JP2017089930A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】任意の時刻での電気料金単価に依らずに一定温度の高温の湯を作ることができ、かつコストが高額になることを防止できる貯湯式給湯機を提供する。
【解決手段】本発明に係る貯湯式給湯機は、沸き上げ手段、判定手段、及び制御手段を備える。判定手段は、現在時刻が第１時間帯であるか第１時間帯に比べて電気料金単価が高額な第２時間帯であるか判定する。制御手段は、第１時間帯には第１モードで沸き上げ手段に水を沸き上げさせ、第２時間帯には第１モードに比べて消費電力が少ない第２モードで沸き上げ手段に水を沸き上げさせる。制御手段は、第１モードで沸き上げられて貯湯タンクに供給される水の温度と第２モードで沸き上げられて貯湯タンクに供給される水の温度とが同じになるように沸き上げ手段を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

特許文献１に、ヒートポンプ式給湯機が記載されている。特許文献１に記載のヒートポンプ式給湯機は、水を加熱して湯を作るヒートポンプ回路を備える。ヒートポンプ回路は、作った湯を、例えば貯湯タンクに供給する。ヒートポンプ回路は、日中及び夜間に湯を作る。夜間は、日中に比べて電気料金単価が低額な時間帯である。

特許文献１に記載のヒートポンプ回路は、電気料金単価が低額な夜間では高温の湯を作る。一方でヒートポンプ回路は、夜間に比べて電気料金単価が高額な日中には、夜間に作られる湯に比べて温度が低い湯を作る。これにより、特許文献１に記載のヒートポンプ式給湯機は、ランニングコストが高額になることを防止する。

特開２００７―１７０２４号公報

上記特許文献１に記載のヒートポンプ式給湯機では、夜間に作られる高温の湯と同じ温度の湯を、日中に貯湯タンクへ貯めることができない。このため、例えば夜間に作られた高温の湯が貯湯タンク内から使い切られた場合、日中に湯切れが起きるおそれがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされた。本発明の目的は、任意の時刻での電気料金単価に依らずに一定温度の高温の湯を作ることができ、かつコストが高額になることを防止できる貯湯式給湯機を提供することである。

本発明に係る貯湯式給湯機は、水を沸き上げて貯湯タンクへ供給する沸き上げ手段と、現在時刻が第１時間帯であるか第１時間帯に比べて電気料金単価が高額な第２時間帯であるか判定する判定手段と、現在時刻が第１時間帯であると判定手段によって判定されると第１モードで沸き上げ手段に水を沸き上げさせ、現在時刻が第２時間帯であると判定手段によって判定されると第２モードで沸き上げ手段に水を沸き上げさせる制御手段と、を備える。第２モードでの沸き上げ手段の消費電力は、第１モードでの沸き上げ手段の消費電力に比べて少ない。制御手段は、第１モードで沸き上げられて貯湯タンクに供給される水の温度と第２モードで沸き上げられて貯湯タンクに供給される水の温度とが同じになるように沸き上げ手段を制御する。

本発明に係る貯湯式給湯機は、任意の時刻での電気料金単価に依らずに一定温度の高温の湯を作ることができ、かつコストが高額になることを防止できる。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態１のリモートコントローラを示す概略図である。 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機１００が沸き上げ運転を行う際の制御の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１の第１時間帯から第２時間帯に切り替わった際の制御の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１のＨＰＵ制御基板及びＴＵ制御基板のハードウェア構成図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において同一部分または相当部分は、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機１００の構成を示す概略図である。貯湯式給湯機１００は、水源から供給された低温の水を沸き上げる。水源は、例えば市水である。また貯湯式給湯機１００は、沸き上げた水を任意の給湯先に供給する。任意の給湯先には、例えば蛇口及びシャワーが含まれる。

貯湯式給湯機１００は、図１に示すように、ヒートポンプユニット１及び貯湯ユニット１０を備える。ヒートポンプユニット１と貯湯ユニット１０とは、例えば配管を介して接続される。ヒートポンプユニット１には、貯湯ユニット１０から低温の水が供給される。ヒートポンプユニット１は、貯湯ユニット１０から供給された水を沸き上げる。ヒートポンプユニット１によって沸き上げられた水は、貯湯ユニット１０へ供給される。

ヒートポンプユニット１は、例えばヒートポンプサイクルを利用して水を加熱する。ヒートポンプユニット１は、水を加熱する加熱装置の一例として、圧縮機２及び水冷媒熱交換器３を備える。水冷媒熱交換器３の一次側と圧縮機２とは、例えば図示しない配管によって接続される。

水冷媒熱交換器３の一次側と圧縮機２とを繋ぐ配管には、冷媒が流れる。水冷媒熱交換器３の一次側には、圧縮機によって圧縮された冷媒が流れる。また水冷媒熱交換器３の二次側には、加熱対象となる水が流れる。水冷媒熱交換器３は、一次側を流れる冷媒と二次側を流れる水との間で熱交換を行う。これにより、水冷媒熱交換器３の二次側を流れる水は加熱される。

またヒートポンプユニット１は、ＨＰＵ制御基板４及び出湯温度サーミスタ５を備える。ＨＰＵ制御基板４は、圧縮機２及び出湯温度サーミスタ５と電気的に接続される。ＨＰＵ制御基板４と圧縮機２とは、例えば通信線２０ａによって接続される。ＨＰＵ制御基板４と出湯温度サーミスタ５とは、例えば通信線２０ｂによって接続される。

ＨＰＵ制御基板４は、圧縮機２を制御する。出湯温度サーミスタ５は、水冷媒熱交換器３によって熱交換された水の温度を検出する。ＨＰＵ制御基板４は、出湯温度サーミスタ５によって検出された温度の情報を受信する。ＨＰＵ制御基板４は、例えば出湯温度サーミスタ５から受信した情報に基づいて、圧縮機２を制御する。

貯湯ユニット１０は、貯湯タンク１１を備える。貯湯タンク１１には、水が貯留される。貯湯タンク１１には、例えば上下で温度差を生じるように水が貯留される。貯湯タンク１１の上部には、高温の水が貯留される。貯湯タンク１１の下部には、低温の水が貯留される。

貯湯タンク１１は、入水口１１ａ、出水口１１ｂ、入湯口１１ｃ及び出湯口１１ｄを有する。入水口１１ａ及び出水口１１ｂは、貯湯タンク１１の下部に形成される。入湯口１１ｃ及び出湯口１１ｄは、貯湯タンク１１の上部に形成される。

入水口１１ａには、入水配管３０の一端が接続される。入水配管３０の他端は、貯湯式給湯機１００の外部の水源へ接続される。入水配管３０には、水源から低温の水が流れる。入水配管３０を流れる低温の水は、入水口１１ａから貯湯タンク１１内の下部へ供給される。

出水口１１ｂには、ＨＰＵ入水配管３１の一端が接続される。ＨＰＵ入水配管３１の他端は、水冷媒熱交換器３の二次側流入口へ接続される。また入湯口１１ｃには、ＨＰＵ出湯配管３２の一端が接続される。ＨＰＵ出湯配管３２の他端は、水冷媒熱交換器３の二次側流出口へ接続される。本実施の形態のヒートポンプユニット１と貯湯ユニット１０とは、ＨＰＵ入水配管３１及びＨＰＵ出湯配管３２によって接続される。

ＨＰＵ出湯配管３２には、例えばヒートポンプユニット１の内部で、出湯温度サーミスタ５が設けられる。出湯温度サーミスタ５は、ＨＰＵ出湯配管３２を流れる水の温度を検出する。なお出湯温度サーミスタ５は本例以外にも、例えばヒートポンプユニット１の外部で、ＨＰＵ出湯配管３２に設けられてもよい。

貯湯タンク１１内の下部に貯留された低温の水は、出水口１１ｂからＨＰＵ入水配管３１へ流れる。ＨＰＵ入水配管３１を流れる低温の水は、水冷媒熱交換器３の二次側へ供給される。水冷媒熱交換器３の二次側へ供給された水は、熱交換されて高温の水になる。熱交換された高温の水は、ＨＰＵ出湯配管３２へ流れる。ＨＰＵ出湯配管３２を流れる高温の水は、入湯口１１ｃから貯湯タンク１１内の上部へ供給される。

出湯口１１ｄには、給湯配管３３の一端が接続される。給湯配管３３の他端は、任意の給湯先へ接続される。貯湯タンク１１内の上部に貯留された高温の水は、出湯口１１ｄから給湯配管３３へ流れる。給湯配管３３を流れる高温の水は、任意の給湯先へ供給される。

また貯湯ユニット１０は、沸き上げ用ポンプ１２、タンクサーミスタ１３及びＴＵ制御基板１４を備える。ＴＵ制御基板１４は、ＨＰＵ制御基板４と電気的に接続される。ＴＵ制御基板１４とＨＰＵ制御基板４とは、例えば通信線２０ｃによって接続される。ＴＵ制御基板１４とＨＰＵ制御基板４とは、相互通信を行う。

またＴＵ制御基板１４は、沸き上げ用ポンプ１２及びタンクサーミスタ１３と電気的に接続される。ＴＵ制御基板１４と沸き上げ用ポンプ１２とは、例えば通信線２０ｄによって接続される。またＴＵ制御基板１４とタンクサーミスタ１３とは、例えば通信線２０ｅによって接続される。

沸き上げ用ポンプ１２は、例えば貯湯ユニット１０の内部でＨＰＵ入水配管３１に設けられる。沸き上げ用ポンプ１２は、ＨＰＵ入水配管３１、水冷媒熱交換器３及びＨＰＵ出湯配管３２へ水を循環させる。なお沸き上げ用ポンプ１２は、例えば貯湯ユニット１０の外部に設けられてもよい。また沸き上げ用ポンプ１２は、例えばＨＰＵ出湯配管３２へ設けられてもよい。

上述の通り、本実施の形態の圧縮機２及び水冷媒熱交換器３は、加熱装置の一例である。貯湯タンク１１内の下部に貯留された低温の水は、沸き上げ用ポンプ１２によって、水冷媒熱交換器３へ供給される。本実施の形態の沸き上げ用ポンプ１２は、加熱装置に水を供給する水供給装置の一例である。沸き上げ用ポンプ１２は、ＴＵ制御基板１４によって制御される。

また圧縮機２及び水冷媒熱交換器３によって加熱された水は、沸き上げ用ポンプ１２によって、貯湯タンク１１の上部へ供給される。圧縮機２、水冷媒熱交換器３及び沸き上げ用ポンプ１２は、水を沸き上げて貯湯タンク１１へ供給するものである。本実施の形態の圧縮機２、水冷媒熱交換器３及び沸き上げ用ポンプ１２は、本発明の沸き上げ手段の一例である。

タンクサーミスタ１３は、例えば貯湯タンク１１の表面に設けられる。タンクサーミスタ１３は、貯湯タンク１１内の水の温度を検出する。なおタンクサーミスタ１３は、複数設けられてもよい。複数のタンクサーミスタ１３は、例えばそれぞれ異なる取り付け高さで貯湯タンク１１の表面に設けられる。ＴＵ制御基板１４は、タンクサーミスタ１３によって検出された温度の情報を受信する。

本実施の形態のＴＵ制御基板１４は、一例として制御部１４ａ、時刻判定部１４ｂ及び熱量算出部１４ｃを有する。制御部１４ａは、沸き上げ用ポンプ１２を制御する部位である。制御部１４ａは、例えば沸き上げ用ポンプ１２の回転数を変更する。これにより、沸き上げ用ポンプ１２が単位時間当たりに供給する水の量が調整される。

また制御部１４ａは、例えばＨＰＵ制御基板４へ信号を送信する。ＨＰＵ制御基板４は、例えば制御部１４ａから受信した信号に基づいて動作する。ＨＰＵ制御基板４及び制御部１４ａは、本発明の制御手段の一例である。

時刻判定部１４ｂは、現在時刻が第１時間帯であるか第２時間帯であるか判定する判定手段の一例である。第２時間帯は、一日のうちの第１時間帯ではない時間帯である。第２時間帯は、第１時間帯に比べて電気料金単価が高額な時間帯である。第１時間帯及び第２時間帯の情報は、例えば使用者によって時刻判定部１４ｂに設定される。時刻判定部１４ｂは、例えば設定された情報に基づいて、現在時刻が第１時間帯であるか第２時間帯であるか判定する。

第１時間帯は、例えば深夜時間帯として設定される。深夜時間帯は、例えば２３時から７時までの８時間の時間帯である。第２時間帯は、例えば昼間時間帯として設定される。昼間時間帯は、深夜時間帯ではない時間帯である。なお第１時間帯及び第２時間帯は、本例に限られるものではない。

なお本発明における判定手段は、現在時刻が第１時間帯であるか第２時間帯であるか判定するものであればよく、上記実施例に限られるものではない。例えば時刻判定部１４ｂには、電気料金の閾値が予め設定されてもよい。また時刻判定部１４ｂは、例えばインターネット等を介して電力供給事業者から電気料金の情報を受信可能な構成としてもよい。

時刻判定部１４ｂは、例えば電力供給事業者から受信した情報及び設定された閾値に基づいて現在時刻の判定を行ってもよい。時刻判定部１４ｂは、例えば現在時刻の電気料金が閾値よりも低い場合には、現在時刻が第１時間帯であると判定する。時刻判定部１４ｂは、現在時刻の電気料金が閾値以上の場合には、現在時刻が第２時間帯であると判定する。

熱量算出部１４ｃは、貯湯タンク１１内の水の熱量を算出するためのものである。熱量算出部１４ｃは、例えば貯湯タンク１１内の水の温度の情報をタンクサーミスタ１３から受信する。熱量算出部１４ｃは、例えばタンクサーミスタ１３から受信した情報に基づいて貯湯タンク１１内の水の熱量を算出する。熱量算出部１４ｃ及びタンクサーミスタ１３は、貯湯タンク１１内の水の熱量を算出する算出手段の一例である。

また本実施の形態の貯湯式給湯機１００は、リモートコントローラ４０を備える。リモートコントローラ４０は、ＴＵ制御基板１４と電気的に接続される。リモートコントローラ４０は、例えば通信線２０ｆによって、ＴＵ制御基板１４に接続される。リモートコントローラ４０とＴＵ制御基板１４とは、相互通信を行う。

図２は、リモートコントローラ４０を示す概略図である。リモートコントローラ４０は、表示手段の一例として表示部４１を有する。表示部４１は、例えば貯湯式給湯機１００の運転モード等を表示する。またリモートコントローラ４０は、停止手段の一例として停止スイッチ４２を有する。停止スイッチ４２は、使用者によって操作される。停止スイッチ４２は、使用者からの操作に応じて手動停止指示をＴＵ制御基板１４へ送信する。手動停止指示は、貯湯式給湯機１００の運転を任意の時点で停止させるためのものである。

次に、貯湯式給湯機１００の動作について説明する。貯湯式給湯機１００は、沸き上げ運転を行う。沸き上げ運転とは、貯湯タンク１１内の下部に貯留された低温の水をヒートポンプユニット１によって沸き上げて貯湯タンク１１内の上部へ供給する運転である。

貯湯式給湯機１００は、例えば貯湯タンク１１内の水の熱量が最低熱量以下になると、沸き上げ運転を開始する。最低熱量は、例えば制御部１４ａに予め設定される。制御部１４ａは、熱量算出部１４ｃによって算出された熱量が最低熱量以下になると、沸き上げ用ポンプ１２を動作させる。これにより貯湯タンク１１内の水は、ＨＰＵ入水配管３１、水冷媒熱交換器３及びＨＰＵ出湯配管３２を循環する。

また制御部１４ａは、熱量算出部１４ｃによって算出された熱量が最低熱量以下になると、沸き上げ指示信号をＨＰＵ制御基板４へ送信する。ＨＰＵ制御基板４は、沸き上げ指示信号を受信すると、圧縮機２を動作させる。沸き上げ用ポンプ１２及び圧縮機２が動作することによって、沸き上げ運転が開始する。なお沸き上げ運転が開始する時点は、本例に限られない。貯湯式給湯機１００は本例以外にも、例えば予め設定された一定の時刻になると沸き上げ運転を開始する構成としてもよい。

沸き上げ運転が行われている際、ＨＰＵ制御基板４は、出湯温度サーミスタ５によって検出される温度の情報を出湯温度サーミスタ５から受信する。ＨＰＵ制御基板４は、受信した情報を制御部１４ａへ送信する。制御部１４ａは、ＨＰＵ制御基板４から受信した情報に基づいて沸き上げ用ポンプ１２を制御する。制御部１４ａは、例えば出湯温度サーミスタ５によって検知される温度が目標温度となるように沸き上げ用ポンプ１２の回転数を変更する。目標温度は、例えば制御部１４ａに予め設定される。

貯湯式給湯機１００は、例えば貯湯タンク１１内の水の熱量が目標熱量以上になるまで沸き上げ運転を継続する。目標熱量は、例えば制御部１４ａに予め記憶される。例えば制御部１４ａは、熱量算出部１４ｃによって算出された熱量が目標熱量以上になると、沸き上げ用ポンプ１２を停止する。これにより沸き上げ用ポンプ１２、ＨＰＵ入水配管３１、水冷媒熱交換器３及びＨＰＵ出湯配管３２への水の循環が停止する。

また制御部１４ａは、例えば熱量算出部１４ｃによって算出された熱量が目標熱量以上になると、沸き上げ停止信号をＨＰＵ制御基板４へ送信する。ＨＰＵ制御基板４は、沸き上げ停止信号を受信すると、圧縮機２を停止させる。沸き上げ用ポンプ１２及び圧縮機２が停止することによって、沸き上げ運転が停止する。

また本実施の形態の貯湯式給湯機１００は、第１時間帯と第２時間帯とでは、それぞれ異なる運転モードで沸き上げ運転を行う。貯湯式給湯機１００は、第１時間帯では第１モードの一例である通常モードで沸き上げ運転を行う。また貯湯式給湯機１００は、第２時間帯では第２モードの一例である低消費電力モードで沸き上げ運転を行う。低消費電力モードでの圧縮機２及び沸き上げ用ポンプ１２の消費電力は、通常モードでの圧縮機２及び沸き上げ用ポンプ１２の消費電力に比べて少ない。

沸き上げ運転が行われている際、時刻判定部１４ｂは、現在時刻が第１時間帯であるか第２時間帯であるかの判定を随時行う。沸き上げ運転が行われている際、制御部１４ａは、時刻判定部１４ｂの判定結果に基づいて動作する。またＨＰＵ制御基板４は、制御部１４ａから信号を随時受信する。ＨＰＵ制御基板４は、制御部１４ａから受信した信号に基づいて随時動作する。

図３は、貯湯式給湯機１００が沸き上げ運転を行う際の制御の例を示すフローチャートである。沸き上げ運転が行われている際、上述の通り時刻判定部１４ｂは、現在時刻が第１時間帯であるか第２時間帯であるかの判定を行う（ステップＳ１０１）。

ステップＳ１０１で現在時刻が第１時間帯であると時刻判定部１４ｂによって判定されると、制御部１４ａは、通常モードで沸き上げ用ポンプ１２を動作させる。制御部１４ａは、上述の通り出湯温度サーミスタ５によって検知される温度が目標温度となるように沸き上げ用ポンプ１２を制御する。

また制御部１４ａは、沸き上げ指示信号及び通常モード指示信号をＨＰＵ制御基板４へ送信する。ＨＰＵ制御基板４は、沸き上げ指示信号及び通常モード指示信号を受信すると、通常モードで圧縮機２を動作させる。これにより、通常モードでの沸き上げ運転が行われる（ステップＳ１０２）。

加熱装置の一例である圧縮機２及び水冷媒熱交換器３の通常モードでの加熱能力は、例えば第１時間帯の開始時刻から終了時刻までの時間内に貯湯タンク１１内の水の熱量が目標熱量以上となるように設定される。例えば貯湯タンク１１の容量が３７０Ｌで第１時間帯の長さが８時間の場合、加熱装置の一例である圧縮機２及び水冷媒熱交換器３の通常モードでの加熱能力は、４．５ｋＷとしてＨＰＵ制御基板４に設定される。

本実施の形態における加熱装置の一例である圧縮機２及び水冷媒熱交換器３の加熱能力を、以下では単に加熱能力と呼称する。また加熱装置の一例である圧縮機２及び水冷媒熱交換器３の消費電力を、以下では加熱消費電力と呼称する。

ＨＰＵ制御基板４は、加熱能力が設定された値となるように圧縮機２を制御する。ＨＰＵ制御基板４は、例えば圧縮機２の回転数を変更することによって加熱能力を調整する。加熱能力が調整されることにより、消費電力が調整される。

例えば加熱能力が４．５ｋＷで成績係数が３．０の場合、加熱消費電力は１．５ｋＷとなる。成績係数とは、加熱能力を消費電力で除算したものとして定義される値である。なお、貯湯タンク１１の容量は本例に限られるものではない。同様に、加熱能力、成績係数及び加熱消費電力についても本例に限られるものではない。

制御部１４ａは、ステップＳ１０２で通常モードで沸き上げ用ポンプ１２を動作させると、現在の運転モードが通常モードであることを表示部４１に表示させる（ステップＳ１０３）。表示部４１は、例えば図２に示すように、現在行われている沸き上げ運転の運転モードを表示する。

制御部１４ａは、表示部４１に現在の運転モードを表示させると、停止スイッチ４２から手動停止指示を受信したか判定する（ステップＳ１０４）。制御部１４ａは、手動停止指示を受信していないと判定すると、熱量算出部１４ｃによって算出された熱量が目標熱量以上であるか判定する（ステップＳ１０５）。

制御部１４ａは、熱量算出部１４ｃによって算出された熱量が目標熱量以上であるとステップＳ１０５で判定すると、沸き上げ用ポンプ１２を停止する。また制御部１４ａは、沸き上げ停止信号をＨＰＵ制御基板４へ送信する。ＨＰＵ制御基板４は、沸き上げ停止信号を受信すると、圧縮機２を停止させる。これにより、沸き上げ運転が停止する。

また制御部１４ａは、熱量算出部１４ｃによって算出された熱量が目標熱量以上でないとステップＳ１０５で判定した場合には、沸き上げ用ポンプ１２を停止しない。制御部１４ａは、沸き上げ停止信号をＨＰＵ制御基板４へ送信しない。沸き上げ運転は継続して行われる。沸き上げ運転が継続して行われると、上記ステップＳ１０１の判定が再び実行される。

また制御部１４ａは、ステップＳ１０１で現在時刻が第２時間帯であると時刻判定部１４ｂによって判定されると、低消費電力モードで沸き上げ用ポンプ１２を動作させる。制御部１４ａは、出湯温度サーミスタ５によって検知される温度が目標温度となるように沸き上げ用ポンプ１２を制御する。

また制御部１４ａは、沸き上げ指示信号及び低消費電力モード指示信号をＨＰＵ制御基板４へ送信する。ＨＰＵ制御基板４は、沸き上げ指示信号及び低消費電力モード指示信号を受信すると、低消費電力モードで圧縮機２を動作させる。これにより、低消費電力モードでの沸き上げ運転が行われる（ステップＳ１０６）。

ＨＰＵ制御基板４は、低消費電力モードでの加熱能力が通常モードでの加熱能力よりも低くなるように、圧縮機２を制御する。ＨＰＵ制御基板４は、例えば低消費電力モードでの圧縮機２の回転数を通常モードでの圧縮機２の回転数よりも少なくする。これにより、低消費電力モードでの加熱能力は、通常モードでの加熱能力よりも低くなる。また、低消費電力モードでの加熱消費電力は、通常モードでの加熱消費電力よりも少なくなる。

低消費電力モードでの加熱能力は、例えば０．６ｋＷとしてＨＰＵ制御基板４に設定される。ＨＰＵ制御基板４は、加熱能力が設定された値となるように圧縮機２を制御する。例えば加熱能力が０．６ｋＷで成績係数が３．０の場合、加熱消費電力は０．２ｋＷとなる。なお、通常モードと同様に、低消費電力モードでの加熱能力、成績係数及び加熱消費電力は、本例に限られるものではない。

また低消費電力モードでの目標温度は、通常モードでの目標温度と同じ温度である。制御部１４ａは、出湯温度サーミスタ５によって検知される温度が通常モードと低消費電力モードとで同じになるように、沸き上げ用ポンプ１２を制御する。

ＴＵ制御基板１４は、例えば低消費電力モードでの沸き上げ用ポンプ１２の回転数を通常モードでの沸き上げ用ポンプ１２の回転数よりも少なくする。低消費電力モードで沸き上げ用ポンプ１２によって水冷媒熱交換器３へ単位時間当たりに供給される水の量は、通常モードで沸き上げ用ポンプ１２によって水冷媒熱交換器３へ単位時間当たりに供給される水の量よりも少なくなる。水冷媒熱交換器３へ単位時間当たりに供給される水の量が少なくなることにより、通常モードに比べて加熱能力が低い低消費電力モードでも、通常モードと同じ目標温度の水が沸き上げられる。

また沸き上げ用ポンプ１２の回転数が少なくなることにより、沸き上げ用ポンプ１２の消費電力が少なくなる。低消費電力モードでの圧縮機２、水冷媒熱交換器３及び沸き上げ用ポンプ１２の消費電力は、通常モードでの圧縮機２、水冷媒熱交換器３及び沸き上げ用ポンプ１２の消費電力よりも少なくなる。

制御部１４ａは、ステップＳ１０６で沸き上げ用ポンプ１２を低消費電力モードで動作させると、現在の運転モードが低消費電力モードであることを表示部４１に表示させる（ステップＳ１０７）。また制御部１４ａは、表示部４１に現在の運転モードを表示させると、上記ステップＳ１０４の判定を行う。ステップＳ１０４以降の動作については、上述したものと同様であるため、説明を省略する。

上記実施例の貯湯式給湯機１００は、第１時間帯と第２時間帯とで沸き上げ運転を行う。第１時間帯では、第１モードの一例として、通常モードでの沸き上げ運転が実行される。また第１時間帯に比べて電気料金単価が高額な第２時間帯では、第２モードの一例として、低消費電力モードでの沸き上げ運転が実行される。

貯湯式給湯機１００は、沸き上げ手段の一例として、圧縮機２、水冷媒熱交換器３及び沸き上げ用ポンプ１２を備える。低消費電力モードでの圧縮機２、水冷媒熱交換器３及び沸き上げ用ポンプ１２の消費電力は、通常モードでの圧縮機２、水冷媒熱交換器３及び沸き上げ用ポンプ１２の消費電力よりも少なくなる。

上記実施例であれば使用者は、例えば電気料金単価が高額な第２時間帯においても、貯湯式給湯機１００を経済的に使用することができる。本例であれば、貯湯式給湯機１００のランニングコストが高額になってしまうことが防止される。

また貯湯式給湯機１００は、低消費電力モードで沸き上げられて貯湯タンク１１へ供給される水の温度と、通常モードで沸き上げられて貯湯タンク１１へ供給される水の温度とが同じになるように動作する。これにより、第２時間帯で湯切れが起きる可能性が低減される。

上記実施例の貯湯式給湯機１００は、ＨＰＵ制御基板４及びＴＵ制御基板１４を備える。ＴＵ制御基板１４は一例として、制御部１４ａを有する。ＨＰＵ制御基板４及び制御部１４ａは、本発明の制御手段の一例である。本発明の制御手段は、上記実施例に限られるものではない。例えばＨＰＵ制御基板４及びＴＵ制御基板１４の代わりの制御装置が、ヒートポンプユニット１及び貯湯ユニット１０の外部に設けられてもよい。

上記構成を採用することにより、本発明であれば、任意の時刻での電気料金単価に依らずに一定温度の高温の湯を作ることができ、かつコストが高額になることを防止できる貯湯式給湯機が得られる。

また、例えば貯湯タンク１１内の上部に高温の水が貯留されている際、この高温の水に比べて温度が低い水が貯湯タンク１１の上部へ供給されると、貯湯タンク１１内の水の温度分布が乱されてしまう。本発明であれば、任意の時刻での電気料金単価に依らずに一定温度の高温の湯を作ることができるため、貯湯タンク１１内の水の温度分布が乱されることが防止される。

上記実施例において貯湯式給湯機１００は、加熱装置の一例として圧縮機２及び水冷媒熱交換器３を備える。貯湯式給湯機１００の消費電力は、加熱装置の加熱能力が調整されることによって調整される。加熱能力は、例えば圧縮機２の回転数が変更されることによって調整される。本例であれば、特殊な部品の追加等を必要とせずに、消費電力が調整される。なお本発明は、上記実施例以外の方法によって消費電力の調整を行う構成を採用してもよい。

また貯湯式給湯機１００は、水供給装置の一例として沸き上げ用ポンプ１２を備える。沸き上げ用ポンプ１２の回転数が調整されることによって、加熱装置に供給される水の量が調整される。これにより、沸き上げ運転によって沸き上げられて貯湯タンク１１へ供給される水の温度が調整される。本例であれば、特殊な部品の追加等を必要とせずに、沸き上げられて貯湯タンク１１へ供給される水の温度の調整が行われる。なお本発明は、上記実施例以外の方法によって、貯湯タンク１１へ供給される水の温度を調整する構成であってもよい。

電力自由化が今後進むと、様々な電力供給事業者が参入することが想定される。これにより、電力契約形態が多岐に渡ることが想定される。例えば、１日を３つ以上の電気料金単価の異なる時間帯に区分するような電力契約形態が想定される。従来の電力契約形態に比べて、短時間な時間帯が多数組み合わされた電力契約形態が想定される。

例えば、１日を６つの時間帯に区分する電力契約形態が想定される。６つの時間帯は、例えば０時から５時、５時から９時、９時から１２時、１２時から１８時、１８時から２０時及び２０時から０時である。例えば０時から５時、９時から１２時及び１８時から２０時は、電気料金単価が低額な時間帯である。また５時から９時、１２時から１８時及び２０時から０時は、電気料金単価が高額な時間帯である。

上記実施例であれば、電気料金単価の異なる短時間な時間帯が組み合わされた電力契約形態にも対応することができる。例えば０時から５時、９時から１２時及び１８時から２０時は、第１時間帯として時刻判定部１４ｂに設定される。また例えば５時から９時、１２時から１８時及び２０時から０時は、第２時間帯として設定される。上記実施例の貯湯式給湯機１００であれば、使用者が契約している電力契約形態に応じて、適切に運転することができる。

また上記実施例の貯湯式給湯機１００は、図３のフローチャートに示すように、沸き上げ運転を行っている時に時間帯が移行した場合、運転モードを変更して沸き上げ運転を継続することができる。

例えば貯湯式給湯機１００は、第１時間帯に通常モードで沸き上げ運転を行っている際に現在時刻が第２時間帯に移行すると、運転モードを低消費電力モードに変更して沸き上げ運転を継続する。同様に、貯湯式給湯機１００は、第２時間帯に低消費電力モードで沸き上げ運転を行っている際に現在時刻が第１時間帯に移行すると、運転モードを通常モードに変更して沸き上げ運転を継続する。

貯湯式給湯機１００は、現在時刻が電気料金単価の異なる時間帯に切り替わる度に沸き上げ運転の開始及び停止を繰り返す必要がない。例えば電気料金単価の異なる短時間な時間帯が組み合わされた電力契約形態において、沸き上げ運転の開始及び停止は頻繁に実行されない。これにより、例えばヒートポンプユニット１の圧縮機２等の部品の寿命が短くなることが防止される。また沸き上げ運転の効率は、沸き上げ運転の開始あるいは停止が頻繁に繰り返されることによって低下する。上記実施例であれば、沸き上げ運転の効率の低下が防止される。

また上述の通り貯湯式給湯機１００は、第１時間帯に通常モードで沸き上げ運転を行っている際に現在時刻が第２時間帯に移行すると、運転モードを低消費電力モードに変更して沸き上げ運転を継続する。貯湯式給湯機１００は、現在時刻が次の第１時間帯に移行するまで低消費電力モードで沸き上げ運転を継続する構成としてもよい。さらに貯湯式給湯機１００は、現在時刻が次の第１時間帯に移行すると、運転モードを通常モードに変更して沸き上げ運転を継続する構成としてもよい。

本例であれば、沸き上げ運転の開始あるいは停止の回数がより少なくなる。これにより、例えばヒートポンプユニット１の圧縮機２等の部品の寿命が短くなることが更に防止される。また沸き上げ運転の効率の低下が更に防止される。

なお本発明の動作は、図３のフローチャートによって示されるものに限られない。例えば本発明は、貯湯タンク１１内の水の熱量が一定の熱量以上確保されている場合には、現在時刻が電気料金単価の異なる時間帯に切り替わると同時に沸き上げ運転が停止される構成であってもよい。

また貯湯式給湯機１００は、第１時間帯に通常モードで沸き上げ運転を行っている際に現在時刻が第２時間帯に切り替わると、貯湯タンク１１内の熱量に応じて異なる動作をしてもよい。図４は、第１時間帯に通常モードで沸き上げ運転を行っている際に現在時刻が第２時間帯に切り替わった際の制御の例を示すフローチャートである。

図４に示す制御は、例えば図３に示す制御と並行して実行される。第１時間帯に通常モードで沸き上げ運転が行われている際、例えば時刻判定部１４ｂは現在時刻が第２時間帯であるか判定する（ステップＳ２０１）。時刻判定部１４ｂは、現在時刻が第２時間帯へ移行するまでステップＳ２０１の判定を継続する

現在時刻が第２時間帯であると時刻判定部１４ｂによってステップＳ２０１で判定された場合、制御部１４ａは、熱量算出部１４ｃによって算出された熱量が規定熱量以上であるか判定する（ステップＳ２０２）。

規定熱量とは、第２時間帯の間、すなわち現在時刻が次の第１時間帯に移行するまでの間に使用されることが想定される熱量として設定される。制御部１４ａには、例えば熱量算出部１４ｃによって算出された過去の貯湯タンク１１内の水の熱量のデータが蓄積される。制御部１４ａは、例えば蓄積された熱量のデータに基づいて規定熱量を算出する。なお規定熱量は本例以外にも、例えばリモートコントローラ４０によって制御部１４ａに設定されてもよい。

制御部１４ａは、熱量算出部１４ｃによって算出された熱量が規定熱量以上であるとステップＳ２０２で判定すると、沸き上げ用ポンプ１２を停止する。また制御部１４ａは、沸き上げ停止信号をＨＰＵ制御基板４へ送信する。ＨＰＵ制御基板４は、沸き上げ停止信号を受信すると、圧縮機２を停止させる。これにより、沸き上げ運転が停止する（ステップＳ２０３）。本例であれば、必要以上の沸き上げ運転が第２時間帯で行われることが防止される。

また制御部１４ａは、熱量算出部１４ｃによって算出された熱量が規定熱量未満であるとステップＳ２０２で判定すると、沸き上げ用ポンプ１２の動作を低消費電力モードに変更する。また制御部１４ａは、熱量算出部１４ｃによって算出された熱量が規定熱量未満であるとステップＳ２０２で判定すると、低消費電力モード指示信号をＨＰＵ制御基板４へ送信する。ＨＰＵ制御基板４は、圧縮機２の動作を低消費電力モードに変更する。沸き上げ運転は、低消費電力モードで継続される（ステップＳ２０４）。これにより、第２時間帯で湯切れが発生する可能性が低減される。

また貯湯式給湯機１００は、例えば上記ステップＳ２０３で沸き上げ運転を停止した場合、例えば現在時刻が次の第１時間帯になるまで沸き上げ運転を停止し続けるとしてもよい。貯湯式給湯機１００は、例えば現在時刻が次の第１時間帯に移行すると、沸き上げ運転を再開する。本例であれば使用者は、より経済的に貯湯式給湯機１００を使用することができる。

上記実施例の貯湯式給湯機１００は、停止手段の一例として停止スイッチ４２を備える。これにより使用者は、沸き上げ運転を任意のタイミングで停止させることができる。使用者は、例えば当日の使用湯量が少ないと想定した際に停止スイッチ４２を操作することで、必要以上に沸き上げ運転が実行されることを防止できる。本例であれば使用者は、より経済的に貯湯式給湯機１００を使用することができる。

また貯湯式給湯機１００は、例えば第２時間帯に沸き上げ運転を行っている際に停止スイッチ４２が操作された場合、現在時刻が次の第１時間帯になるまで沸き上げ運転を停止し続ける構成であってもよい。貯湯式給湯機１００は、例えば現在時刻が次の第１時間帯に移行すると、沸き上げ運転を再開する。本例であれば使用者は、より経済的に貯湯式給湯機１００を使用することができる。

また貯湯式給湯機１００は、表示手段の一例として表示部４１を備える。表示部４１は、例えば図２に示すように現在の運転モードを表示する。使用者は現在の運転モードを容易に認識することができる。また使用者は運転モードを認識することにより、現在時刻が第１時間帯であるか第２時間帯であるかについても認識することができる。本例の貯湯式給湯機１００は、使用者にとって使い勝手が良い。

またリモートコントローラ４０は、例えば図２に示すように、停止スイッチ４２以外のスイッチを有してもよい。リモートコントローラ４０は、例えば切替手段の一例として切替スイッチ４３を有してもよい。切替スイッチ４３は、使用者からの操作に応じた切替指示をＴＵ制御基板１４へ送信する。切替指示は、例えば組み合わせ制御指示及び通常限定制御指示である。

例えばＴＵ制御基板１４は、リモートコントローラ４０から組み合わせ制御指示を受信すると、組み合わせ制御状態になる。組み合わせ制御状態のＴＵ制御基板１４は、上記実施例のように第１時間帯及び第２時間帯で、沸き上げ用ポンプ１２を動作させる。また組み合わせ制御状態のＴＵ制御基板１４は、第１時間帯及び第２時間帯で、沸き上げ指示信号をＨＰＵ制御基板４へ送信する。ＨＰＵ制御基板４は、沸き上げ指示信号を受信すると、圧縮機２を動作させる。

貯湯式給湯機１００は、ＴＵ制御基板１４が組み合わせ制御状態になっている際には第１時間帯及び第２時間帯で沸き上げ運転を行う。貯湯式給湯機１００は、第１時間帯には通常モードで沸き上げ運転を行う。また貯湯式給湯機１００は、第２時間帯には低消費電力モードで沸き上げ運転を行う。

ＴＵ制御基板１４は、例えばリモートコントローラ４０から通常限定制御指示を受信すると、通常限定制御状態になる。通常限定制御状態のＴＵ制御基板１４は、第１時間帯でのみ沸き上げ用ポンプ１２を動作させる。通常限定制御状態のＴＵ制御基板１４は、第２時間帯では沸き上げ用ポンプ１２を動作させない。

また通常限定制御状態のＴＵ制御基板１４は、第１時間帯でのみ沸き上げ指示信号をＨＰＵ制御基板４へ送信する。通常限定制御状態のＴＵ制御基板１４は、第２時間帯では沸き上げ指示信号をＨＰＵ制御基板４へ送信しない。ＨＰＵ制御基板４は、第１時間帯でのみ圧縮機２を動作させる。貯湯式給湯機１００は、ＴＵ制御基板１４が通常限定制御状態になっている際には第１時間帯でのみ沸き上げ運転を行う。

貯湯式給湯機１００の使用状態は使用者によって異なる。使用状態によっては、電気料金単価が高額な第２時間帯での沸き上げ運転が必要でない場合がある。例えば使用者によって一日に使用される湯の量が少ない場合、あるいは電気料金単価が低額な第１時間帯が長時間である場合には、電気料金単価が高額な第２時間帯での沸き上げ運転が必要とされないことがある。本例であれば使用者は、使用状態に応じて経済的に貯湯式給湯機１００を使用することができる。

また図５は、ＨＰＵ制御基板４及びＴＵ制御基板１４のハードウェア構成図である。

ＴＵ制御基板１４における制御部１４ａ、時刻判定部１４ｂ及び熱量算出部１４ｃの各機能は、処理回路により実現される。またＨＰＵ制御基板４の機能も、処理回路により実現される。処理回路は、専用ハードウェア６０であってもよい。処理回路は、プロセッサ６１及びメモリ６２を備えていてもよい。処理回路は、一部が専用ハードウェア６０として形成され、更にプロセッサ６１及びメモリ６２を備えていてもよい。図５は、処理回路が、その一部が専用ハードウェア６０として形成され、プロセッサ６１及びメモリ６２を備えている場合の例を示している。

処理回路の少なくとも一部が、少なくとも１つの専用ハードウェア６０である場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。

処理回路が少なくとも１つのプロセッサ６１及び少なくとも１つのメモリ６２を備える場合、ＨＰＵ制御基板４、制御部１４ａ、時刻判定部１４ｂ及び熱量算出部１４ｃの各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ６２に格納される。プロセッサ６１は、メモリ６２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。プロセッサ６１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータあるいはＤＳＰともいう。メモリ６２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、又は磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク及びＤＶＤ等が該当する。

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、ＨＰＵ制御基板４、制御部１４ａ、時刻判定部１４ｂ及び熱量算出部１４ｃの各機能を実現することができる。

１ ヒートポンプユニット、 ２ 圧縮機、 ３ 水冷媒熱交換器、 ４ ＨＰＵ制御基板、 ５ 出湯温度サーミスタ、 １０ 貯湯ユニット、 １１ 貯湯タンク、 １１ａ 入水口、 １１ｂ 出水口、 １１ｃ 入湯口、 １１ｄ 出湯口、 １２ 沸き上げ用ポンプ、 １３ タンクサーミスタ、 １４ ＴＵ制御基板、 １４ａ 制御部、 １４ｂ 時刻判定部、 １４ｃ 熱量算出部、 ２０ａ 通信線、 ２０ｂ 通信線、 ２０ｃ 通信線、 ２０ｄ 通信線、 ２０ｅ 通信線、 ２０ｆ 通信線、 ３０ 入水配管、 ３１ ＨＰＵ入水配管、 ３２ ＨＰＵ出湯配管、 ３３ 給湯配管、 ４０ リモートコントローラ、 ４１ 表示部、 ４２ 停止スイッチ、 ４３ 切替スイッチ、 ６０ 専用ハードウェア、 ６１ プロセッサ、 ６２ メモリ、 １００ 貯湯式給湯機

Claims (10)

1. 水を沸き上げて貯湯タンクへ供給する沸き上げ手段と、
   現在時刻が第１時間帯であるか前記第１時間帯に比べて電気料金単価が高額な第２時間帯であるか判定する判定手段と、
   現在時刻が前記第１時間帯であると前記判定手段によって判定されると第１モードで前記沸き上げ手段に水を沸き上げさせ、現在時刻が前記第２時間帯であると前記判定手段によって判定されると第２モードで前記沸き上げ手段に水を沸き上げさせる制御手段と、
   を備え、
   前記第２モードでの前記沸き上げ手段の消費電力は、前記第１モードでの前記沸き上げ手段の消費電力に比べて少なく、
   前記制御手段は、前記第１モードで沸き上げられて前記貯湯タンクに供給される水の温度と前記第２モードで沸き上げられて前記貯湯タンクに供給される水の温度とが同じになるように前記沸き上げ手段を制御する貯湯式給湯機。
2. 前記制御手段は、前記第１モードで前記沸き上げ手段に水を沸き上げさせている時、現在時刻が前記第２時間帯であると前記判定手段によって判定されると、前記第１モードから前記第２モードへ切り替えて前記沸き上げ手段に水の沸き上げを継続させる請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記貯湯タンクの内部の水の熱量を算出する算出手段を備え、
   前記制御手段は、前記第１モードで前記沸き上げ手段に水を沸き上げさせている時、現在時刻が前記第２時間帯であると前記判定手段によって判定されると、前記算出手段によって算出された熱量が規定熱量未満であれば前記第１モードから前記第２モードへ切り替えて前記沸き上げ手段に水の沸き上げを継続させ、前記算出手段によって算出された熱量が規定熱量以上であれば前記沸き上げ手段を停止させる請求項１に記載の貯湯式給湯機。
4. 前記制御手段は、前記第２モードで前記沸き上げ手段に水を沸き上げさせている時、現在時刻が前記第１時間帯であると前記判定手段によって判定されると、前記第２モードから前記第１モードへ切り替えて前記沸き上げ手段に水の沸き上げを継続させる請求項１から請求項３の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
5. 前記制御手段は、前記第１モードから前記第２モードへ切り替えて前記沸き上げ手段に水の沸き上げを継続させると、前記判定手段によって現在時刻が前記第１時間帯であると判定されるまで前記第２モードで前記沸き上げ手段に水の沸き上げを継続させ、前記判定手段によって現在時刻が前記第１時間帯であると判定されると、前記第２モードから前記第１モードへ切り替えて前記沸き上げ手段に水の沸き上げを継続させる請求項２または請求項３に記載の貯湯式給湯機。
6. 前記沸き上げ手段に前記第１時間帯及び前記第２時間帯で水を沸き上げさせる状態と前記沸き上げ手段に前記第１時間帯では水を沸き上げさせるが前記第２時間帯では水を沸き上げさせない状態とに前記制御手段を切り替える切替手段を備える請求項１から請求項５の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
7. 前記制御手段に停止指示を送信する停止手段を備え、
   前記制御手段は、前記沸き上げ手段に水を沸き上げさせている時に前記停止手段から停止指示を受信すると、前記沸き上げ手段に水の沸き上げを停止させる請求項１から請求項６の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
8. 表示手段を備え、
   前記制御手段は、前記沸き上げ手段が前記第１モードで水を沸き上げているのか前記第２モードで水を沸き上げているのかを前記表示手段に表示させる請求項１から請求項７の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
9. 前記沸き上げ手段は、前記貯湯タンクから供給された水を加熱する加熱装置と、前記加熱装置に水を供給する水供給装置と、を有し、
   前記制御手段は、前記第２モードでの前記加熱装置の加熱能力を前記第１モードでの前記加熱装置の加熱能力より低くし、前記第２モードで前記水供給装置が単位時間当たりに供給する水の量を前記第１モードで前記水供給装置が単位時間当たりに供給する水の量より少なくする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
10. 前記加熱装置は圧縮機を有し、
    前記制御手段は、前記第２モードでの前記圧縮機の回転数を前記第１モードでの前記圧縮機の回転数より少なくする請求項９に記載の貯湯式給湯機。

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