(57)【要約】【課題】簡易な構成で凍結を防止することが可能なヒートポンプ給湯機を提供する。【解決手段】ヒートポンプ給湯機１Ａは、水を貯える貯蔵タンク２１と、冷媒を圧縮する圧縮機１３と、圧縮された冷媒によって水を加熱する液−冷媒熱交換器１１と、貯蔵タンク２１の下部から水を抜き出して液−冷媒熱交換器１１へ供給するための第一の往路３１と、貯蔵タンク２１の上部から水を抜き出して液−冷媒熱交換器１１へ供給するための第二の往路３２と、液−冷媒熱交換器１１によって加熱された水を貯蔵タンク２１の上部へ戻すための復路３５と、貯蔵タンク２１に貯えられた水を、貯蔵タンク２１と液−冷媒熱交換器１１との間で循環させるポンプ２６と、を備え、第二の往路３２は、貯蔵タンク２１内の水と熱伝達可能に設けられており、貯蔵タンク２１内の加熱された水を給湯として給湯端末６５へ供給する。【選択図】図１
2011021796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯える貯蔵タンクと、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒によって前記液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、
前記貯蔵タンクの下部から前記液体を抜き出して前記液−冷媒熱交換器へ供給するための第一の往路と、
前記貯蔵タンクの上部から前記液体を抜き出して前記液−冷媒熱交換器へ供給するための第二の往路と、
前記液−冷媒熱交換器によって加熱された前記液体を前記貯蔵タンクの上部へ戻すための復路と、
前記貯蔵タンクに貯えられた前記液を、前記貯蔵タンクと前記液−冷媒熱交換器との間で循環させるポンプと、
を備え、
前記第二の往路は、前記貯蔵タンク内の前記液体又は前記貯蔵タンクと熱伝達可能に設けられており、
前記貯蔵タンク内の加熱された前記液体を給湯として、又は、前記貯蔵タンク内の加熱された前記液体と熱交換することによって加熱された水を給湯として給湯端末へ供給する
ことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
前記第二の往路は、前記貯蔵タンク内に挿入されるとともに、前記貯蔵タンクの下部から前記貯蔵タンク外へと延設されており、前記貯蔵タンク内において前記貯蔵タンク内の前記液体と熱伝達を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
前記第二の往路は、前記貯蔵タンクの上部に接続または挿入されるとともに、前記貯蔵タンクの外面に接触するように設けられており、前記貯蔵タンクの外面と熱伝達を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
前記第一の往路の下流側端部及び前記の第二の往路の下流側端部と、前記液−冷媒熱交換器の上流側端部と、の間に設けられた流路切替弁を備え、
前記流路切替弁は、前記第一の往路から前記液−冷媒熱交換器への前記液体の流通を許容するとともに前記第二の往路から前記液−冷媒熱交換器への前記液体の流通を遮断する第一の状態と、前記第二の往路から前記液−冷媒熱交換器への前記液体の流通を許容するとともに前記第一の往路から前記液−冷媒熱交換器への前記液体の流通を遮断する第二の状態と、を切替可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
前記貯蔵タンク内の上部の前記液体の温度を検出する第一の温度検出部と、
前記流路切替弁と前記液−冷媒交換器との間における前記液体の温度を検出する第二の温度検出部と、
前記復路における前記液体の温度を検出する第三の温度検出部と、
前記第一の温度検出部、前記第二温度検出部及び前記第三の温度検出部の検出結果に基づいて、前記圧縮機、前記ポンプ及び前記流路切替弁を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第二の温度検出部及び前記第三の温度検出部の検出結果のいずれかが所定の第一の温度以下であり、かつ、前記第一の温度検出部の検出結果が所定の第二の温度以上である場合には、前記流路切替弁を前記第一の状態とするとともに前記圧縮機及び前記ポンプを駆動し、
前記第二の温度検出部及び前記第三の温度検出部の検出結果のいずれかが所定の第一の温度以下であり、かつ、前記第一の温度検出部の検出結果が所定の第二の温度未満である場合には、前記流路切替弁を前記第二の状態とするとともに前記圧縮機及び前記ポンプを駆動する
ことを特徴とする請求項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、ヒートポンプ給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ給湯機は、給湯機の熱源としてヒートポンプを用いるものであり、一般的に、水を加熱するヒートポンプユニットと、ヒートポンプユニットによって加熱された水（湯）を貯える貯湯タンクと、を備えている。ヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプユニットを稼動させて貯湯タンクから供給された水を加熱して貯湯タンクへと戻して貯える、いわゆる沸き上げを行うことにより、日中に使用する湯を賄うことができる。
【０００３】
かかるヒートポンプ給湯機においては、例えば冬季に沸き上げ運転が終了で外気温度が低下した場合に、貯湯タンクとヒートポンプユニットとの間に接続された循環経路内の水が凍結するおそれがあった。循環経路内の水が凍結すると、給湯ができなくなるのに加えて、凍結時の水膨張によって循環経路が破損して水漏れが発生し、ヒートポンプユニット内の機器の故障の原因となっていた。
【０００４】
凍結対策として、特許文献１には、循環経路内の水の温度を検出する検出手段を備え、検出された温度が所定値以下の場合に、循環経路に設けられたポンプとヒートポンプユニットとを駆動して凍結を予防する技術が開示されている。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された技術では、凍結予防運転を行ったとしても、貯湯タンクからヒートポンプユニットへ向かう経路には低温の水が流通するため、かかる経路における凍結を予防することができないという問題があった。
【０００６】
かかる問題を解消することが可能な技術として、特許文献２には、貯湯タンクとヒートポンプユニットとを複数の往き管及び戻り管で接続し、これらの管に設けられた弁を開閉制御することによって複数の循環パターンを実現することによって凍結を予防する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−５６９０７号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２４１４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２に記載された技術は、複数の往き管、戻り管及びこれらを開閉制御する弁を必要とするため、部品点数が多く、構成が複雑であるという問題を有している。
【０００９】
本発明は、前記した問題を解決すべく創案されたものであり、簡易な構成で凍結を防止することが可能なヒートポンプ給湯機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明のヒートポンプ給湯機は、液体を貯える貯蔵タンクと、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒によって前記液体を加熱する液−冷媒熱交換器と、前記貯蔵タンクの下部から前記液体を抜き出して前記液−冷媒熱交換器へ供給するための第一の往路と、前記貯蔵タンクの上部から前記液体を抜き出して前記液−冷媒熱交換器へ供給するための第二の往路と、前記液−冷媒熱交換器によって加熱された前記液体を前記貯蔵タンクの上部へ戻すための復路と、前記貯蔵タンクに貯えられた前記液を、前記貯蔵タンクと前記液−冷媒熱交換器との間で循環させるポンプと、を備え、前記第二の往路は、前記貯蔵タンク内の前記液体又は前記貯蔵タンクと熱伝達可能に設けられており、前記貯蔵タンク内の加熱された前記液体を給湯として、又は、前記貯蔵タンク内の加熱された前記液体と熱交換することによって加熱された水を給湯として給湯端末へ供給することを特徴とする。
【００１１】
特許文献２に記載された技術は、貯湯槽の上部から水を抜き出すための往き管が貯湯槽から離隔して設けられているので、外気温度が低下した場合には、かかる往き管内の水が凍結するおそれがある。これに対し、本発明のヒートポンプ給湯機は、貯蔵タンクの上部から液体を抜き出すための第二の往路が貯蔵タンク内の液体又は貯蔵タンクと熱交換可能に設けられているので、外気温度が低下した場合であっても、貯蔵タンク内の液体又は貯蔵タンクからの熱伝達によって、第二の往路における凍結を防止することができる。
【００１２】
前記第二の往路は、前記貯蔵タンク内に挿入されるとともに、前記貯蔵タンクの下部から前記貯蔵タンク外へと延設されており、前記貯蔵タンク内において前記貯蔵タンク内の前記液体と熱伝達を行う構成であってもよく、前記貯蔵タンクの上部に接続または挿入されるとともに、前記貯蔵タンクの外面に接触するように設けられており、前記貯蔵タンクの外面と熱伝達を行う構成であってもよい。
【００１３】
また、前記ヒートポンプ給湯機は、前記第一の往路の下流側端部及び前記の第二の往路の下流側端部と、前記液−冷媒熱交換器の上流側端部と、の間に設けられた流路切替弁を備え、前記流路切替弁は、前記第一の往路から前記液−冷媒熱交換器への前記液体の流通を許容するとともに前記第二の往路から前記液−冷媒熱交換器への前記液体の流通を遮断する第一の状態と、前記第二の往路から前記液−冷媒熱交換器への前記液体の流通を許容するとともに前記第一の往路から前記液−冷媒熱交換器への前記液体の流通を遮断する第二の状態と、を切替可能に構成されていてもよい。
【００１４】
かかる構成によると、簡易な構成で、液−冷媒熱交換器への液体の供給経路を切り替えることができる。
【００１５】
また、前記ヒートポンプ給湯機は、前記貯蔵タンク内の上部の前記液体の温度を検出する第一の温度検出部と、前記流路切替弁と前記液−冷媒交換器との間における前記液体の温度を検出する第二の温度検出部と、前記復路における前記液体の温度を検出する第三の温度検出部と、前記第一の温度検出部、前記第二温度検出部及び前記第三の温度検出部の検出結果に基づいて、前記圧縮機、前記ポンプ及び前記流路切替弁を制御する制御部と、を備える構成であってもよい。
【００１６】
かかる構成によると、各部位の液体の温度に応じて流路切替弁を制御することができ、より好適に凍結を予防することができる。
【００１７】
また、前記制御部は、前記第二の温度検出部及び前記第三の温度検出部の検出結果のいずれかが所定の第一の温度以下であり、かつ、前記第一の温度検出部の検出結果が所定の第二の温度以上である場合には、前記流路切替弁を前記第一の状態とするとともに前記圧縮機及び前記ポンプを駆動し、前記第二の温度検出部及び前記第三の温度検出部の検出結果のいずれかが所定の第一の温度以下であり、かつ、前記第一の温度検出部の検出結果が所定の第二の温度未満である場合には、前記流路切替弁を前記第二の状態とするとともに前記圧縮機及び前記ポンプを駆動する構成であってもよい。
【００１８】
かかる構成によると、貯蔵タンク内の液体が低温である場合であっても、液−冷媒熱交換器で加熱された液体を貯蔵タンクの上部から抜き出すことができるので、加熱された液体を流路切替弁と液−冷媒熱交換器との間の部位へ速やかに流入させ、かかる部位における凍結を速やかに予防することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡易な構成で凍結を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機の系統を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機を示すブロック図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第二の実施形態に係るヒートポンプ給湯機の系統を模式的に示す図である。
【図５】本発明の変形例に係るヒートポンプ給湯機の系統を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同様の部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
＜第一の実施形態＞
まず、本発明の第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機の系統を模式的に示す図である。図２は、本発明の第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機を示すブロック図である。図３は、本発明の第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機の動作例を説明するためのフローチャートである。
【００２３】
図１に示すように、本発明の第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機１Ａは、ヒートポンプユニット１０と、貯蔵タンクユニット２０と、沸き上げ循環路３０Ａと、を備える。
【００２４】
≪ヒートポンプユニット１０≫
ヒートポンプユニット１０は、液−冷媒熱交換器１１と、冷媒循環経路１２と、圧縮機１３と、減圧装置１４と、蒸発器１５と、を筐体に収容して備える。このヒートポンプユニット１０としては、例えば、冷媒としてＣＯ２冷媒を用いて、超臨界サイクルで液を加熱することが可能な構成を採用することができる。
【００２５】
液−冷媒熱交換器１１は、圧縮機１３によって圧縮された冷媒によって液体（本実施形態では、給水源６２から給水されて貯蔵タンク２１に貯えられた水）を加熱するものであり、水が流通する伝熱経路１１ａと、冷媒が流通する伝熱経路１１ｂと、を備える。
【００２６】
冷媒循環経路１２は、液−冷媒熱交換器１１の伝熱経路１１ｂに冷媒を循環させる配管である。
【００２７】
圧縮機１３は、冷媒循環経路１２における伝熱経路１１ｂの上流側に設けられており、冷媒を圧縮して伝熱経路１１ｂへ供給する。
【００２８】
減圧装置１４は、冷媒循環経路１２における伝熱経路１１ｂの下流側に設けられており、伝熱経路１１ｂから流出した冷媒を減圧する。
【００２９】
蒸発器１５は、冷媒循環経路１２における減圧装置１４の下流側かつ圧縮機１３の上流側に設けられている。減圧装置１４によって減圧されて蒸発器１５に流入した冷媒には、図示しないファンによって外気が通風される。蒸発器１５から流出した冷媒は、再び圧縮機１３へ供給される。
【００３０】
≪貯蔵タンクユニット２０≫
貯蔵タンクユニット２０は、必要量の液体（水）を貯えることが可能な貯蔵タンク２１を筐体に収容して備えている。貯蔵タンク２１の下部には、経路６１を介して給水源６２が接続されている。給水源６２から供給される水は、経路６１に設けられた減圧弁６３によって所定の水圧に調節されてから貯蔵タンク２１内に流入する。また、貯蔵タンク２１の上部には、経路６４を介して給湯端末６５が接続されている。
【００３１】
≪沸き上げ循環路３０Ａ≫
沸き上げ循環路３０Ａは、貯蔵タンク２１と液−冷媒熱交換器１１の伝熱経路１１ａとを水循環可能に接続する経路であり、第一の往路３１と、第二の往路３２Ａと、合流往路３３と、流路切替弁３４と、復路３５と、ポンプ３６と、を備える。
【００３２】
第一の往路３１は、貯蔵タンク２１の下部から水を抜き出して液−冷媒熱交換器１１へ供給するため配管であり、その上流側端部は、貯蔵タンク２１の下部、本実施形態においては底面に接続されている。
【００３３】
第二の往路３２Ａは、貯蔵タンク２１の上部から水を抜き出して液−冷媒熱交換器１１の伝熱経路１１ａへ供給するための配管であり、貯蔵タンク２１内に挿入されるとともに、貯蔵タンク２１の下部、本実施形態においては底面から貯蔵タンク２１外へと延設されている。すなわち、第二の往路３２Ａの上流側端部は、貯蔵タンク２１内に配置されており、第二の往路３２Ａの下流側端部は、貯蔵タンク２１外に配置されている。
【００３４】
合流往路３３は、第一の往路３１の下流側端部及び第二の往路３２Ａの下流側端部と液−冷媒熱交換器１１の伝熱経路１１ａの上流側端部とを接続する配管である。
【００３５】
流路切替弁３４は、第一の往路３１の下流側端部及び第二の往路３２Ａの下流側端部と液−冷媒熱交換器１１の伝熱経路１１ａの上流側端部との間に設けられた弁である。流路切替弁３４は、第一の往路３１から液−冷媒熱交換器１１の伝熱経路１１ａへの水の流通を許容するとともに第二の往路３２Ａから液−冷媒熱交換器１１の伝熱経路１１ａへの水の流通を遮断する第一の状態と、第二の往路３２Ａから液−冷媒熱交換器１１の伝熱経路１１ａへの水の流通を許容するとともに第一の往路３１から液−冷媒熱交換器１１の伝熱経路１１ａへの水の流通を遮断する第二の状態と、を切替可能に構成されている。このように、沸き上げ循環路３０Ａの往路は、第一の往路３１、第二の往路３２、合流往路３３及び流路切替弁３４から構成されている。
【００３６】
復路３５は、液−冷媒熱交換器１１によって加熱された水を貯蔵タンク１１へ戻すための配管であり、その下流側端部は、貯蔵タンク１１の上部、本実施形態においては上面に接続されている。
【００３７】
ポンプ３６は、伝熱経路１１ａの上流側に接続された合流往路３３に設けられている。流路切替弁３４が第一の状態である場合においてポンプ３６が駆動すると、貯蔵タンク２１内の水は、第一の往路３１→合流往路３３→伝熱経路１１ａ→復路３５→貯蔵タンク２１→第一の往路３１→・・・というように循環する。また、流路切替弁３４が第二の状態である場合においてポンプ３６が駆動すると、貯蔵タンク２１内の水は、第二の往路３２Ａ→合流往路３３→伝熱経路１１ａ→復路３５→貯蔵タンク２１→第二の往路３２Ａ→・・・というように循環する。
【００３８】
ここで、第一の往路３１、第二の往路３２Ａ及び流路切替弁３４は、貯蔵タンクユニット２０の筐体内に収容されており、ポンプ３６は、ヒートポンプユニット１０の筐体内に収容されている。また、合流往路３３の中間部分及び復路３５の中間部分は、屋外に設けられている。
【００３９】
また、ヒートポンプ給湯機１Ａは、温度検出部４１，４２，４３，４４，４５をさらに備える。温度検出部４１は、貯蔵タンク１１の上部に設けられており、貯蔵タンク１１の上部の水の温度を検出するセンサである。温度検出部４２は、貯蔵タンク１１の中部に設けられており、貯蔵タンク１１の中部の水の温度を検出するセンサである。温度検出部４３は、貯蔵タンク１１の下部に設けられており、貯蔵タンク１１の下部の水の温度を検出するセンサである。温度検出部４４は、合流往路３３に設けられており、流路切替弁３４を介して液−冷媒交換器１１の伝熱経路１１ａへ供給される水の温度を検出するセンサである。温度検出部４５は、復路３５に設けられており、液−冷媒交換器１１によって加熱されて貯蔵タンク１１へ戻される水の温度を検出するセンサである。ここで、温度検出部４４，４５は、それぞれ、合流往路３３及び復路３５の屋外に設けられた部分における水の温度を検出するように設けられている。温度検出部４１〜４５の検出結果は、後記する制御部５０へ出力される。
【００４０】
図２に示すように、ヒートポンプ給湯機１Ａは、制御部５０をさらに備える。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、入出力回路等から構成されており、温度検出部４１〜４５の検出結果を取得し、取得された検出結果に基づいて、圧縮機１３、流路切替弁３４及びポンプ３６の駆動を制御する。
【００４１】
＜動作例＞
続いて、本発明の第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機１Ａの動作例について、設置時動作、基本動作、凍結予防運転の順に説明する。
【００４２】
≪設置時動作≫
まず、ヒートポンプ給湯機１Ａが設置場所（例えば、ヒートポンプユニット１０は屋外に設置され、貯蔵タンクユニット２０は屋内に設置される。）に据え付けられると、給水源６２の元栓が開かれて、給水が開始される。給水源６２からの水は、経路６１を通り、減圧弁６３によって所定の水圧に調節されて貯蔵タンク２１に流入する。ここで、流路切替弁３４は第一の状態となっており、貯蔵タンク２１に流入した水は、第一の往路３１を介して合流往路３３、伝熱経路１１ａ及び復路３５に充填されるとともに第二の往路３２Ａにも充填され、貯蔵タンク２１、第一の往路３１、第二の往路３２Ａ、合流往路３３、伝熱経路１１ａ及び復路３５が満水状態となる。
【００４３】
≪基本動作≫
次に、貯蔵タンク２１等が満水状態となっている通常時における基本動作について説明する。制御部５０は、貯蔵タンク２１の残湯量（高温水の量）に応じて沸き上げ運転を行う。ここで、貯蔵タンク２１の残湯量は、温度検出部４１〜４３の検出結果に基づいて間接的に検知される。沸き上げ運転において、制御部５０は、切替制御弁３４を第一の状態とする（通常は、予め第一の状態となっている）とともに、圧縮機１３及びポンプ３６を駆動することによって、圧縮機１３によって圧縮された冷媒を伝熱経路１１ｂへ供給するとともに、貯蔵タンク２１内の水を第一の往路３１及び合流往路３３を介して伝熱経路１１ａへ供給する。
【００４４】
伝熱経路１１ｂへ供給された高温高圧の冷媒は、伝熱経路１１ａへ供給された水を加熱して低温高圧となる。伝熱経路１１ａで加熱された水は、復路３５を介して貯蔵タンク２１へ流入する。一方、伝熱経路１１ｂで低温高圧となった冷媒は、減圧装置１４によって減圧されて低温低圧となって蒸発器１５へ流入する。蒸発器１５へ流入した低温低圧の冷媒は、外気の熱によって加熱されて蒸発する。蒸発器１５で蒸発した冷媒は、再び圧縮機１３へ供給され、ヒートポンプサイクルが継続して行われる。
【００４５】
≪凍結予防運転≫
続いて、外気温が低下し、合流往路３３または復路３５において水が凍結するおそれがある場合における凍結予防運転について、図３を参照して説明する（適宜図１及び図２参照）。
【００４６】
圧縮機１３及びポンプ３６が停止している状態において、制御部５０が、温度検出部４４，４５の検出結果を取得し（ステップＳ１）、これらの検出結果のいずれかが所定の温度Ｔ１（例えば５℃）以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００４７】
温度検出部４４，４５の検出結果の両方が所定の温度Ｔ１を超えている場合（ステップＳ２でＮｏ）には、本フローは、ステップＳ１へ戻る。
【００４８】
温度検出部４４，４５の検出結果のいずれかが所定の温度Ｔ１以下である場合（ステップＳ２でＹｅｓ）には、制御部５０が、温度検出部４１の検出結果を取得し（ステップＳ３）、この検出結果が所定の温度Ｔ２（例えば、１０℃）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。なお、このステップＳ４は、沸き上げ運転の長期休止等により、貯蔵タンク２１内の水が全て低温水となっているときに凍結予防運転を行う場合を想定したものである。
【００４９】
温度検出部４１の検出結果が所定の温度Ｔ２以上である場合（ステップＳ４でＹｅｓ）には、制御部５０が、流路切替弁３４を第一の状態とする（通常は、予め第一の状態となっている）とともに、圧縮機１３及びポンプ３６を駆動する（ステップＳ５）。すなわち、貯湯タンク１１の下部の水が、第一の往路３１及び合流往路３３を介して液−冷媒熱交換器１１へ供給されて加熱され、加熱された水が、復路３５を介して貯蔵タンク２１の上部へ流入する。かかる沸き上げ運転における設定温度（沸き上げの目標温度）として、例えば６５℃とすることができる。このようにすることで、復路３５における凍結を予防することができる。
【００５０】
続いて、制御部５０が、温度検出部４５の検出結果を取得し（ステップＳ６）、温度検出部４５の検出結果が所定の温度Ｔ３（例えば、３０℃）以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。
【００５１】
温度検出部４５の検出結果が所定の温度Ｔ３未満である場合（ステップＳ７でＮｏ）には、本フローは、ステップＳ６へ戻る。すなわち、流路切替弁３４が第一の状態に維持されて沸き上げ運転が継続される。
【００５２】
温度検出部４５の検出結果が所定の温度Ｔ３以上である場合（ステップＳ７でＹｅｓ）には、制御部５０が、流路切替弁３４を第二の状態とするとともに、圧縮機１３及びポンプ３６を駆動する（ステップＳ５を実施済みの場合には、予め駆動している）（ステップＳ８）。すなわち、貯湯タンク１１の上部の水が、第二の往路３２Ａ及び合流往路３３を介して液−冷媒熱交換器１１へ供給されて加熱され、加熱された水が、復路３５を介して貯蔵タンク２１の上部へ流入する。このとき、貯蔵タンク１１の上部には、ステップＳ５における沸き上げ運転によって加熱された水が貯められており、この加熱された水が合流往路３３を流通するので、合流往路３３における凍結を速やかに予防することができる。また、沸き上げ運転における設定温度よりも低い温度Ｔ３において、流路を第一の往路３１から第二の往路３２Ａへ切り換えることによって、圧縮機１３のランニングコストを極力抑えることができる。
【００５３】
続いて、制御部５０が、温度検出部４４の検出結果を取得し（ステップＳ９）、温度検出部４４の検出結果が所定の温度Ｔ４（例えば、４０℃）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。
【００５４】
温度検出部４４の検出結果が所定の温度Ｔ４未満である場合（ステップＳ１０でＮｏ）には、本フローは、ステップＳ９へ戻る。
【００５５】
温度検出部４４の検出結果が所定の温度Ｔ４以上である場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）には、制御部５０が、流路切替弁３４を第一の状態とするとともに、圧縮機１３及びポンプ３６を停止する（ステップＳ１１）。
このように、高温の水が液−冷媒熱交換器１１へ供給されて熱交換率が低下する前に圧縮機１３を停止することによって、圧縮機１３のランニングコストを極力抑えることができる。
【００５６】
一方、ステップＳ４でＮｏの場合には、本フローは、ステップＳ５〜Ｓ７を経由することなくステップＳ８へ移行する。この場合には、液−冷媒熱交換器１１で加熱されて貯蔵タンク２１へ流入した水が、第一の往路３１を介して即座に合流往路３３を流通するので、合流往路３３における凍結を速やかに予防することができる。
【００５７】
本発明の第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機１Ａによれば、貯蔵タンク２１の上部の水を抜き出すための第二の往路３２Ａが、貯蔵タンク２１内に挿入されており、第二の往路３２Ａと貯蔵タンク２１内の水とが熱交換を行うので、第二の往路３２Ａにおける凍結を防止することができる。また、本発明の第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機１Ａによれば、温度検出部４１，４４，４５の検出結果に基づいて流路切替弁３４を切り替えるので、圧縮機１３のランニングコストを抑えることができ、貯蔵タンク２１内の水の温度層を維持することができ、かつ、貯蔵タンク２１内の水の温度が低い場合であっても凍結を予防することができる。
【００５８】
なお、ステップＳ１１の実行後、本フローは、ステップＳ１へ戻る。かかる凍結予防運転のフローは、例えば沸き上げ運転が実施される際に終了することができる。
【００５９】
＜第二の実施形態＞
続いて、本発明の第二の実施形態に係るヒートポンプ給湯機について、図４を参照し、第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機１Ａとの相違点を中心に説明する。図４は、本発明の第二の実施形態に係るヒートポンプ給湯機の系統を模式的に示す図である。
【００６０】
図４に示すように、本発明の第二の実施形態に係るヒートポンプ給湯機１Ｂは、沸き上げ循環路３０Ａに代えて沸き上げ循環路３０Ｂを備える。沸き上げ循環路３０Ｂは、第二の往路３２Ａに代えて第二の往路３２Ｂを備える。
【００６１】
第二の往路３２Ｂは、貯蔵タンク２１の上部（本実施形態では、側面の上端部）に接続または挿入される（図４では、挿入）とともに、貯蔵タンク２１の外面に接触するように設けられており、貯蔵タンク２１の外面と熱交換を行う。本発明の第二の実施形態に係るヒートポンプ給湯機１Ｂによれば、第一の実施形態に係るヒートポンプ給湯機１Ａと同様に、第二の往路３２Ｂにおける凍結を防止することができる。
【００６２】
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、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。
例えば、温度検出部４１は、第二の往路３２Ａ，３２Ｂの上流側端部に設けられていてもよい。また、貯蔵タンクに貯えられて加熱された水を給湯端末に供給する構成に代えて、貯蔵タンクに貯えられて加熱された液体をさらに熱媒体として利用して給水源からの水を加熱し、加熱された水を給湯端末に供給する構成とすることができる。この場合には、例えば、図５に示すように、ヒートポンプ給湯機１Ｃは、貯蔵タンク２１等には予め液体が充填されるとともに、給水源６２と給湯端末６５とを接続する経路６６が貯蔵タンク２１に挿通されて配置され、給水源６２からの水が貯蔵タンク２１内の液体と熱交換することによって加熱されて給湯端末６５へ供給される構成とすることができる。
【００６３】
また、図３のフローのステップＳ１において、制御部５０が温度検出部４４の検出結果のみを取得し、ステップＳ２において、制御部５０が温度検出部４４の検出結果が所定の温度Ｔ１以下であるか否かを判定する構成であってもよい。さらには、ヒートポンプ給湯機１Ａが合流往路３３や復路３５に触れる外気の温度を検出する外気温度検出部をさらに備え、図３のフローのステップＳ１において、制御部５０が温度検出部４４及び外気温度検出部の検出結果を取得し、ステップＳ２において、制御部５０が温度検出部４４及び外気温度検出部の検出結果のいずれかが所定の温度Ｔ１以下であるか否かを判定する構成であってもよい。すなわち、制御部５０は、温度検出部４４，４５及び外気温度検出部の少なくとも一つの検出結果に基づいて凍結防止運転（図３のフローのステップＳ３〜Ｓ１１）を開始する構成であってもよい。
【００６４】
また、図３のフローのステップＳ２でＹｅｓの場合にステップＳ８へ移行する構成、すなわち、ステップＳ３〜Ｓ７を省略する構成であってもよい。かかる構成によると、低温水が貯蔵タンク２１の上部に留まることを防ぎ、直ちに凍結防止用の水として利用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  ヒートポンプ給湯機
１１    液−冷媒熱交換器
１３    圧縮機
２１    貯蔵タンク
３１    第一の往路
３２Ａ，３２Ｂ  第二の往路
３３    合流往路
３４    流路切替弁
３５    復路
４１    温度検出部（第一の温度検出部）
４４    温度検出部（第二の温度検出部）
４５    温度検出部（第三の温度検出部）
５０    制御部
６５    給湯端末
【図１】
2011021796.tif 000003
【図２】
2011021796.tif 000004
【図３】
2011021796.tif 000005
【図４】
2011021796.tif 000006
【図５】
2011021796.tif 000007