(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク（１０）内に蓄える給湯用水をヒートポンプサイクルによって加熱するヒートポンプユニット（２０）と、
前記タンク内の給湯用水と浴槽（６０）内の浴槽水とを熱交換して、前記浴槽内に蓄えられている風呂熱を前記タンク内に回収する風呂熱回収用熱交換器（５１）と、
前記浴槽と前記風呂熱回収用熱交換器とを環状に接続する風呂熱回収用回路（５０）に前記浴槽水を循環させる風呂熱回収ポンプ（６３）と、
前記ヒートポンプユニット（２０）の作動を制御して前記タンク内への熱量の供給を制御するとともに、前記風呂熱回収ポンプの作動を制御して、前記タンク内に前記風呂熱を回収する風呂熱回収運転を制御する制御装置（７０）と、
を備え、
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転の要求があるときに、前記タンク内の給湯用水に蓄えておく必要がある必要熱量を得るために、前記風呂熱回収運転を実施する場合と前記風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについて、前記ヒートポンプユニットによって前記タンク内に与えた熱量と前記ヒートポンプユニット単独の消費電力から求められる前記ヒートポンプユニットの運転効率を用いてシステム全体で予測される使用電力量を算出し、当該算出した使用電力量を比較して前記風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、前記風呂熱回収運転を実施しないことを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
タンク（１０）内に蓄える給湯用水を加熱する加熱装置（２０）と、
前記タンク内の給湯用水と浴槽（６０）内の浴槽水とを熱交換して、前記浴槽内に蓄えられている風呂熱を前記タンク内に回収する風呂熱回収用熱交換器（５１）と、
前記浴槽と前記風呂熱回収用熱交換器とを環状に接続する風呂熱回収用回路（５０）に前記浴槽水を循環させる風呂熱回収ポンプ（６３）と、
前記加熱装置の作動を制御して前記タンク内への熱量の供給を制御するとともに、前記風呂熱回収ポンプの作動を制御して、前記タンク内に前記風呂熱を回収する風呂熱回収運転を制御する制御装置（７０）と、
を備え、
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転の要求があるときに、前記タンク内の給湯用水に蓄えておく必要がある必要熱量を得るために、前記風呂熱回収運転を実施する場合と前記風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについてシステム全体で予測される使用電力量を算出し、当該算出した使用電力量を比較して前記風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、前記風呂熱回収運転を実施しない制御を行い、
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転を実施する場合と前記風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについて、予め記憶する関係式及び前記タンクの底部温度を用いて算出した前記加熱装置単独の運転効率と、算出した前記加熱装置による前記タンク内への供給熱量と、前記風呂熱回収運転を実施する場合に算出した前記タンク内への風呂熱回収熱量と、を用いて、システム全体で予測される前記使用電力量を算出することを特徴とする給湯システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転を実施する場合の前記タンクの底部温度を、前記風呂熱回収運転を実施する前の前記タンクの底部温度と、前記タンクに熱回収される容積と、前記風呂熱回収運転を実施する前の浴槽水の温度と、前記浴槽に蓄えられた湯量と、を用いて算出することを特徴とする請求項２に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転を実施する場合の前記タンクの底部温度を、前記タンクに供給される給水の温度と、前記タンクに熱回収される容積と、前記風呂熱回収運転を実施する前の浴槽水の温度と、前記浴槽に蓄えられた湯量と、を用いて算出することを特徴とする請求項２に記載の給湯システム。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記風呂熱回収運転がより早く終了するように終了条件を補正し、当該補正した終了条件を用いて前記風呂熱回収運転を実施する場合にシステム全体で予測される使用電力量を算出し、
前記風呂熱回収運転を実施する場合の前記算出した使用電力量と、前記風呂熱回収運転を実施しない場合にシステム全体で予測される使用電力量とを比較して、前記風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、前記風呂熱回収運転を実施することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の給湯システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転を実施するか否かの判定を行う前に、
前記風呂熱回収運転がより早く終了するように終了条件を補正し、当該補正した終了条件を用いて前記風呂熱回収運転を実施する場合にシステム全体で予測される使用電力量を算出し、
前記風呂熱回収運転を実施する場合の前記算出した使用電力量と、前記風呂熱回収運転を実施しない場合にシステム全体で予測される使用電力量とを比較して、前記風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、前記風呂熱回収運転を実施することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の給湯システム。
【請求項７】
タンク（１０）内に蓄える給湯用水を加熱する太陽熱温水装置（８０）と、
前記タンク内の給湯用水と浴槽（６０）内の浴槽水とを熱交換して、前記浴槽内に蓄えられている風呂熱を前記タンク内に回収する風呂熱回収用熱交換器（５１）と、
前記浴槽と前記風呂熱回収用熱交換器とを環状に接続する風呂熱回収用回路（５０）に前記浴槽水を循環させる風呂熱回収ポンプ（６３）と、
前記タンク（１０）内に蓄える給湯用水をヒートポンプサイクルによって加熱するヒートポンプユニット（２０）と、
前記太陽熱温水装置の作動を制御して前記タンク内への熱量の供給を制御し、前記ヒートポンプユニット（２０）の作動を制御して前記タンク内への熱量の供給を制御するとともに、前記風呂熱回収ポンプの作動を制御して、前記タンク内に前記風呂熱を回収する風呂熱回収運転を制御する制御装置（７０）と、
を備え、
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転の要求があるときに、前記太陽熱温水装置によって前記タンク内へ供給できる予測熱量だけで、過去の熱量使用実績に基づいて前記タンク内の給湯用水に蓄えておく必要があると予測される予測必要熱量をまかなえると判定すると、前記風呂熱回収運転を実施しない制御を行い、
さらに前記制御装置は、前記風呂熱回収運転の要求があるときに、前記風呂熱回収運転を実施する場合と前記風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについて、前記ヒートポンプユニットによって前記タンク内に与えた熱量と前記ヒートポンプユニット単独の消費電力から求められる前記ヒートポンプユニットの運転効率を用いてシステム全体で予測される使用電力量を算出し、当該算出した使用電力量を比較して前記風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、前記風呂熱回収運転を実施しないことを特徴とする給湯システム。
【請求項８】
タンク（１０）内に蓄える給湯用水を加熱する太陽熱温水装置（８０）と、
前記タンク内の給湯用水と浴槽（６０）内の浴槽水とを熱交換して、前記浴槽内に蓄えられている風呂熱を前記タンク内に回収する風呂熱回収用熱交換器（５１）と、
前記浴槽と前記風呂熱回収用熱交換器とを環状に接続する風呂熱回収用回路（５０）に前記浴槽水を循環させる風呂熱回収ポンプ（６３）と、
前記タンク（１０）内に蓄える給湯用水をヒートポンプサイクルによって加熱するヒートポンプユニット（２０）と、
前記太陽熱温水装置の作動を制御して前記タンク内への熱量の供給を制御し、前記ヒートポンプユニット（２０）の作動を制御して前記タンク内への熱量の供給を制御するとともに、前記風呂熱回収ポンプの作動を制御して、前記タンク内に前記風呂熱を回収する風呂熱回収運転を制御する制御装置（７０）と、
を備え、
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転の要求があるときに、前記太陽熱温水装置によって前記タンク内へ供給できる予測熱量だけで、過去の熱量使用実績に基づいて前記タンク内の給湯用水に蓄えておく必要があると予測される予測必要熱量をまかなえると判定すると、前記風呂熱回収運転を実施しない制御を行い、
さらに前記制御装置は、前記風呂熱回収運転の要求があるときに、前記風呂熱回収運転を実施する場合と前記風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについてシステム全体で予測される使用電力量を算出し、当該算出した使用電力量を比較して前記風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、前記風呂熱回収運転を実施しない制御を行い、
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転を実施する場合と前記風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについて、予め記憶する関係式及び前記タンクの底部温度を用いて算出した前記加熱装置単独の運転効率と、算出した前記加熱装置による前記タンク内への供給熱量と、前記風呂熱回収運転を実施する場合に算出した前記タンク内への風呂熱回収熱量と、を用いて、システム全体で予測される前記使用電力量を算出することを特徴とする給湯システム。
【請求項９】
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転を実施する場合の前記タンクの底部温度を、前記風呂熱回収運転を実施する前の前記タンクの底部温度と、前記タンクに熱回収される容積と、前記風呂熱回収運転を実施する前の浴槽水の温度と、前記浴槽に蓄えられた湯量と、を用いて算出することを特徴とする請求項８に記載の給湯システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転を実施する場合の前記タンクの底部温度を、前記タンクに供給される給水の温度と、前記タンクに熱回収される容積と、前記風呂熱回収運転を実施する前の浴槽水の温度と、前記浴槽に蓄えられた湯量と、を用いて算出することを特徴とする請求項８に記載の給湯システム。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記太陽熱温水装置によって前記タンク内へ供給できる予測熱量と前記風呂熱回収運転によって前記タンク内へ回収できる回収熱量との和が、前記予測される必要熱量を超えると判定すると、前記風呂熱回収運転を終了するための終了温度条件定数を補正し、風呂熱回収運転を早く終了させることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の給湯システム。
【請求項１２】
前記制御装置は、
前記風呂熱回収運転がより早く終了するように終了条件を補正し、当該補正した条件において前記風呂熱回収運転を実施する場合のシステム全体で予測される使用電力量を算出し、
前記風呂熱回収運転を実施する場合の前記算出した使用電力量と、前記風呂熱回収運転を実施しない場合にシステム全体で予測される使用電力量とを比較して、前記風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、前記風呂熱回収運転を実施することを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の給湯システム。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記風呂熱回収運転を実施するか否かの判定を行う前に、
前記風呂熱回収運転がより早く終了するように終了条件を補正し、当該補正した条件において前記風呂熱回収運転を実施する場合のシステム全体で予測される使用電力量を算出し、
前記風呂熱回収運転を実施する場合の前記算出した使用電力量と、前記風呂熱回収運転を実施しない場合にシステム全体で予測される使用電力量とを比較して、前記風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、前記風呂熱回収運転を実施することを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内に外部からの熱量を蓄えるとともに、風呂の湯からタンク内へ熱回収する給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の給湯システムには、風呂の湯からのタンク内への熱回収と、ヒートポンプユニットによるタンク内への熱量貯蔵とを行うシステムが知られている。この従来の給湯システムでは、風呂熱の回収によってタンク内の水温が上昇するが、タンク内の水を加熱して再びタンク内に戻すヒートポンプユニットのＣＯＰ（効率）が低下することになる。この効率低下によって、風呂熱回収の実施にもかかわらず、給湯システム全体の効率が低下してしまうことがある。
【０００３】
このように、タンク内の水温の上昇に伴う給湯システム全体の効率低下を解消するものとして、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１の給湯システムは、ヒートポンプユニットによりタンク内の水の加熱を行う沸き上げ動作の後に、風呂の湯とタンク内の水とを熱交換してタンク内の水の加熱を行う風呂熱回収を実施する。これにより、ヒートポンプユニットのＣＯＰを低下させることなく、風呂熱回収を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９８１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の給湯システムでは、ヒートポンプユニットによるタンク内の水の沸き上げ動作の後、タンク内へ風呂熱を回収するため、当該沸き上げが完了するまで風呂熱回収が行われないことになる。このため、当該沸き上げ完了までの風呂からの放熱が大きくなり、エネルギー省力化の効果が十分でない場合がある。したがって、システム全体の効率が十分でないという問題がある。特に、他の時間帯よりも電気料金が安価な深夜料金時間帯の終了時刻までに沸き上げ運転を終了する給湯システムの場合には、風呂からの放熱時間が長く、放熱量の大きさが顕著となる。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、風呂の湯から熱回収を行う給湯システムにおいて、システム全体の効率向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の給湯システムに係る発明は、タンク（１０）内に蓄える給湯用水をヒートポンプサイクルによって加熱するヒートポンプユニット（２０）と、タンク内の給湯用水と浴槽（６０）内の浴槽水とを熱交換して、浴槽内に蓄えられている風呂熱をタンク内に回収する風呂熱回収用熱交換器（５１）と、浴槽と風呂熱回収用熱交換器とを環状に接続する風呂熱回収用回路（５０）に浴槽水を循環させる風呂熱回収ポンプ（６３）と、加熱装置の作動を制御してタンク内への熱量の供給を制御するとともに、風呂熱回収ポンプの作動を制御して、タンク内に風呂熱を回収する風呂熱回収運転を制御する制御装置（７０）と、を備える。
【０００８】
制御装置は、風呂熱回収運転の要求があるときに、タンク内の給湯用水に蓄えておく必要がある必要熱量を得るために、風呂熱回収運転を実施する場合と風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについて、ヒートポンプユニットによってタンク内に与えた熱量とヒートポンプユニット単独の消費電力から求められるヒートポンプユニットの運転効率を用いてシステム全体で予測される使用電力量を算出し、当該算出した使用電力量を比較して風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施しないことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、風呂熱回収運転の要求があるときに、タンク内に蓄えるべき必要熱量を得るために、風呂熱回収運転を実施したと仮定した場合のシステム全体で予測される使用電力量と、風呂熱回収運転を実施しないと仮定した場合のシステム全体で予測される使用電力量と、をそれぞれ算出し、これらを比較する。この比較により、風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施しないため、風呂熱回収運転の要求があった際に、システム全体の使用電力量を抑制する制御を提供できる。このように、必要熱量を確保するために、風呂熱を活用するよりも加熱装置によるタンク内への熱量供給でまかなう方が省電力である場合には、給湯システム全体のエネルギーの省力化を実現できる。したがって、本発明によれば、システム全体の効率向上が可能な給湯システムを提供できる。
【００１０】
請求項２に記載の給湯システムに係る発明は、タンク（１０）内に蓄える給湯用水を加熱する加熱装置（２０）と、タンク内の給湯用水と浴槽（６０）内の浴槽水とを熱交換して、浴槽内に蓄えられている風呂熱をタンク内に回収する風呂熱回収用熱交換器（５１）と、浴槽と風呂熱回収用熱交換器とを環状に接続する風呂熱回収用回路（５０）に浴槽水を循環させる風呂熱回収ポンプ（６３）と、加熱装置の作動を制御してタンク内への熱量の供給を制御するとともに、風呂熱回収ポンプの作動を制御して、タンク内に風呂熱を回収する風呂熱回収運転を制御する制御装置（７０）と、を備え、
制御装置は、風呂熱回収運転の要求があるときに、タンク内の給湯用水に蓄えておく必要がある必要熱量を得るために、風呂熱回収運転を実施する場合と風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについてシステム全体で予測される使用電力量を算出し、当該算出した使用電力量を比較して風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施しない制御を行い、
制御装置は、風呂熱回収運転を実施する場合と風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについて、予め記憶する関係式及びタンクの底部温度を用いて算出した加熱装置単独の運転効率と、算出した加熱装置によるタンク内への供給熱量と、風呂熱回収運転を実施する場合に算出したタンク内への風呂熱回収熱量と、を用いて、システム全体で予測される使用電力量を算出することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、風呂熱回収運転の要否判定のための演算処理について簡単化が図れるとともに、その精度も確保することができる。
【００１２】
請求項３は、請求項２に記載の発明において、制御装置は、風呂熱回収運転を実施する場合のタンクの底部温度を、風呂熱回収運転を実施する前のタンクの底部温度と、タンクに熱回収される容積と、風呂熱回収運転を実施する前の浴槽水の温度と、浴槽に蓄えられた湯量と、を用いて算出することを特徴とする。この発明によれば、風呂熱回収運転を実施する場合のタンクの底部温度を、他からの熱量による影響を排除して、浴槽水からタンク内への熱量移動の観点から算出することができる。したがって、風呂熱回収運転の要否判定のための演算処理の簡単化が図れるとともに、その精度も確保することができる。
【００１３】
請求項４は、請求項２に記載の発明において、制御装置は、風呂熱回収運転を実施する場合のタンクの底部温度を、タンクに供給される給水の温度と、タンクに熱回収される容積と、風呂熱回収運転を実施する前の浴槽水の温度と、浴槽に蓄えられた湯量と、を用いて算出することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、請求項３に係る発明の奏する効果が得られるとともに、風呂熱回収運転を実施する前のタンクの底部温度に変えて、タンクに供給される給水の温度を用いるため、タンクの底部温度を検知する機構を要しない。
【００１５】
請求項５は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、制御装置は、風呂熱回収運転がより早く終了するように終了条件を補正し、当該補正した終了条件を用いて風呂熱回収運転を実施する場合にシステム全体で予測される使用電力量を算出し、
風呂熱回収運転を実施する場合の当該算出した使用電力量と、風呂熱回収運転を実施しない場合にシステム全体で予測される使用電力量とを比較して、風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、風呂熱回収運転をより早く終了させる条件補正を行った上で、風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量を算出するため、算出される使用電力量が当該条件補正を施さない場合に比べて小さい値になる。したがって、風呂熱回収運転を実施する判定結果が得られやすいため、タンク内へ必要熱量を蓄熱するときに、給湯システム全体の効率向上を重視しつつ、風呂熱を最大限活用した制御を実施することができる。
【００１７】
請求項６は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、制御装置は、風呂熱回収運転を実施するか否かの判定を行う前に、風呂熱回収運転がより早く終了するように終了条件を補正し、当該補正した終了条件を用いて風呂熱回収運転を実施する場合にシステム全体で予測される使用電力量を算出し、風呂熱回収運転を実施する場合の算出した使用電力量と、風呂熱回収運転を実施しない場合にシステム全体で予測される使用電力量とを比較して、風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施することを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の給湯システムに係る発明は、タンク（１０）内に蓄える給湯用水を加熱する太陽熱温水装置（８０）と、タンク内の給湯用水と浴槽（６０）内の浴槽水とを熱交換して、浴槽内に蓄えられている風呂熱をタンク内に回収する風呂熱回収用熱交換器（５１）と、浴槽と風呂熱回収用熱交換器とを環状に接続する風呂熱回収用回路（５０）に浴槽水を循環させる風呂熱回収ポンプ（６３）と、タンク（１０）内に蓄える給湯用水をヒートポンプサイクルによって加熱するヒートポンプユニット（２０）と、太陽熱温水装置の作動を制御してタンク内への熱量の供給を制御し、ヒートポンプユニット（２０）の作動を制御してタンク内への熱量の供給を制御するとともに、風呂熱回収ポンプの作動を制御して、タンク内に風呂熱を回収する風呂熱回収運転を制御する制御装置（７０）と、を備える。
【００１９】
制御装置は、風呂熱回収運転の要求があるときに、太陽熱温水装置によってタンク内へ供給できる予測熱量だけで、過去の熱量使用実績に基づいてタンク内の給湯用水に蓄えておく必要があると予測される必要熱量をまかなえると判定すると、風呂熱回収運転を実施しない制御を行い、
さらに制御装置は、風呂熱回収運転の要求があるときに、風呂熱回収運転を実施する場合と風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについて、ヒートポンプユニットによってタンク内に与えた熱量とヒートポンプユニット単独の消費電力から求められるヒートポンプユニットの運転効率を用いてシステム全体で予測される使用電力量を算出し、当該算出した使用電力量を比較して風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施しないことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、太陽熱温水装置によってタンク内へ供給できる予測熱量だけでユーザーの要する必要熱量を確保することができる場合は、風呂熱回収運転を実施しない。このため、太陽熱温水装置のタンク内への熱量供給における運転効率を低下させないとともに、自然エネルギーを十分に活用することができるので、給湯システム全体のエネルギーの省力化を実現できる。したがって、本発明によれば、システム全体の効率向上が可能な給湯システムを提供できる。
さらにこの発明によれば、風呂熱回収運転の要求があるときに、タンク内に蓄えるべき必要熱量を得るために、風呂熱回収運転を実施したと仮定した場合のシステム全体で予測される使用電力量と、風呂熱回収運転を実施しないと仮定した場合のシステム全体で予測される使用電力量と、をそれぞれ算出し、これらを比較する。この比較により、風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施しないため、風呂熱回収運転の要求があった際に、システム全体の使用電力量を抑制する制御を提供できる。このように、必要熱量を確保するために、風呂熱を活用するよりも太陽熱温水装置やヒートポンプユニットによるタンク内への熱量供給でまかなう方が省電力である場合には、給湯システム全体のエネルギーの省力化を実現できる。したがって、本発明によれば、システム全体の効率向上が可能な給湯システムを提供できる。
【００２１】
請求項８に記載の給湯システムに係る発明は、タンク（１０）内に蓄える給湯用水を加熱する太陽熱温水装置（８０）と、タンク内の給湯用水と浴槽（６０）内の浴槽水とを熱交換して、浴槽内に蓄えられている風呂熱をタンク内に回収する風呂熱回収用熱交換器（５１）と、浴槽と風呂熱回収用熱交換器とを環状に接続する風呂熱回収用回路（５０）に浴槽水を循環させる風呂熱回収ポンプ（６３）と、タンク（１０）内に蓄える給湯用水をヒートポンプサイクルによって加熱するヒートポンプユニット（２０）と、太陽熱温水装置の作動を制御してタンク内への熱量の供給を制御し、ヒートポンプユニット（２０）の作動を制御してタンク内への熱量の供給を制御するとともに、風呂熱回収ポンプの作動を制御して、タンク内に風呂熱を回収する風呂熱回収運転を制御する制御装置（７０）と、を備え、
制御装置は、風呂熱回収運転の要求があるときに、太陽熱温水装置によってタンク内へ供給できる予測熱量だけで、過去の熱量使用実績に基づいてタンク内の給湯用水に蓄えておく必要があると予測される予測必要熱量をまかなえると判定すると、風呂熱回収運転を実施しない制御を行い、
さらに制御装置は、風呂熱回収運転の要求があるときに、風呂熱回収運転を実施する場合と風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについてシステム全体で予測される使用電力量を算出し、当該算出した使用電力量を比較して風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施しない制御を行い、
制御装置は、風呂熱回収運転を実施する場合と風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについて、予め記憶する関係式及びタンクの底部温度を用いて算出した加熱装置単独の運転効率と、算出した加熱装置によるタンク内への供給熱量と、風呂熱回収運転を実施する場合に算出したタンク内への風呂熱回収熱量と、を用いて、システム全体で予測される使用電力量を算出することを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、風呂熱回収運転の要否判定のための演算処理について簡単化が図れるとともに、その精度も確保することができる。
【００２３】
請求項９は、請求項８に記載の発明において、制御装置は、風呂熱回収運転を実施する場合のタンクの底部温度を、風呂熱回収運転を実施する前のタンクの底部温度と、タンクに熱回収される容積と、風呂熱回収運転を実施する前の浴槽水の温度と、浴槽に蓄えられた湯量と、を用いて算出することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、風呂熱回収運転を実施する場合のタンクの底部温度を、他からの熱量による影響を排除して、浴槽水からタンク内への熱量移動の観点から算出することができる。したがって、風呂熱回収運転の要否判定のための演算処理の簡単化が図れるとともに、その精度も確保することができる。
【００２５】
請求項１０は、請求項８に記載の発明において、制御装置は、風呂熱回収運転を実施する場合のタンクの底部温度を、タンクに供給される給水の温度と、タンクに熱回収される容積と、風呂熱回収運転を実施する前の浴槽水の温度と、浴槽に蓄えられた湯量と、を用いて算出することを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、請求項９に係る発明の奏する効果が得られるとともに、風呂熱回収運転を実施する前のタンクの底部温度に変えて、タンクに供給される給水の温度を用いるため、タンクの底部温度を検知する機構を要しない。
【００２７】
請求項１１は、請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の発明において、制御装置は、太陽熱温水装置によってタンク内へ供給できる予測熱量と風呂熱回収運転によってタンク内へ回収できる回収熱量との和が、予測される必要熱量を超えると判定すると、風呂熱回収運転を終了するための終了温度条件定数を補正し、風呂熱回収運転を早く終了させることを特徴とする。この発明によれば、太陽熱温水装置が供給する予測熱量と風呂熱回収運転による回収熱量との合計熱量が当該予測される必要熱量を超えないように、風呂熱回収運転の時間や能力を経済的に制御することができる。したがって、太陽熱エネルギーの利用を可能な限り高めるとともに、余分な風呂熱回収運転の排除により、風呂熱回収運転で要する使用電力量を抑制して、システム全体における使用電力量を抑えることができる。
【００２８】
請求項１２は、請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の発明において、制御装置は、風呂熱回収運転がより早く終了するように終了条件を補正し、当該補正した条件において風呂熱回収運転を実施する場合のシステム全体で予測される使用電力量を算出し、風呂熱回収運転を実施する場合の当該算出した使用電力量と、風呂熱回収運転を実施しない場合にシステム全体で予測される使用電力量とを比較して、風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施することを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、風呂熱回収運転をより早く終了させる条件補正を行った上で、風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量を算出するため、算出される使用電力量が当該条件補正を施さない場合に比べて小さい値になる。したがって、風呂熱回収運転を実施する判定結果が得られやすいため、タンク内へ必要熱量を蓄熱するときに、給湯システム全体の効率向上を重視しつつ、風呂熱を最大限活用した制御を実施することができる。
【００３０】
請求項１３は、請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の発明において、制御装置は、風呂熱回収運転を実施するか否かの判定を行う前に、風呂熱回収運転がより早く終了するように終了条件を補正し、当該補正した条件において風呂熱回収運転を実施する場合のシステム全体で予測される使用電力量を算出し、風呂熱回収運転を実施する場合の算出した使用電力量と、風呂熱回収運転を実施しない場合にシステム全体で予測される使用電力量とを比較して、風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量の方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施することを特徴とする。
【００３２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を適用する第１実施形態に係る給湯システムの構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態の給湯システムにおける風呂熱回収運転の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図２における風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】タンク底部温度と加熱装置の運転効率との関係を示す特性図である。
【図５】図２における風呂熱回収運転の動作サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明を適用する第２実施形態に係る風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明を適用する第３実施形態に係る給湯システムの構成を示す模式図である。
【図８】第３実施形態に係るタンク底部温度と予測集熱量との関係を示す特性図である。
【図９】本発明を適用する第４実施形態に係る風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明を適用する第５実施形態に係る風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００３５】
（第１実施形態）
本発明を適用する第１実施形態を以下に説明する。第１実施形態に係る給湯システム１００の構成について図１を参照して説明する。図１は第１実施形態に係る給湯システム１００の構成を示す模式図である。
【００３６】
図１に示すように、給湯システム１００は、水を加熱するヒートポンプユニット２０と、この加熱した水が貯えられるタンク１０と、各種配管１１，１２，１３，１４と、温度検出手段としての各サーミスタ３０ａ〜３０ｇ，２２，１８，６５，６６等と、追焚き用回路４０と、風呂熱回収用回路５０と、追い焚き運転、風呂熱回収運転、及びヒートポンプユニット２０の作動等を制御する制御装置７０と、を備えている。タンク１０とヒートポンプユニット２０は、設置現場において一体化または離間して設置されている。
【００３７】
給湯システム１００は、一般家庭用として使用されるものであり、ヒートポンプユニット２０によって生成される高温の湯をタンク１０内に貯えるとともに、貯えた湯を給湯用の湯として、台所、洗面所等の給湯端末や風呂へ供給するようになっている。さらに、給湯システム１００は、給湯機能の他に、入浴後の浴槽水によるタンク１０内下部の低温湯への熱回収を行う風呂熱回収運転機能と、タンク１０内上部の高温湯によって浴槽６０の浴槽水を加熱する追焚き運転機能と、を有している。
【００３８】
タンク１０は、給湯に用いる給湯用水を貯える容器であって、耐食性に優れた金属製、例えばステンレス製の容器である。タンク１０は、その外周部に図示しない断熱材が配置されており、給湯用の湯を長時間に渡って保温することができるようになっている。
【００３９】
タンク１０は略円筒形形状であり、その底面に導入口１０ａが設けられている。この導入口１０ａにはタンク１０内に水道水を供給する導入用流路としての導入管１１ｂが接続されている。この導入管１１ｂには、給水サーミスタ１８及び流量カウンタ（図示せず）が設けられている。給水サーミスタ１８は導入管１１ｂ内の温度を検出するための電気信号を制御装置７０に出力し、流量カウンタは導入管１１ｂ内の流量を検出するための電気信号を制御装置７０に出力する。
【００４０】
また、導入口１０ａの上流側には、導入管１１ｂを流れてくる水道水の水圧を所定圧に減圧するとともに、断水等における湯の逆流を防止する減圧逆止弁（図示せず）が設けられている。また、導入管１１ｂには、導入口１０ａの上流側の部位から分岐する給水管１１ａが設けられている。給水管１１ａの下流端は、給湯用混合弁１５及び風呂用混合弁１６に繋がれている。
【００４１】
タンク１０の最上部には導出口１０ｂが設けられ、この導出口１０ｂにはタンク１０内に貯えられた給湯用の湯のうち、高温の湯を導出するための給湯用流路としての高温取出管１２が接続されている。また、高温取出管１２の経路途中には、逃がし弁（図示せず）が配設された排出配管が接続されており、タンク１０内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、タンク１０内の湯を外部に排出して、タンク１０等にダメージを与えないようになっている。
【００４２】
タンク１０の外壁面には、給湯用水の貯湯量及び貯湯温度を検出するための貯湯温度検出手段としての複数（本例では７つ）のタンク水温サーミスタ３０ａ〜３０ｇ（総称してタンク水温サーミスタ３０ともいう）が縦方向（タンク１０の高さ方向）にほぼ等間隔に配置されている。タンク水温サーミスタ３０ａ〜３０ｇはタンク１０内に満たされた給湯用水の各水位レベルでの温度信号を制御装置７０に出力するようになっている。特に、タンク水温サーミスタ３０ｇは、タンク１０内の最下部に設けられており、タンク底部の水温を検出する。
【００４３】
タンク水温サーミスタ３０ａ〜３０ｇから送信される温度情報に基づいて、タンク１０内上方の沸き上げられた温水とタンク内下方の沸き上げられる前の水との温度境界位置を検出することができ、これにより貯湯量が検出できるようになっている。例えば、あるタンク水温サーミスタの検出温度が貯湯熱量として使用できる所定温度を超えていた場合は、タンク１０内の最上部からそのタンク水温サーミスタの位置までは給湯に使用できる湯が貯まっていることになる。
【００４４】
また、タンク水温サーミスタ３０ａ〜３０ｇのうち、タンク水温サーミスタ３０ａは、タンク１０内の上部に設置されている追焚き用熱交換器４１よりも上方となる位置に設けられており、高温取出管１２に吸入される高温の湯の温度であるタンク１０内最上部の湯温を検出する出湯サーミスタの機能も有している。タンク水温サーミスタ３０ｂは追焚き用熱交換器４１の下端とほぼ同じ高さ、もしくは下方に配置されている。
【００４５】
タンク１０の下部には、タンク１０内の最下部の給湯用水をヒートポンプユニット２０側に吸入するための吸入口１０ｃが設けられている。タンク１０の上部には、ヒートポンプユニット２０側から吐出された湯が内部に流入するための吐出口１０ｄが設けられている。吸入口１０ｃと吐出口１０ｄとは加熱用回路２１で接続されており、この加熱用回路２１の一部はヒートポンプユニット２０における水・冷媒熱交換器（図示せず）の水側通路となっている。加熱用回路２１のうち、ヒートポンプユニット２０内を通過した部分は、ヒートポンプユニット２０で加熱された高温の湯をタンク１０内に流入させる上部流入管として機能する。
【００４６】
ヒートポンプユニット２０は、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素を使用するヒートポンプサイクルと、加熱用回路２１中に設置された給水ポンプ（図示せず）とから構成される加熱装置である。超臨界のヒートポンプサイクルによれば、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温、例えば、８５℃〜９０℃程度の湯をタンク１０内に貯えることができる。またヒートポンプユニット２０には、屋外の外気温度を検出して制御装置７０に送信する外気温度サーミスタ２２が設けられている。
【００４７】
ヒートポンプユニット２０を構成するヒートポンプサイクルは、少なくとも電動式の圧縮機、加熱用熱交換器である水・冷媒熱交換器、電気式の膨張弁、空気熱交換器、及びアキュムレータの冷凍サイクル機能部品が配管で環状に接続されることにより形成されている（いずれの部品も図示せず）。さらに、空気熱交換器の近傍には、空気熱交換器に対して強制風を提供する送風機が設けられている。
【００４８】
ヒートポンプユニット２０は、制御装置７０からの制御信号により作動するとともに、その作動状態を操作盤７１に表示するように構成されている。ヒートポンプユニット２０は、電力供給契約等に基づいて料金設定が安価である深夜料金時間帯において、深夜電力を利用した圧縮機の回転数制御によって、タンク１０内の給湯用水を沸き上げる沸き上げ運転を行うとともに、深夜料金時間帯以外の時間帯においても、タンク１０内の貯湯熱量が不足してくると沸き上げ運転を行う。また、圧縮機の回転数は、種々の運転条件下において規定の能力が出るように制御装置７０により制御される。
【００４９】
膨張弁は、水・冷媒熱交換器から流出する高圧の冷媒を減圧する減圧手段であり、制御装置７０によって弁開度が電気的に制御される。空気熱交換器は、膨張弁で減圧された冷媒を送風機によって送風される室外空気との熱交換によって蒸発気化させ、圧縮機にガス冷媒を供給する。送風機は、空気熱交換器の熱交換性能を確保するように制御装置７０によって回転数が制御される。アキュムレータは、空気熱交換器から流出する冷媒を気液分離して、気相冷媒のみ圧縮機に吸引させるとともに、サイクル中の余剰冷媒を貯える。
【００５０】
水・冷媒熱交換器は、圧縮機の吐出口より吐出された高温・高圧の冷媒によって水を加熱して湯とする熱交換器である。水・冷媒熱交換器の冷媒側通路は、圧縮機の吐出口より吐出された高圧のガス冷媒と水側通路を流れる給湯用水とを熱交換する冷媒流路管により構成されている。水・冷媒熱交換器は、冷媒側通路と水側通路の対向する面とが熱交換可能に密着するように配置された二層構造となっている。水側通路は、冷媒側通路の冷媒入口部から冷媒出口部に至る冷媒流路の全長で冷媒と加熱用回路２１を流通する水との熱交換が行われるように構成されている。そして、水側通路の出口部から所定の沸き上げ温度（６５℃〜９０℃程度）相当の温水を取り出した場合に、規定の熱交換性能を出せるように構成されている。
【００５１】
加熱用回路２１の吸入口１０ｃと水側通路との間には、ヒートポンプユニット２０内に給水ポンプが配設されている。給水ポンプは、内蔵される電動モータによって回転駆動されて、沸き上げ運転時に、タンク１０内の給湯用水を吸入口１０ｃから吸入し、水側通路内で加熱した後タンク１０の吐出口１０ｄに還流させるように作動する。給水ポンプは、水側通路の出口側水温が、種々の運転条件下において決定される所定の目標沸き上げ温度となるように制御装置７０によって回転数が制御される。
【００５２】
高温取出管１２と給水管１１ａとの下流側合流部位には、給湯用混合弁１５が設けられている。この給湯用混合弁１５は、温度調節弁であって、高温側、低温側それぞれの開口面積比（弁開度）を調節して、高温取出管１２から取出した高温の湯と、給水管１１ａから供給される給湯水との混合比を調節する。これにより、給湯用混合弁１５は、給湯用混合弁１５よりも下流側に接続された給湯用配管１３に流通させる湯の温度をユーザーが設定する設定温度に調節する。給湯用混合弁１５の弁開度は、制御装置７０によって制御される。
【００５３】
給湯用配管１３は、下流端の給湯端末としての給湯水栓（例えばカラン、シャワー等）へ設定温度に温度調節された湯を導く配管である。風呂用配管１４は、給湯用混合弁１５よりも上流側で給湯用配管１３から分岐する配管であり、浴槽流出配管５３に接続されて、浴槽６０内に湯張り、差し湯、たし湯等を行う時に、設定温度に温度調節された水を浴槽６０に導く。
【００５４】
風呂用配管１４と給水管１１ａとの下流側合流部位には、風呂用混合弁１６が設けられている。この風呂用混合弁１６は、温度調節弁であって、高温側、低温側それぞれの開口面積比（弁開度）を調節して、高温取出管１２から取出した高温の湯と、給水管１１ａから供給される給湯水との混合比を調節する。これにより、風呂用混合弁１６は、浴槽６０に供給する湯の温度をユーザーが設定する設定温度に調節する。風呂用混合弁１６の弁開度は、制御装置７０によって制御される。湯張り用電磁弁１７は風呂用配管１４の流路を開閉する弁であり、浴槽６０内への湯張り、差し湯、たし湯等を行う時に制御装置７０により制御される。
【００５５】
浴槽６０の側壁には、吐出口６１および吸入口６２を有するアダプタが設けられている。浴槽６０には、吐出口６１から流出した浴槽６０内の浴槽水が通る浴槽流出配管５３と、再び浴槽水が吸入口６２から浴槽６０内に戻るときに通る浴槽流入配管５２と、が設けられている。浴槽流出配管５３の下流端と浴槽流入配管５２の上流端には、タンク１０内の下部に設置される風呂熱回収用熱交換器５１が接続されている。風呂熱回収用熱交換器５１、浴槽流出配管５３、浴槽流入配管５２、及び浴槽６０は、風呂熱回収用回路５０を構成する。
【００５６】
浴槽６０の吐出口６１と風呂熱回収用熱交換器５１との間にある浴槽流出配管５３には、浴槽６０から近い順に水位センサ６４、風呂用ポンプ６３、及び風呂流出サーミスタ６５が設けられている。風呂用ポンプ６３は、浴槽６０内の浴槽水を風呂熱回収用熱交換器５１側に圧送して、再び浴槽６０に戻すように循環させる電動ポンプであり、制御装置７０によってその作動が制御される。水位センサ６４は、浴槽６０内に湯張りされた浴槽水の湯量、言い換えれば浴槽６０内の水位レベルを求めるための水圧を検出するセンサであり、水圧信号を制御装置７０に出力する。つまり、制御装置７０は、当該水圧信号に基づいて浴槽６０内の水量を求めることができる。風呂流出サーミスタ６５は、浴槽流出配管５３において浴槽６０から風呂熱回収用熱交換器５１へ流出する浴槽水温度を検出する温度検出手段であり、検出した浴槽水温度信号を制御装置７０に出力する。
【００５７】
風呂熱回収用熱交換器５１と浴槽６０の吸入口６２との間にある浴槽流入配管５２には、風呂流入サーミスタ６６が設けられている。風呂流入サーミスタ６６は、風呂熱回収用熱交換器５１から浴槽６０へ流入する温度を検出する温度検出手段であり、検出した温度信号を制御装置７０に出力する。また、風呂流入サーミスタ６６は、追焚き用熱交換器４１から流出する浴槽水の温度も検出することができる。
【００５８】
風呂熱回収用熱交換器５１は、入浴後の浴槽６０の浴槽水の熱をタンク１０内の下部の低温湯領域に回収して浴槽水によって低温湯を加熱する熱交換器である。また、浴槽流出配管５３及び浴槽流入配管５２のそれぞれには、追焚き用熱交換器４１に通じるバイパス通路４２が接続されている。バイパス通路４２は、浴槽６０を流出して浴槽流出配管５３を通ってきた浴槽水が、風呂熱回収用熱交換器５１を通らないで追焚き用熱交換器４１に向かって流れ、追焚き用熱交換器４１から浴槽流入配管５２に流入するときに流れる通路である。追焚き用熱交換器４１、バイパス通路４２、浴槽流出配管５３、浴槽流入配管５２、及び浴槽６０は、追焚き用回路４０を構成する。
【００５９】
追焚き用熱交換器４１よりも下流側のバイパス通路４２から浴槽流入配管５２に合流する合流部には、切換弁４３が設けられている。追焚き用熱交換器４１は、切換弁４３による通路の切換え及び風呂用ポンプ６３の作動によって、追焚き用回路４０を循環する浴槽水を、タンク１０内の上部側の高温湯によって加熱することで追い焚きする熱交換器である。
【００６０】
浴槽流出配管５３及び浴槽流入配管５２とバイパス通路４２との合流部よりも浴槽６０寄りには、浴槽流出配管５３と浴槽流入配管５２とを直接接続するバイパス通路５４が設けられている。バイパス通路５４は、浴槽６０を流出して浴槽流出配管５３を通ってきた浴槽水が、風呂熱回収用熱交換器５１及び追焚き用熱交換器４１の両方を通らないで浴槽流入配管５２を通って浴槽６０に戻るときに流れる通路である。
【００６１】
浴槽流出配管５３とバイパス通路５４との接続部には、保温三方弁５５が設けられている。浴槽６０内の浴槽水温度を検出する際には、保温三方弁５５によって浴槽流出配管５３とバイパス通路５４とを接続する通路を形成する。そして、風呂用ポンプ６３によって循環される浴槽水は、浴槽流出配管５３、バイパス通路５４及び浴槽流入配管５２を経由して、風呂熱回収用熱交換器５１及び追焚き用熱交換器４１の影響を受けないようにショートカットするようになっている。
【００６２】
制御装置７０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のＲＯＭには、予め制御プログラムが記憶されており、各サースミスタ３０，１８，２２，６４〜６６からの温度信号等、水位センサ６４からの水位信号、ユーザーが入力する操作盤７１（例えば、風呂設置リモコン、台所設置リモコン）からの入力信号等に基づいて、各種弁１５〜１７，４３，４４、ヒートポンプユニット２０の各部品、風呂用ポンプ６３を制御するように構成されている。
【００６３】
また、制御装置７０は、給湯用、湯張り用等として使用された使用熱量の過去実績を、毎日継続して記憶装置に記憶する。記憶装置は、例えば、フラッシュメモリやＲＡＭで構成され、記憶されているデータの読み出しや書き込みを行うものである。当該使用熱量の過去実績は、例えば、ヒートポンプユニット２０の運転実績、風呂熱回収実績、給湯や湯張りに相当する給湯実績等である。当該記憶装置は、例えば、当該使用熱量の過去実績を所定期間分記憶しておくことができ、当該所定期間からはみ出た古い実績は新しい実績に随時書き換えられる。本実施形態では、所定期間の一例として過去１週間分の使用熱量の実績を記憶するようにしている。そして、１週間分の使用熱量の実績は、直近の１日の実績が記憶されるタイミングになると、最も古い１日の実績が記憶装置から消去され、直近の１日の実績が書き込まれることになる。
【００６４】
操作盤７１には、操作スイッチとして、風呂自動運転スイッチ、給湯設定温度スイッチ、湯張りスイッチ、湯張り設定温度スイッチ、追焚きスイッチ、追焚き設定温度スイッチ、風呂熱回収スイッチ等が設けられている。また、操作盤７１は、浴室内や台所等の湯を使用する場所の近傍に設置され、操作盤７１以外は、屋外等の適所に設置されている。
【００６５】
（沸き上げ運転）
制御装置７０は、深夜料金時間帯には安価な深夜電力を用いてヒートポンプユニット２０に対して作動指示をし、タンク１０内の下部側の給湯水を加熱用回路２１に循環させ、ヒートポンプユニット２０で加熱して、沸き上げられた高温の湯を吐出口１０ｄからタンク１０の上部側に貯めていく。
【００６６】
（給湯運転、湯張り運転）
昼間の台所や洗面所での湯の使用時、また風呂への湯張り時には、制御装置７０は、ユーザーによって操作盤７１の給湯設定温度スイッチ及び湯張り設定温度スイッチから入力設定される設定温度と一致するように、給湯用混合弁１５及び風呂用混合弁１６の弁開度を調節して、タンク１０の導出口１０ｂから取出される高温の湯と給水管１１ａから供給される給湯水とを混合して温度調節した湯として供給する。
【００６７】
（風呂自動運転）
制御装置７０は、浴槽６０内の浴槽水の温度低下に対しては、湯張り運転後の風呂保温設定時間範囲（ユーザーが設定する時間であり、例えば４時間）において、浴槽水温度を設定温度に保持する風呂自動運転を実施する。すなわち、制御装置７０は、保温三方弁５５を制御してバイパス通路５４側を開き、風呂用ポンプ６３を作動させ、浴槽６０、浴槽流出配管５３、バイパス通路５４、及び浴槽流入配管５２を循環する浴槽水の流れを形成する。そして、風呂流出サーミスタ６５及び風呂流入サーミスタ６６の少なくとも一方が検出する浴槽水温度が設定温度より低い場合には、制御装置７０は、保温三方弁５５を制御して浴槽流出配管５３側を開くとともに、切換弁４３を制御してバイパス通路４２側を開き、風呂用ポンプ６３を継続作動させる。これにより、浴槽水は、追焚き用回路４０を循環して追焚き用熱交換器４１によって加熱される。制御装置７０は、風呂流入サーミスタ６６が検出する温度が設定温度になると、風呂用ポンプ６３を停止させ、追焚き運転を終了する。
【００６８】
（風呂熱回収運転）
制御装置７０は、ユーザーによって操作盤７１の風呂熱回収スイッチから入力される入力信号に基づいて、ユーザーが入浴した後には浴槽６０内の浴槽水を活用してタンク１０の低温湯領域への熱回収を行う。
【００６９】
次に、給湯システム１００における風呂熱回収運転時の処理手順について図２〜図５を参照して説明する。図２は、給湯システム１００における風呂熱回収運転の処理手順を示すフローチャートである。図３は、図２におけるステップ１０の実施判定サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。図４は、タンク底部温度と加熱装置の運転効率との関係を示す特性図である。図５は、図２における風呂熱回収運転の動作サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【００７０】
風呂熱回収運転では、風呂熱回収運転を実施するか否かの判定を行い、この判定結果に基づき実施する場合には、次に風呂熱回収動作に係る具体的な処理を実行する。一方、判定結果に基づき実施しない場合には、風呂熱回収運転をすることなく終了する。以下の各処理で実行する演算、判定及び各部の制御は、制御装置７０が直接的、または他の装置を介して間接的に実施するものである。
【００７１】
制御装置７０は、ユーザーによる操作盤７１の操作等によって風呂熱回収運転開始の指令が受けると、図２のステップ１０で風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンを実行する。風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンでは、まずステップ１１０で、風呂熱回収運転をしない場合に給湯システム１００が使用する使用電力量Ｗｎを算出する。ここでの使用電力量Ｗｎは、（式１）、（式２）にしたがって算出する。
（式１）
Ｗｎ＝Ｑｈｎ／Ｅｎ
（式２）
Ｑｈｎ＝Ｑｍ
Ｑｈｎは、風呂熱回収運転しない場合にヒートポンプユニット２０（加熱装置）によってタンク１０に蓄えられる蓄熱量であり、Ｑｍと同値である。Ｅｎは、風呂熱回収運転しない場合のヒートポンプユニット２０（加熱装置）の運転効率である。ヒートポンプユニット２０（加熱装置）の運転効率とは、ヒートポンプユニット２０単独の消費電力に対する、ヒートポンプユニット２０が沸き上げ運転によりタンク１０内に与えた熱量（仕事）の比率であり、すなわち、仕事を消費電力で割り算して求められる値である。Ｅｎは、記憶装置に予め記憶されている図４の特性図に従うＥ及びタンク底部温度Ｔｔの関係式に、タンク水温サーミスタ３０ｇが検出する風呂熱回収運転前のタンク底部温度Ｔｔｓを適用して算出することができる。Ｑｍは、深夜料金時間帯後の翌日に使用が予測される熱量であり、過去の使用熱量実績から必要であると予測される必要熱量である。
【００７２】
制御装置７０は、このようにステップ１１０で使用電力量Ｗｎを算出した後、次にステップ１２０で、風呂熱回収運転をする場合に給湯システム１００が使用する使用電力量Ｗｙと、風呂熱回収運転後のタンク底部温度Ｔｔｅとを算出する。ここでの使用電力量Ｗｙは、（式３）〜（式５）にしたがって算出する。
（式３）
Ｗｙ＝Ｑｈｙ／Ｅｙ＋Ｐｂ×Ｈｂ
（式４）
Ｑｈｙ＋Ｑｂ＝Ｑｍ
（式５）
Ｑｂ＝Ｌｔ×（Ｔｔｅ−Ｔｔｓ）
Ｑｈｙは、風呂熱回収運転する場合にヒートポンプユニット２０（加熱装置）によってタンク１０に蓄えられる蓄熱量であり、（式４）〜（式６）を用いて算出できる。Ｅｙは、風呂熱回収運転する場合のヒートポンプユニット２０（加熱装置）の運転効率である。Ｅｙは、記憶装置に予め記憶されている図４の特性図に従うＥ及びタンク底部温度Ｔｔの関係式に、下記の（式６）にしたがって算出した風呂熱回収運転後のタンク底部温度Ｔｔｅを適用して算出することができる。図４に示すように、タンク底部温度Ｔｔ（℃）が上昇するにつれて、加熱装置の運転効率は低下するようになる。これは、ヒートポンプユニット２０の運転効率は、沸き上げ運転時に加熱しようとする給湯用水の温度が上昇するにつれて低下する傾向にあるからである。つまり、ヒートポンプユニット２０の運転効率は、タンク１０内に貯まった中温水化した湯を再度沸き上げた場合に低下する。なお、（式５）におけるＴｔｓは、給水サーミスタ１８が検出する給水温度に置き換えてもよい。これによれば、風呂熱回収運転を実施する前のタンク底部温度Ｔｔｓに変えて、タンク１０に供給される給水の温度を用いるため、タンク底部の適切な位置に温度を検知する機構を設置しなくてよい。
【００７３】
Ｐｂは、風呂用ポンプ６３が消費する消費電力であり、消費電流及び消費電圧等を用いた算出、または風呂用ポンプ６３の定格消費電力によって求めることができる。Ｈｂは、風呂熱回収運転を実施する熱回収時間であり、過去の熱回収運転時間の実績による学習値から求めることができる。Ｑｂは、風呂熱回収運転によってタンク１０内に回収できる風呂熱回収熱量である。Ｌｔは、タンクに熱回収されるタンク回収容積である。タンク回収容積は、タンク１０内の低温湯領域の容積であり、ここでは、風呂熱回収後の浴槽水温度よりも低温の領域の容積である。
【００７４】
このように、制御装置７０は、風呂熱回収運転を実施する場合と風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについて、予め記憶する関係式及びタンク底部温度Ｔｔｅ，Ｔｔｓを用いて算出したヒートポンプユニット２０（加熱装置）単独の運転効率Ｅｙ，Ｅｎと、算出したヒートポンプユニット２０によるタンク１０内への供給熱量Ｑｈｙ，Ｑｈｎと、風呂熱回収運転を実施する場合に算出したタンク１０内への風呂熱回収熱量Ｑｂと、を用いて、給湯システム１００全体で予測される使用電力量Ｗｙ，Ｗｎを算出する。これによれば、風呂熱回収運転の要否判定のための演算処理の簡単化が図れるとともに、その精度も確保することができる。
【００７５】
風呂熱回収運転後のタンク底部温度Ｔｔｅは、タンク側の熱収支を示すＬｔ×（Ｔｔｅ−Ｔｔｓ）と風呂側の熱収支を示すＬｂ×｛Ｔｂｓ−（Ｔｔｅ＋α）｝とが釣り合うと仮定することにより求めた以下の（式６）にしたがって算出することができる。
（式６）
Ｔｔｅ＝｛Ｌｂ×（Ｔｂｓ−α）＋Ｌｔ×Ｔｔｓ｝／（Ｌｔ＋Ｌｂ）
Ｌｂは、浴槽６０の湯量であり、水位センサ６４の検出値を用いて求めることができる。Ｔｂｓは、風呂流出サーミスタ６５が検出する風呂熱回収運転前の浴槽水温度である。
【００７６】
このように、風呂熱回収運転後のタンク底部温度Ｔｔｅを、風呂熱回収運転前のタンク底部温度Ｔｔｓ、タンク回収容積Ｌｔ、熱回収前の浴槽水温度Ｔｂｓ、及び風呂湯量Ｌｂを用いて求めることにより、浴槽水からタンク１０内への熱量移動の観点からＴｔｅを算出することができる。したがって、他からの熱量による影響を排除して、風呂熱回収に基づく判定が行われるため、高い精度の風呂熱回収運転の要否判定を実施することができる。
【００７７】
次にステップ１３０では、ステップ１２０で求めたＷｙがステップ１１０で求めたＷｎよりも小さいか否かを判定する。このステップ１３０では、風呂熱回収ありの場合となしの場合とで使用電力量を比較して、使用電力量がより小さい方を選択することによって、風呂熱回収運転の実施か非実施かを判定する。
【００７８】
ステップ１３０でＷｙの方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施した方がシステム全体の効率がよいため、ステップ１４０で風呂熱回収運転実施判定をして、本サブルーチンを終了し、図２のステップ２０へ進む。一方、ステップ１３０でＷｎの方が小さいまたは同等であると判定すると、風呂熱回収運転を実施しない方がシステム全体の効率がよいため、ステップ１４０Ａで風呂熱回収運転不実施判定をして、本サブルーチンを終了し、図２のステップ２０へ進む。なお、加熱装置の運転効率Ｅ及びタンク底部温度Ｔｔの関係式は、外気温度、沸き上げ温度、及び給水温度等に応じて決定される複数の近似式であってもよく、当該複数の近似式は記憶装置に予め記憶されている。この場合、外気温度、沸き上げ温度は、ステップ１３０での判定の際に検出する値を用いるとよい。
【００７９】
次に、図２のステップ２０で、サブルーチンでの判定が風呂熱回収運転不実施であれば、風呂熱回収運転のフローチャートを終了する。風呂熱回収運転実施の判定であれば、ステップ３０で風呂熱回収運転の動作サブルーチンを実行する。図５に示す風呂熱回収運転の動作サブルーチンでは、まずステップ３１０で、浴槽流出配管５３と風呂熱回収用熱交換器５１とが連通するように保温三方弁５５を制御するとともに、風呂熱回収用熱交換器５１と浴槽流入配管５２とが連通するように切換弁４３を制御する。次にステップ３２０で、風呂用ポンプ６３を駆動する。これにより、浴槽６０の浴槽水が風呂熱回収用回路５０を循環する流れを形成でき、浴槽水の熱量をタンク１０内の下部に回収する風呂熱回収運転が開始される。
【００８０】
この風呂熱回収運転は、ステップ３３０の終了条件が満たされるまで継続して実施される。ステップ３３０では、ＴｔがＴｂｉからαを除算した値（Ｔｂｉ−α）以上であるか否かを判定する。Ｔｔは、タンク水温サーミスタ３０ｇが検出する風呂熱回収運転中のタンク底部温度である。Ｔｂｉは、浴槽６０の浴槽水温度であり、例えば風呂流出サーミスタ６５によって検出することができる。αは、風呂熱回収運転の終了条件に関わる終了温度条件定数である。ステップ３３０で、この終了温度条件定数を用いた終了判定を行うことにより、浴槽水温度Ｔｂｉがタンク底部温度Ｔｔよりもα（℃）高い温度で風呂熱回収運転を終了することができる。つまり、αは風呂熱回収運転を浴槽水温度がタンク底部温度よりも所定温度高い状態で終了させるための定数である。αは、例えば、５（℃）に設定するとよい。
【００８１】
ステップ３３０で、Ｔｔが（Ｔｂｉ−α）以上であると判定するまで風呂熱回収運転は継続し、タンク１０への風呂熱回収が進み、Ｔｔが（Ｔｂｉ−α）以上になると、ステップ３４０で風呂用ポンプ６３を停止して本サブルーチンを終了し、図２に示す風呂熱回収運転のフローチャートを終了する。
【００８２】
以下に、本実施形態の給湯システム１００がもたらす作用効果について説明する。給湯システム１００は、タンク１０内に蓄える給湯用水を加熱する加熱装置としてのヒートポンプユニット２０と、タンク１０内の給湯用水と浴槽６０内の浴槽水とを熱交換して、浴槽６０内に蓄えられている風呂熱をタンク１０内に回収する風呂熱回収用熱交換器５１と、浴槽６０と風呂熱回収用熱交換器５１とを環状に接続する風呂熱回収用回路５０に浴槽水を循環させる風呂用ポンプ６３と、ヒートポンプユニット２０の作動を制御してタンク１０内への熱量の供給を制御するとともに、風呂用ポンプ６３の作動を制御して、タンク１０内に風呂熱を回収する風呂熱回収運転を制御する制御装置７０と、を備える。
【００８３】
制御装置７０は、風呂熱回収運転の要求があるときに、風呂熱回収運転を実施する場合と風呂熱回収運転を実施しない場合のそれぞれについてシステム全体で予測される使用電力量Ｗｎ，Ｗｙを算出し、使用電力量Ｗｎと使用電力量Ｗｙを比較して風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量Ｗｎの方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施しないことを決定する（ステップ１３０、ステップ１４０Ａ）。
【００８４】
一般に、ヒートポンプ式の加熱装置の効率は、沸き上げ運転時に加熱しようとするタンク１０内の給湯用水の温度が上昇するに伴い低下する傾向にある。つまりヒートポンプ式の加熱装置の効率は、タンク内に貯まった中温水化した湯を再度沸き上げた場合に低下する。そこでこの制御によれば、風呂熱回収運転の要求があるときに、タンク１０内に蓄えるべき必要熱量Ｑｍを得るために、風呂熱回収運転を実施したと仮定した場合の給湯システム１００全体で予測される使用電力量Ｗｙと、風呂熱回収運転を実施しないと仮定した場合の給湯システム１００システム全体で予測される使用電力量Ｗｎと、をそれぞれ算出し、これらを比較し大小を判定する（ステップ１３０）。この処理により、風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量Ｗｎの方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施しないため、風呂熱回収運転の要求があった際に、給湯システム１００全体の使用電力量を抑制する制御を提供することができる。このように、給湯システム１００によれば、必要熱量Ｑｍを確保するために、風呂熱を活用するよりもヒートポンプユニット２０によるタンク１０内への供給熱量Ｑｈｎでまかなう方が省電力である場合に、システム全体のエネルギーの省力化を実現することができる。
【００８５】
また、タンク１０内に蓄える給湯用水を加熱する加熱装置はヒートポンプユニット２０である。このため、給湯システム１００によれば、ヒートポンプユニット２０が加熱しようとするタンク１０内の給湯用水の温度とヒートポンプユニット２０のＣＯＰについて、適切なバランスが図れ、システム全体の効率を確保できる風呂熱回収運転の要否判定が得られる。
【００８６】
（第２実施形態）
第２実施形態の給湯システムは、第１実施形態に対して、風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンのみが相違する。図６は、第２実施形態に係る風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。図６のフローチャートにおいて、第１実施形態で説明した図３のフローチャートと同様の処理を実行するステップには同一のステップ番号を付している。以下、第２実施形態について、第１実施形態と異なる実施形態についてのみ説明する。
【００８７】
図６に示すように、第２実施形態の風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンは、ステップ１２０とステップ１３０の間に、ステップ１２１、ステップ１２２、及びステップ１２３を実行する点が第１実施形態と相違している。
【００８８】
第２実施形態の風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンでは、ステップ１２０の後に、終了温度条件定数であるαを１℃ずつ上げる処理を実行する。つまり、ステップ１２２での前回の判定のときよりもαの値を１℃上げて設定し、続くステップ１２２で、１℃上げて設定し直したαがＴｂｓからＴｔｓを除算した値（Ｔｂｓ−Ｔｔｓ）以上であるか否かを判定する。この判定がＮＯの場合は、ステップ１２０に戻り、再度Ｔｔｅ及びＷｙを算出し、ステップ１２１でαを１℃上げるように設定する。このように終了温度条件定数αを上昇させる処理によって、風呂熱回収運転を早く終了させる制御が働くことになる。
【００８９】
ステップ１２２での判定がＹＥＳの場合は、ステップ１２３でαが確定する。αが確定することで風呂熱回収熱量であるＱｂが決定するため、（式４）からＱｈｙが決定する。この場合のＷｙは、最小の値となる。したがって、ステップ１２３では、αと最小のＷｙの確定が行われる。次にステップ１３０では、このように決定された最小のＷｙを先のステップ１１０で算出したＷｎと比較することにより、風呂熱回収運転の要否判定を行う。
【００９０】
本実施形態によると、制御装置７０は、風呂熱回収運転がより早く終了するように終了条件（例えば、終了温度条件定数α）を補正し、当該補正した終了条件を用いて風呂熱回収運転を実施する場合に給湯システム１００全体で予測される使用電力量Ｗｙを算出し（ステップ１２０）、風呂熱回収運転を実施する場合の当該算出した使用電力量Ｗｙと、風呂熱回収運転を実施しない場合に給湯システム１００全体で予測される使用電力量Ｗｎとを比較してその大小を判定する（ステップ１３０）。この判定において、風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量Ｗｙの方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施する（ステップ２０、ステップ３０）。
【００９１】
この制御によれば、風呂熱回収運転をより早く終了させる条件補正を行った上で、風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量Ｗｙを算出するため、算出される使用電力量Ｗｙが当該条件補正を施さない場合に比べて小さい値になる。このため、ステップ１３０で、最小のＷｙを用いて風呂熱回収運転の要否判定を行うことにより、ステップ１３０でＹＥＳと判定され易くなり、風呂熱回収実施判定を得やすいサブルーチンを提供することができる。したがって、給湯システム１００全体の効率を確保しつつ、風呂熱回収を最大限活用した上での沸き上げ運転を深夜料金時間帯に積極的に実施することができる。
【００９２】
（第３実施形態）
第３実施形態の給湯システム１００Ａは、第１実施形態の給湯システム１００に対して、ヒートポンプユニット２０の他に、加熱装置として太陽熱温水装置８０を備える点が相違する。図７は第３実施形態に係る給湯システム１００Ａの構成を示す模式図である。図８は、第３実施形態に係るタンク底部温度と予測集熱量との関係を示す特性図である。以下、第２実施形態について、第１実施形態と異なる実施形態についてのみ説明する。したがって、特に説明しない実施形態（各部の構成、その作動、フローチャート、作用効果等）については、第１実施形態または第２実施形態と同様である。
【００９３】
図７に示すように、給湯システム１００Ａが備える太陽熱温水装置８０は、太陽熱を集熱する集熱器８２と、集熱器８２で加熱された流体が循環する循環回路８１と、循環回路８１の一部であってタンク１０内の下部に配置された集熱用熱交換器８３と、循環回路８１において流体を強制的に循環させる集熱ポンプ８６と、循環回路８１内で流体を所定量蓄えるリザーブタンク８７と、を備えて構成される。また、循環回路８１には、集熱器８２に流入する前の流体の温度を検出する集熱前サーミスタ８４と、集熱器８２から流出した後の流体の温度を検出する集熱後サーミスタ８５と、が設けられている。集熱前サーミスタ８４及び集熱後サーミスタ８５が検出する温度を求めるための電気信号は、制御装置７０に入力される。また、循環回路８１を循環する流体は、例えば、水、不凍液等である。
【００９４】
制御装置７０は、太陽熱が得られる状況であって、必要熱量Ｑｍを確保するために太陽熱を利用する必要がある場合は、集熱ポンプ８６を駆動する。集熱ポンプ８６によって循環する流体は、集熱器８２、集熱用熱交換器８３、リザーブタンク８７、集熱ポンプ８６、集熱器８２の順に循環回路８１を還流する。これにより、集熱用熱交換器８３では、集熱器８２で太陽熱を取り込んだ流体とタンク１０内の下部の水との間で熱交換が行われてタンク１０内の下部の水が加熱され、太陽熱をタンク１０の内部に取り入れることができる。
【００９５】
次に、給湯システム１００Ａにおける風呂熱回収運転時の処理手順について説明する。給湯システム１００Ａの風呂熱回収運転は、第１実施形態の風呂熱回収運転または第２実施形態の風呂熱回収運転に対して、加熱装置として太陽熱温水装置８０を使用する点で、所定のステップにおける具体的な演算、判定が相違する。以下、第１実施形態及び第２実施形態と相違する処理について説明する。
【００９６】
本実施形態の風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンでは、図３及び図６のステップ１１０で、風呂熱回収運転をしない場合に給湯システム１００Ａが使用する使用電力量Ｗｎを算出する。ここでの使用電力量Ｗｎは、（式７）、（式８）にしたがって算出する。
（式７）
Ｗｎ＝Ｑｈｎ／Ｅｎ＋Ｐｓ×Ｈｓ
（式８）
Ｑｈｎ＋Ｑｓｎ＝Ｑｍ
Ｐｓは、集熱ポンプ８６が消費する消費電力であり、消費電流及び消費電圧等を用いた算出、または集熱ポンプ８６の定格消費電力によって求めることができる。Ｈｓは、集熱器８２から太陽熱の集熱が得られている時間であり、過去の太陽熱集熱時間実績による学習値から求めることができる。Ｑｓｎは、風呂熱回収運転しない場合に太陽熱温水装置８０によってタンク１０に蓄えられると予測できる予測集熱量である。予測集熱量Ｑｓｎは、過去の集熱量実績による学習値と翌日の天候予測とを用いて算出する。翌日の天候予測は、過去の天候実績に基づいて行う方法、過去の大気圧変動実績と天候実績の相関関係等に基づいて行う方法、気象庁等の天候予測を用いて行う方法を採用することができる。
【００９７】
制御装置７０は、このようにステップ１１０で使用電力量Ｗｎを算出した後、次に図３及び図６のステップ１２０で、風呂熱回収運転をする場合に給湯システム１００Ａが使用する使用電力量Ｗｙと、風呂熱回収運転後のタンク底部温度Ｔｔｅとを算出する。ここでの使用電力量Ｗｙは、（式９）、（式１０）にしたがって算出する。
（式９）
Ｗｙ＝Ｑｈｙ／Ｅｙ＋Ｐｂ×Ｈｂ＋Ｐｓ×Ｈｓ
（式１０）
Ｑｈｙ＋Ｑｂ＋Ｑｓｙ＝Ｑｍ
Ｑｓｙは、風呂熱回収運転を行う場合に太陽熱温水装置８０によってタンク１０に蓄えられると予測できる予測集熱量である。予測集熱量Ｑｓｙは、過去に風呂熱回収を行ったときの集熱量実績による学習値と翌日の天候予測とを用いて算出する。図８に示すように、予測集熱量Ｑｓは、タンク底部温度Ｔｔ（℃）の上昇に伴い、低下する関係にある。
【００９８】
そして、ステップ１３０では、ステップ１２０で求めたＷｙがステップ１１０で求めたＷｎよりも小さいか否かを判定する。ステップ１３０でＷｙの方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施した方がシステム全体の効率がよいため、ステップ１４０で風呂熱回収運転実施判定をして、本サブルーチンを終了する。一方、ステップ１３０でＷｎの方が小さいまたは同等であると判定すると、風呂熱回収運転を実施しない方がシステム全体の効率がよいため、ステップ１４０Ａで風呂熱回収運転不実施判定をして、本サブルーチンを終了する。
【００９９】
本実施形態によれば、風呂熱回収運転の要求があるときに、タンク１０内に蓄えるべき必要熱量Ｑｍを得るために、風呂熱回収運転を実施したと仮定した場合の給湯システム１００Ａ全体で予測される使用電力量Ｗｙと、風呂熱回収運転を実施しないと仮定した場合の給湯システム１００システム全体で予測される使用電力量Ｗｎと、をそれぞれ算出し、これらを比較し大小を判定する（ステップ１３０）。この処理により、風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量Ｗｎの方が小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施しないため、風呂熱回収運転の要求があった際に、給湯システム１００Ａ全体の使用電力量を抑制する制御を提供することができる。このように、給湯システム１００Ａによれば、必要熱量Ｑｍを確保するために、風呂熱を活用するよりも太陽熱温水装置８０によるタンク１０内への供給熱量（予測熱量Ｑｓｎ）でまかなう方が省電力である場合に、システム全体のエネルギーの省力化を実現することができる。
【０１００】
なお、第３実施形態に係る給湯システム１００Ａでは、ヒートポンプユニット２０と太陽熱温水装置８０の二つの加熱装置を備えているが、他の形態として、加熱装置として太陽熱温水装置８０を備え、ヒートポンプユニット２０を備えない給湯システムを構成することもできる。この場合には、風呂熱回収運転によるタンク内への熱回収と、太陽熱温水装置８０による太陽熱を利用したタンク内への熱供給とによって、タンク内部に蓄熱することになる。さらに、このシステムによると、上記の（式７）、（式８）、（式９）、及び（式１０）は、それぞれ、
（式７Ａ）
Ｗｎ＝Ｐｓ×Ｈｓ
（式８Ａ）
Ｑｓｎ＝Ｑｍ
（式９Ａ）
Ｗｙ＝Ｐｂ×Ｈｂ＋Ｐｓ×Ｈｓ
（式１０Ａ）
Ｑｂ＋Ｑｓｙ＝Ｑｍ
に置き換えられることになる。
【０１０１】
（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態の風呂熱回収運転の作動について、他の形態を説明する。第４実施形態に係る給湯システムは、加熱装置として第３実施形態と同様の太陽熱温水装置８０を備えるが、ヒートポンプユニット２０を備えないシステムである。このシステムの場合には、第３実施形態で記載したように上記の（式７Ａ）、（式８Ａ）、（式９Ａ）、及び（式１０Ａ）にしたがった演算を行うことになる。以下、第４実施形態について、第１実施形態と異なる形態についてのみ説明する。図９は、第４実施形態に係る風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【０１０２】
本サブルーチンは、制御装置７０によって実行される。制御装置７０は、ユーザーによる操作盤７１の操作等によって風呂熱回収運転開始の指令が受けると、風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンを実行する。風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンでは、図９のステップ１１０で、風呂熱回収運転をしない場合の翌日の予測集熱量Ｑｓｎを算出する。予測集熱量Ｑｓｎは、過去の集熱量実績による学習値と翌日の天候予測とを用いて算出する。翌日の天候予測は、過去の天候実績に基づいて行う方法、過去の大気圧変動実績と過去の天候実績の相関関係等に基づいて行う方法、気象庁等の天候予測を用いて行う方法を採用することができる。
【０１０３】
次にステップ１２０Ａで、ステップ１１０Ａで求めたＱｓｎがＱｍ以上であるか否かを判定する。ステップ１２０ＡでＱｓｎがＱｍ以上であると判定すると、日中の太陽熱温水装置８０による集熱量（換言すれば、太陽熱温水装置８０によってタンク１０内へ供給できる予測熱量でもある）だけで、深夜料金時間帯後の翌日に使用が予測される予測必要熱量をまかなえることになる。したがって、風呂熱回収運転を実施しない方がシステム全体の効率がよいため、ステップ１４０Ａで風呂熱回収運転不実施判定をして、本サブルーチンを終了する。
【０１０４】
一方、ステップ１２０Ａで、ＱｓｎがＱｍよりも小さいと判定すると、ステップ１２１Ａで、風呂熱回収運転後のタンク底部温度Ｔｔｅと、風呂熱回収運転によってタンク１０内に回収できる風呂熱回収熱量Ｑｂと、風呂熱回収運転を行う場合に太陽熱温水装置８０によってタンク１０に蓄えられると予測できる予測集熱量Ｑｓｙと、を算出する。Ｑｂは、上記の（式５）にしたがって算出できる。Ｔｔｅは、上記の（式６）にしたがって算出できる。Ｑｓｙは、過去に風呂熱回収を行ったときの集熱量実績による学習値と翌日の天候予測とを用いて算出できる。
【０１０５】
続くステップ１３０Ａで、ＱｓｙとＱｂの和がＱｓｎよりも大きいか否かを判定する。ステップ１３０Ａで、ＱｓｙとＱｂの和がＱｓｎよりも大きくないと判定すると、ステップ１４０Ａで風呂熱回収運転不実施判定をして、本サブルーチンを終了する。一方、ステップ１３０Ａで、ＱｓｙとＱｂの和がＱｓｎよりも大きいと判定すると、風呂熱回収運転実施判定をして、本サブルーチンを終了する。
【０１０６】
本実施形態の給湯システム１００Ａは、タンク１０内に蓄える給湯用水を加熱する太陽熱温水装置８０と、タンク１０内の給湯用水と浴槽６０内の浴槽水とを熱交換して、浴槽内に蓄えられている風呂熱をタンク内に回収する風呂熱回収用熱交換器５１と、浴槽６０と風呂熱回収用熱交換器５１とを環状に接続する風呂熱回収用回路５０に浴槽水を循環させる風呂用ポンプ６３と、太陽熱温水装置８０の作動を制御してタンク１０内への熱量の供給を制御するとともに、風呂用ポンプ６３の作動を制御して、タンク１０内に風呂熱を回収する風呂熱回収運転を制御する制御装置７０と、を備える。
【０１０７】
制御装置７０は、風呂熱回収運転の要求があるときに、太陽熱温水装置８０によってタンク１０内へ供給できる予測熱量（予測集熱量Ｑｓｎ）だけで、過去の熱量使用実績に基づいてタンク１０内の給湯用水に蓄えておく必要があると予測される必要熱量Ｑｍをまかなえると判定すると、風呂熱回収運転を実施しない。
【０１０８】
この制御によれば、風呂熱回収を行わないときに翌日に太陽熱から得られる予測集熱量Ｑｓｎだけで、ユーザーが必要とする必要熱量Ｑｍを確保できる場合には、風呂熱回収運転不実施の判定をする。この判定により、予測集熱量Ｑｓｎで必要熱量Ｑｍを十分に確保可能な場合は、風呂熱回収運転を実施しないので、浴槽水を循環させるための風呂用ポンプ６３の稼動を抑制できる。したがって、太陽熱温水装置８０のタンク内への熱量供給における運転効率を低下させないとともに、自然エネルギーを十分に活用することができるので、システムにおける使用電力量を抑えてエネルギーの省力化が図れ、環境にやさしい給湯システム１００Ａを提供できる。
【０１０９】
（第５実施形態）
第５実施形態では、第４実施形態の風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンについて、他の形態を説明する。図１０は、第５実施形態に係る風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。図１０のフローチャートにおいて、第４実施形態で説明した図９のフローチャートと同様の処理を実行するステップには同一のステップ番号を付している。図１０に示すように、第５実施形態の風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンは、ステップ１４０またはステップ１４０Ａで風呂熱回収の実施または不実施の判定を行った後に、ステップ１５０及びステップ１６０を実行する点が第４実施形態と相違している。以下、第５実施形態について、第４実施形態と異なる実施形態についてのみ説明する。
【０１１０】
第５実施形態の風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンでは、ステップ１４０またはステップ１４０Ａの後に、ステップ１５０で、ＱｓｙとＱｂの和がＱｍよりも大きいか否かを判定する。ステップ１５０で、ＱｓｙとＱｂの和がＱｍよりも大きくないと判定すると、本サブルーチンを終了する。一方、ステップ１５０で、ＱｓｙとＱｂの和がＱｍよりも大きいと判定すると、ステップ１６０で、風呂熱回収運転の終了温度条件定数であるαについて所定の補正を実施して、本サブルーチンを終了する。
【０１１１】
ステップ１６０におけるαの補正は、下記の（式１１）、（式１２）にしたがって算出する。
（式１１）
α＝（Ｔｂｓ−Ｔｔｓ）−Ｑｂｍ×（１／Ｌｔ＋１／Ｌｂ）
（式１２）
Ｑｂｍ＝Ｌｔ×（Ｔｔｍ−Ｔｔｓ）
Ｑｂｍは、予測集熱量と風呂熱回収熱量との和が必要熱量Ｑｍに等しくなるときの風呂熱回収熱量である。Ｔｔｍは、予測集熱量と風呂熱回収熱量との和が必要熱量Ｑｍに等しくなるときのタンク底部温度である。
【０１１２】
タンク底部温度Ｔｔと熱量との相関関係は、Ｔｔの上昇に伴い、風呂熱回収熱量Ｑｂが増加するとともに予測集熱量Ｑｓｙが低下し、ＱｂとＱｓｙの合計熱量としては増加する関係にある。このため、タンク底部温度Ｔｔの上昇に応じて当該合計熱量がＱｍを超えると余剰分の熱量が生じることになる。
【０１１３】
本実施形態によれば、制御装置７０は、太陽熱温水装置８０によってタンク１０内へ供給できる予測熱量（予測集熱量Ｑｓｙ）と風呂熱回収運転によってタンク１０内へ回収できる風呂熱回収熱量Ｑｂとの和が、予測される必要熱量Ｑｍを超えると判定すると、風呂熱回収運転を終了するための終了温度条件定数αを補正し（ステップ１５０、ステップ１６０）、風呂熱回収運転を早く終了させる。
【０１１４】
この制御によれば、上記の（式１１）及び（式１２）にしたがって終了温度条件定数αを補正する処理によって、風呂熱回収運転を早く終了させる制御が働くことになる。この制御により、ＱｂとＱｓｙの合計熱量がＱｍを超えないように、風呂熱回収運転の時間や能力を経済的に制御することができるのである。したがって、太陽熱エネルギーの利用を可能な限り高めるとともに、余分な風呂熱回収運転を排除するため、システムにおける使用電力量を抑えることができる。
【０１１５】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【０１１６】
上記の第１実施形態及び第２実施形態の風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンは、第４実施形態または第５実施形態の風呂熱回収運転の実施判定サブルーチンに加重して、適用することができる。例えば、第４実施形態または第５実施形態で説明するサブルーチンの各処理を実施した後、第１実施形態で説明するサブルーチンの各処理を実施してもよい。これにより、ステップ１３０，１４０Ａで、風呂熱回収不実施判定がなされた場合は、第４実施形態または第５実施形態のステップ１３０Ａで風呂熱回収実施判定がなされたとしても、風呂熱回収運転を実施しないことに決定する。
【０１１７】
この制御によれば、風呂熱回収運転の要求があるときに、タンク１０内に蓄えるべき必要熱量Ｑｍを得るために、風呂熱回収運転を実施したと仮定した場合のシステム全体で予測される使用電力量Ｗｙと、風呂熱回収運転を実施しないと仮定した場合のシステム全体で予測される使用電力量Ｗｎと、をそれぞれ算出し、これらを比較する。この比較により、風呂熱回収運転を実施しない場合の使用電力量Ｗｎの方がＷｙよりも小さいと判定すると、風呂熱回収運転を実施しない。このため、風呂熱回収運転の要求があった際に、給湯システム１００Ａ全体の使用電力量を抑制する制御を提供することができる。このように、必要熱量Ｑｍを確保するために、風呂熱を活用するよりも太陽熱温水装置８０やヒートポンプユニット２０によるタンク１０内への熱量供給でまかなう方が省電力である場合には、給湯システム１００Ａ全体のエネルギーの省力化を実現することができる。したがって、この実施形態によれば、システム全体の効率向上を実現する給湯システム１００Ａが得られる。
【０１１８】
また、第４実施形態または第５実施形態で説明するサブルーチンの各処理を実施した後、第２実施形態で説明するサブルーチンの各処理を実施してもよい。これにより、風呂熱回収運転がより早く終了するように終了温度条件定数αを補正し（ステップ１２１）、補正した終了温度条件定数αを用いて風呂熱回収運転を実施する場合にシステム全体で予測される使用電力量Ｗｙを算出する（ステップ１２３）。そして、風呂熱回収運転を実施する場合の当該算出した使用電力量Ｗｙと、風呂熱回収運転を実施しない場合にシステム全体で予測される使用電力量Ｗｎとを比較して、風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量Ｗｙの方が小さいと判定すると、第４実施形態または第５実施形態のステップ１３０Ａで風呂熱回収実施判定がなされたとしても、風呂熱回収運転を実施する（ステップ１３０、ステップ１４０）。
【０１１９】
この制御によれば、風呂熱回収運転をより早く終了させる条件補正を行った上で、風呂熱回収運転を実施する場合の使用電力量Ｗｙを算出するため、算出される使用電力量Ｗｙが当該条件補正を施さない場合に比べて小さい値になる。したがって、風呂熱回収運転を実施する判定結果が得られやすくなるため、タンク１０内へ必要熱量Ｑｍを蓄熱するときに、給湯システム１００Ａ全体の効率向上を重視しつつ、さらに風呂熱を最大限活用した制御を実施することができる。
【０１２０】
また、上記の実施形態において、制御装置７０に記憶される所定期間（例えば１週間）の運転実績は、装置の工場出荷時において所定の運転情報（モデル運転情報）をあらかじめ記憶しておき、この初期値を給湯システムの使用実績が加わる毎に更新していくことにより、ユーザーの使用実態に適合させていくものであってもよい。
【０１２１】
また、上記の実施形態において、タンク回収容積Ｌｔは、風呂熱回収後の浴槽水温度よりも低温の領域の容積であるとしているが、この形態に限定するものではない。例えば、タンク回収容積Ｌｔは、予め設定した温度範囲に含まれる水がタンク１０内を占める容積であってもよい。この場合、タンク回収容積Ｌｔは、タンク水温サーミスタ３０の検出温度により当該所定の温度範囲に含まれる水位を求めることで算出することができる。
【０１２２】
また、ヒートポンプユニット２０のヒートポンプサイクルを流れる作動冷媒は、二酸化炭素に限定されるものではなく、フロン等の他の冷媒であってもよい。
【符号の説明】
【０１２３】
１０…タンク
２０…ヒートポンプユニット（加熱装置）
５０…風呂熱回収用回路
５１…風呂熱回収用熱交換器
６０…浴槽
６３…風呂用ポンプ（風呂熱回収ポンプ）
７０…制御装置
８０…太陽熱温水装置
１００，１００Ａ…給湯システム
【図１】
0005585513.tif 000002
【図２】
0005585513.tif 000003
【図３】
0005585513.tif 000004
【図４】
0005585513.tif 000005
【図５】
0005585513.tif 000006
【図６】
0005585513.tif 000007
【図７】
0005585513.tif 000008
【図８】
0005585513.tif 000009
【図９】
0005585513.tif 000010
【図１０】
0005585513.tif 000011