WO2017208831A1

WO2017208831A1 - ヒートポンプ式給湯装置

Info

Publication number: WO2017208831A1
Application number: PCT/JP2017/018601
Authority: WO
Inventors: 速彦 ▲高▼城; 弘山縣
Original assignee: サンデン・リビングエンバイロメントシステム株式会社
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2017-12-07
Also published as: US20200173686A1; JP2017215088A

Abstract

部品点数を増加させること無く、貯湯タンクからの逆流現象によって凍結防止運転が実行されなくなる不都合を解消したヒートポンプ式給湯装置を提供する。制御装置（７０）は、加熱ユニット（５０）内に位置する給湯回路（２０）の給湯用水の温度が所定値以下に低下した場合、水ポンプ（２３）を運転する凍結防止運転を実行する。水ポンプ（２３）が停止している状態で、加熱ユニット（５０）内に位置する給湯回路（２０）の給湯用水の温度が上昇した場合、水ポンプ（２３）を運転する。

Description

ヒートポンプ式給湯装置

　本発明は、ヒートポンプ回路により貯湯タンク内の給湯用水を加熱するヒートポンプ式給湯装置に関するものである。

　従来、この種のヒートポンプ式給湯装置としては、給湯用水を貯留する貯湯タンクを内蔵したタンクユニットと、貯湯タンク内の給湯用水をポンプによって貯湯タンクの下部から取り出し、流入管を介して水熱交換器に流通させた後、流出管を介して貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、この給湯回路の水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱するヒートポンプ回路を内蔵した加熱ユニットを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　また、上述した給湯回路の流入管や流出管は通常断熱されるが、この断熱が十分で無い場合や、冬季等に外気温度が極めて低くなる環境下では、上述した給湯回路の流入管や流出管内の給湯用水が凍結してしまう場合があった。流入管や流出管内で給湯用水が凍結すると、ポンプを運転しても給湯回路を循環させることができなくなると共に、結果的に加熱ユニット内の蒸発器に着霜が成長し、この着霜に送風機が当たって破損してしまう等の不都合が発生する。
　そこで、従来より加熱ユニット内に設けられた水熱交換器の入水側の給湯用水の温度を検出する入水温度センサ（入水温度検出手段）が所定の低い温度（但し、氷点より高い所定値）を検出した場合、ポンプを運転して貯湯タンク内の高温の給湯用水（湯）を給湯回路内に循環させる凍結防止運転を行っていた（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３−７６５１２号公報特開２０１４−１９６８４９号公報

　ここで、加熱ユニットは住居の屋根上等に設置され、タンクユニットは住居の地下室や住居外の地上に設置される場合が多い。このような設置状態では加熱ユニットはタンクユニットよりも高い位置となるため、ポンプが停止している状態で、冬季等に外気温が低下して流出管内の給湯用水の温度が低下すると、密度の差によって貯湯タンク内上部の高温の給湯用水（湯）が流出管に逆流する現象が発生する。
　このような逆流現象が発生すると、流出管の温度が上昇するため、やがて加熱ユニット内に位置する給湯回路の温度も上昇してくる。そして、水熱交換器の入水側の給湯用水の温度を検出する入水温度センサも前述した所定値を検出できなくなるため、凍結防止運転は実行されなくなる。
　しかしながら、加熱ユニットとタンクユニット間に位置する流入管までは温度は上がらないため、もともと温度が低い流入管内の給湯用水が凍結してしまい、給湯回路内の給湯用水の循環が阻害されると云う不都合が発生していた。このような逆流現象を防止する手段として、流出管に逆止弁（貯湯タンク方向が順方向）等を取り付けることが考えられるが、部品点数の増加となり、コストアップに繋がる。
　本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、部品点数を増加させること無く、貯湯タンクからの逆流現象によって凍結防止運転が実行されなくなる不都合を解消したヒートポンプ式給湯装置を提供することを目的とする。

　本発明のヒートポンプ式給湯装置は、圧縮機、水熱交換器、減圧装置、及び、蒸発器を接続して成るヒートポンプ回路が設けられた加熱ユニットと、給湯用水を貯留する貯湯タンクが設けられたタンクユニットと、貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって貯湯タンクの下部から取り出し、水熱交換器に流通させた後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、水ポンプと圧縮機を運転することにより、水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱する沸き上げ運転を実行する制御装置と、を備えたものであって、制御装置は、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度が所定値以下に低下した場合、水ポンプを運転する凍結防止運転を実行すると共に、水ポンプが停止している状態で、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度が上昇した場合、水ポンプを運転することを特徴とする。
　請求項２の発明のヒートポンプ式給湯装置は、上記発明において制御装置は、水ポンプが停止している状態で、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度が一旦低下した後、上昇に転じた場合、水ポンプを運転することを特徴とする。
　請求項３の発明のヒートポンプ式給湯装置は、上記各発明において制御装置は、水ポンプが停止している状態で、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度が、所定時間以内に所定値以上、上昇した場合、水ポンプを運転することを特徴とする。
　請求項４の発明のヒートポンプ式給湯装置は、上記各発明において制御装置は、外気温度が所定値以下であり、且つ、水ポンプが停止している状態で、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度が上昇した場合、水ポンプを運転することを特徴とする。
　請求項５の発明のヒートポンプ式給湯装置は、上記各発明において制御装置は凍結防止運転において、水ポンプを所定時間運転しても水熱交換器の入水側の給湯用水の温度が所定の低い値である場合、圧縮機を運転することを特徴とする。
　請求項６の発明のヒートポンプ式給湯装置は、上記発明において制御装置は、水ポンプが停止している状態で、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度が上昇した場合、凍結防止運転を実行することを特徴とする。
　請求項７の発明のヒートポンプ式給湯装置は、上記各発明において加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度は、水熱交換器の入水側の給湯用水の温度、又は、水熱交換器の出湯側の給湯用水の温度であることを特徴とする。
　請求項８の発明のヒートポンプ式給湯装置は、上記各発明において加熱ユニットがタンクユニットより高い位置に配置されていることを特徴とする。
　請求項９の発明のヒートポンプ式給湯装置は、上記各発明において給湯回路は、加熱ユニットとタンクユニット間に位置して貯湯タンク内の給湯用水を当該貯湯タンクの下部から取り出すための流入管、及び、水熱交換器を流通した後の給湯用水を貯湯タンクの上部に流入させるための流出管を有し、流入管、及び、流出管の少なくとも一部が、タンクユニットより高い位置に配設されていることを特徴とする。

　本発明によれば、圧縮機、水熱交換器、減圧装置、及び、蒸発器を接続して成るヒートポンプ回路が設けられた加熱ユニットと、給湯用水を貯留する貯湯タンクが設けられたタンクユニットと、貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって貯湯タンクの下部から取り出し、水熱交換器に流通させた後、貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、水ポンプと圧縮機を運転することにより、水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱する沸き上げ運転を実行する制御装置と、を備えたヒートポンプ式給湯装置において、制御装置が、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度、例えば、請求項７の発明の如き水熱交換器の入水側の給湯用水の温度、又は、水熱交換器の出湯側の給湯用水の温度が所定値以下に低下した場合、水ポンプを運転する凍結防止運転を実行するときに、水ポンプが停止している状態で、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度が上昇した場合、水ポンプを運転するようにしたので、貯湯タンクからの高温の給湯用水（湯）の逆流現象が給湯回路に発生した場合に、水ポンプを運転して給湯回路内に給湯用水を循環させることができるようになる。
　これにより、例えば請求項８の発明の如く加熱ユニットがタンクユニットより高い位置に配置された場合や、請求項９の発明の如く給湯回路の流入管と流出管の少なくとも一部がタンクユニットより高い位置に配設されているときに発生し易い逆流現象で凍結防止運転が実行され無くなり、給湯回路が凍結してしまう不都合を未然に回避することができるようになる。また、給湯回路に逆止弁等を設ける必要もなくなるので、部品点数の増加に伴うコストの高騰も防ぐことができるものである。
　また、請求項２の発明によれば、上記発明に加えて制御装置が、水ポンプが停止している状態で、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度が一旦低下した後、上昇に転じた場合、水ポンプを運転するようにしたので、水ポンプの停止後に発生する逆流現象の発生を的確に判定することができるようになる。
　また、請求項３の発明によれば、上記各発明に加えて制御装置が、水ポンプが停止している状態で、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度が、所定時間以内に所定値以上、上昇した場合、水ポンプを運転するようにしたので、逆流現象の発生をより的確に判定することができるようになる。
　また、請求項４の発明によれば、上記各発明に加えて制御装置が、外気温度が所定値以下であり、且つ、水ポンプが停止している状態で、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度が上昇した場合、水ポンプを運転するようにしたので、低外気温度環境下での逆流現象を的確に検出し、無用な水ポンプの運転を回避することができるようになる。
　ここで、請求項５の発明の如く制御装置が、凍結防止運転において水ポンプを所定時間運転しても水熱交換器の入水側の給湯用水の温度が所定の低い値である場合、圧縮機を運転することで、給湯回路の凍結防止をより円滑に実現することができるようになるが、請求項６の発明の如く制御装置が、水ポンプが停止している状態で、加熱ユニット内に位置する給湯回路の給湯用水の温度が上昇した場合にも係る凍結防止運転を実行するようにすれば、逆流現象が発生した場合の給湯回路の凍結をより確実に防止することができるようになる。

本発明を適用した一実施形態としてのヒートポンプ式給湯装置の構成図である。図１のヒートポンプ式給湯装置の制御装置が実行する沸き上げ運転のフローチャートである。図１のヒートポンプ式給湯装置の制御装置が実行する凍結防止運転（逆流判定を含む）のフローチャートである。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
　（１）ヒートポンプ式給湯装置１
　実施例のヒートポンプ式給湯装置１は、給湯用水を貯留する貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０の給湯用水を流通させる給湯回路２０と、冷媒を流通させるヒートポンプ回路３０と、給湯回路２０の給湯用水とヒートポンプ回路３０の冷媒とを熱交換させる水熱交換器４０を備えており、給湯回路２０を流通する給湯用水をヒートポンプ回路３０の冷媒によって加熱するように構成されている。
　（２）貯湯タンク１０
　前記貯湯タンク１０は縦長の密閉容器から成り、住居外の地上、又は、地下室等に設置される。貯湯タンク１０の下部には水道水を導入するための給水配管１１が接続されている。また、給水配管１１には減圧弁１２が設けられている。貯湯タンク１０の上部には、貯湯タンク１０内の湯を住居内の給湯先に供給するための給湯配管１３が接続され、給湯配管１３と給水配管１１はバイパス管１４を介して接続されている。
　給湯配管１３とバイパス管１４との間には混合弁１５が設けられ、混合弁１５は、貯湯タンク１０内の湯と給水配管１１からの水を混合して給湯配管１３に流通させるように構成されている。また、貯湯タンク１０には、貯湯タンク１０内の給湯用水の温度を検出する貯湯温度センサ１６が設けられ、この貯湯温度センサ１６は貯湯タンク１０の上下方向の所定箇所（実施例では略中央）に取り付けられている。
　（３）給湯回路２０
　前記給湯回路２０は、貯湯タンク１０の下部と後述する加熱ユニット５０の外装ケース５１の外面に取り付けられた流入側の接続口５２との間に接続された流入管２１と、水ポンプ２３と、この水ポンプ２３の吸入側と接続口５２との間に接続された入水管２２と、水ポンプ２３の吐出側と水熱交換器４０の流入側の間に接続された出水管２４と、水熱交換器４０の流出側と外装ケース５１の外面に取り付けられた流出側の接続口５４との間に接続された出湯管２６と、接続口５４と貯湯タンク１０の上部に接続された流出管２７とから構成されており、入水管２２には貯湯タンク１０の下部から取り出された給湯用水の温度（水熱交換器４０の入水側の給湯用水の温度）を検出する入水温度センサ２８が設けられ、出湯管２６には水熱交換器４０を流通した後の給湯用水の温度（水熱交換器４０の出湯側の給湯用水の温度）を検出する出湯温度センサ２９が設けられている。
　この給湯回路２０には、内部の水を抜くための水抜き栓１８が設けられている。この水抜き栓１８も加熱ユニット５０の外装ケース５１の外面に取り付けられており、水抜き管１９を介して入水管２２に連通接続されている。尚、５２Ａ、５４Ａは、接続口５２及び５４に設けられた空気抜き弁であり、２５は入水管２２に設けられたフィルタである。また、５５は外装ケース５１内に取り付けられて外気温度を検出する外気温度センサである。
　（４）ヒートポンプ回路３０
　前記ヒートポンプ回路３０は、圧縮機３１、前記水熱交換器４０、減圧装置としての膨張弁３３、及び、蒸発器３２を接続して冷媒回路が構成されており、圧縮機３１、水熱交換器４０、膨張弁３３、蒸発器３２、圧縮機３１の順に冷媒を流通させるように構成されている。尚、このヒートポンプ回路３０で使用される冷媒は、例えばＣＯ_２（二酸化炭素）等の自然系冷媒である。また、３４は蒸発器３２に外気を通風するための送風機である。
　前記水熱交換器４０は、冷媒流通路４１と水流通路４２を有する二重管型の熱交換器から構成されており、冷媒流通路４１にはヒートポンプ回路３０が接続され、水流通路４２には給湯回路２０の出水管２４及び出湯管２６が接続されている。
　実施例のヒートポンプ式給湯装置１は、水ポンプ２３、ヒートポンプ回路３０、水熱交換器４０、入水温度センサ２８、及び、出湯温度センサ２９等が設けられた前記加熱ユニット５０と、貯湯タンク１０及び貯湯温度センサ１６が設けられたタンクユニット６０を備えており、加熱ユニット５０とタンクユニット６０が、加熱ユニット５０の外装ケース５１に取り付けられた接続口５２、５４において、給湯回路２０の流入管２１と流出管２７を介して接続される。
　この加熱ユニット５０は住居の屋根上等に設置される場合が多く、実施例の場合にも加熱ユニット５０は住居の屋根上に設置され、貯湯タンク１０を含むタンクユニット６０は地下室に設置されており、加熱ユニット５０と貯湯タンク１０とを結ぶ給湯回路２０の流入管２１、及び、流出管２７は十数メートルの長さとなり、地下室の貯湯タンク１０から屋根上の加熱ユニット５０に向けて、住居外を上昇するかたちで配管されている。
　尚、加熱ユニット５０が住居外の地上に設置される場合にも、地下室等に設置された貯湯タンク１０に接続された流入管２１及び流出管２７の殆どの部分が屋根裏等を引き回される場合が多く（鳥居配管と称される）、この場合にも流入管２１及び流出管２７は貯湯タンク１０から長い距離で一旦上昇した後、加熱ユニット５０に向けて降下するかたちとなる。また、これら流入管２１や流出管２７は、内部を流れる給湯用水の放熱を減少させ、且つ、凍結を防ぐ目的で、通常は断熱材（図示せず）にて断熱される。
　（５）制御装置７０
　また、ヒートポンプ式給湯装置１には、貯湯温度センサ１６、入水温度センサ２８、出湯温度センサ２９、外気温度センサ５５、圧縮機３１、送風機３４、及び、水ポンプ２３が接続された制御装置７０が設けられ、この制御装置７０は加熱ユニット５０の外装ケース５１内に配置されている。制御装置７０は、プログラムが格納されたＣＰＵ（マイクロコンピュータ）を備え、実施例では貯湯温度センサ１６、入水温度センサ２８、出湯温度センサ２９、及び、外気温度センサ５５の検出温度に基づいて圧縮機３１、水ポンプ２３、及び、送風機３４を制御するように構成されている。また、制御装置７０はタイマ機能を有しており、制御装置７０には当該タイマ機能の設定その他の操作と、エラー表示等を行うためのリモコン（操作パネル）７１が接続され、このリモコン７１も外装ケース５１内に配置されている。
　（６）給湯回路２０内の給湯用水の循環
　この制御装置７０により、給湯回路２０の水ポンプ２３が運転されると、貯湯タンク１０内の給湯用水が貯湯タンク１０の下部から取り出され、流入管２１内を屋根上に向かって上昇する。流入管２１内を上昇して接続口５２から加熱ユニット５０内に入った給湯用水は、入水管２２、水ポンプ２３、及び、出水管２４を介して水熱交換器４０の水流通路４２を流通された後、出湯管２６内を流れて接続口５４から流出管２７に至る。この流出管２７に流入した給湯用水は当該流出管２７内を降下し、貯湯タンク１０内の上部に流入することになる。
　（７）ヒートポンプ回路３０内の冷媒循環
　また、制御装置７０により、ヒートポンプ回路３０の圧縮機３１が運転されると、圧縮機３１から吐出された高温冷媒（二酸化炭素）が水熱交換器４０の冷媒流通路４１を流通され、冷媒流通路４１の高温冷媒と水流通路４２の給湯用水とが熱交換される。これにより、給湯回路２０の給湯用水が水熱交換器４０で加熱される。一方、高温冷媒は水熱交換器４０で給湯用水を加熱することで温度が低下する。この冷媒は更に膨張弁３３を通過することで低温低圧状態に膨張し、気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒が蒸発器３２に流入して蒸発する。この蒸発器３２には送風機３４により外気が通風されるので、冷媒は蒸発に伴う吸熱作用で外気から熱を汲み上げる。そして、蒸発器３２で吸熱した冷媒は、圧縮機３１に吸い込まれる循環を繰り返す。
　（８）沸き上げ運転
　また、給湯先で湯が使用されると、貯湯タンク１０内の上部の給湯用水が給湯配管１３に流出し、流出した分だけ給水配管１１から貯湯タンク１０内の下部に水が供給される。即ち、湯が使用されることにより、貯湯タンク１０内の高温の給湯用水が減ると共に、低温の給湯用水が貯湯タンク１０内の下部から増えていき、貯湯温度センサ１６の検出温度が徐々に低下することになる。
　制御装置７０は図２のフローチャートのステップＳ１で貯湯温度センサ１６が検出する温度が所定の貯湯温度Ｔ１以下に低下したか否か判断しており、上述の如く貯湯タンク１０内の湯が使用されて貯湯温度センサ１６の検出温度が貯湯温度Ｔ１以下になると、制御装置７０はステップＳ１からステップＳ２に進み、圧縮機３１、送風機３４、及び、水ポンプ２３の運転を開始して、沸き上げ運転を始める。
　水熱交換器４０の冷媒流通路４１には高温冷媒が流通されるので、水流通路４２に流通される給湯用水は加熱された後、貯湯タンク１０に流入する。これによって、貯湯タンク１０内には高温の湯が貯留されていく。制御装置７０はステップＳ３で入水温度センサ２８が検出する入水管２２内の給湯用水の温度が所定の入水温度Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）以上になったか否か判断しており、入水温度Ｔ２より低い場合は沸き上げ運転を継続する。その後、入水温度センサ２８の検出温度が入水温度Ｔ２以上になった場合、制御装置７０はステップＳ３からステップＳ４に進み、圧縮機３１及び送風機３４を停止する。尚、水ポンプ２３は運転を継続する。
　次に、制御装置７０はステップＳ５に進み、出湯温度センサ２９が検出する水熱交換器４０の出湯側の出湯管２６内の給湯用水の温度が、入水温度センサ２８が検出する水熱交換器４０の入水側の入水管２２内の給湯用水の温度以下になったか否か判断する。そして、出湯温度センサ２９の検出温度が入水温度センサ２８の検出温度より高い場合には、そのまま水ポンプ２３の運転を継続し、圧縮機３１が停止した後の水熱交換器４０の熱を回収する。
　その後、出湯温度センサ２９の検出温度が入水温度センサ２８の検出温度以下となった場合、制御装置７０はステップＳ６に進んで水ポンプ２３を停止し、沸き上げ運転を終了する。このようにして貯湯タンク１０内には運転中、所定の高温度の湯が常時貯留されることになる。
　尚、貯湯温度センサ１６の検出温度が前述した貯湯温度Ｔ１以下にならない場合でも、前回の沸き上げ運転終了から前記タイマ機能により計時した時間が所定時間となった場合にも、制御装置７０は圧縮機３１、送風機３４、及び、水ポンプ２３を運転し、沸き上げ運転を開始する。その後は同様にステップＳ３~ステップＳ６の動作を実行した後、沸き上げ運転を終了する。
　００４５
　このようにして制御装置７０は貯湯タンク１０内に所定温度の給湯用水を貯留する沸き上げ運転を実行するものであるが、貯湯タンク１０内の給湯用水の温度を検出する貯湯温度センサ１６を貯湯タンク１０の上下方向の所定箇所に設け、この貯湯温度センサ１６を制御装置７０に接続して、この貯湯温度センサ１６の検出温度に基づいて制御装置７０が沸き上げ運転を行うように構成したことで、貯湯タンク１０側に制御装置を設ける必要がなくなり、貯湯タンク１０として汎用品を使用することができるようになって、汎用性に富んだものとなる。
　（９）凍結防止運転（逆流判定を含む）
　次に、図３のフローチャートを参照しながら制御装置７０が実行する凍結防止運転（逆流判定を含む）について説明する。前述した如く主に住居外に比較的長い寸法で配管される流入管２１や流出管２７は、内部を流れる給湯用水の放熱を減少させ、且つ、凍結を防ぐ目的で断熱材（図示せず）にて断熱されるが、この断熱が十分で無い場合や、冬季等に外気温度が極めて低くなる環境となると、給湯回路２０の流入管２１や流出管２７内の給湯用水が凍結してしまう。
　そこで、制御装置７０はこれら流入管２１や流出管２７の凍結防止運転を実行する。即ち、制御装置７０は、水ポンプ２３が停止しているとき、加熱ユニット５０内に設けられた水熱交換器４０の入水側の給湯用水の温度を検出する入水温度センサ２８及び水熱交換器４０の出湯側の給湯用水の温度を検出する出湯温度センサ２９が検出する給湯用水の温度を常時監視し、図３のステップＳ７で入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が所定値Ｔ３（氷点より高い所定の低い温度）以下に低下したか否か判断している。尚、前述した図２のフローチャートでも明らかな如く、水ポンプ２３が停止しているときは圧縮機３１も停止している（以下、同様）。
　そして、入水温度センサ２８及び出湯温度センサ２９の検出温度が所定値Ｔ３より高い場合はステップＳ８に進み、制御装置７０は所定の逆流判定条件が成立しているか否か判定する。この逆流判定条件については後述する。現在は逆流判定条件は成立していないものとすると制御装置７０は他の制御に戻る。
　水ポンプ２３が停止している状態で、外気温度の低下等により入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が所定値Ｔ３以下に低下した場合、制御装置７０はステップＳ７からステップＳ９に進んで水ポンプ２３の運転を開始する。この水ポンプ２３の運転により、貯湯タンク１０内下部の給湯用水が入水管２１に取り出され、入水管２２、出水管２４を経て水熱交換器４０の水流通路４２に流通された後、出湯管２６、流出管２７を経て貯湯タンク１０内上部に戻るように給湯回路２０内を循環される。
　次に制御装置７０は、ステップＳ１０で所定時間ｔ１が経過したか否か判断し、経過していなければその状態を継続する。この水ポンプ２３の運転を所定時間ｔ１継続した後、制御装置７０はステップＳ１０からステップＳ１１に進み、次に入水温度センサ２８の検出温度が前述した所定の入水温度Ｔ２より低いか否か判断する。そして、ステップＳ１１で入水温度センサ２８の検出温度が入水温度Ｔ２以上であった場合、制御装置７０はステップＳ１８に進んで水ポンプ２３を停止する。
　一方、ステップＳ１１で入水温度センサ２８の検出温度が入水温度Ｔ２より低い場合、制御装置７０はステップＳ１２に進み、所定時間ｔ２が経過したか否か判断する。そして、ステップＳ１１で入水温度センサ２８の検出温度が入水温度Ｔ２より低い状態がステップＳ１２で所定時間ｔ２継続した場合、制御装置７０はステップＳ１３に進んで圧縮機３１及び送風機３４の運転を開始する（水ポンプ２３は運転を継続）。即ち、水ポンプ２３を所定時間ｔ１＋ｔ２の間運転しても入水温度センサ２８の検出温度が入水温度Ｔ２以上となら無い場合、制御装置７０は前述した沸き上げ運転を開始することになる。
　次に、制御装置７０はステップＳ１４で入水温度センサ２８が検出する入水管２２内の給湯用水の温度が入水温度Ｔ２以上になったか否か判断し、入水温度Ｔ２より低い場合は係る沸き上げ運転を継続する。その後、入水温度センサ２８の検出温度が入水温度Ｔ２以上になった場合、制御装置７０はステップＳ１４からステップＳ１５に進み、圧縮機３１及び送風機３４を停止する（水ポンプ２３は運転を継続）。
　次に、制御装置７０はステップＳ１６に進み、出湯温度センサ２９が検出する水熱交換器４０の出湯側の出湯管２６内の給湯用水の温度が、入水温度センサ２８が検出する水熱交換器４０の入水側の入水管２２内の給湯用水の温度以下になったか否か判断する。そして、出湯温度センサ２９の検出温度が入水温度センサ２８の検出温度より高い場合には、そのまま水ポンプ２３の運転を継続し、前述同様に圧縮機３１が停止した後の水熱交換器４０の熱を回収する。
　その後、出湯温度センサ２９の検出温度が入水温度センサ２８の検出温度以下となった場合、制御装置７０はステップＳ６に進んで水ポンプ２３を停止し、凍結防止運転を終了する。このように入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が所定値Ｔ３以下に低下した場合、給湯回路２０内に給湯用水が循環され、更に、給湯用水の温度が低い場合には沸き上げ運転も実行されることで、入水管２１や出湯管２７内の給湯用水の凍結を防止している。
　（１０）逆流判定
　ここで、実施例のように加熱ユニット５０が住居の屋根上に設置され、タンクユニット６０が地下室に設置されている場合、加熱ユニット５０はタンクユニット６０の貯湯タンク１０よりも高い位置となるため、水ポンプ２３が停止している状態で、冬季等に外気温が低下して流出管２７内の給湯用水の温度が低下すると、前述した如く密度の差によって貯湯タンク１０内上部の高温の給湯用水（湯）が流出管２７に逆流する。これは前述した鳥居配管の場合も同様である。
　この流出管２７に流入した温度の高い給湯用水は、やがて加熱ユニット５０に入り、出湯管２６、水流通路４２、出水管２４、及び、水ポンプ２３を経て入水管２２まで至るため、それらの温度も上昇するため、出湯管２６や入水管２２内の給湯用水の温度を検出している出湯温度センサ２９及び入水温度センサ２８の検出温度は、前述した所定値Ｔ３以下にならなくなる。
　そのため、図３のフローチャートのステップＳ７ではステップＳ９に向かわなくなり、凍結防止運転を実行されなくなる。しかしながら、流入管２１までは温度は上昇しないため、冬季等に外気温度が低下すると、やがてこの流入管２１内の給湯用水が凍結してしまうようになる。そこで、実施例では図３のフローチャートのステップＳ７で入水温度センサ２８及び出湯温度センサ２９の検出温度が所定値Ｔ３以下にならない場合にも、ステップＳ８で係る逆流現象が発生しているか否かを判定するようにしている。
　（１０−１）逆流判定条件
　係る逆流現象は、加熱ユニット５０内の給湯用水の温度変化で検出することができる。即ち、前回の沸き上げ運転や凍結防止運転が終了（圧縮機３１が停止し、その後水ポンプ２３も停止）すると、入水温度センサ２８及び出湯温度センサ２９の検出温度は低下していく。しかしながら、この水ポンプ２３が停止している状態で流出管２７に高温の給湯用水が逆流入すると、一旦低下した入水温度センサ２８及び出湯温度センサ２９の検出温度が上昇に転ずるようになる。
　そこで、この実施例の場合の逆流判定条件は以下の通りとする。即ち、
　（ｉ）水ポンプ２３が停止していること。
　（ｉｉ）入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が所定値以上、上昇したこと。
　尚、上記条件（ｉｉ）は、入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が一旦低下した後、上昇に転じて所定値以上、上昇したことであっても良い。
　（１０−２）逆流判定条件成立時の動作
　制御装置７０は図３のフローチャートのステップＳ７で入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が所定値Ｔ３より高い場合、ステップＳ８に進んで上記逆流判定条件（ｉ）、（ｉｉ）を判定しており、条件（ｉ）及び（ｉｉ）の全てが成立した場合、流出管２７に高温の給湯用水が逆流していると判断し、ステップＳ８からステップＳ９に進んで水ポンプ２３の運転を開始する。以下はステップＳ１０~ステップＳ１８を実行することで、前述した凍結防止運転を実行し、水ポンプ２３によって給湯回路２０内に給湯用水を循環し、所定時間（ｔ１＋ｔ２）運転しても依然その温度が低い場合には、圧縮機３１も運転して沸き上げ運転と同様に給湯用水を加熱する。
　このように、制御装置７０は加熱ユニット５０内に位置する給湯回路２０の給湯用水の温度、実施例では水熱交換器４０の入水側の給湯用水の温度を検出する入水温度センサ２８、又は、水熱交換器４０の出湯側の給湯用水の温度を検出する出湯温度センサ２９の検出温度が所定値Ｔ３以下に低下した場合、水ポンプ２３を運転する凍結防止運転を実行すると共に、水ポンプ２３が停止している状態で、加熱ユニット５０内に位置する給湯回路２０の給湯用水の温度、実施例では入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が上昇した場合、水ポンプ２３を運転するようにしたので、貯湯タンク１０からの高温の給湯用水（湯）の逆流現象が給湯回路２０に発生した場合に、水ポンプ２３を運転して給湯回路２０内に給湯用水を循環させることができるようになる。
　これにより、実施例のように加熱ユニット５０がタンクユニット６０より高い位置に配置された場合や、給湯回路２０の流入管２１と流出管２７の一部がタンクユニット６０より高い位置に配設されている鳥居配管のときに発生し易い逆流現象で凍結防止運転が実行され無くなり、給湯回路２０の流入管２１内の給湯用水が凍結してしまう不都合を未然に回避することができるようになる。また、給湯回路２０の流出管２７に逆止弁等を設ける必要もなくなるので、部品点数の増加に伴うコストの高騰も防ぐことができる。
　尚、上記の如く制御装置７０が、水ポンプ２３が停止している状態で、加熱ユニット５０内に位置する給湯回路２０の給湯用水の温度（入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度）が一旦低下した後、上昇に転じた場合に、水ポンプ２３を運転するようにした場合には、水ポンプ２３の停止後に発生する逆流現象の発生を的確に判定することができるようになる。
　また、実施例の如く制御装置７０が、凍結防止運転において水ポンプ２３を所定時間（ｔ１＋ｔ２）運転しても水熱交換器４０の入水側の給湯用水の温度（入水温度センサ２８の検出温度）が所定の低い値（入水温度Ｔ２より低い値）である場合、圧縮機３１を運転することで、給湯回路２０の凍結防止をより円滑に実現することができるようになるが、制御装置７０は、水ポンプ２３が停止している状態で、加熱ユニット５０内に位置する給湯回路２０の給湯用水の温度（実施例では入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度）が上昇した場合も、実施例では凍結防止運転を実行するので、逆流現象が発生した場合の給湯回路２０の流入管２１の凍結をより確実に防止することができるようになる。
　（１０−３）逆流判定条件２
　ここで、逆流判定条件は前述したものに限らず、以下のようであっても良い。即ち、
　（ｉ）水ポンプ２３が停止していること。
　（ｉｉ）入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が、所定時間以内に所定値以上、上昇したこと。
　尚、上記条件（ｉｉ）は、入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が一旦低下した後、上昇に転じて所定時間以内に所定値以上、上昇したことであっても良い。
　そして、制御装置７０が上記条件（ｉ）及び（ｉｉ）の全てが成立しているときに、ステップＳ９に進むようにすれば、外乱の影響を廃して、逆流現象の発生をより的確に判定することができるようになる。
　（１０−４）逆流判定条件３
　また、逆流判定条件は更に以下のようであっても良い。即ち、
　（ｉ）水ポンプ２３が停止していること。
　（ｉｉ）入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が所定値以上、上昇したこと（条件（ｉｉ）は、入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が一旦低下した後、上昇に転じて所定値以上、上昇したことであっても良い）。
　（ｉｉｉ）外気温度センサ５５が検出する外気温度が所定値（所定値Ｔ３より低く、氷点以上の所定値。例えば、２℃等）以下であること。
　そして、制御装置７０が上記条件（ｉ）~（ｉｉｉ）の全てが成立しているときに、ステップＳ９に進むようにすれば、低外気温度環境下での逆流現象を的確に検出し、無用な水ポンプ２３の運転を回避することができるようになる。
　（１０−５）逆流判定条件４
　更に、逆流判定条件は更に以下のようであっても良い。即ち、
　（ｉ）水ポンプ２３が停止していること。
　（ｉｉ）入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が、所定時間以内に所定値以上、上昇したこと（条件（ｉｉ）は、入水温度センサ２８又は出湯温度センサ２９の検出温度が一旦低下した後、上昇に転じて所定時間以内に所定値以上、上昇したことであっても良い）。
　（ｉｉｉ）外気温度センサ５５が検出する外気温度が所定値（所定値Ｔ３より低く、氷点以上の所定値。例えば、２℃等）以下であること。
　そして、制御装置７０が上記条件（ｉ）~（ｉｉｉ）の全てが成立しているときに、ステップＳ９に進むようにしても、低外気温度環境下での逆流現象を的確に検出し、無用な水ポンプ２３の運転を回避することができるようになる。
　尚、以上は本発明の好ましい実施形態で説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されるものでは無く、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形等が可能であることは云うまでもない。

　１　ヒートポンプ式給湯装置
　１０　貯湯タンク
　１６　貯湯温度センサ
　２０　給湯回路
　２１　流入管
　２２　入水管
　２３　水ポンプ
　２４　出水管
　２６　出湯管
　２７　流出管
　２８　入水温度センサ
　２９　出湯温度センサ
　３０　ヒートポンプ回路
　３１　圧縮機
　３２　蒸発器
　３３　膨張弁
　３４　送風機
　４０　水熱交換器
　４１　冷媒流通路
　４２　水流通路
　５０　加熱ユニット
　５５　外気温度センサ
　６０　タンクユニット
　７０　制御装置

Claims

　圧縮機、水熱交換器、減圧装置、及び、蒸発器を接続して成るヒートポンプ回路が設けられた加熱ユニットと、
　給湯用水を貯留する貯湯タンクが設けられたタンクユニットと、
　前記貯湯タンク内の給湯用水を水ポンプによって前記貯湯タンクの下部から取り出し、前記水熱交換器に流通させた後、前記貯湯タンクの上部に流入させる給湯回路と、
　前記水ポンプと前記圧縮機を運転することにより、前記水熱交換器を流通する給湯用水を冷媒によって加熱する沸き上げ運転を実行する制御装置と、を備えたヒートポンプ式給湯装置において、
　前記制御装置は、前記加熱ユニット内に位置する前記給湯回路の給湯用水の温度が所定値以下に低下した場合、前記水ポンプを運転する凍結防止運転を実行すると共に、
　前記水ポンプが停止している状態で、前記加熱ユニット内に位置する前記給湯回路の給湯用水の温度が上昇した場合、前記水ポンプを運転することを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
　前記制御装置は、前記水ポンプが停止している状態で、前記加熱ユニット内に位置する前記給湯回路の給湯用水の温度が一旦低下した後、上昇に転じた場合、前記水ポンプを運転することを特徴とする請求項１に記載ヒートポンプ式給湯装置。
　前記制御装置は、前記水ポンプが停止している状態で、前記加熱ユニット内に位置する前記給湯回路の給湯用水の温度が、所定時間以内に所定値以上、上昇した場合、前記水ポンプを運転することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載ヒートポンプ式給湯装置。
　前記制御装置は、外気温度が所定値以下であり、且つ、前記水ポンプが停止している状態で、前記加熱ユニット内に位置する前記給湯回路の給湯用水の温度が上昇した場合、前記水ポンプを運転することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載のヒートポンプ式給湯装置。
　前記制御装置は前記凍結防止運転において、前記水ポンプを所定時間運転しても前記水熱交換器の入水側の給湯用水の温度が所定の低い値である場合、前記圧縮機を運転することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載のヒートポンプ式給湯装置。
　前記制御装置は、前記水ポンプが停止している状態で、前記加熱ユニット内に位置する前記給湯回路の給湯用水の温度が上昇した場合、前記凍結防止運転を実行することを特徴とする請求項５に記載のヒートポンプ式給湯装置。
　前記加熱ユニット内に位置する前記給湯回路の給湯用水の温度は、前記水熱交換器の入水側の給湯用水の温度、又は、前記水熱交換器の出湯側の給湯用水の温度であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載のヒートポンプ式給湯装置。
　前記加熱ユニットが前記タンクユニットより高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちの何れかに記載のヒートポンプ式給湯装置。
　前記給湯回路は、前記加熱ユニットと前記タンクユニット間に位置して前記貯湯タンク内の給湯用水を当該貯湯タンクの下部から取り出すための流入管、及び、前記水熱交換器を流通した後の給湯用水を前記貯湯タンクの上部に流入させるための流出管を有し、
　前記流入管、及び、流出管の少なくとも一部が、前記タンクユニットより高い位置に配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちの何れかに記載のヒートポンプ式給湯装置。