JP7622768B2 - Storage water heater - Google Patents
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Description
本開示は、貯湯式給湯機に関する。 This disclosure relates to a storage type water heater.
貯湯式給湯機では、電気料金が割安な深夜時間帯に沸き上げ運転を集中させるため、深夜時間帯に、貯湯タンク内の湯水の全量を、設定可能な最高温度に沸き上げることが一般に行われている。貯湯式給湯機では、貯湯タンクに対して、深夜時間帯の全量の沸き上げを完了できる加熱能力を有する加熱手段を組み合わるのが一般的である。 In a storage type water heater, in order to concentrate heating operations during the nighttime hours when electricity rates are cheaper, it is common for the entire amount of hot water in the hot water storage tank to be heated to the highest temperature that can be set during the nighttime hours. In a storage type water heater, it is common for the hot water storage tank to be combined with a heating means that has the heating capacity to complete heating of the entire amount during the nighttime hours.
また、特許文献1には、加熱能力を変更することができる貯湯式給湯機が記載されている。特許文献1に記載の貯湯式給湯機における深夜時間帯の沸き上げ運転では、深夜時間帯の終了時刻までに全量の沸き上げを完了することができる加熱能力での沸き上げ運転が行われる。この沸き上げ運転中に突発的に湯が使用された場合、必要湯量の沸き上げが完了しないと判断される場合には、加熱能力はより高い加熱能力に変更される。 Patent Document 1 also describes a storage-type water heater that can change its heating capacity. In the late-night boiling operation of the storage-type water heater described in Patent Document 1, the boiling operation is performed with a heating capacity that can complete boiling of the entire amount of water by the end of the late-night period. If hot water is used unexpectedly during this boiling operation, and it is determined that the required amount of hot water will not be boiled, the heating capacity is changed to a higher heating capacity.
深夜時間帯の沸き上げる運転の加熱能力が、貯湯タンクの全量の湯を沸き上げることができる加熱能力に設定されている場合、貯湯タンク内の湯水の全量を沸き上げる必要が無い場合には、却ってエネルギー効率が低くなる虞がある。 If the heating capacity for the boiling operation during the nighttime hours is set to a heating capacity that can boil the entire amount of hot water in the hot water storage tank, there is a risk that energy efficiency will actually be reduced if there is no need to boil the entire amount of hot water in the hot water storage tank.
本開示は、上記の課題を解決するためになされたもので、全量の沸き上げが必要ない場合にも効率的な加熱能力で沸き上げ運転を行うことができるように改良された貯湯式給湯機を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide an improved storage-type water heater that can perform boiling operation with efficient heating capacity even when it is not necessary to boil the entire amount.
本開示に係る貯湯式給湯機は、水を加熱する加熱能力を変更可能に構成された加熱手段と、加熱手段により加熱された水を貯湯することができる貯湯タンクと、加熱手段の加熱能力の切り替えを制御すると共に、加熱手段により加熱した水を貯湯タンクに貯湯する沸き上げ運転を制御するように構成された制御装置と、を備える。加熱手段の定格加熱能力は、JISの性能評価条件で運転するときの能力であって、1日24時間のうちで、電気料金単価が他の時間帯と比べて低い時間帯である低料金時間帯の間に、貯湯タンクの水全量を設定可能な最高貯湯温度に沸き上げる全量沸き上げを完了できる加熱能力よりも、低い能力であり、加熱手段は、定格加熱能力よりも高い高加熱能力で運転可能であり、制御装置は、沸き上げ運転時の目標貯湯温度を最高貯湯温度より低い目標温度とする第1モードと、沸き上げ運転時の目標貯湯温度を最高貯湯温度として全量沸き上げを行う第2モードと、を備え、第1モードで沸き上げを行う場合には、加熱手段の加熱能力を、定格加熱能力として沸き上げ運転を行い、低料金時間帯のうちに、第2モードで全量沸き上げを行う場合、定格加熱能力での沸き上げ運転では低料金時間帯の終了時刻までに全量沸き上げが完了しないと予想される場合には、低料金時間帯の終了時刻に全量沸き上げが終了するのに必要な時間だけ高加熱能力での沸き上げ運転を行う。 The storage type water heater of the present disclosure comprises a heating means configured to be able to change the heating capacity for heating water, a hot water storage tank in which water heated by the heating means can be stored, and a control device configured to control switching of the heating capacity of the heating means and to control a boiling operation in which water heated by the heating means is stored in the hot water storage tank. The rated heating capacity of the heating means is the capacity when operating under JIS performance evaluation conditions, and is lower than the heating capacity that can complete full boiling of the entire amount of water in the hot water storage tank to the settable maximum hot water storage temperature during a low price period, which is a period of time during a 24-hour day when the electricity rate unit price is lower than other periods , and the heating means is capable of operating at a high heating capacity higher than the rated heating capacity, and the control device has a first mode in which the target hot water storage temperature during boiling operation is set to a target temperature lower than the maximum hot water storage temperature, and a second mode in which full boiling is performed with the target hot water storage temperature during boiling operation set to the maximum hot water storage temperature, and when boiling is performed in the first mode, boiling operation is performed with the heating capacity of the heating means at the rated heating capacity, and when full boiling is performed in the second mode during the low price period, if it is expected that full boiling will not be completed by the end of the low price period with boiling operation at the rated heating capacity, boiling operation at high heating capacity is performed for the time required for full boiling to be completed at the end of the low price period.
本開示によれば、沸き上げる必要がある熱量が小さい場合に、効率的な加熱能力で沸き上げ運転を行うことができる。 According to the present disclosure, when the amount of heat that needs to be boiled is small, boiling operation can be performed with efficient heating capacity.
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、本開示において、単に「水」または「湯」と記載した場合には、低温の水から、高温の湯まで、あらゆる温度の液体の水が含まれうる。また、本開示では、湯が持っている熱量を、所定温度の湯に換算した湯量として扱う場合がある。すなわち、本開示において、「湯量」との記載は実質的には熱量を意味する場合がある。 Below, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Elements common to each drawing will be given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. In this disclosure, when "water" or "hot water" is simply stated, it can include liquid water at any temperature, from low temperature water to high temperature hot water. In addition, in this disclosure, the amount of heat contained in hot water may be treated as the amount of water converted into hot water at a specified temperature. In other words, in this disclosure, the term "amount of hot water" may essentially mean the amount of heat.
実施の形態1.
図1は、本開示の実施の形態1に係る貯湯式給湯機の全体構成を模式的に示す図である。貯湯式給湯機35は、タンクユニット33と、HP(ヒートポンプ)ユニット7と、リモコン装置44とを備えている。HPユニット7とタンクユニット33とは、HP往き配管14とHP戻り配管15と図示しない電気配線とを介して接続されている。
Embodiment 1.
1 is a diagram showing a schematic diagram of an overall configuration of a storage type hot water heater according to the first embodiment of the present disclosure. The storage type
タンクユニット33には制御装置36が内蔵されている。タンクユニット33およびHPユニット7が備える各種弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御装置36により制御される。
A
制御装置36とリモコン装置44とは有線又は無線により、相互通信可能な状態で接続されている。リモコン装置44は、ユーザーインターフェースの例である。図示を省略するが、リモコン装置44は、貯湯式給湯機35の運転状態等の情報を表示する表示部、使用者が操作するスイッチ等の操作部、スピーカ、マイク等が搭載されている。操作部は、貯湯式給湯機の運転動作指令及び設定値の変更などに関する使用者の操作を受け付ける。
The
リモコン装置44は、例えば台所、リビング、浴室などの壁に設置されたものでもよい。複数のリモコン装置44が制御装置36に対して通信可能でもよい。また、例えばスマートフォンのような携帯端末がリモコン装置44のようなユーザーインターフェースとしての機能を有する構成としてもよい。この場合、当該携帯端末と制御装置36とが、ネットワークを介して通信可能な構成であってもよい。
The
HPユニット7は水を加熱するための加熱手段として機能する。HPユニット7は、圧縮機1、水冷媒熱交換器3、膨張弁4、及び、空気熱交換器6を冷媒配管5にて環状に接続し、ヒートポンプサイクルを構成している。水冷媒熱交換器3は、冷媒配管5を流れる冷媒とタンクユニット33から導かれた低温水との間で熱交換を行うためのものである。
The HP unit 7 functions as a heating means for heating water. The HP unit 7 has a compressor 1, a water-refrigerant heat exchanger 3, an
本実施の形態では、HPユニット7の冷媒回路による加熱能力の値を変更することができる。以下の説明では、HPユニット7の加熱能力を単に「加熱能力」と呼ぶ場合がある。加熱能力は、例えば、HPユニット7が時間当たりに水に与える熱量に相当する。加熱能力の単位は、例えば、kW(キロワット)である。 In this embodiment, the value of the heating capacity of the refrigerant circuit of the HP unit 7 can be changed. In the following description, the heating capacity of the HP unit 7 may be simply referred to as "heating capacity." The heating capacity corresponds to, for example, the amount of heat that the HP unit 7 provides to water per hour. The unit of heating capacity is, for example, kW (kilowatts).
タンクユニット33には、以下の各種部品や配管などが内蔵されている。貯湯タンク8は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク8の下部に設けられた水導入口8aには、第3給水配管9cが接続されている。水道等の水源から供給される水は、減圧弁31で所定圧力に調圧された上で、第3給水配管9cを通って貯湯タンク8内に流入する。貯湯タンク8の上部に設けられた温水導入出口8dには、貯湯タンク8内に貯留された湯を貯湯式給湯機35の外部へ供給するための給湯配管21と、送湯配管13とが接続されている。
The tank unit 33 incorporates the following various components and pipes. The
HPユニット7を用いて加熱された高温湯は、温水導入出口8dから貯湯タンク8に流入する。一方、第3給水配管9cからの低温水は、水導入口8aから貯湯タンク8に流入する。これにより貯湯タンク8には、上下部で温度差が生じるように湯水が貯留される。貯湯タンク8の表面には、複数の貯湯温度センサ42,43が高さを変えて取り付けられている。これら貯湯温度センサ42,43で貯湯タンク8内の湯水の温度分布を検出することにより、貯湯タンク8内の残湯量が把握され、これに基づいてHPユニット7による貯湯タンク8内の湯水の沸き上げ運転の開始、停止などが制御される。
The high-temperature water heated by the HP unit 7 flows into the hot
タンクユニット33内には、熱源ポンプ12及びふろ用熱交換器20が内蔵されている。熱源ポンプ12は、タンクユニット33内の後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプであり、HP往き配管14上に設けられている。
The heat source pump 12 and the
ふろ用熱交換器20は、貯湯タンク8又はHPユニット7から供給される高温湯を利用して、2次側の加熱対象水(浴槽水や暖房用水など)を加熱するための熱交換器である。本実施の形態では、ふろ用熱交換器20の2次側の構成として、浴槽30内の湯水を循環させるふろ往き配管27とふろ戻り配管28とを例示し説明する。ふろ用熱交換器20は、ふろ往き配管27とふろ戻り配管28との途中に設置されている。また、ふろ戻り配管28の途中には、浴槽水を循環させるためのふろ循環ポンプ29が設置されている。
The
三方弁11は、湯水が流入するaポート及びbポートと、湯水が流出するcポートと、を有する流路切替手段であり、2つの経路、a-c、及び、b-cの間で流路を切り替えることができる。四方弁18は、湯水が流入するbポート及びcポートと、湯水が流出するaポート及びdポートと、を有する流路切替手段であり、4つの経路、b-a、c-a、b-d、及び、c-dの間で流路切替可能に構成されている。
The three-
水導出口配管10は、貯湯タンク8の下部に設けられた水導出口8bと三方弁11のaポートとを接続する。HP往き配管14は、三方弁11のcポートとHPユニット7の入口側とを接続する。HP戻り配管15は、HPユニット7の出口側と四方弁18のcポートとを接続する。送湯配管13は、四方弁18のdポートと、貯湯タンク8上部の温水導入出口8dとを接続する。第1バイパス配管16は、四方弁18のaポートと、貯湯タンク8の中央部から下部の間に設けられた温水導入口8cとを接続する。温水導入配管20aは、送湯配管13の途中から分岐し、ふろ用熱交換器20の1次側入口に接続される。温水導出配管20bは、ふろ用熱交換器20の1次側出口と三方弁11のbポートとを接続する。第2バイパス配管17は、HP往き配管14における熱源ポンプ12とHPユニット7の入口側との間から分岐し、四方弁18のbポートに接続される。
The
第1給水配管9aの一端は水道等の水源に接続され、第1給水配管9aの他端には減圧弁31を介して第2給水配管9b及び第3給水配管9cが接続されている。第2給水配管9bは、途中から分岐して給湯用混合弁22とふろ用混合弁23とに接続されている。給湯配管21は、途中から分岐して給湯用混合弁22とふろ用混合弁23とに接続されている。給湯用混合弁22の流出口には第1給湯配管24が接続され、ふろ用混合弁23の流出口には第2給湯配管25が接続されている。第2給湯配管25の途中には、第2給湯配管25を開閉するふろ用電磁弁26と、第2給湯配管25を通る湯の流量を検出するふろ用流量センサ45とが設けられている。
One end of the first
給湯用混合弁22及びふろ用混合弁23は、給湯配管21から供給される高温湯と、第2給水配管9bから供給される低温水との流量比を調整することにより、使用者がリモコン装置44にて設定した設定温度の湯を生成する。給湯用混合弁22で設定温度に調整された湯は、第1給湯配管24から給湯栓34を経由して、使用者が使用するシャワーやカラン等の蛇口(図示しない)に供給される。一方、ふろ用混合弁23で設定温度に調整された湯は、第2給湯配管25からふろ用電磁弁26、ふろ用流量センサ45、ふろ往き配管27、ふろ戻り配管28を経て浴槽30に供給される。
The hot water
ところで、従来の貯湯式給湯機においては、1日のうちで、他の時間帯に比べて電気料金単価の低い低料金時間帯である深夜時間帯、例えば23時~翌日7時の8時間の内に、定格加熱能力で全量沸き上げを完了することができる能力を有するHPユニットが、貯湯タンクの容量に応じて、組み合わせられている。一例としては、タンク容量370Lに対し、HPユニットの加熱能力が4.5kW、タンク容量460Lに対し、HPユニットの加熱能力が6.0kWである。この能力であれば、HPユニットに入水する温度5℃の湯を最高貯湯温度90℃とする全量沸き上げを、深夜時間帯の8時間以内に完了することができる。なお、本実施の形態の開示では、電気料金単価が1日24時間のうちで他時間帯と比べて安い時間帯として深夜時間帯を例示したが、これに限らず、電気料金単価が1日24時間のうちで他時間帯と比べて低い低料金時間帯がある場合にも、本開示を適用することができる。 In the past, in a hot water storage type water heater, an HP unit capable of completing the boiling of the entire amount of water at the rated heating capacity during the late night hours, which are low-cost hours in a day when the unit price of electricity is lower than other times, for example, during the 8 hours from 11:00 p.m. to 7:00 a.m. the next day, is combined according to the capacity of the hot water storage tank. As an example, the heating capacity of the HP unit is 4.5 kW for a tank capacity of 370 L, and the heating capacity of the HP unit is 6.0 kW for a tank capacity of 460 L. With this capacity, boiling of the entire amount of water, from a temperature of 5° C. entering the HP unit to a maximum hot water storage temperature of 90° C., can be completed within 8 hours during the late night hours. In the disclosure of this embodiment, the late night hours are exemplified as a time period in which the unit price of electricity is lower than other times during the 24 hours of a day, but this is not limited to this, and the present disclosure can also be applied to a time period in which the unit price of electricity is lower than other times during the 24 hours of a day when there is a low-cost time period.
しかし、一般に、HPユニットの加熱能力が低い方が効率(即ち、COP;Coefficient Of Performance)は良い傾向にあり、全量沸き上げの必要が無い場合にまで、全量沸き上げが可能な高い加熱能力での運転を実行することは、効率を低下させることとなる。 However, in general, the lower the heating capacity of the HP unit, the better its efficiency (i.e., COP; Coefficient of Performance), and operating it at a high heating capacity that would allow full boiling even when full boiling is not necessary will result in reduced efficiency.
そこで、本実施の形態に係る貯湯式給湯機35のHPユニット7は、その定格加熱能力が、深夜時間帯に全量沸き上げを完了できる加熱能力よりも低い能力のものとなっている。つまり本実施の形態でのHPユニット7の定格加熱能力は、貯湯タンク8と同一容量の貯湯タンクを有する従来の貯湯式給湯機に設置されるHPユニットの加熱能力よりも低くなっている。なお、定格加熱能力とは、例えばJISによる性能評価条件で運転するときの加熱能力に相当する。HPユニット7は、定格加熱能力を標準の加熱能力とし、通常時の加熱能力は定格加熱能力に設定されている。
Therefore, the rated heating capacity of the HP unit 7 of the storage type
図2は、実施の形態1のHPユニット7の加熱能力と沸き上げ湯量との関係を示す図である。本実施の形態に係る貯湯式給湯機35では、図2に示されるように、例えば、貯湯タンク8の容量が370Lであれば、定格加熱能力が4.1kWのHPユニット7が組み合わせられ、貯湯タンク8の容量が460Lであれば定格加熱能力が5.1kWのHPユニット7が組み合わせられる。図2に示されるように、これらの貯湯タンクの容量と加熱能力との組み合わせは、深夜時間帯の例えば8時間の間には、全量沸き上げを完了できない可能性がある組み合わせである。
Figure 2 is a diagram showing the relationship between the heating capacity of the HP unit 7 in embodiment 1 and the amount of hot water boiled. In the hot water storage type
本実施の形態に係る貯湯式給湯機35では、HPユニット7の定格加熱能力を従来に比べ低いものとすることで、深夜時間帯の沸き上げ量が少ないとき及び昼間の沸き上げ運転で、低加熱能力で運転することができ、COPを向上させることができる。
In the storage type
制御装置36は、沸き上げ運転の動作を制御する。沸き上げ運転は、貯湯タンク8の下部から低温の湯水を取り出して、HPユニット7にて加熱し、加熱した高温水を貯湯タンク8の上部から貯湯タンク8に流入させる運転である。沸き上げ運転に際し、制御装置36は、HPユニット7の加熱能力が不足すると予想した場合には、HPユニット7の加熱能力を、定格加熱能力から、定格加熱能力よりも高い高加熱能力a2に切り替える。
The
また、制御装置36は、毎日、深夜時間帯の間に、貯湯タンク8内の湯水を目標貯湯温度に沸き上げる制御を行う。これは、電気料金が割安な深夜時間帯に沸き上げ運転を集中させるためである。
The
本実施の形態において、深夜時間帯に行われる沸き上げ運転は、第1モードと第2モードの2つのモードの何れかのモードで行われる。一方、第1モードは、目標貯湯温度を、最高貯湯温度よりも低い温度として沸き上げ運転を行うモードである。最高貯湯温度とは、貯湯温度として設定可能な範囲のなかでの最高の温度である。以下では、第1モードの目標貯湯温度を「低目標温度」とも称することとする。第2モードは、目標貯湯温度を最高貯湯温度とし、貯湯タンク8内の湯水の全量を最大貯湯温度に沸き上げるモードである。以下では、第2モードの沸き上げを、「全量沸き上げ」とも称することとする。言い換えると、第2モードは、第1モードよりも多めの沸き上げを行うモードである。なお、最高貯湯温度は、一例として、90℃であり、この場合、低目標温度は、例えば85℃である。
In this embodiment, the boiling operation during the night hours is performed in one of two modes, the first mode and the second mode. Meanwhile, the first mode is a mode in which the boiling operation is performed with the target hot water storage temperature set to a temperature lower than the maximum hot water storage temperature. The maximum hot water storage temperature is the highest temperature within the range that can be set as the hot water storage temperature. Hereinafter, the target hot water storage temperature in the first mode will also be referred to as the "low target temperature". The second mode is a mode in which the target hot water storage temperature is set to the maximum hot water storage temperature, and the entire amount of hot water in the hot
制御装置36は、通常時は、深夜時間帯に第1モードでの沸き上げ運転を実行するように構成されている。第1モードで沸き上げを行う場合のHPユニット7の加熱能力は、定格加熱能力である。制御装置36は、毎日、深夜時間帯の開始時刻に達したときに、沸き上げ運転を開始し、貯湯タンク8の下部から取り出されHPユニット7に流入する湯水の温度が、低目標温度に達した段階で沸き上げ運転を終了とする。
The
第2モードの全量沸き上げは、例えば、翌日の給湯使用量が通常より多いことが予想される場合など、深夜時間帯のうちに通常より多くの湯量を沸き上げておく必要があると判断される場合に行われる。第2モードで全量沸き上げを行う場合、全量沸き上げに必要な熱量(以下「必要沸上熱量」)に対して、加熱能力の不足が予想される場合には、HPユニット7の加熱能力が、定格加熱能力から高加熱能に切り替えられる。 Full-volume heating in the second mode is performed when it is judged necessary to heat a larger amount of water than usual during the night, for example when hot water usage is expected to be higher than usual the next day. When full-volume heating is performed in the second mode, if it is expected that the heating capacity will be insufficient for the amount of heat required to heat the entire amount (hereinafter "required amount of heat for boiling"), the heating capacity of the HP unit 7 is switched from the rated heating capacity to high heating capacity.
図3は、深夜時間帯の全量沸き上げの途中でHPユニット7の加熱能力を切り替えた場合の、沸き上げ湯量の変化を示す図である。図3の例では、深夜時間帯の開始から4時間後のタイミングで、加熱能力が定格加熱能力から、定格加熱能力よりも高い高加熱能力に切り替えられることで、深夜時間帯のうちに全量沸き上げが完了可能となっている。 Figure 3 shows the change in the amount of water being boiled when the heating capacity of the HP unit 7 is switched during full boiling during the nighttime hours. In the example of Figure 3, the heating capacity is switched from the rated heating capacity to a high heating capacity that is higher than the rated heating capacity four hours after the start of the nighttime hours, making it possible to complete full boiling during the nighttime hours.
第2モードでの加熱能力の切り替える場合のタイミングは、以下のように算出される。まず、貯湯タンク8の全量の湯を最高貯湯温度にした場合の熱量から、深夜時間帯の開始時刻における貯湯タンク8の残湯量(即ち、蓄熱量)を差し引くことで、深夜時間帯のうちに沸き上げる必要がある熱量沸上熱量が算出される。
The timing for switching the heating capacity in the second mode is calculated as follows. First, the amount of remaining hot water (i.e., the amount of stored heat) in the hot
次に、第1モードでの定格加熱能力による沸き上げ運転と、第2モードでの高加熱能力による沸き上げ運転とで、深夜時間帯のうちに沸き上げが完了するように、定格加熱能力での沸き上げである第1時間H1と高加熱能力での沸き上げ時間である第2時間H2とが設定される。より具体的には、例えば、低加熱能力の値をa1、高加熱能力の値をa2、深夜時間帯の長さをH0とすると、第1時間H1と第2時間H2とは、次式の関係を満たす用に設定される。
a1×H1+a2×H2=必要沸上熱量
H1+H2=H0
Next, the first time H1 for boiling at the rated heating capacity and the second time H2 for boiling at the high heating capacity are set so that boiling is completed during the nighttime hours in the boiling operation at the rated heating capacity in the first mode and the boiling operation at the high heating capacity in the second mode. More specifically, for example, if the value of the low heating capacity is a1, the value of the high heating capacity is a2, and the length of the nighttime hours is H0, the first time H1 and the second time H2 are set to satisfy the following relationship.
a1 x H1 + a2 x H2 = required boiling heat H1 + H2 = H0
第2モードでの沸き上げを行う場合、制御装置36は、深夜時間帯の開始時刻から第1時間H1の間、定格加熱能力での沸き上げ運転を行い、第1時間H1が経過した時刻に、HPユニット7の加熱能力を定格加熱能力から高加熱能力に切り替えて、沸き上げ運転を続ける。制御装置36は、HPユニット7に流入する湯水の温度が、最高貯湯温度に達した段階で、沸き上げ運転を終了とする。これにより昼間時間帯の給湯使用量が多い場合に、十分な湯量を貯湯タンク8内に確保することができる。なお、上記のように算出される第2時間H2がゼロ以下である場合、深夜時間帯のうちに定格加熱能力で全量沸き上げを完了できることが予想されるため、加熱能力の切り替えは行われない。
When heating water in the second mode, the
以上説明したように、本実施の形態に係る貯湯式給湯機35によれば、通常時には、深夜時間帯に全量沸き上げを完了できる加熱能力よりも低い定格加熱能力での沸き上げが行われる。これにより、貯湯式給湯機35のエネルギー効率を高くすることができる、また、全量沸き上げが必要な場合には、熱量の確保に必要な最低限の時間だけ、高加熱能力に切り替えられる。これにより昼間時間帯の湯量不足の発生を抑えることができる。
As described above, according to the storage
なお本実施の形態において、定格加熱能力は、少なくともHPユニット7の最大加熱能力より低く、かつ高加熱能力よりも低い能力である。また、定格加熱能力は、少なくとも第1モードの低目標温度での沸き上げを深夜時間帯のうちに完了できる能力以上の能力に設定される。深夜時間帯を利用して低目標温度への湯の沸き上げを完了できる構成とすることで、貯湯式給湯機35の運転コストを低減させることができるとともに、夜間蓄熱式機器として認められる。なお定格加熱能力を低くしすぎた場合、COPは低下する場合がある。従って、定格加熱能力は、COPが最も良くなる能力に設定する構成としてもよい。
In this embodiment, the rated heating capacity is at least lower than the maximum heating capacity of the HP unit 7 and lower than the high heating capacity. The rated heating capacity is set to a capacity that is at least equal to or greater than the capacity that can complete the heating of water at the low target temperature in the first mode during the night hours. By configuring the water heater to be able to complete the heating of water to the low target temperature during the night hours, the operating costs of the hot water storage
また、本実施の形態では、第1モードでの沸き上げを行う場合、HPユニット7の加熱能力は定格加熱能力とする場合について説明した。これによりCOPを向上させることができる。しかしこれに限られず、例えば、定格加熱能力が低く、第1モードでの沸き上げであっても加熱能力の不足が予想されるような場合には、第2モードの場合と同様に、途中で高加熱能力に切り替える構成としてもよい。これによって、必要熱量を確実に確保することができる。 In addition, in this embodiment, when boiling water in the first mode, the heating capacity of the HP unit 7 is set to the rated heating capacity. This can improve the COP. However, this is not limited to the above, and for example, if the rated heating capacity is low and a shortage of heating capacity is expected even when boiling water in the first mode, the configuration may be such that the heating capacity is switched to high midway, as in the case of the second mode. This can ensure that the required amount of heat is secured.
また、本実施の形態に係る貯湯式給湯機35は、ユーザーがリモコン装置44により、加熱能力を定格加熱能力に固定する設定をできる構成を有するものであってもよい。定格加熱能力に固定する設定がされている間、制御装置36は、深夜時間帯に全量沸き上げを行う場合でも高加熱能力への変更を行わず、定格加熱能力のまま、目標貯湯温度を低温目標温度として沸き上げを行う。例えば、ユーザーがCOPを重視するような場合にユーザーの設定が優先され、貯湯式給湯機35のユーザーの使用感を向上させることができる。
The storage
また、本実施の形態に係る貯湯式給湯機35は、ユーザーがリモコン装置により、加熱能力を高加熱能力に固定する設定をできる構成を有するものであってもよい。高加熱能力に固定する設定がされている間、制御装置36は、深夜時間帯に第1モードで沸き上げを実行する場合にも、目標貯湯温度を最高貯湯温度として高加熱能力で沸き上げ運転を行う。例えば、ユーザーが湯量不足を防止すること重視するような場合に、ユーザーの設定を優先することができ、貯湯式給湯機35のユーザーの使用感を向上させることができる。
The storage
また、本実施の形態に係る貯湯式給湯機35は、ユーザーがリモコン装置44により、深夜時間帯の沸き上げ量を全量とするように設定できる構成を有するものであってもよい。この設定がされている場合、深夜時間帯の沸き上げ運転は第2モードとされ、全量沸き上げが実行される。この場合にも、必要沸上熱量に対し加熱能力が不足する場合には、高加熱能力での沸き上げ運転の時間である第2時間H2が、上述のように算出され、深夜時間帯終了時刻の第2時間H2前の時点で、HPユニット7が高加熱能力に切り替えられ沸き上げが行われる。これにより、ユーザーが所望する貯湯量を確保することができる。
The storage type
また、本実施の形態に係る貯湯式給湯機35は、ユーザーがリモコン装置44により、全量沸き上げの開始を指示できる構成を有するものであってもよい。この場合、リモコン装置44に、全量沸き上げを行う「満タン」のボタンを備え、このボタンを押すことにより、全量沸き上げの開始を指示できる構成としてもよい。リモコン装置44が「満タン」の指示を受け付けた場合、制御装置36は、直ちにHPユニット7の加熱能力を高加熱能力に切り替えて、第2モードでの運転を開始する。これにより、ユーザーの指示に対応して、早く沸き上げることを優先することができる。
The storage
本実施の形態では、深夜時間帯に全量沸き上げを行う場合であって、定格加熱能力では加熱能力が不足することが予想される場合には、まず第1時間H1の間、定格加熱能力での沸き上げを行ったあとで、第2時間H2だけ高加熱能力での沸き上げを行う場合について説明した。深夜時間帯の開始時点は他機器の電力利用も多いと想定される。従って、深夜時間帯の開始時刻から第1時間H1の間は、消費電力の低い定格加熱能力での沸き上げ運転を実施することで、消費電力のピークを抑制することができる。 In this embodiment, when the entire amount of water is boiled during the night hours and it is expected that the rated heating capacity will be insufficient, the water is first boiled at the rated heating capacity for the first hour H1, and then boiled at high heating capacity for the second hour H2. It is expected that other devices will also be using a lot of electricity at the start of the night hours. Therefore, peak power consumption can be suppressed by performing boiling operation at the rated heating capacity, which consumes less power, from the start of the night hours through the first hour H1.
但し、本実施の形態に係る貯湯式給湯機35は、定格加熱能力での運転を先に行う構成に限定されない。全量沸き上げを行う場合に、深夜時間帯の開始から、上述の第2時間H2の間、高加熱能力で沸き上げを行ったあと、定格加熱能力に切り替えて沸き上げ運転を継続する構成としてもよい。深夜時間帯の開始時点において高加熱能力で沸き上げを開始することで、途中で湯を利用され、貯湯タンク8の残湯量が減少した場合に対応することができる。即ち、高加熱能力での沸き上げ中に、給湯による使用があった場合には、給湯使用後にも必要沸上熱量が確保されるように、高加熱能力での沸き上げの運転時間を延長すればよい。また、定格加熱能力に切り替え後に給湯による使用があった場合には、再び、高加熱能力に切り替えることで、必要熱量を確保することができる。
However, the hot water storage type
更に、本実施の形態に係る貯湯式給湯機35は、ユーザーがリモコン装置44により、定格加熱能力での沸き上げ運転を先に行うか、高加熱能力での沸き上げ運転を先に行うかを設定できる構成を有するものとしてもよい。この場合、制御装置36は、全量沸き上げを行う場合には、ユーザーの選択に従った順序で加熱能力を切り替えるように構成される。
Furthermore, the storage type
1 圧縮機、 3 水冷媒熱交換器、 4 膨張弁、 5 冷媒配管、 6 空気熱交換器、 7 HPユニット、 8 貯湯タンク、 8a 水導入口、 8b 水導出口、 8c 温水導入口、 8d 温水導入出口、 9a 第1給水配管、 9b 第2給水配管、 9c 第3給水配管、 10 水導出口配管、 11 三方弁、 12 熱源ポンプ、 13 送湯配管、 14 HP往き配管、 15 HP戻り配管、 16 第1バイパス配管、 17 第2バイパス配管、 18 四方弁、 20 ふろ用熱交換器、 20a 温水導入配管、 20b 温水導出配管、 21 給湯配管、 22 給湯用混合弁、 23 ふろ用混合弁、 24 第1給湯配管、 25 第2給湯配管、 26 ふろ用電磁弁、 27 ふろ往き配管、 28 ふろ戻り配管、 29 ふろ循環ポンプ、 30 浴槽、 31 減圧弁、 33 タンクユニット、 34 給湯栓、 35 貯湯式給湯機、 36 制御装置、 42,43 貯湯温度センサ、 44 リモコン装置、 45 ふろ用流量センサ 1 Compressor, 3 Water-refrigerant heat exchanger, 4 Expansion valve, 5 Refrigerant piping, 6 Air heat exchanger, 7 HP unit, 8 Hot water tank, 8a Water inlet, 8b Water outlet, 8c Hot water inlet, 8d Hot water inlet outlet, 9a First water supply piping, 9b Second water supply piping, 9c Third water supply piping, 10 Water outlet piping, 11 Three-way valve, 12 Heat source pump, 13 Hot water supply piping, 14 HP forward piping, 15 HP return piping, 16 First bypass piping, 17 Second bypass piping, 18 Four-way valve, 20 Bath heat exchanger, 20a Hot water inlet piping, 20b Hot water outlet piping, 21 Hot water supply piping, 22 Hot water supply mixing valve, 23 Bath mixing valve, 24 First hot water supply pipe, 25 Second hot water supply pipe, 26 Bath solenoid valve, 27 Bath supply pipe, 28 Bath return pipe, 29 Bath circulation pump, 30 Bathtub, 31 Pressure reducing valve, 33 Tank unit, 34 Hot water tap, 35 Storage water heater, 36 Control device, 42, 43 Storage water temperature sensor, 44 Remote control device, 45 Bath flow rate sensor
Claims (7)
前記加熱手段により加熱された水を貯湯することができる貯湯タンクと、
前記加熱手段の加熱能力の切り替えを制御すると共に、前記加熱手段により加熱した水を前記貯湯タンクに貯湯する沸き上げ運転を制御するように構成された制御装置と、
を備え、
前記加熱手段の定格加熱能力は、JISの性能評価条件で運転するときの能力であって、1日24時間のうちで、電気料金単価が他の時間帯と比べて低い時間帯である低料金時間帯の間に、前記貯湯タンクの水全量を設定可能な最高貯湯温度に沸き上げる全量沸き上げを完了できる加熱能力よりも、低い能力であり、
前記加熱手段は、前記定格加熱能力よりも高い高加熱能力で運転可能であり、
前記制御装置は、
前記沸き上げ運転時の目標貯湯温度を前記最高貯湯温度より低い目標温度とする第1モードと、
前記沸き上げ運転時の目標貯湯温度を前記最高貯湯温度として前記全量沸き上げを行う第2モードと、を備え、
前記第1モードで沸き上げを行う場合には、前記加熱手段の加熱能力を、前記定格加熱能力として沸き上げ運転を行い、
前記低料金時間帯のうちに、前記第2モードで前記全量沸き上げを行う場合、
前記定格加熱能力での沸き上げ運転では前記低料金時間帯の終了時刻までに前記全量沸き上げが完了しないと予想される場合には、前記低料金時間帯の終了時刻に前記全量沸き上げが終了するのに必要な時間だけ前記高加熱能力での前記沸き上げ運転を行う、
ことを特徴とする貯湯式給湯機。 A heating means configured to be able to change a heating capacity for heating water;
a hot water storage tank capable of storing the water heated by the heating means;
A control device configured to control switching of the heating capacity of the heating means and to control a boiling operation for storing water heated by the heating means in the hot water storage tank;
Equipped with
The rated heating capacity of the heating means is a capacity when operating under JIS performance evaluation conditions, and is a capacity lower than a heating capacity capable of completing the heating of the entire amount of water in the hot water storage tank to a settable maximum hot water storage temperature during a low-price time period during which the electricity rate unit price is lower than other time periods during a 24-hour day,
The heating means is operable at a heating capacity higher than the rated heating capacity,
The control device includes:
a first mode in which a target stored hot water temperature during the heating operation is set to a target temperature lower than the maximum stored hot water temperature;
a second mode in which the target stored hot water temperature during the heating operation is set to the maximum stored hot water temperature and the entire amount of the water is heated;
When the water is boiled in the first mode, the heating capacity of the heating means is set to the rated heating capacity to perform the boiling operation.
When the full amount of water is boiled in the second mode during the low price time period,
When it is predicted that the boiling operation at the rated heating capacity will not be completed by the end time of the low-price time slot, the boiling operation at the high heating capacity is performed for the time required for the boiling operation to be completed at the end time of the low-price time slot.
A storage type water heater characterized by the above .
前記制御装置は、前記操作部が、前記定格加熱能力に固定する指令を受け付けた場合、前記沸き上げ運転における前記加熱手段の加熱能力を、前記定格加熱能力とするように構成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の貯湯式給湯機。 An operation unit that receives a command from a user to fix the heating capacity of the heating means to the rated heating capacity,
The control device is configured to set the heating capacity of the heating means in the boiling operation to the rated heating capacity when the operation unit receives a command to fix the heating capacity to the rated heating capacity.
3. The hot water storage type water heater according to claim 1 or 2 .
前記制御装置は、前記操作部が、前記高加熱能力に固定する指令を受け付けた場合、前記沸き上げ運転における前記加熱手段の加熱能力を、前記高加熱能力とするように構成されている、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の貯湯式給湯機。 An operation unit that receives a command from a user to fix the heating capacity of the heating means to the high heating capacity,
The control device is configured to set the heating capacity of the heating means in the boiling operation to the high heating capacity when the operation unit receives a command to fix the heating capacity to the high heating capacity.
4. The hot water storage type water heater according to claim 1 , wherein the hot water storage type water heater comprises:
前記制御装置は、前記操作部が前記全量沸き上げを開始する指令を受け付けた場合、前記高加熱能力で沸き上げ運転を実行するように構成されている、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の貯湯式給湯機。 An operation unit that receives a command from a user to start the full boiling,
The control device is configured to execute the boiling operation at the high heating capacity when the operation unit receives a command to start the full amount boiling.
5. The hot water storage type water heater according to claim 1 ,
前記定格加熱能力で沸き上げ運転を行った後、前記高加熱能力に切り替えるように構成されている、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の貯湯式給湯機。 When the control device performs the full amount of heating during the low price time period,
After performing the boiling operation at the rated heating capacity, the boiler is configured to switch to the high heating capacity.
6. The storage type hot water heater according to claim 1 ,
前記高加熱能力で沸き上げ運転を行った後、前記定格加熱能力に切り替えるように構成されている、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の貯湯式給湯機。 When the control device boils the entire amount of water during the low price time period,
After performing the boiling operation at the high heating capacity, the boiling operation is switched to the rated heating capacity.
7. The storage type hot water heater according to claim 1 ,
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