(57)【要約】【課題】可変絞り機構の絞り開度を増加させることによって蒸発器の除霜運転を行うヒートポンプサイクルにおいて、除霜運転時における圧縮機の保護を図る。【解決手段】ヒートポンプサイクル１３の作動要求信号が出力された後に、吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇度合ΔＴｄが基準吐出側温度上昇度合ΔＫＴｄ以下となったこと、入水温度Ｔｗｉの上昇度合ΔＴｗｉが基準流入側温度上昇度合ΔＫＴｗｉ以下となったこと、のうち少なくとも１つの条件を満たすまで、電気式膨張弁１６の絞り開度を全開とする。これにより、圧縮機１４の吐出側冷媒温度Ｔｄあるいは水−冷媒熱交換器１５へ流入する入水温度Ｔｗｉが急上昇しても、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈの急上昇を抑制して、サイクル構成機器の保護を図ることができる。【選択図】図２
2012002426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、
前記圧縮機（１４）から吐出された高温高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて、前記加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、
前記加熱用熱交換器（１５）から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構（１６）と、
前記可変絞り機構（１６）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、
前記圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御手段（２１ａ）と、
前記可変絞り機構（１６）の作動を制御する可変絞り制御手段（２１ｂ）と、
前記圧縮機（１４）吐出側の吐出側冷媒温度（Ｔｄ）を検出する吐出側温度検出手段（２２）と、
前記吐出能力制御手段（２１ａ）に対して、前記圧縮機（１４）の作動させる作動要求信号を出力する要求信号出力手段（３１）と、
前記加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）を設定する目標温度設定手段（３２）とを備え、
前記可変絞り制御手段（２１ｂ）は、
前記要求信号出力手段（３１）から前記作動要求信号が出力された際に、前記吐出能力制御手段（２１ａ）が前記圧縮機（１４）の作動を開始する前に前記可変絞り機構（１６）の絞り開度を全開とし、
さらに、前記圧縮機（１４）の作動開始した後であって、前記吐出側温度検出手段（２２）によって検出された前記吐出側冷媒温度（Ｔｄ）の上昇度合（ΔＴｄ）が予め定めた基準吐出側温度上昇度合（ΔＫＴｄ）以下となった時に、前記加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の温度が前記目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）に近づくように、前記可変絞り機構（１６）の絞り開度を変化させることを特徴とするヒートポンプサイクル。
【請求項２】
さらに、前記加熱用熱交換器（１５）へ流入する加熱対象流体の流入側温度（Ｔｗｉ）を検出する流入側温度検出手段（２５）を備え、
前記可変絞り制御手段（２１ｂ）は、
前記圧縮機（１４）の作動開始した後であって、前記流入側温度検出手段（２５）によって検出された前記流入側温度（Ｔｗｉ）の上昇度合が、予め定めた基準流入側温度上昇度合（ΔＫＴｗｉ）以下となった時に、前記加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の温度が前記目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）に近づくように、前記可変絞り機構（１６）の絞り開度を変化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サイクル。
【請求項３】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、
前記圧縮機（１４）から吐出された高温高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて、前記加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、
前記加熱用熱交換器（１５）から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構（１６）と、
前記可変絞り機構（１６）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、
前記圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御手段（２１ａ）と、
前記可変絞り機構（１６）の作動を制御する可変絞り制御手段（２１ｂ）と、
前記加熱用熱交換器（１５）へ流入する加熱対象流体の流入側温度を検出する流入側温度検出手段（２５）と、
前記吐出能力制御手段（２１ａ）に対して、前記圧縮機（１４）の作動させる作動要求信号を出力する要求信号出力手段（３１）と、
前記加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）を設定する目標温度設定手段（３２）とを備え、
前記可変絞り制御手段（２１ｂ）は、
前記要求信号出力手段（３１）から前記作動要求信号が出力された際に、前記吐出能力制御手段（２１ａ）が前記圧縮機（１４）の作動を開始する前に前記可変絞り機構（１６）の絞り開度を全開とし、
さらに、前記圧縮機（１４）の作動開始した後であって、前記流入側温度検出手段（２５）によって検出された前記流入側温度（Ｔｗｉ）の上昇度合が、予め定めた基準流入側温度上昇度合（ΔＫＴｗｉ）以下となった時に、前記加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の温度が前記目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）に近づくように、前記可変絞り機構（１６）の絞り開度を変化させることを特徴とするヒートポンプサイクル。
【請求項４】
前記可変絞り制御手段（２１ｂ）は、前記要求信号出力手段（３１）から前記作動要求信号が出力された後、予め定めた基準時間が経過した時に、前記加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の温度が前記目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）に近づくように、前記可変絞り機構（１６）の絞り開度を変化させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のヒートポンプサイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機から吐出された高温高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて、加熱対象流体を加熱するヒートポンプサイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機から吐出された高温高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて、加熱対象流体を加熱するヒートポンプサイクルが知られている。例えば、特許文献１には、加熱対象流体としての給湯水を加熱するヒートポンプ式給湯機に適用されたヒートポンプサイクルが開示されている。
【０００３】
より具体的には、この特許文献１のヒートポンプ式給湯機では、給湯水を貯留する貯湯タンクを有し、ヒートポンプサイクルの水−冷媒熱交換器にて加熱された給湯水を貯湯タンクの上方側に貯留するとともに、貯湯タンクの下方側に貯留されている上方側よりも低い温度の給湯水を、水−冷媒熱交換器へ流入させる構成を採用している。
【０００４】
さらに、このヒートポンプサイクルでは、起動時に、圧縮機を作動させる前に、水−冷媒熱交換器に流入する給湯水の入水温度、圧縮機吐出側の吐出側冷媒温度、外気温等を検出する各種温度センサの検出値に基づいて、水−冷媒熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張させる可変絞り機構の目標開度を決定している。
【０００５】
そして、実際の可変絞り機構の開度を目標開度に変化させた後に圧縮機を作動させ、その後、圧縮機の冷媒吐出能力が予め定めた所定の能力になった後に水−冷媒熱交換器にて加熱された給湯水の温度が所望の温度に近づくように可変絞り機構の開度を変化させることで、起動直後にサイクルの高圧側冷媒圧力が急激に上昇してしまうことの抑制しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１５５１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、本発明者の検討によれば、実際に特許文献１のヒートポンプサイクルを作動させた際に、起動直後の高圧側冷媒圧力Ｐｈの急上昇を充分に抑制できないことがあった。そこで、本発明者がその原因を調査したところ、実際の入水温度Ｔｗｉおよび吐出側冷媒温度Ｔｄは、ヒートポンプサイクルの起動直後に急激に変化してしまうことがあり、この急激な温度変化が、高圧側冷媒圧力Ｐｈの急激な上昇を生じさせていることが判った。
【０００８】
例えば、ヒートポンプサイクル（具体的には、圧縮機）の作動停止後、短時間でヒートポンプサイクルを再起動させると、図４（ａ）に示すように、圧縮機吐出側の吐出側冷媒温度Ｔｄが、ヒートポンプサイクルの起動時に検出された値に対して、圧縮機の作動直後に急激に上昇してしまうことがある。なお、図４（ａ）はヒートポンプサイクルの起動時における圧縮機吐出側の吐出側冷媒温度Ｔｄ等の変化を示すタイムチャートである。
【０００９】
このような吐出側冷媒温度Ｔｄの急激な上昇が生じる理由は、ヒートポンプサイクルの作動停止後、短時間でヒートポンプサイクルを再起動させると、熱容量の大きい圧縮機の温度が充分に冷えていないため、圧縮機の作動直後に、圧縮機自体が有する熱量によって加熱された高温の冷媒が吐出されてしまうからである。
【００１０】
さらに、このような吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇が生じると、高圧側冷媒圧力Ｐｈも上昇してしまうため、ヒートポンプサイクルの起動時に決定された可変絞り機構の開度では、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈの急激な上昇を充分に抑制することができなくなってしまう。その結果、高圧側冷媒圧力Ｐｈがサイクル構成機器の耐圧を超えて、サイクル構成機器の保護が図れなくなってしまうことが問題となる。
【００１１】
また、例えば、ヒートポンプサイクルの作動停止後、長時間経過後にヒートポンプサイクルを再起動させると、図４（ｂ）に示すように、起動直後に入水温度Ｔｗｉが急激に上昇してしまうことがある。なお、図４（ｂ）はヒートポンプサイクルの起動時における入水温度Ｔｗｉ等の変化を示すタイムチャートである。
【００１２】
このような入水温度Ｔｗｉの急激な上昇が生じる理由は、ヒートポンプサイクルを再起動させた際に検出される入水温度Ｔｗｉは、貯湯タンクから水−冷媒熱交換器へ至る給湯水配管内に滞留していた給湯水の温度だからである。
【００１３】
つまり、貯湯タンクから水−冷媒熱交換器へ至る給湯水配管は、貯湯タンクに対して断熱性能が低いため、この給湯水配管内に滞留していた給湯水の温度は外気温程度にまで低下していることがある。そのため、ヒートポンプサイクルの再起動後、断熱性能の高い貯湯タンク内で保温されていた給湯水が水−冷媒熱交換器へ到達すると、入水温度Ｔｗｉの急激な上昇が生じる。
【００１４】
さらに、このような入水温度Ｔｗｉの上昇が生じると、水−冷媒熱交換器にて圧縮機吐出冷媒が給湯水に放熱できる熱量が低下してしまうため、ヒートポンプサイクルの起動時に決定された可変絞り機構の開度では、吐出側冷媒温度Ｔｄおよび高圧側冷媒圧力Ｐｈの急激な上昇を充分に抑制することができなくなってしまう。
【００１５】
その結果、ヒートポンプサイクルの作動停止後、短時間でヒートポンプサイクルを再起動させた際と同様に、サイクル構成機器の保護が図れなくなってしまうことが問題となる。
【００１６】
上記点に鑑み、本発明では、ヒートポンプサイクルの起動時におけるサイクル構成機器の保護を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、圧縮機（１４）から吐出された高温高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて、加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、加熱用熱交換器（１５）から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構（１６）と、可変絞り機構（１６）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御手段（２１ａ）と、可変絞り機構（１６）の作動を制御する可変絞り制御手段（２１ｂ）と、圧縮機（１４）吐出側の吐出側冷媒温度（Ｔｄ）を検出する吐出側温度検出手段（２２）と、吐出能力制御手段（２１ａ）に対して、圧縮機（１４）の作動させる作動要求信号を出力する要求信号出力手段（３１）と、加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）を設定する目標温度設定手段（３２）とを備え、
可変絞り制御手段（２１ｂ）は、要求信号出力手段（３１）から作動要求信号が出力された際に、吐出能力制御手段（２１ａ）が圧縮機（１４）の作動を開始する前に可変絞り機構（１６）の絞り開度を全開とし、さらに、圧縮機（１４）の作動開始した後であって、吐出側温度検出手段（２２）によって検出された吐出側冷媒温度（Ｔｄ）の上昇度合（ΔＴｄ）が予め定めた基準吐出側温度上昇度合（ΔＫＴｄ）以下となった時に、加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の温度が目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）に近づくように、可変絞り機構（１６）の絞り開度を変化させるヒートポンプサイクルを特徴とする。
【００１８】
これによれば、要求信号出力手段（３１）から作動要求信号が出力された際に、吐出能力制御手段（２１ａ）が圧縮機（１４）の作動を開始する前に、可変絞り制御手段（２１ｂ）が可変絞り機構（１６）の絞り開度を全開とするので、圧縮機（１４）を作動させた際に、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことを確実に回避できる。
【００１９】
さらに、吐出側冷媒温度（Ｔｄ）の上昇度合（ΔＴｄ）が予め定めた基準吐出側温度上昇度合（ΔＫＴｄ）以下となるまで、可変絞り制御手段（２１ｂ）が可変絞り機構（１６）の絞り開度を全開とした状態を維持するので、吐出側冷媒温度（Ｔｄ）の急上昇によって、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことを回避できる。
【００２０】
従って、ヒートポンプサイクルの起動時におけるサイクル構成機器の保護を図ることができる。
【００２１】
なお、本請求項における「全開」という用語は、絞り開度を完全に全開することのみを意味するものではなく、吐出側冷媒温度（Ｔｄ）が急上昇しても、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことを回避できる程度に、充分に大きな絞り開度になっていることを含む意味である。また、「吐出側冷媒温度（Ｔｄ）の上昇度合（ΔＴｄ）」としては、吐出側冷媒温度（Ｔｄ）の単位時間あたりの増加量を採用することができる。
【００２２】
さらに、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のヒートポンプサイクルにおいて、加熱用熱交換器（１５）へ流入する加熱対象流体の流入側温度（Ｔｗｉ）を検出する流入側温度検出手段（２５）を備え、
可変絞り制御手段（２１ｂ）は、圧縮機（１４）の作動開始した後であって、流入側温度検出手段（２５）によって検出された流入側温度（Ｔｗｉ）の上昇度合（ΔＴｗｉ）が、予め定めた基準流入側温度上昇度合（ΔＫＴｗｉ）以下となった時に、加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の温度が目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）に近づくように、可変絞り機構（１６）の絞り開度を変化させることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、流入側温度（Ｔｗｉ）の上昇度合が、予め定めた基準流入側温度上昇度合（ΔＫＴｗｉ）以下となるまで、可変絞り制御手段（２１ｂ）が可変絞り機構（１６）の絞り開度を全開とした状態を維持するので、流入側温度（Ｔｗｉ）の急上昇によって、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことを回避できる。
【００２４】
従って、ヒートポンプサイクルの起動時におけるサイクル構成機器を、より一層確実に保護することができる。
【００２５】
また、請求項３に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、圧縮機（１４）から吐出された高温高圧冷媒と加熱対象流体とを熱交換させて、加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、加熱用熱交換器（１５）から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構（１６）と、可変絞り機構（１６）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を制御する吐出能力制御手段（２１ａ）と、可変絞り機構（１６）の作動を制御する可変絞り制御手段（２１ｂ）と、加熱用熱交換器（１５）へ流入する加熱対象流体の流入側温度を検出する流入側温度検出手段（２５）と、吐出能力制御手段（２１ａ）に対して、圧縮機（１４）の作動させる作動要求信号を出力する要求信号出力手段（３１）と、加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）を設定する目標温度設定手段（３２）とを備え、
可変絞り制御手段（２１ｂ）は、要求信号出力手段（３１）から作動要求信号が出力された際に、吐出能力制御手段（２１ａ）が圧縮機（１４）の作動を開始する前に可変絞り機構（１６）の絞り開度を全開とし、さらに、圧縮機（１４）の作動開始した後であって、流入側温度検出手段（２５）によって検出された流入側温度（Ｔｗｉ）の上昇度合が、予め定めた基準流入側温度上昇度合（ΔＫＴｗｉ）以下となった時に、加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の温度が目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）に近づくように、可変絞り機構（１６）の絞り開度を変化させるヒートポンプサイクルを特徴とする。
【００２６】
これによれば、請求項１に記載の発明と同様に、圧縮機（１４）を作動させた際に、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことを確実に回避できる。さらに、流入側温度（Ｔｗｉ）の上昇度合が、予め定めた基準流入側温度上昇度合（ΔＫＴｗｉ）以下となるまで、可変絞り制御手段（２１ｂ）が可変絞り機構（１６）の絞り開度を全開とした状態を維持するので、請求項２に記載の発明と同様に、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことを回避できる。
【００２７】
従って、ヒートポンプサイクルの起動時におけるサイクル構成機器の保護を図ることができる。なお、「流入側温度（Ｔｗｉ）の上昇度合」としては、流入側温度（Ｔｗｉ）の単位時間あたりの増加量を採用することができる。
【００２８】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のヒートポンプサイクルにおいて、可変絞り制御手段（２１ｂ）は、要求信号出力手段（３１）から作動要求信号が出力された後、予め定めた基準時間が経過した時に、加熱用熱交換器（１５）から流出する加熱対象流体の温度が目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）に近づくように、可変絞り機構（１６）の絞り開度を変化させることを特徴とする。
【００２９】
これによれば、要求信号出力手段（３１）から作動要求信号が出力されてから基準時間の経過後に、加熱対象流体の温度をユーザの所望の温度である目標加熱温度（Ｔｓｅｔ）に近づけることができる。
【００３０】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施形態のヒートポンプ式給湯機の全体構成図である。
【図２】一実施形態のヒートポンプ式給湯機の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は、一実施形態のヒートポンプサイクルの作動停止後、短時間で再起動させた際の吐出側冷媒温度Ｔｄ等の変化を示すタイムチャートであり、（ｂ）は、長時間経過後に再起動させた際の入水温度Ｔｗｉ等の変化を示すタイムチャートである。
【図４】（ａ）は、従来技術のヒートポンプサイクルの作動停止後、短時間で再起動させた際の吐出側冷媒温度Ｔｄ等の変化を示すタイムチャートであり、（ｂ）は、長時間経過後に再起動させた際の入水温度Ｔｗｉ等の変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態を説明する。本実施形態では、本発明のヒートポンプサイクル１３を、ヒートポンプ式給湯機１０に適用しており、図１は、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０の全体構成図である。
【００３３】
ヒートポンプ式給湯機１０は、貯湯タンク１１内の給湯水を循環させる水循環回路１２、および、加熱対象流体としての給湯水を加熱するためのヒートポンプサイクルであるヒートポンプサイクル１３を備えている。まず、水循環回路１２において、給湯水を貯留する貯湯タンク１１は、耐食性に優れた金属（例えば、ステンレス）で形成され、断熱構造を有し、高温の給湯水を長時間保温することができる温水タンクである。
【００３４】
貯湯タンク１１に貯留された給湯水は、貯湯タンク１１の上部に設けられた出湯口から出湯され、図示しない温調弁において水道からの冷水と混合されて温度調節された後、台所や風呂等に給湯される。また、貯湯タンク１１内の下部に設けられた給水口からは水道水が給水されるようになっている。
【００３５】
水循環回路１２には、給湯水を循環させる水圧送手段としての電動水ポンプ１２ａが配置されている。電動水ポンプ１２ａは、貯湯タンク側制御装置２０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。さらに、水循環回路１２の構成機器のうち、貯湯タンク１１、電動水ポンプ１２ａ等については、図１の細破線に示すように、１つの筐体内に収容されてタンクユニット２００として一体的に構成され、室外に配置されている。
【００３６】
そして、貯湯タンク側制御装置２０が電動水ポンプ１２ａを作動させると、給湯水は、貯湯タンク１１の下方側に設けられた給湯水出口１１ａ→電動水ポンプ１２ａ→後述する水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ→貯湯タンク１１の上方側の給湯水入口１１ｂの順に循環する。
【００３７】
ヒートポンプサイクル１３は、圧縮機１４、水−冷媒熱交換器１５、電気式膨張弁１６、蒸発器１７等を順次配管で接続した冷凍サイクルである。このヒートポンプサイクル１３では、冷媒として二酸化炭素を採用しており、圧縮機１４から吐出された高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。
【００３８】
さらに、冷媒には圧縮機１４を潤滑するためのオイルが混入されており、このオイルの一部は液相冷媒に溶け込んで、冷媒とともにサイクルを循環している。また、残余のオイルは、図示しない油分離器（オイルセパレータ）にて圧縮機１４吐出冷媒から分離され、圧縮機１４吸入口側へ供給される。
【００３９】
圧縮機１４は、ヒートポンプサイクル１３において冷媒を吸入し、臨界圧力以上となるまで圧縮して吐出するものである。より具体的には、本実施形態では、圧縮機１４として、１つのハウジング１４ｃ内に、固定容量型圧縮機構１４ａおよび電動モータ１４ｂを収容し、この固定容量型圧縮機構１４ａを電動モータ１４ｂで駆動する電動圧縮機を採用している。
【００４０】
この固定容量型圧縮機構１４ａとしては、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。また、電動モータ１４ｂは、ヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御信号によって回転数が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれを採用してもよい。そして、この回転数制御によって圧縮機１４の冷媒吐出能力が変更される。
【００４１】
従って、電動モータは圧縮機１４の吐出能力変更手段を構成している。また、本実施形態の圧縮機１４は、ハウジング１４ｃ内が高圧冷媒雰囲気となって、ハウジング１４ｃ内に収容された電動モータ１４ｂが高圧冷媒によって冷却される、いわゆる高圧ドーム型圧縮機として構成されている。
【００４２】
圧縮機１４の冷媒吐出口には、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器１５は、給湯水が通過する水通路１５ａと圧縮機１４から吐出された高温高圧冷媒が通過する冷媒通路１５ｂとを有して構成される熱交換器であって、圧縮機１４から吐出された高温高圧冷媒の有する熱量を給湯水に放熱させて、給湯水を加熱する加熱用熱交換器である。
【００４３】
なお、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、前述の如く、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂを通過する冷媒は、凝縮することなく超臨界状態のまま放熱する。
【００４４】
水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ出口側には、電気式膨張弁１６の入口側が接続されている。電気式膨張弁１６は水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂから流出した高圧冷媒を減圧膨張させる可変絞り機構である。さらに、この電気式膨張弁１６は、圧縮機１４吐出口側から電気式膨張弁１６入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈを制御する圧力制御手段としての機能も果たす。
【００４５】
より具体的には、この電気式膨張弁１６は、絞り開度を変更可能に構成された弁体１６ａと、この弁体１６ａの絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータ１６ｂとを有して構成される可変絞り機構である。さらに、電動アクチュエータ１６ｂは、ヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御信号によって、その作動が制御される。また、本実施形態の電気式膨張弁１６は、弁体の絞り開度を全開にすると冷媒減圧作用を殆ど発揮しない。
【００４６】
電気式膨張弁１６の出口側には、蒸発器１７が接続されている。蒸発器１７は、電気式膨張弁１６にて減圧された低圧冷媒と送風ファン１７ａにより送風された外気（室外空気）とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用の熱交換器である。送風ファン１７ａは、ヒートポンプ側制御装置２１から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。
【００４７】
なお、本実施形態では蒸発器１７として、周知のフィンアンドチューブ構造の熱交換器を採用している。また、蒸発器１７の出口側には、圧縮機１４の冷媒吸入口が接続されている。さらに、上述のヒートポンプサイクル１３の各構成機器１４〜１７等は、図１の一点鎖線に示すように、１つの筐体内に収容されてヒートポンプユニット３００として一体的に構成され、タンクユニット２００と隣接するように室外に配置されている。
【００４８】
次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
【００４９】
貯湯タンク側制御装置２０の出力側には、上述の電動水ポンプ１２ａ等が接続され、ヒートポンプ側制御装置２１の出力側には、圧縮機１４の電動モータ１４ｂ、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂ、送風ファン１７ａ等が接続されている。さらに、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、それぞれ接続された機器の作動を制御する。
【００５０】
なお、ヒートポンプ側制御装置２１は、圧縮機１４の電動モータ１４ｂ、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂ等を制御する制御手段が一体に構成され、これらのアクチュエータの作動を制御するものであるが、本実施形態では、ヒートポンプ側制御装置２１のうち、電動モータ１４ｂの作動（冷媒吐出能力）を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を吐出能力制御手段２１ａとし、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂの作動（絞り開度）を制御する構成を可変絞り制御手段２１ｂとする。
【００５１】
もちろん、吐出能力制御手段２１ａおよび可変絞り制御手段２１ｂをヒートポンプ側制御装置２１に対して別体の制御装置として構成してもよい。
【００５２】
一方、貯湯タンク側制御装置２０の入力側には、貯湯タンク１１内に上下方向に並んで配置された複数個のタンク内水温センサ（図示せず）等が接続され、これらのセンサの検出信号が貯湯タンク側制御装置２０へ入力される。従って、貯湯タンク側制御装置２０では、タンク内水温センサの出力信号によって、貯湯タンク１１内の水位レベルに応じた給湯水の温度および温度分布を検出できるようになっている。
【００５３】
また、ヒートポンプ側制御装置２１の入力側には、圧縮機１４吐出側の吐出側冷媒温度Ｔｄを検出する吐出側温度検出手段としての吐出側温度センサ２２、蒸発器１７における低圧側冷媒温度（冷媒蒸発温度）Ｔｅを検出する蒸発器温度検出手段としての蒸発器温度センサ２３、蒸発器１７にて低圧冷媒と熱交換する外気の外気温Ｔａｍを検出する外気温検出手段としての外気温センサ２４等が接続されている。
【００５４】
なお、本実施形態の蒸発器温度センサ２３は、具体的に蒸発器１７の熱交換フィン温度を検出している。もちろん、蒸発器温度センサ２３として、蒸発器１７のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、蒸発器１７から吹き出される外気の温度を検出する温度検出手段を採用してもよい。
【００５５】
さらに、ヒートポンプ側制御装置２１の入力側には、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ入口側の給湯水温度である入水温度Ｔｗｉを検出する流入側温度検出手段としての入水温度センサ２５、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ出口側の給湯水温度である沸上温度Ｔｗｏを検出する沸上温度検出手段としての沸上温度センサ２６等が接続され、これらのセンサ群の検出信号がヒートポンプ側制御装置２１へ入力される。
【００５６】
さらに、ヒートポンプ側制御装置２１の入力側には、操作パネル３０が接続されている。この操作パネル３０には、ヒートポンプ式給湯機１０（具体的には、ヒートポンプサイクル１３の圧縮機１４）の作動要求信号あるいは停止要求信号を出力する要求信号出力手段としての作動・停止スイッチ３１、給湯水の給湯温度（目標加熱温度）Ｔｓｅｔを設定する目標温度設定手段としての給湯温度スイッチ３２等が設けられている。
【００５７】
また、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１は、互いに電気的に接続されており、互いに通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号および操作信号に基づいて、他方の制御装置が上述の各種アクチュエータ１２ａ、１４ｂ、１６ｂ、１７ａ等の作動を制御することもできる。従って、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１を１つの制御装置として一体的に構成してもよい。
【００５８】
次に、上記の構成における本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０の作動を図２、３を用いて説明する。まず、図２は、ヒートポンプ側制御装置２１が実行する制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、ヒートポンプ式給湯機１０に外部から電源が供給された状態で、作動・停止スイッチ３１が投入（ＯＮ）されて作動要求信号が出力されるとスタートする。
【００５９】
まず、ステップＳ１では、フラグ、タイマ等の初期化処理がなされる。この初期化処理では、ヒートポンプ式給湯機１０が起動直後であるか否かを示す起動フラグＳＳｆｇが１に設定される。次のステップＳ２では、センサ群２２〜２６等により検出された検出信号および操作パネル３０から出力された操作信号を読み込んでステップＳ３へ進む。
【００６０】
ステップＳ３では、ヒートポンプ式給湯機１０が起動直後であるか否かを判定する。具体的には、起動フラグＳＳｆｇ＝１になっている場合は、起動直後であると判定してステップＳ５へ進む。一方、起動フラグＳＳｆｇ＝１になっていない場合は、起動直後ではなく給湯水をユーザの所望の温度に加熱する通常運転時であると判定してステップＳ４へ進む。
【００６１】
ステップＳ４では、通常運転時における各種アクチュエータの制御状態が、ステップＳ２にて読み込んだ検出信号および操作信号に基づいて決定される。例えば、電動水ポンプ１２ａに出力される制御信号については、沸上温度Ｔｗｏが、操作パネル３０により設定された設定給湯温度に近づくように決定される。
【００６２】
また、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂに出力される制御信号については、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが通常運転時の目標高圧圧力となるように決定される。この通常運転時の目標高圧圧力は、水−冷媒熱交換器１５から流出した高圧冷媒の温度に基づいて、予めヒートポンプ側制御装置２１に記憶された制御マップを参照して、ヒートポンプサイクル１３の成績係数（ＣＯＰ）が略最大となるように決定される。なお、水−冷媒熱交換器１５から流出した高圧冷媒の温度は、沸上温度Ｔｗｏから推定することができる。
【００６３】
さらに、圧縮機１４の電動モータ１４ｂに出力される制御信号については、低圧側冷媒温度Ｔｅが目標低圧温度に近づくように決定される。この目標低圧温度は、入水温度センサ２５によって検出された入水温度Ｔｗｉ、沸上温度センサ２６によって検出された沸上温度Ｔｗｏ、外気温Ｔａｍ、操作パネル３０により設定された目標加熱温度Ｔｓｅｔ等に基づいて決定される。
【００６４】
一方、ステップＳ３にて、起動フラグＳＳｆｇ＝１になっており、起動直後であると判定された場合は、ステップＳ５へ進み、起動直後の各種アクチュエータの制御状態が決定される。
【００６５】
具体的には、電動水ポンプ１２ａに出力される制御信号については、電動水ポンプ１２ａの冷却水圧送能力が予め定めた起動直後の所定冷却水圧送能力となるように決定される。また、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂへ出力される制御信号については、電気式膨張弁１６の絞り開度が略全開となるように決定される。
【００６６】
さらに、圧縮機１４の電動モータ１４ｂに出力される制御信号については、実際の電気式膨張弁１６の絞り開度が全開となるまで、圧縮機１４を停止させるように、すなわち電動モータ１４ｂの回転数が０となるように決定される。さらに、実際の電気式膨張弁１６の絞り開度が全開となった後は、圧縮機１４の冷媒吐出能力が予め定めた起動直後の所定冷媒吐出能力となるように決定される。
【００６７】
なお、前述の如く、本実施形態の電気式膨張弁１６では、ステッピングモータからなる電動アクチュエータ１６ｂを有して構成されているので、制御周期毎に出力されるステップ数によって、電気式膨張弁１６の絞り開度が全開となっていることを容易に把握できる。
【００６８】
続く、ステップＳ６では、圧縮機１４の作動を開始させた後であって、かつ、圧縮機１４吐出側の吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇度合ΔＴｄが、予め定めた基準吐出側温度上昇度合ΔＫＴｄ以下となっているか否かが判定される。
【００６９】
この吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇度合ΔＴｄとしては、今回、制御ステップＳ２で読み込んだ吐出側冷媒温度Ｔｄ（ｎ）から、前回、制御ステップＳ２で読み込んだ吐出側冷媒温度Ｔｄ（ｎ−１）を減算した偏差（Ｔｄ（ｎ）−Ｔｄ（ｎ−１））、あるいは、この偏差（Ｔｄ（ｎ）−Ｔｄ（ｎ−１））を制御ルーチンの制御周期τ（例えば、１０秒）で除算した値等を採用することができる。
【００７０】
そして、ステップＳ６にて、ΔＴｄ≦ΔＫＴｄとなっている場合は、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、入水温度Ｔｗｉ、沸上温度Ｔｗｏ、外気温Ｔａｍ、目標加熱温度Ｔｓｅｔ等を用いて、フィードフォワード制御によって、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂへ出力される制御信号を決定するとともに、起動フラグＳＳｆｇ＝０として、ステップＳ１０へ進む。
【００７１】
一方、ステップＳ６にて、ΔＴｄ≦ΔＫＴｄとなっていない場合は、ステップＳ７へ進み、圧縮機１４の作動を開始させた後であって、かつ、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ流入側の給湯水温度である入水温度Ｔｗｉの上昇度合ΔＴｗｉが予め定めた基準流入側温度上昇度合ΔＫＴｗｉ以下となっているか否かが判定される。
【００７２】
この入水温度Ｔｗｉの上昇度合ΔＴｗｉについても、吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇度合ΔＴｄと同様に、今回、制御ステップＳ２で読み込んだ吐入水温度Ｔｗｉ（ｎ）から、前回、制御ステップＳ２で読み込んだ入水温度Ｔｗｉ（ｎ−１）を減算した偏差（Ｔｗｉ（ｎ）−Ｔｗｉ（ｎ−１））、あるいは、この偏差（Ｔｗｉ（ｎ）−Ｔｗｉ（ｎ−１））を制御周期τで除算した値等を採用することができる。
【００７３】
そして、ステップＳ７にて、ΔＴｗｉ≦ΔＫＴｗｉとなっている場合は、上述のステップＳ９へ進み、一方、ステップＳ７にて、ΔＴｗｉ≦ΔＫＴｗｉとなっていない場合は、ステップＳ８へ進む。
【００７４】
ステップＳ８では、作動・停止スイッチ３１が投入された後、予め定めた基準時間（本実施形態では、１８０秒）が経過したか否かが判定される。ステップＳ８にて、基準時間が経過したと判定された場合は、上述したステップＳ９へ進み、一方、ステップＳ８にて、基準時間が経過していないと判定された場合は、ステップＳ１０へ進む。
【００７５】
次に、ステップＳ１０では、制御ステップＳ４、Ｓ５で決定された各種アクチュエータの制御状態が得られるように、貯湯タンク側制御装置２０およびヒートポンプ側制御装置２１より各種アクチュエータに対して制御信号が出力されて、ステップＳ１１へ進む。
【００７６】
ステップＳ１１では、操作パネル３０の作動・停止スイッチ３１が停止（ＯＦＦ）に切り替えられて停止要求信号が出力されている場合は、各種アクチュエータの作動を停止させて、ヒートポンプ式給湯機１０のシステム全体を停止させる。一方、停止要求信号が出力されていない場合は、予め定めた制御周期τが経過するまで待機した後、ステップＳ２に戻るようになっている。
【００７７】
上記の如く、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０では、操作パネル３０の作動・停止スイッチ３１が投入されて作動要求信号が出力されると、ステップＳ１にて起動フラグＳＳｆｇが１に設定される。従って、作動要求信号が出力された直後の制御ステップＳ３では、ヒートポンプ式給湯機１０が起動直後であると判定される。
【００７８】
そして、ステップＳ３で、ヒートポンプ式給湯機１０の起動直後であると判定されると、圧縮機１４が作動して冷媒吐出能力を発揮する前に、電気式膨張弁１６の絞り開度が全開となる。さらに、電気式膨張弁１６の絞り開度が全開となった後に、圧縮機１４が作動を開始する。
【００７９】
さらに、圧縮機１４が作動を開始した後、圧縮機１４吐出側の吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇度合ΔＴｄが基準吐出側温度上昇度合ΔＫＴｄ以下となるまで、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ流入側の給湯水温度である入水温度Ｔｗｉの上昇度合ΔＴｗｉが基準流入側温度上昇度合ΔＫＴｗｉ以下となるまで、あるいは、作動要求信号が出力された後、基準時間が経過するまで、起動フラグＳＳｆｇ＝１が維持される。
【００８０】
換言すると、吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇度合ΔＴｄが基準吐出側温度上昇度合ΔＫＴｄ以下となるまで、入水温度Ｔｗｉの上昇度合ΔＴｗｉが基準流入側温度上昇度合ΔＫＴｗｉ以下となるまで、あるいは、作動要求信号が出力された後に基準時間が経過するまで、電気式膨張弁１６の絞り開度は全開に維持され、圧縮機１４の冷媒吐出能力が起動直後の所定冷媒吐出能力に維持される。
【００８１】
そして、吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇度合ΔＴｄが基準吐出側温度上昇度合ΔＫＴｄ以下となったこと、入水温度Ｔｗｉの上昇度合ΔＴｗｉが基準流入側温度上昇度合ΔＫＴｗｉ以下となったこと、あるいは、作動要求信号が出力された後に基準時間が経過したこと、のうち少なくとも１つの条件を満たすと、ＳＳｆｇ＝０となり、起動直後ではなくなったものとして通常運転時の制御が実行される。
【００８２】
また、通常運転時には、圧縮機１４から吐出された高温高圧冷媒が、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂに流入して、電動水ポンプ１２ａによって貯湯タンク１１の下方側から水通路１５ａに流入した給湯水と熱交換する。これにより、給湯水が加熱され、加熱された給湯水は、貯湯タンク１１の上方側に貯留される。
【００８３】
一方、水−冷媒熱交換器１５から流出した高圧冷媒は、電気式膨張弁１６にて減圧されて、蒸発器１７へ流入する。蒸発器１７へ流入した冷媒は、送風ファン１７ａから送風された外気から吸熱して蒸発する。
【００８４】
この際、電気式膨張弁１６では、ヒートポンプサイクル１３のＣＯＰが略最大となるように絞り開度が調整されるので、高いＣＯＰを発揮させながら、ヒートポンプサイクル１３を運転することができる。そして、蒸発器１７から流出した冷媒は、圧縮機１４へ吸入されて再び圧縮される。以上の如く、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０は、通常運転時にユーザの所望の温度に給湯水を加熱することができる。
【００８５】
ここで、ヒートポンプサイクル１３（具体的には、圧縮機１４）の作動停止後、短時間でヒートポンプサイクル１３を再起動させると、圧縮機１４の冷媒吐出口から電気式膨張弁１６の冷媒入口へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことがある。
【００８６】
その理由は、ヒートポンプサイクル１３の作動停止直後は、熱容量の大きい圧縮機１４の温度が充分に冷えていないため、圧縮機１４の作動直後に、圧縮機１４自体が有する熱量によって加熱された高温の冷媒が吐出されて、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈを上昇させてしまうからである。
【００８７】
これに対して、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、ヒートポンプサイクル１３を起動させた際、圧縮機１４の作動を開始する前に、電気式膨張弁１６の絞り開度を全開とするので、圧縮機１４の作動時に、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことを確実に回避できる。
【００８８】
さらに、吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇度合ΔＴｄが基準吐出側温度上昇度合ΔＫＴｄ以下となるまで（ΔＴｄ≦ΔＫＴｄとなるまで）、電気式膨張弁１６の絞り開度が全開に維持されるので、図３（ａ）のタイムチャートに示すように、吐出側冷媒温度Ｔｄの急上昇によって、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことを抑制できる。
【００８９】
従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１３によれば、ヒートポンプサイクル１３の作動停止後、短時間でヒートポンプサイクルを再起動させたとしても、ヒートポンプサイクル１３のサイクル構成機器の保護を図ることができる。なお、図３（ａ）は、本実施形態のヒートポンプサイクル１３の作動停止後、短時間で再起動させた際の吐出側冷媒温度Ｔｄ等の変化を示す模式的なタイムチャートである。
【００９０】
さらに、このようにサイクル構成機器の保護を図ることができることは、本実施形態のように、高圧ドーム型圧縮機を採用するヒートポンプサイクル１３においては、極めて有効である。
【００９１】
なぜならば、高圧ドーム型圧縮機のように、ハウジング１４ｃの内部が高圧冷媒雰囲気となる圧縮機では、圧縮機１４の耐圧を確保するために、ハウジング１４ｃの肉厚を厚くする等の手段を採用しなければならない。そのため、ハウジング１４ｃ内が低圧冷媒雰囲気となる、いわゆる低圧ドーム型圧縮機に対して熱容量が大きくなり、上述した圧縮機１４の作動直後の吐出側冷媒温度Ｔｄの急上昇が生じやすくなるからである。
【００９２】
一方、ヒートポンプサイクル１３の作動停止後、長時間経過後にヒートポンプサイクルを再起動させた場合も、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことがある。その理由は、ヒートポンプサイクル１３を再起動させた際に検出される入水温度Ｔｗｉは、貯湯タンク１１内の給湯水温度ではなく、貯湯タンク１１から水−冷媒熱交換器１５へ至る給湯水配管内に滞留していた給湯水の温度だからである。
【００９３】
つまり、貯湯タンク１１から水−冷媒熱交換器１５へ至る給湯水配管は、貯湯タンク１１に対して断熱性能が低くなりやすいため、この給湯水配管内に滞留していた給湯水の温度は外気温程度にまで低下している。そのため、ヒートポンプサイクル１３の再起動後、断熱性能の高い貯湯タンク１１内で保温されていた給湯水が水−冷媒熱交換器１５へ到達すると、入水温度Ｔｗｉの急激な上昇が生じる。
【００９４】
そして、このような入水温度Ｔｗｉの急激な上昇が生じると、水−冷媒熱交換器１５にて圧縮機１４吐出冷媒が給湯水に放熱できる熱量が低下してしまうため、吐出側冷媒温度Ｔｄおよびサイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが上昇してしまう。
【００９５】
これに対して、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、入水温度Ｔｗｉが基準流入側温度上昇度合ΔＫＴｗｉ以下となるまで（ΔＴｗｉ≦ΔＫＴｗｉとなるまで）、電気式膨張弁１６の絞り開度が全開に維持されるので、図３（ｂ）のタイムチャートに示すように、入水温度Ｔｗの急上昇によって、吐出側冷媒温度Ｔｄおよびサイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことを抑制できる。
【００９６】
従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１３によれば、ヒートポンプサイクル１３の作動停止後、長時間経過後にヒートポンプサイクルを再起動させたとしても、ヒートポンプサイクル１３のサイクル構成機器の保護を図ることができる。なお、図３（ｂ）は、本実施形態のヒートポンプサイクル１３の作動停止後、長時間経過後に再起動させた際の吐出側冷媒温度Ｔｄ等の変化を示す模式的なタイムチャートである。
【００９７】
さらに、このようにサイクル構成機器の保護を図ることができることは、本実施形態のように、貯湯タンク１１が収容されるタンクユニット２００と水−冷媒熱交換器１５が収容されるヒートポンプユニット３００が別々の筐体として構成されるヒートポンプ式給湯機１０においては、極めて有効である。
【００９８】
なぜならば、タンクユニット２００とヒートポンプユニット３００が別々の筐体として構成されていると、貯湯タンク１１と水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａとを結ぶ給湯水配管が長くなりやすい。そのため、貯湯タンク１１と水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａとを結ぶ給湯水配管において給湯水が外気に放熱しやすくなり、上述した作動直後の入水温度Ｔｗｉの急上昇が生じやすくなるからである。
【００９９】
さらに、本実施形態のヒートポンプサイクル１３によれば、作動要求信号が出力された後に基準時間が経過すると、起動直後ではなくなったものとして通常運転へ移行させることができる。従って、作動要求信号が出力された後に基準時間の経過後に確実に給湯水の加熱をして、ユーザの所望の温度へ近づけることができる。
【０１００】
さらに、本実施形態のヒートポンプサイクル１３によれば、ヒートポンプサイクル１３の作動要求信号が出力された後に、吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇度合ΔＴｄが基準吐出側温度上昇度合ΔＫＴｄ以下となったこと、入水温度Ｔｗｉの上昇度合ΔＴｗｉが基準流入側温度上昇度合ΔＫＴｗｉ以下となったこと、あるいは、作動要求信号が出力された後に基準時間が経過したことの３つの条件のうち少なくとも１つの条件を満たすと、制御ステップＳ９にて説明したように、フィードフォワード制御によって電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂへ出力される制御信号が決定される。
【０１０１】
従って、通常運転時に移行した際に、フィードバック制御によって電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂへ出力される制御信号を決定するよりも、速やかに電気式膨張弁１６の絞り開度を適切な値に近づけることができる。
【０１０２】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【０１０３】
（１）上述の実施形態では、ヒートポンプサイクル１３の作動要求信号が出力された後に、吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇度合ΔＴｄが基準吐出側温度上昇度合ΔＫＴｄ以下となったこと、入水温度Ｔｗｉの上昇度合ΔＴｗｉが基準流入側温度上昇度合ΔＫＴｗｉ以下となったこと、あるいは、作動要求信号が出力された後に基準時間が経過したことの３つの条件のうち少なくとも１つの条件を満たすと、通常運転へ移行する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１０４】
例えば、上記の３つの条件のうち、複数の条件を満たした時に、通常運転へ移行するようにしてもよいし、いずれか１つの条件のみを判断するようにしてもよい。
【０１０５】
ところで、上述の説明から明らかなように、ヒートポンプサイクル１３の作動停止後、短時間でヒートポンプサイクル１３を再起動させた際は、入水温度Ｔｗｉの急上昇は生じにくく、長時間経過後に短時間でヒートポンプサイクル１３を再起動させた際は、吐出側冷媒温度Ｔｄの急上昇は生じにくい。
【０１０６】
従って、吐出側冷媒温度Ｔｄの上昇度合ΔＴｄが基準吐出側温度上昇度合ΔＫＴｄ以下となったこと、入水温度Ｔｗｉの上昇度合ΔＴｗｉが基準流入側温度上昇度合ΔＫＴｗｉ以下となったことのいずれか一方の条件を満たせば、双方の条件を満たしたものとして通常運転へ移行させることができる。
【０１０７】
（２）上述の実施形態では、制御ステップＳ３にて、起動直後であると判定された際に、電気式膨張弁１６の絞り開度を全開とした例を説明したが、もちろん、電気式膨張弁１６の絞り開度は全開に限定されることなく、吐出側冷媒温度Ｔｄあるいは入水温度Ｔｗｉが急上昇しても、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈが急上昇してしまうことを回避できる程度に、充分に大きな絞り開度になっていればよい。
【０１０８】
本発明者の検討によれば、一般的なヒートポンプサイクルに適用される温度式膨張弁においては、起動直後に電気式膨張弁の絞り開度を全開時の８０％以上の開度とすればよいことが判っている。
【０１０９】
（３）上述の各実施形態では、冷媒として二酸化炭素を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。通常のフロン系冷媒、炭化水素系冷媒等を採用してもよい。さらに、ヒートポンプサイクル１３が、高圧側冷媒圧力Ｐｈが冷媒の臨界圧力以上とならない亜臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
【０１１０】
（４）上述の各実施形態では、圧縮機１４として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１４の形式はこれに限定されない。例えば、エンジン等を駆動源とするエンジン駆動式圧縮機を採用してもよい。また、圧縮機構として、固定容量型圧縮機構のみならず、可変容量型圧縮機構を採用してもよい。
【０１１１】
（５）上述の各実施形態では、可変絞り機構として電気式膨張弁１６を採用した例を説明したが、可変絞り機構はこれに限定されない。例えば、可変絞り機構として、冷媒を減圧膨張させるノズル部から噴射する高速度の冷媒流により冷媒を内部に吸引して、吸引された冷媒と高速度の冷媒流を混合して昇圧させるエジェクタを採用してもよい。
【０１１２】
（６）上述の各実施形態では、本発明のヒートポンプサイクルをヒートポンプ式給湯機１０に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されず、低圧冷媒が吸熱した熱量を高圧冷媒に放熱させるヒートポンプサイクルに広く適用可能である。例えば、室内空気を加熱する室内暖房装置、ヒートポンプ式床暖房装置等にも適用できる。
【符号の説明】
【０１１３】
１３      ヒートポンプサイクル
１４      圧縮機
１５      水−冷媒熱交換器
１６      電気式膨張弁
１７      蒸発器
２１ａ    吐出能力制御手段
２１ｂ    可変絞り制御手段
２２      吐出側温度センサ
２３      蒸発器温度センサ
２４      外気温センサ
３１      作動・停止スイッチ
３２      給湯温度スイッチ
【図１】
2012002426.tif 000003
【図２】
2012002426.tif 000004
【図３】
2012002426.tif 000005
【図４】
2012002426.tif 000006