(57)【要約】【課題】効率良く所定の時間内に貯湯タンク内の水を沸き上げるヒートポンプ給湯器を得ること。【解決手段】貯湯タンク内の下部から送水される給湯用の水をヒートポンプサイクルを用いて沸き上げ、沸き上げた水を貯湯タンク上部に送水するヒートポンプ給湯器において、貯湯タンク内の水の容量に関する容量情報および予め設定された所定の時間に関する時間情報を用いて予め設定された所定の時間内に貯湯タンクから循環させる水の単位時間あたりの循環流量を算出するとともに、算出した循環流量に基づいて貯湯タンク内の全容量の水を沸き上げ処理するのに必要な時間を沸き上げ処理時間として算出する算出部２３と、算出部２３が算出した沸き上げ処理時間の間、算出部２３が算出した循環流量で貯湯タンクから水を循環させてヒートポンプサイクルで沸き上げ処理を行なわせる通電制御部２４と、を備える。【選択図】        図２
2007263408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク内の下部から送水される給湯用の水をヒートポンプサイクルを用いて沸き上げ、沸き上げた水を前記貯湯タンク上部に送水するヒートポンプ給湯器において、
前記貯湯タンク内の水の容量に関する容量情報および予め設定された所定の時間に関する時間情報を用いて前記予め設定された所定の時間内に前記貯湯タンクから循環させる水の単位時間あたりの循環流量を算出するとともに、算出した循環流量に基づいて前記貯湯タンク内の全容量の水を沸き上げ処理するのに必要な時間を沸き上げ処理時間として算出する算出部と、
前記算出部が算出した沸き上げ処理時間の間、前記算出部が算出した循環流量で前記貯湯タンクから水を循環させて前記ヒートポンプサイクルで沸き上げ処理を行なわせる沸き上げ制御部と、
を備えることを特徴とするヒートポンプ給湯器。
【請求項２】
前記算出部は、前記貯湯タンク内の水のうち沸き上げ目標温度以上の水の容量を差し引いた水の容量を前記容量情報として前記循環流量を算出するとともに、当該循環流量に基づいて前記沸き上げ時間を算出す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。
【請求項３】
前記算出部は、前記ヒートポンプサイクルで沸き上げ処理を行なえない処理不能時間を前記予め設定された所定の時間から差し引いた時間情報を用いて前記循環流量を算出するとともに、当該循環流量に基づいて前記沸き上げ時間を算出することを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ給湯器。
【請求項４】
前記算出部は、前記容量情報を前記時間情報で除して得られる値を前記循環流量として算出するするとともに、当該循環流量に基づいて前記沸き上げ時間を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のヒートポンプ給湯器。
【請求項５】
貯湯タンク内の下部から送水される給湯用の水をヒートポンプサイクルを用いて沸き上げ、沸き上げた水を前記貯湯タンク上部に送水するヒートポンプ給湯器において、
前記貯湯タンク内の水の容量を予め設定された所定の時間内で最大に沸き上げ処理可能な沸き上げ能力を用いて前記予め設定された所定の時間内に前記沸き上げ能力で目標温度まで前記貯湯タンクの水を昇温させる際に必要な前記貯湯タンクから循環させる水の単位時間あたりの循環流量を算出するとともに、算出した循環流量に基づいて前記貯湯タンク内の全容量の水を沸き上げ処理するのに必要な時間を沸き上げ処理時間として算出する算出部と、
前記算出部が算出した沸き上げ処理時間の間、前記算出部が算出した循環流量で前記貯湯タンクから水を循環させて前記ヒートポンプサイクルで沸き上げ処理を行なわせる沸き上げ制御部と、
を備えることを特徴とするヒートポンプ給湯器。
【請求項６】
前記算出部は、前記貯湯タンク内の水のうち沸き上げ目標温度以上の水の容量を差し引いた水の容量を前記貯湯タンク内の水の容量として前記循環流量を算出するとともに、当該循環流量に基づいて前記沸き上げ時間を算出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器。
【請求項７】
前記算出部は、前記予め設定された所定の時間に前記ヒートポンプサイクルで沸き上げ処理を行なえない処理不能時間を含む場合、前記処理不能時間を前記予め設定された所定の時間から差し引いた差し引き時間を前記予め設定された所定の時間として、前記循環流量および前記沸き上げ処理時間を算出することを特徴とする請求項６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、ヒートポンプ方式で貯湯タンク内の水を沸き上げるヒートポンプ給湯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、節電対策のために効率良く貯湯タンクの水を沸き上げることが可能なヒートポンプ給湯器の開発が進められている。ヒートポンプ給湯器は、貯湯タンクを備える貯湯タンクユニットと水の沸きあげ処理を行なうヒートポンプユニット間を配管で接続する構成となっている。そして、ヒートポンプユニットは、冷媒回路の作用によって貯湯タンクの下部から送水された水を沸き上げて目標温度まで昇温させ、昇温させた温水（湯）を貯湯タンクの上部に戻して貯湯タンク内の水の沸き上げを行っている。
【０００３】
一般に電気代は深夜時間帯が安価であり、昼間時間帯が高価あるため、安く貯湯タンクの水を沸き上げるためには、深夜時間帯に貯湯タンクの水を沸き上げることが必要となる。ところが、電気代の安価な深夜時間帯は、１日のうちで限られた時間しかないため、この限られた時間においていかに効率良く貯湯タンクの水を沸き上げるかが重要となる。
【０００４】
ヒートポンプ給湯器において効率良く貯湯タンクの水を沸き上げる方法として、貯湯タンクの水を沸き上げ処理する際の季節、外気温度、給水水温、残湯量などに応じて、ヒートポンプ給湯器の運転制御を行なう方法がある。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載のヒートポンプ式給湯装置は、ヒートポンプユニットと、このヒートポンプユニットによって沸き上げられた温湯を貯える貯湯タンクを有するタンクユニットとを備え、所定時間内に所定熱容量の湯を沸き上げるようヒートポンプユニットの圧縮機の周波数を季節に応じて変更する運転制御を行っている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６１５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ヒートポンプ給湯器での沸き上げ能力（Ｐｃ）は、貯湯タンクとヒートポンプユニット間の単位時間あたりの循環流量（Ｑｃ）、わき上げ目標温度（Ｔｍ）、ヒートポンプへの入水温度（Ｔｗｉ）を用い、「Ｐｃ＝（Ｔｍ−Ｔｗｉ）×Ｑｃ」によって算出できる。
【０００８】
沸き上げ終了間際ではタンクの貯湯熱量が多くなると、沸き上げ目標温度（Ｔｍ）は一定であるのに対してヒートポンプへの入水温度（Ｔｗｉ）が上昇するため、所定の沸き上げ能力（Ｐｃ）を得るためには、給水ポンプによる循環流量（Ｑｃ）を増加させる必要がある。
【０００９】
しかしながら、給水ポンプによる循環流量（Ｑｃ）を増加させるためには、給水ポンプを高回転で動作させる必要があるため、所定の沸き上げ能力（Ｐｃ）を得るためには、給水ポンプによる消費電力が大きくなりＣＯＰ（Coefficient of Performance）（エネルギー消費効率）の低下につながるといった問題があった。また、給水ポンプの性能によっては、所定の沸き上げ能力を得るまでの循環流量を達成することができず、一時的に沸き上げ能力が低下するといった問題があった。
【００１０】
また、従来沸き上げに必要な処理時間は沸き上げの定格能力に基づいて算出しているため、定格能力が低下した場合、実際の沸き上げに費やす時間が算出した時間よりも長くなり、夜間時間帯の終了時点で貯湯タンク全体を沸き上げ完了することができず貯湯熱量が少なくなるという問題があった。この貯湯熱量が少なくなるという問題を解決する方法として、夜間時間帯の終了時点で貯湯タンク全体が沸き上がっていない場合は、昼間時間帯で沸き増しを行って貯湯タンク全体を沸き上げ完了させる方法があるが、この場合には電気代の高価な昼間時間帯に沸き上げを行うため、貯湯タンク全体の沸き上げに要する電気代が高くなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、効率良く所定の時間内に貯湯タンク内の水を沸き上げ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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、貯湯タンク内の下部から送水される給湯用の水をヒートポンプサイクルを用いて沸き上げ、沸き上げた水を前記貯湯タンク上部に送水するヒートポンプ給湯器において、前記貯湯タンク内の水の容量に関する容量情報および予め設定された所定の時間に関する時間情報を用いて前記予め設定された所定の時間内に前記貯湯タンクから循環させる水の単位時間あたりの循環流量を算出するとともに、算出した循環流量に基づいて前記貯湯タンク内の全容量の水を沸き上げ処理するのに必要な時間を沸き上げ処理時間として算出する算出部と、前記算出部が算出した沸き上げ処理時間の間、前記算出部が算出した循環流量で前記貯湯タンクから水を循環させて前記ヒートポンプサイクルで沸き上げ処理を行なわせる沸き上げ制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、予め設定された所定の時間内に貯湯タンクから循環させる水の単位時間あたりの循環流量に基づいて貯湯タンク内の全容量の水を沸き上げ処理するのに必要な時間を算出するので、所定の時間内で確実に貯湯タンク容量以上の温水を確保でき、効率良く所定の時間内に貯湯タンク内の水を沸き上げることが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかるヒートポンプ給湯器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
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の構成を示す図である。ヒートポンプ給湯器５０は、水の沸き上げ（加熱）に必要な時間の算出を水の循環流量に基づいて算出し、沸き上げ能力を可変設定するヒートポンプ式の給湯器（電気給湯器）である。ヒートポンプ給湯器５０は、貯湯タンクユニット１、ヒートポンプユニット４、制御装置２０、冷水管３Ａ、温水管３Ｂを含んで構成されている。
【００１６】
貯湯タンクユニット１は、給湯するための水（温水）を貯湯する貯湯タンク２を備えている。ヒートポンプ給湯器５０は、貯湯タンク２内の下部の水を冷水管３Ａを介してヒートポンプユニット４に送水し、ヒートポンプユニット４が沸き上げた温水を温水管３Ｂを介して貯湯タンク２内の上部に戻すことによって貯湯タンク２内に温水を貯湯させる。
【００１７】
ヒートポンプユニット４は、冷媒回路５、給水ポンプ６、ファン７、蒸発器８、圧縮機９、給湯用熱交換器１０、膨張弁１１を備えている。給水ポンプ６は、冷水管３Ａから送水される貯湯タンク２内の水を給湯用熱交換器１０に給水する。
【００１８】
冷媒回路（冷媒配管）５は、圧縮機９、給湯用熱交換器１０、膨張弁１１、蒸発器８を順番に接続し、冷媒（空気などのガス冷媒）を循環させることによってヒートポンプサイクルを構成している。給湯用熱交換器１０は、高圧の冷媒と給湯用の水との熱交換によって冷水管３Ａから送水される水を昇温させる（冷媒回路５の冷媒が有する温度エネルギを冷水管３Ａから送水される水に伝播させる）。給湯用熱交換器１０は、冷水管３Ａから送水されてきた水を昇温させると温水管３Ｂを介して貯湯タンク２内に送水する。
【００１９】
膨張弁１１は、冷媒回路５において、給湯用熱交換器１０から循環してくる冷媒を膨張させる。蒸発器８は、冷媒回路５において、膨張弁１１から循環してくる冷媒を蒸発させる。ファン７は、蒸発器８に送風して蒸発器８の熱を吸熱し、蒸発器８に冷媒を蒸発させる。圧縮機９は、冷媒回路５において、蒸発器８から循環してくる冷媒を圧縮して高圧の冷媒にし、高圧にした冷媒を給湯用熱交換器１０に送り込む。
【００２０】
制御装置２０は、ヒートポンプユニット４と接続されてヒートポンプユニット４を制御する装置である。制御装置２０は、貯湯タンク２の貯湯容量（貯湯タンク容量）、沸き上げ設定した時間（電気料金の安価な夜間時間帯幅）に基づいてヒートポンプ給湯器５０内を循環させる水の循環流量を算出（演算）し、算出した循環流量に基づいて沸き上げに要する時間（ヒートポンプユニット４の通電時間）を算出する。制御装置２０は、算出した通電時間に基づいてヒートポンプユニット４の通電状態を制御する。
【００２１】
ここで実施の形態１に係る制御装置２０の構成について説明する。図２は、実施の形態１に係る制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置２０は、情報入力部２１、記憶部２２、算出部２３、通電制御部（沸き上げ制御部）２４を備えている。
【００２２】
情報入力部２１は、ユーザからの指示情報（貯湯タンク２内の水を沸き上げる指示）や記憶部２２に記憶させる種々の情報を入力する。情報入力部２１は、ユーザから貯湯タンク２内の水を沸き上げる指示情報が入力されると、この指示情報を算出部２３に送信する。
【００２３】
記憶部２２は、貯湯タンク容量に関する情報（貯湯タンク容量の値）（容量情報）、夜間時間帯幅に関する情報（夜間時間帯幅の値）（時間情報）、貯湯タンク２内で沸き上げの完了している温水（沸き上げ目標温度以上の温水）の量（残湯量の値）を記憶する。
【００２４】
算出部２３は、入力部２１から貯湯タンク２内の水を沸き上げる指示情報を受信すると、記憶部２２内の貯湯タンク容量の値、夜間時間帯幅の値に基づいて、ヒートポンプ給湯器５０内を循環させる水の循環流量（循環流量の値）を算出する。算出部２３は、算出した循環流量の値、貯湯タンク容量の値に基づいて、貯湯タンク２内の水を沸き上げるのに要するヒートポンプユニット４の通電時間（沸き上げ処理時間）を算出する。
【００２５】
算出部２３は、貯湯タンク２内で沸き上げの完了している温水がある場合、循環流量の値、貯湯タンク容量の値とともに記憶部２２内の残湯量の値を用いて貯湯タンク２内の水を沸き上げるのに要する通電時間を算出する。この場合、残湯量の値は、残湯量の検出手段（図示せず）によって貯湯タンク２内で沸き上げの完了している温水の量を残湯量として検出し、記憶部２２に記憶させておく。
【００２６】
算出部２３は、算出した通電時間を通電制御部２４に記憶させておく。通電制御部２４は、算出部２３が算出した通電時間に基づいて、ヒートポンプユニット４に電力を供給しヒートポンプユニット４を稼動させる。
【００２７】
つぎに、実施の形態１に係るヒートポンプ給湯器の動作手順について説明する。図３は、実施の形態１に係るヒートポンプ給湯器の動作手順を示すフローチャートである。ヒートポンプ給湯器５０のユーザによって、入力部２１から貯湯タンク２内の水を沸き上げる指示情報が入力されると、入力部２１はこの指示情報を算出部２３に送信する。
【００２８】
算出部２３は、入力部２１から貯湯タンク２内の水を沸き上げる指示情報を受信すると、貯湯タンク容量の値Ｑｔ、夜間時間帯幅の値ｔｎ（例えば４８０分）を記憶部２２から取得する。すなわち、算出部２３へは、貯湯タンク容量の値Ｑｔと、夜間時間帯幅の値が入力される（ステップＳ１０，Ｓ２０）。
【００２９】
算出部２３は、記憶部２２から入力された貯湯タンク容量の値Ｑｔ、夜間時間帯幅の値ｔｎと、式（１）とを用いて、ヒートポンプ給湯器５０内を循環させる水の循環流量（循環流量の値Ｑｃ）を算出する。
Ｑｃ＝Ｑｔ／ｔｎ・・・（１）
【００３０】
なお、ここでの算出部２３は、貯湯タンク容量の値をＱｔ（Ｌ）、夜間時間帯幅の値をｔｎ（ｍｉｎ）として、水の循環流量の値Ｑｃ（Ｌ／ｍｉｎ）を算出している（ステップＳ３０）。
【００３１】
循環流量の値Ｑｃは、貯湯タンク２内の全容量（水の容量）を、夜間時間帯中に沸き上げるために必要な流量となっている。このため、貯湯タンク２内に沸き上げの完了している温水（残湯）がある場合、貯湯タンク２内の全容量（水の容量）を沸き上げるのに要する時間が短くてすむ。したがって、算出部２３は沸き上げ終了温度以上の残湯量Ｑｚ分を考慮し、沸き上げに必要な通電時間（通電時間数）ｔｗを式（２）を用いて算出する。
ｔｗ＝（Ｑｔ−Ｑｚ）／Ｑｃ・・・（２）
【００３２】
なお、ここでの算出部２３は、貯湯タンク容量の値をＱｔ（Ｌ）、水の循環流量の値をＱｃ（Ｌ／ｍｉｎ）、残湯量をＱｚ（Ｌ）として、沸き上げに必要な通電時間をｔｗ（ｍｉｎ）を算出している（ステップＳ４０）。算出部２３は、式（２）によって算出した沸き上げに必要な通電時間ｔｗを通電制御部２４に記憶させておく。
【００３３】
通電制御部２４は、沸き上げに必要な通電時間ｔｗだけ夜間時間帯の終了時刻（例えば午前７時）から遡った時刻を沸き上げ開始時刻として設定する。通電制御部２４は、沸き上げ開始時刻になると（ステップＳ５０、Ｙｅｓ）、ヒートポンプユニット４に貯湯タンク２の水の沸き上げを開始させる（ステップＳ６０）。
【００３４】
通電制御部２４は、ヒートポンプユニット４に水の沸き上げ処理を行なわせる際、ヒートポンプユニット４が水の循環流量の値Ｑｃ分の水を昇温させて貯湯タンク２へ送水できるよう、ヒートポンプユニット４に所定の電力を供給する。ヒートポンプユニット４は、水の沸き上げ処理を行なう際、水の循環流量の値Ｑｃ分の水を昇温させて貯湯タンク２へ送水できる電力で水の沸き上げ処理を行なう。
【００３５】
ヒートポンプユニット４による水の沸き上げ処理中において、所定の沸き上げ終了条件を満たした場合（例えば、沸き上げに必要な通電時間ｔｗの通電時間が経過した場合）（ステップＳ７０、Ｙｅｓ）、通電制御部２４はヒートポンプユニット４による貯湯タンク２の水の沸き上げ処理を終了させる（ステップＳ８０）。
【００３６】
ここで、算出部２３による沸き上げに必要な通電時間ｔｗの算出例を具体的に説明する。図４は、実施の形態１の算出部が算出した沸き上げに必要な通電時間の一覧の例を示す図である。図４においては、貯湯タンク２からヒートポンプユニット４へ給水される水の温度（給水水温）、貯湯タンク２内で沸き上げの完了している残湯量に対応する通電時間（沸き上げに必要な通電時間ｔｗ）の関係（算出結果）を示している。ここでは、貯湯タンク容量を３７０Ｌ、夜間時間帯幅を８時間（４８０分）とした場合の算出結果を示している。
【００３７】
例えば、残湯量が０Ｌの場合、給水水温が５℃〜３５℃（５℃、１０℃、１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃）内では何れの給水水温であっても、沸き上げに必要な通電時間は４８０分で同じである。
【００３８】
同様に、残湯量が５０Ｌの場合、給水水温が５℃〜３５℃内では何れの給水水温であっても、沸き上げに必要な通電時間は４１５分で同じであり、残湯量が１００Ｌの場合、給水水温が５℃〜３５℃内では何れの給水水温であっても、沸き上げに必要な通電時間は３５０分で同じである。
【００３９】
同様に、残湯量が１５０Ｌの場合、給水水温が５℃〜３５℃内では何れの給水水温であっても、沸き上げに必要な通電時間は２８５分で同じであり、残湯量が２００Ｌの場合、給水水温が５℃〜３５℃内では何れの給水水温であっても、沸き上げに必要な通電時間は２２１分で同じである。
【００４０】
ヒートポンプ給湯器５０では、ヒートポンプユニット４において、送水されておくる水を沸き上げ設定温度に昇温させて、昇温された温水（湯）を貯湯タンク２に貯めている。そして、貯湯タンク２内に所定量の温水がたまった時点で、ヒートポンプ給湯器５０による沸き上げが完了となる。すなわち、沸き上げ循環量が貯湯タンク２の容量以上になると、貯湯タンク２の全容量に温水が貯まることになるため沸き上げ完了となる。
【００４１】
したがって、上述してきたように、予め貯湯タンク２の全容量を夜間時間帯などの沸き上げ可能時間幅で除した循環流量を求めておき、沸き上げに要する時間（通電時間）を循環流量から算出することによって、給水水温の変化によらず夜間時間帯中に沸き上げを終了させることが可能となる。換言すると、算出部２３が式（１）、式（２）を用いて沸き上げに必要な通電時間を算出しているので、沸き上げに必要な通電時間は給水水温、沸き上げ目標温度にはよらず、沸き上げに必要な通電時間は残湯量に応じた時間となる。
【００４２】
なお、実施の形態１では、貯湯タンク２の容量の値を、夜間時間帯幅で除することによって循環流量を求めたが、沸き上げ動作中に除霜運転などで実際には沸き上げが行われない時間（処理不能時間）がある場合は、この沸き上げが行われない時間を考慮して循環流量を算出してもよい。この場合、夜間時間帯幅から除霜運転が行われると想定される時間数を差し引いた時間で、貯湯タンク２の容量の値を除して循環流量を求める。
【００４３】
また、実施の形態１では、ヒートポンプ給湯器５０のユーザによって、入力部２１から貯湯タンク２内の水を沸き上げる指示情報が入力された後、循環流量、沸き上げに要する時間（ヒートポンプユニット４の通電時間）を算出する場合について説明したが、循環流量、沸き上げに要する時間の算出は、予め設定した所定のタイミングで行なうこととしてもよい。この場合の算出タイミングは、例えばヒートポンプ給湯器５０のユーザによって設定される。
【００４４】
このように実施の形態１によれば、予め貯湯タンク２の全容量を夜間時間帯などの沸き上げ可能時間幅で除した循環流量を求めておき、沸き上げに要する時間（ヒートポンプユニット４の通電時間）を循環流量から算出しているので、夜間時間帯内の循環流量で必ず貯湯タンク容量以上の温水を確保できる。したがって、電気代の安価な夜間時間帯中に貯湯タンク２の沸き上げを確実に完了でき、低消費電力で効率良く所定の時間内に貯湯タンク内の水を沸き上げることが可能となる。
【００４５】
実施の形態２．
つぎに、図５〜図７を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、貯湯タンク２の全容量の水を夜間時間帯中に最高沸き上げ設定温度まで沸き上げるのに必要な沸き上げ能力を算出し、この沸き上げ能力に必要な循環流量を算出する。そして、算出した循環流量に基づいて沸き上げに必要な通電時間を算出している。
【００４６】
図５は実施の形態２に係る制御装置の構成を示すブロック図であり、図５の各構成要素のうち図２に示す実施の形態１の制御装置２０と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００４７】
実施の形態２に係る制御装置２０は、情報入力部２１、記憶部２２、算出部２３、通電制御部２４に加えて、温度測定部２５を備えている。温度測定部２５は、貯湯タンクユニット１の貯湯タンク２からヒートポンプユニット４に送水される昇温前の水の温度（昇温前温度）と、ヒートポンプユニット４から貯湯タンク２に供給される昇温後の水の温度（昇温後温度）を測定する。
【００４８】
なお、実施の形態２では、給湯用熱交換器１０における昇温前温度を測定するため、図１に示したヒートポンプ給湯器５０において、冷水管３Ａ内に図示しない温度センサ（冷水管用の温度センサ）を備えている。そして、この冷水管用の温度センサで検出した温度に関する情報を温度測定部２５に送信することによって温度測定部２５が給湯用熱交換器１０における昇温前温度を測定する。
【００４９】
また、給湯用熱交換器１０における昇温後温度を測定するため、図１に示したヒートポンプ給湯器５０において、温水管３Ｂ内に図示しない温度センサ（温水管用の温度センサ）を備えている。そして、この温水管用の温度センサで検出した温度に関する情報を温度測定部２５に送信することによって温度測定部２５が給湯用熱交換器１０における昇温後温度を測定する。
【００５０】
ここでの記憶部２２は、貯湯タンク容量の値Ｑｔ、夜間時間帯幅の値（例えば８時間）、給湯用熱交換器１０で昇温できる最高設定温度の値Ｔｍａｘ、循環流量の値Ｑｃ、実際の沸き上げ目標温度Ｔｍを記憶している。なお、給湯用熱交換器１０で昇温できる最高設定温度の値Ｔｍａｘ、実際の沸き上げ目標温度Ｔｍはユーザによって任意に設定変更可能とする。
【００５１】
つぎに、実施の形態２に係るヒートポンプ給湯器の動作手順について説明する。ここでは、実施の形態１のヒートポンプ給湯器５０の動作手順と異なる手順として、算出部２３による沸き上げに必要な通電時間ｔｗの算出手順について説明する。
【００５２】
ヒートポンプ給湯器５０のユーザによって、入力部２１から貯湯タンク２内の水を沸き上げる指示情報が入力されると、入力部２１はこの指示情報を算出部２３、温度測定部２５に送信する。
【００５３】
温度測定部２５は、入力部２１から貯湯タンク２内の水を沸き上げる指示情報を受信すると、貯湯タンク２からヒートポンプユニット４に送水される水の温度（給水温度Ｔｗ）として、給湯用熱交換器１０における昇温前温度を測定し、測定結果を算出部２３に入力する。
【００５４】
算出部２３は、入力部２１から貯湯タンク２内の水を沸き上げる指示情報を受信すると、貯湯タンク容量の値Ｑｔ、夜間時間帯幅の値ｔｎ（例えば８時間）、給湯用熱交換器１０で昇温できる最高設定温度の値Ｔｍａｘを記憶部２２から取得する。
【００５５】
そして、算出部２３は、式（３）に基づいて、貯湯タンク２内の全容量を、給湯用熱交換器１０における給水温度Ｔｗから、給湯用熱交換器１０で昇温できる最高設定温度の値（Ｔｍａｘ）へ昇温させるのに必要な沸き上げ能力Ｐを算出する。
Ｐ＝Ｑｔ×（Ｔｍａｘ−Ｔｗ）／（８６０×ｔｎ）・・・（３）
【００５６】
なお、ここでの算出部２３は、貯湯タンク容量の値をＱｔ（Ｌ）、夜間時間帯幅の値をｔｎ（ｈ）、１ｋＷ＝８６０ｋｃａｌ、給湯用熱交換器１０で昇温できる最高設定温度の値をＴｍａｘ（℃）、給水温度をＴｗ（℃）として沸き上げ能力Ｐ（ｋＷ）を算出している。
【００５７】
つぎに、算出部２３は、循環流量の値Ｑｃ、実際の沸き上げ目標温度Ｔｍを記憶部２２から取得する。そして、算出部２３は、式（４）に基づいて、算出した沸き上げ能力Ｐを得るための循環流量の値Ｑｃを算出する。
Ｑｃ＝（Ｐ×８６０／（Ｔｍ−Ｔｗ））／６０・・・（４）
【００５８】
なお、ここでの算出部２３は、沸き上げ能力Ｐ（ｋＷ）、給水温度をＴｗ（℃）、実際の沸き上げ目標温度をＴｍ（℃）として循環流量の値Ｑｃ（Ｌ／ｍｉｎ）を算出している。つぎに、算出部２３は、式（５）に基づいて、沸き上げに必要な通電時間ｔｗを算出する。
ｔｗ＝（Ｑｔ−Ｑｚ）／Ｑｃ・・・（５）
【００５９】
なお、ここでの算出部２３は、式（４）を用いて算出した循環流量の値Ｑｃ（Ｌ／ｍｉｎ）を用いて沸き上げに必要な通電時間ｔｗを（ｍｉｎ）を算出している。算出部２３は、式（５）によって算出した沸き上げに必要な通電時間ｔｗを通電制御部２４に記憶させておく。
【００６０】
以下、通電制御部２４は、沸き上げに必要な通電時間ｔｗだけ夜間時間帯の終了時刻から遡った時刻を沸き上げ開始時刻として設定し、実施の形態１のヒートポンプ給湯器５０と同様の動作手順によって貯湯タンク２の水の沸き上げ処理を行なう。
【００６１】
ここで、実施の形態２の算出部２３による沸き上げに必要な通電時間ｔｗの算出例を具体的に説明する。図６および図７は、実施の形態２の算出部が算出した沸き上げに必要な通電時間の一覧の例を示す図である。
【００６２】
図６は、貯湯タンク２の容量が３７０Ｌ、夜間時間帯が８時間、最高沸き上げ温度９０℃、沸き上げ目標温度８０℃の場合の沸き上げに必要な通電時間（算出結果）を示している。同図に示すように、例えば残湯量が２００Ｌの場合、給水水温が５℃では沸き上げに必要な通電時間が１９５分であり、給水水温が３５℃ではは沸き上げに必要な通電時間が１８０分である。また、残湯量が０Ｌの場合、給水水温が５℃では沸き上げに必要な通電時間が４２４分であり、給水水温が３５℃ではは沸き上げに必要な通電時間が３９３分である。
【００６３】
図７は、貯湯タンク２の容量が３７０Ｌ、夜間時間帯が８時間、最高沸き上げ温度９０℃、沸き上げ目標温度７０℃の場合の沸き上げに必要な通電時間を示している。同図に示すように、例えば残湯量が２００Ｌの場合、給水水温が５℃では沸き上げに必要な通電時間が１６９分であり、給水水温が３５℃ではは沸き上げに必要な通電時間が１４０分である。また、残湯量が０Ｌの場合、給水水温が５℃では沸き上げに必要な通電時間が３６７分であり、給水水温が３５℃ではは沸き上げに必要な通電時間が３０５分である。
【００６４】
なお、実施の形態２では、貯湯タンク２の全容量の水を夜間時間帯中に最高わき上げ設定まで沸き上げるのに必要な沸き上げ能力を算出し、この沸き上げ能力に必要な循環流量を算出しているが、沸き上げ動作中に除霜運転などで実際には沸き上げが行われない時間がある場合は、この沸き上げが行われない時間を考慮して循環流量を算出してもよい。この場合、夜間時間帯幅から除霜運転が行われると想定される時間数を差し引いた時間で必要な沸き上げ能力を求め、この沸き上げ能力から循環流量を求める。
【００６５】
このように実施の形態２によれば、貯湯タンク２の全容量の水を夜間時間帯中に最高沸き上げ設定温度まで沸き上げるのに必要な沸き上げ能力を算出し、この沸き上げ能力に必要な循環流量を算出しているので、ヒートポンプユニット４への給水温度が上昇した際に、沸き上げ能力を維持するためだけに循環流量を増加させる必要がない。したがって、給水ポンプの動作回転数を必要以上に高く設定する必要がなく、低消費電力で効率良く所定の時間内に貯湯タンク内の水を沸き上げることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明にかかるヒートポンプ給湯器は、ヒートポンプ方式による貯湯タンク内の水の沸き上げに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯器の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係るヒートポンプ給湯器の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１の算出部が算出した沸き上げに必要な通電時間の一覧の例を示す図である。
【図５】実施の形態２に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態２の算出部が算出した沸き上げに必要な通電時間の一覧の例を示す図（１）である。
【図７】実施の形態２の算出部が算出した沸き上げに必要な通電時間の一覧の例を示す図（２）である。
【符号の説明】
【００６８】
１  貯湯タンクユニット
２  貯湯タンク
３Ａ  冷水管
３Ｂ  温水管
４  ヒートポンプユニット
５  冷媒回路
６  給水ポンプ
７  ファン
８  蒸発器
９  圧縮機
１０  給湯用熱交換器
１１  膨張弁
２０  制御装置
２１  情報入力部
２１  入力部
２２  記憶部
２３  算出部
２４  通電制御部
２５  温度測定部
５０  ヒートポンプ給湯器
【図１】
2007263408.tif 000003
【図２】
2007263408.tif 000004
【図３】
2007263408.tif 000005
【図４】
2007263408.tif 000006
【図５】
2007263408.tif 000007
【図６】
2007263408.tif 000008
【図７】
2007263408.tif 000009