(57)【要約】【課題】本発明は、電力によってヒートポンプユニット等の給水加熱装置を稼動させ、制御装置により指令された目標蓄熱量になるまで給水を加熱して、貯湯タンク内に貯めて置くことができる貯湯式給湯装置および貯湯式給湯方法に関するものである。【解決手段】本発明の貯湯式給湯装置は、予め、貯湯タンク内の目標蓄熱量、最低貯湯熱量、および貯湯熱量変動量が設定されている。前記貯湯タンク内の温度は、前記貯湯タンク内の所定位置における温度に基づいて貯湯熱量が検出される。前記貯湯タンク内の熱量は、予め、設定されている前記最低貯湯熱量、および検出された前記貯湯タンク内の貯湯熱量が比較され、所定時間当たりの変動量として検出される。前記貯湯タンク内の加熱程度は、前記検出された熱量の変動に基づいて決定され、給水加熱手段が加熱される。【選択図】図１
2008304135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水加熱手段を稼働させ、制御手段により指令された目標蓄熱量になるまで湯水を加熱して、所定量の湯水を貯湯タンク内に貯めて置き、前記貯湯タンク内の湯水と給水とを混合し、風呂浴槽への出湯、または給湯出湯とする貯湯式給湯装置において、
前記貯湯タンク内の目標蓄熱量、最低貯湯熱量、および貯湯熱量変動量を設定する設定手段と、
前記貯湯タンク内の所定位置における温度に基づいて、前記貯湯タンク内の貯湯熱量を検出する貯湯熱量検出手段と、
前記設定手段に設定されている前記最低貯湯熱量、および前記貯湯熱量検出手段により検出された前記貯湯タンク内の貯湯熱量を比較する比較手段と、
前記比較手段により検出された所定時間当たりの前記貯湯タンク内の熱量の変動量を検出する貯湯熱量変動量検出手段と、
前記貯湯熱量変動量検出手段により検出された変動量に基づいて前記貯湯タンク内の加熱程度を決定する加熱設定手段と、
前記加熱設定手段に設定された設定値に基づいて加熱する給水加熱手段と、
前記貯湯熱量検出手段、比較手段、貯湯熱量変動量検出手段、給水加熱手段を制御するとともに、前記貯湯タンク内の貯湯熱量が所定時間内に規定量だけ低下した場合、前記給水加熱手段の給水の沸き上げ温度を高く設定し、前記目標蓄熱量まで給水を加熱するように制御する制御手段と、
から少なくとも構成されていることを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記最低貯湯熱量設定手段に設定されている最低貯湯熱量と前記貯湯熱量検出手段により検出された貯湯熱量とを前記比較手段により比較し、その結果、湯切れ状態検出手段により湯切れ状態を予測または検出し、前記給水加熱手段の湯水の沸き上げ温度を高く設定し、前記目標蓄熱量まで前記給水加熱手段で湯水を加熱するように前記制御手段により制御することを特徴とする請求項１に記載された貯湯式給湯装置。
【請求項３】
前記貯湯熱量検出手段により検出された貯湯熱量に基づいて、沸き上げ温度を高く設定するとともに、沸き上げ熱量計測手段により計測した熱量を、所定の割合だけ、翌日の目標蓄熱量に上乗せするように制御手段により制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された貯湯式給湯装置。
【請求項４】
前記貯湯熱量検出手段により検出された貯湯熱量に基づいて、沸き上げ温度を高く設定するとともに、沸き上げ熱量計測手段により計測した熱量を、所定の割合だけ、７日後の目標蓄熱量に上乗せするように制御手段により制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された貯湯式給湯装置。
【請求項５】
給水加熱手段を稼働させ、目標蓄熱量になるまで湯水を加熱して、所定量の湯水を貯湯タンク内に貯めて置き、前記貯湯タンク内の湯水と給水とを混合し、風呂浴槽への出湯、または給湯出湯とする貯湯式給湯方法において、
予め前記貯湯タンク内の目標蓄熱量、最低貯湯熱量、および貯湯熱量変動量が設定されており、
前記貯湯タンク内の温度を監視するとともに、前記貯湯タンク内の貯湯熱量を検出し、
予め設定されている前記最低貯湯熱量、および検出された前記貯湯タンク内の貯湯熱量を比較するとともに、所定時間当たりの前記貯湯タンク内の熱量の変動量を検出し、
前記検出された熱量の変動量に基づいて前記貯湯タンク内の加熱程度を決定し、給水加熱手段を加熱し、
前記貯湯タンク内の貯湯熱量が所定時間内に規定量だけ低下した場合、前記給水加熱手段の湯水の沸き上げ温度を高く設定し、前記目標蓄熱量まで湯水を加熱するように制御することを特徴とする貯湯式給湯方法。
【請求項６】
前記検出された貯湯熱量に基づいて、沸き上げ温度を高く設定するとともに、沸き上げ熱量を計測し、所定の割合だけ、目標蓄熱量を次回に上乗せするように制御することを特徴とする請求項５に記載された貯湯式給湯方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力によってヒートポンプユニット等の給水加熱装置を稼動させ、制御装置により指令された目標蓄熱量になるまで給水を加熱して、貯湯タンク内に貯めて置くことができる貯湯式給湯装置および貯湯式給湯方法に関するものである。本発明は、特に、前記貯湯タンク内の貯湯熱量を検出して、湯切れを無くすとともに、沸き上げを早くして、風呂浴槽への出湯、または給湯出湯を不自由なく使用できるとともに、省エネルギーな貯湯式給湯装置および貯湯式給湯方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の貯湯式給湯装置は、たとえば、電力で稼動するヒートポンプユニットを用い、貯湯タンク内における下部の低温の湯水、または水道からの給水を加熱し、高温の湯を前記貯湯タンク内の上部に貯えている。特に、前記貯湯式給湯装置は、前記貯湯タンク内の最下部の低温の湯を前記ヒートポンプユニットにより加熱し、高温の湯として前記貯湯タンク内の最上部に送ることで、温度の異なる水の比重差を利用し、前記貯湯タンク内の上部側に高温の湯を貯え、前記貯湯タンク内の下部側の水と混合しないようにしている。また、前記貯湯式給湯装置は、前記貯湯タンク内の湯を出力する場合（たとえば、蛇口等を開き、前記貯湯タンク外で湯を消費する場合）、前記貯湯タンク内の最上部に接続した出湯配管から前記蛇口に給湯し、前記貯湯タンク内の最下部に接続された給水配管から前記貯湯タンク内に水を補給し、常に一定量の湯水が保持されるようになっている。
【０００３】
また、前記給水加熱装置におけるヒートポンプユニットは、商用電力が供給されるので、なるべく深夜電力を利用し、電力料金の安い深夜時間帯（現在の所、２３時から翌日７時まで）で蓄熱を行い、料金の高い昼間の時間帯において、極力蓄熱を行わないように、その日に使用する熱量を考慮して、当該深夜時間帯で蓄熱しておくように工夫されているものが多い。前記貯湯式給湯装置は、一般に、その日に使用する湯の蓄熱量を考慮して、深夜電力のみで、加熱するようになっている。前記貯湯式給湯装置は、使用中の湯切れを防止するために、予め最低貯湯量を設定しておき、貯湯タンク内の貯湯量がこの最低貯湯量を下回った時点で、加熱装置を稼働するとともに、前記貯湯タンク内に湯を貯えると同時に給水を導入するようにしている。
【０００４】
また、従来の貯湯式給湯装置は、蛇口、シャワー等から出湯する給湯動作以外に、使用者が設定した湯温度で、設定した湯量だけ風呂浴槽へ出湯する風呂湯張り運転、あるいは風呂浴槽から汲み上げるなどして、低下した湯量を補うための足し湯機能を有する。また、前記貯湯式給湯装置は、貯湯タンク内の高温の湯と、低温の給水を混合して風呂浴槽への設定された温度の出湯とすることができる。前記貯湯式給湯装置は、たとえば、下記の公開公報に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−１２７６５２号公報
【特許文献２】特開２００５−９８５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、貯湯式給湯装置は、湯の使用量によって、最低貯湯量を下回った時点から、給水加熱装置を稼働しても、すぐに、所望の温度の湯とならずに、湯切れが発生する。また、前記貯湯式給湯装置は、貯湯タンク内に所定の温度の湯が貯まるまで、風呂湯張り運転、あるいは足し湯運転であることを使用者に知らせるため、待機状態として、その旨を報知する。前記貯湯式給湯装置は、前記湯切れの発生等を無くすために、最低貯湯量を大きく設定することができる。しかし、前記最低貯湯量を大きくすることは、未使用の貯湯量が増加し、非常に不経済となる。
【０００６】
以上のような課題を解決するために、本発明は、確実に湯切れを防止することができ、かつ、経済的および省エネルギー的な貯湯式給湯装置および貯湯式給湯方法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】
【０００７】
（第１発明）
第１発明の貯湯式給湯装置は、給水加熱手段を稼働させ、制御手段により指令された目標蓄熱量になるまで湯水を加熱して、所定量の湯水を貯湯タンク内に貯めて置き、前記貯湯タンク内の湯水と給水とを混合し、風呂浴槽への出湯、または給湯出湯とするものであり、前記貯湯タンク内の目標蓄熱量、最低貯湯熱量、および貯湯熱量変動量を設定する設定手段と、前記貯湯タンク内の所定位置における温度に基づいて、前記貯湯タンク内の貯湯熱量を検出する貯湯熱量検出手段と、前記設定手段に設定されている前記最低貯湯熱量、および前記貯湯熱量検出手段により検出された前記貯湯タンク内の貯湯熱量を比較する比較手段と、前記比較手段により検出された所定時間当たりの前記貯湯タンク内の熱量の変動量を検出する貯湯熱量変動量検出手段と、前記貯湯熱量変動量検出手段により検出された変動量に基づいて前記貯湯タンク内の加熱程度を決定する加熱設定手段と、前記加熱設定手段に設定された設定値に基づいて加熱する給水加熱手段と、前記貯湯熱量検出手段、比較手段、貯湯熱量変動量検出手段、給水加熱手段を制御するとともに、前記貯湯タンク内の貯湯熱量が所定時間内に規定量だけ低下した場合、前記給水加熱手段の給水の沸き上げ温度を高く設定し、前記目標蓄熱量まで給水を加熱するように制御する制御手段とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
【０００８】
（第２発明）
第２発明の貯湯式給湯装置は、第１発明における最低貯湯熱量設定手段に設定されている最低貯湯熱量と前記貯湯熱量検出手段により検出された貯湯熱量とを前記比較手段により比較し、その結果、湯切れ状態検出手段により湯切れ状態を予測または検出し、前記給水加熱手段の湯水の沸き上げ温度を高く設定し、前記目標蓄熱量まで前記給水加熱手段で湯水を加熱するように前記制御手段により制御することを特徴とする。
【０００９】
（第３発明）
第３発明の貯湯式給湯装置は、第１発明または第２発明における貯湯熱量検出手段により検出された貯湯熱量に基づいて、沸き上げ温度を高く設定するとともに、沸き上げ熱量計測手段により計測した熱量を、所定の割合だけ、翌日の目標蓄熱量に上乗せするように制御手段により制御することを特徴とする。
【００１０】
（第４発明）
第４発明の貯湯式給湯装置は、第１発明から第３発明における貯湯熱量検出手段により検出された貯湯熱量に基づいて、沸き上げ温度を高く設定するとともに、沸き上げ熱量計測手段により計測した熱量を、所定の割合だけ、７日後の目標蓄熱量に上乗せするように制御手段により制御することを特徴とする。
【００１１】
（第５発明）
第５発明の貯湯式給湯方法は、給水加熱手段を稼働させ、目標蓄熱量になるまで湯水を加熱して、所定量の湯水を貯湯タンク内に貯めて置き、前記貯湯タンク内の湯水と給水とを混合し、風呂浴槽への出湯、または給湯出湯とするものであり、予め前記貯湯タンク内の目標蓄熱量、最低貯湯熱量、および貯湯熱量変動量が設定されており、前記貯湯タンク内の温度を監視するとともに、前記貯湯タンク内の貯湯熱量を検出し、予め設定されている前記最低貯湯熱量、および検出された前記貯湯タンク内の貯湯熱量を比較するとともに、所定時間当たりの前記貯湯タンク内の熱量の変動量を検出し、前記検出された熱量の変動量に基づいて前記貯湯タンク内の加熱程度を決定し、給水加熱手段を加熱し、前記貯湯タンク内の貯湯熱量が所定時間内に規定量だけ低下した場合、前記給水加熱手段の湯水の沸き上げ温度を高く設定し、前記目標蓄熱量まで湯水を加熱するように制御することを特徴とする。
【００１２】
（第６発明）
第６発明の貯湯式給湯方法は、第５発明において、検出された貯湯熱量に基づいて、沸き上げ温度を高く設定するとともに、沸き上げ熱量を計測し、所定の割合だけ、目標蓄熱量を次回に上乗せするように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、風呂浴槽への出湯動作または給湯出湯動作時で、貯湯タンク内に高温の湯が不足する前に、高い設定温度に設定された給水加熱装置により、貯湯タンク内の湯水を高温に沸き上げて、湯張り運転の動作待機、あるいは設定温度より低い温度の湯が出湯するといった使用者の不便さを解消することができる。
【００１４】
本発明によれば、貯湯タンク内の貯湯熱量の低下による湯切れを、より早く予測して、低い温度の湯を使用したり、あるいは、所定の温度になるまで待つという不便がなくなる。
【００１５】
本発明によれば、目標蓄熱量を変えることにより、深夜の内に必要な貯湯熱量を得ることができるため、省エネルギーな貯湯式給湯装置および貯湯式給湯方法となる。
【００１６】
本発明によれば、計測された沸き上げ熱量が目標蓄熱量に次回上乗せすることができる。また、前記次回への上乗せは、任意の日を選択することができるため、省エネルギーな貯湯式給湯装置および貯湯式給湯方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１発明）
第１発明の貯湯式給湯装置は、制御手段により指令された目標蓄熱量になるまで給水加熱手段を稼働させることにより湯水を加熱して、所定量の湯水を貯湯タンク内に貯めて置き、前記貯湯タンク内の湯水を使用する際に、給水を混合して風呂浴槽への出湯、または給湯出湯とする。設定手段は、予め、前記貯湯タンク内の目標蓄熱量、最低貯湯熱量、および貯湯熱量変動量が設定されている。貯湯熱量検出手段は、前記貯湯タンク内の所定位置における温度に基づいて、前記貯湯タンク内の貯湯熱量を検出する。前記貯湯熱量は、深さ方向に複数個が設置されている温度センサの位置によって演算される。
【００１８】
比較手段は、前記設定手段に設定されている前記最低貯湯熱量、および前記貯湯熱量検出手段により検出された所定時間毎における前記貯湯タンク内の貯湯熱量を比較する。貯湯熱量変動量検出手段は、前記比較手段により検出された所定時間当たりの前記貯湯タンク内の熱量の変動量を検出する。すなわち、前記貯湯熱量変動量検出手段は、最低貯湯熱量となるまでの時間が検出される。加熱設定手段は、前記貯湯熱量変動量検出手段により検出された変動量に基づいて、前記最低貯湯熱量にならないように、前記貯湯タンク内の加熱程度を新たな設定値として決定する。前記給水加熱手段は、前記加熱設定手段に設定されている設定値に基づいて湯水を加熱する。
【００１９】
制御手段は、前記貯湯熱量検出手段、比較手段、貯湯熱量変動量検出手段、給水加熱手段をそれぞれ制御するとともに、前記貯湯タンク内の貯湯熱量が所定時間内に規定量だけ低下した場合、前記給水加熱手段の湯水の沸き上げ温度を高く設定し、前記目標蓄熱量まで湯水を加熱するように制御する。
【００２０】
本発明は、前記構成により、風呂浴槽への出湯、または給湯出湯動作時に、貯湯タンク内からの湯が所定の温度になっていないという状況が生じる前に、所定の温度より高い温度に加熱設定温度を変えることにより、貯湯式給湯装置から所望の温度の湯を得ることができる。前記貯湯式給湯装置からの出湯は、所望の温度より低くなることがなく、また、所望の温度になるまで待つという不便さが解消される。
【００２１】
（第２発明）
第２発明の貯湯式給湯装置は、第１発明における最低貯湯熱量設定手段に設定されている最低貯湯熱量と前記貯湯熱量検出手段により検出された貯湯熱量とを前記比較手段により比較する。前記比較手段によって検出された貯湯熱量と最低貯湯熱量との差は、湯切れ状態検出手段により湯切れ状態が検出されたことになる。また、湯切れ状態予測手段は、前記比較手段からの情報により湯切れ状態を予測することができる。前記制御手段は、湯切れ状態を検出または予測した場合、前記湯切れ状態までの時間に基づいて、前記給水加熱手段の湯水の沸き上げ温度を高く設定し、前記目標蓄熱量まで前記給水加熱手段で湯水を加熱する。第２発明の貯湯式給湯装置は、前記貯湯タンク内の貯湯熱量の低下による湯切れを、より早く予測して、低い温度の湯を使用したり、あるいは、所定の温度になるまで待つという不便がなくなる。
【００２２】
（第３発明）
第３発明の貯湯式給湯装置は、前記貯湯熱量検出手段により検出された貯湯熱量に基づいて、沸き上げ温度を高く設定するだけでなく、沸き上げ熱量を沸き上げ熱量計測手段により計測する。前記計測された熱量は、所定の割合だけ、翌日の目標蓄熱量に上乗せする。制御手段は、翌日、上乗せされた目標蓄熱量に基づいて湯水を給水加熱手段により加熱する。すなわち、目標蓄熱量は、前日の使用量により変わるため、使用者の不便がなくなるとともに、省エネルギーからなる貯湯式給湯装置となる。前記上乗せ目標蓄熱量は、プラスの場合とマイナスの場合があることはいうまでもない。
【００２３】
（第４発明）
第４発明の貯湯式給湯装置は、目標蓄熱量の上乗せを第３発明が翌日にしているのに対して、７日後にしている点で異なっている。前記貯湯式給湯装置は、一週間の使用量が平均している場合ではなく、平日と週末のように使用量が異なる場合に都合が良い。第３発明および第４発明は、目標蓄熱量を変えることにより、深夜の内に必要な貯湯熱量を得ることができるため、省エネルギーな貯湯式給湯装置となる。
【００２４】
（第５発明）
第５発明の貯湯式給湯方法は、給水加熱手段を稼働させ、目標蓄熱量になるまで湯水を加熱して、所定量の湯水を貯湯タンク内に貯めて置き、前記貯湯タンク内の湯水と給水とを混合し、風呂浴槽への出湯、または給湯出湯が使用者に不便にならないようにするものである。前記貯湯式給湯方法は、予め、前記貯湯タンク内の目標蓄熱量、最低貯湯熱量、および貯湯熱量変動量が設定されている。次に、前記貯湯タンク内の温度は、前記貯湯タンク内の所定位置における温度に基づいて貯湯熱量が検出される。
【００２５】
前記貯湯タンク内の熱量は、予め、設定されている前記最低貯湯熱量、および検出された前記貯湯タンク内の貯湯熱量が比較され、所定時間当たりの変動量として検出される。前記貯湯タンク内の加熱程度は、前記検出された熱量の変動量に基づいて決定され、給水加熱手段が加熱される。前記貯湯タンク内の貯湯熱量は、所定時間内に規定量だけ低下した場合、前記給水加熱手段の湯水の沸き上げ温度を高く設定し、前記目標蓄熱量まで湯水を加熱するように制御される。
【００２６】
（第６発明）
第６発明の貯湯式給湯方法は、検出された貯湯熱量に基づいて、沸き上げ温度を高く設定することができる。計測された前記沸き上げ熱量は、所定の割合だけ、目標蓄熱量を次回に上乗せすることができる。前記次回の上乗せは、任意の日を選択することができる。前記所定の割合は、上乗せ温度を全部にするか、少なくするかを任意に選択することができる。
【実施例１】
【００２７】
図１は本発明の第１実施例である貯湯式給湯装置を説明するための概略構成図である。図１において、貯湯式給湯装置は、貯湯タンク１と、ヒートポンプユニット等からなる給水加熱装置２と、前記貯湯タンク１内の湯温および前記給水加熱装置２を制御する制御装置３と、風呂浴槽４と、蛇口等の出湯口７３とから少なくとも構成されている。前記貯湯タンク１は、ステンレス等の耐食性に優れた金属で作られており、外周部に図示されていない断熱材が配されて、高温の給湯用水を長時間にわたって保温可能である。また、前記貯湯タンク１は、縦長形状で、その底面に、たとえば、水道水ｗｆを導入するための給水配管１２に接続されている導入口１１と、前記給水加熱装置２の底部から低温の湯を吸入するための吸入口１８とが設けられている。
【００２８】
前記貯湯タンク１は、その上面に、前記貯湯タンク１内の加熱された湯を導出する導出口１３と、吐出口１９が接続されている。前記給水配管１２は、前記貯湯タンク１の底部に給水するとともに、蛇口等の出湯口７３の出湯温度を調整する第１の混合弁１６と、前記風呂浴槽４の出湯温度を調整する第２の混合弁５０とに接続されている。循環回路２０は、貯湯タンク１の吸入口１８から吸入された低温の湯を前記給水加熱装置２で加熱した後、前記吐出口１９から前記貯湯タンク１内に入り、湯水を循環させる。
【００２９】
前記第１の混合弁１６は、その出口側に、蛇口、シャワー、風呂等の出湯口７３への混合湯経路である出湯配管１７が接続されている。前記出湯配管１７は、出湯温度検出手段であるサーミスタ７１と、出湯量検出手段である流量カウンタ７２とが設けられている。前記サーミスタ７１は、出湯配管１７内の温度情報を、流量カウンタ７２は、出湯配管１７内の流量情報をそれぞれ制御装置３に出力するようになっている。
【００３０】
前記第２の混合弁５０は、その出口側に、風呂浴槽４への往き側配管５１と、浴槽からの戻り側配管５２が環状に接続され、前記風呂浴槽４の湯を循環するためのウォータポンプ５３と、循環湯温検出手段であるサーミスタ５４が設けられている。前記サーミスタ５４は、前記風呂浴槽４内の湯の温度情報を制御装置３に出力するようになっている。また、前記往き側配管５１と第２の混合弁５０との間には、流量カウンタ５７が設けられ、風呂浴槽４への流量情報を制御装置３に出力するようになっている。さらに、前記往き側配管５１は、湯張電磁弁５５が設けられ、前記風呂浴槽４への流量を制御装置３から制御できるようになっている。
【００３１】
前記第１の混合弁１６および第２の混合弁５０は、その開口面積比を調節することで、導出管１４からの湯とバイパス配管１５、５６から供給される給水（水道水）ｗｆとの混合比を調節できる。一般に、前記第１の混合弁１６および第２の混合弁５０は、図示されていないサーボモータ等の駆動源により、弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であり、制御装置３からの制御信号により作動する。給水配管１２は、サーミスタ２４等による給水温度検出手段が設けられている。前記給水配管１２内の温度情報は、制御装置３に出力するようになっている。前記給水配管１２は、前記第１の混合弁１６および第２の混合弁５０に接続するバイパス配管１５、５６に接続されており、給水ｗｆがこの中に選択的に流されるようになっている。
【００３２】
前記給水加熱装置２は、たとえば、ヒートポンプユニットからなり、二酸化炭素等の冷媒を圧縮加熱し、内蔵の熱交換器（図示されていない）を介し循環回路２０内の水を加熱した後、前記冷媒を膨張させることで元に戻し、循環使用する。なお、前記貯湯タンク１の最上部外壁面には、貯湯タンク出力湯温センサ（サーミスタ）３１から３６が図示のごとく設けられ、この検出温度情報もまた、制御装置３に送られる。
【００３３】
前記制御装置３は、これまで述べてきた各サーミスタや流量カウンタ５７、７２からの出湯流量情報に加え、給水加熱装置２に備えられている外気温検出手段であるサーミスタ２２からの情報、また、図示されていない操作盤に設けられた操作スイッチからの情報に基づいて、給水加熱装置２、第１の混合弁１６、第２の混合弁５０、ウォータポンプ５３等を制御するように構成されている。なお、図示されていない操作盤は、表示手段を含め、一般に、浴室内や台所等、使用者が湯を使用する場所の近傍に設置され、操作盤以外が屋外等の適所に設置されている。
【００３４】
前記制御装置３は、使用者が風呂浴槽４への出湯、あるいは給湯を使用すると、貯湯タンク１の導出口１３から貯湯タンク１に貯えられていた湯水が出湯口７３等から流出する。湯水が使用されるにしたがい、減少していく貯湯タンク１内の貯湯熱量は、前記貯湯タンク１の温度センサ（サーミスタ）３１らか３６によって検出された温度と前記温度センサの深さ方向の位置によって演算される。前記演算された貯湯熱量が予め定められた最低貯湯熱量を下回った場合、前記制御装置３は、給水加熱装置２を稼働させて沸き上げを行い、前記貯湯タンク１内に加熱された湯を貯える。すなわち、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量は、増加する。
【００３５】
前記最低貯湯熱量は、ほとんど使用できない程度の温度の湯が前記貯湯タンク１内に残される。前記最低貯湯熱量は、予め初期値（予め決められた温度以上の湯が５０リットル）が設定されている。また、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量が最低貯湯熱量を下回った場合、給水加熱装置２で沸き上げる温度は、過去に使用した熱量や給水サーミスタ２４によって検出される導入口１１から吸入される水道水の温度等をパラメタとして決定される。前記制御装置３は、以上のようにして、前記給水加熱装置２を稼働させ、前記貯湯タンク１内の湯を所定の貯湯熱量まで沸き上げる。
【００３６】
前記制御装置３は、風呂浴槽４への出湯、給水出湯が開始された場合、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量を監視し、最低貯湯熱量以上か未満かを調べる。前記制御装置３は、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量が最低貯湯熱量以上であると判断した場合、湯切れの可能性がないので、最低貯湯熱量が確保されるため、沸き上げを行わない。前記制御装置３は、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量が最低貯湯熱量未満であると判断した場合、次の貯湯熱量の変動量を監視する。
【００３７】
前記制御装置３は、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量が上昇方向である場合、湯切れの可能性がないと判断して、現状の沸き上げ制御を継続する。前記制御装置３は、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量が最低貯湯熱量未満であり、下降方向であると判断した場合、風呂浴槽への出湯、あるいは給湯出湯によるマイナスの使用熱量が沸き上げによるプラスの熱量を上回っていると判断して、給水加熱装置２で沸き上げ温度の設定を高くする。
【００３８】
前記制御装置３は、沸き上げ温度を高く設定することで、風呂浴槽への出湯、あるいは給湯出湯によるマイナスの使用熱量を沸き上げによるプラスの熱量が上回るようにする。前記制御装置３は、高温での出湯、あるいは風呂浴槽、洗面台、台所等、同時出湯によって、マイナスの貯湯熱量が大きい場合であっても、一時的に沸き上げ温度を高く設定することで、湯切れが発生するまでの時間を先延ばしにすることができる。
【実施例２】
【００３９】
図２は本発明の第２実施例を説明するためのフローチャートである。図２において、前記制御装置３は、前記給水加熱装置２で給水を所定温度に沸き上げるために駆動を開始する（ステップ２１１）。前記制御装置３は、給水を加熱する沸き上げ温度（ＴＰ１）を決定する（ステップ２１２）。前記制御装置３は、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量が最低貯湯熱量を下回っているか否かを調べる（ステップ２１３）。
【００４０】
前記制御装置３は、貯湯タンク１内の貯湯熱量が最低貯湯熱量を下回っていると判断した場合、前記貯湯タンク１内の湯を沸き上げるように給水加熱装置２を制御する（ステップ２１４）。前記沸き上げ温度は、予め決定している温度（ＴＰ１）とする。
【００４１】
次に、前記制御装置３は、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量が一定期間、減少方向であるか否かを調べる（ステップ２１５）。前記制御装置３は、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量が一定期間減少方向であると判断した場合、続けて、減少している熱量を判定する（ステップ２１６）。
【００４２】
前記制御装置３は、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量が一定期間に規定量だけ減少していると判断した場合、前記給水加熱装置２の沸き上げ温度を高く設定する（ステップ２１７）。すなわち、前記設定温度は、ＴＰ１＋αである。前記αは、前記一定期間における減少量と高く設定する温度とのテーブルを設けておくことで、前記制御装置３が自動的に選択できるようにする。
【００４３】
前記制御装置３は、前記ステップ２１５において、貯湯熱量が増加する方向、あるいは変動量がないと判断した場合、沸き上げ温度ＴＰ１を継続する。同様に、前記制御装置３は、前記ステップ２１６において、貯湯熱量が一定期間内における減少量が少ないと判断した場合、減少貯湯熱量が規定量に達していないと判断した場合、沸き上げ温度ＴＰ１を継続する。
【００４４】
前記制御装置３は、ステップ２１３において、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量が最低貯湯熱量以上であると判断した場合、前記貯湯タンク１内の沸き上げを停止する（ステップ２１８）。
【００４５】
前記制御装置３は、加算する沸き上げ温度ＴＰ１＋αを固定にしても良いし、貯湯熱量の減少割合によって、可変にすることもできる。前記制御装置３は、前記貯湯熱量の減少割合が緩やかな場合、加算する温度を低めに設定し、緊急を要する場合、高めに温度を設定することができる。
【００４６】
また、前記制御装置３は、給水加熱装置２で沸き上げる温度を高く設定したときに、沸き上げた熱量を計測する計測手段を備え、計測した熱量を所定の割合だけ、翌日の目標蓄熱量に上乗せすることができる。さらに、前記制御装置３は、前記所定の割合を翌日が平日と休日の場合、あるいは夏場と冬場の場合で変化させることもできる。また、前記制御装置３は、前日に緊急的に沸き上げた熱量を予め前もって電力料金の安い深夜時間帯に沸き上げるように制御することもできる。なお、前記目標蓄熱量は、上乗せする日にちを翌日でなく、次の週の同じ曜日（７日後）にすることもできる。
【実施例３】
【００４７】
図３は本発明の第３実施例で、制御装置を説明するための概略ブロック構成図である。なお、図３における＊の部分で線が接続している。図３において、制御装置３は、設定手段３１と、熱量検出手段３２と、比較手段３３と、タイマー（カレンダー付き）３４と、加熱設定手段３５と、貯湯熱量予測手段３７と、これらの手段を制御する制御手段３９とから構成されている。また、前記貯湯式給湯装置は、給水加熱手段３６と、表示手段３８と、貯湯タンク４０と、給水手段４１とから少なくとも構成されている。前記給水加熱手段３６は、貯湯タンク４０および給水手段４１と接続され、給水を前記制御装置３の制御に基づいて加熱する。前記タイマー３４は、２４時間だけでなく、１週間、あるいは春夏秋冬を認識できる機能をもたせることができ、前記熱量検出手段３２、前記比較手段３３、および前記貯湯熱量予測手段３７に前記時間情報等を知らせる。
【００４８】
前記設定手段３１は、目標蓄熱量設定手段３１１と、最低貯湯熱量設定手段３１２と、貯湯熱量変動量設定手段３１３とから構成されている。熱量検出手段３２は、貯湯熱量検出手段３２１と、沸き上げ熱量計測手段３２２と、貯湯熱量変動量検出手段３３３と、湯切れ状態検出手段３３４とから構成されている。貯湯熱量予測手段３７は、貯湯熱量変動量予測手段３７１と、湯切れ状態予測手段３７２とから構成されている。
【００４９】
前記設定手段３１は、目標蓄熱量設定手段３１１、最低貯湯熱量設定手段３１２、貯湯熱量変動量設定手段３１３により、目標蓄熱量、最低貯湯熱量、貯湯熱量変動量が予め設定されている。前記制御手段３９は、前記貯湯熱量検出手段３２１によって検出されたセンサ３１から３６の検出温度とその位置（図１参照）により、貯湯熱量を演算する。すなわち、前記貯湯熱量検出手段３２１は、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量を検出する。
【００５０】
沸き上げ熱量計測手段３２２は、前記貯湯タンク１内の貯湯熱量を基にして、設定されている目標蓄熱量になるまでの熱量を計測することができる。前記貯湯熱量変動量検出手段３３３は、現在の前記貯湯タンク１内の貯湯熱量が減少しているのか、あるいは増加しているのか、または減少または増加の割合がどの程度であるかを計測している。前記湯切れ状態検出手段３３４は、前記貯湯熱量変動量検出手段３３３に基づいて、どの程度の時間で湯切れとなるかを検出することができる。
【００５１】
前記貯湯熱量予測手段３７は、前記設定手段３１の熱量設定値と熱量検出手段３２における貯湯熱量とに基づいて、貯湯熱量変動量を予測することができる。また、前記湯切れ状態予測手段３７２は、同じく、前記設定手段３１の熱量設定値と熱量検出手段３２における貯湯熱量とに基づいて、湯切れ状態になる時間を予測することができる。
【００５２】
第３実施例は、設定手段３１に目標蓄熱量、最低貯湯熱量、貯湯熱量変動量が予め設定される。比較手段３３は、前記設定手段３１に設定された熱量と、タイマー３４の所定時間における貯湯熱量検出手段３２１で検出された貯湯熱量とを比較することにより、沸き上げ熱量、貯湯熱量変動量、湯切れ状態が検出される。また、比較手段３３の前記比較結果は、貯湯熱量変動量予測手段３７１により貯湯熱量変動量の予測、または湯切れ状態予測手段３７２により湯切れ状態が予測される。
【００５３】
前記制御手段３９は、前記沸き上げ熱量計測手段３２２で計測された熱量に基づいて、加熱設定手段３５により、設定温度を上げ（または下げ）、給水加熱手段３６を稼働させる。また、前記制御手段３９は、前記貯湯熱量変動量検出手段３３３および湯切れ状態検出手段３３４により、湯切れ状態になると判断した場合、加熱設定手段３５に加熱設定をさせ、前記加熱設定値に基づいて、給水加熱手段３６を稼働させる。
【００５４】
前記貯湯熱量変動量予測手段３７１および前記湯切れ状態予測手段３７２は、貯湯熱量変動量および湯切れ状態を前記比較手段３３により予測し、その結果に基づいて、加熱設定手段３５の設定を変えた後、給水加熱手段３６を稼働する。また、前記貯湯熱量変動量予測手段３７１および前記湯切れ状態予測手段３７２は、前記予測した貯湯熱量および湯切れ状態を表示手段３８に表示することができる。使用者は、前記表示手段３８の表示を見て、手動により設定を変えた後、前記給水加熱手段３６を稼働させることができる。
【００５５】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。たとえば、貯湯タンク、給水加熱装置、制御装置、サーミスタ等の温度検出部材、弁類、配管類、制御装置における各ブロックは、公知または周知のものを使用することができる。第１実施例から第３実施例は、一部のみまたは複数部分を組み合わせて使用することができる。また、本発明の実施例は、各貯湯熱量と設定温度の関係等を予めテーブルとして備えておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施例である貯湯式給湯装置を説明するための概略構成図である。（実施例１）
【図２】本発明の第２実施例を説明するためのフローチャートである。（実施例２）
【図３】本発明の第３実施例で、制御装置を説明するための概略ブロック構成図である。（実施例３）
【符号の説明】
【００５７】
１・・・貯湯タンク
２・・・給水加熱装置（ヒートポンプユニット）
３・・・制御装置
４・・・風呂浴槽
１１・・・導入口
１２・・・給水配管
１３・・・導出口
１４・・・導出管
１５、５６・・・バイパス配管
１６・・・第１の混合弁
１７・・・出湯配管
１８・・・吸入口
１９・・・吐出口
２０・・・循環回路
２２・・・サーミスタ
２４、３１〜３６、５４、７１・・・サーミスタ
５０・・・第２の混合弁
５１・・・往き側配管
５２・・・戻り側配管
５３・・・ウォータポンプ
５５・・・湯張り電磁弁
５７、７２・・・流量カウンタ
７３・・・出湯口
【図１】
2008304135.tif 000003
【図２】
2008304135.tif 000004
【図３】
2008304135.tif 000005