JP5604966B2 - Hot water storage water heater - Google Patents
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Description
本発明は、貯湯式給湯機に関する。 The present invention relates to a hot water storage type water heater.
電力によりヒートポンプサイクルを駆動して沸き上げた湯を貯湯タンクに貯え、風呂、台所などの給湯端末からの要求に応じて、貯湯タンク内の湯を取り出して供給する貯湯式給湯機が広く用いられている。従来、この種の貯湯式給湯機において、電気料金単価が割安となる夜間時間帯（例えば２３時〜翌朝７時）にヒートポンプサイクルを駆動して一日分の熱量を貯湯タンクに貯え、夜間時間帯以外ではヒートポンプサイクルをなるべく駆動しないように制御する技術が知られている。例えば、下記特許文献１に開示された貯湯式給湯機では、毎日の使用熱量のデータを蓄積し、過去一週間での最大使用熱量を当日の沸き上げ目標熱量とし、この沸き上げ目標熱量に基づいて沸き上げ温度（ヒートポンプサイクルを利用して沸かす湯の温度）の目標値を算出し、その目標値に基づいて夜間時間帯の沸き上げを行うものが開示されている。
Hot water storage water heaters are widely used that drive the heat pump cycle by electric power, store the hot water boiled in a hot water storage tank, and take out the hot water in the hot water storage tank and supply it in response to requests from hot water terminals such as baths and kitchens. ing. Conventionally, in this type of hot water storage type hot water heater, the heat pump cycle is driven in the night time zone (for example, 23:00 to 7:00 the next morning) when the electricity unit price is cheap, and the amount of heat for one day is stored in the hot water storage tank. A technique for controlling the heat pump cycle so as not to be driven as much as possible other than the belt is known. For example, in the hot water storage type water heater disclosed in
ヒートポンプサイクルの性能は、成績係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ：以下「ＣＯＰ」と呼ぶ）によって表される。ＣＯＰを向上するためには、沸き上げ中の加熱効率を上げることが有効である。一般に、沸き上げ中の加熱効率を向上するためには、沸き上げ温度を下げることが有効とされている。 The performance of the heat pump cycle is represented by a coefficient of performance (hereinafter referred to as “COP”). In order to improve COP, it is effective to increase the heating efficiency during boiling. Generally, in order to improve the heating efficiency during boiling, it is effective to lower the boiling temperature.
上記従来の貯湯式給湯機では、沸き上げ目標熱量が大きくなるにつれて、沸き上げ温度も高くされる。このため、過去一週間での最大使用熱量が大きいために沸き上げ目標熱量が大きくなっている場合には、それに応じて沸き上げ温度が高くされるので、ヒートポンプサイクルのＣＯＰが悪化するという問題がある。また、沸き上げ温度を高くするほど、貯湯タンクに貯える湯の温度が高くなるので、貯湯タンクからの放熱ロスが大きくなるという問題もある。 In the conventional hot water storage type hot water heater, the boiling temperature is raised as the boiling target heat amount increases. For this reason, when the boiling target heat quantity is large because the maximum heat consumption in the past one week is large, the boiling temperature is raised accordingly, so that the COP of the heat pump cycle is deteriorated. . Moreover, since the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank increases as the boiling temperature increases, there is also a problem that heat dissipation loss from the hot water storage tank increases.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、貯湯式給湯機のエネルギー効率を向上することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the energy efficiency of a hot water storage type hot water heater.
本発明に係る貯湯式給湯機は、電力により駆動される加熱手段の加熱動作によって加熱された湯を貯湯タンクに貯え、給湯端末からの要求に応じて貯湯タンク内の湯を取り出して使用する貯湯式給湯機であって、貯湯タンクから取り出されて使用された湯の熱量を算出する使用熱量算出手段と、使用熱量算出手段により算出された使用熱量の、過去複数日間の記録に基づいて、貯湯タンクに当日に貯める目標熱量を算出する目標熱量算出手段と、目標熱量のうち、電気料金単価が割安に設定されている所定の夜間時間帯に貯めるべき熱量の割合である夜間率を記憶した夜間率記憶手段と、目標熱量算出手段によって算出された目標熱量に夜間率を乗じて夜間目標熱量を算出する夜間目標熱量算出手段と、加熱手段の加熱動作を制御する加熱動作制御手段と、を備え、加熱動作制御手段は、夜間目標熱量算出手段によって算出された夜間目標熱量を、夜間時間帯に貯湯タンクに貯めるように、加熱手段の加熱動作を制御するものである。 The hot water storage type hot water heater according to the present invention stores hot water heated by the heating operation of the heating means driven by electric power in the hot water storage tank, and takes out the hot water in the hot water storage tank according to a request from the hot water supply terminal. A hot water storage unit that calculates the heat quantity of hot water that has been taken out of a hot water storage tank and used, and a record of the amount of heat used calculated by the heat consumption calculation means for a plurality of days in the past. Night heat storing the target heat amount calculation means for calculating the target heat amount to be stored in the tank on the day, and the night heat rate that is the ratio of the heat amount that should be stored in the predetermined night time zone where the unit price of electricity is set to be lower than the target heat amount A rate storage means, a nighttime target heat amount calculating means for calculating a nighttime target heat amount by multiplying the target heat amount calculated by the target heat amount calculating means by a nighttime rate, and a heating operation for controlling the heating operation of the heating means. And a control unit, a heating operation control means, the nighttime target heat calculated by the nighttime target heat calculating means, as store the hot water storage tank to nighttime, and controls the heating operation of the heating means.
本発明によれば、ＣＯＰを向上させることができ、また、貯湯タンクからの放熱ロスを少なくすることができる。このため、貯湯式給湯機のエネルギー効率を向上することができ、使用電力量を抑制することが可能となる。 According to the present invention, COP can be improved and heat dissipation loss from the hot water storage tank can be reduced. For this reason, the energy efficiency of the hot water storage type hot water heater can be improved, and the power consumption can be suppressed.
実施の形態１．
図１は、本発明の貯湯式給湯機の実施の形態１を示す構成図である。図１に示すように、貯湯タンク１は、加熱循環回路３を介して、加熱手段としてのヒートポンプユニット２と接続されている。ヒートポンプユニット２内には、圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、空気熱交換器およびアキュームレータが冷媒配管により順次接続されて構成されたヒートポンプ回路が備えられている。加熱循環回路３の往き管３１は、貯湯タンク１の下部とヒートポンプユニット２とを接続しており、加熱循環回路３の戻り管３２は、貯湯タンク１の上部とヒートポンプユニット２とを接続している。
FIG. 1 is a configuration
貯湯タンク１内は、常に、下層の水と上層の湯によって満たされている。ヒートポンプユニット２による加熱動作（沸き上げ動作）を行う場合には、往き管３１の途中に設けられた循環ポンプ４を作動することにより、貯湯タンク１の下部から取り出された水が往き管３１を通ってヒートポンプユニット２内に導かれる。この水はヒートポンプユニット２内で沸き上げられて高温の湯となり、戻り管３２を通って貯湯タンク１の上部に戻される。貯湯タンク１内は、水と、沸き上げられた湯とが、境界層（混合層）を介して下層と上層とに分かれて停留する。ヒートポンプユニット２による加熱動作時には、貯湯タンク１内に上部から湯が蓄積し、水と湯との境界層が下方へ移動する。一方、貯湯タンク１からの出湯時には、貯湯タンク１の上部から湯が取り出された分だけ下部から水が注入され、水と湯との境界層が上方へ移動する。
The hot
貯湯タンク１の外面には、上から順に第１〜第４の温度センサ５ａ〜５ｄが間隔を空けて設けられている。これらの温度センサ５ａ〜５ｄは、貯湯タンク１の上部からの内容積がそれぞれ所定の量（例えば、０Ｌ、５０Ｌ、１００Ｌ、１５０Ｌ）となるような位置（高さ）に配置されており、その位置での貯湯タンク１内の温度を検出する。また、加熱循環回路３の往き管３１の途中には、第５の温度センサ５ｅ（満杯検出用温度センサ）が設けられており、往き管３１内の湯水の温度を検出することができる。第１〜第５の温度センサ５ａ〜５ｅは、貯湯タンク１内にある湯の熱量（以下、「残湯熱量」と称する）を検出する残湯熱量検出手段として機能する。貯湯タンク１の上部には、貯湯タンク温度センサ６が設けられている。この貯湯タンク温度センサ６は、ヒートポンプユニット２によって加熱されて貯湯タンク１の上部に戻される湯の温度（沸き上げ温度）を検出する。
On the outer surface of the hot
一般給湯側電動混合弁７は、貯湯タンク１の上部に接続された給湯管８からの高温湯と、水道管等の水源に接続された給水管９からの水とを混合し、その混合された湯水を、混合給湯管１０を経由して蛇口等に供給する。
The general hot water supply side
給水管９には、給水温度センサ２３が設けられており、給水管９を流れる水の温度を検出することができる。混合給湯管１０には、給湯用流量センサ１９および給湯用温度センサ２０が設けられており、混合給湯管１０を流れる湯の流量および温度を検出することができる。
The
風呂給湯側電動混合弁１１は、給湯管８からの高温湯と給水管９からの水とを混合し、その混合された湯水を、混合風呂管１８および風呂側循環回路１２を経由して浴槽に供給することにより、湯張りを行う。浴槽内の湯量が適量となったところで混合風呂管１８の途中に設けられた電磁弁１３が閉じ、湯張りが完了する。
The hot water supply side
混合風呂管１８には、風呂用流量センサ２１および風呂用温度センサ２２が設けられており、混合風呂管１８を流れる湯の流量および温度を検出することができる。
The mixed bath pipe 18 is provided with a
風呂側循環回路１２は、風呂循環ポンプ１４により浴槽から浴槽水を引き込み、熱交換器１５を経由して浴槽に戻る経路である。また、タンク側循環回路１６は、貯湯タンク１の上部から貯湯タンク１内の湯をタンク循環ポンプ１７で引き込み、熱交換器１５を経由して貯湯タンク１の下部に繋がる経路である。浴槽の追い焚き時には、風呂循環ポンプ１４およびタンク循環ポンプ１７が作動される。これにより、浴槽から風呂側循環回路１２に引き込まれた浴槽水と、貯湯タンク１の上部からタンク側循環回路１６に引き込まれた高温湯とが、熱交換器１５において熱交換を行う。浴槽水が適温となったところで風呂循環ポンプ１４およびタンク循環ポンプ１７が停止され、追い焚きが終了する。
The bath-
制御部２４は、上述したヒートポンプユニット２、循環ポンプ４、第１〜第５の温度センサ５ａ〜５ｅ、貯湯タンク温度センサ６、一般給湯側電動混合弁７、風呂給湯側電動混合弁１１、電磁弁１３、風呂循環ポンプ１４、タンク循環ポンプ１７、給湯用流量センサ１９、給湯用温度センサ２０、風呂用流量センサ２１、風呂用温度センサ２２および給水温度センサ２３と、使用者が貯湯式給湯機を操作するための操作部としての機能を有するリモコン２５とに電気的に接続されている。この制御部２４は、貯湯式給湯機の各部の動作を制御する。
The
制御部２４には、使用熱量算出手段２４ａと、目標熱量算出手段２４ｂと、夜間率記憶手段２４ｃと、夜間目標熱量算出手段２４ｄとが設けられている。使用熱量算出手段２４ａは、貯湯タンク１から取り出されて使用された湯の熱量を算出する。目標熱量算出手段２４ｂは、使用熱量算出手段２４ａによって算出された使用熱量の、過去複数日間の記録に基づいて、貯湯タンク１に当日に貯める目標熱量を算出する。夜間率記憶手段２４ｃには、当日に貯める目標熱量のうち、電気料金単価が割安に設定されている夜間時間帯（例えば２３時〜翌朝７時）に貯めるべき熱量の割合である夜間率が記憶されている。夜間目標熱量算出手段２４ｄは、目標熱量算出手段２４ｂによって算出された目標熱量に、夜間率記憶手段２４ｃに記憶されている夜間率を乗じて夜間目標熱量を算出する。上記夜間率は、換言すれば、ヒートポンプユニット２が２４時間で使用する電力量のうち、上記夜間時間帯に使用すべき電力量の割合である。あるいは、上記夜間率を、ヒートポンプユニット２が２４時間で受ける沸き上げ用の電力供給時間のうち、上記夜間時間帯に供給を受ける時間の割合としてもよい。
The
なお、上記夜間時間帯とは、深夜電力、時間帯別電灯契約等の電力会社との契約によって定められるものである。深夜電力とは、電力消費の少ない深夜から朝にかけての電気を使用することによって、電気料金が割安になる契約である。時間帯別電灯契約とは、電力を昼間と夜間の２つの時間帯に分けて、電気料金を計算する契約であり、昼間の電気料金は若干高くなるが、夜間の電気料金は大幅に割引されるものである。 The night time zone is determined by a contract with an electric power company such as a midnight power and a lighting contract according to time zone. Late-night power is a contract that reduces electricity charges by using electricity from midnight to morning with low power consumption. Electricity contracts by time zone are contracts that divide electricity into two time zones, daytime and nighttime, to calculate electricity charges. Daytime electricity charges are slightly higher, but nighttime electricity charges are greatly discounted. Is.
次に、実施の形態１の動作を図２に基づいて説明する。図２は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機の制御動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a control operation of the hot water storage type hot water supply apparatus according to
制御部２４に設けられた使用熱量算出手段２４ａは、給湯用流量センサ１９、給湯用温度センサ２０および給水温度センサ２３によって検出される流量および温度に基づいて、給湯に使用された熱量を算出する。また、使用熱量算出手段２４ａは、風呂用流量センサ２１、風呂用温度センサ２２および給水温度センサ２３によって検出される流量および温度に基づいて、風呂湯張りに使用された熱量を算出する。使用熱量算出手段２４ａは、その両者を合算することにより、貯湯タンク１から取り出されて使用された湯の熱量を算出する（ステップＳ３０）。この算出された使用熱量の１日間の積算値は、Ｑ＿ｄａｙ１（１日前の使用熱量の積算値），Ｑ＿ｄａｙ２（２日前の使用熱量の積算値），・・・，Ｑ＿ｄａｙｎ（ｎ日前の使用熱量の積算値）として、過去ｎ日間分（例えば過去２週間分）が記憶される。
The use heat amount calculation means 24 a provided in the
なお、使用熱量算出手段２４ａは、浴槽水の追い焚きが行われた場合に、浴槽水の湯量と、浴槽水の温度上昇値とに基づいて、追い焚きに使用された熱量を算出し、この算出した熱量を上記使用熱量に加算してもよい。追い焚きに使用された熱量は、浴槽水の量（例えば１８０Ｌ）×浴槽水の温度上昇値（例えば１０℃）／換算係数、という計算式によって求めることができる。 The use heat amount calculation means 24a calculates the amount of heat used for reheating, based on the amount of hot water in the bath water and the temperature rise value of the bath water, when the bath water is reheated. The calculated amount of heat may be added to the amount of heat used. The amount of heat used for reheating can be obtained by a calculation formula: amount of bathtub water (for example, 180 L) × temperature increase value of bathtub water (for example, 10 ° C.) / Conversion coefficient.
次に、夜間時間帯の開始時刻（例えば２３時）になったかどうかが判断される（ステップＳ３１）。まだ夜間時間帯開始時刻になっていない場合には、上記ステップＳ３０の処理が繰り返される。夜間時間帯開始時刻になった場合には、目標熱量算出手段２４ｂは、過去ｎ日間分の、１日毎の使用熱量の積算値Ｑ＿ｄａｙ１〜Ｑ＿ｄａｙｎに基づいて、１日間の使用熱量の平均値Ｑ＿ａｖｅを算出する（ステップＳ３２）。そして、その算出したＱ＿ａｖｅに基づいて、下記（１）式に従い、当日に貯湯タンク１に貯める熱量の目標値である沸き上げ目標熱量Ｑｏを算出する（ステップＳ３３）。
Next, it is determined whether or not the start time of the night time zone (for example, 23:00) has come (step S31). When the night time zone start time has not yet been reached, the process of step S30 is repeated. When the night time zone start time is reached, the target heat amount calculation means 24b calculates the average value Q_ave of the daily heat consumption based on the integrated values Q_day1 to Q_dayn of the daily heat consumption for the past n days. Calculate (step S32). Based on the calculated Q_ave, a boiling target heat quantity Qo that is a target value of the heat quantity stored in the hot
Ｑｏ＝Ｑ＿ａｖｅ×放熱係数＋起動熱量 ・・・（１） Qo = Q_ave × heat radiation coefficient + starting heat amount (1)
ここで、放熱係数とは、沸き上げた熱量に対し、風呂湯張りや入浴等によって湯が使用されるまでの間に貯湯タンク１からの放熱によって熱量が減少することを考慮して、予め設定されている値（例えば１．１）である。起動熱量とは、昼間時間帯の沸き上げを開始する貯湯タンク１内の残湯量から演算されるタンク熱量条件（例えば３５００ｋｃａｌ）である。
Here, the heat dissipation coefficient is set in advance in consideration of the amount of heat that is reduced due to heat dissipation from the hot
なお、目標熱量算出手段２４ｂは、Ｑ＿ａｖｅに代えて、過去ｎ日間での１日の使用熱量の最大値Ｑ＿ｍａｘ（すなわちＱ＿ｄａｙ１〜Ｑ＿ｄａｙｎのうちの最大値）に基づいて、沸き上げ目標熱量Ｑｏを算出するようにしてもよい。 The target heat amount calculation means 24b calculates the boiling target heat amount Qo based on the maximum daily use heat amount Q_max (that is, the maximum value of Q_day1 to Q_dayn) in the past n days instead of Q_ave. You may make it do.
次に、夜間目標熱量算出手段２４ｄは、目標熱量算出手段２４ｂによって算出された沸き上げ目標熱量Ｑｏと、夜間率記憶手段２４ｃに記憶されている所定の夜間率とに基づいて、下記（２）式に従い、夜間時間帯に貯湯タンク１に貯める熱量の目標値である夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔを算出する（ステップＳ３４）。上記夜間率は、１００％未満の値（例えば８０％）に設定されている。
Next, the night target heat amount calculation means 24d is based on the heating target heat quantity Qo calculated by the target heat amount calculation means 24b and the predetermined night rate stored in the night rate storage means 24c as follows (2). According to the equation, a night target heat amount Qo_night, which is a target value of the heat amount stored in the hot
Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔ＝Ｑｏ×夜間率 ・・・（２） Qo_night = Qo × night rate (2)
次に、制御部２４は、夜間目標熱量算出手段２４ｄによって算出された夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔに基づいて、下記（３）式に従い、沸き上げ目標温度Ｔｐを算出する（ステップＳ３５）。
Next, the
Ｔｐ＝Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔ／（タンク容量−マージン）＋給水温度 ・・・（３） Tp = Qo_night / (tank capacity−margin) + water supply temperature (3)
ここで、タンク容量とは、貯湯タンク１の容量（例えば３７０Ｌ）である。マージンとは、貯湯タンク１内の一定量は、放熱して給湯に使用できないことを考慮した値（例えば６０Ｌ）である。給水温度とは、給水温度センサ２３によって検出される給水温度（例えば１０℃）である。
Here, the tank capacity is the capacity of the hot water storage tank 1 (for example, 370 L). The margin is a value (for example, 60 L) in consideration that a certain amount in the hot
上記（３）式からも判るとおり、貯湯タンク１内に貯えられる湯量はタンク容量によって制限されるため、夜間時間帯に貯湯タンク１に貯める熱量を増やすには、沸き上げ目標温度Ｔｐを高くせざるを得ない。しかしながら、沸き上げ目標温度Ｔｐを高くすると、沸き上げ中の加熱効率が低下し、ヒートポンプユニット２のＣＯＰが低下する。このため、ヒートポンプユニット２のＣＯＰを向上させるためには、沸き上げ目標温度Ｔｐを低くすることが望ましい。ここで、本発明の実施の形態１では、当日の沸き上げ目標熱量Ｑｏの全部を夜間時間帯に貯湯タンク１に貯めるのではなく、沸き上げ目標熱量Ｑｏに所定の夜間率（例えば８０％）を乗じた夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔを夜間時間帯に貯湯タンク１に貯めるようにしている。このため、夜間時間帯の沸き上げ目標温度Ｔｐを比較的低い温度に抑制することができるので、ヒートポンプユニット２のＣＯＰを向上させることができる。
As can be seen from the above equation (3), the amount of hot water stored in the hot
沸き上げ目標温度Ｔｐが算出されると、制御部２４は、第２〜第５の温度センサ５ｂ〜５ｅからの入力値に基づいて、貯湯タンク１内の残湯熱量Ｑｔを算出する（ステップＳ３６）。次いで、この残湯熱量Ｑｔと、夜間目標熱量算出手段２４ｄによって算出された夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔとに基づいて、下記（４）式に従い、夜間時間帯の沸き上げ熱量Ｑｎを算出する（ステップＳ３７）。
When the boiling target temperature Tp is calculated, the
Ｑｎ＝Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔ−Ｑｔ ・・・（４） Qn = Qo_night−Qt (4)
次に、制御部２４は、夜間時間帯の沸き上げ熱量Ｑｎに基づいて、下記（５）式に従い、夜間時間帯の沸き上げ時間Ｔｗを算出する（ステップＳ３８）。また、下記（６）式に従い、夜間時間帯の沸き上げ開始時刻ｔ−ｓｔａｒｔを算出する（ステップＳ３９）。そして、夜間時間帯の沸き上げ開始時刻ｔ−ｓｔａｒｔが到来するまでは、ステップＳ３６〜ステップＳ３９の処理を繰り返し実行する（ステップＳ４０）。
Next, the
Ｔｗ＝Ｑｎ／８６０［ｃａｌ／Ｗｈ］／Ｈａｃ［ｋＷ］×６０［分］ ・・・（５）
ｔ−ｓｔａｒｔ＝夜間時間帯終了時刻−Ｔｗ ・・・（６）
Tw = Qn / 860 [cal / Wh] / Hac [kW] × 60 [min] (5)
t-start = Night time zone end time-Tw (6)
ここで、Ｈａｃとは、ヒートポンプユニット２における加熱能力（例えば４．５ｋＷ）である。
Here, Hac is the heating capacity (for example, 4.5 kW) in the
夜間時間帯の沸き上げ開始時刻ｔ−ｓｔａｒｔが到来した場合には、制御部２４は、ヒートポンプユニット２の加熱動作を開始する（ステップＳ４１）。その後は、貯湯タンク１内の残湯熱量Ｑｔが夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔに達したかどうかを判断し（ステップＳ４２）、残湯熱量Ｑｔが夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔに達した場合には、加熱動作を停止する（ステップＳ４３）。
When the boiling start time t-start in the night time zone has arrived, the
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、過去複数日間の使用熱量の実績から決定される当日の沸き上げ目標熱量Ｑｏに所定の夜間率（例えば８０％）を乗じて夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔを算出するので、夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔを抑制することができる。そして、この夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔに基づいて夜間時間帯の沸き上げ目標温度Ｔｐを算出するので、沸き上げ目標温度Ｔｐを比較的低い温度に抑制することができる。その結果、沸き上げ中の加熱効率が向上し、ヒートポンプユニット２のＣＯＰを向上させることができる。また、夜間時間帯の沸き上げ目標温度Ｔｐが低くなるので、夜間時間帯に貯湯タンク１に貯えられる湯の温度が低くなる。このため、夜間時間帯終了時刻（例えば朝７時）から、夕方に風呂湯張りや入浴によって湯が大量に使用されるまでの間に貯湯タンク１から放熱してしまう損失量を少なくすることができる。これらのことから、貯湯式給湯機全体としてのエネルギー効率を向上することができ、使用電力量を抑制することができる。
According to the first embodiment of the present invention described above, the night target heat amount Qo_night is obtained by multiplying the heating target heat amount Qo on the day determined from the actual heat used over the past several days by a predetermined night rate (for example, 80%). Therefore, the nighttime target heat quantity Qo_night can be suppressed. And since the boiling target temperature Tp of a night time zone is calculated based on this night target heat amount Qo_night, the boiling target temperature Tp can be suppressed to a relatively low temperature. As a result, the heating efficiency during boiling is improved and the COP of the
実施の形態２．
次に、図３および図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１と共通する構成および動作内容に関しては説明を省略する。
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 and FIG. 4, but the description of the configuration and operation contents common to the first embodiment will be omitted.
図３は、本発明の実施の形態２における夜間率記憶手段２４ｃの構成図である。図３に示すように、本実施形態における夜間率記憶手段２４ｃには、予め決められた、値の異なるｍ個の夜間率２４ｃ（１），２４ｃ（２），・・・，２４ｃ（ｍ）が記憶されている。
FIG. 3 is a configuration diagram of the night
制御部２４は、使用熱量算出手段２４ａによって算出された使用熱量の、過去複数日間の記録（Ｑ＿ｄａｙ１〜Ｑ＿ｄａｙｎ）に基づいて、夜間率記憶手段２４ｃに記憶されているｍ個の夜間率２４ｃ（１），２４ｃ（２），・・・，２４ｃ（ｍ）の中から１つの夜間率を選択し、目標熱量算出手段２４ｂによって算出された沸き上げ目標熱量Ｑｏに、この選択された１つの夜間率を乗じて夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔを算出する。このように、値の異なる複数の夜間率を用意しておき、過去複数日間の使用熱量の実績に基づいてその中の１つの夜間率を選択して使用することにより、過去複数日間の使用熱量の実績に応じた、より適切な夜間率を設定することができる。
The
以下、図４を参照して、より具体的に説明する。図４は、夜間率記憶手段に記憶されている複数の夜間率の中から１つの夜間率を選択する制御動作を示すフローチャートである。 Hereinafter, a more specific description will be given with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a control operation for selecting one night rate from a plurality of night rates stored in the night rate storage means.
図４において、制御部２４は、図２のステップＳ３２で算出された過去複数日間の使用熱量の平均値Ｑ＿ａｖｅが、１５０００ｋｃａｌ以内であるかどうかを判断する（ステップＳ５０）。そして、Ｑ＿ａｖｅが１５０００ｋｃａｌ以内であれば、夜間率記憶手段２４ｃに記憶されている複数の夜間率の中から１００％を選択し（ステップＳ５１）、Ｑ＿ａｖｅが１５０００ｋｃａｌよりも大きければ、８０％を選択する（ステップＳ５２）。図２のステップＳ３４において、制御部２４は、上記ステップＳ５１またはＳ５２で選択された夜間率を沸き上げ目標熱量Ｑｏに乗じて、夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔを算出する。
In FIG. 4, the
（具体例１）過去複数日間の使用熱量の平均値Ｑ＿ａｖｅが１５０００ｋｃａｌであった場合には、当日の沸き上げ目標熱量Ｑｏは、上記（１）式により２００００ｋｃａｌとなる。この場合、Ｑ＿ａｖｅが１５０００ｋｃａｌであるため上記ステップＳ５１により夜間率は１００％となるので、夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔは、沸き上げ目標熱量Ｑｏに等しく２００００ｋｃａｌとなる。したがって、タンク容量４６０Ｌ、給水温度１５℃とした場合、沸き上げ目標温度Ｔｐは、上記（３）式により６５℃となる。 (Specific example 1) When the average value Q_ave of the amount of heat used over the past several days is 15000 kcal, the heating target heat amount Qo on that day is 20000 kcal according to the above equation (1). In this case, since Q_ave is 15000 kcal, the nighttime rate becomes 100% by the above-described step S51. Therefore, the nighttime target heat amount Qo_night is equal to the boiling target heat amount Qo and is 20000 kcal. Therefore, when the tank capacity is 460 L and the feed water temperature is 15 ° C., the boiling target temperature Tp is 65 ° C. according to the above equation (3).
（具体例２）過去複数日間の使用熱量の平均値Ｑ＿ａｖｅが２００００ｋｃａｌであった場合には、当日の沸き上げ目標熱量Ｑｏは、上記（１）式により２５５００ｋｃａｌとなる。この場合、Ｑ＿ａｖｅが２００００ｋｃａｌであるため上記ステップＳ５２により夜間率は８０％となるので、夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔは、２５５００ｋｃａｌの８０％である２０４００ｋｃａｌとなる。したがって、タンク容量４６０Ｌ、給水温度１５℃の場合、沸き上げ目標温度Ｔｐは、上記（３）式により６６℃となる。 (Specific example 2) When the average value Q_ave of the amount of heat used over the past several days is 20000 kcal, the heating target heat amount Qo on that day is 25500 kcal according to the above equation (1). In this case, since Q_ave is 20000 kcal, the night rate is 80% by the above step S52, so the night target heat quantity Qo_night is 20400 kcal, which is 80% of 25500 kcal. Therefore, when the tank capacity is 460 L and the feed water temperature is 15 ° C., the boiling target temperature Tp is 66 ° C. according to the above equation (3).
（比較例）過去複数日間の使用熱量の平均値Ｑ＿ａｖｅが２００００ｋｃａｌであった場合に、本実施形態と異なり、当日の沸き上げ目標熱量Ｑｏである２５５００ｋｃａｌの全部を夜間時間帯に貯湯タンク１に貯めるとした場合には、沸き上げ目標温度Ｔｐは７９℃となる。
(Comparative example) When the average value Q_ave of the amount of heat used over the past several days is 20000 kcal, unlike the present embodiment, 2525 kcal that is the heating target heat amount Qo of the day is stored in the hot
本実施形態によれば、上記具体例２のような場合に、夜間率として８０％を乗じて夜間目標熱量Ｑｏ＿ｎｉｇｈｔを算出することにより、沸き上げ目標温度Ｔｐを、上記比較例の７９℃に対して６６℃に抑制することができる。このため、ヒートポンプユニット２のＣＯＰの向上、および貯湯タンク１からの放熱ロスの低減が図れる。
According to this embodiment, in the case of the above specific example 2, by multiplying the nighttime rate by 80% and calculating the nighttime target heat quantity Qo_night, the boiling target temperature Tp is set to 79 ° C. of the above comparative example. It can be suppressed to 66 ° C. For this reason, the COP of the
また、貯湯式給湯機では、台所等で高温の湯を使用する可能性があることを考慮して、貯湯タンク１に貯める湯の温度が所定温度以上となるように制御することが望まれるため、沸き上げ目標温度Ｔｐには下限値（例えば６５℃）が設けられる場合が多い。この場合には、沸き上げ目標温度Ｔｐがその下限値（以下、「下限沸き上げ温度」と称する）に一致したところでＣＯＰの向上は頭打ちとなるので、沸き上げ目標温度Ｔｐが下限沸き上げ温度より低くなるほどに夜間率を下げる必要はない。すなわち、過去複数日間の平均使用熱量Ｑ＿ａｖｅが小さく、当日の沸き上げ目標熱量Ｑｏが小さい場合には、下限沸き上げ温度（６５℃）での沸き上げによって当日の沸き上げ目標熱量Ｑｏの全部をまかなうことができる。このような場合には、夜間率を１００％とし、電気料金単価の割安な夜間時間帯に当日の沸き上げ目標熱量Ｑｏの全部を貯湯タンク１に貯めた方が、昼間時間帯の電力消費が抑制されるので、電気料金を低減することができ、好ましい。本実施形態によれば、このような場合には、上記具体例１のように、夜間率を１００％とすることができるので、電気料金を低減することができる。
In addition, in the hot water storage type water heater, it is desired to control the temperature of the hot water stored in the hot
以上説明したように、本実施形態によれば、平均使用熱量Ｑ＿ａｖｅが多い場合（Ｑ＿ａｖｅ＞１５０００ｋｃａｌ）には、平均使用熱量Ｑ＿ａｖｅが少ない場合（Ｑ＿ａｖｅ≦１５０００ｋｃａｌ）の夜間率（１００％）に比して、低い夜間率（８０％）を選択する。これにより、下限沸き上げ温度での沸き上げでまかなえる範囲においては高い夜間率を使用することによって電気料金の低減が図れるとともに、下限沸き上げ温度での沸き上げでまかなえない範囲については夜間率を低くして沸き上げ目標温度Ｔｐを抑制することによってＣＯＰの向上および貯湯タンク１からの放熱ロス低減を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, when the average amount of heat used Q_ave is large (Q_ave> 15000 kcal), compared to the night rate (100%) when the average amount of heat used Q_ave is small (Q_ave ≦ 15000 kcal). Select a low night rate (80%). As a result, in the range that can be covered by boiling at the lower limit boiling temperature, the electricity rate can be reduced by using a high night rate, and in the range that can not be covered by boiling at the lower limit boiling temperature, the night rate is lowered. By suppressing the boiling target temperature Tp, it is possible to improve COP and reduce heat dissipation loss from the hot
なお、本実施形態では過去複数日間の平均使用熱量Ｑ＿ａｖｅに基づいて夜間率を選択しているが、当日の沸き上げ目標熱量Ｑｏに基づいて夜間率を選択してもよい。 In the present embodiment, the night rate is selected based on the average amount of heat used Q_ave for the past plural days, but the night rate may be selected based on the heating target heat amount Qo on that day.
ところで、使用者は、リモコン２５を操作することにより、ヒートポンプユニット２の加熱動作条件の設定を行うことができる。加熱動作条件の設定とは、例えば、予め用意された複数の沸き上げモード（「おまかせ」、「多め」、「少なめ」など）のうちの１つを選択することなどである。本発明では、使用者がリモコン２５に設定した加熱動作条件に応じて、夜間率を変更するようにしてもよい。例えば、夜間率記憶手段２４ｃに記憶されている複数の夜間率２４ｃ（１），２４ｃ（２），・・・，２４ｃ（ｍ）の中から、使用者がリモコン２５に設定した加熱動作条件に応じて、制御部２４が最適な夜間率を選択して使用するようにしてもよい。また、使用者がリモコン２５を操作して夜間率の値を任意に変更できるように構成してもよい。これらの場合には、使用者が日々の給湯量や電気料金、ＣＯＰ、湯切れ等を考慮して、より適切な夜間率で加熱動作を行わせることができるため、使い勝手を更に向上することができる。
By the way, the user can set the heating operation condition of the
また、本発明では、電力会社との契約に関する情報を入力することができるようにリモコン２５を構成し、その入力された電力契約情報に基づいて、夜間率を変更するようにしてもよい。すなわち、昼夜の電気料金単価の比は、電力会社や契約メニューによって異なるため、夜間率記憶手段２４ｃに記憶されている複数の夜間率２４ｃ（１），２４ｃ（２），・・・，２４ｃ（ｍ）の中から、リモコン２５に入力された電力契約情報に基づいて、制御部２４が最適な夜間率を選択して使用するようにしてもよい。例えば、昼間時間帯の電気料金単価と比べて夜間時間帯の電気料金単価がとても割安な場合（割引率の高い場合）には、比較的高い夜間率を選択する方が、電気料金をより低減でき、より好適である。これに対し、昼間時間帯の電気料金単価と比べて夜間時間帯の電気料金単価がそれほど割安でない場合（割引率の低い場合）には、比較的低い夜間率を選択することにより、更なるＣＯＰの向上を図ることが得策となる。
In the present invention, the
電力契約情報の入力方法としては、昼間時間帯、夜間時間帯の各々の電気料金単価や夜間時間帯の開始時刻および終了時刻などの情報を個別にリモコン２５に入力可能するように構成してもよいし、各電力会社の電力契約メニューを予め記憶しておき、そのメニューの中から選択可能に構成してもよい。
As an input method of the power contract information, information such as a unit price of electricity charges in the daytime period and the nighttime period and start time and end time in the nighttime period can be individually input to the
１ 貯湯タンク
２ ヒートポンプユニット
８ 給湯管
９ 給水管
１９ 給湯用流量センサ
２０ 給湯用温度センサ
２１ 風呂用流量センサ
２２ 風呂用温度センサ
２３ 給水温度センサ
２４ 制御部
２５ リモコン
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記貯湯タンクから取り出されて使用された湯の熱量を算出する使用熱量算出手段と、
前記使用熱量算出手段により算出された使用熱量の、過去複数日間の記録に基づいて、前記貯湯タンクに当日に貯める目標熱量を算出する目標熱量算出手段と、
前記目標熱量のうち、電気料金単価が割安に設定されている所定の夜間時間帯に貯めるべき熱量の割合である夜間率を記憶した夜間率記憶手段と、
前記目標熱量算出手段によって算出された目標熱量に前記夜間率を乗じて夜間目標熱量を算出する夜間目標熱量算出手段と、
前記加熱手段の加熱動作を制御する加熱動作制御手段と、
を備え、
前記加熱動作制御手段は、前記夜間目標熱量算出手段によって算出された夜間目標熱量を、前記夜間時間帯に前記貯湯タンクに貯めるように、前記加熱手段の加熱動作を制御することを特徴とする貯湯式給湯機。 A hot water storage type water heater that stores hot water heated by a heating operation of heating means driven by electric power in a hot water storage tank, and takes out the hot water in the hot water storage tank according to a request from a hot water supply terminal,
A calorific value calculating means for calculating the calorific value of hot water taken out from the hot water storage tank;
A target heat amount calculating means for calculating a target heat amount to be stored in the hot water storage tank on the day based on the records of a plurality of past heats used by the heat amount calculating means;
A night rate storage means for storing a night rate that is a ratio of the amount of heat to be stored in a predetermined night time zone in which the electricity rate unit price is set to be low among the target heat amount,
Night target heat amount calculating means for calculating the night target heat amount by multiplying the night heat rate by the target heat amount calculated by the target heat amount calculating means;
Heating operation control means for controlling the heating operation of the heating means;
With
The heating operation control means controls the heating operation of the heating means so that the night target heat quantity calculated by the night target heat quantity calculation means is stored in the hot water storage tank in the night time zone. Type water heater.
前記使用熱量算出手段により算出された使用熱量の、過去複数日間の記録に基づいて、前記夜間率記憶手段に記憶されている複数の夜間率のうちの１つを選択する夜間率選択手段を備え、
前記夜間目標熱量算出手段は、前記目標熱量算出手段によって算出された目標熱量に、前記夜間率選択手段によって選択された夜間率を乗じて夜間目標熱量を算出することを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。 The night rate storage means stores a plurality of night rates with different values,
Night rate selection means for selecting one of a plurality of night rates stored in the night rate storage means based on the records of the past multiple days of usage heat calculated by the usage heat amount calculation means; ,
The night target heat amount calculating means calculates the night target heat amount by multiplying the target heat amount calculated by the target heat amount calculating means by the night rate selected by the night rate selection means. Hot water storage water heater.
前記夜間目標熱量算出手段は、前記加熱動作条件設定手段に設定された条件に基づいて、前記目標熱量に乗ずる夜間率を変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯式給湯機。 A heating operation condition setting means that allows the user to set the heating operation condition is provided,
4. The nighttime target heat amount calculating means changes a nighttime rate by which the target heat amount is multiplied based on a condition set in the heating operation condition setting means. 5. Hot water storage water heater.
前記夜間目標熱量算出手段は、前記電力契約情報入力手段に入力された情報に基づいて、前記目標熱量に乗ずる夜間率を変更することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯機。 Power contract information input means that can input information related to contracts with electric power companies,
5. The nighttime target heat amount calculating unit changes a night rate by which the target heat amount is multiplied based on information input to the power contract information input unit. 6. Hot water storage water heater.
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