(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプ式冷凍サイクルを用いて水を加熱し、ヒートポンプ最大能力が７ｋＷ以上であるヒートポンプ式加熱装置（１０）と、
容量が２００Ｌ以下であって、前記ヒートポンプ式加熱装置（１０）によって加熱された水を給湯使用側端末への出湯に利用するために貯蔵する貯湯タンク（１１）と、
過去の所定期間における前記ヒートポンプ式加熱装置（１０）の運転実績を記憶し、前記ヒートポンプ式加熱装置（１０）の沸き増し運転を制御する制御装置（８，１２）と、
を備え、
前記制御装置（８，１２）は、前記過去の所定期間の運転実績から１日当たりの湯張り必要熱量を算出し、前記算出した１日当たりの湯張り必要熱量のみを用いて前記沸き増し運転での目標沸き上げ温度（ＴＰ）を算出し、
前記制御装置（８，１２）は、前記過去の所定期間の運転実績から給湯に使用された熱量を求め、前記求めた給湯使用熱量から１日当たりの給湯使用熱量を予測し、前記１日当たりの給湯使用熱量の予測値から深夜時間帯に沸き上げた熱量を差し引くことにより得られる熱量を用いて、前記深夜時間帯後の時間帯で実施する前記ヒートポンプ式加熱装置（１０）の沸き増し運転の運転時間を算出し、
前記制御装置（８，１２）は、前記ヒートポンプ式加熱装置（１０）の沸き増し運転の能力を、１日の中で設定された複数の時間帯と前記貯湯タンク（１１）に貯蔵されている貯湯熱量とに基づいて決定することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記制御装置（８，１２）は、前記ヒートポンプ式加熱装置（１０）の沸き増し運転の開始条件および終了条件を、１日の中で設定された複数の時間帯に応じて変えていることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを用いたヒートポンプ式加熱装置によって加熱された温水を貯湯タンクに貯蔵し、その貯湯タンクから温水を出湯する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の給湯装置としては、機器の小型化や使用形態の多様化に伴い、深夜時間帯のタンク全量分を沸き上げる運転以外にも昼間時間帯にも湯切れ沸き上げ運転を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の装置は、昼間の電力時間帯における湯切れ沸き上げ運転開始時の起動残湯量および停止時の残湯量を湯張り動作が行われる時間帯において最も多くなるように設定することにより湯張り動作に入りやすくするとともに湯張りに必要な湯量を確保し、また、当該起動残湯量の値に応じて加熱能力を設定することにより、緊急時の湯量確保と加熱装置の運転効率の向上を図っている。
【０００４】
そして、特許文献１には、時間帯別の当該起動残湯量について次のように記載されている。すなわち、朝の７時から１０時頃までは、前夜の全量沸き上げ運転によりタンク内に多くの湯量が確保されているので起動残湯量が低めに設定され湯切れ沸き上げ運転に入りにくい状態に設定されている。次に、１０時から１７時頃までは一日のうちで最も湯の使用量が少ない時間帯であるため、この時間帯の起動残湯量は７時から１０時頃までよりもさらに低めに設定され、より湯切れ沸き上げ運転に入りにくい状態に設定されている。さらに、１７時から入浴時間帯を含む２０時頃までの一日のうちで最も湯の使用量が多い時間帯にあっては、起動残湯量が最高に設定されており、入浴に備えるための残湯量を確保できるように湯切れ沸き上げ運転に最も入りやすい状態に設定されている。
【特許文献１】特開２００７−２１８５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ユーザーが実際に湯を使用するパターンは様々であり、特許文献１に記載の装置では多様な使用パターンに対応するためには十分ではなく、湯切れ状態が発生することがあるという問題があった。換言すれば、ユーザーの使用パターンは、ユーザーの生活スタイルの多様化（朝活動型、夜活動型等）、一台の給湯装置を使用するユーザーの家族構成（多数世代の大家族、核家族等）等のため、必ずしも画一化できない。例えばユーザー特有の大量に湯を使用する状況がある場合には、当該画一的なパターンに基づく制御では湯切れを起こしてしまうことがある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ユーザーの使用実績に応じた沸き増し運転の実施により、湯切れの発生を低減するとともに、ヒートポンプ式加熱装置の運転効率の向上を図る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】
【０００７】
上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、給湯装置に係る第１の発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを用いて水を加熱し、ヒートポンプの最大能力が７ｋＷ以上であるヒートポンプ式加熱装置（１０）と、容量が２００Ｌ以下であって、ヒートポンプ式加熱装置（１０）によって加熱された水を給湯使用側端末への出湯に利用するために貯蔵する貯湯タンク（１１）と、過去の所定期間におけるヒートポンプ式加熱装置（１０）の運転実績を記憶し、ヒートポンプ式加熱装置（１０）の沸き増し運転を制御する制御装置（８，１２）と、を備えている。
【０００８】
さらに制御装置（８，１２）は、過去の所定期間の運転実績から１日当たりの湯張り必要熱量を算出し、算出した１日当たりの湯張り必要熱量のみを用いて、ヒートポンプ式加熱装置（１０）による目標沸き上げ温度（ＴＰ）を算出する。さらに制御装置（８，１２）は、過去の所定期間の運転実績から給湯に使用された熱量を求め、求めた給湯使用熱量から１日当たりの給湯使用熱量を予測し、１日当たりの給湯使用熱量の予測値から深夜時間帯に沸き上げた熱量を差し引くことにより得られる熱量を用いて、深夜時間帯後の時間帯で実施するヒートポンプ式加熱装置（１０）の沸き増し運転の運転時間を算出する。さらに制御装置（８，１２）は、ヒートポンプ式加熱装置（１０）の沸き増し運転の能力を、１日の中で設定された複数の時間帯と貯湯タンク（１１）に貯蔵されている貯湯熱量とに基づいて決定する。
【０００９】
この発明によれば、目標沸き上げ温度ＴＰに過去の実績に基づく１日当たりの湯張り必要熱量のみを反映させるので、一般的な使用形態から外れたユーザー特有の使用形態を考慮した沸き増し運転を実施できる。したがって、様々なユーザーの使用実績を反映させた沸き増し運転が実施されることにより、湯切れの発生を低減できるとともに、ヒートポンプ式加熱装置の運転効率の向上が図れる。また、装置全体の小型化と湯切れの少ない高い快適性とを併せ持った給湯装置を提供できる。また、この発明によれば、上記１日当たりの給湯使用熱量の予測値から深夜時間帯に沸き上げた熱量を差し引くことにより、様々なユーザーの使用実績を反映させた沸き増し運転が実施でき、湯切れの低減およびヒートポンプ式加熱装置の運転効率の向上が図れる。また、この発明によれば、沸き増し運転に時間帯に対応した運転仕様とタンクの貯湯熱量の観点を反映させた制御が導入されるので、さらに運転効率の向上とユーザーの使い勝手の良さとを提供することができる。
【００２７】
また、制御装置（８，１２）はヒートポンプ式加熱装置（１０）の沸き増し運転の開始条件および終了条件を、１日の中で設定された複数の時間帯に応じて変えることが好ましい。この発明によれば、沸き増し運転にさらに時間帯毎の運転仕様を導入することにより、運転効率の向上とユーザーの使い勝手の良さとを提供することができる。
【００２８】
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を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態である第１実施形態に係る給湯装置の概略構成を図１〜図５を用いて説明する。図１は本実施形態に係る給湯装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、給湯装置は、ヒートポンプ式加熱装置であるヒートポンプユニット１０と、ヒートポンプユニット１０によって加熱された水を貯える貯湯タンク１１、配管、各種弁等を含むタンクユニットと、を備えている。給湯装置の制御部は、給湯操作リモコン３０から命令信号を受信して給湯装置全体のシステムを制御するシステム制御装置１２と、システム制御装置１２との通信によってヒートポンプユニット１０の沸き上げ運転を制御するヒートポンプ制御装置８と、から構成されている。タンクユニットとヒートポンプユニット１０は、設置現場において、一体化、または離して設置可能なように構成されている。
【００３０】
ヒートポンプユニット１０は、少なくとも圧縮機１、加熱用熱交換器である水・冷媒熱交換器２、減圧装置３、蒸発器４、および気液分離器７等の冷凍サイクル機能部品が配管で環状に接続されることにより形成されている。さらに、蒸発器４の近傍には、蒸発器に対して強制風を提供する送風機５が設けられ、蒸発器４による強制風の温度（外気温度）を検出する温度センサ６が設けられている。ヒートポンプユニット１０は、本実施形態では冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素を使用することにより、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧以上になる超臨界ヒートポンプサイクルを構成する。このヒートポンプユニット１０はその最大能力が７ｋＷ以上であることが好ましい。
【００３１】
ヒートポンプサイクルを超臨界ヒートポンプサイクルで構成した場合、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温、例えば、８５℃〜９０℃程度の湯を貯湯タンク１１内に蓄えることができる。ヒートポンプユニット１０はヒートポンプ制御装置８からの制御信号により作動するとともに、その作動状態をヒートポンプ制御装置８に出力するように構成されている。ヒートポンプユニット１０は、料金設定の安価な深夜時間帯の深夜電力を利用して貯湯タンク１１内の湯を沸き上げる沸き上げ運転、および深夜時間帯以外の時間帯に後述する制御仕様に基づいた沸き上げ運転を行う。
【００３２】
ヒートポンプ制御装置８は、給湯操作リモコン３０で命令された給湯運転情報をシステム制御装置１２を介して受信し、温度センサ６、水温サーミスタ３１、水温サーミスタ３２等からの温度情報に基づいてヒートポンプユニット１０が沸き上げる湯の温度（以下、湯の温度を湯温と称する）が目標とする値となるようにヒートポンプユニット１０に含まれる可変式の減圧装置３の開度や圧縮機１の吐出容量等を制御する。
【００３３】
給湯操作リモコン３０は、ユーザーが給湯装置を使用するときに操作する操作盤であり、各操作スイッチや表示部が設けられ、浴室内やキッチンなどの湯を使用する場所の壁面に設置されている。システム制御装置１２は、給湯操作リモコン３０、水温サーミスタ３１，３２、給水温サーミスタ３３、湯温サーミスタ３４，給湯温サーミスタ３５、タンク水温サーミスタ３６ａ〜３６ｅ、図示しない他のサーミスタ、および図示しない流量カウンタ等からの流量情報を受信して、後述する手順にしたがって循環ポンプ１３、切替弁１４，２１、および混合弁２２等の制御と、ヒートポンプ制御装置８を介したヒートポンプユニット１０の制御と、を実施できるように構成されている。
【００３４】
貯湯タンク１１は耐食性に優れた金属製、例えばステンレス製の容器であり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、給湯用の湯を長時間に渡って保温することができるようになっている。貯湯タンク１１はその容量が２００Ｌ以下であることが好ましく、本実施形態では１８５Ｌのタンクを採用している。貯湯タンク１１は縦長形状であり、その底面には導入口が設けられ、この導入口には貯湯タンク１１内に水道水を導入する給水経路である導入管１７が接続されている。導入口の上流側には、給水温サーミスタ３３および流量カウンタ（図示せず）が設けられ、この温度情報および流量情報はシステム制御装置１２に出力される。また、導入口の上流側には、導入管１７を流れてくる水道水の水圧を所定圧に減圧する減圧弁（図示せず）が設けられている。
【００３５】
貯湯タンク１１の外壁面には、複数のタンク水温サーミスタが設けられ、タンク上部から下部に向けて順に、タンク水温サーミスタ３６ａ，３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅが並んでいる。タンク水温サーミスタ３６ａ〜３６ｅは、タンク内最上部から貯まる水量が上部から順に２０Ｌ、５０Ｌ、９０Ｌ、１３０Ｌ、１６５Ｌとなるように配置されており、貯湯タンク１１内上部に満たされた水の各水位レベルでの温度情報をシステム制御装置１２に出力するように構成されている。このタンク水温サーミスタ３６ａ〜３６ｅからの温度情報に基づいて、貯湯タンク１１内上方の沸き上げられた温水とタンク内下方の沸き上げられる前の水との温度境界位置を検出することができる。例えば、あるタンク水温サーミスタの検出温度が貯湯熱量として使用できる所定温度（例えば５０℃）を超えていた場合は、タンク内最上部からそのタンク水温サーミスタの位置までは給湯に使用できる湯が貯まっていることになる。
【００３６】
貯湯タンク１１の上部には上部導出口が設けられ、貯湯タンク１１の中間部には貯湯タンク１１内の中温の湯を吐出するための中間部導出口が設けられている。この両導出口は貯湯タンク１１内の湯を導出するための給湯経路である給湯配管１９に連通している。給湯配管１９は、手洗い栓、シャワー、浴槽等の給湯使用側端末と上部導出口とを接続する配管である。中間部導出口は、中温水配管２０によって給湯配管１９に接続されている。中温水配管２０と給湯配管１９との合流部には、上部導出口から導出される湯、中間部導出口から導出される湯のいずれを給湯配管１９に取り込むかを切替える切替弁２１が設けられている。切替弁２１は混合弁としてもよい。
【００３７】
給湯配管１９には、中温水配管２０との合流部より下流側に導入管１７から分岐した給水配管１８の下流端が接続されている。この接続部には混合弁２２が設けられており、混合弁２２は下流側にある給湯使用側端末に送る温水の温度を例えば設定温度等の適温状態にするために、給湯配管１９を流れる温水の量と給水配管１８を介して供給される水の量の比率を制御して温水と水を混合させる。切替弁２１の出口側の配管には温水の温度を検出する湯温サーミスタ３４が設けられ、混合弁２２の出口側の配管には給湯水の温度を検出する給湯温サーミスタ３５が設けられている。切替弁２１、混合弁２２は、各サーミスタ３４，３５および流量カウンタにより検出された情報を用いてシステム制御装置１２によってその開度が制御される。
【００３８】
貯湯タンク１１の下面には、タンク内の水を吸い出すための流出口が設けられ、貯湯タンク１１の上面にはヒートポンプユニット１０によって沸き上げた高温の湯をタンク内に流入させる流入口が設けられている。流出口と流入口は戻り配管や往き配管で構成される循環回路１５によって連通されている。ヒートポンプユニット１０内に配置された加熱手段は水・冷媒熱交換器２である。水・冷媒熱交換器２の水通路２ｂは循環回路１５の一部を構成している。
【００３９】
循環回路１５は、ヒートポンプユニット１０の上流側でヒートポンプユニット１０と貯湯タンク１１との間に強制循環手段である循環ポンプ１３を備えている。循環ポンプ１３は、ヒートポンプユニット１０が沸き上げる湯温が目標とする値となるように、システム制御装置１２によって回転数が制御される。循環回路１５は、ヒートポンプユニット１０の下流側でヒートポンプユニット１０と貯湯タンク１１との間で、貯湯タンク１１の流入口に至る配管と、貯湯タンク１１内下部に接続される供給配管１６とに分岐している。この分岐部には切替弁１４が設けられており、切替弁１４はヒートポンプユニット１０で沸き上げた湯を貯湯タンク１１内に上部から流入させるか、供給配管１６を流通させて貯湯タンク１１内に下部から流入させるかを切り替えることができる。循環回路１５の水・冷媒熱交換器２よりも上流側には、水・冷媒熱交換器２に流入する水の温度を検出する水温サーミスタ３１が設けられ、循環回路１５の水・冷媒熱交換器２よりも下流側で切替弁１４よりも上流側には、水・冷媒熱交換器２を通過した水の温度を検出する水温サーミスタ３２が設けられている。
【００４０】
水・冷媒熱交換器２は、流出口から吸入した水通路２ｂを流れる貯湯タンク１１内の水を、冷媒通路２ａを流れる高温冷媒との熱交換によって加熱した後、流入口から貯湯タンク１１内に戻すことにより、貯湯タンク１１内に上部から下部に向けて高温湯の層を形成することができる。
【００４１】
次に、上記構成における給湯装置の作動および制御について説明する。システム制御装置１２は、温水として使用される使用熱量の実績（例えば、ヒートポンプユニット１０の運転実績、湯張り相当する給湯実績等）を、毎日継続して記憶手段に記憶する。記憶手段は、例えば、フラッシュメモリやＲＡＭで構成され、記憶されているデータの読み出しや書き込みを行うものである。そして、システム制御装置１２の記憶手段は、ヒートポンプユニット１０の運転実績を含む過去の使用熱量の実績を所定期間分記憶しておくことができる。
【００４２】
本実施形態では、所定期間の一例として過去１週間分の使用熱量の実績を記憶するようにしている。そして、１週間分の使用熱量の実績は、直近の１日の実績が記憶されるタイミングになると、最も過去の１日の実績が記憶手段から消去され、直近の１日の実績が書き込まれることになる。
【００４３】
本実施形態のシステム制御装置１２は、湯切れおよび無駄な運転を排除した効率的な沸き上げ運転を実施するために、過去の所定期間の一例である過去１週間のヒートポンプユニット１０の運転実績（以下、過去１週間の運転実績と称する）から算出した１日当たりの湯張り必要熱量を用いて沸き上げ運転を行う時の目標沸き上げ温度ＴＰを算出する制御を実行する。また、本実施形態のシステム制御装置１２は、過去１週間の運転実績における湯張りに相当する実績の有無に基づいて、沸き上げ運転を行う時の目標沸き上げ温度ＴＰを算出する制御を実行する。
【００４４】
図２および図３は給湯装置の制御手順を示すフローチャートである。まず、ステップ１で電気料金が安価設定である深夜時間帯（２３時）になったことが確認されると、次に過去１週間の運転実績から湯張りに相当する実績があったか否かを判定する（ステップ２）。湯張りに相当する実績とは、浴槽に湯張りするような大量の湯を使用した実績のことであり、例えば、浴槽に湯がない状態から湯張りを開始して湯張りを完了した実績（これをケース１とする）や、給湯使用側端末への出湯が連続的に行われその出湯量が１００Ｌを超えた実績（これをケース２とする。浴槽への湯の供給ではないがシャワーを連続的に使用する場合等がある。）が相当し、少なくともいずれか一方の実績が記憶されていると、システム制御装置１２は湯張り相当の給湯実績があったと判定する。
【００４５】
そして、ケース１およびケース２のいずれもが記憶されていない場合には、湯張り相当の給湯実績がなかったと判定され、システム制御装置１２は後に沸き上げ運転を実施する時（沸き増し運転時）の目標沸き上げ温度ＴＰを所定温度である６５℃に決定する（ステップ３）し、その後、後述するステップ６の判断を実行する。このように過去に湯張り相当の給湯実績がなかった場合には、このユーザーの場合、貯湯タンク１１内に新たに供給しなければならない熱量は大きくないと判断し、目標沸き上げ温度ＴＰを一定の所定値に制御することにより、湯切れを起こさず、かつ効率の良い運転を実施するものである。さらに、目標沸き上げ温度ＴＰを６５℃にした場合には、貯湯タンク１１内の最低貯湯熱量（例えば６０℃）を確保した省電力運転を実施でき、ヒートポンプユニット１０のＣＯＰ（成績係数）向上が得られる。
【００４６】
一方、湯張り相当の給湯実績があったと判定されると、システム制御装置１２は１日当たりの湯張り必要熱量を算出する（ステップ４）。この１日当たりの湯張り必要熱量は、過去１週間の運転実績から算出されるもので、ケース１に該当した場合はユーザーによって設定された湯張り設定温度から給水温度を差し引いた値に湯張り完了の予測湯量を乗じることにより求めることができ、また、ケース２に該当した場合は実績として記憶された１００Ｌを超える連続的な出湯時に必要であった使用熱量を算出することにより求めることができる。また、システム制御装置１２がステップ２において、ケース１およびケース２の両方の実績があったと認識した場合には、それぞれのケースに対応する１日当たりの湯張り必要熱量を求め、求めた値のうち大きい方を１日当たりの湯張り必要熱量として採用する。また、１日当たりの湯張り必要熱量は、過去１週間における、湯張り回数、各湯張りに要した熱量等の実績を用いて算出することができる。
【００４７】
次に、システム制御装置１２は沸き増し運転時の目標沸き上げ温度ＴＰを算出する（ステップ５）。すなわち、ステップ４で求めた１日当たりの湯張り必要熱量を用いて、貯湯タンク１１が満タンとなる湯量にて湯張り熱量を割戻し、目標沸き上げ温度ＴＰを算出する。
【００４８】
次にシステム制御装置１２は、現在の貯湯タンク１１内の温水温度を検出するタンク水温サーミスタ３６ａ〜３６ｅの検出温度によって、貯湯タンク１１内の温水の状態（残り湯の温度、貯湯量、蓄積熱量）を検出する。そして、ステップ６で、貯湯タンク１１内に蓄えられている残り湯の貯湯量がヒートポンプユニット１０の時間帯別運転・停止制御（図４参照）の最低貯湯量（２３時から翌朝の７時までは５０Ｌ）よりも大きいか否かを判定する。図４は、ヒートポンプユニット１０の時間帯別運転・停止制御の仕様を示す制御仕様図である。
【００４９】
そして、貯湯タンク１１内に蓄えられている残り湯の貯湯量（タンクの残湯量）が当該時間帯別運転・停止制御の最低貯湯量よりも大きくないと判定した場合には、貯湯タンク１１内に最低限の貯湯量が貯まっていないとして、図４に示す７．５ｋＷのヒートポンプ能力で運転を開始し、貯湯を行う。そして、以降も図４の制御仕様図にしたがって時間帯別運転・停止制御を実行する（ステップ７）。
【００５０】
ここで、時間帯別運転・停止制御の仕様を図４にしたがって簡潔に説明する。図４に示すように、この制御においては、７時から２３時までは貯湯タンク１１内の残り湯の貯湯量が５０Ｌ未満になると、貯湯量にかかわらず７．５ｋＷのヒートポンプ能力で沸き上げ運転が開始される。そして、この沸き上げ運転は貯湯量が９０Ｌになると停止される。また、沸き上げ運転の開始条件は、複数あり、残り湯の貯湯量が５０Ｌ未満であることの他、７時から１０時までにおいては貯湯量が１３０Ｌ未満で、かつ必要沸き増し時間Ｔｕが１５分より大きいことの条件が満たされるときであり、１０時から１７時までにおいては貯湯量が９０Ｌ未満で、かつＴｕが１５分より大きいことの条件が満たされるときであり、１７時から２３時までにおいては貯湯量が１３０Ｌ未満で、かつＴｕが１５分より大きいことの条件が満たされるときである。このように時間帯毎に設定された開始条件を満たして沸き上げ運転が開始されると、貯湯量が１６５Ｌ以上で、かつＴｕが０分になるまで運転が継続されるようになっている。
【００５１】
さらに、２３時から翌朝の７時までにおいては、残り湯の貯湯量が５０Ｌ未満になると、貯湯量にかかわらず７．５ｋＷのヒートポンプ能力で沸き上げ運転は開始される。そして、この運転は９０Ｌになると停止される。また、他に、沸き上げ運転の開始条件としては、貯湯タンク１１が７時に満タンになると予測される時間が来たときであり、このときのヒートポンプ能力は残り湯の貯湯量が５０Ｌ未満の場合は６．０ｋＷであり、５０Ｌ以上の場合は４．５ｋＷである。そして、この運転は、貯湯量が１６５Ｌ以上で、かつＴｗｉ（水温サーミスタ３１の検出温度）が５０℃を超えると終了するようになっている。
【００５２】
このように時間帯別運転・停止制御では、制御装置は沸き増し運転の能力を、１日の中で設定された複数の時間帯および貯湯タンク１１に貯蔵されている貯湯熱量に基づいて決定している。これにより、時間帯に対応した仕様およびタンクの貯湯熱量の観点が導入された沸き増し運転を実施できるので、さらに運転効率の向上およびユーザーの使い勝手の良さを提供できる。また、時間帯別運転・停止制御では、制御装置は沸き増し運転の開始条件および終了条件を、１日の中で設定された複数の時間帯に応じて変えている。この制御によれば、沸き増し運転にさらに時間帯毎の運転仕様が導入されるので、運転効率およびユーザーの使い勝手の良さの向上が図れる。
【００５３】
システム制御装置１２は、ステップ６で、残り湯の貯湯量がヒートポンプユニット１０の時間帯別運転・停止制御の最低貯湯量（２３時から翌朝の７時までは５０Ｌ）よりも大きいと判定すると、残り湯の貯湯量の監視を継続し（ステップ８）、次に時刻が翌日の２時になった時点で、１日当たりの使用熱量の予測値を算出する（ステップ９、ステップ１０）。１日当たりの使用熱量の予測値は、まず過去１週間の運転実績から給湯に使用された熱量を求め、この１週間分の使用熱量から１日当たりの使用熱量の平均値を算出し、この平均値に所定の熱量を加えることにより算出される。この所定の熱量を加えたことにより、１日当たりの使用熱量の予測値が、過去の実績に基づく１日当たりの平均値よりも大きくなり、予測値に幅をもたせることができる。このため、ユーザーの今後の使用形態が過去のものと多少異なったとしても、湯切れを起こす可能性を低くすることができる。
【００５４】
さらに、システム制御装置１２は、ステップ１１で、ヒートポンプユニット１０の最小能力（例えば、４．５ｋＷ）で沸き上げ運転を行った場合に沸き上げ完了までに要する時間（必要沸き上げ時間）を算出する。この最小能力は、７時に沸き上げが完了するようにする能力であり、ヒートポンプユニット１０の高効率と深夜電力を利用した省電力とを両立する能力である。次に、７時から逆算して、最小能力での沸き上げ運転を開始する時間になったと判断すると（ステップ１２）、最小能力での沸き上げ運転を開始する（ステップ１３）。そして、７時になるか、または前述の時間帯別運転・停止制御の終了条件が成立したときに、最小能力での沸き上げ運転を停止する（ステップ１４、ステップ１５）。
【００５５】
次に、システム制御装置１２は、ステップ１０で算出した１日当たりの給湯使用熱量の予測値と貯湯タンク１１の貯湯熱量（蓄積熱量）を比較し、１日当たりの給湯使用熱量の予測値の方が大きいか否かを判定する（ステップ１６）。１日当たりの給湯使用熱量の予測値の方が大きいと判定した場合は、ステップ１７で必要沸き増し時間Ｔｕを算出する。一方、１日当たりの給湯使用熱量の予測値の方が大きくないと判定した場合はステップ１７をスキップしてステップ１８に飛び、前述の時間帯別運転・停止制御（図４参照）を実行する。
【００５６】
この必要沸き増し時間Ｔｕは、ステップ５で算出した目標沸き上げ温度ＴＰを満たす運転を行ったときの運転時間である。さらに、必要沸き増し時間Ｔｕは、ステップ１０で算出した１日当たりの給湯使用熱量の予測値からこれまでの深夜時間帯に沸き上げた熱量を差し引くことにより得られる熱量を用いて算出される。
【００５７】
また、必要沸き増し時間Ｔｕは以下の方法によって算出してもよい。まず、過去１週間の運転実績から１日当たりの給湯使用熱量と１日当たりの湯張り使用熱量を求め、ステップ１０で１日当たりの給湯使用熱量から１日当たりの湯張り使用熱量を差し引くことにより１日当たりの給湯使用熱量の予測値を算出する。そして、１日当たりの給湯使用熱量の予測値から深夜時間帯に沸き上げた熱量を差し引くことにより得られる熱量を用いて、必要沸き増し時間Ｔｕを算出する。
【００５８】
次に、システム制御装置１２は、浴槽への湯張り運転が開始されたか否かの判定を行う（ステップ１９）。湯張り運転は、給湯操作リモコン３０から湯張り運転の命令が送られたときに開始される。ステップ１９は、湯張り運転の命令が送られてくるまで反復され、ステップ１９で運転開始の判定がされると、次にステップ２０で浴槽の残り湯がないか否かが判定される。そして、浴槽残り湯があると判定されると、図４の制御仕様図にしたがうヒートポンプユニット１０の湯張り時運転・停止制御を実行する（ステップ２１）。
【００５９】
ここで、湯張り時運転・停止制御の仕様を図５にしたがって簡潔に説明する。図５に示すように、この制御においては、貯湯タンク１１内の残り湯の貯湯量が５０Ｌ未満であると、タンクの貯湯量や風呂の残湯量にかかわらず７．５ｋＷのヒートポンプ能力で沸き上げ運転が開始される。そして、この沸き上げ運転は貯湯量が１６５Ｌ以上になるか、または必要沸き増し時間Ｔｕが０分になると終了するようになっている。また、タンクの貯湯量が５０Ｌ未満であること以外の開始条件としては、風呂の残り湯がないことを検知したという条件、風呂の残り湯がある場合には貯湯量が１３０Ｌ未満で、かつＴｕが１５分より大きいという条件のいずれかが満たされるときである。
【００６０】
次に、システム制御装置１２は、ステップ２０で浴槽の残り湯がないと判定されると、図３に示すステップ２２の湯張り時運転・停止制御を実行する。ステップ２２の湯張り時運転・停止制御では、ステップ５で算出した目標沸き上げ温度ＴＰを満たすような沸き上げ運転を実施し、この運転は沸き上げ運転終了の停止条件（図５参照）が成立するまで継続される（ステップ２３）。システム制御装置１２は、この停止条件が成立したと判定すると、前述の時間帯別運転・停止制御（図４参照）に移行し（ステップ２４）、この制御を２２時５９分まで継続する（ステップ２５）。
【００６１】
本実施形態の給湯装置はヒートポンプ最大能力が７ｋＷ以上であるヒートポンプユニット１０と、容量が２００Ｌ以下である貯湯タンク１１とを備えている。給湯装置の制御装置は、過去１週間の運転実績から１日当たりの湯張り必要熱量を算出し、算出した１日当たりの湯張り必要熱量を用いて沸き増し運転時の目標沸き上げ温度ＴＰを算出する。この制御によれば、目標沸き上げ温度ＴＰに過去の実績に基づく１日当たりの湯張り必要熱量を反映させることにより、特有の使用形態をもつユーザーに対しても湯切れ等の不具合を起こさず、高い快適性とヒートポンプユニット１０の効率向上を提供することができる。また、上記制御によれば、容量が２００Ｌと小さい貯湯タンク１１であってもヒートポンプ最大能力が７ｋＷ以上有することにより、装置全体の設置スペースの小型化と湯切れの少ない高い快適性とを併せ持った給湯装置を提供できる。
【００６２】
また、給湯装置の制御装置は、過去１週間の運転実績から湯張りに相当する給湯実績があったか否かを判定し、判定した湯張り相当の給湯実績の有無に基づいて沸き増し運転時の目標沸き上げ温度ＴＰを決定する。この制御によれば、湯張り実績という湯切れ発生につながる大きなファクターを加味した沸き上げ運転を実施することができる。したがって、特有の使用形態をもつユーザーに対しても湯切れ等の不具合を起こさず、高い快適性とヒートポンプユニット１０の効率向上を提供することができる。
【００６３】
また、給湯装置の制御装置は、過去１週間において湯張り相当の給湯実績があったと判定した場合には、過去の運転実績から１日当たりの湯張り必要熱量を算出し、算出した１日当たりの湯張り必要熱量を用いて沸き増し運転時の目標沸き上げ温度ＴＰを決定する。この制御により、湯張り相当実績の使用熱量を反映させた目標沸き上げ温度ＴＰが決定され、湯切れ発生につながる大きなファクターを加味した沸き増し運転を実施することができる。また、ユーザー特有の使用パターンに対しても湯切れを抑制する一層の効果が期待できる。
【００６４】
また、給湯装置の制御装置は、過去１週間の給湯使用実績を反映させて１日当たりの給湯使用熱量を予測することにより、様々なユーザーの使用実績を反映させた沸き増し運転を実施して湯切れの発生を低減できる。また、１日当たりの使用熱量の予測値から深夜時間帯に沸き上げた熱量を除いて算出した熱量を用いて、沸き増し運転時間を算出することにより、ヒートポンプユニット１０の運転効率を向上することができる。
【００６５】
また、給湯装置の制御装置は、過去１週間の給湯使用実績から、１日当たりの給湯使用熱量と上記１日当たりの湯張り使用熱量とを求め、当該１日当たりの給湯使用熱量から当該１日当たりの湯張り使用熱量を差し引くことにより１日当たりの給湯使用熱量を予測することにより、様々なユーザーの使用実績を一層反映させることができる沸き増し運転を提供できる。これにより湯切れの可能性をさらに低減することができる。また、このようにして得られた１日当たりの使用熱量の予測値から深夜時間帯に沸き上げた熱量を除いて算出した熱量を用いて、沸き増し運転時間を算出することにより、ヒートポンプユニット１０の運転効率を向上することができる。
【００６６】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００６７】
例えば、上記実施形態では、温水として使用される使用熱量の実績（例えば、ヒートポンプユニット１０の稼動実績、湯張り相当する給湯実績等）は、システム制御装置１２の記憶手段に記憶されるとしているが、当該記憶手段を有するヒートポンプ制御装置８に記憶されるように構成してもよい。
【００６８】
また、図２のフローチャートのステップ９に示した２時は、所定時刻の一例にすぎず、この時刻に限定されるものではない。
【００６９】
また、上記実施形態において、制御装置に記憶される１週間の運転実績は、装置の工場出荷時においてあらかじめ記憶させていた所定の運転情報（モデル運転情報）を更新することにより、ユーザーの使用実態に適合させていくものであってもよい。
【００７０】
また、ヒートポンプユニット１０のヒートポンプサイクルを流れる作動冷媒は、二酸化炭素に限定されるものではなく、フロン等の他の冷媒であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１実施形態に係る給湯装置の構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態に係る給湯装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る給湯装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係る給湯装置におけるヒートポンプユニット１０の時間帯別運転・停止制御の仕様を示す制御仕様図である。
【図５】第１実施形態に係る給湯装置におけるヒートポンプユニット１０の湯張り時の運転・停止制御の仕様を示す制御仕様図である。
【符号の説明】
【００７２】
８…ヒートポンプ制御装置（制御装置）
１０…ヒートポンプユニット（ヒートポンプ式加熱装置）
１１…貯湯タンク
１２…システム制御装置（制御装置）
【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】
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