JP2013087968A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンク内に中温水が多量に残っている場合は沸き上げ量が少なくなるため湯切れする可能性があった。
【解決手段】給水管２と出湯管４が接続されて湯水を貯湯する貯湯タンク１と、この貯湯タンク１下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク１上部に戻すヒートポンプ式加熱手段２３と、所定の時間帯にヒートポンプ式加熱手段２３による沸き上げを開始し、ヒートポンプ式加熱手段２３への入水温度が所定の沸き終い温度以上となると沸き上げを終了すると共に、貯湯タンク１内の中温水の発生状況を判断する制御手段４１とを備え、制御手段４１は、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断した場合は、所定の沸き終い温度を低い温度に変更するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヒートポンプ式給湯装置に関するものである。

従来よりこの種のヒートポンプ式給湯装置においては、給水管と出湯管が接続されて湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク上部に戻す加熱手段と、所定の時間帯に加熱手段による沸き上げを開始し、加熱手段への入水温度が所定の沸き終い温度以上となると沸き上げを終了するようにし、貯湯タンク内の残っている中温水の温度に応じて沸き終い温度を変更して中温水の沸き上げを防止して、ヒートポンプの加熱効率を低下させないようにしたものがあった。

特開２００５−４９０５４号公報

しかし、この従来のものでは、中温水の温度に応じて沸き終い温度を変更するため、中温水が多量に残っている場合に沸き上げ量が少なくなるため湯切れの可能性が高まってしまうという問題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するため、請求項１では、給水管と出湯管が接続されて湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク上部に戻すヒートポンプ式加熱手段と、所定の時間帯に前記ヒートポンプ式加熱手段による沸き上げを開始し、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度が所定の沸き終い温度以上となると沸き上げを終了すると共に、前記貯湯タンク内の中温水の発生状況を判断する制御手段とを備え、前記制御手段は、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断した場合は、前記所定の沸き終い温度を低い温度に変更するようにした。

また、請求項２では、前記制御手段は、過去所定期間の単位期間毎の使用熱量のバラツキ度合を算出し、バラツキ度合が小さい場合に、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断するようにした。

また、請求項３では、給水管と出湯管が接続されて湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク上部に戻すヒートポンプ式加熱手段と、所定の時間帯に前記ヒートポンプ式加熱手段による沸き上げを開始し、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度が所定の沸き終い温度以上となると沸き上げを終了すると共に、前記貯湯タンク内の中温水の発生状況を判断する制御手段と、浴槽内の浴水を前記貯湯タンク内の湯水で追い焚きする風呂熱交換器と、前記浴槽と前記風呂熱交換器とを浴水が循環可能に接続する風呂循環回路とを備え、前記制御手段は、浴水追い焚きの使用状況から中温水の発生量を判断し、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断した場合は、沸き上げを終了する前記所定の沸き終い温度を低い温度に変更するようにした。

また、請求項４では、給水管と出湯管が接続されて湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク上部に戻すヒートポンプ式加熱手段と、所定の時間帯に前記ヒートポンプ式加熱手段による沸き上げを開始し、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度が所定の沸き終い温度以上となると沸き上げを終了すると共に、前記貯湯タンク内の中温水の発生状況を判断する制御手段と、浴槽内の浴水を前記貯湯タンク内の湯水で追い焚きする風呂熱交換器と、前記浴槽と前記風呂熱交換器とを浴水が循環可能に接続する風呂循環回路とを備え、前記制御手段は、過去所定期間の単位期間毎の使用熱量に基づいて算出されるバラツキ度合と、浴水追い焚きの使用状況から中温水の発生量を判断し、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断した場合は、前記所定の沸き終い温度を低い温度に変更するようにした。

また、請求項５では、前記バラツキ度合は、過去所定期間の単位期間毎の使用熱量の標準偏差から算出するようにした。

また、請求項６では、前記バラツキ度合は、過去所定期間の単位期間毎の使用熱量の最大値と最小値の差から算出するようにした。

また、請求項７では、前記制御手段は、浴水追い焚きの使用状況を、過去所定期間の各単位期間毎の浴水追い焚きの時間、回数または加熱量の何れかから検出し、各単位期間の全てで追い焚きの時間、回数または加熱量が少ない場合に、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断するようにした。

また、請求項８では、給水管と出湯管が接続されて湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクの側面に複数もうけられた貯湯温度センサと、この貯湯タンク下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク上部に戻すヒートポンプ式加熱手段と、所定の時間帯に前記ヒートポンプ式加熱手段による沸き上げを開始し、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度が所定の沸き終い温度以上となると沸き上げを終了すると共に、前記貯湯温度センサの検出温度に基づいて中温水の発生状況を判断する制御手段とを備え、前記制御手段は、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断した場合は、前記所定の沸き終い温度を低い温度に変更するようにした。

本発明によれば、使用湯量が日々一定でばらつかないような使用パターンや、各日の風呂追い焚きの時間、回数、加熱量が少ないような使用パターン等の中温水の発生量が少ない状況が所定期間継続するような場合、沸き終い温度を低い温度に変更することで、所定の時間帯での中温水の沸き上げを防止してヒートポンプの加熱効率を向上させることができ、一方、日々の使用湯量がばらつくような使用パターンや、各日の風呂追い焚きの時間、回数、加熱量が多いような使用パターン等の中温水の発生量が多い場合、沸き終い温度を高い温度に変更することで、所定の時間帯での沸き上げ時に中温水も沸き上げ、沸き上げ量を確実に確保して湯切れを防止することができる。このように、ユーザーの使用状況に合わせて、湯切れを防止した上で最適かつ効率的な沸き上げを行うことができる。

本発明の一実施形態のヒートポンプ式風呂給湯機の概略構成図 第１実施形態の沸き上げ動作を説明するフローチャート 第２実施形態の沸き上げ動作を説明するフローチャート 第３実施形態の沸き上げ動作を説明するフローチャート 第４実施形態の沸き上げ動作を説明するフローチャート

本発明の一実施形態のヒートポンプ式給湯装置を図面に基づいて説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク（ここではタンク容量３７０Ｌ）、２は貯湯タンク１に給水する給水管、３は給水管２に設けられ給水圧を減圧する減圧弁、４は貯湯タンク１上部から出湯する出湯管、５は出湯管４に設けられ過圧を逃がす過圧逃がし弁、６は減圧弁３の下流側の給水管２から分岐した給水バイパス管、７は出湯管４からの湯水と給水バイパス管６からの水とを混合する給湯混合弁、８は給湯混合弁７からの湯水を給湯する給湯管、９は給湯管８に設けられた給湯温度センサ、１０は給湯管８を流れる流量を検出する給湯流量センサ、１１は給水温度を検出する給水温度センサ、１２は給湯栓である。

１３は浴槽、１４は貯湯タンク１内の上部に設けた風呂熱交換器、１５は浴槽１３と風呂熱交換器１４とを浴水が循環可能に接続している風呂循環回路、１６は風呂循環回路１５途中に設けられた風呂循環ポンプ、１７は浴槽１３から風呂熱交換器１４へ戻る浴水の温度を検出する風呂戻り温度センサ、１８は風呂熱交換器１４から浴槽１３へ往く浴水の温度を検出する風呂往き温度センサ、１９は浴槽１３内の水位を圧力により検出する水位センサ、２０は給湯管８から分岐されて風呂循環回路１５へ接続された湯張り管、２１は湯張り管２０の開閉を行う湯張り電磁弁である。

２２は貯湯タンク１の側面上下に複数設けられ各部の貯湯温度を検出する貯湯温度センサであり、ここでは、貯湯温度センサ２２ａは３０Ｌ、貯湯温度センサ２２ｂは８０Ｌ、貯湯温度センサ２２ｃは１３０Ｌ、貯湯温度センサ２２ｄは１８０Ｌ、貯湯温度センサ２２ｅは２３０Ｌ、貯湯温度センサ２２ｆは２８０Ｌ、貯湯温度センサ２２ｇは３３０Ｌの容量の貯湯温度を検出するものである。

２３は貯湯タンク１内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段で、冷媒を圧縮する圧縮機２４と、圧縮された高温冷媒と貯湯タンク１からの湯水とを熱交換する冷媒水熱交換器２５と、冷媒水熱交換器２５で放熱された冷媒を減圧する膨張弁２６と、低温低圧の冷媒を蒸発される蒸発器としての空気熱交換器２７とを冷媒配管２８で環状に接続して構成され、一定の加熱能力で作動するように制御されるもので、貯湯タンク１下部から取り出した湯を加熱して貯湯タンク１上部に戻すようにしているため沸き上げる湯量を自在にコントロールできるものである。なお、２９は空気熱交換機２７に熱源となる外気を送風する送風ファンである。

３０は貯湯タンク１の下部と冷媒水熱交換器２５の入口とを接続し、冷媒水熱交換機２５の出口と貯湯タンク１の上部とを接続する加熱循環回路、３１は冷媒水熱交換機２５入口側の加熱循環回路３０に設けられ貯湯タンク１下部から取り出した湯水を冷媒水熱交換機２５を介して貯湯タンク１上部に循環させる加熱循環ポンプ、３２は冷媒水熱交換機２５に流入する湯水の温度を検出する入水温度センサ、３３は冷媒水熱交換機２５から流出する湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサ、３４は外気温度を検出する外気温度センサである。

３５は給湯温度や各種必要な設定を行うためのリモートコントローラで、給湯設定温度や風呂設定温度を表示する表示部３６と、給湯設定温度および風呂設定温度を設定する温度設定スイッチ３７と、浴槽１３への所定湯量の湯張りに続いて所定の保温時間だけ保温運転を行わせるフロスイッチ３８と、浴水を加熱する追焚き動作を行わせる追焚きスイッチ３９と、貯湯タンク１からの使用熱量の実績に対する余裕分を多めにして翌日に必要な熱量（必要熱量Ｑ）を設定する多めモードと使用熱量の実績に対する余裕分を少なめにして必要熱量Ｑを設定する少なめモードの少なくとも２種類の沸き上げモードを手動操作によって切り替える沸き上げモード切替スイッチ４０とを備えている。

４１はこのヒートポンプ式風呂給湯機の作動を制御する制御手段で、予め作動を制御するためのプログラムが記憶されていると共に、演算、比較、記憶機能、カウント機能を有し、給湯温度センサ９、給湯流量センサ１０、給水温度センサ１１、風呂戻り温度センサ１７、風呂往き温度センサ１８、水位センサ１９、貯湯温度センサ２２ａ〜ｅ、入水温度センサ３２、沸き上げ温度センサ３３、外気温度センサ３４にて検出される値が入力され、給湯混合弁７、風呂循環ポンプ１６、湯張り電磁弁２１、圧縮機２４、膨張弁２６、送風ファン２９、加熱循環ポンプ３１の駆動を制御し、沸き上げ動作、給湯動作や風呂加熱動作等を制御するもので、リモートコントローラ３５と通信可能に接続されているものである。

＜給湯動作＞
次に、給湯栓１２が開かれ、給湯流量センサ１０が給湯開始と見なせる量以上の流量を検出すると、制御手段４１は給湯温度センサ９で検出する給湯温度がリモートコントローラ３５で設定した給湯設定温度となるように給湯混合弁７の開度を調節し、出湯管４からの湯と給水バイパス管６からの水とを混合して給湯設定温度の湯を給湯する。

このとき、制御手段４１は、給水温度センサ１１で検出する給水温度と給湯流量センサ１１で検出する給湯流量と給湯設定温度とから使用熱量を所定温度の給湯量に換算して、積算記憶する。

そして、給湯栓１２が閉じられる等して給湯流量センサ１０が検出する流量が給湯停止と見なせる量未満の流量まで低下すると、制御手段４１は給湯混合弁７の開度調節を終了し、給湯を終了する。

＜湯張り動作＞
また、リモートコントローラ３５の風呂スイッチ３８がオンされた場合について説明すると、制御手段４１は湯張り電磁弁２１を開き、給湯温度センサ９で検出する給湯温度がリモートコントローラ３５で設定した風呂設定温度となるように給湯混合弁７の開度を調節して風呂設定温度の湯を湯張りし、給湯流量センサ１０が検出する湯張り電磁弁２１を開いてからの流量積算値が予めリモートコントローラ３５等で設定した湯張り湯量に達すると湯張り電磁弁２１を閉じる。

このとき、制御手段４１は、給水温度センサ１１で検出する給水温度と給湯流量センサ１１で検出する給湯流量と風呂設定温度とから浴槽１３へ給湯された使用熱量を所定温度の給湯量に換算して、積算記憶する。

そして、湯張り運転を完了すると制御手段４１は所定の保温時間（例えば２時間）の保温運転を行う。この保温運転では、定期的に風呂循環ポンプ１６を駆動して浴水温度をチェックし、風呂設定温度未満であれば風呂加熱要求ありとして風呂循環ポンプ１６の駆動を継続して浴水を風呂設定温度まで加熱するようにしている。そして、湯張り運転の完了から所定の保温時間が経過すると、浴水の保温運転を行わないようにしている。

＜追い焚き動作＞
また、リモートコントローラ３５の追い焚きスイッチ３９がオンされると、制御手段４１は、風呂加熱要求ありとして風呂設定温度まで加熱する追い焚き運転を行うようにしており、追い焚き運転によって風呂加熱要求が発生すると、制御手段４１は、風呂循環ポンプ１６を駆動開始し、浴水を風呂熱交換器１４に循環させて、貯湯タンク１内の貯湯熱によって浴水を加熱する風呂加熱動作を開始し、そして、風呂戻り温度センサ１７が風呂設定温度以上を検出すると、風呂循環ポンプ１６を駆動停止して風呂加熱動作を終了する。

＜沸き上げ動作＞
次に、電力料金単価の安価な深夜の沸き上げ動作について、図２のフローチャートに基づいて説明する。ここでは、所定の時間帯である２３時から翌朝７時までの深夜時間帯がそれ以外の昼間時間帯よりも電力料金単価が安価な料金制度に基づいて説明するが、これに限られず、例えば２２時から翌朝８時までを安価な深夜時間帯とする料金制度でもよいものである。

現在時刻が２３時になり深夜時間帯の開始時刻となると（ステップＳ１でＹｅｓ）、制御手段４１は設定されている沸き上げモードと、給湯負荷として積算記憶している過去数日分の１日単位の使用熱量とに基づいて翌日に必要な必要熱量Ｑを算出、決定する（ステップＳ２）。ここでは、過去一週間の所定温度換算の給湯量の平均値と、その標準偏差に基づく値と、沸き上げモードの種類に応じた余裕分（例えば多めモードでは４３℃換算１００Ｌ分の熱量、少なめモードでは４３℃換算５０Ｌ分の熱量）との和から必要熱量Ｑを算出、決定するようにしている。

次に、制御手段４１は、外気温度センサ３４で検出する外気温度Ｔａに応じ、予め記憶されている外気温度Ｔａに応じたテーブルデータから目標沸き上げ温度Ｔｓｅｔを決定する（ステップＳ３）。ここでは、目標沸き上げ温度Ｔｓｅｔを外気温度Ｔａが１０℃未満で７５℃、外気温度Ｔａが１０℃以上では７０℃としている。

なお、外気温度Ｔａと目標沸き上げ温度Ｔｓｅｔの関係データの代わりに、給水温度Ｔｗと目標沸き上げ温度Ｔｓｅｔのテーブルデータを制御手段４１に予め記憶し、ステップＳ３では、給水温度センサ１１、最下部の貯湯温度センサ２２ｇあるいは入水温度センサ３２で検出される給水温度Ｔｗに基づいて目標沸き上げ温度Ｔｓｅｔを決定する構成としてもよい。

そして、制御手段４１は、必要熱量Ｑを目標沸き上げ温度Ｔｓｅｔから給水温度Ｔｗを引いた値で除して、目標沸き上げ量Ｖを算出する（ステップＳ４）。このとき、目標沸き上げ量Ｖは、貯湯温度センサ２２ａ〜ｇの位置に応じて補正され、算出された値が、１３０Ｌ以下では１３０Ｌ、１３０Ｌ超１８０Ｌ以下では１８０Ｌ、１８０Ｌ超２３０Ｌ未満では２３０Ｌ、２３０Ｌ超２８０Ｌ以下では２８０Ｌ、２８０Ｌ超では３３０Ｌを目標沸き上げ量Ｖとなるように補正して決定していると共に、決定された目標沸き上げ量Ｖに対応する貯湯温度センサ２２ｃ〜ｇのいずれか一つを沸き終いを判定する貯湯温度センサとする。なお、必要熱量Ｑが多い場合は、深夜時間帯に沸き上げ切れなかった不足分を昼間時間帯の沸き増し動作で沸き上げるようにしている。

次に、制御手段４１は、貯湯温度センサ２２ａ〜ｇの検出温度に基づき、残湯判定温度（例えば５０℃）以上の残湯量Ｖｚを算出し（ステップＳ５）、目標沸き上げ量Ｖから残湯量Ｖｚを減じて沸き上げ必要量Ｖｐを算出する（ステップＳ６）。

そして、制御手段４１は、過去の所定期間（例えば一週間）の単位期間（例えば１日）毎の使用熱量のバラツキ度合を算出する（ステップＳ７）。ここで、バラツキ度合は、過去一週間の一日毎の使用熱量の標準偏差や、過去一週間の一日毎の使用熱量の最大使用熱量と最小使用熱量の差をバラツキ度合を表す数値とすることができる。

次に、制御手段４１は、前記ステップＳ７で算出したバラツキ度合を表す数値を予め定められた所定値と比較し（ステップＳ８）、バラツキ度合が小さい場合は、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断して、所定の沸き終い温度を低い温度（ここでは５０℃）に変更する（ステップＳ９）。一方、バラツキ度合が大きい場合は、過去所定期間にわたり中温水の発生量が比較的多いと判断して、所定の沸き終い温度を高い温度（ここでは６０℃）に変更する（ステップＳ１０）。

そして、制御手段４１は、沸き上げ必要量Ｖｐをヒートポンプ式加熱手段２９の一定の加熱能力で除して沸き上げ時間を算出し、深夜時間帯の終了時刻から逆算して沸き上げ開始時刻（ピークシフト時刻）を算出する（ステップＳ１１）。

現在時刻がピークシフト時刻となると（ステップＳ１２でＹｅｓ）、前記ステップＳ３で決定した目標沸き上げ温度Ｔｓｅｔでの沸き上げ動作を開始すべく、ヒートポンプ式加熱手段２３および加熱循環ポンプ３１を駆動開始し、貯湯タンク１下部から取り出した水を目標沸き上げ温度Ｔｓｅｔの湯に加熱して貯湯タンク１上部から戻して積層状に貯湯する（ステップＳ１３）。

前記ステップＳ４で決定した目標沸き上げ量Ｖに対応する貯湯温度センサ２２ｃ〜ｇ（沸き終い温度センサ）が前記ステップＳ９またはＳ１０で決定した沸き終い温度を検出するか、または入水温度センサ３２が加熱上限温度（例えば５５℃）以上を検出するかして沸き上げが完了されると（ステップＳ１４）、ヒートポンプ式加熱手段２３および加熱循環ポンプ３１を駆動停止して沸き上げ動作を終了し（ステップＳ１５）、沸き上げ動作のフローを終了するようにしている（ステップＳ１６）。一方で、現在時刻が深夜時間帯の終了時刻である７時に到達すると（ステップＳ１７）、ヒートポンプ式加熱手段２３および加熱循環ポンプ３１を駆動停止して沸き上げ動作を終了し（ステップＳ１５）、沸き上げ動作のフローを終了するようにしている（ステップＳ１６）。

このように、使用湯量が日々一定でばらつかないような使用パターンであって中温水の発生量が少ない状況が所定期間継続するような場合、沸き終い温度を低い温度（ここでは５０℃）に変更することで、深夜時間帯での中温水の沸き上げを防止してヒートポンプの加熱効率を向上させることができ、一方、日々の使用湯量がばらつくような使用パターンで中温水の発生量が多い場合、沸き終い温度を高い温度に変更することで、所定の時間帯での沸き上げ時に中温水も沸き上げ、沸き上げ量を確実に確保して湯切れを防止することができる。このように、ユーザーの使用状況に合わせて、湯切れを防止した上で最適かつ効率的な沸き上げを行うことができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、先の実施形態と同一のものには同一の符号を付してその説明を省略する。
この第２の実施形態は、制御手段４１が浴水追い焚きの使用状況から中温水の発生量を判断するようにしたもので、以下に判断の詳細を説明する。

制御手段４１は、風呂追い焚き運転あるいは風呂保温運転によって浴水を風呂熱交換器１４で加熱した時間である風呂追い焚き時間を一日毎に積算し、過去直近一週間において一日毎の風呂追い焚き時間の積算時間が閾値以下であった連続回数を記憶するようにしている。

＜沸き上げ動作＞
次に、沸き上げ動作について図３のフローチャートに基づき、先の実施形態と異なる箇所を中心に説明すると、ステップＳ６で沸き上げ必要量Ｖｐを算出した後に、ステップＳ１８へ進み、制御手段４１が記憶している風呂追い焚き時間の積算時間が閾値以下であった連続回数が７回であるかを判定し、連続回数が７回であれば（ステップＳ１８でＹｅｓ）、ステップＳ９へ進み所定の沸き終い温度を５０℃とし、連続回数が７回未満であれば（ステップＳ１８でＮｏ）、ステップＳ１０へ進み所定の沸き終い温度を６０℃とする。

その後の沸き上げにおいて、前記ステップＳ４で決定した目標沸き上げ量Ｖに対応する貯湯温度センサ２２ｃ〜ｇ（沸き終い温度センサ）が前記ステップＳ９またはＳ１０で決定した沸き終い温度を検出するか、または入水温度センサ３２が加熱上限温度（例えば５５℃）以上を検出するかして沸き上げが完了されると（ステップＳ１４）、ヒートポンプ式加熱手段２３および加熱循環ポンプ３１を駆動停止して沸き上げ動作を終了し（ステップＳ１５）、沸き上げ動作のフローを終了するようにしている（ステップＳ１６）。一方で、現在時刻が深夜時間帯の終了時刻である７時に到達すると（ステップＳ１７）、ヒートポンプ式加熱手段２３および加熱循環ポンプ３１を駆動停止して沸き上げ動作を終了し（ステップＳ１５）、沸き上げ動作のフローを終了するようにしている（ステップＳ１６）。

このように、各日の風呂追い焚きの時間が少ないような使用パターン等の中温水の発生量が少ない状況が所定期間継続するような場合、沸き終い温度を低い温度に変更することで、所定の時間帯での中温水の沸き上げを防止してヒートポンプの加熱効率を向上させることができ、一方、各日の風呂追い焚きの時間が多いような使用パターン等の中温水の発生量が多い場合、沸き終い温度を高い温度に変更することで、所定の時間帯での沸き上げ時に中温水も沸き上げ、沸き上げ量を確実に確保して湯切れを防止することができる。このように、ユーザーの使用状況に合わせて、湯切れを防止した上で最適かつ効率的な沸き上げを行うことができる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、先の実施形態と同一のものには同一の符号を付してその説明を省略する。
この第３の実施形態は、制御手段４１が過去所定期間の単位期間毎の使用熱量に基づいて算出されるバラツキ度合と浴水追い焚きの使用状況とから中温水の発生量を判断するようにしたもので、以下に判断の詳細を説明する。

制御手段４１は、風呂追い焚き運転あるいは風呂保温運転によって浴水を風呂熱交換器１４で加熱した加熱量を風呂戻り温度センサ１７の検出温度と風呂設定温度と風呂追い焚き時間とから算出して一日毎に積算し、過去直近一週間において一日毎の風呂加熱量が閾値以下であった連続回数を記憶するようにしている。なお、風呂加熱量は公知の別の方法によって算出したり、推測するようにしてもよい。

＜沸き上げ動作＞
次に、沸き上げ動作について図４のフローチャートに基づき、先の実施形態と異なる箇所を中心に説明すると、ステップＳ６で沸き上げ必要量Ｖｐを算出した後に、ステップＳ１８へ進み、制御手段４１が記憶している風呂加熱量の積算値が閾値以下であった連続回数が７回であるかを判定し、連続回数が７回であれば（ステップＳ１８でＹｅｓ）、ステップＳ７へ進み、過去の所定期間（例えば一週間）の単位期間（例えば１日）毎の使用熱量のバラツキ度合を算出する。ここで、バラツキ度合は、過去一週間の一日毎の使用熱量の標準偏差や、過去一週間の一日毎の使用熱量の最大使用熱量と最小使用熱量の差をバラツキ度合を表す数値とすることができる。

次に、制御手段４１は、前記ステップＳ７で算出したバラツキ度合を表す数値を予め定められた所定値と比較し（ステップＳ８）、バラツキ度合が小さい場合は、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断して、所定の沸き終い温度を低い温度（ここでは５０℃）に変更する（ステップＳ９）。一方、バラツキ度合が大きい場合は、過去所定期間にわたり中温水の発生量が比較的多いと判断して、所定の沸き終い温度を高い温度（ここでは６０℃）に変更する（ステップＳ１０）。

また、前記ステップＳ１８で制御手段４１が記憶している風呂加熱量の積算値が閾値以下であった連続回数が７回未満であれば（ステップＳ１８でＮｏ）、ステップＳ１０へ進み所定の沸き終い温度を６０℃とする。

その後の沸き上げにおいて、前記ステップＳ４で決定した目標沸き上げ量Ｖに対応する貯湯温度センサ２２ｃ〜ｇ（沸き終い温度センサ）が前記ステップＳ９またはＳ１０で決定した沸き終い温度を検出するか、または入水温度センサ３２が加熱上限温度（例えば５５℃）以上を検出するかして沸き上げが完了されると（ステップＳ１４）、ヒートポンプ式加熱手段２３および加熱循環ポンプ３１を駆動停止して沸き上げ動作を終了し（ステップＳ１５）、沸き上げ動作のフローを終了するようにしている（ステップＳ１６）。一方で、現在時刻が深夜時間帯の終了時刻である７時に到達すると（ステップＳ１７）、ヒートポンプ式加熱手段２３および加熱循環ポンプ３１を駆動停止して沸き上げ動作を終了し（ステップＳ１５）、沸き上げ動作のフローを終了するようにしている（ステップＳ１６）。

このように、使用湯量が日々一定でばらつかないような使用パターンでかつ各日の風呂追い焚きの加熱量が少ないような使用パターンであることを判定することで、中温水の発生量が少ない状況であることを確実に判定し、使用湯量が日々一定でばらつかないような使用パターンでかつ各日の風呂追い焚きの加熱量が少ないような使用パターンの中温水の発生量が少ない状況が所定期間継続するような場合、沸き終い温度を低い温度に変更することで、所定の時間帯での中温水の沸き上げを防止してヒートポンプの加熱効率を向上させることができ、一方、日々の使用湯量がばらつくような使用パターンや、各日の風呂追い焚きの加熱量が多いような使用パターンの中温水の発生量が多い場合、沸き終い温度を高い温度に変更することで、所定の時間帯での沸き上げ時に中温水も沸き上げ、沸き上げ量を確実に確保して湯切れを防止することができる。このように、ユーザーの使用状況に合わせて、湯切れを防止した上で最適かつ効率的な沸き上げを行うことができる。

なお、浴水追い焚きの使用状況から中温水の発生量を判断するにあたり、第２の実施形態では追い焚き時間、第３の実施形態では風呂加熱量を例に説明したが、これに限らず、風呂追い焚き運転あるいは風呂保温運転によって浴水を風呂熱交換器１４で加熱した回数を一日毎に積算し、過去直近一週間において一日毎の風呂追い焚き回数が閾値以下であるかどうかから中温水の発生量を判断するようにしてもよい。

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、先の実施形態と同一のものには同一の符号を付してその説明を省略する。
この第４の実施形態は、制御手段４１が貯湯温度センサ２２の検出温度に基づいて中温水の発生状況を判断するようにしたもので、以下に判断の詳細を説明する。

制御手段４１は、深夜時間帯開始時の貯湯タンク１内の中温水の残湯量を貯湯温度センサ２２によって検出し、過去直近一週間において一日毎の中温水の残湯量が閾値以下であった連続回数を記憶するようにしている。

＜沸き上げ動作＞
次に、沸き上げ動作について図５のフローチャートに基づき、先の実施形態と異なる箇所を中心に説明すると、ステップＳ６で沸き上げ必要量Ｖｐを算出した後に、ステップＳ１９へ進み、貯湯温度センサ２２ａ〜ｇで検出する貯湯温度から中温水の残湯量（例えば５０℃以上６０℃未満の温水量）を検出し、所定の閾値以下であるかどうかを判定する。

そして、続くステップＳ２０では、制御手段４１が記憶している中温水の残湯量が閾値以下であった連続回数が７回であるかを判定し、連続回数が７回であれば（ステップＳ２０でＹｅｓ）、ステップＳ７へ進み、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断して、所定の沸き終い温度を低い温度（ここでは５０℃）に変更する（ステップＳ９）。一方、連続回数が７回未満であれば（ステップＳ２０でＮｏ）、ステップＳ１０へ進み所定の沸き終い温度を６０℃とする。

その後の沸き上げにおいて、前記ステップＳ４で決定した目標沸き上げ量Ｖに対応する貯湯温度センサ２２ｃ〜ｇ（沸き終い温度センサ）が前記ステップＳ９またはＳ１０で決定した沸き終い温度を検出するか、または入水温度センサ３２が加熱上限温度（例えば５５℃）以上を検出するかして沸き上げが完了されると（ステップＳ１４）、ヒートポンプ式加熱手段２３および加熱循環ポンプ３１を駆動停止して沸き上げ動作を終了し（ステップＳ１５）、沸き上げ動作のフローを終了するようにしている（ステップＳ１６）。一方で、現在時刻が深夜時間帯の終了時刻である７時に到達すると（ステップＳ１７）、ヒートポンプ式加熱手段２３および加熱循環ポンプ３１を駆動停止して沸き上げ動作を終了し（ステップＳ１５）、沸き上げ動作のフローを終了するようにしている（ステップＳ１６）。

このように、沸き上げ開始前の貯湯温度に基づいて中温水の発生量が少ない状況であることを確実に判定し、中温水の発生量が少ない状況が所定期間継続するような場合、沸き終い温度を低い温度に変更することで、所定の時間帯での中温水の沸き上げを防止してヒートポンプの加熱効率を向上させることができ、一方、中温水の発生量が多い場合、沸き終い温度を高い温度に変更することで、所定の時間帯での沸き上げ時に中温水も沸き上げ、沸き上げ量を確実に確保して湯切れを防止することができる。このように、ユーザーの使用状況に合わせて、湯切れを防止した上で最適かつ効率的な沸き上げを行うことができる。

なお、本発明は上記の実施形態のみに限定されるものではなく、例えば、沸き終い温度を判定する温度センサとして、入水温度センサ３２を用いるようにしてもよい。

１ 貯湯タンク
２ 給水管
４ 出湯管
１３ 浴槽
１４ 風呂熱交換器
１５ 風呂循環回路
２２ 貯湯温度センサ
２３ ヒートポンプ式加熱手段
４１ 制御手段

Claims (8)

1. 給水管と出湯管が接続されて湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク上部に戻すヒートポンプ式加熱手段と、所定の時間帯に前記ヒートポンプ式加熱手段による沸き上げを開始し、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度が所定の沸き終い温度以上となると沸き上げを終了すると共に、前記貯湯タンク内の中温水の発生状況を判断する制御手段とを備え、前記制御手段は、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断した場合は、前記所定の沸き終い温度を低い温度に変更するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
2. 前記制御手段は、過去所定期間の単位期間毎の使用熱量のバラツキ度合を算出し、バラツキ度合が小さい場合に、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断するようにしたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
3. 給水管と出湯管が接続されて湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク上部に戻すヒートポンプ式加熱手段と、所定の時間帯に前記ヒートポンプ式加熱手段による沸き上げを開始し、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度が所定の沸き終い温度以上となると沸き上げを終了すると共に、前記貯湯タンク内の中温水の発生状況を判断する制御手段と、浴槽内の浴水を前記貯湯タンク内の湯水で追い焚きする風呂熱交換器と、前記浴槽と前記風呂熱交換器とを浴水が循環可能に接続する風呂循環回路とを備え、前記制御手段は、浴水追い焚きの使用状況から中温水の発生量を判断し、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断した場合は、沸き上げを終了する前記所定の沸き終い温度を低い温度に変更するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式式給湯装置。
4. 給水管と出湯管が接続されて湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク上部に戻すヒートポンプ式加熱手段と、所定の時間帯に前記ヒートポンプ式加熱手段による沸き上げを開始し、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度が所定の沸き終い温度以上となると沸き上げを終了すると共に、前記貯湯タンク内の中温水の発生状況を判断する制御手段と、浴槽内の浴水を前記貯湯タンク内の湯水で追い焚きする風呂熱交換器と、前記浴槽と前記風呂熱交換器とを浴水が循環可能に接続する風呂循環回路とを備え、前記制御手段は、過去所定期間の単位期間毎の使用熱量に基づいて算出されるバラツキ度合と、浴水追い焚きの使用状況から中温水の発生量を判断し、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断した場合は、前記所定の沸き終い温度を低い温度に変更するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式式給湯装置。
5. 前記バラツキ度合は、過去所定期間の単位期間毎の使用熱量の標準偏差から算出するようにしたことを特徴とする請求項２または４に記載のヒートポンプ式給湯装置。
6. 前記バラツキ度合は、過去所定期間の単位期間毎の使用熱量の最大値と最小値の差から算出するようにしたことを特徴とする２または４に記載のヒートポンプ式給湯装置。
7. 前記制御手段は、浴水追い焚きの使用状況を、過去所定期間の各単位期間毎の浴水追い焚きの時間、回数または加熱量の何れかから検出し、各単位期間の全てで追い焚きの時間、回数または加熱量が少ない場合に、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断するようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載のヒートポンプ式給湯装置。
8. 給水管と出湯管が接続されて湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクの側面に複数もうけられた貯湯温度センサと、この貯湯タンク下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク上部に戻すヒートポンプ式加熱手段と、所定の時間帯に前記ヒートポンプ式加熱手段による沸き上げを開始し、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度が所定の沸き終い温度以上となると沸き上げを終了すると共に、前記貯湯温度センサの検出温度に基づいて中温水の発生状況を判断する制御手段とを備え、前記制御手段は、過去所定期間にわたり中温水の発生量が少ないと判断した場合は、前記所定の沸き終い温度を低い温度に変更するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。

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