(57)【要約】【課題】円滑なヒートポンプユニットの起動を可能とし、複数台ヒートポンプユニットによる大能力化の実現及び熱量不足を回避する。【解決手段】本発明は、貯湯タンク２とヒートポンプユニット３Ａ間で貯湯タンク２内の温水を循環させるヒートポンプ加熱用循環回路４を備え、制御装置Ｃは、貯湯タンク２の温度（ＴＳ１）及びヒートポンプユニット３Ａに流入する温水の温度（ＨＰＩ）が起動用下限温度以下となった場合ヒートポンプユニット３Ａを起動し、ＴＳ１が停止用上限温度に到達した場合ヒートポンプユニット３Ａを停止すると共に、ＴＳ１が起動用下限温度以下となった時点でＨＰＩに拘わらず、循環用ポンプ８Ａを所定期間強制運転する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を貯留する貯湯タンク内の温水を加熱するためのヒートポンプユニットと、前記貯湯タンクとヒートポンプユニット間で前記貯湯タンク内の温水又は当該温水を加熱するための媒体を循環させる循環回路及び循環用ポンプと、前記貯湯タンクの温度を検出するためのタンク温度検出手段と、前記ヒートポンプユニットに流入する前記温水又は媒体の温度を検出するための流入温度検出手段と、これら温度検出手段の出力に基づき、前記ヒートポンプユニット及び循環用ポンプの運転を制御する制御手段とを備え、該制御手段が、前記貯湯タンクの温度が所定の起動用下限温度以下となり、且つ、前記ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が前記起動用下限温度以下となった場合に、前記ヒートポンプユニット及び循環用ポンプを起動し、前記貯湯タンクの温度が所定の停止用上限温度に到達した場合に前記ヒートポンプユニット及び循環用ポンプを停止する制御を実行することで、暖房及び／又は給湯を実現するヒートポンプ装置において、
前記制御手段は、前記貯湯タンクの温度が前記起動用下限温度以下となった時点で、前記ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度に拘わらず、前記循環用ポンプを所定期間強制運転することを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記循環用ポンプの強制運転を繰り返す間隔をカウントするためのリトライ用タイマを有し、該間隔は前記所定期間よりも長いことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記循環用ポンプの強制運転を開始した時点で前記リトライ用タイマのカウントを開始し、前記循環用ポンプの強制運転を終了した後、前記リトライ用タイマのカウント中に前記ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が前記起動用下限温度以下となった場合は、前記ヒートポンプユニット及び循環用ポンプを起動することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記循環用ポンプの強制運転を開始した時点で前記リトライ用タイマのカウントを開始し、前記ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が前記起動用下限温度以下となる以前に前記リトライ用タイマのカウントが終了した場合は、再度前記循環用ポンプの強制運転を開始することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記制御手段は、再度前記循環用ポンプの強制運転を開始した後、前記ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が前記起動用下限温度以下となっていない場合、当該リトライ用タイマのカウントが終了した時点で、再度前記循環用ポンプの強制運転を開始することを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記循環用ポンプの強制運転を開始した時点で前記リトライ用タイマのカウントを開始し、当該リトライ用タイマのカウントが終了する以前であって、前記ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が前記起動用下限温度以下となる以前に前記貯湯タンクの温度が前記起動用下限温度を上回った場合、前記リトライ用タイマを解除すると共に、
当該解除後、前記貯湯タンクの温度が再度前記起動用下限温度以下となったときには、前記循環用ポンプの強制運転は行わず、前記リトライ用タイマのカウントのみを開始することを特徴とする請求項２乃至請求項５のうちの何れかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記循環用ポンプの強制運転中に前記貯湯タンクの温度と前記ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度との間に所定値以上の開きがある場合、異常発生と判断することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載のヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は貯湯タンク内の温水を加熱するためのヒートポンプユニットと、貯湯タンクとヒートポンプユニット間で貯湯タンク内の温水若しくは、当該温水を加熱するための媒体を循環させる循環回路及び循環ポンプを備えたヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のヒートポンプ装置は、貯湯タンクと、貯湯タンク内の温水を加熱するヒートポンプユニットと、貯湯タンクとヒートポンプユニット間で温水若しくは当該温水を加熱するための媒体を循環させるヒートポンプ加熱用循環回路と、暖房器と、貯湯タンク内の温水を暖房器に循環させる暖房用循環回路等とを備えている。このヒートポンプユニットは、圧縮機、冷媒対水（若しくは加熱用媒体）熱交換器、減圧手段としての膨張弁及び蒸発器を有し、これらを順次配管接続することにより冷媒回路が構成されている。冷媒対水熱交換器は、冷媒回路を流れる高温高圧の冷媒と、貯湯タンクからの温水又は加熱用媒体とを熱交換させるための熱交換器である。
【０００３】
そして、ヒートポンプユニットの圧縮機が起動されると、圧縮機に冷媒が吸い込まれて圧縮され、冷媒が高温高圧の冷媒ガスとなって圧縮機から吐出され、冷媒対水熱交換器に流入する。冷媒対水熱交換器に流入した冷媒は、貯湯タンクからの温水（加熱用媒体）と熱交換して放熱した後、膨張弁にて減圧され、蒸発器に流入する。冷媒はこの蒸発器において周囲の空気から熱を汲み上げて、即ち、周囲の空気から熱を奪って蒸発する。その後、冷媒は蒸発器から圧縮機に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【０００４】
一方、冷媒対水熱交換器にてヒートポンプ加熱用循環回路を流れる貯湯タンクからの温水又は加熱用媒体は、冷媒と熱交換することで加熱されて高温となり、その後、貯湯タンクに戻るサイクルを繰り返すものであった。また、ヒートポンプユニットにより加熱された貯湯タンク内の高温水は暖房用循環回路を介して暖房器に循環されて、暖房器の暖房に使用されていた（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８４９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した如きヒートポンプ装置を用いた給湯器は、ガス給湯器や石油給湯器などと比較して効率の高い運転が可能となるが、瞬時能力が劣るため、大能力化が課題とされている。そこで、給湯タンクに複数台のヒートポンプユニットを接続し、同時に運転することで大能力化を実現するものが開発されている。
【０００７】
ここで、制御装置は、給湯タンク内の湯水の温度（タンク温度検出センサの検出温度ＴＳ１）が所定の起動用下限温度以下となると各ヒートポンプユニットに対し起動信号を発する。これに対し、各ヒートポンプユニットに流入する湯水の温度が所定の起動用下限温度より高い場合には、それぞれのヒートポンプユニットにおける運転効率が低下する状況が継続してしまうため、制御装置は、ヒートポンプユニットに流入する湯水の温度（流入温度検出センサの検出温度ＨＰＩ）が所定の起動用下限温度以下となったか否かを判断し、流入する湯水の温度が起動用下限温度以下である場合のみ、当該ヒートポンプユニットを起動する。
【０００８】
このとき、各ヒートポンプユニットの設置場所の制約によって、設置条件によっては、直射日光が当たることで当該ヒートポンプユニットへの流入温度が高くなってしまう場合がある。この場合、流入する湯水温度が高いと判断されたヒートポンプユニットは、起動を行うことができないため、ヒートポンプが正常に動作できない状態に陥ったり、自然放熱を待ち、例えば３０分程度の待機時間を経た後、起動を可能としていた。
【０００９】
そのため、当該起動が行えなかったヒートポンプユニットと、これ以外のヒートポンプユニットとの間で稼働時間に偏りが生じ、特定のヒートポンプユニットのみに加わる負荷が増大する問題があった。また、複数台接続されているにもかかわらず、同時に起動することができないことから瞬時能力を担保することができず、大きな負荷に対応することができないこととなる。この間に給湯器や暖房器の負荷が継続した場合、熱量不足に陥る危険性があった。
【００１０】
本発明は、従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、ヒートポンプユニットの設置条件にかかわらず、円滑なヒートポンプユニットの起動を可能とし、複数台ヒートポンプユニットによる大能力化の実現及び熱量不足を回避することを可能とするヒートポンプ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、温水を貯留する貯湯タンク内の温水を加熱するためのヒートポンプユニットと、貯湯タンクとヒートポンプユニット間で貯湯タンク内の温水又は当該温水を加熱するための媒体を循環させる循環回路及び循環用ポンプと、貯湯タンクの温度を検出するためのタンク温度検出手段と、ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度を検出するための流入温度検出手段と、これら温度検出手段の出力に基づき、ヒートポンプユニット及び循環用ポンプの運転を制御する制御手段とを備え、制御手段が、貯湯タンクの温度が所定の起動用下限温度以下となり、且つ、ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が起動用下限温度以下となった場合に、ヒートポンプユニット及び循環用ポンプを起動し、貯湯タンクの温度が所定の停止用上限温度に到達した場合にヒートポンプユニット及び循環用ポンプを停止する制御を実行することで、暖房及び／又は給湯を実現するヒートポンプ装置において、制御手段は、貯湯タンクの温度が起動用下限温度以下となった時点で、ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度に拘わらず、循環用ポンプを所定期間強制運転することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、上記発明において、制御手段は、循環用ポンプの強制運転を繰り返す間隔をカウントするためのリトライ用タイマを有し、該間隔は前記所定期間よりも長いことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、上記発明において、制御手段は、循環用ポンプの強制運転を開始した時点でリトライ用タイマのカウントを開始し、循環用ポンプの強制運転を終了した後、リトライ用タイマのカウント中にヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が起動用下限温度以下となった場合は、ヒートポンプユニット及び循環用ポンプを起動することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、上記請求項２又は請求項３の発明において、制御手段は、循環用ポンプの強制運転を開始した時点でリトライ用タイマのカウントを開始し、ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が起動用下限温度以下となる以前にリトライ用タイマのカウントが終了した場合は、再度循環用ポンプの強制運転を開始することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、上記発明において、制御手段は、再度循環用ポンプの強制運転を開始した後、ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が起動用下限温度以下となっていない場合、当該リトライ用タイマのカウントが終了した時点で、再度循環用ポンプの強制運転を開始することを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、上記請求項２乃至請求項５の発明において、制御手段は、循環用ポンプの強制運転を開始した時点でリトライ用タイマのカウントを開始し、当該リトライ用タイマのカウントが終了する以前であって、ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が起動用下限温度以下となる以前に貯湯タンクの温度が起動用下限温度を上回った場合、リトライ用タイマを解除すると共に、当該解除後、貯湯タンクの温度が再度起動用下限温度以下となったときには、循環用ポンプの強制運転は行わず、リトライ用タイマのカウントのみを開始することを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、上記各発明において、制御手段は、循環用ポンプの強制運転中に貯湯タンクの温度とヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度との間に所定値以上の開きがある場合、異常発生と判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、制御手段は、貯湯タンクの温度が起動用下限温度以下となった時点で、ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度に拘わらず、循環用ポンプを所定期間強制運転することにより、ヒートポンプユニットの設置場所の制約によって、設置条件によっては、直射日光等が当たることで当該ヒートポンプユニットへの流入温度が高くなってしまう場合であっても、ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度に拘わらず、循環用ポンプが強制的に運転されることで、当該流入する温水の温度ＨＰＩを下げることが可能となる。
【００１９】
そのため、早期にヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度を起動用下限温度以下とすることができ、ヒートポンプユニットを円滑に起動し、効率的な運転を実現することができる。
【００２０】
これにより、単一の貯湯タンクに複数台のヒートポンプユニットが接続されている場合であっても、設置場所等の制約によって特定のヒートポンプユニットのみが起動される等によるユニット間における稼働時間の偏りを抑制することができ、また、同時期の起動を可能とするため瞬時能力を担保することができる。従って、複数台ヒートポンプユニットによる大能力化の実現及び熱量不足を回避することが可能となる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、上記発明に加えて、制御手段は、循環用ポンプの強制運転を繰り返す間隔をカウントするためのリトライ用タイマを有し、該間隔は前記所定期間よりも長いこととしているため、請求項３乃至請求項６の発明における制御を支障なく実行することができる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、制御手段は、循環用ポンプの強制運転を開始した時点でリトライ用タイマのカウントを開始し、循環用ポンプの強制運転を終了した後、リトライ用タイマのカウント中にヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が起動用下限温度以下となった場合は、ヒートポンプユニット及び循環用ポンプを起動することにより、循環用ポンプの強制運転中にヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が起動用の下限温度以下とならなかった場合であっても、リトライ用タイマのカウント中に自然放熱によって当該温度が起動用の下限温度以下となった場合には、ヒートポンプユニット及び循環用ポンプを起動することで、円滑、且つ、効率的なヒートポンプユニットの起動を実現することが可能となる。
【００２３】
請求項４の発明によれば、上記請求項２又は請求項３の発明において、制御手段は、循環用ポンプの強制運転を開始した時点でリトライ用タイマのカウントを開始し、ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が起動用下限温度以下となる以前にリトライ用タイマのカウントが終了した場合は、再度循環用ポンプの強制運転を開始することにより、初回の循環用ポンプの強制運転では起動用下限温度以下にまで低下させることができなかったヒートポンプユニットへ流入する温水又は媒体の温度を、再度の貯湯タンク内の温水又は媒体のヒートポンプ加熱用循環回路への送水によって更に低下させることが可能となる。
【００２４】
これにより、一度の循環用ポンプの強制運転では起動用下限温度以下にまで下げることができなかったヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度をより積極的に低下させて、より早期に且つ安全にヒートポンプユニットを起動させることが可能となる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、上記発明において、制御手段は、再度循環用ポンプの強制運転を開始した後、ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が起動用下限温度以下となっていない場合、当該リトライ用タイマのカウントが終了した時点で、再度循環用ポンプの強制運転を開始することにより、これまでの循環用ポンプの強制運転では起動用下限温度以下にまで下げることができなかったヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度をより積極的に低下させて、早期に且つ安全にヒートポンプユニットを起動させることが可能となる。
【００２６】
請求項６の発明によれば、上記請求項２乃至請求項５の発明において、制御手段は、循環用ポンプの強制運転を開始した時点でリトライ用タイマのカウントを開始し、当該リトライ用タイマのカウントが終了する以前であって、ヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度が起動用下限温度以下となる以前に貯湯タンクの温度が起動用下限温度を上回った場合、リトライ用タイマを解除すると共に、当該解除後、貯湯タンクの温度が再度起動用下限温度以下となったときには、循環用ポンプの強制運転は行わず、リトライ用タイマのカウントのみを開始することにより、繰り返し貯湯タンク内の温水がかき乱されて、安定したヒートポンプユニットの起動を開始することができなくなる不都合を回避することが可能となる。
【００２７】
請求項７の発明によれば、上記各発明において、制御手段は、循環用ポンプの強制運転中に貯湯タンクの温度とヒートポンプユニットに流入する温水又は媒体の温度との間に所定値以上の開きがある場合、異常発生と判断することにより、所定の警報動作を行い、当該ヒートポンプユニットの運転を停止、若しくは、冷媒回路の安全を考慮した最小限の運転を行って、最低限の温水を生成することを可能とすることができる。これにより、早期に配管接続等の異常を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した一実施例の暖房給湯装置の全体のシステムを示す回路図である。
【図２】初期トライで正常に動作した場合のタイミングチャートである。
【図３】初期トライで起動できなかったが、その後自然放熱により正常に動作した場合のタイミングチャートである。
【図４】リトライで正常に動作した場合のタイミングチャートである。
【図５】リトライを繰り返すことで正常に動作した場合のタイミングチャートである。
【図６】循環用ポンプの強制運転により貯湯タンク内の温度が起動用下限温度を上回った場合のタイミングチャートである。
【図７】循環用ポンプの強制運転により貯湯タンク内の温度が起動停止用上限温度を上回った場合のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図１を参照して詳細に説明する。図１は本発明のヒートポンプ装置を適用した一実施例の暖房給湯装置１の全体のシステムを示す回路図である。本発明のヒートポンプ装置を適用した暖房給湯装置１は、湯水を貯留する貯湯タンク２から成るタンクユニットＴと、貯湯タンク２内の湯水を加熱する複数のヒートポンプユニット３Ａ、・・・と、貯湯タンク２と各ヒートポンプユニット３Ａ、・・間で貯湯タンク２内の温水を循環させるヒートポンプ加熱用循環回路４Ａ、・・と、暖房器（暖房端末）５と、貯湯タンク２と暖房器５間で温水を循環させる暖房用循環回路６と、貯湯タンク２内の温水によって加熱された温水をシャワーや台所等に供給する給湯器７とを備える。
【００３０】
本実施例では、貯湯タンク２内の湯水を加熱するヒートポンプユニットは、３台、貯湯タンク２に接続されている。各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、同一機種であるものに限られず、加熱能力及び電源電圧等の異なる能力を有する異機種であっても良い。また、貯湯タンク２に接続されるヒートポンプユニットの数は、これに限定されるものではなく、単一、若しくは２台又は、４台以上であっても良い。
【００３１】
本実施例において、各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、それぞれ独立して貯湯タンク２との間で貯湯タンク２内の温水を循環させるヒートポンプ加熱用循環回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃを有しており、各ヒートポンプ加熱用循環回路には、それぞれ循環用ポンプ８Ａ、８Ｂ、８Ｃが介設されている。
【００３２】
尚、ここでは、各ヒートポンプ加熱用循環回路には、貯湯タンク２内に貯留された温水を循環させるものとして説明するが、これに限定されるものではなく、貯湯タンク２内に貯留された温水を加熱するための媒体、例えば、ブライン等であっても良い。
【００３３】
上記各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、それぞれ圧縮機、冷媒対水（温水加熱媒体）熱交換器、減圧手段としての膨張弁及び蒸発器を有して、これらを順次配管接続することにより冷媒回路が構成されている。冷媒対水熱交換器は、冷媒回路を流れる冷媒と貯湯タンクからの温水とが熱交換可能に構成されている。具体的には、冷媒対水熱交換器は、冷媒回路の圧縮機から出た高温高圧の冷媒と、貯湯タンク２に接続されたヒートポンプ加熱用循環回路の各配管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを流れる低温水とを熱交換させる熱交換器である。
【００３４】
そして、上述した各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃの圧縮機が起動されると、それぞれ圧縮機に冷媒が吸い込まれ圧縮される。これにより、冷媒は高温高圧のガス冷媒となって圧縮機から吐出され冷媒対水熱交換器に流入する。そして、冷媒対水熱交換器に流入した冷媒は、前述した貯湯タンク２からの低温水と熱交換して放熱した後、膨張弁にて減圧され、蒸発器に流入する。冷媒はこの蒸発器において周囲の空気から熱を汲み上げて、即ち、周囲の空気から熱を奪って蒸発する。その後、冷媒は蒸発器から出て圧縮機に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００３５】
尚、上記冷媒回路には、冷媒として二酸化炭素を封入しても良い。この場合、高圧側の冷媒圧力（高圧圧力）がその臨界圧力以上（超臨界）となるスプリットサイクル（二段圧縮一段膨張中間冷却サイクル）を採用する。
【００３６】
一方、前記タンクユニットＴを構成する貯湯タンク２は、温水を貯留する略縦長円筒形状を呈したタンクである。本実施例では、当該貯湯タンク２内には予め温水が封入されている。即ち、貯湯タンク２には新たに温水が導入されたり、貯湯タンク２内の温水が外部に排出されることのない閉鎖形のタンクである。この貯湯タンク２の下部には、各ヒートポンプ加熱用循環回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃの取水配管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、暖房用循環回路６の戻り配管６Ａが接続されている。貯湯タンク２の略中央部には、各ヒートポンプ加熱用循環回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃの給湯配管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、暖房用循環回路６の出湯配管６Ｂが接続されている。
【００３７】
ヒートポンプ加熱用循環回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、貯湯タンク２内の低温水をヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃの冷媒対水熱交換器に流して加熱し、高温水を生成するための回路であり、貯湯タンク２と各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ間で温水を循環可能に構成されている。各ヒートポンプ加熱用循環回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃの取水配管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、貯湯タンク２内下部に連通した取水口に接続されており、各給湯配管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、貯湯タンク２の上部給湯口に接続されている。
【００３８】
そのため、各ヒートポンプ加熱用循環回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃに介設された循環用ポンプ８Ａ、８Ｂ、８Ｃが運転されると、貯湯タンク２内下部の低温の温水が取水口から取水配管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃに吸引されてそれぞれヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃに送られる。そして、ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃの冷媒対水熱交換器にて加熱されて生成された高温水は、ヒートポンプ加熱用循環回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃの給湯配管１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを介して貯湯タンク２の上部給湯口より貯湯タンク２内に給湯される。
【００３９】
他方、前記暖房用循環回路６は貯湯タンク２内の温水をラジエータ等の暖房器５に流すための回路であり、貯湯タンク２と暖房器５間で温水を循環可能に構成されている。
【００４０】
また、貯湯タンク２内には、前記給湯器７に接続された図示しない給湯用熱交換回路が設けられており、当該給湯用熱交換回路は貯湯タンク２内の温水と熱交換可能に設けられている。給湯用熱交換回路の入口より上流側が水道水等の給水源に接続されており、給水源から水道水が供給可能に構成されている。更に、給湯用熱交換回路の出口の下流側は、シャワーや台所等に接続された給湯器７に接続されている。これにより、給湯用熱交換回路にて貯湯タンク２内に貯留された温水により加熱された水道水が給湯器７より給湯可能とされている。
【００４１】
次に、本実施例における暖房給湯装置１の制御装置（制御手段）Ｃについて説明する。制御装置Ｃは、汎用のマイクロコンピュータにより構成されており、時限手段としてのタイマを内蔵している。暖房給湯装置１における貯湯運転、給湯器７の給湯運転、暖房器５の暖房運転を制御している。ここでは、給湯運転及び暖房運転において用いられる高温水を貯湯タンク２内に生成する貯湯運転について詳述する。
【００４２】
上記各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、ユニット側制御部９Ａ、９Ｂ、９Ｃがそれぞれ設けられており、少なくとも、当該ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃに流入する温水の温度（流入温度）ＨＰＩを検出するための流入温度検出センサ（流入温度検出手段）１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを有しており、当該ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃの各機器の制御を行う。そして、各ユニット側制御部９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、それぞれ制御装置Ｃとデータ通信が可能となるように接続されている。
【００４３】
また、制御装置Ｃの入力側には、貯湯タンク２の温度（貯湯タンク２内の温水の温度）を検出するためのタンク温度検出センサ（タンク温度検出手段）１１が接続されている。本実施例において、当該タンク温度検出センサ１１は、例えば、貯湯タンク２内下部の低温水の温度を検出可能とする貯湯タンク２内下部（各取水配管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの接続箇所より少許上付近）に設けられている。そして、制御装置Ｃの出力側には、各ヒートポンプ加熱用循環回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃに介設された各循環用ポンプ８Ａ、８Ｂ、８Ｃが接続されている。
【００４４】
以下に、給湯運転の詳細について説明する。当該給湯運転では、制御装置Ｃは、タンク温度検出センサ１１が検出する貯湯タンク２内の温水の温度（ＴＳ１）及び流入温度検出センサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが検出する各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃに流入する温水の温度ＨＰＩに基づいて、各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃの圧縮機とヒートポンプ加熱用循環回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃの循環用ポンプ８Ａ、８Ｂ、８Ｃを制御して貯湯タンク２内の温水を加熱する貯湯運転を実行する。
【００４５】
以下、図２乃至図７を参照して具体的制御について説明する。制御装置Ｃは、給湯器７の給湯運転、暖房器５の暖房運転を行うため、常時タンク温度検出センサ１１が検出する貯湯タンク２内の温水の温度（ＴＳ１）を監視している。
【００４６】
当該貯湯タンク内の温水の温度（ＴＳ１）が所定のヒートポンプユニット起動用下限温度（本実施例では、一例として＋３５℃に設定する。）以下となった時点で、制御装置Ｃは、各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃのユニット側制御部９Ａ、９Ｂ、９Ｃに各ヒートポンプユニットの起動信号を出力し（ＨＰ起動フラグを立てる）、各流入温度検出センサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが検出するヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃに流入する温水の温度ＨＰＩに拘わらず、各循環用ポンプ８Ａ、８Ｂ、８Ｃを所定期間、本実施例では１分間、強制運転を行う。当該循環用ポンプの強制運転では、ポンプモータの回転数を最大（１００％）として運転を行う。
【００４７】
これにより、貯湯タンク２とヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃとのそれぞれを接続するヒートポンプ加熱用循環回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃの取水配管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ内に貯湯タンク２内の温水を送水することができる。そのため、ヒートポンプユニットの設置場所の制約によって、設置条件によっては、直射日光等が当たることで当該ヒートポンプユニットへの流入温度が高くなってしまう場合であっても、ヒートポンプユニットに流入する温水の温度ＨＰＩに拘わらず、循環用ポンプが強制的に運転されることで、当該流入する温水の温度ＨＰＩを下げることが可能となる。
【００４８】
またこのとき、制御装置Ｃは、上記循環用ポンプの強制運転を繰り返す間隔をカウントするためのリトライ用タイマのカウントを開始する。尚、当該リトライ用タイマの間隔は、上記循環用ポンプの強制運転を行う所定期間よりも長い期間、本実施例では、一例として、１０分間とする。
【００４９】
そして、ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃの各ユニット側制御部９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、それぞれ流入温度検出センサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが検出するヒートポンプユニットに流入する温水の温度ＨＰＩが所定のヒートポンプユニット起動用下限温度（本実施例では、一例として＋３５℃に設定する。）以下となったか否かを監視し、起動用下限温度以下となった場合に、当該ヒートポンプユニットの圧縮機を起動する（ヒートポンプユニットの起動）。
【００５０】
図２では、貯湯タンク内の温水の温度（ＴＳ１）が起動用下限温度以下となった時点で、ヒートポンプユニットに流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度より高かったが、循環用ポンプの強制運転の期間中に貯湯タンク２とヒートポンプユニットとを接続するヒートポンプ加熱用循環回路の取水配管内に貯湯タンク２内の温水を送水することで流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下に低下した場合について示している。
【００５１】
この場合、循環用ポンプの強制運転の期間中にヒートポンプに流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下に低下しているため、制御装置Ｃは、当該低下した時点で、当該ヒートポンプユニットを起動し（以降正常に動作し）、循環用ポンプを所定期間強制運転を行った後、当該ヒートポンプユニットのユニット側制御部により、温度調整に基づく回転数制御（ＨＰ制御）に移行する。
【００５２】
これにより、制御装置Ｃは、貯湯タンク２の温度（ＴＳ１）が起動用下限温度以下となった時点で、ヒートポンプユニットに流入する温水の温度（ＨＰＩ）に拘わらず、循環用ポンプを所定期間強制運転することにより、ヒートポンプユニットの設置場所の制約によって、設置条件によっては、直射日光等が当たることで当該ヒートポンプユニットへの流入温度が高くなってしまう場合であっても、ヒートポンプユニットに流入する温水の温度の温度に拘わらず、循環用ポンプが強制的に運転されることで、当該流入する温水の温度ＨＰＩを下げることが可能となる。
【００５３】
そのため、早期にヒートポンプユニットに流入する温水の温度を起動用下限温度以下とすることができ、従来の如く、自然放熱を待つ場合に比して、ヒートポンプユニットを円滑に起動し、効率的な運転を実現することができる。
【００５４】
そして、制御装置Ｃは、循環用ポンプの強制運転を行っている間に、ヒートポンプユニットを起動しているため、リトライ用タイマのカウントが終了する以前であっても、貯湯タンク２内の温水の温度（ＴＳ１）が起動用下限温度を上回った時点で、当該リトライ用タイマを解除する。
【００５５】
その後、ヒートポンプユニットの起動によって、徐々に貯湯タンク２内の温度（タンク内の温水の温度。ＴＳ１）が所定のヒートポンプユニット起動停止用上限温度（停止用上限温度。本実施例では、一例として＋４０℃に設定する。）に到達した場合に、制御装置Ｃは、各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃのユニット側制御部９Ａ、９Ｂ、９Ｃへの各ヒートポンプユニットの起動信号の出力を停止して、循環用ポンプ８Ａ、８Ｂ、８Ｃを停止し、各ユニット側制御部９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、ヒートポンプユニットの運転を停止する。以後、制御装置Ｃは、当該制御を繰り返し実行する。これにより、貯湯タンク２内には、所定の温度の温水を生成することができ、適切な給湯運転及び暖房運転を実現することができる。
【００５６】
図３では、循環用ポンプの強制運転の期間中に貯湯タンク２とヒートポンプユニットとを接続するヒートポンプ加熱用循環回路の取水配管内に貯湯タンク２内の温水を送水しても流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下に低下しなかったが、循環用ポンプの強制運転を繰り返す間隔をカウントするためのリトライ用タイマのカウントが終了する以前に自然放熱によって流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下に低下した場合について示している。
【００５７】
この場合、制御装置Ｃは、循環用ポンプの強制運転を終了した後、リトライ用タイマのカウント中にヒートポンプユニットに流入する温水の温度（ＨＰＩ）が起動用下限温度以下となっているため、当該流入する温水の温度（ＨＰＩ）が起動用下限温度以下となった時点で、当該ヒートポンプユニットを起動すると共に、対応するヒートポンプ加熱用循環回路に介設された循環用ポンプを起動し、当該循環用ポンプを当該ヒートポンプユニットのユニット側制御部により、温度調整に基づく回転数制御（ＨＰ制御）する。
【００５８】
そのため、循環用ポンプの強制運転中にヒートポンプユニットに流入する温水の温度が起動用の下限温度以下とならなかった場合であっても、リトライ用タイマのカウント中に自然放熱によって当該温度が起動用の下限温度以下となった場合には、ヒートポンプユニット及び循環用ポンプを起動することで、円滑、且つ、効率的なヒートポンプユニットの起動を実現することが可能となる。
【００５９】
そして、ヒートポンプユニットの起動によって、徐々に貯湯タンク２内の温度（タンク内の温水の温度。ＴＳ１）が所定のヒートポンプユニット起動停止用上限温度に到達した場合に、制御装置Ｃは、各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃのユニット側制御部９Ａ、９Ｂ、９Ｃへの各ヒートポンプユニットの起動信号の出力を停止して、循環用ポンプ８Ａ、８Ｂ、８Ｃを停止し、各ユニット側制御部９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、ヒートポンプユニットの運転を停止する。以後、制御装置Ｃは、当該制御を繰り返し実行する。これにより、貯湯タンク２内には、所定の温度の温水を生成することができ、適切な給湯運転及び暖房運転を実現することができる。
【００６０】
図４では、上記初回の循環用ポンプの強制運転を開始した時点でのリトライ用タイマのカウントを開始し、ヒートポンプユニットに流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下となる以前にリトライ用タイマのカウントが終了した場合について示している。
【００６１】
この場合、制御装置Ｃは、初回の循環用ポンプの強制運転を終了した後、当該循環ポンプの強制運転の開始と共に開始されたリトライ用タイマのカウントが終了した時点で、二回目のリトライ用タイマのカウントを開始すると共に、再度、循環ポンプを所定期間、強制運転を実行する。尚、本実施例では、当該二回目のリトライ用タイマのカウントは、初回と同様１０分間とし、循環ポンプの強制運転は１分間とするが、これに限定されるものではない。また、当該循環用ポンプの強制運転では、上記と同様ポンプモータの回転数を最大（１００％）として運転を行う。
【００６２】
これにより、再度、貯湯タンク２内の温水をヒートポンプ加熱用循環回路に送水することによって、当該ヒートポンプユニットへ流入する温水の温度ＨＰＩを更に下げることが可能となる。
【００６３】
そして、当該循環用ポンプの強制運転中に、流入温度検出センサが検出するヒートポンプユニットに流入する温水の温度ＨＰＩが所定のヒートポンプユニット起動用下限温度以下となった場合に、当該ヒートポンプユニットの圧縮機を起動する（ヒートポンプユニットの起動）。この場合においても、循環用ポンプを所定期間強制運転を行った後、当該ヒートポンプユニットのユニット側制御部により、当該循環用ポンプを温度調整に基づく回転数制御（ＨＰ制御）に移行する。
【００６４】
そのため、一度の循環用ポンプの強制運転では起動用下限温度以下にまで下げることができなかったヒートポンプユニットへ流入する温水の温度（ＨＰＩ）をより積極的に低下させて、より早期に且つ安全にヒートポンプユニットを起動させることが可能となる。
【００６５】
尚、この場合も、制御装置Ｃは、循環用ポンプの強制運転を行っている間に、ヒートポンプユニットを起動しているため、第２回目のリトライ用タイマのカウントが終了する以前であっても、貯湯タンク２内の温水の温度（ＴＳ１）が起動用下限温度を上回った時点で、当該リトライ用タイマを解除する。そして、ヒートポンプユニットの起動によって、徐々に貯湯タンク２内の温度（ＴＳ１）が所定のヒートポンプユニット起動停止用上限温度に到達した場合に、制御装置Ｃは、各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃのユニット側制御部９Ａ、９Ｂ、９Ｃへの各ヒートポンプユニットの起動信号の出力を停止して、循環用ポンプ８Ａ、８Ｂ、８Ｃを停止し、各ユニット側制御部９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、ヒートポンプユニットの運転を停止する。以後、制御装置Ｃは、当該制御を繰り返し実行する。これにより、貯湯タンク２内には、所定の温度の温水を生成することができ、適切な給湯運転及び暖房運転を実現することができる。
【００６６】
また、上記において、第２回目の循環用ポンプの強制運転が所定期間実行された場合であっても、ヒートポンプユニットに流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下に低下しなかったが、循環用ポンプの強制運転を繰り返す間隔をカウントするための第２回目のリトライ用タイマのカウントが終了する以前に自然放熱によって起動用下限温度以下に低下した場合には、上記図３の場合と同様に、流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下となった時点で、当該ヒートポンプユニットを起動すると共に、対応するヒートポンプ加熱用循環回路に介設された循環用ポンプを起動し、当該循環用ポンプを当該ヒートポンプユニットのユニット側制御部により、温度調整に基づく回転数制御（ＨＰ制御）する。
【００６７】
そして、図５に示すように、再度の循環用ポンプの強制運転（第２回目の）を開始した後、第２回目のリトライ用タイマのカウントが終了した時点で、ヒートポンプユニットに流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下となっていない場合には、制御装置Ｃは、再度（第３回目の）循環用ポンプの強制運転を開始する。
【００６８】
これにより、再度、貯湯タンク２内の温水をヒートポンプ加熱用循環回路に送水することによって、当該ヒートポンプユニットへ流入する温水の温度ＨＰＩを更に下げることが可能となる。
【００６９】
上記各制御を行っている場合において、各リトライ用タイマのカウント終了以前、且つ、ヒートポンプユニットに流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下となる以前に、貯湯タンク２内の温度（貯湯タンク２内の温水の温度ＴＳ１）が、起動用下限温度を上回った場合について、図６を参照して説明する。
【００７０】
この場合、制御装置Ｃは、貯湯タンク２内の温水の温度ＴＳ１が起動用下限温度以下となった時点で、各ヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃのユニット側制御部９Ａ、９Ｂ、９Ｃに各ヒートポンプユニットの起動信号を出力し、各流入温度検出センサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが検出するヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃに流入する温水の温度ＨＰＩに拘わらず、各循環用ポンプ８Ａ、８Ｂ、８Ｃを所定期間、強制運転を行う。
【００７１】
当該循環用ポンプの強制運転によって貯湯タンク２内の温水がかき乱されることで、貯湯タンク２内の温水の温度ＴＳ１が起動用下限温度以下となった時点で開始されたリトライ用タイマのカウントが終了する以前、且つ、流入温度検出センサが検出するヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃに流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下となる以前に、貯湯タンク２内の温水の温度ＴＳ１が起動用下限温度を上回る場合がある。
【００７２】
この場合、制御装置は、このときカウントしているリトライ用タイマを解除する。尚、この時点で循環用ポンプが強制運転中である場合には、所定期間が経過するまで当該強制運転を継続する。そして、リトライ用タイマの解除後に、再度貯湯タンク２の温度（ＴＳ１）が起動用下限温度以下となった場合には、その時点で、リトライ用タイマのカウントのみを開始し、この際、上述したような循環用ポンプの強制運転は行わないものとする。
【００７３】
当該リトライ用タイマのカウントが終了する以前に、ヒートポンプユニットに流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下とならなかった場合には、当該リトライ用タイマのカウントが終了した時点で、再度リトライ用タイマのカウントを開始すると共に、循環用ポンプを所定期間強制運転する。そして、当該循環用ポンプの強制運転によって、上述したように、ヒートポンプユニットに流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下となった場合には、上記同様、起動用下限温度以下となった時点でヒートポンプユニットを起動し、循環用ポンプの強制運転が終了した後、当該ヒートポンプユニットのユニット側制御部による温度調整に基づく回転数制御（ＨＰ制御）に移行する。
【００７４】
このように、当該循環用ポンプの強制運転によって貯湯タンク２内の温水がかき乱されることで、リトライ用タイマのカウントが終了する以前であって、ヒートポンプユニットに流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下となる以前に、貯湯タンク２内の温度（ＴＳ１）が起動用下限温度を上回ってしまう場合には、その後、当該貯湯タンク２内の温度（ＴＳ１）が起動用下限温度以下となることで開始されるリトライ用タイマのカウントが開始される時点では、循環用ポンプの強制運転を行わないことにより、繰り返し貯湯タンク２内の温水がかき乱されてしまい、安定したヒートポンプユニットの起動を開始することができなくなる不都合を回避することが可能となる。
【００７５】
尚、制御装置Ｃは、循環用ポンプの強制運転を繰り返す間隔をカウントするためのリトライ用タイマは、当該間隔を循環用ポンプの強制運転を行う所定期間よりも長く設定しているため、上記制御を支障なく実行することが可能となる。
【００７６】
また、上記各制御において、図７に示すように、循環用ポンプの強制運転によって貯湯タンク２内の温水がかき乱されることで、貯湯タンク２内の温水の温度ＴＳ１が起動用下限温度以下となった時点で開始されたリトライ用タイマのカウントが終了する以前、且つ、流入温度検出センサが検出するヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃに流入する温水の温度ＨＰＩが起動用下限温度以下となる以前に、貯湯タンク２内の温水の温度ＴＳ１がヒートポンプユニット起動停止用上限温度に到達する場合がある。
【００７７】
かかる場合には、制御装置Ｃは、貯湯タンク２内の温水の温度ＴＳ１がヒートポンプユニット起動停止用上限温度に到達した時点で、リトライ用タイマのカウントを解除する。尚、この場合であっても、循環用ポンプは所定期間、強制運転を行う。このように制御することで、貯湯タンク２内の温度を所定の温度に制御することが可能となる。
【００７８】
このように、制御装置Ｃによって、上述した如き各制御を実行することにより、本実施例の如く単一の貯湯タンク２に複数台のヒートポンプユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃが接続されている場合であっても、設置場所等の制約によって特定のヒートポンプユニットのみが起動される等によるユニット間における稼働時間の偏りを抑制することができ、また、同時期の起動を可能とするため瞬時能力を担保することができる。従って、複数台ヒートポンプユニットによる大能力化の実現及び熱量不足を回避することが可能となる。
【００７９】
更に、本実施例では、制御装置Ｃは、上記各制御において、循環用ポンプの強制運転中に貯湯タンク２の温度（ＴＳ１）とヒートポンプユニットに流入する温水の温度（ＨＰＩ）との差を監視する。通常、循環用ポンプの強制運転中では、貯湯タンク２の温度（ＴＳ１）とヒートポンプユニットに流入する温水の温度（ＨＰＩ）との差は、当該貯湯タンク２の温水がヒートポンプユニット内に流入していることから、大きい場合であっても２〜３ｄｅｇ程度である。
【００８０】
これに対し、当該貯湯タンク２の温度（ＴＳ１）とヒートポンプユニットに流入する温水の温度（ＨＰＩ）との間に所定値、例えば１０ｄｅｇ以上の開きがある場合には、配管取付等に異常があったものと想定することができるため、異常発生と判断し、リトライ用タイマを解除すると共に、所定の警報動作を行い、当該ヒートポンプユニットの運転を停止、若しくは、冷媒回路の安全を考慮した最小限の運転を行って、最低限の温水を生成することができるものとする。
【００８１】
これにより、早期に異常発生を判断することが可能となるため、配管接続等の異常を早期に解消することが可能となる。
【符号の説明】
【００８２】
Ｔ    タンクユニット
Ｃ    制御装置（制御手段）
１    暖房給湯装置（ヒートポンプ装置）
２    貯湯タンク
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ  ヒートポンプユニット
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ  ヒートポンプ加熱用循環回路（循環回路）
５    暖房器（暖房端末）
６    暖房用循環回路
６Ａ  戻り配管
６Ｂ  出湯配管
７    給湯器
８Ａ、８Ｂ、８Ｃ  循環用ポンプ
９Ａ、９Ｂ、９Ｃ  ユニット側制御部
１０    タイマ（時限手段）
１１    タンク温度検出センサ（タンク温度検出手段）
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  流入温度検出センサ（流入温度検出手段）
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ  取水配管
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ  給湯配管
【図１】
2012047394.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012047394.tif 000008
【図７】
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