(57)【要約】ヒートポンプ温水暖房機（１０）は、冷媒回路（２０）と、水回路（３０）と、制御部（４０）とを備える。冷媒回路は、空気と冷媒とを熱交換させる第１熱交換器（２１）と、冷媒と水とを熱交換させる第２熱交換器（２５）と、冷媒を圧縮する圧縮機（２２）とを有する。水回路は、第２熱交換器と、第２熱交換器に水を供給する給水機構（３１）とを有する。制御部は、第１熱交換器のデフロスト運転を行うために、冷媒回路および水回路を制御する。冷媒回路は、正サイクル運転と、逆サイクル運転とを切り替え可能である。制御部は、デフロスト運転の開始時、および、デフロスト運転の実行時の少なくとも一方において、水回路の水の凍結可能性を判断して、正サイクル運転を行うか、または、逆サイクル運転を行うかを選択し、デフロスト運転を行う。
2014102934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気と冷媒とを熱交換させる第１熱交換器（２１）と、前記冷媒と水とを熱交換させる第２熱交換器（２５）と、前記冷媒を圧縮する圧縮機（２２）とを有し、前記冷媒が循環する冷媒回路（２０）と、
前記第２熱交換器と、前記第２熱交換器に前記水を供給する給水機構（３１）とを有し、前記水が流れる水回路（３０）と、
前記第１熱交換器のデフロスト運転を行うために、前記冷媒回路および前記水回路を制御する制御部（４０）と、
を備え、
前記冷媒回路は、
前記圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１熱交換器および前記圧縮機の順に、前記冷媒が循環する正サイクル運転と、
前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記第２熱交換器および前記圧縮機の順に、前記冷媒が循環する逆サイクル運転と、
を切り替え可能であり、
前記制御部は、前記デフロスト運転の開始時、および、前記デフロスト運転の実行時の少なくとも一方において、前記水回路の前記水の凍結可能性を判断して、前記正サイクル運転を行うか、または、前記逆サイクル運転を行うかを選択し、前記デフロスト運転を行う、
ヒートポンプ温水暖房機（１０）。
【請求項２】
前記制御部は、前記デフロスト運転の開始時において、前記第２熱交換器に流入する前記水の温度が第１温度以下である場合に、前記正サイクル運転を行うことを選択し、かつ、前記給水機構の運転を停止する、
請求項１に記載のヒートポンプ温水暖房機。
【請求項３】
前記制御部は、前記デフロスト運転の開始時において、前記第１熱交換器で熱交換される前記空気の温度が第２温度以下である場合に、前記正サイクル運転を行うことを選択し、かつ、前記給水機構の運転を停止する、
請求項１または２に記載のヒートポンプ温水暖房機。
【請求項４】
前記制御部は、前記デフロスト運転の開始時において、前記デフロスト運転の開始前に前記圧縮機が停止している時間が第１時間以上である場合に、前記正サイクル運転を行うことを選択し、かつ、前記給水機構の運転を停止する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のヒートポンプ温水暖房機。
【請求項５】
前記制御部は、前記デフロスト運転の開始時において、前回の前記デフロスト運転の実行時間が第２時間以下である場合に、前記正サイクル運転を行うことを選択し、かつ、前記給水機構の運転を停止する、
請求項１から４のいずれか１項に記載のヒートポンプ温水暖房機。
【請求項６】
前記制御部は、前記逆サイクル運転による前記デフロスト運転の実行時において、前記第２熱交換器に流入する前記水の温度が第３温度以下である場合に、前記正サイクル運転を行うことを選択し、かつ、前記給水機構の運転を停止する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のヒートポンプ温水暖房機。
【請求項７】
前記制御部は、前記逆サイクル運転による前記デフロスト運転の実行時において、前記第２熱交換器に流入する前記水の温度が第４温度以下である場合に、前記正サイクル運転を行うことを選択する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のヒートポンプ温水暖房機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ温水暖房機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートポンプシステムを利用する給湯器および温水暖房機等が用いられている。例えば、特許文献１（特開２０１０−１８１１０４号公報）には、冷媒回路および水回路を備えるヒートポンプ装置である給湯器が開示されている。冷媒回路は、圧縮機、室外熱交換器および室内熱交換器から構成され、冷媒が循環する回路である。水回路は、冷媒回路と室内熱交換器を共有し、水が流れる回路である。冷媒回路において、圧縮機で圧縮された高温の冷媒は、室内熱交換器において水と熱交換されて冷却され、減圧された後、室外熱交換器で外気と熱交換されて加熱される。水回路を流れる水は、室内熱交換器において冷媒と熱交換されて加熱される。
この給湯器のように、外気と冷媒との熱交換が行われる室外熱交換器を備えるヒートポンプ装置では、外気の温度が低い場合に、室外熱交換器に霜が付着して運転効率が低下することがある。この場合、ヒートポンプ装置は、室外熱交換器に付着した霜を融かすためのデフロスト運転を行う。例えば、ヒートポンプ装置は、冷媒回路における冷媒の循環方向を通常運転時と逆にする逆サイクル運転を行う。これにより、圧縮機で圧縮された高温の冷媒が室外熱交換器に流入して、室外熱交換器の除霜（デフロスト）が行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、外気の温度が低い条件下において、逆サイクル運転によるデフロストを長時間行うと、水回路の水が凍結するおそれがある。水の凍結を防止するために、水回路に残っている湯の熱を利用して室外熱交換器をデフロストするヒートポンプ装置が知られている。例えば、特許文献１には、水回路に接続される貯湯タンク内の湯を室内熱交換器に流して、室内熱交換器に熱を蓄積した後に、逆サイクル運転によるデフロストを行うヒートポンプ装置が開示されている。また、特許文献２（国際公開第２００６／１０３８１５号）には、水回路に残っている湯の熱を利用して逆サイクル運転によるデフロストを行うモードと、冷媒回路の圧縮機から吐出された高温の冷媒を室外熱交換器に通し、室外熱交換器を通過した冷媒をそのまま圧縮機に戻してデフロストを行うモードとを有するヒートポンプ装置が開示されている。【０００４】
しかし、これらのヒートポンプ装置では、室外熱交換器のデフロストを行うために、冷媒回路または水回路の構成を変更する必要がある。また、冷媒回路の逆サイクル運転によって室外熱交換器をデフロストする場合、水回路の水の温度、および、外気の温度が低い条件下において、依然として、水回路の水が凍結するおそれがある。
本発明の目的は、水の凍結を防止することができるヒートポンプ温水暖房機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、冷媒回路と、水回路と、制御部とを備える。冷媒回路は、冷媒が循環する回路である。冷媒回路は、空気と冷媒とを熱交換させる第１熱交換器と、冷媒と水とを熱交換させる第２熱交換器と、冷媒を圧縮する圧縮機とを有する。水回路は、水が流れる回路である。水回路は、第２熱交換器と、第２熱交換器に水を供給する給水機構とを有する。制御部は、第１熱交換器のデフロスト運転を行うために、冷媒回路および水回路を制御する。冷媒回路は、正サイクル運転と、逆サイクル運転とを切り替え可能である。正サイクル運転では、圧縮機、第２熱交換器、第１熱交換器および圧縮機の順に、冷媒が循環する。逆サイクル運転では、圧縮機、第１熱交換器、第２熱交換器および圧縮機の順に、冷媒が循環する。制御部は、デフロスト運転の開始時、および、デフロスト運転の実行時の少なくとも一方において、水回路の水の凍結可能性を判断して、正サイクル運転を行うか、または、逆サイクル運転を行うかを選択し、デフロスト運転を行う。【０００６】
このヒートポンプ温水暖房機は、第２熱交換器を共有する冷媒回路および水回路を備えるヒートポンプ装置である。冷媒回路の圧縮機で圧縮された高温の冷媒は、第２熱交換器において、水回路を流れる水と熱交換される。第２熱交換器では、冷媒回路を流れる冷媒から、水回路を流れる水に、熱が移動する。これにより、水回路を流れる水が加熱されて、湯が生成される。制御部は、冷媒回路を制御して、正サイクル運転と逆サイクル運転とを切り替えることができる。正サイクル運転では、圧縮機で圧縮された高温の冷媒は第２熱交換器に流入し、逆サイクル運転では、圧縮機で圧縮された高温の冷媒は第１熱交換器に流入する。屋外に設置される第１熱交換器は、外気の温度が低い条件下において、霜が付着する場合がある。このヒートポンプ温水暖房機は、第１熱交換器に付着した霜を除去するデフロスト運転を行う。制御部は、通常、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行う。しかし、制御部は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断した場合には、正サイクル運転によるデフロスト運転を行う。正サイクル運転によるデフロスト運転は、水回路の給水機構の運転を停止して、冷媒回路の膨張機構の開度を上げることで行われる。給水機構の停止により、第２熱交換器における熱交換が抑制され、第２熱交換器に熱が蓄積される。膨張機構の開度を上げることで、圧縮機および第２熱交換器の熱が、冷媒を介して、膨張機構を経由して第１熱交換器に伝達される。これにより、第１熱交換器が加熱されて、第１熱交換器に付着した霜が除去される。【０００７】
このヒートポンプ温水暖房機は、水回路を流れる水の凍結可能性に基づいて、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。逆サイクル運転によるデフロスト運転では、圧縮機で圧縮された高温の冷媒が第１熱交換器に直接流入するので、第１熱交換器に付着した霜が効率的に除去される。しかし、第２熱交換器において、水回路を流れる水から冷媒回路を流れる冷媒に熱が移動する熱交換が行われるため、水回路の水の温度が低い場合等において、水回路の水が凍結して水回路が破壊されるおそれがある。一方、正サイクル運転によるデフロスト運転では、第２熱交換器における熱交換が抑制された状態で、圧縮機および第２熱交換器の熱によって、第１熱交換器に付着した霜が除去される。そのため、正サイクル運転によるデフロスト運転では、水回路の水が凍結するおそれがない。従って、このヒートポンプ温水暖房機は、デフロスト運転時における水の凍結を防止することができる。【０００８】
本発明の第２観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、第１観点に係るヒートポンプ温水暖房機であって、制御部は、デフロスト運転の開始時において、第２熱交換器に流入する水の温度が第１温度以下である場合に、正サイクル運転を行うことを選択し、かつ、給水機構の運転を停止する。
このヒートポンプ温水暖房機は、デフロスト運転の開始時に、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、第２熱交換器に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。【０００９】
本発明の第３観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、第１観点または第２観点に係るヒートポンプ温水暖房機であって、制御部は、デフロスト運転の開始時において、第１熱交換器で熱交換される空気の温度が第２温度以下である場合に、正サイクル運転を行うことを選択し、かつ、給水機構の運転を停止する。
このヒートポンプ温水暖房機は、デフロスト運転の開始時に、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、第１熱交換器で熱交換される空気の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。【００１０】
本発明の第４観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、第１観点から第３観点のいずれかに係るヒートポンプ温水暖房機であって、制御部は、デフロスト運転の開始時において、デフロスト運転の開始前に圧縮機が停止している時間が第１時間以上である場合に、正サイクル運転を行うことを選択し、かつ、給水機構の運転を停止する。
このヒートポンプ温水暖房機は、デフロスト運転の開始時に、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、デフロスト運転の開始時において、正サイクル運転によって水回路の水を加熱する通常運転の停止時間が所定の時間以上である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。【００１１】
本発明の第５観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、第１観点から第４観点のいずれかに係るヒートポンプ温水暖房機であって、制御部は、デフロスト運転の開始時において、前回のデフロスト運転の実行時間が第２時間以下である場合に、正サイクル運転を行うことを選択し、かつ、給水機構の運転を停止する。
このヒートポンプ温水暖房機は、デフロスト運転の開始時に、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、前回のデフロスト運転の実行時間が所定の時間以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。【００１２】
本発明の第６観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、第１観点から第５観点のいずれかに係るヒートポンプ温水暖房機であって、制御部は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器に流入する水の温度が第３温度以下である場合に、正サイクル運転を行うことを選択し、かつ、給水機構の運転を停止する。
このヒートポンプ温水暖房機は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時に、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続けることで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。【００１３】
本発明の第７観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、第１観点から第６観点のいずれかに係るヒートポンプ温水暖房機であって、制御部は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器に流入する水の温度が第４温度以下である場合に、正サイクル運転を行うことを選択する。
このヒートポンプ温水暖房機は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時に、正サイクル運転によって水回路の水を加熱する通常運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続けることで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、正サイクル運転による通常運転を開始する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１観点乃至第７観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、水の凍結を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】通常運転時におけるヒートポンプ温水暖房機の回路構成図である。
【図２】逆サイクル運転によるデフロスト運転時におけるヒートポンプ温水暖房機の回路構成図である。
【図３】正サイクル運転によるデフロスト運転時におけるヒートポンプ温水暖房機の回路構成図である。
【図４】通常運転終了後のデフロスト運転の開始時において、水回路の水の凍結可能性を判断するルーチンを表すフローチャートである。
【図５】逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、水回路の水の凍結可能性を判断するルーチンを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態に係るヒートポンプ温水暖房機について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るヒートポンプ温水暖房機は、ヒートポンプシステムを利用して水を加熱し、生成された温水の熱を利用して室内の空気を加熱する暖房機である。
【００１７】
（１）ヒートポンプ温水暖房機の構成
本実施形態に係るヒートポンプ温水暖房機１０は、主として、冷媒回路２０と、水回路３０と、制御部４０とから構成される。冷媒回路２０は、冷媒が循環する回路である。水回路３０は、水が循環する回路である。冷媒回路２０は、ヒートポンプとして機能する。
【００１８】
（１−１）冷媒回路
冷媒回路２０は、主として、第１熱交換器２１と、圧縮機２２と、膨張弁２３と、四方切替弁２４と、第２熱交換器２５とが接続された冷媒回路である。冷媒回路２０は、第１温度センサ２６を有している。冷媒回路２０を循環する冷媒は、例えば、Ｒ１３４ａである。
【００１９】
冷媒回路２０は、冷媒の循環方向に応じて、正サイクル運転または逆サイクル運転を行う。図１および図３は、冷媒回路２０の正サイクル運転時におけるヒートポンプ温水暖房機１０の回路構成図である。図２は、冷媒回路２０の逆サイクル運転時におけるヒートポンプ温水暖房機１０の回路構成図である。図１〜３において、冷媒回路２０を循環する冷媒の流れ方向は、矢印で示されている。冷媒回路２０の正サイクル運転は、ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転時またはデフロスト運転時に行われる。冷媒回路２０の逆サイクル運転は、ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転時に行われる。ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転は、水回路３０を循環する水を加熱して、生成された湯を暖房に利用する運転である。ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転は、第１熱交換器２１に付着した霜を除去する運転である。冷媒回路２０は、正サイクル運転と逆サイクル運転とを切り替え可能である。
【００２０】
第１熱交換器２１は、冷媒−空気熱交換器である。第１熱交換器２１では、冷媒回路２０を循環する冷媒と、熱源との間の熱交換が行われる。熱源は、例えば、外気および地熱である。本実施形態では、熱源は、外気である。第１熱交換器２１は、例えば、プレートフィンコイル熱交換器である。第１熱交換器２１の近傍には、ファン２１ａが設置されている。ファン２１ａは、第１熱交換器２１に外気を送風し、第１熱交換器２１において冷媒と熱交換された外気を排出する。第１熱交換器２１は、屋外に設置される室外熱交換器である。
圧縮機２２は、冷媒回路２０を流れる低圧の冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する圧縮機である。圧縮機２２は、例えば、ロータリー圧縮機である。
膨張弁２３は、冷媒回路２０を循環する冷媒の流量および圧力を調節するための電動弁である。
【００２１】
四方切替弁２４は、正サイクル運転と逆サイクル運転とを切り替えて、冷媒回路２０における冷媒の循環方向を逆転させるための切替弁である。四方切替弁２４は、第１ポート２４ａと、第２ポート２４ｂと、第３ポート２４ｃと、第４ポート２４ｄとを有する。四方切替弁２４は、第１連通状態または第２連通状態にある。第１連通状態では、図１および図３に示されるように、第１ポート２４ａと第２ポート２４ｂとが連通し、かつ、第３ポート２４ｃと第４ポート２４ｄとが連通している。第２連通状態では、図２に示されるように、第１ポート２４ａと第３ポート２４ｃとが連通し、かつ、第２ポート２４ｂと第４ポート２４ｄとが連通している。冷媒回路２０が正サイクル運転を行うとき、四方切替弁２４は、第１連通状態にある。冷媒回路２０が逆サイクル運転を行うとき、四方切替弁２４は、第２連通状態にある。
【００２２】
第２熱交換器２５は、水−冷媒熱交換器である。第２熱交換器２５では、冷媒回路２０を循環する冷媒と、水回路３０を循環する水との間の熱交換が行われる。冷媒回路２０および水回路３０は、第２熱交換器２５を共有する。第２熱交換器２５は、冷媒回路２０を循環する冷媒が通過する冷媒熱交換部２５ａと、水回路３０を循環する水が通過する水熱交換部２５ｂとを有する。第２熱交換器２５は、例えば、水熱交換部２５ｂである水管の外周に、冷媒熱交換部２５ａである冷媒管が螺旋状に巻きつけられ、かつ、水管の内部に溝が形成されている構成を有するトルネード式の熱交換器である。第２熱交換器２５は、暖房される空間に設置される室内熱交換器である。
第１温度センサ２６は、第１熱交換器２１で熱交換される外気の温度を測定するセンサである。第１温度センサ２６は、ファン２１ａによって第１熱交換器２１に送風される外気の温度、または、第１熱交換器２１が設置されている屋外の空気の温度を測定する。第１温度センサ２６は、第１熱交換器２１に取り付けられている。
【００２３】
正サイクル運転時における冷媒回路２０の構成について説明する。圧縮機２２の吐出側は、四方切替弁２４の第１ポート２４ａに接続されている。四方切替弁２４の第２ポート２４ｂは、第２熱交換器２５の冷媒熱交換部２５ａに接続されている。第２熱交換器２５の冷媒熱交換部２５ａは、膨張弁２３に接続されている。膨張弁２３は、第１熱交換器２１に接続されている。第１熱交換器２１は、四方切替弁２４の第３ポート２４ｃに接続されている。四方切替弁２４の第４ポート２４ｄは、圧縮機２１の吸入側に接続されている。
正サイクル運転時における冷媒回路２０の動作について説明する。正サイクル運転は、ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転時に行われる。冷媒は、低圧のガス冷媒として圧縮機２２に吸入されて圧縮される。圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒として圧縮機２２から吐出され、四方切替弁２４の第１ポート２４ａおよび第２ポート２４ｂを通過して、第２熱交換器２５に送られる。第２熱交換器２５では、冷媒が冷媒熱交換部２５ａを通過し、水が水熱交換部２５ｂを通過する。第２熱交換器２５では、高温の冷媒から低温の水へ熱が移動することで、冷媒と水との間で熱交換が行われる。これにより、第２熱交換器２５において、高温高圧のガス冷媒である冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。そして、冷媒は、膨張弁２３を通過することで減圧され、低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、第１熱交換器２１において外気との熱交換により蒸発して、低圧のガス冷媒となる。そして、冷媒は、四方切替弁２４の第３ポート２４ｃおよび第４ポート２４ｄを通過して、圧縮機２２に送られる。正サイクル運転を行う冷媒回路２０は、以上の工程を繰り返すことで、外気の熱を、冷媒を介して、水回路３０を循環する水に供給する。
【００２４】
なお、冷媒回路２０は、ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転時において、正サイクル運転または逆サイクル運転を行う。逆サイクル運転時における冷媒回路２０の動作については後述する。
【００２５】
（１−２）水回路
水回路３０は、主として、第２熱交換器２５と、給水ポンプ３１と、貯湯タンク３２と、暖房ユニット３３とが接続された回路である。水回路３０は、第２温度センサ３４を有している。水回路３０では、水が循環する。水回路３０では、給水ポンプ３１、第２熱交換器２５、貯湯タンク３２、暖房ユニット３３および給水ポンプ３１の順に、水が循環する。図１および図２において、水回路３０を循環する水の流れ方向は、矢印で示されている。
【００２６】
給水ポンプ３１は、水回路３０を流れる水を、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂへ送るためのポンプである。
第２熱交換器２５は、水−冷媒熱交換器である。上述したように、第２熱交換器２５では、冷媒回路２０を循環する冷媒と、水回路３０を循環する水との間の熱交換が行われる。第２熱交換器２５において熱交換される水は、水熱交換部２５ｂを通過する。水熱交換部２５ｂの入口は、給水ポンプ３１と配管を介して接続されている。水熱交換部２５ｂの出口は、貯湯タンク３２と配管を介して接続されている。
貯湯タンク３２は、第２熱交換器２５で加熱された水を貯留するためのタンクである。貯湯タンク３２に貯留された湯は、暖房ユニット３３に送られる。貯湯タンク３２は、貯留されている湯を保温するための保温ヒーターを備えていてもよい。
【００２７】
暖房ユニット３３は、ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転によって暖房が行われる空間に設置される。暖房ユニット３３は、例えば、部屋の床面に設置される床暖房パネルである。暖房ユニット３３は、第２熱交換器２５で加熱された湯が流れる暖房用配管３３ａを有している。
第２温度センサ３４は、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂに流入する水の温度を測定するセンサである。第２温度センサ３４は、例えば、水熱交換部２５ｂの入口近傍の配管に取り付けられている。
水回路３０の動作について説明する。給水ポンプ３１によって第２熱交換器２５に水が送られる。第２熱交換器２５では、高温の冷媒から低温の水へ熱が移動することで、冷媒と水との間で熱交換が行われる。これにより、第２熱交換器２５において、水が加熱される。第２熱交換器２５で加熱された水は、湯として、貯湯タンク３２に送られる。貯湯タンク３２に貯留されている湯は、暖房ユニット３３に供給される。暖房ユニット３３では、暖房用配管３３ａの内部を湯が流れることで、暖房ユニット３３が設置されている空間の空気を加熱する。暖房用配管３３ａを通過して温度が低下した水は、給水ポンプ３１に送られる。
【００２８】
（１−３）制御部
制御部４０は、ヒートポンプ温水暖房機１０の各構成要素を制御するためのコンピュータである。制御部４０は、圧縮機２２、膨張弁２３、四方切替弁２４、第１温度センサ２６、給水ポンプ３１、暖房ユニット３３および第２温度センサ３４に接続されている。制御部４０は、例えば、ヒートポンプ温水暖房機１０内部の電装品ユニット（図示せず）に設置されている。
制御部４０は、圧縮機２２の運転周波数を調節して、圧縮機２２を起動および停止させることができる。制御部４０は、膨張弁２３の開度を調節して、膨張弁２３を通過する冷媒の流量を制御することができる。制御部４０は、給水ポンプ３１の回転数を制御して、給水ポンプ３１を起動および停止させることができる。制御部４０は、暖房ユニット３３に送られる湯の流量を調節して、暖房ユニット３３が設置されている空間の温度を調節することができる。
【００２９】
制御部４０は、四方切替弁２４を制御して、第１連通状態と第２連通状態とを切り替えることができる。すなわち、制御部４０は、四方切替弁２４を制御して、正サイクル運転と逆サイクル運転とを切り替えることができる。
制御部４０は、冷媒回路２０の第１温度センサ２６によって測定された、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度を受け取ることができる。制御部４０は、水回路３０の第２温度センサ３４によって測定された、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂに流入する水の温度を受け取ることができる。
また、制御部４０は、ヒートポンプ温水暖房機１０の運転に関する情報を記憶する。制御部４０は、例えば、圧縮機２２が起動した時間、および、圧縮機２２が停止した時間を監視して記憶する。これにより、制御部４０は、例えば、圧縮機２２が連続して停止している時間、ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転が連続して行われている時間、および、ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転が連続して行われている時間を算出することができる。
【００３０】
（２）ヒートポンプ温水暖房機の動作
（２−１）通常運転およびデフロスト運転について
ヒートポンプ温水暖房機１０の動作について説明する。ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転またはデフロスト運転を行う。図１は、通常運転時におけるヒートポンプ温水暖房機１０の回路構成図である。ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転時において、冷媒回路２０は正サイクル運転を行う。この場合、図１に示されるように、冷媒回路２０の四方切替弁２４は、第１連通状態にある。水回路３０では、給水ポンプ３１によって第２熱交換器２５に水が送られ、第２熱交換器２５において水が加熱され、貯湯タンク３２および暖房ユニット３３に湯が送られる。
ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転時において、冷媒回路２０の第１熱交換器２１では、外気から冷媒へ熱が移動する熱交換が行われる。すなわち、ファン２１ａによって送風される外気は、第１熱交換器２１において熱が奪われる。そのため、寒冷地および冬季等、外気の温度が低い条件下において、第１熱交換器２１に霜が付着することがある。第１熱交換器２１に霜が付着すると、第１熱交換器２１に霜が付着していない状態と比べて、第１熱交換器２１における熱交換の効率が低下して、ヒートポンプ温水暖房機１０の運転効率が低下してしまう。そのため、ヒートポンプ温水暖房機１０は、外気の温度が低い条件下において、運転効率の低下を抑制するために、第１熱交換器２１に付着した霜を除去するデフロスト運転を定期的に行う必要がある。ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転は、第１熱交換器２１に付着した霜を熱で融かすことによって行われる。
【００３１】
ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転時には、冷媒回路２０の逆サイクル運転によるデフロスト運転、および、冷媒回路２０の正サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかが行われる。図２は、逆サイクル運転によるデフロスト運転時におけるヒートポンプ温水暖房機１０の回路構成図である。図３は、正サイクル運転によるデフロスト運転時におけるヒートポンプ温水暖房機１０の回路構成図である。
逆サイクル運転における冷媒回路２０の冷媒の循環方向は、正サイクル運転における冷媒の循環方向と反対である。具体的には、逆サイクル運転において、冷媒回路２０の冷媒は、圧縮機２２、四方切替弁２４（第１ポート２４ａおよび第３ポート２４ｃ）、第１熱交換器２１、膨張弁２３、第２熱交換器２５、四方切替弁２４（第２ポート２４ｂおよび第４ポート２４ｄ）、圧縮機２２を、順番に通過して循環する。
【００３２】
次に、ヒートポンプ温水暖房機１０が、通常運転を終了して、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する際の動作について説明する。最初に、制御部３０は、圧縮機２２の回転数をゼロにして、圧縮機２２を停止させる。圧縮機２２の停止により、通常運転が終了する。次に、制御部３０は、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態へ切り替える。次に、制御部３０は、圧縮機２２の回転数をゼロから上げて、圧縮機２２の運転を開始する。圧縮機２２の起動により、ヒートポンプ装置１０のデフロスト運転が開始する。デフロスト運転時には、圧縮機２２から吐出される高温の冷媒が、第１熱交換器２１に流入する。また、デフロスト運転時には、通常運転時に第２熱交換器２５に蓄積された熱が、冷媒回路２０を循環する冷媒を介して、第１熱交換器２１に供給される。これにより、第１熱交換器２１に付着している霜が融けて、第１熱交換器２１がデフロストされる。なお、逆サイクル運転によるデフロスト運転時には、水回路３０の給水ポンプ３１は運転している。
【００３３】
次に、ヒートポンプ温水暖房機１０が、通常運転を終了して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する際の動作について説明する。最初に、制御部３０は、給水ポンプ３１の回転数をゼロにして、給水ポンプ３１を停止させる。給水ポンプ３１の停止により、第２熱交換器２５への水の供給が停止する。次に、制御部３０は、膨張弁２３の開度を上げる。また、制御部３０は、四方切替弁２４を第１連通状態に維持する。すなわち、正サイクル運転によるデフロスト運転時において、圧縮機２２から吐出される高温の冷媒は、通常運転時と同様に、第２熱交換器２５に供給される。第２熱交換器２５では、水熱交換部２５ｂを水が通過していないので、第２熱交換器２５における冷媒と水との熱交換は抑制されている。そのため、第２熱交換器２５には、圧縮機２２から供給される高温の冷媒の熱が蓄積される。その結果、第２熱交換器２５の温度が上昇する。また、圧縮機２２の温度も、圧縮機２２の運転によって上昇する。圧縮機２２および第２熱交換器２５に蓄積された熱は、冷媒回路２０を循環する冷媒を介して、膨張弁２３を経由して第１熱交換器２１に供給される。これにより、第１熱交換器２１に付着している霜が融けて、第１熱交換器２１がデフロストされる。
【００３４】
（２−２）水の凍結可能性の判断について
このヒートポンプ温水暖房機１０では、制御部４０は、水回路３０の水の凍結可能性を判断して、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うか、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うかを選択する。制御部４０は、水回路３０の水が凍結する可能性があると判断した場合に、正サイクル運転によるデフロスト運転を行う。制御部４０は、水回路３０の水が凍結する可能性がないと判断した場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行う。
制御部４０が、水回路３０の水の凍結可能性を判断する時点は、通常運転が終了してデフロスト運転が開始する時点、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時の少なくとも一方である。
【００３５】
図４は、通常運転が終了してデフロスト運転が開始する時点において、制御部４０が、水回路３０の水の凍結可能性を判断するルーチンを表すフローチャートである。このルーチンは、ステップＳ１１〜Ｓ１５から構成される。ステップＳ１１では、制御部４０は、通常運転を停止する。ステップＳ１２では、制御部４０は、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０が、水回路３０の水が凍結する可能性があると判断した場合、ステップＳ１３を実行し、凍結する可能性がないと判断した場合、ステップＳ１４を実行する。ステップＳ１３では、制御部４０は、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。ステップＳ１４では、制御部４０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。ステップＳ１５では、制御部４０は、デフロスト運転を停止する。
図５は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、制御部４０が、水回路３０の水の凍結可能性を判断するルーチンを表すフローチャートである。このルーチンは、ステップＳ２１〜Ｓ２５から構成される。ステップＳ２１では、制御部４０は、通常運転を停止する。ステップＳ２２では、制御部４０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。ステップＳ２３では、制御部４０は、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０が、水回路３０の水が凍結する可能性があると判断した場合、ステップＳ２４を実行し、凍結する可能性がないと判断した場合、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続行する。ステップＳ２４では、制御部４０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。ステップＳ２５では、制御部４０は、デフロスト運転を停止する。
【００３６】
具体的には、制御部４０は、以下に説明する６つの判断基準のいずれか１つに基づいて、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。次に、各判断基準について説明する。
【００３７】
（２−２−１）第１の判断基準
第１の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、水回路３０の第２温度センサ３４から、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂに流入する水の温度を取得する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である場合、給水ポンプ３１を停止し、四方切替弁２４を第１連通状態に維持して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度を超える場合、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００３８】
（２−２−２）第２の判断基準
第２の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、冷媒回路２０の第１温度センサ２６から、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度を取得する。制御部４０は、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度が所定の温度以下である場合、給水ポンプ３１を停止し、四方切替弁２４を第１連通状態に維持して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。制御部４０は、第１熱交換器２１で熱交換される空気が所定の温度を超える場合、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００３９】
（２−２−３）第３の判断基準
第３の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、冷媒回路２０の圧縮機２２の運転に関する情報を取得する。制御部４０は、デフロスト運転の開始前に圧縮機２２が連続して停止している時間が所定の時間以上である場合、給水ポンプ３１を停止し、四方切替弁２４を第１連通状態に維持して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。制御部４０は、デフロスト運転の開始前に圧縮機２２が連続して停止している時間が所定の時間未満である場合、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００４０】
（２−２−４）第４の判断基準
第４の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転に関する情報を取得する。制御部４０は、前回のデフロスト運転の実行時間が所定の時間以下である場合、給水ポンプ３１を停止し、四方切替弁２４を第１連通状態に維持して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。制御部４０は、前回のデフロスト運転の実行時間が所定の時間を超える場合、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００４１】
（２−２−５）第５の判断基準
第５の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了して逆サイクル運転によるデフロスト運転を実行している時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、水回路３０の第２温度センサ３４から、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂに流入する水の温度を取得する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である場合、水回路３０の給水ポンプ３１を停止し、四方切替弁２４を第２連通状態から第１連通状態に切り替えて、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度を超える場合、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続行する。
【００４２】
（２−２−６）第６の判断基準
第６の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了して逆サイクル運転によるデフロスト運転を実行している時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、水回路３０の第２温度センサ３４から、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂに流入する水の温度を取得する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である場合、四方切替弁２４を第２連通状態から第１連通状態に切り替えて、デフロスト運転を中止して、正サイクル運転による通常運転を開始する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度を超える場合、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続行する。
【００４３】
（３）ヒートポンプ温水暖房機の特徴
このヒートポンプ温水暖房機１０は、第２熱交換器２５を共有する冷媒回路２０および水回路３０を備えるヒートポンプ装置である。冷媒回路２０の圧縮機２２で圧縮された高温の冷媒は、第２熱交換器２５において、水回路３０を流れる水と熱交換される。第２熱交換器２５では、冷媒熱交換部２５ａを流れる冷媒から、水熱交換部２５ｂを流れる水に、熱が移動する。これにより、水回路３０を流れる水が加熱されて、湯が生成される。生成された湯は、貯湯タンク３２に一時的に貯留され、暖房ユニット３３によって室内の暖房に利用される。
【００４４】
制御部４０は、冷媒回路２０の四方切替弁２４を制御して、正サイクル運転と逆サイクル運転とを切り替えることができる。第１熱交換器２１は、外気の温度が低い条件下において、霜が付着する場合がある。ヒートポンプ温水暖房機１０は、第１熱交換器２１に付着した霜を除去するデフロスト運転を行うことができる。制御部４０は、通常、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行う。しかし、制御部４０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路３０を流れる水が凍結する可能性があると判断した場合には、正サイクル運転によるデフロスト運転を行う。正サイクル運転によるデフロスト運転は、水回路３０の給水ポンプ３１の運転を停止して、冷媒回路２０の膨張弁２３の開度を上げることで行われる。給水ポンプ３１の停止により、第２熱交換器２５における熱交換が抑制され、第２熱交換器２５に熱が蓄積される。膨張弁２３の開度を上げることで、圧縮機２２および第２熱交換器２５に蓄積された熱が、冷媒を介して、膨張弁２３を経由して第１熱交換器２１に伝達される。これにより、第１熱交換器２１が加熱されて、第１熱交換器２１に付着した霜が除去される。
【００４５】
このヒートポンプ温水暖房機１０は、水回路３０を流れる水の凍結可能性に基づいて、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。
逆サイクル運転によるデフロスト運転では、圧縮機２２で圧縮された高温の冷媒が第１熱交換器２１に直接流入するので、第１熱交換器２１に付着した霜が効率的に除去される。しかし、逆サイクル運転によるデフロスト運転では、第２熱交換器２５において、水回路３０を流れる水から、冷媒回路２０を流れる冷媒に熱が移動する熱交換が行われる。そのため、第２熱交換器２５に流入する水の温度が低い場合に、第２熱交換器２５で熱交換される水の温度が低下して、水が凍結する可能性がある。水は、凝固すると、その体積が増加する。そのため、水回路３０の水が、水回路３０の配管内で凍結すると、配管内の圧力の増加によって配管が破壊されるおそれがある。一方、正サイクル運転によるデフロスト運転では、第２熱交換器２５における熱交換が抑制され、圧縮機２２および第２熱交換器２５に蓄積された熱によって、第１熱交換器２１に付着した霜が除去される。そのため、水回路３０の水が凍結するおそれがない。従って、ヒートポンプ温水暖房機１０は、デフロスト運転時における水の凍結を防止することができる。
【００４６】
ヒートポンプ温水暖房機１０の制御部４０は、第１乃至第６の判断基準に基づいて、水回路３０の水の凍結可能性を判断して、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うか、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うかを選択する。
制御部４０は、第１の判断基準に基づいて、デフロスト運転の開始時において、第２熱交換器２５に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路３０の水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始することで、水回路３０の水の凍結を防止することができる。
また、制御部４０は、第２の判断基準に基づいて、デフロスト運転の開始時において、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路３０の水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始することで、水回路３０の水の凍結を防止することができる。
【００４７】
また、制御部４０は、第３の判断基準に基づいて、デフロスト運転の開始時において、正サイクル運転によって水回路３０の水を加熱する通常運転の停止時間が所定の時間以上である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路３０の水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始することで、水回路３０の水の凍結を防止することができる。
また、制御部４０は、第４の判断基準に基づいて、デフロスト運転の開始時において、前回のデフロスト運転の実行時間が所定の時間以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路３０の水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始することで、水回路３０の水の凍結を防止することができる。
【００４８】
また、制御部４０は、第５の判断基準に基づいて、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器２５に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続けることで水回路３０を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
また、制御部４０は、第６の判断基準に基づいて、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器２５に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続けることで水回路３０を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、正サイクル運転による通常運転を開始する。
【００４９】
正サイクル運転によるデフロスト運転では、第２熱交換器２５に流入する水の温度は低下しないため、水回路３０の水が凍結する可能性は少ない。しかし、第２熱交換器２５に十分な熱が蓄積されるまでは、第１熱交換器２１の温度が上昇しにくいため、第１熱交換器２１のデフロストに必要な時間が長くなる。そのため、ヒートポンプ温水暖房機１０は、正サイクル運転によるデフロスト運転のみを行う場合、平均暖房能力が低下してしまう。また、ヒートポンプ温水暖房機１０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転のみを行う場合、水回路３０の水が凍結する可能性がある。本実施形態に係るヒートポンプ温水暖房機１０は、水回路３０の水が凍結する可能性に応じて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うか、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うかを選択する。これにより、ヒートポンプ温水暖房機１０は、水回路３０の水の凍結を防止することができると共に、平均暖房能力を確保することができる。
【００５０】
（４）変形例
本発明の実施形態の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本発明の実施形態に適用可能な変形例について説明する。
【００５１】
（４−１）変形例Ａ
本実施形態では、ヒートポンプ温水暖房機１０の制御部４０は、第１乃至第６の判断基準のいずれか１つに基づいて、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。しかし、制御部４０は、第１乃至第６の判断基準から複数の判断基準を選択し、選択された複数の判断基準を組み合わせた判断基準に基づいて、水回路３０の水の凍結可能性を判断してもよい。
例えば、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、第１の判断基準および第２の判断基準に基づいてデフロスト運転を開始してもよい。この場合、制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である条件、または、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度が所定の温度以下である条件のいずれかが満たされた場合に、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。また、この場合、制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である条件、および、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度が所定の温度以下である条件の両方が満たされた場合に、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。
【００５２】
また、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、第１の判断基準に基づいてデフロスト運転を開始し、かつ、逆サイクル運転によるデフロスト運転を実行している時に、第５の判断基準に基づいて逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して正サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。
【００５３】
（４−２）変形例Ｂ
ヒートポンプ温水暖房機１０は、正サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、正サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。
制御部４０は、例えば、第５の判断基準に基づいて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。すなわち、正サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度を超えている場合、水回路３０の給水ポンプ３１を起動し、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。この場合、制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である場合、正サイクル運転によるデフロスト運転を続行する。
【００５４】
また、本変形例では、制御部４０は、正サイクル運転によるデフロスト運転の実行時間が所定の時間を超えた場合に、水回路３０の水の凍結可能性がゼロになったと判断して、水回路３０の給水ポンプ３１を起動し、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係るヒートポンプ温水暖房機は、水の凍結を防止することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０      ヒートポンプ温水暖房機
２０      冷媒回路
２１      第１熱交換器
２２      圧縮機
２５      第２熱交換器
３０      水回路
３１      給水ポンプ（給水機構）
４０      制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特開２０１０−１８１１０４号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／１０３８１５号
【図１】
2014102934.tif 000003
【図２】
2014102934.tif 000004
【図３】
2014102934.tif 000005
【図４】
2014102934.tif 000006
【図５】
2014102934.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月28日(2016.6.28)
【手続補正１】
【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】
空気と冷媒とを熱交換させる第１熱交換器（２１）と、前記冷媒と水とを熱交換させる第２熱交換器（２５）と、前記冷媒を圧縮する圧縮機（２２）とを有し、前記冷媒が循環する冷媒回路（２０）と、
前記第２熱交換器と、前記第２熱交換器に前記水を供給する給水機構（３１）とを有し、前記水が流れる水回路（３０）と、
前記第１熱交換器のデフロスト運転を行うために、前記冷媒回路および前記水回路を制御する制御部（４０）と、
を備え、
前記冷媒回路は、
前記圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１熱交換器および前記圧縮機の順に、前記冷媒が循環する正サイクル運転と、
前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記第２熱交換器および前記圧縮機の順に、前記冷媒が循環する逆サイクル運転と、
を切り替え可能であり、
前記制御部は、前記デフロスト運転の開始時、および、前記デフロスト運転の実行時の少なくとも一方において、前記水回路の前記水の凍結可能性を判断して、前記正サイクル運転による前記デフロスト運転を行うか、または、前記逆サイクル運転による前記デフロスト運転を行うかを選択し、前記デフロスト運転を行う、
ヒートポンプ温水暖房機（１０）。
【請求項２】
前記制御部は、前記デフロスト運転の開始時において、前記第２熱交換器に流入する前記水の温度が第１温度以下である場合に、前記正サイクル運転による前記デフロスト運転を行うことを選択し、かつ、前記給水機構の運転を停止する、
請求項１に記載のヒートポンプ温水暖房機。
【請求項３】
前記制御部は、前記デフロスト運転の開始時において、前記第１熱交換器で熱交換される前記空気の温度が第２温度以下である場合に、前記正サイクル運転による前記デフロスト運転を行うことを選択し、かつ、前記給水機構の運転を停止する、
請求項１または２に記載のヒートポンプ温水暖房機。
【請求項４】
前記制御部は、前記デフロスト運転の開始時において、前記デフロスト運転の開始前に前記圧縮機が停止している時間が第１時間以上である場合に、前記正サイクル運転による前記デフロスト運転を行うことを選択し、かつ、前記給水機構の運転を停止する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のヒートポンプ温水暖房機。
【請求項５】
前記制御部は、前記デフロスト運転の開始時において、前回の前記デフロスト運転の実行時間が第２時間以下である場合に、前記正サイクル運転による前記デフロスト運転を行うことを選択し、かつ、前記給水機構の運転を停止する、
請求項１から４のいずれか１項に記載のヒートポンプ温水暖房機。
【請求項６】
前記制御部は、前記逆サイクル運転による前記デフロスト運転の実行時において、前記第２熱交換器に流入する前記水の温度が第３温度以下である場合に、前記正サイクル運転による前記デフロスト運転を行うことを選択し、かつ、前記給水機構の運転を停止する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のヒートポンプ温水暖房機。
【請求項７】
空気と冷媒とを熱交換させる第１熱交換器（２１）と、前記冷媒と水とを熱交換させる第２熱交換器（２５）と、前記冷媒を圧縮する圧縮機（２２）とを有し、前記冷媒が循環する冷媒回路（２０）と、
前記第２熱交換器と、前記第２熱交換器に前記水を供給する給水機構（３１）とを有し、前記水が流れる水回路（３０）と、
前記第１熱交換器のデフロスト運転を行うために、前記冷媒回路および前記水回路を制御する制御部（４０）と、
を備え、
前記冷媒回路は、
前記圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１熱交換器および前記圧縮機の順に、前記冷媒が循環する正サイクル運転と、
前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記第２熱交換器および前記圧縮機の順に、前記冷媒が循環する逆サイクル運転と、
を切り替え可能であり、
前記制御部は、前記逆サイクル運転による前記デフロスト運転の実行時において、前記第２熱交換器に流入する前記水の温度が第４温度以下である場合に、前記逆サイクル運転による前記デフロスト運転を中止して、前記正サイクル運転を行う、
ヒートポンプ温水暖房機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ温水暖房機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートポンプシステムを利用する給湯器および温水暖房機等が用いられている。例えば、特許文献１（特開２０１０−１８１１０４号公報）には、冷媒回路および水回路を備えるヒートポンプ装置である給湯器が開示されている。冷媒回路は、圧縮機、室外熱交換器および室内熱交換器から構成され、冷媒が循環する回路である。水回路は、冷媒回路と室内熱交換器を共有し、水が流れる回路である。冷媒回路において、圧縮機で圧縮された高温の冷媒は、室内熱交換器において水と熱交換されて冷却され、減圧された後、室外熱交換器で外気と熱交換されて加熱される。水回路を流れる水は、室内熱交換器において冷媒と熱交換されて加熱される。
【０００３】
この給湯器のように、外気と冷媒との熱交換が行われる室外熱交換器を備えるヒートポンプ装置では、外気の温度が低い場合に、室外熱交換器に霜が付着して運転効率が低下することがある。この場合、ヒートポンプ装置は、室外熱交換器に付着した霜を融かすためのデフロスト運転を行う。例えば、ヒートポンプ装置は、冷媒回路における冷媒の循環方向を通常運転時と逆にする逆サイクル運転を行う。これにより、圧縮機で圧縮された高温の冷媒が室外熱交換器に流入して、室外熱交換器の除霜（デフロスト）が行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、外気の温度が低い条件下において、逆サイクル運転によるデフロストを長時間行うと、水回路の水が凍結するおそれがある。水の凍結を防止するために、水回路に残っている湯の熱を利用して室外熱交換器をデフロストするヒートポンプ装置が知られている。例えば、特許文献１には、水回路に接続される貯湯タンク内の湯を室内熱交換器に流して、室内熱交換器に熱を蓄積した後に、逆サイクル運転によるデフロストを行うヒートポンプ装置が開示されている。また、特許文献２（国際公開第２００６／１０３８１５号）には、水回路に残っている湯の熱を利用して逆サイクル運転によるデフロストを行うモードと、冷媒回路の圧縮機から吐出された高温の冷媒を室外熱交換器に通し、室外熱交換器を通過した冷媒をそのまま圧縮機に戻してデフロストを行うモードとを有するヒートポンプ装置が開示されている。
【０００５】
しかし、これらのヒートポンプ装置では、室外熱交換器のデフロストを行うために、冷媒回路または水回路の構成を変更する必要がある。また、冷媒回路の逆サイクル運転によって室外熱交換器をデフロストする場合、水回路の水の温度、および、外気の温度が低い条件下において、依然として、水回路の水が凍結するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、水の凍結を防止することができるヒートポンプ温水暖房機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、冷媒回路と、水回路と、制御部とを備える。冷媒回路は、冷媒が循環する回路である。冷媒回路は、空気と冷媒とを熱交換させる第１熱交換器と、冷媒と水とを熱交換させる第２熱交換器と、冷媒を圧縮する圧縮機とを有する。水回路は、水が流れる回路である。水回路は、第２熱交換器と、第２熱交換器に水を供給する給水機構とを有する。制御部は、第１熱交換器のデフロスト運転を行うために、冷媒回路および水回路を制御する。冷媒回路は、正サイクル運転と、逆サイクル運転とを切り替え可能である。正サイクル運転では、圧縮機、第２熱交換器、第１熱交換器および圧縮機の順に、冷媒が循環する。逆サイクル運転では、圧縮機、第１熱交換器、第２熱交換器および圧縮機の順に、冷媒が循環する。制御部は、デフロスト運転の開始時、および、デフロスト運転の実行時の少なくとも一方において、水回路の水の凍結可能性を判断して、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うか、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うかを選択し、デフロスト運転を行う。
【０００８】
このヒートポンプ温水暖房機は、第２熱交換器を共有する冷媒回路および水回路を備えるヒートポンプ装置である。冷媒回路の圧縮機で圧縮された高温の冷媒は、第２熱交換器において、水回路を流れる水と熱交換される。第２熱交換器では、冷媒回路を流れる冷媒から、水回路を流れる水に、熱が移動する。これにより、水回路を流れる水が加熱されて、湯が生成される。制御部は、冷媒回路を制御して、正サイクル運転と逆サイクル運転とを切り替えることができる。正サイクル運転では、圧縮機で圧縮された高温の冷媒は第２熱交換器に流入し、逆サイクル運転では、圧縮機で圧縮された高温の冷媒は第１熱交換器に流入する。屋外に設置される第１熱交換器は、外気の温度が低い条件下において、霜が付着する場合がある。このヒートポンプ温水暖房機は、第１熱交換器に付着した霜を除去するデフロスト運転を行う。制御部は、通常、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行う。しかし、制御部は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断した場合には、正サイクル運転によるデフロスト運転を行う。正サイクル運転によるデフロスト運転は、水回路の給水機構の運転を停止して、冷媒回路の膨張機構の開度を上げることで行われる。給水機構の停止により、第２熱交換器における熱交換が抑制され、第２熱交換器に熱が蓄積される。膨張機構の開度を上げることで、圧縮機および第２熱交換器の熱が、冷媒を介して、膨張機構を経由して第１熱交換器に伝達される。これにより、第１熱交換器が加熱されて、第１熱交換器に付着した霜が除去される。
【０００９】
このヒートポンプ温水暖房機は、水回路を流れる水の凍結可能性に基づいて、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。逆サイクル運転によるデフロスト運転では、圧縮機で圧縮された高温の冷媒が第１熱交換器に直接流入するので、第１熱交換器に付着した霜が効率的に除去される。しかし、第２熱交換器において、水回路を流れる水から冷媒回路を流れる冷媒に熱が移動する熱交換が行われるため、水回路の水の温度が低い場合等において、水回路の水が凍結して水回路が破壊されるおそれがある。一方、正サイクル運転によるデフロスト運転では、第２熱交換器における熱交換が抑制された状態で、圧縮機および第２熱交換器の熱によって、第１熱交換器に付着した霜が除去される。そのため、正サイクル運転によるデフロスト運転では、水回路の水が凍結するおそれがない。従って、このヒートポンプ温水暖房機は、デフロスト運転時における水の凍結を防止することができる。
【００１０】
本発明の第２観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、第１観点に係るヒートポンプ温水暖房機であって、制御部は、デフロスト運転の開始時において、第２熱交換器に流入する水の温度が第１温度以下である場合に、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うことを選択し、かつ、給水機構の運転を停止する。
【００１１】
このヒートポンプ温水暖房機は、デフロスト運転の開始時に、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、第２熱交換器に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００１２】
本発明の第３観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、第１観点または第２観点に係るヒートポンプ温水暖房機であって、制御部は、デフロスト運転の開始時において、第１熱交換器で熱交換される空気の温度が第２温度以下である場合に、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うことを選択し、かつ、給水機構の運転を停止する。
【００１３】
このヒートポンプ温水暖房機は、デフロスト運転の開始時に、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、第１熱交換器で熱交換される空気の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００１４】
本発明の第４観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、第１観点から第３観点のいずれかに係るヒートポンプ温水暖房機であって、制御部は、デフロスト運転の開始時において、デフロスト運転の開始前に圧縮機が停止している時間が第１時間以上である場合に、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うことを選択し、かつ、給水機構の運転を停止する。
【００１５】
このヒートポンプ温水暖房機は、デフロスト運転の開始時に、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、デフロスト運転の開始時において、正サイクル運転によって水回路の水を加熱する通常運転の停止時間が所定の時間以上である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００１６】
本発明の第５観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、第１観点から第４観点のいずれかに係るヒートポンプ温水暖房機であって、制御部は、デフロスト運転の開始時において、前回のデフロスト運転の実行時間が第２時間以下である場合に、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うことを選択し、かつ、給水機構の運転を停止する。
【００１７】
このヒートポンプ温水暖房機は、デフロスト運転の開始時に、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、前回のデフロスト運転の実行時間が所定の時間以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００１８】
本発明の第６観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、第１観点から第５観点のいずれかに係るヒートポンプ温水暖房機であって、制御部は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器に流入する水の温度が第３温度以下である場合に、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うことを選択し、かつ、給水機構の運転を停止する。
【００１９】
このヒートポンプ温水暖房機は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時に、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続けることで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００２０】
本発明の第７観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、冷媒回路と、水回路と、制御部とを備える。冷媒回路は、冷媒が循環する回路である。冷媒回路は、空気と冷媒とを熱交換させる第１熱交換器と、冷媒と水とを熱交換させる第２熱交換器と、冷媒を圧縮する圧縮機とを有する。水回路は、水が流れる回路である。水回路は、第２熱交換器と、第２熱交換器に水を供給する給水機構とを有する。制御部は、第１熱交換器のデフロスト運転を行うために、冷媒回路および水回路を制御する。冷媒回路は、正サイクル運転と、逆サイクル運転とを切り替え可能である。正サイクル運転では、圧縮機、第２熱交換器、第１熱交換器および圧縮機の順に、冷媒が循環する。逆サイクル運転では、圧縮機、第１熱交換器、第２熱交換器および圧縮機の順に、冷媒が循環する。制御部は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器に流入する水の温度が第４温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を中止して、正サイクル運転を行う。
【００２１】
このヒートポンプ温水暖房機は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時に、正サイクル運転によって水回路の水を加熱する通常運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。制御部は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続けることで水回路を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、このヒートポンプ温水暖房機は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、正サイクル運転による通常運転を開始する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１観点乃至第７観点に係るヒートポンプ温水暖房機は、水の凍結を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】通常運転時におけるヒートポンプ温水暖房機の回路構成図である。
【図２】逆サイクル運転によるデフロスト運転時におけるヒートポンプ温水暖房機の回路構成図である。
【図３】正サイクル運転によるデフロスト運転時におけるヒートポンプ温水暖房機の回路構成図である。
【図４】通常運転終了後のデフロスト運転の開始時において、水回路の水の凍結可能性を判断するルーチンを表すフローチャートである。
【図５】逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、水回路の水の凍結可能性を判断するルーチンを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態に係るヒートポンプ温水暖房機について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るヒートポンプ温水暖房機は、ヒートポンプシステムを利用して水を加熱し、生成された温水の熱を利用して室内の空気を加熱する暖房機である。
【００２５】
（１）ヒートポンプ温水暖房機の構成
本実施形態に係るヒートポンプ温水暖房機１０は、主として、冷媒回路２０と、水回路３０と、制御部４０とから構成される。冷媒回路２０は、冷媒が循環する回路である。水回路３０は、水が循環する回路である。冷媒回路２０は、ヒートポンプとして機能する。
【００２６】
（１−１）冷媒回路
冷媒回路２０は、主として、第１熱交換器２１と、圧縮機２２と、膨張弁２３と、四方切替弁２４と、第２熱交換器２５とが接続された冷媒回路である。冷媒回路２０は、第１温度センサ２６を有している。冷媒回路２０を循環する冷媒は、例えば、Ｒ１３４ａである。
【００２７】
冷媒回路２０は、冷媒の循環方向に応じて、正サイクル運転または逆サイクル運転を行う。図１および図３は、冷媒回路２０の正サイクル運転時におけるヒートポンプ温水暖房機１０の回路構成図である。図２は、冷媒回路２０の逆サイクル運転時におけるヒートポンプ温水暖房機１０の回路構成図である。図１〜３において、冷媒回路２０を循環する冷媒の流れ方向は、矢印で示されている。冷媒回路２０の正サイクル運転は、ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転時またはデフロスト運転時に行われる。冷媒回路２０の逆サイクル運転は、ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転時に行われる。ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転は、水回路３０を循環する水を加熱して、生成された湯を暖房に利用する運転である。ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転は、第１熱交換器２１に付着した霜を除去する運転である。冷媒回路２０は、正サイクル運転と逆サイクル運転とを切り替え可能である。
【００２８】
第１熱交換器２１は、冷媒−空気熱交換器である。第１熱交換器２１では、冷媒回路２０を循環する冷媒と、熱源との間の熱交換が行われる。熱源は、例えば、外気および地熱である。本実施形態では、熱源は、外気である。第１熱交換器２１は、例えば、プレートフィンコイル熱交換器である。第１熱交換器２１の近傍には、ファン２１ａが設置されている。ファン２１ａは、第１熱交換器２１に外気を送風し、第１熱交換器２１において冷媒と熱交換された外気を排出する。第１熱交換器２１は、屋外に設置される室外熱交換器である。
【００２９】
圧縮機２２は、冷媒回路２０を流れる低圧の冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する圧縮機である。圧縮機２２は、例えば、ロータリー圧縮機である。
【００３０】
膨張弁２３は、冷媒回路２０を循環する冷媒の流量および圧力を調節するための電動弁である。
【００３１】
四方切替弁２４は、正サイクル運転と逆サイクル運転とを切り替えて、冷媒回路２０における冷媒の循環方向を逆転させるための切替弁である。四方切替弁２４は、第１ポート２４ａと、第２ポート２４ｂと、第３ポート２４ｃと、第４ポート２４ｄとを有する。四方切替弁２４は、第１連通状態または第２連通状態にある。第１連通状態では、図１および図３に示されるように、第１ポート２４ａと第２ポート２４ｂとが連通し、かつ、第３ポート２４ｃと第４ポート２４ｄとが連通している。第２連通状態では、図２に示されるように、第１ポート２４ａと第３ポート２４ｃとが連通し、かつ、第２ポート２４ｂと第４ポート２４ｄとが連通している。冷媒回路２０が正サイクル運転を行うとき、四方切替弁２４は、第１連通状態にある。冷媒回路２０が逆サイクル運転を行うとき、四方切替弁２４は、第２連通状態にある。
【００３２】
第２熱交換器２５は、水−冷媒熱交換器である。第２熱交換器２５では、冷媒回路２０を循環する冷媒と、水回路３０を循環する水との間の熱交換が行われる。冷媒回路２０および水回路３０は、第２熱交換器２５を共有する。第２熱交換器２５は、冷媒回路２０を循環する冷媒が通過する冷媒熱交換部２５ａと、水回路３０を循環する水が通過する水熱交換部２５ｂとを有する。第２熱交換器２５は、例えば、水熱交換部２５ｂである水管の外周に、冷媒熱交換部２５ａである冷媒管が螺旋状に巻きつけられ、かつ、水管の内部に溝が形成されている構成を有するトルネード式の熱交換器である。第２熱交換器２５は、暖房される空間に設置される室内熱交換器である。
【００３３】
第１温度センサ２６は、第１熱交換器２１で熱交換される外気の温度を測定するセンサである。第１温度センサ２６は、ファン２１ａによって第１熱交換器２１に送風される外気の温度、または、第１熱交換器２１が設置されている屋外の空気の温度を測定する。第１温度センサ２６は、第１熱交換器２１に取り付けられている。
【００３４】
正サイクル運転時における冷媒回路２０の構成について説明する。圧縮機２２の吐出側は、四方切替弁２４の第１ポート２４ａに接続されている。四方切替弁２４の第２ポート２４ｂは、第２熱交換器２５の冷媒熱交換部２５ａに接続されている。第２熱交換器２５の冷媒熱交換部２５ａは、膨張弁２３に接続されている。膨張弁２３は、第１熱交換器２１に接続されている。第１熱交換器２１は、四方切替弁２４の第３ポート２４ｃに接続されている。四方切替弁２４の第４ポート２４ｄは、圧縮機２１の吸入側に接続されている。
【００３５】
正サイクル運転時における冷媒回路２０の動作について説明する。正サイクル運転は、ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転時に行われる。冷媒は、低圧のガス冷媒として圧縮機２２に吸入されて圧縮される。圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒として圧縮機２２から吐出され、四方切替弁２４の第１ポート２４ａおよび第２ポート２４ｂを通過して、第２熱交換器２５に送られる。第２熱交換器２５では、冷媒が冷媒熱交換部２５ａを通過し、水が水熱交換部２５ｂを通過する。第２熱交換器２５では、高温の冷媒から低温の水へ熱が移動することで、冷媒と水との間で熱交換が行われる。これにより、第２熱交換器２５において、高温高圧のガス冷媒である冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。そして、冷媒は、膨張弁２３を通過することで減圧され、低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、第１熱交換器２１において外気との熱交換により蒸発して、低圧のガス冷媒となる。そして、冷媒は、四方切替弁２４の第３ポート２４ｃおよび第４ポート２４ｄを通過して、圧縮機２２に送られる。正サイクル運転を行う冷媒回路２０は、以上の工程を繰り返すことで、外気の熱を、冷媒を介して、水回路３０を循環する水に供給する。
【００３６】
なお、冷媒回路２０は、ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転時において、正サイクル運転または逆サイクル運転を行う。逆サイクル運転時における冷媒回路２０の動作については後述する。
【００３７】
（１−２）水回路
水回路３０は、主として、第２熱交換器２５と、給水ポンプ３１と、貯湯タンク３２と、暖房ユニット３３とが接続された回路である。水回路３０は、第２温度センサ３４を有している。水回路３０では、水が循環する。水回路３０では、給水ポンプ３１、第２熱交換器２５、貯湯タンク３２、暖房ユニット３３および給水ポンプ３１の順に、水が循環する。図１および図２において、水回路３０を循環する水の流れ方向は、矢印で示されている。
【００３８】
給水ポンプ３１は、水回路３０を流れる水を、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂへ送るためのポンプである。
【００３９】
第２熱交換器２５は、水−冷媒熱交換器である。上述したように、第２熱交換器２５では、冷媒回路２０を循環する冷媒と、水回路３０を循環する水との間の熱交換が行われる。第２熱交換器２５において熱交換される水は、水熱交換部２５ｂを通過する。水熱交換部２５ｂの入口は、給水ポンプ３１と配管を介して接続されている。水熱交換部２５ｂの出口は、貯湯タンク３２と配管を介して接続されている。
【００４０】
貯湯タンク３２は、第２熱交換器２５で加熱された水を貯留するためのタンクである。貯湯タンク３２に貯留された湯は、暖房ユニット３３に送られる。貯湯タンク３２は、貯留されている湯を保温するための保温ヒーターを備えていてもよい。
【００４１】
暖房ユニット３３は、ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転によって暖房が行われる空間に設置される。暖房ユニット３３は、例えば、部屋の床面に設置される床暖房パネルである。暖房ユニット３３は、第２熱交換器２５で加熱された湯が流れる暖房用配管３３ａを有している。
【００４２】
第２温度センサ３４は、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂに流入する水の温度を測定するセンサである。第２温度センサ３４は、例えば、水熱交換部２５ｂの入口近傍の配管に取り付けられている。
【００４３】
水回路３０の動作について説明する。給水ポンプ３１によって第２熱交換器２５に水が送られる。第２熱交換器２５では、高温の冷媒から低温の水へ熱が移動することで、冷媒と水との間で熱交換が行われる。これにより、第２熱交換器２５において、水が加熱される。第２熱交換器２５で加熱された水は、湯として、貯湯タンク３２に送られる。貯湯タンク３２に貯留されている湯は、暖房ユニット３３に供給される。暖房ユニット３３では、暖房用配管３３ａの内部を湯が流れることで、暖房ユニット３３が設置されている空間の空気を加熱する。暖房用配管３３ａを通過して温度が低下した水は、給水ポンプ３１に送られる。
【００４４】
（１−３）制御部
制御部４０は、ヒートポンプ温水暖房機１０の各構成要素を制御するためのコンピュータである。制御部４０は、圧縮機２２、膨張弁２３、四方切替弁２４、第１温度センサ２６、給水ポンプ３１、暖房ユニット３３および第２温度センサ３４に接続されている。制御部４０は、例えば、ヒートポンプ温水暖房機１０内部の電装品ユニット（図示せず）に設置されている。
【００４５】
制御部４０は、圧縮機２２の運転周波数を調節して、圧縮機２２を起動および停止させることができる。制御部４０は、膨張弁２３の開度を調節して、膨張弁２３を通過する冷媒の流量を制御することができる。制御部４０は、給水ポンプ３１の回転数を制御して、給水ポンプ３１を起動および停止させることができる。制御部４０は、暖房ユニット３３に送られる湯の流量を調節して、暖房ユニット３３が設置されている空間の温度を調節することができる。
【００４６】
制御部４０は、四方切替弁２４を制御して、第１連通状態と第２連通状態とを切り替えることができる。すなわち、制御部４０は、四方切替弁２４を制御して、正サイクル運転と逆サイクル運転とを切り替えることができる。
【００４７】
制御部４０は、冷媒回路２０の第１温度センサ２６によって測定された、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度を受け取ることができる。制御部４０は、水回路３０の第２温度センサ３４によって測定された、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂに流入する水の温度を受け取ることができる。
【００４８】
また、制御部４０は、ヒートポンプ温水暖房機１０の運転に関する情報を記憶する。制御部４０は、例えば、圧縮機２２が起動した時間、および、圧縮機２２が停止した時間を監視して記憶する。これにより、制御部４０は、例えば、圧縮機２２が連続して停止している時間、ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転が連続して行われている時間、および、ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転が連続して行われている時間を算出することができる。
【００４９】
（２）ヒートポンプ温水暖房機の動作
（２−１）通常運転およびデフロスト運転について
ヒートポンプ温水暖房機１０の動作について説明する。ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転またはデフロスト運転を行う。図１は、通常運転時におけるヒートポンプ温水暖房機１０の回路構成図である。ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転時において、冷媒回路２０は正サイクル運転を行う。この場合、図１に示されるように、冷媒回路２０の四方切替弁２４は、第１連通状態にある。水回路３０では、給水ポンプ３１によって第２熱交換器２５に水が送られ、第２熱交換器２５において水が加熱され、貯湯タンク３２および暖房ユニット３３に湯が送られる。
【００５０】
ヒートポンプ温水暖房機１０の通常運転時において、冷媒回路２０の第１熱交換器２１では、外気から冷媒へ熱が移動する熱交換が行われる。すなわち、ファン２１ａによって送風される外気は、第１熱交換器２１において熱が奪われる。そのため、寒冷地および冬季等、外気の温度が低い条件下において、第１熱交換器２１に霜が付着することがある。第１熱交換器２１に霜が付着すると、第１熱交換器２１に霜が付着していない状態と比べて、第１熱交換器２１における熱交換の効率が低下して、ヒートポンプ温水暖房機１０の運転効率が低下してしまう。そのため、ヒートポンプ温水暖房機１０は、外気の温度が低い条件下において、運転効率の低下を抑制するために、第１熱交換器２１に付着した霜を除去するデフロスト運転を定期的に行う必要がある。ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転は、第１熱交換器２１に付着した霜を熱で融かすことによって行われる。
【００５１】
ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転時には、冷媒回路２０の逆サイクル運転によるデフロスト運転、および、冷媒回路２０の正サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかが行われる。図２は、逆サイクル運転によるデフロスト運転時におけるヒートポンプ温水暖房機１０の回路構成図である。図３は、正サイクル運転によるデフロスト運転時におけるヒートポンプ温水暖房機１０の回路構成図である。
【００５２】
逆サイクル運転における冷媒回路２０の冷媒の循環方向は、正サイクル運転における冷媒の循環方向と反対である。具体的には、逆サイクル運転において、冷媒回路２０の冷媒は、圧縮機２２、四方切替弁２４（第１ポート２４ａおよび第３ポート２４ｃ）、第１熱交換器２１、膨張弁２３、第２熱交換器２５、四方切替弁２４（第２ポート２４ｂおよび第４ポート２４ｄ）、圧縮機２２を、順番に通過して循環する。
【００５３】
次に、ヒートポンプ温水暖房機１０が、通常運転を終了して、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する際の動作について説明する。最初に、制御部３０は、圧縮機２２の回転数をゼロにして、圧縮機２２を停止させる。圧縮機２２の停止により、通常運転が終了する。次に、制御部３０は、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態へ切り替える。次に、制御部３０は、圧縮機２２の回転数をゼロから上げて、圧縮機２２の運転を開始する。圧縮機２２の起動により、ヒートポンプ装置１０のデフロスト運転が開始する。デフロスト運転時には、圧縮機２２から吐出される高温の冷媒が、第１熱交換器２１に流入する。また、デフロスト運転時には、通常運転時に第２熱交換器２５に蓄積された熱が、冷媒回路２０を循環する冷媒を介して、第１熱交換器２１に供給される。これにより、第１熱交換器２１に付着している霜が融けて、第１熱交換器２１がデフロストされる。なお、逆サイクル運転によるデフロスト運転時には、水回路３０の給水ポンプ３１は運転している。
【００５４】
次に、ヒートポンプ温水暖房機１０が、通常運転を終了して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する際の動作について説明する。最初に、制御部３０は、給水ポンプ３１の回転数をゼロにして、給水ポンプ３１を停止させる。給水ポンプ３１の停止により、第２熱交換器２５への水の供給が停止する。次に、制御部３０は、膨張弁２３の開度を上げる。また、制御部３０は、四方切替弁２４を第１連通状態に維持する。すなわち、正サイクル運転によるデフロスト運転時において、圧縮機２２から吐出される高温の冷媒は、通常運転時と同様に、第２熱交換器２５に供給される。第２熱交換器２５では、水熱交換部２５ｂを水が通過していないので、第２熱交換器２５における冷媒と水との熱交換は抑制されている。そのため、第２熱交換器２５には、圧縮機２２から供給される高温の冷媒の熱が蓄積される。その結果、第２熱交換器２５の温度が上昇する。また、圧縮機２２の温度も、圧縮機２２の運転によって上昇する。圧縮機２２および第２熱交換器２５に蓄積された熱は、冷媒回路２０を循環する冷媒を介して、膨張弁２３を経由して第１熱交換器２１に供給される。これにより、第１熱交換器２１に付着している霜が融けて、第１熱交換器２１がデフロストされる。
【００５５】
（２−２）水の凍結可能性の判断について
このヒートポンプ温水暖房機１０では、制御部４０は、水回路３０の水の凍結可能性を判断して、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うか、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うかを選択する。制御部４０は、水回路３０の水が凍結する可能性があると判断した場合に、正サイクル運転によるデフロスト運転を行う。制御部４０は、水回路３０の水が凍結する可能性がないと判断した場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行う。
【００５６】
制御部４０が、水回路３０の水の凍結可能性を判断する時点は、通常運転が終了してデフロスト運転が開始する時点、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時の少なくとも一方である。
【００５７】
図４は、通常運転が終了してデフロスト運転が開始する時点において、制御部４０が、水回路３０の水の凍結可能性を判断するルーチンを表すフローチャートである。このルーチンは、ステップＳ１１〜Ｓ１５から構成される。ステップＳ１１では、制御部４０は、通常運転を停止する。ステップＳ１２では、制御部４０は、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０が、水回路３０の水が凍結する可能性があると判断した場合、ステップＳ１３を実行し、凍結する可能性がないと判断した場合、ステップＳ１４を実行する。ステップＳ１３では、制御部４０は、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。ステップＳ１４では、制御部４０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。ステップＳ１５では、制御部４０は、デフロスト運転を停止する。
【００５８】
図５は、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、制御部４０が、水回路３０の水の凍結可能性を判断するルーチンを表すフローチャートである。このルーチンは、ステップＳ２１〜Ｓ２５から構成される。ステップＳ２１では、制御部４０は、通常運転を停止する。ステップＳ２２では、制御部４０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。ステップＳ２３では、制御部４０は、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０が、水回路３０の水が凍結する可能性があると判断した場合、ステップＳ２４を実行し、凍結する可能性がないと判断した場合、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続行する。ステップＳ２４では、制御部４０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。ステップＳ２５では、制御部４０は、デフロスト運転を停止する。
【００５９】
具体的には、制御部４０は、以下に説明する６つの判断基準のいずれか１つに基づいて、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。次に、各判断基準について説明する。
【００６０】
（２−２−１）第１の判断基準
第１の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、水回路３０の第２温度センサ３４から、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂに流入する水の温度を取得する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である場合、給水ポンプ３１を停止し、四方切替弁２４を第１連通状態に維持して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度を超える場合、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００６１】
（２−２−２）第２の判断基準
第２の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、冷媒回路２０の第１温度センサ２６から、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度を取得する。制御部４０は、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度が所定の温度以下である場合、給水ポンプ３１を停止し、四方切替弁２４を第１連通状態に維持して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。制御部４０は、第１熱交換器２１で熱交換される空気が所定の温度を超える場合、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００６２】
（２−２−３）第３の判断基準
第３の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、冷媒回路２０の圧縮機２２の運転に関する情報を取得する。制御部４０は、デフロスト運転の開始前に圧縮機２２が連続して停止している時間が所定の時間以上である場合、給水ポンプ３１を停止し、四方切替弁２４を第１連通状態に維持して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。制御部４０は、デフロスト運転の開始前に圧縮機２２が連続して停止している時間が所定の時間未満である場合、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００６３】
（２−２−４）第４の判断基準
第４の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、ヒートポンプ温水暖房機１０のデフロスト運転に関する情報を取得する。制御部４０は、前回のデフロスト運転の実行時間が所定の時間以下である場合、給水ポンプ３１を停止し、四方切替弁２４を第１連通状態に維持して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。制御部４０は、前回のデフロスト運転の実行時間が所定の時間を超える場合、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００６４】
（２−２−５）第５の判断基準
第５の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了して逆サイクル運転によるデフロスト運転を実行している時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、水回路３０の第２温度センサ３４から、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂに流入する水の温度を取得する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である場合、水回路３０の給水ポンプ３１を停止し、四方切替弁２４を第２連通状態から第１連通状態に切り替えて、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度を超える場合、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続行する。
【００６５】
（２−２−６）第６の判断基準
第６の判断基準では、制御部４０は、通常運転を終了して逆サイクル運転によるデフロスト運転を実行している時に、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。制御部４０は、水回路３０の第２温度センサ３４から、第２熱交換器２５の水熱交換部２５ｂに流入する水の温度を取得する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である場合、四方切替弁２４を第２連通状態から第１連通状態に切り替えて、デフロスト運転を中止して、正サイクル運転による通常運転を開始する。制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度を超える場合、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続行する。
【００６６】
（３）ヒートポンプ温水暖房機の特徴
このヒートポンプ温水暖房機１０は、第２熱交換器２５を共有する冷媒回路２０および水回路３０を備えるヒートポンプ装置である。冷媒回路２０の圧縮機２２で圧縮された高温の冷媒は、第２熱交換器２５において、水回路３０を流れる水と熱交換される。第２熱交換器２５では、冷媒熱交換部２５ａを流れる冷媒から、水熱交換部２５ｂを流れる水に、熱が移動する。これにより、水回路３０を流れる水が加熱されて、湯が生成される。生成された湯は、貯湯タンク３２に一時的に貯留され、暖房ユニット３３によって室内の暖房に利用される。
【００６７】
制御部４０は、冷媒回路２０の四方切替弁２４を制御して、正サイクル運転と逆サイクル運転とを切り替えることができる。第１熱交換器２１は、外気の温度が低い条件下において、霜が付着する場合がある。ヒートポンプ温水暖房機１０は、第１熱交換器２１に付着した霜を除去するデフロスト運転を行うことができる。制御部４０は、通常、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行う。しかし、制御部４０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路３０を流れる水が凍結する可能性があると判断した場合には、正サイクル運転によるデフロスト運転を行う。正サイクル運転によるデフロスト運転は、水回路３０の給水ポンプ３１の運転を停止して、冷媒回路２０の膨張弁２３の開度を上げることで行われる。給水ポンプ３１の停止により、第２熱交換器２５における熱交換が抑制され、第２熱交換器２５に熱が蓄積される。膨張弁２３の開度を上げることで、圧縮機２２および第２熱交換器２５に蓄積された熱が、冷媒を介して、膨張弁２３を経由して第１熱交換器２１に伝達される。これにより、第１熱交換器２１が加熱されて、第１熱交換器２１に付着した霜が除去される。
【００６８】
このヒートポンプ温水暖房機１０は、水回路３０を流れる水の凍結可能性に基づいて、正サイクル運転によるデフロスト運転、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転のいずれかを選択して実行する。
【００６９】
逆サイクル運転によるデフロスト運転では、圧縮機２２で圧縮された高温の冷媒が第１熱交換器２１に直接流入するので、第１熱交換器２１に付着した霜が効率的に除去される。しかし、逆サイクル運転によるデフロスト運転では、第２熱交換器２５において、水回路３０を流れる水から、冷媒回路２０を流れる冷媒に熱が移動する熱交換が行われる。そのため、第２熱交換器２５に流入する水の温度が低い場合に、第２熱交換器２５で熱交換される水の温度が低下して、水が凍結する可能性がある。水は、凝固すると、その体積が増加する。そのため、水回路３０の水が、水回路３０の配管内で凍結すると、配管内の圧力の増加によって配管が破壊されるおそれがある。一方、正サイクル運転によるデフロスト運転では、第２熱交換器２５における熱交換が抑制され、圧縮機２２および第２熱交換器２５に蓄積された熱によって、第１熱交換器２１に付着した霜が除去される。そのため、水回路３０の水が凍結するおそれがない。従って、ヒートポンプ温水暖房機１０は、デフロスト運転時における水の凍結を防止することができる。
【００７０】
ヒートポンプ温水暖房機１０の制御部４０は、第１乃至第６の判断基準に基づいて、水回路３０の水の凍結可能性を判断して、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うか、または、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うかを選択する。
【００７１】
制御部４０は、第１の判断基準に基づいて、デフロスト運転の開始時において、第２熱交換器２５に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路３０の水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始することで、水回路３０の水の凍結を防止することができる。
【００７２】
また、制御部４０は、第２の判断基準に基づいて、デフロスト運転の開始時において、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路３０の水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始することで、水回路３０の水の凍結を防止することができる。
【００７３】
また、制御部４０は、第３の判断基準に基づいて、デフロスト運転の開始時において、正サイクル運転によって水回路３０の水を加熱する通常運転の停止時間が所定の時間以上である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路３０の水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始することで、水回路３０の水の凍結を防止することができる。
【００７４】
また、制御部４０は、第４の判断基準に基づいて、デフロスト運転の開始時において、前回のデフロスト運転の実行時間が所定の時間以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うことで水回路３０の水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始することで、水回路３０の水の凍結を防止することができる。
【００７５】
また、制御部４０は、第５の判断基準に基づいて、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器２５に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続けることで水回路３０を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始する。
【００７６】
また、制御部４０は、第６の判断基準に基づいて、逆サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、第２熱交換器２５に流入する水の温度が所定の温度以下である場合に、逆サイクル運転によるデフロスト運転を続けることで水回路３０を流れる水が凍結する可能性があると判断する。この場合、ヒートポンプ温水暖房機１０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、正サイクル運転による通常運転を開始する。
【００７７】
正サイクル運転によるデフロスト運転では、第２熱交換器２５に流入する水の温度は低下しないため、水回路３０の水が凍結する可能性は少ない。しかし、第２熱交換器２５に十分な熱が蓄積されるまでは、第１熱交換器２１の温度が上昇しにくいため、第１熱交換器２１のデフロストに必要な時間が長くなる。そのため、ヒートポンプ温水暖房機１０は、正サイクル運転によるデフロスト運転のみを行う場合、平均暖房能力が低下してしまう。また、ヒートポンプ温水暖房機１０は、逆サイクル運転によるデフロスト運転のみを行う場合、水回路３０の水が凍結する可能性がある。本実施形態に係るヒートポンプ温水暖房機１０は、水回路３０の水が凍結する可能性に応じて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を行うか、正サイクル運転によるデフロスト運転を行うかを選択する。これにより、ヒートポンプ温水暖房機１０は、水回路３０の水の凍結を防止することができると共に、平均暖房能力を確保することができる。
【００７８】
（４）変形例
本発明の実施形態の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本発明の実施形態に適用可能な変形例について説明する。
【００７９】
（４−１）変形例Ａ
本実施形態では、ヒートポンプ温水暖房機１０の制御部４０は、第１乃至第６の判断基準のいずれか１つに基づいて、水回路３０の水の凍結可能性を判断する。しかし、制御部４０は、第１乃至第６の判断基準から複数の判断基準を選択し、選択された複数の判断基準を組み合わせた判断基準に基づいて、水回路３０の水の凍結可能性を判断してもよい。
【００８０】
例えば、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、第１の判断基準および第２の判断基準に基づいてデフロスト運転を開始してもよい。この場合、制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である条件、または、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度が所定の温度以下である条件のいずれかが満たされた場合に、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。また、この場合、制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である条件、および、第１熱交換器２１で熱交換される空気の温度が所定の温度以下である条件の両方が満たされた場合に、正サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。
【００８１】
また、ヒートポンプ温水暖房機１０は、通常運転を終了してデフロスト運転を開始する時に、第１の判断基準に基づいてデフロスト運転を開始し、かつ、逆サイクル運転によるデフロスト運転を実行している時に、第５の判断基準に基づいて逆サイクル運転によるデフロスト運転を停止して正サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。
【００８２】
（４−２）変形例Ｂ
ヒートポンプ温水暖房機１０は、正サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、正サイクル運転によるデフロスト運転を停止して、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。
【００８３】
制御部４０は、例えば、第５の判断基準に基づいて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。すなわち、正サイクル運転によるデフロスト運転の実行時において、制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度を超えている場合、水回路３０の給水ポンプ３１を起動し、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。この場合、制御部４０は、水熱交換部２５ｂに流入する水の温度が所定の温度以下である場合、正サイクル運転によるデフロスト運転を続行する。
【００８４】
また、本変形例では、制御部４０は、正サイクル運転によるデフロスト運転の実行時間が所定の時間を超えた場合に、水回路３０の水の凍結可能性がゼロになったと判断して、水回路３０の給水ポンプ３１を起動し、四方切替弁２４を第１連通状態から第２連通状態に切り替えて、逆サイクル運転によるデフロスト運転を開始してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明に係るヒートポンプ温水暖房機は、水の凍結を防止することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１０      ヒートポンプ温水暖房機
２０      冷媒回路
２１      第１熱交換器
２２      圧縮機
２５      第２熱交換器
３０      水回路
３１      給水ポンプ（給水機構）
４０      制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８７】
【特許文献１】特開２０１０−１８１１０４号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／１０３８１５号
【国際調査報告】
2014102934.tif 000008
2014102934.tif 000009