JP2007085582A - 電気給湯機の運転方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】給湯開始直後や一定流量以上の流量変化があった場合に、給湯循環ポンプの流量制御を行うことで、給湯温度の安定化を図ることができる電気給湯機の運転方法を提供すること。
【解決手段】給水配管１の水道水を貯湯タンク２の温水により間接的に加熱する給湯熱交換器３を設けた電気給湯機の給湯熱交換器３の二次側３ｂに給湯流量センサ４を設けるとともに、給湯熱交換器３の一次側３ａ及び二次側３ｂの出入り口にそれぞれ温度センサ５〜８を設け、給湯開始直後や、給湯流量センサ４が一定量以上の流量変化を検出した直後に、給湯温度設定値、給湯流量センサ４及び前記温度センサ５〜８の値に基づいて必要熱量を演算し、この演算結果に基づいて給湯循環ポンプ３１を所定の回転数で動作させることにより、給湯熱交換器３の一次側３ａを最適な循環量に近い状態とした後、給湯熱交換器二次側３ｂの出口温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプ３１の流量を調節するようにする。
【選択図】図１
【解決手段】給水配管１の水道水を貯湯タンク２の温水により間接的に加熱する給湯熱交換器３を設けた電気給湯機の給湯熱交換器３の二次側３ｂに給湯流量センサ４を設けるとともに、給湯熱交換器３の一次側３ａ及び二次側３ｂの出入り口にそれぞれ温度センサ５〜８を設け、給湯開始直後や、給湯流量センサ４が一定量以上の流量変化を検出した直後に、給湯温度設定値、給湯流量センサ４及び前記温度センサ５〜８の値に基づいて必要熱量を演算し、この演算結果に基づいて給湯循環ポンプ３１を所定の回転数で動作させることにより、給湯熱交換器３の一次側３ａを最適な循環量に近い状態とした後、給湯熱交換器二次側３ｂの出口温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプ３１の流量を調節するようにする。
【選択図】図１
Description
本発明は、貯湯タンクに温水を貯留する電気給湯機の運転方法に関し、特に、給湯循環ポンプの流量制御を行うことで、給湯温度の安定化を図ることができる電気給湯機の運転方法に関するものである。
例えば、図２に示すように、給水配管１の水道水を貯湯タンク２の温水により間接的に加熱する給湯熱交換器３を設けた電気給湯機においては、給湯は、タンク上部の高温湯を給湯循環ポンプ３１にて導出し、給湯熱交換器３の一次側３ａを通しタンク下部へ返還する一方、この給湯熱交換器３の二次側３ｂに水道水を通し所定の温度に加熱することにより行っている。
現在の電気給湯機は、給湯温度を顧客の希望する温度に設定することが主流となっており、給湯は、この設定温度となるように、給湯循環ポンプ３１を調節して給湯熱交換器３の一次側３ａの流量を調整する必要がある。
ここで、給湯温度となる給湯熱交換器の二次側出口温度を検出し、所定の温度となるように給湯循環ポンプの流量を制御できるが、この運転方法では、所定温度の湯が出てくるまで時間がかかるという問題がある。
また、急激な流量変化、例えば、１２Ｌ／ｍｉｎから４Ｌ／ｍｉｎに流量を減らした場合、給湯温度を検出して給湯循環ポンプの流量を制御していては、追従ができず所定の温度に対し高温の湯が出てしまう。
また逆に、４Ｌ／ｍｉｎから１２Ｌ／ｍｉｎに流量を増やした場合は、所定の温度に対し低温の湯が出てしまい、シャワーを浴びていた場合など不快感を感じてしまう。
また、急激な流量変化、例えば、１２Ｌ／ｍｉｎから４Ｌ／ｍｉｎに流量を減らした場合、給湯温度を検出して給湯循環ポンプの流量を制御していては、追従ができず所定の温度に対し高温の湯が出てしまう。
また逆に、４Ｌ／ｍｉｎから１２Ｌ／ｍｉｎに流量を増やした場合は、所定の温度に対し低温の湯が出てしまい、シャワーを浴びていた場合など不快感を感じてしまう。
本発明は、上記従来の電気給湯機の運転方法が有する問題点に鑑み、給湯開始直後や一定流量以上の流量変化があった場合に、給湯循環ポンプの流量制御を行うことで、給湯温度の安定化を図ることができる電気給湯機の運転方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の電気給湯機の運転方法は、給水配管の水道水を貯湯タンクの温水により間接的に加熱する給湯熱交換器を設けた電気給湯機の運転方法において、給湯熱交換器の二次側に給湯流量センサを設けるとともに、給湯熱交換器の一次側及び二次側の出入り口にそれぞれ温度センサを設け、給湯開始直後に、給湯温度設定値、給湯流量センサ及び各温度センサの値に基づいて必要熱量を演算し、この演算結果に基づいて給湯循環ポンプを所定の回転数で動作させることにより、給湯熱交換器の一次側を最適な循環量に近い状態とした後、給湯熱交換器二次側の出口温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプの流量を調節することを特徴とする。
この場合において、給湯流量センサが一定量以上の流量変化を検出した場合、その直後に、給湯温度設定値、給湯流量センサ及び各温度センサの値に基づいて必要熱量を演算し、この演算結果に基づいて給湯循環ポンプを所定の回転数で動作させることにより、給湯熱交換器の一次側を最適な循環量に近い状態とした後、給湯熱交換器二次側の出口温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプの流量を調節することができる。
また、貯湯タンク内を大気に開放し、タンク内に圧力を掛けないようにすることができる。
また、貯湯タンク内の湯を沸き上げる手段として電気ヒータを用いることができる。
また、貯湯タンク内の湯を沸き上げる手段としてヒートポンプ式加熱装置を用いることができる。
本発明の電気給湯機の運転方法によれば、給水配管の水道水を貯湯タンクの温水により間接的に加熱する給湯熱交換器を設けた電気給湯機の運転方法において、給湯熱交換器の二次側に給湯流量センサを設けるとともに、給湯熱交換器の一次側及び二次側の出入り口にそれぞれ温度センサを設け、給湯開始直後に、給湯温度設定値、給湯流量センサ及び各温度センサの値に基づいて必要熱量を演算し、この演算結果に基づいて給湯循環ポンプを所定の回転数で動作させることにより、給湯熱交換器の一次側を最適な循環量に近い状態とした後、給湯熱交換器二次側の出口温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプの流量を調節することから、まず先に給湯熱交換器の一次側を最適な循環量に近い状態にしてから、給湯温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプの流量を微調整することができ、これにより、給湯開始から所定の温度の湯となるまでの時間を短くすることができる。
この場合、給湯流量センサが一定量以上の流量変化を検出した場合、その直後に、給湯温度設定値、給湯流量センサ及び各温度センサの値に基づいて必要熱量を演算し、この演算結果に基づいて給湯循環ポンプを所定の回転数で動作させることにより、給湯熱交換器の一次側を最適な循環量に近い状態とした後、給湯熱交換器二次側の出口温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプの流量を調節することにより、急激な流量変化に対しても、変化後の給湯熱交換器の一次側を最適な循環量に近い状態にしてから、給湯温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプの流量を微調整するため、流量変化に対して給湯温度の即応性と安定化を図ることができ、所定の温度に対し高くなったり低くなったりすること（オーバーシュート、アンダーシュート）を防ぐことができる。
また、貯湯タンク内を大気に開放することにより、タンク内に圧力を掛けないようにすることができる。
また、貯湯タンク内の湯を沸き上げる手段として電気ヒータを用いることにより、沸き上げ運転を短時間で行うことができる。
また、貯湯タンク内の湯を沸き上げる手段としてヒートポンプ式加熱装置を用いることにより、沸き上げ運転を低コストで行うことができる。
以下、本発明の電気給湯機の運転方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
この電気給湯機の運転方法に適用する電気給湯機は、給水配管１の水道水を貯湯タンク２の温水により間接的に加熱する給湯熱交換器３を設けた電気給湯機において、給湯熱交換器３の二次側３ｂに給湯流量センサ４を設けるとともに、給湯熱交換器３の一次側３ａ及び二次側３ｂの出入り口にそれぞれ温度センサ５〜８を設けるようにする。
そして、給湯開始直後や、給湯流量センサ４が一定量以上の流量変化を検出した直後に、給湯温度設定値、給湯流量センサ４及び前記温度センサ５〜８の値に基づいて必要熱量を演算し、この演算結果に基づいて給湯循環ポンプ３１を所定の回転数で動作させることにより、給湯熱交換器３の一次側３ａを最適な循環量に近い状態とした後、給湯熱交換器二次側３ｂの出口温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプ３１の流量を調節するようにする。
そして、給湯開始直後や、給湯流量センサ４が一定量以上の流量変化を検出した直後に、給湯温度設定値、給湯流量センサ４及び前記温度センサ５〜８の値に基づいて必要熱量を演算し、この演算結果に基づいて給湯循環ポンプ３１を所定の回転数で動作させることにより、給湯熱交換器３の一次側３ａを最適な循環量に近い状態とした後、給湯熱交換器二次側３ｂの出口温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプ３１の流量を調節するようにする。
図１に、本発明の電気給湯機の運転方法の一実施例を示す。
給湯は、貯湯タンク２上部の高温湯を給湯循環ポンプ３１にて導出し、給湯熱交換器３を通しタンク下部へ返還させ、この給湯熱交換器３に給水配管１の水道水を通して所定の温度に加熱することで行う。
給湯は、貯湯タンク２上部の高温湯を給湯循環ポンプ３１にて導出し、給湯熱交換器３を通しタンク下部へ返還させ、この給湯熱交換器３に給水配管１の水道水を通して所定の温度に加熱することで行う。
給湯開始直後、給湯流量センサ４と給湯熱交換器３の一次側３ａ及び二次側３ｂの出入り口の温度センサ５〜８の測定値を検出し、給湯熱交換器二次側３ｂの熱交換量を計算する。
例えば、給湯設定温度が４０℃、給湯熱交換器３の二次側入り口温度が１０℃、給湯流量センサ４が１２Ｌ／ｍｉｎとなった場合、給湯熱交換器二次側３ｂの熱交換量は、（４０−１０）×１２×６０＝２１６００ｋｃａｌ／ｈｒとなる。
ここで、給湯熱交換器３の一次側入り口温度が８０℃、出口温度が１５℃の場合、給湯熱交換器一次側３ａの必要流量は、２１６００／（８０−１５）／６０＝５．５Ｌ／ｍｉｎとなる。
よって、給湯開始直後に、給湯循環ポンプ３１を流量が５．５Ｌ／ｍｉｎとなる回転数で動作させる。その後、例えば、２秒後に所定温度になるように給湯循環ポンプ３１の流量を調節する。これにより、給湯開始直後すぐに給湯温度は所定の温度近くまでに上昇することが可能となるため、所定の温度に達するまでの時間を短くすることができる。
例えば、給湯設定温度が４０℃、給湯熱交換器３の二次側入り口温度が１０℃、給湯流量センサ４が１２Ｌ／ｍｉｎとなった場合、給湯熱交換器二次側３ｂの熱交換量は、（４０−１０）×１２×６０＝２１６００ｋｃａｌ／ｈｒとなる。
ここで、給湯熱交換器３の一次側入り口温度が８０℃、出口温度が１５℃の場合、給湯熱交換器一次側３ａの必要流量は、２１６００／（８０−１５）／６０＝５．５Ｌ／ｍｉｎとなる。
よって、給湯開始直後に、給湯循環ポンプ３１を流量が５．５Ｌ／ｍｉｎとなる回転数で動作させる。その後、例えば、２秒後に所定温度になるように給湯循環ポンプ３１の流量を調節する。これにより、給湯開始直後すぐに給湯温度は所定の温度近くまでに上昇することが可能となるため、所定の温度に達するまでの時間を短くすることができる。
一方、急激な流量変動、例えば、１２Ｌ／ｍｉｎから４Ｌ／ｍｉｎに流量変化した場合は、給湯流量センサ４と給湯熱交換器３の一次側３ａ及び二次側３ｂの出入り口の温度センサ５〜８の測定値を検出し、給湯熱交換器二次側３ｂの熱交換量を計算する。
このとき、例えば、給湯設定温度が４０℃、給湯熱交換器３の二次側入り口温度が１０℃、給湯流量センサ４が４Ｌ／ｍｉｎとなった場合、給湯熱交換器二次側３ｂの熱交換量は、（４０−１０）×４×６０＝７２００ｋｃａ１／ｈｒとなる。
ここで、給湯熱交換器３の一次側入り口温度が８０℃、出口温度が１５℃の場合、給湯熱交換器一次側３ａの必要流量は、７２００／（８０−１５）／６０＝１．８Ｌ／ｍｉｎとなる。
よって、流量変動検出直に、後給湯循環ポンプ３１を流量が１．８Ｌ／ｍｉｎとなる回転数で動作させる。その後、例えば、２秒後に所定温度になるように給湯循環ポンプ３１の流量を調節する。これにより、流量変動直後、流量を少なくした場合に発生するオーバーシュートを小さくできるとともに、給湯温度を所定の温度に達するまでの時間を短くすることができる。
このとき、例えば、給湯設定温度が４０℃、給湯熱交換器３の二次側入り口温度が１０℃、給湯流量センサ４が４Ｌ／ｍｉｎとなった場合、給湯熱交換器二次側３ｂの熱交換量は、（４０−１０）×４×６０＝７２００ｋｃａ１／ｈｒとなる。
ここで、給湯熱交換器３の一次側入り口温度が８０℃、出口温度が１５℃の場合、給湯熱交換器一次側３ａの必要流量は、７２００／（８０−１５）／６０＝１．８Ｌ／ｍｉｎとなる。
よって、流量変動検出直に、後給湯循環ポンプ３１を流量が１．８Ｌ／ｍｉｎとなる回転数で動作させる。その後、例えば、２秒後に所定温度になるように給湯循環ポンプ３１の流量を調節する。これにより、流量変動直後、流量を少なくした場合に発生するオーバーシュートを小さくできるとともに、給湯温度を所定の温度に達するまでの時間を短くすることができる。
かくして、本実施例の電気給湯機の運転方法は、給水配管１の水道水を貯湯タンク２の温水により間接的に加熱する給湯熱交換器３を設けた電気給湯機において、給湯熱交換器３の二次側３ｂに給湯流量センサ４を設けるとともに、給湯熱交換器３の一次側３ａ及び二次側３ｂの出入り口にそれぞれ温度センサを設け、給湯開始直後に、給湯温度設定値、給湯流量センサ４及び各温度センサの値に基づいて必要熱量を演算し、この演算結果に基づいて給湯循環ポンプ３１を所定の回転数で動作させることにより、給湯熱交換器３の一次側３ａを最適な循環量に近い状態とした後、給湯熱交換器二次側３ｂの出口温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプ３１の流量を調節することから、まず先に給湯熱交換器３の一次側３ａを最適な循環量に近い状態にしてから、給湯温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプ３１の流量を微調整することができ、これにより、給湯開始から所定の温度の湯となるまでの時間を短くすることができる。
また、急激な流量変化に対しても、変化後の給湯熱交換器３の一次側３ａを最適な循環量に近い状態にしてから、給湯温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプ３１の流量を微調整するため、流量変化に対して給湯温度の即応性と安定化を図ることができ、所定の温度に対し高くなったり低くなったりすることを防ぐことができる。
また、急激な流量変化に対しても、変化後の給湯熱交換器３の一次側３ａを最適な循環量に近い状態にしてから、給湯温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプ３１の流量を微調整するため、流量変化に対して給湯温度の即応性と安定化を図ることができ、所定の温度に対し高くなったり低くなったりすることを防ぐことができる。
なお、貯湯タンク２内を大気に開放することにより、タンク内に圧力を掛けないようにすることができ、また、貯湯タンク２内の湯を沸き上げる手段として電気ヒータやヒートポンプ式加熱装置（図示省略）を用いることにより、沸き上げ運転を短時間で行ったり、低コストで行うことができる。
以上、本発明の電気給湯機の運転方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
以上、本発明の電気給湯機の運転方法は、給湯開始直後や一定流量以上の流量変化があった場合に、給湯循環ポンプを所定の回転数で動作させた後、給湯温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプの流量を調節することから、流量変化に対して給湯温度の即応性と安定化を図ることができ、汎用の電気給湯機の用途に広く好適に用いることができる。
１ 給水配管
２ 貯湯タンク
３ 給湯熱交換器
３ａ 一次側
３ｂ 二次側
３１ 給湯循環ポンプ
４ 給湯流量センサ
５ 温度センサ
６ 温度センサ
７ 温度センサ
８ 温度センサ
２ 貯湯タンク
３ 給湯熱交換器
３ａ 一次側
３ｂ 二次側
３１ 給湯循環ポンプ
４ 給湯流量センサ
５ 温度センサ
６ 温度センサ
７ 温度センサ
８ 温度センサ
Claims (5)
- 給水配管の水道水を貯湯タンクの温水により間接的に加熱する給湯熱交換器を設けた電気給湯機の運転方法において、給湯熱交換器の二次側に給湯流量センサを設けるとともに、給湯熱交換器の一次側及び二次側の出入り口にそれぞれ温度センサを設け、給湯開始直後に、給湯温度設定値、給湯流量センサ及び各温度センサの値に基づいて必要熱量を演算し、この演算結果に基づいて給湯循環ポンプを所定の回転数で動作させることにより、給湯熱交換器の一次側を最適な循環量に近い状態とした後、給湯熱交換器二次側の出口温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプの流量を調節することを特徴とする電気給湯機の運転方法。
- 給湯流量センサが一定量以上の流量変化を検出した場合、その直後に、給湯温度設定値、給湯流量センサ及び各温度センサの値に基づいて必要熱量を演算し、この演算結果に基づいて給湯循環ポンプを所定の回転数で動作させることにより、給湯熱交換器の一次側を最適な循環量に近い状態とした後、給湯熱交換器二次側の出口温度が所定の温度となるように給湯循環ポンプの流量を調節することを特徴とする請求項１記載の電気給湯機の運転方法。
- 貯湯タンク内を大気に開放したことを特徴とする請求項１又は２記載の電気給湯機の運転方法。
- 貯湯タンク内の湯を沸き上げる手段として電気ヒータを用いることを特徴とする請求項１、２又は３記載の電気給湯機の運転方法。
- 貯湯タンク内の湯を沸き上げる手段としてヒートポンプ式加熱装置を用いることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の電気給湯機の運転方法。
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