(57)【要約】【課題】ヒートポンプ式給湯機の起動時間を十分に短縮化させる。【解決手段】ヒートポンプ式給湯機のヒートポンプサイクル起動前に、温度変化判定手段Ｓ３によって、水−冷媒熱交換器の水通路入口側の給湯水温度である入水温度Ｔｗｉと貯湯タンクの給湯水出口近傍の給湯水温度であるタンク内水温度Ｔｗｂとの差が予め定めた第１基準差ＫＴｄ１以上となり、ヒートポンプサイクルの起動直後に入水温度Ｔｗｉが変化しうる温度変化状態であると判定された場合は、温度安定判定手段Ｓ６によって、入水温度Ｔｗｉとタンク内水温度Ｔｗｂとの差が予め定めた第２基準差ＫＴｄ２以下となる温度安定状態へ移行したと判定されるまで、水循環回路の電動水ポンプを作動させる。これにより、入水温度Ｔｗｉをタンク内水温度Ｔｗｂに速やかに近づけ、ヒートポンプサイクルの起動時に、ヒートポンプサイクル構成機器の作動状態を適切に決定できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）、前記圧縮機（１４）吐出冷媒と給湯水とを熱交換させる水−冷媒熱交換器（１５）、前記水−冷媒熱交換器（１５）流出冷媒を減圧させる可変式の減圧手段（１６）、および、前記減圧手段（１６）にて減圧された冷媒を室外空気と熱交換させて蒸発させる蒸発器（１７）を有するヒートポンプサイクル（１３）と、
前記水−冷媒熱交換器（１５）にて加熱された給湯水を貯える貯湯タンク（１１）、および、前記貯湯タンク（１１）の給湯水出口（１１ａ）から流出した給湯水を前記水−冷媒熱交換器（１５）の水通路（１５ａ）へ圧送する水圧送手段（１２ａ）を有する水循環回路（１２）とを備えるヒートポンプ式給湯機であって、
前記水通路（１５ａ）入口側の給湯水温度を検出する入水温度検出手段（２３）と、
前記入水温度検出手段（２３）により検出された検出入水温度（Ｔｗｉ）を用いて、前記圧縮機（１４）および前記減圧手段（１６）のうち、少なくとも一方の作動状態を決定する作動状態決定手段（２１）と、
前記水圧送手段（１２ａ）の作動を制御する圧送能力制御手段（２０ａ）と、
前記ヒートポンプサイクル（１３）の起動前に前記検出入水温度（Ｔｗｉ）が、前記ヒートポンプサイクル（１３）の起動直後に予め定めた基準変化量以上に変化しうる温度変化状態であるか否かを、前記起動前に判定する温度変化判定手段（Ｓ３）とを備え、
前記圧送能力制御手段（２０ａ）は、前記温度変化状態であると判定された際に、前記起動前に前記水圧送手段（１２ａ）を作動させることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）、前記圧縮機（１４）吐出冷媒と給湯水とを熱交換させる水−冷媒熱交換器（１５）、前記水−冷媒熱交換器（１５）流出冷媒を減圧させる可変式の減圧手段（１６）、および、前記減圧手段（１６）にて減圧された冷媒を室外空気と熱交換させて蒸発させる蒸発器（１７）を有するヒートポンプサイクル（１３）と、
前記水−冷媒熱交換器（１５）にて加熱された給湯水を貯える貯湯タンク（１１）を有し、前記貯湯タンク（１１）の給湯水出口（１１ａ）から流出した給湯水を前記水−冷媒熱交換器（１５）の水通路（１５ａ）へ流入させる水循環回路（１２）とを備えるヒートポンプ式給湯機であって、
前記水通路（１５ａ）入口側の給湯水温度を検出する入水温度検出手段（２３）と、
前記圧縮機（１４）および前記減圧手段（１６）のうち、少なくとも一方の作動状態を決定する作動状態決定手段（２１）と、
前記ヒートポンプサイクル（１３）の起動前に前記入水温度検出手段（２３）により検出された検出入水温度（Ｔｗｉ）が、前記ヒートポンプサイクル（１３）の起動直後に予め定めた基準変化量以上に変化しうる温度変化状態であるか否かを、前記起動前に判定する温度変化判定手段（Ｓ３）と、
前記ヒートポンプサイクル（１３）の運転中における前記検出入水温度（Ｔｗｉ）の単位時間当たりの変動量が予め定めた基準変動量以下となる温度安定状態へ移行したことを、前記運転中に判定する温度安定判定手段（Ｓ６）とを備え、
前記作動状態決定手段（２１）は、前記温度変化状態であると判定された際に、前記作動状態を予め定めた基準作動状態に決定し、さらに、前記温度安定状態へ移行したことが判定された際に、前記作動状態を前記入水温度検出手段（２３）により検出された検出入水温度（Ｔｗｉ）を用いて決定することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
さらに、前記給湯水出口（１１ａ）近傍の給湯水温度を検出するタンク内水温度検出手段（２２）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）、前記圧縮機（１４）吐出冷媒と給湯水とを熱交換させる水−冷媒熱交換器（１５）、前記水−冷媒熱交換器（１５）流出冷媒を減圧させる可変式の減圧手段（１６）、および、前記減圧手段（１６）にて減圧された冷媒を室外空気と熱交換させて蒸発させる蒸発器（１７）を有するヒートポンプサイクル（１３）と、
前記水−冷媒熱交換器（１５）にて加熱された給湯水を貯える貯湯タンク（１１）、および、前記貯湯タンク（１１）の給湯水出口（１１ａ）から流出した給湯水を前記水−冷媒熱交換器（１５）の水通路（１５ａ）へ流入させる水循環回路（１２）とを備えるヒートポンプ式給湯機であって、
前記水通路（１５ａ）入口側の給湯水温度を検出する入水温度検出手段（２３）と、
前記給湯水出口（１１ａ）近傍の給湯水温度を検出するタンク内水温度検出手段（２２）と、
前記圧縮機（１４）および前記減圧手段（１６）のうち、少なくとも一方の作動状態を決定する作動状態決定手段（２１）と、
前記ヒートポンプサイクル（１３）の起動前に前記入水温度検出手段（２３）により検出された検出入水温度（Ｔｗｉ）が、前記ヒートポンプサイクル（１３）の起動直後に予め定めた基準変化量以上に変化しうる温度変化状態であるか否かを、前記起動前に判定する温度変化判定手段（Ｓ３）と、
前記ヒートポンプサイクル（１３）の運転中における前記検出入水温度（Ｔｗｉ）の単位時間当たりの変動量が予め定めた基準変動量以下となる温度安定状態へ移行したことを、前記運転中に判定する温度安定判定手段（Ｓ６）とを備え、
前記作動状態決定手段（２１）は、前記温度変化状態であると判定された際に、前記作動状態を前記タンク内水温度検出手段（２２）により検出された検出タンク内水温度（Ｔｗｂ）を用いて決定し、さらに、前記温度安定状態へ移行したことが判定された際に、前記作動状態を前記検出入水温度（Ｔｗｉ）を用いて決定することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
前記温度変化判定手段（Ｓ３）は、前記検出入水温度（Ｔｗｉ）と前記タンク内水温度検出手段（２２）により検出された検出タンク内水温度（Ｔｗｂ）との差の絶対値が予め定めた第１基準差（ＫＴｄ１）以上の場合に、前記温度変化状態であると判定することを特徴とする請求項３または４に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項６】
前記温度安定判定手段（Ｓ６）は、前記検出入水温度（Ｔｗｉ）と前記タンク内水温度検出手段（２２）により検出された検出タンク内水温度（Ｔｗｂ）との差の絶対値が予め定めた第２基準差（ＫＴｄ２）以下の場合に、前記温度安定状態へ移行したと判定することを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項７】
前記温度安定判定手段（Ｓ６）は、前記ヒートポンプサイクル（１３）の起動時からの経過時間が予め定めた第１基準時間（ＫＴｍ１）以上の場合に、前記温度安定状態へ移行したと判定することを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項８】
前記温度変化判定手段（Ｓ３）は、前記ヒートポンプサイクル（１３）の前回の運転終了時からの経過時間が予め定めた第２基準時間（ＫＴｍ２）以上の場合に、前記温度変化状態であると判定することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項９】
前記温度変化判定手段（Ｓ３）は、前記ヒートポンプサイクル（１３）の前回の運転終了時以降に前記貯湯タンク（１１）から出湯された湯量が予め定めた貯湯タンク（ＫＶ）以上の場合に、前記温度変化状態であると判定することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つ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、ヒートポンプサイクルによって給湯水を加熱するヒートポンプ式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯タンク内の給湯水をヒートポンプサイクルの水−冷媒熱交換器へ導いて加熱し、加熱された給湯水を再び貯湯タンク内へ戻して貯えるヒートポンプ式給湯機が知られている。
【０００３】
この種のヒートポンプ式給湯機に適用されるヒートポンプサイクルでは、外気温、貯湯タンク内の給湯水温度等に応じて、適切なサイクルバランスで運転を行わないと高い成績係数（ＣＯＰ）を発揮することができない。このため、ヒートポンプサイクルの起動時から適切なサイクルバランスに安定するまでの起動時間の短縮化が望まれている。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１のヒートポンプ式給湯機では、ヒートポンプサイクルの運転開始前（起動前）に水−冷媒熱交換器の水通路入口側の給湯水温度（以下、入水温度という。）等を用いて、起動時の圧縮機の冷媒吐出能力を決定して起動時間の短縮化を図ろうとしている。また、特許文献２のヒートポンプ式給湯機では、入水温度等を用いて、起動時の減圧装置の絞り開度を決定して起動時間の短縮化を図ろうとしている。
【特許文献１】特開２００５−０９８５４６号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２のヒートポンプ式給湯機を実際に作動させると、起動時の圧縮機の冷媒吐出能力あるいは減圧装置の絞り開度を適切に決定することができず、起動時間を十分に短縮できないことがある。
【０００６】
そこで、本発明者らがその原因について調査したところ、特許文献１、２では、入水温度を用いて、起動時の圧縮機の冷媒吐出能力あるいは減圧装置の絞り開度を決定していることが原因であると判った。その理由は、ヒートポンプサイクルの起動前の入水温度と貯湯タンク内のタンク内給湯水温度が一致していないことがあるからである。
【０００７】
例えば、ヒートポンプ式給湯機の運転を長時間停止させていた場合、一般的に、水−冷媒熱交換器は室外に配置されるため、入水温度は外気温程度まで低下するものの、断熱構造を有する貯湯タンク内の給湯水温度は低下しにくく入水温度に対して高い温度となる。
【０００８】
また、ヒートポンプ式給湯機の運転停止後に、ユーザが貯湯タンク内の給湯水を使用して貯湯タンクに低温の水道水が供給された場合、貯湯タンク内の給湯水温度は入水温度に対して低い温度となる。
【０００９】
そして、入水温度とタンク内給湯水温度が一致していないと、ヒートポンプサイクルの起動前の入水温度を用いて圧縮機の冷媒吐出能力あるいは減圧装置の絞り開度を決定しても、起動直後に貯湯タンク内の給湯水が水−冷媒熱交換器の水通路へ流入し、入水温度が変化してしまう。
【００１０】
その結果、ヒートポンプサイクルの起動前に決定した圧縮機の冷媒吐出能力あるいは減圧装置の絞り開度が適切な値とならなくなり、起動時間を十分に短縮化させることができなくなってしまう。
【００１１】
しかも、起動直後に入水温度が低下する場合は、起動前に決定される圧縮機の冷媒吐出能力が不必要に高い値となる、あるいは、減圧装置の絞り開度が不必要に小さい値となることがあるため、ヒートポンプサイクルの高圧側冷媒圧力を異常に上昇させてしまう原因となる。そして、このような高圧側冷媒圧力の異常な上昇は、圧縮機や減圧装置の耐久寿命に悪影響を及ぼすという点で問題となる。
【００１２】
上記点に鑑み、本発明は、ヒートポンプ式給湯機の起動時間を十分に短縮化させることを第１の目的とする。
【００１３】
また、本発明は、ヒートポンプ式給湯機の起動時に、ヒートポンプサイクルの高圧側冷媒圧力が異常上昇してしまうことを回避することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）、圧縮機（１４）吐出冷媒と給湯水とを熱交換させる水−冷媒熱交換器（１５）、水−冷媒熱交換器（１５）流出冷媒を減圧させる可変式の減圧手段（１６）、および、減圧手段（１６）にて減圧された冷媒を室外空気と熱交換させて蒸発させる蒸発器（１７）を有するヒートポンプサイクル（１３）と、水−冷媒熱交換器（１５）にて加熱された給湯水を貯える貯湯タンク（１１）、および、貯湯タンク（１１）の給湯水出口（１１ａ）から流出した給湯水を水−冷媒熱交換器（１５）の水通路（１５ａ）へ圧送する水圧送手段（１２ａ）を有する水循環回路（１２）とを備えるヒートポンプ式給湯機であって、
水通路（１５ａ）入口側の給湯水温度を検出する入水温度検出手段（２３）と、入水温度検出手段（２３）により検出された検出入水温度（Ｔｗｉ）を用いて、圧縮機（１４）および減圧手段（１６）のうち、少なくとも一方の作動状態を決定する作動状態決定手段（２１）と、水圧送手段（１２ａ）の作動を制御する圧送能力制御手段（２０ａ）と、ヒートポンプサイクル（１３）の起動前に検出入水温度（Ｔｗｉ）が、ヒートポンプサイクル（１３）の起動直後に予め定めた基準変化量以上に変化しうる温度変化状態であるか否かを、起動前に判定する温度変化判定手段（Ｓ３）とを備え、
圧送能力制御手段（２０ａ）は、温度変化状態であると判定された際に、起動前に水圧送手段（１２ａ）を作動させることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、温度変化状態であると判定された際に、ヒートポンプサイクル（１３）の起動前に圧送能力制御手段（２０ａ）が水圧送手段（１２ａ）を作動させるので、ヒートポンプサイクル（１３）の起動前に検出入水温度（Ｔｗｉ）と給湯水出口（１１ａ）近傍の給湯水温度とを速やかに、略同等の温度とすることができる。
【００１６】
そして、検出入水温度（Ｔｗｉ）と給湯水出口（１１ａ）近傍の給湯水温度とを同等とした後に、作動状態決定手段（２１）が検出入水温度（Ｔｗｉ）を用いて、圧縮機（１４）および減圧手段（１６）といったヒートポンプサイクル（１３）構成機器の作動状態を決定するので、ヒートポンプサイクル（１３）の起動時に、ヒートポンプサイクル（１３）構成機器の作動状態を適切に決定することができる。
【００１７】
その結果、ヒートポンプサイクル（１３）の起動時から適切なサイクルバランスに安定するまでの起動時間を十分に短縮化させることができる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）、圧縮機（１４）吐出冷媒と給湯水とを熱交換させる水−冷媒熱交換器（１５）、水−冷媒熱交換器（１５）流出冷媒を減圧させる可変式の減圧手段（１６）、および、減圧手段（１６）にて減圧された冷媒を室外空気と熱交換させて蒸発させる蒸発器（１７）を有するヒートポンプサイクル（１３）と、水−冷媒熱交換器（１５）にて加熱された給湯水を貯える貯湯タンク（１１）を有し、貯湯タンク（１１）の給湯水出口（１１ａ）から流出した給湯水を水−冷媒熱交換器（１５）の水通路（１５ａ）へ流入させる水循環回路（１２）とを備えるヒートポンプ式給湯機であって、
水通路（１５ａ）入口側の給湯水温度を検出する入水温度検出手段（２３）と、圧縮機（１４）および減圧手段（１６）のうち、少なくとも一方の作動状態を決定する作動状態決定手段（２１）と、ヒートポンプサイクル（１３）の起動前に入水温度検出手段（２３）により検出された検出入水温度（Ｔｗｉ）が、ヒートポンプサイクル（１３）の起動直後に予め定めた基準変化量以上に変化しうる温度変化状態であるか否かを、起動前に判定する温度変化判定手段（Ｓ３）と、ヒートポンプサイクル（１３）の運転中における検出入水温度（Ｔｗｉ）の単位時間当たりの変動量が予め定めた基準変動量以下となる温度安定状態へ移行したことを、運転中に判定する温度安定判定手段（Ｓ６）とを備え、
作動状態決定手段（２１）は、温度変化状態であると判定された際に、作動状態を予め定めた基準作動状態に決定し、さらに、温度安定状態へ移行したことが判定された際に、作動状態を入水温度検出手段（２３）により検出された検出入水温度（Ｔｗｉ）を用いて決定することを特徴とする。
【００１９】
これによれば、温度変化状態であると判定された際に、作動状態決定手段（２１）がヒートポンプサイクル（１３）構成機器の作動状態を予め定めた基準作動状態に決定する。従って、ヒートポンプサイクル（１３）の起動時に、ヒートポンプサイクル（１３）の高圧側冷媒圧力が異常上昇してしまうことを回避できるようにヒートポンプサイクル（１３）構成機器の作動状態を決定することができる。
【００２０】
そして、温度安定状態へ移行したと判定された際に、作動状態決定手段（２１）が検出入水温度（Ｔｗｉ）を用いて、ヒートポンプサイクル（１３）構成機器の作動状態を決定するので、ヒートポンプサイクル（１３）の起動時に、ヒートポンプサイクル（１３）構成機器の作動状態を適切に決定することができる。
【００２１】
その結果、ヒートポンプ式給湯機の起動時に、ヒートポンプサイクル（１３）の高圧側冷媒圧力が異常上昇してしまうことを回避することができると同時に、起動時間を十分に短縮化させることができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載のヒートポンプ式給湯機において、さらに、給湯水出口（１１ａ）近傍の給湯水温度を検出するタンク内水温度検出手段（２２）を備えていてもよい。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）、圧縮機（１４）吐出冷媒と給湯水とを熱交換させる水−冷媒熱交換器（１５）、水−冷媒熱交換器（１５）流出冷媒を減圧させる可変式の減圧手段（１６）、および、減圧手段（１６）にて減圧された冷媒を室外空気と熱交換させて蒸発させる蒸発器（１７）を有するヒートポンプサイクル（１３）と、水−冷媒熱交換器（１５）にて加熱された給湯水を貯える貯湯タンク（１１）、および、貯湯タンク（１１）の給湯水出口（１１ａ）から流出した給湯水を水−冷媒熱交換器（１５）の水通路（１５ａ）へ流入させる水循環回路（１２）とを備えるヒートポンプ式給湯機であって、
水通路（１５ａ）入口側の給湯水温度を検出する入水温度検出手段（２３）と、給湯水出口（１１ａ）近傍の給湯水温度を検出するタンク内水温度検出手段（２２）と、圧縮機（１４）および減圧手段（１６）のうち、少なくとも一方の作動状態を決定する作動状態決定手段（２１）と、ヒートポンプサイクル（１３）の起動前に入水温度検出手段（２３）により検出された検出入水温度（Ｔｗｉ）が、ヒートポンプサイクル（１３）の起動直後に予め定めた基準変化量以上に変化しうる温度変化状態であるか否かを、起動前に判定する温度変化判定手段（Ｓ３）と、ヒートポンプサイクル（１３）の運転中における検出入水温度（Ｔｗｉ）の単位時間当たりの変動量が予め定めた基準変動量以下となる温度安定状態へ移行したことを、運転中に判定する温度安定判定手段（Ｓ６）とを備え、
作動状態決定手段（２１）は、温度変化状態であると判定された際に、作動状態をタンク内水温度検出手段（２２）により検出された検出タンク内水温度（Ｔｗｂ）を用いて決定し、さらに、温度安定状態へ移行したことが判定された際に、作動状態を前記検出入水温度（Ｔｗｉ）を用いて決定することを特徴とする。
【００２４】
これによれば、温度変化状態であると判定された際に、作動状態決定手段（２１）が、検出タンク内水温度（Ｔｗｂ）を用いて、ヒートポンプサイクル（１３）構成機器の作動状態を決定する。従って、ヒートポンプサイクル（１３）の起動時に、ヒートポンプサイクル（１３）構成機器の作動状態を適切に決定することができる。
【００２５】
その結果、ヒートポンプサイクル（１３）の起動時から適切なサイクルバランスに安定するまでの起動時間を十分に短縮化できる。
【００２６】
請求項５に記載の発明では、請求項３または４に記載のヒートポンプ式給湯機において、具体的に、温度変化判定手段（Ｓ３）は、検出入水温度（Ｔｗｉ）とタンク内水温度検出手段（２２）により検出された検出タンク内水温度（Ｔｗｂ）との差の絶対値が予め定めた第１基準差（ＫＴｄ１）以上の場合に、温度変化状態であると判定することを特徴とする。これによれば、ヒートポンプサイクル（１３）の起動前に、温度変化状態であることを容易に判定できる。
【００２７】
請求項６に記載の発明では、請求項３ないし５のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯機において、具体的に、温度安定判定手段（Ｓ６）は、検出入水温度（Ｔｗｉ）とタンク内水温度検出手段（２２）により検出された検出タンク内水温度（Ｔｗｂ）との差の絶対値が予め定めた第２基準差（ＫＴｄ２）以下の場合に、温度安定状態へ移行したと判定することを特徴とする。これによれば、温度安定状態へ移行したことを容易に判定できる。
【００２８】
請求項７に記載の発明では、請求項２ないし６のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯機において、温度安定判定手段（Ｓ６）は、ヒートポンプサイクル（１３）の起動時からの経過時間が予め定めた第１基準時間（ＫＴｍ１）以上の場合に、温度安定状態へ移行したと判定することを特徴とする。これによれば、温度安定状態へ移行したことを容易に判定できる。
【００２９】
請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯機において、温度変化判定手段（Ｓ３）は、ヒートポンプサイクル（１３）の前回の運転終了時からの経過時間が予め定めた第２基準時間（ＫＴｍ２）以上の場合に、温度変化状態であると判定することを特徴とする。これによれば、ヒートポンプサイクル（１３）の起動前に、温度変化状態であることを容易に判定できる。
【００３０】
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯機において、温度変化判定手段（Ｓ３）は、ヒートポンプサイクル（１３）の前回の運転終了時以降に貯湯タンク（１１）から出湯された湯量が予め定めた貯湯タンク（ＫＶ）以上の場合に、温度変化状態であると判定することを特徴とする。これによれば、ヒートポンプサイクル（１３）の起動前に、温度変化状態であることを容易に判定できる。
【００３１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（第１実施形態）
図１、２により、本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０の全体構成図である。このヒートポンプ式給湯機１０は、貯湯タンク１１内の給湯水を循環させる水循環回路１２、および、給湯水を加熱するためのヒートポンプサイクル１３を備えている。
【００３３】
まず、水循環回路１２において、給湯水を貯留する貯湯タンク１１は、耐食性に優れた金属（例えば、ステンレス）で形成され、断熱構造を有し、高温の給湯水を長時間保温することができる温水タンクである。
【００３４】
貯湯タンク１１に貯留された給湯水は、貯湯タンク１１の上部に設けられた出湯口から出湯され、図示しない温調弁において水道からの冷水と混合されて温度調節された後、台所や風呂等に給湯される。また、貯湯タンク１１内の下部に設けられた給水口からは水道水が給水されるようになっている。なお、温調弁は、後述する貯湯タンク側制御装置２０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００３５】
また、水循環回路１２には、給湯水を循環させる水圧送手段としての電動水ポンプ１２ａが配置されている。電動水ポンプ１２ａは、貯湯タンク側制御装置２０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。さらに、水循環回路１２の構成機器のうち、貯湯タンク１１、電動水ポンプ１２ａ等については、図１の細破線に示すように、１つの筐体内に収容されてタンクユニット２００として一体的に構成され、室外に配置されている。
【００３６】
そして、貯湯タンク側制御装置２０が電動水ポンプ１２ａを作動させると、給湯水は、貯湯タンク１１の下方側に設けられた給湯水出口１１ａ→電動水ポンプ１２ａ→後述する水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ→貯湯タンク１１の上方側の給湯水入口１１ｂの順に循環する。
【００３７】
ヒートポンプサイクル１３は、圧縮機１４、水−冷媒熱交換器１５、電気式膨張弁１６、蒸発器１７等を順次配管で接続した蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。このヒートポンプサイクル１３では、冷媒として二酸化炭素を採用しており、圧縮機１４から吐出された高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。
【００３８】
圧縮機１４は、ヒートポンプサイクル１３において冷媒を吸入し、臨界圧力以上となるまで圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機１４ａを電動モータ１４ｂにて駆動する電動圧縮機である。固定容量型圧縮機１４ａとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。
【００３９】
電動モータ１４ｂは、後述するヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１４の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータ１４ｂが圧縮機１４の吐出能力変更手段を構成している。
【００４０】
圧縮機１４の冷媒吐出口には、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器１５は、給湯水が通過する水通路１５ａと圧縮機１４から吐出された高温高圧冷媒が通過する冷媒通路１５ｂとを有して構成される熱交換器であって、圧縮機１４吐出冷媒の有する熱量を給湯水に放熱させる放熱器として機能する。
【００４１】
なお、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、前述の如く、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂを通過する冷媒は、凝縮することなく超臨界状態のまま放熱する。
【００４２】
水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ出口側には、電気式膨張弁１６の入口側が接続されている。電気式膨張弁１６は冷媒通路１５ｂから流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段であるとともに、圧縮機１４の吐出口から電気式膨張弁１６の入口へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｄを制御する圧力制御手段でもある。
【００４３】
より具体的には、この電気式膨張弁１６は、絞り開度を変更可能に構成された弁体１６ａと、この弁体１６ａの絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータ１６ｂとを有して構成される可変絞り機構である。さらに、電動アクチュエータ１６ｂは、ヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００４４】
電気式膨張弁１６の出口側には、蒸発器１７が接続されている。蒸発器１７は、電気式膨張弁１６にて減圧された低圧冷媒と送風ファン１７ａにより送風された外気（室外空気）とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用の熱交換器である。送風ファン１７ａは、ヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。
【００４５】
なお、本実施形態では蒸発器１７として、周知のフィンアンドチューブ構造の熱交換器を採用している。また、蒸発器１７の出口側には、圧縮機１４の冷媒吸入口が接続されている。さらに、上述のヒートポンプサイクル１３の各構成機器１４〜１７は、図１の一点鎖線に示すように、１つの筐体内に収容されてヒートポンプユニット３００として一体的に構成され、タンクユニット２００と隣接するように室外に配置されている。
【００４６】
次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
【００４７】
貯湯タンク側制御装置２０の出力側には、温調弁、電動水ポンプ１２ａ等が接続され、ヒートポンプ側制御装置２１の出力側には、圧縮機１４の電動モータ１４ｂ、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂ、送風ファン１７ａ等が接続されている。そして、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、それぞれ接続された機器の作動を制御する。
【００４８】
なお、貯湯タンク側制御装置２０は、温調弁、電動水ポンプ１２ａ等を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、本実施形態では、特に、貯湯タンク側制御装置２０のうち、電動水ポンプ１２ａの作動（水圧送能力）を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を圧送能力制御手段２０ａとする。
【００４９】
また、ヒートポンプ側制御装置２１は、圧縮機１４の電動モータ１４ｂ、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂ等を制御する制御手段が一体に構成され、これらのアクチュエータの作動状態を決定する作動状態決定手段であるが、本実施形態では、特に、ヒートポンプ側制御装置２１のうち、電動モータ１４ｂの作動（冷媒吐出能力）を制御する構成を吐出能力制御手段２１ａとし、電動アクチュエータ１６ｂの作動（絞り開度）を制御する構成を絞り開度制御手段２１ｂとする。
【００５０】
もちろん、圧送能力制御手段２０ａを貯湯タンク側制御装置２０に対して別体の制御装置として構成してもよいし、吐出能力制御手段２１ａおよび絞り開度制御手段２１ｂをヒートポンプ側制御装置２１に対して別体の制御装置として構成してもよい。
【００５１】
一方、貯湯タンク側制御装置２０の入力側には、貯湯タンク１１内に上下方向に並んで配置された複数個のタンク内水温センサ等が接続され、これらのセンサの検出信号が貯湯タンク側制御装置２０へ入力される。貯湯タンク側制御装置２０では、タンク内水温センサの出力信号によって、貯湯タンク１１内の水位レベルに応じた給湯水の温度を検出できるようになっている。
【００５２】
さらに、本実施形態では、これらのタンク内水温センサのうち、最下方側のタンク底部に配置される水温センサを底部側水温センサ２２とする。この底部側水温センサ２２は、貯湯タンク１１から水−冷媒熱交換器１５へ向けて給湯水を流出させる給湯水出口１１ａの近傍に配置されている。従って、本実施形態の底部側水温センサ２２は、給湯水出口１１ａ近傍のタンク内水温度Ｔｗｂを検出するタンク内水温検出手段を構成している。
【００５３】
ヒートポンプ側制御装置２１の入力側には、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ入口側の給湯水温度である入水温度Ｔｗｉを検出する入水温度検出手段としての入水温度センサ２３、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ出口側の給湯水温度である沸き上げ温度Ｔｗｏを検出する沸き上げ温度検出手段としての沸き上げ温度センサ２４、蒸発器１７において電気式膨張弁１６下流側の低圧冷媒と熱交換する外気温（室外空気温度）Ｔａｍを検出する外気温検出手段としての外気温センサ２５等が接続され、これらのセンサ群の検出信号がヒートポンプ側制御装置２１へ入力される。
【００５４】
さらに、ヒートポンプ側制御装置２１の入力側には、操作パネル３０が接続され、ヒートポンプ式給湯機１０の作動・停止の操作信号、給湯機の給湯温度設定信号等がヒートポンプ側制御装置２１へ入力される。
【００５５】
また、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、互いに電気的に接続されており、通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号および操作信号に基づいて、他方の制御装置が上述の各種アクチュエータ１２ａ、１４ｂ、１６ｂ、１７ａ等の作動を制御することもできる。従って、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１を１つの制御装置として一体的に構成してもよい。
【００５６】
次に、上記構成における本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０の作動を、図２に基づいて説明する。図２は、ヒートポンプ側制御装置２１が実行する制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、ヒートポンプ式給湯機１０に外部から電源が供給された状態で、操作パネル３０の給湯機作動信号がヒートポンプ側制御装置２１に入力されるとスタートする。
【００５７】
まず、ステップＳ１ではメモリ、フラグ、タイマ等の初期化がなされる。例えば、メモリの初期化として、ヒートポンプ側制御装置２１の不揮発性記憶回路に記憶されている記憶値を各種メモリに読み込む。例えば、経過時間メモリＭＴｉｍへは、前回の運転終了時からの経過時間が読み込まれ、給湯水量メモリＭＶへは、前回の運転終了時以降に貯湯タンク１１から出湯された湯量が読み込まれる。
【００５８】
次に、ステップＳ２にて、入水温度センサ２３によって検出された検出入水温度Ｔｗｉおよび底部側水温センサ２２によって検出されたタンク内水温度Ｔｗｂを読み込む。そして、ステップＳ３では、検出入水温度Ｔｗｉと検出タンク内水温度Ｔｗｂとの差の絶対値が予め定めた第１基準差ＫＴｄ１以上になっているか否かを判定する。
【００５９】
ここで、ヒートポンプサイクル１３の起動前には、検出入水温度Ｔｗｉおよび検出タンク内水温度Ｔｗｂは一致していないことがある。例えば、ヒートポンプ式給湯機１０の運転を長時間停止させていた場合、検出入水温度Ｔｗｉは外気温程度まで低下するものの、断熱構造を有する貯湯タンク１１内の給湯水温度は低下しにくく、検出タンク内水温度Ｔｗｂは検出入水温度Ｔｗｉに対して高い温度となる。
【００６０】
また、ヒートポンプ式給湯機１０の運転停止後に、ユーザが貯湯タンク１１内の給湯水を使用して貯湯タンク１１に低温の水道水が供給された場合、検出タンク内水温度Ｔｗｂは検出入水温度Ｔｗｉに対して低い温度となる。そして、入水温度とタンク内給湯水温度が一致していないと、ヒートポンプサイクル１３の起動直後に、貯湯タンク１１内の給湯水が水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａへ流入して検出入水温度Ｔｗｉが変化してしまう。
【００６１】
そこで、本実施形態では、ステップＳ３にて、検出入水温度Ｔｗｉと検出タンク内水温度Ｔｗｂとの差の絶対値が第１基準差ＫＴｄ１以上になっている場合には、ヒートポンプサイクル１３の起動直後に、検出入水温度Ｔｗｉが予め定めた基準変化量以上に変化しうる温度変化状態であるものとして、ステップＳ４へ進む。
【００６２】
一方、ステップＳ３にて、検出入水温度Ｔｗｉと検出タンク内水温度Ｔｗｂとの差の絶対値が第１基準差ＫＴｄ１以上になっていない場合には、温度変化状態ではないものとして、ステップＳ７へ進む。従って、本実施形態の制御ステップＳ３は、温度変化判定手段を構成している。なお、第１基準差ＫＴｄ１は、温度変化状態であることを判定できるように、実験的に求められる値である。
【００６３】
ステップＳ４では、貯湯タンク側制御装置２０の圧送能力制御手段２０ａが電動水ポンプ１２ａを作動させる。この際、圧送能力制御手段２０ａは、電動水ポンプ１２ａの水圧送能力が略最大となるように電動水ポンプ１２ａを作動させる。
【００６４】
次に、ステップＳ５にて、再び検出入水温度Ｔｗｉおよび検出タンク内水温度Ｔｗｂを読み込んでステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、ステップＳ５にて読み込まれた検出入水温度Ｔｗｉと検出タンク内水温度Ｔｗｂとの差の絶対値が予め定めた第２基準差ＫＴｄ２以下になっているか否かを判定する。
【００６５】
ステップＳ６にて、検出入水温度Ｔｗｉと検出タンク内水温度Ｔｗｂとの差の絶対値が第２基準差ＫＴｄ２以下になっている場合には、ヒートポンプサイクル１３の運転中における検出入水温度Ｔｗｉの単位時間当たりの変動量が予め定めた基準変動量以下となる温度安定状態へ移行したものとして、ステップＳ７へ進む。
【００６６】
一方、ステップＳ６にて、検出入水温度Ｔｗｉと検出タンク内水温度Ｔｗｂとの差の絶対値が第２基準差ＫＴｄ２以下になっていない場合は、温度安定状態へ移行していないものとして、ステップＳ５へ戻る。従って、本実施形態の制御ステップＳ６は、温度安定判定手段を構成している。なお、第２基準差ＫＴｄ２は、温度安定状態へ移行したことを判定できるように、実験的に求められる値である。
【００６７】
ステップＳ７では、操作パネル３０の操作信号およびセンサ群２２〜２５等により検出された検出信号を読み込んでステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、上述の各種アクチュエータの作動状態が決定される。
【００６８】
例えば、圧縮機１４の電動モータ１４ｂへ出力される制御信号については、沸き上げ温度センサ２４により検出された検出沸き上げ温度Ｔｗｏ、検出入水温度Ｔｗｉ、および、操作パネル３０からの給湯温度設定信号に基づいて、予めヒートポンプ側制御装置２１に記憶された制御マップを参照して決定される。
【００６９】
具体的には、検出沸き上げ温度Ｔｗｏから検出入水温度Ｔｗｉを減算した値の増加、および、設定給湯温度から検出沸き上げ温度Ｔｗｏを減算した値の増加に伴って圧縮機１４の冷媒吐出能力が増加するように決定される。
【００７０】
また、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂへ出力される制御信号については、沸き上げ温度センサ２４により検出された検出沸き上げ温度Ｔｗｏ、検出入水温度Ｔｗｉ、および、操作パネル３０からの給湯温度設定信号に基づいて、予めヒートポンプ側制御装置２１に記憶された制御マップを参照して決定される。
【００７１】
具体的には、ヒートポンプサイクル１３のＣＯＰが略最大となるように、検出沸き上げ温度Ｔｗｏから検出入水温度Ｔｗｉを減算した値の増加、および、給湯温度設定信号から検出沸き上げ温度Ｔｗｏを減算した値の増加に伴って電気式膨張弁１６の絞り開度が小さくなるように決定される。
【００７２】
また、送風ファン１７ａへ出力される制御電圧については、外気温センサ２５により検出された検出外気温Ｔａｍに基づいて、予めヒートポンプ側制御装置２１に記憶された制御マップを参照して決定される。さらに、電動水ポンプ１２ａへ出力される制御信号については、検出沸き上げ温度Ｔｗｏが、操作パネル３０からの給湯温度設定信号に基づいて決定される目標沸き上げ温度に近づくようにフィードバック手法等によって決定される。
【００７３】
次に、ステップＳ９へ進み、ステップＳ８にて決定された制御状態が得られるように、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１より各種アクチュエータ１２ａ、１４ｂ、１６ｂ、１７ａに対して制御信号が出力されて、ステップＳ１０へ進む。
【００７４】
ステップＳ１０では、操作パネル３０からの給湯機停止信号がヒートポンプ側制御装置２１へ入力されている場合は、各種アクチュエータの作動を停止させて、システムを停止させる。一方、給湯機停止信号が入力されていない場合は、予め定めた制御周期の間待機した後、ステップＳ７に戻るようになっている。
【００７５】
従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０では、温度変化判定手段を構成する制御ステップＳ３にて、温度変化状態ではないと判定された場合、あるいは、温度安定判定手段を構成する制御ステップＳ６にて、温度安定状態へ移行したものと判定された場合は、以下の如く作動する。
【００７６】
まず、圧縮機１４から吐出された高温高圧の冷媒は、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂに流入して、電動水ポンプ１２ａによって貯湯タンク１１の下方側から水通路１５ａに流入した給湯水と熱交換する。これにより、給湯水が加熱され、加熱された給湯水は、貯湯タンク１１の上方側に貯留される。
【００７７】
この際、ヒートポンプサイクル１３では、冷媒として二酸化炭素を採用し、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、冷媒として代替フロン等を採用する場合に対して、高圧冷媒の温度を上昇させることができる。その結果、水−冷媒熱交換器１５において給湯水に放熱する熱量を増加させて給湯水の温度を高温化することができる。
【００７８】
一方、水−冷媒熱交換器１５から流出した高圧冷媒は、電気式膨張弁１６にて減圧される。電気式膨張弁１６にて減圧された冷媒は、蒸発器１７へ流入し、送風ファン１７ａから送風された外気から吸熱して蒸発する。そして、蒸発器１７から流出した冷媒は、圧縮機１４へ吸入されて、再び圧縮される。
【００７９】
この際、ヒートポンプサイクル１３のＣＯＰが略最大となるように、電気式膨張弁１６の絞り開度が制御されるので、ヒートポンプサイクル１３に継続的に高いＣＯＰを発揮させて、給湯水を加熱するために必要な動力を低減することができる。
【００８０】
さらに、本実施形態では、温度変化判定手段を構成する制御ステップＳ３にて、温度変化状態であると判定された場合、貯湯タンク側制御装置２０が、ヒートポンプサイクル１３の起動前に水圧送能力が略最大となるように、電動水ポンプ１２ａを作動させる。これにより、ヒートポンプサイクル１３の起動前に検出入水温度Ｔｗｉと検出タンク内水温度Ｔｗｂとを速やかに、略同等の温度とすることができる。
【００８１】
そして、検出入水温度Ｔｗｉと給湯水出口１１ａ近傍の給湯水温度とを同等となった後に、ヒートポンプ側制御装置２１が操作パネル３０の操作信号およびセンサ群２２〜２５等により検出された検出信号を用いて、圧縮機１４、電気式膨張弁１６および送風ファン１７ａといったヒートポンプサイクル１３構成機器の作動状態を決定する。
【００８２】
これにより、ヒートポンプサイクル１３の起動時に、ヒートポンプサイクル１３構成機器の作動状態を適切に決定することができる。その結果、ヒートポンプサイクル１３の起動時から適切なサイクルバランスに安定するまでの起動時間を十分に短縮化させることができる。
【００８３】
さらに、制御ステップＳ３では、検出入水温度Ｔｗｉおよび検出タンク内水温度Ｔｗｂを用いて、温度変化状態であるか否かを判定しているので、温度変化状態であることを容易に判定できる。また、制御ステップＳ４では、検出入水温度Ｔｗｉおよび検出タンク内水温度Ｔｗｂを用いて、温度安定状態へ移行したか否かを判定しているので、温度安定状態へ移行したことを容易に判定できる。
【００８４】
（第２実施形態）
第１実施形態では、制御ステップＳ３にて、温度変化状態であると判定された場合、ステップＳ４にて、水圧送能力が略最大となるように電動水ポンプ１２ａを作動させる例を説明したが、本実施形態では、図３のフローチャートに示すように、温度変化状態であると判定された場合に、ヒートポンプサイクル１３構成機器１４、１６および電動水ポンプ１２ａの作動状態を予め定めた基準作動状態に制御する例を説明する。
【００８５】
なお、図３では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。これは以下の実施形態でも同様である。
【００８６】
まず、本実施形態のステップＳ２では、検出入水温度Ｔｗｉおよびタンク内水温度Ｔｗｂのみならず、ステップＳ７と同様に、操作パネル３０の操作信号および他のセンサ群２４、２５等により検出された検出信号を読み込む。
【００８７】
また、ステップＳ４では、ステップＳ３にて、温度変化状態であると判定された場合、具体的に、貯湯タンク側制御装置２０が、ヒートポンプサイクル１３の起動前に水圧送能力が略最大となるように、電動水ポンプ１２ａを作動させる。さらに、ヒートポンプ側制御装置２１が、ヒートポンプサイクル１３の高圧側冷媒圧力が異常上昇してしまうことを回避できるように、圧縮機１４、電気式膨張弁１６を作動させる。
【００８８】
例えば、圧縮機１４については、ステップＳ２にて読み込まれた操作信号および検出信号に基づいてステップＳ８と同様に決定される冷媒吐出能力よりも、冷媒吐出能力が所定量低下するように決定し、電気式膨張弁１６については、ステップＳ８と同様に決定される絞り開度よりも、絞り開度が所定量増加するように決定する。その他のヒートポンプ式給湯機１０の構成および制御態様は、第１実施形態と同様である。
【００８９】
従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０を作動させると、ヒートポンプ式給湯機１０の起動時に温度変化状態であると判定された場合、貯湯タンク側制御装置２０が、水圧送能力が略最大となるように電動水ポンプ１２ａを作動させる。これにより、検出入水温度Ｔｗｉと検出タンク内水温度Ｔｗｂとを速やかに、略同等の温度とすることができる。
【００９０】
さらに、温度安定状態へ移行する前に、ヒートポンプサイクル１３を作動させても、ヒートポンプサイクル１３の高圧側冷媒圧力が異常上昇してしまうことを回避できる。しかも、温度安定状態へ移行する前に、既に、ヒートポンプサイクル１３を作動させているので、温度安定状態へ移行した後に、速やかにヒートポンプサイクル１３構成機器の作動状態を適切な状態へ近づけることができる。
【００９１】
その結果、ヒートポンプ式給湯機の起動時に、ヒートポンプサイクル１３の高圧側冷媒圧力が異常上昇してしまうことを回避できると同時に、起動時間を十分に短縮化させることができる。
【００９２】
（第３実施形態）
本実施形態では、第２実施形態に対して、図４のフローチャートに示すように、制御ステップＳ３における温度変化状態であるか否かの判定手法、および、制御ステップＳ６における温度安定状態へ移行したか否かの判定手法を変更している。
【００９３】
前述の如く、ヒートポンプ式給湯機１０の運転を長時間停止させていた場合、検出入水温度Ｔｗｉは外気温程度まで低下するものの、貯湯タンク１１内の給湯水温度は低下しにくく、検出タンク内水温度Ｔｗｂは検出入水温度Ｔｗｉに対して高い温度となる。
【００９４】
そこで、本実施形態の制御ステップＳ３では、経過時間メモリＭＴｉｍに記憶されている前回の運転終了時からの経過時間が予め定めた第２基準時間ＫＴｍ２以上の場合に、温度変化状態であると判定する。なお、第２基準時間ＫＴｍ２は、温度変化状態であることを判定できるように、予め実験的に求めておくことができる値である。
【００９５】
また、検出タンク内水温度Ｔｗｂは、貯湯タンク１１の給湯水出口１１ａ近傍の給湯水温度であるから、電動水ポンプ１２ａを作動させることによって、検出入水温度Ｔｗｉは、確実に検出タンク内水温度Ｔｗｂに近づく。
【００９６】
そこで、本実施形態の制御ステップＳ６では、ヒートポンプサイクル１３の起動時からの経過時間が予め定めた第１基準時間ＫＴｍ１以上の場合に、温度安定状態へ移行したと判定する。なお、第１基準時間ＫＴｍ１は、温度安定状態へ移行したことを判定できるように、予め実験的に求めておくことができる値である。
【００９７】
その他のヒートポンプ式給湯機１０の構成および制御態様は、第２実施形態と同様である。従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０を作動させると、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
しかも、温度変化状態であること、および、温度安定状態へ移行したことを、経過時間メモリＭＴｉｍの値および経過時間を用いて判定しているので、底部側水温センサ２２および入水温度センサ２３を廃止してもよい。これにより、ヒートポンプ式給湯機１０の製造コストを低減することもできる。
【００９９】
（第４実施形態）
本実施形態では、第２実施形態に対して、図５のフローチャートに示すように、制御ステップＳ３における温度変化状態であるか否かの判定手法を変更している。前述の如く、ヒートポンプ式給湯機１０の運転停止後に、ユーザが貯湯タンク１１内の給湯水を使用して貯湯タンク１１に低温の水道水が供給された場合、検出タンク内水温度Ｔｗｂは検出入水温度Ｔｗｉに対して低い温度となる。
【０１００】
そこで、本実施形態の制御ステップＳ３では、前回の運転終了時以降に貯湯タンク１１から出湯された湯量が記憶されている給湯水量メモリＭＶが予め定めた基準湯量ＫＶ以上の場合に、温度変化状態であると判定する。なお、基準湯量ＫＶは、温度変化状態であることを判定できるように、予め実験的に求めておくことができる値である。
【０１０１】
その他のヒートポンプ式給湯機１０の構成および制御態様は、第２実施形態と同様である。従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０を作動させると、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
（第５実施形態）
本実施形態では、第２実施形態のステップＳ４を廃止して、図６のフローチャートに示すように、ステップＳ４’に変更している。このステップＳ４’では、ステップＳ３にて温度変化状態であると判定された場合、検出入水温度Ｔｗｉの代わりに検出タンク内水温度Ｔｗｂを用いて、各種アクチュエータの作動状態を決定し、決定された制御状態が得られるように、各種アクチュエータに対して制御信号を出力する。
【０１０３】
例えば、圧縮機１４の電動モータ１４ｂへ出力される制御信号については、検出沸き上げ温度Ｔｗｏ、検出タンク内水温度Ｔｗｂ、および、操作パネル３０からの給湯温度設定信号に基づいて、予めヒートポンプ側制御装置２１に記憶された制御マップを参照して決定される。
【０１０４】
また、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂへ出力される制御信号については、沸き上げ温度センサ２４により検出された検出沸き上げ温度Ｔｗｏ、検出タンク内水温度Ｔｗｂ、および、操作パネル３０からの給湯温度設定信号に基づいて、予めヒートポンプ側制御装置２１に記憶された制御マップを参照して決定される。
【０１０５】
従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０では、ヒートポンプ式給湯機１０の起動時に温度変化状態であると判定された場合、検出タンク内水温度Ｔｗｂを用いて、ヒートポンプサイクル１３構成機器の作動状態を決定する。
【０１０６】
これにより、ヒートポンプサイクル１３の起動時に、ヒートポンプサイクル１３構成機器の作動状態を適切に決定することができる。その結果、ヒートポンプサイクル１３の起動時から適切なサイクルバランスに安定するまでの起動時間を十分に短縮化できる。
【０１０７】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
【０１０８】
（１）上述の各実施形態では、温度変化判定手段を構成する制御ステップＳ３における判定手法として種々の例を説明しているが、各実施形態で説明した判定手法を他の実施形態に適用してもよい。
【０１０９】
例えば、第１実施形態の制御ステップＳ３において、第３実施形態のように、経過時間メモリＭＴｉｍに記憶されている前回の運転終了時からの経過時間が、予め定めた第２基準時間ＫＴｍ２以上の場合に、温度変化状態であると判定してもよい。さらに、各実施形態で説明した判定手法を組み合わせて、少なくとも１つ以上の判定条件を満たしたときに、温度変化状態であると判定してもよい。
【０１１０】
このことは、温度安定判定手段を構成する制御ステップＳ６における判定手法についても同様である。つまり、第１実施形態の制御ステップＳ６において、第３実施形態のように、ヒートポンプサイクル１３の起動時からの経過時間が、予め定めた第１基準時間ＫＴｍ１以上となった場合に、温度安定状態へ移行したと判定してもよい。さらに、各実施形態で説明した判定手法を組み合わせてもよい。
【０１１１】
（２）上述の各実施形態では、圧縮機１４の電動モータ１４ｂへ出力される制御信号を、検出沸き上げ温度Ｔｗｏ、検出入水温度Ｔｗｉ、操作パネル３０からの給湯温度設定信号に基づいて、制御マップを参照して決定した例を説明したが、圧縮機１４の電動モータ１４ｂへ出力される制御信号の決定はこれに限定されない。
【０１１２】
例えば、蒸発器１７における冷媒蒸発温度が、沸き上げ温度Ｔｗｏ、外気温Ｔａｍ、および、操作パネル３０からの給湯温度設定信号に基づいて決定される目標蒸発温度に近づくように、圧縮機１４の電動モータ１４ｂへ出力される制御信号を決定してもよい。
【０１１３】
また、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂへ出力される制御信号についても、ヒートポンプサイクル１３の高圧側冷媒圧力が、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ流出冷媒の温度に基づいて、ヒートポンプサイクル１３のＣＯＰが略最大となるように決定される目標高圧に近づくように、決定してもよい。
【０１１４】
（３）上述の各実施形態では、圧縮機１１として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１４の形式はこれに限定されない。例えば、エンジン等を駆動源とするエンジン駆動式圧縮機を採用してもよい。また、圧縮機構として、固定容量型圧縮機構のみならず、可変容量型圧縮機構を採用してもよい。
【０１１５】
（４）上述の第２実施形態では、水通路１５ａを流れる給湯水の流れ方向と冷媒通路１５ｂを流れる冷媒の流れ方向が対向流となる水−冷媒熱交換器１５採用しているが、水通路１５ａを流れる給湯水の流れ方向と冷媒通路１５ｂを流れる冷媒の流れ方向が同一となる水−冷媒熱交換器１５を採用してもよい。
【０１１６】
この場合は、水通路１５ａから流出する給湯水の温度と冷媒通路１５ｂから流出する冷媒の温度とが略同等となるので、沸き上げ温度センサ２４として、冷媒通路１５ｂから流出する冷媒温度を検出する高圧冷媒温度センサを採用してもよい。
【０１１７】
（５）上述の各実施形態のヒートポンプサイクルでは、減圧手段として電気式膨張弁１６を採用した例を説明したが、減圧手段として、冷媒を減圧膨張させるノズル部から噴射する高速度の冷媒流により冷媒を内部に吸引して、吸引された冷媒と高速度の冷媒流を混合して昇圧させるエジェクタを採用してもよい。
【０１１８】
（６）上述の各実施形態では、冷媒として二酸化炭素を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。通常のフロン系冷媒、炭化水素系冷媒等を採用してもよい。さらに、ヒートポンプサイクル１３が、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上とならない亜臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
【０１１９】
（７）上述の実施形態では、ヒートポンプ式給湯機１０の給湯水を台所や風呂等に供給した例を説明したが、給湯水を用いて室内を暖房する暖房装置、床面を加熱する床暖房装置に給湯水を供給してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】第１実施形態のヒートポンプ式給湯機の全体構成図である。
【図２】第１実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】第３実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理を示すフローチャートである。
【図５】第４実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第５実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２１】
１１      貯湯タンク
１１ａ    給湯水出口
１２      水循環回路
１２ａ    電動水ポンプ
１３      ヒートポンプサイクル
１４      圧縮機
１５      水−冷媒熱交換器
１５ａ    水通路
１６      電気式膨張弁
１７      蒸発器
２０ａ    圧送能力制御手段
２１      ヒートポンプ側制御装置
２２      底部側水温センサ
２３      入水温度センサ
Ｓ３      温度変化判定手段
Ｓ６      温度安定判定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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