JP2010025493A - ヒートポンプ式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除霜運転が行われた場合でも沸き上げが完了までの加熱能力を十分に確保することのできるヒートポンプ式給湯装置を提供する。
【解決手段】除霜運転が行われることが予測される所定の条件として、外気温センサ１５の検出温度が所定温度以下であること、入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度以下であることを設定していて、沸き上げ運転を行う前に前記条件を満たしたときは、沸き上げ運転におけるヒートポンプ回路１０の加熱能力を前記条件を満たさなかったときよりも高い加熱能力に設定して沸き上げ運転を行い、前記条件を満たさなかったときの沸き上げ運転中に除霜運転が行われた場合には、除霜運転終了後のヒートポンプ回路１０の加熱能力を除霜運転前よりも高い加熱能力にして沸き上げ運転を行うようにしたので、除霜運転が行われた場合でも沸き上げが完了までの加熱能力を十分に確保することのできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ回路によって給湯用水を加熱するヒートポンプ式給湯装置に関するものである。

従来、この種のヒートポンプ式給湯装置としては、圧縮機から吐出した冷媒を水熱交換器（ガスクーラ）に流通した後、開度調整可能な膨張弁を介して蒸発器に流通し、圧縮機に吸入するヒートポンプ回路と、給湯用水をポンプによって水熱交換器に流通することによりヒートポンプ回路の冷媒によって給湯用水を加熱する給湯回路と、ヒートポンプ回路で加熱された給湯回路の給湯用水を貯溜する貯湯タンクとを備え、過去の使用状況等に基づいて設定した温度の湯を深夜電力を利用して沸き上げるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この給湯装置において、蒸発器の除霜を行う場合には、膨張弁の開度を大きくして蒸発器に流入する冷媒の温度を通常運転よりも高くすることにより、除霜運転を行うようにしている。
特開２００７−４０５５５号公報

ところで、前記給湯装置では、沸き上げ運転を開始する際、沸き上げ温度及び外気温度に基づいて、沸き上げ運転が所定時刻（例えば午前７時）に完了するようにヒートポンプ回路の圧縮機の周波数を設定しているが、沸き上げ運転中に除霜運転が行われると、除霜運転中は沸き上げ運転を行うことができないため、所定時刻までに沸き上げが完了しなくなる場合があった。また、除霜運転が行われた場合、除霜運転終了後の沸き上げ運転における圧縮機の周波数を高くすればよいが、外気温が低い場合など、除霜運転が何回も行われる場合には、除霜運転終了後の圧縮機の周波数を高くしても、沸き上げが完了までの加熱能力を十分に確保することができなくなる場合があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、除霜運転が行われた場合でも沸き上げが完了までの加熱能力を十分に確保することのできるヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、圧縮機から吐出した冷媒を水熱交換器に流通した後、開度調整可能な膨張弁を介して蒸発器に流通し、圧縮機に吸入するヒートポンプ回路と、給湯用水をポンプによって水熱交換器に流通することによりヒートポンプ回路の冷媒によって給湯用水を加熱する給湯回路と、ヒートポンプ回路で加熱された給湯回路の給湯用水を貯溜する貯湯タンクと、蒸発器の温度を検出する蒸発器温度センサとを備え、貯湯タンクに貯溜される給湯用水を設定温度に加熱する沸き上げ運転を行うとともに、蒸発器温度センサが所定温度以下になると、蒸発器の除霜運転を行うヒートポンプ式給湯装置において、前記除霜運転が行われることが予測される所定の条件を設定していて、沸き上げ運転を行う前に前記条件を満たしたときは、沸き上げ運転におけるヒートポンプ回路の加熱能力を前記条件を満たさなかったときよりも高い加熱能力に設定して沸き上げ運転を行い、前記条件を満たさなかったときの沸き上げ運転中に除霜運転が行われた場合には、除霜運転終了後のヒートポンプ回路の加熱能力を除霜運転前よりも高い加熱能力にして沸き上げ運転を行う制御手段を備えている。

これにより、除霜運転が行われることが予測される所定の条件を満たした場合には、除霜運転によって沸き上げ運転が中断されることを前提とした加熱能力でヒートポンプ回路が運転される。また、除霜運転が行われることが予測される所定の条件を満たさなかった場合には、前記条件を満たした場合よりも低い加熱能力でヒートポンプ回路が運転されことから、ヒートポンプ回路の加熱能力が無用に高くなることがない。更に、前記条件を満たさなかったときの沸き上げ運転中に除霜運転が行われた場合には、除霜運転終了後のヒートポンプ回路の加熱能力を除霜運転前よりも高い加熱能力にして沸き上げ運転が行われることから、急激な外気温度の低下等により除霜運転が行われた場合でも、沸き上げを完了するための加熱能力が不足することがない。

本発明によれば、除霜運転が行われることが予測される場合には、除霜運転によって沸き上げ運転が中断されることを前提とした加熱能力でヒートポンプ回路を運転することができるので、所定時刻までに設定温度の沸き上げを完了するための加熱能力を十分に確保することができる。また、除霜運転が行われないと予測される場合には、除霜運転が行われることが予測される場合よりも低い加熱能力でヒートポンプ回路を運転することができるので、ヒートポンプ回路の加熱能力が無用に高くなることがなく、省エネルギー運転を行うことができる。更に、前記条件を満たさなかったときの沸き上げ運転中に除霜運転が行われた場合には、除霜運転終了後のヒートポンプ回路の加熱能力を除霜運転前よりも高い加熱能力にして沸き上げ運転が行われるので、除霜運転が行われないと予測される場合の加熱能力でヒートポンプ回路を運転していたときに急激な外気温度の低下等により除霜運転が行われた場合でも、沸き上げを完了するための加熱能力を十分に確保することができる。

図１乃至図３は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は給湯装置の概略構成図、図２は制御系を示すブロック図、図３は制御部の動作を示すフローチャートである。

同図に示す給湯装置は、冷媒を流通するヒートポンプ回路１０と、給湯用水を流通する第１給湯回路２０と、給湯用水を流通する第２給湯回路３０と、浴槽用水を流通する浴槽用回路４０と、ヒートポンプ回路１０の冷媒と第１給湯回路２０の給湯用水とを熱交換する第１水熱交換器５０と、第２給湯回路３０の給湯用水と浴槽用回路４０の浴槽用水とを熱交換する第２水熱交換器６０とを備えている。

ヒートポンプ回路１０は、圧縮機１１、膨張弁１２、蒸発器１３及び第１水熱交換器５０を接続してなり、図中実線矢印で示すように圧縮機１１、第１水熱交換器５０、膨張弁１２、蒸発器１３、圧縮機１１の順に冷媒を流通させるようになっている。尚、このヒートポンプ回路１０で使用される冷媒は、例えば二酸化炭素等の自然系冷媒である。膨張弁１２は、例えば周知の電子膨張弁からなり、開度を任意に調整可能になっている。蒸発器１３は送風機１３ａを有し、送風機１３ａによって外気と熱交換するようになっている。また、蒸発器１３には蒸発器１３の温度を検出する蒸発器温度センサ１４が設けられ、蒸発器１３の近傍には外気温度を検出する外気温センサ１５が設けられている。更に、圧縮機１１の吐出側流路には冷媒の温度を検出する吐出温度センサ１６が設けられている。

第１給湯回路２０は、貯湯タンク２１、第１ポンプ２２及び第１水熱交換器５０を接続してなり、図中白抜き矢印で示すように貯湯タンク２１、第１ポンプ２２、第１水熱交換器５０、貯湯タンク２１の順に給湯用水を流通させるようになっている。貯湯タンク２１には、給水管２３及び第２給湯回路３０が接続され、給水管２３から供給された給湯用水は貯湯タンク２１を介して第１給湯回路２０を流通するようになっている。貯湯タンク２１と浴槽Ａとは、第２ポンプ２４が設けられた流路２５を介して接続され、図中一点鎖線矢印で示すように第２ポンプ２４によって貯湯タンク２１内の給湯用水が浴槽Ａに供給されるようになっている。また、第１給湯回路２０には、第１水熱交換器５０の流入側の温度を検出する入水温度センサ２６と、第１水熱交換器５０の流出側の温度を検出する出湯温度センサ２７が設けられている。

第２給湯回路３０は、貯湯タンク２１、第３ポンプ３１及び第２水熱交換器６０を接続してなり、図中破線矢印で示すように貯湯タンク２１、第２水熱交換器６０、第３ポンプ３１、貯湯タンク２１の順に給湯用水を流通させるようになっている。

浴槽用回路４０は、浴槽Ａ、第４ポンプ４１及び第２水熱交換器６０を接続してなり、図中黒塗り矢印で示すように浴槽Ａ、第４ポンプ４１、第２水熱交換器６０、浴槽Ａの順に浴槽用水を流通させるようになっている。

第１水熱交換器５０は、ヒートポンプ回路１０及び第１給湯回路２０に接続され、ヒートポンプ回路１０を流通する冷媒と第１給湯回路２０を流通する給湯用水とを熱交換させるようになっている。第１水熱交換器５０は、図示していないが、環状に巻かれたチューブ状の管路内にヒートポンプ回路１０の高温側回路１０ａを配置してなる周知の構造からなり、高温側回路１０ａの冷媒との熱交換によって第１給湯回路２０の給湯用水を加熱するようになっている。

第２水熱交換器６０は、第２給湯回路３０及び浴槽用回路４０に接続され、第２給湯回路３０の給湯用水と浴槽用回路４０の浴槽用水とを熱交換させるようになっている。

前記給湯装置は、ヒートポンプ回路１０及び第１水熱交換器５０が配置された加熱ユニット７０と、貯湯タンク２１、第１ポンプ２２、第２ポンプ２４、第２給湯回路３０、第４ポンプ４１及び第２水熱交換器６０が配置されたタンクユニット８０とを備え、加熱ユニット７０とタンクユニット８０とは第１給湯回路２０を介して接続されている。

また、前記給湯装置は、マイクロコンピュータからなる制御部９０を備え、制御部９０には、圧縮機１１、膨張弁１２、送風機１３ａ、蒸発器温度センサ１４、外気温センサ１５、吐出温度センサ１６、入水温度センサ２６及び出湯温度センサ２７が接続されている。この制御部９０では、蒸発器温度センサ１４によって検出される蒸発器１３の温度に基づいて蒸発器１３が着霜しているか否かを判定し、着霜していると判定した場合は、沸き上げ運転を除霜運転に切り換えるようになっている。この場合、制御部９０は、圧縮機１１を除霜運転用の所定周波数で運転するとともに、膨張弁１２を沸き上げ運転時よりも大きい所定の除霜運転用開度に切り換えることにより除霜運転を行うようになっている。また、制御部９０は、除霜運転が行われることが予測される所定の条件として、外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 以下であること、入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 以下であることを設定していて、沸き上げ運転を行う前に前記条件を満たしたときは、沸き上げ運転におけるヒートポンプ回路１０の加熱能力を前記条件を満たさなかったときよりも高い加熱能力に設定して沸き上げ運転を行い、前記条件を満たさなかったときの沸き上げ運転中に除霜運転が行われた場合には、除霜運転終了後のヒートポンプ回路１０の加熱能力を除霜運転前よりも高い加熱能力にして沸き上げ運転を行うようになっている。

ここで、前記制御部９０の動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。まず、沸き上げ運転を行う前に、過去の使用状況等に基づいて設定した沸き上げ温度と外気温度に基づいて、沸き上げ運転が所定時刻（例えば午前７時）に完了するようにヒートポンプ回路１０の圧縮機１１の周波数Ｆ1 を設定するとともに（Ｓ１）、除霜運転が行われることが予測されるときの圧縮機１１の周波数Ｆ2 を設定する（Ｓ２）。この場合、周波数Ｆ2 は周波数Ｆ1 よりも高く設定されている。次に、沸き上げ運転を行う際、外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 以下の場合（Ｓ３）、または入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 以下の場合は（Ｓ４）、前記条件を満たすものとして、圧縮機１１の運転周波数をＦ2 に設定し（Ｓ５）、沸き上げ運転を開始する（Ｓ６）。ここで、沸き上げ運転が終了する前に（Ｓ７）、蒸発器温度センサ１４の検出温度Ｔe が所定温度Ｔ3 以下になった場合は（Ｓ８）、沸き上げ運転を除霜運転に切り換えて除霜運転を開始し（Ｓ９）、除霜運転が終了すると（Ｓ１０）、除霜運転を沸き上げ運転に切り換えて沸き上げ運転を再開する。これらステップＳ７〜Ｓ１０の動作を沸き上げ運転が終了するまで行う。

次に、前記ステップＳ３において外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 よりも高く、前記ステップＳ４において入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 よりも高い場合は、前記条件を満たさないものとして、圧縮機１１の運転周波数をＦ1 に設定し（Ｓ１１）、沸き上げ運転を開始する（Ｓ１２）。ここで、沸き上げ運転が終了する前に（Ｓ１３）、蒸発器温度センサ１４の検出温度Ｔe が所定温度Ｔ3 以下になった場合は（Ｓ１４）、沸き上げ運転を除霜運転に切り換えて除霜運転を開始し（Ｓ１５）、除霜運転が終了すると（Ｓ１６）、圧縮機１１の運転周波数をＦ2 に設定し（Ｓ１７）、除霜運転を沸き上げ運転に切り換えて沸き上げ運転を再開する。これらステップＳ１３〜Ｓ１７の動作を沸き上げ運転が終了するまで行う。

このように、本実施形態によれば、除霜運転が行われることが予測される所定の条件を設定していて、沸き上げ運転を行う前に前記条件を満たしたときは、沸き上げ運転におけるヒートポンプ回路１０の加熱能力を前記条件を満たさなかったときよりも高い加熱能力に設定して沸き上げ運転を行うようにしたので、除霜運転が行われることが予測される場合には、除霜運転によって沸き上げ運転が中断されることを前提とした加熱能力でヒートポンプ回路１０を運転することができ、所定時刻までに設定温度の沸き上げを完了するための加熱能力を十分に確保することができる。また、除霜運転が行われないと予測される場合には、除霜運転が行われることが予測される場合よりも低い加熱能力でヒートポンプ回路１０を運転することができるので、ヒートポンプ回路１０の加熱能力が無用に高くなることがなく、省エネルギー運転を行うことができる。更に、前記条件を満たさなかったときの沸き上げ運転中に除霜運転が行われた場合には、除霜運転終了後のヒートポンプ回路１０の加熱能力を除霜運転前よりも高い加熱能力にして沸き上げ運転を行うようにしたので、除霜運転が行われないと予測される場合の加熱能力でヒートポンプ回路１０を運転していたときに急激な外気温度の低下等により除霜運転が行われた場合でも、沸き上げを完了するための加熱能力を十分に確保することができる。

この場合、除霜運転終了後の圧縮機１１の周波数を除霜運転前よりも高い周波数Ｆ2 にすることによりヒートポンプ回路１０の加熱能力を高くするようにしたので、圧縮機１１の制御により確実に加熱能力を制御することができる。

また、除霜運転が行われることが予測される所定の条件として、外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 以下であること、または入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 以下であることを設定しているので、蒸発器１３が着霜を生じやすい温度条件を的確に判定することができ、除霜運転が行われるか否かの予測をより正確に行うことができる。尚、本実施形態では、前記二つの条件の何れか一方を満たした場合にヒートポンプ回路１０の加熱能力を高くするようにしたが、これらの条件の両方を満たしたときにヒートポンプ回路１０の加熱能力を高くするようにしてもよい。

図４は本発明の第２の実施形態を示すもので、制御部の動作を示すフローチャートである。

本実施形態では、前記実施形態と同様、沸き上げ運転を行う前に、過去の使用状況等に基づいて設定した沸き上げ温度と外気温度に基づいて、沸き上げ運転が所定時刻（例えば午前７時）に完了するように送風機１３ａの回転数Ｎ1 を設定するとともに（Ｓ２０）、除霜運転が行われることが予測されるときの送風機１３ａの回転数Ｎ2 を設定する（Ｓ２１）。この場合、回転数Ｎ2 回転数Ｎ1 よりも高く設定されている。次に、沸き上げ運転を行う際、外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 以下の場合（Ｓ２２）、または入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 以下の場合は（Ｓ２３）、前記条件を満たすものとして、送風機１３ａの回転数をＮ2 に設定し（Ｓ２４）、沸き上げ運転を開始する（Ｓ２５）。ここで、沸き上げ運転が終了する前に（Ｓ２６）、蒸発器温度センサ１４の検出温度Ｔe が所定温度Ｔ3 以下になった場合は（Ｓ２７）、沸き上げ運転を除霜運転に切り換えて除霜運転を開始し（Ｓ２８）、除霜運転が終了すると（Ｓ２９）、除霜運転を沸き上げ運転に切り換えて沸き上げ運転を再開する。これらステップＳ２６〜Ｓ２９の動作を沸き上げ運転が終了するまで行う。

次に、前記ステップＳ２２において外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 よりも高く、前記ステップＳ２３において入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 よりも高い場合は、前記条件を満たさないものとして、送風機１３ａの回転数をＮ1 に設定し（Ｓ３０）、沸き上げ運転を開始する（Ｓ３１）。ここで、沸き上げ運転が終了する前に（Ｓ３２）、蒸発器温度センサ１４の検出温度Ｔe が所定温度Ｔ3 以下になった場合は（Ｓ３３）、沸き上げ運転を除霜運転に切り換えて除霜運転を開始し（Ｓ３４）、除霜運転が終了すると（Ｓ３５）、送風機１３ａの回転数をＮ2 に設定し（Ｓ３６）、除霜運転を沸き上げ運転に切り換えて沸き上げ運転を再開する。これらステップＳ３２〜Ｓ３６の動作を沸き上げ運転が終了するまで行う。

このように、本実施形態によれば、除霜運転終了後の蒸発器用送風機１３ａの回転数を除霜運転前よりも高い回転数Ｎ2 にすることによりヒートポンプ回路１０の加熱能力を高くするようにしたので、送風機１３ａの制御により確実に加熱能力を制御することができる。

図５は本発明の第３の実施形態を示すものであり、制御部の動作を示すフローチャートである。

本実施形態では、前記実施形態と同様、沸き上げ運転を行う前に、過去の使用状況等に基づいて設定した沸き上げ温度と外気温度に基づいて、沸き上げ運転が所定時刻（例えば午前７時）に完了するようにヒートポンプ回路１０の圧縮機１１の周波数Ｆ1 を設定するとともに（Ｓ４０）、除霜運転が行われることが予測されるときの圧縮機１１の周波数Ｆ2 を設定する（Ｓ４１）。この場合、周波数Ｆ2 は周波数Ｆ1 よりも高く設定されている。次に、沸き上げ運転を行う際、外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 以下の場合（Ｓ４２）、または入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 以下の場合は（Ｓ４３）、前記条件を満たすものとして、圧縮機１１の運転周波数をＦ2 に設定するとともに（Ｓ４４）、蒸発器用送風機１３ａの回転数をＮ1 に設定し（Ｓ４５）、沸き上げ運転を開始する（Ｓ４６）。ここで、沸き上げ運転が終了する前に（Ｓ４７）、蒸発器温度センサ１４の検出温度Ｔe が所定温度Ｔ3 以下になった場合は（Ｓ４８）、沸き上げ運転を除霜運転に切り換えて除霜運転を開始し（Ｓ４９）、除霜運転が終了すると（Ｓ５０）、除霜運転を沸き上げ運転に切り換えて沸き上げ運転を再開する。これらステップＳ４７〜Ｓ５０の動作を沸き上げ運転が終了するまで行う。

次に、前記ステップＳ４２において外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 よりも高く、前記ステップＳ４３において入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 よりも高い場合は、前記条件を満たさないものとして、圧縮機１１の運転周波数をＦ1 に設定するとともに（Ｓ５１）、送風機１３ａの回転数をＮ1 に設定し（Ｓ５２）、沸き上げ運転を開始する（Ｓ５３）。ここで、沸き上げ運転が終了する前に（Ｓ５４）、蒸発器温度センサ１４の検出温度Ｔe が所定温度Ｔ3 以下になった場合は（Ｓ５５）、沸き上げ運転を除霜運転に切り換えて除霜運転を開始し（Ｓ５６）、除霜運転が終了すると（Ｓ５７）、送風機１３ａの回転数をＮ1 よりも高いＮ2 に設定する（Ｓ５８）。次に、沸き上げ運転が終了する前に（Ｓ５９）、蒸発器温度センサ１４の検出温度Ｔe が所定温度Ｔ3 以下になった場合は（Ｓ６０）、再び沸き上げ運転を除霜運転に切り換えて除霜運転を開始し（Ｓ６１）、除霜運転が終了すると（Ｓ６２）、圧縮機１１の運転周波数をＦ2 に設定し（Ｓ６３）、除霜運転を沸き上げ運転に切り換えて沸き上げ運転を再開する。これらステップＳ５９〜Ｓ６３の動作を沸き上げ運転が終了するまで行う。

このように、本実施形態によれば、除霜運転終了後の蒸発器用送風機１３ａの回転数を除霜運転前よりも高いＮ2 にすることによりヒートポンプ回路の加熱能力を高くした後、再び除霜運転が行われた場合には、除霜運転終了後の圧縮機１１の周波数を除霜運転前よりも高いＦ2 にすることによりヒートポンプ回路１０の加熱能力を高くするようにしたので、除霜運転が行われるごとにヒートポンプ回路１０の加熱能力を段階的に高くすることができる。従って、除霜運転が行われないと予測される場合に除霜運転が行われたときでも、ヒートポンプ回路１０の加熱能力を外気温度の変動状況に応じた能力に制御することができ、省エネルギー運転に極めて有利である。

図６は本発明の第４の実施形態を示すもので、制御部の動作を示すフローチャートである。

本実施形態では、前記実施形態と同様、沸き上げ運転を行う前に、過去の使用状況等に基づいて設定した沸き上げ温度と外気温度に基づいて、沸き上げ運転が所定時刻（例えば午前７時）に完了するようにヒートポンプ回路１０の膨張弁１２の開度Ｂ1 を設定するとともに（Ｓ７０）、除霜運転が行われることが予測されるときの膨張弁１２の開度Ｂ2 を設定する（Ｓ７１）。この場合、開度Ｂ2 は開度Ｂ1 よりも小さく設定されている。次に、沸き上げ運転を行う際、外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 以下の場合（Ｓ７２）、または入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 以下の場合は（Ｓ７３）、前記条件を満たすものとして、膨張弁１２の開度をＢ2 に設定し（Ｓ７４）、沸き上げ運転を開始する（Ｓ７５）。ここで、沸き上げ運転が終了する前に（Ｓ７６）、蒸発器温度センサ１４の検出温度Ｔe が所定温度Ｔ3 以下になった場合は（Ｓ７７）、沸き上げ運転を除霜運転に切り換えて除霜運転を開始し（Ｓ７８）、除霜運転が終了すると（Ｓ７９）、除霜運転を沸き上げ運転に切り換えて沸き上げ運転を再開する。これらステップＳ７６〜Ｓ７９の動作を沸き上げ運転が終了するまで行う。

次に、前記ステップＳ７２において外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 よりも高く、前記ステップＳ７３において入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 よりも高い場合は、前記条件を満たさないものとして、膨張弁１２の開度をＢ1 に設定し（Ｓ８０）、沸き上げ運転を開始する（Ｓ８１）。ここで、沸き上げ運転が終了する前に（Ｓ８２）、蒸発器温度センサ１４の検出温度Ｔe が所定温度Ｔ3 以下になった場合は（Ｓ８３）、沸き上げ運転を除霜運転に切り換えて除霜運転を開始し（Ｓ８４）、除霜運転が終了すると（Ｓ８５）、膨張弁１２の開度をＢ2 に設定し（Ｓ８６）、除霜運転を沸き上げ運転に切り換えて沸き上げ運転を再開する。これらステップＳ８２〜Ｓ８６の動作を沸き上げ運転が終了するまで行う。

このように、本実施形態によれば、除霜運転終了後の膨張弁１２の開度を除霜運転前よりも小さい開度Ｂ2 にすることによりヒートポンプ回路１０の加熱能力を高くするようにしたので、膨張弁１２の制御により確実に加熱能力を制御することができる。

図７は本発明の第５の実施形態を示すもので、制御部の動作を示すフローチャートである。

本実施形態では、前記実施形態と同様、沸き上げ運転を行う前に、過去の使用状況等に基づいて設定した沸き上げ温度と外気温度に基づいて、沸き上げ運転が所定時刻（例えば午前７時）に完了するようにヒートポンプ回路１０の圧縮機１１の吐出温度Ｔc1を設定するとともに（Ｓ９０）、除霜運転が行われることが予測されるときの圧縮機１１の吐出温度Ｔc2を設定する（Ｓ９１）。この場合、吐出温度Ｔc2はＴc1よりも高く設定されている。次に、沸き上げ運転を行う際、外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 以下の場合（Ｓ９２）、または入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 以下の場合は（Ｓ９３）、前記条件を満たすものとして、圧縮機１１の吐出温度をＴc2に設定し（Ｓ９４）、沸き上げ運転を開始する（Ｓ９５）。この場合、圧縮機１１の吐出温度がＴc2になるように圧縮機１１の周波数、蒸発器用送風機１３ａの回転数、膨張弁１２の開度の少なくとも一つを制御する。ここで、沸き上げ運転が終了する前に（Ｓ７９）、蒸発器温度センサ１４の検出温度Ｔe が所定温度Ｔ3 以下になった場合は（Ｓ９７）、沸き上げ運転を除霜運転に切り換えて除霜運転を開始し（Ｓ９８）、除霜運転が終了すると（Ｓ９９）、除霜運転を沸き上げ運転に切り換えて沸き上げ運転を再開する。これらステップＳ９６〜Ｓ９９の動作を沸き上げ運転が終了するまで行う。

次に、前記ステップＳ９２において外気温センサ１５の検出温度Ｔo が所定温度Ｔ1 よりも高く、前記ステップＳ９３において入水温度センサ２６の検出温度Ｔw が所定温度Ｔ2 よりも高い場合は、前記条件を満たさないものとして、圧縮機１１の吐出温度をＴc1に設定し（Ｓ１００）、沸き上げ運転を開始する（Ｓ１０１）。ここで、沸き上げ運転が終了する前に（Ｓ１０２）、蒸発器温度センサ１４の検出温度Ｔe が所定温度Ｔ3 以下になった場合は（Ｓ１０３）、沸き上げ運転を除霜運転に切り換えて除霜運転を開始し（Ｓ１０４）、除霜運転が終了すると（Ｓ１０５）、圧縮機１１の吐出温度をＴc2に設定し（Ｓ１０６）、除霜運転を沸き上げ運転に切り換えて沸き上げ運転を再開する。これらステップＳ１０２〜Ｓ１０６の動作を沸き上げ運転が終了するまで行う。

このように、本実施形態によれば、除霜運転終了後の圧縮機１１の吐出温度が除霜運転前よりも高い吐出温度Ｔc2になるように圧縮機１１の周波数、蒸発器用送風機１３ａの回転数、膨張弁１２の開度の少なくとも一つを制御することによりヒートポンプ回路１０の加熱能力を高くするようにしたので、膨張弁１２の制御により確実に加熱能力を制御することができる。

本発明の第１の実施形態を示す給湯装置の概略構成図 制御系を示すブロック図 制御部の動作を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態に係る制御部の動作を示すフローチャート 本発明の第３の実施形態に係る制御部の動作を示すフローチャート 本発明の第４の実施形態に係る制御部の動作を示すフローチャート 本発明の第５の実施形態に係る制御部の動作を示すフローチャート

符号の説明

１０…ヒートポンプ回路、１１…圧縮機、１２…膨張弁、１３…蒸発器、１３ａ…送風機、１４…蒸発器温度センサ、１５…外気温センサ、１６…吐出温度センサ、２６…入水温度センサ、２７…出湯温度センサ、２０…第１給湯回路、５０…第１水熱交換器、９０…制御部。

Claims (8)

1. 圧縮機から吐出した冷媒を水熱交換器に流通した後、開度調整可能な膨張弁を介して蒸発器に流通し、圧縮機に吸入するヒートポンプ回路と、給湯用水をポンプによって水熱交換器に流通することによりヒートポンプ回路の冷媒によって給湯用水を加熱する給湯回路と、ヒートポンプ回路で加熱された給湯回路の給湯用水を貯溜する貯湯タンクと、蒸発器の温度を検出する蒸発器温度センサとを備え、貯湯タンクに貯溜される給湯用水を設定温度に加熱する沸き上げ運転を行うとともに、蒸発器温度センサが所定温度以下になると、蒸発器の除霜運転を行うヒートポンプ式給湯装置において、
   前記除霜運転が行われることが予測される所定の条件を設定していて、沸き上げ運転を行う前に前記条件を満たしたときは、沸き上げ運転におけるヒートポンプ回路の加熱能力を前記条件を満たさなかったときよりも高い加熱能力に設定して沸き上げ運転を行い、前記条件を満たさなかったときの沸き上げ運転中に除霜運転が行われた場合には、除霜運転終了後のヒートポンプ回路の加熱能力を除霜運転前よりも高い加熱能力にして沸き上げ運転を行う制御手段を備えた
   ことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
2. 前記制御手段に、除霜運転が行われることが予測される条件として、外気温度が所定温度以下であることを設定した
   ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
3. 前記制御手段に、除霜運転が行われることが予測される条件として、水熱交換器に流入する給湯用水の温度が所定温度以下であることを設定した
   ことを特徴とする請求項１または２記載のヒートポンプ式給湯装置。
4. 前記制御手段を、除霜運転終了後の圧縮機の周波数を除霜運転前よりも高くすることによりヒートポンプ回路の加熱能力を高くするように構成した
   ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
5. 前記制御手段を、除霜運転終了後の蒸発器用送風機の回転数を除霜運転前よりも高くすることによりヒートポンプ回路の加熱能力を高くするように構成した
   ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
6. 前記制御手段を、除霜運転終了後の蒸発器用送風機の回転数を除霜運転前よりも高くすることによりヒートポンプ回路の加熱能力を高くした後、再び除霜運転が行われた場合には、除霜運転終了後の圧縮機の周波数を除霜運転前よりも高くすることによりヒートポンプ回路の加熱能力を高くするように構成した
   ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
7. 前記制御手段を、除霜運転終了後の膨張弁の開度を除霜運転前よりも小さくすることによりヒートポンプ回路の加熱能力を高くするように構成した
   ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。
8. 前記制御手段を、除霜運転終了後の圧縮機の吐出温度が除霜運転前よりも高くなるように圧縮機の周波数、蒸発器用送風機の回転数、膨張弁の開度の少なくとも一つを制御することによりヒートポンプ回路の加熱能力を高くするように構成した
   ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。

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