JP2011252676A - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】スケールの析出の判定が可能なヒートポンプ給湯機を提供する。
【解決手段】少なくとも、圧縮機１、液冷媒熱交換器２の冷媒側伝熱管２ａ、減圧装置４、および空気熱交換器５が冷媒配管により接続されて構成されるヒートポンプ冷媒回路と、少なくとも、ポンプ１５および前記液冷媒熱交換器２の液側伝熱管２ｂを液配管により接続されて構成される被加熱液体回路と、前記液冷媒熱交換器２の出口側の被加熱液体の温度を検出する第一温度センサ２０と、前記ヒートポンプ冷媒回路および／または前記被加熱液体回路を制御して液体加熱運転を行う運転制御手段５２と、を備えるヒートポンプ給湯機において、前記第一温度センサ２０で温度を検出する被過熱液体より上流側の被過熱液体の温度を検出する第二温度センサ２４を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯機に関するもので、特にスケール付着の検出および防止に関する。

ヒートポンプ給湯機は、夜間の割引電気料金を利用してヒートポンプ及びポンプを運転し、常温水（被加熱液体）を加熱して高温水（高温の被加熱液体）として貯液タンクに貯え、昼間の湯水使用時に蛇口を開いたとき、貯液タンク内の高温水に常温水を混ぜて適温水として給湯する貯湯式ヒートポンプ給湯機が一般的である。
なお、ヒートポンプ給湯機のヒートポンプ運転による水の沸上げ温度は、通常の貯湯運転（液体加熱運転）では約６５℃（（社）日本冷凍空調工業会規格（JRA4050:2007R）標準沸上げ温度：６５℃）、冬期低温時の貯湯運転（液体加熱運転）では約８５℃〜９０℃の高温（高温沸上げ）が一般的である。また、直接給湯運転時は洗面や入浴時の適温と言われる約４２℃が一般的である。

ヒートポンプ給湯機に使用する水道水は、カルシウムやマグネシウムなどの硬度成分を含んでいるため、長期間使用するうちに水道水中から析出したカルシウムやマグネシウムなどの硬度成分が水配管の内壁面にスケールとして析出し、水循環を阻害してヒートポンプ給湯機の加熱性能を低下させるおそれがある。
硬度成分の溶解度は、水温が高いほど低下してスケールが析出し易くなる。このため、特に、冬期低温時の高温貯湯運転などの高温沸き上げ運転により、ヒートポンプ給湯機の水冷媒熱交換器の高温部（出湯部）近辺にスケールが付着する。
スケールは、水管内面に硬度成分の核が付着すると成長が進み、堆積し、ヒートポンプ給湯機の加熱能力の低下が発生する。さらに、スケールの成長・堆積が進むと、水配管を閉塞させ、ヒートポンプ給湯機の運転ができなくなる。

水冷媒熱交換器の水回路におけるスケール析出に対する解決手段として、特開２００９−３０９５９号公報（特許文献１）には、水質調整ユニットを用いて水道水に含まれる硬度成分を予め除去する方法が開示されている。また、特許文献１には、水質を測定してスケール析出のおそれを判定し、ヒートポンプ給湯機の運転を制御することが開示されている。
また、スケール析出の検出方法として、特開２００９−２５０４６１号公報（特許文献２）には、水循環ポンプの出力を検出する検出手段を備え、スケール析出により水配管の圧力損失が増加したことを検出することによってスケール析出と判断し、ヒートポンプ給湯機の運転を制御する方法が開示されている。
また、特開２００９−２５０５７５号公報（特許文献３）には、設置地域を判断し、高硬度地域と判断される地域にヒートポンプ給湯機の据付が行われた場合は、スケール析出のおそれがあるとして、ヒートポンプ給湯機の運転を変更することが示されている。

特開２００９−３０９５９号公報 特開２００９−２５０４６１号公報 特開２００９−２５０５７５号公報

ヒートポンプ給湯機は貯湯運転（液体加熱運転）を行い、貯液タンクに湯水（高温の被加熱液体）として貯え、家庭内の給湯にあてるという設備の特性上、特に給湯熱需要の多い冬期などでは、湯切れを防止するために高温沸き上げ運転を行う場合が多い。
水道水の水質は各地域で異なり、また季節ごとにも変動があるため、硬度成分が高い地域・季節で高温沸き上げ運転を行うとスケールの析出が発生し、加熱能力の低下や、水配管閉塞による運転停止が発生するおそれがある。
なお、スケールが析出してしまうと、スケールを除去するために大掛かりな設備を使用したクリーニングを実施する必要がある。また、析出が進行し、流路が閉塞した場合は、ヒートポンプユニットを交換せざるを得ない状況となる。

特許文献１で開示された従来技術は、水道水に含まれる硬度成分を除去するための水質調整ユニットを備え、沸き上げる湯水の硬度を調整するものである。スケール析出の防止としては有効であるが、水質調整ユニットを内蔵するため、ヒートポンプ給湯機が複雑、高価になり、また水質調整ユニットのメンテナンスも必要となる。また、特許文献１に記載されたスケール析出の検出技術としては、水道水の成分を導電率、光学的測定などの測定手段により測定するものであり、ヒートポンプ給湯機が複雑、高価になるものである。
特許文献２で開示された従来技術は、水循環ポンプの出力を比較し、例えば前日より出力が増えている場合は、スケールが析出したことによる水配管の圧力損失の増大と判定し、沸き上げ運転を変更し、ヒートポンプ給湯機の延命を図るものである。しかし、圧力損失による循環ポンプの出力の変化は微小であり、その変化を検出するためには精度の高い検出器が必要となる。
特許文献３に記載された従来技術は、設置する地域により水道水の硬度を判定し、高硬度地域では、スケール析出を抑制する運転を行うものである。しかし、水の硬度は地域または季節によって多様に変化するため、十分な対応は難しい。

したがって、スケールの析出を抑制したヒートポンプ給湯機の運転を行うには、まず、安価で確実にスケールの析出を検出するための検出機構が必要であり、その検出結果に基づいて、スケールの析出を抑制する運転制御を行い、かつ、メンテナンスコールなどにより使用者に情報を発信するヒートポンプ給湯機が求められている。

そこで、本発明は、スケールの析出の判定が可能なヒートポンプ給湯機を提供することを課題とする。

本発明は、このような課題を解決するために、請求項１に係るヒートポンプ給湯機は、少なくとも、圧縮機、液冷媒熱交換器の冷媒側伝熱管、減圧装置、および空気熱交換器が冷媒配管により接続されて構成されるヒートポンプ冷媒回路と、少なくとも、ポンプおよび前記液冷媒熱交換器の液側伝熱管を液配管により接続されて構成される被加熱液体回路と、前記液冷媒熱交換器の出口側の被加熱液体の温度を検出する第一温度センサと、前記ヒートポンプ冷媒回路および／または前記被加熱液体回路を制御して液体加熱運転を行う運転制御手段と、を備えるヒートポンプ給湯機において、前記第一温度センサで温度を検出する被過熱液体より上流側の被過熱液体の温度を検出する第二温度センサを備えることを特徴とする。

また、請求項２に係るヒートポンプ給湯機は、前記第二温度センサは、前記液冷媒熱交換器の前記液側伝熱管に設けられることを特徴とする。

また、請求項３に係るヒートポンプ給湯機は、前記液冷媒熱交換器は、高温側液冷媒熱交換器と低温側液冷媒熱交換器とを有し、前記第二温度センサは、前記高温側液冷媒熱交換器の液側伝熱管と前記低温側液冷媒熱交換器の液側伝熱管とを接続する液配管に設けられることを特徴とする。

また、請求項４に係るヒートポンプ給湯機は、前記第二温度センサは、管の表面に固定され、前記管の温度から被過熱液体の温度を検出する温度センサであることを特徴とする。

また、請求項５に係るヒートポンプ給湯機は、前記第二温度センサは、管の被過熱液体流路内に温度検出部が設けられ、被加熱液体の温度を直接検出する温度センサであることを特徴とする。

また、請求項６に係るヒートポンプ給湯機は、前記運転制御手段は、前記第一温度センサの検出する温度と、前記第二温度センサの検出する温度との差により、スケールの析出を判定することを特徴とする。

また、請求項７に係るヒートポンプ給湯機は、前記液冷媒熱交換器の入口側の被加熱液体の温度を検出する第三温度センサを更に備え、前記運転制御手段は、前記第一温度センサの検出する温度および前記第三温度センサの検出する温度から算出された温度と、前記第二温度センサの検出する温度との差により、スケールの析出を判定することを特徴とする。

また、請求項８に係るヒートポンプ給湯機は、前記運転制御手段は、スケールが析出したと判定した場合には、前記ヒートポンプ冷媒回路および／または前記被加熱液体回路の運転を変更することを特徴とする。

また、請求項９に係るヒートポンプ給湯機は、前記運転の変更は、前記液冷媒熱交換器の出口側の被加熱液体の温度の規定値を低温化する運転に変更することを特徴とする。

また、請求項１０に係るヒートポンプ給湯機は、前記運転の変更は、前記温度差に対する閾値を複数備え、その閾値に応じて前記液冷媒熱交換器の出口側の被加熱液体の温度の規定値を低温化することを特徴とする。

また、請求項１１に係るヒートポンプ給湯機は、前記液冷媒熱交換器で加熱された被加熱液体を貯める貯液タンクを備え、前記運転制御手段は、夜間時間に液体加熱運転を行い前記貯液タンクに高温の被加熱液体を貯めると共に、前記液冷媒熱交換器の出口側の被加熱液体の温度の規定値を低温化する運転に変更した場合には、強制的に昼間時間の沸き上げ運転を実行する運転に変更することを特徴とする。

また、請求項１２に係るヒートポンプ給湯機は、使用者に前記ヒートポンプ給湯機の運転状態を報知する報知手段を備え、前記運転制御手段は、スケールが析出したと判定した場合には、前記報知手段によりスケールの析出を報知することを特徴とする。

また、請求項１３に係るヒートポンプ給湯機は、使用者に前記ヒートポンプ給湯機の運転状態を報知する報知手段を備え、前記運転制御手段は、スケールが析出したと判定する前記温度差に対する閾値を複数備え、その閾値に応じて前記液冷媒熱交換器の出口側の被加熱液体の温度の規定値を低温化し、スケールの析出が進行した場合には、前記報知手段によりスケールの析出を報知することを特徴とする。

また、請求項１４に係るヒートポンプ給湯機は、前記冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする。

本発明によれば、スケールの析出の判定が可能なヒートポンプ給湯機を提供することができる。

第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機の構成模式図である。 第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機の運転動作のフローチャートである。 第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機の水冷媒熱交換器の水と冷媒の温度変化を示すグラフである。 第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機のスケール析出時における水冷媒熱交換器の水と冷媒の温度変化を示すグラフである。 第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機の水側伝熱管に設けられた温度センサが検出する温度と出湯温度との関係を示すグラフである。 第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機のスケール析出判定を説明するグラフである。 第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機のスケール析出判定と運転制御の変更を説明するフローチャートである。 第２実施形態に係るヒートポンプ給湯機の構成模式図である。 第２実施形態に係るヒートポンプ給湯機の水冷媒熱交換器の水と冷媒の温度変化を示すグラフである。 第３実施形態に係るヒートポンプ給湯機のスケール析出判定を説明するグラフである。 第３実施形態に係るヒートポンプ給湯機のスケール析出判定と運転制御の変更を説明するフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。

≪第１実施形態≫
図１は、第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機の構成模式図である。
ヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプ冷媒回路の構成部品及び被加熱液体回路の一方の構成部品を収納したヒートポンプユニット３０と、被加熱液体回路の他方の構成部品及び給液回路の構成部品を収納した貯液ユニット４０と、貯液ユニット４０を制御する運転制御手段５１と、ヒートポンプユニット３０を制御する運転制御手段５２と、使用者へのインターフェースとしてのリモコン５０を備えて構成されている。なお、リモコン５０と、運転制御手段５１と、運転制御手段５２とは、通信可能に接続されている。
以下、ヒートポンプ冷媒回路、被加熱液体回路、及び給液回路の構成について説明する。

＜ヒートポンプ冷媒回路＞
ヒートポンプ冷媒回路は、圧縮機１と、水冷媒熱交換器２の冷媒側伝熱管２ａと、減圧装置４と、空気熱交換器５とを備えて構成され、冷媒が循環するように、それぞれ冷媒配管を介して順次環状に接続されている。なお、本実施形態での冷媒としては、炭酸ガス（ＣＯ₂ ）冷媒が封入されており、また、本実施形態での被加熱液体（液）としては、水(飲用水道水)が用いられているものとして以下説明する。

圧縮機１は、空気熱交換器５からの冷媒を圧縮するとともに、圧縮した高温のガス冷媒（高温冷媒）を水冷媒熱交換器２の冷媒側伝熱管２ａに送り出している。
圧縮機１は、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御、電圧制御（例えばＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation)制御）及びこれらを組み合わせた制御により、低速（例えば７００回転／分）から高速（例えば６０００回転／分）まで回転速度制御ができるようになっている。
なお、運転制御手段５２は、ヒートポンプユニット３０の加熱能力が一定となるように運転制御を行うため、外気温度の高い夏期では圧縮機１の回転速度を低速で運転し、外気温度の低い冬期では圧縮機１の回転速度を高速で運転するなど、外気温度の状況や、入水温度、出湯温度に応じて圧縮機１の回転速度を制御する。

水冷媒熱交換器２は、圧縮機１から吐出される高温冷媒を流通させる冷媒側伝熱管２ａと、後述する水を流通させる水側伝熱管２ｂとを備えて構成され、冷媒側伝熱管２ａと水側伝熱管２ｂとの間で熱交換するよう密着して設けられる。

減圧装置４は、水冷媒熱交換器２の冷媒側伝熱管２ａと空気熱交換器５との間に配置される冷媒配管の途中に設けられており、一般に電動膨張弁が使用されている。
減圧装置４は、水冷媒熱交換器２を経て送られてくる中温高圧冷媒を減圧し、蒸発し易い低圧冷媒として空気熱交換器５へ送り出している。
また、減圧装置４は、絞り開度が調節可能となっており、この絞り開度を変えてヒートポンプ冷媒回路内の冷媒循環量を調節する働きや、冬期低温時にヒートポンプ運転して空気熱交換器５に着霜した場合に、絞り開度を全開にして中温冷媒を空気熱交換器５に多量に送って霜を溶かす除霜装置としても働く。

空気熱交換器５は、送風ファン６の回転によって外気を取り入れた空気と、空気熱交換器５内を流通する冷媒との熱交換を行って、外気から熱を汲み上げるものである。そして、冷媒は、空気熱交換器５から圧縮機１へと送られる。

＜被加熱液体回路＞
被加熱液体回路は、夜間の割引電気料金を利用して定期的に湯（高温水）を貯液タンク１０に貯める「貯湯運転（液体加熱運転）」、及び残湯量が規定値以下になった場合のみ運転する「タンク沸上げ運転（液体加熱運転）」によって、貯液タンク１０に高温水を貯めるための液回路である。
被加熱液体回路は、貯液タンク１０と、ポンプ１５と、水冷媒熱交換器２の水側伝熱管２ｂとを備えて構成され、それぞれ水配管を介して順次環状に接続されている。

ポンプ１５は、被加熱液体回路内の水を送るポンプであり、具体的には、貯液タンク１０の底部に接続された水配管を介して貯液タンク１０内の水を水冷媒熱交換器２の水側伝熱管２ｂに入水する。

水冷媒熱交換器２は、前述した冷媒側伝熱管２ａと、ポンプ１５から吐出される低温水を流通させる水側伝熱管２ｂとを備えて構成され、冷媒側伝熱管２ａと水側伝熱管２ｂとの間で熱交換するように密着して設けられる。

即ち、ポンプ１５から吐出される低温水は、水冷媒熱交換器２の水側伝熱管２ｂに流入して、規定温度に加熱されて貯液タンク１０の上部から貯湯される。
例えば、冬期低温時の高温貯湯運転で規定温度９０℃の場合、ポンプ１５から吐出される約１０℃の低温水を水冷媒熱交換器２で約９０℃まで加熱して出湯する。このため、加熱源となる圧縮機１から吐出される冷媒温度は１００℃以上にもなる場合もある。

＜給液回路＞
給液回路は、湯水使用時に行う「給湯運転」によって、蛇口１４などから湯水を供給するための液回路である。
給液回路は、給水金具７と、減圧弁８と、流量センサ９と、貯液タンク１０と、湯水混合弁１２と、給湯金具１３とが水配管を介して順次直列に接続され構成されている。
また、流量センサ９と貯液タンク１０との間に配置される水配管は途中で分岐し、湯水混合弁１２と接続されている。
給水金具７は水道などの給水源と接続され、給湯金具１３は蛇口１４に接続されている。なお、図１には、給湯金具１３に蛇口１４のみが接続されているが、洗面蛇口（図示せず）や風呂湯張り回路（図示せず）などの使用端末にも接続されていてもよい。

＜運転制御手段＞
次に、ヒートポンプ給湯機の運転制御手段５１，５２について説明する。
貯液ユニット４０を制御する運転制御手段５１は、湯水混合弁１２を制御して蛇口１４から吐出される湯水の給湯温度を調整し、給湯運転を制御する。
また、運転制御手段５１は、給湯使用量を検出する流量センサ９および／または貯湯温度や貯湯量を検知するための複数のタンク温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄから、貯液タンク１０の貯湯量を検出し、貯液タンク１０の沸き上げタイミングや沸き上げ温度を制御する。
なお、運転制御手段５１は、給湯使用量を検出する流量センサ９から１日の給湯負荷を判定し、省エネ最適運転となるように沸き上げ温度や沸き上げ量、沸き上げ時間を制御する学習制御機能を備えていてもよい。

ヒートポンプユニット３０を制御する運転制御手段５２は、圧縮機１や送風ファン６の回転速度制御を行うとともに、減圧装置４の絞り開度を制御することにより、ヒートポンプ冷媒回路の運転を制御する。また、運転制御手段５２は、ヒートポンプ冷媒回路の運転制御とともに、ヒートポンプユニット３０の加熱能力、入水温度（ヒートポンプユニット３０に供給される低温水の温度）に基づいて、設定された出湯温度（ヒートポンプユニット３０で加熱された高温水の温度）となるようにポンプ１５の回転速度制御を行い、貯湯運転（液体加熱運転）を制御する。

また、運転制御手段５２は、冬期低温時は高温貯湯の規定温度（例えば９０℃）で貯湯するとともに周囲温度や給水温度が低く加熱負荷が大きいため、圧縮機１を高回転速度（例えば３０００〜４０００回転／分）とし、夏期や中間期は加熱負荷が軽いので通常貯湯の規定温度（約６５℃）で比較的低回転速度（例えば１０００〜２０００回転／分）とするなどの最適運転制御手段（図示せず）を有している。

ヒートポンプユニット３０は、圧縮機１から吐出された冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ（図示せず）、圧縮機１から吐出された冷媒の温度を検出する吐出温度センサ２２、外気温度を検出する外気温度センサ２３、出湯温度を検出する出湯温度センサ２０、入水温度を検出する入水温度センサ２１、水冷媒熱交換器２の水側伝熱管２ｂ内の水（被加熱液体）の温度を検出する水管温度センサ２４などのセンサを備え、各検出信号は運転制御手段５２に入力されるように構成されている。

使用者へのインターフェースとしてのリモコン５０は、給湯温度の設定やエラーの表示、運転モードの変更などができるようになっている。

＜ヒートポンプ給湯機の運転動作＞
次に、第１実施形態のヒートポンプ給湯機の運転動作について図１を参照しつつ、図２を用いて説明する。
図２は、第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機の夜中の貯湯運転から翌日の給湯運転、学習制御に及ぶ１日の運転動作のフローチャートである。
運転制御手段５１は、毎日の給湯使用量を記憶学習して翌日の給湯使用量を推定し、夜間の貯湯温度及び貯湯量を決定するとともに、上記貯湯量が夜間電気割引料金の適用される規定時間（例えば２３時〜７時）内に沸き上がるように貯湯運転開始時刻を設定する学習制御手段を有している。

貯湯運転開始時刻になると、ヒートポンプ給湯機の運転制御手段５１，５２は、貯湯運転を開始（ステップＳ６１）する。
即ち、運転制御手段５２は、圧縮機１、減圧装置４、送風ファン６を始動させヒートポンプ運転を開始するとともに、ポンプ１５を制御し、貯液タンク１０底部から循環されるタンク貯湯水を水冷媒熱交換器２で高温冷媒と熱交換して規定温度の高温水とし、貯液タンク１０上部から戻す貯湯運転を行う。

次に、運転制御手段５１は複数のタンク温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄからの検出信号に基づき、貯液タンク１０の貯湯量判定を行う（ステップＳ６２）。貯湯温度及び貯湯量が規定値に達しないうちは貯湯運転を継続し、規定値に達すると、運転制御手段５２はヒートポンプ運転を停止し貯湯運転を終了する（ステップＳ６３）。

使用者が、蛇口１４を開き湯水使用が開始されると（ステップＳ６４）、運転制御手段５１は、給湯温度が適温（一般的には約４２℃）となるように湯水混合弁１２からの給水量を調整し、給水金具７、減圧弁８、流量センサ９、貯液タンク１０、湯水混合弁１２、給湯金具１３、蛇口１４の給液回路で適温水を供給する給湯運転を開始する（ステップＳ６５）。なお、給湯運転時は、水道などの給水源からの水圧で給湯を行う。

次に蛇口１４を閉じて湯水使用が終了されると（ステップＳ６６）、給湯は停止され湯水混合弁１２は所定の位置に設定され給湯運転は停止する（ステップＳ６７）。

更に、運転制御手段５１は、給湯運転中（ステップＳ６５）及び給湯運転停止（ステップＳ６７）後に、タンク温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄによって貯液タンク１０内の貯湯温度及び貯湯量を検知し、タンク残湯量の判定を行う（ステップＳ６８）。
通常は規定量以上残湯しておりタンク沸上げ運転は行わないが、給湯使用量が学習制御による推定量より多く、タンク残湯量が規定値未満になった場合はタンク沸上げ運転を行い（ステップＳ６９）、貯湯量判定において（ステップＳ７０）、貯湯温度及び貯湯量が規定値に達してからタンク沸上げ運転を終了する（ステップＳ７１）。

使用者による１日の湯水使用が終了するまでステップＳ６４からステップＳ７１が繰り返され（ステップＳ７２でＮｏ）、１日の湯水使用が終了すると（ステップＳ７２でＹｅｓ）、運転制御手段５１は学習制御手段（図示せず）を機能させる。即ち、運転制御手段５１は複数のタンク温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄからの検出信号に基づき、タンク残湯温度及び残湯量を検知して１日毎の湯水使用量を算出し、翌日使用量の推定算出を行い、それに適合した貯湯温度及び貯湯量、貯湯運転開始時刻などの貯湯運転条件の設定を行う（ステップＳ７３）。
なお、学習制御手段が行う翌日の湯水使用量の推定算出は、一般的に過去７日間程度の外気温度や湯水使用量などを基にして、夜間の貯湯運転のみで十分間に合うように翌日の湯水使用量が推定算出される。
また、湯水使用終了は、一般的に夜間電気割引料金時間帯（２３時〜７時）の始まる２３時としている。

これにより、ヒートポンプ給湯機の夜間の貯湯運転から給湯使用終了までの１日の運転動作が終了する。
なお、ステップＳ７３で設定された貯湯運転条件に基づき、貯湯運転開始時刻になると、貯湯運転条件にしたがって翌日の給湯使用のための貯湯運転を開始する（ステップＳ６１）。

＜スケールの析出＞
ここで、スケールの析出について説明する。
ヒートポンプ給湯機において、被加熱液体としては一般的に飲用水道水が使用される。飲用水道水には、カルシウムやマグネシウムなどの硬度成分が含まれている。
硬度成分は、水温が高くなるほど溶解度が低下する。飲用水道水は水冷媒熱交換器２で加熱され、飽和を超えた硬度成分は水中に析出する。析出した硬度成分の一部は加熱された水とともに貯液タンク１０に流入し、貯液タンク１０の底部に堆積する。なお、貯液タンク１０に流入した硬度成分は、タンク排水時に硬度成分も排出される。

また、析出した硬度成分の一部は、水冷媒熱交換器２の水側伝熱管２ｂの内壁に析出し、スケールとして水側伝熱管２ｂの内壁に次第に堆積する。
特に、冬期高温（例えば９０℃）貯湯運転時には、圧縮機１から吐出される冷媒温度が１００℃以上にも達し、水冷媒熱交換器２の水側伝熱管２ｂの出湯側高温部においては、水中の硬度成分の溶解度は極端に低下し、水側伝熱管２ｂの内壁に析出する。内壁に析出したスケールにより、水側伝熱管２ｂ内の水循環を妨げ、加熱性能が低下する。さらにスケールの析出が進行すると、水の流れを阻害し、水循環ができず、沸き上げ運転ができない状況になる場合がある。
このため、スケールの析出を判定し、スケールが析出している場合には適切な運転制御を行う必要がある。

ヒートポンプ給湯機が設置される場所の水質（硬度成分の硬度）は、地域により大きく異なり、同一地域でも水質が異なる場合もある。また、季節によっても硬度が変化することもあり、スケールの発生を予測することは困難である。
なお、ヒートポンプ給湯機を設置するごとに水の成分の分析を行い、硬度を調査することによりスケールの発生を予測する方法も考えられるが、作業と費用を要するばかりか、季節により変化した場合は、硬度を正しく判断することはできない。

＜スケール析出判定＞
次に、図１を参照しつつ、図３から図６を用いてスケール析出判定について説明する。
図３は、第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機の水冷媒熱交換器の水と冷媒の温度変化を示すグラフである。
なお、縦軸は、冷媒および水（被加熱液体）の温度を示す。横軸は、水冷媒熱交換器２の長さ方向を示し、長さ０％の位置が水の入口であり、長さ１００％の位置が水の出口である。
水は、長さ０％の位置では入水温度であるが、対向流で流れる冷媒との熱交換が行われ、熱交換器長さ１００％位置、即ち出口部で出湯温度になる。
ヒートポンプ給湯機の運転制御手段５２は、ポンプ１５の流量を調整したり、圧縮機１の回転速度を変更し、循環冷媒量を調整したり、減圧装置４の開度を調整したりすることにより、出湯温度が規定温度となるように運転制御が行われる。

図４は、第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機のスケール析出時における水冷媒熱交換器の水と冷媒の温度変化を示すグラフである。
硬度成分は水温が高くなるほど溶解度が減少し、析出しやすくなるため、水が高温となる領域からスケールの析出は開始する。
高温部にスケールが析出してきた場合、水側伝熱管２ｂの壁面にスケールが析出することにより、スケールが析出していない正常時と比較して、水冷媒熱交換器２の熱伝達性能が高温部で低下する。そのため、高温部の水と冷媒の温度上昇の勾配（図４の示すグラフの傾き）が小さくなる。

ここで、出湯温度は、前述のように出湯温度が規定温度となるように運転制御されるため、スケールが析出していない正常時とスケール析出時にかかわらず一定となる。
即ち、スケール析出時において、運転制御手段５２は、高温部付近の熱伝達性能が低下した分、ポンプ１５を制御して水の流量を少なくしたり、圧縮機１の回転速度や減圧装置４の開度を制御して、冷媒循環量を増加させたりすることにより、出湯温度を規定温度にあわせるような制御が行われる。
このように、スケール析出時において、スケールの析出した高温部においては、伝熱性能が低下し、水と冷媒の温度変化の上昇の勾配（図４に示すグラフの傾き）は小さくなるが、スケールが析出していない領域では、出湯温度が規定温度となるように水の流量を少なくする、および／または、冷媒循環量を増やすことにより、水と冷媒の温度変化の上昇の勾配（図４に示すグラフの傾き）が大きくなる。

なお、スケールが析出していない正常時とスケール析出時との出湯温度は一定であるが、水冷媒熱交換器２の性能が低下したため、加熱能力が低下する、消費電力が増加するなど冷凍サイクルの効率は低下することになる。このため、水冷媒熱交換器２の性能低下を推定し、スケールの析出を判定する方法も考えられる。しかし、冷凍サイクルの運転条件は外気温度、湿度、入水温度などのさまざまな環境条件により変化するため、冷凍サイクルの運転状態から、水冷媒熱交換器２の性能低下を推定し、スケールの析出を判定することは極めて困難である。

ここで、第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機は、図１に示すように、水冷媒熱交換器２の水側伝熱管２ｂの途中の水の温度を検出する水管温度センサ２４を備えている。
図５は、第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機の水側伝熱管に設けられた温度センサが検出する温度と出湯温度との関係を示すグラフである。
図５に示すように、ヒートポンプ給湯機の運転時間が経過すると、即ち、水側伝熱管２ｂの壁面にスケールが析出すると、水管温度センサ２４が検出する温度は上昇し、出湯温度に近づいていく。これは、水管温度センサ２４を取り付けた位置より下流側（水管温度センサ２４の取付位置〜水側伝熱管２ｂの出口）においてはスケールの析出により熱伝達性能が低下し、水管温度センサ２４を取り付けた位置より上流側（水側伝熱管２ｂの入口〜水管温度センサ２４の取付位置）においてより熱交換が行われるようになるためである。

図６は、第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機のスケール析出判定を説明するグラフである。
前述のように、出湯温度は、スケールが析出していない正常時もスケール析出時も規定温度となるため変化しない。一方、図５を用いて説明したように、水管温度センサ２４の検出値はスケールの析出とともに上昇し、出湯温度との温度差が小さくなっていく。
したがって、水冷媒熱交換器２の出湯温度を検出している部分（出湯温度センサ２０）より上流側の熱交換途中の位置に水管温度センサ２４を取り付け、この温度を検出することによりスケールの析出を判定することができ、また、その温度レベルによりスケール析出の進行具合も予測することができる。

なお、水管温度センサ２４は、水冷媒熱交換器２の水側伝熱管２ｂの表面に固定され、配管温度から水温度を検出する温度センサであってもよく、水側伝熱管２ｂの中に温度検出部が取り付けられ、直接水の温度を検出する温度センサであってもよい。
ただし、水側伝熱管２ｂ表面の温度を検出する場合は、冷媒側伝熱管２ａの冷媒温度の影響をうけないような構造にすることが望ましい。
なお、水側伝熱管２ｂ中に温度検出部を設置した場合は、直接水の温度を検出できるため、より精度の高い判定ができる。

また、スケールは高温となる水側伝熱管２ｂの出口近傍から析出が開始されるため、水管温度センサ２４は水側伝熱管２ｂの出口側に近い部位に設置するほうが望ましく、出湯温度に対して、正常時に２℃〜１０℃温度が低い位置に付けることが望ましい。あまり温度差が無い場合は、誤判定を生じる可能性があり、温度差が大きすぎる場合は、少量のスケールの析出では温度変化が少なく判定できなくなるためである。

例えば、出湯温度が９０℃のときに正常時の水管温度センサ２４の検出温度が８５℃として説明する。スケールが析出していない状態（正常時）では、８５℃であったものが、スケールの析出とともに、水管温度センサ２４の検出温度が上昇する。
ここで、例えば、設定値を８７℃とし、水管温度センサ２４の検出温度が８７℃となったらスケール析出と判定し、運転制御の変更を行い、スケールの析出の進行を防止する。
また、スケール析出の判定は、出湯温度との温度差として判断してもよく、初期値を５℃（９０℃−８５℃）とし、スケール判定の設定値を３℃（９０℃−８７℃）としてもよい。

＜スケール析出判定と運転制御の変更＞
なお、スケールの析出を判定する設定値は、１つでもよく、複数であってもよい。複数の設定値を設けた場合は、段階的に運転制御の変更をすることもできる。
図７は、第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機のスケール析出判定と運転制御の変更を説明するフローチャートである。
図７では出湯温度と水管温度センサ２４の検出温度との温度差に対して３つの設定値が設けられている。
運転制御手段５２は、ヒートポンプユニット３０を制御し、沸き上げ運転を行う（ステップＳ１０１）。なお、沸き上げ運転開始直後は、水冷媒熱交換器２内の水の温度が安定していないため、サイクルが安定状態となったらステップＳ１０２に進む。
運転制御手段５２は、出湯温度センサ２０から出湯温度および水管温度センサ２４の検出温度を取得し、出湯温度と水管温度センサ２４の検出温度との差分値（温度差）を演算する（ステップＳ１０２）。

運転制御手段５２は、ステップＳ１０２で求めた温度差が第１設定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。温度差が第１設定値以上である場合には（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、運転制御手段５２は、スケールの析出は無いまたは微量であるとして、沸き上げ温度、即ち、出湯温度の規定温度の上限を９０℃として（ステップＳ１０４）、沸き上げ運転を継続する。

一方、温度差が第１設定値未満である場合には（ステップＳ１０３でＮｏ）、スケールの析出が開始されたと判定し、ステップＳ１０５に進む。
即ち、ヒートポンプ給湯機が設置されている場所の水質には硬度成分が多く、高温の沸き上げ（９０℃）を行ったことにより、スケールが析出されたと判定する。

運転制御手段５２は、ステップＳ１０２で求めた温度差が第２設定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。なお、第２設定値は、第１設定値よりも小さな値である。温度差が第２設定値以上である場合には（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、運転制御手段５２は、スケールの析出は小さいとして、沸き上げ温度、即ち、出湯温度の規定温度の上限を８０℃として（ステップＳ１０６）、沸き上げ運転を継続する。
以降の運転では出湯温度の上限を８０℃とする。硬度成分は高温になるほど飽和量が減少するため、湯水に析出が始まる。沸き上げの温度を低下させることによりスケールの析出量を低減することができる。

一方、温度差が第２設定値未満である場合には（ステップＳ１０５でＮｏ）、ステップＳ１０７に進む。
運転制御手段５２は、ステップＳ１０２で求めた温度差が第３設定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。なお、第３設定値は、第２設定値よりも小さな値である。温度差が第３設定値以上である場合には（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、運転制御手段５２は、スケールの析出は中程度として、沸き上げ温度、即ち、出湯温度の規定温度を７５℃として昼間沸き上げ運転を許可し、その旨をリモコン５０に表示して（ステップＳ１０８）、沸き上げ運転を継続する。
即ち、出湯温度の上限を８０℃としてもスケールの析出が進行していると判断し、以降の運転では出湯温度の上限を７５℃とする。上限をさらに低減して、スケールの析出を防止し、ヒートポンプ給湯機の運転継続を行う。
また、沸き上げ温度を低下させたことにより、貯液タンク１０に貯められた熱量も減少するため、昼間使用中に湯切れが発生する可能性がある。ヒートポンプ給湯機は、運転モードを種々持っているものがある。経済性を考慮し、深夜時間帯(例えば１１時〜７時)のみ運転を許可している運転モードに設定されている場合、深夜時間帯の貯湯量では一日の給湯負荷をまかなえない場合がある。このような状況を考慮し、昼間時間帯での運転を強制的に許可し、湯切れを防止し、ユーザーの給湯需要の要求に応えることができる。この場合は、リモコン５０に昼間運転を許可したことを表示してもよい。

一方、温度差が第３設定値未満である場合には（ステップＳ１０７でＮｏ）、ステップＳ１０９に進む。
運転制御手段５２は、スケールの析出は大きいとして、沸き上げ温度、即ち、出湯温度の規定温度を６５℃として昼間沸き上げ運転を許可し、その旨をリモコン５０にメンテナンスコールを表示して（ステップＳ１０９）、沸き上げ運転を継続する。
即ち、出湯温度を６５℃とする。この場合は、これ以上の出湯温度を低下させることができず、スケールの析出が進行した場合に水側伝熱管２ｂの閉塞の可能性もあるため、リモコン５０にメンテナンスコールを表示し、使用者にメンテナンスを要求する。
ただし、ヒートポンプ給湯機は、まだ運転可能な状態であるため、使用者の都合により点検やメンテナンスを行うことができる。また、急なヒートポンプ給湯機の運転停止により給湯が使用できないという状況を回避することができる。

なお、スケールは、酸やアルカリまたは複合した洗浄剤のようなもので除去することも可能であるが、洗浄は大掛かりであり、また、スケールが著しく析出、堆積している場合は完全な除去が困難になる場合もある。このため、早めのコールを行うことで、メンテナンス受けるまで、ヒートポンプ給湯機の運転を継続することができる。

このように、スケールが析出したと判定した場合、スケールの析出を抑制する運転に切り替え、析出の抑制を行うとともに、スケールの析出がさらに進行した場合は、早めのメンテナンスコールを行うことで、使用者に急なヒートポンプ給湯機の運転停止といった迷惑をかけることなく、保守を行うことができる。

なお、図７では、沸き上げ温度を低減させる運転制御の変更をおこなったが、スケールの析出を抑制する運転としては、運転時間の短縮や、運転時のサイクルの冷媒循環量の変更、ポンプ１５の流量の変更など、スケールの析出に影響のある運転状態を変更することによっても効果はあり、また、様々な運転変更を組み合わせることにより、析出を抑制してもよい。また、湯水を循環させて、析出したスケールを再度溶解させるなどのスケール除去のための運転制御を実施させてもよい。

≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係るヒートポンプ給湯機について図８および図９を用いて説明する。
図８は、第２実施形態に係るヒートポンプ給湯機の構成模式図である。
第２実施形態に係るヒートポンプ給湯機（図８参照）は、第１実施形態に係るヒートポンプ給湯機（図１参照）の水冷媒熱交換器２に替えて、低温側水冷媒熱交換器２Ａと、高温側水冷媒熱交換器２Ｂと、冷媒接続配管３ａと、水接続配管３ｂとを備えている。
圧縮機１から吐出された冷媒は、高温側水冷媒熱交換器２Ｂの冷媒側伝熱管２Ｂａに流入して水側伝熱管２Ｂｂと熱交換を行い、冷媒接続配管３ａを介して、低温側水冷媒熱交換器２Ａの冷媒側伝熱管２Ａａに流入して水側伝熱管２Ａｂと熱交換を行い、減圧装置４に流入する。
一方、ポンプ１５から吐出された低温水は、低温側水冷媒熱交換器２Ａの水側伝熱管２Ａｂに流入して、ある程度の温度まで上昇して、水接続配管３ｂを介して、高温側水冷媒熱交換器２Ｂの水側伝熱管２Ｂｂに流入して、規定温度に加熱されて貯液タンク１０の上部から貯湯される。

このように水冷媒熱交換器を２段構成とすることにより、高温側水冷媒熱交換器２Ｂの水側伝熱管２Ｂｂの内径を大きくして、スケールの析出に対して強化することができる。また、スケールが析出する高温側の水側伝熱管２Ｂｂを取り外し可能な構造とすることにより、スケール析出時のメンテナンスが容易となる。

また、水管温度センサ２４は、水接続配管３ｂに設けられている。これにより、水管温度センサ２４が水接続配管３ｂの表面に固定され、配管温度から水温度を検出する温度センサである場合にも、精度よく温度を検出することができる。

図９は、第２実施形態に係るヒートポンプ給湯機の水冷媒熱交換器の水と冷媒の温度変化を示すグラフである。
図９に示すように、低温側水冷媒熱交換器２Ａと高温側水冷媒熱交換器２Ｂとを接続する冷媒接続配管３ａと水接続配管３ｂは、熱交換を行わないため、温度の平坦部が形成される。この平坦部（即ち、水接続配管３ｂ）に水管温度センサ２４を設けることにより、取付位置のずれによる温度の誤差の影響を受けにくくなり、より精度よく検出することが可能となる。

≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態に係るヒートポンプ給湯機について図１０および図１１を用いて説明する。
第３実施形態に係るヒートポンプ給湯機と、第１実施形態および第２実施形態に係るヒートポンプ給湯機との差異点は、スケールの析出判定の方法が異なる。
第３実施形態に係るヒートポンプ給湯機は、水冷媒熱交換器２の入水側の水温を検出する入水温度センサ２１と、水冷媒熱交換器２の出湯側の水温（湯温）を検出する出湯温度センサ２０と、水冷媒熱交換器２の水管の途中に設けられた水管温度センサ２４とを検出して、スケールの析出の判定を行う。

図１０は、第３実施形態に係るヒートポンプ給湯機のスケール析出判定を説明するグラフである。
図１０に示すように、水冷媒熱交換器２内の水の温度勾配がリニアであるとすれば、入水温度と出湯温度と水管温度センサ２４の取付位置とから、水管温度センサ２４のスケールが析出していない正常時の温度を算出することができる。
この算出された温度と水管温度センサ２４で検出された検出温度との差異から、スケールの析出を判定することができる。即ち、算出された温度と水管温度センサ２４で検出された検出温度との温度差が大きくなるほど、スケールが析出していると判定することができる。

図１１は、第３実施形態に係るヒートポンプ給湯機のスケール析出判定と運転制御の変更を説明するフローチャートである。
運転制御手段５２は、ヒートポンプユニット３０を制御し、沸き上げ運転を行う（ステップＳ２０１）。なお、沸き上げ運転開始直後は、水冷媒熱交換器２内の水の温度が安定していないため、サイクルが安定状態となったらステップＳ２０２に進む。
運転制御手段５２は、出湯温度センサ２０から出湯温度および入水温度センサ２１から入水温度を取得し、水管温度センサ２４の取付位置のスケールが析出していない正常時の水温度を算出する。そして、運転制御手段５２は、水管温度センサ２４の検出温度を取得し、算出した正常時の温度と水管温度センサ２４の検出温度との差分値（温度差）を演算する（ステップＳ２０２）。

運転制御手段５２は、ステップＳ２０２で求めた温度差が第４設定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。温度差が第４設定値以下である場合には（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、運転制御手段５２は、スケールの析出は無いまたは微量であるとして、沸き上げ温度、即ち、出湯温度の規定温度の上限を９０℃として（ステップＳ２０４）、沸き上げ運転を継続する。

一方、温度差が第４設定値より大きい場合には（ステップＳ２０３でＮｏ）、スケールの析出が開始されたと判定し、ステップＳ２０５に進む。
即ち、ヒートポンプ給湯機が設置されている場所の水質には硬度成分が多く、高温の沸き上げ（９０℃）を行ったことにより、スケールが析出されたと判定する。

運転制御手段５２は、ステップＳ２０２で求めた温度差が第５設定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。なお、第５設定値は、第４設定値よりも大きな値である。温度差が第５設定値以下である場合には（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、運転制御手段５２は、スケールの析出は小さいとして、沸き上げ温度、即ち、出湯温度の規定温度の上限を８０℃として（ステップＳ２０６）、沸き上げ運転を継続する。
以降の運転では出湯温度の上限を８０℃とする。硬度成分は高温になるほど飽和量が減少するため、湯水に析出が始まる。沸き上げの温度を低下させることによりスケールの析出量を低減することができる。

一方、温度差が第５設定値より大きい場合には（ステップＳ２０５でＮｏ）、ステップＳ２０７に進む。
運転制御手段５２は、ステップＳ２０２で求めた温度差が第６設定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。なお、第６設定値は、第５設定値よりも大きな値である。温度差が第６設定値以下である場合には（ステップＳ２０７でＹｅｓ）、運転制御手段５２は、スケールの析出は中程度として、沸き上げ温度、即ち、出湯温度の規定温度を７５℃として昼間沸き上げ運転を許可し、その旨をリモコン５０に表示して（ステップＳ２０８）、沸き上げ運転を継続する。
即ち、出湯温度の上限を８０℃としてもスケールの析出が進行していると判断し、以降の運転では出湯温度の上限を７５℃とする。上限をさらに低減して、スケールの析出を防止し、ヒートポンプ給湯機の運転継続を行う。
また、沸き上げ温度を低下させたことにより、貯液タンク１０に貯められた熱量も減少するため、昼間使用中に湯切れが発生する可能性がある。ヒートポンプ給湯機は、運転モードを種々持っているものがある。経済性を考慮し、深夜時間帯(例えば１１時〜７時)のみ運転を許可している運転モードに設定されている場合、深夜時間帯の貯湯量では一日の給湯負荷をまかなえない場合がある。このような状況を考慮し、昼間時間帯での運転を強制的に許可し、湯切れを防止し、ユーザーの給湯需要の要求に応えることができる。この場合は、リモコン５０に昼間運転を許可したことを表示してもよい。

一方、温度差が第６設定値より大きい場合には（ステップＳ２０７でＮｏ）、ステップＳ２０９に進む。
運転制御手段５２は、スケールの析出は大きいとして、沸き上げ温度、即ち、出湯温度の規定温度を６５℃として昼間沸き上げ運転を許可し、その旨をリモコン５０にメンテナンスコールを表示して（ステップＳ２０９）、沸き上げ運転を継続する。
即ち、出湯温度を６５℃とする。この場合は、これ以上の出湯温度を低下させることができず、スケールの析出が進行した場合に水側伝熱管２Ｂｂの閉塞の可能性もあるため、リモコン５０にメンテナンスコールを表示し、使用者にメンテナンスを要求する。
ただし、ヒートポンプ給湯機は、まだ運転可能な状態であるため、使用者の都合により点検やメンテナンスを行うことができる。また、急なヒートポンプ給湯機の運転停止により給湯が使用できないという状況を回避することができる。

このように、スケールが析出したと判定した場合、スケールの析出を抑制する運転に切り替え、析出の抑制を行うとともに、スケールの析出がさらに進行した場合は、早めのメンテナンスコールを行うことで、使用者に急なヒートポンプ給湯機の運転停止といった迷惑をかけることなく、保守を行うことができる。
また、入水温度も用いてスケールの析出判定を行うため、入水温度が大きく変化した場合でも適切にスケール析出判定を行うことができる。

なお、本実施形態に係るヒートポンプ給湯機は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態の構成においては、貯液タンク１０の底部に接続された液配管を介して貯液タンク１０内の水を水冷媒熱交換器２に送り出す構成としたが、貯液タンク１０以外の任意の給水源から水（被加熱液体）を水冷媒熱交換器２に送り出す構成としてもよい。例えば、減圧弁８で減圧された水を水冷媒熱交換器２に送り出す構成としてもよい。
また、上記実施形態の構成においては、水冷媒熱交換器２で加熱された水を貯液タンク１０の上部に接続された配管から貯液タンク１０内に貯湯する構成としたが、貯液タンク１０を経由することなく、水冷媒熱交換器２からの出湯を給湯金具１３から給湯する構成としてもよい。
また、ポンプ１５の位置は、水冷媒熱交換器２の上流側に限定されるものではなく、水冷媒熱交換器２の下流側であってもよい。
また、二酸化炭素を冷媒とした場合、超臨界サイクルとなり、約９０度までの高温沸き上げが可能であり、スケールの析出リスクがあるとともに、超臨界サイクルのため、水冷媒熱交換器の水と冷媒の熱交換による温度がリニアに推移する傾向となるため、特に有効であるが、冷媒としては、ＨＦＣ系冷媒でも、ＨＣ系冷媒であっても同様であり、温度の検出により、スケールの析出を判定することができる。

１ 圧縮機
２ 水冷媒熱交換器（液冷媒熱交換器）
２ａ，２Ａａ，２Ｂａ 冷媒側伝熱管
２ｂ，２Ａｂ，２Ｂｂ 水側伝熱管
２Ａ 低温側水冷媒熱交換器（液冷媒熱交換器）
２Ｂ 高温側水冷媒熱交換器（液冷媒熱交換器）
３ａ 冷媒接続配管
３ｂ 水接続配管（液配管）
４ 減圧装置
５ 空気熱交換器
６ 送風ファン
７ 給水金具
８ 減圧弁
９ 流量センサ
１０ 貯液タンク
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ タンク温度センサ
１２ 湯水混合弁
１３ 給湯金具
１４ 蛇口
１５ ポンプ
２０ 出湯温度センサ（第一温度センサ）
２１ 入水温度センサ（第三温度センサ）
２２ 吐出温度センサ
２３ 外気温度センサ
２４ 水管温度センサ（第二温度センサ）
３０ ヒートポンプユニット
４０ 貯液ユニット
５０ リモコン（報知手段）
５１，５２ 運転制御手段

Claims (14)

1. 少なくとも、圧縮機、液冷媒熱交換器の冷媒側伝熱管、減圧装置、および空気熱交換器が冷媒配管により接続されて構成されるヒートポンプ冷媒回路と、
   少なくとも、ポンプおよび前記液冷媒熱交換器の液側伝熱管を液配管により接続されて構成される被加熱液体回路と、
   前記液冷媒熱交換器の出口側の被加熱液体の温度を検出する第一温度センサと、
   前記ヒートポンプ冷媒回路および／または前記被加熱液体回路を制御して液体加熱運転を行う運転制御手段と、
   を備えるヒートポンプ給湯機において、
   前記第一温度センサで温度を検出する被過熱液体より上流側の被過熱液体の温度を検出する第二温度センサを備える
   ことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
2. 前記第二温度センサは、前記液冷媒熱交換器の前記液側伝熱管に設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
3. 前記液冷媒熱交換器は、高温側液冷媒熱交換器と低温側液冷媒熱交換器とを有し、
   前記第二温度センサは、前記高温側液冷媒熱交換器の液側伝熱管と前記低温側液冷媒熱交換器の液側伝熱管とを接続する液配管に設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
4. 前記第二温度センサは、管の表面に固定され、前記管の温度から被過熱液体の温度を検出する温度センサである
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
5. 前記第二温度センサは、管の被過熱液体流路内に温度検出部が設けられ、被加熱液体の温度を直接検出する温度センサである
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
6. 前記運転制御手段は、
   前記第一温度センサの検出する温度と、前記第二温度センサの検出する温度との差により、スケールの析出を判定する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
7. 前記液冷媒熱交換器の入口側の被加熱液体の温度を検出する第三温度センサを更に備え、
   前記運転制御手段は、
   前記第一温度センサの検出する温度および前記第三温度センサの検出する温度から算出された温度と、前記第二温度センサの検出する温度との差により、スケールの析出を判定する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
8. 前記運転制御手段は、
   スケールが析出したと判定した場合には、前記ヒートポンプ冷媒回路および／または前記被加熱液体回路の運転を変更する
   ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のヒートポンプ給湯機。
9. 前記運転の変更は、
   前記液冷媒熱交換器の出口側の被加熱液体の温度の規定値を低温化する運転に変更する
   ことを特徴とする請求項８に記載のヒートポンプ給湯機。
10. 前記運転の変更は、
    前記温度差に対する閾値を複数備え、その閾値に応じて前記液冷媒熱交換器の出口側の被加熱液体の温度の規定値を低温化する
    ことを特徴とする請求項８に記載のヒートポンプ給湯機。
11. 前記液冷媒熱交換器で加熱された被加熱液体を貯める貯液タンクを備え、
    前記運転制御手段は、
    夜間時間に液体加熱運転を行い前記貯液タンクに高温の被加熱液体を貯めると共に、
    前記液冷媒熱交換器の出口側の被加熱液体の温度の規定値を低温化する運転に変更した場合には、強制的に昼間時間の沸き上げ運転を実行する運転に変更する
    ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のヒートポンプ給湯機。
12. 使用者に前記ヒートポンプ給湯機の運転状態を報知する報知手段を備え、
    前記運転制御手段は、
    スケールが析出したと判定した場合には、前記報知手段によりスケールの析出を報知する
    ことを特徴とする請求項６乃至請求項１１のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
13. 使用者に前記ヒートポンプ給湯機の運転状態を報知する報知手段を備え、
    前記運転制御手段は、
    スケールが析出したと判定する前記温度差に対する閾値を複数備え、その閾値に応じて前記液冷媒熱交換器の出口側の被加熱液体の温度の規定値を低温化し、
    スケールの析出が進行した場合には、前記報知手段によりスケールの析出を報知する
    ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のヒートポンプ給湯機。
14. 前記冷媒は、二酸化炭素である
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。

Images