JP2008116147A

JP2008116147A - 貯湯式給湯装置

Info

Publication number: JP2008116147A
Application number: JP2006300767A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Nagasawa; 義彦長澤; Masao Kanbe; 正雄神戸; Kazuma Takeuchi; 一真竹内
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2008-05-22

Abstract

【課題】沸き上げ終了時刻と特定時間帯の終了時刻との差が大きくなることを簡単な方法で修正する貯湯式給湯器を提供する。
【解決手段】加熱開始時刻から加熱動作を開始し、貯湯温度センサ１８の温度検出値が沸き上げ温度設定値に達した時、加熱手段３を停止する貯湯制御部２０を備え、貯湯制御部２０には毎日の沸き上げ終了時刻を記憶する終了時刻記憶手段２１を備え、最新の終了時刻が所定回数連続で特定時帯の終了時刻を越えた場合には、加熱動作開始時刻を第１の所定時間早くし、最新の終了時刻が所定回数連続で特定時間帯の終了時刻より第２の所定時間よりも早く終了した場合には、加熱動作開始時刻を第２の所定時間よりも短い第３の所定時間遅くする加熱開始時刻補正手段２２を設けたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は深夜時間帯に翌日に使用する湯を沸かす貯湯式給湯装置に関するものである。

従来よりこの種の深夜時間帯に翌日に使用する湯を沸かす貯湯式給湯装置においては、加熱ヒータを有した貯湯タンクに取り付けられている貯湯温度センサの最下部の温度を監視し、一日のうちに一番低くなった時の温度を貯湯タンクへの給水温度として、深夜時間帯の沸き上げ運転を開始するピークシフト時刻の演算に用いていた。（例えば、特許文献１参照）
特開平０１−２３９３４３号公報

しかしながら、この従来のものは、電気料金の安い特定時間帯（例えば２３：００〜７：００）の終了時刻ちょうどに貯湯タンク内の温水を沸き上げることが、理想ではあるが当日の外気温や給水温度、貯湯タンクや温度センサの経年変化による誤差等の諸条件によって、ピークシフト計算の結果の沸き上げ終了時刻も変化していくことで、特定時間帯終了時刻になっても貯湯タンク内の温水を沸き上げが終了できずに、予定の熱量を確保できない場合が有った。又、逆に特定時間帯終了時刻よりもかなり前に沸き上げ運転が終了してしまった場合には、その間にせっかく沸き上げた温水からの放熱が始まることで、エネルギーの効率が低下するものであった。

この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、給水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、循環ポンプと加熱手段を有し前記貯湯タンクの下部からの湯水を加熱して前記貯湯タンク上部に戻す加熱循環回路と、前記貯湯タンクの上下方向に複数設けられ貯湯温水の温度を検出する複数の貯湯温度センサとを備え、この貯湯温度センサ等のセンサ出力に基づく水温検出値を用いてピークシフト計算を行って特定時間帯の終了時刻に沸き上げ動作が終了するように、加熱動作開始時刻を求め、この開始時刻から加熱動作を開始し、かつ、前記センサ出力に基づく温度検出値が沸き上げ温度設定値に達した時、前記加熱動作を停止する貯湯制御部を備え、この貯湯制御部には毎日の沸き上げ終了時刻を記憶する終了時刻記憶手段を備え、最新の終了時刻が所定回数連続で特定時帯の終了時刻を越えた場合には、前記加熱動作開始時刻を第１の所定時間早くし、最新の終了時刻が所定回数連続で特定時間帯の終了時刻より第２の所定時間よりも早く終了した場合には、前記加熱動作開始時刻を第２の所定時間よりも短い第３の所定時間遅くする加熱開始時刻補正手段を設けたものである。

この発明によれば、何らかの原因で沸き上げ終了時刻と特定時間帯の終了時刻との差が大きくなることを簡単な方法で修正できる。
また、沸き上げ不足による湯切れの発生を防止できる。
また、特定時間帯終了時刻よりもかなり前に沸き上げ運転が終了してしまった場合、エネルギーの効率が低下することを防止する。

次に、本発明の一実施形態の貯湯式給湯装置を図面に基づいて説明する。この貯湯式給湯装置は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯（特定時間帯）に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えたタンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱するヒートポンプユニット等の加熱手段、４は給湯設定温度を設定したり満タンモードや強制沸き増し運転モード等の各種の運転モードを設定するためのリモートコントローラである。

前記貯湯タンクユニット１の貯湯タンク２は、上端に出湯管５と、下端に給水管６とが接続され、さらに、前記加熱手段３と循環可能に接続する往き管７が下部に、戻り管８が上部に接続されている。また、往き管７の途中には貯湯タンク２内の湯水を加熱手段３へ循環させる循環ポンプ９が設けられ、往き管７、循環ポンプ９、加熱手段３、戻り管８で加熱循環回路１０を構成している。また、加熱手段３の前後の往き管７および戻り管８には、それぞれ入水温度センサ１１と沸き上げ温度センサ１２とが設けられている。

１３は前記給水管６から分岐されて貯湯タンク２をバイパスする給水バイパス管、１４は前記出湯管５からの湯水と前記給水バイパス管１３からの水とを混合してその下流の給湯管１５へ給湯する混合弁、１６はこの混合弁１５の下流の給湯管１５に設けられた給湯温度センサ、１７は給湯する湯水の量をカウントする給湯流量カウンタである。

１８は貯湯タンク２の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この実施形態では５つの貯湯温度センサが配置され上から１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅと呼び、この貯湯温度センサ１８が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。
１９は前記給水管６に設けられた給水温度センサで、水道より給水される水温を検知するものである。

２０は日々の使用熱量や残熱量から深夜時間帯に沸き上げる沸き上げ熱量とピークシフト時刻を演算して加熱手段３へ沸き上げ開始と停止の指示を行うと共に、昼間時間帯に前記貯湯温度センサ１８で検出する貯湯タンク２の残熱量が所定量を下回ると所定の沸き増し運転を開始させる機能を有した貯湯制御部である。

前記貯湯制御部２０には毎日行われる沸き上げの終了時刻を新しいものから順に多数記憶する終了時刻記憶手段２１を備えている。そして、終了時刻記憶手段２１に記憶されている毎日のデータと特定時間帯の終了時刻（この実施例では７：００）とを比較して、最新の終了時刻が所定回数（この実施例では３回で３日間）連続で特定時間帯の終了時刻を越えた場合には、加熱動作開始時刻を第１の所定時間Ａ（この実施例では３０分）早くすることで、沸き上げ運転が終了する前に特定時間帯の終了時刻の７時が訪れ、貯湯タンク２内の温水温度が沸き上げ温度設定値の湯温に達しないまま、沸き上げ運転が終了することで発生する湯切れを防止する。また、最新の終了時刻が所定回数（この実施例では３回で３日間）連続で特定時間帯の終了時刻より、第２の所定時間Ｂ（この実施例では１時間）よりも早く終了した場合には、加熱開始時刻を第２の所定時間Ｂよりも短い第３の所定時間Ｃ（この実施例では３０分）遅くすることで、貯湯タンク２等からの放熱によりエネルギーの効率が低下することを防止するために、貯湯制御部２０に加熱開始時刻補正手段２２を設けているものである。

前記加熱手段３は、冷媒を圧縮する圧縮機２３とガスクーラとしての水−冷媒熱交換器２４と減圧手段としての電子膨張弁２５と強制空冷式の蒸発器２６で構成されたヒートポンプ回路２７と、それらの作動を制御するヒーポン制御部２８とを備えており、ヒートポンプ回路２７内には冷媒として二酸化炭素が用いられ、高圧側で臨界圧力を越える超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。これによって、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。

そして、貯湯タンク２内の湯水を沸き上げる際は、前記循環ポンプ９を作動して往き管７から取り出した貯湯タンク２内下部の湯水を前記加熱手段３で沸き上げ、戻り管８から貯湯タンク２内上部に戻して貯湯される。そして給湯栓（図示せず）が開かれると、給水管６からの給水により貯湯タンク２内の湯水が押し上げられて貯湯タンク２内上部の高温水が出湯管５から押し出され、混合弁１４にて給水バイパス管１３からの水と混合されて給湯されるものである。

ここで、前記貯湯制御部２０は、リモートコントローラ４を介してユーザーが昼間時間帯においても貯湯タンク２内を常に高温の湯で満たす満タンモードに設定されていると、昼間時間帯において少量の出湯があると沸き増し運転を行わせるようにしている。沸き増し運転の開始が指示されると、前記貯湯制御部２０はヒーポン制御部２８へ加熱動作開始の指令を出すと共に、循環ポンプ９を作動開始して貯湯タンク２の最下部の貯湯温度センサ１８ｅが所定温度以上になるまで加熱して満タンにするものである。

なお、前記貯湯制御部２０には、循環ポンプ９作動時の入水温度センサ１１で検出する入水温度の最低温度を記憶する入水温度記憶部２９と、最下部の貯湯温度センサ１８ｅで検出する貯湯温度の最低温度を記憶する下部温度記憶部３０と、給水温度センサ１９で検出する給水温度を記憶する給水温度記憶部３１を備え、入水温度記憶部２９で記憶された温度と下部温度記憶部３０で記憶された温度と給水温度記憶部３１で記憶された温度とを比較して低い方の温度を沸き上げ開始温度とする沸き上げ開始温度決定手段３２と、沸き上げ開始温度決定手段３２で決定された沸き上げ開始温度を用いて沸き上げ開始時刻を算出するピークシフト演算手段３３とが設けられている。

前記下部温度記憶部３０は、最下部の貯湯温度センサ１８ｅで検出する貯湯温度の最低温度を記憶するものであるため、給湯が行われて貯湯タンク２の下部に十分な量の水が流入すると正確な温度を検出記憶することができるものである。
また、前記入水温度記憶部２６は、沸き上げ運転または沸き増し運転が開始されて循環ポンプ９が作動開始してから所定時間後に入水温度を監視開始して循環ポンプ９が停止するまでの間の最低温度を記憶するため、最下部の貯湯温度センサ１８ｅよりも低い貯湯タンク２底部の水の温度を検出することができる。このとき、貯湯タンクユニット１と加熱手段３との間の加熱循環回路１０に留まっていた水の温度は検出しないようにしているため、より正確な給水温度を検出記憶することができるものである。
前記給水温度記憶部３１は、給水管６の給水温度センサ１９で検出する水道水の最低温度を記憶するものである。

そして、沸き上げ開始温度決定手段３２は、入水温度記憶部２６の水温と下部温度記憶部２７の水温と給水温度記憶部３１の水温を比較して低い方の温度を給水温度とするため、満タンモードが設定されているように貯湯タンク２の下部に十分な量の水が入っておらず、最下部の貯湯温度センサ１８ｅで検出する温度がその上部に存在する高温の湯の影響によって鈍って昇温してしまっている場合においても、最下部の貯湯温度センサ１８ｅよりもさらに下に存在する給水を沸き増し運転を行ったときなどに入水温度センサ１１で検出することができ、この入水温度センサ１１で検出し入水温度記憶部２９で記憶した水温の方が下部温度記憶部３０で記憶している水温よりも低く、より実際の沸き上げ開始温度に近い温度を沸き上げ開始温度として採用することとなる。

そのため、この実際の沸き上げ開始温度に近い温度を用いてピークシフト演算手段３３が、深夜時間帯開始時刻から沸き上げ運転の開始をずらすピークシフト時刻を演算するので、ピークシフト演算の精度が向上し、朝になって沸き上げが完了していないという事態がなくなり、湯切れの発生を防止することができるようになったものである。
また、特定時間帯終了時刻よりもかなり前に沸き上げ運転が終了してしまった場合、エネルギーの効率が低下することを防止する。

なお、本発明はこの一実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で改変することを妨げるものではない。

本発明の一実施形態の貯湯式給湯装置の概略構成図。

符号の説明

２貯湯タンク
３加熱手段
５出湯管
６給水管
９循環ポンプ
１０加熱循環回路
１１入水温度センサ
１８貯湯温度センサ
１９給水温度センサ
２０給湯制御部
２１終了時刻記憶手段
２２加熱開始時刻補正手段
３３ピークシフト演算手段

Claims

給水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、循環ポンプと加熱手段を有し前記貯湯タンクの下部からの湯水を加熱して前記貯湯タンク上部に戻す加熱循環回路と、前記貯湯タンクの上下方向に複数設けられ貯湯温水の温度を検出する複数の貯湯温度センサとを備え、この貯湯温度センサ等のセンサ出力に基づく水温検出値を用いてピークシフト計算を行って特定時間帯の終了時刻に沸き上げ動作が終了するように、加熱動作開始時刻を求め、この開始時刻から加熱動作を開始し、かつ、前記センサ出力に基づく温度検出値が沸き上げ温度設定値に達した時、前記加熱動作を停止する貯湯制御部を備え、この貯湯制御部には毎日の沸き上げ終了時刻を記憶する終了時刻記憶手段を備え、最新の終了時刻が所定回数連続で特定時帯の終了時刻を越えた場合には、前記加熱動作開始時刻を第１の所定時間早くし、最新の終了時刻が所定回数連続で特定時間帯の終了時刻より第２の所定時間よりも早く終了した場合には、前記加熱動作開始時刻を第２の所定時間よりも短い第３の所定時間遅くする加熱開始時刻補正手段を設けたことを特徴とする貯湯式給湯装置。