JPH11148731A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮能力の小さな圧縮機32を用いても、当日
の運転開始起点を早めるだけの時間帯を設けることによ
り、その圧縮機32の能力を最大限に機能させて、湯水の
使用量が増大する時刻までに設定温度まで確実に沸上貯
湯する。 【解決手段】 ヒートポンプ集熱運転またはソーラ集熱
運転の集熱作用で凝縮器33を介して貯湯槽11内の湯水を
沸き上げる。朝方から夕刻までの日中の時間帯を第１の
時間帯、第１の時間帯に続く第２の時間帯、第２の時間
帯に続く第３の時間帯に按分し、各時間帯別に運転制御
手段で制御する。第１の時間帯でヒートポンプ集熱運転
のみの実行を許容する。第２の時間帯でソーラ集熱運転
およびヒートポンプ集熱運転のいずれか一方の実行を許
容する。第３の時間帯およびこの第３の時間帯に継続す
る以降の時間帯でヒートポンプ集熱運転のみの実行を許
容する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプ集熱
運転およびソーラ（太陽熱）集熱運転を選択的に併用し
て貯湯槽内の湯水を効率的に沸き上げる貯湯式給湯装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特公平４−１９４５８号公
報に記載されているように、ソーラ集熱器を用いて貯湯
槽内の湯水の沸上を行なうようにした貯湯式給湯装置が
知られている。

【０００３】この貯湯式給湯装置では、ソーラ集熱器
が、太陽エネルギを用いる省エネルギ機器としての利点
を持ち合わせる一方で、天候に左右されやすく、必要時
に集熱沸上が得られない不便さがあるため、大気熱から
でも常時集熱が得られるヒートポンプ集熱器を併用し
て、ソーラ集熱の不安定要素を補う方式が採用されてい
る。

【０００４】そして、この貯湯式給湯装置では、午前中
は圧縮機の回転数を下げて成績係数を向上させる時間帯
とし、午後は圧縮機の回転数を上げて沸上能力を向上さ
せる優先時間帯としており、晴天の日で日照量が所定以
上となるときなど、ソーラ集熱の条件が満たされたとき
に、ソーラ集熱運転を実行し、太陽エネルギを利用して
低ランニングコストで貯湯槽の湯水を沸上し、また、曇
りや雨の日で日照量が所定以下となるときなど、ソーラ
集熱の条件が満たされないときに、ヒートポンプ集熱運
転を実行し、大気熱を利用して貯湯槽の湯水の沸上を行
なうようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
貯湯式給湯装置では、入浴などの多量の湯水を使用する
頻度が増大する夕刻以降の使用時間帯に間に合うよう
に、夕刻までに沸上貯湯を完了させておく必要がある。

【０００６】従来の貯湯式給湯装置では、午前と午後の
時間帯に分けて圧縮機の回転数を画一的に制御するの
で、日照が得られない場合の最悪の条件下でも夕刻まで
に沸上貯湯を完了させるためには、午前中では沸上能力
が抑えられていることから、特に沸上能力の高い午後の
短い時間帯（約５時間）での沸上が必要となる。

【０００７】そのため、午前中の集熱運転では天候とは
無関係に圧縮機の必要とする能力が小さいのにかかわら
ず、午後の集熱運転では短い時間帯での設定温度沸上に
必要とするだけの圧縮能力の高い大容量の圧縮機が要求
され、この大容量の圧縮機を共用使用するので、省エネ
ルギからも合理性を欠いたものとなっている。

【０００８】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、圧縮能力の小さな圧縮機を用いても、当日の運転
開始起点を早めるだけの時間帯を設けることにより、そ
の圧縮機の能力を最大限に機能させて、湯水の使用量が
増大する時刻までに設定温度まで確実に沸上貯湯するこ
とができ、製品コストの低減化と合わせて、湯水使用上
の便利性も向上できる貯湯式給湯装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の貯湯式給
湯装置は、圧縮機、凝縮器および蒸発器を有する閉回路
にて構成されたヒートポンプ集熱器と、前記蒸発器に対
して並列に接続されるソーラ集熱器と、前記圧縮機およ
び凝縮器に対して蒸発器およびソーラ集熱器のいずれか
一方を選択的に切換接続する切換手段とを具備し、ヒー
トポンプ集熱運転およびソーラ集熱運転のいずれか一方
の集熱作用で凝縮器を介して貯湯槽内の湯水を沸き上げ
る貯湯式給湯装置において、前記ソーラ集熱運転を実行
させるソーラ集熱運転制御手段と、前記ヒートポンプ集
熱運転を実行させるヒートポンプ集熱運転制御手段と、
朝方から夕刻までの日中の時間帯を第１の時間帯、この
第１の時間帯に続く第２の時間帯、この第２の時間帯に
続く第３の時間帯に按分し、第１の時間帯でヒートポン
プ集熱運転のみの実行を許容し、第２の時間帯でソーラ
集熱運転およびヒートポンプ集熱運転のいずれか一方の
実行を許容し、第３の時間帯およびこの第３の時間帯に
継続する以降の時間帯でヒートポンプ集熱運転のみの実
行を許容する運転制御手段とを具備しているものであ
る。

【００１０】運転制御手段により、第１の時間帯でヒー
トポンプ集熱運転の実行を許容し、第１の時間帯に続く
第２の時間帯でソーラ集熱運転およびヒートポンプ集熱
運転のいずれか一方の実行を許容し、第２の時間帯に続
く第３の時間帯でヒートポンプ集熱運転の実行を許容す
るため、例えば夏季以外の季節でソーラ集熱運転の条件
が満たされず、かつ、圧縮能力の小さな圧縮機を用いる
場合でも、各時間帯で圧縮機の定格能力を最大限に機能
させて、少なくとも第３の時間帯内の夕刻までには沸上
途上での湯水使用による変動がない限りにおいては貯湯
槽内に設定温度の湯水を沸上貯湯する。

【００１１】請求項２記載の貯湯式給湯装置は、請求項
１記載の貯湯式給湯装置において、按分される時間帯
は、第１の時間帯より第２の時間帯が長く設定されると
ともに、第２の時間帯より第３の時間帯が長く設定され
ているものである。

【００１２】第１の時間帯を朝方の短時間、第２の時間
帯を午前中を主体とする数時間、第３の時間帯を夕刻ま
での数時間というように、例えば日照状況や湯水の使用
状況を考慮して適切に按分設定可能とする。

【００１３】請求項３記載の貯湯式給湯装置は、請求項
１または２記載の貯湯式給湯装置において、第３の時間
帯は、夕刻以降の夜間を含む時間帯を有しているもので
ある。

【００１４】沸上途中での湯水使用による変動にも対応
して、沸上時間はその分、遅れても沸上がなされる。

【００１５】請求項４記載の貯湯式給湯装置は、請求項
１ないし３いずれか記載の貯湯式給湯装置において、貯
湯槽内の湯量を検知する湯量検知手段と、ソーラ集熱器
の温度を検知するソーラ集熱温度検知手段とを具備し、
運転制御手段は、第１の時間帯で前記湯量検知手段によ
り検知される貯湯槽内の湯量に基づきヒートポンプ集熱
運転の実行を許容し、第２の時間帯で前記ソーラ集熱温
度検知手段により検知される温度に対応した日照状態に
基づきソーラ集熱運転を優先させてソーラ集熱運転およ
びヒートポンプ集熱運転のいずれか一方またはそれらの
交互運転の実行を許容し、第３の時間帯に入ると日照状
態に関係なくヒートポンプ集熱運転の実行またはヒート
ポンプ集熱運転の継続実行を許容するものである。

【００１６】第１の時間帯で貯湯槽内の湯量に基づきヒ
ートポンプ集熱運転の実行を予め許容し、第２の時間帯
で日照状態に基づきソーラ集熱運転を優先させてソーラ
集熱運転およびヒートポンプ集熱運転のいずれか一方ま
たはそれらの交互運転の実行を許容し、第３の時間帯で
日照状態に関係なくヒートポンプ集熱運転の実行を許容
するため、ソーラ集熱運転を優先させて、ヒートポンプ
集熱運転時の圧縮能力が小さな圧縮機を用いたとしても
設定温度の湯水が目標とする時刻までに得られるので、
ヒートポンプ集熱運転での電力消費を抑制し、省エネル
ギを図る。

【００１７】請求項５記載の貯湯式給湯装置は、請求項
１ないし４いずれか記載の貯湯式給湯装置において、貯
湯槽に給水される給水温度を検知する給水温度検知手段
を具備し、運転制御手段は、前記給水温度検知手段によ
り検知される給水温度が所定温度以下であると、第１の
時間帯でヒートポンプ集熱運転の実行を許容するもので
ある。

【００１８】給水温度が所定温度以下であると、第１の
時間帯でヒートポンプ集熱運転の実行を予め許容するこ
とで、夏季以外の集熱効率が低下する季節でも、天候に
左右されず、設定温度および目標の湯水使用量が増大す
る時刻までに確実に沸上貯湯可能とする。

【００１９】請求項６記載の貯湯式給湯装置は、請求項
１ないし５いずれか記載の貯湯式給湯装置において、沸
増を設定する沸増設定手段と、貯湯槽内の湯量を検知す
る湯量検知手段とを具備し、運転制御手段は、前記沸増
設定手段により沸増が設定されると、ヒートポンプ集熱
運転およびソーラ集熱運転のいずれか一方またはそれら
の交互運転により前記貯湯槽内の湯水を設定温度に沸上
後、前記湯量検知手段により検知される湯量が所定湯量
以下になると、ヒートポンプ集熱運転による沸増を実行
させるものである。

【００２０】沸増が設定されると、ヒートポンプ集熱運
転およびソーラ集熱運転のいずれか一方またはそれらの
交互運転により貯湯槽内の湯水を設定温度に沸上後、湯
量が所定湯量以下になれば、ヒートポンプ集熱運転によ
る沸増を実行させ、必要とする沸増湯量を確保する。

【００２１】請求項７記載の貯湯式給湯装置は、請求項
６記載の貯湯式給湯装置において、運転制御手段は、第
３の時間帯に継続する所定時間を経た後から翌日の第１
の時間帯に入るまでの時間帯でのヒートポンプ集熱運転
による沸増の実行を禁止するものである。

【００２２】第３の時間帯に継続する所定時間を経た後
から翌日の第１の時間帯に入るまでの時間帯でのヒート
ポンプ集熱運転による沸増の実行を禁止するので、沸増
を設定したままでも、必要以上の沸増が抑制されて、設
定解除操作の煩わしさが伴わずに、翌日のソーラ集熱に
よる有効利用に継げて、省エネルギを図る。

【００２３】請求項８記載の貯湯式給湯装置は、請求項
１ないし５いずれか記載の貯湯式給湯装置において、ヒ
ートポンプ集熱運転のみに限定して沸上を実行させる早
め沸上運転モードを設定する運転モード切換手段を具備
し、運転制御手段は、前記運転モード切換手段により早
め沸上運転モードが設定されると、第１、第２および第
３の時間帯にかかわらずヒートポンプ集熱運転に限定し
て沸上の実行を許容するものである。

【００２４】早め沸上運転モードが設定されると、時間
帯にかかわらずヒートポンプ集熱運転に限定して沸上の
実行を許容し、沸上を必要とする設定温度の湯量を通常
（標準）の沸上運転モードとするよりも短時間で確保す
る。

【００２５】請求項９記載の貯湯式給湯装置は、請求項
１ないし５いずれか記載の貯湯式給湯装置において、ソ
ーラ集熱運転のみに限定して沸上を実行させるソーラ沸
上運転モードを設定する運転モード切換手段を具備し、
運転制御手段は、前記運転モード切換手段によりソーラ
沸上運転モードが設定されると、日照時間帯内でのみソ
ーラ集熱運転に限定して沸上の実行を許容するものであ
る。

【００２６】ソーラ沸上運転モードが設定されると、日
照時間帯内でのみソーラ集熱運転に限定して沸上の実行
を許容し、電力消費の負担度が軽減される太陽熱を最大
限利用して省エネルギを図る。

【００２７】請求項１０記載の貯湯式給湯装置は、請求
項１ないし５いずれか記載の貯湯式給湯装置において、
ヒートポンプ集熱運転のみに限定して沸上を実行させる
早め沸上運転モードおよびソーラ集熱運転のみに限定し
て沸上を実行させるソーラ沸上運転モードを選択的に設
定する運転モード切換手段を具備し、運転制御手段は、
運転モード切換手段により早め沸上運転モードが設定さ
れると、時間帯にかかわらずヒートポンプ集熱運転に限
定して沸上の実行を許容し、かつ、ソーラ集熱運転モー
ドが設定されると、当日の朝方を含む日中の日照時間帯
内でのみソーラ集熱運転に限定して沸上の実行を許容す
るものである。

【００２８】早め沸上運転モードが設定されると、時間
帯にかかわらずヒートポンプ集熱運転に限定して沸上の
実行を許容し、かつ、ソーラ集熱運転モードが設定され
ると、日照時間帯内でのみソーラ集熱運転に限定して沸
上の実行を許容し、利用者の利用目的に合わせて、必要
とする湯量をいずれか一方の集熱運転で確保するととも
に、省エネルギを図り、かつ使い勝手の利便性を向上さ
せる。

【００２９】請求項１１記載の貯湯式給湯装置は、請求
項８または１０記載の貯湯式給湯装置において、運転制
御手段は、運転モード切換手段により早め沸上運転モー
ドが設定されると、所定の運転開始起点時間を基準とし
て１日１回の設定温度沸上を許容するものである。

【００３０】早め沸上運転モードが設定されると、所定
の運転開始起点時間を基準として１日１回の設定沸上沸
上を許容するものとなるので、短時間沸上に加えて無駄
な沸上を抑える。

【００３１】請求項１２記載の貯湯式給湯装置は、請求
項１１記載の貯湯式給湯装置において、沸増を設定する
沸増設定手段と、貯湯槽内の湯量を検知する湯量検知手
段とを具備し、運転制御手段は、早め沸上運転モードと
の併用設定を条件に前記沸増設定手段により沸増が設定
されると、前記貯湯槽内の湯水を設定温度に沸上後から
翌日の運転開始起点時間までに、前記湯量検知手段によ
り検知される湯量が所定湯量以下に減少すると、ヒート
ポンプ集熱運転による沸増を実行させるものである。

【００３２】沸増が設定されると、貯湯槽内の湯水を設
定温度に沸上後から翌日の運転開始起点時間までに、湯
量が所定湯量以下となる都度に、ヒートポンプ集熱運転
による沸増を実行し、時間帯に制約されることなくいつ
でも必要とする湯量を沸増確保する。

【００３３】請求項１３記載の貯湯式給湯装置は、請求
項６、７および１２いずれか記載の貯湯式給湯装置にお
いて、沸上湯温を設定する湯温設定手段を具備し、運転
制御手段は、沸増時の湯温を前記湯温設定手段で設定可
能とする低温側の湯温以下で沸増を実行させるものであ
る。

【００３４】沸増時の湯温を湯温設定手段で設定可能と
する低温側の湯温以下とし、沸増時の成績係数を向上さ
せて、高温沸上において生じる熱交換効率の低下を抑制
する。

【００３５】請求項１４記載の貯湯式給湯装置は、請求
項９記載の貯湯式給湯装置において、沸増を設定する沸
増設定手段と、貯湯槽内の湯水の沸上を検知する沸上検
知手段とを具備し、運転制御手段は、ソーラ沸上運転モ
ードとの併用設定を条件に前記沸増設定手段により沸増
が設定されると、第３の時間帯が終わるまでに前記沸上
検知手段により沸上温度が検知されていないと、ヒート
ポンプ集熱運転により所定昇温温度までの沸上を実行さ
せるものである。

【００３６】沸増が設定されると、第３の時間帯が終わ
るまでに沸上が完了していないと、その後を受けてヒー
トポンプ集熱運転により所定昇温温度まで昇温沸上を実
行し、沸上不足を補って必要とする湯量を確保する。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の貯湯式給湯装置の
一実施の形態を図面を参照して説明する。

【００３８】図１は貯湯式給湯装置の構成図を示し、11
は貯湯槽で、先止押上式の給湯方式を採用しており、貯
湯槽11の下部に給水管路に連なる給水管12が接続されて
いるとともに、上部に給湯管路に連なる給湯管13が接続
されている。給水管路は、水道管に対して止水弁および
ストレーナなどを介して接続され、また、給湯管路は、
例えば風呂場、台所および洗面所などに設置される給湯
給水栓などに接続される。

【００３９】貯湯槽11の下部には排水弁14を有する排水
管15が接続され、給湯管13には沸上時の水の膨張分を逃
すための圧力逃し弁16が接続されている。

【００４０】貯湯槽11の下部近傍の外壁には熱交換通路
体17が接続配置され、この熱交換通路体17には下部およ
び上部の連通口18，19を介して貯湯槽11内に連通する熱
交換通路20が形成されている。貯湯槽11の下部と熱交換
通路20の下部との間には循環配管21が接続され、この循
環配管21には貯湯槽11の下部の湯水を熱交換通路20に強
制的に循環させる循環ポンプ22が配設されている。

【００４１】貯湯槽11の胴部外壁には、貯湯槽11内での
残湯量を検知する湯量検知手段としての残湯量検知セン
サ23、貯湯槽11内の湯水の沸上を検知する沸上検知手段
としての沸上検知センサ24、貯湯槽11内に導かれた給水
温度を検知する給水温度検知手段としての給水温度検知
センサ25が配設されている。

【００４２】また、31はヒートポンプ集熱器で、圧縮機
32、凝縮器33、膨張弁34および蒸発器（エバポレータ）
35を配管36，37，38によって順次直列接続した閉回路に
て構成され、この閉回路に冷媒が封入されている。圧縮
機32、膨張弁34および蒸発器35は図示しない筐体内に収
納されてヒートポンプ集熱器本体39が構成されている。
蒸発器35は外気を送るファン40を有している。凝縮器33
は熱交換通路体17の外側に装着され、熱交換通路20と凝
縮器33とで熱交換器41が構成される。

【００４３】また、51はソーラ集熱器で、配管37，38に
それぞれ接続される配管52，53を介して蒸発器35に並列
に接続されている。ソーラ集熱器51は、例えば屋根の上
などの日照条件の良好な場所に設置されるもので、集熱
パネル54を有し、この集熱パネル54内に両端が配管52，
53にそれぞれ接続された集熱パイプ55が蛇行状に配列さ
れている。配管37と配管52との接続位置には、圧縮機32
および凝縮器33に対して蒸発器35またはソーラ集熱器51
のいずれか一方を切換接続する切換手段としての三方弁
56が配設されている。三方弁56は電動弁にて構成され
る。

【００４４】ソーラ集熱器51には、ソーラ集熱器51の例
えば表面温度を検知するソーラ集熱温度検知手段として
のソーラ集熱器センサ57が配設されている。

【００４５】そして、ソーラ集熱運転について説明す
る。

【００４６】三方弁56が凝縮器33に対して蒸発器35側を
閉止するとともにソーラ集熱器51側を開放するように切
り換えられ、圧縮機32の駆動により図１に実線矢印で示
すようにソーラ集熱器51と凝縮器33との間で冷媒が流れ
る。

【００４７】ソーラ集熱器51で太陽熱により気化された
冷媒が凝縮器33に搬送されて液化され、冷媒の熱が凝縮
器33から熱交換通路20内の湯水に与えられて熱交換され
る。

【００４８】このとき、循環ポンプ22が駆動され、貯湯
槽11の下部側の湯水（水）が熱交換通路20を通じて貯湯
槽11内に再び戻るように強制循環され、貯湯槽11内の湯
水の全量を対象に沸き上げられる。

【００４９】なお、圧縮機32は、冷媒を搬送するだけで
低負荷であるため、ヒートポンプ運転時に比べて回転数
が下げられ、電力消費が抑制される。

【００５０】また、ヒートポンプ集熱運転について説明
する。

【００５１】三方弁56が凝縮器33に対して蒸発器35側を
開放するとともにソーラ集熱器51側を閉止するように切
り換えられ、圧縮機32およびファン40が駆動される。圧
縮機32の駆動により図１に破線矢印で示すようにヒート
ポンプ集熱器31の圧縮機32、凝縮器33、膨張弁34および
蒸発器35の順に冷媒が流れる。

【００５２】蒸発器35により外気との間で熱交換されて
気化された冷媒が圧縮機32で圧縮されて凝縮器33で液化
され、冷媒の熱が凝縮器33から熱交換通路20内の湯水に
与えられて熱交換される。

【００５３】このとき、循環ポンプ22が駆動され、貯湯
槽11の下部側の湯水（水）が熱交換通路20を通じて貯湯
槽11内に再び戻るように強制循環され、貯湯槽11内の湯
水の全量を対象に沸き上げられる。

【００５４】次に、図２は貯湯式給湯装置の制御ブロッ
ク図を示し、１００Ｖの一般の商用電力が供給される端
子部61には、循環ポンプ22の駆動部62、圧縮機32および
三方弁56の駆動部63、ファン40の駆動部64がそれぞれ接
続されている。

【００５５】循環ポンプ22の駆動部62は、ソーラ集熱運
転またはヒートポンプ集熱運転時に選択的に循環ポンプ
22を駆動させる湯水循環制御手段65によって制御され
る。圧縮機32および三方弁56の駆動部63は、ソーラ集熱
運転を実行させるソーラ集熱運転制御手段66、ヒートポ
ンプ集熱運転を実行させるヒートポンプ集熱運転制御手
段67によって制御される。ファン40の駆動部64は、ヒー
トポンプ集熱運転を実行させるヒートポンプ集熱運転制
御手段67によって制御される。

【００５６】また、71は主制御ユニットで、貯湯式給湯
装置全体を制御するマイクロコンピュータで構成される
運転制御手段としての主制御部72を有し、この主制御部
72には、入出力装置73を介して、湯水循環制御手段65、
ソーラ集熱運転制御手段66、ヒートポンプ集熱運転制御
手段67、貯湯槽センサ群74（残湯量検知センサ23、沸上
検知センサ24、給水温度検知センサ25）、ソーラ集熱器
センサ57、リモコン76がそれぞれ接続されている。さら
に、主制御部72には、各種データなどを記憶するメモリ
77、計時を行なうタイマ78がそれぞれ接続されている。

【００５７】主制御部72には、１００Ｖの一般の商用電
力が供給される端子部61に接続された制御用電源部79か
ら電力が供給される。この制御用電源部79に接続された
バックアップ電源部80からメモリ77および後述するリモ
コン制御部82にバックアップ電力が供給される。

【００５８】リモコン76は、遠隔操作を行なうもので、
主制御部72に接続される入出力部81を有し、この入出力
部81に、マイクロコンピュータで構成されるリモコン制
御部82、各種の設定を行なう操作部83、各種の表示を行
なう表示部84が接続されている。

【００５９】そして、主制御部72は、運転制御手段の機
能を有し、この機能の詳細については後述する。

【００６０】次に、図３はリモコンの正面図を示し、リ
モコン76には、操作部83として、運転を入り／切りする
運転入切ボタン91、時刻を設定する時刻設定ボタン92、
運転モード切換手段としての運転モード切換ボタン93、
湯温設定手段としての湯温設定ボタン94、沸増設定手段
としての沸増ボタン95、給湯切換ボタン96が配設されて
いる。表示部84として、湯温および残湯量と時刻を切換
表示可能とする表示器97、各ボタン91〜96に対応して設
定状態を表示するランプ98がそれぞれ配設されている。

【００６１】運転モード切換ボタン93では、主制御部72
の運転制御手段の機能による運転モードを、標準沸上運
転モード、早め沸上運転モード、ソーラ沸上運転モード
のいずれかに設定可能としている。

【００６２】湯温設定ボタン94では、沸上温度を約６０
℃の高め、約５５℃の標準のいずれかに設定可能として
いる。

【００６３】沸増ボタン95では、定量湯量以上の湯水使
用が予定されている場合などに沸上後の湯水が所定量以
上使用されたことを条件に沸増補充を許容させる沸増の
設定を可能とする。

【００６４】給湯切換ボタン96では、貯湯式給湯装置に
他の給湯機を備える場合に、その他の給湯機の使用の設
定を可能としている。

【００６５】次に、図４は運転モードのタイミングチャ
ートを示し、主制御部72の運転制御手段の機能では、運
転モードとして、冬モード、夏モード、春秋モードを有
している標準沸上運転モードと、早め沸上運転モード
と、ソーラ集熱運転モードとを備え、さらに、各運転モ
ードに対応して、７：００〜８：００までの第１の時間
帯、８：００〜１２：００までの第２の時間帯、１２：
００〜１７：００までの第３の時間帯に按分設定してい
る。

【００６６】標準沸上運転モードでは、時間帯によりヒ
ートポンプ集熱運転とソーラ集熱運転とを使い分け、夕
刻までに沸上を実行する。沸上は、貯湯槽11内の湯温を
沸上検知センサ24で検知し、貯湯槽11内の湯水のほぼ全
量について実行する。沸上温度は、高めの６０℃と標準
の５５℃とのいずれかに設定された温度まで実行する。

【００６７】標準沸上運転モードには沸増設定が併用可
能で、沸増設定された場合は、設定温度に沸上を完了し
た後、全量沸上から所定量以上の湯水使用があると、ヒ
ートポンプ集熱運転による補充沸増を使用した分の全量
を沸増実行する。このときの沸増分の沸増沸上温度は、
設定温度でもよいが、ヒートポンプ集熱運転の成績係数
（ＣＯＰ）特性を向上させる目的で、標準の約５５℃以
下で入浴の給湯に支障のない約４５℃までの範囲、好ま
しくは給湯時の熱放散ロス分や水との希釈分も考慮に入
れて５０℃または約５５℃とする。また、沸増を許容す
る時間帯は、７：００〜２４：００までとする。

【００６８】また、早め沸上運転モードでは、ヒートポ
ンプ集熱運転のみで、第１の時間帯を起点に当日１回だ
け沸上を実行するもので例えば標準沸上運転モードで沸
上されるよりは短時間内で設定温度の湯を得たい場合な
どには利便性が向上する。沸上は、貯湯槽11内の湯温を
沸上検知センサ24で検知し、貯湯槽11内の湯水のほぼ全
量について実行する。沸上温度は、高めの６０℃と標準
の５５℃とのいずれかに設定された温度まで実行する。

【００６９】早め沸上運転モードには沸増設定が併用可
能で、沸増設定された場合は、設定温度に沸上を完了し
た後に、全量沸上から所定量以上の湯水使用があると、
ヒートポンプ集熱運転による沸増を使用された分が補充
沸上するまで実行する。このときの沸増温度は、設定温
度でもよいが、ヒートポンプ集熱運転の成績係数（ＣＯ
Ｐ）特性を向上させる目的で、標準の約５５℃以下で入
浴の給湯に支障のない約４５℃までの範囲、好ましくは
５０℃または約５５℃とすることは前述と同様である。
また、このときの沸増運転は、第１の時間帯が始まる
７：００から翌日の７：００までの２４時間で、全量沸
上から所定量以上の湯水使用があるとき、何度でも実行
する。

【００７０】また、ソーラ沸上運転モードでは、ソーラ
集熱運転のみで、ソーラ集熱運転の条件が満たされる日
照時間帯（第２の時間帯および第３の時間帯）の８：０
０〜１７：００までの間で沸上を実行させているが、場
合によっては第１の時間帯が始まる運転開始起点から実
行させても差支えない。

【００７１】ソーラ集熱運転のみでは、ヒートポンプ集
熱運転と同様の沸上温度とするには制約もあり難しい
が、標準的なソーラ集熱器での上限沸上温度を５５℃に
設定して沸上する。条件にもよるが、５５℃設定の沸上
は、常時可能とするものではないが、５５℃以下の沸上
途上であっても目的によって十分利用できる。

【００７２】ソーラ集熱運転には沸増設定が併用可能
で、沸増設定された場合は、８：００〜１７：００まで
の日照時間帯では沸増を実行せず、１７：００までに５
５℃設定の沸上が未達のときに、ヒートポンプ集熱運転
による昇温沸上を実行する。

【００７３】次に、本実施の形態の作用を説明する。

【００７４】主制御部72の運転制御手段の機能による貯
湯動作について、図４の運転モードのタイミングチャー
ト、図５ないし図１０の貯湯動作のフローチャートを参
照して説明する。

【００７５】まず、第１の時間帯（７：００）に入るま
での状態について説明する。

【００７６】貯湯槽11の残湯量および給水温度の監視、
運転モードの判別を開始する（ステップ１）。

【００７７】現在時刻が第１の時間帯に入るまでは（ス
テップ２）、運転モードの途中切換が有ったか確認する
とともに（ステップ３）、貯湯槽11の残湯量は所定量以
上か確認する（ステップ４）。運転モードの途中切換
は、第１の時間帯から第３の時間帯までの間に行なわれ
た場合に対応するもので、途中切換があれば後述するス
テップ81へ進んで処理を行なう。貯湯槽11の残湯量が所
定量以下の場合には、早め沸上運転モードが設定されて
いるか確認し（ステップ５）、設定されていなければス
テップ２に戻り、設定されていれば後述するステップ50
へ進んで処理を行なう。

【００７８】次に、標準沸上運転モードが設定され、夏
モードに相当する場合について説明する。ただし、沸増
は設定されていないものとする。

【００７９】ステップ２で現在時刻が第１の時間帯に入
ると、ソーラ集熱器51の温度の監視を開始し（ステップ
６）、標準沸上運転モードが設定されているか確認する
（ステップ７）。

【００８０】標準沸上運転モードが設定されていれば、
貯湯槽11の残湯量が所定量以上か確認し（ステップ
８）、所定量以下であれば、給水温度が２０℃以上ある
か否かによって季節を判断する（ステップ９）。給水温
度が２０℃以上であると、夏モードの運転モードを自動
的に選択して実行する。

【００８１】第１の時間帯ではヒートポンプ集熱運転を
行なわず、第１の時間帯が経過するまで待機する（ステ
ップ10）。

【００８２】第１の時間帯が経過したら、すなわち第２
の時間帯に入ったら、ソーラ集熱器51の温度に対応した
日照状態に基づいてソーラ集熱運転が可能な条件にある
か確認し（ステップ11）、条件が満たされていれば、ソ
ーラ集熱運転による沸上を開始する（ステップ12）。

【００８３】ソーラ集熱運転による沸上中においては、
設定温度に沸上達成したか（ステップ13）、第２の時間
帯が経過したか（ステップ14）、ソーラ集熱運転の条件
が満たされているか（ステップ15）を確認する。

【００８４】通常、ソーラ集熱運転のみでは、ソーラ集
熱器51の面積などの制約もあって、設定温度（高め、標
準）までの沸上が残湯量の条件しだいでは得られ難い
が、条件しだいでは沸上の可能性がある。第２の時間帯
が経過する前に設定温度に沸上達成すれば、ソーラ集熱
運転を停止する（ステップ16）。

【００８５】ソーラ集熱運転を停止後は、運転モードの
途中切換が有ったか（ステップ17）、現在時刻が第１の
時間帯になったか（ステップ18）、沸増設定が有るか
（ステップ19）を確認する。すなわち、運転モードの途
中切換および沸増設定がそれぞれ無い場合には、翌日の
第１の時間帯までそれら運転モードの途中切換および沸
増設定に待機し、翌日の第１の時間帯に入ったらステッ
プ６へ進んで標準沸上運転モードを実行する。

【００８６】ステップ17で運転モードの途中切換が有っ
た場合にはステップ２へ進んで後述する処理を行ない、
ステップ18で第１の時間帯になった場合には上述したス
テップ６へ進み、ステップ19で沸増設定が有る場合には
後述するステップ43へ進んで沸増処理を行なう。

【００８７】また、天候が雨や曇りの日に、ステップ11
でソーラ集熱運転の条件が満たされない場合には、ヒー
トポンプ集熱運転による沸上を開始する（ステップ2
0）。

【００８８】ヒートポンプ集熱運転による沸上を開始し
た後は、ソーラ集熱運転の条件の回復を確認し（ステッ
プ21）、回復があれば、ヒートポンプ集熱運転を停止す
るとともにソーラ集熱運転への切換指令を発し（ステッ
プ22）、ステップ12へ進んでソーラ集熱運転による沸上
を開始する。

【００８９】また、ソーラ集熱運転による沸上中におい
て、天候の急変により晴れから曇りまたは雨になって、
ステップ15でソーラ集熱運転の条件が満たされなくなっ
た場合には、ソーラ集熱運転を停止するとともにヒート
ポンプ集熱運転への切換指令を発し（ステップ23）、ス
テップ20へ進んでヒートポンプ集熱運転による沸上を開
始する。

【００９０】したがって、第２の時間帯では、天候に応
じてソーラ集熱運転とヒートポンプ集熱運転とを適切に
選択しながらいずれか一方の運転に加え、交互運転を採
用して沸上を図る。なお、ソーラ集熱運転を第２の時間
帯に限る点は、夕刻までの沸上に対する影響が少ない第
２の時間帯での調整となるので、最大限にソーラ集熱運
転を有効利用して、省エネルギを目指すための配慮がな
されている。

【００９１】すなわち、設定温度に至る沸上の前半の段
階（沸上途上）では、給水された水からの昇温中であ
り、熱交換される昇温湯水も低温域にあり、圧縮機32も
回転数を下げたソーラ集熱運転での熱交換で，湯水への
熱回収効率が最も向上されている段階になるが、この熱
回収効率は昇温が設定温度の高温域に近付くにつれて低
下することが避けられない。また、ソーラ集熱運転は天
候に左右される不安定要素も持ち合わせているから、時
間をかけてソーラ集熱運転に委ねるよりは、熱回収効率
が低下する段階などを見極めて、ソーラ集熱運転から圧
縮機32の回転数を上げた能力優先となるヒートポンプ集
熱運案に早めに切り換えての熱回収に委ねる方が、同じ
考案の設定温度を得る場合には、沸上時間の安定性が増
し、沸上も早まるなどにおいて、トータル的な電力消費
が抑制されて有効になるからである。

【００９２】また、ソーラ集熱運転による沸上中におい
て、設定温度への沸上が達成せずに、ステップ14で第２
の時間帯が経過したら、すなわち、第３の時間帯に入っ
たら、ソーラ集熱運転を停止するとともにヒートポンプ
集熱運転への切換指令を発し（ステップ24）、第３の時
間帯が終了する夕刻までに沸上を達成するようにヒート
ポンプ集熱運転による沸上を開始する（ステップ25）。

【００９３】ヒートポンプ集熱運転による沸上中は、設
定温度に沸上達成したか確認し（ステップ26）、設定温
度に沸上達成すれば、ヒートポンプ集熱運転を停止し
（ステップ27）、上述したステップ19へ進む。

【００９４】また、第２の時間帯に入ってヒートポンプ
集熱運転による沸上を行なっている場合には、ステップ
21でソーラ集熱運転の条件が回復したか否かを確認する
とともに、設定温度に沸上達成したか（ステップ28）、
および第２の時間帯が経過したか（ステップ29）を確認
する。沸上達成したら、ステップ27へ進んでヒートポン
プ集熱運転を停止し、一方、第２の時間帯が経過した
ら、ヒートポンプ集熱運転を継続し（ステップ30）、ス
テップ26へ進んで、第３の時間帯でのヒートポンプ集熱
運転による沸上を継続する。

【００９５】また、前日の湯水の使用が無いか少なく、
ステップ８で貯湯槽11内の残湯量が所定量以上ある場合
は、貯湯槽11内の残湯量などを確認しながら第１の時間
帯の経過を待つ（ステップ31）。第１の時間帯が経過し
た後も、貯湯槽11内の残湯量が所定量以上あるか確認し
（ステップ32）、第２の時間帯が経過するまでの間に
（ステップ33）、残湯量が所定量以下になれば、ステッ
プ11へ進んでソーラ集熱運転またはヒートポンプ集熱運
転による沸上を開始する。

【００９６】第２の時間帯が経過した後も、貯湯槽11内
の残湯量が所定量以上あれば（ステップ34）、上述した
ステップ17へ進み、一方、所定量以下であれば、ステッ
プ25へ進んで第３の時間帯でのヒートポンプ集熱運転に
よる沸上を開始する。

【００９７】なお、貯湯槽11内の湯水の湯温が所定温度
以下になれば、湯水を使用しなくても残湯量が所定量以
下に減少したとして処理する。

【００９８】次に、標準沸上運転モードが設定され、冬
モードまたは春秋モードに相当する場合について説明す
る。ただし、沸増は設定されていないものとする。

【００９９】ステップ２で現在時刻が第１の時間帯に入
ると、ソーラ集熱器51の温度の監視を開始し（ステップ
６）、標準沸上運転モードが設定されているか確認する
（ステップ７）。

【０１００】標準沸上運転モードが設定されていれば、
貯湯槽11の残湯量が所定量以上か確認し（ステップ
８）、所定量以下であれば、給水温度が２０℃以上ある
か否かによって季節を判断する（ステップ９）。給水温
度が２０℃以下であると、その給水温度に応じて冬モー
ドまたは春秋モードの運転モードを自動的に選択して実
行する。

【０１０１】第１の時間帯でのヒートポンプ集熱運転に
よる沸上を開始し（ステップ35）、第１の時間帯が経過
するまでの間に設定温度に沸上達成すれば（ステップ3
6、37）、ヒートポンプ集熱運転を停止し（ステップ3
8）、上述したステップ19へ進む。

【０１０２】また、第１の時間帯が経過してもすなわち
第２の時間帯に入っても設定温度に沸上達成しなければ
（ステップ39）、ソーラ集熱器51の温度に対応した日照
状態に基づいてソーラ集熱運転が可能な条件にあるか確
認し（ステップ40）、条件が満たされていれば、ヒート
ポンプ集熱運転を停止するとともにソーラ集熱運転への
切換指令を発し（ステップ41）、ステップ12へ進んでソ
ーラ集熱運転による沸上を開始する。

【０１０３】ステップ40でソーラ集熱運転の条件が満た
されない場合には、ソーラ集熱運転の条件の回復を確認
しながら、ヒートポンプ集熱運転での沸上を継続する
（ステップ42）。ソーラ集熱運転の条件が回復したらス
テップ41へ進んでソーラ集熱運転による沸上に移り、設
定温度に沸上達成したらステップ38へ進んでヒートポン
プ集熱運転を停止する。

【０１０４】なお、ステップ８で貯湯槽11内の残湯量が
所定量以上ある場合には、ステップ31へ進み、第１の時
間帯での沸上を行なわずに夏モードの場合と同様に処理
する。

【０１０５】また、この冬モードまたは春秋モードで説
明していない処理については、夏モードの場合と同様に
処理する。

【０１０６】次に、標準沸上運転モード（夏モード、冬
モード、春秋モードのいずれも同様）において、沸増が
設定されている場合について説明する。

【０１０７】夏モード、冬モードおよび春秋モードのい
ずれにおいても設定温度に沸上達成すると、ステップ19
へ進み、沸増が設定されていれば沸増処理に入る。

【０１０８】沸上後の残湯量が所定量以上あるか確認し
（ステップ43）、沸上後の湯水が使用されて所定量以下
になると、ヒートポンプ集熱運転による沸増を開始する
（ステップ44）。例えば３００リットル沸上の貯湯槽11
の場合は、６０リットル以上の湯水使用があると、所定
量以下と判断する。なお、ヒートポンプ集熱運転の能力
により許容設定量が適宜定められるが、沸増に要する時
間として、ほぼ１時間以内での沸上がなされる容量であ
れば、実使用面からも必要時での湯不足は生じない。

【０１０９】ヒートポンプ集熱運転による沸増中は、沸
増設定温度に沸上達成したか（ステップ45）、沸増を許
容する２４：００までの沸増許容時間内か（ステップ4
6）を確認する。

【０１１０】沸増設定温度に沸上達成したら、ヒートポ
ンプ集熱運転を停止した後（ステップ47）、ステップ43
での残湯量の確認、沸増許容時間内かの確認（ステップ
48）、沸増設定の解除が有るかの確認（ステップ49）を
行なう。

【０１１１】沸増許容時間内であれば、残湯量が所定量
以下になると何回でも沸増を行ない、ステップ46、48で
沸増許容時間が経過した場合には、沸増の設定が有って
も沸増を禁止し、ステップ２へ進んで翌日の第１の時間
帯に入るまでは沸増処理を行なわない。これは、２４：
００以降の時間帯に沸増を行なっても、湯水を使用せず
に放置された場合の熱放散ロスや、翌日のソーラ集熱運
転の条件が整ってもそれを有効利用できないなどの無駄
が発生しやすい問題に対処するべく配慮されている。

【０１１２】ステップ49で沸増設定の解除が有った場合
にもステップ２へ戻る。

【０１１３】次に、早め沸上運転モードが設定されてい
る場合について説明する。ただし、沸増は設定されてい
ないものとする。

【０１１４】早め沸上運転モードでは、スタート時点の
当日において、第１の時間帯が始まった７：００を起点
に１回だけ沸上を実行する。

【０１１５】スタート時点において、ステップ４で貯湯
槽11の残湯量が所定量以下で、ステップ５で早め沸上運
転モードが設定されていることを確認すると、この早め
沸上運転モードによる当日１回だけの沸上を行なってい
るか確認し（ステップ50）、沸上を行なっていなけれ
ば、ヒートポンプ集熱運転による早め沸上を開始する
（ステップ51）。

【０１１６】ヒートポンプ集熱運転による沸上中は、設
定温度に沸上達成したか確認し（ステップ52）、設定温
度に沸上達成すれば、ヒートポンプ集熱運転を停止し
（ステップ53）、ステップ２へ進む。

【０１１７】また、現在時刻が第１の時間帯に入るまで
に、ステップ４で貯湯槽11の残湯量が所定量以下になっ
たことを確認すると、ステップ50へ進むが、当日１回だ
けの沸上を既に行なっているため、沸増が設定されてい
ないことを確認して（ステップ54）、ステップ２に戻
る。

【０１１８】ステップ２で現在時刻が第１の時間帯に入
ると、ステップ６、７を経て、早め沸上運転モードが設
定されているか確認する（ステップ55）。

【０１１９】早め沸上運転モードが設定されていれば、
貯湯槽11の残湯量が所定量以上か確認する（ステップ5
6）。例えば３００リットル沸上の貯湯槽11の場合は、
６０リットル以上の湯水使用があると、所定量以下と判
断し、ヒートポンプ集熱運転による沸上を開始する（ス
テップ57）。

【０１２０】ヒートポンプ集熱運転による沸上中は、設
定温度に沸上達成したか確認し（ステップ58）、設定温
度に沸上達成すれば、ヒートポンプ集熱運転を停止する
（ステップ59）。

【０１２１】早め沸上運転モードでは第１の時間帯を起
点に当日１回だけの沸上に限られており、沸増設定が無
ければ（ステップ60）、および早め沸上運転モードから
別の運転モードへの運転モード切換が有った場合（ステ
ップ61）、ステップ２へ進んで翌日の処理に移る。

【０１２２】なお、ここで、沸増が設定されると（ステ
ップ62）、沸上後の残湯量が所定量以上か確認し（ステ
ップ63）、所定量以下になれば、後述するステップ64へ
進み、沸増が設定されている限りは所定量の湯水の使用
があるとその分を補うように沸増を継続して行なう。

【０１２３】次に、早め沸上運転モードにおいて、沸増
が設定されている場合について説明する。

【０１２４】ステップ４、５、50を経て沸上後の残湯量
が所定量以下になったことを確認するとともに、ステッ
プ54で沸増が設定されていることを確認すると、また
は、ステップ60で沸増が設定されていることを確認する
とともに、ステップ63で沸上後の残湯量が所定量以下に
なったことを確認すると、ステップ64へ進んで早め沸上
運転モードにおける沸増処理に入る。

【０１２５】ヒートポンプ集熱運転による沸増を開始し
（ステップ64）、ヒートポンプ集熱運転による沸上中
は、沸上設定温度に沸上達成したか確認し（ステップ6
5）、沸上設定温度に沸上達成すれば、ヒートポンプ集
熱運転を停止する（ステップ66）。

【０１２６】沸上後は、第１の時間帯になったかの確認
（ステップ67）、沸増設定の解除が有るかの確認（ステ
ップ68）、貯湯槽11の残湯量は所定量以上かの確認（ス
テップ69）を行なう。

【０１２７】ステップ67で第１の時間帯になると、上述
したステップ６へ進む。

【０１２８】ステップ68で沸増設定の解除が有った場
合、およびステップ69で貯湯槽11の残湯量が所定量以下
となった場合には、上述したステップ２へ進む。

【０１２９】次に、ソーラ沸上運転モードが設定されて
いる場合について説明する。ただし、沸増は設定されて
いないものとする。

【０１３０】このソーラ沸上運転モードは、天候に左右
され易いが、夏季の天候が安定する時期に電力消費量を
軽減させ得るソーラ集熱運転を最大限に利用できる。

【０１３１】ステップ２で現在時刻が第１の時間帯に入
ると、ソーラ集熱器51の温度の監視を開始し（ステップ
６）、ステップ７、55を経て、ソーラ沸上運転モードが
設定されていることを確認する。

【０１３２】第１の時間帯が経過するまでは（ステップ
70）、運転モードの切換が有るか確認し（ステップ7
1）、運転モードの切換があれば、上述したステップ７
へ進む。

【０１３３】第１の時間帯が経過すると、すなわち日照
時間帯である第２の時間帯に入ると、貯湯槽11内の残湯
量が所定量以上あるか確認し（ステップ72）、所定量以
上であると、日照時間帯内（第３の時間帯が終了する１
７：００）であるか確認する（ステップ73）。

【０１３４】貯湯槽11内の残湯量が所定量以下である
と、ソーラ集熱器51の温度に対応した日照状態に基づい
てソーラ集熱運転が可能な条件にあるか確認し（ステッ
プ74）、条件が満たされていれば、ソーラ集熱運転によ
る沸上を開始する（ステップ75）。

【０１３５】ソーラ集熱運転による沸上中においては、
ソーラ集熱上限温度（５５℃）に沸上達成したか（ステ
ップ76）、ソーラ集熱運転の条件が満たされているか
（ステップ77）を確認する。

【０１３６】貯湯槽11に高温沸上された残湯が１／３以
上あれば、ソーラ集熱運転の条件が日照時間中に常に満
たされた状態のもとで運転されれば、ソーラ集熱上限温
度（５５℃）の沸上は可能であり、沸上が達成されれ
ば、ソーラ集熱運転を停止し（ステップ78）、上述した
ステップ19へ進む。

【０１３７】また、ステップ77でソーラ集熱運転の条件
が満たされなくなると、ソーラ集熱運転を一時停止し
（ステップ79）、ステップ74へ進んで、条件の回復に待
機する。条件が回復すれば、ステップ75へ進んでソーラ
集熱運転による沸上を開始する。

【０１３８】また、ステップ73で残湯量が所定量以上に
保たれたまま日照時間帯が経過するか、ステップ74でソ
ーラ集熱運転の条件が回復されないまま日照時間帯が経
過すると（ステップ80）、上述したステップ19へ進む。

【０１３９】なお、ソーラ集熱上限温度（５５℃）に沸
上達成する条件が整うことは少ないが、沸上が不足する
低温（５５℃以下）である場合でも季節によっては十分
に利用できる。

【０１４０】次に、ソーラ沸上運転モードにおいて、沸
増が設定されている場合について説明する。

【０１４１】ステップ78でソーラ集熱運転による沸上を
完了した後、およびステップ73、80で日照時間帯が経過
した後、ステップ19へ進み、沸増が設定されていれば沸
増処理に入る。

【０１４２】沸増は、日照時間帯後すなわち１７：００
以降から沸増許容時間内すなわち２４：００において実
行する。

【０１４３】ソーラ集熱運転のみで沸上されなかった場
合に、標準（５５℃）の沸上温度を得たいときには、日
照時間帯内での併用運転はできないが、１７：００以降
の沸増により、標準（５５℃）の沸上温度まで昇温で
き、夏季以外でも利用可能となり、選択肢も増し、利便
性が向上する。

【０１４４】なお、ソーラ集熱運転は、日照時間帯内で
あれば途中でも他の運転モードからの変更も可能であ
り、さらに使用用途の幅も広まる。例えば、午前中、標
準モードで運転を開始したが、当日の湯水使用が明確で
ない場合に、天候が安定している場合には、ソーラ集熱
運転のみによる沸上に設定しなおすことで、沸上の無駄
を最小限にできる。

【０１４５】次に、運転モードの途中切換が有った場合
について説明する。

【０１４６】第１の時間帯に入るまでの待機中に別のモ
ードへの運転モードの切り換えがあると、ステップ３で
運転モードの切り換えを確認する。または、各モードの
実行の途中で別のモードへの運転モードの切換えがある
と、ステップ２に進んだ後、ステップ３で運転モードの
切り換えを確認する。

【０１４７】運転モードの切り換えは設定温度に沸上達
成後か確認し（ステップ81）、沸上達成していなけれ
ば、別モードによる沸上運転中であるか確認し（ステッ
プ82）、沸上運転中であれば沸上運転を停止する（ステ
ップ83）。

【０１４８】沸増設定が有るか確認し（ステップ84）、
沸増設定が有れば沸増運転中か確認し（ステップ85）、
沸増運転中であれば、沸増運転を停止する（ステップ8
6）。その後、ステップ７へ進み、切り換えられた運転
モードの処理に入る。

【０１４９】以上のように、主制御部72の運転制御手段
の機能により、第１の時間帯でヒートポンプ集熱運転の
実行を許容し、第１の時間帯に続く第２の時間帯でソー
ラ集熱運転およびヒートポンプ集熱運転のいずれか一方
の実行を許容し、第２の時間帯に続く第３の時間帯でヒ
ートポンプ集熱運転の実行を許容するため、例えば夏季
以外の季節でソーラ集熱運転の条件が満たされず、か
つ、圧縮能力の小さな圧縮機を用いる場合でも、各時間
帯で圧縮機32の定格能力を最大限に機能させて、少なく
とも第３の時間帯内の夕刻までには確実には沸上途上で
の湯水使用による変動がない限りにおいては貯湯槽11内
に設定温度の湯水を確実に沸上貯湯でき、したがって、
製品コストの低減化と合わせて、湯水使用上の便利性も
向上できる。

【０１５０】また、第１の時間帯を朝方の短時間、第２
の時間帯を午前中を主体とする数時間、第３の時間帯内
の夕刻までの数時間というように、日照状況や湯水の使
用状況を考慮して適切に按分設定できる。

【０１５１】また、第３の時間帯が夕刻以降の夜間を含
む時間帯を有しているため、沸上途中での湯水使用によ
る変動にも対応して、沸上時間はその分、遅れても沸上
できる。

【０１５２】また、第１の時間帯で貯湯槽11内の湯量に
基づきヒートポンプ集熱運転の実行を許容し、第２の時
間帯で日照状態に基づきソーラ集熱運転を優先させてソ
ーラ集熱運転およびヒートポンプ集熱運転のいずれか一
方の実行を許容し、第３の時間帯での日照状態に関係な
くヒートポンプ集熱運転の実行を許容するため、ソーラ
集熱運転を優先させて、ヒートポンプ集熱運転時の圧縮
能力が小さな圧縮機32を用いたとしても設定温度の湯水
が目標とする時刻までに得られるので、ヒートポンプ集
熱運転での電力消費を抑制でき、省エネルギを図れる。

【０１５３】また、給水温度が所定温度以下であると、
第１の時間帯でヒートポンプ集熱運転の実行を予め許容
するため、夏季以外の集熱効率が低下する季節でも、天
候に左右されず、設定温度および目標の湯水使用量が増
大する時刻までに確実に沸上貯湯できる。

【０１５４】また、沸増が設定されると、ヒートポンプ
集熱運転およびソーラ集熱運転のいずれか一方またはそ
れらの交互運転により貯湯槽11内の湯水を設定温度に沸
上後、湯量が所定湯量以下になれば、ヒートポンプ集熱
運転による沸増を実行させるため、必要とする沸増湯量
を確保し、湯水使用上の利便性を向上できる。

【０１５５】さらに、第３の時間帯に継続する所定時間
を経た後から翌日の第１の時間帯に入るまでの時間帯で
のヒートポンプ集熱運転による沸増の実行を禁止するた
め、沸増を設定したままでも、必要以上の沸増が抑制さ
れて、設定解除操作の煩わしさが伴わずに、翌日のソー
ラ集熱などによるによる有効利用に継げて、省エネルギ
を図れる。

【０１５６】また、早め沸上運転モードが設定される
と、時間帯にかかわらずヒートポンプ集熱運転に限定し
て沸上の実行を許容するため、沸上を必要とする設定温
度の湯量を通常の沸上運転モードとするよりも短時間で
確保し、湯水使用上の利便性を向上できる。

【０１５７】また、ソーラ沸上運転モードが設定される
と、日照時間帯内でのみソーラ集熱運転に限定して沸上
の実行を許容するため、電力消費の負担度が軽減される
太陽熱を最大限利用し、省エネルギを図れる。

【０１５８】また、早め沸上運転モードが設定される
と、時間帯にかかわらずヒートポンプ集熱運転に限定し
て沸上の実行を許容し、かつ、ソーラ沸上運転モードが
設定されると、日照時間帯内でのみソーラ集熱運転に限
定して沸上の実行を許容するため、利用者の利用目的に
合わせて、必要とする湯量をいずれか一方の集熱運転で
確保し、湯水使用上の利便性を向上できるとともに、省
エネルギを図れる。

【０１５９】また、早め沸上運転モードが設定される
と、所定の運転開始起点時間（７：００）を基準として
１日１回の沸上を許容するため、短時間沸上に加えて無
駄な沸上を抑えることができる。

【０１６０】さらに、早め沸上運転との併用で沸増が設
定されると、貯湯槽11内の湯水を設定温度に沸上後から
翌日の運転開始起点時間までに、湯量が所定湯量以下と
なる都度に、ヒートポンプ集熱運転による沸増を実行さ
せるため、時間帯に制約されることなくいつでも必要と
する湯量を沸増確保し、湯水使用上の利便性を向上でき
る。

【０１６１】また、沸増時の湯温を湯温設定ボタン94で
設定可能とする低温側の湯温以下とするため、沸増時の
成績係数（ＣＯＰ）が向上し、高温沸上において生じる
熱交換効率の低下を抑制できる。

【０１６２】なお、沸増は、複数設定温度（高め、標
準）に連動して沸上されるものであってもよいが、設定
温度に沸上した後の沸増（追焚）になるので、ヒートポ
ンプ集熱運転の成績係数（ＣＯＰ）を向上させる上で
は、高温域での沸増は、熱交換効率も低下するので、入
浴に支障をきたさない程度の例えば４５〜５５℃の範囲
の低温域での沸増とすれば、電力消費量の負担度が軽減
され、これによる省エネルギ運転を実現できる利点もあ
り、より望ましいものが提供できる。

【０１６３】また、ソーラ集熱運転との併用で沸増が設
定されると、第３の時間帯が終わるまでに沸上が完了し
ていないと、その後を受けてヒートポンプ集熱運転によ
り所定温度まで昇温沸上を実行させるため、沸上不足を
補って必要とする湯量を確保し、湯水使用上の利便性を
向上できる。

【０１６４】また、前記実施の形態の貯湯式給湯装置
に、別の給湯機を併用してもよい。

【０１６５】

【発明の効果】請求項１記載の貯湯式給湯装置によれ
ば、運転制御手段により、第１の時間帯でヒートポンプ
集熱運転の実行を許容し、第１の時間帯に続く第２の時
間帯でソーラ集熱運転およびヒートポンプ集熱運転のい
ずれか一方の実行を許容し、第２の時間帯に続く第３の
時間帯でヒートポンプ集熱運転の実行を許容するため、
例えば夏季以外の季節でソーラ集熱運転の条件が満たさ
れず、かつ、圧縮能力の小さな圧縮機を用いる場合で
も、各時間帯で圧縮機の定格能力を最大限に機能させ
て、少なくとも第３の時間帯内の夕刻までには沸上途上
での湯水使用による変動がない限りにおいては貯湯槽内
に設定温度の湯水を確実に沸上貯湯でき、したがって、
製品コストの低減化と合わせて、湯水使用上の便利性も
向上できる。

【０１６６】請求項２記載の貯湯式給湯装置によれば、
請求項１記載の貯湯式給湯装置の効果に加えて、第１の
時間帯を朝方の短時間、第２の時間帯を午前中を主体と
する数時間、第３の時間帯を夕刻までの数時間というよ
うに、例えば日照状況や湯水の使用状況を考慮して適切
に按分設定できる。

【０１６７】請求項３記載の貯湯式給湯装置によれば、
請求項１または２記載の貯湯式給湯装置の効果に加え
て、第３の時間帯が夕刻以降の夜間を含む時間帯を有し
ているため、沸上途中での湯水使用による変動にも対応
して、沸上時間はその分、遅れても沸上できる。

【０１６８】請求項４記載の貯湯式給湯装置によれば、
請求項１ないし３いずれか記載の貯湯式給湯装置の効果
に加えて、第１の時間帯で貯湯槽内の湯量に基づきヒー
トポンプ集熱運転の実行を予め許容し、第２の時間帯で
日照状態に基づきソーラ集熱運転を優先させてソーラ集
熱運転およびヒートポンプ集熱運転のいずれか一方また
はそれらの交互運転の実行を許容し、第３の時間帯で日
照状態に関係なくヒートポンプ集熱運転の実行を許容す
るため、ソーラ集熱運転を優先させて、ヒートポンプ集
熱運転時の圧縮能力が小さな圧縮機を用いたとしても設
定温度の湯水が目標とする時刻までに得られるので、ヒ
ートポンプ集熱運転での電力消費を抑制でき、省エネル
ギを図れる。

【０１６９】請求項５記載の貯湯式給湯装置によれば、
請求項１ないし４いずれか記載の貯湯式給湯装置の効果
に加えて、給水温度が所定温度以下であると、第１の時
間帯でヒートポンプ集熱運転の実行を予め許容するた
め、夏季以外の集熱効率が低下する季節でも、天候に左
右されず、設定温度および目標の湯水使用量が増大する
時刻までに確実に沸上貯湯できる。

【０１７０】請求項６記載の貯湯式給湯装置によれば、
請求項１ないし５いずれか記載の貯湯式給湯装置の効果
に加えて、沸増が設定されると、ヒートポンプ集熱運転
およびソーラ集熱運転のいずれか一方またはそれらの交
互運転により貯湯槽内の湯水を設定温度に沸上後、湯量
が所定湯量以下になれば、ヒートポンプ集熱運転による
沸増を実行させるため、必要とする沸増湯量を確保し、
湯水使用上の利便性を向上できる。

【０１７１】請求項７記載の貯湯式給湯装置によれば、
請求項６記載の貯湯式給湯装置の効果に加えて、第３の
時間帯に継続する所定時間を経た後から翌日の第１の時
間帯に入るまでの時間帯でのヒートポンプ集熱運転によ
る沸増の実行を禁止するため、沸増を設定したままで
も、必要以上の沸増が抑制されて、設定解除操作の煩わ
しさが伴わずに、翌日のソーラ集熱による有効利用に継
げて、省エネルギを図れる。

【０１７２】請求項８記載の貯湯式給湯装置によれば、
請求項１ないし５いずれか記載の貯湯式給湯装置の効果
に加えて、早め沸上運転モードが設定されると、時間帯
にかかわらずヒートポンプ集熱運転に限定して沸上の実
行を許容するため、沸上を必要とする設定温度の湯量を
通常の沸上運転モードとするよりも短時間で確保し、湯
水使用上の利便性を向上できる。

【０１７３】請求項９記載の貯湯式給湯装置によれば、
請求項１ないし５いずれか記載の貯湯式給湯装置の効果
に加えて、ソーラ沸上運転モードが設定されると、日照
時間帯内でのみソーラ集熱運転に限定して沸上の実行を
許容するため、電力消費の負担度が軽減される太陽熱を
最大限利用して、省エネルギを図れる。

【０１７４】請求項１０記載の貯湯式給湯装置によれ
ば、請求項１ないし５いずれか記載の貯湯式給湯装置の
効果に加えて、早め沸上運転モードが設定されると、時
間帯にかかわらずヒートポンプ集熱運転に限定して沸上
の実行を許容し、かつ、ソーラ集熱運転モードが設定さ
れると、日照時間帯内でのみソーラ集熱運転に限定して
沸上の実行を許容するため、利用者の利用目的に合わせ
て、必要とする湯量をいずれか一方の集熱運転で確保
し、湯水使用上の利便性を向上できるとともに、省エネ
ルギを図れ、かつ使い勝手の利便性を向上できる。

【０１７５】請求項１１記載の貯湯式給湯装置によれ
ば、請求項８または１０記載の貯湯式給湯装置の効果に
加えて、早め沸上運転モードが設定されると、所定の運
転開始起点時間を基準として１日１回の沸上を許容する
ため、短時間沸上に加えて無駄な沸上を抑えることがで
きる。

【０１７６】請求項１２記載の貯湯式給湯装置によれ
ば、請求項１１記載の貯湯式給湯装置の効果に加えて、
沸増が設定されると、貯湯槽内の湯水を設定温度に沸上
後から翌日の運転開始起点時間までに、湯量が所定湯量
以下となる都度に、ヒートポンプ集熱運転による沸増を
実行させるため、時間帯に制約されることなくいつでも
必要とする湯量を沸増確保し、湯水使用上の利便性を向
上できる。

【０１７７】請求項１３記載の貯湯式給湯装置によれ
ば、請求項６、７および１２いずれか記載の貯湯式給湯
装置の効果に加えて、沸増時の湯温を湯温設定手段で設
定可能とする低温側の湯温以下とするため、沸増時の成
績係数を向上できて、高温沸上において生じる熱交換効
率の低下を抑制できる。

【０１７８】請求項１４記載の貯湯式給湯装置によれ
ば、請求項９記載の貯湯式給湯装置の効果に加えて、沸
増が設定されると、第３の時間帯が終わるまでに沸上が
完了していないと、その後を受けてヒートポンプ集熱運
転により所定昇温温度まで昇温沸上を実行させるため、
沸上不足を補って必要とする湯量を確保し、湯水使用上
の利便性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す貯湯式給湯装置の
構成図である。

【図２】同上貯湯式給湯装置の制御ブロック図である。

【図３】同上リモコンの正面図である。

【図４】同上運転モードのタイミングチャートである。

【図５】同上貯湯動作の一部を説明するフローチャート
である。

【図６】同上貯湯動作の一部を説明するフローチャート
である。

【図７】同上貯湯動作の一部を説明するフローチャート
である。

【図８】同上貯湯動作の一部を説明するフローチャート
である。

【図９】同上貯湯動作の一部を説明するフローチャート
である。

【図１０】同上貯湯動作の一部を説明するフローチャー
トである。

【符号の説明】

23 湯量検知手段としての残湯量検知センサ 24 沸上検知手段としての沸上検知センサ 25 給水温度検知手段としての給水温度検知センサ 31 ヒートポンプ集熱器 32 圧縮機 33 凝縮器 35 蒸発器 51 ソーラ集熱器 56 切換手段としての三方弁 57 ソーラ集熱温度検知手段としてのソーラ集熱器セ
ンサ 66 ソーラ集熱運転制御手段 67 ヒートポンプ集熱運転制御手段 72 運転制御手段としての主制御部 93 運転モード切換手段としての運転モード切換ボタ
ン 94 湯温設定手段としての湯温設定ボタン 95 沸増設定手段としての沸増ボタン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入野 賢志 群馬県前橋市古市町180番地 東芝機器株 式会社内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器および蒸発器を有する閉
   回路にて構成されたヒートポンプ集熱器と、前記蒸発器
   に対して並列に接続されるソーラ集熱器と、前記圧縮機
   および凝縮器に対して蒸発器およびソーラ集熱器のいず
   れか一方を選択的に切換接続する切換手段とを具備し、
   ヒートポンプ集熱運転およびソーラ集熱運転のいずれか
   一方の集熱作用で凝縮器を介して貯湯槽内の湯水を沸き
   上げる貯湯式給湯装置において、 前記ソーラ集熱運転を実行させるソーラ集熱運転制御手
   段と、 前記ヒートポンプ集熱運転を実行させるヒートポンプ集
   熱運転制御手段と、 朝方から夕刻までの日中の時間帯を第１の時間帯、この
   第１の時間帯に続く第２の時間帯、この第２の時間帯に
   続く第３の時間帯に按分し、第１の時間帯でヒートポン
   プ集熱運転のみの実行を許容し、第２の時間帯でソーラ
   集熱運転およびヒートポンプ集熱運転のいずれか一方の
   実行を許容し、第３の時間帯およびこの第３の時間帯に
   継続する以降の時間帯でヒートポンプ集熱運転のみの実
   行を許容する運転制御手段とを具備していることを特徴
   とする貯湯式給湯装置。
2. 【請求項２】 按分される時間帯は、第１の時間帯より
   第２の時間帯が長く設定されるとともに、第２の時間帯
   より第３の時間帯が長く設定されていることを特徴とす
   る請求項１記載の貯湯式給湯装置。
3. 【請求項３】 第３の時間帯は、夕刻以降の夜間を含む
   時間帯を有していることを特徴とする請求項１または２
   記載の貯湯式給湯装置。
4. 【請求項４】 貯湯槽内の湯量を検知する湯量検知手段
   と、 ソーラ集熱器の温度を検知するソーラ集熱温度検知手段
   とを具備し、 運転制御手段は、第１の時間帯で前記湯量検知手段によ
   り検知される貯湯槽内の湯量に基づきヒートポンプ集熱
   運転の実行を許容し、第２の時間帯で前記ソーラ集熱温
   度検知手段により検知される温度に対応した日照状態に
   基づきソーラ集熱運転を優先させてソーラ集熱運転およ
   びヒートポンプ集熱運転のいずれか一方またはそれらの
   交互運転の実行を許容し、第３の時間帯に入ると日照状
   態に関係なくヒートポンプ集熱運転の実行またはヒート
   ポンプ集熱運転の継続実行を許容することを特徴とする
   請求項１ないし３いずれか記載の貯湯式給湯装置。
5. 【請求項５】 貯湯槽に給水される給水温度を検知する
   給水温度検知手段を具備し、 運転制御手段は、前記給水温度検知手段により検知され
   る給水温度が所定温度以下であると、第１の時間帯でヒ
   ートポンプ集熱運転の実行を許容することを特徴とする
   請求項１ないし４いずれか記載の貯湯式給湯装置。
6. 【請求項６】 沸増を設定する沸増設定手段と、 貯湯槽内の湯量を検知する湯量検知手段とを具備し、 運転制御手段は、前記沸増設定手段により沸増が設定さ
   れると、ヒートポンプ集熱運転およびソーラ集熱運転の
   いずれか一方またはそれらの交互運転により前記貯湯槽
   内の湯水を設定温度に沸上後、前記湯量検知手段により
   検知される湯量が所定湯量以下になると、ヒートポンプ
   集熱運転による沸増を実行させることを特徴とする請求
   項１ないし５いずれか記載の貯湯式給湯装置。
7. 【請求項７】 運転制御手段は、第３の時間帯に継続す
   る所定時間を経た後から翌日の第１の時間帯に入るまで
   の時間帯でのヒートポンプ集熱運転による沸増の実行を
   禁止することを特徴とする請求項６記載の貯湯式給湯装
   置。
8. 【請求項８】 ヒートポンプ集熱運転のみに限定して沸
   上を実行させる早め沸上運転モードを設定する運転モー
   ド切換手段を具備し、 運転制御手段は、前記運転モード切換手段により早め沸
   上運転モードが設定されると、第１、第２および第３の
   時間帯にかかわらずヒートポンプ集熱運転に限定して沸
   上の実行を許容することを特徴とする請求項１ないし５
   いずれか記載の貯湯式給湯装置。
9. 【請求項９】 ソーラ集熱運転のみに限定して沸上を実
   行させるソーラ沸上運転モードを設定する運転モード切
   換手段を具備し、 運転制御手段は、前記運転モード切換手段によりソーラ
   沸上運転モードが設定されると、日照時間帯内でのみソ
   ーラ集熱運転に限定して沸上の実行を許容することを特
   徴とする請求項１ないし５いずれか記載の貯湯式給湯装
   置。
10. 【請求項１０】 ヒートポンプ集熱運転のみに限定して
    沸上を実行させる早め沸上運転モードおよびソーラ集熱
    運転のみに限定して沸上を実行させるソーラ沸上運転モ
    ードを選択的に設定する運転モード切換手段を具備し、 運転制御手段は、運転モード切換手段により早め沸上運
    転モードが設定されると、時間帯にかかわらずヒートポ
    ンプ集熱運転に限定して沸上の実行を許容し、かつ、ソ
    ーラ集熱運転モードが設定されると、当日の朝方を含む
    日中の日照時間帯内でのみソーラ集熱運転に限定して沸
    上の実行を許容することを特徴とする請求項１ないし５
    いずれか記載の貯湯式給湯装置。
11. 【請求項１１】 運転制御手段は、運転モード切換手段
    により早め沸上運転モードが設定されると、所定の運転
    開始起点時間を基準として１日１回の設定温度沸上を許
    容することを特徴とする請求項８または１０記載の貯湯
    式給湯装置。
12. 【請求項１２】 沸増を設定する沸増設定手段と、 貯湯槽内の湯量を検知する湯量検知手段とを具備し、 運転制御手段は、早め沸上運転モードとの併用設定を条
    件に前記沸増設定手段により沸増が設定されると、前記
    貯湯槽内の湯水を設定温度に沸上後から翌日の運転開始
    起点時間までに、前記湯量検知手段により検知される湯
    量が所定湯量以下に減少すると、ヒートポンプ集熱運転
    による沸増を実行させることを特徴とする請求項１１記
    載の貯湯式給湯装置。
13. 【請求項１３】 沸上湯温を設定する湯温設定手段を具
    備し、 運転制御手段は、沸増時の湯温を前記湯温設定手段で設
    定可能とする低温側の湯温以下で沸増を実行させること
    を特徴とする請求項６、７および１２いずれか記載の貯
    湯式給湯装置。
14. 【請求項１４】 沸増を設定する沸増設定手段と、 貯湯槽内の湯水の沸上を検知する沸上検知手段とを具備
    し、 運転制御手段は、ソーラ沸上運転モードとの併用設定を
    条件に前記沸増設定手段により沸増が設定されると、第
    ３の時間帯が終わるまでに前記沸上検知手段により沸上
    温度が検知されていないと、ヒートポンプ集熱運転によ
    り所定昇温温度までの沸上を実行させることを特徴とす
    る請求項９記載の貯湯式給湯装置。