JP2024080969A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプの圧縮機の許容圧力が小さくなる可能性があるときに圧縮機の負荷を抑えることができる技術を提供する。【解決手段】制御部は、貯湯タンクの水をヒートポンプにより目標沸上げ温度まで沸き上げる沸上げ運転において、目標沸上げ温度を第１目標沸上げ温度とする第１沸上げ運転と、目標沸上げ温度を第１目標沸上げ温度未満の第２目標沸上げ温度とする第２沸上げ運転と、を実行可能であり、沸上げ運転を実行する場合に、消費電力の制限がない場合は、第１沸上げ運転を実行し、消費電力の制限がある場合は、消費電力の制限がない場合よりも前記圧縮機の回転数を小さくする制限運転を実行し、制限運転を実行する場合に、貯湯タンクから凝縮器に送られる水の温度が所定の基準温度以上である場合は、第２沸上げ運転を実行してもよい。【選択図】図２

Description

本明細書で開示する技術は、ヒートポンプを備える給湯装置に関する。

特許文献１に開示されている給湯装置は、貯湯タンクと、外気から吸熱して貯湯タンクの水を沸き上げるヒートポンプとを備えている。ヒートポンプは、冷媒を加圧する圧縮機と、圧縮機で加圧された冷媒と貯湯タンクから送られる水との熱交換により貯湯タンクの水を加熱する凝縮器とを備えている。特許文献１の給湯装置では、外気温度あるいは給水温度が高くなると沸き上げ設定温度を下げる方向に変更する。

特開２００２－１４７８４６号公報 特開２０１６－３３４２９号公報

給湯装置では、消費電力の制限がある場合に、ヒートポンプの圧縮機の回転数を小さくすることがある。圧縮機の回転数が小さいときは圧縮機の許容圧力が小さくなる傾向があるので（特許文献２参照）、圧縮機の負荷を抑えることが望まれる。そこで本明細書は、ヒートポンプの圧縮機の許容圧力が小さくなる可能性があるときに圧縮機の負荷を抑えることができる技術を提供する。

本技術の第１の態様では、給湯装置が、貯湯タンクと、外気から吸熱して前記貯湯タンクの水を沸き上げるヒートポンプと、制御部と、を備えていてもよい。前記ヒートポンプは、冷媒を加圧する圧縮機と、前記圧縮機で加圧された冷媒と前記貯湯タンクから送られる水との熱交換により前記貯湯タンクの水を加熱する凝縮器と、を備えていてもよい。前記制御部は、前記貯湯タンクの水を前記ヒートポンプにより目標沸上げ温度まで沸き上げる沸上げ運転において、前記目標沸上げ温度を第１目標沸上げ温度とする第１沸上げ運転と、前記目標沸上げ温度を前記第１目標沸上げ温度未満の第２目標沸上げ温度とする第２沸上げ運転と、を実行可能であってもよい。前記制御部は、前記沸上げ運転を実行する場合に、消費電力の制限がない場合は、前記第１沸上げ運転を実行し、消費電力の制限がある場合は、消費電力の制限がない場合よりも前記圧縮機の回転数を小さくする制限運転を実行してもよい。前記制御部は、前記制限運転を実行する場合に、前記貯湯タンクから前記凝縮器に送られる水の温度が所定の基準温度以上である場合は、前記第２沸上げ運転を実行してもよい。

この構成によれば、給湯装置に係る消費電力の制限がある場合に、ヒートポンプの圧縮機の回転数を小さくすることにより、圧縮機の消費電力を抑制することができる。しかしながら、圧縮機の回転数が小さくなると、圧縮機の許容圧力が小さくなることがある。また、ヒートポンプでは、凝縮器に送られる水の温度が高いほど、凝縮器での熱交換において冷媒の温度が低くなり難い。その結果、圧縮機で加圧される冷媒の温度が比較的高くなることがあり、加圧時の冷媒の圧力が高くなることがある。しかしながら、上記の構成によれば、目標沸上げ温度が相対的に低い第２沸上げ運転を実行することにより、ヒートポンプの凝縮器での熱交換における水の温度を第１沸上げ運転のときよりも低くすることができる。これにより、ヒートポンプの圧縮機で加圧される冷媒の温度を低くすることができ、加圧時の冷媒の圧力を低くすることができる。これにより、圧縮機の負荷を抑えることができる。よって、ヒートポンプの圧縮機の許容圧力が小さくなる可能性があるときに圧縮機の負荷を抑えることができる。

第２の態様では、上記第１の態様において、前記制御部は、前記制限運転を実行する場合に、外気温度が所定の基準外気温度未満である場合は、前記第１沸上げ運転を実行し、外気温度が前記基準外気温度以上であり、かつ、前記貯湯タンクから前記凝縮器に送られる水の温度が所定の基準温度以上である場合は、前記第２沸上げ運転を実行してもよい。

ヒートポンプでは、外気温度が高いほど外気からの吸熱量が大きくなるので、それに伴い圧縮機の回転数を小さくすることがある。そうすると、圧縮機の許容圧力が更に小さくなることがある。しかしながら、上記の構成によれば、目標沸上げ温度が相対的に低い第２沸上げ運転を実行することにより、ヒートポンプの凝縮器での熱交換における水の温度を第１沸上げ運転のときよりも低くすることができる。これにより、ヒートポンプの圧縮機で加圧される冷媒の温度を低くすることができ、加圧時の冷媒の圧力を低くすることができる。これにより、圧縮機の負荷を抑えることができる。

第３の態様では、上記第２の態様において、前記制御部は、前記制限運転を実行する場合であって、外気温度が前記基準外気温度以上であり、かつ、前記貯湯タンクから前記凝縮器に送られる水の温度が所定の基準温度以上である場合に、前記目標沸上げ温度を前記第２目標沸上げ温度とすることが制限されている場合は、前記第２沸上げ運転を実行せずに前記ヒートポンプを停止させていてもよい。

この構成によれば、ヒートポンプの圧縮機の負荷は生じない。

第４の態様では、上記第１から第３の態様のいずれかにおいて、給湯装置が、前記貯湯タンクから給湯箇所に供給される水を加熱する補助熱源機を更に備えていてもよい。

この構成によれば、例えば、給湯箇所に多量の水を供給する場合に、貯湯タンクが湯切れしたとしても、補助熱源機で水を加熱することにより、給湯設定温度の水を給湯箇所に供給することができる。

実施例の給湯装置を模式的に示す図。 実施例の沸上げ運転処理のフローチャート。

実施例の給湯装置２について図面を参照して説明する。図１に示すように、給湯装置２は、ＨＰ（ヒートポンプ）ユニット４と、タンクユニット６と、バーナユニット８を備えている。給湯装置２の電力は、例えば、商用電源や蓄電池から供給される。

ＨＰユニット４は、外気から吸熱して水を加熱する熱源である。ＨＰユニット４は、圧縮機１０と、凝縮器１２と、膨張弁１４と、蒸発器１６からなるヒートポンプ１７を備えている。ヒートポンプ１７は、冷媒（例えばＲ３２やＲ４１０ＡといったＨＦＣ冷媒や、Ｒ７４４といったＣＯ２冷媒）を、圧縮機１０、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に循環させることで、外気から吸熱して水を加熱する。圧縮機１０は、冷媒を加圧して高温高圧にする。凝縮器１２は、循環経路１９を流れる水と冷媒との熱交換により、水を加熱すると共に冷媒を冷却する。循環経路１９は、タンクユニット６内の貯湯タンク３０とＨＰユニット４内の凝縮器１２の間で水を循環させる経路である。膨張弁１４は、冷媒を減圧して低温低圧にする。蒸発器１６は、ファン１３により送風される外気と冷媒との熱交換により冷媒を加熱する。ＨＰユニット４はさらに、循環経路１９の水を貯湯タンク３０と凝縮器１２の間で循環させる循環ポンプ１８と、貯湯タンク３０から凝縮器１２に流れ込む水の温度を検出する戻りサーミスタ２０と、凝縮器１２から貯湯タンク３０へ流れ出る水の温度を検出する往きサーミスタ２２と、外気温度を検出する外気温度サーミスタ２３と、ＨＰユニット４の各構成要素の動作を制御するＨＰコントローラ２４を備えている。ヒートポンプ１７では、外気温度が高いほど外気からの吸熱量が大きくなる。そのため、ＨＰコントローラ２４は、外気温度サーミスタ２３により検出される外気温度が高いほど、圧縮機１０の回転数を小さくする（より具体的には、圧縮機１０のモータの三相交流の周波数を低くする）ことがある。圧縮機１０は、回転数が小さくなると、許容圧力が小さくなることがある。

タンクユニット６は、貯湯タンク３０と、混合弁３２と、バイパス制御弁３４を備えている。貯湯タンク３０は、外側が断熱材で覆われており、内部に水を蓄える密閉型の容器である。本実施例の貯湯タンク３０の容量は、例えば１００リットルである。ＨＰユニット４の循環ポンプ１８が駆動すると、貯湯タンク３０の底部から循環経路１９に水が吸い出されて凝縮器１２へ送られる。凝縮器１２で加熱されて高温となった水は、循環経路１９を流れて、貯湯タンク３０の頂部から貯湯タンク３０内に戻される。ＨＰユニット４によって加熱された水が貯湯タンク３０に流れ込むと、貯湯タンク３０の内部には、低温の水の層の上に高温の水の層が積み重なった温度成層が形成される。貯湯タンク３０には、上部の水の温度を検出する上部サーミスタ３６と、中間部の水の温度を検出する中間部サーミスタ３７と、下部の水の温度を検出する下部サーミスタ３８と、底部の水の温度を検出する底部サーミスタ３９が取り付けられている。本実施例では、上部サーミスタ３６は貯湯タンク３０の頂部から６リットルの位置に配置されており、中間部サーミスタ３７は貯湯タンク３０の頂部から１２リットルの位置に配置されており、下部サーミスタ３８は貯湯タンク３０の頂部から３０リットルの位置に配置されており、底部サーミスタ３９は貯湯タンク３０の頂部から７０リットルの位置に配置されている。

タンクユニット６には、給水経路４０を介して給水源から水道水が供給される。給水経路４０には、給水圧力を減圧する減圧弁４２と、給水温度を検出する入水サーミスタ４４が取り付けられている。給水経路４０は、貯湯タンク３０の底部に連通するタンク給水経路４６と、混合弁３２に連通するタンクバイパス経路４８に分岐している。タンク給水経路４６とタンクバイパス経路４８には、それぞれ逆止弁５０、５２が取り付けられている。また、タンクバイパス経路４８には、混合弁３２に流入する水道水の流量を検出する水側水量センサ５４が取り付けられている。貯湯タンク３０の頂部と混合弁３２は、タンク出湯経路５６を介して連通している。タンク出湯経路５６には、逆止弁５８と、混合弁３２に流入する貯湯タンク３０からの水の流量を検出する湯側水量センサ６０が取り付けられている。

混合弁３２は、タンクバイパス経路４８から流れ込む水道水と、タンク出湯経路５６から流れ込む貯湯タンク３０の水を混合して、第１給湯経路６２に送り出す。混合弁３２は、ステッピングモータによって弁を駆動し、タンクバイパス経路４８側の開度（水側の開度）と、タンク出湯経路５６側の開度（湯側の開度）を調整する。第１給湯経路６２には、混合弁３２から送り出される水の温度を検出する混合サーミスタ６４が取り付けられている。

タンクユニット６からは、第２給湯経路６６を介して、台所やシャワー、カラン等の給湯箇所への給湯が行われる。第２給湯経路６６には、給湯箇所へ供給される水の温度を検出する給湯サーミスタ６８と、逆止弁７０が取り付けられている。第１給湯経路６２と第２給湯経路６６の間は、給湯バイパス経路７２によって連通している。給湯バイパス経路７２には、バイパス制御弁３４が取り付けられている。

タンクユニット６は、タンクコントローラ７４と、タンクコントローラ７４と通信可能なリモコン７６を備えている。タンクコントローラ７４は、タンクユニット６の各構成要素の動作を制御する。タンクコントローラ７４は、不揮発性のメモリ７５を備えている。リモコン７６は、スイッチやボタン等を介して、ユーザからの各種の操作入力を受け入れる。また、リモコン７６は、表示や音声によってユーザに給湯装置２の設定や動作に関する各種の情報を通知する。

バーナユニット８は、バーナ８０と、熱交換器８２と、バイパスサーボ８４と、水量サーボ８６と、湯はり弁８８を備えている。バーナ８０は、ガスの燃焼によって熱交換器８２を流れる水を加熱する補助熱源機である。熱交換器８２には、バーナ往路９０を介して、タンクユニット６の第１給湯経路６２からの水が流れ込む。熱交換器８２を通過した水は、バーナ復路９２を介して、タンクユニット６の第２給湯経路６６へ流れ出る。バーナ往路９０には、バーナ往路９０を流れる水の流量を調整する水量サーボ８６と、バーナ往路９０を流れる水の流量を検出する水量センサ９１が取り付けられている。バーナ往路９０とバーナ復路９２の間は、バーナバイパス経路９４を介して連通している。バーナ往路９０とバーナバイパス経路９４の接続部に、バイパスサーボ８４が取り付けられている。バイパスサーボ８４は、バーナ往路９０からバーナバイパス経路９４へ流れる水の流量を調整する。バーナ復路９２には、熱交換器８２から流れ出る水の温度をバーナ出口温度として検出するバーナ出口サーミスタ９６が取り付けられている。バーナユニット８では、バーナ出口温度と目標加熱温度の差が小さくなるように、バーナ８０の加熱能力が調整される。バーナ復路９２からは、湯はり経路９８が分岐している。湯はり経路９８には、湯はり弁８８が取り付けられている。バーナユニット８からは、湯はり経路９８を介して、給湯箇所である浴槽への湯はりが行われる。バーナユニット８はさらに、バーナユニット８の各構成要素の動作を制御するバーナコントローラ１００を備えている。

ＨＰコントローラ２４とタンクコントローラ７４は、互いに通信可能である。タンクコントローラ７４とバーナコントローラ１００は、互いに通信可能である。従って、ＨＰコントローラ２４と、タンクコントローラ７４と、バーナコントローラ１００が協調して制御を行うことで、給湯装置２は沸上げ運転や給湯運転等の各種の動作を行うことができる。以下では、ＨＰコントローラ２４と、タンクコントローラ７４と、バーナコントローラ１００を総称して、単にコントローラと呼ぶことがある。

（沸上げ運転）
沸上げ運転では、給湯装置２は、ＨＰユニット４を駆動して、貯湯タンク３０内の水を沸かし上げる。沸上げ運転を開始するタイミングは、様々な観点から設定することが可能である。例えば、割安な深夜電力を利用可能な時間帯が終了する直前に、貯湯タンク３０内の水の沸かし上げが終了するように、タンクコントローラ７４が沸上げ運転の開始タイミングを決定して、ＨＰコントローラ２４に沸上げ運転の開始を指示してもよい。あるいは、前日までの給湯実績に基づいて、大きな給湯需要の発生が予想される時刻の直前に、貯湯タンク３０の水の沸かし上げが終了するように、タンクコントローラ７４が沸上げ運転の開始タイミングを決定して、ＨＰコントローラ２４に沸上げ運転の開始を指示してもよい。あるいは、ユーザがリモコン７６を介して貯湯タンク３０の水の沸かし上げを指示することで、タンクコントローラ７４がＨＰコントローラ２４に沸上げ運転の開始を指示してもよい。

給湯装置２は、沸上げ運転により、貯湯タンク３０内の水を所定の目標沸上げ温度まで沸かし上げることができる。給湯装置２は、沸上げ運転において、第１沸上げ運転と第２沸上げ運転を実行可能である。第１沸上げ運転は、目標沸上げ温度を第１目標沸上げ温度（例えば、５０℃）とする沸上げ運転である。第２沸上げ運転は、目標沸上げ温度を第１目標沸上げ温度未満の第２目標沸上げ温度（例えば、４５℃）とする沸上げ運転である。目標沸上げ温度を第２目標沸上げ温度とすることにより、ヒートポンプ１７の圧縮機１０で加圧される冷媒の温度を低くすることができ、加圧時の冷媒の圧力を低くすることができる。これにより、圧縮機１０の負荷を抑えることができる。

沸上げ運転の開始が指示されると、ＨＰコントローラ２４は、ヒートポンプ１７の圧縮機１０を駆動して、圧縮機１０、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に冷媒を循環させるとともに、循環ポンプ１８を駆動して、貯湯タンク３０と凝縮器１２の間で水を循環させる。これによって、貯湯タンク３０の底部から吸い出された水は、凝縮器１２において目標沸上げ温度まで加熱されて、貯湯タンク３０の頂部に戻される。タンクコントローラ７４は、上部サーミスタ３６、中間部サーミスタ３７、下部サーミスタ３８および底部サーミスタ３９の検出温度や、戻りサーミスタ２０の検出温度から、貯湯タンク３０内の水が全て高温の水で置き換えられたことを検知すると、ＨＰコントローラ２４に沸上げ運転の終了を指示する。タンクコントローラ７４から沸上げ運転の終了が指示されると、ＨＰコントローラ２４は沸上げ運転を終了する。

（給湯運転）
給湯運転では、給湯装置２は、給湯設定温度に調温された水を給湯箇所へ給湯する。給湯装置２は、タンクユニット６の上部サーミスタ３６で検出される貯湯タンク３０の上部の温度が給湯設定温度以上である場合、非燃焼給湯運転を行う。非燃焼給湯運転では、タンクコントローラ７４は、バーナコントローラ１００にバーナ８０の燃焼運転を禁止する。また、タンクコントローラ７４は、バイパス制御弁３４を開くとともに、混合サーミスタ６４で検出される温度が給湯設定温度となるように、混合弁３２の開度を調整する。この場合、貯湯タンク３０の上部から供給される高温の水と、給水経路４０から供給される低温の水が、混合弁３２において混合されることで給湯設定温度に調温されて、給湯箇所へ供給される。

上部サーミスタ３６で検出される貯湯タンク３０の上部の温度が給湯設定温度に満たない場合、給湯装置２は、燃焼給湯運転を行う。燃焼給湯運転では、タンクコントローラ７４は、バーナコントローラ１００にバーナ８０の燃焼運転を許可して、バーナユニット８における目標加熱温度として給湯設定温度を指示する。また、タンクコントローラ７４は、バイパス制御弁３４を閉じるとともに、混合サーミスタ６４で検出される温度が、給湯設定温度よりもバーナ８０の最小加熱能力の分だけ低い温度となるように、混合弁３２の開度を調整する。この場合、貯湯タンク３０の上部から供給される高温の水と、給水経路４０から供給される低温の水が、混合弁３２において混合された後、バーナ８０によって目標加熱温度、すなわち給湯設定温度まで加熱されて、給湯箇所へ供給される。

（消費電力の制限）
給湯装置２では、消費電力が制限されることがある。例えば、電力会社における電力の需給状況に応じて給湯装置２の消費電力が制限されることがある。また、例えば、給湯装置２が蓄電池に接続されている場合に、その蓄電池の蓄電状況に応じて給湯装置２の消費電力が制限されることがある。また、例えば、給湯装置２以外の他の装置が蓄電池に接続されている場合に、他の装置に電力を供給するために、給湯装置２の消費電力が制限されることがある。また、電力会社における電力の需給状況にかかわらず、ユーザによる指示や給湯装置２の運転状況に応じて給湯装置２の消費電力が制限されることもある。コントローラは、給湯装置２の消費電力が制限される場合は、所定の制限フラグを生成してタンクコントローラ７４のメモリ７５に記憶する。より詳細には、消費電力が制限される場合は、そのことを示す所定の制限情報が、例えば、電力会社または蓄電池から給湯装置２のコントローラに送信される。コントローラは、消費電力が制限されることを示す制限情報を受け付けた場合は、制限フラグを生成してメモリ７５に記憶する。コントローラは、ユーザによる指示や給湯装置２の運転状況に応じて給湯装置２の消費電力が制限される場合にも、制限フラグを生成してメモリ７５に記憶してもよい。

（沸上げ運転処理；図２）
次に、実施例の沸上げ運転処理について説明する。図２は、沸上げ運転処理のフローチャートである。図２に示す沸上げ運転処理は、例えば、所定の沸上げ開始時刻が到来すると開始される。また、沸上げ運転処理は、ユーザによる沸上げ開始指示に基づいて開始されてもよい。沸上げ運転処理のＳ２では、コントローラが、沸上げ運転を開始する。沸上げ運転が開始されると、貯湯タンク３０内の水がＨＰユニット４のヒートポンプ１７により沸き上げられる。沸上げ運転が開始される時点では、目標沸上げ温度が第１目標沸上げ温度（例えば、５０℃）に設定されている。よって、沸上げ運転が開始される時点では、コントローラが、第１沸上げ運転を実行する。

続くＳ４では、コントローラが、所定の沸上げ停止条件が成立するか否かを判断する。沸上げ停止条件は、例えば、貯湯タンク３０の底部に取り付けられている底部サーミスタ３９により検出される水の温度が、所定の停止基準温度（例えば、目標沸上げ温度－５℃（ただし、最大で４５℃））以上である場合に成立する。変形例では、沸上げ停止条件は、循環経路１９に取り付けられている戻りサーミスタ２０により検出される水の温度が、所定の停止基準温度以上である場合に成立してもよい。沸上げ停止条件が成立する場合（Ｓ４でＹＥＳ）、処理はＳ２０に進む。Ｓ２０では、コントローラが、ヒートポンプ１７の圧縮機１０を停止して沸上げ運転を終了する。沸上げ停止条件が成立しない場合（Ｓ４でＮＯ）、処理はＳ６に進む。

Ｓ６では、コントローラが、消費電力の制限があるか否かを判断する。具体的には、コントローラが、消費電力の制限を示す制限フラグがタンクコントローラ７４のメモリ７５に記憶されているか否かを判断する。消費電力の制限がある場合（即ち、制限フラグがメモリ７５に記憶されている場合、Ｓ６でＹＥＳ）、処理はＳ８に進む。消費電力の制限がない場合（即ち、制限フラグがメモリ７５に記憶されていない場合、Ｓ６でＮＯ）、処理はＳ４に戻る。

Ｓ８では、コントローラが、ヒートポンプ１７の圧縮機１０の回転数を小さくする制限運転を実行する。コントローラは、消費電力の制限がある場合（Ｓ６でＹＥＳ）に、消費電力の制限がない場合よりも、圧縮機１０の回転数を小さくする。制限運転により圧縮機１０の回転数の回転数が小さくなると、圧縮機１０の許容圧力が小さくなる傾向がある。

続くＳ１０では、コントローラが、外気温度サーミスタ２３により検出される外気温度が所定の基準外気温度（例えば、１６℃）以上であるか否かを判断する。外気温度が基準外気温度以上である場合（Ｓ１０でＹＥＳ）、処理はＳ１２に進む。外気温度が基準外気温度未満である場合（Ｓ１０でＮＯ）、処理はＳ４に戻る。

Ｓ１２では、コントローラが、貯湯タンク３０の底部に取り付けられている底部サーミスタ３９により検出される水の温度が、所定の基準温度（例えば、１９℃）以上であるか否かを判断する。底部サーミスタ３９の検出温度が基準温度以上である場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、処理はＳ１４に進む。底部サーミスタ３９の検出温度が基準温度未満である場合（Ｓ１２でＮＯ）、処理はＳ４に戻る。

Ｓ１４では、コントローラが、目標沸上げ温度を第１目標沸上げ温度未満の温度に変更可能であるか否かを判断する。給湯装置２では、例えば、給湯個所に供給される水の給湯設定温度が低温（例えば、４０℃未満）に設定されている場合は、目標沸上げ温度を変更することができる。目標沸上げ温度が変更可能である場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、処理はＳ１６に進む。一方、例えば、給湯設定温度が高温（例えば、４５℃以上）に設定されている場合は、貯湯タンク３０内の水では給湯設定温度の出湯を行うことができないため、目標沸上げ温度を変更することができない。目標沸上げ温度が変更不能である場合（Ｓ１４でＮＯ）、処理はＳ２０に進む。

Ｓ１６では、コントローラが、現在の目標沸上げ温度が第２目標沸上げ温度（例えば、４５℃）よりも高いか否かを判断する。第２目標沸上げ温度（例えば、４５℃）は、第１目標沸上げ温度（例えば、５０℃）未満の温度である。現在の目標沸上げ温度が第２目標沸上げ温度よりも高い場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、処理はＳ１８に進む。現在の目標沸上げ温度が第２目標沸上げ温度以下である場合（Ｓ１６でＮＯ）、処理はＳ４に戻る。Ｓ１８では、コントローラが、目標沸上げ温度を第２目標沸上げ温度に変更する。これにより、コントローラは、第２沸上げ運転を実行する。Ｓ１８の後、処理はＳ４に戻り、沸上げ運転が続行される。

（効果）
以上、実施例の給湯装置２について説明した。以上の説明から明らかなように、給湯装置２では、貯湯タンク３０の水をヒートポンプ１７により目標沸上げ温度まで沸き上げる沸上げ運転において、目標沸上げ温度を第１目標沸上げ温度とする第１沸上げ運転と、目標沸上げ温度を第１目標沸上げ温度未満の第２目標沸上げ温度とする第２沸上げ運転とを実行可能である。コントローラは、沸上げ運転を実行する場合に、消費電力の制限がない場合は、第１沸上げ運転を実行する。コントローラは、消費電力の制限がある場合は、消費電力の制限がない場合よりも圧縮機１０の回転数を小さくする制限運転を実行する。コントローラは、制限運転を実行する場合に、外気温度が所定の基準外気温度以上であり、かつ、貯湯タンク３０から凝縮器１２に送られる水の温度が所定の基準温度以上である場合は、第２沸上げ運転を実行する（Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８）。コントローラは、外気温度が所定の基準外気温度未満である場合、または、貯湯タンク３０から凝縮器１２に送られる水の温度が所定の基準温度未満である場合は、第１沸上げ運転を実行する。

この構成によれば、消費電力の制限がある場合に、圧縮機１０の回転数を小さくすることにより、圧縮機１０の消費電力を抑制することができる。しかしながら、圧縮機１０の回転数が小さくなると、圧縮機１０の許容圧力が小さくなることがある。また、ヒートポンプ１７では、外気温度が高いほど外気からの吸熱量が大きくなるので、それに伴い圧縮機１０の回転数を小さくすることがある。そうすると、圧縮機１０の許容圧力が更に小さくなることがある。一方、ヒートポンプでは、凝縮器１２に送られる水の温度が高いほど、凝縮器１２での熱交換において冷媒の温度が低くなり難い。その結果、圧縮機１０で加圧される冷媒の温度が比較的高くなることがあり、加圧時の冷媒の圧力が高くなることがある。しかしながら、上記の構成によれば、目標沸上げ温度が相対的に低い第２沸上げ運転を実行することにより、ヒートポンプ１７の凝縮器１２での熱交換における水の温度を第１沸上げ運転のときよりも低くすることができる。これにより、ヒートポンプ１７の圧縮機１０で加圧される冷媒の温度を低くすることができ、加圧時の冷媒の圧力を低くすることができる。これにより、圧縮機１０の負荷を抑えることができる。よって、ヒートポンプ１７の圧縮機１０の許容圧力が小さくなる可能性があるときに圧縮機１０の負荷を抑えることができる。また、ヒートポンプ１７の沸上げ運転を継続することができ、貯湯タンク３０の蓄熱量を増やすことができる。

また、コントローラは、消費電力の制限がある場合であって、目標沸上げ温度を第２目標沸上げ温度とすることが制限されている場合は、第２沸上げ運転を実行せずにヒートポンプ１７を停止させる（Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ２０）。この構成によれば、ヒートポンプ１７の圧縮機１０の負荷が生じない。

上記の給湯装置２は、貯湯タンク３０から給湯箇所に供給される水をガスの燃料により加熱するバーナ８０を備えている。この構成によれば、例えば、給湯箇所に多量の水を供給する場合に、貯湯タンク３０が湯切れしたとしても、バーナ８０で水を加熱することにより、給湯設定温度の水を給湯箇所に供給することができる。

（対応関係）
底部サーミスタ３９により検出される水の温度が、「貯湯タンクから凝縮器に送られる水の温度」の一例である。

（変形例）
（１）上記の実施例では、貯湯タンク３０の底部に取り付けられている底部サーミスタ３９により検出される水の温度が、「貯湯タンクから凝縮器に送られる水の温度」の一例であったが、この構成に限定されない。変形例では、循環経路１９に取り付けられている戻りサーミスタ２０により検出される水の温度が、「貯湯タンクから凝縮器に送られる水の温度」の一例であってもよい。

（２）コントローラは、第２沸上げ運転において、貯湯タンク３０から凝縮器１２に送られる水の流量を第１沸上げ運転よりも多くしてもよい。コントローラは、循環ポンプ１８の動作を制御することにより、循環経路１９を流れる水の流量を多くする。凝縮器１２に多くの水が送られることにより、凝縮器１２での熱交換における温度を低くすることができる。それに伴い、圧縮機１０で加圧される冷媒の温度を低くすることができ、加圧時の冷媒の圧力を低くすることができる。これにより、圧縮機１０の負荷を抑えることができる。

以上、各実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：給湯装置、４：ＨＰユニット、６：タンクユニット、８：バーナユニット、１０：圧縮機、１２：凝縮器、１３：ファン、１４：膨張弁、１６：蒸発器、１７：ヒートポンプ、１８：循環ポンプ、１９：循環経路、２０：戻りサーミスタ、２２：往きサーミスタ、２３：外気温度サーミスタ、２４：ＨＰコントローラ、３０：貯湯タンク、３２：混合弁、３４：バイパス制御弁、３６：上部サーミスタ、３７：中間部サーミスタ、３８：下部サーミスタ、３９：底部サーミスタ、４０：給水経路、４２：減圧弁、４４：入水サーミスタ、４６：タンク給水経路、４８：タンクバイパス経路、５４：水側水量センサ、５６：タンク出湯経路、６０：湯側水量センサ、６２：第１給湯経路、６４：混合サーミスタ、６６：第２給湯経路、６８：給湯サーミスタ、７２：給湯バイパス経路、７４：タンクコントローラ、７５：メモリ、７６：リモコン、８０：バーナ、８２：熱交換器、８４：バイパスサーボ、８６：水量サーボ、９０：バーナ往路、９１：水量センサ、９２：バーナ復路、９４：バーナバイパス経路、９６：バーナ出口サーミスタ、１００：バーナコントローラ

Claims (4)

1. 貯湯タンクと、
   外気から吸熱して前記貯湯タンクの水を沸き上げるヒートポンプと、
   制御部と、を備える給湯装置であって、
   前記ヒートポンプは、冷媒を加圧する圧縮機と、前記圧縮機で加圧された冷媒と前記貯湯タンクから送られる水との熱交換により前記貯湯タンクの水を加熱する凝縮器と、を備え、
   前記制御部は、
   前記貯湯タンクの水を前記ヒートポンプにより目標沸上げ温度まで沸き上げる沸上げ運転において、前記目標沸上げ温度を第１目標沸上げ温度とする第１沸上げ運転と、前記目標沸上げ温度を前記第１目標沸上げ温度未満の第２目標沸上げ温度とする第２沸上げ運転と、を実行可能であり、
   前記沸上げ運転を実行する場合に、消費電力の制限がない場合は、前記第１沸上げ運転を実行し、消費電力の制限がある場合は、消費電力の制限がない場合よりも前記圧縮機の回転数を小さくする制限運転を実行し、
   前記制限運転を実行する場合に、前記貯湯タンクから前記凝縮器に送られる水の温度が所定の基準温度以上である場合は、前記第２沸上げ運転を実行する、給湯装置。
2. 前記制御部は、前記制限運転を実行する場合に、外気温度が所定の基準外気温度未満である場合は、前記第１沸上げ運転を実行し、外気温度が前記基準外気温度以上であり、かつ、前記貯湯タンクから前記凝縮器に送られる水の温度が所定の基準温度以上である場合は、前記第２沸上げ運転を実行する、請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記制御部は、前記制限運転を実行する場合であって、外気温度が前記基準外気温度以上であり、かつ、前記貯湯タンクから前記凝縮器に送られる水の温度が所定の基準温度以上である場合に、前記目標沸上げ温度を前記第２目標沸上げ温度とすることが制限されている場合は、前記第２沸上げ運転を実行せずに前記ヒートポンプを停止させる、請求項２に記載の給湯装置。
4. 前記貯湯タンクから給湯箇所に供給される水を加熱する補助熱源機を更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の給湯装置。
   

Images