JP5789535B2 - ヒートポンプ式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ式給湯機に関する。

従来より、深夜電力等を利用してヒートポンプサイクルを駆動し、低温水を加熱して所望の温度の湯を貯湯タンクに貯える沸上げ機能を備えたヒートポンプ式給湯機が知られている。このようなヒートポンプ式給湯機は、ヒートポンプサイクル内に設けられた水−冷媒熱交換器と貯湯タンクとを配管にて接続し、接続した配管内に貯湯タンク内の水を循環させている。そして、ヒートポンプ式給湯機は、水−冷媒熱交換器における貯湯タンクの水と冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって沸上げを行っている。このようなヒートポンプ式給湯機には、オゾン層破壊係数がゼロでありかつ地球温暖化係数もフロン類に比べて格段に小さい二酸化炭素を冷媒として用いる冷凍サイクル装置が提案されている。

ヒートポンプサイクルに用いられる圧縮機の一つとして、スクロール式圧縮機が提案されている。スクロール式圧縮機の場合、最も多用される定格の運転条件において高効率な運転を行えるように、漏れ損失や摺動損失が小さくなるように圧縮機内の圧縮室となる旋回スクロールラップと固定スクロールラップが設計される。ところで、二酸化炭素のような臨界温度が低い冷媒をヒートポンプサイクルに用いる場合、高圧側の圧力が高くなるため、運転する外気温度条件や沸上げ温度条件によっては、定格の運転条件よりも圧縮比や吐出冷媒温度が高くなる運転条件がある。このような運転条件では、旋回スクロールラップと固定スクロールラップの摺動面が充分になじんでいないと、抵抗が大きくなって運転中の入力が不測に増大し、場合によっては圧縮機を停止してしまう状況が発生することがある。

このため、旋回スクロールラップと固定スクロールラップの摺動面が早期になじむように、特許文献１に示すような旋回スクロールラップの表面硬度を小さくする技術や、特許文献２に示すような旋回スクロールラップを押付ける背圧の立上がり性を向上させ、早期になじみを進行させる技術が提案されている。

特開２００９−８００６号公報 特開２００７−１３８８２８号公報

しかしながら、上記従来の技術では、圧縮機の摺動面のなじみが未だ完了していない段階で圧縮比が高くなる状況が発生した場合には、運転中の入力が不測に増大するという問題を依然として解決することができない。

そこで、本発明は、圧縮機のなじみが未だ完了していない段階で圧縮比が高くなる状況が発生した場合にも、運転中の入力が不測に増大することを良好に防止することができるヒートポンプ式給湯機を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、冷媒を圧縮するスクロール式圧縮機と、前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒により液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、前記液−冷媒熱交換器から流出した冷媒を減圧する減圧装置と、前記減圧装置で減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、外気の温度を検出する外気温度センサと、を備えるヒートポンプ式給湯機において、前記スクロール式圧縮機の駆動履歴の中で最低の外気温度を記憶する記憶部を有し、
前記記憶部に記憶されている前記最低の外気温度よりも低い外気温度を検出したとき、前記減圧装置の開度変更量を通常よりも小さく制御する。

或いは、本発明は、冷媒を圧縮するスクロール式圧縮機と、前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒により液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、前記液−冷媒熱交換器から流出した冷媒を減圧する減圧装置と、前記減圧装置で減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、外気の温度を検出する外気温度センサと、を備えるヒートポンプ式給湯機において、前記スクロール式圧縮機の駆動履歴の中で最低の外気温度を記憶する記憶部を有し、前記記憶部に記憶されている前記最低の外気温度よりも低い外気温度を検出したとき、前記圧縮機の回転速度の変更量を通常よりも小さく制御する。

本発明によれば、圧縮機のなじみが未だ完了していない段階で圧縮比が高くなる状況が発生した場合にも、運転中の入力が不測に増大することを良好に防止することができる。

本発明の実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の構成説明図である。 実施例１に係るヒートポンプ式給湯機の沸上げ運転時のフローチャートである。 実施例２に係るヒートポンプ式給湯機の沸上げ運転時のフローチャートである。 実施例３に係るヒートポンプ式給湯機の沸上げ運転時のフローチャートである。 実施例４に係るヒートポンプ式給湯機の沸上げ運転時のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態のヒートポンプ式給湯機は、低外気温度条件や沸上げ目標温度によって、圧縮機の圧縮比や吐出冷媒温度が高くなる場合において、圧縮機を停止させること無く、圧縮機内の圧縮室のなじみを進行させることができる沸上げ運転機能を設けたことを特徴とする。

以下では、本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の全体構成について説明した後に、前記した機能について更に具体的に説明する。

図１に示すように、ヒートポンプ式給湯機は、ヒートポンプユニット１と貯湯タンクユニット２とを備えている。ちなみに、ヒートポンプユニット１と貯湯タンクユニット２とは、ヒートポンプ式給湯機が現場に配置される際に、接続配管３ａ，３ｂによって連結される構造となっている。

前記ヒートポンプユニット１の冷凍サイクルは、圧縮機４と、水−冷媒熱交換器５と、減圧装置６と、蒸発器７と、送風ファン８と、ヒートポンプユニット制御部１８と、で主に構成されている。そして、圧縮機４、水−冷媒熱交換器５、減圧装置６、及び蒸発器７は、この順番で冷媒が循環するように配管で環状に連結されている。なお、本実施形態での冷媒としては、二酸化炭素が使用されている。そして、ヒートポンプユニット１では、圧縮機４より吐出される冷媒（二酸化炭素）の吐出圧力が臨界圧力以上となる超臨界蒸気圧縮式のヒートポンプサイクルを使用している。

圧縮機４は、環状の回路から戻ってきた冷媒を圧縮すると共に、圧縮した高温高圧のガス冷媒（以下、ホットガスということがある）を再び環状の回路に送り出している。更に具体的には、蒸発器７から戻ってきた冷媒を圧縮して水−冷媒熱交換器５に向かって送り出している。

圧縮機４は、容量制御が可能で、高温貯湯（例えば、９０℃）を行う場合は、通常よりも速い回転速度（例えば３０００〜４０００回転／分）で運転する。また、通常の貯湯温度（例えば、６５℃）で運転する場合は、比較的遅い回転速度（例えば２０００〜３０００回転／分）で運転する。また、圧縮機４は、ＰＷＭ制御、電圧制御（例えばＰＡＭ制御）及びこれらの組み合わせ制御により、低速（例えば１０００回転／分）から高速（例えば６０００回転／分）まで回転速度の制御が行えるようになっている。

圧縮機４には、運転中の圧縮機温度を検出するための圧縮機温度センサ１３が設けられている。

圧縮機４と次に説明する水−冷媒熱交換器５とを接続する配管には、圧縮機４寄りに、圧縮機４の高圧側冷媒圧力（圧縮機吐出冷媒圧力）を検出する圧力センサ１４が設けられている。この配管は、水−冷媒熱交換器５の入口と接続されている。

水−冷媒熱交換器５は、放熱器として機能するものであり、圧縮機４から吐出されたホットガスを流通させる冷媒伝熱管５ａと、水を流通させる水伝熱管５ｂとを備えている。これらの冷媒伝熱管５ａ及び水伝熱管５ｂは、冷媒と水とが相互に熱交換するよう密着して設けられている。また水−冷媒熱交換器５は、冷媒と水とが相互に熱交換できる構造であれば、密着していない構造（例えば、水伝熱管５ｂの中に冷媒伝熱管５ａを通す構造）でもよい。

減圧装置６は、水−冷媒熱交換器５と蒸発器７との間に配置される配管の途中に設けられており、電動膨張弁が使用されている。この減圧装置６は、水−冷媒熱交換器５からの高圧冷媒を減圧し、蒸発し易い低温低圧の冷媒として蒸発器７に送り出している。そして、減圧装置６は、絞り開度（開閉度合い）が調節可能となっており、ヒートポンプユニット制御部１８がこの絞り開度を変えてヒートポンプユニット１での高圧側圧力を調節することができる。この機能を使用して、ヒートポンプユニット制御部１８は、後記するように、減圧装置６の絞り開度を変えることで、圧縮機４の吐出冷媒圧力を調節することとなる。

ここで減圧装置６の制御は圧縮機４の吐出冷媒圧力を調整することについて記載したが、減圧装置６の制御は前記圧縮機温度センサ１３より得られる圧縮機温度が所望の温度となるように制御を行っても良い。

ちなみに、減圧装置６は、蒸発器７に着霜した場合に、絞り開度を全開にしてデフロストを行うようにも働く。

蒸発器７は、送風ファン８の回転によって外気を取り入れた空気（送風）と、蒸発器７内を流通する低温低圧の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、この蒸発器７から圧縮機４に戻されることとなる。

符号１７は、外気温度を検出する温度センサであり、本実施形態での外気温度センサ１７は、蒸発器７に流入する空気の温度を検出するように、送風ファン８が形成する空気流の上流側に配置されている。なお、ヒートポンプユニット制御部１８は、後記するように、この外気温度センサ１７の検出する温度を参照要素の一つとして、圧縮機４の目標吐出冷媒圧力値を算出することとなる。また後記するように、沸上げ運転開始時に外気温度センサ１７の検出する温度を参照要素として、圧縮機４の負荷変動を小さくする機能の実施を判断する。

符号２０ａは、水送出配管であり、送出配管２０ａは、前記冷媒で加熱される水を水−冷媒熱交換器５に送り出すものである。送出配管２０ａの一端は、水−冷媒熱交換器５の水伝熱管５ｂの入口に接続されている。この送出配管２０ａは、前記した接続配管３ａ及び後記の配管１１ｂを介して後記する貯湯タンク９の底部側と接続されることとなる。

この送出配管２０ａには、循環ポンプ１０が、水−冷媒熱交換器５の上流側に配置されている。なお、本実施形態での循環ポンプ１０は、貯湯タンク９の水を水伝熱管５ｂの入口側に送り込むように駆動する。この循環ポンプ１０は、後記する水循環路で水を循環させるように機能し、水循環装置としての役割を果たす。ちなみに、循環ポンプ１０は、ヒートポンプユニット制御部１８によって、循環路内での水の流量（質量流量）、流速及び圧力が自由に選択できるように構成されている。

また、送出配管２０ａの水−冷媒熱交換器５寄りには、熱交換器入口水温度センサ１５が設けられている。この熱交換器入口水温度センサ１５は、水−冷媒熱交換器５の入口で水の温度を検出するものである。なお、ヒートポンプ制御部１８は、後記するように、この熱交換器入口水温度センサ１５の検出する温度を参照要素の一つとして、圧縮機４の目標吐出冷媒圧力値を算出することとなる。

符号２０ｂは、水戻し配管であり、戻し配管２０ｂの一端は、水−冷媒熱交換器５の水伝熱管５ｂの出口に接続されている。この戻し配管２０ｂは、冷媒で加熱された水（湯）を水−冷媒熱交換器５から貯湯タンク９に戻すものである。戻し配管２０ｂの水−冷媒熱交換器５寄りには、水−冷媒熱交換器５の出口水温度を検出する熱交換器出口水温度センサ１６が設けられている。この戻し配管２０ｂは、前記した接続配管３ｂ及び後記の配管１２ｂを介して貯湯タンク９の塔頂部側と接続されることとなる。

次に、このようなヒートポンプユニット１と共にヒートポンプ式給湯機を構成する貯湯タンクユニット２について説明する。

タンクユニット２は、水（湯）を貯蔵する貯湯タンク９を備えている。

この貯湯タンク９の塔頂部には、前記したように、水−冷媒熱交換器５における水伝熱管５ｂの出口から送り出される水（湯）が、配管１２ｂを介して流れ込むようになっている。そして、この貯湯タンク９の底部からは、前記したように、配管１１ｂを介して、水−冷媒熱交換器５の水伝熱管５ｂの入口に水が流れ込むようになっている。

つまり、水−冷媒熱交換器５から貯湯タンク９に湯を送り出すと共に、貯湯タンク９の水を水−冷媒熱交換器５に送り出すように、配管１１ｂ，３ａ，２０ａ，２０ｂ，３ｂ，１２ｂが、水−冷媒熱交換器５と貯湯タンク９とを接続することで、水（湯）の水循環路を形成している。

また、貯湯タンク９の底部には給水配管１１ａを介して水道等の給水源（図示省略）が接続され、貯湯タンク９の塔頂部には、貯湯タンク９内の湯を導出して所定の給湯栓（図示省略）に給湯する給湯配管１２ａが接続されている。なお、図示しないが、給水配管１１ａから分岐すると共に、所定の湯水混合弁を介して給湯配管１２ａに合流するように分岐配管を設ける構成とすることもできる。このような分岐配管によれば、湯水混合弁の開口度合いに応じて、給水配管１１ａから給湯配管１２ａに流れ込む水の量を調節することで、前記した給湯栓から出る湯の温度を調節することができる。

ヒートポンプユニット制御部１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェイス、電子回路等を含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、本実施形態に係るヒートポンプユニット１を総合的に制御するようになっている。

また、ヒートポンプユニット制御部１８は、圧縮機４の回転速度を熱交換器出口水温度センサ１６で検出される水−冷媒熱交換器５の出口水温度に基づいて制御する。具体的には、ヒートポンプユニット制御部１８は、熱交換器出口水温度センサ１６で検出される温度が、予め設定された出口水温度の目標値（目標温水温度）となるように、圧縮機４の回転速度を制御する。つまり、目標値に対して熱交換器出口水温度センサ１６の検出温度（計測値）が低い場合には圧縮機４の回転速度を速め、これとは逆に検出温度（計測値）が高い場合には圧縮機４の回転速度を遅くする。

また、ヒートポンプユニット制御部１８は、循環ポンプ１０が水−冷媒熱交換器５の水伝熱管５ｂに送り込む水の量を、予め求めた圧縮機４の目標回転速度に基づいて制御する。具体的には、圧縮機４の目標回転速度に対して実回転速度が遅い場合には、水伝熱管５ｂに送り込まれる水の量が増えるように循環ポンプ１０を制御し、これとは逆に圧縮機４の実回転速度が速い場合には、水伝熱管５ｂに送り込まれる水の量が減るように循環ポンプ１０を制御する。

そして、ヒートポンプユニット制御部１８は、後に詳しく説明するように、圧力センサ１４により検出される圧縮機４の吐出冷媒圧力が、外気温度と水−冷媒熱交換器５の水入口温度より算出される目標吐出冷媒圧力値と一致するように減圧装置６の開度を制御する。つまり、目標値に対して圧力センサ１４の検出圧力（計測値）が低い場合には減圧装置６の開度を小さくし、これとは逆に検出圧力（計測値）が高い場合には減圧装置６の開度を大きくする。

貯湯タンクユニット制御部１９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェイス、電子回路等を含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機を総合的に制御するようになっており、ヒートポンプ式給湯機のユーザーとのインターフェイスとなるリモコン（図示省略）からの情報や、貯湯タンク９に設けた温度センサ（図示省略）から得られる貯湯タンク９内の残湯量の情報などから、沸上げる目標温水温度と沸上げ開始時間を算出し、ヒートポンプユニット制御部１８に対して沸上げ運転開始指令の発報や、目標温水温度の伝達を行う。

次に、本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の動作について説明する。

このヒートポンプ式給湯機では、貯湯タンク９内に所定の温度で所定の湯量を確保するのに先立って、貯湯タンク９を満たすように水が供給される。この際、貯湯タンク９には、残存する湯に加えられるように、図示しない給水源から給水配管１１ａを介して水が加えられる。もちろん貯湯タンク９が空の場合には、その全てが水で満たされる。

以下では、貯湯タンク９に残存する湯と新たに加えられた水とを一緒にして単に「水」ということがある。

そして、ヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンク９が水で満たされてから、貯湯運転工程を実施する。

ヒートポンプ式給湯機は、起動した圧縮機４が吐出するホットガス（高温高圧の冷媒）を水−冷媒熱交換器５（放熱器）の冷媒伝熱管５ａに送り込む。冷媒伝熱管５ａに送り込まれたホットガスは、水伝熱管５ｂ内の水に熱を放出する。そして、水伝熱管５ｂ内の水はホットガスで加熱される。

次いで、水−冷媒熱交換器５（放熱器）の冷媒伝熱管５ａから送り出された冷媒は、減圧装置６（膨張弁）で減圧された後に、蒸発器７に流れ込む。そして、流れ込んだ低温低圧の冷媒は、送風ファン８から送り込まれた風によって蒸発する際に外気から熱を汲み上げる。その後、冷媒は圧縮機４に戻って再び圧縮される。

その一方で、貯湯タンク９に満たされた水は、循環ポンプ１０が起動することで、送出配管２０ａを介して水−冷媒熱交換器５の水伝熱管５ｂ内に送り込まれる。そして、送り込まれた水は、前記したように、冷媒に加熱されて湯となって、戻し配管２０ｂに流れ込む。

戻し配管２０ｂに流れ込んだ湯は、貯湯タンク９に戻って貯蔵される。このように貯湯タンク９と水−冷媒熱交換器５との間で水が循環する間に、ヒートポンプ式給湯機は、貯湯タンク９内に所定の温度で所定の湯量を確保する。

また、本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機は、圧縮機４の駆動履歴の中で最大の圧縮比に関する情報を記憶する記憶部が設けられ、記憶されている情報に基づく最大の圧縮比よりも圧縮比が大きくなる状態を検出すると、所定の条件を満たすまで、通常よりも（即ち、最大の圧縮比に比べて圧縮比が小さい状態よりも）圧縮機４の負荷変動が小さくなるように制御されるものである。これにより、仮に圧縮機４のなじみが未だ完了していない段階で圧縮比が高くなる状況が発生した場合にも、運転中の入力が不測に増大することを良好に防止することができる。従って、低外気温度条件や沸上げ目標温度によって、圧縮機４の圧縮比や吐出冷媒温度が高くなる場合においても、圧縮機を停止させること無く、なじみを進行させることができる。

記憶部は、ヒートポンプユニット制御部１８に備えられている。また、記憶部は、最大の圧縮比に関する情報として圧縮機４の駆動履歴の中で最低の外気温度を記憶するように構成され、記憶されている最低の外気温度よりも低い外気温度を検出することにより、圧縮比が大きくなる状態を検出する。なお、前記所定の条件は、前記最大の圧縮比よりも圧縮比が大きくなる状態を検出した際の沸上げ運転が終了することである。詳細は、以下の実施例において説明する。

次に、実施例１について図２を用いて説明する。本実施例に係るヒートポンプ式給湯機は、記憶されている前記情報に基づく最大の圧縮比よりも圧縮比が大きくなる状態を検出すると、所定の条件を満たすまで圧縮機４の負荷変動が通常よりも小さくなるように制御するものである。また、本実施例では、減圧装置６の開度変更量を通常よりも小さくすることにより、圧縮機４の負荷変動が小さくなるように制御される。以下、詳細に説明する。

図２は、本実施例に係るヒートポンプ式給湯機の沸上げ運転時に、制御部が圧縮機４、減圧装置６、及び循環ポンプ１０を制御する手順を説明するためのフローチャートである。

貯湯タンクユニット制御部１９において、目標温水温度（例えば、前記した９０℃又は６５℃）の設定がなされ、ヒートポンプユニット制御部１８に対して運転開始指令が発報される。この際、目標温水温度は、給水配管１１ａから貯湯タンク９へ送り込まれた水の温度、外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）、貯湯タンク９内の残湯量、１日のユーザーによる湯の使用量、及びリモコンによりユーザーから要求される要求値から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定することができる。

運転開始指令を受けたヒートポンプユニット制御部１８では、ヒートポンプユニットの沸上げ運転を開始する。指令を受けたヒートポンプユニット制御部１８は、図２に示すように、圧縮機４、減圧装置６、ファン８、循環ポンプ１０を初期値で起動した後、外気温度センサ１７より得られた外気温度がヒートポンプユニット制御部１８に記録されている最低外気温度に対して高いかを判断し、高い場合には減圧装置開度補正値を１に設定し、低い場合には減圧装置開度補正値をｎ（具体的には１より大きい数値。例えば２）に設定する（ステップＳ１）。

減圧装置開度補正値を設定した後、外気温度センサ１７、水−冷媒熱交換器入口温度センサ１５より得られる外気温度と水入口温度より目標吐出冷媒圧力を算出し、目標温水温度と共に目標値として設定する（ステップＳ２）。

ここで目標吐出冷媒圧力は、熱交換器入口水温度センサ１５の検出温度（水−冷媒熱交換器５の水伝熱管５ｂに送り込まれる水の温度（水入口温度））、前記した目標温水温度、及び外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定するものでも良い。

目標吐出冷媒圧力、目標温水温度を設定した後、外気温度センサ１７、水−冷媒熱交換器入口温度センサ１５より得られる外気温度、水入口温度、及び目標温水温度から循環ポンプ１０の制御目標値となる圧縮機基準回転速度を算出し設定する（ステップＳ３）。

ここで圧縮機基準回転速度は、熱交換器入口水温度センサ１５で検出される水入口温度、前記した目標温水温度、外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）、及び必要とされる加熱能力値から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定するものでも良い。

次に、ヒートポンプユニット制御部１８は、圧力センサ１４にて圧縮機４の吐出冷媒圧力を検出すると共に、この吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しいか否か（冷媒圧力＝目標圧力か）を判断する（ステップＳ４）。そして、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しいと判断した場合には（ステップＳ４のＹｅｓ）次のステップへと進み、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力に等しくないと判断した場合には（ステップＳ４のＮｏ）、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しくなるように減圧装置６の開度を修正した後に、次のステップに進む。ここで、減圧装置の開度修正の修正量は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定開度修正量を、ステップＳ１で設定した減圧装置開度補正値で除した値で行うことにより、ヒートポンプユニットが初めて運転する低外気温度条件時には減圧装置開度修正量が通常の規定開度修正量よりも少ない値で運転することができるため、沸上げ運転中の圧縮機負荷変動を小さくすることができる。

次に、圧縮機４の回転速度を調整する処理を行う。本実施例に係るヒートポンプ式給湯機は、圧縮機４の回転速度を調整することで、出口水温度を目標温水温度に調整している。このため、ヒートポンプユニット制御部１８は、熱交換器出口水温度センサ１６にて水−冷媒熱交換器５の出口水温度を検出すると共に、この出口水温度が前記した目標温水温度と等しいか否か（出口水温度＝目標温水温度か）を判断する（ステップＳ５）。そして、出口水温度が目標温水温度と等しいと判断した場合には（ステップＳ５のＹｅｓ）次のステップへと進み、出口水温度が目標温水温度と等しくないと判断した場合には（ステップＳ５のＮｏ）、出口水温度が目標温水温度と等しくなるように圧縮機４の回転速度を修正した後に次のステップへと進む。ここで、圧縮機４の回転速度の修正量は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定回転速度修正量により修正を行う。

次に、循環ポンプ１０の回転速度を調整する処理を行う。循環ポンプ１０の回転速度を調整するに当たっては、循環ポンプ１０の制御目標値となる前記圧縮機基準回転速度を用いる。ヒートポンプユニット制御部１８は、圧縮機４の回転速度を検出し、この回転速度が前記した圧縮機基準回転速度と等しいか否か（圧縮機回転速度＝基準回転速度か）を判断する（ステップＳ６）。そして、圧縮機回転速度が基準回転速度と等しいと判断した場合には（ステップＳ６のＹｅｓ）次のステップへと進み、圧縮機回転速度が基準回転速度と等しくないと判断した場合には（ステップＳ６のＮｏ）、圧縮機回転速度が基準回転速度と等しくなるように循環ポンプ１０の回転速度を修正した後に次のステップへと進む。ここで、循環ポンプ１０の回転速度は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定回転速度修正量により修正される。

その後、ヒートポンプユニット制御部１８は、運転指令が継続しているか否かを判断する（ステップＳ７）と共に、継続していると判断した場合（ステップＳ７のＹｅｓ）にはステップＳ２に戻る。そして、継続していないと判断した場合には（ステップＳ７のＮｏ）、ヒートポンプユニット１は、運転を停止して所定の沸上げ運転が終了する。

以上のような本実施例に係るヒートポンプ式給湯機によれば、次のような作用効果を奏することができる。

従来のヒートポンプ式給湯機では、機器が過去に運転した最低外気温度をヒートポンプユニット制御部１８に記録していないため、常に規定された沸上げ運転しか行うことができず、圧縮比や吐出冷媒温度が高くなる低外気温度条件において、沸上げ運転中に圧縮機内の摺動抵抗により入力が増大し、場合によっては運転を停止することがあった。特にスクロール式圧縮機では、構成部品の製造ばらつき等により旋回スクロールラップと固定スクロールラップの接触面が大きくなってしまう場合があった。これに対して本実施例に係るヒートポンプ式給湯機では、ヒートポンプユニット制御部１８に運転開始時に外気温度センサ１７で検出される外気温度を記憶する機能を有しているため、機器が過去に運転した最低外気温度を把握することができる。この機能により、機器が初めて運転する低外気温時には圧縮機４内の圧縮比と吐出冷媒温度が過去の運転時より高くなると判断できるため、減圧装置６の開度修正量を通常規定されている修正量より小さくすることができ、圧縮機４運転中の負荷変動を小さくすることが可能となるため、圧縮機４を停止させること無く、圧縮機４内のなじみを進行させることができる沸上げ運転を行うことができる。

次に、実施例２について図３を用いて説明する。なお、本実施例は、実施例１と基本的に共通するものであるが、本実施例では、圧縮機４の回転速度の変更量を通常よりも小さくすることにより、圧縮機４の負荷変動が小さくなるように制御される。以下、詳細に説明する。

図３は、本実施例に係るヒートポンプ式給湯機の沸上げ運転時に、制御部が圧縮機４、減圧装置６、及び循環ポンプ１０を制御する手順を説明するためのフローチャートである。

貯湯タンクユニット制御部１９において、目標温水温度（例えば、前記した９０℃又は６５℃）の設定がなされ、ヒートポンプユニット制御部１８に対して運転開始指令が発報される。この際、目標温水温度は、給水配管１１ａから貯湯タンク９へ送り込まれた水の温度、外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）、貯湯タンク９内の残湯量、１日のユーザーによる湯の使用量、及びリモコンによりユーザーから要求される要求値から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定することができる。

運転開始指令を受けたヒートポンプユニット制御部１８では、ヒートポンプユニットの沸上げ運転を開始する。指令を受けたヒートポンプユニット制御部１８は、図３に示すように、圧縮機４、減圧装置６、ファン８、循環ポンプ１０を初期値で起動した後、外気温度センサ１７より得られた外気温度がヒートポンプユニット制御部１８に記録されている最低外気温度に対して高いかを判断し、高い場合には圧縮機回転速度補正値を１に設定し、低い場合には圧縮機回転速度補正値をｎ（具体的には１より大きい数値。例えば２）に設定する（ステップＳ８）。

圧縮機回転速度補正値を設定した後、外気温度センサ１７、水−冷媒熱交換器入口温度センサ１５より得られる外気温度と水入口温度より目標吐出冷媒圧力を算出し、目標温水温度と共に目標値として設定する（ステップＳ９）。

ここで目標吐出冷媒圧力は、熱交換器入口水温度センサ１５の検出温度（水−冷媒熱交換器５の水伝熱管５ｂに送り込まれる水の温度（水入口温度））、前記した目標温水温度、及び外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定するものでも良い。

目標吐出冷媒圧力、目標温水温度を設定した後、外気温度センサ１７、水−冷媒熱交換器入口温度センサ１５より得られる外気温度、水入口温度、及び目標温水温度から循環ポンプ１０の制御目標値となる圧縮機基準回転速度を算出し設定する（ステップＳ１０）。

ここで圧縮機基準回転速度は、熱交換器入口水温度センサ１５で検出される水入口温度、前記した目標温水温度、外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）、及び必要とされる加熱能力値から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定するものでも良い。

次に、ヒートポンプユニット制御部１８は、圧力センサ１４にて圧縮機４の吐出冷媒圧力を検出すると共に、この吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しいか否か（冷媒圧力＝目標圧力か）を判断する（ステップＳ１１）。そして、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しいと判断した場合には（ステップＳ１１のＹｅｓ）次のステップへと進み、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力に等しくないと判断した場合には（ステップＳ１１のＮｏ）、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しくなるように減圧装置６の開度を修正した後に、次のステップに進む。ここで、減圧装置６の開度の修正量は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定開度修正量により修正を行う。

次に、圧縮機４の回転速度を調整する処理を行う。本実施例に係るヒートポンプ式給湯機は、圧縮機４の回転速度を調整することで、出口水温度を目標温水温度に調整している。このため、ヒートポンプユニット制御部１８は、熱交換器出口水温度センサ１６にて水−冷媒熱交換器５の出口水温度を検出すると共に、この出口水温度が前記した目標温水温度と等しいか否か（出口水温度＝目標温水温度か）を判断する（ステップＳ１２）。そして、出口水温度が目標温水温度と等しいと判断した場合には（ステップＳ１２のＹｅｓ）次のステップへと進み、出口水温度が目標温水温度と等しくないと判断した場合には（ステップＳ１２のＮｏ）、出口水温度が目標温水温度と等しくなるように圧縮機４の回転速度を修正した後に次のステップへと進む。ここで、圧縮機４の回転速度修正の修正量は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定回転速度修正量を、ステップＳ８で設定した圧縮機回転速度補正値で除した値で行うことにより、ヒートポンプユニットが初めて運転する低外気温度条件時には圧縮機回転速度修正量が通常の規定回転速度修正量よりも少ない値で運転することができるため、沸上げ運転中の圧縮機負荷変動を小さくすることができる。

次に、循環ポンプ１０の回転速度を調整する処理を行う。循環ポンプ１０の回転速度を調整するに当たっては、循環ポンプ１０の制御目標値となる前記圧縮機基準回転速度を用いる。ヒートポンプユニット制御部１８は、圧縮機４の回転速度を検出し、この回転速度が前記した圧縮機基準回転速度と等しいか否か（圧縮機回転速度＝基準回転速度か）を判断する（ステップＳ１３）。そして、圧縮機回転速度が基準回転速度と等しいと判断した場合には（ステップＳ１３のＹｅｓ）次のステップへと進み、圧縮機回転速度が基準回転速度と等しくないと判断した場合には（ステップＳ１３のＮｏ）、圧縮機回転速度が基準回転速度と等しくなるように循環ポンプ１０の回転速度を修正した後に次のステップへと進む。ここで、循環ポンプ１０の回転速度は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定回転速度修正量により修正される。

その後、ヒートポンプユニット制御部１８は、運転指令が継続しているか否かを判断する（ステップＳ１４）と共に、継続していると判断した場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）にはステップＳ９に戻る。そして、継続していないと判断した場合には（ステップＳ１４のＮｏ）、ヒートポンプユニット１は、運転を停止して所定の沸上げ運転が終了する。

以上のような本実施例に係るヒートポンプ式給湯機によれば、次のような作用効果を奏することができる。

従来のヒートポンプ式給湯機では、機器が過去に運転した最低外気温度をヒートポンプユニット制御部１８に記録していないため、常に規定された沸上げ運転しか行うことができず、圧縮比や吐出冷媒温度が高くなる低外気温度条件において、沸上げ運転中に圧縮機内の摺動抵抗により入力が増大し、場合によっては運転を停止することがあった。これに対して本実施例に係るヒートポンプ式給湯機では、ヒートポンプユニット制御部１８に運転開始時に外気温度センサ１７で検出される外気温度を記憶する機能を有しているため、機器が過去に運転した最低外気温度を把握することができる。この機能により、機器が初めて運転する低外気温時には圧縮機４内の圧縮比と吐出冷媒温度が過去の運転時より高くなると判断できるため、圧縮機４の回転速度修正量を通常規定されている修正量より小さくすることができ、圧縮機４運転中の負荷変動を小さくすることが可能となるため、圧縮機４を停止させること無く、圧縮機４内のなじみを進行させることができる沸上げ運転を行うことができる。

次に、実施例３について図４を用いて説明する。なお、本実施例は、実施例１と基本的に共通するものであるが、本実施例は、圧縮機４の駆動中の電流値を検出する電流検出部を備え、電流値が所定の電流制限値を超える場合には、電流値を低下させるように制御する。具体的には、圧縮機４の回転速度を低下させることにより電流値を低下させる。以下、詳細に説明する。

次に、本実施例に係るヒートポンプ式給湯機の沸上げ運転時における、ヒートポンプユニット制御部１８による圧縮機４、減圧装置６、及び循環ポンプ１０の制御方法を詳述する。次に参照する図５は、本実施例に係るヒートポンプ式給湯機の沸上げ運転時に、制御部が圧縮機４、減圧装置６、及び循環ポンプ１０を制御する手順を説明するためのフローチャートである。

貯湯タンクユニット制御部１９において、目標温水温度（例えば、前記した９０℃又は６５℃）の設定がなされ、ヒートポンプユニット制御部１８に対して運転開始指令が発報される。この際、目標温水温度は、給水配管１１ａから貯湯タンク９へ送り込まれた水の温度、外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）、貯湯タンク９内の残湯量、１日のユーザーによる湯の使用量、及びリモコンによりユーザーから要求される要求値から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定することができる。

運転開始指令を受けたヒートポンプユニット制御部１８では、ヒートポンプユニットの沸上げ運転を開始する。指令を受けたヒートポンプユニット制御部１８は、図５に示すように、圧縮機４、減圧装置６、ファン８、循環ポンプ１０を初期値で起動した後、外気温度センサ１７より得られた外気温度がヒートポンプユニット制御部１８に記録されている最低外気温度に対して高いかを判断し、高い場合には減圧装置開度補正値を１に設定し、低い場合には減圧装置開度補正値をｎ（具体的には１より大きい数値。例えば２）に設定する（ステップＳ１５）。

減圧装置開度補正値を設定した後、外気温度センサ１７、水−冷媒熱交換器入口温度センサ１５より得られる外気温度と水入口温度より目標吐出冷媒圧力を算出し、目標温水温度と共に目標値として設定する（ステップＳ１６）。

ここで目標吐出冷媒圧力は、熱交換器入口水温度センサ１５の検出温度（水−冷媒熱交換器５の水伝熱管５ｂに送り込まれる水の温度（水入口温度））、前記した目標温水温度、及び外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定するものでも良い。

目標吐出冷媒圧力、目標温水温度を設定した後、外気温度センサ１７、水−冷媒熱交換器入口温度センサ１５より得られる外気温度、水入口温度、及び目標温水温度から循環ポンプ１０の制御目標値となる圧縮機基準回転速度を算出し設定する（ステップＳ１７）。

ここで圧縮機基準回転速度は、熱交換器入口水温度センサ１５で検出される水入口温度、前記した目標温水温度、外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）、及び必要とされる加熱能力値から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定するものでも良い。

次に、ヒートポンプユニット制御部１８は、圧力センサ１４にて圧縮機４の吐出冷媒圧力を検出すると共に、この吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しいか否か（冷媒圧力＝目標圧力か）を判断する（ステップＳ１８）。そして、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しいと判断した場合には（ステップＳ１８のＹｅｓ）次のステップへと進み、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力に等しくないと判断した場合には（ステップＳ１８のＮｏ）、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しくなるように減圧装置６の開度を修正した後に、次のステップに進む。ここで、減圧装置の開度修正の修正量は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定開度修正量を、ステップＳ１５で設定した減圧装置開度補正値で除した値で行うことにより、ヒートポンプユニットが初めて運転する低外気温度条件時には減圧装置開度修正量が通常の規定開度修正量よりも少ない値で運転することができるため、沸上げ運転中の圧縮機負荷変動を小さくすることができる。

次に、圧縮機４の回転速度を調整する処理を行う。本実施例に係るヒートポンプ式給湯機は、圧縮機４の回転速度を調整することで、出口水温度を目標温水温度に調整している。このため、ヒートポンプユニット制御部１８は、熱交換器出口水温度センサ１６にて水−冷媒熱交換器５の出口水温度を検出すると共に、この出口水温度が前記した目標温水温度と等しいか否か（出口水温度＝目標温水温度か）を判断する（ステップＳ２１９）。そして、出口水温度が目標温水温度と等しいと判断した場合には（ステップＳ１９のＹｅｓ）次のステップへと進み、出口水温度が目標温水温度と等しくないと判断した場合には（ステップＳ１９のＮｏ）、出口水温度が目標温水温度と等しくなるように圧縮機４の回転速度を修正した後に次のステップへと進む。ここで、圧縮機４の回転速度の修正量は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定回転速度修正量により修正を行う。

次に、循環ポンプ１０の回転速度を調整する処理を行う。循環ポンプ１０の回転速度を調整するに当たっては、循環ポンプ１０の制御目標値となる前記圧縮機基準回転速度を用いる。ヒートポンプユニット制御部１８は、圧縮機４の回転速度を検出し、この回転速度が前記した圧縮機基準回転速度と等しいか否か（圧縮機回転速度＝基準回転速度か）を判断する（ステップＳ２０）。そして、圧縮機回転速度が基準回転速度と等しいと判断した場合には（ステップＳ２０のＹｅｓ）次のステップへと進み、圧縮機回転速度が基準回転速度と等しくないと判断した場合には（ステップＳ２０のＮｏ）、圧縮機回転速度が基準回転速度と等しくなるように循環ポンプ１０の回転速度を修正した後に次のステップへと進む。ここで、循環ポンプ１０の回転速度は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定回転速度修正量により修正される。

ヒートポンプユニット制御部１８は、ヒートポンプユニット１の運転電流を検出し、この検出した運転電流値がヒートポンプユニット制御部１８で記憶している運転電流上限値より低いか否か（運転電流値＜運転電流上限値か）を判断する（ステップＳ２１）。そして、運転電流値が上限値より低いと判断した場合には（ステップＳ２１のＹｅｓ）次のステップへと進み、運転電流値が上限値以上と判断した場合には（ステップＳ２１のＮｏ）、圧縮機回転速度をヒートポンプユニット制御部１８で記憶している規定値だけ減速した後に次のステップへと進む。ここで、圧縮機回転速度の減速規定値は、一定の減速量（例えば５００回転／分）でも、ステップＳ２１で電流値を確認した時の圧縮機４の回転速度から算出される減速量でも良い。ここで圧縮機の回転速度を減速することにより圧縮機の運転負荷を低減することができる。

その後、ヒートポンプユニット制御部１８は、運転指令が継続しているか否かを判断する（ステップＳ２２）と共に、継続していると判断した場合（ステップＳ２２のＹｅｓ）にはステップＳ１６に戻る。そして、継続していないと判断した場合には（ステップＳ２２のＮｏ）、ヒートポンプユニット１は、運転を停止して所定の沸上げ運転が終了する。

以上のような本実施例に係るヒートポンプ式給湯機によれば、次のような作用効果を奏することができる。

従来のヒートポンプ式給湯機では、機器が過去に運転した最低外気温度をヒートポンプユニット制御部１８に記録していないため、常に規定された沸上げ運転しか行うことができず、圧縮比や吐出冷媒温度が高くなる低外気温度条件において、沸上げ運転中に圧縮機内の摺動抵抗により入力が増大し、場合によっては運転を停止することがあった。これに対して本実施例に係るヒートポンプ式給湯機では、ヒートポンプユニット制御部１８に運転開始時に外気温度センサ１７で検出される外気温度を記憶する機能を有しているため、機器が過去に運転した最低外気温度を把握することができる。この機能により、機器が初めて運転する低外気温時には圧縮機４内の圧縮比と吐出冷媒温度が過去の運転時より高くなると判断できるため、減圧装置６の開度修正量を通常規定されている修正量より小さくすることができ、圧縮機４運転中の負荷変動を小さくすることが可能となる。上述のように減圧装置６の動作変更によって運転中の負荷変動を小さくできるが、それでも減圧装置６の開度変更や圧縮機４の回転速度変更、循環ポンプ１０の回転速度変更に伴う負荷変動により圧縮機４内で摺動抵抗が発生し、運転時の入力が増大してしまった場合においては、ヒートポンプユニットの運転電流を検出し、運転電流が上限値以上となった時には、圧縮機の回転速度を減速することにより、圧縮機の負荷を低減することができるため、圧縮機４を停止させること無く、圧縮機４内のなじみを進行させることができる沸上げ運転を行うことができる。

なお本実施例では、検出した電流値が上限値以上となった場合に、圧縮機の回転速度を減速して圧縮機４の負荷を軽減する機能について詳述したが、電流値が上限以上となった場合に、圧縮機４の回転速度を減速するのではなく、減圧装置６の開度を規定値だけ大きくすることにより圧縮機４の負荷を軽減する方法や、またその両方を同時に行う方法でも良い。

次に、実施例４について図５を用いて説明する。本実施例に係るヒートポンプ式給湯機は、記憶されている前記情報に基づく最大の圧縮比よりも圧縮比が大きくなる状態を検出すると、所定の条件を満たすまで加熱能力が通常よりも小さくなるように制御されるものである。具体的には、水−冷媒熱交換器へ流入する液体の流入量を調整する流入量調整手段（即ち、循環ポンプ１０）による流入量（即ち、循環量）を通常よりも小さくすることにより、加熱能力が小さくなるように制御する。そして、本実施例では、流入量調整手段における流入量を通常よりも小さくすることにより、圧縮機の負荷変動が小さくなるように制御するものでもある。以下、詳細に説明する。

図４は、本実施例に係るヒートポンプ式給湯機の沸上げ運転時に、制御部が圧縮機４、減圧装置６、及び循環ポンプ１０を制御する手順を説明するためのフローチャートである。

貯湯タンクユニット制御部１９において、目標温水温度（例えば、前記した９０℃又は６５℃）の設定がなされ、ヒートポンプユニット制御部１８に対して運転開始指令が発報される。この際、目標温水温度は、給水配管１１ａから貯湯タンク９へ送り込まれた水の温度、外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）、貯湯タンク９内の残湯量、１日のユーザーによる湯の使用量、及びリモコンによりユーザーから要求される要求値から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定することができる。

運転開始指令を受けたヒートポンプユニット制御部１８では、ヒートポンプユニットの沸上げ運転を開始する。指令を受けたヒートポンプユニット制御部１８は、図４に示すように、圧縮機４、減圧装置６、ファン８、循環ポンプ１０を初期値で起動した後、外気温度センサ１７より得られた外気温度がヒートポンプユニット制御部１８に記録されている最低外気温度に対して高いかを判断し、高い場合には圧縮機基準回転速度補正値を１に設定し、低い場合には圧縮機基準回転速度補正値をｎ（具体的には１より大きい数値。例えば１.２）に設定する（ステップＳ２３）。

圧縮機基準回転速度補正値を設定した後、外気温度センサ１７、水−冷媒熱交換器入口温度センサ１５より得られる外気温度と水入口温度より目標吐出冷媒圧力を算出し、目標温水温度と共に目標値として設定する（ステップＳ２４）。

ここで目標吐出冷媒圧力は、熱交換器入口水温度センサ１５の検出温度（水−冷媒熱交換器５の水伝熱管５ｂに送り込まれる水の温度（水入口温度））、前記した目標温水温度、及び外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定するものでも良い。

目標吐出冷媒圧力、目標温水温度を設定した後、外気温度センサ１７、水−冷媒熱交換器入口温度センサ１５より得られる外気温度、水入口温度、及び目標温水温度から循環ポンプ１０の制御目標値となる圧縮機基準回転速度を算出し設定する（ステップＳ２５）。

ここで圧縮機基準回転速度は、熱交換器入口水温度センサ１５で検出される水入口温度、前記した目標温水温度、外気温度センサ１７の検出温度（外気温度）、及び必要とされる加熱能力値から選ばれる少なくとも一つに基づいて設定するものでも良い。

圧縮機基準回転速度を設定した後、圧縮機基準回転速度の補正を行い、補正基準回転速度を算出する（ステップＳ２６）。補正はステップＳ２５で設定した圧縮機基準回転速度をステップ１５で設定した圧縮機基準回転速度補正値で除して行う。

次に、ヒートポンプユニット制御部１８は、圧力センサ１４にて圧縮機４の吐出冷媒圧力を検出すると共に、この吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しいか否か（冷媒圧力＝目標圧力か）を判断する（ステップＳ２７）。そして、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しいと判断した場合には（ステップＳ２７のＹｅｓ）次のステップへと進み、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力に等しくないと判断した場合には（ステップＳ２７のＮｏ）、吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力と等しくなるように減圧装置６の開度を修正した後に、次のステップに進む。ここで、減圧装置６の開度の修正量は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定開度修正量により修正を行う。

次に、圧縮機４の回転速度を調整する処理を行う。本実施例に係るヒートポンプ式給湯機は、圧縮機４の回転速度を調整することで、出口水温度を目標温水温度に調整している。このため、ヒートポンプユニット制御部１８は、熱交換器出口水温度センサ１６にて水−冷媒熱交換器５の出口水温度を検出すると共に、この出口水温度が前記した目標温水温度と等しいか否か（出口水温度＝目標温水温度か）を判断する（ステップＳ２８）。そして、出口水温度が目標温水温度と等しいと判断した場合には（ステップＳ２８のＹｅｓ）次のステップへと進み、出口水温度が目標温水温度と等しくないと判断した場合には（ステップＳ２８のＮｏ）、出口水温度が目標温水温度と等しくなるように圧縮機４の回転速度を修正した後に次のステップへと進む。ここで、圧縮機４の回転速度の修正量は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定回転速度修正量により修正を行う。

次に、循環ポンプ１０の回転速度を調整する処理を行う。循環ポンプ１０の回転速度を調整するに当たっては、循環ポンプ１０の制御目標値となる前記圧縮機基準回転速度を用いる。ヒートポンプユニット制御部１８は、圧縮機４の回転速度を検出し、この回転速度が前記した補正基準回転速度と等しいか否か（圧縮機回転速度＝補正基準回転速度か）を判断する（ステップＳ２９）。そして、圧縮機回転速度が補正基準回転速度と等しいと判断した場合には（ステップＳ２９のＹｅｓ）次のステップへと進み、圧縮機回転速度が補正基準回転速度と等しくないと判断した場合には（ステップＳ２９のＮｏ）、圧縮機回転速度が補正基準回転速度と等しくなるように循環ポンプ１０の回転速度を修正した後に次のステップへと進む。ここで、循環ポンプ１０の回転速度は、ヒートポンプユニット制御部１８で算出される規定回転速度修正量により修正される。

ステップＳ２９で用いている補正基準回転速度はステップＳ２６で補正された値を使用しているため、ヒートポンプユニットが初めて運転する低外気温度条件時には、圧縮機基準回転速度が通常の値より小さくなるので、通常沸上げ運転時よりも低い回転速度で圧縮機４を運転することができるため、沸上げ運転中の圧縮機負荷変動を小さくすることができる。

その後、ヒートポンプユニット制御部１８は、運転指令が継続しているか否かを判断する（ステップＳ３０）と共に、継続していると判断した場合（ステップＳ３０のＹｅｓ）にはステップＳ２４に戻る。そして、継続していないと判断した場合には（ステップＳ３０のＮｏ）、ヒートポンプユニット１は、運転を停止して所定の沸上げ運転が終了する。

以上のような本実施例に係るヒートポンプ式給湯機によれば、次のような作用効果を奏することができる。

従来のヒートポンプ式給湯機では、機器が過去に運転した最低外気温度をヒートポンプユニット制御部１８に記録していないため、常に規定された沸上げ運転しか行うことができず、圧縮比や吐出冷媒温度が高くなる低外気温度条件において、沸上げ運転中に圧縮機内の摺動抵抗により入力が増大し、場合によっては運転を停止することがあった。これに対して本実施例に係るヒートポンプ式給湯機では、ヒートポンプユニット制御部１８に運転開始時に外気温度センサ１７で検出される外気温度を記憶する機能を有しているため、機器が過去に運転した最低外気温度を把握することができる。この機能により、機器が初めて運転する低外気温時には圧縮機４内の圧縮比と吐出冷媒温度が過去の運転時より高くなると判断できるため、圧縮機４の運転時の回転速度を通常規定されている回転速度より低くすることができるため、圧縮機４運転中の負荷変動を小さくすることが可能となり、圧縮機４を停止させること無く、圧縮機４内のなじみを進行させることができる沸上げ運転を行うことができる。

なお本実施例では、流入量調整手段における流入量を通常よりも小さくすることにより加熱能力が小さくなるように制御する機能について詳述したが、圧縮機４の回転速度を通常よりも小さくすることにより加熱能力が小さくなるように制御するものであっても良い。

なお、上記各実施例は、圧縮比が大きくなる状態を検出する手段として、運転時の外気温度を用い、運転開始時の外気温度によってなじみを促進させる沸上げ運転の実施有無を判断しているが、圧縮比が大きくなる条件として、運転時の沸上げ目標温度が高い条件とし、運転開始時の沸上げ目標温度によってなじみを促進させる沸上げ運転の実施有無を判断しても良いし、その両方を同時に用いて判断を実施しても良い。また、実際の高圧圧力と低圧圧力に基づいて圧縮比が大きくなる状態を検出するものであっても良い。

また、上記各実施例は、圧縮比が大きくなる状態を沸上げ運転開始時に検出するものであったが、これに限定されず、沸上げ中に検出するものであっても良い。

また、上記各実施例は、使用している圧縮機４の種別をスクロール式圧縮機として記載しているが、圧縮機の種別はロータリー式圧縮機や、レシプロ式圧縮機、スクリュー式圧縮機など他の種別の圧縮機としても良い。

また、上記各実施例は、使用している冷媒は二酸化炭素冷媒として記載しているが、使用する冷媒はフロン系冷媒や炭化水素系冷媒など他の種類の冷媒としても良い。

また、上記各実施例は、前記所定の条件として、前記最大の圧縮比よりも圧縮比が大きくなる状態を検出した際の沸上げ運転が終了するまで圧縮機４の負荷変動が小さくなるように制御するものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、所定の時間が経過するまでであってもよい。また、前記最大の圧縮比よりも圧縮比が大きくなる状態を検出した場合に、一回の沸上げ運転中のみ圧縮機４の負荷変動が小さくなるように制御するのではなく、最大の圧縮比よりも圧縮比が大きくなる状態を検出した沸上げ運転が複数回に達した場合に圧縮機４の負荷変動が小さくなるようにする制御を解除するものであっても良い。

また、本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機は水を加熱して貯湯タンクに貯湯するタイプのものを例に説明したが、ヒートポンプ式給湯機としては例えば蓄熱材を含有する液体を加熱して給湯に用いるものも考えられる。

１ ヒートポンプユニット
２ 貯湯タンクユニット
３ａ，３ｂ 接続配管
４ 圧縮機
５ 水−冷媒熱交換器
６ 減圧装置
７ 蒸発器
８ 送風ファン
９ 貯湯タンク
１０ 循環ポンプ
１１ａ，１１ｂ 給水配管
１２ａ，１２ｂ 給湯配管
１３ 圧縮機温度センサ
１４ 圧縮機吐出冷媒圧力センサ
１５ 水−冷媒熱交換器入口水温度センサ
１６ 水−冷媒熱交換器出口水温度センサ
１７ 外気温度センサ
１８ ヒートポンプユニット制御部
１９ 貯湯タンクユニット制御部

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮するスクロール式圧縮機と、
   前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒により液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、
   前記液−冷媒熱交換器から流出した冷媒を減圧する減圧装置と、
   前記減圧装置で減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、
   外気の温度を検出する外気温度センサと、
   を備えるヒートポンプ式給湯機において、
   前記スクロール式圧縮機の駆動履歴の中で最低の外気温度を記憶する記憶部を有し、
   前記記憶部に記憶されている前記最低の外気温度よりも低い外気温度を検出したとき、前記減圧装置の開度変更量を通常よりも小さく制御するヒートポンプ式給湯機。
2. 冷媒を圧縮するスクロール式圧縮機と、
   前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒により液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、
   前記液−冷媒熱交換器から流出した冷媒を減圧する減圧装置と、
   前記減圧装置で減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、
   外気の温度を検出する外気温度センサと、
   を備えるヒートポンプ式給湯機において、
   前記スクロール式圧縮機の駆動履歴の中で最低の外気温度を記憶する記憶部を有し、
   前記記憶部に記憶されている前記最低の外気温度よりも低い外気温度を検出したとき、前記圧縮機の回転速度の変更量を通常よりも小さく制御するヒートポンプ式給湯機。
3. 請求項１または２に記載のヒートポンプ式給湯機において、
   前記液−冷媒熱交換器へ流入する液体の流入量を調整する流入量調整手段を備え、
   前記流入量調整手段における流入量を通常よりも小さく制御するヒートポンプ式給湯機。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のヒートポンプ式給湯機において、
   前記圧縮機の駆動中の電流値を検出する電流検出部を備え、
   前記電流値が所定の電流制限値を超える場合には、前記スクロール式圧縮機の回転速度を低下させるヒートポンプ式給湯機。
5. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のヒートポンプ式給湯機において、
   前記圧縮機の駆動中の電流値を検出する電流検出部を備え、
   前記電流値が所定の電流制限値を超える場合には、前記減圧装置の開度を大きくするヒートポンプ式給湯機。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヒートポンプ式給湯機において、
   前記冷媒は二酸化炭素であるヒートポンプ式給湯機。