JP2016102613A - Power supply device for water heater and water heater system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給水路を介して導入される水の量が設定値以上になると加熱作動する給湯器の受電部に電力を供給する給湯器用電源装置及び給湯システムに関する。 The present invention relates to a hot water supply power supply device and a hot water supply system for supplying electric power to a power receiving unit of a hot water heater that is heated when a quantity of water introduced through a water supply channel becomes a set value or more.
一般の家庭に単体で設置されている給湯器には、給水路を介して水が供給され、その水に対して加熱が行われる。つまり、このような給湯器は、使用者が給湯端末を開栓した結果としてその給湯器に導入される水の量が設定量以上になると、加熱作動するように構成されている。 Water is supplied to a water heater installed in a general household alone through a water supply channel, and the water is heated. In other words, such a water heater is configured to operate when the amount of water introduced into the water heater becomes equal to or greater than a set amount as a result of the user opening the hot water terminal.
給水路を介して導入される水の量が設定量以上になったとしても加熱作動しない場合がある給湯器もある。
特許文献1には、相対的に高温の湯を貯える貯湯タンクと、その貯湯タンクとセットで利用される専用の給湯器とを組み合わせたシステムが記載されている。このシステムでは、貯湯タンクに貯えられている高温の湯が専用給湯器を経由して給湯端末に給湯される。但し、貯湯タンクに高温の湯が貯えられていないときには、低温の湯又は水が専用給湯器を経由して給湯端末に給湯される。そして、専用給湯器は、貯湯タンクから供給される湯又は水の温度に応じて、加熱作動するか否かを切り替える。具体的には、給湯端末で開栓されると、貯湯タンク側から湯水が専用給湯器内に取り込まれ、その湯水温度が低ければ専用給湯器の加熱部で加熱した後に給湯端末に給湯する。これに対して、貯湯タンク側から専用給湯器内に取り込まれた湯水温度が高ければ、加熱部は非作動にして給湯端末に給湯する。
Some hot water heaters may not be heated even if the amount of water introduced through the water supply channel exceeds a set amount.
このように、貯湯タンクとそれ専用の給湯器とを組み合わせて設置する場合には、貯湯タンクに高温の湯が貯えられているか否かに応じて(即ち、給湯器へ高温の湯が導入されるか或いは低温の湯又は水が導入されるかに応じて)、給湯器を加熱作動させるか否かを切り替えることができる。 Thus, when a hot water storage tank and a dedicated water heater are installed in combination, depending on whether or not hot water is stored in the hot water storage tank (that is, hot water is introduced into the water heater). Or depending on whether cold water or water is introduced), the hot water heater can be switched on or off.
給水路を介して導入される水の量が設定値以上になると加熱作動する給湯器が単体で設置されていた施設や家屋などに、後付けで、熱源装置(例えば、太陽熱集熱装置、燃料電池発電装置、ガスエンジンコージェネレーション装置など)と、その熱源装置から回収する熱を蓄える貯湯タンクとを設置する場合もある。つまり、高温の湯を給湯器へと供給できる貯湯タンクと、導入される水の量が設定値以上になると必ず加熱作動する給湯器とが組み合わされることになる。
このような場合、貯湯タンク側から給湯器へ十分に高温の湯が導入されたとしても、給湯器が必ず加熱作動してしまうシステムになる。つまり、エネルギーを無駄に消費してしまうという問題が生じる。
When the amount of water introduced through the water supply channel exceeds the set value, a heat source device (for example, a solar heat collector, a fuel cell, etc.) is retrofitted to a facility or house where a water heater that operates by heating is installed alone. A power generation device, a gas engine cogeneration device, and the like) and a hot water storage tank for storing heat recovered from the heat source device. That is, a hot water storage tank that can supply high-temperature hot water to the water heater is combined with a water heater that is heated when the amount of introduced water exceeds a set value.
In such a case, even if hot water having a sufficiently high temperature is introduced from the hot water storage tank side to the hot water heater, the hot water heater is always heated. That is, there arises a problem that energy is wasted.
或いは、施設や家屋などに単体で設置されていた給湯器を取り外して、特許文献1に記載のような熱源及び貯湯タンク及び専用給湯器を新たに設置することも可能であるが、既存の給湯器を有効に活用できないという問題がある。
Alternatively, it is possible to remove a water heater that has been installed alone in a facility or a house, and newly install a heat source, a hot water storage tank, and a dedicated water heater as described in
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無駄なエネルギー消費を回避させることができる給湯器用電源装置及び給湯システムを提供する点にある。 This invention is made | formed in view of said subject, The objective is to provide the power supply device and hot water supply system for hot water heaters which can avoid useless energy consumption.
上記目的を達成するための本発明に係る給湯器用電源装置の特徴構成は、給水路を介して導入される水の量が設定値以上になると加熱作動する給湯器の受電部に電力を供給する給湯器用電源装置であって、
主電源から供給される電力が入力される入力部と、
前記給湯器の前記受電部に電力を出力する出力部と、
前記入力部と前記出力部との間を、電気的に接続された状態又は電気的に解列された状態に切り換える切換部と、
前記給湯器内に導入される前の前記給水路を流れる水の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部が測定した水の温度が設定温度未満であるとき、前記入力部と前記出力部との間が電気的に接続されるように前記切換部を動作させて前記主電源から供給される電力を前記給湯器の前記受電部に供給させ、並びに、前記温度測定部が測定した水の温度が前記設定温度以上であるとき、前記入力部と前記出力部との間が電気的に解列されるように前記切換部を動作させて前記主電源から供給される電力を前記給湯器の前記受電部に供給させない電源制御部とを備える点にある。
In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the water heater power supply device according to the present invention supplies power to the power receiving unit of the water heater that is heated when the amount of water introduced through the water supply channel exceeds a set value. A power supply for a water heater,
An input unit to which power supplied from the main power supply is input;
An output unit for outputting electric power to the power receiving unit of the water heater;
A switching unit that switches between the input unit and the output unit to an electrically connected state or an electrically disconnected state;
A temperature measuring unit for measuring the temperature of water flowing through the water supply channel before being introduced into the water heater;
When the temperature of the water measured by the temperature measuring unit is lower than a set temperature, the switching unit is operated so that the input unit and the output unit are electrically connected to be supplied from the main power source. When the temperature of the water measured by the temperature measuring unit is equal to or higher than the set temperature, the input unit and the output unit are electrically disconnected. And a power supply control unit that operates the switching unit so that the power supplied from the main power source is not supplied to the power receiving unit of the water heater.
上記特徴構成によれば、電源制御部は、給湯器内に導入される前の給水路を流れる水の温度を測定する温度測定部が測定した水の温度が設定温度未満であるとき、入力部と出力部との間が電気的に接続されるように切換部を動作させて、主電源から供給される電力を給湯器の受電部に供給させる。その結果、給水路を介して導入される水の量が設定値以上であれば、その設定温度未満である水が給湯器で加熱される。これに対して、電源制御部は、温度測定部が測定した水の温度が上記設定温度以上であるとき、入力部と出力部との間が電気的に解列されるように切換部を動作させて、主電源から供給される電力を給湯器の受電部に供給させない。その結果、給水路を介して導入される水の量が設定値以上であっても、受電部に電力が供給されていない給湯器は加熱作動しない。
このように、本特徴構成の給湯器用電源装置を用いることで、給水路を介して導入される水の量が設定値以上になると加熱作動するという給湯器に固有の動作に変更を加えることなく、給湯器では、設定温度未満である水に対して加熱され、設定温度以上である水に対して加熱されないことになる。
従って、無駄なエネルギー消費を回避させることができる給湯器用電源装置を提供できる。
According to the above characteristic configuration, when the temperature of the water measured by the temperature measuring unit that measures the temperature of the water flowing through the water supply channel before being introduced into the water heater is less than the set temperature, the input unit The switching unit is operated so that the power is electrically connected to the output unit, and the power supplied from the main power supply is supplied to the power receiving unit of the water heater. As a result, if the amount of water introduced through the water supply channel is equal to or greater than the set value, water having a temperature lower than the set temperature is heated by the water heater. In contrast, when the temperature of the water measured by the temperature measurement unit is equal to or higher than the set temperature, the power supply control unit operates the switching unit so that the input unit and the output unit are electrically disconnected. Thus, the power supplied from the main power supply is not supplied to the power receiving unit of the water heater. As a result, even if the amount of water introduced through the water supply channel is greater than or equal to the set value, the water heater in which no power is supplied to the power receiving unit does not operate.
In this way, by using the water heater power supply device having this characteristic configuration, without changing the operation unique to the water heater that heats when the amount of water introduced through the water supply channel exceeds a set value. In the water heater, the water is heated with respect to the water having a temperature lower than the set temperature, and is not heated with respect to the water having the temperature higher than the set temperature.
Therefore, it is possible to provide a water heater power supply device that can avoid wasteful energy consumption.
本発明に係る給湯器用電源装置の別の特徴構成は、温度値の入力を受け付ける温度受付部と、
前記温度受付部が受け付けた前記温度値を、又は、前記温度受付部が受け付けた前記温度値よりも所定温度だけ低い値を前記設定温度に決定する設定温度決定部とを備える点にある。
Another characteristic configuration of the power supply device for a water heater according to the present invention is a temperature receiving unit that receives an input of a temperature value,
A temperature setting unit that determines the temperature value received by the temperature receiving unit or a value that is lower than the temperature value received by the temperature receiving unit by a predetermined temperature as the set temperature;
給湯器の最低出力は装置によって様々である。従って、例えば、給湯器の最低出力が相対的に低い場合には、給湯器の加熱作動による水の温度上昇幅が相対的に小さいため、上記設定温度が相対的に高くなっても(即ち、相対的に高い温度の水が給湯器で加熱されることになっても)、最低出力で加熱作動している給湯器から給湯される湯の温度が極めて高温になることはない。これに対して、例えば、給湯器の最低出力が相対的に高い場合には、給湯器の加熱作動による水の温度上昇幅が相対的に大きいため、上記設定温度を相対的に低くしておかなければ(即ち、相対的に低い温度の水に対してのみ給湯器で加熱されるようにしなければ)、最低出力で加熱作動している給湯器から給湯される湯の温度が極めて高温になる可能性がある。
本特徴構成では、電源制御部が、どのような設定温度を境にして上記切換部の動作を切り換えるのか、即ち、どのような設定温度を境にして給湯器が加熱作動する又は加熱作動しないかを切り換えるのかが、温度受付部が受け付けた温度値に応じて変更される。つまり、上記設定温度を、給湯器の最低出力に応じて好ましい値に任意に変更できる。その結果、最低出力で加熱作動している給湯器から給湯される湯の温度が極めて高温になるといった問題の発生を回避できる。
The minimum output of the water heater varies from device to device. Therefore, for example, when the minimum output of the water heater is relatively low, the temperature rise width of the water due to the heating operation of the water heater is relatively small, so even if the set temperature is relatively high (that is, Even if water having a relatively high temperature is heated by the water heater, the temperature of the hot water supplied from the water heater that is heated at the minimum output does not become extremely high. On the other hand, for example, when the minimum output of the water heater is relatively high, the temperature rise width of the water due to the heating operation of the water heater is relatively large. If not (that is, if the water heater is not heated only for water having a relatively low temperature), the temperature of the hot water supplied from the water heater operating at the lowest output becomes extremely high. there is a possibility.
In this feature configuration, the power control unit switches the operation of the switching unit at what set temperature, that is, at what set temperature the hot water heater is heated or not heated. Is switched according to the temperature value received by the temperature receiving unit. That is, the set temperature can be arbitrarily changed to a preferable value according to the minimum output of the water heater. As a result, it is possible to avoid the problem that the temperature of hot water supplied from a water heater that is heated at the minimum output becomes extremely high.
本発明に係る給湯器用電源装置の更に別の特徴構成は、給水路を介して導入される水の量が設定値以上になると加熱作動する給湯器の受電部に電力を供給する給湯器用電源装置であって、
主電源から供給される電力が入力される入力部と、
前記給湯器の前記受電部に電力を出力する出力部と、
前記入力部と前記出力部との間を、電気的に接続された状態又は電気的に解列された状態に切り換える切換部と、
前記給湯器内に導入される前の前記給水路を流れる水の温度を測定する温度測定部と、
前記給湯器内に導入される前の前記給水路を流れる水の単位時間当たりの流量を測定する流量測定部と、
前記温度測定部が測定した水の温度と、前記流量測定部が測定した水の流量と、前記給湯器が最低出力で加熱作動したときに水に与えられる最低熱量とに基づいて、前記給湯器が最低出力で加熱作動したときに予測される予測水温を導出し、当該予測水温が設定上限温度未満であるとき、前記入力部と前記出力部との間が電気的に接続されるように前記切換部を動作させて前記主電源から供給される電力を前記給湯器の前記受電部に供給させ、並びに、前記予測水温が前記設定上限温度以上であるとき、前記入力部と前記出力部との間が電気的に解列されるように前記切換部を動作させて前記主電源から供給される電力を前記給湯器の前記受電部に供給させない電源制御部とを備える点にある。
Still another characteristic configuration of the power supply device for a hot water heater according to the present invention is a power supply device for a water heater that supplies electric power to a power receiving unit of a hot water heater that is heated when the amount of water introduced through the water supply channel exceeds a set value. Because
An input unit to which power supplied from the main power supply is input;
An output unit for outputting electric power to the power receiving unit of the water heater;
A switching unit that switches between the input unit and the output unit to an electrically connected state or an electrically disconnected state;
A temperature measuring unit for measuring the temperature of water flowing through the water supply channel before being introduced into the water heater;
A flow rate measuring unit for measuring a flow rate per unit time of water flowing through the water supply channel before being introduced into the water heater;
Based on the temperature of the water measured by the temperature measuring unit, the flow rate of the water measured by the flow rate measuring unit, and the minimum amount of heat given to the water when the water heater is heated and operated at the minimum output, the water heater The predicted water temperature predicted when the heating operation is performed at the minimum output is derived, and when the predicted water temperature is lower than the set upper limit temperature, the input unit and the output unit are electrically connected to each other. When the switching unit is operated to supply the power supplied from the main power source to the power receiving unit of the water heater, and when the predicted water temperature is equal to or higher than the set upper limit temperature, the input unit and the output unit And a power supply control unit that operates the switching unit so as to be electrically disconnected from each other so that the power supplied from the main power source is not supplied to the power receiving unit of the water heater.
上記特徴構成によれば、電源制御部は、温度測定部が測定した水の温度と、流量測定部が測定した水の流量と、前記給湯器が最低出力で加熱作動したときに水に与えられる最低熱量とに基づいて、給湯器が最低出力で加熱作動したときに予測される予測水温を導出する。そして、電源制御部は、上記予測水温が設定上限温度未満であるとき、入力部と出力部との間が電気的に接続されるように切換部を動作させて、主電源から供給される電力を給湯器の受電部に供給させる。その結果、給水路を介して導入される水の量が設定値以上であれば、その導入される水が給湯器で加熱される。このとき、給湯器が最低出力で加熱作動すれば、給湯器によって加熱された後の水の温度が設定上限温度以上になることは無い(即ち、極めて高温になることはない)と予測される。
これに対して、電源制御部は、上記予測水温が設定上限温度以上であるとき、入力部と出力部との間が電気的に解列されるように切換部を動作させて、主電源から供給される電力を給湯器の受電部に供給させない。その結果、給水路を介して導入される水の量が設定値以上であっても、受電部に電力が供給されていない給湯器は加熱作動しない。
このように、本特徴構成の給湯器用電源装置を用いることで、給水路を介して導入される水の量が設定値以上になると加熱作動するという給湯器に固有の動作に変更を加えることなく、給湯器が最低出力で加熱作動したときに予測される予測水温が設定上限温度未満である水に対して給湯器で加熱され、予測水温が設定上限温度以上である水に対して給湯器で加熱されないことになる。
従って、無駄なエネルギー消費を回避させることができる給湯器用電源装置を提供できる。
According to the above characteristic configuration, the power supply control unit is given to the water when the temperature of the water measured by the temperature measurement unit, the flow rate of the water measured by the flow rate measurement unit, and the water heater is heated at the minimum output. Based on the minimum amount of heat, a predicted water temperature predicted when the water heater is heated and operated at the minimum output is derived. The power control unit operates the switching unit so that the input unit and the output unit are electrically connected when the predicted water temperature is lower than the set upper limit temperature, and the power supplied from the main power source Is supplied to the power receiving unit of the water heater. As a result, if the amount of water introduced through the water supply channel is equal to or greater than the set value, the introduced water is heated by the water heater. At this time, if the water heater is heated at the minimum output, the temperature of the water heated by the water heater is predicted not to exceed the set upper limit temperature (that is, not extremely high). .
On the other hand, when the predicted water temperature is equal to or higher than the set upper limit temperature, the power supply control unit operates the switching unit so that the input unit and the output unit are electrically disconnected from the main power supply. The supplied power is not supplied to the power receiving unit of the water heater. As a result, even if the amount of water introduced through the water supply channel is greater than or equal to the set value, the water heater in which no power is supplied to the power receiving unit does not operate.
In this way, by using the water heater power supply device having this characteristic configuration, without changing the operation unique to the water heater that heats when the amount of water introduced through the water supply channel exceeds a set value. The predicted water temperature predicted when the water heater is heated at the minimum output is heated by the water heater for water whose temperature is lower than the set upper limit temperature, and the water heater for water whose predicted water temperature is equal to or higher than the set upper limit temperature. It will not be heated.
Therefore, it is possible to provide a water heater power supply device that can avoid wasteful energy consumption.
上記目的を達成するための本発明に係る給湯システムの特徴構成は、請求項1〜3の何れか一項に記載の給湯器用電源装置と、熱源から排出された熱を温水として蓄え、当該温水を前記給水路を介して前記給湯器へと送出する貯湯装置と、前記給湯器とを備える点にある。
The characteristic configuration of the hot water supply system according to the present invention for achieving the above object is that the hot water supply power supply device according to any one of
上記特徴構成によれば、例えば低温の湯又は水が貯湯装置から給湯器へと給水路を介して供給された場合には、給湯器用電源装置は、主電源から供給される電力を給湯器の受電部に供給させる。その結果、給水路を介して導入される水の量が設定値以上であれば、その低温の湯又は水が給湯器で加熱される。これに対して、例えば高温の湯が貯湯装置から給湯器へと給水路を介して供給された場合には、給湯器用電源装置は、主電源から供給される電力を給湯器の受電部に供給させない。その結果、給水路を介して導入される水の量が設定値以上であっても、受電部に電力が供給されていない給湯器は加熱作動しない。
従って、無駄なエネルギー消費を回避させることができる給湯システムを提供できる。
According to the above characteristic configuration, for example, when low-temperature hot water or water is supplied from the hot water storage device to the hot water supply device via the water supply channel, the hot water supply power supply device supplies the electric power supplied from the main power supply to the hot water supply device. Supply to the power receiving unit. As a result, if the amount of water introduced through the water supply channel is equal to or greater than the set value, the low temperature hot water or water is heated by the water heater. On the other hand, for example, when high-temperature hot water is supplied from the hot water storage device to the hot water supply device via the water supply channel, the hot water supply power supply device supplies the power supplied from the main power supply to the power receiving unit of the hot water supply device. I won't let you. As a result, even if the amount of water introduced through the water supply channel is greater than or equal to the set value, the water heater in which no power is supplied to the power receiving unit does not operate.
Therefore, it is possible to provide a hot water supply system that can avoid unnecessary energy consumption.
<第1実施形態>
以下の図面を参照して本発明の第1実施形態の給湯器用電源装置10及びそれを備える給湯システムについて説明する。
図1は、第1実施形態の給湯器用電源装置10A(10)及びそれを備える給湯システムの構成を示す図である。図示するように、給湯システムは、給湯器用電源装置10Aと、貯湯装置20と、給湯器30とを備える。
<First Embodiment>
A water heater
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a hot water supply apparatus 10A (10) and a hot water supply system including the same according to the first embodiment. As shown in the figure, the hot water supply system includes a water heater
給湯器30は、給水路7を介して導入される水の量が設定値以上になると加熱作動するように構成されている。本実施形態では、給湯器30は、給水路7を流れる水を加熱するための加熱部33と、加熱部33の動作を制御する給湯制御部32と、外部の電源から電力を受電して、給湯器30を構成する電気機器(例えば、上記給湯制御部32など)へ電力を供給するための受電部31とを有する。受電部31への電力供給が正常に行われていれば、給湯器30を構成する電気機器は動作できるが(給湯器30は加熱作動できるが)、受電部31への電力供給が正常に行われていなければ、給湯器30を構成する電気機器は動作できない(給湯器30は加熱作動できない)。
The
また、加熱部33よりも上流側の給水路7には、給水路7を介して給湯器30内へ導入される水の単位時間当たりの流量を測定するための流量センサ35が設けられている。加熱部33よりも下流側の給水路7には、給水路7を流れる水の温度を測定するための給湯温度センサ36が設けられている。つまり、給湯温度センサ36が測定するのは、給水路7の終端に設けられている給湯端末6から給湯される水(湯)の温度である。
給湯制御部32は、給湯端末6へ給湯される水(湯)の温度が給湯設定受付部34で設定されている目標給湯温度となるように、加熱部33の加熱動作を制御する。
加熱部33は、熱を発生する発熱部33bと、給水路7の途中に形成され、上記発熱部33bが発生した熱と給水路7内を流れる水との熱交換(即ち、給水路7内を流れる水の加熱)を行わせる熱交換部33aとを有する。発熱部33bは、例えばガスなどの燃料を燃焼してその燃焼熱を放出する方式の物などを用いて実現できる。
In addition, a
The hot water
The heating unit 33 is formed in the middle of the
貯湯装置20は、熱源1から排出された熱を温水として蓄え(即ち、熱媒体としての温水で熱を蓄え)、当該温水を給水路7を介して給湯器30へと送出するように構成されている。貯湯装置20は、温水を貯える貯湯タンク21を有する。貯湯タンク21の下部には、上水が供給される上水供給路3が接続されており、貯湯タンク21の内部には湯水が満たされている。
熱源1は、燃料電池、ガスエンジンコージェネレーション装置、太陽熱集熱装置など、熱を排出する様々な装置を用いて実現できる。
The hot
The
貯湯タンク21には、貯湯タンク21と熱源1との間で湯水を循環させる湯水循環路2が接続されている。湯水循環路2の途中には循環ポンプ22が設けられている。湯水循環路2は、貯湯タンク21の下部から取り出された湯水が、熱源1を経由して、貯湯タンク21の上部へと帰還するように設けられている。つまり、貯湯タンク21の下部から取り出された相対的に低温の湯水が、熱源1で熱を回収し、熱源1から排出された熱を回収した相対的に高温の湯水は、貯湯タンク21の上部に帰還する。その結果、貯湯タンク21では、上部には相対的に高温の湯水が貯えられ、下部には相対的に低温の湯水が貯えられるというように、温度成層を形成して湯水が貯えられることになる。
A hot water circulation path 2 for circulating hot water between the hot water storage tank 21 and the
貯湯タンク21の上部には、貯えている湯水を出湯する出湯路4が接続されている。従って、この出湯路4からは、貯湯タンク21に貯えられている相対的に高温の湯水が放出される。混合器25では、出湯路4を介して貯湯タンク21から放出される相対的に高温の水と、上水供給路3を介して供給される相対的に低温の水とが流れ込む。貯湯制御部23は、混合器25から下流側の給水路7へと流れ出す湯水の温度が、例えば使用者から貯湯設定受付部24で受け付けた設定出湯温度となるように混合器25の動作を制御する。混合器25から下流側の給水路7へと流れ出す湯水の温度は、出湯温度センサ26によって測定される。
The hot water storage tank 21 is connected to a hot water outlet 4 for discharging hot water stored therein. Accordingly, the hot water stored in the hot water storage tank 21 is discharged from the hot water outlet 4. In the
給湯器用電源装置10Aは、給湯器30の受電部31に電力を供給する。本実施形態では、給湯器用電源装置10Aは、主電源5から給湯器30の受電部31に至る間の給電線8の途中に設けられる。具体的には、給湯器用電源装置10Aは、主電源5から供給される電力が入力される入力部11と、給湯器30の受電部31に電力を出力する出力部12と、入力部11と出力部12との間を、電気的に接続された状態又は電気的に解列された状態に切り換える切換部13と、給湯器30内に導入される前の給水路7を流れる水の温度を測定する温度測定部14と、電源制御部15とを備える。主電源5は、例えば電力会社などの電力系統である。
The water heater
電源制御部15は、温度測定部14が測定した水の温度が設定温度未満であるとき、入力部11と出力部12との間が電気的に接続されるように切換部13を動作させて主電源5から供給される電力を給湯器30の受電部31に供給させ、並びに、温度測定部14が測定した水の温度が設定温度以上であるとき、入力部11と出力部12との間が電気的に解列されるように切換部13を動作させて主電源5から供給される電力を給湯器30の受電部31に供給させない電源制御部15とを備える。本実施形態では、上記設定温度は、例えば、給湯器用電源装置10Aが有する記憶装置(図示せず)で記憶されている値、即ち固定値である。この設定温度は、上記設定出湯温度未満であることが好ましい。
The power
切換部13は、接点の接触及び非接触を機械的に切り替える方式のものや、半導体スイッチング素子を用いた電気回路で構成されたものなど、様々なタイプのものを利用できる。
The switching
つまり、電源制御部15は、給水路7を流れる湯水の温度が設定温度未満であるとき、入力部11と出力部12との間が電気的に接続されるように切換部13を動作させて主電源5から供給される電力を給湯器30の受電部31に供給させる。その結果、給湯器30を構成する電気機器は動作できるので、給湯制御部32は、流量センサ35で測定される水の量が設定値以上になると、給湯温度センサ36が測定する水の温度が目標給湯温度になるように、加熱部33の加熱動作を制御する。そして、給湯器30で加熱された後の湯水が給湯端末6から給湯される。
これに対して、電源制御部15は、給水路7を流れる湯水の温度が設定温度以上であるとき、入力部11と出力部12との間が電気的に解列されるように切換部13を動作させて主電源5から供給される電力を給湯器30の受電部31に供給させない。その結果、給湯器30を構成する電気機器は動作できないので、給湯器30は加熱作動できず、貯湯装置20から出湯されたままの湯水が給湯端末6から給湯されることになる。
That is, the power
On the other hand, the power
図2は、給湯システムの動作例を示すグラフである。具体的には、図2(a)は、貯湯タンク21に貯えられている水の温度と給湯器30に導入される水の温度と単位時間当たりの流量との時間的な変化を示すグラフである。図2(b)は、本発明の比較例であり、給湯器30に常時電力が供給されている場合の加熱部33で消費されるガス燃料の単位時間当たりの流量の時間的な変化を示すグラフである。図2(c)は、本発明の実施例であり、本実施形態の給湯器用電源装置10Aを介して給湯器30に電力供給が行われる場合の加熱部33で消費されるガス燃料の単位時間当たりの流量の時間的な変化を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing an operation example of the hot water supply system. Specifically, FIG. 2A is a graph showing temporal changes in the temperature of water stored in the hot water storage tank 21, the temperature of water introduced into the
図2(a)に示すように、貯湯タンク21に貯えられている湯水の温度は、ほぼ65℃で推移している。そして、貯湯制御部23は、給湯端末6が開栓されて給水路7を水が流れることになったとき、貯湯装置20から給水路7へと出湯される湯水の温度が設定出湯温度(この例では「45℃」)となるように混合器25の動作を制御している。その結果、流量が大きくなっているときの給水路7での湯水温度(温度測定部14が測定する湯水温度)は、約45℃に近い値となっている。尚、給水路7での湯水温度が上記設定出湯温度(45℃)を大幅に下回っている時間帯が存在しているが、これは、給水路7で湯水が滞留している間にその温度が徐々に低下しているためである。
As shown in FIG. 2 (a), the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank 21 changes at about 65 ° C. Then, when the hot water supply terminal 6 is opened and water flows through the
本実施形態の給湯器30は、電力が供給されている間は、給水路7を介して導入される水の量が設定値以上になると加熱作動するため、図2(b)に示す比較例(常時電力供給、即ち、常時点火)の場合、給湯器30は図2(a)に示す流量が設定値以上のタイミングで全て加熱作動して、燃料としてのガスを消費している。
Since the
これに対して、図2(c)に示す本発明の実施例では、給湯器用電源装置10Aの温度測定部14が測定した水の温度が設定温度未満(この例では「40℃未満」)であるときにのみ、給湯器30の受電部31に電力が供給されて加熱作動して、燃料としてのガスを消費している。
On the other hand, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 (c), the temperature of the water measured by the
このように、給湯器30は、給水路7を介して導入される水の量が設定値以上になると加熱作動するように構成されているが、給湯器用電源装置10Aが、給湯器30への電力の供給を制御することで、給水路7を介して導入される水の量が設定値以上であっても加熱作動させない状況を作りだすことができる。つまり、給湯器用電源装置10Aを用いることで、給水路7を介して導入される水の量が設定値以上になると加熱作動するという給湯器30に固有の動作に変更を加えることなく、給湯器30では、設定温度未満である水に対して加熱され、設定温度以上である水に対して加熱されないことになる。その結果、給湯器30でのエネルギー消費量を上記比較例よりも削減することができる。
As described above, the
<第2実施形態>
第2実施形態の給湯器用電源装置10B(10)は、外部から受け付けた情報に基づいて上記設定温度を設定する点で上記実施形態と異なっている。以下に第2実施形態の給湯器用電源装置10Bの構成について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
Second Embodiment
The water heater
図3は、第2実施形態の給湯器用電源装置10Bの構成を示す図である。図示するように、本実施形態の給湯器用電源装置10Bは、温度値の入力を受け付ける温度受付部16と、温度受付部16が受け付けた温度値を、又は、温度受付部16が受け付けた温度値よりも所定温度だけ低い値を上記設定温度に決定する設定温度決定部17とを更に備える。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a water heater
例えば、温度受付部16は、給湯システムの使用者が温度値を入力するための操作盤などを用いて実現できる。つまり、給湯システムの使用者が「40℃」という温度値を操作盤(温度受付部16)を用いて入力すると、その温度値が設定温度決定部17に伝達される。そして、設定温度決定部17は、受け付けた「40℃」という温度値を、又は、その温度値よりも所定温度だけ低い値を上記設定温度に決定する。
For example, the
或いは、温度受付部16は、給湯器30から、給湯器30で設定されている目標給湯温度を自動的に受け付ける装置で実現されてもよい。例えば、給湯器用電源装置10Bと給湯器30とを通信線(図示せず)を用いて互いに通信可能に接続しておく。そして、給湯器30の給湯制御部32から、給湯器用電源装置10Bの温度受付部16へ、給湯器30において外部に送出する湯の目標温度として設定されている目標給湯温度の値が所定のタイミングで自動的に伝達されるように構成しておく。そして、設定温度決定部17は、温度受付部16が受け付けた目標給湯温度の温度値(例えば、45℃)よりも所定温度(例えば、5℃)だけ低い値(40℃)を上記設定温度に決定する。例えば、設定温度決定部17は、温度受付部16が受け付けた「45℃」という目標給湯温度の温度値よりも所定温度(例えば、5℃)だけ低い値である「40℃」を上記設定温度に決定する。
Or the
給湯器30の加熱部33の最低出力は装置によって様々である。従って、例えば、給湯器30の最低出力が相対的に低い場合には、給湯器30の加熱作動による水の温度上昇幅が相対的に小さいため、上記設定温度が相対的に高くなっても(即ち、相対的に高い温度の水が給湯器30で加熱されることになっても)、最低出力で加熱作動している給湯器30から給湯される湯の温度が極めて高温になることはない。これに対して、例えば、給湯器30の最低出力が相対的に高い場合には、給湯器30の加熱作動による水の温度上昇幅が相対的に大きいため、上記設定温度を相対的に低くしておかなければ(即ち、相対的に低い温度の水に対してのみ給湯器30で加熱されるようにしなければ)、最低出力で加熱作動している給湯器30から給湯される湯の温度が極めて高温になる可能性がある。
The minimum output of the heating unit 33 of the
ところが本実施形態では、電源制御部15が、どのような設定温度を境にして上記切換部の動作を切り換えるのか、即ち、どのような設定温度を境にして給湯器30が加熱作動する又は加熱作動しないかを切り換えるのかが、温度受付部16が受け付けた温度値に応じて変更される。つまり、上記設定温度を、給湯器30の最低出力に応じて好ましい値に任意に変更できる。その結果、最低出力で加熱作動している給湯器30から給湯される湯の温度が極めて高温になるといった問題の発生を回避できる。
However, in the present embodiment, the preset temperature at which the
本実施形態において、設定温度決定部17は、温度受付部16が受け付けた温度値をそのまま上記設定温度に決定するのでもよいが、温度受付部16が受け付けた温度値をそのまま上記設定温度に決定するのでもよいが、温度受付部16が受け付けた目標給湯温度よりも所定温度だけ低い値を設定温度に決定してもよい。
In the present embodiment, the set
<第3実施形態>
第3実施形態の給湯器用電源装置10C(10)は、電源制御部15が、給水路7を流れる水の温度だけでなく、単位時間当たりの水の流量なども考慮して切換部13の動作を制御する点で上記実施形態と異なっている。以下に第3実施形態の給湯器用電源装置10Cの構成について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Third Embodiment>
In the water heater
図4は、第3実施形態の給湯器用電源装置10Cの構成を示す図である。図示するように、本実施形態の給湯器用電源装置10Cは、給湯器30内に導入される前の給水路7を流れる水の単位時間当たりの流量を測定する流量測定部18を更に備える。そして、電源制御部15は、温度測定部14が測定した水の温度と、流量測定部18が測定した水の流量と、給湯器30が最低出力で加熱作動したときに水に与えられる最低熱量とに基づいて、給湯器30が最低出力で加熱作動したときに予測される予測水温を導出し、当該予測水温が設定上限温度未満であるとき、入力部11と出力部12との間が電気的に接続されるように切換部13を動作させて主電源5から供給される電力を給湯器30の受電部31に供給させ、並びに、予測水温が設定上限温度以上であるとき、入力部11と出力部12との間が電気的に解列されるように切換部13を動作させて主電源5から供給される電力を給湯器30の受電部31に供給させないように構成されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a water heater
本実施形態では、給湯器用電源装置10Cが有する記憶装置(図示せず)に、給湯器30が最低出力で加熱作動したときに水に与えられる最低熱量を予め記憶させている。その結果、電源制御部15は、温度測定部14が測定した水の温度と、流量測定部18が測定した水の流量と、給湯器30が最低出力で加熱作動したときに水に与えられる最低熱量とに基づいて、給湯器30が最低出力で加熱作動したときに予測される予測水温を導出できる。
In the present embodiment, the minimum amount of heat given to the water when the
そして、電源制御部15は、上記予測水温が設定上限温度未満であるとき、入力部11と出力部12との間が電気的に接続されるように切換部13を動作させて主電源5から供給される電力を給湯器30の受電部31に供給させる。その結果、給湯器30を構成する電気機器は動作できるので、給湯制御部32は、流量センサ35で測定される水の量が設定値以上になると、給湯温度センサ36が測定する水の温度が目標給湯温度になるように、加熱部33の加熱動作を制御する。そして、給湯器30で加熱された後の湯水が給湯端末6から給湯される。このとき、給湯器30が最低出力で加熱作動すれば、給湯器30によって加熱された後の水の温度が設定上限温度以上になることは無い(即ち、極めて高温になることはない)と予測される。
これに対して、電源制御部15は、上記予測水温が設定上限温度以上であるとき、入力部11と出力部12との間が電気的に解列されるように切換部13を動作させて主電源5から供給される電力を給湯器30の受電部31に供給させない。その結果、給湯器30を構成する電気機器は動作できないので、給湯器30は加熱作動できず、貯湯装置20から出湯されたままの湯水が給湯端末6から給湯されることになる。
Then, when the predicted water temperature is lower than the set upper limit temperature, the power
In contrast, when the predicted water temperature is equal to or higher than the set upper limit temperature, the power
このように、本実施形態の給湯器用電源装置10Cを用いることで、給水路7を介して導入される水の量が設定値以上になると加熱作動するという給湯器30に固有の動作に変更を加えることなく、給湯器30が最低出力で加熱作動したときに予測される予測水温が設定上限温度未満である水に対して給湯器30で加熱され、予測水温が設定上限温度以上である水に対して給湯器30で加熱されないことになる。従って、無駄なエネルギー消費を回避させることができる給湯器用電源装置10C及び給湯システムを提供できる。
In this way, by using the water heater
<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、給湯器用電源装置の構成や給湯システムの構成などについて具体例を挙げながら説明したが、それらの構成は適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、給湯器30がガスなどの燃料を燃焼させる燃焼式の給湯器である場合を例示したが、給湯器30が、通電して熱(ジュール熱)を発生させる電気式の給湯器であってもよい。
<Another embodiment>
<1>
In the above embodiment, the configuration of the power supply device for the hot water heater and the configuration of the hot water supply system have been described with specific examples.
For example, in the above-described embodiment, the case where the
<2>
上記実施形態では、主電源5が電力会社などの電力系統である場合を例示したが、他の装置を主電源5として利用することもできる。
例えば、熱源1が熱と電気とを併せて発生させる熱電併給装置である場合、即ち、熱源1が、燃料電池発電装置や、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備えてエンジンの排熱と発電機の発電電力とを利用するようなガスエンジンコージェネレーション装置である場合、その熱源1としての熱電併給装置を主電源5として利用することもできる。この場合、熱源1としての熱電併給装置を上記電力系統に連系させ、熱源1としての熱電併給装置と上記電力系統との両方を主電源5として利用することもできる。
<2>
In the above embodiment, the case where the
For example, when the
<3>
上記実施形態では、温度などの数値を具体的に例示したが、それらの数値は適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、貯湯装置20から出湯されるときの上記設定出湯温度が45℃である例や、給湯器用電源装置10で切換部13の動作が切り換わるときの上記設定温度が40℃である例などを記載したが、それらの値は適宜変更可能である。但し、貯湯装置20から出湯されるときの上記設定出湯温度は、給湯器用電源装置10で切換部13の動作が切り換わるときの上記設定温度よりも高いことが好ましい。貯湯装置20から出湯される湯の温度が上記設定温度よりも常時低くなると、給湯用電源装置10の電源制御部15は、入力部11と出力部12との間が電気的に接続されるように切換部13を動作させ続けてしまう、即ち、給湯器30の受電部31には常時電力が供給され続けてしまうからである。
<3>
In the above embodiment, numerical values such as temperature are specifically exemplified, but these numerical values can be appropriately changed.
For example, in the embodiment, the set hot water temperature when the hot water is discharged from the hot
本発明は、無駄なエネルギー消費を回避させることができる給湯器用電源装置及び給湯システムに利用できる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the power supply device and hot water supply system for hot water heaters which can avoid useless energy consumption.
1 熱源
5 主電源
7 給水路
10 給湯器用電源装置
11 入力部
12 出力部
13 切換部
14 温度測定部
15 電源制御部
16 温度受付部
17 設定温度決定部
18 流量測定部
20 貯湯装置
30 給湯器
31 受電部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
主電源から供給される電力が入力される入力部と、
前記給湯器の前記受電部に電力を出力する出力部と、
前記入力部と前記出力部との間を、電気的に接続された状態又は電気的に解列された状態に切り換える切換部と、
前記給湯器内に導入される前の前記給水路を流れる水の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部が測定した水の温度が設定温度未満であるとき、前記入力部と前記出力部との間が電気的に接続されるように前記切換部を動作させて前記主電源から供給される電力を前記給湯器の前記受電部に供給させ、並びに、前記温度測定部が測定した水の温度が前記設定温度以上であるとき、前記入力部と前記出力部との間が電気的に解列されるように前記切換部を動作させて前記主電源から供給される電力を前記給湯器の前記受電部に供給させない電源制御部とを備える給湯器用電源装置。 A power supply device for a water heater that supplies electric power to a power receiving unit of a water heater that is heated when a quantity of water introduced through a water supply channel exceeds a set value,
An input unit to which power supplied from the main power supply is input;
An output unit for outputting electric power to the power receiving unit of the water heater;
A switching unit that switches between the input unit and the output unit to an electrically connected state or an electrically disconnected state;
A temperature measuring unit for measuring the temperature of water flowing through the water supply channel before being introduced into the water heater;
When the temperature of the water measured by the temperature measuring unit is lower than a set temperature, the switching unit is operated so that the input unit and the output unit are electrically connected to be supplied from the main power source. When the temperature of the water measured by the temperature measuring unit is equal to or higher than the set temperature, the input unit and the output unit are electrically disconnected. A power supply device for a water heater, comprising: a power supply control unit that operates the switching unit so as to be arranged so as not to supply the power supplied from the main power source to the power receiving unit of the water heater.
前記温度受付部が受け付けた前記温度値を、又は、前記温度受付部が受け付けた前記温度値よりも所定温度だけ低い値を前記設定温度に決定する設定温度決定部とを備える請求項1に記載の給湯器用電源装置。 A temperature receiving unit for receiving an input of a temperature value;
The set temperature determination unit that determines the temperature value received by the temperature reception unit or a value that is lower than the temperature value received by the temperature reception unit by a predetermined temperature as the set temperature. Power supply for water heaters.
主電源から供給される電力が入力される入力部と、
前記給湯器の前記受電部に電力を出力する出力部と、
前記入力部と前記出力部との間を、電気的に接続された状態又は電気的に解列された状態に切り換える切換部と、
前記給湯器内に導入される前の前記給水路を流れる水の温度を測定する温度測定部と、
前記給湯器内に導入される前の前記給水路を流れる水の単位時間当たりの流量を測定する流量測定部と、
前記温度測定部が測定した水の温度と、前記流量測定部が測定した水の流量と、前記給湯器が最低出力で加熱作動したときに水に与えられる最低熱量とに基づいて、前記給湯器が最低出力で加熱作動したときに予測される予測水温を導出し、当該予測水温が設定上限温度未満であるとき、前記入力部と前記出力部との間が電気的に接続されるように前記切換部を動作させて前記主電源から供給される電力を前記給湯器の前記受電部に供給させ、並びに、前記予測水温が前記設定上限温度以上であるとき、前記入力部と前記出力部との間が電気的に解列されるように前記切換部を動作させて前記主電源から供給される電力を前記給湯器の前記受電部に供給させない電源制御部とを備える給湯器用電源装置。 A power supply device for a water heater that supplies electric power to a power receiving unit of a water heater that is heated when a quantity of water introduced through a water supply channel exceeds a set value,
An input unit to which power supplied from the main power supply is input;
An output unit for outputting electric power to the power receiving unit of the water heater;
A switching unit that switches between the input unit and the output unit to an electrically connected state or an electrically disconnected state;
A temperature measuring unit for measuring the temperature of water flowing through the water supply channel before being introduced into the water heater;
A flow rate measuring unit for measuring a flow rate per unit time of water flowing through the water supply channel before being introduced into the water heater;
Based on the temperature of the water measured by the temperature measuring unit, the flow rate of the water measured by the flow rate measuring unit, and the minimum amount of heat given to the water when the water heater is heated and operated at the minimum output, the water heater The predicted water temperature predicted when the heating operation is performed at the minimum output is derived, and when the predicted water temperature is lower than the set upper limit temperature, the input unit and the output unit are electrically connected to each other. When the switching unit is operated to supply the power supplied from the main power source to the power receiving unit of the water heater, and when the predicted water temperature is equal to or higher than the set upper limit temperature, the input unit and the output unit A power supply device for a water heater, comprising: a power supply control unit that operates the switching unit so as to be electrically disconnected from each other so that power supplied from the main power supply is not supplied to the power receiving unit of the water heater.
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