JP6520700B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、温水の貯湯及び給湯を行う貯湯式給湯機に関する。

一般に、ヒートポンプ等の加熱手段により沸き上げた湯を貯湯タンクに貯える貯湯式給湯機が広く用いられている。貯湯式給湯機は、貯湯タンクから取出した湯を用いて、台所、洗面所等の蛇口、または、浴槽、シャワー等の給湯先に給湯する。また、従来技術としては、例えば特許文献１に記載されているような貯湯式給湯機が知られている。この貯湯式給湯機においては、１日の時間帯を電力料金制度に応じて深夜電力時間帯、第１昼間時間帯及び第２昼間時間帯に区分し、現在時刻情報と、電力料金制度の設定内容と、残湯量情報とに基いて湯水の沸き上げを制御する構成としている。

特開２００４−３３２９９８号公報

従来技術の貯湯式給湯機は、電力料金制度を深夜電力時間帯、第１昼間時間帯及び第２昼間時間帯から選択することができる。しかしながら、これら３種類以外の電力料金制度が存在する場合には、当該電力料金制度に対応することができないため、電力料金が実現可能な最低料金よりも高くなることがあり、沸き上げの制御を最適化することができないという問題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電力料金の異なる時間帯が４つ以上に細分化された場合でも、加熱運転を適切なタイミングで小刻みに実行しつつ、必要な貯湯量を確保することができ、電力コストを抑制することが可能な貯湯式給湯機を提供することにある。

本発明に係る貯湯式給湯機は、温水を貯湯するための貯湯タンクと、貯湯タンクに貯湯される温水を加熱する加熱手段と、ユーザーが希望する給湯使用量、給湯温度及び給湯使用時刻を給湯負荷要求として入力する入力手段と、給湯負荷要求を満たすために必要な貯湯温度及び貯湯量の温水を貯湯タンクに貯湯するように加熱手段を制御して貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱運転を行う制御部と、加熱運転に用いる電力料金の時間帯別単価情報であって、４つ以上の異なる時間帯の時間帯別単価情報を外部との通信により入手する電力料金情報入手手段と、を備え、制御部は、電力料金情報入手手段により入手した時間帯別単価情報に基いて加熱運転を制御し、他の時間帯と比較して電力料金が安い時間帯にのみ加熱運転を行うことで給湯負荷要求を満たすことが可能であるか否かの判定を実行し、判定が不成立となる場合に、他の時間帯のうち給湯使用時刻に近い時間帯から順に給湯負荷要求が満たされるまで加熱運転を行うものである。

本発明によれば、電力自由化等により電力料金の異なる時間帯が４つ以上に細分化された場合でも、ユーザーが意識することなく、加熱運転を適切なタイミングで小刻みに実行して必要な貯湯量を確保することができ、電力コストを抑制することができる。

本発明の実施の形態１による貯湯式給湯機を示す構成図である。 電力料金の時間帯別単価情報に基いて沸き上げ運転の有無を制御する制御例を示すフローチャートである。 リモコンの構成及び表示の一例を示す説明図である。 沸き上げ運転の履歴の表示例を示す説明図である。 電力料金の安い時間帯での沸き上げ運転により給湯負荷要求に対応可能な場合の制御例を示すフローチャートである。 電力料金の安い時間帯での沸き上げ運転では、貯湯量が不足する場合の制御例を示すフローチャートである。 給湯モードを設定する場合の制御例を示すフローチャートである。 時間帯別の電力料金及びＨＰユニットの作動状態をリモコンに表示するためのフローチャートである。 電力料金が安い時間帯以外は沸き上げ運転を禁止する制御の一例を示すフローチャートである。 給湯負荷要求と、当該給湯負荷要求に対応して生じた実際の給湯負荷との差分を学習する制御の一例を示すフローチャートである。 最低貯湯量を保持するための制御例を示すフローチャートである。 給湯モードの設定時におけるリモコンの表示例を示している。

実施の形態１．
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。なお、各図においては、共通する要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本明細書において、「湯水」とは、温水（湯）及び水を総称している。

図１は、本発明の実施の形態１による貯湯式給湯機を示す構成図である。この図に示すように、貯湯式給湯機３５は、タンクユニット３３と、ヒートポンプサイクルを利用するＨＰユニット７と、ユーザーが運転状態の操作及び各種の設定値の変更等を行うリモコン４４とを備えている。ＨＰユニット７とタンクユニット３３とは、ＨＰ往き配管１４及びＨＰ戻り配管１５を介して接続されると共に、図示しない配線を介して電気的に接続されている。タンクユニット３３には、制御部３６が内蔵されている。制御部３６には、湯水が流れる配管の配管長に関するデータが予め記憶されている。これにより、制御部３６は、外気温センサ７０と配管長の組合わせにより配管内の温度を推測する機能を備えている。タンクユニット３３及びＨＰユニット７が備える各種の弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御部３６により制御される。

ＨＰユニット７は、後述する貯湯タンク８の下部または給水配管９から供給される湯水を加熱する（沸き上げる）もので、加熱手段を構成している。ＨＰユニット７により加熱された温水は、運転形態に応じて、貯湯タンク８の上部に貯湯されるか、または、給湯対象に供給される。給湯対象としては、各部屋に設置された給湯栓、シャワー、カラン等の蛇口、温水暖房機等の温水機器、浴槽等が挙げられる。ＨＰユニット７は、圧縮機１、水冷媒熱交換器３、膨張弁４及び空気熱交換器６を冷媒配管５により環状に接続したもので、ヒートポンプサイクルを構成している。水冷媒熱交換器３は、冷媒配管５を流れる冷媒と、貯湯タンク８から導入された低温水との間で熱交換を行うためのものである。

タンクユニット３３には、貯湯タンク８を含めて、以下に述べる各種の部品、配管等が内蔵されている。貯湯タンク８は、ＨＰユニット７により沸き上げた温水を貯湯するものである。貯湯タンク８の下部に設けられた水導入口８ａには、第３給水配管９ｃが接続されている。水道等の水源から供給される低温水は、減圧弁３１で所定圧力に調圧された上で、第３給水配管９ｃを通って貯湯タンク８内に流入する。貯湯タンク８の上部には、温水導入出口８ｄが設けられている。温水導入出口８ｄには、貯湯タンク８内に貯留された湯をタンクユニット３３の外部に供給するための給湯配管２１と、送湯配管１３とが接続されている。

なお、貯湯タンク８の温水導入出口８ｄには、ＨＰユニット７により加熱された温水が導入される。また、貯湯タンク８内の湯水が給湯に使用されるときには、市水等の水源から第１給水配管９ａ及び第２給水配管９ｂ等を経由して貯湯タンク８の水導入口８ａに低温水が導入される。このため、貯湯タンク８の内部には、上下方向において上部側ほど湯水の温度が高くなり、下部側ほど湯水の温度が低くなる温度成層が形成される。また、貯湯タンク８の表面には、複数の貯湯温度センサ４２，４３が高さを変えて取付けられている。これらの貯湯温度センサ４２，４３は、貯湯タンク８内の湯水の温度分布を検出するものである。制御部３６は、貯湯温度センサ４２，４３の検出結果に基いて貯湯タンク８内の貯湯温度及び貯湯量を把握し、後述する沸き上げ運転の開始、停止等を制御する。

タンクユニット３３には、熱源ポンプ１２及びふろ用熱交換器２０が内蔵されている。熱源ポンプ１２は、タンクユニット３３内の後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプであり、ＨＰ往き配管１４上に設けられている。ふろ用熱交換器２０は、貯湯タンク８から供給される高温水を利用して２次側の加熱対象水（浴槽水、暖房用水等）を加熱するための熱交換器である。本実施の形態では、ふろ用熱交換器２０の２次側の構成として、浴槽３０内の湯水を循環させるふろ往き配管２７及びふろ戻り配管２８を例示して説明する。ふろ用熱交換器２０は、ふろ往き配管２７とふろ戻り配管２８の途中に設置されている。また、ふろ往き配管２７とふろ戻り配管２８の途中には、浴槽水を循環させるためのふろ循環ポンプ２９と、浴槽３０から出た浴槽水の温度を検出するためのふろ戻り温度センサ３８と、ふろ用熱交換器２０から出た熱交換後の湯の温度を検出するためのふろ往き温度センサ３７とが設置されている。ふろ用熱交換器２０は、ふろ往き配管２７と、ふろ戻り配管２８と、浴槽３０とで形成される循環経路の途中に設置されている。

また、タンクユニット３３には、三方弁１１及び四方弁１８が内蔵されている。三方弁１１は、湯水が流入するａ，ｂポートと、湯水が流出するｃポートとを有する流路切替手段であり、２つの経路ａ−ｃ，ｂ−ｃの間で湯水の流路を切換えるように構成されている。三方弁１１は、水導出口配管１０とＨＰ往き配管１４とを連通させる形態と、温水導出配管２０ｂとＨＰ往き配管１４とを連通させる形態とからなる２つの流路形態のうち、何れか一方の流路形態に切換えられる。四方弁１８は、湯水が流入するｂ，ｃポートと、湯水が流出するａ，ｄポートとを有する流路切換手段であり、４つの経路ａ−ｂ，ａ−ｃ，ｂ−ｄ，ｃ−ｄの間で湯水の流路を切換えるように構成されている。四方弁１８は、ＨＰ戻り配管１５と送湯配管１３とを連通させる形態と、ＨＰ戻り配管１５と第１バイパス配管１６とを連通させる形態と、第１バイパス配管１６と第２バイパス配管１７とを連通させる形態と、送湯配管１３と第２バイパス配管１７とを連通させる形態とからなる４つの流路形態のうち、何れか１つの流路形態に切換えられる。

また、タンクユニット３３は、水導出口配管１０、温水導入配管２０ａ、第１バイパス配管１６、温水導出配管２０ｂ及び第２バイパス配管１７を備えている。水導出口配管１０は、貯湯タンク８の下部に設けられた水導出口８ｂと三方弁１１のａポートとを接続している。ＨＰ往き配管１４は、三方弁１１のｃポートとＨＰユニット７の入口側とを接続している。ＨＰ戻り配管１５は、ＨＰユニット７の出口側と四方弁１８のｃポートとを接続している。送湯配管１３は、四方弁１８のｄポートと、貯湯タンク８の温水導入出口８ｄとを接続している。第１バイパス配管１６は、四方弁１８のａポートと、貯湯タンク８の中央部から下部の間に設けられた温水導入口８ｃとを接続している。温水導入配管２０ａは、送湯配管１３の途中から分岐し、ふろ用熱交換器２０の１次側入口に接続されている。温水導出配管２０ｂは、ふろ用熱交換器２０の１次側出口と三方弁１１のｂポートとを接続している。第２バイパス配管１７は、ＨＰ往き配管１４のうち熱源ポンプ１２とＨＰユニット７との間の部位から分岐し、四方弁１８のｂポートに接続されている。

さらに、タンクユニット３３は、第１給水配管９ａ、第２給水配管９ｂ、給湯用混合弁２２、ふろ用混合弁２３、第１給湯配管２４及び第２給湯配管２５を備えている。第１給水配管９ａの一端は水道等の水源に接続され、第１給水配管９ａの他端には減圧弁３１を介して第２給水配管９ｂ及び第３給水配管９ｃが接続され、これらの配管９ａ，９ｂ，９ｃは給水配管９を構成している。第２給水配管９ｂは、途中から分岐して給湯用混合弁２２とふろ用混合弁２３とにそれぞれ接続されている。また、給湯配管２１は、途中から分岐して給湯用混合弁２２とふろ用混合弁２３とにそれぞれ接続されている。第２給湯配管２５の途中には、第２給湯配管２５を開閉するふろ用電磁弁２６と、第２給湯配管２５を通る温水の流量を検出するふろ用流量センサ４５とが設けられている。

給湯用混合弁２２およびふろ用混合弁２３は、給湯配管２１から供給される高温水と、第２給水配管９ｂから供給される低温水との流量比を調整することにより、ユーザーがリモコン４４にて設定した設定温度の温水を生成し、生成した温水を第１給湯配管２４及び第２給湯配管２５にそれぞれ流入させる。給湯用混合弁２２で温度調整された温水は、第１給湯配管２４から給湯栓３４を経由してシャワー、カラン等の蛇口５０に供給される。また、第１給湯配管２４には、給湯用水流センサ５１が設けられている。給湯用水流センサ５１は、第１給湯配管２４を流れる湯水の流れを検出するもので、制御部３６と接続されている。一方、ふろ用混合弁２３で設定温度に調整された温水は、第２給湯配管２５からふろ用電磁弁２６、ふろ用流量センサ４５、ふろ往き配管２７及びふろ戻り配管２８を経由して浴槽３０に供給される。

制御部３６は、貯湯式給湯機３５を制御するもので、マイクロコンピュータ等により構成され、タンクユニット３３に内蔵されている。制御部３６は、制御プログラム等が予め記憶された記憶回路と、前記制御プログラムに基いて演算を行う演算処理装置（ＣＰＵ）と、信号の入出力を行う入出力ポートとを備えている。入出力ポートには、ＨＰユニット７及びタンクユニット３３が備える前述の各種センサ類、各種弁類、ポンプ類等が接続されている。制御部３６は、各センサの出力、リモコン４４の設定等に基いて各種弁類、ポンプ類等を駆動することにより、各種の運転動作を実行する。一例を挙げると、制御部３６は、リモコン４４から入力された給湯負荷要求を満たすために必要な貯湯温度及び貯湯量の目標値を決定し、貯湯タンク８の実際の貯湯温度及び貯湯量が前記目標値と一致するようにＨＰユニット７を制御して沸き上げ運転を実行する。

また、制御部３６は、宅内のルーター８０、ホームゲートウエイ８１等を経由して、インターネット回線３９に接続されている。ホームゲートウエイ８１は、ＨＥＭＳ（ホームマネージメントシステム）を構成するものである。制御部３６は、インターネット回線３９を経由して外部と通信することにより、電力会社から電力料金の時間帯別単価情報を入手することができる。また、制御部３６は、給湯機の動作情報、現在のエラー情報等をＨＥＭＳに送信する。これにより、ＨＥＭＳは、貯湯式給湯機３５を含む各種の家電機器を管理する。

制御部３６には、入力手段としてのリモコン４４が相互通信可能に接続されている。図３は、リモコンの構成及び表示の一例を示す説明図である。この図に示すように、リモコン４４は、貯湯式給湯機３５の状態等の情報を表示する表示部６０、ユーザーが操作するスイッチ４８等を含む操作部、スピーカ４６、マイク４７等を備えている。また、リモコン４４は、ユーザーが希望する給湯使用量、給湯温度、給湯使用時刻等を給湯負荷要求として入力する機能を備えている。

次に、制御部３６により実行される貯湯式給湯機の制御について説明する。まず、ＨＰユニット７により貯湯タンク８内の湯水を加熱する加熱運転としての沸き上げ運転について説明する。沸き上げ運転では、まず、三方弁１１により、水導出口配管１０とＨＰ往き配管１４とを連通すると共に、温水導出配管２０ｂを閉じてふろ用熱交換器２０から戻る流路を遮断する。また、四方弁１８により、ＨＰ戻り配管１５と送湯配管１３とを連通すると共に、第１バイパス配管１６を閉じて貯湯タンク８の温水導入口８ｃに向かう流路を遮断する。そして、この状態でＨＰユニット７及び熱源ポンプ１２を駆動する。

これにより、貯湯タンク８の下部から流出する低温水は、水導出口配管１０、三方弁１１、熱源ポンプ１２及びＨＰ往き配管１４を順次経由してＨＰユニット７に流入し、ＨＰユニット７により加熱される。そして、ＨＰユニット７から流出した高温水は、ＨＰ戻り配管１５、四方弁１８及び送湯配管１３を順次経由して、貯湯タンク８の温水導入出口８ｄに流入し、貯湯タンク８の内部に貯湯される。このように、沸き上げ運転が実行されることで、貯湯タンク８の内部には、上部側から高温水が貯留されていき、この貯湯量の増加は、貯湯温度センサ４２，４３により検出される。そして、沸き上げ運転は、貯湯量が目標値に到達した時点で終了され、熱源ポンプ１２及びＨＰユニット７が停止される。

次に、図２を参照して、制御部３６により実行される基本的な制御について説明する。図２は、電力料金の時間帯別単価情報に基いて沸き上げ運転の有無を制御する制御例を示すフローチャートである。この図に示すように、制御部３６は、まず、ステップＳ１において、インターネット回線３９から電力料金の時間帯別単価情報を入手する。ここで、時間帯別単価情報とは、複数の時間帯における電力料金の相対的な高さ（安さ）、及び、前記各時間帯の開始時間及び終了時間を含む情報である。なお、電力料金の相対的な高さ（安さ）に代えて、個々の時間帯における電力料金単価の具体値を用いてもよい。また、ステップＳ１では、電力会社により設定されている全ての時間帯の時間帯別単価情報、即ち、電力料金単価が前後の時間帯と異なる全ての時間帯の時間帯別単価情報を入手することが好ましい。なお、図２中のステップＳ１は、４つ以上の異なる時間帯の時間帯別単価情報を外部との通信により入手する電力料金情報入手手段の具体例に相当している。

制御部３６は、入手した電力料金の時間帯別単価情報と、現在時刻と、ＨＰユニット７の現在の作動情報とをリモコン４４に送信する。そして、図３に示すように、時間帯別単価情報を現在時刻と関連させてリモコン４４に表示し、電力料金単価が異なる複数の時間帯のうち現在時刻がどの時間帯に属しているのかをユーザーに報知する。また、制御部３６は、ＨＰユニット７の現在の作動状態、即ち、現在沸き上げ運転中であるか否かをリモコン４４に表示させる。これにより、複数の時間帯に個別の電力料金単価が設定されている場合でも、ユーザーは、リモコン４４の表示を見るだけで、各時間帯の電力料金体系、現在時刻の電力料金単価及び現在の沸き上げ運転の状態を容易に把握することができ、ユーザーの利便性を向上させることができる。

なお、図３では、例えば電力料金が異なる６つの時間帯が存在する場合において、各時間帯の電力料金単価の高さ及び安さを相対的に表示している。具体的に述べると、「電力料金の高い時間帯」とは、他の時間帯と比較して電力料金単価が高い時間帯（例えば、電力料金単価が最も高い時間帯）に相当している。「電力料金の安い時間帯」とは、他の時間帯と比較して電力料金単価が安い時間帯（例えば、電力料金単価が最も安い時間帯）に相当している。また、「電力料金の通常時間帯」とは、電力料金単価が「電力料金の高い時間帯」よりも安く、かつ、「電力料金の安い時間帯」よりも高い時間帯に相当している。なお、本発明は、４つ以上の複数の時間帯の時間帯別単価情報に対応できればよいもので、対応する時間帯は、図３に示す６つの時間帯に限定されるものではない。

次に、図２中のステップＳ２では、例えば電力料金の時間帯別単価情報、現在時刻等に基いて、沸き上げ運転により湯を沸かす必要があるか否かを判定する。なお、ステップＳ２で行う具体的な判定処理については、後述する。ステップＳ２の判定が成立した場合には、ステップＳ３に移行し、ＨＰユニット７を作動させることにより沸き上げ運転を実行する。また、ステップＳ２の判定が不成立の場合には、本ルーチンを終了する。これにより、制御部３６は、給湯負荷が逼迫していない限り、電力料金の安い時間帯で沸き上げ運転を優先して実行することができる。また、制御部３６は、図４に示すように、上記制御により実行された沸き上げ運転の開始時間及び完了時間を示す履歴をリモコン４４に表示させてもよい。なお、図４は、沸き上げ運転の履歴の表示例を示す説明図である。

次に、図５を参照して、電力料金の安い時間帯での制御について説明する。図５は、電力料金の安い時間帯での沸き上げ運転により給湯負荷要求に対応可能な場合の制御例を示すフローチャートである。この図において、まず、ステップＳ１０では、電力料金が安い時間帯であるか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップＳ１１に移行する。また、ステップＳ１０の判定が不成立の場合には、本ルーチンを終了する。

次に、ステップＳ１０では、ユーザーが入力した給湯負荷要求をリモコン４４から読込むと共に、貯湯温度センサ４２，４３の検出結果に基いて貯湯タンク８の現在の貯湯温度及び貯湯量を検出する。そして、現在の貯湯温度、貯湯量、給湯負荷要求の給水温度及びＨＰユニット７の加熱能力によって電気料金が安い時間帯のみで沸き上げ運転を実行することで給湯負荷要求を満足できるか否かを判定する。この判定が成立した場合には、電力料金が相対的に高い他の時間帯に沸き上げ運転を行う必要がないので、ステップＳ１２に移行して沸き上げ運転を実行する。一方、ステップＳ１１の判定が不成立の場合には、本ルーチンを終了する。

このように、図５に示す制御では、他の時間帯と比較して電力代が安い時間帯にのみ沸き上げ運転を行うことで給湯負荷要求を満足できるか否かの判定を実行し、前記判定が成立する場合には、電力代が安い時間帯にのみ沸き上げ運転を効率よく行うようにしている。これにより、電力代が安い時間帯のみで供給可能な給湯負荷要求に対しては、他の時間帯で沸き上げ運転を行わずに対応することができ、電力料金を削減することができる。

次に、図６を参照して、電力料金の安い時間帯のみでは給湯負荷要求を満足できない場合の制御について説明する。図６は、電力料金の安い時間帯での沸き上げ運転では、貯湯量が不足する場合の制御例を示すフローチャートである。この図において、まず、ステップＳ２０では、電力料金の安い時間帯であるか否かを判定し、この判定が成立した場合には、本ルーチンを終了する。また、ステップＳ２０の判定が不成立の場合には、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２１では、現在時刻が給湯負荷要求として入力された給湯使用時刻に近いか否かを判定する。具体例を挙げると、現在時刻と給湯使用時刻との時間差が予め設定された判定時間よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ２１の判定が不成立の場合には、まだ給湯使用時刻が近くないので、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２１の判定が成立した場合には、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２では、湯を沸かす必要があるか否かを判定する。具体的には、例えば貯湯タンク８の現在の貯湯量及び貯湯温度と、給湯負荷要求として入力された給湯使用量及び給湯温度とを比較することにより、沸き上げ運転を行う必要があるか否かを判定する。ステップＳ２２の判定が成立した場合には、現在時刻が電力料金の安い時間帯ではなく、かつ、給湯使用時刻が近く、更に、給湯負荷要求と比較して貯湯タンク８内の貯湯熱量が不足していると判断される。そこで、この場合には、ステップＳ２３に移行し、沸き上げ運転を行った後に、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２２の判定が不成立の場合には、貯湯タンク８内に十分な貯湯熱量を存在するので、本ルーチンを終了する。

このように、図６に示す制御では、電力料金が安い時間帯にのみ沸き上げ運転を行うことで給湯負荷要求を満足できない場合に、給湯使用時刻に最も近い他の時間帯で沸き上げ運転を行うことができる。また、この制御では、給湯使用時刻に最も近い時間帯の全ての時間にわたって沸き上げ運転を実行しても給湯負荷要求を満足できない場合に、他の時間帯のうち給湯使用時刻に近い時間帯から順に沸き上げ運転を実行し、給湯負荷要求が満たされる時間帯まで沸き上げ運転を続行することができる。これにより、電力料金が安い時間帯では対応しきれない場合でも、電力料金の上昇を最低限に抑制しつつ、沸き上げを効率よく行うことができる。

次に、ユーザーが給湯モードを設定する場合の動作について説明する。制御部３６は、ユーザーが給湯負荷要求の入力を簡単に行えるように、複数の給湯モードを備えている。個々の給湯モードは、１組の給湯使用量及び給湯温度がセットにして記憶されたものである。図７は、給湯モードを設定する場合の制御例を示すフローチャートである。この図において、まず、ステップＳ３０では、例えばリモコン４４の操作内容に基いて、ユーザーが給湯負荷要求を入力するか否かを判定する。この判定が成立した場合には、ステップＳ３１に移行する。ステップＳ３０の判定が不成立の場合には、本ルーチンを終了する。

ステップＳ３１では、ユーザーがリモコン４４にて所望の給湯使用量及び給湯温度を入力したときに、これらの入力内容を１つの給湯モードとして記憶する。図１２は、給湯モードの設定時におけるリモコンの表示例を示している。この例では、例えば給湯使用量５０Ｌと給湯温度４２℃とをセットにした給湯負荷要求１、及び、給湯使用量１００Ｌと給湯温度４０℃とをセットにした給湯負荷要求２が、２つの給湯モードとして表示されている。このように、制御部３６は、ユーザーにより入力された複数の給湯モードを記憶し、記憶内容をリモコン４４に表示させることができる。

次に、ステップＳ３２では、給湯モードの入力が終了したか否かを判定し、この判定が成立した場合には、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ３２の判定が不成立の場合には、ステップＳ３０に戻り、ユーザーにより新たな給湯モードを入力させる。このような処理により、ユーザーは、所望の給湯使用量及び給湯温度をセットにした複数の給湯モードを設定することができる。

上記制御によれば、ユーザーは、使用頻度が高い給湯使用量と給湯温度のセットを、複数の給湯モードとして予め設定しておくことができる。これにより、給湯使用時には、例えば給湯負荷要求１、給湯負荷要求２等を選択する操作を行うだけで、所望の給湯使用量及び給湯温度を容易に設定することができ、ユーザーの利便性を向上させることができる。なお、本発明では、上記制御に加えて、個々の給湯モードを使用すると予想される予想使用時刻を前記給湯使用時刻として給湯モード毎に設定してもよい。具体例を挙げると、ステップＳ３１において、１つの給湯モードとなる給湯負荷要求を入力したときに、当該給湯負荷要求の予想使用時刻も入力するようにする。これにより、制御部３６は、ユーザーが時刻に応じて給湯負荷要求を設定しなくても、給湯モードを自動的に切換えることができ、利便性を更に向上させることができる。

次に、時間帯別の電力料金及びＨＰユニット７の作動状態をリモコン４４に表示する処理について説明する。図８は、これらを表示するためのフローチャートである。図８において、まず、ステップＳ４０では、インターネット回線３９から入手した電力料金の時間帯別単価情報をリモコン４４の表示部６０に表示する。続いて、ステップＳ４１では、ＨＰユニット７の作動状態を表示し、本ルーチンを終了する。

次に、電力料金が安い時間帯以外は沸き上げ運転を禁止する制御について説明する。図９は、この制御の一例を示すフローチャートである。図９において、まず、ステップＳ５０では、電力料金が安い時間帯であるかを判定する。この判定が不成立の場合には、ステップＳ５１に移行して沸き上げ運転を禁止してから、ステップＳ５２に移行する。なお、ステップＳ５１の処理は、実行中の沸き上げ運転を停止すること、及び、沸き上げ運転の開始条件が成立してもこれを無視することを意味する。一方、ステップＳ５０の判定が成立した場合には、ステップＳ５１を実行せずに、そのままステップＳ５２に移行する。

ステップＳ５２では、電力料金が高い時間帯に沸き上げ運転を停止させたか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップＳ５３に移行する。ステップＳ５３では、電力料金が安い時間帯になったか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップＳ５４へ移行する。ステップＳ５４では、現在時刻が電力料金の安い時間帯に属しているので、貯湯量等からみて沸き上げ運転が必要と判断した場合には、ＨＰユニット７を作動させて沸き上げ運転を実行する。一方、ステップＳ５２，Ｓ５３の何れかで判定が不成立となった場合には、本ルーチンを終了する。

このように、図９に示す制御では、電力料金単価が現在の時間帯よりも安くなる時間帯まで沸き上げ運転を禁止し、電力料金が安い時間帯となってから必要に応じて沸き上げ運転を実行するようにしている。これにより、沸き上げ運転が非効率な時間帯に行われるのを回避し、消費電力を削減することができる。なお、図９中のステップＳ５０，Ｓ５１は、加熱禁止手段の具体例に相当している。

次に、図１０を参照して、給湯負荷の学習制御について説明する。図１０は、給湯負荷要求と、当該給湯負荷要求に対応して生じた実際の給湯負荷との差分を学習する制御の一例を示すフローチャートである。この図において、まず、ステップＳ６０では、ユーザーが事前に予想して入力した給湯負荷要求と、実際に使用された給湯負荷との差分を求める。具体例を挙げると、ステップＳ６０では、給湯負荷要求として入力された給湯の予想使用時刻に対応する給湯の利用開始時刻から利用終了時刻までの時間長と、実際の給湯の利用開始時刻から利用終了時刻までの時間長とを比較し、両者の時間長の差分を求める。

次に、ステップＳ６１では、上記２つの時間長に差があるか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップＳ６２に移行する。また、ステップＳ６１の判定が不成立の場合には、本ルーチンを終了する。次に、ステップＳ６２では、給湯負荷要求が実際の給湯負荷よりも大きいか否かを時間長の大小関係から判定し、この判定が成立した場合には、ステップＳ６３に移行する。

ステップＳ６３では、入力されている給湯負荷要求を上記時間長の差分に相当する分だけ減少させる補正を実行し、本ルーチンを終了する。このようなマイナス補正の具体例を挙げると、例えば給湯負荷要求の時間長と比較して実際に給湯を使用した時間長が５分短い場合には、入力されている給湯負荷要求の時間長（予想される給湯使用時間）を５分短縮する。この補正内容は、制御部３６により学習、記憶される。そして、次回の給湯負荷要求の設定時において、例えばユーザーにより今回と同じ給湯負荷要求が入力された場合には、入力された給湯負荷要求を今回学習した給湯負荷要求に置き換える補正、即ち、給湯負荷要求の入力値を短縮する補正を行う。このような補正の有無及び補正量については、ユーザーの操作により変更可能な構成とするのが好ましい。

なお、上記説明では、入力された給湯負荷要求と実際の給湯負荷との差分を給湯使用時間の時間長として求める場合を例示した。しかし、本発明は、これに限らず、給湯負荷のうち使用時間以外の要素の差分を求めて学習するようにしてもよい。具体例を挙げると、例えば入力された給湯負荷要求が予定給湯量３０Ｌかつ給湯温度４５℃であり、実際に使用した給湯負荷が給湯量２０Ｌかつ給湯温度４２℃であった場合には、給湯量と給湯温度の組合わせにおいて、給湯負荷要求と実際の給湯負荷との差分を学習する。そして、次回の予定として入力された給湯負荷要求が予定給湯量３０Ｌかつ湯温４５℃であった場合には、これらの入力値を給湯量２０Ｌかつ給湯温度４２℃に補正する。このような補正の有無及び補正量については、ユーザーの操作により変更可能な構成とするのが好ましい。

一方、ステップＳ６２の判定が不成立の場合には、ステップＳ６４に移行する。ステップＳ６４では、入力されている給湯負荷要求を前記時間長の差分に相当する分だけ減少させる補正を実行し、本ルーチンを終了する。このようなプラス補正の具体例を挙げると、例えば給湯負荷要求の時間長と比較して実際に給湯を使用した時間長が５分長い場合には、入力されている給湯負荷要求の時間長（予想される給湯使用時間）を５分延長する。この補正内容は、制御部３６により学習、記憶される。そして、次回の給湯負荷要求の設定時において、例えばユーザーにより今回と同じ給湯負荷要求が入力された場合には、入力された給湯負荷要求を今回学習した給湯負荷要求に置き換える補正、即ち、給湯負荷要求の入力値を延長する補正を行う。この補正の有無及び補正量については、ユーザーの操作により変更可能な構成とするのが好ましい。

また、ステップＳ６２においても、前述したように、使用時間以外の要素の差分を求めて学習するようにしてもよい。具体例を挙げると、例えば入力された給湯負荷要求が予定給湯量２０Ｌかつ給湯温度４２℃であり、実際に使用した給湯負荷が給湯量３０Ｌかつ給湯温度４５℃であった場合には、給湯量と給湯温度の組合わせにおいて、給湯負荷要求と実際の給湯負荷との差分を学習する。そして、次回の予定として入力された給湯負荷要求が予定給湯量２０Ｌかつ湯温４２℃であった場合には、これらの入力値を給湯量３０Ｌかつ給湯温度４５℃に補正する。この補正の有無及び補正量については、ユーザーの操作により変更可能な構成とするのが好ましい。

図１０に示す制御では、ユーザーが給湯負荷要求を設定するときの傾向、癖等を学習し、学習結果に基いて給湯負荷要求が給湯実績に近づくように適切な補正を行うことができる。これにより、沸き上げ運転を更に効率よく実行し、ユーザーの利便性を向上させることができる。なお、図１０に示すルーチンは、学習手段の具体例に相当している。

次に、最低貯湯量を保持するための制御について説明する。貯湯式給湯機３５は、貯湯タンク８内に予め設定された最低貯湯量以上の湯を常時保持するように構成されている。図１１は、最低貯湯量を保持するための制御例を示すフローチャートである。この図において、まず、ステップＳ７０では、現在の貯湯量が最低貯湯量よりも多いか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップＳ７１に移行する。即ち、例えば最低貯湯量が５０Ｌである場合には、現在の貯湯量が５０Ｌよりも多い場合には、ステップＳ７１に移行する。一方、ステップＳ７０の判定が不成立の場合には、ステップＳ７３に移行する。

ステップＳ７１では、給湯負荷要求があるか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップＳ７２に移行する。また、ステップＳ７１の判定が不成立の場合には、ステップＳ７３に移行する。ステップＳ７２では、沸き上げ運転を実行することにより、（最低貯湯量＋給湯負荷要求）分の湯を沸き上げてから、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ７３では、沸き上げ運転により最低貯湯量分の湯を沸き上げてから、本ルーチンを終了する。

図１１に示す制御では、貯湯タンク８に貯湯される温水の総貯湯量が最低貯湯量に対して給湯負荷要求による必要湯量の分だけ多くなるように総貯湯量を制御することができる。そして、総貯湯量が最低貯湯量よりも低下した場合には、沸き上げ運転を開始することができる。従って、給湯負荷要求がどのように変化する場合でも、貯湯タンク８内に最低貯湯量分の湯を残しておくことができ、想定外の給湯負荷等に対しても湯切れを抑制することができる。

なお、本実施の形態において、制御部３６は、上述した図２及び図５から図１１に示す制御の全部または一部を適宜組合わせて沸き上げ運転を制御するものである。

以上詳述した通り、本実施の形態では、４つ以上の異なる時間帯の時間帯別単価情報を外部との通信により入手し、入手した時間帯別単価情報に基いて沸き上げ運転を制御するようにしている。これにより、電力料金体系が複雑な場合でも、１日のうちで電力料金が安い時間帯と電力料金が高い時間帯とを細かく把握し、例えば電力料金が安い時間帯を利用して沸き上げ運転を数回に分けて行うことができる。従って、電力自由化等により電力料金の異なる時間帯が４つ以上に細分化された場合でも、ユーザーが意識することなく、沸き上げ運転を適切なタイミングで小刻みに実行して必要な貯湯量を確保することができ、電力コストを抑制することができる。

なお、前記実施の形態１では、加熱手段としてヒートポンプサイクルを利用するＨＰユニット７を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばヒータ式、燃料燃焼式の加熱手段を備える貯湯式給湯機に適用してもよい。

１ 圧縮機，３ 水冷媒熱交換器，４ 膨張弁，５ 冷媒配管，６ 空気熱交換器，７ ＨＰユニット（加熱手段），８ 貯湯タンク，８ａ 水導入口，８ｃ 温水導入口，８ｄ 温水導入出口，９ 給水配管，９ａ 第１給水配管，９ｂ 第２給水配管，９ｃ 第３給水配管，１０ 水導出口配管，１１ 三方弁，１２ 熱源ポンプ，１３ 送湯配管，１４ ＨＰ往き配管，１５ ＨＰ戻り配管，１６ 第１バイパス配管，１７ 第２バイパス配管，１８ 四方弁，２０ａ 温水導入配管，２０ｂ 温水導出配管，２０ ふろ用熱交換器，２１ 給湯配管，２２ 給湯用混合弁，２３ ふろ用混合弁，２４ 第１給湯配管，２５ 第２給湯配管，２６ ふろ用電磁弁，２７ ふろ往き配管，２８ ふろ戻り配管，２９ ふろ循環ポンプ，３０ 浴槽，３１ 減圧弁，３３ タンクユニット，３４ 給湯栓，３５ 貯湯式給湯機，３６ 制御部，３７ ふろ往き温度センサ，３８ ふろ戻り温度センサ，３９ インターネット回線，４２，４３ 貯湯温度センサ，４４ リモコン（入力手段），４５ ふろ用流量センサ，４６ スピーカ，４７ マイク，４８ スイッチ，６０ 表示部，７０ 外気温センサ，８０ ルーター，８１ ホームゲートウエイ

Claims (7)

1. 温水を貯湯するための貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクに貯湯される温水を加熱する加熱手段と、
   ユーザーが希望する給湯使用量、給湯温度及び給湯使用時刻を給湯負荷要求として入力する入力手段と、
   前記給湯負荷要求を満たすために必要な貯湯温度及び貯湯量の温水を前記貯湯タンクに貯湯するように前記加熱手段を制御して前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱運転を行う制御部と、
   前記加熱運転に用いる電力料金の時間帯別単価情報であって、４つ以上の異なる時間帯の時間帯別単価情報を外部との通信により入手する電力料金情報入手手段と、を備え、
   前記制御部は、前記電力料金情報入手手段により入手した前記時間帯別単価情報に基いて前記加熱運転を制御し、他の時間帯と比較して電力料金が安い時間帯にのみ前記加熱運転を行うことで前記給湯負荷要求を満たすことが可能であるか否かの判定を実行し、前記判定が不成立となる場合に、前記他の時間帯のうち前記給湯使用時刻に近い時間帯から順に前記給湯負荷要求が満たされるまで前記加熱運転を行う貯湯式給湯機。
2. 前記制御部は、前記判定が成立する場合に、前記電力料金が安い時間帯にのみ前記加熱運転を行う請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. １組の前記給湯使用量及び前記給湯温度がセットにして記憶された給湯モードを複数備え、前記給湯モードの予想使用時刻である前記給湯使用時刻を前記入力手段により前記給湯モード毎に設定する請求項１又は２に記載の貯湯式給湯機。
4. 前記入力手段は、前記制御部から情報を受信して表示する機能を備え、
   前記制御部は、前記電力料金情報入手手段により入手した前記時間帯別単価情報を現在時刻と関連させて前記入力手段に表示させると共に、前記加熱手段の作動状態を前記入力手段に表示させる請求項１から３のうち何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
5. 電力料金単価が現在の時間帯よりも安くなる時間帯まで前記加熱手段の動作を禁止する加熱禁止手段を備えた請求項１から４のうち何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
6. 前記制御部は、前記給湯負荷要求と、当該給湯負荷要求に対応して生じた実際の給湯負荷との差分を学習する学習手段を備え、
   前記学習手段は、ユーザーにより入力された前記給湯負荷要求を前記学習手段の学習結果に基いて補正する請求項１から５のうち何れか１項に記載の貯湯式給湯機。
7. 前記制御部は、前記貯湯タンクに常時保持するように予め設定された最低貯湯量を基準として、前記貯湯タンクに貯湯される温水の総貯湯量が前記最低貯湯量に対して前記給湯負荷要求による必要湯量の分だけ多くなるように前記総貯湯量を制御し、前記総貯湯量が前記最低貯湯量よりも低下した場合には、前記加熱運転を開始する請求項１から６のうち何れか１項に記載の貯湯式給湯機。

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