(57)【要約】【課題】複数のヒートポンプサイクルにて給湯水を加熱するヒートポンプ式給湯機において、給湯水を圧送する水ポンプの吐出揚程不足を抑制しつつ、貯湯タンク内に低温の給湯水が流入してしまうことの抑制を図る。【解決手段】複数の水ポンプ２８ａ〜２８ｄの最低回転数Ｎｐｍｉｎを決定する最低水圧送能力決定手段が、最低回転数Ｎｐｍｉｎとなっている水ポンプが吐出揚程不足とならない範囲で最低回転数Ｎｐｍｉｎを決定するとともに、複数の水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数の平均値Ｎｐａｖｅの低下に伴って、最低回転数Ｎｐｍｉｎを低下させる。これにより、水ポンプの吐出揚程不足を抑制しつつ、貯湯タンク２０内に低温の給湯水が流入してしまうことを抑制する。【選択図】図３
2014202368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯水を加熱する複数のヒートポンプサイクル（１０ａ〜１０ｄ）と、
前記複数のヒートポンプサイクル（１０ａ〜１０ｄ）にて加熱された給湯水を貯湯する貯湯タンク（２０）とを備え、
前記複数のヒートポンプサイクル（１０ａ〜１０ｄ）は、それぞれ高温冷媒と給湯水とを熱交換させて前記給湯水を加熱する水−冷媒熱交換器（１２ａ〜１２ｄ）を有しており、
それぞれの前記水−冷媒熱交換器（１２ａ〜１２ｄ）にて前記給湯水を流通させる水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）が、前記貯湯タンク（２０）に対して互いに並列的に接続されているヒートポンプ式給湯機であって、
さらに、それぞれの前記水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）へ前記給湯水を圧送する複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）と、
前記複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力を制御する水圧送能力制御手段と、
前記複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）を決定する最低水圧送能力決定手段（Ｓ４３）とを備え、
前記水圧送能力制御手段は、前記複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力が最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）以上となるように前記複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の作動を制御するものであり、
前記最低水圧送能力決定手段（Ｓ４３）は、前記複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力の平均値（Ｎｐａｖｅ）の低下に伴って、前記最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）を低下させるように決定するものであることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
さらに、前記貯湯タンク（２０）から給湯水を流出させる流出用配管（２３）と、
前記流出用配管（２３）から流出する給湯水の流れを分流して、それぞれの前記水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）側へ流出させる分流部（２４）とを備えることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
さらに、それぞれの前記水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）から流出した給湯水の流れを合流させる合流部（２５）と、
前記合流部（２５）から流出した冷媒を前記貯湯タンク（２０）側へ導く流入用配管（２６）と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】
前記水圧送能力制御手段は、それぞれの前記水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）から流出した前記給湯水の沸上温度が目標沸上温度（Ｔｗｏｔ）に近づくように、前記複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
前記最低水圧送能力決定手段（Ｓ４３）は、前記複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の回転数、前記複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）へ印加される印加電圧、および前記複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）へ印加される印加電流のうち少なくとも一つを前記水圧送能力として用いるものであることを特徴とする請求項１ないし４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、複数のヒートポンプサイクルに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、ヒートポンプサイクルの水−冷媒熱交換器にて圧縮機から吐出された高温高圧冷媒と給湯水とを熱交換させて給湯水を加熱し、加熱された給湯水を貯湯タンクに貯湯するヒートポンプ式給湯機が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、水−冷媒熱交換器の水通路へ給湯水を圧送する水ポンプと、水−冷媒熱交換器の水通路から流出した給湯水の沸上温度を検出する沸上温度検出手段とを備え、この沸上温度検出手段によって検出された沸上温度が目標沸上温度に近づくように水ポンプの回転数（水圧送能力）を制御するヒートポンプ式給湯機が開示されている。
【０００４】
より具体的には、この特許文献１のヒートポンプ式給湯機では、例えば、沸上温度検出手段によって検出された沸上温度が目標沸上温度よりも低いときには、水ポンプの水圧送能力を低下させることによって沸上温度を上昇させて、貯湯タンク内に低温の給湯水が流入してしまうことを抑制している。
【０００５】
また、特許文献２には、複数のヒートポンプサイクルを備え、それぞれのヒートポンプサイクルの水−冷媒熱交換器の水通路を貯湯タンクに対して並列的に接続し、さらに、それぞれの水−冷媒熱交換器の水通路へ給湯水を圧送する複数の水ポンプを設けたヒートポンプ式給湯機が開示されている。
【０００６】
この特許文献２のヒートポンプ式給湯機では、複数のヒートポンプサイクルにて給湯水を加熱することによって、１つのヒートポンプサイクルにて給湯水を加熱する構成のヒートポンプ式給湯機よりも給湯水の加熱能力を向上させて、一時に大量の給湯水を加熱することができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１４７１０８号公報
【特許文献２】特開２００６−２９６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献２のヒートポンプ式給湯機では、単に複数のヒートポンプサイクルの水−冷媒熱交換器の水通路を貯湯タンクに対して並列的に接続しているだけなので、一部のヒートポンプサイクルの加熱能力が低下してしまうと、加熱能力が低下した一部のヒートポンプサイクルにて充分に昇温されなかった低温の給湯水が貯湯タンク内に流入してしまうおそれがある。
【０００９】
これに対して、特許文献２のヒートポンプ式給湯機において、それぞれの水ポンプの水圧送能力を特許文献１と同様に制御することで、貯湯タンク内に低温の給湯水が流入してしまうことを抑制する手段が考えられる。しかしながら、特許文献２のヒートポンプ式給湯機において、それぞれの水ポンプの水圧送能力を特許文献１と同様に制御すると、それぞれの水ポンプの水圧送能力が異なってしまうことがある。
【００１０】
例えば、一部のヒートポンプサイクルの蒸発器に着霜が生じた際に、サイクルを循環する冷媒の有する熱を用いてこれを除霜する除霜運転を行うと、この一部のヒートポンプサイクルにおける給湯水の加熱能力が低下する。従って、この一部のヒートポンプサイクルに適用された水ポンプの水圧送能力を、他のヒートポンプサイクルに適用された水ポンプの水圧送能力よりも低下させなければならない。
【００１１】
ところが、一部の水ポンプの水圧送能力を低下させてしまうと、この水ポンプの吐出揚程が給湯水を圧送するために必要な必要吐出揚程（作動点）よりも低くなってしまい（すなわち、吐出揚程不足となってしまい）、当該水ポンプが給湯水を圧送できなくなってしまうことがある。
【００１２】
さらに、水ポンプが吐出揚程不足となって給湯水を圧送できなくなってしまうと、当該水ポンプが適用されたヒートポンプサイクルの水−冷媒熱交換器では、高温高圧冷媒が給湯水に放熱できなくなってしまうので、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。このような高圧側冷媒圧力の異常上昇は、圧縮機等のサイクル構成機器の耐久寿命に悪影響を及ぼす原因となる。
【００１３】
上記点に鑑み、本発明では、複数のヒートポンプサイクルにて給湯水を加熱するヒートポンプ式給湯機において、給湯水を圧送する水ポンプの吐出揚程不足を抑制しつつ、貯湯タンク内に低温の給湯水が流入してしまうことの抑制を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、給湯水を加熱する複数のヒートポンプサイクル（１０ａ〜１０ｄ）と、複数のヒートポンプサイクル（１０ａ〜１０ｄ）にて加熱された給湯水を貯湯する貯湯タンク（２０）とを備え、複数のヒートポンプサイクル（１０ａ〜１０ｄ）は、それぞれ高温冷媒と給湯水とを熱交換させて給湯水を加熱する水−冷媒熱交換器（１２ａ〜１２ｄ）を有しており、それぞれの水−冷媒熱交換器（１２ａ〜１２ｄ）にて給湯水を流通させる水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）が、貯湯タンク（２０）に対して互いに並列的に接続されているヒートポンプ式給湯機であって、
さらに、それぞれの水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）へ給湯水を圧送する複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）と、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力を制御する水圧送能力制御手段と、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）を決定する最低水圧送能力決定手段（Ｓ４３）とを備え、
水圧送能力制御手段は、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力が最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）以上となるように複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の作動を制御するものであり、最低水圧送能力決定手段（Ｓ４３）は、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力の平均値（Ｎｐａｖｅ）の低下に伴って、最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）を低下させるように決定するものであることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力が最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）以上となるように複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の作動が制御されるので、最低水圧送能力決定手段（Ｓ４３）が最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）を適切に決定することで、水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）が吐出揚程不足となって給湯水を圧送できなくなってしまうことを容易に抑制できる。延いては、ヒートポンプサイクル（１０ａ〜１０ｄ）の高圧側冷媒圧力が異常上昇してしまうことを容易に抑制できる。
【００１６】
さらに、最低水圧送能力決定手段（Ｓ４３）が、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力の平均値（Ｎｐａｖｅ）の低下に伴って、最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）を低下させるように決定するので、最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）が不必要に高く決定されてしまうことを抑制できる。
【００１７】
つまり、一部のヒートポンプサイクルの除霜運転時のように一部の水ポンプの水圧送能力が低くなっているものの、他の水ポンプの水圧送能力が高くなっており、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力の平均値（Ｎｐａｖｅ）が比較的高い場合には、各水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）等を流通する給湯水の合計流量が多くなるので、給湯水が各水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）等を流通する際に生じる圧力損失が増加して必要吐出揚程も上昇する。
【００１８】
このため、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力の平均値（Ｎｐａｖｅ）が比較的高い場合には、水圧送能力を低下させた一部の水ポンプが吐出揚程不足とならないように、最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）を比較的高い値に決定しておく必要がある。
【００１９】
これに対して、複数のヒートポンプサイクル（１０ａ〜１０ｄ）の起動時のように複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力の平均値（Ｎｐａｖｅ）が低くなっている場合には、給湯水の合計流量が少なくなるので、給湯水が各水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）等を流通する際に生じる圧力損失が減少して、必要吐出揚程も低下する。
【００２０】
このため、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力の平均値（Ｎｐａｖｅ）が比較的低い場合には、最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）を比較的低い値に決定しても、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）が吐出揚程不足となってしまうことがない。
【００２１】
従って、最低水圧送能力決定手段（Ｓ４３）が、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力の平均値（Ｎｐａｖｅ）の低下に伴って、最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）を低下させるように決定することで、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の水圧送能力の平均値（Ｎｐａｖｅ）が低い場合に、最低水圧送能力（Ｎｐｍｉｎ）が不必要に高い値に決定されて、貯湯タンク内に低温の給湯水が流入してしまうことを抑制できる。
【００２２】
つまり、本請求項に記載の発明によれば、複数のヒートポンプサイクル（１０ａ〜１０ｄ）にて給湯水を加熱するヒートポンプ式給湯機において、複数の水ポンプ（２８ａ〜２８ｄ）の吐出揚程不足を抑制しつつ、貯湯タンク（２０）内に低温の給湯水が流入してしまうことの抑制を図ることができる。
【００２３】
ここで、本請求項における「並列的に接続されている」とは、水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）がそれぞれ独立した水配管によって貯湯タンク（２０）に対して完全に並列に接続されていることのみを意味するものではない。例えば、それぞれの水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）の入口側が給湯水の流れを分流する分流部（２４）を介して貯湯タンク（２０）に接続されていることや、それぞれの水通路（１２２ａ〜１２２ｄ）の出口側が給湯水の流れを合流させる合流部（２５）を介して貯湯タンク（２０）に接続されていること等も含む意味である。
【００２４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一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】一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】一実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理の要部を示すフローチャートである。
【図４】一実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理において、水ポンプの最低回転数を決定する制御処理に用いられる制御特性図である。
【図５】一実施形態のヒートポンプ式給湯機の除霜運転時の第１〜第４水ポンプにおける吐出揚程Ｐと吐出流量Ｑとの関係を示すグラフである。
【図６】一実施形態のヒートポンプ式給湯機の起動時の第１〜第４水ポンプにおける吐出揚程Ｐと吐出流量Ｑとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を用いて、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態のヒートポンプ式給湯機１は、図１の全体構成図に示すように、複数（本実施形態では、４つ）のヒートポンプサイクルを備えており、これらの複数のヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄにて加熱された給湯水を、共通する貯湯タンク２０に貯湯する構成になっている。
【００２７】
まず、第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄについて説明する。これらの第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの基本的構成は互いに同等であるので、まず、第１ヒートポンプサイクル１０ａについて説明する。第１ヒートポンプサイクル１０ａは、圧縮機１１ａ、水−冷媒熱交換器１２ａ、電気式膨張弁１３ａ、蒸発器１４ａを順次配管で接続して構成された蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。
【００２８】
この第１ヒートポンプサイクル１０ａでは、冷媒として二酸化炭素を採用しており、圧縮機１１ａの吐出口側から電気式膨張弁１３ａの入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒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。また、冷媒には圧縮機１１ａを潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油は冷媒とともにサイクルを循環している。
【００２９】
圧縮機１１ａは、第１ヒートポンプサイクル１０ａ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ある。本実施形態では、圧縮機１１ａとして、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機を採用している。圧縮機１１ａの電動モータは、後述する制御装置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。
【００３０】
圧縮機１１ａの冷媒吐出口には、水−冷媒熱交換器１２ａの冷媒通路１２１ａの入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器１２ａは、圧縮機１１ａから吐出された高温高圧冷媒を流通させる冷媒通路１２１ａと給湯水を流通させる水通路１２２ａとを有し、高温高圧冷媒と給湯水とを熱交換させて給湯水を加熱する加熱用の熱交換器である。
【００３１】
さらに、本実施形態では、水−冷媒熱交換器１２ａとして、冷媒通路１２１ａを流れる冷媒の流れ方向と水通路１２２ａを流れる給湯水の流れ方向が対向する対向流型の熱交換器を採用している。
【００３２】
このような対向流型の熱交換器では、水通路１２２ａの入口側の給湯水と冷媒通路１２１ａの出口側の冷媒とを熱交換させ、水通路１２２ａの出口側の給湯水と冷媒通路１２１ａの入口側の冷媒とを熱交換させることができるので、熱交換領域の全域に亘って給湯水と冷媒との温度差を確保して熱交換効率を向上させることができる。
【００３３】
また、本実施形態の第１ヒートポンプサイクル１０ａ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１２ａの冷媒通路１２１ａでは、冷媒は凝縮することなく超臨界状態のまま放熱する。
【００３４】
水−冷媒熱交換器１２ａの冷媒通路１２１ａの出口側には、電気式膨張弁１３ａの入口側が接続されている。電気式膨張弁１３ａは冷媒通路１２１ａから流出した冷媒を減圧させる減圧手段である。
【００３５】
より具体的には、この電気式膨張弁１３ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体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とを有して構成される可変絞り機構である。さらに、電気式膨張弁１３ａの電動アクチュエータは、制御装置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。
【００３６】
電気式膨張弁１３ａの出口側には、蒸発器１４ａの冷媒入口側が接続されている。蒸発器１４ａは、電気式膨張弁１３ａにて減圧された低圧冷媒と送風ファン１５ａ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。
【００３７】
送風ファン１５ａは、制御装置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の送風手段である。また、蒸発器１４ａの冷媒出口側には、圧縮機１４の冷媒吸入口が接続されている。さらに、上述した第１ヒートポンプサイクル１０ａの各構成機器１１ａ〜１４ａは、図１の破線で示すように、１つの筐体内あるいはフレーム構造体内に収容され、ヒートポンプユニットとして一体的に構成されている。
【００３８】
前述の如く、第２〜第４ヒートポンプサイクル１０ｂ〜１０ｄの基本的構成は、第１ヒートポンプサイクル１０ａと同様である。そこで、以下の説明では、図１に示すように、第２〜第４ヒートポンプサイクル１０ｂ〜１０ｄにおいて、第１ヒートポンプサイクル１０ａと同等の構成については、それぞれ符号の添え字をａからｂ〜ｄに変更して表すものとする。
【００３９】
また、後述する制御パラメータ等についても、第１ヒートポンプサイクル１０ａに関するものについては添え字をａとし、第２〜第４ヒートポンプサイクル１０ｂ〜１０ｄに関するものについては、それぞれ添え字をａからｂ〜ｄに変更して表すものとする。
【００４０】
次に、貯湯タンク２０について説明する。貯湯タンク２０は、耐食性に優れた金属（例えば、ステンレス）で形成され、その外周を断熱材で覆う断熱構造、あるいは、二重タンクによる真空断熱構造等を有し、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。
【００４１】
この貯湯タンク２０に貯留された給湯水は、貯湯タンク２０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、屋内の調理場等に給湯される。また、貯湯タンク２０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。
【００４２】
次に、貯湯タンク２０と第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄとの間で給湯水を循環させる水循環回路２１について説明する。
【００４３】
水循環回路２１は、貯湯タンク２０の下方側に設けられた給湯水出口２２から流出した給湯水を、流出用配管２３および分流部２４を介して、第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの各水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの水通路１２２ａ〜１２２ｄへ分流するとともに、それぞれの水通路１２２ａ〜１２２ｄから流出した給湯水を、合流部２５および流入用配管２６を介して、貯湯タンク２０の上方側に設けられた給湯水入口２７へ流入させる水循環回路である。
【００４４】
流出用配管２３は、給湯水出口２２から流出した給湯水を分流部２４の給湯水入口へ導く水配管である。分流部２４は、流出用配管２３から流出した給湯水の流れを分流して、それぞれの水通路１２２ａ〜１２２ｄ側へ流出させるものであり、複数の給湯水流入出口を有する継手構造のものである。このような分流部２４は、金属ブロック等に複数の給湯水通路を設けて構成してもよいし、複数の三方継手等を組み合わせて構成してもよい。
【００４５】
合流部２５は、それぞれの水通路１２２ａ〜１２２ｄから流出した給湯水の流れを合流させるものであり、その基本的構成は分流部２４と同等である。また流入用配管２６は、合流部２５の給湯水出口から流出した給湯水を給湯水入口２７へ導く水配管である。
【００４６】
これにより、本実施形態では、それぞれの水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの水通路１２２ａ〜１２２ｄを、貯湯タンク２０の給湯水出口２２および給湯水入口２７に対して並列的に接続している。
【００４７】
さらに、水循環回路２１のうち、分流部２４からそれぞれの水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの水通路１２２ａ〜１２２ｄの入口側へ至る水配管には、それぞれの水通路１２２ａ〜１２２ｄへ給湯水を圧送する第１〜第４水ポンプ（水循環ポンプ）２８ａ〜２８ｄが配置されている。従って、これらの第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄも、互いに吸入口同士および吐出口同士が連通して、並列的に接続されていることになる。
【００４８】
第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄは、互いに基本的構成が同等の電動式の水圧送手段であり、それぞれ制御装置から出力される制御電圧によって回転数（水圧送能力）が制御される。さらに、制御装置は、これらの第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの水圧送能力をそれぞれ独立して制御することができる。つまり、制御装置は、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄを、それぞれ異なる水圧送能力で作動させることができる。
【００４９】
なお、これらの第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄは、図１の破線で示すように、それぞれの水ポンプが接続される水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄを備える第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄとともに、ヒートポンプユニットとして一体的に構成されている。
【００５０】
次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。図示しない制御装置は、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。制御装置の出力側には、第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの各構成機器１１ａ〜１１ｄ、１３ａ〜１３ｄ、１５ａ〜１５ｄおよび第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄ等の制御対象機器が接続されており、制御装置は、これらの制御対象機器の作動を制御する。
【００５１】
また、制御装置の入力側には、貯湯タンク２０内に貯留された給湯水の温度を検出するタンク内温度センサ（タンク内温度検出手段）、それぞれの水−冷媒熱交換器１２ａの水通路１２２ａ出口側の給湯水温度である第１〜第４沸上温度Ｔｗｏａ〜Ｔｗｏｄを検出する第１〜第４沸上温度センサ（第１〜第４沸上温度検出手段）、それぞれの蒸発器１４ａ〜１４ｄにおける冷媒蒸発温度（蒸発器１４ａ〜１４ｄの温度）Ｔｅａ〜Ｔｅｄを検出する第１〜第４蒸発器温度センサ（第１〜第４蒸発器温度検出手段）、各蒸発器１４ａ〜１４ｄにて低圧冷媒と熱交換する外気温Ｔａｍを検出する外気温センサ（外気温検出手段）等が接続され、これらの制御用センサ群の検出信号が制御装置へ入力される。
【００５２】
なお、本実施形態のタンク内温度センサは、貯湯タンク２０内に上下方向に並んで配置された複数個の温度センサによって構成されている。これにより、制御装置では、複数のタンク内温度センサの出力信号によって、貯湯タンク２０内の水位レベルに応じた給湯水の温度および温度分布を検出することができる。
【００５３】
また、本実施形態の第１〜第４蒸発器温度センサは、具体的には、各蒸発器１４ａ〜１４ｄの熱交換フィン温度を検出している。もちろん、第１〜第４蒸発器温度センサとして、各蒸発器１４ａ〜１４ｄのその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、各蒸発器１４ａ〜１４ｄを流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出手段を採用してもよい。
【００５４】
さらに、制御装置の入力側には、図示しない操作パネルが接続されている。この操作パネルには、ヒートポンプ式給湯機１の作動を要求する作動要求信号および停止を要求する停止要求信号を出力する作動スイッチ、給湯水の沸上温度（目標沸上温度）Ｔｗｏｔを設定する目標沸上温度決定手段としての沸上温度設定スイッチ等が設けられており、これらのスイッチの操作信号が制御装置へ入力される。
【００５５】
なお、本実施形態の制御装置は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御手段が一体的に構成されたものであるが、制御装置のうちそれぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段を構成している。
【００５６】
例えば、制御装置のうち、圧縮機１１ａ〜１１ｄの作動（圧縮機１１ａ〜１１ｄの冷媒吐出能力）を制御する構成が吐出能力制御手段を構成しており、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの作動（第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの水圧送能力）を制御する構成が水圧送能力制御手段を構成している。
【００５７】
さらに、吐出能力制御手段および水圧送能力制御手段を制御装置に対して別の装置で構成してもよいし、制御装置のうち各ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの各構成機器の作動を制御する制御手段を、第１〜第４ヒートポンプ側制御装置として、それぞれの別の装置で構成してもよい。
【００５８】
次に、図２〜図４を用いて、上記構成における本実施形態のヒートポンプ式給湯機１の作動を説明する。図２のフローチャートは、給湯水を加熱する沸上運転時に制御装置が実行するメインルーチンの制御処理を示している。この制御処理は、ヒートポンプ式給湯機１に外部から電源が供給された状態で、操作パネルから制御装置へヒートポンプ式給湯機１の作動要求信号が出力されると実行される。
【００５９】
まず、ステップＳ１では、フラグ、タイマ等の初期化がなされ、続くステップＳ２では、操作パネルの操作信号および上述した制御用センサ群により検出された検出信号を読み込む。次に、ステップＳ３へ進み、第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄを構成する各種構成機器の制御状態が、ステップＳ２で読み込んだ操作信号および検出信号に基づいて決定される。
【００６０】
例えば、各圧縮機１１ａ〜１１ｄ（具体的には、それぞれの圧縮機１１ａ〜１１ｄの電動モータ）へ出力される制御信号については、操作パネルにて設定された目標沸上温度Ｔｗｏｔおよび外気温センサにより検出された外気温Ｔａｍに基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して決定される。
【００６１】
より具体的には、目標沸上温度Ｔｗｏｔの上昇および外気温Ｔａｍの低下に伴って、それぞれの圧縮機１１ａ〜１１ｄの目標回転数（目標冷媒吐出能力）が増加するように決定される。
【００６２】
また、各電気式膨張弁１３ａ〜１３ｄ（具体的には、それぞれの電気式膨張弁１３ａ〜１３ｄの電動アクチュエータ）へ出力される制御信号については、それぞれの第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの高圧側冷媒圧力がそれぞれのヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの目標高圧となるように決定される。
【００６３】
この目標高圧は、外気温Ｔａｍおよび各圧縮機１１ａ〜１１ｄの冷媒吐出能力から推定される各圧縮機１１ａ〜１１ｄの吐出冷媒温度に基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して、第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの成績係数（ＣＯＰ）が略最大となるように決定される値である。
【００６４】
また、各蒸発器１４ａ〜１４ｄへ向けて外気を送風する各送風ファンへ出力される制御電圧については、外気温Ｔａｍに基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して決定される。
【００６５】
次に、ステップＳ４へ進み、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄが決定される。このステップＳ４の詳細については、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００６６】
まず、ステップＳ４１では、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄに印加されている印加電圧から、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄを検出する。続くステップＳ４２では、ステップＳ４１にて検出した第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数の平均値Ｎｐａｖｅを算出して、ステップＳ４３へ進む。
【００６７】
ステップＳ４３では、ステップＳ４２にて算出した平均値Ｎｐａｖｅに基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの最低回転数Ｎｐｍｉｎを決定する。なお、本実施形態における最低回転数Ｎｐｍｉｎを決定する制御マップは、図４の制御特性図に示すように、平均値Ｎｐａｖｅの低下に伴って、最低回転数Ｎｐｍｉｎを低下させるように決定する。
【００６８】
ここで、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄは、それぞれ第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの水圧送能力を表す指標である。従って、本実施形態の制御ステップＳ４３は、特許請求の範囲に記載された最低水圧送能力決定手段を構成しており、最低回転数Ｎｐｍｉｎは、特許請求の範囲に記載された最低水圧送能力に対応している。
【００６９】
さらに、制御ステップＳ４３にて構成される最低水圧送能力決定手段では、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄのうち１つの水ポンプが最低回転数Ｎｐｍｉｎとなっても、この水ポンプの吐出揚程が、給湯水を圧送するために必要な必要吐出揚程（作動点）よりも高くなるように、すなわち、最低回転数Ｎｐｍｉｎで作動する水ポンプが給湯水を圧送できるように最低回転数Ｎｐｍｉｎを決定する。
【００７０】
なお、給湯水を圧送するために必要な必要吐出揚程（作動点）は、給湯水が水循環回路２１および各水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの水通路１２２ａ〜１２２ｄを流通する際に生じる圧力損失等から決定される値である。
【００７１】
続くステップＳ４４では、第１〜第４沸上温度センサによって検出された第１〜第４沸上温度Ｔｗｏａ〜Ｔｗｏｄが目標沸上温度Ｔｗｏｔ以上となっているか否かを判定する。ステップＳ４４にて、第１〜第４沸上温度Ｔｗｏａ〜Ｔｗｏｄが目標沸上温度Ｔｗｏｔ以上となっていると判定された場合は、ステップＳ４５にて第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄを予め定めた所定量上昇させて、ステップＳ４７へ進む。
【００７２】
一方、ステップＳ４４にて、第１〜第４沸上温度Ｔｗｏａ〜Ｔｗｏｄが目標沸上温度Ｔｗｏｔより低くなっていると判定された場合は、ステップＳ４６にて第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄを予め定めた所定量低下させて、ステップＳ４７へ進む。つまり、制御ステップＳ４４〜Ｓ４６では、第１〜第４沸上温度Ｔｗｏａ〜Ｔｗｏｄが目標沸上温度Ｔｗｏｔに近づくように第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数を増減させている。
【００７３】
なお、図３では、図示の明確化のため、制御ステップＳ４４〜Ｓ４６に、第１〜第４沸上温度Ｔｗｏａ〜Ｔｗｏｄ、および第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄ等をまとめて記載しているが、実際の制御では、それぞれの沸上温度Ｔｗｏａ〜Ｔｗｏｄと目標沸上温度Ｔｗｏｔとを順次比較し、それぞれの水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄを順次増減させている。
【００７４】
つまり、第１沸上温度Ｔｗｏａと目標沸上温度Ｔｗｏｔとを比較して第１水ポンプ２８ａの回転数Ｎｐａを増減させる。その後、第２沸上温度Ｔｗｏｂと目標沸上温度Ｔｗｏｔとを比較して第２水ポンプ２８ｂの回転数Ｎｐｂを増減させる。その後、第３沸上温度Ｔｗｏｃと目標沸上温度Ｔｗｏｔとを比較して第３水ポンプ２８ｃの回転数Ｎｐｃ増減させた後に、第４沸上温度Ｔｗｏｄと目標沸上温度Ｔｗｏｔとを比較して第４水ポンプ２８ｄの回転数Ｎｐｄを増減させている。
【００７５】
続くステップＳ４７では、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄが、ステップＳ４３で決定された最低回転数Ｎｐｍｉｎ以上となっているか否かを判定する。ステップＳ４７にて、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄが最低回転数Ｎｐｍｉｎ以上となっていると判定された場合は、ステップＳ５へ進む。
【００７６】
一方、ステップＳ４７にて、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄが最低回転数Ｎｐｍｉｎ以上となっていないと判定された場合は、ステップＳ４８にて回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄを最低回転数Ｎｐｍｉｎに変更してステップＳ５へ進む。つまり、制御ステップＳ４７、Ｓ４８では、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄが最低回転数Ｎｐｍｉｎ以上となるようにしている。
【００７７】
なお、図３では、制御ステップＳ４７、Ｓ４８についても、図示の明確化のため、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄをまとめて記載しているが、実際の制御では、制御ステップＳ４４〜Ｓ４６と同様に、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄと最低回転数Ｎｐｍｉｎとの比較および回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄの変更を順次行っている。
【００７８】
次に、図２のステップＳ５では、ステップＳ３、Ｓ４にて決定された制御状態が得られるように、制御装置から第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの各構成機器１１ａ〜１１ｄ、１３ａ〜１３ｄ、１５ａ〜１５ｄ、および第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄ等に対して制御信号が出力されてステップＳ６へ進む。
【００７９】
ステップＳ６では、操作パネルからヒートポンプ式給湯機１の作動停止信号が制御装置へ入力されている場合は、各種制御対象機器の作動を停止させて、システムを停止させる。一方、作動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Ｓ２に戻る。
【００８０】
ここで、本実施形態の第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄのように、蒸発器１４ａ〜１４ｄにて冷媒と外気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる構成では、蒸発器１４ａ〜１４ｄにおける冷媒蒸発温度が着霜温度（具体的には、０℃）以下になってしまうと、蒸発器１４ａ〜１４ｄに着霜が生じてしまうことがある。このような着霜は蒸発器１４ａ〜１４ｄの外気通路を閉塞させてしまい、蒸発器１４ａ〜１４ｄの熱交換性能を低下させてしまう原因となる。
【００８１】
そこで、本実施形態の制御装置は、蒸発器１４ａ〜１４ｄに着霜が生じた際に、これを除霜するための除霜制御を実行する。具体的には、除霜制御では、第１〜第４蒸発器温度センサによって検出された各蒸発器１４ａ〜１４ｄの温度Ｔｅａ〜Ｔｅｄが、予め定めた基準着霜温度ＫＴｅＡ（具体的には、−１０℃）以下になっている際に、当該蒸発器に着霜が生じていると判定する。
【００８２】
そして、いずれかの蒸発器に着霜が生じていると判定された際には、着霜が生じていると判定された蒸発器の除霜運転を行う。具体的には、除霜運転では、着霜が生じていると判定された蒸発器の温度が予め定めた除霜完了温度ＫＴｅＢ（具体的には、５℃）となるまで、当該蒸発器を備えるヒートポンプサイクルの電気式膨張弁の絞り開度を予め定めた所定開度に増加させる。
【００８３】
これにより、当該蒸発器へ流入する冷媒の温度を上昇させ、当該蒸発器へ流入する冷媒の熱を用いて蒸発器の霜を取り除くようにしている。なお、この除霜制御の制御処理は、上述したメインルーチンのサブルーチンとして所定の制御周期毎に実行される。
【００８４】
また、この除霜制御においても、実際の制御では、制御ステップＳ４４〜Ｓ４６等と同様に、各蒸発器１４ａ〜１４ｄの温度Ｔｅａ〜Ｔｅｄと基準着霜温度ＫＴｅＡとの比較、および各蒸発器１４ａ〜１４ｄの温度Ｔｅａ〜Ｔｅｄと除霜完了温度ＫＴｅＢとの比較を順次行っている。
【００８５】
以上の制御処理によって、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１を作動させると、給湯水を加熱する通常の沸上運転時には、第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの各圧縮機１１ａ〜１１ｄから吐出された高温高圧冷媒が、各水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの冷媒通路１２１ａ〜１２１ｄへ流入する。
【００８６】
各水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの冷媒通路１２１ａ〜１２１ｄへ流入した高温高圧冷媒は、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄによって貯湯タンク２０の下方側から、流出用配管２３および分流部２４を介して、各水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの水通路１２２ａ〜１２２ｄへ流入した給湯水と熱交換する。
【００８７】
これにより、各水通路１２２ａ〜１２２ｄへ流入した給湯水が加熱される。この際、制御装置は、各水通路１２２ａ〜１２２ｄから流出した給湯水の沸上温度Ｔｗｏａ〜Ｔｗｏｄが目標沸上温度Ｔｗｏｔに近づくように、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数を制御する。
【００８８】
各水通路１２２ａ〜１２２ｄにて加熱された給湯水は、合流部２５および流入用配管２６を介して貯湯タンク２０の上方側へ圧送されて貯湯される。貯湯タンク２０の上方側に貯湯された高温の給湯水は、貯湯タンク２０の上方側に設けられた出湯口および温調弁を介して、調理場等へ給湯される。
【００８９】
一方、各水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの冷媒通路１２１ａ〜１２１ｄから流出した高圧冷媒は、それぞれ電気式膨張弁１３ａ〜１３ｄにて減圧される。各電気式膨張弁１３ａ〜１３ｄにて減圧された冷媒は、それぞれ蒸発器１４ａ〜１４ｄへ流入し、送風ファンから送風された外気から吸熱して蒸発する。そして、各蒸発器１４ａ〜１４ｄから流出した冷媒は、それぞれ圧縮機１１ａ〜１１ｄへ吸入されて再び圧縮される。
【００９０】
さらに、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１では、通常の沸上運転時に、いずれかの蒸発器に着霜が生じていると判定されると、これを除霜する除霜運転を実行する。
【００９１】
本実施形態のヒートポンプ式給湯機１は、以上の如く作動するので、第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄにて加熱された給湯水を貯湯タンク２０へ貯湯することができる。従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１では、１つのヒートポンプサイクルにて給湯水を加熱する構成よりも給湯水の加熱能力を向上させて、一時に大量の給湯水を加熱することができる。
【００９２】
また、第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの各蒸発器１４ａ〜１４ｄのうち、いずれかの蒸発器に着霜が生じた際には、除霜運転を行うことによって、これを除霜することができる。
【００９３】
ところで、除霜運転が実行されているヒートポンプサイクルでは、電気式膨張弁の開度を増加させるので、給湯水の加熱能力が低下する。従って、制御装置は、制御ステップＳ４４〜Ｓ４６にて説明したように、除霜運転が実行されているヒートポンプサイクルに適用された水ポンプの回転数を低下させる。
【００９４】
これに対して、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１では、最低水圧送能力決定手段を構成する制御ステップＳ４３にて、最低回転数Ｎｐｍｉｎで作動する水ポンプの吐出揚程が作動点よりも高くなるように、最低回転数Ｎｐｍｉｎを決定するので、吐出揚程の不足によって第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄが給湯水を圧送できなくなってしまうことを抑制できる。
【００９５】
さらに、このような最低回転数Ｎｐｍｉｎは、試験的あるいは実験的な手段によって容易に決定することができるので、本実施形態のヒートポンプ式給湯機では、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄが吐出揚程不足となって給湯水を圧送できなくなってしまうことを容易に抑制することができる。延いては、第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの高圧側冷媒圧力が異常上昇してしまうことを容易に抑制できる。
【００９６】
また、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１では、最低水圧送能力決定手段を構成する制御ステップＳ４３にて、図４に示すように、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数の平均値Ｎｐａｖｅの低下に伴って、最低回転数Ｎｐｍｉｎを低下させるように決定するので、最低回転数Ｎｐｍｉｎが不必要に高く決定されてしまうことを抑制できる。
【００９７】
このことを図５、図６を用いて説明する。なお、図５、図６の上段には、それぞれの第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄにおける吐出揚程Ｐと吐出流量Ｑとの関係を示すグラフが図示されている。この関係は、いわゆるＰ−Ｑ特性と呼ばれるものである。また、図５、図６の下段には、上段に示す第１〜第４水ポンプのＰ−Ｑ特性を１つのグラフにまとめて図示している。つまり、図５の下段のグラフの横軸は、第１〜第４水ポンプの各吐出流量Ｑを合算した合計吐出流量Ｑｓを示している。
【００９８】
より詳細には、図５の上段では、第１〜第３水ポンプ２８ａ〜２８ｃについては、第１ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｃにて通常の沸上運転が実行されており、それぞれの回転数（水圧送能力）が通常の沸上運転時に想定される程度の比較的高い回転数になっている際のＰ−Ｑ特性を太実線で図示している。また、第４水ポンプ２８ｄについては、第４ヒートポンプサイクル１０ｄにて除霜運転が実行されており、その回転数が最低回転数Ｎｐｍｉｎとなっている際のＰ−Ｑ特性を太破線で図示している。
【００９９】
図５に示すように、第４ヒートポンプサイクル１０ｄのみが除霜運転を実行しており、他の第１〜第３ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｃが通常の沸上運転を実行している場合は、第４水ポンプ２８ｄの回転数Ｎｐｄは低くなっているものの、第１〜第３水ポンプ２８ａ〜２８ｃの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｃが高くなっている。従って、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数の平均値Ｎｐａｖｅは比較的高くなっている。
【０１００】
このように第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数の平均値Ｎｐａｖｅが比較的高くなっていると、合計吐出流量Ｑｓが増加するので、図５の下段に破線で示すように、給湯水が水循環回路２１や水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの各水通路１２２ａ〜１２２ｄ等を流通する際に生じる圧力損失が増加して作動点も高い値となる。
【０１０１】
このため、図４の条件Ａに示すように、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数の平均値Ｎｐａｖｅが比較的高い場合には、回転数を低下させた第４水ポンプ２８ｄが吐出揚程不足とならないように、最低回転数Ｎｐｍｉｎについても比較的高い値に決定しておく必要がある。
【０１０２】
これに対して、図６の上段では、ヒートポンプ式給湯機１の起動時、すなわち、第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの起動時であって、第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄの加熱能力がいずれも低く、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数がいずれも低くなっている際のＰ−Ｑ特性を実線で示している。
【０１０３】
図６に示すように、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数がいずれも低くなっており、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数の平均値Ｎｐａｖｅが比較的低くなっていると、合計吐出流量Ｑｓが減少するので、図６の下段に示すように、給湯水が水循環回路２１や水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの各水通路１２２ａ〜１２２ｄ等を流通する際に生じる圧力損失が減少して作動点も低い値となる。
【０１０４】
このため、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数の平均値Ｎｐａｖｅが比較的低い場合には、図４の条件Ｂに示すように、最低回転数Ｎｐｍｉｎを条件Ａに対して低い値に決定しても、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄが吐出揚程不足となってしまうことがない。
【０１０５】
従って、本実施形態のように、最低水圧送能力決定手段が、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数の平均値Ｎｐａｖｅの低下に伴って、最低回転数Ｎｐｍｉｎを低下させるように決定することで、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数の平均値Ｎｐａｖｅが比較的低い場合に、最低回転数Ｎｐｍｉｎが不必要に高い値に決定されて、貯湯タンク２０内に低温の給湯水が流入してしまうことを抑制できる。
【０１０６】
つまり、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１によれば、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの吐出揚程不足を抑制しつつ、貯湯タンク２０内に低温の給湯水が流入してしまうことを抑制できる。
【０１０７】
さらに、本実施形態の水循環回路２１では、１つの流出用配管２３から流出する給湯水の流れを分流部２４にて分流して各水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの水通路１２２ａ〜１２２ｄへ供給する回路構成を採用するとともに、各水通路１２２ａ〜１２２ｄから流出した給湯水の流れを合流部２５にて合流させて１つの流入用配管２６を介して貯湯タンク２０へ導く回路構成を採用している。
【０１０８】
このような回路構成では、複数の配管で貯湯タンク２０と各水通路１２２ａ〜１２２ｄとを接続する場合に対して、流出用配管２３あるいは流入用配管２６を流通する給湯水の流量変化が大きくなりやすい。従って、給湯水の流量変化に伴う流出用配管２３あるいは流入用配管２６にて生じる圧力損失の変化量も大きくなりやすく、作動点の変化量も大きくなりやすい。
【０１０９】
従って、本実施形態のような流出用配管２３および分流部２４、あるいは、合流部２５および流入用配管２６を備える構成では、最低水圧送能力決定手段が、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数の平均値Ｎｐａｖｅの低下に伴って、最低回転数Ｎｐｍｉｎを低下させるように決定することによる、貯湯タンク２０内に低温の給湯水が流入してしまうことの抑制効果を効果的に得ることができる。
【０１１０】
（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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【０１１１】
（１）上述の実施形態では、流出用配管２３および分流部２４、並びに、合流部２５および流入用配管２６の双方を備え、各水−冷媒熱交換器１２ａ〜１２ｄの水通路１２２ａ〜１２２ｄを貯湯タンク２０に対して並列的に接続した例を説明したが、各水通路１２２ａ〜１２２ｄと貯湯タンク２０との接続はこれに限定されない。
【０１１２】
例えば、流出用配管２３および分流部２４、並びに、合流部２５および流入用配管２６のうちいずれか一方を備え、各水通路１２２ａ〜１２２ｄと貯湯タンク２０とを並列的に接続してもよいし、各水通路１２２ａ〜１２２ｄがそれぞれ独立した水配管によって貯湯タンク２０に対して完全に並列に接続されていてもよい。
【０１１３】
（２）上述の実施形態では、各水ポンプ２８ａ〜２８ｄへ印加されている印加電圧から第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数Ｎｐａ〜Ｎｐｄを検出した例を説明したが、もちろん第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数を直接検出する回転数検出手段を設け、それぞれの回転数検出手段によって検出された検出値を、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの水圧送能力として用いてもよい。
【０１１４】
また、上述の実施形態では、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの水圧送能力として、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄの回転数を採用した例を説明したが、これに代えて、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄへ印加される印加電圧、第１〜第４水ポンプ２８ａ〜２８ｄへ印加される印加電流等を水圧送能力として採用してもよい。もちろん、これらの指標を組み合わせて水圧送能力としてもよい。
【０１１５】
（３）上述の実施形態の第１〜第４ヒートポンプサイクル１０ａ〜１０ｄ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が、これに限らず、冷媒としてフロン系冷媒、ＨＣ系冷媒等を採用して、サイクルの高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成してもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１０ａ〜１０ｄ      ヒートポンプサイクル
１２ａ〜１２ｄ      水−冷媒熱交換器
１２２ａ〜１２２ｄ  水通路
２０                貯湯タンク
２８ａ〜２８ｄ      水ポンプ
【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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