ404の検出温度が給湯設定温度Tαとなるように混合サーボ38の開度が調整される。このステップでは、加熱量増大手段89が補助熱源機60の加熱量を給湯設定温度Tαに応じた加熱量(加熱量決定手段88が決定した加熱量)よりも大きい加熱量(本参考例では80℃に応じた加熱量であり、80℃>給湯設定温度Tα)に増大して燃焼給湯運転を行っているので、給湯経路40に送り出される水の温度を短時間のうちに給湯設定温度Tα以上とすることができる。給湯栓48から給湯設定温度Tαに調温された水が給湯されだすまでの時間を短縮することができる。
ステップS116では、高温サーミスタ402が貯湯タンク10から給湯経路40へ送り出される水の温度Thを検出する。検出された温度Thは、コントローラ81に入力される。
ステップS118では、高温サーミスタ402の検出温度Thが給湯設定温度Tα以上であるか否かが判別される。ThがTα以上である場合(判断がYESの場合)は、補助熱源機60の加熱量を給湯設定温度Tαに応じた加熱量よりも増大して運転する必要がないとみなされ、給湯設定温度Tαに応じた加熱量での燃焼給湯運転を行うためにステップS120に進む。ThがTαより低温である場合(判断がNOの場合)は、補助熱源機60の加熱量を給湯設定温度Tαに応じた加熱量よりも増大して運転する必要があるとみなされ、ステップS114からステップS116までの処理を繰返す。
ステップS120では、補助熱源出口サーミスタ66の検出温度がTα+5℃になるようにバーナ68の燃焼量が制御される。バーナ68の燃焼量は、コントローラ81によって制御される。補助熱源機60を通過した温水はTα+5℃に加熱され、補助加熱用循環経路50を経て貯湯タンク10に戻される。貯湯タンク10の上部からTαよりも若干高温の水が給湯経路40に送り出され、混合サーボ38によって給湯設定温度Tαに調温されて給湯される。給水サーミスタ302の検出温度と給湯サーミスタ404の検出温度から、給湯サーミスタ404の検出温度が給湯設定温度Tαとなるように混合サーボ38の開度が調整される。
(Hot water operation)
FIG. 11 shows a flowchart of the hot water supply operation. Steps S100 to S112 are the same processes as steps S50 to S62 shown in FIG.
In step S114, the combustion amount of the burner 68 is adjusted so that the temperature detected by the auxiliary heat source outlet thermistor 66 becomes 80 ° C. regardless of the hot water supply set temperature Tα. The amount of combustion of the burner 68 is controlled by the controller 81. The hot water that has passed through the auxiliary heat source unit 60 is heated to 80 ° C. and returned to the upper part of the hot water storage tank 10 through the auxiliary heating circulation path 50. The high-temperature water returned from the auxiliary heating circulation path 50 is mixed with water having a temperature lower than Tα ° C. in the upper part of the hot water storage tank 10 and sent out to the hot water supply path 40. The water sent to the hot water supply path 40 is adjusted to a hot water supply set temperature Tα by the mixing servo 38 and supplied. From the detected temperature of the hot water supply thermistor 302 and the temperature detected by the hot water supply thermistor 404, the opening degree of the mixing servo 38 is adjusted so that the detected temperature of the hot water supply thermistor 404 becomes the hot water supply set temperature Tα. In this step, the heating amount increasing unit 89 sets the heating amount of the auxiliary heat source unit 60 to a heating amount (80 in this reference example ) larger than the heating amount according to the hot water supply set temperature Tα (the heating amount determined by the heating amount determination unit 88). Since the amount of heating is in accordance with the temperature, and the combustion hot water supply operation is performed by increasing to 80 ° C.> hot water supply set temperature Tα), the temperature of the water sent to the hot water supply path 40 is set to the hot water supply set temperature Tα or more in a short time. It can be. It is possible to shorten the time until the water adjusted to the hot water supply set temperature Tα from the hot water tap 48 is supplied.
In step S116, the high temperature thermistor 402 detects the temperature Th of the water sent from the hot water storage tank 10 to the hot water supply path 40. The detected temperature Th is input to the controller 81.
In step S118, it is determined whether or not the detected temperature Th of the high temperature thermistor 402 is equal to or higher than the hot water supply set temperature Tα. When Th is equal to or greater than Tα (when the determination is YES), it is considered that there is no need to operate the auxiliary heat source device 60 by increasing the heating amount higher than the heating amount corresponding to the hot water supply set temperature Tα. In order to perform the combustion hot water supply operation with the heating amount according to Tα, the process proceeds to step S120. When Th is lower than Tα (when the determination is NO), it is considered that the heating amount of the auxiliary heat source device 60 needs to be increased to be higher than the heating amount according to the hot water supply set temperature Tα, and step S114 is performed. To S116 are repeated.
In step S120, the combustion amount of the burner 68 is controlled so that the detected temperature of the auxiliary heat source outlet thermistor 66 becomes Tα + 5 ° C. The amount of combustion of the burner 68 is controlled by the controller 81. The hot water that has passed through the auxiliary heat source device 60 is heated to Tα + 5 ° C. and returned to the hot water storage tank 10 through the auxiliary heating circulation path 50. Water slightly higher in temperature than Tα is sent from the upper part of the hot water storage tank 10 to the hot water supply path 40, adjusted to the hot water supply set temperature Tα by the mixing servo 38, and hot water is supplied. From the detected temperature of the hot water supply thermistor 302 and the detected temperature of the hot water supply thermistor 404, the opening degree of the mixing servo 38 is adjusted so that the detected temperature of the hot water supply thermistor 404 becomes the hot water supply set temperature Tα.
図11のステップS122からステップS124は、図7に示したステップS66からステップS68と同様の処理である。
ステップS100からステップS124までの処理は、加熱量決定手段88と、加熱量増大手段89と、CPU82と、CPU82にステップS100からステップS124までの処理を実行させる制御プログラムにより実行される。
Steps S122 to S124 in FIG. 11 are the same processes as steps S66 to S68 shown in FIG.
The processing from step S100 to step S124 is executed by the heating amount determination means 88, the heating amount increase means 89, the CPU 82, and a control program that causes the CPU 82 to execute the processing from step S100 to step S124.
上記の処理において、ステップS114で増大する補助熱源機60の加熱量は、加熱量決定手段88によって決定される加熱量(給湯設定温度Tαに応じた加熱量)よりも大きい加熱量に増大する。例えば、給湯設定温度が42℃の場合、通常であれば補助熱源機を通過して戻される水の温度は45℃前後に設定されるが、ステップS114では加熱量増大手段89により、給湯利用に必要な熱量よりも高温に加熱された水(本参考例では80℃に加熱された水)が貯湯タンクに戻され、42℃よりも低温の水と混合されて給湯経路に送り出される。本実施例では補助熱源出口サーミスタ66の検出する温度が80℃になるようにバーナ68の燃焼量を調整して加熱量を増大させているが、これは本参考例を適用する装置構成によって可変であり、80℃に限定されるものではない。例えば、補助熱源機60を通過した水が貯湯タンク10の上部の水と混合したときに給湯設定温度が得られるよう、補助熱源機60の加熱量を増大させることができる。 In the above processing, the heating amount of the auxiliary heat source device 60 that increases in step S114 increases to a heating amount that is larger than the heating amount determined by the heating amount determination means 88 (heating amount according to the hot water supply set temperature Tα). For example, when the hot water supply set temperature is 42 ° C., the temperature of the water returned through the auxiliary heat source unit is usually set to about 45 ° C., but in step S114, the heating amount increasing means 89 is used to use hot water. Water heated to a temperature higher than the necessary amount of heat (in this reference example , water heated to 80 ° C.) is returned to the hot water storage tank, mixed with water having a temperature lower than 42 ° C., and sent to the hot water supply path. In this embodiment, the amount of heating is increased by adjusting the combustion amount of the burner 68 so that the temperature detected by the auxiliary heat source outlet thermistor 66 is 80 ° C., but this is variable depending on the apparatus configuration to which this reference example is applied. It is not limited to 80 degreeC. For example, the heating amount of the auxiliary heat source device 60 can be increased so that the hot water supply set temperature is obtained when the water that has passed through the auxiliary heat source device 60 is mixed with the water in the upper part of the hot water storage tank 10.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、予熱温度Tpは温度領域であってもよい。補助熱源機の性能等により、補助熱源機の加熱能力をシビアに制御することが困難な場合等は、この構成が有用である。
また、予熱温度は、実施例に例示した要因に加えて、外気温度、水道からの給水温度、貯湯タンクの大きさ、放熱損失率などによって決定される。このため、予熱温度を算出する計算式は、本実施例の例示に限定されない。
予熱モードの実行の有無を判断する処理は、貯湯タンクの上部の温度を所定の時間が経過する毎に検知して判断してもよい。例えば、早朝に予熱動作の実行の有無を判断し、給湯利用が開始される前に必要に応じて予熱動作を完了させれば、システムの利便性をさらに向上させることができる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, the preheating temperature Tp may be a temperature region. This configuration is useful when it is difficult to severely control the heating capacity of the auxiliary heat source machine due to the performance of the auxiliary heat source machine.
In addition to the factors exemplified in the embodiment, the preheating temperature is determined by the outside air temperature, the water supply temperature from the water supply, the size of the hot water storage tank, the heat dissipation loss rate, and the like. For this reason, the calculation formula which calculates preheating temperature is not limited to the illustration of a present Example.
The process for determining whether or not the preheating mode is executed may be determined by detecting the temperature of the upper part of the hot water storage tank every time a predetermined time elapses. For example, it is possible to further improve the convenience of the system by determining whether or not the preheating operation is performed early in the morning and completing the preheating operation as necessary before the use of hot water is started.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
予熱温度の定義を概念的に表わす図である。It is a figure which represents the definition of preheating temperature notionally. 貯湯タンクの上部の温度変化を表わす図である。It is a figure showing the temperature change of the upper part of a hot water storage tank. 補助熱源機の加熱量の変化を表わす図である。It is a figure showing the change of the heating amount of an auxiliary heat source machine. 第1実施例の貯湯式給湯システム1の概略構成を表わした図である。It is a figure showing the schematic structure of the hot water storage type hot water supply system 1 of 1st Example. 補助加熱用循環経路を切換える動作概要のフローチャートである。It is a flowchart of the operation | movement outline | summary which switches the circulation path for auxiliary heating. 予熱動作の動作概要のフローチャートである。It is a flowchart of the operation | movement outline | summary of preheating operation | movement. 給湯時の動作概要のフローチャートである。It is a flowchart of the operation | movement outline | summary at the time of hot water supply. 第2実施例の貯湯式給湯システム2の概略構成を表わした図である。It is a figure showing the schematic structure of the hot water storage type hot-water supply system 2 of 2nd Example. 予熱動作の動作概要のフローチャートである。It is a flowchart of the operation | movement outline | summary of preheating operation | movement. 参考例の貯湯式給湯システム3の概略構成を表わした図である。It is a figure showing the schematic structure of the hot water storage type hot-water supply system 3 of a reference example. 給湯時の動作概要のフローチャートである。It is a flowchart of the operation | movement outline | summary at the time of hot water supply.
符号の説明Explanation of symbols
1,2,3:貯湯式給湯システム
10:貯湯タンク
101:第1タンクサーミスタ
102:第2タンクサーミスタ
103:第3タンクサーミスタ
20:加熱用循環経路
22:循環ポンプ
24:熱交換器
26:熱交換器
28:三方弁
29:発電ユニットバイパス経路
202:サーミスタ
204:サーミスタ
30:給水経路
32:減圧弁
34:給水量センサ
36:給水サーボ
38:混合サーボ
302:給水サーミスタ
40:給湯経路
42:温水電磁弁
44:給湯量センサ
46:混合経路
48:給湯栓
402:高温サーミスタ
404:給湯サーミスタ
50:補助加熱用循環経路
52:循環ポンプ
54:補助加熱用循環流量サーボ
55:開閉弁
56:補助加熱用循環分岐経路
58:開閉弁
502:補助熱源入口サーミスタ
504:補助加熱用循環流量センサ
60:補助熱源機
62:潜熱熱交換器
64:顕熱熱交換器
66:補助熱源出口サーミスタ
68:バーナ
70:発電ユニット
72:バーナ
74:改質器
76:燃料電池
702:排気ガス熱供給経路
704:水素ガス供給経路
706:冷却水通路
80,81:コントローラ
82:CPU
84:記憶手段
86:予熱モード実行手段
88:加熱量決定手段
89:加熱量増大手段
92:排水弁
90:排水経路
110:入力手段
112:電源スイッチ
114:給湯温度設定手段
115:予熱モード実行選択スイッチ
1, 2, 3: Hot water storage system 10: Hot water storage tank 101: First tank thermistor 102: Second tank thermistor 103: Third tank thermistor 20: Heating circulation path 22: Circulation pump 24: Heat exchanger 26: Heat Exchanger 28: Three-way valve 29: Power generation unit bypass path 202: Thermistor 204: Thermistor 30: Water supply path 32: Pressure reducing valve 34: Water supply sensor 36: Water supply servo 38: Mixing servo 302: Water supply thermistor 40: Hot water supply path 42: Hot water Solenoid valve 44: Hot water supply sensor 46: Mixing path 48: Hot water tap 402: High temperature thermistor 404: Hot water thermistor 50: Auxiliary heating circulation path 52: Circulation pump 54: Auxiliary heating circulation flow rate servo 55: Open / close valve 56: Auxiliary heating Circulation branch path 58: on-off valve 502: auxiliary heat source inlet thermistor 504: auxiliary heating circulation flow rate Sensor 60: Auxiliary heat source machine 62: Latent heat exchanger 64: Sensible heat exchanger 66: Auxiliary heat source outlet thermistor 68: Burner 70: Power generation unit 72: Burner 74: Reformer 76: Fuel cell 702: Exhaust gas heat supply Path 704: Hydrogen gas supply path 706: Cooling water passage 80, 81: Controller 82: CPU
84: Storage means 86: Preheating mode execution means 88: Heating amount determination means 89: Heating amount increase means 92: Drain valve 90: Drainage path 110: Input means 112: Power switch 114: Hot water supply temperature setting means 115: Preheating mode execution selection switch

Claims (5)

  1. 貯湯タンクと、
    貯湯タンクの下部の水を貯湯タンクの上部に戻す加熱用循環経路と、
    加熱用循環経路を流れる水を加熱する手段と、
    貯湯タンクの下部へ給水する給水経路と、
    貯湯タンクの上部の水を温水利用箇所へ導く給湯経路と、
    貯湯タンクの水を貯湯タンクの上部に戻す補助加熱用循環経路と、
    補助加熱用循環経路を流れる水を加熱する補助熱源機と、
    貯湯タンク内の上部の温度を検知する検知手段と、
    温水利用箇所に導く温水の温度を設定しておく給湯温度設定手段と、
    検知手段で検知された温度が予熱温度に維持されるように補助熱源機を運転する予熱モードを有する制御装置を備えており、
    前記予熱温度は、給湯温度設定手段で設定されている給湯温度より低く、給湯温度設定手段で設定可能な最低温度から補助熱源機を通過する間に得られる水温の昇温幅を減じた温度よりも高いことを特徴とする貯湯式給湯システム。
    A hot water storage tank,
    A heating circulation path for returning the water in the lower part of the hot water tank to the upper part of the hot water tank,
    Means for heating the water flowing through the heating circulation path;
    A water supply route for supplying water to the lower part of the hot water storage tank;
    A hot water supply path for leading the water in the upper part of the hot water storage tank to the hot water use point,
    An auxiliary heating circulation path for returning water from the hot water tank to the upper part of the hot water tank,
    An auxiliary heat source machine for heating the water flowing through the auxiliary heating circulation path;
    Detection means for detecting the temperature of the upper part in the hot water storage tank;
    Hot water supply temperature setting means for setting the temperature of the hot water led to the hot water use location;
    A control device having a preheating mode for operating the auxiliary heat source so that the temperature detected by the detecting means is maintained at the preheating temperature;
    The preheating temperature is lower than the hot water temperature set by the hot water temperature setting means, and is lower than the temperature obtained by subtracting the temperature increase range of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source machine from the lowest temperature settable by the hot water temperature setting means. A hot water storage hot water system characterized by its high price.
  2. 前記予熱温度は、給湯温度設定手段で設定されている給湯温度から補助熱源機を通過する間に得られる水温の昇温幅を減じた温度よりも高いことを特徴とする請求項1の貯湯式給湯システム。   The hot water storage system according to claim 1, wherein the preheating temperature is higher than a temperature obtained by subtracting a temperature increase range of the water temperature obtained while passing through the auxiliary heat source unit from the hot water supply temperature set by the hot water supply temperature setting means. Hot water system.
  3. 前記昇温幅は、補助熱源機を運転する最低水量における昇温幅であることを特徴とする請求項1又は2の貯湯式給湯システム。   The hot water storage hot water supply system according to claim 1 or 2, wherein the temperature increase width is a temperature increase width in a minimum amount of water for operating the auxiliary heat source device.
  4. 給湯設定温度が所定の温度より高いときには、予熱モードを実行しないことを特徴とする請求項1〜3のいずれかの貯湯式給湯システム。   The hot water storage type hot water supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the preheating mode is not executed when the hot water supply set temperature is higher than a predetermined temperature.
  5. 予熱モードを実行するかしないかを切換える操作スイッチ類を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかの貯湯式給湯システム。   The hot water storage type hot water supply system according to any one of claims 1 to 3, further comprising operation switches for switching whether or not to execute the preheating mode.
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