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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023159737
(43)【公開日】2023-11-01
(54)【発明の名称】給湯システム
(51)【国際特許分類】
F24H 15/14 20220101AFI20231025BHJP
F24H 15/215 20220101ALI20231025BHJP
F24H 15/219 20220101ALI20231025BHJP
F24H 15/225 20220101ALI20231025BHJP
F24H 15/238 20220101ALI20231025BHJP
F24H 4/02 20220101ALI20231025BHJP
F24H 15/375 20220101ALN20231025BHJP
【ＦＩ】
F24H15/14
F24H15/215
F24H15/219
F24H15/225
F24H15/238
F24H4/02 F
F24H15/375
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022069637
(22)【出願日】2022-04-20
(71)【出願人】
【識別番号】000115854
【氏名又は名称】リンナイ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000000538
【氏名又は名称】株式会社コロナ
(74)【代理人】
【識別番号】110000110
【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】赤木 伸行
(72)【発明者】
【氏名】眞柄 隆志
(72)【発明者】
【氏名】阿部 基
【テーマコード（参考）】
3L122
【Ｆターム（参考）】
3L122AA02
3L122AA13
3L122AA23
3L122AA54
3L122AA63
3L122AB22
3L122AB33
3L122BB03
3L122BB25
3L122BB26
3L122BB27
3L122BB28
3L122DA21
3L122EA47
3L122EA56
(57)【要約】
【課題】タンク滅菌運転の終了後に形成される中間温度成層の成層範囲を低減することが可能な技術を提供する。
【解決手段】本明細書が開示する給湯システムは、貯湯タンクと、タンク循環路と、タンク循環ポンプと、ヒートポンプと、コントローラを備える。コントローラは、滅菌実施条件が成立すると、タンク循環ポンプによって貯湯タンクとヒートポンプの間で湯水を循環させ、ヒートポンプで湯水を加熱するタンク滅菌運転を実行する。タンク滅菌運転は、ヒートポンプから流出する湯水の温度が第１目標温度となるようにタンク循環ポンプとヒートポンプの動作を制御する予備加熱処理と、予備加熱処理の終了後に、ヒートポンプから流出する湯水の温度が第１目標温度よりも高い第２目標温度となるようにタンク循環ポンプとヒートポンプの動作を制御するメイン加熱処理を含む。メイン加熱処理での湯水の昇温幅は、予備加熱処理での湯水の昇温幅よりも小さい。
【選択図】図３
【解決手段】本明細書が開示する給湯システムは、貯湯タンクと、タンク循環路と、タンク循環ポンプと、ヒートポンプと、コントローラを備える。コントローラは、滅菌実施条件が成立すると、タンク循環ポンプによって貯湯タンクとヒートポンプの間で湯水を循環させ、ヒートポンプで湯水を加熱するタンク滅菌運転を実行する。タンク滅菌運転は、ヒートポンプから流出する湯水の温度が第１目標温度となるようにタンク循環ポンプとヒートポンプの動作を制御する予備加熱処理と、予備加熱処理の終了後に、ヒートポンプから流出する湯水の温度が第１目標温度よりも高い第２目標温度となるようにタンク循環ポンプとヒートポンプの動作を制御するメイン加熱処理を含む。メイン加熱処理での湯水の昇温幅は、予備加熱処理での湯水の昇温幅よりも小さい。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下部に給水路が接続されると共に上部に出湯路が接続され、湯水が貯められる貯湯タンクと、
前記貯湯タンクの下部と上部を接続したタンク循環路と、
前記貯湯タンクの下部に貯まった湯水を、前記タンク循環路を介して前記貯湯タンクの上部に循環させるタンク循環ポンプと、
前記タンク循環路の途中に設けられており、前記タンク循環路を流通する湯水を加熱するヒートポンプと、
コントローラと、を備えており、
前記コントローラは、所定の滅菌実施条件が成立したときに、前記タンク循環ポンプによって前記貯湯タンクと前記ヒートポンプの間で湯水を循環させ、前記ヒートポンプによって湯水を加熱するタンク滅菌運転を実行するように構成されており、
前記タンク滅菌運転は、
前記ヒートポンプから流出する湯水の温度が第１目標温度となるように、前記タンク循環ポンプおよび前記ヒートポンプの動作を制御する、予備加熱処理と、
前記予備加熱処理の終了後に、前記ヒートポンプから流出する湯水の温度が前記第１目標温度よりも高い第２目標温度となるように、前記タンク循環ポンプおよび前記ヒートポンプの動作を制御する、メイン加熱処理と、を含んでおり、
前記メイン加熱処理における前記ヒートポンプでの湯水の昇温幅が、前記予備加熱処理における前記ヒートポンプでの湯水の昇温幅よりも小さい、給湯システム。
前記貯湯タンクの下部と上部を接続したタンク循環路と、
前記貯湯タンクの下部に貯まった湯水を、前記タンク循環路を介して前記貯湯タンクの上部に循環させるタンク循環ポンプと、
前記タンク循環路の途中に設けられており、前記タンク循環路を流通する湯水を加熱するヒートポンプと、
コントローラと、を備えており、
前記コントローラは、所定の滅菌実施条件が成立したときに、前記タンク循環ポンプによって前記貯湯タンクと前記ヒートポンプの間で湯水を循環させ、前記ヒートポンプによって湯水を加熱するタンク滅菌運転を実行するように構成されており、
前記タンク滅菌運転は、
前記ヒートポンプから流出する湯水の温度が第１目標温度となるように、前記タンク循環ポンプおよび前記ヒートポンプの動作を制御する、予備加熱処理と、
前記予備加熱処理の終了後に、前記ヒートポンプから流出する湯水の温度が前記第１目標温度よりも高い第２目標温度となるように、前記タンク循環ポンプおよび前記ヒートポンプの動作を制御する、メイン加熱処理と、を含んでおり、
前記メイン加熱処理における前記ヒートポンプでの湯水の昇温幅が、前記予備加熱処理における前記ヒートポンプでの湯水の昇温幅よりも小さい、給湯システム。
【請求項2】
前記コントローラは、前記メイン加熱処理の実行中、前記ヒートポンプへ流入する湯水の温度が閾値温度以上となった場合、前記ヒートポンプによる湯水の加熱を停止するように構成されており、
前記閾値温度は、前記第１目標温度以上であり、かつ前記第２目標温度よりも低い温度に設定されている、請求項１の給湯システム。
前記閾値温度は、前記第１目標温度以上であり、かつ前記第２目標温度よりも低い温度に設定されている、請求項１の給湯システム。
【請求項3】
前記タンク滅菌運転は、所定の均一化終了条件が成立するまでの間、前記ヒートポンプの駆動を停止した状態で前記タンク循環ポンプを駆動する、貯湯温均一化処理をさらに含んでおり、
前記コントローラは、前記予備加熱処理の終了後であって、前記メイン加熱処理の開始前に、前記貯湯温均一化処理を実行するように構成されている、請求項１の給湯システム。
前記コントローラは、前記予備加熱処理の終了後であって、前記メイン加熱処理の開始前に、前記貯湯温均一化処理を実行するように構成されている、請求項１の給湯システム。
【請求項4】
外気温度を検出する外気温度センサをさらに備えており、
前記コントローラは、前記メイン加熱処理において、
前記外気温度センサの検出温度が所定の基準温度以上である場合には、前記ヒートポンプを第１加熱能力で駆動し、
前記外気温度センサの前記検出温度が前記基準温度を下回る場合には、前記ヒートポンプを前記第１加熱能力よりも低い第２加熱能力で駆動するように構成されている、請求項１から３の何れか一項の給湯システム。
前記コントローラは、前記メイン加熱処理において、
前記外気温度センサの検出温度が所定の基準温度以上である場合には、前記ヒートポンプを第１加熱能力で駆動し、
前記外気温度センサの前記検出温度が前記基準温度を下回る場合には、前記ヒートポンプを前記第１加熱能力よりも低い第２加熱能力で駆動するように構成されている、請求項１から３の何れか一項の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、給湯システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、下部に給水路が接続されると共に上部に出湯路が接続され、湯水が貯められる貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部と上部を接続したタンク循環路と、前記貯湯タンクの下部に貯まった湯水を、前記タンク循環路を介して前記貯湯タンクの上部に循環させるタンク循環ポンプと、前記タンク循環路の途中に設けられており、前記タンク循環路を流通する湯水を加熱するヒートポンプと、コントローラと、を備える給湯システムが開示されている。前記コントローラは、所定の滅菌実施条件が成立したときに、前記タンク循環ポンプによって前記貯湯タンクと前記ヒートポンプの間で湯水を循環させ、前記ヒートポンプによって湯水を加熱するタンク滅菌運転を実行するように構成されている。前記タンク滅菌運転は、前記ヒートポンプから流出する湯水の温度が第１目標温度となるように、前記タンク循環ポンプおよび前記ヒートポンプの動作を制御する、予備加熱処理と、前記予備加熱処理の終了後に、前記ヒートポンプから流出する湯水の温度が前記第１目標温度よりも高い第２目標温度となるように、前記タンク循環ポンプおよび前記ヒートポンプの動作を制御する、メイン加熱処理と、を含んでいる。前記メイン加熱処理における前記ヒートポンプでの湯水の昇温幅は、前記予備加熱処理における前記ヒートポンプでの湯水の昇温幅と同等である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－０９４５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
給湯システムでは、貯湯タンク内の湯水が一定期間使用されない場合、レジオネラ属菌などの細菌が水中で増殖する可能性がある。このため、所定の滅菌実施条件が成立する場合には、貯湯タンク内の湯水を滅菌するためのタンク滅菌運転を実行する必要がある。タンク滅菌運転では、貯湯タンク内の湯水を、上記の細菌を滅菌可能な温度（例えば６０℃以上の温度）まで昇温加熱する。この際に、特許文献１の給湯システムのように、貯湯タンクの湯水を段階的に沸き上げることで、ヒートポンプの圧縮機に過大な負荷をかけることなく、ヒートポンプを駆動することができる。
【0005】
しかしながら、上記のように、タンク滅菌運転において、貯湯タンク内の湯水を段階的に沸き上げる構成とすると、予備加熱処理からメイン加熱処理に切り替わる際の切替速度（昇温速度）が遅い場合、湯水が中途半端な温度に加熱されることで、貯湯タンク内に中間温度成層が形成されてしまう。ここで、タンク滅菌運転の終了後に形成される中間温度成層の成層範囲が大きいと、滅菌効果が不十分になるなどの不具合を招く可能性がある。本明細書では、タンク滅菌運転の終了後に形成される中間温度成層の成層範囲を低減することが可能な技術を提供する。
【0006】
なお、本明細書では、低温の湯水の層の上に高温の湯水の層が積み重なっている状態を「温度成層」と呼ぶ。また、中途半端な温度に加熱された湯水によって形成される温度成層を「中間温度成層」と呼ぶ。そして、貯湯タンクの容積に対する中間温度成層の容積の割合を「中間温度成層の成層範囲」と呼ぶ。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本明細書が開示する給湯システムは、下部に給水路が接続されると共に上部に出湯路が接続され、湯水が貯められる貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部と上部を接続したタンク循環路と、前記貯湯タンクの下部に貯まった湯水を、前記タンク循環路を介して前記貯湯タンクの上部に循環させるタンク循環ポンプと、前記タンク循環路の途中に設けられており、前記タンク循環路を流通する湯水を加熱するヒートポンプと、コントローラと、を備えている。前記コントローラは、所定の滅菌実施条件が成立したときに、前記タンク循環ポンプによって前記貯湯タンクと前記ヒートポンプの間で湯水を循環させ、前記ヒートポンプによって湯水を加熱するタンク滅菌運転を実行するように構成されている。前記タンク滅菌運転は、前記ヒートポンプから流出する湯水の温度が第１目標温度となるように、前記タンク循環ポンプおよび前記ヒートポンプの動作を制御する、予備加熱処理と、前記予備加熱処理の終了後に、前記ヒートポンプから流出する湯水の温度が前記第１目標温度よりも高い第２目標温度となるように、前記タンク循環ポンプおよび前記ヒートポンプの動作を制御する、メイン加熱処理と、を含んでいる。前記メイン加熱処理における前記ヒートポンプでの湯水の昇温幅は、前記予備加熱処理における前記ヒートポンプでの湯水の昇温幅よりも小さい。なお、本明細書では、各処理（予備加熱処理やメイン加熱処理）におけるヒートポンプへの入水温度と、ヒートポンプからの出湯温度との間の温度幅を「昇温幅」と呼ぶ。
【0008】
一般的に、ヒートポンプでの加熱開始時または温度切り替え時における湯水の昇温幅が大きいほど、湯水の温度の立ち上がりが遅くなり、中途半端な温度に加熱される湯水の量が増大するため、形成される中間温度成層の成層範囲も増大する。上記の構成によれば、メイン加熱処理での昇温幅を予備加熱処理での昇温幅よりも小さくすることで、メイン加熱処理において、中途半端な温度に加熱される湯水の量を低減することができ、メイン加熱処理の終了後（すなわち、タンク滅菌運転の終了後）に形成される中間温度成層の成層範囲を低減することができる。
【0009】
１つまたはそれ以上の実施形態において、前記コントローラは、前記メイン加熱処理の実行中、前記ヒートポンプへ流入する湯水の温度が閾値温度以上となった場合、前記ヒートポンプによる湯水の加熱を停止するように構成されている。前記閾値温度は、前記第１目標温度以上であり、かつ前記第２目標温度よりも低い温度に設定されている。
【0010】
タンク滅菌運転のメイン加熱処理では、貯湯タンク内の湯水は高温である第２目標温度まで加熱される。このため、仮にメイン加熱処理において、ヒートポンプに第２目標温度の湯水が流入するまでヒートポンプによる湯水の加熱を継続してしまうと、高温の湯水が流入して、ヒートポンプの圧縮機にかかる負荷が過大となったり、ヒートポンプにおける加熱効率が低下したりするおそれがある。これに対し、上記の構成によれば、メイン加熱処理において、第２目標温度よりも低い閾値温度の湯水が流入する場合に、ヒートポンプによる湯水の加熱を停止するので、ヒートポンプに高温の湯水が流入することを抑制できる。このため、圧縮機にかかる負荷が過大となったり、ヒートポンプにおける加熱効率が低下したりすることを抑制できる。なお、メイン加熱処理に先立つ予備加熱処理において、貯湯タンク内の湯水は第１目標温度まで加熱されているので、仮に閾値温度が第１目標温度を下回っていると、メイン加熱処理の開始直後にヒートポンプでの湯水の加熱動作が停止してしまい、滅菌効果が不十分となるおそれがある。上記の構成によれば、閾値温度が第１目標温度以上の温度に設定されているので、メイン加熱処理の開始直後にヒートポンプでの湯水の加熱動作が停止してしまうことを抑制することができ、滅菌効果を十分に確保することができる。
【0011】
１つまたはそれ以上の実施形態において、前記タンク滅菌運転は、所定の均一化終了条件が成立するまでの間、前記ヒートポンプの駆動を停止した状態で前記タンク循環ポンプを駆動する、貯湯温均一化処理をさらに含んでいる。前記コントローラは、前記予備加熱処理の終了後であって、前記メイン加熱処理の開始前に、前記貯湯温均一化処理を実行するように構成されている。
【0012】
予備加熱処理の終了後には、貯湯タンクの下部に第１目標温度より低い温度の湯水が存在することもあれば、貯湯タンクの上部に第１目標温度より高い温度の湯水が存在することもある。このように、貯湯タンク内の湯水の温度が不均一な状態で、メイン加熱処理が開始されると、メイン加熱処理において中途半端な温度に加熱される湯水の量が増大し、メイン加熱処理の終了後に形成される中間温度成層の成層範囲も増大する可能性がある。上記の構成では、予備加熱処理の終了後、メイン加熱処理の開始前に、貯湯温均一化処理において、タンク循環ポンプの循環によって貯湯タンク内の湯水を撹拌することで、貯湯タンク内の湯水の温度を均一化することができる。したがって、メイン加熱処理において中途半端な温度に加熱される湯水の量を低減し、メイン加熱処理の終了後（すなわち、タンク滅菌運転の終了後）に形成される中間温度成層の成層範囲を低減することができる。
【0013】
１つまたはそれ以上の実施形態において、前記給湯システムは、外気温度を検出する外気温度センサをさらに備えている。前記コントローラは、前記メイン加熱処理において、前記外気温度センサの検出温度が所定の基準温度以上である場合には、前記ヒートポンプを第１加熱能力で駆動し、前記外気温度センサの検出温度が前記基準温度を下回る場合には、前記ヒートポンプを前記第１加熱能力よりも低い第２加熱能力で駆動するように構成されている。
【0014】
外気温度が低い状況において、ヒートポンプによる湯水の加熱を行うと、ヒートポンプの蒸発器に着霜してしまうことがある。ヒートポンプによる湯水の加熱の実行中に、蒸発器に着霜すると、ヒートポンプによる湯水の加熱を一時的に中断して、除霜運転を実行する必要がある。仮に、メイン加熱処理の実行中に除霜運転が実行されると、メイン加熱処理において中途半端な温度に加熱される湯水の量が増大し、メイン加熱処理の終了後に形成される中間温度成層の成層範囲も増大する可能性がある。これに対し、上記の構成によれば、外気温度が低い状況では、ヒートポンプの加熱能力を低く抑えた状態でメイン加熱処理を実行する。このため、メイン加熱処理の実行中に蒸発器に着霜することを抑制することができ、ヒートポンプによる湯水の加熱を一時的に中断して除霜運転を実行する事態の発生を抑制することができる。したがって、メイン加熱処理において中途半端な温度に加熱される湯水の量を低減し、メイン加熱処理の終了後（すなわち、タンク滅菌運転の終了後）に形成される中間温度成層の成層範囲を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施例１から３に係る給湯システム２の構成を模式的に示す図である。
【図2】実施例１に係る給湯システム２において、コントローラが実行する処理を示すフローチャートである。
【図3】実施例１に係るタンク滅菌運転が実行されている間の、タンク３０の上部の湯水の温度と、タンク３０の下部の湯水の温度の時間変化を模式的に示した図である。
【図4】実施例２に係る給湯システム２において、コントローラが実行する処理を示すフローチャートである。
【図5】実施例２に係るタンク滅菌運転が実行されている間の、タンク３０の上部の湯水の温度と、タンク３０の下部の湯水の温度の時間変化を模式的に示した図である。
【図6】実施例３に係る給湯システム２において、コントローラが実行する処理を示すフローチャートである。
【図7】実施例３に係るタンク滅菌運転が実行されている間の、タンク３０の上部の湯水の温度と、タンク３０の下部の湯水の温度の時間変化を模式的に示した図である。
【図8】特許文献１に開示されている給湯システムにおいて、タンク滅菌運転が実行されている間の、タンクの上部の湯水の温度と、タンクの下部の湯水の温度の時間変化を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
（実施例１）
図１に示すように、本実施例に係る給湯システム２は、ＨＰ（ヒートポンプ）ユニット４と、タンクユニット６と、バーナユニット８を備えている。
図１に示すように、本実施例に係る給湯システム２は、ＨＰ（ヒートポンプ）ユニット４と、タンクユニット６と、バーナユニット８を備えている。
【0017】
ＨＰユニット４は、外気から吸熱して湯水を加熱するヒートポンプ１０を備える。ヒートポンプ１０は、圧縮機１１と、凝縮器１２と、膨張弁１４と、蒸発器１６を備えている。圧縮機１１は、冷媒（例えばフロン系冷媒）を加圧して高温高圧にする。凝縮器１２は、ＨＰ往き管２６から流入してＨＰ戻り管２８に流出する湯水との熱交換により冷媒を冷却する。膨張弁１４は、冷媒を減圧して低温低圧にする。蒸発器１６は、外気との熱交換により冷媒を加熱する。ヒートポンプ１０は、冷媒を、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に循環させることで、蒸発器１６において外気から吸熱して、凝縮器１２において湯水を加熱する。
【0018】
ヒートポンプ１０はまた、除霜弁１９と、除霜経路１９ａを備えている。除霜経路１９ａは、凝縮器１２と膨張弁１４との間と、膨張弁１４と蒸発器１６との間に、膨張弁１４をバイパスして接続されている。除霜弁１９は、平常時は閉じられており、後述する除霜運転が実行されるときに開かれる。
【0019】
ＨＰ往き管２６には、凝縮器１２に向けて湯水を流動させる循環ポンプ１８と、ＨＰ往き管２６を流れる湯水の温度を検出する往きサーミスタ２０が取り付けられている。ＨＰ戻り管２８には、ＨＰ戻り管２８を流れる湯水の温度を検出する戻りサーミスタ２２が取り付けられている。ＨＰユニット４は、外気温度を検出する外気温度サーミスタ２３と、ＨＰユニット４の各構成要素の動作を制御するＨＰコントローラ２４をさらに備えている。
【0020】
タンクユニット６は、タンク３０と、混合弁３２と、バイパス制御弁３４を備えている。タンク３０は、外側が断熱材で覆われており、内部に湯水を蓄える密閉型の容器である。本実施例のタンク３０の容量は、例えば１００リットルである。タンク３０の下部にはＨＰ往き管２６が連通しており、タンク３０の上部にはＨＰ戻り管２８が連通している。ＨＰユニット４の循環ポンプ１８が駆動すると、タンク３０の下部から湯水が吸い出されてヒートポンプ１０の凝縮器１２へ送られる。ヒートポンプ１０で加熱されて高温となった湯水は、タンク３０の上部からタンク３０内に戻される。ヒートポンプ１０によって加熱された湯水がタンク３０に流れ込むと、タンク３０の内部には、低温の湯水の層の上に高温の湯水の層が積み重なった温度成層が形成される。タンク３０には、上部の湯水の温度を検出する上部サーミスタ３６と、下部の湯水の温度を検出する下部サーミスタ３８が取り付けられている。
【0021】
タンクユニット６には、給水管４０を介して水道水が供給される。給水管４０には、給水圧力を減圧する減圧弁４２と、給水温度を検出する入水サーミスタ４４が取り付けられている。給水管４０は、タンク３０の下部に連通するタンク給水管４６と、混合弁３２に連通するタンクバイパス管４８に分岐している。タンク給水管４６とタンクバイパス管４８には、それぞれ逆止弁５０、５２が取り付けられている。また、タンクバイパス管４８には、混合弁３２に流入する水道水の流量を検出する水側水量センサ５４が取り付けられている。タンク３０の上部と混合弁３２は、タンク出湯管５６を介して連通している。タンク出湯管５６には、逆止弁５８と、混合弁３２に流入するタンク３０からの湯水の流量を検出する湯側水量センサ６０が取り付けられている。
【0022】
混合弁３２は、タンクバイパス管４８から流れ込む水道水と、タンク出湯管５６から流れ込むタンク３０からの湯水を混合して、第１給湯管６２に送り出す。混合弁３２は、ステッピングモータによって弁を駆動し、タンクバイパス管４８側の開度（水側の開度）と、タンク出湯管５６側の開度（湯側の開度）を調整する。第１給湯管６２には、混合弁３２から送り出される湯水の温度を検出する混合サーミスタ６４が取り付けられている。
【0023】
タンクユニット６からは、第２給湯管６６を介して、台所やシャワー、カラン等の給湯箇所への給湯が行われる。第２給湯管６６には、給湯箇所へ供給される湯水の温度を検出する給湯出口サーミスタ６８と、逆止弁７０が取り付けられている。第１給湯管６２と第２給湯管６６の間は、給湯バイパス管７２によって連通している。給湯バイパス管７２には、バイパス制御弁３４が取り付けられている。
【0024】
タンクユニット６はさらに、タンクコントローラ７４と、タンクコントローラ７４と通信可能なリモコン７６を備えている。タンクコントローラ７４は、タンクユニット６の各構成要素の動作を制御する。リモコン７６は、スイッチやボタン等を介して、ユーザからの各種の操作入力を受け入れる。また、リモコン７６は、表示や音声によってユーザに給湯システム２の設定や動作に関する各種の情報を通知する。
【0025】
バーナユニット８は、バーナ８０と、熱交換器８２と、バイパスサーボ８４と、水量サーボ８６と、湯はり弁８８を備えている。バーナ８０は、ガスの燃焼によって熱交換器８２を流れる湯水を加熱する熱源である。熱交換器８２には、バーナ往き管９０を介して、タンクユニット６の第１給湯管６２からの湯水が流れ込む。熱交換器８２を通過した湯水は、バーナ戻り管９２を介して、タンクユニット６の第２給湯管６６へ流れ出る。バーナ往き管９０には、熱交換器８２へ流れ込む湯水の流量を調整する水量サーボ８６が取り付けられている。バーナ往き管９０とバーナ戻り管９２の間は、バーナバイパス管９４を介して連通している。バーナ往き管９０とバーナバイパス管９４の接続部に、バイパスサーボ８４が取り付けられている。バイパスサーボ８４は、バーナ往き管９０からバーナバイパス管９４へ流れる湯水の流量を調整する。バーナ戻り管９２には、熱交換器８２から流れ出る湯水の温度を検出するバーナ給湯サーミスタ９６が取り付けられている。バーナ戻り管９２からは、湯はり管９８が分岐している。湯はり管９８には、湯はり弁８８が取り付けられている。バーナユニット８からは、湯はり管９８を介して、給湯箇所である浴槽への湯はりが行われる。バーナユニット８はさらに、バーナユニット８の各構成要素の動作を制御するバーナコントローラ１００を備えている。
【0026】
ＨＰコントローラ２４とタンクコントローラ７４は、互いに通信可能である。タンクコントローラ７４とバーナコントローラ１００は、互いに通信可能である。従って、ＨＰコントローラ２４と、タンクコントローラ７４と、バーナコントローラ１００が協調して制御を行うことで、給湯システム２は沸上げ運転や給湯運転等の各種の動作を行うことができる。以下では、ＨＰコントローラ２４と、タンクコントローラ７４と、バーナコントローラ１００を総称して、単にコントローラとも呼ぶ。
【0027】
以下では、給湯システム２の主要な動作について説明する。
【0028】
（沸上げ運転）
沸上げ運転では、給湯システム２は、ＨＰユニット４を駆動して、タンク３０内の湯水を沸かし上げる。沸上げ運転を開始するタイミングは、様々な観点から設定することが可能である。例えば、前日までの給湯実績に基づいて、大きな給湯需要の発生が予想される時刻の直前に、タンク３０の湯水の沸かし上げが終了するように、コントローラが沸上げ運転の開始タイミングを決定してもよい。あるいは、ユーザがリモコン７６を介してタンク３０の湯水の沸かし上げを指示することで、コントローラが沸上げ運転を開始してもよい。
沸上げ運転では、給湯システム２は、ＨＰユニット４を駆動して、タンク３０内の湯水を沸かし上げる。沸上げ運転を開始するタイミングは、様々な観点から設定することが可能である。例えば、前日までの給湯実績に基づいて、大きな給湯需要の発生が予想される時刻の直前に、タンク３０の湯水の沸かし上げが終了するように、コントローラが沸上げ運転の開始タイミングを決定してもよい。あるいは、ユーザがリモコン７６を介してタンク３０の湯水の沸かし上げを指示することで、コントローラが沸上げ運転を開始してもよい。
【0029】
沸上げ運転が開始されると、コントローラは、圧縮機１１を駆動して、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に冷媒を循環させるとともに、循環ポンプ１８を駆動して、タンク３０と凝縮器１２の間で湯水を循環させる。これによって、タンク３０の下部から吸い出された湯水は、凝縮器１２において、所定の沸上げ温度（例えば４５℃）まで加熱されて、タンク３０の上部に戻される。タンク３０内の湯水が全て沸上げ温度まで加熱された湯水で置き換えられると、コントローラは、沸上げ運転を終了する。
【0030】
（給湯運転）
給湯運転では、給湯設定温度の湯水を給湯箇所へ供給する。本実施例の給湯システム２では、例えば水側水量センサ５４で検出される水量と、湯側水量センサ６０で検出される水量を合算した水量（給湯水量）が、所定値以上となった場合に、給湯運転を開始する。
給湯運転では、給湯設定温度の湯水を給湯箇所へ供給する。本実施例の給湯システム２では、例えば水側水量センサ５４で検出される水量と、湯側水量センサ６０で検出される水量を合算した水量（給湯水量）が、所定値以上となった場合に、給湯運転を開始する。
【0031】
給湯運転が開始されると、コントローラは、タンク３０が湯切れをしているか否かを判断する。本実施例では、コントローラは、上部サーミスタ３６で検出される温度が給湯設定温度を下回った場合に、タンク３０が湯切れしたものと判断する。
【0032】
タンク３０が湯切れしていない場合、コントローラは、バーナ８０の燃焼運転を禁止する。また、コントローラは、混合サーミスタ６４で検出される温度が給湯設定温度となるように、混合弁３２の開度を調整する。この場合、タンク３０の上部から供給される高温の湯水と、給水管４０から供給される低温の水道水が、混合弁３２において給湯設定温度となるように混合されて、給湯箇所へ供給される。
【0033】
タンク３０が湯切れしている場合、コントローラは、バーナ８０の燃焼運転を許可する。また、コントローラは、混合サーミスタ６４で検出される温度が、給湯設定温度よりもわずかに低い温度となるように、混合弁３２の開度を調整する。この場合、タンク３０の上部から供給される高温の湯水と、タンクバイパス管４８から供給される低温の水道水が、混合弁３２において混合された後、バーナ８０によって給湯設定温度まで加熱されて、給湯箇所へ供給される。
【0034】
コントローラは、例えば水側水量センサ５４で検出される水量と、湯側水量センサ６０で検出される水量を合算した水量（給湯水量）が、所定値を下回った場合に、バーナ８０の燃焼運転を禁止して、給湯運転を終了する。
【0035】
（タンク滅菌運転）
タンク滅菌運転は、タンク３０内の湯水に雑菌が繁殖しているおそれがある場合に、タンク３０の湯水を殺菌可能な高温（例えば６５℃）まで加熱する運転である。コントローラは、所定の滅菌実施条件が成立したときに、ＨＰユニット４のヒートポンプ１０および循環ポンプ１８を駆動して、タンク滅菌運転を開始する。所定の滅菌実施条件とは、例えば、タンク３０の上部の湯水が、低温（例えば６０℃以下の温度）のまま長時間（例えば７２時間以上）滞留していると判断されることである。
タンク滅菌運転は、タンク３０内の湯水に雑菌が繁殖しているおそれがある場合に、タンク３０の湯水を殺菌可能な高温（例えば６５℃）まで加熱する運転である。コントローラは、所定の滅菌実施条件が成立したときに、ＨＰユニット４のヒートポンプ１０および循環ポンプ１８を駆動して、タンク滅菌運転を開始する。所定の滅菌実施条件とは、例えば、タンク３０の上部の湯水が、低温（例えば６０℃以下の温度）のまま長時間（例えば７２時間以上）滞留していると判断されることである。
【0036】
図２に示すように、タンク滅菌運転が開始されると、Ｓ２において、コントローラは、外気温度サーミスタ２３で検出される外気温度が、第１基準温度（例えば１０℃）を下回るか否かを判断する。外気温度が第１基準温度を下回る場合（ＹＥＳの場合）、処理はＳ４へ進む。
【0037】
Ｓ４では、コントローラは、ヒートポンプ１０の加熱能力を予備加熱能力（例えば２．８ｋｗ）に設定する。Ｓ４の後、処理はＳ６へ進む。
【0038】
Ｓ６では、コントローラは、タンク３０内の湯水の循環加熱を実行する。コントローラは、ヒートポンプ１０の圧縮機１１を駆動して、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に冷媒を循環させるとともに、循環ポンプ１８を駆動して、タンク３０と凝縮器１２の間で湯水を循環させる。これによって、タンク３０の下部から吸い出された湯水は、凝縮器１２で加熱されて、タンク３０の上部に戻される。この時、コントローラは、戻りサーミスタ２２で検出される温度（ＨＰ戻り温度）が第１目標温度（例えば４５℃）となるように循環ポンプ１８の能力を制御する。Ｓ６の後、処理はＳ８へ進む。
【0039】
Ｓ８では、コントローラは、第１目標温度から下部サーミスタ３８で検出される温度（タンク３０の下部の湯水の温度）を引いた時の差が第１所定値（例えば５℃）以下であるか否かを判断する。第１目標温度とタンク３０の下部の湯水の温度の差が第１所定値を上回る場合（ＮＯの場合）、処理はＳ６に戻る。第１目標温度とタンク３０の下部の湯水の温度の差が第１所定値以下である場合（ＹＥＳの場合）、処理はＳ１０へ進む。
【0040】
Ｓ１０では、コントローラは、ヒートポンプ１０の加熱能力を第１メイン加熱能力（例えば２．０ｋｗ）に設定する。Ｓ１０の後、処理はＳ１２へ進む。
【0041】
Ｓ１２では、コントローラは、タンク３０内の湯水の循環加熱を実行する。コントローラは、ヒートポンプ１０の圧縮機１１を駆動して、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に冷媒を循環させるとともに、循環ポンプ１８を駆動して、タンク３０と凝縮器１２の間で湯水を循環させる。これによって、タンク３０の下部から吸い出された湯水は、凝縮器１２で加熱されて、タンク３０の上部に戻される。この時、コントローラは、戻りサーミスタ２２で検出されるＨＰ戻り温度が第２目標温度（例えば６５℃）となるように循環ポンプ１８の能力を制御する。Ｓ１２の後、処理はＳ１４へ進む。
【0042】
Ｓ１４では、コントローラは、往きサーミスタ２０で検出される温度（ＨＰ往き温度）が、所定の閾値温度（例えば４７℃）以上であるか否かを判断する。ＨＰ往き温度が閾値温度を下回る場合（ＮＯの場合）、処理はＳ１２に戻る。ＨＰ往き温度が閾値温度以上である場合（ＹＥＳの場合）、コントローラは、ヒートポンプ１０および循環ポンプ１８の駆動を停止して、図２に示す処理を終了する。
【0043】
Ｓ２において、外気温度が第１基準温度以上である場合（ＮＯの場合）、処理はＳ２０へ進む。Ｓ２０では、コントローラは、ヒートポンプ１０の加熱能力を通常加熱能力（例えば２．４ｋｗ）に設定する。Ｓ２０の後、処理はＳ２２へ進む。
【0044】
Ｓ２２では、コントローラは、タンク３０内の湯水の循環加熱を実行する。コントローラは、圧縮機１１を駆動して、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に冷媒を循環させるとともに、循環ポンプ１８を駆動して、タンク３０と凝縮器１２の間で湯水を循環させる。これによって、タンク３０の下部から吸い出された湯水は、凝縮器１２で加熱されて、タンク３０の上部に戻される。この時、コントローラは、戻りサーミスタ２２で検出されるＨＰ戻り温度が第２目標温度（Ｓ１２と同様）となるように循環ポンプ１８の能力を制御する。Ｓ２２の後、処理はＳ２４へ進む。
【0045】
Ｓ２４では、コントローラは、ＨＰ往き温度が閾値温度（Ｓ１４と同様）以上であるか否かを判断する。ＨＰ往き温度が閾値温度を下回る場合（ＮＯの場合）、処理はＳ２２に戻る。ＨＰ往き温度が閾値温度以上である場合（ＹＥＳの場合）、コントローラは、ヒートポンプ１０および循環ポンプ１８の駆動を停止して、図２に示す処理を終了する。
【0046】
【0047】
例えば外気温度が４℃である場合に本実施例のタンク滅菌運転が開始されると、コントローラは、図２のＳ２の処理でＹＥＳと判断して、予備加熱処理とメイン加熱処理を順に実行する。この場合、タンク３０の上部の湯水の温度とタンク３０の下部の湯水の温度は、それぞれ図３に示すように推移する。一方、同一条件下で従来のタンク滅菌運転を実行する場合、タンク３０の上部の湯水の温度とタンク３０の下部の湯水の温度は、それぞれ図８に示すように推移する。
【0048】
（従来技術との比較）
図８に示す従来のタンク滅菌運転では、予備加熱処理での湯水の昇温幅は約３０℃であり、メイン加熱処理での湯水の昇温幅も約３０℃である。一方で、図３に示す本実施例のタンク滅菌運転では、予備加熱処理での湯水の昇温幅は約４０℃であり、メイン加熱処理での湯水の昇温幅は約２０℃である。本実施例のタンク滅菌運転では、従来のタンク滅菌運転とは異なり、メイン加熱処理での湯水の昇温幅が、予備加熱処理での湯水の昇温幅よりも小さくなっている。その結果、本実施例のタンク滅菌運転では、メイン加熱処理の終了時（すなわち、タンク滅菌運転の終了時）におけるタンク３０の下部の湯水の温度は、従来のタンク滅菌運転の場合と比較して約１０℃ほど高くなっている。すなわち、本実施例のタンク滅菌運転では、タンク滅菌運転の終了後に形成される中間温度成層の温度幅は、従来のタンク滅菌運転の場合と比較して約１０℃ほど低減される。
図８に示す従来のタンク滅菌運転では、予備加熱処理での湯水の昇温幅は約３０℃であり、メイン加熱処理での湯水の昇温幅も約３０℃である。一方で、図３に示す本実施例のタンク滅菌運転では、予備加熱処理での湯水の昇温幅は約４０℃であり、メイン加熱処理での湯水の昇温幅は約２０℃である。本実施例のタンク滅菌運転では、従来のタンク滅菌運転とは異なり、メイン加熱処理での湯水の昇温幅が、予備加熱処理での湯水の昇温幅よりも小さくなっている。その結果、本実施例のタンク滅菌運転では、メイン加熱処理の終了時（すなわち、タンク滅菌運転の終了時）におけるタンク３０の下部の湯水の温度は、従来のタンク滅菌運転の場合と比較して約１０℃ほど高くなっている。すなわち、本実施例のタンク滅菌運転では、タンク滅菌運転の終了後に形成される中間温度成層の温度幅は、従来のタンク滅菌運転の場合と比較して約１０℃ほど低減される。
【0049】
また、本実施例のタンク滅菌運転では、メイン加熱処理での湯水の昇温幅が、従来のタンク滅菌運転と比較して約１０℃ほど低減されるともいえる。このため、本実施例のタンク滅菌運転では、メイン加熱処理において中途半端な温度に加熱される湯水の量が比較的低減され、タンク滅菌運転の終了後に形成される中間温度成層の成層範囲も比較的低減される。
【0050】
以上より、本実施例のタンク滅菌運転では、中間温度成層の温度幅の低減効果と中間温度成層の成層範囲の低減効果が相まって、従来のタンク滅菌運転の場合と比較して、タンク滅菌運転の滅菌効果が向上される。
【0051】
（除霜運転）
外気温度が低い状況において、ヒートポンプ１０を駆動すると、蒸発器１６に着霜してしまうことがある。蒸発器１６に着霜すると、外気との熱交換率が低下し、ヒートポンプ１０における加熱効率が低下する。そこで、コントローラは、ヒートポンプ１０によってタンク３０の湯水の加熱の実行中に、蒸発器１６に着霜したと判断される場合には、ヒートポンプ１０によるタンク３０の湯水の加熱を中断するとともに、循環ポンプ１８の駆動を停止して、蒸発器１６を除霜する除霜運転を実行する。具体的には、コントローラは、一時的に除霜弁１９を開くことにより、圧縮機１１から吐出した高温の冷媒を凝縮器１２に通過させ、冷媒が膨張弁１４をバイパスして蒸発器１６に流れるようにする。これにより、蒸発器１６に高温の冷媒が流れるため、蒸発器１６が除霜される。
外気温度が低い状況において、ヒートポンプ１０を駆動すると、蒸発器１６に着霜してしまうことがある。蒸発器１６に着霜すると、外気との熱交換率が低下し、ヒートポンプ１０における加熱効率が低下する。そこで、コントローラは、ヒートポンプ１０によってタンク３０の湯水の加熱の実行中に、蒸発器１６に着霜したと判断される場合には、ヒートポンプ１０によるタンク３０の湯水の加熱を中断するとともに、循環ポンプ１８の駆動を停止して、蒸発器１６を除霜する除霜運転を実行する。具体的には、コントローラは、一時的に除霜弁１９を開くことにより、圧縮機１１から吐出した高温の冷媒を凝縮器１２に通過させ、冷媒が膨張弁１４をバイパスして蒸発器１６に流れるようにする。これにより、蒸発器１６に高温の冷媒が流れるため、蒸発器１６が除霜される。
【0052】
（実施例１の対応関係）
以上のように、給湯システム２は、下部にタンク給水管４６（給水路の例）が接続されると共に上部にタンク出湯管５６（出湯路の例）が接続され、湯水が貯められるタンク３０（貯湯タンクの例）と、タンク３０の下部と上部を接続したＨＰ往き管２６およびＨＰ戻り管２８（タンク循環路の例）と、タンク３０の下部に貯まった湯水を、ＨＰ往き管２６およびＨＰ戻り管２８を介してタンク３０の上部に循環させる循環ポンプ１８と、ＨＰ往き管２６とＨＰ戻り管２８の間（タンク循環路の途中の例）に設けられており、ＨＰ往き管２６およびＨＰ戻り管２８を流通する湯水を加熱するヒートポンプ１０と、コントローラを備えている。コントローラは、所定の滅菌実施条件が成立したときに、循環ポンプ１８によってタンク３０とヒートポンプ１０の間で湯水を循環させ、ヒートポンプ１０によって湯水を加熱するタンク滅菌運転を実行するように構成されている。タンク滅菌運転は、ＨＰ戻り温度（ヒートポンプから流出する湯水の温度の例）が第１目標温度となるように、循環ポンプ１８およびヒートポンプ１０の動作を制御する予備加熱処理と、予備加熱処理の終了後に、ＨＰ戻り温度が第１目標温度よりも高い第２目標温度となるように、循環ポンプ１８およびヒートポンプ１０の動作を制御するメイン加熱処理を含む。メイン加熱処理におけるヒートポンプ１０での湯水の昇温幅は、予備加熱処理におけるヒートポンプ１０での湯水の昇温幅よりも小さい。
以上のように、給湯システム２は、下部にタンク給水管４６（給水路の例）が接続されると共に上部にタンク出湯管５６（出湯路の例）が接続され、湯水が貯められるタンク３０（貯湯タンクの例）と、タンク３０の下部と上部を接続したＨＰ往き管２６およびＨＰ戻り管２８（タンク循環路の例）と、タンク３０の下部に貯まった湯水を、ＨＰ往き管２６およびＨＰ戻り管２８を介してタンク３０の上部に循環させる循環ポンプ１８と、ＨＰ往き管２６とＨＰ戻り管２８の間（タンク循環路の途中の例）に設けられており、ＨＰ往き管２６およびＨＰ戻り管２８を流通する湯水を加熱するヒートポンプ１０と、コントローラを備えている。コントローラは、所定の滅菌実施条件が成立したときに、循環ポンプ１８によってタンク３０とヒートポンプ１０の間で湯水を循環させ、ヒートポンプ１０によって湯水を加熱するタンク滅菌運転を実行するように構成されている。タンク滅菌運転は、ＨＰ戻り温度（ヒートポンプから流出する湯水の温度の例）が第１目標温度となるように、循環ポンプ１８およびヒートポンプ１０の動作を制御する予備加熱処理と、予備加熱処理の終了後に、ＨＰ戻り温度が第１目標温度よりも高い第２目標温度となるように、循環ポンプ１８およびヒートポンプ１０の動作を制御するメイン加熱処理を含む。メイン加熱処理におけるヒートポンプ１０での湯水の昇温幅は、予備加熱処理におけるヒートポンプ１０での湯水の昇温幅よりも小さい。
【0053】
一般的に、ヒートポンプ１０での加熱開始時または温度切り替え時における湯水の昇温幅が大きいほど、湯水の温度の立ち上がりが遅くなり、中途半端な温度に加熱される湯水の量が増大するため、形成される中間温度成層の成層範囲も増大する。上記の構成によれば、メイン加熱処理での昇温幅を予備加熱処理での昇温幅よりも小さくすることで、メイン加熱処理において、中途半端な温度に加熱される湯水の量を低減することができ、メイン加熱処理の終了後（すなわち、タンク滅菌運転の終了後）に形成される中間温度成層の成層範囲を低減することができる。
【0054】
１つまたはそれ以上の実施形態において、コントローラは、メイン加熱処理の実行中、ＨＰ往き温度（ヒートポンプへ流入する湯水の温度の例）が閾値温度以上となった場合、ヒートポンプ１０による湯水の加熱を停止するように構成されている。閾値温度は、第１目標温度以上であり、かつ第２目標温度よりも低い温度に設定されている。
【0055】
タンク滅菌運転のメイン加熱処理では、タンク３０内の湯水は高温である第２目標温度まで加熱される。このため、仮にメイン加熱処理において、ヒートポンプ１０に第２目標温度の湯水が流入するまでヒートポンプ１０による湯水の加熱を継続してしまうと、高温の湯水が流入して、ヒートポンプ１０の圧縮機１１にかかる負荷が過大となったり、ヒートポンプ１０における加熱効率が低下したりするおそれがある。これに対し、上記の構成によれば、メイン加熱処理において、第２目標温度よりも低い閾値温度の湯水が流入する場合に、ヒートポンプ１０による湯水の加熱を停止するので、ヒートポンプ１０に高温の湯水が流入することを抑制できる。このため、圧縮機１１にかかる負荷が過大となったり、ヒートポンプ１０における加熱効率が低下したりすることを抑制できる。なお、メイン加熱処理に先立つ予備加熱処理において、タンク３０内の湯水は第１目標温度まで加熱されているので、仮に閾値温度が第１目標温度を下回っていると、メイン加熱処理の開始直後にヒートポンプ１０での湯水の加熱動作が停止してしまい、滅菌効果が不十分となるおそれがある。上記の構成によれば、閾値温度が第１目標温度以上の温度に設定されているので、メイン加熱処理の開始直後にヒートポンプ１０での湯水の加熱動作が停止してしまうことを抑制することができ、滅菌効果を十分に確保することができる。
【0056】
（実施例２）
本実施例の給湯システム２は、実施例１の給湯システム２と同様の構成を備えている。本実施例の給湯システム２では、コントローラは、タンク滅菌運転を実行する際に、図２に示す処理を実行する代わりに、図４に示す処理を実行する。図４に示す処理は、一部を除いて、図２に示す処理と共通である。以下では、図４に示す処理における図２に示す処理との相違点について説明する。なお、両者の共通点については同じ符号を付して、その説明を省略する。
本実施例の給湯システム２は、実施例１の給湯システム２と同様の構成を備えている。本実施例の給湯システム２では、コントローラは、タンク滅菌運転を実行する際に、図２に示す処理を実行する代わりに、図４に示す処理を実行する。図４に示す処理は、一部を除いて、図２に示す処理と共通である。以下では、図４に示す処理における図２に示す処理との相違点について説明する。なお、両者の共通点については同じ符号を付して、その説明を省略する。
【0057】
図４に示す処理では、Ｓ８の後、処理はＳ３０へ進む。Ｓ３０では、コントローラは、ヒートポンプ１０の駆動を停止した状態で、循環ポンプ１８を駆動して、タンク３０と凝縮器１２の間で湯水を循環させる。Ｓ３０の後、処理はＳ３２へ進む。
【0058】
Ｓ３２では、コントローラは、上部サーミスタ３６で検出される温度（タンク３０の上部の湯水の温度）から下部サーミスタ３８で検出される温度（タンク３０の下部の湯水の温度）を引いた時の差が第２所定値（例えば２℃）以下であるか否かを判断する。タンク３０の上部の湯水の温度とタンク３０の下部の湯水の温度の差が第２所定値を上回る場合（ＮＯの場合）、処理はＳ３０に戻る。タンク３０の上部の湯水の温度とタンク３０の下部の湯水の温度の差が第２所定値以下である場合（ＹＥＳの場合）、処理はＳ１０へ進む。
【0059】
本実施例では、図４のＳ４からＳ８までの処理を「予備加熱処理」と呼ぶ。図４のＳ３０およびＳ３２の処理を「貯湯温均一化処理」と呼ぶ。図４のＳ１０からＳ１４までの処理を「メイン加熱処理」と呼ぶ。図４のＳ２０からＳ２４までの処理を「通常加熱処理」と呼ぶ。
【0060】
例えば外気温度が４℃である場合に本実施例のタンク滅菌運転が開始されると、コントローラは、図４のＳ２の処理でＹＥＳと判断して、予備加熱処理と、貯湯温均一化処理と、メイン加熱処理を順に実行する。この場合、タンク３０の上部の湯水の温度とタンク３０の下部の湯水の温度は、それぞれ図５に示すように推移する。
【0061】
実施例２のタンク滅菌運転は、貯湯温均一化処理を含む点で、実施例１のタンク滅菌運転と異なる。貯湯温均一化処理では、予備加熱処理の終了後に形成される温度成層が解消されることで、タンク３０の上部の湯水の温度は低下し、タンク３０の下部の湯水の温度は上昇する。
【0062】
（実施例２の対応関係）
１つまたはそれ以上の実施形態において、タンク滅菌運転は、タンク３０の上部の湯水の温度とタンク３０の下部の湯水の温度の差が第２所定値以下となる（所定の均一化終了条件が成立することの例）までの間、ヒートポンプ１０の駆動を停止した状態で循環ポンプ１８を駆動する、貯湯温均一化処理をさらに含んでいる。コントローラは、予備加熱処理の終了後であって、メイン加熱処理の開始前に、貯湯温均一化処理を実行するように構成されている。
１つまたはそれ以上の実施形態において、タンク滅菌運転は、タンク３０の上部の湯水の温度とタンク３０の下部の湯水の温度の差が第２所定値以下となる（所定の均一化終了条件が成立することの例）までの間、ヒートポンプ１０の駆動を停止した状態で循環ポンプ１８を駆動する、貯湯温均一化処理をさらに含んでいる。コントローラは、予備加熱処理の終了後であって、メイン加熱処理の開始前に、貯湯温均一化処理を実行するように構成されている。
【0063】
予備加熱処理の終了後には、タンク３０の下部に第１目標温度より低い温度の湯水が存在することもあれば、タンク３０の上部に第１目標温度より高い温度の湯水が存在することもある。このように、タンク３０内の湯水の温度が不均一な状態で、メイン加熱処理が開始されると、メイン加熱処理において中途半端な温度に加熱される湯水の量が増大し、メイン加熱処理の終了後に形成される中間温度成層の成層範囲も増大する可能性がある。上記の構成では、予備加熱処理の終了後、メイン加熱処理の開始前に、貯湯温均一化処理において、循環ポンプ１８の循環によってタンク３０内の湯水を撹拌することで、タンク３０内の湯水の温度を均一化することができる。したがって、メイン加熱処理において中途半端な温度に加熱される湯水の量を低減し、メイン加熱処理の終了後（すなわち、タンク滅菌運転の終了後）に形成される中間温度成層の成層範囲を低減することができる。
【0064】
（実施例３）
本実施例の給湯システム２は、実施例１の給湯システム２と同様の構成を備えている。本実施例の給湯システム２では、コントローラは、タンク滅菌運転を実行する際に、図２に示す処理を実行する代わりに、図６に示す処理を実行する。図６に示す処理は、一部を除いて、図２に示す処理と共通である。以下では、図６に示す処理における図２に示す処理との相違点について説明する。なお、両者の共通点については同じ符号を付して、その説明を省略する。
本実施例の給湯システム２は、実施例１の給湯システム２と同様の構成を備えている。本実施例の給湯システム２では、コントローラは、タンク滅菌運転を実行する際に、図２に示す処理を実行する代わりに、図６に示す処理を実行する。図６に示す処理は、一部を除いて、図２に示す処理と共通である。以下では、図６に示す処理における図２に示す処理との相違点について説明する。なお、両者の共通点については同じ符号を付して、その説明を省略する。
【0065】
図６に示す処理では、Ｓ８の後、処理はＳ４０へ進む。Ｓ４０では、コントローラは、外気温度サーミスタ２３で検出される外気温度が、第２基準温度（例えば５℃）を下回るか否かを判断する。外気温度が第２基準温度以上である場合（ＮＯの場合）、処理はＳ４２へ進む。
【0066】
Ｓ４２では、コントローラは、ヒートポンプ１０の加熱能力を、実施例１のＳ１０と同様の第１メイン加熱能力に設定する。Ｓ４２の後、処理はＳ１２へ進む。
【0067】
Ｓ４０において、外気温度が第２基準温度を下回る場合（ＹＥＳの場合）、処理はＳ４４へ進む。Ｓ４４では、コントローラは、ヒートポンプ１０の加熱能力を第２メイン加熱能力（例えば１．８ｋｗ）に設定する。Ｓ４４の後、処理はＳ１２へ進む。
【0068】
本実施例では、図６のＳ４からＳ８までの処理を「予備加熱処理」と呼ぶ。図６のＳ４０からＳ４４までの処理と、Ｓ１２からＳ１４までの処理を「メイン加熱処理」と呼ぶ。図６のＳ２０からＳ２４までの処理を「通常加熱処理」と呼ぶ。
【0069】
例えば外気温度が４℃である場合に本実施例のタンク滅菌運転が開始されると、コントローラは、図６のＳ２の処理でＹＥＳと判断して、予備加熱処理とメイン加熱処理を順に実行する。また、コントローラは、メイン加熱処理において、図６のＳ４０の処理でＹＥＳと判断して、ヒートポンプ１０の加熱能力を、第２メイン加熱能力に設定する。
この場合、タンク３０の上部の湯水の温度とタンク３０の下部の湯水の温度は、それぞれ図７に示すように推移する。
この場合、タンク３０の上部の湯水の温度とタンク３０の下部の湯水の温度は、それぞれ図７に示すように推移する。
【0070】
実施例３のタンク滅菌運転は、コントローラが、メイン加熱処理において、外気温度に応じてヒートポンプ１０の加熱能力を可変する点で、実施例１のタンク滅菌運転と異なる。外気温度が低い状況（すなわち、蒸発器１６に着霜しやすい状況）では、コントローラは、メイン処理におけるヒートポンプ１０の加熱能力を、第１メイン加熱能力よりも低い第２メイン加熱能力に設定する。ヒートポンプ１０を第２メイン加熱能力で駆動する場合、蒸発器１６を流れる冷媒の温度は、ヒートポンプ１０を第１メイン加熱能力で駆動する場合よりも高くなる。このため、実施例３のメイン加熱処理では、実施例１のメイン加熱処理と比較して、蒸発器１６への着霜が抑制されている。
【0071】
（実施例３の対応関係）
１つまたはそれ以上の実施形態において、給湯システム２は、外気温度を検出する外気温度サーミスタ２３（外気温度センサの例）をさらに備えている。コントローラは、メイン加熱処理において、外気温度サーミスタ２３の検出温度が第２基準温度（所定の基準温度の例）以上である場合には、ヒートポンプ１０を第１メイン加熱能力（第１加熱能力の例）で駆動し、外気温度サーミスタ２３の検出温度が第２基準温度を下回る場合には、ヒートポンプ１０を第１メイン加熱能力よりも低い第２メイン加熱能力（第２加熱能力の例）で駆動するように構成されている。
１つまたはそれ以上の実施形態において、給湯システム２は、外気温度を検出する外気温度サーミスタ２３（外気温度センサの例）をさらに備えている。コントローラは、メイン加熱処理において、外気温度サーミスタ２３の検出温度が第２基準温度（所定の基準温度の例）以上である場合には、ヒートポンプ１０を第１メイン加熱能力（第１加熱能力の例）で駆動し、外気温度サーミスタ２３の検出温度が第２基準温度を下回る場合には、ヒートポンプ１０を第１メイン加熱能力よりも低い第２メイン加熱能力（第２加熱能力の例）で駆動するように構成されている。
【0072】
外気温度が低い状況において、ヒートポンプ１０による湯水の加熱を行うと、ヒートポンプ１０の蒸発器１６に着霜してしまうことがある。ヒートポンプ１０による湯水の加熱の実行中に、蒸発器１６に着霜すると、ヒートポンプ１０による湯水の加熱を一時的に中断して、除霜運転を実行する必要がある。仮に、メイン加熱処理の実行中に除霜運転が実行されると、メイン加熱処理において中途半端な温度に加熱される湯水の量が増大し、メイン加熱処理の終了後に形成される中間温度成層の成層範囲も増大する可能性がある。これに対し、上記の構成によれば、外気温度が低い状況では、ヒートポンプ１０の加熱能力を低く抑えた状態でメイン加熱処理を実行する。このため、メイン加熱処理の実行中に蒸発器１６に着霜することを抑制することができ、ヒートポンプ１０による湯水の加熱を一時的に中断して除霜運転を実行する事態の発生を抑制することができる。したがって、メイン加熱処理において中途半端な温度に加熱される湯水の量を低減し、メイン加熱処理の終了後（すなわち、タンク滅菌運転の終了後）に形成される中間温度成層の成層範囲を低減することができる。
【0073】
（変形例）
上記の実施例１から３では、滅菌実施条件が、タンク３０の上部の湯水が低温のまま長時間滞留していると判断されることである構成について説明した。別の実施例では、滅菌実施条件は、最近実施されたタンク滅菌運転を終了してからの経過時間が所定時間（例えば７２０時間）を上回ることであってもよい。
上記の実施例１から３では、滅菌実施条件が、タンク３０の上部の湯水が低温のまま長時間滞留していると判断されることである構成について説明した。別の実施例では、滅菌実施条件は、最近実施されたタンク滅菌運転を終了してからの経過時間が所定時間（例えば７２０時間）を上回ることであってもよい。
【0074】
上記の実施例１から３では、コントローラが、外気温度が第１基準温度を下回る場合（Ｓ２の処理でＹＥＳの場合）には、予備加熱処理とメイン加熱処理を順に実行し、外気温度が第１基準温度以上である場合（Ｓ２の処理でＮＯの場合）には、通常加熱処理を実行する構成について説明した。別の実施例では、コントローラは、外気温度が第１基準温度を下回るか否かにかかわらず、予備加熱処理とメイン加熱処理を順に実行するように構成されていてもよい。
【0075】
上記の実施例１から３では、タンク滅菌運転が、予備加熱処理とメイン加熱処理を含んでおり、ＨＰユニット４が、タンク３０内の湯水を２段階に分けて循環加熱する構成について説明した。別の実施例では、タンク滅菌運転は、予備加熱処理と同様の加熱処理をさらに含んでいてもよく、ＨＰユニット４は、タンク３０内の湯水を３段階に分けて循環加熱してもよい。具体的には、コントローラは、予備加熱処理に先立って、タンク３０内の湯水が第１目標温度よりも低い温度（例えば２５℃）となるように、圧縮機１１および循環ポンプ１８を駆動してタンク３０内の湯水を循環加熱するように構成されていてもよい。さらに別の実施例では、ＨＰユニット４は、タンク３０内の湯水を４段階以上に分けて循環加熱してもよい。
【0076】
上記の実施例１から３では、第１目標温度が所定の温度（４５℃）となっている構成について説明した。別の実施例では、タンク滅菌運転は、コントローラによって第１目標温度を特定する処理をさらに含んでいてもよく、第１目標温度は、タンク滅菌運転の運転状況に応じて特定されてもよい。具体的には、コントローラは、予備加熱処理の開始時におけるタンク３０内の湯水の温度（上部サーミスタ３６で検出される温度や下部サーミスタ３８で検出される温度）を記録するように構成されていてもよく、記録された予備加熱処理の開始時におけるタンク３０内の湯水の温度と第２目標温度との間の平均値に、所定値（例えば１０℃）を加算して得られる温度を、第１目標温度として特定してもよい。この場合、メイン加熱処理におけるヒートポンプ１０での湯水の昇温幅は、予備加熱処理におけるヒートポンプ１０での湯水の昇温幅よりも、所定値を２倍した値分、小さくなる。
【0077】
上記の実施例１から３では、コントローラが、メイン加熱処理の実行中、ＨＰ往き温度が閾値温度以上となった場合、ヒートポンプ１０の駆動を停止する構成について説明した。別の実施例では、コントローラは、メイン加熱処理の実行中、ＨＰ往き温度が閾値温度以上となった場合、ヒートポンプ１０の駆動を停止せず、ヒートポンプ１０による湯水の加熱のみを停止してもよい。コントローラは、その後ＨＰ往き温度が閾値温度を下回った場合には、ヒートポンプ１０による湯水の加熱を直ちに再開してもよい。
【0078】
上記の実施例１から３では、コントローラが、ヒートポンプ１０による湯水の加熱を停止する条件として、ＨＰ往き温度が閾値温度以上となるか否かを判断する構成について説明した。別の実施例では、コントローラは、ヒートポンプ１０による湯水の加熱を停止する条件として、タンク３０の下部の湯水の温度が閾値温度以上となるか否かを判断するように構成されていてもよい。
【0079】
上記の実施例１から３では、コントローラが、メイン加熱処理の終了と同時にタンク滅菌運転を終了する構成について説明した。別の実施例では、コントローラは、メイン加熱処理の終了と同時にタンク滅菌運転を終了するように構成されていなくてもよい。例えば、コントローラは、メイン加熱処理の終了後に、実施例２で説明した貯湯温均一化処理をさらに実行し、貯湯温均一化処理の終了後にタンク滅菌運転を終了するように構成されていてもよい。
【0080】
上記の実施例２では、コントローラが、タンク３０の上部の湯水の温度とタンク３０の下部の湯水の温度の差が第２所定値以下となるまでの間（図４のＳ３２の処理でＹＥＳとなるまでの間）、貯湯温均一化処理を実行し続ける構成について説明した。別の実施例では、コントローラは、貯湯温均一化処理が開始されてから所定時間が経過するまでの間、貯湯温均一化処理を実行し続けるように構成されていてもよい。
【0081】
上記の実施例３において、コントローラは、図６に示すＳ８の処理の後であって、Ｓ４０の処理の前に、実施例２で説明した貯湯温均一化処理をさらに実行するように構成されていてもよい。
【0082】
上記の実施例１から３において、タンク３０の容量、第１基準温度、第２基準温度、通常加熱能力、予備加熱能力、第１メイン加熱能力、第２メイン加熱能力、第１所定値、第２所定値、および閾値温度のそれぞれの値は、適宜変更されてもよい。
【0083】
以上、実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【0084】
２ ：給湯システム
４ ：ＨＰユニット
６ ：タンクユニット
８ ：バーナユニット
１０ ：ヒートポンプ
１１ ：圧縮機
１２ ：凝縮器
１４ ：膨張弁
１６ ：蒸発器
１８ ：循環ポンプ
１９ ：除霜弁
１９ａ ：除霜経路
２０ ：往きサーミスタ
２２ ：戻りサーミスタ
２３ ：外気温度サーミスタ
２４ ：ＨＰコントローラ
２６ ：ＨＰ往き管
２８ ：ＨＰ戻り管
３０ ：タンク
３２ ：混合弁
３４ ：バイパス制御弁
３６ ：上部サーミスタ
３８ ：下部サーミスタ
４０ ：給水管
４２ ：減圧弁
４４ ：入水サーミスタ
４６ ：タンク給水管
４８ ：タンクバイパス管
５０ ：逆止弁
５２ ：逆止弁
５４ ：水側水量センサ
５６ ：タンク出湯管
５８ ：逆止弁
６０ ：湯側水量センサ
６２ ：第１給湯管
６４ ：混合サーミスタ
６６ ：第２給湯管
６８ ：給湯出口サーミスタ
７０ ：逆止弁
７２ ：給湯バイパス管
７４ ：タンクコントローラ
７６ ：リモコン
８０ ：バーナ
８２ ：熱交換器
８４ ：バイパスサーボ
８６ ：水量サーボ
８８ ：湯はり弁
９０ ：バーナ往き管
９２ ：バーナ戻り管
９４ ：バーナバイパス管
９６ ：バーナ給湯サーミスタ
９８ ：湯はり管
１００ ：バーナコントローラ
４ ：ＨＰユニット
６ ：タンクユニット
８ ：バーナユニット
１０ ：ヒートポンプ
１１ ：圧縮機
１２ ：凝縮器
１４ ：膨張弁
１６ ：蒸発器
１８ ：循環ポンプ
１９ ：除霜弁
１９ａ ：除霜経路
２０ ：往きサーミスタ
２２ ：戻りサーミスタ
２３ ：外気温度サーミスタ
２４ ：ＨＰコントローラ
２６ ：ＨＰ往き管
２８ ：ＨＰ戻り管
３０ ：タンク
３２ ：混合弁
３４ ：バイパス制御弁
３６ ：上部サーミスタ
３８ ：下部サーミスタ
４０ ：給水管
４２ ：減圧弁
４４ ：入水サーミスタ
４６ ：タンク給水管
４８ ：タンクバイパス管
５０ ：逆止弁
５２ ：逆止弁
５４ ：水側水量センサ
５６ ：タンク出湯管
５８ ：逆止弁
６０ ：湯側水量センサ
６２ ：第１給湯管
６４ ：混合サーミスタ
６６ ：第２給湯管
６８ ：給湯出口サーミスタ
７０ ：逆止弁
７２ ：給湯バイパス管
７４ ：タンクコントローラ
７６ ：リモコン
８０ ：バーナ
８２ ：熱交換器
８４ ：バイパスサーボ
８６ ：水量サーボ
８８ ：湯はり弁
９０ ：バーナ往き管
９２ ：バーナ戻り管
９４ ：バーナバイパス管
９６ ：バーナ給湯サーミスタ
９８ ：湯はり管
１００ ：バーナコントローラ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】