(57)【要約】【課題】  給湯システムのエネルギー効率を向上させることができる技術を開示する。【解決手段】  給湯システムは、ヒートポンプ熱源と、タンクと、ガス熱源と、制御装置と、を備えている。制御装置は、ヒートポンプ熱源を駆動させ、目標温度に加熱された水をタンクに貯留する加熱運転と、タンクに貯留されている水を温水利用箇所に供給する第１の給湯運転と、タンクに目標温度まで加熱された水が貯留されていない場合に、ガス熱源を駆動させ、ガス熱源によって加熱された水を温水利用箇所に供給する第２の給湯運転と、を実行可能に構成されている。制御装置は、過去の前記水の前記温水利用箇所への供給実績に基づいて、当日の最後の出湯を特定可能であり、当日の最後の出湯において、第２の給湯運転が実行されるように、ヒートポンプ熱源の動作を制御する。【選択図】図４
2019002624.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目標温度まで加熱された水を貯留するタンクと、
燃料の燃焼によって水を加熱するガス熱源と、
制御装置と、を備えており、
前記制御装置は、
前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、前記目標温度に加熱された水を前記タンクに貯留する加熱運転と、
前記タンクに貯留されている水を温水利用箇所に供給する第１の給湯運転と、
前記タンクに前記目標温度まで加熱された水が貯留されていない場合に、前記ガス熱源を駆動させ、前記ガス熱源によって加熱された水を前記温水利用箇所に供給する第２の給湯運転と、
を実行可能に構成されており、
前記制御装置は、
過去の水の前記温水利用箇所への供給実績に基づいて、当日の最後の出湯を特定可能であり、
前記当日の最後の出湯において、前記第２の給湯運転が実行されるように、前記ヒートポンプ熱源の動作を制御する、給湯システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記過去の供給実績に基づいて、当日の前記温水利用箇所への予定供給水量を特定し、
当日において、前記ヒートポンプ熱源によって前記目標温度まで加熱された水の合計水量である合計加熱水量が、前記予定供給水量よりも所定量少ない水量である停止水量に到達する場合に、前記加熱運転を禁止する、請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記過去の供給実績に基づいて、前記当日の最後の出湯が完了する予定の時刻である出湯終了予定時刻を特定し、
前記出湯終了予定時刻よりも所定時間前に前記加熱運転を禁止する、請求項１又は２に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記タンクの上部に設けられた温度センサを備えており、
前記制御装置は、
前記過去の供給実績に基づいて、前記当日の最後の出湯が完了する予定の時刻である出湯終了予定時刻を特定し、
前記出湯終了予定時刻において、前記温度センサによって計測される水の温度が、前記目標温度より低い所定温度以下となるように、前記ヒートポンプ熱源の動作を制御する、請求項１に記載の給湯システム。
【請求項５】
前記制御装置は、
曜日別に、前記過去の給湯実績を記憶し、
翌日の曜日に関連する前記過去の給湯実績に基づいて、翌日に、前記タンクを前記目標温度まで加熱された水で満たすための前記加熱運転が実行されるのか否かを判断し、
翌日に、前記タンクを前記目標温度まで加熱された水で満たすための前記加熱運転が実行されないと判断する場合に、前記当日の最後の出湯において、前記第２の給湯運転が実行されないように、前記ヒートポンプ熱源の動作を制御する、請求項１から４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】
本明細書に開示する技術は、給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、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目標温度まで加熱された水を貯留するタンクと、燃料の燃焼によって水を加熱するガス熱源と、制御装置と、を備える給湯システムが開示されている。制御装置は、ヒートポンプ熱源を駆動させ、目標温度に加熱された水をタンクに貯留する加熱運転と、タンクに貯留されている水を温水利用箇所に供給する第１の給湯運転と、タンクに目標温度まで加熱された水が貯留されていない場合に、ガス熱源を駆動させ、ガス熱源によって加熱された水を温水利用箇所に供給する第２の給湯運転と、を実行可能に構成されている。制御装置は、過去の水の使用実績に基づいて、当日の加熱運転の開始予定時刻を特定し、当該開始予定時刻が到来する場合に、加熱運転を実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２４７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、ヒートポンプ熱源を利用して水を加熱する場合のエネルギー効率（以下では、「ＨＰエネルギー効率」と呼ぶ）は、ガス熱源を利用して水を加熱する場合のエネルギー効率（以下では、「ガスエネルギー効率」と呼ぶ）よりも高い。ＨＰエネルギー効率は、ヒートポンプ熱源のＣＯＰ（Coefficient Of Performanceの略）に応じたものとなる。ヒートポンプ熱源のＣＯＰは、ヒートポンプ熱源に供給される水の温度（以下では、「供給水温度」と呼ぶ）に応じて変化する。ヒートポンプ熱源を利用して水を加熱する際の目標温度が同じ場合、供給水温度が高いほど、ヒートポンプ熱源のＣＯＰは低くなる。ヒートポンプ熱源のＣＯＰが低くなると、ＨＰエネルギー効率は低くなる。従って、供給水温度が比較的に高い場合、ＨＰエネルギー効率は、ガスエネルギー効率よりも低くなり得る。
【０００５】
特許文献１の給湯システムの場合、１日の給湯において、最後の出湯が完了した時点で、タンクには、目標温度まで加熱された水が残っている場合がある。即ち、タンクの上部には、比較的に温度が高い水が貯留している場合がある。このような状況において、翌日に、タンクを目標温度まで加熱された水で満たすような加熱運転が実行される場合、タンクからヒートポンプ熱源に比較的に温度が高い水が供給される。従って、ＨＰエネルギー効率がガスエネルギー効率よりも低い状態で、加熱運転が実行される場合がある。
【０００６】
本明細書では、給湯システムのエネルギー効率を向上させることができる技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示する給湯システムは、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目標温度まで加熱された水を貯留するタンクと、燃料の燃焼によって、水を加熱するガス熱源と、制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記ヒートポンプ熱源を駆動させ、前記目標温度に加熱された水を前記タンクに貯留する加熱運転と、前記タンクに貯留されている水を温水利用箇所に供給する第１の給湯運転と、前記タンクに前記目標温度まで加熱された水が貯留されていない場合に、前記ガス熱源を駆動させ、前記ガス熱源によって加熱された水を前記温水利用箇所に供給する第２の給湯運転と、を実行可能に構成されている。前記制御装置は、過去の水の前記温水利用箇所への供給実績に基づいて、当日の最後の出湯を特定可能であり、前記当日の最後の出湯において、前記第２の給湯運転が実行されるように、前記ヒートポンプ熱源の動作を制御する。
【０００８】
上記の構成によると、制御装置は、当日の最後の出湯において、第２の給湯運転が実行されるように、ヒートポンプ熱源の動作を制御する。このため、当日の最後の出湯が完了する際に、タンクには目標温度まで加熱された水が貯留されていない状態になる。この場合、翌日に、タンクを目標温度まで加熱された水で満たすための加熱運転（以下では、「満蓄加熱運転」と呼ぶ）が実行される場合において、ヒートポンプ熱源には、比較的に温度が低い水が供給される。従って、翌日の満蓄加熱運転時のＨＰエネルギー効率が、当日の最後の出湯中の第２の給湯運転におけるガスエネルギー効率よりも高い状態で、翌日の満蓄加熱運転が実行される。この結果、当日及び翌日を含めた給湯システムのエネルギー効率を向上させることができる。
【０００９】
制御装置は、過去の供給実績に基づいて、当日の温水利用箇所への予定供給水量を特定してもよい。この場合、制御装置は、当日において、ヒートポンプ熱源によって目標温度まで加熱された水の合計水量である合計加熱水量が、予定供給水量よりも所定量少ない水量である停止水量に到達する場合に、加熱運転を禁止してもよい。
【００１０】
上記の構成によると、制御装置は、合計加熱水量が停止水量に到達する場合に加熱運転を禁止する。このため、当日の最後の出湯において、タンクに目標温度まで加熱された水が貯留されていない状態になり、当日に温水利用箇所に供給される水の合計水量が、当日の予定供給水量に近い場合に、第２の給湯運転が確実に実行される。従って、当日の最後の出湯が完了する際に、タンクには目標温度まで加熱された水が貯留されていない状態になる。この場合、翌日に、満蓄加熱運転が実行される際にタンクからヒートポンプ熱源に供給される水の温度は、比較的に低い。従って、翌日の満蓄加熱運転時のＨＰエネルギー効率が、当日の最後の出湯中の第２の給湯運転におけるガスエネルギー効率よりも高い状態で、翌日の満蓄加熱運転が実行される。
【００１１】
制御装置は、過去の供給実績に基づいて、当日の最後の出湯が完了する予定の時刻である出湯終了予定時刻を特定してもよい。この場合、制御装置は、出湯終了予定時刻よりも所定時間前に加熱運転を禁止してもよい。
【００１２】
上記の構成によると、制御装置は、出湯終了予定時刻よりも所定時間前に加熱運転を禁止する。このため、当日の最後の出湯において、タンクに目標温度まで加熱された水が貯留されていない状態になり、当日に温水利用箇所に供給される水の合計水量が、当日の予定供給水量に近い場合に、第２の給湯運転が確実に実行される。従って、当日の最後の出湯が完了する際に、タンクには目標温度まで加熱された水が貯留されていない状態になる。この場合、翌日に、満蓄加熱運転が実行される際にタンクからヒートポンプ熱源に供給される水の温度は、比較的に低い。従って、翌日の満蓄加熱運転時のＨＰエネルギー効率が、当日の最後の出湯中の第２の給湯運転におけるガスエネルギー効率よりも高い状態で、翌日の満蓄加熱運転が実行される。
【００１３】
給湯システムは、タンクの上部に設けられた温度センサを備えてもよい。制御装置は、過去の供給実績に基づいて、当日の最後の出湯が完了する予定の時刻である出湯終了予定時刻を特定し、出湯終了予定時刻において、温度センサによって計測される水の温度が、目標温度より低い所定温度以下となるように、ヒートポンプ熱源の動作を制御してもよい。
【００１４】
上記の構成によると、出湯終了予定時刻において、タンクの上部に貯留されている水の温度は所定温度以下となる。従って、当日の最後の出湯が完了する際に、タンクには目標温度まで加熱された水が貯留されていない状態になる。この場合、翌日に、満蓄加熱運転が実行される際にタンクからヒートポンプ熱源に供給される水の温度は、比較的に低い。従って、翌日の満蓄加熱運転時のＨＰエネルギー効率が、当日の最後の出湯中の第２の給湯運転におけるガスエネルギー効率よりも高い状態で、翌日の満蓄加熱運転が実行される。
【００１５】
制御装置は、曜日別に、過去の給湯実績を記憶してもよい。この場合、制御装置は、翌日の曜日に関連する過去の給湯実績に基づいて、翌日に、タンクを目標温度まで加熱された水で満たすための加熱運転が実行されるのか否かを判断し、翌日に、タンクを目標温度まで加熱された水で満たすための加熱運転が実行されないと判断する場合に、当日の最後の出湯において、第２の給湯運転が実行されないように、ヒートポンプ熱源の動作を制御してもよい。
【００１６】
上記の構成によると、制御装置は、翌日に、満蓄加熱運転が実行されないと判断する場合、当日の最後の出湯において、第２の給湯運転が実行されないように、ヒートポンプ熱源の動作を制御する。翌日に、満蓄加熱運転が実行されない場合、当日の最後の出湯が完了した際に、目標温度まで加熱された水がタンクに貯留されていても、翌日の加熱運転において、ＨＰエネルギー効率がガスエネルギー効率よりも低くなる状況が発生し難い。このため、当日の最後の出湯において、第２の給湯運転が実行されないように、ヒートポンプ熱源の動作を制御することで、当日の給湯システムのエネルギー効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施例に係る給湯システムの概略構成を模式的に示す図である。
【図２】第１実施例において、特定の世帯の給湯が行われる時間帯の平日の一例を模式的に示す図である。
【図３】第１実施例において、特定の世帯の給湯が行われる時間帯の休日の一例を模式的に示す図である。
【図４】第１実施例に係るＨＰ駆動判定処理のフローチャートである。
【図５】第２実施例に係るＨＰ駆動判定処理のフローチャートである。
【図６】第３実施例に係るＨＰ駆動判定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】
【００１８】
（第１実施例）
図１を参照して、給湯システム２について説明する。図１に示すように、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。
【００１９】
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（湯）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ＨＰ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。ＨＰユニット４は、加熱運転によって後述するタンク３０内の水を加熱して再びタンク３０内に貯湯する。以下では、圧縮機１０、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６を総称して、「ＨＰ熱源」と呼ぶ。
【００２０】
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と、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（湯）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（湯）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（湯）の層が積み重なった温度成層が形成される。
【００２１】
タンクユニット６は、複数のサーミスタ３６ａ〜３６ｄを備えている。サーミスタ３６ａは、タンク３０内に設けられており、サーミスタ３６ｂ〜３６ｄは、タンク３０の側面に設けられている。サーミスタ３６ａがタンク３０内の頂部の水の温度ＴＷ１を検出し、サーミスタ３６ｂがタンク３０の頂部から１０リットルの位置の水の温度ＴＷ２を検出し、サーミスタ３６ｃがタンク３０の頂部から３０リットルの位置の水の温度ＴＷ３を検出し、サーミスタ３６ｄがタンク３０の頂部から５０リットルの位置の水の温度ＴＷ４を検出する。
【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ＴＷ５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出湯量センサ６０が取り付けられている。出湯量センサ６０は、タンク３０から出湯される湯量を検出する。
【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、給湯箇所（シャワーＳ）への給湯が行われる。第２給湯経路６６には、給湯箇所（シャワーＳ）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、タンクコントローラ７４を備えている。タンクコントローラ７４は、タンクユニット６の各構成要素の動作を制御する。また、タンクコントローラ７４は、メモリ７５を備えている。メモリ７５には各種の情報が記憶されている。メモリ７５に記憶されている情報については後述する。
【００２６】
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と、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８１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Ｂへの湯はりが行われる。
【００２７】
バーナユニット８はさらに、バーナユニット８の各構成要素の動作を制御するバーナコントローラ１００と、リモコン１０２を備えている。リモコン１０２は、バーナコントローラ１００と通信可能である。また、リモコン１０２は、バーナコントローラ１００を介して、タンクコントローラ７４と通信可能である。リモコン１０２は、スイッチやボタンなどを介して、ユーザーからの各種の操作入力を受け入れる。各種の入力とは、例えば、後述する加熱運転の実行指示、給湯設定温度ＴＨ、現在時刻Ｔｃの設定などである。また、リモコン１０２は、表示や音声によってユーザーに給湯システム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は後述する加熱運転、給湯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】
次いで、給湯システム２の動作について説明する。給湯システム２は、加熱運転と給湯運転を実行することができる。
【００３０】
（加熱運転）
加熱運転では、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。加熱運転が開始されると、ＨＰコントローラ２４は、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において目標温度ＴＴ（例えば４５℃）まで加熱されて、タンク３０の頂部に戻される。所定の湯量が沸き上げられると、ＨＰコントローラ２４は加熱運転を終了する。
【００３１】
（給湯運転）
給湯運転では、給湯設定温度ＴＨ（例えば４０℃）の水が給湯箇所（シャワーＳ等）へ供給される。コントローラは、水量センサ５４で検出される流量と、出湯量センサ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）以上になると、給湯が開始されたものと判断する。また、コントローラは、後述する湯張り開始時刻Ｂ１が到来する場合にも、浴槽Ｂの給湯栓を開いて、浴槽Ｂに給湯設定温度ＴＨの水を供給する給湯運転を開始する。浴槽Ｂに給湯設定温度ＴＨの水を供給する場合の給湯運転を「湯張り運転」と呼ぶ。
【００３２】
コントローラは、サーミスタ３６ａで検出される温度ＴＷ１が給湯設定温度ＴＨ以上である場合に、混合サーミスタ６４で検出される温度が給湯設定温度ＴＨ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（浴槽Ｂ又はシャワーＳ）に給湯設定温度ＴＨに温度調整された湯が供給される。以下では、温度ＴＷ１が給湯設定温度ＴＨ以上である場合に実行される給湯運転を、「第１の給湯運転」と呼ぶ。
【００３３】
一方、コントローラは、サーミスタ３６ａで検出される温度ＴＷ１が給湯設定温度ＴＨ未満の場合、バーナ８０の燃焼運転を作動させるとともに、混合サーミスタ６４で検出される温度が、給湯設定温度ＴＨ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（湯）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ＴＨまで加熱されて、給湯箇所へ供給される。以下では、温度ＴＷ１が給湯設定温度ＴＨ未満の場合に実行される給湯運転を、「第２の給湯運転」と呼ぶ。また、以下では、温度ＴＷ１が給湯設定温度ＴＨ未満であるタンク３０の状態を、「湯切れ状態」と呼ぶ。
【００３４】
（メモリ７５に記憶される情報）
続いて、メモリ７５に記憶されている情報について説明する。メモリ７５には、特定の世帯の７日分の給湯情報が記憶されている。給湯情報は、給湯が開始された時刻と給湯が終了した時刻を示す時刻情報と、給湯箇所に供給された湯の量を示す出湯量情報と、給湯時の外気温度ＴＯを示す温度情報と、を含む。メモリ７５には、曜日別に、時刻情報、出湯量情報、及び、温度情報が記憶される。コントローラは、１日分の時刻情報、出湯量情報、及び、温度情報を、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、メモリ７５には、特定の世帯の過去７日分の運転履歴が記憶される。このため、コントローラは、２４時間毎（例えば、時刻が２：００になる毎）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。
【００３５】
コントローラは、２４時間毎（例えば、時刻が２：００になる毎）に、メモリ７５内に記憶されている７日前（即ち、当日と同じ曜日）の運転履歴を利用して、当日のＨＰ駆動開始時刻を特定する。図２、図３を参照して、ＨＰ駆動開始時刻の特定方法について説明する。図２は、特定の世帯の平日の運転履歴の一例である。また、図３は、特定の世帯の休日の運転履歴の一例であり、特定の世帯の住人が外泊した場合である。ＨＰ駆動開始時刻は、コントローラに、加熱運転を開始させるための時刻情報である。
【００３６】
７日前の運転履歴が図２のような運転履歴である場合のＨＰ駆動開始時刻の特定方法について説明する。コントローラは、７日前の時刻情報を利用して、給湯が開始された時刻のうち、最も早い時刻を、「給湯開始時刻Ｓ１」と特定する。例えば、コントローラは、６：００を給湯開始時刻Ｓ１として特定する（図２参照）。なお、最初の給湯では、２０Ｌ程度の湯が供給される。
【００３７】
また、コントローラは、７日前の時刻情報を利用して、湯張り運転が開始された時刻を「湯張り開始時刻Ｂ１」と特定する。例えば、コントローラは、２０：００を湯張り開始時刻Ｂ１として特定する（図２参照）。なお、湯張り運転では、１５０Ｌ〜１８０Ｌ程度の湯が供給される。
【００３８】
さらに、コントローラは、７日前の時刻情報を利用して、最後の給湯が終了した時刻を、「給湯終了時刻Ｇ１」と特定する。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、入水サーミスタ４４が測定する給水温度ＴＷ５に基づいて、第１の所定時間α１、及び、第２の所定時間β１を特定する。
【００４０】
次いで、コントローラは、給湯開始時刻Ｓ１から、特定された第１の所定時間α１だけ前の時刻である第１のＨＰ駆動開始時刻Ｓ０を特定し、湯張り開始時刻Ｂ１から、特定された第２の所定時間β１だけ前の時刻である第２のＨＰ駆動開始時刻Ｂ０を特定する。コントローラは、第１のＨＰ駆動開始時刻Ｓ０が到来する場合に、加熱運転を開始し、当日の最初の給湯に必要な湯量を加熱する。また、コントローラは、第２のＨＰ駆動開始時刻Ｂ０が到来する場合に、加熱運転を開始し、タンク３０が目標温度ＴＴまで加熱された湯で満たされるようにする。なお、以下では、タンク３０が目標温度ＴＴまで加熱された水で満たされるようにする加熱運転を、「満蓄加熱運転」と呼ぶ。
【００４１】
続いて、７日前の運転履歴が図３の場合のＨＰ駆動開始時刻の特定方法について説明する。コントローラは、７日前の時刻情報を利用して、給湯が開始された時刻のうち、最も早い時刻を、「給湯開始時刻Ｓ１´」と特定する。そして、入水サーミスタ４４が測定する給水温度ＴＷ５に基づいて、第１の所定時間α２を特定する。そして、給湯開始時刻Ｓ１´から、特定された第１の所定時間α１だけ前の時刻である第１のＨＰ駆動開始時刻Ｓ０´を特定する。即ち、図３の場合、コントローラは、湯張り開始時刻Ｂ１、給湯終了時刻Ｇ１、第２のＨＰ駆動開始時刻Ｂ０などを特定しない。
【００４２】
（ＨＰ駆動判定処理；図４）
続いて、図４を参照して、給湯システム２のコントローラによって実行されるＨＰ駆動判定処理について説明する。ＨＰ駆動判定処理は、ＨＰ熱源の駆動、即ち、加熱運転を許可又は禁止するための処理である。図４の処理は、給湯システム２の電源がＯＮされる場合に開始される。なお、後述するＳ３２を経て、図４の処理が終了した場合、コントローラは、翌日の２：００が到来する場合に、図４の処理を再開する。
【００４３】
Ｓ１０において、コントローラは、当日に利用される湯の予定出湯量Ｑｐを特定する。コントローラは、メモリ７５に記憶されている７日前（即ち、当日と同じ曜日）に利用された出湯量の合計を、予定出湯量Ｑｐと特定する。
【００４４】
Ｓ１２において、コントローラは、当日の実際出湯量Ｑａを特定する。実際出湯量Ｑａは、現在までに、給湯箇所（浴槽Ｂ又はシャワーＳ）に供給された湯の合計の出湯量を示す。
【００４５】
Ｓ１４において、コントローラは、当日の残存出湯量Ｑｒを算出する。コントローラは、予定出湯量Ｑｐから実際出湯量Ｑａを減算することで、残存出湯量Ｑｒを特定する。
【００４６】
Ｓ１６において、コントローラは、翌日に、満蓄加熱運転が実行されるのか否かを判断する。コントローラは、メモリ７５に記憶されている６日前の出湯量情報に、１００Ｌ以上の出湯量となる給湯が含まれている場合に、翌日に、満蓄加熱運転が実行されると判断する。満蓄加熱運転が実行されると判断する場合（Ｓ１６でＹＥＳ）に、処理はＳ１８に進む。一方、満蓄加熱運転が実行されないと判断する場合（Ｓ１６でＮＯ）に、処理はＳ２０に進む。なお、Ｓ１６でＹＥＳと判断される場合とは、例えば、６日前の運転履歴が図２のような運転履歴の場合であり、Ｓ１６でＮＯと判断される場合とは、例えば、６日前の運転履歴が図３のような運転履歴の場合である。
【００４７】
Ｓ１８において、コントローラは、上限沸き上げ量Ｑｕを特定する。上限沸き上げ量Ｑｕは、当日において、ヒートポンプ熱源を利用して加熱可能な湯の残量を示す。コントローラは、残存出湯量Ｑｒから所定量ｄＱを減算することで、上限沸き上げ量Ｑｕを特定する。所定量ｄＱは、当日の最後の出湯において、第２の給湯運転が実行されるように設定される。
【００４８】
また、Ｓ２０において、コントローラは、上限沸き上げ量Ｑｕを特定する。コントローラは、残存出湯量Ｑｒを上限沸き上げ量Ｑｕとして特定する。
【００４９】
Ｓ３０において、コントローラは、上限沸き上げ量Ｑｕが０［Ｌ］に到達したのか否かを判断する。コントローラは、上限沸き上げ量Ｑｕが０［Ｌ］に到達したと判断する場合に、Ｓ３０でＹＥＳと判断し、処理はＳ３２に進む。Ｓ３２において、コントローラは、ＨＰ熱源の駆動を禁止し、図４の処理を終了する。即ち、加熱運転の実行が禁止される。コントローラは、加熱運転を実行中の場合は、加熱運転を停止させる。コントローラは、ＨＰ熱源の駆動を禁止した後は、翌日の２：００になるまでは、ＨＰ熱源の駆動が禁止する。そして、コントローラは、翌日の２：００が到来すると、図４の処理を開始する。
【００５０】
一方、コントローラは、上限沸き上げ量Ｑｕが０［Ｌ］よりも大きい場合に、Ｓ３０でＮＯと判断し、処理はＳ３４に進む。Ｓ３４において、コントローラは、ＨＰ熱源の駆動を許可し、処理はＳ１２に戻る。
【００５１】
続いて、当日の最後の出湯時におけるコントローラの動作（以下では「最終出湯動作」と呼ぶ）について説明する。最終出湯動作は、図４のＳ１６でＹＥＳ、Ｓ１６でＮＯと判断される場合で異なる。
【００５２】
図４のＳ１６でＹＥＳと判断される場合、残存出湯量Ｑｒから所定量ｄＱが減算された上限沸き上げ量Ｑｕが０［Ｌ］に到達すると、ＨＰ熱源の駆動が禁止される。この場合、当日の最後の出湯において、タンク３０が湯切れ状態になる。従って、コントローラは、最後の出湯において、第２の給湯運転を実行して、給湯箇所に湯を供給する。
【００５３】
一方、図４のＳ１６でＮＯと判断される場合、残存出湯量Ｑｒと一致する上限沸き上げ量Ｑｕが０［Ｌ］に到達すると、ＨＰ熱源の駆動が禁止される。この場合、当日の最後の出湯において、タンク３０は湯切れ状態にならない。従って、コントローラは、当日の最後の出湯において、第２の給湯運転を実行せずに、第１の給湯運転を実行し、給湯箇所に湯を供給する。
【００５４】
上述のように、コントローラは、第２のＨＰ駆動開始時刻Ｂ０が到来する場合に、満蓄加熱運転を実行する。満蓄加熱運転が実行される場合、前日の最後の出湯が完了した際に、タンク３０の上部に貯留されている水（以下では、「前日の上部残留水」と呼ぶ）が、タンク３０からＨＰユニット４に供給される。ＨＰ熱源を利用して水を加熱する場合のエネルギー効率（以下では、「ＨＰエネルギー効率」と呼ぶ）は、ＨＰユニット４に供給される水の温度が高いほど低くなる。従って、前日の上部残留水の温度が比較的に高いと、ＨＰエネルギー効率が、バーナ８０を利用して水を加熱する場合のエネルギー効率（以下では、「ガスエネルギー効率」と呼ぶ）よりも低い状態で、満蓄加熱運転が実行され得る。
【００５５】
上記の構成によると、コントローラは、当日の最後の出湯において、第２の給湯運転が実行されるように、ＨＰ熱源の動作を制御する。このため、当日の最後の出湯が完了する際に、タンク３０には目標温度ＴＴまで加熱された水が貯留されていない状態になる。この場合、翌日の満蓄加熱運転において、ＨＰユニット４には、比較的に温度が低い水が供給される。従って、ＨＰエネルギー効率がガスエネルギー効率よりも高い状態で、翌日の満蓄加熱運転が実行される。この結果、当日及び翌日を含めた給湯システム２のエネルギー効率を向上させることができる。
【００５６】
また、コントローラは、残存出湯量Ｑｒから所定量ｄＱを減算することで特定される上限沸き上げ量Ｑｕが０［Ｌ］に到達する場合（図４のＳ１８を経た後のＳ３０でＹＥＳ）に、ＨＰ熱源の駆動を禁止する。この場合、当日の最後の出湯において、タンク３０が湯切れ状態となっており、第２の給湯運転が確実に実行される。従って、当日の最後の出湯が完了する際に、タンク３０には目標温度ＴＴまで加熱された水が貯留されていない状態になる。この場合、翌日に、満蓄加熱運転が実行される際にタンク３０からＨＰユニット４に供給される水の温度は、比較的に低い。従って、ＨＰエネルギー効率がガスエネルギー効率よりも高い状態で、翌日の満蓄加熱運転が実行される。
【００５７】
また、コントローラは、曜日別の運転履歴を利用して、翌日に満蓄加熱運転が実行されないと判断する場合（図４のＳ１６でＮＯ）に、当日の最後の出湯において、第２の給湯運転が実行されないように、ＨＰ熱源の動作を制御する。翌日に満蓄加熱運転が実行されない場合、当日の最後の出湯が完了した後に、目標温度ＴＴまで加熱された水がタンク３０内に貯留されていても、翌日の加熱運転で、ＨＰエネルギー効率がガスエネルギー効率よりも低くなる状況が発生し難い。このため、当日の最後の出湯時において、第２の給湯運転が実行されないように、ＨＰ熱源の動作を制御することで、当日及び翌日を含めた給湯システム２のエネルギー効率を向上させることができる。
【００５８】
（対応関係）
バーナ８０、コントローラが、それぞれ、「ガス熱源」、「制御装置」の一例である。給湯箇所が、「温水利用箇所」の一例である。予定出湯量Ｑｐ、実際出湯量Ｑａが、それぞれ、「予定供給水量」、「合計加熱水量」の一例である。予定出湯量Ｑｐから所定量ｄＱを減算した水量が、「停止水量」の一例である。
【００５９】
（第２実施例）
続いて、図５を参照して、第２実施例の給湯システム２について説明する。第２実施例において、給湯システム２のコントローラは、第１実施例の図４の処理に代えて、図５の処理を実行する。
【００６０】
Ｓ２１０において、コントローラは、当日の給湯終了予定時刻ＴＬを特定する。コントローラは、メモリ７５に記憶されている７日前（即ち、当日と同じ曜日）の給湯終了時刻Ｇ１を当日の給湯終了予定時刻ＴＬとして特定する。
【００６１】
Ｓ２１２において、コントローラは、現在時刻Ｔｃをリモコン１０２から取得する。
【００６２】
Ｓ２１４において、コントローラは、停止時刻Ｔｓを特定する。停止時刻Ｔｓは、停止時刻Ｔｓ以降にＨＰ熱源の動作を禁止させるための時刻情報である。コントローラは、給湯終了予定時刻ＴＬから所定時間ｄＴを減算することで、停止時刻Ｔｓを算出する。所定時間ｄＴは、最後の出湯において、第２の給湯運転が実行されるように設定される。
【００６３】
Ｓ２２０において、コントローラは、停止時刻Ｔｓが到来したのか否かを判断する。コントローラは、現在時刻Ｔｃが停止時刻Ｔｓと一致する場合に、Ｓ２２０でＹＥＳと判断し、処理はＳ２２２に進む。Ｓ２２２は、図４のＳ３２と同様である。一方、コントローラは、現在時刻Ｔｃが停止時刻Ｔｓよりも前である場合に、Ｓ２２０でＮＯと判断し、処理はＳ２２４に進む。Ｓ２２４において、コントローラは、ＨＰ熱源の駆動を許可し、処理はＳ２１２に戻る。
【００６４】
上述のように、コントローラは、給湯終了予定時刻ＴＬよりも所定時間ｄＴ前の停止時刻Ｔｓが到来すると（図５のＳ２２０でＹＥＳ）、ＨＰ熱源の駆動を禁止する（図５のＳ２２２）。この場合、当日の最後の出湯において、タンク３０が湯切れ状態となっており、第２の給湯運転が実行される。このため、当日の最後の出湯が完了する際に、タンク３０には目標温度ＴＴまで加熱された水が貯留されていない状態になる。この場合、翌日に、満蓄加熱運転が実行される際にタンク３０からＨＰユニット４に供給される水の温度は、比較的に低い。従って、ＨＰエネルギー効率がガスエネルギー効率よりも高い状態で、翌日の満蓄加熱運転が実行される。
【００６５】
（対応関係）
給湯終了予定時刻ＴＬが、「出湯終了予定時刻」の一例である。
【００６６】
（第３実施例）
続いて、図６を参照して、第３実施例の給湯システム２について説明する。第３実施例において、給湯システム２のコントローラは、第１実施例の図４の処理に代えて、図６の処理を実行する。第３実施例において、サーミスタ３６ａが、「温度センサ」の一例である。
【００６７】
Ｓ３１０〜Ｓ３１４は、図４のＳ１０〜Ｓ１４と同様である。
【００６８】
Ｓ３１６において、コントローラは、残存出湯量Ｑｒが判定開始水量Ｑｄ（例えば、５０［Ｌ］）以下か否かを判断する。判定開始水量Ｑｄは、残存出湯量Ｑｒが比較的に少ない場合に、Ｓ３２０以降の処理を実行させるための閾値である。コントローラは、残存出湯量Ｑｒが判定開始水量Ｑｄを超えている場合に、Ｓ３１６でＮＯと判断し、処理はＳ３３４に進む。一方、コントローラは、残存出湯量Ｑｒが判定開始水量Ｑｄ以下である場合に、Ｓ３１６でＹＥＳと判断し、処理はＳ３２０に進む。
【００６９】
Ｓ３２０において、コントローラは、サーミスタ３６ａ〜３６ｄで測定される温度ＴＷ１〜ＴＷ４を取得する。
【００７０】
Ｓ３２２において、コントローラは、給水上限温度ＴＷｕ（例えば、３０℃）を特定する。給水上限温度ＴＷｕは、ＨＰエネルギー効率がガスエネルギー効率よりも高くなる温度である。コントローラは、翌日に満蓄加熱運転を実行する際の外気温度ＴＯ、及び、目標温度ＴＴに基づいて、給水上限温度ＴＷｕを特定する。なお、外気温度ＴＯは、メモリ７５に記憶されている６日前の満蓄加熱運転時の外気温度ＴＯを利用する。
【００７１】
Ｓ３２４において、コントローラは、最後の出湯が完了する際のタンク３０の頂部の水の温度を規定するタンク上部温度Ｔｆを特定する。コントローラは、給水上限温度ＴＷｕ、及び、当日の最後の出湯が完了してから翌日の満蓄加熱運転の開始予定時刻までの放熱による温度低下に基づいて、タンク上部温度Ｔｆを特定する。例えば、当日の最後の出湯が完了してから翌日の満蓄加熱運転までの間にタンク３０内の温度が５℃下がることが想定される場合、給水上限温度ＴＷｕに５℃加算した温度がタンク上部温度Ｔｆである。
【００７２】
Ｓ３２６において、コントローラは、残存沸き上げ量Ｑｓを特定する。残存沸き上げ量Ｑｓは、最後の出湯が完了する際のタンク３０の頂部の水の温度をタンク上部温度Ｔｆにするために、当日において、ヒートポンプ熱源を利用して加熱可能な湯の残量を示す。まず、コントローラは、Ｓ３２０で取得した温度ＴＷ１〜ＴＷ４を利用して、タンク３０内の水の温度分布を特定する。コントローラは、タンク３０内の水の温度分布に基づいて、Ｓ３２４で特定したタンク上部温度Ｔｆと一致する温度の貯留位置（以下では、「特定温度の貯留位置」と呼ぶ）を特定する。そして、コントローラは、残存出湯量Ｑｒと特定温度の貯留位置を利用して、当日の最後の出湯が完了する際に、当該貯留位置に貯留されている水がタンク３０の頂部に位置するように、残存沸き上げ量Ｑｓを特定する。なお、変形例において、コントローラは、当日の最後の出湯が完了する際に、タンク上部温度Ｔｆよりも低い温度の水が、タンク３０の頂部に位置するように、残存沸き上げ量Ｑｓを特定してもよい。
【００７３】
Ｓ３３０において、コントローラは、残存沸き上げ量Ｑｓが０［Ｌ］に到達したのか否かを判断する。コントローラは、残存沸き上げ量Ｑｓが０［Ｌ］に到達したと判断する場合に、Ｓ３３０でＹＥＳと判断し、処理はＳ３３２に進む。Ｓ３３２は、図４のＳ３２と同様である。これにより、当日の最後の出湯が完了する際のサーミスタ３６ａで検出される温度ＴＷ１が、タンク上部温度Ｔｆと一致し、翌日の満蓄加熱運転開始時の温度ＴＷ１が給水上限温度ＴＷｕと一致する。従って、ＨＰエネルギー効率がガスエネルギー効率よりも高い状態で、翌日の満蓄加熱運転が実行される。
【００７４】
一方、コントローラは、残存沸き上げ量Ｑｓが０［Ｌ］よりも大きい場合に、Ｓ３３０でＮＯと判断し、処理はＳ３３４に進む。Ｓ３３４において、コントローラは、ＨＰ熱源の駆動を許可し、処理はＳ３１２に戻る。
【００７５】
上述のように、コントローラは、当日の最後の給湯が完了する際のサーミスタ３６ａによって測定される温度ＴＷ１が、タンク上部温度Ｔｆになるように、ＨＰ熱源の動作を制御する。従って、当日の最後の出湯が完了する際に、タンク３０には目標温度ＴＴまで加熱された水が貯留されていない状態になる。この場合、翌日に、満蓄加熱運転が実行される際にタンク３０からＨＰユニット４に供給される水の温度は、比較的に低い。従って、ＨＰエネルギー効率がガスエネルギー効率よりも高い状態で、翌日の満蓄加熱運転が実行される。
【００７６】
以上、本発明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。
【００７７】
（第１変形例）コントローラは、図４及び図５のＨＰ駆動判定処理を同時的に実行してもよい。この場合、コントローラは、図４のＳ３０又は図５のＳ２２０のうちのいずれかの処理でＹＥＳと判定される場合に、当日のＨＰ熱源の駆動を禁止すればよい。
【００７８】
（第２変形例）コントローラは、曜日別に運転履歴を記憶しなくてもよい。この場合、コントローラは、図４のＳ１６、Ｓ２０の処理を省略すればよい。
【００７９】
（第３変形例）メモリ７５に記憶される給湯情報は、７日分ではなく、１４日分、２１日分など、７の倍数を基本とすればどのような日数分であってもよい。例えば、メモリ７５に２１日分の給湯情報が記憶される場合、コントローラは、当日と同じ曜日の３週間分の給湯情報の平均値を利用して、当日のＨＰ駆動開始時刻、予定出湯量Ｑｐ、給湯終了予定時刻ＴＬ等を特定してもよい。また、コントローラは、７日分の給湯情報を１個の単位としてメモリ７５で処理するだけではなく、例えば、１４日分の給湯情報を１個の単位として給湯情報をメモリ７５で処理してもよい。この場合、コントローラは、１４日毎に類似した給湯情報を取得した場合に、１４日前の給湯情報を利用して、当日のＨＰ駆動開始時刻、予定出湯量Ｑｐ、給湯終了予定時刻ＴＬ等を特定すればよい。
【００８０】
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】
【００８１】
２              ：給湯システム
４              ：ヒートポンプユニット
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
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            ：ＨＰ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
３６ａ〜３６ｄ  ：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            ：水量センサ
５６            ：タンク出湯経路
５８            ：逆止弁
６０            ：出湯量センサ
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
７２            ：給湯バイパス経路
７４            ：タンクコントローラ
７５            ：メモリ
８０            ：バーナ
８１            ：ガス供給管
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            ：経路
１００          ：バーナコントローラ
１０２          ：リモコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019002624.tif 000007
【図６】
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