(57)【要約】【課題】  ヒートポンプ式給湯装置において、円滑で効率的な運転開始が可能となるようにする。【解決手段】  循環ポンプを駆動するポンプモータに直流モータを用いた給湯装置では、外気温度、目標沸き上げ温度等に基づいて循環ポンプの目標出力Ｗｇを設定すると、先ず、循環ポンプの出力ｗを目標出力Ｗｇ３０％で運転を開始し、目標温度ｔｇと沸き上り温度ｔの温度差が温度差ｔ1に達するか所定時間経過すると循環ポンプの出力を目標出力６０％に上昇させる（ステップ１２０〜１３２）。また、目標温度と沸き上り温度の温度差が温度差ｔ2に達するか所定時間経過すると、循環ポンプの出力を目標出力の８０％に上げ、さらに、目標温度と沸き上り温度の温度差が温度差ｔ3に達すると、循環ポンプが目標出力となるようにして、初期運転を終了し、通常運転に移行する（ステップ１３４〜１４６）。【選択図】        図４  
2005172251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルによってお湯を加熱可能とする冷媒対水熱交換器を備えたヒートポンプユニットと、前記ヒートポンプユニットによって加熱されたお湯の貯留する貯湯タンクと、前記ヒートポンプユニットの熱交換器と前記貯湯タンクの間でお湯の循環する循環ポンプが設けられた循環路と、前記循環路を流れるお湯の流量を可変する流量可変手段と、を含むヒートポンプ式給湯装置であって、
前記貯湯タンク内のお湯の沸き上げ開始時に、前記循環路を流れるお湯の流量が段階的に増加するように前記流量可変手段を制御する循環制御手段を含むことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【請求項２】
外気温度に基づいて目標沸き上げ温度及び沸き上げ後のお湯の循環量を予測して沸き上げ後のお湯の循環量を設定する設定手段を含み、
前記循環制御手段が、沸き上げ後に前記設定循環量が得られるように前記流量可変手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項３】
前記循環制御手段が、前記目標沸き上げ温度と沸き上げ温度の差の減少に応じて、前記循環路のお湯の流量が増加するように前記流量可変手段を制御することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項４】
前記循環制御手段が、所定時間ごと又は、前記目標沸き上げ温度と沸き上げ温度の差が所定値に達する毎に、前記循環路のお湯の流量が増加するように前記流量可変手段を制御することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項５】
前記循環制御手段が、前記流量の増加幅を徐々に抑えながら流量を増加させることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のヒートポンプ式給湯装置。
【請求項６】
前記流量可変手段が、前記循環路に設けた循環ポンプと、
前記循環ポンプを回転駆動する直流モータと、
ＰＷＭ制御によって前記直流モータの回転数を制御しながら駆動する駆動手段と、
を含むことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか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、冷凍サイクルによって水を加熱して温水を生成するヒートポンプ式給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ式給湯装置は、コンプレッサー、冷媒対水用熱交換器（凝縮器、以下、単に熱交換器とする）、蒸発器、膨張弁などによって冷凍サイクルが形成されたヒートポンプユニットを備えており、ヒートポンプユニットの熱交換器内で冷媒と水の間で熱交換を行うことにより水を加熱して温水を生成する。生成された温水は、貯湯タンクに貯留され、この貯湯タンクから給湯されるようにしている。
【０００３】
このような給湯装置では、貯湯タンクと熱交換器の間の循環路に、循環ポンプと流量調整弁が設けられ、循環ポンプの作動によって温水の循環が行われるようになっている。このときに、給湯装置では、交流モータを用いて所定の流量が得られるように循環ポンプを駆動し、熱交換器から貯湯タンクへ流される温水の量を、流量調整弁によって調整することにより、所定の温度の温水が貯湯タンクに戻されるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
一方、給湯装置には、学習機能を備えたものがあり、学習機能によって貯湯タンクに蓄える最低貯湯量を変更するようにしたものがある。これにより、例えば、お湯の消費量の比較的少ない昼間の追加沸き上げ量を調整し、お湯の使用量が多いときには、追加の沸き上げを行い貯湯タンク内の貯湯量を増やして、貯湯タンク内のお湯がなくならないようにしている。
【０００５】
ところで、流量調整弁は、弁位置（弁開度）のフィードバックがないため、微少流量では、弁の絞り過ぎ（流量の絞り過ぎ）や弁ロックなどが生じ、微少流量での流量制御が難しい。このために、流量調整弁は、ヒートポンプユニットが所定の加熱能力に達した状態で必要となる流量が得られる開度に設定され、この流量が得られるように制御される。
【０００６】
これにより、熱交換器を流れるお湯の量が多すぎることにより、十分に加熱されずに温度の低いお湯が貯湯タンクに戻されてしまったり、加熱されたお湯の温度が高すぎて冷媒圧力を上昇させてしまうのを防止するようにしている。
【０００７】
しかしながら、給湯装置の運転開始初期においては、ヒートポンプユニットによる加熱能力が低い。このために、十分に加熱されずに低温のままのお湯が貯湯タンクに戻されて、貯湯タンク内のお湯の温度を下げてしまうことがあり、所望の沸き上り温度に達するまでに時間がかかってしまうことになる。
【０００８】
このような給湯装置の運転開始当初に、低温のお湯が貯湯タンクに戻されてしまうのを防止するために、循環路に三方弁を設け、加熱されたお湯の温度が低い時には、熱交換器を通過したお湯を三方弁によって再度、熱交換器を戻すように循環させる方法が考えられる。
【０００９】
しかし、この方法では、部品の増加による製品コストの上昇と共に、追加する三方弁に耐熱性が要求されるという問題がある。
【特許文献１】特開２００３−２８７２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、ヒートポンプユニットの加熱能力の低い運転開始初期の間でも、低温のお湯が貯湯タンクに戻されてしまうのを防止しながら、効率的に沸き上げを行うことができるヒートポンプ式給湯装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、冷凍サイクルによってお湯を加熱可能とする冷媒対水熱交換器を備えたヒートポンプユニットと、前記ヒートポンプユニットによって加熱されたお湯の貯留する貯湯タンクと、前記ヒートポンプユニットの熱交換器と前記貯湯タンクの間でお湯の循環する循環ポンプが設けられた循環路と、前記循環路を流れるお湯の流量を可変する流量可変手段と、を含むヒートポンプ式給湯装置であって、前記貯湯タンク内のお湯の沸き上げ開始時に、前記循環路を流れるお湯の流量が段階的に増加するように前記流量可変手段を制御する循環制御手段を含むことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、沸き上げ開始時に、循環路を流れるお湯の流量を段階的に増加させるように流量制御を行う。
【００１３】
これにより、ヒートポンプユニットの加熱能力の低い沸き上げ開始直後の流量を少なくし、ヒートポンプユニットの加熱能力の上昇に伴って段階的にお湯の流量を増加する。
【００１４】
これにより、三方弁等の特殊部品を用いることなく、十分に加熱されていない低温のお湯が貯湯タンクに戻されてしまうのを確実に防止することができる。また、流量を段階的に増加することにより、お湯の温度が高くなりすぎて冷媒圧力を上昇させてしまうのを防止することも可能となる。
【００１５】
このような本発明においては、外気温度に基づいて目標沸き上げ温度及び沸き上げ後のお湯の循環量を予測して沸き上げ後のお湯の循環量を設定する設定手段を含み、前記循環制御手段が、沸き上げ後に前記設定循環量が得られるように前記流量可変手段を制御するものであれば良い。
【００１６】
また、本発明においては、前記循環制御手段が、前記目標沸き上げ温度と沸き上げ温度の差の減少に応じて、前記循環路のお湯の流量が増加するように前記流量可変手段を制御しても良く。また、前記循環制御手段が、所定時間ごと又は、前記目標沸き上げ温度と沸き上げ温度の差が所定値に達する毎に、前記循環路のお湯の流量が増加するように前記流量可変手段を制御しても良い。
【００１７】
さらに、本発明は、前記制御手段が、前記流量の増加幅を徐々に抑えながら流量を増加させることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、お湯の流量を徐々に増加するときに、流量の増加幅を徐々に抑える。これにより、沸き上り温度が高くなりすぎるオーバーシュートの発生を防止して、円滑で効率的な沸き上げが可能となる。
【００１９】
このような本発明においては、前記流量可変手段として、前記循環路に設けた循環ポンプと、前記循環ポンプを回転駆動する直流モータと、ＰＷＭ制御によって前記直流モータの回転数を制御しながら駆動する駆動手段と、を含むことができ好ましい。
【００２０】
この発明によれば、直流モータを用いて循環ポンプを駆動する。このときに、直流モータの回転数をＰＷＭ制御によって制御する。循環ポンプは、直流モータの回転数に応じた流量が得られる。また、直流モータをＰＷＭ制御することにより、回転数の高精度の制御が可能となり、これにより、微量から所望の流量の範囲でお湯の流量を高精度で制御することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、流量可変手段を用いて、運転開始時に、循環路を流れるお湯の流量を段階的に上昇させるようにしているので、効率的にかつ円滑にお湯の沸き上げを開始することができるという優れた効果が得られる。
【００２２】
また、本発明では、流量可変手段として循環ポンプを駆動するポンプモータに直流モータを用い、このポンプモータをＰＷＭ制御することにより、少量から所望の流量まで、高精度の流量制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１には、本実施の形態に適用したヒートポンプ式給湯装置（以下、「給湯装置１０」とする）の概略構成を示している。
【００２４】
この給湯装置１０は、ヒートポンプユニット１２及び給湯ユニット１４を備えており、給湯ユニット１４に浴槽１６や複数の蛇口１８が接続されるようになっている。
【００２５】
ヒートポンプユニット１２には、例えば冷媒としてＣＯ2が用いられ、この冷媒を圧縮して高温高圧とする圧縮機２０、圧縮された冷媒と水とを熱交換させる冷媒対水熱交換器である加熱用の熱交換器２２、電動膨張弁２４、外気と冷媒との間での熱交換を行う蒸発器２６及びアキュムレータ２８等によって、冷媒を循環する冷凍サイクルが形成されている。
【００２６】
給湯ユニット１４には、お湯を貯留する貯湯タンク３０が設けられている。この貯湯タンク３０には、貯湯ユニット１４へ水道水を供給する給水管３２が接続している。この給水管３２には、逆止め弁付きの減圧弁３４が設けられており、これにより、水道水が所定圧力に減圧されて供給（給水）されるようになっている。
【００２７】
また、貯湯タンク３０には、それの頂部に出湯管３６が接続している。この出湯管３６は、給湯タンク３０と反対側の先端部が分岐され、分岐されたそれぞれに混合弁３８、４０が設けられている。
【００２８】
この混合弁３８、４０のそれぞれには、バイパス管４２の一端が接続しており、このバイパス管４２の他端が、給湯タンク３０と減圧弁３４の間で給水管３２に接続している。
【００２９】
また、一方の混合弁３８には、浴槽注湯ライン４４が接続しており、他方の混合弁４０には、蛇口給湯ライン４６が接続している。これにより、貯湯タンク３０内のお湯と水道水とを混合して、浴槽１６への注湯や蛇口１８へ給湯が可能となっている。なお、出湯管３６には、お湯の圧力を調整する圧力逃がし弁４８が設けられ、水が過剰に加熱されて貯湯タンク３０内の圧力が高くなったときに、圧力逃がし弁４８によってこの圧力が開放されるようになっている。
【００３０】
一方、ヒートポンプユニット１２と貯湯タンク３０の間には、循環路５０が設けられている。循環路５０は、ヒートポンプユニット１２の熱交換器２２と貯湯タンク３０の底部とを連結する往路管５０Ａ及び、熱交換器２２と貯湯タンク３０の上端部とを連結する復路管５０Ｂによって形成されている。
【００３１】
また、循環路５０には、往路管５０Ａに循環ポンプ５２が設けられている。これにより、給湯装置１０では、循環ポンプ５２が作動することにより、貯湯タンク３０の底部側からお湯を吸引して、ヒートポンプユニット１２の熱交換器２２へ供給する。また、熱交換器２２内で冷媒との間で熱交換が行われて加熱されたお湯が、貯湯タンク３０内に戻される。
【００３２】
一方、図２に示すように、ヒートポンプユニット１２には、制御基板５６が設けられている。この制御基板５６には、図示しないマイクロコンピュータを備えたコントローラ５８が設けられている。また、図１及び図２に示すように、ヒートポンプユニット１２には、例えば蒸発器２６の冷却用として吸引される空気の温度を外気温度として検出する外気温度センサ６０が設けられている。図２に示すように、外気温度センサ６０は、コントローラ５８に接続している。
【００３３】
コントローラ５８は、ヒートポンプユニット１２の作動を制御する。このとき、コントローラ５８では、外気温度センサ６０によって検出する外気温度と目標沸き上げ温度（以下「目標温度］にとする」基づいて、圧縮機２０の能力（例えば圧縮機の運転周波数）制御、電動膨張弁２４の開度を制御する。すなわち、ヒートポンプユニット１２の加熱能力を制御する。
【００３４】
給湯ユニット１４には、制御基板６２が設けられている。この制御基板６２には、図示しないマイクロコンピュータを備えたコントローラ６４が設けられ、給湯ユニット１４の作動を制御する。
【００３５】
ヒートポンプユニット１２のコントローラ５８と給湯ユニット１４のコントローラ６４は、通信線６６によって双方向通信が可能となるように接続されており、コントローラ６４は、ヒートポンプユニット１２の運転／停止を制御する。
【００３６】
また、コントローラ６４には、混合弁３８、４０、循環ポンプ５２が接続されており、コントローラ６４は、混合弁３８、４０の開度、循環ポンプ５２の作動を制御する。
【００３７】
また、図１に示すように、ヒートポンプユニット１２には、熱交換器２２の出側に、温度センサ６８が設けられている。図２に示すように、この温度センサ６８は、コントローラ６４に接続しており、これにより、コントローラ６４は、熱交換器２２によって加熱されて貯湯タンク３０に戻されるお湯の温度である沸き上げ温度の検出が可能となっている。また、コントローラ６４には、ヒートポンプユニット１２に設けている外気温度センサ６０によって検出される外気温度が入力される。
【００３８】
コントローラ６４は、外気温度センサ６０、温度センサ６８を含む各種のセンサ（他の図示は省略）の検出結果に応じて給湯ユニット１４の作動を制御する。このとき、コントローラ６４は、外気温度に応じて目標沸き上げ温度（目標温度）を設定し、この目標温度に合わせてお湯の加熱を行うようにしている。
【００３９】
また、給湯装置１０には、ふろリモコン７０及び台所リモコン７２が設けられており、このふろリモコン７０及び台所リモコン７２が、給湯ユニット１４のコントローラ６４に接続している。
【００４０】
給湯装置１０では、ふろリモコン７０ないし台所リモコン７２を用いて、運転／停止操作、給湯温度、ふろ温度の設定、お湯の使用量に基づいた運転モードの設定などの各種運転操作が可能となっている。
【００４１】
このとき、コントローラ６４では、設定されたふろ温度に基づいて混合弁３８を制御し、お湯と水（水道水）の混合比を変えることにより、設定温度のお湯が浴槽１６に供給されるようにしている。また、コントローラ６４は、設定された給湯温度に基づいて混合弁４０を制御することにより、蛇口１８から設定温度のお湯が吐出されるようにしている。
【００４２】
ところで、給湯装置１０では、この運転モードとしてお湯の使用量に合わせて、「たっぷり」、「ふつう」及び「節約」の３モードが設定されており、何れかをふろリモコン７０又は台所リモコン７２の操作で設定することができる。なお、「ふつう」は、予め設定されている標準量であり、「たっぷり」は、「ふつう」より使用量が多めであり、「節約」は「ふつう」よりも使用量が少なめとなっている。
【００４３】
コントローラ６４は、この運転モードと外気温度に基づいて目標温度（目標沸き上げ温度）を設定する。表１には、運転モードと外気温度に応じた目標温度の設定値の一例を示している。
【００４４】
【表１】
2005172251.tif 000003
【００４５】
コントローラ６４には、この運転モードと外気温度に基づいた目標温度のテーブルが予め記憶されており、このテーブルに基づいて目標温度を設定するようにしている。
【００４６】
また、ヒートポンプユニット１２に設けているコントローラ５８は、この目標温度と外気温度に基づいて圧縮機２０の能力（運転周波数）及び電動膨張弁２６の開度を制御するようになっている。このために、コントローラ５８には、例えば、外気温度と目標温度に応じた圧縮機２０の運転周波数及び電動膨張弁２６の開度を予め設定したテーブルを記憶しており、コントローラ５８は、このテーブルを用いて、外気温度と目標温度に応じた加熱能力が得られるように圧縮機２０及び電動膨張弁２６を制御するようにしている。
【００４７】
一方、給湯装置１０では、循環ポンプ５２を駆動するポンプモータ７６としてＤＣモータ（直流モータ）を用いている。また、制御基板６２には、ＰＷＭ駆動回路７８が設けられており、コントローラ６４は、ＰＷＭ制御によってポンプモータ７６を駆動して、循環ポンプ５２を作動させるようにしており、これにより、循環ポンプ５２を作動させたときに、循環路５０を流れるお湯の流量を制御可能となるようにしている。
【００４８】
このとき、コントローラ６４では、ポンプモータ７６の回転数をフィードバックして、ポンプモータ７６が設定した回転数で回転駆動するようにしている。
【００４９】
循環ポンプ５２は、ポンプモータ７６によって駆動されることにより、ポンプモータ７６の回転数に応じた吐出能力が得られるようになっている。すなわち、循環ポンプ５２は、ポンプモータ７６の回転数に応じた流量が得られるようになっている。
【００５０】
また、給湯装置１０では、循環ポンプ５２をポンプモータ７６によって駆動することにより、循環路５０を流れるお湯の流量の微少な制御が可能となるようにしている。
【００５１】
一方、コントローラ６４は、運転開始時に、外気温度と運転モードに基づいて目標温度を設定し、設定した目標温度とヒートポンプユニット１２の能力（例えば圧縮機２０の運転周波数など）に合わせて循環路５０のお湯の流量である目標流量を設定し、この流量が得られるように循環ポンプ５２を作動するポンプモータ７６の回転数を設定し、この回転数が得られるようにＰＷＭ制御によってポンプモータ７６を駆動するようにしている。
【００５２】
すなわち、コントローラ６４は、通常、目標流量を循環ポンプ５２の目標出力として、この目標出力が得られるようにポンプモータ７６の回転を制御するようにしている。
【００５３】
また、コントローラ６４は、運転開始時である沸き上げ開始時に、ポンプモータ７６の回転数を可変することにより、循環路５０を循環されるお湯の流量を制御するようにしている。すなわち、運転開始時である沸き上げ開始時に、循環ポンプ５２によってお湯の流量制御を行うようにしている。
【００５４】
このとき、コントローラ６４では、循環ポンプ５２の出力（ポンプモータ７６の回転数）を段階的に上昇させ、沸き上げ終了時に目標出力に達するようにしている。これにより、給湯装置１０では、循環路５０を流れるお湯の流量が段階的に増加されて、目標流量が得られるようになっている。
【００５５】
ここで、図３及び図４を参照しながら、給湯装置１０での運転開始時に実行される沸き上げ開始処理の一例を説明する。
【００５６】
図３には、初期設定処理を示している。このフローチャートは、ふろリモコン７０又は台所リモコン７２のスイッチ操作によって給湯装置１０の運転が指示されることにより実行され、最初のステップ１００では、運転モードの設定を確認する。すなわち、運転モードが「たっぷり」、「ふつう」又は「節約」の何れに設定されているかを確認する。
【００５７】
また、ステップ１０２では、ヒートポンプユニット１２に設けている外気温度センサ６０によって検出する外気温度を読み込む。この後に、ステップ１０４では、運転モード及び外気温度から目標温度（目標沸き上げ温度）を設定する。
【００５８】
このようにして、目標温度を設定すると、ステップ１０６では、外気温度と目標温度からヒートポンプユニット１２の能力を設定する。このときに、ヒートポンプユニット１２に設けているコントローラ５８は、外気温度センサ６０によって検出する外気温度と、コントローラ６４で設定された目標温度から、圧縮機２０の運転周波数及び電動膨張弁２４の開度を設定する。給湯装置１０では、この圧縮機２０の運転周波数と電動膨張弁２４の開度によってヒートポンプユニット１２でお湯を加熱する能力が定まる。
【００５９】
次のステップ１０８では、目標温度とヒートポンプユニット１２の能力（主に圧縮機２０の運転周波数）から、沸き上げ開始処理が終了した後の安定状態で、循環路５０を流れるお湯の流量（目標流量）を予測する。
【００６０】
また、ステップ１１０では、予測したお湯の目標流量に基づいて、循環ポンプ５２の目標出力Ｗｇを設定する。すなわち、目標流量が得られるように循環ポンプ５２の目標出力Ｗｇを設定し、この目標出力Ｗｇを得るために必要なポンプモータ７６の回転数（目標回転数）を設定する。
【００６１】
給湯装置１０では、このようにして初期設定が終了すると、この設定に基づいて沸き上げ開始処理を行う。すなわち、給湯装置１０の運転を開始する。このとき、給湯装置１０に設けているコントローラ６４は、目標温度（以下、目標温度ｔｇとする）と外気温度及び実際の沸き上げ温度（温度センサ６８の検出温度、以下、沸き上り温度ｔとする）に基づいて、循環ポンプ５２の出力ｗを目標出力Ｗｇへ向けて段階的に上昇するようにポンプモータ７６の回転数を制御する。
【００６２】
これにより、給湯装置１０では、循環路５０を流れるお湯の流量が段階的に上昇するように制御される。
【００６３】
図４には、運転開始時の処理の一例を示している。このフローチャートでは、最初のステップ１２０で、初期設定に基づいてヒートポンプユニット１２の運転制御を開始する。
【００６４】
これと共に、ステップ１２２では、循環ポンプ５２の出力ｗが目標出力Ｗｇの３０％（ｗ＝０.３・Ｗｇ）となるようにポンプモータ７６の回転数を設定し、設定した回転数が得られるようにポンプモータ７６のＰＷＭ制御を開始する（ステップ１２４）。すなわち、循環ポンプ５２が出力ｗ（ここでは、目標出力Ｗｇの３０％）となるようにポンプモータ７６を駆動する。
【００６５】
このようにしてお湯の加熱を開始すると、ステップ１２６では、目標温度ｔｇと沸き上り温度ｔの差が所定の温度ｔ1（ここでは、例えばｔ1＝２０°Ｃ）に達したか否かを確認し、ステップ１２８では、循環ポンプ５２の運転を開始してからの経過時間が所定時間（例えば３分）に達したか否かを確認する。
【００６６】
ここで、目標温度ｔｇと沸き上り温度ｔの温度差が所定の温度差（例えば２０°Ｃ）に達してステップ１２６で肯定判定（ｔ1≧ｔｇ−ｔ）されるか、その前に所定時間が経過してステップ１２８で肯定判定されると、ステップ１３０へ移行する。
【００６７】
このステップ１３０では、循環ポンプ５２の出力ｗを目標出力Ｗｇの６０％に設定し（ｗ＝０.６・Ｗｇ）、ステップ１３２では、この出力ｗが得られるようにポンプモータ７６の回転数を設定し、設定した回転数でのＰＷＭ制御を開始する。
【００６８】
このようにして、循環ポンプ５２の出力ｗを変更すると、ステップ１３４では、目標温度ｔｇと沸き上り温度ｔとの差が所定の温度ｔ2（ｔ2＜ｔ1、ここでは、例えばｔ2＝１０°Ｃ）に達したか否かを確認し、ステップ１３６では、循環ポンプ５２の出力ｗを変更してからの運転時間が、所定時間（例えば３分）に達したか否かを確認する。
【００６９】
これにより、目標温度ｔｇと沸き上り温度ｔの温度差が所定の温度差ｔ2に達してステップ１３４で肯定判定（ｔ2≧ｔｇ−ｔ）されるか、その前に所定時間が経過してステップ１３６で肯定判定されると、ステップ１３８へ移行する。
【００７０】
ここで、ステップ１３８では、再度、循環ポンプ５２の出力ｗを変更する。このとき、循環ポンプ５２の出力ｗを目標出力Ｗｇの８０％となるように設定する（ｗ＝０.８・Ｗｇ）。また、ステップ１４０では、この出力ｗが得られるようにポンプモータ７６の回転数を設定し、設定した回転数となるようにＰＷＭ制御を行う。
【００７１】
この後、ステップ１４２では、目標温度ｔｇと沸き上り温度ｔとの差が所定の温度ｔ3（ｔ3＜ｔ2、例えば−５°Ｃ）に達したか否かを確認し、ステップ１４４では、循環ポンプ５２の出力ｗを変更してからの運転時間が、所定時間（例えば３分）に達したか否かを確認する。
【００７２】
これにより、目標温度ｔｇと沸き上り温度ｔの温度差が所定の温度差ｔ3に達してステップ１４２で肯定判定（ｔ3≧ｔｇ−ｔ）されるか、その前に所定時間が経過してステップ１４４で肯定判定されると、ステップ１４６へ移行し、循環ポンプ５２の出力ｗを目標出力Wｇ（ｗ＝Ｗｇ）に設定して、初期運転処理を終了する。
【００７３】
これにより、ポンプモータ７６が循環ポンプ５２を目標出力Ｗｇで運転するように駆動されて、通常運転に移行する。
【００７４】
このように、給湯装置１０の運転開始時に、ヒートポンプユニット１２によって加熱するお湯の量である循環路５０の流量を段階的に上昇することにより、ヒートポンプユニット１２の加熱能力が低いために十分な加熱がなされずに低温のままのお湯を貯留タンク３０に戻してしまうのを防止することができる。
【００７５】
すなわち、給湯装置１０の運転開始当初は、ヒートポンプユニット１２の能力が低いために、循環路５０を循環されるお湯の量が多いと、十分な加熱がなされないままに貯留タンク３０に戻されることになる。
【００７６】
これに対して、給湯装置１０では、循環ポンプ５２の出力を低くしてお湯の流量を抑えることにより、比較的温度が高くなったお湯を貯留タンク３０に戻すことができる。これにより、低温のお湯を貯湯タンク３０に戻してしまうことがないため、貯湯タンク３０内のお湯を高い温度に保持することができる。すなわち、低い温度のお湯を貯湯タンク３０に戻してしまうことにより、貯湯タンク３０内のお湯の温度を下げてしまうのを確実に防止することができる。
【００７７】
また、ヒートポンプユニット１２の運転開始時においては、ヒートポンプユニット１２の加熱能力が時間経過と共に高くなる。このときに循環路５０のお湯の流量が少ないと、沸き上り温度ｔが目標温度ｔｇを越えてしまうオーバーシュートが発生する。
【００７８】
これに対して、給湯装置１０では、沸き上り温度ｔ又は経過時間に基づいてお湯の流量が増加するようにしているので、沸き上り温度ｔにオーバーシュートを発生させてしまうのを防止することができる。特に、流量が目標流量に近づくにつれて流量の増加を徐々に抑えるようにしているため、沸き上り温度ｔにオーバーシュートが生じてしまうのを確実に防止することができる。
【００７９】
この沸き上り温度ｔにオーバーシュートが生じて目標温度ｔｇを大きく越えてしまうと、ヒートポンプユニット１２での冷媒圧力の上昇や、電流負荷の増大が生じるが、給湯装置１０では、冷媒圧力の上昇や電流負荷の増大を確実に防止することができる。
【００８０】
また、沸き上り温度ｔにオーバーシュートが生じると、循環路５０に設けられている部品の耐久性を低下させてしまうことがあるが、給湯装置１０では、沸き上り温度ｔのオーバーシュートを防止できるので、循環路５０に設けられている部品に高い耐久性を必要とせず、また、部品の劣化を抑えることができる。
【００８１】
さらに、ヒートポンプユニット１２の能力が低いときに、低温のお湯の循環量が多いと、冷媒圧力の上昇が抑えられ、温度上昇に遅れが生じるが、運転開始初期に流量を抑え、段階的に流量を増加させることにより、ヒートポンプユニット１２の円滑で迅速な立ち上げが可能となり、また、給湯装置１０自体の立ち上げも迅速に行うことができる。すなわち、給湯装置１０の効率的な立ち上げが可能となる。
【００８２】
一方、循環路５０の流量の制御には、一般に流量調整弁が用いられるが、この流量調整弁は、流量の微調整が難しく、また、所望の開度が得られているかの確認も困難である。特に、流量を抑えるために開度を小さくすると流量の絞り過ぎやロックが生じてしまうことがある。
【００８３】
これに対して、循環ポンプ５２を駆動するポンプモータ７６としてＤＣ（直流）モータを用い、このポンプモータ７６をＰＷＭ制御することにより、循環路５０を循環させるお湯の流量が微少（少量）であっても高精度で制御することができる。
【００８４】
すなわち、ＤＣモータは、ＰＷＭ制御を用いたフィードバック制御が可能であり、これにより回転数の高精度の制御が可能となる。また、循環ポンプ５２は、ポンプモータ７６の回転数に応じた吐出能力（出力）が得られ、低流量であっても制御が可能となる。
【００８５】
このようにポンプモータ７６を用いて循環ポンプ５２を駆動するので、微少な流量から所定の流量まで、円滑で的確な流量制御が可能となる。
【００８６】
なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、お湯の流量を段階的に増加させるときに、最初に３０％出力とし、２回目に６０％出力、３回目に８０％出力として、四回目に１００％出力となるようにしたが、出力を変化させるステップ数は、これに限るものではなく、３ステップ以下であっても良いが、４ステップ又は５ステップ以上であることが好ましく、さらに、連続的に変化させることがより好ましい。
【００８７】
また、各ステップでの循環ポンプ５２の出力は、運転開始の初期では流量が低くなるようにして低温のお湯が貯留タンク３０に戻るのを防止し、また、運転開始後期で循環ポンプ５２の出力の増加を抑え、沸き上り温度にオーバーシュートが生じるのを防止可能であれば、任意に設定することができる。
【００８８】
また、循環ポンプ５２の出力を増加させる条件として、目標温度ｔｇと沸き上り温度ｔの差と、その出力ｗでの循環ポンプ５２の運転時間を併用したが、少なくとも目標温度ｔｇと沸き上り温度ｔの温度差を用いたものであれば良い。また、循環ポンプ５２の出力を上昇するときの温度差（本実施の形態では、温度差ｔ1、ｔ2、ｔ3）は、沸き上り温度が円滑に上昇するものであれば任意の値を適用することができる。
【００８９】
すなわち、本実施の形態では、循環ポンプ５２の出力を上昇させるときの目標温度ｔｇと沸き上り温度ｔの温度差ｔ1、ｔ2、ｔ3を、ｔ1＝２０°Ｃ、ｔ2＝１０°Ｃ、ｔ3＝５°Ｃとしたが、温度差はこれに限るものではなく、段階的に小さくなるように設定したものであればよい。
【００９０】
さらに、本実施の形態では、流量可変手段として直流モータを用いたポンプモータ７６によって駆動する循環ポンプ５２を用い、ポンプモータ７６をＰＷＭ制御するようにしたが、本発明の流量制御手段はこれに限るものではなく、微少流量から所定の流量まで、的確な流量制御が可能であれば任意の構成を適用することができる。すなわち、微少流量の制御が可能な流量調整弁があれば、その流量調整弁を用いることも可能である。
【００９１】
また、本発明では、循環ポンプ５２を用いて、循環路５０のお湯の循環と、循環量の制御を行うようにしたが、循環ポンプ５２に加えて、従来から流量調整に使用されている流量調整弁を設け、給湯装置１０の立ち上げ処理が終了してからは、従来通りに循環ポンプ５２の出力を一定にして、流量調整弁を用いて流量制御を行うようにし、給湯装置１０の立ち上げ処理を行うときに、循環ポンプ５２の出力制御を行うようにしても良い。
【００９２】
また、本実施の形態では、給湯装置１０を例に説明したが、本発明は、冷凍サイクルを用いてお湯を加熱する任意の構成のヒートポンプ式給湯装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本実施の形態に適用した給湯装置の冷媒とお湯の循環経路を示す概略構成図である。
【図２】給湯装置の制御部の概略構成図である。
【図３】給湯装置の運転開始時に実行される初期設定処理の概略を示す流れ図である。
【図４】沸き上げ開始時に実行される沸き上げ運転制御の概略を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０    給湯装置（ヒートポンプ式給湯装置）
１２    ヒートポンプユニット
１４    給湯ユニット
２０    圧縮機
２２    熱交換器
３０    貯湯タンク
５０    循環路
５２    循環ポンプ（流量可変手段）
５８    コントローラ
６０    外気温度センサ
６４    コントローラ（循環制御手段）
７６    ポンプモータ（流量可変手段、直流モータ）
７８    ＰＷＭ駆動回路（流量可変手段）
【図１】
2005172251.tif 000004
【図２】
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【図３】
2005172251.tif 000006
【図４】
2005172251.tif 000007