JP5309061B2 - Hot water system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給湯システムに関する。 The present invention relates to a hot water supply system.
特許文献1に開示されている給湯システムは、発電ユニットと貯湯槽と混合器と給湯器とを備えている。この給湯システムでは、発電ユニットと貯湯槽が循環経路で接続されており、発電ユニットの発電熱によって加熱された温水が貯湯槽に貯湯される。貯湯槽に貯湯されている温水は混合器に供給され、混合器で水道水と混合されて温度調節される。
The hot water supply system disclosed in
貯湯槽から供給される温水が給湯設定温度以上である場合には、貯湯槽から供給される温水と水道水が給湯設定温度となるように混合され、混合後の温水が給湯器を通過して給湯される。貯湯槽から供給される温水が給湯設定温度未満である場合には、給湯器の加熱部が加熱運転し、給湯器で加熱した温水が給湯される。給湯器の加熱量には最低加熱量が存在し、最低温度上昇幅が存在する。そこで、貯湯槽から供給される温水が給湯設定温度未満となると、混合器で混合した後の温水の温度が給湯設定温度から最低温度上昇幅を減じた温度となるように混合し(すなわち混合器の出口温度を低下させる)、給湯器の加熱部が加熱運転を開始する。その結果、給湯器から給湯設定温度に加熱された温水が給湯される。 When the hot water supplied from the hot water tank is higher than the hot water supply set temperature, the hot water supplied from the hot water tank and tap water are mixed so that the hot water supply set temperature is reached, and the mixed hot water passes through the hot water heater. Hot water is supplied. When the hot water supplied from the hot water storage tank is lower than the hot water supply set temperature, the heating unit of the water heater is heated to supply hot water heated by the water heater. The heating amount of the water heater has a minimum heating amount and a minimum temperature rise. Therefore, when the hot water supplied from the hot water storage tank is lower than the hot water supply set temperature, mixing is performed so that the temperature of the hot water after mixing in the mixer becomes a temperature obtained by subtracting the minimum temperature rise from the hot water supply set temperature (that is, the mixer The outlet temperature of the water heater is lowered), and the heating section of the water heater starts the heating operation. As a result, hot water heated to the hot water supply set temperature is supplied from the water heater.
この給湯システムでは、混合器によって温度を低下させた混合水が給湯器の加熱部にまで移動したはずのタイミングで加熱運転を開始させる。すなわち、混合器によって温度を低下させた後の給湯量が、混合器から加熱部までの配管容量に等しくなったタイミングで加熱運転を開始する。なお実際には、加熱運転の開始指令から実際に加熱し始めるまでに準備期間を要するので、この準備期間をも考慮して加熱運転の開始指令を出力する。これにより、給湯中に貯湯槽に貯湯しておいた温水を消費しつくした場合にも、給湯設定温度に調温された温水を給湯し続けることができる。 In this hot water supply system, the heating operation is started at the timing when the mixed water whose temperature has been lowered by the mixer should have moved to the heating section of the hot water heater. That is, the heating operation is started at the timing when the hot water supply amount after the temperature is lowered by the mixer becomes equal to the pipe capacity from the mixer to the heating unit. Actually, since a preparation period is required from the start instruction of the heating operation until the heating is actually started, the start instruction of the heating operation is output in consideration of this preparation period. Thereby, even when the hot water stored in the hot water tank is completely consumed during hot water supply, the hot water adjusted to the hot water supply set temperature can be continuously supplied.
従来の給湯システムでは、貯湯槽と混合器と給湯器が予め一体化されており、混合器から加熱部までの配管容量が予め定まっている。したがって、既知の配管容量に基づいて、加熱運転の開始指令の出力時期を決定することができる。しかしながら、混合器と給湯器を施工現場で接続する場合には、混合器から加熱部までの配管容量を導出することが必要となる。
特許文献1には、貯湯槽の温水を利用して給湯する際に、混合器出口の水温が給湯設定温度の近似値に達してから加熱部の出口の水温がこの近似値に達するまでに要した期間と、水の流量とに基づいて、混合器出口から加熱部の出口までの配管容量を求める技術が開示されている。この方法では、利用者が実際に利用してみないことには、配管容量を把握することができないため、それまでの間は配管容量を利用して加熱運転の開始時期を決定することができない。
In the conventional hot water supply system, the hot water storage tank, the mixer, and the hot water heater are integrated in advance, and the piping capacity from the mixer to the heating unit is determined in advance. Therefore, the output timing of the heating operation start command can be determined based on the known pipe capacity. However, when connecting the mixer and the water heater at the construction site, it is necessary to derive the piping capacity from the mixer to the heating unit.
In
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、給湯システムの配管容量が予め設定されていない場合であっても、利用者が給湯システムを実際に利用する前に、混合器から加熱部までの配管容量を導出することができる給湯システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to mix before the user actually uses the hot water system, even if the piping capacity of the hot water system is not set in advance. It is providing the hot-water supply system which can derive | lead-out the piping capacity | capacitance from a heater to a heating part.
本発明の給湯システムは、貯湯槽と混合器と加熱部とを備えている。混合器は、貯湯槽から流出した貯水と水道水とを混合する。加熱部は、混合器から流出した混合水を加熱する。この給湯システムは、さらに、混合器の出口近傍の水温を検出する第1検出手段と、加熱部の近傍の水温を検出する第2検出手段と、試運転プログラムを記憶している記憶手段と、試運転プログラムを実行する制御手段とを備えている。
試運転プログラムは、
(1)混合器の混合比を変化させ、
(2)第1検出手段によって検出される水温が所定温度に達する時期と第2検出手段によって検出される水温がその所定温度に達する時期との時間差を特定し、
(3)混合水の流量を特定し、
(4)前記(2)で特定した時間差と前記(4)で特定した流量から、混合器の出口近傍から加熱部の近傍までの配管容量を導出する処理を含んでいる。
加熱部は給湯器に含まれているものであってもよいし、専用に設計されたものであってもよい。加熱部の近傍とは、加熱部の入口近傍であってもよいし、加熱部の中間位置であってもよいし、出口近傍であってもよい。耐熱措置を講じることによって加熱部の中間位置に温度検出手段を設置することもできる。混合水とは混合器から流出する水をいい、温水である場合もあれば冷水であることもあり、全水量が貯水であって水道水が混合されていないこともある。
The hot water supply system of the present invention includes a hot water storage tank, a mixer, and a heating unit. The mixer mixes the water stored in the hot water tank and the tap water. The heating unit heats the mixed water flowing out of the mixer. The hot water supply system further includes first detection means for detecting the water temperature near the outlet of the mixer, second detection means for detecting the water temperature near the heating unit, storage means for storing a trial run program, and trial run. And a control means for executing the program.
The commissioning program is
(1) Change the mixing ratio of the mixer,
(2) specifying a time difference between a time when the water temperature detected by the first detection means reaches a predetermined temperature and a time when the water temperature detected by the second detection means reaches the predetermined temperature;
(3) Specify the mixed water flow rate,
(4) The process includes deriving the pipe capacity from the vicinity of the outlet of the mixer to the vicinity of the heating unit from the time difference specified in (2) and the flow rate specified in (4).
The heating unit may be included in the water heater or may be designed exclusively. The vicinity of the heating unit may be the vicinity of the inlet of the heating unit, the intermediate position of the heating unit, or the vicinity of the outlet. The temperature detecting means can be installed at an intermediate position of the heating unit by taking a heat resistance measure. The mixed water refers to water flowing out of the mixer, which may be hot water or cold water, and the total amount of water may be stored water and tap water may not be mixed.
上記構成によれば、試運転の際に、混合器の出口近傍から加熱部の近傍までの配管容量が導出される。その配管容量が予め設定されていない場合であっても、利用者が給湯システムを利用するのに先立って、混合器の出口近傍から加熱部の近傍までの配管容量を導出することができる。したがって、利用者が給湯システムを利用する際には、既に導出されている配管容量に基づいて加熱部の加熱運転の開始時期の決定等を行うことができる。
特に、施工現場で混合器と給湯器とを接続して給湯システムを構築する場合には、混合器の出口近傍から加熱部近傍までの配管容量を把握することが難しい。したがって、上記構成によって配管容量を導出することが有効である。
According to the said structure, the pipe capacity from the exit vicinity of a mixer to the vicinity of a heating part is derived | led-out in the case of trial operation. Even when the pipe capacity is not set in advance, the pipe capacity from the vicinity of the outlet of the mixer to the vicinity of the heating unit can be derived before the user uses the hot water supply system. Therefore, when the user uses the hot water supply system, the start timing of the heating operation of the heating unit can be determined based on the pipe capacity already derived.
In particular, when a hot water supply system is constructed by connecting a mixer and a water heater at a construction site, it is difficult to grasp the piping capacity from the vicinity of the outlet of the mixer to the vicinity of the heating unit. Therefore, it is effective to derive the pipe capacity by the above configuration.
本発明の給湯システムでは、試運転プログラムが、第1検出手段及び第2検出手段によって検出される水温が昇温する際の上記時間差に基づいて配管容量を導出する処理と、導出された昇温時配管容量を記憶しておく処理を含んでおり、給湯利用運転時の制御プログラムが、記憶されている昇温時配管容量を読み出し、読み出された昇温時配管容量に基づいて加熱部の加熱停止時期を決定する処理を含んでいる。In the hot water supply system of the present invention, the trial run program derives the pipe capacity based on the above time difference when the water temperature detected by the first detection means and the second detection means rises, and the derived temperature rise time The process of storing the pipe capacity is included, and the control program during hot water supply operation reads the stored pipe temperature at the time of temperature rise, and heats the heating unit based on the read out pipe temperature at the time of temperature rise. Includes processing to determine when to stop.
混合器から流出する混合水の温度が給湯設定温度よりも低い場合、混合器から流出した混合水が加熱部を流れる際に加熱されて給湯される。混合器から流出する混合水の温度が上昇して給湯設定温度に達すると、給湯にあたって混合水を加熱する必要がないため、加熱部の加熱が停止される。上記構成では、各検出手段によって検出される水温が上昇する際に配管容量を導出するため、運転中の加熱部を停止する状況と類似する状況で配管容量を導出することができる。したがって、この配管容量を用いて加熱停止時期を決定することで、加熱部の加熱停止時期をより適切に決定することができる。When the temperature of the mixed water flowing out from the mixer is lower than the hot water supply set temperature, the mixed water flowing out from the mixer is heated and supplied with hot water when flowing through the heating unit. When the temperature of the mixed water flowing out of the mixer rises and reaches the hot water supply set temperature, it is not necessary to heat the mixed water when hot water is supplied, and thus heating of the heating unit is stopped. In the above configuration, since the pipe capacity is derived when the water temperature detected by each detection means rises, the pipe capacity can be derived in a situation similar to the situation where the heating unit during operation is stopped. Therefore, the heating stop timing of the heating unit can be determined more appropriately by determining the heating stop timing using this pipe capacity.
および/または、本発明の給湯システムでは、試運転プログラムが、第1検出手段及び第2検出手段によって検出される水温が降下する際の上記時間差に基づいて配管容量を導出する処理と、導出された降温時配管容量を記憶しておく処理を含んでおり、給湯利用運転時の制御プログラムが、記憶されている降温時配管容量を読み出し、読み出された降温時配管容量に基づいて加熱部の加熱開始時期が決定する処理を含んでいる。And / or in the hot water supply system of the present invention, the test run program is derived from the process of deriving the pipe capacity based on the time difference when the water temperature detected by the first detection means and the second detection means falls. It includes a process for storing the pipe capacity at the time of cooling, and the control program at the time of operation using hot water supplies reads the pipe capacity at the time of cooling and stores the heating section based on the read pipe capacity at the time of cooling. Includes the process of determining the start time.
混合器から流出する混合水の温度が給湯設定温度よりも高い場合、混合器から流出した混合水が加熱部で加熱されることなく、そのまま給湯される。混合器から流出する混合水の温度が低下して給湯設定温度よりも低くなると、給湯にあたって混合水を加熱する必要があるため、加熱部の加熱が開始される。上記構成では、混合器から流出する混合水の温度が降下する際に配管容量を導出するため、加熱部での加熱を開始する状況と類似する状況で配管容量を導出することができる。したがって、この配管容量を用いて加熱開始時期を決定することで、加熱部の加熱開始時期をより適切に決定することができる。When the temperature of the mixed water flowing out from the mixer is higher than the hot water supply set temperature, the mixed water flowing out from the mixer is heated as it is without being heated by the heating unit. When the temperature of the mixed water flowing out of the mixer decreases and becomes lower than the hot water supply set temperature, it is necessary to heat the mixed water during hot water supply, and thus heating of the heating unit is started. In the above configuration, since the pipe capacity is derived when the temperature of the mixed water flowing out from the mixer is lowered, the pipe capacity can be derived in a situation similar to the situation in which heating in the heating unit is started. Therefore, by determining the heating start time using this pipe capacity, the heating start time of the heating unit can be more appropriately determined.
給湯システムの試運転プログラムでは、混合器の混合比を、貯水:水道水を0:1とする冷水モードと、混合水の温度が給湯設定温度に等しくなる混合比とする温水モードとの間で繰り返し切り換えることが好ましい。In the hot water supply system trial run program, the mixing ratio of the mixer is repeated between a cold water mode in which the ratio of stored water: tap water is 0: 1 and a hot water mode in which the temperature of the mixed water is equal to the hot water supply set temperature. It is preferable to switch.
上記構成では、各検出手段によって検出される水温を大きく変化させることができる。したがって、各検出手段によって検出される水温が所定温度になった時期をより正確に特定することができるため、各検出手段によって検出される水温が所定温度に達する際の時間差をより正確に特定することができる。その結果、配管容量をより正確に導出することができる。In the above configuration, the water temperature detected by each detecting means can be changed greatly. Therefore, since the time when the water temperature detected by each detection means reaches a predetermined temperature can be specified more accurately, the time difference when the water temperature detected by each detection means reaches the predetermined temperature can be specified more accurately. be able to. As a result, the pipe capacity can be derived more accurately.
冷水モードから温水モードへ切り換えることによって、各検出手段が検出する水温が昇温する際の上記時間差に基づいて配管容量を導出するようにしてもよい。あるいは、温水モードから冷水モードへ切り換えることによって、各検出手段が検出する水温が降下する際の上記時間差に基づいて配管容量を導出するようにしてもよい。双方の条件で配管容量を導出し、導出された2種類の配管容量を制御の局面にあわせて選択するようにしてもよい。あるいは、水温上昇時の時間差と水温降下時の時間差の平均値を利用して配管容量を導出してもよい。By switching from the cold water mode to the hot water mode, the pipe capacity may be derived based on the above time difference when the water temperature detected by each detection means rises. Alternatively, by switching from the hot water mode to the cold water mode, the pipe capacity may be derived based on the above time difference when the water temperature detected by each detecting means is lowered. The pipe capacity may be derived under both conditions, and the two types of derived pipe capacity may be selected according to the control situation. Or you may derive | lead-out piping capacity | capacitance using the average value of the time difference at the time of water temperature rise, and the time difference at the time of water temperature fall.
試運転プログラムで温水モードと冷水モードが交互に繰り返される場合には、水道水の温度と給湯設定温度との間に前記した所定温度が設定されていることが好ましい。When the hot water mode and the cold water mode are alternately repeated in the trial operation program, it is preferable that the predetermined temperature is set between the tap water temperature and the hot water supply set temperature.
上記構成では、各検出手段が検出する水温が、水道水の温度から給湯設定温度にまで昇温する過渡期、又は給湯設定温度から水道水の温度にまで降下する過渡期に所定温度に達する。過渡期には単位時間あたりの水温変化が大きいので、各検出手段で検出される水温が所定温度に達した時期を、より正確に特定することができる。そのために、各検出手段によって検出される水温が所定温度に達する時期の時間差をより正確に特定することができる。したがって、配管容量をより正確に導出することができる。In the above configuration, the water temperature detected by each detection means reaches a predetermined temperature in a transient period in which the temperature rises from the tap water temperature to the hot water supply set temperature, or in a transient period in which the water temperature drops from the hot water supply set temperature to the tap water temperature. Since the water temperature change per unit time is large during the transition period, the time when the water temperature detected by each detection means reaches a predetermined temperature can be specified more accurately. Therefore, the time difference of the time when the water temperature detected by each detection means reaches a predetermined temperature can be specified more accurately. Therefore, the pipe capacity can be derived more accurately.
第2検出手段によって検出される水温が安定したことを条件に、冷水モードから温水モードに切り換え、第2検出手段によって検出される水温が再び安定したことを条件に、温水モードから冷水モードに切り換えることが好ましい。Switching from the cold water mode to the hot water mode on the condition that the water temperature detected by the second detection means is stable, and switching from the hot water mode to the cold water mode on the condition that the water temperature detected by the second detection means is stabilized again. It is preferable.
上記構成では、第2検出手段によって検出される水温が安定してからモードが切り換えられるため、第1検出手段及び第2検出手段によって検出される水温が所定温度に達するまでに要する期間が安定化する。したがって、各検出手段によって検出される水温が所定温度に達する時期の時間差をより正確に特定することができる。In the above configuration, since the mode is switched after the water temperature detected by the second detection unit is stabilized, the period required for the water temperature detected by the first detection unit and the second detection unit to reach a predetermined temperature is stabilized. To do. Therefore, it is possible to more accurately specify the time difference between the times when the water temperature detected by each detection means reaches the predetermined temperature.
試運転プログラムでは、混合水の流量をシャワー流量に設定することが好ましい。
シャワー利用時には、給湯温度が安定していることが特に強く要求される。上記構成では、給湯温度の安定が特に強く要求されるシャワー利用時と同じ流量の水を通水することによって配管容量を導出することができる。シャワー利用時の流量で導出された配管容量に基づいて加熱部の加熱開始時期や停止時期を決定すれば、給湯温度の安定が特に強く要求されるシャワー利用時における給湯温度を安定させることができる。
In the trial operation program, it is preferable to set the flow rate of the mixed water to the shower flow rate.
When using a shower, it is particularly strongly required that the hot water supply temperature is stable. In the above-described configuration, the pipe capacity can be derived by passing water at the same flow rate as when using a shower where stability of the hot water supply temperature is particularly required. If the heating start timing and stop timing of the heating unit are determined based on the pipe capacity derived from the flow rate at the time of shower use, the hot water temperature at the time of shower use where stability of the hot water temperature is particularly required can be stabilized. .
本発明の給湯システムによれば、給湯システムの配管容量が予め設定されていない場合であっても、利用者が給湯システムを実際に利用する前に、混合器から加熱部までの配管容量を導出することができる。施工現場で混合器と給湯器とを接続して給湯システムを構築する場合には、特に有効である。 According to the hot water supply system of the present invention, even if the pipe capacity of the hot water supply system is not preset, the pipe capacity from the mixer to the heating unit is derived before the user actually uses the hot water supply system. can do. This is particularly effective when a hot water supply system is constructed by connecting a mixer and a hot water heater at a construction site.
以下に説明する実施例の技術的特徴を列記する。
(特徴1)給湯システムでは、温水モードから冷水モードへの切り換えと、冷水モードから温水モードへの切り換えの各々が複数回実行され、複数回実行される温水モードから冷水モードへの切り換えの際に、降温時配管容量が導出され、複数回実行される冷水モードから温水モードへの切り換えの際に、昇温時配管容量が導出される。
(特徴2)給湯システムでは、温水モードと冷水モードとの切り換えが複数回実行され、複数回実行される温水モードでの給湯設定温度Thが複数の温度に設定されている。
(特徴3)給湯システムは、試運転を実行するためのスイッチと、試運転実行中であることを示す表示手段とを備えている。
The technical features of the embodiments described below are listed.
(Feature 1) In the hot water supply system, each of the switching from the hot water mode to the cold water mode and the switching from the cold water mode to the hot water mode are performed a plurality of times, and at the time of switching from the hot water mode to the cold water mode that is performed a plurality of times. The pipe capacity at the time of temperature reduction is derived, and the pipe capacity at the time of temperature rise is derived at the time of switching from the cold water mode to the hot water mode that is executed a plurality of times.
(Feature 2) In the hot water supply system, switching between the hot water mode and the cold water mode is executed a plurality of times, and the hot water supply set temperature Th in the hot water mode executed a plurality of times is set to a plurality of temperatures.
(Characteristic 3) The hot water supply system includes a switch for executing a test operation and display means for indicating that the test operation is being executed.
本発明の給湯システムを具現化した実施例1を、図1〜図6を参照して説明する。図1は給湯システム10の系統図であり、水及び熱媒の流れを矢印で示している。図1に示すように、給湯システム10は、貯湯ユニット20とヒートポンプユニット40と給湯ユニット50とコントローラ11とを備えている。この給湯システム10は、施工時に別体の各ユニット20,50,40を接続することによって構築される。
A first embodiment embodying a hot water supply system of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a system diagram of a hot
ヒートポンプユニット40では、圧縮機41の吐出側と四方弁42と第1熱交換器43の熱媒流路43a及び膨張弁44及び第2熱交換器45と圧縮機41の戻り側が、熱媒配管46によって順に接続されており、熱媒がこの順に循環する。第1熱交換器43は、上記熱媒流路43aと循環水流路43bとを備えている。第2熱交換器45の近傍にはファン45aが設置されている。第2熱交換器45は、ファン45aによって送られる外気と熱交換を行う。熱媒配管46には、圧縮機41の吐出側と四方弁42との間と、膨張弁44と第2熱交換器45との間に除霜経路47が接続されている。除霜経路47には、除霜弁47aが設けられている。第1熱交換器43の循環水流路43bの入口側には循環往路接続経路48が接続されており、出口側には循環復路接続経路49が接続されている。循環往路接続経路48には、入口側サーミスタ48aが設けられており、循環復路接続経路49には出口側サーミスタ49aが設けられている。入口側サーミスタ48aは、循環水流路43bに流入する循環水の温度を検出し、出口側サーミスタ49aは、循環水流路43bから流出する循環水の温度を検出する。なお実際には、各サーミスタ48a,49aは水温に応じた検出信号を出力し、この信号がコントローラ11に入力されることにより水温が検出される。以下においても、サーミスタやセンサが検出するという表現は、実際には、これらの検出信号がコントローラ11に入力されることにより温度や水の流量を検出することを意味する。
In the
貯湯ユニット20は、貯湯槽21と混合器24とを備えている。貯湯槽21の底部には、貯湯槽21に水道水を給水する給水経路22が接続されている。給水経路22の水道水入口22aの近傍には、減圧弁23が設けられている。給水経路22には、減圧弁23の下流側に混合器24の混合給水経路26が接続されている。混合給水経路26には、給水制御弁26aが設けられている。減圧弁23は、貯湯槽21と混合器24への給水圧力を調整する。貯湯槽21内の温水が減少したり、給水制御弁26aが開いたりすると、減圧弁23の下流側圧力が低下する。減圧弁23は、下流側圧力が低下すると開き、その圧力を所定の調圧値に維持しようとする。このため、貯湯槽21内の温水が減少したり、混合器24の給水制御弁26aが開いたりすると、これらに水道水が給水される。
The hot
給水経路22において、混合給水経路26の接続部よりも下流側には、排水経路31が接続されている。排水経路31の途中には、排水弁32が設けられている。排水弁32は手動で開閉することができる。排水弁32を開くと、貯湯槽21内の水が排水経路31を通じて外部に排水される。
In the
貯湯槽21の底部には、循環往路33の一端が接続されており、貯湯槽21の上部には、循環復路34の一端が接続されている。循環往路33の他端は、ヒートポンプユニット40の循環往路接続経路48に接続されており、循環復路34の他端は、循環復路接続経路49に接続されている。循環往路33には、往路サーミスタ36と循環ポンプ37とが設けられている。往路サーミスタ36は、貯湯槽21から循環往路33に流出した水の温度を検出する。循環ポンプ37が駆動すると、貯湯槽21の下部から循環往路33に水が吸出され、この水が循環水流路43bを流れ、循環復路34を通じて貯湯槽21の上部に戻される。このようにして、貯湯槽21とヒートポンプユニット40との間の循環経路が構成されている。循環復路34の途中には、圧力開放経路38が接続されており、圧力開放経路38には、リリーフ弁38aが設けられている。リリーフ弁38aの開弁圧力は、減圧弁23の調圧値よりも僅かに大きく設定されている。減圧弁23の調圧が不能になった場合には、リリーフ弁38aが開き、貯湯槽21内の圧力が耐圧可能な圧力を超えるのを防止する。貯湯槽21では、その上端から所定量(例えば30リットル)の箇所に上部サーミスタ39が取り付けられている。上部サーミスタ39は、貯湯槽21上部の水温を検出する。
One end of a circulation
混合器24は、温水制御弁25aと温水流量センサ25bと温水サーミスタ25cと給水流量センサ26bと給水サーミスタ26cと混合サーミスタ(第1検出手段)27aと、上記した給水制御弁26aを備えている。貯湯槽21の上部には、混合器24の温水経路25が接続されている。温水経路25には、温水制御弁25aと温水流量センサ25bと温水サーミスタ25cが設けられている。温水制御弁25aは、貯湯槽21から温水経路25へ流れる水の流量を調整する。温水流量センサ25b及び温水サーミスタ25cは、温水経路25を流れる水の流量及び温度を検出する。混合給水経路26には、上記した給水制御弁26aと、給水流量センサ26bと給水サーミスタ26cとが設けられている。給水制御弁26aは、混合給水経路26を流れる水道水の流量を調整する。給水流量センサ26bと給水サーミスタ26cは、混合給水経路26を流れる水道水の流量及び温度を検出する。温水経路25と混合給水経路26とは合流して第1混合経路27に接続されている。第1混合経路27には、第1混合経路27を流れる混合水の温度を検出する混合サーミスタ27aが設けられている。
The
貯湯ユニット20は、第1給湯経路29を備えている。第1給湯経路29には、給湯サーミスタ29aが設けられている。第1給湯経路29の先端には、給湯栓60が接続されている。給湯栓60は、浴室、洗面所、台所等に配置されている(図1では、これら複数の給湯栓60を1つで代表している)。第1混合経路27の途中と第1給湯経路29の途中は、給湯バイパス経路28によって接続されている。給湯バイパス経路28には、バイパス制御弁28aが設けられている。バイパス制御弁28aを開いた状態では、第1混合経路27を流れた混合水が給湯バイパス経路28へ流れ、バイパス制御弁28aを閉じた状態では、第1混合経路27を流れた混合水が、後記する給湯ユニット50の第2混合経路51へ流れる。
The hot
給湯ユニット50は、バーナ熱交換器(加熱部)52とバーナ53等を備えている。バーナ熱交換器52の入口側は第2混合経路51を介して貯湯ユニット20の第1混合経路27に接続されている。バーナ熱交換器52には、第2混合経路51を通じて混合水が流入する。第2混合経路51には、入水サーミスタ51aと給湯水量センサ51bと水量サーボ51cとが設けられている。入水サーミスタ51aと給湯水量センサ51bは、それぞれ第2混合経路51を流れる水の温度及び流量を検出する。水量サーボ51cは、第2混合経路51を流れる水の流量を調整する。ガス燃焼式のバーナ53は、バーナ熱交換器52を加熱する。バーナ熱交換器52の出口側は第2給湯経路54を介して第1給湯経路29に接続されている。バーナ熱交換器52を流れた温水は第2給湯経路54及び第1給湯経路29を通じて給湯栓60から給湯される。第2給湯経路54には、バーナ熱交換器52の出口近傍に、缶体サーミスタ55が設けられており、その下流側に出湯サーミスタ(第2検出手段)56が設けられている。
The hot
第2混合経路51における水量サーボ51cの下流側と、第2給湯経路54の缶体サーミスタ55と出湯サーミスタ56との間には、熱源機バイパス経路57が接続されている。第2混合経路51と熱源機バイパス経路57との接続部には、熱源機バイパス制御弁58が設けられている。熱源機バイパス制御弁58の開度を調整することによって、第2混合経路51を流れる水の一部が熱源機バイパス経路57に流れるようになる。
A heat
コントローラ11は、CPU、ROM、RAM等を備えている。ROM(記憶手段)には試運転プログラムと利用運転プログラムとが格納されている。RAMには、コントローラ11に入力される各種信号や、CPUが処理を実行する過程で生成される種々のデータが一時的に記憶される。詳細には、RAMには、上記した各種のサーミスタ25c,26c,27a,29a,36,39,48a,49a,51a,55,56及び水量センサ25b,26b,51bの検出信号が入力され、これらの情報が一時的に記憶される。コントローラ11では、CPU(制御手段)がROMやRAMに記憶される情報に基づいて、貯湯ユニット20及び給湯ユニット50の各制御弁やヒートポンプユニット40の各種機器に対して駆動信号を出力する。また、リモコン13には、給湯システム10を操作するためのスイッチやボタン、給湯システム10の動作状態を表示する液晶表示器等が設けられており、リモコン13で設定された情報がコントローラ11に入力される。コントローラ11は、給湯システム10が試運転と給湯利用運転とを行うように制御する。なお、給湯システム10では、施工時に試運転が行われ、その後に給湯利用運転が行われるが、ここでは、給湯利用運転から先に説明する。
The
(給湯利用運転時の動作)
コントローラ11は、給湯システム10の利用者に給湯を行う利用運転を制御する。
給湯利用運転プログラムでは、
(1)ヒートポンプユニット40によって貯湯槽21の水を加熱して高温の温水とし、この温水を貯湯槽21に貯湯し;
(2)混合器24で貯湯槽21からの貯水(この場合は温水)と水道水とを混合して給湯設定温度Thの混合水となるように調整し;
(3)混合器24で給湯設定温度Thに調整された混合水を給湯バイパス経路28を通じて給湯栓60から給湯する第1給湯運転と、混合器24で給湯設定温度Thよりも低い温度に調整された混合水を給湯ユニット50のバーナ熱交換器52を通過する際に加熱して給湯栓60から給湯する第2給湯運転を行う。
(Operations during hot water supply operation)
The
In the hot water use operation program,
(1) The water in the
(2) Mixing the water stored in the hot water tank 21 (hot water in this case) and tap water in the
(3) A first hot water supply operation in which the mixed water adjusted to the hot water supply set temperature Th by the
まず、ヒートポンプユニット40を稼動することによって、貯湯槽21に高温の水が貯湯される。ヒートポンプユニット40では、圧縮機41で圧縮された熱媒が、第1熱交換器43の熱媒流路43aを流れる際に循環水流路43bを流れる循環水を加熱する。循環水流路43bから流出した熱媒は、膨張弁44で膨張して冷却され、第2熱交換器45を流れる際に外気から吸熱して加熱される。外気で加熱された熱媒が圧縮機41に流入して再び圧縮される。
なお、ヒートポンプユニット40では、破線矢印に示すように、第2熱交換器45を除霜するため、一時的に除霜弁47aが開いて圧縮機41から吐出した高温の熱媒が、除霜経路47を通じて第2熱交換器45を流れるようにする。
First, hot water is stored in the hot
In the
貯湯ユニット20では、循環ポンプ37が作動し、貯湯槽21内の水が貯湯槽21の底部から循環往路33に吸出される。循環往路33に吸出された水は、ヒートポンプユニット40の第1熱交換器43の循環水流路43bを通過する際に加熱されて温度上昇する。温度上昇した温水は、循環復路34を流れて貯湯槽21の上部に戻される。この循環が行われることによって、貯湯槽21では、冷水層の上部に高温層が積層した温度成層が形成される。貯湯槽21に高温の温水が戻され続けると、高温層の厚さ(深さ)は次第に大きくなり、フルに蓄熱された状態では、貯湯槽21の全体に高温の温水が貯まった状態になる。貯湯槽21にフルに蓄熱が行われていなくても、温度成層が形成されることにより、貯湯槽21の上部に接続されている温水経路25には、高温の温水が送り出される。
In the hot
第1給湯運転及び第2給湯運転は以下のようにして行われる。貯湯槽21の上部サーミスタ39の検出水温が給湯設定温度Thよりも高い基準温度以上である場合には、第1給湯運転が行われる。第1給湯運転では、コントローラ11がバイパス制御弁28aを開状態とする。コントローラ11は、混合サーミスタ27aで検出される水温が給湯設定温度Thとなるように、温水制御弁25aの開度と給水制御弁26aの開度を調整する。給湯設定温度Thに調整された混合水は、第1混合経路27を流れた後に、給湯バイパス経路28及び第1給湯経路29を通じて給湯栓60から給湯される。
The first hot water supply operation and the second hot water supply operation are performed as follows. When the detected water temperature of the
一方、上部サーミスタ39の検出水温が前記の基準温度未満である場合には、第2給湯運転が行われる。第2給湯運転では、コントローラ11が、バイパス制御弁28aを全閉状態とし、水量サーボ51cを所定開度に設定する。コントローラ11は、混合サーミスタ27aで検出される水温が給湯設定温度Thよりも低い温度となるように、温水制御弁25aの開度と給水制御弁26aの開度を調整する。給湯設定温度よりも低い温度に調整された混合水は、第1混合経路27を流れ、給湯ユニット50の第2混合経路51を流れてバーナ熱交換器52に流入し、バーナ53により加熱される。バーナ熱交換器52では、バーナ熱交換器52の出口に設けられている缶体サーミスタ55で検出される水温が60℃以上となるように制御される。これにより、配管に結露水が発生することを抑制することができる。給湯設定温度Thが60℃よりも低い場合には、出湯サーミスタ56で検出される水温が給湯設定温度Thとなるように、熱源機バイパス制御弁58の開度が制御される。これにより、第2混合経路51を流れる混合水の一部が熱源機バイパス経路57を通じて第2給湯経路54に流入し、バーナ熱交換器52を流れた60℃以上の温水と、バーナ熱交換器52を流れていない低温の水とが混合されて給湯設定温度Thの温水となる。このようにして、給湯設定温度Thに調温された温水が、第2給湯経路54と第1給湯経路29を通じて給湯栓60から給湯される。これにより、第1給湯運転中に貯湯槽21に貯湯しておいた温水を消費しつくした場合にも、給湯設定温度Thに調温された温水を給湯し続けることができる。
On the other hand, when the detected water temperature of the
第1給湯運転と第2給湯運転とを切り換える場合、コントローラ11は、バーナ53を以下のように制御する。第1給湯運転から第2給湯運転への切り換えが行われる場合には、コントローラ11は、消火している状態のバーナ53に点火指令を出力する。コントローラ11は、給湯設定温度Thよりも低い温度の混合水がバーナ熱交換器52まで移動したタイミングでバーナ53を点火させる。すなわち、混合器24によって温度を低下させた後に流れた給湯量が、混合器24からバーナ熱交換器52までの配管容量に等しくなったタイミングでバーナ53を点火する。本実施例では、混合器24からバーナ熱交換器52までの配管容量として、混合サーミスタ27aから出湯サーミスタ56までの配管容量を用いる。詳細には、バーナ53の点火時期は、後記する降温時配管容量Vwを用いて決定する。なお実際には、バーナ53の点火指令から点火が開始されるまでにプリパージ動作が行われるため、コントローラ11では、このプリパージ動作に要する期間をも考慮して、バーナ53に点火指令を出力する。
When switching between the first hot water supply operation and the second hot water supply operation, the
一方、第2給湯運転から第1給湯運転への切り換えが行われる場合には、コントローラ11は、点火している状態のバーナ53を消火する。コントローラ11は、給湯設定温度Thの混合水がバーナ熱交換器52まで移動したタイミングでバーナ53を消火する。すなわち、混合器24によって混合される混合水の温度を上昇させて給湯設定温度Thとした後に流れた給湯量が、混合器24からバーナ熱交換器52までの配管容量に等しくなったタイミングでバーナ53を消火(加熱運転を停止)する。詳細には、バーナ53の消火時期は、後記する昇温時配管容量Vhを用いて決定する。バーナ53は、コントローラ11から消火指令が出力されたタイミングで消火する。
On the other hand, when switching from the second hot water supply operation to the first hot water supply operation is performed, the
(試運転時の動作)
上記のように、本実施例の給湯システム10では、第1給湯運転と第2給湯運転との切り換えの際に、混合サーミスタ27aから出湯サーミスタ56までの配管容量に基づいてバーナ53の点火時期及び消火時期を決定するようにしている。しかしながら、本実施例の給湯システム10は、別体の貯湯ユニット20と給湯ユニット50とを接続して構築しているため、混合サーミスタ27aから出湯サーミスタ56までの配管容量が予め設定されていない。そこで、本実施例では、給湯システム10の施工時に試運転プログラムを実行することにより、この配管容量を導出するようにしている。試運転プログラムは、実際の給湯利用時と同様に、給湯栓60を開いた状態で行われる。
(Operation during trial operation)
As described above, in the hot
試運転プログラムは、
(1)混合器24の混合比を変化させ;
(2)混合サーミスタ27aによって検出される水温が所定温度に達する時期と出湯サーミスタ56によって検出される水温が所定温度に達する時期との時間差を特定し;
(3)混合器24の混合比を変化させた後の水の流量を特定し;
(4)(2)で特定した時間差と、(3)で特定した流量から、混合器24の出口近傍からバーナ熱交換器52近傍までの配管容量を導出する処理である。
図2〜図5は、試運転プログラムの実行手順を示すフローチャートである。コントローラ11は、図2〜図5に示すフローチャートに従って給湯システム10の試運転を実行する。図6は、試運転プログラム実行中の混合サーミスタ27aの検出水温(実線A)と出湯サーミスタ56の検出水温(破線B)を示すタイミングチャートである。
The commissioning program is
(1) changing the mixing ratio of the
(2) specifying a time difference between a time when the water temperature detected by the
(3) specify the flow rate of water after changing the mixing ratio of the
(4) This is a process for deriving the pipe capacity from the vicinity of the outlet of the
2-5 is a flowchart which shows the execution procedure of a trial run program. The
図2に示すように、試運転プログラムがスタートすると、まずステップS1において、試運転開始条件が成立したか否かが判定される。試運転開始条件の一つには、貯湯槽21の上部サーミスタ39の検出水温が給湯設定温度Thよりも高い基準温度以上となっていることが挙げられる。貯湯槽21に温水を貯湯するのは、利用運転時と同様に、ヒートポンプユニット40を稼動させることにより行われる。試運転開始条件の他の一つには、試運転スイッチ16がON状態であることが挙げられる。図1に示すように、コントローラ11に試運転スイッチ16が設けられており、施工者は施行現場で給湯システム10を完成した時、あるいはメンテナンスした後に試運転スイッチ16をON状態とする。コントローラ11には、表示画面17が設けられており、試運転プログラムが実行中であることが表示される。試運転スイッチ16は、施工時やメンテナンスの際に施工業者によってのみ利用される。試運転ボタン16をリモコン13に設けていないため、利用者が給湯利用時等に試運転スイッチ16を押すことを回避することができる。ステップS1の判定は、これらの試運転開始条件が成立するまで繰り返し実行される。
As shown in FIG. 2, when the trial run program is started, it is first determined in step S1 whether or not a trial run start condition is satisfied. One of the test operation start conditions is that the detected water temperature of the
試運転開始条件が成立していると判定されると、ステップS2に移る。ステップS2では、試運転の初期条件を設定する。図6に示すように、試運転プログラムの実行前(図6の時期t1以前)には、配管の温度が周囲の環境温度の影響を受け、混合サーミスタ27aの検出温度(図6のA)と出湯サーミスタ56の検出温度(図6のB)が異なることもある。そこで、初期条件の設定では、第1混合経路27から第2給湯経路54までに水道水を流通させることにより、配管の温度(混合サーミスタ27aと出湯サーミスタ56の検出温度)の初期値を水道水の温度Twに一致させる。これにより、試運転プログラムの実行前に配管温度がばらついている場合であっても、配管温度を水道水の温度Twに一致させ、初期条件を均一化することができる。
If it is determined that the test operation start condition is satisfied, the process proceeds to step S2. In step S2, initial conditions for trial operation are set. As shown in FIG. 6, before the trial run program is executed (before time t1 in FIG. 6), the temperature of the piping is affected by the ambient temperature, and the detected temperature of the
初期条件設定は、詳細には、図3に示すフローチャートに従って実行される。図3に示すように、初期条件の設定がスタートすると、ステップS21に移り、温水制御弁25aが全閉状態に設定され、給水制御弁26aが全開状態に設定され、バイパス制御弁28aが全閉状態に設定される。これにより、図1の混合器24では、貯湯槽21からの貯水と水道水とが0:1の混合比で混合され、混合器24で調整される混合水は水道水となる。また、バイパス制御弁28aが全閉状態に設定されるため、第1混合経路27を流れた混合水(水道水)は、第2混合経路51を流れ、バーナ熱交換器52を通過した後に、給湯栓60から流出する。
Specifically, the initial condition setting is executed according to the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 3, when the setting of initial conditions starts, the process proceeds to step S21, the hot
ステップS22では、水量サーボ51cによって混合水の流量がシャワー流量に調整される。シャワー流量は、概ね8〜12リットル/minであるが、本実施例では、給湯水量センサ51bで検出される給湯水の流量が12リットル/minとなるように、水量サーボ51cが調整される。また、試運転プログラムの実行中は、混合水の流量が12リットル/minに維持されるように、水量サーボ51cが調整される。これは、以下の理由による。シャワー利用時には、給湯温度が安定していることが特に強く要求される。したがって、試運転プログラムでは、給湯温度の安定が特に強く要求されるシャワー利用時と同じ流量の水を通水し、この条件で導出される配管容量に基づいてバーナ53の点火時期や消火時期を決定すれば、給湯温度の安定が特に強く要求されるシャワー利用時に、給湯温度を安定させることができるからである。次に、ステップS23に移り、出湯サーミスタ56と給水サーミスタ26cが検出する水温の差が、1℃以下となったか否かが検出される。すなわち、ステップS23では、出湯サーミスタ56の取り付け位置まで水道水が流れ、配管温度のばらつきがなくなったか否かが判定される。ステップS23で肯定判定がなされると、エンドに移り、図2の試運転プログラムのステップS3に移る。
In step S22, the flow rate of the mixed water is adjusted to the shower flow rate by the
ステップS3では、温水モードが実行される。温水モードは、詳細には、図4に示すフローチャートに従って実行される。温水モードが開始すると、まず、ステップS31に移り、給湯設定温度Thの給湯が行われるように、混合器24の混合比を制御する。詳細には、混合サーミスタ27aで検出される水温が給湯設定温度Thとなるように、温水制御弁25a及び給水制御弁26aの開度が調整される。なお、本実施例では、この給湯設定温度Thとして、一般的な給湯設定温度42℃が予め設定されている。図6に示すように、時期t2に温水モードが開始されると、第1混合経路27から第2給湯経路54に温水が流れることによって、混合サーミスタ27aの検出水温(A)と出湯サーミスタ56の検出水温(B)が徐々に上昇する。
In step S3, the warm water mode is executed. The warm water mode is executed according to the flowchart shown in FIG. 4 in detail. When the hot water mode starts, first, the process proceeds to step S31, and the mixing ratio of the
次に、ステップS32に移り、混合サーミスタ27aで検出される水温が、第1所定温度T1以上となったか否かが判定される。第1所定温度T1は、給湯設定温度Thよりも5℃低い温度、すなわち37℃に設定される。ステップS32の判定は、混合サーミスタ27aで検出される水温が第1所定温度T1以上となるまで繰り返し行われる。図6に示すように、時期th1に、混合サーミスタ27aで検出される水温(A)が第1所定温度T1に達すると、図4のステップS32で、混合サーミスタ27aで検出される水温が第1所定温度T1以上となったと判定される。この判定によりステップS33に移り、この時期th1を温水第1時期th1として記憶する。
Next, the process proceeds to step S32, where it is determined whether or not the water temperature detected by the mixing
次にステップS34に移り、出湯サーミスタ56で検出される水温が、第1所定温度T1以上になったか否かが判定される。ステップS34の判定は、出湯サーミスタ56で検出される水温が第1所定温度T1以上となるまで繰り返し行われる。図6に示すように、時期th2に出湯サーミスタ56で検出される水温(B)が第1所定温度T1に達すると、図4のステップS34で、出湯サーミスタ56で検出される水温が第1所定温度T1以上となったと判定される。この判定によりステップS35に移り、この時期th2を温水第2時期th2として記憶する。その後、ステップS36に移り、温水第1時期th1と温水第2時期th2との時間差Δ(th2−th1)が算出される。
Next, the process proceeds to step S34, where it is determined whether or not the water temperature detected by the
温水モードでは、第1混合経路27から第2給湯経路54に給湯設定温度Thの温水を流すようにしているが、ステップS32及びS34では、混合サーミスタ27a及び出湯サーミスタ56で検出される水温が給湯設定温度Thになったか否かを判定するのではなく、給湯設定温度Thよりも5℃低い第1所定温度T1となったか否かを判定している。したがって、図6に示すように、混合サーミスタ27a及び出湯サーミスタ56が検出する水温が、水道水の温度Twから給湯設定温度Thに変化する過渡期(グラフA,Bに示すように単位時間当たりの水温の変化速度が大きい)に第1所定温度T1に達するため、混合サーミスタ27a及び出湯サーミスタ56が検出する水温が第1所定温度T1に達した時期をより正確に特定することができる。そのため、温水第1時期th1と温水第2時期th2との時間差Δ(th2−th1)もより正確に特定することができる。
In the hot water mode, hot water having a hot water supply set temperature Th is allowed to flow from the
時間差Δ(th2−th1)が特定された後は、ステップS37に移り、昇温時配管容量Vhが導出される。昇温時配管容量Vhは、温水時間差Δ(th2−th1)に混合水流量(この実施例ではシャワー流量)を乗算することによって導出される。なお、混合サーミスタ27aから出湯サーミスタ56までの配管容量は、混合サーミスタ27aから出湯サーミスタ56までの配管を流れる水の温度が上昇する場合でも下降する場合でも一定の容量である。しかしながら、水温上昇時と下降時とで配管を流れる放熱量などが異なる場合があり、これらの要因が配管容量の導出に影響を与える場合もある。従って、本実施例では、昇温時配管容量Vhと後記する降温時配管容量Vwとを個別に導出するようにしている。
After the time difference Δ (th2−th1) is specified, the process proceeds to step S37, and the temperature increase pipe capacity Vh is derived. The pipe temperature Vh at the time of temperature rise is derived by multiplying the hot water time difference Δ (th2−th1) by the mixed water flow rate (shower flow rate in this embodiment). The pipe capacity from the mixing
温水モードで導出される昇温時配管容量Vhは、上記した給湯システム10の利用運転時において、第2給湯運転から第1給湯運転に変更される際に、バーナ53の消火時期を決定するために用いられる。すなわち、第2給湯運転では、混合器24から流出する水の温度が給湯設定温度Thよりも低く、混合器24から流出した水がバーナ熱交換器52を流れる際に加熱される。貯湯槽21の上部サーミスタ39の検出水温が上昇し、給湯設定温度Thよりも高い基準温度以上になると、混合器24から流出する水の温度が上昇して給湯設定温度Thに達し、バーナ53が消火されて第1給湯運転に切り換わる。試運転プログラムの初期条件設定から温水モードに切り換わることによって、第1混合経路27と第2混合経路51と第2給湯経路54を流れる水が水道水から給湯設定温度Thの水へと切り換わり、これらの配管を流れる水の温度が上昇する状況は、第2給湯運転から第1給湯運転への切り換え時に配管を流れる水の温度が上昇する状況と類似している。したがって、バーナ53の消火時期を決定するにあたって、この昇温時配管容量Vhを用いることにより、消火時期を適切に決定することができる。
The temperature increase pipe capacity Vh derived in the hot water mode determines the fire extinguishing timing of the
図2において、ステップS3の温水モードが終了すると、次に、ステップS4に移り、冷水モードを実行する。冷水モードは、詳細には、図5に示すフローチャートに従って実行される。冷水モードが開始されると、ステップS41に示すように、混合器24で貯湯槽21からの貯水と水道水との混合比が0:1となるように制御する。すなわち、温水制御弁25aを全閉状態に制御し、給水制御弁26aを全開状態に制御する。これにより、第1混合経路27から第2給湯経路54までには、混合水として再び水道水が流れる。図6では、時期t3に冷水モードが開始されている。
In FIG. 2, when the hot water mode in step S3 is completed, the process proceeds to step S4, and the cold water mode is executed. Specifically, the cold water mode is executed according to the flowchart shown in FIG. When the cold water mode is started, as shown in step S41, the
次に、ステップS42に移り、混合サーミスタ27aで検出される水温が、第2所定温度T2以下となったか否かが判定される。第2所定温度T2は、給水サーミスタ26cで検出される水温よりも5℃高い温度、すなわち、水道水の温度Twよりも5℃高い温度に設定される。ステップS42の判定は、混合サーミスタ27aで検出される水温が第2所定温度T2以下となるまで繰り返し行われる。図6に示すように、時期tw1に、混合サーミスタ27aで検出される水温(A)が第2所定温度T2に達すると、図4のステップS42で、混合サーミスタ27aで検出される水温が第2所定温度T2以下となったと判定される。これにより、ステップS43に移り、この時期tw1を冷水第1時期tw1として記憶する。
Next, the process proceeds to step S42, and it is determined whether or not the water temperature detected by the mixing
次にステップS44に移り、出湯サーミスタ56で検出される水温が、第2所定温度T2以下となったか否かが判定される。ステップS44の判定は、出湯サーミスタ56で検出される水温が第2所定温度T2以下となるまで繰り返し行われる。図6に示すように、時期tw2に、出湯サーミスタ56で検出される水温(B)が第2所定温度T2に達すると、図4のステップS44で、出湯サーミスタ56で検出される水温が第2所定温度T2以下となったと判定される。これにより、ステップS45に移り、この時期tw2を冷水第2時期tw2として記憶する。その後、ステップS46に移り、冷水第1時期tw1と冷水第2時期tw2との時間差Δ(tw2−tw1)が算出される。
Next, the process proceeds to step S44, where it is determined whether or not the water temperature detected by the
冷水モードでは、第1混合経路27から第2給湯経路54に水道水を流すようにしているが、ステップS42及びS44では、混合サーミスタ27a及び出湯サーミスタ56で検出される水温が水道水の温度Tw(給水サーミスタ26cで検出される水温)になったか否かを判定するのではなく、水道水の温度Twよりも5℃高い第2所定温度T2となったか否かを判定している。したがって、図6に示すように、混合サーミスタ27a及び出湯サーミスタ56が検出する水温が、給湯設定温度Thから水道水の温度Twに変化する過渡期(グラフA,Bに示すように単位時間当たりの水温の変化速度が大きい)に第2所定温度T2に達するため、混合サーミスタ27a及び出湯サーミスタ56が検出する水温が第2所定温度T2に達した時期を正確に特定することができる。そのため、冷水第1時期tw1と冷水第2時期tw2との冷水時間差Δ(tw2−tw1)も正確に特定することができる。
In the cold water mode, the tap water is allowed to flow from the
時間差Δ(th2−th1)が特定された後は、ステップS47に移り、降温時配管容量Vwが導出される。降温時配管容量Vwは、冷水時間差Δ(tw2−tw1)に混合水流量(この実施例ではシャワー流量)を乗算することによって導出される。この降温時配管容量Vwは、給湯の利用運転で第1給湯運転から第2給湯運転に変更される際に、バーナ53の点火時期を決定するために用いられる。すなわち、第1給湯運転では、混合器24から流出する水の温度が給湯設定温度Thであり、貯湯槽21の上部サーミスタ39の検出水温が低下すると、混合器24から流出する水の温度も低下して給湯設定温度Thよりも低くなり、バーナ53が点火される。温水モードの終了後に冷水モードへ切り換えると、第1混合経路27と第2混合経路51と第2給湯経路54には、給湯設定温度Thの温水が流れる状態から水道水が流れる状態へと変化するため、これらの配管を流れる混合水の温度が低下する。この状況は、第1給湯運転から第2給湯運転への切り換えの状態と類似している。したがって、バーナ53の点火時期を決定するにあたり、この降温時配管容量Vwを用いることにより、点火時期を適切に決定することができる。以上のようにして、冷水モードが終了し、図2の試運転プログラムも終了する。
After the time difference Δ (th2−th1) is specified, the process proceeds to step S47, and the temperature drop piping capacity Vw is derived. The temperature drop piping capacity Vw is derived by multiplying the cold water time difference Δ (tw2−tw1) by the mixed water flow rate (shower flow rate in this embodiment). The temperature drop piping capacity Vw is used to determine the ignition timing of the
本実施例では、施工時に実施する試運転プログラムによって、混合サーミスタ27aから出湯サーミスタ56までの配管容量として、昇温時配管容量Vh及び降温時配管容量Vwが導出される。そして、給湯の利用運転時には、昇温時配管容量Vhを用いてバーナ53の消火時期を決定し、降温時配管容量Vwを用いてバーナ53の点火時期を決定するようにしている。特に、本実施例では、施工時に貯湯ユニット20と給湯ユニット50とを組み立てるため、その配管容量Vを予め把握することができない。しかしながら、本実施例によれば、利用者が給湯システムを利用するのに先立って、混合器24の出口近傍からバーナ熱交換器52までの配管容量を導出することができる。したがって、利用者が給湯システム10を利用する際には、既に導出されている配管容量Vに基づいてバーナ熱交換器52を加熱するバーナ53の点火及び消火時期を適切に決定することができる。
In the present embodiment, the pipe capacity Vh at the time of temperature rise and the pipe capacity Vw at the time of temperature drop are derived as the pipe capacity from the
(実施例1の変形例)
図2のステップS2の初期条件設定では、図3のステップS23で、出湯サーミスタ56の検出水温と給水サーミスタ26cの検出水温が1℃以下となったら、エンドに移り、図2のステップS3の温水モードに移るようにしている。しかしながら、図3のステップS23では、出湯サーミスタ56の検出水温と給水サーミスタ26cの検出水温が1℃以下となってから所定期間(例えば数秒)が経過したか否かを判定するようにしてもよい。
また、図2のステップS2の温水モードからステップS3の冷水モードに移る際にも、出湯サーミスタ56の検出水温が給湯設定温度Thとなってから所定期間(数秒)経過したことを条件に、冷水モードに移るようにしてもよい。
これにより、配管を流れる水温を安定化させた後に他のモードに切り換えることができるため、混合サーミスタ27a及び出湯サーミスタ56によって検出される水温が所定温度に達するまでに要する期間が安定化する。混合サーミスタ27a及び出湯サーミスタ56によって検出される水温が所定温度に達する時期の時間差をより正確に特定することができる。
(Modification of Example 1)
In the initial condition setting in step S2 of FIG. 2, when the detected water temperature of the
In addition, when moving from the hot water mode of step S2 in FIG. 2 to the cold water mode of step S3, the cold water is supplied on condition that a predetermined period (several seconds) has elapsed since the detected water temperature of the
Thereby, since the water temperature which flows through piping can be stabilized, it can switch to another mode, Therefore The period required until the water temperature detected by the mixing
次に実施例2の給湯システムを図7に基づいて説明する。実施例2の給湯システム10は、図1に示す実施例1と同じ構造である。本実施例では、上記実施例1が図2のフローチャートに従って試運転プログラムが行われていたことに代わり、図7のフローチャートに従って試運転プログラムが行われる。
実施例2の試運転プログラムにおいて、図7のフローチャートに示すステップS11〜ステップS14は、上記実施例1の試運転プログラムのステップS1〜S4と同じ処理である。本実施例では、ステッS14の冷水モードが実行された後に、ステップS15に移り2回目の温水モードが実行される。2回目の温水モードでは、図4に示す一連の処理が行われ、2回目の温水モードでの昇温時配管容量Vhが導出される。さらに、2回目の温水モードでは、ステップS13の先の温水モードで導出された昇温時配管容量Vhと、ステップS15の今回の温水モードで導出される昇温時配管容量Vhとが平均化される処理が行われる。給湯の利用運転時にバーナ53の消火時期を決定する場合には、この平均化された昇温時配管容量Vhが用いられる。
Next, the hot water supply system of Example 2 is demonstrated based on FIG. The hot-
In the trial run program of the second embodiment, steps S11 to S14 shown in the flowchart of FIG. 7 are the same processes as steps S1 to S4 of the trial run program of the first embodiment. In the present embodiment, after the cold water mode of step S14 is executed, the process proceeds to step S15 and the second hot water mode is executed. In the second warm water mode, the series of processes shown in FIG. 4 is performed, and the pipe temperature Vh at the time of temperature rise in the second warm water mode is derived. Further, in the second hot water mode, the pipe temperature Vh at the time of temperature rise derived in the previous hot water mode in step S13 and the pipe capacity Vh at the time of temperature rise derived in the current hot water mode in step S15 are averaged. Processing is performed. When the fire extinguishing timing of the
また、本実施例では、ステッS15の温水モードが実行された後に、ステップS16に移り2回目の冷水モードが実行される。そして2回目の冷水モードでは、図5に示す一連の処理が行われ、2回目の冷水モードでの降温時配管容量Vwが導出される。さらに、2回目の冷水モードでは、ステップS14の先の冷水モードで導出された降温時配管容量Vwと、ステップS15の今回の温水モードで導出される降温時配管容量Vwとが平均化される処理が行われる。給湯の利用運転時にバーナ53の点火時期を決定する場合には、この平均化された降温時配管容量Vwが用いられる。
Further, in the present embodiment, after the hot water mode of step S15 is executed, the process proceeds to step S16 and the second cold water mode is executed. In the second cold water mode, the series of processes shown in FIG. 5 is performed, and the temperature drop piping capacity Vw in the second cold water mode is derived. Further, in the second cold water mode, the cooling pipe capacity Vw derived in the previous cold water mode in step S14 and the cooling pipe capacity Vw derived in the current warm water mode in step S15 are averaged. Is done. In the case of determining the ignition timing of the
以上のように、本実施例では、温水モードと冷水モードが、それぞれ複数回実行され、各温水モード又は冷水モードで導出された配管容量を平均化した値をバーナ53の点火時期や消火時期を決定するために用いるようにしている。これにより、導出される昇温時配管容量Vh及び降温時配管容量Vwの誤差を低減することができる。
なお、本実施例では、温水モードと冷水モードとをそれぞれ2回ずつ実行するようにしているが、3回以上実行するようにしてもよい。温水モードと冷水モードの実行回数が多いほど、導出される昇温時配管容量Vh及び降温時配管容量Vwの誤差をより低減することができる。
As described above, in this embodiment, each of the hot water mode and the cold water mode is executed a plurality of times, and the values obtained by averaging the pipe capacities derived in each hot water mode or the cold water mode are used as the ignition timing and extinguishing timing of the
In this embodiment, the hot water mode and the cold water mode are each executed twice, but may be executed three times or more. As the number of executions of the hot water mode and the cold water mode increases, the errors in the temperature rising pipe capacity Vh and the temperature decreasing pipe capacity Vw can be reduced.
(その他の実施例)
上記各実施例では、試運転プログラムの温水モード実行中の給湯設定温度Thとして、一般的な給湯設定温度(42℃)が予め設定されている。しかしながら、試運転を行う施工者によりコントローラ11の操作ボタンなどによって給湯設定温度が変更されるようにしてもよい。また、実施例2のように温水モードが複数回実行される場合には、1回目の温水モードと2回目の温水モードで給湯設定温度Thが異なる温度となるように予め設定されていてもよい。また、施工者によって、各温水モードの給湯設定温度Thを変化させることができる構成であってもよい。このようにして昇温時配管容量Vhを導出することによって、給湯の利用運転時に複数の給湯設定温度Thが設定された場合でも、バーナ53の点火時期や消火時期を適切に決定することができる。また複数パターンの温水モードを実行することで、昇温時配管容量Vhの誤差をより低減することができる。
(Other examples)
In each of the above embodiments, a general hot water supply set temperature (42 ° C.) is set in advance as the hot water set temperature Th during execution of the hot water mode of the trial run program. However, the hot water supply set temperature may be changed by an operation button of the
上記各実施例では、昇温時配管容量Vhと降温時配管容量Vwのそれぞれを、バーナ53の消火時期と点火時期とを決定するために個別に用いたが、昇温時配管容量Vhと降温時配管容量Vwとを平均化した配管容量をバーナ53の消火時期と点火時期を決定するために用いるようにしてもよい。また、この配管容量をその他の制御に用いるようにしてもよい。
上記各実施例では、バーナ熱交換器51近傍の水温を検出する第2検出手段として出湯サーミスタ55を用いているが、第2検出手段として入水サーミスタ51aを用いるようにしてもよい。なお、出湯サーミスタ56の検出水温に基づいて配管容量を導出した場合には、バーナ熱交換器51の容量も含む配管容量を導出することができるため、この配管容量に基づいてバーナ53の点火及び消火時期を決定することにより、混合器24で調整温度が変更された混合水がバーナ熱交換器51を通過した後にバーナ53の点火及び消火が行われる。
In each of the above embodiments, the pipe capacity Vh at the time of temperature rise and the pipe capacity Vw at the time of temperature drop are individually used to determine the fire extinguishing timing and the ignition timing of the
In each of the above embodiments, the tapping
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。
また、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合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合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.
In addition, the technical elements described in the present 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 exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
10:給湯システム
11:コントローラ
13:リモコン
16:試運転スイッチ
17:表示画面
20:貯湯ユニット
21:貯湯槽
22:給水経路
22a:水道水入口
23:減圧弁
24:混合器
25:温水経路
25a:温水制御弁
25b:温水流量センサ
25c:温水サーミスタ
26:混合給水経路
26a:給水制御弁
26b:給水流量センサ
26c:給水サーミスタ
27:第1混合経路
27a:混合サーミスタ
28:給湯バイパス経路
28a:バイパス制御弁
29:第1給湯経路
29a:給湯サーミスタ
31:排水経路
32:排水弁
33:循環往路
34:循環復路
36:往路サーミスタ
37:循環ポンプ
38:圧力開放経路
38a:リリーフ弁
39:上部サーミスタ
40:ヒートポンプユニット
41:圧縮機
42:四方弁
43:第1熱交換器
43a:熱媒流路
43b:循環水流路
44:膨張弁
45:第2熱交換器
45a:ファン
46:熱媒配管
47:除霜経路
47a:除霜弁
48:循環往路接続経路
48a:入口側サーミスタ
49:循環復路接続経路
49a:出口側サーミスタ
50:給湯ユニット
51:第2混合経路
51a:入水サーミスタ
51b:給湯水量センサ
51c:水量サーボ
52:バーナ熱交換器
53:バーナ
54:第2給湯経路
55:缶体サーミスタ
56:出湯サーミスタ
57:熱源機バイパス経路
58:熱源機バイパス制御弁
60:給湯栓
10: Hot water supply system 11: Controller 13: Remote control 16: Trial operation switch 17: Display screen 20: Hot water storage unit 21: Hot water storage tank 22: Water supply path 22a: Tap water inlet 23: Pressure reducing valve 24: Mixer 25: Hot water path 25a: Hot water Control valve 25b: Hot water flow sensor 25c: Hot water thermistor 26: Mixed water supply path 26a: Water supply control valve 26b: Water supply flow sensor 26c: Water supply thermistor 27: First mixing path 27a: Mixed thermistor 28: Hot water supply bypass path 28a: Bypass control valve 29: First hot water supply path 29a: Hot water supply thermistor 31: Drainage path 32: Drainage valve 33: Circulation forward path 34: Circulation return path 36: Outbound thermistor 37: Circulation pump 38: Pressure release path 38a: Relief valve 39: Upper thermistor 40: Heat pump Unit 41: Compressor 42: Four-way valve 43: First heat exchanger 4 a: Heat medium flow path 43b: Circulating water flow path 44: Expansion valve 45: Second heat exchanger 45a: Fan 46: Heat medium pipe 47: Defrost path 47a: Defrost valve 48: Circulation forward path connection path 48a: Inlet side Thermistor 49: Circulation return path connection path 49a: Outlet thermistor 50: Hot water supply unit 51: Second mixing path 51a: Inflow thermistor 51b: Hot water quantity sensor 51c: Water quantity servo 52: Burner heat exchanger 53: Burner 54: Second hot water path 55: Can thermistor 56: Hot water thermistor 57: Heat source bypass path 58: Heat source bypass control valve 60: Hot water tap
Claims (7)
その貯湯槽から流出した貯水と水道水とを混合する混合器と、
その混合器から流出した混合水を加熱する加熱部と、
前記混合器の出口近傍の水温を検出する第1検出手段と、
前記加熱部の近傍の水温を検出する第2検出手段と、
試運転プログラムを記憶している記憶手段と、
その試運転プログラムを実行する制御手段とを備えており、
その試運転プログラムが、
(1)前記混合器の混合比を変化させ、
(2)前記第1検出手段によって検出される水温が所定温度に達する時期と前記第2検出手段によって検出される水温が前記所定温度に達する時期との時間差を特定し、
(3)前記混合水の流量を特定し、
(4)前記時間差と前記流量から、前記混合器の出口近傍から前記加熱部の近傍までの配管容量を導出する処理を含んでおり、
前記試運転プログラムが、前記第1検出手段及び前記第2検出手段によって検出される水温が昇温する際の前記時間差に基づいて前記配管容量を導出する処理と、導出された昇温時配管容量を記憶しておく処理を含んでおり、
給湯利用運転時の制御プログラムが、記憶されている昇温時配管容量を読み出し、読み出された昇温時配管容量に基づいて前記加熱部の加熱停止時期を決定する処理を含んでいることを特徴とする給湯システム。 A hot water tank,
A mixer that mixes the stored water and tap water flowing out of the hot water tank;
A heating unit for heating the mixed water flowing out of the mixer;
First detection means for detecting the water temperature in the vicinity of the outlet of the mixer;
Second detection means for detecting a water temperature in the vicinity of the heating unit;
Storage means for storing a test run program;
Control means for executing the trial run program,
The commissioning program is
(1) Change the mixing ratio of the mixer,
(2) specifying a time difference between a time when the water temperature detected by the first detection means reaches a predetermined temperature and a time when the water temperature detected by the second detection means reaches the predetermined temperature;
(3) Specify the flow rate of the mixed water,
(4) including a process of deriving a pipe capacity from the vicinity of the mixer outlet to the vicinity of the heating unit from the time difference and the flow rate ,
The trial operation program derives the pipe capacity based on the time difference when the water temperature detected by the first detection means and the second detection means rises, and the derived pipe capacity at the time of temperature rise. Including processing to remember,
The control program at the time of hot water supply use operation includes a process of reading out the stored temperature rising pipe capacity and determining the heating stop timing of the heating unit based on the read temperature rising pipe capacity A hot water supply system that is characteristic.
給湯利用運転時の制御プログラムが、記憶されている降温時配管容量を読み出し、読み出された降温時配管容量に基づいて前記加熱部の加熱開始時期を決定する処理を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の給湯システム。The control program at the time of hot water supply use operation includes a process of reading a stored temperature drop pipe capacity and determining a heating start time of the heating unit based on the read temperature drop pipe capacity The hot water supply system according to claim 1.
その貯湯槽から流出した貯水と水道水とを混合する混合器と、A mixer that mixes the stored water and tap water flowing out of the hot water tank;
その混合器から流出した混合水を加熱する加熱部と、A heating unit for heating the mixed water flowing out of the mixer;
前記混合器の出口近傍の水温を検出する第1検出手段と、First detection means for detecting the water temperature in the vicinity of the outlet of the mixer;
前記加熱部の近傍の水温を検出する第2検出手段と、Second detection means for detecting a water temperature in the vicinity of the heating unit;
試運転プログラムを記憶している記憶手段と、Storage means for storing a test run program;
その試運転プログラムを実行する制御手段とを備えており、Control means for executing the trial run program,
その試運転プログラムが、The commissioning program is
(1)前記混合器の混合比を変化させ、(1) Change the mixing ratio of the mixer,
(2)前記第1検出手段によって検出される水温が所定温度に達する時期と前記第2検出手段によって検出される水温が前記所定温度に達する時期との時間差を特定し、(2) specifying a time difference between a time when the water temperature detected by the first detection means reaches a predetermined temperature and a time when the water temperature detected by the second detection means reaches the predetermined temperature;
(3)前記混合水の流量を特定し、(3) Specify the flow rate of the mixed water,
(4)前記時間差と前記流量から、前記混合器の出口近傍から前記加熱部の近傍までの配管容量を導出する処理を含んでおり、(4) including a process of deriving a pipe capacity from the vicinity of the mixer outlet to the vicinity of the heating unit from the time difference and the flow rate,
前記試運転プログラムが、前記第1検出手段及び前記第2検出手段によって検出される水温が降下する際の前記時間差に基づいて前記配管容量を導出する処理と、導出された降温時配管容量を記憶しておく処理を含んでおり、The trial operation program stores a process for deriving the pipe capacity based on the time difference when the water temperature detected by the first detection means and the second detection means is lowered, and the derived pipe capacity at the time of temperature decrease is stored. Including processing to keep
給湯利用運転時の制御プログラムが、記憶されている降温時配管容量を読み出し、読み出された降温時配管容量に基づいて前記加熱部の加熱開始時期を決定する処理を含んでいることを特徴とする給湯システム。The control program at the time of hot water supply use operation includes a process of reading a stored temperature drop pipe capacity and determining a heating start time of the heating unit based on the read temperature drop pipe capacity Hot water supply system.
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