JP6040872B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

水を加熱する加熱手段（例えば、冷凍サイクルを利用したヒートポンプ装置など）により生成した高温の湯を貯湯タンクに貯え、需要に応じて貯湯タンクから湯を取り出して給湯する貯湯式給湯機が広く用いられている。従来、家庭用の貯湯式給湯機は、加熱手段を稼動することにより湯を生成して貯湯タンクに貯える貯湯運転を行う場合、昼間時間帯に比べて電気料金単価の安い深夜時間帯に貯湯運転を行うことが一般的である。この深夜時間帯は、通常、８時間程度（例えば２３時から翌朝７時）になっている。このため、朝７時の直前に貯湯運転が終了するように、貯湯運転が制御される。

このような家庭用の貯湯式給湯機が、集合住宅などで複数台使用される場合、深夜時間帯が終了する７時前の時間帯には、その複数台の貯湯式給湯機のほとんどすべてが貯湯運転を行っている状態になる。そのため、集合住宅全体の受電設備を大容量化する必要に迫られる場合がある。受電設備の大容量化に伴い、受電設備が高額となるとの課題がある。

また、電力供給事業者との契約形態は多岐にわたるが、大容量の電気容量（例えば５０ｋＷ以上）を要する施設においては、高圧受電が必要になる場合がある。この高圧受電における契約電力は、当月を含む過去１年間の各月の最大需要電力のうちで最も大きい値として算出される。ここで、最大需要電力とは、デマンド時限（例えば３０分間）毎に計量される、施設での全使用電力のうち、月間で最も大きい値となる。このため、デマンド時限毎の使用電力が契約電力を一度でも超えてしまうと、最大需要電力の最大値が更新されるため、契約電力が大きくなり、基本料金が高くなる。それ以降、最低１年間はその基本料金が継続されるので、電気料金が高くなってしまう。このようなことから、上記のような施設における電気料金を抑制するためには、契約電力が大きくなる方向に更新されないよう、最大需要電力をなるべく抑制することが重要になる。

特許文献１には、主幹ブレーカの二次側に接続された分岐ブレーカから電力の供給を受けるヒートポンプ式給湯システムにおいて、主幹ブレーカに流れる電気量の検出値に基づいて、ヒートポンプの運転を継続するとともに、ルームエアコン等の他の負荷機器の消費電力を低減させることにより、主幹ブレーカに流れる電気量を許容範囲に抑えるシステムが開示されている。特許文献１では、このシステムにより、全停電を回避し、ヒートポンプ給湯機による給湯を継続的に行い、他の負荷機器の運転をできるだけ継続する、としている。

特開２００６−１７４３４号公報

しかしながら、特許文献１のヒートポンプ式給湯システムを集合住宅で実施する場合には、各戸において、主幹ブレーカに流れる電力量の検出手段を設け、ルームエアコン等の他の負荷機器と給湯システム制御マイコンとを電気的に接続するとともに、全戸の戸別システムを電気的に接続する必要がある。これらのことから、システム構築のための設備費が高額になる、という問題がある。また、特許文献１のシステムでは、各戸の消費電力を主幹ブレーカの許容値を超えないように抑制するのみであるので、各戸の主幹ブレーカの許容値が低い値に設定されていない場合には、集合住宅全体での最大需要電力を抑制することはできない。その一方で、各戸の主幹ブレーカの許容値が低い値に設定されていると、複数の電気機器の同時使用が制限を受け易くなり、利便性が低下する。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の貯湯式給湯機が設置される集合住宅等の施設における全体の受電設備あるいは最大需要電力を抑制することができるとともに、施設全体でのシステム構築が不要で、安価に構成することのできる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯機は、水を加熱して湯を生成する加熱手段と、湯水を貯留する貯湯タンクと、加熱手段を稼動して湯を貯湯タンクに貯える貯湯運転を行う場合に、通常モードと、通常モードに比べて加熱手段の消費電力が低い低能力モードとを切り替え可能な制御手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、を備え、制御手段は、外気温度検出手段の検出温度と、予め設定された冷暖房不使用温度域とを比較し、検出温度が冷暖房不使用温度域内にある場合には、通常モードで貯湯運転を行い、検出温度が冷暖房不使用温度域外にある場合には、低能力モードで貯湯運転を行うものである。

本発明によれば、複数の貯湯式給湯機が設置される集合住宅等の施設における全体の受電設備あるいは最大需要電力を抑制することができるとともに、施設全体でのシステム構築が不要で、安価に構成することが可能となる。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機が各戸で用いられる集合住宅と、この集合住宅全体の受配電設備と、この集合住宅の各戸の戸別システムとを示す図である。 外気温度と、ヒートポンプユニット（加熱手段）の消費電力と、貯湯運転の運転モードとの関係を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。図１に示す貯湯式給湯機１３０は、ヒートポンプユニット１０と、タンクユニット１１０と、制御手段としてのタンクユニット制御装置１２０と、制御手段としてのヒートポンプユニット制御装置１７０とを備えている。以下、貯湯式給湯機１３０の各構成要素について説明する。

ヒートポンプユニット１０は、ユニットケース２内に、冷媒を圧縮する圧縮機１と、沸き上げ用熱交換器３と、膨張弁５と、蒸発器７と、これらを環状に接続する冷媒循環配管９とによって構成された冷凍サイクルシステムを有し、水を加熱して湯を生成する加熱手段として機能する。上記の冷凍サイクルシステムでは、二酸化炭素等の冷媒が圧縮機１で圧縮されて高温、高圧となった後に沸き上げ用熱交換器３で放熱し、膨張弁５で減圧され、蒸発器７で吸熱してガス状態となって圧縮機１に吸入される。冷媒として二酸化炭素を用いる場合、高圧側では二酸化炭素の臨界圧を超える条件下で運転することが好ましい。

ヒートポンプユニット１０には、外気温度を検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ１７３と、ヒートポンプユニット１０の消費電力を検出する電力量計１７１とが更に設けられている。圧縮機１、膨張弁５、電力量計１７１および外気温度センサ１７３は、それぞれ、ヒートポンプユニット制御装置１７０と電気的に接続されている。圧縮機１および膨張弁５は、それぞれ、ヒートポンプユニット制御装置１７０からの指示値に基づいて動作する。ヒートポンプユニット制御装置１７０と、タンクユニット制御装置１２０とは、電源通信線１７２により電気的に接続されている。ヒートポンプユニット制御装置１７０は、タンクユニット制御装置１２０からの沸き上げ温度指示値および消費電力指示値と、外気温度センサ１７３の検出値と、電力量計１７１の検出値とに基づいて、圧縮機１および膨張弁５への指示値を決定する。

タンクユニット１１０は、湯水を貯留する貯湯タンク２０と、給水管路３０と、貯湯用循環管路４０と、給湯管路５０と、１次側循環管路６０と、２次側循環管路７０と、追焚き用熱交換器８０とを有している。貯湯タンク２０は、給水管路３０から供給される低温水を下側から貯留し、ヒートポンプユニット１０で沸き上げられた湯を上側から貯留する。貯湯タンク２０内は、上側が高温、下側が低温となる温度成層が形成され、常に満水状態に保たれる。この貯湯タンク２０の下部には、給水管路３０が接続される水導入口２０ａと、貯湯用循環管路４０の往き管４０ａが接続される水導出口２０ｂとが設けられている。貯湯タンク２０の上部には、貯湯用循環管路４０の戻り管４０ｂが接続される温水導入口２０ｃと、給湯管路５０が接続される温水導出口２０ｄとが設けられている。

貯湯タンク２０には、高さの異なる位置に配置された複数の温度検出手段が取り付けられている。本実施の形態１では、この温度検出手段として、４つの貯湯温度センサ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが設けられている。貯湯温度センサ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄのそれぞれの取り付け位置は、貯湯タンク２０の頂部から何リットルの位置であるかを予め決めておく（例えば０リットル、１００リットル、２００リットル、３００リットル）。このような貯湯温度センサ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにより貯湯タンク２０内の温度分布を検出することにより、貯湯タンク２０内の貯湯量あるいは蓄熱量を算出することができる。

給水管路３０は、水道等の水源から供給される低温水を貯湯タンク２０、給湯管路５０、および所定の給湯先に供給する管路であり、第１給水管部３０ａ、第２給水管部３０ｂ、第３給水管部３０ｃおよび減圧弁（図示省略）を有している。第１給水管部３０ａは、水道等の水源と貯湯タンク２０の水導入口２０ａとを繋ぐ。第２給水管部３０ｂは、第１給水管部３０ａから分岐して、後述する第１混合弁４５ａおよび第２混合弁４５ｂに接続されている。第３給水管部３０ｃは、第１給水管部３０ａから分岐して、所定の給湯先（例えば、流し台、洗面台等の蛇口、シャワーなど）に接続されている。図示の例では、給湯先として、１つの給湯栓１６０が示されている。減圧弁は、第１給水管部３０ａの、第３給水管部３０ｃの分岐箇所よりも下流側に設けられて、水源水圧を所定値以下となるように調圧する。図１においては、第１給水管部３０ａでの低温水の流れ方向を実線の矢印で示している。

貯湯用循環管路４０は、貯湯タンク２０の水導出口２０ｂからヒートポンプユニット１０内の沸き上げ用熱交換器３を経由して貯湯タンク２０の温水導入口２０ｃに達する管路である。この貯湯用循環管路４０は、往き管４０ａと、戻り管４０ｂと、バイパス管４０ｃとを有している。往き管４０ａは、水導出口２０ｂと、沸き上げ用熱交換器３の入水口とを繋ぐ。往き管４０ａの途中には、三方弁３３と、貯湯用送水ポンプ３５とがこの順に設けられている。戻り管４０ｂは、沸き上げ用熱交換器３の出湯口と、温水導入口２０ｃとを繋ぐ。バイパス管４０ｃは、三方弁３３を介して往き管４０ａから分岐して、戻り管４０ｂの途中に接続されている。凍結防止運転時には、貯湯タンク２０から往き管４０ａに流入した水が沸き上げ用熱交換器３と戻り管４０ｂとバイパス管４０ｃとを通って再び往き管４０ａに流れる。沸き上げ用熱交換器３により水を加熱して生成した湯を貯湯タンク２０に送って貯湯タンク２０内に貯える貯湯運転、あるいは上記凍結防止運転を行う際には、貯湯用送水ポンプ３５が駆動される。

給湯管路５０は、貯湯タンク２０に貯留された湯と、給水管路３０からの低温水とを、第１混合弁４５ａまたは第２混合弁４５ｂで混合することにより、予め設定された給湯温度になるように調整し、その温度調節された湯を浴槽１５０または給湯栓１６０に供給する管路である。給湯管路５０は、第１混合弁４５ａおよび第２混合弁４５ｂの他に、第１給湯管部５０ａと、第２給湯管部５０ｂと、第３給湯管部５０ｃとを有している。第１給湯管部５０ａは、貯湯タンク２０の温水導出口２０ｄと、第１混合弁４５ａおよび第２混合弁４５ｂとを繋ぐ。第２給湯管部５０ｂは、第１混合弁４５ａと、２次側循環管路７０の戻り管７０ｂとを繋ぐ。第３給湯管部５０ｃは、第２混合弁４５ｂと給湯栓１６０とを繋ぐ。図１においては、給湯栓１６０からの湯の流出方向を破線の矢印で示している。給湯栓１６０へ供給される湯の流量は、第３給湯管部５０ｃに備えられた第１流量センサ４６のパルス出力としてタンクユニット制御装置１２０の制御部１２０ａに伝えられる。制御部１２０ａは、その流量を積算することで、給湯栓１６０への給湯量を算出することができる。また、浴槽１５０へ供給される湯の流量は、第２給湯管部５０ｂに備えられた第２流量センサ４７のパルス出力として制御部１２０ａに伝えられる。制御部１２０ａは、その流量を積算することで、浴槽１５０への給湯量を算出することができる。

１次側循環管路６０は、貯湯タンク２０の温水導出口２０ｄから追焚き用熱交換器８０を経由して貯湯タンク２０の下部に達する管路である。この１次側循環管路６０は、往き管６０ａと、戻り管６０ｂとを有している。往き管６０ａは、貯湯タンク２０の温水導出口２０ｄと、追焚き用熱交換器８０の上部の温水導入口８０ａとを繋ぐ。戻り管６０ｂは、追焚き用熱交換器８０の下部の温水導出口８０ｂと、貯湯タンク２０の下部とを繋ぐ。戻り管６０ｂの途中には、１次側送水ポンプ５５が設けられている。図示の例では、第１給湯管部５０ａの貯湯タンク２０側の一部と、往き管６０ａの貯湯タンク２０側の一部とが兼用になっている。

２次側循環管路７０は、浴槽１５０から追焚き用熱交換器８０を経由して再び浴槽１５０に戻る管路である。この２次側循環管路７０は、往き管７０ａと、戻り管７０ｂとを有している。往き管７０ａは、浴槽１５０と、追焚き用熱交換器８０の下部の浴水導入口８０ｃとを繋ぐ。往き管７０ａの途中には、２次側送水ポンプ６５が設けられている。戻り管７０ｂは、追焚き用熱交換器８０の上部の浴水導出口８０ｄと、浴槽１５０とを繋ぐ。追焚き用熱交換器８０は、１次側循環管路６０を流れる湯と、２次側循環管路７０を流れる浴水１５０ａとの間で熱交換を行い、浴水１５０ａを加熱する。

なお、上述した各構成要素のうち、給水管路３０、貯湯用循環管路４０、給湯管路５０、および２次側循環管路７０の各々は、その一部がタンクユニット１１０のユニットケース１１２の外部にまで延在しており、残りの構成要素は、その全体がユニットケース１１２に内に収められている。

タンクユニット制御装置１２０は、ユニットケース１１２内に配置された制御部１２０ａと、ユーザーインターフェース装置としてのリモートコントローラ１２０ｂとを有している。リモートコントローラ１２０ｂは、例えば台所や浴室等に配置される。リモートコントローラ１２０ｂは、リモートコントローラ表示部１２０ｃを備える。制御部１２０ａとリモートコントローラ１２０ｂとは、有線または無線により、相互に通信可能に接続される。制御部１２０ａは、ヒートポンプユニット１０、三方弁３３、貯湯用送水ポンプ３５、第１混合弁４５ａ、第２混合弁４５ｂ、１次側送水ポンプ５５、２次側送水ポンプ６５、貯湯温度センサ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、第１流量センサ４６、第２流量センサ４７とそれぞれ電気的に接続されている。制御部１２０ａとヒートポンプユニット制御装置１７０とは、電源通信線１７２を介して相互に通信可能になっている。制御部１２０ａおよびヒートポンプユニット制御装置１７０は、使用者がリモートコントローラ１２０ｂから入力した情報、指令等と、各センサで検出される情報とに基づいて、各アクチュエータの動作を制御することにより、貯湯式給湯機１３０の動作を制御する。

図２は、本実施の形態１の貯湯式給湯機１３０が各戸で用いられる集合住宅と、この集合住宅全体の受配電設備と、この集合住宅の各戸の戸別システムとを示す図である。図２に示す集合住宅２０６では、電力供給事業者との高圧受電契約等により電力を一括して受電し、その受電した電力を各戸に配分する。この集合住宅２０６において、３０１号室を例として、戸別システム２００を説明する。戸別システム２００は、配電線２０８に接続された主幹ブレーカ２０１と、冷暖房機器であるルームエアコン２０３と、図１により説明した本実施の形態１の貯湯式給湯機１３０と、その他の電気機器２０５とを備える。ルームエアコン２０３と、貯湯式給湯機１３０と、その他の電気機器２０５とは、戸別電線２０２を介して主幹ブレーカ２０１にそれぞれ接続されている。その他の号室は、３０１号室と同一形態であるため説明を省略する。各戸の戸別システム２００と、集合住宅２０６に設けられた受配電設備２０７とは、配電線２０８により接続されている。受配電設備２０７は、商用電源２１１に接続されている。受配電設備２０７は、商用電源２１１から例えば交流６６００Ｖの電力を受電し、戸別システム２００で使用可能な交流２００Ｖまたは１００Ｖの電圧に変換する受配電装置２０９と、集合住宅２０６の全戸で消費する電力量を測定する受電力量計２１０とを備える。受電力量計２１０によりデマンド時限（ここでは、３０分間とする）毎に計量される電力量の最大値に基づいて、電気基本料金が決定する。この電気基本料金は１年間継続する。よって、電気基本料金を抑えるためには、受電力量計２１０の３０分間毎に計量される電力量の最大値を抑える必要がある。ところで、戸別システム２００の用途別の電力量では、一般的に、貯湯式給湯機１３０とルームエアコン２０３との合算電力量が最も多く、戸別システム２００の全電力量の１／２以上と言われている。従って、貯湯式給湯機１３０とルームエアコン２０３との合算電力量の最大値を抑えることで、集合住宅２０６の全戸で消費する３０分間毎の電力量の最大値を確実に抑えることができる。

図３は、外気温度と、ヒートポンプユニット１０（加熱手段）の消費電力と、貯湯運転の運転モードとの関係を示す図である。個人差あるいは周辺環境による差異はあるが、一般的に、外気温度が特定の温度未満になると暖房が必要になると言われている。この特定の温度を以下「暖房機器使用温度」と称する。本実施の形態１では、暖房機器使用温度が１８℃であるものとする。外気温度が暖房機器使用温度未満、すなわち１８℃未満になると、暖房を必要とする人が多いので、ルームエアコン２０３が暖房運転を行う可能性が高い、と言える。また、個人差あるいは周辺環境による差異はあるが、一般的に、外気温度が特定の温度以上になると冷房が必要になると言われている。この特定の温度を以下「冷房機器使用温度」と称する。本実施の形態１では、冷房機器使用温度が２８℃であるものとする。外気温度が冷房機器使用温度以上、すなわち２８℃以上となると、冷房を必要とする人が多いので、ルームエアコン２０３が冷房運転を行う可能性が高い、と言える。以上のことから、本実施の形態１では、外気温度が１８℃から２８℃までの範囲を、冷暖房機器が使用されない冷暖房不使用温度域として設定する。外気温度が冷暖房不使用温度域内にある場合には、ルームエアコン２０３は非運転になる可能性が高いと推定できる。これに対し、外気温度が冷暖房不使用温度域外にある場合には、ルームエアコン２０３は暖房運転あるいは冷房運転を行う可能性が高いと推定できる。

本実施の形態１の貯湯式給湯機１３０は、ヒートポンプユニット１０により湯を生成して貯湯タンク２０内に貯える貯湯運転を行う場合に、ヒートポンプユニット１０の消費電力を通常の値にする通常モードと、この通常モードに比べてヒートポンプユニット１０の消費電力を低くする低能力モードとを切り替え可能になっている。一般に、ヒートポンプユニット１０のような冷凍サイクルシステムは、加熱能力と消費電力とが比例関係にあり、加熱能力が低下すると消費電力も低下する性質を有している。このため、タンクユニット制御装置１２０およびヒートポンプユニット制御装置１７０により、ヒートポンプユニット１０の加熱能力の大きさを変更するように制御することにより、ヒートポンプユニット１０の消費電力を精度良く制御することができる。

通常モードの貯湯運転におけるヒートポンプユニット１０の加熱能力は、貯湯タンク２０の容量、ヒートポンプユニット１０での沸き上げ温度、貯湯運転の継続時間等に基づいて、予め設定される。例えば、貯湯タンク２０の容量が３７０Ｌであり、６℃の水をヒートポンプユニット１０で９０℃に沸き上げ、貯湯運転を８時間で完了する場合には、必要な加熱能力は４．５ｋＷとなる。

低能力モードの貯湯運転におけるヒートポンプユニット１０の加熱能力は、上述した通常モードのヒートポンプユニット１０の加熱能力に比べて、所定割合、低い値（例えば、１／２程度の値）とされる。例えば、上記のように通常モードの貯湯運転におけるヒートポンプユニット１０の加熱能力が４．５ｋＷの場合、その約１／２の２．２ｋＷを、低能力モードのヒートポンプユニット１０の加熱能力として設定する。前述したように、加熱能力と消費電力とは比例するので、低能力モードにおけるヒートポンプユニット１０の消費電力は、通常モードにおけるヒートポンプユニット１０の消費電力に比べ、加熱能力と同じ割合で、低い値になる。

タンクユニット制御装置１２０からの貯湯運転の開始指示に基づいて、ヒートポンプユニット制御装置１７０は、貯湯運転を開始する。図３に示すように、ヒートポンプユニット制御装置１７０は、外気温度センサ１７３の検出温度が、暖房機器使用温度以上（１８℃以上）かつ冷房機器使用温度未満（２８℃未満）の場合には、外気温度が冷暖房不使用温度域内にあると判断し、通常モードで貯湯運転を行う。これに対し、外気温度センサ１７３の検出温度が、暖房機器使用温度未満（１８℃未満）、または冷房機器使用温度以上（２８℃以上）の場合には、ヒートポンプユニット制御装置１７０は、外気温度が冷暖房不使用温度域外にあると判断し、消費電力の低い低能力モードで貯湯運転を行う。

前述したように、外気温度が冷暖房不使用温度域（１８℃〜２８℃）の外にある場合には、ルームエアコン２０３が暖房運転あるいは冷房運転を行う可能性が高いと推定される。この場合には、貯湯式給湯機１３０が消費電力の低い低能力モードで貯湯運転を行うので、貯湯式給湯機１３０とルームエアコン２０３との合算電力量の最大値を確実に抑制することができる。一方、外気温度が冷暖房不使用温度域（１８℃〜２８℃）内にある場合には、ルームエアコン２０３が非運転になる可能性が高いと推定される。この場合には、貯湯式給湯機１３０が、低能力モードに比べて消費電力の大きい通常モードで貯湯運転を行うが、ルームエアコン２０３が非運転である可能性が高いので、貯湯式給湯機１３０とルームエアコン２０３との合算電力量の最大値を高い確率で抑制することができる。この場合、貯湯式給湯機１３０が通常モードで貯湯運転を行うことにより、低能力モードの場合に比べて、貯湯運転の完了時刻を早くすることができる。

以上のようにして、本実施の形態１によれば、戸別システム２００の全電力量の１／２以上を占めると言われる、貯湯式給湯機１３０とルームエアコン２０３との合算電力量の最大値を確実に抑えることができる。このため、集合住宅２０６の全戸で消費する３０分間毎の電力量の最大値を確実に抑えることができる。その結果、この集合住宅２０６全体での最大需要電力を確実に抑制することができるので、電力供給事業者との契約電力および基本料金が低減され、電気料金を安くすることができる。また、集合住宅２０６の受配電設備２０７の容量を抑制することができるので、受配電設備２０７に要するコストを抑制することができる。

なお、外気温度の感じ方には個人差があるので、外気温度が冷暖房不使用温度域内にある場合にも、号室によっては、ルームエアコン２０３が暖房運転あるいは冷房運転を行うことも考えられる。本実施の形態１では、外気温度が冷暖房不使用温度域内にある場合にルームエアコン２０３が暖房運転あるいは冷房運転を行っている号室においては、貯湯式給湯機１３０とルームエアコン２０３との合算電力量を抑制することができない。しかしながら、集合住宅２０６全体として見ると、外気温度が冷暖房不使用温度域内にある場合には、集合住宅２０６の全戸のうち、ルームエアコン２０３が非運転になる号室が多数であると推測できる。このため、集合住宅２０６全体として見た場合には、貯湯式給湯機１３０とルームエアコン２０３との合算電力量を全戸合計した値を確実に抑えることができる。よって、集合住宅２０６全体での最大需要電力を確実に抑制することができ、上記の効果が得られる。また、集合住宅２０６の戸数が多いほど、外気温度と、各戸のルームエアコン２０３の運転の有無との関係が確率的に平均化される。このため、上述した効果をより確実に発揮させることができる。

また、本実施の形態１では、各戸の戸別システム２００において、ルームエアコン２０３の制御部と、貯湯式給湯機１３０の制御手段とを通信可能に接続する必要が無い。また、全戸の戸別システム２００を通信可能に接続する必要も無い。このため、集合住宅２０６全体でのシステム構築が不要で、安価に構成することができる。

また、本実施の形態１によれば、戸別システム２００の主幹ブレーカ２０１の許容値が低い値に設定されていなくても、集合住宅２０６全体での最大需要電力を確実に抑制することができる。また、本実施の形態１によれば、戸別システム２００の主幹ブレーカ２０１の許容値を低い値に設定する必要がないので、集合住宅２０６の各戸において複数の電気機器の同時使用の制限を受けにくくすることができ、利便性が向上する。また、本実施の形態１によれば、集合住宅２０６の各戸において、貯湯式給湯機１３０の貯湯運転時に、ルームエアコン２０３の消費電力を強制的に抑制することがないので、ルームエアコン２０３の使用が制限を受けることがなく、利便性が向上する。

貯湯運転の実行中、外気温度センサ１７３の検出値は、定期的に、例えば１０秒間隔で、更新される。ヒートポンプユニット制御装置１７０は、通常モードで貯湯運転を行っている場合に、外気温度センサ１７３の検出温度が、冷暖房不使用温度域内から冷暖房不使用温度域外へ移行した場合には、低能力モードでの貯湯運転に切り替えるように制御する。また、ヒートポンプユニット制御装置１７０は、低能力モードで貯湯運転を行っている場合に、外気温度センサ１７３の検出温度が、冷暖房不使用温度域外から冷暖房不使用温度域内へ移行した場合には、通常モードでの貯湯運転に切り替えるように制御する。

通常モードまたは低能力モードでの貯湯運転中に、外気温度が暖房機器使用温度である１８℃の近傍、例えば１７．５℃や１８．５℃である場合、あるいは冷房機器使用温度である２８℃の近傍、例えば２７．５℃や２８．５℃である場合には、外気温度の変動にともなって、通常モードから低能力モードに、または低能力モードから通常モードに、頻繁に切り替わる可能性がある。このような外気温度の変動に伴う、通常モードと低能力モードとの切り替え頻度を減らすために、以下のように制御しても良い。

例えば、外気温度が１７．５℃であり低能力モードで貯湯運転中に、外気温度が上昇し、暖房機器使用温度である１８℃以上になった場合、例えば１８．５℃になった場合には、通常モードへの切り替えを行わない。その後、外気温度が更に上昇し、暖房機器使用温度に１℃を加算した温度以上、すなわち１９℃以上になった場合に、通常モードに切り替える。

同様にして、例えば、外気温度が２８．５℃であり低能力モードで貯湯運転中に、外気温度が低下し、冷房機器使用温度である２８℃未満になった場合、例えば２７．５℃になった場合には、通常モードへの切り替えを行わない。その後、外気温度が更に低下し、冷房機器使用温度から１℃を減算した温度未満、すなわち２７℃未満になった場合に、通常モードに切り替える。

同様にして、例えば、外気温度が１８．５℃であり通常モードで貯湯運転中に、外気温度が低下し、暖房機器使用温度である１８℃未満になった場合、例えば１７．５℃になった場合には、低能力モードへの切り替えを行わない。その後、外気温度が更に低下し、暖房機器使用温度から１℃を減算した温度未満、すなわち１７℃未満になった場合に、低能力モードに切り替える。

同様にして、例えば、外気温度が２７．５℃であり通常モードで貯湯運転中に、外気温度が上昇し、冷房機器使用温度である２８℃以上になった場合、例えば２８．５℃になった場合には、低能力モードへの切り替えを行わない。その後、外気温度が更に上昇し、冷房機器使用温度に１℃を加算した温度以上、すなわち２９℃以上になった場合に、低能力モードに切り替える。

以上のように、低能力モードでの貯湯運転中においては暖房機器使用温度に所定温度（１℃）を加算した温度（１９℃）および冷房機器使用温度から所定温度（１℃）を減算した温度（２７℃）を冷暖房不使用温度域の境界温度とみなし、通常モードでの貯湯運転中においては暖房機器使用温度から所定温度（１℃）を減算した温度（１７℃）および冷房機器使用温度に所定温度（１℃）を加算した温度（２９℃）を冷暖房不使用温度域の境界温度とみなして、制御を行うことにより、外気温度の変動に伴う通常モードと低能力モードとの切り替え頻度を減らすことができる。

また、本実施の形態１では、低能力モードでの貯湯運転を行う場合に、ヒートポンプユニット制御装置１７０は、電力量計１７１の検出値（所定時間毎、例えば３０分間毎の消費電力量）が、予め設定された許容値以下となるように、ヒートポンプユニット１０の動作を制御しても良い。上記許容値は、通常モードの貯湯運転の場合の電力量に比べて、低くなるように設定される。このように、低能力モードでの貯湯運転を行う場合に、電力量計１７１の検出値に基づいて、ヒートポンプユニット１０の動作を制御することにより、貯湯式給湯機１３０とルームエアコン２０３との合算電力量の最大値をより確実に抑制することができる。このため、集合住宅２０６全体での最大需要電力をより確実に抑制することができる。

また、本実施の形態１では、貯湯運転中に、通常モードと低能力モードとの何れで運転されているかを使用者に報知するようにしても良い。この場合の報知手段としては、例えば、ヒートポンプユニット制御装置１７０から、電源通信線１７２およびタンクユニット制御装置１２０の制御部１２０ａを介して、現在の貯湯運転の運転モードが通常モードと低能力モードとの何れであるかを、リモートコントローラ表示部１２０ｃに表示することができる。

１ 圧縮機、２ ユニットケース、３ 沸き上げ用熱交換器、５ 膨張弁、７ 蒸発器、９ 冷媒循環配管、１０ ヒートポンプユニット、２０ 貯湯タンク、２０ａ 水導入口、２０ｂ 水導出口、２０ｃ 温水導入口、２０ｄ 温水導出口、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 貯湯温度センサ、３０ 給水管路、３０ａ 第１給水管部、３０ｂ 第２給水管部、３０ｃ 第３給水管部、３３ 三方弁、３５ 貯湯用送水ポンプ、４０ 貯湯用循環管路、４０ａ 往き管、４０ｂ 戻り管、４０ｃ バイパス管、４５ａ 第１混合弁、４５ｂ 第２混合弁、４６ 第１流量センサ、４７ 第２流量センサ、５０ 給湯管路、５０ａ 第１給湯管部、５０ｂ 第２給湯管部、５０ｃ 第３給湯管部、５５ １次側送水ポンプ、６０ １次側循環管路、６０ａ 往き管、６０ｂ 戻り管、６５ ２次側送水ポンプ、７０ ２次側循環管路、７０ａ 往き管、７０ｂ 戻り管、８０ 追焚き用熱交換器、８０ａ 温水導入口、８０ｂ 温水導出口、８０ｃ 浴水導入口、８０ｄ 浴水導出口、１１０ タンクユニット、１１２ ユニットケース、１２０ タンクユニット制御装置、１２０ａ 制御部、１２０ｂ リモートコントローラ、１２０ｃ リモートコントローラ表示部、１３０ 貯湯式給湯機、１５０ 浴槽、１５０ａ 浴水、１６０ 給湯栓、１７０ ヒートポンプユニット制御装置、１７１ 電力量計、１７２ 電源通信線、１７３ 外気温度センサ、２００ 戸別システム、２０１ 主幹ブレーカ、２０２ 戸別電線、２０３ ルームエアコン、２０５ 他の電気機器、２０６ 集合住宅、２０７ 受配電設備、２０８ 配電線、２０９ 受配電装置、２１０ 受電力量計、２１１ 商用電源

Claims (3)

1. 水を加熱して湯を生成する加熱手段と、
   湯水を貯留する貯湯タンクと、
   前記加熱手段を稼動して湯を前記貯湯タンクに貯える貯湯運転を行う場合に、通常モードと、前記通常モードに比べて前記加熱手段の消費電力が低い低能力モードとを切り替え可能な制御手段と、
   外気温度を検出する外気温度検出手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記外気温度検出手段の検出温度と、予め設定された冷暖房不使用温度域とを比較し、前記検出温度が前記冷暖房不使用温度域内にある場合には、前記通常モードで前記貯湯運転を行い、前記検出温度が前記冷暖房不使用温度域外にある場合には、前記低能力モードで前記貯湯運転を行う貯湯式給湯機。
2. 前記加熱手段の消費電力を検出する電力量計を備え、
   前記制御手段は、前記低能力モードで前記貯湯運転を行う場合には、前記電力量計の検出値が予め設定された値以下になるように、前記加熱手段の動作を制御する請求項１記載の貯湯式給湯機。
3. 前記貯湯運転中に前記通常モードと前記低能力モードとの何れで運転されているかを使用者に報知する報知手段を備える請求項１または２記載の貯湯式給湯機。

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