JP6934761B2 - 給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、熱媒体によって浴槽内の湯を温める給湯システムの技術に関する。

従来、熱媒体によって浴槽内の湯を温める給湯システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１には、貯湯タンクと、貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱装置（具体的には、ヒートポンプ等）と、夜間時間帯に加熱装置を作動させる制御装置とを具備する給湯システムが記載されている。貯湯タンクには給湯管が設けられ、当該給湯管を介して浴槽等に貯湯タンク内の湯が供給される。制御装置は、翌日の予測天候情報、及び翌日の貯湯タンクの湯の予測使用熱量に基づいて、加熱装置を夜間時間帯に適宜作動させる。このように、夜間に加熱装置を作動させることで、深夜電力（安価な電力）を用いて加熱することができるという利点がある。

しかしながら、１日の給湯需要の全量を深夜時間帯だけで製造するには、貯湯タンク内の貯湯温度を高温にする必要がある。貯湯温度を高温にした場合には、ＣＯＰ（成績係数：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が低下する。さらには、貯湯温度と外気温との差が大きくなるため貯湯損失が増大する。このため、ＣＯＰや貯湯損失の観点においては、昼夜問わずに効率的に加熱装置を作動させ、かつ貯湯温度を低温とすることが望ましい。

しかしながら、このような低温貯湯を行った場合、追いだき等によって浴槽内の湯の温度（浴槽温度）を上昇させようとしても、貯湯温度と浴槽温度との差が小さいため、浴槽温度を目標温度まで上昇させるのに長い時間を要するという問題があった。

特許第５４６３１１４号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、浴槽温度を目標温度まで上昇させるのに要する時間を短縮することができる給湯システムを提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、内部に熱媒体が貯溜された蓄熱槽と、前記蓄熱槽内の熱媒体を加熱して当該蓄熱槽内の上部の熱媒体を昇温させる沸き増し運転を行うヒートポンプユニットと、前記蓄熱槽内の上部の熱媒体と浴槽内の湯とを熱交換させることで、前記浴槽内の湯を目標温度まで昇温させる追いだき運転を行う追いだき手段と、前記蓄熱槽内の上部の熱媒体の温度を示す蓄熱槽上部温度を検知する蓄熱槽上部温度検知手段と、前記ヒートポンプユニット及び前記追いだき手段の動作を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、前記蓄熱槽上部温度から前記目標温度を引いた値が第一の閾値未満であるか否かを判定する第一判定処理を行い、前記第一判定処理において前記蓄熱槽上部温度から前記目標温度を引いた値が前記第一の閾値未満でないと判定した場合、前記沸き増し運転を行うことなく、前記追いだき運転を行うように前記追いだき手段を動作させ、前記第一判定処理において前記蓄熱槽上部温度から前記目標温度を引いた値が前記第一の閾値未満であると判定した場合、前記沸き増し運転を行うように前記ヒートポンプユニットを動作させると共に、前記追いだき運転を行うように前記追いだき手段を動作させ、前記第一判定処理において前記蓄熱槽上部温度から前記目標温度を引いた値が、前記第一の閾値未満であると判定し、かつ前記第一の閾値よりも小さい第二の閾値未満でないと判定した場合、前記沸き増し運転において、前記蓄熱槽上部温度が第一の温度となるように前記ヒートポンプユニットの動作を制御し、前記第一判定処理において前記蓄熱槽上部温度から前記目標温度を引いた値が前記第二の閾値未満であると判定した場合、前記沸き増し運転において、前記蓄熱槽上部温度が前記第一の温度よりも高い第二の温度となるように前記ヒートポンプユニットの動作を制御するものである。

請求項２においては、前記熱媒体は湯であって、前記蓄熱槽内の湯を前記浴槽に供給するたし湯運転を行うたし湯手段と、前記浴槽内の湯の温度を示す浴槽温度を検知する浴槽温度検知手段と、を具備し、前記制御装置は、前記目標温度から前記浴槽温度を引いた値が第三の閾値を超えているか否かを判定する第二判定処理を行い、前記第二判定処理において前記目標温度から前記浴槽温度を引いた値が第三の閾値を超えていないと判定した場合、前記追いだき運転を行うように前記追いだき手段を動作させ、前記第二判定処理において前記目標温度から前記浴槽温度を引いた値が第三の閾値を超えていると判定した場合、前記追いだき運転と前記たし湯運転とを併用するように前記追いだき手段及び前記たし湯手段を動作させるものである。

請求項３においては、前記追いだき手段の動作の履歴を蓄積する蓄積部を具備し、前記制御装置は、現在時刻が、前記追いだき手段の動作の履歴に基づいて決定される所定の時刻になったときに、前記第一判定処理を行うものである。

請求項４においては、前記浴槽が設けられた浴室内の人の存在を検知する人検知部を具備し、前記制御装置は、前記人検知部が前記浴室内の人の存在を検知した場合に、前記第一判定処理を行うものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、浴槽温度を目標温度まで上昇させるのに要する時間を短縮することができる。また、請求項１においては、浴槽温度を目標温度まで上昇させるのに要する時間を短縮しつつ、省エネルギー化を図ることができる。

請求項２においては、浴槽温度を目標温度まで上昇させるのに要する時間を短縮することができる。

請求項３においては、自動的に沸き増し運転を行うことができる。

請求項４においては、自動的に沸き増し運転を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る給湯システムの全体的な構成を示した模式図。 給湯システムの制御に関する構成を示したブロック図。 沸き増し及び追いだきの制御フローを示す図。 第二実施形態に係る沸き増し及び追いだきの制御フローを示す図。 第三実施形態に係る給湯システムの制御に関する構成を示したブロック図。 第三実施形態に係る沸き増し及び追いだきの制御フローを示す図。

以下では、図１及び図２を用いて、第一実施形態に係る給湯システム１の構成について説明する。

給湯システム１は、ヒートポンプを用いて発生させた熱を蓄えると共に、当該熱を用いて沸かされた湯を供給するものである。給湯システム１は、住宅その他の建物や施設に適宜設けられる。給湯システム１は、主として浴槽１０、貯湯槽２０、ヒートポンプユニット３０、給湯機構４０、追いだき機構５０及び制御装置６０を具備する。

浴槽１０は、入浴のための湯を入れる槽である。浴槽１０は、浴室に設けられる。

貯湯槽２０は、内部に貯溜された熱媒体を介して熱を蓄えるものである。具体的には、貯湯槽２０内には、熱媒体として水（湯）が満たされる。

ヒートポンプユニット３０は、電力を消費して熱を発生させる（製造する）ものである。ヒートポンプユニット３０は、主として第一配管３１、圧縮機３２、熱交換器３３、膨張弁３４、蒸発器３５、ファン３６、第二配管３７及びポンプ３８を具備する。

第一配管３１は、熱媒体（冷媒）が循環するための流路を形成するものである。第一配管３１は環状に形成される。第一配管３１内には、熱媒体（冷媒）が満たされる。

圧縮機３２は、電力を消費して、第一配管３１を流通する熱媒体を圧縮するものである。圧縮機３２は、第一配管３１の中途部に配置される。

熱交換器３３は、温度差のある流体間で熱（熱エネルギー）を交換するものである。熱交換器３３は、第一配管３１の中途部に配置される。より具体的には、熱交換器３３は、第一配管３１を流通する熱媒体の流通方向において、圧縮機３２の下流側に配置される。

膨張弁３４は、第一配管３１を流通する熱媒体を膨張させるものである。膨張弁３４は、第一配管３１の中途部に配置される。より具体的には、膨張弁３４は、第一配管３１を流通する熱媒体の流通方向において、熱交換器３３の下流側に配置される。

蒸発器３５は、熱媒体を蒸発させるための熱交換器である。蒸発器３５は、第一配管３１の中途部に配置される。より具体的には、蒸発器３５は、第一配管３１を流通する熱媒体の流通方向において、膨張弁３４の下流側に配置される。

ファン３６は、蒸発器３５へと風（外気）を送るためのものである。

第二配管３７は、熱交換器３３と貯湯槽２０との間で水が循環するための流路を形成するものである。第二配管３７の一端は、貯湯槽２０における下部に接続される。第二配管３７の中途部は、熱交換器３３の内部を通るように配置される。第二配管３７の他端は、貯湯槽２０における上部に接続される。

ポンプ３８は、第二配管３７内の水を循環させるものである。ポンプ３８は、第二配管３７の中途部に配置される。ポンプ３８が駆動すると、第二配管３７内の水は、当該第二配管３７の一端（貯湯槽２０の下部側）から他端（貯湯槽２０の上部側）に向かって流通する。

このように構成されたヒートポンプユニット３０は、沸き増し運転を行うことができる。具体的には、ヒートポンプユニット３０において、圧縮機３２によって圧縮された熱媒体は、高温の気体となる。当該高温の熱媒体は、第一配管３１を介して熱交換器３３を流通する。熱交換器３３を流通する熱媒体の熱は、第二配管３７を流通する熱媒体（水）に移動する。これによって、熱交換器３３を流通する熱媒体の温度は低下し、当該熱媒体は液体になる。熱交換器３３を流通した第一配管３１内の熱媒体は、膨張弁３４において膨張することで、低温の液体（又は気体）になる。膨張弁３４を流通した低温の熱媒体は、蒸発器３５において外気から熱を受け取って蒸発し、再び気体になる。外気から熱を受け取った熱媒体は、再び圧縮機３２へと供給される。

また第二配管３７を流通する水は、熱交換器３３を通過することで、ヒートポンプユニット３０で発生した熱を受け取り、温度が上昇する。こうして温度が上昇した水を貯湯槽２０に戻すことで、ヒートポンプユニット３０で得られた熱を貯湯槽２０に集めることができる。このように沸き増し運転を行うことで、貯湯槽２０に貯溜された水（湯）を昇温させることができる。

給湯機構４０は、貯湯槽２０に貯溜された水（湯）を浴槽１０へと供給するものである。給湯機構４０は、主として注水配管４１、給湯配管４２及び混合配管４３を具備する。

注水配管４１は、上水を貯湯槽２０へと案内する配管である。注水配管４１の一端は、貯湯槽２０における下部に接続される。

給湯配管４２は、貯湯槽２０における上部に貯溜された水（湯）を取り出し、浴槽１０へと供給する配管である。給湯配管４２の一端は、貯湯槽２０における上部に接続される。給湯配管４２の他端は、浴槽１０に接続される。

混合配管４３は、給湯配管４２を流通する水（湯）に上水を混合させるための配管である。混合配管４３の一端は、注水配管４１の中途部に接続される。混合配管４３の他端は、給湯配管４２の中途部に接続される。

このように構成された給湯機構４０において、浴槽１０が設けられた浴室には、利用者（入浴者）が操作するための設定パネル（不図示）が設置されている。当該設定パネルに設けられた自動お湯はりボタンが押下されると、図示せぬポンプが駆動され、貯湯槽２０から給湯配管４２を介して取り出された湯（高温水）に、混合配管４３を介して供給される上水が混合される。このように、貯湯槽２０からの湯（高温水）と上水を適宜混合することで、要求に応じた温度の水（湯）を得ることができる。このように混合された水（湯）は、給湯配管４２を介して浴槽１０へと供給される。この場合、給湯配管４２を介して貯湯槽２０に貯溜された水（湯）が取り出されると共に、注水配管４１を介して上水が貯湯槽２０に供給される。このようにして、貯湯槽２０内は常に水（湯）で満たされる。

また、給湯機構４０は、たし湯運転を行うことができる。具体的には、貯湯槽２０から給湯配管４２を介して取り出された湯（高温水）に、混合配管４３を介して供給される上水を適宜混合することで、要求に応じた温度（たし湯温度）の水（湯）を得ることができる。このように混合された水（湯）は、給湯配管４２を介して浴槽１０へと供給される。このようにして、浴槽１０にたし湯することができる。この場合、お湯はり時と同様に、給湯配管４２を介して貯湯槽２０に貯溜された水（湯）が取り出されると共に、注水配管４１を介して上水が貯湯槽２０に供給される。このようにして、貯湯槽２０内は常に水（湯）で満たされる。

追いだき機構５０は、浴槽１０内の水（湯）を追いだきするものである。追いだき機構５０は、貯湯槽側追いだき配管５１、熱交換器５２及び浴槽側追いだき配管５３を具備する。

貯湯槽側追いだき配管５１は、貯湯槽２０内の湯が循環するための流路を形成するものである。貯湯槽側追いだき配管５１の一端は、貯湯槽２０における上部に接続される。貯湯槽側追いだき配管５１の他端は、貯湯槽２０における上下中途部に接続される。

熱交換器５２は、温度差のある流体間で熱（熱エネルギー）を交換するものである。熱交換器５２は、貯湯槽側追いだき配管５１の中途部に配置される。

浴槽側追いだき配管５３は、浴槽１０内の水（湯）が循環するための流路を形成するものである。浴槽側追いだき配管５３の一端は、浴槽１０に接続される。浴槽側追いだき配管５３の中途部は、熱交換器５２の内部を通るように配置される。浴槽側追いだき配管５３の他端は、浴槽１０に接続される。

浴室に設置された設定パネルには、追いだきボタンが設けられている。追いだきボタンが押下されると、追いだき機構５０による追いだき運転が行われる。具体的には、追いだき機構５０の図示せぬポンプが駆動され、貯湯槽２０内の上部の湯（高温水）が貯湯槽側追いだき配管５１を介して熱交換器５２の内部を流通し、また浴槽１０内の水（湯）が浴槽側追いだき配管５３を介して熱交換器５２の内部を流通する。熱交換器５２によって、貯湯槽側追いだき配管５１を流通する湯（高温水）の熱は、浴槽側追いだき配管５３を流通する水（湯）に移動する。これにより、浴槽側追いだき配管５３を流通する水（湯）が温められる。このようにして温められた湯が浴槽１０に戻ることにより、浴槽１０内の水（湯）を昇温させることができる。

図２に示す制御装置６０は、給湯システム１の動作を制御するものである。制御装置６０は、主としてＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置、Ｉ／Ｏ等の入出力装置、並びにモニター等の表示装置等により構成される。制御装置６０には、給湯システム１の動作を制御するための種々の情報やプログラム等が予め記憶される。制御装置６０は、上部温度センサ６１、下部温度センサ６２、入水温度センサ６３、流量センサ６４及び浴槽温度センサ６５に接続される。

上部温度センサ６１は、貯湯槽２０における上部に貯溜された水（高温水）の温度を検出するものである。上部温度センサ６１は、貯湯槽２０内の上部に配置される。

下部温度センサ６２は、貯湯槽２０における下部に貯溜された水（低温水）の温度を検出するものである。下部温度センサ６２は、貯湯槽２０内の下部に配置される。

入水温度センサ６３は、第二配管３７を介して貯湯槽２０の下部からヒートポンプユニット３０の熱交換器３３へと供給される水の温度を検出するものである。入水温度センサ６３は、第二配管３７の中途部（熱交換器３３より上流側）に配置される。

流量センサ６４は、給湯配管４２を流通する水（湯）の流量を検知するものである。流量センサ６４は、給湯配管４２の中途部に配置される。より詳細には、流量センサ６４は、給湯配管４２を流通する水（湯）の流通方向において、給湯配管４２と混合配管４３との接続部の下流側に配置される。

浴槽温度センサ６５は、浴槽側追いだき配管５３を流通する水（湯）の温度を検出するものである。浴槽温度センサ６５は、浴槽側追いだき配管５３の中途部に配置される。これにより、浴槽温度センサ６５は、浴槽１０から排水された水（湯）の温度を検知する。

また、制御装置６０は、ヒートポンプユニット３０（圧縮機３２等）に接続され、当該ヒートポンプユニット３０の動作を制御することができる。具体的には、制御装置６０は、ヒートポンプユニット３０を稼働（運転）又は停止させることができる。

また制御装置６０は、ヒートポンプユニット３０を運転させることで得られる水（具体的には、第二配管３７を流通することによって、熱交換器３３で温められる水）の温度の目標値を制御することができる。

また、制御装置６０は、給湯機構４０（当該給湯機構４０のポンプ等）に接続され、当該給湯機構４０の動作を制御することができる。具体的には、制御装置６０は、給湯機構４０を稼働（運転）又は停止させることができる。

また制御装置６０は、浴槽１０にお湯はりされる湯の量（お湯はり量）及びたし湯される湯の量（たし湯量）を制御することができる。当該制御は、流量センサ６４による給湯配管４２を流通する湯の流量の検知結果に基づいて行われる。制御装置６０は、流量センサ６４で検知された流量が設定された湯量となると、浴槽１０への給湯を停止させる。

また、制御装置６０は、追いだき機構５０（当該追いだき機構５０のポンプ等）に接続され、当該追いだき機構５０の動作を制御することができる。具体的には、制御装置６０は、追いだき機構５０を稼働（運転）又は停止させることができる。

次に、図３を用いて沸き増し運転及び追いだき運転に係る制御について説明する。なお、以下では、既に自動お湯はりボタンが押下され、浴槽１０にお湯はりが行われていることを前提として説明を行う。

ステップＳ１０において、制御装置６０は、設定パネルの追いだきボタンが押下されたか否かを判定する。制御装置６０は、追いだきボタンからの信号を受信したか否かに基づいてこの判定を行う。制御装置６０は、追いだきボタンが押下されたと判定した場合（ステップＳ１０で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１２に移行する。一方、制御装置６０は、追いだきボタンが押下されていないと判定した場合（ステップＳ１０で「ＮＯ」）、最初のステップに処理を戻す。

ステップＳ１２において、制御装置６０は、目標温度Ｔ_１を検知する。目標温度Ｔ_１とは、利用者が所望する浴槽温度（浴槽１０内の湯の温度）を示すものである。つまり、目標温度Ｔ_１とは、利用者が追いだき等によって浴槽１０内の湯をどの温度まで温めたいかを示す温度である。目標温度Ｔ_１は、利用者によって設定パネルを操作することにより設定される。また、目標温度Ｔ_１は、利用者が設定しない場合は、予め定められた値（例えば４０℃）に設定される。制御装置６０は、当該ステップＳ１２の処理を行った後、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４において、制御装置６０は、貯湯槽上部温度Ｔ_２を検知する。貯湯槽上部温度Ｔ_２とは、貯湯槽２０内の上部の湯（すなわち、貯湯槽２０から給湯配管４２に供給される湯）の温度を示すものである。制御装置６０は、上部温度センサ６１を介して貯湯槽上部温度Ｔ_２を検知することができる。制御装置６０は、当該ステップＳ１４の処理を行った後、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６において、制御装置６０は、貯湯槽上部温度Ｔ_２から目標温度Ｔ_１を引いた値が、所定の閾値α１未満であるか否か、つまり［貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α１］であるか否かを判定する。本実施形態において、閾値α１は１５℃に設定される。制御装置６０は、［貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α１］であると判定した場合（ステップＳ１６で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１８に移行する。一方、制御装置６０は、［貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α１］でないと判定した場合（ステップＳ１６で「ＮＯ」）、ステップＳ２４に移行する。

なお、［貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α１］である場合（ステップＳ１６で「ＹＥＳ」）とは、現在の貯湯槽上部温度Ｔ_２が比較的低いために、現在の貯湯槽上部温度Ｔ_２で追いだき運転を行った場合に、浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達するまでに時間がかかりすぎる、或いは目標温度Ｔ_１に到達できない可能性があることを示している。一方、［貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α１］でない場合（ステップＳ１６で「ＮＯ」）とは、現在の貯湯槽上部温度Ｔ_２が比較的高く、現在の貯湯槽上部温度Ｔ_２で追いだき運転を行った場合に、比較的短い時間で浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達することを示している。換言すれば、閾値α１は、追いだき運転によって浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達するのに要する時間を考慮して設定される。

ステップＳ１８において、制御装置６０は、貯湯槽上部温度Ｔ_２から目標温度Ｔ_１を引いた値が、所定の閾値α２未満であるか、つまり、［貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α２］であるか否かを判定する。ここで、閾値α２は、ステップＳ１６の判定で用いた閾値α１よりも小さな値に設定される。本実施形態において、閾値α２は１０℃に設定される。制御装置６０は、［貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α２］でないと判定した場合（ステップＳ１８で「ＮＯ」）、ステップＳ２０に移行する。一方、制御装置６０は、［貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α２］であると判定した場合（ステップＳ１８で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２２に移行する。

なお、［貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α２］である場合（ステップＳ１８で「ＹＥＳ」）とは、後述するステップＳ２０の通常沸き増し運転を行うと共に追いだき運転を行ったとしても、浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達するまでに時間がかかりすぎる、或いは目標温度Ｔ_１に到達できない可能性があることを示している。一方、［貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α２］でない場合（ステップＳ１８で「ＮＯ」）とは、後述するステップＳ２０の通常沸き増し運転と共に追いだき運転を行った場合に、比較的短い時間で浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達することを示している。

ステップＳ２０において、制御装置６０は、通常沸き増し運転を行うようにヒートポンプユニット３０の動作を制御する。具体的には、制御装置６０は、貯湯槽上部温度Ｔ_２が第一の温度Ｔ_２ａとなるようにヒートポンプユニット３０の動作を制御する。第一の温度Ｔ_２ａは、例えば５５℃に設定される。制御装置６０は、当該ステップＳ２０の処理を行った後、ステップＳ２４に移行する。

一方、ステップＳ２２において、制御装置６０は、高温沸き増し運転を行うようにヒートポンプユニット３０の動作を制御する。具体的には、制御装置６０は、貯湯槽上部温度Ｔ_２が第二の温度Ｔ_２ｂとなるようにヒートポンプユニット３０の動作を制御する。ここで、第二の温度Ｔ_２ｂは、第一の温度Ｔ_２ａよりも大きな温度に設定される。第二の温度Ｔ_２ｂは、例えば６５℃に設定される。制御装置６０は、当該ステップＳ２２の処理を行った後、ステップＳ２４に移行する。

このように貯湯槽上部温度Ｔ_２と目標温度Ｔ_１との温度差が比較的小さい（貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α１である）場合に、沸き増し運転を行うことで、貯湯槽上部温度Ｔ_２を上昇させることができ、これにより追いだき運転によって浴槽温度を目標温度Ｔ_１に到達させるのに要する時間（目標温度到達時間）を短縮することができる。さらに、貯湯槽上部温度Ｔ_２と目標温度Ｔ_１との温度差が非常に小さい（貯湯槽上部温度Ｔ_２−目標温度Ｔ_１＜α２である）場合に、貯湯槽上部温度Ｔ_２を高温（６５℃）とすることにより、追いだき運転による目標温度到達時間を短縮することができる。また、追いだき運転に利用される貯湯槽２０の戻り湯（貯湯槽２０の上部から貯湯槽側追いだき配管５１を介して貯湯槽２０の中途部に戻る湯）を比較的高温とすることができるので、戻り湯との攪拌によって貯湯槽上部温度Ｔ_２が著しく低下するのを防ぐことができる。

ステップＳ２４において、制御装置６０は、現状浴槽温度Ｔ_３を検知する。現状浴槽温度Ｔ_３とは、浴槽１０内の湯の現在の温度を示すものである。制御装置６０は、現状浴槽温度Ｔ_３を検知するためにさぐり運転を行う。

具体的には、制御装置６０は、図示せぬポンプを駆動させて浴槽１０内の湯を浴槽側追いだき配管５３に流通（循環）させる。そして、制御装置６０は、浴槽温度センサ６５によって浴槽側追いだき配管５３に流通する水（湯）の温度を検知することで、現状浴槽温度Ｔ_３を検知することができる。浴槽側追いだき配管５３を流通する水（湯）は、そのまま浴槽側追いだき配管５３を流通して浴槽１０に戻される。また、さぐり運転は、現状浴槽温度Ｔ_３を検知することが目的であるので、非常に短い時間で行われる。制御装置６０は、当該ステップＳ２４の処理を行った後、ステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６において、制御装置６０は、目標温度Ｔ_１から現状浴槽温度Ｔ_３を引いた値が、所定の閾値βを超えているか、つまり、［目標温度Ｔ_１−現状浴槽温度Ｔ_３＞β］であるか否かを判定する。本実施形態において、閾値βは５℃に設定される。制御装置６０は、［目標温度Ｔ_１−現状浴槽温度Ｔ_３＞β］でないと判定した場合（ステップＳ２６で「ＮＯ」）、ステップＳ２８に移行する。一方、制御装置６０は、［目標温度Ｔ_１−現状浴槽温度Ｔ_３＞β］であると判定した場合（ステップＳ２６で「ＹＥＳ」）、ステップＳ３０に移行する。

なお、［目標温度Ｔ_１−現状浴槽温度Ｔ_３＞β］である場合（ステップＳ２６で「ＹＥＳ」）とは、追いだき運転のみでは浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達するまでに時間がかかりすぎることを示している。これは、追いだき運転のみ（たし湯を併用しない場合）では、戻り湯との攪拌によって貯湯槽上部温度Ｔ_２が著しく低下するためである。一方、［目標温度Ｔ_１−現状浴槽温度Ｔ_３＞β］でない場合（ステップＳ２６で「ＮＯ」）とは、追いだき運転のみ（たし湯を併用しない場合）であっても比較的短い時間で浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達することを示している。

ステップＳ２８において、制御装置６０は、追いだき運転を行うように追いだき機構５０の動作を制御する。制御装置６０は、浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達するように、追いだき機構５０を介して追いだき運転を行う。当該ステップＳ２８の処理が終わると、図３に示す制御は終了する。

一方、ステップＳ３０において、制御装置６０は、たし湯併用追いだき運転を行うように給湯機構４０及び追いだき機構５０の動作を制御する。制御装置６０は、浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達するように、追いだき機構５０及び給湯機構４０を介して追いだき運転及びたし湯運転を行う。具体的には、制御装置６０は、まず給湯機構４０を動作させてたし湯運転を行い、たし湯運転で浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達しなかった場合は、追いだき機構５０を動作させて浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達するまで追いだき運転を行う。当該ステップＳ３０の処理が終わると、図３に示す制御は終了する。

なお、ステップＳ２８又はＳ３０の処理により浴槽温度が目標温度Ｔ_１に到達したときには、制御装置６０は、沸き増し運転（ステップＳ２０又はＳ２２）が完了していなくても、当該沸き増し運転を終了させる。

このように構成される本実施形態に係る給湯システム１においては、追いだき運転の際に必要に応じて沸き増し運転を行うので、深夜電力で沸き増しを行う場合と比べて、貯湯槽２０の貯湯温度を低温化すること（低温貯湯）が可能となる。これにより、ＣＯＰを向上させることができ、かつ貯湯損失の低下を抑制することができる。

また、貯湯槽上部温度Ｔ_２と目標温度Ｔ_１との温度差を判定し、温度差が小さい場合に沸き増し運転を行うので、浴槽温度の昇温時間を短縮することができる。

また、貯湯槽上部温度Ｔ_２と目標温度Ｔ_１との温度差が非常に（例えば、浴槽温度を目標温度Ｔ_１に到達させることができない程度まで）小さい場合には、高温沸き増しを行って貯湯槽上部温度Ｔ_２を高温化させるので、浴槽温度の昇温時間を短縮することができる。また、貯湯槽２０への戻り湯を高温化することができるので、戻り湯との攪拌による貯湯槽上部温度の低下を抑制することができる。また、必要な場合のみ高温沸き増しを行う（通常沸き増し運転で十分な場合には高温沸き増しを行わない）ので、省エネ化を図ることができる。

また、目標温度Ｔ_１と現状浴槽温度Ｔ_３との温度差が大きい場合には、追いだき運転の際にたし湯運転を併用するので、貯湯槽２０への戻り湯を減らすことができる。これにより、貯湯槽２０の上部の湯と戻り湯との攪拌による貯湯槽上部温度Ｔ_２の低下を抑制することができる。このため、浴槽温度の昇温時間を短縮することができる。

以上の如く、本実施形態に係る給湯システム１は、内部に熱媒体が貯溜された貯湯槽２０（蓄熱槽）と、前記貯湯槽２０内の熱媒体を加熱して当該貯湯槽２０内の上部の熱媒体を昇温させる沸き増し運転を行うヒートポンプユニット３０と、前記貯湯槽２０内の上部の熱媒体と浴槽１０内の湯とを熱交換させることで、前記浴槽１０内の湯を目標温度Ｔ_１まで昇温させる追いだき運転を行う追いだき機構５０（追いだき手段）と、前記貯湯槽２０内の上部の熱媒体の温度を示す貯湯槽上部温度Ｔ_２（蓄熱槽上部温度）を検知する上部温度センサ６１（蓄熱槽上部温度検知手段）と、前記ヒートポンプユニット３０及び前記追いだき機構５０の動作を制御する制御装置６０と、を具備し、前記制御装置６０は、前記貯湯槽上部温度Ｔ_２から前記目標温度Ｔ_１を引いた値が第一の閾値α１未満であるか否かを判定する第一判定処理を行い、前記第一判定処理において前記貯湯槽上部温度Ｔ_２から前記目標温度Ｔ_１を引いた値が第一の閾値α１未満でないと判定した場合、前記沸き増し運転を行うことなく、前記追いだき運転を行うように前記追いだき機構５０を動作させ、前記第一判定処理において前記貯湯槽上部温度Ｔ_２から前記目標温度Ｔ_１を引いた値が前記第一の閾値α１未満であると判定した場合、前記沸き増し運転を行うように前記ヒートポンプユニット３０を動作させると共に、前記追いだき運転を行うように前記追いだき機構５０を動作させるものである。
このように構成することにより、浴槽温度を目標温度Ｔ_１まで上昇させるのに要する時間を短縮することができる。

また、前記制御装置６０は、前記第一判定処理において前記貯湯槽上部温度Ｔ_２から前記目標温度Ｔ_１を引いた値が、前記第一の閾値α１未満であると判定し、かつ前記第一の閾値α１よりも小さい第二の閾値α２未満でないと判定した場合、前記沸き増し運転において、前記貯湯槽上部温度Ｔ_２が第一の温度Ｔ_２ａとなるように前記ヒートポンプユニット３０の動作を制御し、前記第一判定処理において前記貯湯槽上部温度Ｔ_２から前記目標温度Ｔ_１を引いた値が前記第二の閾値α２未満であると判定した場合、前記沸き増し運転において、前記貯湯槽上部温度Ｔ_２が前記第一の温度Ｔ_２ａよりも高い第二の温度Ｔ_２ｂとなるように前記ヒートポンプユニット３０の動作を制御するものである。
このように構成することにより、浴槽温度を目標温度Ｔ_１まで上昇させるのに要する時間を短縮しつつ、省エネルギー化を図ることができる。

また、前記熱媒体は湯であって、前記貯湯槽２０内の湯を前記浴槽１０に供給するたし湯運転を行う給湯機構４０（たし湯手段）と、前記浴槽１０内の湯の温度を示す現状浴槽温度Ｔ_３（浴槽温度）を検知する浴槽温度センサ６５（浴槽温度検知手段）と、を具備し、前記制御装置６０は、前記目標温度Ｔ_１から前記現状浴槽温度Ｔ_３を引いた値が第三の閾値βを超えているか否かを判定する第二判定処理を行い、前記第二判定処理において前記目標温度Ｔ_１から前記現状浴槽温度Ｔ_３を引いた値が第三の閾値βを超えていないと判定した場合、前記追いだき運転を行うように前記追いだき機構５０を動作させ、前記第二判定処理において前記目標温度Ｔ_１から前記現状浴槽温度Ｔ_３を引いた値が第三の閾値βを超えていると判定した場合、前記追いだき運転と前記たし湯運転とを併用するように前記追いだき機構５０及び前記給湯機構４０を動作させるものである。
このように構成することにより、浴槽温度を目標温度Ｔ_１まで上昇させるのに要する時間を短縮することができる。

なお、本実施形態に係る貯湯槽２０は、蓄熱槽の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る給湯機構４０は、たし湯手段の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る追いだき機構５０は、追いだき手段の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る上部温度センサ６１は、蓄熱槽上部温度検知手段の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る浴槽温度センサ６５は、浴槽温度検知手段の実施の一形態である。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、沸き増し運転をするか否かの判定は、追いだきボタンの押下を契機として行われるものとしたが、これに限定されるものではなく、任意の情報を契機として行われるものであってもよい。以下では、追いだきボタンの押下以外の情報を契機として沸き増し運転をするか否かの判定が行われる例について説明する。

次に、本発明の第二実施形態に係る給湯システム１について説明する。

第二実施形態において制御装置６０は、当該制御装置６０の記憶装置に、追いだき機構５０の動作の履歴を蓄積する。制御装置６０は、例えば追いだき運転の開始時刻等の履歴を蓄積する。

次に、図４を用いて、本発明の第二実施形態に係る沸き増し運転及び追いだき運転に係る制御について説明する。

ステップＳ１１ａにおいて、制御装置６０は、現在時刻が沸き増し開始時刻になっているか否かを判定する。ここで、「沸き増し開始時刻」は、沸き増し運転を開始する時刻であって、制御装置６０に蓄積された追いだき手段の動作の履歴に基づいて決定される。具体的には、制御装置６０は、追いだき手段の動作の履歴から、追いだき運転が開始される（行われる）と予測される時刻（予測開始時刻）を算出する。そして、制御装置６０は、予測開始時刻、或いは予測開始時刻よりも少し前の時刻に、沸き増し開始時刻を設定する。制御装置６０は、現在時刻が沸き増し開始時刻になっていると判定した場合（ステップＳ１１ａで「ＹＥＳ」）、ステップＳ１２に移行する。一方、制御装置６０は、現在時刻が沸き増し開始時刻になっていないと判定した場合（ステップＳ１１ａで「ＮＯ」）、最初のステップに処理を戻す。

ステップＳ１２からステップＳ２２の処理については、図３に示す第一実施形態の処理と同様であるので、説明を省略する。制御装置６０は、ステップＳ２０の処理を行った後、ステップＳ２３に移行する。また、制御装置６０は、ステップＳ２２の処理を行った後、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３において、制御装置６０は、設定パネルの追いだきボタンが押下されたか否かを判定する。制御装置６０は、追いだきボタンからの信号を受信したか否かに基づいてこの判定を行う。制御装置６０は、追いだきボタンが押下されたと判定した場合（ステップＳ２３で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２４に移行する。一方、制御装置６０は、追いだきボタンが押下されていないと判定した場合（ステップＳ２３で「ＮＯ」）、再び当該ステップＳ２３に処理を戻す（処理を先に進めない）。

ステップＳ２４からステップＳ３０の処理については、図３に示す第一実施形態の処理と同様であるので、説明を省略する。

このように、第二実施形態に係る給湯システム１においては、追いだき運転が開始されると予測される時刻に応じて自動的に沸き増し運転を行うことができる。よって、追いだき運転の前に、沸き増し運転をして貯湯槽上部温度Ｔ_２を高めておくことができるので、沸き増しと追いだきとを略同時に行う場合と比べて、浴槽温度の昇温時間（目標温度到達時間）をより短縮することができる。

以上の如く、第二実施形態に係る給湯システム１は、前記追いだき機構５０の動作の履歴を蓄積する蓄積部（制御装置６０）を具備し、前記制御装置６０は、現在時刻が、前記追いだき機構５０の動作の履歴に基づいて決定される沸き増し開始時刻（所定の時刻）になったときに、前記第一判定処理を行うものである。
このように構成することにより、自動的に沸き増し運転を行うことができる。

以上、本発明の第二実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、第二実施形態においては、追いだきボタンの押下を契機として追いだき運転を行うものとしたが、追いだきボタンが押下されなくても、沸き増し開始時刻になったことを契機として自動的に追いだき運転を行うものとしてもよい。

次に、図５を用いて、本発明の第三実施形態に係る給湯システム１の制御に関する構成の概要について説明する。

第三実施形態が第一実施形態と異なる点は、人感センサ６６を具備する点である。よって以下では、第一実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

人感センサ６６は、浴室内の人の存在を検知するものである。人感センサ６６は、浴室内の適宜の場所に設置される。人感センサ６６は、制御装置６０と接続される。

次に、図６を用いて、本発明の第三実施形態に係る沸き増し運転及び追いだき運転に係る制御について説明する。

ステップＳ１１ｂにおいて、制御装置６０は、浴室内に人が存在するか否かを判定する。制御装置６０は、人感センサ６６の検知結果に基づいてこの判定を行う。制御装置６０は、浴室内に人が存在すると判定した場合（ステップＳ１１ｂで「ＹＥＳ」）、ステップＳ１２に移行する。一方、制御装置６０は、浴室内に人が存在しないと判定した場合（ステップＳ１１ｂで「ＮＯ」）、最初のステップに処理を戻す。

ステップＳ１２からステップＳ３０の処理については、図４に示す第二実施形態の処理と同様であるので、説明を省略する。

このように、第三実施形態に係る給湯システム１においては、浴室内の人の存在を検知すると自動的に沸き増し運転を行うことができる。よって、追いだき運転の前に、沸き増し運転をして貯湯槽上部温度Ｔ_２を高めておくことができるので、沸き増しと追いだきとを略同時に行う場合と比べて、浴槽温度の昇温時間（目標温度到達時間）をより短縮することができる。

以上の如く、第三実施形態に係る給湯システム１は、前記浴槽１０が設けられた浴室内の人の存在を検知する人感センサ６６（人検知部）を具備し、前記制御装置６０は、前記人感センサ６６が前記浴室内の人の存在を検知した場合に、前記第一判定処理を行うものである。
このように構成することにより、自動的に沸き増し運転を行うことができる。

以上、本発明の第三実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、第三実施形態においては、追いだきボタンの押下を契機として追いだき運転を行うものとしたが、追いだきボタンが押下されなくても、浴室内の人の存在の検知を契機として自動的に追いだき運転を行うものとしてもよい。

また、第一実施形態から第三実施形態は、同時に実施することもできる。つまり、追いだきボタンの押下（図３に示すステップＳ１０）、沸き増し開始時刻になったことの検知（図４に示すステップＳ１１ａ）、及び浴室内の人の存在の検知（図６に示すステップＳ１１ｂ）の全てを、沸き増し運転の開始の契機とすることもできる。

１ 給湯システム
１０ 浴槽
２０ 貯湯槽
３０ ヒートポンプユニット
４０ 給湯機構
５０ 追いだき機構
６０ 制御装置
６１ 上部温度センサ
６５ 浴槽温度センサ
６６ 人感センサ

Claims (4)

1. 内部に熱媒体が貯溜された蓄熱槽と、
   前記蓄熱槽内の熱媒体を加熱して当該蓄熱槽内の上部の熱媒体を昇温させる沸き増し運転を行うヒートポンプユニットと、
   前記蓄熱槽内の上部の熱媒体と浴槽内の湯とを熱交換させることで、前記浴槽内の湯を目標温度まで昇温させる追いだき運転を行う追いだき手段と、
   前記蓄熱槽内の上部の熱媒体の温度を示す蓄熱槽上部温度を検知する蓄熱槽上部温度検知手段と、
   前記ヒートポンプユニット及び前記追いだき手段の動作を制御する制御装置と、
   を具備し、
   前記制御装置は、
   前記蓄熱槽上部温度から前記目標温度を引いた値が第一の閾値未満であるか否かを判定する第一判定処理を行い、
   前記第一判定処理において前記蓄熱槽上部温度から前記目標温度を引いた値が前記第一の閾値未満でないと判定した場合、前記沸き増し運転を行うことなく、前記追いだき運転を行うように前記追いだき手段を動作させ、
   前記第一判定処理において前記蓄熱槽上部温度から前記目標温度を引いた値が前記第一の閾値未満であると判定した場合、前記沸き増し運転を行うように前記ヒートポンプユニットを動作させると共に、前記追いだき運転を行うように前記追いだき手段を動作させ、
   前記第一判定処理において前記蓄熱槽上部温度から前記目標温度を引いた値が、前記第一の閾値未満であると判定し、かつ前記第一の閾値よりも小さい第二の閾値未満でないと判定した場合、前記沸き増し運転において、前記蓄熱槽上部温度が第一の温度となるように前記ヒートポンプユニットの動作を制御し、
   前記第一判定処理において前記蓄熱槽上部温度から前記目標温度を引いた値が前記第二の閾値未満であると判定した場合、前記沸き増し運転において、前記蓄熱槽上部温度が前記第一の温度よりも高い第二の温度となるように前記ヒートポンプユニットの動作を制御する、
   給湯システム。
2. 前記熱媒体は湯であって、
   前記蓄熱槽内の湯を前記浴槽に供給するたし湯運転を行うたし湯手段と、
   前記浴槽内の湯の温度を示す浴槽温度を検知する浴槽温度検知手段と、
   を具備し、
   前記制御装置は、
   前記目標温度から前記浴槽温度を引いた値が第三の閾値を超えているか否かを判定する第二判定処理を行い、
   前記第二判定処理において前記目標温度から前記浴槽温度を引いた値が第三の閾値を超えていないと判定した場合、前記追いだき運転を行うように前記追いだき手段を動作させ、
   前記第二判定処理において前記目標温度から前記浴槽温度を引いた値が第三の閾値を超えていると判定した場合、前記追いだき運転と前記たし湯運転とを併用するように前記追いだき手段及び前記たし湯手段を動作させる、
   請求項１に記載の給湯システム。
3. 前記追いだき手段の動作の履歴を蓄積する蓄積部を具備し、
   前記制御装置は、
   現在時刻が、前記追いだき手段の動作の履歴に基づいて決定される所定の時刻になったときに、前記第一判定処理を行う、
   請求項１又は請求項２に記載の給湯システム。
4. 前記浴槽が設けられた浴室内の人の存在を検知する人検知部を具備し、
   前記制御装置は、
   前記人検知部が前記浴室内の人の存在を検知した場合に、前記第一判定処理を行う、
   請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の給湯システム。

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