JP6555237B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

この発明は、貯湯式の給湯装置に関する。

従来、貯湯式の給湯装置は、深夜時間帯の料金の安い深夜電力によって沸き上げを行い、貯湯タンク内を湯水で満たし、昼間時間帯での風呂の湯張りや給湯などによって貯湯タンクの残湯量が減少して湯切れになることを防止している。

深夜時間帯の終了時刻までに貯湯タンク内の湯水の沸き上げが完了するように、深夜時間帯の開始時刻に対して沸き上げ開始時刻を遅らせるピークシフト制御を行う給湯装置がある（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００８−１１６１４７号公報

特許文献１の給湯装置は、諸条件によって深夜時間帯の終了時刻までに沸き上げが完了しないことを防止するために、最新の沸き上げ終了時刻が所定回数連続で深夜時間帯の終了時刻を超えた場合、沸き上げ開始時刻を所定時間早めることを行っている。そして、貯湯制御部が、日々の使用熱量及び残熱量に基づいて深夜時間帯に沸き上げる沸き上げ熱量とピークシフト時刻とを演算して、ピークシフトされた沸き上げ開始時刻から沸き上げ運転を開始している。

ところで、給湯装置の小型化・低コスト化のために、沸き上げ回路と追い焚き回路とを部分的に共通化して１台の循環ポンプによって沸き上げ回路の循環と追い焚き回路（風呂熱交換回路）の循環とを行わせる取り組みが行われている。１つの循環ポンプによって両回路の循環を行うために、両回路が部分的に共通する共通配管部に１台の循環ポンプが配設されている。

循環ポンプの共用化によって両回路の循環を行う構成では、沸き上げ運転と追い焚き運転（風呂熱交換運転）とを同時に実行できない。すなわち、深夜時間帯に沸き上げ運転が実行されている最中に、追い焚き運転（風呂熱交換運転）を実行する指示があると、追い焚き運転（風呂熱交換運転）を優先させて沸き上げ運転を一時的に停止させる。そのため、ピークシフトされた沸き上げ開始時刻が遅くなって、深夜時間帯の終了時刻までに沸き上げが完了できなくなり、湯切れが発生するおそれがある。

したがって、この発明の解決すべき技術的課題は、循環ポンプの共用化により沸き上げ運転と風呂熱交換運転とを同時に実行できない給湯装置において、深夜時間帯の終了時刻までに沸き上げが完了する給湯装置を提供することである。

上記技術的課題を解決するために、この発明によれば、以下の給湯装置が提供される。

すなわち、この発明に係る給湯装置は、
貯湯タンクと、
前記貯湯タンクの下部から沸き上げ熱交換器を介して前記貯湯タンクの上部に接続される沸き上げ回路と、
前記貯湯タンクと風呂熱交換器との間を循環して接続する風呂熱交換回路と、
前記沸き上げ回路と前記風呂熱交換回路とが部分的に共通する共通配管部に配設される循環ポンプと、
前記沸き上げ回路及び前記風呂熱交換回路の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記沸き上げ回路によって貯湯タンクの湯水の沸き上げに必要な熱量を演算し、前記熱量に基づいて前記沸き上げ回路による沸き上げ運転を実行する沸き上げ時間を算出し、該沸き上げ時間に基づいて深夜時間帯に前記沸き上げ回路による沸き上げ運転を開始する沸き上げ開始時刻を決定し、過去の前記深夜時間帯において前記風呂熱交換回路による風呂熱交換運転を実行した運転履歴を記憶し、前記運転履歴に基づいて前記沸き上げ開始時刻を補正して補正沸き上げ開始時刻とし、前記補正沸き上げ開始時刻に基づいて前記沸き上げ回路による沸き上げ運転を実行することを特徴とする。

この発明の給湯装置によれば、循環ポンプの共用化により沸き上げ運転と風呂熱交換運転とを同時に実行できない給湯装置において、過去の深夜時間帯に風呂熱交換運転を実行した運転履歴に基づいて沸き上げ開始時刻が前倒しされるので、深夜時間帯の終了時刻までに沸き上げを完了できる。

また、一実施形態の給湯装置では、前記補正沸き上げ開始時刻への補正に対して、前記過去の深夜時間帯に前記風呂熱交換運転を実行した日の運転時間を積算した日々の積算時間の平均値を用いる。

上記実施形態の給湯装置によれば、深夜時間帯での沸き上がり未了による湯切れの発生を回避することと、深夜時間帯終了よりも早い時刻での沸き上がり完了による放熱ロスを低減することとの間で、バランスの取れた沸き上げ開始時刻の前倒しが実行される。

また、一実施形態の給湯装置では、前記補正沸き上げ開始時刻への補正に対して、前記過去の深夜時間帯に前記風呂熱交換運転を実行した日の運転時間を積算した日々の積算時間の最大値を用いる。

上記実施形態の給湯装置によれば、深夜時間帯での沸き上がり未了による湯切れの発生を回避することと、深夜時間帯終了よりも早い時刻での沸き上がり完了による放熱ロスを低減することとの間で、湯切れの発生の抑制を重視した沸き上げ開始時刻の前倒しが実行される。

また、一実施形態の給湯装置では、前記風呂熱交換回路は、前記貯湯タンクの上部から風呂熱交換器を介して前記貯湯タンクの下部に接続される追い焚き回路、又は、前記貯湯タンクの下部から風呂熱交換器を介して前記貯湯タンクの下部に接続される風呂冷却回路である。

上記実施形態の給湯装置によれば、追い焚き回路による追い焚き運転又は風呂冷却回路による風呂冷却運転において、深夜時間帯の終了時刻までに沸き上げを完了できる。

この発明の給湯装置によれば、循環ポンプの共用化により沸き上げ運転と風呂熱交換運転とを同時に実行できない給湯装置において、過去の深夜時間帯に風呂熱交換運転を実行した運転履歴に基づいて沸き上げ開始時刻が前倒しされるので、深夜時間帯の終了時刻までに沸き上げを完了できる。

この発明のヒートポンプ式の給湯装置の配管系統図。 図１に示した給湯装置のブロック図。 同給湯装置における沸き上げ回路を説明する図。 同給湯装置における風呂給湯回路を説明する図。 同給湯装置における追い焚き回路を説明する図。 同給湯装置における風呂冷却回路を説明する図。 同給湯装置における給湯回路を説明する図。 一実施形態の沸き上げ運転制御を説明するフローチャート。

図１から図７を参照して、この発明の給湯装置ＷＨを図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、図１，図３から図７において、矢印は水や湯が流れる方向を示し、図３から図７に示した太いラインは、配管内で水や湯が流れる回路を示している。

図１は、この発明の一実施形態の給湯装置ＷＨの配管系統図を示している。

図１に示す給湯装置ＷＨは、貯湯タンク１０を有する貯湯ユニット１と、上記貯湯ユニット１の貯湯タンク１０内の水を沸き上げるためのヒートポンプユニット２とを備えている。

＜沸き上げ回路＞
上記貯湯タンク１０の下部に配管Ｌ１の一端を接続し、流路切り替え弁としてのポンプ入水三方弁Ｖ１の一方の入力側に配管Ｌ１の他端を接続している。また、ポンプ入水三方弁Ｖ１の出力側に配管Ｌ２の一端を接続し、バイパス弁Ｖ２の入力側に配管Ｌ２の他端を接続している。この配管Ｌ２に沸き上げ用循環ポンプＰ１を配設している。また、バイパス弁Ｖ２の一方の出力側に配管Ｌ３を介して沸き上げ熱交換器２ａの一端を接続している。

上記沸き上げ熱交換器２ａの他端を配管Ｌ４の一端に接続し、沸き上げ三方弁Ｖ３の入力側に配管Ｌ４の他端を接続している。また、バイパス弁Ｖ２の他方の出力側に配管Ｌ６の一端を接続し、配管Ｌ４の沸き上げ三方弁Ｖ３側に配管Ｌ６の他端を接続している。

また、上記沸き上げ三方弁Ｖ３の一方の出力側に配管Ｌ５の一端を接続し、貯湯タンク１０の上部に配管Ｌ５の他端を接続している。一方、沸き上げ三方弁Ｖ３の他方の出力側に配管Ｌ７の一端を接続し、貯湯タンク１０の下部に配管Ｌ７の他端を接続している。

図３において太いラインで示すように、上記配管Ｌ１〜Ｌ５，Ｌ７とポンプ入水三方弁Ｖ１と沸き上げ用循環ポンプＰ１とバイパス弁Ｖ２と沸き上げ三方弁Ｖ３とによって、貯湯タンク１０とヒートポンプユニット２との間の沸き上げ回路Ｃ１が構成されている。

なお、図１では、ポンプ入水三方弁Ｖ１は、配管Ｌ２と配管Ｌ２６とが連通した状態にあり、バイパス弁Ｖ２は、配管Ｌ２と配管Ｌ３とが連通した状態にあり、沸き上げ三方弁Ｖ３は、配管Ｌ４と配管Ｌ７とが連通した状態にある。

配管Ｌ１のポンプ入水三方弁Ｖ１よりも貯湯タンク１０側の配管Ｌ２７に排水用二方弁２７を配設している。通常、排水用二方弁２７が閉じられており、メンテナンスなどにより貯湯タンク１０内の水を排水するとき、排水用二方弁２７を開いて、貯湯タンク１０の下部と排水口とを連通させる。

上記沸き上げ用循環ポンプＰ１により、貯湯タンク１０内の湯水を、配管Ｌ１，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，バイパス弁Ｖ２，配管Ｌ３，沸き上げ熱交換器２ａ，配管Ｌ４，沸き上げ三方弁Ｖ３及び配管Ｌ５(又はＬ７)を介して循環させる。

＜風呂給湯回路＞
次に、配管Ｌ１１を介して上記貯湯タンク１０の下部に外部の給水口を接続している。上流側から順に、ストレーナ１１と、給水口側から貯湯タンク１０側への流れのみを許容する逆止弁１２と、減圧弁Ｖ１０とを、配管Ｌ１１に配設している。

また、上記貯湯タンク１０の上部に配管Ｌ２１の一端を接続し、湯張り混合弁Ｖ４の一方の入力側に配管Ｌ２１の他端を接続している。上記配管Ｌ２１の湯張り混合弁Ｖ４近傍に、貯湯タンク１０側から湯張り混合弁Ｖ４側への流れのみを許容する逆止弁２１を配設している。

上記湯張り混合弁Ｖ４の他方の入力側に分岐配管Ｌ１２の一端を接続し、配管Ｌ１１の減圧弁Ｖ１０の下流側にその分岐配管Ｌ１２の他端を接続している。この分岐配管Ｌ１２の湯張り混合弁Ｖ４近傍に、給水口側から湯張り混合弁Ｖ４側への流れのみを許容する逆止弁２２を配設している。

また、上記湯張り混合弁Ｖ４の出力側に配管Ｌ２２の一端を接続し、浴槽３に設けられた接続アダプタ９の給湯口９ａに配管Ｌ２２の他端を接続している。湯張り混合弁Ｖ４側から順に、湯張り電磁弁Ｖ６と、湯張り混合弁Ｖ４側から浴槽３側への流れのみを許容する逆止弁５と、水量センサ６と、湯張り混合弁Ｖ４側から浴槽３側への流れのみを許容する逆止弁７とを配管Ｌ２２に配設している。

上記配管Ｌ２２の逆止弁５と水量センサ６との間に、排水弁Ｖ７が配設された排水配管Ｌ４２の一端を接続している。また、配管Ｌ２１の貯湯タンク１０近傍に、逃がし弁２８が配設された排水配管４１の一端を接続している。

上記湯張り電磁弁Ｖ６と逆止弁５と水量センサ６と逆止弁７とによって、複合水弁３０が構成されている。

図４において太いラインで示すように、上記配管Ｌ２１と湯張り混合弁Ｖ４と配管Ｌ２２と複合水弁３０とによって、貯湯タンク１０と浴槽３との間の風呂給湯回路Ｃ２が構成されている。

＜風呂循環回路＞
上記接続アダプタ９の吸水口９ｂに配管Ｌ２４の一端を接続し、風呂熱交換器２０の２次側の入力に配管Ｌ２４の他端を接続している。上記配管Ｌ２４に風呂用循環ポンプＰ２を配設している。また、配管Ｌ２２の複合水弁３０よりも下流側に分岐配管Ｌ２３の一端を接続し、風呂熱交換器２０の２次側の出力に分岐配管Ｌ２３の他端を接続している。

上記風呂用循環ポンプＰ２により、浴槽３内の湯水を、配管Ｌ２４，風呂熱交換器２０(２次側)，分岐配管Ｌ２３及び配管Ｌ２２の一部を介して循環させる。

図５及び図６の右下において太いラインで示すように、上記配管Ｌ２４，風呂熱交換器２０(２次側)，分岐配管Ｌ２３，配管Ｌ２２及び風呂用循環ポンプＰ２によって、風呂循環回路Ｃ６が構成されている。

上記湯張り電磁弁Ｖ６は、風呂循環回路を介して貯湯タンク１０内の温水を浴槽３内に流す流路を開閉する開閉弁である。

＜追い焚き回路＞
また、上記配管Ｌ２２の複合水弁３０よりも上流側に分岐配管Ｌ２５の一端を接続し、風呂熱交換器２０(１次側)の入力に分岐配管Ｌ２５の他端を接続している。上記風呂熱交換器２０(１次側)の出力に配管Ｌ２６の一端を接続し、ポンプ入水三方弁Ｖ１の他方の入力側に配管Ｌ２６の他端を接続している。

追い焚き回路Ｃ３は、貯湯タンク１０と風呂熱交換器２０(１次側)との間を循環して接続する風呂熱交換回路に対応し、貯湯タンク１０の上部から風呂熱交換器２０(１次側)を介して貯湯タンク１０の下部に接続される。

図５において左上の太いラインで示すように、上記配管Ｌ２１，湯張り混合弁Ｖ４，配管Ｌ２２の一部，分岐配管Ｌ２５，風呂熱交換器２０(１次側)，配管Ｌ２６，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，バイパス弁Ｖ２，配管Ｌ６，配管Ｌ４の一部，沸き上げ三方弁Ｖ３，配管Ｌ７及び沸き上げ用循環ポンプＰ１によって、追い焚き回路Ｃ３が構成されている。

＜給湯回路＞
また、上記貯湯タンク１０の上部に配管Ｌ３１の一端を接続し、給湯混合弁Ｖ５の一方の入力側に配管Ｌ３１の他端を接続している。貯湯タンク１０側から給湯混合弁Ｖ５側への流れのみを許容する逆止弁２３を上記配管Ｌ３１に配設している。

また、分岐配管Ｌ１２の逆止弁２２近傍の給水口側に、分岐配管Ｌ１３の一端を接続し、給湯混合弁Ｖ５の他方の入力側に分岐配管Ｌ１３の他端を接続している。給水口側から給湯混合弁Ｖ５側への流れのみを許容する逆止弁２４を、上記分岐配管Ｌ１３の給湯混合弁Ｖ５近傍に配設している。

上記給湯混合弁Ｖ５の出力側に配管Ｌ３２の一端を接続し、給湯部２６(この実施形態では蛇口)に配管Ｌ３２の他端を接続している。上記配管Ｌ３２に水量センサ２５を設けている。

図７において太いラインで示すように、上記配管Ｌ３１，給湯混合弁Ｖ５，配管Ｌ３２，配管Ｌ１１，分岐配管Ｌ１２の一部及び分岐配管Ｌ１３によって、給湯回路Ｃ５が構成されている。

＜風呂冷却回路＞
風呂冷却回路Ｃ４は、貯湯タンク１０と風呂熱交換器２０(１次側)との間を循環して接続する風呂熱交換回路に対応し、貯湯タンク１０の下部から風呂熱交換器２０(１次側)を介して貯湯タンク１０の下部に接続される。

図６の左下から右上にかけて太いラインで示すように、配管Ｌ１１，分岐配管Ｌ１２，湯張り混合弁Ｖ４，配管Ｌ２２の一部，分岐配管Ｌ２５，風呂熱交換器２０(１次側)，配管Ｌ２６，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，沸き上げ用循環ポンプＰ１，バイパス弁Ｖ２，配管Ｌ６，配管Ｌ４の一部，沸き上げ三方弁Ｖ３及び配管Ｌ７によって、風呂冷却回路Ｃ４が構成されている。

＜温度センサ群＞
また、上記貯湯タンク１０には、下側から上側に向かって略等間隔に６つの温度センサＴ１〜Ｔ６を設けている。また、分岐配管Ｌ１２と分岐配管Ｌ１３との接続点近傍の上流側に、給水温度を検出する温度センサＴ１１を設けている。また、給湯部２６に接続された配管Ｌ３２には、水量センサ２５よりも下流側に給湯温度を検出する温度センサＴ１２を設けている。

また、配管Ｌ２４のうち浴槽３側の接続アダプタ９と風呂用循環ポンプＰ２との間の配管には、接続アダプタ９側から順に、水位センサＬＳと、水流センサの一例としての水流スイッチＳＷと、温度センサＴ１３とを設けている。

さらに、配管Ｌ２２と分岐配管Ｌ２３との接続点に、浴槽３に供給される湯温を検出する温度センサＴ１４を設けている。

また、沸き上げ熱交換器２ａへの往き水の入水温度を検出する入水温度センサＴ２１を配管Ｌ３に設けている。

さらに、沸き上げ熱交換器２ａからの戻り水の出湯温度を検出する出湯温度センサＴ２２を配管Ｌ４に設けている。

ヒートポンプユニット２は、外気温度を検出する外気温度センサＴ２３を有する。また、ヒートポンプユニット２は、冷媒として炭酸ガス(ＣＯ_２)を用いており、出湯温度を例えば６５℃〜９０℃の範囲で制御することが可能である。

配管Ｌ２は、沸き上げ回路Ｃ１と追い焚き回路Ｃ３とが部分的に共通する共通配管部であり、沸き上げ回路Ｃ１及び追い焚き回路Ｃ３を循環させる沸き上げ用循環ポンプＰ１が、当該配管Ｌ２に配設されている。ポンプ入水三方弁Ｖ１が配管Ｌ２の上流側に配設されている。そして、ポンプ入水三方弁Ｖ１は、沸き上げ回路Ｃ１での水又は湯の循環と追い焚き回路Ｃ３での水又は湯の循環とを切り替える。

＜制御部＞
図２に示すように、貯湯ユニット１は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）と入出力回路などからなる制御部１００を備えている。制御部１００は、リモートコントローラ２００との間で送受信を行う。制御部１００は、温度センサＴ１〜Ｔ６，Ｔ１１〜Ｔ１４と水位センサＬＳと水流スイッチＳＷと水量センサ６，２５と入水温度センサＴ２１と出湯温度センサＴ２２と外気温度センサＴ２３とリモートコントローラ２００とからの信号を受けて、ヒートポンプユニット２と沸き上げ用循環ポンプＰ１と風呂用循環ポンプＰ２とポンプ入水三方弁Ｖ１とバイパス弁Ｖ２と沸き上げ三方弁Ｖ３と湯張り混合弁Ｖ４と給湯混合弁Ｖ５と湯張り電磁弁Ｖ６などを制御する。

また、上記制御部１００は、沸き上げ制御部１００ａと、風呂給湯制御部１００ｂと、追い焚き制御部１００ｃと、風呂冷却制御部１００ｄと、給湯制御部１００ｅとを有する。沸き上げ制御部１００ａは、沸き上げ回路Ｃ１の動作を制御する。風呂給湯制御部１００ｂは、風呂給湯回路Ｃ２の動作を制御する。追い焚き制御部１００ｃは、追い焚き回路Ｃ３の動作を制御する。風呂冷却制御部１００ｄは、風呂冷却回路Ｃ４の動作を制御する。給湯制御部１００ｅは、給湯回路Ｃ５の動作を制御する。

上記制御部１００は、さらに、熱量演算部と、沸き上げ時間算出部と、開始時刻決定部と、運転履歴記憶部と、開始時刻補正部と、沸き上げ実行部とを有する。熱量演算部は、沸き上げ回路Ｃ１によって貯湯ユニット１の貯湯タンク１０を満水するのに必要な熱量を演算する。沸き上げ時間算出部は、満水するのに必要な熱量に基づいて沸き上げ回路Ｃ１による沸き上げ運転を実行する沸き上げ時間を算出する。開始時刻決定部は、沸き上げ時間に基づいて深夜時間帯に沸き上げ回路Ｃ１による沸き上げ運転を開始する沸き上げ開始時刻を決定する。運転履歴記憶部は、過去の深夜時間帯において風呂熱交換回路（追い焚き回路Ｃ３及び風呂冷却回路Ｃ４）による風呂熱交換運転（追い焚き運転及び風呂冷却運転）を実行した運転履歴を記憶する。開始時刻補正部は、運転履歴に基づいて沸き上げ開始時刻を前倒しする補正沸き上げ開始時刻に補正する。沸き上げ実行部は、補正沸き上げ開始時刻に基づいて沸き上げ回路Ｃ１による沸き上げ運転を実行する。

また、上記制御部１００は、メモリ（例えば、ROM、RAM、EEPROMなど）を有しており、当該メモリには、所定の制御プログラムと、過去の日々の各種運転履歴データや状態データなどが格納されるとともに、予め一日のうちの時間帯（昼間料金や深夜料金など）毎の電力料金設定情報が格納されている。

＜沸き上げ用循環ポンプ＞
沸き上げ用循環ポンプＰ１は、例えば、直流モータにより駆動され、駆動信号のデューティ比や駆動周波数を変化させることで能力を調整可能なパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）制御型のＤＣポンプである。沸き上げ用循環ポンプＰ１のモータは、その回転数（回転速度）を検知する回転センサを内蔵する。沸き上げ用循環ポンプＰ１のモータは、回転速度を制御可能でポンプ負荷に応じて入力が変化する特性を有する。デューティ比が大きいか又は駆動周波数が高い場合、モータに供給される電力が大きくなりポンプ回転数が増加する。デューティ比が小さいか又は駆動周波数が低い場合、モータに供給される電力が小さくなりポンプ回転数が低下する。なお、この発明における沸き上げ用循環ポンプＰ１のモータの種類及び制御方式は、上記のものに限定されるものではなく、各種の種類及び方式を適用可能である。また、風呂用循環ポンプＰ２も沸き上げ用循環ポンプＰ１と同様である。

〔沸き上げ運転〕
上記構成の給湯装置ＷＨにおいて、ヒートポンプユニット２により貯湯タンク１０内の湯を沸き上げる「沸き上げ運転」では、図３に示すように、ポンプ入水三方弁Ｖ１を配管Ｌ１と配管Ｌ２とを連通する一方の位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ３とが連通する一方の位置に切り換える。さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ４と配管Ｌ５とが連通する一方の位置に切り換える。

そして、沸き上げ用循環ポンプＰ１を作動して、沸き上げ回路Ｃ１を介して、すなわち配管Ｌ１，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，バイパス弁Ｖ２，配管Ｌ３，沸き上げ熱交換器２ａ，配管Ｌ４，沸き上げ三方弁Ｖ３及び配管Ｌ５(又はＬ７)を介して、貯湯タンク１０内の湯を循環させる。

制御部１００の沸き上げ制御部１００ａは、沸き上げ運転時にヒートポンプユニット２の出湯温度が目標出湯温度ＴＳになるように、ヒートポンプユニット２を制御する。ここで、目標出湯温度ＴＳは、貯湯タンク１０から給湯される湯量などに基づいて沸き上げ制御部１００ａで算出される。例えば、使用される湯量が多い場合、目標出湯温度ＴＳは例えば８５℃と高くなり、使用される湯量が少ない場合、目標出湯温度ＴＳは例えば６５℃と低くなる。

〔風呂給湯運転〕
貯湯タンク１０から浴槽３内に給湯する「風呂給湯運転」を実行する場合、図４に示すように、制御部１００の風呂給湯制御部１００ｂによって湯張り電磁弁Ｖ６が開かれると、貯湯タンク１０内の上部の高温の湯が、配管Ｌ２１，湯張り混合弁Ｖ４及び配管Ｌ２２を介して浴槽３内に供給される。このとき、風呂給湯制御部１００ｂは、湯張り混合弁Ｖ４を制御して、目標設定温度に基づいて、貯湯タンク１０からの高温の湯と給水口からの水とを混合する。そして、水位センサＬＳで検出された浴槽３内の水位が設定水位になると、風呂給湯制御部１００ｂによって湯張り電磁弁Ｖ６が閉じられる。

なお、「風呂給湯運転」において、リモートコントローラ２００の操作により、設定水位と設定温度とを自動的に保つ風呂自動運転モードが選択されると、貯湯タンク１０から風呂の浴槽３内に給湯する「風呂給湯運転」を実行した後、浴槽３内の湯面水位を設定水位に保つと共に湯温を設定温度に保つようにする「風呂監視運転」を実行する。

〔追い焚き運転〕
次に、風呂の浴槽３内の湯水を加熱して追い焚きする「追い焚き運転」を実行する場合、図５に示すように、制御部１００の追い焚き制御部１００ｃは、ポンプ入水三方弁Ｖ１を配管Ｌ２６と配管Ｌ２とを連通する他方の位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ６とが連通する他方の位置に切り換える。追い焚き制御部１００ｃは、さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ６と配管Ｌ７とが連通する他方の位置に切り換える。

そして、湯張り混合弁Ｖ４の開度を湯側に全開になるようにした状態で、沸き上げ用循環ポンプＰ１を作動して、追い焚き回路Ｃ３を介して、すなわち配管Ｌ２１，湯張り混合弁Ｖ４，配管Ｌ２２の一部，分岐配管Ｌ２５，風呂熱交換器２０(１次側)，配管Ｌ２６，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，配管Ｌ６，配管Ｌ４の一部及び配管Ｌ７を介して、貯湯タンク１０内の上部の湯を循環させる。このとき、風呂用循環ポンプＰ２を運転して、浴槽３内の湯水を配管Ｌ２４，風呂熱交換器２０(２次側)，分岐配管Ｌ２３及び配管Ｌ２２の一部を介して循環させる。これにより、風呂熱交換器２０で浴槽３側の湯水が加熱されて追い焚きが実行される。

〔風呂冷却運転〕
次に、風呂の浴槽３内の湯水を冷却してぬるめの湯温にする「風呂冷却運転」を実行する場合、図６に示すように、制御部１００の風呂冷却制御部１００ｄは、ポンプ入水三方弁Ｖ１を配管Ｌ２６と配管Ｌ２とが連通する他方の位置に切り換え、バイパス弁Ｖ２を配管Ｌ２と配管Ｌ６とが連通する他方の位置に切り換える。風呂冷却制御部１００ｄは、さらに、沸き上げ三方弁Ｖ３を配管Ｌ６と配管Ｌ７とが連通する他方の位置に切り換える。

そして、湯張り混合弁Ｖ４の開度を水側に全開になるようにした状態で、沸き上げ用循環ポンプＰ１を作動して、風呂冷却回路Ｃ４を介して、すなわち配管Ｌ１１の一部，分岐配管Ｌ１２，湯張り混合弁Ｖ４，配管Ｌ２２の一部，分岐配管Ｌ２５，風呂熱交換器２０(１次側)，配管Ｌ２６，ポンプ入水三方弁Ｖ１，配管Ｌ２，配管Ｌ６，配管Ｌ４の一部及び配管Ｌ７を介して、貯湯タンク１０内の下部の水を循環させる。このとき、風呂用循環ポンプＰ２を運転して、浴槽３内の湯水を配管Ｌ２４，風呂熱交換器２０(２次側)，分岐配管Ｌ２３及び配管Ｌ２２の一部を介して循環させる。これにより、風呂熱交換器２０で浴槽３側の湯水が冷却されてぬるめの湯温になる。

なお、この「風呂冷却運転」では、リモートコントローラ２００の操作により、風呂設定温度を変更することなく、例えば湯温を２℃下げて所定時間(この実施の形態では１０分間)保持した後、浴槽３側の湯水の温度を風呂設定温度に戻すようにしている。

〔給湯運転〕
また、給湯部２６から湯水を供給する「給湯運転」を実行する場合は、図７に示すように、給湯部２６の蛇口を開くと、給水圧力により給水口からの水が配管Ｌ１１を介して貯湯タンク１０の下部から貯湯タンク１０内に供給される。これにより、貯湯タンク１０内の上部から高温の湯が配管Ｌ３１を介して押し出される。

そして、貯湯タンク１０内の上部から高温の湯が、配管Ｌ３１を介して給湯混合弁Ｖ５の一方の入力側に供給されると共に、給水口からの水が配管Ｌ１１の一部，分岐配管Ｌ１２及び分岐配管Ｌ１３の一部を介して給湯混合弁Ｖ５の他方の入力側(水側)に供給される。

ここで、貯湯タンク１０内の上部の高温の湯と給水口からの水とが給湯混合弁Ｖ５により混合された後、配管Ｌ３２を介して給湯部２６から出湯される。このとき、制御部１００の給湯制御部１００ｅは、「給湯運転」において、温度センサＴ１２により検出された給湯温度が設定給湯温度になるように、給湯混合弁Ｖ５の湯と水との混合比を制御する。

（沸き上げ運転制御）
図５，６，８を参照しながら、沸き上げ用循環ポンプＰ１の共用化により、沸き上げ回路Ｃ１の循環と、追い焚き回路Ｃ３又は風呂冷却回路Ｃ４（以下、風呂熱交換回路Ｃ３，Ｃ４という。）との循環とを同時に実行できない構成の給湯装置ＷＨにおける一実施形態の沸き上げ運転制御を説明する

制御部１００の熱量演算部は、深夜時間帯（例えば午後２３時から翌日の午前７時まで）の終了時刻（例えば午前７時）に、貯湯タンク１０内を湯水で満水にしておく必要がある必要湯量から貯湯タンク１０内での残湯量を減じることで、深夜時間帯において沸き上げに必要な熱量を演算する。当該熱量は、前日までの湯の使用実績に基づいて予測されている予測値を用いることができる。

制御部１００の沸き上げ時間算出部は、沸き上げに必要な熱量とヒートポンプユニット２の加熱能力とに基づいて、沸き上げ運転が実行される当日の沸き上げ時間を算出する（ステップＳ１１）。

制御部１００の開始時刻決定部は、深夜時間帯が開始したときの電力集中を分散させるピークシフト制御として、沸き上げ運転が深夜時間帯の終了時刻（例えば午前７時）までに終了するように、沸き上げ運転の沸き上げ開始時刻を決定する（ステップＳ１２）。

制御部１００の運転履歴記憶部は、各種温度センサが取得する温度データと、各種水量センサが取得する流量データと、沸き上げ用循環ポンプＰ１の運転時間データとを所定時間（例えば１時間）おきに記録している。制御部１００の運転履歴記憶部は、過去の所定期間（例えば７日間）分の時間帯別に所定間隔での使用湯熱量を蓄積している。

制御部１００の運転履歴記憶部は、深夜時間帯において、風呂熱交換回路Ｃ３，Ｃ４による追い焚き運転又は風呂冷却運転（以下、風呂熱交換運転という）が実行された運転履歴を記録している。１台の沸き上げ用循環ポンプＰ１を、沸き上げ回路Ｃ１と風呂熱交換回路Ｃ３，Ｃ４とで、すなわち沸き上げ運転と風呂熱交換運転とで共用している。風呂熱交換運転が沸き上げ運転よりも優先的に実行されるように構成されているので、風呂熱交換運転が実行されているときは、沸き上げ回路Ｃ１が実行されない。そのため、深夜時間帯において、風呂熱交換運転が実行された期間は、沸き上げ運転が実行されていない。

風呂熱交換運転が実行された期間は、制御部１００の運転履歴記憶部に記憶されている。制御部１００は、運転履歴記憶部に記憶された個々のデータから、過去の（すなわち前日までの）深夜時間帯における深夜風呂熱交換運転時間を算出する。深夜風呂熱交換運転時間として、過去の或る期間において深夜時間帯に風呂熱交換運転が実行された日の運転時間を積算した日々の積算時間の平均値や、過去の或る期間において深夜時間帯に風呂熱交換運転が実行された日の運転時間を積算した日々の積算時間の最大値が用いられる。

積算時間の平均値は、深夜時間帯での沸き上がり未了による湯切れの発生を回避することと、深夜時間帯終了よりも早い時刻での沸き上がり完了による放熱ロスを低減することとの間で、バランスの取れた沸き上げ開始時刻の前倒しを実行する目的に好適である。積算時間の最大値は、深夜時間帯での沸き上がり未了による湯切れの発生を回避することと、深夜時間帯終了よりも早い時刻での沸き上がり完了による放熱ロスを低減することとの間で、湯切れの発生の抑制を重視した沸き上げ開始時刻の前倒しを実行する目的に好適である。

そこで、制御部１００の開始時刻補正部は、過去の深夜時間帯において風呂熱交換運転が実行された運転履歴に基づく深夜風呂熱交換運転時間の分だけ、沸き上げ開始時刻を前倒しするように、開始時刻決定部で決定された沸き上げ開始時刻を補正沸き上げ開始時刻に補正する（ステップＳ１３）。そして、制御部１００の沸き上げ実行部は、補正沸き上げ開始時刻に基づいて沸き上げ回路Ｃ１による沸き上げ運転を実行する（ステップＳ１４）。深夜時間帯の終了時刻までに沸き上げが完了して、沸き上げ運転を終了する。

以上のように、沸き上げ用循環ポンプＰ１の共用化により沸き上げ運転と風呂熱交換運転（追い焚き運転又は風呂冷却運転）とを同時に実行できない給湯装置ＷＨにおいて、過去の深夜時間帯に風呂熱交換運転を実行した運転履歴に基づいて沸き上げ開始時刻が前倒しされるので、深夜時間帯の終了時刻までに沸き上げを完了できる。

この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

上記過去の深夜時間帯における深夜風呂熱交換運転時間の平均値は、或る期間で（例えば七日間）のデータを単純に平均した単純平均値、或る期間でのデータのうち最大値と最小値を除いた残りのデータを平均した調整（トリム）平均値、又は、或る期間でのデータを加重平均した加重平均値とすることができる。

上記過去の深夜時間帯における深夜風呂熱交換運転時間は、或る期間（例えば一ヶ月間）での曜日毎の積算時間の平均値や最大値とすることもできる。当該運転時間の算出において曜日を基準にすることにより、特定の曜日にしか風呂熱交換運転を実行しない使用者の生活パターンが反映されやすくなる。

熱源としてヒートポンプユニット２を用いた構成を説明したが、熱源はこれに限らず、ヒータやボイラーなどの他の熱源により、貯湯ユニット１の貯湯タンク１０内の湯水を沸き上げる構成でもよい。

１…貯湯ユニット
２…ヒートポンプユニット
２ａ…沸き上げ熱交換器
３…浴槽
５，７，１２，２１，２２，２３，２４…逆止弁
６，２５…水量センサ
９…接続アダプタ
９ａ…給湯口
９ｂ…吸水口
１０…貯湯タンク
１１…ストレーナ
２０…風呂熱交換器
２６…給湯部
２７…排水用二方弁
２８…逃がし弁
３０…複合水弁
１００…制御部
２００…リモートコントローラ
Ｃ１…沸き上げ回路
Ｃ２…風呂給湯回路
Ｃ３…追い焚き回路（風呂熱交換回路）
Ｃ４…風呂冷却回路（風呂熱交換回路）
Ｃ５…給湯回路
Ｃ６…風呂循環回路
Ｌ１…配管
Ｌ２…配管（共通配管部）
Ｌ３〜Ｌ７，Ｌ１１…配管
Ｌ１２〜Ｌ１３，Ｌ２３，Ｌ２５…分岐配管
Ｌ２１〜Ｌ２２，Ｌ２４，Ｌ２６〜Ｌ２７…配管
Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ４１…配管
Ｌ４２…排水配管
ＬＳ…水位センサ
Ｐ１…沸き上げ用循環ポンプ（循環ポンプ）
Ｐ２…風呂用循環ポンプ
ＳＷ…水流スイッチ
Ｔ１〜Ｔ６，Ｔ１１〜Ｔ１４…温度センサ
Ｔ２１…入水温度センサ
Ｔ２２…出湯温度センサ
Ｔ２３…外気温度センサ
Ｖ１…ポンプ入水三方弁（流路切り替え弁）
Ｖ２…バイパス弁
Ｖ３…沸き上げ三方弁
Ｖ４…湯張り混合弁
Ｖ５…給湯混合弁
Ｖ６…湯張り電磁弁
Ｖ１０…減圧弁
ＷＨ…給湯装置

Claims (4)

1. 貯湯タンク（１０）と、
   前記貯湯タンク（１０）の下部から沸き上げ熱交換器（２ａ）を介して前記貯湯タンク（１０）の上部に接続される沸き上げ回路（Ｃ１）と、
   前記貯湯タンク（１０）と風呂熱交換器（２０）との間を循環して接続する風呂熱交換回路（Ｃ３，Ｃ４）と、
   前記沸き上げ回路（Ｃ１）と前記風呂熱交換回路（Ｃ３，Ｃ４）とが部分的に共通する共通配管部（Ｌ２）に配設される循環ポンプ（Ｐ１）と、
   前記沸き上げ回路（Ｃ１）及び前記風呂熱交換回路（Ｃ３，Ｃ４）の動作を制御する制御部（１００）とを備え、
   前記制御部（１００）は、前記沸き上げ回路（Ｃ１）によって貯湯タンク（１０）内の湯水の沸き上げに必要な熱量を演算し、前記熱量に基づいて前記沸き上げ回路（Ｃ１）による沸き上げ運転を実行する沸き上げ時間を算出し、該沸き上げ時間に基づいて深夜時間帯に前記沸き上げ回路（Ｃ１）による沸き上げ運転を開始する沸き上げ開始時刻を決定し、過去の前記深夜時間帯において前記風呂熱交換回路（Ｃ３，Ｃ４）による風呂熱交換運転を実行した運転履歴を記憶し、前記運転履歴に基づいて前記沸き上げ開始時刻を補正して補正沸き上げ開始時刻とし、前記補正沸き上げ開始時刻に基づいて前記沸き上げ回路（Ｃ１）による沸き上げ運転を実行することを特徴とする給湯装置。
2. 請求項１において、
   前記補正沸き上げ開始時刻への補正に対して、前記過去の深夜時間帯に前記風呂熱交換運転を実行した日の運転時間を積算した日々の積算時間の平均値を用いることを特徴とする給湯装置。
3. 請求項１において、
   前記補正沸き上げ開始時刻への補正に対して、前記過去の深夜時間帯に前記風呂熱交換運転を実行した日の運転時間を積算した日々の積算時間の最大値を用いることを特徴とする給湯装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項において、
   前記風呂熱交換回路（Ｃ３，Ｃ４）は、前記貯湯タンク（１０）の上部から風呂熱交換器（２０）を介して前記貯湯タンク（１０）の下部に接続される追い焚き回路（Ｃ３）、又は、前記貯湯タンク（１０）の下部から風呂熱交換器（２０）を介して前記貯湯タンク（１０）の下部に接続される風呂冷却回路（Ｃ４）であることを特徴とする給湯装置。

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