(57)【要約】【課題】給湯用熱媒体がタンク及びヒートポンプ式加熱装置を循環する加熱用回路に配管加熱用のヒータやバイパス通路を備えないで、かつタンクの湯を冷やしてしまうことなく、回路構成部品の凍結を防止できる給湯装置を提供する。【解決手段】給湯装置１００は、圧縮機１と、給湯用熱媒体を加熱するヒートポンプユニット１０と、加熱された給湯用熱媒体を貯えるタンク１１と、加熱用回路１４と、加熱用回路１４の配管に対して凍結防止運転を実施するヒートポンプ制御装置６と、を備える。ヒートポンプ制御装置６は、凍結防止運転条件が成立した場合に、加熱用回路１４に給湯用熱媒体を循環させない状態で、４分から９分の範囲に含まれる所定時間、圧縮機１を運転する凍結防止運転を実施する。【選択図】図２
2014214976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吐出してヒートポンプ式冷凍サイクルに前記冷媒を循環させる圧縮機（１）と、
前記ヒートポンプ式冷凍サイクルを循環する冷媒の放熱作用によって給湯用熱媒体を加熱するヒートポンプ式加熱装置（１０）と、
給湯端末への出湯に使用するために前記ヒートポンプ式加熱装置によって加熱された前記給湯用熱媒体を貯えるタンク（１１）と、
前記タンク及び前記ヒートポンプ式加熱装置が設けられる回路であって、前記ヒートポンプ式加熱装置による前記給湯用熱媒体の加熱運転時に前記給湯用熱媒体が循環する加熱用回路（１４）と、
前記加熱用回路の少なくとも一部に対して凍結防止を必要とする凍結防止運転条件が成立した場合に、凍結防止運転を実施する制御装置（６）と、
を備え、
前記制御装置は、前記凍結防止運転条件が成立した場合に、前記加熱用回路に前記給湯用熱媒体を循環させない状態で、４分から９分の範囲に含まれる所定時間、前記圧縮機を運転する前記凍結防止運転を実施することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記凍結防止運転条件が成立した場合に、前記加熱用回路において前記給湯用熱媒体を循環させない状態で、５分間、前記圧縮機を運転する前記凍結防止運転を実施することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記ヒートポンプ式加熱装置は、加熱能力が４．５ｋＷまたは６．０ｋＷに設定された装置であり、
前記加熱用回路を構成する配管の表面積は、０．６ｍ２から０．７ｍ２の範囲に設定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを用いたヒートポンプ式加熱装置によって加熱された給湯用熱媒体をタンクに貯え、この給湯用熱媒体の熱を用いて給湯端末へ出湯する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンク及びヒートポンプ式加熱装置を含む回路に水を循環させることによって、タンク下部から取り出された水をヒートポンプ式加熱装置で加熱した後、タンク上部に戻すことを繰り返す給湯装置が知られている。このような給湯装置においては、冬季に、回路を構成する配管が凍結して破損に至ることがある。
【０００３】
特許文献１には、この配管凍結を防止するために、水が循環する加熱用回路にタンクを迂回するバイパス通路を設ける給湯装置が開示されている。この給湯装置では、外気温度が低く配管凍結の可能性が高くなると、加熱用回路に設けた三方弁を切り換え、ヒートポンプ式加熱装置で加熱された水をタンクに戻さないでバイパス通路に流し、再びヒートポンプ式加熱装置で加熱する。これにより、水は、バイパス通路とヒートポンプ式加熱装置とを循環し続ける間に加熱されて温度上昇するので、配管の凍結を防止することができる。
【０００４】
また、特許文献１のようなタンクを迂回するバイパス通路を持っていない給湯装置では、配管凍結防止のための手段として、ヒータによって配管自体を加熱する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１３８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなバイパス通路を持っていない給湯装置では、循環用のポンプを運転してタンクの水を加熱用回路に循環させることによって配管を温めることができるが、加熱用回路を流れることで冷やされた水が再びタンク上部からタンク内に流入することになる。このため、高温に沸き上げたタンク内部の湯の温度を下げてしまうという問題がある。また、既設の給湯装置における加熱用回路を交換する必要が生じたときに、ヒータ付きの装置やバイパス通路を備える装置に交換することができない場合には、配管凍結防止機能を有する給湯装置を提供することができない。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑みてなされ、給湯用熱媒体がタンク及びヒートポンプ式加熱装置を循環する加熱用回路に配管加熱用のヒータやバイパス通路を備えないで、かつタンクの湯を冷やしてしまうことなく、回路構成部品の凍結を防止できる給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、給湯装置に係る開示発明は、冷媒を吐出してヒートポンプ式冷凍サイクルに冷媒を循環させる圧縮機（１）と、ヒートポンプ式冷凍サイクルを循環する冷媒の放熱作用によって給湯用熱媒体を加熱するヒートポンプ式加熱装置（１０）と、給湯端末への出湯に使用するためにヒートポンプ式加熱装置によって加熱された給湯用熱媒体を貯えるタンク（１１）と、タンク及びヒートポンプ式加熱装置が設けられる回路であって、ヒートポンプ式加熱装置による給湯用熱媒体の加熱運転時に給湯用熱媒体が循環する加熱用回路（１４）と、加熱用回路の少なくとも一部に対して凍結防止を必要とする凍結防止運転条件が成立した場合に、凍結防止運転を実施する制御装置（６）と、を備え、
制御装置は、凍結防止運転条件が成立した場合に、加熱用回路に給湯用熱媒体を循環させない状態で、４分から９分の範囲に含まれる所定時間、圧縮機を運転する凍結防止運転を実施することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、制御装置は凍結防止運転において、加熱用回路に給湯用熱媒体を循環させないため、タンクに加熱用回路の配管等を温めて冷えた熱媒体が流入してタンク内の温度が低下することを回避できる。凍結防止運転では、圧縮機を予め定めた時間運転することにより、冷媒の放熱作用により加熱用回路中の熱媒体が加熱されることになる。加熱された熱媒体は、熱伝導や自然対流によって、冷媒から吸熱した熱を加熱用回路内に伝達、拡大していくので、加熱用回路において加熱される範囲が徐々に広がり、高い温度上昇効果が得られる。さらに、圧縮機の運転時間を４分から９分の範囲に含まれる所定時間に設定することにより、凍結防止のための加熱用回路構成部品の必要な温度上昇が得られ、かつ従来のヒータによる加熱の場合に比べて消費電力を抑制することができる。
【００１０】
したがって、この発明によれば、配管加熱用のヒータやバイパス通路を有しないで、かつタンクの湯を冷やしてしまうことなく、回路構成部品の凍結を防止できる給湯装置を提供することができる。
【００１１】
なお、上記各手段及び特許請求の範囲における括弧内の符号は、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している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】開示発明の一実施形態に係る給湯装置を示す構成図である。
【図２】実施形態に係る凍結防止制御を示すフローチャートである。
【図３】実施形態に係る凍結防止制御を示すタイミングチャートである。
【図４】凍結防止制御に関して、凍結防止運転時間と消費電力の関係を示したグラフである。
【図５】配管加熱用ヒータの消費電力に対する凍結防止運転時間の効果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態）
本発明の一実施形態である給湯装置について図１〜図５を用いて説明する。給湯装置１００は、所定の条件が成立した場合に、加熱用回路１４を構成する配管の少なくとも一部に対して凍結防止する凍結防止運転を実施する。
【００１４】
図１に示すように、給湯装置１００は、ヒートポンプユニット１０と、ヒートポンプユニット１０によって加熱された給湯用熱媒体を貯えるタンク１１、配管、各種弁等を含むタンクユニットと、を備えている。ヒートポンプユニット１０は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを循環する冷媒の放熱作用によって給湯用熱媒体を加熱するヒートポンプ式加熱装置である。なお、この実施形態では、給湯用熱媒体の一例として水を採用し、以下、給湯用熱媒体は、水であるとして説明する。
【００１５】
給湯装置１００の制御部は、給湯操作リモコン１９から命令信号を受信してタンクユニットの作動を制御するタンク制御装置１２と、タンク制御装置１２と情報通信してヒートポンプユニット１０等を制御するヒートポンプ制御装置６と、を有して構成されている。
【００１６】
ヒートポンプユニット１０は、少なくとも圧縮機１、水・冷媒熱交換器２、膨張弁３、蒸発器４等の冷凍サイクル機能部品が配管で環状に接続されるヒートポンプ式冷凍サイクルによって構成されている。さらに、蒸発器４の近傍には、蒸発器に対して強制風を提供する送風機５が設けられる。さらに、ヒートポンプユニット１０は、には、蒸発器４で冷却される強制風の温度である外気温度を検出する温度センサ３１が設けられている。ヒートポンプ式冷凍サイクルには、圧縮機１の出口の冷媒温度を検出する吐出冷媒温度センサ３０が設けられている。
【００１７】
この実施形態のヒートポンプユニット１０は、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素を使用することにより、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧以上になる超臨界ヒートポンプサイクルを構成する。ヒートポンプユニット１０は、給湯用熱媒体を加熱する加熱能力が４．５ｋＷまたは６．０ｋＷに設定された装置である。
【００１８】
ヒートポンプユニット１０のヒートポンプサイクルを超臨界ヒートポンプサイクルで構成した場合、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温、例えば、８５℃〜９０℃程度の湯をタンク１１内に蓄えることができる。ヒートポンプユニット１０は、ヒートポンプ制御装置６からの制御信号により作動するとともに、その作動状態をヒートポンプ制御装置６に出力するように構成されている。ヒートポンプユニット１０は、料金設定の安価な深夜時間帯の深夜電力を利用してタンク１１内の湯を沸き上げる沸き上げ運転、及び深夜時間帯以外の時間帯にもタンク１１内の貯湯熱量が不足してくると所定の制御仕様に基づいた沸き上げ運転を行う。
【００１９】
ヒートポンプ制御装置６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポートの機能を有し、マイクロコンピュータを内蔵している。ヒートポンプ制御装置６は、給湯操作リモコン１９で命令された給湯運転情報をタンク制御装置１２を介して受信する。ヒートポンプ制御装置６は、各種センサの検出情報に基づいてヒートポンプユニット１０が沸き上げる湯の温度が目標とする値となるようにヒートポンプユニット１０に含まれる可変式の膨張弁３の開度や圧縮機１の吐出容量等を制御する。各種センサは、吐出冷媒温度センサ３０、温度センサ３１、入口水温サーミスタ３２、出口水温サーミスタ３３等である。
【００２０】
給湯操作リモコン１９は、ユーザーが給湯装置１００を使用して、湯張り等の出湯、追焚き等を行うときに操作する操作盤であり、各操作スイッチや表示部が設けられている。給湯操作リモコン１９は、浴室内やキッチンなどの湯を使用する場所の壁面に設置されている。例えば、給湯操作リモコン１９に設けた風呂自動運転スイッチが操作されると、タンク制御装置１２は、浴槽水の温度を風呂設定温度に、浴槽水量を設定湯量に維持するように、必要に応じて追焚き運転、風呂熱回収運転、湯張り、たし水等を実行する。また、ヒートポンプ制御装置６は、ヒートポンプ制御装置６に電源が投入されているときに凍結防止運転条件が成立すると、後述する凍結防止運転を実施する。
【００２１】
タンク制御装置１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポートの機能を有し、マイクロコンピュータを内蔵している。タンク制御装置１２は、給湯操作リモコン１９、給水温サーミスタ３４、給湯温サーミスタ３５、タンク水温サーミスタ３６ａ〜３６ｅ等からの各種情報、及び流量カウンタ等からの流量情報を受信する。タンク制御装置１２は、リモコンからの命令信号、温度情報、流量情報に基づいて、循環用のポンプ１３、混合弁２０等の制御を実施して、給湯端末に出湯するように構成されている。
【００２２】
タンク１１は耐食性に優れた金属製、例えばステンレス製の容器であり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、給湯用の湯を長時間に渡って保温することができる。タンク１１は縦長形状であり、その底面には導入口が設けられ、この導入口にはタンク１１内に水道水を導入する給水経路である導入管１５が接続されている。導入口の上流側には、給水温サーミスタ３４および流量カウンタ（図示せず）が設けられ、この温度情報および流量情報はタンク制御装置１２に出力される。また、導入口の上流側には、導入管１５を流れてくる水道水の水圧を所定圧に減圧する減圧弁（図示せず）が設けられている。
【００２３】
タンク１１の外壁面には、複数のタンク水温サーミスタが設けられ、タンク上部から下部に向けて順に、タンク水温サーミスタ３６ａ，３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅが並んでいる。タンク水温サーミスタ３６ａ〜３６ｅは、例えば、タンク内の最上部から貯まる水量が上部から順に２０Ｌ、５０Ｌ、９０Ｌ、１３０Ｌ、１６５Ｌとなるように配置されている。タンク水温サーミスタ３６ａ〜３６ｅは、タンク１１内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報をタンク制御装置１２に出力するように構成されている。このタンク水温サーミスタ３６ａ〜３６ｅからの温度情報に基づいて、タンク１１内の上部の沸き上げられた温水とタンク内の下部の沸き上げられる前の水との温度境界位置を検出することができる。例えば、あるタンク水温サーミスタの検出温度が貯湯熱量として使用できる所定温度（例えば５０℃）を超えていた場合は、タンク内の最上部からそのタンク水温サーミスタの位置までは給湯に使用できる湯が貯まっていることになる。
【００２４】
タンク１１の上部には上部導出口が設けられている。この上部導出口はタンク１１内の湯を導出するための給湯経路である給湯配管１７に連通している。給湯配管１７は、手洗い栓、シャワー、浴槽等の給湯端末と上部導出口とを接続する配管である。
【００２５】
給湯配管１７には、導入管１５から分岐した給水配管１６の下流端が接続されている。この接続部には混合弁２０が設けられている。混合弁２０は、下流側にある給湯端末に送る温水の温度を例えば設定温度等の適温状態にするために、給湯配管１７を流れる温水の量と給水配管１６を介して供給される水の量との比率を制御して温水と水を混合させる。混合弁２０の出口側の配管には給湯水の温度を検出する給湯温サーミスタ３５が設けられている。タンク制御装置１２は、給湯温サーミスタ３５及び流量カウンタにより検出された情報を用いて、混合弁２０の開度を制御する。
【００２６】
タンク１１の下面には、タンク１１内の水を吸い出すための流出口が設けられている。タンク１１の上面には、ヒートポンプユニット１０によって沸き上げた高温の湯をタンク内に流入させる流入口が設けられている。この流出口と流入口は、戻り配管や往き配管で構成される加熱用回路１４によって連通されている。ヒートポンプユニット１０内に配置された加熱装置は、水・冷媒熱交換器２である。水・冷媒熱交換器２の水通路２ｂは、加熱用回路１４の一部を構成している。
【００２７】
加熱用回路１４は、ヒートポンプユニット１０の上流側でヒートポンプユニット１０とタンク１１との間に強制循環手段である循環用のポンプ１３を備えている。加熱用回路１４は、ヒートポンプユニット１０による給湯用水の加熱運転時（沸き上げ運転時）にタンク１１内の水が循環する回路である。ポンプ１３は、ヒートポンプユニット１０が沸き上げる湯温が目標とする値となるように、ヒートポンプ制御装置６によって回転数が制御される。
【００２８】
加熱用回路１４の水・冷媒熱交換器２の入口付近には、水・冷媒熱交換器２に流入する水の温度を検出する入口水温サーミスタ３２が設けられている。加熱用回路１４の水・冷媒熱交換器２の出口付近には、水・冷媒熱交換器２を通過した後の水の温度を検出する出口水温サーミスタ３３が設けられている。水・冷媒熱交換器２は、水通路２ｂに流入させたタンク１１内の下部の水を、冷媒通路２ａを流れる高温冷媒との熱交換によって加熱した後、タンク１１内の上部に戻すことにより、タンク１１内に上部に高温湯の層を形成する。
【００２９】
次に、図２及び図３を参照しながら、給湯装置１００による凍結防止制御について説明する。凍結防止制御は、ヒートポンプ制御装置６に電源が投入されている状態で開始される。凍結防止制御は、主にヒートポンプ制御装置６によって実施される。
【００３０】
図２のフローチャートに示すように、まずステップ１０で、加熱用回路１４に存在する水の温度が、凍結防止運転を必要とする温度であるか否かを判定する。ここでは、その一例として、当該水温が４℃以下であれば、凍結防止運転を必要とする温度であると判定する。このステップ１０は、凍結防止運転が必要な温度であると判定されるまで繰り返される。
【００３１】
ステップ１０でＹＥＳと判定されると、凍結防止運転条件が成立したことになる。また、凍結防止運転条件の判定に用いる水温は、入口水温サーミスタ３２によって検出することができる。また、当該水温が４℃以下の状態が一定時間、例えば１２秒間継続した場合に凍結防止運転条件が成立したと判定するようにしてもよい。また、圧縮機１の作動が明らかに異常でないことも凍結防止運転条件成立の要件となる。
【００３２】
ステップ１０で凍結防止運転条件が成立したと判定すると、ステップ２０で、圧縮機１の運転を開始し、所定の回転数（ｒｐｍ）に制御するとともに、膨張弁３を第１所定開度（％）に制御する。さらに、ステップ３０で、送風機５を停止し、ポンプ１３を停止する処理を実行し、凍結防止運転を開始する。これらの処理により、タンク１１の水が加熱用回路１４に循環しない状態、つまり、タンク１１内の下部に貯えられた水がタンク１１内の上部に戻ることがない状態で、圧縮機１から吐出された冷媒が水・冷媒熱交換器２で放熱するようになる。また、所定回転数は、低速に設定され、例えば、圧縮機１について制御可能な予め定めた回転数の範囲のうち、下限回転数に設定してもよいし、最低レベルとして設定された所定の範囲に含まれる回転数に設定してもよい。
【００３３】
また、第１所定開度は、沸き上げ運転等における通常時の開度（例えば、後述する第２所定開度）よりも大きな開度であるため、凍結防止運転では、水・冷媒熱交換器２における冷媒の圧力を通常時よりも低く設定する。これにより、凍結防止運転では、通常時よりも水・冷媒熱交換器２における冷媒からの放熱量が抑制されたものになる。したがって、凍結防止運転では、冷媒からは加熱用回路１４における構成部品（配管、機能部品等）の凍結を防止できるだけの加熱量が提供されるので、余分な加熱量の提供を抑制し、圧縮機１の運転による消費電力を抑制する制御が行われる。
【００３４】
また、第１所定開度は、図３に示すように、あらかじ定めた時間継続し、その後、徐々に小さくし、第２所定開度に維持するようにしてもよい。
【００３５】
この凍結防止運転は、運転開始から、予め定めた所定時間が経過するまで継続される。この所定時間については、４分から９分の範囲に含まれる予め定めた時間に設定するものである。この所定時間継続する凍結防止運転により、冷媒からの放熱が水・冷媒熱交換器２の水通路２ｂに存在する水に伝達され、熱伝導、自然対流等の伝熱形態を通じて、加熱用回路１４の少なくとも一部を構成する構成部品が温められる。このように、凍結防止運転によれば、強制的に流動する冷媒の放熱作用により、強制的には流動しない加熱用回路１４中の水が温められることで、加熱用回路１４の少なくとも一部が凍結防止されるのである。
【００３６】
ステップ４０で予め定めた所定時間が経過したと判定すると、ステップ５０で圧縮機１の運転を停止し、第１所定開度よりも小さい第２所定開度（％）に膨張弁３を制御して、一旦、凍結防止運転を停止する。そして、再びステップ１０に戻り、前述した凍結防止制御の各処理を繰り返し実行し、凍結防止運転条件が成立した場合には、凍結防止運転を再開する。
【００３７】
次に、図４を参照して、凍結防止制御に関して凍結防止運転時間と消費電力の関係を検討した結果を説明する。図４に示すグラフでは、前述した従来技術の一つであるヒータによる配管等の加熱によって消費される電力を１．００とした場合に対する、実施形態の凍結防止運転を行う時間毎の消費電力を消費電力比として示している。また、検討した給湯装置１００は、加熱能力が、４．５ｋＷであるヒートポンプユニット１０、６．０ｋＷであるヒートポンプユニット１０のそれぞれについて、加熱用回路１４を構成する配管の表面積が０．６ｍ２から０．７ｍ２の範囲に設定した装置である。
【００３８】
検証したデータは、凍結防止運転が０分、５分、１０分の場合である。図４には、これらの検証データを白抜き丸でプロットし、これらプロットに相関する直線を実線で示している。消費電力比１．００を示す破線は、上記のヒータ加熱による消費電力を示すラインである。
【００３９】
凍結防止運転４分を示す縦の破線は、それ未満の時間では凍結防止効果が得られないと判定した結果を示す下限運転時間である。したがって、検証の結果、開示発明が目的とする凍結防止効果を得るには、上記の検討した給湯装置１００について少なくとも４分の凍結防止運転が必要であることがわかった。
【００４０】
この４分の下限運転時間以上であれば、凍結防止効果は得られることは確認できたが、一方で、消費電力の低減の観点から、上限時間を規定することができる。この点について、消費電力比が１．００未満であることが必要であることから、破線で示した９分の凍結防止時間の上限ラインを確認することができた。
【００４１】
以上により、給湯装置１００によれば、ヒートポンプ制御装置６は、凍結防止運転条件が成立した場合に、加熱用回路１４に給湯用熱媒体を循環させない状態で、４分から９分の範囲に含まれる所定時間、圧縮機１を運転する凍結防止運転を実施する。
【００４２】
４分未満の凍結運転時間では、加熱用回路１４の水を凍結防止できるレベルに昇温することができず、さらに９分を超える凍結防止時間では省電力の点で効果が低い運転となる。そこで、実施形態の凍結防止制御によれば、圧縮機１の運転時間を４分から９分の範囲に含まれる所定時間とすることにより、凍結防止のために加熱用回路１４の構成部品の必要な温度上昇が得られ、かつ従来のヒータ加熱の場合に比べて消費電力を抑制できる。
【００４３】
ヒートポンプ制御装置６は、凍結防止運転において、加熱用回路１４に給湯用熱媒体を循環させないため、タンク１１に加熱用回路１４の配管等を温めることで冷えた熱媒体が流入してタンク１１内の温度が低下することを回避できる。この凍結防止運転では、圧縮機１を上記の所定時間運転することにより、冷媒の放熱作用により加熱用回路１４中の熱媒体を十分に加熱することができる。加熱された熱媒体は、熱伝導や自然対流によって、冷媒から吸熱した熱を加熱用回路１４内に伝達、拡大していくので、加熱用回路１４において加熱される範囲が徐々に広がり、高い温度上昇効果が図れる。この凍結防止制御によれば、従来のような配管加熱用のヒータやバイパス通路を有しないで、かつタンク１１の湯を冷やしてしまうことない、加熱用回路１４の構成部品の凍結を防止できる給湯装置１００を提供できる。
【００４４】
また、上記の凍結防止制御によれば、すでに設置されている給湯装置を交換する場合に、互換性が高い給湯装置１００を提供することができる。
【００４５】
次に、図５を参照して、従来のヒータ加熱の消費電力に対する凍結防止運転時間の効果を検証した結果を説明する。また、検討した給湯装置１００は、加熱能力が、４．５ｋＷであるヒートポンプユニット１０、６．０ｋＷであるヒートポンプユニット１０のそれぞれについて、加熱用回路１４を構成する配管の表面積が０．６ｍ２から０．７ｍ２の範囲に設定した装置である。
【００４６】
この検証では、外気温度が−１０℃以上に設定した５件の所定の温度（−１０℃、−５℃、−３℃、−０℃、４℃）について、凍結防止運転時間１０分、凍結防止運転時間５分のそれぞれにおける消費電力比を調べた。白抜き丸を結んだ実線は、従来のヒータ加熱による消費電力を示すラインであり、これを１．００としている。凍結防止運転時間１０分、５分の各消費電力比は、従来のヒータ加熱による消費電力を１．００とした場合の比である。
【００４７】
図５には、凍結防止運転時間１０分の検証データを白抜き三角でプロットし、凍結防止運転時間５分の検証データを白抜き四角でプロットし、それぞれのプロットに相関する直線を実線で示している。
【００４８】
図５からわかるように、凍結防止運転時間１０分では、外気温度が−５℃以下の低温時において、消費電力比が１．００を超えるため、従来のヒータ加熱に対して省電力効果が得られないことが確認できた。一方、凍結防止運転時間５分では、外気温度が−１０℃の低温時においては、従来のヒータ加熱に対して省電力効果が得られないが、−５℃以上の広い実使用範囲の温度で従来のヒータ加熱に対して大きな省電力効果が得られることが確認できた。
【００４９】
以上により、給湯装置１００によれば、ヒートポンプ制御装置６は、凍結防止運転条件が成立した場合に、加熱用回路１４に給湯用熱媒体を循環させない状態で、５分間、圧縮機１を運転する凍結防止運転を実施することが好ましい。
【００５０】
これによれば、前述した４分から９分の範囲に含まれる所定時間、凍結防止運転を実施することの作用効果に加え、さらに、省電力効果と凍結防止効果の両面についてバランスのとれた凍結防止制御を提供できる。また、凍結防止運転を５分間とすることにより、水・冷媒熱交換器２や冷媒吐出温度が過剰に高温になること、圧縮機１の吐出冷媒が高圧になり不安定な運転状態になること等を抑制することができる。
【００５１】
また、ヒートポンプユニット１０は、加熱能力が４．５ｋＷまたは６．０ｋＷに設定された装置である。加熱用回路１４を構成する配管の表面積は、０．６ｍ２から０．７ｍ２の範囲に設定されている。この装置仕様によれば、上記の、タンク１１の湯を冷やしてしまうことなく加熱用回路１４の構成部品の凍結を防止できる給湯装置１００をさらに確実に提供することができる。
【００５２】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００５３】
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００５４】
上記実施形態では、凍結防止運転を制御する制御装置は、ヒートポンプ制御装置６であるが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、凍結防止運転を制御する制御装置は、タンク制御装置１２、またはヒートポンプ制御装置６及びタンク制御装置１２を統合するシステム制御装置によって構成してもよい。
【００５５】
上記実施形態では、ヒートポンプユニット１０は、給湯用熱媒体である水を沸き上げて生成した給湯用水を直接タンク１１に供給するが、本発明に係る加熱装置は、このような形態に限定されない。例えば、ヒートポンプユニット１０は、何らかの給湯用熱媒体を沸き上げ、この熱媒体をタンク１１に直接供給するのではなく、熱媒体の熱量をタンク１１に貯えられる給湯用水に対して熱交換器等を介して与える形態でもよい。
【００５６】
また、ヒートポンプユニット１０のヒートポンプサイクルを流れる作動冷媒は、二酸化炭素に限定されるものではなく、フロン等の他の冷媒であってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…圧縮機
６…ヒートポンプ制御装置（制御装置）
１０…ヒートポンプユニット（ヒートポンプ式加熱装置）
１１…タンク
１４…加熱用回路
【図１】
2014214976.tif 000003
【図２】
2014214976.tif 000004
【図３】
2014214976.tif 000005
【図４】
2014214976.tif 000006
【図５】
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