JP6036016B2 - Heat pump hot water supply system - Google Patents
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Description
本発明はヒートポンプ給湯システムに関して、特に太陽光発電装置が併設されたヒートポンプ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 provided with a solar power generation device.
従来、ヒートポンプ式熱源機と貯湯タンクと燃焼式の補助熱源機とを有するヒートポンプ給湯装置（所謂、ハイブリッドヒートポンプ）と、太陽光を利用して発電する複数の太陽電池パネルを有する太陽電池発電装置と、この太陽光発電装置による発電電力及び家庭内の使用電力を測定する電力測定装置等を備えたヒートポンプ給湯システムが実用化されている。 Conventionally, a heat pump hot water supply device (so-called hybrid heat pump) having a heat pump heat source device, a hot water storage tank, and a combustion type auxiliary heat source device, and a solar cell power generation device having a plurality of solar cell panels that generate power using sunlight A heat pump hot water supply system equipped with a power measuring device for measuring power generated by the solar power generator and power used in the home has been put into practical use.
この種のヒートポンプ給湯システムは、一般的に、電力測定装置とヒートポンプ給湯装置とを通信接続してヒートポンプ給湯装置が発電状態データを受信することが可能に構成されているため、太陽光発電装置の発電状態に応じてヒートポンプ給湯装置の運転を適宜制御することができる。このようなヒートポンプ給湯システムのヒートポンプ給湯装置の制御方法に関しては、種々の文献に開示されている。 This type of heat pump hot water supply system is generally configured so that the power measurement device and the heat pump hot water supply device are connected in communication and the heat pump hot water supply device can receive power generation state data. The operation of the heat pump water heater can be appropriately controlled according to the power generation state. The control method of the heat pump hot water supply apparatus of such a heat pump hot water supply system is disclosed in various documents.
例えば、特許文献１のヒートポンプ給湯システムにおいては、ヒートポンプ式熱源機と、貯湯タンクと、太陽光発電装置と、商用電力系統の交流電力を直流電力に変換して蓄電すると共に蓄電された直流電力を交流電力に変換して給電する蓄電装置とを備え、ヒートポンプ式熱源機の翌日の運転に必要な電力量と太陽光発電装置の発電量とを予め予測し、この予測値から発電量の余剰分を求め、この余剰分の有無に応じて蓄電装置とヒートポンプ式熱源機の運転を制御している。 For example, in the heat pump hot water supply system of Patent Document 1, a heat pump heat source device, a hot water storage tank, a solar power generation device, and AC power of a commercial power system is converted into DC power and stored, and the stored DC power is stored. A power storage device that converts to AC power and supplies power, and predicts in advance the amount of power required for the next day operation of the heat pump heat source unit and the amount of power generated by the solar power generation device, and the surplus amount of power generation from this predicted value The operation of the power storage device and the heat pump heat source is controlled according to the presence or absence of this surplus.
ところで、ヒートポンプ式熱源機は、家庭内のヒートポンプ式熱源機以外の使用電力（テレビ、洗濯機、冷蔵庫等の電気機器の消費電力の総量）と比較するとかなり多くの電力を必要とする。現状では、売電単価は買電単価の約２倍（例えば、買電単価２１円、売電単価４２円）に設定されているため、太陽光発電装置で発電された売電可能な電力をヒートポンプ式熱源機で消費するとコスト高となる可能性があり、太陽光発電装置の設置メリットを活かせないという問題がある。 By the way, a heat pump type heat source machine requires a considerably large amount of electric power as compared with electric power used other than the heat pump type heat source machine in the home (total amount of electric power consumed by electric devices such as a television, a washing machine, and a refrigerator). At present, the unit price of power sales is set to approximately twice the unit price of power purchase (for example, the unit price of power purchase is 21 yen and the unit price of power sale is 42 yen). If consumed by a heat pump heat source machine, the cost may increase, and there is a problem that the merit of installing the solar power generation apparatus cannot be utilized.
特許文献１では、太陽光発電装置で発電された電力の余剰分をヒートポンプ式熱源機に供給する構造であるが、太陽光発電装置による翌日の発電量に余裕が無い場合は、安価な夜間電力を利用して予め蓄電装置に電力を蓄電し、この蓄電された電力で必要に応じて昼間にヒートポンプ式熱源機を駆動するように構成されている。しかし、一般的に蓄電装置は高価なものであるので、ヒートポンプ給湯システム全体の設備コストが高くなってしまい、ヒートポンプ給湯システムを採用するメリットが無くなってしまう虞がある。 In patent document 1, although it is the structure which supplies the surplus of the electric power generated with the solar power generation device to the heat pump type heat source machine, when there is no allowance for the power generation amount of the next day by the solar power generation device, the inexpensive night power Is stored in advance in the power storage device, and the stored power is used to drive a heat pump heat source unit during the day as needed. However, since the power storage device is generally expensive, the facility cost of the entire heat pump hot water supply system becomes high, and there is a possibility that the merit of employing the heat pump hot water supply system may be lost.
本発明の目的は、ヒートポンプ給湯装置の運転コストを低減可能なヒートポンプ給湯システムを提供すること、などである。 The objective of this invention is providing the heat pump hot-water supply system which can reduce the operating cost of a heat pump hot-water supply apparatus, etc.
請求項１のヒートポンプ給湯システムは、ヒートポンプ式熱源機と貯湯タンクと燃焼式の補助熱源機とを有するヒートポンプ給湯装置と、太陽光発電装置による発電量及び家庭内の使用電力を測定する電力測定装置とを備え、前記電力測定装置と前記ヒートポンプ給湯装置とを通信接続して前記ヒートポンプ給湯装置が発電状態データを受信することが可能なヒートポンプ給湯システムにおいて、前記太陽光発電装置による発電電力が、前記家庭内の使用電力を超えている場合で且つ前記ヒートポンプ式熱源機の使用電力に占める前記太陽光発電装置から供給される電力の比率がヒートポンプ式熱源機の運転コストと補助熱源機の運転コストに基づいて決定される設定値を上回っている場合には、前記ヒートポンプ式熱源機による給湯運転を禁止又は制限する制御ユニットを備えたことを特徴としている。 The heat pump hot water supply system according to claim 1 includes a heat pump hot water supply device having a heat pump heat source device, a hot water storage tank, and a combustion type auxiliary heat source device, and a power measurement device that measures the amount of power generated by the solar power generation device and the electric power used in the home. In the heat pump hot water supply system in which the heat pump hot water supply device can receive power generation state data by communicatively connecting the power measuring device and the heat pump hot water supply device, the power generated by the solar power generation device is The ratio of the electric power supplied from the solar power generation device to the electric power used by the heat pump heat source unit when the electric power used in the home is exceeded is the operating cost of the heat pump type heat source unit and the operating cost of the auxiliary heat source unit if it exceeds the set value that is determined based on the hot water supply operation by the heat pump heat source unit It is characterized by comprising a control unit for stopping or limiting.
請求項２のヒートポンプ給湯システムは、請求項１の発明において、前記制御ユニットは、前記ヒートポンプ式熱源機が運転禁止又は制限されている状態において給湯要求があった場合には、前記補助熱源機を駆動して給湯運転を行うことを特徴としている。 A heat pump hot water supply system according to a second aspect of the present invention is the heat pump hot water supply system according to the first aspect, wherein the control unit turns off the auxiliary heat source device when there is a hot water supply request in a state where the operation of the heat pump heat source device is prohibited or restricted. It is characterized by driving and performing hot water supply operation.
請求項１の発明によれば、太陽光発電装置による発電電力が、家庭内の使用電力を超えている場合で且つヒートポンプ式熱源機の使用電力に占める太陽光発電装置から供給される電力の比率がヒートポンプ式熱源機の運転コストと補助熱源機の運転コストに基づいて決定される設定値を上回っている場合には、ヒートポンプ式熱源機による給湯運転を禁止又は制限する制御ユニットを備えたので、ヒートポンプ式熱源機の使用電力を低減して、売電量を増加させることができ、故に、運転コストを低減することができる。そして、太陽光発電装置の発電電力が低い場合は、ヒートポンプ式熱源機による給湯運転を禁止又は制限せずに、ヒートポンプ式熱源機の運転を継続することができる。
また、高価な蓄電装置等の蓄電機能を備えたものを新たに設置する必要なく運転コストを低減することができる。
According to invention of Claim 1, the ratio of the electric power supplied from the solar power generation device when the electric power generated by the solar power generation device exceeds the electric power used in the home and occupies the electric power used by the heat pump heat source device If it exceeds the set value determined based on the operating cost of the heat pump heat source machine and the operating cost of the auxiliary heat source machine, because it has a control unit that prohibits or restricts hot water supply operation by the heat pump heat source machine, The power consumption of the heat pump heat source machine can be reduced to increase the amount of power sold, and hence the operating cost can be reduced. And when the generated electric power of a solar power generation device is low, the operation | movement of a heat pump type heat source machine can be continued, without prohibiting or restricting the hot water supply operation by a heat pump type heat source machine.
In addition, the operation cost can be reduced without the need to newly install a device having a power storage function such as an expensive power storage device.
請求項２の発明によれば、制御ユニットは、ヒートポンプ式熱源機が運転禁止又は制限されている状態において給湯要求があった場合には、補助熱源機を駆動して給湯運転を行うので、ヒートポンプ給湯システムの売電状態を維持しながら給湯することができ、使用者の利便性が損なわれることがない。 According to the invention of claim 2, the control unit drives the auxiliary heat source device to perform the hot water supply operation when there is a hot water supply request in a state where the operation of the heat pump heat source device is prohibited or restricted. Hot water can be supplied while maintaining the power selling state of the hot water supply system, and the convenience for the user is not impaired.
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described based on examples.
先ずは、ヒートポンプ給湯システムＳの全体構造について簡単に説明する。
図１に示すように、ヒートポンプ給湯システムＳは、貯湯タンクユニット２とヒートポンプ式熱源機３とからなるヒートポンプ給湯装置１と、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置４０と、この太陽光発電装置４０による発電電力及び家庭内の使用電力を測定する電力測定装置４５とを備え、電力測定装置４５とヒートポンプ給湯装置１とを通信接続してヒートポンプ給湯装置１が発電状態データを受信することが可能に構成されている。
First, the overall structure of the heat pump hot water supply system S will be briefly described.
As shown in FIG. 1, the heat pump hot water supply system S includes a heat pump hot water supply apparatus 1 including a hot water storage tank unit 2 and a heat pump heat source unit 3, a solar power generation apparatus 40 that generates power using sunlight, A power measuring device 45 that measures the power generated by the power generating device 40 and the power used in the home, and the power measuring device 45 and the heat pump hot water supply device 1 are connected by communication so that the heat pump hot water supply device 1 receives the power generation state data. Is configured to be possible.
次に、ヒートポンプ給湯装置１について説明する。
図１に示すように、ヒートポンプ給湯装置１は、温水を貯留する大容量の貯湯タンク１２と補助熱源機１３とを備えた貯湯タンクユニット２、ヒートポンプ回路を有するヒートポンプ式熱源機３、貯湯タンクユニット２とヒートポンプ式熱源機３との間に湯水を循環させる温水循環用配管９から構成され、台所等での少量の給湯には貯湯タンク１２内の湯水を供給し、風呂等への大量の給湯にはヒートポンプ式熱源機３又は補助熱源機１３を駆動して湯水を供給するものである。
Next, the heat pump hot water supply apparatus 1 will be described.
As shown in FIG. 1, a heat pump hot water supply apparatus 1 includes a hot water storage tank unit 2 having a large capacity hot water storage tank 12 for storing hot water and an auxiliary heat source unit 13, a heat pump heat source unit 3 having a heat pump circuit, and a hot water storage tank unit. 2 and a heat pump type heat source unit 3 for circulating hot water between the heat pump type heat source device 3 and supplying hot water in the hot water storage tank 12 for a small amount of hot water supply in the kitchen, etc. In this case, hot water is supplied by driving the heat pump type heat source unit 3 or the auxiliary heat source unit 13.
次に、貯湯タンクユニット２について説明する。
図１に示すように、貯湯タンクユニット２は、縦長筒状の外周面を有する貯湯タンク１２、各種の配管６，７，８，９，１０、主制御ユニット１１、補助熱源機１３、外装ケース１４などを備えている。貯湯タンク１２は、ヒートポンプ式熱源機３で加熱された高温の温水を貯留するものであり、耐腐食性に優れたステンレス製の板材で構成されている。
Next, the hot water storage tank unit 2 will be described.
As shown in FIG. 1, a hot water storage tank unit 2 includes a hot water storage tank 12 having a vertically long cylindrical outer peripheral surface, various pipes 6, 7, 8, 9, and 10, a main control unit 11, an auxiliary heat source unit 13, and an exterior case. 14 and so on. The hot water storage tank 12 stores high-temperature hot water heated by the heat pump heat source unit 3, and is made of a stainless steel plate material having excellent corrosion resistance.
貯湯タンク１２の下端部には、水道管などの給水用配管７と温水循環用配管９の上流側配管９ａに接続される下部配管８が接続されている。給水用配管７には、貯湯タンク１２へ水道水を供給する為の開閉弁１５が設けられており、通常は開閉弁１５が開弁されていて、水道水を貯湯タンク１２内に供給するようになっている。 A lower pipe 8 connected to a water supply pipe 7 such as a water pipe and an upstream pipe 9 a of a hot water circulation pipe 9 is connected to the lower end of the hot water storage tank 12. The water supply pipe 7 is provided with an open / close valve 15 for supplying tap water to the hot water storage tank 12. Normally, the open / close valve 15 is opened so that tap water is supplied into the hot water storage tank 12. It has become.
温水循環用配管９は、上流側配管９ａと下流側配管９ｂとを有し、貯湯タンク１２から液送ポンプ１６を介して温水（貯留水）が下部配管８、上流側配管９ａを通りヒートポンプ式熱源機３に送られる。ヒートポンプ式熱源機３の温水加熱用熱交換器２１で加熱された温水は下流側配管９ｂへ流れる。 The hot water circulation pipe 9 has an upstream pipe 9a and a downstream pipe 9b, and hot water (reserved water) passes from the hot water storage tank 12 through the liquid feed pump 16 through the lower pipe 8 and the upstream pipe 9a. It is sent to the heat source unit 3. The hot water heated by the hot water heating heat exchanger 21 of the heat pump heat source unit 3 flows to the downstream pipe 9b.
貯湯タンク１２の上端部には、下流側配管９ｂと出湯用配管６に接続される上部配管１０が接続されている。上部配管１０には開閉弁１７が設けられている。通常は開閉弁１７が開弁されていて、下流側配管９ｂから上部配管１０を通って戻された高温の温水（例えば、８０〜９０℃）を貯湯タンク１２内に貯留することができ、給湯時には貯湯タンク１２内の高温の温水を上部配管１０に供給することができる。 An upper pipe 10 connected to the downstream side pipe 9 b and the hot water discharge pipe 6 is connected to the upper end of the hot water storage tank 12. The upper pipe 10 is provided with an on-off valve 17. Normally, the on-off valve 17 is opened, and hot hot water (for example, 80 to 90 ° C.) returned from the downstream pipe 9 b through the upper pipe 10 can be stored in the hot water storage tank 12. Sometimes hot hot water in the hot water storage tank 12 can be supplied to the upper pipe 10.
貯湯タンク１２の外面側は、例えば、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレンなどの樹脂を発泡成形した発泡断熱材からなる保温材１２ａで覆われている。貯湯タンク１２には、複数の温度センサ３１〜３４が高さ方向所定間隔おきの位置に配置されている。温度センサ３１〜３４は主制御ユニット１１に接続されており、温度センサ３１〜３４の温度検出信号が主制御ユニット１１に供給される。 The outer surface side of the hot water storage tank 12 is covered with a heat insulating material 12a made of a foam heat insulating material obtained by foaming a resin such as foamed polypropylene or foamed polystyrene. In the hot water storage tank 12, a plurality of temperature sensors 31 to 34 are arranged at predetermined intervals in the height direction. The temperature sensors 31 to 34 are connected to the main control unit 11, and temperature detection signals from the temperature sensors 31 to 34 are supplied to the main control unit 11.
出湯用配管６は、高温の湯水が流れる上流側配管６ａと、水と高温の湯水が混合された混合湯水が流れる下流側配管６ｂとを有している。上流側配管６ａの下流端が混合弁２７に接続され、下流側配管６ｂの上流端が混合弁２７に接続され、給水用配管７の途中部から分岐する分岐配管７ａが混合弁２７に接続されている。出湯用配管６の下流側配管６ｂの途中部分に補助熱源機１３が設置されている。下流側配管６ｂの下流端に給湯栓４が接続されている。 The hot water supply pipe 6 has an upstream pipe 6a through which high-temperature hot water flows and a downstream pipe 6b through which mixed hot water mixed with water and high-temperature hot water flows. The downstream end of the upstream pipe 6 a is connected to the mixing valve 27, the upstream end of the downstream pipe 6 b is connected to the mixing valve 27, and the branch pipe 7 a that branches from the middle of the water supply pipe 7 is connected to the mixing valve 27. ing. An auxiliary heat source unit 13 is installed in the middle of the downstream pipe 6b of the tap water pipe 6. A hot-water tap 4 is connected to the downstream end of the downstream pipe 6b.
補助熱源機１３は、都市ガスを燃料とするガス給湯器であり、ガスバーナーからなる燃焼部１３ａと、この燃焼部１３ａに燃焼用空気を供給する為の送風機１３ｂと、前記燃焼部１３ａから発生する燃焼熱によって水を再加熱して湯水を生成する熱交換器１３ｃ等を備え、外部から延びるガス配管を介して燃焼部１３ａにガスが供給される。尚、補助熱源機１３内を通過する下流側配管６ｂをバイパスするバイパス配管３６が設けられ、切換弁３７により下流側配管６ｂとバイパス配管３６とを択一的に切替可能である。 The auxiliary heat source unit 13 is a gas water heater that uses city gas as a fuel. The auxiliary heat source unit 13 is generated from a combustion unit 13a composed of a gas burner, a blower 13b for supplying combustion air to the combustion unit 13a, and the combustion unit 13a. A heat exchanger 13c that reheats water with combustion heat to generate hot water is provided, and gas is supplied to the combustion unit 13a through a gas pipe extending from the outside. A bypass pipe 36 that bypasses the downstream pipe 6b that passes through the auxiliary heat source unit 13 is provided, and the downstream pipe 6b and the bypass pipe 36 can be switched selectively by a switching valve 37.
外装ケース１４は、薄鋼板製の箱状に形成され、主制御ユニット１１、貯湯タンク１２、配管類６，７，８，１０、温水循環用配管９の大部分、補助熱源機１３、液送ポンプ１６、開閉弁１５，１７、混合弁２７、複数の温度センサ２８〜３０などを収容している。 The outer case 14 is formed in a box shape made of a thin steel plate, and includes a main control unit 11, a hot water storage tank 12, pipes 6, 7, 8, 10, most of the hot water circulation pipe 9, an auxiliary heat source machine 13, a liquid feed A pump 16, on-off valves 15 and 17, a mixing valve 27, a plurality of temperature sensors 28 to 30 and the like are accommodated.
次に、ヒートポンプ式熱源機３について説明する。
図１に示すように、ヒートポンプ式熱源機３は、蒸発器としての外気熱吸収用熱交換器１８と、圧縮機２０と、凝縮器としての温水加熱用熱交換器２１と、高圧の冷媒を急膨張させて温度と圧力を下げる膨張弁２２とを有し、これら機器１８，２０，２１，２２が冷媒配管２３を介して接続されヒートポンプ回路を構成し、冷媒配管２３に収容された冷媒を利用して給湯加熱運転を行う。
Next, the heat pump heat source machine 3 will be described.
As shown in FIG. 1, the heat pump heat source unit 3 includes an outside air heat absorption heat exchanger 18 as an evaporator, a compressor 20, a hot water heating heat exchanger 21 as a condenser, and a high-pressure refrigerant. An expansion valve 22 that rapidly expands and reduces temperature and pressure, and these devices 18, 20, 21, and 22 are connected via a refrigerant pipe 23 to form a heat pump circuit, and the refrigerant accommodated in the refrigerant pipe 23 Use hot water heating operation.
ヒートポンプ式熱源機３は、さらに送風モータ１９ａで駆動される蒸発器用の送風ファン１９と、主制御ユニット１１に接続され且つヒートポンプ式熱源機３を制御する補助制御ユニット２４と、これらを収納する外装ケース２５などを備えている。 The heat pump heat source unit 3 further includes an evaporator blower fan 19 driven by a blower motor 19a, an auxiliary control unit 24 connected to the main control unit 11 and controlling the heat pump heat source unit 3, and an exterior housing these components. A case 25 is provided.
外気熱吸収用熱交換器１８は、冷媒配管２３に含まれる蒸発器通路部１８ａを有し、この蒸発器通路部１８ａは複数のフィンを有し、この外気熱吸収用熱交換器１８において、蒸発器通路部１８ａを流れる冷媒と外気との間で熱交換され、冷媒は外気から吸熱して気化する。圧縮機２０は、気相状態の冷媒を断熱圧縮して温度上昇させる公知の密閉型圧縮機である。 The outside air heat absorption heat exchanger 18 includes an evaporator passage portion 18a included in the refrigerant pipe 23. The evaporator passage portion 18a includes a plurality of fins. In the outside air heat absorption heat exchanger 18, Heat is exchanged between the refrigerant flowing through the evaporator passage portion 18a and the outside air, and the refrigerant absorbs heat from the outside air and vaporizes. The compressor 20 is a known hermetic compressor that adiabatically compresses a refrigerant in a gas phase state to increase the temperature.
温水加熱用熱交換器２１は、熱交換器通路部２１ａと冷媒配管２３の一部である内部通路２１ｂとを有し、この内部通路２１ｂは例えば１６ＭＰａ以上の耐圧を有する銅管で形成されている。この温水加熱用熱交換器２１において、内部通路２１ｂを流れる冷媒と上流側配管９ａから熱交換器通路部２１ａに供給される湯水との間で熱交換され、湯水は加熱され冷媒は冷却され液化する。 The hot water heating heat exchanger 21 has a heat exchanger passage portion 21a and an internal passage 21b which is a part of the refrigerant pipe 23. The internal passage 21b is formed of a copper tube having a pressure resistance of 16 MPa or more, for example. Yes. In this hot water heating heat exchanger 21, heat is exchanged between the refrigerant flowing in the internal passage 21b and hot water supplied from the upstream pipe 9a to the heat exchanger passage 21a, and the hot water is heated and the refrigerant is cooled and liquefied. To do.
膨張弁２２は液相状態の冷媒を断熱膨張させ温度低下させる。この膨張弁２２は絞り量が可変な制御弁からなる。尚、膨張弁２２の代わりに絞り量が一定の膨張弁を採用してもよい。 The expansion valve 22 adiabatically expands the refrigerant in the liquid phase to lower the temperature. The expansion valve 22 is a control valve having a variable throttle amount. Instead of the expansion valve 22, an expansion valve having a constant throttle amount may be employed.
ヒートポンプ式熱源機３において、圧縮機２０により高圧に圧縮された加熱状態の冷媒は、温水加熱用熱交換器２１に送られ、液送ポンプ１６の駆動により貯湯タンク１２の下端部から下部配管８と上流側配管９ａを経て熱交換器通路部２１ａに流入した温水又は水と熱交換してその温水又は水を暖め、加熱された温水が下流側配管９ｂ、上部配管１０を通って貯湯タンクユニット２の貯湯タンク１２に貯留され、ヒートポンプ式熱源機３を経由する加熱動作を繰り返すことで貯湯タンク１２に高温の温水が貯留される。 In the heat pump heat source unit 3, the heated refrigerant compressed to a high pressure by the compressor 20 is sent to the hot water heating heat exchanger 21 and driven from the lower end of the hot water storage tank 12 to the lower pipe 8 by driving the liquid feed pump 16. And hot water or water flowing into the heat exchanger passage 21a via the upstream pipe 9a to heat the warm water or water, and the heated hot water passes through the downstream pipe 9b and the upper pipe 10 to store the hot water storage tank unit. The hot water is stored in the hot water storage tank 12, and high temperature hot water is stored in the hot water storage tank 12 by repeating the heating operation via the heat pump heat source unit 3.
次に、主制御ユニット１１について説明する。
主制御ユニット１１（制御ユニットに相当する）は、通信インターフェースを介して、ユーザーが操作可能な操作リモコン３５、各種の電力を測定する電力測定装置４５や補助制御ユニット２４等の各種機器と通信接続可能に構成され、操作リモコン３５、電力測定装置４５、補助制御ユニット２４との間でデータ通信可能である。
Next, the main control unit 11 will be described.
The main control unit 11 (corresponding to the control unit) is connected to various devices such as an operation remote controller 35 that can be operated by a user, a power measuring device 45 that measures various powers, and an auxiliary control unit 24 via a communication interface. It is configured to be capable of data communication with the operation remote controller 35, the power measuring device 45, and the auxiliary control unit 24.
ユーザーが給湯操作を行なうと、貯湯タンク１２に貯留された温水が出湯用配管６に流れ、その温水と給水用配管７から供給される水道水とが混合弁２７で混合され、所定の温度となって蛇口などの給湯栓４に給湯される。混合弁２７の上流部、下流部、給水用配管７の途中部には、夫々、温水温度又は入水温度を検知するための温度センサ２８〜３０が設けられ、これら温度センサ２８〜３０の検出信号が主制御ユニット１１に供給されている。主制御ユニット１１は、これら温度センサ２８〜３０で検知された温度検知データに基づいて、混合弁２７を制御して温水と水の混合比を調節することで給湯する温水の温度を調整して給湯する。 When the user performs a hot water supply operation, the hot water stored in the hot water storage tank 12 flows into the hot water supply pipe 6, and the hot water and tap water supplied from the water supply pipe 7 are mixed by the mixing valve 27, and a predetermined temperature is set. Then, hot water is supplied to the hot water tap 4 such as a faucet. Temperature sensors 28 to 30 for detecting the hot water temperature or the incoming water temperature are respectively provided in the upstream portion, the downstream portion of the mixing valve 27 and the middle portion of the water supply pipe 7, and detection signals of these temperature sensors 28 to 30 are provided. Is supplied to the main control unit 11. The main control unit 11 adjusts the temperature of the hot water to be supplied by controlling the mixing valve 27 and adjusting the mixing ratio of the hot water and water based on the temperature detection data detected by these temperature sensors 28-30. Hot water.
また、主制御ユニット１１は、湯水の温度が不足している場合には、補助熱源機１３を駆動して、湯水を再加熱又は水道水を加熱して給湯可能である。さらに、主制御ユニット１１は、給湯加熱運転時には、目標給湯温度データ及び温度センサ３１〜３４からの温度検知データに基づいて、ヒートポンプ式熱源機３で温水を加熱する加熱温度を決定し、補助制御ユニット２４にその加熱温度を指示する。 Moreover, when the temperature of the hot water is insufficient, the main control unit 11 can drive the auxiliary heat source unit 13 to reheat the hot water or heat the tap water to supply hot water. Further, during the hot water supply heating operation, the main control unit 11 determines the heating temperature for heating the hot water by the heat pump heat source unit 3 based on the target hot water supply temperature data and the temperature detection data from the temperature sensors 31 to 34, and performs auxiliary control. Instruct unit 24 of the heating temperature.
補助制御ユニット２４は、主制御ユニット１１との間でデータ通信可能であり、主制御ユニット１１からの指令に従ってヒートポンプ式熱源機３の各種機器（送風モータ１９ａ、圧縮機２０など）の駆動制御を行う。温水加熱用熱交換器２１の出口側部分において、下流側配管９ｂには温水温度を検知するための温度センサ２６が設けられ、その検出信号が主制御ユニット１１に供給され、補助制御ユニット２４は、指令温度と温度検知データを主制御ユニット１１から受けて、温水の加熱温度が指令された温度となるように、ヒートポンプ式熱源機３を作動させる。 The auxiliary control unit 24 is capable of data communication with the main control unit 11, and controls the drive of various devices (such as the blower motor 19 a and the compressor 20) of the heat pump heat source unit 3 in accordance with instructions from the main control unit 11. Do. In the outlet side portion of the heat exchanger 21 for heating hot water, the downstream pipe 9b is provided with a temperature sensor 26 for detecting the temperature of the hot water, the detection signal is supplied to the main control unit 11, and the auxiliary control unit 24 is The heat pump type heat source unit 3 is operated so that the command temperature and the temperature detection data are received from the main control unit 11 and the heating temperature of the hot water becomes the commanded temperature.
次に、操作リモコン３５について説明する。
図１に示すように、操作リモコン３５は、マイコン（図示略）、ヒートポンプ給湯装置１の動作状況や操作状況などの各種情報を視認可能な表示部３５ａ、ヒートポンプ給湯装置１の遠隔操作や操作リモコン３５に対する各種設定操作などが可能な複数のスイッチ３５ｂ等を備えている。
Next, the operation remote controller 35 will be described.
As shown in FIG. 1, the operation remote controller 35 includes a microcomputer (not shown), a display unit 35 a that can visually recognize various information such as operation status and operation status of the heat pump hot water supply device 1, remote operation and operation remote control of the heat pump hot water supply device 1. A plurality of switches 35b, etc., capable of various setting operations for 35 are provided.
操作リモコン３５の表示部３５ａには、各種センサから算出した都市ガス及び水道水の使用量の表示に加えて、電力測定装置４０から送信されてくる電力会社から買電した電力及び電力会社に売電した電力や家庭内の使用電力の総量等も表示される。スイッチ操作により目標給湯温度が設定されると、その目標給湯温度データが操作リモコン３５から主制御ユニット１１に送信される。 The display unit 35a of the operation remote controller 35 displays the usage amount of city gas and tap water calculated from various sensors, as well as the power purchased from the power company transmitted from the power measuring device 40 and sold to the power company. It also displays the amount of power used and the total amount of power used in the home. When the target hot water temperature is set by the switch operation, the target hot water temperature data is transmitted from the operation remote controller 35 to the main control unit 11.
次に、太陽光発電装置４０について説明する。
図１に示すように、太陽光発電装置４０は、複数の太陽電池パネル４１やパワーコンディショナ（図示略）等を有し、屋根等の設置面上に架台を介して設置され、電力線４２を介して発電された電力が分電盤４３に送電される。複数の太陽電池パネル４１は、例えば、複数行複数列のマトリックス状に並べられて設置されている。太陽電池パネル４１は、光を受光して発電可能な長方形状のパネル本体、このパネル本体の外周部に設けられてパネル本体を固定する為のフレーム枠等を有する一般的な構造のものである。尚、太陽電池パネル４１の形状や数は上記のものに限定する必要はなく適宜変更可能である。
Next, the solar power generation device 40 will be described.
As shown in FIG. 1, the solar power generation device 40 has a plurality of solar battery panels 41, a power conditioner (not shown), etc., and is installed on an installation surface such as a roof via a gantry. The power generated through the power distribution board 43 is transmitted to the distribution board 43. The plurality of solar cell panels 41 are arranged in a matrix of a plurality of rows and a plurality of columns, for example. The solar cell panel 41 is of a general structure having a rectangular panel main body capable of receiving light and generating electric power, and a frame frame provided on the outer peripheral portion of the panel main body for fixing the panel main body. . In addition, the shape and number of the solar cell panels 41 do not need to be limited to those described above, and can be appropriately changed.
次に、電力測定装置４５について説明する。
図１に示すように、電力測定装置４５は、商用電源と太陽光発電装置４０の２系統連係に対応した分電盤４３に又は分電盤４３の近傍部に設けられている。即ち、電力測定装置４５は、太陽光発電装置４０の発電電力を測定する電力計、家庭内の使用電力を測定する電力計、電力会社から買電した電力及び電力会社に売電した電力を測定する電力計等から構成されている。
Next, the power measuring device 45 will be described.
As shown in FIG. 1, the power measuring device 45 is provided in the distribution board 43 corresponding to the two-system linkage of the commercial power source and the solar power generation device 40 or in the vicinity of the distribution board 43. That is, the power measuring device 45 measures a power meter that measures the generated power of the solar power generation device 40, a power meter that measures power used in the home, power purchased from the power company, and power sold to the power company. It consists of a wattmeter and the like.
電力測定装置４５は、ヒートポンプ給湯装置１と信号線４６を介して通信接続され、ヒートポンプ給湯装置１の主制御ユニット１１へ発電状態データや各種の電力データを送信することができる。 The power measuring device 45 is communicatively connected to the heat pump water heater 1 via the signal line 46 and can transmit power generation state data and various types of power data to the main control unit 11 of the heat pump water heater 1.
次に、太陽光発電装置４０が発電している状態で、主制御ユニット１１により行われる、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御について、図２のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中の符号Ｓｉ（ｉ=１，２，・・）は各ステップを示す。このヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御の制御プログラムは、主制御ユニット１１のコンピュータの記憶部（例えば、ＲＯＭ）に予め格納されている。 Next, the operation prohibition control of the heat pump heat source unit 3 performed by the main control unit 11 in a state where the solar power generation device 40 is generating power will be described based on the flowchart of FIG. In the figure, the symbol Si (i = 1, 2,...) Indicates each step. A control program for operation prohibition control of the heat pump heat source device 3 is stored in advance in a storage unit (for example, ROM) of a computer of the main control unit 11.
図２のフローチャートにおいて、この制御が開始されると、最初にＳ１にて、主制御ユニット１１は、電力測定装置４５から送信されてくる発電状態データを受信し、主制御ユニット１１は、太陽光発電装置４０が発電中か否かを判定し、Ｓ１の判定がＹｅｓの場合、Ｓ２に移行し、Ｎｏの場合、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御を行わずに終了する。 In the flowchart of FIG. 2, when this control is started, first, at S1, the main control unit 11 receives the power generation state data transmitted from the power measuring device 45, and the main control unit 11 receives sunlight. It is determined whether or not the power generation device 40 is generating power. If the determination in S1 is Yes, the process proceeds to S2. If the determination is No, the operation prohibition control of the heat pump heat source unit 3 is not performed.
次に、Ｓ２において、主制御ユニット１１は、電力測定装置４５から送信されてくる各種の電力データを受信し、太陽光発電装置４０の発電電力が、家庭内の使用電力を超えているか否かを判定し、Ｓ２の判定がＹｅｓの場合、Ｓ３に移行し、Ｎｏの場合、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御を行わずに終了する。 Next, in S2, the main control unit 11 receives various types of power data transmitted from the power measuring device 45, and whether or not the generated power of the solar power generation device 40 exceeds the power used in the home. When the determination of S2 is Yes, the process proceeds to S3, and when No, the operation prohibition control of the heat pump heat source unit 3 is not performed and the process is terminated.
即ち、Ｓ２において、具体的に説明すると、ヒートポンプ式熱源機３の停止状態における家庭内の使用電力の総量が０．５ｋＷ（図３参照）の場合、太陽光発電装置４０による発電電力が０．５ｋＷを超えていると、発電電力に余剰電力が生じるので、ヒートポンプ給湯システムＳは売電状態になる。 That is, in S2, more specifically, when the total amount of power used in the home when the heat pump heat source unit 3 is stopped is 0.5 kW (see FIG. 3), the power generated by the solar power generation device 40 is 0. If it exceeds 5 kW, surplus power is generated in the generated power, so the heat pump hot water supply system S is in a power selling state.
尚、例えば、ヒートポンプ式熱源機３の定格運転状態における使用電力を１．０ｋＷとすると、ヒートポンプ式熱源機３の運転状態では家庭内の使用電力は１．５ｋＷ（図３参照）となるので、太陽光発電装置４０による発電電力が１．５ｋＷ以下では余剰電力を確保できず、ヒートポンプ給湯システムＳを売電可能な状態にはならない。 For example, if the power consumption in the rated operation state of the heat pump heat source device 3 is 1.0 kW, the power consumption in the home is 1.5 kW (see FIG. 3) in the operation state of the heat pump heat source device 3, If the power generated by the solar power generation device 40 is 1.5 kW or less, the surplus power cannot be secured, and the heat pump hot water supply system S cannot be sold.
次に、Ｓ３において、定格運転した場合のヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が設定値（例えば、４０％）以上になるか否か判定し、太陽光発電電力の比率が設定値以上の場合（本発明の所定条件が成立した場合）、つまり、太陽光発電装置４０による発電電力が多い場合は、Ｓ３の判定がＹｅｓとなりＳ４に移行する。Ｓ３の判定がＮｏの場合、後述するようにヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御を行わずに終了する。 Next, in S3, it is determined whether or not the ratio of the photovoltaic power generation to the electric power used by the heat pump heat source unit 3 in rated operation is equal to or higher than a set value (for example, 40%). When the ratio is equal to or greater than the set value (when the predetermined condition of the present invention is satisfied), that is, when the power generated by the solar power generation device 40 is large, the determination in S3 is Yes and the process proceeds to S4. When the determination of S3 is No, the operation is terminated without performing the operation prohibition control of the heat pump heat source unit 3 as described later.
Ｓ３について、以下に具体的に説明するが、定格運転状態のヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が１００％（売電電力１００％）の場合の運転コストを、１ｋＷＨ当り１５円程度と設定する。ヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が０％（買電電力１００％）の場合の運転コストを、１ｋＷＨ当り７円程度と設定する。一般的に、買電価格より売電価格の方が高いので、売電可能な発電電力を消費する方がコスト高となる。尚、補助熱源機１３の運転コストは、太陽光発電電力の比率に関係なく、都市ガスの価格から算出される１ｋＷＨ当り１０円程度と設定して説明する。 S3 will be described in detail below. The operation cost when the ratio of the photovoltaic power generation power to the power consumption of the heat pump heat source device 3 in the rated operation state is 100% (power sales power 100%) is 1 kWh. It is set at around 15 yen per hit. The operation cost when the ratio of the photovoltaic power generation to the electric power used by the heat pump heat source unit 3 is 0% (100% of purchased power) is set to about 7 yen per 1 kWh. Generally, since the power selling price is higher than the power purchase price, it is more costly to consume generated power that can be sold. Note that the operation cost of the auxiliary heat source unit 13 is set to about 10 yen per 1 kWh calculated from the price of the city gas regardless of the ratio of the photovoltaic power generation.
図４に示すように、ヒートポンプ式熱源機３の運転コストは、使用電力に占める太陽光発電電力の比率に応じて変動する。発電電力と家庭内使用電力の関係が図３（Ａ）の状態、つまり、定格運転状態にした場合のヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が１００％の場合、図４に示すように、ヒートポンプ式熱源機３の運転コストは１ｋＷＨ当り１５円となり、補助熱源機１３を使用する場合の運転コスト１０円を超えるので、給湯要求が有る場合は、ヒートポンプ式熱源機３を使用するより補助熱源機１３を使用する方が運転コストを低減できる。 As shown in FIG. 4, the operating cost of the heat pump heat source device 3 varies according to the ratio of the photovoltaic power generation to the electric power used. When the relationship between the generated power and the household power consumption is in the state of FIG. 3A, that is, the ratio of the photovoltaic power generation power to the power consumption of the heat pump heat source unit 3 in the rated operation state is 100%. As shown in FIG. 4, the operating cost of the heat pump heat source unit 3 is 15 yen per 1 kWh, which exceeds the operating cost of 10 yen when using the auxiliary heat source unit 13, so if there is a hot water supply request, the heat pump type heat source unit 3 The operating cost can be reduced by using the auxiliary heat source unit 13 rather than using the auxiliary heat source unit 13.
ところで、ヒートポンプ式熱源機３は、発電電力に応じて発電電力と買電電力とを同時に使用する場合がある。例えば、発電電力と家庭内使用電力の関係が図３（Ｂ）の状態、つまり、定格運転状態にした場合のヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が５０％（発電電力０．５ｋＷ、買電電力０．５ｋＷ）の場合、図４に示すように、ヒートポンプ式熱源機３の運転コストは１ｋＷＨ当り１１円程度となるので、給湯要求が有る場合は、上記と同様に補助熱源機１３を使用する方が運転コストを低減できる。 By the way, the heat pump heat source machine 3 may use the generated power and the purchased power at the same time depending on the generated power. For example, the relationship between the generated power and the power used in the home is in the state shown in FIG. 3B, that is, the ratio of the photovoltaic power generated in the power used by the heat pump heat source unit 3 in the rated operation state is 50% (power generation In the case of electric power 0.5 kW and purchased electric power 0.5 kW), as shown in FIG. 4, the operating cost of the heat pump heat source unit 3 is about 11 yen per 1 kWh. It is possible to reduce the operating cost by using the auxiliary heat source unit 13.
しかし、太陽光発電装置４０の発電電力が家庭内の使用電力を超えている場合でも、太陽光発電装置４０の発電量自体が少ない場合がある。このとき、ヒートポンプ式熱源機３を定格運転すると、使用電力のうち買電電力が大部分を占めてしまうことになる。例えば、発電電力と家庭内使用電力の関係が図３（Ｃ）の状態、つまり、ヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が１０％（発電電力０．１ｋＷ、買電電力０．９ｋＷ）の場合、図４に示すように、ヒートポンプ式熱源機３の運転コストは１ｋＷＨ当り７．５円程度となるので、給湯要求が有る場合は、補助熱源機１３を使用するより、ヒートポンプ式熱源機３を使用した方が運転コストを低減できる。この場合、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御を必要としない。 However, even when the power generated by the solar power generation device 40 exceeds the power used in the home, the amount of power generated by the solar power generation device 40 may be small. At this time, if the heat pump heat source device 3 is rated-operated, the purchased power will occupy most of the used power. For example, the relationship between the generated power and the power used at home is as shown in FIG. 3C, that is, the ratio of the solar power generated to the power used by the heat pump heat source unit 3 is 10% (power generated 0.1 kW, purchased power). In the case of electric power 0.9 kW), as shown in FIG. 4, the operating cost of the heat pump heat source unit 3 is about 7.5 yen per 1 kWh. Therefore, when there is a hot water supply request, the auxiliary heat source unit 13 is used. The operation cost can be reduced by using the heat pump type heat source unit 3. In this case, operation prohibition control of the heat pump heat source unit 3 is not required.
このように、図４に示すように、定格運転状態のヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が高いＩ領域では、ヒートポンプ式熱源機３の運転を禁止して補助熱源機１３を使用した方が運転コストを低減できる。一方、太陽光発電電力の比率が低いＩＩ領域では、ヒートポンプ式熱源機３の運転を行って、売電を行わずに発電電力と買電電力とを使用した方が運転コストを低減できる。即ち、Ｓ３の判定に用いられる設定値は、ヒートポンプ式熱源機３の運転コストを示す傾斜線と補助熱源機１３の運転コストを示す水平線とが交差する部分に対応する比率より僅かに高い比率に設定されるのが望ましい。 Thus, as shown in FIG. 4, in the I region where the ratio of the photovoltaic power generation to the power used by the heat pump heat source device 3 in the rated operation state is high, the operation of the heat pump heat source device 3 is prohibited and the auxiliary heat source The operation cost can be reduced by using the machine 13. On the other hand, in the II region where the ratio of the photovoltaic power generation is low, the operation cost can be reduced by operating the heat pump heat source unit 3 and using the generated power and the purchased power without selling power. That is, the set value used for the determination of S3 is slightly higher than the ratio corresponding to the portion where the inclined line indicating the operating cost of the heat pump heat source unit 3 and the horizontal line indicating the operating cost of the auxiliary heat source unit 13 intersect. It is desirable to set.
次に、Ｓ４において、ヒートポンプ式熱源機３の運転を禁止するモードに設定すると、発電電力と家庭内使用電力の関係が、例えば、図３（Ｄ）の状態となり、ヒートポンプ式熱源機３の使用電力が常時０ｋＷとなり、家庭内の使用電力が０．５ｋＷとなる。即ち、発電電力が０．６ｋＷを超えている場合は、家庭内の使用電力は太陽光発電装置４０による発電で補うと共に余剰電力が生じるので、この余剰電力を売電することができる。 Next, in S4, when the mode for prohibiting the operation of the heat pump heat source apparatus 3 is set, the relationship between the generated power and the electric power used in the home becomes, for example, the state shown in FIG. The electric power is always 0 kW, and the electric power used in the home is 0.5 kW. That is, when the generated power exceeds 0.6 kW, the power used in the home is supplemented by the power generation by the solar power generation device 40 and surplus power is generated, so that this surplus power can be sold.
次に、Ｓ５において、主制御ユニット１１に対して給湯要求有りか否かを判定し、Ｙｅｓの場合、Ｓ６に移行して、補助熱源機１３を駆動して給湯運転を行う。このため、ヒートポンプ給湯システムＳの売電状態を維持したまま、補助熱源機１３を使用することで湯切れを起こさずに給湯を行うことができる。Ｎｏの場合、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止状態の設定を維持したまま、給湯要求が有るまでＳ５を繰り返す。 Next, in S5, it is determined whether or not there is a hot water supply request to the main control unit 11. If Yes, the process proceeds to S6 to drive the auxiliary heat source unit 13 to perform a hot water supply operation. For this reason, hot water supply can be performed without causing hot water shortage by using the auxiliary heat source unit 13 while maintaining the power selling state of the heat pump hot water supply system S. In No, S5 is repeated until there exists a hot water supply request | requirement, with the setting of the operation prohibition state of the heat pump type heat source machine 3 maintained.
次に、本発明のヒートポンプ給湯システムＳの作用及び効果について説明する。
太陽光発電装置４０による発電電力が、家庭内の使用電力を超えている場合で且つヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電装置４０から供給される電力の比率が設定値（例えば、４０％）を上回っている場合には、ヒートポンプ式熱源機３による給湯運転を禁止し、このヒートポンプ式熱源機３が運転禁止されている状態において給湯要求があった場合には、補助熱源機１３を駆動して給湯運転を行う。
Next, the operation and effect of the heat pump hot water supply system S of the present invention will be described.
The ratio of the electric power supplied from the solar power generation device 40 when the generated power by the solar power generation device 40 exceeds the power usage in the home and occupies the power consumption of the heat pump heat source unit 3 is a set value (for example, 40%), the hot water supply operation by the heat pump heat source device 3 is prohibited, and when there is a hot water supply request in a state where the operation of the heat pump heat source device 3 is prohibited, the auxiliary heat source device 13 To drive hot water.
このように、太陽光発電装置４０による発電電力が、家庭内の使用電力を超えている場合で且つ所定条件成立した場合には、ヒートポンプ式熱源機３による給湯運転を禁止する主制御ユニット１１を備えたので、ヒートポンプ式熱源機３の使用電力を低減して、売電量を増加させることができ、故に、運転コスト（電気料金）を低減することができる。また、高価な蓄電装置等の蓄電機能を備えたものを新たに設置する必要なく運転コストを低減することができる。 As described above, when the power generated by the solar power generation device 40 exceeds the power used in the home and the predetermined condition is satisfied, the main control unit 11 that prohibits the hot water supply operation by the heat pump heat source unit 3 is set. Since it was provided, the electric power used of the heat pump type heat source device 3 can be reduced, and the amount of electric power sold can be increased. Therefore, the operating cost (electricity charge) can be reduced. In addition, the operation cost can be reduced without the need to newly install a device having a power storage function such as an expensive power storage device.
また、主制御ユニット１１は、ヒートポンプ式熱源機３が運転禁止又は制限されている状態において給湯要求があった場合には、補助熱源機１３を駆動して給湯運転を行うので、ヒートポンプ給湯システムＳの売電状態を維持しながら給湯することができ、使用者の利便性が損なわれることがない。 The main control unit 11 drives the auxiliary heat source unit 13 to perform a hot water supply operation when there is a hot water supply request in a state where the operation of the heat pump heat source unit 3 is prohibited or restricted. The hot water supply can be performed while maintaining the power selling state, and the convenience for the user is not impaired.
さらに、所定条件は、ヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電装置４０から供給される電力の比率が設定値を上回っている場合であるので、太陽光発電装置４０の発電電力が低い場合は、ヒートポンプ式熱源機３による給湯運転を禁止せずに、ヒートポンプ式熱源機３の運転を継続することができる。 Furthermore, since the predetermined condition is a case where the ratio of the electric power supplied from the solar power generation device 40 to the electric power used by the heat pump heat source device 3 exceeds the set value, the generated power of the solar power generation device 40 is low. In this case, the operation of the heat pump heat source device 3 can be continued without prohibiting the hot water supply operation by the heat pump heat source device 3.
次に、実施例１のヒートポンプ給湯システムＳを部分的に変更した実施例２について説明する。尚、実施例１では、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止モードに関して説明したが、実施例２では、ヒートポンプ式熱源機３の出力制限モードに関して説明する。 Next, a second embodiment in which the heat pump hot water supply system S of the first embodiment is partially changed will be described. In the first embodiment, the operation prohibition mode of the heat pump heat source apparatus 3 has been described. In the second embodiment, the output restriction mode of the heat pump heat source apparatus 3 will be described.
太陽光発電装置４０が発電している状態で、主制御ユニット１１より行われる、ヒートポンプ式熱源機３の出力制限制御について、図５のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１１，１２・・・）は各ステップを示す。このヒートポンプ式熱源機３の出力制限制御の制御プログラムは、主制御ユニット１１のコンピュータの記憶部（例えば、ＲＯＭ）に予め格納されている。尚、Ｓ１１〜Ｓ１３は、実施例１のＳ１〜Ｓ３と同様であるので、説明は省略する。 The output restriction control of the heat pump heat source unit 3 performed by the main control unit 11 while the solar power generation device 40 is generating power will be described based on the flowchart of FIG. In the figure, Si (i = 11, 12,...) Indicates each step. A control program for output restriction control of the heat pump heat source device 3 is stored in advance in a storage unit (for example, ROM) of a computer of the main control unit 11. Since S11 to S13 are the same as S1 to S3 of the first embodiment, description thereof is omitted.
次に、Ｓ１４において、ヒートポンプ式熱源機３の出力（加熱能力）を制限するモードに設定すると、例えば、発電電力と家庭内使用電力の関係が、例えば、図３（Ｅ）の状態となり、仮にヒートポンプ式熱源機３を運転しても、制限動作によって加熱量が低減されて使用電力が０．５ｋＷとなり、家庭内の使用電力が１．０ｋＷとなる。即ち、発電電力が１．０ｋＷを超えている場合は、家庭内の使用電力は太陽光発電装置４０による発電で補うと共に余剰電力が生じるので、この余剰電力を売電することができる。尚、主制御ユニット１１には、外気温度・入水温度からヒートポンプ式熱源機３の出力に応じた使用電力のテーブルが予め記憶されている。 Next, in S14, when the mode for limiting the output (heating capacity) of the heat pump heat source unit 3 is set, for example, the relationship between the generated power and the household power consumption becomes, for example, the state of FIG. Even if the heat pump heat source device 3 is operated, the amount of heating is reduced by the limiting operation, the power consumption is 0.5 kW, and the household power consumption is 1.0 kW. That is, when the generated power exceeds 1.0 kW, the power used in the home is supplemented by the power generation by the solar power generator 40 and surplus power is generated, so that this surplus power can be sold. The main control unit 11 stores in advance a table of electric power used according to the output of the heat pump heat source unit 3 from the outside air temperature and the incoming water temperature.
次に、Ｓ１５において、主制御ユニット１１に対して給湯要求有りか否かを判定し、Ｙｅｓの場合、Ｓ１６に移行して、ヒートポンプ式熱源機３を出力制限状態で運転するか、又は、出力制限状態のヒートポンプ式熱源機３に代えて補助熱源機１３を運転するか、又は、ヒートポンプ式熱源機３と補助熱源機１３を併用して給湯運転を行う。併用する場合は、ヒートポンプ式熱源機３の制限動作による加熱の低減量に応じて、補助熱源機１３の加熱量を増加して不足する加熱量を補う。このため、売電状態にも関わらず、補助熱源機１３や出力制限状態のヒートポンプ式熱源機３を使用することで湯切れを起こさずに給湯を行うことができる。Ｎｏの場合、ヒートポンプ式熱源機３の出力制限状態の設定を維持したまま、給湯要求が有るまでＳ１５を繰り返す。 Next, in S15, it is determined whether or not there is a hot water supply request to the main control unit 11, and if Yes, the process proceeds to S16 and the heat pump heat source unit 3 is operated in the output limited state or output. The auxiliary heat source unit 13 is operated instead of the heat pump type heat source unit 3 in the restricted state, or the hot water supply operation is performed using the heat pump type heat source unit 3 and the auxiliary heat source unit 13 in combination. When using together, according to the reduction amount of the heating by the restriction | limiting operation | movement of the heat pump type heat source unit 3, the heating amount of the auxiliary heat source unit 13 is increased to make up for the insufficient heating amount. For this reason, hot water supply can be performed without causing hot water shortage by using the auxiliary heat source device 13 or the heat pump heat source device 3 in the output limited state, regardless of the power sale state. In No, S15 is repeated until there exists a hot water supply request | requirement, with the setting of the output restriction state of the heat pump type heat source unit 3 maintained.
このように、太陽光発電装置４０による発電電力が、家庭内の使用電力を超えている場合で且つヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電装置４０から供給される電力の比率が設定値（例えば、４０％）を上回っている場合には、ヒートポンプ式熱源機３による給湯運転を制限し、このヒートポンプ式熱源機３が制限されている状態において、給湯要求があった場合には、補助熱源機１３等を駆動して給湯運転を行う。その他の効果は、前記実施例１と同様であるので説明は省略する。 Thus, the ratio of the electric power supplied from the solar power generation device 40 is set when the power generated by the solar power generation device 40 exceeds the power used in the home and the power used by the heat pump heat source unit 3 is set. When the value (for example, 40%) is exceeded, the hot water supply operation by the heat pump heat source unit 3 is limited, and when there is a hot water supply request in a state where the heat pump type heat source unit 3 is limited, The auxiliary heat source unit 13 and the like are driven to perform a hot water supply operation. Since other effects are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］前記実施例１，２において、Ｓ３，Ｓ１３の判定に用いられる前記設定値は、図４に示すヒートポンプ式熱源機３の運転コストが１ｋＷＨ当り１０円を超える比率となる４０％と設定しているが、特にこの設定値に限定する必要はなく、補助熱源機１３を使用する方が運転コストを低減可能である場合は、買電価格、売電価格、燃料ガス価格の金額に応じて種々の設定値を採用することができる。
Next, a mode in which the above embodiment is partially changed will be described.
[1] In the first and second embodiments, the set value used for the determinations in S3 and S13 is set to 40%, which is a ratio in which the operating cost of the heat pump heat source unit 3 shown in FIG. 4 exceeds 10 yen per 1 kWh. However, it is not necessary to limit to this set value in particular. If the operation cost can be reduced by using the auxiliary heat source unit 13, the power purchase price, the power sale price, and the fuel gas price may be used. Various setting values can be adopted.
［２］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、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。 [2] In addition, those skilled in the art can implement the present invention by adding various modifications without departing from the spirit of the present invention, and the present invention includes such modifications. It is.
Ｓ ヒートポンプ給湯システム
１ ヒートポンプ給湯装置
３ ヒートポンプ式熱源機
１１ 主制御ユニット
１２ 貯湯タンク
１３ 補助熱源機
４０ 太陽光発電装置
４５ 電力測定装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS S Heat pump hot water supply system 1 Heat pump hot water supply apparatus 3 Heat pump type heat source machine 11 Main control unit 12 Hot water storage tank 13 Auxiliary heat source machine 40 Solar power generation apparatus 45 Electric power measurement apparatus
Claims (2)
前記太陽光発電装置による発電電力が、前記家庭内の使用電力を超えている場合で且つ前記ヒートポンプ式熱源機の使用電力に占める前記太陽光発電装置から供給される電力の比率がヒートポンプ式熱源機の運転コストと補助熱源機の運転コストに基づいて決定される設定値を上回っている場合には、前記ヒートポンプ式熱源機による給湯運転を禁止又は制限する制御ユニットを備えたことを特徴とするヒートポンプ給湯システム。 A heat pump hot water supply device having a heat pump heat source device, a hot water storage tank, and a combustion type auxiliary heat source device; and a power measurement device for measuring the power generated by the solar power generator and the power used in the home; and In the heat pump hot water supply system in which the heat pump hot water supply apparatus is capable of receiving power generation state data by communication connection with the heat pump hot water supply apparatus,
When the power generated by the solar power generator exceeds the power used in the home, the ratio of the power supplied from the solar power generator to the power used by the heat pump heat source is a heat pump heat source. A heat pump comprising a control unit that prohibits or restricts hot water supply operation by the heat pump heat source unit when a set value determined based on the operation cost of the auxiliary heat source unit and the operation cost of the auxiliary heat source unit is exceeded Hot water system.
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