JPH046851B2 - - Google Patents
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- JPH046851B2 JPH046851B2 JP6456784A JP6456784A JPH046851B2 JP H046851 B2 JPH046851 B2 JP H046851B2 JP 6456784 A JP6456784 A JP 6456784A JP 6456784 A JP6456784 A JP 6456784A JP H046851 B2 JPH046851 B2 JP H046851B2
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- pump cycle
- electric heater
- heater
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 29
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
- F24D19/1054—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water the system uses a heat pump
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
- F24H15/156—Reducing the quantity of energy consumed; Increasing efficiency
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- F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
- F24H15/375—Control of heat pumps
- F24H15/38—Control of compressors of heat pumps
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- F24H15/486—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using timers
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〈技術分野〉
本発明は、深夜電力でもつて運転されるヒート
ポンプサイクル及び補助加熱源としての電気ヒー
タを併設して成るヒートポンプ式温水器に関し、
特にこのヒートポンプサイクル及び電気ヒータの
運転制御に係る。
ポンプサイクル及び補助加熱源としての電気ヒー
タを併設して成るヒートポンプ式温水器に関し、
特にこのヒートポンプサイクル及び電気ヒータの
運転制御に係る。
〈従来技術〉
ヒートポンプ式温水器では、大気の熱を奪い温
水を作るため、加温能力は、外気温の影響を大き
く受けることになる。即ち、第１図に示すごとく
ヒートポンプの加温能力は、外気温の上昇ととも
に増加するが、給湯負荷は一般に減少する。従つ
て、外気温の低いところでは、ヒートポンプだけ
では能力不足となつて補助加熱源が必要となり、
逆に外気温の高いところではヒートポンプの加温
能力は過剰となる。
水を作るため、加温能力は、外気温の影響を大き
く受けることになる。即ち、第１図に示すごとく
ヒートポンプの加温能力は、外気温の上昇ととも
に増加するが、給湯負荷は一般に減少する。従つ
て、外気温の低いところでは、ヒートポンプだけ
では能力不足となつて補助加熱源が必要となり、
逆に外気温の高いところではヒートポンプの加温
能力は過剰となる。
この場合の補助加熱源としては燃焼機や電気ヒ
ーター等考えられるが、安全性、メンテナンスの
点では電気ヒーターが優れる反面、この電気ヒー
ターは消費電力が大きく燃焼器に比べて多少不経
済な面もある。
ーター等考えられるが、安全性、メンテナンスの
点では電気ヒーターが優れる反面、この電気ヒー
ターは消費電力が大きく燃焼器に比べて多少不経
済な面もある。
この電気ヒーターのみならず、ヒートポンプサ
イクルも電力の供給によつて運転されることか
ら、このヒートポンプサイクル及び電気ヒーター
の運転を使用料金の安い深夜電力の供給によつて
行うことはエネルギーコストを低減させる点で有
効である。
イクルも電力の供給によつて運転されることか
ら、このヒートポンプサイクル及び電気ヒーター
の運転を使用料金の安い深夜電力の供給によつて
行うことはエネルギーコストを低減させる点で有
効である。
しかしながら、深夜電力を利用する場合には、
その供給時間が８時間という制約を受けるため、
その時間内で効率よく沸上げるには工夫が必要で
ある。例えば、第２図に示すように外気温が低い
時、ヒートポンプと補助熱源を深夜電力供給開始
と同時に運転すれば、加温能力は大きくなるが第
３図に示すように深夜電力供給時間帯の前半で沸
上がることになり、ヒートポンプの運転時間が短
くなると共に放熱時間が長くなり効率的とは言え
ない。また、外気温の高い時には、ヒートポンプ
だけで深夜電力時間帯の前半で沸上がることにな
り、放熱などによるロスが大きくなる。このこと
は、温水タンク内に残湯がある場合にはなお一層
助長される。
その供給時間が８時間という制約を受けるため、
その時間内で効率よく沸上げるには工夫が必要で
ある。例えば、第２図に示すように外気温が低い
時、ヒートポンプと補助熱源を深夜電力供給開始
と同時に運転すれば、加温能力は大きくなるが第
３図に示すように深夜電力供給時間帯の前半で沸
上がることになり、ヒートポンプの運転時間が短
くなると共に放熱時間が長くなり効率的とは言え
ない。また、外気温の高い時には、ヒートポンプ
だけで深夜電力時間帯の前半で沸上がることにな
り、放熱などによるロスが大きくなる。このこと
は、温水タンク内に残湯がある場合にはなお一層
助長される。
〈目 的〉
本発明は上記の点に鑑み、外気温度に応じてヒ
ートポンプサイクル或は電気ヒータの加温能力を
考慮し、消費電力を最小限にすると共に、放熱ロ
スができるだけ生じないようにすることを目的と
する。
ートポンプサイクル或は電気ヒータの加温能力を
考慮し、消費電力を最小限にすると共に、放熱ロ
スができるだけ生じないようにすることを目的と
する。
〈実施例〉
以下本発明の実施例を図面に従つて説明する。
第４図は本発明実施例の回路図であつて、この
第４図において、１は圧縮器２、凝縮器３、膨張
弁４、蒸発器５を順次接続したヒートポンプサイ
クルであつて、当該サイクルを運転することによ
り上記凝縮器３が加熱器として作用する。
第４図において、１は圧縮器２、凝縮器３、膨張
弁４、蒸発器５を順次接続したヒートポンプサイ
クルであつて、当該サイクルを運転することによ
り上記凝縮器３が加熱器として作用する。
６は上記ヒートポンプサイクル１によつて加熱
される被加熱回路であつて、この被加熱回路６は
加熱したお湯を貯留する貯湯槽７と、この貯湯槽
７内の水に上記凝縮器３の熱を与えるための受熱
器８と、この被加熱回路６中の水を強制的に循環
させるためのポンプ９とから構成され、このポン
プ８の駆動により貯湯槽６内の水が下部より取り
出されて受熱器８を通つて再び貯湯槽６に戻ると
いうサイクルを繰り返す。
される被加熱回路であつて、この被加熱回路６は
加熱したお湯を貯留する貯湯槽７と、この貯湯槽
７内の水に上記凝縮器３の熱を与えるための受熱
器８と、この被加熱回路６中の水を強制的に循環
させるためのポンプ９とから構成され、このポン
プ８の駆動により貯湯槽６内の水が下部より取り
出されて受熱器８を通つて再び貯湯槽６に戻ると
いうサイクルを繰り返す。
１０は上記ヒートポンプサイクル１と被加熱回
路６とを繋ぐための熱交換器であつて、この熱交
換器１０内に上記ヒートポンプサイクル１の凝縮
器３と被加熱回路６の受熱器８とが対向して熱伝
的に内設されている。
路６とを繋ぐための熱交換器であつて、この熱交
換器１０内に上記ヒートポンプサイクル１の凝縮
器３と被加熱回路６の受熱器８とが対向して熱伝
的に内設されている。
１１は上記貯湯槽７内の下部に内設された電気
ヒーターであつて、このヒーター１１は上記ヒー
トポンプサイクル１による加熱能力が外気温の影
響により給湯負荷より下回わる場合にヒートポン
プサイクル１による加熱と併わせて補助的に貯湯
槽７の水を加熱するものである。
ヒーターであつて、このヒーター１１は上記ヒー
トポンプサイクル１による加熱能力が外気温の影
響により給湯負荷より下回わる場合にヒートポン
プサイクル１による加熱と併わせて補助的に貯湯
槽７の水を加熱するものである。
１２は室外等に設けられた外気温センサー、１
３はこの外気温センサー１２の出力に応じて上記
ヒートポンプサイクル１（具体的には圧縮器２）
及び電気ヒーター１１の運転制御を行う制御回路
であつて、この制御回路１３は第５図に示すよう
な構成になつている。
３はこの外気温センサー１２の出力に応じて上記
ヒートポンプサイクル１（具体的には圧縮器２）
及び電気ヒーター１１の運転制御を行う制御回路
であつて、この制御回路１３は第５図に示すよう
な構成になつている。
即ち、第５図は、上記制御回路１３を機能的に
記載したブロツク図であつて、この第３図におい
て、１４は外気温センサー１２からのデータ信号
を適宜電気信号に変換する入力部、１５はこの外
気温に応じて、外気温に基くヒートポンプサイク
ルの加温能力が、給湯負荷を上回わる領域にある
か下回わる領域にあるかを判定する領域判定手
段、１６は上記外気温に応じて後述のシフト時間
に決定するに当つて、外気温とシフト時間との相
関関係に基くデータが収納されているデータ収納
部、１７は外気温ｔの入力を受けて各領域に応じ
たシフト時間Ｈを演算するシフト時間演算手段、
１８は深夜電力供給開始時よりの時間ｈを検出す
るタイマー、１９はこのタイマー１８からの出力
を受けて深夜電力開始時よりの時間ｈがシフト時
間に達したかどうかを知るために（Ｈ−ｈ）の演
算を行う減算手段、２０はこの減算手段１９の出
力が０になるか否かを判定する判定手段、２１は
この判定手段２１の出力を受けて当該手段２０の
出力が０になれば領域によつてヒートポンプ若し
くは電気ヒータを運転する運転信号発生手段であ
つて、当該手段２１の出力によつて、ヒートポン
プ若しくは電気ヒータが深夜電力供給開始時より
シフト時間Ｈだけ遅れて運転が開始される。
記載したブロツク図であつて、この第３図におい
て、１４は外気温センサー１２からのデータ信号
を適宜電気信号に変換する入力部、１５はこの外
気温に応じて、外気温に基くヒートポンプサイク
ルの加温能力が、給湯負荷を上回わる領域にある
か下回わる領域にあるかを判定する領域判定手
段、１６は上記外気温に応じて後述のシフト時間
に決定するに当つて、外気温とシフト時間との相
関関係に基くデータが収納されているデータ収納
部、１７は外気温ｔの入力を受けて各領域に応じ
たシフト時間Ｈを演算するシフト時間演算手段、
１８は深夜電力供給開始時よりの時間ｈを検出す
るタイマー、１９はこのタイマー１８からの出力
を受けて深夜電力開始時よりの時間ｈがシフト時
間に達したかどうかを知るために（Ｈ−ｈ）の演
算を行う減算手段、２０はこの減算手段１９の出
力が０になるか否かを判定する判定手段、２１は
この判定手段２１の出力を受けて当該手段２０の
出力が０になれば領域によつてヒートポンプ若し
くは電気ヒータを運転する運転信号発生手段であ
つて、当該手段２１の出力によつて、ヒートポン
プ若しくは電気ヒータが深夜電力供給開始時より
シフト時間Ｈだけ遅れて運転が開始される。
次に上記構成の制御回路１３の制御動作につい
て、第６図のフローチヤートを参考にして説明す
る。
て、第６図のフローチヤートを参考にして説明す
る。
先ず、外気温ｔが上記センサー１２によつて測
定され、この外気温ｔが第２図に示すT1の値を
越えるか否かが判定される（ｔ＜T1or ｔ≧T1）。
このT1は第５図に示すように、外気温によるヒ
ートポンプの加温能力が給湯負荷を上回わる点で
あつて、外気温ｔがこのT1を越えれば電気ヒー
ターによる補助加熱は必要なく、下回われば必要
となる。
定され、この外気温ｔが第２図に示すT1の値を
越えるか否かが判定される（ｔ＜T1or ｔ≧T1）。
このT1は第５図に示すように、外気温によるヒ
ートポンプの加温能力が給湯負荷を上回わる点で
あつて、外気温ｔがこのT1を越えれば電気ヒー
ターによる補助加熱は必要なく、下回われば必要
となる。
ここでこのT1を越える場合、越えない場合
夫々で動作が異なるので別個に説明する。
夫々で動作が異なるので別個に説明する。
先ず、外気温ｔがT1を下回わる場合について
説明すると、この場合はヒートポンプサイクル１
の加熱のみでは給湯負荷に対応できないので外気
温度に応じてシフト時間Ｈを定め深夜電力供給時
よりヒートポンプサイクル１を運転すると共にこ
のシフト時間Ｈだけ遅らせて電気ヒーター１１の
運転を併わせて行わせ、深夜電力供給終了時に設
定湯温に沸き上げるようにヒートポンプサイクル
１及び電気ヒーター１１を制御する。
説明すると、この場合はヒートポンプサイクル１
の加熱のみでは給湯負荷に対応できないので外気
温度に応じてシフト時間Ｈを定め深夜電力供給時
よりヒートポンプサイクル１を運転すると共にこ
のシフト時間Ｈだけ遅らせて電気ヒーター１１の
運転を併わせて行わせ、深夜電力供給終了時に設
定湯温に沸き上げるようにヒートポンプサイクル
１及び電気ヒーター１１を制御する。
即ち、第７図に示すように、先ず深夜電力開始
と同時にヒートポンプサイクル１を運転する。こ
の時第４図に示すポンプ９が駆動されて貯湯槽７
内の水が回路６内を循環しながら加熱され昇温し
ていく。一方で、第８図の線図に基いて、外気温
TLに応じた電気ヒーター１１のシフト時間Ｈが
記憶されたデータより定められ、深夜電力供給開
始時よりこのＨ時間経過したところでヒートポン
プサイクル１に加えて電気ヒーター１１の運転が
開始する。すると、第７図に示す如く加温能力が
上昇し、深夜電力終了と同時に貯湯槽７内の湯温
が設定温度に到達する。
と同時にヒートポンプサイクル１を運転する。こ
の時第４図に示すポンプ９が駆動されて貯湯槽７
内の水が回路６内を循環しながら加熱され昇温し
ていく。一方で、第８図の線図に基いて、外気温
TLに応じた電気ヒーター１１のシフト時間Ｈが
記憶されたデータより定められ、深夜電力供給開
始時よりこのＨ時間経過したところでヒートポン
プサイクル１に加えて電気ヒーター１１の運転が
開始する。すると、第７図に示す如く加温能力が
上昇し、深夜電力終了と同時に貯湯槽７内の湯温
が設定温度に到達する。
尚、第８図に示す外気温TLと電気ヒーターの
シフト時間Ｈとの相関曲線図は、所定容量の水を
設定湯温にまで深夜電力供給時間（８時間）内に
加熱するとして、電気ヒーターの運転開始時間を
Ｈ時間だけ遅らせた時に深夜電力供給終了時に設
定湯温に沸き上がるように、水の温度、貯湯容
量、ヒートポンプサイクル及び電気ヒーターの加
温能力から実験的に定めた近似曲線である。
シフト時間Ｈとの相関曲線図は、所定容量の水を
設定湯温にまで深夜電力供給時間（８時間）内に
加熱するとして、電気ヒーターの運転開始時間を
Ｈ時間だけ遅らせた時に深夜電力供給終了時に設
定湯温に沸き上がるように、水の温度、貯湯容
量、ヒートポンプサイクル及び電気ヒーターの加
温能力から実験的に定めた近似曲線である。
次に第２図において外気温がT1を上回わる場
合について説明すると、この場合はヒートポンプ
サイクルの加温能力が給湯負荷より上回わるの
で、電気ヒーターの補助加熱は必要なく、外気温
がT1より上がる程ヒートポンプサイクルの加温
能力が過剰となるので、ヒートポンプサイクルの
運転開始時間を深夜電力供給開始時よりシフト時
間Ｈだけ遅らせて開始させる。
合について説明すると、この場合はヒートポンプ
サイクルの加温能力が給湯負荷より上回わるの
で、電気ヒーターの補助加熱は必要なく、外気温
がT1より上がる程ヒートポンプサイクルの加温
能力が過剰となるので、ヒートポンプサイクルの
運転開始時間を深夜電力供給開始時よりシフト時
間Ｈだけ遅らせて開始させる。
即ち第９図に示すように、外気温THに応じて
ヒートポンプのシフト時間Ｈを定め、第１０図に
示すように深夜電力開始時よりＨ時間だけ遅らせ
てヒートポンプサイクルの運転を開始し、深夜電
力供給終了と同時に設定湯温に沸き上げるように
する。
ヒートポンプのシフト時間Ｈを定め、第１０図に
示すように深夜電力開始時よりＨ時間だけ遅らせ
てヒートポンプサイクルの運転を開始し、深夜電
力供給終了と同時に設定湯温に沸き上げるように
する。
尚、第９図に示すこの外気温THとヒートポン
プサイクルのシフト時間Ｈとの相関線図は上記第
８図の外気温−電気ヒーターシフト時間線図と同
様に実験的に定められたものである。
プサイクルのシフト時間Ｈとの相関線図は上記第
８図の外気温−電気ヒーターシフト時間線図と同
様に実験的に定められたものである。
従つて上述のヒートポンプ式給湯機によれば、
外気温に応じて領域を分けて、電気ヒーターの補
助加熱の必要のない領域においてはヒートポンプ
サイクルのみの運転で、深夜電力供給終了時に設
定湯温で沸き上げるようにヒートポンプサイクル
の運転開始時間をシフト時間Ｈだけ遅らせ、又、
電気ヒーターによる補助加熱が必要な時は極力ヒ
ートポンプサイクルを用いて運転すると共にヒー
ターの補助加熱を併用する場合に、深夜電力供給
終了と同時に設定湯温に沸き上がるようにシフト
時間Ｈだけ電気ヒーターの運転開始時間を遅らせ
たので、料金の安い深夜電力が供給される８時間
内に、極力消費電力の大きい電気ヒーターの運転
を行なわずにヒートポンプによる加熱で賄うこと
ができ、消費電力を減少させてエネルギーコスト
の低減を可能とすると共に、深夜電力供給終了と
同時に設定湯温に沸き上がるように領域に応じて
ヒートポンプサイクル若しくは電気ヒーターの運
転開始時間をシフト時Ｈだけ遅らせたので、深夜
電力供給終了時間より早めに沸きあがつて所定温
度に維持するよう温度制御する必要がなく、有効
に深夜電力を利用することができる。
外気温に応じて領域を分けて、電気ヒーターの補
助加熱の必要のない領域においてはヒートポンプ
サイクルのみの運転で、深夜電力供給終了時に設
定湯温で沸き上げるようにヒートポンプサイクル
の運転開始時間をシフト時間Ｈだけ遅らせ、又、
電気ヒーターによる補助加熱が必要な時は極力ヒ
ートポンプサイクルを用いて運転すると共にヒー
ターの補助加熱を併用する場合に、深夜電力供給
終了と同時に設定湯温に沸き上がるようにシフト
時間Ｈだけ電気ヒーターの運転開始時間を遅らせ
たので、料金の安い深夜電力が供給される８時間
内に、極力消費電力の大きい電気ヒーターの運転
を行なわずにヒートポンプによる加熱で賄うこと
ができ、消費電力を減少させてエネルギーコスト
の低減を可能とすると共に、深夜電力供給終了と
同時に設定湯温に沸き上がるように領域に応じて
ヒートポンプサイクル若しくは電気ヒーターの運
転開始時間をシフト時Ｈだけ遅らせたので、深夜
電力供給終了時間より早めに沸きあがつて所定温
度に維持するよう温度制御する必要がなく、有効
に深夜電力を利用することができる。
〈他の実施例〉
次に、貯湯槽１１内に残湯がある場合には加温
量が残湯量に応じて変える必要があるので、この
場合の実施例について第１１図を用いて説明す
る。尚、第４図図示の第１実施例と同一構成部分
については同符号を付し説明を省略する。
量が残湯量に応じて変える必要があるので、この
場合の実施例について第１１図を用いて説明す
る。尚、第４図図示の第１実施例と同一構成部分
については同符号を付し説明を省略する。
第１１図において、１４ａ，１４ｂ，１４ｃは
貯湯槽１１内の上位、中位、下位の夫々に設けら
れたサーミスタ等の温度検出器、１５はこの温度
検出器１４ａ，１４ｂ，１４ｃの検知出力に基い
て槽１１内の残湯量を検出するための残湯量検知
回路、１６はこの残湯量検知回路１５及び外気温
センサー１２からの信号を受けてヒートポンプサ
イクル１若しくは電気ヒーター１１の運転を制御
する制御回路である。その他の構成は第４図のも
のと同一である。
貯湯槽１１内の上位、中位、下位の夫々に設けら
れたサーミスタ等の温度検出器、１５はこの温度
検出器１４ａ，１４ｂ，１４ｃの検知出力に基い
て槽１１内の残湯量を検出するための残湯量検知
回路、１６はこの残湯量検知回路１５及び外気温
センサー１２からの信号を受けてヒートポンプサ
イクル１若しくは電気ヒーター１１の運転を制御
する制御回路である。その他の構成は第４図のも
のと同一である。
上記構成のヒートポンプ式温水器の動作を説明
すると、サーミスタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃで槽
１１内の上部、中部、下部の温度が測定され、こ
の検知結果が上記残湯量検知回路１５へ送られ
て、これらサーミスタの温度を適宜電気信号に変
換し、この結果が制御回路１６に送られると共に
外気温センサー１２によつて外気温度が入力され
て、この外気温及び残湯量に応じたヒートポンプ
サイクル１及び電気ヒーター１１の運転制御が行
われる。
すると、サーミスタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃで槽
１１内の上部、中部、下部の温度が測定され、こ
の検知結果が上記残湯量検知回路１５へ送られ
て、これらサーミスタの温度を適宜電気信号に変
換し、この結果が制御回路１６に送られると共に
外気温センサー１２によつて外気温度が入力され
て、この外気温及び残湯量に応じたヒートポンプ
サイクル１及び電気ヒーター１１の運転制御が行
われる。
この場合制御回路１６は、残湯量検知のための
各サーミスタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃからの検出
温度、外気温度を読み取つて、先ず外気温に基い
て、電気ヒーターの補助加熱が必要である領域か
ヒートポンプサイクルのみの運転で良い領域かを
判定する。ここで、外気温が電気ヒーターの補助
加熱が必要な領域である場合には、深夜電力供給
開始と同時にヒートポンプサイクルを運転し、一
方で残湯量に応じて電気ヒーターのシフト時間Ｈ
を定め、深夜電力供給開始時よりＨ時間だけ遅ら
せて電気ヒーターを運転開始し、深夜電力供給終
了と同時に設定温度に沸き上がるようにする。つ
まり、深夜電力供給終了と同時に設定湯温に沸き
上がるようにシフト時間Ｈを定める。
各サーミスタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃからの検出
温度、外気温度を読み取つて、先ず外気温に基い
て、電気ヒーターの補助加熱が必要である領域か
ヒートポンプサイクルのみの運転で良い領域かを
判定する。ここで、外気温が電気ヒーターの補助
加熱が必要な領域である場合には、深夜電力供給
開始と同時にヒートポンプサイクルを運転し、一
方で残湯量に応じて電気ヒーターのシフト時間Ｈ
を定め、深夜電力供給開始時よりＨ時間だけ遅ら
せて電気ヒーターを運転開始し、深夜電力供給終
了と同時に設定温度に沸き上がるようにする。つ
まり、深夜電力供給終了と同時に設定湯温に沸き
上がるようにシフト時間Ｈを定める。
このシフト時間Ｈの判断基準は、第１２図の外
気温−電気ヒーターシフト時間線図による。即
ち、第１２図に示すように、残湯量に応じて外気
温−電気ヒーターシフト線図はA1〜A4と夫々異
なり、この残湯量に応じて選定された線図A1〜
A4個々において外気温に基いて電気ヒーターシ
フト時間Ｈが定められる。
気温−電気ヒーターシフト時間線図による。即
ち、第１２図に示すように、残湯量に応じて外気
温−電気ヒーターシフト線図はA1〜A4と夫々異
なり、この残湯量に応じて選定された線図A1〜
A4個々において外気温に基いて電気ヒーターシ
フト時間Ｈが定められる。
具体的に一例を説明すると、
1. サーミスタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃによりす
べての水位において40℃以下であることが検知
されると、残湯量がほとんどないものとし、第
１２図に示すように、A1線図が選定され、こ
のA1に基いて外気温がTLの場合にはシフト時
間H1が定められる。
べての水位において40℃以下であることが検知
されると、残湯量がほとんどないものとし、第
１２図に示すように、A1線図が選定され、こ
のA1に基いて外気温がTLの場合にはシフト時
間H1が定められる。
このようにシフト時間Ｈが定められると、第
１３図の沸き上げ特性図に示すように深夜電力
供給開始と同時にヒートポンプサイクルが運転
されて貯湯水が昇温し、供給開始時よりH1時
間経過後電気ヒーターの運転が開始されて、
B1に示すように昇温し、深夜電力供給終了時
に設定湯温に沸き上がる。
１３図の沸き上げ特性図に示すように深夜電力
供給開始と同時にヒートポンプサイクルが運転
されて貯湯水が昇温し、供給開始時よりH1時
間経過後電気ヒーターの運転が開始されて、
B1に示すように昇温し、深夜電力供給終了時
に設定湯温に沸き上がる。
2. 又、最上位のサーミスタ１４ａのみ40℃以上
の水があることを検知し、中部、低部にはない
場合には、同様にして第１２図に示すA2線図
が選択されて、このA2線図に基いて外気温TL
に応じたシフト時間H2が定められる。
の水があることを検知し、中部、低部にはない
場合には、同様にして第１２図に示すA2線図
が選択されて、このA2線図に基いて外気温TL
に応じたシフト時間H2が定められる。
このようにシフト時間H2が定められると、
第１３図に示すように電気ヒーターがH2時間
だけ遅れて運転開始され、B2に示すような沸
き上げ特性となり深夜電力供給終了時に設定湯
温に到達する。
第１３図に示すように電気ヒーターがH2時間
だけ遅れて運転開始され、B2に示すような沸
き上げ特性となり深夜電力供給終了時に設定湯
温に到達する。
3. 同様にして、最上部及び中部のサーミスタ１
４ａ，１４ｂが40℃以上であることを検知する
と、第１２図において、A3線図が選択されて
シフト時間H3が定められ、このシフト時間H3
に応じて電気ヒーターが運転制御されて第１３
図のB3沸き上げ特性図を得る。
４ａ，１４ｂが40℃以上であることを検知する
と、第１２図において、A3線図が選択されて
シフト時間H3が定められ、このシフト時間H3
に応じて電気ヒーターが運転制御されて第１３
図のB3沸き上げ特性図を得る。
4. 同様にしてすべてのサーミスタ１４ａ，１４
ｂ，１４ｃにおいて、40℃以上の水があると判
定された場合には、第１２図においてA4線図
が選定されてシフト時間H4が定められ、これ
に応じてB4の沸き上げ特性が得られる。
ｂ，１４ｃにおいて、40℃以上の水があると判
定された場合には、第１２図においてA4線図
が選定されてシフト時間H4が定められ、これ
に応じてB4の沸き上げ特性が得られる。
以上のように、残湯量に応じて、残湯量が多い
場合にはシフト時間Ｈを短かく、残湯量が少ない
場合にはシフト時間Ｈを多くとつて、深夜電力供
給終了と同時に設定湯温に到達するようにする。
場合にはシフト時間Ｈを短かく、残湯量が少ない
場合にはシフト時間Ｈを多くとつて、深夜電力供
給終了と同時に設定湯温に到達するようにする。
次に、外気温によつて、ヒートポンプの加温能
力が給湯負荷を上回わり電気ヒーターによる補助
加熱の必要がない領域であることが判定される
と、電気ヒーターの運転は行わずに外気温に応じ
たヒートポンプサイクルの運転開始時間を深夜電
力供給開始時間よりシフト時間Ｈだけ遅らせて深
夜電力供給終了時に設定湯温に達するようにす
る。
力が給湯負荷を上回わり電気ヒーターによる補助
加熱の必要がない領域であることが判定される
と、電気ヒーターの運転は行わずに外気温に応じ
たヒートポンプサイクルの運転開始時間を深夜電
力供給開始時間よりシフト時間Ｈだけ遅らせて深
夜電力供給終了時に設定湯温に達するようにす
る。
このヒートポンプサイクルのシフト時間Ｈの判
断基準は、第１４図の外気温−ヒートポンプサイ
クルシフト時間線図において、各サーミスタの検
知出力に基づく残湯量に応じた線図A1〜A4が選
択され（選択基準は上記１〜４に基づく）て、外
気温THに対応するシフト時間H1〜H4が定めら
れ、このシフト時間H1〜H4分だけ、ヒートポン
プサイクルの運転開始時間が遅延されて運転が行
われて、深夜電力供給終了と同時に設定湯温に沸
き上がる。（沸き上げ特性線図第１５図参照） 尚、上記実施例においては残湯量を検知フアク
ターとしてとらえたが、同様にして残湯温度をフ
アクターとしてとらえ、この残湯温度に応じたシ
フト時間を定めて、深夜電力供給終了時に設定温
度に沸き上げるようにすることも可能である。
断基準は、第１４図の外気温−ヒートポンプサイ
クルシフト時間線図において、各サーミスタの検
知出力に基づく残湯量に応じた線図A1〜A4が選
択され（選択基準は上記１〜４に基づく）て、外
気温THに対応するシフト時間H1〜H4が定めら
れ、このシフト時間H1〜H4分だけ、ヒートポン
プサイクルの運転開始時間が遅延されて運転が行
われて、深夜電力供給終了と同時に設定湯温に沸
き上がる。（沸き上げ特性線図第１５図参照） 尚、上記実施例においては残湯量を検知フアク
ターとしてとらえたが、同様にして残湯温度をフ
アクターとしてとらえ、この残湯温度に応じたシ
フト時間を定めて、深夜電力供給終了時に設定温
度に沸き上げるようにすることも可能である。
尚、上記実施例では深夜電力供給時間内に当該
電力を利用して設定湯温に沸き上げるよう制御す
る例を示したが、当該方法はこれに限らず、一定
時間内にある設定された値に温度、湿度等を調整
するもの全てに適用することができる。
電力を利用して設定湯温に沸き上げるよう制御す
る例を示したが、当該方法はこれに限らず、一定
時間内にある設定された値に温度、湿度等を調整
するもの全てに適用することができる。
〈効 果〉
以上本発明によれば、
外気温度が、ヒートポンプサイクルの加熱器単
独による加熱を行う領域が、ヒートポンプサイク
ルと電気ヒータとの併用によつて加熱を行う領域
かを判断してから、 当該外気温度に基づいて、記憶されたデータか
ら、深夜電力供給開始時からヒートポンプサイク
ルまたは電気ヒータの駆動開始までのシフト時間
を決定し、 外気温度がヒートポンプサイクルの加熱器単独
の加熱を行う領域であるときに深夜電力供給開始
時から上記シフト時間経過したときにヒートポン
プサイクルを駆動し、 外気温度がヒートポンプサイクルと電気ヒータ
との併用加熱を行う領域であるときに深夜電力供
給開始時からヒートポンプサイクルを駆動すると
共に、深夜電力供給開始時から上記シフト時間経
過したときにヒートポンプサイクルと共に上記電
気ヒータを駆動し、 上記シフト時間を、上記シフト時間経過後から
深夜電力供給終了時まで上記ヒートポンプサイク
ルの加熱器単独またはヒートポンプサイクルと電
気ヒータとの併用加熱を行うことによつて所定の
貯湯温度が得られるよう設定したので、 外気温度が比較的高く給湯負荷に対してヒート
ポンプサイクルの加温能力が上回る場合にはヒー
トポンプサイクル単独で加熱運転が行われ、外気
温度が比較的低く給湯負荷に対してヒートポンプ
サイクルの加温能力が下回る場合にのみヒートポ
ンプサイクルに加えて電気ヒータによる併用加熱
運転が行われることになる。このため、外気温度
にかかわらず、ヒートポンプサイクルによる加熱
を最大限利用して加熱を行ない、ヒートポンプサ
イクルの能力が不足するときだけ電気ヒータを利
用するようにしたので、電気ヒータを多用するの
に比べて消費電力を少なく抑えることができ、深
夜電力の利用と相俟つて低コストで所定の温水を
得ることができる。
独による加熱を行う領域が、ヒートポンプサイク
ルと電気ヒータとの併用によつて加熱を行う領域
かを判断してから、 当該外気温度に基づいて、記憶されたデータか
ら、深夜電力供給開始時からヒートポンプサイク
ルまたは電気ヒータの駆動開始までのシフト時間
を決定し、 外気温度がヒートポンプサイクルの加熱器単独
の加熱を行う領域であるときに深夜電力供給開始
時から上記シフト時間経過したときにヒートポン
プサイクルを駆動し、 外気温度がヒートポンプサイクルと電気ヒータ
との併用加熱を行う領域であるときに深夜電力供
給開始時からヒートポンプサイクルを駆動すると
共に、深夜電力供給開始時から上記シフト時間経
過したときにヒートポンプサイクルと共に上記電
気ヒータを駆動し、 上記シフト時間を、上記シフト時間経過後から
深夜電力供給終了時まで上記ヒートポンプサイク
ルの加熱器単独またはヒートポンプサイクルと電
気ヒータとの併用加熱を行うことによつて所定の
貯湯温度が得られるよう設定したので、 外気温度が比較的高く給湯負荷に対してヒート
ポンプサイクルの加温能力が上回る場合にはヒー
トポンプサイクル単独で加熱運転が行われ、外気
温度が比較的低く給湯負荷に対してヒートポンプ
サイクルの加温能力が下回る場合にのみヒートポ
ンプサイクルに加えて電気ヒータによる併用加熱
運転が行われることになる。このため、外気温度
にかかわらず、ヒートポンプサイクルによる加熱
を最大限利用して加熱を行ない、ヒートポンプサ
イクルの能力が不足するときだけ電気ヒータを利
用するようにしたので、電気ヒータを多用するの
に比べて消費電力を少なく抑えることができ、深
夜電力の利用と相俟つて低コストで所定の温水を
得ることができる。
この本発明の場合、上記ヒートポンプサイクル
単独運転、或は上記ヒートポンプサイクルと電気
ヒータとの併用運転を行う際に、上記のようにシ
フト時間を決定して加温開始を深夜電力供給開始
時から遅らせる方向に調整するので、前記いずれ
の運転を行う場合にも深夜電力供給終了時にちよ
うど所定の温度に沸き上げることができ、沸き上
げから温水使用までの時間を最小にして放熱ロス
を極力無くすることができる。
単独運転、或は上記ヒートポンプサイクルと電気
ヒータとの併用運転を行う際に、上記のようにシ
フト時間を決定して加温開始を深夜電力供給開始
時から遅らせる方向に調整するので、前記いずれ
の運転を行う場合にも深夜電力供給終了時にちよ
うど所定の温度に沸き上げることができ、沸き上
げから温水使用までの時間を最小にして放熱ロス
を極力無くすることができる。
第１図及び第２図は、ヒートポンプサイクルの
加温能力及び給湯負荷と外気温との関係線図、第
３図は、深夜電力供給時間と湯温との関係線図
（一般例）、第４図は、本発明実施例の回路図、第
５図は、本発明実施例に用いられる制御回路の機
能ブロツク図、第６図は、同上フローチヤート、
第７図及び第１０図は、本発明実施例による深夜
電力供給時間と湯温との関係線図、第８図は、電
気ヒーターのシフト時間と外気温との関係線図、
第９図は、ヒートポンプサイクルのシフト時間と
外気温との関係線図、第１１図は、他の実施例の
回路図、第１２図は、他の実施例に用いられる電
気ヒーターのシフト時間と外気温との関係線図、
第１３図及び第１５図は、同上深夜電力供給時間
の湯温との関係線図、第１４図は、同上ヒートポ
ンプサイクルのシフト時間と外気温との関係線
図。 １：ヒートポンプサイクル、３：凝縮器（加熱
器）、７：貯湯槽、１１：電気ヒーター、１２：
外気温センサー、１３，１６：制御回路。
加温能力及び給湯負荷と外気温との関係線図、第
３図は、深夜電力供給時間と湯温との関係線図
（一般例）、第４図は、本発明実施例の回路図、第
５図は、本発明実施例に用いられる制御回路の機
能ブロツク図、第６図は、同上フローチヤート、
第７図及び第１０図は、本発明実施例による深夜
電力供給時間と湯温との関係線図、第８図は、電
気ヒーターのシフト時間と外気温との関係線図、
第９図は、ヒートポンプサイクルのシフト時間と
外気温との関係線図、第１１図は、他の実施例の
回路図、第１２図は、他の実施例に用いられる電
気ヒーターのシフト時間と外気温との関係線図、
第１３図及び第１５図は、同上深夜電力供給時間
の湯温との関係線図、第１４図は、同上ヒートポ
ンプサイクルのシフト時間と外気温との関係線
図。 １：ヒートポンプサイクル、３：凝縮器（加熱
器）、７：貯湯槽、１１：電気ヒーター、１２：
外気温センサー、１３，１６：制御回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 深夜電力を利用して駆動され貯湯槽内の水を
加熱するヒートポンプサイクルの加熱器と、深夜
電力を利用して通電されヒートポンプサイクルに
よる加熱が不足するときに上記貯湯槽内の水を補
助的に加熱する電気ヒータと、を併設して成るヒ
ートポンプ式温水器において、 外気温度を検出する外気温センサーを設け、 この外気温センサーの出力に基づいて上記ヒー
トポンプサイクル及び電気ヒータの駆動を制御す
る制御回路を設け、 上記制御回路は、 上記外気温度が、ヒートポンプサイクルの加熱
器単独による加熱を行う領域か、ヒートポンプサ
イクルと電気ヒータとの併用によつて加熱を行う
領域かを判断する外気温領域判定手段と、 上記外気温度に基づいて、記憶されたデータか
ら、深夜電力供給開始時からヒートポンプサイク
ルまたは電気ヒータの駆動開始までのシフト時間
を決定するシフト時間決定手段と、 深夜電力供給開始時からの時間を計時するタイ
マーと、 上記領域判定手段の出力に基づいて外気温度が
ヒートポンプサイクルの加熱器単独の加熱を行う
領域であるときに深夜電力供給開始時から上記シ
フト時間経過したときにヒートポンプサイクルを
駆動すると共に、上記領域判定手段の出力に基づ
いて外気温度がヒートポンプサイクルと電気ヒー
タとの併用加熱を行う領域であるときに深夜電力
供給開始時からヒートポンプサイクルを駆動する
ヒートポンプサイクル制御手段と、 上記領域判定手段の出力に基づいて外気温度が
ヒートポンプサイクルと電気ヒータとの併用加熱
を行う領域であるときに深夜電力供給開始時から
上記シフト時間経過したときに上記電気ヒータを
駆動する電気ヒータ制御手段と、 から構成し、 上記シフト時間は、上記シフト時間経過後から
深夜電力供給終了時まで上記ヒートポンプサイク
ルの加熱器または電気ヒータにて加熱を行うこと
によつて所定の貯湯温度が得られるよう設定した
ことを特徴とするヒートポンプ式温水器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59064567A JPS60205149A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | ヒ−トポンプ式温水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59064567A JPS60205149A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | ヒ−トポンプ式温水器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60205149A JPS60205149A (ja) | 1985-10-16 |
| JPH046851B2 true JPH046851B2 (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=13261934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59064567A Granted JPS60205149A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | ヒ−トポンプ式温水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60205149A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6448542U (ja) * | 1987-09-22 | 1989-03-24 | ||
| JPH01239349A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-25 | Daikin Ind Ltd | ヒートポンプ式給湯装置 |
| JP4484221B2 (ja) * | 2005-09-08 | 2010-06-16 | 東芝機器株式会社 | 給湯装置 |
| JP5842597B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2016-01-13 | 三菱電機株式会社 | 貯湯式給湯機 |
| JP6375792B2 (ja) * | 2014-09-02 | 2018-08-22 | 株式会社デンソー | ヒートポンプ式給湯機 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5938544A (ja) * | 1982-08-30 | 1984-03-02 | Mitsubishi Electric Corp | 貯湯式給湯機 |
-
1984
- 1984-03-29 JP JP59064567A patent/JPS60205149A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5938544A (ja) * | 1982-08-30 | 1984-03-02 | Mitsubishi Electric Corp | 貯湯式給湯機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60205149A (ja) | 1985-10-16 |
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