JP2020056514A - 冷暖房機能付き貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】水冷媒熱交換器における冷媒と水との熱交換による、年間を通じての活用メリットを見出す。【解決手段】ヒートポンプ給湯機１は、四方弁３１、二方弁１２２，１２１、膨張弁１１３，１１１，６１０を切り替え、水冷媒熱交換器１５での冷媒による受熱を用いて室外熱交換器１７の除霜処理を行う。また、低温水取り出し用の配管５ｂと、中温水取り出し用の配管５ｃ，５ｄとが備えられ、取り出し制御部４２０Ａにより、冷媒循環回路３０側の暖房負荷に応じて貯湯タンク２からの湯水の取り出し温度を決定し、混合弁１０Ｅでの混合比を制御する。これにより、貯湯タンク２の湯水の熱を活用しつつ除霜を行うとともに、暖房負荷が大きいときには取り出し温度を高くし冷媒循環回路３０側がより大きな受熱を得るとともに、暖房負荷が小さいときには取り出し温度を低くし冷媒循環回路３０側が必要以上の熱を無駄に受熱しないようにする。【選択図】図１１

Description

この発明は、水冷媒熱交換器において冷凍サイクル内の冷媒と貯湯タンク内へ通じる湯水との熱交換を行う、冷暖房機能付き貯湯式給湯機に関するものである。

従来よりこの種の貯湯式給湯機においては、特許文献１記載のように、夏期の冷房運転時において、室内熱交換器から吸熱した熱を水冷媒熱交換器に導入し、水側へ放熱を行うことで給湯に活用するものがあった。

特開平５−５５７７号公報

前記の従来技術においては、夏期の冷房運転においては水冷媒熱交換器における冷媒と水との熱交換による吸熱を給湯に活用しているが、冬期の暖房運転における前記冷媒と前記水との熱交換の活用については特に配慮されていないという問題があった。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、冷媒と水との熱交換を行う、水冷媒熱交換器と、前記冷媒と室内空気との熱交換を行う、室内熱交換器と、前記水冷媒熱交換器及び前記室内熱交換器に接続される圧縮機と、前記圧縮機に対し前記水冷媒熱交換器と並列に接続され、前記冷媒と外気との熱交換を行うヒートポンプ熱交換器と、湯水を貯湯する貯湯タンクと、を有し、前記水冷媒熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを湯水配管で環状に接続して湯水循環回路を形成し、前記水冷媒熱交換器の冷媒側と、前記圧縮機と、前記室内熱交換器と、前記ヒートポンプ熱交換器とを、冷媒配管で接続して冷媒循環回路を形成し、前記圧縮機の吐出側に対し凝縮器として機能する前記室内熱交換器の入口側を連通し、前記室内熱交換器の出口側に対し蒸発器あるいは吸熱器として機能する前記水冷媒熱交換器の入口側を連通し、前記水冷媒熱交換器の出口側に対し凝縮器あるいは放熱器として機能する前記ヒートポンプ熱交換器の入口側を連通し、前記ヒートポンプ熱交換器の出口側に対し前記圧縮機の吸入側を連通し、前記水冷媒熱交換器での冷媒による受熱を用いて前記ヒートポンプ熱交換器の除霜処理を行う、冷暖房機能付き貯湯式給湯機において、前記湯水循環回路は、前記貯湯タンクの下部に接続され、当該貯湯タンク内の湯水を取り出す低温水取り出し管と、前記貯湯タンクの上下方向中間部に接続され、当該貯湯タンク内の湯水を取り出す中温水取り出し管と、前記低温水取り出し管と前記中温水取り出し管との合流点に設けられ、前記貯湯タンクから前記低温水取り出し管を介し導入された湯水及び前記貯湯タンクから前記中温水取り出し管を介し導入された湯水のうち少なくとも一方を前記水冷媒熱交換器の水側へ導出する制御弁と、を備えており、かつ、前記冷媒循環回路側の暖房負荷に応じて、前記除霜処理の実行時における前記貯湯タンクからの前記湯水の取り出し温度を決定する取り出し温度決定手段と、前記取り出し温度決定手段で決定された前記取り出し温度に応じて、前記制御弁を制御する弁制御手段と、を設けたものである。

また、請求項２では、前記制御弁は、前記貯湯タンクから前記低温水取り出し管を介し導入された湯水と前記貯湯タンクから前記中温水取り出し管を介し導入された湯水とを所望の割合で混合可能な混合弁であり、前記弁制御手段は、前記制御弁から導出される前記湯水の温度が前記取り出し温度となるように、前記混合弁における混合比を制御するものである。

また、請求項３では、前記制御弁は、前記低温水取り出し管側、若しくは、前記中温水取り出し管側、に選択的に切替可能な切替弁であり、前記弁制御手段は、前記制御弁から導出される前記湯水の温度が前記取り出し温度に近い温度となるように、前記切替弁における切替を制御するものである。

また、請求項４では、前記弁制御手段は、前記制御弁から導出される前記湯水の温度が１５℃以上４５℃以下の範囲内となるように、前記制御弁を制御するものである。

また、請求項５では、前記圧縮機の吐出側に対し前記室内熱交換器の入口側を連通し、前記室内熱交換器の出口側に対し前記水冷媒熱交換器の入口側を連通し、前記水冷媒熱交換器の出口側に対し前記ヒートポンプ熱交換器の入口側を連通し、前記ヒートポンプ熱交換器の出口側に対し前記圧縮機の吸入側を連通して、前記除霜処理を行う除霜暖房モードと、前記圧縮機の吐出側に対し凝縮器として機能する前記室内熱交換器の入口側を連通し、前記室内熱交換器の出口側に対し蒸発器として機能する前記ヒートポンプ熱交換器の入口側を連通し、前記ヒートポンプ熱交換器の出口側に対し前記圧縮機の吸入側を連通する通常暖房モードと、を切替可能なモード切替手段、をさらに有するものである。

また、請求項６では、前記取り出し温度決定手段は、前記暖房負荷を表す、前記圧縮機の回転数、若しくは、前記室内空気の実室温と予め設定された目標室温との偏差、に応じて、前記取り出し温度を決定するものである。

また、請求項７では、前記湯水循環回路は、前記貯湯タンクの上下方向中間部に接続され、当該貯湯タンク内へ湯水を戻す戻し管を備えており、前記モード切替手段は、前記除霜暖房モードと、前記通常暖房モードと、前記圧縮機の吐出側に対し凝縮器として機能する前記室内熱交換器の入口側を連通し、前記室内熱交換器の出口側に対し凝縮器として機能する前記水冷媒熱交換器の入口側を連通し、前記水冷媒熱交換器の出口側に対し蒸発器として機能する前記ヒートポンプ熱交換器の入口側を連通し、前記ヒートポンプ熱交換器の出口側に対し前記圧縮機の吸入側を連通し、前記水冷媒熱交換器での冷媒からの受熱により加温された湯水を前記貯湯タンクへ給湯する沸上処理を行う暖房沸上モードと、を切替可能に構成されているものである。

また、請求項８では、前記モード切替手段は、外気温度、若しくは、蒸発器として機能する前記ヒートポンプ熱交換器の蒸発冷媒温度、若しくは、前記室内空気の実室温に基づき、前記暖房沸上モードの実行要否を判断するものである。

また、請求項９では、前記モード切替手段は、さらに、前記貯湯タンク内における湯水の貯留状況に応じて、前記通常暖房モードから前記暖房沸上モードへと切り替えるものである。

この発明の請求項１によれば、ヒートポンプ熱交換器の除霜処理を行うことができる。すなわち、前記圧縮機の吐出側に対し室内熱交換器の入口側が連通され、その出口側に対し前記水冷媒熱交換器の入口側が連通され、さらにその出口側に対し前記ヒートポンプ熱交換器の入口側が連通され、その出口側に前記圧縮機の吸入側が連通される。この場合、圧縮機吐出側→室内熱交換器→水冷媒熱交換器→ヒートポンプ熱交換器→圧縮機吸入側の経路の、水冷媒熱交換器及びヒートポンプ熱交換器をこの順で直列に接続する冷凍サイクルが形成される。この結果、前記圧縮機からの高温高圧の冷媒ガスが室内熱交換器（凝縮器として機能）で室内空気へ放熱し凝縮し液体冷媒となった後、水冷媒熱交換器（蒸発器あるいは吸熱器として機能）において貯湯タンクからの湯水から吸熱することで、再び冷媒ガスとなる。そして、その冷媒ガスの熱がヒートポンプ熱交換器（凝縮器あるいは放熱器として機能）において放熱されることで、前記の通常の暖房運転時においてヒートポンプ熱交換器に生じた着霜を除霜することができる。この結果、冬期における暖房運転時において、貯湯タンクの湯水の熱を活用しつつ暖房運転を止めることなく除霜を行う、除霜処理を実現することができる。

ここで、前記除霜処理を実行する際には、処理中の室内温度の低下による暖房感の低下を極力抑えるためにも、なるべく必要かつ十分な熱を貯湯タンク側から受熱するようにして過不足なく除霜を行うことが好ましい。そのためには、湯水循環回路側での湯水を、適切な量の熱を与えるための最適な温度とすることが重要である。

本願発明者等の検討によれば、温水の前記取り出し温度が高いほど、前記除霜処理に要する時間が短く、また除霜処理時における室内熱交換器における室内側への暖房能力も高くなることを知見した。そこで、これに対応して、請求項１によれば、貯湯タンクに下部に低温水取り出し管を接続するとともに上下方向中間部に中温水取り出し管を接続し、それらの合流点に制御弁を設ける。一方、取り出し温度決定手段により、冷媒循環回路側の暖房負荷の大小に応じて前記貯湯タンクからの湯水の取り出し温度を決定する。そして、前記制御弁は、その決定した取り出し温度に応じて弁制御手段によって制御される。これにより、前記暖房負荷が大きく室内側へ必要な暖房能力が高いときには、例えば中温水取り出し管からの湯水の割合を多くして（あるいは中温水取り出し管のみから湯水を取り出すようにして）前記取り出し温度を比較的高くし、冷媒循環回路側がより大きな受熱を湯水循環回路側から得られるようにすることができる。また逆に、前記暖房負荷が小さく室内側へ必要な暖房能力が低いときには、例えば低温水取り出し管からの湯水の割合を多くして（あるいは低温水取り出し管のみから湯水を取り出すようにして）前記取り出し温度を比較的低くすることで冷媒循環回路側が必要以上の熱を無駄に湯水循環回路側から受熱しないようにすることができる。

以上のようにして、請求項１によれば、室内熱交換器側の放熱量の大小に応じた熱を貯湯タンク側から受熱することで、暖房運転を止めずに過不足のない確実な除霜を行うことができる。

また、請求項２によれば、低温水取り出し管からの低温水と中温水取り出し管からの中温水を弁制御手段の制御に基づき適宜の混合比で混合することで、最適な温度の湯水を精度よく生成し、水冷媒熱交換器へ導出することができる。

また、請求項３によれば、低温水取り出し管からの低温水及び中温水取り出し管からの中温水のいずれか一方を弁制御手段の制御に基づき選択的に使用することで、簡素な制御で好適な温度の湯水を生成し、水冷媒熱交換器へ導出することができる。

また、通常、貯湯タンク内へ湯水を沸き上げる場合、沸上効率を比較的高くするために、６０℃程度以上の比較的高温の湯水が生成される。それら高温水は前記貯湯タンクの上部から供給されることで当該貯湯タンク内の上部に貯留されており、出湯時に入浴やシャワーや手洗い等に使用される。一方、ユーザ使用時の出湯による前記高温水の減少やそれに伴う貯湯タンク下部からの給水により、貯湯タンク内の中間部や下部には、上記の用途に使用するのが難しい３０℃〜４５℃程度の中温水や１５℃〜３０℃程度の低温水が貯留されている。請求項４によれば、１５℃〜４５℃の温度範囲であるその中温水や低温水を用いて前記水冷媒熱交換器への湯水を生成することで、タンク内湯水の有効活用を図ることができる。

また、請求項５によれば、前記除霜処理を行うモード（除霜暖房モード）とは別に、圧縮機吐出側→室内熱交換器→ヒートポンプ熱交換器→圧縮機吸入側の経路の冷凍サイクルが形成される通常暖房モードを備えることにより、大気からの吸熱を熱源とする、通常の暖房運転を行うことができる。

また、請求項６によれば、通常、暖房負荷の大小に対応して回転数が増減制御される圧縮機の当該回転数や、暖房負荷そのものを表す実室温と目標室温との偏差に応じて、取り出し温度決定手段が前記取り出し温度を決定する。暖房負荷を表す明確な指標を用いることで、室内熱交換器側の放熱量の大小に応じた熱を精度よく貯湯タンク側から受熱することができる。

また、請求項７によれば、前述のように除霜処理において使用されて貯湯タンク内の湯水が消費されるのに対応し、前記モード切替手段が暖房沸上モードに切り替えることで、湯水循環回路側が水冷媒熱交換器にて冷媒循環回路側から受熱して加温した湯水を、貯湯タンク内へ供給することができる。すなわち、前記暖房沸上モードでは、前記圧縮機の吐出側に対し室内熱交換器の入口側が連通され、その出口側に対し前記水冷媒熱交換器の入口側が連通され、さらにその出口側に対し前記ヒートポンプ熱交換器の入口側が連通され、その出口側に前記圧縮機の吸入側が連通される。この場合、圧縮機吐出側→室内熱交換器→水冷媒熱交換器→ヒートポンプ熱交換器→圧縮機吸入側の経路の、水冷媒熱交換器及びヒートポンプ熱交換器をこの順で直列に接続する冷凍サイクルが形成される。この結果、前記圧縮機からの高温高圧の冷媒ガスが室内熱交換器（凝縮器として機能）で室内空気へ放熱し凝縮するともに水冷媒熱交換器（凝縮器として機能）においても凝縮し貯湯タンクからの湯水へと放熱することで液体冷媒となった後、その後のヒートポンプ熱交換器（蒸発器として機能）において外気から吸熱することで冷媒ガスとなって圧縮機へと戻る。この場合、例えばある程度の時間の前記通常暖房運転によって暖房負荷が軽くなって生じた暖房能力の余力を活用して貯湯タンクの湯水へ放熱することで、これ以降の除霜処理に使用するための中温水を生成し、貯湯タンクへ供給し補充しておくことができる。この結果、ヒートポンプ熱交換器の除霜が完了しないまま中温水がなくなって従来手法の冷房サイクルによる除霜を行う場合のように、暖房運転が除霜のためにいったん中断してしまうのを防止することができる。

なお、前記暖房沸上モードを実行することでヒートポンプ熱交換器に着霜しやすくなる可能性もある。しかしながら、この暖房沸上モードで前記のようにして生成した前記中温水を前記除霜処理において使用することで、（そうしなかった場合に比べて）除霜処理に要する時間を短縮することができる。この結果、除霜処理が実行される時における室温上昇による暖房感の低下を防止することができる。

また、請求項８によれば、外気温度や蒸発冷媒温度や室温に基づき前記除霜処理の実行が必要な環境であるか否かを判定し、除霜処理が必要である場合に限り前記暖房沸上モードによる沸上処理を行うことができる。この結果、無駄な沸上を防止し、効率を向上することができる。

また、請求項９によれば、貯湯タンク内の湯水の貯留状況、すなわち、例えば除霜処理に使用する中温水の量に応じて、中温水の量が少なくなっている場合に限り前記暖房沸上モードによる沸上処理を行うことができる。この結果、無駄な沸上を防止し、効率を向上することができる。

本発明の第１実施形態におけるヒートポンプ給湯機全体の回路構成図 室外機制御部の機能的構成図 熱交換制御部の機能的構成図 室内機制御部の機能的構成図 貯湯制御部の機能的構成図 ヒーポン制御部の機能的構成図 通常冷房運転時の作動を説明する図 排熱利用冷房運転時の作動を説明する図 通常暖房運転時の作動を説明する図 暖房サイクル除霜アシスト運転時の作動を説明する図 圧縮機回転数と貯湯タンク内の取り出し温度との対応関係を表す図 暖房サイクル除霜アシスト運転の処理手順を説明するフローチャート図 実際の室温及び暖房負荷並びに取り出し温度の経時挙動の一例を示すグラフ図 本発明の第２実施形態におけるヒートポンプ給湯機の暖房沸上運転時の作動を説明する図 暖房サイクル除霜アシスト運転及び暖房沸上運転の処理手順を説明するフローチャート図

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図１３に基づいて説明する。

本実施形態の冷暖房機能付きヒートポンプ給湯機１（冷暖房機能付き貯湯式給湯機１に相当）全体の回路構成を図１に示す。

図１において、本実施形態のヒートポンプ給湯機１は、貯湯タンク２を備えた貯湯ユニット１００と、エアコン室外機としての室外機ユニット３００と、エアコン室内機としての室内機ユニット２００と、熱交換ユニット４００と、ヒートポンプユニット５００と、を有している。

前記熱交換ユニット４００は、冷媒を流通させる冷媒側の流路１５ｂと水側の流路１５ａとを有し、高温高圧の冷媒と貯湯タンク２内の湯水とを熱交換する水冷媒熱交換器１５と、沸上ポンプ１９と、を備えている。すなわち、前記水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａと前記貯湯タンク２とが湯水配管としての加熱往き管５及び加熱戻り管６によって環状に接続され、前記貯湯ユニット１００及び熱交換ユニット４００内で湯水循環回路としての加熱循環回路４が形成されている。

加熱往き管５は、配管５ａ、配管５ｂ（低温水取り出し管に相当）、配管５ｃ（中温水取り出し管に相当）、配管５ｄ（中温水取り出し管に相当）を備えており、配管５ｂ，５ｃは、混合弁１０Ｅ（制御弁に相当）を介し、配管５ａから分岐して接続されている。前記混合弁１０Ｅの詳細は後述する。また、前記配管５ｂは前記貯湯タンク２の下部に接続され、前記配管５ｃは、前記貯湯タンク２の高さ方向中間部に接続された、中温水取り出し用の前記配管５ｄに接続されている。

加熱戻り管６は、配管６ａ、配管６ｂ、配管６ｃ、配管６ｄ、配管６ｅを備えており、配管６ｂ，６ｃは、三方弁１０Ｃを介し、配管６ａから分岐して接続されている。前記配管６ｂは前記貯湯タンク２の上部に接続され、前記配管６ｄ，６ｅが、三方弁１０Ｄを介し、前記配管６ｃから分岐して接続されている。配管６ｄは、前記貯湯タンク２の高さ方向中間部に接続されており、配管６ｅは、前記貯湯タンク２の下部に接続されて貯湯タンク２に水を給水する給水管７に接続されている。給水管７からは給水バイパス管９が分岐して設けられている。

前記沸上ポンプ１９は、前記配管５ａの途中に設けられ、前記水側の流路１５ａを介し前記加熱往き管５からの湯水を前記加熱戻り管６へ流通させつつ、貯湯タンク２の湯水を循環させる。なお、前記加熱往き管５には、前記水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａに流入する入水温度Ｔ１（湯水の入口温度）を検出する入水温度センサ２３が設けられ、前記加熱戻り管６には、前記水側の流路１５ａから前記貯湯タンク２に向かって流出する沸上温度Ｔｂを検出する沸上温度センサ２４が設けられている。

前記貯湯タンク２の上部にはまた、貯湯されている高温水を出湯する出湯管８に備えられた配管８ａが接続されている。出湯管８は、配管８ａの他に配管８ｂ，８ｃを備えており、配管８ａ及び配管８ｂが混合弁１０Ｂを介し配管８ｃへと合流するように接続されている。配管８ｂは、前記配管５ｄに接続されており、配管５ｄから取り出された中温水を前記混合弁１０Ｂへ導く。混合弁１０Ｂは、配管８ａからの高温水と配管８ｂからの中温水を所望の割合（混合比）で混合し、配管８ｃへと導出する。また、配管８ｃと前記給水バイパス管９とは、混合弁１０Ａを介し出湯管１１へ合流するように接続されている。出湯管１１には、混合弁１０Ａで混合後の給湯温度を検出する給湯温度センサ３７が設けられている。混合弁１０Ａは、給湯温度センサ３７の検出結果に基づき、前記配管８ｃからの湯水と前記給水バイパス管９からの水とを混合して給湯設定温度の湯とする。

なお、貯湯タンク２の側面には、貯湯タンク２内の湯水の温度（貯湯温度）をそれぞれ検出し前記湯水の加熱状況（言い替えれば貯湯状況）を検知するための貯湯温度センサ１２が上下にわたり複数設けられている。

一方、前記水冷媒熱交換器１５において前記貯湯タンク２内の湯水と熱交換（詳細は後述）可能な冷媒循環回路３０（後述の冷媒配管１８、冷媒配管２５、冷媒配管２６を含む）が、前記熱交換ユニット４００、前記室外機ユニット３００、及び前記室内機ユニット２００にわたって設けられている。

すなわち、前記室外機ユニット３００においては、冷媒を圧縮する圧縮機１４と、四方弁３１と、前記冷媒と外気との熱交換により凝縮器又は蒸発器として選択的に機能（詳細は後述）するヒートポンプ熱交換器としての室外熱交換器１７とが、前記冷媒配管１８によって接続されている。なお、室外熱交換器１７には、前記室外熱交換器１７に外気を通じるための室外ファン６７が設けられている。

詳細には、前記冷媒配管１８は、圧縮機１４の吐出側となる配管部１８ａと、前記圧縮機１４の吸入側となる配管部１８ｃと、通常暖房運転時（後述の図９等）において前記四方弁３１を介し前記配管部１８ａに接続される配管部１８ｂとを含んでいる。また前記冷媒配管１８は、後述する通常暖房運転時における前記室外熱交換器１７の圧縮機１４側を前記四方弁３１を介し前記配管部１８ｃに接続する配管部１８ｄ，１８ｅと、前記室外熱交換器１７の反圧縮機１４側に接続される配管部１８ｆと、を含んでいる。前記配管部１８ｅは、二方弁１２２を備えており、前記配管部１８ｆは、第１開閉弁としての全閉機能付きの膨張弁１１３を備えている。

前記四方弁３１は４つのポートを備える弁であり、前記冷媒配管１８のうち（冷媒主経路を構成する）前記配管部１８ｂ，１８ｄ用の２つのポートのそれぞれに対して、残りの前記配管部１８ａ，１８ｃ用の２つのポートのいずれを連通するかを切り替える。前記配管部１８ａ，１８ｃ用の２つのポートどうしは、ループ状に配置された前記配管部１８ａ，１８ｃからなる冷媒副経路によって接続されており、この冷媒副経路上に前記圧縮機１４が設けられている。例えば四方弁３１は、後述する図９等の状態に切り替えられた場合（以下適宜、「暖房側への切替」等と称する）は、前記圧縮機１４の吐出側である前記配管部１８ａを（後述の室内熱交換器２７の入口側である）前記配管部１８ｂに連通させ、後述する図７等の通常冷房運転の状態に切り替えられた場合（以下適宜、「冷房側への切替」等と称する）は、前記配管部１８ａを前記室外熱交換器１７側である前記配管部１８ｄ，１８ｅに連通させる。

一方、前記熱交換ユニット４００においては、前記冷媒の流路となる冷媒配管２５が備えられており、前記水冷媒熱交換器１５の前記冷媒側の流路１５ｂが、前記冷媒配管２５に接続されている。

詳細には、前記冷媒配管２５は、前記配管１８ｄと前記水冷媒熱交換器１５（詳細には前記冷媒側の流路１５ｂ）の一方側とを接続する配管部２５ａと、前記水冷媒熱交換器１５（詳細には前記冷媒側の流路１５ｂ）のうち前記配管部２５ａの反対側である他方側と前記配管１８ｆとを接続する配管部２５ｂと、を含んでいる。前記配管部２５ａは、前記四方弁３１と前記水冷媒熱交換器１５の前記一方側とを開閉可能な第２開閉弁としての二方弁１２１を備えており、前記配管部２５ｂは全閉機能付きの膨張弁１１１を備えている。

そして、前記熱交換ユニット４００と前記室外機ユニット３００とに跨るように、バイパス回路６００が設けられている。このバイパス回路６００は、前記配管部２５ａのうち、前記水冷媒熱交換器１５の前記冷媒側の流路１５ｂと前記二方弁１２１との間の分岐部Ｐ１と、前記配管部１８ｆのうち、前記膨張弁１１３と前記室外熱交換器１７との間の分岐部Ｐ２との間を接続している。また、バイパス回路６００の途中には、全開機能付きの膨張弁６１０が設けられている。

一方、前記室内機ユニット２００においては、前記冷媒の流路となる冷媒配管２６が備えられており、前記冷媒と室内空気との熱交換により凝縮器又は蒸発器として選択的に機能（詳細は後述）する室内熱交換器２７が前記冷媒配管２６に接続されている。なお、室内熱交換器２７には、前記室内熱交換器２７に室内空気を通じるための室内ファン７７が設けられている。

詳細には、前記冷媒配管２６は、前記配管１８ｂに連通して設けられ、前記室内熱交換器２７のうち通常暖房運転時等における入口側（後述の図９等参照）に接続される配管部２６ａと、前記室内熱交換器２７の通常暖房運転時等における出口側（後述の図９等参照）を前記配管１８ｆに接続する配管部２６ｂと、を含んでいる。

また、前記ヒートポンプユニット５００は、冷媒を流通させる冷媒側の流路１１５ｂと水側の流路１１５ａとを有し、高温高圧の冷媒と貯湯タンク２内の湯水とを熱交換可能な水冷媒熱交換器１１５と、沸上ポンプ１１９と、を備えている。すなわち、前記加熱往き管５の配管５ａに設けた三方弁１０Ｆから分岐して設けられた配管１０５ａが前記水冷媒熱交換器１１５の前記水側の流路１１５ａの一方側（図示下側）と接続されるとともに、前記加熱戻り管６の配管６ａから分岐して設けられた配管１０６ａが前記水側の流路１１５ａの他方側（図示上側）に接続されており、これら配管１０６ａ，１０５ａによって前記ヒートポンプユニット５００内で湯水循環回路としての加熱循環回路１０４が形成されている。前記沸上ポンプ１１９は、前記配管１０５ａの途中に設けられ、前記水側の流路１１５ａを介し前記加熱往き管５からの湯水を前記加熱戻り管６へ流通させつつ、貯湯タンク２の湯水を循環させることができる。

また、ヒートポンプユニット５００には、前記水冷媒熱交換器１１５において前記貯湯タンク２内の湯水と熱交換可能な冷媒循環回路１３０が設けられている。すなわち、前記冷媒循環回路１３０において、冷媒を圧縮する圧縮機１１４と、前記冷媒と外気との熱交換により凝縮器又は蒸発器として選択的に機能する室外熱交換器１１７と、膨張弁１２３とが、前記冷媒配管１１８によって接続されている。なお、室外熱交換器１１７には、前記室外熱交換器１１７に外気を通じるための室外ファン１６７が設けられている。

ここで、前記冷媒循環回路３０，１３０内には、冷媒として例えばＲ３２冷媒が用いられ、ヒートポンプサイクルを構成している。なお、冷媒はＨＦＣ冷媒やＨＦＯ冷媒、二酸化炭素冷媒であってもよい。そして、前記冷媒配管１８において、前記配管部１８ａには、圧縮機１４から吐出される冷媒吐出温度Ｔｏｕｔを検出する吐出温度センサ２０が設けられ、前記配管部１８ｃには、圧縮機１４へ吸入される冷媒の冷媒吸入温度Ｔｉｎを検出する吸入温度センサ３２が設けられている。なお、前記室外熱交換器１７には、外気温度Ｔａｉｒを検出する外気温度センサ２２と、前記室外熱交換器１７における蒸発冷媒温度を検出する冷媒温度センサ３５とが設けられている。これらのセンサ２０，３２，２２，３５の検出結果は、室外機ユニット３００に設けられた室外機制御部４１０に入力され、さらに適宜、貯湯ユニット１００に設けられた貯湯制御部４２０や室内機ユニット２００に設けられた室内機制御部４３０や熱交換ユニット４００に設けた熱交換制御部４４０やヒートポンプユニット５００に設けたヒーポン制御部４５０へも入力される（室外機制御部４１０を介し受信しても良いし、センサ２０，３２，２２，３５から直接受信してもよい）。

また、前記熱交換ユニット４００の前記冷媒配管２５において、前記配管部２５ｂには、前記冷媒側の流路１５ｂから流出し前記膨張弁１１１に向かう冷媒流出温度Ｔ２を検出する流出温度センサ２１が設けられている。なお、前記水冷媒熱交換器１５には、前記冷媒が前記冷媒側の流路１５ｂにおいて凝縮する際の冷媒凝縮温度を検出する凝縮温度センサ３３が設けられている。これらのセンサ２１，３３の検出結果は、熱交換ユニット４００に設けられた前記熱交換制御部４４０に入力され、さらに適宜、前記室外機制御部４１０や前記室内機制御部４３０や前記貯湯制御部４２０や前記ヒーポン制御部４５０へも入力される（熱交換制御部４４０を介し受信しても良いし、センサ２１，３３から直接受信してもよい）。

また、室内機ユニット２００の前記冷媒配管２６において、前記室内熱交換器２７には、空調対象空間の室内温度Ｔｒ（室内空気の実室温に相当）を検出する室内温度センサ３４が設けられている。このセンサ３４の検出結果は、室内機ユニット２００に設けられた室内機制御部４３０に入力され、さらに適宜、前記室外機制御部４１０や前記貯湯制御部４２０や前記熱交換制御部４４０や前記ヒーポン制御部４５０へも入力される（室内機制御部４３０を介し受信しても良いし、センサ３４から直接受信してもよい）。

そして、前記貯湯ユニット１００の前記貯湯制御部４２０、前記熱交換ユニット４００の前記熱交換制御部４４０、前記室外機ユニット３００の前記室外機制御部４１０、前記室内機ユニット２００の前記室内機制御部４３０、及び、前記ヒートポンプユニット５００の前記ヒーポン制御部４５０は、互いに通信可能に接続されており、前記各センサの検出結果に基づき、相互に連携しつつ、前記貯湯ユニット１００、前記熱交換ユニット４００、前記室外機ユニット３００、前記室内機ユニット２００、前記ヒートポンプユニット５００内の各機器・アクチュエータの動作を制御する。

このとき、前記室内機ユニット２００は、リモコン等の適宜の操作部６０（以下単に「リモコン６０」と称する）によって操作可能である。すなわち、リモコン６０は、例えば前記室内機制御部４３０に対し情報送受信可能に接続されており、ユーザは、このリモコン６０を適宜に手動操作することにより、いずれの運転を行うかの運転指示、すなわち、大気排熱の冷房運転（以下適宜、「通常冷房運転」等という）、排熱利用給湯の冷房運転（以下適宜、「排熱利用給湯運転」等という）、大気吸熱の暖房運転（以下適宜、「通常暖房運転」等という）、貯湯熱利用・大気吸熱による除霜を暖房サイクルにて行う暖房運転（以下適宜、「暖房サイクル除霜アシスト運転」等という）、前記水冷媒熱交換器１５での冷媒からの受熱により加温された湯水を前記貯湯タンク２へ給湯する沸上運転（以下適宜、「暖房沸上運転」等という）等のいずれを行うかを指示することができる。これらのリモコン６０からの指示内容は、室内機ユニット２００に設けられた前記室内機制御部４３０に入力され、さらに適宜、前記室外機制御部４１０や前記熱交換制御部４４０や前記貯湯制御部４２０やヒーポン制御部４５０へも入力される（室内機制御部４３０を介し受信しても良いし、リモコン６０から直接受信してもよい）。

＜室外機制御部＞
次に、前記室外機ユニット３００に備えられた前記室外機制御部４１０について説明する。室外機制御部４１０は、詳細な図示を省略するが、各種のデータやプログラムを記憶する記憶部と、演算・制御処理を行う制御部とを備えている。この室外機制御部４１０の機能的構成を図２により説明する。

図２に示すように、前記室外機制御部４１０は、四方弁制御部４１０Ａと、圧縮機制御部４１０Ｂと、膨張弁制御部４１０Ｃと、室外ファン制御部４１０Ｄと、二方弁制御部４１０Ｅと、を機能的に備えている。

四方弁制御部４１０Ａには、前記リモコン６０により指示された、いずれの運転を行うかの運転指示と、前記貯湯温度センサ１２により検出された前記貯湯温度とが入力される。

四方弁制御部４１０Ａは、前記運転指示と、前記貯湯温度に対応した前記湯水の加熱状況（貯湯状況）とに応じて、実際にヒートポンプ給湯機１をどのような運転態様（前記の通常冷房運転、排熱利用給湯運転、通常暖房運転、暖房サイクル除霜アシスト運転）で運転するかを決定し、対応する運転情報を、前記圧縮機制御部４１０Ｂ、膨張弁制御部４１０Ｃ、室外ファン制御部４１０Ｄ、二方弁制御部４１０Ｅ、及び、貯湯制御部４２０、室内機制御部４３０、熱交換制御部４４０、ヒーポン制御部４５０に出力する。また四方弁制御部４１０Ａは、上記決定された運転態様に対応する開閉信号を四方弁３１へ出力し、四方弁３１を切り替える（詳細な制御内容は後述）。

圧縮機制御部４１０Ｂには、前記外気温度センサ２２により検出された前記外気温度Ｔａｉｒと、前記室内温度センサ３４により検出された前記室内温度Ｔｒと、前記リモコン６０により設定されたエアコン設定温度Ｔｃｏｎ（目標室温に相当）とが入力される（直接入力される場合のほか、前記の間接的な入力も含む。以下同様）。圧縮機制御部４１０Ｂは、前記のようにして四方弁制御部４１０Ａから入力される前記運転情報に応じて、入力された前記の温度及び設定のうち少なくとも１つに基づき、前記圧縮機１４の回転数を制御する（回転数制御値を圧縮機１４へ出力する）。なおこのときの圧縮機１４の前記回転数制御値は、後述の貯湯制御部４２０にも出力される。

膨張弁制御部４１０Ｃには、前記吐出温度センサ２０により検出された前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと、前記流出温度センサ２１により検出された前記冷媒流出温度Ｔ２と、前記吸入温度センサ３２により検出された前記冷媒吸入温度Ｔｉｎとが入力される。膨張弁制御部４１０Ｃは、前記四方弁制御部４１０Ａからの前記運転情報に応じて、前記の入力された温度のうち少なくとも１つに基づき、前記膨張弁１１３の開度を制御する（詳細な制御内容は後述）。

二方弁制御部４１０Ｅは、前記四方弁制御部４１０Ａからの前記運転情報に応じて、前記二方弁１２２の開閉を制御する（詳細な制御内容は後述）。

室外ファン制御部４１０Ｄには、前記外気温度センサ２２により検出された前記外気温度Ｔａｉｒが入力される。室外ファン制御部４１０Ｄは、前記四方弁制御部４１０Ａからの前記運転情報に応じて、前記外気温度Ｔａｉｒに基づき、前記室外ファン６７の回転数を制御する（詳細な制御内容は後述）。

なお、前記運転態様の決定は、貯湯制御部４２０や室内機制御部４３０や熱交換制御部４４０やヒーポン制御部４５０で行っても良い。この場合は、それら貯湯制御部４２０や室内機制御部４３０や熱交換制御部４４０やヒーポン制御部４５０から、決定された運転態様に対応した前記運転情報が室外機制御部４１０に入力され、その入力された運転情報に応じて四方弁制御部４１０Ａ、圧縮機制御部４１０Ｂ、膨張弁制御部４１０Ｃ、室外ファン制御部４１０Ｄ、二方弁制御部４１０Ｅが各種制御を行う。

＜熱交換制御部＞
次に、前記熱交換ユニット４００に備えられた前記熱交換制御部４４０について説明する。熱交換制御部４４０は、前記室外機制御部４１０同様、記憶部と制御部とを備えており、その機能的構成を図３により説明する。

図３に示すように、前記熱交換制御部４４０は、ポンプ制御部４４０Ａと、膨張弁制御部４４０Ｂと、二方弁制御部４４０Ｃとを機能的に備えている。

ポンプ制御部４４０Ａには、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記沸上温度センサ２４により検出された前記沸上温度Ｔｂとが入力される。ポンプ制御部４４０Ａは、前記のようにして室外機制御部４１０から入力される前記運転情報に応じて、入力された前記沸上温度Ｔｂに基づき、前記沸上ポンプ１９の回転数を制御する。

膨張弁制御部４４０Ｂには、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記外気温度センサ２２により検出された前記外気温度Ｔａｉｒと、前記室外機制御部４１０の前記圧縮機制御部４１０Ｂから入力された前記圧縮機１４の回転数（制御値。但し公知の手法で検出された実際の圧縮機１４の回転数を入力しても良い）と、前記流出温度センサ２１により検出された前記冷媒流出温度Ｔ２と、前記吸入温度センサ３２により検出された前記冷媒吸入温度Ｔｉｎと、前記吐出温度センサ２０により検出された前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔとが入力される。膨張弁制御部４４０Ｂは、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報に応じて、前記の入力された温度や回転数のうち少なくとも１つに基づき、前記膨張弁１１１０，６１０の開閉や開度を制御する（詳細な制御内容は後述）。

二方弁制御部４４０Ｃには、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報が入力される。二方弁制御部４４０Ｃは、前記運転情報に基づき、前記二方弁１２１の開閉動作を制御する（詳細な制御内容は後述）。

なお、前記と同様、運転態様の決定を、熱交換制御部４４０内（例えば前記二方弁制御部４４０Ｃ）や室内機制御部４３０や貯湯制御部４２０やヒーポン制御部４５０で行っても良い。この場合は、それら二方弁制御部４４０Ｃや室内機制御部４３０や貯湯制御部４２０やヒーポン制御部４５０で決定した運転態様に対応する運転情報に応じて、ポンプ制御部４４０Ａ、膨張弁制御部４４０Ｂが各種制御を行う。

＜室内機制御部＞
次に、前記室内機ユニット２００に備えられた前記室内機制御部４３０について説明する。室内機制御部４３０は、前記室外機制御部４１０及び熱交換制御部４４０同様、記憶部と制御部とを備えており、その機能的構成を図４により説明する。

図４に示すように、前記室内機制御部４３０は、室内ファン制御部４３０Ａを機能的に備えている。室内ファン制御部４３０Ａには、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記室内温度センサ３４により検出された前記室内温度Ｔｒと、前記リモコン６０により設定された前記エアコン設定温度Ｔｃｏｎとが入力される。室内ファン制御部４３０Ａは、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報に応じて、前記室内温度Ｔｒ及びエアコン設定温度Ｔｃｏｎに基づき、前記室内ファン７７の回転数を制御する。

なお、前記と同様、運転態様の決定を、室内機制御部４３０内や熱交換制御部４４０や貯湯制御部４２０やヒーポン制御部４５０で行っても良い。この場合は、それら室内機制御部４３０や熱交換制御部４４０や貯湯制御部４２０やヒーポン制御部４５０で決定した運転態様に対応する運転情報に応じて、室内ファン制御部４３０Ａが前記制御を行う。

＜貯湯制御部＞
次に、前記貯湯ユニット１００に備えられた前記貯湯制御部４２０について説明する。貯湯制御部４２０は、前記室外機制御部４１０、熱交換制御部４４０、室内機制御部４３０と同様、記憶部と制御部とを備えており、その機能的構成を図５により説明する。

図５に示すように、前記貯湯制御部４２０は、取り出し制御部４２０Ａ（取り出し温度決定手段、弁制御手段に相当）と、戻し制御部４２０Ｂと、温度制御部４２０Ｃと、を機能的に備えている。

取り出し制御部４２０Ａには、前記水冷媒熱交換器１５の入水温度センサ２３からの入水温度Ｔ１（湯水の入口温度）と、前記室外機制御部４１０からの圧縮機１４の回転数（制御値）と、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記貯湯温度センサ１２により検出された前記貯湯温度とが入力される。取り出し制御部４２０Ａは、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記貯湯温度に対応した前記湯水の加熱状況（貯湯状況）とに応じて前記混合弁１０Ｅの開度を適宜に制御する。この混合弁１０Ｅは、貯湯タンク２から前記配管５ｂを介し導入された湯水と貯湯タンク２から前記配管５ｄ，５ｃを介し導入された湯水とを所望の割合で混合可能に構成されている。

戻し制御部４２０Ｂには、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記貯湯温度センサ１２により検出された前記貯湯温度とが入力される。戻し制御部４２０Ｂは、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記貯湯温度に対応した前記湯水の加熱状況（貯湯状況）とに応じて三方弁１０Ｃ，１０Ｄの開度を適宜に制御する。これにより、水冷媒熱交換器１５において熱交換を行った後の湯水を、配管６ｃ，６ｅを介して貯湯タンク２の下部へ戻すのか、若しくは、配管６ｃ，６ｄを介して貯湯タンク２の中間部へ戻すのか、若しくは、配管６ｂ介して貯湯タンク２の上部へ戻すのか、等が制御される。

温度制御部４２０Ｃには、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記貯湯温度センサ１２により検出された前記貯湯温度と、給湯温度センサ３７により検出された給湯温度と、が入力される。温度制御部４２０Ｃは、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記貯湯温度に対応した前記湯水の加熱状況（貯湯状況）とに応じて、前記給湯温度センサ３７からの前記給湯温度が、前記給湯設定温度となるように、混合弁１０Ａ，１０Ｂの開度を適宜に制御する。

なお、前記と同様、運転態様の決定を、貯湯制御部４２０内や熱交換制御部４４０や室内機制御部４３０やヒーポン制御部４５０で行っても良い。この場合は、それら貯湯制御部４２０や熱交換制御部４４０や室内機制御部４３０で決定した運転態様に対応する運転情報に応じて、取り出し制御部４２０Ａ、戻し制御部４２０Ｂ、温度制御部４２０Ｃが前記制御を行う。

＜ヒーポン制御部＞
次に、前記ヒートポンプユニット５００に備えられた前記ヒーポン制御部４５０について説明する。ヒーポン制御部４５０は、前記室外機制御部４１０、熱交換制御部４４０、室内機制御部４３０、貯湯制御部４２０と同様、記憶部と制御部とを備えており、その機能的構成を図６により説明する。

図６に示すように、前記ヒーポン制御部４５０は、ポンプ制御部４５０Ａと、圧縮機制御部４５０Ｂと、膨張弁制御部４５０Ｃと、室外ファン制御部４５０Ｄと、を機能的に備えている。

ポンプ制御部４５０Ａには、前記室外制御部４１０からの前記運転情報と、前記水冷媒熱交換器１１５の水側の流路１１５ａの出口側に設けられた温度センサ（図示せず）からの出口温度とが入力される。ポンプ制御部４５０Ａは、前記のようにして入力される前記運転情報に応じて、入力された前記の温度及び設定のうち少なくとも１つに基づき、前記沸上ポンプ１１９の回転数を制御する。

圧縮機制御部４５０Ｂには、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記外気温度センサ２２により検出された前記外気温度Ｔａｉｒとが入力される。圧縮機制御部４５０Ｂは、前記のようにして入力される前記運転情報に応じて、入力された前記の温度及び設定のうち少なくとも１つに基づき、前記圧縮機１１４の回転数を制御する。

膨張弁制御部４５０Ｃには、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記圧縮機１１４の吐出側に設けられた吐出温度センサ２０（図示せず）により検出された前記冷媒吐出温度とが入力される。膨張弁制御部４５０Ｃは、前記運転情報に応じて、前記の入力された温度のうち少なくとも１つに基づき、前記膨張弁１２３の開度を制御する。

室外ファン制御部４５０Ｄには、前記室外機制御部４１０からの前記運転情報と、前記外気温度センサ２２により検出された前記外気温度Ｔａｉｒが入力される。室外ファン制御部４５０Ｄは、前記運転情報に応じて、前記外気温度Ｔａｉｒに基づき、前記室外ファン１６７の回転数を制御する。

なお、前記と同様、運転態様の決定を、ヒーポン制御部４５０内や貯湯制御部４２０や室内機制御部４３０や熱交換制御部４４０で行っても良い。この場合は、それらヒーポン制御部４５０や貯湯制御部４２０や室内機制御部４３０や熱交換制御部４４０で決定した運転態様に対応した前記運転情報に応じて、圧縮機制御部４５０Ｂ、膨張弁制御部４５０Ｃ、室外ファン制御部４５０Ｄが前記制御を行う。

ヒーポン制御部４５０は、上記圧縮機制御部４５０Ｂ、膨張弁制御部４５０Ｃ、室外ファン制御部４５０Ｄの制御により、前記水冷媒熱交換器１５における前記熱交換が行われない場合であっても（若しくは当該水冷媒熱交換器１５における前記熱交換の実行と併せて）、貯湯タンク２内の湯水を加熱して供給する沸上運転等を実行することができる。

ここで、前記したように、本実施形態のヒートポンプ給湯機１では、通常冷房運転、排熱利用給湯運転、通常暖房運転、暖房サイクル除霜アシスト運転、暖房沸上運転等の各種類の運転を選択的に実行することができる。以下、各運転の詳細を順次説明する。

＜通常冷房運転＞
まず、図７を用いて、通常冷房運転について説明する。この図７に示す通常冷房運転時においては、前記四方弁制御部４１０Ａにより、前記四方弁３１は、前記配管部１８ａを前記配管部１８ｄに連通させると共に前記配管部１８ｃを前記配管部１８ｂに連通させる位置（前記した冷房側）に切り替えられる。また前記二方弁制御部４１０Ｅ，４４０Ｃにより、二方弁１２２が開き状態、二方弁１２１が閉じ状態に切り替えられる。さらに前記膨張弁制御部４１０Ｃ，４４０Ｂにより、膨張弁１１３が適宜の開度に調整された状態、膨張弁１１１が全閉状態、膨張弁６１０が全閉状態に制御される。

この結果、圧縮機１４の吐出側の配管部１８ａ→配管部１８ｄ→配管部１８ｅ（二方弁１２２）→室外熱交換器１７→配管部１８ｆ（膨張弁１１３）→配管部２６ｂ→室内熱交換器２７→配管部２６ａ→配管部１８ｂ→圧縮機１４の吸入側の配管部１８ｃの冷媒経路が形成される。

これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の冷媒が前記圧縮機１４で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、室外ファン６７の回転駆動とともに凝縮器として機能する前記室外熱交換器１７において外気と熱交換を行って熱を放出しながら高圧の液体に変化する。この液体となった冷媒は前記膨張弁１１３において適宜に減圧されて低温・低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、室内ファン７７の回転駆動とともに蒸発器として機能する前記室内熱交換器２７において室内空気から吸熱して蒸発しガスに変化することで空調対象空間を冷却し、低温・低圧のガスとして再び圧縮機１４へと戻る。

＜排熱利用給湯運転＞
次に、図８を用いて、排熱利用給湯運転について説明する。この図８に示す排熱利用給湯運転時（排熱利用冷房モードに相当）においては、前記四方弁制御部４１０Ａにより、前記通常冷房運転時と同様、前記四方弁３１は、前記冷房側に切り替えられる。また前記二方弁制御部４１０Ｅ，４４０Ｃにより、二方弁１２２が閉じ状態、二方弁１２１が開き状態に切り替えられる。さらに前記膨張弁制御部４１０Ｃ，４４０Ｂにより、前記膨張弁１１３が全閉状態、前記膨張弁１１１が適宜の開度に調整された状態、に制御される。

この結果、圧縮機１４の吐出側の配管部１８ａ→配管部１８ｄ→配管部２５ａ（二方弁１２１）→水冷媒熱交換器１５→配管部２５ｂ（膨張弁１１１）→配管部２６ｂ→室内熱交換器２７→配管部２６ａ→配管部１８ｂ→圧縮機１４の吸入側の配管部１８ｃの冷媒経路が形成される。

これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の冷媒が前記圧縮機１４で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記水冷媒熱交換器１５の前記冷媒側の流路１５ｂにおいて熱を放出しながら高圧の液体に変化する。こうして液体となった冷媒は前記膨張弁１１１において適宜に減圧されて低温・低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、室内ファン７７の回転駆動とともに蒸発器として機能する前記室内熱交換器２７において室内空気から吸熱して蒸発しガスに変化することで空調対象空間を冷却し、低温・低圧のガスとして再び圧縮機１４へと戻る。

またこのとき、沸上ポンプ１９が前記ポンプ制御部４４０Ａの制御により回転することで、貯湯タンク２下部に接続された前記配管５ｂから取り出された低温水（未加熱水）が、水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａにおいて前記凝縮する冷媒から受熱して加熱された後、貯湯タンク２上部に接続された前記配管６ｂから貯湯タンク２内に戻されることで、貯湯タンク２内に順次高温水（加熱水）が積層状に貯湯される。以上の結果、夏期における冷房排熱を貯湯タンク２への湯水の加温（給湯）に活用することができる。

＜通常暖房運転＞
次に、図９を用いて、通常暖房運転について説明する。この図９に示す通常暖房運転時（通常暖房モードに相当）においては、前記四方弁制御部４１０Ａにより、前記四方弁３１は、前記配管部１８ａを前記配管部１８ｂに連通させると共に前記配管部１８ｃを前記配管部１８ｄに連通させる位置（前記した暖房側）に切り替えられる。また前記二方弁制御部４１０Ｅ，４４０Ｃにより、二方弁１２２が開き状態、二方弁１２１が閉じ状態に切り替えられる。さらに前記膨張弁制御部４１０Ｃ，４４０Ｂにより、膨張弁１１３が適宜の開度に調整された状態、膨張弁１１１が全閉状態、膨張弁６１０が全閉状態に制御される。

この結果、圧縮機１４の吐出側の配管部１８ａ→配管部１８ｂ→配管部２６ａ→室内熱交換器２７→配管部２６ｂ→配管部１８ｆ（膨張弁１１３）→室外熱交換器１７→配管部１８ｅ（二方弁１２２）→配管部１８ｄ→圧縮機１４の吸入側の配管部１８ｃの冷媒経路が形成される。

これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の冷媒が前記圧縮機１４で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する室内熱交換器２７において室内空気と熱交換を行って熱を放出し空調対象空間を加熱しながら高圧の液体に変化する。こうして液体となった冷媒は前記膨張弁１１３において減圧されて低温・低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、蒸発器として機能する前記室外熱交換器１７において外気と熱交換を行って蒸発してガスに変化することで吸熱し、低温・低圧のガスとして再び圧縮機１４へと戻る。

＜暖房サイクル除霜アシスト運転＞
次に、図１０を用いて、暖房サイクル除霜アシスト運転について説明する。この図１０に示す暖房サイクル除霜アシスト運転時（除霜暖房モードに相当）においては、前記四方弁制御部４１０Ａにより、前記通常暖房運転時等と同様、前記四方弁３１は、前記暖房側に切り替えられる。また前記二方弁制御部４１０Ｅ，４４０Ｃにより、前記と同様、二方弁１２２が開き状態、二方弁１２１が閉じ状態に切り替えられる。さらに前記膨張弁制御部４１０Ｃ，４４０Ｂにより、前記膨張弁１１３が全閉状態、前記膨張弁１１１が全開状態、前記膨張弁６１０が全開状態に制御される。

この結果、圧縮機１４の吐出側の配管部１８ａ→配管部１８ｂ→配管部２６ａ→室内熱交換器２７→配管部２６ｂ→配管部２５ｂ（膨張弁１１１）→水冷媒熱交換器１５→バイパス回路６００（膨張弁６１０）→室外熱交換器１７→配管部１８ｅ（二方弁１２２）→配管部１８ｄ→圧縮機１４の吸入側の配管部１８ｃの冷媒経路が形成される。

これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の冷媒が前記圧縮機１４で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する室内熱交換器２７において室内空気と熱交換を行って熱を放出し高圧の液体に変化することで空調対象空間を加熱した後、蒸発器あるいは吸熱器として機能する前記水冷媒熱交換器１５の前記冷媒側の流路１５ｂにおいて蒸発してガスに変化する、あるいは吸熱することで、前記水側の流路１５ａを流れる貯湯タンク２からの温水から吸熱する。その後、さらに凝縮器として機能する前記室外熱交換器１７において熱を放出することで、例えば前記通常暖房運転時において室外熱交換器１７に生じた着霜を溶解させ、除霜をアシストする。こうして温度低下した冷媒は、再び圧縮機１４へと戻る。

すなわちこの場合、蒸発器としての水冷媒熱交換器１５と凝縮器としての室外熱交換器１７とがこの順で直列に接続されることとなる。このとき、沸上ポンプ１９が前記ポンプ制御部４４０Ａの制御により回転することで、貯湯タンク２から取り出された湯水が、水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａにおいて前述のように放熱して前記冷媒を蒸発あるいは吸熱させた後、貯湯タンク２下部に接続された前記配管６ｅから貯湯タンク２内に戻される。

なお、前記運転態様において説明したように、本実施形態においては、前記四方弁３１と、前記二方弁１２２，１２１と、前記膨張弁１１３，１１１，膨張弁６１０と、前記バイパス回路６００と、これらを制御する前記室外機制御部４１０、前記貯湯制御部４２０、前記室内機制御部４３０、及び前記熱交換制御部４４０とが、各請求項記載のモード切替手段として機能する。

＜実施形態の手法の概要＞
以上のようにして、本実施形態においては、冷媒ガスの熱が室外熱交換器１７において放熱されることで、前記の通常の暖房運転時において室外熱交換器１７に生じた着霜を除霜することができる。

ここで、前記除霜処理を実行する際には、処理中の室内温度の低下による暖房感の低下を極力抑えるためにも、なるべく必要かつ十分な熱を貯湯タンク２側から受熱するようにして過不足なく除霜を行うことが好ましい。そのためには、加熱循環回路４側での湯水を、適切な量の熱を与えるための最適な温度とすることが重要である。

本願発明者等の検討によれば、貯湯タンク２からの湯水の取り出し温度が高いほど、前記除霜処理に要する時間が短く、また除霜処理時における室内熱交換器２７における室内側への暖房能力も高くなることを知見した。これに対応して、本実施形態では、貯湯タンク２の下部に配管５ｂを接続するとともに上下方向中間部に配管５ｄ，５ｃを接続し、それらの合流点に前記混合弁１０Ｅが設けられている

一方、前記貯湯制御部４２０の前記取り出し制御部４２０Ａ（図５参照）により、冷媒循環回路３０側の暖房負荷の大小に応じて前記貯湯タンク２からの前記湯水の取り出し温度が決定される。そして、前記混合弁１０Ｅは、その決定した取り出し温度に応じ、導出される湯水の温度（すなわち、前記入水温度センサ２３で検出される入水温度Ｔ１）が当該取り出し温度となるように、前記取り出し制御部４２０Ａによって前記混合比が制御される。

これにより、前記暖房負荷が大きく室内側へ必要な暖房能力が高いときには、例えば配管５ｄ，５ｃからの湯水の割合を多くして前記取り出し温度を比較的高くし、冷媒循環回路３０側がより大きな受熱を加熱循環回路４側から得られるようにすることができる。また逆に、前記暖房負荷が小さく室内側へ必要な暖房能力が低いときには、例えば配管５ｂからの湯水の割合を多くして前記取り出し温度を比較的低くすることで冷媒循環回路３０側が必要以上の熱を無駄に加熱循環回路４側から受熱しないようにすることができる。

＜具体的手法＞
具体的には、本実施形態においては、通常暖房運転時の前記暖房負荷の大小に応じて、前記取り出し温度は１５℃以上４５℃以下の範囲内となるように、混合弁１０Ｅにおける混合比が制御される。図１１に、その具体的な制御内容の一例を示す。

図１１に示すように、この例では、通常暖房運転時の暖房負荷が大きく圧縮機１４の回転数が比較的高回転となっているときには、除霜処理時に必要な室内暖房能力が大きいことから、貯湯タンク２からの前記取り出し温度は取り出し制御部４２０Ａによって約４０℃に決定される（但し本願発明者等の検討によれば、３５℃〜４５℃の範囲内であれば問題ないことを知見した）。また、通常暖房運転時の暖房負荷がやや大きく圧縮機１４の回転数が中回転となっているときには、除霜処理時に必要な室内暖房能力がやや大きいことから、貯湯タンク２からの前記取り出し温度は取り出し制御部４２０Ａによって３０℃に決定される（但し本願発明者等の検討によれば、２５℃〜３５℃の範囲内であれば問題ないことを知見した）。また、通常暖房運転時の暖房負荷が小さく圧縮機１４の回転数が比較的低回転となっているときには、除霜処理時に必要な室内暖房能力が小さいことから、貯湯タンク２からの前記取り出し温度は取り出し制御部４２０Ａによって２０℃に決定される（但し本願発明者等の検討によれば、１５℃〜２５℃の範囲内であれば問題ないことを知見した）。なお、この図に示す３つの区分により制御するのではなく、さらにそれら各区分の間についても、暖房負荷の大小（圧縮機１４の回転数の高低）に応じ、適宜の取り出し温度となるように細かく制御してもよい（後述の図１３参照）。

＜処理手順＞
暖房サイクル除霜アシスト運転時における上記手法を実現するために、前記した室外機制御部４１０、貯湯制御部４２０、室内機制御部４３０、熱交換制御部４４０、ヒーポン制御部４５０によって実行される処理手順を、図１２に示すフローチャートに基づき説明する。

図１２において、まず、例えば室外機制御部４１０が、通常暖房運転中に、ヒートポンプ熱交換器１７に多量の霜が付いたことを（公知の手法により）検知すると、暖房サイクル除霜アシスト運転の開始を指示し、ステップＳ１０で、暖房サイクル除霜アシスト運転の開始が指示されたか否かを判定する。前記開始が指示されていなければこの判定は満たされず（Ｓ１０：ＮＯ）、この判定が満たされるまでループ待機する。前記開始が指示されていればこの判定は満たされ（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ステップＳ２０に移行する。

ステップＳ２０では、室外機制御部４１０、貯湯制御部４２０、室内機制御部４３０、及び、熱交換制御部４４０が互いに連携して、前記暖房サイクル除霜アシスト運転を開始する。すなわち図１０を用いて前記したように、それ以前の前記通常暖房運転時において室外熱交換器１７に生じた着霜を溶解させる、前記除霜アシスト運転を開始する。その後、ステップＳ３０に移る。

ステップＳ３０では、貯湯制御部４２０の取り出し制御部４２０Ａが、前記暖房負荷を表す圧縮機１４の回転数（詳細には前記の回転数制御値）を取得する。

その後、ステップＳ４０に移り、前記取り出し制御部４２０Ａが、例えば前記図１１のテーブルを参照しつつ、前記ステップＳ３０で取得した圧縮機１４の回転数に応じて、前記貯湯タンク２からの湯水の前記取り出し温度を決定する。

そして、ステップＳ５０に移り、前記取り出し制御部４２０が、ステップＳ４０で決定した前記取り出し温度となるように、前記混合弁１０Ｅの開度を制御する。

その後、例えば室外機制御部４１０が、（公知の手法により）除霜が完了したことを検知すると、暖房サイクル除霜アシスト運転の終了を指示し、ステップＳ６０において、暖房サイクル除霜アシスト運転の終了が指示されたか否かを判定する。前記終了が指示されていなければこの判定は満たされず（Ｓ６０：ＮＯ）、この判定が満たされるまでループ待機する。前記終了が指示されていればこの判定は満たされ（Ｓ６０：ＹＥＳ）、ステップＳ７０に移行する。

ステップＳ７０では、室外機制御部４１０、貯湯制御部４２０、室内機制御部４３０、及び、熱交換制御部４４０が互いに連携して、前記ステップＳ２０で開始した暖房サイクル除霜アシスト運転を停止し、通常暖房運転に復帰し、このフローを終了する。

＜実際の温度挙動の一例＞
前記した本実施形態の手法を実行したときの、実際の室内空気の温度（室温）及び暖房負荷の経時挙動、並びに前記取り出し温度の経時挙動の一例を図１３に示す。

図１３において、通常暖房運転の立上がり時においては、低室温により暖房負荷が大きく除霜処理時に必要な室内暖房能力が大きいことから、図１１を用いて前記したように貯湯タンク２からの前記取り出し温度は４０℃となる。その後、運転が継続されて時間が経過し室温が徐々に上昇するにしたがい、暖房負荷が徐々に低下し暖房負荷（言い換えれば前記室内暖房能力）も小さくなる結果、貯湯タンク２からの前記取り出し温度も４０℃から徐々に低下する。そして、室温が概ね上げ止まり（言い換えれば前記暖房負荷が下げ止まり）約２０℃に達した状態になると、貯湯タンク２からの前記取り出し温度も２０℃で下げ止まり、この状態で安定する。このように、前記暖房負荷の減少に応じて前記取り出し温度を徐々に低くすることで、冷媒循環回路３０側が必要以上の熱を無駄に加熱循環回路４側から受熱しないようにすることができる。

＜第１実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態のヒートポンプ給湯機１によれば、冷媒ガスの熱が室外熱交換器１７において放熱されることで、前記の通常の暖房運転時において室外熱交換器１７に生じた着霜を除霜することができる。この結果、冬期における暖房運転時において、貯湯タンク２の湯水の熱を活用しつつ暖房運転を止めることなく除霜を行う、除霜処理を実現することができる。そしてこのとき、前記暖房負荷が大きいときには前記取り出し温度を比較的高くし冷媒循環回路３０側がより大きな受熱を得られるようにするとともに、前記暖房負荷が小さいときには前記取り出し温度を比較的低くすることで冷媒循環回路３０側が必要以上の熱を無駄に受熱しないようにすることができる。このように、室内熱交換器２７側の放熱量の大小に応じた熱を貯湯タンク２側から受熱することで、暖房運転を止めずに過不足のない確実な除霜を行うことができる。また、沸上効率が低下する中温水を優先的に除霜に使用することにより、前記ヒートポンプユニット５００において前記沸上運転を実行するときの沸上効率を向上させることができる。

また、本実施形態では特に、前記混合弁１０Ｅは、低温水取り出し管５ｂからの低温水と中温水取り出し管５ｃ，５ｄからの中温水を前記取り出し制御部４２０Ａの制御に基づき適宜の混合比で混合する。これにより、最適な温度の湯水を精度よく生成し、水冷媒熱交換器１５へ導出することができる。

また、本実施形態では特に、前記取り出し制御部４２０Ａは、前記混合弁１０Ｅから導出される湯水の温度が１５℃以上４５℃以下の範囲内となるように、前記混合弁１０Ｅを制御する。これには以下のような意義がある。すなわち、通常、貯湯タンク２内へ湯水を（例えば前記ヒートポンプユニット５００で行う前記沸上運転において）沸き上げる場合、沸上効率を比較的高くするために、６０℃程度以上の比較的高温の湯水が生成される。それら高温水は前記貯湯タンク２の上部から供給されることで当該貯湯タンク２内の上部に貯留されており、出湯時に入浴やシャワーや手洗い等に使用される。一方、ユーザ使用時の出湯による前記高温水の減少やそれに伴う貯湯タンク２下部からの給水により、貯湯タンク２内の中間部や下部には、上記の用途に使用するのが難しい３０℃〜４５℃程度の中温水や１５℃〜３０℃程度の低温水が貯留されている。本実施形態によれば、１５℃〜４５℃の温度範囲であるその中温水や低温水を用いて前記水冷媒熱交換器１５への湯水を生成することで、貯湯タンク２内の湯水の有効活用を図ることができるものである。

また、本実施形態では特に、前記除霜処理を行う前記暖房サイクル除霜アシスト運転（図１０参照）とは別に、圧縮機１４の吐出側→室内熱交換器２７→室外熱交換器１７→圧縮機１４の吸入側の経路の冷凍サイクルを形成し大気からの吸熱を熱源とする、通常暖房運転（図９参照）を行うことができる。

また、本実施形態では特に、通常、暖房負荷の大小に対応して回転数が増減制御される圧縮機１４の当該回転数に応じて、貯湯制御部４２０の取り出し制御部４２０Ａが前記取り出し温度を決定する。暖房負荷を表す明確な指標を用いることで、室内熱交換器２７側の放熱量の大小に応じた熱を精度よく貯湯タンク２側から受熱することができる。

なお、前記制御弁として、上記混合弁１０Ｅに代えて、前記配管５ｂ側若しくは前記配管５ｃ側、に選択的に切替可能な切替弁を設けてもよい。前記取り出し制御部４２０Ａは、この切替弁から導出される湯水の温度が前記取り出し温度に近い温度となるように、当該切替弁における切替を制御する。例えば前記暖房負荷が大きく室内側へ必要な暖房能力が高いときには、配管５ｄ，５ｃのみから湯水を取り出すようにして前記取り出し温度を比較的高くし、冷媒循環回路側がより大きな受熱を湯水循環回路側から得られるようにすることができる。また逆に、前記暖房負荷が小さく室内側へ必要な暖房能力が低いときには、例えば配管５ｂのみから湯水を取り出すようにして前記取り出し温度を比較的低くすることができる。このようにして、配管５ｂからの低温水及び配管５ｃ，５ｄからの中温水のいずれか一方が、選択的に水冷媒熱交換器１５の水側の流路に導出され使用されるので、簡素な制御で好適な温度の湯水を生成し、水冷媒熱交換器１５へ導出することができる。

またさらに、中温水を取り出すための前記配管５ｄを複数、互いに貯湯タンク２への接続箇所の高さ方向位置が異なるように設け、それら複数の配管５ｄを連通制御可能な複数の開閉弁を設けてもよい。この場合、前記取り出し制御部４２０Ａがそれら複数の開閉弁のいずれか１つ（あるいは適宜の複数個でもよい）を適宜に開閉することにより、導出される湯水の温度が前記取り出し温度に近い温度となるように制御する。この場合も、簡素な制御で好適な温度の湯水を生成し、水冷媒熱交換器１５へ導出することができる。

また、以上においては、前記取り出し制御部４２０Ａは、前記暖房負荷を表す圧縮機１４の回転数に応じて前記取り出し温度を決定したが、これに限られない。すなわち、前記暖房負荷そのものを表す、前記室内温度センサ３４によって検出された前記室内温度Ｔｒと前記エアコン設定温度Ｔｃｏｎとの偏差に応じて、前記取り出し温度を決定するようにしてもよい。この場合、も上記同様の効果を得る。

＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態を図１４及び図１５に基づいて説明する。本実施形態は、前記第１実施形態における暖房サイクル除霜アシスト運転で使用されて貯湯タンク２内の湯水が消費されるのに対応し、加熱循環回路４側が水冷媒熱交換器１５にて冷媒循環回路３０側から受熱して加温した湯水を貯湯タンク２内へ供給する、暖房沸上運転（詳細は後述）を行うものである。上記第１実施形態及びその変形例と同等の部分には同一の符号を付し、適宜、説明を省略又は簡略化する。

前記暖房沸上運転を図１４により説明する。図１４に示す暖房沸上運転時（暖房沸上モードに相当）においては、前記四方弁制御部４１０Ａにより、前記四方弁３１は、前記暖房側に切り替えられる。また前記二方弁制御部４４０Ｃにより、二方弁１２１が閉じ状態、二方弁１２２が開き状態に切り替えられる。さらに前記膨張弁制御部４４０Ｂにより前記膨張弁１１１が全開状態かつ前記膨張弁制御部４１０Ｃにより前記膨張弁１１３が閉じ状態に制御され、前記膨張弁制御部４４０Ｂにより前記膨張弁６１０が適宜の開度に調整された状態に制御される。

この結果、圧縮機１４の吐出側の配管部１８ａ→配管部１８ｂ→配管部２６ａ→室内熱交換器２７→配管部２６ｂ→水冷媒熱交換器１５→バイパス回路６００（膨張弁６１０）→配管部１８ｆ→室外熱交換器１７→配管部１８ｅ（二方弁１２２）→配管部１８ｄ→圧縮機１４の吸入側の配管部１８ｃの冷媒経路が形成される。

これにより、前記圧縮機１４からの高温高圧の冷媒ガスが室内熱交換器２７（凝縮器として機能）で室内空気へ放熱し凝縮するともに水冷媒熱交換器１５（凝縮器として機能）においても凝縮し貯湯タンク２からの湯水へと放熱することで液体冷媒となった後、その後の室外熱交換器１７（蒸発器として機能）において外気から吸熱することで冷媒ガスとなって圧縮機１４へと戻る。すなわちこの場合、凝縮器としての水冷媒熱交換器１５と蒸発器としての室外熱交換器１７とがこの順で直列に接続されることとなる。

このとき、前記混合弁１０Ｅは、前記配管５ｂ側に全開状態とされ、貯湯タンク２から配管５ｂを介して導入された湯水を沸上ポンプ１９を経て水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａに導出する。また加熱戻り管６における三方弁１０Ｃは、配管６ａ側と配管６ｃとを導通するように切り替えられ、三方弁１０Ｄは配管６ｃと配管６ｄとを導通するように切替えられる。そして、沸上ポンプ１９が前記ポンプ制御部４４０Ａの制御により回転することで、貯湯タンク２から取り出された湯水が、水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａにおいて前述のように凝縮する冷媒側の流路１５ｂと熱交換が行われ吸熱して加温された後、配管６ｃ及び配管６ｄ（戻し管に相当）を介して貯湯タンク２の中間部へ戻される。

＜処理手順＞
前記暖房沸上運転時における上記手法を実現するために、前記した室外機制御部４１０、貯湯制御部４２０、室内機制御部４３０、熱交換制御部４４０、ヒーポン制御部４５０によって実行される処理手順を、図１５に示すフローチャートに基づき説明する。

図１５において、まず、ステップＳ１５で、例えば室外機制御部４１０が、前記リモコン６０における適宜の操作によって、通常暖房運転の開始が指示されたか否かを判定する。前記開始が指示されていなければこの判定は満たされず（Ｓ１５：ＮＯ）、この判定が満たされるまでループ待機する。前記開始が指示されていればこの判定は満たされ（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ２５に移行する。

ステップＳ２５では、室外機制御部４１０、貯湯制御部４２０、室内機制御部４３０、及び、熱交換制御部４４０が互いに連携して、前記通常暖房運転を開始する（図９参照）。その後、ステップＳ３５に移る。

ステップＳ３５では、例えば前記室外機制御部４１０が、前記ステップＳ３０と同様、前記暖房負荷を表す圧縮機１４の回転数（詳細には前記の回転数制御値）を取得する。

その後、ステップＳ６５で、例えば室外機制御部４１０が、前記リモコン６０における適宜の操作によって、通常暖房運転の終了が指示されたか否かを判定する。前記終了が指示されていればこの判定は満たされ（Ｓ６５：ＹＥＳ）、ステップＳ７５に移行する。

ステップＳ７５では、室外機制御部４１０、貯湯制御部４２０、室内機制御部４３０、及び、熱交換制御部４４０が互いに連携して、前記ステップＳ２５で開始した通常暖房運転を停止し、このフローを終了する。

一方、前記ステップＳ６５で前記終了が指示されていなければ判定は満たされず（Ｓ６５：ＮＯ）、新たに設けたステップＳ８０に移る。

ステップＳ８０では、例えば前記室外機制御部４１０が、圧縮機１４の回転数（例えば前述の回転数制御値）が予め定められた所定期間（ある程度の長期）にわたり安定しているか否か（言い換えれば前記暖房負荷が安定しているか否か）を判定する。安定していなければこの判定は満たされず（Ｓ８０：ＮＯ）、前記ステップＳ３５に戻り、同様の手順を繰り返す。安定していれば判定は満たされ（Ｓ８０：ＹＥＳ）、ステップＳ９０に移行する。

ステップＳ９０では、暖房沸上への温度条件を満たすか（言い換えれば除霜を行う運転の実行が必要な環境であるか）否かが判定される。具体的には、前記室外機制御部４１０が、前記外気温センサ２２が検出した前記外気温度Ｔａｉｒ若しくは前記冷媒温度センサ３５が検出した前記室外熱交換器１７における前記蒸発冷媒温度が、除霜を行う運転の実行が必要となると推測される予め定められた所定の温度範囲内になったか否かを判定する。あるいは、前記室内機制御部４３０が、前記室内温度センサ３４が検出した運転開始時の前記室内温度Ｔｒが、除霜を行う運転の実行が必要となると推測される予め定められた所定の温度範囲内であったか否かを判定する。前記温度条件を満たしていなければこの判定は満たされず（Ｓ９０：ＮＯ）、前記ステップＳ３５に戻り、以降は同じ手順を繰り返す。前記安定していればこの判定は満たされ（Ｓ９０：ＹＥＳ）、ステップＳ１００に移行する。

ステップＳ１００では、前記貯湯制御部４２００が、前記貯湯温度センサ１２での前記貯湯温度の検出結果に基づき、前記貯湯タンク２内における前記中温水の量が予め定めた所定値以上であるか否かを判定する。前記中温水量が前記所定値未満であればこの判定は満たされず（Ｓ１００：ＮＯ）、前記ステップＳ３５に戻り、同様の手順を繰り返す。前記中温水量が所定値以上であればこの判定は満たされ（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０５では、前記ステップＳ７５と同様、室外機制御部４１０、貯湯制御部４２０、室内機制御部４３０、及び、熱交換制御部４４０が互いに連携して、前記ステップＳ２５で開始した通常暖房運転を停止する。その後、ステップＳ１１０に移行する。

ステップＳ１１０では、室外機制御部４１０、貯湯制御部４２０、室内機制御部４３０、及び、熱交換制御部４４０が互いに連携して、暖房沸上運転を開始する。すなわち、図１４を用いて前記したように、加熱循環回路４側が水冷媒熱交換器１５にて冷媒循環回路３０側から受熱して加温した湯水を貯湯タンク２内へ供給する、前記暖房沸上運転を開始する。その後、ステップＳ１２０に移る。

ステップＳ１２０では、前記貯湯制御部４２０が、前記貯湯温度センサ１２での前記貯湯温度の検出結果に基づき、前記ステップＳ１１０で開始された暖房沸上運転により、前記貯湯タンク２内における前記中温水の量が前記所定値以上となったか否かを再度判定する。前記中温水の量が所定値未満であればこの判定は満たされず（Ｓ１２００：ＮＯ）、この判定が満たされるまでループ待機する。前記中温水の量が所定値以上となっていればこの判定は満たされ（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０に移行する。

ステップＳ１３０では、室外機制御部４１０、貯湯制御部４２０、室内機制御部４３０、及び、熱交換制御部４４０が互いに連携して、ステップＳ１１０で開始した前記暖房沸上運転を停止する。その後、前記ステップＳ２５に戻り、同様の手順を繰り返す。

なお、前記運転態様において説明したように、本実施形態においては、前記四方弁３１と、前記二方弁１２２，１２１と、前記膨張弁１１３，１１１，膨張弁６１０と、前記バイパス回路６００と、前記混合弁１０Ｅと、前記三方弁１０Ｃ，１０Ｄと、これらを制御する前記室外機制御部４１０、前記貯湯制御部４２０、前記室内機制御部４３０、及び前記熱交換制御部４４０とが、各請求項記載のモード切替手段として機能する。

＜第２実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態のヒートポンプ給湯機１によれば、前記第１実施形態と同様の効果に加え、以下の効果を得る。

すなわち、本実施形態によれば、前記第１実施形態における暖房サイクル除霜アシスト運転で使用されて貯湯タンク２内の湯水が消費されるのに対応し、前述した手法により加熱循環回路４側が水冷媒熱交換器１５にて冷媒循環回路３０側から受熱して加温した湯水を貯湯タンク２内へ供給することができる。すなわち、例えばある程度の時間の前記通常暖房運転によって暖房負荷が軽くなって生じた暖房能力の余力を活用し貯湯タンク２の湯水へ放熱することにより、これ以降の除霜処理に使用するための中温水を生成し、貯湯タンク２へ供給し補充しておくことができる。この結果、室外熱交換器１７の除霜が完了しないまま中温水がなくなって従来手法の冷房サイクルによる除霜を行う場合のように、暖房運転が除霜のためにいったん中断してしまうのを防止することができる。

なお、前記暖房沸上運転を実行することで室外熱交換器１７に着霜しやすくなる可能性もある。しかしながら、この暖房沸上運転で前記のようにして生成した前記中温水を前記暖房サイクル除霜アシスト運転において使用することで、（そうしなかった場合に比べて）除霜処理に要する時間を短縮することができる。この結果、除霜処理が実行される時における室温上昇による暖房感の低下を防止することができる。

また、本実施形態では特に、ステップＳ９０において、暖房沸上への温度条件を満たすか（言い換えれば除霜を行う運転の実行が必要な環境であるか）否かが判定される。これにより、前記外気温度Ｔａｉｒや前記蒸発冷媒温度や前記室内温度Ｔｒに基づき前記除霜処理の実行が必要な環境であるか否かを判定し、除霜処理が必要である場合に限り前記暖房沸上運転による沸上処理を行うことができる。この結果、無駄な沸上を防止し、効率を向上することができる。

また、本実施形態では特に、ステップＳ１００において、前記貯湯タンク２内における前記中温水の量が予め定めた所定値以上であるか否かが判定される。これにより、貯湯タンク２内の湯水の貯留状況に応じて、除霜処理に使用する中温水の量が少なくなっている場合に限り前記暖房沸上運転を行うことができる。この結果、無駄な沸上を防止し、効率を向上することができる。

なお、本発明は以上の態様に限定されることなく、その趣旨を変更しない範囲で適用可能なもので、例えば、前記二方弁１２１，１２２のうち少なくとも１つを、閉止機能付きの膨張弁で置き換えても良い。また、前記膨張弁１１１，１１３，６１０に代え、減圧器としてエジェクターを用いても良い。

１ ヒートポンプ給湯機（冷暖房機能付き貯湯式給湯機）
２ 貯湯タンク
４ 加熱循環回路（湯水循環回路）
５ 加熱往き管（湯水配管）
５ｂ 配管（低温水取り出し管）
５ｃ，５ｄ 配管（中温水取り出し管）
６ 加熱戻り管（湯水配管）
６ｄ 配管（戻し管）
１０Ｅ 混合弁（制御弁）
１４ 圧縮機
１５ 水冷媒熱交換器
１５ａ 冷媒側の流路
１５ｂ 水側の流路
１７ 室外熱交換器（ヒートポンプ熱交換器）
１８ 冷媒配管
２２ 外気温度センサ
２７ 室内熱交換器
３０ 冷媒循環回路
３１ 四方弁
３４ 室内温度センサ
３５ 冷媒温度センサ
６７ 室外ファン
７７ 室内ファン
１１１ 膨張弁
１１３ 膨張弁
１２１ 二方弁
１２２ 二方弁
４１０ 室外機制御部
４１０Ａ 四方弁制御部
４１０Ｃ 膨張弁制御部
４１０Ｅ 二方弁制御部
４２０Ａ 取り出し制御部（弁制御手段、取り出し温度決定手段）
４４０ 熱交換制御部
４４０Ｂ 膨張弁制御部
４４０Ｃ 二方弁制御部
６００ バイパス回路
６０１ 膨張弁
Ｔｃｏｎ エアコン設定温度（目標室温）
Ｔｒ 室内温度（室内温度の実室温）

Claims (9)

1. 冷媒と水との熱交換を行う、水冷媒熱交換器と、
   前記冷媒と室内空気との熱交換を行う、室内熱交換器と、
   前記水冷媒熱交換器及び前記室内熱交換器に接続される圧縮機と、
   前記圧縮機に対し前記水冷媒熱交換器と並列に接続され、前記冷媒と外気との熱交換を行うヒートポンプ熱交換器と、
   湯水を貯湯する貯湯タンクと、
   を有し、
   前記水冷媒熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを湯水配管で環状に接続して湯水循環回路を形成し、
   前記水冷媒熱交換器の冷媒側と、前記圧縮機と、前記室内熱交換器と、前記ヒートポンプ熱交換器とを、冷媒配管で接続して冷媒循環回路を形成し、
   前記圧縮機の吐出側に対し凝縮器として機能する前記室内熱交換器の入口側を連通し、前記室内熱交換器の出口側に対し蒸発器あるいは吸熱器として機能する前記水冷媒熱交換器の入口側を連通し、前記水冷媒熱交換器の出口側に対し凝縮器あるいは放熱器として機能する前記ヒートポンプ熱交換器の入口側を連通し、前記ヒートポンプ熱交換器の出口側に対し前記圧縮機の吸入側を連通し、前記水冷媒熱交換器での冷媒による受熱を用いて前記ヒートポンプ熱交換器の除霜処理を行う、冷暖房機能付き貯湯式給湯機において、
   前記湯水循環回路は、
   前記貯湯タンクの下部に接続され、当該貯湯タンク内の湯水を取り出す低温水取り出し管と、
   前記貯湯タンクの上下方向中間部に接続され、当該貯湯タンク内の湯水を取り出す中温水取り出し管と、
   前記低温水取り出し管と前記中温水取り出し管との合流点に設けられ、前記貯湯タンクから前記低温水取り出し管を介し導入された湯水及び前記貯湯タンクから前記中温水取り出し管を介し導入された湯水のうち少なくとも一方を前記水冷媒熱交換器の水側へ導出する制御弁と、
   を備えており、
   かつ、
   前記冷媒循環回路側の暖房負荷に応じて、前記除霜処理の実行時における前記貯湯タンクからの前記湯水の取り出し温度を決定する取り出し温度決定手段と、
   前記取り出し温度決定手段で決定された前記取り出し温度に応じて、前記制御弁を制御する弁制御手段と、
   を設けたことを特徴とする冷暖房機能付き貯湯式給湯機。
2. 前記制御弁は、
   前記貯湯タンクから前記低温水取り出し管を介し導入された湯水と前記貯湯タンクから前記中温水取り出し管を介し導入された湯水とを所望の割合で混合可能な混合弁であり、
   前記弁制御手段は、
   前記制御弁から導出される前記湯水の温度が前記取り出し温度となるように、前記混合弁における混合比を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の冷暖房機能付き貯湯式給湯機。
3. 前記制御弁は、
   前記低温水取り出し管側、若しくは、前記中温水取り出し管側、に選択的に切替可能な切替弁であり、
   前記弁制御手段は、
   前記制御弁から導出される前記湯水の温度が前記取り出し温度に近い温度となるように、前記切替弁における切替を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の冷暖房機能付き貯湯式給湯機。
4. 前記弁制御手段は、
   前記制御弁から導出される前記湯水の温度が１５℃以上４５℃以下の範囲内となるように、前記制御弁を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の冷暖房機能付き貯湯式給湯機。
5. 前記圧縮機の吐出側に対し前記室内熱交換器の入口側を連通し、前記室内熱交換器の出口側に対し前記水冷媒熱交換器の入口側を連通し、前記水冷媒熱交換器の出口側に対し前記ヒートポンプ熱交換器の入口側を連通し、前記ヒートポンプ熱交換器の出口側に対し前記圧縮機の吸入側を連通して、前記除霜処理を行う除霜暖房モードと、前記圧縮機の吐出側に対し凝縮器として機能する前記室内熱交換器の入口側を連通し、前記室内熱交換器の出口側に対し蒸発器として機能する前記ヒートポンプ熱交換器の入口側を連通し、前記ヒートポンプ熱交換器の出口側に対し前記圧縮機の吸入側を連通する通常暖房モードと、を切替可能なモード切替手段、をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の冷暖房機能付き貯湯式給湯機。
6. 前記取り出し温度決定手段は、
   前記暖房負荷を表す、前記圧縮機の回転数、若しくは、前記室内空気の実室温と予め設定された目標室温との偏差、に応じて、前記取り出し温度を決定する
   ことを特徴とする請求項５記載の冷暖房機能付き貯湯式給湯機。
7. 前記湯水循環回路は、
   前記貯湯タンクの上下方向中間部に接続され、当該貯湯タンク内へ湯水を戻す戻し管を備えており、
   前記モード切替手段は、
   前記除霜暖房モードと、前記通常暖房モードと、前記圧縮機の吐出側に対し凝縮器として機能する前記室内熱交換器の入口側を連通し、前記室内熱交換器の出口側に対し凝縮器として機能する前記水冷媒熱交換器の入口側を連通し、前記水冷媒熱交換器の出口側に対し蒸発器として機能する前記ヒートポンプ熱交換器の入口側を連通し、前記ヒートポンプ熱交換器の出口側に対し前記圧縮機の吸入側を連通し、前記水冷媒熱交換器での冷媒からの受熱により加温された湯水を前記貯湯タンクへ給湯する沸上処理を行う暖房沸上モードと、を切替可能に構成されている
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の冷暖房機能付き貯湯式給湯機。
8. 前記モード切替手段は、
   外気温度、若しくは、蒸発器として機能する前記ヒートポンプ熱交換器の蒸発冷媒温度、若しくは、前記室内空気の実室温に基づき、前記暖房沸上モードの実行要否を判断する
   ことを特徴とする請求項７記載の冷暖房機能付き貯湯式給湯機。
9. 前記モード切替手段は、さらに、
   前記貯湯タンク内における湯水の貯留状況に応じて、前記通常暖房モードから前記暖房沸上モードへと切り替える
   ことを特徴とする請求項８記載の冷暖房機能付き貯湯式給湯機。

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