(57)【要約】【課題】エネルギ効率の低下を抑制する。【解決手段】給湯空調システム１００は、圧縮機２と、室外側熱交換器６と、室内側熱交換器１１と、給湯側熱交換器２１と、室内側減圧機構４と、給湯側減圧機構５とで構成された冷媒回路と、冷房運転及び沸き上げ運転のいずれかを選択的に実行するコントローラ５０と、温水を貯留する貯湯タンク４０とを含む。コントローラ５０は、過去の所定期間内における冷房運転の実行履歴情報に基づいて、所定の単位時間において冷房運転が実行される１以上の推定冷房時間帯を特定し、少なくとも１つの推定冷房時間帯の開始時刻から貯湯タンク内の水を所定温度まで沸き上げるために要する最大沸き上げ時間を遡った所定時刻と開始時刻との間に、沸き上げ運転を開始する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器と、減圧機構とで構成された冷媒回路であって、前記利用側熱交換器として室内側熱交換器と給湯側熱交換器とを有する前記冷媒回路と、
前記室内側熱交換器を蒸発器とする冷房運転、及び、前記給湯側熱交換器を凝縮器とする沸き上げ運転のいずれかを選択的に実行するコントローラと、
前記沸き上げ運転が実行されることで前記給湯側熱交換器によって加熱された温水を貯留する貯湯タンクとを備えており、
前記コントローラは、
過去の所定期間内における前記冷房運転の実行履歴情報に基づいて、所定の単位時間において前記冷房運転が実行される１以上の推定冷房時間帯を特定し、少なくとも１つの前記推定冷房時間帯の開始時刻から前記貯湯タンク内の水を所定温度まで沸き上げるために要する最大沸き上げ時間を遡った所定時刻と前記開始時刻との間に、前記沸き上げ運転を開始することを特徴とする給湯空調システム。
【請求項２】
前記コントローラは、
前記所定時刻から前記開始時刻までの間に、前記沸き上げ運転を完了することを特徴とする給湯空調システム。
【請求項３】
前記コントローラは、
前記過去の所定期間内における出湯履歴情報に基づいて、前記所定の単位時間において前記出湯が行われる１以上の推定出湯時間帯を特定可能であり、
前記沸き上げ運転を開始する直後の前記推定冷房時間帯は、前記開始時刻が前記推定出湯時間帯の直前にある前記推定冷房時間帯であることを特徴とする給湯空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の空気調和を行うことが可能であり、給湯用の温水を生成して貯湯タンクに貯留可能な給湯空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、温水熱交換器などで構成された冷媒回路を有し、室内熱交換器及び温水熱交換器を凝縮器とし室外熱交換器を蒸発器とする暖房運転、室外熱交換器を凝縮器とし室内熱交換器を蒸発器とする冷房運転が可能な空気調和機がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０５５４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の空気調和機においては、温水熱交換器によって加熱された温水を循環させる床暖房パネルを含んでいる。例えば、この床暖房パネルに代えて、温水熱交換器によって加熱された温水を貯湯する貯湯タンクを設けることで、空気調和機を貯湯タンクから温水を出湯可能な給湯空調システムに変更することが可能である。
【０００５】
しかしながら、この給湯空調システムにおいては、冷房運転時に温水熱交換器が蒸発器として機能するため、貯湯タンクに温水を供給できない。つまり、給湯空調システムは、暖房運転を行いつつ沸き上げ運転（貯湯タンクに温水を供給するための運転）を実行することが可能であるものの、冷房運転と沸き上げ運転の同時運転ができない。このため、冷房運転が行われている際に、貯湯タンク内に温水がない場合、出湯できないという問題が生じる。
【０００６】
そこで本発明者は、このような給湯空調システムにおいても、冷房運転が行われていない時に、沸き上げ運転を行い、貯湯タンク内に予め温水を貯留しておくことで冷房運転が行われている際も出湯を可能にすることを検討したところ、以下の課題を知見した。例えば、ある時間帯に自動で沸き上げ運転を行って貯湯タンクに温水を貯留しても、その貯留した時間から実際に冷房運転が開始されるまでの時間が大幅に長いと、貯湯タンク内の温水の温度が低下する。このため、エネルギ効率が非常に低下するという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、エネルギ効率の低下を抑制することが可能な給湯空調システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明にかかる給湯空調システムは、圧縮機と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器と、減圧機構とで構成された冷媒回路であって、前記利用側熱交換器として室内側熱交換器と給湯側熱交換器とを有する前記冷媒回路と、前記室内側熱交換器を蒸発器とする冷房運転、及び、前記給湯側熱交換器を凝縮器とする沸き上げ運転のいずれかを選択的に実行するコントローラと、前記沸き上げ運転が実行されることで前記給湯側熱交換器によって加熱された温水を貯留する貯湯タンクとを備えている。そして、前記コントローラは、過去の所定期間内における前記冷房運転の実行履歴情報に基づいて、所定の単位時間において前記冷房運転が実行される１以上の推定冷房時間帯を特定し、少なくとも１つの前記推定冷房時間帯の開始時刻から前記貯湯タンク内の水を所定温度まで沸き上げるために要する最大沸き上げ時間を遡った所定時刻と前記開始時刻との間に、前記沸き上げ運転を開始することを特徴とする。
【０００９】
この給湯空調システムでは、冷房運転が実行される推定冷房時間帯に比較的近い時間帯に沸き上げ運転が開始されるため、貯湯タンク内の温水の温度低下が小さくなり、エネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００１０】
第２の発明にかかる給湯空調システムは、前記コントローラは、前記所定時刻から前記開始時刻までの間に、前記沸き上げ運転を完了することを特徴とする。
【００１１】
この給湯空調システムでは、開始時刻には貯湯タンク内の水の沸き上げが完了しているので、開始時刻後に冷房運転が行われている際に、出湯があっても十分な温水量を確保することができる。
【００１２】
第３の発明にかかる給湯空調システムは、前記コントローラは、前記過去の所定期間内における出湯履歴情報に基づいて、前記所定の単位時間において前記出湯が行われる１以上の推定出湯時間帯を特定可能であり、前記沸き上げ運転を開始する直後の前記推定冷房時間帯は、前記開始時刻が前記推定出湯時間帯の直前にある前記推定冷房時間帯であることを特徴とする。
【００１３】
この給湯空調システムでは、推定出湯時間帯と沸き上げ運転が行われる時間帯とが近くなる。このため、貯湯タンク内の温水の温度低下が小さくなり、エネルギ効率の低下をより抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明では、冷房運転が実行される推定冷房時間帯に比較的近い時間帯に沸き上げ運転が開始されるため、貯湯タンク内の温水の温度低下が小さくなり、エネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００１５】
第２の発明では、開始時刻には貯湯タンク内の水の沸き上げが完了しているので、開始時刻後に冷房運転が行われている際に、出湯があっても十分な温水量を確保することができる。
【００１６】
第３の発明では、推定出湯時間帯と沸き上げ運転が行われる時間帯とが近くなる。このため、貯湯タンク内の温水の温度低下が小さくなり、エネルギ効率の低下をより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る給湯空調システムの回路構成を示す配管系統図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る給湯空調システムのコントローラの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る給湯空調システムの学習制御モードにおける推定冷房時間帯、推定出湯時間帯、貯湯タンク内の温水量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１及び図２を参照しつつ本発明の一実施形態に係る給湯空調システムについて説明する。
本実施形態における給湯空調システム１００は、冷房運転、暖房運転及び沸き上げ運転のいずれかを選択的に行うことが可能であり、且つ、暖房運転を行いつつ沸き上げ運転を行う同時運転が可能なシステムである。給湯空調システム１００（以下、単にシステム１００と称することがある）は、室外機１と、室内機１０と、給湯ユニット２０と、貯湯タンク４０と、コントローラ５０とを有している。コントローラ５０は、システム１００全体の動作を制御する制御手段である。なお、本実施形態におけるコントローラ５０は、室外機１に配置された電子制御ユニット、システム１００内に設けられた各種センサ（温度センサ、流量センサ）等によって構成されている。また、コントローラ５０は、室外機１と給湯ユニット２０とのそれぞれに設けられた電子制御ユニットによって、構成されていてもよい。この場合、室外機１に設けられた電子制御ユニットによって、当該室外機１及び室内機１０の構成要素を制御し、給湯ユニット２０に設けられた電子制御ユニットによって、給湯ユニット２０の構成要素及び混合弁４５などを制御してもよい。
【００１９】
室外機１と室内機１０とは、冷媒配管である室内側ガス配管３１と冷媒配管である室内側液配管３２とで接続されている。室外機１と給湯ユニット２０とは、冷媒配管である水側ガス配管３３と冷媒配管である水側液配管３４とで接続されている。なお、本実施形態においては、１つの室外機１に対して、１つの室内機１０及び１つの給湯ユニット２０を接続された場合について説明するが、特に室内機１０及び給湯ユニット２０の台数を限定するものではなく、複数台接続された場合にも同様に実施することができる。また、本実施形態における冷媒としては、Ｒ３２が採用されているが、これ以外の公知の冷媒を採用してもよい。
【００２０】
室外機１は、圧縮機２と、四方弁３と、室内側減圧機構４と、給湯側減圧機構５と、室外側熱交換器（熱源側熱交換器）６と、室外側熱交換器６に室外空気を供給する室外側送風機７とを有している。これら圧縮機２、四方弁３、室内側減圧機構４、給湯側減圧機構５、室外側熱交換器６、後述の室内側熱交換器１１及び給湯側熱交換器２１が配管で接続されることで、冷媒回路が構成されている。また、室外機１には、外気温度を検出するための温度センサ５０ａが設けられている。温度センサ５０ａはコントローラ５０に接続されており、コントローラ５０は、外気温度を把握することができる。
【００２１】
圧縮機２は、圧縮機構と電動機とが１つのケーシングに収容された全密閉型圧縮機で構成されており、冷媒を吸入、圧縮して高温高圧状態とするものである。圧縮機２の吐出側は、吐出配管３５を介して四方弁３の第１ポート３ａに接続され、圧縮機２の吸入側は、吸入配管３６を介して四方弁３の第２ポート３ｂに接続されている。
【００２２】
四方弁３は、冷媒の流れ方向を制御するものであり、４つの第１ポート３ａ〜第４ポート３ｄを有する。四方弁３は、システム１００の運転の種類に応じて、第１ポート３ａと第３ポート３ｃとが連通すると共に第２ポート３ｂと第４ポート４ｄとが連通する第１状態（図１中実線で示す状態）と、第１ポート３ａと第４ポート３ｄとが連通すると共に第２ポート３ｂと第３ポート３ｃとが連通する第２状態（図１中破線で示す状態）とに切り換わる。これにより、四方弁３は、圧縮機２から吐出された冷媒の流れを、室外側熱交換器６と、後述の室内側熱交換器１１及び給湯側熱交換器２１とのいずれか一方に切り換えることができる。
【００２３】
四方弁３の第４ポート３ｄに接続された配管３７は、途中で分岐されており、一方が室内側ガス配管３１に接続され、他方が水側ガス配管３３に接続されている。
【００２４】
室外側熱交換器６は、いわゆるクロスフィン型の熱交換器であり、室外側送風機７によって供給された室外空気と冷媒との間で熱交換を行うものである。室外側熱交換器６の一端は、配管３８を介して四方弁３の第３ポート３ｃに接続され、室外側熱交換器６の他端は、配管３９に接続されている。配管３９は、途中で分岐されており、一方が室内側液配管３２に接続され、他方が水側液配管３４に接続されている。また、配管３９の一方の途中部位には、室内側減圧機構４が設けられ、配管３９の他方の途中部位には、給湯側減圧機構５が設けられている。また、室外側熱交換器６は、暖房運転及び沸き上げ運転時には蒸発器、冷房運転時に凝縮器として機能する。
【００２５】
室内側減圧機構４及び給湯側減圧機構５は、冷媒を減圧して膨張させ、冷媒流路を調整するものであり、開度可変の電動膨張弁によって構成されている。
【００２６】
室内機１０は、室内側熱交換器（利用側熱交換器）１１と、室内側熱交換器１１に室内空気を供給する室内側送風機１２とを有している。室内側熱交換器１１も、いわゆるクロスフィン型の熱交換器であり、室内側送風機１２によって供給された室内空気と冷媒との間で熱交換を行うものである。室内側熱交換器１１の一端は、配管１３を介して室内側ガス配管３１に接続され、他端は、配管１４を介して室内側液配管３２に接続されている。また、室内側熱交換器１１は、暖房運転時には凝縮器、冷房運転時に蒸発器として機能する。
【００２７】
給湯ユニット２０は、給湯側熱交換器（利用側熱交換器）２１と、水ポンプ２２とを有している。給湯側熱交換器２１は、冷媒側通路２１ａと、水側通路２１ｂとを含む。冷媒側通路２１ａは、一端が水側ガス配管３３と接続された冷媒配管２３と接続され、他端が水側液配管３４と接続された冷媒配管２４と接続されている。水側通路２１ｂは、一端が水配管２５と接続され、他端が水配管２６と接続されている。給湯側熱交換器２１は、水側通路２１ｂの水を冷媒側通路２１ａの冷媒と熱交換させて、水を加熱する。すなわち、給湯側熱交換器２１は、冷媒の放熱器として機能して水を加熱することが可能となっている。水ポンプ２２は、水配管２５の途中部位に設けられており、貯湯タンク４０と給湯側熱交換器２１との間において水を循環させるものである。
【００２８】
貯湯タンク４０は、温水を貯める密閉容器である。本実施形態における貯湯タンク４０の容量は５０Ｌであるが、特に限定するものではなく、この容量より大きくても小さくてもよい。貯湯タンク４０には、貯湯タンク４０内の水の温度を検出する温度センサ４０ａが設けられている。温度センサ４０ａはコントローラ５０に接続されており、コントローラ５０は、貯湯タンク４０内の水の温度を把握することができる。
【００２９】
貯湯タンク４０には、水配管２５と接続された水配管４１と、水配管２６と接続された水配管４２と、貯湯タンク４０の下部へ上水を供給する給水管４３と、貯湯タンク４０の上部から温水を出湯する出湯管４４とが接続されている。貯湯タンク４０は、満水式であり、出湯要求に応じて貯湯タンク４０の上部より温水が出水し、出水した量だけの低温の上水が貯湯タンク４０の下部より給水されるようになっている。出湯管４４の途中部位には、混合弁４５が設けられている。給水管４３は、途中部位で分岐しており、一方が貯湯タンク４０に接続され、他方が混合弁４５に接続されている。混合弁４５は、コントローラ５０に接続されており、その動作はコントローラ５０によって制御される。コントローラ５０は、混合弁４５を制御することにより、貯湯タンク４０からの出湯温度を、ユーザの指定した設定温度まで低下させる。
【００３０】
コントローラ５０には、図２に示すように、圧縮機２、四方弁３、室内側及び給湯側減圧機構４，５、室外側及び室内側送風機７，１２、水ポンプ２２、混合弁４５、温度センサ４０ａ，５０ａ、及び、リモコン６０が接続されている。リモコン６０は、入力部６１と、表示部６２とを有している。入力部６１は、ユーザからの指示を受け付けるものであり、例えば、冷房運転ＯＮ／ＯＦＦ、暖房運転ＯＮ／ＯＦＦ、沸き上げ運転ＯＮ／ＯＦＦ、暖房・沸き上げ運転ＯＮ／ＯＦＦの選択を受け付けたり、室内設定温度、出湯設定温度、沸き上げ設定温度の入力を受け付けたりすることができる。表示部６２は、現在のシステム１００の運転モードや各種設定温度などを表示するものである。また、リモコン６０は、冷房運転ＯＮ／ＯＦＦ、暖房運転ＯＮ／ＯＦＦの選択を受け付けたり、室内設定温度の入力を受け付ける入力部を有するリモコンと、沸き上げ運転ＯＮ／ＯＦＦの選択を受け付けたり、出湯設定温度、沸き上げ設定温度の入力を受け付ける入力部を有するリモコンとに、分けられて構成されていてもよい。これら２つのリモコンにも上述の表示部がそれぞれ設けられている。
【００３１】
続いて、システム１００の運転モードについて、以下に説明する。
システム１００は、リモコン６０を介して入力された暖房ＯＮ及び沸き上げＯＮを同時に処理することが可能なものであり、暖房・沸き上げ同時運転を実施することができる。また、システム１００は、冷房ＯＮ、暖房ＯＮ、沸き上げＯＮのいずれかをリモコン６０を介して単独で入力されることで、冷房運転、暖房運転、沸き上げ運転のいずれかを選択的に実施することができる。
【００３２】
暖房・沸き上げ同時運転では、四方弁３は第２状態をとり、圧縮機２の吐出側を室内側熱交換器１１及び給湯側熱交換器２１と接続し、吸入側を室外側熱交換器６と接続する。また、室内側減圧機構４及び給湯側減圧機構５は、所定の開度に調整され、冷媒が流通可能となっている。圧縮機２から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁３を通って配管３７の分岐された一方と他方とに流れる。配管３７の分岐された一方を流れる冷媒は、室内側熱交換器１１に流入する。室内側熱交換器１１に流入した冷媒は、室内側送風機１２によって供給される室内空気を加熱して、室内側熱交換器１１から流出する。これにより、室内を暖房することができる（暖房運転）。その後、室内側減圧機構４により減圧され、配管３７の分岐された他方を流れた冷媒と合流する。
【００３３】
配管３７の分岐された他方を流れる冷媒は、給湯側熱交換器２１に流入する。給湯側熱交換器２１に流入した冷媒は、水ポンプ２２によって循環する貯湯タンク４０からの水を加熱して、給湯側熱交換器２１から流出する。これにより、貯湯タンク４０内の水を沸き上げ設定温度まで加熱することができ、貯湯タンク４０に温水を貯留することができる（沸き上げ運転）。その後、給湯側減圧機構５により減圧され、配管３７の分岐された一方を流れた冷媒と合流する。
【００３４】
合流した冷媒は、室外側熱交換器６に流入する。室外側熱交換器６に流入した冷媒は、室外側送風機７によって供給される室外空気と熱交換を行い、低圧ガス冷媒となる。この冷媒は、室外側熱交換器６から流出した後、四方弁３を経由して、再び圧縮機２に吸入される。
【００３５】
単独の暖房運転では、四方弁３は第２状態をとり、圧縮機２の吐出側を室内側熱交換器１１及び給湯側熱交換器２１と接続し、吸入側を室外側熱交換器６と接続する。また、室内側減圧機構４は所定の開度に調整され、冷媒の流通が可能となり、給湯側減圧機構５は閉じられ、冷媒の流通が遮断される。このため、圧縮機２から吐出した高温高圧のガス冷媒は、配管３７の分岐された他方には流れず、配管３７の分岐された一方に流れる。配管３７の分岐された一方を流れる冷媒は、室内側熱交換器１１に流入し、上述と同様に、室内空気を加熱して、室内側熱交換器１１から流出する。これにより、室内を暖房することができる。その後、室内側減圧機構４により減圧され、室外側熱交換器６に流入する。室外側熱交換器６に流入した冷媒は、室外空気と熱交換を行い、室外側熱交換器６から流出した後、四方弁３を経由して、再び圧縮機２に吸入される。
【００３６】
単独の沸き上げ運転では、四方弁３は第２状態をとり、圧縮機２の吐出側を室内側熱交換器１１及び給湯側熱交換器２１と接続し、吸入側を室外側熱交換器６と接続する。また、給湯側減圧機構５は所定の開度に調整され、冷媒の流通が可能となり、室内側減圧機構４は閉じられ、冷媒の流通が遮断される。このため、圧縮機２から吐出した高温高圧のガス冷媒は、配管３７の分岐された一方には流れず、配管３７の分岐された他方に流れる。配管３７の分岐された他方を流れる冷媒は、給湯側熱交換器２１に流入し、上述と同様に、水ポンプ２２によって循環する貯湯タンク４０からの水を加熱して、給湯側熱交換器２１から流出する。これにより、貯湯タンク４０内の水を沸き上げ設定温度まで加熱することができ、貯湯タンク４０に温水を貯留することができる。その後、給湯側減圧機構５により減圧され、室外側熱交換器６に流入する。室外側熱交換器６に流入した冷媒は、室外空気と熱交換を行い、室外側熱交換器６から流出した後、四方弁３を経由して、再び圧縮機２に吸入される。
【００３７】
単独の冷房運転では、四方弁３は第１状態をとり、圧縮機２の吐出側を室外側熱交換器６と接続し、吸入側を室内側熱交換器１１と接続する。また、室内側減圧機構４は所定の開度に調整され、冷媒の流通が可能となり、給湯側減圧機構５は閉じられ、冷媒の流通が遮断される。圧縮機２から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁３を通って室外側熱交換器６に流入する。室外側熱交換器６に流入した冷媒は、室外側送風機７によって供給される室外空気と熱交換して、室外側熱交換器６から流出する。室外側熱交換器６から流出した冷媒は、給湯側減圧機構５が閉状態であるため、給湯側減圧機構５には流れず、室内側減圧機構４に流れて減圧され、室内側熱交換器１１に流入する。室内側熱交換器１１に流入した冷媒は、室内側送風機１２によって供給される室内空気と熱交換を行い、低圧ガス冷媒となる。これにより、室内を冷房することができる。この冷媒は、室内側熱交換器１１から流出した後、四方弁３を経由して、再び圧縮機２に吸入される。
【００３８】
また、本実施形態における給湯空調システム１００は、学習制御モードに従って自動運転可能である。コントローラ５０は、学習制御モードに従って、システム１００の各部の動作を制御する。
【００３９】
学習制御モードは、過去の所定期間内（例えば、７日間）における冷房運転の実行履歴情報及び出湯履歴情報に基づいて、２４時間を単位とする単位時間において、冷房運転が実行される１以上の推定冷房時間帯及び１以上の推定出湯時間帯を特定する。そして、貯湯タンク４０内の水を沸き上げ設定温度（所定温度）まで沸き上げるために要する最大沸き上げ時間を算出する。その後、推定出湯時間帯の直前に開始時刻がある推定冷房時間帯の開始時刻から最大沸き上げ時間を遡った時刻（所定時刻）と当該開始時刻との間に、沸き上げ運転を開始するように、室外機１及び給湯ユニット２０を動作させる制御モードである。
【００４０】
コントローラ５０は、冷房運転が行われる度に、冷房運転が開始された時刻及び冷房運転が終了した時刻（すなわち、冷房時間帯）を記憶する。コントローラ５０は、１日分（２４時間分）の冷房時間帯情報を冷房運転の実行履歴情報として記憶する。本実施形態においては、過去７日分の冷房運転の実行履歴情報を記憶する。なお、冷房運転の実行履歴情報は、コントローラ５０のメモリ（不図示）に記憶される。本実施形態においては、コントローラ５０は、０：００を始点とする２４時間を、１日を特定するための単位時間としている。
【００４１】
また、コントローラ５０は、出湯が行われる度に、出湯が開始された時刻及び出湯が終了した時刻（すなわち、出湯時間帯）を記憶する。コントローラ５０は、冷房運転の実行履歴情報と同様に、１日分の出湯時間帯情報を出湯履歴情報としてメモリに記憶する。本実施形態においては、過去７日分の出湯履歴情報を記憶する。
【００４２】
続いて、学習制御モードにおいて、コントローラ５０が、２４時間毎に実行する処理について説明する。本実施形態におけるコントローラ５０は、過去７日分の冷房運転の実行履歴情報及び出湯履歴情報を記憶する。このため、コントローラ５０は、２４時間毎に、８日前の各履歴情報を消去して、前日の各履歴情報を記憶する。
【００４３】
コントローラ５０は、過去７日分の冷房運転の実行履歴情報及び出湯履歴情報に基づいて、当日に冷房運転が実行される１以上の推定冷房時間帯及び１以上の推定出湯時間帯を推定する。推定冷房時間帯及び推定出湯時間帯を推定する際には、コントローラ５０は、過去７日分の冷房運転の実行履歴情報及び出湯履歴情報をそれぞれ平均化して、特定する。なお、過去１日分以上７日分未満又は過去８日分以上の冷房運転の実行履歴情報及び出湯履歴情報に基づいて、当日に冷房運転が実行される１以上の推定冷房時間帯及び１以上の推定出湯時間帯を特定してもよい。
【００４４】
次いで、コントローラ５０は、貯湯タンク４０内の水を沸き上げ設定温度まで沸き上げるために要する最大沸き上げ時間ｔを算出する。本実施形態においては、加熱能力２ｋＷにおける最大沸き上げ時間ｔは、下記の式から算出される。
ｔ＝０．２７８×ｃ×ρ×Ｖ×ΔＴ／Ｐ＋α
ｃ：水の比熱、ρ：水の密度、Ｖ：貯湯タンク４０の容量、ΔＴ：温度差であって、目的温度Ｔ１−初期温度Ｔ０、Ｐ：加熱能力
【００４５】
なお、本実施形態における最大沸き上げ時間ｔは、上記の式から算出した時間に所定時間（α：例えば、３０分）を足し合わせた時間としている。これにより、実際に行われる冷房運転が推定冷房時間帯の開始時刻よりも若干早くても、貯湯タンク４０内に十分の湯量を確保することができる。
【００４６】
次いで、コントローラ５０は、特定された推定出湯時間帯の直前に開始時刻のある推定冷房時間帯の開始時刻から、算出された最大沸き上げ時間ｔを遡った時刻（所定時刻）と当該開始時刻との間に、沸き上げ運転を開始するように、室外機１及び給湯ユニット２０を動作させる。このように本実施形態における学習制御モードに従って沸き上げ運転を実行することにより、冷房運転時にユーザから出湯要求があっても、貯湯タンク４０から出湯することが可能になると共に、沸き上げ運転が推定冷房時間帯に比較的近い時間帯に開始されるため、貯湯タンク４０内の温水の温度低下が小さくなる。この結果、エネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００４７】
続いて、図３を参照して、学習制御モードに従って沸き上げ運転を実行する場合における、推定冷房時間帯と、推定出湯時間帯と、貯湯タンク４０内の温水量との関係の具体例を説明する。図３においては、コントローラ５０は、単位時間の開始時刻（０：００）において、過去７日間の冷房運転の実行履歴情報及び出湯履歴情報を平均化して、第１推定冷房時間帯Ｆ１（６：００〜９：００）、第２推定冷房時間帯Ｆ２（１５：００〜１６：００）、第３冷房時間帯Ｆ３（１８：００〜２２：００）、第１推定出湯時間帯Ｇ１（８：００〜９：００）、第２推定出湯時間帯Ｇ２（１９：００〜２０：００）を特定している。
【００４８】
図３を参照して、学習制御モードに従ってシステム１００を運転する場合において、推定冷房時間帯Ｆ１〜Ｆ３と、推定出湯時間帯Ｇ１，Ｇ２と、貯湯タンク４０内の温水量との関係の例を説明する。図３中下側のグラフは、０：００〜２４：００の２４時間における、貯湯タンク４０内の温水量を示す。０：００の時点での貯湯タンク４０内には、単に冷水があるだけで、温水量はゼロである。
【００４９】
図３に示すように、第１推定冷房時間帯Ｆ１は、推定出湯時間帯Ｇ１の直前に開始時刻Ｆ１ｔがある冷房時間帯であり、この時間帯の開始時刻Ｆ１ｔから最大沸き上げ時間ｔだけ遡った時刻がｔ１（所定時刻）となる。最大沸き上げ時間ｔの算出も単位時間の開始時刻（０：００）に行われる。このとき、温度センサ５０ａによって検出された外気温度、例えば、７℃を、貯湯タンク４０内の水温、すなわち、初期温度Ｔ０とし、沸き上げ設定温度、例えば、４５℃が目的温度Ｔ１とし、ｃを４．１８ｋＪ／（ｋｇ・℃）とし、ρを１ｋｇ／Ｌとし、Ｖを５０Ｌとし、Ｐを２ｋＷとして、最大沸き上げ時間ｔを算出する。これにより、最大沸き上げ時間ｔが約１．１時間、すなわち、６６分となる。そして、上述したように、３０分を足して、９６分が最大沸き上げ時間ｔとして算出される。これより、第１推定冷房時間帯Ｆ１の開始時刻Ｆ１ｔから９６分遡った４：２４が、時刻ｔ１（所定時刻）となる。
【００５０】
コントローラ５０は、沸き上げ運転を時刻ｔ１と第１推定冷房時間帯Ｆ１の開始時刻Ｆ１ｔとの間に開始する。本実施形態では、図３に示すように、時刻ｔ１に沸き上げ運転を開始する。すると、時刻ｔ２（５：３０）には、貯湯タンク４０内の水が沸き上げ設定温度となり、沸き上げが完了する。つまり、沸き上げ運転が、時刻ｔ１から第１推定冷房時間帯Ｆ１の開始時刻Ｆ１ｔまでの間に完了する。
【００５１】
この図３の例では、第１推定出湯時間帯Ｇ１に実際に出湯が行われる。すなわち、貯湯タンク４０内の温水が、出湯管４４を介して温水利用箇所に供給される。その結果、貯湯タンク４０は、再び温水が貯えられていない状態に戻る。このように第１推定冷房時間帯Ｆ１に実際に冷房運転が行われ、第１推定出湯時間帯Ｇ１に実際に出湯が行われても、出湯が可能となるばかりか、沸き上げ運転が第１推定冷房時間帯Ｆ１に近い時間帯に開始されるため、貯湯タンク４０内の温水の温度低下が非常に小さくなり、エネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００５２】
図３に示すように、第３推定冷房時間帯Ｆ３は、推定出湯時間帯Ｇ２の直前に開始時刻Ｆ３ｔがある冷房時間帯であり、この時間帯の開始時刻Ｆ３ｔから最大沸き上げ時間ｔだけ遡った時刻がｔ３（所定時刻）となる。これより、第３推定冷房時間帯Ｆ３の開始時刻Ｆ３ｔから９６分遡った１６：２４が、時刻ｔ３となる。
【００５３】
コントローラ５０は、沸き上げ運転を時刻ｔ３と第３推定冷房時間帯Ｆ３の開始時刻Ｆｔ３との間に開始する。本実施形態では、図３に示すように、時刻ｔ３に沸き上げ運転を開始する。すると、時刻ｔ４（１７：３０）には、貯湯タンク４０内の水が沸き上げ設定温度となり、沸き上げが完了する。つまり、沸き上げ運転が、時刻ｔ３から第３推定冷房時間帯Ｆ３の開始時刻Ｆｔ３までの間に完了する。
【００５４】
また、図３の例では、第３推定出湯時間帯Ｇ３に実際に出湯が行われる。すなわち、貯湯タンク４０内の温水が、出湯管４４を介して温水利用箇所に供給される。その結果、貯湯タンク４０は、再び温水が貯えられていない状態に戻る。このように第３推定冷房時間帯Ｆ３に実際に冷房運転が行われ、第３推定出湯時間帯Ｇ３に実際に出湯が行われても、出湯が可能となるばかりか、沸き上げ運転が第３推定冷房時間帯Ｆ３に近い時間帯に開始されるため、貯湯タンク４０内の温水の温度低下が非常に小さくなり、エネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００５５】
また、図３の例では、第１推定冷房時間帯Ｆ１と第２推定冷房時間帯Ｆ２との間には、沸き上げ運転が実行されていないが、第２推定冷房時間帯Ｆ２の開始時刻Ｆ２ｔから最大沸き上げ時間ｔだけ遡った時刻と開始時刻Ｆ２ｔとの間に沸き上げ運転を開始してもよい。こうすることで、第２推定冷房時間帯Ｆ２に出湯が行われても、出湯が可能となるばかりか、沸き上げ運転が第２推定冷房時間帯Ｆ２に近い時間帯に開始されるため、貯湯タンク４０内の温水の温度低下が非常に小さくなり、エネルギ効率の低下を抑制することができる。ただし、上述の実施形態のように、予め推定出湯時間帯Ｇ１，Ｇ２が予測できる場合は、開始時刻Ｆ２ｔの直前に沸き上げ運転を行わなくてもよい。こうすることで、不要な沸き上げ運転を抑制することができる。
【００５６】
[本実施形態の給湯空調システムの特徴]
本実施形態の給湯空調システム１００には以下の特徴がある。
【００５７】
本実施形態の給湯空調システム１００では、冷房運転が実行される推定冷房時間帯Ｆ１，Ｆ３に比較的近い時間帯に沸き上げ運転が開始されるため、貯湯タンク４０内の温水の温度低下が小さくなり、エネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００５８】
本実施形態の給湯空調システム１００では、開始時刻Ｆ１ｔ，Ｆ３ｔには貯湯タンク４０内の水の沸き上げが完了しているので、開始時刻Ｆ１ｔ，Ｆ３ｔ後に冷房運転が行われている際に、出湯があっても十分な温水量を確保することができる。
【００５９】
本実施形態の給湯空調システム１００では、推定出湯時間帯Ｇ１，Ｇ２と沸き上げ運転が行われる時間帯とが近くなる。このため、貯湯タンク４０内の温水の温度低下が小さくなり、エネルギ効率の低下をより抑制することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成は、上記実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。なお、後述する変更形態は、適宜組み合わせて実施することも可能である。
【００６１】
学習制御モードは、過去の所定期間内（例えば、７日間）における冷房運転の実行履歴情報及び出湯履歴情報に基づいて、１６８時間（７日間）を単位とする単位時間において、冷房運転が実行される１以上の推定冷房時間帯及び１以上の推定出湯時間帯を特定してもよい。つまり、単位時間は、２４時間に限定されるものではなく、適宜設定可能である。なお、所定期間は、単位時間以上であればよい。月曜日（０：００）からの１週間を単位時間とした場合に、例えば、推定冷房時間帯の開始時刻が６４時であると、水曜日の１６時が開始時刻となる。そして、貯湯タンク４０内の水を沸き上げ設定温度（所定温度）まで沸き上げるために要する最大沸き上げ時間を算出する。その後、推定出湯時間帯の直前に開始時刻がある推定冷房時間帯の開始時刻から最大沸き上げ時間を遡った時刻（所定時刻）と当該開始時刻との間に、沸き上げ運転を開始すればよい。
【００６２】
また、学習制御モードは、冷房運転が実行される１以上の推定冷房時間帯及び１以上の推定出湯時間帯を特定する際に、曜日に応じて特定してもよい。つまり、上述の実施形態では、過去７日分における冷房運転の実行履歴情報及び出湯履歴情報に基づいて、２４時間を単位とする単位時間において、推定冷房時間帯及び推定出湯時間帯を推定する際には、過去７日分の冷房運転の実行履歴情報及び出湯履歴情報をそれぞれ平均化して特定していたが、本変形例においては、過去７日分を曜日毎に分けて記憶し、当日の曜日に対応する冷房運転の実行履歴情報及び出湯履歴情報に基づいて、１以上の推定冷房時間帯及び１以上の推定出湯時間帯を特定してもよい。この場合、ある曜日における冷房運転の実行履歴情報及び出湯履歴情報がない場合は、当該曜日における１以上の推定冷房時間帯及び１以上の推定出湯時間帯が特定されない。なお、本変形例においては、曜日毎に対応するため、過去の所定期間が７日以上となり、例えば、所定期間が１４日以上であると、対応する曜日毎に平均化して、１以上の推定冷房時間帯及び１以上の推定出湯時間帯を特定してもよい。そして、貯湯タンク４０内の水を沸き上げ設定温度（所定温度）まで沸き上げるために要する最大沸き上げ時間を算出する。その後、推定出湯時間帯の直前に開始時刻がある推定冷房時間帯の開始時刻から最大沸き上げ時間を遡った時刻（所定時刻）と当該開始時刻との間に、沸き上げ運転を開始すればよい。
【００６３】
学習制御モードは、過去の所定期間内における冷房運転の実行履歴情報にのみ基づいて、所定の単位時間において、冷房運転が実行される１以上の推定冷房時間帯を特定すればよい。そして、貯湯タンク４０内の水を沸き上げ設定温度（所定温度）まで沸き上げるために要する最大沸き上げ時間を算出する。その後、少なくとも１つの推定冷房時間帯の開始時刻から最大沸き上げ時間を遡った時刻（所定時刻）と当該開始時刻との間に、沸き上げ運転を開始すればよい。
【００６４】
上述の各変形例における学習制御モードにおいても、上述の実施形態と同様に、冷房運転が実行される推定冷房時間帯に比較的近い時間帯に沸き上げ運転が開始されるため、貯湯タンク４０内の温水の温度低下が小さくなり、エネルギ効率の低下を抑制することができる。
【００６５】
冷媒回路は、圧縮機２と、室外側熱交換器（熱源側熱交換器）６と、利用側熱交換器（室内側熱交換器１１及び給湯側熱交換器２１）と、減圧機構４，５とで構成されておれば、どのような冷媒回路であってもよい。そして、コントローラ５０は、室内側熱交換器１１を蒸発機とする冷房運転、及び、給湯側熱交換器２１を凝縮器とする沸き上げ運転のいずれかを選択的に実行することができればよい。つまり、コントローラ５０は、暖房運転、暖房・沸き上げ運転の同時運転などを実行することができなくてもよい。
【００６６】
コントローラ５０は、沸き上げ運転の開始を推定冷房時間帯の開始時刻から最大沸き上げ時間を遡った時刻に行わなくてもよい。つまり、当該時刻の後であって推定冷房時間帯の開始時刻までに沸き上げ運転を開始すればよい。また、このとき、沸き上げ運転が完了する時刻が、推定冷房時間帯にあってもよい。これにおいても、推定冷房時間帯に実際の冷房運転が行われても、ある程度の湯量が確保できる。また、最大沸き上げ時間は、上述の実施形態における算出法以外の方法で算出してもよいし、各機種に対応する個別の固定値として記憶していてもよい。また、上述の実施形態における最大沸き上げ時間の算出タイミングは、単位時間の開始時刻（０：００）であったが、当該開始時刻以外の所定のタイミングで算出してもよい。
【００６７】
給湯空調システム１００においては、出湯優先及び冷房優先のいずれかを選択可能としてもよい。出湯優先又は冷房優先の選択は、リモコン６０の入力部６１で行うことが可能である。ユーザが出湯優先を選択している場合、学習制御モードにおいて、沸き上げ運転が行われている最中に、ユーザから冷房運転の指示があっても、沸き上げ運転を直ぐには停止せずに、圧縮機２の周波数を上げて能力を上昇させ、沸き上げ運転の完了時間を短くする。この後、コントローラ５０が冷房運転に切り換える。一方、ユーザが冷房優先を選択している場合、学習制御モードにおいて、沸き上げ運転が行われている最中に、ユーザから冷房運転の指示があると、コントローラ５０は、沸き上げ運転を直ちに停止し、冷房運転に切り換える。これにおいても、ある程度の湯量が確保できる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明を利用すれば、貯湯タンク内の温水の温度低下が小さくなり、エネルギ効率の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６９】
２  圧縮機
４  室内側減圧機構
５  給湯側減圧機構
６  室外側熱交換器（熱源側熱交換器）
１１  室内側熱交換器（利用側熱交換器）
２１  給湯側熱交換器（利用側熱交換器）
５０  コントローラ
１００  給湯空調システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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