(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプユニットとを備え、必要沸き上げ熱量及び前記ヒートポンプユニットの定格の加熱能力に基づき必要沸き上げ時間を算出し、前記ヒートポンプユニットを動作させて前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げる沸き上げ運転を、深夜電力時間帯終了時刻の所定時間前に終了するように沸き上げ制御を行うヒートポンプ式給湯機において、前記沸き上げ運転開始以降に前記貯湯タンクから給湯に使用した使用熱量を算出する使用熱量算出手段を設け、前記沸き上げ運転中、該使用熱量算出手段の算出する使用熱量が、前記深夜電力時間帯終了時刻の所定時間前から前記深夜電力時間帯終了時刻までの時間分で前記ヒートポンプユニットが定格の加熱能力で沸き上げた時に湯水に与えることのできる所定熱量以下の場合には、前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格のままで沸き上げを行い、前記使用熱量算出手段の算出する使用熱量が前記所定熱量を超えた場合には、少なくとも、前記使用熱量から前記所定熱量を引いた差分熱量分、多くとも前記使用熱量分は前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げるようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
前記使用熱量算出手段の算出する使用熱量が前記所定熱量を超えた使用熱量であった場合は、前記所定熱量を、前記使用熱量から引いてその差分の差分熱量を算出し、さらに前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げた場合と前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格で沸き上げた場合とにおいて単位時間当たりに湯水に与えることのできる熱量の差である差分能力熱量を算出して、該差分能力熱量で前記差分熱量に相当する熱量を沸き上げる時間まで前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げを行い、その後は前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格に戻して沸き上げを行うことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
前記使用熱量算出手段の算出する使用熱量が前記所定熱量を超えた使用熱量であった場合は、前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げた場合と前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格で沸き上げた場合とにおいて単位時間当たりに湯水に与えることのできる熱量の差である差分能力熱量を算出して、前記差分能力熱量で前記使用熱量に相当する熱量を沸き上げる時間まで前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げを行い、その後は前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格に戻して沸き上げを行うことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
前記使用熱量算出手段の算出する使用熱量が前記所定熱量を超えた使用熱量であった場合は、前記所定熱量を、前記使用熱量から引いてその差分の差分熱量を算出し、さらに前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げた場合と前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格で沸き上げた場合とにおいて単位時間当たりに湯水に与えることのできる熱量の差である差分能力熱量を算出して、該差分能力熱量で前記差分熱量に相当する熱量を沸き上げる時間以上、且つ前記差分能力熱量で前記使用熱量に相当する熱量を沸き上げる時間以下の時間内で前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げを行い、その後は前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格に戻して沸き上げを行うことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンク内の湯水を特定時間帯に沸き上げるヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種のヒートポンプ式給湯機では、深夜電力時間帯等の電気料金が安い時間帯に貯湯タンク内の湯水をヒートポンプユニットにより沸き上げ貯湯タンク内に貯湯し、この湯水を給湯等に使用している。この深夜電力時間帯等を利用したものにおいては、深夜電力時間帯終了時刻前に沸き上げ運転が終了するように、深夜電力時間帯の開始時点よりも沸き上げ運転の開始を遅らせるいわゆるピークシフト制御が行われている。
【０００３】
そして、このような深夜電力時間帯での沸き上げ運転を行っている間に貯湯タンク内の沸き上げた湯水を給湯等で使用したことを検出した場合、ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた状態でヒートポンプユニットを運転させ、想定時間内に沸き上げを完了させるものがあった。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００７−９３１１３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、この従来のものは、深夜電力時間帯での沸き上げ運転を行っている間に貯湯タンク内の沸き上げた湯水を給湯等で使用したことを検出した場合に、ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた状態でヒートポンプユニットを運転させるので、給湯等で使用した給湯量が少量、すなわち使用した熱量が少ししかなくてもヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた状態でヒートポンプユニットを運転させてしまう場合があり、深夜電力時間帯終了時刻の少し前に沸き上げ運転が終了するように制御されていたものが、ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた状態で運転したことにより予定より早く沸き上げ運転を終了してしまうことがあり、結果として沸き上げた湯水が放熱により温度低下してしまうという問題があり、それに加え、ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた状態でヒートポンプユニットの運転を継続すると、ヒートポンプユニット内の圧縮機の稼働音や振動が大きいので、ユーザーに不快感を与えてしまい、さらにヒートポンプユニットの寿命を縮めるという問題点を有するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上記課題を解決するために、特に請求項１ではその構成を、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するヒートポンプユニットとを備え、必要沸き上げ熱量及び前記ヒートポンプユニットの定格の加熱能力に基づき必要沸き上げ時間を算出し、前記ヒートポンプユニットを動作させて前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げる沸き上げ運転を、深夜電力時間帯終了時刻の所定時間前に終了するように沸き上げ制御を行うヒートポンプ式給湯機において、前記沸き上げ運転開始以降に前記貯湯タンクから給湯に使用した使用熱量を算出する使用熱量算出手段を設け、前記沸き上げ運転中、該使用熱量算出手段の算出する使用熱量が、前記深夜電力時間帯終了時刻の所定時間前から前記深夜電力時間帯終了時刻までの時間分で前記ヒートポンプユニットが定格の加熱能力で沸き上げた時に湯水に与えることのできる所定熱量以下の場合には、前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格のままで沸き上げを行い、前記使用熱量算出手段の算出する使用熱量が前記所定熱量を超えた場合には、少なくとも、前記使用熱量から前記所定熱量を引いた差分熱量分、多くとも前記使用熱量分は前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げるようにしたものである。
【０００６】
又請求項２では、前記使用熱量算出手段の算出する使用熱量が前記所定熱量を超えた使用熱量であった場合は、前記所定熱量を、前記使用熱量から引いてその差分の差分熱量を算出し、さらに前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げた場合と前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格で沸き上げた場合とにおいて単位時間当たりに湯水に与えることのできる熱量の差である差分能力熱量を算出して、該差分能力熱量で前記差分熱量に相当する熱量を沸き上げる時間まで前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げを行い、その後は前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格に戻して沸き上げを行うものとした。
【０００７】
又請求項３では、前記使用熱量算出手段の算出する使用熱量が前記所定熱量を超えた使用熱量であった場合は、前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げた場合と前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格で沸き上げた場合とにおいて単位時間当たりに湯水に与えることのできる熱量の差である差分能力熱量を算出して、前記差分能力熱量で前記使用熱量に相当する熱量を沸き上げる時間まで前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げを行い、その後は前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格に戻して沸き上げを行うものとした。
【０００８】
又請求項４では、前記使用熱量算出手段の算出する使用熱量が前記所定熱量を超えた使用熱量であった場合は、前記所定熱量を、前記使用熱量から引いてその差分の差分熱量を算出し、さらに前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げた場合と前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格で沸き上げた場合とにおいて単位時間当たりに湯水に与えることのできる熱量の差である差分能力熱量を算出して、該差分能力熱量で前記差分熱量に相当する熱量を沸き上げる時間以上、且つ前記差分能力熱量で前記使用熱量に相当する熱量を沸き上げる時間以下の時間内で前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げを行い、その後は前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格に戻して沸き上げを行うものとした。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の請求項１によれば、深夜電力時間帯での沸き上げ運転中の使用熱量が、前記深夜電力時間帯終了時刻の所定時間前から前記深夜電力時間帯終了時刻までの時間分で前記ヒートポンプユニットが定格の加熱能力で沸き上げた時に湯水に与えることのできる所定熱量を超えた場合は、少なくとも、使用熱量から所定熱量を引いた差分熱量分、多くとも前記使用熱量分はヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げるので、湯水を沸き上げる沸き上げ速度が上がり、時間当たり沸き上げる沸き上げ熱量を増加させることができ、早くとも沸き上げ運転が終了する当初予定していた時刻とほぼ同じ時刻に沸き上げ運転を終了させることができ、沸き上げ運転が終了する予定の時刻よりも早く沸き上げ運転を終了してしまい沸き上げた湯水が放熱により温度低下するといった問題も発生することがなく、遅くとも深夜電力時間帯終了時刻までに必要とされる沸き上げ熱量を沸き上げることができるものである。一方、沸き上げ運転中の使用熱量が所定熱量以下の場合は、ヒートポンプユニットの加熱能力を定格のままで沸き上げを継続しても深夜電力時間帯終了時刻までに沸き上げを完了するので、無駄にヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させることがなくて済み、ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた状態での運転に伴うヒートポンプユニット内の圧縮機の稼働音や振動が大きくなるといった問題が発生することもなく、さらにヒートポンプユニットの寿命を縮めることもないものである。
【００１０】
又請求項２によれば、沸き上げ運転中の使用熱量が所定熱量を超えた使用熱量であった場合は、前記所定熱量を、前記使用熱量から引いてその差分の差分熱量、すなわち深夜電力時間帯終了時に不足すると推測される沸き上げ不足熱量を算出し、さらに前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げた場合と前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格で沸き上げた場合とにおいて単位時間当たりに湯水に与えることのできる熱量の差である差分能力熱量を算出して、該差分能力熱量で前記差分熱量である沸き上げ不足熱量に相当する熱量を沸き上げる時間まで前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げを行い、その後は前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格に戻して沸き上げを行うものとしたので、前記差分熱量である沸き上げ不足熱量を補うことができ、深夜電力時間帯終了時刻までに貯湯タンク内の湯水の沸き上げを完了することができ、さらに前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げを行う時間を極力減らすことができるので、ヒートポンプユニット内の圧縮機の稼働音や振動が大きいといったユーザーに与える不快感を低減することができ、ヒートポンプユニットへの負担も軽減できるものである。
【００１１】
又請求項３によれば、沸き上げ運転中の使用熱量が所定熱量を超えた使用熱量であった場合は、前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げた場合と前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格で沸き上げた場合とにおいて単位時間当たりに湯水に与えることのできる熱量の差である差分能力熱量を算出して、該差分能力熱量で前記使用熱量に相当する熱量を沸き上げる時間まで前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げを行い、その後は前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格に戻して沸き上げを行うので、沸き上げ運転中に給湯等で所定熱量を超えた熱量を使用したとしても、ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げを行い、沸き上げ速度を上げることで、沸き上げ運転が終了する当初予定していた時刻とほぼ同じ時刻に沸き上げ運転を終了させることが可能となり、さらに使用熱量分を沸き上げたらヒートポンプユニットの加熱能力を定格に戻して沸き上げを行うので、沸き上げ運転が終了する予定の時刻よりも早く沸き上げ運転を終了してしまい沸き上げた湯水が放熱により温度低下するといった問題も発生することがなく、深夜電力時間帯終了時刻までに貯湯タンク内の湯水の沸き上げを完了することができるものである。
【００１２】
又請求項４によれば、前記使用熱量算出手段の算出する使用熱量が前記所定熱量を超えた使用熱量であった場合は、前記所定熱量を、前記使用熱量から引いてその差分の差分熱量を算出し、さらに前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げた場合と前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格で沸き上げた場合とにおいて単位時間当たりに湯水に与えることのできる熱量の差である差分能力熱量を算出して、該差分能力熱量で前記差分熱量に相当する熱量を沸き上げる時間以上、且つ前記差分能力熱量で前記使用熱量に相当する熱量を沸き上げる時間以下の時間内で前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格よりも上昇させた加熱能力で沸き上げを行い、その後は前記ヒートポンプユニットの加熱能力を定格に戻して沸き上げを行うので、早ければ沸き上げ運転が終了する当初予定していた時刻とほぼ同じ時刻に沸き上げ運転を終了させることができ、遅くとも深夜電力時間帯終了時刻までに貯湯タンク内の湯水の沸き上げを完了することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、この発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、４はヒートポンプユニット３の凝縮器としての水冷媒熱交換器、５はヒーポン循環回路で、貯湯タンク２の下部と水冷媒熱交換器４とを結び貯湯タンク２内の湯水を水冷媒熱交換器４に供給するヒーポン往き管６と、水冷媒熱交換器４と貯湯タンク２の上部とを結び水冷媒熱交換器４で熱交換された温水を貯湯タンク２上部に戻すヒーポン戻り管７とから構成され、８はヒーポン循環回路５に設けられ貯湯タンク２内の湯水をヒートポンプユニット３に循環させる循環ポンプである。
【００１４】
９は貯湯タンク２下端に接続され貯湯タンク２内に水を供給する給水管、１０は貯湯タンク２上端に接続され貯湯されている高温の湯を出湯する出湯管、１１は給水管９から分岐した給水バイパス管、１２は給水バイパス管１１からの水と出湯管１０からの高温の湯を設定温度に混合する混合弁、１３は混合された設定温度の温水を給湯する給湯管、１４は台所や洗面所等に設けられた給湯栓であり、前記出湯管１０と混合弁１２と給湯管１３から給湯経路を構成するものである。
【００１５】
１５は混合弁１２の下流側に設け給湯温度を検出する給湯温度検出手段としての給湯温度センサ、１６は給湯量をカウントする給湯量検出手段としての給湯流量センサ、１７は水道圧を所定の圧力に減圧する減圧弁、１８は給水管９途中に設けられ給水の温度を検出する給水温度検出手段としての給水温度センサ、１９は貯湯タンク２の過圧を逃がすための過圧逃し弁である。
【００１６】
前記ヒートポンプユニット３は、凝縮器としての前記水冷媒熱交換器４と回転数可変の圧縮機２０と電子膨張弁２１と強制空冷式の蒸発器としての空気熱交換器２２とで構成されたヒートポンプ回路２３と、空気熱交換器２２に送風する送風ファン２４と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部２５とを備えており、ヒートポンプ回路２３内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。
【００１７】
２６は貯湯タンク２の上下方向に複数個配置された貯湯温度検出手段としての貯湯温度センサで、この実施形態では５つの貯湯温度センサ２６が配置され、この貯湯温度センサ２６が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているか検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。
【００１８】
２７は貯湯タンクユニット１内の貯湯温度センサ２６等の各種センサの入力を受けて各アクチュエータの駆動を制御するマイコンを有し制御部を構成する給湯制御部であり、この給湯制御部２７は前記複数の貯湯温度センサ２６の検出温度を基に貯湯タンク２内の残熱量が足りているか否かの判断を行う。なお、この給湯制御部２７は給湯リモコン（図示せず）と無線または有線により接続され、ユーザーが任意の給湯設定温度を設定できるようにしているものであると共に、ヒーポン制御部２５とも有線にて通信可能に接続されて、翌日に必要な貯湯熱量を電力料金安価な深夜電力時間帯の終了時までに沸き上げる沸き上げ運転の発停等の指示をヒーポン制御部２５へ送るものである。
【００１９】
前記給湯制御部２７は、上記沸き上げ運転中に貯湯タンク２内の沸き上げた湯水を給湯等で使用したことを給湯流量センサ１６が検出した場合に、給湯流量センサ１６で検出した給湯量から使用熱量、すなわち貯湯タンク２内の熱量をどのくらい使用したかを算出する使用熱量算出手段２８を有しているものである。例えば、給水温度１０℃で、給湯設定温度が４０℃の湯が１０Ｌ給湯されたとすると、使用熱量算出手段２８が算出する使用熱量は、
使用熱量＝（給湯設定温度−給水温度）×給湯量
＝（４０−１０）×１０＝３００ｋｃａｌ
となり、給水温度を基準として貯湯タンク２内の熱量のうち３００ｋｃａｌが使用されたと算出するものである。
【００２０】
次に、図１に示す一実施形態の沸き上げ運転中に給湯の使用があった場合の沸き上げ制御の作動を、図２及び図３に示すフローチャートと図４に示す沸き上げ運転中に給湯の使用があった場合の沸き上げ制御の説明図を用いて説明する。
図２のフローチャートに示すように、まず、電力料金が安価な深夜電力時間帯開始時刻、例えば２３：００に達すると、給湯制御部２７は沸き上げ制御を開始し、ステップ１（以下、Ｓ１と略す）で過去数日分の給湯負荷から適切と思われる熱量である目標貯湯熱量Ｑｗを算出し、Ｓ２で前記目標貯湯熱量Ｑｗと給水温度センサ１８で検出される給水温度Ｔｗとから所定温度範囲、例えば、６５℃〜９０℃の範囲内の任意の沸き上げ目標温度Ｔｏを算出し、Ｓ３で貯湯温度センサ２６の検出温度から貯湯タンク２内の残湯量Ｌｔ及び現在の貯湯タンク２内の貯湯熱量Ｑｔを算出する。続いて、Ｓ４で貯湯タンク２容量Ｌから残湯量Ｌｔを引いた必要沸き上げ量Ｌｗを目標温度Ｔｏで沸き上げる必要沸き上げ熱量Ｑｈとヒートポンプユニット３の定格の加熱能力Ｗａとに基づいて必要沸き上げ時間Ｈを算出し、Ｓ５で沸き上げが深夜電力時間帯終了時刻、例えば７：００の所定時間前、ここでは３０分前の６：３０に終了するように沸き上げ開始時刻Ｈｓを算出する。なお、沸き上げ終了時刻を深夜電力時間帯終了時刻の所定時間前、すなわち６：３０としたのは余裕を持って沸き上げを完了するためであって、その所定時間は３０分に限定されるものでない。
【００２１】
ここで、前記Ｓ１で過去数日分の給湯負荷から算出した目標貯湯熱量Ｑｗを、例えば２５９００ｋｃａｌとし、前記Ｓ２で給水温度センサ１８で検出される給水温度Ｔｗを、例えば１０℃、沸き上げ目標温度Ｔｏを、例えば８０℃とし、前記Ｓ３で貯湯温度センサ２６の検出温度から検出される貯湯タンク２内の残湯量Ｌｔを、例えば１００Ｌ、現在の貯湯タンク２内の貯湯熱量Ｑｔを、７０００ｋｃａｌとし、前記Ｓ４で貯湯タンク２容量Ｌを、例えば３７０Ｌ、必要沸き上げ量Ｌｗ＝貯湯タンク２容量Ｌ−残湯量Ｌｔ＝２７０Ｌ、ヒートポンプユニット３の定格の加熱能力Ｗａを、例えば４．５ｋＷとして必要沸き上げ時間Ｈを算出すると、
必要沸き上げ時間Ｈ＝必要沸き上げ熱量Ｑｈ／（８６０×加熱能力Ｗａ×加熱効率α）
必要沸き上げ熱量Ｑｈ＝（タンク容量Ｌ−残湯量Ｌｔ）
×（沸き上げ目標温度Ｔｏ−給水温度Ｔｗ）
つまり、
必要沸き上げ時間Ｈ＝
（タンク容量Ｌ−残湯量Ｌｔ）×（沸き上げ目標温度Ｔｏ−給水温度Ｔｗ）
／（８６０×加熱能力Ｗａ×加熱効率α）
＝（３７０−１００）×（８０−１０）／（８６０×４．５×０．９）
≒５．４時間＝５時間２４分
となる。そして前記Ｓ５で深夜電力時間帯終了時刻、例えば７：００の所定時間前、ここでは３０分前の６：３０に終了するように沸き上げ開始時刻Ｈｓを算出すると、
沸き上げ開始時刻Ｈｓ＝深夜電力時間帯終了時刻−必要沸き上げ時間Ｈ−所定時間分
＝（７時００分）−（５時間２４分）−（３０分）  
＝１時０６分
となる。
【００２２】
次に、Ｓ６で現在時刻が沸き上げ開始時刻Ｈｓになったかどうかを判断し、現在時刻が沸き上げ開始時刻Ｈｓに達するとＹＥＳでＳ７に進み、図３のフローチャートに示すように、Ｓ７で給湯制御部２７はヒーポン制御部２５に対して沸き上げ運転開始指令を発する。この指令を受けたヒーポン制御部２５は、ヒートポンプユニット３を起動した後に循環ポンプ８を駆動し、貯湯タンク２の下部から取り出した湯水を往き管６を介して水冷媒熱交換器４に流入させ熱交換させながら加熱し、戻り管７を介して貯湯タンク２の上部に戻すことにより、貯湯タンク２内にヒートポンプユニット３で加熱された高温水が貯湯されていくものである。ここで、沸き上げ運転開始時のヒートポンプユニット３の加熱能力Ｗａは定格４．５ｋＷで、これ以降ヒートポンプユニット３の加熱能力Ｗａが定格での沸き上げ運転を定格運転と略す。
【００２３】
このような定格運転中に貯湯タンク２内の沸き上げた湯水を給湯で使用したことを給湯流量センサ１６が検出した場合に、給湯流量センサ１６で検出した給湯量から使用熱量算出手段２８が使用熱量Ｑｓを算出し、Ｓ８でこの使用熱量Ｑｓが所定熱量Ｑｂを超えたかどうか判断する。なお、所定熱量Ｑｂとは深夜電力時間帯終了時刻の所定時間前から深夜電力時間帯終了時刻までの時間分、この実施形態では３０分という時間分定格運転した時に湯水に与えることのできる熱量のことであり、具体的には、
所定熱量Ｑｂ＝８６０×定格の加熱能力Ｗａ×所定時間分
＝８６０×４．５×０．５＝１９３５ｋｃａｌ
となる。ここで、図４中に示した定格運転沸き上げ予測直線及び定格運転限界直線について説明すると、定格運転沸き上げ予測直線は、定格運転中に給湯による貯湯タンク２内の湯水の使用がない場合の沸き上げ熱量の推移を予測した直線であり、二点鎖線で示した定格運転限界直線は、定格運転中に給湯による貯湯タンク２内の湯水の使用があった場合において、定格運転でぎりぎり深夜電力時間帯終了時刻である７：００に沸き上げを完了することができる直線を表したものであり、この定格運転限界直線は前記所定熱量Ｑｂである１９３５ｋａｃａｌに基づいて描かれている。もし使用熱量Ｑｓが上記算出した所定熱量Ｑｂである１９３５ｋｃａｌを超えてしまった場合、つまり定格運転限界直線を超えてしまった場合、定格運転を続けても深夜時間帯終了時刻までに沸き上げが完了しないことを意味するものである。
【００２４】
前記Ｓ８で使用熱量Ｑｓが所定熱量Ｑｂを超えたかどうか判断し、使用熱量Ｑｓが所定熱量Ｑｂと比べて同じか、あるいは少なければＮＯでＳ９に進み、Ｓ９で定格運転を継続し、次のＳ１０で沸き上げが完了したかどうか判断を行い、沸き上げが完了していればＹＥＳで沸き上げ制御を終了し、沸き上げが完了していなければＮＯでＳ８の処理に戻るものである。なお、沸き上げが完了したかどうかの判断は、例えば、複数ある貯湯温度センサ２６の中で最下部に設けられた貯湯温度センサ２６が検出する検出温度が予め設定された沸き上げ停止温度以上を検出したかどうかで判断し、複数ある貯湯温度センサ２６の中で最下部に設けられた貯湯温度センサ２６が沸き上げ停止温度以上を検出したら、給湯制御部２７がヒーポン制御部２５に対して沸き上げ運転停止指令を発し、この指令を受けたヒーポン制御部２５はヒートポンプユニット３及び循環ポンプ８を停止して沸き上げ運転を停止し、沸き上げ制御を終了するものである。
【００２５】
一方、前記Ｓ８で使用熱量Ｑｓが所定熱量Ｑｂを超えたと判断すると、ＹＥＳでＳ１１に進み、Ｓ１１で圧縮機２０の回転数を増加させる等してヒートポンプユニット３の加熱能力Ｗａを定格４．５ｋＷよりも上昇させた状態、例えばヒートポンプユニット３の加熱能力Ｗａを６．０ｋＷとした状態での沸き上げ運転（以下、上昇運転と略す）を開始すると共に、上昇運転を行う上昇運転時間Ｈｊに初期値０を入力する。この時、上昇運転は所定時間、ここでは５分間は少なくとも行うことが予め設定されているものとする。続いて、Ｓ１２で使用熱量Ｑｓが増加したかどうか判断し、使用熱量Ｑｓが増加していればＹＥＳでＳ１３に進み、Ｓ１３で上昇運転時間Ｈｊの算出を行い、Ｓ１４の処理に移行するが、Ｓ１２で使用熱量Ｑｓが増加していなければＮＯでＳ１４に進む。そして、Ｓ１４で上昇運転時間Ｈｊと上昇運転の所定運転時間である５分を比較し、時間として大きい方の時間が経過したかどうか判断し、大きい方の時間が経過したらＹＥＳでＳ１５に進み、Ｓ１５で上昇運転から圧縮機２０の回転数を減少させる等してヒートポンプユニット３の加熱能力Ｗａを定格４．５ｋＷの定格運転に戻すと共に、使用熱量ＱｓをリセットしＳ１０の処理に戻り、Ｓ１４で前記大きい方の時間が経過していなければＮＯでＳ１２の処理に戻るものである。
【００２６】
ここで、前記Ｓ１３の上昇運転時間Ｈｊを算出する方法を説明すると、まず、上昇運転した場合と定格運転した場合とにおいて単位時間当たりに湯水に与えることのできる熱量の差である差分能力熱量Ｑｄを算出する。そして、該差分能力熱量Ｑｄで前記使用熱量Ｑｓに相当する熱量を沸き上げる時間を算出し、それを上昇運転時間Ｈｊとするものである。
具体的な例として使用熱量Ｑｓが所定熱量Ｑｂである１９３５ｋｃａｌを超え２０００ｋｃａｌになった時の上昇運転時間Ｈｊを算出する場合を考える。まず、差分能力熱量Ｑｄを算出すると、
差分能力熱量Ｑｄ＝（上昇運転時の加熱能力−定格運転時の加熱能力）×８６０
＝（６．０−４．５）×８６０＝１２９０ｋｃａｌ／ｈ
となり、単位時間当たり１２９０ｋｃａｌを湯水に与えることのできる。そして、この差分能力熱量Ｑｄで前記使用熱量Ｑｓに相当する熱量を沸き上げる時間、つまり上昇運転時間Ｈｊを算出すると、
上昇運転時間Ｈｊ＝使用熱量Ｑｓ／差分能力熱量Ｑｄ
＝２０００／１２９０≒１．６時間＝１時間３６分
となり、上昇運転開始時から上昇運転を１時間３６分すれば使用熱量Ｑｓに相当する熱量を湯水に与えることができる。この後、前記Ｓ１４からＮＯで前記Ｓ１２に戻り、Ｓ１２でさらに給湯により使用熱量Ｑｓが３０００ｋｃａｌに増加したと判断すると、再度Ｓ１３に進み、Ｓ１３で新たに上昇運転時間Ｈｊが算出、具体的には２時間１８分が算出され、上昇運転時間Ｈｊは先程の上昇運転時間Ｈｊである１時間３６分に代わって新たに算出した上昇運転時間Ｈｊである２時間１８分に補正されるものである。
【００２７】
また、図４中の太点線で示した給湯により使用した使用熱量Ｑｓを表す線と太線で示した上昇運転を表す線について見ると、太点線で示した使用熱量Ｑｓを表す線の下り勾配が止まった時点、つまり給湯の使用が終了した時点で太線で示した上昇運転が開始するように表されているが、これは図による説明を簡単にするためにこのように表したものであり、実際は図３のフローチャートの説明通り給湯が使用されている最中に上昇運転も同時に行われているものである。
【００２８】
以上説明した沸き上げ運転中に給湯の使用があった場合の沸き上げ制御において、前記Ｓ８で使用熱量Ｑｓが所定熱量Ｑｂを超えたかどうか判断し、使用熱量Ｑｓが所定熱量Ｑｂを超えた場合は、ヒートポンプユニット３の加熱能力Ｗａが定格である定格運転のままだと深夜電力時間帯終了時までに目標貯湯熱量Ｑｗに及ばないが、この時は前記Ｓ１１でヒートポンプユニット３の加熱能力Ｗａを定格よりも上昇させた状態での沸き上げ運転である上昇運転を行うので、定格運転に比べて湯水を沸き上げる沸き上げ速度が上がり、時間当たり沸き上げる沸き上げ熱量を増加させることができ、深夜電力時間帯終了時刻までに必要とされる沸き上げ熱量を沸き上げることができるものである。一方、使用熱量Ｑｓが所定熱量Ｑｂを超えていない場合は、前記Ｓ９に進み、定格運転を継続させても深夜電力時間帯終了時刻までに沸き上げ運転を完了するので、無駄にヒートポンプユニット３の加熱能力Ｗａを定格よりも上昇させることがなくて済み、上昇運転に伴うヒートポンプユニット３内の圧縮機２０の稼働音や振動が大きくなるといった問題が発生することがなく、さらにヒートポンプユニット３の寿命を縮めることもないものである。
【００２９】
また、前記Ｓ１３で上昇運転時間Ｈｊを、差分能力熱量Ｑｄで使用熱量Ｑｓに相当する熱量を沸き上げる時間としたことにより、使用熱量Ｑｓ分を上昇運転により沸き上げることで、沸き上げ速度を上げ、図４に示した定格運転沸き上げ予測直線まで引き上げることができ、前記定格運転沸き上げ予測直線まで引き上げたら、前記Ｓ１５で上昇運転から定格運転に戻すので、沸き上げ運転が終了する当初予定していた時刻よりも早く沸き上げ運転を終了してしまい沸き上げた湯水が放熱により温度低下するといった問題も発生することがなく、沸き上げ運転が終了する当初予定していた時刻とほぼ同じ時刻に沸き上げ運転を終了することも可能になり、深夜電力時間帯終了時刻までに貯湯タンク２内の湯水の沸き上げを完了することができるものである。
【００３０】
また、前記Ｓ１３で上昇運転時間Ｈｊを、差分能力熱量Ｑｄで使用熱量Ｑｓに相当する熱量を沸き上げる時間としたが、これに限定されず上昇運転時間Ｈｊを、差分能力熱量Ｑｄで使用熱量Ｑｓから所定熱量Ｑｂを引いた差分熱量Ｑｅに相当する熱量を沸き上げる時間としてもよく、そうすること差分熱量Ｑｅ分、つまり深夜電力時間帯終了時に不足すると推測される沸き上げ不足熱量分を上昇運転により補うことができ、深夜電力時間帯終了時刻までに貯湯タンク２内の湯水の沸き上げを完了することができるものである。さらに上昇運転を行う時間を極力減らすことができるので、ヒートポンプユニット３内の圧縮機２０の稼働音や振動が大きいといったユーザーに与える不快感を低減することができ、ヒートポンプユニット３への負担も軽減できるものである。さらに、上昇運転時間Ｈｊを、差分能力熱量Ｑｄで前記差分熱量Ｑｅに相当する熱量を沸き上げる時間以上、且つ差分能力熱量Ｑｄで使用熱量Ｑｓに相当する熱量を沸き上げる時間以下の時間内になるように適宜決定してもよく、そうすることで早ければ沸き上げ運転が終了する当初予定していた時刻とほぼ同じ時刻に沸き上げ運転を終了させることができ、遅くとも深夜電力時間帯終了時刻までに貯湯タンク２内の湯水の沸き上げを完了することができるものである。
【００３１】
なお、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、本実施形態では沸き上げ運転中に給湯により貯湯タンク２内の熱量を使用した場合において本発明を適用したが、給湯により貯湯タンク２内の熱量を使用した場合だけでなく、浴槽（図示せず）への湯張りにより貯湯タンク２内の熱量を使用した場合においても本発明を適用できるものであり、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な変形が可能であり、これを妨げるものではない。
【００３２】
また、本実施形態では使用熱量算出手段２８は給湯制御部２７が有しているが、使用熱量算出手段２８はヒーポン制御部２５が有していてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の一実施形態の概略構成図。
【図２】同一実施形態の要部フローチャート。
【図３】同一実施形態の要部フローチャート。
【図４】同一実施形態の沸き上げ運転中に給湯の使用があった場合の沸き上げ制御の説明図。
【符号の説明】
【００３４】
２  貯湯タンク
３  ヒートポンプユニット
２８  使用熱量算出手段
【図１】
0005026191.tif 000002
【図２】
0005026191.tif 000003
【図３】
0005026191.tif 000004
【図４】
0005026191.tif 000005