(57)【要約】【課題】給湯器を管理する外部の管理装置を用いることなく、一括受電を行う複数の住戸の最大使用電力量を低くすることができる給湯器を提供する。【解決手段】給湯器は、水を加熱するヒートポンプと、ヒートポンプによって加熱された水を貯えるタンクと、ヒートポンプの動作を制御する制御装置と、ヒートポンプの運転を許可する許可時間帯とヒートポンプの運転を禁止する第１禁止時間帯との組み合わせで構成される複数の運転パターンを記憶する運転パターン記憶部と、を備える。制御装置は、複数の運転パターンから１つの運転パターンを選択して、１つの運転パターンを構成する当該第１禁止時間帯にヒートポンプを運転しないようにヒートポンプの動作を制御すると共に、所定の周期で複数の運転パターンから他の運転パターンを選択して、他の運転パターンを構成する当該第１禁止時間帯にヒートポンプを運転しないようにヒートポンプの動作を制御する。【選択図】図４
2018197614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一括受電を行う複数の住戸の各住戸に設置される給湯器であって、
水を加熱するヒートポンプと、
前記ヒートポンプによって加熱された水を貯えるタンクと、
前記ヒートポンプの動作を制御する制御装置と、
前記ヒートポンプの運転を許可する許可時間帯と、前記ヒートポンプの運転を禁止する第１禁止時間帯との組み合わせで構成される複数の運転パターンを記憶する運転パターン記憶部と、を備えており、
前記制御装置は、前記複数の運転パターンから１つの運転パターンを選択して、前記１つの運転パターンを構成する当該第１禁止時間帯に前記ヒートポンプを運転しないように前記ヒートポンプの動作を制御すると共に、所定の周期で前記複数の運転パターンから他の運転パターンを選択して、前記他の運転パターンを構成する当該第１禁止時間帯に前記ヒートポンプを運転しないように前記ヒートポンプの動作を制御する、給湯器。
【請求項２】
前記ヒートポンプの運転を禁止する第２禁止時間帯を入力可能な入力部をさらに備えており、
前記制御装置は、前記入力部に入力された前記第２禁止時間帯と選択された運転パターンを構成する前記許可時間帯とが重なった場合、前記ヒートポンプを運転しないように前記ヒートポンプの動作を制御する、請求項１に記載の給湯器。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第２禁止時間帯の前後に所定時間より短い許可時間帯が発生する場合、当該短い許可時間帯の間、前記ヒートポンプを運転しないように前記ヒートポンプの動作を制御する、請求項２に記載の給湯器。
【請求項４】
燃料の燃焼によって水を加熱する補助加熱器をさらに備える、請求項１〜３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】
本明細書に開示する技術は、給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプを用いて水を加熱する給湯器が知られている。この種の給湯器は、水を加熱するヒートポンプと、ヒートポンプによって加熱された水を貯えるタンクとを備えている。
【０００３】
近年、集合住宅では、高圧一括受電サービスが利用されることがある。高圧一括受電サービスとは、集合住宅の管理会社が電力会社から高圧の電力を一括で受電し、管理会社が受電した電力を集合住宅の各住戸に分割して供給するサービスである。この高圧一括受電サービスでは、集合住宅全体での最大使用電力量によって電気料金が変動する。最大使用電力量とは、集合住宅全体で所定時間（例えば３０分）にわたって使用した電力量の最大値である。高圧一括受電サービスの電気料金を抑制するためには、集合住宅全体での最大使用電力量を抑制することが有効である。例えば、特許文献１には、集合住宅において一括受電を行う給湯システムが開示されている。特許文献１の給湯システムでは、中央サーバによって集合住宅の各住戸の給湯器の運転時間を制御している。詳細には、各住戸の過去の電力使用量から使用される電力量を予測し、予想された最大使用電力量（電力量のピーク値）より低くなる範囲で、電力使用量が少ない時間帯に前倒ししてヒートポンプによる水の加熱を行うように、中央サーバが各住戸の給湯器の運転時間帯を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１０７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の給湯システムは、一括受電を行う集合住宅の各住戸に設置される給湯器の運転を中央サーバが制御している。しかしながら、中央サーバによって制御すると、各住戸に設置される各給湯器に、中央サーバからの制御を受けるための設備を搭載する必要が生じる。このため、一括受電を行う複数の住戸に設置される各給湯器全てに当該設備を搭載する必要が生じる。本明細書は、一括受電を行う複数の住戸に設置される給湯器全てを管理する管理装置を用いることなく、一括受電を行う複数の住戸の最大使用電力量を低くすることができる給湯器を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示する給湯器は、一括受電を行う複数の住戸の各住戸に設置される。給湯器は、水を加熱するヒートポンプと、ヒートポンプによって加熱された水を貯えるタンクと、ヒートポンプの動作を制御する制御装置と、ヒートポンプの運転を許可する許可時間帯とヒートポンプの運転を禁止する第１禁止時間帯との組み合わせで構成される複数の運転パターンを記憶する運転パターン記憶部と、を備えている。制御装置は、複数の運転パターンから１つの運転パターンを選択して、１つの運転パターンを構成する当該第１禁止時間帯にヒートポンプを運転しないようにヒートポンプの動作を制御すると共に、所定の周期で複数の運転パターンから他の運転パターンを選択して、他の運転パターンを構成する当該第１禁止時間帯にヒートポンプを運転しないようにヒートポンプの動作を制御する。
【０００７】
上記の給湯器は、運転パターン記憶部に記憶された運転パターンに従い、第１禁止時間帯にヒートポンプを運転しないようにヒートポンプの動作を制御する。このため、例えば、複数の住戸を管理する管理装置等に管理されることなく、各住戸に設置される給湯器の運転パターンを設定することができる。また、運転パターン記憶部には、複数の運転パターンが記憶されており、所定の周期で複数の運転パターンから選択される運転パターンが変更される。このため、複数の住戸の各住戸に設置される全ての給湯器が同時に同じ運転パターンで運転されないように給湯器を運転することによって、外部の管理装置によって複数の住戸全体を管理することなく、複数の住戸全体の電力ピーク値が高くなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１，２に係る給湯器が設置される住戸を構成する集合住宅を模式的に示す図。
【図２】実施例１，２に係る給湯器のブロック図。
【図３】実施例１，２に係る給湯器（熱機器）の概略構成を示す図。
【図４】運転パターン記憶部に記憶される運転パターンの一例を示す図。
【図５】運転パターン記憶部に記憶される運転パターンの他の一例を示す図。
【図６】利用者が禁止時間帯を設定した場合の運転パターンの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、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。
【００１０】
（特徴１）本明細書が開示する給湯器は、ヒートポンプの運転を禁止する第２禁止時間帯を入力可能な入力部をさらに備えていてもよい。制御装置は、入力部に入力された第２禁止時間帯と選択された運転パターンを構成する許可時間帯とが重なった場合、ヒートポンプを運転しないようにヒートポンプの動作を制御してもよい。このような構成によると、第１禁止時間帯に加え、入力部に入力された第２禁止時間帯にもヒートポンプを運転しないようにすることができる。これによって、選択された運転パターンにおいて許可時間帯であるか第１禁止時間帯であるかに関わらず、利用者が入力した第２禁止時間帯にヒートポンプを運転しないように制御することができる。このため、各住戸の電力ピーク値の増大を抑制することができる。
【００１１】
（特徴２）本明細書が開示する給湯器では、制御装置は、第２禁止時間帯の前後に所定時間より短い許可時間帯が発生する場合、当該短い許可時間帯の間、ヒートポンプを運転しないようにヒートポンプの動作を制御してもよい。このような構成によると、第２禁止時間帯を入力することによって発生する、所定時間より短い許可時間帯にヒートポンプを運転することを回避することができる。短い時間のみヒートポンプを動作するのは運転効率が悪い。このため、短い時間のみヒートポンプを運転することを回避することによって、ヒートポンプの非効率な運転を回避することができる。
【００１２】
（特徴３）本明細書が開示する給湯器は、燃料の燃焼によって水を加熱する補助加熱器をさらに備えていてもよい。このような構成によると、タンクに貯えられた高温の水を使い切り、かつヒートポンプの運転が禁止されている場合であっても、補助加熱器を用いて給湯を行うことができる。
【実施例】
【００１３】
（実施例１）
以下、実施例１に係る給湯器１４０について説明する。図２、図３に示す給湯器１４０は、高圧一括受電を行う複数の住戸の各住戸に設置される。図１に示すように、高圧一括受電を行う複数の住戸としては、例えば、一つの建物の中に複数の住戸１１０が集合している形式の住宅である集合住宅１００を挙げることができ、具体的には、マンションやホテルである。各住戸１１０は、例えば、マンションやホテルの一室である。
【００１４】
集合住宅１００では、高圧一括受電サービスを利用している。高圧一括受電サービスとは、集合住宅１００の管理会社が電力会社から高圧の電力を一括で受電し、管理会社が受電した電力を集合住宅１００の各住戸１１０に分割して供給するサービスである。この高圧一括受電サービスでは、集合住宅１００全体での最大使用電力量によって電気料金が変動する。最大使用電力量とは、集合住宅１００全体で所定時間（例えば３０分）にわたって使用した電力量の最大値である。
【００１５】
各給湯器１４０は、各住戸１１０に設置されている。１戸の住戸１１０に対して１台の給湯器１４０が設置されている。集合住宅１００の全ての住戸１１０に給湯器１４０が設置されている。
【００１６】
図２に示すように、各給湯器１４０は、ヒートポンプ５０を備えているヒートポンプユニット６と、タンク１０を備えているタンクユニット４と、ガス熱源機１５０を備えている熱源機ユニット８と、制御装置１８０と、入力装置１９０を備えている。制御装置１８０は、タンクユニット４、ヒートポンプユニット６、熱源機ユニット８の各構成要素の動作を制御する。入力装置１９０は、利用者による給湯器１４０の運転の設定等を受け付ける。
【００１７】
給湯器の一例についてさらに詳細に説明する。本実施例では、給湯器と共に暖房装置を備えた熱機器（すなわち、給湯暖房装置）を用いている。このため、以下の明細書では、暖房装置を備える給湯器１４０を熱機器１４０と称することがある。図３に示すように、熱機器１４０は、タンクユニット４と、ヒートポンプユニット６と、熱源機ユニット８と、制御装置１８０を備えている。
【００１８】
ヒートポンプユニット６は、ヒートポンプ５０と、給湯用水循環ポンプ２２を備えている。ヒートポンプ５０は、冷媒（例えばＲ４１０ＡといったＨＦＣ冷媒や、ＣＯ２、イソブタン、プロパン等の自然冷媒など）を循環させるための冷媒循環路５２と、空気熱交換器５４と、ファン５６と、圧縮機６２と、給湯熱交換器５１と、暖房熱交換器５３と、膨張弁６０を備えている。ヒートポンプ５０では、空気熱交換器５４が蒸発器を構成しており、給湯熱交換器５１と暖房熱交換器５３が凝縮器を構成している。
【００１９】
空気熱交換器５４は、ファン５６によって送風された外気と冷媒循環路５２内の冷媒との間で熱交換させる。空気熱交換器５４には、膨張弁６０を通過後の低圧低温の液体状態にある冷媒が供給される。空気熱交換器５４は、冷媒と外気とを熱交換させることによって、冷媒を加熱する。冷媒は、加熱されることにより気化し、比較的高温で低圧の気体状態となる。
【００２０】
圧縮機６２には、空気熱交換器５４を通過後の冷媒が供給される。即ち、圧縮機６２には、比較的高温で低圧の気体状態の冷媒が供給される。圧縮機６２によって冷媒が圧縮されることにより、冷媒は高温高圧の気体状態となる。圧縮機６２は、圧縮後の高温高圧の気体状態の冷媒を、給湯熱交換器５１に送り出す。
【００２１】
給湯熱交換器５１には、圧縮機６２から送り出された高温高圧の気体状態の冷媒が供給される。給湯熱交換器５１は、冷媒循環路５２内の冷媒と、後述のタンク水循環路２０内の水（以下では給湯用水ともいう）との間で熱交換を行う。給湯熱交換器５１を通過した冷媒は、暖房熱交換器５３へ送られる。暖房熱交換器５３は、給湯熱交換器５１からの冷媒と、後述の第２暖房加熱路８４からの水（以下では暖房用水ともいう）との間で熱交換を行う。冷媒は、給湯熱交換器５１及び／又は暖房熱交換器５３での熱交換の結果、熱を奪われて凝縮する。これにより、冷媒は、比較的低温で高圧の液体状態となる。
【００２２】
膨張弁６０には、暖房熱交換器５３を通過後の比較的低温で高圧の液体状態の冷媒が供給される。冷媒は、膨張弁６０を通過することによって減圧され、低温低圧の液体状態となる。膨張弁６０を通過した冷媒は、上記の通り、空気熱交換器５４に送られる。
【００２３】
ヒートポンプ５０において、圧縮機６２を作動させると、冷媒循環路５２内の冷媒は、圧縮機６２、給湯熱交換器５１、暖房熱交換器５３、膨張弁６０、空気熱交換器５４の順に循環する。これによって、給湯熱交換器５１においてタンク水循環路２０内の給湯用水が加熱され、及び／又は、暖房熱交換器５３において第２暖房加熱路８４からの暖房用水が加熱される。給湯熱交換器５１と暖房熱交換器５３は、冷媒を加熱流体とした、給湯用水及び／又は暖房用水を加熱する加熱装置５５ということもできる。
【００２４】
タンクユニット４は、タンク１０を備えている。タンク１０は、ヒートポンプ５０によって加熱された給湯用水を貯える。本実施例の給湯用水は、水道水である。タンク１０は、密閉型であり、断熱材によって外側が覆われている。タンク１０内には満水まで給湯用水が貯留される。
【００２５】
タンク水循環路２０は、上流端がタンク１０の下部に接続されており、ヒートポンプユニット６の給湯熱交換器５１を通過して、下流端がタンク１０の上部に接続されている。タンク水循環路２０には、ヒートポンプユニット６の給湯用水循環ポンプ２２が介装されている。ヒートポンプユニット６において、ヒートポンプ５０を作動させて、給湯用水循環ポンプ２２を駆動すると、タンク１０の下部の給湯用水が給湯熱交換器５１に送られて加熱され、加熱された給湯用水がタンク１０の上部に戻される。タンク１０の内部には、低温の給湯用水の層の上に高温の給湯用水の層が積み重なった温度成層が形成される。
【００２６】
水道水導入路２４は、上流端が熱機器１４０（給湯暖房装置）の外部の水道水供給源３２に接続されている。水道水導入路２４の下流側は、第１導入路２４ａと第２導入路２４ｂに分岐している。第１導入路２４ａの下流端は、タンク１０の下部に接続されている。第２導入路２４ｂの下流端は、第１給湯路３６の途中に接続されている。
【００２７】
第１給湯路３６は、上流端がタンク１０の上部に接続されている。上述したように、第１給湯路３６の途中には、水道水導入路２４の第２導入路２４ｂが接続されている。第１給湯路３６と第２導入路２４ｂの接続部には、混合弁３０が介装されている。混合弁３０は、タンク１０の上部から第１給湯路３６へ流入する高温の給湯用水の流量と、第２導入路２４ｂから第１給湯路３６へ流入する低温の水道水の流量の割合を調整する。第２導入路２４ｂとの接続部より下流側の第１給湯路３６は、熱源機ユニット８の給湯加熱路３７を通過して、第２給湯路３９へ接続している。第１給湯路３６と第２給湯路３９の間は、熱源機バイパス路３３によって接続されている。熱源機バイパス路３３にはバイパス弁３４が介装されている。第２給湯路３９の下流端は給湯栓３８に接続されている。
【００２８】
熱源機ユニット８は、シスターン７０と、暖房用バーナ８２と、給湯用バーナ８１を備えている。暖房用バーナ８２と給湯用バーナ８１は、給湯用水及び／又は暖房用水を加熱するガス熱源機１５０ということもできる。シスターン７０は、上部が開放されている容器であり、内部に暖房用水を貯留している。本実施例の暖房用水は例えば水道水又は不凍液である。シスターン７０には、暖房往路７２の上流端が接続されている。暖房往路７２には、暖房用水循環ポンプ７４が介装されている。暖房用水循環ポンプ７４を駆動すると、シスターン７０内の暖房用水が暖房往路７２に流れ込む。
【００２９】
暖房往路７２の下流端は、第１暖房加熱路７３と、低温暖房循環路７５に分岐している。低温暖房循環路７５には、低温暖房機７８が取り付けられる。本実施例の低温暖房機７８は、例えば床暖房機である。低温暖房機７８は、供給される暖房用水の熱を利用して暖房する。第１暖房加熱路７３には、暖房用バーナ８２が介装されている。暖房用バーナ８２は、第１暖房加熱路７３内の暖房用水を加熱する。第１暖房加熱路７３の下流端は、高温暖房循環路７７と追い焚き循環路７９に分岐している。高温暖房循環路７７には、高温暖房機７６が取り付けられる。本実施例の高温暖房機７６は、例えば浴室暖房乾燥機である。高温暖房機７６は、供給される暖房用水の熱を利用して暖房する。低温暖房循環路７５と高温暖房循環路７７は、それぞれの下流端で合流して、第２暖房加熱路８４の上流端へ接続している。
【００３０】
第２暖房加熱路８４の下流端は、ヒートポンプユニット６の暖房熱交換器５３を通過して、暖房復路９６に接続している。暖房復路９６は、下流端が熱源機ユニット８のシスターン７０に接続している。
【００３１】
追い焚き循環路７９には、追い焚き熱動弁８３と、追い焚き熱交換器９７が介装されている。追い焚き熱動弁８３は、追い焚き循環路７９を開閉する。追い焚き熱交換器９７では、追い焚き循環路７９を流れる暖房用水と、浴槽水循環路９１を流れる浴槽水の間で熱交換が行われる。追い焚き循環路７９の下流端は、暖房復路９６に接続している。
【００３２】
浴槽水循環路９１の上流端は、浴槽９８の底部に接続している。浴槽水循環路９１の下流端は、浴槽９８の側部に接続している。浴槽水循環路９１には、浴槽水循環ポンプ９９が介装されている。浴槽水循環ポンプ９９が駆動すると、浴槽９８の底部から吸い出された浴槽水が、追い焚き熱交換器９７を通過して、浴槽９８の側部へ戻される。
【００３３】
給湯加熱路３７には、給湯用バーナ８１が介装されている。給湯加熱路３７の給湯用バーナ８１よりも下流側から、浴槽注湯路４０が分岐している。浴槽注湯路４０には、浴槽注湯路４０を開閉する注湯電磁弁４２が介装されている。浴槽注湯路４０の下流端は、浴槽水循環ポンプ９９に接続している。
【００３４】
制御装置１８０は、タンクユニット４、ヒートポンプユニット６、熱源機ユニット８の各構成要素の動作を制御する。
【００３５】
熱機器１４０は、以下のように、蓄熱運転、給湯運転、暖房運転、湯はり運転、追い焚き運転、凍結防止運転等を実施することができる。
【００３６】
（蓄熱運転）
蓄熱運転では、タンク１０内の給湯用水をヒートポンプ５０で加熱し、高温となった給湯用水をタンク１０に戻す。蓄熱運転を実行する際には、制御装置１８０は圧縮機６２及びファン５６を駆動してヒートポンプ５０を作動させるとともに、給湯用水循環ポンプ２２を駆動する。
【００３７】
圧縮機６２の駆動により、冷媒循環路５２内の冷媒は、圧縮機６２、給湯熱交換器５１、暖房熱交換器５３、膨張弁６０、空気熱交換器５４の順に循環する。この場合、給湯熱交換器５１を通過する冷媒循環路５２内の冷媒は、高温高圧の気体状態である。また、給湯用水循環ポンプ２２の駆動により、タンク水循環路２０内をタンク１０内の給湯用水が循環する。即ち、タンク１０の下部に存在する給湯用水がタンク水循環路２０内に導入され、導入された給湯用水が給湯熱交換器５１を通過する際に、冷媒循環路５２内の冷媒の熱によって加熱され、加熱された給湯用水がタンク１０の上部に戻される。これにより、タンク１０に高温の給湯用水が貯められる。タンク１０の内部に高温の給湯用水が必要な量だけ貯えられると、蓄熱運転は終了する。
【００３８】
（給湯運転）
給湯運転は、タンク１０内の給湯用水を給湯栓３８に供給する運転である。給湯運転は、上記の蓄熱運転と並行して行うこともできる。給湯栓３８が開かれると、水道水供給源３２からの水圧によって、水道水導入路２４（第１導入路２４ａ）からタンク１０の下部に水道水が流入する。同時に、タンク１０上部の給湯用水が、第１給湯路３６を介して給湯栓３８に供給される。
【００３９】
制御装置１８０は、タンク１０から第１給湯路３６に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度より高い場合には、混合弁３０を駆動して第２導入路２４ｂから第１給湯路３６に水道水を導入する。従って、タンク１０から供給された給湯用水と第２導入路２４ｂから供給された水道水とが、第１給湯路３６内で混合される。制御装置１８０は、給湯栓３８に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度と一致するように、混合弁３０の開度を調整する。一方、制御装置１８０は、タンク１０から第１給湯路３６に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度より低い場合には、給湯用バーナ８１によって第１給湯路３６を通過する水を加熱する。制御装置１８０は、給湯栓３８に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度と一致するように、給湯用バーナ８１の出力を制御する。なお、給湯用バーナ８１は、「補助加熱器」の一例である。
【００４０】
（暖房運転）
暖房運転は、ヒートポンプ５０によって暖房用水を加熱し、高温となった暖房用水を用いて低温暖房機７８や高温暖房機７６によって暖房する運転である。利用者によって暖房運転の実行が指示されると、制御装置１８０は、暖房用水循環ポンプ７４を回転させる。さらに、制御装置１８０は、圧縮機６２及びファン５６を駆動する。
【００４１】
圧縮機６２の駆動により、冷媒循環路５２内の冷媒は、圧縮機６２、給湯熱交換器５１、暖房熱交換器５３、膨張弁６０、空気熱交換器５４の順に循環する。この場合、暖房熱交換器５３を通過する冷媒循環路５２内の冷媒は、高温高圧の気体状態である。また、暖房用水循環ポンプ７４の駆動により、第２暖房加熱路８４をシスターン７０内の暖房用水が循環する。第２暖房加熱路８４を循環する暖房用水は、暖房熱交換器５３を通過する際に、冷媒循環路５２内の冷媒の熱によって加熱される。暖房熱交換器５３で加熱された暖房用水は、シスターン７０を経て、低温暖房機７８や高温暖房機７６に供給される。さらに、制御装置１８０は、必要に応じて暖房用バーナ８２を作動する。これにより、高温暖房機７６には、暖房用バーナ８２での加熱によってさらに高温となった暖房用水が供給される。暖房運転においては、低温暖房機７８に供給される暖房用水の温度が低温暖房設定温度となるように、また高温暖房機７６に供給される暖房用水の温度が高温暖房設定温度となるように、ヒートポンプ５０の動作や、暖房用バーナ８２の出力が調整される。
【００４２】
（湯はり運転）
湯はり運転は浴槽９８に湯はりをする運転である。利用者が湯はり運転の開始を指示すると、熱機器１４０は湯はり運転を開始する。湯はり運転においては、注湯電磁弁４２を開く。注湯電磁弁４２が開くと、水道水供給源３２からの水圧によって、水道水導入路２４（第１導入路２４ａ）からタンク１０の下部に水道水が流入する。同時に、タンク１０上部の給湯用水が、第１給湯路３６、浴槽注湯路４０、浴槽水循環路９１を介して浴槽９８に供給される。湯はり運転においては、給湯運転と同様にして、浴槽注湯路４０に供給される水の温度を湯はり設定温度に調整する。浴槽９８に供給される水の水量が湯はり設定水量に達すると、湯はり運転を終了する。
【００４３】
（追い焚き運転）
追い焚き運転は、浴槽９８に貯められた浴槽水を追い焚きする運転である。利用者が追い焚き運転の開始を指示すると、熱機器１４０は追い焚き運転を開始する。追い焚き運転においては、浴槽水循環ポンプ９９を駆動する。また、追い焚き熱動弁８３を開いて、暖房用水循環ポンプ７４を駆動する。これにより、浴槽９８の底部から浴槽水が吸い出されて、追い焚き熱交換器９７で暖房用水との熱交換によって加熱される。加熱された浴槽水は、浴槽９８の側部へ戻される。追い焚き運転においては、暖房用バーナ８２による暖房用水の加熱が行われる。
【００４４】
（凍結防止運転）
凍結防止運転は、給湯熱交換器５１及びタンク水循環路２０内の給湯用水や、暖房熱交換器５３、第２暖房加熱路８４及び暖房復路９６内の暖房用水が、凍結してしまうことを防止する運転である。給湯熱交換器５１やタンク水循環路２０の一部は、屋外に配置されているため、外気温度が低い状態で内部に給湯用水が長時間滞留していると、給湯用水が凍結してしまうおそれがある。そこで、給湯用水が凍結するおそれがある場合に、熱機器１４０は、給湯用水循環ポンプ２２を駆動する。これにより、給湯熱交換器５１及びタンク水循環路２０の内部の給湯用水がタンク１０からの給湯用水で置き換えられて、給湯用水が長時間の滞留によって凍結してしまうことを防ぐことができる。同様に、暖房熱交換器５３や、第２暖房加熱路８４及び暖房復路９６の一部は、屋外に配置されているため、外気温度が低い状態で内部に暖房用水が長時間滞留していると、暖房用水が凍結してしまうおそれがある。そこで、暖房用水が凍結するおそれがある場合に、熱機器１４０は、暖房用水循環ポンプ７４を駆動する。これにより、暖房熱交換器５３、第２暖房加熱路８４及び暖房復路９６の内部の暖房用水がシスターン７０からの暖房用水で置き換えられて、暖房用水が長時間の滞留によって凍結してしまうことを防ぐことができる。
【００４５】
次に、各住戸１１０における給湯の傾向と蓄熱運転の関係について説明する。上述した熱機器１４０の各種の運転のうち、ヒートポンプ５０が動作する蓄熱運転を実施すると、熱機器１４０において大きな電力を消費する。蓄熱運転は、タンク１０内に高温の給湯用水（以下では温水ともいう）を貯湯するために実施される。各住戸１１０では、一日の生活サイクルに合わせて時間帯ごとの給湯の傾向が概ね決まっている。このため、制御装置１８０は、熱機器１４０が設置される住戸１１０における給湯の傾向を記憶し、記憶した給湯の傾向に基づいて蓄熱運転を実施している。以下に、特定の住戸を例に、一日の生活サイクルにおける給湯の傾向と蓄熱運転の関係について説明する。
【００４６】
特定の住戸では、まず、朝の時間帯（例えば、６：００〜７：００）に最初の給湯が行われる。最初の給湯は、例えば、朝食の用意や洗面のための給湯である。最初の給湯では、５Ｌ〜２０Ｌ程度の温水が供給される。このため、特定の住戸では、最初の給湯が行われる前（すなわち、６：００より前）までに、最初の給湯に必要な量（すなわち、約２０Ｌ）の温水がタンク１０に貯湯されるように蓄熱運転が実施される。
【００４７】
次に、特定の住戸では、昼の時間帯（例えば、１１：００〜１２：００）に二度目の給湯が行われる。二度目の給湯は、例えば、昼食の用意のための給湯である。二度目の給湯でも、５Ｌ〜２０Ｌ程度の温水が供給される。このため、特定の住戸では、二度目の給湯が行われる前（すなわち、１１：００より前）までに、二度目の給湯に必要な量（すなわち、約２０Ｌ）の温水がタンク１０に貯湯されるように蓄熱運転が実施される。
【００４８】
次に、特定の住戸では、夕方から夜にかけての時間帯（例えば、１８：００〜１９：００）に三度目の給湯が行われる。三度目の給湯は、浴槽９８への湯張り運転である。湯張り運転では、１５０Ｌ〜１８０Ｌ程度の温水が供給され、タンク１０内に満蓄まで貯えられた温水の略全量が用いられる。このため、特定の住戸では、三度目の給湯が行われる前（すなわち、１８：００より前）までに、タンク１０内が満蓄となるように蓄熱運転が実施される。
【００４９】
そして、特定の住戸では、夜の時間帯（例えば、２３：００〜０：００）に最後の給湯が行われる。最後の給湯は、例えば、歯磨き等のための給湯である。最後の給湯では、５Ｌ〜１０Ｌ程度の温水が供給される。このため、特定の住戸では、最後の給湯が行われる前（すなわち、２３：００より前）までに、最後の給湯に必要な量（すなわち、約１０Ｌ）の温水がタンク１０に貯湯されるように蓄熱運転が実施される。
【００５０】
次に、各住戸１１０に設置される熱機器１４０のヒートポンプ５０の運転パターンについて説明する。上述したように、蓄熱運転は、制御装置１８０に記憶された各住戸１１０の給湯の傾向に基づいて実施される。各住戸１１０の給湯の傾向にはばらつきがあるものの、各住戸１１０の一日の生活サイクルは一般的に似ているため、各住戸１１０の給湯の傾向も似ている。このため、給湯の傾向に基づいて蓄熱運転を実施すると、集合住宅１００の各住戸１１０に設置される複数の熱機器１４０が同時に蓄熱運転を実施することになる。複数の熱機器１４０が同時に蓄熱運転を実施すると、集合住宅１００全体での使用電力量が大きくなる。以下に、集合住宅１００全体での使用電力量の増大を抑制するように、各住戸１１０に設置される熱機器１４０のヒートポンプ５０を動作する運転パターンについて説明する。
【００５１】
制御装置１８０は、運転パターン記憶部１８２を備えている（図２参照）。運転パターン記憶部１８２は、複数の運転パターンを記憶しており、本実施例では、運転パターン記憶部１８２は、８種類の運転パターンを記憶している。運転パターンは、ヒートポンプ５０の運転を許可する許可時間帯と、ヒートポンプ５０の運転を禁止する禁止時間帯との組み合わせによって構成されている。制御装置１８０は、運転パターンに従い、許可時間帯にはヒートポンプ５０の運転を許可し、禁止時間帯にはヒートポンプ５０の運転を禁止するようにヒートポンプ５０の動作を制御する。なお、運転パターン記憶部１８２に記憶される運転パターンを構成する禁止時間帯は、「第１禁止時間帯」の一例である。また、本実施例では、運転パターン記憶部１８２に記憶される運転パターンを構成する禁止時間帯を単に「禁止時間帯」と称する。
【００５２】
図４は、運転パターン記憶部１８２が記憶する８種類の運転パターンＡ〜Ｈの一例を示しており、一日の運転パターンのうち、１３：３０〜２１：００の間の運転パターンを示している。図４に示すように、１つの運転パターンにおいて、２時間の許可時間帯（図４の「運転」の時間帯）と、２時間の禁止時間帯（図４の「停止」の時間帯）が交互に設定されている。例えば、パターンＡでは、１４：００〜１６：００の間の２時間が許可時間帯となっており、１６：００〜１８：００の間の２時間が禁止時間帯となっており、１８：００〜２０：００の間の２時間が許可時間帯となっている。また、８種類の運転パターンＡ〜Ｈは、許可時間帯の開始時刻が３０分ずつずれるように設定される。例えば、パターンＢは、パターンＡと比較すると、許可時間帯と禁止時間帯がそれぞれ３０分ずつずれている。すなわち、パターンＢでは、１３：３０〜１５：３０の間の２時間が許可時間帯となっており、１５：３０〜１７：３０の間の２時間が禁止時間帯となっており、１７：３０〜１９：３０の間の２時間が許可時間帯となっている。このように、３０分ずつずらして運転パターンを設定することによって、８種類の異なる運転パターンが設定される。
【００５３】
熱機器１４０の運転パターンは、所定の周期で他の運転パターンに変更され、８種類全ての運転パターンを順にローテーションする。本実施例では、熱機器１４０の運転パターンは、２４時間周期で他の運転パターンに変更される。例えば、熱機器１４０は、パターンＡに従い運転された翌日には、パターンＢに従い運転され、さらにその翌日にはパターンＣに従い運転される。このように熱機器１４０の運転パターンは、順に他の運転パターンに変更され、熱機器１４０は８日後に再びパターンＡに従い運転される。
【００５４】
また、集合住宅１００の各住戸１１０に設置される熱機器１４０は、８グループのいずれかに分類される。同じグループに分類される複数の熱機器１４０は、同じ運転パターンに基づいて運転され、異なるグループに分類される熱機器１４０は、異なるパターンに基づいて運転される。例えば、集合住宅１００の各住戸１１０に設置される熱機器１４０は、グループ０〜８のいずれかに分類される。図４に示すように、グループ０に分類された熱機器１４０がパターンＡで運転される日には、グループ１に分類される熱機器１４０はパターンＢで運転され、同様にして、グループ２〜７に分類される熱機器１４０はそれぞれパターンＣ〜Ｈで運転される。また、熱機器１４０の運転パターンは、上述したように２４時間周期で他の運転パターンに変更される。このため、グループ０に分類された熱機器１４０は、パターンＡに基づいて運転された翌日には、パターンＢに基づいて運転される。同様に、グループ１〜７に分類される熱機器１４０はそれぞれ、パターンＢ〜Ｈに基づいて運転された翌日に、パターンＣ〜Ａに基づいて運転される。
【００５５】
制御装置１８０は、その熱機器１４０が８種類のいずれのグループに分類されるかを記憶している。例えば、制御装置１８０は３つのディップスイッチ（図示せず）を実装しており、ディップスイッチによって８グループのいずれに分類されるかが設定される。なお、本実施例では、ディップスイッチによって熱機器１４０がそれぞれのグループに分類されているが、分類についての設定手段については、８グループのいずれに分類されるかを設定できるものであればよく、ディップスイッチに限定されない。
【００５６】
本実施例では、集合住宅１００の各住戸１１０に設置される熱機器１４０は、８グループのいずれかに分類される。このため、集合住宅１００全体では、同じ時間帯に許可時間帯となる熱機器１４０と禁止時間帯となる熱機器１４０とが存在することになる。すなわち、集合住宅１００の各住戸１１０に設置される全ての熱機器１４０のヒートポンプ５０が同時に動作することがない。例えば、１８：００〜１８：３０の間は、運転パターンＡ〜Ｄでは許可時間帯となる一方、運転パターンＥ〜Ｈでは禁止時間帯となる。したがって、１８：００〜１８：３０の間は、グループ０〜３に分類される熱機器１４０はヒートポンプ５０を動作できる一方、グループ４〜７に分類される熱機器１４０はヒートポンプ５０を動作できない。これによって、集合住宅１００全体の消費電力が大きくなることを抑制することができる。また、上記の設定は、各熱機器１４０の制御装置１８０に記憶されている。このため、集合住宅１００全体を管理する管理装置等によって各住戸１１０に設置される熱機器１４０のヒートポンプ５０の動作を制御することなく、集合住宅１００全体の消費電力が大きくなることを抑制することができる。
【００５７】
（変形例）
上記の実施例では、１つの運転パターンにおいて、２時間の許可時間帯と、２時間の禁止時間帯が交互に設定されていたが、このような構成に限定されない。一定時間の許可時間帯と一定時間の禁止時間帯が交互に設定されていればよく、許可時間の長さ及び禁止時間の長さは限定されない。例えば、図５に示すように、１つの運転パターンにおいて、１．５時間の許可時間帯と４．５時間の禁止時間帯が交互に設定されていてもよい。この場合も、８種類の運転パターンは、許可時間帯の開始時刻を相互にずらして設定される。具体的には、各運転パターンは４５分ずつずらして設定される。このように、許可時間帯の長さと禁止時間帯の長さは、必要に応じて適宜設定することができる。例えば、１つの運転パターンにおいて、３時間の許可時間帯と１時間の禁止時間帯が交互に設定されていてもよいし、２．５時間の許可時間帯と１．５時間の禁止時間帯が交互に設定されていてもよいし、１．５時間の許可時間帯と２．５時間の禁止時間帯が交互に設定されていてもよい。ただし、許可時間帯の長さが短くなりすぎることがないように設定するとよい。ヒートポンプ５０の連続する動作時間が短くなると、蓄熱運転の効率が悪くなる。このため、例えば、許可時間帯が１時間以上となるように設定する等、許可時間帯の長さが所定時間より短くならないように運転パターンを設定するとよい。
【００５８】
なお、本実施例の熱機器１４０は、給湯用バーナ８１を備えているが、このような構成に限定されない。熱機器（給湯器）がヒートポンプ５０を動作することによって蓄熱運転を実施できる構成であればよく、給湯用バーナ８１を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。熱機器１４０が給湯用バーナ８１を備えていると、タンク１０に貯えられた高温の給湯用水を使い切り、かつヒートポンプ５０の運転が禁止されている場合であっても、給湯用バーナ８１を用いて給湯を行うことができる。
【００５９】
また、本実施例では、運転パターン記憶部１８２に８種類の運転パターンが記憶されているが、このような構成に限定されない。運転パターン記憶部１８２に記憶される運転パターンの数は８種類より多くてもよいし、少なくてもよい。また、集合住宅１００の各住戸１１０に設置される熱機器１４０が、８グループのいずれかに分類されているが、このような構成に限定されない。集合住宅１００の各住戸１１０に設置される熱機器１４０は、運転パターン記憶部１８２に記憶される運転パターンの数と同数のグループに分類されればよく、分類される数は８グループより多くてもよいし、少なくてもよい。また、本実施例では、２４時間周期で他の運転パターンに変更しているが、他のパターンに変更する周期は特に限定されない。
【００６０】
（実施例２）
実施例１では、運転パターン記憶部１８２に記憶される運転パターンに従い、ヒートポンプ５０の動作を制御していたが、このような構成に限定されない。例えば、制御装置１８０は、運転パターン記憶部１８２に記憶される運転パターンと、利用者によって設定された禁止時間帯とに従い、ヒートポンプ５０の動作を制御してもよい。以下、本実施例では、利用者が設定する禁止時間帯を「第２禁止時間帯」と称し、運転パターン記憶部１８２に記憶される運転パターンを構成する禁止時間帯を「第１禁止時間帯」と称することがある。
【００６１】
第２禁止時間帯は、利用者によって入力装置１９０（図２及び図３参照）から入力される。入力装置１９０に第２禁止時間帯が入力されると、制御装置１８０は、第２禁止時間帯にヒートポンプ５０が動作しないようにヒートポンプ５０を制御する。すなわち、制御装置１８０は、運転パターン記憶部１８２に記憶される運転パターンに関わらず、第２禁止時間帯においてヒートポンプ５０が動作しないようにヒートポンプ５０を制御する。また、第２禁止時間帯の前後に短い許可時間帯が発生する場合には、制御装置１８０は、その短い許可時間帯においてもヒートポンプ５０を動作しないようにヒートポンプ５０を制御する。上述したように、ヒートポンプ５０の連続する動作時間が短くなると、蓄熱運転の効率が悪くなる。このため、本実施例では、１時間以上の許可時間帯が設定されない場合には、制御装置１８０は、１時間未満の許可時間帯においてもヒートポンプ５０が動作しないようにヒートポンプ５０を制御する。なお、入力装置１９０は、「入力部」の一例である。
【００６２】
図６に示すように、例えば、利用者は、１８：００〜１９：３０の間が第２禁止時間帯となるように設定する。具体的には、利用者は、第２禁止時間帯を入力装置１９０に入力する。第２禁止時間帯が入力されると、制御装置１８０は、運転パターンＡ〜Ｈの全てにおいて、１８：００〜１９：３０の間が禁止時間帯となるようにヒートポンプ５０を制御する。
【００６３】
例えば、パターンＡでは、１４：００〜１６：００の間の２時間が許可時間帯となっており、１６：００〜１８：００の間の２時間が禁止時間帯となっている。そして、第２禁止時間帯が設定されている１８：００〜１９：３０の間についても禁止時間帯となる。運転パターン記憶部１８２に記憶される運転パターンでは、パターンＡは１８：００〜２０：００の間の２時間が許可時間帯となっている（図４参照）。しかしながら、１８：００〜１９：３０の間は第２禁止時間帯が設定されているため、パターンＡが選択された場合においても、１８：００〜１９：３０の間は禁止時間帯となる。さらに、１９：３０〜２０：００の間もヒートポンプ５０が動作されないように制御される。パターンＡでは、１９：３０〜２０：００の間は、第１禁止時間帯にも第２禁止時間帯にも該当しないため、許可時間帯となる。しかしながら、２０：００〜２２：００の間（ただし、図６において２１：００〜２２：００は図示省略）が禁止時間帯となるため、許可時間帯は１９：３０〜２０：００の間の３０分間となる。したがって、１時間未満の許可時間帯である１９：３０〜２０：００の間もヒートポンプ５０が動作されないように制御される。
【００６４】
パターンＢにおいても、１７：３０〜１９：３０の間の許可時間帯（図４参照）のうち、第２禁止時間帯として設定される１８：００〜１９：３０の間は禁止時間帯となる。そして、パターンＢでは第１禁止時間帯にも第２禁止時間帯にも該当しない１７：３０〜１８：００の間の３０分間も、ヒートポンプ５０が動作されないように制御される。なお、パターンＣでは、１７：００〜１９：００の間の許可時間帯（図４参照）のうち、第２禁止時間帯として設定される１８：００〜１９：３０の間は禁止時間帯となる。このため、１７：００〜１８：００の間の１時間が許可時間帯となる。パターンＣでは、１時間未満の許可時間帯が発生しないため、１７：００〜１８：００の間は許可時間帯となり、ヒートポンプ５０の動作を許可するようにヒートポンプ５０が制御される。
【００６５】
本実施例では、第２禁止時間帯を入力することによって、運転パターン記憶部１８２に記憶される運転パターンに関わらず、ヒートポンプ５０が動作しないように制御する時間帯を利用者が設定することができる。このため、利用者が消費電力を小さくすることを希望する時間帯に、蓄熱運転が実施されることを回避することができる。上述したように、蓄熱運転は、給湯の傾向に基づいて実施されるため、利用者によって蓄熱運転のタイミングを制御することができない。このため、利用者が消費電力を小さくすることを希望する時間帯であっても、給湯の傾向に基づいて蓄熱運転を実施することが必要であれば、蓄熱運転が実施される。本実施例の熱機器１４０は、第２禁止時間帯を入力することによって、利用者がその住戸１１０の消費電力を小さくしたい時間帯に蓄熱運転が実施されることを回避することができる。これによって、その住戸１１０の消費電力が大きくなることを抑制することができる。
【００６６】
以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、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。また、本明細書又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。
【符号の説明】
【００６７】
４：タンクユニット
６：ヒートポンプユニット
８：熱源機ユニット
１０：タンク
２０：タンク水循環路
２２：給湯用水循環ポンプ
２４：水道水導入路
２４ａ：第１導入路
２４ｂ：第２導入路
３０：混合弁
３２：水道水供給源
３３：熱源機バイパス路
３４：バイパス弁
３６：第１給湯路
３７：給湯加熱路
３８：給湯栓
３９：第２給湯路
４０：浴槽注湯路
４２：注湯電磁弁
５０：ヒートポンプ
５１：給湯熱交換器
５２：冷媒循環路
５３：暖房熱交換器
５４：空気熱交換器
５５：加熱装置
５６：ファン
６０：膨張弁
６２：圧縮機
７０：シスターン
７２：暖房往路
７３：第１暖房加熱路
７４：暖房用水循環ポンプ
７５：低温暖房循環路
７６：高温暖房機
７７：高温暖房循環路
７８：低温暖房機
７９：追い焚き循環路
８１：給湯用バーナ
８２：暖房用バーナ
８３：追い焚き熱動弁
８４：第２暖房加熱路
９１：浴槽水循環路
９６：暖房復路
９７：追い焚き熱交換器
９８：浴槽
９９：浴槽水循環ポンプ
１００：集合住宅
１１０：住戸
１４０：給湯器（熱機器）
１８０：熱機器用制御装置
１８２：運転パターン記憶部
１９０：入力装置
【図１】
2018197614.tif 000003
【図２】
2018197614.tif 000004
【図３】
2018197614.tif 000005
【図４】
2018197614.tif 000006
【図５】
2018197614.tif 000007
【図６】
2018197614.tif 000008