JP6086014B2 - ヒートポンプ給湯器 - Google Patents

Description

本発明は、特にヒートポンプを主熱源にして貯湯タンク内に蓄熱する一方、蓄熱量（貯湯）が不足したり効率が良くなったりする場合には燃焼式の熱源機を副熱源にして加熱するというように主熱源と副熱源とを組み合わせたヒートポンプ給湯器に関し、特に主熱源と副熱源との特性を考慮して消費される一次エネルギーが最小限となるように作動制御させ得る技術に係る。

従来、ヒートポンプを主熱源にして貯湯タンク内に蓄熱する一方、副熱源としてガス燃焼式の補助熱源機を備えたヒートポンプ給湯器が知られている。そして、この種のヒートポンプ給湯器において、ヒートポンプと補助熱源機とのいずれを稼動させるかを決定するための制御手法として、特許文献１では、次のような制御手法を提案している。すなわち、ヒートポンプにより蓄熱することにより給湯を行う場合の給水温度及び外気温別にＣＯＰ（成績係数）のテーブルを予め準備し、このテーブルから現在の給水温度及び外気温に対応するＣＯＰを取得する一方、ランニングコスト，省エネルギー，ＣＯ２排出量の内からユーザーに選択させた基準とその閾値を設定し、その上で、前記取得されたＣＯＰと、選択した基準の閾値とを比較することにより、ヒートポンプか補助熱源機かのいずれを稼動させるかを決定するという制御手法を提案している。

特開２０１１−１２９４１号公報

ところで、ヒートポンプ給湯器は、家庭内で消費される熱負荷（給湯や暖房）に必要な熱エネルギーを供給するための熱源として、ヒートポンプは電気をエネルギーとし、燃焼式の熱源機はガスをエネルギーとするというように互いに異なる種類のエネルギーを用いるものであり、それぞれのエネルギー効率も互いに異なる。一般に、大気の温度を利用（大気から集熱）するヒートポンプのエネルギー効率（例えば３００％以上）は燃焼式の熱源機のそれ（例えば１００％未満）を遙かにしのぎ、ヒートポンプは省エネルギー性に優れたものとされているが、ヒートポンプの駆動源である電気を生成するためのエネルギー効率（発電所効率；例えば３６．９％）を考慮すると、両者の差は縮まることになる。又、ヒートポンプの場合、起動の際の起動ロス、貯湯タンクまでの配管等を通過する際の回収ロス、あるいは、蓄熱状態のまま時間が経過することに伴う貯湯タンクからの放熱ロス等があったり、一旦起動させると例えば１時間程度は運転させる必要があったり、という特性を備えている。このため、必要とされる熱負荷がその時点ではかなり少ない等の状況の如何によっては、燃焼式の熱源機を作動させるよりもヒートポンプを作動させる方が、省エネルギー性に劣る場合も生じ得ると考えられる。従って、最大の省エネルギー性を達成する上で、ヒートポンプ及び燃焼式熱源機を如何に作動させるかが課題となる。

一方、前記の如く電気をエネルギーとする熱源（ヒートポンプ）と、ガスをエネルギーとする熱源（燃焼式熱源機）を併用したヒートポンプ給湯器のように互いに異なる種類のエネルギーを用いる給湯器における省エネルギー性を評価するための指標として、「一次エネルギー効率」が知られている。一次エネルギー効率とは、元の一次エネルギー量から得られる二次エネルギー量の割合のこととされ、一次エネルギーとは、自然界から直接得られるエネルギー（例えば石炭，石油，天然ガス等の化石燃料や、水力，地熱，太陽熱等の自然エネルギーなど）のことをいい、二次エネルギーとは、一次エネルギーを加工したり変換したりすることにより得られるエネルギー（例えばガソリン，電気，都市ガスなど）のことをいう。ヒートポンプ及び燃焼式熱源機を如何に作動させるか、を最適化することにより、ヒートポンプ給湯器の一次エネルギー効率の向上を図ることができると考えられる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電気をエネルギーとする熱源（ヒートポンプ）と、ガスをエネルギーとする熱源（燃焼式熱源機）との双方を備えたヒートポンプ給湯器において、ヒートポンプ及び燃焼式熱源機を用いて全ての熱負荷を賄う上で省エネルギー性を最大化し得るヒートポンプ給湯器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、電気エネルギーを駆動源として運転作動することにより貯湯タンク内に貯湯として蓄熱するヒートポンプ式貯湯装置と、このヒートポンプ式貯湯装置から給湯を行う給湯路と、前記ヒートポンプ式貯湯装置に貯湯された熱量が不足する場合に燃料を燃焼させて給湯を行うための燃焼式補助熱源機と、前記ヒートポンプ式貯湯装置及び燃焼式補助熱源機の作動を制御する制御部とを備えたヒートポンプ給湯器を対象にして次の特定事項を備えることとした。すなわち、制御部として、貯湯タンク内の貯湯熱量を計測する貯湯熱量計測手段と、過去の給湯使用量に係る実績情報に基づいて所定単位時間毎の時間帯別に要求される使用熱量である熱負荷を予測する熱負荷予測手段と、この熱負荷予測手段により予測された熱負荷の内、貯湯熱量計測手段により計測された現時点の残湯熱量で賄った残りの予測熱負荷について、現時点又は現時点以降にヒートポンプ式貯湯装置を仮想的に運転作動させて得られる出力熱量で賄うために、その出力熱量を直近の時間帯別の前記残りの予測熱負荷から順に配分するシミュレーションを行い、シミュレーションされた各運転作動パターンについて省エネルギー性を判定するための判定指標を演算する仮想省エネ作動演算手段と、この仮想省エネ作動演算手段により演算された各運転作動パターン別の前記判定指標に基づいてヒートポンプ式貯湯装置を現時点で実際に運転作動させるか否かを判定する省エネ作動制御手段とを備えることとする。そして、仮想省エネ作動演算手段として、前記の判定指標として、ヒートポンプ式貯湯装置を運転作動させた場合に消費するエネルギー量について、このヒートポンプ式貯湯装置の運転作動により得られる出力熱量から放熱ロス分を減じた有効熱量を燃焼式補助熱源機の燃焼作動により賄うとした場合に消費されるエネルギー量に対する比率である省エネ度に対し、前記残りの予測熱負荷に対する前記出力熱量の配分割合を乗じた省エネ度数を演算するように構成され、かつ、前記放熱ロス分として、ヒートポンプ式貯湯装置の運転作動に基づく貯湯タンクへの貯湯から前記残りの予測熱負荷への配分までの放置時間に対応して増大されるように設定する構成とした（請求項１）。

本発明の場合、ヒートポンプ給湯器において、予測熱負荷を賄う上で、特に貯湯タンクに蓄熱された状態で放置される放置時間に起因する貯湯放熱ロスを可及的に低減させ得る作動制御が可能となり、ヒートポンプ式貯湯装置と燃焼式補助熱源機を組み合わせたヒートポンプ給湯器の作動制御として省エネルギー性を最大化させ得ることになる。すなわち、ヒートポンプ式貯湯装置による貯湯タンクへ蓄熱した上で給湯等の熱負荷を賄う上でデメリットは、特に貯湯タンクに蓄熱してから実際に熱使用されるまでの放置時間の存在にあり、その間に放熱ロスを生じる点にある。そこで、特にこの点を考慮して、判定指標である省エネ度数を放置時間に対応して大きく変動するようにし、この省エネ度数の如何に基づいて現時点でのヒートポンプ式貯湯装置の起動の適否を判定することで、貯湯タンクでの放熱ロスを可及的に低減させ得る運転作動パターンによりヒートポンプ式貯湯装置や燃焼式補助熱源機の作動制御を行うことができるようになる。

本発明において、仮想省エネ作動演算手段として、ヒートポンプ式貯湯装置を仮想的に運転作動させる現時点又は現時点以降の起動開始時刻と、連続運転させる連続運転時間との組み合わせについてシミュレーションを行う構成とすることができる（請求項２）。このようにすることにより、仮想省エネ作動演算手段により演算される判定指標として、各種組み合わせの運転作動パターン別のものがより確実に得られる。

又、本発明において、仮想省エネ作動演算手段による判定指標の演算と、演算された判定指標に基づき省エネ作動制御手段によるヒートポンプ式貯湯装置を現時点で実際に運転作動させるか否かの判定とを、所定単位時間の経過毎に繰り返し実行する構成とすることができる（請求項３）。このようにすることにより、ヒートポンプ給湯器の作動制御として、最大化された省エネルギー性を維持した状態で継続させることが可能になる。

さらに、本発明において、制御部により制御されるヒートポンプ式貯湯装置及び燃焼式補助熱源機の実際の作動状況について表示する表示装置をさらに備えることとし、その表示装置として、実際の作動により消費される電気エネルギー及び燃料の消費量の計測結果に基づき演算された、実際の省エネルギー性を表す指標を表示する構成とすることができる（請求項４）。このようにすることにより、ヒートポンプ給湯器の現在の運転作動状況について、省エネルギー性を保持した状態での運転作動がなされていること及びその程度を、具体的な指標に基づいてユーザーに案内することが可能になる。

以上、説明したように、本発明のヒートポンプ給湯器によれば、ヒートポンプ給湯器において、予測熱負荷を賄う上で、特に貯湯タンクに蓄熱された状態で放置される放置時間に起因する貯湯放熱ロスを可及的に低減させ得る作動制御を行うことができ、ヒートポンプ式貯湯装置と燃焼式補助熱源機を組み合わせたヒートポンプ給湯器の作動制御として省エネルギー性を最大化させることができるようになる。すなわち、ヒートポンプ式貯湯装置による貯湯タンクへ蓄熱した上で給湯等の熱負荷を賄う上でデメリットは、特に貯湯タンクに蓄熱してから実際に熱使用されるまでの放置時間の存在にあり、その間に放熱ロスを生じる点にある。そこで、特にこの点を考慮して、判定指標である省エネ度数を放置時間に対応して大きく変動するようにし、この省エネ度数の如何に基づいて現時点でのヒートポンプ式貯湯装置の起動の適否を判定するようにしているため、貯湯タンクでの放熱ロスを可及的に低減させ得る運転作動パターンによりヒートポンプ式貯湯装置や燃焼式補助熱源機の作動制御を行うことができるようになる。

請求項２のヒートポンプ給湯器によれば、仮想省エネ作動演算手段として、ヒートポンプ式貯湯装置を仮想的に運転作動させる現時点又は現時点以降の起動開始時刻と、連続運転させる連続運転時間との組み合わせについてシミュレーションを行う構成とすることにより、仮想省エネ作動演算手段により演算される判定指標として、各種組み合わせの運転作動パターン別のものをより確実に得ることができるようになる。

又、請求項３のヒートポンプ給湯器によれば、仮想省エネ作動演算手段による判定指標の演算と、演算された判定指標に基づき省エネ作動制御手段によるヒートポンプ式貯湯装置を現時点で実際に運転作動させるか否かの判定とを、所定単位時間の経過毎に繰り返し実行する構成とすることにより、ヒートポンプ給湯器の作動制御として、最大化された省エネルギー性を維持した状態で継続させることができるようになる。

さらに、請求項４のヒートポンプ給湯器によれば、制御部により制御されるヒートポンプ式貯湯装置及び燃焼式補助熱源機の実際の作動状況について表示する表示装置をさらに備えることとし、その表示装置として、実際の作動により消費される電気エネルギー及び燃料の消費量の計測結果に基づき演算された、実際の省エネルギー性を表す指標を表示する構成とすることにより、ヒートポンプ給湯器の現在の運転作動状況について、省エネルギー性を保持した状態での運転作動がなされていること及びその程度を、具体的な指標に基づいてユーザーに案内することができるようになる。

本発明の実施形態に係るヒートポンプ給湯器の模式図である。 図１のヒートポンプ給湯器の特に省エネルギー性を考慮した制御部分の制御ブロック図である。 省エネ度数マップの例を示す説明図である。 ヒートポンプ給湯器におけるエネルギー消費に関する説明図である。 予想熱負荷を賄うために現時刻において１時間だけヒートポンプを作動させたと仮想した場合の省エネ度数を演算する例を示す説明図である。 予想熱負荷を賄うために現時刻において２時間連続してヒートポンプを作動させたと仮想した場合の省エネ度数を演算する例を示す説明図である。 予想熱負荷を賄うために現時刻において現時刻の１時間先から２時間連続してヒートポンプを作動させたと仮想した場合の省エネ度数を演算する例を示す説明図である。 表示装置としてのリモコンにおける省エネ作動状況の表示例を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプ給湯器を示す。ヒートポンプ給湯器はヒートポンプ式貯湯装置と、瞬間加熱式の燃焼給湯器（バックアップ用の燃焼式補助熱源機）とを組み合わせたものである。このヒートポンプ給湯器は、ヒートポンプ作動系２及び貯湯タンク３により主構成されるヒートポンプ式貯湯装置と、外部から水道水等を貯湯タンク３等に給水するための給水路４と、貯湯タンク３からの貯湯又は燃焼給湯器６で加熱後の湯を用いて給湯栓７等に給湯する給湯路５と、給湯路５からの湯を暖房熱源とする暖房回路８と、同様に給湯路５からの湯を追い焚き熱源とする風呂追い焚き回路９と、このヒートポンプ給湯器の作動制御を行うコントローラ１０とを備えている。図１には、給湯栓７として１のみ図示するが、この給湯栓７は代表例として図示したに過ぎず、実際には洗い物等の用途の台所給湯栓や，洗面等の用途の洗面所給湯栓等，及び、シャワーのためのシャワー水栓等を表している。

ヒートポンプ作動系２は、主熱源としてのヒートポンプ２１の排熱との熱交換加熱により貯湯タンク３内の湯水を所定温度まで加熱昇温させて貯湯タンク３に蓄熱するためのものである。このヒートポンプ作動系２は、前記ヒートポンプ２１と、循環ポンプ２２と、沸き上げ切換弁２３と、入側温度センサ２４と、出側温度センサ２５とからなる。そして、コントローラ１０による制御による動作時に、例えば、ヒートポンプ２１の凝縮用熱交換器（図示せず）において高温状態の冷媒と、循環ポンプ２２により貯湯タンク３の底部から供給された水とを熱交換させることで、水が熱交換加熱され、加熱された湯が貯湯タンク３の頂部に戻されて貯湯タンク３内で温度成層を形成して蓄熱されることになる。この際、入側温度センサ２４による貯湯タンク３の底部からの湯水温度と、出側温度センサ２５による熱交換加熱後の湯水温度との差温の情報、ヒートポンプ２１側の冷媒温度や、沸き上げ切換弁２３によるヒートポンプ２１側への通過流量の調整等に基づき、貯湯タンク３の頂部に戻される熱交換加熱後の湯水温度が所定の沸き上げ温度（例えば８３℃）になるよう運転制御されることになる。

貯湯タンク３は、密閉式で外部との断熱構造を有しており、１日分の全ての使用湯量を貯湯し得る比較的大容量（例えば３５０Ｌ〜５００Ｌ）のものではなくて、１日の所定の時間帯毎の使用予定の湯を使用時間の直前までに沸き上げるように制御することで比較的小容量のもの、例えば９０Ｌ程度の小容量のもので済むようにされている。貯湯タンク３の上下方向の所定の各位置には、上下方向各位置での内部の貯湯温度を検出する貯湯温度センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが設置されている。

給水路４は、主給水路４１の上流端が外部の上水道等に接続され、下流端が逆止弁４２を介して貯湯タンク３の底部に接続されている。主給水路４１の上流側から逆止弁４３を介して分岐した混水用給水路４４が給湯路５の後述の第１混合弁５５に対し給水可能に接続されている。又、主給水路４１の下流側から分岐した分岐給水路４５が同じく給湯路５の後述の第２混合弁５３に対し給水可能に接続されている。図１の符号４６は給水路４により給水される水の温度を検出する給水温度センサである。

給湯路５は、貯湯タンク３の頂部から出湯される貯湯が瞬間加熱式の燃焼給湯器６に対し補助加熱のために供給される補助加熱路５１と、上記貯湯がそのまま直接に出湯される貯湯直接給湯路５２との２つに分岐可能とされている。燃焼給湯器６は、気体燃料（例えば都市ガス）又は液体燃料（例えば灯油）を燃焼させることで、熱交換器内に通される湯水を瞬間加熱するようになっている。補助加熱路５１は、分岐給水路４５からの給水との混合が可能な第２混合弁５３及び加熱ポンプ５４を経て燃焼給湯器６に貯湯を導き、この燃焼給湯器６で補助加熱した上で最終温調用の第１混合弁５５まで出湯路６０を通して導くようになっている。この際、燃焼給湯器６と第１混合弁５５との間の出湯路６０で補助加熱後の湯（補助加熱湯）が閉止機能付きの第１比例弁５６を通過するようにされている。貯湯直接給湯路５２は、下流端が上記の第１比例弁５６の下流側の出湯路６０に対し合流点５０で合流することにより、上記の第１混合弁５５に貯湯を供給し得るようになっている。図１中の符号５８は第１混合弁５５の下流側位置において最終的に給湯される湯の給湯温度を検出する給湯温度センサであり、符号５９は機器異常の発生等に起因する高温水の給湯を阻止して回避するために開作動されて混水用給水路４４からの水を供給するための高温出湯回避弁である。又、符号６１は給湯のための第２比例弁、６２は燃焼給湯器６により補助加熱された後の湯の温度を検出する加熱後温度センサ、符号６３は給湯栓７に給湯される給湯流量を検出するための流量センサ、符号６４は貯湯タンク３の頂部から出湯される直後の湯の温度を検出する頂部温度センサである。

暖房回路８は、暖房循環路８１内の暖房用の循環熱媒を熱交換器８２で液−液熱交換により加熱し、加熱した循環熱媒を高温暖房端末（例えば浴室乾燥機）８３や、低温暖房端末（例えば床暖房）８４に対し循環供給するようになっている。そして、上記の熱交換器８２での液−液熱交換の加熱源（暖房熱源）として、燃焼給湯器６から出湯される加熱後の湯、又は、非作動状態の燃焼給湯器６を素通りした貯湯タンク３内の湯が、熱交換器８２の熱源側に循環供給されるようになっている。すなわち、燃焼給湯器６の下流側の出湯路６０の分岐点８０から分岐した熱源供給路８５を通して熱源として湯が熱交換器８２に暖房用熱源として供給され、液−液熱交換により温度低下した湯が開閉電磁弁８６を経て分岐給水路４５に導出され、通常時であれば、この分岐給水路４５を介して第２混合弁５３に導かれた後、加熱ポンプ５４を介して燃焼給湯器６に戻されて再加熱されるというように循環されることになる。又、熱交換器８２での液−液熱交換により加熱された循環熱媒は、高温暖房端末８３又は低温暖房端末８４に供給されて放熱された後、膨張タンク８７及び暖房ポンプ８８を経て上記熱交換器８２に戻されて再加熱されることになる。

風呂追い焚き回路９は、追い焚きポンプ９１を作動させることにより浴槽９２内の湯水を追い焚き循環路９３を通して熱交換器９４との間で循環させ、この熱交換器９４での液−液熱交換により追い焚き加熱するようになっている。熱交換器９４の熱源側には、暖房回路８と同様に、燃焼給湯器６から出湯される加熱後の湯又は貯湯タンク３内の湯が分岐点９０から分岐された熱源供給路９５を通して追い焚き用の加熱源として循環供給され、熱交換器９４での液−液熱交換により温度低下した湯が開閉電磁弁９６を経て分岐給水路４５に導出され、以後、通常時であれば、上記と同様に燃焼給湯器６に戻されて再加熱されるというように循環されることになる。上記追い焚き循環路９３には、第１混合弁５５で温調された後の湯水を給湯路５から分流させる注湯路９７が接続されており、該注湯路９７を介して温調された後の湯水が浴槽９２に供給され、湯張りを行うことができるようになっている。注湯路９７には電磁開閉弁からなるふろ落とし込み弁９８（湯張り手段）が設けられ、ふろ落とし込み弁９８の動作時、即ち開弁によって貯湯タンク３から浴槽９２への湯水供給路が開き、浴槽９２に注湯可能となっている。

以上の各回路５，８，９が熱負荷作動系を構成する。そして、ヒートポンプ作動系２、燃焼給湯器６及び熱負荷作動系５，８，９等の運転動作は、リモコン１０１からの入力設定信号や操作信号の出力や、種々の温度センサ２４，２５，３１ａ〜３１ｄ，４６，５８，６２等からの検出信号の出力を受けて、コントローラ１０により動作制御されるようになっている。特に、ヒートポンプ作動系２による貯湯タンク３内の湯水の沸き上げ動作（蓄熱動作）は、学習に基づき更新設定された所定単位時間毎（例えば１時間毎）の熱負荷予測の熱量分について、省エネルギー性を最大化させ得る作動制御に基づいて、その使用予定開始時刻の前までに沸き上げ完了（蓄熱完了）するように、その都度、コントローラ１０により動作制御されるようになっている。これにより、放熱ロスを可及的に抑えて効率向上を図るようにしている。このような学習に基づく熱負荷予測が後述の熱負荷予測手段１４（図２参照）により行われ、省エネルギー性を最大限に高め得る省エネ化作動制御が後述の仮想省エネ作動演算処理手段１５や省エネ作動制御手段１７により行われるようになっている。なお、リモコン１０１は、ユーザーの操作によって給湯栓７及び浴槽９２への給湯温度を設定可能に構成されており、かかる設定温度を最終給湯温度の目標温度として、コントローラ１０が、給湯温度センサ５８や給水温度センサ４６等の検出値に基づいて第１混合弁５５における湯と水との混合割合を制御するようになっている。又、本実施形態では、上記コントローラ１０とリモコン１０１とによって、貯湯タンク３内の湯水の加熱手段としてのヒートポンプ作動系２を制御する制御手段が構成されている。又、図１において、リモコン１０１は１つのみ示したが、台所リモコンと浴室リモコンなど２つ以上のリモコンを設けることも可能である。

コントローラ１０は、ＣＰＵや書き換え可能メモリを備えるマイコンによって主構成されており、メモリに記憶されたプログラム及び各種データに基づいて貯湯タンク３への蓄熱動作制御や給湯制御などを行うようになっている。かかる制御内容は従来公知の種々のものを採用できる。本実施形態では特に、ヒートポンプ作動系２による蓄熱動作制御に関連して、省エネルギー性（例えば一次エネルギー効率）を追求した省エネ化作動制御を行う構成を備えている。すなわち、図２に示す省エネ作動制御手段１７から現時点（現時刻）でヒートポンプ作動系２を作動させるための作動指令の出力を受けて蓄熱動作制御が開始され、かかる蓄熱動作に基づく実際の省エネルギー作動状況の情報を実省エネ作動状況表示制御手段１０５によって表示装置（リモコン）１０１のＬＣＤ等により構成された表示手段１０６に表示するようにしている。以下、省エネ化作動制御や表示制御について詳細に説明する。

コントローラ１０では、仮想省エネ作動演算処理手段１５によりシミュレーションされた仮想作動演算結果である省エネ度数マップＥＭ（図３参照）に基づいて最大の省エネルギー性が得られる作動パターンを割り出し、この作動パターンに基づいて省エネ作動制御手段１７において現時点（現時刻）でヒートポンプ作動系２による運転を開始するか否かを決定し、現時点で運転を開始した方が高い省エネルギー性を得られるときは作動開始の指令を出力するようになっている。具体的には、仮想省エネ作動演算処理手段１５は、後述の如くシミュレーションを実行し図３に例示するような省エネ度数マップＥＭを生成する。すなわち、仮想省エネ作動演算処理手段１５は、貯湯熱量計測手段１１により計測された現時点の貯湯タンク３内の貯湯熱量に関する情報と、実熱負荷計測手段１２，実熱負荷記憶手段１３及び熱負荷予測手段１４により予測された予測熱負荷に関する情報とを受けて、予測熱負荷を賄うためにヒートポンプ作動系２を種々のパターンで仮想作動させるシミュレーションを実施し、各作動状況での省エネ度数を演算して省エネ度数マップＥＭを生成する。

貯湯熱量計測手段１１は、貯湯タンク３に設けられた複数の貯湯温度センサ３１ａ〜３１ｄの検出値、上下方向に隣接する貯湯温度センサ間の各領域の容量、及び、給水温度センサ４６の検出値に基づいて、貯湯熱量を検出するようになっている。例えば、沸き上げ温度の高温湯が貯湯されて各貯湯温度センサ３１ａ〜３１ｄがその高温湯の温度（例えば８３℃）を検出した場合には、その温度検出値から給水温度（例えば１５℃）を減じた値と前記の容量値との乗算を行い、これを上下方向に積算することで得られる。

実熱負荷計測手段１２は、熱負荷作動系５，８，９による過去の使用熱量（使用湯量）の実績値（実熱負荷）を計測するものであり、計測した実熱負荷に係る情報を実熱負荷記憶手段１３に記憶し、かかる実熱負荷に係る情報に基づいて翌日以降の熱負荷使用量の予測を熱負荷予測手段１４により行うようにしている。実熱負荷の計測と記憶とは、例えば曜日毎に設けることができ、各曜日の使用熱量（湯量）の実績である実熱負荷情報として、給湯栓７、暖房回路８、風呂追い焚き回路９及び浴槽９２への貯湯タンク３からの湯の曜日毎でかつ所定単位時間毎の時間帯別の使用熱量の実績値を記憶しておくことができ、上記燃焼給湯器６による補助加熱が行われた際にはこの補助加熱分に相当する湯量をも使用熱量の実績値に考慮することができる。各曜日の使用熱量の前記時間帯別の実績値は、過去の同じ曜日の対応する時間帯別の実使用熱量に基づいて設定でき、ユーザーの生活習慣の変動に対応するために、熱負荷予測手段１４は、直近の終了した日の所定の時間帯別の実使用熱量を、給湯路５等の適宜の位置に設けた流量センサ（例えば図１の符号６３の流量センサ）及び各種温度センサ６２，６４の検出値に基づいて算出取得し、取得した直近の日の対応する時間帯別の実使用熱量と対応する曜日の所定の時間帯別の使用熱量の実績値との平均値を、適宜丸め処理などを行った上で当該曜日の各時間帯別の使用熱量の実績値として実熱負荷記憶手段１３に更新記憶させることができる。かかる使用熱量の実績の学習方法はその他適宜のものであってよく、特定の学習方法に限定されるものではない。又、前記の「所定単位時間」としては、１日を所定時間毎に分割し、この分割した所定時間を１単位（単位時間）として使用湯量を学習するものであり、本実施形態では簡単のため「１時間」を１単位（所定単位時間）とし、１時間毎の時間帯別に計測，記憶，予測するものとして以下説明する。

そして、熱負荷予測手段１４は、実熱負荷記憶手段１３に記憶された前記の１時間毎の熱負荷情報に基づいて、翌日の対応する１時間毎の時間帯別に要求される使用熱量（熱負荷）を予測する。この際、特に来客等の日常と異なる熱量使用の予定があって、ユーザーが例えばリモコン１０１を用いてその熱量使用分の使用予定を予約設定した場合には、その予約設定された熱負荷の熱量分を前記の記憶された熱負荷情報に基づく予測熱負荷に加味したものを予測熱負荷として設定することができる。なお、熱負荷（使用熱量）は、ジュール（Ｊ）やカロリー（ｃａｌ）という熱力学上の熱量の単位を用いたものであるが、以下の本実施形態の具体例においてはカロリー（ｃａｌ）単位を用いて説明する。又、ヒートポンプ給湯器においては貯湯タンク３への貯湯温度（沸き上げ温度）が８３度（摂氏；以下同じ）などの所定温度となるように制御され、かかる貯湯温度で貯湯された貯湯量と蓄熱された熱量とはほぼ線形の関係となるから、貯湯タンク３における所定の貯湯温度で貯湯された湯量を蓄熱された熱量とみなすとともに、翌日に貯湯タンク３から出湯されると予測（予定）される使用予定湯量を使用予定熱量とみなして制御することも可能である。この熱負荷予測手段１４による熱負荷の予測は、運転当日の曜日に対応する曜日における時間毎の情報をそのまま予測熱負荷に係る情報として用いるものであってもよいし、天候や気温や給水温度などに基づいて適宜補正した上で時間毎の予測熱負荷情報として予測するものであってもよい。

このようにして求められた翌日の１時間毎の予測熱負荷と、現時刻の貯湯タンク３内の貯湯熱量とに基づき、仮想省エネ作動演算処理手段１５は次のようなシミュレーションを実行して後述の如き省エネ度数マップＥＭを生成する。すなわち、予測された現時刻以降の各時間における予測熱負荷に対し、貯湯タンク３内の貯湯熱量や、現時刻や現時刻の１時間先，２時間先等にヒートポンプ作動系２の運転作動を開始させたとした場合に得られる出力熱量（蓄熱量）を仮想的に配分するシミュレーションを実行することにより、前記予測熱負荷を賄うとした場合の省エネ度数を演算する。演算された省エネ度数を図３の如き現時刻の１時間及び現時刻から先の１時間毎の予測熱負荷についての単位時間毎の時間経過と、現時刻からヒートポンプ作動系２を連続作動させる時間数とを直交座標軸とする省エネ度数マップＥＭ（図３参照）を生成させる。この際、途中過程の演算結果や、生成された省エネ度数マップＥＭを演算結果記憶手段１６に記憶させる一方、ヒートポンプ作動系２を作動させるか否かの判定を行うために省エネ度数マップＥＭに係るデータを省エネ作動制御手段１７に送出する。以下、これらの手順について詳細に説明する。

まず、省エネ度数は以下の式（１）により演算する。
省エネ度数＝省エネ度×（賄う対象の予測熱負荷／ＨＰ出力熱量） ・・・（１）
但し、ＨＰ出力熱量を分割して配分する場合には、その配分毎の省エネ度数を積算したものが、１回のヒートポンプ作動系２（ＨＰと表示）の運転作動に基づく省エネ度数の値となる。ここで、ＨＰ出力熱量とは、ヒートポンプ作動系２を作動運転することにより出力される熱量のことであり、賄う対象の予測熱負荷とは、前記の作動運転により出力されるＨＰ出力熱量の一部又は全体で賄う対象の予測熱負荷のことであり、いずれも単位はｋｃａｌである。つまり、省エネ度数とは、省エネ度に、ＨＰ出力熱量に対する、そのＨＰ出力熱量の一部又は全部を配分して賄うことになる対象の予測熱負荷の熱量の配分割合を乗じたものであり、省エネ度とは、以下の式（２）により演算される値のことである。
省エネ度＝（ＨＰの消費エネルギー量／ＢＵの消費エネルギー量）×１００ ・・・（２）
すなわち、省エネ度とは、ヒートポンプ作動系２を単位時間分運転作動させた場合に消費するエネルギー量について、その運転作動により出力される熱量を燃焼給湯器６（ＢＵと表示）の運転作動により賄うとした場合に消費されるエネルギー量に対する比率である。値が小さいほど、ヒートポンプ作動系２を運転作動させる方が、省エネルギー性が高いことを表す。ここで、ＨＰの消費エネルギー量はヒートポンプ作動系２の消費エネルギー量のことであって次の式（３）により、ＢＵの消費エネルギー量は燃焼給湯器６の消費エネルギー量のことであって次の式（４）により、それぞれ求めることができる。

すなわち、
ＨＰの消費エネルギー量＝ＨＰ出力（ｋＷｈ）×８６０／ＣＯＰ／送電効率 ・・・（３）
ここで、８６０を乗じているのは電気エネルギーを熱エネルギーに換算するためであり、ＣＯＰ（成績係数；図４参照）としては例えば夏季の４．５から冬期の３．５の範囲から選択し、送電効率としては例えば０．３６９（３６．９％）を選択することができる。なお、循環ポンプ２２や切換弁２３等で消費される電気エネルギーは燃焼給湯器（ＢＵ）６の場合でも同様に消費するため相殺する。
ＢＵの消費エネルギー量＝ＨＰ有効熱量（ｋｃａｌ／ｈ）／ＢＵ効率 ・・・（４）
ここで、ＨＰ有効熱量（ｋｃａｌ／ｈ）とはヒートポンプ作動系２の起動ロス、回収ロスや放熱ロスを考慮してヒートポンプ作動系２の作動運転により得られる有効な熱量のことであり、次の式（５）により得ることができる。
ＨＰ有効熱量（ｋｃａｌ／ｈ）＝ＨＰ出力（ｋＷｈ）×８６０×（１−起動ロス）×（１−回収ロス）×（１−貯湯放熱ロス）^Ｋ ・・・（５）
ここで、起動ロスとは、ヒートポンプ２１はその起動後に回収可能な温度まで上昇させるのに時間を要するため、その時間分をロスとして扱うものであり、例えば０．３０（３０％）の値を採用することができる。又、回収ロスとは、ヒートポンプ２１から出力された熱を貯湯タンク３まで貯湯させるために配管内を通過させる必要があり、この際に放熱により失われるロスのことであり、例えば０．０５（５％）の値を採用することができる。さらに、貯湯放熱ロスとは、貯湯タンク３内に貯湯されてから熱使用により出湯されるまでの１時間の放置時間が経過する間に貯湯タンク３表面から放熱することにより失われるロスのことであり、例えば０．０２／Ｈ（０．０２％／Ｈ）が採用される。式中Ｋは放置時間であり、１時間の放熱により０．０２倍ずつ熱量は低減するため、Ｋでべき乗する。従って、起動ロスや回収ロスは１回の作動運転においてほぼ固定値である一方、貯湯放熱によるロスは放置時間Ｋが大値になるほど増大し、この放置時間Ｋの如何によって省エネ度の値も変動することになる。このように放置時間Ｋにより大きく変動する式（５）により得られるＨＰ有効熱量を対象にして、仮にこれを全て燃焼給湯器６により賄う場合のＢＵの消費エネルギー量（式（４）参照）を求めて省エネ度を求めている。

以上の省エネ度数の演算について、まず、図３の省エネ度数マップＥＭの現時刻（現時刻＋０Ｈ）においてヒートポンプ作動系２を１時間（１Ｈ）だけ運転作動させた場合の省エネ度数Ｓｎ（１）の値を演算する場合について、図５の例を用いて説明する。この図５の例では、前提として、既に現時刻までの時間において沸き上げられることにより貯湯タンク３内には３３００ｋｃａｌ分の残湯熱量があり、この残湯熱量により、予測熱負荷の内の現時刻の１時間の２０００ｋｃａｌ（同図のＴ１参照）と、３時間先の２０００ｋｃａｌの内の１０００ｋｃａｌ分（同図のＴ２参照）とを賄える状態にあり、この状態において、ヒートポンプ作動系２（ＨＰ）を起動させて現時刻の１時間だけ運転させた場合を考える。そして、ＨＰを起動して１時間の運転作動により得られる２０００ｋｃａｌの出力熱量の内のａ部（１０００ｋｃａｌ分）を前記３時間先の予測熱負荷の不足分として仮想的に配分し、他のｂ部（１０００ｋｃａｌ分）を８時間先の予測熱負荷２０００ｋｃａｌの一部として仮想的に配分する。このように配分すると仮想した場合、その省エネ度数Ｓｎ（１）は、配分毎の省エネ度数を積算したものであるから、その演算手法は次のように表される。すなわち
Ｓｎ（１）＝ａ部の省エネ度数＋ｂ部の省エネ度数
ここで、ａ部の省エネ度数や、ｂ部の省エネ度数は前記の式（１）により演算することができる。ここで、この場合のＨＰ出力熱量は２０００ｋｃａｌ、ａ部での賄う対象の予測熱負荷は１０００ｋｃａｌ、ｂ部での賄う対象の予測熱負荷は１０００ｋｃａｌである。
ａ部の省エネ度数＝ＨＰの出力熱量を２時間放熱させた場合の省エネ度×（１０００／２０００）
ｂ部の省エネ度数＝ＨＰの出力熱量を７時間放熱させた場合の省エネ度×（１０００／２０００）
以上により演算された省エネ度数Ｓｎ（１）の値が、図３の起動開始時刻「現時刻＋０Ｈ」（つまり現時刻）と、ＨＰ連続運転時間値「１Ｈ」とで定義される座標域に設定される。なお、ＨＰの出力熱量を２時間放熱させた場合の省エネ度は、式（２）〜式（５）を用いて得られるが、大きく値が変動する要因が放熱時間Ｋの長・短に基づく貯湯放熱ロスの項である。

次に、図６の例を用いて、現時刻からヒートポンプ作動系２を２時間（２Ｈ）だけ連続運転作動させた場合の省エネ度数Ｓｎ（２）の値を演算する場合について説明する。この場合は、ヒートポンプ２１の特性上、起動初期の１時間目の出力熱量（２０００ｋｃａｌ）よりも連続運転の２時間目の出力熱量の方が増大して３０００ｋｃａｌとなる。この２時間目の出力熱量３０００ｋｃａｌの内のｃ部（１０００ｋｃａｌ分）を現時刻から８時間先の予測熱負荷の不足分として仮想的に配分し、他のｄ部（２０００ｋｃａｌ分）を現時刻から９時間先の予測熱負荷４０００ｋｃａｌの一部として仮想的に配分する。このように配分すると仮想した場合、その省エネ度数Ｓｎ（２）は次のように表される。すなわち、
Ｓｎ（２）＝ａ部の省エネ度数＋ｂ部の省エネ度数＋ｃ部の省エネ度数＋ｄ部の省エネ度数
ここで、ａ部又はｂ部の省エネ度数は前記の通りであり、ｃ部及びｄ部の省エネ度数は次のように表される。
ｃ部の省エネ度数＝ＨＰの出力熱量を６時間放熱させた場合の省エネ度×（１０００／３０００）
ｄ部の省エネ度数＝ＨＰの出力熱量を７時間放熱させた場合の省エネ度×（２０００／３０００）
そして、得られた省エネ度数Ｓｎ（２）の値が、図３の起動開始時刻「現時刻＋０Ｈ」（つまり現時刻）と、ＨＰ連続運転時間値「２Ｈ」とで定義される座標域に設定される。

さらに、図７の例を用いて、現時刻の１時間先からヒートポンプ作動系２を２時間（２Ｈ）だけ連続運転作動させた場合の省エネ度数Ｓｐ１（２）の値を演算する場合について説明する。この場合は、２時間の連続運転であるから、図６の場合と同様に、１時間目の運転作動で２０００ｋｃａｌの出力熱量が得られ、連続した２時間目の運転作動で３０００ｋｃａｌの出力熱量が得られることになる。そして、これらの合計で５０００ｋｃａｌの出力熱量の内のａ部（１０００ｋｃａｌ分）を現時刻から３時間先の予測熱負荷の不足分として仮想的に配分し、ｂ部（１０００ｋｃａｌ分）を現時刻から８時間先の予測熱負荷２０００ｋｃａｌの一部として仮想的に配分し、ｃ部（１０００ｋｃａｌ分）を現時刻から８時間先の予測熱負荷の不足分として仮想的に配分し、ｄ部（２０００ｋｃａｌ分）を現時刻から９時間先の予測熱負荷４０００ｋｃａｌの一部として仮想的に配分する。この場合の省エネ度数Ｓｐ１（２）は次のように表される。すなわち、
Ｓｐ１（２）＝ａ部の省エネ度数＋ｂ部の省エネ度数＋ｃ部の省エネ度数＋ｄ部の省エネ度数
ここで、ａ部，ｂ部，ｃ部及びｄ部の省エネ度数は、前記のものから放熱時間をそれぞれ１時間分減じたものにすればよく、次のように表される。
ａ部の省エネ度数＝ＨＰの出力熱量を１時間放熱させた場合の省エネ度×（１０００／２０００）
ｂ部の省エネ度数＝ＨＰの出力熱量を６時間放熱させた場合の省エネ度×（１０００／２０００）
ｃ部の省エネ度数＝ＨＰの出力熱量を５時間放熱させた場合の省エネ度×（１０００／３０００）
ｄ部の省エネ度数＝ＨＰの出力熱量を６時間放熱させた場合の省エネ度×（２０００／３０００）
そして、得られた省エネ度数Ｓｐ１（２）の値が、図３の起動開始時刻「現時刻＋１Ｈ」と、ＨＰ連続運転時間値「２Ｈ」とで定義される座標域に設定される。以上の図５〜図７中に「ＢＵ」と表示している予測熱負荷の部分は燃焼給湯器６の燃焼作動により賄うと仮想的に設定したことを表すものであり、この部分については省エネ度数もゼロとなり、積算はしない。

以上のようにして図３の省エネ度数マップＥＭの各座標域に対応する省エネ度数の値を設定していくが、例えば図３の現時刻において３時間（３Ｈ）連続運転したり、あるいは４時間連続運転したりしても、貯湯タンク３は満タン以上になり、蓄熱することが不能となる。このため、貯湯タンク３の貯湯熱量の空き熱量の部分や、使用熱量の部分を考慮して、満タン以上の蓄熱量となる場合には、省エネ度数の演算を打ち切り、省エネ度数マップＥＭへの演算結果の数値設定は初期設定のゼロのままとする。

省エネ作動制御手段１７において、以上にして生成された省エネ度数マップＥＭに基づいて、現時刻でヒートポンプ作動系２を運転作動させるか否かの判定は次のようにして行う。すなわち、省エネ度数マップＥＭの内から、最も良い数値（最も小さい数値）となる１の省エネ度数又は２以上の省エネ度数の組み合わせを検索し、最小となる省エネ度数が現時刻を起動開始時刻とするものか否かを判定し、起動開始時刻が現時刻であればヒートポンプ作動系２を起動して対応する連続運転時間だけ運転継続させる。なお、省エネ度数の値が小さいということは、貯湯放熱ロスに基づく省エネルギー性の低下が小さいことを意味するため、できるだけ小さい値の省エネ度数を示す運転作動パターンに基づいて運転作動させることが、より大きな省エネルギー性を実現し得ることになる。

最小省エネ度数の検索は、例えば、まず、現時刻に起動開始する場合の省エネ度数Ｓｎ（１）〜Ｓｎ（５）の内から最小となるものを検索し、次に、その最小値の省エネ度数Ｓｎ（ｊ）ｍｉｎとの比較で、現時刻より先の時間に起動開始する場合の省エネ度数Ｓｐｉ（ｊ）の内からＳｎ（ｊ）ｍｉｎよりも小のものが有るか否かを検索する。省エネ度数Ｓｐｉ（ｊ）の内に省エネ度数Ｓｎ（ｊ）ｍｉｎよりも小のものが有れば、次に、省エネ度数Ｓｎ（ｊ）ｍｉｎに省エネ度数Ｓｐｉ（ｊ）の内の１つを組み合わせた値と、省エネ度数Ｓｐｉ（ｊ）の内から任意の２つを組み合わせた値との大小比較を行い、省エネ度数Ｓｎ（ｊ）ｍｉｎを含んで組み合わせたものの値が小さくなる組み合わせを検索する。省エネ度数Ｓｎ（ｊ）ｍｉｎが省エネ度数マップＥＭの内で最小値であれば、省エネ作動制御手段１７は、ヒートポンプ作動系２を現時点で起動して連続運転時間ｊだけ運転作動させる作動指令を出力し、省エネ度数Ｓｎ（ｊ）ｍｉｎを含み省エネ度数Ｓｐｉ（ｊ）の１つと組み合わせたものが省エネ度数マップＥＭの内で最小値であれば、省エネ作動制御手段１７は、ヒートポンプ作動系２を現時点で起動して連続運転時間ｊだけ運転作動させるとともに、現時刻のｉ時間先においてヒートポンプ作動系２を再度起動して連続運転時間ｊだけ運転作動させるという作動指令を出力する。それ以外、すなわち、省エネ度数Ｓｎ（ｊ）ｍｉｎよりも最小となる値が省エネ度数Ｓｐｉ（ｊ）の内にある場合や、省エネ度数Ｓｎ（ｊ）ｍｉｎを含む２以上の組み合わせよりも省エネ度数Ｓｐｉ（ｊ）の内の２以上の組み合わせの方が最小となる場合には、現時刻でのヒートポンプ作動系２の作動指令は出力せず、省エネ作動制御を終了する。

そして、次の所定単位時間の経過前、本実施形態では１時間の経過前になれば、再び、前記の仮想省エネ作動演算処理手段１５によるシミュレーションによって省エネ度数マップＥＭの生成、及び、省エネ作動制御手段１７による最小値の検索，判定及び作動指令の
出力を繰り返す。つまり、熱負荷予測手段１４による熱負荷予測の単位時間、ヒートポンプ作動系２の作動制御のための単位時間、仮想省エネルギー作動演算処理手段１５によるシミュレーション実行のタイミング（間隔）を規定する単位時間、あるいは、省エネ作動制御手段１７による作動指令を出力するか否かの判定のタイミング（間隔）を規定する単位時間としての所定単位時間（本実施形態では１時間）が経過する度に、その時点（現時刻）でヒートポンプ作動系２を作動するか否か、作動するとしたらその連続運転時間数は如何にするかを、その都度判定するという制御を繰り返すのである。この際に、現時点でヒートポンプ作動系２を作動させることが省エネルギー性を最大化し得ると判定された場合に、ヒートポンプ作動系２を現時点で起動して運転作動させるのである。

次に、表示装置を構成するリモコン１０１の表示手段１０６に対する省エネ作動状況に係る表示制御について説明する。表示装置は、表示手段１０６に加え、消費電気量計測手段１０２と、消費ガス量計測手段１０３と、実省エネ指標演算処理手段１０４と、実省エネ作動状況表示制御手段１０５とを備えて構成されたものである。消費電気量計測手段１０２により特にヒートポンプ作動系２の作動のために消費された電気量を計測する一方、消費ガス量計測手段１０３により燃焼給湯器６の作動のために消費されたガス量を計測し、これら消費電気量及び消費ガス量の計測結果が実省エネ指標演算処理手段１０４に出力される。そして、実省エネ指標演算処理手段１０４では出力された計測結果に基づいて、一次エネルギー効率の値を実省エネルギー指標として演算により求め、演算結果を実省エネ作動状況表示制御手段１０５に出力する。

一次エネルギー効率の値は次の式（６）により演算する。
一次エネルギー効率＝１／｛ガスインプット＋（電気インプット／送電効率）｝ ・・・（６）
ガスインプット及び電気インプットは次式により得られる。
ガスインプット＝ガスエネルギーの寄与率／機器実働効率
電気インプット＝電気エネルギーの寄与率／機器実働効率、
ここで、今回の実作動状況において熱負荷作動系５，８，９での熱量使用を１００とすると、ガスエネルギーの使用により賄われた熱量の割合をガスエネルギーの寄与率とし、電気エネルギーの使用により賄われた熱量の割合を電気エネルギーの寄与率とする。電気エネルギー（単位ｋＷｈ）を熱量（単位ｋｃａｌ）に換算するには、電気エネルギー（単位ｋＷｈ）の値に「８６０」を乗じればよい。又、機器実働効率とはエネルギー効率とも言われ、ガスエネルギーを消費する機器、すなわち燃焼給湯器６の機器実働効率（ＢＵ効率）としては例えば８９％、電気エネルギーを消費する機器、すなわちヒートポンプ作動系２の機器実働効率としては例えば３３０％を用いることができ、送電効率の値としては例えば３６．９％を用いることができる。例えば、燃焼給湯器６を全く作動することなく、ヒートポンプ作動系２の運転作動による熱量だけで熱負荷の全てを賄ったとした場合には、ガスエネルギーの寄与率は０％、電気エネルギーの寄与率は１００％になるため、式（６）に以下の如く数値を代入して演算すると、一次エネルギー効率として１２２％の値が得られることになる（演算値は小数点以下第３位を四捨五入；以下同じ）。
一次エネルギー効率＝１／｛０＋（１／３．３／０．３６９））｝＝１．２２
又、例えば燃焼給湯器６の作動による寄与率を３０％、ヒートポンプ作動系２の作動による寄与率を７０％とした場合には、式（６）に以下の如く数値を代入して演算すると、一次エネルギー効率として１１０％の値が得られることになる。
一次エネルギー効率＝１／｛（０．３０／０．８９）＋（０．７０／３．３／０．３６９））｝＝１．１０

そして、実省エネ作動状況表示制御手段１０５では、実省エネルギー指標（一次エネルギー効率の値）や、コントローラ１０から実際の作動状況に係る情報の出力を受けて、表示手段１０６に所定の表示を行う。例えば図８に示すように、表示手段１０６に対し、予測熱負荷に係る使用湯量スケジュール画面１０７を表示し、横軸を時間、縦軸を湯量とする棒グラフ表示により予測熱負荷の熱量を時間毎に表示したり、その上側領域１０８にヒートポンプ作動系２の実際の運転作動状況をレベル・バー表示により表示したりし、さらに最上段の横長領域１０９に実省エネルギー指標として「一次エネルギー効率」の文字と、演算された実作動状況における値（例えば１１０％の値）とを表示するようになっている。なお、以上の如き表示装置はリモコン１０１以外に別途設けるようにすることができる。又、表示手段１０６を除き、他の消費電気量計測手段１０２，消費ガス量計測手段１０３，実省エネ指標演算処理手段１０４や実省エネ作動状況表示制御手段１０５は、これらの一部又は全部をコントローラ１０の側に備えるようにすることもできる。

以上の本実施形態によれば、ヒートポンプ給湯器において、熱負荷作動系５，８，９の予測熱負荷を賄う上で、特に貯湯タンク３での貯湯放熱ロスを可及的に低減させ得る蓄熱動作制御が行われるようになるため、熱源（ヒートポンプ作動系２や燃焼給湯器６）の作動制御として省エネルギー性を最大化させることができるようになる。すなわち、ヒートポンプ作動系２による貯湯タンク３への蓄熱により熱負荷作動系５，８，９の熱負荷を賄う上でデメリットとなる点は、起動ロスや回収ロスが存在するものの、特に貯湯タンク３に蓄熱してから実際に熱使用されるまでの放置時間が存在し、その間に貯湯放熱ロスを生じる点である。そこで、特にこの点を考慮して、省エネ度数の元になる省エネ度の演算（式（２）参照）を、ＢＵの消費エネルギー量として、放置時間Ｋにより大きく変動する式（５）により得られるＨＰ有効熱量を対象にするようにしている（式（４）参照）。そして、仮想省エネ作動演算処理手段１５によるシミュレーションで得る省エネ度数を、放置時間Ｋにより大きく変動する省エネ度に基づいて演算し、演算された省エネ度数の如何に基づいて現時点でのヒートポンプ作動系２の起動の適否を省エネ作動制御手段１７により判定しているため、貯湯タンク３での貯湯放熱ロスを可及的に低減させ得るパターンでヒートポンプ作動系２や燃焼給湯器６の作動制御を行うことができるようになる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。例えば、「所定単位時間」として、本実施形態では１時間を採用した場合について説明したが、これに限らず、所定単位時間を例えば３０分（０．５時間）としたり、１５分（０．２５時間）としたり、あるいは２時間としたり、することができる。又、燃焼給湯器（燃焼式補助熱源機）としては、ガスを燃料として燃焼作動させるものの他に、液体燃料（例えば石油）を燃料として燃焼作動させるものを用いることができる。

２ ヒートポンプ作動系（ヒートポンプ式貯湯装置）
３ 貯湯タンク（ヒートポンプ式貯湯装置）
５ 給湯路
６ 燃焼給湯器（燃焼式補助熱源機）
１０ コントローラ（制御部）
１１ 貯湯熱量計測手段
１４ 熱負荷予測手段
１５ 仮想省エネ作動演算処理手段（仮想省エネ作動演算手段)
１７ 省エネ作動制御手段
１０１ リモコン（表示装置，制御部）

Claims (4)

1. 電気エネルギーを駆動源として運転作動することにより貯湯タンク内に貯湯として蓄熱するヒートポンプ式貯湯装置と、このヒートポンプ式貯湯装置から給湯を行う給湯路と、前記ヒートポンプ式貯湯装置に貯湯された熱量が不足する場合に燃料を燃焼させて給湯を行うための燃焼式補助熱源機と、前記ヒートポンプ式貯湯装置及び燃焼式補助熱源機の作動を制御する制御部とを備えたヒートポンプ給湯器において、
   前記制御部は、
   前記貯湯タンク内の貯湯熱量を計測する貯湯熱量計測手段と、
   過去の給湯使用量に係る実績情報に基づいて所定単位時間毎の時間帯別に要求される使用熱量である熱負荷を予測する熱負荷予測手段と、
   この熱負荷予測手段により予測された熱負荷の内、貯湯熱量計測手段により計測された現時点の残湯熱量で賄った残りの予測熱負荷について、現時点又は現時点以降に前記ヒートポンプ式貯湯装置を仮想的に運転作動させて得られる出力熱量で賄うために、その出力熱量を直近の時間帯別の前記残りの予測熱負荷から順に配分するシミュレーションを行い、シミュレーションされた各運転作動パターンについて省エネルギー性を判定するための判定指標を演算する仮想省エネ作動演算手段と、
   この仮想省エネ作動演算手段により演算された各運転作動パターン別の前記判定指標に基づいて前記ヒートポンプ式貯湯装置を現時点で実際に運転作動させるか否かを判定する省エネ作動制御手段と
   を備え、
   前記仮想省エネ作動演算手段は、前記判定指標として、前記ヒートポンプ式貯湯装置を運転作動させた場合に消費するエネルギー量について、このヒートポンプ式貯湯装置の運転作動により得られる出力熱量から放熱ロス分を減じた有効熱量を前記燃焼式補助熱源機の燃焼作動により賄うとした場合に消費されるエネルギー量に対する比率である省エネ度に対し、前記残りの予測熱負荷に対する前記出力熱量の配分割合を乗じた省エネ度数を演算するように構成され、かつ、前記放熱ロス分として、ヒートポンプ式貯湯装置の運転作動に基づく貯湯タンクへの貯湯から前記残りの予測熱負荷への配分までの放置時間に対応して増大するように設定されている、
   ことを特徴とするヒートポンプ給湯器。
2. 請求項１に記載のヒートポンプ給湯器であって、
   前記仮想省エネ作動演算手段は、前記ヒートポンプ式貯湯装置を仮想的に運転作動させる現時点又は現時点以降の起動開始時刻と、連続運転させる連続運転時間との組み合わせについてシミュレーションを行うように構成されている、ヒートポンプ給湯器。
3. 請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプ給湯器であって、
   前記仮想省エネ作動演算手段による前記判定指標の演算と、演算された判定指標に基づき省エネ作動制御手段による前記ヒートポンプ式貯湯装置を現時点で実際に運転作動させるか否かの判定とは、前記所定単位時間の経過毎に繰り返し実行するように構成されている、ヒートポンプ給湯器。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のヒートポンプ給湯器であって、
   前記制御部により制御されるヒートポンプ式貯湯装置及び燃焼式補助熱源機の実際の作動状況について表示する表示装置をさらに備え、
   前記表示装置は、実際の作動により消費される電気エネルギー及び燃料の消費量の計測結果に基づき演算された、実際の省エネルギー性を表す指標を表示するように構成されている、ヒートポンプ給湯器。

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