JP2019116994A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプを安定して効率的に動作させることができる技術を提供する。【解決手段】制御装置は、沸き上げ温度を決定する際において、特定の時間帯における特定時間帯使用量が、沸き上げ温度を温水利用箇所における目標出湯温度以上の第１温度に設定してヒートポンプを動作させると仮定した場合における仮定沸き上げ量に基づく基準量よりも少ない場合には、特定の時間帯における沸き上げ温度を第１温度に決定し、特定時間帯使用量が、基準量以上である場合には、特定の時間帯における沸き上げ温度を、目標出湯温度より低い第２温度に決定する。【選択図】図２

Description

本明細書で開示する技術は、給湯システムに関する。

特許文献１には、外気から吸熱するヒートポンプと、ヒートポンプで加熱された温水を蓄えるタンクと、タンク内の温水を温水利用箇所に供給する供給手段と、燃料を燃焼させた熱を利用して温水を加熱する補助熱源機と、制御装置とを備える給湯システムが開示されている。制御装置は、ヒートポンプによるタンク内の温水の設定値である沸き上げ温度を設定し、設定された沸き上げ温度に従ってヒートポンプを動作させる。制御装置は、補助熱源機を動作させ、補助熱源機によって温水を加熱しながら給湯を行っている間には、沸き上げ温度を、温水利用箇所における目標出湯温度以上の第１温度に設定せずに、目標出湯温度よりも低い第２温度に設定して、ヒートポンプを動作させる。

一般的に、ヒートポンプは、沸き上げ温度が目標出湯温度よりも低い第２温度に設定されている場合、沸き上げ温度が目標出湯温度以上の第１温度に設定されている場合に比べて、効率的（即ち高いＣＯＰ（Coefficient Of Performance）で動作可能）であることが知られている。特許文献１の技術では、補助熱源機を動作させて給湯を行っている間は沸き上げ温度を第２温度に設定することで、ヒートポンプを効率的に動作させている。

特開２０１３−２４２１１５号公報

特許文献１の技術では、制御装置は、沸き上げ温度を第２温度に設定してヒートポンプの動作を開始させた後で、第２温度の温水がタンク内に所定量以上貯められた場合には、沸き上げ温度を第１温度に切り替える。

しかしながら、温水供給箇所における温水の利用状況によっては、沸き上げ温度を第２温度から第１温度に切り替えた直後に、タンク内の第２温度の温水が所定量を下回る事態が再び発生する場合がある。そのような場合、制御装置は、再び、沸き上げ温度を第２温度に切り替えなければならない。このように、特許文献１の技術では、沸き上げ温度が頻繁に切り替わる事態が発生する可能性がある。沸き上げ温度が頻繁に切り替わることにより、ヒートポンプを安定して動作させることができず、ヒートポンプを効率的に動作させられない事態が発生する可能性がある。

本明細書では、ヒートポンプを安定して効率的に動作させることができる技術を提供する。

本明細書が開示する給湯システムは、外気から吸熱するヒートポンプと、前記ヒートポンプによって加熱された温水を蓄えるタンクと、前記タンク内の温水を温水利用箇所に供給する供給手段と、燃料を燃焼させた熱を利用して温水を加熱する補助熱源機と、制御装置と、を備える。前記制御装置は、過去の所定期間内における給湯使用量を示す使用量情報を記憶し、記憶された前記使用量情報に基づいて、２４時間を単位とする単位時間に含まれる複数個の時間帯のうちのそれぞれの時間帯における給湯使用量である時間帯使用量を特定し、特定された前記時間帯使用量に基づいて、前記複数個の時間帯のうちの前記それぞれの時間帯において、前記ヒートポンプによるタンク内温水の設定値である沸き上げ温度を決定して、前記ヒートポンプを動作させる。前記制御装置は、前記沸き上げ温度を決定する際において、特定の時間帯における特定時間帯使用量が、沸き上げ温度を前記温水利用箇所における目標出湯温度以上の第１温度に設定して前記ヒートポンプを動作させると仮定した場合における仮定沸き上げ量に基づく基準量よりも少ない場合には、前記特定の時間帯における前記沸き上げ温度を前記第１温度に決定し、前記特定時間帯使用量が、前記基準量以上である場合には、前記特定の時間帯における前記沸き上げ温度を、前記目標出湯温度より低い第２温度に決定する。

この構成によると、制御装置は、過去の所定期間内における給湯使用量に基づいて、２４時間を単位とする単位時間に含まれる各時間帯におけるヒートポンプによる沸き上げ温度を、第１温度と第２温度のどちらかに決定する。その際、制御装置が、仮定沸き上げ量に基づく基準量を判断基準とするのは、次の理由による。即ち、特定時間帯使用量が仮定沸き上げ量を上回る場合には、特定の時間帯において給湯に必要な加熱量をヒートポンプのみによって賄うことができず、補助熱源機を動作させなければならない可能性が高い。その際、仮定沸き上げ量に基づく基準量以上の給湯を行う場合には、補助熱源機による加熱割合が一定割合を超える可能性が高いため、ヒートポンプによる沸き上げ温度を第２温度に設定し、ヒートポンプを高いＣＯＰで動作させた方が、システム全体を効率良く動作させることができる可能性が高い。反対に、基準量より少ない給湯を行う場合には、補助熱源機による加熱割合が一定割合を超えないため、ヒートポンプによる沸き上げ温度を第１温度に設定して動作させた方が、システム全体を効率良く動作させることができる。

そのため、上記の構成によると、給湯システムは、過去の所定期間内の給湯実績に基づいて、各時間帯に適した沸き上げ温度（即ち、第１温度又は第２温度）を設定してヒートポンプを動作させることができる。また、単位時間に含まれる各時間帯において、当該時間帯の間、ヒートポンプは、設定された沸き上げ温度（即ち第１温度と第２温度のどちらか一方）に従って動作し、途中で沸き上げ温度が切り替わることがない。そのため、上記の構成によると、各時間帯の間において、沸き上げ温度が頻繁に切り替わる事態の発生を抑制することができる。従って、上記の構成によると、タンクに貯められた温水の量に応じてヒートポンプによる沸き上げ温度が切り替えられる従来の構成と比較して、ヒートポンプを安定して効率的に動作させることができる。

前記制御装置は、前記沸き上げ温度を前記第１温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合には、前記ヒートポンプの圧縮機を第１の回転数で回転させ、前記沸き上げ温度を前記第２温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合には、前記圧縮機を第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させてもよい。

この構成によると、沸き上げ温度を第２温度に設定してヒートポンプを動作させる場合、圧縮機の回転数を高くできるため、沸き上げ温度を第１温度に設定した場合と比べて、熱量的により多くの温水（即ち第２温度の温水）をタンクに蓄えることができる。即ち、沸き上げ温度を第２温度に設定した場合、第１温度に設定した場合に比べてヒートポンプの加熱能力を増大させることができる。そのため、この構成によると、沸き上げ温度を第２温度に設定してヒートポンプを動作させる場合において、圧縮機の高回転化により、増加した温水をも使用する給湯使用量であれば、ヒートポンプによる加熱割合を高く（即ち補助熱源機による加熱割合を低く）することができる。

前記基準量は、前記沸き上げ温度を前記第１温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合における前記給湯システム全体のランニングコストである第１コストと、前記沸き上げ温度を前記第２温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合における前記給湯システム全体のランニングコストである第２コストと、が一致する際の給湯使用量である第１の均衡使用量であってもよい。前記特定時間帯使用量が前記第１の均衡使用量より少ない場合には前記第１コストが前記第２コストより低く、前記特定時間帯使用量が前記第１の均衡使用量以上である場合には前記第２コストが前記第１コスト以下であってもよい。

この構成によると、給湯システムは、特定時間帯使用量が第１の均衡使用量より多い場合（即ち第２コストが第１コスト以下の場合）には沸き上げ温度を第２温度に設定し、特定時間帯使用量が第１の均衡使用量以下である場合（即ち第１コストが第２コストより低い場合）には沸き上げ温度を第１温度に設定することになるので、いずれの場合においても、システム全体のランニングコストが最も低くなるように運転することができる。

前記基準量は、前記沸き上げ温度を前記第１温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合における前記給湯システム全体の一次エネルギー効率の値である第１効率と、前記沸き上げ温度を前記第２温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合における前記給湯システム全体の一次エネルギー効率の値である第２効率と、が一致する際の給湯使用量である第２の均衡使用量であってもよい。前記特定時間帯使用量が前記第２の均衡使用量より少ない場合には前記第１効率が前記第２効率より高く、前記特定時間帯使用量が前記第２の均衡使用量以上である場合には前記第２効率が前記第１効率以上であってもよい。

この構成によると、給湯システムは、特定時間帯使用量が第２の均衡使用量より多い場合（即ち第２効率が第１効率以上の場合）には沸き上げ温度を第２温度に設定し、特定時間帯使用量が第２の均衡使用量以下である場合（即ち第１効率が第２効率より高い場合）には沸き上げ温度を第１温度に設定することになるので、いずれの場合においても、システム全体の一次エネルギー効率が最良になるように運転することができる。

給湯システム２の構成を模式的に示す図。 沸き上げ温度決定処理を示すフローチャート。 給湯負荷と電気比率との関係を示すグラフ。 給湯負荷と、電気及びガスのランニングコストとの関係を示すグラフ。 給湯負荷とシステム全体のランニングコストとの関係を示すグラフ。 ヒートポンプ作動処理を示すフローチャート。 圧縮機回転数と加熱後の温水温度（凝縮温度）との関係を示すグラフ。 給湯負荷と電気比率との関係を示すグラフ。 給湯負荷と、電気及びガスのランニングコストとの関係を示すグラフ。 給湯負荷とシステム全体のランニングコストとの関係を示すグラフ。 給湯負荷とシステム全体の一次エネルギー効率との関係を示すグラフ。

（第１実施例）
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、水道水導入路３０と、供給路４０と、ヒートポンプ５０と、バーナ加熱装置６０と、制御装置１００と、を備える。本実施例の給湯システム２は、例えば飲食店等に用いられる業務用給湯システムであり、店舗内外の所定の温水利用箇所に温水を供給するために利用されるシステムである。以下、本実施例では、給湯システム２が、特定の店舗（例えば飲食店）に設置されている例を想定して説明する。

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、図示しないが、熱媒体（代替フロン、例えばＲ４１０Ａ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機と、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、水との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。また、ヒートポンプ５０には、外気温を測定する外気温センサ５２が備えられている。

タンク１０は、ヒートポンプ５０によって加熱された温水を貯える。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の凝縮器（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の凝縮器で加熱される。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。

水道水導入路３０は、上流端が水道水供給源３１に接続されている。水道水導入路３０には、サーミスタ３２が介装されている。サーミスタ３２は、水道水の温度を測定する。水道水導入路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、水道水導入路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。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が介装されている。

バーナ加熱装置６０は、燃料（例えば、燃料ガス）を燃焼させた熱によって、供給路４０を通過する温水を加熱する補助熱源機である。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、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。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。

制御装置１００は、上述のヒートポンプ５０、循環ポンプ２２、混合弁４２、バーナ加熱装置６０等の各構成要素と電気的に接続されており、これらの各構成要素の動作を制御する。

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、蓄熱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。

（蓄熱運転）
蓄熱運転は、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。制御装置１００によって蓄熱運転の実行が指示されると、ヒートポンプ５０が作動する（即ち、圧縮機が回転する）とともに、循環ポンプ２２が回転する。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、導入された水がヒートポンプ５０内の凝縮器を通過する際に、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、上記の蓄熱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、水道水導入路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。

制御装置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１２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。従って、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。制御装置１００は、温水利用箇所に供給される水の温度が、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、制御装置１００は、タンク１０から供給路４０に供給される水の温度が、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。従って、供給路４０を通過する水がバーナ加熱装置６０によって加熱される。制御装置１００は、温水利用箇所に供給される水の温度が、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。

（制御装置１００が実行する処理）
続いて、制御装置１００が実行する処理について説明する。本実施例では、制御装置１００は、２：００（午前２時）を始点とする２４時間を、１日を特定するための単位時間として、各種処理（図２、図６等参照）を実行している。

本実施例では、制御装置１００は、特定の店舗において給湯が行われる毎に、給湯開始時刻及び給湯終了時刻を示す時刻情報と、その際の給湯流量を示す流量情報と、その際の給湯設定温度を示す設定温度情報と、を対応付けた使用量情報を記憶する。例えば、特定の店舗が２４時間営業型の飲食店であるような場合、１１：００〜１３：００の昼食時間帯、及び、１８：００〜２０：００の夕食時間帯に大量の給湯が継続的に行われ、それ以外の時間帯には比較的少量の給湯が断続的に行われる、という傾向がある。制御装置１００は、１日分の使用量情報を、特定の店舗の１日分の運転履歴として記憶する。本実施例では、制御装置１００は、特定の店舗の過去７日分の運転履歴を記憶する。

（沸き上げ温度決定処理）
続いて、図２を参照して、制御装置１００が２４時間毎に実行する沸き上げ温度決定処理について説明する。沸き上げ温度決定処理は、次の１日の各時間帯におけるヒートポンプ５０の沸き上げ温度を決定するための処理である。ここで、「沸き上げ温度」とは、ヒートポンプ５０によって加熱され、タンク１０内に供給される温水温度設定値のことである。制御装置１００は、２：００が到来したことをトリガとして、図２の処理を開始する。

Ｓ１０では、制御装置１００は、特定の店舗の過去７日分の運転履歴を更新する。上記の通り、制御装置１００は、特定の店舗の過去７日分の運転履歴を記憶する。そのため、Ｓ１０では、制御装置１００は、８日前の運転履歴を消去して、前日の運転履歴を新たに記憶する。

次いで、Ｓ１２では、制御装置１００は、１日の２４時間のうち１時間分の１個の時間帯を特定する。本実施例では、１回目のＳ１２では、制御装置１００は、２：００〜３：００の１時間分の時間帯を特定する。他の例では、Ｓ１２では、制御装置１００は、２時間分の時間帯を特定してもよいし、それ以外の長さの時間帯を特定してもよい。

次いで、Ｓ１４では、制御装置１００は、Ｓ１２で特定された時間帯（以下では「特定の時間帯」と呼ぶ）における過去の７日間の平均の給湯使用量である特定時間帯使用量を特定する。具体的には、Ｓ１４では、制御装置１００は、記憶している７日分の運転履歴を参照し、７日分の特定の時間帯に含まれる時刻情報に対応する給湯使用量を特定する。ここで、給湯使用量は、時刻情報に対応付けられた流量情報が示す給湯流量、及び、時刻情報に対応付けられた設定温度情報が示す給湯設定温度を利用して特定される。即ち、本実施例では、給湯使用量は、熱量（単位はｋＷ）と同義である。そして、制御装置１００は、特定した７日分の特定の時間帯に対応する給湯使用量の合計値を算出し、その合計値を７で除算することにより、１日分の特定の時間帯に対応する平均給湯使用量（即ち、特定時間帯使用量）を特定することができる。本実施例では、特定時間帯使用量は、給湯負荷（単位はｋＷ）と同義である。

次いで、Ｓ１６では、制御装置１００は、Ｓ１４で特定された特定時間帯使用量が、所定の基準量以上であるか否かを判断する。

ここで言う「基準量」は、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における給湯システム２全体の１時間当たりのランニングコスト（即ち、バーナ加熱装置６０も含むランニングコスト）である第１コストと、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における給湯システム２全体の１時間当たりのランニングコストである第２コストと、が一致する均衡使用量である。

沸き上げ温度の一例である４５℃は、温水利用箇所における給湯設定温度（例えば４０℃）よりも高い温度であり、沸き上げ温度の他の一例である３５℃は、給湯設定温度よりも低い温度である。即ち、本実施例では、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させながら給湯運転を行う場合、温水利用箇所に給湯設定温度の温水を供給するためには、同時にバーナ加熱装置６０を動作して温水を加熱する必要がある。

図３、図４、図５を参照し、基準量に関係する詳しい説明を以下に続ける。図３は、給湯負荷と、給湯電気比率（即ち給湯負荷をヒートポンプの加熱によって賄っている比率。以下では「電気比率」と呼ぶ場合がある）との関係を示すグラフである。図３中のＲ１は、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における、給湯負荷と電気比率との関係を示す。図３中のＲ２は、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における、給湯負荷と電気比率との関係を示す。この例では、沸き上げ温度が４５℃の場合も３５℃の場合も、ヒートポンプ５０の最大加熱能力は６ｋＷであり、給湯設定温度は４０℃に設定されているものとする。

図３の例では、沸き上げ温度が４５℃の場合、給湯負荷が６ｋＷ以下の場合、電気比率は１００％である（図中Ｒ１参照）。沸き上げ温度が３５℃の場合、バーナ加熱装置６０を動作させて温水を４０℃まで追い加熱（補助加熱）する必要があるため、給湯負荷が６ｋＷ以下であっても、電気比率は１００％とはならない。最小号数等を考慮し、バーナ加熱装置６０に供給路４０を介して３０℃の温水を供給すると、給湯設定温度である４０℃までの残り１０℃を追い加熱しなければならない。その場合、水道水導入路３０から供給される給湯システム２の給水温度を９℃とすると、電気比率は、（３０−９）／（４０−９）＝０．６８（即ち６８％）で一定となる。即ち、給湯負荷の低い領域では、ヒートポンプ５０の加熱能力ではなく、バーナ加熱装置６０への送水温度と出湯温度との比率により、電気比率が決定されることになる。そして、給湯負荷が６ｋＷを超えると、沸き上げ温度が４５℃でもバーナ加熱装置６０による追い加熱が必要になる。沸き上げ温度４５℃の場合に電気比率が６８％になる給湯負荷９ｋＷでは、沸き上げ温度４５℃の場合の電気比率と、沸き上げ温度３５℃の場合の電気比率と、がほぼ等しくなる。このときのヒートポンプ５０の圧縮機の回転数は、沸き上げ温度が４５℃の場合と３５℃の場合とで等しく、ヒートポンプ５０の加熱能力も６ｋＷでほぼ等しくなる。給湯負荷が９ｋＷより大きくなると、ヒートポンプ５０の最大加熱能力６ｋＷは、沸き上げ温度によらず一定となり、給湯負荷の増大とともに、電気比率は低下することになる。

図４は、図３の場合において、電気とガスのランニングコストを、沸き上げ温度４５℃と３５℃のそれぞれの場合について示したものである。図４中のＥＣ１は、沸き上げ温度を４５℃に設定した場合における給湯負荷と電気のランニングコストとの関係を示す。ＥＣ２は、沸き上げ温度を３５℃に設定した場合における給湯負荷と電気のランニングコストとの関係を示す。ＧＣ１は、沸き上げ温度を４５℃に設定した場合における給湯負荷とガスのランニングコストとの関係を示す。ＧＣ２は、沸き上げ温度を３５℃に設定した場合における給湯負荷とガスのランニングコストとの関係を示す。

沸き上げ温度が４５℃の場合、給湯負荷が６ｋＷ以下では、バーナ加熱装置６０は動作しないため、電気のランニングコストのみが給湯負荷に比例して増加していく（ＥＣ１、ＧＣ１参照）。沸き上げ温度が３５℃の場合、上述の図３に示すように、給湯負荷が６ｋＷ以下であっても、電気比率が６８％しか確保できないため、一定の電気比率６８％を維持しながら、電気、ガスともに、給湯負荷に比例してランニングコストが増加する（ＥＣ２、ＧＣ２参照）。

沸き上げ温度が４５℃の場合、給湯負荷６ｋＷ以上では、電気のランニングコストが一定となるが、ガスのランニングコストが増加する（ＥＣ１、ＧＣ１参照）。ガスのランニングコスト（ＧＣ１）の傾きは、電気のランニングコスト（ＥＣ１）の傾きよりも大きい。一方、沸き上げ温度が３５℃の場合、給湯負荷９ｋＷ以下では、電気比率が６８％で一定であり（図３参照）、電気、ガスともにランニングコストは比例的に増加する（ＥＣ２、ＧＣ２参照）。一方、給湯負荷９ｋＷ以上では、ヒートポンプ５０が最大加熱能力である６ｋＷに達するため、それ以上電気のランニングコストは増えなくなる（ＥＣ２参照）。その場合、給湯負荷の増加に伴い、燃料のランニングコストが増加することになる（ＧＣ２参照）。給湯負荷９ｋＷ以上の範囲で、沸き上げ温度が４５℃の場合と３５℃の場合とで電気のランニングコストに差があるのは、３５℃の方が、高いＣＯＰを得ることができるためである。

図５は、給湯負荷と、給湯システム２全体のランニングコスト（即ち、電気とガスの合計のランニングコスト）との関係を示すグラフである。図５中のＣ１は、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における、給湯負荷とランニングコスト（即ち第１コスト）との関係を示す。図５中のＣ２は、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における、給湯負荷とランニングコスト（即ち第２コスト）との関係を示す。本実施例では、図５に示すように、給湯負荷が７．１３ｋＷの場合に、第１コストＣ１と第２コストＣ２とが一致する。

給湯負荷が７．１３ｋＷより低い場合には、第１コストＣ１の方が第２コストＣ２よりも低い（即ち、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０（及びバーナ加熱装置６０）を動作させて給湯を行った方がコストを低く抑え得る）。一方、給湯負荷が７．１３ｋＷより高い場合には、第２コストＣ２の方が第１コストＣ１よりも低い（即ち、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０及びバーナ加熱装置６０を動作させて給湯を行った方がコストを低く抑え得る）。

即ち、７．１３ｋＷの給湯負荷が、本実施例における均衡使用量、即ち「基準量」であると言える。

また、本実施例において、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させると仮定した場合に賄うことができる給湯負荷の最大値（即ち、ヒートポンプ５０の最大加熱能力）は６ｋＷである。即ち、「基準量」は、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させると仮定した場合における仮定沸き上げ量（即ち６ｋＷ）に所定量（即ち１．１３ｋＷ）を加算した使用量である、と言い換えることもできる。

図２のＳ１４で特定された特定時間帯使用量が、上記の基準量（即ち７．１３ｋＷ）以上である場合、制御装置１００は、Ｓ１６でＹＥＳと判断し、Ｓ１８に進む。Ｓ１６でＹＥＳと判断される場合、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を３５℃に設定した方が給湯システム２全体のランニングコストを低く抑えられることを意味する。Ｓ１８では、制御装置１００は、特定の時間帯におけるヒートポンプ５０の沸き上げ温度を３５℃に決定する。制御装置１００は、Ｓ１８を終えると、Ｓ２０に進む。

一方、Ｓ１４で特定された特定時間帯使用量が、上記の基準量よりも少ない場合、制御装置１００は、Ｓ１６でＮＯと判断し、Ｓ１９に進む。Ｓ１６でＮＯと判断される場合、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を４５℃に設定した方が給湯システム２全体のランニングコストを低く抑えられることを意味する。Ｓ１９では、制御装置１００は、特定の時間帯におけるヒートポンプ５０の沸き上げ温度を４５℃に設定する。制御装置１００は、Ｓ１９を終えると、Ｓ２０に進む。

Ｓ２０では、制御装置１００は、Ｓ１８又はＳ１９で決定された沸き上げ温度（即ち３５℃又は４５℃）を記憶する。

次いで、Ｓ２２では、制御装置１００は、１日の２４時間のうちのすべての時間帯を特定済みであるか否かを判断する。この時点でまだすべての時間帯が特定されていない場合、制御装置１００は、Ｓ２２でＮＯと判断し、Ｓ１２に戻り、未特定の時間帯のうちから新たな１時間分の時間帯を特定する。そして、Ｓ１４〜Ｓ２２の各処理を再度実行する。一方、この時点で既にすべての時間帯が特定済みである場合（即ち、すべての時間帯における沸き上げ温度が決定済みである場合）、制御装置１００は、Ｓ２２でＹＥＳと判断し、図２の沸き上げ温度決定処理を終了する。

（ヒートポンプ作動処理）
次いで、図６を参照して、制御装置１００が実行するヒートポンプ作動処理について説明する。給湯システム２が稼働している間、制御装置１００は、図６のヒートポンプ作動処理を継続して実行している。

Ｓ４０では、制御装置１００は、サーミスタ１６の検出温度（即ち、タンク１０の上部から３０Ｌの位置の水の温度）が、４０℃を下回ることを監視する。サーミスタ１６の検出温度が４０℃を下回る（即ち、タンク１０内の４０℃以上の温水の残量が３０Ｌを下回る）場合、制御装置１００は、Ｓ４０でＹＥＳと判断し、Ｓ４２に進む。なお、他の例では、Ｓ４０では、制御装置１００は、サーミスタ１６に代えて、サーミスタ１４の検出温度（即ち、タンク１０の上部から１２Ｌの位置の水の温度）が４０℃を下回ることを監視してもよい。また、他の例では、基準となる温度を４０℃以外の温度に設定してもよい。即ち、他の例では、Ｓ４０では、外気温や季節等の要因に応じて、監視の基準となるサーミスタの位置、及び、基準となる温度を変更してもよい。

Ｓ４２では、制御装置１００は、現在の時間帯の沸き上げ温度が３５℃であるか否かを判断する。上記の通り、制御装置１００は、２４時間毎に、上記の沸き上げ温度決定処理（図２）を実行することにより、１日の各時間帯における沸き上げ温度を決定し、記憶している。制御装置１００は、記憶内容を参照し、現在の時間帯の沸き上げ温度が３５℃である場合に、Ｓ４２でＹＥＳと判断し、Ｓ４４に進む。一方、制御装置１００は、現在の時間帯の沸き上げ温度が４５℃である場合には、Ｓ４２でＮＯと判断し、Ｓ４５に進む。

Ｓ４４では、制御装置１００は、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を３５℃に設定し、ヒートポンプ５０の圧縮機の回転数（即ちモータの回転数）を、５８００ｒｐｍに設定して、ヒートポンプ５０の動作を開始させる。さらに、制御装置１００は、循環ポンプ２２を回転させる。これにより、タンク１０の下部の水がタンク水循環路２０内に導入され、導入された水がヒートポンプ５０内の凝縮器を通過する際に、熱媒体の熱によって３５℃まで加熱され、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３５℃の水が貯められる。

この際、給湯運転が同時に実行されている場合には、タンク１０の上部に貯められた３５℃の温水がタンク１０から供給路４０に供給される。この場合、供給路４０に供給される温水の温度（３５℃）は給湯設定温度（例えば４０℃）よりも低いため、制御装置１００は、バーナ加熱装置６０をさらに作動させる。これにより、供給路４０を通過する例えば３０℃の水がバーナ加熱装置６０によって給湯設定温度まで加熱され、温水利用箇所に供給される。

一般的に、ヒートポンプ５０は、沸き上げ温度が給湯設定温度よりも低い３５℃に設定されている場合、沸き上げ温度が給湯設定温度よりも高い４５℃に設定されている場合に比べて、効率的に動作可能（即ち高いＣＯＰ（Coefficient Of Performance）で動作可能）であることが知られている。Ｓ４４では、給湯運転を同時に行う場合には、バーナ加熱装置６０を補助的に動作させる必要はあるものの、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を３５℃に設定することで、ヒートポンプ５０を効率的に動作させることができる。

Ｓ４４でヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２の動作が開始されると、制御装置１００は、Ｓ４６に進む。

一方、Ｓ４５では、制御装置１００は、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を４５℃に設定し、ヒートポンプ５０の圧縮機の回転数（即ちモータの回転数）を、４８００ｒｐｍに設定して、ヒートポンプ５０の動作を開始させる。さらに、制御装置１００は、循環ポンプ２２を回転させる。これにより、タンク１０に４５℃の水が貯められる。また、この場合も、給湯運転が同時に実行されている場合には、タンク１０上部の４５℃の温水がタンク１０から供給路４０に供給される。この場合、タンク１０上部の温水の温度（４５℃）は給湯設定温度（例えば４０℃）よりも高いため、制御装置１００は、必要に応じて混合弁４２を開き、温水の温度が給湯設定温度になるように調整する。これにより、給湯設定温度の温水が温水利用箇所に供給される。

Ｓ４５でヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２の動作が開始されると、制御装置１００は、Ｓ４６に進む。

上記の通り、Ｓ４４では、制御装置１００は、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を３５℃に設定するとともに、圧縮機の回転数を５８００ｒｐｍに設定してヒートポンプ５０を動作させる。一方、Ｓ４５では、制御装置１００は、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を４５℃に設定するとともに、ヒートポンプ５０の圧縮機の回転数を４８００ｒｐｍに設定してヒートポンプ５０を動作させる。ここで、図７を参照しながら、Ｓ４４、Ｓ４５の間でヒートポンプ５０の圧縮機の回転数を異ならせることについて説明する。

図７は、圧縮機の回転数と、ヒートポンプ５０による加熱後の温水の最高温度と、の関係を示している。高いＣＯＰを得るため、冷媒の凝縮温度はなるべく低くしたいが、冷媒によって凝縮温度と加熱後の温水の最高温度との関係は異なる。例えば、４５℃の温水を得るための冷媒の凝縮温度は、冷媒がＲ２９０である場合には４７℃程度であるが、冷媒がＲ３２である場合には４２℃程度である。ここでは、類似の図を減らして説明を簡単にするために、凝縮温度と温水の最高温度とが等しい場合を想定して説明する。図７に示すように、圧縮機の回転数が定格（即ち、２４００〜４０００ｒｐｍ）の範囲内である場合、ヒートポンプ５０は、最高で６５℃まで温水を加熱できる。圧縮機の回転数が定格の範囲内にある場合には、ヒートポンプ５０の膨張弁の開度や、循環ポンプ２２の回転数を調整することにより、ヒートポンプ５０による加熱後の温水の温度（即ち沸き上げ温度）を４５℃や３５℃に調整することが可能である。このとき、冷媒の凝縮温度をなるべく低く、４５℃や３５℃近傍に調整することにより、高ＣＯＰを得ることができる。ただし、この場合、後述の圧縮機の回転数を定格の範囲より増大させる場合（即ち、図６のＳ４４、Ｓ４５の場合）に比べて、加熱可能な温水の流量が少なくなる。即ち、圧縮機の回転数を定格の範囲内とした場合、圧縮機の回転数を定格の範囲より増大させる場合に比べて、加熱能力が低くなる。

これに対し、圧縮機の回転数を、定格の範囲を超える４８００ｒｐｍに設定した場合（即ち、図６のＳ４５の場合）には、図７に示すように、ヒートポンプ５０は、最高で４５℃までしか温水を加熱できなくなる。仮に４８００ｒｐｍで４５℃より高い温度まで温水を加熱しようとして凝縮温度を上げると、圧縮機のモータ負荷が過大となり、脱調してしまう。回転数を４８００ｒｐｍに設定した場合には、圧縮機の回転数を定格の範囲内に固定した場合に比べて、４５℃まで加熱可能な温水の流量が多くなる。これは、冷媒循環量が圧縮機の回転数に比例するためであり、加熱能力も回転数に略比例する。即ち、回転数を４８００ｒｐｍに設定した場合には、圧縮機の回転数を定格の範囲内に固定した場合に比べて、加熱能力が高くなる。

また、圧縮機の回転数を、さらに多い５８００ｐｍに設定した場合（即ちＳ４４の場合）には、ヒートポンプ５０は、図７に示すように、最高で３５℃までしか温水を加熱できなくなる。しかしながら、回転数を５８００ｒｐｍに設定した場合には、圧縮機の回転数を４８００ｐｍに設定した場合に比べて、３５℃まで加熱可能な温水の流量がさらに多くなる。即ち、回転数を５８００ｒｐｍに設定した場合には、回転数を４８００ｒｐｍに設定した場合に比べて、加熱能力がさらに高くなる。

図８、図９、図１０を参照して、圧縮機の回転数を定格の範囲より増大させることについてさらに説明する。図８は、図３と同様に、給湯負荷と電気比率との関係を示している。ただし、図８中のＲ２Ａは、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる際に、圧縮機の回転数を定格の範囲より高くした（５８００ｒｐｍ）場合における、給湯負荷と電気比率との関係を示す。この場合、ヒートポンプ５０の加熱能力は７．２ｋＷまで増大する。なお、Ｒ１、Ｒ２については図３と同様である。

Ｒ２Ａが示すように、この場合、沸き上げ温度が３５℃の場合に、沸き上げ温度が４５℃の場合と比べて、ヒートポンプ５０の加熱能力が１．２ｋＷ増大することになる。そのため、給湯負荷８ｋＷ以上で、電気比率を向上させることができる。

図９も、図４と同様に、電気とガスのランニングコストを、沸き上げ温度４５℃と３５℃のそれぞれの場合について示したものである。ＥＣ１、ＥＣ２、ＧＣ１、ＧＣ２については、上記の図４と同様である。図９中のＥＣ２Ａは、沸き上げ温度３５℃で圧縮機の回転数を増大させた場合（５８００ｒｐｍ）における給湯負荷と電気のランニングコストの関係を表わし、ＧＣ２Ａは、沸き上げ温度３５℃で圧縮機の回転数を増大させた場合（５８００ｒｐｍ）の給湯負荷とガスのランニングコストの関係を表わす。上記の通り、沸き上げ温度３５℃の場合に、圧縮機の回転数を増大させたことで、ヒートポンプ５０の加熱能力が６ｋＷから７．２ｋＷに増大している。そのため、給湯負荷９ｋＷ以上でも、電気のランニングコストを増大させ、ガスのランニングコストの増大を抑制することができる。

図１０も、図５と同様に、給湯負荷と、給湯システム２全体のランニングコスト（即ち、電気とガスの合計のランニングコスト）との関係を示すグラフである。Ｃ１、Ｃ２については、上記の図５と同様である。図１０中のＣ２Ａは、沸き上げ温度３５℃で圧縮機の回転数を増大させた場合（５８００ｒｐｍ）における給湯負荷と、給湯システム２全体のランニングコストの関係を表わす。この場合も、沸き上げ温度３５℃の場合に、圧縮機の回転数を増大させたことで、ヒートポンプ５０の加熱能力が６ｋＷから７．２ｋＷに増大している。そのため、給湯負荷９ｋＷ以上でも、ヒートポンプ５０の負荷は最大ではなく、上昇の余地がある。このため、給湯負荷が９ｋＷ以上で、合計ランニングコストを低減することが可能である。

図６のＳ４６では、制御装置１００は、サーミスタ２４の検出温度（即ち、タンク１０の下部から導出される水の温度）が、沸き上げ温度−５℃の温度以上であるか否かを判断する。例えば、沸き上げ温度が４５℃の場合、「沸き上げ温度−５℃の温度」は４０℃である。Ｓ４６の時点で、サーミスタ２４の検出温度が沸き上げ温度−５℃の温度より低い場合、制御装置１００は、Ｓ４６でＮＯと判断し、Ｓ４２に戻る。戻った先のＳ４２では、制御装置１００は、この時点の時間帯の沸き上げ温度が３５℃であるか否かを再度判断する。その後のＳ４４、Ｓ４５において、制御装置１００は、この時点でヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２が既に動作している場合には、引き続きヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２の動作を継続させる。ただし、制御装置１００は、既に動作中のヒートポンプ５０の沸き上げ温度及び圧縮機の回転数が、Ｓ４４、Ｓ４５に定める値と異なる場合には、Ｓ４４、Ｓ４５のそれぞれに適合する沸き上げ温度及び圧縮機の回転数に設定を変更した上で、ヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２の動作を継続させる。従って、例えば、既に動作中のヒートポンプ５０の沸き上げ温度が４５℃で、回転数が４８００ｒｐｍである状況で、新たにＳ４４に進んだ場合、制御装置１００は、ただちに沸き上げ温度を３５℃に変更し、回転数を５８００ｒｐｍに増加させた上で、ヒートポンプ５０の動作を継続する。他の例では、制御装置１００は、タンク１０内の４５℃の温水が一定量以下になることを監視し、一定量以下になった場合に、沸き上げ温度を３５℃に変更し、回転数を５８００ｒｐｍに増加させてもよい。

一方、Ｓ４６の時点で、サーミスタ２４の検出温度が沸き上げ温度−５℃の温度以上である場合、タンク１０は既に沸き上げ温度の温水でほぼ満たされている満蓄状態である。その場合、制御装置１００は、Ｓ４６でＹＥＳと判断し、Ｓ４８に進む。Ｓ４８では、制御装置１００は、動作中のヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を停止させる。その後、制御装置１００は、再びＳ４０の監視に戻る。

以上、本実施例の給湯システム２の構成及び動作について説明した。上記の通り、制御装置１００は、特定の店舗の過去の７日分の運転履歴に基づいて、２４時間を単位とする単位時間に含まれる各時間帯におけるヒートポンプ５０の沸き上げ温度を、３５℃と４５℃とのどちらかに決定する（図２参照）。その際、制御装置１００は、仮定沸き上げ量（６ｋＷ）を所定量（１．１３ｋＷ）分上回る量である基準量（７．１３ｋＷ）を判断基準とする。即ち、特定時間帯使用量が仮定沸き上げ量を上回る場合には、特定の時間帯において給湯に必要な加熱量をヒートポンプ５０のみによって賄うことができない可能性が高く、バーナ加熱装置６０を補助的に動作させなければならない可能性が高い。その際、仮定沸き上げ量を所定量分上回る基準量以上の給湯使用量を賄う給湯を行う場合には、バーナ加熱装置６０による加熱割合が一定割合を超えるため、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を３５℃に設定し、ヒートポンプ５０を効率良く動作させた方が、給湯システム２全体を効率良く動作させることができる。反対に、仮定沸き上げ量を所定量分上回る基準量より少ない給湯使用量を賄う給湯を行う場合には、バーナ加熱装置６０による加熱割合が一定割合を超えないため、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を４５℃に設定して動作させた方が、給湯システム２全体を効率良く動作させることができる。以上の理由により、本実施例では、制御装置１００は、仮定沸き上げ量を所定量分上回る量である基準量を、沸き上げ温度を４５℃と３５℃のどちらに決定するのかの判断基準とする。

そして、制御装置１００は、上記の手法によって時間帯毎に決定された沸き上げ温度に従って、ヒートポンプ５０を動作させる（図６参照）。即ち、本実施例では、給湯システム２は、過去の７日間の給湯実績に基づいて、各時間帯に適した沸き上げ温度を設定してヒートポンプ５０を動作させることができる。また、１日のうちのそれぞれの時間帯において、当該時間帯の間、ヒートポンプ５０は、設定された沸き上げ温度（即ち３５℃と４５℃のどちらか一方）に従って動作し、途中で沸き上げ温度が切り替わることがない。そのため、本実施例の給湯システム２によると、各時間帯の間において、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度が頻繁に切り替わる事態の発生を抑制することができる。従って、本実施例の給湯システム２によると、タンクに貯められた温水の量に応じてヒートポンプの沸き上げ温度が切り替えられる従来の構成と比較して、ヒートポンプ５０を安定して効率的に動作させることができる。

また、本実施例では、制御装置１００は、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合には、ヒートポンプ５０の圧縮機を４８００ｒｐｍで回転させ（図６のＳ４５）、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合には、圧縮機を５８００ｒｐｍで回転させる（Ｓ４４）。このように、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合、圧縮機の回転数を高く設定するため、沸き上げ温度を４５℃に設定した場合と比べて、より多くの温水（即ち３５℃の温水）をタンク１０に蓄えることができる。即ち、沸き上げ温度を３５℃に設定した場合（Ｓ４５）、４５℃に設定した場合（Ｓ４４）に比べてヒートポンプ５０の加熱能力を増大させることができる。そのため、本実施例の給湯システム２によると、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合において、ヒートポンプ５０による加熱割合を高く（即ちバーナ加熱装置６０による加熱割合を低く）することができる。

また、本実施例では、図２のＳ１６〜Ｓ１９において、制御装置１００は、特定時間帯使用量が基準量以上であるか否かに応じて、特定の時間帯における沸き上げ温度を３５℃と４５℃の一方に決定している。上述の通り、本実施例では、基準量は、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における給湯システム２全体の１時間当たりのランニングコスト（即ち、バーナ加熱装置６０も含むランニングコスト）である第１コストと、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における給湯システム２全体の１時間当たりのランニングコストである第２コストと、が一致する均衡使用量である（図５参照）。そのため、本実施例では、給湯システム２は、特定時間帯使用量が均衡使用量（即ち、図５の給湯負荷が７．１３ｋＷの場合における給湯使用量）より多い場合（即ち第２コストＣ２が第１コストＣ１以下の場合）には沸き上げ温度を３５℃に設定し、特定時間帯使用量が均衡使用量以下である場合（即ち第１コストＣ１が第２コストＣ２より低い場合）には沸き上げ温度を４５℃に設定することになるので、いずれの場合においても、システム全体のランニングコストが最も低くなるように運転することができる。

本実施例と請求項の記載の対応関係を説明しておく。バーナ加熱装置６０が「補助熱源機」の一例である。４５℃が「第１温度」の一例であり、３５℃が「第２温度」の一例である。給湯設定温度が「目標出湯温度」の一例である。４８００ｒｐｍが「第１の回転数」の一例であり、５８００ｒｐｍが「第２の回転数」の一例である。

（第２実施例）
第１実施例と異なる点を中心に説明する。本実施例の給湯システム２も、その構成、及び、基本的な動作内容は第１実施例と共通する。ただし、本実施例では、図２のＳ１６で判断の基準となる基準量が、第１実施例とは異なる。

本実施例では、「基準量」は、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における給湯システム２全体の一次エネルギー効率（即ち、バーナ加熱装置６０も含む一次エネルギー効率）である第１効率と、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における給湯システム２全体の一次エネルギー効率である第２効率と、が一致する際の給湯使用量である均衡使用量である。

図１１を参照して、本実施例の基準量についてさらに詳しく説明する。図１１は、給湯負荷と、給湯システム２全体の一次エネルギー効率との関係を示すグラフである。図１１中のＥ１は、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における、給湯負荷と一次エネルギー効率（即ち第１効率）との関係を示す。図１１中のＥ２は、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合における、給湯負荷と一次エネルギー効率（即ち第２効率）との関係を示す。図１１に示すように、給湯負荷が６．８７ｋＷの場合に、第１効率Ｅ１と第２効率Ｅ２とが一致する。

給湯負荷が６．８７ｋＷより低い場合には、第１効率Ｅ１の方が第２効率Ｅ２よりも高い（即ち、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０（及びバーナ加熱装置６０）を動作させて給湯を行った方が一次エネルギー効率を高くできる）。一方、給湯負荷が６．８７ｋＷより低い場合には、第２効率Ｅ２の方が第１効率Ｅ１よりも高い（即ち、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０及びバーナ加熱装置６０を動作させて給湯を行った方が一次エネルギー効率を高くできる）。

本実施例でも、図１１の「給湯負荷」を、給湯流量及び給湯設定温度を利用して、給湯使用量に変換することができる。即ち、６．８７ｋＷの給湯負荷が、本実施例における均衡使用量、即ち「基準量」であると言える。

また、本実施例でも、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させると仮定した場合に賄うことができる給湯負荷の最大値は６ｋＷである。即ち、「基準量」は、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させると仮定した場合における仮定沸き上げ量（即ち６ｋＷ）に所定量（即ち０．８７ｋＷ）を加算した使用量である、と言い換えることもできる。

本実施例でも、図２のＳ１４で特定された特定時間帯使用量が、上記の基準量（即ち６．８７ｋＷ）以上である場合、制御装置１００は、Ｓ１６でＹＥＳと判断し、Ｓ１８に進む。Ｓ１６でＹＥＳと判断される場合、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を３５℃に設定した方が給湯システム２全体の一次エネルギー効率を高くすることができることを意味する。一方、Ｓ１４で特定された特定時間帯使用量が、上記の基準量よりも少ない場合、制御装置１００は、Ｓ１６でＮＯと判断し、Ｓ１９に進む。Ｓ１６でＮＯと判断される場合、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を４５℃に設定した方が給湯システム２全体の一次エネルギー効率を高くすることができることを意味する。

そのため、本実施例では、給湯システム２は、特定時間帯使用量が均衡使用量（即ち、図１１の６．８７ｋＷ）より多い場合（即ち第２効率Ｅ３が第１効率Ｅ１以上の場合）には沸き上げ温度を３５℃に設定し、と、特定時間帯使用量が均衡使用量以下である場合（即ち第１効率Ｅ１が第２効率Ｅ２より高い場合）には沸き上げ温度を４５℃に設定することになるので、いずれの場合においても、システム全体の一次エネルギー効率が最良になるように運転することができる。

以上、実施例について詳細に説明したが、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。

（変形例１）上記の各実施例では、制御装置１００は、特定時間帯使用量が基準値以上である場合（図２のＳ１６でＹＥＳ）、特定の時間帯における沸き上げ温度を３５℃に決定し（Ｓ１８）、特定時間帯使用量が基準値より少ない場合（Ｓ１６でＮＯ）、特定の時間帯における沸き上げ温度を４５℃に決定する（Ｓ１９）。これに限られず、制御装置１００は、特定時間帯使用量が基準値以上である場合に、給湯設定温度以上の温度であれば、任意の温度を沸き上げ温度として決定してもよい。同様に、制御装置１００は、特定時間帯使用量が基準値より少ない場合に、給湯設定温度より低い温度であれば、任意の温度を沸き上げ温度として決定してもよい。

（変形例２）上記の各実施例では、制御装置１００は、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合、圧縮機の回転数を、沸き上げ温度を４５℃に設定する場合（４８００ｒｐｍ）よりも多い５８００ｒｐｍに設定する（図６のＳ４４）。これに限られず、制御装置１００は、沸き上げ温度を３５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合において、圧縮機の回転数を、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させる場合の圧縮機の回転数と同じ回転数に設定してもよい。ヒートポンプ５０を動作させる際、圧縮機の回転数が同じであっても、沸き上げ温度が３５℃の場合、沸き上げ温度が４５℃の場合に比べて、高いＣＯＰを実現することができる。

（変形例３）図２のＳ１６で判断の基準となる基準量は、上記の各実施例で説明したものに限られず、沸き上げ温度を４５℃に設定してヒートポンプ５０を動作させると仮定した場合における仮定沸き上げ量に所定量を加算した使用量であれば、任意の使用量としてもよい。

（変形例４）上記の各実施例では、制御装置１００が、時間帯ごとの沸き上げ温度を決定する際に利用される特定時間帯使用量、及び、基準量は、いずれも、給湯負荷（単位はｋＷ）である。これに限られず、制御装置１００が、時間帯ごとの沸き上げ温度を決定する際に利用される特定時間帯使用量、及び、基準量が給湯流量（単位はＬ）であってもよい。その場合、給湯設定温度が一定であればよい。

（変形例５）上記の各実施例では、「基準量」は、ヒートポンプ５０の沸き上げ温度を４５℃に設定した場合の仮定沸き上げ量を上回る量であるが、「基準量」は、仮定沸き上げ量と等しくてもよい。一般的に言うと、基準量は、仮定沸き上げ量に基づく量であればよい。

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 ：水道水導入路
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
４４ ：サーミスタ
５０ ：ヒートポンプ
５２ ：外気温センサ
６０ ：バーナ加熱装置
１００ ：制御装置

Claims (4)

1. 給湯システムであって、
   外気から吸熱するヒートポンプと、
   前記ヒートポンプによって加熱された温水を蓄えるタンクと、
   前記タンク内の温水を温水利用箇所に供給する供給手段と、
   燃料を燃焼させた熱を利用して温水を加熱する補助熱源機と、
   制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   過去の所定期間内における給湯使用量を示す使用量情報を記憶し、
   記憶された前記使用量情報に基づいて、２４時間を単位とする単位時間に含まれる複数個の時間帯のうちのそれぞれの時間帯における給湯使用量である時間帯使用量を特定し、
   特定された前記時間帯使用量に基づいて、前記複数個の時間帯のうちの前記それぞれの時間帯において、前記ヒートポンプによるタンク内温水の設定値である沸き上げ温度を決定して、前記ヒートポンプを動作させ、
   前記制御装置は、前記沸き上げ温度を決定する際において、
   特定の時間帯における特定時間帯使用量が、沸き上げ温度を前記温水利用箇所における目標出湯温度以上の第１温度に設定して前記ヒートポンプを動作させると仮定した場合における仮定沸き上げ量に基づく基準量よりも少ない場合には、前記特定の時間帯における前記沸き上げ温度を前記第１温度に決定し、
   前記特定時間帯使用量が、前記基準量以上である場合には、前記特定の時間帯における前記沸き上げ温度を、前記目標出湯温度より低い第２温度に決定する、
   給湯システム。
2. 前記制御装置は、
   前記沸き上げ温度を前記第１温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合には、前記ヒートポンプの圧縮機を第１の回転数で回転させ、
   前記沸き上げ温度を前記第２温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合には、前記圧縮機を第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させる、
   請求項１に記載の給湯システム。
3. 前記基準量は、前記沸き上げ温度を前記第１温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合における前記給湯システム全体のランニングコストである第１コストと、前記沸き上げ温度を前記第２温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合における前記給湯システム全体のランニングコストである第２コストと、が一致する際の給湯使用量である第１の均衡使用量であって、前記特定時間帯使用量が前記第１の均衡使用量より少ない場合には前記第１コストが前記第２コストより低く、前記特定時間帯使用量が前記第１の均衡使用量以上である場合には前記第２コストが前記第１コスト以下である、
   請求項１又は２に記載の給湯システム。
4. 前記基準量は、前記沸き上げ温度を前記第１温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合における前記給湯システム全体の一次エネルギー効率である第１効率と、前記沸き上げ温度を前記第２温度に設定して前記ヒートポンプを動作させる場合における前記給湯システム全体の一次エネルギー効率である第２効率と、が一致する際の給湯使用量である第２の均衡使用量であって、前記特定時間帯使用量が前記第２の均衡使用量より少ない場合には前記第１効率が前記第２効率より高く、前記特定時間帯使用量が前記第２の均衡使用量以上である場合には前記第２効率が前記第１効率以上である、
   請求項１又は２に記載の給湯システム。

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