(57)【要約】【課題】本発明の課題は、生成したスケール成分を除去する際に、貯蔵タンク内の温度が低下せずに、貯蔵タンク内へのスケール成分の混入を防止することができるヒートポンプユニットを提供することにある。【解決手段】本発明は、圧縮機１、液・冷媒熱交換器２、減圧器３、及び気・冷媒熱交換器４が、この順番で冷媒が循環するように配管で環状に連結されたヒートポンプ３３を備えるヒートポンプユニット３０であって、液・冷媒熱交換器２、送出配管３６、バイパス配管３７及び供給配管３５で形成された洗浄用循環回路３１を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器としての液・冷媒熱交換器、減圧器、及び蒸発器としての気・冷媒熱交換器が、この順番で前記冷媒が循環するように配管で環状に連結されたヒートポンプを備えるヒートポンプユニットであって、
前記液・冷媒熱交換器には、前記冷媒で加熱される被加熱媒体を供給する供給配管の一端と、前記冷媒で加熱された被加熱媒体を送り出す送出配管の一端とが接続されていると共に、
前記液・冷媒熱交換器から延出する前記供給配管と前記送出配管のそれぞれの途中にはこれらに跨るようにバイパス配管が接続されており、
前記液・冷媒熱交換器、前記送出配管、前記バイパス配管及び前記供給配管で形成された前記被加熱媒体による洗浄用循環回路を備えていることを特徴とするヒートポンプユニット。
【請求項２】
請求項１に記載されたヒートポンプユニットと、
前記被加熱媒体を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、
前記貯蔵タンクには、前記ヒートポンプユニットの前記送出配管の他端と、前記供給配管の他端とが接続されていることを特徴するヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
前記被加熱媒体は、水又は二次冷媒であることを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
前記被加熱媒体が水であるヒートポンプ給湯機であって、前記バイパス配管の途中に接続されて前記洗浄用循環回路から前記被加熱媒体を排出する排出配管を更に備えることを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
前記洗浄用循環回路の洗浄の要否を判断し、この判断に応じて前記被加熱媒体を前記洗浄用循環回路で循環させる洗浄運転工程を実施する制御部を更に備えることを特徴する請求項３に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
前記制御部は、加熱された前記被加熱媒体を前記貯蔵タンクに貯蔵する貯蔵運転工程を実施した後に、前記洗浄運転工程を実施することを特徴する請求項５に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項７】
前記制御部は、スケール成分の生成量との間に相対関係を有するパラメータに基づいて前記洗浄用循環回路の洗浄の要否を判断することを特徴する請求項５に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項８】
前記制御部は、前記パラメータに基づかずに予め設定した所定期間ごとに前記前記洗浄運転工程を実施することを特徴する請求項５に記載のヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプユニット及びヒートポンプ給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ給湯機は、一般的に、夜間の割引電気料金を利用してヒートポンプ運転を行ない、水を加熱して貯蔵タンクに蓄える。そして、給湯口を開くと貯蔵タンク内の高温水に水を混ぜた適温水が給湯される。
【０００３】
一方、水には、カルシウム、マグネシウム、ケイ素等の金属が含まれていることが一般的である。これらの金属は、難溶性の塩やシリケート等の金属化合物を形成する。このような金属化合物は、水が加熱されると溶解度が低下すると共に不純物に付着してスケール成分を形成することがある。そして、ヒートポンプ給湯機では、高温となる水・冷媒熱交換器の出湯側水回路内でスケール成分の生成が顕著となる。このようなスケール成分は、水回路の壁面等に付着して更に成長することでスケールを形成する。このようなスケールが水回路に形成されると、水回路の圧損を上昇させるだけでなく、給湯水の水質を悪化させることもある。また、熱交換器の配管内に形成されたスケールは熱交換率を低下させる。なお、このようなスケールの問題は、水道水を加熱した場合にも発生し得るが、硬度の高い水（例えば、地下水や井戸水、温泉水等）を加熱した場合に特に顕著である。
【０００４】
従来、水配管内に生成したスケールによって運転が不可能となる前に、温水の温度を下げるヒートポンプ給湯機が知られている（例えば、特許文献１参照）。このヒートポンプ給湯機は、温水の温度を下げることでスケールの成長を抑制してヒートポンプ給湯機の耐久性を向上させている。
また、従来のヒートポンプ給湯機としては、貯湯時と逆向きに回路内に温水を流通させ、回路内に生成したスケール成分等による詰まりを除去するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４７７５４号公報
【特許文献２】特開２００４−１４４４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１のヒートポンプ給湯機は、温水の回路内に形成されたスケールによって温水の流量が低下してから温水の温度を下げるように構成されており、流量が更に低下することを防止するものである。したがって、このヒートポンプ給湯機は、流量が低下したときにその流量を維持することを目的としており、既に生成したスケールによる悪影響を改善することができない問題がある。そして、このヒートポンプ給湯機は、スケールの生成を抑制するために温水の温度を下げるので、高温の湯を確保することができない問題がある。
【０００７】
また、前記特許文献２のヒートポンプ給湯機は、貯湯時と逆向きとなるように温水を回路内に流通させるので、回路内で貯蔵タンク内の温水を循環することとなって、貯蔵タンク内の貯湯温度が低下する問題がある。また、このヒートポンプ給湯機は、逆向きに温水を流通させた際に、回路内のスケール成分が貯蔵タンクに流入する恐れがある。つまり、給湯される湯自体がスケール成分によって汚染する恐れがある。
以上のことから、ヒートポンプ給湯機としては、生成したスケール成分を除去する際に、貯蔵タンク内の温度が低下せずに、貯蔵タンク内へのスケール成分の混入を防止することができるものが望まれていた。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、生成したスケール成分を除去する際に、貯蔵タンク内の温度が低下せずに、貯蔵タンク内へのスケール成分の混入を防止することができるヒートポンプユニット及びこれを備えたヒートポンプ給湯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決する本発明は、圧縮機、凝縮器としての液・冷媒熱交換器、減圧器、及び蒸発器としての気・冷媒熱交換器が、この順番で前記冷媒が循環するように配管で環状に連結されたヒートポンプを備えるヒートポンプユニットであって、前記液・冷媒熱交換器には、前記冷媒で加熱される被加熱媒体を供給する供給配管の一端と、前記冷媒で加熱された被加熱媒体を送り出す送出配管の一端とが接続されていると共に、前記液・冷媒熱交換器から延出する前記供給配管と前記送出配管のそれぞれの途中にはこれらに跨るようにバイパス配管が接続されており、前記液・冷媒熱交換器、前記送出配管、前記バイパス配管及び前記供給配管で形成された前記被加熱媒体による洗浄用循環回路を備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、課題を解決する本発明のヒートポンプ給湯機は、前記したヒートポンプユニットと、前記被加熱媒体を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、前記貯蔵タンクには、前記ヒートポンプユニットの前記送出配管の他端と、前記供給配管の他端とが接続されていることを特徴する。
【００１１】
本発明のヒートポンプユニット及びヒートポンプ給湯機は、高温となってスケール成分が形成され易い液・冷媒熱交換器を含む流路に洗浄用循環回路が形成されている。そして、この洗浄用循環回路は、前記送出配管、前記バイパス配管及び前記供給配管を介して被加熱媒体が循環することで洗浄される。
したがって、送出配管の他端から送り出されることとなる加熱された被加熱媒体には、洗浄用循環回路を洗浄した洗浄物（スケール成分）が混入することがない。つまり、送出配管の他端に貯蔵タンクが配置されたヒートポンプ給湯機は、貯蔵タンク内に洗浄物（スケール成分）が混入することがない。
また、前記したように、洗浄用循環回路は、前記送出配管、前記バイパス配管及び前記供給配管を介して被加熱媒体が循環することで洗浄されるので、例えば、貯蔵タンク内の温水を循環して洗浄するヒートポンプ給湯機（例えば、特許文献２参照）と異なって、貯蔵タンク内の温度が低下することが防止される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生成したスケール成分を除去する際に、貯蔵タンク内の温度が低下せずに、貯蔵タンク内へのスケール成分の混入を防止することができるヒートポンプユニット及びこれを備えたヒートポンプ給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係るヒートポンプユニット及びヒートポンプ給湯機の構成説明図である。
【図２】制御部がヒートポンプ給湯機の動作を制御する際のタイムチャートである。
【図３】制御部が洗浄運転工程を実施する際の動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】スケール成分の生成量の推定値（Ｗ）と、加熱量の積算値（Ｑ）との関係を模式的に表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。本発明のヒートポンプユニット及びこれを備えたヒートポンプ給湯機は、前記したように、液・冷媒熱交換器、送出配管、バイパス配管、及び供給配管で形成される洗浄用循環回路に、被加熱媒体を循環させて洗浄用循環回路を洗浄するように構成されている。本実施形態では、被加熱媒体が水であるヒートポンプユニット及びヒートポンプ給湯機について説明する。
なお、被加熱媒体の水としては、水道水の他、地下水や井戸水、温泉水等が考えられる。
【００１５】
図１に示すように、ヒートポンプ給湯機１００は、ヒートポンプユニット３０と貯蔵ユニット４０と、制御部５０とを備えている。
【００１６】
前記ヒートポンプユニット３０は、ヒートポンプ（ヒートポンプサイクル回路）３３と洗浄用循環回路３１とを備えている。
ヒートポンプ３３は、圧縮機１と、液・冷媒熱交換器２と、減圧器３と、気・冷媒熱交換器４とで主に構成されている。そして、これらの圧縮機１、液・冷媒熱交換器２、減圧器３、及び気・冷媒熱交換器４は、この順番で冷媒が循環するように配管で環状に連結されている。
なお、本実施形態での冷媒としては、二酸化炭素（ＣＯ２）が使用されている。
【００１７】
圧縮機１は、環状の回路から戻ってきた冷媒を圧縮すると共に、圧縮した高温のガス冷媒（以下、ホットガスということがある）を再び環状の回路に送り出している。更に具体的には、気・冷媒熱交換器４から戻ってきた冷媒を圧縮して液・冷媒熱交換器２に向かって送り出している。
圧縮機１は、容量制御が可能で、冬期等で高温貯湯（８５〜９０℃）を行う場合は、通常よりも大きな回転速度（３０００〜４０００回転／分）で運転する。また、通常の貯湯温度（約６５℃）で運転する場合は、比較的小さな回転速度（１０００〜２０００回転／分）で運転する。また、圧縮機１は、ＰＷＭ制御、電圧制御（例えばＰＡＭ制御）及びこれらの組み合わせ制御により、低速（例えば７００回転／分）から高速（例えば６０００回転／分）まで回転速度の制御が行えるようになっている。
【００１８】
液・冷媒熱交換器２は、凝縮器として機能するものであり、圧縮機１から吐出されたホットガスを流通させる冷媒伝熱管２ａと、水（被加熱媒体）を流通させる水伝熱管２ｂとを備えている。これらの冷媒伝熱管２ａ及び水伝熱管２ｂは、冷媒と水とが相互に熱交換するよう密着して設けられている。
【００１９】
減圧器３は、液・冷媒熱交換器２と気・冷媒熱交換器４との間に配置される配管の途中に設けられており、電動膨張弁が使用されている。この減圧器３は、液・冷媒熱交換器２からの中温高圧冷媒を減圧し、蒸発し易い低圧冷媒として気・冷媒熱交換器４に送り出している。そして、減圧器３は、絞り開度が調節可能となっており、この絞り開度を変えてヒートポンプ３３の冷媒循環量を調節する働きや、気・冷媒熱交換器４に着霜した場合に、絞り開度を全開にしてその霜を溶かすようにも働く。
【００２０】
気・冷媒熱交換器４は、送風ファン５の回転によって外気を取り入れた空気（送風）と、気・冷媒熱交換器４内を流通する冷媒との熱交換を行って、外気から熱を汲み上げるものである。そして、冷媒は、この気・冷媒熱交換器４から圧縮機１に戻されることとなる。
【００２１】
以上のようなヒートポンプ３３と共にヒートポンプユニット３０を構成する洗浄用循環回路３１は、前記した液・冷媒熱交換器２と、送出配管３６と、バイパス配管３７と、供給配管３５とで構成されている。
【００２２】
送出配管３６の一端は、液・冷媒熱交換器２の水伝熱管２ｂの出口に接続されており、冷媒で加熱された水（被加熱媒体）を送り出すようになっている。この送出配管３６は、後記する貯蔵タンク１０側に向かって延出している。
【００２３】
供給配管３５は、前記冷媒で加熱される水（被加熱媒体）を液・冷媒熱交換器２に供給するものであり、供給配管３５の一端は、液・冷媒熱交換器２の水伝熱管２ｂの入口に接続されている。この供給配管３５は、後記する貯蔵タンク１０側に向かって延出している。そして、供給配管３５には、循環ポンプ１４が、次に説明するバイパス配管３７の接続位置と液・冷媒熱交換器２との間に配置されている。なお、本実施形態での循環ポンプ１４は、水（被加熱媒体）を水伝熱管２ｂの入口側に送り込むように駆動する。そして、循環ポンプ１４は、循環水の流量、流速及び圧力が自由に選択できるように構成されている。
【００２４】
バイパス配管３７は、供給配管３５と送出配管３６のそれぞれの延出途中にこれらに跨るように接続されている。
このバイパス配管３７には、後記するように、水（被加熱媒体）が送出配管３６側から供給配管３５側に向かって流通するようになっている。
そして、バイパス配管３７には、送出配管３６寄りに開閉弁２０が配置され、供給配管３５側寄りに回路切換弁１５が設けられている。
また、バイパス配管３７には、回路切換弁１５を介して排水配管３２の一端が接続されている。この排水配管３２の他端には、排水口１６が設けられている。
なお、後記するように、回路切換弁１５は、送出配管３６と供給配管３５とが連通する方向（Ａ−Ｂ方向）、又は送出配管３６と排水配管３２とが連通する方向（Ａ−Ｃ方向）に水（被加熱媒体）の流路を切り換えるように構成されている。
【００２５】
次に、このようなヒートポンプユニット３０と共にヒートポンプ給湯機１００を構成する貯蔵ユニット４０について説明する。
貯蔵ユニット４０は、水（被加熱媒体）を貯蔵する貯蔵タンク１０を備えている。
この貯蔵タンク１０は、送出配管３６の他端と回路切換弁９を介して接続されている。そして、貯蔵タンク１０は、回路切換弁９を介して、給湯配管３８ｂの一端と接続されている。給湯配管３８ｂの他端には、給湯口１２が設けられている。
なお、後記するように、回路切換弁９は、送出配管３６と貯蔵タンク１０とが連通する方向（Ｄ−Ｆ方向）、又は送出配管３６と給湯配管３８ｂとが連通する方向（Ｄ−Ｅ方向）に湯の流路を切り換えるように構成されている。
【００２６】
貯蔵タンク１０は、供給配管３５の他端とも接続されている。そして、貯蔵タンク１０は、給水配管３８ａの一端と接続されている。
この給水配管３８ａの一端は、供給配管３５の他端とも接続されている。給水配管３８ａの他端には、給水口６が設けられている。そして、この給水配管３８ａには、給水口６側から順番に、減圧弁７と給水量センサ８とが設けられている。
給水配管３８ａは、給水量センサ８の下流側（貯蔵タンク１０寄り）から分岐して、給湯配管３８ｂにその先端が合流するように接続される分岐配管３８ｃを備えている。この分岐配管３８ｃは、湯水混合弁１１を介して給湯配管３８ｂに接続されている。
【００２７】
次に制御部５０について説明する。
この制御部５０は、前記したように、圧縮機１の回転速度の制御や減圧器３の絞り開度の制御等を実行するように構成されている。また、制御部５０は、毎日の給湯使用量を記憶学習して翌日の給湯使用量を推定し、夜間の貯湯温度及び貯湯量を決定すると共に、前記貯湯量が電気料金の夜間割引時間（例えば２３時〜７時）内に沸き上がるように貯湯運転開始時刻を設定するように構成されている。
【００２８】
そして、制御部５０は、後記する手順で、圧縮機１の駆動（ＯＮ）及び停止（ＯＦＦ）、回路切換弁９，１５の切り換え、循環ポンプ１４の駆動（ＯＮ）及び停止（ＯＦＦ）、並びに開閉弁２０の開閉等を制御するように構成されている。ちなみに、制御部５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路等を含んで構成されている。
【００２９】
次に、本実施形態に係るヒートポンプユニット３０を使用したヒートポンプ給湯機１００の動作について説明する。
【００３０】
このヒートポンプ給湯機１００では、貯蔵タンク１０内に所定の温度で所定の湯量を確保するのに先立って、貯蔵タンク１０を満たすように水が供給される。この際、貯蔵タンク１０には、残存する湯に加えられるように、給水口６及び給水配管３８ａを介して水が加えられる。もちろん、貯蔵タンク１０が空の場合には、その全てが水で満たされる。
以下では、貯蔵タンク１０に残存する湯と新たに加えられた水とを一緒にして単に「水」ということがある。
【００３１】
そして、ヒートポンプ給湯機１００は、貯蔵タンク１０が水で満たされてから、貯湯運転工程を実施する。
ヒートポンプ給湯機１００は、起動した圧縮機１が吐出するホットガスを液・冷媒熱交換器２（凝縮器）の冷媒伝熱管２ａに送り込む。冷媒伝熱管２ａに送り込まれたホットガスは、水伝熱管２ｂ内の水に熱を放出することで凝縮する。つまり水伝熱管２ｂ内の水はホットガスで加熱される。
【００３２】
次いで、液・冷媒熱交換器２（凝縮器）の冷媒伝熱管２ａから送り出された冷媒は、減圧器３（膨張弁）で減圧された後に、気・冷媒熱交換器４（蒸発器）に流れ込む。そして、流れ込んだ冷媒は、送風ファン５から送り込まれた風によって蒸発する際に、液・冷媒熱交換器２を介して外気から熱を汲み上げる。その後、冷媒は、圧縮機１に戻って再び圧縮される。
【００３３】
その一方で、貯蔵タンク１０に満たされた水は、循環ポンプ１４が起動することで、供給配管３５を介して液・冷媒熱交換器２の冷媒伝熱管２ａ内に送り込まれる。そして、送り込まれた水は、前記したように、冷媒に加熱されて湯となって、送出配管３６に流れ込む。
送出配管３６に流れ込んだ湯は、回路切換弁９を介して貯蔵タンク１０に戻って貯蔵される。このように貯蔵タンク１０と液・冷媒熱交換器２との間で水が循環する間に、ヒートポンプ給湯機１００は、貯蔵タンク１０内に所定の温度で所定の湯量を確保する。
【００３４】
また、ヒートポンプ給湯機１００は、給湯運転工程を実施する際に、貯蔵タンク１０の湯を図示しないポンプによって湯水混合弁１１を介して給湯配管３８ｂに送り出す。その一方で、湯水混合弁１１の開口度合いに応じて、水が給水口６、給水配管３８ａ及び分岐配管３８ｃを介して給湯配管３８ｂに流れ込む。この水と一緒になって適度な温度となった湯は、給湯口１２から給湯される。
【００３５】
そして、ヒートポンプ給湯機１００は、前記した貯湯運転工程を実施している際に、水の温度は、液・冷媒熱交換器２の水伝熱管２ｂの出口付近で最も高くなる。したがって、この出口付近の送出配管３６内や、水伝熱管２ｂ内にはスケール成分が発生し易くなる。
そこで、本実施形態に係るヒートポンプ給湯機１００は、前記したように、液・冷媒熱交換器２の水伝熱管２ｂ、送出配管３６、バイパス配管３７及び供給配管３５で構成される洗浄用循環回路３１に水を循環させることで、洗浄用循環回路３１内を洗浄する。このような洗浄運転工程を実施することで、洗浄用循環回路３１内で生成したスケール成分が洗浄用循環回路３１等の内壁面に付着してスケールになることが防止される。そして、洗浄用循環回路３１内を洗浄した水は、続く排水運転工程の実施によって、回路切換弁１５、排水配管３２、及び排水口１６を介して給湯機１００の系外に排出される。
【００３６】
次に、本実施形態に係るヒートポンプユニット３０を使用したヒートポンプ給湯機１００の動作を制御部５０との関係において更に詳しく説明する。図２は、制御部がヒートポンプ給湯機の動作を制御する際のタイムチャートである。なお、図２においては、貯湯運転工程、洗浄運転工程、排水運転工程、及び給湯運転工程の順番で実施するように表現されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、各工程の順番は相互に入れ替わってもよい。また、必ずしもこれらの工程の全てが一組となって実施されるものではなく、例えば1日の運転状況によっては、各工程のうちの少なくとも一部の工程が省略される場合もある。また、図２の回路切換弁９のＤ、Ｅ及びＦは、図１に示す回路切換弁９の流路の切り換え方向に一致させ、図２の回路切換弁１５のＡ、Ｂ及びＣは、図１に示す回路切換弁１５の流路の切り換え方向に一致させている。
【００３７】
図１に示す制御部５０は、前記した貯湯運転工程を実施する際に、図２に示すように、圧縮機１をＯＮにし、前記したように、ホットガスを液・冷媒熱交換器２に向かって吐出させる。そして、回路切換弁９をＤ−Ｆ方向に設定し、開閉弁２０を「閉」にすることで、貯蔵タンク１０と液・冷媒熱交換器２との間の水の循環回路を形成する。そして、制御部５０は、循環ポンプ１４をＯＮにすることで、貯蔵タンク１０と液・冷媒熱交換器２との間の循環回路を水が循環して、前記したように、貯蔵タンク１０に湯が確保される。なお、このときの回路切換弁１５は流路がＡ−Ｂ方向に設定されている。
【００３８】
図１に示す制御部５０は、前記した洗浄運転工程を実施する際に、図２に示すように、圧縮機１をＯＦＦにすることでヒートポンプ３３の運転を停止する。そして、制御部５０は、回路切換弁１５の流路がＡ−Ｂ方向になるように設定し、開閉弁２０を「開」にすることで、洗浄用循環回路３１内での水の循環が可能なように設定する。この際、制御部５０は、回路切換弁９の流路がＤ−Ｅ方向になるように設定すると共に、図２には示さないが湯水混合弁１１（図１参照）が給湯配管３８ｂ（図１参照）を遮断し、かつ給湯配管３８ｂと分岐配管３８ｃ（図１参照）とを連通させないように設定している。
そして、制御部５０は、循環ポンプ１４をＯＮにすることで、洗浄用循環回路３１内で水を循環させて洗浄用循環回路３１内を洗浄する。
【００３９】
図１に示す制御部５０は、前記した排水運転工程を実施する際に、図２に示すように、回路切換弁１５の流路がＡ−Ｃ方向になるように設定し、開閉弁２０を「開」にすることで、洗浄用循環回路３１と排水配管３２とを連通させる。そして、制御部５０は、循環ポンプ１４をＯＮにすることで、洗浄用循環回路３１内の洗浄後の水を、排水配管３２及び排水口１６を介して排出する。この際、圧縮機１、回路切換弁９、及び図示しない湯水混合弁１１は、前記した洗浄運転工程と同様に設定されている。
【００４０】
図１に示す制御部５０は、前記した給湯運転工程を実施する際に、図２に示すように、回路切換弁９の流路がＥ−Ｆ方向になるように設定している。
そして、制御部５０は、回路切換弁１５の流路がＡ−Ｂ方向になるように設定し、開閉弁２０を「閉」にし、圧縮機１及び循環ポンプ１４をＯＦＦに設定する。
【００４１】
次に、制御部５０が前記した洗浄運転工程を実施する動作の手順について説明する。
本実施形態での制御部５０は、図３に示すように、洗浄用循環回路３１内におけるスケール成分の生成量を推定する（ステップＳ１）。このスケール成分の生成量の推定方法としては、スケール成分の生成量と相対関係のあるパラメータに基づいて行うことができる。そして、このパラメータが所定の閾値を超えた場合に、洗浄運転工程を実施すべきスケール成分の生成量の閾値を超えたと判断することができる。
【００４２】
このようなパラメータ及びスケール成分の生成量の閾値は、本実施形態に係るヒートポンプ給湯機１００の使用を想定したシミュレーション試験を行って求めることができる。そして、制御部５０は、シミュレーション試験で予め求めたスケール成分の生成量とパラメータとの関数を参照してスケール成分の生成量を推定することとなる。また、この推定は、スケール成分の生成量とパラメータとの関係を示すマップに基づいて行ってもよい。
【００４３】
このようなパラメータは、スケール成分の生成量との間に相対関係を有していれば特に制限はなく、例えば、沸上温度、沸上時間等が挙げられる。また、パラメータは、沸上温度、沸上時間等の組み合わせで表される関係式であってもよいし、それらの積算値であってもよい。したがって、例えば、Σ（Ｔ２×Ｈ）で示されるような加熱量の積算値を示す関係式（式中、Ｔは沸上温度を表し、Ｈは沸上時間を表す）であってもよい。
【００４４】
ちなみに、本実施形態の制御部５０は、貯蔵タンク１０に貯蔵された湯を得るために、水に加えられた熱量（加熱量）の積算値と、洗浄用循環回路３１におけるスケール成分の生成量との関数に基づいて、スケール成分の生成量を推定している。図４は、スケール成分の生成量の推定値（Ｗ）と、加熱量の積算値（Ｑ）との関係を模式的に表したグラフである。図４中、Ｑｔｈは、加熱量の積算値（Ｑ）の閾値であり、Ｗｔｈは、スケール成分の生成量の推定値（Ｗ）の閾値である。つまり、制御部５０は、例えば、測定した沸上時間や、沸上温度に基づいて加熱量の積算値（Ｑ）を求めると共に、この求めた積算値が閾値Ｑｔｈを超えたときに、洗浄用循環回路３１の洗浄を行うべきスケール成分の生成量の推定値の閾値Ｗｔｈを超えたと判断する。
ちなみに、沸上温度は、給水口６近傍に配置された温度センサで測定した給水の温度と、水伝熱管２ｂの出口近傍に設けられた温度センサで測定された湯の温度との差分として求めることができる。また、沸上時間は、貯蔵タンク１０を所定温度の湯で満たすまでの時間を制御部５０が内蔵するクロックで測定して求めることができる。
【００４５】
再び図３に戻って、制御部５０は、前記したように、スケール成分の生成量の推定値が、閾値（Ｗｔｈ）を超えたか否かを判断する（ステップＳ２）。このとき、閾値（Ｗｔｈ）を超えていない場合（ステップＳ２のＮｏ）は、ステップＳ１に戻る。
そして、スケール成分の生成量の推定値が閾値（Ｗｔｈ）を超えた場合（ステップＳ２のＹｅｓ）は、制御部５０は、貯湯運転工程の実施中でないかを判断する（ステップＳ３）。このとき、貯湯運転工程の実施中である場合（ステップＳ３のＮｏ）は、ステップＳ３の判断を繰り返す。そして、貯湯運転工程の実施中でない場合（ステップＳ３のＹｅｓ）は、洗浄運転工程及び排水運転工程の実施（ステップＳ４）を行ってこのルーチンを終了する。
なお、ステップＳ４の排水運転工程は、洗浄運転工程が終了した後に行われてもよいし、洗浄運転工程を行いつつ同時に行われてもよい。洗浄運転工程と排水運転工程とが同時に行われる場合には、図１に示す回路切換弁１５を流量調整弁１１と同様のものに代えて、Ａ−Ｂ方向及びＡ−Ｃ方向の両方向に水が流通可能に設定すればよい。
【００４６】
次に、本実施形態に係るヒートポンプユニット３０を使用したヒートポンプ給湯機１００の作用効果について説明する。
本実施形態に係るヒートポンプユニット３０及びヒートポンプ給湯機１００は、高温となってスケール成分が形成され易い液・冷媒熱交換器２を含む流路に洗浄用循環回路３１が形成されている。そして、この洗浄用循環回路３１は、送出配管３６、バイパス配管３７及び供給配管３５を介して水が循環することで洗浄される。
したがって、本実施形態によれば、高温となってスケール成分が生成し易い洗浄用循環回路３１を洗浄することで、スケール成分によってスケールが形成されるのを防止することができる。そして、本実施形態によれば、スケールが形成されることが防止されるので、液・冷媒熱交換器２の熱交換性能が低下することが防止される。
【００４７】
また、ヒートポンプ給湯機１００は、送出配管３６の他端から送り出されることとなる湯には、洗浄用循環回路３１を洗浄したスケール成分が混入することがない。つまり、貯蔵タンク１０は、洗浄用循環回路３１と離れるように送出配管３６の他端側で洗浄用循環回路３１とは独立して配置されるので、ヒートポンプ給湯機１００は貯蔵タンク１０内にスケール成分が混入することがない。
【００４８】
また、ヒートポンプ給湯機１００は、洗浄用循環回路３１と貯蔵タンク１０とが独立に配置されることで、従来のヒートポンプ給湯機（例えば、特許文献２参照）のように貯蔵タンク内の温水を循環して洗浄するものと異なって、洗浄用循環回路３１を水で洗浄することができる。つまり、スケール成分を生成する金属化合物の溶解度が高い冷水で洗浄用循環回路３１を洗浄することができるので、スケール成分の除去効率がより優れる。
【００４９】
また、洗浄用循環回路３１は、送出配管３６、バイパス配管３７及び供給配管３５を介して水が循環することで洗浄されるので、従来のヒートポンプ給湯機（例えば、特許文献２参照）のように貯蔵タンク内の温水を循環して洗浄するものと異なって、貯蔵タンク１０内の温度が低下することが防止される。
【００５０】
また、ヒートポンプ給湯機１００は、制御部５０の指令に基づいて洗浄運転工程を実施するので、必要かつ適切なタイミングで洗浄運転工程を実施することができる。
【００５１】
また、ヒートポンプ給湯機１００は、洗浄運転工程を実施した後に、スケール成分を含む洗浄水を排水配管３２からヒートポンプ給湯機１００の系外に排出することができるので、ヒートポンプ給湯機１００の内部に溜まったスケール成分やスケール自体を除去するために、ヒートポンプ給湯機１００を分解する必要がない。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
【００５３】
前記実施形態では、回路切換弁１５を切り換えることで洗浄用循環回路３１から洗浄水を排水配管３２に排水するようになっているが、回路切換弁１５を用いずに、バイパス配管３７から分岐するように設けた排水配管３２に開閉弁を設けたものであってもよい。
【００５４】
また、前記実施形態では、洗浄用循環回路３１内に生成するスケール成分の生成量を推定することで洗浄運転工程を実施するタイミングを決定しているが、洗浄用循環回路３１内に限らずに、水が通流する全配管内に生成するスケール成分の生成量を推定することで洗浄運転工程を実施するタイミングを決定するものであってもよい。
【００５５】
また、前記実施形態では、洗浄運転工程を実施するタイミングを、沸上温度と沸上時間との積算値（加熱量の積算値）に基づいて決定しているが、本発明は沸上温度と沸上時間との積算値（加熱量の積算値）に関らずに、予め設定した所定期間ごとに洗浄運転工程を実施するものであってもよい。この所定期間としては、例えば、夜間に貯湯運転工程を実施した後に洗浄運転工程を実施するように設定することができる。このように洗浄運転工程を実施するタイミングを設定することで、スケール成分が配管の内壁等に付着してスケールを形成する前に除去することができる。
【００５６】
また、前記実施形態では、圧縮機１から吐出したホットガスで水を加熱しているが、本発明はホットガスで加熱した二次冷媒を介して水を加熱するものであってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１      圧縮機
２      液・冷媒熱交換器
２ａ    冷媒伝熱管
２ｂ    水伝熱管
３      減圧器
４      気・冷媒熱交換器
５      送風ファン
６      給水口
７      減圧弁
８      給水量センサ
９      回路切換弁
１０    貯蔵タンク
１１    湯水混合弁
１２    給湯口
１４    循環ポンプ
１５    回路切換弁
１６    排水口
２０    開閉弁
３０    ヒートポンプユニット
３１    洗浄用循環回路
３２    排水配管
３３    ヒートポンプ
３５    供給配管
３６    送出配管
３７    バイパス配管
３８ａ  給水配管
３８ｂ  給湯配管
３８ｃ  分岐配管
４０    貯蔵ユニット
５０    制御部
１００  ヒートポンプ給湯機
Ｑｔｈ    閾値
Ｗｔｈ    閾値
【図１】
2011021822.tif 000003
【図２】
2011021822.tif 000004
【図３】
2011021822.tif 000005
【図４】
2011021822.tif 000006