JP2018119726A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】大量の湯が必要なときにできるだけ早いタイミングで沸き上げ運転を実行することができる技術を提供する。【解決手段】前記制御装置は、前記流量検出装置の検出流量が所定の基準流量以上であるときに、前記第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度未満である場合には前記ヒートポンプによる沸き上げ運転を実行し、または、前記流量検出装置の検出流量が所定の基準流量以上であるときに、前記第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度以上である場合には、前記第２温度検出装置の検出温度が所定の基準温度未満であるときに前記ヒートポンプによる沸き上げ運転を実行する。【選択図】図２

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、水を貯えるタンクと、水を沸き上げるヒートポンプと、タンクの下部に接続されており、タンクの下部に水を供給するタンク給水経路と、タンクの下部とヒートポンプに接続されており、タンクの下部からヒートポンプに水を供給するタンク往き経路を備えている。また、この給湯システムは、タンクの上部とヒートポンプに接続されており、ヒートポンプで沸き上げられた後の湯をヒートポンプからタンクの上部に供給するタンク戻り経路と、タンクの上部に接続されており、タンクの上部から湯を出湯するタンク出湯経路を備えている。また、この給湯システムは、第１温度検出装置と第２温度検出装置と制御装置を備えている。第１温度検出装置は、タンク往き経路内の水の温度を検出する。第２温度検出装置は、タンクの下部に貯えられている水の温度を検出する。制御装置は、ヒートポンプで水を沸き上げる沸き上げ運転と、タンク内の湯を給湯箇所へ供給する給湯運転を実行可能である。

特許文献１の給湯システムでは、制御装置が沸き上げ運転を実行すると、タンクに貯えられている水がヒートポンプで沸き上げられ、沸き上げられた後の湯（高温の水）がタンクに貯えられる。ヒートポンプで沸き上げられた湯がタンク全体に満たされると（すなわちタンクが満蓄になると）沸き上げ運転が終了する。タンク全体が湯で満たされているときは（すなわちタンクが満蓄のときは）、第１温度検出装置の検出温度と第２温度検出装置の検出温度が所定の基準温度（例えば３５℃）以上になる。

また、特許文献１の給湯システムでは、制御装置が給湯運転を実行すると、タンク出湯経路を通じてタンクから湯が出湯され、タンク内の湯が減少する。一方、出湯と同時にタンク給水経路を通じてタンク内に水が供給されているので、タンク内の水が増加する。タンク給水経路がタンクの下部に接続されているので、タンク給水経路を通じてタンクに水が供給されるとタンクの下部に貯えられている湯が水に置き換わる。また、タンクの下部に接続されているタンク往き経路内の湯も水に置き換わる。タンク往き経路内の湯とタンクの下部に貯えられている湯が水に置き換わると、第１温度検出装置の検出温度と第２温度検出装置の検出温度が所定の基準温度（例えば３５℃）未満になる。タンク往き経路内の湯とタンクの下部に貯えられている湯が水に置き換わる際、通常は、先にタンク往き経路内の湯が水に置き換わり、その後にタンクの下部に貯えられている湯が水に置き換わる。

特開２０１６−１９１４８５号公報

給湯システムにおける給湯運転では、タンク出湯経路を通じてタンクから大量の湯が出湯されることがある。例えば、浴槽に湯はりをする場合は、湯はりのために大量の湯が必要になり、タンク出湯経路を通じてタンクから大量の湯が出湯される。あるいは、給湯システムのユーザーがシャワーを利用する場合は、シャワーのための大量の湯が必要になる。このような場合には、タンク全体が湯で満たされている（すなわちタンクが満蓄である）ときであっても、それだけでは給湯箇所へ供給するための湯が不足することがある。そこで、不足する湯を補うために、追加で沸き上げ運転を実行することがある。すなわち、制御装置が、給湯運転を実行しているときに、追加で沸き上げ運転を実行する。より詳細には、制御装置が給湯運転を実行すると、給湯運転でタンク内の湯が減少し、それと同時にタンク給水経路を通じてタンク内に水が供給されてタンク往き経路内の湯が水に置き換わる。それによってタンク往き経路に固定されている第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度（例えば３５℃）未満になる。第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度未満になったときに、制御装置が追加の沸き上げ運転を実行する。

上述したように、タンク給水経路を通じてタンク内に水が供給されるときに、通常は、先にタンク往き経路内の湯が水に置き換わり、その後にタンクの下部に貯えられている湯が水に置き換わる。したがって、第１温度検出装置の検出温度と第２温度検出装置の検出温度を比較すると、先に第１温度検出装置の検出温度が低温になり、その後に第２温度検出装置の検出温度が低温になる。この場合は問題が無い。しかしながら、これとは反対に、先に第２温度検出装置の検出温度が低温になり、その後に第１温度検出装置の検出温度が低温になることがある。例えば、タンク往き経路の長さが長いことによって、タンク往き経路内の湯が水に置き換わるときに、そのための時間が長くなることがある。そうすると、先にタンクの下部に貯えられている湯が水に置き換わり、その後にタンク往き経路内の湯が水に置き換わることがある。そのため、先に第２温度検出装置の検出温度が低温になり、その後に第１温度検出装置の検出温度が低温になることがある。この場合に、第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度（例えば３５℃）未満になったときに制御装置が追加の沸き上げ運転を実行すると、追加の沸き上げ運転が遅れてしまうことになる。すなわち、既にタンクの下部に貯えられている湯が水に置き換わり、タンクの下部に固定されている第２温度検出装置の検出温度が所定の基準温度（例えば３５℃）未満になっているにもかかわらず、追加の沸き上げ運転が実行されないことになる。この場合は追加の沸き上げ運転を実行するタイミングが遅くなってしまうので問題がある。

そこで本明細書は、大量の湯が必要なときにできるだけ早いタイミングで沸き上げ運転を実行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、水を貯えるタンクと、沸き上げ運転によって水を沸き上げるヒートポンプと、前記タンクの下部に接続されており、前記タンクの下部に水を供給するタンク給水経路と、前記タンクの下部と前記ヒートポンプに接続されており、前記タンクの下部から前記ヒートポンプに水を供給するタンク往き経路を備えている。また、給湯システムは、前記タンクの上部と前記ヒートポンプに接続されており、前記ヒートポンプで沸き上げられた後の湯を前記ヒートポンプから前記タンクの上部に供給するタンク戻り経路と、前記タンクの上部に接続されており、前記タンクの上部から湯を出湯するタンク出湯経路を備えている。また、給湯システムは、前記タンク出湯経路を通じて前記タンクから出湯される湯の流量を検出する流量検出装置と、前記タンク往き経路内の水の温度を検出する第１温度検出装置と、前記タンクの下部に貯えられている水の温度を検出する第２温度検出装置と、制御装置を備えている。前記制御装置は、前記流量検出装置の検出流量が所定の基準流量以上であるときに、前記第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度未満である場合には前記ヒートポンプによる沸き上げ運転を実行し、または、前記流量検出装置の検出流量が所定の基準流量以上であるときに、前記第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度以上である場合には、前記第２温度検出装置の検出温度が所定の基準温度未満であるときに前記ヒートポンプによる沸き上げ運転を実行する。

給湯システムでは、タンク出湯経路を通じてタンクから大量の湯が出湯されることがある。例えば、浴槽に湯はりをする場合は、湯はりのために大量の湯が必要になり、タンク出湯経路を通じてタンクから大量の湯が出湯される。このとき、タンクから出湯される湯の流量を検出する流量検出装置の検出流量が所定の基準流量以上になる。このときに、上記の構成によれば、タンク往き経路内の水の温度を検出する第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度未満である場合には制御装置が沸き上げ運転を実行する。これによって、早いタイミングで沸き上げ運転を実行することができる。なお、流量検出装置は、タンクから出湯される湯量を直接的または間接的に検出することができる。例えば、タンクから出湯される湯量を、タンク出湯経路を流れる湯量から直接的に検出してもよいし、給湯箇所に供給される湯量から間接的に検出してもよい。

また、上記の構成によれば、第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度以上である場合であっても、タンクの下部に貯えられている水の温度を検出する第２温度検出装置の検出温度が所定の基準温度未満である場合には制御装置が沸き上げ運転を実行する。これによって、早いタイミングで沸き上げ運転を実行することができる。例えば、上記の給湯システムでは、タンク出湯経路を通じてタンクから出湯されているときに、タンク給水経路を通じてタンクに水が供給されると、タンク往き経路内の湯とタンクの下部に貯えられている湯が水に置き換わる。このときに、例えばタンク往き経路の長さが長いことによって、タンク往き経路内の湯が水に置き換わるときにそのための時間が長くなることがある。これによって、先にタンクの下部に貯えられている湯が水に置き換わり、その後にタンク往き経路内の湯が水に置き換わることがある。その結果、第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度未満になるための時間が長くなることがある。すなわち、先に第２温度検出装置の検出温度が低温になり、その後に第１温度検出装置の検出温度が低温になることがある。しかしながら、上記の構成によれば、第１温度検出装置の検出温度が低温になるタイミングが遅くなる場合であっても、第２温度検出装置の検出温度が所定の基準温度未満である場合に制御装置が沸き上げ運転を実行するので、早いタイミングで沸き上げ運転を実行することができる。よって、上記の構成によれば、大量の湯が必要なときにできるだけ早いタイミングで沸き上げ運転を実行することができる。

上記の給湯システムにおいて、前記タンク往き経路は、前記タンク側から前記ヒートポンプ側へ向かって上方に延びる上昇部を備えていてもよい。また、前記第１温度検出装置は、前記上昇部の前記タンク側の端部より前記ヒートポンプ側の位置で前記タンク往き経路内の水の温度を検出してもよい。

このような構成によれば、タンク往き経路が上方に延びる上昇部を備えているので、タンク往き経路内の湯が水に置き換わり難く、水に置き換わるための時間が長くなる。その結果、第１温度検出装置の検出温度が低温になるタイミングが更に遅くなる。そのため、このような構成では、第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度以上である場合に第１温度検出装置に代えて第２温度検出装置の検出温度に基づいて沸き上げ運転を実行する上記の構成が特に効果的である。

実施例に係る給湯システムの概略構成を模式的に示す図である。 給湯システムで実行される処理を示すフローチャートである。

実施例に係る給湯システム２について図面を用いて説明する。図１は、実施例に係る給湯システム２の概略構成を模式的に示す図である。給湯システム２は、ＨＰ（ヒートポンプ）ユニット４と、タンクユニット６と、バーナユニット８を備えている。

ＨＰユニット４は、外気から吸熱して水を加熱する熱源である。ＨＰユニット４は、圧縮機１０と、凝縮器１２と、膨張弁１４と、蒸発器１６を備えている。ＨＰユニット４は、冷媒（例えばフロン系冷媒）を、圧縮機１０、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に循環させることで、外気から吸熱して水を沸き上げる。圧縮機１０は、冷媒を加圧して高温高圧にする。凝縮器１２は、水との熱交換により冷媒を冷却する。凝縮器１２の水流路の両端部には、それぞれ、ＨＰ往き経路１９とＨＰ戻り経路２１が接続されている。膨張弁１４は、冷媒を減圧して低温低圧にする。蒸発器１６は、外気との熱交換により冷媒を加熱する。ＨＰユニット４はさらに、凝縮器１２に水を循環させる循環ポンプ１８と、凝縮器１２に流れ込む水の温度を検出する往きサーミスタ２０と、凝縮器１２から流れ出る水の温度を検出する戻りサーミスタ２２と、外気温度を検出するＨＰ外気温度サーミスタ２３と、ＨＰユニット４の各構成要素の動作を制御するＨＰコントローラー２４を備えている。

タンクユニット６は、タンク３０と、混合弁３２と、バイパス制御弁３４と、を備えている。タンク３０は、外側が断熱材で覆われており、内部に水を貯える密閉型の容器である。本実施例のタンク３０の容量は、例えば１００リットルである。

タンクユニット６は、タンク往き経路３１と、タンク戻り経路３３を備えている。タンク往き経路３１は、タンク３０の下部とＨＰユニット４に接続されており、タンク３０の下部からＨＰユニット４に水を供給する。また、タンク往き経路３１は、タンク３０側からＨＰユニット４側へ向かって斜め上方に延びる上昇部３５を備えている。この上昇部３５では、タンク３０側がＨＰユニット４側より低い位置にある。タンク戻り経路３３は、タンク３０の上部とＨＰユニット４に接続されており、ＨＰユニット４で沸き上がられた後の湯をＨＰユニット４からタンク３０の上部に供給する。

ＨＰユニット４の循環ポンプ１８が駆動すると、タンク３０の下部の水が、タンク往き経路３１およびＨＰ往き経路１９を介して、凝縮器１２へ送られる。凝縮器１２で加熱されて高温となった水は、ＨＰ戻り経路２１およびタンク戻り経路３３を介して、タンク３０の上部からタンク３０内に戻される。ＨＰユニット４によって加熱された水がタンク３０に流れ込むと、タンク３０の内部には、低温の水の層の上に高温の水（湯）の層が積み重なった温度成層が形成される。

タンクユニット６は、上部サーミスタ３６と、中間部サーミスタ３７と、下部サーミスタ３８と、経路サーミスタ３９を備えている。タンク３０の上部に上部サーミスタ３６が固定されており、タンク３０の中間部に中間部サーミスタ３７が固定されており、タンク３０の下部に下部サーミスタ３８が固定されている。本実施例では、上部サーミスタ３６はタンク３０の頂部から６リットルの位置に配置されており、中間部サーミスタ３７はタンク３０の頂部から１２リットルの位置に配置されており、下部サーミスタ３８はタンク３０の頂部から３０リットルの位置に配置されている。上部サーミスタ３６はタンク３０の上部に貯えられている水の温度を検出し、中間部サーミスタ３７はタンク３０の中間部に貯えられている水の温度を検出し、下部サーミスタ３８はタンク３０の下部に貯えられている水の温度を検出する。また、タンク往き経路３１の上方に延びる上昇部３５に経路サーミスタ３９が固定されている。経路サーミスタ３９は、ＨＰユニット４に近い位置に固定されている。経路サーミスタ３９は、タンク往き経路３１の上方に延びる上昇部３５内の水の温度を検出する。経路サーミスタ３９は、上昇部３５のタンク３０側の端部３５ａよりＨＰユニット４側の位置でタンク往き経路３１内の水の温度を検出する。タンク往き経路３１に固定されている経路サーミスタ３９は、第１温度検出装置の一例である。タンク３０の下部に固定されている下部サーミスタ３８は、第２温度検出装置の一例である。

タンクユニット６には、給水経路４０を介して水道水が供給される。給水経路４０には、給水圧力を減圧する減圧弁４２と、給水温度を検出する入水サーミスタ４４が取り付けられている。給水経路４０は、タンク３０の下部に連通するタンク給水経路４６と、混合弁３２に連通するタンクバイパス経路４８に分岐している。タンク給水経路４６は、タンク３０の下部に接続されており、タンク３０の下部に水を供給する。タンク給水経路４６とタンクバイパス経路４８には、それぞれ逆止弁５０、５２が取り付けられている。また、タンクバイパス経路４８には、混合弁３２に流入する水道水の流量を検出する水側流量センサ５４が取り付けられている。タンク３０の上部と混合弁３２は、タンク出湯経路５６を介して連通している。タンク出湯経路５６は、タンク３０の上部に接続されており、タンク３０の上部から湯を出湯する。タンク出湯経路５６には、逆止弁５８と、混合弁３２に流入するタンク３０からの湯の流量を検出する湯側流量センサ６０が取り付けられている。湯側流量センサ６０は、タンク出湯経路５６を通じてタンク３０から出湯される湯の流量を検出する。

混合弁３２は、タンクバイパス経路４８から流れ込む水道水と、タンク出湯経路５６から流れ込むタンク３０からの水（湯）を混合して、第１給湯経路６２に送り出す。混合弁３２は、ステッピングモータによって弁を駆動し、タンクバイパス経路４８側の開度（水側の開度）と、タンク出湯経路５６側の開度（湯側の開度）を調整する。第１給湯経路６２には、混合弁３２から送り出される水の温度を検出する混合サーミスタ６４が取り付けられている。

タンクユニット６からは、第２給湯経路６６を介して、台所やシャワー、カラン等の給湯箇所への給湯が行われる。第２給湯経路６６には、給湯箇所へ供給される水の温度を検出する給湯出口サーミスタ６８と、逆止弁７０が取り付けられている。第１給湯経路６２と第２給湯経路６６の間は、給湯バイパス経路７２によって連通している。給湯バイパス経路７２には、バイパス制御弁３４が取り付けられている。

タンクユニット６はさらに、タンクコントローラー７４を備えている。タンクコントローラー７４は、タンクユニット６の各構成要素の動作を制御する。また、タンクコントローラー７４は、メモリ７５を備えている。メモリ７５は、例えば、過去の所定期間（例えば７日間）における給湯システム２の給湯開始時刻、給湯量、給湯終了時刻などの給湯実績関連情報や、後述する沸き上げ運転の開始予定時刻、沸き上げ温度、沸き上げ水量、終了予定時刻などの沸き上げ運転関連情報を記憶する。

バーナユニット８は、バーナ８０と、熱交換器８２と、バイパスサーボ８４と、水量サーボ８６と、湯はり弁８８と、を備えている。バーナ８０は、燃料ガスの燃焼によって熱交換器８２を流れる水を加熱する補助熱源機である。バーナ８０には、ガス供給管８１を介して燃料ガスが供給される。熱交換器８２には、バーナ往路９０を介して、タンクユニット６の第１給湯経路６２からの水が流れ込む。熱交換器８２を通過した水は、バーナ復路９２を介して、タンクユニット６の第２給湯経路６６へ流れ出る。バーナ往路９０には、バーナ往路９０を流れる水の流量を調整する水量サーボ８６と、バーナ往路９０を流れる水の流量を検出する水量センサ９１が取り付けられている。バーナ往路９０とバーナ復路９２の間は、バーナバイパス経路９４を介して連通している。バーナ往路９０とバーナバイパス経路９４の接続部に、バイパスサーボ８４が取り付けられている。バイパスサーボ８４は、バーナ往路９０からバーナバイパス経路９４へ流れる水の流量を調整する。バーナ復路９２には、熱交換器８２から流れ出る水の温度を検出するバーナ給湯サーミスタ９６が取り付けられている。バーナ復路９２からは、湯はり経路９８が分岐している。バーナ復路９２において、湯はり経路９８には、湯はり弁８８が取り付けられている。バーナユニット８からは、湯はり経路９８を介して、給湯箇所である浴槽への湯はりが行われる。湯はり経路９８は、タンク３０から出湯された湯を浴槽に供給する。

バーナユニット８はさらに、バーナユニット８の各構成要素の動作を制御するバーナコントローラー１００と、リモコン１０２を備えている。リモコン１０２は、バーナコントローラー１００と通信可能である。また、リモコン１０２は、バーナコントローラー１００を介して、タンクコントローラー７４と通信可能である。リモコン１０２は、スイッチやボタンなどを介して、ユーザーからの各種の操作入力を受け入れる。各種の入力とは、例えば、後述する沸き上げ運転の実行指示や、給湯運転の実行指示などである。また、リモコン１０２は、表示や音声によってユーザーに給湯システム２の設定や動作に関する各種の情報を通知する。

ＨＰコントローラー２４とタンクコントローラー７４は、互いに通信可能である。タンクコントローラー７４とバーナコントローラー１００は、互いに通信可能である。従って、ＨＰコントローラー２４と、タンクコントローラー７４と、バーナコントローラー１００が協調して制御を行うことで、給湯システム２は沸き上げ運転、給湯運転等の各種の動作を行うことができる。以下では、ＨＰコントローラー２４と、タンクコントローラー７４と、バーナコントローラー１００を総称して、単にコントローラーとも呼ぶ。

次いで、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、沸き上げ運転と給湯運転を実行することができる。

（沸き上げ運転）
沸き上げ運転では、給湯システム２は、ＨＰユニット４を駆動して、タンク３０内の水を加熱する。沸き上げ運転は、リモコン１０２から沸き上げ運転の実行指示が入力されることで実行されることもあるし、後述する給湯運転が実行されているときに実行されることもある。また、予め設定されてメモリ７５に記憶されている沸き上げ運転の開始予定時刻の到来によって沸き上げ運転が実行されることもある。

沸き上げ運転が開始されると、ＨＰコントローラー２４は、圧縮機１０を駆動して、圧縮機１０、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に冷媒を循環させるとともに、循環ポンプ１８を駆動して、タンク３０と凝縮器１２の間で水を循環させる。これによって、タンク３０の下部から吸い出された水は、凝縮器１２において沸き上げ温度（例えば４５℃）まで加熱されて、タンク３０の上部に戻される。タンク３０内の水のうち、沸き上げ水量（例えば３０リットル）の水が、沸き上げ温度まで加熱された水（湯）で置き換えられると、ＨＰコントローラー２４は沸き上げ運転を終了する。あるいは、加熱された水（湯）がタンク３０全体に満たされると（すなわちタンク３０が満蓄になると）、ＨＰコントローラー２４が沸き上げ運転を終了する。

（給湯運転）
給湯運転では、給湯設定温度の水を給湯箇所へ供給する。コントローラーは、水側流量センサ５４で検出される流量と、湯側流量センサ６０で検出される流量を合算した流量（給湯流量ともいう）が最低動作流量（例えば２．４リットル／ｍｉｎ）以上となると、給湯箇所の開栓や浴槽への湯はりなどにより給湯が開始されたものと判断する。そして、コントローラーは、上部サーミスタ３６で検出される温度に応じて、以下の非燃焼給湯運転または燃焼給湯運転を実行する。

上部サーミスタ３６で検出される温度が給湯設定温度以上である場合、コントローラーは、非燃焼給湯運転を実行する。非燃焼給湯運転では、コントローラーは、バーナ８０の燃焼運転を禁止するとともに、混合サーミスタ６４で検出される温度が給湯設定温度となるように、混合弁３２の開度を調整する。これによって、給湯箇所に給湯設定温度に温度調整された水が供給される。

上部サーミスタ３６で検出される温度が給湯設定温度未満の場合、コントローラーは、燃焼給湯運転を実行する。燃焼給湯運転では、コントローラーは、バーナ８０の燃焼運転を許可するとともに、混合サーミスタ６４で検出される温度が、給湯設定温度よりもバーナ８０の最小加熱能力の分だけ低い温度となるように、混合弁３２の開度を調整する。この場合、タンク３０の上部から供給される高温の水と、給水経路４０から供給される低温の水が、混合弁３２において混合された後、バーナ８０によって給湯設定温度まで加熱されて、給湯箇所へ供給される。

上記の非燃焼給湯運転または燃焼給湯運転を実行中に、給湯流量が最低動作流量を下回ると、コントローラーは、給湯箇所の閉栓や浴槽への湯はりの終了などにより給湯が終了したものと判断して、給湯運転を終了する。

次に、上記の給湯システム２で実行される処理について説明する。図２は、給湯システム２で実行される処理を示すフローチャートである。図２に示すように、まずステップＳ１１では、給湯システム２のコントローラーが、現在時刻が給湯運転のための所定の事前沸き上げ時刻であるか否かを判断する。所定の事前沸き上げ時刻は、特に限定されるものではないが、例えば、過去に給湯運転が実行された時刻に基づいて予め定められている。例えば、過去１週間において、給湯運転が平均で１９：００に実行された場合は、本日の所定の事前沸き上げ時刻は、それより１時間前の１８：００に定められている。コントローラーは、現在時刻が所定の事前沸き上げ時刻になると、ステップＳ１１でＹｅｓと判断してステップＳ１２に進む。一方、コントローラーは、現在時刻が所定の事前沸き上げ時刻になっていない場合は、ステップＳ１１でＮｏと判断して待機する。

続くステップＳ１２では、コントローラーが、ＨＰユニット４による事前沸き上げ運転を実行する。事前沸き上げ運転が実行されると、タンク３０内の低温の水がＨＰユニット４によって沸き上げられて高温の水（湯）になる。ＨＰユニット４によって沸き上げられた後の高温の水（湯）は、タンク３０内に貯湯される。コントローラーは、タンク３０が満蓄になると、事前沸き上げ運転を終了する。タンク３０が満蓄のときは、タンク３０全体が高温の水（湯）で満たされている。そのため、タンク３０に固定されている上部サーミスタ３６と中間部サーミスタ３７と下部サーミスタ３８の検出温度は、所定の基準温度（例えば３５℃）以上である。上部サーミスタ３６と中間部サーミスタ３７と下部サーミスタ３８の検出温度は、例えば４５℃である。また、タンク３０が満蓄のときは、タンク往き経路３１内も高温の水（湯）で満たされている。そのため、タンク往き経路３１に固定されている経路サーミスタ３９の検出温度も、所定の基準温度（例えば３５℃）以上である。経路サーミスタ３９の検出温度は、例えば４５℃である。ステップＳ１２の事前沸き上げ運転によって、後述する給湯運転のための湯がタンク３０内に貯湯される。

続くステップＳ１３では、コントローラーが、給湯運転を実行する。給湯運転は、例えばユーザーが給湯箇所を開栓することよって実行される。または、所定の湯はり時刻になると、浴槽に湯はりをするために自動的に給湯運転が実行される。給湯運転では、タンク３０内の湯が給湯箇所へ供給される。給湯運転が実行されると、タンク３０に貯えられている湯が出湯される。そうすると、タンク往き経路３１内の湯とタンク３０内の湯が減少してゆく。より詳細には、給湯運転が実行されると、タンク３０の上部に貯えられている湯がタンク出湯経路５６を通じて出湯され、タンク往き経路３１内の湯とタンク３０の下部に貯えられている湯が上方に移動してゆく。一方、タンク給水経路４６を通じてタンク３０の下部に継続的に水が供給されているので、タンク往き経路３１内の湯とタンク３０内の湯が減少してゆく一方で、その分だけ水が増加してゆく。タンク給水経路４６がタンク３０の下部に接続されているので、タンク３０の下部における水が増加してゆく。また、タンク往き経路３１内において水が増加してゆく。すなわち、タンク出湯経路５６を通じてタンク３０の上部から湯が出湯され、タンク給水経路４６を通じてタンク３０の下部に水が供給されることによって、タンク往き経路３１内の湯とタンク３０の下部に貯えられていた湯が水に置き換わる。給湯運転に伴って、タンク往き経路３１内とタンク３０の下部における水が増加してゆく。

給湯運転に伴ってタンク往き経路３１内の湯とタンク３０の下部に貯えられていた湯が水に置き換わる際に、通常は、先にタンク往き経路３１内の湯が水に置き換わり、その後にタンク３０の下部に貯えられている湯が水に置き換わる。先にタンク往き経路３１内が水で満たされ、その後にタンク３０の下部が水で満たされる。したがって、タンク往き経路３１に固定されている経路サーミスタ３９の検出温度と、タンク３０の下部に固定されている下部サーミスタ３８の検出温度を比較すると、経路サーミスタ３９の検出温度が下部サーミスタ３８の検出温度よりも先に低温になる。

しかしながら、上記とは反対に、下部サーミスタ３８の検出温度が経路サーミスタ３９の検出温度よりも先に低温になることがある。上記の給湯システム２では、タンク往き経路３１がタンク３０側からＨＰユニット４側へ向かって上方に延びる上昇部３５を備えている。そのため、タンク往き経路３１内の湯とタンク３０の下部に貯えられていた湯が水に置き換わる際に、タンク往き経路３１の上方に延びる上昇部３５では湯が早期に水に置き換わらず、水に置き換わるために時間を要することがある。その結果、先にタンク３０の下部に貯えられている湯が水に置き換わり、その後にタンク往き経路３１内の湯が水に置き換わることがある。先にタンク３０の下部が水で満たされ、その後にタンク往き経路３１内が水で満たされる。また、上記の給湯システム２では、経路サーミスタ３９がタンク往き経路３１の上方に延びる上昇部３５に固定されており、その上昇部３５内の水の温度を検出する。そのため、タンク往き経路３１に固定されている経路サーミスタ３９の検出温度と、タンク３０の下部に固定されている下部サーミスタ３８の検出温度を比較すると、下部サーミスタ３８の検出温度が経路サーミスタ３９の検出温度よりも先に低温になることがある。

また、上記の給湯運転では、大量の湯が必要になることがある。例えば、浴槽に湯はりをする場合は、湯はりのために大量の湯が必要になることがある。あるいは、ユーザーがシャワーを利用する場合は、シャワーのための大量の湯が必要になることがある。このような場合には、上記のステップＳ１１で事前沸き上げ運転を実行しても、それだけでは給湯箇所に供給するための湯が不足することがある。すなわち、タンク３０が満蓄であっても湯が不足することがある。そこで、不足する湯を補うために、タンク３０内の水を追加で沸き上げることが好ましい。また、タンク３０内の湯が無くなることを防ぐために、なるべく早い段階でタンク３０内の水を沸き上げることが好ましい。そこで、給湯システム２では以下の処理を実行する。

給湯運転が実行された後のステップＳ１４では、コントローラーは、湯側流量センサ６０の検出流量が所定の基準流量（例えば５リットル／ｍｉｎ）以上であるか否かを判断する。上記のステップＳ１３の給湯運転で大量の湯が必要になる場合は、タンク往き経路３１を通じてタンク３０から出湯される湯の流量が多くなる。例えば浴槽に湯はりをするために、タンク往き経路３１を通じて大量の湯が出湯される。そのため、湯側流量センサ６０の検出流量が大きくなる。ステップＳ１４で湯側流量センサ６０の検出流量が所定の基準流量以上である場合は、コントローラーはＹｅｓと判断してステップＳ１５に進む。一方、湯側流量センサ６０の検出流量が所定の基準流量以上でない（未満である）場合は、コントローラーはステップＳ１４でＮｏと判断して処理を終了する。

続いて、ステップＳ１５では、コントローラーは、経路サーミスタ３９の検出温度が所定の基準温度（例えば３５℃）未満であるか否かを判断する。経路サーミスタ３９の検出温度が所定の基準温度（例えば３５℃）未満である場合は、コントローラーはステップＳ１５でＹｅｓと判断してステップＳ１７に進む。一方、経路サーミスタ３９の検出温度が所定の基準温度（例えば３５℃）未満でない（以上である）場合は、コントローラーはステップＳ１５でＮｏと判断してステップＳ１６に進む。

ステップＳ１５でＮｏと判断した後のステップＳ１６では、コントローラーは、下部サーミスタ３８の検出温度が所定の基準温度（例えば３５℃）未満であるか否かを判断する。下部サーミスタ３８の検出温度が所定の基準温度（例えば３５℃）未満である場合は、コントローラーはステップＳ１６でＹｅｓと判断してステップＳ１７に進む。一方、下部サーミスタ３８の検出温度の両方が所定の基準温度（例えば３５℃）未満でない（以上である）場合は、コントローラーはステップＳ１６でＮｏと判断してステップＳ１５に戻る。

続いて、ステップＳ１７では、コントローラーが、ＨＰユニット４による追加沸き上げ運転を実行する。追加沸き上げ運転が実行されると、タンク３０内の低温の水がＨＰユニット４によって沸き上げられて高温の水（湯）になる。ＨＰユニット４によって沸き上げられた後の高温の水（湯）は、タンク３０内に貯湯される。コントローラーは、タンク３０が満蓄になると、追加沸き上げ運転を終了する。

以上、実施例の給湯システム２の構成と動作について説明した。上記の説明から明らかなように、実施例の給湯システム２は、水を貯えるタンク３０と、沸き上げ運転によって水を沸き上げるＨＰユニット４と、タンク３０の下部に接続されており、タンク３０の下部に水を供給するタンク給水経路４６と、タンク３０の下部とＨＰユニット４に接続されており、タンク３０の下部からＨＰユニット４に水を供給するタンク往き経路３１を備えている。また、給湯システム２は、タンク３０の上部とＨＰユニット４に接続されており、ＨＰユニット４で沸き上げられた後の湯をＨＰユニット４からタンク３０の上部に供給するタンク戻り経路３３と、タンク３０の上部に接続されており、タンク３０の上部から湯を出湯するタンク出湯経路５６を備えている。また、給湯システム２は、タンク出湯経路５６を通じてタンク３０から出湯される湯の流量を検出する湯側流量センサ６０と、タンク往き経路３１内の水の温度を検出する経路サーミスタ３９と、タンク３０の下部に貯えられている水の温度を検出する下部サーミスタ３８と、コントローラーを備えている。コントローラーは、湯側流量センサ６０の検出流量が所定の基準流量（例えば５リットル／ｍｉｎ）以上であるときに、経路サーミスタ３９の検出温度が所定の基準温度（例えば３５℃）未満である場合にはＨＰユニット４による追加沸き上げ運転を実行し、または、湯側流量センサ６０の検出流量が所定の基準流量以上であるときに、経路サーミスタ３９の検出温度が所定の基準温度以上である場合には、下部サーミスタ３８の検出温度が所定の基準温度未満であるときにＨＰユニット４による追加沸き上げ運転を実行する。

すなわち、コントローラーは、経路サーミスタ３９の検出温度が下部サーミスタ３８の検出温度より先に低温になる場合は、経路サーミスタ３９の検出温度に基づいて追加沸き上げ運転を実行する。また、下部サーミスタ３８の検出温度が経路サーミスタ３９の検出温度より先に低温になる場合は、下部サーミスタ３８の検出温度に基づいて追加沸き上げ運転を実行する。

給湯システム２では、タンク出湯経路５６を通じてタンク３０から大量の湯が出湯されることがある。例えば、浴槽に湯はりをする場合は、湯はりのために大量の湯が必要になり、タンク出湯経路５６を通じてタンク３０から大量の湯が出湯される。このとき、タンク３０から出湯される湯の流量を検出する湯側流量センサ６０の検出流量が所定の基準流量以上になる。このときに、上記の構成によれば、タンク往き経路３１内の水の温度を検出する経路サーミスタ３９の検出温度が所定の基準温度未満である場合にはコントローラーが沸き上げ運転を実行する。これによって、早いタイミングで沸き上げ運転を実行することができる。

また、上記の構成によれば、経路サーミスタ３９の検出温度が所定の基準温度未満でない（以上である）場合であっても、タンク３０の下部に貯えられている水の温度を検出する下部サーミスタ３８の検出温度が所定の基準温度未満である場合にはコントローラーが沸き上げ運転を実行する。これによって、早いタイミングで沸き上げ運転を実行することができる。すなわち、上記の給湯システム２では、タンク出湯経路５６を通じてタンク３０から出湯されているときに、タンク給水経路４６を通じてタンク３０に水が供給されると、タンク往き経路３１内の湯とタンク３０の下部に貯えられている湯が水に置き換わる。このときに、例えばタンク往き経路３１の長さが長いことによって、タンク往き経路３１内の湯が水に置き換わるときにそのための時間が長くなることがある。これによって、先にタンク３０の下部に貯えられている湯が水に置き換わり、その後にタンク往き経路３１内の湯が水に置き換わることがある。その結果、タンク往き経路３１に固定されている経路サーミスタ３９の検出温度が所定の基準温度未満になるための時間が長くなることがある。その結果、先に下部サーミスタ３８の検出温度が低温になり、その後に経路サーミスタ３９の検出温度が低温になることがある。すなわち、経路サーミスタ３９の検出温度が低温になるタイミングが遅くなる。しかしながら、上記の構成によれば、経路サーミスタ３９の検出温度が低温になるタイミングが遅くなる場合であっても、タンク３０の下部に固定されている下部サーミスタ３８の検出温度が所定の基準温度未満である場合にコントローラーが沸き上げ運転を実行するので、早いタイミングで沸き上げ運転を実行することができる。よって、上記の構成によれば、大量の湯が必要なときにできるだけ早いタイミングで沸き上げ運転を実行することができる。

また、上記の給湯システム２では、タンク往き経路３１が、タンク３０側からＨＰユニット４側へ向かって上方に延びる上昇部３５を備えている。また、経路サーミスタ３９が、タンク往き経路３１の上方に延びる上昇部３５内の水の温度を検出する。

このような構成によれば、タンク往き経路３１が上方に延びる上昇部３５を備えているので、タンク往き経路３１内の湯が水に置き換わり難く、水に置き換わるための時間が長くなる。経路サーミスタ３９は、上昇部３５のタンク３０側の端部３５ａよりＨＰユニット４側の位置でタンク往き経路３１内の水の温度を検出する。その結果、経路サーミスタ３９の検出温度が低温になるタイミングが更に遅くなる。そのため、このような構成では、経路サーミスタ３９の検出温度が所定の基準温度以上である場合に経路サーミスタ３９に代えて下部サーミスタ３８の検出温度に基づいて沸き上げ運転を実行する上記の構成が特に効果的である。

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。以下の説明において、上述の説明における構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

上記の実施例では、タンク往き経路３１がタンク３０側からＨＰユニット４側へ向かって上方に延びる上昇部３５を備えていたが、この構成に限定されるものではなく、上方に延びる上昇部３５が無くてもよい。また、上記の実施例では、経路サーミスタ３９がタンク往き経路３１の上方に延びる上昇部３５内の水の温度を検出する構成であったが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、経路サーミスタ３９が上方に延びる上昇部３５以外のタンク往き経路３１内の水の温度を検出する構成であってもよい。

また、上記の実施例では、タンク往き経路３１の上昇部３５に経路サーミスタ３９が固定されていたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、タンク往き経路３１の上昇部３５ではなく、上昇部３５より下流側（ＨＰユニット４側）におけるタンク往き経路３１に経路サーミスタ３９が固定されていてもよい。このような構成でも、経路サーミスタ３９は、上昇部３５のタンク３０側の端部３５ａよりＨＰユニット４側の位置でタンク往き経路３１内の水の温度を検出することができる。

また、上記の実施例では、タンク３０から出湯される湯量を湯側流量センサ６０で直接的に検出していたが、この構成に限定されるものではない。タンク出湯経路５６に取り付けられている湯側流量センサ６０は流量検出装置の一例である。他の実施例では、例えば、カランやシャワーから出湯される湯量を検出し、その検出値と給水温度等に基づいてタンク３０から出湯される湯量を算出してもよい。すなわち、タンク３０から出湯される湯量を間接的に検出してもよい。

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
４ ：ＨＰユニット
６ ：タンクユニット
８ ：バーナユニット
２４ ：ＨＰコントローラー
３０ ：タンク
３１ ：タンク往き経路
３３ ：タンク戻り経路
３５ ：上昇部
３６ ：上部サーミスタ
３７ ：中間部サーミスタ
３８ ：下部サーミスタ
３９ ：経路サーミスタ
４０ ：給水経路
４６ ：タンク給水経路
５６ ：タンク出湯経路
６０ ：湯側流量センサ
７４ ：タンクコントローラー
７５ ：メモリ
８０ ：バーナ
８２ ：熱交換器
１００ ：バーナコントローラー

Claims (2)

1. 水を貯えるタンクと、
   沸き上げ運転によって水を沸き上げるヒートポンプと、
   前記タンクの下部に接続されており、前記タンクの下部に水を供給するタンク給水経路と、
   前記タンクの下部と前記ヒートポンプに接続されており、前記タンクの下部から前記ヒートポンプに水を供給するタンク往き経路と、
   前記タンクの上部と前記ヒートポンプに接続されており、前記ヒートポンプで沸き上げられた後の湯を前記ヒートポンプから前記タンクの上部に供給するタンク戻り経路と、
   前記タンクの上部に接続されており、前記タンクの上部から湯を出湯するタンク出湯経路と、
   前記タンク出湯経路を通じて前記タンクから出湯される湯の流量を検出する流量検出装置と、
   前記タンク往き経路内の水の温度を検出する第１温度検出装置と、
   前記タンクの下部に貯えられている水の温度を検出する第２温度検出装置と、
   制御装置を備えており、
   前記制御装置は、前記流量検出装置の検出流量が所定の基準流量以上であるときに、前記第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度未満である場合には前記ヒートポンプによる沸き上げ運転を実行し、または、前記流量検出装置の検出流量が所定の基準流量以上であるときに、前記第１温度検出装置の検出温度が所定の基準温度以上である場合には、前記第２温度検出装置の検出温度が所定の基準温度未満であるときに前記ヒートポンプによる沸き上げ運転を実行する、給湯システム。
2. 前記タンク往き経路は、前記タンク側から前記ヒートポンプ側へ向かって上方に延びる上昇部を備えており、
   前記第１温度検出装置は、前記上昇部の前記タンク側の端部より前記ヒートポンプ側の位置で前記タンク往き経路内の水の温度を検出する請求項１に記載の給湯システム。

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