(57)【要約】【課題】  沸き上げ経路が異なる給湯用流体を混合して流出する場合に、混合流体の温度が目標沸上温度よりも低下することを防止できるヒートポンプ式給湯装置を提供する。【解決手段】  加熱された湯水が配管１２の合流部１６で合流するように第１冷媒―水熱交換器１９と第２冷媒―水熱交換器１１９を並列に設け、合流部１６の水流れ下流側に合流した後の混合水の温度を検出する混合水温度センサ２７を設ける。第１冷媒―水熱交換器１９が加熱継続中で、第２冷媒―水熱交換器１１９が加熱を開始した場合、第１ヒートポンプ制御装置３５は混合水温度センサ２７の検出結果に基づいて、第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況を制御する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管を流れる給湯用流体と高温高圧の冷媒とを熱交換して前記給湯用流体を加熱し、加熱された給湯用流体を前記配管の合流部で合流させるように並列に設けられた複数の加熱手段と、
冷媒を圧縮し圧縮後の高圧高温の冷媒を前記加熱手段に送出する圧縮機と、
前記加熱手段から送出された冷媒を減圧、膨張させる減圧手段と、
前記減圧手段から送出された冷媒に熱を吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発手段と、
前記配管に設けられ、前記加熱手段毎に前記配管を流通する給湯用流体を圧送する複数の圧送手段と、
前記合流部の流体流れ下流側に設けられ、合流した後の混合流体の温度を検出する混合流体温度検出手段と、
前記混合流体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の加熱手段のうち所定の加熱手段による給湯用流体の加熱状況を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【請求項２】
配管を流れる給湯用流体と高温高圧の冷媒とを熱交換して前記給湯用流体を加熱し、加熱された給湯用流体を前記配管の合流部で合流させるように並列に設けられた複数の加熱手段と、
冷媒を圧縮し圧縮後の高圧高温の冷媒を前記加熱手段に送出する圧縮機と、
前記加熱手段から送出された冷媒を減圧、膨張させる減圧手段と、
前記減圧手段から送出された冷媒に熱を吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発手段と、
前記配管に設けられ、前記加熱手段毎に前記配管を流通する給湯用流体を圧送する複数の圧送手段と、
前記各圧送手段の運転状況を検出する運転状況検出手段と、
前記合流部の流体流れ上流側に設けられ、前記各加熱手段によって加熱された給湯用流体の温度を検出する出口温度検出手段と、
前記運転状況検出手段により検出された前記圧送手段の運転状況及び前記出口温度検出手段により検出された給湯用流体の温度から前記合流部で合流した後の混合流体の温度を算出する混合流体温度算出手段と、
前記混合流体温度算出手段の算出結果に基づいて、前記複数の加熱手段のうち所定の加熱手段による給湯用流体の加熱状況を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【請求項３】
前記所定の加熱手段は、加熱を停止している加熱停止状態から加熱を開始した加熱手段が存在する中で、加熱を継続していた加熱継続中の他の加熱手段であり、前記制御手段は、前記加熱停止状態の加熱手段が加熱を開始してから所定条件が成立するまで、前記混合流体の温度が目標沸上温度となるように、前記加熱継続中の他の加熱手段による給湯用流体の加熱状況を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項４】
前記所定条件は、前記加熱停止状態から加熱を開始した加熱手段によって加熱された給湯用流体の温度が所定温度となることである請求項３に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項５】
前記圧縮機と前記減圧手段と前記蒸発手段と前記加熱手段とを有するヒートポンプサイクルを複数有し、前記各ヒートポンプサイクルは、前記加熱手段で加熱された給湯用流体を前記配管の合流部で合流させるように並列に設けられ、前記制御手段は、前記加熱手段による給湯用流体の加熱状況について、前記圧縮機、減圧手段、及び圧送手段のうち少なくともいずれか１つの運転状況を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項６】
前記圧縮機は、前記加熱手段と同数以上設けられ、該圧縮機は、前記加熱手段とともに並列に設けられ、前記制御手段は、前記加熱手段による給湯用流体の加熱状況について、前記圧縮機及び／又は圧送手段の運転状況を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項７】
前記ヒートポンプサイクルは、前記蒸発手段に霜が付着した際は、前記圧縮機により圧縮された高温高圧の冷媒を蒸発手段に送出する除霜運転を可能な構成とされており、前記加熱手段の加熱停止状態は、前記ヒートポンプサイクルの除霜運転時を含むことを特徴とする請求項３から請求項６のうちいずれか１項に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項８】
前記配管における前記合流部の流体流れ上流側と、前記加熱手段の流体流れ上流側には、前記加熱手段により熱交換された給湯用流体を再度加熱手段に導くバイパス管が接続され、前記制御手段は、加熱継続中の加熱手段が存在する状態で、加熱停止状態の加熱手段が加熱を開始する際に、前記加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体を、一時的にバイパス管を流れるように制御することを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項９】
前記配管における前記加熱手段の流体流れ下流側には、前記給湯用流体の導出経路について、前記加熱手段から前記配管の合流部側へ導く経路と前記加熱手段から前記バイパス管へ導く経路との間で切り替え可能とする下流側流路切替手段が設けられ、前記制御手段は、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体について、一時的に前記バイパス管に流れるように前記下流側流路切替手段を切替制御することを特徴とする請求項８に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１０】
前記配管における前記加熱手段の流体流れ上流側には、前記給湯用流体の導入経路について、前記配管の流体流れ上流側から前記加熱手段側へ導く経路と前記バイパス管から前記加熱手段側へ導く経路との間で切り替え可能とする上流側流路切替手段が設けられ、前記制御手段は、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体について、一時的に前記バイパス管から前記加熱手段側へ流れるように前記上流側流路切替手段を切替制御することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記給湯用流体が一時的に前記バイパス管を流れるように制御した後、段階的にバイパス管を閉塞するように制御することを特徴とする請求項８から請求項１０のうちいずれか１項に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１２】
配管を流れる給湯用流体と高温高圧の冷媒とを熱交換して前記給湯用流体を加熱し、加熱された給湯用流体を前記配管の合流部で合流させるように並列に設けられた複数の加熱手段と、
冷媒を圧縮し圧縮後の高圧高温の冷媒を前記加熱手段に送出する圧縮機と、
前記加熱手段から送出された冷媒を減圧、膨張させる減圧手段と、
前記減圧手段から送出された冷媒に熱を吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発手段と、
前記配管における前記合流部の流体流れ上流側と前記加熱手段の流体流れ上流側に接続され、前記加熱手段により熱交換された給湯用流体を再度加熱手段に導くバイパス管と、
加熱を停止している加熱停止状態の加熱手段が加熱を開始する際に、前記加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体を、一時的にバイパス管を流れるように制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１３】
前記配管における前記加熱手段の流体流れ下流側には、前記給湯用流体の導出経路について、前記加熱手段から前記配管の合流部側へ導く経路と前記加熱手段から前記バイパス管へ導く経路との間で切り替え可能とする下流側流路切替手段が設けられ、前記制御手段は、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体について、一時的に前記バイパス管に流れるように前記下流側流路切替手段を切替制御することを特徴とする請求項１２に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１４】
前記配管における前記加熱手段の流体流れ上流側には、前記給湯用流体の導入経路について、前記配管の流体流れ上流側から前記加熱手段側へ導く経路と前記バイパス管から前記加熱手段側へ導く経路との間で切り替え可能とする上流側流路切替手段が設けられ、前記制御手段は、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体について、一時的に前記バイパス管から前記加熱手段側へ流れるように前記上流側流路切替手段を切替制御することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記給湯用流体が一時的に前記バイパス管を流れるように制御した後、段階的にバイパス管を閉塞するように制御することを特徴とする請求項１２から請求項１４のうちいずれか１項に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプサイクルを備えるヒートポンプ式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１に開示されているように、複数のヒートポンプサイクルを並列に設け、必要湯量に応じて各ヒートポンプサイクルの運転状況を変えるヒートポンプ式給湯装置（以下、単に給湯装置という）が知られている。この給湯装置は、複数のヒートポンプサイクルを並列に設けることで湯水の沸き上げ経路を複数有する。そして、各ヒートポンプサイクルで加熱され沸き上げられた湯水を混合して給湯することにより、能力の増大を図っている。
【特許文献１】特開２００３−１６６７５０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のように複数の沸き上げ経路が存在する場合、例えば第１のヒートポンプサイクルが安定運転状態を継続している途中に、第２のヒートポンプサイクルが運転を開始した場合、この運転を開始した第２のヒートポンプサイクルが安定運転状態となるまでには所定時間を要する。なお、安定運転状態とは、ヒートポンプサイクルにより加熱される湯水が所定の目標沸上温度を維持している運転状態をいう。
【０００４】
このため、この第２のヒートポンプサイクルが安定運転状態となるまでは、この第２のヒートポンプサイクルでは要求されている目標沸上温度で湯水を沸き上げることができない。その結果、たとえ安定運転状態を継続していた第１のヒートポンプサイクルで沸き上げる湯水が目標沸上温度であったとしても、第２のヒートポンプサイクルが沸き上げる湯水が目標沸上温度よりも低いことにより、混合された湯水は目標沸上温度よりも低くなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、沸き上げ経路が異なる湯水（給湯用流体）を混合して流出する場合に、混合水（混合流体）の温度が目標沸上温度よりも低下することを防止できるヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、配管を流れる給湯用流体と高温高圧の冷媒とを熱交換して前記給湯用流体を加熱し、加熱された給湯用流体を前記配管の合流部で合流させるように並列に設けられた複数の加熱手段と、冷媒を圧縮し圧縮後の高圧高温の冷媒を前記加熱手段に送出する圧縮機と、前記加熱手段から送出された冷媒を減圧、膨張させる減圧手段と、前記減圧手段から送出された冷媒に熱を吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発手段とを有するヒートポンプサイクルと、前記配管に設けられ、前記配管を流通する給湯用流体を圧送する圧送手段と、前記合流部の流体流れ下流側に設けられ、合流した後の混合流体の温度を検出する混合流体温度検出手段と、前記混合流体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の加熱手段のうち所定の加熱手段による給湯用流体の加熱状況を制御する制御手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
この請求項１に記載の発明によれば、合流部で合流した混合流体の温度が混合流体温度検出手段により検出され、混合流体温度検出手段の検出結果に基づいて制御手段により、複数の加熱手段のうち所定の加熱手段による給湯用流体の加熱状況が制御される。その結果、制御手段は、目標沸上温度と検出された混合流体の温度とを比較しつつ加熱手段の加熱状況を制御できるため、混合流体の温度が目標沸上温度よりも低下することを適切に防止できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、配管を流れる給湯用流体と高温高圧の冷媒とを熱交換して前記給湯用流体を加熱し、加熱された給湯用流体を前記配管の合流部で合流させるように並列に設けられた複数の加熱手段と、冷媒を圧縮し圧縮後の高圧高温の冷媒を前記加熱手段に送出する圧縮機と、前記加熱手段から送出された冷媒を減圧、膨張させる減圧手段と、前記減圧手段から送出された冷媒に熱を吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発手段と、前記配管に設けられ、前記加熱手段毎に前記配管を流通する給湯用流体を圧送する複数の圧送手段と、前記各圧送手段の運転状況を検出する運転状況検出手段と、前記合流部の流体流れ上流側に設けられ、前記各加熱手段によって加熱された給湯用流体の温度を検出する出口温度検出手段と、前記運転状況検出手段により検出された前記圧送手段の運転状況及び前記出口温度検出手段により検出された給湯用流体の温度から前記合流部で合流した後の混合流体の温度を算出する混合流体温度算出手段と、前記混合流体温度算出手段の算出結果に基づいて、前記複数の加熱手段のうち所定の加熱手段による給湯用流体の加熱状況を制御する制御手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
この請求項２に記載の発明によれば、合流部で合流した混合流体の温度が混合流体温度算出手段により算出され、混合流体温度算出手段の算出結果に基づいて制御手段により、複数の加熱手段のうち所定の加熱手段による給湯用流体の加熱状況が制御される。その結果、制御手段は、目標沸上温度と算出された混合流体の温度とを比較しつつ加熱手段の加熱状況を制御できるため、混合流体の温度が目標沸上温度よりも低下することを適切に防止できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２において、前記所定の加熱手段は、加熱を停止している加熱停止状態から加熱を開始した加熱手段が存在する中で、加熱を継続していた加熱継続中の他の加熱手段であり、前記制御手段は、前記加熱停止状態の加熱手段が加熱を開始してから所定条件が成立するまで、前記混合流体の温度が目標沸上温度となるように、前記加熱継続中の他の加熱手段による給湯用流体の加熱状況を制御することを要旨とする。
【００１１】
この請求項３に記載の発明によれば、加熱を開始した加熱手段から低温の給湯用流体が流れてきても、加熱継続中の加熱手段の加熱状況が制御され、加熱継続中の加熱手段から目標沸上温度よりも高温の給湯用流体を流し、混合流体温度検出手段により検出された温度が目標沸上温度となるようにされる。従って、加熱開始タイミングが異なる加熱手段が存在する場合において、混合流体の温度低下防止を好適に図ることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記所定条件は、前記加熱停止状態から加熱を開始した加熱手段によって加熱された給湯用流体の温度が所定温度となることであることを要旨とする。
【００１３】
この請求項４に記載の発明によれば、加熱を開始した加熱手段によって加熱された給湯用流体の温度に基づいて混合流体検出手段を用いた加熱状況の制御が終了する。加熱を開始した加熱手段から流れる給湯用流体の温度が安定すれば、混合流体の温度も安定するため混合流体検出手段を用いて加熱状況を制御する必要はなくなる。このため、適切なタイミングで加熱継続中の他の加熱手段に対する混合流体検出手段を用いた加熱状況の制御を終了できる。
【００１４】
請求項５の記載の発明は、請求項１から請求項４のうちいずれか１項において、前記圧縮機と前記減圧手段と前記蒸発手段と前記加熱手段とを有するヒートポンプサイクルを複数有し、前記各ヒートポンプサイクルは、前記加熱手段で加熱された給湯用流体を前記配管の合流部で合流させるように並列に設けられ、前記制御手段は、前記加熱手段による給湯用流体の加熱状況について、前記圧縮機、減圧手段、及び圧送手段のうち少なくともいずれか１つの運転状況を制御することを要旨とする。
【００１５】
この請求項５に記載の発明によれば、ヒートポンプサイクルを複数有するヒートポンプ式給湯装置において、圧縮機、減圧手段、及び圧送手段は従前よりヒートポンプサイクルに設けられているため、新たな部材を設けてその運転状況を制御する場合と異なり、加熱手段による給湯用流体の加熱状況の制御を簡便に実現できる。
【００１６】
請求項６の記載の発明は、請求項１から請求項４のうちいずれか１項において、前記圧縮機は、前記加熱手段と同数以上設けられ、該圧縮機は、前記加熱手段とともに並列に設けられ、前記制御手段は、前記加熱手段による給湯用流体の加熱状況について、前記圧縮機及び／又は圧送手段の運転状況を制御することを要旨とする。
【００１７】
この請求項６に記載の発明によれば、圧縮機を加熱手段と同数以上有し、圧縮機を加熱手段とともに並列に設けたヒートポンプ式給湯装置において、圧縮機及び圧送手段は従前よりヒートポンプサイクルに設けられているため、新たな部材を設けてその運転状況を制御する場合と異なり、加熱手段による給湯用流体の加熱状況の制御を簡便に実現できる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項３から請求項６のうちいずれか１項において、前記ヒートポンプサイクルは、前記蒸発手段に霜が付着した際は、前記圧縮機により圧縮された高温高圧の冷媒を蒸発手段に送出する除霜運転を可能な構成とされており、前記加熱手段の加熱停止状態は、前記ヒートポンプサイクルの除霜運転時を含むことを要旨とする。
【００１９】
この請求項７に記載の発明によれば、除霜運転後に加熱手段が加熱を開始する際にも、混合流体の温度は低下することになる。このため、この場合にも制御手段により、混合流体温度検出手段の検出結果に基づいて加熱継続中の他の加熱手段の加熱状況を制御することで、混合流体の温度低下防止を好適に図ることができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のうちいずれか１項において、前記配管における前記合流部の流体流れ上流側と、前記加熱手段の流体流れ上流側には、前記加熱手段により熱交換された給湯用流体を再度加熱手段に導くバイパス管が接続され、前記制御手段は、加熱継続中の加熱手段が存在する状態で、加熱停止状態の加熱手段が加熱を開始する際に、前記加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体を、一時的にバイパス管を流れるように制御することを要旨とする。
【００２１】
この請求項８に記載の発明によれば、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体を一時的にバイパス管に流すことで、加熱を開始した加熱手段から合流部に低温の給湯用流体が流れることを防止でき、給湯用流体を繰り返し加熱手段を通過させることで低温の給湯用流体を早期に高温にすることができる。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記配管における前記加熱手段の流体流れ下流側には、前記給湯用流体の導出経路について、前記加熱手段から前記配管の合流部側へ導く経路と前記加熱手段から前記バイパス管へ導く経路との間で切り替え可能とする下流側流路切替手段が設けられ、前記制御手段は、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体について、一時的に前記バイパス管に流れるように前記下流側流路切替手段を切替制御することを要旨とする。
【００２３】
この請求項９に記載の発明によれば、加熱手段の流体流れ下流側に設けられた下流側流路切替手段により、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体を一時的にバイパス管に流れる構成を簡便に実現できる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は請求項９において、前記配管における前記加熱手段の流体流れ上流側には、前記給湯用流体の導入経路について、前記配管の流体流れ上流側から前記加熱手段側へ導く経路と前記バイパス管から前記加熱手段側へ導く経路との間で切り替え可能とする上流側流路切替手段が設けられ、前記制御手段は、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体について、一時的に前記バイパス管から前記加熱手段側へ流れるように前記上流側流路切替手段を切替制御することを要旨とする。
【００２５】
この請求項１０に記載の発明によれば、加熱手段の流体流れ上流側に設けられた上流側流路切替手段により、バイパス管を通過した給湯用流体のみを確実に加熱手段に導くことができ、低温の給湯用流体を早期に高温にすることができる。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、請求項８から請求項１０のうちいずれか１項において、前記制御手段は、前記給湯用流体が一時的に前記バイパス管を流れるように制御した後、段階的にバイパス管を閉塞するように制御することを要旨とする。
【００２７】
この請求項１１に記載の発明によれば、一時的に前記バイパス管を流れるように制御した後、段階的にバイパス管を閉塞することにより、加熱手段に配管の流体流れ上流側から低温の給湯用流体が大量に流れ込むことはなく、ヒートポンプサイクルの安定化を図ることができる。
【００２８】
請求項１２に記載の発明は、配管を流れる給湯用流体と高温高圧の冷媒とを熱交換して前記給湯用流体を加熱し、加熱された給湯用流体を前記配管の合流部で合流させるように並列に設けられた複数の加熱手段と、冷媒を圧縮し圧縮後の高圧高温の冷媒を前記加熱手段に送出する圧縮機と、前記加熱手段から送出された冷媒を減圧、膨張させる減圧手段と、前記減圧手段から送出された冷媒に熱を吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発手段と、前記配管における前記合流部の流体流れ上流側と前記加熱手段の流体流れ上流側に接続され、前記加熱手段により熱交換された給湯用流体を再度加熱手段に導くバイパス管と、加熱を停止している加熱停止状態の加熱手段が加熱を開始する際に、前記加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体を、一時的にバイパス管を流れるように制御する制御手段とを備えたことを要旨とする。
【００２９】
この請求項１２に記載の発明によれば、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体を一時的にバイパス管に流すことで、加熱を開始した加熱手段から合流部に低温の給湯用流体が流れることを防止でき、混合流体の温度が目標沸上温度よりも低下することを適切に防止できる。
【００３０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２において、前記配管における前記加熱手段の流体流れ下流側には、前記給湯用流体の導出経路について、前記加熱手段から前記配管の合流部側へ導く経路と前記加熱手段から前記バイパス管へ導く経路との間で切り替え可能とする下流側流路切替手段が設けられ、前記制御手段は、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体について、一時的に前記バイパス管に流れるように前記下流側流路切替手段を切替制御することを要旨とする。
【００３１】
この請求項１３に記載の発明によれば、加熱手段の流体流れ下流側に設けられた下流側流路切替手段により、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体を一時的にバイパス管に流れる構成を簡便に実現できる。
【００３２】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２又は請求項１３において、前記配管における前記加熱手段の流体流れ上流側には、前記給湯用流体の導入経路について、前記配管の流体流れ上流側から前記加熱手段側へ導く経路と前記バイパス管から前記加熱手段側へ導く経路との間で切り替え可能とする上流側流路切替手段が設けられ、前記制御手段は、加熱を開始した加熱手段によって加熱される給湯用流体について、一時的に前記バイパス管から前記加熱手段側へ流れるように前記上流側流路切替手段を切替制御することを要旨とする。
【００３３】
この請求項１４に記載の発明によれば、加熱手段の流体流れ上流側に設けられた上流側流路切替手段により、バイパス管を通過した給湯用流体のみを確実に加熱手段に導くことができ、低温の給湯用流体を早期に高温に導くことができる。
【００３４】
請求項１５に記載の発明は、請求項１２から請求項１４のうちいずれか１項において、前記制御手段は、前記給湯用流体が一時的に前記バイパス管を流れるように制御した後、段階的にバイパス管を閉塞するように制御することを要旨とする。
【００３５】
この請求項１５に記載の発明によれば、一時的に前記バイパス管を流れるように制御した後、段階的にバイパス管を閉塞することにより、加熱手段に低温の給湯用流体が配管の流体流れ上流側がから大量に流れ込むことはなく、ヒートポンプサイクルの安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３７】
本実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置（以下、給湯装置という）１は、ヒートポンプユニット２と貯湯タンク３とを備えている。
【００３８】
図１に示すように、貯湯タンク３には、給湯用流体としての湯水が貯湯される。貯湯タンク３には、水道水等の低温水を貯湯タンク３に供給するタンク給水管４が接続され、貯湯タンク３から湯水を出湯するためのタンク出湯管５が接続されている。このタンク出湯管５からは、貯湯タンク３内の高温水が水道水等の低温水と混合されて適温とされて流出される。貯湯タンク３には、マイクロコンピュータを主に構成される貯湯制御装置６が設けられている。
【００３９】
図１及び図２に示すように、ヒートポンプユニット２には、その外観を構成するケース７内に熱源となるヒートポンプサイクル１１，１１１が２つ設けられている。以下、第１ヒートポンプサイクル１１及び第２ヒートポンプサイクル１１１という。貯湯タンク３と両ヒートポンプサイクル１１，１１１は、湯水が循環する配管１２により接続されている。この配管１２により循環回路が形成されている。そして、貯湯タンク３の湯水はこの配管１２を循環することにより加熱される。配管１２は、貯湯タンク３からヒートポンプユニット２へ湯水を導くヒートポンプ給水管１３と、ヒートポンプユニット２から貯湯タンク３へ湯水を導くヒートポンプ出湯管１４と、ヒートポンプ給水管１３の下流部における給水経路分岐部１５で分岐して、ヒートポンプ出湯管１４の上流部における合流部１６で集約される第１及び第２水分岐管１７，１１７とから構成されている。
【００４０】
第１及び第２ヒートポンプサイクル１１，１１１は、コンプレッサ１８，１１８、冷媒―水熱交換器１９，１１９、減圧器２１，１２１、蒸発器２２，１２２を備えており、これらは、冷媒流通管２３，１２３で接続されている。以下、第１ヒートポンプサイクル１１のコンプレッサ、冷媒―水熱交換器、減圧器、蒸発器を第１コンプレッサ１８、第１冷媒―水熱交換器１９、第１減圧器２１、第１蒸発器２２といい、第２ヒートポンプサイクル１１１のコンプレッサ、冷媒―水熱交換器、減圧器、蒸発器を第２コンプレッサ１１８、第２冷媒―水熱交換器１１９、第２減圧器１２１、第２蒸発器１２２という。コンプレッサ１８，１１８が圧縮機、冷媒―水熱交換器１９，１１９が加熱手段、減圧器２１，１２１が減圧手段、蒸発器２２，１２２が蒸発手段にそれぞれ相当する。
【００４１】
第１及び第２コンプレッサ１８，１１８は二酸化炭素冷媒を圧縮する構成とされており、冷媒を圧縮し圧縮後の高圧高温の冷媒を冷媒―水熱交換器１９，１１９送出する。第１及び第２冷媒―水熱交換器１９，１１９はコンプレッサ１８，１１８で圧縮された高温高圧の冷媒と貯湯タンク３からの湯水との間で熱交換して湯水を加熱する。第１及び第２コンプレッサ１８，１１８はその回転数を変えることで冷媒の循環量を調整する。具体的には、コンプレッサ１８，１１８の回転数を上げることで、冷媒の循環量は増加し、コンプレッサ１８，１１８の回転数を下げることで、冷媒の循環量は減少する。その結果、上記冷媒―水熱交換器１９，１１９で同一流量の湯水が熱交換されていた場合、コンプレッサ１８，１１８の回転数を上げれば冷媒―水熱交換器１９，１１９に送出される高温高圧の冷媒量が増加するため、加熱される湯水の温度を上げることができる。
【００４２】
第１及び第２減圧器２１，１２１は冷媒―水熱交換器１９，１１９を通過して送出された高圧冷媒を低圧状態に減圧、膨張させる。減圧器２１，１２１はその開度を調整することで、コンプレッサ１８，１１８から送出される冷媒の圧力を調整できる可変式とされている。具体的には、減圧器２１，１２１の開度を減少させることで送出される冷媒の圧力は上がり、減圧器２１，１２１の開度を増加させることで送出される冷媒の圧力は下がる。その結果、上記コンプレッサ１８，１１８の回転数が同一であり、冷媒―水熱交換器１９，１１９で同一流量の湯水が熱交換されていた場合、減圧器２１，１２１の開度を減少させれば、その開度が大きいときよりも高温高圧の冷媒が循環するようになり加熱される湯水の温度を上げることができる。
【００４３】
第１及び第２蒸発器２２，１２２は、減圧器２１，１２１から送出された冷媒に空気から吸熱させることでその冷媒を蒸発させる。蒸発器２２，１２２を通過した冷媒は、再度コンプレッサ１８，１１８により圧縮される。また、蒸発器２２，１２２とコンプレッサ１８，１１８の間には気液分離器２４，１２４が設けられている。この気液分離器２４，１２４は気液分離する。そして、気液分離された冷媒のうち気冷媒をコンプレッサ１８，１１８に送出する。
【００４４】
第１冷媒―水熱交換器１９には、第１水分岐管１７が、第２冷媒―水熱交換器１１９には、第２水分岐管１７，１１７がそれぞれ接続されており、第１ヒートポンプサイクル１１と第２ヒートポンプサイクル１１１とは並列に設けられている。即ち、貯湯タンク３からヒートポンプ給水管１３を介して流入してきた低温の湯水は、給水経路分岐部１５で第１及び第２水分岐管１７，１１７に分岐して流れ、その後各ヒートポンプサイクル１１，１１１の冷媒―水熱交換器１９，１１９で加熱される。そして、各冷媒―水熱交換器１９，１１９で加熱された高温の湯水は第１及び第２水分岐管１７，１１７が集約する合流部１６で合流し混合された後、ヒートポンプ出湯管１４から貯湯タンク３側へ流出する。なお、本実施形態では、前記冷媒―水熱交換器１９，１１９を有する各ヒートポンプサイクル１１，１１１を並列に設けることで、第１冷媒―水熱交換器１９と第２冷媒―水熱交換器１１９を並列に設ける構成が実現されている。また、各ヒートポンプサイクル１１，１１１を並列に設けることで、冷媒―水熱交換器１９，１１９と同数設けられたコンプレッサ１８，１１８、減圧器２１，１２１、蒸発器２２，１２２を冷媒―水熱交換器１９，１１９とともに並列に設ける構成が実現される。
【００４５】
第１及び第２水分岐管１７，１１７における冷媒―水熱交換器１９，１１９の水流れ下流側であって前記合流部１６の水流れ上流側には、第１水出口温度センサ２６と第２水出口温度センサ１２６がそれぞれ設けられている。第１及び第２水出口温度センサ２６，１２６は、冷媒―水熱交換器１９，１１９によって加熱された湯水の温度を検出する。
【００４６】
また、ヒートポンプ出湯管１４上であって、第１及び第２水分岐管１７，１１７の合流部１６の水流れ下流側には、混合流体温度検出手段としての混合水温度センサ２７が設けられている。この混合水温度センサ２７により、各ヒートポンプサイクル１１，１１１の冷媒―水熱交換器１９，１１９で加熱された湯水の混合水の温度が検出できる。混合水が混合流体に相当する。また、第１及び第２水分岐管１７，１１７には、圧送手段としての第１及び第２水循環ポンプ２８，１２８がそれぞれ設けられている。この水循環ポンプ２８，１２８により、第１及び第２水分岐管１７，１１７を流通する湯水は圧送されるとともに、貯湯タンク３とヒートポンプサイクル１１，１１１の間で湯水が循環する。なお、この第１及び第２水循環ポンプ２８，１２８はその回転数を変えることにより、第１及び第２水分岐管１７，１１７を流れる湯水の流量を調整できる。そして、回転数を下げて水分岐管１７，１１７を流れる湯水の流量を減らせば、ヒートポンプサイクル１１，１１１の加熱能力が同一の場合には、冷媒―水熱交換器１９，１１９で加熱される湯水の温度を上げることができる。
【００４７】
ところで、ヒートポンプ出湯管１４には、移送管２９が接続されており、このヒートポンプ出湯管１４と移送管２９の接続部には第１水路切替弁３０が設けられている。この第１水路切替弁３０によりヒートポンプユニット２から流出した湯水が移送管２９又は貯湯タンク３へ導かれる。移送管２９の水流れ下流側には、第２水路切替弁３１が設けられており、この第２水路切替弁３１には上記タンク出湯管５が接続されている。また、第２水路切替弁３１の水流れ下流側には給湯管３２が接続されており、第２水路切替弁３１により移送管２９又はタンク出湯管を通過してきた湯水が給湯管３２へ導かれる。この給湯管３２は浴室や台所等の給湯栓３３に接続されている。なお、上記第１及び第２水路切替弁３１は貯湯タンク３に組み込まれていてもよいし、ヒートポンプユニット２のケース７に組み込まれていてもよい。
【００４８】
ヒートポンプユニット２には、このヒートポンプサイクル１１，１１１の制御を行い、マイクロコンピュータを主に構成される制御手段としてのヒートポンプ制御装置３５，１３５が設けられている。ヒートポンプ制御装置３５，１３５は、各ヒートポンプサイクル１１，１１１毎に設けられており、以下それぞれを第１ヒートポンプ制御装置３５、第２ヒートポンプ制御装置１３５という。
【００４９】
図３に示すように、各ヒートポンプ制御装置３５，１３５には貯湯タンク３の貯湯制御装置６及び混合水温度センサ２７が電気的に接続されている。また、第１ヒートポンプ制御装置３５には、第１水出口温度センサ２６、第１コンプレッサ１８、第１減圧器２１、及び第１水循環ポンプ２８が電気的に接続されている。第２ヒートポンプ制御装置１３５には、第２水出口温度センサ１２６、第２コンプレッサ１１８、第２減圧器１２１、及び第２水循環ポンプ１２８が電気的に接続されている。さらに、第１ヒートポンプ制御装置３５と第２ヒートポンプ制御装置１３５は電気的に接続されている。
【００５０】
貯湯制御装置６は各ヒートポンプ制御装置３５，１３５に対して、ヒートポンプサイクル１１，１１１の運転の開始及び停止が指示するとともに、目標沸上温度を指示する。ここで、目標沸上温度とは、貯湯制御装置６で算出され、ヒートポンプ出湯管１４から流出される湯水の目標となる温度を示すものである。この目標沸上温度については、貯湯制御装置６から各ヒートポンプ制御装置３５，１３５に対して同じ温度が指示される。なお、上記したヒートポンプサイクル１１，１１１の運転の開始及び停止には、水循環ポンプ２８，１２８の運転の開始及び停止も含まれる。
【００５１】
次に、上記のように構成されたヒートポンプ式給湯装置１の作動について説明する。
【００５２】
例えば、夜間等、湯水を使用していないときに貯湯タンク３に湯水を貯める場合は、貯湯制御装置６は第１ヒートポンプサイクル１１のみで湯水を沸かせばよいと判断する。そして、第１ヒートポンプ制御装置３５のみに指示信号を出力して、第１コンプレッサ１８、第１減圧器２１、及び第１水循環ポンプ２８を駆動させる。この場合は、貯湯タンク３からの湯水はヒートポンプ給水管１３から第１水分岐管１７へ導かれ、第１冷媒―水熱交換器１９で加熱された後、第１水分岐管１７からヒートポンプ出湯管１４へ導かれる。そして、ヒートポンプユニット２から流出した高温の湯水は第１水路切替弁３０により貯湯タンク３へ導かれる。
【００５３】
また、昼間で湯水の使用量が少ない場合は、貯湯タンク３からタンク出湯管５及び給湯管３２を介して給湯栓３３に湯水が導かれる。しかし、昼間で湯水の使用量が増加し、貯湯タンク３から適温の湯水が供給できない場合は、第１及び第２水路切替弁３１によりヒートポンプユニット２で加熱された湯水をヒートポンプ出湯管１４から移送管２９を介して給湯管３２へ導かれる。この場合、通常は、貯湯制御装置６は第１ヒートポンプ制御装置３５のみに指示信号を出力して、第１コンプレッサ１８、第１減圧器２１、及び第１水循環ポンプ２８を駆動させる。そして、第１水分岐管１７を通過して加熱された湯水をヒートポンプ出湯管１４へ流出する。
【００５４】
ところで、湯水の使用量がさらに増えてきた場合は、貯湯制御装置６は第２ヒートポンプ制御装置１３５に指示信号を出力して、第２コンプレッサ１１８、第２減圧器１２１、及び第２水循環ポンプ１２８を駆動させる。つまり、第１ヒートポンプサイクル１１に加えて第２ヒートポンプサイクル１１１を運転させるようにする。その結果、貯湯タンク３からの湯水はヒートポンプ給水管１３から第１水分岐管１７及び第２水分岐管１１７へ分岐して流れ、第１冷媒―水熱交換器１９及び第２冷媒―水熱交換器１１９でそれぞれ加熱される。その後、加熱された湯水は第１水分岐管１７及び第２水分岐管１１７から合流部１６で合流し混合されてヒートポンプ出湯管１４へ導かれる。その湯水は第１水路切替弁３０により移送管２９へ導かれ、給湯管３２を介して給湯栓３３に導かれる。
【００５５】
次に、本実施形態における特徴的な制御内容について説明する。
【００５６】
まず、第１ヒートポンプサイクル１１が単独で運転しており、第１ヒートポンプサイクル１１が安定運転状態の場合を説明する。この場合は、第１ヒートポンプ制御装置３５は第１水出口温度センサ２６の検出結果と第１ヒートポンプ制御装置３５に記憶された目標沸上温度とを比較しながら、第１冷媒―水熱交換器１９で加熱された湯水の温度が目標沸上温度となるように、第１コンプレッサ１８の回転数、第１減圧器２１の開度、及び第１水循環ポンプ２８の回転数を制御する。この安定運転状態には、第１ヒートポンプ制御装置３５は混合水温度センサ２７の検出結果を監視しない。なお、安定運転状態とは、冷媒―水熱交換器１９，１１９で加熱される湯水が目標沸上温度を維持している運転状態をいう。
【００５７】
次いで、上記したように湯水の使用量が増大して、第１ヒートポンプサイクル１１だけでは十分な湯水が湧き上げられない場合は、貯湯制御装置６は、第２ヒートポンプ制御装置１３５に第２ヒートポンプサイクル１１１の運転の開始を指示する指示信号を出力する。運転停止状態から運転を開始した第２ヒートポンプサイクル１１１の第２ヒートポンプ制御装置１３５は、第２水出口温度センサ１２６で検出される温度が目標沸上温度となるように、第２コンプレッサ１１８の回転数、第２減圧器１２１の開度、及び第２水循環ポンプ１２８の回転数を制御する。
【００５８】
ここで、運転開始後第２コンプレッサ１１８の圧縮能力は安定時よりも低く、第２水循環ポンプ１２８では、運転開始後の初期運転として安定時よりも回転数が上げられ、必要以上の流量が循環される。その結果、第２水分岐管１１７を通過して第２冷媒―水熱交換器１１９で加熱される湯水の温度は、貯湯制御装置６から第２ヒートポンプ制御装置１３５に指示された目標沸上温度よりも低くなる。このため、運転を開始した第２ヒートポンプサイクル１１１が安定運転状態になるまでには所定時間を要する。その結果、第２ヒートポンプサイクル１１１の運転開始後は、第２水分岐管１１７から合流部１６に流れる湯水の温度は、目標沸上温度よりも低く、時間が経つに従い目標沸上温度に近づくように上昇していく。そして、第２ヒートポンプサイクル１１１が安定運転状態になると、第２水出口温度センサ１２６で検出される温度は目標沸上温度となる。第２水出口温度センサ１２６で検出される温度が目標沸上温度となった場合は、第２ヒートポンプ制御装置１３５は第１ヒートポンプ制御装置３５に安定通知信号を出力する。
【００５９】
貯湯制御装置６が、第２ヒートポンプ制御装置１３５に第２ヒートポンプサイクル１１１の運転の開始を指示する指示信号を出力した際には、それと同時に貯湯制御装置６は、第１ヒートポンプ制御装置３５に第２ヒートポンプサイクル１１１の運転の開始を通知する開始通知信号を出力する。第２ヒートポンプサイクル１１１が運転停止状態であり且つ第１ヒートポンプサイクル１１が安定運転状態を継続している途中に、第１ヒートポンプ制御装置３５が開始通知信号を入力した場合、第１ヒートポンプ制御装置３５は以下の制御を行う。なお、ヒートポンプサイクル１１，１１１が運転を開始することで冷媒―水熱交換器１９，１１９は湯水の加熱を開始するため、運転停止状態が加熱停止状態に相当する。また、ヒートポンプサイクル１１，１１１の安定運転状態では、冷媒―水熱交換器１９，１１９は湯水の加熱を継続している。このため、この安定運転継続中が加熱継続中に相当する。そして、本実施形態では、第２ヒートポンプサイクル１１１の第２冷媒―水熱交換器１１９が加熱停止状態から加熱を開始した加熱手段に相当し、第１ヒートポンプサイクル１１の第１冷媒―水熱交換器１９が、所定の加熱手段及び加熱継続中の他の加熱手段に相当する。
【００６０】
安定運転状態では第１水出口温度センサ２６の検出結果のみに基づいて第１コンプレッサ１８、第１減圧器２１、及び第１水循環ポンプ２８を制御していた第１ヒートポンプ制御装置３５は、混合水温度センサ２７からの検出結果を監視し始める。そして、第１ヒートポンプ制御装置３５は混合水温度センサ２７から検出された温度が第１ヒートポンプ制御装置３５に記憶された目標沸上温度になるように運転中の第１コンプレッサ１８に回転数を増減させるように指示をする。
【００６１】
即ち、第２水分岐管１１７から合流部１６に目標沸上温度よりも低温の湯水が流れ、混合水温度センサ２７で検出された温度が目標沸上温度よりも低い場合は、混合水温度センサ２７から検出される温度が目標沸上温度となるように第１ヒートポンプ制御装置３５は第１コンプレッサ１８に回転数を増加させる指示をする。第１コンプレッサ１８の回転数が増加することで、冷媒の循環量は増加する。その結果、第１冷媒―水熱交換器１９により加熱され第１水分岐管１７を流通する湯水の温度は目標沸上温度よりも高くなる。そして、第１水分岐管１７からの目標沸上温度よりも高温の湯水と第２水分岐管１１７からの目標沸上温度よりも低温の湯水とが混合され、合流部１６の湯水の温度が目標沸上温度にされる。
【００６２】
その後、第２水分岐管１１７から合流部１６に流れる湯水の温度が上昇した場合は、第１コンプレッサ１８の回転数が同じままでは混合水温度センサ２７から検出される温度は目標沸上温度よりも高くなる。このため、第１ヒートポンプ制御装置３５は、混合水温度センサ２７から検出される温度が目標沸上温度となるように第１コンプレッサ１８に回転数を減少させる指示をする。第１コンプレッサ１８の回転数が減少することで、冷媒の循環量は減少する。その結果、第１冷媒―水熱交換器１９により加熱され第１水分岐管１７を流通する湯水の温度は下がる。そして、第１水分岐管１７からの温度が下げられた湯水と第２水分岐管１１７からの温度が上昇した湯水とが混合され、合流部１６の湯水の温度が目標沸上温度にされる。
【００６３】
上記のように、混合水温度センサ２７の検出結果と目標沸上温度とを比較しながら、第１ヒートポンプ制御装置３５は、第２水分岐管１１７からの湯水が低温の場合は第１コンプレッサ１８の回転数を一時的に増加させ、その後、第２水分岐管１１７からの湯水の温度が上昇するに従い第１コンプレッサ１８の回転数を増加させる前の回転数まで徐々に減少させる。このようにして、コンプレッサ１８の回転数（運転状況）を制御することで、混合水温度センサ２７の検出結果に基づいて第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況は制御される。
【００６４】
以上より、第１ヒートポンプ制御装置３５が、目標沸上温度と検出した混合水の温度とを比較しつつ第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況を制御することで、混合水の温度が目標沸上温度よりも低下することを防止できる。また、加熱を開始した第２ヒートポンプサイクル１１１の第２冷媒―水熱交換器１１９から低温の湯水が流入しても、加熱継続中の第１ヒートポンプサイクル１１の第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況が制御されて、第１水分岐管１７から目標沸上温度よりも高温の湯水を流し、混合水温度センサ２７により検出された温度が目標沸上温度となる。従って、上記のように加熱開始タイミングが異なるヒートポンプサイクル１１，１１１（冷媒―水熱交換器１９，１１９）が存在する場合において、混合水の温度低下防止を好適に図ることができる。
【００６５】
また、コンプレッサ１８の回転数（運転状況）を増減させることで、第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況の制御を実現している。第１コンプレッサ１８は従前より第１ヒートポンプサイクル１１に設けられているため、新たな部材を設けてその運転状況を制御する場合と異なり、第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況の制御を簡便に実現できる。さらに、第１水分岐管１７を流れる湯水の流量を減らすのではなく、第１コンプレッサ１８の回転数を増減させて湯水の温度を上げているため、例えば、貯湯タンク３から、第２ヒートポンプサイクル１１１の運転開始とともに、多量の湯水を流出することが指示された場合でも、混合水の温度の低下を防止しつつ湯量を増やすことができる。
【００６６】
ところで、第１ヒートポンプ制御装置３５が第２ヒートポンプ制御装置１３５から上記した安定通知信号を入力した場合は、第１ヒートポンプ制御装置３５は第２ヒートポンプサイクル１１１が安定運転状態になったと判断する。そして、混合水温度センサ２７の検出結果と目標沸上温度とに基づく第１コンプレッサ１８の回転数の制御を終了する。その一方で、再度第１水出口温度センサ２６を監視するようになり、この第１水出口温度センサ２６の検出結果と目標沸上温度とを比較しながら第１コンプレッサ１８、第１減圧器２１、及び第１水循環ポンプ２８を制御するようになる。なお、第２水出口温度センサ１２６で検出される温度、即ち加熱停止状態から加熱を開始した第２冷媒―水熱交換器１１９が目標沸上温度となった場合が所定条件が成立した場合に相当する。また、本実施形態では、目標沸上温度が所定温度に相当する。
【００６７】
従って、第１ヒートポンプ制御装置３５は、運転停止状態の第２ヒートポンプサイクル１１１が運転を開始し、第２冷媒―水熱交換器１１９が加熱を開始してから、第２水出口温度センサ１２６によって検出される温度が目標沸上温度になるまで、加熱継続中の第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況を制御することになる。ここで、加熱を開始した第２ヒートポンプサイクル１１１の第２冷媒―水熱交換器１１９から流れる湯水の温度が安定すれば、合流部１６での混合水の温度も安定するため、混合水温度センサ２７を用いて第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況を制御する必要はなくなる。第２水出口温度センサ１２６は第２冷媒―水熱交換器１１９の水流れ下流側に設けられるため、加熱を開始した第２ヒートポンプサイクル１１１の第２冷媒―水熱交換器１１９から流れる湯水の温度が不安定であるか安定しているかが正確に判別できる。このため、第２水出口温度センサ１２６の検出結果に基づいて、混合水温度センサ２７を用いた第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況の制御を終了させることで、適切なタイミングで加熱状況の制御を終了させることが可能になる。
【００６８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、既に説明した実施形態の構成と同一構成又は相当する構成については、同一番号を付しその説明を省略する。第２実施形態については上記第１実施形態と同一図面を用いて説明する。
【００６９】
第２実施形態が上記第１実施形態と異なるのは、第２ヒートポンプサイクル１１１の第２冷媒―水熱交換器１１９が加熱を開始した際に、第１コンプレッサ１８ではなく第１水循環ポンプ２８を用いて、加熱継続中の第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況の制御を実現している点である
本実施形形態の制御内容を説明する。第２ヒートポンプサイクル１１１が運転停止状態であり且つ第１ヒートポンプサイクル１１が安定運転状態を継続している途中に、第１ヒートポンプ制御装置３５が貯湯制御装置６から第２ヒートポンプサイクル１１１の運転の開始を通知する開始通知信号を入力した場合、第１ヒートポンプ制御装置３５は以下の制御を行う。即ち、第１ヒートポンプ制御装置３５は、混合水温度センサ２７からの検出結果を監視し始める。そして、第１ヒートポンプ制御装置３５は混合水温度センサ２７から検出された温度が第１ヒートポンプ制御装置３５に記憶された目標沸上温度になるように運転中の第１水循環ポンプ２８に回転数を増減させるように指示をする。
【００７０】
具体的には、第２水分岐管１１７から合流部１６に目標沸上温度よりも低温の湯水が流れてきて、混合水温度センサ２７から検出された温度が目標沸上温度よりも低い場合は、混合水温度センサ２７から検出される温度が目標沸上温度となるように第１ヒートポンプ制御装置３５は第１水循環ポンプ２８に回転数を減少させるように指示をする。第１水循環ポンプ２８の回転数が減少することで、第１水分岐管１７を流れる流量が減少する。第１冷媒―水熱交換器１９を通過する冷媒の流量が同じであれば、熱交換する湯水の流量が減ることで第１冷媒―水熱交換器１９により加熱されるため、湯水の温度は目標沸上温度よりも高くなる。そして、第１水分岐管１７からの目標沸上温度よりも高温の湯水と第２水分岐管１１７からの目標沸上温度よりも低温の湯水とが混合され、合流部１６の湯水の温度が目標沸上温度にされる。
【００７１】
その後、第２水分岐管１１７から合流部１６に流れる湯水の温度が上昇した場合は、第１水循環ポンプ２８の回転数が同じままでは混合水温度センサ２７から検出される温度は目標沸上温度よりも高くなる。このため、第１ヒートポンプ制御装置３５は、混合水温度センサ２７から検出される温度が目標沸上温度となるように第１水循環ポンプ２８に回転数を増加させるように指示をする。第１水循環ポンプ２８の回転数が増加することで、第１水分岐管１７を流れる流量が増加する熱交換する湯水の流量が増えることで第１冷媒―水熱交換器１９により加熱され第１水分岐管１７を流下する湯水の温度は下がる。そして、第１水分岐管１７からの温度が下げられた湯水と第２水分岐管１１７からの温度が上昇した湯水とが混合され、合流部１６の湯水の温度が目標沸上温度にされる。
【００７２】
上記のように、混合水温度センサ２７の検出結果と目標沸上温度とを比較しながら、第１ヒートポンプ制御装置３５は、第２水分岐管１１７からの湯水が低温の場合は第１水循環ポンプ２８の回転数を一時的に減少させ、その後、第２水分岐管１１７からの湯水の温度が上昇するに従い第１水循環ポンプ２８の回転数を減少される前の回転数まで徐々に増加させる。このようにして、第１水循環ポンプ２８の回転数（運転状況）を制御することで、混合水温度センサ２７の検出結果に基づいて第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況は制御される。なお、第１ヒートポンプ制御装置３５が第２ヒートポンプ制御装置１３５から安定通知信号を入力した場合は、第１ヒートポンプ制御装置３５は混合水温度センサ２７の検出結果と目標沸上温度とに基づく第１水循環ポンプ２８の回転数の制御を終了する。
【００７３】
第１水循環ポンプ２８は従前より湯水を循環させるために設けられているため、新たな部材を設けてその運転状況を制御する場合と異なり、第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況の制御を簡便に実現できる。さらに、コンプレッサ１８，１１８の回転数を上げて第１冷媒―水熱交換器１９で加熱される湯水の温度を上げる場合と異なり、コンプレッサ１８，１１８の負荷を増やすことなく混合水の温度低下を防止できる。
【００７４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図４及び図５に基づいて説明する。第３実施形態が上記各実施形態と異なるのは、ヒートポンプサイクル１１，１１１が除霜運転用の接続管４３，１４３を有し、この除霜運転後に冷媒―水熱交換器１９，１１９が加熱を開始する際に、加熱継続中の冷媒―水熱交換器１９，１１９の加熱状況を制御する点である。
【００７５】
具体的に説明すると、図４に示すように各ヒートポンプサイクル１１，１１１における蒸発器２２，１２２の冷媒流れ下流側には第１及び第２冷媒出口温度センサ４１，１４１が設けられている。冷媒出口温度センサ４１，１４１は、蒸発器２２，１２２から送出された冷媒の温度を検出する。また、各蒸発器２２，１２２の外側近傍には、蒸発器２２，１２２の周辺の外気温を検出する第１及び第２外気温センサ４２，１４２がそれぞれ設けられている。さらに、各コンプレッサ１８，１１８の冷媒流れ下流側の冷媒流通管２３，１２３と、各蒸発器２２，１２２の冷媒流れ上流側の冷媒流通管２３，１２３とは第１及び第２接続管４３，１４３によりそれぞれ接続されている。各接続管４３，１４３には第１及び第２流路切替弁４４，１４４がそれぞれ設けられている。この流路切替弁４４，１４４により、コンプレッサ１８，１１８から送出された高温高圧の冷媒が冷媒―水熱交換器１９，１１９、又は蒸発器２２，１２２へ導かれる。
【００７６】
図５に示すように、第１冷媒出口温度センサ４１、第１外気温センサ４２、及び第１流路切替弁４４は第１ヒートポンプ制御装置３５に電気的に接続されており、第２冷媒出口温度センサ１４１、第２外気温センサ１４２、及び第２流路切替弁１４４は第２ヒートポンプ制御装置１３５に電気的に接続されている。
【００７７】
次に、除霜運転について説明すると、各ヒートポンプ制御装置３５，１３５は、冷媒出口温度センサ４１，１４１から入力される冷媒温度と外気温センサ４２，１４２から入力される外気温を比較する。各ヒートポンプ制御装置３５，１３５には、蒸発器２２，１２２に霜が付着する程度の両温度の差が予め記憶されており、この温度差を着霜温度という。冷媒出口温度センサ４１，１４１から入力される冷媒温度と外気温センサ４２，１４２から入力される外気温の差が着霜温度になるまでは、ヒートポンプ制御装置３５，１３５は、コンプレッサ１８，１１８により圧縮された高温高圧の冷媒を冷媒―水熱交換器１９，１１９に送出させる。
【００７８】
一方、蒸発器２２，１２２を通過する低温低圧の冷媒により、蒸発器２２，１２２に霜が付着し、冷媒出口温度センサ４１，１４１から入力される冷媒温度と外気温センサ４２，１４２から入力される外気温の差が着霜温度になった場合は、ヒートポンプ制御装置３５，１３５は、流路切替弁４４，１４４に切替信号を出力する。そして、流路切替弁４４，１４４が切り替わることで、コンプレッサ１８，１１８により圧縮された高温高圧の冷媒は接続管４３，１４３を介して蒸発器２２，１２２へ送出される。この結果、高温高圧の冷媒が蒸発器２２，１２２を通過することで蒸発器２２，１２２に付着した霜が除かれる。そして、この状態では、冷媒―水熱交換器１９，１１９による湯水の加熱は停止される。この結果、冷媒―水熱交換器１９，１１９（加熱手段）の加熱停止状態は、ヒートポンプサイクル１１，１１１の除霜運転時を含むことになる。
【００７９】
除霜運転を所定時間行った後は、ヒートポンプ制御装置３５，１３５から流路切替弁４４，１４４に切替信号が出力される。そして、コンプレッサ１８，１１８により圧縮された高温高圧の冷媒は冷媒―水熱交換器１９，１１９に送出される。
【００８０】
次に、除霜運転後における冷媒―水熱交換器１９，１１９の加熱状況の制御内容について説明する。第１及び第２ヒートポンプサイクル１１，１１１が安定運転状態を継続していた後に、第２ヒートポンプサイクル１１１が除霜運転を行いその除霜運転が終了した場合について説明する。
【００８１】
除霜運転後にコンプレッサ１８，１１８から冷媒―水熱交換器１９，１１９に高温高圧の冷媒を送出する運転を開始した第２ヒートポンプサイクル１１１の第２ヒートポンプ制御装置１３５は、第２水出口温度センサ１２６で検出される温度が目標沸上温度となるように、第２コンプレッサ１１８の回転数、第２減圧器１２１の開度、及び第２水循環ポンプ１２８の回転数を制御する。ここで、除霜運転がなされている間は、第２コンプレッサ１１８からの高温高圧の冷媒は、第２冷媒―水熱交換器１１９に送出されていない。このため、除霜運転後直ちに第２冷媒―水熱交換器１１９で加熱される湯水の温度を目標沸上温度にはできない。従って、除霜運転後、所定時間が経過するまでは第２水分岐管１１７を通過して第２冷媒―水熱交換器１１９で加熱され第２水分岐管１１７から合流部１６に流れる湯水の温度は、貯湯制御装置６から第２ヒートポンプ制御装置１３５に指示された目標沸上温度よりも低くなる。その後、時間が経つに従い第２水分岐管１１７から合流部１６に流れる湯水の温度は目標沸上温度に近づくように上昇し、その所定時間が経過すると第２水出口温度センサ１２６で検出される温度は目標沸上温度となる。
【００８２】
さて、第２ヒートポンプ制御装置１３５が除霜運転を停止するように第２流路切替弁１４４に切替信号が出力した際には、それと同時に第２ヒートポンプ制御装置１３５は、第１ヒートポンプ制御装置３５に第２流路切替弁１４４の切り替えを通知する切替通知信号を出力する。第１ヒートポンプサイクル１１が安定運転状態を継続している途中に、第２ヒートポンプサイクル１１１から駆動停止通知信号を入力した場合、第１ヒートポンプ制御装置３５は以下の制御を行う。即ち、安定運転状態では第１水出口温度センサ２６の検出結果のみに基づいて第１コンプレッサ１８、第１減圧器２１、及び第１水循環ポンプ２８を制御していた第１ヒートポンプ制御装置３５は、混合水温度センサ２７からの検出結果を監視し始める。そして、第１ヒートポンプ制御装置３５は混合水温度センサ２７から検出された温度が第１ヒートポンプ制御装置３５に記憶された目標沸上温度になるように運転中の第１コンプレッサ１８に回転数を増減させるように指示をする。なお、第１コンプレッサ１８の回転数の増減についての詳しい説明は既に第１実施形態で行っているため、ここでは省略する。
【００８３】
その後、第２水出口温度センサ１２６で検出される温度が目標沸上温度となった場合は、第２ヒートポンプ制御装置１３５は第１ヒートポンプ制御装置３５に安定通知信号を出力する。そして、第１ヒートポンプ制御装置３５はこの安定通知信号を入力により、混合水温度センサ２７の検出結果と目標沸上温度とに基づく第１コンプレッサ１８の回転数の制御を終了する。
【００８４】
このようにして、除霜運転後に第２冷媒―水熱交換器１１９が加熱を開始して、合流部１６における混合水が低下した場合にも、加熱継続中の第１ヒートポンプサイクル１１の第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況を制御することで、混合水の温度低下防止を好適に図ることができる。
【００８５】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。第４実施形態が上記各実施形態と異なるのは、湯水が流れる各水分岐管１７，１１７にバイパス管５１，１５１が接続され、ヒートポンプサイクル１１，１１１の運転開始直後、冷媒―水熱交換器１９，１１９で加熱される湯水について一時的にバイパス管５１，１５１を循環させる点である。なお、本実施形態では、一時的とは、バイパス管５１，１５１に湯水が循環するようになってから水出口温度センサ２６，１２６で検出される温度が所定温度となるまでをいう。タイマ等の時間計測手段を設け、バイパス管５１，１５１に湯水が循環するようになってからこの時間計測手段により計測された所定時間により、一時的となるタイミングを計ってもよい。
【００８６】
図６に示すように各水分岐管１７，１１７において、合流部１６の水流れ上流側と各冷媒―水熱交換器１９，１１９の水流れ上流側は、バイパス管５１，１５１によりそれぞれ接続されている。第１ヒートポンプサイクル１１に設けられたバイパス管を第１バイパス管５１といい、第２ヒートポンプサイクル１１１に設けられたバイパス管を第２バイパス管１５１という。バイパス間５１，１５１は冷媒―水熱交換器１９，１１９により熱交換された湯水を冷媒―水熱交換器１９，１１９に導く。
【００８７】
各水分岐管１７，１１７における冷媒―水熱交換器１９，１１９の水流れ上流側と各バイパス管５１，１５１との上流分岐部５２，１５２には、上流側流路切替手段としての第１及び第２上流側切替弁５３，１５３が設けられている。この上流側切替弁５３，１５３により、給水経路分岐部１５から流れてくる湯水の導入経路について、給水経路分岐部１５（水分岐管１７，１１７の水流れ上流側）から冷媒―水熱交換器１９，１１９側へ導く経路と各バイパス管５１，１５１から冷媒―水熱交換器１９，１１９側へ導く経路との間で切り替え可能になっている。
【００８８】
一方、各水分岐管１７，１１７における冷媒―水熱交換器１９，１１９の水流れ下流側と各バイパス管５１，１５１との下流分岐部５４，１５４には、下流側流路切替手段としての第１及び第２下流側切替弁５５，１５５が設けられている。この下流側切替弁５５，１５５により、冷媒―水熱交換器１９，１１９から流れていく湯水の導出経路について、冷媒―水熱交換器１９，１１９から合流部１６側へ導く経路と冷媒―水熱交換器１９，１１９からバイパス管５１，１５１へ導く経路との間で切り替え可能になっている。従って、これらの上流側切替弁５３，１５３と下流側切替弁５５，１５５により冷媒―水熱交換器１９，１１９により加熱された混合水がバイパス管５１，１５１を経て再度冷媒―水熱交換器１９，１１９に導かれるようになる。図７に示すように第１上流側切替弁５３及び第１下流側切替弁５５は第１ヒートポンプ制御装置３５に電気的に接続されており、第２上流側切替弁１５３及び第２下流側切替弁１５５は第２ヒートポンプ制御装置１３５に電気的に接続されている。
【００８９】
次に、本実施形態における特徴的な制御内容について説明する。
【００９０】
まず、第１ヒートポンプサイクル１１及び／又は第２ヒートポンプサイクル１１１が安定運転状態の場合には、上流側切替弁５３，１５３は、湯水が給水経路分岐部１５から冷媒―水熱交換器１９，１１９へ流れるようにされ、下流側切替弁５５，１５５は湯水が冷媒―水熱交換器１９，１１９から合流部１６側へ流れるようにされる。
【００９１】
次いで、第１ヒートポンプサイクル１１が単独で運転している状態で、湯水の使用量が増大して、第１ヒートポンプサイクル１１だけでは十分な湯水が湧き上げられない場合は、貯湯制御装置６は、第２ヒートポンプ制御装置１３５に第２ヒートポンプサイクル１１１の運転の開始を指示する指示信号を出力する。
【００９２】
すると、運転停止状態から運転を開始した第２ヒートポンプサイクル１１１の第２ヒートポンプ制御装置１３５は、第２水出口温度センサ１２６で検出される温度が目標沸上温度となるように、第２コンプレッサ１１８の回転数、第２減圧器１２１の開度、及び第２水循環ポンプ１２８の回転数を制御し始める。そして、第２水循環ポンプ１２８の作動により第２水分岐管１１７に湯水が流れ始めると第２ヒートポンプ制御装置１３５は第２上流側切替弁１５３及び第２下流側切替弁１５５に切替信号を出力する。切替信号を入力した第２下流側切替弁１５５は、第２冷媒―水熱交換器１１９から第２バイパス管１５１へ湯水を導くようになり、切替信号を入力した第２上流側切替弁１５３は第２バイパス管１５１から第２冷媒―水熱交換器１１９側へ湯水を導くようになる。
【００９３】
その結果、第２冷媒―水熱交換器１１９を通過した湯水は、第２バイパス管１５１と第２冷媒―水熱交換器１１９の間で循環するようになる。そして、第２ヒートポンプサイクル１１１が運転を開始してから、湯水が第２バイパス管１５１と第２冷媒―水熱交換器１１９の間で循環している間に、第２ヒートポンプサイクル１１１が安定運転状態になる。第２ヒートポンプサイクル１１１の運転開始後は、第２冷媒―水熱交換器１１９で加熱される湯水の温度は目標沸上温度よりも低い。しかし、第２バイパス管１５１と第２冷媒―水熱交換器１１９の間で循環している間に湯水は上昇して目標沸上温度に近づく。従って、前記上記下流側切替弁１５５により、加熱を開始した第２冷媒―水熱交換器１１９によって加熱される湯水を一時的に第２バイパス管１５１に流れる構成を簡便に実現できる。さらに、上流側切替弁１５３により第２バイパス管１５１を通過した湯水のみを確実に第２冷媒―水熱交換器１１９に導くことができ、低温の湯水を早期に高温に導くことができる。
【００９４】
ところで、第２水出口温度センサ１２６で検出される温度が所定温度（例えば目標沸上温度）となると、第２ヒートポンプ制御装置１３５は段階的に第２バイパス管１５１を閉じるように第２上流側切替弁１５３及び第２下流側切替弁１５５に切替信号を出力する。それとともに、第２ヒートポンプ制御装置１３５は、第２バイパス管１５１を閉じる切り替えが始まることを通知する切替開始通知信号を第１ヒートポンプ制御装置３５に出力する。切替信号を入力した第２下流側切替弁１５５は、第２冷媒―水熱交換器１１９から合流部１６側へ段階的に湯量が多くなるように湯水を導くようになる。切替信号を入力した第２上流側切替弁１５３は、給水経路分岐部１５（水分岐管１７，１１７の水流れ上流側）から第２冷媒―水熱交換器１１９側へ段階的に湯量が多くなるように湯水を導くようになる。このようにして、加熱停止状態の第２冷媒―水熱交換器１１９が加熱を開始する際に、第２冷媒―水熱交換器１１９によって加熱される湯水が一時的にバイパス管１５１を循環するようになる。そして、上記のように段階的にバイパス管１５１を閉じるように切り替えることで、第２冷媒―水熱交換器１１９に給水経路分岐部１５から低温の湯水が大量に流れ込むことはなく、第２ヒートポンプサイクル１１１の安定化を図ることができる。その後、第２上流側切替弁１５３及び第２下流側切替弁１５５の切り替えが終了すると第２ヒートポンプ制御装置１３５は、切り替えが終了したことを通知する切替終了通知信号を第１ヒートポンプ制御装置３５に出力する。
【００９５】
一方、第１ヒートポンプサイクル１１が安定運転状態を継続している途中に、第１ヒートポンプ制御装置３５が第２ヒートポンプ制御装置１３５から上記切替開始通知信号を入力した場合は、第１ヒートポンプ制御装置３５は以下の制御を行う。即ち、第１水出口温度センサ２６の検出結果のみに基づいて第１コンプレッサ１８、第１減圧器２１、及び第１水循環ポンプ２８を制御していた第１ヒートポンプ制御装置３５は、混合水温度センサ２７からの検出結果を監視し始める。そして、第１ヒートポンプ制御装置３５は混合水温度センサ２７から検出された温度が第１ヒートポンプ制御装置３５に記憶された目標沸上温度になるように運転中の第１コンプレッサ１８に回転数を増減させるように指示をする。なお、第１コンプレッサ１８の回転数の増減についての詳しい説明は既に第１実施形態で行っているため、ここでは省略する。
【００９６】
その後、第１ヒートポンプ制御装置３５が第２ヒートポンプ制御装置１３５から切替終了信号を入力すると、混合水温度センサ２７の検出結果と目標沸上温度とに基づく第１コンプレッサ１８の回転数の制御を終了する。
【００９７】
以上より、加熱を開始した第２冷媒―水熱交換器１１９によって加熱される湯水を一時的に第２バイパス管１５１に流すことで、合流部１６に低温の給湯用流体が流れることを防止できる。また、給湯用流体を繰り返し加熱手段を通過させることで低温の給湯用流体を早期に高温にすることができる。さらに、混合水温度センサ２７の検出結果に基づく第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況の制御が組み合わされることで、混合水の温度が目標沸上温度よりも低下することをより適切に防止できる。
【００９８】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図８及び図９に基づいて説明する。第５実施形態が上記各実施形態と異なるのは、一つのヒートポンプサイクル１１に２つの冷媒―水熱交換器１９，１１９と、２つのコンプレッサ１８，１１８が設けられている点である。
【００９９】
具体的には図８に示すように、ヒートポンプサイクル１１は、第１及び第２コンプレッサ１８，１１８、第１及び第２冷媒―水熱交換器１９，１１９、減圧器２１、蒸発器２２、気液分離器２４を備えており、これらは、冷媒流通管２３で接続されている。
【０１００】
第１コンプレッサ１８及び第１冷媒―水熱交換器１９と、第２コンプレッサ１１８及び第２冷媒―水熱交換器１１９は、減圧器２１、蒸発器２２、及び気液分離器２４に対して並列に設けられている。即ち、冷媒流通管２３は気液分離器２４の冷媒流れ下流側で第１冷媒分岐管６１と第２冷媒分岐管１６１に分岐され、両冷媒分岐管６１，１６１は第１及び第２冷媒―水熱交換器１９，１１９の冷媒流れ下流側で集約される。その結果、減圧器２１、蒸発器２２、気液分離器２４の順で流れた冷媒は、気液分離器２４の冷媒流れ下流側で第１冷媒分岐管６１と第２冷媒分岐管１６１に分岐して流れる。そして、第１冷媒分岐管６１においては、第１コンプレッサ、第１冷媒―水熱交換器１９の順で冷媒が流れ、第２冷媒分岐管１６１においては、第２コンプレッサ１１８、第２冷媒―水熱交換器１１９の順で冷媒が流れる。その後、第１冷媒―水熱交換器１９及び第２冷媒―水熱交換器１１９の冷媒流れ下流側で集約されて再び減圧器２１に導かれる。各冷媒分岐管６１，１６１には、第１及び第２冷媒制御弁６２，１６２がそれぞれ設けられている。この冷媒制御弁６２，１６２はコンプレッサ１８，１１８に冷媒が逆流することを防いでいる。
【０１０１】
各冷媒―水熱交換器１９，１１９には、第１及び第２水分岐管１７，１１７がそれぞれ接続されており、各水分岐管１７，１１７における冷媒―水熱交換器１９，１１９の水流れ下流側には、第１水出口温度センサ２６及び第２水出口温度センサ１２６がそれぞれ設けられている。なお、本実施形態では、前記冷媒―水熱交換器１９，１１９及びコンプレッサ１８，１１８を並列に設けることで、冷媒―水熱交換器１９，１１９（加熱手段）を並列に設ける構成が実現されている。
【０１０２】
ヒートポンプユニット２には、ヒートポンプ制御装置３５が１つ設けられている。図９に示すように、ヒートポンプ制御装置３５の入力側には貯湯制御装置６、混合水温度センサ２７、第１及び第２水出口温度センサ２６，１２６がそれぞれ電気的に接続されている。一方、ヒートポンプ制御装置３５の出力側には第１及び第２コンプレッサ１８，１１８、減圧器２１、第１及び第２水循環ポンプ２８，１２８、並びに第１及び第２冷媒制御弁６２，１６２が電気的に接続されている。
【０１０３】
次に、上記のように構成されたヒートポンプ式給湯装置１の作動について説明する。
【０１０４】
例えば、夜間等、湯水を使用していないときに貯湯タンク３に湯水を溜める場合は、貯湯制御装置６は第１冷媒―水熱交換器１９のみで湯水を沸かせばよいと判断する。そして、貯湯制御装置６は第１冷媒―水熱交換器１９で湯水を加熱させるべく、ヒートポンプ制御装置３５に指示信号を出力し、第１コンプレッサ１８及び第１水循環ポンプ２８を駆動させ、第１冷媒制御弁６２を開放させる。この場合は、第１水分岐管１７を通過する湯水が第１冷媒―水熱交換器１９で加熱された後、この第１水分岐管１７からヒートポンプ出湯管１４へ導かれる。
【０１０５】
一方、昼間で湯水の使用量が増加し、第１冷媒―水熱交換器１９だけでは、必要な湯量が確保できないと判断した場合は、貯湯制御装置６は、第２冷媒―水熱交換器１１９でも湯水を加熱させるべく、ヒートポンプ制御装置３５に指示信号を出力し、第２コンプレッサ１１８及び第２水循環ポンプ１２８を駆動させ、第２冷媒制御弁１６２を開放させる。この結果、第１冷媒―水熱交換器１９に加えて第２冷媒―水熱交換器１１９でも湯水が加熱されるようになる。
【０１０６】
次に、本実施形態における特徴的な制御内容について説明する。
【０１０７】
第１コンプレッサ１８及び第１水循環ポンプ２８が安定運転状態を継続している場合において、湯水の使用量が増大して、第１冷媒―水熱交換器１９だけでは十分な湯水が湧き上げられない場合は、貯湯制御装置６は、ヒートポンプ制御装置３５に第２冷媒―水熱交換器１１９での加熱の開始を指示する指示信号を出力する。ヒートポンプ制御装置３５は、加熱を停止している加熱停止状態から加熱を開始した第２冷媒―水熱交換器１１９の第２水出口温度センサ１２６で検出される温度が目標沸上温度となるように、第２コンプレッサ１１８の回転数、第２水循環ポンプ１２８の回転数を制御する。
【０１０８】
さて、ヒートポンプ制御装置３５が、第１冷媒―水熱交換器１９での加熱継続中に第２冷媒―水熱交換器１１９での加熱の開始を指示する指示信号を入力した際には、以下の制御を行う。即ち、安定運転状態では第１水出口温度センサ２６の検出結果のみに基づいて第１コンプレッサ１８及び第１水循環ポンプ２８を制御していたヒートポンプ制御装置３５は、混合水温度センサ２７からの検出結果を監視し始める。そして、ヒートポンプ制御装置３５は混合水温度センサ２７から検出された温度がヒートポンプ制御装置３５に記憶された目標沸上温度になるように運転中の第１コンプレッサ１８に回転数を増減させるように指示をする。なお、第１コンプレッサ１８の回転数の増減についての詳しい説明は既に第１実施形態で行っているため、ここでは省略する。
【０１０９】
その後、第２水出口温度センサ１２６で検出される温度が目標沸上温度となったとヒートポンプ制御装置３５が判断した場合は、混合水温度センサ２７の検出結果と目標沸上温度とに基づく第１コンプレッサ１８の回転数の制御を終了する。その一方で、再度第１水出口温度センサ２６を監視するようになり、この第１水出口温度センサ２６の検出結果と目標沸上温度とを比較しながら第１コンプレッサ１８及び第１水循環ポンプ２８を制御するようになる。
【０１１０】
以上より、上記のように構成した場合でも、ヒートポンプ制御装置３５が、目標沸上温度と検出した混合水の温度とを比較しつつ第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況を制御することで、混合水の温度が目標沸上温度よりも低下することを適切に防止できる。
【０１１１】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態を図１０及び図１１に基づいて説明する。第６実施形態が上記各実施形態と異なるのは、混合水温度センサ２７を設けず、各水循環ポンプ２８，１２８の回転数（運転状況）及び各水出口温度センサ２６，１２６で検出された湯水の温度に基づいて混合水の温度を算出し、その算出結果に基づいて第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況を制御している点である。
【０１１２】
具体的には図１０に示すように、第１及び第２水循環ポンプ２８，１２８には、当該水循環ポンプ２８，１２８の回転数を検出する第１及び第２回転数センサ６４，１６４がそれぞれ設けられている。回転数センサ６４，１６４が運転状況検出手段に相当し、水出口温度センサ２６，１２６が出口温度検出手段に相当する。水循環ポンプ２８，１２８の回転数が圧送手段の運転状況に相当する。図１１に示すように、第１回転数センサ６４は第１ヒートポンプ制御装置３５に電気的に接続され、第２回転数センサ１６４は第２ヒートポンプ制御装置１３５に電気的に接続されている。
【０１１３】
次に、本実施形態における特徴的な制御内容について説明する。
【０１１４】
まず、第１ヒートポンプサイクル１１が単独で運転しており、第１ヒートポンプサイクル１１が安定運転状態の場合は、上記した各実施形態と同様に第１ヒートポンプ制御装置３５は第１水出口温度センサ２６の検出結果と目標沸上温度とを比較する。そして、第１冷媒―水熱交換器１９で加熱された湯水の温度が目標沸上温度となるように、第１コンプレッサ１８の回転数、第１減圧器２１の開度、及び第１水循環ポンプ２８の回転数を制御する。
【０１１５】
次いで、湯水の使用量が増大すると、貯湯制御装置６は第２ヒートポンプ制御装置１３５に運転の開始を指示する指示信号を出力するとともに第１ヒートポンプ制御装置３５に開始通知信号を出力する。指示信号を入力した第２ヒートポンプ制御装置１３５及び開始通知信号を入力した第１ヒートポンプ制御装置３５は合流部１６での混合水の温度を目標沸上温度にすべく以下の制御を行う。
【０１１６】
即ち、第２ヒートポンプ制御装置１３５は、所定時間毎に第２回転数センサ１６４で検出される第２水循環ポンプ１２８の回転数と第２水出口温度センサ１２６で検出される湯水の温度を所定時間毎に第１ヒートポンプ制御装置３５へ通知する。
【０１１７】
ここで、上記回転数センサ６４，１６４で検出される水循環ポンプ２８，１２８の回転数から水循環ポンプ２８，１２８により送出され各水分岐管１７，１１７を流れる湯水の流量が推測できる。そして、流量と温度とから熱量が算出できる。このため、第１ヒートポンプ制御装置３５は、通知された第２水循環ポンプ１２８の回転数と湯水の温度から、第２水分岐管１１７から合流部１６へ流れる湯水の熱量を算出する。一方、第１ヒートポンプ制御装置３５は所定時間毎に第１回転数センサ６４で検出される第１水循環ポンプ２８の回転数と第１水出口温度センサ２６で検出される湯水の温度から、第１水分岐管１７から合流部１６へ流れる湯水の熱量を算出する。そして、第１ヒートポンプ制御装置３５は、この２つの熱量と各分岐管１７，１１７を流れる湯水の流量から合流部１６で合流した後の混合水の温度を算出する。本実施形態では、第１ヒートポンプ制御装置３５が混合流体温度算出手段に相当する。
【０１１８】
その後、第１ヒートポンプ制御装置３５は、算出される混合水の温度が記憶された目標沸上温度になるように運転中の第１コンプレッサ１８に回転数を増減させるように指示をする。即ち、第２ヒートポンプサイクル１１１が運転を開始し、第２水分岐管１１７から合流部１６に目標沸上温度よりも低温の湯水が流れているときは、算出される混合水の温度が目標沸上温度よりも低い。この場合は、算出される温度が目標沸上温度となるように第１ヒートポンプ制御装置３５は第１コンプレッサ１８に回転数を増加させる指示をする。一方、運転開始後、時間が経つと、第２水分岐管１１７から合流部１６に流れる湯水の温度が上昇して第１ヒートポンプ制御装置３５で算出される温度が目標沸上温度よりも高くなる。この場合は、その算出される温度が目標沸上温度となるように第１コンプレッサ１８に回転数を減少させる指示をする。
【０１１９】
このようにして、第１ヒートポンプ制御装置３５による混合水の温度の算出結果に基づいて第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況は制御される。
【０１２０】
その後、第２ヒートポンプ制御装置１３５からの安定通知信号を入力して、第２水出口温度センサ１２６で検出される温度が目標沸上温度となったと判断した場合は、第１ヒートポンプ制御装置３５は混合水の温度の算出結果と目標沸上温度とに基づく第１コンプレッサ１８の回転数の制御を終了する。そして、第１水出口温度センサ２６の検出結果と目標沸上温度とを比較しながら第１コンプレッサ１８及び第１水循環ポンプ２８を制御するようになる。
【０１２１】
上記のように構成した場合、第１ヒートポンプ制御装置３５が、目標沸上温度と算出した混合水の温度とを比較しつつ第１冷媒―水熱交換器１９による湯水の加熱状況を制御することで、上記各実施形態と異なり混合水温度センサ２７を設けなくても混合水の温度が目標沸上温度よりも低下することを適切に防止できる。
【０１２２】
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【０１２３】
・上記各実施形態において、冷媒―水熱交換器１９，１１９又はヒートポンプサイクル１１，１１１を３以上設けてもよい。
【０１２４】
・上記各実施形態では、加熱を開始した第２冷媒―水熱交換器１１９の第２水出口温度センサ１２６で検出した温度が目標沸上温度となった場合に、混合水温度センサ２７の検出結果と目標沸上温度とに基づく第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況の制御を終了したが、この終了のきっかけとなる温度は目標沸上温度よりも低い温度にしてもよい。この場合、この温度が所定温度となる。
【０１２５】
・また、上記第１〜第５実施形態において、この終了のきっかけとなる所定条件を混合水温度センサ２７で検出される温度が所定時間、所定の誤差の範囲内で目標沸上温度を継続することに変更してもよい。さらに、複数のヒートポンプサイクル１１，１１１が設けられる場合においては、その終了のきっかけとなる所定条件を、加熱を開始したヒートポンプサイクル１１，１１１における減圧器２１，１２１の開度が変動しなくなることに変更してもよい。
【０１２６】
・上記第１〜第３及び第６実施形態では、コンプレッサ１８，１１８の回転数又は水循環ポンプ２８，１２８の回転数を増減させることで、加熱継続中の第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況の制御を行ったが、減圧器２１，１２１の開度を増減させることで加熱継続中の第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況の制御を行ってもよい。また、コンプレッサ１８，１１８の回転数、水循環ポンプ２８，１２８の回転数及び減圧器２１，１２１の開度を適宜組み合わせて加熱継続中の第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況の制御を行ってもよい。
【０１２７】
・上記第５実施形態では、コンプレッサ１８，１１８の回転数を増減させることで、加熱継続中の第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況の制御を行ったが、水循環ポンプ２８，１２８の回転数を増減させることで加熱継続中の第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況の制御を行ってもよい。また、コンプレッサ１８，１１８の回転数及び水循環ポンプ２８，１２８の回転数を適宜組み合わせて加熱継続中の第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況の制御を行ってもよい。
【０１２８】
・上記第４実施形態において、混合水温度センサ２７の検出結果と目標沸上温度とに基づく第１冷媒―水熱交換器１９の加熱状況の制御をすることなく、湯水を一時的に第２バイパス管１５１を流れるようにさせる制御のみを行うようにしてもよい。このようにしても混合水の温度が目標沸上温度よりも低下することを適切に防止できる。なお、この場合は、混合水温度センサ２７は設けない。
【０１２９】
・上記第４実施形態において、上流側切替弁５３，１５３を設けず、下流側切替弁５５，１５５のみを設ける構成にしてもよい。このようにしても、冷媒―水熱交換器１９，１１９を通過した湯水をバイパス管５１，１５１に導くことは可能になる。
【０１３０】
・上記第４実施形態では、段階的に第２バイパス管１５１を閉じるように第２上流側切替弁１５３及び第２下流側切替弁１５５を切り替えたが、直ちにバイパス管１５１を閉じるように第２上流側切替弁１５３及び第２下流側切替弁１５５を切り替えてもよい。
【０１３１】
・上記第１〜第４実施形態では、各ヒートポンプサイクル１１，１１１毎にヒートポンプ制御装置３５，１３５を設けたが、１つのヒートポンプ制御装置３５で各ヒートポンプサイクル１１，１１１を制御する構成にしてもよい。
【０１３２】
・上記第５実施形態では、一つのヒートポンプサイクル１１に２つの冷媒―水熱交換器１９，１１９と２つのコンプレッサ１８，１１８を並列に設けたが、一つのヒートポンプサイクル１１に２つの冷媒―水熱交換器１９，１１９のみを並列に設ける構成にしてもよい。この場合は、冷媒―水熱交換器１９，１１９毎に設けられる水循環ポンプ２８，１２８の回転数を制御することで、冷媒―水熱交換器１９，１１９による湯水の加熱状況の制御を行うことができる。
【０１３３】
・上記第５実施形態では、一つのヒートポンプサイクル１１に２つの冷媒―水熱交換器１９，１１９と２つのコンプレッサ１８，１１８を並列に設けたが、３以上の冷媒―水熱交換器１９，１１９とコンプレッサ１８，１１８を並列に設けてもよい。さらに、一つの冷媒―水熱交換器１９，１１９に対して、２以上のコンプレッサ１８，１１８を直列に接続する構成にしてもよい。
【０１３４】
・上記第６実施形態において、第２ヒートポンプ制御装置１３５で第２水分岐管１１７から合流部１６へ流れる湯水の熱量を算出して第１ヒートポンプ制御装置３５へ出力する構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置を示す概略図
【図２】同じくヒートポンプユニットを示す概略図。
【図３】同じくヒートポンプ式給湯装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第３実施形態に係るヒートポンプユニットを示す概略図。
【図５】同じくヒートポンプ式給湯装置の電気的構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第４実施形態に係るヒートポンプユニットを示す概略図。
【図７】同じくヒートポンプ式給湯装置の電気的構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第５実施形態に係るヒートポンプユニットを示す概略図。
【図９】同じくヒートポンプ式給湯装置の電気的構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の第６実施形態に係るヒートポンプユニットを示す概略図。
【図１１】同じくヒートポンプ式給湯装置の電気的構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１３６】
１  ヒートポンプ式給湯装置
１１，１１１  第１及び第２ヒートポンプサイクル
１２  配管
１３  ヒートポンプ給水管（配管）
１４  ヒートポンプ出湯管（配管）
１６  合流部
１７，１１７  第１及び第２水分岐管（配管）
１８，１１８  第１及び第２コンプレッサ（圧縮機）
１９，１１９  第１及び第２冷媒―水熱交換器（加熱手段）
２１，１２１  第１及び第２減圧器（減圧手段）
２２，１２２  第１及び第２蒸発器（蒸発手段）
２７  混合水温度センサ（混合流体温度検出手段）
２６，１２６  第１及び第２水出口温度センサ（出口温度検出手段）
２８，１２８  第１及び第２水循環ポンプ（圧送手段）
３５，１３５  第１及び第２ヒートポンプ制御装置（制御手段、混合流体温度算出手段）
５１，１５１  バイパス管
５３，１５３  第１及び第２上流側切替弁（上流側流路切替手段）
５５，１５５  下流側切替弁（下流側流路切替手段）
６４，１６４…回転数センサ（運転状況検出手段）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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