JP2012225601A

JP2012225601A - 貯湯式給湯装置

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Publication number: JP2012225601A
Application number: JP2011094691A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Sayama; 和也佐山; Yasushi Akutsu; 靖阿久津; Masatoshi Yoneyama; 正敏米山
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2031-04-21
Also published as: JP5584163B2

Abstract

【課題】給湯量のバラツキが大きい場合に、多量の湯が余ってしまう日があった。
【解決手段】特定時間帯に貯湯タンク１内の湯水を沸き上げるよう加熱手段２９を制御する制御手段４０を備え、制御手段４０は、給湯量記憶手段４１の記憶内容に基づき過去の所定期間における平均給湯量と給湯量のバラツキ度合を算出し、平均給湯量が貯湯タンク１の満タン容量より多い所定量以上、または平均給湯量が所定量未満かつバラツキ度合が所定値未満の場合には、特定時間帯外に貯湯量検出手段２２が所定の第１沸き増し開始貯湯量未満を検出すると沸き増すよう加熱手段２９を制御し、平均給湯量が所定量未満かつバラツキ度合が所定値より大きい場合には、特定時間帯外に貯湯量検出手段２２が第１沸き増し開始貯湯量よりも少ない所定の第２沸き増し開始貯湯量未満を検出すると沸き増すよう加熱手段２９を制御するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、特定時間帯に貯湯タンク内の湯水を沸き上げ、特定時間外に湯切れしないように貯湯タンク内の湯水を沸き増すようにした貯湯式給湯装置に関するものである。

従来よりこの種の貯湯式給湯装置においては、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクに給水する給水管と、貯湯タンクから出湯する出湯管と、貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、過去所定期間の一日ごとの給湯量を記憶する給湯量記憶手段と、貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段と、特定時間帯に貯湯タンク内の湯水を沸き上げるよう加熱手段を制御する制御手段とを備え、所定期間における平均給湯量と標準偏差とから目標貯湯量を算出し、深夜時間帯に沸き上げきれなかった分があった場合、昼間時間帯に残湯量が沸き増し開始貯湯量まで減少すると沸き増すようにしたもので、沸き増し開始貯湯量を標準偏差が大きい場合に多い値とし、標準偏差が小さい場合に少ない値としたものがあった（特許文献１）。

特開２００８−８９２０８号公報（段落００３９、００４０）

ところが、この従来のものでは、一日の給湯量のバラツキ（標準偏差）が大きく沸き増し開始貯湯量が多い値に設定されている状況では、浴槽への湯張りが行われなかった日など給湯量が平均給湯量未満の場合は多量の湯が余ってしまうという課題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するため、請求項１では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンクから出湯する出湯管と、前記貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、過去所定期間の一日ごとの給湯量を記憶する給湯量記憶手段と、前記貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段と、特定時間帯に前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げるよう前記加熱手段を制御する制御手段とを備えたものにおいて、前記制御手段は、前記給湯量記憶手段の記憶内容に基づき過去の所定期間における平均給湯量と給湯量のバラツキ度合を算出し、前記平均給湯量が前記貯湯タンクの満タン容量より多い所定量以上、または前記平均給湯量が前記所定量未満かつ前記バラツキ度合が所定値未満の場合には、特定時間帯外に前記貯湯量検出手段が所定の第１沸き増し開始貯湯量未満を検出すると前記貯湯タンク内の湯水を沸き増すよう前記加熱手段を制御し、前記平均給湯量が前記所定量未満かつ前記バラツキ度合が前記所定値以上の場合には、特定時間帯外に前記貯湯量検出手段が前記第１沸き増し開始貯湯量よりも少ない所定の第２沸き増し開始貯湯量未満を検出すると前記貯湯タンク内の湯水を沸き増すよう前記加熱手段を制御するようにした。

また、請求項２では、請求項１のものにおいて、前記貯湯量検出手段は、前記貯湯タンクの側面上下に複数設けられた貯湯温度センサを備え、前記複数の貯湯温度センサのうち予め定められた第１貯湯温度センサが第１所定温度未満を検出すると前記第１沸き増し開始貯湯量未満であると判別し、前記複数の貯湯温度センサのうち前記第１貯湯温度センサよりも高い位置にある予め定められた第２貯湯温度センサが第２所定温度未満を検出すると前記第２沸き増し開始貯湯量未満であると判別するようにした。

ここで、第１所定温度と第２所定温度の関係は、第２沸き増し開始貯湯量が第１沸き増し開始貯湯量未満となるように定めればよいものである。

また、請求項３では、請求項１または２のものにおいて、前記制御手段は、前記平均給湯量が前記貯湯タンクの満タン容量以下の場合は、前記バラツキ度合に関係なく特定時間帯外に前記貯湯量検出手段が前記第２沸き増し開始貯湯量未満を検出すると沸き増すよう前記加熱手段を制御するようにした。

また、請求項４では、請求項１〜３のいずれかのものにおいて、前記加熱手段は、前記貯湯タンク下部から取り出した湯水を前記貯湯タンク上部に戻す加熱循環回路と、この加熱循環回路途中に設けられたヒートポンプ式加熱器と、前記加熱循環回路途中に設けられた加熱循環ポンプによって構成されているものとした。

本発明によれば、平均給湯量が貯湯タンクの満タン容量より多い所定量未満かつ満タン容量以上で、かつバラツキ度合が所定値より大きい場合、日々の給湯量のバラツキが大きい使い方をされており沸き増しが不要な程度しか給湯されない日があるが、そのような場合は、所定の沸き増し開始貯湯量を少ない値（第２沸き増し開始貯湯量）としているため、不要な沸き増しを極力行わずに湯余りを防止できる。また、平均給湯量が所定量未満でバラツキ度合が所定値以下の場合は、日々安定して平均給湯量程度の給湯を行っているため、沸き増し開始貯湯量を多い値（第１沸き増し開始貯湯量）として、平均給湯量を早めに沸き上げて湯切れの発生を確実に防止することができる。さらに、平均給湯量が所定量以上の場合は、バラツキ度合に関係なく沸き増し開始貯湯量を多い値（第１沸き増し開始貯湯量）としているので、貯湯量が減ると素早く沸き増しが開始されて湯切れの発生を防止することができる。

また、平均給湯量が貯湯タンクの満タン容量よりも少ない場合は、所定の沸き増し開始貯湯量を少ない値（第２沸き増し開始貯湯量）とするため、不要な沸き増しを極力行わずに湯余りを防止できる。

本発明の一実施形態の概略構成図同一実施形態の沸き上げ動作を説明するフローチャート同一実施形態の沸き増し動作を説明するフローチャート同一実施形態の過去所定期間の給湯量とバラツキ度合の関係を説明する図

次に、本発明の一実施形態の貯湯式給湯装置を図面に基づいて説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク（ここではタンク容積１８５Ｌ）、２は貯湯タンク１に給水する給水管、３は給水管２に設けられ給水圧を減圧する減圧弁、４は貯湯タンク１上部から出湯する出湯管、５は出湯管４に設けられ過圧を逃がす過圧逃がし弁、６は減圧弁３の下流側の給水管２から分岐した給水バイパス管、７は出湯管４からの湯水と給水バイパス管６からの水とを混合する給湯混合弁、８は給湯混合弁７からの湯水を給湯する給湯管、９は給湯管８に設けられた給湯温度センサ、１０は給湯管８を流れる流量を検出する給湯流量センサ、１１は給水温度を検出する給水温度センサ、１２は給湯栓である。

１３は浴槽、１４は貯湯タンク１内の上部に設けたふろ熱交換器、１５は浴槽１３とふろ熱交換器１４とを浴槽水が循環可能に接続しているふろ循環回路、１６はふろ循環回路１５途中に設けられたふろ循環ポンプ、１７は浴槽１３からふろ熱交換器１４へ戻る浴槽水の温度を検出するふろ戻り温度センサ、１８はふろ熱交換器１４から浴槽１３へ往く浴槽水の温度を検出するふろ往き温度センサ、１９は浴槽１３内の水位を圧力により検出する水位センサ、２０は給湯管８から分岐されてふろ循環回路１５へ接続された湯張り管、２１は湯張り管２０の開閉を行う湯張り電磁弁である。

２２は貯湯タンク１の側面上下に複数設けられ各部の貯湯温度を検出して貯湯量を検出する貯湯量検出手段としての貯湯温度センサであり、ここでは、貯湯温度センサ２２ａは２０Ｌ、貯湯温度センサ２２ｂは６０Ｌ、貯湯温度センサ２２ｃは１００Ｌ、貯湯温度センサ２２ｄは１４０Ｌ、貯湯温度センサ２２ｅは１８０Ｌの容積位置の貯湯温度を検出するものである。

２３は冷媒を圧縮する圧縮機、２４は冷媒と湯水を熱交換する給湯熱交換器、２５は冷媒を減圧膨張する膨張弁、２６は低温冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器、２７は空気熱交換器２６に外気を送風する送風ファンであり、これら圧縮機２３、給湯熱交換器２４、減圧手段２５、空気熱交換器２６を冷媒配管２８で環状に接続し、ヒートポンプ式加熱器２９を構成している。

３０は貯湯タンク１の下部と給湯熱交換器２４の入口とを接続し、給湯熱交換器２４の出口と貯湯タンク１の上部とを接続する加熱循環回路、３１は給湯熱交換器２４入口側の加熱循環回路３０に設けられ貯湯タンク１下部から取り出した湯水を給湯熱交換器２４を介して貯湯タンク１上部に循環させる加熱循環ポンプ、３２は給湯熱交換器２４に流入する湯水の温度を検出する入水温度センサ、３３は給湯熱交換器２４から流出する湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサ、３４は外気温度を検出する外気温度センサである。

そして、ヒートポンプ式加熱器２９と加熱循環回路３０と加熱循環ポンプ３１とで貯湯タンク１内の湯水をに沸き上げる加熱手段を構成しており、予め定められた一定の加熱能力Ｗ（ここでは４．５ｋＷ）で作動するように圧縮機２３、減圧手段２５、送風ファン２７、加熱循環ポンプ３１が制御されるもので、貯湯タンク１下部から取り出した湯を目標沸き上げ温度Ｔｓまで加熱して貯湯タンク１上部に積層状に戻すようにしているため沸き上げる湯量を自在にコントロールできるものである。

３５は給湯温度や各種必要な設定を行うためのリモートコントローラで、給湯設定温度やふろ設定温度を表示する表示部３６と、給湯設定温度およびふろ設定温度を設定する温度設定スイッチ３７と、浴槽１３への所定湯量の湯張りに続いて所定の保温時間だけ保温運転を行わせるふろスイッチ３８と、浴槽水を加熱する追焚き動作を行わせる追焚きスイッチ３９とを備えている。

４０はこの貯湯式給湯装置の作動を制御する制御手段で、予め作動を制御するためのプログラムが記憶されていると共に、演算、比較、記憶機能、カウント機能を有し、給湯温度センサ９、給湯流量センサ１０、給水温度センサ１１、ふろ戻り温度センサ１７、ふろ往き温度センサ１８、水位センサ１９、貯湯温度センサ２２ａ〜ｅ、入水温度センサ３２、沸き上げ温度センサ３３、外気温センサ３４にて検出される値が入力され、給湯混合弁７、ふろ循環ポンプ１６、湯張り電磁弁２１、圧縮機２３、膨張弁２５、送風ファン２７、加熱循環ポンプ３１の駆動を制御し、沸き上げ動作、給湯動作やふろ加熱動作等を制御するもので、リモートコントローラ３５と通信可能に接続されているものである。さらに、制御手段４０には、貯湯タンク１からの給湯量を積算記憶する給湯量記憶手段４１が設けられているものである。

＜給湯動作＞
次に、給湯栓１２が開かれ、給湯流量センサ１０が給湯開始と見なせる量以上の流量を検出すると、制御手段４０は給湯温度センサ９で検出する給湯温度がリモートコントローラ３５で設定した給湯設定温度となるように給湯混合弁７の開度を調節し、出湯管４からの湯と給水バイパス管６からの水とを混合して給湯設定温度の湯を給湯する。

このとき、制御手段４０は、給水温度センサ１１で検出する給水温度と、給湯流量センサ１１で検出する給湯流量と、給湯設定温度とから、一定温度（ここでは４３℃）に換算された貯湯タンク１からの給湯量を積算記憶する。ここで、給湯量は一日単位で積算して過去所定期間（ここでは７日間）にわたり記憶を行うものとしている。

そして、給湯栓１２が閉じられる等して給湯流量センサ１０が検出する流量が給湯停止と見なせる量未満の流量まで低下すると、制御手段４０は給湯混合弁７の開度調節を終了し、給湯を終了する。

＜湯張り動作＞
また、リモートコントローラ３５のふろスイッチ３８がオンされた場合について説明すると、制御手段４０は湯張り電磁弁２１を開き、給湯温度センサ９で検出する給湯温度がリモートコントローラ３５で設定したふろ設定温度となるように給湯混合弁７の開度を調節してふろ設定温度の湯を湯張りし、給湯流量センサ１０が検出する湯張り電磁弁２１を開いてからの流量積算値が予めリモートコントローラ３５等で設定した湯張り湯量に達すると湯張り電磁弁２１を閉じる。

このとき、制御手段４０は、給水温度センサ１１で検出する給水温度と、給湯流量センサ１１で検出する給湯流量と、ふろ設定温度とから、一定温度（ここでは４３℃）に換算された貯湯タンク１からの浴槽１３への給湯量を先の給湯量に加算するようにして積算記憶する。

＜保温動作＞
そして、湯張り運転を完了すると制御手段４０は所定の保温時間（例えば２時間）の保温運転を行う。この保温運転では、定期的にふろ循環ポンプ１６を駆動して浴槽水温度をチェックし、ふろ設定温度未満であればふろ加熱要求ありとしてふろ循環ポンプ１６の駆動を継続して浴槽水をふろ設定温度まで加熱するようにしている。そして、ふろ加熱要求ありとされてふろ加熱動作が行われると、制御手段４０は、ふろ加熱実績ありの旨を記憶し、そして、湯張り運転の完了から所定の保温時間が経過すると、浴槽水の保温運転を行わないようにしている。

＜追い焚き動作＞
また、リモートコントローラ３５の追い焚きスイッチ３９がオンされると、制御手段４０は、ふろ加熱要求ありとしてふろ設定温度まで加熱する追い焚き運転を行うようにしており、追い焚き運転によってふろ加熱要求が発生すると、制御手段４０は、ふろ循環ポンプ１６を駆動開始し、浴槽水をふろ熱交換器１４に循環させて、貯湯タンク１内の貯湯熱によって浴槽水を加熱するふろ加熱動作を開始すると共にふろ加熱実績ありの旨を記憶し、そして、ふろ戻り温度センサ１７がふろ設定温度以上を検出すると、ふろ循環ポンプ１６を駆動停止してふろ加熱動作を終了する。

＜沸き上げ動作＞
次に、電力料金単価の安価な特定時間帯である深夜時間帯の沸き上げ動作について、図２のフローチャートに基づいて説明する。ここでは、２３時から翌朝７時までの深夜時間帯がそれ以外の昼間時間帯よりも電力料金単価が安価な料金制度に基づいて説明するが、これに限られず、例えば２２時から翌朝８時までを安価な深夜時間帯とする料金制度でもよいものである。

現在時刻が２３時になり深夜時間帯の開始時刻となると（ステップＳ１でＹｅｓ）、制御手段４０は、記憶している過去所定期間の給湯量から平均給湯量を算出し（ステップＳ２）、さらに、一日ごとの給湯量のバラツキ度合を示す値として標準偏差を算出し（ステップＳ３）、平均給湯量と標準偏差に基づいて一定温度（４３℃）換算の必要貯湯量Ｑを算出、決定する（ステップＳ４）。

次に、制御手段４０は、外気温度センサ３４で検出する外気温度Ｔａに応じ、予め記憶されている外気温度Ｔａに応じたテーブルデータから目標沸き上げ温度Ｔｓを決定する（ステップＳ５）。ここでは、目標沸き上げ温度Ｔｓを外気温度Ｔａが１０℃未満で７５℃、外気温度Ｔａが１０℃以上では７０℃とする。

なお、外気温度Ｔａと目標沸き上げ温度Ｔｓの関係テーブルデータの代わりに、給水温度Ｔｗと目標沸き上げ温度Ｔｓのテーブルデータを制御手段４０に予め記憶し、ステップＳ３では、給水温度センサ１１、最下部の貯湯温度センサ２２ｅあるいは入水温度センサ３２で検出される給水温度Ｔｗに基づいて目標沸き上げ温度Ｔｓを決定する構成としてもよい。

そして、制御手段４０は、必要貯湯量Ｑを熱量に再換算した値を目標沸き上げ温度Ｔｓから給水温度Ｔｗを引いた値で除して、目標沸き上げ量Ｖを算出する（ステップＳ６）。このとき、目標沸き上げ量Ｖは、貯湯温度センサ２２ａ〜ｅの位置との関係に応じて補正され、算出された値が、１００Ｌ以下では１００Ｌ、１００Ｌ超１４０Ｌ以下では１４０Ｌ、１４０Ｌ超１８０Ｌ未満では１８０Ｌを目標沸き上げ量Ｖとなるように補正して決定していると共に、決定された目標沸き上げ量Ｖに対応する貯湯温度センサ２２ｃ〜ｅのいずれか一つを沸き上げ完了を判定する貯湯温度センサとする。

次に、制御手段４０は、貯湯温度センサ２２ａ〜ｅの検出温度に基づき、残湯判定温度（例えば５０℃）以上の残湯量Ｖｚを算出し（ステップＳ７）、目標沸き上げ量Ｖから残湯量Ｖｚを減じて沸き上げ必要量Ｖｐを算出する（ステップＳ８）。

そして、制御手段４０は、沸き上げ必要量Ｖｐをヒートポンプ式加熱器２９の一定の加熱能力（ここでは４．５ｋＷ）で除して沸き上げ時間を算出し、深夜時間帯の終了時刻から逆算して沸き上げ開始時刻（ピークシフト時刻）を算出する（ステップＳ９）。

現在時刻がピークシフト時刻となると（ステップＳ１０でＹｅｓ）、前記ステップＳ５で決定した目標沸き上げ温度Ｔｓでの沸き上げ動作を開始すべく、ヒートポンプ式加熱器２９および加熱循環ポンプ３１を駆動開始し、貯湯タンク１下部から取り出した水を目標沸き上げ温度Ｔｓの湯に加熱して貯湯タンク１上部から戻して積層状に貯湯する（ステップＳ１１）。

前記ステップＳ６で決定した目標沸き上げ量Ｖに対応する貯湯温度センサ２２ｃ〜ｅが規定の沸き上げ完了温度（例えば６５℃）を検出するか、または入水温度センサ３２が加熱上限温度（例えば５５℃）以上を検出するかして沸き上げが完了されるか（ステップＳ１２）、現在時刻が深夜時間帯の終了時刻である７時に到達すると（ステップＳ１３）、ヒートポンプ式加熱器２９および加熱循環ポンプ３１を駆動停止して沸き上げ動作を終了し（ステップＳ１４）、沸き上げ動作のフローを終了するようにしている（ステップＳ１５）。

＜沸き増し動作＞
次に、電力料金単価が深夜時間帯に比べて高価な特定時間帯外である昼間時間帯に、湯切れを防止するために貯湯タンク１内の湯水を沸き増す沸き増し動作について図３に示すフローチャートに基づいて説明する。

深夜時間帯が終了して昼間時間帯が開始されると（ステップＳ２１）、制御手段４０は、貯湯温度センサ２２ａ〜ｅの検出温度とそれぞれの貯湯温度センサ２２ａ〜ｅに割り当てられた貯湯容積とから深夜時間帯の沸き上げ動作で沸き上げた結果となる沸き上げ貯湯熱量Ｑｅを算出する（ステップＳ２２）。

次に、制御手段４０は、図２のステップＳ４で求めた必要貯湯量Ｑを熱量に再換算した値から沸き上げ貯湯熱量Ｑｅを減算して、必要貯湯量Ｑのうち深夜時間帯で沸き上げ切れずに昼間時間帯で沸き増す必要のある熱量（沸き増し必要熱量Ｑｍ）を算出し（ステップＳ２３）、沸き増し必要熱量Ｑｍをヒートポンプ式加熱器２９の一定の加熱能力Ｗで除して熱量を沸き増し時間に換算して沸き増し必要時間ｔｍを算出する（ステップＳ２４）。

そして、ステップＳ２５では、制御手段４０は、昼間時間帯開始からの沸き増し運転の積算時間が沸き増し必要時間ｔｍ未満かどうかを判別し、ステップＳ２５でＹｅｓとなるとステップＳ２６へ進み、図２のステップＳ２で算出した平均給湯量が貯湯タンク１の満タン容量（ここでは４３℃換算で２５０Ｌを満タン容量とする）から多少（貯湯タンク１容量の半分程度まで）上回る程度の所定量（ここでは３５０Ｌ）未満で、かつステップＳ３で算出したバラツキ度合としての標準偏差が所定値以上であるか、または、平均給湯量が貯湯タンク１の満タン以下の所定量（ここでは２５０Ｌ）未満であるかどうかを判別する。

ステップＳ２６でＹｅｓと判断された場合は、ステップＳ２７へ進み、給湯動作やふろ加熱動作に伴って貯湯温度センサ２２ａ〜ｅで検出する貯湯量が予め定められた第２沸き増し開始貯湯量（例えば４３℃換算で１００Ｌ）以下まで低下したかどうかを判別する。

一方、ステップＳ２６でＮｏと判断された場合は、ステップＳ２８へ進み、給湯動作やふろ加熱動作に伴って貯湯温度センサ２２ａ〜ｅで検出する貯湯量が予め定められた第１沸き増し開始貯湯量（例えば４３℃換算で２００Ｌ）以下まで低下したかどうかを判別する。

貯湯量が沸き増し開始貯湯量以下となると（ステップＳ２７またはステップＳ２８でＹｅｓ）、制御手段４０は、ヒートポンプ式加熱器２９と加熱循環ポンプ３１を駆動して、貯湯タンク１下部から取り出した水を目標沸き上げ温度Ｔｓの湯に加熱して貯湯タンク１上部から戻して積層状に貯湯する沸き増し運転を開始する（ステップＳ２９）。また、このとき、制御手段４０は、昼間時間帯開始からの沸き増し運転時間を積算して記憶するようにしている。

そして、沸き増し運転に伴って貯湯温度センサ２２ａ〜ｅで検出する貯湯量が予め定められた沸き増し停止貯湯量（例えば４３℃換算で５０Ｌ）以上増加したか（ステップＳ３０）、沸き増し積算時間が沸き増し必要時間ｔｍに達したか（ステップＳ３１）を判別し、それぞれＹｅｓとなった時点でヒートポンプ式加熱器２９と加熱循環ポンプ３１の駆動を停止して沸き増し運転を停止する（ステップＳ３２）。

沸き増し運転を停止した後は、ステップＳ２５へ戻り、沸き増し積算時間が沸き増し必要時間ｔｍ以上となると（ステップＳ２５でＮｏ）、沸き増し動作のフローを終了し（ステップＳ３３）、当日は沸き増し運転を行わないようにしている。このように、沸き増しが必要な熱量を沸き増しが必要な時間に換算することで、沸き増しが必要な熱量を過不足なく沸き増しすることができ、簡易に沸き増し量をコントロールすることができるものである。

このようにして、平均給湯量が貯湯タンク１の満タン容量より多少（貯湯タンク１の半分程度まで）多い所定量未満かつ満タン容量以上で、日々の給湯量のバラツキが大きい使い方をされている場合、沸き増しが不要な程度しか給湯されない日（図４（ｂ）の６日目など）があるが、平均給湯量とバラツキ度合としての標準偏差の値に基づいて所定の沸き増し開始貯湯量を少ない値（第２沸き増し開始貯湯量）とするため、不要な沸き増しを極力行わずに湯余りを防止できる。

特に、湯張り動作を頻繁（週に２〜３回程度）に行わないような使い方をされた場合に、湯張り動作を行わなかった日に不要な沸き増しが行われないこととなり、湯余りを防止することができるものである。一方、湯張り動作を行った日には、貯湯量が第２沸き増し開始貯湯量を下回れば沸き増しが行われるため、湯切れを防止することができる。

また、同じように平均給湯量が貯湯タンク１の満タン容量より多少（貯湯タンク１の半分程度まで）多い所定量未満かつ満タン容量以上で、バラツキ度合としての標準偏差が非常に大きな値であった場合、図４の（ｃ）に示すように、突出した給湯量の日が存在する使い方をされているが、この場合も、平均給湯量とバラツキ度合としての標準偏差の値に基づいて所定の沸き増し開始貯湯量を少ない値（第２沸き増し開始貯湯量）とするため、不要な沸き増しを極力行わずに湯余りを防止できる。

また、平均給湯量が貯湯タンク１の満タン容量より多少（貯湯タンク１の半分程度まで）多い所定量未満かつ満タン容量以上で、バラツキ度合が所定値以下の場合は、図４の（ａ）に示すように日々安定して平均給湯量程度の給湯を行っているため、沸き増し開始貯湯量を多い値（第１沸き増し開始貯湯量）として、平均給湯量を早めに沸き上げて湯切れの発生を確実に防止することができる。

さらに、平均給湯量が所定量以上の場合は、バラツキ度合に関係なく沸き増し開始貯湯量を多い値（第１沸き増し開始貯湯量）としているので、貯湯量が減ると素早く沸き増しが開始されて湯切れの発生を防止することができる。

一方、平均給湯量が貯湯タンク１の満タン容量とみなす所定量（ここでは２５０Ｌ）未満である場合は、所定の沸き増し開始貯湯量を少ない値（第２沸き増し開始貯湯量）とするため、不要な沸き増しを極力行わずに湯余りを防止できる。

なお、この実施形態では、バラツキ度合として給湯量の標準偏差を用いたが、これに限らず、分散を用いてもよい。

また、この実施形態では、貯湯タンク１の満タン容量から多少上回る程度の所定量として４３℃換算３５０Ｌの固定値を用いたが、沸き上げ動作開始時に決定される目標沸き上げ温度Ｔｓで貯湯タンク１の容積全部を沸き上げた場合の熱量を４３℃換算した値を満タン容量として設定し、この満タン容量に所定の量（例えば１００Ｌ）を加算した値を、貯湯タンク１の満タン容量から多少上回る程度の所定量としてもよく、また、貯湯タンク１の満タン容量として４３℃換算２５０Ｌの固定値を用いたが、沸き上げ動作開始時に決定される目標沸き上げ温度Ｔｓで貯湯タンク１の容積全部を沸き上げた場合の熱量を４３℃換算した値を満タン容量として設定し、平均給湯量がこの満タン容量以下の場合に、バラツキ度合に関係なく、所定の沸き増し開始貯湯量を少ない値とするようにしてもよい。

このように、目標沸き上げ温度Ｔｓに応じた満タン容量を設定して、この満タン容量と満タン容量に応じた所定量に応じて前記ステップＳ２６の判断を行うことで、平均給湯量とバラツキ度合によって昼間時間帯の沸き増し動作が行われたり行われなかったりする状態にあることを確実に判別し、不要な沸き増し動作を極力回避して湯余りの発生を抑制することができる。

また、この実施形態では、貯湯温度センサ２２ａ〜ｅで検出する貯湯温度に基づき４３℃換算の貯湯量が第１沸き増し開始貯湯量および第２沸き増し開始貯湯量未満になったかどうかを判別するようにしているが、これに限らず、貯湯温度センサ２２ａ〜ｅのうち予め定めた一つの第１貯湯温度センサ（例えば貯湯温度センサ２２ｄ）で検出する貯湯温度が第１所定温度（例えば５５℃）未満となると第１沸き増し開始貯湯量未満となったと判別し、第１貯湯温度センサよりも上方に位置する予め定めた一つの第２貯湯温度センサ（ここでは貯湯温度センサ２２ｃ）で検出する貯湯温度が第２所定温度（例えば５５℃）未満となると第２沸き増し開始貯湯量未満となったと判別するようにしてもよい。ここで、第１所定温度と第２所定温度の関係は、同一の温度、あるいはどちらか一方が高くなるようにしてもよく、第２沸き増し開始貯湯量が第１沸き増し開始貯湯量未満となるように定めればよいものである。このように、貯湯温度センサ２２ａ〜ｅのうち予め定めた貯湯温度センサで検出する貯湯温度で貯湯量が第１沸き増し開始貯湯量または第２沸き増し開始貯湯量未満となったことを検出することで、沸き増し開始の必要性を簡易に判別することができる。

また、この実施形態では、ステップＳ２４にて沸き増し必要熱量Ｑｍを沸き増し必要時間ｔｍに換算して、沸き増しを時間でコントロールしているが、ヒートポンプ式加熱器２９は一定の加熱能力Ｗに制御されることから熱量を時間に換算しても実質的に同一で、昼間時間帯に実際に沸き増した沸き増し積算熱量を管理することで、過不足なく沸き増しすることも可能である。

また、この実施形態では、ステップＳ３０にて、沸き増し運転に伴って貯湯量が予め定められた沸き増し停止貯湯量（例えば４３℃換算で５０Ｌ）以上増加したことを貯湯温度センサ２２ａ〜ｅで検出すると沸き増し停止するようにしているが、これに限らず、平均給湯量あるいは必要貯湯量Ｑが多い場合は、沸き増し停止貯湯量を多くするようにしてもよい。

１貯湯タンク
２給水管
４出湯管
２２貯湯温度センサ（貯湯量検出手段）
２９ヒートポンプ式加熱器（加熱手段）
３０加熱循環回路（加熱手段）
３１加熱循環ポンプ（加熱手段）
４０制御手段
４１給湯量記憶手段

Claims

湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンクから出湯する出湯管と、前記貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、過去所定期間の一日ごとの給湯量を記憶する給湯量記憶手段と、前記貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段と、特定時間帯に前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げるよう前記加熱手段を制御する制御手段とを備えたものにおいて、前記制御手段は、前記給湯量記憶手段の記憶内容に基づき過去の所定期間における平均給湯量と給湯量のバラツキ度合を算出し、前記平均給湯量が前記貯湯タンクの満タン容量より多い所定量以上、または前記平均給湯量が前記所定量未満かつ前記バラツキ度合が所定値未満の場合には、特定時間帯外に前記貯湯量検出手段が所定の第１沸き増し開始貯湯量未満を検出すると前記貯湯タンク内の湯水を沸き増すよう前記加熱手段を制御し、前記平均給湯量が前記所定量未満かつ前記バラツキ度合が前記所定値以上の場合には、特定時間帯外に前記貯湯量検出手段が前記第１沸き増し開始貯湯量よりも少ない所定の第２沸き増し開始貯湯量未満を検出すると前記貯湯タンク内の湯水を沸き増すよう前記加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
前記貯湯量検出手段は、前記貯湯タンクの側面上下に複数設けられた貯湯温度センサを備え、前記複数の貯湯温度センサのうち予め定められた第１貯湯温度センサが第１所定温度未満を検出すると前記第１沸き増し開始貯湯量未満であると判別し、前記複数の貯湯温度センサのうち前記第１貯湯温度センサよりも高い位置にある予め定められた第２貯湯温度センサが第２所定温度未満を検出すると前記第２沸き増し開始貯湯量未満であると判別するようにしたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
前記制御手段は、前記平均給湯量が前記貯湯タンクの満タン容量以下の場合は、前記バラツキ度合に関係なく特定時間帯外に前記貯湯量検出手段が前記第２沸き増し開始貯湯量未満を検出すると沸き増すよう前記加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の貯湯式給湯装置。
前記加熱手段は、前記貯湯タンク下部から取り出した湯水を前記貯湯タンク上部に戻す加熱循環回路と、この加熱循環回路途中に設けられたヒートポンプ式加熱器と、前記加熱循環回路途中に設けられた加熱循環ポンプによって構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。