JP5597357B2 - Thermal insulation control method for hot water storage tank - Google Patents
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Description
本発明は、貯湯タンク内の湯を保温する際の制御方法に関する。 The present invention relates to a control method for keeping hot water in a hot water storage tank.
ヒートポンプ給湯システムを利用して湯を生成する場合、通常は深夜電力を使用する。これは湯を生成する(沸かす)ために使用される電力の電気代を安く済ませることが可能となるからである。生成される湯は、一般的に65℃から90℃の湯温を持つ。この湯は各使用場所で使用されるまで貯湯タンクに貯めておかれる(特許文献1参照)。 When hot water is generated using a heat pump hot water supply system, midnight power is usually used. This is because it is possible to reduce the cost of electricity used to generate (boil) hot water. The generated hot water generally has a hot water temperature of 65 ° C to 90 ° C. This hot water is stored in a hot water storage tank until it is used at each place of use (see Patent Document 1).
この貯湯タンク内に貯めておかれる湯(以下、適宜「貯湯タンク内湯」と表わす)の温度に対しては、レジオネラ菌の繁殖等を防ぐため、常時60℃以上の湯温を保つように定められている。そのため、湯温が所定の温度を下回ると再加熱される。 The temperature of the hot water stored in this hot water storage tank (hereinafter referred to as “hot water in the hot water storage tank” as appropriate) is determined to always maintain a hot water temperature of 60 ° C. or higher in order to prevent the growth of Legionella bacteria. It has been. Therefore, it is reheated when the hot water temperature falls below a predetermined temperature.
貯湯タンク内湯の再加熱は、例えば、深夜に湯を生成する場合同様、ヒートポンプ給湯システムを利用して行われる。また、深夜に湯を生成する場合に用いられるヒートポンプユニットとは別に、保温用の再加熱ユニットをヒートポンプ給湯システム内に設け、この再加熱ユニットを利用して貯湯タンク内湯の湯温を保つようにしている。 The reheating of the hot water in the hot water storage tank is performed using a heat pump hot water supply system, for example, as in the case of generating hot water at midnight. In addition to the heat pump unit used to generate hot water at midnight, a reheating unit for heat insulation is provided in the heat pump hot water supply system, and the reheating unit is used to maintain the hot water temperature in the hot water storage tank. ing.
しかしながら、一般的に、貯湯タンク内湯の保温に当たって行われる保温運転は、貯湯タンク内湯の湯温が予め設定された湯温を下回った場合に開始され、また別に予め設定された湯温を上回った場合に終了する。また、保温運転がなされている間の加熱能力は一定である。 However, in general, the heat insulation operation performed when the hot water in the hot water tank is kept warm is started when the hot water temperature of the hot water in the hot water tank is lower than the preset hot water temperature, and exceeds the preset hot water temperature. If finished. Further, the heating capacity is constant during the heat insulation operation.
このような保温運転が行われると、貯湯タンク内湯の量が少ない場合や季節(特に中間期から夏期)によっては加熱能力が過大になることが多い。加熱能力が過大なまま保温運転が行われると、開始と終了を繰り返す断続運転が行われることになる。このような運転制御は、省エネルギーの観点から好ましくないばかりでなく、貯湯タンク内湯の湯温の変動幅が大きくなり、無駄であることが多い。 When such heat insulation operation is performed, the heating capacity is often excessive when the amount of hot water in the hot water storage tank is small or depending on the season (especially from the intermediate period to the summer period). If the heat insulation operation is performed while the heating capacity is excessive, an intermittent operation that repeats the start and the end is performed. Such operation control is not only undesirable from the viewpoint of energy saving, but also increases the fluctuation range of the hot water temperature in the hot water storage tank, and is often useless.
特に、貯湯タンクが大気開放型のタンクである場合、貯湯タンク内湯の温度は外気温に大きく左右されることになるため、ますます断続運転が行われる可能性が高くなってしまう。 In particular, when the hot water storage tank is a tank open to the atmosphere, the temperature of the hot water in the hot water storage tank is greatly influenced by the outside air temperature, so that the possibility of intermittent operation is increased.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、外気温の変動を考慮したきめ細かな運転制御をもって貯湯タンク内の湯の保温を行うことで、高効率であり、かつ省エネルギーに資する貯湯タンクの保温制御方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to maintain the temperature of the hot water in the hot water storage tank with fine operation control in consideration of fluctuations in the outside air temperature. And, it is to provide a heat storage control method for a hot water storage tank that contributes to energy saving.
本発明の実施の形態に係る特徴は、貯湯タンクの保温制御方法において、貯湯タンク保温用再加熱ユニットに入る貯湯タンク内の湯の温度を計測する第1ステップと、前記計測された入水温度が設定湯温以下である場合に、前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットの運転を開始するために前記貯湯タンクが設置されている外部の温度を計測する第2ステップと、前記第2ステップで計測された外気温が第1の設定温度以下である場合に、高出力により前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットを運転する第3ステップと、前記第3ステップの後に、前記入水温度を計測し、前記入水温度が設定湯温より高い場合に前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットの運転を停止する第4ステップと、前記第2ステップで計測された外気温が第1の設定温度より高い場合に、低出力により前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットを運転する第5ステップと、前記第5ステップの後に、前記入水温度を計測し、前記入水温度が設定湯温より高い場合に前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットの運転を停止する第6ステップと、前記第5ステップの後に、前記入水温度が設定湯温よりも低い場合に、前記外気温を計測する第7ステップと、前記第7ステップで計測された外気温が前記第1の設定温度よりも低く設定された第2の設定温度より低い場合に、高出力により前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットを運転する第8ステップと、前記第8ステップの後に、前記入水温度を計測し、前記入水温度が設定湯温より高い場合に前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットの運転を停止する第9ステップとを備える。 According to the embodiment of the present invention, in the hot water storage tank heat retention control method, a first step of measuring the temperature of hot water in the hot water storage tank entering the hot water storage tank heat reheating unit, and the measured incoming water temperature is If the set hot water is warm or less, the second step of measuring the external temperature of the hot water storage tank is installed, is measured in the second step in order to start the operation of the hot water storage tank kept for reheating unit When the outside air temperature is equal to or lower than the first set temperature, a third step of operating the hot water tank reheating unit with high output , and after the third step , measuring the incoming water temperature, a fourth step of filling water temperature to stop the operation of the reheating unit for the hot water storage tank kept at higher than set hot water temperature, pre-Symbol is the outside air temperature measured in the second step higher than the first set temperature Case, a fifth step of operating the reheating unit for the hot water storage tank kept warm by a low output, after the fifth step, the entering-water temperature is measured, wherein when the entering water temperature is higher than the set water temperature A sixth step of stopping the operation of the hot water storage tank reheating unit; a seventh step of measuring the outside air temperature after the fifth step when the incoming water temperature is lower than a set hot water temperature; and An eighth step of operating the hot water storage tank reheating unit with a high output when the outside air temperature measured in the seventh step is lower than a second set temperature set lower than the first set temperature ; , after said eighth step, and a ninth step of the entering water temperature to the measurement, to stop the operation of the hot water storage tank kept for reheating unit when the entering water temperature is higher than the set water temperature.
本発明によれば、外気温の変動を考慮したきめ細かな運転制御をもって貯湯タンク内の湯の保温を行うことで、高効率であり、かつ省エネルギーに資する貯湯タンクの保温制御方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a hot water storage tank heat insulation control method that is highly efficient and contributes to energy saving by performing warm insulation of hot water in the hot water storage tank with fine operation control in consideration of fluctuations in outside air temperature. it can.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯システム1の回路構成を示す全体図である。図1に示されているように、ヒートポンプ給湯システム1は、図示しない冷凍サイクルを用いて給水設備から供給される水との間で熱交換を行い湯を生成するヒートポンプユニット2と、ヒートポンプユニット2で生成された湯を貯める貯湯タンク3と、貯湯タンク3内の湯を保温するための貯湯タンク保温用再加熱ユニット4とから構成される。
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall view showing a circuit configuration of a heat pump hot water supply system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a heat pump hot water supply system 1 includes a heat pump unit 2 that generates heat by exchanging heat with water supplied from a water supply facility using a refrigeration cycle (not shown), and a heat pump unit 2. The hot
本発明の実施の形態における貯湯タンク3は、いわゆる貯湯タンク3内に空気が存在する大気開放型のタンクである。また、貯湯タンク3の下部に給湯管Hが接続されており、貯湯タンク3内の湯が給湯管Hを介して図1では図示されていない各使用場所へと供給される。
The hot
貯湯タンク保温用再加熱ユニット4は、ヒートポンプ方式にて温度の下がった貯湯タンク3内の湯を加熱する。貯湯タンク保温用再加熱ユニット4は、図1に示されるように、冷凍サイクル内を循環する冷媒を圧縮する圧縮機4aと、冷媒の熱を利用して貯湯タンク3から供給される貯湯タンク3内の湯を加熱する水熱交換器4bと、膨張弁4cと、膨張弁4cを通ってきた水熱交換器4bで液体となった冷媒を気体にする空気熱交換器4dとを順次配管接続した冷凍サイクル4eが設けられている。冷凍サイクル4eでは、蒸発器として空気熱交換器4dを用いており、この空気熱交換器は外気から熱エネルギーを取り入れて冷媒を気体にする。
The hot water storage tank reheating unit 4 heats the hot water in the hot
貯湯タンク3と貯湯タンク保温用再加熱ユニット4との間には、貯湯タンク保温用再加熱ユニット4が保温運転を行うことにより貯湯タンク3内の湯を加熱し保温するための、いわゆる保温回路が設けられている。保温運転の際には貯湯タンク3内の湯が循環ポンプ5によって貯湯タンク保温用再加熱ユニット4へと供給される。供給された貯湯タンク3内の湯は、水熱交換器4bにおいて熱交換が行われ、設定温度以上に暖められた湯が再度貯湯タンク3へと戻される。これにより、貯湯タンク3内の湯は設定湯温に常に保温される。
A so-called heat retention circuit is provided between the hot
貯湯タンク3から貯湯タンク保温用再加熱ユニット4へと供給される貯湯タンク3内の湯の温度は、循環ポンプ5と水熱交換器4bとの間に設けられた入水温度センサ6によって検出される。また、貯湯タンク3が設置される屋外の温度を検出するために、貯湯タンク3には外気温センサ7が取り付けられている。なお、この外気温センサ7は、屋外の温度を計測することができればどの場所に設置されていても構わない。
The temperature of hot water in the hot
制御部10は、本発明の実施の形態におけるヒートポンプ給湯システム1のシステム全体を制御している。図1では図示の都合上、圧縮機4a、膨張弁4cとの間の接続のみを例示し、その他のヒートポンプ給湯システム1の各部との接続を省略している。制御部10には、入水温度センサ6、外気温センサ7と接続されることで、これらセンサからの各種情報を入手する。また、ヒートポンプユニット2内の図示しない各機器、循環ポンプ5等と接続されることで、これらの駆動を制御する。
The
ここで、貯湯タンク保温用再加熱ユニット4における冷凍サイクルについて、上述の冷凍サイクル4eを例に簡単に説明する。まず、気体である冷媒は圧縮機4aにおいて圧力が掛けられて高温高圧にされ水熱交換器4bに供給される。一方、貯湯タンク3内の湯は貯湯タンク3から循環ポンプ5を介して水熱交換器4bに送られる。水熱交換器4b内では、冷媒と貯湯タンク3内の湯との間で熱交換が行われる。すなわち、冷媒の熱が貯湯タンク3内の湯を熱し、冷媒はこの水によって冷やされて気体から液体に変化する。熱せられて設定出湯温度に昇温された貯湯タンク3内の湯は、貯湯タンク3に改めて貯えられる。そしてこの貯湯タンク3内の湯は、給湯管Hを介して例えば、風呂場等の各使用場所に供給される。水熱交換器4bによって熱を奪われ液体になった冷媒は膨張弁4c、空気熱交換器4dによって再び気体にされてこれまでのサイクルを繰り返す。
Here, the refrigeration cycle in the hot water storage tank warming reheating unit 4 will be briefly described by taking the above-described
図2は、制御部10の内部構成を示すブロック図である。制御部10は、例えば、入水温度センサ6や外気温センサ7といったヒートポンプ給湯システム1を構成する機器から送られてくる各種情報を受信する受信手段11と、受信された情報を基に比較、判断を行い機器への制御指令を作成する比較・判断手段12と、判断の基となる情報を記憶する記憶手段13と、作成された指令を機器へと送信する送信手段14と、から構成される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of the
次に、ヒートポンプ給湯システム1における貯湯タンクの保温制御方法を図3に示すフローチャートを参照しながら以下説明する。なお、併せて制御部10内の各手段の働きについても説明する。
Next, a method for controlling the temperature of the hot water storage tank in the heat pump hot water supply system 1 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. In addition, the function of each means in the
ここで、貯湯タンク保温用再加熱ユニット4を使用して貯湯タンク3内の湯が保温されるのは、例えば、貯湯タンク3内の湯を使用する日中である。すなわち、一般的に深夜の時間帯(22時から翌朝8時)に深夜料金にて湯を生成し、貯湯タンク3へと湯を貯め、この貯まった湯を日中使用し、また深夜に湯を貯めるサイクルが繰り返される。従って、深夜の時間帯に生成される湯の温度は高いため、貯湯タンク3内の湯の保温は不要である。そのため、日中に貯湯タンク3内の湯を使用しているうちに次第に貯湯タンク3内の湯の温度が下がってきてしまった場合に貯湯タンク保温用再加熱ユニット4によって保温運転がなされる。
Here, the hot water in the hot
保温運転が行われるに当たっては、まず貯湯タンク保温用再加熱ユニット4(図3のフローチャート内では単に「再加熱ユニット」と表わす)に供給される貯湯タンク3内の湯の温度(以下、この温度を「入水温度」と表わす)Twiが確認される(ST1)。これは、例えば、所定の時間ごとに制御部10が循環ポンプ5へと指令を出し、貯湯タンク3から貯湯タンク保温用再加熱ユニット4へと貯湯タンク3内の湯を供給させて確認を行うものである。これによって、保温運転が必要であるか否かが判断される。
In performing the heat insulation operation, first, the temperature of hot water in the hot
入水温度センサ6からの温度情報を受信した比較・判断手段12は、記憶手段13にアクセスして、保温運転の可否を決定するための温度情報を入手する。ここでは、この温度は例えば、62℃と設定される。この温度(62℃)は貯湯タンク3内の湯が常時60℃以上を保っていなければならないことから設定された温度であり、記憶手段13に予め設定、記憶されている。
The comparison / determination means 12 that has received the temperature information from the incoming water temperature sensor 6 accesses the storage means 13 and obtains temperature information for determining whether or not the heat retaining operation is possible. Here, this temperature is set to 62 ° C., for example. This temperature (62 ° C.) is a temperature set since the hot water in the hot
比較・判断手段12は、記憶手段13から入手した温度と入水温度Twiとを比較し、入水温度Twiが62℃以下であるか否かを判断する(ST2)。入水温度Twiが62℃より高い温度である場合は(ST2のNO)、保温運転を行う必要はないので保温運転を行わずそのままの状態が維持される。一方、入水温度Twiが62℃以下である場合には(ST2のYES)、比較・判断手段12は、外気温Tを確認する(ST3)。 The comparison / determination means 12 compares the temperature obtained from the storage means 13 with the incoming water temperature Twi and determines whether or not the incoming water temperature Twi is 62 ° C. or less (ST2). When the incoming water temperature Twi is higher than 62 ° C. (NO in ST2), it is not necessary to perform the heat retaining operation, so that the state is maintained without performing the heat retaining operation. On the other hand, when the incoming water temperature Twi is 62 ° C. or lower (YES in ST2), the comparison / determination means 12 confirms the outside air temperature T (ST3).
外気温Tは、外気温センサ7によって検出され、外気温情報が受信手段11を介して比較・判断手段12へと送信される。外気温情報を受信した比較・判断手段12は、再び記憶手段13にアクセスして、保温運転を行うに当たっての運転能力を決定するに必要な設定温度に関する情報を入手する。
The outside air temperature T is detected by the outside air temperature sensor 7, and the outside air temperature information is transmitted to the comparison /
記憶手段13内には、第1の設定温度と第2の設定温度と、2種類の温度が設定されている。保温運転の運転能力を決定するのに必要な温度を複数種類設定しているのは、外気温に合わせてきめ細かな保温運転を行うためである。例えば、外気温が高い場合に高出力の運転能力をもって保温運転を行うと、温度が低くなった貯湯タンク3内の湯はすぐに設定温度にまで暖められることになるため、貯湯タンク保温用再加熱ユニット4はすぐに保温運転を停止する。この状態が繰り返されると、いわゆる断続運転になり、効率が悪い上に省エネルギーの観点からも好ましくない。従って、本発明の実施の形態においては、2種類の温度を設定し(便宜的に、高い温度を「第1の設定温度」とし、低い温度を「第2の設定温度」とする)、外気温に合わせてより適した運転能力を選択することができることとしている。
In the
なお、第1の設定温度、第2の設定温度のいずれも開放タンクの大きさ、外気温度など現地の据付け状況に応じて任意の温度を設定することができる。また、本発明の実施の形態においては、設定温度、運転能力ともに2種類の設定だが、それぞれより細かく複数種類設定することにより、さらにきめ細かで高効率な保温運転が可能となる。従って、設定温度、運転能力については、ヒートポンプ給湯システム1が設置される場所等を勘案して任意に設定することができる。 It should be noted that any of the first set temperature and the second set temperature can be set according to the installation situation in the field such as the size of the open tank and the outside air temperature. In the embodiment of the present invention, both the set temperature and the driving ability are set in two types, but by setting a plurality of types more finely, it is possible to perform a more detailed and highly efficient heat insulation operation. Therefore, the set temperature and the driving ability can be arbitrarily set in consideration of the place where the heat pump hot water supply system 1 is installed.
本発明の実施の形態においては、例えば、第1の設定温度として外気温が18℃、第2の設定温度として外気温が16℃と設定された場合を例に挙げて説明する。 In the embodiment of the present invention, for example, the case where the outside air temperature is set to 18 ° C. as the first set temperature and the outside air temperature is set to 16 ° C. as the second set temperature will be described as an example.
比較・判断手段12が記憶手段13から入手した第1の設定温度が18℃であった場合、外気温センサ7によって検出された外気温Tはこの18℃を基準に判断される(ST4)。比較・判断手段12が外気温Tは第1の設定温度以下であると判断した場合(ST4のYES)、高加熱能力をもって貯湯タンク保温用再加熱ユニット4を運転するように送信手段14を介して圧縮機4a等へ指令を出す(ST5)。
If the first set temperature obtained by the comparison / determination means 12 from the storage means 13 is 18 ° C., the outside air temperature T detected by the outside air temperature sensor 7 is judged based on this 18 ° C. (ST4). When the comparison /
ここで加熱能力の可変は、例えば、圧縮機4aの運転ヘルツ(Hz)の変更及び膨張弁4cの開度の調整にて対応する。膨張弁4cの開度により冷凍サイクル4e内を循環させる冷媒の量を変化させることが可能となる。本発明の実施の形態においては、高加熱能力として、例えば、4.5kW、低加熱能力として、例えば、2.3kWを想定している。但し、これら加熱能力については、任意に設定することができることはもちろんである。
Here, the variable heating capacity corresponds, for example, by changing the operating hertz (Hz) of the
外気温Tが第1の設定温度以下と判断された場合に高加熱能力をもって貯湯タンク保温用再加熱ユニット4を運転するのは、以下の理由からである。つまり、一般的に保温運転が行われるのは、上述したように日中、しかも深夜の時間帯に近い時間帯であることが多いと考えられるからである。深夜の時間帯に近い時間帯には、1日の湯の使用により貯湯タンク3内の湯の量は減り、また、外気温Tも日中に比べて低くなっていくことが考えられる。そのため、貯湯タンク3内に残っている湯の温度は日中よりも早く下がる傾向にある。従って、このような貯湯タンク3内の湯に対して高加熱能力をもって保温運転を行うことで貯湯タンク3内の湯を設定湯温に保温することができる。
The reason why the reheating unit 4 for hot water storage tank insulation is operated with a high heating capacity when the outside air temperature T is determined to be equal to or lower than the first set temperature is as follows. That is, it is generally considered that the heat insulation operation is performed during the daytime and the time zone close to midnight as described above. In the time zone close to the midnight time zone, the amount of hot water in the hot
保温運転は、予め設定されている所定の時間行われる。比較・判断手段12は、内部に備える図示しない計時手段を用いてこの所定時間が経過したか否かを判断し(ST6)、経過した場合には(ST6のYES)、改めて貯湯タンク保温用再加熱ユニット4へと供給される貯湯タンク3内の湯の湯温(入水温度Twi)を確認する(ST7)。
The heat insulation operation is performed for a predetermined time set in advance. The comparison /
この段階で入水温度Twiが62℃よりも高い場合(ST8のYES)は、比較・判断手段12は、貯湯タンク3内の湯の湯温が設定温度に達したと判断して貯湯タンク保温用再加熱ユニット4の運転を停止し保温運転を終了させる。一方、入水温度Twiが62℃以下である場合(ST8のNO)は、再度外気温Tを確認する(ST9)。
If the incoming water temperature Twi is higher than 62 ° C. at this stage (YES in ST8), the comparison / determination means 12 determines that the hot water temperature in the hot
外気温センサ7から送信された外気温Tが第1の設定温度以下である場合は(ST10のYES)、再びステップ5に戻り高加熱能力にて貯湯タンク保温用再加熱ユニット4による保温運転を行う(ST5以下)。もし外気温Tが第1の設定温度よりも高い場合は(ST10のNO)、高加熱能力で貯湯タンク保温用再加熱ユニット4を運転することは効率が悪いので、この場合には運転状態を変更し低加熱能力にて貯湯タンク保温用再加熱ユニット4による保温運転を行う(ST11)。 When the outside air temperature T transmitted from the outside air temperature sensor 7 is equal to or lower than the first set temperature (YES in ST10), the process returns to step 5 again and the heat retaining operation by the reheating unit 4 for warming the hot water storage tank is performed with a high heating capacity. (ST5 and below) If the outside air temperature T is higher than the first set temperature (NO in ST10), it is inefficient to operate the hot water storage tank reheating unit 4 with a high heating capacity. The heat retention operation is performed by the reheating unit 4 for retaining the hot water tank with the low heating capability (ST11).
次に、ステップ4に戻り、比較・判断手段12が外気温Tは第1の設定温度より高いと判断した場合(ST4のNO)の保温運転の制御について説明する。外気温Tは第1の設定温度より高いと判断された場合、低加熱能力にて貯湯タンク保温用再加熱ユニット4による保温運転を行う(ST12)。貯湯タンク3内の湯温を設定湯温に保温する必要はあるものの、外気温Tが高い場合に高加熱能力をもって保温運転を行うと、断続運転を繰り返すことになり効率が悪くなるとともに省エネルギーの観点から好ましくないためである。
Next, returning to step 4, the control of the heat insulation operation when the comparison / determination means 12 determines that the outside air temperature T is higher than the first set temperature (NO in ST4) will be described. When it is determined that the outside air temperature T is higher than the first set temperature, the warming operation is performed by the hot water storage tank warming reheating unit 4 with a low heating capacity (ST12). Although it is necessary to keep the hot water temperature in the hot
また、低加熱能力により保温運転を行う場合は、高加熱能力による保温運転に比べて貯湯タンク保温用再加熱ユニット4の蒸発器である空気熱交換器4dの能力に余裕が出るため、より高効率に保温運転を行うことができる。また、このように加熱能力に変化を持たせることができるようにすることで、貯湯タンクの保温負荷に合致した保温運転を行うことができるので、より断続運転による損失や省エネルギーに資することが可能になる。なお、ここでの貯湯タンクの保温負荷とは、貯湯タンク3からの放熱量を指す。貯湯タンク保温用再加熱ユニット4によってこの放熱量分(温度低下分)の熱量を加え加熱することによって設定温度を維持することになるため、この保温負荷が貯湯タンク保温用再加熱ユニット4の負荷となる。
In addition, when performing a heat insulation operation with a low heating capacity, the capacity of the
保温運転は、予め設定されている所定の時間行われる。比較・判断手段12は、内部に備える図示しない計時手段を用いてこの所定時間が経過したか否かを判断し(ST13)、経過した場合には(ST13のYES)、改めて貯湯タンク保温用再加熱ユニット4へと供給される貯湯タンク3内の湯の湯温(入水温度Twi)を確認する(ST14)。
The heat insulation operation is performed for a predetermined time set in advance. The comparison /
この段階で入水温度Twiが62℃よりも高い場合(ST15のYES)は、比較・判断手段12は、貯湯タンク3内の湯の湯温が設定温度に達したと判断して貯湯タンク保温用再加熱ユニット4の運転を停止し保温運転を終了させる。一方、入水温度Twiが62℃以下である場合(ST15のNO)は、再度外気温Tを確認する(ST16)。
If the incoming water temperature Twi is higher than 62 ° C. at this stage (YES in ST15), the comparison / determination means 12 determines that the hot water temperature in the hot
外気温センサ7から送信された外気温Tが第2の設定温度(設定温度のうち低い設定温度)以上である場合は(ST17のYES)、再びステップ12に戻り低加熱能力にて貯湯タンク保温用再加熱ユニット4による保温運転を行う(ST12以下)。 If the outside air temperature T transmitted from the outside air temperature sensor 7 is equal to or higher than the second set temperature (the set temperature that is the lower of the set temperatures) (YES in ST17), the process returns to step 12 and the hot water storage tank is kept warm with a low heating capacity. The heat retention operation is performed by the reheating unit 4 for use (ST12 and below).
もし外気温Tが第2の設定温度よりも低い場合は(ST17のNO)、貯湯タンク3が設置されている外部の気温が保温運転開始時よりも下がってきたものと判断することができる。従って、このような場合に低加熱能力のままで貯湯タンク保温用再加熱ユニット4を運転していると、貯湯タンク3内の湯温がなかなか設定湯温に達しない。そこで、この場合には運転状態を変更し高加熱能力にて貯湯タンク保温用再加熱ユニット4による保温運転を行う(ST18)。
If the outside air temperature T is lower than the second set temperature (NO in ST17), it can be determined that the outside air temperature where the hot
貯湯タンク保温用再加熱ユニット4による低加熱能力、或いは高加熱能力をもっての保温運転は、所定の時間行われる。貯湯タンク保温用再加熱ユニット4による保温運転が行われる所定の時間については、任意に定めておくことができる。その際には、例えば、加熱能力の別や貯湯タンク3に残っている湯量に合わせて設定することも可能である。
The heat retention operation with the low heating capability or the high heating capability by the hot water storage tank thermal reheating unit 4 is performed for a predetermined time. The predetermined time during which the heat retention operation is performed by the hot water storage tank heat reheating unit 4 can be arbitrarily determined. In that case, for example, it is possible to set according to the heating capacity and the amount of hot water remaining in the hot
比較・判断手段12は所定時間保温運転が行われたか否か判断し(ST19)、所定時間が経過した場合には、入水温度センサ6によって検出される貯湯タンク保温用再加熱ユニット4に供給される貯湯タンク3内の湯の温度(入水温度Twi)を確認する(ST20)。ここで入水温度Twiが62℃よりも高ければ(ST21のYES)、貯湯タンク3内の湯温は設定された湯温が保たれていると判断できるので、保温運転は終了する(比較・判断手段12は貯湯タンク保温用再加熱ユニット4に対して運転の停止を指示する)。
The comparison / determination means 12 determines whether or not the heat insulation operation has been performed for a predetermined time (ST19), and when the predetermined time has passed, the comparison / determination means 12 is supplied to the hot water tank heat insulation reheating unit 4 detected by the incoming water temperature sensor 6. The temperature of the hot water in the hot water storage tank 3 (incoming water temperature Twi) is confirmed (ST20). If the incoming water temperature Twi is higher than 62 ° C. (YES in ST21), it can be determined that the hot water temperature in the hot
一方、入水温度Twiが62℃以下であれば(ST21のNO)、貯湯タンク3内の湯温は未だ設定された湯温に達していないと判断できるので、ステップ3に戻り保温運転が継続される。
On the other hand, if the incoming water temperature Twi is 62 ° C. or lower (NO in ST21), it can be determined that the hot water temperature in the hot
以上説明したような制御方法を採用することにより、外気温の変動を考慮したきめ細かな運転制御をもって貯湯タンク内の湯の保温を行うことで、高効率であり、かつ省エネルギーに資する貯湯タンクの保温制御方法を提供することができる。 By adopting the control method as described above, the hot water in the hot water tank is kept warm with detailed operation control that takes into account fluctuations in the outside air temperature. A control method can be provided.
(第2の実施の形態)
次に本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態において、上述の第1の実施形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the same components is omitted because it is duplicated.
第2の実施の形態においては、第1の実施の形態において説明した貯湯タンクの保温制御方法を採用しつつ保温運転が開始される前に現在時刻を確認する点に特徴を有する。すなわち、時間によって保温運転開始の可否を判断する制御を設けている。 The second embodiment is characterized in that the current time is confirmed before the heat insulation operation is started while adopting the heat retention control method for the hot water storage tank described in the first embodiment. That is, there is provided control for determining whether or not the heat insulation operation can be started depending on time.
ヒートポンプユニット2を用いて貯湯タンク3に湯を貯める貯湯運転が行われる深夜の時間帯に近い時間帯において保温運転を行うことは無駄となることもある。例えば、深夜の時間帯が始まる22時の時点で貯湯タンク3内の湯の温度が60℃を超えていれば良いことから、あえて深夜の時間帯直前に貯湯タンク保温用再加熱ユニット4によって貯湯タンク3内の湯を加熱し設定温度にまで昇温する必要はない。従って、貯湯タンク3内の湯温の低下速度との関係で、深夜の時間帯直前における保温運転を停止させることも可能な場合が生ずる。
It may be useless to perform the heat insulation operation in a time zone close to the midnight time zone in which the hot water storage operation in which hot water is stored in the hot
貯湯タンク3については、貯湯タンクの仕様によっても異なるものの外気温Tと貯湯タンク3内の湯量、湯温の低下との関係が予め明らかになっている。例えば、貯湯タンク3が18トン開放型タンクであり、満タン状態、外気温Tが0℃である場合、湯温の低下速度は1時間当たり0.2℃である。従って、これらの関係を予め記憶手段13内に記憶させておき、貯湯タンクの保温制御に利用することで無駄な保温運転を行わないようにすることが可能となる。
Regarding the hot
具体的には、図4に示すフローチャートを用いて説明する。比較・判断手段12は、保温運転を開始する前に、図示しない計時手段を用いて現在時刻を確認する(ST31)。確認された現在時刻が設定時間以降である場合には(ST32のYES)、入水温度センサ6によって入水温度Twiを確認する(ST33)。 Specifically, this will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The comparison / judgment means 12 confirms the current time by using a timing means (not shown) before starting the heat insulation operation (ST31). When the confirmed current time is after the set time (YES in ST32), the incoming water temperature Twi is confirmed by the incoming water temperature sensor 6 (ST33).
次に比較・判断手段12は、得られた入水温度Twiと予め記憶手段13内に記憶されている貯湯タンク3の仕様から22時時点の貯湯タンク3内の湯温を算出する(ST34)。この22時時点の貯湯タンク3内の湯温は、例えば、「(22時−現在時刻)×その貯湯タンクにおける湯温低下速度」といった式に各パラメータを当てはめることによって算出することができる。
Next, the comparison / determination means 12 calculates the hot water temperature in the hot
そして比較・判断手段12は、算出した22時時点の貯湯タンク3内の湯温が60℃よりも高いか否かを判断する(ST35)。ここで60℃よりも高いと判断することができれば、この時間から22時までの間において保温運転を停止したとしても深夜の時間帯が開始する22時まで貯湯タンク3内の湯温を60℃以上に保つことが可能となる。そこで算出した22時時点の貯湯タンク3内の湯温が60℃よりも高いと判断できた場合には(ST35のYES)、保温運転を停止する(ST36)。
Then, the comparison / determination means 12 determines whether or not the calculated hot water temperature in the hot
一方、比較した結果、算出した22時時点の貯湯タンク3内の湯温が60℃以下になってしまう場合(ST35のNO)やそもそも所定時間以降となっていない場合(ST32のNO)には、22時の時点で貯湯タンク3内の湯の温度が60℃以下よりも低くなってしまうことから保温運転を停止させることはできない。従って、その場合には通常の保温運転が開始される(ST37)。保温運転が開始された後の制御フローは、図3に示した通りである。
On the other hand, as a result of the comparison, when the calculated hot water temperature in the hot
なお、この他、設定時間以降、所定のインターバルにて入水温度Twiの確認(ST33)以降のルーチンを行う制御も考えられる。これは上記制御を行なった設定時間以降に急激に外気温度が低下し、22時に貯湯タンク3内の湯温を60℃以上に保てないケースが生じることを防止するためである。
In addition, the control which performs the routine after confirmation (ST33) of the incoming water temperature Twi at a predetermined interval after the set time is also conceivable. This is to prevent the case where the outside air temperature suddenly drops after the set time when the above control is performed and the hot water temperature in the hot
このように保温運転を行う前に事前に保温運転の可否を検討する制御方法を採用することによって、これまで以上に外気温の変動を考慮したきめ細かな運転制御をもって貯湯タンク内の湯の保温を行い、しかも高効率であり、かつ省エネルギーに資する貯湯タンクの保温制御方法を提供することができる。 In this way, by adopting a control method that examines whether heat insulation operation is possible in advance before performing heat insulation operation, the hot water in the hot water storage tank can be kept warm with finer operation control that takes into account fluctuations in the outside air temperature. It is possible to provide a heat storage control method for a hot water storage tank that is efficient and contributes to energy saving.
なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上述した各実施の形態においては、貯湯タンク保温用再加熱ユニットが保温運転を行うことを前提に説明を加えたが、例えば、貯湯運転を行うヒートポンプユニットに貯湯タンク保温用再加熱ユニットの役割を担わせても良い。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. For example, in each of the above-described embodiments, the description has been made on the assumption that the hot water storage tank warming reheating unit performs the warming operation. However, for example, the hot water storage tank warming reheating unit is added to the heat pump unit performing the hot water storage operation. You may be allowed to play a role.
また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、外気温を基にして貯湯タンク保温用再加熱ユニットによる保温運転を行う際に、保温運転の開始、終了のみならず併せて貯湯タンク内湯の湯温も参考にして加熱能力を選択して保温運転を行うようにしても良い。実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, when performing a heat insulation operation using a reheating unit for heat retention of a hot water storage tank based on the outside air temperature, select the heating capacity with reference to the hot water temperature in the hot water storage tank as well as the start and end of the heat retention operation. You may make it perform heat insulation driving | operation. Some constituent elements may be deleted from all the constituent elements shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
1…ヒートポンプ給湯システム、2…ヒートポンプユニット、3…貯湯タンク、4…貯湯タンク保温用再加熱ユニット、4a…圧縮機、4b…水熱交換器、4c…膨張弁、4d…空気熱交換器、4e…冷凍サイクル、5…循環ポンプ、6…入水温度センサ、7…外気温センサ、10…制御部、11…受信手段、12…比較・判断手段、13…記憶手段、14…送信手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat pump hot water supply system, 2 ... Heat pump unit, 3 ... Hot water storage tank, 4 ... Reheating unit for hot water storage tank thermal insulation, 4a ... Compressor, 4b ... Water heat exchanger, 4c ... Expansion valve, 4d ... Air heat exchanger, 4e ... refrigeration cycle, 5 ... circulation pump, 6 ... incoming water temperature sensor, 7 ... outside air temperature sensor, 10 ... control unit, 11 ... receiving means, 12 ... comparison / judgment means, 13 ... storage means, 14 ... sending means
Claims (1)
前記計測された入水温度が設定湯温以下である場合に、前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットの運転を開始するために前記貯湯タンクが設置されている外部の温度を計測する第2ステップと、
前記第2ステップで計測された外気温が第1の設定温度以下である場合に、高出力により前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットを運転する第3ステップと、
前記第3ステップの後に、前記入水温度を計測し、前記入水温度が設定湯温より高い場合に前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットの運転を停止する第4ステップと、
前記第2ステップで計測された外気温が第1の設定温度より高い場合に、低出力により前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットを運転する第5ステップと、
前記第5ステップの後に、前記入水温度を計測し、前記入水温度が設定湯温より高い場合に前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットの運転を停止する第6ステップと、
前記第5ステップの後に、前記入水温度が設定湯温よりも低い場合に、前記外気温を計測する第7ステップと、
前記第7ステップで計測された外気温が前記第1の設定温度よりも低く設定された第2の設定温度より低い場合に、高出力により前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットを運転する第8ステップと、
前記第8ステップの後に、前記入水温度を計測し、前記入水温度が設定湯温より高い場合に前記貯湯タンク保温用再加熱ユニットの運転を停止する第9ステップと、
を備えることを特徴とする貯湯タンクの保温制御方法。 A first step of measuring the temperature of the hot water in the hot water storage tank entering the reheating unit for hot water storage tank insulation;
A second step of measuring an external temperature at which the hot water storage tank is installed in order to start operation of the hot water storage tank reheating unit when the measured incoming water temperature is equal to or lower than a set hot water temperature;
A third step of operating the hot water storage tank reheating unit with high output when the outside air temperature measured in the second step is equal to or lower than a first set temperature;
A fourth step of measuring the incoming water temperature after the third step and stopping the operation of the hot water storage tank reheating unit when the incoming water temperature is higher than a set hot water temperature;
When the outside air temperature measured in the second step is higher than the first set temperature, a fifth step of operating the hot water tank reheating unit with low output,
A sixth step of measuring the incoming water temperature after the fifth step and stopping the operation of the reheating unit for keeping the hot water storage tank when the incoming water temperature is higher than a set hot water temperature;
After the fifth step, when the incoming water temperature is lower than a set hot water temperature, a seventh step of measuring the outside air temperature;
When the outside air temperature measured in the seventh step is lower than the second set temperature set lower than the first set temperature, the eighth step of operating the hot water tank reheating unit with high output is performed. When,
After said eighth step, a ninth step of the entering water temperature to the measurement, to stop the operation of the hot water storage tank kept for reheating unit when the entering water temperature is higher than the set water temperature,
A heat storage control method for a hot water storage tank.
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