JP2011202867A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省エネルギー化を図ることが可能な給湯装置を得る。
【解決手段】給湯装置１００の制御装置４０は、所定期間の終了時刻における第１目標湯量及び開始時刻における第２目標湯量から所定時刻における貯湯槽３０の第３目標湯量を設定する目標湯量設定手段４１と、所定時刻における水位センサー３１の検出湯量、所定時刻における第３目標湯量及び第１目標湯量に基づき、指標を算出する指標算出手段４３と、指標に基づいて必要水量を算出する必要水量算出手段４２と、必要水量、設定温度及び温度センサー５の検出水温に基づいて、ヒートポンプユニットの必要加熱能力を算出する必要加熱能力算出手段４４と、必要加熱能力に基づいて圧縮機２１の回転数を設定する回転数設定手段４５とを備える。そして、所定の時間間隔毎に圧縮機２１の回転数を設定し、圧縮機２１を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、給湯装置に関し、特にヒートポンプユニットにより水を湯に沸き上げる給湯装置に関する。

従来、ヒートポンプユニットにより水を湯に沸き上げる給湯装置としては、例えば特許文献１に示すものがある。この給湯装置は、圧縮機、水を湯に沸き上げる水熱交換器、絞り装置及び蒸発器を備えた冷媒循環回路と、貯湯槽、循環ポンプ及び給湯用熱交換器を接続した給湯回路と、を有している。

この給湯装置は、運転が開始されると、循環ポンプが運転され、貯湯槽から水熱交換器に流入する入水温度が計測される。そして、貯湯槽への入水温度及び出湯目標温度（設定温度）等に基づき、圧縮機の運転周波数及び絞り装置の初期開度が決定され、圧縮機が駆動される。

圧縮機より吐出された高温高圧の過熱ガス冷媒は、水熱交換器に流入し、ここで循環ポンプから送られてきた水を加熱する。そして、凝縮液化した冷媒は、絞り装置で減圧されて蒸発器に流入し、ここで大気熱を吸熱して蒸発ガス化する。蒸発ガス化した冷媒は、圧縮機に吸入され、再び圧縮機から吐出される。一方、水熱交換器で加熱された水（湯）は、貯湯槽に流入して貯えられる。

特開昭６０−１６４１５７号公報

しかしながら、このような従来の給湯装置は、貯湯槽への入水温度及び出湯目標温度（設定温度）等により、圧縮機の回転数が決定される。つまり、このような従来の給湯装置は、貯湯槽内の湯量に基づいて圧縮機の回転数が決定されていない。このため、従来の給湯装置は、目標湯量を下回った際、貯湯槽内の湯量にかかわらずある一定の回転数で圧縮機を駆動することとなる。このとき、圧縮機の回転数が低すぎると湯切れが発生してしまうため、圧縮機の回転数を湯切れが発生しない回転数（例えば最大回転数）に設定しなければならない。このため、従来の給湯装置は、必要以上の回転数で圧縮機を駆動させて湯を沸き上げる場合があり、給湯装置の効率が悪いという問題点があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、省エネルギー化を図ることが可能な給湯装置を得ることを目的とする。

本発明に係る給湯装置は、給湯に使用される水を給水する給水手段と、回転数を制御可能な圧縮機、水熱交換器、減圧装置及び蒸発器が配管接続された冷媒回路を備え、水熱交換器により給水手段から給水される水を湯に沸き上げるヒートポンプユニットと、ヒートポンプユニットで沸き上げられた湯を貯え、出湯に備える開放型の貯湯槽と、圧縮機の回転数を制御する制御装置と、貯湯槽に貯えられた湯量を検出する湯量検出装置と、水熱交換器に流入する水の温度を検出する温度検出装置と、を有する給湯装置において、
制御装置は、計時手段と、所定期間の終了時刻における貯湯槽の第１目標湯量、所定期間の開始時刻における貯湯槽の第２目標湯量、及び貯湯槽に供給する湯の設定温度を記憶する記憶手段と、第１目標湯量及び第２目標湯量から、所定期間内の所定時刻における貯湯槽の第３目標湯量を設定する目標湯量設定手段と、所定時刻における湯量検出装置の検出湯量、所定時刻における第３目標湯量、及び第１目標湯量に基づき、所定時刻における指標を算出する指標算出手段と、指標に基づき、所定時刻から所定期間の終了時刻までに貯湯槽の湯量を第１目標湯量とするために必要な単位時間あたりの沸き上げ量として、所定時刻における必要水量を算出する必要水量算出手段と、所定時刻における必要水量、設定温度、及び所定時刻における温度検出装置の検出水温に基づいて、所定時刻におけるヒートポンプユニットの必要加熱能力を算出する必要加熱能力算出手段と、所定時刻における必要加熱能力に基づいて、所定時刻における圧縮機の回転数を設定する回転数設定手段と、を備え、所定期間内において所定の時間間隔毎に所定時刻を設定し、当該所定時刻における設定回転数となるように圧縮機を制御するものである。

また、本発明に係る給湯装置は、給湯に使用される水を給水する給水手段と、回転数を制御可能な圧縮機、水熱交換器、減圧装置及び蒸発器が配管接続された冷媒回路を備え、水熱交換器により給水手段から給水される水を湯に沸き上げるヒートポンプユニットと、ヒートポンプユニットで沸き上げられた湯を貯え、出湯に備える開放型の貯湯槽と、圧縮機の回転数を制御する制御装置と、貯湯槽に貯えられた湯量を検出する湯量検出装置と、水熱交換器に流入する水の温度を検出する温度検出装置と、を有する給湯装置において、
制御装置は、計時手段と、所定期間の終了時刻における貯湯槽の目標湯量、及び貯湯槽に供給する湯の設定温度を記憶する記憶手段と、所定期間内の所定時刻における湯量検出装置の検出湯量及び目標湯量に基づいて、所定時刻から所定期間の終了時刻までに貯湯槽の湯量を目標湯量とするために必要な単位時間あたりの沸き上げ量として、所定時刻における必要水量を算出する必要水量算出手段と、所定時刻における必要水量、設定温度、及び所定時刻における温度検出装置の検出水温に基づいて、所定時刻におけるヒートポンプユニットの必要加熱能力を算出する必要加熱能力算出手段と、所定時刻における必要加熱能力に基づいて、所定時刻における圧縮機の回転数を設定する回転数設定手段と、を備え、所定期間内において所定の時間間隔毎に所定時刻を設定し、当該所定時刻における設定回転数となるように圧縮機を制御するものである。

本発明においては、貯湯槽内の実際の湯量及び目標湯量に基づいて、沸き上げ運転時において好適な圧縮機の回転数を設定する。そして、この圧縮機の回転数の設定を所定の時間間隔毎に行い、圧縮機を制御する。このため、好適な回転数で圧縮機を駆動させて湯を沸き上げることができ、給湯装置の省エネルギー化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る給湯装置の概略構成を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る給湯装置のブロック図である。 本発明の実施の形態に係る目標湯量の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る給湯装置の所定期間Ｋ２における目標湯量と実際の湯量との関係を示す説明図である。 図４に続く、所定期間Ｋ２における目標湯量と実際の湯量との関係を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る給湯装置の所定期間Ｋ１における目標湯量と実際の湯量との関係を示す説明図である。

実施の形態．
以下、本発明の実施の形態に係る給湯機を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る給湯装置の概略構成を示す概略構成図である。本実施の形態に係る給湯装置１００は、ヒートポンプユニットにより水を湯に沸き上げるヒートポンプ給湯装置である。この給湯装置１００は、開放型の貯湯槽３０を備え、例えば昼間に使用する湯を、主に安価な夜間電力を利用して夜間に貯留しておくようになっている。また、給湯装置１００は、受水槽１０と、ヒートポンプユニット２０と、貯湯槽３０とを備えている。受水槽１０とヒートポンプユニット２０とは第１水配管１で接続され、ヒートポンプユニット２０と貯湯槽３０とは第２水配管２及び戻し配管３で接続されている。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

受水槽１０は、給水手段として機能し、給湯に使用される水を第１水配管１を介してヒートポンプユニット２０に給水するものである。この受水槽１０は、例えば通気管等によって圧力が大気に開放され、タンク内部が大気圧と同程度になる開放型のタンクで構成するとよい。ヒートポンプユニット２０は、回転数を制御可能な圧縮機２１と、水熱交換器である放熱器２２と、膨張弁等の減圧装置２３と、蒸発器２４とを冷媒配管で順次接続した冷媒回路が搭載されている。このヒートポンプユニット２０は、冷媒回路を循環する冷媒と第１水配管１を流れる水とを放熱器２２内で熱交換させ、この水を湯に沸き上げる。

このヒートポンプユニット２０には、二酸化炭素（ＣＯ₂ ）冷媒を適用している。圧縮機２１から吐出された高圧側のＣＯ₂ は、フロン系の冷媒と異なり、超臨界状態となるという特性を有している。すなわち、この超臨界状態のＣＯ₂ は、熱交換によって他の流体（ここでは、水）に熱を与えるときに、凝縮せず、超臨界状態のままであり、状態遷移による損失が少なく、水を高温の湯に沸き上がるヒートポンプユニット２０に適している。したがって、ヒートポンプユニット２０は、受水槽１０から供給される水を９０［℃］以上の高温にまで沸き上げて貯湯槽３０に送り出すようになっている。

給湯装置１００には、回転数を制御可能な給湯ポンプ５１が設けられており、この給湯ポンプ５１は、受水槽１０に貯えられている水（給湯に使用される水）をヒートポンプユニット２０に引き込み、又はヒートポンプユニット２０で沸き上げられた湯を昇圧し、第２水配管２を介して貯湯槽３０に送り出す機能を有している。また、給湯装置１００には、弁開度（弁の開放時間）が制御可能な流量制御弁５２が設けられており、この流量制御弁５２は、開閉制御されることで第１水配管１及び第２水配管２を導通する水及び湯（以下、単に水又は湯と称する場合がある）の流量を調整できる機能を有している。
なお、流量制御弁５２は、給湯ポンプ５１の上流側又は下流側のいずれに配置されていてもよい。また、図１では、給湯ポンプ５１及び流量制御弁５２がヒートポンプユニット２０の外側に搭載されている場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、ヒートポンプユニット２０内に搭載してもよい。

貯湯槽３０は、ヒートポンプユニット２０から供給された湯を貯えておくものである。この貯湯槽３０は、通気管等によって圧力が大気に開放され、タンク内部が大気圧と同程度になる開放型のタンクで構成されている。また、貯湯槽３０には、給湯管４が接続されており、貯えられている湯を外部（蛇口や浴槽）に供給する機能を有している。また、この給湯槽３０には、給湯槽３０内の湯量を検出する水位センサー３１が設けられている。なお、本実施の形態では、湯量検出装置として水位センサーを用いているが、水位センサー以外のものを湯量検出装置として用いても勿論よい。例えば、貯湯槽３０に流入する湯の量を検出する流量センサーと貯湯槽３０から流出する湯の量を検出する流量センサーを湯量検出装置として用い、これら流量センサーの値から給湯槽３０内の湯量を求めてもよい。さらに、貯湯槽３０とヒートポンプユニット２０とには戻し配管３が接続されており、この戻し配管３を介して貯湯槽３０からヒートポンプユニット２０へ湯を戻し、この湯をヒートポンプユニット２０で再度沸き上げることができるようになっている。

また、給湯装置１００には、マイクロコンピュータ等で構成された制御装置４０が搭載されている。制御装置４０は、給湯ポンプ５１の回転数及び流量制御弁５２の開度を制御し、受水槽１０から貯湯槽３０に至るまでの水及び湯の流量を最適に制御することができるようになっている。また、この制御装置４０は、水位センサー３１の検出値に基づいて圧縮機２１の回転数を制御するため、目標湯量設定手段４１、必要水量算出手段４２、指標算出手段４３、必要加熱能力算出手段４４、回転数設定手段４５、記憶手段４６、及び計時手段であるタイマー４７を備えている。

図２は、本発明の実施の形態に係る給湯装置のブロック図である。なお、この図２は、水位センサー３１の検出値に基づいて圧縮機２１の回転数を制御するために必要な構成を示している。
記憶手段４６は、所定期間の開始時刻における目標湯量、所定期間の終了時刻における目標湯量、及び貯湯槽３０へ供給する湯の設定温度等を記憶するものである。
目標湯量設定手段４１は、所定期間内のある時刻（所定時刻）において貯湯槽に貯えて起きたい目標湯量を設定するものである。必要水量算出手段４２は、所定時刻における必要水量（所定期間の終了時までに目標湯量を得るために必要な、単位時間あたりの沸き上げ湯量）を算出するものである。指標算出手段４３は、所定時刻に水位センサー３１で検出した貯湯槽３０内の湯量、及び所定時刻における目標湯量に基づき、必要水量を算出する際の指標を算出するものである。

必要加熱能力算出手段４４は、所定時刻における必要水量、設定温度及び所定時刻における温度センサー５の検出水温に基づいて、所定時刻におけるヒートポンプユニット２０の必要加熱能力を算出するものである。回転数設定手段４５は、所定時刻における必要加熱能力に基づいて、圧縮機２１の回転数を設定するものである。そして、制御装置４０は、所定の時間間隔毎に、回転数設定手段４５が設定した回転数となるように圧縮機２１の回転数を制御する。

なお、図１では制御装置４０がヒートポンプユニット２０内に搭載されている場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、ヒートポンプユニット２０の外側に搭載してもよい。

＜沸き上げ運転時の圧縮機回転数制御＞
つづいて、沸き上げ運転時における圧縮機２１の回転数制御方法について説明する。本実施の形態に係る給湯装置１００は、沸き上げ運転時に圧縮機２１の回転数を好適な回転数に制御することで省エネルギー化を図っている。

また、本実施の形態では、図３に示すように、１日（時刻Ｙから時刻Ｙ）を２つの所定期間Ｋ１，Ｋ２に分割している。所定期間Ｋ１（時刻Ｙから時刻Ｘ）は、電力料金の安価な夜間（貯湯槽３０内の湯の使用量が少ない期間）である。所定期間Ｋ１は、安価な夜間電力で沸き上げ運転を行えるので、貯湯槽３０内の目標湯量を大きくしている（目標湯量Ａ）。所定期間Ｋ２は、所定期間Ｋ１（夜間）に比べて電力料金が高価な期間であり、所定期間Ｋ１よりも貯湯槽３０内の湯の使用量が多い期間である。所定期間Ｋ２は、沸き上げ運転を行わない方が好ましいので、所定期間Ｋ１よりも貯湯槽３０内の目標湯量を小さくしている（目標湯量Ｄから目標湯量Ｃ）。また、湯切れの発生を抑制するため、所定期間Ｋ２は、所定期間Ｋ２の開始時刻（時刻Ｘ）から終了時刻（時刻Ｙ）にかけて、目標湯量が徐々に小さくなるようにしている。

このように、所定期間Ｋ１と所定期間Ｋ２では、好適な目標湯量や沸き上げ運転動作等が異なる。このため、本実施の形態では、所定期間Ｋ１及び所定期間Ｋ２のそれぞれにおいて、好適な圧縮機２１の回転数制御方法を用いている。以下では、まず所定期間Ｋ２の沸き上げ運転時における圧縮機２１の回転数制御方法について説明する。その後、所定期間Ｋ１の沸き上げ運転時における圧縮機２１の回転数制御方法について説明する。

（所定期間Ｋ２における沸き上げ運転時の圧縮機回転数制御）
図４は、本発明の実施の形態に係る給湯装置の所定期間Ｋ２における目標湯量と実際の湯量との関係を示す説明図である。
所定期間Ｋ２では、湯切れを防止するために、貯湯槽３０内の実際の湯量が目標湯量を下回らないように、沸き上げ運転を行う。そして、所定期間Ｋ２では、圧縮機２１を好適な回転数に制御して沸き上げ運転を行うため、以下のように圧縮機２１の回転数の設定を行っている。

目標湯量設定手段４１は、所定期間Ｋ２の開始時刻Ｘにおける目標湯量Ｄ及び終了時刻Ｙにおける目標湯量Ｃに基づいて、現在の時刻Ｖにおける目標湯量Ｅを設定する。より具体的には、目標湯量設定手段４１は、次式（１）により、現在の時刻Ｖにおける現在の目標湯量Ｅを設定する（算出する）。
現在の目標湯量Ｅ＝開始時刻Ｘの目標湯量Ｄ＋｛（終了時刻Ｙの目標湯量Ｃ−開始時刻Ｘの目標湯量Ｄ）／（終了時刻Ｙ−開始時刻Ｘ）｝×（現在の時刻Ｖ−開始時刻Ｘ）・・・式（１）

指標算出手段４３は、現在の時刻Ｖで水位センサー３１が検出した貯湯槽３０内の現在の湯量Ｊと、次式（２）とにより、必要水量を算出する際の指標Ｆを算出する。
指標Ｆ＝（現在の湯量Ｊ−終了時刻Ｙの目標湯量Ｃ）／（現在の目標湯量Ｅ−終了時刻Ｙの目標湯量Ｃ）・・・式（２）
ここで、（現在の湯量Ｊ−終了時刻Ｙの目標湯量Ｃ）が図４のＧとなる。また、（現在の目標湯量Ｅ−終了時刻Ｙの目標湯量Ｃ）が図４のＨとなる。

必要水量算出手段４２は、指標算出手段４３によって算出された指標Ｆに基づき、現在の必要水量Ｑを算出する。指標Ｆから必要水量Ｑを算出する方法は、種々の方法が考えられる。例えば、指標Ｆが小さくなるにつれて必要水量Ｑが大きくなるように、指標Ｆと必要水量Ｑとを関連付けたテーブルを作成する。このテーブルを記憶手段４６に記憶させておく。そして、必要水量算出手段４２は、指標Ｆとこのテーブルを比較し、現在の必要水量Ｑを算出する。

必要加熱能力算出手段４４は、現在の必要水量Ｑ、貯湯槽３０へ供給する湯の設定温度、及び現在の温度センサー５による検出水温（ヒートポンプユニット２０の放熱器２２に供給される水の温度）に基づいて、現在の必要加熱能力Ｐを算出する。具体的には、必要加熱能力算出手段４４は、次式（３）により、現在の必要加熱能力Ｐを算出する。
現在の必要加熱能力Ｐ＝現在の必要水量Ｑ×（設定温度−現在の温度センサー５による検出水温）・・・式（３）

回転数設定手段４５は、必要加熱能力算出手段４４によって算出された現在の必要加熱能力Ｐに基づいて、圧縮機２１の回転数を設定する。圧縮機２１の回転数は、外気温度、貯湯槽３０へ供給する湯の設定温度等に基づき、従来の方法で設定すればよい。

そして、図５に示すように、上記のような圧縮機２１の回転数の設定を所定の時間間隔△Ｔごとに行う。制御装置４０は、設定された回転数となるように、圧縮機２１の回転数を逐次変更していく（制御する）。このように圧縮機２１の回転数を制御することにより、必要以上に高い回転数で圧縮機２１を駆動して沸き上げ運転を行うことを防止できる。したがって、給湯装置１００の省エネルギー化を図ることができる。

（所定期間Ｋ１における沸き上げ運転時の圧縮機回転数制御）
図６は、本発明の実施の形態に係る給湯装置の所定期間Ｋ１における目標湯量と実際の湯量との関係を示す説明図である。
所定期間Ｋ１は、貯湯槽３０内の目標湯量Ａが大きく設定されている期間である。また、所定期間Ｋ１は、貯湯槽３０内の湯の使用量が少ない期間である。このため、所定期間Ｋ１では、所定期間Ｋ１の終了時までに貯湯槽３０内の湯量が目標湯量となるように、沸き上げ運転を行う。そして、所定期間Ｋ１では、圧縮機２１を好適な回転数に制御して沸き上げ運転を行うため、以下のように圧縮機２１の回転数の設定を行っている。

必要水量算出手段４２は、水位センサー３１で検出した貯湯槽３０内の現在の湯量Ｊ、現在の時刻Ｖ、所定期間Ｋ１の終了時刻Ｘにおける目標湯量Ａ、及び所定期間Ｋ１の終了時刻Ｘに基づき、現在の必要水量Ｑ（所定期間Ｋ１の終了時刻Ｘまでに目標湯量Ａを得るために必要な、単位時間あたりの沸き上げ湯量）を算出する。より具体的には、必要水量算出手段４２は、次式（４）により、現在の必要水量Ｑを算出する。
現在の必要水量Ｑ＝（終了時刻Ｘの目標湯量Ａ−現在の湯量Ｊ）／（終了時刻Ｘ−現在の時刻Ｖ）・・・式（４）

必要加熱能力算出手段４４は、現在の必要水量Ｑ、貯湯槽３０へ供給する湯の設定温度、及び現在の温度センサー５による検出水温（ヒートポンプユニット２０の放熱器２２に供給される水の温度）に基づいて、現在の必要加熱能力Ｐを算出する。具体的には、必要加熱能力算出手段４４は、上述の式（３）により、現在の必要加熱能力Ｐを算出する。

回転数設定手段４５は、必要加熱能力算出手段４４によって算出された現在の必要加熱能力Ｐに基づいて、圧縮機２１の回転数を設定する。圧縮機２１の回転数は、外気温度、貯湯槽３０へ供給する湯の設定温度等に基づき、従来の方法で設定すればよい。

そして、上記のような圧縮機２１の回転数の設定を所定の時間間隔△Ｔごとに行う。制御装置４０は、設定された回転数となるように、圧縮機２１の回転数を逐次変更していく（制御する）。このように圧縮機２１の回転数を制御することにより、必要以上に高い回転数で圧縮機２１を駆動して沸き上げ運転を行うことを防止できる。したがって、給湯装置１００の省エネルギー化を図ることができる。

なお、本実施の形態ではヒートポンプユニット２０に二酸化炭素（ＣＯ₂ ）冷媒を適用しているが、ヒートポンプユニット２０にその他の冷媒を用いても勿論よい。例えば、ヒートポンプユニット２０にフロン系冷媒を適用した場合であっても、前記制御装置４０を備えることにより、同様の省エネルギー化が図れる。

また、本発明の実施の形態に係る給湯装置１００は、受水槽１０から供給された水をヒートポンプユニット２０で沸き上げた後に貯湯槽３０へ供給しているが、貯湯槽３０に貯留されている水（又は湯）をヒートポンプユニット２０で沸き上げて、貯湯槽３０に再度貯留する構成としてもよい。つまり、戻し配管３を介して貯湯槽３０からヒートポンプユニット２０へ水（又は湯）を戻し、この水（又は湯）をヒートポンプユニット２０で沸き上げ、貯湯槽３０に再度貯留する構成としてもよい。

１ 第１水配管、２ 第２水配管、３ 戻し配管、４ 給湯管、５ 温度センサー、１０ 受水槽、２０ ヒートポンプユニット、２１ 圧縮機、２２ 放熱器、２３ 減圧装置、２４ 蒸発器、３０ 貯湯槽、３１ 水位センサー、４０ 制御装置、４１ 目標湯量設定手段、４２ 必要水量算出手段、４３ 指標算出手段、４４ 必要加熱能力算出手段、４５ 回転数設定手段、４６ 記憶手段、４７ タイマー、５１ 給湯ポンプ、５２ 流量制御弁、１００ 給湯装置。

Claims (6)

1. 給湯に使用される水を給水する給水手段と、
   回転数を制御可能な圧縮機、水熱交換器、減圧装置及び蒸発器が配管接続された冷媒回路を備え、前記水熱交換器により前記給水手段から給水される水を湯に沸き上げるヒートポンプユニットと、
   前記ヒートポンプユニットで沸き上げられた湯を貯え、出湯に備える開放型の貯湯槽と、
   前記圧縮機の回転数を制御する制御装置と、
   前記貯湯槽に貯えられた湯量を検出する湯量検出装置と、
   前記水熱交換器に流入する水の温度を検出する温度検出装置と、
   を有する給湯装置において、
   前記制御装置は、
   計時手段と、
   所定期間の終了時刻における前記貯湯槽の第１目標湯量、前記所定期間の開始時刻における前記貯湯槽の第２目標湯量、及び前記貯湯槽に供給する湯の設定温度を記憶する記憶手段と、
   前記第１目標湯量及び前記第２目標湯量から、前記所定期間内の所定時刻における前記貯湯槽の第３目標湯量を設定する目標湯量設定手段と、
   前記所定時刻における前記湯量検出装置の検出湯量、前記所定時刻における前記第３目標湯量、及び前記第１目標湯量に基づき、前記所定時刻における指標を算出する指標算出手段と、
   前記指標に基づき、前記所定時刻から前記所定期間の終了時刻までに前記貯湯槽の湯量を前記第１目標湯量とするために必要な単位時間あたりの沸き上げ量として、前記所定時刻における必要水量を算出する必要水量算出手段と、
   前記所定時刻における前記必要水量、前記設定温度、及び前記所定時刻における前記温度検出装置の検出水温に基づいて、前記所定時刻における前記ヒートポンプユニットの必要加熱能力を算出する必要加熱能力算出手段と、
   前記所定時刻における前記必要加熱能力に基づいて、前記所定時刻における前記圧縮機の回転数を設定する回転数設定手段と、
   を備え、
   前記所定期間内において所定の時間間隔毎に前記所定時刻を設定し、当該所定時刻における設定回転数となるように前記圧縮機を制御することを特徴とする給湯装置。
2. 前記目標湯量設定手段は、
   「前記所定期間の終了時刻における前記第１目標湯量」から「前記所定期間の開始時刻における前記第２目標湯量」を減算した減算値を算出し、
   「当該減算値」を「前記所定期間の終了時刻から前記所定期間の開始時刻を減算した値」で除算した除算値を算出し、
   「当該除算値」に「前記所定時刻から前記所定期間の開始時刻を減算した値」を乗算した乗算値を算出し、
   「当該乗算値」に「前記所定期間の開始時刻における前記第２目標湯量」を加算して、前記所定時刻における前記第３目標湯量を設定することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記指標算出手段は、
   「前記所定時刻における前記湯量検出装置の検出湯量から前記所定期間の終了時刻における前記第１目標湯量を減算した値」と「前記所定時刻における前記第３目標湯量から前記所定期間の終了時刻における前記第１目標湯量を減算した値」とに基づいて、前記所定時刻における指標を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給湯装置。
4. 給湯に使用される水を給水する給水手段と、
   回転数を制御可能な圧縮機、水熱交換器、減圧装置及び蒸発器が配管接続された冷媒回路を備え、前記水熱交換器により前記給水手段から給水される水を湯に沸き上げるヒートポンプユニットと、
   前記ヒートポンプユニットで沸き上げられた湯を貯え、出湯に備える開放型の貯湯槽と、
   前記圧縮機の回転数を制御する制御装置と、
   前記貯湯槽に貯えられた湯量を検出する湯量検出装置と、
   前記水熱交換器に流入する水の温度を検出する温度検出装置と、
   を有する給湯装置において、
   前記制御装置は、
   計時手段と、
   所定期間の終了時刻における前記貯湯槽の目標湯量、及び前記貯湯槽に供給する湯の設定温度を記憶する記憶手段と、
   前記所定期間内の所定時刻における前記湯量検出装置の検出湯量及び前記目標湯量に基づいて、前記所定時刻から前記所定期間の終了時刻までに前記貯湯槽の湯量を前記目標湯量とするために必要な単位時間あたりの沸き上げ量として、前記所定時刻における必要水量を算出する必要水量算出手段と、
   前記所定時刻における前記必要水量、前記設定温度、及び前記所定時刻における前記温度検出装置の検出水温に基づいて、前記所定時刻における前記ヒートポンプユニットの必要加熱能力を算出する必要加熱能力算出手段と、
   前記所定時刻における前記必要加熱能力に基づいて、前記所定時刻における前記圧縮機の回転数を設定する回転数設定手段と、
   を備え、
   前記所定期間内において所定の時間間隔毎に前記所定時刻を設定し、当該所定時刻における設定回転数となるように前記圧縮機を制御することを特徴とする給湯装置。
5. 前記必要水量算出手段は、
   「前記所定期間の終了時刻における前記目標湯量」から「前記所定時刻における前記湯量検出装置の検出湯量」を減算した減算値を算出し、
   「当該減算値」を「前記所定期間の終了時刻から前記所定時刻を減算した値」で除算して、前記所定時刻における前記必要水量を算出することを特徴とする請求項４に記載の給湯装置。
6. 前記必要加熱能力算出手段は、
   「前記設定温度」から「前記所定時刻における前記温度検出装置の検出水温」を減算した減算値を算出し、
   「当該減算値」に「前記所定時刻における前記必要水量」を乗算して、前記所定時刻における前記ヒートポンプユニットの必要加熱能力を算出することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の給湯装置。

Images