JP6326446B2 - Hot water supply system and power limiting system provided with the same - Google Patents
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Description
本発明は、使用電力、使用電流又は使用皮相電力に上限値を設ける上限値設定モードにおいて起動制御を行う給湯システム及びこれを備えた電力制限システムに関する。 The present invention relates to a hot water supply system that performs start-up control in an upper limit value setting mode in which an upper limit value is set for use power, use current, or use apparent power, and a power limiting system including the hot water supply system.
従来、圧縮機の使用電力を抑制するデマンド制御が行われている。冷房時のデマンド制御では、圧縮機の運転容量を低下させることで使用電力を低減している。 Conventionally, demand control has been performed to suppress the power consumption of the compressor. In demand control during cooling, power consumption is reduced by reducing the operating capacity of the compressor.
例えば使用電力を管理するHEMSコントローラからの信号により圧縮機の使用電力を低減させるためには、圧縮機の運転容量を低下する(特許文献1参照)他、使用電力が所定の上限値を超えると圧縮機を停止することが考えられる。 For example, in order to reduce the power consumption of the compressor by a signal from the HEMS controller that manages the power usage, the operating capacity of the compressor is reduced (see Patent Document 1), and when the power usage exceeds a predetermined upper limit value. It is conceivable to stop the compressor.
また、圧縮機を用いたヒートポンプユニットとして、給湯タンクから流出した給湯用温水をポンプで給湯用熱交換器に供給し、給湯用熱交換器で給湯用温水を加熱して給湯タンクに戻すものが提案されている。このヒートポンプユニットの通常の起動時にはポンプの回転数を一定にすることで、ヒートポンプユニットの安定した立ち上がりを実現している。 As a heat pump unit using a compressor, hot water for hot water flowing out from a hot water tank is supplied to a hot water heat exchanger by a pump, and the hot water for hot water is heated by a hot water heat exchanger and returned to the hot water tank. Proposed. When the heat pump unit is normally started, the heat pump unit is stably started up by keeping the rotation speed of the pump constant.
しかし、使用電力を低減させる際にヒートポンプユニットを通常時と同様に起動すると、圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力が上限値を超え、圧縮機が停止するという問題がある。 However, if the heat pump unit is started in the same way as normal when reducing the power consumption, there is a problem that the power consumption, current usage, or apparent power usage of the compressor exceeds the upper limit value and the compressor stops.
そこで、この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ヒートポンプユニットの起動時に圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力が上限値を超え、圧縮機が停止するのを防止できる給湯システム及びこれを備えた電力制限システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems. When the heat pump unit is started, the compressor power consumption, current usage, or apparent power usage exceeds the upper limit value, and the compressor is stopped. An object of the present invention is to provide a hot water supply system that can be prevented and a power limiting system including the hot water supply system.
第1の発明に係る給湯システムは、
通常モードと、圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力に上限値を設けて運転する上限値設定モードとで運転可能であって、
前記圧縮機と熱源側熱交換器と減圧機構と利用側熱交換器とを有する冷媒回路と、
前記利用側熱交換器を流れる冷媒と熱交換する温水が循環し、前記利用側熱交換器に温水を供給するポンプを有する温水回路と、
を備え、
前記上限値設定モードの起動制御における前記ポンプの回転数が、前記通常モードの起動制御における前記ポンプの回転数より大きいことを特徴とする。
The hot water supply system according to the first invention is:
It can be operated in the normal mode and the upper limit value setting mode in which the upper limit value is set for the operating power, the operating current, or the apparent power of the compressor,
A refrigerant circuit having the compressor, a heat source side heat exchanger, a pressure reducing mechanism, and a use side heat exchanger;
A hot water circuit having a pump that circulates hot water that exchanges heat with the refrigerant flowing through the use side heat exchanger and supplies the hot water to the use side heat exchanger;
With
The rotation speed of the pump in the startup control in the upper limit setting mode is greater than the rotation speed of the pump in the startup control in the normal mode.
この発明では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプの回転数が、通常モードの起動制御におけるポンプの回転数より大きい。ポンプの回転数を上げることで圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げることができ、上限値設定モードの起動制御時に圧縮機が停止するのを防止できる。 In this invention, the rotational speed of the pump in the startup control in the upper limit value setting mode is larger than the rotational speed of the pump in the startup control in the normal mode. By increasing the number of revolutions of the pump, the power used by the compressor, the current used, or the apparent power used can be reduced, and the compressor can be prevented from stopping during the start-up control in the upper limit value setting mode.
第2の発明に係る給湯システムは、
前記上限値設定モードの起動制御における前記ポンプの回転数は、前記上限値が小さいほど、大きいことを特徴とする。
The hot water supply system according to the second invention is:
The number of revolutions of the pump in the start control in the upper limit value setting mode is larger as the upper limit value is smaller.
この発明では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプの回転数は、上限値が小さいほど、大きい。これにより、使用電力、使用電流又は使用皮相電力の上限値が下がった場合でも、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げて圧縮機が停止するのを確実に防止できる。 In this invention, the rotation speed of the pump in the startup control in the upper limit value setting mode is larger as the upper limit value is smaller. Thereby, even when the upper limit value of the used power, the used current, or the used apparent power is lowered, it is possible to reliably prevent the compressor from being stopped by reducing the power used, the used current, or the used apparent power.
第3の発明に係る給湯システムは、
前記温水回路は、前記利用側熱交換器で加熱された温水の出湯温度を検知する出湯温度検知手段を有し、
前記上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、前記通常モードの起動制御における目標出湯温度より低いことを特徴とする。
A hot water supply system according to a third invention is:
The hot water circuit has a hot water temperature detection means for detecting a hot water temperature of hot water heated by the use side heat exchanger,
The target hot water temperature in the startup control in the upper limit value setting mode is lower than the target hot water temperature in the startup control in the normal mode.
この発明では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、通常モードの起動制御における目標出湯温度より低い。上限値設定モードの目標出湯温度を下げることでポンプの回転数が上がるので、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げることができる。 In this invention, the target hot water temperature in the startup control in the upper limit value setting mode is lower than the target hot water temperature in the startup control in the normal mode. Since the rotation speed of the pump is increased by lowering the target hot water temperature in the upper limit value setting mode, it is possible to reduce the power used by the compressor, the current used, or the apparent power used.
第4の発明に係る給湯システムは、
前記上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度を、前記通常モードの起動制御における目標出湯温度に向かって変化させることを特徴とする。
A hot water supply system according to a fourth invention is:
The target hot water temperature in the start control in the upper limit setting mode is changed toward the target hot water temperature in the start control in the normal mode.
この発明では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度を、通常モードの起動制御における目標出湯温度に向かって変化させる。これにより、温水の温度を所望の出湯温度に近づけることができる。 In the present invention, the target hot water temperature in the startup control in the upper limit value setting mode is changed toward the target hot water temperature in the startup control in the normal mode. Thereby, the temperature of warm water can be brought close to a desired tapping temperature.
第5の発明に係る給湯システムは、
前記圧縮機は、所定時間の起動制御により起動され、
前記上限値設定モードの起動制御に要する時間が、前記通常モードの起動制御に要する時間よりも長いことを特徴とする。
A hot water supply system according to a fifth invention is:
The compressor is activated by activation control for a predetermined time,
The time required for starting control in the upper limit setting mode is longer than the time required for starting control in the normal mode.
この発明では、上限値設定モードの起動制御に要する時間が、通常モードの起動制御に要する時間よりも長い。これにより、圧縮機が急速に立ち上がるのを防ぎ、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げて圧縮機が停止するのを確実に防止できる。 In the present invention, the time required for the start control in the upper limit setting mode is longer than the time required for the start control in the normal mode. Thereby, it is possible to prevent the compressor from starting up rapidly, and to reliably prevent the compressor from being stopped by lowering the power, current used, or apparent power used by the compressor.
第6の発明に係る電力制限システムは、
第1の発明から第5の発明のいずれかの給湯システムと、
前記給湯システムに接続され、前記圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力を管理するHEMSコントローラとを備え、
制御モードが、前記HEMSコントローラから前記給湯システムへの信号により、前記通常モードから前記上限値設定モードに切り換わることを特徴とする。
A power limiting system according to a sixth invention is:
A hot water supply system according to any one of the first to fifth inventions;
A HEMS controller that is connected to the hot water supply system and manages the power consumption, current consumption, or apparent power consumption of the compressor;
The control mode is switched from the normal mode to the upper limit setting mode by a signal from the HEMS controller to the hot water supply system.
この発明では、制御モードが、HEMSコントローラからの信号により、通常モードから上限値設定モードに切り換わる。HEMSコントローラを用いることで、圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力を確実に制御できる。 In the present invention, the control mode is switched from the normal mode to the upper limit value setting mode by a signal from the HEMS controller. By using the HEMS controller, it is possible to reliably control the power consumption, current usage, or apparent power usage of the compressor.
第7の発明に係る電力制限システムは、
前記HEMSコントローラがインターネットに接続され、
前記HEMSコントローラから前記給湯システムへの信号は、前記インターネットを介して受信した外部信号に基づいて変更されることを特徴とする。
A power limiting system according to a seventh invention is:
The HEMS controller is connected to the Internet;
A signal from the HEMS controller to the hot water supply system is changed based on an external signal received via the Internet.
この発明では、HEMSコントローラからの信号は、インターネットを介して受信した外部信号に基づいて変更される。これにより、インターネットからの外部信号により通常モードから上限値設定モードに切り換えることができる。 In the present invention, the signal from the HEMS controller is changed based on an external signal received via the Internet. Thereby, it is possible to switch from the normal mode to the upper limit value setting mode by an external signal from the Internet.
第1の発明では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプの回転数が、通常モードの起動制御におけるポンプの回転数より大きい。ポンプの回転数を上げることで圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げることができ、上限値設定モードの起動制御時に圧縮機が停止するのを防止できる。 In the first invention, the rotational speed of the pump in the startup control in the upper limit setting mode is larger than the rotational speed of the pump in the startup control in the normal mode. By increasing the number of revolutions of the pump, the power used by the compressor, the current used, or the apparent power used can be reduced, and the compressor can be prevented from stopping during the start-up control in the upper limit value setting mode.
第2の発明では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプの回転数は、上限値が小さいほど、大きい。これにより、使用電力の上限値が下がった場合でも、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げて圧縮機が停止するのを確実に防止できる。 In the second invention, the rotation speed of the pump in the start-up control in the upper limit value setting mode is larger as the upper limit value is smaller. As a result, even when the upper limit value of the power used is lowered, it is possible to reliably prevent the compressor from being stopped by lowering the power used by the compressor, the current used, or the apparent power used.
第3の発明では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、通常モードの起動制御における目標出湯温度より低い。上限値設定モードの目標出湯温度を下げることでポンプの回転数が上がるので、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げることができる。 In the third invention, the target hot water temperature in the startup control in the upper limit setting mode is lower than the target hot water temperature in the startup control in the normal mode. Since the rotation speed of the pump is increased by lowering the target hot water temperature in the upper limit value setting mode, it is possible to reduce the power used by the compressor, the current used, or the apparent power used.
第4の発明では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度を、通常モードの起動制御における目標出湯温度に向かって変化させる。これにより、温水の温度を所望の出湯温度に近づけることができる。 In the fourth invention, the target hot water temperature in the startup control in the upper limit value setting mode is changed toward the target hot water temperature in the startup control in the normal mode. Thereby, the temperature of warm water can be brought close to a desired tapping temperature.
第5の発明では、上限値設定モードの起動制御に要する時間が、通常モードの起動制御に要する時間よりも長い。これにより、圧縮機が急速に立ち上がるのを防ぎ、圧縮機が使用する電力、使用電流又は使用皮相電力を下げて圧縮機が停止するのを確実に防止できる。 In the fifth invention, the time required for the startup control in the upper limit setting mode is longer than the time required for the startup control in the normal mode. Thereby, it is possible to prevent the compressor from starting up rapidly, and to reliably prevent the compressor from being stopped by lowering the power, current used, or apparent power used by the compressor.
第6の発明では、制御モードが、HEMSコントローラからの信号により、通常モードから上限値設定モードに切り換わる。HEMSコントローラを用いることで、圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力を確実に制御できる。 In the sixth invention, the control mode is switched from the normal mode to the upper limit setting mode by a signal from the HEMS controller. By using the HEMS controller, it is possible to reliably control the power consumption, current usage, or apparent power usage of the compressor.
第7の発明では、HEMSコントローラからの信号は、インターネットを介して受信した外部信号に基づいて変更される。これにより、インターネットからの外部信号により通常モードから上限値設定モードに切り換えることができる。 In the seventh invention, the signal from the HEMS controller is changed based on an external signal received via the Internet. Thereby, it is possible to switch from the normal mode to the upper limit value setting mode by an external signal from the Internet.
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<第1実施形態>
電力ネットワーク10は、図1に示すように、電力供給者としての電力会社11と、電力会社11とインターネット12を介して接続された電力制限システム13とで構成されている。電力制限システム13は、HEMSコントローラ15と、給湯システム20と、設備機器Aと、設備機器Bとから構成されている。給湯システム20、設備機器A及び設備機器Bは、HEMSコントローラ15に並列に接続されている。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the
給湯システム20は、圧縮機31およびファン34などを含むヒートポンプユニット30(図2参照)と、ポンプ41などを含むタンクユニット40(図2参照)とを有する。また、給湯システム20は、HEMSコントローラ15に接続された制御装置21を有している。制御装置21は、ヒートポンプユニット30の圧縮機31、ファン34、及び、タンクユニット40のポンプ41を制御するものであり、これらユニット30,40に兼用されている。設備機器A及び設備機器Bは、HEMSコントローラ15に接続された、例えば空気調和機、テレビや照明などであるが、これらに限定するものではない。
The hot
電力会社11は自ら発電した電力、及び/又は、他者が発電した電力を、給湯システム20と設備機器Aと設備機器Bとに供給する。また、電力会社11は、例えば、ある時間帯などの所定期間において電力を制限したい場合などに、給湯システム20と設備機器Aと設備機器Bとでの使用電力を制限する制限信号、及び、当該所定期間以外において使用電力の制限を解除する解除信号を送信する。
The
HEMSコントローラ15は、インターネット12を介して電力会社11に接続され、電力会社11から送信された外部信号である制限信号及び解除信号を受信する。HEMSコントローラ15は、給湯システム20と設備機器Aと設備機器Bとでの使用電力を管理する。
The
また、HEMSコントローラ15は、設定部16と電力検知部17と演算部18とを有する。設定部16は、制限信号に基づいて給湯システム20と設備機器Aと設備機器Bとでの電力制限値を設定する。電力制限値は、給湯システム20と設備機器Aと設備機器Bとが使用できる合計電力の制限値である。電力制限値は、インターネット12を介してHEMSコントローラ15が受信した電力会社11からの外部信号(制限信号及び解除信号)に基づいて変更される。
The
電力検知部17は、設備機器Aおよび設備機器Bが使用している電力を検知する。演算部18は、給湯システム20が使用できる電力の上限値を演算する。この給湯システム用上限値は、設定部16で設定された給湯システム20と設備機器Aと設備機器Bとでの電力制限値から、電力検知部17が検知した設備機器Aと設備機器Bとで使用される電力値を引いて求められる。
The
HEMSコントローラ15は、給湯システム用上限値を演算し、当該上限値を設定するための上限値設定信号を制御装置21に送信する。また、HEMSコントローラ15は、電力会社11からの解除信号を受信すると、給湯システム用上限値を設定しない上限値解除信号を制御装置21に送信する。
The
制御装置21は、HEMSコントローラ15からの上限値設定信号を受信すると、給湯システム20の制御モード(ヒートポンプユニット30の制御モード)を通常モードから上限値設定モードに切り換える。一方、制御装置21は、HEMSコントローラ15からの上限値解除信号を受信すると、給湯システム20の制御モード(ヒートポンプユニット30の制御モード)を上限値設定モードから通常モードに切り換える。上限値設定モードとは、給湯システム20の使用電力に給湯システム用上限値を設け、この上限値を超えないように給湯システム20を運転する制御モードである。また、上限値設定モードとは、ヒートポンプユニット30の使用電力にヒートポンプユニット用上限値を設け、この上限値を超えないようにヒートポンプユニット30を運転する制御モードである。通常モードは、給湯システム20の使用電力に上限値を設けない制御モードである。
When
制御装置21には、給湯システム20に係る各種動作の制御プログラムやデータなどが格納されたROM、給湯システム20の各部の動作を制御する信号を生成するために各種演算を実行するCPU、各種設定やCPUでの演算結果などのデータを一時保管するRAMなどの部材が含まれている。これら各種部材およびソフトウェアによって、図1に示すように、制御装置21には、運転制御部22、モード設定部23、電力検知部24、演算部25及び記憶部26が形成されている。
The
運転制御部22は、運転設定(例えば、設定温度)に基づいて圧縮機31、ファン34、ポンプ41の動作を制御して、ユーザの要求を満足する加熱運転(後述する)を実行する。
The operation control unit 22 controls the operation of the
モード設定部23は、HEMSコントローラ15からの上限値設定信号を受信すると、上限値設定モードを設定する。一方、モード設定部23は、HEMSコントローラ15からの上限値解除信号を受信すると、通常モードを設定する。
When the mode setting unit 23 receives the upper limit value setting signal from the
電力検知部24は、ヒートポンプユニット30(圧縮機31、ファン34等)及びタンクユニット40(ポンプ41等)が使用している電力を検知する。
The power detection unit 24 detects the power used by the heat pump unit 30 (
演算部25は、ヒートポンプユニット30の圧縮機31が使用できる電力の上限値を演算する。この圧縮機用上限値は、給湯システム用上限値から、電力検知部24が検知したヒートポンプユニット30の圧縮機31以外で使用される電力値と、タンクユニット40(ポンプ41等)で使用される電力値とを引いて求められる。
The calculation unit 25 calculates the upper limit value of power that can be used by the
記憶部26は、通常モードの起動制御におけるポンプ41の回転数a1と、上限値設定モードの起動制御におけるポンプ41の回転数a2、a3とを記憶している。上限値設定モードの起動制御におけるポンプ41の回転数は、上限値設定モードの圧縮機用上限値に応じ、2通りのポンプ41の回転数a2、a3が記憶されている。圧縮機用上限値が所定値以上のときのポンプ41の回転数はa2である。圧縮機用上限値が所定値未満のときのポンプ41の回転数はa3であり、a3はa2より大きい。外気温度や入水温度に基づいた加熱負荷が同一である場合において、上限値設定モードの回転数a2および回転数a3は、通常モードの回転数a1より大きい。なお、記憶されるポンプ41の回転数はこれに限定されない。
The storage unit 26 stores the rotational speed a1 of the
図2を参照しながら給湯システム20について説明する。
The hot
給湯システム20は、ヒートポンプユニット30と、タンクユニット40とを有している。ヒートポンプユニット30は、圧縮機31と、室外熱交換器(熱源側熱交換器)32と、減圧機構としての膨張弁33と、給湯用熱交換器(利用側熱交換器)37と、ファン34と、冷媒配管35と、出湯温度検知センサ47と、制御装置21(図1参照)とを有している。なお、制御装置21は、ヒートポンプユニット30とタンクユニット40とに兼用されている。
The hot
出湯温度検知センサ47は、給湯用熱交換器37の温水流出口の近傍に配置されており、給湯用熱交換器37から流出した温水の温度を検知し、制御装置21に出力する。なお、運転制御部22は、出湯温度検知センサ47から出力された温度が設定温度に達したときに、加熱運転を終了する。なお、出湯温度検知手段としての出湯温度検知センサ47は、検知した温度を制御装置21に出力することが可能であれば、どのようなものであってもよい。
The hot water
ヒートポンプユニット30には、圧縮機31と室外熱交換器32と膨張弁33と給湯用熱交換器37とを接続する冷媒配管35内に冷媒が循環する冷媒回路38が構成されている。この冷媒回路38において、圧縮機31の吐出側には、給湯用熱交換器37の冷媒流入口が接続され、圧縮機31の吸入側には、室外熱交換器32の一端が接続されている。そして、室外熱交換器32の他端には、膨張弁33の一端が接続され、膨張弁33の他端には、給湯用熱交換器37の冷媒流出口が接続されている。ファン34は、室内熱交換器32に対向するように配置されている。
The
給湯システム20は、通常モード及び上限値設定モードのいずれの場合においても加熱運転などの運転が可能であって、制御装置21の運転制御部22によっていずれかの運転が実行される。加熱運転では、図2中矢印で示すように、圧縮機31から吐出される冷媒が給湯側熱交換器39、膨張弁33、室外熱交換器32へと順に流れ、室外熱交換器32を経た冷媒が圧縮機31に戻る加熱サイクル(正サイクル)が形成される。すなわち、給湯側熱交換器39が凝縮器、室外熱交換器32が蒸発器として機能する。この加熱運転では、給湯用熱交換器37で圧縮機31の吐出側から流入した冷媒と給湯用温水との間で熱交換されることによって、給湯用温水が加熱される。
The hot
タンクユニット40は、ポンプ41と、給湯タンク42と、給湯端末43と、水配管45,46と、制御装置21とを有する。タンクユニット40には、ポンプ41と給湯用熱交換器37とを接続する水配管45内に温水が循環する温水回路48が構成されている。この温水回路48において、ポンプ41の吐出側が給湯用熱交換器37の温水流入口に接続され、ポンプ41の吸入側が給湯タンク42の一端に接続されている。給湯用熱交換器37の温水流出口は給湯タンク42の他端に接続されている。
The
温水回路48では、給湯用熱交換機39を流れる冷媒と熱交換する温水が循環する。具体的には、加熱運転が実行されるときに、ポンプ41によって給湯タンク42から流出した給湯用温水が給湯用熱交換器37に供給され、給湯用熱交換器37で加熱された温水が給湯タンク42に戻される。なお、給湯タンク42に水配管46で接続された給湯端末43は、給湯タンク42内の温水をユーザに使用可能とする。
In the
次に、ヒートポンプユニット30を含む給湯システム20の通常モードから上限値設定モードへの切り換えについて図3に基づいて説明する。
Next, switching from the normal mode to the upper limit setting mode of the hot
図3に示すように、ステップS1では制御装置21がヒートポンプユニット30を通常モードで運転している。ステップS2では、HEMSコントローラ15がインターネット12を介して電力会社11から外部信号(制限信号)を受信したか否かを判定し、制限信号を受信していなければ、ステップS2を繰り返す。
As shown in FIG. 3, at step S1, the
一方、HEMSコントローラ15が電力会社11からの制限信号を受信していれば、ステップS3に進む。ステップS3では、設定部16が、電力会社11からの電力制限要求に応じた給湯システム20と設備機器Aと設備機器Bとでの電力制限値を設定する。
On the other hand, if the
ステップS4で電力検知部17が、設備機器Aおよび設備機器Bが使用している電力を検知する。ステップS5では演算部18が、給湯システム20が使用できる電力の給湯システム用上限値を演算する。このとき、HEMSコントローラ15が上限値設定信号を制御装置21に送信する。
In step S4, the
ステップS6では、制御装置21がHEMSコントローラ15からの上限値設定信号を受信することで、制御モードを通常モードから上限値設定モードに切り換える。こうして、通常モードから上限値設定モードへの制御モードの切り換えが終了する。上限値設定モードでは、制御装置21の運転制御部22は、演算部25により演算された圧縮機用上限値に基づいて、圧縮機31を制御して加熱運転を実行する。
In step S6, the
ステップS7では、電力検知部24が、ヒートポンプユニット30のファン34等(圧縮機31以外)およびタンクユニット40(ポンプ41等)が使用している電力を検知する。ステップS8では演算部25が、圧縮機31が使用できる電力の圧縮機用上限値を演算する。その後、ステップS7に進んで同様の処理が行われる。
In step S7, the power detection unit 24 detects the power used by the
図3では、通常モードから上限値設定モードへの切り換えについて説明したが、上限値設定モードから通常モードへの切り換えは、HEMSコントローラ15が電力会社11からの外部信号(解除信号)を受信し、制御装置21がHEMSコントローラ15から送信される上限値解除信号を受信することで、給湯システム20の制御モードを上限値設定モードから通常モードに切り換える。こうして、上限値設定モードから通常モードへの制御モードの切り換えが終了する。制御装置21の運転制御部22は、特に上限値が設定されていない状態で、圧縮機31などを制御して加熱運転を実行する。
In FIG. 3, switching from the normal mode to the upper limit value setting mode has been described. However, for switching from the upper limit value setting mode to the normal mode, the
以下、給湯システム20の起動制御について説明する。
Hereinafter, activation control of the hot
図4は、給湯システム20の起動制御のフローチャートである。図5の横軸は起動制御時の時間経過を示し、縦軸は図5(a)では圧縮機31の電流、図5(b)では出湯温度および図5(c)ではポンプ回転数をそれぞれ示すグラフである。なお、電力の具体例として電流を用いている。図5中、実線は本発明の上限値設定モードにおける起動制御を示し、点線は通常モードにおける起動制御を示す。また図5中、点線で示す通常モードの起動制御がt0点からt1点までの間に行われ、実線で示す上限値設定モードの起動制御はt0点からt2点までの間に行われる。
FIG. 4 is a flowchart of activation control of the hot
通常モードでは、図5(a)に示すようにt1点とt2点との間で圧縮機31の電流が上限値を超える(オーバシュートする)ため、給湯システム20を起動する際に圧縮機31が停止する。本発明に係る上限値設定モードの起動制御について以下、説明する。
In the normal mode, as shown in FIG. 5A, the current of the
図4に示すようにステップS11で、給湯システム20の制御モードが上限値設定モードであるか否かを検知する。上限値設定モードでなければステップS16に進む。上限値設定モードであればステップS12に進む。
As shown in FIG. 4, in step S11, it is detected whether or not the control mode of hot
ステップS12では、運転制御部22がポンプ41を起動する。上限値設定モードの起動制御におけるポンプ41の回転数が、通常モードの起動制御におけるポンプの回転数より大きい(図5(c)参照)。このとき、上限値設定モードの起動制御におけるポンプ41の回転数は、圧縮機用上限値が小さいほど、大きくなる。具体的には、圧縮機用上限値が高いときには低い回転数a2で、圧縮機用上限値が低いときには高い回転数a3でポンプ41が起動される。通常モードの起動制御におけるポンプ41の回転数が例えば1000rpmであるのに対し、上限値設定モードの起動制御におけるポンプ41の回転数は例えば2000rpmであるが、これに限定されない。これにより、図5(a)に示すように通常モードと比べて上限値設定モードの起動制御において圧縮機31に流れる電流が小さくなる。
In step S <b> 12, the operation control unit 22 activates the
ステップS13では、圧縮機31の電流値が圧縮機用上限電流値以上であるか否かを制御装置21が検知する。圧縮機用上限電流値以上であれば、制御装置21が圧縮機31を停止する。圧縮機用上限電流値未満であれば、ステップS14に進む。
In step S13, the
ステップS14では、起動制御が開始されてから第1起動時間が経過したか否かを制御装置21が判断する。第1起動時間が経過していなければステップS13に戻って繰り返す。経過していればステップS15に進む。
In step S14, the
ステップS15では、制御装置21が給湯システム20を起動制御から安定制御に切り換えてフローが終了する。このとき、安定制御時の目標出湯温度に出湯温度を切り換え、圧縮機周波数を一定にしてポンプ41の回転数を制御する。なお圧縮機31は、所定時間の起動制御により起動されるが、図5のt0からt2に示す上限値設定モードの第1起動時間が、t0からt1に示す通常モードの第2起動時間よりも長い。
In step S15, the
ステップS11で検知された制御モードが上限値設定モードでない場合、ステップS16で制御装置21は通常モードの起動制御で給湯システム20を起動する。ステップS17では、通常モードの起動制御における回転数a1でポンプ41を起動する。
When the control mode detected in step S11 is not the upper limit value setting mode, in step S16, the
ステップS18では、起動制御が開始されてから第2起動時間が経過したか否かを制御装置21が判断する。第2起動時間が経過していなければ繰り返す。経過していればステップS19に進む。
In step S18, the
ステップS19では、制御装置21が給湯システム20を起動制御から安定制御に切り換えてフローが終了する。
In step S19, the
[本実施形態の給湯システムの特徴]
本実施形態の給湯システム20には以下の特徴がある。
[Features of the hot water supply system of this embodiment]
The hot
本実施形態の給湯システム20では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプ41の回転数が、通常モードの起動制御におけるポンプ41の回転数より大きい。ポンプ41の回転数を上げることで圧縮機31が使用する電力を下げることができ、上限値設定モードの起動制御時に圧縮機31が停止するのを防止できる。
In the hot
本実施形態の給湯システム20では、上限値設定モードの起動制御におけるポンプ41の回転数は、上限値が小さいほど、大きい。これにより、使用電力の上限値が下がった場合でも、圧縮機31が使用する電力を下げて圧縮機31が停止するのを確実に防止できる。
In the hot
本実施形態の給湯システム20では、上限値設定モードの起動制御に要する時間が、通常モードの起動制御に要する時間よりも長い。これにより、圧縮機31が急速に立ち上がるのを防ぎ、圧縮機31が使用する電力を下げて圧縮機31が停止するのを確実に防止できる。
In the hot
本実施形態の給湯システム20では、制御モードが、HEMSコントローラ15から制御装置21への信号により、通常モードから上限値設定モードに切り換わる。HEMSコントローラ15を用いることで、圧縮機31の使用電力を確実に制御できる。
In the hot
本実施形態の給湯システム20では、HEMSコントローラ15から制御装置21への信号は、インターネット12を介して受信した外部信号に基づいて変更される。これにより、インターネット12からの外部信号により通常モードから上限値設定モードに切り換えることができる。
In the hot
<第2実施形態>
以下、第2実施形態に係る給湯システム20について説明する。電力ネットワーク10の概略、給湯システム20の構成、通常モードから上限値設定モードに切り換えるときの制御フローは第1実施形態と同じであるので説明を省略する。ただし、制御装置21の記憶部26に関して第1実施形態では、ポンプ41の回転数を記憶した。これに対し第2実施形態では、記憶部26が目標出湯温度を記憶している点で異なる。
Second Embodiment
Hereinafter, the hot
第2実施形態に係る記憶部26は、通常モードの起動制御における目標出湯温度a5と、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度a6、a7とを記憶している。上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度は、上限値設定モードの圧縮機用上限値に応じ、2通り目標出湯温度a6、a7が記憶されている。圧縮機用上限値が所定値以上のときの目標出湯温度はa6である。圧縮機用上限値が所定値未満のときの目標出湯温度はa7であり、a6はa7より高い。外気温度や入水温度に基づいた加熱負荷が同一である場合において、上限値設定モードの目標出湯温度a6および目標出湯温度a7は、通常モードの目標出湯温度a5より低い。なお、記憶される目標出湯温度はこれに限定されない。 The storage unit 26 according to the second embodiment stores a target hot water temperature a5 in the start control in the normal mode and target hot water temperatures a6 and a7 in the start control in the upper limit setting mode. The target hot water temperature in start-up control in the upper limit setting mode stores two target hot water temperatures a6 and a7 in accordance with the upper limit value for the compressor in the upper limit setting mode. The target hot water temperature when the compressor upper limit is equal to or greater than a predetermined value is a6. The target hot water temperature when the upper limit value for the compressor is less than the predetermined value is a7, and a6 is higher than a7. When the heating load based on the outside air temperature or the incoming water temperature is the same, the target hot water temperature a6 and the target hot water temperature a7 in the upper limit setting mode are lower than the target hot water temperature a5 in the normal mode. The stored hot water temperature is not limited to this.
図6は、給湯システム20の起動制御のフローチャートである。図7は起動制御時の時間経過による圧縮機31の電流、出湯温度およびポンプ回転数の変化をそれぞれ示すグラフである。その他、グラフに関する説明は第1実施形態と同様であるので説明を省略する。ただし図7中、点線で示す通常モードの起動制御がt0点からt3点までの間に行われ、実線で示す上限値設定モードの起動制御はt0点からt4点までの間に行われる点で異なる。
FIG. 6 is a flowchart of the startup control of the hot
本実施形態に係る上限値設定モードの起動制御について説明する。まずステップS21で、給湯システム20の制御モードが上限値設定モードであるか否かを検知する。上限値設定モードでなければステップS26に進む。上限値設定モードであればステップS22に進む。
The activation control in the upper limit setting mode according to the present embodiment will be described. First, in step S21, it is detected whether or not the control mode of the hot
ステップS22では、給湯システム20を起動するが、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、通常モードの起動制御における目標出湯温度a5より低い(図7(b)参照)。このとき、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度は、圧縮機用上限値が小さいほど、低くなる。具体的には、圧縮機用上限値が高いときには高い目標出湯温度a6で、圧縮機用上限値が低いときには低い目標出湯温度a7で給湯システム20が起動される。本実施形態では目標出湯温度a6で給湯システム20を起動する。
In step S22, the hot
ステップS22で上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度a6が、通常モードの起動制御における目標出湯温度a5より低いので、図7(c)に示すように上限値設定モードのポンプ41の回転数が、通常モードのポンプ41の回転数より高くなる。これにより、図7(a)に示すように通常モードと比べて上限値設定モードの起動制御において圧縮機31に流れる電流が小さくなる。
Since the target hot water temperature a6 in the start control in the upper limit value setting mode is lower than the target hot water temperature a5 in the start control in the normal mode in step S22, the rotational speed of the
続くステップS23では、圧縮機31の電流値が圧縮機用上限電流値以上であるか否かを制御装置21が検知する。圧縮機用上限電流値以上であれば、制御装置21が圧縮機31を停止する。圧縮機用上限電流値未満であれば、ステップS24に進む。
In subsequent step S23, the
ステップS24では、起動制御が開始されてから第3起動時間が経過したか否かを制御装置21が判断する。第3起動時間が経過していなければステップS23に戻って繰り返す。経過していればステップS25に進む。
In step S24, the
ステップS25では、制御装置21が給湯システム20を起動制御から安定制御に切り換えてフローが終了する。このとき、安定制御時の目標出湯温度に出湯温度を切り換え、圧縮機周波数を一定にしてポンプ41の回転数を制御する。なお圧縮機31は、所定時間の起動制御により起動されるが、図7のt0からt4に示す上限値設定モードの第3起動時間が、t0からt3に示す通常モードの第4起動時間よりも長い。
In step S25, the
ステップS21で検知された制御モードが上限値設定モードでない場合、ステップS26で制御装置21は通常モードの起動制御で給湯システム20を起動する。ステップS27では、通常モードの起動制御における目標出湯温度a5で圧縮機31を起動する。
When the control mode detected in step S21 is not the upper limit value setting mode, in step S26, the
ステップS28では、起動制御が開始されてから第4起動時間が経過したか否かを制御装置21が判断する。第4起動時間が経過していなければ繰り返す。経過していればステップS29に進む。
In step S28, the
ステップS29では、制御装置21が給湯システム20を起動制御から安定制御に切り換えてフローが終了する。
In step S29, the
[本実施形態の給湯システムの特徴]
本実施形態の給湯システム20には以下の特徴がある。
[Features of the hot water supply system of this embodiment]
The hot
本実施形態の給湯システム20では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、通常モードの起動制御における目標出湯温度より低い。上限値設定モードの目標出湯温度を下げることでポンプ41の回転数が上がるので、圧縮機31が使用する電力を下げることができる。
In the hot
<第3実施形態>
以下、第3実施形態に係る給湯システム20について説明する。電力ネットワーク10の概略、給湯システム20の構成、通常モードから上限値設定モードに切り換えるときの制御フローは第1実施形態と同じであるので説明を省略する。ただし、制御装置21の記憶部26に関して第1実施形態では、起動制御におけるポンプ41の回転数を記憶した。これに対し第3実施形態では、第2実施形態と同様に記憶部26が目標出湯温度を記憶している点で異なる。
<Third Embodiment>
Hereinafter, the hot
第3実施形態に係る記憶部26は、通常モードの起動制御における目標出湯温度a5と、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度a8からa13とを記憶している。上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度は、上限値設定モードの圧縮機用上限値に応じ、2セットの目標出湯温度が記憶されている。圧縮機用上限値が所定値以上のときの目標出湯温度はa8、a9、a10の1セットである。a8、a9、a10はこの順に、通常モードの起動制御における目標出湯温度a5に近づく。圧縮機用上限値が所定値未満のときの目標出湯温度はa11、a12、a13の1セットである。a11、a12、a13はこの順に、通常モードの起動制御における目標出湯温度a5に近づく。また目標出湯温度a8はa11より高く、目標出湯温度a9はa12より高く、目標出湯温度a10はa13より高い。外気温度や入水温度に基づいた加熱負荷が同一である場合において、上限値設定モードの目標出湯温度a8からa13は、通常モードの目標出湯温度a5より低い。なお、記憶される目標出湯温度はこれに限定されない。 The storage unit 26 according to the third embodiment stores a target hot water temperature a5 in the start control in the normal mode and target hot water temperatures a8 to a13 in the start control in the upper limit setting mode. As for the target hot water temperature in the startup control in the upper limit value setting mode, two sets of target hot water temperatures are stored in accordance with the upper limit value for the compressor in the upper limit value setting mode. The target hot water temperature when the upper limit value for the compressor is equal to or higher than a predetermined value is one set of a8, a9, and a10. a8, a9, and a10 approach the target hot water temperature a5 in the startup control in the normal mode in this order. The target hot water temperature when the upper limit value for the compressor is less than the predetermined value is one set of a11, a12, and a13. a11, a12, a13 approach the target hot water temperature a5 in the start control in the normal mode in this order. The target hot water temperature a8 is higher than a11, the target hot water temperature a9 is higher than a12, and the target hot water temperature a10 is higher than a13. When the heating load based on the outside air temperature or the incoming water temperature is the same, the target hot water temperatures a8 to a13 in the upper limit setting mode are lower than the target hot water temperature a5 in the normal mode. The stored hot water temperature is not limited to this.
図8は、給湯システム20の起動制御のフローチャートである。図9は起動制御時の時間経過による圧縮機31の電流、出湯温度およびポンプ回転数の変化をそれぞれ示すグラフである。その他、グラフに関する説明は第1実施形態と同様であるので説明を省略する。ただし図9中、点線で示す通常モードの起動制御がt0点からt5点までの間の第5起動時間に行われ、実線で示す上限値設定モードの起動制御はt0点からt7点までの間の第6起動時間に行われる点で異なる。
FIG. 8 is a flowchart of activation control of the hot
本実施形態に係る上限値設定モードの起動制御について説明する。第2実施形態と同じステップには同じステップ番号を付して説明を省略する。 The activation control in the upper limit setting mode according to the present embodiment will be described. The same steps as those in the second embodiment are denoted by the same step numbers and the description thereof is omitted.
ステップS22Aでは、給湯システム20を起動するが、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、通常モードの起動制御における目標出湯温度a5より低い(図9(b)参照)。このとき、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度は、圧縮機用上限値が小さいほど、低くなる。具体的には、圧縮機用上限値が所定値以上のときには高い目標出湯温度a8で、圧縮機用上限値が所定値未満のときには低い目標出湯温度a9で給湯システム20が起動される。本実施形態では、目標出湯温度a8で給湯システム20が起動される。
In step S22A, the hot
ステップS22Aで上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度a8が、通常モードの起動制御における目標出湯温度a5より低いので、図9(c)に示すように上限値設定モードのポンプ41の回転数が、通常モードのポンプ41の回転数より高くなる。これにより、図9(a)に示すように通常モードと比べて上限値設定モードの起動制御において圧縮機31に流れる電流が小さくなる。
In step S22A, the target hot water temperature a8 in the startup control in the upper limit value setting mode is lower than the target hot water temperature a5 in the startup control in the normal mode, so that the rotation speed of the
また、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度a8を、通常モードの起動制御における目標出湯温度a5に向かって段階的に高い目標出湯温度a9、a10に制御装置21が切り換える(図9(b)参照)。この切り換えは、給湯システム20を起動してからの経過時間を検知することで行われる。具体的には、起動してから時間t7が経過したことを制御装置21が検知して、目標出湯温度a8をa9に切り換える(引き上げる)。同様に起動してから時間t8が経過したことを制御装置21が検知して、目標出湯温度a9をa10に切り換える。そして、起動してから時間t9が経過したことを制御装置21が検知して、目標出湯温度a10をa5に切り換える。本実施形態では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度を3段階に分けて高くしているが1段階でも良く、特に限定されない。
Further, the
なお、目標出湯温度a8、a9、a10の段階的な切り換えは、上述した実施形態に限定されない。例えば、出湯温度が安定してから目標出湯温度を段階的に切り換えても良い。具体的には、まず起動してから時間t7が経過したことを制御装置21が検知して、目標出湯温度a8をa9に切り換える。出湯温度検知センサ47で検知された出湯温度が目標出湯温度a9に対して所定温度の範囲内にあり、この状態が所定時間継続すると、出湯温度が安定したと判断して目標出湯温度をa10に切り換える。同様に、出湯温度検知センサ47で検知された出湯温度が目標出湯温度a10に対して所定温度の範囲内にあり、この状態が所定時間継続すると目標出湯温度をa5に切り換える。
Note that the stepwise switching of the target hot water temperatures a8, a9, and a10 is not limited to the above-described embodiment. For example, the target hot water temperature may be switched in stages after the hot water temperature is stabilized. Specifically, the
[本実施形態の給湯システムの特徴]
本実施形態の給湯システム20には以下の特徴がある。
[Features of the hot water supply system of this embodiment]
The hot
本実施形態の給湯システム20では、上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度を、通常モードの起動制御における目標出湯温度に向かって変化させる。これにより、温水の温度を所望の出湯温度に近づけることができる。
In the hot
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described based on drawing, it should be thought that a specific structure is not limited to these embodiment. The scope of the present invention is shown not only by the above description of the embodiments but also by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
上述の実施形態では、HEMSコントローラ15からの上限値設定信号及び上限値解除信号を受信することで、通常モードと上限値設定モードとの切り換えを行っていた。しかしそれに限定されず、ヒートポンプユニット30に付属する図示しない電力計またはリモコンからの信号により制御装置21が制御モードを切り換えてもよい。タンクユニット40の給湯タンク42からの信号により制御モードを切り換えてもよい。また、これらの切り換え制御は以下の切り換え制御と組み合わせてもよい。
In the above-described embodiment, switching between the normal mode and the upper limit value setting mode is performed by receiving the upper limit value setting signal and the upper limit value canceling signal from the
また、ヒートポンプユニット30自身が判断して切り換えてもよい。例えば、ヒートポンプユニット30の制御装置21に内蔵されたカレンダー機能、または時計などに予めプログラムされた条件が成立することで制御モードを切り換えてもよい。同様に、外気温度、使用状況または電流値により制御モードを切り換えてもよい。
Further, the
HEMSコントローラ15の代わりに、BEMSコントローラ、MEMSコントローラ等を採用してもよい。
Instead of the
上限値設定モードは、圧縮機31の使用電力に上限値を設けて運転するモードに限定されず、圧縮機31の使用電流又は使用皮相電力に上限値を設けて運転するモードであってもよい。電流又は皮相電力は、電力よりも、検知が容易であり、安価なセンサで検知が可能である。
The upper limit value setting mode is not limited to a mode in which an operation is performed by setting an upper limit value for the power used by the
また起動制御時にポンプ47の回転数を制御することで、圧縮機31の使用電力の他、使用電流又は使用皮相電力を下げることができる。
In addition, by controlling the rotation speed of the
12 インターネット
15 HEMSコントローラ
20 給湯システム
31 圧縮機
32 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
33 膨張弁(減圧機構)
37 給湯用熱交換器(利用側熱交換器)
38 冷媒回路
41 ポンプ
47 出湯温度検知センサ(出湯温度検知手段)
48 温水回路
12
33 Expansion valve (pressure reduction mechanism)
37 Heat exchanger for hot water supply (use side heat exchanger)
38
48 Hot water circuit
Claims (7)
前記圧縮機と熱源側熱交換器と減圧機構と利用側熱交換器とを有する冷媒回路と、
前記利用側熱交換器を流れる冷媒と熱交換する温水が循環し、前記利用側熱交換器に温水を供給するポンプを有する温水回路と、
を備え、
前記上限値設定モードの起動制御における前記ポンプの回転数が、前記通常モードの起動制御における前記ポンプの回転数より大きいことを特徴とする給湯システム。 It can be operated in the normal mode and the upper limit value setting mode in which the upper limit value is set for the operating power, the operating current, or the apparent power of the compressor,
A refrigerant circuit having the compressor, a heat source side heat exchanger, a pressure reducing mechanism, and a use side heat exchanger;
A hot water circuit having a pump that circulates hot water that exchanges heat with the refrigerant flowing through the use side heat exchanger and supplies the hot water to the use side heat exchanger;
With
The hot water supply system, wherein a rotation speed of the pump in the startup control in the upper limit value setting mode is larger than a rotation speed of the pump in the startup control in the normal mode.
前記上限値設定モードの起動制御における目標出湯温度が、前記通常モードの起動制御における目標出湯温度より低いことを特徴とする請求項1又は2に記載の給湯システム。 The hot water circuit has a hot water temperature detection means for detecting a hot water temperature of hot water heated by the use side heat exchanger,
3. The hot water supply system according to claim 1, wherein a target hot water temperature in the startup control in the upper limit value setting mode is lower than a target hot water temperature in the startup control in the normal mode.
前記上限値設定モードの起動制御に要する時間が、前記通常モードの起動制御に要する時間よりも長いことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の給湯システム。 The compressor is activated by activation control for a predetermined time,
5. The hot water supply system according to claim 1, wherein a time required for starting control in the upper limit setting mode is longer than a time required for starting control in the normal mode.
前記給湯システムに接続され、前記圧縮機の使用電力、使用電流又は使用皮相電力を管理するHEMSコントローラとを備え、
制御モードが、前記HEMSコントローラから前記給湯システムへの信号により、前記通常モードから前記上限値設定モードに切り換わることを特徴とする電力制限システム。 The hot water supply system according to any one of claims 1 to 5,
A HEMS controller that is connected to the hot water supply system and manages the power consumption, current consumption, or apparent power consumption of the compressor;
The power limiting system, wherein the control mode is switched from the normal mode to the upper limit value setting mode by a signal from the HEMS controller to the hot water supply system.
前記HEMSコントローラから前記給湯システムへの信号は、前記インターネットを介して受信した外部信号に基づいて変更されることを特徴とする請求項6に記載の電力制限システム。 The HEMS controller is connected to the Internet;
The power limiting system according to claim 6, wherein a signal from the HEMS controller to the hot water supply system is changed based on an external signal received via the Internet.
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