(57)【要約】【課題】過去の追い焚き能力を反映した沸き上げを行うことのできる給湯装置を提供する。【解決手段】本実施形態の給湯装置は、貯湯タンク１０に貯湯された温水と浴水とを熱交換させて追い焚きを制御するとともに、貯湯タンク１０内に沸き上げ給湯するヒートポンプユニット２０の給湯運転を制御するＥＣＵ４０を備え、このＥＣＵ４０は、追い焚き中の追い焚き能力を検出するとともに、検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していないと判断した場合は、その後の給湯運転において、沸き上げ温度を所定温度高くし、またはあらかじめ貯湯タンク１０内に貯湯しておく最低貯湯量を所定量増加する制御を行うものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク（１０）に貯湯された温水と浴水とを熱交換させて追い焚きを制御するとともに、前記貯湯タンク（１０）内に沸き上げ給湯するヒートポンプユニット（２０）の給湯運転を制御する制御手段（４０）を備えた給湯装置であって、
前記制御手段（４０）は、追い焚き中の追い焚き能力を検出するとともに、前記検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していないと判断した場合は、その後の給湯運転において、沸き上げ温度を所定温度高くし、またはあらかじめ前記貯湯タンク（１０）内に貯湯しておく最低貯湯量を所定量増加することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記制御手段（４０）は、前記追い焚き中の追い焚き能力を浴槽と貯湯タンク（１０）を循環する流量、および浴槽に対する往き戻り湯温を用いて検出することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記制御手段（４０）は、前記追い焚き中の追い焚き能力を単位時間当たりの浴槽水の温度上昇値を用いて算出することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記制御手段（４０）は、前記検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していると判断した場合は、その後の給湯運転において、前記最低貯湯量を減じることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給湯装置。
【請求項５】
前記制御手段（４０）は、前記検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していると判断した場合は、その後の給湯運転における沸き上げ温度を、追い焚き実績なしの場合に対応する温度に所定温度ずつ低下させていくことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給湯装置。
【請求項６】
前記制御手段（４０）は、貯湯タンク（１０）内の蓄熱量が不足していて追い焚き運転が行えない追い焚き待機状態であることを検出した場合は、前記追い焚き能力が追い焚きに必要な能力に達していないと判断することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプサイクルを用いて沸き上げた湯を貯湯タンク内に貯めて、必要に応じて浴槽内に湯を供給できる給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の給湯装置としては、ヒートポンプユニットで貯湯タンク内に水を沸き上げる場合、電力料金設定の安価な深夜時間帯になると、過去の給湯実績から目標熱量を決定し、この目標熱量から現在の残り湯の熱量を差し引いた熱量を沸き上げ目標熱量として沸き上げ運転を行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の給湯装置においては、過去の給湯実績から目標熱量を決定する具体的な方法については開示されていないが、例えば、その方法として過去の所定日数間に行われた追い焚き回数により目標熱量を決定するものが知られている。
【特許文献１】特開２００５−４９０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、過去の追い焚き回数から目標熱量を決定する制御では、過去の追い焚き実績回数が少ない場合には、目標熱量を小さく決定することになり、例えば、あらかじめ貯湯タンク内に貯めておく最低貯湯量を少なくしたり、また、沸き上げ温度を小さくしたりすることになっていた。このときには、沸き上げ温度によっては、次の追い焚きに時間を相当要することがある。他方、過去の追い焚き実績回数が多い場合は目標熱量を大きく決定することになり、例えば、最低貯湯量を増加させたり、また、沸き上げ温度を大きく上昇させたりすることになっていた。このときには、ユーザーが過去の追い焚き能力に満足している場合には、余分な熱量を蓄積してしまい、ランニングコストの増加、ＣＯＰの低下につながってしまう。
【０００５】
このように、追い焚きの回数によって沸き上げ温度や、最低貯湯量が決められることにより、ユーザーにとって望ましくない追い焚きや、余分な熱量の蓄熱が行われてしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は上記問題点を鑑みてなされたものであり、過去の追い焚き能力を反映した沸き上げを行うことのできる給湯装置を提供することにある。
【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、請求項１に記載の発明は、貯湯タンク（１０）に貯湯された温水と浴水とを熱交換させて追い焚きを制御するとともに、貯湯タンク（１０）内に沸き上げ給湯するヒートポンプユニット（２０）の給湯運転を制御する制御手段（４０）を備えた給湯装置であって、制御手段（４０）は、追い焚き中の追い焚き能力を検出するとともに、検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していないと判断した場合は、その後の給湯運転において、沸き上げ温度を所定温度高くし、またはあらかじめ貯湯タンク（１０）内に貯湯しておく最低貯湯量を所定量増加することを特徴とする。
【０００８】
この請求項１に記載の発明によれば、過去の追い焚き状況をリアルタイムで監視し、そのときの追い焚き能力が十分なものであるか否かを判断して必要な制御をその後の給湯運転に反映させる学習機能を備えることにより、その後に追い焚きにおいて、追い焚き不良や無駄な運転を防ぎ、適切な追い焚き性能を発揮させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の給湯装置において、制御手段（４０）は、追い焚き中の追い焚き能力を浴槽と貯湯タンク（１０）を循環する流量、および浴槽に対する往き戻り湯温を用いて検出することを特徴とする。この請求項２に記載の発明によれば、給湯装置のシステム上、精度が高く適切な制御を実施することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の給湯装置において、制御手段（４０）は、追い焚き中の追い焚き能力を単位時間当たりの浴槽水の温度上昇値を用いて算出することを特徴とする。この請求項３に記載の発明によれば、浴槽水の温度をもとに制御を行うことにより、ユーザーの体感により近い制御を実施することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の給湯装置において、制御手段（４０）は、検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していると判断した場合は、その後の給湯運転において、最低貯湯量を減じることを特徴とする。この請求項４に記載の発明によれば、余分な能力を発揮した無駄な運転を防ぎ、ランニングコストを低減することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の給湯装置において、制御手段（４０）は、検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していると判断した場合は、その後の給湯運転における沸き上げ温度を、追い焚き実績なしの場合に対応する温度に所定温度ずつ低下させていくことを特徴とする。この請求項５に記載の発明によれば、無駄な運転を防いでランニングコストを低減することができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の給湯装置において、制御手段（４０）は、貯湯タンク（１０）内の蓄熱量が不足していて追い焚き運転が行えない追い焚き待機状態であることを検出した場合は、追い焚き能力が追い焚きに必要な能力に達していないと判断することを特徴とする。
【００１４】
この請求項６に記載の発明によれば、追い焚き能力が追い焚きに必要な能力に達していないケースに追い焚き待機状態を加えることで、実際の運転状況に即したさらに精度の高い制御を実施することができる。
【００１５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本実施形態による給湯装置を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は、本実施形態における給湯装置の概略構成を示した模式図である。図２は、本実施形態の給湯装置の構成部品とＥＣＵとの関係を示した構成図である。図３は、本実施形態の給湯装置において、追い焚き能力を反映した深夜沸き上げの制御の流れを示すフロー図である。図４は、図３に示した制御に対し、一部異なる流れを示すフロー図である。
【００１７】
本実施形態の給湯装置は、貯湯式のヒートポンプ給湯装置であり、一般家庭用として使用されるものであり、貯湯タンク１０内に蓄えられた給湯用の湯を熱源として、台所、洗面所、浴室などへの給湯機能の他に、湯張りされた浴槽内の浴水を追い焚きする機能を有している。
【００１８】
図１に示すように、給湯装置の給湯機能は、貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０内の下部の水を貯湯タンク１０内の最上部に送る流体加熱用流路２１と、流体加熱用流路２１を流れる水を加熱するヒートポンプユニット２０と、貯湯タンク１０内の湯を貯湯タンク１０の外に送る給湯用流路１２、１３、１７、１７ａと、貯湯タンク１０内の最下部へ水を供給する給水用流路１１と、本給湯システムの作動を制御する制御手段であるＥＣＵ４０と、から構成されている。
【００１９】
そして、追い焚き機能としては、浴槽内の浴水と貯湯タンク１０内の湯とが熱交換するように構成された浴水追い焚き手段が設けられている。貯湯タンク１０は、給湯用の湯を蓄える容器であり、耐食性に優れた金属製、例えば、ステンレス製からなり、その外周部に図示しない断熱材が設けられ、高温の給湯用の湯を長時間に渡って保温することができる。
【００２０】
貯湯タンク１０は縦長形状であり、その底面に導入口１０ａが設けられ、この導入口１０ａには貯湯タンク１０内に水道水を供給する給水用流路である給水管１１が接続されている。この給水管１１には温度検出手段である給水サーミスタ５１が設けられ、給水管１１内の温度情報はＥＣＵ４０に出力される。
【００２１】
給水管１１には、導入される水道水の水圧が所定圧となるように調節するとともに、断水などにおける湯の逆流を防止する減圧逆止弁（図示せず）が設けられている。さらに、給水管１１は、後述する給湯用混合弁１５、１５ａに繋げられている。
【００２２】
他方、貯湯タンク１０の最上部には導出口１０ｂが設けられ、導出口１０ｂには貯湯タンク１０内に蓄えられた給湯用の湯のうち、高温の湯を導出するための給湯用流路である高温取出し管１２が接続されている。なお、この高温取出し管１２の経路途中には、図示しない逃がし弁が配設された排出配管が接続され、貯湯タンク１０内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク１０内の湯を外部に排出して、貯湯タンク１０等に損害を与えないように構成されている。
【００２３】
貯湯タンク１０の中間部には、導出口１０ｃが設けられ、導出口１０ｃには貯湯タンク１０内に蓄えられた給湯用の湯のうち、中温の湯を導出するための給湯用流路である中温取出し管１３が接続されている。
【００２４】
高温取り出し管１２と中温取り出し管１３との下流である合流部位には、高中温混合弁１４が設けられている。高中温混合弁１４は、給湯用混合弁１５、１５ａに流通させる給湯用水の湯温を調節する温度調節弁であり、それぞれの開口面積比を調節することで、高温取り出し管１２から取り出した高温の蓄熱用流体と中温取り出し管１３から取り出した中温の蓄熱用流体との混合比を調節することができる。
【００２５】
高中温混合弁１４は、ＥＣＵ４０に電気的に接続されており、貯湯サーミスタ５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅ、５５ｆ、５５ｇ、および湯温サーミスタ５２より検出される温度情報に基づいて制御される。ここでは、湯温サーミスタ５２で検出された温度情報が、所定温度、例えば、設定温度に＋２℃程度となるように、中温取り出し管１３から取り出した中温の湯を積極的に混合させるようにして当該所定温度に温度調節している。
【００２６】
なお、湯温サーミスタ５２は、高中温混合弁１４の下流側に設けられ、高中温混合弁１４で混合された給湯用水の湯温を検出している。高中温混合弁１４の下流側は、給湯用流路である給湯用配管１７とその給湯用配管１７から分岐した給湯用配管１７ａとが接続されている。
【００２７】
給湯用配管１７は、下流端に接続された給湯水栓、シャワー水栓等へ設定温度に温度調節された給湯用水を導く配管であり、その流路の中途に温度調節手段である給湯用混合弁１５、温度検出手段である給湯サーミスタ５３、および給湯検出手段である流量カウンタ５４が設けられている。
【００２８】
給湯用配管１７ａは、その下流端が浴水追い焚き手段の往き管６２に繋がれ、浴槽内に湯張り、差し湯、たし湯などを行うときに、設定温度に温度調節された給湯用水を導く配管である。給湯用配管１７ａの流路の中途には、温度調節手段である湯張り用混合弁１５ａ、温度検出手段である湯張り用給湯サーミスタ５３ａ、湯張り用開閉弁５７、給湯検出手段である湯張り用流量カウンタ５４ａ、および逆止弁５９が設けられている。
【００２９】
給湯用混合弁１５、湯張り用混合弁１５ａは、それぞれ給湯用配管１７、１７ａの末端で出湯する給湯用水の湯温を調節する温度調節弁である。これらは、それぞれの開口面積比、つまり、高中温混合弁１４で温度調節された給湯用水側の開度と給水配管１１に連通する水側の開度の比率を調節することによって、出湯する湯温を設定温度に調節する。
【００３０】
給湯用混合弁１５、湯張り用混合弁１５ａは、ＥＣＵ４０に電気的に接続されており、給水サーミスタ５１、湯温サーミスタ５２、給湯サーミスタ５３、湯張り用給湯サーミスタ５３ａより検出される温度情報に基づいて制御される。
【００３１】
給湯サーミスタ５３は給湯用配管１７内の温度情報を、流量カウンタ５４は給湯用配管１７内の温度情報を、湯張り用給湯サーミスタ５３ａは給湯用配管１７ａ内の温度情報を、湯張り用流量カウンタ５４ａは給湯用配管１７ａ内の流量情報を、それぞれＥＣＵ４０に出力する。
【００３２】
なお、高中温混合弁１４、給湯用混合弁１５、および湯張り用混合弁１５ａは、それぞれの出口側に設けられた湯温サーミスタ５２、給湯サーミスタ５３、もしくは湯張り用給湯サーミスタ５３ａで検出される給湯用水の湯温に基づいてフィードバック制御が行われている。
【００３３】
また、流量カウンタ５４、湯張り用流量カウンタ５４ａがそれぞれの給湯用配管１７、１７ａ内の水の流れを検出したときは、それぞれの給湯用配管１７、１７ａの末端にある給湯水栓、シャワー水栓、もしくは湯張り用開閉弁５７が開弁されて給湯用水を出湯している状態となる。
【００３４】
湯張り用開閉弁５７は、給湯用配管１７ａの流路を開閉する電磁弁であり、浴槽内に浴水を湯張り、差し湯、たし湯などを行うときにＥＣＵ４０によって制御される。逆止弁５９は、浴水循環水流路６１内の浴水が給湯用配管１７ａ内に流通させないための弁である。
【００３５】
貯湯タンク１０の下部には、貯湯タンク１０内の最下部の水を吸入するための吸入口１０ｄが設けられている。貯湯タンク１０の上方には、貯湯タンク１０内の最上部に湯を吐出する吐出口１０ｅが設けられている。吸入口１０ｄと吐出口１０ｅは、流体加熱用流路２１によって連通しており、流体加熱用流路２１の一部はヒートポンプユニット２０内に配置されている。
【００３６】
ヒートポンプユニット２０は、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素を使用するヒートポンプサイクルと、貯湯タンク１０の下部から水を取り出し、ヒートポンプサイクルによって加熱後に貯湯タンク１０の上部に戻す流体加熱用流路２１と、この流体加熱用流路２１中に設置された図示しない給水ポンプとから少なくとも構成され、ＥＣＵ４０によって制御される。ヒートポンプサイクルを超臨界ヒートポンプで構成した場合、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１０内に蓄えることができる。
【００３７】
ヒートポンプサイクルは、主に、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１０内の湯を沸き上げる沸き上げ運転を行う。本発明では、この沸き上げ運転が、過去の追い焚き中の追い焚き能力を反映して学習制御することによって実施されることを特徴としている。
【００３８】
流体加熱用流路２１には、ヒートポンプユニット２０内の水−冷媒熱交換器に供給される水の温度を検出する入水温度サーミスタ２２が設けられ、さらに水−冷媒熱交換器出口での沸き上げ温度を検出する沸き上げ温度サーミスタ２３が設けられている。そして、いずれのサーミスタも温度情報をＥＣＵ４０に出力する。
【００３９】
貯湯タンク１０の外壁面には、貯湯量および貯湯温度を検出するための貯湯温度検出手段である複数の貯湯サーミスタ５５ａ〜５５ｇが貯湯タンク１０の高さ方向に配置され、貯湯タンク１０内に満たされた湯もしくは水の各水位レベルでの温度情報をＥＣＵ４０に出力している。したがって、ＥＣＵ４０は、貯湯サーミスタ５５ａ〜５５ｇからの温度情報に基づいて、貯湯タンク１０内上方の沸き上げられた湯と貯湯タンク１０内下方の沸き上げられる前の水との境界位置を検出できるとともに、これにより貯湯量が検出できるようになっている。
【００４０】
なお、これらのうち、貯湯サーミスタ５５ａは、貯湯タンク１０の最上部外壁面に設けられており、高温取出し管１２に吸入される高温の湯の温度である貯湯タンク１０内最上部の湯温を検出する出湯サーミスタの機能も有している。また、貯湯サーミスタ５５ｄ、ｅは中温取出し管１３とほぼ同一の高さに配置されている。これにより、中温取出し管１３から導出される湯温を検出する出湯サーミスタの機能も有している。なお、貯湯サーミスタ５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅ、５５ｆ、５５ｇは、タンク最上部からの湯量としてそれぞれ、２０Ｌ、５０Ｌ、１００Ｌ、１５０Ｌ、２００Ｌ、２５０Ｌ、３３０Ｌを検知する位置に設けられている。
【００４１】
次に、浴水追い焚き手段は、追い焚き用熱交換器７５と、追い焚き用熱交換器７５に浴槽内の浴水を流通させて浴槽内に戻す浴水循環水流路６１とから構成される。追い焚き用熱交換器７５は、コイル状に形成されて、貯湯タンク１０内の上方、つまり、給湯用水が高温となる部位に配設され、内部を流通する浴水を貯湯タンク１０内に蓄えられた給湯用水に加熱される熱交換器である。
【００４２】
浴水循環水流路６１は、浴槽内の浴水を追い焚き用熱交換器７５の入口側に導く往き管６２、追い焚き用熱交換器７５で熱交換された浴水を浴槽内に導く戻り管６３、およびバイパス管６４から構成されている。往き管６２には、上流側から順に、水圧スイッチ６５、開閉弁６６、循環ポンプ６７、循環温度サーミスタ６８、流水スイッチ６９、および追い焚き三方弁７０が設けられている。戻り管６３には、追い焚き温度サーミスタ７１が設けられている。
【００４３】
水圧スイッチ６５は、浴槽内に湯張りされた浴水の湯量、言い換えれば浴槽内の水位レベルを求めるための水圧を検出するセンサである。開閉弁６６は浴水循環水流路６１を開閉する電磁弁であり、循環ポンプ６７は浴槽内の浴水を追い焚き用熱交換器７５に圧送する電動ポンプである。循環温度サーミスタ６８は、往き管６２を流通する浴水の湯温を検出する水温センサである。
【００４４】
流水スイッチ６９は、追い焚き三方弁７０側の方向に浴水および後述する給湯用水が流通しているか否かを検出するための流水センサである。追い焚き三方弁７０は、浴水を追い焚き用熱交換器７５に流通させるか、追い焚き用熱交換器７５を迂回するバイパス管６４に流通させるかのいずれか一方に流通方向を切り換えるための切換弁である。
【００４５】
追い焚き温度サーミスタ７１は、戻り管６３を流通する浴水の湯温を検出する水温センサであり、浴槽内に戻される浴水温度である。なお、水圧スイッチ６５、流水スイッチ６９、循環温度サーミスタ６８、および追い焚き温度サーミスタ７１は、それぞれの容積情報、流水情報および温度情報をＥＣＵ４０に出力し、開閉弁６６、循環ポンプ６７、および追い焚き三方弁７０はＥＣＵ４０によって制御される。
【００４６】
湯張り後に浴槽内の浴水の温度を検出するときは、追い焚き三方弁７０をバイパス管６４側に流れ方向を切り換えるとともに、循環ポンプ６７を作動させる。そして、浴槽内の浴水が往き管６２、バイパス管６４、戻り管６３、浴槽内の順に循環され、循環温度サーミスタ６８により浴水の湯温が検出される。
【００４７】
追い焚きを行うときは、追い焚き三方弁７０の流れ方向を追い焚き用熱交換器７５側に切り換えることで、浴槽内の浴水が往き管６２、追い焚き用熱交換器７５、戻り管６３、浴槽内の順に循環される。そして、循環温度サーミスタ６８により検出された浴水の湯温が所定温度になるまで浴水を循環させて制御する。
【００４８】
次に、ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵するＲＯＭには、あらかじめ設定された制御プログラムが設けられている。ＥＣＵ４０は、各サーミスタ２２、２３、５１〜５３、５３ａ、５５ａ〜５５ｇ、６８、７１からの温度情報、各流量カウンタ５４、５４ａからの流量情報、および台所リモコン２４や風呂リモコン２５の操作スイッチからの操作信号等に基づいて、ヒートポンプユニット２０、各混合弁１４、１５、１５ａ、各開閉弁５７、６６、追い焚き三方弁７０、および循環ポンプ６７などのアクチュエータ類を制御する。
【００４９】
なお、台所リモコン２４や風呂リモコン２５には、電源操作部、給湯設定温度操作部、湯張り操作部、湯張り設定温度操作部、追い焚き操作部、追い焚き設定温度操作部、おまかせモード操作部などが設けられている。
【００５０】
次に、上記構成における給湯装置の作動を説明する。この給湯装置の作動は主にＥＣＵ４０によって実施される。まず、貯湯タンク１０内に蓄えられた給湯用の湯を熱源として、台所、洗面所、浴室などへの給湯するときは、給湯水栓、シャワー水栓などを開弁することにより設定温度に応じた給湯用水が給湯用配管１７から出湯する。
【００５１】
つまり、高中温混合弁１４、給湯用混合弁１５の制御によって、貯湯タンク１０内の高温の湯、および中温の湯と給水管１１からの水が混合された混合湯が給湯用配管１７を介して給湯水栓から出湯する。これにより、貯湯タンク１０では、上部から高温の給湯水が導出され、給水管１１より水が貯湯タンク１０の下方に導入される。
【００５２】
したがって、温度境界位置が貯湯タンク１０内上方に移動することになる。つまり、給湯の用途に供するときには、順次温度境界位置が上方に変動するとともに、貯湯タンク１０内の貯湯量が低下していく。そして、浴槽内に湯張りすることにより、貯湯タンク１０内の貯湯量が低下していくことになる。ユーザーが追い焚き操作部を操作しておくと、所定時間毎に浴水温度を検出して、その浴水温度が追い焚き設定温度に未達であれば浴水を加熱するように作動する。
【００５３】
つまり、ＥＣＵ４０によって、所定時間後に追い焚き三方弁７０、開閉弁６６、および循環ポンプ６７が作動して浴槽内の浴水を往き管６２、バイパス管６４、戻り管６３の順に循環させる。このときに、循環温度サーミスタ６８により浴水温を検出する。検出された浴水温が追い焚き設定温度以下であると、追い焚き三方弁７０の流れ方向を追い焚き用熱交換器７５側に切り換えて浴水を追い焚き用熱交換器７５に流通させる。
【００５４】
このようにして、浴水が給湯用水の熱エネルギーを受けて加熱される。そして、浴水温度が設定温度に達すると、追い焚き三方弁７０の流れ方向がバイパス管６４側に切り換えられるとともに、開閉弁６６が閉弁、循環ポンプ６７が停止する。そして、浴水が追い焚き設定温度を維持するように保温される。また、貯湯タンク１０内の貯湯温度が追い焚きにより低下する。
【００５５】
次に、本実施形態の給湯装置の沸き上げ運転が、過去の追い焚き中の追い焚き能力を反映して学習機能を有することを図３および図４を用いて説明する。
【００５６】
まず、ユーザーの操作により、台所リモコン２４や風呂リモコン２５からおまかせモードによる給湯命令が送信されると、図３に示す制御フローがスタートする。おまかせモードの選択は、ユーザーが台所リモコン２４や風呂リモコン２５のおまかせモード操作部を操作することにより選択される。
【００５７】
ＥＣＵ４０は、このおまかせモードが設定されている状態において追い焚き動作が実行されると、追い焚き動作の開始から終了までの間の各種情報を取得する。この各種情報とは、追い焚きの能力を把握するために必要なデータであり、例えば、追い焚きに要した時間、追い焚き動作中に浴槽との間で循環した循環流量、浴槽に対する往き戻り湯温、浴槽内の浴水湯温、浴槽の湯量である。
【００５８】
そして、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１００で、追い焚きに最低限必要な能力Ｑｍｉｎを決定する。このＱｍｉｎは、追い焚きに要した時間、浴槽の湯量、浴槽内の浴水湯温などの取得された情報を用いて決定される。そして、最低限必要な能力Ｑｍｉｎは、単位時間当たりに浴槽内の浴水湯温を何℃上昇させるかによって決定されることになる。
【００５９】
また、ＥＣＵ４０は、追い焚き中の追い焚き能力Ｑｈをリアルタイムで監視し、検出する（ステップＳ１０５）。この追い焚き能力Ｑｈは、追い焚き温度サーミスタ７１により検出される浴水湯温、循環温度サーミスタ６８により検出される循環温度、および循環流量を用いて求められる。例えば、Ｑｈは、浴水湯温と循環温度の差を循環流量で除することによって求めることができる。
【００６０】
そして、ステップＳ１１０で、追い焚き動作の終始を通じてＱｍｉｎとＱｈを比較する。この比較を行うことによって、過去の追い焚きの能力が十分であるか否かを判断し、この判断を、後（例えば、翌日）の深夜沸き上げ運転（ステップ１３５に相当）に反映させることとする。
【００６１】
ステップＳ１１５でＱｍｉｎとＱｈの比較を実行する。ここで、ＱｈがＱｍｉｎより小さいと判断すると、追い焚き能力は十分でないとみなし、ステップＳ１２０に進み、追い焚き実績による沸き上げ温度Ｔｐの一定温度の上昇があるか否かを判断する。Ｔｐの一定温度の上昇があると判断すると、ステップＳ１２５に進み、あらかじめ貯湯タンク１０内に貯湯しておく最低貯湯量が１５０Ｌであるか否かを判断する。
【００６２】
最低貯湯量が１５０Ｌでないと判断されると、ステップＳ１３０に進み、最低貯湯量を５０Ｌ増加させる。そして、以上のように最低貯湯量の増加という処理を実行した運転条件で、その後の深夜時間帯に深夜沸き上げを開始し（ステップＳ１３５）、所定の沸き上げ運転が完了すれば終了する（ステップＳ１４０）。
【００６３】
このように、ＥＣＵ４０は、過去の追い焚き中の追い焚き能力を検出するとともに、検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していないと判断した場合は、その後の沸き上げ給湯運転において、あらかじめ貯湯タンク１０内に貯湯しておく最低貯湯量を所定量増加する制御を行うことによって、過去の追い焚き実績を学習して追い焚き性能を向上させる制御を行う。また、ステップＳ１２５で、最低貯湯量が１５０Ｌであると判断されると、ステップＳ１３０をスキップして最低貯湯量の増加をすることなく、その後の深夜時間帯に深夜沸き上げを開始する（ステップＳ１３５）。
【００６４】
なお、最低貯湯量として採用している１５０Ｌは、ランニングコストの観点から貯湯量の上限と考えているからであるが、貯湯タンク１０の容量、給湯量の実績値など、使用条件によって、この最低貯湯量は適宜最適な値に変更されるものである。
【００６５】
前述のステップＳ１２０でＴｐの一定温度の上昇がないと判断すると、ステップＳ１６０に進み、Ｔｐを当該一定温度分上昇させ、さらに最低貯湯量を１００Ｌに設定する。そして、このようにＴｐを一定温度分上昇するという処理を実行した運転条件で、その後の深夜時間帯に深夜沸き上げを開始する（ステップＳ１３５）。
【００６６】
このように、ＥＣＵ４０は、過去の追い焚き中の追い焚き能力を検出するとともに、検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していないと判断した場合は、その後の沸き上げ給湯運転において、沸き上げ温度を所定温度高くする制御を行うことによって、過去の追い焚き実績を学習してその後の追い焚き性能を向上させる制御を行う。
【００６７】
前述のステップＳ１１５でＱｈがＱｍｉｎ以上であると判断すると、追い焚き能力は十分であるとみなし、ステップＳ１２５で、最低貯湯量が１５０Ｌであるか否かを判断する。最低貯湯量が１５０Ｌでないと判断されると、特に処理を実行することなく、その後の深夜時間帯に深夜沸き上げを開始する（ステップＳ１３５）。また、ステップＳ１２５で最低貯湯量が１５０Ｌであると判断されると、ステップＳ１５０に進み、前回の追い焚き実績から所定日数（本処理においては１週間）が経過しているか否かを判断する。
【００６８】
前回の追い焚き実績から所定日数が経過していないと判断されたときは、特に処理を実行することなく、その後の深夜時間帯に深夜沸き上げを開始する（ステップＳ１３５）。前回の追い焚き実績から所定日数が経過していると判断されたときは、ステップＳ１５５に進み、最低貯湯量を５０Ｌ分減らす。そして、以上のように最低貯湯量の減少という処理を実行した運転条件で、その後の深夜時間帯に深夜沸き上げを開始する（ステップＳ１３５）。
【００６９】
このように、ＥＣＵ４０は、過去の追い焚き中の追い焚き能力を検出するとともに、検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していると判断した場合は、その後の給湯運転において、最低貯湯量を減じる制御を行うことによって、過去の追い焚き実績を学習してその後の追い焚き性能を向上させる制御を行う。
【００７０】
次に、図４に示すように、前述のステップＳ１１５においてＱｈがＱｍｉｎ以上であると判断したときに、図３に示すステップＳ１２５とは異なる他の処理手順を実行する場合の制御フローについて説明する。なお、図４に示す制御フローは、図３に対してステップＳ１７０およびＳ１８０のみ異なるものであり、他のステップは図の３と同様である。
【００７１】
ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１５でＱｈがＱｍｉｎ以上であると判断すると、ステップＳ１７０で追い焚き実績による沸き上げ温度Ｔｐの一定温度の上昇があるか否かを判断する。Ｔｐの一定温度の上昇があると判断すると、追い焚き能力が十分に足りていることを確認してステップＳ１８０に進み、Ｔｐを追い焚き実績なしのときの温度に所定温度ずつ低下させる処理を行う。
【００７２】
そして、その後の深夜時間帯にＴｐを所定温度ずつ低下させる深夜沸き上げ運転を実施する（ステップＳ１３５）。なお、この追い焚き実績なしのときの温度とは、ＥＣＵ４０にあらかじめ記憶されている温度であり、Ｔｐを低下する制御の際にこの温度を読み出して活用するものである。また、ステップＳ１７０でＴｐの一定温度の上昇がないと判断した場合は、ステップＳ１１０に飛び、再度、ＱｍｉｎとＱｈを比較する。  なお、ＥＣＵ４０は、前述のステップＳ１１５によるＱｈがＱｍｉｎ以上であるか否かという基準の他に、貯湯タンク１０内の蓄熱量が不足していて追い焚き運転が行えない追い焚き待機状態であることを検出した場合も、追い焚き能力が十分でないと判断するようにしてもよい。この追い焚き待機状態とは、すぐに追い焚きが実行できない状態であり、例えば、貯湯タンク１０の現在の熱量が小さく、浴槽の湯をユーザーが所望する温度に上げることが困難であると判断された場合や、追い焚き中に浴槽の湯温と追い焚き温度が同等になり待機状態となった場合である。
【００７３】
このように本実施形態の給湯装置は、貯湯タンク１０に貯湯された温水と浴水とを熱交換させて追い焚きを制御するとともに、貯湯タンク１０内に沸き上げ給湯するヒートポンプユニット２０の給湯運転を制御するＥＣＵ４０を備え、ＥＣＵ４０は、追い焚き中の追い焚き能力を検出するとともに、検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していないと判断した場合は、その後の給湯運転において、沸き上げ温度を所定温度高くし、またはあらかじめ貯湯タンク１０内に貯湯しておく最低貯湯量を所定量増加する。
【００７４】
この構成によれば、過去の追い焚き状況をリアルタイムで監視し、そのときの追い焚き能力が十分なものであるか否かを判断して必要な制御をその後の給湯運転に反映させる学習機能を備えるため、その後に追い焚きにおいて、追い焚き不良や無駄な運転を防ぎ、適切な追い焚き性能を発揮させることができる。また、リアルタイムで過去の追い焚き実績を監視するので、ＥＣＵ４０が過去の追い焚き状況を学習する範囲が限定されず大きくすることができ、より効率的な沸き上げ運転を実施することが可能になる。
【００７５】
また、ＥＣＵ４０は、追い焚き中の追い焚き能力を浴槽と貯湯タンク１０を循環する流量、および浴槽に対する往き戻り湯温を用いて検出する。この構成を採用した場合には、ＥＣＵ４０は給湯装置のシステム上、精度が高く適切な制御を実施することができる。
【００７６】
また、ＥＣＵ４０は、追い焚き中の追い焚き能力を単位時間当たりの浴槽水の温度上昇値を用いて算出する。この構成を採用した場合には、ユーザーの体感により近い制御を実施することができる。
【００７７】
また、ＥＣＵ４０は、検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していると判断した場合は、その後の給湯運転において、最低貯湯量を減じる制御を行う。この構成を採用した場合には、余分な能力を発揮した無駄な運転を防ぎ、ランニングコストを低減することができる。
【００７８】
また、ＥＣＵ４０は、検出した能力が追い焚きに必要な能力に達していると判断した場合は、その後の給湯運転における沸き上げ温度を、追い焚き実績なしの場合に対応する温度に所定温度ずつ低下させていく制御を行う。この構成を採用した場合には、無駄な運転を防いでランニングコストを低減することができ、成績係数の低下を抑制することができる。
【００７９】
また、ＥＣＵ４０は、貯湯タンク１０内の蓄熱量が不足していて追い焚き運転が行えない追い焚き待機状態であることを検出した場合は、追い焚き能力が追い焚きに必要な能力に達していないと判断する制御を行う。この構成を採用した場合には、追い焚き能力が追い焚きに必要な能力に達していないケースに追い焚き待機状態を加えることで、実際の運転状況に即したさらに精度の高い制御を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】第１実施形態における給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【図２】第１実施形態の給湯装置の構成部品とＥＣＵとの関係を示した構成図である。
【図３】第１実施形態の給湯装置において、追い焚き能力を反映した深夜沸き上げの制御を示すフロー図である。
【図４】第１実施形態の給湯装置において、追い焚き能力を反映した深夜沸き上げの他の制御を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０      貯湯タンク
２０      ヒートポンプユニット
４０      ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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