JP2018021741A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力消費を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】コントローラ１００は、ヒートポンプ５０によってタンク１０内の水を沸き上げる沸き上げ運転を実行する際に、ヒートポンプ５０によって沸き上げる温水の全量が沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されることが予測される場合は、メモリ１０２が記憶している第２特定情報を用いて、サーミスタ１０３で測定された外気温度から第２沸き上げ設定温度を特定し、タンク１０内の水が第２沸き上げ設定温度になるように沸き上げ運転を実行する。【選択図】図６

Description

本明細書に開示する技術は、給湯システムに関する。

特許文献１に開示されている給湯システムは、外気から吸熱して水を沸き上げるヒートポンプと、ヒートポンプによって沸き上げられた温水を貯えるタンクと、タンク内の温水を温水利用箇所に供給する供給路と、温水利用箇所における給湯設定温度を設定可能な設定手段と、タンク内に水を供給する給水路と、給水温度を測定する温度センサと、制御手段と、を備えている。特許文献１の給湯システムは、沸き上げ運転を実行することができる。沸き上げ運転は、ヒートポンプによってタンク内の水を沸き上げる運転である。ヒートポンプによって沸き上げられた温水は、タンクに貯えられ、必要に応じて温水利用箇所に供給される。

特開２０１５−０３８３９７号公報

給湯システムでは、沸き上げ運転を実行する際に、低温で沸き上げ運転を実行すると、高温で沸き上げ運転を実行するよりも、ヒートポンプにおけるＣＯＰ（Coefficient Of Performance）を高くすることができる。よって、可能な限り低温で沸き上げ運転を実行することが好ましい。

また、給湯システムでは、タンク内の温水の温度が時間の経過と共に自然放熱によって低下してゆく。温水がタンク内に留まる時間が長ければ、温度の低下が比較的大きくなる。そのため、温水がタンク内に留まる時間が長い場合に、低温で沸き上げ運転を実行すると、自然放熱による温度の低下によって、温水の温度が温水利用箇所における給湯設定温度より低くなってしまう可能性がある。そこで、本明細書では、可能な限り低温で沸き上げ運転を実行してＣＯＰを高くしつつ、給湯設定温度の温水を温水利用箇所に供給することができる技術を提供する。

本明細書に開示する給湯システムは、外気から吸熱して水を沸き上げるヒートポンプと、ヒートポンプによって沸き上げられた温水を貯えるタンクと、タンク内の温水を温水利用箇所に供給する供給路と、を備えている。また、給湯システムは、温水利用箇所における給湯設定温度を設定可能な設定手段と、タンク内に水を供給する給水路と、外気温度または給水温度を測定する温度センサと、記憶手段と、制御手段と、を備えている。記憶手段は、温度センサで測定された外気温度または給水温度から給湯設定温度より高い第１沸き上げ設定温度を特定する第１特定情報と、外気温度または給水温度から第１沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第２沸き上げ設定温度を特定する第２特定情報とを記憶している。制御手段は、ヒートポンプによってタンク内の水を沸き上げる沸き上げ運転を実行する際に、ヒートポンプによって沸き上げる温水の全量が沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されることが予測される場合は、記憶手段が記憶している第２特定情報を用いて、温度センサで測定された外気温度または給水温度から第２沸き上げ設定温度を特定し、そうでない場合は、記憶手段が記憶している第１特定情報を用いて、温度センサで測定された外気温度または給水温度から第１沸き上げ設定温度を特定し、タンク内の水が第１沸き上げ設定温度または第２沸き上げ設定温度になるように沸き上げ運転を実行する。

ヒートポンプによって沸き上げる温水の全量が第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されることが予測される場合では、温水が第１の所定時間より長くタンク内に留まることがない。そのため、温水がタンク内に留まる時間が比較的短くなる。この場合は、第１沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第２沸き上げ設定温度によって沸き上げ運転を実行する。一方、そうでない場合（ヒートポンプによって沸き上げる温水の全量が第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されないことが予測される場合）は、温水が第１の所定時間より長くタンク内に留まる。そのため、温水がタンク内に留まる時間が比較的長くなる。この場合は、第１沸き上げ設定温度によって沸き上げ運転を実行する。

給湯システムでは、沸き上げ運転を実行する際に、低温で沸き上げ運転を実行すると、高温で沸き上げ運転を実行するよりも、ヒートポンプにおけるＣＯＰを高くすることができる。よって、可能な限り低温で沸き上げ運転を実行することが好ましい。すなわち、可能な限り給湯設定温度に近い温度で沸き上げ運転を実行することが好ましい。また、タンク内の温水の温度は、時間の経過と共に自然放熱によって低下してゆく。温水がタンク内に留まる時間が長ければ、温度の低下が比較的大きくなる。一方、温水がタンク内に留まる時間が短ければ、温度の低下が比較的小さくなる。

上記の構成によれば、温水がタンク内に留まる時間が比較的短く、自然放熱による温度の低下が比較的小さい場合は、第１沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第２沸き上げ設定温度によって沸き上げ運転を実行している。すなわち、低温で沸き上げ運転を実行している。低温で沸き上げ運転を実行しても、温水の温度の低下が比較的小さいので、温水の温度が給湯設定温度より低くなる可能性を下げることができる。また、低温で沸き上げ運転を実行するので、ヒートポンプにおけるＣＯＰを高くすることができる。よって、低温で沸き上げ運転を実行してＣＯＰを高くしつつ、給湯設定温度の温水を温水利用箇所に供給することができる。一方、温水がタンク内に留まる時間が比較的長く、自然放熱による温度の低下が比較的大きい場合は、第１沸き上げ設定温度によって沸き上げ運転を実行している。すなわち、高温で沸き上げ運転を実行している。その結果、温水がタンク内に留まる時間が比較的長くても、温水の温度が給湯設定温度より低くなる可能性を下げることができる。

実施例に係る給湯システム２の構成を模式的に示す図。 実施例に係る第１特定表と第２特定表と第３特定表を示す図。 時刻と温水利用量の関係の一例を示すグラフ。 時刻と温水利用量の関係の他の一例を示すグラフ。 時刻と温水利用量の関係の更に他の一例を示すグラフ。 実施例に係る給湯システム２における制御処理を示すフローチャート。 他の実施例に係る第１特定表と第２特定表と第３特定表を示す図。

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）制御手段は、温度センサで測定された外気温度から第１沸き上げ設定温度または第２沸き上げ設定温度を特定してもよい。

タンク内の温水の温度と外気温度の温度差が、タンク内の温水の温度が低下してゆくときの直接的な要因になる。よって、この外気温度から第１沸き上げ設定温度または第２沸き上げ設定温度を特定することによって、温水の放熱状況に応じた沸き上げ設定温度を特定することができる。

（特徴２）制御手段は、温度センサで測定された給水温度から第１沸き上げ設定温度または第２沸き上げ設定温度を特定してもよい。

通常、給水温度は外気温度に応じて変化し、外気温度が低いほど給水温度も低く、外気温度が高いほど給水温度も高い。上記の構成によれば、外気温度を測定するための温度センサが無くても、給水温度を測定する温度センサによって、温水の放熱状況に応じた沸き上げ設定温度を特定することができる。外気温度を測定するための温度センサを別途設ける必要がない。

（特徴３）記憶手段は、温度センサで測定された外気温度または給水温度から第２沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第３沸き上げ設定温度を特定する第３特定情報を記憶していてもよい。制御手段は、ヒートポンプによって沸き上げる温水の全量が沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されることが予測される場合であって、温水利用箇所に第２の所定時間内に供給される温水の予測量が所定量より多い場合は、記憶手段が記憶している第３特定情報を用いて、温度センサで測定された外気温度または給水温度から第３沸き上げ設定温度を特定し、タンク内の水が第３沸き上げ設定温度になるように沸き上げ運転を実行してもよい。

温水利用箇所に第２の所定時間内に供給される温水の予測量が所定量より多い場合では、温水がタンク内に留まる時間が更に短くなり、温水の温度低下が更に小さくなる。この場合は、第２沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第３沸き上げ設定温度によって沸き上げ運転を実行する。すなわち、更に低温で沸き上げ運転を実行している。低温で沸き上げ運転を実行しても、温水の温度低下が更に小さいので、温水の温度が給湯設定温度より低くなる可能性を下げることができる。また、より低温で沸き上げ運転を実行するので、ヒートポンプにおけるＣＯＰをより高くすることができる。

（特徴４）タンクから温水利用箇所に供給される水をガスの燃焼によって加熱するガス加熱器を更に備えていてもよい。

給湯設定温度に近い沸き上げ設定温度で水を沸き上げると、温水がタンク内に留まる時間が長くなってしまった場合に、温水の温度が給湯設定温度より低くなってしまうことが考えられる。この場合でも、上記の構成によれば、温水利用箇所に供給される水をガス加熱器によって加熱することができるので、水を給湯設定温度まで加熱することができる。よって、確実に給湯設定温度の温水を温水利用箇所に供給することができる。

（実施例）
図１は、本実施例に係る給湯システム２の構成を示している。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、給水路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、タンク１０内の水を沸き上げる装置である。ヒートポンプ５０は、図示しないが、熱媒体（例えばＲ３２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凝縮器と、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。

ヒートポンプ５０には、サーミスタ１０３（温度センサの一例）が取り付けられている。サーミスタ１０３は、外気温度を測定する。サーミスタ１０３の配置位置は特に限定されるものではなく、例えば、タンク１０にサーミスタ１０３が取り付けられていてもよい。

タンク１０は、ヒートポンプ５０によって沸き上げられた温水を貯える。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。

給水路３０は、上流端が水道水供給源３１に接続されている。給水路３０は、タンク１０に水道水を供給する。給水路３０には、サーミスタ３２が介装されている。サーミスタ３２は、水道水の給水温度を測定する。給水路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、給水路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。混合弁４２より上流側の供給路４０には、サーミスタ４３が介装されている。サーミスタ４３は、タンク１０から供給路４０に供給される温水の温度を測定する。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（ガス加熱器の一例）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、温水利用箇所に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。バーナ加熱装置６０は、ガスの燃焼によって水を加熱する。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（制御手段の一例）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。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１０４（設定手段の一例）が接続されている。リモコン１０４では、温水利用箇所における給湯設定温度を設定することができる。

コントローラ１００は、メモリ１０２（記憶手段の一例）を備えている。メモリ１０２は、様々な情報を記憶することができる。メモリ１０２は、図２に示す第１特定表と第２特定表と第３特定表を記憶している。第１特定表（第１特定情報の一例）は、外気温度と第１沸き上げ設定温度の対応を示している。第１特定表では、サーミスタ１０３で測定された外気温度から第１沸き上げ設定温度を特定することができる。第２特定表（第２特定情報の一例）は、外気温度と第２沸き上げ設定温度の対応を示している。第２特定表では、サーミスタ１０３で測定された外気温度から第２沸き上げ設定温度を特定することができる。第３特定表（第３特定情報の一例）は、外気温度と第３沸き上げ設定温度の対応を示している。第３特定表では、サーミスタ１０３で測定された外気温度から第３沸き上げ設定温度を特定することができる。

第１沸き上げ設定温度と第２沸き上げ設定温度と第３沸き上げ設定温度は、給湯設定温度より高い温度である。ある外気温度に対応する第２沸き上げ設定温度は、同じ外気温度に対応する第１沸き上げ設定温度より低く、第１沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い温度である。また、ある外気温度に対応する第３沸き上げ設定温度は、同じ外気温度に対応する第２沸き上げ設定温度より低く、第２沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い温度である。同じ外気温度に対して、第１沸き上げ設定温度＞第２沸き上げ設定温度＞第３沸き上げ設定温度＞給湯設定温度の関係である。また、外気温度について着目すると、次のような関係であると言える。すなわち、第１特定表と第２特定表を比較すると、ある第２沸き上げ設定温度（例えば４４℃）を特定するための外気温度（１０℃以上１５℃未満）が、その第２沸き上げ設定温度（４４℃）と同じ第１沸き上げ設定温度（４４℃）を特定するための外気温度（２０℃以上２７℃未満）より低い温度範囲まで存在している。また、第２特定表と第３特定表を比較すると、ある第３沸き上げ設定温度（例えば４２℃）を特定するための外気温度（１５℃未満）が、その第３沸き上げ設定温度（４２℃）と同じ第２沸き上げ設定温度（４２℃）を特定するための外気温度（２０℃以上２７℃未満）より低い温度範囲まで存在している。

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、沸き上げ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。

（沸き上げ運転）
沸き上げ運転は、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。コントローラ１００によって沸き上げ運転の実行が指示されると、ヒートポンプ５０が動作を開始するとともに、循環ポンプ２２が回転する。

ヒートポンプ５０が動作することにより、熱媒体循環路内を熱媒体が循環する。また、循環ポンプ２２が回転すると、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、導入された水が熱交換器を通過する際に、熱媒体循環路内の熱媒体の熱によって加熱され、加熱された水がタンク１０の上部に戻される。これにより、タンク１０に高温の水が貯められる。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。

（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、上記の沸き上げ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、給水路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４３の測定温度）が、給湯設定温度より高い場合には、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温水の温度が、給湯設定温度と一致するように、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に供給される温水の温度が、給湯設定温度より低い場合には、バーナ加熱装置６０を作動させる。この場合、供給路４０を通過する温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温水の温度が、給湯設定温度と一致するように、バーナ加熱装置６０の出力を制御する。

次に、上記の給湯システム２における制御処理について説明する。給湯システム２では、沸き上げ運転を実行する際に電力を消費するので、電気代を節約するために深夜電力を利用して沸き上げ運転を実行することがある。また、沸き上げ運転によって沸き上げた温水を利用する時間帯を考慮して、早朝に沸き上げ運転を実行することがある。例えば、図３〜図５に示すように、朝５：００〜６：００にかけて沸き上げ運転を実行することがある。

一方、給湯システム２を備えている各家庭では、沸き上げ運転によって沸き上げた温水を利用する時間帯がそれぞれ異なることが考えられる。例えば、図３に示すように朝の６：００〜７：００の間に集中して温水を利用する家庭、図４に示すように昼の１２：００〜１３：００の間に集中して温水を利用する家庭、および、図５に示すように夕方の１７：００〜１８：００の間に集中して温水を利用する家庭が考えられる。各家庭の生活スタイルによって温水を利用する時間帯が異なることが考えられる。

図３に示すように、早朝に沸き上げ運転を実行して、朝に集中して温水を利用する家庭では、沸き上げ運転で沸き上げた温水を利用するまでの時間が短い。一方、図４及び図５に示すように、早朝に沸き上げ運転を実行して、昼に集中して温水を利用する家庭、及び、夕方に集中して温水を利用する家庭では、沸き上げ運転で沸き上げた温水を利用するまでの時間が長い。

また、給湯システム２では、多量の温水を利用するために沸き上げ運転を実行することがある。例えば、ある家庭では、浴槽に湯張りをするために、多量の温水を利用する。この場合は、浴槽に湯張りをするために沸き上げ運転を実行する。例えば、図３に示すように、夜の１９：００〜２０：００にかけて沸き上げ運転を実行し、２０：００〜２１：００の間に浴槽に湯張りをするために多量の温水を利用することがある。浴槽の湯張りでは、短時間に多量の温水が必要になる。上記のような状況を考慮して、給湯システム２では以下の制御処理を実行する。図６に示すように、まず、Ｓ１０では、給湯システム２のコントローラ１００が、ヒートポンプ５０による沸き上げ運転を許可する。そうすると、ヒートポンプ５０によってタンク１０内の水を沸き上げることができる。例えば、朝５：００に沸き上げ運転が実行可能になる。

続くＳ１１では、コントローラ１００が外気温度を測定する。より詳細には、サーミスタ１０３が測定した外気温度の情報がコントローラ１００に送信され、その情報をコントローラ１００が受信する。

続くＳ１２では、コントローラ１００が、ヒートポンプ５０によって沸き上げる温水の全量が沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されることが予測されるか否かを判断する。ヒートポンプ５０によって沸き上げる温水の全量は、過去の給湯使用学習値またはタンク１０の容量等により予め特定されている。

また、コントローラ１００は、沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内にタンク１０から温水利用箇所に供給される温水の量を予測する。この温水の量は、学習処理に基づいて予測される。学習処理では、過去の温水の利用量に基づいて、沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内に温水利用箇所に供給される温水の量を予測する。例えば、コントローラ１００が、過去の数日間にわたって、１０分毎の温水の利用量をメモリ１０２に記憶しておき、それに基づいて学習処理を行い、沸き上げ運転の開始から所定時間内に温水利用箇所に供給される温水の量を予測する。沸き上げ運転の開始からの第１の所定時間は特に限定されるものではなく、例えば沸き上げ運転の開始から２時間である。

コントローラ１００は、ヒートポンプ５０によって沸き上げる温水の全量と、沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内にタンク１０から温水利用箇所に供給される温水の予測量とを比較する。そして、ヒートポンプ５０によって沸き上げる温水の全量が、沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内にタンク１０から温水利用箇所に供給される温水の予測量より少ない場合は、Ｓ１２でコントローラ１００がＹｅｓと判断してＳ１３に進む。一方、ヒートポンプ５０によって沸き上げる温水の全量が、沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内にタンク１０から温水利用箇所に供給される温水の予測量より多い場合は、Ｓ１２でコントローラ１００がＮｏと判断してＳ２１に進む。

図３に示すように、早朝の５：００〜６：００の間に沸き上げ運転を実行して、朝の６：００〜７：００の間に集中して温水を利用する家庭では、沸き上げ運転で沸き上げた温水を利用するまでの時間が短い。したがって、この場合は、コントローラ１００がＳ１２でＹｅｓと判断する可能性がある。

また、図３に示すように、夜の１９：００〜２０：００の間に沸き上げ運転を実行して、２０：００〜２１：００の間に浴槽に湯張りをするために温水を利用する家庭では、沸き上げ運転で沸き上げた温水を利用するまでの時間が短い。したがって、この場合は、コントローラ１００がＳ１２でＹｅｓと判断する可能性がある。

図６に示すＳ１２でＹｅｓと判断した後のＳ１３では、コントローラ１００が、タンク１０から温水利用箇所に第２の所定時間内に供給される温水の予測量が所定量より多いか否かを判断する。より詳細には、まず、コントローラ１００が、タンク１０から温水利用箇所に第２の所定時間内に供給される温水の量を予測する。この温水の量は、学習処理に基づいて予測される。学習処理では、過去の温水の利用量に基づいて、温水利用箇所に第２の所定時間内に供給される温水の量を予測する。例えば、コントローラ１００が、過去の数日間にわたって、１０分毎の温水の利用量をメモリ１０２に記憶しておき、それに基づいて学習処理を行い、第２の所定時間内に温水利用箇所に供給される温水の量を予測する。第２の所定時間は特に限定されるものではなく、例えば２時間である。また、コントローラ１００は、第２の所定時間内にタンク１０から温水利用箇所に供給される温水の予測量と、所定量とを比較する。第２の所定時間内にタンク１０から温水利用箇所に供給される温水の予測量が所定量より多い場合は、Ｓ１３でコントローラ１００がＹｅｓと判断してＳ３１に進む。すなわち、第２の所定時間内に温水利用箇所に供給される温水の量が多いと予測される場合には、コントローラ１００がＳ１３でＹｅｓと判断してＳ３１に進む。一方、第２の所定時間内にタンク１０から温水利用箇所に供給される温水の予測量が所定量より少ない場合は、Ｓ１３でコントローラ１００がＮｏと判断してＳ１４に進む。

第２の所定時間内にタンク１０から温水利用箇所に供給される温水の予測量が所定量より多い場合は、短時間で多量の温水を利用する場合である。例えば、図３に示すように、夜の１９：００〜２０：００の間に沸き上げ運転を実行して、２０：００〜２１：００の間に浴槽に湯張りをするために温水を利用する家庭では、短時間で多量の温水を利用する。よってこの場合は、コントローラ１００がＳ１３でＹｅｓと判断する可能性がある。

図６に示すＳ１２でＮｏと判断した後のＳ２１では、コントローラ１００が、メモリ１０２に記憶されている第１特定表〜第３特定表の中から、第１特定表を選択して用いる。コントローラ１００は、第１特定表を用いて、サーミスタ１０３で測定された外気温度に対応する第１沸き上げ設定温度を特定する。

また、Ｓ１３でＮｏと判断した後のＳ１４では、コントローラ１００が、メモリ１０２に記憶されている第１特定表〜第３特定表の中から、第２特定表を選択して用いる。コントローラ１００は、第２特定表を用いて、サーミスタ１０３で測定された外気温度に対応する第２沸き上げ設定温度を特定する。

また、Ｓ１３でＹｅｓと判断した後のＳ３１では、コントローラ１００が、メモリ１０２に記憶されている第１特定表〜第３特定表の中から、第３特定表を選択して用いる。コントローラ１００は、第３特定表を用いて、サーミスタ１０３で測定された外気温度に対応する第３沸き上げ設定温度を特定する。

続くＳ１５では、コントローラ１００が、ヒートポンプ５０による沸き上げ運転を開始する。ヒートポンプ５０が動作することによってタンク１０内の水が沸き上げられる。ヒートポンプ５０によって沸き上げられた温水がタンク１０に貯えられる。

コントローラ１００は、上記のＳ２１で第１沸き上げ設定温度を特定した場合は、タンク１０内の水が第１沸き上げ設定温度になるように沸き上げ運転を実行する。また、コントローラ１００は、上記のＳ１４で第２沸き上げ設定温度を特定した場合は、タンク１０内の水が第２沸き上げ設定温度になるように沸き上げ運転を実行する。また、コントローラ１００は、上記のＳ３１で第３沸き上げ設定温度を特定した場合は、タンク１０内の水が第３沸き上げ設定温度になるように沸き上げ運転を実行する。

続くＳ１６では、コントローラ１００が、ヒートポンプ５０による沸き上げ運転が完了したか否かを判断する。沸き上げ運転が完了したか否かは、例えば、タンク１０に取り付けられている各サーミスタ１２、１４、１６、１８および２４の測定温度に基づいて判断することができる。沸き上げ湯量に対応する位置のサーミスタの測定温度によって、目的の湯量が沸き上げられたか否かを判断することができる。ヒートポンプ５０による沸き上げ運転が完了した場合は、Ｓ１６でコントローラ１００がＹｅｓと判断して沸き上げ運転を終了する。一方、ヒートポンプ５０による沸き上げ運転が完了していない場合は、Ｓ１６でコントローラ１００がＮｏと判断して沸き上げ運転を続行する。

沸き上げ運転終了後または沸き上げ運転実行中に、利用者の指示によって給湯運転が実行される。給湯運転では、タンク１０内に貯えられている温水が温水利用箇所に供給される。ヒートポンプ５０によって沸き上げた温水の全量が利用された後は、コントローラ１００がバーナ加熱装置６０を作動させ、温水利用箇所に供給される水をバーナ加熱装置６０によって加熱する。また、コントローラ１００が再び沸き上げ運転を実行する。

以上、給湯システム２の構成と動作について説明した。以上の説明から明らかなように、給湯システム２は、外気から吸熱して水を沸き上げるヒートポンプ５０と、ヒートポンプ５０によって沸き上げられた温水を貯えるタンク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、を備えている。また、給湯システム２は、温水利用箇所における給湯設定温度を設定可能なリモコン１０４と、タンク１０内に水を供給する給水路３０と、外気温度を測定するサーミスタ１０３と、メモリ１０２と、コントローラ１００と、を備えている。メモリ１０２は、サーミスタ１０３で測定された外気温度から第１沸き上げ設定温度を特定する第１特定表と、外気温度から第１沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第２沸き上げ設定温度を特定する第２特定表とを記憶している。コントローラ１００は、ヒートポンプ５０によってタンク１０内の水を沸き上げる沸き上げ運転を実行する際に、ヒートポンプ５０によって沸き上げる温水の全量が沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されることが予測される場合（図６のＳ１２参照）は、メモリ１０２が記憶している第２特定表を用いて、サーミスタ１０３で測定された外気温度から第２沸き上げ設定温度を特定する（Ｓ１４参照）。また、コントローラ１００は、上記の場合でない場合（ヒートポンプ５０によって沸き上げる温水の全量が沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されないことが予測される場合）は、メモリ１０２が記憶している第１特定情報を用いて、サーミスタ１０３で測定された外気温度から第１沸き上げ設定温度を特定する（図６のＳ２１参照）。コントローラ１００は、タンク１０内の水が第１沸き上げ設定温度または第２沸き上げ設定温度になるように沸き上げ運転を実行する。

ヒートポンプ５０によって沸き上げる温水の全量が第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されることが予測される場合では、温水が第１の所定時間より長くタンク１０内に留まることがない。そのため、温水がタンク１０内に留まる時間が比較的短くなる。例えば、図３に示すように、早朝の５：００〜６：００の間に沸き上げ運転を実行して、朝の６：００〜７：００の間に集中して温水を利用する家庭では、沸き上げ運転で沸き上げた温水を利用するまでの時間が短いので、温水がタンク１０内に留まる時間が比較的短くなる。この場合は、第１沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第２沸き上げ設定温度によって沸き上げ運転を実行する。一方、そうでない場合（ヒートポンプ５０によって沸き上げる温水の全量が第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されないことが予測される場合）は、温水が第１の所定時間より長くタンク１０内に留まる。そのため、温水がタンク１０内に留まる時間が比較的長くなる。例えば、図４に示すように、早朝の５：００〜６：００の間に沸き上げ運転を実行して、昼の１２：００〜１３：００の間に集中して温水を利用する家庭では、沸き上げ運転で沸き上げた温水を利用するまでの時間が長いので、温水がタンク１０内に留まる時間が比較的長くなる。この場合は、第１沸き上げ設定温度によって沸き上げ運転を実行する。

給湯システム２では、沸き上げ運転を実行する際に、低温で沸き上げ運転を実行すると、高温で沸き上げ運転を実行するよりも、ヒートポンプ５０におけるＣＯＰ（Coefficient Of Performance）を高くすることができる。よって、可能な限り低温で沸き上げ運転を実行することが好ましい。すなわち、可能な限り給湯設定温度に近い温度で沸き上げ運転を実行することが好ましい。また、タンク１０内の温水の温度は、時間の経過と共に自然放熱によって低下してゆく。温水がタンク１０内に留まる時間が長ければ、温度の低下が比較的大きくなる。一方、温水がタンク１０内に留まる時間が短ければ、温度の低下が比較的小さくなる。

上記の構成によれば、温水がタンク１０内に留まる時間が比較的短く、自然放熱による温度の低下が比較的小さい場合は、第１沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第２沸き上げ設定温度によって沸き上げ運転を実行している。すなわち、低温で沸き上げ運転を実行している。低温で沸き上げ運転を実行しても、温水の温度の低下が比較的小さいので、温水の温度が給湯設定温度より低くなる可能性を下げることができる。また、低温で沸き上げ運転を実行するので、ヒートポンプ５０におけるＣＯＰを高くすることができる。よって、ＣＯＰを高くするとともに、低温で沸き上げ運転を実行しても、給湯設定温度の温水を温水利用箇所に供給することができる。一方、温水がタンク５０内に留まる時間が比較的長く、自然放熱による温度の低下が比較的大きい場合は、第２沸き上げ設定温度によって沸き上げ運転を実行している。すなわち、高温で沸き上げ運転を実行している。その結果、温水がタンク１０内に留まる時間が比較的長くても、温水の温度が給湯設定温度より低くなる可能性を下げることができる。

また、上記の給湯システム２では、コントローラ１００が、サーミスタ１０３で測定された外気温度から第１沸き上げ設定温度または第２沸き上げ設定温度を特定する。

外気温度は、タンク１０内の温水の温度が低下してゆくときの直接的な要因になる。この外気温度から第１沸き上げ設定温度または第２沸き上げ設定温度を特定することによって、温水の温度の低下状況を正確に反映して沸き上げ設定温度を特定することができる。

また、上記の給湯システム２では、メモリ１０２が、サーミスタ１０３で測定された外気温度から第２沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第３沸き上げ設定温度を特定する第３特定表を記憶している。コントローラ１００は、ヒートポンプ５０によって沸き上げる温水の全量が沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されることが予測される場合であって、温水利用箇所に第２の所定時間内に供給される温水の予測量が所定量より多い場合（図６のＳ１３参照）は、メモリ１０２が記憶している第３特定表を用いて、サーミスタ１０３で測定された外気温度から第３沸き上げ設定温度を特定する（図６のＳ３１参照）。コントローラ１００は、タンク１０内の水が第３沸き上げ設定温度になるように沸き上げ運転を実行する。

温水利用箇所に第２の所定時間内に供給される温水の予測量が所定量より多い場合では、温水がタンク１０内に留まる時間が更に短くなり、温水の温度低下が更に小さくなる。この場合は、第２沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第３沸き上げ設定温度によって沸き上げ運転を実行する。すなわち、更に低温で沸き上げ運転を実行している。低温で沸き上げ運転を実行しても、温水の温度低下が更に小さいので、温水の温度が給湯設定温度より低くなる可能性を下げることができる。また、より低温で沸き上げ運転を実行するので、ヒートポンプ５０におけるＣＯＰをより高くすることができる。

また、上記の給湯システム２は、タンク１０から温水利用箇所に供給される水をガスの燃焼によって加熱するバーナ加熱装置６０を備えている。

給湯設定温度に近い沸き上げ設定温度で水を沸き上げると、温水がタンク１０内に留まる時間が長くなってしまった場合に、温水の温度が給湯設定温度より低くなってしまうことが考えられる。この場合でも、上記の構成によれば、温水利用箇所に供給される水をバーナ加熱装置６０によって加熱することができるので、水を給湯設定温度まで加熱することができる。また、ヒートポンプ５０によって沸き上げた温水の全量を利用し尽くした場合でも、バーナ加熱装置６０によって水を加熱することができる。

以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。上記の実施例では、外気温度から沸き上げ設定温度を特定していたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、給水温度から沸き上げ設定温度を特定してもよい。この場合、コントローラ１００が、給水路３０に介装されているサーミスタ３２（温度センサの他の一例）で測定された給水温度から沸き上げ設定温度を特定する。メモリ１０２は、図７に示す第１特定表と第２特定表と第３特定表を記憶している。第１特定表は、給水温度と第１沸き上げ設定温度の対応を示している。第１特定表では、サーミスタ３２で測定された給水温度から第１沸き上げ設定温度を特定することができる。第２特定表は、給水温度と第２沸き上げ設定温度の対応を示している。第２特定表では、サーミスタ３２で測定された給水温度から第２沸き上げ設定温度を特定することができる。第３特定表は、給水温度と第３沸き上げ設定温度の対応を示している。第３特定表では、サーミスタ３２で測定された給水温度から第３沸き上げ設定温度を特定することができる。

このような構成によれば、外気温度を測定するためのサーミスタ１０３を省略することができる。サーミスタ１０３が無くても、沸き上げ設定温度を特定することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、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。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し得るものであり、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 ：サーミスタ
１４ ：サーミスタ
１６ ：サーミスタ
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 ：給水路
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
４３ ：サーミスタ
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 ：メモリ
１０３ ：サーミスタ
１０４ ：リモコン

Claims (5)

1. 外気から吸熱して水を沸き上げるヒートポンプと、
   前記ヒートポンプによって沸き上げられた温水を貯えるタンクと、
   前記タンク内の温水を温水利用箇所に供給する供給路と、
   前記温水利用箇所における給湯設定温度を設定可能な設定手段と、
   前記タンク内に水を供給する給水路と、
   外気温度または給水温度を測定する温度センサと、
   記憶手段と、
   制御手段と、を備えており、
   前記記憶手段は、前記温度センサで測定された外気温度または給水温度から給湯設定温度より高い第１沸き上げ設定温度を特定する第１特定情報と、外気温度または給水温度から第１沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第２沸き上げ設定温度を特定する第２特定情報とを記憶しており、
   前記制御手段は、前記ヒートポンプによって前記タンク内の水を沸き上げる沸き上げ運転を実行する際に、前記ヒートポンプによって沸き上げる温水の全量が沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内に前記温水利用箇所に供給されることが予測される場合は、前記記憶手段が記憶している前記第２特定情報を用いて、前記温度センサで測定された外気温度または給水温度から第２沸き上げ設定温度を特定し、そうでない場合は、前記記憶手段が記憶している前記第１特定情報を用いて、前記温度センサで測定された外気温度または給水温度から第１沸き上げ設定温度を特定し、前記タンク内の水が第１沸き上げ設定温度または第２沸き上げ設定温度になるように沸き上げ運転を実行する、給湯システム。
2. 前記制御手段は、前記温度センサで測定された外気温度から第１沸き上げ設定温度または第２沸き上げ設定温度を特定する、請求項１に記載の給湯システム。
3. 前記制御手段は、前記温度センサで測定された給水温度から第１沸き上げ設定温度または第２沸き上げ設定温度を特定する、請求項１に記載の給湯システム。
4. 前記記憶手段は、前記温度センサで測定された外気温度または給水温度から第２沸き上げ設定温度より給湯設定温度に近い第３沸き上げ設定温度を特定する第３特定情報を記憶しており、
   前記制御手段は、前記ヒートポンプによって沸き上げる温水の全量が沸き上げ運転の開始から第１の所定時間内に温水利用箇所に供給されることが予測される場合であって、前記温水利用箇所に第２の所定時間内に供給される温水の予測量が所定量より多い場合は、前記記憶手段が記憶している前記第３特定情報を用いて、前記温度センサで測定された外気温度または給水温度から第３沸き上げ設定温度を特定し、前記タンク内の水が第３沸き上げ設定温度になるように沸き上げ運転を実行する、請求項１から３のいずれか一項に記載の給湯システム。
5. 前記タンクから前記温水利用箇所に供給される水をガスの燃焼によって加熱するガス加熱器を更に備えている、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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