次に、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図1に示すように、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置100は、湯水を貯湯する貯湯タンク2を有したタンクユニット1と、前記貯湯タンク2内の湯水を加熱するヒートポンプユニット3と、を有している。
前記タンクユニット1は、冷媒を流通させる冷媒側の流路15aと水側の流路15b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、加熱循環ポンプ19(給水ポンプ)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、前記タンクユニット1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、前記貯湯タンク2の下部に接続され、加熱戻り管6は、前記貯湯タンク2の上部に接続されている。前記加熱循環ポンプ19は、前記加熱往き管5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き上げ温度Tbを検出する沸き上げ温度センサ24が設けられている。
貯湯タンク2の側面には、貯湯タンク2内の湯の温度を検出する貯湯温度センサ12が上下にわたり複数設けられている。前記貯湯タンク2の下部にはまた、貯湯タンク2に水を給水する給水管7が接続され、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が接続され、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。さらに、出湯管8からの湯と給水バイパス管9からの水とを混合して給湯設定温度の湯とする混合弁10と、混合弁10で混合後の給湯温度を検出する給湯温度センサ11と、が設けられている。
前記ヒートポンプユニット3は、冷媒を圧縮する圧縮機14と、四方弁31と、前記水冷媒熱交換器15通過後の冷媒を減圧させる減圧器としての電子膨張弁16と、電子膨張弁16からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器17と、を備えている。そして、前記圧縮機14と、前記四方弁31と、前記圧縮機14から吐出された冷媒が流通する前記水冷媒熱交換器15の前記冷媒側の流路15bと、前記電子膨張弁16と、前記空気熱交換器17とが、長さL(この例では例えばLは約3[m]程度)の冷媒配管18で環状に接続されることにより、前記ヒートポンプユニット3と前記タンクユニット1とに亘る冷媒循環回路30が形成されている。
冷媒循環回路30内には、冷媒として二酸化炭素が用いられ、超臨界ヒートポンプサイクルを構成している。前記圧縮機14と前記水冷媒熱交換器15の冷媒側の流路15bとの間の冷媒配管18には、圧縮機14から吐出される冷媒の吐出温度Toutを検出する吐出温度センサ20が設けられ、前記冷媒側の流路15bと前記電子膨張弁16との間の冷媒配管18には、前記冷媒側の流路15bから流出し前記電子膨張弁16に向かう冷媒の流出温度T2(冷媒の出口温度)を検出する流出温度センサ21が設けられ、前記空気熱交換器17の空気入口側には、外気温度Tairを検出する外気温度センサ22が設けられ、前記空気熱交換器17と前記圧縮機14との間の冷媒配管18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、前記水冷媒熱交換器15には、前記冷媒が前記冷媒側の流路15aにおいて凝縮する際の冷媒凝縮温度Tconを検出する凝縮温度センサ33が設けられている。
そして、前記タンクユニット1には、前記した各センサ23,24,12,11及び各センサ21,33の検出結果が入力される貯湯制御装置40が設けられている。同様に、前記ヒートポンプユニット3には、前記した各センサ20,22,32の検出結果が入力される加熱制御装置50が設けられている。加熱制御装置50及び貯湯制御装置40は、互いに通信可能に接続されており、前記各センサ23,24,12,11,20,22,32の検出結果に基づき、相互に連携しつつ、前記タンクユニット1及び前記ヒートポンプユニット3内の各機器の動作を制御する。
次に、前記ヒートポンプユニット3を制御して前記貯湯タンク2内の湯水を加熱するために、前記加熱制御装置50及び貯湯制御装置40が実行する目標温度差制御(詳細は後述)の概略について説明する。
例えば深夜時間帯となると、貯湯制御装置40は、貯湯タンク2内の湯水が所定の目標沸き上げ温度Tbmになるように沸き上げ運転を開始するよう、加熱制御装置50へ沸き上げ開始命令を指示する。そして、加熱制御装置50は、沸き上げ運転において、前記外気温度センサ22で検出した外気温度Tairと前記目標沸き上げ温度Tbmとに応じて設定される運転周波数で動作するように前記圧縮機14を制御すると共に、前記吐出温度センサ20の検出する冷媒吐出温度Toutと前記流出温度センサ21の検出する冷媒流出温度T2との温度差△Hが所定の目標温度差△Hmとなるように、前記電子膨張弁16の開度を所定の周期でフィードバック制御する。具体的には、加熱制御装置50は、△H<△Hmの場合は、電子膨張弁16の開度を閉じる方向に制御し、△H>△Hmの場合は、電子膨張弁16の開度を開く方向に制御する(△H=△Hmの場合は、電子膨張弁16の開度を現状のまま維持する)。なお、前記目標沸き上げ温度Tbmは、過去の給湯量の最大値や平均値等の給湯実績から、翌日の給湯量の予測量を確保できるように貯湯制御装置40によって算出されるもので、例えば65℃から90℃の範囲で決定されるものである。
また、加熱制御装置50は、前記目標温度差△Hmを、前記外気温度センサ22が検出する外気温度Tairと、前記入水温度センサ23の検出する入水温度T1と、前記目標沸き上げ温度Tbmとに基づいて、次式により算出する。
△Hm=Tair×A+T1×B+Tbm×C+D ・・・ (1)
(ここで、A、Bは負の係数、Cは正の係数、Dは固定値である。)
前記所定の目標温度差△Hmは、前記式(1)より、外気温度Tairが高くなる程、値が小さくなっていき、入水温度T1が高くなる程、値が小さくなっていき、目標沸き上げ温度Tbmが高くなる程、値が大きくなる。すなわち、外気温度Tairや入水温度T1といった条件が刻々と変化する沸き上げ運転中において、前記式(1)により、その時その時でヒートポンプユニット3の運転効率が最大効率となる所定の目標温度差△Hmを確実に求めることができ、ヒートポンプユニット3を高効率で運転させることができる。なお、前記所定の目標温度差△Hmの算出は沸き上げ運転中常時行われるものであってもよく、電子膨張弁16の開度をフィードバック制御する所定の周期にあわせて行ってもよいものである。
同時に、加熱制御装置50は、前記貯湯制御装置40を介して、前記沸き上げ温度センサ24で検出する水冷媒熱交換器15で加熱された湯の前記沸き上げ温度Tbが前記目標沸き上げ温度Tbmになるように、前記加熱循環ポンプ19の回転数をフィードバック制御する。
上述のような加熱制御装置50による制御が行われながら、沸き上げ運転が進行していくと、貯湯タンク2の下部の水がヒートポンプユニット3へ循環され、貯湯タンク2の上部から、前記目標沸き上げ温度Tbmに加熱された湯が積層状態に貯湯される。貯湯タンク2内に必要な湯量が沸き上げられたことが前記貯湯温度センサ12で検出されるか、若しくは、前記入水温度センサ23で検出される前記入水温度T1が沸き上げし難い所定の高温度以上となるか、若しくは、電力料金単価の安い深夜時間帯が終了した時点で、貯湯制御装置40は沸き上げ運転を停止するべく加熱制御装置50に停止指示を出す。これに応じて、加熱制御装置50は圧縮機14と加熱循環ポンプ19の運転を停止し、沸き上げ運転が終了される。なお、この沸き上げ運転の終了直前の沸き終い時においては、貯湯タンク2内の湯層と水層との間の混合層の湯水が水冷媒熱交換器15の水側の流路15bへ流入する結果、前記入水温度T1が徐々に上昇していく。
以上のようにして、本実施形態では、前記温度差△Hが前記目標温度差△Hmとなるように前記電子膨張弁16の開度を制御する、前記目標温度差制御を行うことにより、沸き上げ中、運転効率が高効率となる比エンタルピー差を保ちながらヒートポンプユニット3を運転することができる。このことを図2により説明する。
図2において、本実施形態での前記沸き上げ運転における前記ヒートポンプサイクルの状態は、図2中の破線で示した安定時の状態から、図2中の実線で示した沸き終い時の状態となる。なお、図2中の一点鎖線は、前記目標温度差制御を行わない場合(従来手法の場合)を比較例として示したものである。図2に示すように、本実施形態では、前記した目標温度差制御により、吐出温度センサ20の検出する前記冷媒吐出温度Toutと流出温度センサ21の検出する前記冷媒温度との温度差△Hが、前記目標温度差△Hmとなるように電子膨張弁16の開度が制御される。これにより、水冷媒熱交換器15の前記水側の流路15aに流入する湯水の前記入水温度T1が高くなっても、それに応じて最適な目標温度差△Hmを算出することができ、前記温度差△Hを、算出した最適な目標温度差△Hmに保つことができる。この結果、沸き上げ運転中、特に、水冷媒熱交換器15の水側の流路15aに流入する入水温度T1が高くなる前記沸き終い時においても、運転効率が最大となる比エンタルピー差を保ちながらヒートポンプユニット3を運転させることができるものである。
また、本実施形態では特に、前記電子膨張弁16の開度を制御して前記目標温度差制御を行うことにより、前記圧縮機14から吐出される冷媒吐出温度Tout及び前記水冷媒熱交換器15から流出する冷媒流出温度T2の双方が変化する結果、電子膨張弁16の開度変化に対する前記冷媒吐出温度Toutと前記冷媒流出温度T2との温度差の温度変化量が大きく、冷媒吐出温度Toutと冷媒流出温度T2との温度差を所定の目標温度差△Hmとするまでの制御速度が速く、すばやく高効率で運転させることができる。このことを図3により説明する。
図3は、前記沸き上げ運転中のある一定条件下での電子膨張弁16の開度に対する制御パラメータの関係を表す。横軸は電子膨張弁16の開度、縦軸は電子膨張弁16の開度制御によって制御される制御パラメータ(ここでは圧縮機14からの冷媒吐出温度Tout、水冷媒熱交換器15からの冷媒流出温度T2、及びそれらの温度差△H)である。
図3に示すように、本実施形態では、電子膨張弁16の開度を変化させると、圧縮機14から吐出される冷媒吐出温度Toutと水冷媒熱交換器15から流出する冷媒流出温度T2との双方が変化する。これにより、図3中の太実線で示されるように、電子膨張弁16の開度変化1パルス当たりの温度変化量が大きくなるので、冷媒吐出温度Toutと冷媒流出温度T2との温度差△Hを所定の目標温度差△Hmとするまでの制御速度を速くすることができ、制御性が良く、ヒートポンプユニット3をすばやく最大効率で運転させることができるものである。
以上の基本構成及び作動である本実施形態のヒートポンプ式給湯装置100において、前記水冷媒熱交換器15がタンクユニット1内に配置されていることから、前記加熱循環回路4はタンクユニット1内に設けられる一方、前記冷媒循環回路30はヒートポンプユニット3からタンクユニット1に亘って設けられる。この結果、冷媒循環回路30の前記冷媒配管18は、ヒートポンプユニット3とタンクユニット1との間をつなぐように、長さL(前述の例ではL≒3[m])に亘って延設されることとなる。この結果、ユーザが必要とする設置態様(例えばヒートポンプユニット3の設置箇所とタンクユニット1の設置箇所とを離したい場合)に応じて、冷媒配管18の長さL(以下適宜、単に「管路長L」という)が長・短さまざまに変わりうることとなる。このため、例えば前記管路長Lが予め想定された長さよりも長い場合は冷媒の密度が過小となり、逆に前記管路長Lが予め想定された長さよりも短い場合は冷媒の密度が過大となり、前記目標温度差制御を実行するときの最適条件からずれてしまう可能性がある。このことを図4(a)により説明する。
図4(a)は、例えば、予め前記管路長Lを約3[m]と想定して上記△Hmを設定した(言い換えれば前記係数A,B,Cの値及び固定値Dの値を設定した)場合において、実際の管路長Lが約1.5[m]から約9[m]まで種々変化したときの、(前記沸き上げ運転が安定状態で前記入水温度T1が例えば約10[℃]で一定である場合の)各部の温度挙動(上段)、圧縮機14の吐出圧挙動(中段)、給湯装置100全体の加熱能力挙動(下段)についての、本願発明者等が行ったシミュレーション結果を示している。横軸には前記管路長L[m]の値をとり、縦軸には、温度[℃]、圧力[MPa]、加熱能力[kW]をそれぞれとって示している。
図4(a)上段に示すように、この例では、圧縮機14からの前記冷媒吐出温度Toutは、管路長L≒1.5[m]で約96[℃]であり、管路長Lの増大にしたがって緩やかに増大し、管路長L≒3[m]で約98[℃]、管路長L≒4.5[m]で約100[℃]、管路長L≒7[m]で約110[℃]、管路長L≒8.5[m]で約120[℃]となる。このとき、前記したようにして前記目標温度差制御が行われ、前記冷媒吐出温度Toutと前記水冷媒熱交換器15の冷媒側の流路15bからの前記冷媒流出温度T2との差△Hが、前記式(1)で算出される(すなわち管路長Lに関しては無関係な一定値となる)目標温度差△Hmとされる結果、前記冷媒流出温度T2についても、前記冷媒吐出温度Toutと同一の増大挙動となる。すなわち、冷媒流出温度T2は、管路長L≒1.5[m]で約11[℃]であり、管路長Lの増大にしたがって緩やかに増大し、管路長L≒3[m]で約12[℃]、管路長L≒4.5[m]で約15[℃]、管路長L≒7[m]で約25[℃]、管路長L≒8.5[m]で約35[℃]となる。
このような冷媒流出温度T2の増大挙動であると、前述のように冷媒入水温度T1≒10[℃]で一定であることから、これら2つの差、すなわち流出・入水温度差T2−T1は、管路長Lの増大にしたがって徐々に増大する傾向となる。すなわち、図4(a)上段に示すように、流出・入水温度差T2−T1は、管路長L≒1.5[m]で約1[℃]であるが、管路長L≒3[m]ではやや増大して約2[℃]となる。そして、管路長Lがさらに増大して管路長L≒4.5[m]となると、流出・入水温度差T2−T1は約5[℃]となり、管路長L≒7[m]では約15[℃]となり、管路長L≒8.5[m]では約25[℃]に達する。
しかしながら、本願発明者等の検討によれば、前記ヒートポンプ式給湯装置100においては、前記流出・入水温度差T2−T1が、システム構成によって定まるある理想値(この例では2[℃])である場合に、最適効率運転を実現できることが分かっている。前記したように、この図4(a)に示す例では予め管路長Lを約3[m]と想定して上記目標温度差△Hmが設定されていることから、図4(a)上段に示すグラフにおいてL≒3[m]のときに流出・入水温度差T2−T1が2[℃]となっている。そして、前記した流出・入水温度差T2−T1の増大挙動の結果、前記想定された管路長L(この例では3[m])よりも実際の管路長Lが長くなるほど流出・入水温度差T2−T1の値が理想値(この例では2[℃])よりも著しく増大し、同様に前記想定された管路長L(この例では3[m])よりも実際の管路長Lが短くなるほど流出・入水温度差T2−T1の値が理想値(この例では2[℃])よりも小さくなるため、広い管路長Lの範囲にわたって前記最適効率運転を実現することが難しくなる。
また、前記した挙動の結果、図4(a)の中段に示すように、圧縮機14からの前記冷媒吐出圧Poutについても、前記想定された管路長L(この例では3[m])よりも実際の管路長Lが長くなると標準値(この例では約3.85[MPa])よりも過小となり、同様に前記想定された管路長L(この例では3[m])よりも実際の管路長Lが短くなると前記標準値よりも過大となり、なるべく広い管路長Lの範囲にわたって標準値に近い値とすることが難しくなる。
さらに、図4(a)の下段に示すように、給湯装置100全体の加熱能力Wについても、前記想定された管路長L(この例では3[m])よりも実際の管路長Lが長くなると標準値(この例では約4.2[kW])よりも過小となり、同様に前記想定された管路長L(この例では3[m])よりも実際の管路長Lが短くなると前記標準値よりも過大となり、なるべく広い管路長Lの範囲にわたって標準値に近い値とすることが難しくなる。
そこで、本実施形態においては、前記式(1)によって算出された前記目標温度差△Hmを、前記冷媒配管18の管路長Lに応じて補正する。具体的には、例えば図5に示すように、実際の管路長Lが前記想定された管路長L(この例では3[m])と異なる場合(大きい又は小さい場合)、その差に応じて、段階的に前記目標温度差△Hmを補正する。図示の例では、実際の管路長Lが前記の3[m]を超え5[m]未満の場合には前記△Hmに対して補正値p1を加え、実際の管路長Lが5[m]を超え7[m]未満の場合には前記△Hmに対して補正値p2を加え、実際の管路長Lが7[m]以上の場合には前記△Hmに対して補正値p3を加える。ここでp1,p2,p3はそれぞれ、p3>p2>p1となる適宜の正の値である。また、実際の管路長Lが前記の3[m]未満の場合には前記△Hmから補正値qを減じる。またqは適宜の正の値であり、前記p1,p2,p3のいずれかに等しくても良いし、いずれとも異なる値であっても良い。すなわち、管路長Lが短くなるほど前記目標温度差△Hmの値が小さくなるように補正され、管路長Lが長くなるほど前記目標温度差△Hmの値が大きくなるように補正されるものである。
前記のような補正を行うことにより、図4(b)の上段に示すように、実際の管路長Lが前記想定された管路長L(この例では3[m])よりも長い場合(以下適宜、単に「長管路長側」という)においては前記目標温度差△Hmが大きく補正され、実際の管路長Lが前記想定された管路長L(この例では3[m])よりも短い場合(以下適宜、単に「短管路長側」という)においては前記目標温度差△Hmが小さく補正される。このとき、前記圧縮機14からの前記冷媒吐出温度Toutは(多少長管路長側の増大傾向が増すものの)図4(a)とほぼ同様の右上がりの増大傾向であることから、特に長管路長側において、前記目標温度差△Hmが大きい値に補正される分、前記冷媒流出温度T2の右上がりの増大挙動が緩和される。具体的には、この例では、冷媒流出温度T2は、管路長L≒1.5[m]で約11.5[℃](図4(a)に示す補正前では約11[℃])、管路長L≒3[m]で約12[℃](前記補正前と同じ)、管路長L≒4.5[m]で約14[℃](前記補正前では約15[℃])、管路長L≒7[m]で約16[℃](前記補正前では約25[℃])、管路長L≒8.5[m]で約20[℃](前記補正までは約35[℃])となる。
このようにして前記冷媒流出温度T2の右上がり増大挙動が緩和されることで、(前述のように冷媒入水温度T1≒10[℃]で一定であることから)前記流出・入水温度差T2−T1の、管路長Lの増大・減少に伴う増大・減少傾向も、図4(a)に比べて緩和される。すなわち、図4(b)上段に示すように、流出・入水温度差T2−T1は、管路長L≒1.5[m]で約1.5[℃](図4(a)に示す補正前では約1[℃])、管路長L≒3[m]では約2[℃](前記補正前と同じ)、管路長L≒4.5[m]では約4[℃](前記補正前では約5[℃])、管路長L≒7[m]では約6[℃](前記補正前では約15[℃])、管路長L≒8.5[m]でも約10[℃](前記補正前では約25℃)に留まる。このようにして、実際の管路長Lが前記想定された管路長Lよりも長かったり短かったりする場合でも、前記流出・入水温度差T2−T1の値が前記理想値(この例では2[℃])から離れるのをなるべく少なくできるので、広い管路長Lの範囲にわたって前記最適効率運転を実現することができるものである。なお、図4(b)上段中には、前記冷媒吸入温度Tinと、前記水冷媒熱交換器15の前記冷媒側の流路15bにおける冷媒蒸発温度Teva(前記外気温度センサ22により検出される前記外気温度Taに略等しい)と、これらの差Tin−Tevaで定義される過熱度の挙動についても併せて示している(前記図4(a)も同様)。
また、前記したような前記流出・入水温度差T2−T1の挙動の結果、図4(b)の中段に示すように、前記冷媒吐出圧Poutは、前記短管路長側において値の増大が抑制されて図4(a)中段に示した値よりも標準値(この例では約3.85[MPa])に近づき、前記長管路長側においても値が底上げされて前記標準値に近づき、なるべく広い管路長Lの範囲にわたって標準値に近い値とすることができるものである。
同様に、図4(b)の下段に示すように、給湯装置100全体の加熱能力Wについても、前記短管路長側において値の増大が抑制されて図4(a)下段に示した値よりも標準値(この例では約4.2[kW])に近づき、前記長管路長側においても値が底上げされて前記標準値に近づき、なるべく広い管路長Lの範囲にわたって標準値に近い値とすることができるものである。
そして、本実施形態では、前記した冷媒配管18の実際の管路長Lを、前記した各センサ23,24,12,11,21,33等の検出結果に基づいて自動的に推定する。この推定手法の詳細について、図6を用いて説明する。
図6において、本実施形態では、まず、一つの手法として、吸入温度センサ32により検出される前記冷媒吸入温度Tinと、前記冷媒蒸発温度Teva(前記外気温度センサ22により検出される前記外気温度Taに略等しい)との差である、前記過熱度Tin−Tevaの値に応じて、前記冷媒配管18の実際の管路長Lが推定される。すなわち、例えば前記管路長Lが長く冷媒の密度が低い場合、冷媒が乾きやすくなって圧縮機14への吸入前に冷媒が気体に変わることから、前記過熱度Tin−Tevaの値が増大する傾向となる(図7中の曲線ア参照)。このような挙動に対応し、本実施形態では、図6に示すように、前記過熱度Tin−Tevaの値が0[℃]を超えかつ5[℃]未満の中程度である場合を標準としそのときの前記管路長Lは概ね前記3[m]であるとみなして(図6中の黒枠参照)、当該0[℃]を超えかつ5[℃]未満の範囲からの差に応じて、段階的に管路長Lの値を推定する。
図示の例では、前記過熱度Tin−Tevaの値が5[℃]以上10[℃]未満の場合は過熱度が標準に比べてやや大きいとみなし、前記管路長Lを、標準よりもやや長い3[m]を超え5[m]未満の範囲であると推定する。この結果、この場合には、前記図5を用いて説明したように前記目標温度差△Hmに前記p1が加えられる補正が行われることとなる。また、前記過熱度Tin−Tevaの値が10[℃]以上15[℃]未満の場合は過熱度が標準に比べて大きいとみなし、前記管路長Lを、標準よりも長い5[m]以上7[m]未満の範囲であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmに前記p2が加えられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。さらに、前記過熱度Tin−Tevaの値が15[℃]以上の場合は過熱度が標準に比べて著しく大きいとみなし、前記管路長Lを、標準よりも著しく長い7[m]以上であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmに前記p3が加えられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。一方、逆に、前記過熱度Tin−Tevaの値が0[℃](つまりTin=Teva)の場合は過熱度が標準に比べて小さいとみなし、前記管路長Lを、標準よりも短い3[m]未満であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmから前記qが減じられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。
また、本実施形態では、別の手法として、凝縮温度センサ33により検出される前記冷媒凝縮温度Tconと前記冷媒流出温度T2との差である、過冷却度Tcon−T2の値に応じて、前記冷媒配管18の実際の管路長Lを推定可能である。すなわち、例えば前記管路長Lが長い場合、冷媒密度が低下により冷媒循環量が低下し、水冷媒熱交換器15における前記冷媒側の流路15aから前記水側の流路15bへの伝熱量が小さすぎて、冷媒がまだ熱を十分に持っている状態で前記冷媒側の流路15aから流出することから、前記過冷却度Tcon−T2の値が減少する傾向となる(図7中の曲線イ参照)。このような挙動に対応し、本実施形態では、図6に示すように、前記過冷却度Tcon−T2の値が40[℃]以上50[℃]未満の中程度である場合を標準としそのときの前記管路長Lは概ね前記3[m]であるとみなして(図6中の黒枠参照)、当該40[℃]以上50[℃]未満の範囲からの差に応じて、段階的に管路長Lの値を推定する。
図示の例では、前記過冷却度Tcon−T2の値が35[℃]以上40[℃]未満の場合は過冷却度が標準に比べてやや小さいとみなし、前記管路長Lを、標準よりもやや長い3[m]を超え5[m]未満の範囲であると推定する。この結果、この場合には、前記図5を用いて説明したように前記目標温度差△Hmに前記p1が加えられる補正が行われることとなる。また、前記過冷却度Tcon−T2の値が30[℃]以上35[℃]未満の場合は過冷却度が標準に比べて小さいとみなし、前記管路長Lを、標準よりも長い5[m]以上7[m]未満の範囲であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmに前記p2が加えられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。さらに、前記過冷却度Tcon−T2の値が30[℃]未満の場合は過冷却度が標準に比べて著しく小さいとみなし、前記管路長Lを、標準よりも著しく長い7[m]以上であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmに前記p3が加えられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。一方、逆に、前記過冷却度Tcon−T2の値が50[℃]以上の場合は過冷却度が標準に比べて大きいとみなし、前記管路長Lを、標準よりも短い3[m]未満であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmから前記qが減じられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。
また、本実施形態では、さらに別の手法として、前記流出・入水温度差T2−T1の値によっても、前記冷媒配管18の実際の管路長Lを推定可能である。すなわち、例えば前記管路長Lが長い場合、水冷媒熱交換器15における前記冷媒側の流路15aから前記水側の流路15bへの伝熱量が小さすぎて、冷媒循環回路30側における水冷媒熱交換器15の前記冷媒側の流路15aの出口側の前記冷媒流出温度T2は比較的高いままとなる一方、加熱循環回路4側における水冷媒熱交換器15の前記水側の流路15bの入口側での前記入水温度T1は変化せず比較的低いままとなる結果、これらの温度差である前記流出・入水温度差T2−T1が増大する傾向となる(図7中の曲線ウ参照)。このような挙動に対応し、本実施形態では、図6に示すように、前記流出・入水温度差T2−T1の値が2[℃]以上10[℃]未満の場合を標準としそのときの前記管路長Lは概ね前記3[m]であるとみなして(図6中の黒枠参照)、当該2[℃]以上10[℃]未満の範囲からの差に応じて、段階的に管路長Lの値を推定する。
図示の例では、前記流出・入水温度差T2−T1の値が10[℃]以上15[℃]未満の場合は、前記管路長Lを、標準よりもやや長い3[m]を超え5[m]未満の範囲であると推定する。この結果、この場合には、前記図5を用いて説明したように前記目標温度差△Hmに前記p1が加えられる補正が行われることとなる。また、前記流出・入水温度差T2−T1の値が15[℃]以上20[℃]未満の場合は、前記管路長Lを、標準よりも長い5[m]以上7[m]未満の範囲であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmに前記p2が加えられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。さらに、前記流出・入水温度差T2−T1が20[℃]以上の場合は、前記管路長Lを、標準よりも著しく長い7[m]以上であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmに前記p3が加えられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。一方、逆に、前記流出・入水温度差T2−T1の値が2[℃]未満の場合は、前記管路長Lを、標準よりも短い3[m]未満であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmから前記qが減じられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。
なお、前記と同様、本実施形態では、さらに別の手法として、前記沸き上げ温度センサ24により検出される前記沸き上げ温度Tbと前記入水温度T1と前記加熱循環ポンプ19の回転数とに基づき公知の手法(詳細な説明は省略)で算出される前記給湯装置100全体の前記加熱能力Wの値に応じて、前記冷媒配管18の実際の管路長Lを推定可能である。すなわち、例えば前記管路長Lが長い場合、前記水冷媒熱交換器15における前記冷媒側の流路15aから前記水側の流路15bへの伝熱量が小さすぎて、前記給湯装置100全体の前記給湯装置100全体の加熱能力Wが小さくなる傾向となる。このような挙動に対応し、本実施形態では、図6に示すように、前記加熱能力Wの値が予め予定された所定値にほぼ等しい場合を標準としそのときの前記管路長Lは概ね前記3[m]であるとみなして(図6中の黒枠参照)、当該所定値からの差に応じて、段階的に管路長Lの値を推定する。
図示の例では、前記加熱能力Wの値が前記標準に比べてやや小さい場合は、前記管路長Lを、標準よりもやや長い3[m]を超え5[m]未満の範囲であると推定する。この結果、この場合には、前記図5を用いて説明したように前記目標温度差△Hmに前記p1が加えられる補正が行われることとなる。また、前記加熱能力Wの値が標準に比べて前記よりもさらに小さい(図中では単に「小」と表記)場合、前記管路長Lを、標準よりも長い5[m]以上7[m]未満の範囲であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmに前記p2が加えられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。さらに、前記加熱能力Wの値が標準に比べて前記よりもさらに小さい(図中では単に「著しく小」と表記)場合、前記管路長Lを、標準よりも著しく長い7[m]以上であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmに前記p3が加えられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。一方、逆に、前記加熱能力Wが標準に比べて大きい場合は、前記管路長Lを、標準よりも短い3[m]未満であると推定する。この場合、前記目標温度差△Hmから前記qが減じられる補正が行われることとなる(前記図5参照)。
次に、以上の手法を実現するために、前記加熱制御装置50及び前記貯湯制御装置40(以下適宜、単に「制御装置50,40」という)が協働して実行する制御手順を図8のフローチャートにより説明する。図8において、まずステップS10で、制御装置50,40は、給湯装置100が運転開始状態となったか否かを判定する。具体的には、運転開始状態とは、例えば、設置業者等のユーザ(操作者)による適宜の給湯装置100の沸き上げ運転の開始操作がなされることで停止状態から起動される場合、若しくは、後述の待機状態から復帰して給湯装置100の運転が再び開始される場合(詳細は後述)、である。運転開始状態となるまではステップS10の判定が満たされず(S10:No)ループ待機し、運転開始状態となるとステップS10の判定が満たされ(S10:Yes)、ステップS20に移る。
ステップS20では、制御装置50,40は、前記外気温度センサ22が検出する外気温度Tairと、前記入水温度センサ23が検出する入水温度T1と、前記目標沸き上げ温度Tbmとに基づき、前記式(1)により、対応する前記目標温度差△Hmを決定する。その後、ステップS30に移る。
ステップS30では、制御装置50,40は、前記ステップS10により開始された沸き上げ運転が安定状態となったか否か、を判定する。具体的には、前記沸き上げ温度センサ24により検出される前記沸き上げ温度Tbが(前記運転開始よりも前に予め算出されている)前記目標沸き上げ温度Tbmに到達して30分以上が経過し、かつ、前記吐出温度センサ20が検出する冷媒吐出温度Toutと前記流出温度センサ21が検出する冷媒流出温度T2との前記温度差△Hが前記ステップS20で決定された前記目標温度差△Hmに到達して30分以上が経過したか否か、が判定される。このような安定状態になるまではステップS30の判定が満たされず(S30:No)ループ待機し、安定状態になったらステップS30の判定が満たされ(S30:Yes)、ステップS40に移る。
ステップS40では、制御装置50,40は、前記ステップS20で決定された前記目標温度差△Hmに対する補正が必要か否か、を判定する。具体的には、前記図6を用いて説明したように、前記過熱度Tin−Teva、前記過冷却度Tcon−T2、前記流出・入水温度差T2−T1、及び前記加熱能力Wのうち、少なくとも1つが、前記標準となる範囲(前記過熱度は0[℃]を超えかつ5[℃]未満の範囲、前記過冷却度は40[℃]以上50[℃]未満の範囲、前記流出・入水温度差は2[℃]以上10[℃]未満の範囲、前記加熱能力は予め予定された所定値にほぼ等しい範囲)の外に逸脱しているか否か、が判定される。前記過熱度Tin−Teva、前記過冷却度Tcon−T2、前記流出・入水温度差T2−T1、及び前記加熱能力Wのすべてが前記標準となる範囲内(言い換えれば図6に示す黒枠内)に収まっていれば補正の必要はないとみなされてステップS40の判定が満たされず(S40:No)、後述のステップS60に移る。前記過熱度Tin−Teva、前記過冷却度Tcon−T2、前記流出・入水温度差T2−T1、及び前記加熱能力Wの少なくとも1つが前記標準となる範囲外に逸脱していれば補正の必要があるとみなされてステップS40の判定が満たされ(S40:Yes)、ステップS50に移る。
ステップS50では、制御装置50,40は、前記過熱度Tin−Teva、前記過冷却度Tcon−T2、前記流出・入水温度差T2−T1、及び前記加熱能力Wのうち、前記ステップS40で前記標準となる範囲外に逸脱していたものに対し、前記図6に示したテーブル内容を適用し、対応する冷媒配管18の前記管路長Lを推定する。なおこの場合、前記逸脱したものが2つ以上存在し、それぞれに基づき算出された前記管路長Lが互いに異なっていた場合には、例えば最も長い管路長Lの値を最終的な推定管路長Lとすればよい。そして、制御装置50,40は、推定された管路長Lに対し、さらに図5に示したテーブル内容を適用し、対応する補正値を用いて、ステップS20で決定された前記目標温度差△Hmに対する補正を行う。その後、ステップS60に移る。
ステップS60では、この時点における前記目標温度差△Hm(ステップS50で補正されたもの、若しくは、ステップS50での補正がない場合には直前のステップS20で決定されたもの)に基づき、前記吐出温度センサ20の検出する冷媒吐出温度Toutと前記流出温度センサ21の検出する冷媒流出温度T2との温度差△Hが当該目標温度差△Hmとなるように、前記電子膨張弁16の開度を制御する。その後、ステップS70に移る。
ステップS70では、制御装置50,40は、給湯装置100が運転終了状態となったか否かを判定する。すなわち、既に述べたように、(貯湯タンク2内に必要な湯量が沸き上げられたことが前記貯湯温度センサ12で検出されるか、若しくは、前記入水温度センサ23で検出される前記入水温度T1が沸き上げし難い所定の高温度以上となるか、若しくは、電力料金単価の安い深夜時間帯が終了したことで)前記貯湯制御装置40から停止指示が加熱制御装置50に出力された場合、給湯装置100の運転が自動停止され、待機状態となる(すなわち、いったん給湯装置100の運転が終了される)。ステップS70では、制御装置50,40は、給湯装置100がこの待機状態となったか否かを判定するものである。運転終了状態(すなわち待機状態)となっていない間はステップS70の判定が満たされず(S70:No)、前記ステップS20に戻り、前記したステップS20→ステップS30→ステップS40→・・の流れを繰り返す。
一方、ステップS70において、給湯装置100が運転終了状態(すなわち待機状態)となっていた場合は判定が満たされ(ステップS70:YES)、前記ステップS10に戻る。このときのステップS10における前記運転開始状態となったか否かの判定は、前記待機状態が解除されたか否かの判定となる。すなわち、前記のようにして待機状態となった後、再び、貯湯タンク2内の沸き上げ湯量が必要な量に対し足りなくなったことが前記貯湯温度センサ12で検出されたり、若しくは、前記入水温度センサ23で検出される前記入水温度T1が前記所定の高温度未満となったり、若しくは、次の日の深夜時間帯に突入したり、等になると、公知の制御により給湯装置100の運転が再び開始される。したがってこのときのステップS10では、制御装置50,40は、給湯装置100がこのようにして待機状態から復帰して運転再開されたか否かを判定するものである。運転が再開されてステップS10の判定が満たされると前記したステップS20→ステップS30→・・→ステップS60→ステップS70・・の流れを繰り返す。
なお、図示を省略しているが、以上の各手順における任意のタイミングでユーザ(操作者)による適宜の運転終了操作がなされた場合には、このフローは終了され、給湯装置100が停止する。
なお、前記図8におけるステップS50を実行する制御装置50,40が補正手段として機能し、ステップS60を実行する制御装置50,40が制御手段として機能する。
以上説明したように、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置100によれば、目標温度差制御を実行するにあたり、前記目標温度差△Hmを実際の前記冷媒配管18の前記管路長Lに応じて補正するとともに、その補正された目標温度差△Hmを用いて前記目標温度差制御を実行する。これにより、図4(a)を用いて前述したような管路長Lの長・短により生じうる前記制御上のずれを解消し、最適条件になるべく近い条件で前記目標温度差制御を実行することができるので、ヒートポンプユニット3を確実に高効率で運転させることができるものである。
また、本実施形態では特に、前記冷媒の過熱度Tin−Tevaに基づいて前記管路長Lを推定し、その推定管路長Lに対応して前記目標温度差Hmを補正可能である。これにより、前記圧縮機14へ吸入される冷媒吸入温度Tinと前記空気熱交換器17における冷媒蒸発温度(=外気温度Tair)とをそれぞれ検出するだけで、前記管路長Lを推定し、対応する前記目標温度差△Hmの補正を行うことができる。
また、本実施形態では特に、前記冷媒の過冷却度Tcon−T2に基づいて前記管路長Lを推定し、その推定管路長Lに対応して前記目標温度差Hmを補正可能である。これにより、前記水冷媒熱交換器15における冷媒凝縮温度Tconと前記水冷媒熱交換器15の冷媒側の流路15aからの冷媒流出温度T2とをそれぞれ検出するだけで、前記管路長Lを推定し、対応する前記目標温度差△Hmの補正を行うことができる。
また、本実施形態では特に、前記流出・入水温度差T2−T1に基づいて前記管路長Lを推定し、その推定管路長Lに対応して前記目標温度差Hmを補正可能である。これにより、前記冷媒流出温度T2と前記水冷媒熱交換器15の前記水側の流路15aへの前記入水温度T1とをそれぞれ検出するだけで、前記管路長Lを推定し、対応する前記目標温度差△Hmの補正を行うことができる。
また、本実施形態では特に、前記給湯装置100全体の加熱能力Wに基づいて前記管路長Lを推定し、その推定管路長Lに対応して前記目標温度差Hmを補正可能である。これにより、前記水冷媒熱交換器15の出口側の前記加熱戻り管6における前記沸き上げ温度Tb、前記入水温度T1、及び、前記加熱循環ポンプ19の回転数をそれぞれ検出するだけで、前記管路長Lを推定し、対応する前記目標温度差△Hmの補正を行うことができる。
また、本実施形態では特に、管路長Lが短くなるほど前記目標温度差△Hmの値が小さくなるように補正され、管路長Lが長くなるほど前記目標温度差△Hmの値が大きくなるように補正される。管路長Lが短くなるほど目標温度差△Hmの値を小さくすることで、管路長Lが比較的短い場合に圧縮機14からの冷媒吐出圧が高くなりすぎることを抑制し、冷媒配管18の耐久性の低下や圧縮機14に信頼性の低下を防止することができる。また、ヒートポンプユニット3による加熱能力が過大となるのを抑制することもできる。また、管路長Lが長くなるほど目標温度差△Hmの値を大きくすることで、管路長Lが比較的長い場合にヒートポンプユニット3による加熱能力が過小となるのを防止し、タンクユニット1においていわゆる湯切れが生じるのを防止することができるものである。
なお、以上においては、図6に示したように、前記過熱度Tin−Teva、前記過冷却度Tcon−T2、前記流出・入水温度差T2−T1、及び、前記加熱能力Wのうち少なくとも1つが、前記標準となる範囲(前記過熱度は0[℃]を超えかつ5[℃]未満の範囲、前記過冷却度は40[℃]以上50[℃]未満の範囲、前記流出・入水温度差は2[℃]以上10[℃]未満の範囲、前記加熱能力は予め予定された所定値にほぼ等しい範囲)外に逸脱している場合について、各パラメータ(過熱度Tin−Teva、過冷却度Tcon−T2、流出・入水温度差T2−T1、加熱能力W)ごとに4つの区分(長管路長側3区分と短管路長側1区分)を設けて、各区分に応じて4段階で管路長Lの推定(正確には管路長範囲の推定)を行い、各段階の管路長範囲に応じて、目標温度差△Hmに対する前記4つの補正値(p1,p2,p3及びq)が決定されたが、これに限られない。すなわち、各パラメータ(過熱度Tin−Teva、過冷却度Tcon−T2、流出・入水温度差T2−T1、加熱能力W)の値に対し、無区分・無段階で一意的に管路長Lの値を推定し、その推定管路長Lに対し、例えば図9に一例を示すような線形の相関を適用して、目標温度差△Hmに対する補正値を無段階にて算出するようにしてもよい。図9に示す例では、例えば管路長L=1[m]のときは前記補正値は−qa(<0)であり、管路長Lの増大と共に補正値は直線的に増大して、管路長L=3[m]のときに補正値0となり、さらに管路長L=5[m]のときに補正値はpa(>0)となり、さらに管路長L=7[m]のときには補正値はpb(>pa)となっている。この場合も、前記の実施形態と同様の効果を得る。
また、前記のようにして、前記過熱度Tin−Teva、若しくは、前記過冷却度Tcon−T2、若しくは、前記流出・入水温度差T2−T1、若しくは、前記加熱能力Wにより推定された管路長Lの値を、例えば加熱制御装置50及び貯湯制御装置40内に設けた、第1記憶手段としての適宜の記憶部に記憶し、それ以降の処理では当該記憶された管路長Lの値を読み出して利用するようにしてもよい。そのような変形例において制御装置50,40が実行する制御手順を図10に示す。前記図8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。
図10において、このフローでは、図8に示したフローに加え、新たに、ステップS5、ステップS35、ステップS50、ステップS52、ステップS54、ステップS55が設けられている。すなわち、まず、新たに設けたステップS5で、制御装置50,40は、管路長Lの記憶処理済みを表すフラグFを0に初期化する。その後、図8と同様のステップS10〜ステップS30を経て、新たに設けたステップS35に移行する。
ステップS35では、制御装置50,40は、前記フラグFが1であるか否かを判定する。最初は前記ステップS5でF=0とされた状態であるので判定が満たされず(S35:No)、図8と同様のステップS40に移る。図8と同様、ステップS40の判定が満たされない場合(S40:No)はステップS60に移行する一方、ステップS40の判定が満たされた場合(S40:Yes)はステップS50に移行し、前記管路長Lの推定とこれを用いた前記目標温度差Hmの補正が行われる。
前記ステップS50が終了したら、新たに設けたステップS52に移り、制御装置50,40は、前記ステップS50で推定した管路長Lの値を、前記記憶部に記憶し、その後新たに設けたステップS54で、前記フラグFを1とした後、図8と同様のステップS60に移行する。ステップS60及びその後のステップS70は、図8と同様であり、ステップS70の判定が満たされない場合(S70:No)はステップS20に戻り、ステップS70の判定が満たされたら(S70:Yes)ステップS10へ移行し、同様の手順が繰り返される。
前記のようにしてF=1となった後にステップS10又はステップS20に戻った場合には、ステップS30を経て前記ステップS35における前記の判定が満たされ(S35:Yes)、新たに設けたステップS55に移る。ステップS55では制御装置50,40は、これより前の前記ステップS52において前記記憶部に記憶された前記管路長Lの値を読み出し、これを用いて前記目標温度差Hmを補正する。その後、ステップS60に移り、以降は同様の手順を繰り返す。
この図10に示す変形例によれば、最初にステップS50において推定された管路長Lの値を前記記憶部に記憶しておくことで、それ以降の運転時には(前記推定を再度行うことなく)ステップS55fr当該記憶された管路長Lの値を読み出して用いるだけで、前記目標温度差△Hmの補正を素早く行うことができる。この結果、さらに利便性を向上することができるものである。
さらに、以上のように、各センサの検出結果に基づき算出された、前記過熱度Tin−Teva、前記過冷却度Tcon−T2、前記流出・入水温度差T2−T1、前記加熱能力W等により管路長Lの値を自動的に推定するのではなく、例えばユーザが手動操作で管路長Lの値を入力し、その入力された管路長Lの値に応じて前記目標温度差△Hmを補正するようにしてもよい。そのような変形例におけるヒートポンプ式給湯装置100の概略構成図を図11に示す。前記図1等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。
図11において、この変形例では、例えばリモコン等からなる適宜の操作部60がタンクユニット1に設けられる(なお、ヒートポンプユニット3側に設けても良い)。前記操作部60は、前記貯湯制御装置40又は前記加熱制御装置50(この例では加熱制御装置50)に対し情報送受信可能に接続されており、ユーザは、この操作部60を適宜に手動操作することにより、予め分かっている前記管路長Lの値を入力することができる。入力された前記管路長Lの値は、前記加熱制御装置50で受信されて取得され、さらに貯湯制御装置40においても取得可能となっている。
本変形例において制御装置50,40が実行する制御手順を図12に示す。前記図10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。図12において、このフローでは、図10に示したフローにおいて、前記ステップS40を削除すると共に、ステップS50に代えてステップS50′が設けられている。すなわち、図10と同様の、ステップS5〜ステップS30を経て、ステップS35における前記の判定が満たされなかった場合(S35:No)には、新たに設けたステップS50′に移る。
ステップS50′では、制御装置50,40は、前述のようにして操作部60において入力された管路長Lを取得する。その後、前記ステップS50と同様に、その取得された管路長Lに対し前記図5に示したテーブル内容を適用し、対応する補正値を用いて、ステップS20で決定された前記目標温度差△Hmに対する補正を行う(したがって、本変形例においては図6に示したテーブルは使用されない)。その後のステップS52では、制御装置50,40は、ステップS50′で取得された前記管路長Lを第2記憶手段としての適宜の記憶部に記憶する。ステップS54、あるいはステップS55、及びステップS60以降については前記図10と同様であり、説明を省略する。なお、前記図12におけるステップS50′を実行する制御装置50,40が本変形例における補正手段として機能し、ステップS60を実行する制御装置50,40が本変形例における制御手段として機能する。
本変形例によれば、ユーザが手動操作で入力した管路長Lを直接用いることで、対応する前記目標温度差△Hmの補正を迅速に行うことができる。この結果、補正制御に要する時間を短くすることができる。また、一度操作入力された管路長の値を前記記憶部に記憶しておくことで、それ以降の運転時には(前記操作入力を再度行わなくても)当該記憶された管路長Lの値を読み出して用いるだけで、対応する前記目標温度差△Hmの補正を素早く行うことができる。この結果、さらに利便性を向上することができるものである。
さらに、前記図11及び図12を用いて説明した変形例の手法と前記実施形態の手法とを組み合わせ、前述のようにしてユーザが操作部60を介し手動操作で入力した管路長Lを用いて前記目標温度差△Hmの補正(1次補正)を行った後、各センサの検出結果に基づき算出された、前記過熱度Tin−Teva、若しくは前記過冷却度Tcon−T2、若しくは前記流出・入水温度差T2−T1、若しくは前記加熱能力W、により管路長Lの値を自動的に推定し、その推定された管路長Lの値に応じて前記1次補正後の目標温度差△Hmをさらに補正(2次補正)するようにしてもよい(フロー等による図示は省略)。
この変形例においては、ユーザが手動操作で入力した管路長Lを直接用いて対応する前記目標温度差△Hmの1次補正を迅速に行うことができ、その後、運転を継続していくときの各種挙動に対応して管路長Lの推定を行い、上記1次補正後の目標温度差△Hmがさらに2次補正される。これにより、さらに高精度かつ迅速に最適条件にて前記目標温度差制御を実行できるので、ヒートポンプユニット3をさらに確実に高効率で運転させることができるものである。
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、前記電子膨張弁16は、タンクユニット1内の冷媒配管18の流出温度センサ21の下流側に設けた構成としてもよく、また、前記ヒートポンプサイクルとしては、減圧器としてエジェクターを用いたエジェクターサイクルでもよいものである。
また、前記ヒートポンプサイクルでは、水冷媒熱交換器15を通過した後の高圧冷媒と圧縮機14の吸入側の低圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器(図示せず)を備えた構成としてもよい。この場合、前記流出温度センサ21は、水冷媒熱交換器15より下流側で、高圧冷媒が通過する前記内部熱交換器より上流側の冷媒温度を検出する位置に配設され、前記吐出温度センサ20の検出する冷媒吐出温度Toutと前記流出温度センサ21の検出する冷媒温度との温度差△Hが所定の目標温度差△Hmとなるように電子膨張弁16の開度が制御され、これによって、前記と同様の効果を得られるものである。