JP4379262B2 - Hot water supply device - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池排熱による湯を貯える貯湯槽とその貯湯槽に貯えられた貯湯水温度が低い場合、そのバックアップとして給湯器にて追焚きして給湯する装置に関するものである。 The present invention relates to a hot water storage tank for storing hot water generated by exhaust heat from a fuel cell and an apparatus for replenishing hot water as a backup when the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank is low.
従来、この種の給湯としての温水供給装置は、図6のような構成をしていた。すなわち、貯湯槽1の出湯温度制御は給湯器7に供給する流量に関係なくバックアップする給湯器7のリモコン設定温度となるよう混合弁3により、湯水を混合して貯湯槽出湯温度を制御していた。
Conventionally, a hot water supply apparatus as this type of hot water supply has a configuration as shown in FIG. That is, the hot water temperature of the hot
しかし、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。 However, since this prior art does not relate to a known literature invention, there is no prior art document information to be described.
しかしながら上記従来例においては、混合弁出湯温度すなわち給湯器7の入水温度が給湯器リモコン9の設定温度に近くかつ小流量の場合で給湯器が使用された場合、給湯器7の燃焼を最小に絞っても給湯器出湯温度は給湯器リモコン9の設定温度を超えた温度となってしまうという課題があった。あるいは設定温度以上になることを避けるため、混合弁3の出湯温度を流量に関係なく一律、リモコン設定温度より一定温度下げていた。しかしこの場合、給湯器7の出湯制御によりリモコン設定温度の湯が出るが、そのため貯湯槽1にはリモコン設定温度以上の温度のお湯が貯まっているにもかかわらず、さらに水を混ぜて温度を下げて給湯器7に供給することになる。そのことはすなわち、給湯器で追焚きするための余計なエネルギーが必要となる。
However, in the above conventional example, when the hot water heater is used in the case where the mixing valve hot water temperature, that is, the incoming water temperature of the
そこで本発明は、上述したこのような従来の温水供給装置が有する課題を考慮して、混合弁出湯温度制御部は貯湯槽出口温度検出手段により検出した温度が給湯器リモコン設定温度より所定温度より低い場合、給湯器リモコン設定温度に対し、混合弁出湯流量検出手段により検出した流量値に対応したオフセット値にて混合弁出湯温度制御することにより、どのような給湯器リモコン設定温度、どのような給湯器入水流量でも、給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えないようにするとともに、給湯器が最小エネルギーにて追焚きを行うための最適なオフセット値(=リモコン設定温度―混合弁出口温度)を選定できる温水供給装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention takes into consideration the problems of the conventional hot water supply apparatus as described above, and the temperature detected by the mixing valve hot water temperature control unit by the hot water tank outlet temperature detecting means is higher than the predetermined temperature from the set temperature of the hot water heater remote control. If the temperature is low, by controlling the mixing valve hot water temperature with an offset value corresponding to the flow rate value detected by the mixing valve hot water flow rate detection means with respect to the hot water heater remote control temperature setting, Optimum offset value (= remote control set temperature-mixing valve outlet temperature) to prevent the hot water supply hot water discharge temperature from exceeding the remote control set temperature even at the hot water supply flow rate, and for the hot water heater to recharge with minimum energy It aims at providing the warm water supply device which can select.
前記従来の課題を解決するため本発明は、貯湯槽出口温度検出手段により検出した温度が給湯器リモコン設定温度より所定温度より低い場合、混合弁出湯温度制御部は、前記混合弁出湯温度検出手段により検出する前記混合弁の出湯温度が、前記給湯器リモコン設定温度から、前記混合弁出湯流量検出手段により検出した流量値に対応したオフセット値を引いた温度になるように混合弁出湯温度制御するものであり、前記混合弁出湯温度制御部には最小流量値における給湯器リモコン設定温度オフセット値を設定する最小流量時オフセット値設定手段と、最大流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値を設定する最大流量時オフセット値設定手段のうち、少なくともどちらか一方を有するものである。このように給湯器入水流量(=混合弁出湯流量)に応じて給湯器入水温度(=混合弁出湯温度)を低くすることでどの様な流量でも給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えないようにするとともに、貯湯槽に貯まったお湯を必要以上に下げること無く、給湯器が必要最小限のエネルギーにて追焚きを行うことで効率的な燃料電池排熱によるお湯の利用が可能となる。また、最小流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値または最大流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値の少なくともどちらか一方が設定出来ることとなり、給湯器の能力に応じて、より最適なオフセット値が選べ、より給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えにくくするとともに、より給湯器が最小エネルギーにて追焚きを行うことが可能となる。 In order to solve the above-described conventional problems, the present invention provides a mixing valve hot water temperature control unit , wherein the temperature detected by the hot water tank outlet temperature detecting means is lower than a predetermined temperature than the hot water heater remote control set temperature, the mixing valve hot water temperature detecting means The mixing valve tapping temperature is controlled so that the tapping temperature detected by the mixing valve is a temperature obtained by subtracting the offset value corresponding to the flow rate detected by the mixing valve tapping flow rate detecting means from the hot water heater remote control set temperature. In the mixing valve hot water temperature control unit, a minimum flow rate offset value setting means for setting a hot water heater remote control set temperature offset value at the minimum flow rate value, and the hot water heater remote control set temperature offset value at the maximum flow rate value are set. And at least one of the maximum flow rate offset value setting means . Thus, by lowering the hot water supply water temperature (= mixing valve hot water temperature) according to the hot water supply water flow rate (= mixing valve hot water flow rate), the hot water supply hot water temperature does not exceed the remote control set temperature at any flow rate. In addition, it is possible to efficiently use hot water by exhausting heat from the fuel cell, since the hot water heater is replenished with a minimum amount of energy without lowering the hot water stored in the hot water storage tank more than necessary. In addition, at least one of the water heater remote control set temperature offset value at the minimum flow rate value and the water heater remote control set temperature offset value at the maximum flow value can be set, and a more optimal offset depending on the capacity of the water heater A value can be selected to make it more difficult for the hot water supply hot water temperature to exceed the remote control set temperature, and the hot water supply can be recharged with minimum energy.
本発明の温水供給装置は燃料電池貯湯槽に貯えられたお湯を必要以上に下げず、かつバックアップ給湯器にてリモコン設定温度を超える温度にならないようにするとともに必要最小限のエネルギーにて給湯器追焚きし、リモコン設定温度のお湯となすものである。また、最小流量値における給湯器リモコン設定温度オフセット値または最大流量値における給湯器リモコン設定温度オフセット値の少なくともどちらか一方が設定出来ることとなり、給湯器の能力に応じて、より最適なオフセット値が選べ、より給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えにくくするとともに、より給湯器が最小エネルギーにて追焚きを行うことが可能となる。 The hot water supply device of the present invention does not lower the hot water stored in the fuel cell hot water tank more than necessary, and does not reach a temperature exceeding the remote control set temperature in the backup water heater, and uses the minimum required energy. It is a memorial service for hot water with a remote control temperature setting. In addition, at least one of the water heater remote controller set temperature offset value at the minimum flow value and the water heater remote controller set temperature offset value at the maximum flow value can be set, and a more optimal offset value can be set according to the capacity of the water heater. As a result, the hot water supply temperature can be made less likely to exceed the remote controller set temperature, and the hot water supply can be reheated with minimum energy.
第1の発明は、燃料電池排熱による湯を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽出口の温度を検出する貯湯槽出口温度検出手段と、前記貯湯槽からのお湯と水を混合する混合弁と、前記混合弁にて混合された出湯温度を検出する混合弁出湯温度検出手段と、前記混合弁出湯流量を検出する流量検出手段と、前記混合弁の出湯温度を制御する混合弁出湯温度制御部と、前記混合弁出湯温度制御部により所定の温度にされたお湯の供給を受ける給湯器と、前記混合弁の出湯口と前記給湯器入水口を接続する給湯器入水配管と、前記給湯器を制御する給湯器制御部と、前記給湯器の出湯温度を設定する給湯器リモコンと備え、前記混合弁出湯温度制御部は前記貯湯槽出口温度検出手段により検出した温度が前記給湯器リモコン設定温度より所定温度より低い場合、前記混合弁出湯温度検出手段により検出する前記混合弁の出湯温度が、前記給湯器リモコン設定温度から、前記混合弁出湯流量検出手段により検出した流量値に対応したオフセット値を引いた温度になるように混合弁出湯温度制御するものであり、前記混合弁出湯温度制御部には最小流量値における給湯器リモコン設定温度オフセット値を設定する最小流量時オフセット値設定手段と、最大流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値を設定する最大流量時オフセット値設定手段のうち、少なくともどちらか一方を有するので、どのような給湯器リモコン設定温度、どのような給湯器入水流量でも、給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えないようにするとともに、給湯器が最小エネルギーにて追焚きを行うための最適なオフセット値を選定するものとなる。また、最小流量値における給湯器リモコン設定温度オフセット値または最大流量値における給湯器リモコン設定温度オフセット値の少なくともどちらか一方が設定出来ることとなり、給湯器の能力に応じて、より最適なオフセット値が選べ、より給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えにくくするとともに、より給湯器が最小エネルギーにて追焚きを行うことが可能となる。 1st invention, the hot water storage tank which stores the hot water by fuel cell exhaust heat, the hot water tank outlet temperature detection means which detects the temperature of the said hot water tank outlet, the mixing valve which mixes the hot water and water from the said hot water storage tank, A mixing valve hot water temperature detecting means for detecting a hot water temperature mixed by the mixing valve, a flow rate detecting means for detecting the mixed valve hot water flow rate, and a mixed valve hot water temperature control section for controlling the hot water temperature of the mixing valve; , A hot water heater that receives supply of hot water that has been set to a predetermined temperature by the mixing valve hot water temperature control unit, a hot water inlet pipe that connects the hot water outlet of the mixing valve and the hot water inlet, and the hot water heater is controlled A hot water heater control section for controlling the hot water supply temperature of the hot water heater, and the mixed valve hot water temperature control section has a temperature detected by the hot water tank outlet temperature detecting means that is predetermined from the set temperature of the hot water heater remote control. Below the temperature , The hot water temperature of the mixing valve detected by the mixing valve hot water temperature detecting means from said water heater remote control setting temperature, the temperature obtained by subtracting the offset value corresponding to the flow rate value detected by the mixing valve tapping flow rate detecting means In this way, the mixed valve hot water temperature control unit is configured to set the offset value setting means at the time of the minimum flow rate for setting the hot water heater remote control setting temperature offset value at the minimum flow rate value, and the hot water supply at the maximum flow rate value. Since there is at least one of the maximum flow rate offset value setting means for setting the remote controller set temperature offset value, the hot water supply hot water temperature can be set at any water heater remote control set temperature and any hot water supply flow rate. The remote controller set temperature is not exceeded and the water heater is optimal for reheating with minimum energy. It becomes to select the offset value. In addition, at least one of the water heater remote controller set temperature offset value at the minimum flow value and the water heater remote controller set temperature offset value at the maximum flow value can be set, and a more optimal offset value can be set according to the capacity of the water heater. As a result, the hot water supply temperature can be made less likely to exceed the remote controller set temperature, and the hot water supply can be reheated with minimum energy.
第2の発明は、燃料電池排熱による湯を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽出口の温度を検出する貯湯槽出口温度検出手段と、前記貯湯槽からのお湯と水を混合する混合弁と、前記混合弁にて混合された出湯温度を検出する混合弁出湯温度検出手段と、前記混合弁出湯流量を検出する流量検出手段と、前記混合弁の出湯温度を制御する混合弁出湯温度制御部と、前記混合弁出湯温度制御部により所定の温度にされたお湯の供給を受ける給湯器と、前記給湯器を制御する給湯器制御部と、前記給湯器の出湯温度を設定する給湯器リモコンと備え、前記混合弁出湯温度制御部は前記給湯器制御部と給湯器リモコンとの間の温度設定信号を読み取るとともに、前記貯湯槽出口温度検出手段により検出した温度が前記給湯器リモコン設定温度より所定温度より低い場合、前記混合弁出湯温度検出手段により検出する前記混合弁の出湯温度が、前記給湯器リモコン設定温度から、前記混合弁出湯流量検出手段により検出した流量値に対応したオフセット値を引いた温度になるように混合弁出湯温度制御するものであり、前記混合弁出湯温度制御部には最小流量値設定手段および最小流量値における給湯器リモコン設定温度オフセット値を設定する最小流量時オフセット値設定手段と、最大流量値設定手段および最大流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値を設定する最大流量時オフセット値設定手段を有することで、給湯器の能力に応じて、より最適なオフセット値が選べ、より給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えにくくするとともに、より給湯器が最小エネルギーにて追焚きを行うことが可能となる。
The second invention is a hot water storage tank for storing hot water generated by exhaust heat from the fuel cell , a hot water tank outlet temperature detecting means for detecting the temperature of the hot water tank outlet, a mixing valve for mixing hot water and water from the hot water tank, A mixing valve hot water temperature detecting means for detecting a hot water temperature mixed by the mixing valve, a flow rate detecting means for detecting the mixed valve hot water flow rate, and a mixed valve hot water temperature control section for controlling the hot water temperature of the mixing valve; A water heater that receives supply of hot water that has been set to a predetermined temperature by the mixing valve hot water temperature controller, a water heater controller that controls the water heater, and a water heater remote controller that sets the hot water temperature of the water heater The mixing valve hot water temperature controller reads a temperature setting signal between the water heater controller and the hot water remote controller, and the temperature detected by the hot water tank outlet temperature detecting means is a predetermined temperature from the hot water heater remote controller set temperature. Yo When the temperature is low, the hot water temperature of the mixing valve detected by the mixed valve hot water temperature detecting means is a temperature obtained by subtracting an offset value corresponding to the flow value detected by the mixed valve hot water flow rate detecting means from the hot water heater remote control set temperature. The mixed valve hot water temperature control unit controls the minimum flow value setting means and the minimum flow rate offset value setting means for setting the remote controller setting temperature offset value at the minimum flow value in the mixed valve hot water temperature control unit. And a maximum flow rate value setting means and a maximum flow rate offset value setting means for setting the water heater remote controller set temperature offset value at the maximum flow value, so that a more optimal offset value can be selected according to the capacity of the water heater. The hot water outlet temperature is less likely to exceed the temperature set by the remote controller, and the hot water heater is more memorable with minimum energy. It is possible to perform.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(実施の形態1)
図1(a)は、本発明の第1の実施の形態における温水供給装置の構成図を示すものである。図1(a)において、貯湯槽1と混合弁3湯側入り口部は接続され、貯湯槽出口部には貯湯槽出口温度検出手段2が取り付けられている。混合弁3水側入り口部は水道給水に接続されている。混合弁3出湯口と給湯器7入水口の間には混合弁出湯温度検出手段4および流量検出手段5が接続されている。混合弁出湯温度制御部6と貯湯槽出口温度検出手段2、混合弁3、混合弁出湯温度検出手段4、流量検出手段5とは信号線により電気的に接続されている。給湯器7を制御する給湯器制御部8と給湯器リモコン9とは信号線により電気的に接続されている。さらに混合弁出湯温度制御部6と給湯器制御部8と給湯器リモコン9とは信号線により電気的に接続されている。
(Embodiment 1)
Fig.1 (a) shows the block diagram of the hot water supply apparatus in the 1st Embodiment of this invention. In FIG. 1A, a hot
以上のように構成された温水供給装置について以下その動作、作用を説明する。 The operation and action of the hot water supply apparatus configured as described above will be described below.
貯湯槽1は燃料電池排熱による湯を貯える。燃料電池排熱による湯を貯える貯湯槽1の出口には貯湯槽出口温度検出手段(サーミスタ等)2が設けてられている。混合弁出湯温度制御部6は給湯器制御部8と給湯器リモコン9との間の温度設定信号を読み取るとともに、貯湯槽出口温度検出手段2により貯湯槽から供給されるお湯の温度が給湯器リモコンの設定温度より所定温度高いか低いかを判定する。高い場合は混合弁出湯温度制御部6により混合弁3を制御し水を混合することでリモコン設定温度とする。低い場合は混合弁出湯流量検出手段により検出した流量値に対応したあらかじめ決められたオフセット値にて混合弁出湯温度制御し、混合弁出口温度である(リモコン設定温度−各流量に対するオフセット温度)のお湯を給湯器に供給する。図1(b)に、流量とオフセット値の設定例を示す。オフセット値は、流量に相関した値をとる。このことによりどのような給湯器入水流量でも、給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えないようにするとともに、給湯器が最小エネルギーにて追焚きを行うことが可能となる。
The
また、貯湯槽1の湯を効率よく利用することにより、燃料電池発電の停止を極力少なくでき、燃料電池の効率向上および耐久性を向上させることができる。
In addition, by efficiently using the hot water in the hot
(実施の形態2)
図2(a)は本発明の第2の実施の形態における温水供給装置の構成図を示すものである。混合弁出湯温度制御部6には最小流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値を設定する最小流量オフセット設定手段10と有する。これにより最小流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値が設定出来ることとなり、給湯器の能力に応じて、より最適なオフセット値(例:図2(b))が選べ、より給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えにくくするとともに、より給湯器が最小エネルギーにて追焚きを行うことが可能となる。
(Embodiment 2)
Fig.2 (a) shows the block diagram of the hot water supply apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. The mixing valve hot water
(実施の形態3)
図3(a)は、本発明の第3の実施の形態における温水供給装置の構成図を示すものである。混合弁出湯温度制御部6には最大流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値を設定する最大流量オフセット設定手段11と有する。これにより最大流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値が設定出来ることとなり、給湯器の能力に応じて、より最適なオフセット値(例:図3(b))が選べ、より給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えにくくするとともに、より給湯器が最小エネルギーにて追焚きを行うことが可能となる。
(Embodiment 3)
Fig.3 (a) shows the block diagram of the hot water supply apparatus in the 3rd Embodiment of this invention. The mixing valve hot water
(実施の形態4)
図4(a)は、本発明の第4の実施の形態における温水供給装置の構成図を示すものである。混合弁出湯温度制御部6には最小流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値設定手段10と、最大流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値設定手段11の両方を有する。これにより最小流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値と最大流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値との両方が設定出来ることとなり、給湯器の能力に応じて、より最適なオフセット値(例:図4(b))が選べ、より給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えにくくするとともに、より給湯器が最小エネルギーにて追焚きを行うことが可能となる。
(Embodiment 4)
Fig.4 (a) shows the block diagram of the hot water supply apparatus in the 4th Embodiment of this invention. The mixing valve hot water
(実施の形態5)
図5(a)は、本発明の第5の実施の形態における温水供給装置の構成図を示すものである。前記混合弁出湯温度制御部6には最小流量値設定手段12および最小流量値における給湯器リモコン設定温度オフセット値設定手段10と、最大流量値設定手段13および最大流量値における前記給湯器リモコン設定温度オフセット値設定手段11を設定できることとなり、給湯器の能力に応じて、より最適なオフセット値(例:図5(b))が選べ、より給湯器出湯温度がリモコン設定温度を超えにくくするとともに、より給湯器が最小エネルギーにて追焚きを行うことが可能となる。
(Embodiment 5)
Fig.5 (a) shows the block diagram of the hot water supply apparatus in the 5th Embodiment of this invention. The mixing valve hot water
以上のように、本発明にかかる温水供給装置は、貯湯槽に貯えられたお湯を必要以上に下げず、かつバックアップ給湯器にてリモコン設定温度を超える温度にならないようにするとともに必要最小限のエネルギーにて給湯器追焚きし、リモコン設定温度のお湯となすことが出来ることとなるので燃料電池コージェネシステム、ヒートポンプ給湯機等の貯湯槽を持つ給湯機に利用できる。 As described above, the hot water supply device according to the present invention does not lower the hot water stored in the hot water tank more than necessary, and does not reach the temperature exceeding the remote control set temperature in the backup water heater, and the necessary minimum It can be used for hot water heaters with hot water storage tanks, such as fuel cell cogeneration systems and heat pump water heaters, because it can be used to recharge hot water heaters with energy and can be used as hot water at a remote control set temperature.
1 貯湯槽
2 貯湯槽出口温度検出手段
3 混合弁
4 混合弁出湯温度検出手段
5 流量検出手段
6 混合弁出湯温度制御
7 給湯器
8 給湯器制御部
9 給湯器リモコン
10 最小流量時オフセット値設定手段
11 最大流量時オフセット値設定手段
12 最小流量値設定手段
13 最大流量値設定手段
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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