JP6453603B2 - 給湯システム、及び、その運転制御方法 - Google Patents
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Description
ヒートポンプ給湯機、
熱交換器、
貯湯タンク、
前記ヒートポンプ給湯機の入口と前記熱交換器の一次側出口の間に設けられた第1管路、
前記ヒートポンプ給湯機の出口と前記熱交換器の一次側入口の間に設けられた第2管路、
前記熱交換器の二次側出口と前記貯湯タンクの上部入水口の間に設けられた第3管路、
前記熱交換器の二次側入口と前記貯湯タンクの下部出水口の間に設けられた第4管路、
前記熱交換器の一次側入口の水温として第1温度、及び、前記熱交換器の前記二次側出口の水温として第2温度を検出する温度センサの夫々、
前記第3管路又は前記第4管路上に介装された循環ポンプ、及び、
前記第1温度及び前記第2温度の検出値に基づき、前記貯湯タンクの前記下部出水口から、前記第4管路、前記熱交換器の二次側流路、及び前記第3管路を介して前記貯湯タンクの前記上部入水口に至る循環路の循環流量を調整する制御部を備え、
前記制御部は、
前記ヒートポンプ給湯機のデフロスト運転が完了した後の所定期間、前記第2温度が前記第1温度の変化に追随せず一定の第1調整温度を維持するように前記循環流量を制御する第1制御を実行することを特徴とする。
前記所定期間の経過後、前記制御部は、
前記第1温度と前記第2温度の差が一定の第1設定温度差を維持するように前記循環流量を制御する第2制御を実行することが好ましい。
前記所定期間において、前記制御部は、
前記第1温度の検出値が前記第2温度の検出値に対して前記第1設定温度差よりも小さな第2設定温度差以上高温のとき、前記第1制御を実行し、
前記第1温度の検出値と前記第2温度の検出値の差が前記第1設定温度差よりも小さな第2設定温度差未満のとき、前記第2温度が前記第1温度よりも前記第2設定温度差だけ低温の第2調整温度以上を維持するように前記循環流量を制御する第3制御を実行することが好ましい。
前記熱交換器の前記一次側出口の水温として第3温度を検出する温度センサを更に備え、
前記所定期間において、前記制御部は、
前記第3温度の検出値に基づき、前記第3温度の上昇速度が所定速度を超えないように前記循環流量を制御する第4制御を前記第1及び第3制御よりも優先させることが好ましい。
1つの前記ヒートポンプ給湯機と1つの前記熱交換器からなる組を複数備え、
前記組の夫々の前記熱交換器の前記二次側出口が、共通の前記貯湯タンクの前記上部入水口に接続される構成とすることが好ましい。
ヒートポンプ給湯機、
熱交換器、
貯湯タンク、
前記ヒートポンプ給湯機の入口と前記熱交換器の一次側出口の間に設けられた第1管路、
前記ヒートポンプ給湯機の出口と前記熱交換器の一次側入口の間に設けられた第2管路、
前記熱交換器の二次側出口と前記貯湯タンクの上部入水口の間に設けられた第3管路、
前記熱交換器の二次側入口と前記貯湯タンクの下部出水口の間に設けられた第4管路、
前記熱交換器の一次側入口の水温として第1温度、及び、前記熱交換器の前記二次側出口の水温として第2温度を検出する温度センサの夫々、及び、
前記第3管路又は前記第4管路上に介装された循環ポンプ、を備えてなる給湯システムの運転制御方法であって、
前記ヒートポンプ給湯機のデフロスト運転が完了した後の所定期間において、
前記第2温度が前記第1温度の変化に追随せず一定の第1調整温度を維持するように、前記貯湯タンクの前記下部出水口から、前記第4管路、前記熱交換器の二次側流路、及び前記第3管路を介して前記貯湯タンクの前記上部入水口に至る循環路の循環流量を調整する第1制御を実行することを特徴とする。
前記所定期間の経過後は、
前記第1温度と前記第2温度の差が一定の所定の第1設定温度差を維持するように、前記循環流量を調整する第2制御を実行することが好ましい。
前記熱交換器の前記一次側出口の水温として第3温度を検出する温度センサを用い、
前記所定期間において、前記第3温度の上昇速度が所定速度を超えないように前記循環流量を調整する制御を前記第1制御より優先させることが好ましい。
給湯負荷が発生すると、下部入水口23を介して冷水が貯湯タンク15に補給される。この結果、貯湯タンク内の湯の温度は低下し、温度センサ35、36の検出温度が低下する。このうち、貯湯タンク15の上側に設けられた温度センサ35の検出温度T1が所定温度(例えば、35℃)未満に低下すると、ヒートポンプ給湯機11を稼働させ、循環ポンプ17を稼働させて、熱交換器12を介して熱交換された加熱されたお湯(ここでは、60℃)を上部入水口21から補給する。これにより、貯湯タンク内の湯温が上昇し、貯湯タンク15の下側に設けられた温度センサ36の検出温度T2が所定温度(例えば、50℃)以上になるまで、ヒートポンプ給湯機11及び循環ポンプを稼働させる。これにより、貯湯タンクは上部から温度センサ36の位置まで、ほぼ設定温度(ここでは、60℃)の湯で満たされる。このときの貯湯タンクに補給される湯の温度である、熱交換器12の二次側出口の水温を、第1調整温度と呼ぶことにする。
Q=C(T3−T5)f1=C(T4−T6)f2
Q=K・A・ΔTLMTD
ΔTLMTD=(ΔTA−ΔTB)/ln(ΔTA/ΔTB)
ΔTA=T3−T4、 ΔTB=T5−T6
冬期(着霜期)では、約60分に一度、5分間程度デフロスト運転が行われる。なお、デフロスト運転の頻度、時間は外気温や湿度により異なる。この期間中ヒートポンプ給湯機11の加熱能力は0になる。このとき、ヒートポンプ給湯機11内蔵の循環ポンプ18は停止又は低流量で運転している。制御部20は、循環ポンプ17を停止させる。これにより熱交換器の二次側出口の流量は0になり、貯湯タンクの蓄熱温度は低下しない。
デフロスト運転完了後は、熱交換器12の一次側入口の温度T3が低下(例えば、70℃→55℃まで)している。このため、制御部20は、定常運転になるまでの所定期間(例えば、20分)は、二次側出口との温度差T3−T4に拘らず、二次側出口温度T4の維持を優先させる制御を行う。
なお、検出温度T3が目標温度TAよりも低下している場合は、後述するように、目標温度TAをT3より所定の温度差ΔT2だけ低い温度に設定し、流量f2の制御を行うことができる。
以下に、別実施形態について説明する。
11(11a、11b): ヒートポンプ給湯機
12(12a、12b): 熱交換器
13(13a、13b): 一次側流路
14(14a、14b): 二次側流路
15: 貯湯タンク
21: 上部入水口
22: 上部出水口
23: 下部入水口
24: 下部出水口
16(16a、16b): 電動弁
17(17a、17b): 循環ポンプ
18: ヒートポンプ給湯機内蔵の循環ポンプ
20: 制御部
31〜34、31a、13b、32a、32b、33a、33b、34a、34b、40、41: 管路
35〜39、37a、37b、38a、38b、39a、39b: 温度センサ
Claims (7)
- ヒートポンプ給湯機、
熱交換器、
貯湯タンク、
前記ヒートポンプ給湯機の入口と前記熱交換器の一次側出口の間に設けられた第1管路、
前記ヒートポンプ給湯機の出口と前記熱交換器の一次側入口の間に設けられた第2管路、
前記熱交換器の二次側出口と前記貯湯タンクの上部入水口の間に設けられた第3管路、
前記熱交換器の二次側入口と前記貯湯タンクの下部出水口の間に設けられた第4管路、
前記熱交換器の一次側入口の水温として第1温度、及び、前記熱交換器の前記二次側出口の水温として第2温度を検出する温度センサの夫々、
前記第3管路又は前記第4管路上に介装された循環ポンプ、及び、
前記第1温度及び前記第2温度の検出値に基づき、前記貯湯タンクの前記下部出水口から、前記第4管路、前記熱交換器の二次側流路、及び前記第3管路を介して前記貯湯タンクの前記上部入水口に至る循環路の循環流量を調整する制御部を備え、
前記制御部は、
前記ヒートポンプ給湯機のデフロスト運転が完了した後の所定期間において、
前記第1温度の検出値が前記第2温度の検出値に対して前記第1設定温度差よりも小さな第2設定温度差以上高温のとき、前記第2温度が前記第1温度の変化に追随せず一定の第1調整温度を維持するように前記循環流量を制御する第1制御を実行し、
前記第1温度の検出値と前記第2温度の検出値の差が前記第1設定温度差よりも小さな第2設定温度差未満のとき、前記第2温度が前記第1温度よりも前記第2設定温度差だけ低温の第2調整温度以上を維持するように前記循環流量を制御する第3制御を実行することを特徴とする給湯システム。 - ヒートポンプ給湯機、
熱交換器、
貯湯タンク、
前記ヒートポンプ給湯機の入口と前記熱交換器の一次側出口の間に設けられた第1管路、
前記ヒートポンプ給湯機の出口と前記熱交換器の一次側入口の間に設けられた第2管路、
前記熱交換器の二次側出口と前記貯湯タンクの上部入水口の間に設けられた第3管路、
前記熱交換器の二次側入口と前記貯湯タンクの下部出水口の間に設けられた第4管路、
前記熱交換器の一次側入口の水温として第1温度、及び、前記熱交換器の前記二次側出口の水温として第2温度を検出する温度センサの夫々、
前記第3管路又は前記第4管路上に介装された循環ポンプ、
前記第1温度及び前記第2温度の検出値に基づき、前記貯湯タンクの前記下部出水口から、前記第4管路、前記熱交換器の二次側流路、及び前記第3管路を介して前記貯湯タンクの前記上部入水口に至る循環路の循環流量を調整する制御部、及び、
前記熱交換器の前記一次側出口の水温として第3温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、
前記ヒートポンプ給湯機のデフロスト運転が完了した後の所定期間において、
、前記第2温度が前記第1温度の変化に追随せず一定の第1調整温度を維持するように前記循環流量を制御する第1制御を実行し、更に、
前記第3温度の検出値に基づき、前記第3温度の上昇速度が所定速度を超えないように前記循環流量を制御する第4制御を前記第1制御よりも優先させることを特徴とする給湯システム。 - 前記熱交換器の前記一次側出口の水温として第3温度を検出する温度センサを更に備え、
前記所定期間において、前記制御部は、
前記第3温度の検出値に基づき、前記第3温度の上昇速度が所定速度を超えないように前記循環流量を制御する第4制御を前記第1及び第3制御よりも優先させることを特徴とする請求項1に記載の給湯システム。 - 前記所定期間の経過後、前記制御部は、
前記第1温度と前記第2温度の差が一定の第1設定温度差を維持するように前記循環流量を制御する第2制御を実行することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の給湯システム。 - 1つの前記ヒートポンプ給湯機と1つの前記熱交換器からなる組を複数備え、
前記組の夫々の前記熱交換器の前記二次側出口が、共通の前記貯湯タンクの前記上部入水口に接続されることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の給湯システム。 - ヒートポンプ給湯機、
熱交換器、
貯湯タンク、
前記ヒートポンプ給湯機の入口と前記熱交換器の一次側出口の間に設けられた第1管路、
前記ヒートポンプ給湯機の出口と前記熱交換器の一次側入口の間に設けられた第2管路、
前記熱交換器の二次側出口と前記貯湯タンクの上部入水口の間に設けられた第3管路、
前記熱交換器の二次側入口と前記貯湯タンクの下部出水口の間に設けられた第4管路、
前記熱交換器の一次側入口の水温として第1温度、及び、前記熱交換器の前記二次側出口の水温として第2温度を検出する温度センサの夫々、及び、
前記第3管路又は前記第4管路上に介装された循環ポンプ、を備えてなる給湯システムの運転制御方法であって、
前記ヒートポンプ給湯機のデフロスト運転が完了した後の所定期間において、
前記第2温度が前記第1温度の変化に追随せず一定の第1調整温度を維持するように、前記貯湯タンクの前記下部出水口から、前記第4管路、前記熱交換器の二次側流路、及び前記第3管路を介して前記貯湯タンクの前記上部入水口に至る循環路の循環流量を調整する第1制御を実行し、更に、
前記熱交換器の前記一次側出口の水温として第3温度を検出する温度センサを用い、前記第3温度の上昇速度が所定速度を超えないように前記循環流量を調整する制御を前記第1制御より優先させることを特徴とする給湯システムの運転制御方法。 - 前記所定期間の経過後は、
前記第1温度と前記第2温度の差が一定の所定の第1設定温度差を維持するように、前記循環流量を調整する第2制御を実行することを特徴とする請求項6に記載の給湯システムの運転制御方法。
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