(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電力系統または蓄電池から電力を供給されて動作する給湯システムであって、
電力を消費して熱媒を加熱するヒートポンプ熱源と、
ヒートポンプ熱源で加熱された熱媒を貯留するタンクと、
ユーザに対して情報を表示する表示部と、
操作部と、を備えており、
制御装置は、商用電力系統からの電力供給によって動作する通常運転と、蓄電池からの電力供給によって動作する蓄電池対応運転を切り替え可能であり、
制御装置は、ヒートポンプ熱源を駆動させ、タンクにヒートポンプ熱源で加熱された熱媒を貯留させる沸上運転を実行可能に構成されており、
ユーザは、操作部を操作することによって、沸上運転における熱媒の加熱量を調節可能であり、
制御装置は、蓄電池対応運転中において、ユーザにより沸上運転の実行を所望する操作が行われたときに、ユーザから指示された熱媒の加熱量に基づいて、沸上運転で消費される予測電力量を算出し、算出した予測電力量を表示部に表示させる、給湯システム。
【請求項２】
制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源の電力量と、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量と、に基づいて、沸上運転で消費される予測電力量を算出し、
制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転の沸上運転完了予測時間に基づいて、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量を算出する、請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
熱媒が流れる経路に設けられたヒータをさらに備えており、
制御装置は、ヒータを加熱することで、熱媒の凍結を防止する凍結防止運転を実行可能に構成されており、
制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転が完了するまでの間に凍結防止運転が実行される場合、沸上運転で消費される予測電力量に、沸上運転完了までのヒータの電力量を含める、請求項２に記載の給湯システム。
【請求項４】
商用電力系統または蓄電池から電力を供給されて動作する給湯システムであって、
電力を消費して熱媒を加熱するヒートポンプ熱源と、
ヒートポンプ熱源で加熱された熱媒を貯留するタンクと、
熱媒が流れる経路に設けられたヒータと、
ユーザに対して情報を表示する表示部と、を備えており、
制御装置は、商用電力系統からの電力供給によって動作する通常運転と、蓄電池からの電力供給によって動作する蓄電池対応運転を切り替え可能であり、
制御装置は、ヒートポンプ熱源を駆動させ、タンクにヒートポンプ熱源で加熱された熱媒を貯留させる沸上運転と、ヒータを加熱することで、熱媒の凍結を防止する凍結防止運転と、を実行可能に構成されており、
制御装置は、蓄電池対応運転中において、ユーザにより沸上運転の実行を所望する操作が行われたときに、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源の電力量と、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量と、に基づいて、沸上運転で消費される予測電力量を算出し、算出した予測電力量を表示部に表示させ、
制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転の沸上運転完了予測時間に基づいて、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量を算出し、
制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転が完了するまでの間に凍結防止運転が実行される場合、沸上運転で消費される予測電力量に、沸上運転完了までのヒータの電力量を含める、給湯システム。
【請求項５】
制御装置は、蓄電池対応運転中において、外気温度に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上効率を特定し、特定した沸上効率に基づいて、沸上運転で消費される予測電力量を算出する、請求項１から４のいずれか一項に記載の給湯システム。
【請求項６】
制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力と沸上運転中のヒートポンプ熱源以外の機器の消費電力の合計が抑制電力以下となるように、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力を制御しており、
制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上効率を特定し、特定したヒートポンプ熱源の沸上効率に基づいて、沸上運転で消費される予測電力量を算出する、請求項１から５のいずれか一項に記載の給湯システム。
【請求項７】
制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転が完了するまでの間に凍結防止運転が実行される場合、沸上運転完了までのヒートポンプ熱源の稼働率に基づいて、沸上運転完了予測時間を算出する、請求項３又は４に記載の給湯システム。
【請求項８】
制御装置は、蓄電池対応運転中において、外気温度に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上能力を特定し、特定した沸上能力に基づいて、沸上運転完了予測時間を算出する、請求項３又は４に記載の給湯システム。
【請求項９】
制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力と沸上運転中のヒートポンプ熱源以外の消費電力の合計が抑制電力以下となるように、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力を制御しており、
制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上能力を特定し、特定したヒートポンプ熱源の沸上能力に基づいて、沸上運転完了予測時間を算出する、請求項３又は４に記載の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電力を消費して熱媒を加熱するヒートポンプ熱源と、ヒートポンプ熱源で加熱された熱媒を貯留するタンクと、ユーザに対して情報を表示する表示部と、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、タンクにヒートポンプ熱源で加熱された熱媒を貯留させる沸上運転を実行可能に構成されている。制御装置は、沸上運転で消費された電力量を算出し、算出した電力量を表示部に表示させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７８０５９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、給湯システムへの電力供給元は商用電源である。また、給湯システムへの電力供給元として、例えば、商用電源からの電力供給が停止した場合に備えて、蓄電池を備える給湯システムがある。なお、蓄電池には、給湯システム以外の機器、例えば、テレビ、冷蔵庫、照明なども接続される。以下では、電力供給元が蓄電池である状態を、蓄電池対応運転という。商用電源からの電力の供給が停止した場合、その後に商用電源が復旧するまでの時間を予測することができない。また、商用電源からの電力の供給が停止している場合、蓄電池を充電することができない。従って、ユーザは、蓄電池に蓄えられている電力量を、給湯システムおよび給湯システム以外の機器の間で、有効活用する必要がある。
【０００５】
給湯システムによって実行される沸上運転は、比較的多くの電力量を消費する。このため、例えば、蓄電池に残存している電力量が少なくなっているときに、沸上運転を実行すると、給湯システム以外の機器の動作が停止してしまう場合がある。このような事態を回避するためには、蓄電池対応運転中において、ユーザが、沸上運転で消費される電力量を事前に知ることができるようにすることが好ましい。ユーザが、沸上運転で消費される電力量を事前に知ることが出来れば、蓄電池に蓄えられている電力量と沸上運転で消費される電力量を対比した上で、沸上運転を実行するか否かを判断することが可能となる。
【０００６】
本明細書では、蓄電池対応運転中において、沸上運転で消費される予測電力量を、ユーザに事前に知らせることができる給湯システムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する給湯システムは、商用電力系統または蓄電池から電力を供給されて動作する。給湯システムは、電力を消費して熱媒を加熱するヒートポンプ熱源と、ヒートポンプ熱源で加熱された熱媒を貯留するタンクと、ユーザに対して情報を表示する表示部と、操作部と、を備えている。制御装置は、商用電力系統からの電力供給によって動作する通常運転と、蓄電池からの電力供給によって動作する蓄電池対応運転を切り替え可能である。制御装置は、ヒートポンプ熱源を駆動させ、タンクにヒートポンプ熱源で加熱された熱媒を貯留させる沸上運転を実行可能に構成されている。ユーザは、操作部を操作することによって、沸上運転における熱媒の加熱量を調節可能である。制御装置は、蓄電池対応運転中において、ユーザにより沸上運転の実行を所望する操作が行われたときに、ユーザから指示された熱媒の加熱量に基づいて、沸上運転で消費される予測電力量を算出し、算出した予測電力量を表示部に表示させる。
【０００８】
上記の構成によると、蓄電池対応運転中において、ユーザは、ユーザが指示した熱媒の加熱量に応じた予測電力量を事前に知ることができる。これにより、ユーザは、例えば、蓄電池に蓄えられている電力量と、沸上運転で消費される予測電力量を事前に対比することができる。この結果、蓄電池対応運転中において、ユーザは、給湯システムに沸上運転を実行させてもよいか否かを適切に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例に係る給湯システム２の構成を模式的に表す図。
【図２】蓄電池対応運転中におけるヒートポンプ熱源の沸上能力およびヒートポンプ熱源の稼働率を示すテーブル。
【図３】蓄電池対応運転中におけるヒートポンプ熱源の沸上効率および複数のヒータ３５の平均電力を示すテーブル。
【図４】蓄電池対応運転中における処理を示すフローチャート。
【図５】蓄電池対応運転中における沸上運転完了予測時間算出処理を示すフローチャート。
【図６】蓄電池対応運転中における予測電力量算出処理を示すフローチャート。
【図７】蓄電池対応運転中において、バーナ８０に燃料ガスが供給されていないことを判定した場合に、表示部７７に表示する画面の一例を示す図。
【図８】蓄電池対応運転中において、完了予測時間ＴＥおよび予測電力量Ｗｈ１を表示部７７に表示する画面の一例を示す図。
【図９】蓄電池対応運転中において、沸上水量を低減させるか否かのメッセージを表示部７７に表示する画面の一例を示す図。
【図１０】蓄電池対応運転中において、沸上運転が完了した場合に、表示部７７に表示する画面の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（特徴１）制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源の電力量と、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量と、に基づいて、沸上運転で消費される予測電力量を算出してもよい。制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転の沸上運転完了予測時間に基づいて、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量を算出してもよい。
【００１２】
沸上運転中の給湯システムにおいては、ヒートポンプ熱源とヒートポンプ熱源以外の機器が動作している。沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量は、沸上運転中のヒートポンプ熱源以外の機器の消費電力と、沸上運転に要する時間とに基づいて算出することができる。上記の構成によると、沸上運転中のヒートポンプ熱源以外の機器の消費電力と沸上運転完了予測時間を用いて、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量を算出することができる。これより、沸上運転で消費される給湯システムの予測電力量の精度を高めることができる。
【００１３】
（特徴２）給湯システムは、熱媒が流れる経路に設けられたヒータをさらに備えており、制御装置は、ヒータを加熱することで、熱媒の凍結を防止する凍結防止運転を実行可能に構成されていてもよい。この場合、制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転が完了するまでの間に凍結防止運転が実行される場合、沸上運転で消費される予測電力量に、沸上運転完了までのヒータの電力量を含めるとよい。
【００１４】
蓄電池対応運転中において、沸上運転が完了するまでの間に凍結防止運転が実行される場合がある。この場合、沸上運転完了までに、ヒータを加熱することで電力が消費される。上記の構成によると、蓄電池対応運転中において、沸上運転で消費される電力に沸上運転完了までのヒータの電力量を含めることができる。これにより、沸上運転で消費される給湯システムの予測電力量の精度を高めることができる。
【００１５】
本明細書が開示する別の給湯システムは、商用電力系統または蓄電池から電力を供給されて動作する。給湯システムは、電力を消費して熱媒を加熱するヒートポンプ熱源と、ヒートポンプ熱源で加熱された熱媒を貯留するタンクと、熱媒が流れる経路に設けられたヒータと、ユーザに対して情報を表示する表示部と、を備える。制御装置は、商用電力系統からの電力供給によって動作する通常運転と、蓄電池からの電力供給によって動作する蓄電池対応運転を切り替え可能である。制御装置は、ヒートポンプ熱源を駆動させ、タンクにヒートポンプ熱源で加熱された熱媒を貯留させる沸上運転と、ヒータを加熱することで、熱媒の凍結を防止する凍結防止運転と、を実行可能に構成されている。制御装置は、蓄電池対応運転中において、ユーザにより沸上運転の実行を所望する操作が行われたときに、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源の電力量と、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量と、に基づいて、沸上運転で消費される予測電力量を算出し、算出した予測電力量を表示部に表示させる。制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転の沸上運転完了予測時間に基づいて、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量を算出し、制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転が完了するまでの間に凍結防止運転が実行される場合、沸上運転で消費される予測電力量に、沸上運転完了までのヒータの電力量を含める。上記の構成によると、上記の構成によると、蓄電池対応運転中において、ユーザは、沸上運転で消費される予測電力量を事前に知ることができる。これにより、ユーザは、例えば、蓄電池に蓄えられている電力量と、沸上運転で消費される予測電力量を事前に対比することができる。この結果、蓄電池対応運転中において、ユーザは、給湯システムに沸上運転を実行させてもよいか否かを適切に判断することができる。また、沸上運転中のヒートポンプ熱源以外の機器の消費電力と沸上運転完了予測時間を用いて、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量を算出することができる。これより、沸上運転で消費される給湯システムの予測電力量の精度を高めることができる。また、蓄電池対応運転中において、沸上運転で消費される電力に沸上運転完了までのヒータの電力量を含めることができる。これにより、沸上運転で消費される給湯システムの予測電力量の精度を高めることができる。
【００１６】
（特徴３）制御装置は、蓄電池対応運転中において、外気温度に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上効率を特定し、特定した沸上効率に基づいて、沸上運転で消費される予測電力量を算出してもよい。
外気温度が異なると、ヒートポンプ熱源の消費電力が同じでも、ヒートポンプ熱源の沸上効率は異なるものとなる。ヒートポンプ熱源の沸上効率が異なるものとなると、沸上運転を完了するまでにヒートポンプ熱源で消費される電力量も異なるものとなる。上記の構成によると、外気温度に基づいてヒートポンプ熱源の沸上効率を特定することができる。これにより、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源の予測電力量の精度を高めることができる。
【００１７】
（特徴４）制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力と沸上運転中のヒートポンプ熱源以外の機器の消費電力の合計が抑制電力以下となるように、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力を制御していてもよい。この場合、制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上効率を特定し、特定したヒートポンプ熱源の沸上効率に基づいて、沸上運転で消費される予測電力量を算出するとよい。
【００１８】
ヒートポンプ熱源の消費電力が異なると、ヒートポンプ熱源の沸上効率も異なるものとなる。ヒートポンプ熱源の沸上効率が異なるものとなると、沸上運転を完了するまでにヒートポンプ熱源で消費される電力量も異なるものとなる。上記の構成によると、蓄電池対応運転中において、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上効率を特定することができる。これにより、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源の予測電力量の精度を高めることができる。
【００１９】
（特徴５）制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転が完了するまでの間に凍結防止運転が実行される場合、沸上運転完了までのヒートポンプ熱源の稼働率に基づいて、沸上運転完了予測時間を算出してもよい。
【００２０】
凍結防止運転において、制御装置は、ヒータを間欠的に駆動させる。蓄電池対応運転中において、沸上運転が完了するまでの間に凍結防止運転が実行されると、給湯システムの消費電力が抑制電力を超えてしまう場合がある。このような事態を回避するため、制御装置は、沸上運転が完了するまでの間に凍結防止運転が実行される場合、ヒータを駆動させているときはヒートポンプ熱源の動作を停止させ、ヒータを駆動させていないときにヒートポンプ熱源を動作させることがある。この場合、ヒータを駆動させる時間と駆動させない時間の割合に応じて、ヒートポンプ熱源の稼働率は異なるものとなる。ヒートポンプ熱源の稼働率が低くなると、沸上運転を完了するまでに要する時間は長くなる。上記の構成によると、コントローラは、沸上運転完了までのヒートポンプ熱源の稼働率に基づいて、沸上運転完了予測時間を算出することができる。なお、沸上運転完了までのヒートポンプ熱源の稼働率とは、凍結防止運転が実行される場合における沸上運転の時間に対して、ヒートポンプ熱源が動作している時間の割合である。沸上運転完了までのヒートポンプ熱源の稼働率に基づいて沸上運転完了予測時間を算出することで、沸上運転が完了するまでの間に凍結防止運転が実行される場合の沸上運転完了予測時間の精度を高めることができる。
【００２１】
（特徴６）制御装置は、蓄電池対応運転中において、外気温度に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上能力を特定し、特定した沸上能力に基づいて、沸上運転完了予測時間を算出してもよい。
【００２２】
外気温度が異なると、ヒートポンプ熱源の消費電力が同じでも、ヒートポンプ熱源の沸上能力は異なるものとなる。ヒートポンプ熱源の沸上能力が異なるものとなると、沸上運転を完了するまでに要する時間も異なるものとなる。上記の構成によると、外気温度に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上能力を特定することができる。これにより、沸上運転完了予測時間の精度を高めることができる。
【００２３】
（特徴７）制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力と沸上運転中のヒートポンプ熱源以外の機器の消費電力の合計が抑制電力以下となるように、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力を制御していてもよい。この場合、制御装置は、蓄電池対応運転中において、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上能力を特定し、特定したヒートポンプ熱源の沸上能力に基づいて、沸上運転完了予測時間を算出するとよい。
【００２４】
蓄電池対応運転中において、給湯システムの消費電力は、抑制電力以下に抑える必要がある場合がある。この場合、蓄電池対応運転中において、沸上運転中の消費電力は、抑制電力および沸上運転中のヒートポンプ熱源以外の機器の消費電力により決定される。沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力が異なると、ヒートポンプ熱源の沸上能力は異なるものとなる。ヒートポンプ熱源の沸上能力が異なるものとなると、沸上運転を完了するまでに要する時間も異なるものとなる。上記の構成によると、蓄電池対応運転中において、沸上運転中のヒートポンプ熱源が使用可能な消費電力に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上能力を特定することができる。これにより、沸上運転中のヒートポンプ熱源の消費電力が抑制された場合の沸上運転完了予測時間の精度を高めることができる。
【００２５】
（特徴８）給湯システムは、沸上運転における熱媒の加熱量を、ユーザが調節可能な操作部を備えている。制御装置は、蓄電池対応運転中において、ユーザから指示された熱媒の加熱量に基づいて、沸上運転で消費される予測電力量を算出する。
【００２６】
上記の構成によると、ユーザは、ユーザが指示した熱媒の加熱量に応じた予測電力量を知ることができる。この結果、蓄電池対応運転中において、ユーザは、給湯システムに沸上運転を実行させてもよいか否かを適切に判断することができる。
【００２７】
（実施例）
図１に示すように、本実施例に係る給湯システム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。
【００２８】
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から流れ出る水の温度を検出する戻りサーミスタ２２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。以下では、圧縮機１０と、凝縮器１２と、膨張弁１４と、蒸発器１６と、を総称して、「ヒートポンプ熱源」という。
【００２９】
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、外気温度ＴＯを検出するタンク外気温度サーミスタ３９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。タンク往き経路３１とタンク戻り経路３３には、電力を消費してタンク往き経路３１とタンク戻り経路３３内の水を加熱するヒータ３５が取付けられている。ＨＰユニット４によって加熱された水がタンク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の層が積み重なった温度成層が形成される。タンク３０には、サーミスタ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅがタンク３０の高さ方向に所定間隔で取付けられている。各サーミスタ３６ａ、３６ｂ，３６ｃ、３６ｄ、３６ｅは、その取付位置の水の温度を測定する。本実施例では、サーミスタ３６ａはタンク３０の頂部から６リットル下方の位置に配置されており、サーミスタ３６ｂはサーミスタ３６ａから６リットル下方の位置に配置されており、サーミスタ３６ｃはサーミスタ３６ｂから１８リットル下方の位置に配置されており、サーミスタ３６ｄはサーミスタ３６ｃから２０リットル下方の位置に配置されており、サーミスタ３６ｅはサーミスタ３６ｄから２０リットル下方の位置に配置されている。以下では、タンク３０内がＨＰユニット４で加熱された高温の水で満たされている状態を「満蓄状態」と呼ぶ。
【００３０】
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、給水温度を検出する入水サーミスタ４４と、電力を消費して給水経路４０内の水を加熱するヒータ３５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、タンク給水経路４６には、電力を消費してタンク給水経路４６内の水を加熱するヒータ３５が取付けられている。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側水量センサ５４と、電力を消費してタンクバイパス経路４８内の水を加熱するヒータ３５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、電力を消費してタンク出湯経路５６内の水を加熱するヒータ３５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湯側水量センサ６０が取り付けられている。
【００３１】
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。また、第１給湯経路６２において、第１給湯経路６２と給湯バイパス経路７２の接続部の上流側と下流側には、それぞれ電力を消費して第１給湯経路６２内の水を加熱するヒータ３５が取付けられている。
【００３２】
タンクユニット６からは、第２給湯経路６６を介して、台所やシャワー、カラン等の給湯箇所への給湯が行われる。第２給湯経路６６には、給湯箇所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。また、第２給湯経路６６において、第２給湯経路６６と給湯バイパス経路７２の接続部の上流側と下流側には、それぞれ電力を消費して第２給湯経路６６内の水を加熱するヒータ３５が取付けられている。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と、電力を消費して給湯バイパス経路７２内の水を加熱するヒータ３５が取り付けられている。
【００３３】
タンクユニット６はさらに、タンクコントローラ７４と、タンクコントローラ７４と通信可能なリモコン７６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。タンクコントローラ７４は、不揮発性メモリ７５を備えている。不揮発性メモリ７５には、第１テーブル１３２（図２参照）、第２テーブル１４２（図３参照）が記憶されている。なお、各テーブル１３２、１４２については、後で詳しく説明する。リモコン７６は、表示部７７と、操作部７８を備えている。表示部７７は、ユーザに対して給湯システム２の様々な情報を表示する。様々な情報としては、例えば、電源の供給元、燃料ガスの供給状況、後述する完了予測時間ＴＥ、後述する予測電力量Ｗｈ１などである。操作部７８は、スイッチ部７８ａ、７８ｂを備えている。ユーザは、操作部７８を介して様々な指示を入力可能である。ユーザが入力する様々な指示とは、例えば、沸上運転の開始などである。
【００３４】
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。また、バーナ８０には、空気供給管８３を介して、燃焼用空気が送り込まれる。バーナ８０の近傍には、バーナ８０に点火するためのイグナイタ８５と、バーナ８０の燃焼状態を検出するフレームロッド８７と、が設けられている。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への湯はりが行われる。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を備えている。
【００３５】
給湯システム２のＨＰユニット４、タンクユニット６およびバーナユニット８には、電力供給ユニット９から電力が供給される。電力供給ユニット９は、蓄電池１０４と、蓄電池用分電盤１０８と、を備えている。蓄電池用分電盤１０８は、分電盤１０６を介して、商用電源１０２に接続されている。なお、分電盤１０６には、一般負荷１１０も接続されている。一般負荷とは、例えば、エアコン、洗濯機、電子レンジなどである。また、蓄電池用分電盤１０８には、蓄電池１０４、重要負荷１１２、ＨＰユニット４、タンクユニット６およびバーナユニット８も接続されている。蓄電池１０４は、例えばリチウムイオン二次電池などの二次電池である。重要負荷１１２とは、例えば、テレビ、冷蔵庫、照明などである。商用電源１０２から電力が供給されている場合、商用電源１０２からの電力は、分電盤１０６を介して一般負荷１１０に供給される。また、商用電源１０２からの電力は、分電盤１０６および蓄電池用分電盤１０８を介して、重要負荷１１２、蓄電池１０４、ＨＰユニット４、タンクユニット６およびバーナユニット８に供給される。蓄電池１０４に商用電源１０２からの電力が供給されることで、蓄電池１０４は充電される。また、蓄電池１０４には、図示しない保護回路が内蔵されており、放電する電力が上限放電電力（例えば７２０Ｗ）以上になると、蓄電池１０４からの放電が遮断される。
【００３６】
例えば停電などによって、商用電源１０２から電力が供給されない状態になると、蓄電池１０４は、自立運転を実行する。蓄電池１０４が自立運転を実行する場合には、蓄電池１０４からの電力は、蓄電池用分電盤１０８を介して、重要負荷１１２、ＨＰユニット４、タンクユニット６およびバーナユニット８に供給されるが、一般負荷１１０には電力が供給されない。商用電源１０２からの電力の供給が停止した場合、その後に商用電源１０２が復旧するまでの時間を予測することができない。また、商用電源１０２から電力が供給されない状態では、蓄電池１０４を充電することができない。このため、蓄電池１０４から電力が供給されている場合、蓄電池１０４からの電力の供給により給湯システム２および重要負荷１１２が動作可能な時間を出来るだけ長くすることが好ましい。このためには、給湯システム２と重要負荷１１２の間で蓄電池１０４の残存電力量Ｗｈ２を有効活用する必要がある。以下では、電源の供給元が商用電源１０２である場合の給湯システム２の動作状態を「通常運転」とし、電源の供給元が蓄電池１０４である場合の給湯システム２の動作状態を「蓄電池対応運転」という。なお、蓄電池対応運転中において、給湯システム２は、通常運転時の最大消費電力よりも低い抑制電力ＷＳ以下で動作しなければならない。抑制電力ＷＳは、予め設定可能であり、電力供給ユニット９が備える蓄電池１０４の容量によって異なる値が設定される。本実施例において、抑制電力ＷＳは、７００Ｗに設定されている。
【００３７】
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。したがって、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は凍結防止運転、沸上運転、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。
【００３８】
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、凍結防止運転と、沸上運転と、給湯運転と、を実行することができる。
【００３９】
（凍結防止運転）
外気温度が低い状態で、沸上運転、給湯運転を行わないまま長時間が経過すると、各経路内の水が滞留し、これらの配管の内部で水が凍結してしまうことがある。水が凍結してしまうと、凍結した水が溶融するまで、沸上運転および給湯運転が実行できない。このため、給湯システム２は、外気温度ＴＯが所定温度以下の場合に、各経路内の水が凍結しないように凍結防止運転を実行する。
【００４０】
タンクコントローラ７４は、タンク外気温度サーミスタ３９が検出する外気温度ＴＯが所定温度（例えば７℃）以下の場合に、凍結防止運転を実行する。凍結防止運転において、タンクコントローラ７４は、所定周期ｔ１にしたがって、複数のヒータ３５の駆動・非駆動を切り替える。タンクコントローラ７４は、複数のヒータ３５を駆動させ、タンクユニット６内の水が流れる流路を加熱し、これらの配管の内部で水が凍結することを防止する。なお、所定周期ｔ１における、複数のヒータ３５の駆動時間ｔ２と、複数のヒータ３５の非駆動時間ｔ３は、外気温度ＴＯに基づいて決定される。以下では、凍結防止運転において、複数のヒータ３５が駆動している場合を「ヒータ駆動運転」とし、複数のヒータ３５が駆動していない（非駆動）場合を「ヒータ非駆動運転」という。
【００４１】
（沸上運転）
沸上運転では、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。沸上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において沸上温度ＴＡ（例えば４２℃）まで加熱されて、タンク３０の頂部に戻される。タンク３０内の水のうち沸上水量ＴＷが、沸上温度ＴＡまで加熱された水で置き換えられると、ＨＰコントローラ２４は沸上運転を終了する。沸上水量ＴＷとは、沸上運転により沸上温度ＴＡまで加熱する水量である。なお、通常運転中において、沸上運転は、予め設定されている開始タイミングに基づいて実行される場合と、リモコン７６に入力されるユーザの指示に基づいて実行される場合がある。予め設定されている開始タイミングとは、例えば、割安な深夜電力を利用可能な時間帯などである。一方、蓄電池対応運転中において、沸上運転は、リモコン７６に入力されるユーザの指示に基づいてのみ実行される。なお、蓄電池対応運転中において、抑制電力ＷＳが７００Ｗの場合、沸上運転と凍結防止運転（詳細には、ヒータ駆動運転）が同時に実行されると、給湯システム２の消費電力Ｗ１が抑制電力ＷＳを超えてしまう。このため、本実施例において、蓄電池対応運転において、沸上運転と凍結防止運転が同時に実行される場合、ヒータ非駆動運転中はヒートポンプ熱源を動作させ、ヒータ駆動運転中はヒートポンプ熱源の動作を停止させている。
【００４２】
（給湯運転）
給湯運転では、給湯設定温度の水を給湯箇所へ供給する。コントローラは、水側水量センサ５４で検出される流量と、湯側水量センサ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）以上となると、給湯箇所の開栓や浴槽への湯はりなどにより給湯が開始されたものと判断する。そして、コントローラは、サーミスタ３６ａで検出される温度に応じて、以下の非燃焼給湯運転または燃焼給湯運転を実行する。
【００４３】
サーミスタ３６ａで検出される温度が給湯設定温度以上である場合、コントローラは、非燃焼給湯運転を実行する。非燃焼給湯運転では、コントローラは、バーナ８０の燃焼運転を禁止するとともに、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、給湯箇所に給湯設定温度に温度調整された水が供給される。
【００４４】
サーミスタ３６ａで検出される温度が給湯設定温度未満の場合、コントローラは、燃焼給湯運転を実行する。燃焼給湯運転では、コントローラは、バーナ８０の燃焼運転を許可するとともに、混合サーミスタ６４で検出される温度が、給湯設定温度よりもバーナ８０の最小沸上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まで加熱されて、給湯箇所へ供給される。
【００４５】
上記の非燃焼給湯運転または燃焼給湯運転を実行中に、給湯流量が最低動作流量を下回ると、コントローラは、給湯箇所の閉栓や浴槽への湯はりの終了などにより給湯が終了したものと判断して、給湯運転を終了する。
【００４６】
次いで、図２を参照して、不揮発性メモリ７５に記憶されている第１テーブル１３２について説明する。第１テーブル１３２は、外気温度領域１３４と、沸上能力領域１３６と、ＨＰ稼働率領域１３８と、で構成されている。外気温度領域１３４は、外気温度ＴＯ毎に区分されている。第１領域１３４ａ（外気温度ＴＯ＞７℃）とは、凍結防止運転が実行されない領域である。一方、第２領域１３４ｂ（２℃≦外気温度ＴＯ≦７℃）および第３領域１３４ｃ（外気温度ＴＯ＜２℃）は、凍結防止運転が実行される領域である。また、第２領域１３４ｂと第３領域１３４ｃにおいて、所定周期ｔ１は同じであるが、複数のヒータ３５の駆動時間ｔ２および複数のヒータ３５の非駆動時間ｔ３が異なる。第２領域１３４ｂの駆動時間ｔ２は、第３領域１３４ｃの駆動時間ｔ２よりも短く設定されている。
【００４７】
沸上能力領域１３６は、第１沸上能力領域１３６ａと、第２沸上能力領域１３６ｂで構成されている。第１沸上能力領域１３６ａには、蓄電池対応運転中の抑制電力ＷＳが７００Ｗである場合のヒートポンプ熱源の消費電力Ｗ２に対応する沸上能力Ｈが格納されている。外気温度ＴＯが異なると、消費電力Ｗ２が同じでも、沸上能力Ｈが異なる。このため、第１沸上能力領域１３６ａは、外気温度領域１３４の外気温度ＴＯ毎に区分されている。なお、ヒートポンプ熱源の沸上能力Ｈとは、消費電力Ｗ２でヒートポンプ熱源を動作させた場合のヒートポンプ熱源の出力である。なお、本実施例において、ヒートポンプ熱源の消費電力Ｗ２は、抑制電力ＷＳ、および予め特定されている沸上運転中の循環ポンプ１８とコントローラの消費電力Ｗ３に基づいて、予め特定されている。具体的には、消費電力Ｗ２は、抑制電力ＷＳから消費電力Ｗ３を減算することで、予め特定されている。これは、沸上運転中において、ヒートポンプ熱源、循環ポンプ１８およびコントローラが同時に動作するためである。第２沸上能力領域１３６ｂには、蓄電池対応運転中の抑制電力ＷＳが１０００Ｗである場合のヒートポンプ熱源の消費電力Ｗ２に対応する沸上能力Ｈが格納されている。第１沸上能力領域１３６ａと同様、第２沸上能力領域１３６ｂも、外気温度領域１３４の外気温度ＴＯ毎に区分されている。
【００４８】
ＨＰ稼働率領域１３８は、第１ＨＰ稼働率領域１３８ａと、第２ＨＰ稼働率領域１３８ｂで構成されている。第１ＨＰ稼働率領域１３８ａには、蓄電池対応運転中の抑制電力ＷＳが７００Ｗである場合に対応する稼働率Ｒが格納されている。稼働率Ｒとは、蓄電池対応運転中の沸上運転の時間に対して、ヒートポンプ熱源が動作している時間の割合である。上述のように、抑制電力ＷＳが７００Ｗに設定されている場合、ヒータ非駆動運転中はヒートポンプ熱源を動作させ、ヒータ駆動運転中はヒートポンプ熱源の動作を停止させている。従って、所定周期ｔ１中において、複数のヒータ３５の非駆動時間ｔ３がヒートポンプ熱源の動作時間となる。このため、ヒートポンプ熱源の稼働率Ｒは、非駆動時間ｔ３を、所定周期ｔ１で減算して、所定周期ｔ１で除することによって求めることができる。例えば、所定周期ｔ１が１００分、駆動時間ｔ２が２０分、非駆動時間ｔ３が８０分の場合、稼働率Ｒは８０％となる。なお、外気温度ＴＯが異なると、駆動時間ｔ２と、非駆動時間ｔ３が異なる。このため、第１ＨＰ稼働率領域１３８ａは、外気温度領域１３４の外気温度ＴＯ毎に区分されている。外気温度ＴＯが７℃以上の場合、凍結防止運転が実行されないため、稼働率Ｒは１００％となる。第２ＨＰ稼働率領域１３８ｂには、蓄電池対応運転中の抑制電力ＷＳが１０００Ｗである場合のヒートポンプ熱源の稼働率Ｒが格納されている。抑制電力ＷＳが１０００Ｗの場合、沸上運転とヒータ駆動運転が同時に実行されても、給湯システム２の消費電力Ｗ１は抑制電力ＷＳを超えない。この場合、コントローラは、沸上運転中にヒータ駆動運転が実行されても、ヒートポンプ熱源の駆動を継続する。このため、第２ＨＰ稼働率領域１３８ｂ内の稼働率Ｒは、外気温度ＴＯによらず１００％である。
【００４９】
次いで、図３を参照して、不揮発性メモリ７５に記憶されている第２テーブル１４２について説明する。第２テーブル１４２は、外気温度領域１４４と、沸上効率領域１４６と、ヒータ平均電力領域１４８と、で構成されている。外気温度領域１４４は、第１領域１４４ａ、第２領域１４４ｂ、第３領域１４４ｃで構成されており、各領域１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃは、それぞれ第１テーブル１３２の各領域１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃと同じである。沸上効率領域１４６は、第１沸上効率領域１４６ａと、第２沸上効率領域１４６ｂで構成されている。第１沸上効率領域１４６ａには、蓄電池対応運転中の抑制電力ＷＳが７００Ｗである場合のヒートポンプ熱源の消費電力Ｗ２に対応する沸上効率Ｅが格納されている。外気温度ＴＯが異なると、沸上効率Ｅが異なる。このため、第１沸上効率領域１４６ａは、外気温度領域１４４の外気温度ＴＯ毎に区分されている。なお、沸上効率Ｅとは、ヒートポンプ熱源のエネルギー効率である。第２沸上効率領域１４６ｂには、蓄電池対応運転中の抑制電力ＷＳが１０００Ｗである場合のヒートポンプ熱源の消費電力Ｗ２に対応する沸上効率Ｅが格納されている。第１沸上効率領域１４６ａと同様、第２沸上効率領域１４６ｂも、外気温度領域１４４の外気温度ＴＯ毎に区分されている。
【００５０】
ヒータ平均電力領域１４８には、外気温度ＴＯに対応するヒータ平均電力ＷＡが格納されている。ヒータ平均電力ＷＡとは、凍結防止運転中の複数のヒータ３５の消費電力Ｗ４を平均したものである。具体的には、ヒータ平均電力ＷＡは、凍結防止運転中の複数のヒータ３５の駆動率Ｄに、ヒータ駆動運転中の複数のヒータ３５の消費電力Ｗ４を乗算することで算出される。駆動率Ｄとは、凍結防止運転の所定周期ｔ１中において、ヒータ駆動運転の駆動時間ｔ２が占める割合である。例えば、所定周期ｔ１が１００分、駆動時間ｔ２が２０分、非駆動時間ｔ３が８０分の場合、駆動率Ｄは２０％となる。なお、ヒータ駆動運転中の複数のヒータ３５の消費電力Ｗ４は、外気温度ＴＯに関わらず一定である。
【００５１】
（蓄電池対応運転中の処理）
次に、図４〜図６を用いて、蓄電池対応運転中の処理について説明する。上述のように、蓄電池対応運転中において、沸上運転は、ユーザの指示に基づいてのみ実行される。この場合、ユーザは、１回の沸上運転において、沸上運転の直後の給湯運転で使用する水量だけを加熱する。このため、沸上運転の直後の給湯運転よりも後に実行される給湯運転の際には、タンク３０に、ヒートポンプ熱源により加熱された水が貯留されていない場合がある。図４の処理は、例えば、給湯箇所のカランなどをユーザが操作した場合に、開始する。
【００５２】
図４に示すように、ステップＳ２において、コントローラは、バーナ８０への燃料ガスの供給が行われているか否かを判定する。コントローラは、バーナ８０においてガス供給管８１と空気供給管８３を開いてイグナイタ８５による着火を行なった上で、フレームロッド８７を用いてバーナ８０への燃料ガスの供給を検知する。具体的には、コントローラは、フレームロッド８７によりバーナ８０の着火が検知できた場合に、バーナ８０に燃料ガスが供給されていると判定する。
【００５３】
バーナ８０への燃料ガスの供給が行われている場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ４に進む。ステップＳ４の処理を実行する時点では、蓄電池１０４から電力供給が行われており、かつガス供給管８１からの燃料ガスの供給は正常に行われていると考えられる。この場合、ステップＳ４において、コントローラは、燃焼給湯優先運転を実行する。燃焼給湯優先運転において、コントローラは、給湯システム２の燃焼給湯運転を許可するとともに、給湯システム２の非燃焼給湯運転を禁止する。これにより、蓄電池対応運転中において、沸上運転を実行しなければならない事態の発生を抑制することができるので、給湯システム２で消費される電力量を抑制することができる。
【００５４】
一方、バーナ８０への燃料ガスの供給が行われていない場合（ステップＳ２でＮＯ）、処理は、ステップＳ６に進む。ステップＳ６の処理を実行する時点では、例えば、地震などの災害が生じて停電したため、蓄電池１０４から電力供給が行われており、かつガス供給管８１からの燃料ガスの供給が正常に行われていないと考えられる。また、上述のように、タンク３０には、ヒートポンプ熱源により加熱された水が貯留されていない場合がある。従って、給湯箇所に加熱された水を供給するには、沸上運転により加熱された水をタンク３０に貯留する必要がある。このため、ステップＳ６において、コントローラは、燃料ガスの供給が停止していること、および沸上運転を実行する必要があることをユーザに報知する。例えば、図７に示すように、コントローラは、燃料ガスの供給が停止していること、および沸上運転を実行してもよいかを確認する旨のメッセージを表示部７７に表示させる。これにより、ユーザは、バーナ８０への燃料ガスの供給が停止していることを知ることができる。また、ユーザは、給湯運転を実行するには、蓄電池１０４の電力を消費して、沸上運転を実行しなければならないことを知ることができる。沸上運転を実行させる場合、ユーザは、スイッチ部７８ａを操作し、沸上運転を実行させない場合、ユーザは、スイッチ部７８ｂを操作する。リモコン７６は、ユーザの操作に基づく信号をコントローラに送信する。
【００５５】
図４に示すように、ステップＳ８において、コントローラは、ユーザにより沸上運転の実行を指示する旨の指示があったか否かを判定する。ユーザにより沸上運転を実行する旨の指示があった場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１０（沸上運転完了予測時間算出処理）に進む。一方、ユーザにより沸上運転を実行しない旨の指示があった場合（ステップＳ８でＮＯ）、コントローラは、図４の処理を終了する。
【００５６】
図５を参照して、沸上運転完了予測時間算出処理について説明する。沸上運転完了予測時間算出処理において、コントローラは、沸上運転の完了予測時間ＴＥを算出する。まず、ステップＳ３２において、コントローラは、沸上運転の目標沸上熱量ＴＨを算出する。コントローラは、沸上水量ＴＷ、沸上温度ＴＡおよびタンク３０内の水の温度に基づいて、目標沸上熱量ＴＨを算出する。タンク３０内の水の温度は、各サーミスタ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅおよび往きサーミスタ２０により検出される。往きサーミスタ２０で検出される水の温度は、タンク３０の下部の水の温度と同じである。なお、後述するステップＳ２４を経由していない場合、コントローラは、タンク３０が満蓄状態になるように目標沸上熱量ＴＨを算出する。すなわち、この場合の沸上水量ＴＷは、１００リットルである。
【００５７】
次いで、ステップＳ３４において、コントローラは、ヒートポンプ熱源の沸上能力Ｈを特定する。コントローラは、第１テーブル１３２に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上能力Ｈを特定する（図２）。具体的には、コントローラは、外気温度ＴＯに基づいて、第１沸上能力領域１３６ａに格納されている沸上能力Ｈの中から、適切な沸上能力Ｈを特定する。
【００５８】
次いで、ステップＳ３６において、コントローラは、ヒートポンプ熱源の稼働率Ｒを特定する。コントローラは、第１テーブル１３２に基づいて、ヒートポンプ熱源の稼働率Ｒを特定する（図２）。具体的には、コントローラは、外気温度ＴＯに基づいて、第１ＨＰ稼働率領域１３８ａに格納されている稼働率Ｒの中から、適切な稼働率Ｒを特定する。
【００５９】
次いで、ステップＳ３８において、コントローラは、完了予測時間ＴＥを算出する。まず、コントローラは、目標沸上熱量ＴＨをステップＳ３４で特定した沸上能力Ｈで除算し、第１完了予測時間ＴＥ１を算出する。さらに、コントローラは、第１完了予測時間ＴＥ１を稼働率Ｒで除算することで、完了予測時間ＴＥを算出する。なお、凍結防止運転が実行されていない場合、または、抑制電力ＷＳが１０００Ｗの場合、第１完了予測時間ＴＥ１と完了予測時間ＴＥは同じである。
【００６０】
図４に示すように、ステップＳ１０（沸上運転完了予測時間算出処理）が完了したら、処理は、ステップＳ１２（予測電力量算出処理）に進む。
【００６１】
図６を参照して、予測電力量算出処理について説明する。予測電力量算出処理は、蓄電池対応運転中において、給湯システム２で消費される予測電力量Ｗｈ１を算出する処理である。まず、ステップＳ５２において、コントローラは、ヒートポンプ熱源の沸上効率Ｅを特定する。コントローラは、第２テーブル１４２に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上効率Ｅを特定する（図３）。具体的には、コントローラは、外気温度ＴＯに基づいて、第１沸上効率領域１４６ａに格納されている沸上効率Ｅの中から、適切な沸上効率Ｅを特定する。
【００６２】
次いで、図６に示すように、ステップＳ５４において、コントローラは、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源の電力量Ｗｈ３を算出する。コントローラは、ステップＳ３２で特定された目標沸上熱量ＴＨを、ステップＳ５２で特定された沸上効率Ｅで除算することで、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源の電力量Ｗｈ３を算出する。
【００６３】
次いで、ステップＳ５６において、コントローラは、沸上運転中のヒートポンプ熱源以外の機器の消費電力Ｗ５を特定する。ヒートポンプ熱源以外の機器とは、循環ポンプ１８、コントローラ、および複数のヒータ３５である。なお、沸上運転中の循環ポンプ１８とコントローラの消費電力Ｗ３については、予め特定されている。まず、コントローラは、第２テーブル１４２に基づいて、ヒータ３５のヒータ平均電力ＷＡを特定する。具体的には、コントローラは、外気温度ＴＯに基づいて、ヒータ平均電力領域１４８に格納されているヒータ平均電力ＷＡの中から、適切なヒータ平均電力ＷＡを特定する。次いで、コントローラは、予め特定されている消費電力Ｗ３とヒータ平均電力ＷＡを加算することで、沸上運転中のヒートポンプ熱源以外の機器の消費電力Ｗ５を特定する。
【００６４】
次いで、ステップＳ５８において、コントローラは、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量Ｗｈ４を算出する。コントローラは、ヒートポンプ熱源以外の機器の消費電力Ｗ５に、沸上運転完了予測時間算出処理で算出された完了予測時間ＴＥを乗算することで、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量Ｗｈ４を算出する。
【００６５】
次いで、ステップＳ６０において、コントローラは、沸上運転で消費される給湯システム２の予測電力量Ｗｈ１を算出する。コントローラは、ヒートポンプ熱源の電力量Ｗｈ３とヒートポンプ熱源以外の機器の電力量Ｗｈ４を加算することで、給湯システム２の予測電力量Ｗｈ１を算出する。
【００６６】
図４に示すように、ステップＳ１２（予測電力量算出処理）が完了したら、処理は、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、コントローラは、表示部７７に、完了予測時間ＴＥおよび予測電力量Ｗｈ１を表示させる（図８）。これにより、ユーザは、完了予測時間ＴＥおよび予測電力量Ｗｈ１を確認することができる。ユーザは、蓄電池１０４の残存電力量Ｗｈ２と、予測電力量Ｗｈ１を対比して、沸上運転を実行するか否かを判断することができる。沸上運転を実行させる場合、ユーザは、スイッチ部７８ａを操作し、沸上運転を中止、または沸上水量ＴＷを変更させる場合、ユーザは、スイッチ部７８ｂを操作する。リモコン７６は、ユーザの操作に基づく信号をコントローラに送信する。
【００６７】
次いで、ステップＳ１６において、コントローラは、ユーザが沸上運転を実行する旨の指示をしたか否かを判断する。ユーザから沸上運転を実行する旨の指示があった場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１８に進み、コントローラは、沸上運転を実行する。沸上運転により、目標沸上熱量ＴＨの沸上が完了したら、処理は、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０において、コントローラは、沸上運転が完了したことをユーザに報知する。ユーザへの報知の方法としては、音声により報知するとともに、表示部７７に表示させる（図１０）。次いで、ステップＳ２２において、コントローラは、非燃焼給湯優先運転を実行する。非燃焼給湯優先運転において、コントローラは、給湯システム２の非燃焼給湯運転を許可するとともに、給湯システム２の燃焼給湯運転を禁止する。
【００６８】
一方、ユーザから沸上運転を実行する指示がなかった場合（ステップＳ１６でＮＯ）、処理は、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４において、コントローラは、沸上水量ＴＷを低減するか否かをユーザに確認する。具体的には、コントローラは、沸上水量ＴＷを低減するか否か確認する旨のメッセージを、表示部７７に表示させる（図９）。この場合、ユーザは、沸上運転において沸上水量ＴＷを低減するか、または沸上運転を中止するかを判断する。沸上水量ＴＷを低減させる場合、ユーザは、スイッチ部７８ａを操作し、沸上運転を中止させる場合、ユーザは、スイッチ部７８ｂを操作する。リモコン７６は、ユーザの操作に基づく信号をコントローラに送信する。
【００６９】
ユーザから沸上水量ＴＷを低減する旨の指示があった場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）、コントローラは、沸上水量ＴＷを低減し、ステップＳ１０（沸上運転完了予測時間算出処理）に戻る。なお、沸上水量ＴＷの低減方法としては、ユーザがリモコン７６に入力可能に設定してもよいし、コントローラが所定水量（例えば、２０リットル）を減算するようにしてもよい。一方、ユーザから沸上水量ＴＷを低減する旨の指示がなかった場合（ステップＳ２４でＮＯ）、コントローラは、図４の処理を終了する。上述のように、コントローラは、ユーザから沸上運転を実行する旨の指示、または沸上運転を中止する旨の指示が入力されるまで、ステップＳ１０〜ステップＳ１４の処理を繰り返す。なお、本実施例では、抑制電力ＷＳが７００Ｗの場合について説明している。上述のように、抑制電力ＷＳは、電力供給ユニット９に用いられる蓄電池１０４の容量によって異なる値が設定され、例えば、抑制電力ＷＳが１０００Ｗの場合がある。この場合、給湯処理において、コントローラは、第１テーブル１３２の第２沸上能力領域１３６ｂ、第２ＨＰ稼働率領域１３８ｂおよび第２テーブル１４２の第２沸上効率領域１４６ｂに基づいて、完了予測時間ＴＥおよび予測電力量Ｗｈ１を算出する。
【００７０】
蓄電池対応運転中においては、給湯システム２と重要負荷１１２の間で、蓄電池の残存電力量Ｗｈ２を有効活用する必要がある。上記の構成によると、蓄電池対応運転中において、ユーザは、沸上運転中に給湯システム２で消費される予測電力量Ｗｈ１を知ることができる。これにより、ユーザは、蓄電池の残存電力量Ｗｈ２と予測電力量Ｗｈ１とを対比して、沸上運転を実行してもよいか否かを適切に判断することができる。例えば、残存電力量Ｗｈ２が予測電力量Ｗｈ１に対して、十分に余裕がある場合は、沸上運転を実行するようにリモコン７６を操作し、残存電力量Ｗｈ２が予測電力量Ｗｈ１よりも小さい場合は、沸上運転を中止するようにリモコン７６を操作するなどである。
【００７１】
また、上記の実施例では、蓄電池対応運転中において、コントローラは、沸上運転の完了予測時間ＴＥに基づいて、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量Ｗｈ４を算出している。沸上運転中の給湯システム２においては、ヒートポンプ熱源だけでなく、給湯システム２のヒートポンプ熱源以外の機器も電力を消費している。また、沸上運転に要する時間は、通常運転中と蓄電池対応運転中で異なる場合がある。従って、沸上運転中において、完了予測時間ＴＥに基づいて、沸上運転で消費されるヒートポンプ熱源以外の機器の電力量Ｗｈ４を算出することで、予測電力量Ｗｈ１の精度を高めることができる。
【００７２】
また、上記の実施例では、蓄電池対応運転中において、コントローラは、ヒートポンプ熱源以外の機器の電力量Ｗｈ４に沸上運転中のヒータの電力量を含めている。沸上運転中に凍結防止運転が実行される場合、複数のヒータ３５を加熱することで、電力が消費される。電力量Ｗｈ４に沸上運転中のヒータの電力量を含めることで、沸上運転中に凍結防止運転が実行される場合のヒートポンプ熱源以外の機器の電力量Ｗｈ４の精度を高めることができる。この結果、予測電力量Ｗｈ１の精度も高めることができる。
【００７３】
また、上記の実施例では、蓄電池対応運転中において、コントローラは、外気温度ＴＯに基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上効率Ｅを特定し、特定した沸上効率Ｅに基づいて、予測電力量Ｗｈ１を算出している。図３の沸上効率領域１４６に示すように、外気温度ＴＯが異なると、ヒートポンプ熱源の沸上効率Ｅは異なる。従って、外気温度ＴＯに基づいて特定される沸上効率Ｅを用いて予測電力量Ｗｈ１を算出することで、予測電力量Ｗｈ１の精度を高めることができる。
【００７４】
また、上記の実施例では、蓄電池対応運転中において、コントローラは、沸上運転中のヒートポンプ熱源が使用可能な消費電力Ｗ２に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上効率Ｅを特定し、特定した沸上効率Ｅに基づいて、予測電力量Ｗｈ１を算出している。蓄電池対応運転中において、給湯システム２の消費電力Ｗ１を抑制電力ＷＳ以下に抑える必要がある場合、沸上運転中のヒートポンプ熱源が使用可能な消費電力Ｗ２も抑制される場合がある。図３の第１沸上効率領域１４６ａおよび第２沸上効率領域１４６ｂに示すように、消費電力Ｗ２が異なると、沸上効率Ｅは異なる。従って、沸上運転中のヒートポンプ熱源が使用可能な消費電力Ｗ２に基づいて特定された沸上効率Ｅを用いて予測電力量Ｗｈ１を算出することで、予測電力量Ｗｈ１の精度を高めることができる。
【００７５】
また、上記の実施例では、蓄電池対応運転中において、コントローラは、沸上運転完了までのヒートポンプ熱源の稼働率Ｒに基づいて、完了予測時間ＴＥを算出している。本実施例においては、蓄電池対応運転中において、沸上運転が完了するまでの間に凍結防止運転が実行されると、給湯システム２の消費電力Ｗ１が抑制電力ＷＳを超えてしまう。このため、コントローラは、複数のヒータ３５の駆動運転中はヒートポンプ熱源の動作を停止させ、複数のヒータ３５の非駆動運転中はヒートポンプ熱源を動作させている。この場合、複数のヒータ３５の駆動運転の駆動時間ｔ２と非駆動時間ｔ３の割合に応じて、ヒートポンプ熱源の稼働率Ｒは異なるものとなる。ヒートポンプ熱源の稼働率Ｒが低くなると、沸上運転の完了までに要する時間は長くなる。従って、沸上運転完了までのヒートポンプ熱源の稼働率Ｒを特定し、特定した稼働率Ｒに基づいて完了予測時間ＴＥを算出することで、完了予測時間ＴＥの精度を高めることができる。
【００７６】
また、上記の実施例では、蓄電池対応運転中において、コントローラは、外気温度ＴＯに基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上能力Ｈを特定し、特定した沸上能力Ｈに基づいて、完了予測時間ＴＥを算出している。図２の沸上能力領域１３６に示すように、外気温度が異なると、ヒートポンプ熱源の沸上能力Ｈは異なる。従って、外気温度ＴＯに基づいて特定された沸上能力Ｈを用いることで、完了予測時間ＴＥの精度を高めることができる。
【００７７】
また、上記の実施例では、蓄電池対応運転中において、沸上運転中のヒートポンプ熱源が使用可能な消費電力Ｗ２に基づいて、ヒートポンプ熱源の沸上能力Ｈを特定し、特定したヒートポンプ熱源の沸上能力Ｈに基づいて、完了予測時間ＴＥを算出している。蓄電池対応運転中において、給湯システム２の消費電力Ｗ１が抑制電力ＷＳ以下になるように抑える必要がある場合、沸上運転中のヒートポンプ熱源が使用可能な消費電力Ｗ２も抑制される場合がある。図２の第１テーブル１３２の沸上能力領域１３６に示すように、ヒートポンプ熱源が使用可能な消費電力Ｗ２が異なると、ヒートポンプ熱源の沸上能力Ｈは異なる。このため、沸上運転中のヒートポンプ熱源が使用可能な消費電力Ｗ２が抑制されると、完了予測時間ＴＥは遅くなる。従って、沸上運転中のヒートポンプ熱源が使用可能な消費電力Ｗ２に基づいて特定されたヒートポンプ熱源の沸上能力Ｈを用いることで、完了予測時間ＴＥの精度を高めることができる。
【００７８】
また、上記の実施例では、蓄電池対応運転中において、コントローラは、ユーザから指示された水の沸上水量ＴＷに基づいて、予測電力量Ｗｈ１を算出している。この場合、コントローラは、ユーザから指示された水の沸上水量ＴＷに基づく予測電力量Ｗｈ１を、表示部７７に表示させる。これにより、ユーザは、沸上運転に使用してもよいと判断する予測電力量Ｗｈ１のときにのみ沸上運転を実行するようにリモコン７６を操作することができる。
【００７９】
ここで、実施例の記載と請求項の記載との対応関係を説明しておく。水が「熱媒」の一例である。燃料ガスが「燃料」の一例である。商用電源が「商用電力系統」の一例である。完了予測時間が「沸上運転完了予測時間」の一例である。
【００８０】
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。
【００８１】
上記の実施例では、蓄電池対応運転中において、沸上運転と凍結防止運転が同時に実行される場合、ヒータ駆動運転中は、ヒートポンプ熱源の動作を停止させている。しかしながら、ヒータ駆動運転中にヒートポンプ熱源の動作を継続させてもよい。この場合、ヒートポンプ熱源の消費電力Ｗ２‘と、ヒートポンプ熱源以外の機器の消費電力Ｗ５との合計が、抑制電力ＷＳ以下になるように、ヒートポンプ熱源の消費電力Ｗ２‘を抑制すればよい。なお、ヒータ駆動運転中とヒータ非駆動運転中で消費電力Ｗ５が異なるため、ヒータ駆動運転中とヒータ非駆動運転中で消費電力Ｗ２’も異なる。
【００８２】
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】
【００８３】
２        ：給湯システム
４        ：ＨＰユニット
６        ：タンクユニット
８        ：バーナユニット
９        ：電力供給ユニット
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      ：戻りサーミスタ
２１      ：ＨＰ戻り経路
２２      ：往きサーミスタ
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
３５      ：ヒータ
３６ａ    ：サーミスタ
３６ｂ    ：サーミスタ
３６ｃ    ：サーミスタ
３６ｄ    ：サーミスタ
３６ｅ    ：サーミスタ
３９      ：タンク外気温度サーミスタ
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      ：水側水量センサ
５６      ：タンク出湯経路
５８      ：逆止弁
６０      ：湯側水量センサ
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      ：不揮発性メモリ
７６      ：リモコン
７７      ：表示部
７８      ：操作部
７８ａ    ：スイッチ部
７８ｂ    ：スイッチ部
８０      ：バーナ
８１      ：ガス供給管
８２      ：熱交換器
８３      ：空気供給管
８４      ：バイパスサーボ
８５      ：イグナイタ
８６      ：水量サーボ
８７      ：フレームロッド
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      ：湯はり経路
１００    ：バーナコントローラ
１０２    ：商用電源
１０４    ：蓄電池
１０６    ：分電盤
１０８    ：蓄電池用分電盤
１１０    ：一般負荷
１１２    ：重要負荷
１３２    ：第１テーブル
１３４    ：外気温度領域
１３４ａ  ：第１領域
１３４ｂ  ：第２領域
１３４ｃ  ：第３領域
１３６    ：沸上能力領域
１３６ａ  ：第１沸上能力領域
１３６ｂ  ：第２沸上能力領域
１３８    ：ＨＰ稼働率領域
１３８ａ  ：第１ＨＰ稼働率領域
１３８ｂ  ：第２ＨＰ稼働率領域
１４２    ：第２テーブル
１４４    ：外気温度領域
１４４ａ  ：第１領域
１４４ｂ  ：第２領域
１４４ｃ  ：第３領域
１４６    ：沸上効率領域
１４６ａ  ：第１沸上効率領域
１４６ｂ  ：第２沸上効率領域
１４８    ：ヒータ平均電力領域
【図１】
0006650279.tif 000002
【図２】
0006650279.tif 000003
【図３】
0006650279.tif 000004
【図４】
0006650279.tif 000005
【図５】
0006650279.tif 000006
【図６】
0006650279.tif 000007
【図７】
0006650279.tif 000008
【図８】
0006650279.tif 000009
【図９】
0006650279.tif 000010
【図１０】
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