JP6098994B2 - Heat pump hot water supply system - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプ式給湯システムに関し、さらに詳しくは、貯湯タンクに貯留される湯水の温度を、予測される熱需要量に応じて変更するように構成されたヒートポンプ式給湯システムに関する。 The present invention relates to a heat pump hot water supply system, and more particularly, to a heat pump hot water supply system configured to change the temperature of hot water stored in a hot water storage tank according to an estimated amount of heat demand.
ヒートポンプ式給湯システムとしては、過去の熱需要に基づく学習能力をもち、今後の熱需要の発生時期や熱需要量を比較的細かく予測し、予測された熱需要に対応した熱量の湯水をヒートポンプの運転により生成して貯湯タンクに貯留させる動作を、できる限り熱需要の発生時期の直前に行なわせるようにしたものがある。従来においては、このような方式とは異なり、たとえば夜間電力を利用してヒートポンプを運転させることにより１日分の熱需要に対応した湯水を一括して生成させてから貯湯タンクに貯留させるようにしたものもあるが、このようなものと比較すると、前記前者のものは、貯湯タンクからの放熱ロスを少なくできる。また、貯湯タンクに貯留される湯水の熱量を実際の熱需要に対して、より的確に対応させることができる。したがって、湯余りや湯不足が生じることを抑制する上で好ましい。さらに、貯湯タンクとしては、１日分の熱需要に対応する湯水を貯留可能なサイズのものを用いる必要がなく、小型の貯湯タンクを用いればよいこととなり、設備コストを廉価にすることもできる。 The heat pump hot water supply system has a learning ability based on past heat demand, predicts the generation time of heat demand and the amount of heat demand in the future relatively finely, and uses the heat pump of the heat amount corresponding to the predicted heat demand. There is a system in which the operation generated by operation and stored in the hot water storage tank is performed as soon as possible just before the generation time of heat demand. Conventionally, unlike such a method, for example, by operating a heat pump using nighttime power, hot water corresponding to the heat demand for one day is generated in a lump and then stored in a hot water storage tank. However, the former can reduce the heat radiation loss from the hot water storage tank as compared with the above. Further, the amount of hot water stored in the hot water storage tank can be more accurately met with actual heat demand. Therefore, it is preferable for suppressing the occurrence of excess hot water or shortage of hot water. Furthermore, as a hot water storage tank, it is not necessary to use a size that can store hot water corresponding to the heat demand for one day, and a small hot water storage tank may be used, and the equipment cost can be reduced. .
一方、ヒートポンプのＣＯＰ（成績係数）を高くするには、ヒートポンプによる加熱湯水温度をたとえば５０℃程度の比較的低めの温度とすることが好ましい。ただし、湯水温度を一律にそのような低めの温度としたのでは、熱需要量が多い場合に不足を生じる。このため、従来では、熱需要が予測される場合において、その熱需要量が多く、所定の閾値を超える場合には、湯水温度をたとえば６５℃程度の高めの温度とすることが行なわれている。 On the other hand, in order to increase the COP (coefficient of performance) of the heat pump, it is preferable to set the temperature of the hot water supplied by the heat pump to a relatively low temperature of about 50 ° C., for example. However, if the hot water temperature is uniformly set to such a low temperature, a shortage occurs when there is a large amount of heat demand. For this reason, conventionally, when heat demand is predicted, when the amount of heat demand is large and exceeds a predetermined threshold, the hot water temperature is set to a high temperature of about 65 ° C., for example. .
しかしながら、従来においては、次に述べるように、改善すべき余地があった。 However, in the past, there was room for improvement as described below.
すなわち、従来においては、たとえばある程度の時間間隔を隔てて複数の熱需要が生じることが予測され、最初の熱需要の量が比較的少なく、かつ次の熱需要の量がかなり多い場合には、最初の熱需要に対する貯湯温度は低めの温度（たとえば５０℃）とされ、次の熱需要に対する貯湯温度は高めの温度（たとえば６５℃）とされる。ところが、このように設定したのでは、最初の熱需要の実際の熱需要量が予測を下回る少量であって、貯湯タンク内に低めの温度の湯水が湯余り状態になると、次の熱需要に対応すべく貯湯タンク内の湯水熱量をかなり多くようとしても、前記した低めの温度の湯水が存在することに起因し、貯湯タンク内の湯水熱量を多くすることが困難となる場合がある。これでは、次の熱需要に対し、貯湯タンク内の湯水熱量に不足を生じることとなり、適切ではない。したがって、そのような事態が生じないようにすることが望まれる。 That is, in the past, for example, when it is predicted that a plurality of heat demands occur at a certain time interval, the amount of the first heat demand is relatively small, and the amount of the next heat demand is considerably large, The hot water storage temperature for the first heat demand is set to a lower temperature (for example, 50 ° C.), and the hot water storage temperature for the next heat demand is set to a higher temperature (for example, 65 ° C.). However, with this setting, if the actual heat demand of the first heat demand is less than expected and the hot water at a lower temperature in the hot water storage tank becomes surplus, the next heat demand will be met. Even if it is attempted to increase the amount of hot water in the hot water storage tank to cope with it, it may be difficult to increase the amount of hot water in the hot water storage tank due to the presence of the low temperature hot water described above. In this case, the amount of hot water in the hot water storage tank is insufficient for the next heat demand, which is not appropriate. Therefore, it is desirable to prevent such a situation from occurring.
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、システム全体のエ
ネルギ効率を良好にしつつ、湯不足などの不具合が生じないようにすることが可能なヒートポンプ式給湯システムを提供することを、その課題としている。
The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and is a heat pump hot water supply capable of improving the energy efficiency of the entire system and preventing problems such as lack of hot water from occurring. The challenge is to provide a system.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明により提供されるヒートポンプ式給湯システムは、ヒートポンプと、このヒートポンプによって加熱された湯水を貯留し、かつこの湯水を所定の出湯口または熱負荷に供給可能な貯湯タンクと、過去の熱需要に基づく学習能力をもち、今後の熱需要の発生時期および熱需要量を予測し、かつ予測される熱需要の発生前に前記ヒートポンプを運転させて熱需要に対応する熱量の湯水を前記貯湯タンクに貯留させる制御を実行する制御手段と、を備えており、前記制御手段は、熱需要に対応する湯水を前記貯湯タンクに貯留させる場合において、熱需要量が所定の閾値以下である場合には、この熱需要に対応する貯湯温度を所定の第１の温度にする一方、熱需要量が前記閾値を超える場合には、貯湯温度を前記第１の温度よりも高温の第２の温度とする制御を実行するように構成されている、ヒートポンプ式給湯システムであって、前記制御手段は、貯湯温度を前記第２の温度とする熱需要が予測される場合において、この熱需要の発生前の所定時間内に別の熱需要があると予測される場合には、その熱需要量の多少には関係なく、前記別の熱需要に対応する貯湯温度を前記第２の温度とする制御を実行するように構成されていることを特徴としている。 The heat pump type hot water supply system provided by the present invention stores a heat pump, a hot water storage tank that stores hot water heated by the heat pump, and can supply the hot water to a predetermined outlet or heat load, and to the past heat demand. Based on the learning ability, predicting the future heat demand generation time and heat demand, and operating the heat pump before the predicted heat demand occurs to supply the hot water with the heat quantity corresponding to the heat demand to the hot water storage tank. Control means for executing control for storing, and when the hot water corresponding to the heat demand is stored in the hot water storage tank and the heat demand is equal to or less than a predetermined threshold, While the hot water storage temperature corresponding to this heat demand is set to a predetermined first temperature, and the amount of heat demand exceeds the threshold, the hot water storage temperature is set to a second temperature higher than the first temperature. A heat pump hot water supply system configured to execute control for temperature, wherein the control means is configured to control the heat demand when a heat demand for a hot water storage temperature as the second temperature is predicted. When it is predicted that there is another heat demand within a predetermined time before the occurrence, the hot water storage temperature corresponding to the other heat demand is set as the second temperature regardless of the amount of the heat demand. It is characterized by being configured to execute control.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、貯湯温度を第２の温度（高めの温度）とする熱需要が予測される場合において、この熱需要の発生前の所定時間内に別の熱需要があると、その熱需要量が少なく、その貯湯温度が第１の温度（低めの温度）で十分であったとしても、この別の熱需要に対応する貯湯温度は第２の温度とされる。したがって、前記した別の熱需要の量が予測された熱需要量よりも少なく、湯余りが生じたとしても、貯湯タンクに残存する湯水は、第２の温度（高めの温度）となる。このため、その後に発生する熱需要に対し、必要な熱量の湯水を貯湯タンクに貯留させることができる。その結果、前記従来技術とは異なり、湯不足を生じないようにすることが可能となる。
一方、本発明においては、前記したような場合を除き、基本的には、熱需要量が所定の閾値以下である場合には、貯湯温度が第１の温度（低めの温度）とされるために、ヒートポンプの成績係数を高くし、エネルギ効率をよくすることが可能である。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
That is, in the case where heat demand with the hot water storage temperature being the second temperature (higher temperature) is predicted, if there is another heat demand within a predetermined time before the occurrence of this heat demand, the amount of heat demand is small. Even if the hot water storage temperature is sufficient at the first temperature (lower temperature), the hot water storage temperature corresponding to this other heat demand is set as the second temperature. Therefore, even if the amount of other heat demand described above is smaller than the predicted heat demand amount and there is a surplus of hot water, the hot water remaining in the hot water storage tank becomes the second temperature (higher temperature). For this reason, it is possible to store hot water with a necessary amount of heat in the hot water storage tank for the heat demand generated thereafter. As a result, unlike the prior art, it becomes possible to prevent hot water shortage.
On the other hand, in the present invention, except for the cases described above, basically, when the heat demand is equal to or less than a predetermined threshold, the hot water storage temperature is set to the first temperature (lower temperature). In addition, the coefficient of performance of the heat pump can be increased and energy efficiency can be improved.
本発明において、好ましくは、前記所定時間は、可変値とされ、かつ貯湯温度が前記第２の温度とされる熱需要が発生する前に別の熱需要が発生する頻度が高いと予測される場合には、そうでない場合よりも長い時間に設定されるように構成されている。 In the present invention, preferably, the predetermined time is set to a variable value, and it is predicted that another heat demand is frequently generated before the heat demand at which the hot water storage temperature is the second temperature is generated. In some cases, it is configured to be set to a longer time than otherwise.
このような構成によれば、貯湯温度が第２の温度とされる熱需要が発生する前に、別の熱需要が発生する頻度が高いと予測される場合には、当該別の熱需要に対応する貯湯温度が第２の温度に設定され易くなる。したがって、熱需要の発生頻度が高い場合に、湯不足を生じ難くすることができる。これとは反対に、熱需要の発生頻度が低い場合には、貯湯温度が強制的に第２の温度に設定されることは抑制されるために、湯余りが多く生じるといったことも適切に回避される。 According to such a configuration, when it is predicted that the frequency of occurrence of another heat demand is high before the heat demand at which the hot water storage temperature is the second temperature is generated, The corresponding hot water storage temperature is easily set to the second temperature. Therefore, it is possible to make it difficult for hot water shortages to occur when the frequency of heat demand is high. On the other hand, when the frequency of heat demand is low, the hot water storage temperature is suppressed from being set to the second temperature forcibly, so that excessive hot water is appropriately avoided. Is done.
本発明において、好ましくは、前記貯湯タンクから前記所定の出湯口または熱負荷に供給される湯水をその途中で加熱可能な補助熱源機を、さらに備えており、前記制御手段は、熱需要量が前記閾値を超える場合であっても、貯湯温度を前記第２の温度にする場合と比べて、貯湯温度を前記第１の温度にしてからその不足熱量を前記補助熱源機によって補う場合の方が、エネルギ効率が高いと判断した場合には、貯湯温度を前記第１の温度にす
るように構成されている。
In the present invention, preferably, it further includes an auxiliary heat source device capable of heating hot water supplied from the hot water storage tank to the predetermined outlet or heat load in the middle thereof, and the control means has a heat demand amount. Even when the threshold value is exceeded, compared to the case where the hot water storage temperature is set to the second temperature, the case where the hot water storage temperature is set to the first temperature and then the insufficient heat amount is compensated by the auxiliary heat source device. When it is determined that the energy efficiency is high, the hot water storage temperature is set to the first temperature.
このような構成によれば、補助熱源機を備えた給湯システムのエネルギ効率を高いものとすることができる。なお、貯湯タンクに湯切れを生じた場合には、補助熱源機によって適切に対処することが可能である。 According to such a configuration, the energy efficiency of the hot water supply system including the auxiliary heat source device can be increased. In addition, when hot water runs out in the hot water storage tank, it is possible to appropriately cope with the auxiliary heat source machine.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図１に示すヒートポンプ式給湯システムＡは、ヒートポンプ１と、貯湯タンクユニットＵとを組み合わせて構成されている。 The heat pump hot water supply system A shown in FIG. 1 is configured by combining a heat pump 1 and a hot water storage tank unit U.
ヒートポンプ１は、従来既知のものと同様であり、たとえばＣＯ2などの冷媒の循環路に、ファン１０ａを利用して取り込まれる空気から熱を吸収する蒸発器１０、圧縮器１１、凝縮器としての湯水加熱用の熱交換器１２、および膨張弁１３が設けられたものである。
The heat pump 1 is the same as a conventionally known one. For example, an
貯湯タンクユニットＵは、貯湯タンク２、補助熱源機３、および制御部４を具備している。
The hot water storage tank unit U includes a hot
貯湯タンク２の下部および上部は、ヒートポンプ１の熱交換器に１２に対し、配管部５０ａ，５０ｂを介して接続されている。配管部５０ａに設けられた循環ポンプＰ１が駆動されると、矢印Ｎ１１〜Ｎ１３で示す経路で湯水が流通し、貯湯タンク２の下部から流出した湯水は熱交換器１２によって加熱されてから、貯湯タンク２内の上部に戻される。このことにより、貯湯タンク２への貯湯がなされる。
A lower part and an upper part of the hot
貯湯タンク２の下部および上部には、入水口６１ａを有する入水管６１および出湯口６２ａを有する出湯管６２が接続されている。出湯口６２ａに配管接続された給湯栓９０が開状態にされると、貯湯タンク２内への入水圧によって貯湯タンク２内の湯水は出湯管６２に流出し、流出口６２ａから給湯栓９０に向けて供給される。なお、図面では省略しているが、本実施形態のヒートポンプ式給湯システムＡにおいては、浴槽への湯張りなどを行なうための風呂給湯も可能とされている。
Connected to the lower and upper portions of the hot
補助熱源機３は、貯湯タンク２に湯量不足が生じた場合などにおいて、湯水加熱を行なうのに利用されるものであり、その構成は、たとえばガス瞬間式湯沸器と同様である。具体的には、この補助熱源機３は、バーナ３０および熱交換器３１が缶体３２内に収容され、熱交換器３１に供給された湯水をバーナ３０によって迅速に加熱できるように構成されている。補助熱源機３の入水側配管部７０ａは、ポンプＰ２および三方弁Ｖ１を介して貯湯タンク２の上部に繋がっている。補助熱源機３の出湯側配管部７０ｂは、三方弁Ｖ２を介して出湯管６２に繋がっている。このため、出湯口６２ａから給湯栓９０に向けて出湯
が行なわれる場合に、三方弁Ｖ２を切り替えることによって、矢印Ｎ２１，Ｎ２２に示すように、補助熱源機３によって加熱された湯水を出湯口６２ａに供給することが可能である。
The auxiliary
補助熱源機３の出湯側配管部７０ｂに分岐接続された配管部７１には、熱交換器９２が設けられている。この熱交換器９２は、熱負荷の１つであり、たとえば床暖房装置などの暖房端末９１用の熱媒を加熱するためのものである。ポンプＰ３の駆動によって熱交換器９２と暖房端末９１との間を熱媒が循環流通可能である。なお、図１に示す三方弁Ｖ１，Ｖ３間は、配管部６３を介して接続されており、熱交換器９２を通過して三方弁Ｖ３に到達した湯水を、貯湯タンク２を介することなく補助熱源機３に再度送り込んで加熱することが可能となっている。
A
制御部４は、本発明でいう制御手段の一例に相当し、マイクロコンピュータなどを用いて構成されている。この制御部４は、貯湯タンクユニットＵの各部の動作制御やデータ処理を実行するとともに、ヒートポンプ１の制御部（図示略）と協働してヒートポンプ式給湯システムＡの全体の動作制御も実行する。制御部４には、リモコン８が通信接続されている。リモコン８は、データ用の表示部８０、および複数の操作スイッチ８１を有しており、これらの操作スイッチ８１を操作することによって、たとえば暖房端末９１の運転開始や、浴槽への湯張りなどについてのタイマ予約が可能である。
The control unit 4 corresponds to an example of a control unit referred to in the present invention, and is configured using a microcomputer or the like. The control unit 4 executes operation control and data processing of each part of the hot water storage tank unit U, and also performs overall operation control of the heat pump hot water supply system A in cooperation with a control unit (not shown) of the heat pump 1. . A
制御部４は、過去の熱需要（給湯運転実績）に基づき、今後の熱需要を予測する学習能力を有している。このような学習能力自体は、既知であるため、省略する。なお、本実施形態における熱需要の予測は、たとえば１時間などの比較的短い時間を単位として行なわれ（１０時〜１１時，１１時〜１２時など）、熱需要が発生する場合にはその熱需要量が予測される。この予測に際しては、風呂給湯予約や暖房運転予約などの事情も考慮される。予測対象期間は、たとえば現時刻から９時間先までの期間であるなど、基本的には現時刻から所定時間内に限定されている。制御部４は、熱需要が予測される場合には、この熱需要が発生すると予測される時期までに貯湯タンク２への貯湯動作が間に合うように、できる限り熱需要の発生予測時期に近いタイミングでヒートポンプ１の運転を開始させることにより、前記熱需要に対応した熱量の湯水を貯湯タンク２に貯留させる制御を実行する。その際の貯湯温度としては、低めの第１の温度Ｔ１（たとえば５０℃）と、それよりも高い第２の温度Ｔ２（たとえば６５℃）とがあり、これらのうちのいずれか一方が選択されるが、その選択処理の具体的な手順については後述する。
The control unit 4 has a learning capability for predicting future heat demand based on past heat demand (hot water supply operation results). Since such learning ability itself is known, it is omitted. The prediction of heat demand in the present embodiment is performed in units of relatively short time such as 1 hour (10:00 to 11:00, 11:00 to 12:00, etc.), and when heat demand occurs, Heat demand is predicted. In making this prediction, circumstances such as a bath hot water reservation and a heating operation reservation are also taken into consideration. The prediction target period is basically limited to a predetermined time from the current time, for example, a period from the current time to 9 hours ahead. When the heat demand is predicted, the control unit 4 is as close as possible to the predicted heat demand generation time so that the hot water storage operation to the hot
次に、前記したヒートポンプ式給湯システムＡの作用について説明する。併せて、制御部４の動作処理手順の一例について、図２のフローチャートおよび図３を参照しつつ説明する。 Next, the operation of the heat pump hot water supply system A will be described. In addition, an example of the operation processing procedure of the control unit 4 will be described with reference to the flowchart of FIG. 2 and FIG.
まず、制御部４は、過去の熱需要に基づき、今後の熱需要を予測する処理を短周期で繰り返し実行している（Ｓ１）。この熱需要の予測は、現時刻からたとえば９時間程度先までの熱需要の発生を予測するものであって、具体的には、熱需要の発生時刻およびその熱需要量を予測する。 First, the control part 4 repeatedly performs the process which estimates the future heat demand based on the past heat demand in a short cycle (S1). This prediction of heat demand is to predict the generation of heat demand from the current time, for example, about nine hours ahead, and specifically, the generation time of heat demand and the amount of heat demand thereof are predicted.
制御部４は、熱需要が予測される場合には、その熱需要量が所定の閾値Ｔｈ以下であるか否かを判断する。この判断において、熱需要量が比較的少なく、閾値Ｔｈ以下である場合には、前記熱需要に対応する貯湯温度を、低めの温度である第１の温度Ｔ１（たとえば５０℃）に決定する（Ｓ２：ＹＥＳ，Ｓ３）。貯湯温度を低めの温度にすれば、ヒートポンプ１の成績係数を高くすることが可能である。
閾値Ｔｈは、たとえば次の式で求められる値である。
Ｔｈ＝貯湯タンクの容量×（第１の温度−保持入水温度）
ここで、保持入水温度とは、貯湯タンク２内の最下部の湯水温度、あるいは貯湯タンク２内の最下部に近い入水配管部内の湯水温度である。
閾値Ｔｈを上記した値とすれば、貯湯タンク内に第１の温度Ｔ１で貯湯を行なった場合に、この湯水の熱量によって熱需要が賄えるか否かの判断がなされることとなり、熱需要が賄える場合（熱需要量が閾値Ｔｈ以下の場合）には、貯湯温度が第１の温度Ｔ１に決定されることとなる。ただし、本発明においては、閾値Ｔｈとして、前記した値とは異なる値を採用することが可能である。
なお、熱需要量の予測値としては、１時間当たりの熱需要量の予測値に代えて、たとえば２時間当たりの予測値を用いることもできる。このようにすれば、熱需要が、たとえば１６時４５分〜１７時１５分にわたって発生する熱需要量が大きいものであるにも拘わらず、１６時４５分〜１７時００分までの小量の熱需要と、１７時００分〜１７時１５分までの少量の熱需要との２つの熱需要が単に発生しているだけであると過誤判断される虞をなくすことができる。
When the heat demand is predicted, the control unit 4 determines whether the heat demand is equal to or less than a predetermined threshold Th. In this determination, when the heat demand is relatively small and is equal to or less than the threshold Th, the hot water storage temperature corresponding to the heat demand is determined to be a first temperature T1 (for example, 50 ° C.) that is a lower temperature ( S2: YES, S3). If the hot water storage temperature is set to a lower temperature, the coefficient of performance of the heat pump 1 can be increased.
The threshold value Th is a value obtained by the following equation, for example.
Th = capacity of hot water storage tank × (first temperature−holding water temperature)
Here, the retained incoming water temperature is the lowest hot water temperature in the hot
When the threshold value Th is set to the above-described value, when hot water is stored in the hot water storage tank at the first temperature T1, it is determined whether the heat demand can be covered by the amount of heat of the hot water. In the case where it can be covered (when the heat demand is equal to or less than the threshold Th), the hot water storage temperature is determined to be the first temperature T1. However, in the present invention, it is possible to employ a value different from the above value as the threshold Th.
As the predicted value of the heat demand, for example, a predicted value per two hours can be used instead of the predicted value of the heat demand per hour. In this way, a small amount of heat from 16:45 to 17:00, despite the large amount of heat demand generated from 16:45 to 17:15, for example. It is possible to eliminate the possibility of erroneous determination that the two heat demands, that is, the heat demand and a small amount of heat demand from 17:00 to 17:15, are merely generated.
前記したステップＳ２：ＹＥＳの場合とは異なり、予測される熱需要量が多く、閾値Ｔｈを超える場合には、制御部４は、原則的には、後述するように熱需要に対応する貯湯温度を第２の温度Ｔ２（たとえば６５℃）とする（Ｓ２：ＮＯ，Ｓ６）。ただし、それ以前の処理として、制御部４は、貯湯温度を第２の温度Ｔ２とする場合と、貯湯温度を第１の温度Ｔ１とした上でその不足分については補助熱源機３を用いて補う場合とのそれぞれのエネルギ効率を比較する。その結果、後者の方がエネルギ効率がよいと判断した場合には、貯湯温度を第１の温度Ｔ１とする（Ｓ２：ＮＯ，Ｓ５：ＮＯ，Ｓ３）。これに対し、前者の方がエネルギ効率がよいと判断した場合には、貯湯温度を第２の温度Ｔ２とする（Ｓ５：ＹＥＳ，Ｓ６）。貯湯温度を第２の温度Ｔ２に設定するデータ処理は、たとえば制御部４の記憶部に記憶されている熱需要の予測データのうち、該当する熱需要のデータに対し、貯湯温度を第２の温度Ｔ２とする旨のフラグをオンとすることにより行なわれる。
なお、熱需要が、暖房端末９１の使用である場合や、リモコン８によって所定の熱需要については貯湯温度が第２の温度Ｔ２とすることが予め指定されているような場合には、閾値Ｔｈと熱需要量とを比較するようなことなく、貯湯温度を第２の温度Ｔ２とするように構成することも可能である。
Unlike the case of step S2: YES described above, when the predicted heat demand is large and exceeds the threshold Th, the control unit 4 basically stores the hot water temperature corresponding to the heat demand as described later. Is a second temperature T2 (for example, 65 ° C.) (S2: NO, S6). However, as a process before that, the controller 4 uses the auxiliary
In addition, when the heat demand is the use of the
前記したように貯湯温度を第２の温度Ｔ２とする処理が実行された場合には、この熱需要の前の所定時間（たとえば、３時間）内に、別の熱需要が発生するか否かがさらに判断される（Ｓ７）。この判断において、前記所定時間内に別の熱需要が発生する場合には、この別の熱需要については、その熱需要量の多少には関係なく、強制的にその貯湯温度を第２の温度Ｔ２に設定し、所定のフラグをオンとする（Ｓ７：ＹＥＳ，Ｓ８）。なお、前記した所定時間は、後述するように、可変とすることができる。
前記したような貯湯温度の設定処理は、たとえばヒートポンプ式給湯システムＡの運転を強制的にオフにするなどの特定の終了操作などがなされない限り、繰り返し継続して実行される（Ｓ４：ＮＯ，Ｓ１）。
As described above, when the process of setting the hot water storage temperature to the second temperature T2 is executed, whether or not another heat demand is generated within a predetermined time (for example, 3 hours) before this heat demand. Is further determined (S7). In this determination, when another heat demand is generated within the predetermined time, the hot water storage temperature is forcibly set to the second temperature regardless of the amount of the heat demand. T2 is set and a predetermined flag is turned on (S7: YES, S8). The predetermined time described above can be made variable as will be described later.
The hot water storage temperature setting process as described above is repeatedly executed continuously unless a specific end operation such as forcibly turning off the operation of the heat pump hot water supply system A is performed (S4: NO, S1).
前記した貯湯温度についての処理は、より具体的には、図３に示すような処理である。
図３（ａ）は、現時刻から熱需要予測対象期間（たとえば９時間）の範囲内において、２つの熱需要Ｄ１，Ｄ２が予測されている状態を示している。なお、時間軸の１目盛りは、１時間に相当している。２つの熱需要Ｄ１，Ｄ２は、ともに熱需要量が比較的少なく、その貯湯温度は第１の温度Ｔ１に設定されている。図３（ｂ）は、図３（ａ）の時期から適当な時間が経過した場合を示しており、前記した２つの熱需要Ｄ１，Ｄ２の発生時期の後に、新たな熱需要Ｄ３が予測されている。この新たな熱需要Ｄ３は、熱需要量が多く、その貯湯温度は第２の温度Ｔ２に設定され、その旨のフラグがオンとされている。これに伴い、熱需要Ｄ３の発生時期前の所定時間（たとえば３時間）内に発生すると予測されている熱需要Ｄ２については、同図（ａ）の場合とは異なり、貯湯温度が第２の温度Ｔ２に
切り替えられ、その旨のフラグがオンとされる。
図３（ｂ）においては、熱需要Ｄ２，Ｄ３の相互間の期間Ｐａ中に熱需要が存在しないにも拘わらず、この期間Ｐａ中においても、所定のフラグがオンとされている。これは、たとえば前記の期間Ｐａ中に熱需要が仮に発生した場合には、この熱需要に対応する貯湯温度を、熱需要量の多少には関係なく第２の温度Ｔ２にするのに役立つ。
More specifically, the process for the hot water storage temperature is a process as shown in FIG.
FIG. 3A shows a state in which two heat demands D1 and D2 are predicted within the range of the heat demand prediction target period (for example, 9 hours) from the current time. One scale on the time axis corresponds to one hour. Both of the two heat demands D1 and D2 have a relatively small amount of heat demand, and the hot water storage temperature is set to the first temperature T1. FIG. 3B shows a case where an appropriate time has elapsed from the time of FIG. 3A, and a new heat demand D3 is predicted after the occurrence time of the two heat demands D1 and D2. ing. This new heat demand D3 has a large amount of heat demand, its hot water storage temperature is set to the second temperature T2, and a flag to that effect is turned on. Accordingly, the heat demand D2 that is predicted to occur within a predetermined time (for example, 3 hours) before the generation time of the heat demand D3 is different from the case of FIG. The temperature is switched to T2, and a flag to that effect is turned on.
In FIG. 3B, the predetermined flag is turned on during the period Pa even though there is no heat demand during the period Pa between the heat demands D2 and D3. For example, if a heat demand occurs during the period Pa, for example, the hot water storage temperature corresponding to the heat demand is useful for setting the second temperature T2 regardless of the amount of heat demand.
前記した動作制御によれば、熱需要Ｄ２の実際の熱需要量が予測した値よりも少なく、熱需要Ｄ２が終了した時点において貯湯タンク２に湯余りが生じたとしても、この湯余りとなっている湯水温度は、高めの温度である第２の温度Ｔ２である。したがって、その後の熱需要Ｄ３に対応し得るように貯湯タンク２に貯留される湯水の熱量を多くする処理を的確に実行することが可能となる。本実施形態とは異なり、仮に、貯湯タンク２に低めの温度である第１の温度Ｔ１の湯水が多く存在していたのでは、貯湯タンク２に貯留される湯水の熱量を熱需要Ｄ３に対応し得るように多くすることが困難となるが、本実施形態では、そのような不具合を防止することができる。湯不足が生じた場合には、補助熱源機３を利用して湯切れ状態を生じないようにできるものの、補助熱源機３を想定外に運転させることによってエネルギ効率が低くなる事態を適切に回避することが可能である。
According to the above-described operation control, even if a hot water surplus occurs in the hot
図２におけるステップＳ７の「所定時間」については、可変値とすることが可能である。より具体的には、制御部４は、過去の熱需要のデータを記憶しており、たとえば曜日ごとの熱需要の頻度を把握している。このため、たとえば熱需要Ｄ３が発生する日が、熱需要の発生頻度が高い曜日（たとえば日曜日）であって、熱需要Ｄ３の発生時期の前に別の熱需要が多く発生する可能性が高い場合には、前記「所定時間」をたとえば３時間よりも長くするといった処理を行なわせることができる。この場合、熱需要の発生頻度に応じて、「所定時間」をたとえば３時間から９時間までの範囲で選択するように構成することもできる。このようにすれば、熱需要Ｄ３に先立って発生する他の多くの熱需要のそれぞれに対し、その貯湯温度を第２の温度Ｔ２に設定することができ、湯不足を解消することがより確実化される。 The “predetermined time” in step S7 in FIG. 2 can be a variable value. More specifically, the control part 4 has memorize | stored the data of the past heat demand, for example, grasps | ascertains the frequency of the heat demand for every day of the week. For this reason, for example, the day when the heat demand D3 occurs is a day of the week when the frequency of heat demand is high (for example, Sunday), and there is a high possibility that another heat demand will occur before the time when the heat demand D3 occurs. In such a case, the “predetermined time” can be made longer than 3 hours, for example. In this case, the “predetermined time” may be selected in a range of 3 hours to 9 hours, for example, according to the occurrence frequency of heat demand. In this way, for each of many other heat demands that occur prior to the heat demand D3, the hot water storage temperature can be set to the second temperature T2, and it is more reliable to eliminate the hot water shortage. It becomes.
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るヒートポンプ式給湯システムの各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the heat pump hot water supply system according to the present invention can be variously modified within the range intended by the present invention.
本発明でいう第１の温度、および第２の温度の具体的な値は、５０℃や６５℃に限定されず、これ以外の温度とすることができる。また、第１の温度および第２の温度は、それぞれ１種類の温度に限らず、たとえば第２の温度として、６５℃と７０℃との２種類があり、第２の温度を選択する場合に、６５℃と７０℃とのいずれか一方を選択するように構成されていてもかまわない。本発明でいう所定の閾値の具体的な値が、上述の実施形態で述べられた値に限定されないことは既に述べたとおりである。 The specific values of the first temperature and the second temperature in the present invention are not limited to 50 ° C. or 65 ° C., and may be other temperatures. In addition, the first temperature and the second temperature are not limited to one kind of temperature, respectively. For example, there are two kinds of the second temperature, 65 ° C. and 70 ° C., and the second temperature is selected. , 65 ° C. or 70 ° C. may be selected. As described above, the specific value of the predetermined threshold in the present invention is not limited to the value described in the above embodiment.
本発明に係るヒートポンプ式給湯システムは、補助熱源機を具備しないものとして構成することも可能である。なお、補助熱源機を具備させる場合、補助熱源機としては、ガス燃焼方式のものに限らず、オイル燃焼方式のもの、あるいは電熱ヒータなどとすることもできる。 The heat pump hot water supply system according to the present invention may be configured not to include an auxiliary heat source machine. When the auxiliary heat source unit is provided, the auxiliary heat source unit is not limited to the gas combustion type, but may be an oil combustion type or an electric heater.
Ａ ヒートポンプ式給湯システム
１ ヒートポンプ
２ 貯湯タンク
３ 補助熱源機
４ 制御部（制御手段）
A Heat pump type hot water supply system 1
Claims (3)
このヒートポンプによって加熱された湯水を貯留し、かつこの湯水を所定の出湯口または熱負荷に供給可能な貯湯タンクと、
過去の熱需要に基づく学習能力をもち、今後の熱需要の発生時期および熱需要量を予測し、かつ予測される熱需要の発生前に前記ヒートポンプを運転させて熱需要に対応する熱量の湯水を前記貯湯タンクに貯留させる制御を実行する制御手段と、
を備えており、
前記制御手段は、熱需要に対応する湯水を前記貯湯タンクに貯留させる場合において、熱需要量が所定の閾値以下である場合には、この熱需要に対応する貯湯温度を所定の第１の温度にする一方、熱需要量が前記閾値を超える場合には、貯湯温度を前記第１の温度よりも高温の第２の温度とする制御を実行するように構成されている、ヒートポンプ式給湯システムであって、
前記制御手段は、貯湯温度を前記第２の温度とする熱需要が予測される場合において、この熱需要の発生前の所定時間内に別の熱需要があると予測される場合には、その熱需要量の多少には関係なく、前記別の熱需要に対応する貯湯温度を前記第２の温度とする制御を実行するように構成されていることを特徴とする、ヒートポンプ式給湯システム。 A heat pump,
A hot water storage tank for storing hot water heated by the heat pump and supplying the hot water to a predetermined outlet or heat load;
Hot water that has learning ability based on past heat demand, predicts the future generation time and heat demand of the heat demand, and operates the heat pump before the predicted heat demand occurs to respond to the heat demand Control means for executing control for storing the hot water in the hot water storage tank;
With
In the case where the hot water corresponding to the heat demand is stored in the hot water storage tank, the control means sets the hot water storage temperature corresponding to the heat demand to a predetermined first temperature when the amount of heat demand is not more than a predetermined threshold. On the other hand, when the amount of heat demand exceeds the threshold, the heat pump hot water supply system is configured to execute control to set the hot water storage temperature to a second temperature higher than the first temperature. There,
In the case where the heat demand with the hot water storage temperature as the second temperature is predicted, the control means, when it is predicted that there is another heat demand within a predetermined time before the occurrence of the heat demand, Regardless of the amount of heat demand, the heat pump hot water supply system is configured to execute control so that the hot water storage temperature corresponding to the other heat demand is the second temperature.
前記所定時間は、可変値とされ、かつ貯湯温度が前記第２の温度とされる熱需要が発生する前に別の熱需要が発生する頻度が高いと予測される場合には、そうでない場合よりも長い時間に設定されるように構成されている、ヒートポンプ式給湯システム。 The heat pump hot water supply system according to claim 1,
The predetermined time is a variable value, and when it is predicted that the frequency of generating another heat demand is high before the heat demand where the hot water storage temperature is the second temperature is generated, otherwise A heat pump hot water supply system configured to be set for a longer time.
前記貯湯タンクから前記所定の出湯口または熱負荷に供給される湯水をその途中で加熱可能な補助熱源機を、さらに備えており、
前記制御手段は、熱需要量が前記閾値を超える場合であっても、貯湯温度を前記第２の温度にする場合と比べて、貯湯温度を前記第１の温度にしてからその不足熱量を前記補助熱源機によって補う場合の方が、エネルギ効率が高いと判断した場合には、貯湯温度を前記第１の温度にするように構成されている、ヒートポンプ式給湯システム。 The heat pump hot water supply system according to claim 1 or 2,
An auxiliary heat source machine capable of heating hot water supplied from the hot water storage tank to the predetermined outlet or heat load in the middle thereof;
Even if the heat demand exceeds the threshold value, the control means sets the hot water storage temperature to the first temperature and then sets the shortage heat amount to the second temperature compared to the case where the hot water storage temperature is set to the second temperature. A heat pump hot water supply system configured to set the hot water storage temperature to the first temperature when it is determined that the energy efficiency is higher in the case of supplementing with an auxiliary heat source device.
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