JP5720002B2 - ハイブリッド給湯システム - Google Patents
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Description
構成されたハイブリッド給湯システムが知られている。例えば、熱源としてヒートポンプ
と太陽光集熱器を備えたものでは、夜間において安価な電気を利用してヒートポンプ熱源
を駆動して温湯を作り、昼間には太陽光集熱器を熱源として温湯を作るといった熱源の切
替え制御によって、低コストで温湯が供給できるようにしている。
湯温が低下した場合に、出湯するタンクと沸上げるタンクを順に切り替えることにより連
続して出湯ができるように構成したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
所定のタイミングで熱源の切替えが行われるが、従来では、切替えのタイミングが、切替
え先の熱源の状態に関わらず、予め決められたタイムスケジュールに従って行われるので
、熱源を切替えたときに、供給される湯の量が減少するとか、温度が低下するといった不
具合が生じる虞があった。
て使用するシステムの場合、例えば、午前中のある一定の時刻に熱源をヒートポンプから
太陽光集熱器に切替えるようにすると、天候の不順などによって太陽光集熱器で得られる
熱量が所定量に達していない場合には、熱源を切替えた後に湯温が低下したり、給湯が停
止してしまうこと(湯切れ)がある。
を検査し、その検査時に所定の熱量が得られる状態にあるときに手動により切替えること
が考えられる。しかしながら、この方法では、システム管理者の負担になるうえに、管理
者が検査を行う時に、切替え先の熱源の状態が所定の状態に達していない場合(例えば、
太陽光による集熱がまだ十分ではない場合)には、時間をあけてあらためて検査をしなけ
ればならない。また、切替え先の熱源が既に所定の熱量を得られる状態に達している場合
には、切替えタイミングが遅れたことになり、高いエネルギー効率が得られない。
ユニットを有するハイブリッド給湯システムにおいて、人手により熱源の状態を検査する
といった労力を必要とせず、湯切れなどのトラブルを起こすことなく適正なタイミングで
熱源を切替えることができ、しかもシステム全体のエネルギー効率を容易に向上すること
ができるハイブリッド給湯システムを提供することを目的とする。
制御装置からの制御命令を受け、その制御命令に従って自給湯ユニットを制御するもので
あることが好ましい。
信するものであることが好ましい。
向上するように自給湯ユニットを制御するものであることが好ましい。
するので、適正なタイミングで熱源を切替えることができ、給湯温の低下や湯切れを防止
することができ、また、エネルギー効率を容易に向上することができる。
以下、本発明の第1の実施形態に係るハイブリッド給湯システムについて、図1を参照
して説明する。本実施形態のハイブリッド給湯システム1は、ヒートポンプ2を熱源とす
るヒートポンプ給湯ユニット3と、太陽光集熱器4を熱源とする太陽光給湯ユニット5と
、ガス給湯器6を熱源とするガス給湯ユニット7と、を備える。
ホテル・宿泊施設の入浴設備などの温湯使用設備に供給されるようになっている。
ク11と、温度センサ12を介して貯湯タンク11内の湯温を検知し、検知した湯温に基
づいてヒートポンプ2の運転を発停制御したり、常温水の供給配管13の電磁弁14、出
湯配管15の電磁弁16などの弁の開閉を制御する制御部17と、を備えている。なお、
ヒートポンプ2は、自然冷媒(二酸化炭素)を使用した高効率なものであり、ヒートポン
プ給湯ユニット3の沸上げ効率を向上させることに寄与している。
bを備える。マイコン17aは、ヒートポンプ2の運転状態や貯湯タンク11内の湯温な
どに基づいて自給湯ユニット3の沸上げ状況を把握し、さらに沸上げ効率を算出する。ま
た、送受信部17bは、マイコン17aが把握した自給湯ユニット3の状態を所定の統一
されたプロトコルに従って、他の給湯ユニット5、7へ送信する。
と、温度センサ22を介して貯湯タンク21内の湯温を検知し、検知した湯温に基づいて
太陽光集熱器4の運転を制御したり、常温水の供給配管23の電磁弁24、出湯配管25
の電磁弁26などの弁の開閉を制御する制御部27と、を備えている。
える。マイコン27aは、太陽光集熱器4の運転状態や貯湯タンク21内の湯温などに基
づいて自給湯ユニット5の沸上げ状況を把握し、さらに沸上げ効率を算出する。送受信部
27bは、マイコン27aが把握した自給湯ユニット5の状態を前記と同一のプロトコル
に従って、他の給湯ユニット3、7へ送信する。
した湯温に基づいてガス給湯器6の運転を制御したり、常温水の供給配管32の電磁弁3
3、出湯配管34の電磁弁35の開閉を制御する制御部37と、を備えている。
bを備える。マイコン37aは、ガス給湯器6の運転状態や湯温などに基づいて自給湯ユ
ニット7の沸上げ状況を把握し、さらに沸上げ効率を算出する。送受信部37bは、マイ
コン37aが把握した自給湯ユニット7の状態を前記と同一のプロトコルに従って、他の
給湯ユニット3、5へ送信する。
されている。制御部17、27、37が通信線41を介して互いに通信する情報としては
、熱源の運転状況、沸上げ効率の他に、例えば、タンク内の湯の温度情報、熱源の故障な
どにより給湯ユニットが運転不能になっていないかどうかといった死活情報、熱源への駆
動電力が正常に供給されているかどうかといった電力情報、及び他給湯ユニットを制御す
るための制御情報が含まれる。
ット3は主に夜間に稼働して貯湯タンク11に湯を溜め、太陽光給湯ユニット5は昼間に
稼働し、ガス給湯ユニット7は主に冬場において補助的に稼働するものとする。
から種々の情報を逐次受信し、太陽光給湯ユニット5の状態を把握する。そして、太陽光
給湯ユニット5が故障しておらず正常に運転しており、沸上げ効率が所定の値に達したタ
イミングで、自給湯ユニット3の運転を停止すると共に、制御部27へ制御情報を送信し
て太陽光給湯ユニット5からの出湯を開始させる。太陽光給湯ユニット5は、受信した制
御情報に応じて電磁弁26を開けるなどの自給湯ユニット5の出湯動作を制御する。これ
により、エネルギー効率が向上し、熱源を切替えた後に湯温の低下や湯切れが生じること
もない。
たり、沸上げ効率が低下した場合には、制御部同士17、27の通信により、ヒートポン
プ給湯ユニット3の状態が良好であることを確認したうえで、ヒートポンプ給湯ユニット
3へ制御情報を送信してヒートポンプ給湯ユニット3の運転を再開させることができる。
合などでは、太陽光給湯ユニット5の制御部27は、ガス給湯ユニット7の制御部37と
通信して、ヒートポンプ給湯ユニット3の運転に併せてガス給湯ユニット7の運転を開始
させることも可能である。これにより、ヒートポンプ2と太陽光集熱器4では十分な熱量
を得ることが難しい冬場においても、熱源を切替えた後の湯温の低下や湯切れを防止する
ことができる。
効率だけではなく、配管の経路や、配管からの放熱を考慮することが好ましい。具体的に
は、例えば、本実施形態の場合、管寄せ配管8の長さが、太陽光給湯ユニット5よりもガ
ス給湯ユニット7の方が長くなっているので、ガス給湯ユニット7からの出湯の方が太陽
光給湯ユニット5からの出湯よりも管寄せ配管8を通る過程での放熱量が大きい。このこ
とから、仮に両給湯ユニット5、7の沸上げ効率が同等である場合には、太陽光給湯ユニ
ット5を切替え先の給湯ユニットとして選択する。
る場合には、その沸上げ効率の差が、熱換算したときの放熱量の差を上回る場合に、ガス
給湯ユニット7を切替え先の給湯ユニットとして選択する。
レーブの関係がない場合のものであったが、例えば、ヒートポンプ給湯ユニット3の制御
部17がマスターであり、他の給湯ユニット5、7の制御部27、37がスレーブであっ
てもよい。この場合には、ヒートポンプ給湯ユニット3の制御部17が他の給湯ユニット
5、7の状態を集中的に把握し、制御部17だけが制御情報を送信して他の給湯ユニット
5、7を制御する。
一されたプロトコルにより行われるので、通信線41に後付けで別の装置(例えば、制御
部へのデータ入力装置)を接続することが容易である。
本発明の第2の実施形態に係るハイブリッド給湯システムについて、図2を参照して説
明する。本ハイブリッド給湯システム1の構成と動作は、第1の実施形態と略同一であり
、制御部17、27、37同士の通信が無線で行われる点と、制御部17、27、37が
マスター制御ユニット50に接続されている点が異なる。同一の構成については同一の番
号を付して説明を省略する。
b、37bがアンテナ17c、27c、37cを有して無線送受信が可能なものになって
いる。これにより、有線による場合よりも、各給湯ユニット3、5、7の配置の自由度が
増し、全体をコンパクトにすることができる。制御部17、27、37間の通信は統一さ
れたプロトコルに従って行われる。
一部を構成するものであり、マイコン50a、送受信部50b、及び入力部50cを備え
る。送受信部50bは、光ファイバーなどの通信線51を介して制御部17、27、37
の各送受信部17b、27b、37bに有線接続されている。この通信線51を介して行
われるマスター制御ユニット50と各制御部17、27、37との通信も制御部17、2
7、37同士における通信プロトコルと同一のプロトコルで行われる。
を入力すると、マイコン50aが、その管理情報を記憶し、送受信部50bを介して各制
御部17、27、37へ送信する。各制御部17、27、37は、給湯ユニット3、5、
7の状態が管理情報に近づくように制御する。
線51を介してマスター制御ユニット50へ逐次送信し、マスター制御ユニット50に設
けられた表示部(不図示)に表示するようにしてもよい。この場合には、管理者は、ハイ
ブリッド給湯システム1が設置された機械室ではなく、マスター制御ユニット50が設置
された事務所などのより職場に近い場所でハイブリッド給湯システム1を管理することが
できる。
7の各々が通信することにより他の給湯ユニット3、5、7の状態を把握するので、適正
なタイミングで熱源を切替えることができ、切替えたときの給湯温の低下や湯切れを防止
することができ、エネルギー効率を向上することができる。
2 ヒートポンプ(熱源)
3 ヒートポンプ給湯ユニット
4 太陽光集熱器(熱源)
5 太陽光給湯ユニット
6 ガス給湯器(熱源)
7 ガス給湯ユニット
17 制御部
27 制御部
37 制御部
50 マスター制御ユニット(制御装置)
Claims (4)
- 熱源としてのヒートポンプと該ヒートポンプにより昇温された湯を溜める貯湯タンクを有するヒートポンプ給湯ユニット、及び熱源としての太陽光集熱器と該太陽光集熱器により昇温された湯を溜める貯湯タンクを有する太陽光給湯ユニットを有するハイブリッド給湯システムにおいて、
前記給湯ユニットの各々は自給湯ユニットを制御すると共に自給湯ユニットの熱源の運転状態と自給湯ユニットの貯湯タンク内の湯温とに基づいて自給湯ユニットの沸上げ効率を算出して把握する制御部を備え、
前記制御部の各々は互いに通信することにより、他給湯ユニットの沸上げ効率を把握し、前記ヒートポンプ給湯ユニットから前記太陽光給湯ユニットへと湯沸かし運転を移行するときに、前記ヒートポンプ給湯ユニットの制御部は、前記太陽光給湯ユニットの沸上げ効率が所定の値に達したことを検知したタイミングで自給湯ユニットの運転を停止すると共に、太陽光給湯ユニットの出湯を開始させることを特徴とするハイブリッド給湯システム。 - 前記制御部は、他給湯ユニットの制御部、及び/又は本ハイブリッド給湯システム外の
制御装置からの制御命令を受け、その制御命令に従って自給湯ユニットを制御することを
特徴とする請求項1に記載のハイブリッド給湯システム。 - 前記制御部の各々は、有線又は無線により接続され、統一されたプロトコルに従って通
信することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のハイブリッド給湯システム。 - 前記制御部は、把握した他給湯ユニットの状態に基づいて、システム全体の給湯効率が
向上するように自給湯ユニットを制御することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいず
れか1項に記載のハイブリッド給湯システム。
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