特開 2023-159978 貯湯給湯システム

(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】P2023159978

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】貯湯給湯システム

(51)【国際特許分類】

   F24H 15/429 20220101AFI20231026BHJP

   F24H 4/02 20220101ALI20231026BHJP

   F24H 1/18 20220101ALI20231026BHJP

   F24H 15/10 20220101ALI20231026BHJP

   F24H 15/296 20220101ALI20231026BHJP

   F24H 15/262 20220101ALI20231026BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20231026BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

F24H15/429

F24H4/02 C

F24H1/18 G

F24H15/10

F24H15/296

F24H15/262

H02J3/38 130

H02J3/00 170

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022069947

(22)【出願日】2022-04-21

(71)【出願人】

【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】100089004

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】須本 彩月

(72)【発明者】

【氏名】中野 智也

(72)【発明者】

【氏名】井上 智晴

(72)【発明者】

【氏名】梅原 淳

【テーマコード（参考）】

3L122

5G066

【Ｆターム（参考）】

3L122AA02

3L122AA12

3L122AA23

3L122AA54

3L122AA63

3L122AA64

3L122AA65

3L122AA73

3L122AB24

3L122AB44

3L122BA02

3L122BA12

3L122BA13

3L122BA32

3L122BA37

3L122BA41

3L122BA42

3L122BA44

3L122BB03

3L122BB13

3L122BB14

3L122BD11

3L122CA05

3L122CA16

3L122EA45

3L122EA46

3L122EA50

3L122FA02

3L122FA04

3L122FA05

3L122FA09

3L122GA08

5G066AA03

5G066AA05

5G066HA17

5G066HB06

5G066HB08

5G066JA02

5G066JB06

(57)【要約】

【課題】太陽光発電システムの自立給電を受けて貯湯した湯水を安全且つ容易に使用することができる貯湯給湯システムを提供すること。
【解決手段】ヒートポンプ熱源機(30)と、貯湯タンク(12)と、ヒートポンプ熱源機(30)によって加熱した湯水を貯湯タンク(12)に貯湯する貯湯運転及び貯湯タンク(12)の湯水を給湯設定温度に調整して給湯する給湯運転を制御する制御手段(15)を有し、商用電力の停電時に太陽光発電システム(1)の自立給電を受けて貯湯運転及び給湯運転を行う自立運転モードを備えた貯湯給湯システム(10)において、自立運転モードの貯湯運転を行う貯湯時間帯を設定する貯湯時間帯設定手段(25)をさらに備え、自立運転モードでは、制御手段(15)が貯湯時間帯に貯湯運転によって貯湯した貯湯タンク(12)の湯水を、貯湯時間帯に温度調整して浴槽(7)に湯張りする湯張り運転を行うように構成した。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヒートポンプ熱源機と、貯湯タンクと、前記ヒートポンプ熱源機によって加熱した湯水を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転及び前記貯湯タンクの湯水を給湯設定温度に調整して給湯する給湯運転を制御する制御手段を有し、商用電力の停電時に太陽光発電システムの自立給電を受けて前記貯湯運転及び前記給湯運転を行う自立運転モードを備えた貯湯給湯システムにおいて、
前記自立運転モードの前記貯湯運転を行う貯湯時間帯を設定する貯湯時間帯設定手段をさらに備え、
前記自立運転モードでは、前記制御手段は、前記貯湯時間帯に前記貯湯運転によって貯湯した前記貯湯タンクの湯水を、前記貯湯時間帯に温度調整して浴槽に湯張りする湯張り運転を行うことを特徴とする貯湯給湯システム。

【請求項2】

前記浴槽の自動排水栓を開閉する排水栓開閉手段を備え、
前記自立運転モードでは、前記浴槽に湯張りする前に前記排水栓開閉手段によって前記自動排水栓を閉止することを特徴とする請求項１に記載の貯湯給湯システム。

【請求項3】

電力供給が遮断されても記憶情報を保持する書き換え可能な記憶手段を備え、
前記自立運転モードでは、前記制御手段は、前記湯張り運転を行う場合に前記記憶手段に前記湯張り運転に関する情報を記憶させ、前記貯湯時間帯で前記自立給電が遮断された後に再開された場合に、前記記憶手段に記憶されている前記湯張り運転に関する情報に基づいて前記湯張り運転を再開することを特徴とする請求項１に記載の貯湯給湯システム。

【請求項4】

当日及び翌日の気象情報の取得のために外部通信網に接続される外部通信手段を備え、
前記自立運転モードでは、前記制御手段は、前記外部通信手段を介して取得した前記気象情報に基づいて当日と翌日の前記太陽光発電システムの発電量を予測し、予測した発電量に対応する前記太陽光発電システムの自立給電量が、前記貯湯運転の目標貯湯熱量に応じて設定される基準値よりも当日は大きく且つ翌日は小さい場合に、当日の前記貯湯時間帯に前記貯湯運転の目標貯湯熱量に加えて翌日の前記貯湯運転の目標貯湯熱量の一部を貯湯することを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の貯湯給湯システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、商用電力及び太陽光発電システムの発電電力を単独使用又は併用する貯湯給湯システムに関し、特に商用電力の停電時に太陽光発電システムの自立給電を受けて貯湯と給湯を行う貯湯給湯システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ヒートポンプ熱源機によって加熱した湯水を貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を行い、貯湯された湯水を温度調整して給湯及び浴槽の湯張りを行う貯湯給湯システムが広く利用されている。電力供給を受けて作動するヒートポンプ熱源機は湯水の加熱に外気の熱を利用するので、貯湯給湯システムは屋外に設置される。また、給湯及び湯張りの温度調整には、貯湯された湯水と上水を混合する例えば混合弁を作動させるために電力が必要である。

【0003】

一方、環境負荷低減のために太陽光発電システムを備えた家庭が増加している。このような家庭では、例えば特許文献１～３のように、商用電力と太陽光発電システムの発電電力を併用して貯湯運転を行うことが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６８４６８６３号公報

【特許文献2】特許第６２２１９３３号公報

【特許文献3】特許第６４５４９２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば災害発生によって、燃料ガスの供給遮断、商用電力の停電が長期間続くことがある。このような場合に、太陽光発電システムを備えた家庭では、太陽光発電システムの自立給電によって、日中に電力を確保することができる。そして、上水の供給が遮断されていなければ、日中に太陽光発電システムの自立給電を受けて作動する貯湯給湯システムの自立運転によって、ヒートポンプ熱源機で上水を加熱して貯湯槽に貯湯し、貯湯した湯水の温度を調整して給湯することが可能である。

【0006】

このとき、太陽光発電システムの自立給電は、例えば冷蔵庫のような他の機器においても使用される場合があり、有効に利用することが求められる。特許文献１～３には、商用電力の供給を受けながら発電した電力を有効に利用して貯湯することが記載されているが、商用電力との併用が必要なので、太陽光発電システムの自立給電のみ使用できる緊急時に適用することは困難である。

【0007】

また、発電可能な日中は、ユーザが不在のため、給湯機会がない場合がある。そして、発電していない時間帯にユーザが貯湯タンクに貯湯されている湯水を使用する場合、貯湯給湯システムでの温度調整ができないので、貯湯された高温の湯水による火傷の虞がある。また、上水の供給圧では貯湯タンクの湯水を給湯栓に供給することが困難な場合には、貯湯タンクから手動で湯水を取り出して運搬することになるが、高温の湯水による火傷の虞があると共に手間がかかる。

【0008】

本発明の目的は、停電時に太陽光発電システムの自立給電を受けて貯湯した湯水を、安全且つ容易に使用することができる貯湯給湯システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

請求項１の発明の貯湯給湯システムは、ヒートポンプ熱源機と、貯湯タンクと、前記ヒートポンプ熱源機によって加熱した湯水を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転及び前記貯湯タンクの湯水を給湯設定温度に調整して給湯する給湯運転を制御する制御手段を有し、商用電力の停電時に太陽光発電システムの自立給電を受けて前記貯湯運転及び前記給湯運転を行う自立運転モードを備えた貯湯給湯システムにおいて、前記自立運転モードの前記貯湯運転を行う貯湯時間帯を設定する貯湯時間帯設定手段をさらに備え、前記自立運転モードでは、前記制御手段は、前記貯湯時間帯に前記貯湯運転によって貯湯した前記貯湯タンクの湯水を、前記貯湯時間帯に温度調整して浴槽に湯張りする湯張り運転を行うことを特徴としている。

【0010】

上記構成によれば、貯湯給湯システムは、ヒートポンプ熱源機によって加熱した湯水を貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を行う。この貯湯給湯システムは、商用電力の停電時には太陽光発電システムの自立給電を受けて貯湯運転及び給湯運転を行う自立運転モードを有する。この自立運転モードでは、貯湯時間帯設定手段によって貯湯時間帯を設定し、設定した貯湯時間帯に貯湯タンクに貯湯された湯水を、貯湯時間帯に温度調整して浴槽に湯張りする。従って、太陽光発電システムの自立給電を受けて貯湯と浴槽への湯張りを行うので停電時でも入浴可能であり、太陽光発電システムが発電できない夜間でも、浴槽に湯張りされた湯水を入浴及び入浴以外の用途に安全且つ容易に使用することができる。

【0011】

請求項２の発明の貯湯給湯システムは、請求項１の発明において、前記浴槽の自動排水栓を開閉する排水栓開閉手段を備え、前記自立運転モードでは、前記浴槽に湯張りする前に前記排水栓開閉手段によって前記自動排水栓を閉止することを特徴としている。
上記構成によれば、貯湯時間帯に貯湯タンクに貯湯された湯水を浴槽に湯張りする前に、浴槽の自動排水栓を閉止する。従って、貯湯時間帯にユーザが不在でも浴槽から排水されないようにして、浴槽に湯張りすることができる。

【0012】

請求項３の発明の貯湯給湯システムは、請求項１の発明において、電力供給が遮断されても記憶情報を保持する書き換え可能な記憶手段を備え、前記自立運転モードでは、前記制御手段は、前記湯張り運転を行う場合に前記記憶手段に前記湯張り運転に関する情報を記憶させ、前記貯湯時間帯で前記自立給電が遮断された後に再開された場合に、前記記憶手段に記憶されている前記湯張り運転に関する情報に基づいて前記湯張り運転を再開することを特徴としている。
上記構成によれば、自立運転モードでは、湯張り運転中に太陽光発電システムの自立給電が遮断されて湯張り運転が中断された後で自立給電が再開された場合に、記憶手段に記憶された湯張り運転に関する情報に基づいて中断された湯張り運転を再開することができる。従って、太陽光発電システムの自立給電の電力変動又は他の機器の消費電力の変動によって湯張り運転が中断した場合でも、湯張り運転を再開して浴槽に湯張りすることができる。

【0013】

請求項４の発明の貯湯給湯システムは、請求項１～３の何れか１項の発明において、当日及び翌日の気象情報の取得のために外部通信網に接続される外部通信手段を備え、前記自立運転モードでは、前記制御手段は、前記外部通信手段を介して取得した前記気象情報に基づいて当日と翌日の前記太陽光発電システムの発電量を予測し、予測した発電量に対応する前記太陽光発電システムの自立給電量が、前記貯湯運転の目標貯湯熱量に応じて設定される基準値よりも当日は大きく且つ翌日は小さい場合に、当日の前記貯湯時間帯に前記貯湯運転の目標貯湯熱量に加えて翌日の前記貯湯運転の目標貯湯熱量の一部を貯湯することを特徴としている。
上記構成によれば、制御手段が気象情報に基づいて太陽光発電システムの当日と翌日の発電量を予測する。そして、自立運転モードの貯湯運転の目標貯湯熱量に応じて設定される基準値に対して、予測した当日の発電量に対応する自立給電量が大きく、且つ予測した翌日の発電量に対応する自立給電量が小さい場合に、当日に前もって翌日の目標貯湯熱量の一部を貯湯する。従って、当日は十分に発電可能で且つ翌日に十分に発電できないことが予測される場合に、前もって貯湯して翌日にも使用可能な湯水を増加させておくことができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の貯湯給湯システムによれば、停電時に太陽光発電システムの自立給電を受けて貯湯した湯水を、安全且つ容易に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例に係る貯湯給湯システムの全体構成を示す図である。

【図2】図１のヒートポンプ熱源機と貯湯給湯ユニットの説明図である。

【図3】貯湯給湯システムの制御部の説明図である。

【図4】本発明の実施例に係る貯湯給湯システムの自立運転モードのフローチャートである。

【図5】実施例に係る自立運転モードの貯湯運転のフローチャートである。

【図6】実施例に係る自立運転モードの目標貯湯熱量設定のフローチャートである。

【図7】実施例に係る自立運転モードの湯張り運転のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

【実施例0017】

最初に図１に基づいて、家庭用の太陽光発電システム１について説明する。
太陽光発電システム１は、複数のソーラーパネル２が発電した直流電力を接続ボックス３でまとめてパワーコンディショナ４に入力し、パワーコンディショナ４が発電電力として交流の電力に変換する。分電盤５は、太陽光発電システム１の発電電力を家庭内の複数の電源系統に分配し、使用されない余剰電力は電線６を介して外部に売電される。家庭内の消費電力に対して発電電力が不足する場合には、電線６から供給される交流の商用電力も併せて分配される。

【0018】

パワーコンディショナ４は、商用電力の停電時に発電電力がある場合に、分電盤５への給電を停止して非常用の電源系統にのみ電力供給するように手動で自立給電モードに切替えられる。自立給電モードの電力供給（自立給電）は、安全のために、家庭用の太陽光発電システム１では１５００Ｗ以下に制限されている場合が多い。商用電力の停電時には、機器の電源線を非常用の電源系統に接続することによって、太陽光発電システム１の自立給電を受ける機器が作動する。機器の消費電力に対して自立給電が不足する場合には自立給電が停止され、一定時間経過後に自立給電が再開される。

【0019】

次に図１、図２に基づいて貯湯給湯システム１０について説明する。
貯湯給湯システム１０は、貯湯給湯ユニット１１とヒートポンプ熱源機３０を有する。通常は、分電盤５から延びる複数の電力系統のうちの１つに貯湯給湯ユニット１１の電源線１１ａが２点鎖線で示すように接続され、ヒートポンプ熱源機３０から延びる電源線３０ａが貯湯給湯ユニット１１に接続されている。この貯湯給湯システム１０は、電線６から供給される商用電力と太陽光発電システム１の発電電力のうちの一方を単独で使用して、若しくはこれらを併用して、例えば貯湯運転、給湯運転等を行う。

【0020】

貯湯給湯ユニット１１は、貯湯タンク１２と燃焼式の補助熱源機１３と湯水混合弁１４を有し、貯湯運転においてヒートポンプ熱源機３０で加熱した湯水を貯湯タンク１２に貯湯する。また、貯湯給湯ユニット１１は、給湯運転において、貯湯タンク１２から出湯された湯水又は補助熱源機１３によって加熱された湯水に、湯水混合弁１４によって上水を混合して、設定された温度（給湯設定温度）に調整した湯水を給湯する。

【0021】

また、貯湯給湯ユニット１１は、貯湯運転、給湯運転等を制御する制御部１５（制御手段）を備えている。制御部１５は、学習記憶した給湯使用状況に基づいて将来の給湯使用を予測し、この予測に基づいて設定した目標貯湯熱量に相当する湯水を給湯使用前に貯湯タンク１２に貯湯するように貯湯運転を制御する。ヒートポンプ熱源機３０は、制御部１５からの貯湯運転の指令に基づいて、外気の熱を利用して貯湯タンク１２から導入される湯水を加熱し、この加熱した湯水を貯湯タンク１２に戻して貯湯する。

【0022】

貯湯運転によって貯湯タンク１２に貯湯された湯水は、例えば給湯栓からの給湯、浴槽７の湯張りに使用される。また、例えば貯湯タンク１２の湯水よりも高温の給湯の場合、補助熱源機１３において燃焼熱を利用して加熱された湯水が給湯に使用される。浴槽７の追焚運転の場合には、追焚きポンプ２１ａを駆動して追焚き回路２１を流れる湯水を、補助熱源機１３で加熱した湯水と熱交換させて加熱する。

【0023】

貯湯タンク１２の上部には、貯湯タンク１２と湯水混合弁１４を接続する出湯通路１６が接続されている。出湯通路１６は、湯水混合弁１４に供給される湯水の温度を検知するための出湯温度センサ１６ａを備えている。また、貯湯タンク１２の下部には、上水源から貯湯タンク１２に上水を供給するための給水通路１７が接続されている。給水通路１７には、上水の温度を検知するための給水温度センサ１７ａが配設されている。

【0024】

湯水混合弁１４は、出湯通路１６から供給される湯水と、給水通路１７から分岐して湯水混合弁１４に接続されたバイパス通路１８から供給される上水を混合する。給湯時には、湯水混合弁１４の混合比率を調整することによって給湯設定温度に温度調整された湯水が、湯水混合弁１４に接続された給湯通路１９を介して給湯栓等に給湯される。給湯通路１９には、温度調整された湯水の温度を検知するための給湯温度センサ１９ａが配設されている。

【0025】

浴槽７は、電動の自動排水栓７ａを有する。給湯通路１９から分岐して追焚き回路２１に接続された湯張り通路２０は、ノーマルクローズタイプの湯張り電磁弁２０ａを有する。制御部１５は、浴槽７の湯張り時に自動排水栓７ａを開閉する排水栓開閉手段として自動排水栓７ａを閉止し、湯張り電磁弁２０ａに通電して湯張り電磁弁２０ａを開け、湯水混合弁１４で湯張り設定温度に温度調整した湯水を給湯通路１９から湯張り通路２０と追焚き回路２１を介して浴槽７に湯張りする。

【0026】

貯湯タンク１２の下部にはヒートポンプ熱源機３０に湯水を供給する往き通路２２が接続され、このヒートポンプ熱源機３０で加熱された湯水を貯湯タンク１２に戻すための戻り通路２３が貯湯タンク１２の上部に接続されている。往き通路２２に装備された貯湯ポンプ２４の駆動によって、貯湯タンク１２とヒートポンプ熱源機３０の間で湯水が循環する。

【0027】

貯湯運転では、貯湯タンク１２の下部からヒートポンプ熱源機３０に導入された湯水が、設定された貯湯温度に加熱されて貯湯タンク１２の上部に貯湯される。往き通路２２には温度センサ２２ａが配設され、戻り通路２３には温度センサ２３ａが配設されている。温度センサ２２ａで検知された温度の湯水が加熱されて温度センサ２３ａの検知温度が設定された貯湯温度になるように、制御部１５が貯湯ポンプ２４及びヒートポンプ熱源機３０の駆動を制御する。

【0028】

貯湯タンク１２の外周には、複数の貯湯温度センサ１２ａ～１２ｄが上下方向に所定の間隔を空けて配設され、貯湯タンク１２内の湯水の温度及びその温度の湯水量、即ち貯湯熱量の検知が可能である。これら貯湯温度センサ１２ａ～１２ｄを含めて貯湯タンク１２を覆う図示外の保温材によって、貯湯タンク１２内の湯水の温度低下が抑制されている。

【0029】

ヒートポンプ熱源機３０は、圧縮機３１と凝縮熱交換器３２と膨張弁３３と蒸発熱交換器３４を冷媒配管によって接続したヒートポンプ回路３５を備えている。ヒートポンプ回路３５に封入されている冷媒は、圧縮機３１で圧縮されて高温になり、凝縮熱交換器３２に送られる。そして凝縮熱交換器３２において、高温の冷媒と貯湯タンク１２から導入される湯水とを熱交換させ、熱交換により加熱された湯水が貯湯タンク１２に貯湯される。凝縮熱交換器３２から膨張弁３３に送られた冷媒は、膨張弁３３で膨張して外気より低温になり、蒸発熱交換器３４で外気から吸熱してから再び圧縮機３１に導入される。

【0030】

蒸発熱交換器３４は、外気温度を検知する外気温度センサ３４ａと送風機３４ｂを備えている。また、ヒートポンプ熱源機３０は、圧縮機３１、膨張弁３３、送風機３４ｂ等を制御するヒートポンプ制御部３６を備えている。ヒートポンプ制御部３６は、貯湯給湯ユニット１１の制御部１５に通信可能に接続され、制御部１５の指令に基づいてヒートポンプ熱源機３０を制御する。

【0031】

制御部１５には、ユーザが、例えば湯張り運転の開始操作、給湯設定温度と湯張り設定温度と設定湯張り量の設定操作を含む各種設定操作を行うための操作端末２５が接続されている。図３に示すように、制御部１５は演算処理装置１５ａとメモリー１５ｂと通信部１５ｃと記憶装置１５ｄとインターフェース回路部１５ｅを備えたマイクロコンピュータであり、カレンダー及び時計の機能を備えている。制御部１５は、通信部１５ｃを介して浴槽７の自動排水栓７ａ、操作端末２５、ヒートポンプ制御部３６と通信可能であり、インターフェース回路部１５ｅを介して内蔵機器を駆動し、記憶装置１５ｄに格納された制御プログラムに基づいて貯湯給湯システム１０の貯湯運転、給湯運転等を制御する。

【0032】

例えば災害発生によって燃料ガスの供給遮断及び商用電力の停電が発生した場合に、貯湯給湯システム１０のユーザは、太陽光発電システム１の自立給電を受けるために、図１のように貯湯給湯ユニット１１の電源線１１ａをパワーコンディショナ４の非常用の電源系統に接続する。そしてユーザの操作端末２５の操作によって、貯湯給湯システム１０の動作モードが、通常モードから太陽光発電システム１の自立給電を受けて作動する自立運転モードに切り替えられる。

【0033】

操作端末２５は貯湯時間帯設定手段であり、ユーザの操作端末２５の操作によって、自立運転モードにおける貯湯運転を許可する時間帯が、貯湯時間帯として設定される。例えば環境によって日照量が多い時間帯が異なり、非常用の電源系統に接続される他の機器もあるので、自立給電が遮断され難い時間帯をユーザが設定する。尚、自立運転モードに切り替えられたときに、制御部１５が、一般的に日射量が多い時間帯を貯湯時間帯として自動的に設定する機能（貯湯時間帯設定手段としての機能）を備えていてもよい。

【0034】

記憶装置１５ｄは、メモリー１５ｂと異なり、例えば不揮発性メモリーのように電力供給が遮断されても記憶情報を保持することができる書き換え可能な記憶手段である。制御部１５は、自立運転モードでは、貯湯運転及び湯張り運転を行う場合に、これらの運転に関する情報を記憶装置１５ｄに記憶させる。そして、自立給電が遮断されて貯湯運転及び湯張り運転が中断した後、自立給電が再開された場合に、記憶装置１５ｄに記憶されているこれらの運転に関する情報（記憶情報）に基づいて中断時点から再開する。尚、記憶手段は、記憶装置１５ｄとは別に設けられて、通信部１５ｃを介して制御部１５に接続されていてもよい。

【0035】

貯湯給湯システム１０は、例えば携帯電話回線を使用して外部通信網８（インターネット）に接続可能な通信端末２６（外部通信手段）を備えている。自立運転モードにおいて制御部１５は、この通信端末２６を介して、外部通信網８に接続されている気象情報を提供する外部気象サーバ９から当日及び翌日の気象情報を取得する。そして、取得した気象情報に基づいて、制御部１５は太陽光発電システム１の当日と翌日の自立給電の電力量（自立給電量）を予測する。

【0036】

太陽光発電システム１の自立給電の上限が定まっているので、例えば晴れの場合に１５００Ｗｈ、雨の場合に０Ｗｈのように、制御部１５は例えば１時間毎の天気によって自立給電量を予測することができる。尚、制御部１５が、通常時に操作端末２５と家庭用の通信ゲートウェイ４０を介して外部通信網８に接続されている場合には、商用電力の停電時に自立給電を受けて作動する通信ゲートウェイ４０を介して外部通信網８に接続されてもよい。

【0037】

自立運転モードにおいて、制御部１５は、設定された貯湯時間帯に、ヒートポンプ熱源機３０によって加熱した湯水を貯湯タンク１２に貯湯する貯湯運転を行う。そして貯湯時間帯に制御部１５は、貯湯タンク１２に貯湯された湯水を、設定されている湯張り温度に湯水混合弁１４で調整して浴槽７に湯張りする湯張り運転を行う。この自立運転モードについて、図４～図７のフローチャートに基づいて説明する。図中のＳｉ（ｉ＝１，２，・・・）はステップを表す。

【0038】

太陽光発電システム１の自立給電を受けて自立運転モードが開始されると、図４のＳ１において現在が貯湯時間帯か否か判定する。このとき、例えば通信端末２６を介して外部通信網８に接続されて、正しい日時が制御部１５のカレンダー及び時計の機能に反映されるようにしてもよい。Ｓ１の判定がＹｅｓの場合はＳ２に進む。Ｓ１の判定がＮｏの場合はＳ１に戻る。

【0039】

次にＳ２において、記憶装置１５ｄ（記憶手段）に記憶されている記憶情報を読み込んでＳ３に進む。そしてＳ３において、記憶情報に基づき自立運転モードの貯湯が既に完了しているか否か判定する。Ｓ３の判定がＮｏの場合はＳ４に進み、Ｓ４において貯湯運転を開始してＳ５に進む。Ｓ３の判定がＹｅｓの場合は、貯湯運転を開始せずにＳ５に進む。

【0040】

Ｓ４で貯湯運転を開始した場合に、図５のＳ１１において記憶情報に基づき貯湯が中断したか否か判定する。Ｓ１１の判定がＮｏの場合はＳ１２に進み、Ｓ１２において貯湯運転の目標貯湯熱量を設定してＳ１３に進む。そしてＳ１３において、目標貯湯熱量の貯湯を開始してＳ１５に進む。一方、Ｓ１１の判定がＹｅｓの場合はＳ１４に進み、Ｓ１４において中断した目標貯湯熱量の貯湯を再開してＳ１５に進む。

【0041】

次にＳ１５において、目標貯湯熱量の貯湯が完了したか否か判定する。Ｓ１５の判定がＮｏの場合はＳ１６に進み、Ｓ１６において貯湯運転に関する情報として貯湯途中情報を記憶装置１５ｄに記憶させてＳ１５に戻る。貯湯途中情報には、例えば日時と目標貯湯熱量と貯湯温度の情報が含まれている。

【0042】

Ｓ１５の判定がＹｅｓの場合はＳ１７に進み、Ｓ１７において貯湯完了情報を記憶装置１５ｄに記憶させて貯湯運転を終了する。貯湯完了情報には、例えば目標貯湯熱量の貯湯の完了日時の情報が含まれている。

【0043】

Ｓ１２の目標貯湯熱量の設定は、図６のように、Ｓ２１において現在の貯湯熱量を確認してＳ２２に進み、Ｓ２２において本日（当日）と翌日の目標貯湯熱量（貯湯温度及び貯湯量）を設定してＳ２３に進む。自立運転モードの目標貯湯熱量は、例えば６０℃の湯水で貯湯タンク１２の容量を満たす初期目標熱量に予め設定されている。この初期目標熱量から現在の貯湯熱量を差し引いて目標貯湯熱量を設定することにより、本日貯湯する熱量を少なくして自立給電を他の機器で有効に使用することができる。

【0044】

次にＳ２３において本日と翌日の気象情報を取得してＳ２４に進み、Ｓ２４において気象情報に基づき本日と翌日の自立給電量を予測してＳ２５に進む。そしてＳ２５において、本日と翌日の目標貯湯熱量に夫々対応する本日と翌日の基準値を設定してＳ２６に進む。基準値は、目標貯湯熱量の貯湯に必要な電力量に相当する。尚、同じ目標貯湯熱量を貯湯する場合でも、例えば気象情報に含まれている外気温が高いほど基準値が小さくなるように設定することも可能である。

【0045】

Ｓ２６において、予測された本日の自立給電量が本日の基準値より大きいか否か判定する。本日の自立給電量が足りるか否か判定するステップである。Ｓ２６の判定がＹｅｓの場合はＳ２７に進む。Ｓ２６の判定がＮｏの場合は、Ｓ２２で本日の目標貯湯熱量が設定されたのでリターンする。

【0046】

Ｓ２７において、予測された翌日の自立給電量が翌日の基準値より小さいか否か判定する。翌日の自立給電量が不足するか否か判定するステップである。Ｓ２７の判定がＹｅｓの場合はＳ２８に進む。Ｓ２７の判定がＮｏの場合は、Ｓ２２で本日の目標貯湯熱量が設定されたのでリターンする。

【0047】

次にＳ２８において、翌日の目標貯湯熱量の一部を加えるように本日の目標貯湯熱量を増加設定してリターンする。本日の自立給電量が本日の基準値より大きいため余裕があり且つ翌日の自立給電量が翌日の基準値より小さいため不足する場合に、本日に前もって翌日の目標貯湯熱量の一部を貯湯しておくためである。例えば貯湯運転の貯湯温度を上昇させることによって、増加設定した本日の目標貯湯熱量を貯湯することができる。

【0048】

次に図４のＳ５において、記憶情報に基づいて浴槽７への湯張りが完了しているか否か判定する。Ｓ５の判定がＮｏの場合はＳ６に進み、Ｓ６において湯張り運転を開始してＳ７に進む。Ｓ５の判定がＹｅｓの場合は、湯張り運転を開始せずにＳ７に進む。

【0049】

Ｓ６において湯張り運転が開始されると、図７のＳ３１において記憶情報に基づき湯張りが中断したか否か判定する。Ｓ３１の判定がＮｏの場合はＳ３２に進み、Ｓ３２において湯張り開始条件が成立したか否か判定する。湯張り開始条件は、例えば湯張り開始時刻が到来したことである。浴槽７の湯水は貯湯タンク１２の湯水よりも速く降温するので、例えば貯湯時間帯終了の１時間前に湯張りを開始することによって温度の低下を抑制する。また、湯張り開始条件を、例えば湯張り設定温度で設定湯張り量の湯張りを行うことができる熱量が貯湯されたこととし、浴槽７への湯張り後の貯湯タンク１２に貯湯を続けることによって貯湯可能な熱量を大きくすることもできる。

【0050】

Ｓ３２の判定がＮｏの場合はＳ３２に戻り、Ｓ３２の判定がＹｅｓの場合にＳ３３に進む。そしてＳ３３において浴槽７の自動排水栓７ａを閉止してＳ３４に進み、Ｓ３４において湯張り電磁弁２０ａを開けて湯張り設定温度で設定湯張り量の湯張りを開始してＳ３６に進む。一方、Ｓ３１の判定がＹｅｓの場合はＳ３５に進み、Ｓ３５において湯張り電磁弁２０ａを開けて中断した湯張りを再開してＳ３６に進む。

【0051】

次にＳ３６において、設定湯張り量の湯張りが完了したか否か判定する。Ｓ３６の判定がＮｏの場合はＳ３７に進み、Ｓ３７において湯張り運転に関する情報として湯張り途中情報を記憶装置１５ｄに記憶させてＳ３６に戻る。湯張り途中情報には、例えば日時と湯張り設定温度と設定湯張り量と貯湯タンク１２から湯張りに使用された熱量の情報が含まれている。

【0052】

Ｓ３６の判定がＹｅｓの場合はＳ３８に進み、Ｓ３８において湯張り電磁弁２０ａを閉止すると共に、湯張り運転に関する情報として湯張り完了情報を記憶手段に記憶させて湯張り運転を終了する。湯張り完了情報には、例えば湯張り完了日時の情報が含まれている。

【0053】

次に図４のＳ７において、貯湯時間帯が終了したか否か判定する。Ｓ７の判定がＮｏの場合はＳ７に戻り、Ｓ７の判定がＹｅｓの場合にＳ８に進む。そしてＳ８において、貯湯運転が継続されている場合にはこの貯湯運転を終了させてＳ９に進む。貯湯時間帯の終了後は、貯湯給湯システム１０の消費電力を抑制して、発電量の低下又は他の機器の消費電力の増加によって自立給電が遮断されないようにしている。湯張り運転が実行されている場合には、湯張り運転に必要な電力は貯湯運転と比べて小さいのでそのまま継続させるが、湯張り運転を終了させることもできる。

【0054】

次にＳ９において、給湯運転に備えて待機し、例えば日没により自立給電が遮断されると自立運転モードが終了する。翌日に太陽光発電システム１の自立給電が開始されると、自立運転モードで貯湯給湯システム１０が起動する。

【0055】

日中でも例えば天気の悪化によって発電できなくなった場合、又は非常用の電源系統に接続されている機器の消費電力に対して自立給電が不足した場合に、自立給電が遮断され、自立運転モードが終了する。自立給電が再開されると貯湯給湯システム１０が自立運転モードで起動し、記憶手段の記憶情報に基づいて、貯湯時間帯に貯湯運転と湯張り運転を開始する、又は中断した貯湯運転、湯張り運転を再開する。

【0056】

上記の貯湯給湯システム１０の作用、効果について説明する。
貯湯給湯システム１０は、ヒートポンプ熱源機３０によって加熱した湯水を貯湯タンク１２に貯湯する貯湯運転を行う。この貯湯給湯システム１０は、商用電力の停電時に太陽光発電システム１の自立給電を受けて貯湯運転及び給湯運転を行う自立運転モードを有する。この自立運転モードでは、操作端末２５（貯湯時間帯設定手段）によって貯湯時間帯を設定し、設定した貯湯時間帯に貯湯タンク１２に貯湯された湯水を、貯湯時間帯に温度調整して浴槽７に湯張りする。従って、太陽光発電システム１の自立給電を受けて貯湯と浴槽７への湯張りを行うので停電時でも入浴可能であり、太陽光発電システム１が発電できない夜間でも、浴槽７に湯張りされた湯水を入浴及び入浴以外の用途に安全且つ容易に使用することができる。

【0057】

貯湯時間帯に貯湯タンク１２に貯湯された湯水を浴槽７に湯張りする前に、制御部１５（排水栓開閉手段）が浴槽７の自動排水栓７ａを閉止するので、貯湯時間帯にユーザが不在でも浴槽７から排水されないようにして湯張りすることができる。

【0058】

自立運転モードで貯湯した湯水の湯張り中に太陽光発電システム１の自立給電が遮断されて湯張り運転が中断された後で自立給電が再開された場合に、記憶装置１５ｄ（記憶手段）に記憶された湯張り運転に関する情報に基づいて自立給電の遮断前に行っていた湯張り運転を再開することができる。従って、太陽光発電システム１の自立給電の電力変動又は他の機器の消費電力の変動によって湯張り運転が中断した場合でも、湯張り運転を再開して浴槽７に湯張りすることができる。同様に、自立運転モードの貯湯運転が中断した場合にも、記憶装置１５ｄに記憶された貯湯運転に関する情報に基づいて中断した貯湯運転を再開することができる。

【0059】

制御部１５は、取得した気象情報に基づいて太陽光発電システム１の当日と翌日の発電量を予測する。そして、自立運転モードの貯湯運転の目標貯湯熱量に応じて設定される基準値に対して、予測した当日の発電量に対応する自立給電量が大きいため余裕があり且つ予測した翌日の発電量に対応する自立給電量が小さいため不足する場合に、当日に前もって翌日の目標貯湯熱量の一部を貯湯する。従って、当日は十分に発電可能で且つ翌日に十分に発電できないことが予測される場合に、前もって貯湯して翌日にも使用可能な湯水を増加させておくことができる。

【0060】

太陽光発電システム１に蓄電システムが装備され、商用電力の停電時に自立給電可能なように自動的に切り替えられると共に、自立給電を受ける貯湯給湯システムが自動的に自立運転モードに切り替えられるようにしてもよい。自動排水栓７ａではなく手動で閉止する排水栓の場合には、ユーザが排水栓を閉止することが必要だが、上記と同様に自立運転モードで湯張りすることが可能である。その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はその種の変更形態をも包含するものである。

【符号の説明】

【0061】

１ ：太陽光発電システム
２ ：ソーラーパネル
３ ：接続ボックス
４ ：パワーコンディショナ
５ ：分電盤
６ ：電線
７ ：浴槽
７ａ ：自動排水栓
８ ：外部通信網
９ ：外部気象サーバ
１０ ：貯湯給湯システム
１１ ：貯湯給湯ユニット
１２ ：貯湯タンク
１２ａ～１２ｄ：貯湯温度センサ
１３ ：補助熱源機
１４ ：湯水混合弁
１５ ：制御部（制御手段、自動排水栓開閉手段）
１５ｄ：記憶装置（記憶手段）
１６ ：出湯通路
１７ ：給水通路
１８ ：バイパス通路
１９ ：給湯通路
２０ ：湯張り通路
２０ａ：湯張り電磁弁
２１ ：追焚き回路
２２ ：往き通路
２３ ：戻り通路
２４ ：貯湯ポンプ
２５ ：操作端末（貯湯時間帯設定手段）
２６ ：通信端末（外部通信手段）
３０ ：ヒートポンプ熱源機
３１ ：圧縮機
３２ ：凝縮熱交換器
３３ ：膨張弁
３４ ：蒸発熱交換器
３５ ：ヒートポンプ回路
３６ ：ヒートポンプ制御部
４０ ：通信ゲートウェイ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】