JP6616927B2 - Heat pump type water heater - Google Patents
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本発明はヒートポンプ式加熱手段により湯を沸き上げてこれを貯湯するヒートポンプ式給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a heat pump type hot water supply apparatus for boiling hot water by a heat pump type heating means and storing the hot water.
従来よりこの種のヒートポンプ式給湯装置では、ヒートポンプ式加熱手段の水冷媒熱交換器で貯湯タンク下部から供給される水を目標沸き上げ温度となるように加熱するもので、水冷媒熱交換器で加熱された湯を貯湯タンク上部に戻すか、貯湯タンク下部へ戻すかを切り替えるバイパス切替弁を有し、沸き上げ開始時は、水冷媒熱交換器から流出する沸き上げられた湯の温度である沸き上げ温度が所定の切替温度に達するまでは、沸き上げた湯を貯湯タンク下部に戻し、沸き上げ温度が所定の切替温度以上になると、沸き上げた湯を貯湯タンク上部に戻すように、バイパス切替弁を切り替えるようにして、沸き上げ開始時の低温の湯水が貯湯タンクの上部へ流入して貯湯タンク上部の温度を降下してしまうのを抑制している。 Conventionally, in this type of heat pump type hot water supply apparatus, water supplied from the lower part of the hot water storage tank is heated by the water refrigerant heat exchanger of the heat pump type heating means so as to reach the target boiling temperature. It has a bypass switching valve that switches whether heated water is returned to the upper part of the hot water tank or returned to the lower part of the hot water tank. At the start of boiling, it is the temperature of the heated water that flows out of the water-refrigerant heat exchanger. Until the boiling temperature reaches the specified switching temperature, return the heated water to the lower part of the hot water storage tank, and when the boiling temperature exceeds the predetermined switching temperature, bypass the heated water to the upper part of the hot water storage tank. By switching the switching valve, it is possible to suppress the low temperature hot water at the start of boiling from flowing into the upper part of the hot water tank and lowering the temperature of the upper part of the hot water tank.
このバイパス切替弁を切り替える所定の切替温度は、特許文献1に開示されているように、貯湯タンク上部の貯湯温度に基づいて定められ、沸き上げ温度が貯湯タンク上部の貯湯温度以上となるとバイパス切替弁を貯湯タンク上部側に切り替えるようにしているものがあった。
The predetermined switching temperature for switching the bypass switching valve is determined based on the hot water storage temperature at the upper part of the hot water storage tank as disclosed in
また、特許文献2に開示されているように、バイパス切替弁を切り替える所定の切替温度を目標沸き上げ温度に応じて定め、目標沸き上げ温度が高いほど高い温度に設定されているものがあった。
Further, as disclosed in
ところが、この従来の特許文献1のものでは、バイパス切替弁を切り替えるまでは貯湯タンク下部に中温〜高温の湯が戻るため、貯湯タンク上部の貯湯温度の低下は抑制されるものの、貯湯タンク下部の貯湯温度が上昇し、ヒートポンプ式加熱手段での沸き上げ効率が低下するという問題があった。
However, in this
ここで、比較的少ない使用湯量で安定して使用している使用状況においては、省エネルギーを意識した給湯を行っていると考えられるため、貯湯タンク上部の貯湯温度低下による貯湯量の減少よりも、ヒートポンプ式加熱手段での沸き上げ効率が低下することの方が問題となる。 Here, in the usage situation that is stably used with a relatively small amount of hot water used, it is considered that hot water supply is conscious of energy saving, so rather than a decrease in the amount of hot water stored due to a decrease in hot water temperature at the top of the hot water tank, The problem is that the boiling efficiency of the heat pump heating means is lowered.
一方、従来の特許文献2のものでは、目標沸き上げ温度が低い場合(例えば70℃)にバイパス切替弁を切り替える所定温度を目標沸き上げ温度が高い場合より低い温度(例えば50℃)としてしまうと、貯湯タンク下部の貯湯温度の上昇は抑制されるものの、貯湯タンク上部に比較的高い温度(例えば60℃)の湯が残っている場合に、貯湯タンク上部の湯温を下げてしまう虞がある。
On the other hand, in the
ここで、日々の使用湯量の変動が大きいような使用状況においては、ユーザーが省エネルギーを意識した給湯を行っていないことが考えられるため、ヒートポンプ式加熱手段での沸き上げ効率の低下よりも、貯湯タンク内の湯の温度が下がることにより湯切れしてしまうことの方が問題となる。 Here, in situations where daily hot water usage fluctuates greatly, it is considered that the user is not supplying hot water with an awareness of energy conservation. Therefore, rather than a decrease in boiling efficiency with the heat pump heating means, The problem is that the hot water runs out when the temperature of the hot water in the tank drops.
このように、ヒートポンプ式給湯装置においては、貯湯タンク上部の温度を下げたくない状況と、貯湯タンク下部の温度を上げたくない状況とが存在するが、従来のものでは、何れか一方の状況にしか対応できないものであった。 As described above, in the heat pump type hot water supply apparatus, there are a situation where it is not desired to lower the temperature of the hot water storage tank and a situation where it is not desired to raise the temperature of the hot water storage tank. It was only possible to cope.
本発明は上記課題を解決するために、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げ設定温度に加熱して前記貯湯タンクに積層状に貯湯する沸き上げ運転を行うヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンク下部と前記ヒートポンプ式加熱手段の入口側とを接続する加熱往き管と、前記ヒートポンプ式加熱手段の出口側と前記貯湯タンク上部とを接続する加熱戻り管と、前記加熱戻り管から分岐されて前記貯湯タンク下部に接続される分岐管と、前記ヒートポンプ式加熱手段からの湯を前記貯湯タンク上部に戻すか、前記分岐管を介して前記貯湯タンク下部に戻すかを切り替える切替手段と、前記加熱戻り管に設けられ前記ヒートポンプ式加熱手段で加熱された湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサと、前記沸き上げ運転の開始からの時間経過に伴い前記沸き上げ温度センサで検出した温度が所定の切替温度以上となると、前記切替手段を前記貯湯タンク下部側から前記貯湯タンク上部側に切り替える切替制御手段と、過去複数日間の使用湯量を日毎に記憶する使用湯量記憶手段と、前記使用湯量記憶手段に記憶されている情報に基づいて使用状況を判断する使用状況判断手段と、を備え、前記使用状況判断手段は、前記使用湯量記憶手段に記憶されている情報から使用湯量のバラツキ度合の値を算出し、前記バラツキ度合の値が所定値未満の場合に前記沸き上げ効率を優先する使用状況であると判断し、前記バラツキ度合の値が所定値以上の場合に前記高温の湯の確保を優先する使用状況であると判断するようにし、前記切替制御手段は、前記使用状況判断手段の判断結果に基づいて、前記沸き上げ効率を優先する使用状況であると、前記高温の湯の確保を優先する使用状況であるときに比べて前記所定の切替温度を低い温度に決定するようにした。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a hot water storage tank for storing hot water, and a heat pump type for performing a heating operation in which hot water in the hot water storage tank is heated to a set temperature and heated in a stacked manner in the hot water storage tank. Heating means, a heating forward pipe connecting the lower part of the hot water storage tank and the inlet side of the heat pump type heating means, a heating return pipe connecting the outlet side of the heat pump type heating means and the upper part of the hot water storage tank, and the heating A branch pipe branched from a return pipe and connected to the lower part of the hot water storage tank and switching between returning the hot water from the heat pump heating means to the upper part of the hot water storage tank or returning to the lower part of the hot water storage tank via the branch pipe a switching unit, a boiling temperature sensor detects the heated hot water temperature at the heat-pump type heating means provided in the heating return pipe, said boiling luck If the temperature detected by the water heating temperature sensor with the lapse of time from the start of greater than or equal to a predetermined switching temperature, and switching control means for switching the switching means from the hot water storage tank lower side to the hot water storage tank upper side, past a plurality Hot water storage means for storing the amount of hot water used for each day, and usage status determination means for determining the usage status based on information stored in the hot water storage means, the usage status determination means, A value of the degree of variation in the amount of hot water used is calculated from the information stored in the amount of used hot water storage means, and when the value of the degree of variation is less than a predetermined value, it is determined that the use situation is given priority to the boiling efficiency, the value of the variation degree so as to determine that the priority usage to ensure the high-temperature water in the case of more than the predetermined value, the switching control means, the usage decision Based on the stage of the determination result, if it is priority usage the boiling efficiency, to determine the predetermined switching temperature in a lower temperature than when a priority usage to ensure the high-temperature hot water I made it.
また、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げ設定温度に加熱して前記貯湯タンクに積層状に貯湯する沸き上げ運転を行うヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンク下部と前記ヒートポンプ式加熱手段の入口側とを接続する加熱往き管と、前記ヒートポンプ式加熱手段の出口側と前記貯湯タンク上部とを接続する加熱戻り管と、前記加熱戻り管から分岐されて前記貯湯タンク下部に接続される分岐管と、前記ヒートポンプ式加熱手段からの湯を前記貯湯タンク上部に戻すか、前記分岐管を介して前記貯湯タンク下部に戻すかを切り替える切替手段と、前記加熱戻り管に設けられ前記ヒートポンプ式加熱手段で加熱された湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサと、前記沸き上げ運転の開始からの時間経過に伴い前記沸き上げ温度センサで検出した温度が所定の切替温度以上となると、前記切替手段を前記貯湯タンク下部側から前記貯湯タンク上部側に切り替える切替制御手段と、過去複数日間の使用湯量を日毎に記憶する使用湯量記憶手段と、前記使用湯量記憶手段に記憶されている情報に基づいて使用状況を判断する使用状況判断手段と、前記貯湯タンク内の湯を熱源として浴槽水または暖房循環水を加熱する利用側熱交換器と、過去複数日間の利用側熱交換器の使用実績を表す値を日毎に記憶する熱交使用実績記憶手段と、を備え、前記使用状況判断手段は、前記使用湯量記憶手段に記憶されている情報から使用湯量のバラツキ度合の値を算出し、前記バラツキ度合の値が所定値未満かつ前記熱交使用実績記憶手段に記憶された使用実績を表す値が所定値未満の場合に前記沸き上げ効率を優先する使用状況であると判断し、前記バラツキ度合の値が所定値以上か、または前記熱交使用実績記憶手段に記憶された使用実績を表す値が所定値以上の場合に、前記高温の湯の確保を優先する使用状況であると判断し、前記切替制御手段は、前記使用状況判断手段の判断結果に基づいて、前記沸き上げ効率を優先する使用状況であると、前記高温の湯の確保を優先する使用状況であるときに比べて前記所定の切替温度を低い温度に決定するようにした。 A hot water storage tank for storing hot water, a heat pump heating means for performing a heating operation for heating the hot water in the hot water storage tank to a set temperature for boiling and storing hot water in the hot water storage tank, and a lower part of the hot water storage tank; A heating forward pipe connecting the inlet side of the heat pump heating means, a heating return pipe connecting the outlet side of the heat pump heating means and the hot water storage tank upper part, and the hot water storage tank branched from the heating return pipe A branch pipe connected to a lower part, a switching means for switching whether the hot water from the heat pump heating means is returned to the upper part of the hot water storage tank or returned to the lower part of the hot water storage tank via the branch pipe, and the heating return pipe A boiling temperature sensor that detects the temperature of the hot water heated by the heat pump heating means, and with the passage of time from the start of the boiling operation When the temperature detected by the boiling temperature sensor is equal to or higher than a predetermined switching temperature, the switching control means for switching the switching means from the hot water storage tank lower side to the hot water storage tank upper side, and the amount of hot water used for the past plural days is stored every day. Hot water storage means for use, usage status determination means for determining the usage status based on information stored in the hot water storage means, and hot water in the hot water storage tank is used as a heat source to heat bath water or heating circulating water A heat exchange usage record storage unit that stores a value representing a use record of the use side heat exchanger for a plurality of days in the past, and the use status determination unit includes the hot water storage unit. Value of the amount of hot water used is calculated from the information stored in the value, the value of the degree of variation is less than a predetermined value, and the value representing the usage record stored in the heat exchanger usage record storage means When it is less than a predetermined value, it is determined that the use situation gives priority to the boiling efficiency, and the value of the variation degree is equal to or greater than a predetermined value, or a value representing the use record stored in the heat exchange use record storage unit is When the value is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the use situation gives priority to securing the hot water, and the switching control means uses the priority given to the boiling efficiency based on the judgment result of the use situation judgment means. In the situation, the predetermined switching temperature is determined to be lower than that in the usage situation where priority is given to securing the hot water.
本発明によれば、使用湯量に基づいた使用状況の判断結果に応じて、使用状況に合わせた所定の切替温度が決定されるため、貯湯タンク上部の温度を低下させたくない使用状況では所定の切替温度を高くして貯湯タンク上部の温度低下を抑制したり、貯湯タンク下部の温度を上昇させたくない使用状況では所定の切替温度を低くして貯湯タンク下部の温度上昇を抑制してヒートポンプ式加熱手段の加熱効率の低下を抑制することができ、使用状況に合わせた効率のよい運転が可能となる。 According to the present invention, since the predetermined switching temperature according to the use situation is determined according to the judgment result of the use situation based on the amount of hot water used, the predetermined change temperature is not used in the use situation where the temperature of the hot water storage tank is not desired to be lowered. A heat pump type that suppresses the temperature drop at the top of the hot water tank by increasing the switching temperature, or suppresses the temperature rise at the bottom of the hot water tank by lowering the predetermined switching temperature in situations where you do not want to raise the temperature at the bottom of the hot water tank A decrease in the heating efficiency of the heating means can be suppressed, and an efficient operation according to the use situation is possible.
次に、本発明の一実施形態のヒートポンプ式給湯装置を図面に基づいて説明する。
図1は風呂給湯装置の構成を示す概略図で、1は湯水を貯湯する貯湯タンク、2は貯湯タンク1底部に給水する給水管、3は貯湯タンク1頂部から出湯する出湯管、4は給水管2から分岐された給水バイパス管、5は出湯管3からの湯と給水バイパス管4からの水とを混合する給湯混合弁、6は給湯混合弁5の出口と給湯栓7とを接続する給湯管、8は給湯管6を流れる湯水の流量を検出する給湯流量センサ、9は給湯管6を流れる湯水の温度を検出する給湯温度センサ、10は給水バイパス管4を流れる給水の温度を検出する給水温度センサである。
Next, a heat pump hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a bath hot water supply apparatus. 1 is a hot water storage tank for storing hot water, 2 is a water supply pipe for supplying water to the bottom of the hot
11は出湯管3からの湯と給水バイパス管4からの水とを混合する風呂混合弁、12は風呂混合弁11からの湯水を浴室に設置された浴槽13へ湯張りするための湯張り管、14は湯張り管12を流れる湯水の流量を検出する湯張り流量センサ、15は湯張り管12を流れる湯水の温度を検出する湯張り温度センサ、16は湯張り管12の流路を開閉する湯張り電磁弁、17は貯湯タンク1の側面上下に複数設けられて貯湯温度を検出する貯湯温度センサである。
11 is a bath mixing valve that mixes hot water from the hot water discharge pipe 3 and water from the water
18は貯湯タンク1内に配置されたステンレス製の蛇管により構成され、浴槽13内の浴槽水等の外部負荷を加熱するための利用側熱交換器としての風呂熱交換器、19は浴槽13と風呂熱交換器18とを浴槽水が循環可能に接続する風呂循環回路、20は浴槽13内の浴槽水を吸い込んで風呂熱交換器18へ圧送して浴槽水を循環させるための風呂循環ポンプ、21は風呂循環回路19の往き戻りを接続する風呂熱交バイパス管、22は浴槽13から戻ってきた浴槽水が風呂熱交換器18を流れる状態と風呂熱交バイパス管21を流れる状態とを切り替える風呂三方弁、23は浴槽水の温度を検出するための風呂温度センサ、24は水圧を検知することにより浴槽13内の水位を検出する水位センサであり、風呂循環回路19途中には湯張り管12が接続されている。
18 is composed of a stainless steel serpentine tube disposed in the hot
25は貯湯タンク1内の湯水を加熱するためのヒートポンプ式加熱手段、26は貯湯タンク1下部とヒートポンプ式加熱手段25の入口側とを接続する加熱往き管、27はヒートポンプ式加熱手段25の出口側と貯湯タンク1上部とを接続する加熱戻り管、28は加熱往き管26途中に設けられ湯水を循環させる加熱循環ポンプ、29は加熱戻り管27から分岐されて貯湯タンク1下部に接続される分岐管、30はヒートポンプ式加熱手段25からの湯を貯湯タンク1上部に戻すか、分岐管29を介して貯湯タンク1下部に戻すかを切り替える切替手段、31はヒートポンプ式加熱手段25に入水する湯水の温度を検出する入水温度センサ、32はヒートポンプ式加熱手段23で沸き上げられた湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサである。
25 is a heat pump type heating means for heating the hot water in the hot
ここで、ヒートポンプ式加熱手段25は、CO2等の冷媒を圧縮する圧縮機33、貯湯タンク1からの湯水と冷媒とを熱交換する水冷媒熱交換器34、放熱した冷媒を膨張減圧させる膨張弁35、低温低圧の冷媒と外気とを熱交換する空気熱交換器36、空気熱交換器36に外気を送風する送風機37、外気温度を検出する外気温度センサ38とを備えて構成されている。
Here, the heat pump type heating means 25 includes a
39は、給湯装置のリモコンで、給湯装置の作動状態や設定状態を表示する表示部40と、浴槽13への自動湯張り運転および自動保温運転を開始させるための風呂スイッチ41と、給湯設定温度や風呂設定温度を変更するための変更スイッチ42ととを備えている。
43はこの給湯装置の作動を制御する制御手段で、給湯流量センサ8、給湯温度センサ9、給水温度センサ10、湯張り流量センサ14、湯張り温度センサ15、貯湯温度センサ17、風呂温度センサ23、水位センサ24、入水温度センサ31、沸き上げ温度センサ32、外気温度センサ38の検出値が入力され、給湯混合弁5、風呂混合弁11、湯張り電磁弁16、風呂循環ポンプ20、風呂三方弁22、加熱循環ポンプ28、切替手段30、圧縮機33、膨張弁35、送風機37の作動を制御すると共に、リモコン39と必要な情報を送受信可能に接続されている。ここで、制御手段43は、MPU等の論理回路を有してメモリを参照しつつ予め記憶されているプログラムに従って作動を制御するものである。
次に、図2に示す本発明の一実施形態の制御ブロック図について説明する。 Next, a control block diagram of one embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described.
44は給湯流量センサ8で検出する給湯流量に基づいて所定温度換算の使用湯量を算出し、過去複数日間(例えば7日間)の使用湯量を日毎に記憶する使用湯量記憶手段である。ここでは、給湯流量センサ8で検出する給湯流量と、給湯温度センサ9で検出する給湯温度と、給水温度センサ10で検出する給水温度とから所定温度換算の使用湯量を算出するようにしているが、給湯温度に代えて給湯設定温度を用いたり、給水温度に代えて最下部の貯湯温度センサ17が検出した前日の最低温度等を用いてもよい。
45は使用湯量記憶手段44に記憶されている日毎の使用湯量の情報に基づいて、沸き上げ効率を優先する使用状況か、高温の湯の確保を優先する使用状況かを判断する使用状況判断手段である。ここでは、使用状況判断手段45は、使用湯量記憶手段44に記憶されている日毎の使用湯量のバラツキ度合の値を算出し、このバラツキ度合の値が所定値未満のバラツキが少ない場合に沸き上げ効率を優先する使用状況であると判断し、バラツキ度合の値が所定値以上の場合に高温の湯の確保を優先する使用状況であると判断するようにしている。 45 is a usage status determining means for determining whether the usage status prioritizes boiling efficiency or the usage status prioritizing securing hot water based on the daily hot water usage information stored in the usage hot water storage means 44. It is. Here, the use status determination means 45 calculates the value of the degree of variation in the amount of hot water used for each day stored in the amount of hot water storage means 44, and raises the boiling when the value of the degree of variation is less than a predetermined value. It is determined that the use situation gives priority to efficiency, and when the value of the variation degree is equal to or higher than a predetermined value, it is judged that the use situation gives priority to securing hot water.
46は沸き上げ温度センサ32で検出した温度が所定の切替温度以上となると、切替手段30を貯湯タンク1下部に連通する分岐管29側から貯湯タンク1上部に連通する加熱戻り管27下流側に切り替える切替制御手段である。ここで、切替制御手段46は、使用状況判断手段45の判断結果に基づいて所定の切替温度を決定するようにしており、沸き上げ効率を優先する使用状況であると、高温の湯の確保を優先する使用状況であるときに比べて所定の切替温度を低い温度に決定するようにしている。
46, when the temperature detected by the
次に、本発明のヒートポンプ式給湯装置の作動について説明する。 Next, the operation of the heat pump hot water supply apparatus of the present invention will be described.
<給湯>
給湯栓7が開かれると、貯湯タンク1の底部に給水管2から市水が流入すると共に貯湯タンク1の頂部から出湯管3を介して高温の湯が出湯し、給湯混合弁5で給水バイパス管4からの水と混合されて給湯管6を通過する。そして、給湯流量センサ8が最低作動水量以上を検出すると、制御手段43は、給湯温度センサ9が検出する温度が給湯設定温度と一致するように給湯混合弁5の弁開度をフィードバック制御して、給湯設定温度の給湯を行う。そして、給湯栓7が閉じられる等によって、給湯流量センサ8が最低作動水量未満を検出すると、制御手段43は、給湯混合弁5の弁開度のフィードバック制御を停止して給湯停止するようにしている。
<Hot water supply>
When the hot-
このとき、使用湯量記憶手段44は、給湯流量センサ8で検出する給湯流量と、給湯温度センサ9で検出する給湯温度と、給水温度センサ10で検出する給水温度とから所定温度換算の使用湯量を算出し、算出した使用湯量を当日の記憶領域に加算して日毎の使用流量を記憶している。
At this time, the hot
<風呂自動運転>
次に、風呂自動運転について説明する。リモコン39の風呂スイッチ41が操作されると、制御手段43は、湯張り電磁弁16を開弁し、湯張り温度センサ15が検出する温度が風呂設定温度と一致するように風呂混合弁11の弁開度をフィードバック制御して、風呂設定温度の湯張り運転を開始する。
<Automatic bath operation>
Next, bath automatic operation will be described. When the
そして、制御手段43は、湯張り流量センサ14で検出する湯張り流量の積算値が風呂設定湯量となると、または水位センサ24が風呂設定水位を検出すると、湯張り電磁弁16を閉弁して湯張り運転を終了し、風呂の保温運転を行う。
Then, the control means 43 closes the hot
風呂の保温運転では、制御手段43は、風呂三方弁22を風呂熱交バイパス管21側にしたままで一定時間毎に風呂循環ポンプ20を駆動して風呂温度センサ23で浴槽水の温度を確認し、風呂設定温度より低くなっていることを検知すると、風呂三方弁22を風呂熱交換器18側に切り替えて循環を継続し、浴槽水を風呂熱交換器18で加熱する。そして、制御手段43は、風呂温度センサ23で浴槽水の温度が風呂設定温度より上昇したことを確認すると、風呂循環ポンプ20の駆動を停止し、風呂三方弁22を風呂熱交バイパス管21側に切り替える。
In the heat insulation operation of the bath, the control means 43 drives the
また、制御手段43は、湯張り停止時の浴槽13内の水位を水位センサ24の検出値に基づいて記憶し、浴槽13内の水位が記憶した水位から低下すると、元の水位になるまで湯張りする風呂補水運転を行う。
Moreover, the control means 43 memorize | stores the water level in the
そして、制御手段43は、湯張りの開始から予め設定された風呂自動保温時間が経過すると、風呂の保温運転および風呂補水運転も停止して、風呂自動運転を停止する。 And if the bath automatic heat retention time preset from the start of hot water filling passes, the control means 43 will also stop bath heat retention operation and bath water replenishment operation, and will stop automatic bath operation.
<沸き上げ運転>
次に、沸き上げ運転について説明すると、電力料金単価の安価な所定時間帯(深夜時間帯)の開始時刻になると、制御手段43はそれまでの給湯負荷量に見合う湯量を沸き上げ開始するべく、圧縮機33と膨張弁35と送風機37と加熱循環ポンプ28を駆動開始して、貯湯タンク1下部から取り出した湯水を水冷媒熱交換器34で給湯負荷量に見合う沸き上げ目標温度まで加熱して貯湯タンク1上部へ戻し、貯湯タンク1上部から沸き上げ設定温度の湯を積層状に貯湯し、貯湯タンク1の最下部まで沸き上げるか、所定時間帯の終了時刻に到達すると、圧縮機33と膨張弁35と送風機37と加熱循環ポンプ28を駆動停止して沸き上げ運転を終了する。
<Boiling operation>
Next, the boiling operation will be described. At the start time of a predetermined time zone (midnight time zone) where the unit price of electricity is inexpensive, the control means 43 starts boiling the hot water amount corresponding to the hot water supply load amount until then. The
また、制御手段43は、貯湯タンク1内の残湯量が少なくなったことを貯湯温度センサ17の検出温度に基づいて判断した場合も、前記沸き上げ運転を行うようにしており、この場合、予め決められた位置の貯湯温度センサ17の検出温度が所定温度に達すると沸き上げ運転を終了するようにしている。
Further, the control means 43 performs the boiling operation even when it is determined based on the temperature detected by the hot water
この沸き上げ運転の動作について、図3に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。 The operation of this boiling operation will be described in detail based on the flowchart shown in FIG.
沸き上げ開始条件が成立すると(ステップS1でYes)、制御手段43は、切替手段30を分岐管29に連通する貯湯タンク1下部側に切り替え(ステップS2)、ヒートポンプ式加熱手段25で沸き上げられた湯水が貯湯タンク1下部に戻るようにして沸き上げ運転を開始する(ステップS3)。
When the boiling start condition is satisfied (Yes in step S1), the control means 43 switches the switching means 30 to the lower side of the hot
そして、使用状況判断手段45は、使用湯量記憶手段44に記憶されている日毎の使用湯量の情報から、バラツキ度合の値としての標準偏差を算出し(ステップS4)、この標準偏差の値を予め決められた所定値と比較し(ステップS5)、所定値以上の場合は、日々の使用湯量の変動が大きく、省エネルギーを意識した給湯を行うよりも湯切れをしないことを優先した方がよいと考えられるため、高温の湯の確保を優先する使用状況であると判断し、所定の切替温度を第1切替温度(ここでは60℃)に決定する(ステップS6)。一方、標準偏差の値が所定値未満の場合は、日々の使用湯量の変動が少なく、省エネルギーを意識した給湯を行っていると考えられるため、沸き上げ効率を優先する使用状況であると判断し、所定の切替温度を第1切替温度よりも低い第2切替温度(ここでは50℃)に決定する(ステップS7)。
Then, the use
沸き上げ運転の開始からの時間経過に伴い、ヒートポンプ式加熱手段25で沸き上げられた湯の温度が徐々に上昇し、ステップS6またはステップS7で決定した所定の切替温度に達するまでの間は、沸き上げられた湯は分岐管29を介して貯湯タンク1の下部へ戻され、貯湯タンク1上部に貯湯されている湯の温度を低下させない。
With the lapse of time from the start of the boiling operation, until the temperature of the hot water heated by the heat pump heating means 25 gradually increases and reaches the predetermined switching temperature determined in step S6 or step S7, The boiled hot water is returned to the lower part of the hot
さらに時間経過し、ヒートポンプ式加熱手段25で沸き上げられた湯の温度が、ステップS6またはステップS7で決定した所定の切替温度に達すると(ステップS8でYes)、切替手段30を加熱戻り管27下流と連通する貯湯タンク1上部側に切り替え(ステップS9)、ヒートポンプ式加熱手段25で沸き上げられた湯水が貯湯タンク1の上部に戻るようにして沸き上げ運転を継続する。
When the time further elapses and the temperature of the hot water heated by the heat pump heating means 25 reaches the predetermined switching temperature determined in step S6 or step S7 (Yes in step S8), the switching means 30 is connected to the
このとき、高温の湯の確保を優先する使用状況である場合は、貯湯タンク1の上部に戻る湯水の温度が比較的高い温度となっているため、貯湯タンク1上部に貯湯されている湯の温度の低下を抑制でき、一方、沸き上げ効率を優先する使用状況である場合は、貯湯タンク1の下部に戻る湯水の温度が比較的低い状態で切替手段30がタンク上部側に切り替えられるため、貯湯タンク1下部に貯められている水の温度上昇を抑制して、ヒートポンプ式加熱手段25の加熱効率の低下を抑制することができる。
At this time, when the priority is to secure hot water, the temperature of the hot water returning to the upper part of the hot
そして、沸き上げ運転が進行して沸き上げ終了条件が成立すると(ステップS10でYes)、沸き上げ運転を停止する(ステップS11)。 When the boiling operation proceeds and the boiling end condition is satisfied (Yes in step S10), the boiling operation is stopped (step S11).
このように、使用湯量に基づいた使用状況の判断結果に応じて、使用状況に合わせた所定の切替温度が決定されるため、貯湯タンク上部の温度を低下させたくない使用状況では所定の切替温度を高くして貯湯タンク上部の温度低下を抑制したり、貯湯タンク下部の温度を上昇させたくない使用状況では所定の切替温度を低くして貯湯タンク下部の温度上昇を抑制してヒートポンプ加熱手段の加熱効率の低下を抑制することができ、使用状況に合わせた効率のよい運転が可能となる。 Thus, since the predetermined switching temperature according to the usage status is determined according to the determination result of the usage status based on the amount of hot water used, the predetermined switching temperature is used in the usage status where it is not desired to lower the temperature of the hot water storage tank. To prevent the temperature drop at the upper part of the hot water tank, or when you do not want to raise the temperature at the lower part of the hot water tank, lower the specified switching temperature to suppress the temperature rise at the lower part of the hot water tank and A decrease in heating efficiency can be suppressed, and an efficient operation in accordance with the use situation is possible.
次に、本発明の別の一実施形態について図面に基づいて説明する。なお、先の一実施形態と同一の構成は同一の符号を付してその説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same structure as previous one Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits the description.
図4は別の一実施形態の制御ブロック図である。
47は熱交使用実績記憶手段で、浴槽の追い焚き等の外部負荷の加熱に貯湯タンク1内に貯湯されている湯がどの程度使われたかを示す使用実績を過去複数日分日毎に記憶するもので、ここでは、風呂三方弁22が風呂熱交換器18側でかつ風呂循環ポンプ20が作動している時間を熱交使用実績時間として日毎に積算して記憶している。
FIG. 4 is a control block diagram of another embodiment.
47 is a heat exchange use record storage means for storing a use record showing how much hot water stored in the hot
48は使用湯量記憶手段44に記憶されている日毎の使用湯量の情報と、熱交使用実績記憶手段47に記憶されている日毎の熱交使用実績の情報とに基づいて、沸き上げ効率を優先する使用状況か、高温の湯の確保を優先する使用状況かを判断する使用状況判断手段である。ここでは、使用湯量のバラツキ度合の値が所定値未満かつ熱交使用実績時間の最大値が所定時間未満である場合に沸き上げ効率を優先する使用状況であると判断し、それ以外の場合に高温の湯の確保を優先する使用状況であると判断するようにしている。
48 gives priority to boiling efficiency based on the information on the daily hot water usage stored in the hot water storage means 44 and the daily heat usage information stored in the heat
次に、この別の実施形態の沸き上げ運転の動作について、図5に示すフローチャートに基づいて説明する。 Next, the operation of the boiling operation of this another embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG.
沸き上げ開始条件が成立すると(ステップS1でYes)、制御手段43は、切替手段30を分岐管29に連通する貯湯タンク1下部側に切り替え(ステップS2)、ヒートポンプ式加熱手段25で沸き上げられた湯水が貯湯タンク1下部に戻るようにして沸き上げ運転を開始する(ステップS3)。
When the boiling start condition is satisfied (Yes in step S1), the control means 43 switches the switching means 30 to the lower side of the hot
そして、使用状況判断手段48は、使用湯量記憶手段44に記憶されている日毎の使用湯量の情報から、バラツキ度合の値としての標準偏差を算出し(ステップS4)、さらに熱交使用実績記憶手段47に記憶されている日毎の熱交使用実績時間の情報から、過去複数日間のうちでの熱交使用実績時間の最大値を算出する(ステップS41)。 And the use condition judgment means 48 calculates the standard deviation as the value of the variation degree from the information on the daily use hot water quantity stored in the used hot water quantity storage means 44 (step S4), and further the heat exchanger usage record storage means. The maximum value of the heat exchange use actual time in the past plural days is calculated from the information of the heat exchange use actual time for each day stored in 47 (step S41).
そして、使用状況判断手段48は、標準偏差の値を予め決められた所定値と比較し(ステップS5)、所定値以上の場合は、日々の使用湯量の変動が大きく、省エネルギーを意識した給湯を行うよりも湯切れをしないことを優先した方がよいと考えられるため、高温の湯の確保を優先する使用状況であると判断し、所定の切替温度を第1切替温度(ここでは60℃)に決定する(ステップS6)。
Then, the usage
一方、標準偏差の値が所定値未満の場合(ステップS5でNo)は、熱交使用実績時間の最大値と予め決められている所定時間とを比較し(ステップS51)、所定時間以上である場合(ステップS51でNo)、風呂の追い焚きなどの利用側の負荷が大きく、省エネルギーを意識した給湯を行うよりも利用側の加熱能力を確保することを優先した方がよいと考えられるため、高温の湯の確保を優先する使用状況であると判断し、所定の切替温度を第1切替温度(ここでは60℃)に決定する(ステップS6)。 On the other hand, when the value of the standard deviation is less than the predetermined value (No in step S5), the maximum value of the heat exchanger use actual time is compared with a predetermined time (step S51), and is equal to or longer than the predetermined time. In such a case (No in step S51), the load on the use side such as bathing of the bath is large, and it is considered better to prioritize securing the heating capacity on the use side rather than performing hot water supply conscious of energy saving. It is determined that the use situation gives priority to securing high-temperature hot water, and the predetermined switching temperature is determined as the first switching temperature (here, 60 ° C.) (step S6).
また、標準偏差の値が所定値未満の場合(ステップS5でNo)で、熱交使用実績時間の最大値が所定時間未満である場合(ステップS51でYes)、日々の使用湯量の変動が少なく、かつ利用側の負荷も小さく、省エネルギーを意識した給湯を行っていると考えられるため、沸き上げ効率を優先する使用状況であると判断し、所定の切替温度を第1切替温度よりも低い第2切替温度(ここでは50℃)に決定する(ステップS7)。 In addition, when the standard deviation value is less than the predetermined value (No in step S5), and the maximum value of the actual heat exchange use time is less than the predetermined time (Yes in step S51), the fluctuation of the daily hot water usage is small. In addition, since the load on the user side is small and it is considered that hot water supply is performed in consideration of energy saving, it is determined that the use is given priority to boiling efficiency, and the predetermined switching temperature is lower than the first switching temperature. Two switching temperatures (here, 50 ° C.) are determined (step S7).
沸き上げ運転の開始からの時間経過に伴い、ヒートポンプ式加熱手段25で沸き上げられた湯の温度が徐々に上昇し、ステップS6またはステップS7で決定した所定の切替温度に達するまでの間は、沸き上げられた湯は分岐管29を介して貯湯タンク1の下部へ戻され、貯湯タンク1上部に貯湯されている湯の温度を低下させない。
With the lapse of time from the start of the boiling operation, until the temperature of the hot water heated by the heat pump heating means 25 gradually increases and reaches the predetermined switching temperature determined in step S6 or step S7, The boiled hot water is returned to the lower part of the hot
さらに時間経過し、ヒートポンプ式加熱手段25で沸き上げられた湯の温度が、ステップS6またはステップS7で決定した所定の切替温度に達すると(ステップS8でYes)、切替手段30を加熱戻り管27下流と連通する貯湯タンク1上部側に切り替え(ステップS9)、ヒートポンプ式加熱手段25で沸き上げられた湯水が貯湯タンク1の上部に戻るようにして沸き上げ運転を継続する。
When the time further elapses and the temperature of the hot water heated by the heat pump heating means 25 reaches the predetermined switching temperature determined in step S6 or step S7 (Yes in step S8), the switching means 30 is connected to the
このとき、高温の湯の確保を優先する使用状況である場合は、貯湯タンク1の上部に戻る湯水の温度が比較的高い温度となっているため、貯湯タンク1上部に貯湯されている湯の温度の低下を抑制でき、一方、沸き上げ効率を優先する使用状況である場合は、貯湯タンク1の下部に戻る湯水の温度が比較的低い状態で切替手段30がタンク上部側に切り替えられるため、貯湯タンク1下部に貯められている水の温度上昇を抑制して、ヒートポンプ式加熱手段25の加熱効率の低下を抑制することができる。
At this time, when the priority is to secure hot water, the temperature of the hot water returning to the upper part of the hot
そして、沸き上げ運転が進行して沸き上げ終了条件が成立すると(ステップS10でYes)、沸き上げ運転を停止する(ステップS11)。 When the boiling operation proceeds and the boiling end condition is satisfied (Yes in step S10), the boiling operation is stopped (step S11).
このように、使用湯量に基づいた使用状況の判断結果に応じて、使用状況に合わせた所定の切替温度が決定されるため、貯湯タンク上部の温度を低下させたくない使用状況では所定の切替温度を高くして貯湯タンク上部の温度低下を抑制したり、貯湯タンク下部の温度を上昇させたくない使用状況では所定の切替温度を低くして貯湯タンク下部の温度上昇を抑制してヒートポンプ加熱手段の加熱効率の低下を抑制することができ、使用状況に合わせた効率のよい運転が可能となる。 Thus, since the predetermined switching temperature according to the usage status is determined according to the determination result of the usage status based on the amount of hot water used, the predetermined switching temperature is used in the usage status where it is not desired to lower the temperature of the hot water storage tank. To prevent the temperature drop at the upper part of the hot water tank, or when you do not want to raise the temperature at the lower part of the hot water tank, lower the specified switching temperature to suppress the temperature rise at the lower part of the hot water tank and A decrease in heating efficiency can be suppressed, and an efficient operation in accordance with the use situation is possible.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で改変可能なものであり、例えば利用側熱交換器の負荷として浴槽13を接続し、浴槽水を加熱する構成で説明したが、利用側熱交換器の負荷として温水暖房端末を接続し、暖房循環水を加熱する構成としてもよい。また、利用側熱交換器を貯湯タンク1の内部に設けた構成で説明したが、利用側熱交換器をプレート式熱交換器等で構成して貯湯タンク1の外部に設け、貯湯タンク1上部からの湯を利用側熱交換器の一次側に循環させる構成としてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can modify | change within the range which does not change the summary of invention, For example, the
また、使用状況判断手段45、48の判断材料に使用湯量の最大値を加え、沸き上げ効率を優先する使用状況と判断する条件に、使用湯量の最大値が所定量を超えないという条件を付加して、沸き上げ効率を優先する使用状況と判断する精度を上げるようにしてもよい。 In addition, the maximum value of the amount of hot water used is added to the judgment material of the usage status judging means 45 and 48, and the condition that the maximum value of the amount of hot water used does not exceed the predetermined amount is added to the condition for judging the usage status giving priority to boiling efficiency. Then, it may be possible to increase the accuracy of determining that the use efficiency prioritizes boiling efficiency.
1 貯湯タンク
18 風呂熱交換器(利用側熱交換器)
25 ヒートポンプ式加熱手段
26 加熱往き管
27 加熱戻り管
29 分岐管
30 切替手段
32 沸き上げ温度センサ
44 使用湯量記憶手段
45 使用状況判断手段
46 切替制御手段
47 熱交使用実績記憶手段
48 使用状況判断手段
1 Hot
25 Heat pump type heating means 26
Claims (2)
前記使用状況判断手段は、前記使用湯量記憶手段に記憶されている情報から使用湯量のバラツキ度合の値を算出し、前記バラツキ度合の値が所定値未満の場合に前記沸き上げ効率を優先する使用状況であると判断し、前記バラツキ度合の値が所定値以上の場合に前記高温の湯の確保を優先する使用状況であると判断するようにし、
前記切替制御手段は、前記使用状況判断手段の判断結果に基づいて、前記沸き上げ効率を優先する使用状況であると、前記高温の湯の確保を優先する使用状況であるときに比べて前記所定の切替温度を低い温度に決定するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 A hot water storage tank for storing hot water , a heat pump heating means for performing a heating operation for heating the hot water in the hot water storage tank to a preset temperature and storing hot water in the hot water storage tank, and the lower part of the hot water tank and the heat pump A heating forward pipe connecting the inlet side of the heating means, a heating return pipe connecting the outlet side of the heat pump heating means and the upper part of the hot water tank, and a branch from the heating return pipe to the lower part of the hot water tank a branch pipe connected, or the hot water from the heat pump type heating means back to the hot water storage tank top, switching means for switching between the back to the lower the hot water storage tank through the branch pipe provided in the heating return pipe a temperature sensor boiling detects the hot water temperature which has been heated by the heat pump type heating means, the boiling with the passage of time from the start of the water heating operation Switching control means for switching the switching means from the lower side of the hot water storage tank to the upper side of the hot water storage tank when the temperature detected by the raised temperature sensor is equal to or higher than a predetermined switching temperature, and usage for storing the amount of hot water used for the past multiple days every day Hot water storage means, and usage status determination means for determining the usage status based on information stored in the hot water storage means,
The use status determination means calculates a value of the degree of variation in the amount of hot water used from the information stored in the amount of hot water storage means, and uses the heating efficiency when the value of the degree of variation is less than a predetermined value. It is determined that it is a situation, and when the value of the variation degree is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that it is a usage situation in which priority is given to securing the hot water,
The switching control means, based on the determination result of the usage status determination means, the usage status giving priority to the boiling efficiency, compared to the usage status giving priority to securing the hot water. A heat pump type hot water supply apparatus characterized in that the switching temperature is determined to be a low temperature .
前記使用状況判断手段は、前記使用湯量記憶手段に記憶されている情報から使用湯量のバラツキ度合の値を算出し、前記バラツキ度合の値が所定値未満かつ前記熱交使用実績記憶手段に記憶された使用実績を表す値が所定値未満の場合に前記沸き上げ効率を優先する使用状況であると判断し、前記バラツキ度合の値が所定値以上か、または前記熱交使用実績記憶手段に記憶された使用実績を表す値が所定値以上の場合に、前記高温の湯の確保を優先する使用状況であると判断し、
前記切替制御手段は、前記使用状況判断手段の判断結果に基づいて、前記沸き上げ効率を優先する使用状況であると、前記高温の湯の確保を優先する使用状況であるときに比べて前記所定の切替温度を低い温度に決定するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 A hot water storage tank for storing hot water , a heat pump heating means for performing a heating operation for heating the hot water in the hot water storage tank to a preset temperature and storing hot water in the hot water storage tank, and the lower part of the hot water tank and the heat pump A heating forward pipe connecting the inlet side of the heating means, a heating return pipe connecting the outlet side of the heat pump heating means and the upper part of the hot water tank, and a branch from the heating return pipe to the lower part of the hot water tank A branch pipe to be connected; a switching means for switching whether the hot water from the heat pump heating means is returned to the upper part of the hot water storage tank or to the lower part of the hot water storage tank via the branch pipe; and the heating return pipe. a temperature sensor boiling detects the hot water temperature which has been heated by the heat pump type heating means, the boiling with the passage of time from the start of the water heating operation Switching control means for switching the switching means from the lower side of the hot water storage tank to the upper side of the hot water storage tank when the temperature detected by the raised temperature sensor is equal to or higher than a predetermined switching temperature, and usage for storing the amount of hot water used for the past multiple days every day Hot water storage means, usage status determination means for determining the usage status based on information stored in the hot water storage means, and a user side for heating the bathtub water or the heating circulating water using the hot water in the hot water storage tank as a heat source A heat exchanger and a heat exchange use record storage means for storing a value representing the use record of the use side heat exchanger in the past plural days for each day ,
The use status determining means calculates a value of the degree of variation in the amount of hot water used from the information stored in the amount of hot water storage means, and the value of the degree of variation is less than a predetermined value and is stored in the heat exchanger usage record storage means. When the value representing the actual usage record is less than the predetermined value, it is determined that the use efficiency is given priority to the boiling efficiency, and the variation degree value is equal to or greater than the predetermined value or stored in the heat exchanger usage record storage unit. When the value representing the actual use record is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the use situation gives priority to securing the hot water ,
The switching control means, based on the determination result of the usage status determination means, the usage status giving priority to the boiling efficiency, compared to the usage status giving priority to securing the hot water. A heat pump type hot water supply apparatus characterized in that the switching temperature is determined to be a low temperature .
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