WO2022224392A1 - ヒートポンプ給湯装置 - Google Patents

Abstract

ヒートポンプ給湯装置は、冷媒配管を冷媒が循環する冷媒回路と、水配管内を水が循環する水回路と、冷媒回路及び水回路に設けられた機器を制御する制御装置と、を有し、冷媒回路は、主回路と、バイパス回路とを有し、主回路は、圧縮機と、冷媒と水との間で熱交換を行わせる水熱交換器と、第１減圧装置と、空気熱交換器と、送風機と、を有し、バイパス回路は、圧縮機と水熱交換器との間の冷媒配管と、空気熱交換器と圧縮機との間の冷媒配管とを接続する流路を形成しており、冷媒の流量を調整する第２減圧装置を有し、水回路は、貯湯タンクと、貯湯タンクから流出した水を水熱交換器に供給し、水熱交換器から流出した水を貯湯タンクに供給する送水ポンプと、水熱交換器と、を有し、制御装置は、夜間給湯モードの場合に、送水ポンプを予め設定された最低周波数で稼働させ、圧縮機を予め設定された最低周波数で稼働させ、送風機を停止するものである。

Description

ヒートポンプ給湯装置

　本開示は、ヒートポンプを給湯装置に用いたヒートポンプ給湯装置に関するものである。

　従来、冷凍サイクルを利用したヒートポンプにより外気から吸収した熱を貯湯タンク内の水の加熱に利用するヒートポンプ給湯装置が知られている（例えば、特許文献１）。一般的に、このヒートポンプ給湯装置の使用者は、電力が安価な夜間にこのヒートポンプ給湯装置を稼働させ、貯湯タンク内の全ての量の水を加熱して貯湯タンクに湯を貯えることによって、一日使用する湯を賄っている。ヒートポンプ給湯装置は、夜間では圧縮機の周波数を下げることで高効率の運転を行い、時間をかけて貯湯タンク内の全ての量の水を湯に沸き上げる高効率な運転が可能となる。

特開２００６－３０８２６１号公報

　しかしながら、ヒートポンプ給湯装置は、貯湯タンク内の水を加熱する際に、この水と熱交換する冷媒が流れる冷媒回路に設けられた圧縮機及び送風機を駆動させる。一般的に、ヒートポンプ給湯装置は、空気熱交換器に隣接して配置された送風機の回転により生じる騒音が、ヒートポンプ装置から生じる主要な総音源の１つとなっている。ヒートポンプ給湯装置は、上述した理由により夜間に運転を行う場合があり、夜間において運転により発生する騒音の低減が望まれている。

　本開示は、上記のような課題を解決するものであり、夜間においてヒートポンプ給湯装置の運転により発生する騒音を低減させたヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。

　本開示のヒートポンプ給湯装置は、冷媒配管を冷媒が循環する冷媒回路と、水配管内を水が循環する水回路と、冷媒回路及び水回路に設けられた機器を制御する制御装置と、を有し、冷媒回路は、主回路と、バイパス回路とを有し、主回路は、環状に形成されており、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、冷媒回路を流れる冷媒と、水回路を流れる水との間で熱交換を行わせる水熱交換器と、冷媒を減圧させる第１減圧装置と、空気と冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換部及び冷媒と熱交換を行う空気を熱交換部に送る送風機を備えた空気熱交換器と、を有し、バイパス回路は、圧縮機と水熱交換器との間の冷媒配管と、空気熱交換器と圧縮機との間の冷媒配管とを接続する流路を形成しており、バイパス回路を流れる冷媒の流量を調整する第２減圧装置を有し、水回路は、外部から供給された水及び加熱水を貯める貯湯タンクと、貯湯タンクから流出した水を水熱交換器に供給し、水熱交換器から流出した水を貯湯タンクに供給する送水ポンプと、水熱交換器と、を有し、制御装置は、夜間に、水熱交換器における水と冷媒との熱交換によって水を加熱し、貯湯タンクに湯を貯める夜間給湯モードの場合に、送水ポンプを予め設定された最低周波数で稼働させ、圧縮機を予め設定された最低周波数で稼働させ、送風機を停止するものである。

　以上のように、本開示によれば、ヒートポンプ給湯装置の制御装置は、夜間給湯モードにおいて、送水ポンプを予め設定された最低周波数で稼働させ、圧縮機を予め設定された最低周波数で稼働させ、空気熱交換器において空気と冷媒との熱交換を促進する送風機を停止し回転させない。ヒートポンプ給湯装置は、夜間給湯モードにおいて、制御装置が送風機を停止しており、夜間においてヒートポンプ給湯装置の運転により発生する騒音を低減することができる。

実施の形態１に係るヒートポンプ給湯装置の構成の一例を示す概略図である。 図１の制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態１に係るヒートポンプ給湯装置の、夜間給湯モードの開始に至るまでのフローチャートを示している。 実施の形態１に係るヒートポンプ給湯装置の、夜間給湯モードの制御フローチャートを示している。 実施の形態２に係るヒートポンプ給湯装置の構成の一例を示す概略図である。 実施の形態２に係るヒートポンプ給湯装置の、夜間給湯モードの制御フローチャートを示している。

　以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本開示が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
［ヒートポンプ給湯装置１００の構成］
　図１は、実施の形態１に係るヒートポンプ給湯装置１００の構成の一例を示す概略図である。ヒートポンプ給湯装置１００は、ヒートポンプを用いた給湯装置である。図１に示すように、ヒートポンプ給湯装置１００は、各機器が冷媒配管１０で接続された冷媒回路１１０と、各機器が水配管２０で接続された水回路１２０とを有する。ヒートポンプ給湯装置１００は、冷媒回路１１０を流れる冷媒と、水回路１２０を流れる水との間で熱交換を行うことによって水を加熱し、加熱水を水回路１２０に設けられた貯湯タンク２１に貯める。

（冷媒回路１１０）
　冷媒回路１１０は、圧縮機１１、水熱交換器１２、第１減圧装置１３、空気熱交換器１４、第２減圧装置１６を有する。圧縮機１１、水熱交換器１２、第１減圧装置１３、空気熱交換器１４及び第２減圧装置１６は、冷媒配管１０によって接続されている。冷媒配管１０の内部を冷媒が流れており、冷媒回路１１０は、閉回路であり、冷媒が流れる流路を形成する。冷媒は、冷媒回路１１０内で循環するように流れている。冷媒回路１１０は、ヒートポンプ回路、あるいは、熱源機と称してもよい。熱源機である冷媒回路１１０は、水回路１２０を流れる水を加熱する。

　冷媒回路１１０は、主回路１１１と、第１バイパス回路１１２とを有する。主回路１１１は、圧縮機１１、水熱交換器１２、第１減圧装置１３及び空気熱交換器１４を有する。主回路１１１は、環状に形成されている。主回路１１１において、圧縮機１１、水熱交換器１２、第１減圧装置１３及び空気熱交換器１４は、冷媒配管１０を介して順次接続されている。

　第１バイパス回路１１２は、圧縮機１１と水熱交換器１２との間の冷媒配管１０と、空気熱交換器１４と圧縮機１１との間の冷媒配管１０とを接続する流路を形成する。すなわち、第１バイパス回路１１２は、圧縮機１１の吐出口から吐出された冷媒の一部を、水熱交換器１２、第１減圧装置１３及び空気熱交換器１４を通過させず圧縮機１１の吸入口に導く流路を形成する。第１バイパス回路１１２は、第２減圧装置１６を有する。

　ヒートポンプ給湯装置１００は、第１バイパス回路１１２を有することによって、圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒を、第１バイパス回路１１２を経由させて圧縮機１１の吸入冷媒側の配管にバイパスさせることができる。そのため、ヒートポンプ給湯装置１００は、圧縮機１１に吸入される冷媒に高温高圧のガス冷媒を混合させることにより圧縮機１１の液冷媒戻りを抑制できる。

　圧縮機１１は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する。圧縮機１１は、例えば、運転周波数を変化させることにより、単位時間あたりの送出量である容量が制御されるインバータを備えた圧縮機からなる。そのため、圧縮機１１は、容量の制御が可能であり、冷媒回路１１０による加熱量を増加させるときは、この容量を増加して運転させる。すなわち、圧縮機１１は、冷媒循環量を増すように運転させる。圧縮機１１の運転周波数は、後述する制御装置３０によって制御される。

　水熱交換器１２は、冷媒回路１１０を流れる冷媒と、水回路１２０を流れる水との間で熱交換を行わせ、冷媒の熱によって水を加熱する。水熱交換器１２は、冷媒回路１１０の一部を構成して冷媒が流れる第１流路１２ａと、水回路１２０の一部を構成して水が流れる第２流路１２ｂとを有している。すなわち、水熱交換器１２は、第１流路１２ａを流れる冷媒と、第２流路１２ｂを流れる水との間で熱交換を行わせ、冷媒の熱によって水を加熱する。

　第１流路１２ａ及び第２流路１２ｂは、例えば、伝熱管によって構成されてもよい。この場合、第１流路１２ａは、冷媒側伝熱管であり、第２流路１２ｂは、給水側伝熱管である。水熱交換器１２は、例えば、プレート式熱交換器のように、第１流路１２ａ及び第２流路１２ｂがそれぞれ伝熱管によって構成されている場合、冷媒側伝熱管及び給水側伝熱管を介して、冷媒と水とが熱交換を行う。水熱交換器１２は、冷媒の熱を水に放熱して冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。

　第１減圧装置１３は、冷媒を減圧させる。第１減圧装置１３は、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁で構成される。第１減圧装置１３の弁の開度は、制御装置３０によって制御される。なお、以下の説明では、第１減圧装置１３及び第２減圧装置１６の総称を減圧装置と称する場合がある。

　空気熱交換器１４は、空気と冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換部１４ａと、送風機１５とを有し、送風機１５によって供給される室外空気と熱交換部１４ａを流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。空気熱交換器１４は、給湯運転の際に、冷媒を蒸発させ、その際の気化熱により室外空気を冷却する蒸発器として機能する。

　送風機１５は、空気熱交換器１４で冷媒と熱交換を行う室外空気を空気熱交換器１４の熱交換部１４ａに送る。送風機１５は、モータ１５ａの駆動によってファン１５ｂが回転し、ファン１５ｂの回転によって、空気の流れを形成する。送風機１５のモータ１５ａの回転数は、制御装置３０によって制御される。

　第２減圧装置１６は、冷媒を減圧させる。また、第２減圧装置１６は、第１バイパス回路１１２を流れる冷媒の流量を調整する。第２減圧装置１６は、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁で構成される。第２減圧装置１６の弁の開度は、制御装置３０によって制御される。

　冷媒回路１１０を流れる冷媒は、単一冷媒だけでなく、混合冷媒、あるいは、非共沸冷媒を適用できる。冷媒回路１１０を流れる冷媒は、例えば、ＣＯ_２冷媒、あるいは、Ｒ１２３４ｙｆ及びＲ３２を混合した冷媒にも適用できる。

（水回路１２０）
　図１の水回路１２０は、貯湯タンク２１、送水ポンプ２２及び水熱交換器１２を有する。貯湯タンク２１、送水ポンプ２２及び水熱交換器１２は、水配管２０によって順次接続されている。水配管２０の内部を水が流れており、水回路１２０は、水が流れる流路を形成する。水回路１２０は、環状に形成されている。水は、水回路１２０内で循環するように流れている。

　貯湯タンク２１は、外部から供給された水及び加熱水を貯める。この加熱水は、冷媒回路１１０を流れる冷媒との熱交換によって加熱された水である。貯湯タンク２１の下部には、給水口２１ａ及び流出口２１ｂが設けられている。給水口２１ａには、外部給水管２０ａが接続されており、外部給水管２０ａは、給水元（図示は省略）と貯湯タンク２１とを連通させる。貯湯タンク２１は、給水口２１ａを介して外部から水が供給され、供給された水を加熱されていない未加熱水として貯める。

　流出口２１ｂには、給水管２０ｂが接続されている。給水管２０ｂは、上述した水配管２０の一部を構成し、貯湯タンク２１と、水熱交換器１２に設けられた第２流路１２ｂの入口とを連通させる。貯湯タンク２１の下部に貯められた未加熱水は、流出口２１ｂを介して流出し、給水管２０ｂを通って水熱交換器１２に供給される。

　また、貯湯タンク２１の上部には、流入口２１ｃが設けられている。流入口２１ｃには、給湯管２０ｃが接続されている。給湯管２０ｃは、上述した水配管２０の一部を構成し、水熱交換器１２に設けられた第２流路１２ｂの出口と、貯湯タンク２１とを連通させる。貯湯タンク２１は、水熱交換器１２で加熱された加熱水が流入口２１ｃを介して供給され、供給された加熱水を貯める。

　また、貯湯タンク２１の上部には、給湯口２１ｄが設けられている。給湯口２１ｄには外部給湯管２０ｄが接続されており、外部給湯管２０ｄは、貯湯タンク２１と給湯場所とを連通させる。貯湯タンク２１の上部に貯められた加熱水は、給湯口２１ｄから外部に放出され、例えばシャワー等の温水として利用される。

　送水ポンプ２２は、図示しないモータによって駆動され、貯湯タンク２１から流出した水を水熱交換器１２に供給する。また、送水ポンプ２２は、水熱交換器１２から流出した水を貯湯タンク２１に供給する。送水ポンプ２２は、例えば、インバータを備えており、運転周波数を変化させることにより、単位時間あたりのモータの回転数が制御される。

　送水ポンプ２２は、給水管２０ｂに設けられている。送水ポンプ２２は、水回路１２０において、貯湯タンク２１の流出口２１ｂと、水熱交換器１２に設けられた第２流路１２ｂの入口との間に設けられている。送水ポンプ２２の稼働は、制御装置３０によって制御される。

（各種測定装置）
　また、ヒートポンプ給湯装置１００は、各種測定装置を有している。ヒートポンプ給湯装置１００は、冷媒回路１１０において、吐出温度センサ４１を備えている。吐出温度センサ４１は、圧縮機１１の吐出口に接続された冷媒配管１０の配管温度を検知する。吐出温度センサ４１によって検知された冷媒配管１０の配管温度を、吐出配管温度と定義する。吐出配管温度は、圧縮機１１の吐出冷媒側の配管温度であり、圧縮機１１の吐出口付近の配管温度である。吐出温度センサ４１は、吐出配管温度を検知し、後述する制御装置３０に供給する。

　ヒートポンプ給湯装置１００は、冷媒回路１１０において、吸入温度センサ４２を備えている。吸入温度センサ４２は、圧縮機１１の吸入口に接続された冷媒配管１０の配管温度を検知する。吸入温度センサ４２によって検知された冷媒配管１０の配管温度を、吸入配管温度と定義する。吸入配管温度は、圧縮機１１の吸入冷媒側の配管温度であり、圧縮機１１の吸入口付近の配管温度である。吸入温度センサ４２は、吸入配管温度を検知し、制御装置３０に供給する。

　ヒートポンプ給湯装置１００は、圧縮機１１において、圧縮機温度センサ４３を備えている。圧縮機温度センサ４３は、圧縮機１１の外郭を構成するシェル容器の下部温度を検知する。圧縮機温度センサ４３は、圧縮機１１のシェル容器の下部温度を検知し、制御装置３０に供給する。

　ヒートポンプ給湯装置１００は、冷媒回路１１０において、高圧圧力センサ５１を備えている。高圧圧力センサ５１は、圧縮機１１から吐出される冷媒の圧力を検知する。高圧圧力センサ５１は、例えば、圧縮機１１の吐出口に接続された冷媒配管１０の配管圧力を測定することによって、冷媒の圧力を検知する。高圧圧力センサ５１は、高圧側の圧力である圧縮機１１から吐出される冷媒の圧力を検知し、制御装置３０に供給する。

　ヒートポンプ給湯装置１００は、冷媒回路１１０において、低圧圧力センサ５２を備えている。低圧圧力センサ５２は、圧縮機１１に吸入される冷媒の圧力を検知する。低圧圧力センサ５２は、圧縮機１１の吸入冷媒側と空気熱交換器１４との間に設けられている。低圧圧力センサ５２は、例えば、圧縮機１１の吸入口に接続された冷媒配管１０の配管圧力を測定することによって、冷媒の圧力を検知する。低圧圧力センサ５２は、低圧側の圧力である圧縮機１１に吸入される冷媒の圧力を検知し、制御装置３０に供給する。

　ヒートポンプ給湯装置１００は、水回路１２０において、水温度センサ４４を備えている。水温度センサ４４は、貯湯タンク２１内に貯められている水の温度を検知する。水温度センサ４４は、貯湯タンク２１内に貯められている水の温度を検知し、後述する制御装置３０に供給する。

（制御装置３０）
　また、ヒートポンプ給湯装置１００は、制御装置３０を備えている。制御装置３０は、冷媒回路１１０及び水回路１２０に設けられた機器を制御する。制御装置３０は、ヒートポンプ給湯装置１００の各部から受け取る各種情報に基づき貯湯タンク２１に貯湯を行うために、ヒートポンプ給湯装置１００全体の動作を制御する。例えば、制御装置３０は、ヒートポンプ給湯装置１００に設けられた各種センサからの情報に基づき、圧縮機１１の運転周波数、送風機１５の運転周波数、送水ポンプ２２の運転周波数、第１減圧装置１３の開度及び第２減圧装置１６の開度等を制御する。

　制御装置３０は、マイクロコンピュータなどの演算装置上でソフトウェアを実行することにより各種機能が実現され、もしくは各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。

　図２は、図１の制御装置３０の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置３０は、運転状態判定部３２と、過熱度算出部３３とを有する。また、制御装置３０は、入力部３１と、記憶部３４と、計時部３５と、運転状態決定部３６とを有する。また、制御装置３０は、圧縮機制御部３７と、ファン制御部３８と、減圧装置制御部３９と、ポンプ制御部４０とを有する。

　運転状態判定部３２には、ヒートポンプ給湯装置１００に関する駆動情報が入力される。駆動情報としては、例えば、圧縮機１１を駆動するための周波数、送風機１５のモータ１５ａを駆動するための周波数、第１減圧装置１３の開度及び第２減圧装置１６の開度、送水ポンプ２２のモータ（図示は省略）を駆動するための周波数等である。運転状態判定部３２は、各機器の駆動状態を、駆動情報として各機器から受信する。運転状態判定部３２は、入力された駆動情報に基づき、圧縮機１１等の各機器の駆動情報を、運転状態決定部３６に供給する。なお、運転状態判定部３２は、必ずしも必要ではない。例えば、これらの駆動情報は、運転状態決定部３６において現在設定されている各機器の駆動情報を用いてもよい。

　また、運転状態判定部３２には、水温度センサ４４によって検知された貯湯タンク２１内に貯められている水の温度等の駆動情報が入力される。運転状態判定部３２は、入力された貯湯タンク２１内の水温情報を、運転状態決定部３６に供給する。

　過熱度算出部３３は、吐出温度センサ４１、吸入温度センサ４２、圧縮機温度センサ４３、高圧圧力センサ５１、及び、低圧圧力センサ５２の測定データを用いて、各位置における冷媒過熱度を算出する。

　具体的には、過熱度算出部３３には、高圧圧力センサ５１によって検知された圧縮機１１から吐出される冷媒の圧力が入力される。過熱度算出部３３は、高圧圧力センサ５１によって検知された冷媒の圧力から冷媒の飽和ガス温度を算出する。冷媒の飽和ガス温度は、高圧圧力センサ５１によって検知された冷媒の圧力から、制御装置３０にインプットされている各種冷媒に応じた冷媒の圧力に対応した冷媒の飽和ガス温度の換算表によって算出される。冷媒の飽和ガス温度の換算表は、例えば、記憶部３４に予め記憶されている。また、過熱度算出部３３には、吐出温度センサ４１によって検知された吐出配管温度が入力される。過熱度算出部３３は、圧縮機１１の吐出配管温度と、高圧圧力センサ５１の検知圧力から算出された冷媒の飽和ガス温度との差から吐出配管の冷媒過熱度を算出する。過熱度算出部３３は、算出された吐出配管の冷媒過熱度を運転状態決定部３６に供給する。なお、吐出配管の冷媒過熱度を吐出過熱度と定義する。

　また、過熱度算出部３３には、低圧圧力センサ５２によって検知された圧縮機１１に吸入される冷媒の圧力が入力される。過熱度算出部３３は、低圧圧力センサ５２によって検知された冷媒の圧力から冷媒の飽和ガス温度を算出する。冷媒の飽和ガス温度は、低圧圧力センサ５２によって検知された冷媒の圧力から、制御装置３０にインプットされている各種冷媒に応じた冷媒の圧力に対応した冷媒の飽和ガス温度の換算表によって算出される。また、過熱度算出部３３には、吸入温度センサ４２によって検知された吸入配管温度が入力される。過熱度算出部３３は、圧縮機１１の吸入配管温度と、低圧圧力センサ５２の検知圧力から算出された冷媒の飽和ガス温度との差から吸入配管の冷媒過熱度を算出する。過熱度算出部３３は、算出された吸入配管の冷媒過熱度を運転状態決定部３６に供給する。吸入配管の冷媒過熱度を吸入過熱度と定義する。

　また、過熱度算出部３３には、圧縮機温度センサ４３によって検知された圧縮機１１のシェル容器の下部温度が入力される。過熱度算出部３３は、圧縮機１１のシェル容器の下部温度と、低圧圧力センサ５２の検知圧力から算出された冷媒の飽和ガス温度との差から圧縮機１１における冷媒過熱度を算出する。過熱度算出部３３は、算出された圧縮機１１における冷媒過熱度を運転状態決定部３６に供給する。圧縮機１１における冷媒過熱度を圧縮機シェル下過熱度と定義する。

　入力部３１は、夜間給湯モードを設定するために使用される入力装置である。入力部３１は、例えば、接点、スイッチ、あるいは、リモコン等である。入力部３１への入力によって、夜間給湯モードのＯＮ又はＯＦＦの設定、貯湯タンク２１内に貯められる水の目標水温の設定、夜間給湯モードの開始時刻の設定、夜間給湯モードの終了時刻の設定等を行うことができる。

　記憶部３４は、制御装置３０で行われる制御に必要なプログラム及びデータ等が予め記憶されている。例えば、記憶部３４には、運転状態決定部３６で用いられる吐出過熱度に対する第１閾値、吸入過熱度に対する第２閾値、及び、圧縮機シェル下過熱度に対する第３閾値が予め記憶されている。

　また、記憶部３４には、後述する通常給湯モード及び夜間給湯モードにおける第１減圧装置１３及び第２減圧装置１６の開度が予め記憶されている。また、記憶部３４には、通常給湯モード及び夜間給湯モードにおける圧縮機１１の周波数、送風機１５のモータ１５ａの回転数、送水ポンプ２２のモータの回転数等が予め記憶されている。また、記憶部３４には、入力部３１に入力された各種設定情報が記憶されてもよい。

　計時部３５は、例えば、タイマー又はリアルタイムクロック等からなり、現在時刻示し、あるいは、時間を計る。

　運転状態決定部３６は、運転状態判定部３２、過熱度算出部３３、入力部３１、記憶部３４、及び、計時部３５等からの入力情報に基づき、圧縮機制御部３７、ファン制御部３８、減圧装置制御部３９、及び、ポンプ制御部４０に指令を送る。運転状態決定部３６は、運転状態判定部３２、過熱度算出部３３、入力部３１、記憶部３４、及び、計時部３５等からの入力情報に基づき、通常給湯モード及び夜間給湯モードを実行する。

　圧縮機制御部３７は、ヒートポンプ給湯装置１００の運転状態が夜間給湯モードである場合に、運転状態決定部３６の判定結果に基づき、圧縮機１１の運転周波数を低下させ、圧縮機１１の運転周波数が最低周波数となるように制御信号を圧縮機１１に出力する。最低周波数は、圧縮機１１を故障することなく連続して運転するために必要な最低の周波数として、予め設定された周波数であり、記憶部３４に記憶されている。

　ファン制御部３８は、ヒートポンプ給湯装置１００の運転状態が夜間給湯モードである場合に、送風機１５の運転を停止させる制御信号を送風機１５に出力する。

　減圧装置制御部３９は、ヒートポンプ給湯装置１００の運転状態が夜間給湯モードである場合に、第１減圧装置１３の開度及び第２減圧装置１６の開度を予め設定した開度に設定する。また、減圧装置制御部３９は、ヒートポンプ給湯装置１００の運転状態が夜間給湯モードである場合に、運転状態決定部３６の判定結果に基づき、第１減圧装置１３の開度を小さくするための制御信号を第１減圧装置１３に出力し、冷媒の過熱度を確保する。第１減圧装置１３の開度は、予め設定されており、記憶部３４に記憶されている。

　また、減圧装置制御部３９は、ヒートポンプ給湯装置１００の運転状態が夜間給湯モードである場合に、運転状態決定部３６の判定結果に基づき、第２減圧装置１６の開度を大きくするための制御信号を第２減圧装置１６に出力する。第２減圧装置１６の開度は、予め設定されており、記憶部３４に記憶されている。

　ポンプ制御部４０は、ヒートポンプ給湯装置１００の運転状態が夜間給湯モードである場合に、送水ポンプ２２の運転周波数を低下させ、送水ポンプ２２の運転周波数が最低周波数となるように送水ポンプ２２に制御信号を出力する。最低周波数は、送水ポンプ２２を運転するために必要な最低の周波数として、予め設定された周波数であり、記憶部３４に記憶されている。

［ヒートポンプ給湯装置１００の動作］
　上記の構成を有するヒートポンプ給湯装置１００の動作について説明する。ここでは、通常給湯モードの冷媒及び水の流れと、夜間給湯モードの動作について説明する。

（冷媒及び水の流れ）
　まず、通常給湯モードの冷媒及び水の流れについて説明する。冷媒回路１１０を流れる冷媒は、圧縮機１１によって圧縮されて吐出される。圧縮機１１から吐出された冷媒は、水熱交換器１２の第１流路１２ａに流入する。水熱交換器１２の第１流路１２ａに流入した冷媒は、水回路１２０の第２流路１２ｂを流れる水と熱交換して放熱しながら凝縮することによって水を加熱し、水熱交換器１２から流出する。

　水熱交換器１２から流出した冷媒は、第１減圧装置１３によって減圧および膨張され、第１減圧装置１３から流出する。第１減圧装置１３から流出した冷媒は、空気熱交換器１４に流入する。空気熱交換器１４に流入した冷媒は、室外空気と熱交換して吸熱および蒸発し、空気熱交換器１４から流出する。空気熱交換器１４から流出した冷媒は、圧縮機１１へ吸入される。そして、以下、冷媒は上述した循環を繰り返す。

　一方、水回路１２０において、送水ポンプ２２の稼働により、貯湯タンク２１の下部に設けられた流出口２１ｂから未加熱水が流出する。貯湯タンク２１から流出した未加熱水は、水熱交換器１２の第２流路１２ｂに流入する。水熱交換器１２の第２流路１２ｂに流入した未加熱水は、冷媒回路１１０の第１流路１２ａを流れる冷媒と熱交換して加熱され、水熱交換器１２から流出する。水熱交換器１２から流出した加熱水は、貯湯タンク２１の上部に設けられた流入口２１ｃから貯湯タンク２１に流入し、貯湯タンク２１に貯められる。そして、以下、貯湯タンク２１内の未加熱水は、上述した循環を繰り返す。

（夜間給湯モード）
　図３は、実施の形態１に係るヒートポンプ給湯装置１００の、夜間給湯モードの開始に至るまでのフローチャートを示している。図４は、実施の形態１に係るヒートポンプ給湯装置１００の、夜間給湯モードの制御フローチャートを示している。夜間給湯モードは、夜間に行われるヒートポンプ給湯装置１００の動作である。夜間給湯モードは、夜間に、水熱交換器１２における水と冷媒との熱交換によって水を加熱し、貯湯タンク２１に湯を貯めるモードである。図３及び図４を用いてヒートポンプ給湯装置１００の夜間給湯モードの動作について説明する。

　図３に示すように、使用者は、制御装置３０に設けられた入力部３１を用いて、夜間給湯モード用の各種情報を入力する（ステップＳ１）。例えば、使用者は、入力部３１を用いて、貯湯タンク２１に貯湯される加熱水の目標水温を入力する（ステップＳ１）。また、使用者は、入力部３１を用いて、夜間給湯モードの開始時刻を入力する（ステップＳ１）。使用者は、入力部３１を用いて、夜間給湯モードの終了時刻を入力する（ステップＳ１）。

　次に、運転状態判定部３２には、水温度センサ４４によって検知された貯湯タンク２１内に貯められている水の温度が入力される。運転状態判定部３２は、入力された貯湯タンク２１内の水温情報を、運転状態決定部３６に供給する。制御装置３０の運転状態決定部３６は、水温度センサ４４によって検知された現時点での貯湯タンク２１内の水の温度と、ステップＳ１で入力部３１を用いて入力された目標水温とを比較する（ステップＳ２）。そして、運転状態決定部３６は、水温度センサ４４によって検知された水の温度が、目標水温以下であるか否かを判断する（ステップＳ２）。

　なお、ヒートポンプ給湯装置１００は、ステップＳ２の時点では、圧縮機１１及び送風機１５が停止している状態である。なお、送水ポンプ２２は、水温検知の観点から常時水を循環させる必要があるため最低周波数にて運転されている。

　運転状態決定部３６は、ステップＳ２において、水温度センサ４４によって検知された水の温度が目標水温よりも高いと判断した場合（ステップＳ２がＮＯの場合）には、再び、水温度センサ４４によって検知された水の温度と、目標水温とを比較する。

　運転状態決定部３６は、ステップＳ２において、水温度センサ４４によって検知された水の温度が目標水温以下であると判断した場合（ステップＳ２がＹＥＳの場合）には、夜間給湯モードの開始時刻を経過したか否かを判断する（ステップＳ３）。すなわち、運転状態決定部３６は、計時部３５から入力される現時点での時刻と、ステップＳ１で入力部３１を用いて入力された夜間給湯モードの開始時刻とを比較する（ステップＳ３）。そして、運転状態決定部３６は、現時点での時刻が、夜間給湯モードの開始時刻を経過したか否かを判断する。

　運転状態決定部３６は、ステップＳ３において、夜間給湯モードの開始時刻を経過していないと判断した場合（ステップＳ３がＮＯの場合）には、使用者によって夜間給湯モードスイッチがＯＮの状態にされているか否かを判断する（ステップＳ４）。

　運転状態決定部３６は、ステップＳ４において、使用者によって夜間給湯モードスイッチがＯＮの状態にされていないと判断した場合（ステップＳ４がＮＯの場合）には、ステップＳ２に戻る。そして、運転状態決定部３６は、再び、水温度センサ４４によって検知された水の温度と、目標水温とを比較する（ステップＳ２）。

　運転状態決定部３６は、ステップＳ３において、夜間給湯モードの開始時刻を経過していると判断した場合（ステップＳ３がＹＥＳの場合）には、夜間給湯モードを開始する（ステップＳ５）。また、運転状態決定部３６は、ステップＳ４において、使用者によって夜間給湯モードスイッチがＯＮの状態にされていると判断した場合（ステップＳ４がＹＥＳの場合）には、夜間給湯モードを開始する（ステップＳ５）。

　図４に示すように、夜間給湯モードが開始する（ステップＳ５）と、運転状態決定部３６は、記憶部３４に予め記憶された送水ポンプ２２に関する運転周波数の情報に基づき、ポンプ制御部４０に指令を送る。夜間給湯モードが開始する（ステップＳ５）と、ポンプ制御部４０は、送水ポンプ２２の運転周波数が予め設定された最低周波数となるように、送水ポンプ２２に制御信号を出力する（ステップＳ６）。

　図４に示すように、送水ポンプ２２の運転周波数が最低周波数に設定されると（ステップＳ６）、運転状態決定部３６は、記憶部３４に予め記憶された圧縮機１１に関する運転周波数の情報に基づき、圧縮機制御部３７に指令を送る。送水ポンプ２２の運転周波数が最低周波数に設定されると（ステップＳ６）、圧縮機制御部３７は、圧縮機１１の運転周波数が予め設定された最低周波数となるように、圧縮機１１に制御信号を出力する（ステップＳ７）。

　また、送水ポンプ２２の運転周波数が最低周波数に設定されると（ステップＳ６）、運転状態決定部３６は、ファン制御部３８に指令を送る。送水ポンプ２２の運転周波数が最低周波数に設定されると（ステップＳ６）、ファン制御部３８は、送風機１５の運転の停止を維持する（ステップＳ７）。

　また、送水ポンプ２２の運転周波数が最低周波数に設定されると（ステップＳ６）、運転状態決定部３６は、記憶部３４に予め記憶された第１減圧装置１３に関する開度の情報に基づき、減圧装置制御部３９に指令を送る。また、送水ポンプ２２の運転周波数が最低周波数に設定されると（ステップＳ６）、運転状態決定部３６は、記憶部３４に予め記憶された第２減圧装置１６に関する開度の情報に基づき、減圧装置制御部３９に指令を送る。

　送水ポンプ２２の運転周波数が最低周波数に設定されると（ステップＳ６）、減圧装置制御部３９は、第１減圧装置１３及び第２減圧装置１６の開度が予め設定された開度となるように第１減圧装置１３及び第２減圧装置１６に制御信号を出力する（ステップＳ７）。なお、予め設定された第１減圧装置１３の開度は、吸入過熱度が確保可能な所定の開度である。

　ステップＳ７において、圧縮機１１を予め設定された最低周波数で稼働させ、送風機１５の停止を維持し、第１減圧装置１３及び第２減圧装置１６を予め設定された開度に設定すると、制御装置３０は、予め設定された時間の経過後、ステップＳ８に進む。予め設定された時間は、記憶部３４に記憶されている。

　運転状態決定部３６は、制御間隔を経過したか否かを判断する（ステップＳ８）。制御間隔は、第１減圧装置１３及び第２減圧装置１６を動作させる制御のためのインターバルである。制御間隔は、第１減圧装置１３及び第２減圧装置１６を動作させるか否かの判断を行うタイミングを決定するための時間である。制御装置３０は、ステップＳ８を行うことによって、予め設定された期間毎にステップＳ９へ進む制御を行う。制御間隔は、予め記憶部３４に記憶されている。制御間隔は、一例として、１０秒から６０秒までの時間が設定される。

　ステップＳ８において、運転状態決定部３６が制御間隔を経過したか否かを判断する理由は、第１減圧装置１３及び第２減圧装置１６を制御する際の、制御量の行き過ぎ（オーバーシュート）あるいは不安定性(ハンチング)の発生を防止するためである。後述するステップＳ９、ステップＳ１２及びステップＳ１３の条件を満足せず（判定がＮＯの場合）、常時減圧装置が動作してしまうと、ステップＳ９～ステップＳ１３の条件を満足する（判定がＹＥＳ）まで減圧装置が動作してしまう。この場合、減圧装置の制御の際にオーバーシュートあるいはハンチングが発生する恐れがある。ステップＳ８において、運転状態決定部３６が制御間隔を経過したか否かを判断することにより、減圧装置の制御に際し、オーバーシュート及びハンチングの発生を防止できる。

　運転状態決定部３６は、計時部３５による計時と、記憶部３４に予め記憶されている制御間隔とを用いる。運転状態決定部３６は、制御間隔を経過したか否かを判断する（ステップＳ８）。運転状態決定部３６が制御間隔を経過していないと判断した場合（ステップＳ８がＮＯの場合）には、再びステップＳ８に戻り、運転状態決定部３６は、制御間隔を経過したか否かを判断する（ステップＳ８）。運転状態決定部３６が制御間隔を経過したと判断した場合（ステップＳ８がＹＥＳの場合）には、ステップＳ９へ進む。

　制御装置３０の過熱度算出部３３は、算出した吐出過熱度を、運転状態決定部３６に供給する。運転状態決定部３６は、過熱度算出部３３によって算出された現時点での吐出過熱度と、記憶部３４に予め記憶された第１閾値とを比較する（ステップＳ９）。そして、運転状態決定部３６は、吐出過熱度が第１閾値以上であるか否かを判断する。

　現時点での吐出過熱度が、予め設定された第１閾値未満であると判断された場合（ステップＳ９がＮＯの場合）には、運転状態決定部３６は、記憶部３４に予め記憶された第１減圧装置１３に関する開度の情報に基づき、減圧装置制御部３９に指令を送る。減圧装置制御部３９は、第１減圧装置１３の開度が予め設定された開度となるように、第１減圧装置１３に制御信号を出力する（ステップＳ１０）。この場合、予め設定されている第１減圧装置１３の開度は、現時点での開度よりも小さくなるように設定されている。冷媒回路１１０は、第１減圧装置１３の開度を小さくすることによって過熱度を確保する。

　そして、運転状態決定部３６は、ステップＳ１０において、第１減圧装置１３の開度を小さくした後、記憶部３４に予め記憶された第２減圧装置１６に関する開度の情報に基づき、減圧装置制御部３９に指令を送る。減圧装置制御部３９は、第２減圧装置１６の開度が予め設定された開度となるように、第２減圧装置１６に制御信号を出力する（ステップＳ１１）。この場合、予め設定されている第２減圧装置１６の開度は、現時点での開度よりも大きくなるように設定されている。

　運転状態決定部３６は、吐出過熱度が第１閾値未満であると判断して場合には、圧縮機１１への液冷媒戻りが発生していると判断する。そのため、運転状態決定部３６は、第２減圧装置１６の開度を大きくすることによって、第１バイパス回路１１２を流れる冷媒の流量を多くし、圧縮機１１の吐出配管から吸入配管へバイパスさせる冷媒の量を多くする。

　制御装置３０は、ステップＳ１１において、第２減圧装置１６の開度を設定した後、ステップＳ９に戻る。運転状態決定部３６は、再び、現時点での吐出過熱度と、予め設定された第１閾値とを比較する（ステップＳ９）。

　現時点での吐出過熱度が、予め設定された第１閾値以上であると判断された場合（ステップＳ９がＹＥＳの場合）には、制御装置３０は、ステップＳ１２に進む。

　制御装置３０の過熱度算出部３３は、算出した吸入過熱度を、運転状態決定部３６に供給する。運転状態決定部３６は、過熱度算出部３３によって算出された現時点での吸入過熱度と、記憶部３４に予め記憶された第２閾値とを比較する（ステップＳ１２）。そして、運転状態決定部３６は、吸入過熱度が第２閾値以上であるか否かを判断する。

　現時点での吸入過熱度が、予め設定された第２閾値未満であると判断された場合（ステップＳ１２がＮＯの場合）には、運転状態決定部３６は、記憶部３４に予め記憶された第１減圧装置１３に関する開度の情報に基づき、減圧装置制御部３９に指令を送る。減圧装置制御部３９は、第１減圧装置１３の開度が予め設定された開度となるように、第１減圧装置１３に制御信号を出力する（ステップＳ１０）。この場合、予め設定されている第１減圧装置１３の開度は、現時点での開度よりも小さくなるように設定されている。冷媒回路１１０は、第１減圧装置１３の開度を小さくすることによって過熱度を確保する。

　そして、運転状態決定部３６は、ステップＳ１０において、第１減圧装置１３の開度を小さくした後、記憶部３４に予め記憶された第２減圧装置１６に関する開度の情報に基づき、減圧装置制御部３９に指令を送る。減圧装置制御部３９は、第２減圧装置１６の開度が予め設定された開度となるように、第２減圧装置１６に制御信号を出力する（ステップＳ１１）。この場合、予め設定されている第２減圧装置１６の開度は、現時点での開度よりも大きくなるように設定されている。

　運転状態決定部３６は、吸入過熱度が第２閾値未満であると判断して場合には、圧縮機１１への液冷媒戻りが発生していると判断する。そのため、運転状態決定部３６は、第２減圧装置１６の開度を大きくすることによって、第１バイパス回路１１２を流れる冷媒の流量を多くし、圧縮機１１の吐出配管から吸入配管へバイパスさせる冷媒の量を多くする。

　制御装置３０は、ステップＳ１１において、第２減圧装置１６の開度を設定した後、ステップＳ９に戻る。運転状態決定部３６は、再び、現時点での吐出過熱度と、予め設定された第１閾値とを比較する（ステップＳ９）。

　現時点での吸入過熱度が、予め設定された第２閾値以上であると判断された場合（ステップＳ１２がＹＥＳの場合）には、制御装置３０は、ステップＳ１３に進む。

　制御装置３０の過熱度算出部３３は、算出した圧縮機シェル下過熱度を、運転状態決定部３６に供給する。運転状態決定部３６は、過熱度算出部３３によって算出された現時点での圧縮機シェル下過熱度と、記憶部３４に予め記憶された第３閾値とを比較する（ステップＳ１３）。そして、運転状態決定部３６は、圧縮機シェル下過熱度が第３閾値以上であるか否かを判断する。

　現時点での圧縮機シェル下過熱度が、予め設定された第３閾値未満であると判断された場合（ステップＳ１３がＮＯの場合）には、運転状態決定部３６は、記憶部３４に予め記憶された第１減圧装置１３に関する開度の情報に基づき減圧装置制御部３９に指令を送る。減圧装置制御部３９は、第１減圧装置１３の開度が予め設定された開度となるように、第１減圧装置１３に制御信号を出力する（ステップＳ１０）。この場合、予め設定されている第１減圧装置１３の開度は、現時点での開度よりも小さくなるように設定されている。冷媒回路１１０は、第１減圧装置１３の開度を小さくすることによって過熱度を確保する。

　そして、運転状態決定部３６は、ステップＳ１０において、第１減圧装置１３の開度を小さくした後、記憶部３４に予め記憶された第２減圧装置１６に関する開度の情報に基づき、減圧装置制御部３９に指令を送る。減圧装置制御部３９は、第２減圧装置１６の開度が予め設定された開度となるように、第２減圧装置１６に制御信号を出力する（ステップＳ１１）。この場合、予め設定されている第２減圧装置１６の開度は、現時点での開度よりも大きくなるように設定されている。

　運転状態決定部３６は、圧縮機下シェル過熱度が第３閾値未満であると判断して場合には、圧縮機１１への液冷媒戻りが発生していると判断する。そのため、運転状態決定部３６は、第２減圧装置１６の開度を大きくすることによって、第１バイパス回路１１２を流れる冷媒の流量を多くし、圧縮機１１の吐出配管から吸入配管へバイパスさせる冷媒の量を多くする。

　制御装置３０は、ステップＳ１１において、第２減圧装置１６の開度を設定した後、ステップＳ９に戻る。運転状態決定部３６は、再び、現時点での吐出過熱度と、予め設定された第１閾値とを比較する（ステップＳ９）。

　ステップＳ１３の工程において、現時点での吸入過熱度が、予め設定された第３閾値以上であると判断された場合（ステップＳ１３がＹＥＳの場合）には、制御装置３０は、ステップＳ１４に進む。

　運転状態決定部３６は、水温度センサ４４によって検知された現時点での貯湯タンク２１内の水の温度と、ステップＳ１で入力部３１を用いて入力された目標水温とを比較する（ステップＳ１４）。そして、運転状態決定部３６は、水温度センサ４４によって検知された水の温度が、目標水温以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。なお、運転状態判定部３２には、水温度センサ４４によって検知された貯湯タンク２１内に貯められている水の温度が入力される。運転状態判定部３２は、入力された貯湯タンク２１内の水温情報を、運転状態決定部３６に供給する。

　運転状態決定部３６は、ステップＳ２において、水温度センサ４４によって検知された水の温度が目標水温よりも低いと判断した場合（ステップＳ１４がＮＯの場合）には、夜間給湯モードの終了時刻を経過したか否かを判断する（ステップＳ１５）。運転状態決定部３６は、計時部３５から入力される現時点での時刻と、ステップＳ１で入力部３１を用いて入力された夜間給湯モードの終了時刻とを比較する（ステップＳ１５）。

　運転状態決定部３６は、ステップＳ１５において、夜間給湯モードの終了時刻を経過していないと判断した場合（ステップＳ１５がＮＯの場合）には、使用者によって夜間給湯モードスイッチがＯＦＦの状態にされているか否かを判断する（ステップＳ１６）。

　運転状態決定部３６は、使用者によって夜間給湯モードスイッチがＯＦＦの状態にされていないと判断した場合（ステップＳ１６がＮＯの場合）には、再びステップＳ９に戻る。運転状態決定部３６は、再び、現時点での吐出過熱度と、予め設定された第１閾値とを比較する（ステップＳ９）。

　運転状態決定部３６は、ステップＳ１４において、水温度センサ４４によって検知された水の温度が目標水温以上であると判断した場合（ステップＳ１４がＹＥＳの場合）に、圧縮機１１を停止し（ステップＳ１７）、夜間給湯モードを終了する（ステップＳ１８）。

　また、運転状態決定部３６は、ステップＳ１５において、夜間給湯モードの終了時刻を経過していると判断した場合（ステップＳ１５がＹＥＳの場合）には、圧縮機１１を停止し（ステップＳ１７）、夜間給湯モードを終了する（ステップＳ１８）。

　また、運転状態決定部３６は、使用者によって夜間給湯モードスイッチがＯＦＦの状態にされていると判断した場合（ステップＳ１６がＹＥＳの場合）には、圧縮機１１を停止し（ステップＳ１７）、夜間給湯モードを終了する（ステップＳ１８）。

［ヒートポンプ給湯装置１００の作用効果］
　制御装置３０は、夜間給湯モードにおいて、送水ポンプ２２を予め設定された最低周波数で稼働させ、圧縮機１１を予め設定された最低周波数で稼働させ、空気熱交換器１４において空気と冷媒との熱交換を促進する送風機１５を停止し回転させない。一般的に、空気熱交換器に隣接して配置された送風機の回転により生じる騒音が、冷媒回路１１０から生じる騒音の大半を占めている。ヒートポンプ給湯装置１００は、夜間給湯モードにおいて、制御装置３０が送風機１５を停止しており、夜間においてヒートポンプ給湯装置１００の運転により発生する騒音を低減することができる。

　また、一般的にヒートポンプ給湯装置は、夜間における運転でも送風機を稼働させている。ヒートポンプ給湯装置１００は、夜間給湯モードにおいて、制御装置３０が送風機１５を停止しており夜間において送風機１５の稼働による消費電力を削減することができ、送風機１５を稼働させる従来のヒートポンプ給湯装置と比較して省エネを図ることができる。

　また、一般的に、ヒートポンプ給湯装置の運転において、目標水温に到達後は冷媒回路における圧縮機の運転が停止し、圧縮機の運転停止後に再度水温が低下することによって圧縮機が始動する。そのため、夜間において、ヒートポンプ給湯装置は、冷媒回路における加熱運転及び水回路における貯湯運転と、これらの運転の停止とを頻繁に繰り返す場合がある。制御装置３０は、夜間給湯モードにおいて、送水ポンプ２２を予め設定された最低周波数で稼働させ、圧縮機１１を予め設定された最低周波数で稼働させる。ヒートポンプ給湯装置１００は、夜間給湯モードにおいて、圧縮機１１を最低周波数で稼働させることによって高効率の運転を行い、時間をかけて貯湯タンク２１内の全ての量の水を湯に沸き上げる高効率な運転が可能となる。そのため、ヒートポンプ給湯装置１００は、冷媒回路１１０における加熱運転及び水回路１２０における貯湯運転と、これらの運転の停止との頻繁な繰り返しを抑制できる。

　また、制御装置３０は、夜間給湯モードにおいて、送水ポンプ２２を予め設定された最低周波数で稼働させ、圧縮機１１を予め設定された最低周波数で稼働させる。そのため、ヒートポンプ給湯装置１００は、最低周波数よりも大きい周波数で送水ポンプ２２及び圧縮機１１を動作させた場合と比較して、ヒートポンプ給湯装置１００から生じる騒音を低減できる。また、制御装置３０は、夜間給湯モードにおいて、送水ポンプ２２を予め設定された最低周波数で稼働させるため、ポンプ入力が低下し、最低周波数以上の周波数で稼働させた場合と比較して省エネが図ることができる。そのため、ヒートポンプ給湯装置１００は、システム全体の高効率化を図ることができる。

　また、制御装置３０は、夜間給湯モードにおいて、吐出過熱度が予め設定された第１閾値未満の場合には、第１減圧装置１３の開度が現時点での開度から小さくなるように、第１減圧装置１３の開度を予め設定した開度に制御する。また、制御装置３０は、吸入過熱度が予め設定された第２閾値未満の場合には、第１減圧装置１３の開度が現時点での開度から小さくなるように、第１減圧装置１３の開度を予め設定した開度に制御する。また、制御装置３０は、圧縮機シェル下過熱度が予め設定された第３閾値未満の場合には、第１減圧装置１３の開度が現時点での開度から小さくなるように、第１減圧装置１３の開度を予め設定した開度に制御する。ヒートポンプ給湯装置１００は、第１減圧装置１３の開度を現時点よりも小さくすることによって吐出過熱度、吸入過熱度、及び、圧縮機シェル下過熱度等の過熱度を確保することができる。

　また、一般的に、送風機を停止させた場合、蒸発器である空気熱交換器の性能が低下し、蒸発器内でガス及び液の二相冷媒を蒸発しきれず、二相冷媒が圧縮機へ流入することにより、圧縮機への液戻りが発生する場合がある。ヒートポンプ給湯装置１００の制御装置３０は、夜間給湯モードにおいて、吐出過熱度が予め設定された第１閾値未満の場合には、第２減圧装置１６の開度が現時点での開度から大きくなるように、第２減圧装置１６の開度を予め設定した開度に制御する。また、制御装置３０は、吸入過熱度が予め設定された第２閾値未満の場合には、第２減圧装置１６の開度が現時点での開度から大きくなるように、第２減圧装置１６の開度を予め設定した開度に制御する。また、制御装置３０は、圧縮機シェル下過熱度が予め設定された第３閾値未満の場合には、第２減圧装置１６の開度が現時点での開度から大きくなるように、第２減圧装置１６の開度を予め設定した開度に制御する。ヒートポンプ給湯装置１００は、冷媒回路１１０の第２減圧装置１６の開度を現時点の開度よりも大きくすることで、圧縮機１１から吐出されたガス冷媒を吸入配管にバイパスさせることができ、圧縮機１１への液冷媒戻りを抑制することができる。

実施の形態２．
　図５は、実施の形態２に係るヒートポンプ給湯装置１００の構成の一例を示す概略図である。実施の形態１に係るヒートポンプ給湯装置１００と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる点を中心に説明し、実施の形態２で説明しない構成は実施の形態１と同様である。

　冷媒回路１１０は、主回路１１１と、第１バイパス回路１１２と、第２バイパス回路１１３とを有する。第２バイパス回路１１３は、水熱交換器１２と第１減圧装置１３との間の冷媒配管１０と、空気熱交換器１４と圧縮機１１との間の冷媒配管１０とを接続する流路を形成する。すなわち、第２バイパス回路１１３は、水熱交換器１２から流出した冷媒の一部を、第１減圧装置１３及び空気熱交換器１４を通過させず圧縮機１１の吸入口に導く流路を形成する。第２バイパス回路１１３は、第３減圧装置１７を有する。

　第３減圧装置１７は、冷媒を減圧させる。また、第３減圧装置１７は、第２バイパス回路１１３を流れる冷媒の流量を調整する。第３減圧装置１７は、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁で構成される。第３減圧装置１７の弁の開度は、制御装置３０によって制御される。

　図６は、実施の形態２に係るヒートポンプ給湯装置１００の、夜間給湯モードの制御フローチャートを示している。図６を用いて、実施の形態２に係るヒートポンプ給湯装置１００の夜間モードと、実施の形態１に係るヒートポンプ給湯装置１００の夜間モードとの相違点のみ説明する。実施の形態２に係るヒートポンプ給湯装置１００の制御装置３０は、ステップＳ１１において、第２減圧装置１６の開度を設定した後、ステップＳ１９に進む。

　そして、運転状態決定部３６は、ステップＳ１１において、第２減圧装置１６の開度を大きくした後、記憶部３４に予め記憶された第３減圧装置１７に関する開度の情報に基づき、減圧装置制御部３９に指令を送る。減圧装置制御部３９は、第３減圧装置１７の開度が予め設定された開度となるように、第３減圧装置１７に制御信号を出力する（ステップＳ１９）。この場合、予め設定されている第３減圧装置１７の開度は、現時点での開度よりも大きくなるように設定されている。

　運転状態決定部３６は、吐出過熱度が第１閾値未満であると判断して場合には、圧縮機１１への液冷媒戻りが発生していると判断する。また、運転状態決定部３６は、吸入過熱度が第２閾値未満であると判断して場合には、圧縮機１１への液冷媒戻りが発生していると判断する。また、運転状態決定部３６は、圧縮機シェル下過熱度が第３閾値未満であると判断して場合には、圧縮機１１への液冷媒戻りが発生していると判断する。そのため、運転状態決定部３６は、第３減圧装置１７の開度を大きくすることによって、第２バイパス回路１１３を流れる冷媒の流量を多くし、圧縮機１１の吐出配管から吸入配管へバイパスさせる冷媒の量を多くする。

　制御装置３０は、ステップＳ１９において、第３減圧装置１７の開度を設定した後、ステップＳ９に戻る。運転状態決定部３６は、再び、現時点での吐出過熱度と、予め設定された第１閾値とを比較する（ステップＳ９）。

　なお、実施の形態２では、制御間隔は、第１減圧装置１３、第２減圧装置１６及び第３減圧装置１７を動作させる制御のためのインターバルである。制御間隔は、第１減圧装置１３、第２減圧装置１６及び第３減圧装置１７を動作させるか否かの判断を行うタイミングを決定するための時間である。ステップＳ８において、運転状態決定部３６が制御間隔を経過したか否かを判断する理由は、第１減圧装置１３、第２減圧装置１６及び第３減圧装置１７を制御する際に、オーバーシュートあるいはハンチングを防止するためである。

［ヒートポンプ給湯装置１００の作用効果］
　冷媒回路１１０は、水熱交換器１２と第１減圧装置１３との間の冷媒配管１０と、空気熱交換器１４と圧縮機１１との間の冷媒配管１０とを接続する流路を形成する第２バイパス回路１１３を更に有する。ヒートポンプ給湯装置１００は、第２バイパス回路１１３を有することによって、水熱交換器１２から流出した液冷媒、ガス冷媒、あるいは、気液二相冷媒を、第２バイパス回路１１３を経由させて圧縮機１１の吸入冷媒側の配管にバイパスさせることができる。そのため、ヒートポンプ給湯装置１００は、圧縮機１１に吸入される冷媒に第１バイパス回路１１２を経由した高温高圧のガス冷媒と、第２バイパス回路１１３を経由した冷媒とを混合させることにより圧縮機１１の液冷媒戻りを抑制できる。

　制御装置３０は、吐出過熱度が予め設定された第１閾値未満の場合には、第３減圧装置１７の開度が現時点での開度から大きくなるように、第３減圧装置１７の開度を予め設定した開度に制御する。また、制御装置３０は、吸入過熱度が予め設定された第２閾値未満の場合には、第３減圧装置１７の開度が現時点での開度から大きくなるように、第３減圧装置１７の開度を予め設定した開度に制御する。また、制御装置３０は、圧縮機シェル下過熱度が予め設定された第３閾値未満の場合には、第３減圧装置１７の開度が現時点での開度から大きくなるように、第３減圧装置１７の開度を予め設定した開度に制御する。ヒートポンプ給湯装置１００は、第３減圧装置１７の開度を現時点の開度よりも大きくすることで、圧縮機１１に吸入される冷媒に第１バイパス回路１１２を経由した高温高圧のガス冷媒と、第２バイパス回路１１３を経由した冷媒とを混合させる。ヒートポンプ給湯装置１００は、圧縮機１１に吸入される冷媒に第１バイパス回路１１２を経由した高温高圧のガス冷媒と、第２バイパス回路１１３を経由した冷媒とを混合させることにより圧縮機１１の液冷媒戻りを抑制できる。

　また、ヒートポンプ給湯装置１００は、第１バイパス回路１１２と第２バイパス回路１１３との２本のバイパス回路を有するため、第１バイパス回路１１２のみを有する場合と比較して冷媒温度及び冷媒状態の調整幅が大きい。

　以上の実施の形態１及び実施の形態２に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。例えば、圧縮機１１のシェル容器の下部温度を検知する圧縮機温度センサ４３は構成上必要でない場合は用いなくてもよい。圧縮機１１への液戻りを正確に検知するには、圧縮機１１のシェル容器の下部温度又は圧縮機シェル下冷媒過熱度を算出することが望ましい。しかし、制御装置３０は、吐出過熱度及び吸入過熱度を用いても圧縮機１１への液戻りが発生しているかは判定することはできるため、必ずしも圧縮機温度センサ４３は用いなくてもよい。圧縮機温度センサ４３を用いない場合には、冷媒回路１１０の製造コスト及び材料コストを低減することができる。

　また、実施の形態１及び実施の形態２では、ヒートポンプ給湯装置１００について説明したが、ヒートポンプ給湯装置１００について説明した上記内容は、チリングユニット、あるいは、循環加温器等の冷媒回路を有する他の機器にも適用できる。貯湯タンク２１等を有さない冷媒回路１１０を有する機器においても目標水温を設定しておけば、例えば、水が流動する配管において水の凍結を防止する運転等に適用できる。

　１０　冷媒配管、１１　圧縮機、１２　水熱交換器、１２ａ　第１流路、１２ｂ　第２流路、１３　第１減圧装置、１４　空気熱交換器、１４ａ　熱交換部、１５　送風機、１５ａ　モータ、１５ｂ　ファン、１６　第２減圧装置、１７　第３減圧装置、２０　水配管、２０ａ　外部給水管、２０ｂ　給水管、２０ｃ　給湯管、２０ｄ　外部給湯管、２１　貯湯タンク、２１ａ　給水口、２１ｂ　流出口、２１ｃ　流入口、２１ｄ　給湯口、２２　送水ポンプ、３０　制御装置、３１　入力部、３２　運転状態判定部、３３　過熱度算出部、３４　記憶部、３５　計時部、３６　運転状態決定部、３７　圧縮機制御部、３８　ファン制御部、３９　減圧装置制御部、４０　ポンプ制御部、４１　吐出温度センサ、４２　吸入温度センサ、４３　圧縮機温度センサ、４４　水温度センサ、５１　高圧圧力センサ、５２　低圧圧力センサ、１００　ヒートポンプ給湯装置、１１０　冷媒回路、１１１　主回路、１１２　第１バイパス回路、１１３　第２バイパス回路、１２０　水回路。

Claims (4)

1. 　冷媒配管を冷媒が循環する冷媒回路と、
   　水配管内を水が循環する水回路と、
   　前記冷媒回路及び前記水回路に設けられた機器を制御する制御装置と、
   を有し、
   　前記冷媒回路は、
   　主回路と、バイパス回路とを有し、
   　前記主回路は、
   　環状に形成されており、
   　吸入した前記冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
   　前記冷媒回路を流れる前記冷媒と、前記水回路を流れる前記水との間で熱交換を行わせる水熱交換器と、
   　前記冷媒を減圧させる第１減圧装置と、
   　空気と前記冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換部及び前記冷媒と熱交換を行う前記空気を前記熱交換部に送る送風機を備えた空気熱交換器と、
   を有し、
   　前記バイパス回路は、
   　前記圧縮機と前記水熱交換器との間の前記冷媒配管と、前記空気熱交換器と前記圧縮機との間の前記冷媒配管とを接続する流路を形成しており、
   　前記バイパス回路を流れる前記冷媒の流量を調整する第２減圧装置を有し、
   　前記水回路は、
   　外部から供給された水及び加熱水を貯める貯湯タンクと、
   　前記貯湯タンクから流出した水を前記水熱交換器に供給し、前記水熱交換器から流出した水を前記貯湯タンクに供給する送水ポンプと、
   　前記水熱交換器と、
   を有し、
   　前記制御装置は、
   　夜間に、前記水熱交換器における前記水と前記冷媒との熱交換によって前記水を加熱し、前記貯湯タンクに湯を貯める夜間給湯モードの場合に、
   　前記送水ポンプを予め設定された最低周波数で稼働させ、
   　前記圧縮機を予め設定された最低周波数で稼働させ、
   　前記送風機を停止するヒートポンプ給湯装置。
2. 　前記圧縮機の吐出口に接続された前記冷媒配管の配管温度を検知する吐出温度センサと、
   　前記圧縮機の吸入口に接続された前記冷媒配管の配管温度を検知する吸入温度センサと、
   　前記圧縮機の外郭を構成するシェル容器の下部温度を検知する圧縮機温度センサと、
   　前記貯湯タンクに貯められている前記水の温度を検知する水温度センサと、
   　前記圧縮機から吐出される前記冷媒の圧力を検知する高圧圧力センサと、
   　前記圧縮機に吸入される前記冷媒の圧力を検知する低圧圧力センサと、
   を更に有し、
   　前記制御装置は、
   　前記夜間給湯モードにおいて、
   　前記吐出温度センサによって検知された前記圧縮機の吐出配管温度と、前記高圧圧力センサの検知圧力から算出された前記冷媒の飽和ガス温度との差から吐出過熱度を算出し、
   　前記吸入温度センサによって検知された前記圧縮機の吸入配管温度と、前記低圧圧力センサの検知圧力から算出された前記冷媒の飽和ガス温度との差から吸入過熱度を算出し、
   　前記圧縮機温度センサによって検知された前記シェル容器の前記下部温度と、前記低圧圧力センサの検知圧力から算出された前記冷媒の飽和ガス温度との差から圧縮機シェル下過熱度を算出し、
   　前記吐出過熱度が予め設定された第１閾値未満の場合には、前記第１減圧装置の開度が現時点での開度から小さくなるように、前記第１減圧装置の開度を予め設定した開度に制御し、前記第２減圧装置の開度が現時点での開度から大きくなるように、前記第２減圧装置の開度を予め設定した開度に制御し、
   　前記吸入過熱度が予め設定された第２閾値未満の場合には、前記第１減圧装置の開度が現時点での開度から小さくなるように、前記第１減圧装置の開度を予め設定した開度に制御し、前記第２減圧装置の開度が現時点での開度から大きくなるように、前記第２減圧装置の開度を予め設定した開度に制御し、
   　前記圧縮機シェル下過熱度が予め設定された第３閾値未満の場合には、前記第１減圧装置の開度が現時点での開度から小さくなるように、前記第１減圧装置の開度を予め設定した開度に制御し、前記第２減圧装置の開度が現時点での開度から大きくなるように、前記第２減圧装置の開度を予め設定した開度に制御する請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置。
3. 　前記冷媒回路は、
   　前記水熱交換器と前記第１減圧装置との間の前記冷媒配管と、前記空気熱交換器と前記圧縮機との間の前記冷媒配管とを接続する流路を形成する第２バイパス回路を更に有し、
   　前記第２バイパス回路は、
   　前記第２バイパス回路を流れる前記冷媒の流量を調整する第３減圧装置を有する請求項２に記載のヒートポンプ給湯装置。
4. 　前記制御装置は、
   　前記吐出過熱度が予め設定された前記第１閾値未満の場合には、前記第３減圧装置の開度が現時点での開度から大きくなるように、前記第３減圧装置の開度を予め設定した開度に制御し、
   　前記吸入過熱度が予め設定された前記第２閾値未満の場合には、前記第３減圧装置の開度が現時点での開度から大きくなるように、前記第３減圧装置の開度を予め設定した開度に制御し、
   　前記圧縮機シェル下過熱度が予め設定された前記第３閾値未満の場合には、前記第３減圧装置の開度が現時点での開度から大きくなるように、前記第３減圧装置の開度を予め設定した開度に制御する請求項３に記載のヒートポンプ給湯装置。

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