(57)【要約】【課題】高圧側の冷媒圧力を臨界圧力以上にする給湯機において水熱交換器への冷媒の吐出温度を所定範囲に保って運転する際にタンクから水熱交換器への入水温度が上昇した場合であっても安定した運転が可能で、しかもコストの増大を抑制できるヒートポンプ式給湯機を提供する。【解決手段】制御部３３は、水熱交換器２１への冷媒の吐出温度を所定の範囲に調節する制御を実行しつつ、入水配管２７を通じて水熱交換器２１に流入する水の入水温度の上昇に基づいて蒸発器２５における熱交換を抑制する制御を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１９）と、水熱交換器（２１）と、減圧機構（２３）と、蒸発器（２５）と、これらを接続する配管とを有し、高圧側の冷媒圧力を臨界圧力以上にして冷媒を循環させる冷媒回路（１３）と、
水が貯留されるタンク（１５）と、前記タンク（１５）の水を前記水熱交換器（２１）に送る入水配管（２７）と、前記水熱交換器（２１）により加熱された水を前記タンク（１５）に戻す出湯配管（２９）とを有する貯湯回路（１７）と、
前記水熱交換器（２１）への冷媒の吐出温度を所定の範囲に調節する制御を実行しつつ、前記入水配管（２７）を通じて前記水熱交換器（２１）に流入する水の入水温度の上昇に基づいて前記蒸発器（２５）における熱交換を抑制する制御を実行する制御手段（３３）と、を備えたヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
前記蒸発器（２５）に向けて送風するファン（４３）をさらに備え、
前記制御手段（３３）は、前記ファン（４３）の回転数を下げることにより前記蒸発器（２５）における熱交換を抑制する制御を実行する、請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
前記入水温度の基準となる所定の基準値が設定されており、
前記制御手段（３３）は、前記基準値よりも前記入水温度が高くなった場合に前記ファン（４３）の回転数を所定値だけ下げる制御を実行する、請求項２に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
前記基準値が第１基準値であり、この第１基準値よりも低い温度の第２基準値がさらに設定されており、
前記制御手段（３３）は、前記第１基準値よりも前記入水温度が高くなり前記ファン（４３）の回転数を下げた後、前記第２基準値よりも前記入水温度が低くなった場合に前記ファン（４３）の回転数を上げる制御を実行する、請求項３に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
前記第１基準値よりも高い温度の第３基準値がさらに設定されており、
前記制御手段（３３）は、前記第１基準値よりも前記入水温度が高くなり前記ファン（４３）の回転数を下げた後、前記第３基準値よりも前記入水温度が高くなった場合に前記ファン（４３）の回転数をさらに下げる段階的な制御を実行する、請求項４に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項６】
前記第２基準値よりも高く、前記第３基準値よりも低い温度の第４基準値がさらに設定されており、
前記制御手段（３３）は、前記第３基準値よりも前記入水温度が高くなり前記ファン（４３）の回転数を下げた後、前記第４基準値よりも前記入水温度が低くなった場合に前記ファン（４３）の回転数を上げる段階的な制御を実行する、請求項５に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項７】
前記制御手段（３３）は、前記入水温度が上がるにつれて前記ファン（４３）の回転数を下げる連続的な制御を実行する、請求項２に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項８】
前記制御手段（３３）は、前記入水温度が下がるにつれて前記ファン（４３）の回転数を上げる連続的な制御を実行する、請求項７に記載のヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ヒートポンプ式給湯機は、圧縮機、水熱交換器、膨張弁および蒸発器をこの順に配管で接続した冷媒回路と、水が貯留されるタンク、このタンクの水を水熱交換器に送る入水配管、および水熱交換器により加熱された水をタンクに戻す出湯配管を有する貯湯回路とを備えている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−２２２３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ヒートポンプ式給湯機は、給湯用として水を加熱する以外に、風呂の追い焚き、床暖房用循環水の加熱などの用途にも使用され、これらの用途の場合には入水温度が比較的高くなりやすい。また、ヒートポンプ式給湯機では、水熱交換器からタンクへの出湯温度を所定温度に維持するには圧縮機から水熱交換器への冷媒の吐出温度を所定の範囲に保つ必要がある。
【０００４】
しかしながら、冷媒として例えば二酸化炭素を用いて高圧側の冷媒圧力を臨界圧力以上にして運転するヒートポンプ式給湯機では、圧縮機から水熱交換器への冷媒の吐出温度を所定範囲に保とうとすると、タンクから水熱交換器への入水温度が上昇するのに伴って圧縮機から水熱交換器への冷媒の吐出圧力が上昇する。この吐出圧力が過度に上昇すると、装置を保護するための高圧保護スイッチが作動し運転が停止して正常な運転が妨げられるおそれがある。
【０００５】
また、高圧側の冷媒圧力を臨界圧力以上にして運転するヒートポンプ式給湯機の場合、圧縮機、水熱交換器などの各機器における冷媒圧力は非常に高くなるので、各機器の耐圧性能はその冷媒圧力にも耐えうるように元々高く設計されている。しかし、上記のような吐出圧力の過度の上昇にも十分に耐えうるように安全率を高めに設定して各機器を設計するとコストの増大につながるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高圧側の冷媒圧力を臨界圧力以上にする給湯機において水熱交換器への冷媒の吐出温度を所定範囲に保って運転する際にタンクから水熱交換器への入水温度が上昇した場合であっても安定した運転が可能で、しかもコストの増大を抑制できるヒートポンプ式給湯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のヒートポンプ式給湯機は、圧縮機（１９）と、水熱交換器（２１）と、減圧機構（２３）と、蒸発器（２５）と、これらを接続する配管とを有し、高圧側の冷媒圧力を臨界圧力以上にして冷媒を循環させる冷媒回路（１３）と、水が貯留されるタンク（１５）と、前記タンク（１５）の水を前記水熱交換器（２１）に送る入水配管（２７）と、前記水熱交換器（２１）により加熱された水を前記タンク（１５）に戻す出湯配管（２９）とを有する貯湯回路（１７）と、前記水熱交換器（２１）への冷媒の吐出温度を所定の範囲に調節する制御を実行しつつ、前記入水配管（２７）を通じて前記水熱交換器（２１）に流入する水の入水温度の上昇に基づいて前記蒸発器（２５）における熱交換を抑制する制御を実行する制御手段（３３）と、を備えている。
【０００８】
この構成では、高圧側の冷媒圧力を臨界圧力以上にする給湯機において水熱交換器（２１）への冷媒の吐出温度を所定の範囲に調節する制御を実行しつつ、入水温度の上昇に基づいて蒸発器（２５）における熱交換を抑制する制御を実行する制御手段（３３）を備えている。したがって、水熱交換器（２１）への冷媒の吐出温度を所定の範囲に調節する制御を実行することにより水熱交換器（２１）からタンク（１５）への出湯温度を所定温度に維持しつつ、入水温度の上昇に基づいて蒸発器（２５）における熱交換を抑制する制御を実行することにより蒸発温度（蒸発圧力）の上昇を抑えることができる。
【０００９】
高圧側の冷媒圧力を臨界圧力以上にする給湯機において水熱交換器（２１）への冷媒の吐出温度を所定の範囲に調節する制御を実行し、入水温度の上昇に基づく蒸発器（２５）の熱交換抑制の制御をしない従来の給湯機では、次のような問題がある。すなわち、水熱交換器（２１）へ流入する水の入水温度が上昇するとそれに伴って必要とされる蒸発能力は小さくなる。この場合に蒸発器（２５）における熱交換を抑制しないで運転し、かつ、水熱交換器（２１）への冷媒の吐出温度を所定の範囲に調節する制御をすると、蒸発器（２５）における冷媒と、蒸発器（２５）が熱交換する外気などの被熱交換物との温度差が小さくなる。すなわち、蒸発温度（蒸発圧力）が上昇する。その結果、水熱交換器（２１）への冷媒の吐出温度を所定の範囲に調節する制御を実行している系では、圧縮機（１９）から水熱交換器（２１）への冷媒の吐出圧力が上昇してしまう。
【００１０】
一方、本構成では、制御手段（３３）は、入水温度の上昇に基づいて、必要とされる蒸発能力に見合うように蒸発器（２５）における熱交換を抑制することにより、冷媒と被熱交換物との温度差が小さくなるのを抑制することができる。その結果、蒸発温度（蒸発圧力）が上昇するのを抑制することができるので、水熱交換器（２１）への冷媒の吐出圧力が上昇するのを抑制することができる。
【００１１】
以上のように水熱交換器（２１）への冷媒の吐出温度を所定範囲に保ちつつ水熱交換器（２１）への冷媒の吐出圧力が上昇するのを抑制できるので、装置を保護するための高圧保護スイッチが作動するのを抑制できるとともに、安全率を適正な値に設定して各機器を設計できる。これにより、給湯機を安定して運転することができ、しかもコストの増大を抑制できる。
【００１２】
具体的には、前記蒸発器（２５）に向けて送風するファン（４３）をさらに備え、前記制御手段（３３）は、前記ファン（４３）の回転数を調節することにより前記蒸発器（２５）における熱交換を抑制する制御を実行するのがよい。このようにファン（４３）の回転数を調節するという簡単な制御により、蒸発器（２５）の蒸発能力を制御することができる。
【００１３】
本発明では、前記入水温度の基準となる所定の基準値が設定されており、前記制御手段（３３）は、前記基準値よりも前記入水温度が高くなった場合に前記ファン（４３）の回転数を所定値だけ下げる制御を実行するのが好ましい。
【００１４】
この構成では、上記のような所定の基準値を設定し、この基準値に基づいてファン（４３）の回転数を制御するので、ファン（４３）の回転数変更を要所に定めて回転数の変更回数を抑えることができる。これにより、ファン（４３）の回転数を下げるべき要所を押さえつつ制御を簡略化できる。
【００１５】
また、本発明では、前記基準値が第１基準値であり、この第１基準値よりも低い温度の第２基準値がさらに設定されており、前記制御手段（３３）は、前記第１基準値よりも前記入水温度が高くなり前記ファン（４３）の回転数を下げた後、前記第２基準値よりも前記入水温度が低くなった場合に前記ファン（４３）の回転数を上げる制御を実行するのが好ましい。
【００１６】
この構成では、入水温度が上昇した場合だけでなく、入水温度が下降した場合にもファン（４３）の回転数の制御ができるので、一旦下げた蒸発器（２５）の蒸発能力を、入水温度が下降した場合に再び上げることができる。これにより、入水温度の長時間にわたる上下の変動に対してもファン（４３）の回転数を適切に制御して給湯機をより安定して運転することができる。
【００１７】
また、本発明では、前記第１基準値よりも高い温度の第３基準値がさらに設定されており、前記制御手段（３３）は、前記第１基準値よりも前記入水温度が高くなり前記ファン（４３）の回転数を下げた後、前記第３基準値よりも前記入水温度が高くなった場合に前記ファン（４３）の回転数をさらに下げる段階的な制御を実行するのが好ましい。
【００１８】
この構成では、上記のように段階的な制御を行うので、入水温度の上昇度合いに応じてファン（４３）の回転数を段階的に下げることができる。これにより、蒸発器（２５）の蒸発能力を段階的に下げることができるので、水熱交換器（２１）への冷媒の吐出圧力をより細かく調節することができる。したがって、給湯機の運転をさらに安定させることができる。
【００１９】
また、本発明では、前記第２基準値よりも高く、前記第３基準値よりも低い温度の第４基準値がさらに設定されており、前記制御手段（３３）は、前記第３基準値よりも前記入水温度が高くなり前記ファン（４３）の回転数を下げた後、前記第４基準値よりも前記入水温度が低くなった場合に前記ファン（４３）の回転数を上げる段階的な制御を実行するのが好ましい。
【００２０】
この構成では、入水温度の下降時にも段階的な制御が可能であるので、入水温度の長時間にわたる上下の変動に対してもファン（４３）の回転数を適切に制御して給湯機をさらに安定して運転することができる。
【００２１】
前記制御手段（３３）は、前記入水温度が上がるにつれて前記ファン（４３）の回転数を下げる連続的な制御を実行してもよい。
【００２２】
この構成では、入水温度が上がるにつれてファン（４３）の回転数も上げる連続的な制御を行うので、入水温度の上昇に応じてファン（４３）の回転数をさらにきめ細かく連続的に制御することができる。これにより、給湯機の安定性をさらに向上させることができる。
【００２３】
前記制御手段（３３）は、前記入水温度が下がるにつれて前記ファン（４３）の回転数を上げる連続的な制御を実行してもよい。
【００２４】
この構成では、入水温度が下がるにつれてファン（４３）の回転数を上げるので、入水温度の長時間にわたる上下の変動に対してもファン（４３）の回転数を適切に制御して給湯機の安定性を長時間にわたり効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、水熱交換器への冷媒の吐出温度を所定範囲に保ちつつ水熱交換器への冷媒の吐出圧力が上昇するのを抑制できるので、装置を保護するための高圧保護スイッチが作動するのを抑制できるとともに、安全率を適正な値に設定して各機器を設計できる。これにより、給湯機を安定して運転することができ、しかもコストの増大を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態にかかるヒートポンプ式給湯機について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態にかかるヒートポンプ式給湯機１１は、冷媒を循環させる冷媒回路１３と、この冷媒回路１３の冷媒との熱交換により低温水を沸き上げてタンク１５に高温水を貯湯するための貯湯回路１７とを備えている。
【００２７】
冷媒回路１３は、圧縮機１９と、水熱交換器２１と、膨張弁（減圧機構）２３と、蒸発器２５と、これらを接続する配管と、蒸発器２５に向けて送風するファン４３とを有している。本実施形態では、冷媒回路１３を循環する冷媒として二酸化炭素を用いている。この二酸化炭素は圧縮機１９により臨界圧力以上に圧縮される。冷媒は、水熱交換器２１において貯湯回路１７を循環する水と熱交換して水を加熱し、蒸発器２５において外気と熱交換して外気から熱を吸収する。
【００２８】
貯湯回路１７は、水が貯留されるタンク１５と、このタンク１５の水を水熱交換器２１に送る入水配管２７と、水熱交換器２１との熱交換により加熱された水をタンク１５に戻す出湯配管２９と、貯湯回路１７内において水を循環させるポンプ３１とを有している。
【００２９】
入水配管２７から水熱交換器２１に流入する水の温度（以下、入水温度という。）は、水熱交換器２１との接続部近傍の入水配管２７に配設された温度センサ３９により測定される。水熱交換器２１により温度調節された水の温度（以下、出湯温度という。）は、水熱交換器２１との接続部近傍の出湯配管２９に配設された温度センサ４１により測定される。
【００３０】
この給湯機１１は、冷媒回路１３および貯湯回路１７を制御する制御部（制御手段）３３を備えている。この制御部３３が冷媒回路１３の圧縮機１９を駆動させるとともに貯湯回路１７のポンプ３１を駆動させることにより、タンク１５の底部に設けられた出水口からタンク１５内の低温水が入水配管２７を通じて水熱交換器２１に送られる。水熱交換器２１に送られてきた低温水は、水熱交換器２１において加熱され、出湯配管２９を通じてタンク１５の上部に設けられた入水口からタンク１５内に戻される。これにより、タンク１５内は、上部に高温水が貯湯され、下部にいくほど水の温度が低くなっている。
【００３１】
タンク１５は、貯湯された高温水をタンク１５の上部から取り出して浴槽などへ給湯するための給湯配管３５と、タンク１５の底部に水道水などの低温水を供給するための給水配管３７とを備えている。
【００３２】
図４は、高圧側の冷媒圧力を臨界圧力以上にする給湯機において水熱交換器への冷媒の吐出温度を所定の範囲に調節する制御を実行し、入水温度の上昇に基づく蒸発器の熱交換抑制の制御をしない従来の給湯機におけるモリエル線図であり、入水温度が１０℃、３０℃および５０℃のときの冷凍サイクルを例示したものである。
【００３３】
前述したように入水温度が上昇するとそれに伴って必要とされる蒸発能力は小さくなる。この場合に蒸発器での熱交換を抑制しないで運転し、かつ、水熱交換器への冷媒の吐出温度がほぼ一定になるように調節する制御をすると、蒸発器における冷媒の温度（蒸発温度）と、蒸発器が熱交換する外気との温度差が小さくなる。
【００３４】
具体的には、例えば図４に示すように入水温度が１０℃、３０℃および５０℃の場合で比較すると、例えば外気温が８℃で、蒸発器２５における冷媒の温度（蒸発温度）は、入水温度が１０℃のときには約２℃で、入水温度が３０℃のときには約３℃で、入水温度が５０℃のときには約４℃である。このように入水温度が上昇すると蒸発温度（蒸発圧力）は上昇し、その結果、蒸発温度と外気温との差が小さくなる。
【００３５】
蒸発器２５を出た冷媒は、圧縮機１９において圧縮される。このとき、水熱交換器２１への冷媒の吐出温度がほぼ一定になるように調節する制御を実行する系では、圧縮機１９から水熱交換器２１への冷媒の吐出圧力が上昇してしまう（図４の二点鎖線で囲んだ領域参照）。
【００３６】
一方、図２は、本実施形態にかかる給湯機におけるモリエル線図であり、入水温度が１０℃、３０℃および５０℃のときの冷凍サイクルをそれぞれ例示したものである。本実施形態では、制御部３３は、以下の制御例に示すように入水温度の上昇に基づいて、必要とされる蒸発能力に見合うように蒸発器２５における熱交換を抑制する制御を実行する。これにより、蒸発器２５において外気と冷媒との温度差が小さくなるのを抑制することができる。その結果、蒸発温度（蒸発圧力）が上昇するのを抑制することができるので、水熱交換器２１への冷媒の吐出圧力が上昇するのを抑制することができる。
【００３７】
次に、本実施形態にかかる給湯機１１の制御例について説明する。図３は、給湯機１１の制御例を示すフローチャートである。本制御例では、冷媒として二酸化炭素を用い、水熱交換器２１への冷媒の吐出温度をほぼ一定に調節する制御を実行しつつ、入水温度の上昇に基づく蒸発器２５の熱交換抑制制御を実行する。本制御例において、蒸発器２５の熱交換抑制は、蒸発器２５に向けて送風するファン４３の回転数を下げることにより行う。
【００３８】
本制御例では、運転開始時の入水温度が１０℃で、入水温度が２０℃上昇する毎にファン４３の回転数を下げる制御を実行する場合を例に挙げて説明する。すなわち、運転開始時から２０℃高い温度である３０℃を入水温度の第１基準値とし、これよりもさらに２０℃高い温度、すなわち運転開始時から４０℃高い温度である５０℃を第３基準値として段階的な制御を行う。図３のフローチャート中では、運転開始時からの温度上昇値をＡ１，Ａ２で示しており、それぞれＡ１＝２０、Ａ２＝４０である。
【００３９】
また、本制御例では、入水温度の基準値としてさらに第２基準値および第４基準値を設定している。第２基準値は、入水温度が第１基準値よりも高くなりファン４３の回転数を下げた後、入水温度が下降して第１基準値よりも低くなった場合にファン４３の回転数を上げる（運転開始時の回転数に戻す）基準となる値である。第２基準値は第１基準値よりも５℃低い２５℃に設定している（図３のフローチャート中のｄ１＝５）。また、第４基準値は、入水温度が第３基準値よりも高くなりファン４３の回転数を下げた後、入水温度が下降して第３基準値よりも低くなった場合にファン４３の回転数を上げる基準となる値である。第４基準値は第３基準値よりも５℃低い４５℃に設定している（図３のフローチャート中のｄ２＝５）。
【００４０】
図３に示すように、給湯機１１の運転が開始されると、ステップＳ１において、制御部３３は外気温度、入水温度などから蒸発器２５のファン４３の回転数を決定し、ステップＳ２に進む。この運転開始時おける入水温度１０℃のときの冷凍サイクルは図２に示すようになり、このときの蒸発器２５における冷媒の温度（蒸発温度）は約２℃である。
【００４１】
ステップＳ２において、制御部３３は、入水温度が第１基準値（例えば３０℃）よりも大きいか否かについて判断する。入水温度が第１基準値よりも大きい場合には、制御部３３はステップＳ３に進む。入水温度が第１基準値以下である場合には、制御部３３はステップＳ２の判断を繰り返す。
【００４２】
ステップＳ３では、上記ステップＳ２において入水温度が第１基準値よりも大きいと判断されたので、制御部３３は、ファン４３の回転数を運転開始時の回転数からＢ１（ｒｐｍ）だけ下げて蒸発器２５における熱交換を抑制した後、ステップＳ４に進む。本制御例では、回転数低下量Ｂ１は、図２に示すように入水温度が３０℃のときの蒸発器２５における冷媒の温度（蒸発温度）が運転開始時とほぼ同じ値（約２℃）となるように調節される。
【００４３】
このように入水温度の上昇に伴って必要とされる蒸発能力が小さくなったときに、それに見合うように蒸発器２５における熱交換を抑制することにより、蒸発器２５における冷媒と外気との温度差を運転開始時とほぼ同程度にして、前記温度差が小さくなるのを抑制することができる。その結果、蒸発温度および蒸発圧力が上昇するのを抑制することができるので、水熱交換器２１への冷媒の吐出圧力が上昇するのを抑制できる（図２の二点鎖線で囲んだ領域参照）。
【００４４】
ついで、ステップＳ４において、制御部３３は、沸き上げ終了の条件を満たしているか否かを判断する。タンク１５内における所定高さにある水の温度が所定値以上になっている場合には沸上げ終了と判断し、運転を終了する。沸上げ終了条件を満たしていない場合には沸き上げを継続するためにステップＳ５に進む。
【００４５】
ステップＳ５において、制御部３３は、入水温度が第２基準値（例えば２５℃）未満であるか否かを判断する。第２基準値は、入水温度が第１基準値よりも大きいと判断されてファン４３の回転数が運転開始時からＢ１（ｒｐｍ）だけ下げられた後、時間の経過とともに入水温度が再び第１基準値を下回った場合に、ファン４３の回転数を上げて運転開始時の回転数に戻すか否かを判断するために設けられた基準値である。したがって、ステップＳ２において入水温度が第１基準値よりも大きいと判断された直後の時点では、入水温度は第２基準値よりも大きいので、ステップＳ５において制御部３３はステップＳ７に進む。
【００４６】
ステップＳ７において、制御部３３は、入水温度が第３基準値（例えば５０℃）よりも大きいか否かについて判断する。第３基準値は、入水温度が第１基準値よりも大きいと判断されてファン４３の回転数がＢ１（ｒｐｍ）だけ下げられた後、時間の経過とともに入水温度がさらに上昇した場合に、ファン４３の回転数をさらに下げるか否かを判断するために設けられた基準値である。制御部３３は、入水温度が第３基準値より大きい場合にはステップＳ８に進み、入水温度が第３基準値以下である場合にはステップＳ５に戻る。
【００４７】
ステップＳ８では、上記ステップＳ７において入水温度が第３基準値よりも大きいと判断されたので、ファン４３の回転数を運転開始時の値よりもＢ２（ｒｐｍ）小さくなるように下げて蒸発器２５における熱交換を抑制した後、ステップＳ９に進む。本制御例では、回転数低下量Ｂ２は、ステップＳ３における回転数低下量Ｂ１よりも大きな値であり（Ｂ２＞Ｂ１）、図２に示すように入水温度が５０℃のときの蒸発器２５における冷媒の温度（蒸発温度）が運転開始時とほぼ同じ値（約２℃）となるように調節される。
【００４８】
ステップＳ９において、制御部３３は、沸き上げ終了の条件を満たしているか否かを判断する。タンク１５内における所定高さにある水の温度が所定値以上になっている場合には沸上げ終了と判断し、運転を終了する。沸上げ終了条件を満たしていない場合には沸き上げを継続するためにステップＳ１０に進む。
【００４９】
ステップＳ１０において、制御部３３は、入水温度が第４基準値（例えば４５℃）未満であるか否かを判断する。第４基準値は、入水温度が第３基準値よりも大きいと判断されてファン４３の回転数が運転開始時よりもＢ２（ｒｐｍ）小さくなるように下げられた後、時間の経過とともに入水温度が再び第３基準値を下回った場合に、ファン４３の回転数を再び上げるか否かを判断するために設けられた基準値である。この第４基準値は、第２基準値よりも高く、かつ、第３基準値よりもｄ２℃（例えば５℃）低い温度に設定されている。
【００５０】
したがって、ステップＳ７において入水温度が第３基準値よりも大きいと判断された直後の時点では、入水温度は第４基準値よりも大きいので、ステップＳ１０において制御部３３はステップＳ９に戻り、ステップＳ９およびＳ１０の条件判断を繰り返す。このステップＳ９およびＳ１０の条件判断を繰り返す間に、例えば入水温度が低下して第４基準値未満となった場合には、制御部３３はステップＳ１１に進む。一方、上記条件判断を繰り返す間に、沸き上げ終了条件を満たすこととなった場合には、制御部３３は運転を終了する。
【００５１】
ステップＳ１１では、上記ステップＳ１０において入水温度が第４基準値未満となったと判断されたので、制御部３３は、ファン４３の回転数を上げて運転開始時よりもＢ１だけ小さい値に戻して蒸発器２５の熱交換能力を上げた後、ステップＳ５に戻る。
【００５２】
ステップＳ５では、制御部３３は、入水温度が第２基準値未満であるか否かを判断する。入水温度が第２基準値未満に低下した場合には、制御部３３はステップＳ６に進む。
【００５３】
ステップＳ６では、ステップＳ５において入水温度が第２基準値未満に低下したと判断されたので、制御部３３は、ファン４３の回転数を運転開始時と同じ値に戻して蒸発器２５の熱交換能力を上げた後、ステップＳ２に戻り、上記した制御を繰り返す。
【００５４】
以上説明したように、上記実施形態では、冷媒回路１３と、貯湯回路１７と、水熱交換器２１への冷媒の吐出温度を所定の範囲に調節する制御を実行しつつ、入水配管２７を通じて水熱交換器２１に流入する水の入水温度の上昇に基づいて蒸発器２５における熱交換を抑制する制御を実行する制御部３３とを備えているので、蒸発器２５における冷媒と外気との温度差が小さくなるのを抑制することができる。その結果、蒸発温度および蒸発圧力が上昇するのを抑制することができるので、水熱交換器２１への冷媒の吐出圧力が上昇するのを抑制することができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、蒸発器２５に向けて送風するファン４３をさらに備え、制御部３３は、ファン４３の回転数を調節することにより蒸発器２５における熱交換を抑制する制御を実行するので、ファン４３の回転数を調節するという簡単な制御により、蒸発器２５の蒸発能力を制御することができる。
【００５６】
また、上記実施形態では、入水温度の基準となる所定の第１基準値が設定されており、制御部３３は、第１基準値よりも入水温度が高くなった場合にファン４３の回転数を所定値だけ下げる制御を実行するので、ファン４３の回転数変更を要所に定めて回転数の変更回数を抑えることができる。これにより、ファン４３の回転数を下げるべき要所を押さえつつ制御を簡略化できる。
【００５７】
また、上記実施形態では、第１基準値よりも低い温度の第２基準値がさらに設定されており、制御部３３は、第１基準値よりも入水温度が高くなりファン４３の回転数を下げた後、第２基準値よりも入水温度が低くなった場合にファン４３の回転数を上げる制御を実行するので、一旦下げた蒸発器２５の蒸発能力を、入水温度が下降した場合に再び上げることができる。これにより、入水温度の長時間にわたる上下の変動に対してもファン４３の回転数を適切に制御して給湯機をより安定して運転することができる。
【００５８】
また、上記実施形態では、第１基準値よりも高い温度の第３基準値がさらに設定されており、制御部３３は、第１基準値よりも入水温度が高くなりファン４３の回転数を下げた後、第３基準値よりも入水温度が高くなった場合にファン４３の回転数をさらに下げる段階的な制御を実行するので、入水温度の上昇度合いに応じてファン４３の回転数を段階的に下げることができる。これにより、蒸発器２５の蒸発能力を段階的に下げることができるので、水熱交換器２１への冷媒の吐出圧力をより細かく調節することができる。したがって、給湯機の運転をさらに安定させることができる。
【００５９】
また、上記実施形態では、第２基準値よりも高く、第３基準値よりも低い温度の第４基準値がさらに設定されており、制御部３３は、第３基準値よりも入水温度が高くなりファン４３の回転数を下げた後、第４基準値よりも入水温度が低くなった場合にファン４３の回転数を上げる段階的な制御を実行するので、入水温度の長時間にわたる上下の変動に対してもファン４３の回転数を適切に制御して給湯機をさらに安定して運転することができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、上記実施形態では、蒸発器の熱交換を抑制する手段として蒸発器のファンの回転数を下げるという方法を用いたが、蒸発器の熱交換抑制手段はこの方法に限定されるものではなく他の方法を用いてもよい。
【００６１】
上記実施形態では、第１基準値から第４基準値まで設定して蒸発器のファンの回転数を３段階に設定した段階的な制御を行う場合を例に挙げて説明したが、例えば２段階の制御であってもよく、４段階以上の段階的な制御であってもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、運転開始時の入水温度が１０℃のときに第１基準値〜第４基準値をそれぞれ３０℃、２５℃、５０℃、４５℃に設定する場合を例に挙げて説明したが、これらの各基準値などは上記数値に限定されるものではなく、運転開始時の入水温度、給湯機の仕様、使用地域などの各条件に応じて適宜設定することができる。
【００６３】
また、上記実施形態では、段階的な制御を行う場合を例に挙げて説明したが、制御手段は、入水温度が上がるにつれてファンの回転数を下げる連続的な制御を実行してもよい。この形態では、入水温度が上がるにつれてファンの回転数を下げる連続的な制御を行うので、入水温度の上昇に応じて蒸発器における熱交換能力（効率）を連続的に抑制することができる。これにより、給湯機の安定性をさらに向上させることができる。
【００６４】
これに加えて、制御手段は、入水温度が下がるにつれてファンの回転数を上げる連続的な制御を実行してもよい。この形態では、入水温度が下がるにつれてファンの回転数を上げるので、入水温度の長時間にわたる上下の変動に対してもファンの回転数を適切に制御して給湯機の安定性を長時間にわたり効果的に抑制することができる。
【００６５】
このような連続的な制御を実行する場合、例えば入水温度の上昇または下降にかかわらず蒸発器における冷媒の温度（蒸発温度）および蒸発器における圧力（低圧側の圧力）がほぼ一定となるようにファンの回転数を調整する制御例が挙げられる。
【００６６】
上記実施形態では、入水温度が上昇したときのファンの回転数低下量Ｂ１およびＢ２は、図２に示すように蒸発温度および低圧側圧力が運転開始時とほぼ同じとなるように設定される場合を例に挙げて説明したが、ファンの回転数低下量は上記設定に限定されるものではなく、蒸発温度および低圧側圧力が運転開始時とは異なる値となるように設定されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態にかかるヒートポンプ式給湯機を示す構成図である。
【図２】本実施形態にかかる給湯機におけるモリエル線図であり、入水温度が１０℃、３０℃および５０℃のときの冷凍サイクルをそれぞれ例示したものである。
【図３】本実施形態にかかる給湯機の制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】従来の給湯機におけるモリエル線図であり、入水温度が１０℃、３０℃および５０℃のときの冷凍サイクルを例示したものである。
【符号の説明】
【００６８】
１１  給湯機
１３  冷媒回路
１５  タンク
１７  貯湯回路
１９  圧縮機
２１  水熱交換器
２３  膨張弁
２５  蒸発器
２７  入水配管
２９  出湯配管
３１  ポンプ
３３  制御部
３５  給湯配管
３７  給水配管
３９  温度センサ
４１  温度センサ
【図１】
2010133598.tif 000003
【図２】
2010133598.tif 000004
【図３】
2010133598.tif 000005
【図４】
2010133598.tif 000006