JP4114662B2 - 湯水供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、湯を使用する設備機器に係り、省エネ志向をトータル的にコントロールする湯水供給装置に関するものであり、特に、給湯設備に好適な制御装置に関する。

従来、この種の湯水供給装置として、例えば、特許文献１に示すように、家庭内のさまざまな設備機器を情報網で結び、主に湯・水の消費において、トータルで省エネルギーを行なったり、トータルでコントロールすることで新たな機能を提供する湯水供給装置が知られている。

その装置は、湯を使用する設備機器と、この設備機器に湯を供給する給湯手段と、この給湯手段から供給される湯と水源からの水とを混合し設備機器に適温の湯を供給する湯水混合装置とを備えるとともに、設備機器と湯水混合装置と給湯手段とを結ぶ通信網から構成している。

そして、上記湯水混合装置は通信網を介して、設備機器に設置された通信手段と通信を行ない、設備機器からの情報に基づいて設備機器毎に要求される湯を供給することができるよう構成している（例えば、特許文献１参照）。
特開平１２−２９１９７１号公報

上記特許文献１では、設備機器の構成について詳しくは記載されていないが、外部から洗浄温度に調節された湯を供給するように構成している。しかしながら、湯を使用する設備機器のうち、例えば、汎用的な食器類洗い機は、洗浄温度を調節するための電気ヒータなどの加熱手段を備えて水道水を加熱するように構成している。

つまり、上記特許文献１によれば、加熱手段を有する設備機器と湯水混合装置と給湯手段とを組み合わせて湯を設備機器に供給する湯水供給装置となるように構成すると、給湯手段と加熱手段とのどちらがトータル的に省エネの点で望ましいのか判別ができない。

また、一般的に、液体燃料、ガスなどを使用する給湯手段よりも水道水を加熱する電気ヒータなどの加熱手段は、比較的、これらよりも消費電力が大であって頻繁に加熱手段を使用すると電力使用量の維持費が大きくなる問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記点に鑑みたものであり、設備機器をトータルでの有効な省エネ運転できる給湯制御手段を配設させることで電力コストの低減が図れる湯水混合装置を提供することにある。

上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項１０に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、給水源から導いた水を加熱する加熱手段（５５）を有し、その湯を使用する設備機器（５０）と、この設備機器（５０）に湯を供給する給湯手段（１０、２０）と、この給湯手段（１０、２０）から供給される湯と給水源からの水とを混合して設備機器（５０）に適温の湯を供給する湯水混合装置（３０）と、この湯水混合装置（３０）および給湯手段（１０、２０）を制御する給湯制御手段（４０）とを備える湯水供給装置において、
設備機器（５０）と給湯制御手段（４０）とを結ぶ通信網（４５）が設けられ、設備機器（５０）は、加熱手段（５５）により加熱した湯もしくは湯水混合装置（３０）から導入した湯のいずれか一方を使用するように構成され、かつ目標給水温度、湯量などの使用条件を設定する機能を有し、その設定された使用情報を通信網（４５）に発信させるとともに、
給湯制御手段（４０）は、電力料金などの省エネ性を判定するための電力情報判定手段が設けられ、設備機器（５０）を運転するときに、電力情報判定手段および通信網（４５）に届いた使用情報に基づいて、加熱手段（５５）もしくは湯水混合装置（３０）の何れか一方を駆動するように構成していることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、比較的電力使用量の維持費の大きい加熱手段（５５）を電力情報判定手段、使用情報により省エネとなるように運転することができる。これにより、電力コストの低減が図れる。

請求項２に記載の発明では、給湯手段（１０、２０）は、内部に給湯用水を蓄える貯湯タンク（１０）と、ヒートポンプサイクルからなり、貯湯タンク（１０）内の給湯用水を循環させて蓄熱運転を行なうヒートポンプユニット（２０）とから構成され、湯水混合装置（３０）は、貯湯タンク（１０）内の給湯用水と給水源からの水とを混合して設備機器（５０）に使用情報に応じた湯を供給するように構成していることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、具体的には、貯湯タンク（１０）内の給湯用水を設備機器（５０）に供給するように構成していることにより、加熱手段（５５）を使用しなくても貯湯タンク（１０）内に蓄えられた給湯用水で設備機器（５０）に湯を供給できる。

さらに、ヒートポンプサイクルからなるヒートポンプユニット（２０）の方が、成績係数ＣＯＰが高いので、加熱手段（５５）を運転するよりも電力コストの低減が図れる。

請求項３に記載の発明では、貯湯タンク（１０）には、高温の給湯用水を取り出す高温取り出し配管（１２）と、中温の給湯用水を取り出す中温取り出し配管（１３）とが設けられ、湯水混合装置（３０）は、高温取り出し配管（１２）から取り出される高温の給湯用水、もしくは中温取り出し配管（１３）から取り出される中温の給湯用水、もしくは高温取り出し配管（１２）から取り出される高温の給湯用水と中温取り出し配管（１３）から取り出される中温の給湯用水との両方を給水源からの水とを混合して設備機器（５０）に使用情報に応じた湯を供給するように構成していることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、この種のヒートポンプユニット（２０）では、沸き上げるときに、貯湯タンク（１０）内の給湯用水の湯温が低いほど、成績係数ＣＯＰが高まる。そこで、本発明では、中温の給湯用水を消費するように構成しているので、沸き上げのときに中温よりも低い湯温の給湯用水を沸き上げることができる。これにより、ヒートポンプユニット（２０）の電力コストを低くすることができる。

請求項４に記載の発明では、電力情報判定手段は、貯湯タンク（１０）内の貯湯量、貯湯湯温などの貯湯情報および設備機器（５０）、ヒートポンプユニット（２０）の使用時間帯における電力料金情報の少なくとも一方を用いて省エネ性を判定していることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、この種のヒートポンプユニット（２０）を用いる貯湯式給湯装置においては、電力料金が安くなる深夜時間帯に沸き上げ運転を行なって貯湯タンク（１０）内に給湯用水を蓄えることができるので、例えば、使用時間帯を電力情報判定手段で判定することで省エネとなる時間帯を区分できるので電力コストの低い方式で設備機器（５０）の運転ができる。

請求項５に記載の発明では、給湯制御手段（４０）は、貯湯量が所定量以上、もしくは貯湯湯温が目標給水温度以上のいずれか一方のときに、湯水混合装置（３０）を制御して設備機器（５０）に湯を供給することを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、より具体的には、貯湯量が所定量以上もしくは貯湯湯温が目標給水温度以上であれば加熱手段（５５）を作動しなくても設備機器（５０）の運転が出来る。

請求項６に記載の発明では、給湯制御手段（４０）は、設備機器（５０）を電力料金の割引のない時間帯に運転するときに、湯水混合装置（３０）を制御して設備機器（５０）に湯を供給することを特徴としている。請求項６に記載の発明によれば、具体的には、電力料金が安くなる深夜時間帯で給湯用水を蓄えることができるので、電力コストの低い方式で設備機器（５０）の運転ができる。

請求項７に記載の発明では、設備機器（５０）には、湯水混合装置（３０）から湯を供給するための湯水供給指令手段が設けられ、給湯制御手段（４０）は、通信網（４５）に届いた湯水供給指令手段に基づいて加熱手段（５５）もしくは湯水混合装置（３０）の何れか一方を駆動するように構成していることを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、住宅内で使用される湯をトータルで省エネルギーを行なったり、トータルでコントロールすることが可能となる。これにより、必要に応じた効率的な運転を行なえることができる。

請求項８に記載の発明では、湯水混合装置（３０）は、この湯水混合装置（３０）を通過する流量、温度などの設備機器（５０）に供給する湯に関する湯水供給情報を検出するための湯水供給情報センサ（３１ａ、３１ｂ）を有することを特徴としている。請求項８に記載の発明によれば、設備機器（５０）の要求する使用情報に応じた湯温、湯量の湯の供給が容易にできる。

請求項９に記載の発明では、湯水混合装置（３０）は、ヒートポンプユニット（２０）で沸き上げ運転を行なって設備機器（５０）に使用情報に応じた湯を供給するように構成していることを特徴としている。

請求項９に記載の発明によれば、貯湯タンク（１０）を介することなく、直接ヒートポンプユニット（２０）により設備機器（５０）に使用情報に応じた湯を供給することも可能である。

請求項１０に記載の発明では、設備機器（５０）は、食器類を洗浄する食器類洗浄器であること特徴としている。請求項１０に記載の発明によれば、食器類の汚れに応じて目標給水温度、湯量などの使用条件が要求されるが湯水混合装置（３０）と組み合わせることで使用条件に応じた湯水の供給が容易に確実にできる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態による湯水供給装置を図１および図２に基づいて説明する。図１は本発明を貯湯式給湯装置に適用したものであり、湯水供給装置の全体構成を示す模式図である。図２は給湯制御手段である給湯制御装置４０の湯水混合制御プログラムの制御処理を示すフローチャートである。

本実施形態の湯水供給装置は、図１に示すように、給湯用水（湯とも称する）を内部に蓄える貯湯タンク１０と、ヒートポンプサイクルからなり、貯湯タンク１０内の給湯用水を循環させて蓄熱運転を行なうヒートポンプユニット２０とからなる給湯手段である貯湯式給湯装置に本発明を適用している。

具体的には、上述したように、貯湯タンク１０とヒートポンプユニット２０とからなる給湯手段である貯湯式給湯装置、湯を使用する設備機器５０、貯湯式給湯装置から供給される湯（給湯用水）と給水源からの水とを混合して設備機器５０に適温の湯を供給する湯水混合装置３０、給湯制御手段である給湯制御装置４０、および操作パネルであるリモコンスイッチ６０などから構成している。

ここで、設備機器５０は、湯を使用する機器であって、例えば、便器に設けられる温水洗浄装置、食器類を洗浄する食器類洗い機など住宅に設置される設備機器であり、水道水を導いて水を加熱する加熱手段である電気ヒータ５５を有し、その電気ヒータ５５で加熱した湯もしくは上記湯水混合装置３０から供給された湯のどちらか一方を使用するように構成している。なお、ここでは、設備機器５０を食器類洗い機として以下説明する。

そして、図中に示す５１は、図中に示す５２の切換弁、電気ヒータ５５などの設備機器５０に構成される機器類を制御する食器洗浄制御装置であって、マイクロコンピュータを主体として構成され内蔵のＲＯＭ（図示せず）には、目標給水温度、湯量などの使用条件を設定する機能を有し、その設定された使用情報を後述する給湯制御装置４０に通信網４５を通じて発信するように構成している。

さらに、給湯制御装置４０および食器洗浄制御装置５１には互いに図示しない通信手段が設けられており、その通信手段が通信網４５を介して相互に接続され、各々必要な情報を交信するように構成している。

ここでは、電気ヒータ５５を使用せずに上記湯水混合装置３０から湯を供給する省エネモードを選択したときは、温水供給依頼を後述する給湯制御装置４０に発信するようにしている。なお、切換弁５２は、後述する給水用配管１１から導入される水道水か、湯水混合装置３０から供給される湯の何れか一方を設備機器５０内に導入する切換弁である。

貯湯式給湯装置は、上述したように貯湯タンク１０、ヒートポンプユニット２０の他に、貯湯タンク１０の下部から吸い込んだ水道水をヒートポンプユニット２０に循環させて、貯湯タンク１０の上部に戻す水回路を形成する循環水回路２２、および給湯制御手段である給湯制御装置４０などから構成されている。

貯湯タンク１０は、耐食性に優れた金属製（例えば、ステンレス製）のタンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、高温の給湯用水を長時間に渡って保温することができるようになっている。

また、貯湯タンク１０は縦長形状であり、その底面には導入口１０ａが設けられ、この導入口１０ａには貯湯タンク１０内に水道水を導入する給水用配管１１が接続されている。この給水用配管１１の上端には、導入される水道水の水圧が所定圧となるように調節するとともに、断水などにおける湯の逆流を防止する図示しない減圧逆止弁が設けられている。

さらに、給水用配管１１には温度検出手段である給水サーミスタ１１ａが設けられており、給水用配管１１内の温度情報を後述する給湯制御装置４０に出力するようになっている。なお、給水用配管１１の下流端は、導入口１０ａの他に、後述する給湯用混合弁１６、湯水混合弁３２、および切換弁５２に水道水を導水するように繋がれている。

一方、貯湯タンク１０の最上部には導出口１０ｂが設けられ、この導出口１０ｂには貯湯タンク１０内に蓄えられた給湯用水のうち、高温の給湯用水を導出するための高温取り出し管１２が接続されている。

そして、この高温取り出し管１２の経路途中には、図示しない逃がし弁が設けられた排出配管を接続しており、貯湯タンク１０内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク１０内の給湯用水を外部に排出して、貯湯タンク１０などにダメージを与えないようになっている。

また、図中に示す１３は、貯湯タンク１０内に蓄えられた給湯用水のうち、高温の給湯用水よりも湯温の低い中温の給湯用水を取り出すための中温取り出し配管であり、貯湯タンク１０の略中央部１０ｅから取り出すようにしている。

さらに、図中に示す１４は高温取り出し管１２と中温取り出し管１３との下流側合流部位に設けられた高中温混合弁であって、下流側の給湯用配管１５に流通する給湯用水の湯温を調節する温度調節弁である。つまり、それぞれの開口面積比を調節することで、高温取り出し管１２から取り出した高温の給湯用水と中温取り出し管１３から取り出した中温の給湯用水との混合比を調節するようにしている。

因みに、この高中温混合弁１４は、図示しない操作盤で操作された設定温度もしくは後述する目標給水温度に対して、＋約５℃程度高い湯温の給湯用水を給湯用配管１５に流通させるようにしている。そして、給湯用配管１５は、下流端が台所、浴室などの図示しない給湯水栓に通ずる給湯用配管であり、その中途に給湯用混合弁１６、給湯サーミスタ１５ａ、１５ｂ流量カウンタ１５ｂが設けられている。

給湯サーミスタ１５ａ、１５ｂは給湯用配管１５内の温度情報、流量カウンタ１５ｃは給湯用配管１５内の流量情報を後述する給湯制御装置４０に出力するようにしている。また、給湯用混合弁１６は、図示しない給湯水栓に出湯させる給湯用水の湯温を調節する温度調節弁であり、それぞれの開口面積比を調節することで、高中温混合弁１４で温度調節された給湯用水と給水用配管１１から導水される水道水との混合比を調節して操作盤で操作された設定温度に調節するように制御される。

なお、給湯用混合弁１６は、給湯サーミスタ１５ｂにより検出される給湯用水の湯温に基づいてフィードバック制御を行なうようにしている。同様に、高中温混合弁１４は給湯サーミスタ１５ａにより検出される給湯用水の湯温に基づいてフィードバック制御を行なうようにしている。

そして、高中温混合弁１４および給湯用混合弁１６は、後述する給湯制御装置４０に電気的に接続されており、上記、給水サーミスタ１１ａ、給湯サーミスタ１５ａ、１５ｂおよび後述する各サーミスタにより検出される温度情報に基づいて制御される。

一方、導入口１０ａの近傍には、貯湯タンク１０内の水道水を吸入するための吸入口１０ｃが設けられ、貯湯タンク１０の上部には、貯湯タンク１０内に湯を吐出する吐出口１０ｄが設けられている。この吸入口１０ｃと吐出口１０ｄとは循環水回路２２で接続されており、循環水回路２２の一部はヒートポンプユニット２０内に配置されている。

また、循環水回路２２のヒートポンプユニット２０内に配置された部分には、図示しない熱交換器が設けられており、吸入口１０ｃから吸入した貯湯タンク１０内の水道水を高温冷媒との熱交換により加熱し、吐出口１０ｄから貯湯タンク１０内に戻すことにより貯湯タンク１０内の給湯用水を沸き上げることができるようになっている。

なお、本実施形態のヒートポンプユニット２０は、図示しない圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器などのヒートポンプサイクルを構成する冷媒機能部品からなる超臨界ヒートポンプである。この超臨界ヒートポンプとは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となるヒートポンプサイクルを言い、例えば、二酸化炭素、エチレン、エタン、酸化窒素などを冷媒とするヒートポンプサイクルである。

因みに、超臨界ヒートポンプによれば、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温（例えば、８５℃〜９０℃程度）の給湯水を沸き上げることができる。また、ヒートポンプユニット２０には上述した冷媒機能部品を制御する熱源制御装置２１が設けられており、後述する給湯制御装置４０に通信網４５を通じて受発信するように構成している。

つまり、熱源制御装置２１にも給湯制御装置４０と交信するための図示しない通信手段が設けられており、その通信手段が通信網４５を介して給湯制御装置４０に接続されている。これにより、熱源制御装置２１と給湯制御装置４０とが各々必要な情報を交信することができる。

また、熱源制御装置２１は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のＲＯＭ（図示せず）には、貯湯タンク１０内の給湯用水の沸き上げ運転を行なう沸き上げ運転制御プログラムが設けられており、電力料金が最も安い深夜時間帯（例えば、午後１０：００〜翌朝７：００）に沸き上げ運転を行なうようにしている。

その沸き上げ運転は、深夜時間帯（例えば、午後１０：００〜翌朝７：００）に達すると後述する各水位サーミスタ１８、各温度センサなどからの温度情報に基づいて、ヒートポンプユニット２０を作動させて貯湯タンク１０内の水道水を加熱して高温（例えば８５℃の湯）の給湯用水を蓄えておく。

従って、深夜時間帯終了後（例えば、午前７：００）には、一日に使用する給湯用必要熱量に応じた貯湯量を蓄えられるようにしている。ただし、上記深夜時間帯以外において、予め設定した貯湯量を超過して使用したときは、所定の最低貯湯量以下となったときに沸き増し運転がなされるように設定されている。

ここで、貯湯タンク１０の上部外壁面には、貯湯タンク１０内の上部の湯温を検出する出湯温度センサ１７が設けられており、導出口１０ｂから導出される湯温の温度情報を後述する給湯制御装置４０に出力するようになっている。

また、貯湯タンク１０の外壁面には、複数の水位サーミスタ１８が縦方向にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク１０内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する給湯制御装置４０に出力するようになっている。

これは、水位サーミスタ１８からの温度情報に基づいて、貯湯タンク１０内上方の沸き上げられた給湯用水と貯湯タンク１０内下方の沸き上げられる前の水との温度境界位置を検出できるようになっている。

次に、本発明の要部である湯水混合装置３０は、図中に示す一点鎖線の枠内に示すように、貯湯式給湯装置から供給される湯（給湯用水）と給水源からの水とを混合して設備機器５０に適温の湯を供給するように構成している。

具体的には、高中温混合弁１４と給湯用混合弁１６との間の給湯用配管１５を分岐して、その分岐点と設備機器５０に設けられた切換弁５２とに接続する湯水供給用配管３１を設けるとともに、その湯水供給用配管３１の経路途中に湯水混合弁３２を設けている。

言い換えれば、高中温混合弁１４で温度調節された給湯用水を湯水供給用配管３１で取り出して、湯水混合弁３２により設備機器５０の使用情報に応じた湯温に調節することができる。

なお、湯水混合弁３２は、上述した給湯混合弁１６と同じように、設備機器５０に供給する給湯用水の湯温を調節するための温度調節弁であり、高中温混合弁１４で温度調節された給湯用水と給水用配管１１から導水される水道水との混合比を調節して使用情報に応じた湯温に調節するように制御される。また、図中に示す３１ａは、湯水供給情報センサである供給温サーミスタであって、この供給温サーミスタ３１ａで検出される給湯用水の湯温に基づいてフィードバック制御を行なうようにしている。

従って、本実施形態の湯水混合装置３０は、高中温混合弁１４、給湯用配管１５、湯水供給用配管３１および湯水混合弁３２などから構成しているものである。なお、湯水混合弁３２は給湯制御装置４０に電気的に接続されており、上記、給水サーミスタ１１ａ、給湯サーミスタ１５ｂおよび供給温サーミスタ３１ａなどにより検出される温度情報に基づいて制御される。

次に、給湯制御装置４０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のＲＯＭ（図示せず）には、予め設定された給湯制御プログラムおよび本発明による湯水混合制御プログラムなどが設けられている。

そして、上記給水サーミスタ１１ａ、給湯サーミスタ１５ａ、１５ｂ、供給温サーミスタ３１ａ、出湯温度センサ１７、水位サーミスタ１８、図示しない各種サーミスタなどからの温度情報およびリモコンスイッチ６０からの操作信号等に基づいて、熱源制御装置２１および食器洗浄制御装置５１に各種情報を交信して、ヒートポンプユニット２０内のアクチュエータ類、高中温混合弁１４、給湯用混合弁１６、湯水混合弁３２および設備機器５０内の切換弁５２などを制御している。

このリモコンスイッチ６０は、給湯するための設定温度の設定、浴槽へのお湯張りの時刻設定、ヒートポンプユニット２０の沸き上げ運転の時刻設定、設備機器５０操作情報、および各給湯動作の操作情報などを設定する操作スイッチであって、給湯制御装置４０と交信するための図示しない通信手段が設けられており、その通信手段が通信網４５を介して給湯制御装置４０に接続されている。

ここで、リモコンスイッチ６０、食器洗浄制御装置５１、および熱源制御装置２１は、通信網４５を介して給湯制御装置４０に接続されることになる。なお、通信網４５は、一般的な複数線での通信方式でも良いが、専用プロトコルを使ったＵＡＲＴ、クロック同期通信方式でも良い。また、他にパソコンによるＬＡＮ接続でも良い。

なお、本実施形態では、リモコンスイッチ６０、食器洗浄制御装置５１および熱源制御装置２１がそれぞれ通信網４５を介して給湯制御装置４０に向けて受発信するように構成したが、これに限らず、それぞれが互いに受発信できるように構成しても良い。

以上の構成による湯水供給装置の作動について説明する。まず、貯湯タンクに蓄えられる給湯用水はヒートポンプユニット２０の沸き上げ運転により蓄熱される。具体的には、熱源制御装置２１に設けた沸き上げ運転制御プログラムに基づいて、電力料金が最も安い深夜時間帯（例えば、午後１０：００〜翌朝７：００）に沸き上げ運転を行なうようにしている。

その沸き上げ運転は、深夜時間帯に達すると各水位サーミスタ１８、各種温度センサからの温度情報に基づいて、ヒートポンプユニット２０を作動させて貯湯タンク１０内の水道水を加熱して高温（例えば８５℃の湯）の給湯用水を蓄えておく。従って、深夜時間帯終了後（例えば、午前７：００）には、一日に使用する給湯用必要熱量に応じた貯湯量が貯湯タンク１０内に蓄えられる。

ただし、上記深夜時間帯以外において、予め設定した貯湯量を超過して使用したときは、所定の最低貯湯量以下となったときに沸き増し運転がなされるように設定されている。そして、翌日に給湯用水を使用する場合には、給湯用配管１５の末端に設けられた給湯水栓を開口することにより、高中温混合弁１４および給湯用混合弁１６の温度調節により設定された設定温度の給湯用水が出湯される。

このときに、貯湯タンク１０内の給湯用水が高温取り出し管１２もしくは中温取り出し管１３から出湯するとともに、給水用配管１１から水道水が導入される。従って、貯湯タンク１０内には上方に高温の湯、その下方に中温の湯、その下方に低温の湯となって蓄えられている。

ところで、本実施形態の給湯制御装置４０は、給湯制御プログラムの他に、湯水混合制御プログラムが設けられており、この湯水混合制御プログラムは、設備機器５０を運転するときに、リモコンスイッチ６０もしくは設備機器５０に設けられた操作情報の中で、例えば、省エネ運転モードが操作されているときは、設備機器５０に設けられた電気ヒータ５５を作動させるか、もしくは、湯水混合装置３０から湯を供給するかのいずれか一方を選択するように制御される。

そして、湯水混合装置３０から湯を供給する方式が選択されたら、設備機器５０から発信される使用情報に応じた湯温に温度調節して供給するように制御される。次に、本発明の要部となる図２に示す湯水混合制御プログラムの制御処理に基づいて作動を説明する。

まず、リモコンスイッチ６０もしくは設備機器５０に設けられた図示しない運転スイッチを操作すると、給湯制御装置４０に運転開始情報が入力されて、図２に示すように、給湯制御装置４０の湯水混合制御プログラムの制御処理がスタートする。

そして、ステップ４１０にて初期化を実行する。なお、ここで、予め設備機器５０に供給する目標給水温度の初期値を決定しておくと良い。そして、ステップ４２０にて、食器洗浄制御装置５１から受信される目標給水温度もしくは湯量などの使用情報および各サーミスタおよび各温度センサからの温度情報を入力する入力処理を実行する。

ここで、使用情報の中で目標給水温度および湯量は、食器類の汚れの程度により予め異なる給水温度もしくは湯量を設定することができる。そして、ステップ４３０にて、入力情報の中で、湯水供給指令手段である湯水供給依頼があったか否かを判定する。

この湯水供給依頼は、例えば、リモコンスイッチ６０もしくは設備機器５０に設けられた図示しない省エネ運転スイッチであって、この省エネ運転スイッチが操作しておれば、設備機器５０に設けられた電気ヒータ５５を作動させるか、もしくは、湯水混合装置３０から湯を供給するかのいずれか一方を選択することができるものである。

ただし、省エネ運転スイッチがＯＦＦ操作であれば電気ヒータ５５を作動させるようになっている。従って、ここで、湯水供給依頼がなかったときは、給水用配管１１から水道水を導水するように切換弁５２を制御して電気ヒータ５５を駆動するとともに、ステップ４８０の沸き上げ制御に移行する。

そして、ここで、温水供給依頼があれば、ステップ４４０にて、貯湯タンク１０内の貯湯量が所定貯湯量以上あるか否かを判定する。ここで、貯湯量が所定貯湯量以上あれば、ステップ４６０に移行し、逆に所定貯湯量以下であれば、ステップ４５０にて、現在時刻が所定時間帯の範囲外か否かを判定する。

ここでは、電力料金の安い時間帯の範囲外か否かを判定しており、範囲外であれば、所定貯湯量以下であってもステップ４６０に移行してステップ４６０にて、使用情報のうち目標給水温度の入力判定を行なって目標給水温度を決定する。

ここで、範囲外でなければ、つまり、電力料金の安い時間帯であれば、ステップ４８０に移行して給水用配管１１から水道水を導水するように切換弁５２を制御して電気ヒータ５５を駆動する。

なお、ステップ４８０の沸き上げ制御は、貯湯量が最低貯湯量に達したら沸き上げ運転を行なうものであって、ステップ４５０にて、所定貯湯量以下であってもステップ４６０に移行したときは最低貯湯量に達するまでは、湯水混合装置３０から湯を供給することができる。

従って、ステップ４６０にて、使用情報のうち目標給水温度の入力判定を行なって目標給水温度を決定する。これは目標給水温度が予め設定した目標範囲内なのかどうか、また、食器洗浄制御装置５１から正しい目標給水温度であるか否かを確認した後に目標給水温度として決定する。

そして、ステップ４７０にて目標給水温度に基づいて湯水混合装置３０から設備機器５０供給する湯温の湯水温度調節を実行する。なお、このときは、切換弁５２が湯水混合装置３０側に連通するように流れ方向が食器洗浄制御装置５１により切り換えられる。これにより、電気ヒータ５５を駆動させなくても、目標給水温度に温度調節された湯が設備機器５０に供給される。

ところで、上記ステップ４５０にて、所定貯湯量以下であっても現在時刻が所定時間帯の範囲外のときは、電気ヒータ５５を駆動させずに湯水混合装置３０から湯を供給するようにしたが、これは、貯湯タンク１０内の貯湯量が最低貯湯量以下に達すると、ヒートポンプユニット２０が駆動して沸き上げ運転を行なうことで湯水混合装置３０から湯を供給することができる。

以上の作動により、貯湯タンク１０内の貯湯量が所定量以上のときは、電力料金の安い時間帯にヒートポンプユニット２０で沸き上げた給湯用水を温度調節して設備機器５０に供給することで電力コストの低減が図れる。

また、貯湯タンク１０内の貯湯量が所定貯湯量以下であっても、現在時刻が所定時間帯の範囲外のときは、電気ヒータ５５を駆動させずにヒートポンプユニット２０を駆動して湯水混合装置３０から湯を供給するようにしたが、電気ヒータ５５よりも成績係数ＣＯＰが高いヒートポンプユニット２０の方が電力コストを低減することができる。

なお、ステップ４５０で現在時刻が所定時間帯の範囲外でないときに、電気ヒータ５５を駆動するようにしたが、このときには、定期的に沸き上げ運転を行なうときであるため、貯湯タンク１０内の貯湯量が所定貯湯量以下となるケースは稀なときであって頻度が高くなることはない。

また、上記のステップのうち、ステップ４４０は貯湯タンク１０内の貯湯量を判定するための判定手段であり、ステップ４５０は、使用時間帯における電力料金情報を判定するための判定手段であり、両者とも請求項１で称する電力料金、動力源などの省エネ性を判定するための電力情報判定手段である。

また、本実施形態では、食器類洗い機能を有する設備機器５０を一つ設けて湯水混合装置３０から湯を供給するように構成したが、これに限らず、食器類洗い機能の他に、例えば温水洗浄機能を有する設備機器５０を複数個設けても良い。

以上の第１実施形態による湯水供給装置によれば、設備機器５０と給湯制御装置４０とを結ぶ通信網４５が設けられ、設備機器５０は、電気ヒータ５５により加熱した湯もしくは湯水混合装置３０から導入した湯のいずれか一方を使用するように構成され、かつ目標給水温度などの使用条件を設定する機能を有し、その設定された使用情報を通信網４５に発信させている。

そして、給湯制御装置４０は、電力料金などの省エネ性を判定するための電力情報判定手段が設けられ、設備機器５０を運転するときに、電力情報判定手段および通信網４５に届いた使用情報に基づいて、電気ヒータ５５もしくは湯水混合装置３０の何れか一方を駆動するように構成していることにより、比較的電力使用量の維持費の大きい電気ヒータ５５を電力情報判定手段、使用情報により省エネとなるように運転することができる。これにより、電力コストの低減が図れる。

具体的には、設備機器５０に設けられた電気ヒータ５５を駆動させずに、ヒートポンプサイクルからなるヒートポンプユニット２０で沸き上げた給湯用水と給水源からの水とを混合して設備機器５０に使用情報に応じた湯を供給するように構成していることにより、ヒートポンプユニット２０の方が、成績係数ＣＯＰが高いので、電気ヒータ５５を運転するよりも電力コストの低減が図れる。

また、貯湯タンク１０には、中温の給湯用水を取り出す中温取り出し配管１３を設けて、高温の給湯用水、もしくは中温の給湯用水を必要に応じて設備機器５０に供給できるように構成したことにより、この種のヒートポンプユニット２０では、沸き上げるときに、貯湯タンク１０内の給湯用水の湯温が低いほど、成績係数ＣＯＰが高まる。そこで、本発明では、中温の給湯用水を消費するように構成しているので、沸き上げのときに中温よりも低い湯温の給湯用水を沸き上げることができる。これにより、ヒートポンプユニット２０の電力コストを低くすることができる。

また、電力情報判定手段を貯湯タンク１０内の貯湯量および設備機器５０、ヒートポンプユニット２０の使用時間帯における電力料金情報の少なくとも一方の省エネ性を判定していることにより、この種のヒートポンプユニット２０を用いる貯湯式給湯装置においては、電力料金が安くなる深夜時間帯に沸き上げ運転を行なって貯湯タンク１０内に給湯用水を蓄えることができるので、例えば、使用時間帯を電力情報判定手段で判定することで省エネとなる時間帯を区分できるので電力コストの低い方式で設備機器５０の運転ができる。

また、設備機器５０には、湯水供給指令手段である湯水供給依頼を設け、この湯水供給依頼に基づいて電気ヒータ５５もしくは湯水混合装置３０の何れか一方を駆動するように構成していることにより、住宅内で使用される湯をトータルで省エネルギーを行なったり、トータルでコントロールすることが可能となる。これにより、必要に応じた効率的な運転を行なえることができる。

また、設備機器５０として、例えば、食器類を洗浄する食器類洗浄器であれば、食器類の汚れに応じて目標給水温度、湯量などの使用条件が要求されるが湯水混合装置３０と組み合わせることで使用条件に応じた湯水の供給が容易に確実にできる。

（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、電力情報判定手段として、貯湯タンク１０内の貯湯量および設備機器５０、ヒートポンプユニット２０の使用時間帯における電力料金情報の少なくとも一方を用いて省エネ性を判定するようにしたが、これに限らず、電力情報判定手段として、これらの他に貯湯タンク１０内の湯温、もしくは設備機器５０の目標給水温度に対する湯温を用いても良い。

具体的には、図３に示すように、貯湯タンク１０内の湯温と設備機器５０、ヒートポンプユニット２０の使用時間帯における電力料金情報とを組み合わせて省エネ性を判定したものである。より具体的には、図２に示すステップ４４０の代わりにステップ４４５にて、貯湯タンク１０内の湯温が目標給水温度よりも高いか否かを判定する電力情報判定手段に置き換えている。

そして、ステップ４４５で、貯湯タンク１０内の湯温が目標給水温度よりも高ければ、電気ヒータ５５を駆動せず湯水混合装置３０から湯の供給をするようにし、ステップ４４５で貯湯タンク１０内の湯温が目標給水温度よりも低く、かつステップ４５０で現在時刻が所定時間帯の範囲外であれば、ステップ４５１において、電気ヒータ５５とヒートポンプユニット２０両者のランニングコストを算出するようにした。

これによれば、電力情報判定手段の精度が高めることができる。そして、ステップ４５５にて、湯水供給が選択されたか否かを判定した後に、電気ヒータ５５を駆動させるか
、湯水混合装置３０から湯の供給するかの一方を判定させる。これにより、確実な省エネを行なうことが可能である。なお、図３に示す符号のうち、第１実施形態と同じ構成のものは同一の符号を付して説明は省略している。

（第３実施形態）
以上の実施形態では、湯水混合装置３０を貯湯タンク１０内に蓄えられた給湯用水と給水源からの水道水と混合させて温度調節した湯を設備機器５０に供給するように構成したが、これに限らず、ヒートポンプユニット２０で沸き上げた湯を設備機器５０に供給するように構成しても良い。

より具体的には、図４に示すように、湯水混合装置３０は、ヒートポンプユニット２０と、その循環水回路２２と、循環水回路２２に設けられた切換弁３３と、その切換弁３３と設備機器５５とを接続する湯水供給用配管３１とから構成している。

言い換えれば、設備機器５５に供給する湯を貯湯タンク内の低温の給湯用水を導いて設備機器５５の使用情報に応じてヒートポンプユニット２０で沸き上げて供給するようにしている。そして、その湯水混合制御プログラムは、図５に示すように、ステップ４５０にて、電力判定手段である現在時刻が所定時間帯の範囲外であれば、ステップ４５２にて、切換弁３３を設備機器５５側に流れ方向を切り替える。

これにより、ヒートポンプユニット２０で沸き上げた湯を設備機器５０に供給するように構成され、ステップ４７０にて、目標給水温度に応じた湯をヒートポンプユニット２０で沸き上げて供給するようになっている。また、ステップ４５０にて、範囲外でなければ、ステップ４５３にて、切換弁３３を貯湯タンク１０側に流れ方向を切り替えるようにしている。

これにより、設備機器５０に設けられた電気ヒータ５５を駆動させずに、ヒートポンプサイクルからなるヒートポンプユニット２０で沸き上げて、設備機器５０の使用情報に応じた湯で供給するように構成していることにより、ヒートポンプユニット２０の方が、成績係数ＣＯＰが高いので、電気ヒータ５５を運転するよりも電力コストの低減が図れる。

（第４実施形態）
本実施形態では、湯水混合装置３０に流量情報を検出する流量計を設けて、湯水混合装置３０から温度調節された湯を設備機器５０に供給するときに、設備機器５０に供給した湯量を検出するように構成したものである。

具体的には、図６に示すように、湯水混合装置３０の湯水供給用配管３１に湯水供給情報センサである流量カウンタ３１ｂを設け、この流量カウンタ３１ｂで検出した流量情報を給湯制御装置４０に出力するように電気的に接続している。そして、給湯制御装置４０では、少なくとも設備機器５０に供給した湯の温度と湯量がどのくらいであったかを検出するとともに記憶するようにしている。

つまり、例えば、食器類を洗浄する食器類洗浄器においては、食器類を汚す汚れの種類によって、最良の洗浄温度や洗浄湯量を有することが知られているので、設備機器５０の使用情報の中に、これらの汚れの種類と目標給水温度との関係とか湯量とを予め設定しておけば、設定された使用情報に応じた湯温および湯量を備える湯の供給ができる。

従って、湯水混合装置３０を通過する流量、温度などの設備機器５０に供給する湯に関する湯水供給情報を検出するための供給温センサ３１ａ、流量カウンタ３１ｂを設けることにより、設備機器５０の要求する使用情報に応じた湯温、湯量の湯の供給が容易にできる。

また、設備機器５０で要求される湯温、湯量の湯を供給することが可能であるため、過剰な湯を供給することがなくなるためさらに、電力コストの低減が図れる。

（他の実施形態）
以上の実施形態では、貯湯タンク１０には中温の給湯用水を取り出す中温取り出し配管１３を設けて、高温の給湯用水、もしくは中温の給湯用水を必要に応じて設備機器５０に供給できるように構成していたが、これに限らず、図７に示すように、中温取り出し配管１３を設けずに高温取り出し配管１３のみであっても良い。

また、湯水混合装置３０で温度調節される湯温は、設備機器５０で要求される目標給水温度に対して、湯水供給用配管３１の配管放熱損失分のみ高めとなる温度に制御すると良い。

また、以上の実施形態では、冷媒に二酸化炭素を用いた超臨界ヒートポンプ式のヒートポンプユニット２０として説明したが、これに限らず、フロン、代替フロンなどの冷媒を用いる一般的なヒートポンプサイクルでも良い。

本発明の第１実施形態における湯水供給装置の全体構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態における給湯制御装置４０の湯水混合制御プログラムの制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における給湯制御装置４０の湯水混合制御プログラムの制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態における湯水供給装置の全体構成を示す模式図である。 本発明の第３実施形態における給湯制御装置４０の湯水混合制御プログラムの制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態における湯水供給装置の全体構成を示す模式図である。 他の実施形態における湯水供給装置の全体構成を示す模式図である。

符号の説明

１０…貯湯タンク（給湯手段）
１２…高温取り出し配管
１３…中温取り出し配管
２０…ヒートポンプユニット（給湯手段）
３０…湯水混合装置
３１ａ…供給温センサ（湯水供給情報センサ）
３１ｂ…流量カウンタ（湯水供給情報センサ）
４０…給湯制御装置（給湯制御手段）
４５…通信網
５０…設備機器
５５…電気ヒータ（加熱手段）

Claims (10)

1. 給水源から導いた水を加熱する加熱手段（５５）を有し、その湯を使用する設備機器（５０）と、
   前記設備機器（５０）に湯を供給する給湯手段（１０、２０）と、
   前記給湯手段（１０、２０）から供給される湯と給水源からの水とを混合して前記設備機器（５０）に適温の湯を供給する湯水混合装置（３０）と
   前記湯水混合装置（３０）および前記給湯手段（１０、２０）を制御する給湯制御手段（４０）とを備える湯水供給装置において、
   前記設備機器（５０）と前記給湯制御手段（４０）とを結ぶ通信網（４５）が設けられ、
   前記設備機器（５０）は、前記加熱手段（５５）により加熱した湯もしくは前記湯水混合装置（３０）から導入した湯のいずれか一方を使用するように構成され、かつ目標給水温度、湯量などの使用条件を設定する機能を有し、その設定された使用情報を前記通信網（４５）に発信させるとともに、
   前記給湯制御手段（４０）は、電力料金などの省エネ性を判定するための電力情報判定手段が設けられ、前記設備機器（５０）を運転するときに、前記電力情報判定手段および前記通信網（４５）に届いた使用情報に基づいて、前記加熱手段（５５）もしくは前記湯水混合装置（３０）の何れか一方を駆動するように構成していることを特徴とする湯水供給装置。
2. 前記給湯手段（１０、２０）は、内部に給湯用水を蓄える貯湯タンク（１０）と、ヒートポンプサイクルからなり、前記貯湯タンク（１０）内の給湯用水を循環させて蓄熱運転を行なうヒートポンプユニット（２０）とから構成され、
   前記湯水混合装置（３０）は、前記貯湯タンク（１０）内の給湯用水と給水源からの水とを混合して前記設備機器（５０）に前記使用情報に応じた湯を供給するように構成していることを特徴とする請求項１に記載の湯水供給装置。
3. 前記貯湯タンク（１０）には、高温の給湯用水を取り出す高温取り出し配管（１２）と、中温の給湯用水を取り出す中温取り出し配管（１３）とが設けられ、
   前記湯水混合装置（３０）は、前記高温取り出し配管（１２）から取り出される高温の給湯用水、もしくは前記中温取り出し配管（１３）から取り出される中温の給湯用水、もしくは前記高温取り出し配管（１２）から取り出される高温の給湯用水と前記中温取り出し配管（１３）から取り出される中温の給湯用水との両方を給水源からの水とを混合して前記設備機器（５０）に前記使用情報に応じた湯を供給するように構成していることを特徴とする請求項１に記載の湯水供給装置。
4. 前記電力情報判定手段は、前記貯湯タンク（１０）内の貯湯量、貯湯湯温などの貯湯情報および前記設備機器（５０）、前記ヒートポンプユニット（２０）の使用時間帯における電力料金情報の少なくとも一方を用いて省エネ性を判定していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の湯水供給装置。
5. 前記給湯制御手段（４０）は、前記貯湯量が所定量以上、もしくは前記貯湯湯温が目標給水温度以上のいずれか一方のときに、前記湯水混合装置（３０）を制御して前記設備機器（５０）に湯を供給することを特徴とする請求項４に記載の湯水供給装置。
6. 前記給湯制御手段（４０）は、前記設備機器（５０）を電力料金の割引のない時間帯に運転するときに、前記湯水混合装置（３０）を制御して前記設備機器（５０）に湯を供給することを特徴とする請求項４に記載の湯水供給装置。
7. 前記設備機器（５０）には、前記湯水混合装置（３０）から湯を供給するための湯水供給指令手段が設けられ、
   前記給湯制御手段（４０）は、前記通信網（４５）に届いた前記湯水供給指令手段に基づいて前記加熱手段（５５）もしくは前記湯水混合装置（３０）の何れか一方を駆動するように構成していることを特徴とする請求項１ないし請求項６に記載の湯水供給装置。
8. 前記湯水混合装置（３０）は、前記湯水混合装置（３０）を通過する流量、温度などの前記設備機器（５０）に供給する湯に関する湯水供給情報を検出するための湯水供給情報センサ（３１ａ、３１ｂ）を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の湯水供給装置。
9. 前記湯水混合装置（３０）は、前記ヒートポンプユニット（２０）で沸き上げ運転を行なって前記設備機器（５０）に前記使用情報に応じた湯を供給するように構成していることを特徴とする請求項２に記載の湯水供給装置。
10. 前記設備機器（５０）は、食器類を洗浄する食器類洗浄器であること特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の湯水供給装置。

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