JP5577288B2 - Water heater - Google Patents
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Description
本発明は、給湯装置に関し、特に、ヒートポンプを利用した給湯装置に関する。 The present invention relates to a hot water supply apparatus, and more particularly to a hot water supply apparatus using a heat pump.
特許文献1、2に、給湯装置が開示されている。この給湯装置は、ヒートポンプと燃焼式熱源器の二種の熱源を備えており、ハイブリッド方式の給湯装置とも称される。この種の給湯装置では、ヒートポンプによって加熱した温水を貯湯タンクに貯えておくとともに、大量又は高温の給湯が必要とされるような場合には、燃焼式熱源器によって不足する熱量を補うように構成されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose hot water supply apparatuses. This hot water supply apparatus includes two types of heat sources, a heat pump and a combustion heat source device, and is also referred to as a hybrid hot water supply apparatus. In this type of hot water supply device, hot water heated by a heat pump is stored in a hot water storage tank, and when a large or high temperature hot water supply is required, a combustion type heat source device is configured to compensate for the shortage of heat. Has been.
ヒートポンプでは、低温の大気から採熱を行うため、着霜が生じやすい。着霜が生じると、ヒートポンプの能力は著しく低下する。そのことから、従来の給湯装置においても、ヒートポンプの着霜量を監視しながら、それを除去するための除霜運転を適宜実施することが行われている(特に特許文献2参照)。 In heat pumps, frost formation is likely to occur because heat is collected from a low-temperature atmosphere. When frost formation occurs, the capacity of the heat pump is significantly reduced. Therefore, also in the conventional hot water supply apparatus, while performing the defrosting operation for removing it, monitoring the amount of frost formation of a heat pump is performed suitably (refer especially patent document 2).
ヒートポンプは、除霜運転を実行している間、ヒートポンプとして機能することができない。即ち、貯湯タンクの温水を加熱することができない。従って、ヒートポンプの除霜運転中に、貯湯タンクの温水が大量に消費されてしまうと、貯湯タンクの温水が尽きてしまうことがある。この場合、燃焼式熱源器によって給湯を継続することはできるが、燃焼式熱源器を稼動させた結果、ランニングコストを無用に上昇させてしまう。 The heat pump cannot function as a heat pump while performing the defrosting operation. That is, the hot water in the hot water storage tank cannot be heated. Therefore, if a large amount of hot water in the hot water storage tank is consumed during the defrosting operation of the heat pump, the hot water in the hot water storage tank may be exhausted. In this case, hot water supply can be continued by the combustion heat source device, but as a result of operating the combustion heat source device, the running cost is unnecessarily increased.
上記の問題を鑑み、本発明は、ヒートポンプの除霜運転中に貯湯タンクの温水が尽きてしまい、燃焼式熱源器を稼働させるような事態を回避するための技術を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a technique for avoiding a situation in which hot water in a hot water storage tank is exhausted during a defrosting operation of a heat pump and a combustion heat source device is operated.
本発明は、給湯装置に具現化される。この給湯装置は、温水を貯える貯湯タンクと、貯湯タンクの温水を加熱するヒートポンプと、貯湯タンクの温水を加熱する燃焼式熱源器と、ヒートポンプの着霜量を検出する着霜検出手段と、予定される熱需要を記憶する熱需要記憶手段と、検出された着霜量と予定される熱需要とに基づいて、ヒートポンプの除霜運転を実行する除霜手段を備える。 The present invention is embodied in a hot water supply apparatus. This hot water supply device includes a hot water storage tank that stores hot water, a heat pump that heats the hot water in the hot water storage tank, a combustion heat source that heats the hot water in the hot water storage tank, and a frost detection means that detects the frost formation amount of the heat pump, A defrosting unit that performs a defrosting operation of the heat pump based on the detected frost amount and the planned heat demand.
上記の給湯装置では、ヒートポンプの着霜量だけでなく、予定される熱需要も考慮して、除霜運転の要否を判断することができる。それにより、例えば大量の熱需要が予定される場合には、ヒートポンプの着霜量が比較的に少なくても、前もって除霜運転を実行しておくことができる。事前に除霜運転を実行しておけば、大量の熱需要に応じてヒートポンプを稼働させた際に、除霜運転が必要となるような事態を避けることができる。 In the hot water supply apparatus described above, whether or not the defrosting operation is necessary can be determined in consideration of not only the frost amount of the heat pump but also the planned heat demand. Thereby, for example, when a large amount of heat demand is planned, even if the amount of frost formation of the heat pump is relatively small, the defrosting operation can be executed in advance. If the defrosting operation is executed in advance, it is possible to avoid a situation where the defrosting operation is necessary when the heat pump is operated according to a large amount of heat demand.
前記した除霜手段は、検出された着霜量が所定の判定条件を満たすときに、除霜運転を実行することが好ましい。この場合、予定される熱需要に応じて、当該判定条件は変更されることが好ましい。
この構成によると、比較的に大量の熱需要が予定される場合には、当該判定条件を比較的に低く設定することで、除霜運転を積極的に実行しておくことができる。その一方で、大量の熱需要が予定されていない場合には、当該判定条件を比較的に高く設定することで、除霜運転の実行を必要最小限に抑えることができる。ヒートポンプの着霜は、気温の上昇等によって自然消滅することもあるので、それによって除霜運転を避けることができれば、その分のエネルギー消費や二酸化炭素の排出を削減することができる。
The above-described defrosting means preferably performs the defrosting operation when the detected amount of frost formation satisfies a predetermined determination condition. In this case, it is preferable that the determination condition is changed according to the planned heat demand.
According to this configuration, when a relatively large amount of heat demand is planned, the defrosting operation can be actively performed by setting the determination condition relatively low. On the other hand, when a large amount of heat demand is not planned, the defrosting operation can be suppressed to a necessary minimum by setting the determination condition relatively high. Since the frosting of the heat pump may naturally disappear due to an increase in temperature or the like, if it can avoid the defrosting operation, the energy consumption and the emission of carbon dioxide can be reduced accordingly.
前記した除霜手段は、第1判定条件と、第1判定条件よりも少ない着霜量に対応する第2判定条件を有することが好ましい。この場合、検出された着霜量が第1の判定条件を満たすときは、予定される熱需要にかかわらず除霜運転を強制実行し、検出された着霜量が第2の判定条件を満たすときは、予定される熱需要に応じて除霜運転を選択実行することが好ましい。
この構成では、検出された着霜量が第1判定条件を満たし、その量が比較的に多いような場合には、予定される熱需要を考慮することなく、除霜運転を強制的に実行する。一方において、検出された着霜量が第2判定条件を満たし、その量が比較的に少ないような場合には、予定される熱需要を加味した上で、除霜運転を選択的に実行する。
It is preferable that the above-described defrosting unit has a first determination condition and a second determination condition corresponding to a frost amount less than the first determination condition. In this case, when the detected frost amount satisfies the first determination condition, the defrosting operation is forcibly executed regardless of the planned heat demand, and the detected frost amount satisfies the second determination condition. In some cases, it is preferable to selectively execute the defrosting operation according to the planned heat demand.
In this configuration, when the detected frost formation amount satisfies the first determination condition and the amount is relatively large, the defrosting operation is forcibly executed without considering the planned heat demand. To do. On the other hand, when the detected amount of frost meets the second determination condition and the amount is relatively small, the defrosting operation is selectively executed in consideration of the planned heat demand. .
上記した除霜手段において、検出された着霜量が前記第2判定条件を満たすときは、所定時間内において所定量を超える熱需要が予定されるときに、除霜運転が実行されることが好ましい。
ここでいう所定の熱需要には、所定の熱量を超える熱需要だけでなく、「湯張り」といった比較的に大量の熱需要を生み出す特定の給湯運転なども含まれる。例えば、一時間以内に「湯張り」が予定される場合には、検出された着霜量が前記第2判定条件を満たすときに、除霜運転を実行するような構成としてもよい。
In the defrosting means described above, when the detected amount of frost formation satisfies the second determination condition, the defrosting operation may be performed when a heat demand exceeding a predetermined amount is scheduled within a predetermined time. preferable.
The predetermined heat demand here includes not only a heat demand exceeding a predetermined amount of heat but also a specific hot water supply operation that generates a relatively large amount of heat demand such as “hot water filling”. For example, when “hot water filling” is scheduled within one hour, the defrosting operation may be performed when the detected amount of frost formation satisfies the second determination condition.
本発明に係る給湯装置は、貯湯タンクの蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段をさらに備えることが好ましい。この場合、前記した除霜手段は、検出された蓄熱量と、予定される熱需要と、ヒートポンプの加熱能力とに基づいて、貯湯タンクの予定される蓄熱量を計算することが可能であって、検出された着霜量が前記した第2判定条件を満たすときは、所定時間内において貯湯タンクの予定される蓄熱量が所定の下限値を下回るときに、除霜運転が実行することが好ましい。
予定外に多くの給湯が行われ、貯湯タンク内の湯量が既に減少した状況では、予定される今後の熱需要が比較的に少なくても、貯湯タンクの温水量が不足してヒートポンプの運転が必要となることもある。このような場合、予定される熱需要を考慮するだけでは、除霜運転を事前に実施しておくことができない。
そこで、上記した構成のように、貯湯タンクの現状の蓄熱量(又は湯量)を検出し、予定される蓄熱量を把握することができれば、ヒートポンプの運転が必要となるタイミングに先立って、除霜運転を適切に実行しておくことができる。
It is preferable that the hot water supply apparatus according to the present invention further includes heat storage amount detection means for detecting the heat storage amount of the hot water storage tank. In this case, the defrosting means described above can calculate the planned heat storage amount of the hot water storage tank based on the detected heat storage amount, the planned heat demand, and the heating capacity of the heat pump. When the detected amount of frost formation satisfies the second determination condition described above, it is preferable that the defrosting operation is executed when the amount of heat stored in the hot water storage tank falls below a predetermined lower limit value within a predetermined time. .
In a situation where a lot of hot water is supplied unscheduled and the amount of hot water in the hot water storage tank has already decreased, even if the expected future heat demand is relatively low, the hot water storage tank will run short of heat pump operation. It may be necessary. In such a case, the defrosting operation cannot be performed in advance simply by considering the planned heat demand.
Therefore, if the current heat storage amount (or hot water amount) of the hot water storage tank is detected and the planned heat storage amount can be grasped as in the above-described configuration, the defrosting is performed prior to the timing at which the operation of the heat pump is required. Driving can be performed appropriately.
本発明によれば、予想される熱需要に応じて、ヒートポンプの除霜運転を事前に実行しておくことができ、除霜運転中に貯湯タンクの温水が尽きてしまい、補助熱源器を稼働させるといった事態を回避することができる。 According to the present invention, the defrosting operation of the heat pump can be executed in advance according to the anticipated heat demand, the hot water in the hot water storage tank runs out during the defrosting operation, and the auxiliary heat source device is operated. It is possible to avoid such a situation.
本発明を実施するにあたって、燃焼式熱源器は、燃料を燃焼させることによって温水を加熱するものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、燃焼式熱源器は、都市ガス等の可燃性ガスを燃料とするものでもよいし、灯油等の液体燃料や木炭等の固形燃料を利用するものであってもよい。また、燃焼式熱源器は、貯湯タンクから出湯された温水を加熱するものであってもよいし、貯湯タンクに貯えられる温水を加熱するものであってもよい。 In practicing the present invention, the combustion heat source device only needs to heat hot water by burning fuel, and its specific configuration is not particularly limited. For example, the combustion heat source device may use a combustible gas such as city gas as a fuel, or may use a liquid fuel such as kerosene or a solid fuel such as charcoal. The combustion heat source may be one that heats hot water discharged from a hot water storage tank, or one that heats hot water stored in a hot water storage tank.
本発明を実施するにあたって、着霜検出手段は、ヒートポンプの着霜量、特に、蒸発器の着霜量を検出し得るものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、蒸発気は着霜によって目詰まりを起こすことから、着霜検出手段は蒸発器を通過する風量を検出するものであってもよい。この場合、着霜検出手段は、蒸発器の通過風量を風量センサによって直接的に検出してもよいし、蒸発器へ送風するファンを駆動するモータの電流値を検出することによって、蒸発器の通過風量を間接的に検出することもできる。あるいは、蒸発気への着霜によってヒートポンプの効率は低下するので、着霜検出手段はヒートポンプの効率を検出するものであってもよい。 In carrying out the present invention, the frost detection means is not particularly limited as long as it can detect the frost amount of the heat pump, particularly the frost amount of the evaporator. For example, since the vapor is clogged due to frost formation, the frost detection means may detect the amount of air passing through the evaporator. In this case, the frost detection means may directly detect the passing air volume of the evaporator with an air volume sensor, or by detecting the current value of the motor that drives the fan that blows air to the evaporator, The passing air volume can also be detected indirectly. Or since the efficiency of a heat pump falls by frost formation to evaporation, a frost detection means may detect the efficiency of a heat pump.
本発明を実施するにあたって、熱需要記憶手段は、予定される熱需要の少なくとも一部を記憶するものであればよく、その構成は特に限定されない。例えば、熱需要記憶手段は、簡素なものの一例として、浴槽への湯張り運転が実行される予定時刻のみを記憶するものであってもよい。この場合、当該予定時刻は、ユーザによって手入力されてもよいし、給湯装置が過去の実績に基づいて推定したものであってもよい。あるいは、熱需要記憶手段は、複雑なものの一例として、予定される熱需要を単位時間(例えば30分)毎の熱量によって数値的に記憶するものであってもよい。この場合、単位時間毎の予定される熱量は、ユーザによって手入力されてもよいし、給湯装置が過去の実績に基づいて決定したものであってもよい。なお、ユーザのライフスタイルは曜日毎に異なることも多いので、予定される熱需要を曜日毎にそれぞれ記憶する構成とすることも有効である。 In practicing the present invention, the heat demand storage means is not particularly limited as long as it stores at least a part of the planned heat demand. For example, the heat demand storage means may store only a scheduled time when a hot water filling operation to a bathtub is executed as a simple example. In this case, the scheduled time may be manually input by the user, or may be estimated by the hot water supply apparatus based on the past results. Or a heat demand memory | storage means may memorize | store numerically the planned heat demand by the calorie | heat amount for every unit time (for example, 30 minutes) as an example of a complicated thing. In this case, the scheduled amount of heat per unit time may be manually input by the user, or may be determined by the hot water supply apparatus based on past results. Since the user's lifestyle is often different for each day of the week, it is also effective to store the planned heat demand for each day of the week.
本発明を実施するにあたって、除霜手段が実行する除霜運転は、ヒートポンプに付着した霜を除去し得る運転であればよく、その内容は特に限定されない。例えば、除霜運転は、ヒートポンプから貯湯タンクへの熱供給を絶った上で、ヒートポンプの圧縮機を稼動させるものであってもよい。この運転によると、ヒートポンプの冷媒を温度上昇させることによって、蒸発器等に付着した霜を溶かすことができる。あるいは、貯湯タンクからの熱によって冷媒を加熱し、それを循環させることによって蒸発器等に付着した霜を溶かしてもよい。 In carrying out the present invention, the defrosting operation performed by the defrosting unit may be any operation that can remove frost attached to the heat pump, and the content thereof is not particularly limited. For example, the defrosting operation may operate the compressor of the heat pump after the heat supply from the heat pump to the hot water storage tank is cut off. According to this operation, frost adhering to the evaporator or the like can be melted by raising the temperature of the refrigerant of the heat pump. Or you may melt the frost adhering to an evaporator etc. by heating a refrigerant | coolant with the heat from a hot water storage tank, and circulating it.
本発明を実施するにあたって、着霜検出手段、熱需要記憶手段、除霜手段の一部又は全部は、コンピュータのハードウエア及びソフトウエアによって構成された一又は複数のコントローラによって構成することができる。 In practicing the present invention, some or all of the frost detection means, the heat demand storage means, and the defrosting means can be configured by one or a plurality of controllers configured by computer hardware and software.
本発明を実施するにあたって、給湯装置は、床暖房や浴室暖房といった暖房機能を併せ持つ、いわゆる給湯暖房装置であってもよい。この場合、給湯暖房装置は、ヒートポンプによって貯湯タンクに貯えられた熱を暖房運転に利用するとともに、不足する熱量についは燃焼式熱源器によって適宜補うことができる。 In practicing the present invention, the hot water supply apparatus may be a so-called hot water supply / heater apparatus having a heating function such as floor heating or bathroom heating. In this case, the hot water supply and heating device can use the heat stored in the hot water storage tank by the heat pump for the heating operation, and can appropriately compensate for the shortage of heat by the combustion heat source.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施例の給湯装置10を示す。給湯装置10は、カラン(図示せず)や浴槽といった給湯箇所への給湯を行うための装置である。図1に示すように、給湯装置10は、ヒートポンプユニット(以下、HPユニット)20、貯湯ユニット60、ガス燃焼器98、コントローラ12、リモコン18を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a hot
コントローラ12は、互いに通信可能に接続された第1、第2、第3コントローラ12a、12b、12cによって構成されている。第1コントローラ12aは、HPユニット20に設けられており、主にHPユニット20の動作を制御する。第2コントローラ12bは、貯湯ユニット60に設けられており、主に貯湯ユニット60の動作を制御する。第3コントローラ12cは、ガス燃焼器98に設けられており、主にガス燃焼器98の動作を制御する。第1、第2、第3コントローラ12a、12b、12cは、協業することによって給湯装置10の全体を制御するコントローラ12として機能する。コントローラ12には、リモコン18が接続されている。リモコン18は、ユーザの居室内に配置され、主電源の入/切、給湯温度の設定、浴槽への湯張り運転の実行等について、ユーザによる操作が行われる。
The
HPユニット20は、大気中から採熱するヒートポンプである。HPユニット20は、圧縮機32、放熱器36、膨張弁28、蒸発器24と、それらを順に接続する冷媒循環経路22を備えている。また、HPユニット20には、蒸発器24に送風するファン26と、それを駆動するモータ30が設けられている。冷媒循環経路22内には、冷媒である二酸化炭素が充填されている。なお、冷媒はHFC(ハイドロフルオロカーボン)といった他の冷媒であってもよい。また、膨張弁28に代えて、キャピラリーチューブを用いることもできる。
The
冷媒は、圧縮機32において圧縮され、高温に加熱される。高温となった冷媒は、放熱器36に送られ、水との間で熱交換を行う。放熱した冷媒は、膨張弁28において膨張され、低温に冷却される。低温となった冷媒は、蒸発器24に送られ、大気との間で熱交換を行う。蒸発器24は、フィンチューブ型の熱交換器である。大気から吸熱し、蒸発した冷媒は、圧縮機32へ送られる。以上のサイクルを繰り返すことによって、HPユニット20は、比較的に低温の大気から採熱し、後述する貯湯タンク64の温水を加熱することができる。放熱器36に流入する加熱前の温水の温度、及び、放熱器36から流出する加熱後の温水の温度は、サーミスタ38、34によってそれぞれ検出される。サーミスタ38、34は、コントローラ12に接続されている。
The refrigerant is compressed in the
貯湯ユニット60は、貯湯タンク64を備えている。貯湯タンク64は、一例であるが、50リットルの温水を貯えることができる。貯湯タンク64には複数のサーミスタ66が設けられている。複数のサーミスタ66は、コントローラ12に接続されている。コントローラ12は、各々のサーミスタ66によって検出された温度から、貯湯タンク64に貯えられている温水の量を把握することができる。
The hot
貯湯タンク64には、HP循環経路62が接続されている。HP循環経路62は、貯湯タンク64の下部から、HPユニット20の放熱器36を経由して、貯湯タンク64の上部まで伸びている。HP循環経路62には、循環ポンプ40が設けられている。コントローラ12は、貯湯タンク64の温水量が所定の下限値を下回ると、HPユニット20を稼働させ、循環ポンプ40を運転する。それにより、貯湯タンク64の温水(冷水)が、HPユニット20に送り込まれて加熱され、HPユニット20において加熱された温水が、貯湯タンク64に戻されて貯えられる。
An
貯湯タンク64には、給水管70と、出湯管80が接続されている。給水管70は、貯湯タンク64へ上水を供給する管路であって、貯湯タンク64の底部に接続されている。給水管70には、上水の水量を検出する流量センサ74と、上水の温度を検出する給水サーミスタ76が設けられている。出湯管80は、貯湯タンク64の温水を給湯箇所へ送り出す管路であって、貯湯タンク64の上部に接続されている。出湯管80には、第1出湯サーミスタ82、第1流量調整弁84、第2出湯サーミスタ86、第2流量調整弁88、第3出湯サーミスタ90が設けられている。また、出湯管80の途中には、給水管70から分岐した混水管72が合流している。混水管72には、第3流量調整弁78が設けられている。各サーミスタ及び流量調整弁は、コントローラ12に接続されている。コントローラ12は、各々のサーミスタによる検出温度と、リモコン18による設定温度に応じて、各々の流量調整弁の開度を調整する。
A
出湯管80には、燃焼器循環経路96が接続されている。燃焼器循環経路96は、出湯管80から分岐し、ガス燃焼器98を経由して、出湯管80に再び合流している。ガス燃焼器98は、可燃性ガスを燃焼することによって温水を加熱する装置である。本実施例の給湯装置10では、補助熱源器として、ガス燃焼器98が設けられている。即ち、大量又は高温の給湯要求があり、貯湯タンク64の温水量又は温水温度では不足する場合に、ガス燃焼器98を稼働させることによって、不足する熱量を補うことができる。ここで、ガス燃焼器98に送る温水量は、第2流量調整弁88によって制御される。
A
以上のように、本実施例の給湯装置10は、HPユニット20を有しており、空気の熱を利用して、貯湯タンク64の温水を加熱する。このとき、HPユニット20では、低温の大気から採熱を行うため、着霜(着氷を含む)が生じやすい。特に、蒸発器24には着霜が生じやすく、蒸発器24に着霜が生じると、HPユニット20の能力は著しく低下する。そのことから、本実施例のHPユニット20では、蒸発器24の着霜量を検出し、検出した着霜量に応じて、蒸発器24の霜(氷)を除去する除霜運転を実行するように構成されている。
As described above, the hot
しかしながら、HPユニット20は、除霜運転を実行している間、ヒートポンプとして機能することができない。即ち、貯湯タンク64の温水を加熱することができなくなる。従って、HPユニット20の除霜運転中に、貯湯タンク64の温水が大量に消費されてしまうと、貯湯タンク64の沸き上げを行うことができず、貯湯タンク64の温水が尽きてしまうことがある。このような場合でも、ガス燃焼器98によって給湯を継続することはできる。しかしながら、本来はHPユニット20を稼働させるべき状況で、ガス燃焼器98を代わりに稼動させてしまうことになるので、ランニングコストを無用に上昇させてしまうことになる。
However, the
上記の問題を鑑み、本実施例の給湯装置10では、コントローラ12が予定される熱需要を記憶しており、予定される熱需要をさらに考慮して、除霜運転の要否を判定するように構成されている。一例ではあるが、本実施例のコントローラ12は、予定される熱需要を30分毎の熱量として記憶している。また、湯張り運転については、大量の熱需要をもたらす特定運転として、その予定時刻を別途記憶している。予定される熱需要を考慮することで、大量の熱需要が予定される場合には、検出された着霜量が比較的に少なくても、前もって除霜運転を実行しておくことができる。そして、事前に除霜運転を実行しておけば、大量の熱需要に応じてHPユニット20を稼働させた際に、除霜運転が必要となるような事態を避けることができる。なお、コントローラ12は、熱需要の実績に応じて、記憶している熱需要の予定を更新することができる。
In view of the above problem, in the hot
図2は、コントローラ12が実行する除霜運転のフローを示している。以下、図2を参照して、検出された着霜量と予定される熱需要とに基づいて除霜運転の要否を判定する処理を、詳細に説明する。なお、以下に説明する処理は一例であり、適宜変更することも可能である。
FIG. 2 shows a flow of the defrosting operation performed by the
先ず、コントローラ12は、HPユニット20が運転中であれば(ステップS12でYES)、ステップS12へ進み、蒸発器24の着霜量を検出する。着霜量の検出方法は特に限定されない。本実施例では、一例ではあるが、蒸発器24の着霜量を検出するために、HPユニット20のモータ30に流れる電流値を検出する。蒸発器24に着霜が生じると、蒸発器24が目詰まりを起こし、ファン26の実質的な送風量が減少する。その結果、ファン26を駆動するモータ30の電流値も低下する。そのことから、モータ30の電流値を検出することによって、蒸発器24の着霜量を検出することができる。
First, if the
ステップS14では、コントローラ12が、検出された着霜量について、第2基準値X2を上回るのか否かを判定する。第2基準値X2は、比較的に少ない着霜量に対応するものであり、蒸発器24への着霜が見られるものの、除霜運転が必ずしも必要とされない着霜量に相当する。検出された着霜量が第2基準値X2以下であれば(ステップS14でNO)、除霜運転を実行する必要がないので、最初のステップS10へ戻る。一方、検出された着霜量が第2基準値X2に達していれば(ステップS14でYES)、ステップS16以降の処理へ進む。下記するように、ステップS16以降の処理では、予定される熱需要を考慮して、除霜運転の要否が判断される。
In step S14, the
先ず、ステップS16では、コントローラ12が、記憶している湯張り運転の予定時刻を確認し、所定時間(本実施例では1時間に設定、変更可)内に湯張り運転が予定されているのか否かを確認する。湯張り運転が予定されている場合(ステップS16でYES)、ステップS24へ進み、除霜運転を実行する。湯張り運転では、貯湯タンク64の容量を超える大量の温水が消費される。従って、HPユニット20は、湯張り運転の際に必ず稼働される。そのことから、近々湯張り運転が開始される場合には、前もって除霜運転を実行しておくことで、湯張り運転中に除霜運転が必要となる(即ち、着霜量が第1基準値X1に達する)ような事態を回避する。一方、所定時間内に湯張り運転が予定されていない場合は(ステップS16でNO)、ステップS18へ進む。
First, in step S16, the
次に、ステップS18では、コントローラ12が、所定時間(本実施例では1時間に設定、変更可)内に、所定量を超える大量の熱需要が予定されているのか否かを判定する。先に説明したように、コントローラ12は、予定される熱需要を30分毎の熱量によって記憶している。コントローラ12は、記憶している熱需要の時系列データを検証し、所定時間内の予定される熱需要量が所定量を超える場合に(ステップS18でYES)、ステップS24へ進み、除霜運転を実行する。大量の熱需要が生じるときは、貯湯タンク64の温水が大きく消費されるので、HPユニット20を稼働する可能性が非常に高い。そのことから、近々大量の熱需要が予定される場合は、前もって除霜運転を実行しておくことで、貯湯タンク64を沸き上げている最中に除霜運転が必要となる(即ち、着霜量が第1基準値X1に達する)ような事態を回避する。一方、所定時間内に大量の熱需要が予定されていない場合は(ステップS18でNO)、ステップS20へ進む。
Next, in step S18, the
次に、ステップS20では、コントローラ12が、貯湯タンク64の予定される蓄熱量を計算し、貯湯タンク64の予定される蓄熱量が、所定時間(本実施例では1時間に設定、変更可)内に所定の下限値を下回るのか否かを判定する。予定外に多くの給湯が行われ、貯湯タンク64内の湯量が既に減少した状況では、予定される今後の熱需要が比較的に少なくても、貯湯タンク64の湯量が下限値まで低下して、HPユニット20の運転が必要となることもある。そこで、そのような状況が予期される場合には(ステップS20でYES)、ステップS24へ進み、除霜運転を前もって実行しておく。なお、貯湯タンク64の予定される蓄熱量は、貯湯タンク64の現状の蓄熱量(湯量)と、予定される熱需要と、HPユニット20の加熱能力から、計算することができる。一方、貯湯タンク64の予定される蓄熱量が所定の下限値を下回らない場合には(ステップS20でNO)、ステップS22へ進む。
Next, in step S20, the
次に、ステップS22では、コントローラ12が、ステップS12で検出された着霜量について、第1基準値X1を上回るのか否かを判定する。ここで、第1基準値X1は、第2基準値X2よりも多量の着霜量に対応し、HPユニット20の能力を大幅に低下させるレベルであって、除霜運転を直ちに実行すべきとされる着霜量に相当する。従って、検出された着霜量が第1基準値X1を上回るときは(ステップS22でYES)、ステップS24へ進み、除霜運転を直ちに実行する。このように、検出された着霜量が第1基準値X1を超えていれば、予定される熱需要にかかわらず除霜運転が実行される。一方、検出された着霜量が第1基準値X1以下であれば(ステップS22でNO)、除霜運転を行うことなく、最初のステップS10へ戻る。以上により、除霜運転に係るフローは終了する。
Next, in step S22, the
図3、図4は、除霜運転が実行されるタイミングを例示するタイムチャートである。図3、図4において、(A)は予定される熱需要を示し、(B)はHPユニット20の運転状況を示し、(C)はHPユニット20の着霜量を示している。図3に示すように、深夜から早朝への時間帯では、予定される熱需要が少ない。このような時間帯では、HPユニット20の着霜量が第1基準値X1を超えた時点で、除霜運転が適宜行われる。一方、図4に示すように、夕刻から深夜への時間帯では、予定される熱需要が多く、湯張り運転も予定されている。このような時間帯では、大量の熱需要や湯張り運転が予定される時間に先だって、HPユニット20の着霜量が第2基準値X2を超えた時点で、除霜運転が事前に行われる。それにより、大量の熱需要や湯張り運転が行われる時間帯(8:00pm〜10:00pm)において、除霜運転が実行されることを回避することができる。
3 and 4 are time charts illustrating the timing at which the defrosting operation is executed. 3 and 4, (A) shows the planned heat demand, (B) shows the operation status of the
ここで、本実施例のコントローラ12は、除霜運転の要否を判定する際に、予定される熱需要を三つのステップS16、S18、S20によって考慮するが、三つのステップS16、S18、S20は必ずしも必要とされない。給湯装置10の構成を簡素化するために、三つのステップS16、S18、S20のうち、一つ又は二つのステップのみを実行するものとしてもよい。即ち、除霜運転の要否を判定する際に、予定される熱需要として、湯張り運転の予定時刻のみを考慮してもよいし(ステップS16)、大量の熱需要のみを考慮してもよいし(ステップS18)、貯湯タンク64の予定される蓄熱量(湯量)のみを考慮してもよい(ステップS20)。
Here, when determining whether or not the defrosting operation is necessary, the
本実施例のコントローラ12は、除霜運転として、循環ポンプ40を停止させた状態で、HPユニット20を稼働させる。それにより、HPユニット20の冷媒を温度上昇させて、蒸発器24等に付着した霜(氷)を溶かすことができる。なお、HPユニット20の除霜運転は、この例に限られず、他の方法で行ってもよい。
The
予定される熱需要を考慮して除霜運転の実行する場合(ステップS16、S18又はS20においてYES)は、予定される熱需要に応じて、除霜運転の実行するタイミングを決定してもよい。即ち、貯湯タンク64の予定される蓄熱量(湯量)から、HPユニット20が稼働するタイミングを推定することができるので、そのタイミングまでに除霜運転が完了するように、除霜運転を開始するタイミングを調整してもよい。
When performing the defrosting operation in consideration of the planned heat demand (YES in step S16, S18, or S20), the timing for performing the defrosting operation may be determined according to the planned heat demand. . That is, since the timing at which the
図2に示す除霜運転のフローは、適宜変更することができる。例えば図5に示すように、第1基準値X1による着霜量の判定(ステップS22)を、第2基準値X2による着霜量の判定(ステップS14)よりも、先に実行してもよい。この態様であると、蒸発器24への着霜量が非常に多く、予定される熱需要によらず除霜運転が不可欠のときには、予定される熱需要を考慮する処理(ステップS16、S18、S20)を省略して、除霜運転を実行することができる。それにより、コントローラ12が実行する演算処理を減らずことができる。
The flow of the defrosting operation shown in FIG. 2 can be changed as appropriate. For example, as shown in FIG. 5, the determination of the frost amount based on the first reference value X1 (step S22) may be executed before the determination of the frost amount based on the second reference value X2 (step S14). . In this aspect, when the amount of frost on the
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
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し得るものであり、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。 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 exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and achieving one of the objects itself has technical utility.
10:給湯装置
12:コントローラ
12a:コントローラ
12b:コントローラ
12c:コントローラ
18:リモコン
20:HPユニット
22:冷媒循環経路
24:蒸発器
26:ファン
28:膨張弁
30:モータ
32:圧縮機
36:放熱器
38:サーミスタ
40:循環ポンプ
60:貯湯ユニット
62:HP循環経路
64:貯湯タンク
66:サーミスタ
70:給水管
72:混水管
74:流量センサ
76:給水サーミスタ
78:第3流量調整弁
80:出湯管
82:第1出湯サーミスタ
84:第1流量調整弁
86:第2出湯サーミスタ
88:第2流量調整弁
90:第3出湯サーミスタ
96:燃焼器循環経路
98:ガス燃焼器
10: hot water supply device 12:
Claims (2)
貯湯タンクの温水を加熱するヒートポンプと、
貯湯タンクの温水を加熱する燃焼式熱源器と、
ヒートポンプの着霜量を検出する着霜検出手段と、
予定される熱需要を記憶する熱需要記憶手段と、
検出された着霜量と予定される熱需要とに基づいて、ヒートポンプの除霜運転を実行する除霜手段と、を備え、
前記除霜手段は、第1判定条件と、第1判定条件よりも少ない着霜量に対応する第2判定条件を有しており、
検出された着霜量が前記第1判定条件を満たすときは、予定される熱需要にかかわらず前記除霜運転を強制実行し、
検出された着霜量が前記第2判定条件を満たすときは、所定時間内において所定量を超える熱需要が予定されるときに、前記除霜運転が実行されることを特徴とする給湯装置。 A hot water storage tank for storing hot water,
A heat pump that heats the hot water in the hot water storage tank;
A combustion heat source for heating hot water in a hot water storage tank;
Frost detection means for detecting the amount of frost formation of the heat pump;
Heat demand storage means for storing planned heat demand;
Defrosting means for performing a defrosting operation of the heat pump based on the detected amount of frost formation and the planned heat demand,
The defrosting unit has a first determination condition and a second determination condition corresponding to a frost amount less than the first determination condition,
When the detected amount of frost formation satisfies the first determination condition, the defrosting operation is forcibly executed regardless of the planned heat demand,
When the detected frost amount and the second determination condition is satisfied, when it is expected heat demand exceeds a predetermined amount within a predetermined time, feed water you wherein defrosting operation is performed apparatus.
貯湯タンクの温水を加熱するヒートポンプと、
貯湯タンクの温水を加熱する燃焼式熱源器と、
ヒートポンプの着霜量を検出する着霜検出手段と、
予定される熱需要を記憶する熱需要記憶手段と、
検出された着霜量と予定される熱需要とに基づいて、ヒートポンプの除霜運転を実行する除霜手段と、を備え、
前記除霜手段は、検出された蓄熱量と予定される熱需要とヒートポンプの加熱能力とに基づいて、貯湯タンクの予定される蓄熱量を計算可能であり、
前記除霜手段は、第1判定条件と、第1判定条件よりも少ない着霜量に対応する第2判定条件を有しており、
検出された着霜量が前記第1判定条件を満たすときは、予定される熱需要にかかわらず前記除霜運転を強制実行し、
検出された着霜量が前記第2判定条件を満たすときは、所定時間内において貯湯タンクの予定される蓄熱量が所定の下限値を下回るときに、前記除霜運転を実行することを特徴とする給湯装置。 A hot water storage tank for storing hot water,
A heat pump that heats the hot water in the hot water storage tank;
A combustion heat source for heating hot water in a hot water storage tank;
Frost detection means for detecting the amount of frost formation of the heat pump;
Heat demand storage means for storing planned heat demand;
Defrosting means for performing a defrosting operation of the heat pump based on the detected amount of frost formation and the planned heat demand,
The defrosting means can calculate the planned heat storage amount of the hot water storage tank based on the detected heat storage amount and the planned heat demand and the heating capacity of the heat pump.
The defrosting unit has a first determination condition and a second determination condition corresponding to a frost amount less than the first determination condition,
When the detected amount of frost formation satisfies the first determination condition, the defrosting operation is forcibly executed regardless of the planned heat demand,
When the detected amount of frost formation satisfies the second determination condition, the defrosting operation is performed when the planned heat storage amount of the hot water storage tank falls below a predetermined lower limit value within a predetermined time. hot water supply apparatus you.
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