JP2017053526A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置単体で電力負荷集中回避及び電力負荷平準化に資することができる給湯装置を提供する。【解決手段】給湯装置１は、水を加熱して温水を生成するヒートポンプユニット１０と、加熱された温水を貯める貯湯タンク１２１と、貯湯タンク１２１に貯められた温水を使用に供するための給湯配管１３５，１３８と、ＥＣＵ１０９，１２２と、を備えている。ＥＣＵ１０９，１２２は、給湯配管１３５，１３８を通して温水が使用に供される状況に基づいて、給湯装置１以外の電気機器が使用されている生活活動時間帯か、電気機器が使用されていない非生活活動時間帯かを判断し、非生活活動時間帯においてヒートポンプユニット１０を駆動する。【選択図】図１

Description

本発明は、給湯装置に関する。

電力消費を抑制することに着眼した給湯装置として、下記特許文献１に記載のものが開示されている。下記特許文献１に記載されている給湯装置は、電力を駆動源として貯湯運転を行う貯湯装置と、貯湯装置に貯湯された湯量が不測する場合に燃料を燃焼させて給湯を行うための瞬間式給湯器と、貯湯装置及び瞬間式給湯器を制御する制御部と、を備えるハイブリッド給湯システムである。

制御部は、過去の給湯量実績と、電力供給業者が提供するピーク電力時間帯に関する情報とに基づいて、ピーク電力時間帯における電力使用を回避しつつ、必要に応じて瞬間式給湯器を駆動する。

特開２０１４−６６４９６号公報

上記従来の技術は、電力供給業者が提供するピーク電力時間帯に関する情報をネットワーク経由で取得することが必須のものであるため、ＨＥＭＳシステムのような通信可能な機器構成とする必要がある。また、ネットワーク経由の通信を行う場合には通信コストも発生する。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置単体で電力負荷集中回避及び電力負荷平準化に資することができる給湯装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る給湯装置（１）は、水を加熱して温水を生成する加熱源（１０）と、加熱源により加熱された温水を貯める貯湯タンク（１２１）と、貯湯タンクに貯められた温水を使用に供するための給湯配管（１３５，１３８）と、加熱源を制御する制御部（１０９，１２２）と、を備えている。制御部は、給湯配管を通して温水が使用に供される状況に基づいて、給湯装置以外の電気機器が使用されている生活活動時間帯か、電気機器が使用されていない非生活活動時間帯かを判断し、非生活活動時間帯において加熱源を駆動する。

本発明によれば、制御部が、給湯配管を通して温水が使用に供される状況に基づいて生活活動時間帯か非生活活動時間帯かを判断しているので、外部システムとの通信を行うことなく電力使用の少ない時間帯に加熱源を駆動することができる。

尚、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載の発明が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。

本発明によれば、装置単体で電力負荷集中回避及び電力負荷平準化に資することができる給湯装置を提供することができる。

本発明の給湯装置の構成を示すブロック図である。 図１に示されるヒートポンプの構成を示す図である。 生活活動時間帯及び非生活活動時間帯を説明するための図である。 図１及び図２に示されるＥＣＵの処理を説明するためのフローチャートである。 図４における非生活活動時間帯を検知する処理を説明するためのフローチャートである。 図４における非生活活動時間帯の時刻設定処理を説明するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１に示されるように、本実施形態の給湯装置１は、ヒートポンプユニット１０と、貯湯タンクユニット１２と、リモコン１４と、を備えている。ヒートポンプユニット１０は、本発明の加熱源に相当する。給湯装置１は、給湯水栓１６及び浴槽１８に温水を供給する装置である。リモコン１４は、本発明の操作部に相当する。

リモコン１４は、いずれも図に明示しない、表示部と入力部とを有している。リモコン１４の入力部が操作されると、リモコン１４は操作信号を貯湯ＥＣＵ１２２に出力する。

貯湯タンクユニット１２について説明する。貯湯タンクユニット１２は、貯湯タンク１２１と、貯湯ＥＣＵ１２２と、風呂熱交換器１２３と、を有している。貯湯ＥＣＵ１２２は、後述するインバーターＥＣＵ１０９と共に本発明の制御部に相当する。

貯湯タンク１２１は、蓄熱用流体である水を内部に貯えるタンク容器である。この貯湯タンク１２１は、耐食性に優れた金属製、例えば、ステンレス製からなり、その外周部に断熱材が設けられている。これにより、貯湯タンク１２１は、蓄熱用流体である水を長時間に渡って保温可能となっている。

貯湯タンク１２１には、図示しないサーミスタが設けられている。貯湯タンク１２１は縦長形状である。貯湯タンク１２１内部の貯湯量および貯湯温度を検出するために、その高さ方向に複数個のサーミスタが並べて設けられている。各水温サーミスタは、貯湯ＥＣＵ１２２に接続されており、各水位における貯湯タンク１２１内に満たされた水の温度情報が、貯湯ＥＣＵ１２２に出力される。貯湯ＥＣＵ１２２は、各水温サーミスタから出力される温度情報に基づいて、貯湯タンク１２１内上方の湯と貯湯タンク１２１内下方の沸き上げられる前の水との境界位置、および貯湯タンク１２１内の貯湯量が検出可能となっている。

貯湯タンク１２１は、その底面に、市水流入配管１３３が繋がれている。市水流入配管１３３は、貯湯タンク１２１内に市水を供給する配管である。市水流入配管１３３は、給水配管１３４によって風呂用給湯配管１３５に繋がれている。市水流入配管１３３は、給水配管１３９によって水栓用給湯配管１３８に繋がれている。

貯湯タンク１２１には、タンク側熱交換配管１３６が繋がれている。タンク側熱交換配管１３６の途上には、風呂熱交換器１２３が設けられている。タンク側熱交換配管１３６の途上には、図示しないタンク側ポンプも設けられている。

タンク側熱交換配管１３６は、貯湯タンク１２１の上部から蓄熱用流体を取り出す配管である。タンク側熱交換配管１３６は、風呂熱交換器１２３を通って温度が低下した水を貯湯タンク１２１の中程に戻すように繋がれている。

風呂熱交換器１２３は、タンク側熱交換配管１３６を通過した蓄熱用流体を風呂側にて利用される浴槽水と熱交換させている。

図示しないタンク側ポンプは、タンク側熱交換配管１３６内の蓄熱用流体を、貯湯タンク１２１から流出させ、風呂熱交換器１２３を通して貯湯タンク１２１に還流させるポンプである。

貯湯タンク１２１の上部には、水栓用給湯配管１３８が繋がれている。水栓用給湯配管１３８は、貯湯タンク１２１上部に貯められた蓄熱用流体である温水を、下流側に設けられた給湯水栓１６に導くための配管である。給湯水栓１６は、キッチンに設けられてもよく、浴室や洗面所に設けられてもよい。給湯水栓１６に相当するものとして、食器洗浄に接続された給湯栓を設けることもできる。

水栓用給湯配管１３８には、三方弁１３０を介して給水配管１３９が繋がれている。三方弁１３０を調整することで、貯湯タンク１２１から流出した温水と給水配管１３９から供給される水とを混合し、適温の温水を給湯水栓１６に供給することができる。

水栓用給湯配管１３８には、水栓給湯流量カウンター１２５が設けられている。水栓給湯流量カウンターは、本発明の流量検知部に相当する。水栓給湯流量カウンターは、貯湯タンク１２１と三方弁１３０との間に設けられている。従って、水栓給湯流量カウンターは、給湯水栓１６から温水を出した場合において、貯湯タンク１２１から流出した温水の流量を取得することができる。

貯湯タンク１２１の上部には、風呂用給湯配管１３５が繋がれている。風呂用給湯配管１３５は、貯湯タンク１２１上部に貯められた蓄熱用流体である温水を、下流側に設けられた浴槽１８に導くための配管である。風呂用給湯配管１３５には、給水配管１３４が繋がれている。貯湯タンク１２１から流出した温水と給水配管１３４から供給される水とを混合し、適温の温水を浴槽１８に供給することができる。

風呂用給湯配管１３５には三方弁１２９が設けられている。風呂用給湯配管１３５には、三方弁１２９を介して風呂側熱交換配管１３７が繋がれている。

風呂側熱交換配管１３７には、風呂側ポンプ１２４が設けられている。風呂側ポンプ１２４は、浴槽１８に貯められた水又は温水を流出させ、風呂熱交換器１２３においてタンク側熱交換配管１３６を通る温水と熱交換させる。風呂熱交換器１２３において熱交換した温水は、三方弁１２９を経由して風呂用給湯配管１３５に流入する。

三方弁１２９は、貯湯タンク１２１から流れ込む温水を浴槽１８に供給するか、風呂側熱交換配管１３７から流れ込む温水を浴槽１８に供給するかを調整する弁である。三方弁１２９と浴槽１８との間の風呂用給湯配管１３５には、風呂給湯流量カウンター１２６と、水圧センサー１２７とが設けられている。風呂給湯流量カウンター１２６は、本発明の流量検出部に相当する。水圧センサー１２７は、浴槽１８に貯められた温水又は水の水位を計測するセンサーである。

貯湯タンク１２１の下部には、沸き上げ用往き配管１３１が繋がれている。貯湯タンク１２１の上部には、沸き上げ用戻り配管１３２が繋がれている。沸き上げ用往き配管１３１と沸き上げ用戻り配管１３２とはヒートポンプユニット１０内で繋がっている。沸き上げ用往き配管１３１及び沸き上げ用戻り配管１３２の途上には、図示しない沸き上げ用ポンプが設けられている。この沸き上げ用ポンプを駆動することで、貯湯タンク１２１下部の水がヒートポンプユニット１０に供給されて温水となり、貯湯タンク１２１上部に還流する。

ヒートポンプユニット１０は、沸き上げ用往き配管１３１から導入された蓄熱用流体である水を加熱して、沸き上げ用戻り配管１３２から導出する。図２に示されるように、本実施形態のヒートポンプユニット１０は、コンプレッサー１０１と、水冷媒熱交換器１０２と、開度可変減圧弁１０３と、空気熱交換器１０４と、インバーターＥＣＵ１０９と、を有している。インバーターＥＣＵ１０９は、貯湯ＥＣＵ１２２と共に本発明の制御部に相当する。本実施形態のヒートポンプユニット１０は、冷媒として二酸化炭素を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える蒸気圧縮式の超臨界冷凍サイクルを構成している。

コンプレッサー１０１で高温高圧に圧縮された冷媒が、水冷媒熱交換器１０２に供給される。水冷媒熱交換器１０２において、冷媒流路を流れる高温高圧の冷媒と、水流路を流れる蓄熱用流体である水との間で熱交換を行うことにより、蓄熱用流体を沸き上げている。

水冷媒熱交換器１０２において熱交換を行った冷媒は、開度可変減圧弁１０３で減圧され、空気熱交換器１０４に供給される。空気熱交換器１０４において、冷媒は蒸発し外気から吸熱されてコンプレッサー１０１に供給される。空気熱交換器１０４は、ファン１０５を有している。ファン１０５の回転数を調整することで、空気熱交換器１０４における冷媒の蒸発及び吸熱を調整することができる。

コンプレッサー１０１と、水冷媒熱交換器１０２と、開度可変減圧弁１０３と、空気熱交換器１０４とを繋ぐ冷媒流路１０６には、サーミスタ１０７が設けられている。サーミスタ１０７は、空気熱交換器１０４の出口温度を取得するように設けられている。サーミスタ１０７の配置位置はこれに限られるものではなく、空気熱交換器１０４の入口温度を取得するように設けられてもよい。サーミスタ１０７は、空気熱交換器１０４の入口温度及び出口温度の両方を取得できるように設けられてもよい。サーミスタ１０８は、外気温度を取得できるように設けられている。

貯湯ＥＣＵ１２２には、リモコン１４に対する操作入力に応じて出力される操作信号が入力される。貯湯ＥＣＵ１２２には、水栓給湯流量カウンター１２５、風呂給湯流量カウンター１２６、水圧センサー１２７から出力される検出信号が入力される。貯湯ＥＣＵ１２２は、三方弁１２９，１３０及び風呂側ポンプ１２４を駆動する駆動信号を出力する。貯湯ＥＣＵ１２２は、インバーターＥＣＵ１０９に、ヒートポンプユニット１０を駆動するための駆動信号を出力する。

インバーターＥＣＵ１０９は、貯湯ＥＣＵ１２２から出力される駆動信号に基づいて、ヒートポンプユニット１０を運転する。インバーターＥＣＵ１０９には、サーミスタ１０７及びサーミスタ１０８から出力される検出信号が入力される。インバーターＥＣＵ１０９は、コンプレッサー１０１と、開度可変減圧弁１０３と、空気熱交換器１０４のファン１０５と、のそれぞれに駆動信号を出力する。

続いて、本実施形態における貯湯ＥＣＵ１２２及びインバーターＥＣＵ１０９の動作について説明する。本実施形態では、図３に示されるように、１日を「生活活動時間帯」と「非生活活動時間帯」とに区分する。「生活活動時間帯」とは、温水使用が発生する時間帯である。例えば、住人が朝に起床してから夜就寝するまでの時間帯であって、図３の例では朝７時から２４時までとなっている。「非生活活動時間帯」とは、温水使用が発生しない時間帯である。例えば、住人が夜就寝してからから朝起床するまでの時間帯であって、図３の例では夜中の２４時から朝の７時までとなっている。

「生活活動時間帯」は、住人が屋内で過ごす場合が多く、冷暖房エアコン、テレビ、掃除機、洗濯機等の生活家電を含む電気機器を使用するため、家庭内電力使用量はそれに応じて増加する。一方、「非生活活動時間帯」は、それら生活家電の使用も少なくなり、家庭内電力使用量も減少する。温水使用は、「生活活動時間帯」の中で朝の洗顔、シャワーから始まり、食事の準備、食器洗いの片付け、夜の入浴に至るまで人の生活活動と関連している。

よって、給湯装置１における使用温水量が無いか又は所定使用温水量以下となる場合や、または、リモコン１４の操作が所定時間ない場合、「非生活活動時間帯」に入ったと判断している。「非生活活動時間帯」に入り、家庭内の電力使用量が低下するであろうと推測した後、給湯装置１における沸き上げ運転を開始する。逆に、使用温水量が無い状態から再び使用温水量が増加した場合や、リモコン１４に対する操作無しから所定時間経過後に再び、リモコン１４が操作された場合は、「非生活活動時間帯」が終了したと判定し、沸き上げ運転を停止する。このように「生活活動時間帯」「非生活活動時間帯」を判断し、給湯装置１の運転を異ならせることで、電力負荷が集中することなく、電力負荷平準化に貢献することができる。

貯湯ＥＣＵ１２２は、貯湯タンクユニット１２からの温水供給状況に基づいて、この２つの時間帯を区別する判断処理を実行する。インバーターＥＣＵ１０９は、この判断処理の結果に基づいて、ヒートポンプユニット１０を運転し、貯湯タンクユニット１２に温水を供給する。

図４に示されるように、ステップＳ０１では、非生活活動時間帯を検知し、非生活活動時間帯に適合した制御への移行処理を実行する。ステップＳ０１における処理の具体的内容については、図５を参照しながら説明する。

図５に示されるように、ステップＳ１１では、風呂の湯張りが完了したか否かを判断する。風呂の湯張りが完了したか否かの判断は、風呂給湯流量カウンター１２６の検出流量に基づいて、貯湯ＥＣＵ１２２が判断する。風呂の湯張りが完了していないと判断すればステップＳ１１の処理を繰り返し、風呂の湯張りが完了していると判断すればステップＳ１２の処理に進む。

ステップＳ１２では、風呂熱回収設定がなされているか否かを判断する。風呂熱回収設定がなされているか否かの判断は、リモコン１４からの入力に基づき貯湯ＥＣＵ１２２が判断する。風呂熱回収とは、入浴後に、風呂側ポンプ１２４を駆動させて、浴槽１８に貯められた温水とタンク側熱交換配管１３６を通る温水とを熱交換させることで、風呂熱を回収するものである。風呂熱回収設定がなされていないと判断すればステップＳ１４の処理に進み、風呂熱回収設定がなされていると判断すればステップＳ１３の処理に進む。

ステップＳ１３では、風呂熱回収が完了したか否かを判断する。風呂熱回収が完了したか否かの判断は、風呂側ポンプ１２４の駆動状況等から貯湯ＥＣＵ１２２が判断する。風呂熱回収が完了していないと判断すればステップＳ１３の処理を繰り返し、風呂熱回収が完了していると判断すればステップＳ１４の処理に進む。

ステップＳ１４では、風呂配管洗浄設定がなされているか否かを判断する。風呂配管洗浄設定がなされているか否かの判断は、リモコン１４からの入力に基づき貯湯ＥＣＵ１２２が判断する。風呂配管洗浄とは、入浴後に配管内に温水を通して洗浄するものである。風呂配管洗浄設定がなされていないと判断すればステップＳ１６の処理に進み、風呂配管洗浄設定がなされていると判断すればステップＳ１５の処理に進む。

ステップＳ１５では、風呂配管洗浄が完了したか否かを判断する。風呂配管洗浄が完了したか否かの判断は、風呂側ポンプ１２４の駆動状況等から貯湯ＥＣＵ１２２が判断する。風呂配管洗浄が完了していないと判断すればステップＳ１５の処理を繰り返し、風呂配管洗浄が完了していると判断すればステップＳ１６の処理に進む。

ステップＳ１１からステップＳ１５の処理は、需要家において温水の利用が停止し、需要家内が就寝状態になっているか否かを判断するものである。需要家内が就寝状態になっていれば、給湯装置１以外の電気機器、いわゆる生活家電製品の電力使用量が低下したものと判断するものである。従って、上記した判断に加えて、水圧センサー１２７の測定値から入浴後の水位低下及びその後の時間経過を把握し、入浴が完了したものと判断してもよい。

ステップＳ１６では、現在時刻が夜間時間帯に入っているか否かを判断する。昼間でも風呂に入る場合があるため、現在時刻に基づいて夜間時間帯に入っているか否かを判断する。尚、夜間時間帯とは、給湯装置１を有する需要家が契約している時間帯別料金帯の夜間低価格時間帯であって、貯湯ＥＣＵ１２２が判断する。現在時刻が夜間時間帯に入っていなければステップＳ１１の処理に戻り、現在時刻が夜間時間帯に入っていればステップＳ１７の処理に進む。

ステップＳ１７では、水栓給湯流量カウンター１２５及び風呂給湯流量カウンター１２６といった出湯を検知するカウンターから得られる情報が、所定の条件を満たしているか否かを判断する。具体的には、水栓給湯流量カウンター１２５及び風呂給湯流量カウンター１２６の検知情報が、給湯水栓１６にも浴槽１８にも温水を供給していないものである場合には、所定の条件を満たしていると判断し、非生活活動時間帯に入ったものとして移行処理を行い、図４のステップＳ０２の処理に進む。給湯水栓１６にも浴槽１８にも温水を供給していないとの判断は、水栓給湯流量カウンター１２５及び風呂給湯流量カウンター１２６の検知流量が０になってから所定時間が経過した後に判断することも好ましい。

図４に戻って説明を続ける。ステップＳ０２では、非生活活動時間帯の時刻処理設定を実行する。ステップＳ０２における処理の具体的内容については、図６を参照しながら説明する。

図６に示されるように、ステップＳ２１では、貯湯ＥＣＵ１２２が、非生活活動時間帯の開始時刻及び終了時刻を取得する。開始時刻は、図４及び図５を参照しながら説明した、非生活活動時間帯の検知処理が完了した時刻とすることができる。終了時刻は、予め設定されている夜間時間帯の終了時刻とすることができる。

ステップＳ２１に続くステップＳ２２では、貯湯ＥＣＵ１２２が、学習による補正があるか否かを判断する。学習による補正があると判断すればステップＳ２３の処理に進み、学習による補正がないと判断すればステップＳ２４の処理に進む。

ステップＳ２３では、貯湯ＥＣＵ１２２が、学習による補正値を反映させて、非生活活動時間帯の開始時刻及び終了時刻を更新する。例えば、標準の夜間時間帯が２３時から翌朝の７時までである場合に、習慣的に翌朝４時に温水を使い始めるような場合は、非生活活動時間帯の終了時刻を翌朝４時に更新する。ステップＳ２３の処理が完了すると、ステップＳ２４の処理に進む。

ステップＳ２４では、貯湯ＥＣＵ１２２が、季節要因による補正があるか否かを判断する。季節要因による補正があると判断すればステップＳ２５の処理に進み、季節要因による補正がないと判断すればステップＳ２６の処理に進む。

ステップＳ２５では、貯湯ＥＣＵ１２２が、季節要因による補正値を反映させて、非生活活動時間帯の開始時刻及び終了時刻を更新する。例えば、季節が冬であると、タイマー設定でエアコンを起床時刻前の例えば６時に使用開始する場合がある。このように、標準の夜間時間帯が２３時から翌朝の７時までである場合に、季節的に翌朝６時に他の電気機器を使いはじめるような場合は、非生活活動時間帯の終了時刻を翌朝６時に更新する。ステップＳ２５の処理が完了すると、ステップＳ２６の処理に進む。

ステップＳ２６では、貯湯ＥＣＵ１２２が、他の電気機器を使用する時間帯が設定されているか否かを判断する。他の電気機器を使用する時間帯が設定されていればステップＳ２７の処理に進み、他の電気機器を使用する時間帯が設定されていなければステップＳ２８の処理に進む。

ステップＳ２７では、貯湯ＥＣＵ１２２が、他の電気機器を使用する時間帯を除くように、非生活活動時間帯の開始時刻及び終了時刻、場合によって中断時間帯を更新する。ステップＳ２７の処理が完了するとステップＳ２８の処理に進む。

ステップＳ２８では、貯湯ＥＣＵ１２２が、ユーザによる時間設定がなされているか否かを判断する。ユーザによる時間設定がなされていればステップＳ２９の処理に進み、ユーザによる時間設定がなされていなければ処理を終了し、図４のステップＳ０３に進む。

ステップＳ２９では、貯湯ＥＣＵ１２２が、ユーザによる時間設定を反映させて、非生活活動時間帯の開始時刻及び終了時刻、必要であれば中断時間帯を更新する。ステップＳ２９の処理が完了すると、図４のステップＳ０３に進む。

図４に戻って説明を続ける。ステップＳ０３では、ステップＳ０２で算出された非生活活動時間帯に基づいて、その自家内で必要な湯量が湧き上がるように、ヒートポンプユニット１０の運転能力を演算する。ステップＳ０２で算出された非生活活動時間帯の情報は、貯湯ＥＣＵ１２２からインバーターＥＣＵ１０９に出力される。インバーターＥＣＵ１０９は、受け取った非生活活動時間帯の中で必要な湯量が確保できるように、ヒートポンプユニット１０の運転能力を演算する。

ヒートポンプユニット１０の運転能力を演算するにあたっては、各電力会社の時間帯別電気料金の割安な時間帯の中で、ユーザの給湯使用時刻、使用湯量を学習する。続いて、給湯されない「非生活活動時間帯」と１日の必要貯湯量Ｑｈ（ｋＷｈ）を演算し、非生活活動時間を沸き上げ運転時間Ｔ（ｈ）として割戻した目標加熱能力Ｑ（ｋＷ）を可変設定する。

ステップＳ０３に続くステップＳ０４では、インバーターＥＣＵ１０９が、ヒートポンプユニット１０における沸き上げ運転を開始する。運転能力の調整にあたっては、コンプレッサー１０１の回転数の調整、開度可変減圧弁１０３の開度調整、ファン１０５の回転数調整、目標高圧及び目標吐出温度の調整が実行される。

ステップＳ０４に続くステップＳ０５では、貯湯ＥＣＵ１２２が、必要な貯湯量を確保できたか否かを判断する。必要な貯湯量を確保できたと判断した場合、ステップＳ０７の処理に進む。必要な貯湯量を確保できていないと判断した場合、ステップＳ０６の処理に進む。

ステップＳ０６では、貯湯ＥＣＵ１２２が、非生活活動時間帯が終了したか否かを判断する。非生活活動時間帯が終了していないと判断すると、ステップＳ０５の処理に戻る。非生活活動時間帯が終了していると判断すると、ステップＳ０７の処理に進む。

ステップＳ０７では、貯湯ＥＣＵ１２２からインバーターＥＣＵ１０９に、沸き上げ運転の停止を指示する情報が出力される。インバーターＥＣＵ１０９は、ヒートポンプユニット１０における沸き上げ運転を停止する。

本実施形態において、貯湯ＥＣＵ１２２は、水栓用給湯配管１３８及び風呂用給湯配管１３５を通して温水が使用開始された場合に、生活活動時間帯が開始されたものと判断することができる。上記のように設定された非生活活動時間帯であっても、温水が使用開始されれば生活活動が始まったと判断することで、より実使用状況に即した判断が可能となる。貯湯ＥＣＵ１２２は、生活活動時間帯が開始されたものと判断すると、インバーターＥＣＵ１０９にヒートポンプユニット１０の運転を停止するように指示する信号を出力する。インバーターＥＣＵ１０９は、コンプレッサー１０１の駆動を停止し、ヒートポンプユニット１０の運転を停止する。

本実施形態において、貯湯ＥＣＵ１２２は、水栓用給湯配管１３８に設けられた水栓給湯流量カウンター１２５及び風呂用給湯配管１３５に設けられた風呂給湯流量カウンター１２６の検知結果に基づいて温水の使用開始を判断する。水栓給湯流量カウンター１２５及び風呂給湯流量カウンター１２６の検知結果に基づくことで、実際に温水が使用されたことを確実に把握し、ヒートポンプユニット１０の運転停止を間違いなく実行することができる。

本実施形態において、貯湯ＥＣＵ１２２は、水栓用給湯配管１３８及び風呂用給湯配管１３５を通した温水の使用が停止された場合に、生活活動時間帯が終了したものと判断することができる。人が生活活動をするにあたって温水の使用は避けられないものであるから、温水の使用が停止された場合に生活活動時間帯が終了したと判断することで、他の手段を設けることなく生活活動時間帯の終了を判断することができる。

本実施形態において、貯湯ＥＣＵ１２２は、水栓用給湯配管１３８に設けられた水栓給湯流量カウンター１２５及び風呂用給湯配管１３５に設けられた風呂給湯流量カウンター１２６の検知結果に基づいて温水の使用停止を判断する。水栓給湯流量カウンター１２５及び風呂給湯流量カウンター１２６の検知結果に基づくことで、実際に温水の使用が止まったことを確実に把握し、ヒートポンプユニット１０の運転を遅滞なく開始することができる。

本実施形態において、貯湯ＥＣＵ１２２は、水栓給湯流量カウンター１２５及び風呂給湯流量カウンター１２６の検知結果が所定流量以下となってから所定時間経過後に温水の使用が停止されたものと判断することができる。水栓給湯流量カウンター１２５及び風呂給湯流量カウンター１２６の検知結果が所定流量以下となったとしても、直後に温水の使用が再開される場合もある。そこで、これくらいの時間が経過したら再度の温水使用は朝まで無いであろうという時間を所定時間とし、所定時間経過後に温水の使用が停止されたものと判断することで、実際の生活状況に応じた判断が可能となる。

本実施形態において、貯湯ＥＣＵ１２２は、風呂用給湯配管１３５から温水の供給を受ける浴槽１８の風呂機能の作動がないことを検知した場合に、温水の使用が停止されたと判断することができる。風呂機能とは、上記したように、「風呂の湯張り」「風呂熱回収」「風呂配管洗浄」である。ユーザが風呂に入るのは生活活動時間帯の終盤であることが多いので、風呂機能の停止を生活活動時間帯の終了判断に用いることができる。

本実施形態では、貯湯ＥＣＵ１２２に操作信号を入力するためのリモコン１４を更に備えている。貯湯ＥＣＵ１２２は、リモコン１４から操作信号が入力されない状態が所定時間続いた場合に、温水の使用停止を判断することができる。温水を利用する場合には、温度の設定等でリモコン１４を操作する場合が多いので、リモコン１４の操作状況によって温水の使用停止だと判断することができる。

本実施形態において、貯湯ＥＣＵ１２２は、水栓用給湯配管１３８及び風呂用給湯配管１３５を通して温水が使用に供される使用状態を記録し、この記録した使用状態から学習することで生活活動時間帯及び非生活活動時間帯の開始及び終了を判断することができる。標準的な時間帯として設定される生活活動時間帯及び非生活活動時間帯に対して、実際の使用状況は異なる場合があるので、使用状況を記録して学習することで、個々のユーザの状況に応じた時間帯設定が可能になる。

本実施形態において、貯湯ＥＣＵ１２２は、外気温度、ヒートポンプユニット１０に供給される水温、日付、及びヒートポンプユニット１０の状態から選択される少なくとも一つの季節性要因に基づいて、生活活動時間帯及び非生活活動時間帯の開始及び終了を判断することができる。上記した例では、日付に基づく季節を判断して補正することを説明したが、季節性要因はこれに限られるものではない。外気温度、水温、ヒートポンプユニット１０の状態も、それぞれ季節で変動する要因なので、これらを生活活動時間帯及び非生活活動時間帯の開始及び終了の判断に反映させることができる。

本実施形態において、インバーターＥＣＵ１０９は、非生活活動時間帯においてヒートポンプユニット１０を駆動するにあたって、非生活活動時間帯の長さに応じてヒートポンプユニット１０の目標加熱能力を演算し、この演算結果に基づいてヒートポンプユニット１０の加熱能力を変動させて駆動している。このように目標加熱能力を演算することで、ヒートポンプユニット１０の駆動時間が変動しても、必要な湯量を確保することができる。

上記したように本実施形態においては、インバーターＥＣＵ１０９は、コンプレッサー１０１の回転数を変更することで加熱能力を変動させている。インバーターＥＣＵ１０９は、ヒートポンプユニット１０における目標高圧及び目標吐出温度を変更することで加熱能力を変動させることもできる。インバーターＥＣＵ１０９は、ファン１０５の回転数を変更することで加熱能力を変動させることもできる。インバーターＥＣＵ１０９は、開度可変減圧弁１０３の開度を変更することで加熱能力を変動させることもできる。

上記したように本実施形態では、非生活活動時間帯は、給湯装置１を設置している需要家が契約している時間帯別料金帯の夜間低価格時間帯に含まれている。このように設定することで、ヒートポンプユニット１０が駆動される時間は必ず夜間低価格時間帯となるので、支払う電気料金を低減することができる。

貯湯ＥＣＵ１２２は、水栓用給湯配管１３８及び風呂用給湯配管１３５を通して温水が使用に供される状況に加えて時刻も判断することで、生活活動時間帯か非生活活動時間帯かを判断することもできる。例えば、温水の使用がなされていない場合であっても、時刻が昼間の時間帯であれば非生活活動時間帯とは判断しないといった判断を行うことができる。

本実施形態において、貯湯ＥＣＵ１２２及びインバーターＥＣＵ１０９は、リモコン１４に入力された時刻制限情報に基づいてヒートポンプユニット１０を駆動することもできる。ユーザからの入力を考慮することで、ユーザの嗜好を反映させた沸き上げをすることができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１：給湯装置
１０：ヒートポンプユニット
１２１：貯湯タンク
１３５：風呂用給湯配管
１３８：水栓用給湯配管
１０９：インバーターＥＣＵ
１２２：貯湯ＥＣＵ

Claims (18)

1. 給湯装置（１）であって、
   水を加熱して温水を生成する加熱源（１０）と、
   前記加熱源により加熱された温水を貯める貯湯タンク（１２１）と、
   前記貯湯タンクに貯められた温水を使用に供するための給湯配管（１３５，１３８）と、
   前記加熱源を制御する制御部（１０９，１２２）と、を備え、
   前記制御部は、前記給湯配管を通して温水が使用に供される状況に基づいて、前記給湯装置以外の電気機器が使用されている生活活動時間帯か、前記電気機器が使用されていない非生活活動時間帯かを判断し、前記非生活活動時間帯において前記加熱源を駆動する、給湯装置。
2. 前記制御部は、前記給湯配管を通して温水が使用開始された場合に、前記生活活動時間帯が開始されたものと判断する、請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記制御部は、前記給湯配管に設けられた流量検知部（１２５，１２６）の検知結果に基づいて温水の使用開始を判断する、請求項２に記載の給湯装置。
4. 前記制御部は、前記給湯配管を通した温水の使用が停止された場合に、前記生活活動時間帯が終了したものと判断する、請求項１に記載の給湯装置。
5. 前記制御部は、前記給湯配管に設けられた流量検知部の検知結果に基づいて温水の使用停止を判断する、請求項４に記載の給湯装置。
6. 前記制御部は、前記流量検知部の検知結果が所定流量以下となってから所定時間経過後に温水の使用が停止されたものと判断する、請求項５に記載の給湯装置。
7. 前記制御部は、前記給湯配管から温水の供給を受ける風呂の風呂機能の作動がないことを検知した場合に、温水の使用が停止されたと判断する、請求項４に記載の給湯装置。
8. 前記制御部に操作信号を入力するための操作部（１４）を更に備え、
   前記制御部は、前記操作部から操作信号が入力されない状態が所定時間続いた場合に、温水の使用停止を判断する、請求項４に記載の給湯装置。
9. 前記制御部は、前記給湯配管を通して温水が使用に供される使用状態を記録し、この記録した使用状態から学習することで前記生活活動時間帯及び前記非生活活動時間帯の開始及び終了を判断する、請求項１に記載の給湯装置。
10. 前記制御部は、外気温度、前記加熱源に供給される水温、日付、及び前記加熱源の状態から選択される少なくとも一つの季節性要因に基づいて、前記生活活動時間帯及び前記非生活活動時間帯の開始及び終了を判断する、請求項１に記載の給湯装置。
11. 前記加熱源はヒートポンプであり、
    前記制御部は、前記非生活活動時間帯において前記ヒートポンプを駆動するにあたって、前記非生活活動時間帯の長さに応じて前記ヒートポンプの目標加熱能力を演算し、この演算結果に基づいて前記ヒートポンプの加熱能力を変動させて駆動する、請求項１に記載の給湯装置。
12. 前記制御部は、前記ヒートポンプが有するコンプレッサー（１０１）の回転数を変更することで前記加熱能力を変動させる、請求項１１に記載の給湯装置。
13. 前記制御部は、前記ヒートポンプにおける目標高圧及び目標吐出温度を変更することで前記加熱能力を変動させる、請求項１１に記載の給湯装置。
14. 前記制御部は、前記ヒートポンプが有するファン（１０５）の回転数を変更することで前記加熱能力を変動させる、請求項１１に記載の給湯装置。
15. 前記制御部は、前記ヒートポンプが有する開度可変減圧弁（１０３）の開度を変更することで前記加熱能力を変動させる、請求項１１に記載の給湯装置。
16. 前記非生活活動時間帯は、契約している時間帯別料金帯の夜間低価格時間帯に含まれる、請求項１に記載の給湯装置。
17. 前記制御部は、前記給湯配管を通して温水が使用に供される状況に加えて時刻も判断することで、前記生活活動時間帯か前記非生活活動時間帯かを判断する、請求項１に記載の給湯装置。
18. 前記制御部に操作信号を入力するための操作部を更に備え、
    前記制御部は、前記操作部に入力された時刻制限情報に基づいて、前記加熱源を駆動する、請求項１に記載の給湯装置。

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