(57)【要約】  ヒートポンプ給湯器１００と、保温回路１０７を介してヒートポンプ給湯器１００に水を供給する貯湯槽１０１と、保温回路１０７と屋内で接続される給水回路１０６を介してヒートポンプ給湯器１００へ水を供給する受水槽１０２と、を備えた。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプ給湯器と、
第１回路を介して前記ヒートポンプ給湯器に水を供給する貯湯槽と、
前記第１回路と屋内で接続される第２回路を介して前記ヒートポンプ給湯器へ水を供給する受水槽と、を備えた
ことを特徴とするヒートポンプ給湯器システム。
【請求項２】
前記ヒートポンプ給湯器は、
冷媒回路及び水回路を構成する放熱器と、
前記放熱器の入口側温度を検知する入口配管温度センサと、
前記放熱器の出口側温度を検知する出口配管温度センサと、
前記冷媒回路上に設けられる圧縮機と、
前記圧縮機を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記ヒートポンプ給湯器の運転停止中に、前記入口配管温度センサの検知値及び前記出口配管温度センサの検知値の少なくとも一方が閾値温度以下である場合に、前記圧縮機の運転を開始させる
ことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯器システム。
【請求項３】
前記第１回路及び前記第２回路よりも前記ヒートポンプ給湯器側に設けられる第４回路をさらに備え、
前記貯湯槽の水は、前記第１回路及び前記第４回路を介して前記ヒートポンプ給湯器に供給され、
前記受水槽の水は、前記第２回路及び前記第４回路を介して前記ヒートポンプ給湯器に供給される
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給湯器。
【請求項４】
ヒートポンプ給湯器と、
第１回路を介して前記ヒートポンプ給湯器に水を供給し、第３回路を介して前記ヒートポンプ給湯器から供給される水を貯める貯湯槽と、
前記第１回路の温度を検知する温度センサと、
前記第１回路と前記第３回路とを接続するバイパス回路と、
前記バイパス回路に設けられる電動弁と、
前記電動弁を制御する電動弁制御手段と、を備え、
前記電動弁制御手段は、
前記温度センサの検知値が閾値温度以下である場合に、前記電動弁を開放する
ことを特徴とするヒートポンプ給湯器システム。
【請求項５】
冷媒回路及び水回路を構成する放熱器と、
外気温度を検知する外気温度センサと、
前記貯湯槽の内部の温度を検知する貯湯槽温度センサと、
前記放熱器の入口側温度を検知する入口配管温度センサと、
前記ヒートポンプ給湯器の運転停止中に、前記外気温度センサが検知した検知値、前記貯湯槽温度センサが検知した検知値、及び前記入口配管温度センサが検知した検知値を関連付けたデータを記憶する記憶手段と、を備え、
前記電動弁制御手段は、
前記外気温度センサの検知値、前記貯湯槽温度センサの検知値、及び前記記憶手段に記憶されている前記データに基づいて算出される値が閾値温度以下である場合に、前記電動弁を開放する
ことを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ給湯器システム。
【請求項６】
前記第１回路よりも前記ヒートポンプ給湯器側に設けられる第４回路をさらに備え、
前記貯湯槽の水は、前記第１回路及び前記第４回路を介して前記ヒートポンプ給湯器に供給される
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のヒートポンプ給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ給湯器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、受水槽からヒートポンプ給湯器へ低温水を供給する給水回路、ヒートポンプ給湯器にて冷水を高温水として開放型貯湯槽へ供給する出湯回路、開放型貯湯槽からヒートポンプ給湯器へ高温水を供給する循環回路の計３つの水配管で主に構成された、開放型貯湯槽を使用したヒートポンプ給湯器システムがあった（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】三菱電機業務用エコキュート・ホットウォーターヒートポンプカタログ、８ページ（２０１３年５月発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなヒートポンプ給湯器システムは、貯湯槽へ温水を貯める貯湯運転モードと、貯湯槽内の温度を一定に保つ保温運転モードと、を有する。【０００５】
ヒートポンプ給湯器システムが、貯湯運転モードを開始すると、受水槽から流出した低温の水は給水回路を通ってヒートポンプ給湯器に供給される。ヒートポンプ給湯器に供給された低温の水は、ヒートポンプ給湯器内の冷媒と熱交換することで温度上昇し、出湯回路を通って貯湯槽へ供給される。貯湯運転モードを実行している状態においては、貯湯槽内から流出した高温水が循環回路内に満たされているものの流れていない。【０００６】
ヒートポンプ給湯器システムは、貯湯運転モードを実行している状態で、貯湯槽内に貯められた高温水が設定された量まで達したと判定すると、貯湯運転モードを停止する。そして、ヒートポンプ給湯器システムは、貯湯槽内に貯められた高温水の温度が低下して設定された温度以下に達したと判定すると、貯湯槽内の水温を上昇させるための保温運転モードを開始する。【０００７】
ヒートポンプ給湯器システムは、保温運転モードを開始すると、貯湯槽から流出した高温の水が循環回路を通ってヒートポンプ給湯器に供給される。ヒートポンプ給湯器に供給された高温の水は、ヒートポンプ給湯器内の冷媒と熱交換することで温度上昇し、出湯回路を通って貯湯槽へ供給される。保温運転モードを実行している状態においては、受水槽から流出した低温水が給水回路内に満たされているものの流れていない。【０００８】
ここで、上述の２つの運転モードを有するヒートポンプ給湯システムは、深夜の電力を利用して貯湯槽内に温水を貯めることを目的としている。このため、ヒートポンプ給湯システムは、夜間に貯湯運転モードを実施し、貯湯運転終了後の朝から夕方にかけて保温運転モードを実施することが多い。【０００９】
したがって例えば、ヒートポンプ給湯器システムは、ヒートポンプ給湯システム周辺の外気温度が最も低下する冬場の夜間に貯湯運転モードを実施することがある。このとき、日本国内においても現地の天候状態によっては、外気温度が−２０℃程度まで低下することもあり、貯湯運転モード中に水の流れがない保温回路は低温の外気に晒される。このような場合には、ユニット内の保温回路にヒータを設けることで、保温回路内の水が温度低下して凍結することを抑制している。【００１０】
ただし、現地で施工される保温回路に関し、水回路の凍結を抑制するために現地水配管施工時にヒータを設置することを説明書等へ記載し注意喚起しているが、ヒータの設置可否やヒータの設置状態は現地施工に委ねられている。【００１１】
このような状況下で、低外気環境下での貯湯運転モード時に、保温回路側の水が凍結した場合には、水回路のどの部分で凍結が発生し始めたのかを見極めることが困難であるという課題があった。また、従来のヒートポンプ給湯器システムは、水回路の凍結抑制策を現地に委ねるため、現地の施工状態によっては、水回路が凍結する等の課題があった。【００１２】
本発明は、上述のような課題を背景としてなされたものであり、従来よりもコストを低減しつつ低外気温度の環境下における水回路の凍結を抑制するヒートポンプ給湯器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るヒートポンプ給湯器システムは、ヒートポンプ給湯器と、第１回路を介して前記ヒートポンプ給湯器に水を供給する貯湯槽と、前記第１回路と屋内で接続される第２回路を介して前記ヒートポンプ給湯器へ水を供給する受水槽と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、貯湯槽とヒートポンプ給湯器とを接続する第１回路と、受水槽から流出する水が流れる第２回路とが屋内で接続される。このため、従来よりもコストを低減しつつ低外気温度の環境下における水回路の凍結を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯器システム２００の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯器システム２００のヒートポンプ給湯器１００の冷媒回路及び水回路を示す図である。
【図３】比較例に係るヒートポンプ給湯器システム４００の概略を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るヒートポンプ給湯器システム２００のヒートポンプ給湯器１００の冷媒回路及び水回路を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るヒートポンプ給湯器システム２００の概略を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係るヒートポンプ給湯器システム２００の概略を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係るヒートポンプ給湯器システム２００のヒートポンプ給湯器１００の冷媒回路及び水回路を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係るヒートポンプ給湯器システム２００の水配管キット１０３の電動弁１３の開閉の闇値を推定するための外気温度、貯湯槽温度、保温回路水温度の相関表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯器システム２００の概略を示す図である。図１に示されるように、ヒートポンプ給湯器システム２００は、ヒートポンプ給湯器１００と、貯湯槽１０１と、受水槽１０２と、水配管キット１０３と、ポンプ１０８と、を備える。
【００１７】
ヒートポンプ給湯器１００は例えば屋外に設けられている。ヒートポンプ給湯器１００の詳細については後述する。貯湯槽１０１は、ヒートポンプ給湯器１００で高温となった温水を貯める開放型の槽であり、例えば屋内に設けられている。受水槽１０２は、ヒートポンプ給湯器１００へ供給する冷水を溜める槽であり、例えば屋内に設けられている。
【００１８】
ヒートポンプ給湯器１００及び貯湯槽１０１は、入水回路１０４、出湯回路１０５、及び保温回路１０７によって接続される。貯湯槽１０１及び受水槽１０２は、給水回路１０６及び保温回路１０７によって接続される。受水槽１０２及びヒートポンプ給湯器１００は、入水回路１０４及び給水回路１０６によって接続される。給水回路１０６上にはポンプ１０８が設けられている。
【００１９】
水配管キット１０３は、電動弁１０と、逆止弁１２ａ，１２ｂと、給水回路１０６及び保温回路１０７の一部と、を備える。なお、以後の説明において、逆止弁１２ａ，１２ｂを逆止弁１２と総称することがある。水配管キット１０３は、給水回路１０６及び保温回路１０７を合流させるように構成されている。すなわち、給水回路１０６及び保温回路１０７を合流させる水配管の部位をヒートポンプ給湯器１００内から分離して配管キット化して屋内に設置している。なお、水配管キット１０３は、低外気の影響を受けないように、貯湯槽１０１の近傍の屋内に設けられることが望ましい。
【００２０】
電動弁１０は、給水回路１０６に設けられる弁である。電動弁１０は、受水槽１０２から入水回路１０４側に向かう水を通過又は遮断する。
【００２１】
逆止弁１２ａは、保温回路１０７に設けられる弁である。逆止弁１２ａは、貯湯槽１０１の水がヒートポンプ給湯器１００に流入することを許容し、ヒートポンプ給湯器１００及び受水槽１０２の水が貯湯槽１０１に流入することを妨げるように機能する。
【００２２】
逆止弁１２ｂは、給水回路１０６に設けられる弁である。逆止弁１２ｂは、受水槽１０２の水がヒートポンプ給湯器１００に流入することを許容し、ヒートポンプ給湯器１００及び貯湯槽１０１の水が受水槽１０２に流入することを妨げるように機能する。
【００２３】
水配管キット１０３の内部には、給水回路１０６及び保温回路１０７が合流する合流部９が設けられている。合流部９は屋内に位置している。これにより、貯湯槽１０１及び受水槽１０２から流出して合流部９に達した水は、合流して入水回路１０４を通ってヒートポンプ給湯器１００に流入する。
【００２４】
図２は本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯器システム２００のヒートポンプ給湯器１００の冷媒回路及び水回路を示す図である。図２に示されるように、ヒートポンプ給湯器１００は、圧縮機１、放熱器２、減圧装置３、蒸発器４と、制御手段８と、を備える。
【００２５】
圧縮機１は、冷凍サイクル内を流れる冷媒を高温、高圧の冷媒に圧縮して吐出するものである。放熱器２は、冷媒回路を流れる冷媒と給水回路１０６から供給された水とを熱交換する熱交換器である。放熱器２の水回路の出口配管は、出湯回路１０５に接続される。減圧装置３は、冷媒の圧力を低くする。蒸発器４は、冷媒回路を流れる冷媒と外気とを熱交換する熱交換器である。
【００２６】
制御手段８は圧縮機１の周波数や減圧装置３の開度を調整する。また、制御手段８は、電動弁１０を開放又は閉塞する。制御手段８は、貯湯運転モードにおいて、電動弁１０を開放する。制御手段８は、保温運転モードにおいて、電動弁１０を閉塞する。制御手段８は、例えば、この機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア、又はマイコン若しくはＣＰＵなどの演算装置上で実行されるソフトウェアで構成される。
【００２７】
次に、ヒートポンプ給湯器１００内の熱交換の概要について説明する。
ヒートポンプ給湯器１００内の冷媒配管を流れる冷媒は、圧縮機１で高温高圧の冷媒となった後、放熱器２へ流入する。放熱器２へ流入した冷媒は、入水回路１０４を通ってヒートポンプ給湯器システム２００に流入した水と熱交換して温度低下する。こうして温度低下した冷媒は、減圧装置３によって減圧される。減圧された冷媒は蒸発器４へと流入し、外気と熱交換して再び圧縮機１へと流入し、以後同じサイクルを繰り返す。一方、ヒートポンプ給湯器１００内に流入した水は、冷媒回路内の冷媒と熱交換して温度上昇した後、出湯回路１０５に流出する。
【００２８】
次に、ヒートポンプ給湯器システム２００に係る貯湯運転モード及び保温運転モードの動作について説明する。なお、貯湯運転モードとは、貯湯槽１０１へ温水を貯める運転モードである。また、保温運転モードとは、貯湯槽１０１内の温度を一定に保つ運転モードである。
【００２９】
（１）貯湯運転モード
貯湯運転モードにおいて、制御手段８は電動弁１０を開放する。このため、受水槽１０２から流出した水は、給水回路１０６を介して水配管キット１０３へ流入し、電動弁１０、逆止弁１２ｂを順に通過し、合流部９で保温回路１０７を流れる水と合流する。なお、貯湯槽１０１から流出した水は、保温回路１０７に流入するものの合流部９に達することはないため、ヒートポンプ給湯器１００に供給されることもない。
【００３０】
このように、受水槽１０２から流出した水は、合流部９で保温回路１０７を流れる水と合流し、入水回路１０４を通ってヒートポンプ給湯器１００に供給される。ヒートポンプ給湯器１００に流入した水は、冷媒と熱交換して高温水となってヒートポンプ給湯器１００から流出し、出湯回路１０５を通って貯湯槽１０１へ流入する。
【００３１】
ここで、保温回路１０７には逆止弁１２ａが設けられている。このため、受水槽１０２から流出した水が保温回路１０７に流入することはなく、貯湯槽１０１の内部は高温の水が溜まった状態にある。貯湯運転モードは貯湯槽１０１へ貯まる高温水の水位が設定された水位に到達するまで実施される。
【００３２】
そして、制御手段８が、貯湯槽１０１の温水の水位が設定水位に到達したと判定した場合には、貯湯運転モードを終了する。貯湯運転モードの終了後、貯湯槽１０１内に貯湯された水の温度は、屋内の温度の影響で徐々に低下し、給湯用途として必要な温度を下回る場合がある。このため、制御手段８は、貯湯槽１０１の水の温度が予め設定された温度よりも下回ったと判定した場合には、保温運転モードを実施する。
【００３３】
（２）保温運転モード
保温運転モードにおいて、制御手段８は、電動弁１０を閉塞する。このため、受水槽１０２から流出した水は、給水回路１０６に貯まっているものの流れが無い状態であり、保温回路１０７に供給されることはない。したがって、貯湯槽１０１から流出した水のみが、保温回路１０７、入水回路１０４を通ってヒートポンプ給湯器１００に供給される。
【００３４】
ヒートポンプ給湯器１００に供給された水は、ヒートポンプ給湯器１００内で冷媒と熱交換して温度上昇し、出湯回路１０５を通って貯湯槽１０１へ流入する。制御手段８は、貯湯槽１０１内の温水の温度が設定値以上となるまで、保温運転モードを継続する。このようにして、保温運転モードにおいては、貯湯槽１０１内の温水を再度高温水として貯湯槽１０１内の水温を維持することができる。
【００３５】
図３は比較例に係るヒートポンプ給湯器システム４００の概略を示す図である。
図３に示されるように、ヒートポンプ給湯器システム４００は、ヒートポンプ給湯器３００と、貯湯槽３０１と、受水槽３０２と、出湯回路３０５と、給水回路３０６と、保温回路３０７と、ポンプ３０８と、を備える。給水回路３０６及び保温回路３０７の合流部（図示省略）が、屋外に設けられている。
【００３６】
このため、出湯回路３０５、給水回路３０６、及び保温回路３０７は、屋外に施工されることになるため、各運転モードにおいて水が流れていない水回路部が低外気環境下にさらされ、屋外に位置する配管が凍結する可能性があるという問題が生じる。また、屋外に位置する配管の凍結を抑制する場合には、ヒータ等の加熱手段を設ける必要があり製品コストを要するという問題が生じる。
【００３７】
これに対して、本実施の形態１に係るヒートポンプ給湯器システム２００は、ヒートポンプ給湯器１００と、保温回路１０７を介してヒートポンプ給湯器１００に水を供給する貯湯槽１０１と、保温回路１０７と屋内で接続される給水回路１０６を介してヒートポンプ給湯器１００へ水を供給する受水槽１０２と、を備えた。すなわち、貯湯槽１０１とヒートポンプ給湯器１００とを接続する保温回路１０７と、受水槽１０２から流出する水が流れる給水回路１０６とが屋内で接続される。このため、ヒータを用いないで水回路の凍結を抑制できる。したがって、従来よりもコストを低減しつつ低外気温度の環境下における水回路の凍結を抑制することができる。
【００３８】
また、屋外に設けられる配管の凍結を抑制するヒータを設ける場合にも、配管の本数を少なくできるため、ヒータの本数を減らすことができ、現地水配管施工の省工事化にも繋がる。
【００３９】
また、水配管キット１０３が屋内に設けられている。このため、屋外に設置される水回路は出湯回路１０５の一部及び入水回路１０４の２つとなる。したがって、各運転モードにおいて屋外に設置される水配管部で水が流れない部位が存在しないため、水回路がヒートポンプ運転中に凍結することを抑制できる。
【００４０】
また、給水回路１０６及び保温回路１０７を合流させるように構成されている水配管キット１０３を屋内に備える。このため、現地施工の省工事化を図ることもできる。
【００４１】
実施の形態２．
本実施の形態２は、実施の形態１とは異なり、ヒートポンプ給湯器システム２００が入口配管温度センサ５又は出口配管温度センサ６を備える。
【００４２】
図４は本発明の実施の形態２に係るヒートポンプ給湯器システム２００のヒートポンプ給湯器１００の冷媒回路及び水回路を示す図である。
図４に示されるように、ヒートポンプ給湯器１００は、入口配管温度センサ５及び出口配管温度センサ６を備える。入口配管温度センサ５は、放熱器２の入口側に設けられた温度検出手段である。出口配管温度センサ６は、放熱器２の出口側に設けられた温度検出手段である。
【００４３】
入口配管温度センサ５は、貯湯運転モードの場合に、受水槽１０２から給水回路１０６及び入水回路１０４を通ってヒートポンプ給湯器１００に供給される水の温度を検出する。入口配管温度センサ５は、保温運転モードの場合に、貯湯槽１０１から保温回路１０７及び入水回路１０４を通ってヒートポンプ給湯器１００に供給される水の温度を検出する。
【００４４】
出口配管温度センサ６は、貯湯運転モードの場合に、受水槽１０２から給水回路１０６及び入水回路１０４を通ってヒートポンプ給湯器１００に供給されて冷媒と熱交換された水の温度を検出する。出口配管温度センサ６は、保温運転モードの場合に、貯湯槽１０１から保温回路１０７及び入水回路１０４を通ってヒートポンプ給湯器１００に供給されて冷媒と熱交換された水の温度を検出する。
【００４５】
次に、本実施の形態２に係るヒートポンプ給湯器システム２００の動作について説明する。制御手段８は、入口配管温度センサ５及び出口配管温度センサ６の少なくとも一方の検知値が閾値温度（例えば３℃）以下であると判定した場合には、圧縮機１の運転を開始させる。また、制御手段８は、圧縮機１が運転している状態で、入口配管温度センサ５又は出口配管温度センサ６が閾値温度（例えば１０℃）以上であると判定した場合には、圧縮機１の運転を停止させる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態２に係るヒートポンプ給湯器システム２００は、制御手段８が、入口配管温度センサ５及び出口配管温度センサ６の少なくとも一方の検知値が閾値温度以下であると判定した場合には、圧縮機１を運転させる。このように圧縮機１が運転されると、放熱器２には高圧高温の冷媒が流れるため、放熱器２全体が熱伝導により高温になり、ヒートポンプ給湯器１００内の水回路の温度も上昇する。このため、ヒートポンプ給湯器１００が運転を停止し、ヒートポンプ給湯器１００内部の水配管の水には流れが無く、低外気環境下に晒されている場合であっても、ヒータを用いないで水回路の凍結を抑制できる。したがって、従来よりもコストを低減しつつ低外気温度の環境下における水回路の凍結を抑制することができる。
【００４７】
実施の形態３．
本実施の形態３は、実施の形態１とは異なり、水配管キット１０３が、ヒートポンプ給湯器１００の近くの屋外又はヒートポンプ給湯器１００の内部に設けられている。
【００４８】
図５は本発明の実施の形態３に係るヒートポンプ給湯器システム２００の概略を示す図である。
図５に示されるように、水配管キット１０３の内部には、出湯回路１０５と保温回路１０７との接続口が設けられている。また、水配管キット１０３の内部には、出湯回路１０５及び保温回路１０７をバイパスするバイパス回路２０が設けられている。バイパス回路２０には電動弁１３が設けられている。水配管キット１０３の内部であって保温回路１０７の入口には温度センサ１４が設けられている。温度センサ１４は、保温回路１０７の温度を検出する温度検出手段である。
【００４９】
制御手段８は、温度センサ１４の検知値に基づいて電動弁１３の開度を調整する。例えば、制御手段８は、温度センサ１４の検知値が閾値温度（例えば３℃）以下であると判定した場合には、電動弁１３を開放する。これにより、ヒートポンプ給湯器１００から流出した高温の水が出湯回路１０５及びバイパス回路２０を通って保温回路１０７に供給される。また例えば、制御手段８は、温度センサ１４の検知値が閾値温度（例えば５℃）以上であると判定した場合には、電動弁１３を閉塞する。これにより、水回路の凍結を抑制する運転が終了する。
【００５０】
ここで、上述したように、貯湯運転モードの実行中においては、貯湯槽１０１から流出した水は保温回路１０７に流れない。このため、低外気環境下においては、配管内の水が凍結する可能性があるため、従来はヒータ設置等を行うことで水回路の凍結を抑制している。
【００５１】
これに対して、本実施の形態３に係るヒートポンプ給湯器システム２００は、出湯回路１０５と保温回路１０７とをバイパスするバイパス回路２０を有し、バイパス回路２０上には電動弁１３が設けられている。このため、ヒートポンプ給湯器１００から流出した高温の水が出湯回路１０５及びバイパス回路２０を通って保温回路１０７に供給することができ、保温回路１０７が屋外に設けられていても凍結を抑制することができる。したがって、ヒータのような加熱手段を設けないで保温回路１０７を効率良く温度上昇させることができ、水回路の凍結を抑制することができる。また、現地の設置状況等の事情で水配管キット１０３を屋内に設けることができない場合でも、水回路の凍結を抑制することができる。
【００５２】
なお、電動弁１３の開度が大きいと、貯湯槽１０１へ流れる水量が減少して性能が悪化する可能性があるため、制御手段８は、電動弁１３の開度をなるべく小さくしておいて、温度センサ１４の上昇を確認しながら、電動弁１３の開度を次第に大きくすることが望ましい。このようにして、貯湯性能への影響を最低限に抑制しながら、水回路の凍結を抑制することができる。
【００５３】
実施の形態４．
本実施の形態４は、実施の形態１とは異なり、ヒートポンプ給湯器システム２００が、貯湯槽温度センサ１０１ａ、入口配管温度センサ５、及び外気温度センサ７を備える。
【００５４】
図６は本発明の実施の形態４に係るヒートポンプ給湯器システム２００の概略を示す図である。図７は本発明の実施の形態４に係るヒートポンプ給湯器システム２００のヒートポンプ給湯器１００の冷媒回路及び水回路を示す図である。図８は本発明の実施の形態４に係るヒートポンプ給湯器システム２００の水配管キット１０３の電動弁１３の開閉の闇値を推定するための外気温度、貯湯槽温度、保温回路水温度の相関表である。
【００５５】
図６に示されるように、貯湯槽１０１の内部には、貯湯槽１０１の内部の温度を検知する貯湯槽温度センサ１０１ａが設けられている。図７に示されているように、ヒートポンプ給湯器１００の内部には、放熱器２の入口側に設けられた入口配管温度センサ５及び外気温度を検知する外気温度センサ７が設けられている。
【００５６】
ここで、貯湯運転モードが実行されている場合には、電動弁１０は開放しており、貯湯槽１０１から流出した水はヒートポンプ給湯器１００に供給されない。このため、入口配管温度センサ５は、受水槽１０２から流出した水が流れる給水回路１０６の温度を検知することになる。すなわち、貯湯運転モードにおいては、水の流れが停止し凍結の可能性が高い、貯湯槽１０１から流出した水が流れる保温回路１０７側の水温を測定できない。
【００５７】
一方、ヒートポンプ運転が停止している場合は、電動弁１０は閉塞しており、受水槽１０２から流出して給水回路１０６を流れる水はヒートポンプ給湯器１００に供給されないため、入口配管温度センサ５は、貯湯槽１０１から流出した水が流れる保温回路１０７の温度を検知することになる。ここで、ヒートポンプ運転が停止している状態で、制御手段８は、外気温度センサ７の検知値と、貯湯槽温度センサ１０１ａの検知値と、入口配管温度センサ５の検知値と、の相関を記憶する。具体的には、制御手段８は、その内部に設けられる記憶手段が、図８に示すような相関を記憶する。なお、図８に示す相関は、以下の（１−１）〜（３−５）のようになっている。
【００５８】
（１−１）外気温度５℃で貯湯槽温度７０℃であるとき、水入口温度１０℃である。
（１−２）外気温度５℃で貯湯槽温度６５℃であるとき、水入口温度９℃である。
（１−３）外気温度５℃で貯湯槽温度６０℃であるとき、水入口温度８℃である。
（１−４）外気温度５℃で貯湯槽温度５５℃であるとき、水入口温度７℃である。
（１−５）外気温度５℃で貯湯槽温度５０℃であるとき、水入口温度５℃である。
【００５９】
（２−１）外気温度０℃で貯湯槽温度７０℃であるとき、水入口温度８℃である。
（２−２）外気温度０℃で貯湯槽温度６５℃であるとき、水入口温度６℃である。
（２−３）外気温度０℃で貯湯槽温度６０℃であるとき、水入口温度５℃である。
（２−４）外気温度０℃で貯湯槽温度５５℃であるとき、水入口温度３℃である。
（２−５）外気温度０℃で貯湯槽温度５０℃であるとき、水入口温度１℃である。
【００６０】
（３−１）外気温度−５℃で貯湯槽温度７０℃であるとき、水入口温度５℃である。
（３−２）外気温度−５℃で貯湯槽温度６５℃であるとき、水入口温度４℃である。
（３−３）外気温度−５℃で貯湯槽温度６０℃であるとき、水入口温度３℃である。
（３−４）外気温度−５℃で貯湯槽温度５５℃であるとき、水入口温度２℃である。
（３−５）外気温度−５℃で貯湯槽温度５０℃であるとき、水入口温度０℃である。
【００６１】
制御手段８は、貯湯運転モード中において、外気温度センサ７の検知値と、貯湯槽温度センサ１０１ａの検知値と、上述した相関の記憶内容と、に基づいて、保温回路１０７の温度を算出（推定）する。
【００６２】
制御手段８は、算出された保温回路１０７の温度が閾値温度（例えば３℃）以下である場合には、電動弁１３を開放する。これにより、ヒートポンプ給湯器１００から流出した高温の水が出湯回路１０５及びバイパス回路２０を通って保温回路１０７に供給されるため、水回路の凍結を抑制することができる。なお、制御手段８は、貯湯運転モードの性能に影響がない範囲で電動弁１３を小さな開度で開放させ続けることが望ましい。
【００６３】
以上のように、本実施の形態４に係るヒートポンプ給湯器システム２００は、制御手段８が、外気温度センサ７の検知値、貯湯槽温度センサ１０１ａの検知値、及び制御手段８の記憶手段に記憶されているデータに基づいて算出される値が閾値温度以下である場合に、電動弁１３を開放する。このため、保温回路１０７の温度を検知する温度センサ１４が設けられていなくとも、水回路の凍結を抑制することができる。
【００６４】
なお、制御手段８が図８に示すような相関を記憶する記憶手段を備える例について説明したが、これに限定されず、図８に示すような相関を記憶する記憶手段が、制御手段８とは別に設けられていてもよい。
【００６５】
なお、保温回路１０７が、本発明の第１回路に相当する。
また、給水回路１０６が、本発明の第２回路に相当する。
また、出湯回路１０５が、本発明の第３回路に相当する。
また、入水回路１０４が、本発明の第４回路に相当する。
【符号の説明】
【００６６】
１  圧縮機、２  放熱器、３  減圧装置、４  蒸発器、５  入口配管温度センサ、６  出口配管温度センサ、７  外気温度センサ、８  制御手段、９  合流部、１０  電動弁、１２，１２ａ，１２ｂ  逆止弁、１３  電動弁、１４  温度センサ、２０  バイパス回路、１００  ヒートポンプ給湯器、１０１  貯湯槽、１０１ａ  貯湯槽温度センサ、１０２  受水槽、１０３  水配管キット、１０４  入水回路、１０５  出湯回路、１０６  給水回路、１０７  保温回路、１０８  ポンプ、２００  ヒートポンプ給湯器システム、３００  ヒートポンプ給湯器、３０１  貯湯槽、３０２  受水槽、３０５  出湯回路、３０６  給水回路、３０７  保温回路、３０８  ポンプ、４００  ヒートポンプ給湯器システム。
【図１】
2015118674.tif 000003
【図２】
2015118674.tif 000004
【図３】
2015118674.tif 000005
【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】
2015118674.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月14日(2016.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係るヒートポンプ給湯器システムは、水を加熱するヒートポンプ給湯器と、ヒートポンプ給湯器と屋内に配置された貯湯槽とを接続し、ヒートポンプ給湯器から貯湯槽に水が流れる出湯回路と、ヒートポンプ給湯器に接続され、ヒートポンプ給湯器に水が流れる入水回路と、屋内の合流部において入水回路に接続され、貯湯槽に接続されて貯湯槽から水が流出する屋内に配置された保温回路と、合流部と屋内に配置された受水槽とを接続し、受水槽から合流部に水が流れる屋内に配置された給水回路と、合流部と受水槽との間の給水回路に設けられた電動弁及びポンプと、を備えるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を加熱するヒートポンプ給湯器と、
前記ヒートポンプ給湯器と屋内に配置された貯湯槽とを接続し、前記ヒートポンプ給湯器から前記貯湯槽に水が流れる出湯回路と、
前記ヒートポンプ給湯器に接続され、前記ヒートポンプ給湯器に水が流れる入水回路と、
屋内の合流部において前記入水回路に接続され、前記貯湯槽に接続されて前記貯湯槽から水が流出する屋内に配置された保温回路と、
前記合流部と屋内に配置された受水槽とを接続し、前記受水槽から前記合流部に水が流れる屋内に配置された給水回路と、
前記合流部と前記受水槽との間の前記給水回路に設けられた電動弁及びポンプと、
を備えるヒートポンプ給湯器システム。
【請求項２】
前記合流部と前記貯湯槽との間の前記保温回路に設けられた第１逆止弁と、
前記給水回路に設けられた第２逆止弁と、
を更に備える請求項１記載のヒートポンプ給湯器システム。
【請求項３】
前記第１逆止弁、前記第２逆止弁、前記電動弁及び前記合流部が、屋内に設けられたキットの内部に設けられている
請求項２記載のヒートポンプ給湯器システム。
【請求項４】
水を加熱するヒートポンプ給湯器と、
前記ヒートポンプ給湯器と屋内に配置された貯湯槽とを接続し、前記ヒートポンプ給湯器から前記貯湯槽に水が流れる出湯回路と、
前記ヒートポンプ給湯器に接続され、前記ヒートポンプ給湯器に水が流れる入水回路と、
屋外の合流部において前記入水回路に接続され、前記貯湯槽に接続されて前記貯湯槽から水が流出する屋外に配置された保温回路と、
前記合流部と屋内に配置された受水槽とを接続し、前記受水槽から前記合流部に水が流れる屋内に配置された給水回路と、
前記出湯回路と前記入水回路とを接続するバイパス回路と、
前記合流部と前記受水槽との間の前記給水回路に設けられた第１電動弁及びポンプと、
前記バイパス回路に設けられた第２電動弁と、
を備えるヒートポンプ給湯器システム。
【請求項５】
前記合流部と前記貯湯槽との間の前記保温回路に設けられた第１逆止弁と、
前記給水回路に設けられた第２逆止弁と、
を更に備える請求項４記載のヒートポンプ給湯器システム。
【請求項６】
前記第１逆止弁、前記第２逆止弁、前記第１電動弁、前記第２電動弁及び前記合流部が、屋外に設けられたキットの内部に設けられている
請求項５記載のヒートポンプ給湯器システム。
【請求項７】
前記保温回路の水の温度を検知する温度センサと、
前記温度センサの検知値に基づいて、前記第２電動弁を制御する制御する制御手段と、
を更に備える請求項４〜６のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯器システム。
【請求項８】
前記貯湯槽の水温を検知する第１温度センサと、
外気温を検知する第２温度センサと、
前記入水回路の水温を検知する第３温度センサと、
前記第１温度センサ、前記第２温度センサ及び前記第３温度センサの検知値に基づいて、前記２電動弁を制御する制御する制御手段と、
を更に備える請求項４〜６のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯器システム。
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月16日(2016.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係るヒートポンプ給湯器システムは、放熱器によって水を加熱するヒートポンプ給湯器と、ヒートポンプ給湯器と屋内に配置された貯湯槽とを接続し、ヒートポンプ給湯器から貯湯槽に水が流れる出湯回路と、ヒートポンプ給湯器に接続され、ヒートポンプ給湯器に水が流れる入水回路と、屋外の合流部において入水回路に接続され、貯湯槽に接続されて貯湯槽から水が流出する屋外に配置された保温回路と、合流部と屋内に配置された受水槽とを接続し、受水槽から合流部に水が流れる屋内に配置された給水回路と、出湯回路と入水回路とを接続するバイパス回路と、合流部と受水槽との間の給水回路に設けられた第１電動弁及びポンプと、バイパス回路に設けられた第２電動弁と、保温回路の水の温度を検知する温度センサと、外気温度を検知する外気温度センサと、貯湯槽の水温を検知する貯湯槽温度センサと、放熱器の入口側温度を検知する入口配管温度センサと、第２電動弁を制御する制御手段と、ヒートポンプ給湯器の運転停止中に、外気温度センサが検知した検知値、貯湯槽温度センサが検知した検知値、及び入口配管温度センサが検知した検知値を関連付けたデータを記憶する記憶手段と、を備え、制御手段は、温度センサの検知値が第１閾値温度以下である場合に、第２の電動弁を開放し、また、外気温度センサの検知値、貯湯槽温度センサの検知値、及び記憶手段に記憶されているデータに基づいて推定される値が第２閾値温度以下である場合に、第２の電動弁を開放するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱器によって水を加熱するヒートポンプ給湯器と、
前記ヒートポンプ給湯器と屋内に配置された貯湯槽とを接続し、前記ヒートポンプ給湯器から前記貯湯槽に水が流れる出湯回路と、
前記ヒートポンプ給湯器に接続され、前記ヒートポンプ給湯器に水が流れる入水回路と、
屋外の合流部において前記入水回路に接続され、前記貯湯槽に接続されて前記貯湯槽から水が流出する屋外に配置された保温回路と、
前記合流部と屋内に配置された受水槽とを接続し、前記受水槽から前記合流部に水が流れる屋内に配置された給水回路と、
前記出湯回路と前記入水回路とを接続するバイパス回路と、
前記合流部と前記受水槽との間の前記給水回路に設けられた第１電動弁及びポンプと、
前記バイパス回路に設けられた第２電動弁と、
前記保温回路の水の温度を検知する温度センサと、
外気温度を検知する外気温度センサと、
前記貯湯槽の水温を検知する貯湯槽温度センサと、
前記放熱器の入口側温度を検知する入口配管温度センサと、
前記第２電動弁を制御する制御手段と、
前記ヒートポンプ給湯器の運転停止中に、前記外気温度センサが検知した検知値、前記貯湯槽温度センサが検知した検知値、及び前記入口配管温度センサが検知した検知値を関連付けたデータを記憶する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記温度センサの検知値が第１閾値温度以下である場合に、前記第２の電動弁を開放し、また、前記外気温度センサの検知値、前記貯湯槽温度センサの検知値、及び前記記憶手段に記憶されている前記データに基づいて推定される値が第２閾値温度以下である場合に、前記第２の電動弁を開放する
ヒートポンプ給湯器システム。
【請求項２】
前記合流部と前記貯湯槽との間の前記保温回路に設けられた第１逆止弁と、
前記給水回路に設けられた第２逆止弁と、
を更に備える請求項１記載のヒートポンプ給湯器システム。
【請求項３】
前記第１逆止弁、前記第２逆止弁、前記第１電動弁、前記第２電動弁及び前記合流部が、屋外に設けられたキットの内部に設けられている
請求項２記載のヒートポンプ給湯器システム。
【国際調査報告】
2015118674.tif 000011
2015118674.tif 000012
2015118674.tif 000013
2015118674.tif 000014