JP2013117343A - Heat-pump water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、貯湯タンク内の湯水をヒートポンプ式加熱手段で加熱するヒートポンプ給湯機に関するものである。 The present invention relates to a heat pump water heater that heats hot water in a hot water storage tank by a heat pump heating means.
従来よりこの種のヒートポンプ給湯機においては、特許文献1に示されたように、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加熱する水冷媒熱交換器を備えたヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンク内下部の湯水を前記水冷媒熱交換器に流入させるヒーポン往き管と、前記水冷媒熱交換器で加熱された湯水を前記貯湯タンク上部に戻すヒーポン戻り管と、前記ヒーポン戻り管から分岐され前記貯湯タンク下部に前記水冷媒熱交換器からの湯水を戻すバイパス管と、前記水冷媒熱交換器からの湯水を前記ヒーポン戻り管から前記貯湯タンク上部へ戻すか、前記バイパス管から前記貯湯タンク下部へ戻すかを切り替える切替手段と、前記水冷媒熱交換器からの湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサと、前記貯湯タンクの湯水を前記水冷媒熱交換器へ循環させる加熱循環ポンプと、前記沸き上げ温度センサが所定温度以上を検出すると前記切替手段を前記貯湯タンク上部側へ切り替える制御手段と、を備えたものがあった。
Conventionally, in this type of heat pump water heater, as disclosed in
ところがこの従来のものでは、切替手段を切り替える所定温度を高い温度に設定すると、貯湯タンク内の貯湯量を増すための沸き増し運転の開始時に貯湯タンク下部の低温層の水温が上昇してしまい、ヒートポンプ式加熱手段での加熱効率(COP)が低下してしまう。 However, in this conventional one, if the predetermined temperature for switching the switching means is set to a high temperature, the water temperature in the low temperature layer below the hot water tank rises at the start of the boiling operation for increasing the amount of hot water in the hot water tank, The heating efficiency (COP) in the heat pump type heating means is lowered.
一方で、切替手段を切り替える所定温度を低い温度に設定すると、沸き増し運転の開始時に貯湯タンク上部に中温の湯水が流入するために貯湯温度を低下してしまう。そして、貯湯タンク上部の貯湯温度が低下してしまうと、貯湯タンク上部の湯水を熱源として浴槽水を加熱する風呂熱交換器の加熱能力が低下してしまうという問題があった。 On the other hand, when the predetermined temperature for switching the switching means is set to a low temperature, the hot water storage temperature is lowered because the medium-temperature hot water flows into the upper portion of the hot water storage tank at the start of the boiling increase operation. And if the hot water temperature of the hot water storage tank upper part falls, there existed a problem that the heating capability of the bath heat exchanger which heats bathtub water using the hot water of the hot water storage tank upper part as a heat source will fall.
そこで、本発明は、ヒートポンプ式加熱手段での加熱効率(COP)の低下を抑制しながら風呂熱交換器の加熱能力の向上を図ることを目的とする。 Then, this invention aims at the improvement of the heating capability of a bath heat exchanger, suppressing the fall of the heating efficiency (COP) in a heat pump type heating means.
本発明は上記目的を達するため、請求項1では、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加熱する水冷媒熱交換器を備えたヒートポンプ式加熱手段と、前記貯湯タンク内下部の湯水を前記水冷媒熱交換器に流入させるヒーポン往き管と、前記水冷媒熱交換器で加熱された湯水を前記貯湯タンク上部に戻すヒーポン戻り管と、前記ヒーポン戻り管から分岐され前記貯湯タンク下部に前記水冷媒熱交換器からの湯水を戻す沸き上げバイパス管と、前記水冷媒熱交換器からの湯水を前記ヒーポン戻り管から前記貯湯タンク上部へ戻すか、前記沸き上げバイパス管から前記貯湯タンク下部へ戻すかを切り替える切替手段と、前記水冷媒熱交換器からの湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサと、前記貯湯タンクの湯水を前記水冷媒熱交換器へ循環させる加熱循環ポンプと、浴槽へ所定量または所定水位の湯張りを行う湯張り回路と、前記貯湯タンク上部の湯水を用いて浴槽水を加熱する風呂熱交換器と、浴槽水を前記風呂熱交換器へ循環させる風呂循環ポンプと、沸き上げ開始条件を満たしているかどうかを判別し、沸き増し開始条件が満たされると前記ヒートポンプ式加熱手段と前記加熱循環ポンプを駆動して沸き上げ運転を開始すると共に、前記沸き上げ温度センサが所定温度以上を検出すると前記切替手段を前記貯湯タンク上部側へ切り替える制御手段と、を備えたヒートポンプ給湯機において、前記風呂熱交換器を用いた浴槽水の加熱が行われる可能性が高いか低いかを判定する判定手段を設け、前記制御手段は、前記判定手段によって浴槽水の加熱が行われる可能性が高いと判定されると、前記切替手段を切り替える所定温度を高い温度に変更するようにしたものとした。 In order to achieve the above object, the present invention provides a hot water storage tank for storing hot water, a heat pump type heating means having a water refrigerant heat exchanger for heating the hot water in the hot water storage tank, and a lower part in the hot water storage tank. A heat pump forward pipe for flowing hot water into the water refrigerant heat exchanger, a heat pump return pipe for returning hot water heated by the water refrigerant heat exchanger to the upper part of the hot water storage tank, and a hot water storage tank branched from the heat pump return pipe A boiling bypass pipe for returning hot water from the water refrigerant heat exchanger to the lower part, and hot water from the water refrigerant heat exchanger is returned from the heat pump return pipe to the upper part of the hot water storage tank or from the boiling bypass pipe to the hot water storage. Switching means for switching back to the lower part of the tank, a boiling temperature sensor for detecting the temperature of hot water from the water-refrigerant heat exchanger, and hot water in the hot water storage tank for the water refrigerant A heating circulation pump that circulates to the exchanger, a hot water filling circuit that fills the bathtub with a predetermined amount or a predetermined water level, a bath heat exchanger that heats the bathtub water using hot water at the top of the hot water storage tank, and the bathtub water A bath circulation pump that circulates to the bath heat exchanger and whether or not the boiling start condition is satisfied, and when the boiling start condition is satisfied, the heat pump heating means and the heating circulation pump are driven to boil And a control means for switching the switching means to the upper side of the hot water storage tank when the boiling temperature sensor detects a temperature equal to or higher than a predetermined temperature, and a heat pump water heater provided with the bath heat exchanger. A determination unit that determines whether the possibility of water heating is high or low is provided, and the control unit heats bath water by the determination unit When potential is determined to be high, and to that so as to change the predetermined temperature for switching the switching means to a higher temperature.
また、請求項2では、前記判定手段は、前記浴槽への湯張りが開始されると浴槽水の加熱が行われる可能性が高いと判定するようにした。 According to a second aspect of the present invention, the determination means determines that there is a high possibility that the bath water is heated when the filling of the bath is started.
また、請求項3では、前記浴槽内の水位を検出する水位センサを設け、前記判定手段は、前記水位センサが浴槽水有りを検出している場合は、浴槽水の加熱が行われる可能性が高いと判定するようにした。
Moreover, in
また、請求項4では、前記判定手段は、前記浴槽水を所定時間所望の温度に保つように前記風呂循環ポンプの作動を制御して浴槽水の加熱を行う風呂保温制御を行っている間は浴槽水の加熱が行われる可能性が高いと判定するようにした。 Moreover, in Claim 4, while the said determination means is performing bath heat insulation control which controls the action | operation of the said bath circulation pump and heats bath water so that the bath water may be kept at desired temperature for a predetermined time. It was determined that there was a high possibility that the bath water would be heated.
また、請求項5では、前記判定手段は、浴槽水の加熱動作を行う場合は、浴槽水の加熱が行われる可能性が高いとみなすようにした。 Moreover, in Claim 5, when the said determination means performed the heating operation of bathtub water, it was considered that possibility of heating of bathtub water was high.
また、請求項6では、浴槽への入浴を検知する入浴検知手段を設け、前記判定手段は、この入浴検知手段が入浴者を検知すると、浴槽水の加熱が行われる可能性が高いと判定するようにした。 According to a sixth aspect of the present invention, bathing detection means for detecting bathing in the bathtub is provided, and the determination means determines that the bath water is likely to be heated when the bathing detection means detects a bather. I did it.
また、請求項7では、前記請求項2〜6の何れか一項のものにおいて、前記判定手段は、過去所定期間の浴槽水の加熱実績の有無を記憶し、加熱実績有りが記憶されている場合にのみ、浴槽水の加熱が行われる可能性が高いと判定可能とした。 Moreover, in Claim 7, in the thing of any one of the said Claims 2-6, the said determination means memorize | stores the presence or absence of the heating performance of the bath water of the past predetermined period, and has memorize | stored the heating performance presence. Only in the case, it was determined that there was a high possibility that the bath water was heated.
本発明によれば、浴槽水の加熱が行われる可能性が高いときに切替手段を切り替える所定温度を高く設定するので、浴槽水の加熱が行われる可能性が高いときの沸き上げ運転時には、沸き上げ運転開始初期に貯湯タンク上部に戻ってくる湯水の温度が高くなるため風呂熱交換器の加熱能力の向上を図ることができると共に、浴槽水の加熱が行われる可能性が高いとき以外の場合の沸き上げ運転開始時に貯湯タンク下部に戻ってくる湯水の温度が比較的低くなるため、貯湯タンク下部の低温層の温度上昇を抑制し、ヒートポンプ式加熱手段での加熱効率(COP)を向上することができるものである。 According to the present invention, since the predetermined temperature for switching the switching means is set high when there is a high possibility that the bath water is heated, the boiling water is heated during the boiling operation when there is a high possibility that the bath water is heated. When the temperature of the hot water returning to the upper part of the hot water tank rises at the beginning of the raising operation, the heating capacity of the bath heat exchanger can be improved and the bath water is not likely to be heated. Since the temperature of the hot water returning to the lower part of the hot water tank at the start of the boiling operation of the water becomes relatively low, the temperature rise of the low temperature layer at the lower part of the hot water tank is suppressed, and the heating efficiency (COP) in the heat pump heating means is improved. It is something that can be done.
次に、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。
1は湯水を貯湯するステンレス製の貯湯タンク、2は貯湯タンク1底部に市水を給水する給水管、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からの水とを給湯設定温度になるように混合する給湯混合弁、6は給湯混合弁5で混合された湯が流通する給湯管、7は給湯管6からの湯を給湯する給湯栓、8は給湯管6途中に設けられ給湯温度を検出する給湯温度センサ、9は給湯管6途中に設けられ給湯量を検出する給湯流量センサ、10は給水管2に設けられ市水の給水圧を一定の圧力に減圧する減圧弁、11は貯湯タンク1内の過圧を逃がす過圧逃がし弁である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a stainless steel hot water storage tank for storing hot water, 2 is a water supply pipe for supplying city water to the bottom of the hot
12は浴槽、13は貯湯タンク1内の上部に設けられ貯湯タンク1内の湯の熱で浴槽水を加熱するための風呂熱交換器、14は浴槽12と風呂熱交換器13とを浴槽水が循環可能に接続する風呂循環回路、15は風呂循環回路14途中に設けられ浴槽水を循環させる風呂循環ポンプ、16は給湯管6から分岐され風呂循環回路14に接続された湯張り回路、17は湯張り回路16途中に設けられ湯張り回路16を開閉する湯張り開閉弁、18は風呂循環回路14途中に設けられ浴槽12から風呂熱交換器13へ流れる浴槽水の温度を検出する風呂温度センサ、19は風呂循環回路14途中に設けられて浴槽12内の浴槽水の水位を検出するための水位センサである。ここで、風呂熱交換器13はステンレス管を螺旋状に巻回した構成としている。
12 is a bath, 13 is a bath heat exchanger provided at the upper part of the hot
20はヒートポンプ式加熱手段で、冷媒を圧縮する圧縮機21と、冷媒と水とを熱交換する水冷媒熱交換器22と、冷媒の圧力を減圧する減圧器23と、液冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器24と、空気熱交換器24へ送風する送風手段25とを備え、空気熱交換器24で吸熱した冷媒を圧縮機21で圧縮して水冷媒熱交換器22を介して水を加熱するようにしている。このヒートポンプ式加熱手段20には冷媒として二酸化炭素冷媒が用いられ、高圧側が超臨界状態となることにより水を90℃の高温まで加熱することができるものである。
20 is a heat pump heating means, a
26は貯湯タンク1の下部と水冷媒熱交換器22の入口側とを湯水が循環可能に接続するヒーポン往き管、27は水冷媒熱交換器22の出口側と貯湯タンク1の上部とを湯水が循環可能に接続するヒーポン戻り管、28はヒーポン往き管26途中に設けられた加熱循環ポンプ、29はヒーポン戻り管27途中で分岐されて貯湯タンク1の下部とを接続する沸き上げバイパス管、30は水冷媒熱交換器22で加熱された湯をヒーポン戻り管27を介して貯湯タンク1上部へ戻すか沸き上げバイパス管29を介して貯湯タンク1下部へ戻すかを切り替える三方弁より成る切替手段である。
31は水冷媒熱交換器22へ流入する水の温度を検出する入水温度センサ、32は水冷媒熱交換器22で加熱された湯の温度を検出する沸き上げ温度センサ、33は貯湯タンク1の側面の上下方向に複数設けられた貯湯温度センサで、貯湯タンク1内の湯水の温度を検出するためのものであり、上から33a、33b、33c、33d、33e、33fと呼ぶ。
31 is a water temperature sensor that detects the temperature of water flowing into the water
34はこのヒートポンプ給湯機の操作を行うリモートコントローラで、給湯機に関する各種の情報(給湯設定温度、風呂設定温度、貯湯タンクの残湯量、給湯機の作動状態等)を表示する表示部35と、給湯設定温度、風呂設定温度および浴槽水位を設定操作するための設定値操作スイッチ36と、浴槽12へ一定量の湯張りに続いて所定時間の浴槽水の自動保温を指示する風呂自動スイッチ37と、浴槽水の追い焚きを指示する追い焚きスイッチ38とを備えている。
34 is a remote controller for operating the heat pump water heater, and a
39は給湯温度センサ8、給湯流量センサ9、風呂温度センサ18、水位センサ19、入水温度センサ31、沸き上げ温度センサ32、貯湯温度センサ33a〜fの検出値が入力され、給湯混合弁5、風呂循環ポンプ15、湯張り開閉弁17、圧縮機21、減圧器23、送風手段25、加熱循環ポンプ28、切替手段30の作動を制御すると共に、リモコン33と通信可能に接続された制御手段である。
39 is a hot water
そして、この制御手段39は、予め記憶されているプログラムによって、リモートコントローラ34で設定された給湯設定温度と、最下部の貯湯温度センサ33fが検出した最低温度から推定される給水温度と、給湯流量センサ9で検出する給湯流量とから一日に貯湯タンク1から外部に供給した出湯熱量を算出し、ヒートポンプ式加熱手段20で沸き上げる湯水の目標沸上温度を前日までの出湯熱量に基づいて決定し、貯湯温度センサ33a〜fで検出する貯湯タンク1内の残湯量等に基づいて沸き上げ開始条件が満たされているかを判定し、沸き上げ開始時に沸き上げ温度センサ32が目標沸上温度に基づいて定められる所定温度以上を検出したら切替手段30を貯湯タンク1下部側から貯湯タンク1上部側に切り替え、貯湯温度センサ33a〜fで検出する貯湯タンク1内の残湯量等に基づいて沸き上げ終了条件が満たされているかを判定するようにしているものである。
And this control means 39 is based on the program memorize | stored beforehand, the hot water supply preset temperature set with the
また、制御手段39には、風呂熱交換器13を用いた浴槽水の加熱が行われる可能性が高いか低いかを判定する判定手段40が設けられており、この判定手段40は、以下の何れかの場合に浴槽水の加熱が行われる可能性が高いと判定する、もしくはみなすようにしている。
(1)リモートコントローラ34の風呂自動スイッチ37が操作され、湯張り回路16を介して浴槽12への湯張りが開始される場合。
(2)水位センサ19が所定水位以上を検出して浴槽水が有る状態を検出している場合。
(3)リモートコントローラ34の風呂自動スイッチ37が操作され、浴槽水を所定時間所望の温度に保つように風呂循環ポンプ15を間欠的に制御して浴槽水の加熱を行う風呂保温制御を行っている間。
(4)リモートコントローラ34の追い焚きスイッチ38が操作され、風呂循環ポンプ15が駆動されて浴槽水の加熱を行う場合。
(5)浴槽への入浴を検知する入浴検知手段としての水位センサ19が水位の上昇を検知して入浴者を検知した場合。なお、入浴検知手段としては、水位センサ19のみならず、赤外線センサ等により浴室に入浴者が入室したかどうかを判別するものとしてもよい。
Moreover, the control means 39 is provided with the determination means 40 which determines whether the possibility that the bath water using the
(1) The bath
(2) A case where the
(3) The bath
(4) When the
(5) When the
さらに、判定手段40は、過去所定期間(ここでは7日間)の間に風呂熱交換器12を用いた浴槽水の加熱実績の有無を記憶し、浴槽水の加熱実績有りが記憶されている状態で、かつ上記(1)〜(5)の何れかの場合に浴槽水の加熱が行われる可能性が高いと判定するようにして、より確実な判定を行うようにしてもよい。
Furthermore, the determination means 40 memorize | stores the presence or absence of the heating performance of the bath water using the
次に、給湯動作について説明すると、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、制御手段39は給湯温度センサ8で検出する給湯温度がリモートコントローラ34の設定値操作スイッチ36で設定された給湯設定温度になるよう給湯混合弁5の開度を調整し、給湯栓7から給湯設定温度の湯が給湯され、給湯栓7が閉じられることで給湯動作が終了する。
Next, the hot water supply operation will be described. When the hot water tap 7 is opened, city water flows into the bottom of the hot
この給湯時には、貯湯タンク1の底部へ流入した水は給水管2の断面積に比べて十分に大きな断面積を持つ貯湯タンク1内で十分に減速され、高温の湯の層をほとんど乱すことなく下方から水の層を形成する。そして、貯湯タンク1上部の高温の湯と貯湯タンク1下部の低温の水とが接する温度境界層が形成される。そして、給湯量が増加するにつれて貯湯タンク1上部の高温の湯の層が減少すると共に貯湯タンク1下部の水の層が増加し、温度境界層が上昇する。この温度境界層は所定の温度差があればそれぞれの温度に基づく比重の違いによって混じり合うことがないものである。
During this hot water supply, the water flowing into the bottom of the hot
次に、湯張り動作について説明すると、リモートコントローラ34の風呂自動スイッチ37が操作されると、制御手段39は、湯張り開閉弁17を開いて、給湯温度センサ8で検出する給湯温度がリモコン34の設定値操作スイッチ36で設定された風呂設定温度になるように給湯混合弁5の開度を調整し、適温の湯を湯張り回路16と風呂循環回路14を介して湯張りし、給湯流量センサ9が所望の湯張り流量を積算すると湯張り開閉弁17を閉じて湯張り動作を終了する。
Next, the hot water filling operation will be described. When the
そして、湯張り動作が終了してから予め定めた所定時間は、浴槽水の温度を風呂設定温度に保つ保温動作を行う。この保温動作について説明すると、制御手段39は所定のインターバル時間毎に風呂循環ポンプ15を駆動させ、浴槽水を風呂循環回路14に循環させて風呂温度センサ18で浴槽水の温度を検出する。浴槽水の温度が風呂設定温度より低い場合は風呂循環ポンプ15の駆動を継続し、風呂熱交換器13から貯湯タンク1内上部の湯の熱を吸熱して浴槽水を加熱する。風呂温度センサ18が検出する温度が風呂設定温度を検出すると風呂循環ポンプ15の駆動を終了し、再度インターバル時間が経過すると同じ動作を繰り返す。そして、予め定めた一定時間が終了するとこの保温動作を終了する。
And the heat retention operation | movement which keeps the temperature of bathtub water at bath preset temperature is performed for the predetermined time after the hot-water filling operation | movement was complete | finished. The heat retaining operation will be described. The control means 39 drives the
また、リモートコントローラ34の追い焚きスイッチ38が操作されたときの追い焚き動作について説明すると、浴槽水の温度を風呂設定温度+一定温度(例えば2℃)まで追い焚きするように、制御手段39は風呂循環ポンプ15を駆動させ、浴槽水を風呂熱交換器13へ循環させ、風呂熱交換器13から貯湯タンク1内上部の湯の熱を吸熱して浴槽水を加熱する。そして、風呂温度センサ18が検出する温度が風呂設定温度+一定温度を検出すると風呂循環ポンプ15の駆動を終了して追い焚き動作を終了する。
Further, the reheating operation when the reheating
次に、深夜時間帯での沸き上げ運転について図2のフローチャートを参照しながら説明する。
電気料金単価の安価な深夜時間帯になったことを制御手段39が認識すると、算出した出湯熱量と、貯湯温度センサ33a〜fで検出する貯湯タンク1内の残湯熱量と、最下部の貯湯温度センサ33fで検出する給水温度とに基づいて、下記の式から深夜時間帯での仮沸き上げ温度を算出し、算出した温度を5℃刻みの温度に切り上げて目標沸上温度を決定する。
Next, the heating operation in the midnight time zone will be described with reference to the flowchart of FIG.
When the control means 39 recognizes that the electricity unit price is cheap, it is calculated that the amount of discharged hot water, the amount of remaining hot water in the hot
沸上目標温度={(出湯熱量−残湯熱量)/(タンク容量−残湯量)}+給水温度
ここで、タンク容量は貯湯タンク1の容量に基づいて予め定められた値(ここでは貯湯タンク1の容量から深夜時間帯の開始時まで確保しておくべき最低貯湯量を減じた値)を用い、残湯量は貯湯温度センサ33a〜fでヒートポンプ式加熱手段20での再沸き上げが難しい所定の温度(例えば50℃)以上の湯の分布状態から残湯量を検出するようにしている。
Boiling target temperature = {(heat output amount-remaining hot water amount) / (tank capacity-remaining hot water amount)} + feed water temperature
Here, the tank capacity uses a predetermined value based on the capacity of the hot water storage tank 1 (here, a value obtained by subtracting the minimum hot water storage capacity to be secured from the capacity of the hot
そして、制御手段39は、沸き上げる湯量(タンク容量−残湯量)と目標沸上温度とヒートポンプ式加熱手段20の定格加熱能力とから深夜時間帯の終了時刻前に翌日に必要な熱量が沸き上がるような沸き上げ開始時刻をピークシフト演算によって算出し、現在時刻が沸き上げ開始時刻に到達すると(沸き上げ開始条件を満たすためステップS1でYes)、圧縮機21、減圧器23、送風手段25、加熱循環ポンプ28を駆動制御し、貯湯タンク1下部からヒーポン往き管26を介して取り出した湯水を水冷媒熱交換器22で加熱して沸き上げ運転を開始し(ステップS2)、加熱した湯水を沸き上げバイパス管29から貯湯タンク1下部へ戻す。
The control means 39 then heats up the amount of heat necessary for the next day before the end time of the midnight time zone from the amount of hot water to be boiled (tank capacity-remaining hot water amount), the target boiling temperature, and the rated heating capacity of the heat pump heating means 20. The boiling start time is calculated by peak shift calculation, and when the current time reaches the boiling start time (Yes in step S1 because the boiling start condition is satisfied), the
続くステップS3では、判定手段40が浴槽水の加熱の可能性が高いか否かを判別し、ここでは深夜時間帯であることから上記(1)〜(5)の何れの条件も満たしていないので、ステップS3でNoとなりステップS5へ進み、制御手段39は、沸き上げ温度センサ32で検出する沸き上げ温度が切替手段30を切り替える所定温度を浴槽水の加熱の可能性が高い場合よりも低い第1所定温度(ここでは目標沸上温度−15℃)に変更し、この第1所定温度を10秒以上連続して検出したかどうかを判断する。
In the subsequent step S3, the determination means 40 determines whether or not the bath water is likely to be heated. Here, since it is a midnight time zone, none of the above conditions (1) to (5) is satisfied. Therefore, it becomes No in step S3 and proceeds to step S5, and the control means 39 has a boiling temperature detected by the boiling
そして、ヒートポンプ式加熱手段20の加熱動作が立ち上がって沸き上げ温度が第1所定温度以上を継続するようになるとステップS5でYesとなって、制御手段39は切替手段30を貯湯タンク1上部側へ切り替え、水冷媒熱交換器22で加熱した湯水を貯湯タンク1上部へ戻す。
Then, when the heating operation of the heat pump type heating means 20 is started and the boiling temperature continues to be higher than the first predetermined temperature, Yes is made in step S5, and the control means 39 moves the switching means 30 to the upper side of the
そして、沸き上げ運転が進行し、翌日に必要な熱量が沸き上げて沸き上げ運転の終了条件が成立すると沸き上げ運転を終了する(ステップS7〜ステップS8)。ここで終了条件は、例えば、貯湯タンク1最下部の貯湯温度センサ33fが所定の温度を検出した場合、深夜時間帯の終了時刻になった場合、あるいは、ヒートポンプ式加熱手段20の入水温度センサ31が所定の入水上限温度(例えば50℃)を検出した場合に終了条件が成立したと判断するようにしている。
Then, when the boiling operation proceeds and the necessary amount of heat is heated up the next day and the completion condition of the boiling operation is satisfied, the boiling operation is terminated (steps S7 to S8). Here, the end condition is, for example, when the hot water
次に、昼間時間帯での沸き上げ運転について図2のフローチャートを参照しながら説明する。
給湯に伴う残湯量の減少や、浴槽水の追い焚きに伴う貯湯温度の低下等によって沸き上げ開始条件が満たされたと制御手段39が判断すると(ステップS1でYes)、圧縮機21、減圧器23、送風手段25、加熱循環ポンプ28を駆動制御し、貯湯タンク1下部からヒーポン往き管26を介して取り出した湯水を水冷媒熱交換器22で加熱して沸き上げ運転を開始し(ステップS2)、加熱した湯水を沸き上げバイパス管29から貯湯タンク1下部へ戻す。
Next, the heating operation in the daytime time zone will be described with reference to the flowchart of FIG.
When the control means 39 determines that the boiling start condition is satisfied due to a decrease in the amount of remaining hot water accompanying the hot water supply or a decrease in the hot water storage temperature accompanying the reheating of the bath water (Yes in step S1), the
続くステップS3では、判定手段40が浴槽水の加熱の可能性が高いか否かを判別し、ここでは上記(1)〜(5)の何れかの条件を満たしていると、ステップS3でYesとなりステップS4へ進み、制御手段39は、沸き上げ温度センサ32で検出する沸き上げ温度が切替手段30を切り替える所定温度を浴槽水の加熱の可能性が低い場合よりも高い第2所定温度(ここでは目標沸上温度−10℃)に変更し、この第2所定温度を10秒以上連続して検出したかどうかを判断する。
In subsequent step S3, the determination means 40 determines whether or not the possibility of heating the bath water is high. If any of the above conditions (1) to (5) is satisfied, Yes in step S3. Then, the process proceeds to step S4, where the control means 39 sets the predetermined temperature at which the boiling temperature detected by the boiling
そして、ヒートポンプ式加熱手段20の加熱動作が立ち上がって沸き上げ温度が第2所定温度以上を継続するようになるとステップS4でYesとなって、制御手段39は切替手段30を貯湯タンク1上部側へ切り替え、水冷媒熱交換器22で加熱した湯水を貯湯タンク1上部へ戻す。
Then, when the heating operation of the heat pump type heating means 20 starts up and the boiling temperature continues to be higher than the second predetermined temperature, the control means 39 brings the switching means 30 to the upper side of the hot
そして、沸き上げ運転が進行し、沸き上げ運転開始からの時間が上限時間に達するか、当日に必要な熱量が沸き上げ完了されたか等の沸き上げ運転の終了条件が成立すると沸き上げ運転を終了する(ステップS7〜ステップS8)。ここで終了条件は、上記の他に、例えば、貯湯タンク1最下部の貯湯温度センサ33fが所定の温度を検出した場合、あるいは、ヒートポンプ式加熱手段20の入水温度センサ31が所定の入水上限温度(例えば50℃)を検出した場合に終了条件が成立したと判断するようにしている。
The boiling operation ends when the boiling operation finishes and the time from the start of the boiling operation reaches the upper limit time or the heating operation end conditions such as whether the amount of heat necessary for the day has been completed are satisfied. (Steps S7 to S8). In addition to the above, the end condition is, for example, when the hot water
一方、前記ステップS3で、判定手段40が上記(1)から(5)の何れの条件も満たしていないとして浴槽水の加熱の可能性が低いと判定すると、ステップS3でNoとなりステップS5へ進み、制御手段39は、沸き上げ温度センサ32で検出する沸き上げ温度が切替手段30を切り替える所定温度を浴槽水の加熱の可能性が高い場合よりも低い第1所定温度(ここでは目標沸上温度−15℃)に変更し、この第1所定温度を10秒以上連続して検出したかどうかを判断するようにしている。
On the other hand, if it is determined in step S3 that the determination means 40 does not satisfy any of the above conditions (1) to (5) and the possibility of heating the bath water is low, the result is No in step S3 and the process proceeds to step S5. The
このように、浴槽水の加熱の可能性が高い場合は、可能性が低い場合よりも高い温度である第2所定温度以上にまで沸き上げ開始時のヒートポンプ式加熱手段20の加熱動作が立ち上がったら切替手段30を切り替えて水冷媒熱交換器22からの湯水を貯湯タンク1上部へ戻すため、貯湯タンク1上部の風呂熱交換器13の熱源となる湯水の温度の低下を抑制するため風呂熱交換器13の加熱能力の向上を図ることができると共に、浴槽水の加熱の可能性が低い場合は、可能性が高い場合よりも低い温度である第1所定温度以上にまで沸き上げ開始時のヒートポンプ式加熱手段20の加熱動作が立ち上がったら切替手段30を切り替えて水冷媒熱交換器22からの湯水を貯湯タンク1上部へ戻すため、貯湯タンク1下部に戻ってくる湯水の温度が比較的低くなるため、貯湯タンク1下部の低温層の温度上昇を抑制し、ヒートポンプ式加熱手段20での加熱効率(COP)を向上することができるものである。
Thus, when the possibility of heating bath water is high, when the heating operation of the heat pump heating means 20 at the start of boiling up to the second predetermined temperature or higher, which is higher than when the possibility is low, starts up In order to switch the switching means 30 and return the hot water from the water /
よって、第2所定温度は、浴槽水の加熱能力を重視して従来より高い温度に設定し、第1所定温度は、ヒートポンプ式加熱手段20の加熱効率(COP)を重視して従来より低い温度に設定することができ、浴槽水の加熱能力とヒートポンプ式加熱手段20の加熱効率(COP)を共に向上することができる。 Therefore, the second predetermined temperature is set to a higher temperature than in the prior art with emphasis on the heating capacity of the bath water, and the first predetermined temperature is a lower temperature than in the past with an emphasis on the heating efficiency (COP) of the heat pump heating means 20. It is possible to improve both the heating capacity of the bathtub water and the heating efficiency (COP) of the heat pump heating means 20.
なお、本発明は上記の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の改変が可能なものであり、例えば、切替手段30を切り替える所定温度を変更するタイミングを、実際に沸き上げ運転を開始するタイミングではなく判定手段40が浴槽水の加熱の可能性が高いと判定したタイミングとしてもよく、また、風呂熱交換器13を貯湯タンク1内に設けないで、一次側と二次側で熱交換するタイプの熱交換器を採用して貯湯タンク1外に配置し、貯湯タンク1上部から取り出してこの熱交換器の一次側に流通し、この熱交換器の二次側に流通する浴槽水と熱交換するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified without changing the gist of the invention. For example, the timing for changing the predetermined temperature for switching the switching means 30 is actually changed. It is good also as the timing which the determination means 40 determined that the possibility of heating of bath water is high instead of the timing which starts a boiling operation, and without providing the
また、切替手段30を切り替える第1所定温度、第2所定温度を目標沸上温度に基づいた値として説明したが、これに限らず、例えば第1所定温度を50℃、第2所定温度を60℃とそれぞれ固定の温度としてもよく、第1所定温度<第2所定温度の関係が成立していればよいものである。 Further, the first predetermined temperature and the second predetermined temperature for switching the switching means 30 have been described as values based on the target boiling temperature. However, the present invention is not limited to this. For example, the first predetermined temperature is 50 ° C., and the second predetermined temperature is 60. The temperature may be fixed at 0 ° C., respectively, as long as the relationship of the first predetermined temperature <the second predetermined temperature is satisfied.
1 貯湯タンク
13 風呂熱交換器
15 風呂循環ポンプ
16 湯張り回路
19 水位センサ
20 ヒートポンプ式加熱手段
26 ヒーポン往き管
27 ヒーポン戻り管
28 加熱循環ポンプ
29 沸き上げバイパス管
30 切替手段
32 沸き上げ温度センサ
39 制御手段
40 判定手段
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