JP5252021B2 - 貯湯式給湯システム - Google Patents
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Description
≪機器構成≫
図1は、本発明の実施の形態1の貯湯式給湯システムを示す構成図である。図1に示すように、本実施形態の貯湯式給湯システムは、貯湯タンク1、加熱手段2、加熱用ポンプ31、追焚用ポンプ32、浴槽用ポンプ33、混合手段4、追焚熱交換器5、浴槽6、加熱用配管301、給水用配管302、導出用配管303、混合用配管304、給湯用配管305、浴槽往き配管306a、浴槽戻り配管306b、追焚往き配管307a、追焚戻り配管307b、および制御手段100等を備えている。
次に、図1に示す貯湯式給湯システムの基本的な動作を説明する。貯湯タンク1の下部には、給水用配管302を通じて低温の水が流入し、貯留される。加熱手段2によって貯湯タンク1の沸き上げを行う際には、貯湯タンク1の下部に貯留された低温の水が、加熱用ポンプ31によって加熱用配管301に引き込まれ、加熱手段2に導かれる。加熱手段2は、導かれた低温の水を加熱して、高温の湯に沸き上げる。沸き上げられた高温の湯は、加熱用配管301を通じて貯湯タンク1に上部から流入し、貯留される。
次に、本実施形態における特徴的な動作について図3および図4を参照して説明する。なお、以下の説明において、具体的な数値を示して説明する場合があるが、何れの数値も例示であり、本発明がそれに限定されるものではない。
図3に示すように、特徴量記憶手段103は、負荷算出手段102の算出結果に基づいて、一日に大規模給湯が発生した回数CntY(i)と、一回目の大規模給湯の発生時刻Time1Y(i)と、一回目の大規模給湯を含む近傍の集中負荷群に対して湯切れをしないために事前に必要な大規模給湯必要蓄熱量Lreq1Y(i)と、二回目の大規模給湯の発生時刻Time2Y(i)と、二回目の大規模給湯を含む近傍の集中負荷群に対して湯切れをしないために事前に必要な大規模給湯必要蓄熱量Lreq2Y(i)と、何れの大規模給湯の近傍にも含まれない他の全ての負荷に対して湯切れをしないために事前に必要な他負荷必要蓄熱量LreqOT(i)とを学習し、これらの学習値を記憶する。ここで、引数iは日付情報を意味する。例えば、引数iがi日前の情報を意味するとし、過去2週間分の学習値を記憶する場合には、各学習値についてi=1〜14なる14日分の値が記憶される。
必要蓄熱量予測手段104は、特徴量記憶手段103の記憶情報に基づき、現時点における必要蓄熱量を予測する。加熱制御手段105は、その予測された必要蓄熱量よりも蓄熱量算出手段101の算出する蓄熱量が小さい場合には、加熱手段2および加熱用ポンプ31を起動して沸き上げを開始し、貯湯タンク1の蓄熱量が必要蓄熱量よりも所定量だけ多くなるまで沸き上げた後、加熱手段2および加熱用ポンプ31を停止する。
必要蓄熱量予測手段104は、まず、当日の大規模給湯の発生回数がゼロであるかどうかを判断する(ステップS1)。当日の大規模給湯の発生回数がゼロである場合、すなわち、現時点において大規模給湯がまだ一回も発生していない場合には、現時点以降に大規模給湯(湯張り)が発生する可能性が極めて高い。そこで、この場合には、大規模給湯に備えた蓄熱量を貯湯タンク1に確保するため、特徴量記憶手段103により学習記憶された大規模給湯必要蓄熱量Lreq1Y(i),Lreq2Y(i)を含めた情報に基づいて必要蓄熱量が予測される(ステップS2)。このステップS2では、例えば、特徴量記憶手段103により学習記憶された大規模給湯必要蓄熱量Lreq1Y(i),Lreq2Y(i)、他負荷必要蓄熱量LreqOT(i)のうちの最大値が、現時点における必要蓄熱量として設定される。
上記ステップS3において、当日に既に発生した大規模給湯の回数が、学習された大規模給湯発生回数CntY(i)のうちの最大値未満であった場合には、現時点以降に大規模給湯が更に発生する可能性があるかどうかを判定するために、以下のような判断がステップS4で行われる。特徴量記憶手段103により学習記憶された情報において、過去に大規模給湯が複数回発生した日のうちで一回目の大規模給湯の発生時刻Time1Yが最も遅かった日の当該一回目の大規模給湯の発生時刻Time1Yのことを本実施形態において「最遅時刻」と称する。ステップS4では、当日の一回目の大規模給湯が発生した時刻が、上記最遅時刻より早いかどうかが判断される。
一方、ステップS4で、当日の一回目の大規模給湯が発生した時刻が、学習された最遅時刻より早かった場合には、一回目の大規模給湯の発生時刻からすると、現時点以降に大規模給湯が更に発生する可能性は残されている。この場合には、現時点以降に大規模給湯が更に発生する可能性があるかどうかを浴槽水位に基づいて判定する(ステップS5)。湯張りが行われる場合には、それより前に、浴槽6の栓が抜かれ、浴槽6内に溜められていた浴槽水が排水される。したがって、浴槽6内に浴槽水がない場合には、現時点以降に湯張りが行われる可能性が高いと考えられる。逆に、浴槽6内に浴槽水がまだ溜められている場合には、現時点では湯張りが行われる可能性は低いとみなせる。このような考えに基づき、ステップS5では、水位センサ602で検出される現在の浴槽水位が判定水位(例えば50cm)より低い場合には、現時点以降に湯張りが行われる可能性があると判定し、大規模給湯に備えた蓄熱量を貯湯タンク1に確保するため、大規模給湯必要蓄熱量Lreq1Y(i),Lreq2Y(i)を含めた情報に基づいて必要蓄熱量を予測する(ステップS2)。これに対し、上記ステップS5で、水位センサ602で検出される現在の浴槽水位が上記判定水位より高い場合には、現時点では大規模給湯が発生する可能性はないと判定する。この場合には、大規模給湯に備えた蓄熱量を貯湯タンク1に確保しておく必要はないので、大規模給湯必要蓄熱量Lreq1Y(i),Lreq2Y(i)を除外した情報に基づいて必要蓄熱量が予測される(ステップS6)。
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、共通する事項については説明を簡略化または省略する。
本実施形態における特徴量記憶手段103は、負荷算出手段102の算出結果に基づいて、実施の形態1と同様の学習値に加えて、更に、一日に大規模追焚きが発生した回数CntHX(i)と、大規模追焚きが発生した時刻TimeHX(i)と、大規模追焚きを含む近傍の集中負荷群に対して湯切れをしないために事前に必要な大規模追焚き必要蓄熱量LreqHX(i)とを学習し、これらの学習値を記憶する。なお、本実施形態における他負荷必要蓄熱量LreqOT(i)は、何れの大規模給湯あるいは大規模追焚きの近傍にも含まれない他の全ての負荷に対して湯切れをしないために事前に必要な蓄熱量を意味する。
必要蓄熱量予測手段104は、まず、当日の大規模負荷の発生回数がゼロであるかどうかを判断する(ステップS11)。当日の大規模負荷の発生回数がゼロである場合、すなわち、現時点において大規模給湯(湯張り)あるいは大規模追焚きがまだ一回も発生していない場合には、現時点以降に大規模負荷が発生する可能性が極めて高い。そこで、この場合には、大規模負荷に備えた蓄熱量を貯湯タンク1に確保するため、特徴量記憶手段103により学習記憶された大規模給湯必要蓄熱量Lreq1Y(i),Lreq2Y(i)および大規模追焚き必要蓄熱量LreqHX(i)を含めた情報に基づいて必要蓄熱量が予測される(ステップS12)。このステップS12では、例えば、特徴量記憶手段103により学習記憶された大規模給湯必要蓄熱量Lreq1Y(i),Lreq2Y(i)、大規模追焚き必要蓄熱量LreqHX(i)、他負荷必要蓄熱量LreqOT(i)のうちの最大値が、現時点における必要蓄熱量として設定される。
上記ステップS13において、当日に既に発生した大規模負荷の回数が、学習された大規模負荷発生回数{CntY(i)+CntHX(i)}のうちの最大値未満であった場合には、現時点以降に大規模負荷が更に発生する可能性があるかどうかを判定するために、以下のような判断がステップS14で行われる。特徴量記憶手段103により学習記憶された情報において、過去に大規模負荷が複数回発生した日のうちで一回目の大規模負荷の発生時刻Time1YまたはTimeHX(i)が最も遅かった日の当該一回目の大規模負荷の発生時刻Time1YまたはTimeHX(i)のことを本実施形態において「最遅時刻」と称する。ステップS14では、当日の一回目の大規模負荷が発生した時刻が、上記最遅時刻より早いかどうかが判断される。
一方、ステップS14で、当日の一回目の大規模負荷が発生した時刻が、学習された最遅時刻より早かった場合には、一回目の大規模負荷の発生時刻からすると、現時点以降に大規模負荷が更に発生する可能性は残されている。この場合には、現時点以降に大規模負荷が更に発生する可能性があるかどうかを浴槽水位に基づいて以下のように判定する。まず、ステップS15では、水位センサ602で検出される現在の浴槽水位を第一判定水位(例えば50cm)と比較する。その比較の結果、現在の浴槽水位が第一判定水位より高い場合には、浴槽6内に多量の浴槽水があるので、大規模給湯(湯張り)が行われる可能性はないが、大規模追焚きが行われる可能性があると判定することができる。そこで、この場合には、大規模給湯必要蓄熱量Lreq1Y(i),Lreq2Y(i)を除外し、大規模追焚き必要蓄熱量LreqHX(i)を含めた情報に基づいて必要蓄熱量が予測される(ステップS18)。このステップS18では、例えば、特徴量記憶手段103により学習記憶された大規模追焚き必要蓄熱量LreqHX(i)、他負荷必要蓄熱量LreqOT(i)のうちの最大値が、現時点における必要蓄熱量として設定される。
2 加熱手段
31 加熱用ポンプ
32 追焚用ポンプ
33 浴槽用ポンプ
4 混合手段
5 追焚熱交換器
6 浴槽
100 制御手段
101 蓄熱量算出手段
102 負荷算出手段
103 特徴量記憶手段
104 必要蓄熱量予測手段
105 加熱制御手段
301 加熱用配管
302 給水用配管
303 導出用配管
304 混合用配管
305 給湯用配管
306a 浴槽往き配管
306b 浴槽戻り配管
307a 追焚往き配管
307b 追焚戻り配管
501a〜501f 貯湯温度センサ
502 沸上温度センサ
503 導出温度センサ
504 給水温度センサ
505 給湯温度センサ
506 浴槽戻り温度センサ
601 給湯流量センサ
602 水位センサ
603 タイマー
Claims (6)
- 加熱手段と、
前記加熱手段により沸き上げられた湯を貯える貯湯タンクと、
前記貯湯タンクからの給湯により湯張りが行われる浴槽の水位を検出する水位検出手段と、
前記貯湯タンクの蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段と、
前記浴槽内の浴槽水を、前記貯湯タンクから供給される湯と熱交換することによって加熱する追焚運転を行う追焚き装置と、
大規模負荷としての前記浴槽の湯張りの際に要求される熱量に関する情報である大規模給湯熱量情報と、前記湯張り以外の給湯に要求される熱量に関する情報である他負荷熱量情報と、前記追焚運転の規模が所定の基準以上となるような大規模負荷としての大規模追焚きの際に要求される熱量に関する情報である大規模追焚き熱量情報とを記憶した熱量情報記憶手段と、
前記熱量情報記憶手段に記憶された情報に基づいて、現時点における前記貯湯タンクの必要蓄熱量を予測する必要蓄熱量予測手段と、
前記蓄熱量検出手段により検出された蓄熱量と、前記必要蓄熱量予測手段により予測された必要蓄熱量とに基づいて、前記加熱手段による沸き上げを行うか否かを判定する加熱制御手段と、
を備え、
前記必要蓄熱量予測手段は、
前記水位検出手段により検出された現在の浴槽水位が所定の判定水位より低い場合には、現時点以降に前記湯張りが行われる可能性があると判定して、前記大規模給湯熱量情報を含めた情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測し、前記浴槽水位が前記判定水位より高い場合には、現時点では前記湯張りが行われる可能性はないと判定して、前記大規模給湯熱量情報を除外した情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測する手段と、
前記浴槽水位が所定の第二判定水位より高い場合には、現時点以降に前記大規模追焚きが行われる可能性があると判定して、前記大規模追焚き熱量情報を含めた情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測し、前記浴槽水位が前記所定の第二判定水位より低い場合には、現時点では前記大規模追焚きが行われる可能性はないと判定して、前記大規模追焚き熱量情報を除外した情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測する手段とを含む貯湯式給湯システム。 - 加熱手段と、
前記加熱手段により沸き上げられた湯を貯える貯湯タンクと、
前記貯湯タンクからの給湯により湯張りが行われる浴槽の水位を検出する水位検出手段と、
前記貯湯タンクの蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段と、
大規模負荷としての前記浴槽の湯張りの際に要求される熱量に関する情報である大規模給湯熱量情報と、前記湯張り以外の給湯に要求される熱量に関する情報である他負荷熱量情報とを記憶した熱量情報記憶手段と、
前記熱量情報記憶手段に記憶された情報に基づいて、現時点における前記貯湯タンクの必要蓄熱量を予測する必要蓄熱量予測手段と、
前記蓄熱量検出手段により検出された蓄熱量と、前記必要蓄熱量予測手段により予測された必要蓄熱量とに基づいて、前記加熱手段による沸き上げを行うか否かを判定する加熱制御手段と、
前記大規模負荷の発生を検出する大規模負荷検出手段と、
前記大規模負荷検出手段の検出結果に基づいて、一日当たりの前記大規模負荷の発生回数を学習する学習手段と、
を備え、
前記必要蓄熱量予測手段は、
前記水位検出手段により検出された現在の浴槽水位が所定の判定水位より低い場合には、現時点以降に前記湯張りが行われる可能性があると判定して、前記大規模給湯熱量情報を含めた情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測し、前記浴槽水位が前記判定水位より高い場合には、現時点では前記湯張りが行われる可能性はないと判定して、前記大規模給湯熱量情報を除外した情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測する手段と、
当日の前記大規模負荷の発生回数が前記学習手段により学習された一日当たりの前記大規模負荷の発生回数の最大値以上となった場合には、現時点以降に前記大規模負荷が更に発生する可能性はないと判定し、前記他負荷熱量情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測する手段とを含む貯湯式給湯システム。 - 加熱手段と、
前記加熱手段により沸き上げられた湯を貯える貯湯タンクと、
前記貯湯タンクからの給湯により湯張りが行われる浴槽の水位を検出する水位検出手段と、
前記貯湯タンクの蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段と、
大規模負荷としての前記浴槽の湯張りの際に要求される熱量に関する情報である大規模給湯熱量情報と、前記湯張り以外の給湯に要求される熱量に関する情報である他負荷熱量情報とを記憶した熱量情報記憶手段と、
前記熱量情報記憶手段に記憶された情報に基づいて、現時点における前記貯湯タンクの必要蓄熱量を予測する必要蓄熱量予測手段と、
前記蓄熱量検出手段により検出された蓄熱量と、前記必要蓄熱量予測手段により予測された必要蓄熱量とに基づいて、前記加熱手段による沸き上げを行うか否かを判定する加熱制御手段と、
前記大規模負荷の発生を検出する大規模負荷検出手段と、
を備え、
前記必要蓄熱量予測手段は、
前記水位検出手段により検出された現在の浴槽水位が所定の判定水位より低い場合には、現時点以降に前記湯張りが行われる可能性があると判定して、前記大規模給湯熱量情報を含めた情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測し、前記浴槽水位が前記判定水位より高い場合には、現時点では前記湯張りが行われる可能性はないと判定して、前記大規模給湯熱量情報を除外した情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測する手段と、
当日の最初の前記大規模負荷が発生した時刻が所定時刻より遅かった場合には、現時点以降に前記大規模負荷が更に発生する可能性はないと判定し、前記他負荷熱量情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測する手段とを含む貯湯式給湯システム。 - 加熱手段と、
前記加熱手段により沸き上げられた湯を貯える貯湯タンクと、
前記貯湯タンクからの給湯により湯張りが行われる浴槽の水位を検出する水位検出手段と、
前記貯湯タンクの蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段と、
大規模負荷としての前記浴槽の湯張りの際に要求される熱量に関する情報である大規模給湯熱量情報と、前記湯張り以外の給湯に要求される熱量に関する情報である他負荷熱量情報とを記憶した熱量情報記憶手段と、
前記熱量情報記憶手段に記憶された情報に基づいて、現時点における前記貯湯タンクの必要蓄熱量を予測する必要蓄熱量予測手段と、
前記蓄熱量検出手段により検出された蓄熱量と、前記必要蓄熱量予測手段により予測された必要蓄熱量とに基づいて、前記加熱手段による沸き上げを行うか否かを判定する加熱制御手段と、
前記大規模負荷の発生を検出する大規模負荷検出手段と、
前記大規模負荷検出手段の検出結果に基づいて、一日当たりの前記大規模負荷の発生回数および発生時刻を学習する学習手段と、
を備え、
前記必要蓄熱量予測手段は、
前記水位検出手段により検出された現在の浴槽水位が所定の判定水位より低い場合には、現時点以降に前記湯張りが行われる可能性があると判定して、前記大規模給湯熱量情報を含めた情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測し、前記浴槽水位が前記判定水位より高い場合には、現時点では前記湯張りが行われる可能性はないと判定して、前記大規模給湯熱量情報を除外した情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測する手段と、
当日の最初の前記大規模負荷が発生した時刻が、前記学習手段により一日に前記大規模負荷が複数回発生したと学習された日のうちで一回目の前記大規模負荷の発生時刻が最も遅かった日の当該一回目の前記大規模負荷の発生時刻である最遅時刻より遅かった場合には、現時点以降に前記大規模負荷が更に発生する可能性はないと判定し、前記他負荷熱量情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測する手段とを含む貯湯式給湯システム。 - 前記貯湯タンクから供給された熱負荷を算出する負荷算出手段を更に備え、
前記熱量情報記憶手段は、前記負荷算出手段の算出結果に基づいて学習した情報を記憶する請求項1乃至4の何れか1項記載の貯湯式給湯システム。 - 加熱手段と、
前記加熱手段により沸き上げられた湯を貯える貯湯タンクと、
前記貯湯タンクからの給湯により湯張りが行われる浴槽の水位を検出する水位検出手段と、
前記貯湯タンクの蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段と、
前記浴槽内の浴槽水を、前記貯湯タンクから供給される湯と熱交換することによって加熱する追焚運転を行う追焚き装置と、
給湯に要求される熱量に関する情報と、前記追焚運転の規模が所定の基準以上となるような大規模負荷としての大規模追焚きの際に要求される熱量に関する情報である大規模追焚き熱量情報とを記憶した熱量情報記憶手段と、
前記熱量情報記憶手段に記憶された情報に基づいて、現時点における前記貯湯タンクの必要蓄熱量を予測する必要蓄熱量予測手段と、
前記蓄熱量検出手段により検出された蓄熱量と、前記必要蓄熱量予測手段により予測された必要蓄熱量とに基づいて、前記加熱手段による沸き上げを行うか否かを判定する加熱制御手段と、
を備え、
前記必要蓄熱量予測手段は、前記水位検出手段により検出された現在の浴槽水位が所定の判定水位より高い場合には、現時点以降に前記大規模追焚きが行われる可能性があると判定して、前記大規模追焚き熱量情報を含めた情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測し、前記浴槽水位が前記所定の判定水位より低い場合には、現時点では前記大規模追焚きが行われる可能性はないと判定して、前記大規模追焚き熱量情報を除外した情報に基づいて前記必要蓄熱量を予測する手段を含む貯湯式給湯システム。
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JP6111409B2 (ja) | 給湯装置 |
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