(57)【要約】  ヒートポンプ式給湯機は、除霜運転前に高温の液体（水を含む）を液−冷媒熱交換器５に導入する高温液導入動作を行い、除霜運転中は、液−冷媒熱交換器５から流出した液体をバイパス配管１３を通して循環させるバイパス循環動作を行う。また、液−冷媒熱交換器５に流入する液体の温度が所定の時間に亘って所定の温度以下であった場合、液−冷媒熱交換器５から流出した液体を沸上げ運転時よりも少ない流量でバイパス配管１３を通して循環させ、液−冷媒熱交換器５へ向かう往き配管３Ａの凍結を防止する凍結防止運転を行う。そして、凍結防止運転の後には除霜運転を行う。これにより、外気条件が極低温の環境で運転された場合でも、配管内の水の凍結を防止して安定した沸上げ運転を行うことができる。
2010109689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から吐出される高温，高圧の冷媒により貯蔵タンクに貯蔵される液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、前記液−冷媒熱交換器から膨張弁を介して流入される低温，低圧の冷媒を空気と熱交換させる蒸発器と、液−冷媒熱交換器で加熱された液体を貯蔵する貯蔵タンクと、低温の液体を前記液−冷媒熱交換器に送る往き配管と、前記液−冷媒熱交換器で加熱された液体を前記貯蔵タンクに戻す戻り配管とを備え、
前記低温の液体を加熱して前記貯蔵タンクに貯える沸上げ運転を行い、
さらに、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が前記貯蔵タンクをバイパスするように前記往き配管及び戻り配管を接続するバイパス配管と、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクに送られる経路と貯蔵タンクをバイパスする経路とを切り換える経路切換機構とを備え、
高温の冷媒を前記蒸発器に導入して蒸発器に付着した霜を溶かす除霜運転を行うヒートポンプ式給湯機において、
除霜運転前に前記低温の液体よりも高温の液体を前記液−冷媒熱交換器に導入する高温液導入動作を行い、
除霜運転中は、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体を前記沸上げ運転時よりも少ない流量でバイパス配管を通して循環させるバイパス循環動作を行うことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機において、
外気温度を検知する外気温度検知部をさらに備え、
外気温度検知部で検知された温度が所定の温度以下となった場合に前記高温液導入動作を行うことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機において、
前記高温液導入動作の開始時に前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクをバイパスする経路となるように前記経路切換機構を切り換えることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
請求項２に記載のヒートポンプ式給湯機において、
前記高温液導入動作の開始時に前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクをバイパスする経路となるように前記経路切換機構を切り換えることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
請求項１項に記載のヒートポンプ式給湯機において、
液−冷媒熱交換器に流入する液体の温度を検知する流入液温度検出部をさらに備え、
高温液導入動作は、前記流入液温度検出部で検出される温度が所定の温度以上となったこと、又は、所定の時間が経過したことのいずれかを満たす場合に終了することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項６】
請求項２項に記載のヒートポンプ式給湯機において、
液−冷媒熱交換器に流入する液体の温度を検知する流入液温度検出部をさらに備え、
高温液導入動作は、前記流入液温度検出部で検出される温度が所定の温度以上となったこと、又は、所定の時間が経過したことのいずれかを満たす場合に終了することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項７】
請求項３に記載のヒートポンプ式給湯機において、
液−冷媒熱交換器に流入する液体の温度を検知する流入液温度検出部をさらに備え、
高温液導入動作は、前記流入液温度検出部で検出される温度が所定の温度以上となったこと、又は、所定の時間が経過したことのいずれかを満たす場合に終了することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項８】
請求項４に記載のヒートポンプ式給湯機において、
液−冷媒熱交換器に流入する液体の温度を検知する流入液温度検出部をさらに備え、
高温液導入動作は、前記流入液温度検出部で検出される温度が所定の温度以上となったこと、又は、所定の時間が経過したことのいずれかを満たす場合に終了することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項９】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から吐出される高温，高圧の冷媒により貯蔵タンクに貯蔵される液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、前記液−冷媒熱交換器から膨張弁を介して流入される低温，低圧の冷媒を空気と熱交換させる蒸発器と、液−冷媒熱交換器で加熱された液体を貯蔵する貯蔵タンクと、低温の液体を前記液−冷媒熱交換器に送り出す往き配管と、前記液−冷媒熱交換器で加熱された液体を前記貯蔵タンクに戻す戻り配管とを備え、
前記低温の液体を加熱して前記貯蔵タンクに貯える沸上げ運転を行い、
さらに、前記貯蔵タンクをバイパスして前記往き配管及び戻り配管を接続するバイパス配管と、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクに送られる経路と貯蔵タンクをバイパスする経路とを切り換える経路切換機構と、前記液−冷媒熱交換器に流入する液体の温度を検知する流入液温度検出部とを備えるヒートポンプ式給湯機において、
前記流入液温度検出部で検出される温度が所定の時間に亘って所定の温度以下であった場合、
前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクをバイパスする経路となるように前記経路切換機構を切り換えて、前記低温の液体よりも高温の液体を前記液−冷媒熱交換器に導入し、且つ、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体を前記沸上げ運転時よりも少ない流量でバイパス配管を通して循環させ、前記液−冷媒熱交換器へ向かう往き配管の凍結を防止する凍結防止運転を行うことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項１０】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から吐出される高温，高圧の冷媒により貯蔵タンクに貯蔵される液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、前記液−冷媒熱交換器から膨張弁を介して流入される低温，低圧の冷媒を空気と熱交換させる蒸発器と、低温の液体を前記液−冷媒熱交換器に送り出す往き配管と、前記液−冷媒熱交換器で加熱された液体を前記貯蔵タンクに戻す戻り配管とを備え、
前記低温の液体を加熱して前記貯蔵タンクに貯える沸上げ運転を行い、
さらに、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が前記貯蔵タンクをバイパスするように前記往き配管及び戻り配管を接続するバイパス配管と、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクに送られる経路と貯蔵タンクをバイパスする経路とを切り換える経路切換機構とを備えるヒートポンプ式給湯機において、
前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクをバイパスする経路となるように前記経路切換機構を切り換えて、前記低温の液体よりも高温の液体を前記液−冷媒熱交換器に導入する高温液導入動作を行った後、
高温の冷媒を前記蒸発器に導入する高温冷媒導入動作を行い、且つ、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体を前記沸上げ運転時よりも少ない流量でバイパス配管を通して循環させるバイパス循環動作を行うことを特徴とする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、圧縮機，液−冷媒熱交換器（水−冷媒熱交換器を含む），膨張弁，蒸発器を冷媒配管で接続したヒートポンプ回路を利用して、液−冷媒熱交換器にて液体（水を含む）を沸上げるヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
深夜電力等を利用してヒートポンプ回路を駆動し、低温水を加熱して所望温度の湯を貯湯タンクに貯える沸上機能を備えたヒートポンプ式給湯機が知られている。このようなヒートポンプ給湯機は、低外気温時などの条件下で運転した場合、蒸発器に外気中の水分が氷結して着霜し、蒸発器の性能を低下させてしまう。このため、蒸発器の除霜運転を実施して霜取りを行うようになっている。【０００３】
除霜運転を実施する場合には、除霜運転の効率を良くするために、ヒートポンプ回路の水−冷媒熱交換器を通して貯湯タンクの水を循環させる循環ポンプを停止させることが提案されている（例えば、特許文献１）。このようにすれば、ヒートポンプ回路を循環する冷媒が水−冷媒熱交換器を通る際に水−冷媒熱交換器内の水に吸熱される熱量を少なくすることができるため、冷媒の熱を蒸発器での除霜に有効に利用することができる。【０００４】
また、除霜運転の効率を良くするために、ヒートポンプ回路の水−冷媒熱交換器を通して貯湯タンクの水を循環させる循環ポンプの流量を低下させる除霜準備運転を、除霜運転に先立って行うことが提案されている（例えば、特許文献２）。【０００５】
しかし、特許文献２に記載の発明では、除霜準備運転中に少ない流量ではあるが循環ポンプを駆動させるものであるため、貯湯タンク内の低温の水が水−冷媒熱交換器に導入されてしまい、その分、ヒートポンプ回路を循環する冷媒の熱が水−冷媒熱交換器を通る際に水−冷媒熱交換器内の水に吸熱されてしまうという問題がある。【０００６】
そこで、水−冷媒熱交換器から導出された水を貯湯タンクをバイパスして流すバイパス配管を設け、除霜準備運転中は前記水−冷媒熱交換器から導出された水をバイパス配管を通して循環させ、除霜運転中は循環ポンプを停止させることが提案されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許３２９７６５７号公報
【特許文献２】特開２００８−３９３６０号公報
【特許文献３】特開２００８−１２１９２３号公報
【特許文献４】特開２００４−３７０１１号公報
【特許文献５】特開２００７−３３３３４０号公報
【特許文献６】特開平５−２７２８１２号公報
【特許文献７】特開２００３−２２２３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に記載のヒートポンプ式給湯機は、除霜運転中は循環ポンプを停止させるものであるため、外気温度が例えば−１５℃以下のような極低温になった環境で運転された場合、循環配管内の凍結が発生してしまい、その後の沸上げ運転が困難となったり不可能となるといった問題の発生する虞があった。【０００９】
そこで、本発明は、外気条件が極低温の環境で運転された場合でも、配管内の水の凍結を防止して安定した沸上げ運転を行うことのできるヒートポンプ式給湯機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】
【００１０】
本発明に係るヒートポンプ式給湯機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から吐出される高温，高圧の冷媒により貯蔵タンクに貯蔵される液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、前記液−冷媒熱交換器から膨張弁を介して流入される低温，低圧の冷媒を空気と熱交換させる蒸発器と、液−冷媒熱交換器で加熱された液体を貯蔵する貯蔵タンクと、低温の液体を前記液−冷媒熱交換器に送る往き配管と、前記液−冷媒熱交換器で加熱された液体を前記貯蔵タンクに戻す戻り配管とを備え、前記低温の液体を加熱して前記貯蔵タンクに貯える沸上げ運転を行い、さらに、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が前記貯蔵タンクをバイパスするように前記往き配管及び戻り配管を接続するバイパス配管と、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクに送られる経路と貯蔵タンクをバイパスする経路とを切り換える経路切換機構とを備え、高温の冷媒を前記蒸発器に導入して蒸発器に付着した霜を溶かす除霜運転を行うヒートポンプ式給湯機において、除霜運転前に前記低温の液体よりも高温の液体を前記液−冷媒熱交換器に導入する高温液導入動作を行い、除霜運転中は、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体を前記沸上げ運転時よりも少ない流量でバイパス配管を通して循環させるバイパス循環動作を行うことを特徴とする。【００１１】
上記構成からなるヒートポンプ式給湯機によれば、除霜運転中であっても液−冷媒熱交換器には温水が導入されるため、除霜運転中の配管内の凍結を防止することができ、しかも、冷媒が液−冷媒熱交換器で温度低下するのを防止して、冷媒の熱を蒸発器での除霜に有効に利用することができ、除霜運転の効率を良くすることができる。【００１２】
また、前記ヒートポンプ式給湯機は、外気温度を検知する外気温度検知部をさらに備え、外気温度検知部で検知された温度が所定の温度以下となった場合に前記高温液導入動作を行うことが好ましい。このようにすれば、高温液導入動作を行わなくても配管の凍結が発生しない程度の外気温度である場合には高温液導入動作を行わず、配管の凍結が発生する虞がある外気温度の場合にのみ高温液導入動作を行うことで、エネルギー効率が不必要に低下するのを好適に防止することができる。【００１３】
また、前記ヒートポンプ式給湯機は、前記高温液導入動作の開始時に前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクをバイパスする経路となるように前記経路切換機構を切り換えることが好ましい。【００１４】
また、前記ヒートポンプ式給湯機は、液−冷媒熱交換器に流入する液体の温度を検知する流入液温度検出部をさらに備え、高温液導入動作は、前記流入液温度検出部で検出される温度が所定の温度以上となったこと、又は、所定の時間が経過したことのいずれかを満たす場合に終了することが好ましい。このようにすれば、温水を確実に液−冷媒熱交換器に導入することができる。【００１５】
ところで、上記のような配管内の凍結は、外気温度によっては除霜運転中以外（例えば、通常の沸上げ運転中）にも発生する場合があり、この場合には沸上げ運転が困難となったり不可能となるといった問題の発生する虞があった。その点、上記のような高温液導入動作を行えば凍結の防止を図ることができる。【００１６】
即ち、本発明に係るヒートポンプ式給湯機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から吐出される高温，高圧の冷媒により貯蔵タンクに貯蔵される液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、前記液−冷媒熱交換器から膨張弁を介して流入される低温，低圧の冷媒を空気と熱交換させる蒸発器と、液−冷媒熱交換器で加熱された液体を貯蔵する貯蔵タンクと、低温の液体を前記液−冷媒熱交換器に送り出す往き配管と、前記液−冷媒熱交換器で加熱された液体を前記貯蔵タンクに戻す戻り配管とを備え、前記低温の液体を加熱して前記貯蔵タンクに貯える沸上げ運転を行い、さらに、前記貯蔵タンクをバイパスして前記往き配管及び戻り配管を接続するバイパス配管と、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクに送られる経路と貯蔵タンクをバイパスする経路とを切り換える経路切換機構と、前記液−冷媒熱交換器に流入する液体の温度を検知する流入液温度検出部とを備えるヒートポンプ式給湯機において、前記流入液温度検出部で検出される温度が所定の時間に亘って所定の温度以下であった場合、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクをバイパスする経路となるように前記経路切換機構を切り換えて、前記低温の液体よりも高温の液体を前記液−冷媒熱交換器に導入し、且つ、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体を前記沸上げ運転時よりも少ない流量でバイパス配管を通して循環させ、前記液−冷媒熱交換器へ向かう往き配管の凍結を防止する凍結防止運転を行うことを特徴とする。【００１７】
また、本発明に係るヒートポンプ式給湯機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から吐出される高温，高圧の冷媒により貯蔵タンクに貯蔵される液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、前記液−冷媒熱交換器から膨張弁を介して流入される低温，低圧の冷媒を空気と熱交換させる蒸発器と、低温の液体を前記液−冷媒熱交換器に送り出す往き配管と、前記液−冷媒熱交換器で加熱された液体を前記貯蔵タンクに戻す戻り配管とを備え、前記低温の液体を加熱して前記貯蔵タンクに貯える沸上げ運転を行い、さらに、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が前記貯蔵タンクをバイパスするように前記往き配管及び戻り配管を接続するバイパス配管と、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクに送られる経路と貯蔵タンクをバイパスする経路とを切り換える経路切換機構とを備えるヒートポンプ式給湯機において、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体が貯蔵タンクをバイパスする経路となるように前記経路切換機構を切り換えて、前記低温の液体よりも高温の液体を前記液−冷媒熱交換器に導入する高温液導入動作を行った後、高温の冷媒を前記蒸発器に導入する高温冷媒導入動作を行い、且つ、前記液−冷媒熱交換器から流出した液体を前記沸上げ運転時よりも少ない流量でバイパス配管を通して循環させるバイパス循環動作を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、外気条件が極低温になった場合でも、除霜運転中や沸上げ運転中の配管内の水の凍結を防止することができ、安定した沸上げ運転を行うことができる。
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の系統構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の除霜運転制御のフロー図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の系統構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に本発明の一実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の系統構成図を、図２に本実施形態の特徴部分である除霜運転制御の制御フロー図を示す。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態のヒートポンプ式給湯機は、図面の左側に示す液−冷媒熱交換器（本実施形態では、水−冷媒熱交換器）を含む冷媒サイクルを箱体内部に搭載したヒートポンプユニット１と、図面の右側に示す貯蔵タンクとしての貯湯タンク９を含めた給湯サイクルを箱体内部に搭載したタンクユニット２を備えて構成される。ヒートポンプユニット１及びタンクユニット２は、ヒートポンプ式給湯機の施工現場にて接続配管３を使用して接続する構造となっている。なお、接続配管３は施工時に選定されるため、現地の状況により長さ，曲り数，断熱材の種類が異なる。
【００２２】
冷媒サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機４と、圧縮機４から吐出される高温，高圧の冷媒が貯湯タンク９から導かれた水と熱交換する液−冷媒熱交換器としての水−冷媒熱交換器５と、水−冷媒熱交換器５から流出された冷媒が減圧される減圧弁６と、減圧弁６により減圧された低温・低圧の冷媒が空気と熱交換する蒸発器７とが、冷媒配管によって環状に接続される構成となっている。蒸発器７は、ファン８によって導入された外気と熱交換する構造となっている。
【００２３】
水サイクルは、所定量の湯を貯える貯湯タンク９と、貯湯タンク９の底部の水が導かれる循環ポンプ１０と、循環ポンプ１０から吐出された水が冷媒と熱交換する水−冷媒熱交換器５とが、循環配管によって環状に接続される構成となっている。水−冷媒熱交換器５から吐出された水は、貯湯タンク９の頂部に戻される。また、貯湯タンク９の底部には、給水配管１１を介して水道などの給水源（図示せず）が接続され、頂部には、使用箇所に給湯するための給湯配管１２が接続されている。
【００２４】
また、このヒートポンプ式給湯機には、低温の液体（本実施形態では、貯湯タンク９底部からの低温水）を水−冷媒熱交換器５に送る往き配管３Ａと、水−冷媒熱交換器５で加熱された水を貯湯タンク９に戻す戻り配管３Ｂが設けられる。水−冷媒熱交換器への往き配管３Ａ及び戻り配管３Ｂは、接続配管３を使用して構成される。往き配管３Ａ及び戻り配管３Ｂには、水−冷媒熱交換器５から導出された水がタンク９をバイパスするためのバイパス配管１３が接続される。
【００２５】
また、このヒートポンプ式給湯機には、水−冷媒熱交換器５から導出された水が貯湯タンク９に送られる経路と貯湯タンク９をバイパスする経路とを切り換える経路切換機構が設けられる。具体的には、接続配管３とバイパス配管１３との接続箇所に、水の経路を切換える経路切換機構としての切換え弁１４が設けられている。この切換え弁１４は、水−冷媒熱交換器への往き配管３Ａとバイパス配管１３との接続箇所に設けられている。なお、経路切換機構としては、切換え弁１４以外にも、接続配管３及びバイパス配管１３にそれぞれ備えられる開閉弁によって構成されるものであってもよい。
【００２６】
なお、前記バイパス配管１３は、タンクユニット２に備えられ、後述するバイパス循環動作（又は、温水循環動作）の際には、ヒートポンプユニット１及びタンクユニット２に跨って温水が循環することとなる。このような構成により、最も凍結しやすい液−冷媒熱交換器への往き配管３Ａの凍結を好適に防止することができる。また、循環ポンプ１０は、ヒートポンプユニット１に備えられる。
【００２７】
ヒートポンプユニット１には、外気温度を検知する外気温度検知部としての外気温度センサ１５が設けられており、具体的には、外気温度センサ１５は蒸発器７の近傍に設けられている。また、冷媒の蒸発器入口及び出口には、それぞれ蒸発器入口温度センサ１６と蒸発器出口温度センサ１７とが設けられている。水−冷媒熱交換器５の前後の配管には、水−冷媒熱交換器５に流入する水の温度を検知する流入液温度検出部としての入水温度センサ１８と、水−冷媒熱交換器５から流出する水の温度を検知する流出液温度検出部としての出湯温度センサ１９とが設けられている。
【００２８】
次に、図１に示す様に構成されたヒートポンプ式給湯機における除霜運転制御を図２を用いて詳述する。
【００２９】
沸上げ運転の際には、切換え弁１４を貯湯タンク９側にセットし、水−冷媒熱交換器５で加熱した湯を貯湯タンク９に貯湯する貯湯運転を行う。また、沸上げ運転の際には、除霜運転が必要かの判断を実行し、外気温度センサ１５から得られる外気温度、蒸発器に流入する冷媒の温度を検知する流入冷媒温度検出部としての蒸発器入口温度センサ１６から得られる蒸発器入口温度、蒸発器から流出する冷媒の温度を検知する流出冷媒温度検出部としての蒸発器出口温度センサ１７から得られる蒸発器出口温度に基づいて、除霜運転が必要かの判断を実行する。具体的には、所定の除霜運転開始条件を満たす場合に除霜運転を実行する。所定の除霜運転開始条件は、蒸発器入口温度センサ１６から得られる蒸発器入口温度及び蒸発器出口温度センサ１７から得られる蒸発器出口温度が所定の温度に達した場合である。
【００３０】
除霜運転が必要と判断された場合、次に除霜準備運転が必要かの判断を実行する。具体的には、外気温度が除霜準備運転が必要となる所定の温度となった場合に除霜準備運転が必要と判断される。除霜準備運転が必要となる所定の温度は、配管内の水が凍結する恐れがある温度（例えば、−１５℃以下）である。除霜準備運転では、低温の水（即ち、低温水）よりも高温の水（即ち、湯）を水−冷媒熱交換器５に導入する高温水導入動作（又は、温水導入動作）を行う。具体的には、ヒートポンプ運転を継続したまま切換え弁１４をバイパス配管１３側にセットし、接続配管３，バイパス配管１３内の水を水−冷媒熱交換器５により加熱して温水とする。
【００３１】
この除霜準備運転は、所定の除霜準備運転終了条件を満たすまで行われる。所定の除霜準備運転終了条件は、除霜準備運転中に検知される入水温度センサ１８の入水温度が所定の温度（例えば７０℃）以上となったこと、又は、除霜準備運転開始から所定の時間（例えば３分）が経過したことのいずれかを満たす場合である。ただし、これに限定されるものではなく、どちらか一方であってもよく、これ以外のものであってもよい。例えば、除霜準備運転中に検知される出口温度センサ１９が水の温度が所定の温度以上となったのを検出した場合などのように、循環する水の温度の変化によるものでもよい。
【００３２】
このように除霜準備運転終了条件として入水温度だけでなく除霜準備運転時間を設けているのは、実際の製品では接続配管３の長さや配管断熱の状態等により入水温度が所定の温度まで上がらない可能性があり、その場合には本来必要となる除霜運転とは異なる運転を長く行うこととなり、好ましくないからである。
【００３３】
除霜準備運転の終了後、除霜運転を開始する。除霜運転では、高温の冷媒を蒸発器７に導入する高温冷媒導入動作を行って蒸発器７に付着した霜を溶かす。この方法としては、圧縮機の吐出冷媒を高温のまま蒸発器に導入するホットガス除霜や、ヒートポンプサイクルを逆転させる逆サイクル除霜があり、本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機では、減圧弁６として開度調整可能な電磁膨張弁を用い、電磁膨張弁の開度を沸上げ運転時よりも大きくして、沸上げ運転時よりも高温の冷媒を蒸発器７に導入する。
【００３４】
また、除霜運転中は、水−冷媒熱交換器５から導出された水をバイパス配管１３を通して循環させるバイパス循環動作を行う。具体的には、バイパス循環動作では、沸上げ運転時よりも少ない所定の流量で水が流れるように制御される。具体的には、沸上げ運転時の流量は約１．０Ｌ／分であるのに対し、バイパス循環動作の前記所定の流量は約０．１〜０．２Ｌ／分とされる。
【００３５】
より具体的には、循環ポンプ１０の回転数を所定の低速回転数にセットする。ここで、所定の低速回転数は、通常の沸上げ運転時の回転数よりも低く、かつ配管の湯水が循環する回転数とすることが望ましい。ただし、循環ポンプ１０の回転数を沸上げ運転時より低下させる以外にも、循環ポンプ１０を間欠的（又は、断続的）に駆動させるものであってもよい。
【００３６】
この除霜運転は、所定の除霜運転終了条件を満たすまで行われる。ここで、ヒートポンプユニット１が配置される場所の外気温度によっては、既に霜が除去されているにもかかわらず蒸発器出口温度センサ１７の蒸発器出口温度が所定の温度まで上昇しない場合がある。この場合は霜が除去されているにもかかわらず除霜運転を継続することになり、無駄な運転を行うことになる。
【００３７】
従って、前記所定の除霜運転終了条件は、所定の除霜運転終了温度条件を満たすこと、又は所定の除霜運転終了時間条件を満たすことのいずれかを満たす場合とされる。ただし、これに限定されるものではなく、どちらか一方であってもよく、これ以外のものであってもよい。例えばこれ以外の除霜運転終了条件の例としては、外気温度センサ１５の検出値と蒸発器入口温度センサ１６の検出値との温度差が所定範囲以内になった場合のように、外気温度を加味した温度変化の条件であってもよい。
【００３８】
まず、所定の除霜運転終了温度条件について説明すると、少なくとも、蒸発器出口温度センサ１７の蒸発器出口温度が所定の温度（例えば７℃）以上となった場合である。また、除霜を確実に行うため、蒸発器入口温度センサ１６の蒸発器入口温度も利用している。具体的には、前記蒸発器入口温度が所定の温度及び蒸発器出口温度が所定の温度（例えば７℃）以上となった場合を前記除霜運転終了温度条件としている。ただし、これに限定されるものではなく、どちらか一方であってもよく、これ以外のものであってもよい。また、前記所定の除霜運転終了時間条件は、除霜運転開始から所定の時間（例えば１０分）が経過した場合である。
【００３９】
除霜運転が終了したら、沸上げ運転へ移行する。
【００４０】
上記制御により、外気温が極低温となった場合でも、除霜運転中の配管内は温水で満たされ、且つ温水を循環させるため配管内における凍結を防止することができ、また高温の温水が循環しているため、水−冷媒熱交換器５を流れる冷媒から除霜のエネルギーを奪うことが無いため、除霜運転への影響を抑えることができる。
【００４１】
ところで、上記のような配管内の凍結は、外気温度によっては除霜運転中以外（例えば、通常の沸上げ運転中）にも発生する場合があり、この場合には沸上げ運転が困難となったり不可能となるといった問題の発生する虞がある。その点、上記のような温水導入動作を行えば凍結の防止を図ることができる。
【００４２】
即ち、本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機は、除霜運転の必要にかかわらず、図２に示すとおり、入水温度センサ１８で検出される水−冷媒熱交換器５への入水温度が所定の時間（例えば３分）に亘って所定の温度（例えば３℃）以下であった場合、強制的に上述のバイパス循環動作を行う凍結防止運転を実行する。
【００４３】
凍結防止運転は、具体的には、水−冷媒熱交換器５から流出した水が貯湯タンク９をバイパスする経路となるように経路切換機構を切り換えて、低温の水よりも高温の水を水−冷媒熱交換器５に導入し、且つ、水−冷媒熱交換器５から流出した水をバイパス配管１３を通して循環させ、水−冷媒熱交換器５へ向かう往き配管３Ａの凍結を防止する。
【００４４】
この凍結防止運転を実施することにより、沸上げ運転中に配管内の水が凍結していたとしても氷を溶かすことが可能となり、配管凍結による沸上げ運転の不具合を防ぐことができる。
【００４５】
そして、この凍結防止運転を行った場合には、引き続き前記除霜運転を行う。これは、凍結防止運転及び除霜準備運転において行われる動作が同様の温水循環動作であり、水−冷媒熱交換器５やバイパス配管１３に温水が導入されるため、そのまま除霜運転へ移行する方が通常の沸上げ運転へ移行するのに比べて水−冷媒熱交換器５やバイパス配管１３に導入した温水が無駄とならず、また、仮にこの時点で蒸発器７が着霜していたとしてもこの霜を除去することができるため、エネルギー効率が良くなるからである。
【００４６】
なお、本発明に係るヒートポンプ式給湯機は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態においては、ヒートポンプ回路を利用して沸上げられた温水が貯湯タンク９に貯められ、給湯の際にはこの貯湯タンク９から温水が給湯端末で給湯されるものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、給湯端末で給湯される温水は、低温水を貯蔵タンクに貯蔵された高温の液体との熱交換によって間接的に加熱されて生成されるものであり、貯蔵タンクは、ヒートポンプ回路によって加熱される液体を貯蔵するものであってもよい。この場合、前記液体は、熱媒体として機能するものであればよく、水であってもよく、ブラインであってもよい。例えば、貯蔵タンクに貯蔵された高温の液体により低温水を水−液熱交換器で間接的に熱交換して加熱し、給湯端末で給湯される温水を生成して給湯端末で給湯するものである。
【００４８】
これを他の実施形態として、図３に図示する。図３の構成と図１の構成とで実質的に異なるのは、熱媒体の液体を貯えるタンクと給湯端末（図示省略）との間に、水−液熱交換器２０を備えることである。その他の構成は、図示のとおり実質的に同じであるが、符号及び呼称を一部変えている。すなわち、タンクに貯えられる加熱された水若しくは水以外の液体で低温水を間接的に加熱することに対応して、液−冷媒熱交換器５′，貯蔵タンク９′，循環液入口配管１１′，循環液出口配管１２′，入口温度センサ１８′，出口温度センサ１９′のように変えた。
【００４９】
この図３の実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の除霜運転制御は、図１の実施形態のの除霜運転制御のフロー図と実質的に同じであり、説明を省略する。
上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に明らかである。
【符号の説明】
【００５０】
１  ヒートポンプユニット
２  タンクユニット
３  接続配管
４  圧縮機
５  水−冷媒熱交換器
５′  液−冷媒熱交換器
６  減圧弁
７  蒸発器
８  ファン
９  貯湯タンク
９′  貯蔵タンク
１０  循環ポンプ
１１  給水配管
１１′  循環液入口配管
１２  給湯配管
１２′  循環液出口配管
１３  バイパス配管
１４  切換え弁
１５  外気温度センサ
１６  蒸発器入口温度センサ
１７  蒸発器出口温度センサ
１８  入水温度センサ
１８′  入口温度センサ
１９  出湯温度センサ
１９′  出口温度センサ
２０  水−液熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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