JP5945687B2

JP5945687B2 - 貯湯式給湯装置

Info

Publication number: JP5945687B2
Application number: JP2012009881A
Authority: JP
Inventors: 近藤　貴幸; 貴幸近藤; 真佐行濱田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2032-01-20
Also published as: JP2013148293A

Description

本発明は、加熱手段で加熱した高温の湯を貯湯槽へ貯湯して利用する貯湯式給湯装置の沸上げ制御に関するものである。

従来、この種の貯湯式給湯装置の沸上げ制御は、早朝、昼間、夕方、夜間、深夜等の時間帯において、定められた貯湯槽温度検出手段の温度が一定以下となった時に沸上げを開始し、一定温度以上になると沸上げを完了するように制御されている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、前記特許文献１に記載された給湯装置を示すもので、図７は一日の使用熱量の一例である。

図６に示すように、給湯装置は、貯湯槽１と、前記貯湯槽１の低温水を加熱する加熱手段２と、前記貯湯槽１下部と前記加熱手段２とを接続する入水配管３と、前記貯湯槽１上部と前記加熱手段２とを接続する出湯配管４と、前記入水配管３中に設置された循環ポンプと５、前記貯湯槽１に低温水を供給する給水配管６と、前記給水配管６に設置された給水温度検出手段７とを備えている。

また、前記貯湯槽１上部に設置され、前記貯湯槽１内の高温の湯を給湯する給湯配管８と、前記給水配管６の低温水と前記給湯配管８の高温の湯を混合する給湯混合弁９と、前記給湯配管８に設置された給湯温度検出手段１０と、前記給湯配管８に設置された給湯流量検出手段１１と、前記貯湯槽１に設置され、前記貯湯槽１の温度を検出する貯湯槽温度検出手段１２と、制御装置１３とを備えている。

そして、従来の沸上げ制御について図７、図８を用いて説明すると、従来の沸上げ制御では、一日に図７に示すような給湯負荷があった場合、沸上げ起動判定対象となっている貯湯槽温度検出手段の温度が一定以下となった時、沸上げを開始する。

そのため、貯湯槽温度検出手段の温度条件により、昼夜、節電時間帯に関係なく起動判定条件を満たした場合、図８のように沸上げが開始される。

特開２０１０−１７５１４６号公報

しかしながら、前記従来の沸上げ制御は、オール電化または深夜電力料金設定によりランニングコストが安い夜間や深夜時間帯に多く沸上げるよう設定されている。

そのため、湯切れ防止を最優先に、定められた貯湯槽温度検出手段の温度が一定以下となった時に沸上げを開始するため、貯湯槽温度検出手段の温度によっては節電時間帯（例；夏期１３時〜１５時）に沸上げを行ってしまうという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、貯湯式給湯装置の沸上げ制御において、節電時間帯に沸上げを行うことを禁止することで、安定した電力供給を行うことに貢献できる貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯装置は、貯湯槽と、前記貯湯槽の湯水を加熱するヒートポンプと、前記貯湯槽の高さ方向に複数配設され、前記貯湯槽の湯水の温度を検出する貯湯槽温度検出手段と、制御装置とを備え、電力会社により設定された節電時間帯に、前記ヒートポンプにて前記貯湯槽の湯水を加熱する沸上げ運転を行わない沸上げ運転禁止時間を使用者が設定できるとともに、前記沸上げ運転禁止時間において、前記貯湯槽温度検出手段の温度が一定以下となり、前記沸上げ運転が行われた場合には、翌日には、前記沸上げ運転禁止時間に利用されると予測される給湯熱量分を、前記沸上げ運転禁止時間以前に予め沸上げておくことを特徴とするものである。

これによって、節電時間帯に沸上げがあった場合、その翌日には節電時間帯より前の時
間帯に予め沸上げを行っておくことで、湯切れ防止を可能にすると共に、節電時間帯に沸上げを行わないようにすることができる。

本発明によれば、貯湯式給湯装置の沸上げ制御において、節電時間帯に沸上げを行うことを禁止することで、安定した電力供給を行うことに貢献できる貯湯式給湯装置を提供できる。

本発明の実施の形態１における貯湯式給湯装置の一日の沸上げ運転状態を示す図同貯湯式給湯装置の貯湯槽温度と沸上げ運転との関係をしめす図同貯湯式給湯装置の沸上げ温度制御を示す図（ａ）同貯湯式給湯装置の他の一日（前日）の沸上げ運転状態を示す図（ｂ）同貯湯式給湯装置の他の一日（翌日）の沸上げ運転状態を示す図（ａ）同貯湯式給湯装置の他の一日の沸上げ運転状態を示す図（ｂ）同貯湯式給湯装置の他の一日の沸上げ運転状態を示す図従来の貯湯式給湯装置の構成図同一日の使用熱量例を示す図同一日の沸上げ沸上げ運転状態を示す図

第１の発明は、貯湯槽と、前記貯湯槽の湯水を加熱するヒートポンプと、前記貯湯槽の高さ方向に複数配設され、前記貯湯槽の湯水の温度を検出する貯湯槽温度検出手段と、制御装置とを備え、電力会社により設定された節電時間帯に、前記ヒートポンプにて前記貯湯槽の湯水を加熱する沸上げ運転を行わない沸上げ運転禁止時間を使用者が設定できるとともに、前記沸上げ運転禁止時間において、前記貯湯槽温度検出手段の温度が一定以下となり、前記沸上げ運転が行われた場合には、翌日には、前記沸上げ運転禁止時間に利用されると予測される給湯熱量分を、前記沸上げ運転禁止時間以前に予め沸上げておくことを特徴とする貯湯式給湯装置で、停電リスクを低減し安定した電力供給を行うことができる。

また、節電時間帯に沸上げを行うこと無く湯切れを防止することができる。

第２の発明は、翌日には、前日の沸上げ温度よりも所定温度高い沸上げ温度となるように、前記沸上げ運転を行うようにすることを特徴とする貯湯式給湯装置である。

これにより、節電時間帯に利用されると予測される給湯熱量分を考慮した高温度沸上げを節電時間帯以前に予め行っておくことにより、節電時間帯に沸上げを行うこと無く湯切れを防止することができる。

なお、この制御の場合、ヒートポンプ方式においては、沸上げ起動判定対象の貯湯槽温度検出手段が同一であり沸上総流量が同量であることから、入水温度が上昇すること無く沸上げを行うことができるため、沸上げ効率を低下させること無く湯切れを防止することができる。

また、第１の発明においては、使用者が直接その日の給湯熱量分を判断し、電力料金の高い時間帯に沸上げを行わないように設定することができるため、湯切れ防止を前提とした最適な沸上げを行うことができる。

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。

（実施の形態１）
貯湯式給湯装置の構成については、前記図６の構成と同一なので、その説明は省略する。以下、貯湯式給湯装置の動作、作用について説明する。

基本的な動作としては、沸上げ前は貯湯槽１に低温水が多く満たされており、沸上げ運転を開始すると、貯湯槽１下部の低温水が、循環ポンプ５により、ヒータやヒートポンプ等の加熱手段２に送出され、そこで加熱されて高温の湯が貯湯槽１上部に戻される。

これによって貯湯槽１には高温の湯が貯えられていく。ここで、加熱手段にヒータを用いる場合は、貯湯槽内部に設置しても良い。

沸上げ後の給湯利用の際には、まず、出湯配管４を通じて出湯される貯湯槽１の高温の湯は、給水配管６により給水される低温水と共に給湯混合弁９で混合される。

この時、制御装置１３により予め設定された温度に給湯温度検出手段１０が示すよう給湯混合弁９の開度が設定される。その後、給湯口１４に導かれる。また、給湯に使用された湯量相当の低温水が、給水配管６を通じて貯湯槽１下部から流入する。

本発明の沸上げ制御は、図１で示すように、節電時間帯の沸上げを禁止し、節電時間帯以前に予め多く沸上げを行うよう制御されている。

そのため、電力ピーク時間帯の電力使用量削減による停電リスクの低減と湯切れ防止を両立させることができる。

このように、節電時間帯に沸上げを禁止することにより、湯切れをさせること無く電力ピーク時間帯の電力量を削減することができる。

図２は、貯湯式給湯装置の貯湯槽温度検出手段の沸上げ運転の運転開始および停止を変更意させる制御を示す図である。

図２のように、電力会社により設定された節電時間帯に沸上げ運転があった時、その翌日には前日の沸上げ起動判定対象となった貯湯槽温度検出手段より、一つ下方の前記貯湯槽温度検出手段で沸上げ起動判定をようにする。

これにより、節電時間帯より前に、節電時間帯に利用されると予測される給湯熱量分を予め沸上げておくことで、湯切れを防止することができる。

また、図３のように電力会社により設定された節電時間帯に沸上げ運転があった時、その翌日には前日の沸上げ温度よりも、所定温度高い温度で沸上げを行うようにする。

そのため、節電時間帯に利用されると予測される給湯熱量分を考慮した高温度沸上げを事前にしておくことにより、湯切れ防止を可能とすることができる。

また、図３のように電力会社により設定された節電時間帯に沸上げがあった時、図４のように制御装置に、その沸上げ総時間と沸上げ開始時間を記憶させ、その翌日には前日の沸上げ開始時間からその沸上げ総時間を遡って沸上げを開始するようにする。

そのため、節電時間帯に利用されると予測される給湯熱量分を、節電開始時間までに確実に沸上げを行うことができ、湯切れを防止することができる。

また、図５のようには、沸上げ禁止時間を、使用者が制御装置に設定できるように設定手段を設ける。

これにより、節電時間帯以外にも沸上げを禁止する時間を任意に設定することができ、使用者が直接その日の給湯負荷を判断し電力料金の高い時間帯に沸上げを行わないように設定可能なため、湯切れ防止を前提とした最適な沸上げを行うことができる。

以上より、電力ピーク時間帯の沸上げを行うことなく停電リスク低減に貢献し、また、湯切れ防止を可能とするため、良好な使い勝手と電力の安定利用とを実現できる。

以上のように、本発明にかかる貯湯式給湯装置は、ヒータやヒートポンプ方式等の加熱手段で加熱した高温の湯を貯湯槽へ貯湯して利用する貯湯式給湯装置の沸上げ制御において、電力会社により設定された節電時間帯に沸上げを行うことを禁止するため、家庭用および業務用の貯湯式給湯装置に適用できる。

１貯湯槽
２加熱手段
３入水配管
４出湯配管
５循環ポンプ
６給水配管
７給水温度検出手段
８給湯配管
９給湯混合弁
１０給湯温度検出手段
１１給湯流量検出手段
１２貯湯槽温度検出手段
１３制御装置
１４給湯口

Claims

貯湯槽と、前記貯湯槽の湯水を加熱するヒートポンプと、前記貯湯槽の高さ方向に複数配設され、前記貯湯槽の湯水の温度を検出する貯湯槽温度検出手段と、制御装置とを備え、電力会社により設定された節電時間帯に、前記ヒートポンプにて前記貯湯槽の湯水を加熱する沸上げ運転を行わない沸上げ運転禁止時間を使用者が設定できるとともに、前記沸上げ運転禁止時間において、前記貯湯槽温度検出手段の温度が一定以下となり、前記沸上げ運転が行われた場合には、翌日には、前記沸上げ運転禁止時間に利用されると予測される給湯熱量分を、前記沸上げ運転禁止時間以前に予め沸上げておくことを特徴とする貯湯式給湯装置。
翌日には、前日の沸上げ温度よりも所定温度高い沸上げ温度となるように、前記沸上げ運転を行うようにすることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯装置。