特許 5874413 貯湯式給湯システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5874413

(24)【登録日】2016年1月29日

(45)【発行日】2016年3月2日

(54)【発明の名称】貯湯式給湯システム

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/18 20060101AFI20160218BHJP

   F24H 1/00 20060101ALI20160218BHJP

【ＦＩ】

   F24H1/18 D

   F24H1/18 301Z

   F24H1/00 611S

   F24H1/18 G

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-16547(P2012-16547)

(22)【出願日】2012年1月30日

(65)【公開番号】特開2013-155919(P2013-155919A)

(43)【公開日】2013年8月15日

【審査請求日】2014年12月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004709

【氏名又は名称】株式会社ノーリツ

(74)【代理人】

【識別番号】100107445

【弁理士】

【氏名又は名称】小根田 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100107593

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 太郎

(72)【発明者】

【氏名】藤田 博信

(72)【発明者】

【氏名】岸本 知樹

(72)【発明者】

【氏名】中野 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】木村 艶隆

(72)【発明者】

【氏名】桑原 宏和

【審査官】 吉村 俊厚

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０７６８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１１１３３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１１６１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５１３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０７８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１３２２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１３３７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／００

１／１８ − １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

貯湯槽と、熱負荷需要の必要熱量に関する予測値に基づき前記貯湯槽に対する貯湯を行うための主熱源と、前記熱負荷需要の必要熱量が前記予測値を超えて発生したときに作動される副熱源と、この副熱源の異常発生に基づく作動可否を判定するための判定部と、運転制御を実行するための運転制御手段とを備えた貯湯式給湯システムにおいて、
前記運転制御手段は、前記副熱源が正常であるときに前記熱負荷需要の必要熱量が前記予測値を超えて発生したときに作動された副熱源の作動実績を記憶するための作動実績記憶部を備え、前記判定部により前記副熱源が作動不可状態にあると判定されたとき、前記熱負荷需要の必要熱量に関する予測値に、前記作動実績記憶部に記憶された副熱源の作動実績の内から最大値に基づく実績最大供給熱量を加算して得られた副熱源作動不可時必要熱量に基づき、前記主熱源による貯湯槽に対する貯湯を実行するように構成されている、
ことを特徴とする貯湯式給湯システム。

【請求項2】

請求項１に記載の貯湯式給湯システムであって、
前記運転制御手段は、前記副熱源作動不可時必要熱量が、前記貯湯槽に貯湯可能な最大貯湯熱量を超えたとき、その超過分について、前記主熱源による貯湯槽に対する貯湯を追加して実行するように構成されている貯湯式給湯システム。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の貯湯式給湯システムであって、
前記最大値は、同じ曜日の時間帯毎の前記副熱源の作動実績の内の最大値である、貯湯式給湯システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、貯湯式給湯システムに関し、特に主熱源により加熱した湯を予め貯湯しておく一方、給湯使用時に貯湯が一時的に不足する等した場合には副熱源で加熱した上で給湯するというように、主熱源と副熱源とを組み合わせた貯湯式給湯システムに関し、特に副熱源が故障した場合であっても、いわゆる湯切れが生じないようにし得る技術に係る。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、エンジン発電機又は燃料電池の排熱を熱源として熱交換加熱した湯を貯湯しておき、給湯使用時に貯湯槽から取り出した湯を補助熱源機で加熱した上で給湯するというコージェネレーションシステムが開示されている。そして、このものでは、補助熱源機の故障時の湯切れ対策として、補助熱源機の異常を検知する異常検知器を備えておき、異常検知器により補助熱源機に異常が生じたと判定されれば、前記のエンジン発電機又は燃料電池を起動させて前記の排熱を熱源として貯湯を熱交換加熱し得る状態にすることが提案されている。

【0003】

又、特許文献２には、熱源としてヒートポンプと、燃焼機とを備える、いわゆるハイブリッド式の給湯暖房装置が開示されている。このハイブリッド式の給湯暖房装置では、ヒートポンプにより加熱して貯湯する一方、この貯湯を必要に応じて給湯等に利用する際、湯切れが生じた場合に燃焼機を燃焼作動させるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４２８７６３０号公報

【特許文献2】特開２０１０−１７５１５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、従来の貯湯式給湯システムにおいて、補助熱源機又は燃焼機が故障するなど異常状態に陥れば、湯切れが生じてしまうおそれがある。湯切れが生じる結果、ユーザが所定温度の給湯を欲していても、あるいは、所定温度の暖房を欲していても、得られないことになる。又、従来の貯湯式給湯システムにおいて、大容量（例えば３５０Ｌ）の貯湯槽を用いたシステムを構築すると、主熱源に排熱を利用したとしても、貯湯槽自体からの放熱ロスが比較的多く、この点では熱の効率利用とは言い難いことになる。そこで、小容量（例えば９０Ｌ）の貯湯槽を用いてシステムを構築し、ユーザの給湯使用の実績、つまり熱負荷需要を例えば１週間単位でその各日について時間帯毎に学習により取得し、この学習値を次週の各日における熱負荷需要の予測値として湯が必要な時間帯の直前に主熱源を作動させて貯湯し、これを給湯等に利用するようにすることが考えられる。つまり、学習した予測値に基づいて、その都度必要熱量分だけ該当時間帯に貯湯しておくようにすることで、貯湯槽内に余分な貯湯が湯余りしないようにして、放熱に伴うエネルギーロスを可及的に低減させようとするものである。補助熱源機は、予測値以上の給湯等の使用をユーザが実行した場合に、作動させればよいのである。ところが、このようにした場合、貯湯槽には学習により得られた予測値分の貯湯しかないため、補助熱源機が故障等した場合には、前記の予測値以上の給湯等の使用をユーザが行った場合には、即座に湯切れを生じさせてしまうことになる。

【0006】

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、熱負荷需要の予測値に基づいて貯湯運転を行うものにおいて、補助熱源機がたとえ故障に陥ったとしても、湯切れの発生を確実に防止し得る貯湯式給湯システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明では、貯湯槽と、熱負荷需要の必要熱量に関する予測値に基づき前記貯湯槽に対する貯湯を行うための主熱源と、前記熱負荷需要の必要熱量が前記予測値を超えて発生したときに作動される副熱源と、この副熱源の異常発生に基づく作動可否を判定するための判定部と、運転制御を実行するための運転制御手段とを備えた貯湯式給湯システムを対象にして、次の特定事項を備えることとした。すなわち、前記運転制御手段として、前記副熱源が正常であるときに前記熱負荷需要の必要熱量が前記予測値を超えて発生したときに作動された副熱源の作動実績を記憶するための作動実績記憶部を備えたものとする。そして、前記判定部により前記副熱源が作動不可状態にあると判定されたとき、前記熱負荷需要の必要熱量に関する予測値に、前記作動実績記憶部に記憶された副熱源の作動実績の内から最大値に基づく実績最大供給熱量を加算して得られた副熱源作動不可時必要熱量に基づき、前記主熱源による貯湯槽に対する貯湯を実行する構成とした（請求項１）。

【0008】

本発明の場合、副熱源が正常であるときには、熱負荷需要の必要熱量に関する予測値に基づき主熱源を運転制御して貯湯槽に貯湯して蓄熱し、現実にその予測値を超えて熱量不足が生じた分だけ副熱源を作動するという、貯湯槽内の貯湯が余らないようにすることを優先する運転制御が実行される。一方、副熱源に異常が生じて作動不可状態に陥れば、これが判定部により判定され、前記予測値に対し、副熱源の作動実積の内から最大値に基づく実績最大供給熱量を加算した副熱源作動不可時必要熱量に基づいて、主熱源を運転制御して貯湯槽に貯湯して蓄熱するという、貯湯槽内の貯湯不足発生を回避することを優先する運転制御が実行される。従って、副熱源が正常であれば、貯湯槽内の貯湯が余らないようにすることを優先する運転制御を実行して、ユーザの使い勝手と省エネルギー化との両立を図るものにおいて、副熱源がたとえ作動不可状態に陥ったとしても、貯湯槽内の貯湯不足の発生を確実に回避し得ることになる。

【0010】

又、本発明における運転制御手段として、前記副熱源作動不可時必要熱量が、前記貯湯槽に貯湯可能な最大貯湯熱量を超えたとき、その超過分について、前記主熱源による貯湯槽に対する貯湯を追加して実行する構成とすることができる（請求項２）。このようにすることで、小容量の貯湯槽を用いて貯湯式給湯システムを構成して前記のユーザの使い勝手と省エネルギー化との両立を図るようにした場合であっても、副熱源の作動不可状態に陥った際に、前記の貯湯槽内の貯湯不足の発生を確実に回避し得ることになる。さらに、本発明において、前記最大値として、同じ曜日の時間帯毎の前記副熱源の作動実績の内の最大値とすることができる（請求項３）。

【発明の効果】

【0011】

以上、説明したように、本発明の貯湯式給湯システムによれば、副熱源が正常であるときには、熱負荷需要の必要熱量に関する予測値に基づき主熱源を運転制御して貯湯槽に貯湯して蓄熱し、現実にその予測値を超えて熱量不足が生じた分だけ副熱源を作動するという運転制御が実行される一方、副熱源に異常が生じて作動不可状態に陥れば、これが判定部により判定され、前記予測値に対し、副熱源の作動実積の内から最大値に基づく実績最大供給熱量を加算した副熱源作動不可時必要熱量に基づいて、主熱源を運転制御して貯湯槽に貯湯して蓄熱するという、貯湯槽内の貯湯不足発生を回避することを優先する運転制御を実行させることができる。従って、副熱源が正常であれば、貯湯槽内の貯湯が余らないようにすることを優先する運転制御を実行して、ユーザの使い勝手と省エネルギー化との両立を図るものにおいて、副熱源がたとえ作動不可状態に陥ったとしても、貯湯槽内の貯湯不足の発生を確実に回避することができるようになる。

【0013】

特に、請求項２によれば、前記副熱源作動不可時必要熱量が、前記貯湯槽に貯湯可能な最大貯湯熱量を超えたとき、その超過分について、前記主熱源による貯湯槽に対する貯湯を追加して実行する構成とすることで、小容量の貯湯槽を用いて貯湯式給湯システムを構成して前記のユーザの使い勝手と省エネルギー化との両立を図るようにした場合であっても、副熱源の作動不可状態に陥った際に、前記の貯湯槽内の貯湯不足の発生を確実に回避することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態を示す模式図である。

【図2】本実施形態の制御に係るブロック図である。

【図3】補助熱源機が正常である場合の通常運転制御と、補助熱源機が異常である場合の故障時運転制御とに係るフローチャートである。

【図4】ある曜日において予測熱量に基づき主熱源及び補助熱源を通常運転制御により作動制御した場合における、タイムチャートと時間帯毎の予測熱量の例を示す説明図である。

【図5】図４の曜日の翌週の対応する曜日において、主熱源を故障時運転制御により作動制御した場合における、タイムチャートと時間帯毎の予測熱量の例を示す説明図である。

【図6】図４とは異なる曜日であって予測熱量が貯湯槽の最大貯湯熱量を超えている曜日において、主熱源を故障時運転制御により作動制御した場合における、タイムチャートと時間帯毎の予測熱量の例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0016】

図１は本発明の実施形態に係る貯湯式給湯システムを示し、図２はその制御ブロック図である。同図中の符号２はヒートポンプ作動系２、３は貯湯槽、４は外部から水道水等を貯湯槽３等に給水するための給水回路、５は貯湯槽３からの貯湯又は補助熱源機６で補助加熱後の湯を用いて給湯栓７等に給湯する給湯回路、８は給湯回路５からの湯を暖房熱源とする暖房回路、９は同様に給湯回路５からの湯を追い焚き熱源とする風呂追い焚き回路、１０はこの貯湯式給湯システムの作動制御を行うコントローラである。

【0017】

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槽３内の湯水を所定温度まで昇温させて貯湯槽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、前記のヒートポンプ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、運転制御の開始により、例えば、ヒートポンプ２３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２１により貯湯槽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槽３の頂部に戻されて貯湯槽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による貯湯槽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、貯湯槽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になるよう運転制御されることになる。

【0018】

貯湯槽３は、密閉式で、通常の貯湯式給湯システムの場合よりも大幅に小さい（例えば約１／４の小容量）もので構成されている。具体的には、通常の例が３５０Ｌの容量であるとしたら、本実施形態の貯湯槽３の例としては９０Ｌの容量のものが挙げられる。そして、貯湯槽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。

【0019】

給水回路４は、主給水路４１の上流端が外部の水道管等に接続され、下流端が逆止弁４２を介して貯湯槽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が給湯回路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が同じく給湯回路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は給水回路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。

【0020】

給湯回路５は、貯湯槽３の頂部から出湯される貯湯が副熱源としての補助熱源機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。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を経て補助熱源機６に貯湯を導き、この補助熱源機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、補助熱源機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に貯湯を給湯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回避弁である。又、符号６１は給湯のための第２比例弁、６２は補助熱源機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である。

【0021】

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、補助熱源機６から出湯される加熱後の湯、又は、非作動状態の補助熱源機６を素通りした貯湯槽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、補助熱源機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を介して補助熱源機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。

【0022】

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、補助熱源機６から出湯される加熱後の湯又は貯湯槽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、上記と同様に補助熱源機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。なお、図１中の符号９７は、給湯回路５から追い焚き循環路９３に接続されて、浴槽９２に注湯させるための注湯路である。

【0023】

以上の各回路５，８，９が熱負荷作動系１１（図２参照）を構成する。そして、ヒートポンプ作動系２と、熱負荷作動系１１との運転作動は、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（運転制御手段）１０により作動制御されるようになっている。コントローラ１０は、そのような作動制御のために、図２に示す如く、学習更新部１０３及び作動実績記憶部１０４を備える通常時運転制御部１０２と、判定部としての故障判定処理部１０５と、故障時運転制御部１０６とを備えている。

【0024】

以下、主として本実施形態の特徴的な制御部分について、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。本実施形態の制御は、補助熱源機６が正常であれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、通常時運転制御部１０２による通常時運転制御が実行され（ステップＳ２，Ｓ３）、補助熱源機６が異常であれば（ステップＳ１でＮＯ）、故障時運転制御部１０６により故障時運転制御が実行されるようになっている（ステップＳ４〜Ｓ７）。ステップＳ１の判定は故障判定処理部１０５によって実行され、例えば補助熱源機６を点火作動したにも拘わらず点火検知が不能である、補助熱源機６に内蔵の送風ファンを作動したがその回転数に係る検出信号が出力されない、あるいは、補助熱源機６に内蔵されている温度センサからの温度検出値が出力異常を生じている、等に係る異常判定信号の出力に基づき行い、補助熱源機６の作動を許容するものとして予め定めたもの以外の異常発生であれば、正常ではないと判定する。

【0025】

ステップＳ１で補助熱源機６が正常と判定されると（ステップＳ１でＹＥＳ）、通常時運転制御に移行し、ステップＳ２で熱負荷需要の必要熱量に関する予測値（必要予測熱量）に基づく事前沸き上げ運転が実行されるとともに、それでも熱量不足の場合には補助熱源機６の燃焼作動により補助加熱させることになる。事前沸き上げ運転は、ヒートポンプ作動系の作動制御を行うことで、貯湯槽３頂部に前記の必要予測熱量に相当する貯湯量を貯湯することで蓄熱する。この貯湯槽３に蓄熱された貯湯を各種熱負荷作動系１１からの需要要求（例えば注湯路９７を含む給湯回路５による給湯要求、暖房回路８による暖房運転要求、追い焚き回路９による追い焚き運転要求）に応じて使用する一方、蓄熱された分以上の需要要求があれば、補助加熱路５１を通して補助熱源機６による補助加熱を加えた上で湯を供給することで熱負荷からの現実の需要要求に対応させる。そして、ステップＳ３では、このような熱負荷需要について、例えば１週間を単位として曜日毎及び各日の時間帯（例えば朝・昼・夜）毎に記録・学習し、次回（次週）の必要予測熱量を更新する。これが学習更新部１０３（図２参照）の内容を構成する。加えて、その曜日毎及び各日の時間帯毎に補助熱源機６による補助加熱を要した記録（作動実績）を作動実績記憶部１０４に記憶させる。なお、前記の各種熱負荷作動系１１からの需要要求に対しては、別途、各熱負荷に対応する図示省略の運転制御部が個別に作動制御するようになっている。

【0026】

このようなステップＳ２及びＳ３の通常時運転制御について図４の例を参照しつつ詳細に説明する。図４はある曜日の２４時間について必要予測熱量の例と、その必要予測熱量を事前に蓄熱しておくためのヒートポンプ作動系２の作動及び補助熱源機６の作動実績をタイムチャートにより表したものである。必要予測熱量は四角のハッチングを付したマスを１単位の熱量として、ある時刻にいくつのマスの熱量が必要と予測されているかを示している。ある時刻の１時間にマスが多いほど、より多くの熱量が必要であると予測されている。そして、図４の例では、必要予測熱量が朝の７時からの１時間に１つのマス、８時からの１時間に２つのマスに相当する熱量が必要と予測されているため、その必要予測熱量に備えて予め（図４の例では２時間前の５時から）ヒートポンプ作動系２を運転制御して前記の必要予測熱量に相当するだけの熱量（貯湯量）を貯湯槽３に蓄熱する。昼の１２時の１時間の範囲内ではマス１つに相当する分の熱量が必要と予測されているものの、マス１つに相当するだけの熱量を蓄熱するために、ヒートポンプ作動系２を僅かな時間だけ運転させるのは逆に非効率になるため、ヒートポンプ作動系２に代えて補助熱源機６の補助加熱により対応させるようにしている。夜の１８時〜２３時の間の時間帯に必要になると予測されている熱量分を蓄熱するために、ヒートポンプ作動系２を事前に（１７時から）運転制御を開始し、貯湯槽３に必要予測熱量分だけ蓄熱する時間分だけ（２１時まで）継続した後に運転制御を停止する。その後、２２時からの１時間の間に、ハッチングの無い白抜きのハッチングのマス１つ分に相当する熱量（熱負荷需要）が予測された以上に生じたため、これに対処するために補助熱源機６を２２時からの１時間作動させている。以上が、通常時運転制御であり、要するに予測された熱量分だけ事前に蓄熱することで、ユーザの熱負荷重要に対処し得る便宜性と、湯余り発生を抑制して省エネルギー性との両立を図るための運転制御（湯余り発生の回避を優先する運転制御）である。

【0027】

一方、図３のステップＳ１で補助熱源機６が正常ではない、つまり異常であって作動させることができないと判定された場合には（ステップＳ１でＮＯ）、ステップＳ４で、該当する曜日の時間帯毎の必要予測熱量を学習記憶部１０３から読み出し、併せて、同じ曜日の時間帯毎の補助熱源機６の作動実績の内で最大値を作動実績記憶部１０４から読み出し、必要予測熱量に対し前記最大値の補助熱源機６の作動に相当する供給熱量（実績最大供給熱量）を加算することで故障時必要熱量（副熱源作動不可時必要熱量）を演算する。そして、その故障時必要熱量が貯湯槽３の最大貯湯熱量よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ５）、最大貯湯熱量よりも大きくなければ（ステップＳ５でＮＯ）、ヒートポンプ作動系２に対し故障時必要熱量に基づく事前沸き上げ運転を実行し（ステップＳ６）、最大貯湯熱量よりも大きければ（ステップＳ５でＹＥＳ）、ヒートポンプ作動系２に対し故障時必要熱量に基づく事前沸き上げ運転に加え、最大貯湯熱量の超過分について、現実対応の沸き増し運転（追加の沸き上げ運転）を実行する（ステップＳ７）。

【0028】

以上のステップＳ４〜Ｓ７の故障時運転制御について図５及び図６の例を参照しつつ詳細に説明する。図５は、図４と同じ曜日の２４時間について予測熱量の例と、その予測熱量を事前に蓄熱しておくためにヒートポンプ作動系２の作動をタイムチャートにより表したものであり、ステップＳ６の処理に対応する。図６は、図４及び図５とは異なる曜日（例えば熱負荷需要の大きい日曜日）の２４時間について予測熱量の例と、その予測熱量を事前に蓄熱しておくための、あるいは、現実対応にて追加蓄熱するための、ヒートポンプ作動系２の作動をタイムチャートにより表したものであり、ステップＳ７の処理に対応する。四角のハッチングを付したマスを１単位の予測熱量として表す点は図４と同じである。図５の例では、予測熱量が朝の７時からの１時間に１つのマス、８時からの１時間に２つのマスに相当する熱量が必要と予測されているため、その予測熱量に備えて予め（２時間前の５時から）ヒートポンプ作動系２を運転制御して前記の予測熱量に相当するだけの熱量（貯湯量）を貯湯槽３に蓄熱するとともに、加えて、もう１時間分（点線のハッチング部分）追加して８時までヒートポンプ作動系２の運転制御を継続させる。これは、確実に湯切れを起こさないように、念のために多めに沸き上げるものである。昼の１２時からの１時間の予測熱量に対しても、図４の場合と異なり、その１時間前の１１時から１時間だけヒートポンプ作動系２の運転制御を行い、昼の予測熱量分だけ蓄熱する。そして、夜の１８時〜２３時の間の時間帯に必要になると予測されている熱量分を蓄熱するために、ヒートポンプ作動系２を事前に（１７時から）運転制御を開始し、貯湯槽３に予測熱量分だけ蓄熱する時間分だけ（２１時まで）継続し、さらに、もう１時間分（点線のハッチング部分）追加して２２時までヒートポンプ作動系２の運転制御を継続させる。これは、前記と同様に、湯切れを確実に起こさないように、念のために多めに沸き上げるものである。

【0029】

又、図６の例では、朝の時間帯と、昼の時間帯とについては、図５の例と同様のヒートポンプ作動系２の運転制御を実行する一方、夜の１７時〜２３時の間の時間帯に必要になると予測されている熱量が最大貯湯熱量よりも大きいため、その最大貯湯熱量の超過分について現実対応による沸き増し運転（追加の沸き上げ運転）を実行する。すなわち、ヒートポンプ作動系２を事前に（１６時から）運転制御を開始し、貯湯槽３に最大貯湯熱量だけ蓄熱する時間分（２０時までの４時間分）継続する。そして、その時点で現実の使用熱量（使用貯湯量）が多くて、予測熱量分がどんどん目減りしていれば、さらに、沸き増し運転を行う。図６の例では、もう２時間分（点線のハッチング部分）追加して２２時までヒートポンプ作動系２の運転制御を行うようにしている。なお、前記時点で、現実の使用熱量が小さくて貯湯槽３内に最大貯湯熱量に相当する分だけの貯湯が残っていれば、前記の沸き増し運転は行わない。使用熱量の如何は、貯湯槽３の底部側の温度センサ３１ｄ，３１ｃの検出温度に基づき判断すればよい。以上が、故障時運転制御であり、要するに予測された熱量分及び補助熱源機６の過去の作動実積を考慮して、両者を加えたもの以上の熱量を蓄熱させることで、湯切れの発生を確実に回避するための運転制御（湯切れ発生回避を優先する運転制御）である。

【0030】

以上の実施形態の如く、通常時運転制御部１０２による通常時運転制御が、湯余り発生の回避を優先させるために予測熱量分だけを事前に沸き上げる一方、現実の不足分を補助熱源機６の作動により補うようにして、ユーザの使い勝手と省エネルギー化との両立を図るものにおいて、たとえ補助熱源機６に異常が発生して作動不可状態になった場合であっても、故障時運転制御部１０６の故障時運転制御によって、湯切れ発生を確実に回避することができるようになる。

【0031】

＜他の実施形態＞
なお、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。すなわち、上記実施形態では主熱源がヒートポンプ（冷媒の排熱）２１であり、副熱源が補助熱源機６である場合を示したが、これに限らず、主熱源としては、太陽熱を集熱するソーラーパネル、ガスエンジン（エンジン冷却水排熱）、あるいは、燃料電池（冷却水排熱）等を用いて構成し、これらにより貯湯槽３に貯湯として蓄熱するようにしてもよく、又、副熱源としては、電気ヒータを用いて構成してもよい。つまり、このような主熱源及び副熱源により構成された貯湯式給湯システムの場合においても本発明を適用することができる。

【0032】

又、ヒートポンプ２１を主熱源として貯湯槽３内の湯水を直接に熱交換加熱した上で貯湯槽３に貯湯するようにしているが、貯湯槽３の内部に設置した貯湯熱交換器に対し、主熱源で加熱した媒体を循環供給することで、貯湯槽３内の湯水を間接的に熱交換加熱することで貯湯槽３内に蓄熱するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0033】

３ 貯湯槽
６ 補助熱源機（副熱源）
２１ ヒートポンプ（主熱源）
１０ コントローラ（運転制御手段）
１０２ 通常時運転制御部
１０４ 作動実績記憶部
１０５ 故障判定処理部（判定部）
１０６ 故障時運転制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】