JP6040872B2 - 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.
水を加熱する加熱手段(例えば、冷凍サイクルを利用したヒートポンプ装置など)により生成した高温の湯を貯湯タンクに貯え、需要に応じて貯湯タンクから湯を取り出して給湯する貯湯式給湯機が広く用いられている。従来、家庭用の貯湯式給湯機は、加熱手段を稼動することにより湯を生成して貯湯タンクに貯える貯湯運転を行う場合、昼間時間帯に比べて電気料金単価の安い深夜時間帯に貯湯運転を行うことが一般的である。この深夜時間帯は、通常、8時間程度(例えば23時から翌朝7時)になっている。このため、朝7時の直前に貯湯運転が終了するように、貯湯運転が制御される。 Hot water storage hot water heaters that store hot water generated by heating means that heats water (for example, heat pump devices that use a refrigeration cycle) in hot water storage tanks and take out hot water from hot water storage tanks as needed to supply hot water are widely used. It has been. Conventionally, hot water storage hot water heaters for household use have a hot water storage operation during the midnight hours when the unit price of electricity is lower than the daytime hours when hot water is generated by operating the heating means and stored in the hot water storage tank. It is common to do. This midnight time zone is usually about 8 hours (for example, from 23:00 to 7:00 the next morning). For this reason, the hot water storage operation is controlled so that the hot water storage operation ends just before 7:00 in the morning.
このような家庭用の貯湯式給湯機が、集合住宅などで複数台使用される場合、深夜時間帯が終了する7時前の時間帯には、その複数台の貯湯式給湯機のほとんどすべてが貯湯運転を行っている状態になる。そのため、集合住宅全体の受電設備を大容量化する必要に迫られる場合がある。受電設備の大容量化に伴い、受電設備が高額となるとの課題がある。 When multiple such hot water storage hot water heaters for home use are used in an apartment, etc., almost all of the multiple hot water storage water heaters are in the time zone before 7:00 when the midnight time zone ends. The hot water storage operation is performed. Therefore, there is a case where it is necessary to increase the capacity of the power receiving facility of the entire apartment house. With the increase in capacity of the power receiving equipment, there is a problem that the power receiving equipment becomes expensive.
また、電力供給事業者との契約形態は多岐にわたるが、大容量の電気容量(例えば50kW以上)を要する施設においては、高圧受電が必要になる場合がある。この高圧受電における契約電力は、当月を含む過去1年間の各月の最大需要電力のうちで最も大きい値として算出される。ここで、最大需要電力とは、デマンド時限(例えば30分間)毎に計量される、施設での全使用電力のうち、月間で最も大きい値となる。このため、デマンド時限毎の使用電力が契約電力を一度でも超えてしまうと、最大需要電力の最大値が更新されるため、契約電力が大きくなり、基本料金が高くなる。それ以降、最低1年間はその基本料金が継続されるので、電気料金が高くなってしまう。このようなことから、上記のような施設における電気料金を抑制するためには、契約電力が大きくなる方向に更新されないよう、最大需要電力をなるべく抑制することが重要になる。 In addition, although there are a wide variety of contract forms with power supply companies, high-voltage power reception may be required in facilities that require a large capacity (for example, 50 kW or more). The contract power in this high voltage power reception is calculated as the largest value among the maximum demand power in each month in the past year including the current month. Here, the maximum demand power is the largest value in a month among all the power used in the facility, which is measured every demand period (for example, 30 minutes). For this reason, if the power used for each demand period exceeds the contract power even once, the maximum value of the maximum demand power is updated, so the contract power increases and the basic charge increases. Since then, the basic charge will continue for a minimum of one year, resulting in a high electricity charge. For this reason, it is important to suppress the maximum demand power as much as possible so that the contracted power is not increased in order to reduce the electricity bill in the facility as described above.
特許文献1には、主幹ブレーカの二次側に接続された分岐ブレーカから電力の供給を受けるヒートポンプ式給湯システムにおいて、主幹ブレーカに流れる電気量の検出値に基づいて、ヒートポンプの運転を継続するとともに、ルームエアコン等の他の負荷機器の消費電力を低減させることにより、主幹ブレーカに流れる電気量を許容範囲に抑えるシステムが開示されている。特許文献1では、このシステムにより、全停電を回避し、ヒートポンプ給湯機による給湯を継続的に行い、他の負荷機器の運転をできるだけ継続する、としている。 In Patent Document 1, in a heat pump hot water supply system that receives power supply from a branch breaker connected to the secondary side of the main breaker, the operation of the heat pump is continued based on the detected value of the amount of electricity flowing to the main breaker. A system is disclosed that reduces the power consumption of other load devices such as a room air conditioner to keep the amount of electricity flowing through the main breaker within an allowable range. In Patent Document 1, this system avoids all blackouts, continuously performs hot water supply by a heat pump water heater, and continues to operate other load devices as much as possible.
しかしながら、特許文献1のヒートポンプ式給湯システムを集合住宅で実施する場合には、各戸において、主幹ブレーカに流れる電力量の検出手段を設け、ルームエアコン等の他の負荷機器と給湯システム制御マイコンとを電気的に接続するとともに、全戸の戸別システムを電気的に接続する必要がある。これらのことから、システム構築のための設備費が高額になる、という問題がある。また、特許文献1のシステムでは、各戸の消費電力を主幹ブレーカの許容値を超えないように抑制するのみであるので、各戸の主幹ブレーカの許容値が低い値に設定されていない場合には、集合住宅全体での最大需要電力を抑制することはできない。その一方で、各戸の主幹ブレーカの許容値が低い値に設定されていると、複数の電気機器の同時使用が制限を受け易くなり、利便性が低下する。 However, when the heat pump hot water supply system of Patent Document 1 is implemented in an apartment house, each unit is provided with a means for detecting the amount of power flowing to the main breaker, and other load devices such as room air conditioners and a hot water supply system control microcomputer are provided. In addition to being electrically connected, it is necessary to electrically connect all the door-to-door systems. For these reasons, there is a problem that the equipment cost for system construction becomes high. Further, in the system of Patent Document 1, since the power consumption of each door is only suppressed so as not to exceed the allowable value of the main breaker, when the allowable value of the main breaker of each door is not set to a low value, The maximum power demand in the entire apartment cannot be controlled. On the other hand, if the allowable value of the main breaker of each house is set to a low value, simultaneous use of a plurality of electric devices is likely to be restricted, and convenience is reduced.
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、複数の貯湯式給湯機が設置される集合住宅等の施設における全体の受電設備あるいは最大需要電力を抑制することができるとともに、施設全体でのシステム構築が不要で、安価に構成することのできる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the above-described problems, and can suppress the entire power receiving facility or maximum demand power in a facility such as an apartment house where a plurality of hot water storage hot water heaters are installed. An object of the present invention is to provide a hot water storage type water heater that does not require a system construction in the entire facility and can be constructed at low cost.
本発明に係る貯湯式給湯機は、水を加熱して湯を生成する加熱手段と、湯水を貯留する貯湯タンクと、加熱手段を稼動して湯を貯湯タンクに貯える貯湯運転を行う場合に、通常モードと、通常モードに比べて加熱手段の消費電力が低い低能力モードとを切り替え可能な制御手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、を備え、制御手段は、外気温度検出手段の検出温度と、予め設定された冷暖房不使用温度域とを比較し、検出温度が冷暖房不使用温度域内にある場合には、通常モードで貯湯運転を行い、検出温度が冷暖房不使用温度域外にある場合には、低能力モードで貯湯運転を行うものである。 The hot water storage type hot water supply apparatus according to the present invention is a heating unit that heats water to generate hot water, a hot water storage tank that stores hot water, and a hot water storage operation that operates the heating unit to store hot water in a hot water storage tank. And a control unit capable of switching between a normal mode and a low-capacity mode in which the power consumption of the heating unit is lower than that in the normal mode, and an outside air temperature detection unit for detecting the outside air temperature. If the detected temperature is within the air conditioning non-use temperature range, the hot water storage operation is performed in the normal mode, and the detected temperature is outside the air conditioning non-use temperature range. In some cases, the hot water storage operation is performed in the low capacity mode.
本発明によれば、複数の貯湯式給湯機が設置される集合住宅等の施設における全体の受電設備あるいは最大需要電力を抑制することができるとともに、施設全体でのシステム構築が不要で、安価に構成することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress the entire power receiving equipment or maximum demand power in a facility such as an apartment house where a plurality of hot water storage hot water heaters are installed, and it is not necessary to construct a system in the whole facility and is inexpensive. It can be configured.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の貯湯式給湯機を示す構成図である。図1に示す貯湯式給湯機130は、ヒートポンプユニット10と、タンクユニット110と、制御手段としてのタンクユニット制御装置120と、制御手段としてのヒートポンプユニット制御装置170とを備えている。以下、貯湯式給湯機130の各構成要素について説明する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a hot water storage type water heater according to Embodiment 1 of the present invention. A hot water storage type
ヒートポンプユニット10は、ユニットケース2内に、冷媒を圧縮する圧縮機1と、沸き上げ用熱交換器3と、膨張弁5と、蒸発器7と、これらを環状に接続する冷媒循環配管9とによって構成された冷凍サイクルシステムを有し、水を加熱して湯を生成する加熱手段として機能する。上記の冷凍サイクルシステムでは、二酸化炭素等の冷媒が圧縮機1で圧縮されて高温、高圧となった後に沸き上げ用熱交換器3で放熱し、膨張弁5で減圧され、蒸発器7で吸熱してガス状態となって圧縮機1に吸入される。冷媒として二酸化炭素を用いる場合、高圧側では二酸化炭素の臨界圧を超える条件下で運転することが好ましい。
The
ヒートポンプユニット10には、外気温度を検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ173と、ヒートポンプユニット10の消費電力を検出する電力量計171とが更に設けられている。圧縮機1、膨張弁5、電力量計171および外気温度センサ173は、それぞれ、ヒートポンプユニット制御装置170と電気的に接続されている。圧縮機1および膨張弁5は、それぞれ、ヒートポンプユニット制御装置170からの指示値に基づいて動作する。ヒートポンプユニット制御装置170と、タンクユニット制御装置120とは、電源通信線172により電気的に接続されている。ヒートポンプユニット制御装置170は、タンクユニット制御装置120からの沸き上げ温度指示値および消費電力指示値と、外気温度センサ173の検出値と、電力量計171の検出値とに基づいて、圧縮機1および膨張弁5への指示値を決定する。
The
タンクユニット110は、湯水を貯留する貯湯タンク20と、給水管路30と、貯湯用循環管路40と、給湯管路50と、1次側循環管路60と、2次側循環管路70と、追焚き用熱交換器80とを有している。貯湯タンク20は、給水管路30から供給される低温水を下側から貯留し、ヒートポンプユニット10で沸き上げられた湯を上側から貯留する。貯湯タンク20内は、上側が高温、下側が低温となる温度成層が形成され、常に満水状態に保たれる。この貯湯タンク20の下部には、給水管路30が接続される水導入口20aと、貯湯用循環管路40の往き管40aが接続される水導出口20bとが設けられている。貯湯タンク20の上部には、貯湯用循環管路40の戻り管40bが接続される温水導入口20cと、給湯管路50が接続される温水導出口20dとが設けられている。
The
貯湯タンク20には、高さの異なる位置に配置された複数の温度検出手段が取り付けられている。本実施の形態1では、この温度検出手段として、4つの貯湯温度センサ21a,21b,21c,21dが設けられている。貯湯温度センサ21a,21b,21c,21dのそれぞれの取り付け位置は、貯湯タンク20の頂部から何リットルの位置であるかを予め決めておく(例えば0リットル、100リットル、200リットル、300リットル)。このような貯湯温度センサ21a,21b,21c,21dにより貯湯タンク20内の温度分布を検出することにより、貯湯タンク20内の貯湯量あるいは蓄熱量を算出することができる。
The hot
給水管路30は、水道等の水源から供給される低温水を貯湯タンク20、給湯管路50、および所定の給湯先に供給する管路であり、第1給水管部30a、第2給水管部30b、第3給水管部30cおよび減圧弁(図示省略)を有している。第1給水管部30aは、水道等の水源と貯湯タンク20の水導入口20aとを繋ぐ。第2給水管部30bは、第1給水管部30aから分岐して、後述する第1混合弁45aおよび第2混合弁45bに接続されている。第3給水管部30cは、第1給水管部30aから分岐して、所定の給湯先(例えば、流し台、洗面台等の蛇口、シャワーなど)に接続されている。図示の例では、給湯先として、1つの給湯栓160が示されている。減圧弁は、第1給水管部30aの、第3給水管部30cの分岐箇所よりも下流側に設けられて、水源水圧を所定値以下となるように調圧する。図1においては、第1給水管部30aでの低温水の流れ方向を実線の矢印で示している。
The
貯湯用循環管路40は、貯湯タンク20の水導出口20bからヒートポンプユニット10内の沸き上げ用熱交換器3を経由して貯湯タンク20の温水導入口20cに達する管路である。この貯湯用循環管路40は、往き管40aと、戻り管40bと、バイパス管40cとを有している。往き管40aは、水導出口20bと、沸き上げ用熱交換器3の入水口とを繋ぐ。往き管40aの途中には、三方弁33と、貯湯用送水ポンプ35とがこの順に設けられている。戻り管40bは、沸き上げ用熱交換器3の出湯口と、温水導入口20cとを繋ぐ。バイパス管40cは、三方弁33を介して往き管40aから分岐して、戻り管40bの途中に接続されている。凍結防止運転時には、貯湯タンク20から往き管40aに流入した水が沸き上げ用熱交換器3と戻り管40bとバイパス管40cとを通って再び往き管40aに流れる。沸き上げ用熱交換器3により水を加熱して生成した湯を貯湯タンク20に送って貯湯タンク20内に貯える貯湯運転、あるいは上記凍結防止運転を行う際には、貯湯用送水ポンプ35が駆動される。
The hot water storage circulation line 40 is a pipe line that reaches the hot
給湯管路50は、貯湯タンク20に貯留された湯と、給水管路30からの低温水とを、第1混合弁45aまたは第2混合弁45bで混合することにより、予め設定された給湯温度になるように調整し、その温度調節された湯を浴槽150または給湯栓160に供給する管路である。給湯管路50は、第1混合弁45aおよび第2混合弁45bの他に、第1給湯管部50aと、第2給湯管部50bと、第3給湯管部50cとを有している。第1給湯管部50aは、貯湯タンク20の温水導出口20dと、第1混合弁45aおよび第2混合弁45bとを繋ぐ。第2給湯管部50bは、第1混合弁45aと、2次側循環管路70の戻り管70bとを繋ぐ。第3給湯管部50cは、第2混合弁45bと給湯栓160とを繋ぐ。図1においては、給湯栓160からの湯の流出方向を破線の矢印で示している。給湯栓160へ供給される湯の流量は、第3給湯管部50cに備えられた第1流量センサ46のパルス出力としてタンクユニット制御装置120の制御部120aに伝えられる。制御部120aは、その流量を積算することで、給湯栓160への給湯量を算出することができる。また、浴槽150へ供給される湯の流量は、第2給湯管部50bに備えられた第2流量センサ47のパルス出力として制御部120aに伝えられる。制御部120aは、その流量を積算することで、浴槽150への給湯量を算出することができる。
The hot water supply pipe 50 mixes the hot water stored in the hot
1次側循環管路60は、貯湯タンク20の温水導出口20dから追焚き用熱交換器80を経由して貯湯タンク20の下部に達する管路である。この1次側循環管路60は、往き管60aと、戻り管60bとを有している。往き管60aは、貯湯タンク20の温水導出口20dと、追焚き用熱交換器80の上部の温水導入口80aとを繋ぐ。戻り管60bは、追焚き用熱交換器80の下部の温水導出口80bと、貯湯タンク20の下部とを繋ぐ。戻り管60bの途中には、1次側送水ポンプ55が設けられている。図示の例では、第1給湯管部50aの貯湯タンク20側の一部と、往き管60aの貯湯タンク20側の一部とが兼用になっている。
The primary-
2次側循環管路70は、浴槽150から追焚き用熱交換器80を経由して再び浴槽150に戻る管路である。この2次側循環管路70は、往き管70aと、戻り管70bとを有している。往き管70aは、浴槽150と、追焚き用熱交換器80の下部の浴水導入口80cとを繋ぐ。往き管70aの途中には、2次側送水ポンプ65が設けられている。戻り管70bは、追焚き用熱交換器80の上部の浴水導出口80dと、浴槽150とを繋ぐ。追焚き用熱交換器80は、1次側循環管路60を流れる湯と、2次側循環管路70を流れる浴水150aとの間で熱交換を行い、浴水150aを加熱する。
The secondary-
なお、上述した各構成要素のうち、給水管路30、貯湯用循環管路40、給湯管路50、および2次側循環管路70の各々は、その一部がタンクユニット110のユニットケース112の外部にまで延在しており、残りの構成要素は、その全体がユニットケース112に内に収められている。
Among the components described above, each of the
タンクユニット制御装置120は、ユニットケース112内に配置された制御部120aと、ユーザーインターフェース装置としてのリモートコントローラ120bとを有している。リモートコントローラ120bは、例えば台所や浴室等に配置される。リモートコントローラ120bは、リモートコントローラ表示部120cを備える。制御部120aとリモートコントローラ120bとは、有線または無線により、相互に通信可能に接続される。制御部120aは、ヒートポンプユニット10、三方弁33、貯湯用送水ポンプ35、第1混合弁45a、第2混合弁45b、1次側送水ポンプ55、2次側送水ポンプ65、貯湯温度センサ21a,21b,21c,21d、第1流量センサ46、第2流量センサ47とそれぞれ電気的に接続されている。制御部120aとヒートポンプユニット制御装置170とは、電源通信線172を介して相互に通信可能になっている。制御部120aおよびヒートポンプユニット制御装置170は、使用者がリモートコントローラ120bから入力した情報、指令等と、各センサで検出される情報とに基づいて、各アクチュエータの動作を制御することにより、貯湯式給湯機130の動作を制御する。
The tank
図2は、本実施の形態1の貯湯式給湯機130が各戸で用いられる集合住宅と、この集合住宅全体の受配電設備と、この集合住宅の各戸の戸別システムとを示す図である。図2に示す集合住宅206では、電力供給事業者との高圧受電契約等により電力を一括して受電し、その受電した電力を各戸に配分する。この集合住宅206において、301号室を例として、戸別システム200を説明する。戸別システム200は、配電線208に接続された主幹ブレーカ201と、冷暖房機器であるルームエアコン203と、図1により説明した本実施の形態1の貯湯式給湯機130と、その他の電気機器205とを備える。ルームエアコン203と、貯湯式給湯機130と、その他の電気機器205とは、戸別電線202を介して主幹ブレーカ201にそれぞれ接続されている。その他の号室は、301号室と同一形態であるため説明を省略する。各戸の戸別システム200と、集合住宅206に設けられた受配電設備207とは、配電線208により接続されている。受配電設備207は、商用電源211に接続されている。受配電設備207は、商用電源211から例えば交流6600Vの電力を受電し、戸別システム200で使用可能な交流200Vまたは100Vの電圧に変換する受配電装置209と、集合住宅206の全戸で消費する電力量を測定する受電力量計210とを備える。受電力量計210によりデマンド時限(ここでは、30分間とする)毎に計量される電力量の最大値に基づいて、電気基本料金が決定する。この電気基本料金は1年間継続する。よって、電気基本料金を抑えるためには、受電力量計210の30分間毎に計量される電力量の最大値を抑える必要がある。ところで、戸別システム200の用途別の電力量では、一般的に、貯湯式給湯機130とルームエアコン203との合算電力量が最も多く、戸別システム200の全電力量の1/2以上と言われている。従って、貯湯式給湯機130とルームエアコン203との合算電力量の最大値を抑えることで、集合住宅206の全戸で消費する30分間毎の電力量の最大値を確実に抑えることができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating an apartment house in which the hot water storage
図3は、外気温度と、ヒートポンプユニット10(加熱手段)の消費電力と、貯湯運転の運転モードとの関係を示す図である。個人差あるいは周辺環境による差異はあるが、一般的に、外気温度が特定の温度未満になると暖房が必要になると言われている。この特定の温度を以下「暖房機器使用温度」と称する。本実施の形態1では、暖房機器使用温度が18℃であるものとする。外気温度が暖房機器使用温度未満、すなわち18℃未満になると、暖房を必要とする人が多いので、ルームエアコン203が暖房運転を行う可能性が高い、と言える。また、個人差あるいは周辺環境による差異はあるが、一般的に、外気温度が特定の温度以上になると冷房が必要になると言われている。この特定の温度を以下「冷房機器使用温度」と称する。本実施の形態1では、冷房機器使用温度が28℃であるものとする。外気温度が冷房機器使用温度以上、すなわち28℃以上となると、冷房を必要とする人が多いので、ルームエアコン203が冷房運転を行う可能性が高い、と言える。以上のことから、本実施の形態1では、外気温度が18℃から28℃までの範囲を、冷暖房機器が使用されない冷暖房不使用温度域として設定する。外気温度が冷暖房不使用温度域内にある場合には、ルームエアコン203は非運転になる可能性が高いと推定できる。これに対し、外気温度が冷暖房不使用温度域外にある場合には、ルームエアコン203は暖房運転あるいは冷房運転を行う可能性が高いと推定できる。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the outside air temperature, the power consumption of the heat pump unit 10 (heating means), and the operation mode of the hot water storage operation. Although there are individual differences and differences depending on the surrounding environment, it is generally said that heating is required when the outside air temperature falls below a specific temperature. This specific temperature is hereinafter referred to as “heating equipment use temperature”. In the first embodiment, it is assumed that the heating device operating temperature is 18 ° C. If the outside air temperature is lower than the heating device operating temperature, that is, lower than 18 ° C., it can be said that there is a high possibility that the
本実施の形態1の貯湯式給湯機130は、ヒートポンプユニット10により湯を生成して貯湯タンク20内に貯える貯湯運転を行う場合に、ヒートポンプユニット10の消費電力を通常の値にする通常モードと、この通常モードに比べてヒートポンプユニット10の消費電力を低くする低能力モードとを切り替え可能になっている。一般に、ヒートポンプユニット10のような冷凍サイクルシステムは、加熱能力と消費電力とが比例関係にあり、加熱能力が低下すると消費電力も低下する性質を有している。このため、タンクユニット制御装置120およびヒートポンプユニット制御装置170により、ヒートポンプユニット10の加熱能力の大きさを変更するように制御することにより、ヒートポンプユニット10の消費電力を精度良く制御することができる。
The hot water storage
通常モードの貯湯運転におけるヒートポンプユニット10の加熱能力は、貯湯タンク20の容量、ヒートポンプユニット10での沸き上げ温度、貯湯運転の継続時間等に基づいて、予め設定される。例えば、貯湯タンク20の容量が370Lであり、6℃の水をヒートポンプユニット10で90℃に沸き上げ、貯湯運転を8時間で完了する場合には、必要な加熱能力は4.5kWとなる。
The heating capacity of the
低能力モードの貯湯運転におけるヒートポンプユニット10の加熱能力は、上述した通常モードのヒートポンプユニット10の加熱能力に比べて、所定割合、低い値(例えば、1/2程度の値)とされる。例えば、上記のように通常モードの貯湯運転におけるヒートポンプユニット10の加熱能力が4.5kWの場合、その約1/2の2.2kWを、低能力モードのヒートポンプユニット10の加熱能力として設定する。前述したように、加熱能力と消費電力とは比例するので、低能力モードにおけるヒートポンプユニット10の消費電力は、通常モードにおけるヒートポンプユニット10の消費電力に比べ、加熱能力と同じ割合で、低い値になる。
The heating capacity of the
タンクユニット制御装置120からの貯湯運転の開始指示に基づいて、ヒートポンプユニット制御装置170は、貯湯運転を開始する。図3に示すように、ヒートポンプユニット制御装置170は、外気温度センサ173の検出温度が、暖房機器使用温度以上(18℃以上)かつ冷房機器使用温度未満(28℃未満)の場合には、外気温度が冷暖房不使用温度域内にあると判断し、通常モードで貯湯運転を行う。これに対し、外気温度センサ173の検出温度が、暖房機器使用温度未満(18℃未満)、または冷房機器使用温度以上(28℃以上)の場合には、ヒートポンプユニット制御装置170は、外気温度が冷暖房不使用温度域外にあると判断し、消費電力の低い低能力モードで貯湯運転を行う。
Based on the start instruction of the hot water storage operation from the tank
前述したように、外気温度が冷暖房不使用温度域(18℃〜28℃)の外にある場合には、ルームエアコン203が暖房運転あるいは冷房運転を行う可能性が高いと推定される。この場合には、貯湯式給湯機130が消費電力の低い低能力モードで貯湯運転を行うので、貯湯式給湯機130とルームエアコン203との合算電力量の最大値を確実に抑制することができる。一方、外気温度が冷暖房不使用温度域(18℃〜28℃)内にある場合には、ルームエアコン203が非運転になる可能性が高いと推定される。この場合には、貯湯式給湯機130が、低能力モードに比べて消費電力の大きい通常モードで貯湯運転を行うが、ルームエアコン203が非運転である可能性が高いので、貯湯式給湯機130とルームエアコン203との合算電力量の最大値を高い確率で抑制することができる。この場合、貯湯式給湯機130が通常モードで貯湯運転を行うことにより、低能力モードの場合に比べて、貯湯運転の完了時刻を早くすることができる。
As described above, when the outside air temperature is outside the cooling / heating non-use temperature range (18 ° C. to 28 ° C.), it is estimated that the
以上のようにして、本実施の形態1によれば、戸別システム200の全電力量の1/2以上を占めると言われる、貯湯式給湯機130とルームエアコン203との合算電力量の最大値を確実に抑えることができる。このため、集合住宅206の全戸で消費する30分間毎の電力量の最大値を確実に抑えることができる。その結果、この集合住宅206全体での最大需要電力を確実に抑制することができるので、電力供給事業者との契約電力および基本料金が低減され、電気料金を安くすることができる。また、集合住宅206の受配電設備207の容量を抑制することができるので、受配電設備207に要するコストを抑制することができる。
As described above, according to the first embodiment, the maximum value of the combined electric energy of the hot water storage
なお、外気温度の感じ方には個人差があるので、外気温度が冷暖房不使用温度域内にある場合にも、号室によっては、ルームエアコン203が暖房運転あるいは冷房運転を行うことも考えられる。本実施の形態1では、外気温度が冷暖房不使用温度域内にある場合にルームエアコン203が暖房運転あるいは冷房運転を行っている号室においては、貯湯式給湯機130とルームエアコン203との合算電力量を抑制することができない。しかしながら、集合住宅206全体として見ると、外気温度が冷暖房不使用温度域内にある場合には、集合住宅206の全戸のうち、ルームエアコン203が非運転になる号室が多数であると推測できる。このため、集合住宅206全体として見た場合には、貯湯式給湯機130とルームエアコン203との合算電力量を全戸合計した値を確実に抑えることができる。よって、集合住宅206全体での最大需要電力を確実に抑制することができ、上記の効果が得られる。また、集合住宅206の戸数が多いほど、外気温度と、各戸のルームエアコン203の運転の有無との関係が確率的に平均化される。このため、上述した効果をより確実に発揮させることができる。
In addition, since there are individual differences in how the outside air temperature is felt, the
また、本実施の形態1では、各戸の戸別システム200において、ルームエアコン203の制御部と、貯湯式給湯機130の制御手段とを通信可能に接続する必要が無い。また、全戸の戸別システム200を通信可能に接続する必要も無い。このため、集合住宅206全体でのシステム構築が不要で、安価に構成することができる。
Moreover, in this Embodiment 1, in the door to
また、本実施の形態1によれば、戸別システム200の主幹ブレーカ201の許容値が低い値に設定されていなくても、集合住宅206全体での最大需要電力を確実に抑制することができる。また、本実施の形態1によれば、戸別システム200の主幹ブレーカ201の許容値を低い値に設定する必要がないので、集合住宅206の各戸において複数の電気機器の同時使用の制限を受けにくくすることができ、利便性が向上する。また、本実施の形態1によれば、集合住宅206の各戸において、貯湯式給湯機130の貯湯運転時に、ルームエアコン203の消費電力を強制的に抑制することがないので、ルームエアコン203の使用が制限を受けることがなく、利便性が向上する。
Moreover, according to this Embodiment 1, even if the allowable value of the main breaker 201 of the door-to-
貯湯運転の実行中、外気温度センサ173の検出値は、定期的に、例えば10秒間隔で、更新される。ヒートポンプユニット制御装置170は、通常モードで貯湯運転を行っている場合に、外気温度センサ173の検出温度が、冷暖房不使用温度域内から冷暖房不使用温度域外へ移行した場合には、低能力モードでの貯湯運転に切り替えるように制御する。また、ヒートポンプユニット制御装置170は、低能力モードで貯湯運転を行っている場合に、外気温度センサ173の検出温度が、冷暖房不使用温度域外から冷暖房不使用温度域内へ移行した場合には、通常モードでの貯湯運転に切り替えるように制御する。
During execution of the hot water storage operation, the detected value of the outside
通常モードまたは低能力モードでの貯湯運転中に、外気温度が暖房機器使用温度である18℃の近傍、例えば17.5℃や18.5℃である場合、あるいは冷房機器使用温度である28℃の近傍、例えば27.5℃や28.5℃である場合には、外気温度の変動にともなって、通常モードから低能力モードに、または低能力モードから通常モードに、頻繁に切り替わる可能性がある。このような外気温度の変動に伴う、通常モードと低能力モードとの切り替え頻度を減らすために、以下のように制御しても良い。 During hot water storage operation in the normal mode or the low capacity mode, when the outside air temperature is in the vicinity of 18 ° C. which is the heating device use temperature, for example, 17.5 ° C. or 18.5 ° C., or the cooling device use temperature is 28 ° C. When the temperature is in the vicinity of 27.5 ° C. or 28.5 ° C., for example, there is a possibility of frequent switching from the normal mode to the low-capacity mode or from the low-capacity mode to the normal mode as the outside air temperature fluctuates. is there. In order to reduce the frequency of switching between the normal mode and the low-capacity mode accompanying such a change in the outside air temperature, the following control may be performed.
例えば、外気温度が17.5℃であり低能力モードで貯湯運転中に、外気温度が上昇し、暖房機器使用温度である18℃以上になった場合、例えば18.5℃になった場合には、通常モードへの切り替えを行わない。その後、外気温度が更に上昇し、暖房機器使用温度に1℃を加算した温度以上、すなわち19℃以上になった場合に、通常モードに切り替える。 For example, when the outside air temperature is 17.5 ° C. and the outside air temperature rises during the hot water storage operation in the low-capacity mode and becomes 18 ° C. or more, which is the heating device operating temperature, for example, 18.5 ° C. Does not switch to normal mode. Thereafter, when the outside air temperature further rises and becomes equal to or higher than the temperature obtained by adding 1 ° C. to the heater operating temperature, that is, 19 ° C. or higher, the mode is switched to the normal mode.
同様にして、例えば、外気温度が28.5℃であり低能力モードで貯湯運転中に、外気温度が低下し、冷房機器使用温度である28℃未満になった場合、例えば27.5℃になった場合には、通常モードへの切り替えを行わない。その後、外気温度が更に低下し、冷房機器使用温度から1℃を減算した温度未満、すなわち27℃未満になった場合に、通常モードに切り替える。 Similarly, for example, when the outside air temperature is 28.5 ° C. and the outside air temperature decreases during the hot water storage operation in the low capacity mode and becomes less than 28 ° C., which is the cooling device use temperature, for example, 27.5 ° C. When it becomes, switching to the normal mode is not performed. Thereafter, when the outside air temperature further decreases and becomes less than the temperature obtained by subtracting 1 ° C. from the cooling device use temperature, that is, less than 27 ° C., the mode is switched to the normal mode.
同様にして、例えば、外気温度が18.5℃であり通常モードで貯湯運転中に、外気温度が低下し、暖房機器使用温度である18℃未満になった場合、例えば17.5℃になった場合には、低能力モードへの切り替えを行わない。その後、外気温度が更に低下し、暖房機器使用温度から1℃を減算した温度未満、すなわち17℃未満になった場合に、低能力モードに切り替える。 Similarly, for example, when the outside air temperature is 18.5 ° C. and the outside air temperature decreases during the hot water storage operation in the normal mode and becomes less than 18 ° C., which is the heater operating temperature, it becomes 17.5 ° C., for example. If it does, switching to the low ability mode is not performed. Thereafter, when the outside air temperature further decreases and becomes less than the temperature obtained by subtracting 1 ° C. from the heating equipment use temperature, that is, less than 17 ° C., the mode is switched to the low capacity mode.
同様にして、例えば、外気温度が27.5℃であり通常モードで貯湯運転中に、外気温度が上昇し、冷房機器使用温度である28℃以上になった場合、例えば28.5℃になった場合には、低能力モードへの切り替えを行わない。その後、外気温度が更に上昇し、冷房機器使用温度に1℃を加算した温度以上、すなわち29℃以上になった場合に、低能力モードに切り替える。 Similarly, for example, when the outside air temperature is 27.5 ° C. and the outside air temperature rises during the hot water storage operation in the normal mode and becomes 28 ° C. or more, which is the cooling device use temperature, it becomes 28.5 ° C., for example. If it does, switching to the low ability mode is not performed. Thereafter, when the outside air temperature further rises and becomes equal to or higher than the temperature obtained by adding 1 ° C. to the cooling device use temperature, that is, 29 ° C. or higher, the low-capacity mode is switched.
以上のように、低能力モードでの貯湯運転中においては暖房機器使用温度に所定温度(1℃)を加算した温度(19℃)および冷房機器使用温度から所定温度(1℃)を減算した温度(27℃)を冷暖房不使用温度域の境界温度とみなし、通常モードでの貯湯運転中においては暖房機器使用温度から所定温度(1℃)を減算した温度(17℃)および冷房機器使用温度に所定温度(1℃)を加算した温度(29℃)を冷暖房不使用温度域の境界温度とみなして、制御を行うことにより、外気温度の変動に伴う通常モードと低能力モードとの切り替え頻度を減らすことができる。 As described above, during hot water storage operation in the low capacity mode, a temperature (19 ° C.) obtained by adding a predetermined temperature (1 ° C.) to the heating device use temperature and a temperature obtained by subtracting the predetermined temperature (1 ° C.) from the cooling device use temperature (27 ° C) is regarded as the boundary temperature of the air conditioning non-use temperature range, and during the hot water storage operation in the normal mode, the temperature (17 ° C) obtained by subtracting the predetermined temperature (1 ° C) from the heating equipment use temperature and the cooling equipment use temperature By controlling the temperature (29 ° C), which is the sum of the predetermined temperature (1 ° C), as the boundary temperature of the air conditioning / non-use temperature range, the frequency of switching between the normal mode and the low-capacity mode associated with fluctuations in the outside air temperature can be controlled. Can be reduced.
また、本実施の形態1では、低能力モードでの貯湯運転を行う場合に、ヒートポンプユニット制御装置170は、電力量計171の検出値(所定時間毎、例えば30分間毎の消費電力量)が、予め設定された許容値以下となるように、ヒートポンプユニット10の動作を制御しても良い。上記許容値は、通常モードの貯湯運転の場合の電力量に比べて、低くなるように設定される。このように、低能力モードでの貯湯運転を行う場合に、電力量計171の検出値に基づいて、ヒートポンプユニット10の動作を制御することにより、貯湯式給湯機130とルームエアコン203との合算電力量の最大値をより確実に抑制することができる。このため、集合住宅206全体での最大需要電力をより確実に抑制することができる。
In the first embodiment, when the hot water storage operation is performed in the low capacity mode, the heat pump
また、本実施の形態1では、貯湯運転中に、通常モードと低能力モードとの何れで運転されているかを使用者に報知するようにしても良い。この場合の報知手段としては、例えば、ヒートポンプユニット制御装置170から、電源通信線172およびタンクユニット制御装置120の制御部120aを介して、現在の貯湯運転の運転モードが通常モードと低能力モードとの何れであるかを、リモートコントローラ表示部120cに表示することができる。
Moreover, in this Embodiment 1, you may make it alert | report to a user whether it is drive | operating by normal mode or low capacity mode during hot water storage driving | operation. As the notification means in this case, for example, the current hot water storage operation mode is set to the normal mode and the low capacity mode from the heat pump
1 圧縮機、2 ユニットケース、3 沸き上げ用熱交換器、5 膨張弁、7 蒸発器、9 冷媒循環配管、10 ヒートポンプユニット、20 貯湯タンク、20a 水導入口、20b 水導出口、20c 温水導入口、20d 温水導出口、21a,21b,21c,21d 貯湯温度センサ、30 給水管路、30a 第1給水管部、30b 第2給水管部、30c 第3給水管部、33 三方弁、35 貯湯用送水ポンプ、40 貯湯用循環管路、40a 往き管、40b 戻り管、40c バイパス管、45a 第1混合弁、45b 第2混合弁、46 第1流量センサ、47 第2流量センサ、50 給湯管路、50a 第1給湯管部、50b 第2給湯管部、50c 第3給湯管部、55 1次側送水ポンプ、60 1次側循環管路、60a 往き管、60b 戻り管、65 2次側送水ポンプ、70 2次側循環管路、70a 往き管、70b 戻り管、80 追焚き用熱交換器、80a 温水導入口、80b 温水導出口、80c 浴水導入口、80d 浴水導出口、110 タンクユニット、112 ユニットケース、120 タンクユニット制御装置、120a 制御部、120b リモートコントローラ、120c リモートコントローラ表示部、130 貯湯式給湯機、150 浴槽、150a 浴水、160 給湯栓、170 ヒートポンプユニット制御装置、171 電力量計、172 電源通信線、173 外気温度センサ、200 戸別システム、201 主幹ブレーカ、202 戸別電線、203 ルームエアコン、205 他の電気機器、206 集合住宅、207 受配電設備、208 配電線、209 受配電装置、210 受電力量計、211 商用電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor, 2 Unit case, 3 Heat exchanger for boiling, 5 Expansion valve, 7 Evaporator, 9 Refrigerant circulation piping, 10 Heat pump unit, 20 Hot water storage tank, 20a Water inlet, 20b Water outlet, 20c Hot water introduction Port, 20d hot water outlet, 21a, 21b, 21c, 21d hot water storage temperature sensor, 30 water supply pipe, 30a first water supply pipe part, 30b second water supply pipe part, 30c third water supply pipe part, 33 three-way valve, 35 hot water storage Water supply pump, 40 Hot water circulation pipe, 40a Outward pipe, 40b Return pipe, 40c Bypass pipe, 45a First mixing valve, 45b Second mixing valve, 46 First flow sensor, 47 Second flow sensor, 50 Hot water supply pipe 50a 1st hot water supply pipe part, 50b 2nd hot water supply pipe part, 50c 3rd hot water supply pipe part, 55 Primary side water supply pump, 60 Primary side circulation pipe line, 60a Outward pipe 60b Return pipe, 65 Secondary side water supply pump, 70 Secondary side circulation line, 70a Outward pipe, 70b Return pipe, 80 Heat exchanger for reheating, 80a Hot water inlet, 80b Hot water outlet, 80c Bath water inlet 80d bath water outlet, 110 tank unit, 112 unit case, 120 tank unit control device, 120a control unit, 120b remote controller, 120c remote controller display unit, 130 hot water storage hot water heater, 150 bathtub, 150a bath water, 160 hot water supply Plug, 170 Heat pump unit controller, 171 Energy meter, 172 Power communication line, 173 Outside air temperature sensor, 200 door-to-door system, 201 trunk breaker, 202 door-to-door cable, 203 room air conditioner, 205 other electrical equipment, 206 apartment house, 207 Power distribution facilities, 208 Distribution line, 209 Power distribution device, 210 Power meter, 211 Commercial power supply
Claims (3)
湯水を貯留する貯湯タンクと、
前記加熱手段を稼動して湯を前記貯湯タンクに貯える貯湯運転を行う場合に、通常モードと、前記通常モードに比べて前記加熱手段の消費電力が低い低能力モードとを切り替え可能な制御手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記外気温度検出手段の検出温度と、予め設定された冷暖房不使用温度域とを比較し、前記検出温度が前記冷暖房不使用温度域内にある場合には、前記通常モードで前記貯湯運転を行い、前記検出温度が前記冷暖房不使用温度域外にある場合には、前記低能力モードで前記貯湯運転を行う貯湯式給湯機。 Heating means for heating the water to produce hot water;
A hot water storage tank for storing hot water,
Control means capable of switching between a normal mode and a low-capacity mode in which the power consumption of the heating means is lower than that in the normal mode when performing the hot water storage operation in which the heating means is operated to store hot water in the hot water storage tank. ,
Outside temperature detecting means for detecting outside temperature;
With
The control means compares the detected temperature of the outside air temperature detecting means with a preset air conditioning non-use temperature range, and when the detected temperature is in the air conditioning non-use temperature range, the normal mode A hot water storage type water heater that performs a hot water storage operation and performs the hot water storage operation in the low-capacity mode when the detected temperature is outside the air conditioning non-use temperature range.
前記制御手段は、前記低能力モードで前記貯湯運転を行う場合には、前記電力量計の検出値が予め設定された値以下になるように、前記加熱手段の動作を制御する請求項1記載の貯湯式給湯機。 A watt-hour meter for detecting power consumption of the heating means;
The said control means controls operation | movement of the said heating means so that the detection value of the said watt-hour meter may become below a preset value, when performing the said hot water storage operation in the said low capacity mode. Hot water storage water heater.
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