JP2015038397A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の給湯システムと比べて、ヒートポンプによる温水の加熱効率が良い給湯システムを提供する。【解決手段】本明細書で開示する給湯システム２は、外気から吸熱するヒートポンプ５０と、ヒートポンプ５０によって加熱された温水を蓄えるタンク１０と、タンク１０内の温水を温水利用箇所に供給する供給路４０と、コントローラ１００とを備える。コントローラ１００は、ヒートポンプ５０による加熱後の温水の温度が６０℃より低くなるようにヒートポンプ５０を運転させる低温貯湯運転を実行し、特定の場合に、ヒートポンプ５０による加熱後の温水の温度が６０℃以上になるようにヒートポンプ５０を運転させる高温貯湯運転を実行する。【選択図】 図１

Description

本明細書で開示する技術は、給湯システムに関する。

特許文献１には、外気から吸熱するヒートポンプと、ヒートポンプによって加熱された温水を蓄えるタンクと、タンク内の温水を温水利用箇所に供給する供給路を有するヒートポンプ式給湯システムが開示されている。特許文献１のヒートポンプ式給湯システムでは、ヒートポンプによる加熱後の温水の温度が９０℃になるようにヒートポンプを運転させる。タンク内に温水が蓄えられた結果、タンクからヒートポンプに導入される水の温度が所定温度に達すると、ヒートポンプを停止させる。

特開２００３−１３０４５２号公報

特許文献１の給湯システムでは、ヒートポンプによる加熱後の温水の温度が９０℃になるようにヒートポンプを運転させているが、その際の加熱効率については何ら考慮されていない。しかしながら、近年、省エネルギーへの需要者の関心が高くなったことに伴い、より加熱効率の良い給湯システムが求められている。

本明細書では、従来の給湯システムと比べて、ヒートポンプによる温水の加熱効率が良い給湯システムを提供する。

本発明者による鋭意検討の結果、給湯システムのヒートポンプを運転する際、加熱後の温水の温度を低くするほど、単位電力当たりの加熱能力（ＣＯＰ（Coefficient Of Performance。「成績係数」とも言う））が向上することが判明した。単位電力当たりの加熱能力が向上すると、加熱効率も向上する。

本明細書が開示する給湯システムは、上記の知見に基づいて創作されたものである。この給湯システムは、外気から吸熱するヒートポンプと、ヒートポンプによって加熱された温水を蓄えるタンクと、タンク内の温水を温水利用箇所に供給する供給路と、コントローラとを備える。コントローラは、ヒートポンプによる加熱後の温水の温度が６０℃より低くなるようにヒートポンプを運転させる低温貯湯運転を実行し、特定の場合に、ヒートポンプによる加熱後の温水の温度が６０℃以上になるようにヒートポンプを運転させる高温貯湯運転を実行する。

上記の給湯システムでは、コントローラは、ヒートポンプによる加熱後の温水の温度が６０℃より低くなるようにヒートポンプを運転させる低温貯湯運転を実行する。加熱後の温水の温度が９０℃になるようにヒートポンプを運転させる従来の給湯システムに比べて、上記の低温貯湯運転を実行する上記の給湯システムは、単位電力当たりの加熱能力が高く、加熱効率も良い。

また、上記の給湯システムでは、コントローラは、特定の場合に、ヒートポンプによる加熱後の温水の温度が６０℃以上になるようにヒートポンプを運転させる高温貯湯運転を実行する。本発明者による検討により、温水の温度を６０℃以上にすることにより、温水に含まれる可能性のある菌類（レジオネラ菌など）を滅菌できることが判明した。上記特徴１の構成によると、高温貯湯運転を行うことにより、タンク内の温水の温度を６０℃以上にすることができる。これにより、温水に含まれる可能性のある菌類を滅菌し、菌繁殖の可能性がある温水が温水利用箇所に供給されることを適切に防止することができる。

第１実施例に係る給湯システム２の構成を模式的に示す図。 第１実施例の給湯システム２が実行する蓄熱運転を示すフローチャート。 第２実施例の給湯システム２が実行する蓄熱運転を示すフローチャート。 第３実施例に係る給湯システム１０２の構成を模式的に示す図。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１） 特定の場合は、前回高温貯湯運転を実行した後に特定期間が経過した場合であることが好ましい。

この構成によると、特定期間毎に高温貯湯運転を実行することができる。そのため、この構成による場合、特定期間を、菌類の繁殖期間より短い適切な期間に設定することにより、温水に含まれる可能性のある菌類を適切に滅菌することができる。

（特徴２） コントローラは、特定の場合であっても、単位期間内におけるタンクからの温水供給量が特定の閾値以上である場合には、高温貯湯運転を実行することなく、低温貯湯運転を実行することが好ましい。

例えば、単位期間内におけるタンクからの温水供給量が、タンク容量値より多い場合、単位期間内にタンク内の温水が入れ替わったことになる。そのため、仮に、前回高温貯湯運転を実行した後に特定期間が経過していた場合であっても、菌類の繁殖期間より短い期間内にタンク内の温水が入れ替わっていれば、高温貯湯運転を行う必要はない。上記の構成による場合、単位期間を、菌類の繁殖期間より短い適切な期間に設定するとともに、特定の閾値を、タンク内の温水が入れ替わる適切な値に設定することにより、実際の温水の利用状況に合わせて、温水に含まれる可能性のある菌類を適切に滅菌することができる。

（特徴３） 特定の場合は、単位期間内におけるタンクからの温水供給量が、特定の閾値より少ない場合であることが好ましい。

この構成によると、単位期間内におけるタンクからの温水供給量に応じて高温貯湯運転を実行することができる。上記の通り、単位期間内におけるタンクからの温水供給量が、タンク容量値より多い場合、単位期間内にタンク内の温水が入れ替わったことになる。菌類の繁殖期間より短い期間内に、タンク内の温水が入れ替わった場合、高温貯湯運転を行う必要はない。そのため、上記の構成による場合、単位期間を、菌類の繁殖期間より短い適切な期間に設定するとともに、特定の閾値を、タンク内の温水が入れ替わる適切な値に設定することにより、実際の温水の利用状況に合わせて、温水に含まれる可能性のある菌類を適切に滅菌することができる。

（特徴４） タンク内に蓄えられる温水は、温水の平均温度が６０℃以上の第１層と、温水の平均温度が６０℃より低い第２層とを有していることが好ましい。供給路は、第１層内の温水を温水利用箇所に供給する第１供給路と、第２層内の温水を温水利用箇所に供給する第２供給路とを含むことが好ましい。

この構成によると、温水利用箇所において必要とされる温水の温度に応じて、適切に温水を供給することができる。

（第１実施例）
図１に示すように、本実施例に係る給湯システム２は、タンク１０と、タンク水循環路２０と、水道水導入路３０と、供給路４０と、ヒートポンプ５０と、バーナ加熱装置６０と、コントローラ１００と、を備える。

ヒートポンプ５０は、外気から吸熱して、タンク水循環路２０内の水を加熱する熱源である。ヒートポンプ５０は、図示しないが、熱媒体（代替フロン、例えばＲ４１０Ａ等）を循環させる熱媒体循環路と、外気と熱媒体との間で熱交換を行う蒸発器と、熱媒体を圧縮して高温高圧にする圧縮器と、タンク水循環路２０内の水と高温高圧の熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、熱交換を終えた後の熱媒体を減圧させて低温低圧にする膨張弁と、を備えている。

タンク１０は、ヒートポンプ５０によって加熱された温水を貯える。タンク１０は、密閉型であり、断熱材によって外側が覆われている。タンク１０内には満水まで水が貯留されている。本実施例では、タンク１０の容量は１００Ｌである。タンク１０には、サーミスタ１２、１４、１６、１８がタンク１０の高さ方向に所定間隔で取り付けられている。各サーミスタ１２、１４、１６、１８は、その取付位置の水の温度を測定する。例えば、各サーミスタ１２、１４、１６、１８は、それぞれ、タンク１０の上部から６Ｌ、１２Ｌ、３０Ｌ、５０Ｌの位置の水の温度を測定する。

タンク水循環路２０は、上流端がタンク１０の下部に接続されており、下流端がタンク１０の上部に接続されている。タンク水循環路２０には、循環ポンプ２２が介装されている。循環ポンプ２２は、タンク水循環路２０内の水を上流側から下流側へ送り出す。また、タンク水循環路２０は、ヒートポンプ５０の熱交換器（図示省略）を通過している。そのため、ヒートポンプ５０を作動させると、タンク水循環路２０内の水がヒートポンプ５０の熱交換器で加熱される。従って、循環ポンプ２２とヒートポンプ５０とを作動させると、タンク１０の下部の水がヒートポンプ５０で加熱され、加熱された水がタンク１０の上部に戻される。即ち、タンク水循環路２０は、タンク１０に蓄熱するための水路である。また、タンク水循環路２０のヒートポンプ５０の上流側には、サーミスタ２４が介装されている。サーミスタ２４は、タンク１０の下部から導出され、ヒートポンプ５０を通過する前の水の温度を測定する。

水道水導入路３０は、上流端が水道水供給源３１に接続されている。水道水導入路３０には、サーミスタ３２が介装されている。サーミスタ３２は、水道水の温度を測定する。水道水導入路３０の下流側は、第１導入路３０ａと第２導入路３０ｂに分岐している。第１導入路３０ａの下流端は、タンク１０の下部に接続されている。第２導入路３０ｂの下流端は、後述の供給路４０の途中に接続されている。第２導入路３０ｂの下流端と供給路４０との接続部分には、混合弁４２が設けられている。混合弁４２は、供給路４０内を流れる温水に、第２導入路３０ｂ内の水を混合させる量を調整する。

供給路４０は、上流端がタンク１０の上部に接続されている。上述したように、供給路４０の途中には、水道水導入路３０の第２導入路３０ｂが接続されており、接続部分には混合弁４２が設けられている。第２導入路３０ｂとの接続部より下流側の供給路４０には、バーナ加熱装置６０が介装されている。また、バーナ加熱装置６０より下流側の供給路４０には、サーミスタ４４が介装されている。サーミスタ４４は、供給される温水の温度を測定する。バーナ加熱装置６０は、サーミスタ４４が測定する温水の温度が、給湯設定温度と一致するように、供給路４０内の水を加熱する。供給路４０の下流端は、温水利用箇所（例えば台所、浴槽等）に接続されている。

コントローラ１００は、各構成要素と電気的に接続されており、各構成要素の動作を制御する。図１には示していないが、コントローラ１００には、使用者が様々な指示を入力可能な操作部と、様々な情報を表示可能な表示部とを有するリモコンが接続されている。

次いで、本実施例の給湯システム２の動作について説明する。給湯システム２は、蓄熱運転及び給湯運転を実行することができる。以下、各運転について説明する。

（蓄熱運転）
蓄熱運転は、ヒートポンプ５０で生成した熱により、タンク１０内の水を加熱する運転である。蓄熱運転のことを貯湯運転と呼んでもよい。給湯システム２の運転が開始されると、コントローラ１００は、図２に示す蓄熱運転を開始する。蓄熱運転が開始されると、まず、Ｓ１０では、コントローラ１００は、選択されている貯湯モードが低温貯湯モードであるか否か判断する。本実施例の給湯システム２の利用者は、リモコンの操作部を操作して、予め「高温貯湯モード」と「低温貯湯モード」の２つの貯湯モードのうちの一方を選択することができる。ただし、利用者が事前に貯湯モード選択を行っていない場合（例えば、電源投入直後の場合など）は、自動的に低温貯湯モードが選択される。低温貯湯モードが選択されている場合、コントローラ１００は、Ｓ１０でＹＥＳと判断し、Ｓ１２に進む。一方、高温貯湯モードが選択されている場合、コントローラ１００は、Ｓ１０でＮＯと判断し、Ｓ１６に進む。

Ｓ１２では、コントローラ１００は、前回の高温貯湯運転の実行から７２時間が経過したか否かを判断する。後で詳しく説明するが、高温貯湯運転は、ヒートポンプ５０による加熱後の温水の温度Ｔｂ（以下、「出口温度Ｔｂ」と呼ぶ）が６０℃になるように、ヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させる運転である。Ｓ１２の時点で、前回の高温貯湯運転の実行から７２時間以上経過している場合、コントローラ１００は、Ｓ１２でＹＥＳと判断し、Ｓ１６に進む。一方、Ｓ１２の時点で、前回の高温貯湯運転の実行から７２時間未経過の場合、コントローラ１００は、Ｓ１２でＮＯと判断し、Ｓ１４に進む。

Ｓ１４では、コントローラ１００は、出口温度Ｔｂを、給湯設定温度Ｔｓより５℃高い温度（Ｔｓ＋５℃）に設定する。給湯設定温度Ｔｓは、温水利用箇所に供給される温水の設定温度である。給湯システム２の利用者は、リモコンの操作部を操作して、給湯設定温度Ｔｓを設定することができる。本実施例では、給湯設定温度Ｔｓは、３５℃〜４５℃の間で設定することができる。Ｓ１４を終えると、Ｓ１８に進む。

一方、Ｓ１６では、コントローラ１００は、出口温度Ｔｂを６０℃に設定する。Ｓ１６を終えると、Ｓ１８に進む。

Ｓ１８では、コントローラ１００は、サーミスタ１２が検出する温度（即ち、タンク１０の上部に蓄えられている水の温度）が給湯設定温度Ｔｓ以下であるか否か判断する。サーミスタ１２が検出する温度が給湯設定温度Ｔｓ以下である場合、コントローラ１００は、Ｓ１８でＹＥＳと判断し、Ｓ２０に進む。Ｓ１８でＹＥＳの場合は、この時点でタンク１０内に給湯設定温度Ｔｓの温水が蓄えられていないことを意味する。一方、サーミスタ１２が検出する温度が給湯設定温度Ｔｓより高い場合、コントローラ１００は、Ｓ１８でＮＯと判断し、Ｓ２０、Ｓ２２、Ｓ２４の各処理をスキップしてＳ２６に進む。Ｓ１８でＮＯの場合は、この時点でタンク１０内に給湯設定温度Ｔｓより高温の温水が蓄えられていることを意味する。

Ｓ２０では、コントローラ１００は、ヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させる。この際、コントローラ１００は、出口温度Ｔｂが、Ｓ１４又はＳ１６で設定された温度（Ｔｓ＋５℃又は６０℃）になるように、ヒートポンプ５０を作動させる。より詳しく言うと、コントローラ１００は、ヒートポンプ５０の出口温度Ｔｂが、Ｓ１４又はＳ１６で設定された温度になるように、圧縮器のモータの回転数を調整する。

循環ポンプ２２が作動すると、タンク水循環路２０内をタンク１０内の水が循環する。即ち、タンク１０の下部に存在する水がタンク水循環路２０内に導入され、導入された水がヒートポンプ５０内の熱交換器を通過する際に、熱媒体の熱によって、Ｓ１４又はＳ１６で設定された出口温度Ｔｂまで加熱される。出口温度Ｔｂまで加熱された水は、タンク１０の上部に戻される。これにより、タンク１０に出口温度Ｔｂの水が貯められる。この結果、タンク１０の上部には、高温の水の層が形成され、下部には、低温の水の層が形成される。

Ｓ２０において、出口温度Ｔｂが、Ｓ１４で設定された温度（Ｔｓ＋５℃）になるようにヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させる場合の運転を、以下では、「低温貯湯運転」と呼ぶ。一方、Ｓ２０において、出口温度Ｔｂが、Ｓ１６で設定された温度（６０℃）になるようにヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させる場合の運転を、以下では「高温貯湯運転」と呼ぶ。Ｓ２０でヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させると、Ｓ２２に進む。

Ｓ２２では、サーミスタ２４が検出する温度（即ち、タンク１０の下部から導出され、ヒートポンプ５０に供給される水の温度）が、Ｓ１４又はＳ１６で設定された出口温度Ｔｂ以上となるかどうか監視する。上記Ｓ２０でヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させ、低温貯湯運転又は高温貯湯運転を継続して行うことにより、タンク１０の上部には出口温度Ｔｂの温水が継続して貯められていく。タンク１０下部まで出口温度Ｔｂの温水が蓄えられる（即ち、タンク１０内が出口温度Ｔｂの温水によって満たされる）と、タンク１０下部からタンク水循環路２０に出口温度Ｔｂの温水が導出される。この場合、コントローラ１００は、Ｓ２２でＹＥＳと判断し、Ｓ２４に進む。

Ｓ２４では、コントローラ１００は、ヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を停止する。これにより、低温貯湯運転又は高温貯湯運転が終了する。Ｓ２４を終えると、Ｓ２６に進む。

Ｓ２６では、コントローラ１００は、Ｓ１４又はＳ１６で設定された出口温度Ｔｂが、給湯設定温度Ｔｓ以上であるか否か判断する。利用者がリモコンの操作部を操作して給湯設定温度Ｔｓを変更する等の事情がない限り、コントローラ１００は、Ｓ２６でＹＥＳと判断する。Ｓ２６でＹＥＳの場合、コントローラ１００は、最初の開始時のステップに戻り、再びＳ１０から処理を実行する。

一方、利用者が、リモコンの操作部を操作して給湯設定温度Ｔｓを変更し、変更後の給湯設定温度Ｔｓが出口温度Ｔｂよりも高くなる場合（Ｔｂ＜Ｔｓ）には、コントローラ１００は、Ｓ２６でＮＯと判断する。Ｓ２６でＮＯの場合、コントローラ１００は、Ｓ１４に戻って出口温度Ｔｂを再設定し、Ｓ１８以降の処理を再度実行する。

以上の通り、コントローラ１００は、給湯システム２の運転が終了するまで、図２の蓄熱運転を繰り返し実行する。

（給湯運転）
給湯運転は、タンク１０内の水を温水利用箇所に供給する運転である。給湯運転は、上記の蓄熱運転中にも実行することができる。温水利用箇所の給湯栓が開かれると、水道水供給源３１からの水圧によって、水道水導入路３０（第１導入路３０ａ）からタンク１０の下部に水道水が流入する。同時に、タンク１０上部の温水が、供給路４０を介して温水利用箇所に供給される。

コントローラ１００は、タンク１０から供給路４０に供給される水の温度（即ち、サーミスタ１２の測定温度）が、給湯設定温度Ｔｓより高い場合には、混合弁４２を開いて第２導入路３０ｂから供給路４０に水道水を導入する。この場合、タンク１０から供給された水と第２導入路３０ｂから供給された水道水とが、供給路４０内で混合される。コントローラ１００は、温水利用箇所に供給される水の温度が、給湯設定温度Ｔｓと一致するように、混合弁４２の開度を調整する。一方、コントローラ１００は、タンク１０から供給路４０に供給される水の温度が、給湯設定温度Ｔｓより低い場合には、バーナ加熱装置６０を作動させる。この場合、供給路４０を通過する水がバーナ加熱装置６０によって加熱される。コントローラ１００は、温水利用箇所に供給される水の温度が、給湯設定温度Ｔｓと一致するように、バーナ加熱装置６０の出力を制御する。

以上、本実施例の給湯システム２の構成及び運転内容を説明した。本実施例では、コントローラ１００は、低温貯湯モードが選択されている場合（図２のＳ１０でＹＥＳ）に、出口温度Ｔｂが給湯設定温度Ｔｓ＋５℃になるようにヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させる低温貯湯運転を実行する（Ｓ１４、Ｓ２０）。従って、低温貯湯モードが選択されている場合の給湯システム２は、出口温度が９０℃になるようにヒートポンプを運転させる従来の給湯システムに比べて、単位電力当たりの加熱能力（ＣＯＰ）が高く、加熱効率も良い。

なお、本実施例では、高温貯湯モードが選択されている場合（図２のＳ１０でＮＯ）にも、出口温度Ｔｂが６０℃になるように設定される。そのため、本実施例では、高温貯湯モードが選択されている場合であっても、出口温度が９０℃になるようにヒートポンプを運転させる従来の給湯システムと比べると、単位電力当たりの加熱能力が高く、加熱効率も良い。

本実施例では、出口温度Ｔｂが６０℃になるようにヒートポンプ５０を作動させて高温貯湯運転を行うことにより、タンク１０内の温水が６０℃まで加熱される。タンク１０内の温水が６０℃まで加熱されることにより、タンク１０内の温水に含まれる可能性のある菌類（レジオネラ菌など）を滅菌することができる。

本発明者の検討により、タンク１０内の温水が少なくとも９６時間（４日間）以上継続して６０℃より低い温度に保たれると、タンク１０内で菌類が繁殖を開始する可能性が高くなることが判明している。上記の通り、本実施例では、低温貯湯モードが選択されている場合（Ｓ１０でＹＥＳ）であっても、前回の高温貯湯運転の実行から７２時間経過している場合（Ｓ１２でＹＥＳ）には、コントローラ１００は、自動的に出口温度Ｔｂを６０℃に設定し（Ｓ１６）、その後、高温貯湯運転を実行する（Ｓ２０）。そのため、タンク１０内で菌類が繁殖し始める前に、タンク１０内を適切に滅菌することができる。

（第２実施例）
第２実施例について、第１実施例と異なる点を中心に説明する。本実施例の給湯システム２も、その基本的な構成は第１実施例の給湯システム２（図１参照）と共通する。本実施例では、蓄熱運転の内容の一部が第１実施例とは異なる。図３を参照して、本実施例の給湯システム２が実行する蓄熱運転について説明する。

給湯システム２の運転が開始されると、コントローラ１００は、図３に示す蓄熱運転を開始する。蓄熱運転が開始されると、まず、Ｓ４０では、コントローラ１００は、選択されている貯湯モードが低温貯湯モードであるか否か判断する。Ｓ４０の処理は、図２のＳ１０の処理と同様であるため、詳しい説明は省略する。Ｓ４０でＹＥＳの場合、Ｓ４１に進む。一方、Ｓ４０でＮＯの場合、Ｓ４６に進む。

Ｓ４２では、コントローラ１００は、前回の高温貯湯運転の実行から７２時間が経過したか否かを判断する。Ｓ４２の処理は、図２のＳ１２の処理と同様であるため、詳しい説明は省略する。Ｓ４２でＹＥＳの場合、Ｓ４３に進む。一方、Ｓ４２でＮＯの場合、Ｓ４４に進む。

Ｓ４３では、コントローラ１００は、７２時間以内の出湯量が１００Ｌ以上であるか否かを判断する。Ｓ４３の時点を基準として、過去７２時間以内にタンク１０から温水利用箇所に１００Ｌ以上の温水が供給されていれば、コントローラ１００は、Ｓ４３でＹＥＳと判断し、Ｓ４４に進む。一方、過去７２時間以内にタンク１０から温水利用箇所に１００Ｌ以上の温水が供給されていない場合、コントローラ１００は、Ｓ４３でＮＯと判断し、Ｓ４６に進む。

Ｓ４４では、コントローラ１００は、出口温度Ｔｂを、給湯設定温度Ｔｓより５℃高い温度（Ｔｓ＋５℃）に設定する。一方、Ｓ４６では、コントローラ１００は、出口温度Ｔｂを６０℃に設定する。Ｓ４４、Ｓ４６の各処理は、図２のＳ１４、Ｓ１６の各処理と同様であるため、詳しい説明は省略する。

続くＳ４８、Ｓ５０、Ｓ５２、Ｓ５４、Ｓ５６の各処理も、それぞれ、図２のＳ１８、Ｓ２０、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２６の各処理と同様であるため、詳しい説明は省略する。

以上の通り、本実施例でも、コントローラ１００は、給湯システム２の運転が終了するまで、図３の蓄熱運転を繰り返し実行する。

以上、本実施例の給湯システム２について説明した。本実施例では、コントローラ１００は、低温貯湯モードが選択されている場合（図３のＳ４０でＹＥＳ）において、前回の高温貯湯運転の実行から７２時間経過している場合（Ｓ４２でＹＥＳ）であっても、７２時間以内の出湯量が１００Ｌ以上である場合（Ｓ４３でＹＥＳ）には、その後、高温貯湯運転を行わず、低温貯湯運転を行う（Ｓ４４、Ｓ５０）。過去７２時間以内の出湯量が１００Ｌ以上である場合は、過去７２時間以内にタンク１０内の水がすべて入れ替わっていることを意味する。上記の通り、菌類の繁殖期間は少なくとも９６時間であるため、前回の高温貯湯運転から７２時間以上経過している場合であっても、７２時間以内にタンク１０内の水が入れ替わっている場合には、タンク１０内で菌類が繁殖する可能性は低い。この場合、高温貯湯運転を行わないようにすることにより、加熱効率を高く保つことができる。

また、本実施例では、低温貯湯モードが選択されている場合（図３のＳ４０でＹＥＳ）においては、前回の高温貯湯運転の実行から７２時間経過しており（Ｓ４２でＹＥＳ）、かつ、７２時間以内の出湯量が１００Ｌより少ない場合（Ｓ４３でＮＯ）に限り、その後、低温貯湯運転に代えて高温貯湯運転を実行する（Ｓ４６、Ｓ５０）。即ち、低温貯湯モードが選択されている場合には、高温貯湯運転を実行して滅菌を行う必要がある状況においてのみ、高温貯湯運転を実行することができる。タンク１０内に蓄えられた温水の利用状況に合わせて、タンク１０内の温水に含まれる可能性のある菌類を適切に滅菌することができる。

（第３実施例）
第３実施例について、第１実施例と異なる点を中心に説明する。図４に示すように、本実施例の給湯システム１０２も、タンク１０と、タンク水循環路２０と、水道水導入路３０と、供給路４０と、ヒートポンプ５０と、バーナ加熱装置６０と、コントローラ１００とを備えている点では、第１実施例と共通する。本実施例の給湯システム１０２は、タンク水循環路２０の途中に分岐路１２０が設けられているとともに、タンク１０と第２導入路３０ｂとを接続する導出路１３０が設けられている点が、第１実施例の給湯システム２（図１参照）とは異なる。

分岐路１２０の上流端は、タンク水循環路２０のうち、ヒートポンプ５０の下流側に接続されている。分岐路１２０の下流端は、タンク１０の高さ方向中央部付近に接続されている。分岐路１２０の上流端とタンク水循環路２０との接続部には、切替弁１２２が設けられている。切替弁１２２は、ヒートポンプ５０を通過した温水がそのままタンク水循環路２０を通過してタンク１０上部に供給される状態と、ヒートポンプ５０を通過した温水が分岐路１２０を通過してタンク１０の高さ方向中央部に供給される状態とを切り替えることができる。

本実施例では、コントローラ１００は、低温貯湯運転を実行する場合、切替弁１２２を、ヒートポンプ５０を通過した温水が分岐路１２０を通過してタンク１０の高さ方向中央部に供給される状態に切り替える。これにより、ヒートポンプ５０によって出口温度Ｔｂ（＝給湯設定温度Ｔｓ＋５℃）に加熱された温水が、タンク１０の高さ方向中央部付近に供給される。一方、コントローラ１００は、高温貯湯運転を実行する場合、切替弁１２２を、ヒートポンプ５０を通過した温水がそのままタンク水循環路２０を通過してタンク１０上部に供給される状態に切り替える。これにより、ヒートポンプ５０によって出口温度Ｔｂ（＝６０℃）に加熱された温水が、タンク１０の上部に供給される。

この結果、本実施例でタンク１０内に蓄えられる温水は、温水の平均温度が６０℃の高温層１１２と、温水の平均温度が高温層１１２より低い中温層１１４と、温水の平均温度が中温層１１４より低い低温層１１６とを有するようになる。中温層１１４の温水の平均温度は、給湯設定温度Ｔｓ＋５℃である。中温層１１４は、高温層１１２の下部に形成される。低温層１１６は、中温層１１４の下部に形成される。

導出路１３０は、タンク１０の高さ方向中央部付近と第２導入路３０ｂとを接続する。導出路１３０と第２導入路３０ｂとの接続部分には、調整弁１４６が設けられている。調整弁１４６は、その開度を変化させることによって、導出路１３０から供給されるタンク１０内の温水（中温層１１４内の温水）の流量と、第２導入路３０ｂから供給される水道水の流量の割合を変化させることができる。

また、本実施例では、供給路４０と第２導入路３０ｂの下流端との接続部にも、調整弁１４２が設けられている。調整弁１４２は、その開度を変化させることによって、タンク１０上部から供給路４０に供給される温水（高温層１１２内の温水）の流量と、第２導入路３０ｂから供給される水（水道水と導出路１３０から供給される温水の少なくとも一方）の流量の割合を変化させることができる。

給湯運転時には、コントローラ１００は、温水利用箇所に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、調整弁１４６の開度、及び、調整弁１４２の開度を調整する。なお、本実施例でも、タンク１０から供給路４０に供給される水の温度が給湯設定温度より低い場合には、コントローラ１００は、温水利用箇所に供給される水の温度が給湯設定温度と一致するように出力を制御して、バーナ加熱装置６０を作動させる。

以上、本実施例の給湯システム１０２について説明した。上記の通り、本実施例でタンク１０内に蓄えられる温水は、温水の平均温度が６０℃の高温層１１２と、温水の平均温度が高温層１１２より低い中温層１１４と、温水の平均温度が中温層１１４より低い低温層１１６とを有する。また、本実施例では、調整弁１４６の開度、及び、調整弁１４２の開度を調整することにより、高温層１１２内の温水と中温層１１４内の温水の両方を温水利用箇所に供給することができる。そのため、本実施例では、温水利用箇所において必要とされる温水の温度に応じて、適切に温水を供給することができる。

本実施例と特許請求の範囲の記載の対応関係を説明しておく。供給路４０のうちタンク１０と調整弁１４２の間の部分が「第１供給路」の一例である。導出路１３０と、第２導入路３０ｂのうち調整弁１４６と調整弁１４２の間の部分が「第２供給路」の一例である。供給路４０のうち、調整弁１４２の下流側が「供給路」の一例である。高温層１１２、中温層１１４が、それぞれ、「第１層」、「第２層」の一例である。

以上、各実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

（変形例１） 上記の各実施例では、低温貯湯運転を行う場合、出口温度Ｔｂを給湯設定温度Ｔｓ＋５℃に設定してヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させている。また、高温貯湯運転を行う場合、出口温度Ｔｂを６０℃に設定してヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させている。低温貯湯運転を行う場合の出口温度Ｔｂ、及び、高温貯湯運転を行う場合の出口温度Ｔｂは、上記の各温度に限られず、任意とすることができる。例えば、低温貯湯運転を行う場合の出口温度Ｔｂを５０℃に設定し、高温貯湯運転を行う場合の出口温度Ｔｂを９０℃に設定してもよい。

（変形例２） 第１実施例では、低温貯湯モードが選択されている場合（Ｓ１０でＹＥＳ）であっても、前回の高温貯湯運転の実行から７２時間経過している場合（Ｓ１２でＹＥＳ）には、コントローラ１００は、自動的に出口温度Ｔｂを６０℃に設定し（Ｓ１６）、その後、高温貯湯運転を実行する（Ｓ２０）。また、第２実施例では、低温貯湯モードが選択されている場合（Ｓ４０でＹＥＳ）において、前回の高温貯湯運転の実行から７２時間経過している場合（Ｓ４２でＹＥＳ）であっても、７２時間以内の出湯量が１００Ｌ以上である場合（Ｓ４３でＹＥＳ）には、その後、高温貯湯運転を行わず、低温貯湯運転を行う（Ｓ４４、Ｓ５０）。上記の各運転内容の切り替えの基準となる各期間は、７２時間に限られず、任意の期間とすることができる。

（変形例３） 第２実施例では、コントローラ１００は、低温貯湯モードが選択されている場合（図３のＳ４０でＹＥＳ）においては、前回の高温貯湯運転の実行から７２時間経過しており（Ｓ４２でＹＥＳ）、かつ、７２時間以内の出湯量が１００Ｌより少ない場合（Ｓ４３でＮＯ）に限り、その後、低温貯湯運転に代えて高温貯湯運転を実行する（Ｓ４６、Ｓ５０）。これに代えて、第２実施例では、Ｓ４２の処理を省略してもよい。即ち、低温貯湯モードが選択されている場合（図３のＳ４０でＹＥＳ）において、前回の高温貯湯運転の実行から７２時間経過しているか否かに関わらず、７２時間以内の出湯量が１００Ｌより少ない場合には、低温貯湯運転に代えて高温貯湯運転を実行するようにしてもよい。この場合、コントローラ１００は、毎日、所定時刻（例えば午前２時）に１回のみ、７２時間以内の出湯量が１００Ｌより少ないか否かの判断を行うようにしてもよい。

（変形例４） 上記の各実施例では、コントローラ１００は、サーミスタ１２が検出する温度（即ち、タンク１０上部に蓄えられている水の温度）が給湯設定温度Ｔｓ以下である場合（図２のＳ１８でＹＥＳ、図３のＳ４８でＹＥＳ）に、ヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させている。ヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させる基準となるサーミスタの位置及び検出温度は、上記の例に限られず、任意とすることができる。

（変形例５） 上記の各実施例では、給湯システム２（１０２）は、バーナ加熱装置６０を備えている（図１、図４参照）。これに代えて、給湯システム２（１０２）は、バーナ加熱装置６０を省略してもよい。バーナ加熱装置６０を省略する場合、図２のＳ２６（図３のＳ５６）でＮＯと判断されると（Ｔｂ＜Ｔｓ）、コントローラ１００は、図２のＳ１４（図３のＳ４４）に戻るとともに、給湯設定温度Ｔｓの温水が直ちに供給できないことを示すエラーメッセージをリモコンの表示部に表示させるようにしてもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：給湯システム
１０：タンク
１２、１４、１６、１８：サーミスタ
２０：タンク水循環路
２２：循環ポンプ
２４：サーミスタ
３０：水道水導入路
３０ａ：第１導入路
３０ｂ：第２導入路
３１：水道水供給源
３２：サーミスタ
４０：供給路
４２：混合弁
４４：サーミスタ
５０：ヒートポンプ
６０：バーナ加熱装置
１００：コントローラ
１０２：給湯システム
１１２：高温層
１１４：中温層
１１６：高温層
１２０：分岐路
１２２：切替弁
１３０：導出路
１４２：調整弁
１４６：調整弁

本明細書が開示する給湯システムは、上記の知見に基づいて創作されたものである。この給湯システムは、外気から吸熱するヒートポンプと、ヒートポンプによって加熱された温水を蓄えるタンクと、タンク内の温水を温水利用箇所に供給する供給路と、コントローラとを備える。コントローラは、ヒートポンプによる加熱後の温水の温度が６０℃より低くなるようにヒートポンプを運転させる低温貯湯運転を実行する。コントローラは、低温貯湯運転では、ヒートポンプによる加熱後の温水の温度が、給湯設定温度よりも特定の温度だけ高くなるようにヒートポンプを運転させる。コントローラは、特定の場合に、ヒートポンプによる加熱後の温水の温度が６０℃以上になるようにヒートポンプを運転させる高温貯湯運転を実行する。

（特徴４） タンク内に蓄えられる温水は、温水の平均温度が６０℃以上の第１層と、温水の平均温度が６０℃より低い第２層とを有していることが好ましい。給湯システムは、タンクとヒートポンプとの間で水を循環させるとともに、ヒートポンプで加熱された後の温水を第１層に供給する循環路をさらに備えることが好ましい。循環路は、ヒートポンプで加熱された後の温水を第２層に供給する分岐路を備えることが好ましい。供給路は、第１層内の温水を温水利用箇所に供給する第１供給路と、第２層内の温水を温水利用箇所に供給する第２供給路とを含むことが好ましい。

Claims (5)

1. 給湯システムであり、
   外気から吸熱するヒートポンプと、
   ヒートポンプによって加熱された温水を蓄えるタンクと、
   タンク内の温水を温水利用箇所に供給する供給路と、
   コントローラと、を備え、
   コントローラは、
   ヒートポンプによる加熱後の温水の温度が６０℃より低くなるようにヒートポンプを運転させる低温貯湯運転を実行し、
   特定の場合に、ヒートポンプによる加熱後の温水の温度が６０℃以上になるようにヒートポンプを運転させる高温貯湯運転を実行する、
   給湯システム。
2. 特定の場合は、前回高温貯湯運転を実行した後に特定期間が経過した場合である、
   請求項１に記載の給湯システム。
3. コントローラは、特定の場合であっても、単位期間内におけるタンクからの温水供給量が特定の閾値以上である場合には、高温貯湯運転を実行することなく、低温貯湯運転を実行する、
   請求項２に記載の給湯システム。
4. 特定の場合は、単位期間内におけるタンクからの温水供給量が特定の閾値より少ない場合である、
   請求項１に記載の給湯システム。
5. タンク内に蓄えられる温水は、温水の平均温度が６０℃以上の第１層と、温水の平均温度が６０℃より低い第２層と、を有しており、
   供給路は、第１層内の温水を温水利用箇所に供給する第１供給路と、第２層内の温水を温水利用箇所に供給する第２供給路とを含む、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の給湯システム。

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