JP7386716B2 - 給湯システムの制御装置、給湯システムの制御方法および給湯制御システム - Google Patents

Description

本発明は、給湯システムの制御装置、給湯システムの制御方法および給湯制御システムに関するものである。

従来、空気熱交換器の着霜を確実に検知することで、霜がついていない状態での無駄な除霜運転を防止し、能率および効率の向上を図ることが可能なヒートポンプ式給湯機がある（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１では、空気熱交換器の温度が基準温度以下であると着霜ありと判断するようにしている。また、特許文献１では、空気熱交換器の温度が基準温度以下でなくても、給湯機の沸き上げ能力が所定能力まで低下し、かつ所定時間毎に算出される沸き上げ能力の積算平均値が所定回数連続して低下したときに、空気熱交換器に着霜ありと判断するようにしている。

特開２００３－２２２３９２号公報

特許文献１は、着霜を確実に検知することを目的としており、着霜自体を低減する技術ではない。着霜自体を低減できれば、除霜運転の回数低減による消費電力の低減が期待できる。

本発明は、上記のような課題を解決するものであり、除霜運転の回数低減による消費電力の低減が可能な給湯システムの制御装置、給湯システムの制御方法および給湯制御システムを提供することを目的とする。

本発明に係る給湯システムの制御装置は、予め定めた夜間時間帯に水を加熱してタンクに湯を貯湯する夜間沸き上げ動作を行う給湯機を複数備えた給湯システムに通信可能に接続され、複数の給湯機を制御する制御装置であって、複数の給湯機は複数のグループにグループ分けされており、グループ毎に、夜間沸き上げ動作を行う稼働時間が計画された運転計画を、第１の運転計画として有する運転計画作成部と、複数の給湯機と通信可能に接続され、給湯機で着霜が検知された場合に給湯機から送信される着霜検知信号を受信する通信部とを備え、運転計画作成部は、通信部において着霜検知信号を受信した場合、第１の運転計画において、着霜検知信号の送信元の給湯機が属するグループよりも後に夜間沸き上げ動作を行うと計画されている後続グループの運転計画を、着霜を回避する第２の運転計画に変更し、通信部は、第２の運転計画を後続グループの各給湯機に送信するものである。

本発明によれば、着霜を検知した給湯機が属するグループよりも後に運転を開始すると計画されている後続グループの運転計画を、着霜が回避されるように変更するので、給湯システム全体としての除霜運転の実施回数を低減することができる。その結果、沸き上げ動作以外に使用される電力量を低減でき、消費電力の削減が可能である。

実施の形態１に係る給湯システムの構成を示す図である。 実施の形態１に係る給湯制御システムにおける給湯機の構成を示す図である。 実施の形態１に係る給湯制御システムの制御装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 実施の形態１に係る給湯制御システムの制御装置が有する当初の運転計画の説明図である。 実施の形態１に係る給湯制御システムの制御装置で作成された運転計画変更後の運転計画の説明図である。 実施の形態１に係る給湯制御システムの給湯機における夜間沸き上げ動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る給湯制御システムにおける制御装置の動作を示すフローチャートである。 図７の後続グループの運転計画の作成の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１に係る給湯制御システムにおける後続グループの給湯機の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る給湯制御システムにおいて後続グループの運転計画が変更された場合の通知画面の一例を示す図である。 実施の形態２に係る給湯制御システムにおける給湯機の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る給湯制御システムにおける給湯機の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
《構成》
図１は、実施の形態１に係る給湯システムの構成を示す図である。
給湯制御システムは、たとえば集合住宅に設置された複数の給湯機１をグループ制御するシステムである。給湯制御システムは、複数の給湯機１を備えた給湯システム１０１と、給湯システム１０１全体を制御する制御装置７００とを備えている。複数の給湯機１のそれぞれと制御装置７００とは通信可能に接続されている。

給湯機１は集合住宅内の全戸に設置されている。集合住宅では、建物１棟単位で電力会社と契約され、高圧一括受電網の電力形態が採用されている。そして、集合住宅では、同様の機種の給湯機１が、各住戸に同様の環境条件で設置されている。同様の環境条件とはたとえば、住戸の玄関先に設けられた設置空間または住戸内に設けられた設置空間に給湯機１が設置されることを指す。

給湯機１は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な夜間時間帯に湯水を沸き上げて貯湯タンク（以下、タンクという）内に貯湯する。貯湯した湯水は給湯に用いられる。給湯機１は、目標蓄熱量をタンクに蓄熱できるように沸き上げ動作を行う。以下では、夜間時間帯に湯水を沸き上げる動作を夜間沸き上げ動作という。ここで、夜間時間帯とは、たとえば２３時～７時である。

複数の給湯機１は、夜間沸き上げ動作の開始時刻によって複数のグループに分けられており、ここではグループＡ、グループＢ、グループＣの３つのグループに分けられている。なお、図１の各給湯機１の符号の横の括弧内には、各給湯機１に付された識別記号を記載している。

以下、給湯機１の構成について説明し、その後、制御装置７００について説明する。

（ユニット単位での給湯機の構成）
図２は、実施の形態１に係る給湯制御システムにおける給湯機の構成を示す図である。

給湯機１は、湯水を貯湯するタンク１０およびタンク側ポンプ１１等を備えた貯湯ユニット１００と、タンク１０内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット２００とを有する。給湯機１は、水を加熱してタンク１０に湯を貯湯する沸き上げ動作を行う。また、給湯機１は、給湯機１を遠隔操作するリモコン３００と、貯湯ユニット１００およびヒートポンプユニット２００へ指示を送る制御部４００とを有する。

貯湯ユニット１００は、浴槽６０１を有する浴槽ユニット６００と、浴槽往き配管６１および浴槽戻り配管６０で接続されている。

［浴槽ユニット６００の構成］
浴槽ユニット６００は、浴槽６０１と、浴槽循環ポンプ６２とを備えている。

（浴槽６０１）
浴槽６０１は、リモコン操作によりたとえば４０℃前後のお湯を貯めることができる。浴槽６０１は、浴槽戻り配管６０および浴槽往き配管６１を介して水―水熱交換器１２と接続されている。また、浴槽６０１は排水栓６０１ａを有している。時間が経過し、浴室内に風呂熱が放熱され、湯温が低下した場合は、タンク１０の上部の高温湯と浴槽６０１の湯水とを水―水熱交換器１２で熱交換することにより追焚が可能である。

（浴槽循環ポンプ６２）
浴槽循環ポンプ６２は浴槽戻り配管６０上に設けられており、追焚時に、浴槽水を浴槽戻り配管６０および浴槽往き配管６１を介して水－水熱交換器１２と浴槽６０１間で循環させるものである。

［ヒートポンプユニット給湯機の構成］
ヒートポンプユニット２００は、たとえば約９℃の低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。ヒートポンプユニット２００は、回転数可変の圧縮機２１と、冷媒－水熱交換器２２と、膨張弁２３と、室外熱交換器２４と、室外熱交換器ファン２５とを備えている。これらの各機器の駆動は、制御部４００により制御される。ヒートポンプユニット２００内を循環する冷媒には、Ｒ３２、フルオロカーボンまたは二酸化炭素等を用いることができる。

（圧縮機２１）
圧縮機２１は回転周波数を変化させることで冷媒流量を調整し、加熱能力を制御するものである。圧縮機２１は、吸入側は室外熱交換器２４、吐出側は冷媒―水熱交換器１２に接続している。目標加熱能力は、沸き上げ制御毎に最適な値を制御部４００が算出する。

（室外熱交換器２４）
室外熱交換器２４は、室外熱交換器ファン２５から送られる空気と冷媒を熱交換させ、空気の熱により気液状態の冷媒を蒸発させる空冷式の熱交換器である。室外熱交換器２４の冷媒入口側は膨張弁２３に接続され、冷媒出口側は圧縮機２１に接続されている。

（冷媒－水熱交換器２２）
冷媒－水熱交換器２２はタンク１０内の湯水を加熱するもので、ヒートポンプ入水配管７０およびヒートポンプ出湯配管７１によりタンク１０と接続されている。この冷媒－水熱交換器２２には、圧縮機２１、室外熱交換器２４および膨張弁２３により構成されるヒートポンプ回路が接続されている。冷媒－水熱交換器２２には、ヒートポンプ回路の冷媒と、タンク１０から供給された湯水とが、互いに逆方向に流れる対向流となって流れる。冷媒－水熱交換器２２は、ヒートポンプ回路の冷媒と、タンク１０から供給された湯水とを熱交換し、目的温度（たとえば、６５～９０℃）まで湯水を加熱する。

（室外熱交換器ファン２５）
室外熱交換器ファン２５は、室外熱交換器２４の前面に配置され、室外熱交換器２４に空気を送り込み、空気と冷媒との熱交換を促進させる。ファンの回転数は制御部４００が決定する。

［貯湯ユニット１００の構成］
貯湯ユニット１００は、タンク１０と、タンク側ポンプ１１と、水－水熱交換器１２と、台所または洗面所等に設けられた給湯端１３と、貯湯ユニット１００内に水道水を供給する給水端１４と、複数の弁とを備えている。

（タンク１０）
タンク１０は、沸き上げられた湯を貯湯するものである。タンク１０の上部には、給湯配管７２に連通する送湯配管７３が接続されている。タンク１０の最下部には、ヒートポンプ入水配管７０とタンク給水配管７７とが接続されている。また、タンク１０は、沸き上げ回路と、給湯回路と、湯張り回路と、追焚回路と、に接続されている。各回路の構成は後述する。

（タンク側ポンプ１１）
タンク側ポンプ１１は、ヒートポンプ入水配管７０上に設けられている。タンク側ポンプ１１は、タンク１０内の湯水を、ヒートポンプ入水配管７０およびヒートポンプ出湯配管７１を介して冷媒－水熱交換器２２とタンク１０間で循環させ、沸き上げを行うものである。また、タンク側ポンプ１１は、タンク１０内の湯水を、温水導入配管７５および第一温水導出配管７６ａを介して水－水熱交換器１２とタンク１０間で循環させ、追焚を行うものである。

（水－水熱交換器１２）
水－水熱交換器１２は、浴槽６０１の湯水を加熱するもので、管型または板型等の熱交換器で構成される。管型の熱交換器には、たとえばスパイラル式熱交換器がある。板型の熱交換器には、たとえばプレート式熱交換器がある。水－水熱交換器１２は、温水導入配管７５によりタンク上部と接続され、第一温水導出配管７６ａにより三方弁８３を介してタンク最下部と接続されている。この水－水熱交換器１２には、浴槽循環ポンプ６２により浴槽６０１の湯水が循環する浴槽循環回路が接続されており、浴槽６０１の湯水が通過する。水－水熱交換器１２は、浴槽循環回路を循環する浴槽６０１の湯水と、温水導入配管７５から導かれたタンク１０内の高温水とを熱交換し、浴槽６０１の湯水を加熱して、浴槽６０１の湯水の保温あるいは追焚を行う。

（風呂給湯混合弁８０）
風呂給湯混合弁８０は、給湯配管７２から分岐されて浴槽往き配管６１に連通している湯張り配管７８上に設けられている。風呂給湯混合弁８０は、弁の開度を変更することで給湯配管７２からの高温水と給水端１４からの水道水との混合比を調整し、湯張り温度を制御するものである。

（湯張り開閉弁８１）
湯張り開閉弁８１は、湯張り配管７８上に設けられ、開閉により、浴槽６０１への湯張りの開始と停止とを切り替えるものである。

（一般給湯混合弁８２）
一般給湯混合弁８２は、給湯配管７２から分岐されて給湯端１３に連通している一般給湯配管７９上に設けられている。一般給湯混合弁８２は、弁の開度を変更することで給湯配管７２からの高温水と給水端１４からの水道水との混合比を調整し、出湯温度を制御するものである。

（三方弁および四方弁）
三方弁８３は、入口となるａポートおよびｂポートと、出口となるｃポートとを有する流路切替手段である。三方弁８３は、ａ－ｃ、ｂ－ｃの２つの経路の間で流路切替可能に構成されている。

三方弁８４は、入口となるａポートおよびｂポートと、出口となるｃポートとを有する流路切替手段である。三方弁８４は、ａ－ｃ、ｂ－ｃの２つの経路の間で流路切替可能に構成されている。三方弁８４のａポートには第一給水配管７４ａが接続されている。三方弁８４のｂポートには中温水配管９０が接続されている。三方弁８４のｃポートには、第二給水配管７４ｂが接続されている。

三方弁８４のａポートに接続された第一給水配管７４ａは、入口端が給水端１４に接続され出口端が三方弁８４のａポートに接続されている。第一給水配管７４ａには、タンク下部に一端が接続されたタンク給水配管７７の他端が接続されている。三方弁８４のｂポートに接続された中温水配管９０は、入口端がタンク１０の上下方向の中間部に接続され、出口端が三方弁８４のｂポートに接続されている。中温水配管９０には、第二温水導出配管７６ｂの入口端が接続され、第二温水導出配管７６ｂの出口端は第一温水導出配管７６ａに接続されている。

四方弁８５は、入口となるａポートおよびｂポートと、出口となるｃポートおよびｄポートとを有する流路切替手段である。四方弁８５は、ａ－ｃ、ａ－ｄ、ｂ－ｃ、ｂ－ｄの４つの経路の間で流路切替可能に構成されている。四方弁８５のａポートには水配管９１、ｂポートにはヒートポンプ出湯配管７１、ｃポートには第一湯水配管９２、ｄポートには第二湯水配管９３が接続されている。

四方弁８６は、入口となるａポートと、出口となるｂポート、ｃポート、およびｄポートとを有する流路切替手段である。四方弁８６は、ａ－ｂ、ａ－ｃ、ａ－ｄの３つの経路の間で流路切替可能に構成されている。四方弁８６のａポートには第二湯水配管９３、ｂポートには第三湯水配管９４、ｃポートには第四湯水配管９５、ｄポートには第五湯水配管９６が接続されている。

［各種センサー］
給湯機１には、各種センサーが備えられている。以下、各センサーについて説明する。

（貯湯温度センサー１ａ～１ｄ）
貯湯温度センサー１ａ～１ｄは、タンク１０の上下方向に間隔をおいて配置されている。貯湯温度センサー１ａ～１ｄの検知温度によって、タンク１０内の上下方向の温度分布が分かり、タンク１０内にどれだけの熱量が残っているかを把握できる。貯湯温度センサー１ａ～１ｄによる温度情報は制御部４００に送られ、タンク１０内の蓄熱量が目標量に到達するまで沸き上げを続けるよう、制御部４００がヒートポンプユニット２００と貯湯ユニット１００に指示を出す。

（入水温度センサー２、出湯温度センサー３）
入水温度センサー２は、ヒートポンプ入水配管７０または冷媒－水熱交換器２２入口に取り付けられ、冷媒－水熱交換器２２で加熱する前の水温をサーミスタセンサー等により検知するものである。出湯温度センサー３はヒートポンプ出湯配管７１または冷媒－水熱交換器２２出口に取り付けられ、冷媒－水熱交換器２２で加熱後の湯温をサーミスタセンサー等によって検知するものである。入水温度センサー２および出湯温度センサー３による温度情報は制御部４００に送られ、加熱後の湯温が目標出湯温度に到達するよう、また、湯水の流量を調整するよう貯湯ユニット１００に制御部４００が指示を出す。

（浴槽温度センサー４、浴槽往き温度センサー５）
浴槽温度センサー４は、浴槽戻り配管６０を介して水－水熱交換器１２に流入する浴槽水の温度を検知するものである。浴槽温度センサー４による温度情報は制御部４００に送られ、浴槽水がユーザー設定温度より低温となった場合、追焚動作を開始するよう、制御部４００が貯湯ユニット１００と浴槽ユニット６００へ指示を出す。浴槽往き温度センサー５は水－水熱交換器１２を流出し、浴槽往き配管６１を介して浴槽６０１へ流れる浴槽水の温度を検知するものである。浴槽往き配管６１による温度情報は制御部４００に送られ、追焚時に加熱後の浴槽水がユーザー設定温度に到達するよう、制御部４００が貯湯ユニット１００と浴槽ユニット６００へ指示を出す。

（圧縮機吐出温度センサー６ａ）
圧縮機吐出温度センサー６ａは、圧縮機２１の吐出側の配管に配置され、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度を検知する。圧縮機吐出温度センサー６ａによる温度情報は制御部４００に送られる。

（圧縮機吸入温度センサー６ｂ）
圧縮機吸入温度センサー６ｂは、圧縮機２１の吸入側の配管に配置され、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検知する。圧縮機吸入温度センサー６ｂによる温度情報は制御部４００に送られる。

（室外熱交換器温度センサー７）
室外熱交換器温度センサー７は、室外熱交換器２４の膨張弁側の入口配管に配置され、室外熱交換器２４内を流れる冷媒温度、具体的には蒸発温度を検知する。室外熱交換器温度センサー７による温度情報は制御部４００に送られる。

（外気温度センサー８）
外気温度センサー８は、室外熱交換器２４の風上に配置され、室外熱交換器２４に流入する外気の温度を検知する。外気温度センサー８８による温度情報は制御部４００に送られる。

（吹き出し空気温度センサー９）
吹き出し空気温度センサー９は、室外熱交換器２４の風下に配置され、室外熱交換器２４で熱交換後の空気の温度を検知する。吹き出し空気温度センサー９による温度情報は制御部４００に送られる。

（制御部４００）
制御部４００は、マイコンまたはメモリなどを有し、各センサー情報を収集して、各機器へ動作信号を出力することにより給湯機１全体を制御する。この制御部４００にリモコン３００が無線または有線により接続されユーザーが任意の給湯設定温度および浴槽設定温度を設定できるものである。また、制御部４００には、複数の貯湯温度センサー１ａ～１ｄの出力が入力され、これらの検知温度を基にタンク１０内の残熱量、目標蓄熱量および沸き上げ開始時刻を算出する。

（リモコン３００）
リモコン３００は、制御部４００との間で信号の送受信を行うものである。リモコン３００には、ユーザーが給湯温度を設定できる機能と、浴槽６０１へ出湯する湯の温度と量を設定できる機能と、浴槽水の追焚温度を設定できる機能等とが設けられている。また、リモコン３００は、液晶パネル等の表示部を備えており、表示部に現在の設定情報等を表示したり、運転計画の変更を表示したりすることができる。

《回路》
次に、本実施の形態１で形成する回路について説明する。

（ヒートポンプ回路）
ヒートポンプ回路は、ヒートポンプユニット２００内に備えられており、圧縮機２１と、冷媒－水熱交換器２２と、膨張弁２３と、室外熱交換器２４とを備え、冷媒が循環する回路である。

（沸き上げ回路）
沸き上げ回路は、三方弁８３をａ－ｃ方向に開くとともに、四方弁８５をｂ－ｄ方向に開き、更に四方弁８６をａ－ｄ方向に開くことで形成される。沸き上げ回路は、タンク１０の最下部から、ヒートポンプ入水配管７０を経由して冷媒―水熱交換器２２へ連通し、ヒートポンプ出湯配管７１と第二湯水配管９３と第五湯水配管９６と送湯配管７３とを経由してタンク上部へと繋がる回路である。

（給湯回路）
給湯回路は、タンク上部から送湯配管７３および給湯配管７２を経由して一般給湯混合弁８２に連通する回路と、給水端１４から第一給水配管７４ａ、ａ－ｃ方向に開かれた三方弁８４および第二給水配管７４ｂを経由して一般給湯混合弁８２に連通する回路と、一般給湯混合弁８２から一般給湯配管７９を経由して給湯端１３に連通する回路とを有する。

（中温水出湯回路）
中温水出湯回路は、給水端１４からタンク１０の最下部と一般給湯混合弁８２とのそれぞれへ連通する回路と、タンク中間部から中温水配管９０、三方弁８４、第二給水配管７４ｂ、一般給湯混合弁８２および一般給湯配管７９を経由して給湯端１３へと繋がる回路とを有する。

（湯張り回路）
湯張り回路は、タンク上部から送湯配管７３および給湯配管７２を経由して風呂給湯混合弁８０に連通する回路を有する。また、湯張り回路は、給水端１４からタンク給水配管７７を経由してタンク下部に接続される回路と、給水端１４から第一給水配管７４ａ、ａ－ｃ方向に開かれた三方弁８４および第二給水配管７４ｂを経由して風呂給湯混合弁８０に連通する回路とを有する。湯張り回路は更に、風呂給湯混合弁８０から湯張り配管７８、湯張り開閉弁８１および浴槽往き配管６１を経由して浴槽６０１へと繋がる回路を有する。

（追焚回路）
追焚回路は、三方弁８３をａ－ｂ方向に開くことで形成される。追焚回路は、タンク上部から温水導入配管７５を経由して水－水熱交換器１２へと連通し、第一温水導出配管７６ａを経由してタンク最下部に繋がる回路である。

（浴槽循環回路）
浴槽循環回路は、水－水熱交換器１２と、浴槽循環ポンプ６２と、浴槽６０１とを有し、浴槽戻り配管６０および浴槽往き配管６１により接続されている回路である。浴槽循環回路には、浴槽循環ポンプ６２により浴槽水が循環する。

≪給湯機の運転動作≫
給湯機１の運転動作を図１を参照して説明する。

（沸き上げ動作）
沸き上げ動作は、制御部４００からヒートポンプユニット２００への運転開始の指示により開始される。沸き上げ動作では、ヒートポンプユニット２００およびタンク側ポンプ１１が駆動される。ヒートポンプユニット２００においては、圧縮機２１が起動してヒートポンプ回路内に冷媒が循環する。圧縮機２１で圧縮されてから吐出された冷媒は、冷媒－水熱交換器２２内に流入し、タンク１０から送られてきた湯水と熱交換して冷却される。冷却された冷媒は、膨張弁２３で減圧された後、室外熱交換器２４に流入する。室外熱交換器２４に流入した冷媒は、室外熱交換器ファン２５からの空気と熱交換して加熱された後、圧縮機２１に戻る。

一方、タンク側ポンプ１１の駆動により、沸き上げ回路においてタンク下部の水がヒートポンプ入水配管７０を経由して冷媒－水熱交換器２２に送られ、ヒートポンプ回路の冷媒との熱交換により目標出湯温度まで沸き上げられて湯が生成される。生成された湯は、ヒートポンプ出湯配管７１、第二湯水配管９３、第五湯水配管９６および送湯配管７３を経由してタンク上部に戻される。沸き上げが進行すると、タンク１０内では上部が高温水で、温度境界層を挟んでタンク最下部が低温水となる積層沸き上げがなされる。沸き上げ終盤では沸き上げ量が増え、タンク上部の高温水の領域が大きくなって温度境界層がタンク最下部に近づき、ヒートポンプ入水配管７０を通じてヒートポンプユニット２００に入水する湯の入水温度が次第に上昇する。

以上の沸き上げ動作を夜間時間帯に行う夜間沸き上げ動作には、電力使用量に応じて、定格沸き上げ運転と、低能力沸き上げ運転とがある。定格沸き上げ運転は、定格の加熱能力［ｋＷ］で沸き上げ動作を行う運転である。低能力沸き上げ運転は、定格能力よりも低い加熱能力［ｋＷ］で沸き上げ動作を行う運転であって、室外熱交換器２４を通過する冷媒温度が０℃以上になるようにして行われる運転である。

（給湯動作）
給湯動作は、給湯端１３での湯の使用操作に応じて開始される。給湯動作では、給湯回路において、タンク１０に貯められた湯水が、給湯端１３での湯の使用に応じてタンク上部またはタンク中間部から導出され、一般給湯混合弁８２に送られる。一般給湯混合弁８２には、給水端１４から第一給水配管７４ａを経由して低温の水道水が導かれており、タンク１０からの湯と混合されて設定温度とされ、給湯端１３から蛇口等の負荷側へと供給される。タンク上部から導出された湯の減少分に合せて、タンク内には、給水端１４から供給された低温水が第一給水配管７４ａを介してタンク最下部から自動的に供給される。このようにタンク内にタンク最下部から水道水が供給されることで、タンク１０内では温度境界層が上方へ移動する。

（湯張り動作）
湯張り動作は、リモコン３００の操作により開始される。このとき、湯張り開閉弁８１は開となる。湯張り動作では、湯張り回路において、タンク上部から導出された高温湯が風呂給湯混合弁８０に送られる。風呂給湯混合弁８０には、給水端１４から第一給水配管７４ａを経由して低温の水道水が導かれており、タンク１０からの高温湯と混合されて適温に調整され、湯張り開閉弁８１を通って浴槽６０１に供給され、湯張りが行われる。湯張りは、浴槽６０１の水位が設定値となったときに停止される。浴槽６０１の水位は、水位浴槽循環回路内に設置された水位センサー（図示せず）で検知される。水位センサーは、水位センサーに搭載された圧力センサーで圧力変化を計測して水位を検知する。

（追焚動作）
追焚動作は、ユーザーの操作により強制的に或いは自動的に開始される。追焚動作が開始されると、タンク側ポンプ１１および浴槽循環ポンプ６２の運転が開始される。

追焚動作では、追焚回路においてタンク上部から導出された高温水が水－水熱交換器１２に導かれる。また、このタイミングと概ね同時に、浴槽６０１に貯められた湯が、浴槽戻り配管６０を通って水－水熱交換器１２に導かれる。

水－水熱交換器１２では、タンク系統からの高温水と、浴槽系統からの湯との熱交換が行われ、浴槽系統へ熱を与えて温度の低下したタンク系統の湯は、第一温水導出配管７６ａを通ってタンク１０に戻る。また、水－水熱交換器１２で熱を受け取って温度の上昇した浴槽系統の湯は、浴槽往き配管６１を通って浴槽６０１に戻る。

浴槽温度センサー４で検知された浴槽水温度が目標浴槽温度に達したことを制御部４００が検知すると、制御部４００は追焚停止指令を発し、浴槽循環ポンプ６２およびタンク側ポンプ１１の運転を停止させる。このように、追焚動作では、浴槽６０１内の浴槽水を目標浴槽温度まで上昇させる運転が行われる。

≪着霜検知≫
給湯機１で定格沸き上げ運転が行われているとき、室外熱交換器２４の温度が０℃よりも低くなり、室外熱交換器２４の表面に霜が着くことがある。室外熱交換器２４に着霜したまま運転を継続すると、能力が低下することから、給湯機１は室外熱交換器２４の着霜を検知する着霜検知部を備えている。着霜検知部で着霜が検知された場合、給湯機１の制御部４００は、着霜検知信号を制御装置７００に送信する。なお、低能力沸き上げ運転は、上述したように室外熱交換器２４を通過する冷媒温度が０℃以上になるようにして行われる運転であって、室外熱交換器２４の着霜を回避できる運転であるため、低能力沸き上げ運転中には着霜は発生しない。

着霜検知部としては、圧縮機吐出温度センサー６ａ、圧縮機吸入温度センサー６ｂ、室外熱交換器温度センサー７、外気温度センサー８、吹き出し空気温度センサー９が用いられる。以下に説明するが、着霜検知部は、これら５つのセンサーのうちの一部のセンサーで構成される。このため、給湯機１は、これら５つのセンサー全て備えていなくてもよく、一部のセンサーを備えた構成でもよい。制御部４００は、これらのセンサーの温度情報を用いて着霜を検知すると、着霜検知信号を制御装置７００に送信する。以下、これらのセンサーの温度情報を用いた着霜検知方法について説明する。なお、膨張弁２３が圧縮機吐出温度を制御している場合は、検知方法１以外の方法を用いる。膨張弁２３が圧縮機過熱度を制御している場合は、検知方法２以外を用いる。また、以下の説明における運転初期値とは、ヒートポンプユニット２００のＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が安定し始めた時点におけるセンサーの検知値である。

＜検知方法１＞
圧縮機吐出温度センサー６ａを着霜検知部とする場合
定格沸き上げ運転中に、圧縮機吐出温度センサー６ａで検知した検知温度が運転初期値よりも低下したことを、着霜と検知する。

＜検知方法２＞
室外熱交換器温度センサー７および圧縮機吸入温度センサー６ｂを着霜検知部とする場合
定格沸き上げ運転中に、室外熱交換器温度センサー７および圧縮機吸入温度センサー６ｂのそれぞれの検知温度が運転初期値より低下したことを、着霜と検知する。

＜検知方法３＞
外気温度センサー８および吹き出し空気温度センサー９を着霜検知部とする場合
定格沸き上げ運転中に、外気温度センサー８および吹き出し空気温度センサー９の検知温度差分が運転初期値より減少かつ吹き出し空気温度０℃以下となったことを、着霜と検知する。

着霜検知部は、上記のセンサーを用いた着霜検知の他、以下の構成で着霜検知を行ってもよい。

＜検知方法４＞
給湯機１に圧縮機トルクの検知手段を設け、これを着霜検知部とする場合
定格沸き上げ運転中に圧縮機トルクの検知値が運転初期値より低下したことを、着霜と検知する。

＜検知方法５＞
給湯機１に圧縮機周波数の検知手段を設け、これを着霜検知手段とする場合
定格沸き上げ運転中に圧縮機周波数の検知値が運転初期値より増加したことを、着霜と検知する。

＜検知方法６＞
給湯機１にタンク側ポンプの周波数検知手段を設け、これを着霜検知手段とする場合
定格沸き上げ運転中にタンク側ポンプ周波数の検知値が運転初期値より低下したことを、着霜と検知する。

≪除霜運転≫
給湯機１は、室外熱交換器２４に着霜が発生した場合、室外熱交換器２４に着いた霜を除去するための除霜運転を行う。除霜運転は、制御部４００が着霜検知信号を受信したときに開始される。除霜運転では、冷媒－水熱交換器２２に水が流入しないように、沸き上げ回路中の各三方弁を切り替える。また、圧縮機２１から吐出された高温冷媒が高温のまま室外熱交換器２４に流入するように、ヒートポンプユニット２００の膨張弁２３を設定開度にする。そして、圧縮機２１の周波数を設定値にし、室外熱交換器ファン２５を停止する。これにより、圧縮機２１から吐出された高温冷媒が、冷媒－水熱交換器２２および膨張弁２３を経て室外熱交換器２４に流入する際に高温のまま流入し、室外熱交換器２４に付着した霜を溶かすことができる。除霜運転は上記のようにして行われるため、除霜運転中、沸き上げ動作は停止されることになる。

図３は、実施の形態１に係る給湯制御システムの制御装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。
制御装置７００は、複数の給湯機１のそれぞれと通信可能に接続された通信部７０１と、運転計画作成部７０２とを有している。通信部７０１は、給湯機１で着霜が検知された場合に給湯機１から送信される着霜検知信号を受信したり、運転計画作成部７０２で作成された運転計画を複数の給湯機１に送信したり等の通信を行う。運転計画作成部７０２は、各グループ毎の運転計画を作成する。運転計画には、夜間沸き上げ動作を定格沸き上げ運転および低能力沸き上げ運転のどちらで行うのかと、稼働時間と、が計画される。稼働時間は、具体的には沸き上げ開始時刻および沸き上げ終了時刻によって指定される。運転開始当初の運転計画は、運転計画作成部７０２で作成されたものでもよいし、別途作成したものでもよい。

制御装置７００は、マイクロコンピュータ等の演算装置上でソフトウェアを実行することにより各種機能を実現する。もしくは制御装置７００は、各種機能を実現する回路デバイス等のハードウェア等で構成されてもよい。

図４は、実施の形態１に係る給湯制御システムの制御装置が有する当初の運転計画の説明図である。図４において○は定格沸き上げ運転を示している。
当初の運転計画では、各グループの稼働時間が計画される。具体的には、当初の運転計画では、消費電力のピーク抑制のため、各グループの稼働時間が夜間時間帯内で重ならないように立案される。図４の例では、夜間時間帯において、グループＡが１時から３時、グループＢが３時から５時、グループＣが５時から７時まで夜間沸き上げ動作を行う計画となっている。また、当初の運転計画では、どのグループでも夜間沸き上げ動作を定格沸き上げ運転で行うように計画されている。なお、当初の運転計画では、最終グループにおける沸き上げ動作が夜間時間帯の終了間際で完了するように立てられる。これは放熱ロスを低下するためである。つまり、給湯機１で湯水を沸き上げてから実際に湯が使われるまでの時間を短くする意図である。

各グループの稼働時間は、グループの中でたとえば目標蓄熱量が一番多い給湯機１に合わせて設定される。つまり、一番多い目標蓄熱量の蓄熱に要する時間が当該グループの稼働時間に設定される。このように、当初の運転計画における稼働時間は、目標蓄熱量の蓄熱に要する時間に設定されるため、見方を変えれば、計画当初の運転計画には、除霜運転によって夜間沸き上げ動作を停止することは計画されていない。

制御装置７００は、給湯機１から着霜検知信号を受信した場合、運転計画作成部７０２にて運転計画の変更を行う。室外熱交換器２４に着霜した場合、除霜運転が行われるが、除霜運転を行う間は沸き上げ動作を行うことができず、無駄に電力が消費されることになる。このため、除霜運転はできるだけ回避したい。そこで、運転計画作成部７０２では、給湯システム１０１において、除霜運転の回数を低減できるように運転計画を変更する。以下、除霜運転の回数を低減するための運転計画の具体的な立案方針について説明する。

集合住宅内の各給湯機１は、上述したように設置環境が同等である。また、外気温度は夜間時間帯の後半、つまり明け方に向けて低下していく。このため、あるグループ（以下、先行グループという）の給湯機１が夜間沸き上げ動作中に着霜した場合、先行グループの後に運転を開始するグループ（以下、後続グループという）の給湯機１でも着霜する可能性が高い。したがって、後続グループにおける着霜を回避しつつ、夜間時間帯終了までに沸き上げを完了させることを目的に運転計画を変更する。運転計画の変更では、具体的には以下の変更を行う。なお、「当初の運転計画」が、運転計画作成部７０２にて計画される第１の運転計画であり、運転計画変更後の計画であって、「着霜を回避する運転計画」が第２の運転計画である。

後続グループで着霜しないようにするには、後続グループにおける夜間沸き上げ動作を定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転に変更すればよい。外気温度が０℃超の場合、低能力沸き上げ運転に変更することで室外熱交換器２４の冷媒温度が０℃以上に上昇するため、着霜を回避できる。

なお、加熱能力を定格能力から低能力へ引き下げた場合、沸き上げ開始から沸き上げ完了までに要する時間、つまり目標蓄熱量の蓄熱を完了するために要する時間が長くなる。そのため、夜間時間帯に目標蓄熱量の蓄熱を完了させることを目的に後続グループの夜間沸き上げ開始時刻を計画した時間よりも前倒しする。

以上の運転計画の立案方針に従った変更後の運転計画の例を次の図５に示す。

図５は、実施の形態１に係る給湯制御システムの制御装置で作成された運転計画変更後の運転計画の説明図である。図５には、グループＡの給湯機で着霜が検知された例を示している。○は定格沸き上げ運転、△は低能力沸き上げ運転を示している。また、点線の△は当初の運転計画から稼働時間が変更された部分を示している。

図５に示すように、後続のグループＢおよびグループＣでは、図４に示した当初の運転計画では夜間沸き上げ動作を定格沸き上げ運転で行うように計画されていたが、低能力沸き上げ運転で行うように運転計画が変更されている。また、夜間沸き上げ開始時刻が３時から２時へと前倒しされている。

また、先行グループＡでは夜間沸き上げ動作の終了時刻が３時から４時に延長され、また定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転に変更されているが、これは以下の理由による。着霜した給湯機１（ここでは、グループＡの給湯機Ａ－１とする）では、除霜運転が行われ、除霜運転中は夜間沸き上げ動作は停止される。このため、給湯機Ａ－１において目標蓄熱量を蓄熱するために要する稼働時間は、計画当初の稼働時間から延びることになる。また、各給湯機１は同様の環境条件に設置されていることから、着霜した給湯機Ａ－１が属する先行グループＡでは、給湯機Ａ－１以外の給湯機１でも着霜する可能性が高い。このため、先行グループＡでは、他の給湯機１において現時点で着霜していなかったとしても、夜間沸き上げ動作を定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転に変更して行う。これにより、目標蓄熱量の蓄熱に要する時間が長くなるため、先行グループＡの稼働時間が延長されている。

以下、給湯制御システムにおける各機器の動作についてフローチャートを参照して説明する。

図６は、実施の形態１に係る給湯制御システムの給湯機における夜間沸き上げ動作を示すフローチャートである。図６のフローチャートの処理は、各給湯機１の制御部４００のそれぞれが独立して行う動作である。
給湯機１は、当初の運転計画に基づく夜間沸き上げ開始時刻になると、定格沸き上げ運転を開始する（ステップＳ１）。給湯機１は、定格沸き上げ運転中に着霜を検知すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、着霜検知信号を制御装置７００に送信し（ステップＳ３）、その後、除霜運転を行う（ステップＳ４）。着霜検知信号を受信した制御装置７００は、着霜を検知した給湯機１と同じグループの他の給湯機１に、運転切替推奨信号を送信する。運転切替推奨信号については改めて説明する。

給湯機１は、除霜運転を終了すると（ステップＳ５）、夜間沸き上げ動作を再開する。ここで、夜間沸き上げ動作を再開するにあたり、外気環境に特段の変化が無ければ、定格沸き上げ運転を行うと再び着霜が発生する可能性が高い。したがって、着霜を回避して除霜回数を低減するためには、夜間沸き上げ動作を低能力沸き上げ運転で行うことが望ましい。しかし、低能力沸き上げ運転では、上述したように室外熱交換器２４の冷媒温度が０℃以上になる。このため、外気温度が０℃以下の外気環境にあるときに低能力沸き上げ運転を行うと、室外熱交換器２４の冷媒の温度の方が外気温度よりも高いかまたは同じ温度になる。この場合、室外熱交換器２４において冷媒と室外空気との熱交換による冷媒の蒸発を行うことができず、室外熱交換器２４が蒸発器として機能しなくなる。

このことから、低能力沸き上げ運転は、外気温度が０℃超の場合に実施可能であり、外気温度が０℃以下の場合には実施不可である。したがって、現在の外気温度が０℃超の場合は、低能力沸き上げ運転に切り替えることで着霜を回避し、外気温度が０℃以下であれば低能力沸き上げ運転実施不可であるため、定格沸き上げ運転を引き続き行う運転が求められる。

このため、給湯機１は、現在の外気温度が０℃超であるかどうか、言い換えれば着霜を回避できる外気条件を満たすかどうかを判断し（ステップＳ６）、外気温度が０℃超であれば（ステップＳ６でＹＥＳ）、定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転に切り替える。そして、タンク１０に目標蓄熱量が蓄熱されるまで低能力沸き上げ運転で沸き上げ動作を行う（ステップＳ７）。一方、給湯機１は、外気温度が０℃以下であれば（ステップＳ６でＮＯ）、引き続き定格沸き上げ運転を行う。そして、タンク１０に目標蓄熱量が蓄熱されるまで定格沸き上げ運転で沸き上げ動作を行う（ステップＳ８）。このように外気温度が０℃以下であるときは、引き続き定格沸き上げ運転が行われるため、再び着霜する可能性が高く、定格沸き上げ運転と除霜運転とが交互に繰り返し行われることになる。そして、給湯機１は、目標蓄熱量の蓄熱が完了すると、夜間沸き上げ動作を終了する。

なお、ここでは、定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転に切り替え可能かどうかを判断するために外気温度が０℃超であるかどうかを判断するようにしたが、閾値温度は０℃に限られたものではなく、０℃超の温度であればよい。

また、給湯機１は、定格沸き上げ運転中、自己の室外熱交換器２４の着霜は検知していないが（ステップＳ２でＮＯ）、制御装置７００から運転切替推奨信号を受信した場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、ステップＳ６に移行する。つまり、同じグループ内の他の給湯機１で着霜が発生し、定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転へ切り替えが推奨される場合、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６以降の処理は上記と同様である。

給湯機１は、着霜を検知することなく（ステップＳ２でＮＯ）、また、運転切替推奨信号を受信することも無い場合（ステップＳ９でＮＯ）は、ステップＳ１で定格沸き上げ運転を開始してから沸き上げが完了するまで（ステップＳ１０でＮＯ）、定格沸き上げ運転を行う。そして、沸き上げが完了すると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、つまり目標蓄熱量の蓄熱が完了すると、夜間沸き上げ動作を終了する。

図７は、実施の形態１に係る給湯制御システムにおける制御装置の動作を示すフローチャートである。
制御装置７００は、給湯機１から着霜検知信号を受信すると（ステップＳ１１）、後続グループの運転計画を作成する処理に入る（ステップＳ１２）。後続グループの運転計画を作成する処理については後述する。制御装置７００は、作成した運転計画を後続グループに送信する（ステップＳ１３）。そして、制御装置７００は、着霜検知信号の送信元と同じグループの給湯機１に、運転切替推奨信号を送信する（ステップＳ１４）。

図８は、図７の後続グループの運転計画の作成の流れを示すフローチャートである。
制御装置７００は、後続グループにおいて定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転への運転変更が可能かを判断する。具体的には、制御装置７００は、外気温度が０℃超であるかどうかを判断し、外気温度が０℃超であれば（ステップＳ２１でＹＥＳ）、定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転への運転変更が可能であると判断し、運転計画を変更する。すなわち、夜間沸き上げ動作における運転を定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転に切り替えるとともに、沸き上げ開始時刻を前倒し（以下、前倒し１という）する運転計画に変更する（ステップＳ２２）。そして、制御装置７００は、変更後の運転計画を後続グループに送信する（ステップＳ２３）。

一方、制御装置７００は、外気温度が０℃以下であれば（ステップＳ２１でＮＯ）、定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転への運転変更は不可であると判断し、この場合も運転計画を変更する。すなわち、当初の運転計画では除霜運転を行う計画となっていないが、着霜した場合には除霜運転を行うように運転計画を変更する。つまり、制御装置７００は、定格沸き上げ運転を継続し、着霜した場合、除霜運転へ切り替えるとともに、沸き上げ開始時刻を前倒し（以下、前倒し２という）する運転計画に変更する（ステップＳ２４）。沸き上げ開始時刻を前倒しするのは、途中で除霜運転が行われることで、沸き上げ終了時刻までに目標蓄熱量の蓄熱を行えない可能性があるためである。

ここで、前倒し１を行う場合の新たな沸き上げ開始時刻は、以下のようにして求められる。低能力沸き上げ運転で目標蓄熱量を沸き上げる場合の第１沸き上げ時間と定格沸き上げ運転で目標蓄熱量を沸き上げる場合の第２沸き上げ時間との時間差の分だけ、計画当初の沸き上げ開始時刻から前倒しした時間を、新たな沸き上げ開始時刻とする。

また、前倒し２では、あらかじめ決められた時間を沸き上げ開始時刻から前倒しした時間を、新たな沸き上げ開始時刻とする。

図９は、実施の形態１に係る給湯制御システムにおける後続グループの給湯機の動作を示すフローチャートである。図１０は、実施の形態１に係る給湯制御システムにおいて後続グループの運転計画が変更された場合の通知画面の一例を示す図である。
後続グループの給湯機１は、制御装置７００から変更後の運転計画を受信したかを判断する（ステップＳ３１）。後続グループの給湯機１は、制御装置７００から変更後の運転計画を受信していれば（ステップＳ３１でＹＥＳ）、変更後の運転計画にしたがって運転を行う（ステップＳ３２）。そして、後続グループの給湯機１は、住戸内に設置されているリモコン３００に、図１０に示すような、運転計画が変更されたことを通知する通知画面を表示する（ステップＳ３３）。

一方、後続グループの給湯機１は、制御装置７００から変更後の運転計画を受信していなければ（ステップＳ３１でＮＯ）、当初の運転計画における沸き上げ開始時刻になったかどうかを判断する（ステップＳ３４）。後続グループの給湯機１は、当初の運転計画における沸き上げ開始時刻になった場合（ステップＳ３４でＹＥＳ）、当初の運転計画にしたがって運転する（ステップＳ３５）。

以上説明したように、本実施の形態１の給湯システム１０１の制御装置７００は、予め定めた夜間時間帯に水を加熱してタンク１０に湯を貯湯する夜間沸き上げ動作を行う給湯機１を複数備えた給湯システム１０１の制御を行う。複数の給湯機１は複数のグループにグループ分けされ、グループ毎に、夜間沸き上げ動作を行う稼働時間が計画された運転計画を当初の運転計画（第１の運転計画）として有する。複数の給湯機１のいずれかで着霜が検知された場合、第１の運転計画において、着霜を検知した給湯機１が属するグループよりも後に夜間沸き上げ動作を行うと計画されている後続グループの運転計画を、着霜が回避される第２の運転計画に変更し、第２の運転計画にしたがって後続グループを制御する。

このように、着霜を検知した給湯機１が属するグループよりも後に運転を開始すると計画されている後続グループの運転計画を、着霜が回避されるように変更するので、給湯システム全体としての除霜運転の実施回数を低減することができる。その結果、沸き上げ動作以外に使用される電力量を低減でき、消費電力の削減が可能である。

本実施の形態１では、現在の外気環境が着霜を回避できる外気条件である場合に、後続グループの運転計画を第２の運転計画に変更する。

このように、後続グループの運転計画を、着霜を回避する計画に変更する際の条件を設定しておくことで、無理に計画が変更されることがなく、適切な運転を行える。

運転計画には、夜間沸き上げ動作を、定格能力で行う定格沸き上げ運転と、定格能力よりも低能力で且つ給湯機１の着霜を回避する低能力沸き上げ運転とのどちらで行うかが計画されている。第１の運転計画では、夜間沸き上げ動作を、定格沸き上げ運転で行うように計画されている。第２の運転計画では、後続グループの夜間沸き上げ動作を、第１の運転計画よりも前倒しして行うとともに、定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転に切り替えるように計画する。

このような運転により、後続グループにおいて着霜を回避できる。

複数の給湯機１のいずれかで着霜が予測された場合、複数のグループのうち最後に夜間沸き上げ動作を開始する最終グループの運転計画を、最終グループの夜間沸き上げ動作が夜間時間帯の最終時刻までに完了するように変更する。

これにより、最終グループにおいて夜間時間帯の終了時刻までに夜間沸き上げ動作を完了できず、夜間時間帯の終了時刻を超過して沸き上げを行う必要が生じる事態を回避できる。

最終グループの運転計画の変更では、最終グループの夜間沸き上げ動作を、第１の運転計画よりも前倒しして行うとともに、定格沸き上げ運転から低能力沸き上げ運転に切り替えるように計画する。

このような運転により、最終グループにおいて夜間時間帯の終了時刻までに夜間沸き上げ動作を完了できる。

第１の運転計画は、グループ毎に、夜間沸き上げ動作を行う稼働時間が夜間時間帯内において重ならないように計画されている。

これにより、消費電力のピークを抑制できる。

本実施の形態１では、運転計画が変更された給湯機１に、運転計画を変更した旨の通知画面を表示させる。

これにより、ユーザーは運転計画が変更されたことを認識することができる。

実施の形態２．
実施の形態２は、各給湯機１が着霜予測部を備えた形態である。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる点を中心に説明するものとし、本実施の形態２で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。

外気温度は、明け方つまり夜間時間帯の終了時刻に向けて低下するため、沸き上げ開始時刻が早い時間帯のグループで着霜しなくても、最終グループだけ着霜する可能性がある。最終グループで着霜する場合、最終グループにおける目標蓄熱量の蓄熱を夜間時間帯の終了時刻までに完了できず、夜間時間帯の終了時刻を超過して沸き上げを行う必要が生じる可能性がある。

このような事態を防ぐため、実施の形態２の給湯システム１０１では、各給湯機１が、室外熱交換器２４に着霜が生じる可能性があるか否かを予測する着霜予測部を備えている。そして、先行グループの着霜予測部が着霜の可能性有りと予測した場合、先行グループで着霜が検知されていなくても、最終グループの給湯機１で着霜する可能性が大であると判断し、制御装置７００は最終グループの運転計画を変更する。具体的には、制御装置７００は、夜間時間帯終了までに最終グループの沸き上げを完了させることを目的に、最終グループの運転計画を当初の運転計画から変更する。

以下、着霜予測部による着霜予測方法について説明する。

＜予測方法１＞
室外熱交換器温度センサー７を着霜予測部とする場合
定格沸き上げ運転中に室外熱交換器温度センサー７の検知温度が０℃以下となったことを、着霜の可能性有りと予測する。

＜予測方法２＞
室外熱交換器温度センサー７および外気露点温度センサーを着霜予測部とする場合
定格沸き上げ運転中に、室外熱交換器温度センサー７の検知温度が０℃以下かつ外気露点温度センサー（図示せず）の検知温度が露点温度以下となったことを、着霜の可能性有りと予測する。

以下、具体的な制御の流れについて説明する。

図１１は、実施の形態２に係る給湯制御システムにおける給湯機の動作を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは、図６に示した実施の形態１のフローチャートに更にステップＳ４１とステップＳ４２が追加されたフローチャートとなっている。以下、図１１のフローチャートにおいて図６のフローチャートと異なる処理を中心に説明する。

給湯機１は、定格沸き上げ運転中、着霜検知および着霜予測を行っている。そして、給湯機１は、着霜検知部にて着霜が検知されず（ステップＳ２でＮＯ）、着霜予測部にて着霜の可能性有りと予測された場合（ステップＳ４１でＹＥＳ）、着霜予測信号を制御装置７００に送信する（ステップＳ４２）。着霜予測信号を制御装置７００に送信後、給湯機１はステップＳ６の処理に移行する。また、給湯機１は、着霜予測部にて着霜の可能性無しと予測された場合（ステップＳ４１でＮＯ）、ステップＳ９の処理に移行する。

このように、実施の形態２の給湯機１は、着霜予測部にて着霜の可能性有りと予測された場合、着霜予測信号を制御装置７００に送信する。

図１２は、実施の形態２に係る給湯制御システムにおける給湯機の動作を示すフローチャートである。図１２のフローチャートは、図７に示した実施の形態１のフローチャートに更にステップＳ５１～ステップＳ５３が追加されたフローチャートとなっている。以下、図１２のフローチャートにおいて図７のフローチャートと異なる処理を中心に説明する。
制御装置７００は、給湯機１から着霜予測信号を受信した場合（ステップＳ１１でＮＯ、ステップＳ５１でＹＥＳ）、最終グループの運転計画を作成し（ステップＳ５２）、運転計画を最終グループに送信する（ステップＳ５３）。

ステップＳ５２の最終グループの運転計画の作成は、図８のフローチャートと同様である。上記では、図８は「後続グループ」の運転計画の変更であるとしたが、対象のグループが「後続グループ」から「最終グループ」に代わるだけで、運転計画の変更内容自体は同様である。つまり、外気温度が０℃超であるか否かに応じてステップＳ２２またはステップＳ２４の運転計画の変更を行い、変更後の運転計画を最終グループに送信する。ステップＳ２２およびステップＳ２４のどちらの運転計画の変更を行うにせよ、沸き上げ開始時刻は前倒しされる。したがって、最終グループでは、変更後の運転計画にしたがって沸き上げ開始時刻を前倒しして運転するため、沸き上げ終了時刻、本例では夜間時間帯の最終時刻である７時を超過して沸き上げを行うことを回避できる。

実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、着霜検知部に加えて、更に最終グループの着霜を予測する着霜予測部を備えたことで、最終グループにおいて夜間時間帯を超過して沸き上げを行うことを回避できる。

１ 給湯機、１ａ 貯湯温度センサー、１ｂ 貯湯温度センサー、１ｃ 貯湯温度センサー、１ｄ 貯湯温度センサー、２ 入水温度センサー、３ 出湯温度センサー、４ 浴槽温度センサー、５ 浴槽往き温度センサー、６ａ 圧縮機吐出温度センサー、６ｂ 圧縮機吸入温度センサー、７ 室外熱交換器温度センサー、８ 外気温度センサー、９ 吹き出し空気温度センサー、１０ 貯湯タンク（タンク）、１１ タンク側ポンプ、１２ 水熱交換器、１３ 給湯端、１４ 給水端、２１ 圧縮機、２２ 水熱交換器、２３ 膨張弁、２４ 室外熱交換器、２５ 室外熱交換器ファン、６０ 浴槽戻り配管、６１ 浴槽往き配管、６２ 浴槽循環ポンプ、７０ ヒートポンプ入水配管、７１ ヒートポンプ出湯配管、７２ 給湯配管、７３ 送湯配管、７４ａ 第一給水配管、７４ｂ 第二給水配管、７５ 温水導入配管、７６ａ 第一温水導出配管、７６ｂ 第二温水導出配管、７７ タンク給水配管、７８ 湯張り配管、７９ 一般給湯配管、８０ 風呂給湯混合弁、８１ 湯張り開閉弁、８２ 一般給湯混合弁、８３ 三方弁、８４ 三方弁、８５ 四方弁、８６ 四方弁、８８ 外気温度センサー、９０ 中温水配管、９１ 水配管、９２ 第一湯水配管、９３ 第二湯水配管、９４ 第三湯水配管、９５ 第四湯水配管、９６ 第五湯水配管、１００ 貯湯ユニット、１０１ 給湯システム、２００ ヒートポンプユニット、３００ リモコン、４００ 制御部、６００ 浴槽ユニット、６０１ 浴槽、６０１ａ 排水栓、７００ 制御装置、７０１ 通信部、７０２ 運転計画作成部。

Claims (14)

1. 予め定めた夜間時間帯に水を加熱してタンクに湯を貯湯する夜間沸き上げ動作を行う給湯機を複数備えた給湯システムに通信可能に接続され、前記複数の給湯機を制御する制御装置であって、
   前記複数の給湯機は複数のグループにグループ分けされており、前記グループ毎に、前記夜間沸き上げ動作を行う稼働時間が計画された運転計画を、第１の運転計画として有する運転計画作成部と、
   前記複数の給湯機と通信可能に接続され、前記給湯機で着霜が検知された場合に前記給湯機から送信される着霜検知信号を受信する通信部とを備え、
   前記運転計画作成部は、前記通信部において前記着霜検知信号を受信した場合、前記第１の運転計画において、前記着霜検知信号の送信元の前記給湯機が属するグループよりも後に前記夜間沸き上げ動作を行うと計画されている後続グループの運転計画を、着霜を回避する第２の運転計画に変更し、
   前記通信部は、前記第２の運転計画を前記後続グループの各給湯機に送信する給湯システムの制御装置。
2. 前記運転計画作成部は、現在の外気温度が前記給湯機の着霜を回避できる外気条件である場合に、前記後続グループの運転計画を前記第２の運転計画に変更する請求項１記載の給湯システムの制御装置。
3. 運転計画には、前記夜間沸き上げ動作を、定格能力で行う定格沸き上げ運転と、前記定格能力よりも低能力で且つ前記給湯機の着霜を回避する低能力沸き上げ運転とのどちらで行うかが計画され、
   前記第１の運転計画では、前記夜間沸き上げ動作を、前記定格沸き上げ運転で行うように計画されており、
   前記運転計画作成部は、前記第２の運転計画として、前記後続グループの前記夜間沸き上げ動作を、前記第１の運転計画よりも前倒しして行うとともに、前記定格沸き上げ運転から前記低能力沸き上げ運転に切り替えるように計画する請求項１または請求項２記載の給湯システムの制御装置。
4. 前記運転計画作成部は、前記複数の給湯機のいずれかで着霜が予測された場合に前記給湯機から送信される着霜予測信号を前記通信部で受信した際、前記第１の運転計画において、前記複数のグループのうち最後に前記夜間沸き上げ動作を開始すると計画されている最終グループの運転計画を、前記最終グループの前記夜間沸き上げ動作が前記夜間時間帯の最終時刻までに完了するように変更する請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の給湯システムの制御装置。
5. 前記運転計画作成部は、前記通信部において前記着霜予測信号を受信した際の前記最終グループの運転計画の変更では、前記最終グループの前記夜間沸き上げ動作を、前記第１の運転計画よりも前倒しして行うとともに、前記定格沸き上げ運転から前記低能力沸き上げ運転に切り替えるように計画する請求項３に従属する請求項４記載の給湯システムの制御装置。
6. 前記第１の運転計画は、前記グループ毎に、前記夜間沸き上げ動作を行う前記稼働時間が前記夜間時間帯内において重ならないように計画されている請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の給湯システムの制御装置。
7. 予め定めた夜間時間帯に水を加熱してタンクに湯を貯湯する夜間沸き上げ動作を行う給湯機を複数備えた給湯システムの制御方法であって、
   前記複数の給湯機は複数のグループにグループ分けされ、前記グループ毎に、前記夜間沸き上げ動作を行う稼働時間が設定された第１の運転計画が計画されており、
   前記複数の給湯機のいずれかで着霜が検知された場合、前記第１の運転計画において、着霜を検知した前記給湯機が属するグループよりも後に前記夜間沸き上げ動作を行うと計画されている後続グループの運転計画を、着霜を回避する第２の運転計画に変更し、前記第２の運転計画にしたがって前記後続グループを制御する給湯システムの制御方法。
8. 現在の外気環境が着霜を回避できる外気条件を満たす場合に、前記後続グループの運転計画を前記第２の運転計画に変更する請求項７記載の給湯システムの制御方法。
9. 運転計画には、前記夜間沸き上げ動作を、定格能力で行う定格沸き上げ運転と、前記定格能力よりも低能力で且つ前記給湯機の着霜を回避する低能力沸き上げ運転とのどちらで行うかが計画され、
   前記第１の運転計画では、前記夜間沸き上げ動作を、前記定格沸き上げ運転で行うように計画されており、
   前記第２の運転計画では、前記後続グループの前記夜間沸き上げ動作を、前記第１の運転計画よりも前倒しして行うとともに、前記定格沸き上げ運転から前記低能力沸き上げ運転に切り替えるように計画する請求項７または請求項８記載の給湯システムの制御方法。
10. 前記複数の給湯機のいずれかで着霜が予測された場合、前記複数のグループのうち最後に前記夜間沸き上げ動作を開始する最終グループの運転計画を、前記最終グループの前記夜間沸き上げ動作が前記夜間時間帯の最終時刻までに完了するように変更する請求項７～請求項９のいずれか一項に記載の給湯システムの制御方法。
11. 前記最終グループの運転計画の変更では、前記最終グループの前記夜間沸き上げ動作を、前記第１の運転計画よりも前倒しして行うとともに、前記定格沸き上げ運転から前記低能力沸き上げ運転に切り替えるように計画する請求項９に従属する請求項１０記載の給湯システムの制御方法。
12. 前記第１の運転計画は、前記グループ毎に、前記夜間沸き上げ動作を行う前記稼働時間が前記夜間時間帯内において重ならないように計画されている請求項７～請求項１１のいずれか一項に記載の給湯システムの制御方法。
13. 運転計画が変更された前記給湯機に、運転計画を変更した旨の通知画面を表示させる請求項７～請求項１２のいずれか一項に記載の給湯システムの制御方法。
14. 請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の給湯システムの制御装置と、前記給湯システムとを備えた給湯制御システム。

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