(57)【要約】【課題】熱媒体の加熱を禁止した時間帯に熱媒体の熱量不足が生じることを抑制可能な貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】貯湯式給湯装置１は、ヒートポンプユニット３、タンク４、負荷機器８、加熱制御部７１および負荷機器制御部７２などを備える。ヒートポンプユニット３は、電力を用いてタンク４の湯を加熱する。タンク４は、ヒートポンプユニット３により加熱された湯を貯める。負荷機器８は、タンク４の湯熱を消費して動作する。加熱制御部７１は、所定の時間帯にヒートポンプユニット３がタンク４の湯を加熱することを禁止する禁止時間帯の設定が可能である。負荷機器制御部７２は、禁止時間帯に負荷機器８が動作する際、禁止時間帯を除く時間帯に負荷機器８が動作するときよりも熱の消費量を低減した省エネモードで負荷機器８が動作するように制御することが可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を用いて熱媒体を加熱する加熱部（３）と、
前記加熱部により加熱された熱媒体を貯めるタンク（４）と、
熱媒体の熱を消費して動作する負荷機器（８）と、
所定の時間帯に前記加熱部が熱媒体を加熱することを禁止する禁止時間帯の設定をする加熱制御部（７１）と、
前記禁止時間帯に前記負荷機器が動作する際、前記禁止時間帯を除く時間帯に前記負荷機器が動作するときよりも熱の消費量を低減した省エネモードで前記負荷機器が動作するように制御可能な負荷機器制御部（７２）と、を備えた貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記負荷機器制御部は、
前記禁止時間帯を除く時間帯に前記負荷機器が動作する際、通常モードで前記負荷機器が動作するように制御し（Ｓ５０）、
前記禁止時間帯に前記負荷機器が動作する際、前記通常モードよりも熱の消費量を低減した前記省エネモードで前記負荷機器が動作するように制御する（Ｓ３０、Ｓ３１）請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項３】
前記負荷機器制御部は、
前記通常モードのときに前記負荷機器が所定時間内に消費する熱量を記憶し、
前記省エネモードのときに前記負荷機器が所定時間内に消費する熱量の制御目標値を、前記通常モードのときに前記負荷機器が所定時間内に消費する熱量よりも小さいものとする請求項２に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】
前記禁止時間帯に前記負荷機器が動作する際、前記負荷機器制御部は、
前記タンク内に貯められている熱媒体の熱量を、所定の時間間隔で検出しまたは常時検出し（Ｓ２１）、
現在時刻から前記禁止時間帯の終了時刻まで前記負荷機器が所定の制御目標値で動作した場合に前記負荷機器が消費する熱量を、所定の時間間隔で算出しまたは常時算出し（Ｓ２３）、
前記禁止時間帯の終了時までに前記タンク内に貯められている熱媒体の熱量が所定の閾値以下にならないように、前記負荷機器が消費可能な熱量に応じた制御目標値を設定する（Ｓ３１）請求項２または３に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項５】
前記負荷機器制御部は、
前記通常モードのときに前記負荷機器が所定時間内に消費する熱量を記憶し、
前記タンク内に貯められている熱媒体の熱量を、所定の時間間隔で検出しまたは常時検出し、
現在時刻から前記禁止時間帯の終了時刻まで前記負荷機器が前記通常モードの制御目標値で動作した場合に前記負荷機器が消費する熱量を、所定の時間間隔で算出しまたは常時算出し、
現在時刻から前記禁止時間帯の終了時刻まで前記負荷機器が前記通常モードの制御目標値で動作しても前記タンク内に貯められている熱媒体の熱量が所定の閾値以下にならないと判断されるとき（Ｓ２５：ＹＥＳ）、前記負荷機器が前記省エネモードで動作するように制御することに代えて、前記負荷機器が前記通常モードで動作するように制御する請求項２ないし４のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【請求項６】
前記タンクに貯められる熱媒体を第１熱媒体とし、前記負荷機器を循環する熱媒体を第２熱媒体とすると、
前記負荷機器制御部は、前記負荷機器に供給される第２熱媒体の温度と前記負荷機器から排出される第２熱媒体の温度との温度差が、前記通常モードのときよりも、前記省エネモードのときに小さくなるように前記負荷機器を制御する請求項２ないし５のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【請求項７】
前記タンクに貯められる熱媒体を第１熱媒体とし、前記負荷機器を循環する熱媒体を第２熱媒体とすると、
前記負荷機器制御部は、前記負荷機器を循環する第２熱媒体の流量が、前記通常モードのときよりも、前記省エネモードのときに少なくなるように前記負荷機器を制御する請求項２ないし６のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【請求項８】
前記負荷機器制御部は、前記省エネモードのとき、前記負荷機器の運転と停止を周期的に繰り返すように、または、前記通常モードのときよりも前記負荷機器の停止時間が長くなるように前記負荷機器を制御する請求項２ないし７のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【請求項９】
前記負荷機器制御部は、前記禁止時間帯に前記負荷機器が動作する際、ユーザによる前記負荷機器の動作設定に関わらず、前記省エネモードで前記負荷機器が動作するように制御する請求項２ないし８のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【請求項１０】
前記負荷機器制御部が前記負荷機器の動作を前記通常モードから前記省エネモードに切り替えたことをユーザに画像または音で知らせる報知部（９、９１）をさらに備える請求項２ないし９のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力を用いて加熱した熱媒体としての湯をタンクに貯め、その湯を浴槽の湯張りまたはシャワーなどの給湯に用いるほか、湯熱を風呂保温装置または床暖房装置などの負荷機器に利用することの可能な貯湯式給湯装置が知られている。
【０００３】
ところで、日本では２０１６年４月に「電気事業法等の一部を改正する法律」の第２弾改正（２０１４年６月１１日成立）が施行され、電気の小売業への参入の全面自由化（すなわち、電力自由化）が実施された。これにより、現在、多数の電力供給事業者が様々な料金プランを提案し、ユーザに電力を供給している。そのため、ユーザは、家庭内または社会的に電力消費量がピークとなる時間帯に消費する電力量を低減することにより、電力供給事業者との契約条件に基づいて電気料金を低減できる場合がある。また、社会的に電力消費量がピークとなる時間帯に各々のユーザが消費する電力量を低減すると、社会全体の電力不足を解消することにつながる。
【０００４】
特許文献１に記載の貯湯式給湯装置は、昼間時間帯に社会全体の電力消費量がピークとなる時間帯にタンクの湯を沸き上げることを禁止する沸き上げ禁止時間帯（以下、「禁止時間帯」という）の設定が可能なものである。なお、沸き上げとは、電力を用いてタンク内の熱媒体を加熱し、熱媒体の熱量を増加することをいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２４０７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の貯湯式給湯装置は、上述した禁止時間帯にタンクの湯熱を負荷機器に利用すると、タンクの湯熱量が不足するいわゆる湯切れが生じることが考えられる。タンクの湯切れが生じると、負荷機器の動作が停止し、または負荷機器の動作能力が低下する。或いは、タンクの湯切れに伴って湯の緊急沸き上げが自動で行われると、電力消費量のピーク時間帯に消費する電力量が増大するおそれがある。
【０００７】
なお、特許文献１では、禁止時間帯であっても、社会的に冷暖房機器の使用が少ないと考えられる外気温の範囲であれば、タンクの湯の沸き上げを許可している。しかし、特許文献１では、外気温がその範囲にない場合には依然として禁止時間帯にタンクの湯の沸き上げを禁止しているので、その禁止時間帯にタンクの湯熱を負荷機器に利用すると、タンクの湯切れが生じることが考えられる。
【０００８】
一般に、禁止時間帯に、タンクの湯を浴槽の湯張りまたはシャワーなどの給湯に用いるときは、ユーザが湯切れのリスクを認識して湯の使用量を調整できるので、湯切れを回避することが可能である。
【０００９】
これに対し、禁止時間帯に、タンクの湯熱を風呂保温装置または床暖房装置などの負荷機器に利用するときは、それらの動作が自動運転またはタイマー運転などで行われるので、ユーザ側で湯熱の使用量を調整することが困難である。したがって、その場合には、タンクの湯切れが生じやすいものとなる。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みて、熱媒体の加熱を禁止した時間帯に熱媒体の熱量不足が生じることを抑制可能な貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の貯湯式給湯装置は、加熱部（３）、タンク（４）、負荷機器（８）、加熱制御部（７１）および負荷機器制御部（７２）を備える。加熱部は、電力を用いて熱媒体を加熱する。タンクは、加熱部により加熱された熱媒体を貯める。負荷機器は、熱媒体の熱を消費して動作する。加熱制御部は、所定の時間帯に加熱部が熱媒体を加熱することを禁止する禁止時間帯の設定が可能である。負荷機器制御部は、禁止時間帯に負荷機器が動作する際、禁止時間帯を除く時間帯に負荷機器が動作するときよりも熱の消費量を低減した省エネモードで負荷機器が動作するように制御することが可能である。
【００１２】
これによれば、熱媒体の加熱を禁止した禁止時間帯に負荷機器が動作する際、負荷機器は省エネモードで動作する。そのため、負荷機器による熱の消費量が低減するので、タンクに貯められた熱媒体の熱量の減少が少なくなる。したがって、貯湯式給湯装置は、禁止時間帯に、タンクに貯められた熱媒体に熱量不足が生じることを抑制可能である。その結果、電力消費量のピーク時間帯に禁止時間帯を設定した場合、タンクの湯切れに伴う緊急沸き上げなどを低減し、ピーク時間帯に消費する電力量を低減することができる。
【００１３】
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の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態にかかる貯湯式給湯装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態にかかる貯湯式給湯装置による負荷機器の運転制御のフローチャートである。
【図３】第２実施形態にかかる貯湯式給湯装置による負荷機器の運転制御のフローチャートである。
【図４】第３実施形態にかかる貯湯式給湯装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。また、図面において、１つの図に実質的に同一の構成が複数個記載されている場合、その一部の構成に符号を付すものとする。
【００１６】
（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の貯湯式給湯装置は、電力を用いて加熱した熱媒体をタンクに貯め、その熱媒体の熱を風呂保温装置または床暖房装置などの負荷機器に利用することが可能なものである。なお、貯湯式給湯装置は、タンクに貯めた熱媒体としての湯を浴槽の湯張りまたはシャワーなどの給湯に用いることが可能なものであってもよい。
【００１７】
図１に示すように、貯湯式給湯装置１は、貯湯ユニット２およびヒートポンプユニット３などを備えている。貯湯ユニット２は、タンク４、一次回路５、二次回路６および制御部７などから構成されている。
【００１８】
タンク４は、熱媒体を貯めることが可能な容器である。タンク４の内側は、熱媒体で満たされている。熱媒体として、例えば、水または不凍液などが用いられる。以下、熱媒体を水または湯として説明する。タンク４は、耐食性に優れた金属容器の外側に断熱材が設けられたものであり、高温の湯を長時間にわたり保温することが可能である。
【００１９】
タンク４の内側には、複数個の温度センサ４１が設けられている。複数個の温度センサ４１は、タンク４の高さ方向に所定間隔をあけて配置されている。温度センサ４１は、例えばサーミスタである。温度センサ４１の検出信号は、制御部７に入力される。制御部７は、各温度センサ４１の検出信号に基づき、タンク４の内側にそれぞれの温度センサ４１が取り付けられた水位ごとの湯の温度を検出する。制御部７は、タンク４内の各水位間にある湯の容量と、複数の温度センサ４１から得られた温度情報に基づき、タンク４内の湯熱量を算出することが可能である。
【００２０】
一次回路５は、タンク４の底部と上部とを接続する配管５１と、その配管の途中に設けられたポンプ５２などから構成されている。一次回路５の配管は、ヒートポンプユニット３に接続されている。
【００２１】
ヒートポンプユニット３は、電力により熱媒体を加熱する加熱部に相当するものである。ヒートポンプユニット３は、周知のヒートポンプサイクル３１を有している。ヒートポンプサイクル３１は、電力により図示していない圧縮機などを駆動して熱をつくるものである。タンク４の底部から取り出されて一次回路５の配管を流れる水は、熱交換器３２を流れる際、ヒートポンプサイクル３１を流れる冷媒と熱交換することで加熱され、タンク４の上部に戻される。これにより、タンク４内の湯熱量が増加する。
【００２２】
なお、加熱部として、ヒートポンプユニット３に代えて、電気式ヒータを用いて水を加熱する構成としてもよい。
【００２３】
二次回路６は、タンク４の内側に設けられた熱交換器６１と、その熱交換器６１と負荷機器８とを接続する配管６２と、その配管６２の途中に設けられたポンプ６３などから構成されている。二次回路６には、熱媒体が流れる。以下の説明では、タンク４内に貯留されると共に一次回路５を流れる熱媒体としての湯または水を第１熱媒体とし、二次回路６を流れる熱媒体を第２熱媒体と称することとする。第２熱媒体には、水、不凍液またはオイルなど、種々のものを使用することが可能である。二次回路６の配管を流れる第２熱媒体は、タンク４の内側に設けられた熱交換器６１を流れる際、タンク４内の湯と熱交換することにより加熱される。その加熱された第２熱媒体の熱量は、負荷機器８によって消費される。
【００２４】
なお、図示はしていないが、熱交換器６１はタンク４の外側に設けてもよい。その場合、タンク４と、そのタンク４の外側に設けられた熱交換器とは、図示しない配管によって接続される。そして、タンク４とその熱交換器とを接続する配管を第１熱媒体としての湯が流れ、その熱交換器と負荷機器８とを接続する配管を第２熱媒体が流れることとなる。
【００２５】
二次回路６の配管を流れる第２熱媒の熱は、負荷機器８に利用される。負荷機器８は、例えば床暖房装置、風呂保温装置またはパネルヒータなど、熱を消費して動作する種々の機器が該当する。これらの負荷機器８は、第２熱媒体の熱を消費して床および室内を暖め、または、風呂の追い焚きを行う。
【００２６】
制御部７は、マイクロコンピュータを主体に構成されている。制御部７が備える記憶手段として内蔵されているＲＯＭまたはＲＡＭには、予め設定された制御プログラムや更新可能な制御プログラムが格納されている。制御部７には、タンク４および各配管に設けられた温度センサ４１からの温度情報、または、図示していない流量カウンタおよび流水スイッチからの流量情報が入力される。さらに、制御部７には、台所または浴室などに設置されたリモコン９から送信される操作信号、または、スマートフォン、タブレット端末などの通信機器９１から送信される操作信号が入力される。制御部７は、それらの操作信号に基づき、貯湯ユニット２、ヒートポンプユニット３および負荷機器８を制御する。
【００２７】
本実施形態の制御部７は、ユーザの操作により、所定の時間帯にヒートポンプユニット３がタンク４の湯を加熱することを禁止する沸き上げ禁止時間帯（以下、「禁止時間帯」という）の設定をする加熱制御部７１を有するものである。ユーザは、家庭内または社会的に電力消費量がピークとなる所定の時間帯に禁止時間帯の設定をすることで、電力供給事業者との契約条件に基づいて電気料金を低減できる場合がある。また、社会的に電力消費量がピークとなる時間帯に各々のユーザが消費する電力量を低減すれば、社会全体の電力不足を解消することにつながることになる。なお、家庭内または社会的に電力消費量がピークとなる時間帯は、一般に、冬季であれば朝晩の時間帯であり、夏季であれば昼間の時間帯である。
【００２８】
また、本実施形態の制御部７は、ユーザの操作信号または、予め設定された制御プログラムなどにより、負荷機器８の動作を制御する負荷機器制御部７２を有するものである。なお、制御部７は、上述した加熱制御部７１と負荷機器制御部７２とが個別に構成されたものであってもよく、または、一体に構成されたものであってもよい。
【００２９】
負荷機器制御部７２は、禁止時間帯を除く時間帯に負荷機器８が動作する際、負荷機器８が通常モードで動作するように制御する。一方、負荷機器制御部７２は、禁止時間帯に負荷機器８が動作する際、負荷機器８が省エネモードで動作するように制御する。省エネモードとは、負荷機器８が通常モードで動作するときよりも、熱の消費を低減した状態で負荷機器８が動作する形態である。負荷機器制御部７２が禁止時間帯に負荷機器８の動作条件を省エネモードにすることで、禁止時間帯を除く時間帯に負荷機器８が動作するときよりも、タンク４に貯められた湯熱の消費量が低減されることになる。
【００３０】
負荷機器制御部７２は、負荷機器８の動作を通常モードから省エネモードに切り替えたとき、その情報を台所または浴室などに設置されたリモコン９、または、スマートフォン、タブレット端末などの通信機器９１に伝送する。それらのリモコン９または通信機器９１は、負荷機器制御部７２から情報を受信すると、負荷機器８の動作が省エネモードに切り替わったことを画像または音などによりユーザに知らせる報知部として機能することが可能である。
【００３１】
次に、制御部７の処理について、図２のフローチャートを参照して説明する。なお、制御部７は、上述したように、加熱制御部７１および負荷機器制御部７２としての機能を含むものである。
【００３２】
ステップＳ１０で、制御部７は、ユーザの操作によって禁止時間帯の設定が有効であるときに負荷機器８の動作条件を制御する処理を行う。図２のフローチャートでは、破線Ｔ１から破線Ｔ２で示す範囲に禁止時間帯が継続するものとする。なお、制御部７は、禁止時間帯を除く時間帯において、負荷機器８が通常モードで運転しているときに、負荷機器８が所定時間内に消費する熱量を検出し、それを記憶手段に記憶する。
【００３３】
ステップＳ２０で、制御部７は、禁止時間帯において、負荷機器８の動作があるか否かを判定する。制御部７は、禁止時間帯となる以前から継続して負荷機器８が動作している場合、および、禁止時間帯となった後に負荷機器８が動作を開始した場合（すなわち、Ｓ２０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ３０に移行する。
【００３４】
ステップＳ３０で、制御部７は、負荷機器８の動作モードを、通常モードから省エネモードに変更する。なお、制御部７は、ユーザによる負荷機器８の動作設定に関わらず、負荷機器８が省エネモードで動作するように負荷機器８の動作モードを切り替えてもよい。その際、制御部７は、負荷機器８の動作を切り替えたことをリモコン９または通信機器９１に伝送する。リモコン９または通信機器９１は、その情報を画像または音などによりユーザに知らせる。
【００３５】
或いは、制御部７は、負荷機器８の動作モードを切り替える前に、負荷機器８の動作モードを切り替えることをリモコン９の表示画面などに表示し、その動作モード切り替えの有効または無効をユーザがリモコン９の操作などにより選択できるようにしてもよい。
【００３６】
制御部７が負荷機器８の動作モードを通常モードから省エネモードに変更する場合、制御部７は、省エネモードにおける負荷機器８の制御目標値を設定する。制御目標値を設定する方法として、例えば、次に示す（Ａ）から（Ｅ）のいずれかの方法が挙げられる。
（Ａ）制御目標値として、省エネモード時に負荷機器８が所定時間内に消費する熱量の制御目標値を、通常モード時に負荷機器８が所定時間内に消費する熱量から所定の割合を下げた値に設定する。
（Ｂ）制御目標値として、省エネモード時における負荷機器８の動作設定温度を、通常モード時における負荷機器８の動作設定温度から所定の温度を下げた値に設定する。
（Ｃ）制御目標値として、省エネモード時に二次回路６を循環する第２熱媒体の流量を、通常モード時に二次回路６を循環する第２熱媒体の流量より少ない値に設定する。
（Ｄ）通常モード時に負荷機器８が所定の時間間隔で動作するものである場合、省エネモード時に負荷機器８が動作する時間間隔を、通常モード時よりも長い時間に設定する。
（Ｅ）通常モード時に負荷機器８が連続して動作するものである場合、省エネモード時に負荷機器８が所定の時間間隔で動作するように設定する。
【００３７】
なお、制御目標値は、制御部７の記憶手段に予め記憶されたものであってもよく、ユーザが設定したものであってもよく、または、禁止時間帯に制御部７が算出するものであってもよい。
【００３８】
制御部７が負荷機器８の制御目標値を実現する方法として、例えば、次に示す（ａ）から（ｃ）の方法が挙げられる。
（ａ）制御部７は、二次回路６の熱交換器で加熱されて負荷機器８に供給される第２熱媒体の温度と、負荷機器８から排出される第２熱媒体の温度とを検出する。そして、その２つの温度の差が、制御目標値に近づくように負荷機器８を制御する。これにより、省エネモード時に負荷機器８が所定時間内に消費する熱量が、通常モード時に負荷機器８が所定時間内に消費する熱量より小さい値となる。
（ｂ）制御部７は、二次回路６を構成する配管に設けられたポンプの回転数を、通常モードのときよりも省エネモードのときに低くし、二次回路６を循環する第２熱媒体の流量が、制御目標値に近づくようにポンプを制御する。
（ｃ）制御部７は、二次回路６を構成する配管に設けられたポンプがオン、オフする時間間隔を、通常モードのときよりも省エネモードのときに長くし、負荷機器８が動作する時間間隔が、制御目標値に近づくようにポンプを制御する。
【００３９】
制御部７が負荷機器８の動作モードを通常モードから省エネモードに変更すると、処理はステップＳ４０に移行する。
【００４０】
一方、ステップＳ２０で、制御部７は、負荷機器８が動作していない場合（すなわち、Ｓ２０：ＮＯ）、負荷機器８の動作モードを変えることなく、処理をステップＳ４０に移行する。
【００４１】
ステップＳ４０で、制御部７は、禁止時間帯が終了したか否かを判定する。禁止時間帯が終了していない場合（すなわち、Ｓ４０：ＮＯ）、処理は再度ステップＳ２０に移行し、上述したステップＳ２０とステップＳ３０の処理を繰り返す。
【００４２】
ステップＳ４０で、禁止時間帯が終了した場合（すなわち、Ｓ４０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５０に移行する。ステップＳ５０で、制御部７は、負荷機器８の動作を通常モードにする。
【００４３】
以上説明した第１実施形態の貯湯式給湯装置１は、次の作用効果を奏する。
【００４４】
（１）第１実施形態では、負荷機器制御部７２は、タンク４の湯の沸き上げを禁止した禁止時間帯に負荷機器８が動作する際、負荷機器８が省エネモードで動作するように制御することが可能である。
【００４５】
これによれば、負荷機器８による熱の消費量が低減するので、タンク４の湯熱量の減少が少なくなる。そのため、貯湯式給湯装置１は、禁止時間帯に、タンク４内の湯熱量が不足する、いわゆる湯切れが生じることを抑制可能である。したがって、電力消費量のピーク時間帯に禁止時間帯を設定した場合、タンクの湯切れに伴う緊急沸き上げなどを低減し、ピーク時間帯に消費する電力量を低減することができる。
【００４６】
（２）第１実施形態では、負荷機器制御部７２は、禁止時間帯を除く時間帯に負荷機器８が動作する際、通常モードで負荷機器８が動作するように制御する。また、負荷機器制御部７２は、禁止時間帯に負荷機器８が動作する際、省エネモードで負荷機器８が動作するように制御する。
【００４７】
これによれば、負荷機器制御部７２は、禁止時間帯を除く時間帯と禁止時間帯とで、負荷機器８の動作モードを通常モードと省エネモードとに切り替えることが可能である。
【００４８】
（３）第１実施形態では、負荷機器制御部７２は、通常モードのときに負荷機器８が所定時間内に消費する熱量を記憶する。そして、負荷機器制御部７２は、省エネモードのときに負荷機器８が所定時間内に消費する熱量の制御目標値を、通常モードのときに負荷機器８が所定時間内に消費する熱量よりも小さくする。
【００４９】
これによれば、負荷機器制御部７２は、通常モードのときに負荷機器８が所定時間内に消費する熱量に基づき、省エネモードのときに負荷機器８が所定時間内に消費する熱量の制御目標値を設定することが可能である。
【００５０】
（４）第１実施形態では、負荷機器制御部７２は、負荷機器８に供給される第２熱媒体の温度と負荷機器８から排出される第２熱媒体の温度との温度差が、通常モードのときよりも、省エネモードのときに小さくなるように負荷機器８を制御する。
【００５１】
これにより、省エネモードのときに負荷機器８が消費する熱量を、通常モードのときに負荷機器８が消費する熱量よりも低減することが可能である。
【００５２】
（５）第１実施形態では、負荷機器制御部７２は、負荷機器８を循環する第２熱媒体の流量が、通常モードのときよりも、省エネモードのときに少なくなるように負荷機器８を制御する。
【００５３】
これにより、省エネモードのときに負荷機器８が消費する熱量を、通常モードのときに負荷機器８が消費する熱量よりも低減することが可能である。
【００５４】
（６）第１実施形態では、負荷機器制御部７２は、省エネモードのとき、負荷機器８の運転と停止を周期的に繰り返すように負荷機器８を制御する。
【００５５】
これにより、省エネモードのときに負荷機器８が消費する熱量を、通常モードのときに負荷機器８が消費する熱量よりも低減することが可能である。
【００５６】
（７）第１実施形態では、負荷機器制御部７２は、禁止時間帯に負荷機器８が動作する際、ユーザによる負荷機器８の動作設定に関わらず、省エネモードで負荷機器８が動作するように制御する。
【００５７】
これにより、ユーザによる負荷機器８の動作設定がされていた場合でも、貯湯式給湯装置１は、禁止時間帯に湯切れが生じることを確実に抑制可能である。
【００５８】
（８）第１実施形態では、リモコン９または通信機器９１は、負荷機器制御部７２が負荷機器８の動作を通常モードから省エネモードに切り替えたことをユーザに画像または音で知らせる報知部としての機能を有する。
【００５９】
これにより、ユーザは、負荷機器８が省エネモードで動作することを認識することができる。
【００６０】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して制御部７による処理を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
第２実施形態の貯湯式給湯装置１が備える制御部７の処理について、図３のフローチャートを参照して説明する
ステップＳ１０からステップＳ２０までの処理は、第１実施形態で説明したものと同様である。ステップＳ２０で、制御部７は、禁止時間帯になる前から継続して負荷機器８が動作している場合、および、禁止時間帯になった後に負荷機器８が動作を開始した場合（すなわち、Ｓ２０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２１に移行する。
【００６２】
ステップＳ２１で、制御部７は、タンク４内の湯熱量を所定の時間間隔で検出し、または常時検出する。具体的に、制御部７は、タンク４内に取り付けられた複数の温度センサ４１の検出信号に基づき、それぞれの温度センサ４１が取り付けられた水位ごとの湯の温度を検出する。制御部７は、タンク４内の各水位間の湯の容量と、複数の温度センサ４１から得られた温度情報に基づき、タンク４内の湯熱量を算出することが可能である。
【００６３】
次に、ステップＳ２３で、制御部７は、現在時刻から禁止時間帯終了時刻まで負荷機器８が所定の制御目標値で動作した場合に負荷機器８が消費する熱量を、所定の時間間隔で算出しまたは常時算出する。所定の制御目標値とは、例えば、禁止時間帯の開始時では通常モードのときの制御目標値、または、省エネモード設定後においては省エネモードのときの制御目標値である。
【００６４】
続いて、ステップＳ２５で、制御部７は、ステップＳ２１で算出したタンク４内の湯熱量と、ステップＳ２３で算出した負荷機器８が消費する熱量とを比較し、禁止時間帯終了時刻までにタンク４内の湯熱量が所定の閾値以下になるか否かを判定する。ここで、所定の閾値とは、例えば、貯湯式給湯装置１がタンク４の湯の緊急沸き上げを必要とする熱量である。
【００６５】
ステップＳ２５で禁止時間帯終了時刻までにタンク４内の湯熱量が所定の閾値以下にならないと判定された場合（すなわち、ステップＳ２５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４０に移行する。この場合、制御部７は、負荷機器８の動作モードを変更しない。したがって、現在時刻から禁止時間帯終了時刻まで負荷機器８が通常モードの制御目標値で動作してもタンク４内の湯熱量が所定の閾値以下にならないと判定された場合、制御部７は、負荷機器８が通常モードで動作するように制御することが可能である。
【００６６】
一方、ステップＳ２５で禁止時間帯終了時刻までにタンク４内の湯熱量が所定の閾値以下になると判定された場合（すなわち、ステップＳ２５：ＮＯ）、処理はステップＳ３１に移行する。
【００６７】
ステップＳ３１で、制御部７は、現在から禁止時間帯の終了時刻までにタンク４内の湯熱量が所定の閾値以下にならないように、負荷機器８が消費可能な熱量の制御目標値を設定する。そして、制御部７は、負荷機器８を省エネモードに切り替えると共に、その制御目標値に基づいて負荷機器８の動作を制御する。
【００６８】
その後、処理はステップＳ２１に移行し、上述した処理を繰り返す。そのため、禁止時間帯が継続している際に、この制御部７が消費熱量を制御する負荷機器８とは異なる他の機器でタンク４内の湯熱が消費された場合でも、それに対応して制御部７は、負荷機器８が消費可能な熱量の制御目標値を常時計算して設定することが可能である。したがって、禁止時間帯の終了時刻までにタンク４内の湯熱量が所定の閾値以下になることが防がれる。また、禁止時間帯に、負荷機器８が消費する熱量が必要以上に制限されることを防ぐことができる。
【００６９】
ステップＳ４０からステップＳ５０までの処理は、第１実施形態で説明したものと同様である。
【００７０】
以上説明した第２実施形態の貯湯式給湯装置１は、次の作用効果を奏する。
【００７１】
（１）第２実施形態では、禁止時間帯に負荷機器８が動作する際、制御部７は、タンク４内の湯熱量を、所定の時間間隔で検出し、または常時検出する。また、負荷機器制御部７２は、現在時刻から禁止時間帯終了時刻まで負荷機器８が所定の制御目標値で動作した場合に負荷機器８が消費する熱量を、所定の時間間隔で算出し、または常時算出する。そして、負荷機器制御部７２は、禁止時間帯の終了時までにタンク４内の湯熱量が所定の閾値以下にならないように、負荷機器８が消費可能な熱量に応じた制御目標値を設定する。
【００７２】
これによれば、負荷機器制御部７２が消費熱量を制御する負荷機器８とは異なる他の機器でタンク４内の湯熱が消費された場合でも、それに対応して負荷機器制御部７２は、負荷機器８が消費可能な熱量に応じた制御目標値を設定することが可能である。したがって、貯湯式給湯装置１は、禁止時間帯にタンク４内の湯切れが生じることを抑制可能である。
【００７３】
（２）第２実施形態では、負荷機器制御部７２は、現在時刻から禁止時間帯の終了時刻まで負荷機器８が通常モードの制御目標値で動作してもタンク４内の湯熱量が所定の閾値以下にならないと判断されるとき、負荷機器８が通常モードで動作するように制御する。
【００７４】
これによれば、禁止時間帯にタンク４の湯切れを防ぐと共に、負荷機器８を通常モードで運転することができる。
【００７５】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１、第２実施形態で説明した制御ロジックが適用される貯湯式給湯装置１の具体例の一つを示したものである。なお、貯湯式給湯装置１の構成は、これに限定されるものではない。
【００７６】
図４に示すように、第３実施形態の貯湯式給湯装置１も、貯湯ユニット２およびヒートポンプユニット３などを備えている。貯湯ユニット２は、タンク４、一次回路５、二次回路６および制御部７などから構成されている。タンク４、一次回路５および制御部７は、第１実施形態で説明したものと実質的に同一であるので、説明を省略する。
【００７７】
二次回路６は、床暖房回路１０、および、追い焚き回路２０などを含んでいる。
【００７８】
床暖房回路１０は、タンク４の湯と、床暖房装置８１が有する床暖房配管８２を循環する第２熱媒体との熱交換を行うための回路である。タンク４の上部に接続する配管１１を流れる湯は、沸上三方弁１２を通り、床暖用混合弁１３にて、タンク４の高さ方向中間位置に接続する中温水配管１４を流れる中温水と混合され、床暖房用熱交換器１５およびポンプ１６を通り、タンク４の下方に戻される。床暖用混合弁１３は、タンク４の上部に接続する配管１１から沸上三方弁１２を経由して流れる湯の流量と、中温水配管１４を流れる中温水の流量との調整を行う。
【００７９】
一次回路５を構成する配管５１のうちヒートポンプサイクル３１で加熱された湯がタンク４側へ流れる沸上用戻り配管５１１も、沸上三方弁１２に接続されている。沸上三方弁１２は、タンク４の上部に接続する配管１１を流れる湯と、沸上用戻り配管５１１を流れる湯との切り替えを行う。そのため、沸上三方弁１２による流路の切り替え動作により、沸上用戻り配管５１１を流れる湯が、沸上三方弁１２を通り、床暖用混合弁１３にて中温水配管１４を流れる中温水と混合され、床暖房用熱交換器１５に流れる場合もある。このとき、床暖用混合弁１３は、沸上用戻り配管５１１から沸上三方弁１２を経由して流れる湯の流量と、中温水配管１４を流れる中温水の流量との調整を行う。
【００８０】
一方、床暖房装置８１が有する床暖房配管８２も、床暖房用熱交換器１５に接続されている。床暖房配管８２にもポンプ８３が接続されている。これにより、床暖房配管８２を流れる循環する第２熱媒体は、床暖房用熱交換器１５を流れる。したがって、床暖房装置８１の配管を流れる第２熱媒体と、タンク４の湯との熱交換が行われる。
【００８１】
追い焚き回路２０は、タンク４の湯と、風呂の浴槽８５の浴槽水との熱交換を行うための回路である。浴槽に接続された風呂戻り配管２１を流れる浴槽水は、ポンプ２２、風呂保温三方弁２３を経由し、タンク４内にある追焚用熱交換器２４を通り、風呂往き配管２５から浴槽８５に戻される。浴槽水は、追焚用熱交換器２４を流れる際、タンク４内の湯と熱交換することにより加熱される。これにより、風呂の追い焚きが行われる。
【００８２】
貯湯式給湯装置１は、タンク４の湯を、シャワーまたは浴槽の湯張りなどの給湯装置８６に用いることが可能である。
【００８３】
タンク４の上部に接続する配管２６を流れる湯は、風呂用中温水混合弁２７にてタンク４の高さ方向中間位置に接続する中温水配管１４を流れる中温水と混合され、次に、給湯湯水混合弁２８にて市水流入管４３から分岐した配管４４を流れる市水と混合された後、給湯装置８６に用いられる。
【００８４】
また、タンク４の上部に接続する配管２６を流れる湯は、風呂用中温水混合弁２７にて中温水配管１４を流れる中温水と混合され、次に、風呂混合弁２９にて市水流入管４３から分岐した配管４５を流れる市水と混合された後、湯張電磁弁２９１と風呂保温三方弁２３を通り、風呂往き配管２５から浴槽８５に供給される。これにより、浴槽８５の湯張りが行われる。
【００８５】
なお、市水流入管４３は、タンク４に市水を供給することが可能なものである。
【００８６】
第３実施形態の貯湯式給湯装置１の構成によっても、上述した第１、第２実施形態と同一の作用効果を奏することが可能である。
【００８７】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【００８８】
上記各実施形態では、加熱部をヒートポンプユニット３によって構成した。これに対し、他の実施形態では、加熱部は例えば電気式ヒータなど、電力により熱媒体を加熱する種々の装置によって構成してもよい。
【００８９】
上記各実施形態では、負荷機器８として、床暖房装置、風呂保温装置またはパネルヒータを例示したが、負荷機器８はこれ以外にも例えばミストシャワーなど、タンク４の湯熱を利用して動作する種々の機器が該当する。
【００９０】
（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、貯湯式給湯装置は、加熱部、タンク、負荷機器、加熱制御部および負荷機器制御部を備える。加熱部は、電力を用いて熱媒体を加熱する。タンクは、加熱部により加熱された熱媒体を貯める。負荷機器は、熱媒体の熱を消費して動作する。加熱制御部は、所定の時間帯に加熱部が熱媒体を加熱することを禁止する禁止時間帯の設定が可能である。負荷機器制御部は、禁止時間帯に負荷機器が動作する際、禁止時間帯を除く時間帯に負荷機器が動作するときよりも熱の消費量を低減した省エネモードで負荷機器が動作するように制御することが可能である。
【００９１】
第２の観点によれば、負荷機器制御部は、禁止時間帯を除く時間帯に負荷機器が動作する際、通常モードで負荷機器が動作するように制御する。また、負荷機器制御部は、禁止時間帯に負荷機器が動作する際、通常モードよりも熱の消費量を低減した省エネモードで負荷機器が動作するように制御する。
【００９２】
これによれば、負荷機器制御部は、禁止時間帯を除く時間帯と禁止時間帯とで、負荷機器の動作モードを通常モードと省エネモードとに切り替えることが可能である。省エネモードに場合、負荷機器による熱の消費量が低減するので、タンクに貯められた熱媒体の熱量の減少が少なくなる。したがって、貯湯式給湯装置は、熱媒体の加熱を禁止した禁止時間帯に、タンクに貯められた熱媒体に熱量不足が生じることを抑制可能である。その結果、電力消費量のピーク時間帯に禁止時間帯を設定した場合、タンクの湯切れに伴う緊急沸き上げなどを低減し、ピーク時間帯に消費する電力量を低減することができる。
【００９３】
第３の観点によれば、負荷機器制御部は、通常モードのときに負荷機器が所定時間内に消費する熱量を記憶する。そして、負荷機器制御部は、省エネモードのときに負荷機器が所定時間内に消費する熱量の制御目標値を、通常モードのときに負荷機器が所定時間内に消費する熱量よりも小さくする。
【００９４】
これによれば、負荷機器制御部は、通常モードのときに負荷機器が所定時間内に消費する熱量に基づき、省エネモードのときに負荷機器が所定時間内に消費する熱量の制御目標値を設定することが可能である。
【００９５】
第４の観点によれば、禁止時間帯に負荷機器が動作する際、負荷機器制御部は、タンク内に貯められている熱媒体の熱量を、所定の時間間隔で検出しまたは常時検出する。また、負荷機器制御部は、現在時刻から禁止時間帯終了時刻まで負荷機器が所定の制御目標値で動作した場合に負荷機器が消費する熱量を、所定の時間間隔で算出しまたは常時算出する。そして、負荷機器制御部は、禁止時間帯の終了時までにタンク内に貯められている熱媒体の熱量が所定の閾値以下にならないように、負荷機器が消費可能な熱量に応じた制御目標値を設定する。
【００９６】
これによれば、負荷機器制御部が消費熱量を制御する負荷機器とは異なる他の機器でタンク内の熱媒体の熱が消費された場合でも、それに対応して負荷機器制御部は、負荷機器が消費可能な熱量に応じた制御目標値を設定することが可能である。したがって、貯湯式給湯装置は、禁止時間帯に、タンクに貯められた熱媒体に熱量不足が生じることを抑制可能である。
【００９７】
第５の観点によれば、負荷機器制御部は、通常モードのときに負荷機器が所定時間内に消費する熱量を記憶する。また、負荷機器制御部は、タンク内に貯められている熱媒体の熱量を、所定の時間間隔で検出しまたは常時検出する。さらに、負荷機器制御部は、現在時刻から禁止時間帯の終了時刻まで負荷機器が通常モードの制御目標値で動作した場合に負荷機器が消費する熱量を、所定の時間間隔で算出しまたは常時算出する。そして、負荷機器制御部は、現在時刻から禁止時間帯の終了時刻まで負荷機器が通常モードの制御目標値で動作してもタンク内に貯められている熱媒体の熱量が所定の閾値以下にならないと判断されるとき、負荷機器が省エネモードで動作するように制御することに代えて、負荷機器が通常モードで動作するように制御する。
【００９８】
これによれば、禁止時間帯にタンクに貯められた熱媒体に熱量不足が生じることを抑制できると共に、負荷機器を通常モードで運転することができる。
【００９９】
第６の観点によれば、負荷機器制御部は、負荷機器に供給される第２熱媒体の温度と負荷機器から排出される第２熱媒体の温度との温度差が、通常モードのときよりも、省エネモードのときに小さくなるように負荷機器を制御する。
【０１００】
これにより、省エネモードのときに負荷機器が消費する熱量を、通常モードのときに負荷機器が消費する熱量よりも低減することが可能である。
【０１０１】
第７の観点によれば、負荷機器制御部は、負荷機器を循環する第２熱媒体の流量が、通常モードのときよりも、省エネモードのときに少なくなるように負荷機器を制御する。
【０１０２】
これにより、省エネモードのときに負荷機器が消費する熱量を、通常モードのときに負荷機器が消費する熱量よりも低減することが可能である。
【０１０３】
第８の観点によれば、負荷機器制御部は、省エネモードのとき、負荷機器の運転と停止を周期的に繰り返すように、または、通常モードのときよりも負荷機器の停止時間が長くなるように負荷機器を制御する。
【０１０４】
これにより、省エネモードのときに負荷機器が消費する熱量を、通常モードのときに負荷機器が消費する熱量よりも低減することが可能である。
【０１０５】
第９の観点によれば、負荷機器制御部は、禁止時間帯に負荷機器が動作する際、ユーザによる負荷機器の動作設定に関わらず、省エネモードで負荷機器が動作するように制御する。
【０１０６】
これにより、ユーザによる負荷機器の運転設定がされていた場合でも、貯湯式給湯装置は、禁止時間帯にタンクに貯められた熱媒体に熱量不足が生じることを確実に抑制可能である。
【０１０７】
第１０の観点によれば、負荷機器制御部が負荷機器の動作を通常モードから省エネモードに切り替えたことをユーザに画像または音で知らせる報知部をさらに備える。
【０１０８】
これにより、ユーザは、負荷機器が省エネモードで動作することを認識することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１    貯湯式給湯装置電
３    ヒートポンプユニット
４    タンク
８    負荷機器
７１  加熱制御部
７２  負荷機器制御部
【図１】
2018044718.tif 000003
【図２】
2018044718.tif 000004
【図３】
2018044718.tif 000005
【図４】
2018044718.tif 000006