JP7511138B2 - Hot water system - Google Patents
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Description
本発明は、給湯システムに関し、特に実際の給湯使用を反映しない可能性の高い学習使用パターンをクリアするようにした給湯システムに関する。 The present invention relates to a hot water supply system, and in particular to a hot water supply system that is designed to clear learned usage patterns that are unlikely to reflect actual hot water usage.
従来から、圧縮機と凝縮熱交換器と膨張手段と蒸発熱交換器とを冷媒回路で接続してなるヒートポンプ熱源機と、このヒートポンプ熱源機によって加熱された湯水を貯留するための貯湯タンクと、この貯湯タンクとヒートポンプ熱源機との間で湯水を循環させる循環ポンプと、貯湯タンクの湯水温度が低下した場合に再加熱するための補助熱源機とを備えた貯湯給湯装置や給湯システムが広く実用に供されている。 Conventionally, hot water storage and hot water supply devices and hot water supply systems have been widely used, and are equipped with a heat pump heat source unit that is made up of a compressor, a condensing heat exchanger, an expansion means, and an evaporative heat exchanger connected by a refrigerant circuit, a hot water storage tank for storing hot water heated by the heat pump heat source unit, a circulation pump that circulates the hot water between the hot water storage tank and the heat pump heat source unit, and an auxiliary heat source unit for reheating the hot water in the hot water storage tank when the temperature drops.
そして、この種の貯湯給湯装置や給湯システム(以下、給湯システムという)においては、通常、給湯使用パターンのデータを一定期間(例えば、1週間)学習する毎に将来の予測貯湯パターンである学習使用パターンを更新して記憶する学習記憶手段が設けられ、上記の学習使用パターンに基づいて給湯システムの運転を行うように構成されている。 In this type of hot water storage and hot water supply device or hot water supply system (hereafter referred to as hot water supply system), a learning and storage means is usually provided which learns data on hot water usage patterns for a certain period of time (e.g., one week) and updates and stores the learned usage pattern, which is a predicted future hot water storage pattern, and is configured to operate the hot water supply system based on the learned usage pattern.
ところで、給湯システムを新規に設置して運転開始した場合に、給湯使用の実績がなく学習使用パターンが未完成であるため、試運転期間中も含む一定期間の間は、予め設定された標準使用パターンに基づいて給湯システムの運転が行われる。そして、その試運転期間中も給湯使用パターンのデータが蓄積されていく。 When a new hot water supply system is installed and started to operate, there is no record of hot water use and the learned usage pattern is incomplete, so the hot water supply system operates based on a preset standard usage pattern for a certain period of time, including the trial operation period. And data on hot water usage patterns is accumulated during this trial operation period.
特許文献1の即時給湯型の給湯装置においては、学習モードにおいて、給湯時刻に基づいて保温用制御手段の作動開始時刻や停止時刻を学習記憶していき、作動開始時刻の設定変更を行う場合に電源を遮断してから設定変更を行うことが開示されている。 The instantaneous hot water supply device of Patent Document 1 discloses that in a learning mode, the start and stop times of the heat retention control means are learned and stored based on the hot water supply time, and when the start time setting is changed, the power is cut off before the setting is changed.
前記の給湯システムのように、給湯システムの運転開始後、試運転期間中を含む一定期間の間は、予め設定された標準使用パターンに基づいて給湯システムの運転が行われる。その間も給湯使用パターンのデータが蓄積されていく。しかし、試運転期間中における給湯使用パターンは、ユーザーによる実際の給湯使用パターンとは異なるものであるから、試運転期間中の給湯使用データを用いて学習使用パターンを作成する場合、ユーザーによる実際の給湯使用パターンと異なる学習使用パターンとなり、実用性に欠ける学習使用パターンになってしまう。 As with the hot water supply system described above, after the hot water supply system starts operating, it operates for a certain period of time, including the trial operation period, based on a preset standard usage pattern. During this time, data on the hot water usage pattern is accumulated. However, since the hot water usage pattern during the trial operation period differs from the actual hot water usage pattern of the user, if a learned usage pattern is created using the hot water usage data from the trial operation period, the learned usage pattern will differ from the actual hot water usage pattern of the user, resulting in a learned usage pattern that lacks practicality.
また、ユーザーによる実際の使用に移行している場合でも、ユーザーが旅行等により長期間(例えば1又は数週間)不在になる場合もあるが、その場合、不在の間に季節が変わってしまうこともあり、不在の間に学習使用パターンが更新されないため、学習使用パターンが実際の給湯使用パターンを反映しなくなる可能性が高い In addition, even if the user is in actual use, there may be cases where the user is absent for a long period of time (for example, one or several weeks) due to travel, etc. In such cases, the season may change during the absence, and the learned usage pattern is not updated during the absence, so there is a high possibility that the learned usage pattern will not reflect the actual hot water usage pattern.
また、冬季から春季への変わり目、夏季から秋季への変わり目等においては、転勤や入学等により人の移動や転居の可能性が高く、給湯システムのユーザーが変わることにより、給湯使用パターンが変化する可能性があるため、それまで使用していた学習使用パターンをクリアすることが望ましい場合がある。 In addition, at times such as when winter turns to spring or summer turns to fall, there is a high possibility of people moving or relocating due to work transfers or school enrollment, and as the user of the hot water system changes, the hot water usage pattern may change, so it may be desirable to clear the learned usage pattern that had been used up until that point.
本発明の目的は、実際の給湯使用を反映しない可能性の高い学習使用パターンをクリアするようにした給湯システムを提供することである。 The object of the present invention is to provide a hot water supply system that clears learned usage patterns that are unlikely to reflect actual hot water supply usage.
請求項1の給湯システムは、水を加熱する加熱装置と、湯水を貯留する貯湯タンクを備えた給湯システムにおいて、 給湯使用量のデータを一定期間学習する毎に学習使用パターンを更新して記憶する学習記憶手段を有し、前記学習使用パターンに基づいて給湯システムの運転を行なうように構成され、 前記給湯システムの使用開始から前記一定期間経過前に電源がリセットされた場合に、前記学習記憶手段に記憶している給湯使用量のデータがクリアされ、前記給湯システムの使用開始から一定期間経過後に学習使用パターンに基づいて給湯システムの運転が行われている場合に、前記電源のリセットの前後で季節判定が異なるときには前記学習記憶手段に記憶している学習使用パターンがクリアされることを特徴としている。
尚、電源の「リセット」とは、電源をOFFしその後ONすることを意味する。
The hot water supply system of claim 1 is a hot water supply system equipped with a heating device for heating water and a hot water storage tank for storing hot water, and has a learning memory means for updating and storing a learned usage pattern every time data on hot water usage is learned for a certain period of time, and is configured to operate the hot water supply system based on the learned usage pattern, and is characterized in that if the power source is reset before the certain period has elapsed since the start of use of the hot water supply system, the hot water usage data stored in the learning memory means is cleared, and if the hot water supply system is operated based on the learned usage pattern after the certain period has elapsed since the start of use of the hot water supply system, the learned usage pattern stored in the learning memory means is cleared if the seasonal determination is different before and after the power source is reset .
Incidentally, "resetting" the power supply means turning the power supply OFF and then ON.
上記の構成によれば、給湯システムの使用開始後の試運転の終了等により、給湯システムの使用開始から一定期間経過前に電源がリセットされた場合に、学習記憶手段に記憶している学習情報がクリアされるため、試運転中の給湯使用のデータに基づいて学習使用パターンが作成されることはない。そのため、その後に作成される学習使用パターンを実際の給湯使用を反映するものにすることができる。
また、季節の変わり目には、人の移動や転居の可能性が高く、給湯システムのユーザーが変わる可能性が高い。そこで、電源のリセットの前後で季節判定が異なるときには学習記憶手段に記憶している学習使用パターンがクリアされ、その後の給湯使用パターンに基づいて新たな学習使用パターンが作成される。
According to the above configuration, when the power supply is reset before a certain period of time has elapsed since the start of use of the hot water supply system, for example due to the end of a trial run after the start of use of the hot water supply system, the learning information stored in the learning storage means is cleared, so that a learning usage pattern is not created based on the hot water supply usage data during the trial run. Therefore, the learning usage pattern created thereafter can be made to reflect the actual hot water supply usage.
In addition, when the seasons change, there is a high possibility that people will move or relocate, and the user of the hot water supply system will change. Therefore, when the seasonal determination is different before and after the power reset, the learned usage pattern stored in the learning storage means is cleared, and a new learned usage pattern is created based on the hot water supply usage pattern thereafter.
請求項2の給湯システムは、請求項1の発明において、前記電源のOFF後所定期間以上経過してから電源がONされた場合には、前記学習記憶手段に記憶している学習使用パターンがクリアされることを特徴としている。 The hot water supply system of claim 2 is the invention of claim 1, characterized in that when the power supply is turned on after a predetermined period of time has elapsed since the power supply was turned off, the learned usage pattern stored in the learning storage means is cleared.
上記の構成によれば、ユーザーの旅行等により所定期間(例えば、1週間)以上ユーザーが不在になった場合、電源のOFF後所定期間以上経過してから電源がONされることになる。このような場合、不在の間に季節が変わってしまうことあり、その間に学習使用パターンの更新もなされないため、学習使用パターンが実際の給湯使用パターンを反映しなくなる可能性が高い。 According to the above configuration, if the user is away for a predetermined period of time (e.g., one week) due to travel or other reasons, the power will be turned on after a predetermined period of time has passed since the user turned it off. In such a case, the season may change during the user's absence, and the learned usage pattern will not be updated during that time, so there is a high possibility that the learned usage pattern will no longer reflect the actual hot water usage pattern.
それ故、このような場合には、学習記憶手段に記憶している学習使用パターンがクリアされ、その後の給湯使用パターンに基づいて新たな学習使用パターンが作成される。
尚、建物の所有者が変る場合にも、上記と同様に、記憶していた学習使用パターンがクリアされる。
Therefore, in such a case, the learned usage pattern stored in the learning storage means is cleared, and a new learned usage pattern is created based on the subsequent hot water supply usage pattern.
When the owner of the building changes, the learned usage patterns stored are cleared in the same manner as described above.
請求項3の給湯システムは、請求項1の発明において、前記季節判定は、前記給湯システムに装備されている外気温検出手段又は上水温度検出手段で検知される外気温又は上水温度に基づいて行なわれることを特徴としている。
上記の構成によれば、給湯システムには、通常、外気温サーミスタや上水温度サーミスタが設けられているため、これらを有効活用して外気温又は上水温度に基づいて季節判定を行うことができる。
The hot water supply system of claim 3 is characterized in that, in the invention of claim 1 , the seasonal determination is made based on the outside air temperature or tap water temperature detected by an outside air temperature detection means or a tap water temperature detection means equipped in the hot water supply system.
According to the above configuration, since a hot water supply system is usually provided with an outside air temperature thermistor and a clean water temperature thermistor, these can be effectively utilized to perform season determination based on the outside air temperature or the clean water temperature.
請求項4の給湯システムは、請求項1~3の何れか1項の発明において、前記学習使用パターンがクリアされてから一定期間の間は予め設定された標準使用パターンに基づいて給湯システムの運転を行なうように構成されたことを特徴としている。
学習使用パターンがクリアされると、次の一定期間の間の給湯使用パターンに基づいて、次の学習使用パターンを作成されることになるが、その一定期間の間は予め設定された標準使用パターンに基づいて給湯システムの運転を行なうため、給湯システムの運転に支障を来すことがない。
The hot water supply system of claim 4 is characterized in that, in the invention of any one of claims 1 to 3 , the hot water supply system is configured to operate based on a preset standard usage pattern for a certain period of time after the learned usage pattern is cleared.
When the learning usage pattern is cleared, the next learning usage pattern is created based on the hot water supply usage pattern for the next fixed period, but since the hot water supply system is operated based on a preset standard usage pattern during the fixed period, the operation of the hot water supply system is not hindered.
以上説明したように、本願発明は種々の効果を奏する。 As explained above, the present invention provides a variety of advantages.
以下、本発明を実施するための形態について図面に基づいて説明する。 The following describes the embodiment of the present invention with reference to the drawings.
最初に、図1に基づいてヒートポンプ給湯装置1(以下、給湯システム1という)の全体構成について説明する。
給湯システム1は、貯湯給湯ユニット2と、ヒートポンプ熱源機3とを有し、貯湯給湯ユニット2は、貯湯タンク4、ガス燃焼式の補助熱源機5、その他の機器(配管、バルブ、温度センサ等々)と、貯湯給湯ユニット2を覆う外装ケース2aとを備えている。この貯湯給湯ユニット2は、ヒートポンプ熱源機3を駆動して加熱した湯水を貯湯タンク4に貯留し、この貯留した湯水を給湯や浴槽6の湯張りに使用する。また、必要に応じて貯湯タンク4から取り出した湯水もしくは上水を補助熱源機5により加熱して給湯や風呂追焚等に使用可能である。
First, the overall configuration of a heat pump hot water supply device 1 (hereinafter referred to as hot water supply system 1) will be described with reference to FIG.
The hot water supply system 1 has a hot water storage and hot water supply unit 2 and a heat pump heat source unit 3, and the hot water storage and hot water supply unit 2 is equipped with a hot water storage tank 4, a gas-fired auxiliary heat source unit 5, other devices (pipes, valves, temperature sensors, etc.), and an exterior case 2a that covers the hot water storage and hot water supply unit 2. This hot water storage and hot water supply unit 2 drives the heat pump heat source unit 3 to store heated hot water in the hot water storage tank 4, and uses this stored hot water for hot water supply and filling a bathtub 6. In addition, hot water or clean water taken out of the hot water storage tank 4 can be heated by the auxiliary heat source unit 5 as needed and used for hot water supply, bath reheating, etc.
貯湯タンク4の上部には、貯留した湯水を出湯するための出湯通路7が接続されている。貯湯タンク4の下部には、貯湯タンク4に上水源から上水を供給するための給水通路8が接続されている。この給水通路8から分岐したバイパス通路9が出湯通路7に接続され、この接続部に出湯通路7の湯水とバイパス通路9の上水を混合する混合比率を調整可能な湯水混合弁10が介装されている。湯水混合弁10には給湯通路11が接続され、湯水混合弁10で混合された湯水は、給湯通路11を介して図示外の給湯栓等に給湯可能であり、給湯通路11から分岐して追焚通路12に接続する湯張り通路13を介して浴槽6に湯張り可能である。湯張り通路13には、湯張り用の開閉弁13aが設けられている。 The top of the hot water storage tank 4 is connected to a hot water outlet passage 7 for discharging the stored hot water. The bottom of the hot water storage tank 4 is connected to a water supply passage 8 for supplying clean water from a clean water source to the hot water storage tank 4. A bypass passage 9 branching off from the water supply passage 8 is connected to the hot water outlet passage 7, and a hot water mixing valve 10 is interposed at this connection, which can adjust the mixing ratio of the hot water in the hot water outlet passage 7 and the clean water in the bypass passage 9. A hot water supply passage 11 is connected to the hot water mixing valve 10, and the hot water mixed by the hot water mixing valve 10 can be supplied to a hot water tap (not shown) through the hot water supply passage 11, and can be filled into the bathtub 6 through a hot water filling passage 13 that branches off from the hot water supply passage 11 and connects to the reheating passage 12. The hot water filling passage 13 is provided with an opening and closing valve 13a for filling the bathtub.
貯湯タンク4の下部にはヒートポンプ熱源機3に湯水を供給する往き側湯水通路16が接続され、このヒートポンプ熱源機3で加熱された湯水を貯湯タンク4に供給する戻り側湯水通路17が貯湯タンク4の上部に接続されて、貯湯タンク4とヒートポンプ熱源機3の間で湯水が循環可能な循環加熱通路15が形成されている。 A forward hot water passage 16 that supplies hot water to the heat pump heat source unit 3 is connected to the bottom of the hot water storage tank 4, and a return hot water passage 17 that supplies hot water heated by the heat pump heat source unit 3 to the hot water storage tank 4 is connected to the top of the hot water storage tank 4, forming a circulation heating passage 15 that allows hot water to circulate between the hot water storage tank 4 and the heat pump heat source unit 3.
往き側湯水通路16には、貯湯タンク4からヒートポンプ熱源機3に入水する湯水の入水温度を検知する入水温度センサ18と循環ポンプ19と切換弁20が接続されている。戻り側湯水通路17には、ヒートポンプ熱源機3で加熱された湯水の温度を検知する加熱温度センサ21が接続され、往き側湯水通路16と戻り側湯水通路17とを接続するバイパス通路22が設けられ、往き側湯水通路16とバイパス通路22との接続部には切換弁20が接続されている。ヒートポンプ熱源機3の起動直後等の加熱温度が低い場合に、切換弁20を切換えてヒートポンプ熱源機3で加熱した湯水を再びヒートポンプ熱源機3に送って再加熱することができる。 The supply hot water passage 16 is connected to an inlet water temperature sensor 18 that detects the inlet water temperature of the hot water entering the heat pump heat source unit 3 from the hot water storage tank 4, a circulation pump 19, and a switching valve 20. The return hot water passage 17 is connected to a heating temperature sensor 21 that detects the temperature of the hot water heated by the heat pump heat source unit 3, and a bypass passage 22 is provided that connects the supply hot water passage 16 and the return hot water passage 17, and a switching valve 20 is connected to the connection between the supply hot water passage 16 and the bypass passage 22. When the heating temperature is low, such as immediately after the heat pump heat source unit 3 is started, the switching valve 20 can be switched to send the hot water heated by the heat pump heat source unit 3 back to the heat pump heat source unit 3 for reheating.
貯湯タンク4の外周には、貯留された湯水の温度を検知する複数の貯湯温度センサ4a~4dが上下方向に所定間隔おきに設けられている。これら貯湯温度センサ4a~4d及び貯湯タンク4は図示外の保温材により覆われている。出湯通路7には、湯水混合弁10に供給される湯水の出湯温度を検知するための出湯温度センサ7aが接続されている。給水通路8には、上水源から供給される上水の温度を検知するための給水温度センサ8aが接続されている。給湯通路11のうちの湯水混合弁10よりも下流側には、給湯する湯水の流量を検出する流量計11bと、給湯温度を検知するための給湯温度センサ11aが接続されている。 A number of hot water temperature sensors 4a-4d that detect the temperature of the stored hot water are provided at predetermined intervals in the vertical direction around the outer periphery of the hot water tank 4. These hot water temperature sensors 4a-4d and the hot water tank 4 are covered with a heat insulating material (not shown). A hot water outlet temperature sensor 7a is connected to the hot water outlet passage 7 to detect the outlet temperature of the hot water supplied to the hot water mixing valve 10. A water supply temperature sensor 8a is connected to the water supply passage 8 to detect the temperature of the clean water supplied from the clean water source. A flow meter 11b that detects the flow rate of the hot water being supplied and a hot water supply temperature sensor 11a that detects the hot water supply temperature are connected to the hot water supply passage 11 downstream of the hot water mixing valve 10.
貯湯タンク4の湯水を補助熱源機5で加熱するための補助加熱通路23が、出湯通路7から分岐して補助熱源機5に接続されている。補助熱源機5で加熱した湯水を出湯するための補助出湯通路24は、補助加熱通路23の分岐部より下流側の出湯通路7に調整弁25を介して接続されている。補助出湯通路24には温度センサ24aが設けられている。
調整弁25は、補助出湯通路24を通って出湯通路7に供給される湯水流量を調整する。補助加熱通路23には、三方弁26と補助熱源機5に湯水を送るためのポンプ27が介装されている。
An auxiliary heating passage 23 for heating the hot water in the hot water storage tank 4 by the auxiliary heat source unit 5 branches off from the hot water outlet passage 7 and is connected to the auxiliary heat source unit 5. An auxiliary hot water outlet passage 24 for outletting the hot water heated by the auxiliary heat source unit 5 is connected via an adjustment valve 25 to the hot water outlet passage 7 downstream of the branch point of the auxiliary heating passage 23. A temperature sensor 24a is provided in the auxiliary hot water outlet passage 24.
The adjustment valve 25 adjusts the flow rate of hot water supplied to the hot water outlet passage 7 through the auxiliary hot water outlet passage 24. A three-way valve 26 and a pump 27 for sending hot water to the auxiliary heat source unit 5 are interposed in the auxiliary heating passage 23.
補助出湯通路24から分岐した熱交換通路28は、三方弁26に接続されている。三方弁26は、貯湯タンク4の湯水又は熱交換通路28の湯水を補助熱源機5に供給可能となるように切換えられる。熱交換通路28には熱交換器29と開閉弁30と温度センサ28aが介装されている。熱交換器29は、追焚ポンプ31の作動により追焚通路12を流れる浴槽6の湯水を補助熱源機5で加熱した湯水との熱交換により加熱する追焚運転に使用される。 The heat exchange passage 28 branching off from the auxiliary hot water outlet passage 24 is connected to a three-way valve 26. The three-way valve 26 is switched so that the hot water in the hot water storage tank 4 or the hot water in the heat exchange passage 28 can be supplied to the auxiliary heat source unit 5. A heat exchanger 29, an opening/closing valve 30, and a temperature sensor 28a are interposed in the heat exchange passage 28. The heat exchanger 29 is used for reheating operation in which the hot water in the bathtub 6 flowing through the reheating passage 12 by the operation of the reheating pump 31 is heated by heat exchange with the hot water heated by the auxiliary heat source unit 5.
給水通路8には、逆止弁32と、給水通路8から分岐して熱交換通路28に接続する分岐通路部33が接続されている。バイパス通路9には逆止弁34が介装され、バイパス通路9から分岐して給湯通路11に接続された高温出湯回避通路35には、高温出湯回避電磁弁36が介装されている。尚、以上説明した種々の機器(ポンプ、弁類、センサ類)はマイクロコンピュータを含む制御ユニット43に電気的に接続され、制御ユニット43により制御される。 The water supply passage 8 is connected to a check valve 32 and a branch passage section 33 that branches off from the water supply passage 8 and connects to the heat exchange passage 28. A check valve 34 is provided in the bypass passage 9, and a high-temperature hot water outlet avoidance passage 35 that branches off from the bypass passage 9 and connects to the hot water supply passage 11 is provided with a high-temperature hot water outlet avoidance solenoid valve 36. The various devices described above (pumps, valves, sensors) are electrically connected to a control unit 43 including a microcomputer and are controlled by the control unit 43.
ヒートポンプ熱源機3は、圧縮機37と、凝縮熱交換器38と、膨張弁39と、蒸発熱交換器40とを冷媒配管41により接続してなるヒートポンプ回路を備えている。このヒートポンプ熱源機3は、冷媒配管41に封入された冷媒を圧縮機37で圧縮して昇温し、循環ポンプ19を駆動して循環加熱回路15を流通する湯水を凝縮熱交換器38において高温の冷媒との熱交換により加熱する。熱交換後の冷媒は、膨張弁39で膨張して外気より低温になり、蒸発熱交換器40において外気から吸熱した後、再び圧縮機37に導入される。 The heat pump heat source unit 3 is equipped with a heat pump circuit that connects a compressor 37, a condensing heat exchanger 38, an expansion valve 39, and an evaporative heat exchanger 40 with a refrigerant pipe 41. In this heat pump heat source unit 3, the refrigerant sealed in the refrigerant pipe 41 is compressed and heated by the compressor 37, and the circulation pump 19 is driven to heat the hot water circulating in the circulation heating circuit 15 by heat exchange with the high-temperature refrigerant in the condensing heat exchanger 38. After the heat exchange, the refrigerant expands in the expansion valve 39 to become colder than the outside air, absorbs heat from the outside air in the evaporative heat exchanger 40, and is then introduced back into the compressor 37.
蒸発熱交換器40は、外気温度を検知する外気温センサ40aと送風機40bを備えている。ヒートポンプ熱源機3は、圧縮機37、膨張弁39、送風機40b等を制御する補助制御部42を備えている。補助制御部42は、制御ユニット43に通信可能に接続され、制御ユニット43からの指令に従ってヒートポンプ熱源機3を制御する。外気温センサ40aで検知された外気温度は、補助制御部42を介して制御部43に送信される。 The evaporative heat exchanger 40 is equipped with an outside air temperature sensor 40a that detects the outside air temperature, and a blower 40b. The heat pump heat source unit 3 is equipped with an auxiliary control unit 42 that controls the compressor 37, the expansion valve 39, the blower 40b, etc. The auxiliary control unit 42 is communicatively connected to the control unit 43, and controls the heat pump heat source unit 3 according to commands from the control unit 43. The outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 40a is transmitted to the control unit 43 via the auxiliary control unit 42.
次に、この給湯システム1に採用した種々の制御について説明する。
この給湯システム1においては、一定期間(例えば、1週間)の実際の給湯使用パターンを記憶していき、それら一定期間分の給湯使用パターンのデータに基づいて、貯湯タンク4に貯湯すべき予測貯湯熱量に相当する1日分の学習使用パターンを設定するのを繰り返し、学習使用パターンを更新しながら記憶していく。
尚、制御ユニット43は、所定容量の2次電池により電源OFF状態のときにもバックアップされている。
Next, various controls employed in the hot water supply system 1 will be described.
In this hot water supply system 1, actual hot water usage patterns for a certain period (e.g., one week) are stored, and based on the data on the hot water usage patterns for that certain period, a learning usage pattern for one day equivalent to the predicted amount of hot water heat to be stored in the hot water storage tank 4 is repeatedly set, and the learning usage pattern is updated and stored.
The control unit 43 is backed up by a secondary battery of a predetermined capacity even when the power is turned off.
図2に示すように、給湯使用パターンは、流量センサ11bにより検出される給湯使用量に基づいて、一定期間分の給湯使用データの平均値から得た24時間分の給湯使用パターンを示すものである。
図2に示す学習使用パターンは、給湯使用パターンのように給湯可能とするために、各60分毎の給湯使用の1時間前までに給湯使用量に相当する熱量を貯湯する貯湯パターンを示すものである。尚、貯湯パターン(学習使用パターン)は、温度センサ24a,7a,8a,11aや流量計11bの検出データを用いて熱量計算を介して演算される。
As shown in FIG. 2, the hot water usage pattern indicates a 24-hour hot water usage pattern obtained from the average value of hot water usage data for a certain period based on the amount of hot water usage detected by the flow rate sensor 11b.
The learning usage pattern shown in Fig. 2 shows a hot water storage pattern in which the amount of heat equivalent to the amount of hot water used is stored up to one hour before the hot water use every 60 minutes in order to make it possible to supply hot water like the hot water use pattern. The hot water storage pattern (learning usage pattern) is calculated through heat calculation using the detection data of the temperature sensors 24a, 7a, 8a, 11a and the flow meter 11b.
次に、給湯使用のデータを一定期間学習する毎に学習使用パターンを更新して記憶する学習記憶制御について、図5のフローチャートに基づいて説明する。尚、この学習記憶制御のプログラムは、制御ユニット43(これが、学習記憶手段に相当する)に格納されており、フローチャート中の符号Si(i=1,2,・・・)は各ステップを示す。 Next, the learning and memory control, which updates and stores the learning usage pattern each time hot water usage data is learned for a certain period of time, will be explained based on the flowchart in Figure 5. The program for this learning and memory control is stored in the control unit 43 (which corresponds to the learning and memory means), and the symbols Si (i = 1, 2, ...) in the flowchart indicate each step.
この学習記憶制御が開始されると、S1においてセンサ類(温度センサ24a,7a,8a,11aや流量計11b等)から各種信号が読み込まれ、次にS2において、60分毎の給湯使用量のデータが時系列にて演算される。
次にS3において上記の60分毎の給湯使用量のデータが、年月日、曜日、時間帯と対応付けて所定のメモリに格納され、次にS4において月曜日から日曜日までの1週間分の給湯使用パターンのデータを格納したか否か判定され、その判定がNoの場合はS1へ戻ってS1~S3が繰り返され、S4の判定がYesになると、S5へ移行する。
When this learning and memory control is started, various signals are read from the sensors (temperature sensors 24a, 7a, 8a, 11a, flow meter 11b, etc.) in S1, and then data on hot water usage every 60 minutes is calculated in chronological order in S2.
Next, in S3, the data on the amount of hot water usage for every 60 minutes is stored in a specified memory in correspondence with the date, day of the week, and time period, and then in S4 it is determined whether data on the hot water usage pattern for one week from Monday to Sunday has been stored.If the determination is No, the process returns to S1 and S1 to S3 are repeated.If the determination in S4 is Yes, the process proceeds to S5.
S5においては、月曜日から日曜日までの1週間分の給湯使用パターンのデータの平均値を用いて、1日分の給湯使用パターンが演算され、その1日分の給湯使用パターンを所定時間(例えば1時間)繰り上げる処理と熱量計算処理を介して、今後1週間に適用される学習使用パターンが演算されて、メモリに記憶している前回の学習使用パターンが更新される。 In S5, the hot water usage pattern for one day is calculated using the average value of the hot water usage pattern data for one week from Monday to Sunday, and the learned usage pattern to be applied to the next week is calculated through a process of advancing the hot water usage pattern for one day by a predetermined time (e.g., one hour) and a heat amount calculation process, and the previous learned usage pattern stored in memory is updated.
次に、給湯システム1を運転する給湯運転制御について、図6のフローチャートに基づいて説明する。この給湯運転制御のプログラムは制御ユニット43に格納されており、この制御は制御ユニット43により実行される。
ここで、この制御について説明する前に、図4に基づいて、夫々1週間分の給湯使用データ#1,#2,#3、・・・と、学習使用パターン#1,#2,#3、・・・と、標準使用パターンについて説明する。
Next, a hot water supply operation control for operating the hot water supply system 1 will be described with reference to the flowchart of Fig. 6. A program for this hot water supply operation control is stored in the control unit 43, and this control is executed by the control unit 43.
Before explaining this control, we will now explain one week's worth of hot water usage data #1, #2, #3, ..., learned usage patterns #1, #2, #3, ..., and standard usage patterns based on Figure 4.
給湯システム1の使用開始後、1週間毎に給湯使用データ#1,#2,#3、・・・が順次収集され、その給湯使用データ#1,#2,#3、・・・を用いて、学習使用パターン#1,#2,#3、・・・が順次作成されて更新され、給湯システム1の運転に適用されていく。最初の1週間は、学習使用パターンが未完成であるため、予め設定された図3に示すような標準使用パターン(デフォルトの使用パターン)に基づいて給湯システム1が運転される。 After the hot water supply system 1 starts to be used, hot water usage data #1, #2, #3, ... is collected sequentially every week, and learned usage patterns #1, #2, #3, ... are created and updated sequentially using the hot water usage data #1, #2, #3, ... and applied to the operation of the hot water supply system 1. During the first week, the learned usage pattern is incomplete, so the hot water supply system 1 is operated based on a preset standard usage pattern (default usage pattern) as shown in Figure 3.
図6のフローチャートに戻って、最初に、S10において給湯システム1の使用が開始されたか否か判定される。この判定は制御ユニット43に設定される所定の設定情報から使用開始が判定され、S10の判定がYesのときは、S11においてタイマーT1がスタートされる。 Returning to the flowchart of FIG. 6, first, in S10, it is determined whether or not use of the hot water supply system 1 has started. This determination is made based on predetermined setting information set in the control unit 43, and if the determination in S10 is Yes, then in S11, a timer T1 is started.
次に、S12では、運転開始直後には学習使用パターンが未完成であるため、予め設定された標準使用パターンに基づいて給湯システム1の運転が行われる。
次に、S13において電源リセット(電源のOFFとその後の電源ON)有りか否か判定され、その判定がYesの場合はS14へ移行し、判定がNoの場合はS16へ移行する。S14では、給湯システム1の使用開始から一定期間(例えば、1週間)経過前か否か判定される。この判定はタイマーT1の計時時間に基づいて判定される。
Next, in S12, since the learned usage pattern is incomplete immediately after the start of operation, the hot water supply system 1 is operated based on a preset standard usage pattern.
Next, in S13, it is determined whether or not a power reset (power OFF and then power ON) has occurred, and if the determination is Yes, the process proceeds to S14, and if the determination is No, the process proceeds to S16. In S14, it is determined whether or not a certain period of time (e.g., one week) has elapsed since the start of use of the hot water supply system 1. This determination is made based on the time measured by the timer T1.
S14の判定がYesのときは、給湯システム1の使用開始から一定期間内の電源リセットであって試運転の終了により電源がOFFされ、その後ユーザーにより電源がONされた可能性が高いため、S15においてメモリに格納している給湯使用データである学習データ(情報)がクリアされる。即ち、試運転における給湯使用のデータは、ユーザーによる給湯使用と異なるため、その給湯使用のデータは学習使用パターンの作成に適用するのは好ましくないからである。 When the determination in S14 is Yes, it is highly likely that the power was reset within a certain period of time since the start of use of the hot water supply system 1, the power was turned off at the end of the trial run, and then the power was turned on by the user, so the learning data (information) which is the hot water usage data stored in the memory in S15 is cleared. In other words, the data on hot water usage during the trial run differs from the hot water usage by the user, and therefore it is not desirable to apply that hot water usage data to the creation of a learning usage pattern.
尚、上記のように、電源のリセットがあった場合には、図4の下段に示すように、電源のリセット以前の給湯使用データはクリアされ、電源のリセットから新たに給湯使用のデータが一定期間ずつ収集されて記憶されることになる。そして、電源のリセットから一定期間経過前は標準使用パターンに基づいて給湯システム1が運転される。 As described above, when the power supply is reset, the hot water supply usage data before the power supply is reset is cleared, and new hot water supply usage data is collected and stored for a certain period of time after the power supply is reset, as shown in the lower part of Figure 4. Then, until a certain period of time has passed since the power supply was reset, the hot water supply system 1 is operated based on the standard usage pattern.
S15の次のS16では、学習使用パターンが有るか否か判定され、その判定がYesの場合はS17において学習使用パターンに基づいて給湯システム1が運転される。
S16の判定がNoのときは、S18において標準使用パターンに基づいて給湯システム1が運転される。そして、S17及びS18からはS16へ戻ってS16~S18が繰り返される。
In S16 following S15, it is determined whether or not a learned usage pattern exists. If the determination is Yes, in S17, the hot water supply system 1 is operated based on the learned usage pattern.
If the determination in S16 is No, in S 18, the hot water supply system 1 is operated based on the standard usage pattern. Then, from S17 and S18, the process returns to S16, and S16 to S18 are repeated.
次に、上記の給湯運転制御に対して、例えば40ms毎のインターバル割り込みにて実行される季節判定に基づく学習使用パターンクリア処理について、図7のフローチャートにより説明する。 Next, the process of clearing the learned usage pattern based on the seasonal determination, which is executed at intervals of, for example, every 40 ms, for the hot water supply operation control described above, is explained using the flowchart in FIG. 7.
この処理の開始後、S20において給湯システム1の使用開始から一定期間(例えば、1週間)経過した否か判定される。この判定は、前記のタイマーT1の計時時間に基づいて判定する。S20の判定がYesで、上記一定期間が経過して試運転期間が経過している場合には、S21において電源OFFか否か判定され、その判定がNoの場合にはS21へ戻ってS21を繰り返す。尚、S20の判定がNoの場合はS20を繰り返す。 After this process starts, in S20 it is determined whether a certain period of time (e.g., one week) has passed since the start of use of the hot water supply system 1. This determination is made based on the time measured by the timer T1. If the determination in S20 is Yes and the certain period of time has passed and the trial operation period has elapsed, then in S21 it is determined whether the power is OFF or not, and if the determination is No, the process returns to S21 and S21 is repeated. If the determination in S20 is No, S20 is repeated.
S21の判定がYesになると、S22において電源OFF時の季節Aがメモリに記憶される。このとき、制御ユニット43の時計機能から年月日情報を取得して、季節Aを決定することができる。
S22の次のS23において電源がONか否か判定され、その判定がNoの場合にはS23へ戻ってS23を繰り返す。S23の判定がYesになると、S24において電源ON時の季節Bがメモリに記憶される。このとき、制御ユニット43の時計機能から年月日情報を取得して、季節Bを決定することができる。尚、S21の電源OFFとS23の電源ONが電源リセットに相当する。
If the determination in S21 is Yes, the season A at the time the power was turned off is stored in the memory in S22. At this time, the year, month, and day information is obtained from the clock function of the control unit 43, and the season A can be determined.
In S23 following S22, it is determined whether the power is ON or not, and if the determination is No, the process returns to S23 and S23 is repeated. If the determination in S23 becomes Yes, the season B at the time the power was ON is stored in memory in S24. At this time, the year, month, and day information is obtained from the clock function of the control unit 43, and the season B can be determined. Note that turning the power OFF in S21 and turning the power ON in S23 correspond to a power reset.
S24の次のS25では、上記の季節A,Bは異なっているか否か判定され、その判定がYesの場合はS26において、学習使用パターンがクリアされる。次のS27においては、一定期間の間標準使用パターンに基づいて給湯システム1を運転するように指示する指令が給湯運転制御へ出され、その後リターンする。また、S25の判定がNoの場合(季節A,Bが同じである場合)には、S26とS27をスキップしてリターンする。 In S25 following S24, it is determined whether the above seasons A and B are different, and if the determination is Yes, the learned usage pattern is cleared in S26. In the next S27, a command is sent to the hot water operation control to operate the hot water system 1 based on the standard usage pattern for a certain period of time, and then the process returns. Also, if the determination in S25 is No (if seasons A and B are the same), S26 and S27 are skipped and the process returns.
次に、前記の給湯運転制御に対して、例えば40ms毎のインターバル割り込みにて実行される長期不在に基づく学習使用パターンクリア処理について、図8のフローチャートにより説明する。 Next, the process of clearing the learned usage pattern based on a long absence, which is executed at intervals of, for example, every 40 ms, for the hot water supply operation control, is explained using the flowchart in Figure 8.
この処理の開始後、S30において給湯システム1の使用開始から一定期間(例えば、1週間)経過した否か判定される。この判定は、前記のタイマーT1の計時時間に基づいて判定する。S30の判定がNoの場合はS30を繰り返す。S30の判定がYesで、上記一定期間が経過して試運転期間が経過している場合には、S31において電源OFFか否か判定され、その判定がNoの場合はS31を繰り返し、電源がOFFされると、S32においてタイマーT2がスタートされる。 After this process starts, in S30, it is determined whether a certain period of time (e.g., one week) has passed since the start of use of the hot water supply system 1. This determination is made based on the time measured by the timer T1. If the determination in S30 is No, S30 is repeated . If the determination in S30 is Yes and the certain period of time has passed and the trial operation period has elapsed, it is determined in S31 whether the power is OFF, and if the determination is No, S31 is repeated, and when the power is OFF, the timer T2 is started in S32.
次にS33において、電源ONか否か判定され、その判定がNoの場合はS33を繰り返し、電源がONされるとS34において電源OFFから電源ONまで所定期間(例えば、1週間)以上経過したか否か判定される。この判定はタイマーT2の計時時間に基づいて判定される。 Next, in S33, it is determined whether the power is ON or not, and if the determination is No, S33 is repeated, and when the power is ON, in S34, it is determined whether or not a predetermined period (e.g., one week) has elapsed since the power was turned OFF until it was turned ON. This determination is made based on the time measured by timer T2.
S34の判定がYesの場合はS35において学習使用パターンがクリアされる。
即ち、ユーザーが旅行等で所定期間不在であった場合、その間に季節が変った可能性があること、或いは、引っ越しや建物の譲渡によりユーザーが変わった可能性があること等に鑑みて、学習使用パターンがクリアされる。
S35の次のS36においては、標準使用パターンに基づいて一定期間の間給湯システム1を運転するように指示する指令が給湯運転制御へ出され、その後リターンする。
尚、S34の判定がNoの場合は、S35とS36をスキップしてリターンする。
If the determination in S34 is Yes, the learned usage pattern is cleared in S35.
That is, if the user is away for a specified period of time due to travel or the like, the learned usage pattern is cleared in consideration of the possibility that the season may have changed during that time, or that the user may have changed due to moving or the transfer of the building.
In S36 following S35, a command is issued to the hot water supply operation control to instruct operation of the hot water supply system 1 for a fixed period based on the standard usage pattern, and then the process returns.
If the determination in S34 is No, S35 and S36 are skipped and the process returns.
次に、以上説明した給湯システム1の作用、効果について説明する。
給湯システム1の使用開始から一定期間経過前に電源がリセットされた場合に、メモリに記憶している学習データがクリアされるため、試運転中の給湯使用のデータに基づいて学習使用パターンが作成されることはない。そのため、その後に作成される学習使用パターンを実際の給湯使用を反映するものにすることができる。尚、試運転には、実使用前の使用確認を含む。
Next, the operation and effects of the hot water supply system 1 described above will be described.
If the power is reset before a certain period of time has elapsed since the start of use of the hot water supply system 1, the learned data stored in the memory is cleared, and no learned usage pattern is created based on the hot water supply usage data during the trial run. Therefore, the learned usage pattern created thereafter can reflect the actual hot water supply usage. The trial run includes a check of usage before actual use.
以上のように、電源のリセットの前後で季節判定が異なるときにはメモリに記憶している学習使用パターンがクリアされる。
季節の変わり目には、人の移動や転居の可能性が高く、給湯システム1のユーザーが変わる可能性が高い。そこで、上記のように学習使用パターンがクリアされる。このように、学習使用パターンがクリアされると、その後の一定期間の給湯使用のデータに基づいて新たな学習使用パターンが作成される。
As described above, when the seasonal determination is different before and after the power reset, the learned usage pattern stored in the memory is cleared.
At the change of seasons, there is a high possibility that people will move or relocate, and there is a high possibility that the user of the hot water supply system 1 will change. Therefore, the learned usage pattern is cleared as described above. When the learned usage pattern is cleared in this manner, a new learned usage pattern is created based on the data of hot water supply usage for a certain period of time thereafter.
ここで、フローチャートには図示省略したが、電源リセットの前後における季節判定を行う際に、給水温度センサ8aで検出される給水温度(但し、給水実行中の給水温度)に基づいて季節判定を行うこともできる。例えば、給水温度が2℃以上変化した場合には季節が変わったと判定する。また、外気温センサ40aで検出される外気温度に基づいて季節判定を行うこともできる。例えば、外気温が5℃以上変化した場合には季節が変わったと判定する。このように、給水温度や外気温に基づいて季節判定を行う場合、給湯システム1に装備されている給水温度センサ8aや外気温センサ40aを有効活用して判定することができる。 Although not shown in the flowchart, when determining the season before and after a power reset, the season determination can also be made based on the water supply temperature (however, the water supply temperature while water supply is in progress) detected by the water supply temperature sensor 8a. For example, if the water supply temperature changes by 2°C or more, it is determined that the season has changed. The season determination can also be made based on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 40a. For example, if the outside air temperature changes by 5°C or more, it is determined that the season has changed. In this way, when determining the season based on the water supply temperature and the outside air temperature, the water supply temperature sensor 8a and the outside air temperature sensor 40a equipped in the hot water supply system 1 can be effectively used to make the determination.
ユーザーの旅行等により所定期間(例えば、1週間)以上ユーザーが不在になった場合、電源のOFF後に所定期間以上経過して電源ONされることになる。このような場合、不在の間に季節が変わってしまうこともあり、その間に学習使用パターンの更新もなされないため、学習使用パターンが実際の給湯使用パターンを反映しなくなる可能性が高い。また、人の移動や建物の譲渡によりユーザーが変わった場合にも、学習使用パターンが実際の給湯使用パターンを反映しなくなる可能性が高い。 If the user is away for a specified period of time (e.g., one week) due to travel or other reasons, the power will be turned on after a specified period of time has passed since it was turned off. In such a case, the season may change while the user is away, and the learned usage pattern will not be updated during that time, so there is a high possibility that the learned usage pattern will no longer reflect the actual hot water usage pattern. In addition, if the user changes due to a person moving or the building being transferred, there is a high possibility that the learned usage pattern will no longer reflect the actual hot water usage pattern.
それ故、このような場合には、メモリに記憶している学習使用パターンがクリアされ、標準使用パターンにより給湯システム1の運転が行われる。尚、その後の給湯使用パターンに基づいて新たな学習使用パターンが作成される。 Therefore, in such a case, the learned usage pattern stored in the memory is cleared, and the hot water supply system 1 is operated according to the standard usage pattern. Furthermore, a new learned usage pattern is created based on the subsequent hot water supply usage pattern.
次に、前記実施形態を部分的に変更する例について説明する。
1)図6のS14の一定期間は、例えば1週間に限るものではなく、1週間前後の期間であればよい。同様に、図7のS20と図8のS30の一定期間も例えば1週間に限るものではなく、1週間前後の期間であればよい。
同様に、図8のS34の所定期間も例えば1週間に限るものではなく、10日又は20日でもよい。
Next, an example in which the above embodiment is partially modified will be described.
1) The fixed period of S14 in Fig. 6 is not limited to, for example, one week, but may be a period of about one week. Similarly, the fixed periods of S20 in Fig. 7 and S30 in Fig. 8 are not limited to, for example, one week, but may be a period of about one week.
Similarly, the predetermined period of time in S34 of FIG. 8 is not limited to one week, but may be 10 or 20 days.
2)図6のタイマーT1を省略し、その代わりに制御ユニット43の時計機能から得られる年月日情報を記憶しておき、その情報を用いてS14の判定を行ってもよい。同様に、図8のタイマーT2を省略し、その代わりに制御ユニット43の時計機能から得られる年月日情報を記憶しておき、その情報を用いてS34の判定を行ってもよい。 2) Timer T1 in FIG. 6 may be omitted, and instead date information obtained from the clock function of control unit 43 may be stored, and the determination in S14 may be made using that information. Similarly, timer T2 in FIG. 8 may be omitted, and instead date information obtained from the clock function of control unit 43 may be stored, and the determination in S34 may be made using that information.
3)前記給湯システム1は一例を示すものであり、ヒートポンプ熱源機3の代わりに燃料電池ユニットまたはガスエンジン等が採用される場合もある。
4)制御ユニット43にユーザーを識別する識別情報を登録可能に構成し、そこに登録される識別情報が変わった場合にも、学習使用パターンをクリアするように構成することも考えられる。
5)その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加して実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
3) The hot water supply system 1 is merely an example, and a fuel cell unit, a gas engine, or the like may be used instead of the heat pump heat source unit 3.
4) It is also possible to configure the control unit 43 so that identification information for identifying a user can be registered, and to clear the learned usage pattern even when the registered identification information is changed.
5) In addition, a person skilled in the art can implement the above-described embodiments by making various modifications without departing from the spirit of the present invention, and the present invention also includes such modifications.
1 給湯システム
2 貯湯給湯ユニット
3 ヒートポンプ熱源機
4 貯湯タンク
5 補助熱源機
43 制御ユニット
1 Hot water supply system 2 Hot water storage unit 3 Heat pump heat source unit 4 Hot water storage tank 5 Auxiliary heat source unit 43 Control unit
Claims (4)
給湯使用量のデータを一定期間学習する毎に学習使用パターンを更新して記憶する学習記憶手段を有し、前記学習使用パターンに基づいて給湯システムの運転を行なうように構成され、
前記給湯システムの使用開始から前記一定期間経過前に電源がリセットされた場合に、前記学習記憶手段に記憶している給湯使用量のデータがクリアされ、
前記給湯システムの使用開始から一定期間経過後に学習使用パターンに基づいて給湯システムの運転が行われている場合に、前記電源のリセットの前後で季節判定が異なるときには前記学習記憶手段に記憶している学習使用パターンがクリアされることを特徴とする給湯システム。 In a hot water supply system having a heating device for heating water and a hot water storage tank for storing hot water,
The hot water supply system is configured to have a learning and storing means for updating and storing a learning usage pattern every time data on hot water usage is learned for a certain period of time, and to operate the hot water supply system based on the learning usage pattern,
When the power supply is reset before the certain period of time has elapsed since the start of use of the hot water supply system, the data on the hot water usage stored in the learning and storing means is cleared ,
This hot water supply system is characterized in that when the hot water supply system is operated based on a learned usage pattern after a certain period of time has passed since the start of use of the hot water supply system, the learned usage pattern stored in the learning memory means is cleared if the seasonal determination is different before and after the power supply is reset .
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