(57)【要約】【課題】  凍結防止運転においてタンクに蓄えられた熱の放熱を抑制し、かつ、凍結防止運転においてタンクに蓄えられた熱を有効的に活用して、所望の給湯温度の水の出湯を可及的に迅速に行うことができる技術を提供する。【解決手段】  給湯器は、ヒートポンプ熱源と、タンクと、循環路と、循環ポンプと、タンクに貯留されている水を給湯箇所へ供給する出湯路と、制御装置と、を備える。制御装置は、給湯運転と、沸上運転と、凍結防止運転と、を実行可能に構成されている。制御装置は、次に実行される給湯運転が開始する予定の時刻である給湯開始予定時刻を取得可能である。制御装置は、凍結防止運転において、凍結防止開始時刻から給湯開始予定時刻までの時間が第１の特定時間以上である場合に、低温凍結防止運転を実行し、凍結防止開始時刻から給湯開始予定時刻までの時間が第１の特定時間未満である場合に、高温凍結防止運転を実行する。【選択図】  図４
2020197342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を加熱するヒートポンプ熱源と、
前記ヒートポンプ熱源によって加熱された水を貯留するタンクと、
前記ヒートポンプ熱源と前記タンクとを接続する循環路と、
前記循環路に設けられている循環ポンプと、
前記タンクに接続されており、前記タンクに貯留されている水を給湯箇所へ供給する出湯路と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記タンクに貯留されている水を前記給湯箇所へ供給する給湯運転と、
前記循環ポンプ及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、沸上目標温度まで加熱された水を前記タンクに貯留する沸上運転と、
前記循環路内の水の凍結を防ぐために、前記循環ポンプ及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させる凍結防止運転と、を実行可能に構成されており、
前記制御装置は、
次に実行される給湯運転が開始する予定の時刻である給湯開始予定時刻を取得可能であり、
前記制御装置は、前記凍結防止運転において、
前記凍結防止運転を開始する時刻である凍結防止開始時刻から前記給湯開始予定時刻までの時間が第１の特定時間以上である場合に、前記循環ポンプ及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、前記循環路内の水を低温凍結防止温度まで加熱する低温凍結防止運転を実行し、
前記凍結防止開始時刻から前記給湯開始予定時刻までの時間が前記第１の特定時間未満である場合に、前記循環ポンプ及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、前記循環路内の水を前記低温凍結防止温度よりも高い高温凍結防止温度まで加熱する高温凍結防止運転を実行する、給湯器。
【請求項２】
前記給湯器は、さらに、外気温度を検出する外気温度センサを備え、
前記外気温度が低いほど前記第１の特定時間が短い、請求項１に記載の給湯器。
【請求項３】
前記高温凍結防止温度が高いほど前記第１の特定時間が短い、請求項１又は２に記載の給湯器。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記給湯箇所への過去の給湯の履歴に基づいて、前記給湯開始予定時刻を取得可能であり、
前記給湯開始予定時刻よりも第２の特定時間だけ前に、前記沸上運転を実行するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の給湯器。
【請求項５】
前記高温凍結防止温度は、前記沸上目標温度以上の温度である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、水を加熱するヒートポンプ熱源と、ヒートポンプ熱源によって加熱された水を貯留するタンクと、ヒートポンプ熱源とタンクとを接続する循環路と、循環路に設けられている循環ポンプと、タンクに接続されており、タンクに貯留されている水を給湯箇所へ供給する出湯路と、制御装置と、を備える給湯器が開示されている。制御装置は、タンクに貯留されている水を給湯箇所へ供給する給湯運転と、循環ポンプ及びヒートポンプ熱源を駆動させ、沸上目標温度まで加熱された水をタンクに貯留する沸上運転と、循環路内の水の凍結を防ぐために、循環ポンプ及びヒートポンプ熱源を駆動させる凍結防止運転と、を実行可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３９４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の給湯器では、凍結防止運転において、ヒートポンプ熱源によって水が加熱される。そして、凍結防止運転において加熱された水は、循環路に供給されるとともに、タンクにも貯留される。即ち、凍結防止運転を行った結果、タンクに熱が蓄えられる。
【０００５】
一般的に、凍結防止運転では、水の加熱に利用されるエネルギーが最小化されている。このため、凍結防止運転においてタンクに貯留される水の温度は比較的に低い温度であり、給湯に適した水の温度（以下では、「給湯温度」と呼ぶ）よりも低い。従って、凍結防止運転が実行された後に、給湯運転が実行される場合、タンク内に貯留されている水を、給湯温度まで再加熱しなければならない。このような状況を回避するために、凍結防止運転において水の加熱に利用されるエネルギーを大きくして、タンクに貯留される水の温度を給湯温度まで高める技術が考えられる。しかしながら、凍結防止運転が終了してから次の給湯運転が開始されるまでの時間（以下では、「待機時間」と呼ぶ）においては、タンクから放熱される。このため、待機時間が長い場合、凍結防止運転においてタンク内の水を給湯温度まで加熱しても、タンクに蓄えられた熱の多くは、放熱されてしまう。そこで、凍結防止運転においてタンクに蓄えられた熱の放熱を抑制し、かつ、凍結防止運転においてタンクに蓄えられた熱を有効的に活用して、所望の給湯温度の水の出湯を可及的に迅速に行うことができる技術が望まれている。
【０００６】
本発明は、凍結防止運転においてタンクに蓄えられた熱の放熱を抑制し、かつ、凍結防止運転においてタンクに蓄えられた熱を有効的に活用して、所望の給湯温度の水の出湯を可及的に迅速に行うことができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書によって開示される給湯器は、水を加熱するヒートポンプ熱源と、前記ヒートポンプ熱源によって加熱された水を貯留するタンクと、前記ヒートポンプ熱源と前記タンクとを接続する循環路と、前記循環路に設けられている循環ポンプと、前記タンクに接続されており、前記タンクに貯留されている水を給湯箇所へ供給する出湯路と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記タンクに貯留されている水を前記給湯箇所へ供給する給湯運転と、前記循環ポンプ及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、沸上目標温度まで加熱された水を前記タンクに貯留する沸上運転と、前記循環路内の水の凍結を防ぐために、前記循環ポンプ及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させる凍結防止運転と、を実行可能に構成されており、前記制御装置は、次に実行される給湯運転が開始する予定の時刻である給湯開始予定時刻を取得可能であり、前記制御装置は、前記凍結防止運転において、前記凍結防止運転を開始する時刻である凍結防止開始時刻から前記給湯開始予定時刻までの時間が第１の特定時間以上である場合に、前記循環ポンプ及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、前記循環路内の水を低温凍結防止温度まで加熱する低温凍結防止運転を実行し、前記凍結防止開始時刻から前記給湯開始予定時刻までの時間が前記第１の特定時間未満である場合に、前記循環ポンプ及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、前記循環路内の水を前記低温凍結防止温度よりも高い高温凍結防止温度まで加熱する高温凍結防止運転を実行する。
【０００８】
上述のように、待機時間においては、タンクから放熱される。そして、待機時間が長いほど、タンクからの放熱は大きい。また、タンク内の水の温度が高いほど、タンクからの放熱は大きい。上記の構成によると、制御装置は、凍結防止開始時刻から給湯開始予定時刻までの時間が第１の特定時間以上である場合に、低温凍結防止運転を実行する。凍結防止開始時刻から給湯開始予定時刻までの時間が第１の特定時間以上である場合、待機時間は比較的に長い。この場合、低温凍結防止運転においてタンクに蓄えられた熱の多くは、待機時間において放熱されてしまう。低温凍結防止運転後のタンク内の水の温度は、高温凍結防止運転後のタンク内の水の温度よりも低い。従って、凍結防止開始時刻から給湯開始予定時刻までの時間が第１の特定時間以上である場合に高温凍結防止運転が実行される場合と比較して、待機時間におけるタンクからの放熱を抑制することができる。
【０００９】
また、待機時間が短い場合、タンクからの放熱は小さい。上記の構成によると、制御装置は、凍結防止開始時刻から給湯開始予定時刻までの時間が第１の特定時間未満である場合に、高温凍結防止運転を実行する。高温凍結防止運転においてタンクに蓄えられた熱の多くを、その後の給湯運転において利用することができる。高温凍結防止運転後のタンク内の水の温度は、低温凍結防止運転後のタンク内の水の温度よりも高く、給湯運転に利用するのにより適した温度の水である。従って、凍結防止運転を実施するとともに、凍結防止運転においてタンクに蓄えられた熱を給湯運転で利用される熱として兼用することで有効的に活用して、所望の給湯温度の水の出湯を可及的に迅速に行うことができる。
【００１０】
給湯器は、さらに、外気温度を検出する外気温度センサを備え、外気温度が低いほど第１の特定時間が短くてもよい。
【００１１】
待機時間が同じ場合でも、外気温度が低いほど、タンクからの放熱は大きい。このため、外気温度が低い場合の待機時間における放熱を、外気温度が高い場合の待機時間における放熱と同程度に抑制するには、外気温度が低い場合の待機時間を外気温度が高い場合の待機時間よりも短くする必要がある。上記の構成によると、外気温度が低いほど第１の特定時間が短い。従って、タンクからの放熱を抑制し、かつ、凍結防止運転においてタンクに蓄えられた熱を有効的に活用して、所望の給湯温度の水の出湯を可及的に迅速に行うことができる。
【００１２】
高温凍結防止温度が高いほど第１の特定時間が短くてもよい。
【００１３】
待機時間が同じ場合でも、タンク内の水の温度が高いほど、タンクからの放熱は大きい。このため、タンク内の水の温度が高い場合の待機時間における放熱を、タンク内の水の温度が低い場合の待機時間における放熱と同程度に抑制するには、タンク内の水の温度が高い場合の待機時間をタンク内の水の温度が低い場合の待機時間よりも短くする必要がある。上記の構成によると、高温凍結防止温度（即ち、高温凍結運転防止運転後のタンク内の水の温度）が高いほど第１の特定時間が短い。従って、タンクからの放熱を抑制し、かつ、凍結防止運転においてタンクに蓄えられた熱を有効的に活用して、所望の給湯温度の水の出湯を可及的に迅速に行うことができる。
【００１４】
制御装置は、給湯箇所への過去の給湯の履歴に基づいて、給湯開始予定時刻を取得可能であり、給湯開始予定時刻よりも第２の特定時間だけ前に、沸上運転を実行するように構成されていてもよい。
【００１５】
上記の構成によると、給湯開始予定時刻において、ヒートポンプによって沸上目標温度に加熱された水がタンクに貯留されている状態になる。従って、給湯運転において、他の加熱装置を利用しなくても、所望の給湯温度の水の出湯を行うことができる。
【００１６】
高温凍結防止温度は、沸上目標温度以上の温度であってもよい。
【００１７】
沸上目標温度は、給湯運転において、給湯温度に温度調整された水を給湯箇所に供給するのに適した温度が設定される。上記の構成によると、高温凍結防止運転が実行された後においてタンクから放熱があっても、給湯運転が開始される時のタンク内の水の温度は、沸上目標温度に近い温度である。このため、給湯開始予定時刻における給湯運転において、所望の給湯温度の水の出湯を行うことができる。従って、給湯開始予定時刻から第２の特定時間だけ前に実行することが予定されている沸上運転が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例に係る給湯システム２の構成を模式的に示す図である。
【図２】特定の世帯において給湯が行われる時間帯の例を示す図。
【図３】実施例に係る温度テーブル、判定時間テーブルの一例を示す図である。
【図４】実施例に係る凍結防止運転処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施例）
図１に示すように、本実施例に係る給湯システム２は、ＨＰ（ヒートポンプ）ユニット４と、タンクユニット６と、バーナユニット８を備えている。
【００２０】
（ＨＰユニット４の構成）
ＨＰユニット４は、外気から吸熱して水を加熱する熱源である。ＨＰユニット４は、圧縮機１０と、凝縮器１２と、膨張弁１４と、蒸発器１６からなるヒートポンプ熱源１７を備えている。ＨＰユニット４は、冷媒（例えばフロン系冷媒）を、圧縮機１０、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に循環させることで、外気から吸熱して水を加熱する。圧縮機１０は、冷媒を加圧して高温高圧にする。凝縮器１２は、水との熱交換により冷媒を冷却する。凝縮器１２の水流路の両端部には、それぞれ、ＨＰ往き経路１９とＨＰ戻り経路２１が接続されている。膨張弁１４は、冷媒を減圧して低温低圧にする。蒸発器１６は、外気との熱交換により冷媒を加熱する。ＨＰユニット４はさらに、凝縮器１２に水を循環させる循環ポンプ１８と、凝縮器１２に流れ込む水の温度を検出する往きサーミスタ２０と、凝縮器１２から流れ出る水の温度を検出する戻りサーミスタ２２と、外気温度ＴＯを検出する外気温度サーミスタ２３と、ＨＰユニット４の各構成要素の動作を制御するＨＰコントローラ２４を備えている。
【００２１】
（タンクユニット６の構成）
タンクユニット６は、タンク３０と、混合弁３２と、バイパス制御弁３４を備えている。タンク３０は、外側が断熱材で覆われており、内部に水を蓄える密閉型の容器である。本実施例のタンク３０の容量は、例えば１００リットルである。ＨＰユニット４の循環ポンプ１８が駆動すると、タンク３０の底部の水が、タンク往き経路３１およびＨＰ往き経路１９を介して、凝縮器１２へ送られる。凝縮器１２で加熱されて高温となった水は、ＨＰ戻り経路２１およびタンク戻り経路３３を介して、タンク３０の頂部からタンク３０内に戻される。ＨＰユニット４によって加熱された水がタンク３０に流れ込むと、タンク３０の内部には、低温の水の層の上に高温の水の層が積み重なった温度成層が形成される。タンク３０には、上部の水の温度を検出する上部サーミスタ３６と、中間部の水の温度を検出する中間部サーミスタ３７と、下部の水の温度を検出する下部サーミスタ３８が取り付けられている。以下では、ＨＰ往き経路１９、ＨＰ戻り経路２１、タンク往き経路３１、及び、タンク戻り経路３３を総称して、「循環路」と呼ぶことがある。
【００２２】
タンクユニット６には、給水経路４０を介して水道水が供給される。給水経路４０には、給水圧力を減圧する減圧弁４２と、給水温度を検出する入水サーミスタ４４が取り付けられている。給水経路４０は、タンク３０の底部に連通するタンク給水経路４６と、混合弁３２に連通するタンクバイパス経路４８に分岐している。タンク給水経路４６とタンクバイパス経路４８には、それぞれ、逆止弁５０、５２が取り付けられている。また、タンクバイパス経路４８には、混合弁３２に流入する水道水の流量を検出する水側水量センサ５４が取り付けられている。タンク３０の頂部と混合弁３２は、タンク出湯経路５６を介して連通している。タンク出湯経路５６には、逆止弁５８と、混合弁３２に流入するタンク３０からの水の流量を検出する湯側水量センサ６０が取り付けられている。
【００２３】
混合弁３２は、タンクバイパス経路４８から流れ込む水道水と、タンク出湯経路５６から流れ込むタンク３０からの水を混合して、第１給湯経路６２に送り出す。混合弁３２は、ステッピングモータによって弁を駆動し、タンクバイパス経路４８側の開度（水側の開度）と、タンク出湯経路５６側の開度（湯側の開度）を調整する。第１給湯経路６２には、混合弁３２から送り出される水の温度を検出する混合サーミスタ６４が取り付けられている。
【００２４】
タンクユニット６からは、第２給湯経路６６を介して、台所やシャワー、カラン等の給湯箇所への給湯が行われる。第２給湯経路６６には、給湯箇所へ供給される水の温度を検出する給湯出口サーミスタ６８と、逆止弁７０が取り付けられている。第１給湯経路６２と第２給湯経路６６の間は、給湯バイパス経路７２によって連通している。給湯バイパス経路７２には、バイパス制御弁３４が取り付けられている。
【００２５】
タンクユニット６は、さらに、タンクユニット６の各構成要素の動作を制御するタンクコントローラ７４を備えている。タンクコントローラ７４は、不揮発性メモリ７６を備えている。不揮発性メモリ７６は、温度テーブル７８ａ（図３参照）、及び、判定時間テーブル７８ｂ（図３参照）を記憶する。各テーブル７８ａ、７８ｂについては、後で詳しく説明する。
【００２６】
（バーナユニット８の構成）
バーナユニット８は、バーナ８０と、熱交換器８２と、バイパスサーボ８４と、水量サーボ８６と、湯はり弁８８を備えている。バーナ８０は、燃料ガスの燃焼によって熱交換器８２を流れる水を加熱する補助熱源機である。バーナ８０には、ガス供給管（図示省略）を介して燃料ガスが供給される。熱交換器８２には、バーナ往路９０を介して、タンクユニット６の第１給湯経路６２からの水が流れ込む。熱交換器８２を通過した水は、バーナ復路９２を介して、タンクユニット６の第２給湯経路６６へ流れ出る。バーナ往路９０には、バーナ往路９０を流れる水の流量を調整する水量サーボ８６と、バーナ往路９０を流れる水の流量を検出する水量センサ９１が取り付けられている。バーナ往路９０とバーナ復路９２の間は、バーナバイパス経路９４を介して連通している。バーナ往路９０とバーナバイパス経路９４の接続部に、バイパスサーボ８４が取り付けられている。バイパスサーボ８４は、バーナ往路９０からバーナバイパス経路９４へ流れる水の流量を調整する。バーナ復路９２には、熱交換器８２から流れ出る水の温度を検出するバーナ給湯サーミスタ９６が取り付けられている。バーナ復路９２からは、湯はり経路９８が分岐している。湯はり経路９８には、湯はり弁８８が取り付けられている。バーナユニット８からは、湯はり経路９８を介して、給湯箇所である浴槽への湯はりが行われる。
【００２７】
バーナユニット８はさらに、バーナコントローラ１００と、バーナコントローラ１００と通信可能なリモコン１０２と、を備えている。バーナコントローラ１００は、バーナユニット８の各構成要素の動作を制御する。リモコン１０２は、スイッチやボタン等を介して、ユーザからの各種の操作入力を受け入れる。また、リモコン１０２は、表示や音声によってユーザに給湯システム２の設定や動作に関する各種の情報を通知する。
【００２８】
ＨＰコントローラ２４とタンクコントローラ７４は、互いに通信可能である。タンクコントローラ７４とバーナコントローラ１００は、互いに通信可能である。従って、ＨＰコントローラ２４と、タンクコントローラ７４と、バーナコントローラ１００が協調して制御を行うことで、給湯システム２は沸上運転、給湯運転、凍結防止運転等の各種の動作を行うことができる。以下では、ＨＰコントローラ２４と、タンクコントローラ７４と、バーナコントローラ１００を総称して、単にコントローラとも呼ぶ。
【００２９】
以下では、給湯システム２によって実行される沸上運転、給湯運転、凍結防止運転について説明する。
【００３０】
（沸上運転）
沸上運転では、給湯システム２は、ＨＰユニット４を駆動して、タンク３０内の水を加熱する。沸上運転が開始されると、コントローラは、ヒートポンプ熱源１７の圧縮機１０を駆動して、圧縮機１０、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に冷媒を循環させるとともに、循環ポンプ１８を駆動して、タンク３０と凝縮器１２の間で水を循環させる。これによって、タンク３０の底部から吸い出された水は、凝縮器１２において沸上目標温度ＴＡまで加熱されて、タンク３０の頂部に戻される。タンク３０内の水が全て沸上目標温度ＴＡまで加熱された水で置き換えられると、コントローラは沸上運転を終了する。
【００３１】
（給湯運転）
給湯運転では、給湯設定温度ＴＳの水を給湯箇所へ供給する。給湯設定温度ＴＳは、ユーザによって設定される温度である。コントローラは、水側水量センサ５４で検出される流量と、湯側水量センサ６０で検出される流量を合算した流量（給湯流量ともいう）が最低動作流量（例えば２．４Ｌ／分）以上となると、カランの開栓や浴槽への湯はりなどにより給湯箇所への給湯が開始されたものと判断する。コントローラは、上部サーミスタ３６で検出される温度に応じて、以下の非燃焼給湯運転または燃焼給湯運転を実行する。
【００３２】
コントローラは、上部サーミスタ３６で検出される温度が給湯設定温度ＴＳ以上である場合、非燃焼給湯運転を実行する。非燃焼給湯運転では、コントローラは、バーナ８０の燃焼運転を禁止するとともに、混合サーミスタ６４で検出される温度が給湯設定温度ＴＳとなるように、混合弁３２の開度を調整する。これによって、給湯箇所に給湯設定温度ＴＳに温度調整された水が供給される。
【００３３】
また、コントローラは、上部サーミスタ３６で検出される温度が給湯設定温度ＴＳ未満の場合、燃焼給湯運転を実行する。燃焼給湯運転では、コントローラは、バーナ８０の燃焼運転を許可するとともに、混合サーミスタ６４で検出される温度が、給湯設定温度ＴＳよりもバーナ８０の最小加熱能力の分だけ低い温度となるように、混合弁３２の開度を調整する。この場合、タンク３０の上部から供給される高温の水と、給水経路４０から供給される低温の水が、混合弁３２において混合された後、バーナ８０によって給湯設定温度ＴＳまで加熱されて、給湯箇所へ供給される。なお、燃焼給湯運転には、混合弁３２がタンク３０側に全閉状態に固定されている場合も含まれる。この場合、コントローラは、バーナ８０によって加熱された水が給湯設定温度ＴＳになるように、バーナ８０の加熱能力を調整する。
【００３４】
上記の非燃焼給湯運転または燃焼給湯運転を実行中に、給湯流量が最低動作流量を下回ると、コントローラは、カランの閉栓や浴槽への湯はりの終了などにより給湯箇所への給湯が終了したものと判断して、給湯運転を終了する。
【００３５】
（給湯開始予定時刻及び沸上開始予定時刻の特定）
次いで、図２を用いて、給湯開始予定時刻及び沸上開始予定時刻の特定について説明する。給湯開始予定時刻は、沸上開始予定時刻を特定するため、及び、後述の凍結防止運転処理（図４参照）で利用される時刻である。給湯開始予定時刻及び沸上開始予定時刻は、過去の給湯の使用実績に応じて特定される。まず、コントローラは、特定の世帯の給湯の傾向に基づいて、給湯開始予定時刻を特定する。具体的には、コントローラは、特定の世帯において、給湯が行われる度に、給湯が開始された時刻と、給湯が終了した時刻と、を示す時刻情報と、供給された水の量を示す供給量情報と、を記憶する。コントローラは、１日分の時刻情報および供給量情報を、特定の世帯の１日分の運転履歴として記憶する。本実施例では、コントローラは、特定の世帯の過去７日分の運転履歴を記憶する。このため、コントローラは、２４時間毎に、８日前の運転履歴を消去して、前日の運転履歴を記憶する。
【００３６】
次いで、コントローラは、特定の世帯の過去７日分の運転履歴から、過去７日間において、最初の給湯が開始された時刻のうち、最も早い時刻を特定する。以下では、この時刻を「第１の給湯開始予定時刻Ｓ１」と呼ぶ。例えば、コントローラは、６：００を第１の給湯開始予定時刻Ｓ１として特定し（図２参照）、不揮発性メモリ７６に記憶する。なお、最初の給湯では、５Ｌ〜２０Ｌ程度の水が供給されることが多い。この場合、コントローラは、第１の給湯開始予定時刻Ｓ１までの沸上目標水量ＴＷとして３０リットルを設定する。
【００３７】
また、コントローラは、特定の世帯の過去７日分の運転履歴から、過去７日間において、湯張り運転が開始された時刻のうち、最も早い時刻を特定する。以下では、この時刻を「第２の給湯開始予定時刻Ｂ１」と呼ぶ。本実施例では、特定の世帯は、毎日２０：００に湯張り運転を開始するように予め設定している。例えば、コントローラは、２０：００を第２の給湯開始予定時刻Ｂ１として特定し（図２参照）、不揮発性メモリ７６に記憶する。なお、湯張り運転では、１５０Ｌ〜１８０Ｌ程度の水が供給されることが多い。この場合、コントローラは、第２の給湯開始予定時刻Ｂ１までの沸上目標水量ＴＷとして１００リットルを設定する。
【００３８】
さらに、コントローラは、特定の世帯の過去７日分の運転履歴から、過去７日間において、最後の給湯が終了した時刻のうち、最も遅い時刻を特定する。以下では、この時刻を「給湯終了時刻Ｇ１」と呼ぶ。例えば、コントローラは、０：００を給湯終了時刻Ｇ１として特定する（図２参照）。
【００３９】
さらに、コントローラは、沸上目標温度ＴＡ、および、沸上目標水量ＴＷに基づいて、第１の所定時間α、第２の所定時間β、および、第３の所定時間γを特定する。第１の所定時間αとは、沸上目標水量３０リットルを沸上目標温度ＴＡ（例えば、４５℃）まで加熱する場合の沸上運転の所要時間である。また、第２の所定時間βとは、沸上目標水量１００リットルを沸上目標温度ＴＡ（例えば、４５℃）まで加熱する場合の沸上運転の所要時間である。
【００４０】
次いで、図２に示すように、コントローラは、第１の給湯開始予定時刻Ｓ１から、特定された第１の所定時間αだけ前の時刻である第１の沸上開始予定時刻Ｓ０を特定し、第２の給湯開始予定時刻Ｂ１から、特定された第２の所定時間βだけ前の時刻である第２の沸上開始予定時刻Ｂ０を特定する。即ち、コントローラは、沸上開始予定時刻として、第１の沸上開始予定時刻Ｓ０と第２の沸上開始予定時刻Ｂ０を、不揮発性メモリ７６に記憶する。また、コントローラは、給湯終了時刻Ｇ１から、特定された第３の所定時間γだけ前の時刻であるヒートポンプ停止時刻Ｇ０を特定する。そして、コントローラは、不揮発性メモリ７６に記憶されている沸上開始予定時刻が到来すると、沸上運転を開始させる。また、コントローラは、不揮発性メモリ７６に記憶されているヒートポンプ停止時刻Ｇ０が到来すると、沸上運転を禁止する。
【００４１】
（ＨＰユニット４の凍結防止運転）
冬季などの外気温度が低い状態では、循環路（ＨＰ往き経路１９、ＨＰ戻り経路２１、タンク往き経路３１、及び、タンク戻り経路３３）内の水が凍結してしまうことがある。水が凍結すると、沸上運転を実行できなくなってしまうことがある。そこで、給湯システム２は、循環路内の水の凍結を防止する凍結防止運転を実行する。
【００４２】
（凍結防止運転処理）
図４を参照して、コントローラによって実行される凍結防止運転処理について説明する。給湯システム２の電源がＯＮされると、図４の処理が開始される。
【００４３】
ステップＳ１０において、コントローラは、循環水温度が第１の所定温度（例えば、「１０℃」）未満となることを監視する。循環水温度は、往きサーミスタ２０によって検出される水の温度と、戻りサーミスタ２２によって検出される水の温度と、のうち、温度が低い方の水の温度である。コントローラは、循環水温度が第１の所定温度未満となる場合に、ステップＳ１０でＹＥＳと判断し、処理はステップＳ１２に進む。
【００４４】
ステップＳ１２において、コントローラは、外気温度サーミスタ２３によって検出される外気温度ＴＯが第２の所定温度（例えば、５℃）未満であるのか否かを判断する。コントローラは、外気温度ＴＯが第２の所定温度未満である場合に、ステップＳ１２でＹＥＳと判断し、処理はステップＳ２０に進む。一方、コントローラは、外気温度ＴＯが第２の所定温度以上である場合に、ステップＳ１２でＮＯと判断し、処理はステップＳ１０に戻る。
【００４５】
ステップＳ２０において、コントローラは、次の給湯開始予定時刻を特定する。コントローラは、現在時刻を特定して、第１の給湯開始予定時刻Ｓ１と第２の給湯開始予定時刻Ｂ１とのうち、現在時刻から近い時刻を次の給湯開始予定時刻として特定する。例えば、現在時刻、第１の給湯開始予定時刻Ｓ１、第２の給湯開始予定時刻Ｂ１が、それぞれ、「４：００」、「６：００」、「２０：００」である場合、コントローラは、「６：００」を次の給湯開始予定時刻として特定する。
【００４６】
ステップＳ２２において、コントローラは、給湯設定温度ＴＳ、及び、不揮発性メモリ７６内の温度テーブル７８ａ（図３参照）を利用して、次の給湯開始予定時刻の前に実行される沸上運転の沸上目標温度ＴＡを特定する。図３に示されるように、温度テーブル７８ａでは、給湯設定温度ＴＳと、沸上目標温度ＴＡと、が対応付けられている。沸上目標温度ＴＡは、給湯運転において、給湯箇所に給湯設定温度ＴＳに温度調整された水を供給するのに適した水の温度が設定される。例えば、給湯設定温度ＴＳが「３８℃」である場合に、コントローラは、「４５℃」を沸上目標温度ＴＡとして特定する。
【００４７】
ステップＳ２４において、コントローラは、外気温度サーミスタ２３によって検出される外気温度ＴＯ、ステップＳ２２で特定した沸上目標温度ＴＡ、及び、不揮発性メモリ７６内の判定時間テーブル７８ｂ（図３参照）を利用して、判定時間を特定する。判定時間は、後述する低温凍結防止運転及び高温凍結防止運転のうちのいずれの運転を実行するのかを決定するための時間である。判定時間テーブル７８ｂは、外気温度ＴＯ及び沸上目標温度ＴＡに基づいて、判定時間を特定するためのテーブルである。図３に示されるように、外気温度ＴＯが低いほど、判定時間は短く、沸上目標温度ＴＡが高いほど、判定時間は短い。コントローラは、例えば、沸上目標温度ＴＡ、外気温度ＴＯが、それぞれ、「４５℃」、「０℃」である場合に、「５．６ｈ」を判定時間として特定する。
【００４８】
ステップＳ３０において、コントローラは、ステップＳ２０で特定した次の給湯開始予定時刻から現在時刻を減算した時間である減算時間が、ステップＳ２４で特定した判定時間以上であるのか否かを判断する。コントローラは、減算時間が判定時間以上である場合に、ステップＳ３０でＹＥＳと判断し、処理はステップＳ３２に進む。一方、コントローラは、減算時間が判定時間未満である場合に、ステップＳ３０でＮＯと判断し、処理はステップＳ４０に進む。
【００４９】
ステップＳ３２において、コントローラは、ヒートポンプ熱源１７及び循環ポンプ１８を駆動させ、低温凍結防止運転を開始する。低温凍結防止運転において、コントローラは、循環路内の水の温度が低温凍結防止温度（例えば、２０℃）となるように、ヒートポンプ熱源１７の動作を制御する。本実施例において、低温凍結防止温度は、循環路内の水の凍結を防止するのに最低限必要な温度が設定される。
【００５０】
ステップＳ３４において、コントローラは、循環水温度が低温凍結防止温度以上となることを監視する。コントローラは、循環水温度が低温凍結防止温度以上となる場合に、ステップＳ３４でＹＥＳと判断し、処理はステップＳ３６に進む。
【００５１】
ステップＳ３６において、コントローラは、次の沸上開始予定時刻を変更する。まず、コントローラは、現在時刻に基づいて、次の沸上開始予定時刻を特定する。例えば、現在時刻、第１の沸上開始予定時刻Ｓ０、第２の沸上開始予定時刻Ｂ０が、それぞれ、「４：００」、「５：４５」、「１９：３０」である場合、コントローラは、「５：４５」を次の沸上開始予定時刻として特定する。そして、コントローラは、特定した次の沸上開始予定時刻に対応する所定時間（第１の所定時間α又は第２の所定時間β）を遅延時間分だけ短くする。本実施例では、コントローラは、所定時間を５分だけ短くした時間を新たな所定時間として特定する。そして、コントローラは、次の沸上開始予定時刻から新たな所定時間だけ前の時刻を、新たな次の沸上開始予定時刻として特定する。なお、変形例では、コントローラは、現在のタンク３０内の水の温度、外気温度ＴＯ、及び、タンク３０からの放熱に基づいて、遅延時間を特定してもよい。
【００５２】
ステップＳ３８において、コントローラは、ヒートポンプ熱源１７及び循環ポンプ１８の駆動を停止させる。ステップＳ３８の処理が終了すると、図４の処理が終了する。
【００５３】
また、コントローラは、ステップＳ３０でＮＯと判断する場合に、ステップＳ４０において、ヒートポンプ熱源１７及び循環ポンプ１８を駆動させ、高温凍結防止運転を実行する。高温凍結防止運転において、コントローラは、循環路内の水の温度が高温凍結防止温度（例えば、４５℃）となるように、ヒートポンプ熱源１７の動作を制御する。高温凍結防止温度は低温凍結防止温度よりも高い温度である。また、本実施例において、高温凍結防止温度は、沸上目標温度ＴＡと同じ温度である。なお、変形例では、高温凍結防止温度は低温凍結防止温度よりも高い温度であれば、沸上目標温度ＴＡと異なっていてもよい。
【００５４】
ステップＳ４２において、コントローラは、循環水温度が高温凍結防止温度以上となることを監視する。コントローラは、循環水温度が高温凍結防止温度以上となる場合に、ステップＳ４２でＹＥＳと判断し、処理はステップＳ４４に進む。
【００５５】
ステップＳ４４において、コントローラは、ステップＳ２０で特定した次の給湯開始予定時刻の前に実行される沸上運転を中止する。従って、次の沸上開始予定時刻が到来しても、コントローラは、沸上運転を実行しない。ステップＳ４４が終了すると、処理はステップＳ３８に進む。ステップＳ３８の処理が終了すると、図４の処理が終了する。
【００５６】
凍結防止運転が終了してから次の給湯運転が開始されるまでの時間（即ち、待機時間）において、タンク３０から放熱される。そして、待機時間が長いほど、タンク３０からの放熱は大きい。また、タンク３０内の水の温度が高いほど、タンク３０からの放熱は大きい。上記の構成によると、コントローラは、凍結防止運転の開始時刻から給湯開始予定時刻までの時間が判定時間以上である場合（図４のステップＳ３０でＹＥＳ）に、低温凍結防止運転を実行する（図４のステップＳ３２）。現在時刻から給湯開始予定時刻までの時間が判定時間以上である場合、待機時間は比較的に長い。この場合、低温凍結防止運転においてタンク３０に蓄えられた熱の多くは、待機時間において放熱されてしまう。低温凍結防止運転後のタンク３０内の水の温度（即ち低温凍結防止温度）は、高温凍結防止運転後のタンク３０内の水の温度（即ち高温凍結防止温度）よりも低い。従って、現在時刻から次の給湯開始予定時刻までの時間が判定時間以上である場合に、高温凍結防止運転が実行される場合と比較して、待機時間におけるタンク３０からの放熱を抑制することができる。
【００５７】
また、待機時間が短い場合、タンク３０からの放熱は小さい。上記の構成によると、コントローラは、現在時刻から給湯開始予定時刻までの時間が判定時間未満である場合（図４のステップＳ３０でＮＯ）に、高温凍結防止運転を実行する（図４のステップＳ４０）。高温凍結防止運転においてタンク３０に蓄えられた熱の多くを、その後の給湯運転において利用することができる。高温凍結防止運転後のタンク３０内の水の温度（即ち高温凍結防止温度）は、低温凍結防止運転後のタンク３０内の水の温度（即ち低温凍結防止温度）よりも高く、給湯運転に利用するのにより適した温度の水である。従って、凍結防止運転を実施するとともに、凍結防止運転においてタンク３０に蓄えられた熱を給湯運転で利用される熱として兼用することで有効的に活用して、給湯設定温度ＴＳの水の出湯を（バーナユニット８を利用することなく）可及的に迅速に行うことができる。
【００５８】
また、待機時間が同じ場合でも、外気温度ＴＯが低いほど、タンク３０からの放熱は大きい。このため、外気温度ＴＯが低い場合の待機時間における放熱を、外気温度ＴＯが高い場合の待機時間における放熱と同程度に抑制するには、外気温度ＴＯが低い場合の待機時間を外気温度が高い場合の待機時間よりも短くする必要がある。図３に示すように、不揮発性メモリ７６の判定時間テーブル７８ｂでは、外気温度ＴＯが低いほど、判定時間は短い。従って、タンク３０からの放熱を抑制し、かつ、凍結防止運転においてタンク３０に蓄えられた熱を有効的に活用して、給湯設定温度ＴＳの水の出湯を可及的に迅速に行うことができる。
【００５９】
また、待機時間が同じ場合でも、タンク３０内の水の温度が高いほど、タンク３０からの放熱は大きい。このため、タンク３０内の水の温度が高い場合の待機時間における放熱を、タンク３０内の水の温度が低い場合の待機時間における放熱と同程度に抑制するには、タンク３０内の水の温度が高い場合の待機時間をタンク３０内の水の温度が低い場合の待機時間よりも短くする必要がある。図３に示すように、不揮発性メモリ７６の判定時間テーブル７８ｂでは、沸上目標温度ＴＡ（即ち高温凍結防止温度）が高いほど、判定時間は短い。従って、タンク３０からの放熱を抑制し、かつ、凍結防止運転においてタンク３０に蓄えられた熱を有効的に活用して、給湯設定温度ＴＳの水の出湯を可及的に迅速に行うことができる。
【００６０】
また、図２に示すように、コントローラは、過去の給湯の使用実績に基づいて、給湯開始予定時刻Ｓ１、Ｂ１を予測可能であり、給湯開始予定時刻よりも第１の所定時間α又は第２の所定時間βだけ前に、ヒートポンプ熱源１７による沸上運転を実行するように構成されている。このような構成によると、給湯開始予定時刻Ｓ１、Ｂ１において、ヒートポンプ熱源１７によって沸上目標温度ＴＡに加熱された水がタンク３０に貯留されている状態になる。従って、給湯運転において、バーナユニット８を利用しなくても、給湯設定温度ＴＳの水の出湯を行うことができる。
【００６１】
上述のように、第１の所定時間α又は第２の所定時間βは、給湯運転よりも前に低温凍結防止運転が実行されていない場合において、給湯開始予定時刻Ｓ１、Ｂ１の直前に沸上運転が終了するように設定される。低温凍結防止運転が実行されると、その後の沸上運転の開始時点において、低温凍結防止運転においてタンク３０に蓄えられた熱の一部は、タンク３０内に残留している。即ち、低温凍結防止運転が実行された後のタンク３０内の水の温度は、低温凍結防止運転が実行されていない場合のタンク３０内の水の温度よりも高い。このため、低温凍結防止運転が実行された後の状況において、給湯開始予定時刻Ｓ１、Ｂ１よりも第１の所定時間α又は第２の所定時間β前に沸上運転が開始されると、給湯開始予定時刻Ｓ１、Ｂ１よりも前に沸上運転が終了する。この場合、沸上運転が終了してから給湯運転が開始されるまでの間に、タンク３０から放熱される。上記の構成によると、コントローラは、低温凍結防止運転が実行される場合に、第１の所定時間α又は第２の所定時間βを短くする。この場合、沸上運転が終了してから給湯開始予定時刻Ｓ１、Ｂ１までの時間を短くすることができる。従って、タンク３０からの放熱を抑制することができる。
【００６２】
また、高温凍結防止温度は、沸上目標温度ＴＡと同じである。沸上目標温度ＴＡは、給湯運転において、給湯箇所に給湯設定温度ＴＳに温度調整された水を供給するのに適した水の温度が設定される。このため、高温凍結防止運転が実行された後においてタンク３０から放熱があっても、給湯運転が開始される時のタンク３０内の水の温度は、沸上目標温度ＴＡに近い温度である。このため、次の給湯開始予定時刻Ｓ１、Ｂ１における給湯運転において、給湯設定温度ＴＳの水の出湯を行うことができる。従って、次の給湯開始予定時刻Ｓ１、Ｂ１から所定時間α、βだけ前に実行することが予定されている沸上運転が不要となる。
【００６３】
（対応関係）
タンク出湯経路５６が、「出湯路」の一例である。コントローラが、「制御装置」の一例である。外気温度サーミスタ２３が、「外気温度センサ」の一例である。現在時刻が、「凍結防止開始時刻」の一例である。判定時間が、「第１の特定時間」の一例である。第１の所定時間α、及び、第２の所定時間βが、「第２の特定時間」の一例である。
【００６４】
以上、各実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００６５】
（第１変形例）判定時間は、外気温度ＴＯ及び沸上目標温度ＴＡに関わらず、同じであってもよい。また、別の変形例では、判定時間は、外気温度ＴＯが低いほど短いが、沸上目標温度ＴＡに関わらず同じであってもよい。また、別の変形例では、判定時間は、沸上目標温度ＴＡが高いほど短いが、外気温度ＴＯに関わらず同じであってもよい。
【００６６】
（第２変形例）コントローラは、過去の給湯の使用実績に応じて、給湯開始予定時刻及び沸上開始予定時刻を特定しなくてもよい。本変形例では、図４のステップＳ２０において、コントローラは、ユーザによって予約される給湯開始予定時刻を次の給湯開始予定時刻として特定する。また、本変形例では、コントローラは、給湯開始予定時刻がユーザによって予約されていない場合、低温凍結防止運転を実行する。
【００６７】
（第３変形例）図４において、ステップＳ３６の処理を省略可能である。
【００６８】
（第４変形例）給湯システム２は、バーナユニット８を備えていなくてもよい。
【００６９】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００７０】
２      ：給湯システム
４      ：ＨＰユニット
６      ：タンクユニット
８      ：バーナユニット
１０    ：圧縮機
１２    ：凝縮器
１４    ：膨張弁
１６    ：蒸発器
１７    ：ヒートポンプ熱源
１８    ：循環ポンプ
１９    ：ＨＰ往き経路
２０    ：往きサーミスタ
２１    ：ＨＰ戻り経路
２２    ：戻りサーミスタ
２３    ：外気温度サーミスタ
２４    ：ＨＰコントローラ
３０    ：タンク
３１    ：タンク往き経路
３２    ：混合弁
３３    ：タンク戻り経路
３４    ：バイパス制御弁
３６    ：上部サーミスタ
３７    ：中間部サーミスタ
３８    ：下部サーミスタ
４０    ：給水経路
４２    ：減圧弁
４４    ：入水サーミスタ
４６    ：タンク給水経路
４８    ：タンクバイパス経路
５０    ：逆止弁
５２    ：逆止弁
５４    ：水側水量センサ
５６    ：タンク出湯経路
５８    ：逆止弁
６０    ：湯側水量センサ
６２    ：第１給湯経路
６４    ：混合サーミスタ
６６    ：第２給湯経路
６８    ：給湯出口サーミスタ
７０    ：逆止弁
７１    ：給水経路
７２    ：給湯バイパス経路
７４    ：タンクコントローラ
７６    ：不揮発性メモリ
７８ａ  ：温度テーブル
７８ｂ  ：判定時間テーブル
８０    ：バーナ
８２    ：熱交換器
８４    ：バイパスサーボ
８６    ：水量サーボ
８８    ：湯はり弁
９０    ：バーナ往路
９１    ：水量センサ
９２    ：バーナ復路
９４    ：バーナバイパス経路
９６    ：バーナ給湯サーミスタ
９８    ：湯はり経路
１００  ：バーナコントローラ
１０２  ：リモコン
【図１】
2020197342.tif 000003
【図２】
2020197342.tif 000004
【図３】
2020197342.tif 000005
【図４】
2020197342.tif 000006