JP6342282B2 - ヒートポンプ熱源装置 - Google Patents

Description

本発明は、水循環路を流通する水をヒートポンプにより加熱するヒートポンプ熱源装置に関する。

従来より、ヒートポンプを用いた熱源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された熱源装置は、温水暖房端末（床暖房機、温水温風暖房機等）と連通した暖房循環路を流通する温水と、貯湯タンクと連通したタンク循環路を流通する水とを、ヒートポンプにより加熱する構成となっている。

ヒートポンプは、蒸発器（外気−熱媒熱交換器）、圧縮機、凝縮器（熱媒−水熱交換器）、及び膨張弁を、熱媒配管により順次接続して構成され、凝縮器により、熱媒配管を流通する熱媒とタンク循環路及び暖房循環路を流通する水との間で熱交換を行って水を加熱する。

また、蒸発器の除霜を行うために、膨張弁をバイパスするバイパス路とバイパス路を開閉する除霜弁が設けられている。除霜弁を開弁して圧縮機を作動させることによって、圧縮機から送出される高温の熱媒により蒸発器の除霜を行うことができる。

ここで、除霜弁としては電磁弁を用いるのが一般的であり、電磁弁の吸気側（上流側（凝縮器側））と排気側（下流側（蒸発器側））のポート間の圧力は、圧縮機が作動しているときは吸気側が排気側よりも高い順圧の状態となり、圧縮機が停止しているときには吸気側と排気側の圧力が等しい平衡状態となる。

しかしながら、熱源装置の運転状況によっては、電磁弁の吸気側の圧力が排気側の圧力よりも低い逆圧の状態になる場合があり、逆圧の状態になると除霜弁からビビリ音が発生するという不都合がある。

そこで、このビビリ音の発生を防止するために、熱媒配管に逆止弁を設ける構成（例えば、特許文献２参照）や、電磁弁ではなく電子膨張弁（モータにより弁体を開閉する膨張弁）を除霜弁に用いた構成（例えば、特許文献３参照）が提案されている。

特開２０１３−１８１６８２号公報 特開２００７−０５１８３８号公報 特開２０１２−１６７８６０号公報

除霜弁からのビビリ音の発生を防止するために、上記特許文献２，３に記載された構成のように逆止弁或いは電子膨張弁を用いた場合には、弁部品のコストが増大すると共に装置の構成も複雑になるという不都合がある。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、除霜弁からのビビリ音の発生を、弁部品のコストの増大及び装置の複雑化を回避して防止したヒートポンプ熱源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のヒートポンプ熱源装置は、
蒸発器と圧縮機と凝縮器と膨張弁とを、熱媒配管で順次接続して構成されたヒートポンプと、
前記膨張弁をバイパスして、前記熱媒配管の前記膨張弁の上流側と下流側の箇所を連通する膨張弁バイパス管と、
前記膨張弁バイパス管を開閉する電磁弁と、
前記凝縮器における前記熱媒配管内の熱媒の温度を検出する凝縮器内熱媒温度検出部と、
前記凝縮器が途中に接続された水循環路と、
前記水循環路に水を流通させる循環ポンプと、
前記凝縮器に流入する前記水循環路内の水の温度を検出する入水温度検出部と、
前記電磁弁を閉弁した状態で前記圧縮機と前記循環ポンプとを作動させることにより、前記凝縮器において前記水循環路を流通する水と前記熱媒配管を流通する熱媒との間で熱交換を行って、前記水循環路を流通する水を加熱する水加熱運転と、前記電磁弁を開弁した状態で前記圧縮機を作動させることにより、前記蒸発器の除霜を行う除霜運転とを実行する運転制御部と、
前記電磁弁が閉弁状態であって、前記凝縮器内熱媒温度検出部の検出温度が前記入水温度検出部の検出温度よりも所定温度以上高くなっているときに、前記電磁弁を開弁する逆圧対処部と
を備えることを特徴とする。

かかる本発明において、前記電磁弁が閉弁状態であって、前記凝縮器内熱媒温度検出部の検出温度（前記凝縮器における前記熱媒配管内の熱媒の温度）が、前記入水温度検出部の検出温度（前記凝縮器に流入する前記水循環路内の水の温度）よりも前記所定温度以上高くなっているときには、前記凝縮器において前記熱媒配管内の熱媒が前記水循環路内の水との熱交換により冷却されて、前記電磁弁の上流側の前記熱媒配管内の熱媒の圧力が低下する。そしてこの場合には、前記電磁弁の上流側の前記熱媒配管内の熱媒の圧力が、前記電磁弁の下流側の前記熱媒配管内の熱媒の圧力よりも低くなるため、前記電磁弁に逆圧がかかる状態になって前記電磁弁からビビリ音が生じるおそれがある。

そこで、前記逆圧対処部は、前記電磁弁が閉弁状態であって、前記凝縮器内熱媒温度検出部の検出温度が前記入水温度検出部の検出温度よりも所定温度以上高いときに、前記電磁弁を開弁する。これにより、閉弁状態で前記電磁弁に逆圧がかかることを回避して、逆圧により前記電磁弁にビビリ音が生じることを防止することができる。そして、本発明の構成によれば、上述した特許文献２，３に記載された構成のように、逆止弁や電子膨張弁等の弁部品を使用する必要がないため、これらの弁部品を使用することによる部品コストのアップや構成の複雑化を回避して、前記電磁弁にビビリ音が生じることを防止することができる。

また、前記逆圧対処部は、前記電磁弁を開弁した時から所定時間が経過した時に、前記電磁弁を閉弁することを特徴とする。

この構成によれば、前記電磁弁を開弁した時からの前記所定時間の経過により、前記電磁弁の上流側と下流側の前記熱媒配管内の熱媒の圧力が均衡して、前記電磁弁に逆圧がかかる状態が解消したと想定される時点に、前記電磁弁を閉弁状態に復帰させることができる。

また、前記電磁弁の出口側の前記熱媒配管内の熱媒の温度を検出する出口側熱媒温度検出部と、
前記電磁弁の入口側の前記熱媒配管内の熱媒の温度を検出する入口側熱媒温度検出部とを備え、
前記逆圧対処部は、前記電磁弁を開弁した時から前記所定時間が経過する前に、前記出口側熱媒温度検出部の検出温度と前記入口側熱媒温度検出部の検出温度との温度差が所定の温度差閾値以内になったときには、該温度差が該温度差閾値以内になった時点で前記電磁弁を閉弁することを特徴とする。

この構成によれば、前記所定時間が経過する前に、前記出口側熱媒温度検出部の検出温度と前記入口側熱媒温度検出部の検出温度との温度差が所定の温度差閾値以内になって、前記電磁弁の上流側と下流側の前記熱媒配管内の熱媒の圧力差が減少したと判断できる状態になった時に、前記電磁弁を速やかに閉弁状態に復帰させることができる。また、前記出口側熱媒温度検出部又は前記入口側熱熱媒温度検出部の不具合により、正確な温度が検出できなくなったときには、前記所定時間の経過によって前記電磁弁を確実に閉弁状態に復帰させることができる。

また、前記電磁弁の出口側の前記熱媒配管内の熱媒の温度を検出する出口側熱媒温度検出部と、
前記電磁弁の入口側の前記熱媒配管内の熱媒の温度を検出する入口側熱媒温度検出部とを備え、
前記逆圧対処部は、前記電磁弁を開弁した後、前記出口側熱媒温度検出部の検出温度と前記入口側熱媒温度検出部との温度差が所定の第１温度差閾値以内になり、且つ、前記凝縮器内熱媒温度検出部の検出温度と前記入水温度検出部の検出温度との温度差が所定の第２温度差閾値以内になった時に、前記電磁弁を閉弁することを特徴とする。

この構成によれば、前記電磁弁を開弁した後、前記出口側熱媒温度検出部の検出温度と前記入口側熱媒温度検出部との温度差が所定の第１温度差閾値以内になり、且つ、前記凝縮器内熱媒温度検出部の検出温度と前記前記入水温度検出部の検出温度との温度差が所定の第２温度差閾値以内になって、前記電磁弁の上流側と下流側の前記熱媒配管内の熱媒の圧力が均衡し、これ以上前記電磁弁に逆圧がかかることがなくなったと判断できる状態になった時に、前記電磁弁を速やかに閉弁状態に復帰させることができる。

また、前記運転制御部は、前記凝縮器内熱媒温度検出部の検出温度及び前記入水温度検出部の検出温度に基づいて、前記水加熱運転を実行することを特徴とする。

この構成によれば、前記水加熱運転を実行する際に使用される温度検出部を流用して、前記逆圧対処部による前記電磁弁の開弁条件の成否を判断することができる。そのため、前記電磁弁の開弁条件の成否を判断するために新たな温度検出部を追加する必要がない。

ヒートポンプ熱源装置の構成図。 除霜電磁弁に逆圧がかかる状況の説明図。 沸かし上げ運転開始時の従来及び本実施形態のヒートポンプ熱源装置のタイミングチャート。 逆圧対処部による除霜電磁弁の開弁処理のフローチャート。 逆圧対処部による除霜電磁弁の閉弁処理のフローチャート。

本発明の実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態のヒートポンプ熱源装置１は、ヒートポンプ熱源装置１の全体的な作動を制御するコントローラ５、ヒートポンプ１０、タンク循環路４１に設けられたタンク循環ポンプ４２、及び暖房循環路５１に設けられた暖房循環ポンプ５２を備えている。

ここで、タンク循環路４１と暖房循環路５１は本発明の水循環路に相当し、タンク循環ポンプ４２と暖房循環ポンプ５２は本発明の循環ポンプに相当する。

コントローラ５は、図示しないＣＰＵ，メモリ等により構成された電子回路ユニットであり、メモリに保持されたヒートポンプ熱源装置１の制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって、運転制御部７１及び逆圧対処部７２として機能する。運転制御部７１及び逆圧対処部７２の動作については後述する。また、コントローラ５には、使用者がヒートポンプ熱源装置１を遠隔操作するためのリモコン６が接続されている。

ヒートポンプ１０は、蒸発器２１（外気−熱媒熱交換器）、圧縮機２２、凝縮器２３（熱媒−水熱交換器）、及び膨張弁２４を、熱媒配管２０により順次接続して構成されている。

蒸発器２１は、ファン２８の作動により供給される空気（外気）と熱媒配管２０内を流通する熱媒（ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）等の代替フロン、二酸化炭素等）との間で熱交換を行う。圧縮機２２は、蒸発器２１から送出された熱媒を圧縮して高圧・高温とし、凝縮器２３に送出する。膨張弁２４は、圧縮機２２で加圧された熱媒の圧力を開放する。膨張弁２４は、ステッピングモータにより開度が変更される電子膨張弁である。

膨張弁２４をバイパスして、熱媒配管２０の膨張弁２４が設けられた箇所の上流側と下流側とを連通する膨張弁バイパス管２５には、除霜電磁弁２６（本発明の電磁弁に相当する）が設けられている。除霜電磁弁２６は、蒸発器２１の除霜を行うためのものであり、駆動コイル（図示しない）に通電されているときは開弁状態となり、駆動コイルへの通電が遮断されているときには閉弁状態となる。

運転制御部７１は、除霜電磁弁２６を開弁状態として、圧縮機２２及びファン２８を作動させることにより、圧縮機２２から送出される高圧・高温の熱媒を、膨張弁バイパス管２５を介して蒸発器２１に流通させて、蒸発器２１を除霜する除霜運転を実行する。

熱媒配管２０の圧縮機２２が設けられた箇所の上流側及び下流側と、熱媒配管２０の膨張弁２４が設けられた箇所の上流側及び下流側とに、熱媒配管２０内を流通する熱媒の温度を検出する熱媒温度センサ３０，３１，３２，３３がそれぞれ設けられている。

凝縮器２３には、凝縮器２３内を流通する熱媒の中間温度（凝縮器２３内の熱媒配管２０の中間箇所における熱媒の温度）を検出する熱媒温度センサ３５（本発明の凝縮器内熱媒温度検出部に相当する）が設けられている。また、蒸発器２１の付近には、ファン２８の作動により蒸発器２１に向かって吸入される空気の温度を検出する空気温度センサ３４が設けられている。

凝縮器２３はタンク循環路４１と接続され、圧縮機２２により高圧・高温とされた熱媒と、タンク循環路４１を流通する水との熱交換により、タンク循環路４１を流通する水を加熱する。運転制御部７１は、タンク循環ポンプ４２を作動させた状態で、ヒートポンプ１０を作動させることにより、貯湯タンク４０内の水を加熱する沸かし上げ運転（本発明の水加熱運転に相当する）を実行する。

沸かし上げ運転において、貯湯タンク４０内の下部に貯まった水は、タンク循環ポンプ４２によりタンク循環路４１に導かれ、凝縮器２３で加熱されて貯湯タンク４０の上部に戻される。タンク循環路４１の凝縮器２３が設けられた箇所の上流側及び下流側には、タンク循環路４１を流通する水の温度を検出する温度センサ４３（本発明の入水温度検出部に相当する）及び温度センサ４４が設けられている。貯湯タンク４０内の湯は給湯管４６から出湯され、出湯に応じて給水管４５から貯湯タンク４０に水が供給される。

また、凝縮器２３は暖房循環路５１とも接続され、圧縮機２２により高圧・高温とされた熱媒と、暖房循環路５１を流通する温水との熱交換により、暖房循環路５１内を流通する温水を加熱する。運転制御部７１は、暖房循環ポンプ５２を循環させた状態で、ヒートポンプ１０を作動させることにより、凝縮器２３で加熱された温水を暖房循環路５１を介して温水暖房端末５０に供給する暖房運転（本発明の水加熱運転に相当する）を実行する。

暖房循環路５１の凝縮器２３が設けられた箇所の上流側及び下流側には、暖房循環路５１を流通する水の温度を検出する温度センサ５３及び温度センサ５４（本発明の入水温度検出部に相当する）が設けられている。

ヒートポンプ１０に設けられた温度センサ３０〜３５と、タンク循環路４１に設けられた温度センサ４３，４４と、暖房循環路５１に設けられた温度センサ５３，５４の温度検出信号とは、コントローラ５に入力される。また、コントローラ５から出力される制御信号によって、圧縮機２２、除霜電磁弁２６、ファン２８、タンク循環ポンプ４２、及び暖房循環ポンプ５２の作動が制御される。

図１は、沸かし上げ運転を実行している状態を示しており、除霜電磁弁２６が閉弁状態とされて、圧縮機２２、ファン２８、及びタンク循環ポンプ４２が作動状態（ＯＮ状態）となっている。この場合は、圧縮機２２の作動により、除霜電磁弁２６の上流側の熱媒配管２０内が高圧となり、下流側の熱媒配管２０内が低圧となって、除霜電磁弁２６は順圧（吸気側のポートの圧力が排気側のポートの圧力よりも高い状態）がかかった状態になる。

それに対して、図２は、図３（ａ）に示した従来の仕様によるタイミングチャートに従って、ヒートポンプ１０が作動を停止してファン２８及び圧縮機２２が停止状態にあるときに、タンク循環ポンプ４２を作動させた場合を示している。

図３（ａ）のタイミングチャートでは、ｔ₁₀でタンク循環ポンプ４２の作動を開始（先行運転）すると共に、膨張弁２４の０点出し（初期位置の検出）を行い、ｔ₁₁でタンク循環ポンプ４２を通常制御にして膨張弁２４を初期開度とする仕様となっている。また、ｔ₁₂でファンモータの作動が開始され、ｔ₁₃で圧縮機２２の作動が開始されている。

図３（ａ）のタイミングチャートによる場合には、ｔ₁₀〜ｔ₁₃の期間において、圧縮機２２が停止した状態でタンク循環ポンプ４２が作動した状態になっている。そして、この状態では、凝縮器２３において、タンク循環路４１を流通する水により熱媒配管２０内の熱媒が冷却されるため、熱媒配管２０の圧縮機２２から除霜電磁弁２６及び膨張弁２４までの区間の圧力が低下する。その結果、除霜電磁弁２６は、吸気ポート側（上流側）の圧力が排気ポート側（下流側）よりも低くなった逆圧の状態となり、除霜電磁弁２６からビビリ音が発生する。

そこで、このようなビビリ音の発生を防止するため、逆圧対処部７２は、除霜電磁弁２６に逆圧が加わる状況となったときに、除霜電磁弁２６を開弁してビビリ音の発生を防止する処理を行う。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したタイミングチャートに対して、逆圧対処部７２により除霜電磁弁２６を開閉する処理が行われた場合のタイミングチャートである。図３（ｂ）のタイミングチャートにおいて、逆圧対処部７２は、タンク循環ポンプ４２の先行運転により凝縮器２３で熱媒が冷却されて、除霜電磁弁２６に逆圧が加わる状況となったｔ₂₁で、除霜電磁弁２６を開弁することにより、除霜電磁弁２６からビビリ音が生じることを防止している。

そして、除霜電磁弁２６の開弁により、除霜電磁弁２６の上流側と下流側の熱媒配管２０内の圧力が均衡して、除霜電磁弁２６を閉弁してもビビリ音が生じるおそれがなくなったｔ₂₄で、逆圧対処部７２は、除霜電磁弁２６を閉弁している。

次に、図４に示したフローチャートに従って、図３（ｂ）に示した逆圧対処部７２による除霜電磁弁２６の開弁処理の実行手順について説明する。

図４のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３は、除霜電磁弁２６からビビリ音が生じるおそれがない場合を除外するための判断処理である。ＳＴＥＰ１で、逆圧対処部７２は、除霜電磁弁２６が開弁状態であるか否かを判断する。そして、除霜電磁弁２６が開弁状態であるときはビビリ音が生じないためＳＴＥＰ１に戻り、除霜電磁弁２６が閉弁状態であるときにはＳＴＥＰ２に進む。

ＳＴＥＰ２で、逆圧対処部７２は、圧縮機２２が運転中であるか否かを判断する。ここで、圧縮機２２が運転中であるときは、除霜電磁弁２６の上流側の圧力が下流側よりも高い順圧の状態になるため、除霜電磁弁２６からビビリ音が生じることはない。そこで、圧縮機２２が運転中であるときはＳＴＥＰ１に戻り、圧縮機２２が運転中でないときにはＳＴＥＰ３に進む。

ＳＴＥＰ３で、逆圧対処部７２は、温度センサ３２（本発明の入口側熱媒温度検出部に相当する）により検出される除霜電磁弁２６の入口側（上流側）の熱媒配管２０内の熱媒の温度（除霜電磁弁入温度）Ｔm2が、温度センサ３３（本発明の出口側熱媒温度検出部に相当する）により検出される除霜電磁弁２６の出口側（下流側）の熱媒配管２０内の熱媒の温度（除霜電磁弁出温度）Ｔm3＋２℃以上（Ｔm2≧Ｔm3＋２℃）であるか否かを判断する。

ここで、Ｔm2≧Ｔm3＋２℃であるときは、除霜電磁弁２６の上流側の熱媒配管２０内の熱媒の温度が、除霜電磁弁２６の下流側の熱媒配管２０内の熱媒の温度よりも高くなっていることから、除霜電磁弁２６の上流側の熱媒配管２０内の圧力が下流側の熱媒配管２０内よりも高い状態であると推認される。そして、この場合も、除霜電磁弁２６の上流側の圧力が下流側よりも高い順圧の状態になるため、除霜電磁弁２６からビビリ音が生じることはない。

そこで、Ｔm2≧Ｔm3＋２℃であるときはＳＴＥＰ１に戻り、Ｔm2≧Ｔm3＋２℃でないときにはＳＴＥＰ４に進む。

ＳＴＥＰ４，ＳＴＥＰ５は、除霜電磁弁２６の上流側の熱媒配管内の圧力が下流側よりも低い逆圧の状態になっていることを判断する処理である。

ＳＴＥＰ４は、運転制御部７１によって沸し上げ運転が開始されたときに対応するための判断処理である。逆圧対処部７２は、温度センサ３５により検出される凝縮器２３内の熱媒の温度（凝縮器内熱媒温度）Ｔm1が、温度センサ４３により検出されるタンク循環路４１から凝縮器２３に流入する水の温度（給湯入水温度）Ｔwinよりも１０℃以上高い（Ｔm1−Ｔwin≧１０℃）か否かを判断する。

そして、Ｔm1−Ｔwin≧１０℃であるときは、凝縮器２３において、熱媒配管２０内の熱媒がタンク循環路４１内を流通する水より冷却されるため、除霜電磁弁２６の上流側（圧縮機２２から除霜電磁弁２６までの間）の熱媒配管２０及び膨張弁バイパス管２５内の熱媒の圧力が低下する。その結果、除霜電磁弁２６の上流側の圧力が下流側よりも低い逆圧の状態となって、逆圧がさらに高くなると除霜電磁弁２６からビビリ音が生じ得る状況になっている。

そこで、Ｔm1−Ｔwin≧１０℃であるときはＳＴＥＰ４からＳＴＥＰ１０に分岐し、逆圧対処部７２は、除霜電磁弁２６を開弁してビビリ音の発生を防止する。一方、Ｔm1−Ｔwin≧１０℃でないときにはＳＴＥＰ５に進む。

ＳＴＥＰ５は、運転制御部７１によって暖房運転が開始されたときに対応するための判断処理である。逆圧対処部７２は、温度センサ３５により検出される凝縮器２３内の熱媒の温度（凝縮器内熱媒温度）Ｔm1が、温度センサ５４により検出される暖房循環路５１から凝縮器２３に供給される水の温度（暖房入水温度）Ｔhinよりも１０℃以上高い（Ｔm1−Ｔhin≧１０℃）か否かを判断する。

そして、Ｔm1−Ｔhin≧１０℃であるときは、凝縮器２３において、熱媒配管２０内の熱媒が暖房循環路５１内を流通する水により冷却されるため、除霜電磁弁２６の上流側の熱媒配管２０及び膨張弁バイパス管２５内の熱媒の圧力が低下する。その結果、除霜電磁弁２６の上流側の圧力が下流側よりも低い逆圧の状態となって、逆圧がさらに高くなると除霜電磁弁２６からビビリ音が生じ得る状況になっている。

そこで、Ｔm1−Ｔhin≧１０℃であるときはＳＴＥＰ５からＳＴＥＰ１０に分岐し、逆圧対処部７２は、除霜電磁弁２６を開弁してビビリ音の発生を防止する。一方、Ｔm1−Ｔhin≧１０℃でないときにはＳＴＥＰ１に戻る。

次に、図５に示したフローチャートに従って、図３（ｂ）に示した逆圧対処部７２による除霜電磁弁２６の閉弁処理の実行手順について説明する。

図５のＳＴＥＰ２０，ＳＴＥＰ２１は、除霜電磁弁２６を閉弁する必要がない場合を排除するための判断処理である。ＳＴＥＰ２０で、逆圧対処部７２は、除霜電磁弁２６が閉弁状態であるか否かを判断する。そして、除霜電磁弁２６が既に閉弁状態であるときはＳＴＥＰ２０に戻り、除霜電磁弁２６が開弁状態であるときにはＳＴＥＰ２１に進む。

ＳＴＥＰ２１で、逆圧対処部７２は、除霜運転中であるか否かを判断する。そして、除霜運転中であるときは、運転制御部７１により除霜電磁弁２６が開弁状態に維持されるため、ＳＴＥＰ２０に戻る。一方、除霜運転中でないときにはＳＴＥＰ２２に進む。

ＳＴＥＰ２２で、逆圧対処部７２は、圧縮機２２が運転中であるか否かを判断する。ここで、圧縮機２２が運転中であるときは、除霜電磁弁２６の上流側の圧力が下流側よりも高い順圧の状態になるため、除霜電磁弁２６を閉弁しても、除霜電磁弁２６からビビリ音が生じることはない。そこで、圧縮機２２が運転中であるときはＳＴＥＰ３０に分岐し、逆圧対処部７２は、除霜電磁弁２６を閉弁する。一方、圧縮機２２が運転中でないときにはＳＴＥＰ２３に進む。

ＳＴＥＰ２３で、逆圧対処部７２は、温度センサ３２により検出される除霜電磁弁２６上流側の熱媒配管２０内の熱媒の温度（除霜電磁弁入温度）Ｔm2が、温度センサ３３により検出される除霜電磁弁２６の下流側の熱媒配管２０内の熱媒の温度（除霜電磁弁出温度）Ｔm3＋２℃以上（Ｔm2≧Ｔm3＋２℃）であるか否かを判断する。

ここで、Ｔm2≧Ｔm3＋２であるときには、除霜電磁弁２６の上流側の熱媒配管２０内の熱媒の温度が、除霜電磁弁２６の下流側の熱媒配管２０内の熱媒の温度よりも高いため、除霜電磁弁２６の上流側の圧力が下流側よりも高い順圧の状態になっていると推認される。そのため、除霜電磁弁２６を閉弁してもビビリ音が生じるおそれがない。

そこで、逆圧対処部７２は、ＳＴＥＰ３０に分岐して除霜電磁弁２６を閉弁する。一方、Ｔm2≧Ｔm3＋２でないときにはＳＴＥＰ２４に進む。

ＳＴＥＰ２４で、逆圧対処部７２は、除霜電磁弁２６の開弁時から１０分（本発明の所定時間に相当する）が経過しているか否かを判断する。ここで、除霜電磁弁２６の開弁時から１０分が経過しているときは、除霜電磁弁２６の上流側と下流側の熱媒の圧力が均衡化されて、除霜電磁弁２６に逆圧がかかる状況が解消されていると判断することができる。

そこで、ＳＴＥＰ３０に分岐し、逆圧対処部７２は除霜電磁弁２６を閉弁する。一方、除霜電磁弁２６の開弁時から１０分が経過していないときにはＳＴＥＰ２５に進む。

ＳＴＥＰ２５で、逆圧対処部７２は、温度センサ３２により検出される除霜電磁弁２６の上流側の熱媒の温度（除霜電磁弁入温度）Ｔm2と温度センサ３３により検出される除霜電磁弁２６の下流側の熱媒の温度（除霜電磁弁出温度）Ｔm3との温度差（｜Ｔm2−Ｔm3｜）が２℃（本発明の第１温度差閾値に相当する）以下（｜Ｔm2−Ｔm3｜≦２℃）であるか否かを判断する。

ここで、｜Ｔm2−Ｔm3｜≦２℃であるときは、除霜電磁弁２６の上流側と下流側の熱媒の温度差が微小であるため、除霜電磁弁２６の上流側と下流側の熱媒の圧力差が僅かであって、除霜電磁弁２６を閉弁しても除霜電磁弁２６に逆圧がかかる状態となる可能性が低い。

そこで、この場合はＳＴＥＰ２６に進み、逆圧対処部７２は、除霜電磁弁２６の閉弁についてのさらなる判定条件の成否を判断する。一方、｜Ｔm2−Ｔm3｜≦２℃でないときにはＳＴＥＰ２０に戻る。

ＳＴＥＰ２６は、沸し上げ運転実行時に対応した判断処理であり、逆圧対処部７２は、温度センサ３５により検出される凝縮器２３での熱媒の温度Ｔm1と、温度センサ４３により検出されるタンク循環路４１から凝縮器２３に供給される水の温度Ｔwinとの差（｜Ｔm1−Ｔwin｜）が５℃（本発明の第２温度差閾値に相当する）以下（｜Ｔm1−Ｔwin｜≦５℃）であるか否かを判断する。

｜Ｔm1−Ｔwin｜≦５℃であるときは、凝縮器２３における熱媒配管２０内の熱媒とタンク循環路４１内の水との温度差が微小であって、凝縮器２３内で、タンク循環路４１を流通する水によって熱媒配管２０内の熱媒が冷却されない。そのため、除霜電磁弁２６を閉弁しても、除霜電磁弁２６に現状以上の逆圧がかからない状態になっている。

そこで、ＳＴＥＰ２６からＳＴＥＰ３０に分岐し、逆圧対処部７２は、除霜電磁弁２６を閉弁する。一方、｜Ｔm1−Ｔwin｜≦５℃でないときにはＳＴＥＰ２７に進む。

ＳＴＥＰ２７は、暖房運転の実行時に対応した判断処理であり、逆圧対処部７２は、温度センサ３５により検出される凝縮器２３での熱媒配管２０内の熱媒の温度（凝縮器内熱媒温度）Ｔm1と、温度センサ５４により検出される暖房循環路５１から凝縮器２３に供給される水の温度（暖房入水温度Ｔhin）との温度差（｜Ｔm1−Ｔhin｜）が５℃（本発明の第２温度差閾値に相当する）以下（｜Ｔm1−Ｔhin｜≦５℃｜）であるか否かを判断する。

｜Ｔm1−Ｔhin｜≦５℃であるときは、凝縮器２３における熱媒配管２０内の熱媒と暖房循環路５１内の水との温度差が微小であって、凝縮器２３内で、暖房循環路５１を流通する水によって熱媒配管２０内の熱媒が冷却されない。そのため、除霜電磁弁２６を閉弁しても、除霜電磁弁２６に現状以上の逆圧がかかることがない状態になっている。

そこで、ＳＴＥＰ２７からＳＴＥＰ３０に分岐し、逆圧対処部７２は除霜電磁弁２６を閉弁する。一方、｜Ｔm1−Ｔhin｜≦５℃でないときにはＳＴＥＰ２０に戻る。

ＳＴＥＰ２２〜ＳＴＥＰ２７の判断処理により、除霜電磁弁２６を閉弁しても除霜電磁弁２６に逆圧が加わらない状態になった時点で、速やかに除霜電磁弁２６への通電を遮断して除霜電磁弁２６を閉弁することによって、除霜電磁弁２６への通電により消費される電力を低減することができる。

なお、本実施形態では、ヒートポンプ１０により、タンク循環路４１を流通する水と暖房循環路５１を流通する水とを加熱するヒートポンプ熱源装置１を示したが、本発明の適用対象はこれに限られず、循環ポンプにより水循環路に水を流通させてヒートポンプにより加熱するヒートポンプ熱源装置であれば、本発明の適用が可能である。

また、本実施形態では、凍結防止運転を行うヒートポンプ熱源装置１を示したが、凍結防止運転を行わない場合にも本発明の効果を得ることができる。

また、本実施形態において、コントローラ５は、単一の基板に実装された電子回路により構成されているが、例えば、ヒートポンプ１０の作動を制御するコントローラと、タンク循環ポンプ４２の作動を制御するコントローラと、暖房循環ポンプ５２の作動を制御するコントローラとを、別基板に実装された電子回路により構成し、各コントローラ間で通信を行ってヒートポンプ熱源装置１の全体的な作動を制御するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、図５に示したフローチャートにより、ＳＴＥＰ２４で除霜電磁弁２６の開弁時から１０分が経過する前に、ＳＴＥＰ２３で膨張弁入温度Ｔm2が膨張弁出温度Ｔm3＋２℃以上になったときには、その時点でＳＴＥＰ３０に分岐して除霜電磁弁２６を閉弁するようにしたが、ＳＴＥＰ２３による判断処理を省略してもよい。

１…ヒートポンプ熱源装置、５…コントローラ部、１０…ヒートポンプ、２０…熱媒配管、２１…蒸発器、２２…圧縮機、２３…凝縮器、２４…膨張弁、２５…膨張弁バイパス管、２６…除霜電磁弁（電磁弁）、３２…温度センサ（入口側熱媒温度検出部）、３３…温度センサ（出口側熱媒温度検出部）、３５…温度センサ（凝縮器内熱媒温度検出部）、４０…貯湯タンク、４１…タンク循環路、４２…タンク循環ポンプ、４３…温度センサ（入水温度検出部）、５０…温水暖房端末、５１…暖房循環路、５２…暖房循環ポンプ、５４…温度センサ（入水温度検出部）、７１…運転制御部、７２…逆圧対処部。

Claims (5)

1. 蒸発器と圧縮機と凝縮器と膨張弁とを、熱媒配管で順次接続して構成されたヒートポンプと、
   前記膨張弁をバイパスして、前記熱媒配管の前記膨張弁の上流側と下流側の箇所を連通する膨張弁バイパス管と、
   前記膨張弁バイパス管を開閉する電磁弁と、
   前記凝縮器における前記熱媒配管内の熱媒の温度を検出する凝縮器内熱媒温度検出部と、
   前記凝縮器が途中に接続された水循環路と、
   前記水循環路に水を流通させる循環ポンプと、
   前記凝縮器に流入する前記水循環路内の水の温度を検出する入水温度検出部と、
   前記電磁弁を閉弁した状態で前記圧縮機と前記循環ポンプとを作動させることにより、前記凝縮器において前記水循環路を流通する水と前記熱媒配管を流通する熱媒との間で熱交換を行って、前記水循環路を流通する水を加熱する水加熱運転と、前記電磁弁を開弁した状態で前記圧縮機を作動させることにより、前記蒸発器の除霜を行う除霜運転とを実行する運転制御部と、
   前記電磁弁が閉弁状態であって、前記凝縮器内熱媒温度検出部の検出温度が前記入水温度検出部の検出温度よりも所定温度以上高くなっているときに、前記電磁弁を開弁する逆圧対処部と
   を備えることを特徴とするヒートポンプ熱源装置。
2. 請求項１に記載のヒートポンプ熱源装置において、
   前記逆圧対処部は、前記電磁弁を開弁した時から所定時間が経過した時に、前記電磁弁を閉弁することを特徴とするヒートポンプ熱源装置。
3. 請求項２に記載のヒートポンプ熱源装置において、
   前記電磁弁の出口側の前記熱媒配管内の熱媒の温度を検出する出口側熱媒温度検出部と、
   前記電磁弁の入口側の前記熱媒配管内の熱媒の温度を検出する入口側熱媒温度検出部とを備え、
   前記逆圧対処部は、前記電磁弁を開弁した時から前記所定時間が経過する前に、前記出口側熱媒温度検出部の検出温度と前記入口側熱媒温度検出部の検出温度との温度差が所定の温度差閾値以内になったときには、該温度差が該温度差閾値以内になった時点で前記電磁弁を閉弁することを特徴とするヒートポンプ熱源装置。
4. 請求項１に記載のヒートポンプ熱源装置において、
   前記電磁弁の出口側の前記熱媒配管内の熱媒の温度を検出する出口側熱媒温度検出部と、
   前記電磁弁の入口側の前記熱媒配管内の熱媒の温度を検出する入口側熱媒温度検出部とを備え、
   前記逆圧対処部は、前記電磁弁を開弁した後、前記出口側熱媒温度検出部の検出温度と前記入口側熱媒温度検出部との温度差が所定の第１温度差閾値以内になり、且つ、前記凝縮器内熱媒温度検出部の検出温度と前記前記入水温度検出部の検出温度との温度差が所定の第２温度差閾値以内になった時に、前記電磁弁を閉弁することを特徴とするヒートポンプ熱源装置。
5. 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のヒートポンプ熱源装置において、
   前記運転制御部は、前記凝縮器内熱媒温度検出部の検出温度及び前記入水温度検出部の検出温度に基づいて、前記水加熱運転を実行することを特徴とするヒートポンプ熱源装置。