WO2014087701A1 - 給湯システム - Google Patents

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WO2014087701A1
WO2014087701A1 PCT/JP2013/071407 JP2013071407W WO2014087701A1 WO 2014087701 A1 WO2014087701 A1 WO 2014087701A1 JP 2013071407 W JP2013071407 W JP 2013071407W WO 2014087701 A1 WO2014087701 A1 WO 2014087701A1
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hot water
tank
heat
water supply
controller
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PCT/JP2013/071407
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山田　武史
孝二 太田
敦史 柿内
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リンナイ株式会社
シャープ株式会社
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    • F24D17/0089—Additional heating means, e.g. electric heated buffer tanks or electric continuous flow heaters, located close to the consumer, e.g. directly before the water taps in bathrooms, in domestic hot water lines
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    • F24H15/355—Control of heat-generating means in heaters
    • F24H15/36—Control of heat-generating means in heaters of burners

Definitions

  • the technology disclosed in this specification relates to a hot water supply system.
  • Patent Document 1 a hot water storage tank for storing water, a circulation circuit for circulating water in the hot water storage tank, and water circulating in the circulation circuit are heated.
  • a heat pump water heater that includes a heat pump that performs detection, a water temperature sensor that detects the temperature of water in the hot water storage tank, and a determination unit that determines whether or not the temperature detected by the water temperature sensor is equal to or lower than a predetermined temperature.
  • the heat pump when the determination unit determines that the temperature detected by the water temperature sensor is equal to or lower than a predetermined temperature, the heat pump is activated and water is circulated in the circulation circuit, so that the water in the circulation circuit is frozen. Perform anti-freezing operation to prevent this.
  • the heat pump is started and stopped every time freeze prevention operation is required. As a result, the number of times the heat pump starts and stops increases, and the overall efficiency of the heat pump decreases.
  • the present specification provides a hot water supply system that can suppress an increase in the number of times of start and stop of a heat pump and can appropriately prevent freezing of piping.
  • the hot water supply system disclosed in this specification was created based on the above findings.
  • the hot water supply system disclosed in this specification includes a tank for storing water to be supplied to a hot water use location, a tank water circulation path for introducing water in the tank and returning the introduced water to the tank, and absorbing heat from outside air to circulate the tank water.
  • a heat pump that heats the water in the road, an outside air temperature sensor that measures the outside air temperature, a water temperature sensor that measures the temperature of water in each part in the tank, and a controller.
  • the controller is configured to start the hot water supply start time at which the first hot water supply starts in the unit period and the hot water supply time after the scheduled hot water start start time, at which the last hot water supply ends. Specify the scheduled end time.
  • the amount of heat stored in the tank is calculated based on the temperature of water in each part in the tank. Further, when the outside air temperature is lower than a predetermined temperature after the scheduled end time of hot water supply in the current unit period, the antifreezing operation is performed to circulate the water in the tank water circulation path without operating the heat pump, and the current unit period. After the scheduled hot water supply end time in, the antifreeze heat storage operation for operating the heat pump is executed until the amount of heat necessary for executing the freeze prevention operation is stored in the tank until the scheduled hot water supply start time in the next unit period.
  • the hot water supply system described above is a freeze that operates the heat pump until the amount of heat necessary for performing the freeze prevention operation is stored in the tank until the hot water supply start scheduled time in the next unit period after the hot water supply end scheduled time in the current unit period. Perform preventive heat storage operation.
  • the anti-freezing heat storage operation the amount of heat (hot water) necessary to execute the anti-freezing operation is stored in the tank until the scheduled hot water supply start time in the next unit period. Therefore, the antifreezing operation can be performed by circulating the hot water in the tank without operating the heat pump from the scheduled hot water supply end time in the next unit period until the scheduled hot water supply start time in the next unit period. .
  • frequent starting and stopping of the heat pump can be suppressed. Therefore, the hot water supply system described above can suppress an increase in the number of times the heat pump starts and stops, and can appropriately prevent the piping from freezing.
  • the hot-water supply system 2 of 1st Example WHEREIN The flowchart of the 1st freezing prevention process performed between the hot-water supply start scheduled time of the day, and the hot-water supply end scheduled time of the day.
  • the hot-water supply system 2 of 1st Example WHEREIN The flowchart of the 2nd freezing prevention process performed between the hot-water supply end scheduled time of the day and the hot-water supply start scheduled time of the next day.
  • the hot-water supply system 2 of 2nd Example WHEREIN The flowchart of the 2nd freezing prevention process performed between the hot-water supply end scheduled time of the day, and the hot-water supply start scheduled time of the next day.
  • the controller may execute the anti-freezing heat storage operation immediately after the scheduled hot water supply end time in the current unit period has elapsed.
  • the hot water supply system tanks the amount of heat (hot water) necessary to perform the freeze prevention operation until the hot water supply start scheduled time in the next unit period immediately after the scheduled hot water supply end time in the current unit period elapses. Can be stored within.
  • the controller may perform the anti-freezing heat storage operation when the amount of heat in the tank becomes less than a predetermined amount of heat necessary to perform the anti-freezing operation.
  • a predetermined amount of heat necessary to perform the anti-freezing operation for example, even when hot water in the tank is used for hot water supply after the scheduled end time of hot water supply in the current unit period, and as a result, the amount of heat in the tank is insufficient, the hot water supply system
  • the heat storage operation for freezing prevention is executed when the amount of heat is insufficient. Therefore, the hot water supply system can secure the amount of heat necessary for performing the freeze prevention operation until the scheduled hot water supply start time in the next unit period, regardless of the use state of the hot water in the tank.
  • a hot water supply system 2 includes a tank 10, a tank water circulation path 20, a tap water introduction path 30, a supply path 40, a heat pump 50, a burner heating device 60, and a controller. 100.
  • the heat pump 50 is a heat source that absorbs heat from the outside air and heats the water in the tank water circulation path 20.
  • the heat pump 50 includes a heat medium circulation path that circulates a heat medium (alternative chlorofluorocarbon, such as R410A), an evaporator that exchanges heat between the outside air and the heat medium, and a high temperature by compressing the heat medium.
  • the heat pump 50 is provided with an outside air temperature sensor 52 that measures the outside air temperature.
  • the tank 10 stores hot water heated by the heat pump 50.
  • the tank 10 is a hermetically sealed type, and the outside is covered with a heat insulating material. Water is stored in the tank 10 until it is full. In this embodiment, the capacity of the tank 10 is 100L.
  • the thermistors 11, 12, 13, 14, and 15 are attached to the tank 10 at predetermined intervals in the height direction of the tank 10. Each thermistor 11, 12, 13, 14, 15 measures the temperature of water at its mounting position. For example, the thermistors 11, 12, 13, 14, and 15 measure the temperature of water at positions 0 L, 20 L, 40 L, 60 L, and 80 L from the top of the tank 10, respectively.
  • the tank water circulation path 20 has an upstream end connected to the lower part of the tank 10 and a downstream end connected to the upper part of the tank 10.
  • a circulation pump 22 is interposed in the tank water circulation path 20.
  • the circulation pump 22 sends the water in the tank water circulation path 20 from the upstream side to the downstream side.
  • the tank water circulation path 20 passes through a heat exchanger (not shown) of the heat pump 50. Therefore, when the heat pump 50 is operated, the water in the tank water circulation path 20 is heated by the heat exchanger of the heat pump 50. Therefore, when the circulation pump 22 and the heat pump 50 are operated, the water in the lower part of the tank 10 is heated by the heat pump 50, and the heated water is returned to the upper part of the tank 10.
  • the tank water circulation path 20 is a water path for storing heat in the tank 10.
  • a thermistor 24 is interposed on the upstream side of the heat pump 50 in the tank water circulation path 20.
  • the thermistor 24 is derived from the lower part of the tank 10 and measures the temperature of water before passing through the heat pump 50. In other words, the thermistor 24 measures the temperature of water at a position 100 L from the top of the tank 10.
  • the tap water introduction path 30 has an upstream end connected to a tap water supply source 31.
  • a thermistor 32 is interposed in the tap water introduction path 30. The thermistor 32 measures the temperature of tap water.
  • the downstream side of the tap water introduction path 30 branches into a first introduction path 30a and a second introduction path 30b.
  • the downstream end of the first introduction path 30 a is connected to the lower part of the tank 10.
  • the downstream end of the second introduction path 30b is connected to a supply path 40 described later.
  • a mixing valve 42 is provided at a connection portion between the downstream end of the second introduction path 30 b and the supply path 40. The mixing valve 42 adjusts the amount by which the water in the second introduction path 30 b is mixed with the hot water flowing in the supply path 40.
  • the upstream end of the supply path 40 is connected to the upper part of the tank 10.
  • the second introduction path 30b of the tap water introduction path 30 is connected, and the mixing valve 42 is provided at the connection portion.
  • a burner heating device 60 is interposed in the supply passage 40 on the downstream side of the connection portion with the second introduction passage 30b.
  • a thermistor 44 is interposed in the supply path 40 on the downstream side of the burner heating device 60. The thermistor 44 measures the temperature of the supplied hot water.
  • the burner heating device 60 uses the hot water temperature measured by the thermistor 44 as the hot water supply set temperature.
  • the water in the supply path 40 is heated so as to coincide with.
  • the downstream end of the supply path 40 is connected to a hot water use location (for example, a kitchen, a bathtub, etc.).
  • the controller 100 is electrically connected to each component and controls the operation of each component.
  • the hot water supply system 2 can execute three operations: a heat storage operation, a hot water supply operation, and a freeze prevention operation. Hereinafter, each operation will be described.
  • the heat storage operation is an operation in which water in the tank 10 is heated by heat generated by the heat pump 50.
  • the heat pump 50 operates and the circulation pump 22 rotates.
  • the circulation pump 22 rotates, the water in the tank 10 circulates in the tank water circulation path 20. That is, water existing in the lower part of the tank 10 is introduced into the tank water circulation path 20, and when the introduced water passes through the heat exchanger in the heat pump 50, it is heated by the heat of the heat medium and is heated. Is returned to the top of the tank 10. Thereby, hot water is stored in the tank 10.
  • a high temperature water layer is formed in the upper part of the tank 10, and a low temperature water layer is formed in the lower part.
  • the hot water supply operation is an operation in which the water in the tank 10 is supplied to the hot water use location.
  • the hot water supply operation can also be executed during the above heat storage operation.
  • the controller 100 causes the tap water to flow into the lower portion of the tank 10 from the tap water introduction path 30 (first introduction path 30 a) due to the water pressure from the tap water supply source 31.
  • the hot water in the upper part of the tank 10 is supplied to the hot water use location via the supply path 40.
  • the controller 100 opens the mixing valve 42 and supplies it from the second introduction path 30b. Tap water is introduced into the road 40. Therefore, the water supplied from the tank 10 and the tap water supplied from the second introduction path 30 b are mixed in the supply path 40.
  • the controller 100 adjusts the opening degree of the mixing valve 42 so that the temperature of the water supplied to the hot water use location matches the hot water supply set temperature.
  • the controller 100 operates the burner heating device 60 when the temperature of the water supplied from the tank 10 to the supply path 40 is lower than the hot water supply set temperature. Accordingly, the water passing through the supply path 40 is heated by the burner heating device 60.
  • the controller 100 controls the output of the burner heating device 60 so that the temperature of the water supplied to the hot water use location matches the hot water supply set temperature.
  • the controller 100 does not supply the water in the tank 10 to the supply path 40 when the hot water tap at the hot water use location is opened depending on the time zone.
  • the opening degree of the mixing valve 42 may be adjusted so that only tap water supplied from the introduction path 30 b is supplied to the supply path 40.
  • the controller 100 operates the burner heating device 60 and controls the output so that the temperature of the water supplied to the hot water use location matches the hot water supply set temperature.
  • the freeze prevention operation is an operation for preventing the tank water circulation path 20 (particularly, the portion passing through the heat exchanger of the heat pump 50) from being damaged due to the water in the tank water circulation path 20 being frozen.
  • the circulation pump 22 is operated to circulate the water in the tank 10 in the tank water circulation path 20.
  • the controller 100 performs the freeze prevention operation while operating the heat pump 50 together with the circulation pump 22 (S22 in FIG. 2).
  • the contents of the freeze prevention process executed by the controller 100 are different depending on the time zone (see FIGS. 2 and 3), and accordingly, the contents of the freeze prevention operation are also different.
  • the controller 100 performs the following processing in accordance with the daily life cycle of a household in which the hot water supply system 2 is installed (hereinafter referred to as “specific household”). In this embodiment, the controller 100 uses 24 hours starting from 2:00 as a unit period for specifying one day.
  • hot water is first supplied around 7:00.
  • the first hot water supply is, for example, a hot water supply for breakfast preparation or a washbasin.
  • a second hot water supply is made to prepare for lunch.
  • a hot water supply operation for filling the bathtub with hot water is performed around 19:00.
  • the last hot water supply of the day is performed around 22:00.
  • the last hot water supply is, for example, a hot water supply for brushing teeth.
  • the controller 100 stores time information indicating the time at which hot water supply is started and the time at which hot water supply is ended each time hot water is supplied in a specific household.
  • the controller 100 stores time information for the past seven days of a specific household. Further, the controller 100 erases the time information of 8 days ago every 24 hours and newly stores the time information of the previous day.
  • the controller 100 specifies the earliest time among the times when the first hot water supply is started in the past seven days from the time information for the past seven days of the specific household. In a particular household, the first hot water supply is likely to start after this time. Hereinafter, this time is referred to as “scheduled hot water supply start time”.
  • the controller 100 specifies the latest time among the times when the last hot water supply has ended in the past seven days from the time information for the past seven days of the specific household. In a specific household, after this time has passed, there is a high possibility that hot water will not be supplied until the scheduled hot water start time on the next day. Hereinafter, this time is referred to as a “hot water supply scheduled end time”.
  • FIG. 2 is a flowchart of the first freeze prevention process executed by the controller 100.
  • the first freeze prevention process is executed between the scheduled hot water supply start time of the day and the scheduled hot water supply end time of the day. Therefore, the controller 100 starts the first freeze prevention process when the current time has passed the scheduled hot water supply start time.
  • the controller 100 determines whether or not the detected temperature of the thermistor 24 (water temperature at the bottom of the tank 10) is lower than 10 ° C. and the detected temperature of the outside air temperature sensor 52 (ie, outside air temperature) is lower than 3 ° C. to decide.
  • the controller 100 determines YES in S10 and S12, and proceeds to S14.
  • the controller 100 operates the circulation pump 22. Thereby, the water in the tank 10 circulates in the tank water circulation path 20. Thereby, the temperature of the water in the tank 10 and the tank water circulation path 20 becomes uniform.
  • the controller 100 operates the circulation pump 22 in S14, the controller 100 proceeds to S16, S18, and S20.
  • the controller 100 monitors whether the detected temperature of the thermistor 24 is higher than 13 ° C. for 3 minutes. At the same time, in S18, the controller 100 monitors whether the detected temperature of the outside air temperature sensor 52 becomes higher than 6 ° C. At the same time, in S20, the controller 100 monitors whether the temperature detected by the thermistor 24 is lower than 8 ° C. for 30 minutes.
  • the controller 100 determines YES in S16, and stops the circulation pump 22 in S28. In this case, the controller 100 returns to the monitoring of S10 and S12 again.
  • the outside air temperature may be higher than 6 ° C. while the circulation pump 22 is being operated. Also in this case, there is little possibility that the tank water circulation path 20 is frozen and damaged. In that case, the controller 100 determines YES in S18, and stops the circulation pump 22 in S28. Also in this case, the controller 100 returns to the monitoring of S10 and S12 again.
  • the controller 100 determines YES in S20, and proceeds to S22.
  • the thermistor 24 further operates the heat pump 50. Thereby, the water passing through the tank water circulation path 20 is heated by the heat pump 50, and the heated water is returned to the upper part of the tank 10. Thereby, the temperature of the water circulating in the tank 10 and the tank water circulation path 20 rises.
  • the controller 100 proceeds to S24.
  • the controller 100 monitors whether the detected temperature of the thermistor 24 is higher than 15 ° C. for 5 minutes. As described above, when the circulation pump 22 and the heat pump 50 are operated, the temperature of the water circulating in the tank 10 and the tank water circulation path 20 rises. If the temperature detected by the thermistor 24 rises to a temperature higher than 15 ° C. and the state continues for a certain period (more than 5 minutes), the possibility of the tank water circulation path 20 being frozen and broken is reduced. In that case, the controller 100 determines YES in S24, and stops the heat pump 50 and the circulation pump 22 in S26. When S26 ends, the controller 100 returns to the monitoring of S10 and S12 again.
  • the controller 100 repeatedly executes the above-described processes of S10 to S28 from the scheduled hot water supply start time to the scheduled hot water supply end time on that day.
  • FIG. 3 is a flowchart of the second freeze prevention process executed by the controller 100.
  • the second freeze prevention process is executed from the scheduled hot water supply end time of the current day to the scheduled hot water supply start time of the next day (that is, a time zone during which the hot water supply operation is unlikely to be performed).
  • the controller 100 starts the second freeze prevention process.
  • the controller 100 determines whether or not the detected temperature of the thermistor 24 is lower than 3 ° C. and the detected temperature of the outside air temperature sensor 52 is lower than 3 ° C. When the detected temperature of the thermistor 24 is lower than 3 ° C. and the detected temperature of the outside air temperature sensor 52 is also lower than 3 ° C., the controller 100 determines YES in S40 and S42, and proceeds to S44.
  • the controller 100 calculates the current heat storage amount in the tank 10 (hereinafter referred to as “tank heat storage amount”) based on the detected temperatures of the thermistors 11 to 15 and 24. More specifically, the controller 100 calculates the amount of heat stored in the tank according to the following formula 1.
  • Tank heat storage amount [Kcal] (detection temperature of thermistor 11 + detection temperature of thermistor 12) / 2 ⁇ 20 [L] + (detection temperature of thermistor 12 + detection temperature of thermistor 13) / 2 ⁇ 20 [ L] + (detection temperature of the thermistor 13 + detection temperature of the thermistor 14) / 2 ⁇ 20 [L] + (detection temperature of the thermistor 14 + detection temperature of the thermistor 15) / 2 ⁇ 20 [L] + (thermistor 15 + thermistor 24) ) / 2 ⁇ 20 [L] -300 [Kcal]
  • 300 [Kcal] indicates the minimum heat storage amount of the tank 10. That is, the heat storage amount (3 ° C. ⁇ 100 L) when the detected temperatures of the thermistors 11 to 15 and 24 are all 3 ° C. is shown.
  • the tank heat storage amount that is the substantial heat storage amount in the tank 10 is calculated by subtracting 300 [Kcal] that is the minimum heat storage amount from the total heat storage amount of the tank 10.
  • the controller 100 determines the amount of heat necessary to continuously perform the freeze prevention operation from the scheduled hot water supply end time of the current day to the scheduled hot water supply start time of the next day (hereinafter referred to as "required heat amount”). "). Specifically, in S46, the controller 100 determines the following from the predetermined amount of heat released every time the freeze prevention operation is performed for 1 hour (that is, the amount of heat released per hour) and the scheduled hot water supply end time of the day. The necessary amount of heat can be calculated by multiplying the time until the scheduled hot water supply start time of the day.
  • the “scheduled start time of hot water supply for the next day” is not calculated.
  • the “next scheduled hot water supply start time” that the controller 100 uses as a reference in S46 indicates the same time as the “scheduled hot water supply start time of the current day (elapsed)” on the next day.
  • the “scheduled start time of hot water supply for the next day” also refers to the same time.
  • the controller 100 determines whether or not the tank heat storage amount calculated in S44 is less than the necessary heat amount calculated in S46. If the amount of heat stored in the tank is less than the required amount of heat, the controller 100 determines YES in S48 and proceeds to S50. On the other hand, if the amount of heat stored in the tank is equal to or greater than the required amount of heat, the controller 100 determines NO in S48, skips the processing of S50 to S54, and proceeds to S58.
  • the controller 100 operates the heat pump 50 and the circulation pump 22 to start the heat storage operation. Thereby, high-temperature water heated by the heat pump 50 is stored in the tank 10.
  • the controller 100 proceeds to S52.
  • the controller 100 monitors that the amount of heat stored in the tank exceeds the required amount of heat. As described above, hot water is stored in the tank 10 by starting the heat storage operation in S50. As a result, when the detected temperatures of the thermistors 11 to 15 and 24 rise, the amount of heat stored in the tank also rises. As a result, when the amount of heat stored in the tank exceeds the required amount of heat, the controller 100 determines YES in S52 and proceeds to S54. In S52, the controller 100 calculates the amount of heat stored in the tank every predetermined time.
  • the controller 100 stops the heat pump 50 and ends the heat storage operation.
  • the controller 100 continuously operates the circulation pump 22. That is, in S54, the controller 100 ends the heat storage operation and starts the freeze prevention operation.
  • the circulation pump 22 When the circulation pump 22 is operated in S54, water circulates in the tank 10 and the tank water circulation path 20. As described above, the tank 10 stores a heat quantity that is greater than the necessary heat quantity. Therefore, in the tank 10 and the tank water circulation path 20, water having a temperature that can prevent freezing and breakage of the tank water circulation path 20 circulates. As a result, freezing damage to the tank water circulation path 20 is prevented.
  • the controller 100 activates the circulation pump 22 to execute the freeze prevention operation.
  • the controller 100 activates the circulation pump 22 in S58 and starts the freeze prevention operation.
  • the controller 100 continues to operate the circulation pump 22 in S58.
  • the process proceeds to S60.
  • the controller 100 monitors whether the current time reaches the scheduled hot water supply start time ("the scheduled hot water supply start time for the next day" based on S46). That is, the controller 100 continues to operate the circulation pump 22 until the scheduled hot water supply start time, and continues the freeze prevention operation. If the current time has passed the scheduled hot water supply start time, the controller 100 determines YES in S60, and the second freeze prevention process (FIG. 3) ends. In this case, the controller 100 stops the circulation pump 22.
  • the scheduled hot water supply start time the scheduled hot water supply start time for the next day
  • the controller 100 supplies the water in the tank 10 to the supply path 40.
  • the opening degree of the mixing valve 42 is adjusted so that only the tap water supplied from the second introduction path 30 b is supplied to the supply path 40 without being supplied.
  • the controller 100 operates the burner heating device 60 and controls the output so that the temperature of the water supplied to the hot water use location matches the hot water supply set temperature. Therefore, in the present embodiment, even when the hot water supply operation is performed during the execution of the second antifreezing process, the hot water in the tank 10 is not supplied to the hot water use location, so the amount of heat stored in the tank is reduced by the hot water supply. There is nothing. For this reason, in the present embodiment, there is no situation where the amount of heat stored in the tank becomes insufficient and the freeze prevention operation cannot be performed during the execution of the second freeze prevention process.
  • the scheduled hot water supply end time for a certain household is 22:00
  • the scheduled hot water supply start time for the next day is 7:00.
  • the time from the scheduled hot water supply end time of the day to the scheduled hot water supply start time of the next day is 9 hours.
  • the heat dissipation per hour from the tank 10 and the tank water circulation path 20 is 200 Kcal.
  • the controller 100 operates the circulation pump 22 until 7:00, which is the scheduled hot water supply end time on the next day, to perform the freeze prevention operation.
  • the heat pump 50 does not operate.
  • the amount of heat stored in the tank decreases to 2400 Kcal at 7:00.
  • the tank heat storage amount calculated at 22:00 is 1400 Kcal, which is smaller than the necessary heat amount (1800 Kcal). That is, in the example of FIG. 5, the amount of heat sufficient to cover the necessary amount of heat is not stored in the tank 10 at 22:00. Therefore, in this example, the controller 100 performs the heat storage operation at 22:00 (YES in S48 of FIG. 3, S50). As a result of performing the heat storage operation until 22:05, the tank heat storage amount rises to 2200 Kcal and exceeds the required heat amount (YES in S52 of FIG. 3). Therefore, the controller 100 stops the heat storage operation (S54 in FIG. 3).
  • the controller 100 operates the circulation pump 22 until 7:00 which is the scheduled end time of hot water supply on the next day, and circulates the water in the tank 10 and the tank water circulation path 20 to perform the freeze prevention operation. Do. As a result, the amount of heat stored in the tank is reduced to 400 Kcal at 7:00.
  • the hot water supply system 2 of the present embodiment has been described above.
  • the hot water supply system 2 according to the present embodiment as shown in S48 to S52 of FIG. 3, when the heat storage amount of the tank is less than the required heat amount at the time when the scheduled hot water end time of the day has elapsed, The heat storage operation is performed by operating the heat pump 50 and the circulation pump 22 until the heat is stored in the heat pump 50.
  • the amount of heat (hot water) necessary to execute the freeze prevention operation is stored in the tank 10 until the scheduled hot water supply start time on the next day.
  • the antifreezing operation can be performed by circulating the hot water in the tank without operating the heat pump until the scheduled hot water supply start time on the next day.
  • the hot water supply system 2 of the present embodiment can suppress an increase in the number of times the heat pump 50 is started and stopped, and can appropriately prevent the tank water circulation path 20 from freezing.
  • the thermistors 11 to 15 and 24 are examples of the “water temperature sensor”.
  • the scheduled hot water supply end time of the current day and the scheduled hot water supply start time of the next day are examples of “scheduled hot water supply end time in the current unit period” and “scheduled hot water supply start time in the next unit period”, respectively.
  • the heat storage operation executed in S50 of FIG. 3 is an example of the “freezing prevention heat storage operation”.
  • the hot water supply system 2 of the second embodiment also has the same basic configuration as that of the first embodiment. However, in the present embodiment, the contents of the second freeze prevention process executed by the controller 100 are different from those in the first embodiment.
  • the second anti-freezing process when the amount of heat stored in the tank falls below a predetermined threshold that is the minimum necessary value for the execution of the anti-freezing operation after the scheduled hot water supply end time of the day has elapsed. The point which performs the heat storage driving
  • FIG. 6 is a flowchart of the second freeze prevention process of the present embodiment. Also in the present embodiment, the controller 100 starts the second freeze prevention process when the current time has passed the scheduled hot water supply end time.
  • the processes of S70 and S72 are the same as S40 and S42 of FIG.
  • the controller 100 calculates the tank heat storage amount. The method for calculating the amount of heat stored in the tank is as shown in Equation 1 above.
  • the controller 100 determines whether or not the amount of heat stored in the tank is smaller than a predetermined threshold value Q.
  • the predetermined threshold value Q is set to a predetermined value (for example, 200 Kcal) of a heat release amount (heat release amount per hour) every time the freeze prevention operation is performed for 1 hour. That is, when the amount of heat stored in the tank is lower than the threshold value Q, it means that the amount of heat necessary for the antifreezing operation for at least one hour is not stored in the tank 10. In that case, the controller 100 determines YES in S76, and proceeds to S78. On the other hand, if the value of the amount of heat stored in the tank is equal to or greater than the predetermined threshold Q, the controller 100 determines NO in S76, skips the processing of S78 to S84, and proceeds to S88.
  • the controller 100 calculates the necessary heat amount from the scheduled hot water supply end time on the current day to the scheduled hot water supply start time on the next day.
  • the controller 100 operates the heat pump 50 and the circulation pump 22 to start the heat storage operation. Thereby, high-temperature water heated by the heat pump 50 is stored in the tank 10.
  • the controller 100 proceeds to S82.
  • the controller 100 monitors that the amount of heat stored in the tank exceeds the required amount of heat. As described above, by starting the heat storage operation in S80, high-temperature water is stored in the tank 10 and the amount of heat stored in the tank is increased. As a result, when the amount of heat stored in the tank exceeds the required amount of heat, the controller 100 determines YES in S82 and proceeds to S84. In S82, the controller 100 calculates the amount of heat stored in the tank every predetermined time.
  • the controller 100 stops the heat pump 50 and ends the heat storage operation. In S84, the controller 100 continuously operates the circulation pump 22. That is, in S84, the controller 100 ends the heat storage operation and starts the freeze prevention operation.
  • the controller 100 operates the circulation pump 22 and executes the freeze prevention operation.
  • the controller 100 operates the circulating pump 22 in S88 and starts the freeze prevention operation.
  • the controller 100 continues to operate the circulation pump 22 in S88.
  • the process proceeds to S90.
  • S90 it is determined whether or not the current time has reached the scheduled hot water supply start time (the scheduled hot water supply start time for the next day). If the current time is before the scheduled hot water supply start time, the controller 100 determines NO in S90, returns to S74, and repeatedly executes the processes of S74 to S90.
  • the controller 100 determines YES in the second and subsequent S76 and executes the process of S78 after the scheduled hot water supply end time. Therefore, in S78 in this case, the controller 100 calculates the amount of heat necessary to continuously perform the freeze prevention operation from the time of S78 to the scheduled hot water supply start time on the next day as the necessary amount of heat. Specifically, the controller 100 can calculate the required amount of heat by multiplying a predetermined amount of heat released every hour by the time from the time of S78 to the scheduled hot water supply start time on the next day. it can. Similarly, in subsequent S82, the controller 100 monitors whether or not the amount of heat stored in the tank is equal to or greater than the necessary amount of heat calculated in S78.
  • the controller 100 determines YES in S90, and the second freeze prevention process (FIG. 6) ends. In this case, the controller 100 stops the circulation pump 22.
  • the controller 100 when the hot water tap at the location where the hot water is used is opened during the execution of the second freeze prevention process (when there is a hot water supply request), the controller 100 is similar to the first embodiment in the tank 10.
  • the opening degree of the mixing valve 42 is adjusted so that only the tap water supplied from the second introduction path 30 b is supplied to the supply path 40 without supplying the internal water to the supply path 40.
  • the controller 100 operates the burner heating device 60 and controls the output of the burner heating device 60 so that the temperature of the water supplied to the hot water use location matches the hot water supply set temperature.
  • FIG. 7 (Specific example 2: FIG. 7) Subsequently, with reference to FIG. 7, a specific example in the case where the second freeze prevention process is executed in the hot water supply system 2 of the present embodiment will be described.
  • various conditions such as the scheduled hot water supply end time of the day (22:00), the scheduled hot water supply start time of the next day (7:00), and the amount of heat released every hour (200 Kcal) are shown in FIGS. This is the same as the fifth example.
  • the amount of heat stored in the tank calculated at 22:00 is 400 Kcal, which is less than the required amount of heat (1800 Kcal).
  • the amount of heat stored in the tank at 22:00 is larger than the threshold value Q (200 Kcal) (YES in S76 of FIG. 6).
  • the threshold value Q is set to a value of heat release per hour (200 Kcal). Therefore, the controller 100 does not perform the heat storage operation at this time, operates the circulation pump 22 and circulates the water in the tank 10 and the tank water circulation path 20 to perform the freeze prevention operation (S88 in FIG. 6).
  • the controller 100 calculates the amount of heat necessary for executing the freeze prevention operation from 0:00 to the next hot water supply start scheduled time (7:00) as the necessary heat amount (S78 in FIG. 6). In this case, the necessary heat amount is 1400 Kcal (200 Kcal ⁇ 7). Next, the controller 100 performs a heat storage operation (S80 in FIG. 6).
  • the controller 100 stops the heat pump 50, ends the heat storage operation, and starts the freeze prevention operation 22 by continuously operating the circulation pump 22 (S84 in FIG. 6).
  • the controller 100 continues to operate the circulation pump 22 until 7:00, which is the scheduled end time of hot water supply on the next day, and circulates the water in the tank 10 and the tank water circulation path 20 to perform the freeze prevention operation. Do. As a result, at 7:00, the amount of heat stored in the tank is reduced to just zero.
  • the hot water supply system 2 of the present embodiment As described above, in the hot water supply system 2 of the present embodiment, as shown in S76 to S82 in FIG. 6, after the scheduled hot water supply end time of the day has elapsed, the amount of heat stored in the tank satisfies the threshold value Q necessary for execution of the freeze prevention operation. When it runs out, the heat storage operation is executed until the necessary amount of heat is stored in the tank 10. By this heat storage operation, the amount of heat (hot water) necessary to execute the freeze prevention operation is stored in the tank 10 until the scheduled hot water supply start time on the next day.
  • the antifreezing operation can be performed by circulating hot water in the tank without operating the heat pump 50 until the scheduled hot water supply start time on the next day. That is, also in the present embodiment, it is possible to suppress frequent start and stop of the heat pump 50 and to appropriately prevent the tank water circulation path 20 from freezing.
  • the heat storage operation executed in S80 of FIG. 6 is an example of the “freezing prevention heat storage operation”. Further, the heat amount of the threshold value Q is an example of “predetermined heat amount”.
  • the hot water supply system 2 of the third embodiment will be described with reference to FIG. 8 focusing on differences from the second embodiment.
  • the controller 100 performs the second anti-freezing operation (FIG. 6) similar to that of the second embodiment.
  • the controller 100 supplies the water in the tank 10 to the supply path 40.
  • the opening degree of the mixing valve 42 is adjusted so as to be supplied.
  • the controller 100 controls the opening degree of the mixing valve 42 and the output of the burner heating device 60 so that the temperature of the water supplied from the tank 10 matches the hot water supply set temperature.
  • the hot water in the tank 10 is supplied to the hot water use location, so the amount of heat stored in the tank is reduced by the hot water supply.
  • the amount of heat stored in the tank calculated at 22:00 is 4200 Kcal, which is larger than the required amount of heat (1800 Kcal).
  • the amount of heat stored in the tank is larger than the threshold value Q (200 Kcal) (YES in S76 of FIG. 6). Therefore, the controller 100 does not perform the heat storage operation at this time, operates the circulation pump 22 and circulates the water in the tank 10 and the tank water circulation path 20 to perform the freeze prevention operation (S88 in FIG. 6).
  • the hot water supply operation is performed between 2:00 and 3:00.
  • the hot water in the tank 10 is supplied to the hot water use location. Therefore, as shown in FIG. 8, the amount of heat stored in the tank is greatly reduced between 2:00 and 3:00.
  • the amount of heat stored in the tank calculated at 3:00 is 320 Kcal, which is larger than the threshold value Q (200 Kcal) (YES in S76 of FIG. 6). Therefore, the controller 100 continues to perform the freeze prevention operation (S88 in FIG. 6).
  • the controller 100 calculates the amount of heat necessary for executing the anti-freezing operation from the time of 5:00 to the scheduled hot water supply start time (7:00) of the next day as the required amount of heat (S78). In this case, the necessary heat amount is 400 Kcal (200 Kcal ⁇ 2). Next, the controller 100 performs a heat storage operation (S80 in FIG. 6).
  • the controller 100 stops the heat pump 50, ends the heat storage operation, and starts the freeze prevention operation 22 by continuously operating the circulation pump 22 (S84 in FIG. 6).
  • the controller 100 continues to operate the circulation pump 22 until 7:00, which is the scheduled end time of hot water supply on the next day, and circulates the water in the tank 10 and the tank water circulation path 20 to perform the freeze prevention operation. Do. As a result, at 7:00, the amount of heat stored in the tank is reduced to just zero.
  • the hot water supply system 2 of the present embodiment also performs the heat storage operation when the amount of heat stored in the tank does not reach the minimum threshold value Q necessary for performing the freeze prevention operation after the scheduled hot water supply end time of the day has elapsed. Therefore, the hot water supply system 2 of the present embodiment uses the hot water in the tank 10 for hot water supply during execution of the second freeze prevention process, and as a result, the amount of heat in the tank 10 is insufficient. The heat storage operation can be executed when the amount of heat in the tank 10 is insufficient. Therefore, according to the hot water supply system 2 of the present embodiment, the necessary amount of heat can be ensured regardless of the usage status of the hot water in the tank 10.

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Abstract

　コントローラは、当日の給湯終了予定時刻の経過時点で、タンク蓄熱量が、次の日の給湯開始予定時刻まで凍結防止運転を実行するのに必要な熱量（必要熱量）に満たない場合（図３のＳ４８でＹＥＳ）、必要熱量がタンクに蓄えられるまで、ヒートポンプと循環ポンプを作動させて蓄熱運転を実行する（Ｓ５０）。この蓄熱運転により、タンク内には、次の日の給湯開始予定時刻まで凍結防止運転を実行するのに必要な熱量（温水）が貯められる。コントローラは、その後、次の日の給湯開始予定時刻まで、ヒートポンプを作動させずに、タンク内の温水を循環させて凍結防止運転を実行する（Ｓ５６～Ｓ６０）。

Description

給湯システム
　本明細書で開示する技術は、給湯システムに関する。
　日本国特許公開公報平１１－６３６６１号（以下、特許文献１という）には、水を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンク内の水を循環させる循環回路と、循環回路内を循環する水を加熱するヒートポンプと、貯湯タンク内の水の温度を検出する水温センサと、水温センサが検出する温度が所定温度以下であるか否かを判別する判別部とを備えるヒートポンプ給湯機が開示されている。このヒートポンプ給湯機では、判別部が、水温センサが検出する温度が所定温度以下であると判断すると、ヒートポンプを作動させるとともに、循環回路内で水を循環させて、循環回路内の水が凍結することを防止する凍結防止運転を行う。
　特許文献１の技術では、凍結防止運転が必要になる度に、ヒートポンプの始動と停止を行う。その結果、ヒートポンプの発停回数が多くなり、ヒートポンプの総合的な効率が低くなる。本明細書では、ヒートポンプの発停回数の増大を抑制できるとともに、適切に配管類の凍結を防止することができる給湯システムを提供する。
　本発明者による鋭意検討の結果、様々な世帯の生活サイクルを２４時間（１日）単位で見る場合、どの世帯でも、最後に温水の供給が行われた後は、次の日に最初に温水の供給が行われる時間帯まで、温水が必要とされる可能性が低いことが判明した。
　本明細書が開示する給湯システムは、上記の知見に基づいて創作されたものである。本明細書が開示する給湯システムは、温水利用箇所に供給する水を貯留するタンクと、タンク内の水を導入し、導入した水をタンクに戻すタンク水循環路と、外気から吸熱し、タンク水循環路内の水を加熱するヒートポンプと、外気温を計測する外気温センサと、タンク内の各部の水の温度を計測する水温センサと、コントローラと、を備える。コントローラは、過去の実績に基づいて、単位期間において、最初の温水の供給が開始される給湯開始予定時刻と、給湯開始予定時刻より後の時刻であって、最後の温水の供給が終了する給湯終了予定時刻と、を特定する。また、タンク内の各部の水の温度に基づいて、タンク内に蓄えられている熱量を算出する。さらに、現在の単位期間における給湯終了予定時刻後に外気温が所定温度より低い場合に、ヒートポンプを作動させずに、タンク水循環路内の水を循環させる凍結防止運転を実行するとともに、現在の単位期間における給湯終了予定時刻後に、次の単位期間における給湯開始予定時刻まで凍結防止運転を実行するのに必要な熱量がタンクに蓄えられるまで、ヒートポンプを作動させる凍結防止用蓄熱運転を実行する。
　上記の給湯システムは、現在の単位期間における給湯終了予定時刻後に、次の単位期間における給湯開始予定時刻まで凍結防止運転を実行するのに必要な熱量がタンクに蓄えられるまで、ヒートポンプを作動させる凍結防止用蓄熱運転を実行する。凍結防止用蓄熱運転により、タンク内には、次の単位期間における給湯開始予定時刻まで凍結防止運転を実行するのに必要な熱量（温水）が貯められる。そのため、現在の単位期間における給湯終了予定時刻後から次の単位期間における給湯開始予定時刻までの間、ヒートポンプを作動させずに、タンク内の温水を循環させて凍結防止運転を実行することができる。その結果、ヒートポンプを頻繁に発停させることを抑制することができる。従って、上記の給湯システムは、ヒートポンプの発停回数の増大を抑制できるとともに、適切に配管類の凍結を防止することができる。
第１実施例の給湯システム２の構成を模式的に示す図。 第１実施例の給湯システム２で、当日の給湯開始予定時刻から当日の給湯終了予定時刻までの間に実行される第１の凍結防止処理のフローチャート。 第１実施例の給湯システム２で、当日の給湯終了予定時刻から次の日の給湯開始予定時刻までの間に実行される第２の凍結防止処理のフローチャート。 第１実施例の第２の凍結防止処理を行う場合の具体例（１Ａ）を示す表。 第１実施例の第２の凍結防止処理を行う場合の具体例（１Ｂ）を示す表。 第２実施例の給湯システム２で、当日の給湯終了予定時刻から次の日の給湯開始予定時刻までの間に実行される第２の凍結防止処理のフローチャート。 第２実施例の第２の凍結防止処理を行う場合の具体例（２）を示す表。 第３実施例の第２の凍結防止処理を行う場合の具体例（３）を示す表。
　以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、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。
（特徴１）　コントローラは、現在の単位期間における給湯終了予定時刻が経過した直後に、凍結防止用蓄熱運転を実行してもよい。この構成によると、給湯システムは、現在の単位期間における給湯終了予定時刻が経過した直後に、次の単位期間における給湯開始予定時刻まで凍結防止運転を実行するのに必要な熱量（温水）をタンク内に貯めることができる。
（特徴２）　コントローラは、タンク内の熱量が、凍結防止運転を実行するのに最低限必要な所定の熱量に満たなくなった場合に、凍結防止用蓄熱運転を実行してもよい。この構成によると、例えば、現在の単位期間における給湯終了予定時刻後にタンク内の温水を給湯に利用し、その結果としてタンク内の熱量が不足する場合であっても、給湯システムは、タンク内の熱量が不足する時点で凍結防止用蓄熱運転を実行する。そのため、給湯システムは、タンク内の温水の利用状況にかかわらず、次の単位期間における給湯開始予定時刻まで凍結防止運転を実行するのに必要な熱量を確保することができる。
（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、コントローラ１００と、を備える。
　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器と、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熱交換器と、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１１、１２、１３、１４、１５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１１、１２、１３、１４、１５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１１、１２、１３、１４、１５は、それぞれ、タンク１０の上部から０Ｌ、２０Ｌ、４０Ｌ、６０Ｌ、８０Ｌ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の熱交換器（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の熱交換器で加熱される。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。言い換えると、サーミスタ２４は、タンク１０の上部から１００Ｌの位置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。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、タンク１０から供給路４０に供給される温水の温度（即ち、サーミスタ１２の測定温度）が給湯設定温度に満たない場合に、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。
　コントローラ１００は、各構成要素と電気的に接続されており、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、給湯運転、及び、凍結防止運転、の３つの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。コントローラ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内の熱交換器を通過する際に、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、コントローラ１００は、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。
　コントローラ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。コントローラ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、コントローラ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。コントローラ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。
　また、詳しくは後述するが、本実施例では、時間帯によって、コントローラ１００が、温水利用箇所の給湯栓が開かれた場合に、タンク１０内の水を供給路４０に供給せず、第２導入路３０ｂから供給される水道水のみを供給路４０に供給するように、混合弁４２の開度を調整する場合もある。この場合、コントローラ１００は、バーナ加熱装置６０を作動させ、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、出力を制御する。
（凍結防止運転）
　凍結防止運転は、タンク水循環路２０内の水が凍結することによって、タンク水循環路２０（特に、ヒートポンプ５０の熱交換器を通過する部分）が破損することを防止するための運転である。コントローラ１００によって凍結防止運転の実行が指示されると、循環ポンプ２２を作動させ、タンク１０内の水をタンク水循環路２０内で循環させる。後で説明するように、本実施例では、所定の場合には、コントローラ１００は、循環ポンプ２２とともにヒートポンプ５０を作動させながら、凍結防止運転を行う（図２のＳ２２）。また、本実施例では、時間帯に応じて、コントローラ１００が実行する凍結防止処理の内容が異なっており（図２、図３参照）、それに伴って、凍結防止運転の内容も異なる。
（コントローラ１００が２４時間毎に行う処理）
　本実施例では、コントローラ１００は、給湯システム２が設置されている世帯（以下、「特定の世帯」と呼ぶ）の１日の生活サイクルに合わせて次のような処理を行っている。本実施例では、コントローラ１００は、２：００を始点とする２４時間を、１日を特定するための単位期間としている。
　特定の世帯の生活サイクルの例を説明する。特定の世帯では、７：００頃に最初に給湯が行われる。最初の給湯は、例えば、朝食の用意や洗面のための給湯である。また、１１：３０頃に、昼食の用意のために二度目の給湯が行われる。また、１９：００頃に、浴槽へ湯を張るための給湯運転が行われる。さらに、２２：００頃に１日の最後の給湯が行われる。最後の給湯は、例えば、歯磨き等のための給湯である。
　本実施例では、コントローラ１００は、特定の世帯において、給湯が行われる度に、給湯が開始された時刻と、給湯が終了した時刻と、を示す時刻情報を記憶する。コントローラ１００は、特定の世帯の過去７日分の時刻情報を記憶する。さらに、コントローラ１００は、２４時間毎に、８日前の時刻情報を消去して、前日の時刻情報を新たに記憶する。
　次いで、コントローラ１００は、特定の世帯の過去７日分の時刻情報から、過去７日間において、最初の給湯が開始された時刻のうち、最も早い時刻を特定する。特定の世帯では、この時刻の経過後に最初の給湯が開始される可能性が高い。以下では、この時刻を「給湯開始予定時刻」と呼ぶ。
　さらに、コントローラ１００は、特定の世帯の過去７日分の時刻情報から、過去７日間において、最後の給湯が終了した時刻のうち、最も遅い時刻を特定する。特定の世帯では、この時刻の経過後は、次の日の給湯開始予定時刻までは給湯が行われない可能性が高い。以下では、この時刻を「給湯終了予定時刻」と呼ぶ。
（コントローラ１００が実行する凍結防止処理）
　続いて、本実施例の給湯システム２のコントローラ１００が実行する凍結防止処理について説明する。上述の通り、本実施例では、時間帯に応じて、コントローラ１００が実行する凍結防止処理の内容が異なっている（図２、図３参照）。以下、異なる２つの凍結防止処理について説明する。
（第１の凍結防止処理）
　図２は、コントローラ１００が実行する第１の凍結防止処理のフローチャートである。第１の凍結防止処理は、当日の給湯開始予定時刻から当日の給湯終了予定時刻までの間に実行される。従って、コントローラ１００は、現在時刻が給湯開始予定時刻を経過すると、第１の凍結防止処理を開始する。
　Ｓ１０、Ｓ１２では、コントローラ１００は、サーミスタ２４の検出温度（タンク１０下部の水温）が１０℃より低く、かつ、外気温センサ５２の検出温度（即ち外気温）が３℃より低いか否かを判断する。サーミスタ２４の検出温度が１０℃より低く、かつ、外気温センサ５２の検出温度が３℃より低い場合、コントローラ１００は、Ｓ１０及びＳ１２でＹＥＳと判断し、Ｓ１４に進む。
　Ｓ１４では、コントローラ１００は、循環ポンプ２２を作動させる。これにより、タンク１０内の水が、タンク水循環路２０内を循環する。これにより、タンク１０内及びタンク水循環路２０内の水の温度が均一になる。コントローラ１００は、Ｓ１４で循環ポンプ２２を作動させると、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０に進む。
　Ｓ１６では、コントローラ１００は、サーミスタ２４の検出温度が１３℃より高い状態が３分間継続することを監視する。同時に、Ｓ１８では、コントローラ１００は、外気温センサ５２の検出温度が６℃より高くなることを監視する。さらに同時に、Ｓ２０では、コントローラ１００は、サーミスタ２４の検出温度が８℃より低い状態が３０分間継続することを監視する。
　Ｓ１４で循環ポンプ２２を作動させたことにより、タンク１０内及びタンク水循環路２０内の水の温度が均一になる。この結果、タンク１０内及びタンク水循環路２０内の水の温度が１３℃より高くなる場合がある。その状態がある程度の期間（３分間以上）継続すれば、タンク水循環路２０が凍結破損するおそれは少ない。その場合、コントローラ１００は、Ｓ１６でＹＥＳと判断し、Ｓ２８で循環ポンプ２２を停止させる。この場合、コントローラ１００は、再度Ｓ１０及びＳ１２の監視に戻る。
　また、循環ポンプ２２を作動させている間に、外気温が６℃より高くなる場合がある。この場合も、タンク水循環路２０が凍結破損するおそれは少ない。その場合、コントローラ１００は、Ｓ１８でＹＥＳと判断し、Ｓ２８で循環ポンプ２２を停止させる。この場合も、コントローラ１００は、再度Ｓ１０及びＳ１２の監視に戻る。
　一方、Ｓ１４で循環ポンプ２２を作動させてタンク１０内及びタンク水循環路２０内の水を循環させた場合であっても、サーミスタ２４の検出温度が８℃より低い場合もある。その状態がある程度の期間（３０分間以上）解消されずに継続すると、タンク水循環路２０が凍結破損するおそれがある。その場合、コントローラ１００は、Ｓ２０でＹＥＳと判断し、Ｓ２２に進む。
　Ｓ２２では、サーミスタ２４は、さらに、ヒートポンプ５０を作動させる。これにより、タンク水循環路２０を通過する水がヒートポンプ５０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内及びタンク水循環路２０内を循環している水の温度が上昇していく。Ｓ２２でヒートポンプ５０を作動させると、コントローラ１００は、Ｓ２４に進む。
　Ｓ２４では、コントローラ１００は、サーミスタ２４の検出温度が１５℃より高い状態が５分間継続することを監視する。上記の通り、循環ポンプ２２とヒートポンプ５０が作動することにより、タンク１０内及びタンク水循環路２０内を循環する水の温度が上昇する。サーミスタ２４の検出温度が１５℃より高い温度まで上昇し、その状態がある程度の期間（５分間以上）継続すれば、タンク水循環路２０が凍結破損するおそれは少なくなる。その場合、コントローラ１００は、Ｓ２４でＹＥＳと判断し、Ｓ２６でヒートポンプ５０と循環ポンプ２２を停止させる。Ｓ２６を終えると、コントローラ１００は、再度Ｓ１０及びＳ１２の監視に戻る。
　コントローラ１００は、当日の給湯開始予定時刻から給湯終了予定時刻までの間、上記のＳ１０～Ｓ２８の各処理を繰り返し実行する。
（第２の凍結防止処理）
　図３は、コントローラ１００が実行する第２の凍結防止処理のフローチャートである。第２の凍結防止処理は、当日の給湯終了予定時刻から、次の日の給湯開始予定時刻までの間（即ち、給湯運転が実行される可能性が低い時間帯）に実行される。コントローラ１００は、現在時刻が給湯終了予定時刻を経過すると、第２の凍結防止処理を開始する。
　Ｓ４０、Ｓ４２では、コントローラ１００は、サーミスタ２４の検出温度が３℃より低く、かつ、外気温センサ５２の検出温度も３℃より低いか否かを判断する。サーミスタ２４の検出温度が３℃より低く、かつ、外気温センサ５２の検出温度も３℃より低い場合、コントローラ１００は、Ｓ４０及びＳ４２でＹＥＳと判断し、Ｓ４４に進む。
　Ｓ４４では、コントローラ１００は、サーミスタ１１～１５、２４の各検出温度に基づいて、現時点のタンク１０内の蓄熱量（以下、「タンク蓄熱量」と呼ぶ）を算出する。具体的に言うと、コントローラ１００は、次の式１によって、タンク蓄熱量を算出する。
（式１）　タンク蓄熱量［Ｋｃａｌ］＝（サーミスタ１１の検出温度＋サーミスタ１２の検出温度）／２×２０［Ｌ］＋（サーミスタ１２の検出温度＋サーミスタ１３の検出温度）／２×２０［Ｌ］＋（サーミスタ１３の検出温度＋サーミスタ１４の検出温度）／２×２０［Ｌ］＋（サーミスタ１４の検出温度＋サーミスタ１５の検出温度）／２×２０［Ｌ］＋（サーミスタ１５＋サーミスタ２４）／２×２０［Ｌ］－３００［Ｋｃａｌ］
　上記式１中の３００［Ｋｃａｌ］は、タンク１０の最低蓄熱量を示す。即ち、サーミスタ１１～１５、２４の各検出温度がすべて３℃の場合の蓄熱量（３℃×１００Ｌ）を示す。式１では、タンク１０の合計蓄熱量からこの最低蓄熱量である３００［Ｋｃａｌ］を減じることにより、タンク１０内の実質的な蓄熱量であるタンク蓄熱量を算出している。
　次いで、Ｓ４６では、コントローラ１００は、当日の給湯終了予定時刻から、次の日の給湯開始予定時刻までの間、継続して凍結防止運転を実行するのに必要な熱量（以下では、「必要熱量」と呼ぶ）を算出する。具体的には、Ｓ４６では、コントローラ１００は、予め決められた、凍結防止運転を１時間行う毎の放熱量（即ち、１時間毎の放熱量）と、当日の給湯終了予定時刻から、次の日の給湯開始予定時刻までの時間とを乗算することにより、必要熱量を算出することができる。
　なお、Ｓ４６の時点（当日の給湯終了予定時刻の時点）では、１日が経過していない（即ち、単位期間が切り換わる時刻（２：００）を経過していない）ため、正確な意味での「次の日の給湯開始予定時刻」は算出されていない。本実施例では、Ｓ４６でコントローラ１００が基準とする「次の日の給湯開始予定時刻」は、次の日における「当日の給湯開始予定時刻（経過済み）」と同じ時刻を指す。以下、本明細書で「次の日の給湯開始予定時刻」という場合も、同様の時刻を指す。
　次いで、Ｓ４８では、コントローラ１００は、Ｓ４４で算出したタンク蓄熱量が、Ｓ４６で算出した必要熱量より少ないか否かを判断する。タンク蓄熱量が必要熱量より少ない場合、コントローラ１００は、Ｓ４８でＹＥＳと判断してＳ５０に進む。一方、タンク蓄熱量が必要熱量以上である場合、コントローラ１００は、Ｓ４８でＮＯと判断し、Ｓ５０～Ｓ５４の処理をスキップしてＳ５８に進む。
　Ｓ５０では、コントローラ１００は、ヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させ、蓄熱運転を開始する。これにより、ヒートポンプ５０で加熱された高温の水がタンク１０に貯められる。Ｓ５０で蓄熱運転を開始すると、コントローラ１００は、Ｓ５２に進む。
　Ｓ５２では、コントローラ１００は、タンク蓄熱量が、必要熱量以上になることを監視する。上記のように、Ｓ５０で蓄熱運転を開始することで、タンク１０に高温の水が貯まっていく。これにより、サーミスタ１１～１５、２４の各検出温度が上昇すると、タンク蓄熱量も上昇する。その結果、タンク蓄熱量が必要熱量以上になると、コントローラ１００は、Ｓ５２でＹＥＳと判断し、Ｓ５４に進む。なお、Ｓ５２では、コントローラ１００は、所定時間毎にタンク蓄熱量を算出している。
　Ｓ５４では、コントローラ１００は、ヒートポンプ５０を停止し、蓄熱運転を終了する。Ｓ５４では、コントローラ１００は、循環ポンプ２２を継続して作動させる。即ち、Ｓ５４では、コントローラ１００は、蓄熱運転を終了させるとともに、凍結防止運転を開始させる。Ｓ５４で循環ポンプ２２を作動させると、タンク１０内及びタンク水循環路２０内で水が循環する。上記の通り、タンク１０には必要熱量以上の熱量が貯められている。そのため、タンク１０内及びタンク水循環路２０内では、タンク水循環路２０の凍結破損を防止できる程度の温度の水が循環する。その結果、タンク水循環路２０の凍結破損が防止される。
　Ｓ５８では、コントローラ１００は、循環ポンプ２２を作動させ、凍結防止運転を実行する。上記のＳ４８でＮＯの場合のように、Ｓ５８の時点で循環ポンプ２２が作動していない場合、コントローラ１００は、Ｓ５８において循環ポンプ２２を作動させ、凍結防止運転を開始する。一方、Ｓ５８の時点で既に循環ポンプ２２が作動しており、凍結防止運転が行われている場合には、コントローラ１００は、Ｓ５８において、循環ポンプ２２を引き続き作動させる。Ｓ５８を終えるとＳ６０に進む。
　次いで、Ｓ６０では、コントローラ１００は、現在時刻が給湯開始予定時刻（Ｓ４６で基準とした「次の日の給湯開始予定時刻」）に到達することを監視する。即ち、コントローラ１００は、給湯開始予定時刻まで循環ポンプ２２を作動させ続け、凍結防止運転を継続して実行する。現在時刻が給湯開始予定時刻を経過すれば、コントローラ１００は、Ｓ６０でＹＥＳと判断し、第２の凍結防止処理（図３）が終了する。この場合、コントローラ１００は、循環ポンプ２２を停止させる。
　なお、本実施例では、第２の凍結防止処理の実行中に、温水利用箇所の給湯栓が開かれる場合（給湯要求がある場合）、コントローラ１００は、タンク１０内の水を供給路４０に供給せず、第２導入路３０ｂから供給される水道水のみを供給路４０に供給するように、混合弁４２の開度を調整する。この場合、コントローラ１００は、バーナ加熱装置６０を作動させ、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出力を制御する。従って、本実施例では、第２の凍結防止処理の実行中に給湯運転が行われる場合であっても、タンク１０内の温水が温水利用箇所に供給されないため、給湯によってタンク蓄熱量が減少することがない。そのため、本実施例では、第２の凍結防止処理の実行中に、タンク蓄熱量が不足して凍結防止運転が行えなくなる事態は生じない。
　続いて、図４、図５を参照して、本実施例の給湯システム２で第２の凍結防止処理が実行される場合の具体例を説明する。図４、図５の例では、特定の世帯における当日の給湯終了予定時刻が２２：００、次の日の給湯開始予定時刻が７：００である。当日の給湯終了予定時刻から次の日の給湯開始予定時刻までの時間は９時間である。また、タンク１０及びタンク水循環路２０からの１時間毎の放熱量は２００Ｋｃａｌである。
（具体例１Ａ：図４）
　図４を参照して具体例１Ａを説明する。現在時刻が給湯終了予定時刻である２２：００に達すると、コントローラ１００は、第２の凍結防止処理（図３参照）を開始する。この例では、２２：００の時点で算出されるタンク蓄熱量は４２００Ｋｃａｌであり、必要熱量は１８００Ｋｃａｌである。タンク蓄熱量及び必要熱量の算出方法は上記の通りである。従って、図４の例では、２２：００の時点で、タンク１０内には必要熱量を賄えるだけの熱量が蓄えられている。そのため、この例では、コントローラ１００は、２２：００の時点で蓄熱運転を行わない（図３のＳ４８でＮＯ）。この例では、その後、コントローラ１００は、次の日の給湯終了予定時刻である７：００まで循環ポンプ２２を作動させて凍結防止運転を行う。凍結防止運転の際は、ヒートポンプ５０は作動しない。この結果、７：００の時点で、タンク蓄熱量は２４００Ｋｃａｌまで減少する。
（具体例１Ｂ：図５）
　図５を参照して具体例１Ｂを説明する。この例では、２２：００の時点で算出されるタンク蓄熱量は１４００Ｋｃａｌであり、必要熱量（１８００Ｋｃａｌ）より少ない。即ち、図５の例では、２２：００の時点で、タンク１０内には必要熱量を賄えるだけの熱量が蓄えられていない。そのため、この例では、コントローラ１００は、２２：００の時点で蓄熱運転を行う（図３のＳ４８でＹＥＳ、Ｓ５０）。２２：０５まで蓄熱運転を行った結果、タンク蓄熱量が２２００Ｋｃａｌまで上昇し、必要熱量を上回る（図３のＳ５２でＹＥＳ）。従って、コントローラ１００は、蓄熱運転を停止する（図３のＳ５４）。この例でも、その後、コントローラ１００は、次の日の給湯終了予定時刻である７：００まで循環ポンプ２２を作動させ、タンク１０内及びタンク水循環路２０内の水を循環させて凍結防止運転を行う。この結果、７：００の時点で、タンク蓄熱量は４００Ｋｃａｌまで減少する。
　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、本実施例の給湯システム２は、図３のＳ４８～Ｓ５２に示すように、当日の給湯終了予定時刻の経過時点で、タンク蓄熱量が必要熱量に満たない場合、必要熱量がタンク１０に蓄えられるまで、ヒートポンプ５０と循環ポンプ２２を作動させて蓄熱運転を実行する。この蓄熱運転により、タンク１０内には、次の日の給湯開始予定時刻まで凍結防止運転を実行するのに必要な熱量（温水）が貯められる。そのため、本実施例の給湯システム２では、その後、次の日の給湯開始予定時刻まで、ヒートポンプを作動させずに、タンク内の温水を循環させて凍結防止運転を実行することができる。その結果、当日の給湯終了予定時刻から次の日の給湯開始予定時刻までの間に、ヒートポンプ５０を頻繁に発停させること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は、ヒートポンプ５０の発停回数の増大を抑制できるとともに、適切にタンク水循環路２０の凍結を防止することができる。
　本実施例と請求項の記載の対応関係を説明しておく。サーミスタ１１～１５、２４が「水温センサ」の一例である。また、当日の給湯終了予定時刻、次の日の給湯開始予定時刻が、それぞれ、「現在の単位期間における給湯終了予定時刻」、「次の単位期間における給湯開始予定時刻」の一例である。また、図３のＳ５０で実行される蓄熱運転が、「凍結防止用蓄熱運転」の一例である。
（第２実施例）
　次いで、第２実施例の給湯システム２について、図６、図７を参照して、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、その基本構成は第１実施例と共通する。ただし、本実施例では、コントローラ１００が実行する第２の凍結防止処理の内容が第１実施例とは異なる。本実施例では、第２の凍結防止処理では、当日の給湯終了予定時刻の経過後、タンク蓄熱量が、凍結防止運転の実行のために最低限必要な値である所定の閾値を下回る場合に、必要な分の蓄熱運転を実行する点が第１実施例とは異なる。
　図６は、本実施例の第２の凍結防止処理のフローチャートである。本実施例でも、コントローラ１００は、現在時刻が給湯終了予定時刻を経過すると、第２の凍結防止処理を開始する。Ｓ７０、Ｓ７２の処理は、図３のＳ４０、Ｓ４２と同様である。Ｓ７４では、コントローラ１００は、タンク蓄熱量を算出する。タンク蓄熱量の算出方法は上記の式１の通りである。
　次いで、Ｓ７６では、コントローラ１００は、タンク蓄熱量が所定の閾値Ｑより少ない否かを判断する。ここで、本実施例では、所定の閾値Ｑは、予め決められた、凍結防止運転を１時間行う毎の放熱量（１時間毎の放熱量）の値（例えば２００Ｋｃａｌ）に定められている。即ち、タンク蓄熱量が閾値Ｑを下回る場合、タンク１０に、少なくとも１時間の凍結防止運転に必要な熱量が蓄えられていないことを意味する。その場合、コントローラ１００は、Ｓ７６でＹＥＳと判断し、Ｓ７８に進む。一方、タンク蓄熱量の値が所定の閾値Ｑ以上であれば、コントローラ１００は、Ｓ７６でＮＯと判断し、Ｓ７８～Ｓ８４の処理をスキップしてＳ８８に進む。
　Ｓ７８では、コントローラ１００は、コントローラ１００は、当日の給湯終了予定時刻から、次の日の給湯開始予定時刻までの間の必要熱量を算出する。次いで、Ｓ８０では、コントローラ１００は、ヒートポンプ５０及び循環ポンプ２２を作動させ、蓄熱運転を開始する。これにより、ヒートポンプ５０で加熱された高温の水がタンク１０に貯められる。Ｓ８０で蓄熱運転を開始すると、コントローラ１００は、Ｓ８２に進む。
　Ｓ８２では、コントローラ１００は、タンク蓄熱量が、必要熱量以上になることを監視する。上記のように、Ｓ８０で蓄熱運転を開始することで、タンク１０に高温の水が貯まり、タンク蓄熱量が上昇する。その結果、タンク蓄熱量が必要熱量以上になると、コントローラ１００は、Ｓ８２でＹＥＳと判断し、Ｓ８４に進む。なお、Ｓ８２では、コントローラ１００は、所定時間毎にタンク蓄熱量を算出している。
　Ｓ８４では、コントローラ１００は、ヒートポンプ５０を停止し、蓄熱運転を終了する。Ｓ８４では、コントローラ１００は、循環ポンプ２２を継続して作動させる。即ち、Ｓ８４では、コントローラ１００は、蓄熱運転を終了させるとともに、凍結防止運転を開始させる。
　Ｓ８８では、コントローラ１００は、循環ポンプ２２を作動させ、凍結防止運転を実行する。上記のＳ７６でＮＯの場合のように、Ｓ８８の時点で循環ポンプ２２が作動していない場合、コントローラ１００は、Ｓ８８において循環ポンプ２２を作動させ、凍結防止運転を開始する。一方、Ｓ８８の時点で既に循環ポンプ２２が作動しており、凍結防止運転が行われている場合には、コントローラ１００は、Ｓ８８において、循環ポンプ２２を引き続き作動させる。Ｓ８８を終えるとＳ９０に進む。
　次いで、Ｓ９０では、現在時刻が給湯開始予定時刻（上記の次の日の給湯開始予定時刻）に到達した否かを判断する。現在時刻が給湯開始予定時刻より前であれば、コントローラ１００は、Ｓ９０でＮＯと判断し、Ｓ７４に戻り、Ｓ７４～Ｓ９０の処理を繰り返し実行する。
　なお、Ｓ７４～Ｓ９０の処理を繰り返し実行する場合、コントローラ１００が２度目以降のＳ７６でＹＥＳと判断し、Ｓ７８の処理を実行する時点は、給湯終了予定時刻より後の時点になる。従って、この場合のＳ７８では、コントローラ１００は、Ｓ７８の時点から次の日の給湯開始予定時刻までの間、継続して凍結防止運転を実行するのに必要な熱量を、必要熱量として算出する。具体的には、コントローラ１００は、予め決められた１時間毎の放熱量と、Ｓ７８の時点から次の日の給湯開始予定時刻までの時間とを乗算することにより、必要熱量を算出することができる。同様に、続くＳ８２でも、コントローラ１００は、タンク蓄熱量が、上記のＳ７８で算出された必要熱量以上になるか否かを監視する。
　一方、現在時刻が給湯開始予定時刻を経過すれば、コントローラ１００は、Ｓ９０でＹＥＳと判断し、第２の凍結防止処理（図６）が終了する。この場合、コントローラ１００は、循環ポンプ２２を停止させる。
　なお、本実施例でも、第２の凍結防止処理の実行中に、温水利用箇所の給湯栓が開かれる場合（給湯要求がある場合）、コントローラ１００は、第１実施例と同様に、タンク１０内の水を供給路４０に供給せず、第２導入路３０ｂから供給される水道水のみを供給路４０に供給するように、混合弁４２の開度を調整する。この場合、コントローラ１００は、バーナ加熱装置６０を作動させるとともに、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。
（具体例２：図７）
　続いて、図７を参照して、本実施例の給湯システム２で第２の凍結防止処理が実行される場合の具体例を説明する。図７の例も、当日の給湯終了予定時刻（２２：００）、次の日の給湯開始予定時刻（７：００）、１時間毎の放熱量（２００Ｋｃａｌ）等の各条件は図４、図５の例と同様である。
　この例では、２２：００の時点で算出されるタンク蓄熱量は４００Ｋｃａｌであり、必要熱量（１８００Ｋｃａｌ）より少ない。ただし、２２：００の時点のタンク蓄熱量は、閾値Ｑ（２００Ｋｃａｌ）より多い（図６のＳ７６でＹＥＳ）。この例では、閾値Ｑは、１時間毎の放熱量の値（２００Ｋｃａｌ）に定められている。そのため、コントローラ１００は、この時点では蓄熱運転を行わず、循環ポンプ２２を作動させ、タンク１０内及びタンク水循環路２０内の水を循環させて凍結防止運転を行う（図６のＳ８８）。
　その後、０：００の時点で算出されるタンク蓄熱量は０であり、閾値Ｑより少なくなる（図６のＳ７６でＮＯ）。即ち、０：００の時点で、タンク１０内には、凍結防止運転を１時間行うだけの最低限の熱量が蓄えられていない。そのため、コントローラ１００は、０：００の時点から次の日の給湯開始予定時刻（７：００）まで凍結防止運転を実行するために必要な熱量を必要熱量として算出する（図６のＳ７８）。この場合、必要熱量は１４００Ｋｃａｌ（２００Ｋｃａｌ×７）である。次いで、コントローラ１００は、蓄熱運転を行う（図６のＳ８０）。０：３０まで蓄熱運転を行った結果、タンク蓄熱量が１３００Ｋｃａｌまで上昇し、必要熱量と等しくなる（図６のＳ８２でＹＥＳ）。この場合、コントローラ１００は、ヒートポンプ５０を停止して、蓄熱運転を終了するとともに、循環ポンプ２２を継続して作動させて凍結防止運転２２を開始する（図６のＳ８４）。
　その後、コントローラ１００は、次の日の給湯終了予定時刻である７：００まで、継続して循環ポンプ２２を作動させ、タンク１０内及びタンク水循環路２０内の水を循環させて凍結防止運転を行う。この結果、７：００の時点で、タンク蓄熱量がちょうど０になるように減少する。
　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、本実施例の給湯システム２は、図６のＳ７６～Ｓ８２に示すように、当日の給湯終了予定時刻の経過後、タンク蓄熱量が凍結防止運転の実行に必要な閾値Ｑに満たなくなる場合に、必要熱量がタンク１０に蓄えられるまで蓄熱運転を実行する。この蓄熱運転により、タンク１０内には、次の日の給湯開始予定時刻まで凍結防止運転を実行するのに必要な熱量（温水）が貯められる。そのため、本実施例の給湯システム２でも、その後、次の日の給湯開始予定時刻まで、ヒートポンプ５０を作動させずに、タンク内の温水を循環させて凍結防止運転を実行することができる。即ち、本実施例でも、ヒートポンプ５０を頻繁に発停させることを抑制することができるとともに、適切にタンク水循環路２０の凍結を防止することができる。
　本実施例と請求項の記載の対応関係を説明しておく。また、図６のＳ８０で実行される蓄熱運転が「凍結防止用蓄熱運転」の一例である。また、閾値Ｑの熱量が「所定の熱量」の一例である。
（第３実施例）
　次いで、第３実施例の給湯システム２について、図８を参照して、第２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でも、コントローラ１００は、第２実施例と同様の第２の凍結防止運転（図６）を実行する。ただし、本実施例では、第２の凍結防止処理の実行中に、温水利用箇所の給湯栓が開かれる場合（給湯要求がある場合）、コントローラ１００は、タンク１０内の水を供給路４０に供給するように、混合弁４２の開度を調整する。この場合、コントローラ１００は、タンク１０から供給された水の温度が給湯設定温度と一致するように、混合弁４２の開度及びバーナ加熱装置６０の出力を制御する。本実施例では、第２の凍結防止処理の実行中に給湯運転が行われる場合に、タンク１０内の温水が温水利用箇所に供給されるため、給湯によってタンク蓄熱量が減少する。
（具体例３：図８）
　続いて、図８を参照して、本実施例の給湯システム２で第２の凍結防止処理が実行される場合の具体例を説明する。図８の例も、当日の給湯終了予定時刻（２２：００）、次の日の給湯開始予定時刻（７：００）、１時間毎の放熱量（２００Ｋｃａｌ）、等の各条件は図４、図５、図７の例と同様である。
　この例では、２２：００の時点で算出されるタンク蓄熱量は４２００Ｋｃａｌであり、必要熱量（１８００Ｋｃａｌ）より多い。当然、タンク蓄熱量は、閾値Ｑ（２００Ｋｃａｌ）より多い（図６のＳ７６でＹＥＳ）。そのため、コントローラ１００は、この時点では蓄熱運転を行わず、循環ポンプ２２を作動させ、タンク１０内及びタンク水循環路２０内の水を循環させて凍結防止運転を行う（図６のＳ８８）。
　この例では、２：００～３：００の間に給湯運転が行われる。本実施例では、第２の凍結防止処理の実行中に給湯運転が行われると、タンク１０内の温水を温水利用箇所に供給する。そのため、図８に示すように、２：００～３：００の間にタンク蓄熱量は大きく減少する。３：００の時点で算出されるタンク蓄熱量は３２０Ｋｃａｌであり、閾値Ｑ（２００Ｋｃａｌ）より多い（図６のＳ７６でＹＥＳ）。そのため、コントローラ１００は、引き続き凍結防止運転を実行する（図６のＳ８８）。なお、３：０５の時点で算出されるタンク蓄熱量が、３：００の時点の蓄熱量（３２０Ｋｃａｌ）から４００Ｋｃａｌに増えているが、これは、循環ポンプ２２が動作したことにより、タンク１０内及びタンク水循環路２０内の水の温度が均一化したことに伴うものである。
　その後、５：００の時点で算出されるタンク蓄熱量は０であり、閾値Ｑより少なくなる（図６のＳ７６でＮＯ）。即ち、５：００の時点で、タンク１０内には、凍結防止運転を行うだけの最低限の熱量が蓄えられていない。そのため、コントローラ１００は、５：００の時点から次の日の給湯開始予定時刻（７：００）まで凍結防止運転を実行するために必要な熱量を必要熱量として算出する（Ｓ７８）。この場合、必要熱量は４００Ｋｃａｌ（２００Ｋｃａｌ×２）である。次いで、コントローラ１００は、蓄熱運転を行う（図６のＳ８０）。５：１０まで蓄熱運転を行った結果、タンク蓄熱量が４００Ｋｃａｌまで上昇し、必要熱量と等しくなる（図６のＳ８２でＹＥＳ）。この場合、コントローラ１００は、ヒートポンプ５０を停止して、蓄熱運転を終了するとともに、循環ポンプ２２を継続して作動させて凍結防止運転２２を開始する（図６のＳ８４）。
　その後、コントローラ１００は、次の日の給湯終了予定時刻である７：００まで、継続して循環ポンプ２２を作動させ、タンク１０内及びタンク水循環路２０内の水を循環させて凍結防止運転を行う。この結果、７：００の時点で、タンク蓄熱量がちょうど０になるように減少する。
　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。本実施例の給湯システム２も、当日の給湯終了予定時刻の経過後、タンク蓄熱量が凍結防止運転の実行に最低限必要な閾値Ｑに満たなくなる場合に、蓄熱運転を実行する。従って、本実施例の給湯システム２は、第２の凍結防止処理の実行中に、タンク１０内の温水を給湯に利用し、その結果としてタンク１０内の熱量が不足する場合であっても、タンク１０内の熱量が不足する時点で蓄熱運転を実行することができる。そのため、本実施例の給湯システム２によれば、タンク１０内の温水の利用状況にかかわらず、必要熱量を確保することができる。
　以上、各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）　第３実施例において、当日の給湯終了予定時刻が経過した時点で、タンク蓄熱量が、当日の給湯終了予定時刻が経過した時点から次の日の給湯開始予定時刻（７：００）まで凍結防止運転を実行するために必要な熱量（必要熱量）を下回る場合には、タンク蓄熱量が必要熱量を上回るまで蓄熱運転を行うようにしてもよい。
（変形例２）　上記各実施例において、コントローラ１００が第２の凍結防止処理を実行している間に、外気温（温度センサ５２が測定する温度）が６℃を上回る場合には、コントローラ１００は、第２の凍結防止処理を終了してもよい。
（変形例３）　閾値Ｑの値、最低蓄熱量の値等、各種の数値は上記各実施例で例示したものに限られず、環境等に応じて任意の値にすることができる。
 

Claims (3)

  1. 　給湯システムであり、
    　温水利用箇所に供給する水を貯留するタンクと、
    　タンク内の水を導入し、導入した水をタンクに戻すタンク水循環路と、
    　外気から吸熱し、タンク水循環路内の水を加熱するヒートポンプと、
    　外気温を計測する外気温センサと、
    　タンク内の各部の水の温度を計測する水温センサと、
    　コントローラと、を備え、
    　コントローラは、
    　過去の実績に基づいて、単位期間において、最初の温水の供給が開始される給湯開始予定時刻と、給湯開始予定時刻より後の時刻であって、最後の温水の供給が終了する給湯終了予定時刻と、を特定し、
    　タンク内の各部の水の温度に基づいて、タンク内に蓄えられている熱量を算出し、
    　現在の単位期間における給湯終了予定時刻後に外気温が所定温度より低い場合に、ヒートポンプを作動させずに、タンク水循環路内の水を循環させる凍結防止運転を実行するとともに、
    　現在の単位期間における給湯終了予定時刻後に、次の単位期間における給湯開始予定時刻まで凍結防止運転を実行するのに必要な熱量がタンクに蓄えられるまで、ヒートポンプを作動させる凍結防止用蓄熱運転を実行する、
    　給湯システム。
  2. 　コントローラは、現在の単位期間における給湯終了予定時刻が経過した直後に、前記凍結防止用蓄熱運転を実行する、
    　請求項１に記載の給湯システム。
  3. 　コントローラは、タンク内の熱量が、凍結防止運転を実行するのに最低限必要な所定の熱量に満たなくなった場合に、前記凍結防止用蓄熱運転を実行する、
    　請求項１又は２に記載の給湯システム。
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