JP2005076968A - 貯湯式給湯機および貯湯式給湯機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間不使用時に排水される湯量を低減できる貯湯式給湯機を提供する。
【解決手段】 制御ユニット１１は、給湯機１の利用者によって入力された湯の使用計画をリモコン１２から受ける。制御ユニット１１は、夜間の所定時刻になると、水位センサ１０Ａ〜１０Ｃによって貯湯タンク３内の水位データを取得して貯湯タンク３内の残存湯量を算出し、設定された翌日の湯量設定データから残存湯量を減算して必要な追加湯量を算出する。そして、制御ユニット１１は、その追加湯量に基づいてヒートポンプユニット２へ運転指令を出力する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、湯沸器によって沸かされた湯を貯湯タンクに貯めて使用する貯湯式給湯機および貯湯式給湯機の制御方法に関する。

深夜電力などを利用して経済的に湯を沸かし、その沸かした湯を貯湯タンクに貯めて翌日利用する貯湯式の給湯機が戸建住宅において普及してきている。このような給湯機の熱源としては、種々の装置が利用され、たとえば、電気ヒータを用いた電気給湯機、ガス湯沸器を用いたガス給湯機、ヒートポンプ回路を用いたヒートポンプ式給湯機などが知られている。ここ近年は、環境問題や省エネルギー化の観点からヒートポンプ式給湯機が特に注目されている。

図５は、従来の貯湯式給湯機の構成を概略的に示す全体構成図である。

図５を参照して、この給湯機１００は、上述のようにここ近年注目されているヒートポンプ式給湯機であり、給湯機１００は、ヒートポンプユニット１０１と、貯湯タンク１０２と、給水管１０３と、配管１０４，１０５と、給湯管１０６とを備える。

ヒートポンプユニット１０１は、冷媒サイクルによって冷媒を圧縮加熱し、その加熱した冷媒と配管１０４から供給される貯湯タンク１０２内の水との間で熱交換を行ない、熱交換によって加熱された湯を配管１０５を介して貯湯タンク１０２へ供給する。貯湯タンク１０２は、ヒートポンプユニット１０１によって沸かされた湯を貯めておくタンクである。貯湯タンク１０２は、下部に給水管１０３、およびヒートポンプユニット１０１と接続される配管１０４が設けられ、上部に給湯管１０６、およびヒートポンプユニット１０１と接続される配管１０５が設けられる。

この給湯機１００においては、貯湯タンク１０２内は、水または湯で満たされている。貯湯タンク１０２内の水（または湯）は、貯湯タンク１０２の下部に設けられる配管１０４を介してヒートポンプユニット１０１へ送られ、ヒートポンプユニット１０１によって加熱される。そして、ヒートポンプユニット１０１によって沸かされた湯は、貯湯タンク１０２の上部に接続される配管１０５を介して貯湯タンク１０２内に供給される。

このように、相対的に温度の低い下層の水がヒートポンプユニット１０１に送られて加熱され、ヒートポンプユニット１０１によって加熱された湯が貯湯タンク１０２の上部から貯湯タンク１０２に供給されることによって、貯湯タンク１０２内が湯で満たされていく。そして、貯湯タンク１０２内の湯が給湯管１０６から出湯されると、同量の水が給水間１０３から供給される。

また、特開昭５８−１４５８４３号公報には、貯湯時の放熱によるエネルギーロスが少なく、また、貯湯タンクに大きな水圧がかからない貯湯式給湯機が開示されている（特許文献１参照）。この給湯機は、貯湯タンクと、貯湯タンクに結合される湯沸器と、貯湯タンクの上部に設けられるシスターンと、貯湯タンクの貯湯量が少量および多量のときそれぞれ動作する第１および第２の水位スイッチとを備え、通常使用時は、第１の水位スイッチを動作させて貯湯量を少量に維持し、浴槽などで一時的に多量の湯を使用するときは、第２の水位スイッチを動作させることによってシスターンから貯湯タンクへ水が供給され、併せて湯沸器を動作させることによって多量の湯を準備する。

この給湯機によれば、通常使用時は、貯湯量が少量であるため、貯湯時の放熱によるエネルギーロスが少ない。また、通常使用時は、貯湯タンクに大きな水圧がかからないので、貯湯タンクに常時大きな水圧がかかる給湯機に比べて耐圧を下げることができ、貯湯タンクの製作コストを低減することができる。
特開昭５８−１４５８４３号公報

このような貯湯式給湯機においては、長期間給湯機を使用しない場合、貯湯タンク内の湯を排水する必要があるが、エネルギーを消費して沸かした湯を排水することは、水の使用量の面からも消費エネルギーの面からも不経済である。そこで、貯湯タンク内の湯の排水量をできる限り低減することができる貯湯式給湯機が望まれている。

上記の図５に示した給湯機は、貯湯タンク１０２内が常時満水であるため、排水時における湯の排水量は多量であり、経済的でない。

また、特開昭５８−１４５８４３号公報に記載された給湯機は、通常使用時は、少量の貯湯しか行なわないため、上記のようにエネルギーロスを低減できるなどの有用な面があるが、シスターンから大量の給水があったときは、しばらく給湯することができなくなる。また、この給湯機では、長期間不使用時はシスターン内に貯められた水も排水する必要があるので、排水量の面からは、必ずしも経済的とはいえない。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、長期間不使用時に排水される湯量を低減できる貯湯式給湯機を提供することである。

また、この発明の別の目的は、長期間不使用時に排水される湯量を低減できる貯湯式給湯機の制御方法を提供することである。

この発明によれば、貯湯式給湯機は、給水管から供給される水を加熱する湯沸器と、湯沸器から出湯される湯を貯める貯湯タンクと、湯沸器から出湯される湯を貯湯タンクへ供給するための配管と、第１の所定期間に使用される湯量の使用計画に基づいて、貯湯タンクの貯湯量が使用計画の湯量となるように第１の所定期間ごとに湯沸器を制御する制御装置とを備える。

好ましくは、第１の所定期間は、１日単位の期間であり、制御装置は、翌日に使用される湯量の使用計画に基づいて、夜間の所定時刻に湯沸器を制御する。

好ましくは、貯湯式給湯機は、制御装置に接続され、かつ、当該貯湯式給湯機の利用者が使用計画を設定するための外部設定器をさらに備え、制御装置は、外部設定器から設定される使用計画に基づいて湯沸器を制御する。

好ましくは、制御装置は、第１の所定期間に対応する過去の湯の使用実績を格納する記憶部と、記憶部に格納される過去の湯の使用実績に基づいて使用計画を算出し、その算出された使用計画に基づいて湯沸器を制御する制御部とを含む。

好ましくは、貯湯式給湯機は、貯湯タンク内の湯を排水する排水管と、排水管に設けられる排水弁とをさらに備え、制御装置は、第２の所定期間貯湯タンクから給湯されていないとき、貯湯タンク内の湯を排水するように排水弁を制御する。

好ましくは、貯湯式給湯機は、貯湯タンク内の湯を排水する排水管と、排水管に設けられる排水弁とをさらに備え、制御装置は、貯湯タンク内の湯の排水指令を外部設定器から受けたとき、指令に応じて貯湯タンク内の湯を排水するように排水弁を制御する。

好ましくは、湯沸器は、圧縮加熱された冷媒との熱交換によって給水管から供給される水を加熱するヒートポンプ装置を含む。

また、この発明によれば、貯湯式給湯機の制御方法は、第１の所定期間に使用される湯量の使用計画を設定する第１のステップと、湯が貯められる貯湯タンク内の残存湯量を検出する第２のステップと、残存湯量および使用計画に基づいて貯湯タンクへの必要給湯量を算出する第３のステップと、算出された必要給湯量に基づいて、貯湯タンクへ湯を供給する湯沸器を制御する第４のステップとを備える。

好ましくは、第１の所定期間は、１日単位の期間であり、第２から第４のステップは、夜間の所定時刻に実行される。

好ましくは、第１のステップにおいて、使用計画は、当該貯湯式給湯機の利用者によって外部設定器から設定される。

好ましくは、貯湯式給湯機の制御方法は、湯の使用実績を記憶する第５のステップをさらに備え、第１のステップにおいて、使用計画は、第１の所定期間に対応する過去の湯の使用実績に基づいて算出される。

好ましくは、貯湯式給湯機の制御方法は、第２の所定期間貯湯タンクから給湯されていないとき、貯湯タンク内の湯を排水する第６のステップをさらに備える。

この発明によれば、設定または算出された湯の使用計画に基づいて必要量の湯のみを貯湯タンクに貯めるようにしたので、長期間給湯機を使用しない場合であって貯湯タンク内の湯を排水しなければならないとき、排水量を低減することができる。したがって、水の使用量の面からも消費エネルギーの面からもランニングコストを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明による給湯機の構成を概略的に示す全体構成図である。

図１を参照して、給湯機１は、ヒートポンプユニット２と、貯湯タンク３と、給水管４と、配管５と、給湯管６と、排水管７と、給湯弁８と、排水弁９と、水位センサ１０Ａ〜１０Ｃと、制御ユニット１１と、リモコン１２とを備える。

ヒートポンプユニット２は、圧縮機、放熱器、減圧装置および蒸発器が順次接続された冷媒回路からなるヒートポンプと、放熱器と給水管４から供給される水との間で熱交換を行なう水熱交換器とを含む。ヒートポンプユニット２は、上記ヒートポンプによって冷媒を圧縮加熱し、その加熱された冷媒と給水管４から供給される水との間で水熱交換器によって熱交換を行なう。このヒートポンプユニット２は、給水管４から供給される水を高温（たとえば８０℃〜９０℃）の湯に一気に沸き上げ、貯湯タンク３に接続される配管５へその沸き上がった湯を出湯する。

貯湯タンク３は、ヒートポンプユニット２によって沸き上げられた湯を貯めておくタンクである。貯湯タンク３の上部には、ヒートポンプユニット２と接続される配管５が接続され、貯湯タンク３の下部には、給湯管６および排水管７が設けられる。この貯湯タンク３は、ヒートポンプユニット２から配管５を介して供給される湯のみを貯湯する。

給水管４は、外部からヒートポンプユニット２へ冷水を供給するための配管であり、配管５は、ヒートポンプユニット２から出湯される湯を貯湯タンク３へ送るための配管である。給湯管６は、台所や浴槽などへ給湯するための配管であり、排水管７は、この給湯機１が長期間使用されないときやリモコン１２から排水指示がなされたときなどに貯湯タンク３内の湯を排水するための配管である。給湯弁８および排水弁９は、それぞれ給湯管６および排水管７に設けられる電磁弁であり、制御ユニット１１からの指令に応じて開閉する。

水位センサ１０Ａ〜１０Ｃは、貯湯タンク３内の側面に設けられ、貯湯タンク３内の湯の水位を検出する。すなわち、水位センサ１０Ａは、貯湯タンク３内の水位が高位のとき、制御ユニット１１へ検出信号を出力する。水位センサ１０Ｂは、貯湯タンク３内の水位が中位のとき、制御ユニット１１へ検出信号を出力する。水位センサ１０Ｃは、貯湯タンク３内の水位が低位のとき、制御ユニット１１へ検出信号を出力する。

制御ユニット１１は、リモコン１２から設定された湯の使用計画に基づいて、ヒートポンプユニット２に運転指令を出力する。ここで、制御ユニット１１は、水位センサ１０Ａ〜１０Ｃから貯湯タンク３内の湯の水位検出信号を受け、その検出信号を用いて概算される貯湯タンク３内の残存湯量に応じて必要な追加湯量を算出する。そして、制御ユニット１１は、算出した追加湯量が出湯されるまでヒートポンプユニット２へ運転指令を出力する。また、制御ユニット１１は、給湯時および排水時、それぞれ給湯弁８および排水弁９へ開信号を出力する。なお、制御ユニット１１の詳細な動作については、後ほど詳しく説明する。

リモコン１２は、湯の使用計画を設定するための外部設定器である。給湯機の利用者は、日もしくは曜日を指定して１日単位の予定使用湯量をリモコン１２から設定することができる。そして、リモコン１２は、利用者によって湯量設定データが入力されると、その入力された湯量設定データを制御ユニット１１へ送信する。また、リモコン１２には、表示器および音声出力器が設けられ、貯湯タンク３の残存湯量を表示したり、制御ユニット１１からの警報を出力することができる。

なお、ヒートポンプユニット２は、「湯沸器」を構成し、制御ユニット１１は、「制御装置」を構成する。また、リモコン１２は、「外部設定器」を構成する。

この給湯機１においては、リモコン１２から１日単位の湯の使用計画が入力されると、リモコン１２は、その湯量設定データを制御ユニット１１へ出力する。制御ユニット１１は、夜間の所定時刻になると、リモコン１２から設定された翌日の湯量設定データに基づいてヒートポンプユニット２へ運転指令を出力し、ヒートポンプユニット２は、深夜電力を利用して動作し、沸き上げた湯を貯湯タンク３へ出湯する。より具体的には、制御ユニット１１は、夜間の所定時刻になると、水位センサ１０Ａ〜１０Ｃから貯湯タンク３内の水位データを取得し、貯湯タンク３の残存湯量を算出する。そして、制御ユニット１１は、翌日の湯量設定データから残存湯量を減算して必要な追加湯量を算出し、その追加湯量が出湯されるまでヒートポンプユニット２に運転指令を出力する。

ここで、この給湯機１においては、給水管４は、ヒートポンプユニット２に接続された構成となっており、ヒートポンプユニット２は、給水管４から供給される水を高温の湯に一気に沸き上げる。そして、ヒートポンプユニット２は、制御ユニット１１によって算出された追加湯量分のみ湯を沸かし、その沸かした湯を配管５を介して貯湯タンク３へ供給する。すなわち、貯湯タンク３には、翌日の湯の使用計画に対応する必要量の湯のみが貯湯される。したがって、貯湯タンク３内には、湯の使用計画に対して余分な湯または水は存在しない。

また、給湯機１においては、制御ユニット１１から給湯弁８に対して長期間開指令が出力されず、給湯機１が長期間不使用のとき、制御ユニット１１は、たとえば所定日数経過後の夜間に排水弁９に対して開指令を出力し、貯湯タンク３内の湯が排水される。ここで、上記のように、貯湯タンク３内には、湯の使用計画に対して余分な湯または水は存在しないので、排水量は必要最小限であり、経済的である。なお、制御ユニット１１による自動排水を行なうか否かは、リモコン１２から利用者が設定することができる。

図２は、図１に示した制御ユニット１１の構成を機能的に示す機能ブロック図である。

図２を参照して、制御ユニット１１は、制御部２１と、記憶部２２と、タイマー２３と、貯湯駆動部２４と、給湯駆動部２５と、排水駆動部２６と、入出力Ｉ／Ｆ部２７と、外部Ｉ／Ｆ部２８と、バス２９とを含む。

制御部２１は、リモコン１２とのＩ／Ｆ制御、水位センサ１０Ａ〜１０ＣとのＩ／Ｆ制御、ヒートポンプユニット２を運転させて使用計画に基づいた貯湯を行なう貯湯制御、給湯弁８の開閉を制御して給湯量を制御する給湯制御、排水弁９の開閉を制御する排水制御などを行なう。また、制御部２１は、記憶部２２、タイマー２３、貯湯駆動部２４、給湯駆動部２５、排水駆動部２６、入出力Ｉ／Ｆ部２７、および外部Ｉ／Ｆ部２８の各動作を制御する。

記憶部２２は、リモコン１２から外部Ｉ／Ｆ部２８を介して入力される湯量設定データおよび留守設定データを格納する。ここで、留守設定データは、給湯機１が長期間不使用であるとき、制御ユニット１１による自動排水制御を行なうか否かの設定データである。記憶部２２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）で構成されてもよいし、電気的に書換可能な不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）で構成されてもよい。

タイマー２３は、制御部２１によって貯湯制御が行なわれる夜間の所定時刻になると、制御部２１に通知を行なう。また、タイマー２３は、給湯駆動部２５から出力される給湯弁８への開指令の間隔を計時し、給湯駆動部２５から入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して給湯弁８へ所定の長期間開指令が出力されていないときは、制御部２１へその旨通知する。

貯湯駆動部２４は、制御部２１によって算出された貯湯タンク３への追加湯量を制御部２１から受け、その追加湯量およびヒートポンプユニット２の能力に基づいて、入出力Ｉ／Ｆ部２７を介してヒートポンプユニット２へ必要時間だけ運転指令を出力する。

給湯駆動部２５は、制御部２１から給湯指令を受け、浴槽に湯を張るときなど給湯量が設定されているときは、その給湯量が供給されるまで入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して給湯弁８へ開指令を出力する。また、給湯駆動部２５は、水位センサ１０Ａ〜１０Ｃから入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して貯湯タンク３内の水位データを受け、給湯によって貯湯タンク３内の水位が大きく低下したときは、その旨を制御部２１へ通知する。

排水駆動部２６は、制御部２１から排水指令を受けると、入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して排水弁９へ開指令を出力し、排水が終了すると、排水弁９へ閉指令を出力する。

入出力Ｉ／Ｆ部２７は、ヒートポンプユニット２、水位センサ１０Ａ〜１０Ｃ、給湯弁８、および排水弁９と信号のやり取りを行なう。外部Ｉ／Ｆ部２８は、リモコン１２とデータのやり取りを行なう。バス２９は、上記の各装置がデータをやり取りするためのデータ通信路である。

この制御ユニット１１においては、制御部２１は、リモコン１２から外部Ｉ／Ｆ部２８を介して湯量設定データを受けると、そのデータを記憶部２２へ格納する。タイマー２３は、夜間の所定時刻になると、制御部２１へ通知を行ない、制御部２１は、タイマー２３から通知に応じて、水位センサ１０Ａ〜１０Ｃから入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して貯湯タンク３内の水位データを取得する。そして、制御部２１は、その水位データを用いて貯湯タンク３内の残存湯量を算出する。

続いて、制御部２１は、翌日の湯量設定データを記憶部２２から読出す。そして、制御部２１は、その湯量設定データから貯湯タンク３内の残存湯量を減算して貯湯タンク３への追加湯量を算出し、その算出した追加湯量を貯湯駆動部２４へ出力する。貯湯駆動部２４は、制御部２１から追加湯量のデータを受けると、その追加湯量およびヒートポンプユニット２の能力に基づいて、入出力Ｉ／Ｆ部２７を介してヒートポンプユニット２へ運転指令を必要時間出力する。

また、タイマー２３は、制御部２１から出力される給湯弁８への開指令の間隔を計時し、ＣＰＵ２１から入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して給湯弁８へ所定の長期間開指令が出力されなかったときは、制御部２１へその旨の通知を行なう。制御部２１は、タイマー２３からその通知を受けると、貯湯タンク３内の湯を排水するように排水駆動部２６へ排水指令を出力し、排水駆動部２６は、入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して排水弁９へ開指令を出力する。

一方、制御部２１は、リモコン１２から外部Ｉ／Ｆ部２８を介して給湯指令および設定給湯量を受けると、その受けた給湯指令および設定給湯量を給湯駆動部２５へ出力する。そうすると、給湯駆動部２５は、その設定給湯量が給湯されるまで、入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して給湯弁８へ開指令を出力する。

ここで、給湯駆動部２５は、給湯弁８へ開指令を出力するとともに、水位センサ１０Ａ〜１０Ｃから入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して貯湯タンク３内の水位データを取得する。そして、給湯駆動部２５は、貯湯タンク３内の水位が大きく低下したとき、入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して給湯弁８へ閉指令を出力するとともに、その旨を制御部２１へ通知する。制御部２１は、給湯駆動部２５から貯湯タンク３内の水位が大きく低下した旨の通知を受けると、その旨をリモコン１２へ表示させ、かつ、音声出力させるためのデータを外部Ｉ／Ｆ部２８を介してリモコン１２へ出力する。なお、この場合、所定の湯量が貯湯タンク３へ追加されるように貯湯駆動部２４から入出力Ｉ／Ｆ部２７を介してヒートポンプユニット２へ運転指令が同時に出力されるようにしてもよい。

図３は、図１に示した制御ユニット１１の動作を説明するためのフローチャートである。

図３を参照して、リモコン１２から外部Ｉ／Ｆ部２８を介して設定データを受けると（ステップＳ１）、制御部２１は、その設定データを記憶部２２に格納する（ステップＳ２）。ここで、リモコン１２からの設定入力としては、たとえば上述したように、翌日あるいはさらに先の日の湯の使用計画（湯量設定）や、給湯機１が長期間使用されていないときに自動排水処理を行なう留守設定などである。

制御部２１は、タイマー２３から夜間の所定時刻に割込みを受けると（ステップＳ３）、記憶部２２に格納されている設定データを検索し、留守設定がなされているか否かを確認する（ステップＳ４）。制御部２１は、留守設定がなされていないと判断すると、再び記憶部２２に格納されている設定データを検索し、翌日の湯量設定データがあるか否かを確認する（ステップＳ５）。制御部２１は、翌日の湯量設定データがないと判断すると、処理を終了する。

制御部２１は、ステップＳ５において翌日の湯量設定データが有ると判断すると、水位センサ１０Ａ〜１０Ｃから入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して貯湯タンク３内の水位データを取得し、その取得した水位データに基づいて貯湯タンク３内の残存湯量を算出する（ステップＳ６）。そして、制御部２１は、翌日の湯量設定データから残存湯量を減算して追加湯量を算出する（ステップＳ７）。

その後、制御部２１および貯湯駆動部２４によってその算出された追加湯量に基づいた貯湯制御が行なわれる（ステップＳ８）。すなわち、制御部２１は、追加湯量を算出すると、その追加湯量データを貯湯駆動部２４へ出力する。貯湯駆動部２４は、その追加湯量データおよびヒートポンプユニット２の能力に基づいてヒートポンプユニット２の必要運転時間を算出し、その運転時間の間、入出力Ｉ／Ｆ部２７を介してヒートポンプユニット２へ運転指令を出力する。

ステップＳ４において留守設定がなされていると判断されたときは、制御部２１および排水駆動部２６によって排水処理が行なわれる（ステップＳ９）。すなわち、制御部２１は、貯湯タンク３内の湯を排水するように排水駆動部２６へ排水指令を出力する。排水駆動部２６は、制御部２１から受けた排水指令に応じて、入出力Ｉ／Ｆ部２７を介して排水弁９へ開指令を出力する。

以上のように、この実施の形態１によれば、リモコン１２から設定された湯の使用計画に基づいて必要な量の湯のみを貯湯タンクに貯湯するようにしたので、長期間給湯機を使用しない場合であって貯湯タンク内の湯を排水しなければならないとき、排水量を低減することができる。したがって、水の使用量の面からもエネルギーの面からもランニングコストを低減することができる。

また、この実施の形態１によれば、長期間給湯機が使用されない場合、自動排水を行なうようにしたので、貯湯タンク３内の水質悪化が防止される。

［実施の形態２］
実施の形態２では、過去の湯の使用状況に基づいて、翌日に必要であり、かつ、最適な湯量が算出される。

実施の形態２による給湯機の全体構成は、図１に示した給湯機１と同じであり、実施の形態２による給湯機は、実施の形態１による給湯機と制御ユニット１１の動作が異なる。

図４は、実施の形態２による給湯機における制御ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。

図４を参照して、制御部２１は、タイマー２３から夜間の所定時刻に割込みを受けると（ステップＳ１１）、記憶部２２に格納されている設定データを検索し、留守設定がなされているか否かを確認する（ステップＳ１２）。制御部２１は、留守設定がなされていないと判断すると、再び記憶部２２に格納されている設定データを検索し、過去の湯量データがあるか否かを確認する（ステップＳ１３）。ここで、湯量データとは、リモコン１２から設定された湯量設定データ、および過去の湯量設定データに対応する実際の使用給湯量データである。過去の湯量データがないときは、制御部２１は、処理を終了する。

制御部２１は、ステップＳ１３において過去の湯量データが有ると判断すると、その過去の湯量データから翌日の湯量設定データを算出する。具体的には、制御部２１は、たとえばその日に対応する曜日の過去の湯量設定データ、およびその湯量設定データに対応する実際の給湯実績データを記憶部２２から読出す（ステップＳ１４）。そして、翌日の湯量設定がリモコン１２から入力されているときは、制御部２１は、その曜日単位の過去の湯量設定データとそれに対応する給湯実績データとの差の傾向を算出し、リモコン１２から入力された翌日の湯量設定をその算出した値で補正して翌日の湯量設定データを算出する。一方、翌日の湯量設定がリモコン１２から入力されていないときは、制御部２１は、その曜日単位の過去の給湯実績データに基づいて翌日の湯量設定データを算出する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１６〜Ｓ１８およびステップＳ１９については、図３に示したステップＳ６〜Ｓ８およびステップＳ９とそれぞれ同じ処理がなされる。

なお、ステップＳ１５において、制御部２１は、翌日の湯量設定データを算出するに際し、給湯機の外気温度を検出するためにさらに設けられる温度検出手段を用いて、湯量設定データを外気温度に応じて補正するようにしてもよい。たとえば、制御部２１は、外気温度が低ければ、湯量設定データを相当量増やすなどの補正をしてもよい。これによって、外気温度が低くなり湯の使用量が特に増える冬場やその他季節により変動する湯の使用量に対しても、適切に湯量の設定をすることができる。

また、制御部２１にカレンダー機能を持たせ、カレンダーに応じて湯量設定データを補正するようにしてもよい。たとえば、制御部２１は、平日／休日に応じて湯量設定データを補正するようにしてもよく、あるいは、上記の温度検出手段を設ける代わりに月単位や季節単位で湯量設定データを補正するなどしてもよい。

以上のように、この実施の形態２によれば、過去の湯の使用状況を用いて湯の使用計画を算出し、その使用計画に基づいて必要な量の湯のみを貯湯タンクに貯湯するようにしたので、実施の形態１と同様に、長期間給湯機を使用しない場合であって貯湯タンク内の湯を排水しなければならないとき、排水量を低減することができる。

なお、上記の実施の形態では、湯を沸かすための熱源としてヒートポンプユニットを用いる場合について示したが、熱源は、電気ヒータや、ガス湯沸器などであってもよい。しかしながら、ヒートポンプユニットは、他の熱源に比べてエネルギー効率に優れ、また、自然冷媒（ＣＯ２冷媒）を用いることによって地球環境にやさしいため、環境問題や省エネルギー化の観点から熱源にヒートポンプユニットを用いることは望ましい。

また、上記においては、湯量の設定を１日単位とし、深夜電力を利用して夜間の所定時刻に湯を沸かして翌日分の湯を確保するものとしたが、湯量の設定単位および湯を沸かすタイミングは、１日単位に限られるものではなく、より詳細な単位で設定できるようにしてもよい。たとえば、午前および午後の単位で設定できるようにしてもよいし、数時間単位で設定できるようにしてもよい。

また、上記においては、貯湯タンク３に設けられる水位センサは、３つであったが、水位センサの数は、これに限られるものではなく、２つであっても、あるいはより多くてもよい。

また、特に図示しないが、貯湯タンク３内の水位もしくは貯湯量は、給湯管６および／または配管５に流量センサを設けることによっても算出することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。

この発明は、特に、戸建住宅における台所や洗面所、風呂などへの給湯を目的とした貯湯式の給湯機に適用することができる。そして特に、この発明は、エネルギー効率に優れたヒートポンプ式の給湯機に適用することができる。

この発明による給湯機の構成を概略的に示す全体構成図である。 図１に示す制御ユニットの構成を機能的に示す機能ブロック図である。 図１に示す制御ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２による給湯機における制御ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。 従来の貯湯式給湯機の構成を概略的に示す全体構成図である。

符号の説明

１，１００ 給湯機、２，１０１ ヒートポンプユニット、３，１０２ 貯湯タンク、４，１０３ 給水管、５，１０４，１０５ 配管、６，１０６ 給湯管、７ 排水管、８ 給湯弁、９ 排水弁、１０Ａ〜１０Ｃ 水位センサ、１１ 制御ユニット、１２ リモコン、２１ 制御部、２２ 記憶部、２３ タイマー、２４ 貯湯駆動部、２５ 給湯駆動部、２６ 排水駆動部、２７ 入出力Ｉ／Ｆ部、２８ 外部Ｉ／Ｆ部、２９ バス。

Claims (12)

1. 給水管から供給される水を加熱する湯沸器と、
   前記湯沸器から出湯される湯を貯める貯湯タンクと、
   前記湯沸器から出湯される湯を前記貯湯タンクへ供給するための配管と、
   第１の所定期間に使用される湯量の使用計画に基づいて、前記貯湯タンクの貯湯量が前記使用計画の湯量となるように前記第１の所定期間ごとに前記湯沸器を制御する制御装置とを備える貯湯式給湯機。
2. 前記第１の所定期間は、１日単位の期間であり、
   前記制御装置は、翌日に使用される湯量の使用計画に基づいて、夜間の所定時刻に前記湯沸器を制御する、請求項１に記載の貯湯式給湯器。
3. 前記制御装置に接続され、当該貯湯式給湯機の利用者が前記使用計画を設定するための外部設定器をさらに備え、
   前記制御装置は、前記外部設定器から設定される前記使用計画に基づいて前記湯沸器を制御する、請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯機。
4. 前記制御装置は、
   前記第１の所定期間に対応する過去の湯の使用実績を格納する記憶部と、
   前記記憶部に格納される前記過去の湯の使用実績に基づいて前記使用計画を算出し、その算出された使用計画に基づいて前記湯沸器を制御する制御部とを含む、請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯機。
5. 前記貯湯タンク内の湯を排水する排水管と、
   前記排水管に設けられる排水弁とをさらに備え、
   前記制御装置は、第２の所定期間前記貯湯タンクから給湯されていないとき、前記貯湯タンク内の湯を排水するように前記排水弁を制御する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の貯湯式給湯機。
6. 前記貯湯タンク内の湯を排水する排水管と、
   前記排水管に設けられる排水弁とをさらに備え、
   前記制御装置は、前記貯湯タンク内の湯の排水指令を前記外部設定器から受けたとき、前記指令に応じて前記貯湯タンク内の湯を排水するように前記排水弁を制御する、請求項３に記載の貯湯式給湯機。
7. 前記湯沸器は、圧縮加熱された冷媒との熱交換によって前記給水管から供給される水を加熱するヒートポンプ装置を含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の貯湯式給湯機。
8. 第１の所定期間に使用される湯量の使用計画を設定する第１のステップと、
   湯が貯められる貯湯タンク内の残存湯量を検出する第２のステップと、
   前記残存湯量および前記使用計画に基づいて前記貯湯タンクへの必要給湯量を算出する第３のステップと、
   前記算出された必要給湯量に基づいて、前記貯湯タンクへ湯を供給する湯沸器を制御する第４のステップとを備える貯湯式給湯機の制御方法。
9. 前記第１の所定期間は、１日単位の期間であり、
   前記第２から第４のステップは、夜間の所定時刻に実行される、請求項８に記載の貯湯式給湯機の制御方法。
10. 前記第１のステップにおいて、前記使用計画は、当該貯湯式給湯機の利用者によって外部設定器から設定される、請求項８または請求項９に記載の貯湯式給湯機の制御方法。
11. 湯の使用実績を記憶する第５のステップをさらに備え、
    前記第１のステップにおいて、前記使用計画は、前記第１の所定期間に対応する過去の湯の使用実績に基づいて算出される、請求項８または請求項９に記載の貯湯式給湯機の制御方法。
12. 第２の所定期間前記貯湯タンクから給湯されていないとき、前記貯湯タンク内の湯を排水する第６のステップをさらに備える、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の貯湯式給湯機の制御方法。

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