JP2017227389A

JP2017227389A - 貯湯式給湯機

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Publication number: JP2017227389A
Application number: JP2016124274A
Authority: JP
Inventors: 恭平飯田; Kyohei Iida; 真行須藤; Masayuki Sudo; 正義大河原; Masayoshi Ogawara; 風間　史郎; Shiro Kazama; 史郎風間
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2036-06-23
Also published as: JP6544304B2

Abstract

【課題】多様な電力料金体系及び使用者による使用形態に柔軟に対応して、湯切れを防止しつつ安価な沸き上げ運転を行うことのできる貯湯式給湯機を提供する。【解決手段】貯湯式給湯機は、加熱手段で加熱された湯を貯湯タンクに蓄積する沸き上げ運転を制御する沸き上げ制御手段と、使用熱量を取得する手段と、一日の時間帯別の使用熱量に関する情報を記憶する手段と、記憶手段に記憶されている情報の履歴に基づいて、一日の時間帯を使用熱量が多い第１時間帯と使用熱量が第１時間帯よりも少ない第２時間帯に区分する手段と、電力料金の時間帯別情報に基づいて、電力料金が高い高料金時間帯と電力料金が高料金時間帯よりも低い低料金時間帯とを取得する手段と、を備える。そして、沸き上げ制御手段は、第２時間帯かつ低料金時間帯に属する時間帯を他の時間帯よりも優先して、沸き上げ運転を行うように構成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

従来、ヒートポンプなどの加熱手段により加熱された湯を貯湯タンクに貯え、貯湯タンクから取り出した湯を用いて、浴槽等の給湯先に給湯する貯湯式給湯機が広く用いられている。

例えば特許文献１には、ユーザの生活パターンに対応して、的確に過去の熱負荷実績の積算を行うことにより、熱負荷の予測を行うことが可能な貯湯式電気温水器の運転学習技術が開示されている。

特開２００８−２５６２７０号公報

ところで、近年の家庭用電力の小売自由化に伴い、様々な電力料金体系が各社から登場することが予想される。例えば、将来における太陽光発電の普及によって日中の発電量が増加したような場合には、夜間の時間帯よりも昼間の時間帯の電力料金が安価に設定されることも考えられる。一般的に、貯湯式給湯機は、電力料金の単価が安価に設定されている時間帯に沸き上げ運転を行うことにより経済的メリットを得ることができる。このため、沸き上げ運転を行う時間帯は、電力料金体系に応じて柔軟に変化させることが望ましい。しかしながら、沸き上げ運転を行う時間帯は、使用者による給湯の使用パターンも考慮する必要がある。なぜなら、使用者による給湯の使用量が増大する時間帯の前に沸き上げ運転が行なわれていなければ、湯切れが発生するおそれがあるからである。したがって、今後想定される多様な電力料金体系及び使用者による使用形態に柔軟に対応して、湯切れを防止しつつ安価な沸き上げ運転を行うことが今後の課題とされる。

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、多様な電力料金体系及び使用者による使用形態に柔軟に対応して、湯切れを防止しつつ安価な沸き上げ運転を行うことのできる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯機は、貯湯タンクと、水を加熱する加熱手段と、加熱手段で加熱された湯を貯湯タンクに蓄積する沸き上げ運転を制御する沸き上げ制御手段と、貯湯タンクから給湯される湯の熱量である使用熱量を取得する取得手段と、一日の時間帯別の使用熱量に関する情報を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されている情報の履歴に基づいて、一日の時間帯を使用熱量が多い第１時間帯と使用熱量が第１時間帯よりも少ない第２時間帯に区分する区分手段と、電力料金の時間帯別情報に基づいて、電力料金が高い高料金時間帯と電力料金が高料金時間帯よりも低い低料金時間帯とを取得する料金情報取得手段と、を更に備え、沸き上げ制御手段は、第２時間帯かつ低料金時間帯に属する時間帯を他の時間帯よりも優先して、沸き上げ運転を行うように構成されるものである。

本発明の貯湯式給湯機によれば、使用熱量が少なくかつ電力料金が低い時間帯の沸き上げ運転が優先される。これにより、多様な電力料金体系及び使用者による使用形態に柔軟に対応して、湯切れを防止しつつ安価な沸き上げ運転を行うことのできる貯湯式給湯機を提供することが可能となる。

実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。使用熱量の時間帯別実績と電力料金の時間帯別情報の一例を示している。実施の形態１の貯湯式給湯機において、制御装置が使用熱量の時間帯別データを演算するためのルーチンを示すフローチャートである。実施の形態１の貯湯式給湯機において、制御装置が沸き上げ運転を実行するためのルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、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、実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。図１に示すように、本実施の形態１の貯湯式給湯機５０は、タンクユニット３３と、ヒートポンプサイクルを利用するように構成されたヒートポンプユニット７とを備えている。ヒートポンプユニット７とタンクユニット３３との間は、ヒートポンプ往き配管１４、ヒートポンプ戻り配管１５及び図示しない電気配線を介して接続されている。また、タンクユニット３３には、貯湯式給湯機５０の運転動作を制御する制御装置３６が内蔵されている。制御装置３６は、例えばマイクロコンピュータ等により構成されている。制御装置３６は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等を含む記憶手段としての記憶部と、記憶部に記憶されたプログラムに基づいて演算処理を実行する演算処理装置（ＣＰＵ）と、演算処理装置に対して外部の信号を入出力する入出力ポートとを備える。タンクユニット３３及びヒートポンプユニット７が備える各種の弁類、ポンプ類、センサ類は、制御装置３６に電気配線を介して接続されている。制御装置３６は、外部入出力装置３５と相互に通信可能に接続されている。

外部入出力装置３５は、貯湯式給湯機を操作するための各種操作指示を入力したり、貯湯式給湯機の状態を報知したりするためのものである。特に、貯湯式給湯機を設置した場合又は電力契約を変更した場合等は、使用者が外部入出力装置３５から種々の情報を入力することができる。例えば、使用者は、契約している各電力会社の提供する電力単価の時間帯別の情報を入力することができる。また、使用者は、契約している電力料金プランの情報を入力することができる。この場合、外部入出力装置３５は、電力料金の時間帯別情報を取得する料金情報取得手段として機能する。

一方、制御装置３６は、有線または無線によってＨＥＭＳ（ホームエネルギーマネジメントシステム）７０と接続されている。給湯機の操作情報又は動作状態などの各種情報は、ＨＥＭＳ７０を介してインターネット１００に出力して利用することができる。また、インターネット１００からＨＥＭＳ７０を通じて、使用者が入力した電力料金プランの電力単価の時間帯別の情報を入手することができる。この場合、ＨＥＭＳ７０は、電力料金の時間帯別情報を取得する料金情報取得手段として機能する。このようなシステムによれば、使用者が細かに電力料金単価を入力せずとも容易に時間帯別の電力料金情報を得ることができる。

次に、貯湯式給湯機５０の各構成要素について説明する。ヒートポンプユニット７は、タンクユニット３３から導かれた水を加熱する加熱手段として機能する。ヒートポンプユニット７は、圧縮機１、水冷媒熱交換器３、膨張弁４、空気熱交換器６を冷媒循環配管５にて環状に接続し、ヒートポンプサイクルを構成している。水冷媒熱交換器３は、冷媒とタンクユニット３３から導かれた水との間で熱交換を行う。

タンクユニット３３には、以下の各種部品及び配管などが内蔵されている。貯湯タンク８は、上側が高温で下側が低温になる温度成層を形成して湯水を貯留する。貯湯タンク８の下部に設けられた水導入口８ａには、市水である低温水を供給する給水管路９の第三給水配管９ｃが接続されている。給水管路９については後述する。貯湯タンク８の上部には、温水導入出口８ｄが設けられている。温水導入出口８ｄには、貯湯タンク８に貯留した湯を給湯機外部へ供給するための給湯配管２１が接続されている。貯湯タンク８には、ヒートポンプユニット７を用いて加熱された高温水がタンク上部から流入し、第三給水配管９ｃを介して低温水がタンク下部に流入することにより、貯湯タンク８内の上部と下部で温度差が生じるように湯水が貯留される。貯湯タンク８内の湯水の温度分布を検知するため、貯湯タンク８の表面には、高さの異なる位置に複数の温度センサが設置される。本実施の形態１では、貯湯タンク８の上部領域から下部領域に向かって５個の温度サーミスタ４１，４２，４３，４４，４５が高さを変えて配置されている。制御装置３６は、貯湯タンク８に取り付けられたこれらの温度サーミスタにより取得された温度分布に基づいて、貯湯タンク８内の残湯量、つまり貯湯タンク８内に蓄えられた沸き上げ熱量を把握する。

また、タンクユニット３３内には、循環ポンプ１２及びふろ用熱交換器２０が内蔵されている。循環ポンプ１２は、後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプである。ふろ用熱交換器２０は、貯湯タンク８またはヒートポンプユニット７から供給される高温水を利用して、２次側の加熱対象流体を加熱するための熱交換器である。なお、本実施の形態１では、ふろ用熱交換器２０の２次側の構成として、浴槽３０内の湯水を循環させるふろ往き配管２７及びふろ戻り配管２８を例に挙げて説明する。ふろ用熱交換器２０は、ふろ往き配管２７及びふろ戻り配管２８を介して浴槽３０と接続され、これらにより循環経路が形成されている。ふろ戻り配管２８の途中には、浴槽水を循環させるためのふろ循環ポンプ２９と、浴槽３０から出た浴槽水の温度を検知するためのふろ戻り温度サーミスタ３８とが設置されている。ふろ往き配管２７の途中には、ふろ用熱交換器２０から出た熱交換後の浴槽水の温度を検知するためのふろ往き温度サーミスタ３７が設置されている。

次に、タンクユニット３３が備える弁類及び配管類について説明する。タンクユニット３３は、三方弁１１及び四方弁１８を有している。三方弁１１は、湯水が流入する２つの入口であるａポート及びｂポートと、湯水が流出する１つの出口であるｃポートとを有する流路切り替え手段であり、ａポートもしくはｂポートのどちらかから湯水が流入するように湯水の経路を切り替え可能に構成されている。四方弁１８は、湯水が流入する２つの入口であるｂポート及びｃポートと、湯水が流出する２つの出口であるａポート及びｄポートとを有している。四方弁１８は、４つの経路、すなわち、ａ−ｂ経路、ａ−ｃ経路、ｂ−ｄ経路、ｃ−ｄ経路の間で流路形態を切り替え可能に構成されている。

また、タンクユニット３３は、水導出口配管１０と、送湯配管１３と、第一バイパス配管１６と、第二バイパス配管１７と、熱源側回路を構成する温水導入配管２０ａ及び温水導出配管２０ｂとを有している。

水導出口配管１０は、貯湯タンク８の水導出口８ｂと三方弁１１のａポートとを接続する流路である。送湯配管１３は、四方弁１８のｄポートと、貯湯タンク８の上部の温水導入出口８ｄとを接続する流路である。前述したヒートポンプ往き配管１４は、三方弁１１のｃポートとヒートポンプユニット７の入口側とを接続する流路であり、ヒートポンプ戻り配管１５は、ヒートポンプユニット７の出口側と四方弁１８のｃポートとを接続する流路である。ヒートポンプ往き配管１４の途中に循環ポンプ１２が配置されている。第一バイパス配管１６は、四方弁１８のａポートと、貯湯タンク８の高さ方向の中央部から下部の間に設けられた温水導入口８ｃとを接続する流路である。第二バイパス配管１７は、ヒートポンプ往き配管１４の途中に設けられた循環ポンプ１２とヒートポンプユニット７の入り口側との間から分岐し、四方弁１８のｂポートに接続される流路である。温水導入配管２０ａは、送湯配管１３の途中から分岐し、ふろ用熱交換器２０の１次側入口に接続される流路である。温水導出配管２０ｂは、ふろ用熱交換器２０の１次側出口と三方弁１１のｂポートとを接続する流路である。

タンクユニット３３は、さらに、第一給水配管９ａ、第二給水配管９ｂ、給湯用混合弁２２、ふろ用混合弁２３、第一給湯配管２４、及び第二給湯配管２５を有している。第一給水配管９ａの一端は水道等の水源に接続され、第一給水配管９ａの他端には減圧弁３１を介して第二給水配管９ｂ及び第三給水配管９ｃが接続されている。第一給水配管９ａ、第二給水配管９ｂ及び第三給水配管９ｃによって給水管路９が構成されている。第二給水配管９ｂは、途中から分岐して給湯用混合弁２２及びふろ用混合弁２３にそれぞれ接続されている。また、給湯配管２１は、途中から分岐して給湯用混合弁２２及びふろ用混合弁２３にそれぞれ接続されている。第二給湯配管２５の途中には、第二給湯配管２５を開閉するふろ用電磁弁２６が設けられている。

給湯用混合弁２２及びふろ用混合弁２３は、給湯配管２１から供給される高温水と、第二給水配管９ｂから供給される低温水との流量比を調整する。これにより、使用者が設定した設定温度の湯を生成し、第一給湯配管２４及び第二給湯配管２５にそれぞれ流入させる。給湯用混合弁２２で温度調整された湯は、第一給湯配管２４から図示しないシャワー、カラン等の蛇口に供給される。一方、ふろ用混合弁２３で温度調整された湯は、第二給湯配管２５からふろ用電磁弁２６、ふろ往き配管２７、ふろ戻り配管２８を経て浴槽３０に供給される。

タンクユニット３３は、貯湯タンク８から給湯される湯の使用熱量を取得する取得手段としての構成を備えている。より詳しくは、給湯配管２１の途中には、温度検出手段としての温度サーミスタ４０が配置されている。また、第一給水配管９ａの途中には、温度検出手段としての温度サーミスタ３９が配置されている。また、第一給湯配管２４の途中には、流量検出手段としての流量センサ４９が配置されている。また、第二給湯配管２５の途中には流量検出手段としての流量センサ４８が配置されている。また、ヒートポンプ往き温度サーミスタ４６は、水冷媒熱交換器３で加熱される前の水の温度を検知するための温度センサであり、ヒートポンプ往き配管１４に設けられている。また、ヒートポンプ戻り温度サーミスタ４７は、水冷媒熱交換器３で加熱された高温水の温度を検知するための温度センサであり、ヒートポンプ戻り配管１５に設けられている。

図１に示す貯湯式給湯機５０の制御装置３６は、沸き上げ運転を実行する沸き上げ制御手段としての機能を備えている。沸き上げ運転は、ヒートポンプユニット７を利用して貯湯タンク８内の水を沸き上げる運転のことである。この沸き上げ運転時には、ヒートポンプユニット７および循環ポンプ１２を稼動させる。また、三方弁１１は、ａポートがｃポートに連通し、ｂポートが閉状態となるように制御される。また、四方弁１８は、ｃポートがｄポートに連通し、ａポート及びｂポートが閉状態となるように制御される。沸き上げ運転では、循環ポンプ１２により、貯湯タンク８の水導出口８ｂから導出された水が、水導出口配管１０、三方弁１１、ヒートポンプ往き配管１４を通ってヒートポンプユニット７内の水冷媒熱交換器３に送られる。そして、ヒートポンプユニット７内の水冷媒熱交換器３で加熱された高温水が、ヒートポンプ戻り配管１５、四方弁１８、送湯配管１３を通り、温水導入出口８ｄから貯湯タンク８に流入する。このような沸き上げ運転が実行されることで、貯湯タンク８の内部では、上層部から高温水が貯えられていき、この高温水層が徐々に厚くなる。

次に、実施の形態１の貯湯式給湯機５０の特徴的動作について説明する。沸き上げ運転には２つの異なる要求が存在する。沸き上げ運転に求められる要求の一つは、電力料金体系からの要求である。すなわち、電力料金体系には、時間帯別に異なる単価が設定されているものがある。電力料金が安価な低料金時間帯と電力料金が低料金時間帯よりも高価な高料金時間帯が存在する電力料金体系のもとでは、低料金時間帯の範囲で沸き上げ運転を行うことが好ましい。

また、沸き上げ運転に求められるもう一つの要求は、使用者の給湯の使用形態からの要求である。給湯の使用状況は、使用者の生活パターンによって変化する。このため、使用者の給湯使用による湯切れを防止するためには、使用者の生活パターンを分析し、給湯を利用していない時間帯を選定して沸き上げ運転を行うことが好ましい。

そこで、実施の形態１の貯湯式給湯機５０では、低料金時間帯でありかつ給湯を利用していない時間帯を優先して選定し、沸き上げ運転を行うこととしている。図２は、使用熱量の時間帯別実績と電力料金の時間帯別情報の一例を示している。以下、図２に示す給湯使用を一例に、実施の形態１の貯湯式給湯機５０において実行される制御の具体的処理について説明する。

図３は、実施の形態１の貯湯式給湯機において、制御装置３６が使用熱量の時間帯別データを演算するためのルーチンを示すフローチャートである。先ず図３を参照して、使用熱量の時間帯別データおよび一日の合計使用熱量を演算する具体的処理について説明する。なお、以下の説明では、外部入出力装置３５により時間帯別の電力料金単価が使用者により入力された場合を例にして説明するが、ＨＥＭＳ７０からインターネット１００を経由して当該情報を入手した場合も同様である。

図３に示すルーチンのステップＳ１では、先ず、外部入出力装置３５により入力された時間帯ごとの電力料金単価情報が制御装置３６の記憶部に記憶される。この電気料金単価情報は一日のうちで電気料金単価が他の時間帯と比べて安い低料金時間帯と、低料金時間帯よりも高い高料金時間帯の情報を少なくとも有している。例えば図２に示す電力料金情報の例では、一日のうちの６〜１８時迄が低料金時間帯に設定され、１８時から翌朝６時迄が低料金時間帯よりも電力単価が高価な高料金時間帯に設定されている。このような料金プランは、例えば太陽光発電による発電量が増大して日中の電力が過剰となる場合に考えられる。

次のステップＳ２では、一日の開始時刻が設定される。ここでは、例えば、電気料金単価の切り替わりとなる６時が一日の開始時刻として設定される。そして、設定された開始時刻からの２４時間が一日の使用熱量の積算時間として設定され、６時を迎えるごとに使用熱量の積算値がリセットされる。

次のステップＳ３では、６時以降の使用熱量が規定時間毎、例えば１分毎に計測される。ここでは、具体的には、温度サーミスタ３９，４０、及び流量センサ４９によって検出される温度及び流量に基づいて、第一給湯配管２４を介して給湯に使用される使用熱量が算出される。また、温度サーミスタ３７，３８，３９，４０、及び流量センサ４８によって検出される温度及び流量に基づいて、第二給湯配管２５を介して給湯に使用される使用熱量が算出される。そして、第一給湯配管２４を介して給湯に使用される使用熱量と第二給湯配管２５を介して給湯に使用される使用熱量の合計熱量が最終的な１分毎の使用熱量として算出される。次いで、算出された１分毎の使用熱量が２時間を単位時間帯として積算される。

次のステップＳ４では、一日である２４時間が経過したか否かが判定される。その結果、未だ２４時間が経過していないと判定された場合には、上記ステップＳ３の処理へと戻り、使用熱量の積算が継続される。一方、上記ステップＳ４において２４時間が経過したと判定された場合には、次のステップへと移行して、一日２４時間の使用熱量データが制御装置３６に保存される。例えば、図２に示す例では、６〜８時の時間帯の使用熱量が１７２０ｋｃａｌ、１２〜１４時の時間帯の時間帯の使用熱量が４３０ｋｃａｌ、２４〜２時の時間帯の使用熱量が１７２０ｋｃａｌ、そして４〜６時の時間帯の使用熱量が８６００ｋｃａｌとなっている。そして、合計の使用熱量は、１２４７０ｋｃａｌ＝１４．５ＫＷとなっている。

次に、実施の形態１の貯湯式給湯機において実行される沸き上げ運転の具体的処理について説明する。図４は、実施の形態１の貯湯式給湯機５０において、制御装置３６が沸き上げ運転を実行するためのルーチンを示すフローチャートである。図４に示すルーチンのステップＳ６では、先ず外部入出力装置３５により入力された電力料金の時間帯別の単価情報が読み込まれる。図２に示す例では、６時から１８時の時間帯が低料金時間帯に設定され、１８時から翌６時までが高料金時間帯に設定されている。

次のステップＳ７では、過去の時間帯別の使用熱量に関する情報の履歴が制御装置３６の記憶部から呼び出される。ここでは、具体的には、例えば、前日の時間帯別の使用熱量が使用される。また、予め定められた期間として例えば２週間の時間帯別の使用熱量の各平均値を時間帯別の使用熱量として使用してもよい。そして、翌日に必要とされる使用熱量が、呼び出された時間帯別の過去の使用熱量と同等であると想定して、翌日の使用熱量が特定される。

次のステップＳ８では、過去の使用熱量から想定される翌日の使用熱量が、使用熱量の大小によって区分される。例えば夜型の生活を送る使用者の場合、夜間の使用熱量が昼間よりも大きくなるため、生活パターンが使用熱量の大小となって現れる。ここでは、具体的には、時間帯別の翌日の使用熱量が、予め設定された基準熱量未満か否かによって、使用熱量が多い第１時間帯と使用熱量が第１時間帯よりも少ない第２時間帯とに区分される。この場合、制御装置３６は、一日の使用熱量を第１時間帯と第２時間帯に区分する区分手段として機能する。なお、図２の例では、基準熱量が８６０ｋｃａｌに設定されている。そして、使用熱量が８６０ｋｃａｌ未満となる２時から４時の第２時間帯及び８時から２４時の第２時間帯が、給湯を利用しない時間帯Ａとして区分されている。

次のステップＳ９では、給湯を利用しない時間帯Ａでありかつ低料金時間帯である時間帯Ｂが特定される。そして、時間帯Ｂの一日の合計時間Ｔ１が算出される。なお、図２に示す例では、時間帯Ｂが８時から１８時の時間帯であり、合計時間Ｔ１は１０時間となる。

次のステップＳ１０では、合計時間Ｔ１が必要沸き上げ時間Ｔ２以上か否かが判定される。必要沸き上げ時間Ｔ２は、一日の使用熱量を賄うための熱量を貯湯タンク８に蓄えるのに要する沸き上げ運転の実行時間である。ここでは、例えばヒートポンプユニット７の加熱能力を４．５ＫＷ、加熱効率を０．９５とすると、一日の使用熱量１４．５ＫＷ分を貯湯タンク８に蓄えるのに必要な必要沸き上げ時間Ｔ２は次式（１）のように演算される。
Ｔ２＝１４．５／（４．５×０．９５）≒３．３９（ｈ）・・・（１）

ステップＳ１０の判定の結果、合計時間Ｔ１が必要沸き上げ時間Ｔ２以上である場合には、次のステップへと移行する。次のステップＳ１２では、合計時間Ｔ１において沸き上げ運転が行なわれる。次のステップＳ１３では、温度サーミスタ４１〜４５によって検出される貯湯タンク内の温度に基づいて、沸き上げ運転によって貯湯タンク８内に蓄えられた沸き上げ熱量が算出される。そして、次のステップＳ１４では、沸き上げ熱量の目標値である一日の使用熱量が貯湯タンク８内に蓄熱されたか否かが判定される。ここでは、具体的には、ステップＳ１３において算出された沸き上げ熱量が一日の使用熱量に達したか否かが判定される。その結果、沸き上げ熱量が一日の使用熱量に到達していない場合には、ステップＳ１３の処理が再度実行される。一方、沸き上げ熱量が一日の使用熱量に到達している場合には、次のステップＳ１５に移行して、沸き上げ運転が終了される。

上記ステップＳ１０の判定の結果、合計時間Ｔ１が必要沸き上げ時間Ｔ２未満である場合には、次のステップ１６へと移行する。次のステップＳ１６では、必要沸き上げ時間Ｔ２の不足を補うために、沸き上げ運転の条件が変更される。なお、沸き上げ運転では、給湯を利用しない時間帯である第２時間帯かつ高料金時間帯に属する時間帯よりも、給湯を利用する時間帯である第１時間帯かつ低料金時間帯に属する時間帯が優先されることが好ましい。そこで、ここでは、具体的には、時間帯Ｂと連続しかつ低料金時間帯である時間帯Ｃの一部が沸き上げ運転を行う時間帯となるように条件が変更される。なお、図２に示す例では、６時から８時の時間帯が時間帯Ｃとなっている。上記ステップＳ１６の処理が実行されると、再びステップＳ９の処理へと移行して、時間帯Ｃの一部の時間を合計時間Ｔ１に加えることが行われる。そして、再び上記ステップＳ１０の判定が行なわれ、合計時間Ｔ１が必要沸き上げ時間Ｔ２未満である場合には、再びステップＳ１６へと移行する。このような動作が、合計時間Ｔ１が必要沸き上げ時間Ｔ２以上となるまで繰り返し行なわれる。

なお、上記ステップＳ１６では、ヒートポンプユニット７の加熱能力の条件をより大きな値に変更することとしてもよい。このような動作は、特に時間帯Ｃを加えてもなお必要沸き上げ時間Ｔ２が不足する場合等に有効である。ただし、ヒートポンプユニット７の加熱能力を大きくすると、沸き上げ運転の運転音の増大又は加熱効率の低下が起きることがある。しかしながら、図２に示す例では、沸き上げ運転が昼間の時間帯に行なわれるので、夜間ほど運転音を気にする必要はない。また、加熱効率が低下したとしても、低料金時間帯において必要沸き上げ時間Ｔ２の不足分を補うことができるのであれば、経済的メリットを享受することができる。例えば、ヒートポンプユニット７の加熱能力を通常の４．５ＫＷから６ＫＷに変更し、加熱効率が０．９５から０．９に低下した場合、必要沸き上げ時間Ｔ２は次式（２）のように演算される。この場合、合計時間Ｔ１が２．６９（ｈ）以上であればよいため、必要沸き上げ時間Ｔ２が合計時間Ｔ１内に収まる可能性を高めることが可能となる。
Ｔ２＝１４．５／（６×０．９）≒２．６９（ｈ）・・・（２）

このように、実施の形態１の貯湯式給湯機５０によれば、使用熱量が少なくかつ電力料金が低い時間帯の沸き上げ運転が優先される。これにより、多様な電力料金体系及び使用者による使用形態に柔軟に対応して、湯切れを防止しつつ安価な沸き上げ運転を行うことのできる貯湯式給湯機を提供することが可能となる。

実施の形態１及び２の貯湯式給湯機５０が備える制御装置３６は、以下のように構成されてもよい。制御装置の各機能は、処理回路により実現されてもよい。制御装置の処理回路は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを備えてもよい。処理回路が少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを備える場合、制御装置の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、また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てもよい。ソフトウェア及びファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述されてもよい。ソフトウェア及びファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリに格納されてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのメモリ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、制御装置の各機能を実現してもよい。少なくとも１つのメモリは、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク等を含んでもよい。

制御装置の処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェアを備えてもよい。処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェアを備える場合、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（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものでもよい。制御装置の各部の機能がそれぞれ処理回路で実現されても良い。また、制御装置の各部の機能がまとめて処理回路で実現されても良い。制御装置の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、制御装置の各機能を実現してもよい。

７ヒートポンプユニット、８貯湯タンク、３３タンクユニット、３５外部入出力装置、３６制御装置、３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４，４５温度サーミスタ、４８，４９流量センサ、５０貯湯式給湯機、７０ＨＥＭＳ、１００インターネット

Claims

貯湯タンクと、
水を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段で加熱された湯を前記貯湯タンクに蓄える沸き上げ運転を制御する沸き上げ制御手段と、
前記貯湯タンクから給湯される湯の熱量である使用熱量を取得する取得手段と、
一日の時間帯別の前記使用熱量に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記情報の履歴に基づいて、一日の時間帯を前記使用熱量が多い第１時間帯と前記使用熱量が前記第１時間帯よりも少ない第２時間帯に区分する区分手段と、
電力料金の時間帯別情報に基づいて、電力料金が高い高料金時間帯と電力料金が前記高料金時間帯よりも低い低料金時間帯とを取得する料金情報取得手段と、を更に備え、
前記沸き上げ制御手段は、
前記第２時間帯かつ前記低料金時間帯に属する時間帯を他の時間帯よりも優先して、前記沸き上げ運転を行うように構成されていることを特徴とする貯湯式給湯機。
前記区分手段は、前記使用熱量の過去の履歴の平均値が基準熱量以上の時間帯を前記第１時間帯に区分し、前記平均値が前記基準熱量未満の時間帯を前記第２時間帯に区分するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
前記沸き上げ制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記情報の履歴に基づいて、一日に沸き上げる熱量である沸き上げ量の目標値を算出し、前記沸き上げ量が前記目標値となるように前記沸き上げ運転を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の貯湯式給湯機。
前記沸き上げ制御手段は、前記第２時間帯かつ前記高料金時間帯に属する時間帯よりも前記低料金時間帯かつ前記第１時間帯に属する時間帯を優先して、前記沸き上げ運転を行うように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
前記沸き上げ制御手段は、前記第２時間帯かつ前記低料金時間帯に属する時間帯における前記沸き上げ運転において前記沸き上げ量が前記目標値に達しない場合に、前記第２時間帯かつ前記低料金時間帯に属する時間帯と連続し、かつ前記低料金時間帯に属する時間帯に前記沸き上げ運転を行うように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の貯湯式給湯機。
前記沸き上げ制御手段は、前記第２時間帯かつ前記低料金時間帯に属する時間帯における前記沸き上げ運転において前記沸き上げ量が前記目標値に達しない場合に、前記加熱手段の加熱能力を高めた上で前記第２時間帯かつ前記低料金時間帯に属する時間帯における前記沸き上げ運転を行うように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の貯湯式給湯機。