供热水系统.pdf

在经过当日供热水结束预定时刻的时候，储水罐蓄热量小于到次日供热水开始预定时刻为止进行防止冻结操作所需的热量(必需热量)时(在图3中的步骤S48的判断结果为“是”)，控制器使热泵及循环泵运转，进行蓄热操作，直至在储水箱内储存必需的热量(步骤S50)。通过进行该蓄热操作，能够在储水箱内储存到次日供热水开始预定时刻为止进行防止冻结操作所需的热量(温水)。之后，控制器使热泵停止运转，并使储水箱内的温水循环，进行防止冻结操作，直到次日供热水开始预定时刻(步骤S56～S60)。

1.  一种供热水系统，其特征在于，
具有储水箱、储水箱水循环通路、热泵、外部气温传感器、水温传感器及控制器，其中，
储水箱用于储存供给到温水利用位置的水；
储水箱水循环通路导入储水箱内的水，且使所导入的水返回至储水箱内；
热泵从外部空气中吸收热量，对储水箱水循环通路内的水进行加热；
外部气温传感器用于检测外部气温；
水温传感器用于检测储水箱内各部的水温，
控制器基于过去的实际情况，对单位时间内的供热水开始预定时刻及供热水结束预定时刻进行确定，其中，供热水开始预定时刻是最初供温水的开始时刻；供热水结束预定时刻晚于供热水开始预定时刻，该供热水结束预定时刻是最后供温水的结束时刻，
控制器基于储水箱内各部的水温，算出储存在储水箱内的热量，
在当前单位时间内的供热水结束预定时刻之后外部气温低于规定温度时，控制器使热泵停止运转，并使储水箱水循环通路内的水循环，进行防止冻结操作，
在当前单位时间内的供热水结束预定时刻之后，到下一个单位时间内的供热水开始预定时刻之前，为了进行防止冻结操作，需要在储水箱内储存足够的热量，在达到足够的热量之前，控制器进行使热泵运转的防止冻结用蓄热操作。

2.  根据权利要求1所述的供热水系统，其特征在于，
控制器在经过了当前单位时间内的供热水结束预定时刻之后，立即进行所述防止冻结用蓄热操作。

3.  根据权利要求1或2所述的供热水系统，其特征在于，
当储水箱内的热量小于进行防止冻结操作所需的最低规定热量 时，控制器进行所述防止冻结用蓄热操作。

供热水系统
技术领域
本说明书中所公开的技术涉及一种供热水系统。
背景技术
在日本发明专利公开公报特开平11-63661号(下面称为专利文献1)中公开有一种热泵热水器，该热泵热水器具有热水储存箱、循环通路、热泵、水温传感器及判断部，其中，热水储水箱用于储存水；热水储水箱内的水在循环通路内循环；热泵对在循环通路内循环的水进行加热；水温传感器用于检测热水储存箱内的水温；判断部用于判断由水温传感器检测出的水温是否在规定温度以下。在该热泵热水器中，当判断部判断为由水温传感器检测出的水温在规定温度以下时，则使热泵运转，并使水在循环通路内循环，进行防止循环通路内的水发生冻结的防止冻结操作。
在专利文献1的技术中，每当需要进行防止冻结操作时，就需要使热泵运转或停止运转。结果，热泵的运转或停止运转的次数变多，从而导致热泵的综合效率降低。
发明内容
在本说明书中提供一种供热水系统，该供热水系统能够抑制热泵运转或停止运转的次数的增加，并能够适当地防止配管类部件发生冻结。
在本发明的发明者们进行认真的讨论之后，做出如下判断：在24小时(一天)的单位时间内观察不同家庭的生活习惯之后发现，无论哪个家庭，在最后一次温水供给结束到次日最早一次温水供给开始的期间内，需要温水的可能性都比较小。
本说明书所公开的供热水系统是基于上述认识进行的发明。本说明书所公开的供热水系统具有储水箱、储水箱水循环通路、热泵、外部气温传感器、水温传感器及控制器，其中，储水箱用于储存供给到温水利用位置的水；储水箱水循环通路导入储水箱内的水，并使所导入的水返回至储水箱内；加热器从外部空气中吸收热量，来加热储水箱水循环通路内的水；外部气温传感器用于检测外部气温；水温传感器用于检测储水箱内各部分的水温。控制器基于过去的实际情况，对在单位时间内的供热水开始预定时刻与供热水结束预定时刻进行确定，其中，供热水开始预定时刻是最初供热水的开始时刻；供热水结束预定时刻晚于供热水开始预定时刻，该供热水结束预定时刻是最后供热水的结束时刻。另外，控制器基于储水箱内各部的水温，算出积蓄在储水箱内的热量。另外，在当前单位时间内的供热水结束预定时刻之后外部气温低于规定温度时，控制部使热泵停止运转，并使储水箱水循环通路内的水循环，进行防止冻结操作，并且，在当前单位时间内的供热水结束预定时刻之后，到下一个单位时间内的供热水开始预定时刻之前，为了进行防止冻结操作，需要在储水箱内储存足够的热量，在达到足够的热量之前，控制器进行使热泵运转的防止冻结用蓄热操作。
上述供热水系统在当前单位时间内的供热水结束预定时刻之后，到下一个单位时间内的供热水开始预定时刻之前，为了进行防止冻结操作，需要在储水箱内储存足够的热量，在达到足够的热量之前，控制器进行使热泵运转的防止冻结用蓄热操作。通过进行防止冻结用蓄热操作，能够在储水箱内储存到下一个单位时间内的供热水开始预定时刻为止进行防止冻结操作所需的热量(温水)。因此，在当前单位时间内的供热水结束预定时刻到下一个单位时间内的供热水开始预定时刻的期间内，控制器能够使热泵停止运转，并使储水箱内的水循环，进行防止冻结操作。结果，能够抑制热泵频繁地运转或停止运转。因此，上述供热水系统能够抑制热泵运转或停止运转次数的增加，并能够适当地防止配管类部件发生冻结。
附图说明
图1是示意性地表示第1实施例的供热水系统2的结构的图。
图2是在第1实施例的供热水系统2中，在当日供热水开始预定时刻到当日供热水结束预定时刻的期间内进行的第1防止冻结处理的流程图。
图3是在第1实施例的供热水系统2中，在当日供热水结束预定时刻到次日供热水开始预定时刻的期间内进行的第2防止冻结处理的流程图。
图4是表示进行第1实施例的第2防止冻结处理时的具体例子(1A)的表。
图5是表示进行第1实施例的第2防止冻结处理时的具体例子(1B)的表。
图6是在第2实施例的供热水系统2中，在当日供热水结束预定时刻到次日供热水开始预定时刻的期间内进行的第2防止冻结处理的流程图。
图7是表示进行第2实施例的第2防止冻结处理时的具体例子(2)的表。
图8是表示进行第3实施例的第2防止冻结处理时的具体例子(3)的表。
具体实施方式
首先，列举出下面将要说明的实施例的主要特征。另外，下面所记载的技术要素分别是独立的技术要素，通过单独使用或者进行各种组合来发挥技术有用性，其组合方式并不局限于提出本发明时的权利要求书中所记载的组合方式。
(特征1)控制器可以在经过了当前单位时间内的供热水结束预定时刻之后，立即进行防止冻结用蓄热操作。通过采用该结构，供热水系统可以在经过了当前单位时间内的供热水结束预定时刻之后，立 即在储水箱内储存到下一个单位时间内的供热水开始预定时刻为止进行防止冻结操作所需的热量(温水)。
(特征2)
当储水箱内的热量小于进行防止冻结操作所需的最低规定热量时，控制器可以进行防止冻结用蓄热操作。通过采用该结构，例如即使在当前单位时间内的供热水结束预定时刻之后，将储水箱内的温水用于供热水，结果使得储水箱内的热量不足的情况下，供热水系统也可以在储水箱内的热量不足的时间点进行防止冻结用蓄热操作。因此，无论储水箱内的温水的利用状况如何，供热水系统都可以确保到下一个单位时间内的供热水开始预定时刻为止进行防止冻结操作所需的热量。
(第1实施例)
如图1所示，本实施例所涉及的供热水系统2具有储水箱10、储水箱水循环通路20、自来水导入通路30、供给通路40、热泵50、燃烧器加热装置60及控制器100。
热泵50是从外部空气中吸收热量，对储水箱水循环通路20内的水进行加热的热源。虽然在图中没有表示出来，但是热泵50具有热媒循环通路、蒸发器、压缩器、热交换器及膨胀阀，其中，热媒(氯氟烃替代物，例如R410A等)在热媒循环通路内循环；蒸发器使外部空气与热媒之间进行热交换；压缩器对热媒进行压缩，使热媒处于高温高压状态；热交换器使储水箱水循环通路20内的水与处于高温高压状态的热媒之间进行热交换；膨胀阀使热交换结束之后的热媒减压而处于低温低压状态。另外，热泵50具有用于检测外部气温的外部气温传感器52。
储水箱10用于储存由热泵50加热后的温水。储水箱10是密闭型容器，该储水箱10的外侧由隔热材料覆盖。在储水箱10内继续储水，直至储水箱10内水满。在本实施例中，储水箱10的容量为100升。在储水箱10上安装有热敏电阻11、12、13、14、15，该热敏电阻11、12、13、14、15在储水箱10的高度方向上隔开规定间隔配置。 各热敏电阻11、12、13、14、15用于检测其安装位置处的水温。例如，各热敏电阻11、12、13、14、15分别检测由储水箱10的上部算起的0升、20升、40升、60升、80升位置处的水温。
储水箱水循环通路20的上游端与储水箱10的下部相连接，储水箱水循环通路20的下游端与储水箱10的上部相连接。在储水箱水循环通路20上安装有循环泵22。该循环泵22将储水箱水循环通路20内的水由上游一侧输送至下游一侧。另外，储水箱水循环通路20通过热泵50的热交换器(省略图示)。因此，当使热泵50运转时，储水箱水循环通路20内的水被热泵50的热交换器加热。因此，当使循环泵22及热泵50运转时，则储水箱10下部的水被热泵50加热，并且被热泵50加热的水返回至储水箱10的上部。即，储水箱水循环通路20是对储水箱10蓄热的水循环通路。另外，在储水箱水循环通路20的靠近热泵50的上游一侧安装有热敏电阻24。该热敏电阻24用于检测由储水箱10的下部被导出的通过热泵50之前的水的温度。换言之，热敏电阻24用于检测由储水箱10的上部算起的10升位置处的水温。
自来水导入通路30的上游端与自来水供给源31相连接。在自来水导入通路30上安装有热敏电阻32。该热敏电阻32用于检测自来水的温度。自来水导入通路30的下游一侧分岔为第1导入通路30a与第2导入通路30b。第1导入通路30a的下游端与储水箱10的下部相连接。第2导入通路30b的下游端与后述的供给通路40的中间部分相连接。在第2导入通路30b的下游端与供给通路40的连接部分设置有混合阀42。该混合阀42用于调整第2导入通路30b内的水混入到供给通路40内的温水中的量。
供给通路40的上游端与储水箱10的上部相连接。如上所述，供给通路40的中间部分与自来水导入通路30的第2导入通路30b相连接，在两者的连接部分设置有混合阀42。在供给通路40的比连接部(供给通路40的与第2导入通路30b相连接的连接部)靠下游一侧的位置上安装有燃烧器加热装置60。另外，在供给通路40的比燃烧 器加热装置60靠近下游一侧的位置上安装有热敏电阻44。该热敏电阻44用于检测所供给的温水的温度。在由储水箱10供给到供给通路40内的温水的温度(即，由热敏电阻12检测到的温度)低于供热水设定温度时，燃烧器加热装置60对供给通路40内的水进行加热，以使由热敏电阻44检测到的温水的温度与供热水设定温度一致。供给通路40的下游端与温水利用位置(例如厨房、浴缸等)相连接。
控制器100与各结构要素电连接在一起，且该控制器100用于控制各结构要素的动作。
接下来，说明本实施例的供热水系统2的动作。供热水系统2能够进行蓄热操作、供热水操作及防止冻结操作这三种操作。下面对各操作进行说明。
(蓄热操作)
蓄热操作是利用由热泵50生成的热量来加热储水箱10内的水的操作。当控制器100发出进行蓄热操作的指令时，热泵50开始运转，并且循环泵22开始转动。当循环泵22开始转动时，储水箱10内的水开始在储水箱水循环通路20内循环。即，储水箱10下部的水被导入储水箱水循环通路20内，当导入储水箱水循环通路20内的水通过热泵50的热交换器时，水被来自热媒的热量加热，并且加热后的水返回至储水箱10的上部。从而，能够将温度较高的水储存于储水箱10内。由此，在储水箱10的上部形成高温水层，在储水箱10的下部形成低温水层。
(供热水操作)
供热水操作是将储水箱10内的水供给到温水利用位置的操作。在进行上述蓄热操作时，可以同时进行供热水操作。当温水利用位置的热水水龙头被打开时，由于来自自来水供给源31的水压的作用，控制器100使自来水由自来水导入通路30(第1导入通路30a)流入到储水箱10的下部。同时，储水箱10上部的温水经由供给通路40供给到温水利用位置。
当由储水箱10供给到供给通路40内的水的温度(即，由热敏电 阻12检测到的温度)高于供热水设定温度时，通过控制器100来打开混合阀42，使自来水由第2导入通路30b导入供给通路40内。因此，由储水箱10供给的水与由第2导入通路30b供给的自来水在供给通路40内混合。控制器100来调整混合阀42的开度，以使供给到温水利用位置的水的温度与供热水设定温度一致。另外，当由储水箱10供给到供给通路40的水的温度低于供热水设定温度时，控制器100使燃烧器加热装置60运转。从而，使在供给通路40内流动的水被燃烧器加热装置60加热。控制器100控制燃烧器加热装置60输出的热量，以使供给到温水利用位置的水的温度与供热水设定温度一致。
另外，在本实施例中，由于时间段的不同，有时会出现如下情况：当温水利用位置处的热水水龙头被打开时，通过控制器100来调整混合阀42的开度，以使储水箱10内的水不供给到供给通路40内，仅将由第2导入通路30b供给的自来水供给到供给通路40内，详细情况会在后面进行说明。在这种情况下，控制器100使燃烧器加热装置60运转，来控制燃烧器加热装置60所输出的热量，以使供给到温水利用位置的水的温度与供热水设定温度一致。
(防止冻结操作)
防止冻结操作是防止因储水箱水循环通路20内的水冻结而导致形成储水箱水循环通路20(特别是通过热泵50的热交换器的部分)的管路发生破裂的操作。当控制器100发出进行防止冻结操作的指令时，循环泵22开始运转，并且储水箱10内的水开始在储水箱水循环通路20内循环。如后面的说明所示，在本实施例中，在规定的情况下，控制器100使循环泵22及热泵50运转的同时，进行防止冻结操作(图2中的步骤S22)。另外，在本实施例中，由于时间段的不同，控制器100所进行的防止冻结处理的内容有所不同(参照图2、图3)，伴随于此，防止冻结操作的内容也有所不同。
(控制器100在每24小时内所进行的处理)
在本实施例中，控制器100对应于设置有供热水系统2的家庭(下面称为“特定家庭”)在一天中的生活习惯进行如下处理。在本实施例 中，控制器100将以2:00为起点的24小时设置为用于确定一天的单位时间。
下面，对特定家庭的生活习惯的例子进行说明。在特定的家庭中，在每天的7:00左右开始供热水。最初供给的热水例如用于准备早餐或洗脸。接着，在上午11:30左右，为了准备午餐，开始第二次供热水。再者，在下午19:00左右，进行用于向浴缸中注热水的供热水操作。然后，在晚上22:00左右，开始一天中的最后一次供热水。最后一次供给的热水用于刷牙等。
在本实施例中，在特定的家庭中，每当进行供热水操作时，控制器100都会存储表示供热水开始时刻及表示供热水结束时刻的时刻信息。控制器100存储特定家庭在过去七天内的时刻信息。另外，控制器100每隔24小时就会清除八天前的时刻信息，重新存储前一天的时刻信息。
接着，控制器100根据特定家庭在过去七天内的时刻信息，来确定过去七天中最初供热水的开始时刻中的最早的时刻。在特定的家庭中，在经过了该时刻之后，开始进行供热水操作的可能性较高。下面，将该时刻称为“供热水开始预定时刻”。
另外，控制器100根据特定家庭在过去七天内的时刻信息，来确定在过去七天中最后供热水的结束时刻中的最晚的时刻。在特定的家庭中，在经过了该时刻之后，直至次日供热水开始预定时刻才开始供给热水的可能性较高。下面，将该时刻称为“供热水结束预定时刻”。
(控制器100所进行的防止冻结处理)
接着，对由本实施例的供热水系统2的控制器100进行的防止冻结处理进行说明。如上所述，在本实施例中，由于时间段的不同，控制器100所进行的防止冻结处理的内容也有所不同(参照图2、图3)。下面，对两种不同的防止冻结处理进行说明。
(第1防止冻结处理)
图2是由控制器100进行的第1防止冻结处理的流程图。第1防止冻结处理是在当日供热水开始预定时刻到当日供热水结束预定时 刻的期间内进行的处理。因此，在当前时刻经过供热水开始预定时刻时，控制器100开始进行第1防止冻结处理。
在步骤S10、S12中，控制器100对由热敏电阻24检测出的温度(储水箱10下部的温度)是否低于10℃，且外部气温传感器52检测出的温度(即，外部气温)是否低于3℃进行判断。当由热敏电阻24检测出的温度低于10℃，且由外部气温传感器52检测出的温度低于3℃时，控制器100在步骤S10及步骤S12中的判断结果为“是”，之后进入步骤S14。
在步骤S14中，控制器100使循环泵22运转。从而，储水箱10内的水开始在储水箱水循环通路20内循环。由此，储水箱10内及储水箱水循环通路20内的水温分布达到均匀。控制器100在步骤S14中使循环泵22运转之后，进入步骤S16、S18、S20。
在步骤S16中，控制器100监测由热敏电阻24检测出的温度高于13℃的状态是否持续了3分钟。同时，在步骤S18中，控制器100监测由外部气温传感器52检测出的温度是否高于6℃。另外，同时，在步骤S20中，控制器100监测由热敏电阻24检测出的温度低于8℃的状态是否持续了30分钟。
在步骤S14中，通过使循环泵22运转，从而使储水箱10内及储水箱水循环通路20内的水温分布达到均匀。结果，储水箱10及储水箱水循环通路20内的水温有时会高于13℃。如果储水箱10及储水箱水循环通路20内的水温高于13℃的状态持续了一定时间(3分钟以上)的话，形成储水箱水循环通路20的管路因冻结而导致破裂的可能性较小。在这种情况下，控制器100在步骤S16中的判断结果为“是”，之后，进入步骤S28，使循环泵22停止运转。在这种情况下，控制器100再次返回至步骤S10及步骤S12，进行监测操作。
另外，当使循环泵22运转的期间内，外部气温有时会高于6℃。在这种情况下，形成储水箱水循环通路20的管路因冻结而导致破裂的可能性也较小。在这种情况下，控制器100在步骤S18中的判断结果为“是”，之后进入步骤S28，使循环泵22停止运转。在这种情况下，控制 器100也再次返回至步骤S10及步骤S12，进行监测操作。
另外，在步骤S14中，即使在通过使循环泵22运转来使储水箱10内及储水箱水循环通路20内的水循环的情况下，由热敏电阻24检测出的温度有时也会低于8℃。如果热敏电阻24检测出的温度低于8℃的状态没有被消除而持续了一定时间(30分钟以上)的话，形成储水箱水循环通路20的管路可能会因冻结而导致破裂。在这种情况下，控制器100在步骤S20中的判断结果为“是”，之后进入步骤S22。
在步骤S22中，热敏电阻24进一步使热泵50运转。从而，在储水箱水循环通路20内流动的水被热泵50加热，并且被热泵50加热的水返回至储水箱10的上部。从而，在储水箱10及储水箱水循环通路20内循环的水的温度逐渐升高。控制器100在步骤S22中使热泵50运转，之后进入步骤S24。
在步骤S24中，控制器100监测由热敏电阻24检测出的温度高于15℃的状态是否持续了5分钟。如上所述，通过循环泵22与热泵50的运转，使在储水箱10内及储水箱水循环通路20内循环的水的温度升高。如果由热敏电阻24检测出的温度上升至高于15℃的温度，且该状态持续了一定时间(5分钟以上)的话，则形成储水箱水循环通路20的管路因冻结而导致破裂的可能性较小。在这种情况下，控制器100在步骤S24中的判断结果为“是”，之后进入步骤S26，使热泵50与循环泵22停止运转。当步骤S26结束时，控制器100使处理再次返回至步骤S10及步骤S12，进行监测操作。
控制器100在当日供热水开始预定时刻到供热水结束预定时刻的期间内，反复进行上述的步骤S10～步骤S28的各种处理。
(第2防止冻结处理)
图3是由控制器100进行的第2防止冻结处理的流程图。第2防止冻结处理是在当日供热水结束预定时刻到次日供热水开始预定时刻的期间(即，进行供热水操作可能性较小的时间段)内进行的处理。在当前时刻经过供热水结束预定时刻时，控制器100开始进行第2防止冻结处理。
在步骤S40、步骤S42中，控制器100对由热敏电阻24检测出的温度是否低于3℃，且由外部气温传感器52检测出的温度是否低于3℃进行判断。当由热敏电阻24检测出的温度低于3℃，且由外部气温传感器52检测出的温度低于3℃时，控制器100在步骤S40及步骤S42中的判断结果为“是”，之后进入步骤S44。
在步骤S44中，控制器100基于由热敏电阻11～15、24检测出的各温度，算出当前时刻的储水箱10内的蓄热量(下面称为“储水箱蓄热量”)。具体而言，控制器100利用下面的算式1，算出储水箱的蓄热量。
(算式1)储水箱蓄热量[千卡]＝(由热敏电阻11检测出的温度+由热敏电阻12检测出的温度)/2×20[升]+(由热敏电阻12检测出的温度+由热敏电阻13检测出的温度)/2×20[升]+(由热敏电阻13检测出的温度+由热敏电阻14检测出的温度)/2×20[升]+(由热敏电阻14检测出的温度+由热敏电阻15检测出的温度)/2×20[升]+(热敏电阻15+热敏电阻24)/2×20[升]-300[千卡]
上述算式1中的300[千卡]表示的是储水箱10的最低蓄热量。即，300[千卡]表示由热敏电阻11～15、24检测出的各温度均为3℃时的蓄热量(3℃×100升)。在算式1中，通过从储水箱10的总蓄热量中减去最低蓄热量300[千卡]，算出储水箱蓄热量，该储水箱蓄热量为储水箱10内的实际蓄热量。
接着，在步骤S46中，控制器100算出在当日供热水结束预定时刻到次日供热水开始预定时刻的期间内继续进行防止冻结操作所需的热量(下面称为“必需热量”)。具体而言，在步骤S46中，控制器100通过使预先设定的每进行一小时的防止冻结操作所放出的热量(即，每小时的放热量)与当日供热水结束预定时刻到次日热水开始预定时刻之间的时间相乘，能够算出必需热量。
另外，在进行步骤S46的处理的时候(当日供热水结束预定时刻)，由于没有经过一天时间(即，没有经过单位时间转换的时刻(2:00))，因而无法算出准确意义上的“次日供热水开始预定时刻”。在本实施例中，在步骤S46中，作为控制器100进行供热水操作的基准时刻的“次日供 热水开始预定时刻”指的是次日的与“当日供热水开始预定时刻(已经经过)”相同的时刻。下面，本说明书中的“次日供热水开始预定时刻”也指的是次日的与“当日供热水开始预定时刻(已经经过)”相同的时刻。
接着，在步骤S48中，控制器100判断在步骤S44中算出的蓄热量是否小于在步骤S46中算出的必需热量。当储水箱蓄热量小于必需热量时，控制器100在步骤S48中的判断结果为“是”，之后进入步骤S50。另外，当储水箱蓄热量在必需热量以上时，控制器100在步骤S48中的判断结果为“否”，之后省略步骤S50～S54的处理，进入步骤S58。
在步骤S50中，控制器100使热泵50及循环泵22运转，开始进行蓄热操作。从而，将由热泵50加热的温度较高的水储存于储水箱10中。控制器100在步骤S50中开始蓄热操作，之后进入步骤S52。
在步骤S52中，控制器100监测储水箱蓄热量是否达到必需热量以上。如上所述，通过在步骤S50中开始进行蓄热操作，能够逐渐在储水箱10中储存温度较高的水。从而，当由热敏电阻11～15、24检测出的各温度上升时，储水箱蓄热量也会上升。结果，当储水箱蓄热量达到必需热量以上时，控制器100在步骤S52中的判断结果为“是”，之后进入步骤S54。另外，在步骤S52中，控制器100每隔规定的时间算出储水箱的蓄热量。
在步骤S54中，控制器100使热泵50停止运转，从而结束蓄热操作。在步骤S54中，控制器100使循环泵22继续运转。即，在步骤S54中，控制器100结束蓄热操作，并且开始进行防止冻结操作。当控制器100在步骤S54中使循环泵22运转时，水在储水箱10内及储水箱水循环通路20内循环。如上所述，能够在储水箱10内储存必需热量以上的热量。因此，能够使在储水箱内及储水箱水循环通路20内循环的水保持一定的温度，该温度能够防止形成储水箱水循环通路20的管路因冻结而产生破裂。结果，能够防止储水箱水循环通路20的管路因冻结而导致破裂。
在步骤S58中，控制器100使循环泵22运转，进行防止冻结操作。在上述步骤S48的判断结果为“否”的情况下，在进行步骤S58的 处理的时候，循环泵22没有运转时，控制器100在步骤S58中使循环泵22运转，开始进行防止冻结操作。另外，当在进行步骤S58的处理的时候，循环泵22已经开始运转，进行防止冻结操作时，控制器100在步骤S58中使循环泵22继续运转。在步骤S58结束之后，进入步骤S60。
接着，在步骤S60中，控制器100监测当前时刻是否到达供热水开始预定时刻(在步骤S46中作为基准时刻的“次日供热水开始预定时刻”)。即，控制器100使循环泵22继续运转，并继续进行防止冻结操作，直到次日供热水开始预定时刻。在当前时刻经过供热水开始预定时刻时，控制器100在步骤S60中的判断结果为“是”，之后结束第2防止冻结处理(图3)。在这种情况下，控制器100使循环泵22停止运转。
另外，在本实施例中，在进行第2防止冻结处理的过程中，当温水利用位置的热水水龙头被打开时(当有供给热水的要求时)，控制器100调整混合阀42的开度，以使储水箱10内的水不供给到供给通路40内，仅将由第2导入通路30b供给的自来水供给到供给通路40内。在这种情况下，控制器100使燃烧器加热装置60运转，并且控制燃烧器加热装置60所输出的热量，以使供给到温水利用位置的水的温度与供热水设定温度一致。因此，在本实施例中，即使在执行第2防止冻结处理的过程中同时进行供热水操作，由于储水箱10内的温水不会供给到温水利用位置，因而储水箱蓄热量也不会因供热水而减少。因此，在本实施例中，在进行第2防止冻结处理的过程中，不会发生因储水箱蓄热量的不足而导致无法进行防止冻结操作的情况。
接着，参照图4及图5，说明在本实施例的供热水系统2中进行第2防止冻结处理时的具体例子。在图4及图5的例子中，特定家庭的当日供热水结束预定时刻为22:00，次日供热水开始预定时刻为7:00。当日供热水结束预定时刻到次日供热水开始预定时刻之间的时间为9小时。另外，储水箱10及储水箱水循环通路20每小时的放热量为200千卡。
(具体例子1A：图4)
参照图4说明具体例子1A。当当前时刻到达供热水结束预定时刻22:00时，控制器100开始进行第2防止冻结处理(参照图3)。在该例子中，在22：00时算出的储水箱蓄热量为4200千卡，必需热量为1800千卡。储水箱蓄热量及必需热量的计算方法如上所述。因此，在图4的例子中，在22:00时，储水箱100内储存有与必需热量相对应的热量。因而，在该例子中，控制器100在22：00时不会进行蓄热操作(图3中的步骤S48的判断结果为“否”)。在该例子中，之后，控制器100使循环泵22运转，并进行防止冻结操作，直到次日供热水开始预定时刻7:00。在进行防止冻结操作时，热泵50不会运转。结果，在次日7:00时，储水箱蓄热量会减少至2400千卡。
(具体例子1B：图5)
参照图5说明具体例子1B。在该例子中，在22:00时算出的储水箱蓄热量为1400千卡，该储水箱蓄热量小于必需热量(1800千卡)。即，在图5所示的例子中，在22:00时储水箱10内没有储存与必需热量相对应的热量。因此，在该例子中，控制器100在22:00时进行蓄热操作(图3中的步骤S48中的判断结果为“是”、步骤S50)。控制器100继续进行蓄热操作至22:05的结果为，储水箱蓄热量升高至2200千卡，大于必需热量(图3中的步骤S52的判断结果为“是”)。因此，控制器100停止蓄热操作(图3中的步骤S54)。在该例子中，之后，控制器100使循环泵22运转，并使储水箱10内及储水箱水循环通路20内的水循环，进行防止冻结操作,直到次日供热水开始预定时刻7:00。结果，在次日7:00时储水箱蓄热量减少至400千卡。
上面说明了本实施例的供热水系统2的结构及动作。如上所述，本实施例的供热水系统2如图3中的步骤S48～S50所示，在经过当日供热水结束预定时刻的时候，储水箱蓄热量小于必需热量时，使热泵50及循环泵22运转，并进行蓄热操作，直至在储水箱10内储存足够的热量。通过进行该蓄热操作，能够在储水箱10内储存到次日供热水开始预定时刻为止进行的防止冻结操作所需的热量(温水)。因此， 之后，本实施例的供热水系统2能够使热泵停止运转，并使储水箱内的温水循环，进行防止冻结操作，直到次日供热水开始预定时刻。结果，本实施例的供热水系统2能够在当日供热水结束预定时刻到次日供热水开始预定时刻的期间内，抑制热泵50频繁的运转或停止运转。因此，本实施例的供热水系统2能够抑制热泵50的运转或停止运转次数的增加，并且能够适当地防止形成储水箱水循环通路20的管路发生冻结。
下面，说明本实施例与权利要求的内容的对应关系。热敏电阻11～15、24是“水温传感器”的一个例子。另外，当日供热水结束预定时刻与次日供热水开始预定时刻分别是“当前单位时间内的供热水结束预定时刻”及“下一个单位时间内的供热水开始预定时刻”的一个例子。另外，在图3中的步骤S50中进行的蓄热操作是“防止冻结用蓄热操作”的一个例子。
(第2实施例)
接着，参照图6及图7，以第2实施例与第1实施例的不同点为中心，对第2实施例的供热水系统2进行说明。本实施例的供热水系统2的基本结构与第1实施例的供热水系统2的基本结构相同。但是，在本实施例中，由控制器100进行的第2防止冻结处理的内容与第1实施例中由控制器100进行的第2防止冻结处理的内容不同。在本实施例中，在第2防止冻结处理中，在经过了当日供热水结束预定时刻之后，储水箱蓄热量小于进行防止冻结操作所需的最低值，即规定阈值时，进行相应的蓄热操作，以使储水箱蓄热量达到规定阈值，这一点与第1实施例不同。
图6是本实施例的第2次防止冻结处理的流程图。在本实施例中，在当前时刻经过供热水结束预定时刻时，控制器100开始进行第2防止冻结处理。S70、S72的处理与图3中的S40、S42的处理相同。在步骤S74中，控制器100算出储水箱蓄热量。储水箱蓄热量的计算方法与利用上述算式1的计算方法相同。
接着，在步骤S76中，控制器100判断储水箱蓄热量是否小于规 定的阈值Q。这里，在本实施例中，规定的阈值Q为预先规定的每进行1小时的防止冻结操作的放热量(每小时的放热量)的数值(例如200千卡)。即，当储水箱热量低于阈值Q时，则表示储水箱10内没有储存至少进行1小时的防止冻结处理所需的热量。在这种情况下，控制器100在步骤S76中的判断结果为“是”，之后进入步骤S78。另外，当储水箱蓄热量的数值在规定阈值Q以上时，控制器100在步骤S76中的判断结果为“否”，之后省略步骤S78～S84的处理，进入步骤S88。
在步骤S78中，控制器100控制器100算出当日供热水结束预定时刻到次日供热水开始预定时刻的期间内的必需热量。接着，在步骤S80中，控制器100使热泵50及循环泵22运转，开始进行蓄热操作。从而，将由热泵50加热的温度较高的水储存于储水箱10中。控制器100在步骤S80中开始进行蓄热操作，之后进入步骤S82。
在步骤S82中，控制器100监测储水箱蓄热量是否达到必需热量以上。如上所述，通过在步骤S80中进行蓄热操作，能够在储水箱10内储存温度较高的水，从而使储水箱蓄热量升高。结果，当储水箱蓄热量达到必需热量以上时，控制器100在步骤S28中的判断结果为“是”，之后进入步骤S84。另外，在步骤S82中，控制器100每隔规定时间算出储水箱蓄热量。
在步骤S84中，控制器100使热泵50停止运转，结束蓄热操作。在步骤S84中，控制器100使循环泵22继续运转。即，在步骤84中，控制器100结束蓄热操作，并且开始进行防止冻结操作。
在步骤S88中，控制器100使循环泵22运转，进行防止冻结操作。在上述的步骤S76的判断结果为“否”的情况下，当步骤S88中循环泵22没有运转时，控制器100在步骤S88中使循环泵22运转，开始进行防止冻结操作。另外，当在步骤S88中循环泵22已经开始运转，进行防止冻结操作时，控制器100在步骤S88中使循环泵22继续运转。在步骤S88结束之后，进入步骤S90。
接着，在步骤S90中，控制器100判断当前时刻是否到达供热水 开始预定时刻(上述的次日供热水开始预定时刻)。当前时刻早于供热水开始预定时刻时，控制器100在步骤S90中的判断结果为“否”，之后返回至步骤S74，并重复进行步骤S74～S90的处理。
另外，当重复进行步骤S74～S90的处理时，控制器100在两次之后的步骤S76中的判断结果为“是”，之后进行步骤S78的处理的时刻晚于供热水结束预定时刻。因此，在这种情况下的步骤S78中，控制器100算出步骤S78的时刻到次日供热水开始预定时刻的期间内继续进行防止冻结操作所需的热量，并且将该所需的热量作为必需热量。具体而言，控制器100通过使预先设定好的每小时的放热量与步骤S78的时刻到次日供热水开始预定时刻之间的时间相乘，能够计算出必需热量。同样，在接下来的步骤S82中，控制器100监测储水箱蓄热量是否在上述步骤S78中算出的必需热量以上。
另外，在当前时刻经过供热水预定时刻时，控制器100在步骤S90中的判断结果为“是”，之后结束第2防止冻结处理(图6)。在这种情况下，控制器100使循环泵22停止运转。
另外，在本实施例中，在进行第2防止冻结处理的过程中，当温水利用位置的热水水龙头被打开时(有供水需求时)，与第1实施例相同，控制器100调整混合阀42的开度，以使储水箱10内的水不供给到供给通路40内，仅将由第2导入通路30b供给的自来水供给到供给通路40内。在这种情况下，控制器100使燃烧器加热装置60运转，并且控制燃烧器加热装置60所输出的热量，以使供给到温水利用位置的水温与供热水设定温度一致。
(具体例子2：图7)
接着，参照图7说明本实施例的供热水系统2中进行第2防止冻结处理时的具体例子。图7的例子中的当日供热水结束预定时刻(22:00)、次日供热水开始预定时刻(7:00)、每小时的放热量(200千卡)等各条件与图4、图5的例子相同。
在该例子中，在22:00时算出的储水箱蓄热量为400千卡，该储水箱蓄热量小于必需热量(1800千卡)。但是，在22:00时的储水箱 蓄热量大于阈值Q(200千卡)(在图6中的步骤S76中的判断结果为“是”)。在该例子中，阈值Q被规定为每小时的放热量的数值(200千卡)。因此，控制器100在这时候不会进行蓄热操作，而是使循环泵22运转，使储水箱10内及储水箱水循环通路20内的水循环，进行防止冻结操作(图6中的步骤S88)。
之后，在0:00时算出的储水箱蓄热量为0千卡，该储水箱蓄热量小于阈值Q(图6中的步骤S76的判断结果为“否”)。即，在0:00时，储水箱10内没有储存与进行一小时的防止冻结处理所需的最小热量相对应的热量。因此，控制器100算出0:00到次日供热水开始预定时刻(7:00)期间内进行防止冻结操作所需的热量，并且将该所需的热量作为必需热量(图6中的步骤S78)。在这种情况下，必需热量为1400千卡(200千卡×7)。接着，控制器100开始进行蓄热操作(图6中的步骤S80)。控制器100进行蓄热操作到0:30的结果为，储水箱蓄热量升高至1300千卡，与必需热量相同(图6中的步骤S82的判断结果为“是”)。在这种情况下，控制器100使热泵50停止运转，结束蓄热操作，并且使循环泵22继续运转，开始进行防止冻结操作22(图6中的步骤84)。
之后，控制器100使循环泵22继续运转，以使储水箱10内及储水箱水循环通路20内的水循环，进行防止冻结操作，直到次日供热水结束预定时刻7:00。结果，在7:00时储水箱蓄热量正好能够减少至0千卡。
上面说明了本实施例的供热水系统2的结构与动作。如上所述，本实施例的供热水系统2如图6中的步骤S76～S82所示，在经过了当日供热水结束预定时刻之后，储水箱蓄热量小于进行防止冻结操作所需的阈值Q时，控制器100开始进行蓄热操作，直至在储水箱10内储存足够的热量。通过进行该蓄热操作，可以在储水箱10内储存到次日供热水开始预定时刻为止进行防止冻结操作所需的热量(温水)。因此，之后，在本实施例的供热水系统2中，控制器100使热泵50停止运转，并使储水箱内的温水循环，进行防止冻结操作，直到次日 供热水开始预定时刻。即，在本实施例中，能够抑制热泵50频繁的运转或停止运转，并能够适当地防止形成储水箱水循环通路20的管路产生冻结。
下面，说明本实施例与权利要求的记载内容的对应关系。另外，在图6中的步骤S80中进行的蓄热操作是“防止冻结用蓄热操作”的一个例子。另外，阈值Q的热量是“规定热量”的一个例子。
(第3实施例)
接着，参照图8，以第3实施例与第2实施例的不同点为中心，对第3实施例的供热水系统2进行说明。在本实施例的供热水系统2中，控制器100所进行的第2防止冻结处理与第2实施例中进行的第2防止冻结处理相同(图6)。但是，在本实施例中，在进行第2防止冻结处理的过程中，当温水利用位置的热水水龙头被打开时(有供水需求时)，控制器100调整混合阀42的开度，以使储水箱10内的水供给到供给通路40内。在这种情况下，控制器100通过控制混合阀42的开度及燃烧器加热装置60所输出的热量，以使由储水箱10供给的水的温度与供热水设定温度一致。在本实施例中，在进行第2防止冻结处理的过程中，进行供热水操作时，由于储水箱10内的温水被供给到温水利用位置，因而储水箱蓄热量因供热水操作而减少。
(具体例子3：图8)
接着，参照图8，说明在本实施例的供热水系统2中进行第2防止冻结处理的情况的具体例子。图8的例子中的当日供热水结束预定时刻(22:00)、次日供热水开始预定时刻(7:00)及每小时的放热量(200千卡)等各条件与图4、图5及图7的例子相同。
在该例子中，在22:00时算出的储水箱蓄热量为4200千卡，该蓄热量大于必需热量(1800千卡)。当然，储水箱蓄热量也大于阈值Q(200千卡)(图6中的步骤S76的判断结果为“是”)。因此，控制器100在这时候不进行蓄热操作，而是使循环泵22运转，并使储水箱10内及储水箱水循环通路20内的水循环，开始进行防止冻结操作(图6中的步骤S88)。
在该例子中，在2:00～3:00之间开始进行供热水操作。在本实施例中，当在进行第2防止冻结处理的过程中进行供热水操作时，储水箱10内的温水被供给到温水利用位置。因此，如图8所示，在2:00～3:00之间的储水箱蓄热量大幅减少。在3:00时算出的储水箱蓄热量为320千卡，该蓄热量大于阈值Q(200千卡)(在图6中的步骤S76的判断结果为“是”)。因此，控制器100继续进行防止冻结操作(图6中的步骤S88)。另外，在3:05时算出的储水箱蓄热量从在3:00时算出的储水箱蓄热量(320千卡)增加到400千卡，同时，通过使循环泵22运转，能够使储水箱10内及储水箱水循环通路20内的水温分布达到均匀。
之后，在5:00时算出的储水箱蓄热量为0千卡，该储水箱蓄热量小于阈值Q(在图6中的步骤S76的判断结果为“否”)。即，在5:00时储水箱10内未储存有进行防止冻结操作所需的最低规定热量。因此，控制器100算出5:00到次日供热水开始预定时刻(7:00)的期间内进行防止冻结操作所需的热量，并且将该所需的热量作为必需热量(步骤S78)。在这种情况下，必需热量为400千卡(200千卡×2)。接着，控制器100进行蓄热操作(图6中的步骤S80)。控制器100进行蓄热操作到5:10的结果为，储水箱蓄热量升高至400千卡，与必需热量相同(在图6中的步骤S82的判断结果为“是”)。在这种情况下，控制器100使热泵50停止运转，结束蓄热操作，并且使循环泵22继续运转，开始进行防止冻结操作22(图6中步骤S84)。
之后，控制器100使循环泵22继续运转，以使储水箱10内及储水箱水循环通路20内的水循环，开始进行防止冻结操作，直到次日供热水开始预定时刻的7:00。结果，在7:00时，储水箱蓄热量正好减少至0千卡。
上面说明了本实施例的供热水系统2的结构与动作。在经过了当日供热水结束预定时刻之后，储水箱蓄热量小于进行防止冻结操作所需的最低阈值Q时，本实施例的供热水系统2开始进行蓄热操作。因此，本实施例的供热水系统2在进行第2防止冻结处理的过程中，即 使将储水箱10内的温水用于供热水操作，结果造成储水箱10内的热量不足的情况下，控制器100也可以在储水箱10内的热量不足的时候进行蓄热操作。因此，采用本实施例的供热水系统2时，无论储水箱10内的温水利用状况如何，均可以确保必需的热量。
虽然上面详细地说明了各实施例，但是上述各实施例只是示例，并非对本发明的权利要求书的限定。权利要求书所记载的技术中也包含对上述具体例子进行的各种变形及变更后的内容。
(变形例1)在第3实施例中，在经过了当日供热水结束预定时刻的时候，储水箱蓄热量小于经过(晚于)当日供热水结束预定时刻的时刻到次日供热水开始预定时刻(7:00)的期间内进行防止冻结操作所需的热量(必需热量)时，控制器可以进行蓄热操作，直至储水箱蓄热量大于必需热量。
(变形例2)在上述各实施例中，在控制器100进行第2防止冻结处理的过程中，当外部气温(由温度传感器52检测到的温度)超过6℃时，控制器100可以结束第2防止冻结处理。
(变形例3)阈值Q的数值、最低蓄热量的数值等及各种数值并不局限于上述各实施例的示例，根据环境等的不同，可以将阈值Q的数值、最低蓄热量的数值等及各种数值设置为任意数值。