(57)【要約】      （修正有）【課題】沸き上げ運転時に頻繁に過負荷保護制御に移行することを防止できるヒートポンプサイクル装置を提供する。【解決手段】ヒートポンプサイクル装置１００で沸き上げ運転を行うとき、制御手段６０は貯湯タンク温度センサ５８から取り込んだ貯湯タンク温度が第１閾温度以上となれば、取り込んだ貯湯タンク温度に応じて圧縮機１とファン７の回転数を減少し循環ポンプ３０の回転数を増加する沸き上げ運転時保護制御を行う。また、制御手段６０は、沸き上げ運転時に過負荷保護制御に移行しこれから沸き上げ運転に復帰した際に貯湯タンク温度が第２閾温度以上であれば、圧縮機１とファン７と循環ポンプ３０とを所定回転数とし膨張弁４の開度を圧縮機１の回転数に対応した開度とする沸き上げ運転復帰制御を行う。【選択図】図１
2013170764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と利用側熱交換器と流量調整手段と熱源側熱交換器とを順次冷媒配管で接続した冷媒回路と、
湯水を貯留する貯湯タンクと前記湯水を循環させる循環ポンプと前記利用側熱交換器とを給湯配管で接続した給湯回路と、
前記熱源側熱交換器の近傍に配置され、同熱源側熱交換器に空気を供給するファンと、
前記貯湯タンク内部に配置され同貯湯タンクに貯留する湯水の温度である貯湯タンク温度を検出する貯湯タンク温度検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記圧縮機の吐出圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧縮機と前記循環ポンプと前記ファンとを駆動制御するとともに、前記流量調整手段の開度制御を行う制御手段と、
を備えたヒートポンプサイクル装置であって、
前記制御手段は、前記貯湯タンクに貯留している湯水を目標温度まで加熱する沸き上げ運転を行うときに、前記貯湯タンク温度が前記目標温度より予め定めた所定温度低い第１閾温度以上となれば、前記貯湯タンク温度と前記外気温度検出手段から取り込んだ前記外気温度とに対応して予め定めて前記制御手段に記憶した前記圧縮機の回転数で前記圧縮機を駆動するとともに、前記貯湯タンク温度と前記外気温度検出手段から取り込んだ前記外気温度とに対応して予め定めて前記制御手段に記憶した前記循環ポンプの給水量となるよう前記循環ポンプを駆動することで、前記圧縮機の吐出圧力の上限値を超えないようにする沸き上げ運転時保護制御を行うことを特徴とするヒートポンプサイクル装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記圧縮機の吐出圧力の上限値を超えた場合に、前記圧縮機の運転を停止する過負荷保護制御を備え、
前記制御手段は、前記沸き上げ運転時に前記過負荷保護制御を実行し同過負荷保護制御から前記沸き上げ運転に復帰した際に、前記貯湯タンク温度が予め定めた第２閾温度以上であれば、
前記圧縮機を前記沸き上げ運転時保護制御時における前記圧縮機の予め定めた最低回転数以下の一定回転数で駆動するとともに、前記循環ポンプを前記沸き上げ運転時保護制御時における前記循環ポンプによる最高給水量以上の予め定めた一定給水量となるよう駆動することで、前記圧縮機の吐出圧力の上限値を超えないようにする沸き上げ運転復帰制御を行う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装置。
【請求項３】
前記沸き上げ運転時保護制御および前記沸き上げ運転復帰制御を実行する際に、前記圧縮機の回転数制御と前記循環ポンプによる給水量制御とに加えて、前記ファンの回転数制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートポンプサイクル装置。
【請求項４】
前記沸き上げ運転時保護制御を実行する際は、少なくとも、前記圧縮機の回転数を前記貯湯タンク温度の上昇に応じて減少させるとともに、前記循環ポンプによる給水量を前記貯湯タンク温度の上昇に応じて増加させることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のヒートポンプサイクル装置。
【請求項５】
前記沸き上げ運転復帰制御を行うときに、前記流量調整手段の開度を、前記沸き上げ運転復帰制御を行うときの前記圧縮機の回転数に対応した一定開度とすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のヒートポンプサイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプサイクル装置に係わり、詳細には、温水による暖房や給湯が行えるヒートポンプサイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートポンプサイクル装置としては、高温高圧の冷媒と熱交換を行うことで生成した湯水を利用した暖房運転や給湯を行うものが知られている。例えば、特許文献１に記載されているヒートポンプサイクル装置は、圧縮機と利用側熱交換器と膨張弁と熱源側熱交換器とが冷媒配管で順次接続された冷媒回路と、循環ポンプと貯湯タンクとが給湯配管で接続され給湯配管の両端が利用側熱交換器に接続されている給湯回路とを備えたヒートポンプ式の給湯機であって、所定温度とされた湯水を貯湯タンクに貯留し、貯留された湯水を水道水と適宜混ぜ合わせて所定温度として風呂や洗面台等に供給するものである。
【０００３】
上記のようなヒートポンプ式給湯機では、貯湯タンクに貯留される湯水の温度（以後、貯湯タンク温度と記載する）が、最終的に到達させたい貯湯タンク温度（以後、目標貯湯タンク温度と記載する）となるよう沸き上げ運転が行われる。沸き上げ運転では、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒が冷媒回路を流れ利用側熱交換器に流入し、貯湯タンクから供給され循環ポンプの駆動によって給湯回路を流れて利用側熱交換器に流入した水と熱交換を行う。これにより、加熱された水が利用側熱交換器から流出し、給湯回路を流れて貯湯タンクに流入する。沸き上げ運転時の制御例としては、例えば、目標貯湯タンク温度に所定温度（例えば、３℃。湯水が給湯回路を流れる際に放熱することを考慮した温度）を加えた目標出口水温を設定し、利用側熱交換器における給湯回路の出口水温が目標出口水温となるように、圧縮機の回転数や膨張弁の開度を制御する。
【０００４】
以上説明したような沸き上げ運転を行い、貯湯タンク温度が目標貯湯タンク温度に到達すれば、沸き上げ運転を終了する。尚、貯湯タンクに貯留された湯水が使用されて減少した場合は、減少した分の水が水道から貯湯タンクに供給されるが、これにより貯湯タンク温度は低下する。そして、貯湯タンク温度が所定温度以下、例えば、貯湯タンク温度が目標貯湯タンク温度から５℃以上低い温度となれば、再度沸き上げ運転を行って、貯湯タンク温度を目標貯湯タンク温度まで加熱する。
【０００５】
一方、上述したヒートポンプ式給湯機と冷媒回路の構成は同じであるが、給湯回路に貯湯タンクと温水床暖房装置やラジエター等の室内ユニットとが接続されており、貯湯タンク内部における給湯配管の一部には、例えば、スパイラル形状に形成された熱交換部が接続されたヒートポンプサイクル装置が存在する。このヒートポンプサイクル装置では、利用側熱交換器で加熱された湯水が給湯配管を流れて貯湯タンク内部に配置された熱交換部に流入し、熱交換部に流入した湯水と貯湯タンクに貯留されている水とが熱交換を行うことで、沸き上げ運転が行われる。
【０００６】
上記のようなヒートポンプサイクル装置において、沸き上げ運転制御の例としては、特許文献１のヒートポンプ式給湯器と同様に、例えば、利用側熱交換器における給湯回路の出口水温が、目標貯湯タンク温度に所定温度を加えた目標出口水温を設定し、利用側熱交換器における給湯回路の出口水温が目標出口水温となるように、圧縮機の回転数や膨張弁の開度を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２１８９０７号公報（第６〜９頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的に、上記のようなヒートポンプサイクル装置で沸き上げ運転を行う際は、沸き上げ運転開始から貯湯タンク温度が目標貯湯タンク温度に到達する直前まで、圧縮機を比較的高い回転数（圧縮機毎に定められた性能上限回転数あるいはこれに近い回転数）で駆動している。圧縮機を高回転数で駆動して沸き上げ運転を行っているときに、貯湯タンク温度が目標貯湯タンク温度付近となれば、利用側熱交換器における出口水温が上昇し利用側熱交換器での凝縮圧力が上昇する。このような状態となれば、圧縮機の運転負荷が増大して圧縮機の吐出圧力の上限値を超える虞がある。このような場合、圧縮機を停止することで吐出圧力の上昇を抑制する過負荷保護制御が行われる。
【０００９】
この過負荷保護制御は、例えば、過負荷保護制御を開始してから所定時間が経過し、かつ、圧縮機の吐出圧力が所定値以下（例えば、性能限界値より１．０ＭＰａ低い吐出圧力以下）となるまで行われるが、この間は圧縮機が停止しているため沸き上げ運転は中断されている。一方、貯湯タンクに貯留されている湯水は多量に存在するので、過負荷保護制御中に貯湯タンク温度は急激には下降しない。従って、貯湯タンク温度が目標貯湯タンク温度に近い温度であるときに過負荷保護制御に移行し、その後過負荷保護制御から沸き上げ運転に復帰した際に、貯湯タンク温度があまり低下していない虞があり、この状態で沸き上げ運転を続けると、利用側熱交換器での凝縮圧力が高い状態（貯湯タンク温度が高いため、利用側熱交換器における出口水温も高い状態となる）となって、再び圧縮機の吐出圧力の上限値を超えて過負荷保護制御に移行する虞がある。
【００１０】
過負荷保護制御への移行と過負荷保護制御から沸き上げ運転への復帰が頻繁に繰り返されると、その度に圧縮機が停止／再起動を繰り返す虞があった。また、圧縮機が駆動する際は多大な電力を必要とするので、再起動を頻繁に繰り返す度に圧縮機で多大な電力が使用されて消費電力が増大し、省エネ性が低下するという問題があった。
【００１１】
本発明は以上述べた問題点を解決し、沸き上げ運転時に頻繁に過負荷保護制御に移行することを防止できるヒートポンプサイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上述の課題を解決するものであって、本発明のヒートポンプサイクル装置は、圧縮機と利用側熱交換器と流量調整手段と熱源側熱交換器とを順次冷媒配管で接続した冷媒回路と、湯水を貯留する貯湯タンクと湯水を循環させる循環ポンプと利用側熱交換器とを給湯配管で接続した給湯回路と、熱源側熱交換器の近傍に配置され、熱源側熱交換器に空気を供給するファンと、貯湯タンク内部に配置され貯湯タンクに貯留する湯水の温度である貯湯タンク温度を検出する貯湯タンク温度検出手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、圧縮機の吐出圧力を検出する圧力検出手段と、圧縮機と循環ポンプとファンとを駆動制御するとともに、流量調整手段の開度制御を行う制御手段とを備えたものである。そして、制御手段は、貯湯タンクに貯留している湯水を目標温度まで加熱する沸き上げ運転を行うときに、貯湯タンク温度が目標温度より予め定めた所定温度低い第１閾温度以上となれば、貯湯タンク温度と外気温度検出手段から取り込んだ外気温度とに対応して予め定めて制御手段に記憶した圧縮機の回転数で圧縮機を駆動するとともに、貯湯タンク温度と外気温度検出手段から取り込んだ外気温度とに対応して予め定めて制御手段に記憶した循環ポンプの給水量となるよう循環ポンプを駆動することで、圧縮機の吐出圧力の上限値を超えないようにする沸き上げ運転時保護制御を行うものである。
【００１３】
また、制御手段は、圧縮機の吐出圧力の上限値を超えた場合に、圧縮機の運転を停止する過負荷保護制御を備えるものであり、制御手段は、沸き上げ運転時に過負荷保護制御を実行し過負荷保護制御から沸き上げ運転に復帰した際に、貯湯タンク温度が予め定めた第２閾温度以上であれば、圧縮機を沸き上げ運転時保護制御時における圧縮機の予め定めた最低回転数以下の一定回転数で駆動するとともに、循環ポンプを沸き上げ運転時保護制御時における循環ポンプによる最高給水量以上の予め定めた一定給水量となるよう駆動することで、圧縮機の吐出圧力の上限値を超えないようにする沸き上げ運転復帰制御を行うものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のヒートポンプサイクル装置は、沸き上げ運転時に沸き上げ運転時保護制御を、また、過負荷保護制御から沸き上げ運転に復帰した際に沸き上げ運転復帰制御を行う。これにより、沸き上げ運転時や沸き上げ運転復帰時に、圧縮機の吐出圧力の上限値を超えて過負荷保護制御に入ることを防止することができるので、過負荷保護制御への移行と過負荷保護制御から沸き上げ運転への復帰が頻繁に繰り返されて圧縮機が停止／再起動を繰り返すことを防止でき、圧縮機の信頼性低下やヒートポンプサイクル装置の省エネ性低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例におけるヒートポンプサイクル装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例における、沸き上げ運転制御テーブルである。
【図３】本発明の実施例における、沸き上げ運転時保護制御を行う際のタイムチャートである。
【図４】本発明の実施例における、沸き上げ運転復帰制御を行う際のタイムチャートである。
【図５】本発明の実施例における、沸き上げ運転時保護制御と沸き上げ運転復帰制御とを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施例としては、貯湯タンクと、床暖房装置や室内機等の室内ユニットとを有し、利用側熱交換器で冷媒と熱交換を行った湯水で貯湯タンク内部に貯留された水を加熱するヒートポンプサイクル装置を例に挙げて説明することとする。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明によるヒートポンプサイクル装置の構成を示している。このヒートポンプサイクル装置１００は、回転数可変の圧縮機１、四方弁２、冷媒と水との熱交換を行う利用側熱交換器３、流量調整手段である膨張弁４、熱源側熱交換器５、アキュムレータ６を順に冷媒配管で接続した冷媒回路１０を有しており、四方弁２を切り換えることによって冷媒循環方向を切り換えることができるようになっている。
【００１８】
この冷媒回路１０において、圧縮機１の吐出口付近の冷媒配管には、圧縮機１から吐出された冷媒の温度（吐出冷媒温度）を検出するための吐出冷媒温度センサ５１が備えられている。また、利用側熱交換器３と膨張弁４との間の冷媒配管には、膨張弁４付近の冷媒温度を検出する冷媒温度センサ５３が、膨張弁４と熱源側熱交換器５との間の冷媒配管には、熱源側熱交換器５の温度を検出する熱交温度センサ５４が、それぞれ備えられている。さらには、圧縮機１の吐出側（四方弁２と利用側熱交換器３との間）の冷媒配管には、圧力検出手段である圧力センサ５０が備えられている。
【００１９】
圧縮機１の図示しない密閉容器の下方には、圧縮機１の温度を検出するための圧縮機温度センサ５２が備えられている。また、熱源側熱交換器５近傍には、外気温度を検出するための外気温度センサ５５が設けられている。
【００２０】
熱源側熱交換器５の近傍には、ヒートポンプサイクル装置１００の筺体内部に外気を取り込んで熱源側熱交換器５に外気を流入させるファン７が配置されている。ファン７は、図示しない回転数可変のモータの出力軸（回転軸）に取り付けられている。尚、膨張弁４は、ステッピングモータを用いて弁の開度をパルス制御可能としたものである。
【００２１】
利用側熱交換器３には、冷媒配管と給湯配管１２とが接続されている。図１に示すように、給湯配管１２の一端は三方弁３１に接続されており、この三方弁３１には室内ユニット側配管１２ａの一端と貯湯タンク側配管１２ｂの一端とが各々接続されている。また、給湯配管１２の他端には、室内ユニット側配管１２ａの他端と貯湯タンク側配管１２ｂの他端とが接続されている（図１において、給湯配管１２と室内ユニット側配管１２ａと貯湯タンク側配管１２ｂとの接続部を接続点１３としている）。そして、室内ユニット側配管１２ａには、床暖房装置やラジエター等の室内ユニット４０が設けられており、また、貯湯タンク側配管１２ｂには、貯湯タンク７０が設けられている。
【００２２】
貯湯タンク７０内部の下方には、スパイラル形状に形成された熱交換部７１が備えられている。熱交換部７１の両端は貯湯タンク側配管１２ｂに接続されており、貯湯タンク側配管１２ｂを流れる湯水が熱交換部７１にも流れるようになっている。貯湯タンク７０の上部には、貯湯タンク７０内部に貯留されている湯水を浴槽や洗面台蛇口に供給するための給湯口７３が備えられている。また、貯湯タンク７０の下部には、貯湯タンク７０内部に水を供給するための入水口７２が備えられており、入水口７２には図示しない水道管が直結されている。
【００２３】
給湯配管１２と室内ユニット側配管１２ａと貯湯タンク側配管１２ｂとの接続点１３と、利用側熱交換器３との間には回転数可変の循環ポンプ３０が設けられている。循環ポンプ３０を駆動することにより、利用側熱交換器３で冷媒と熱交換された水の流れが、図１に示す矢印９０の方向に循環する。尚、利用側熱交換器３から流出した水は、三方弁３１の切り換えに応じて室内ユニット側配管１２ａに流れて室内ユニット４０に流入する、あるいは、貯湯タンク側配管１２ｂに流れて貯湯タンク７０に流入する。そして、室内ユニット４０や貯湯タンク７０から流出した水は、接続点１３を介して利用側熱交換器３に流入する。
以上説明したように、利用側熱交換器３と循環ポンプ３０と室内ユニット４０と貯湯タンク７０とが給湯配管１２と室内ユニット側配管１２ａと貯湯タンク側配管１２ｂとで接続されて、ヒートポンプサイクル装置１００の給湯回路を構成している。
【００２４】
給湯配管１２における利用側熱交換器３の水の入口側には、利用側熱交換器３に流入する水の温度を検出する入口温度センサ５６が、給湯配管１２における利用側熱交換器３の水の出口側には、利用側熱交換器３から流出するする水の温度を検出する出口温度センサ５７が、それぞれ備えられている。また、貯湯タンク７０内部の上下方向の略中央部には、貯湯タンク温度センサ５８が備えられている。
【００２５】
以上説明した構成の他に、ヒートポンプサイクル装置１００には制御手段６０が備えられている。制御手段６０は、各温度センサで検出した温度や圧力センサ５０で検出した凝縮圧力を取り込み、あるいは、図示しないリモコン等による使用者からの運転要求を取り込み、これらに応じて圧縮機１やファン７や循環ポンプ３０の駆動制御、四方弁２の切り換え制御、膨張弁４の開度制御や三方弁３１の切り換え制御等といった、ヒートポンプサイクル装置１００の運転に関わる様々な制御を行う。
【００２６】
また、図１に示すように、冷媒回路１０を暖房サイクルとしてヒートポンプサイクル装置１００を運転したときは、四方弁２から流出した冷媒は利用側熱交換器３、膨張弁４、熱源側熱交換器５と順に流れて再び四方弁２に流入する（図１に示す矢印８０）。尚、冷媒回路１０を冷房サイクルとしてヒートポンプサイクル装置１００を運転したときは、四方弁２から流出した冷媒は熱源側熱交換器５、膨張弁４、利用側熱交換器３と順に流れて再び四方弁２に流入する、というように、暖房サイクルとして運転したとき（矢印８０の方向）と逆方向となるが、図１においてこの場合の冷媒流れ方向の記載は省略している。
【００２７】
次に、以上説明した本発明のヒートポンプサイクル装置１００における、冷媒回路１０の動作やその作用・効果について説明する。尚、以下の説明では、ヒートポンプサイクル装置１００の冷媒回路１０が暖房サイクルとして運転する場合であって、室内ユニット４０を駆動して暖房運転を行う場合と、貯湯タンク７０に貯留されている水を所定温度に加熱する沸き上げ運転を行う場合とを例に挙げて説明する。
【００２８】
まず、室内ユニット４０を駆動して暖房運転を行う場合について説明する。使用者が室内ユニット４０のリモコン等を操作してスイッチをオンし、暖房運転を指示すると、制御手段６０は、循環ポンプ３０を所定の回転数で起動するとともに、室内ユニット側配管１２ａに水が流れるように三方弁３１を切り換える。これにより、利用側熱交換器３と室内ユニット４０との間で水が循環する。
【００２９】
また、制御手段６０は、冷媒回路１０が暖房サイクルとなるように四方弁２を切り換え、圧縮機１およびファン７を所定の回転数で起動してヒートポンプサイクル装置１００の暖房運転を開始する。制御手段６０は、出口水温センサ５７で検出された現在の水温、つまり、利用側熱交換器３で暖められた水の温度が、使用者が設定した暖房運転の目標温度である設定温度に対応する水温となるように圧縮機１の回転数を決定し、これに応じた圧縮機１の駆動制御を行う。圧縮機１から吐出された冷媒は四方弁２を通過し、利用側熱交換器３で水と熱交換して凝縮し、さらに膨張弁４で減圧されて熱源側熱交換器５で外気と熱交換して蒸発し、圧縮機１に吸入されて再び圧縮機１で圧縮される過程を繰り返す。
【００３０】
一方、利用側熱交換器３で所定温度に加熱された湯水は、循環ポンプ３０の駆動によって給湯配管１２に流出し、三方弁３１を介して室内ユニット側配管１２ａを流れて室内ユニット４０に流入する。室内ユニット４０が設置されている部屋は、室内ユニット４０（を流れる湯水）の放熱によって暖房される。室内ユニット４０から流出した湯水は、接続点１３、循環ポンプ３０を介して利用側熱交換器３に流入し、再び冷媒と熱交換を行って加熱される。
【００３１】
次に、沸き上げ運転を行う場合について説明する。尚、沸き上げ運転時の冷媒回路１０の制御や動作については、後述する沸き上げ運転時保護制御や沸き上げ運転復帰制御を除き、上述した暖房運転時と同じであるため、詳細な説明は省略する。また、以下の説明では、貯湯タンク温度センサ５８で検出した温度を貯湯タンク温度Ｔｓ、使用者による設定等によって予め定められている貯湯タンク７０に貯留する湯水の温度を目標貯湯タンク温度Ｔｓｇとする。
【００３２】
貯湯タンク７０に貯留されている湯水は、給湯口７３から流出することによって減少する。入水口７２には上述したように水道管が直結されているので、水道管の水圧によって減少した分だけ貯湯タンク７０には入水口７２から水が供給されて貯湯タンク７０に貯留されている湯水の温度は低下する。制御手段６０は、貯湯タンク７０に貯留されている湯水の温度として、貯湯タンク温度センサ５８で検出した貯湯タンク温度Ｔｓを常時監視しており、取り込んだ貯湯タンク温度Ｔｓが、目標貯湯タンク温度Ｔｓｇから予め定められた所定温度以上低い温度であれば、貯湯タンク７０に貯留されている湯水の温度を目標貯湯タンク温度Ｔｓｇとするために沸き上げ運転を開始するようにしており、例えば、取り込んだ貯湯タンク温度Ｔｓが、目標貯湯タンク温度Ｔｓｇから５℃以上低い状態であるときに沸き上げ運転を開始する。
【００３３】
制御手段６０は、循環ポンプ３０を所定回転数で起動するとともに、貯湯タンク側配管１２ｂに水が流れるように三方弁３１を切り換える。これにより、利用側熱交換器３と貯湯タンク７０との間で水が循環する。利用側熱交換器３で所定温度に加熱された湯水は、循環ポンプ３０の運転によって利用側熱交換器３から給湯配管１２に流出し、三方弁３１を介して貯湯タンク側配管１２ｂを流れて貯湯タンク７０内部に配置されている熱交換部７１に流入する。貯湯タンク７０に貯留されている水は、熱交換部７１を流れる湯水によって加熱される。熱交換部７１から流出した湯水は、接続点１３、循環ポンプ３０を介して利用側熱交換器３に流入し、再び冷媒と熱交換を行って加熱される。
【００３４】
以上説明した暖房運転や沸き上げ運転を行っている際、室内ユニット４０で要求される暖房能力や、沸き上げ運転時の目標貯湯タンク温度Ｔｓｇと現在の貯湯タンク温度Ｔｓとの差温によっては、圧縮機１に要求される運転能力が高くて吐出圧力が上昇し、圧縮機１で許容される吐出圧力の上限値を超える場合がある。
【００３５】
本実施例のヒートポンプサイクル装置１００は、圧縮機１の吐出圧力の上限値（例えば、４．０ＭＰａ）を超えた場合に、圧縮機１や循環ポンプ３０やファン７を停止して暖房運転や沸き上げ運転を中断する過負荷保護制御を有している。過負荷保護制御を実行しているとき、例えば、圧縮機１が停止してから所定時間（例えば、３分）経過、かつ、圧力センサ５０で検出した吐出圧力が所定圧力（例えば、３．０ＭＰａ）以下となれば（以下、過負荷保護制御終了条件と記載）、ヒートポンプサイクル装置１００は、過負荷保護制御を停止し、圧縮機１を再起動して暖房運転や沸き上げ運転を再開する
【００３６】
次に、上述した沸き上げ運転中に圧縮機１の吐出圧力の上昇を抑制して過負荷保護制御への移行を防ぐ沸き上げ運転制御について、その詳細やこれらの制御を行うことによる効果について、図１乃至図４を用いて説明する。
【００３７】
尚、以下の説明では、前述した貯湯タンク温度をＴｓ（単位：℃）に加えて、外気温度センサ５５で検出する外気温度をＴｏ（℃）、圧縮機１の回転数をＲｃ（ｒｐｓ）、循環ポンプ３０が１分間に給湯配管１２に給水できる給水量をＳｗ（リットル／ｍｉｎ）、ファン７の回転数をＲｆ（ｒｐｍ）とする。また、膨張弁４については、その開度に対応した、膨張弁４のステッピングモータに加えるパルス数を膨張弁開度Ｖｏ（Ｐ）としている。尚、循環ポンプ３０の給水量Ｓｗの増減は、循環ポンプ３０に備えられた図示しないモータの回転数を制御することによって行う。
【００３８】
制御手段６０の図示しない記憶部には、図２に示す、沸き上げ運転制御テーブル２００が記憶されている。この沸き上げ運転制御テーブル２００は、予め実施される試験の結果等に基づいて作成し制御手段６０に記憶されているものである。沸き上げ運転制御テーブル２００に示すように、沸き上げ運転制御は、沸き上げ運転時保護制御および沸き上げ運転復帰制御の２つの制御から構成されている。
【００３９】
図２に示すように、沸き上げ運転制御テーブル２００には、沸き上げ運転時保護制御および沸き上げ運転復帰制御の各々について、貯湯タンク温度Ｔｓおよび外気温度Ｔｏに対応させて、圧縮機回転数Ｒｃ、循環ポンプ給水量Ｓｗ、ファン回転数Ｒｆ、および膨張弁開度Ｖｏの４つの制御パラメータが定められている。
【００４０】
具体的には、貯湯タンク温度Ｔｓは、５０℃以上５２℃未満と、５２℃以上５５℃未満の２つの範囲に分けられている。これら貯湯タンク温度Ｔｓの２つの範囲に対して、外気温度Ｔｏは、１０℃未満、１０℃以上２５℃未満、および２５℃以上３５℃未満の３つの範囲に分けられて定められている。そして、これら貯湯タンク温度Ｔｓの３つの範囲に対して、上述した圧縮機回転数Ｒｃ、循環ポンプ給水量Ｓｗ、ファン回転数Ｒｆ、および膨張弁開度Ｖｏの４つの制御パラメータが定められている。
【００４１】
例えば、沸き上げ運転時保護制御において、貯湯タンク温度Ｔｓが５０℃以上５２℃未満であるときに外気温度Ｔｏが１０℃未満では、圧縮機回転数Ｒｃ：５０ｒｐｓ、循環ポンプ給水量Ｓｗ：３０リットル／ｍｉｎ，ファン回転数Ｒｆ：５００ｒｐｍとなっている。また、貯湯タンク温度Ｔｓが５２℃以上５５℃未満であるときに外気温度Ｔｏが１０℃未満では、圧縮機回転数Ｒｃ：４５ｒｐｓ、循環ポンプ給水量Ｓｗ：４０リットル／ｍｉｎ，ファン回転数Ｒｆ：３００ｒｐｍとなっている。尚、沸き上げ運転時保護制御においては、膨張弁開度Ｖｏは、貯湯タンク温度Ｔｓや外気温度Ｔｏに関わらず、利用側熱交換器３での過冷却度に応じて決定する（図２では、ＳＣ制御と記載している）。
【００４２】
また、沸き上げ運転復帰制御においては、貯湯タンク温度Ｔｓに関わらず、外気温度Ｔｏが１０℃未満では、圧縮機回転数Ｒｃ：４０ｒｐｓ、循環ポンプ給水量Ｓｗ：４５リットル／ｍｉｎ，ファン回転数Ｒｆ：２５０ｒｐｍ、膨張弁開度Ｖｏ：１００Ｐとなっている。上記外気温度Ｔｏが１０℃未満である場合以外についても、同様に各制御パラメータが定められている。
【００４３】
次に、沸き上げ運転時保護制御および沸き上げ運転復帰制御について、図３および図４を用いて個々に詳細に説明する。図３は、沸き上げ運転時保護制御のタイムチャートであり、貯湯タンク温度Ｔｓの変化に対応した圧縮機回転数Ｒｃ、循環ポンプ給水量Ｓｗおよびファン回転数Ｒｆ、および、利用側熱交換器３での過冷却度に応じた膨張弁開度Ｖｏが示されている。また、図４は、沸き上げ運転復帰制御のタイムチャートであり、貯湯タンク温度Ｔｓの変化に対応した圧縮機回転数Ｒｃ、循環ポンプ給水量Ｓｗ、ファン回転数Ｒｆ、および膨張弁開度Ｖｏが示されている。
【００４４】
尚、図３および図４に示す２つのタイムチャートは、図２の沸き上げ運転制御テーブル２００における、外気温度Ｔｏが１０℃未満の場合を取り上げている。また、以下の説明では、沸き上げ運転時の目標貯湯タンク温度Ｔｓｇを５５℃、第１閾温度Ｔｓｆ１および第２閾温度Ｔｓｆ２を５０℃、としている。
【００４５】
第１閾温度Ｔｓｆ１は、予め試験等によって求められた温度である。沸き上げ運転時に貯湯タンク温度が第１閾温度Ｔｓｆ１以上となれば、利用側熱交換器３での凝縮圧力が高くなって圧縮機１の吐出圧力の上限値を超える虞がある。従って、沸き上げ運転時に貯湯タンク温度が第１閾温度Ｔｓｆ１以上となれば、後に詳細説明する沸き上げ運転時保護制御を行って沸き上げ運転時に圧縮機１の吐出圧力の上限値を超えないようにしている。
【００４６】
また、第２閾温度Ｔｓｆ２も、第１閾温度Ｔｓｆ１と同様に予め試験等によって求められた温度である。本実施例のヒートポンプサイクル装置１００では、圧縮機１の吐出圧力の上限値を超えた場合は過負荷保護制御を行うが、過負荷保護制御が終了した際に、貯湯タンク温度が第２閾温度Ｔｓｆ２であれば、沸き上げ運転時保護制御を行っているとき以上に、利用側熱交換器３での凝縮圧力が高くなって圧縮機１の吐出圧力の上限値に超える可能性が高くなる。従って、過負荷保護制御が終了した際に、貯湯タンク温度が第２閾温度Ｔｓｆ２であれば、後に詳細説明する沸き上げ運転復帰制御を行って圧縮機１の吐出圧力の上限値を超えないようにしている。
【００４７】
まず、沸き上げ運転時保護制御について、図３を用いて説明する。ヒートポンプサイクル装置１００で沸き上げ運転を開始すると、制御手段６０は、貯湯タンク温度センサ５８から貯湯タンク温度Ｔｓを定期的に取り込み、取り込んだ貯湯タンク温度Ｔｓと目標貯湯タンク温度Ｔｓｇとの差温に応じて、圧縮機回転数Ｒｃ、循環ポンプ給水量Ｓｗ、ファン回転数Ｒｆを決定し（図３では、例として、圧縮機回転数Ｒｃ：６０ｒｐｓ、循環ポンプ給水量Ｓｗ：３０リットル／ｍｉｎ、ファン回転数Ｒｆ：７００ｒｐｍとしている）、これらに基づいて圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７をそれぞれ駆動制御する。また、制御手段６０は、膨張弁４の開度を、利用側熱交換器３での過冷却度（例えば、圧力センサ３０で検出した圧力から利用側熱交換器３内の凝縮温度を算出し、この凝縮温度から冷媒温度センサ５３で検出した冷媒温度を引くことで求められる）に応じて制御する。
【００４８】
沸き上げ運転を行うと、貯湯タンク温度Ｔｓは目標貯湯タンク温度Ｔｓｇに近付いていくが、貯湯タンク温度Ｔｓが目標貯湯タンク温度Ｔｓｇに近付く程、利用側熱交換器３における出口水温が高くなって利用側熱交換器３での凝縮圧力が高くなり、圧縮機１に要求される運転能力は高くなる。従って、圧縮機１の吐出圧力も高くなるので、圧縮機１の吐出圧力の上限値を超えて過負荷保護制御に移行する可能性が高くなる。
【００４９】
そこで、本発明のヒートポンプサイクル装置１００では、制御手段６０は、取り込んだ貯湯タンク温度Ｔｓが目標貯湯タンク温度５５℃から所定温度（５℃）低い第１閾温度Ｔｓｆ１である５０℃以上となれば（図３に示す点Ａを超えれば）、沸き上げ運転時保護制御を実行して、できる限り過負荷保護制御に移行しないようにする。制御手段６０は、外気温度センサ５５から取り込んだ現在の外気温度Ｔｏと現在の貯湯タンク温度Ｔｓとに対応する各制御パラメータを、沸き上げ運転制御テーブル２００における沸き上げ運転時保護制御の項目を参照して抽出する。
【００５０】
図２の沸き上げ運転制御テーブル２００に示すように、貯湯タンク温度Ｔｓが５０℃以上５２℃未満であるときと比べて、貯湯タンク温度Ｔｓが５２℃以上５５℃未満である場合は、圧縮機回転数Ｒｃおよびファン回転数Ｒｆは減少（Ｒｃ：５０ｒｐｓ→４５ｒｐｓ、Ｒｆ：５００ｒｐｍ→３００ｒｐｍ）させ、循環ポンプ給水量Ｓｗは増加（Ｓｗ：３０リットル／ｍｉｎ→４０リットル／ｍｉｎ）させている。
【００５１】
圧縮機回転数Ｒｃを低下させると、圧縮機１の吐出圧力は低下する。また、循環ポンプ給水量Ｓｗを増加させると、利用側熱交換器３に流入する水量が増加して利用側熱交換器３の出口水温（出口水温センサ５７で検出する水温）が低下し、これにより利用側熱交換器３での凝縮圧力が低下して圧縮機１の吐出圧力が低下する。ファン回転数Ｒｆは、圧縮機回転数Ｒｃに応じて定められ、圧縮機回転数Ｒｃが低下して冷媒回路１０を循環する冷媒量が減少、つまり、熱源側熱交換器５に流入する冷媒量の減少に応じて、ファン回転数Ｒｆを低下させる。
【００５２】
制御手段６０は、貯湯タンク温度Ｔｓが５０℃以上となれば沸き上げ運転時保護制御を開始し、通常の沸き上げ運転を行っているとき（図３の点Ａより以前の状態）に比べて圧縮機回転数Ｒｃを低下させるとともに、循環ポンプ給水量Ｓｗを増加させることで利用側熱交換器３での凝縮圧力を低下させて圧縮機１の吐出圧力を低下させる。そして、制御手段６０は、貯湯タンク温度Ｔｓが５２℃以上となれば、さらに圧縮機回転数Ｒｃを低下させるとともに循環ポンプ給水量Ｓｗを増加させることで、利用側熱交換器３での凝縮圧力を低下させて圧縮機１の吐出圧力をより低下させる。これにより、過負荷保護制御に移行することを抑制している。
【００５３】
前述したように、本実施例における沸き上げ運転時保護制御では、外気温度Ｔｏが１０℃未満であるため、制御手段６０は、沸き上げ運転制御テーブル２００における沸き上げ運転時保護制御の項目を参照して、現在の貯湯タンク温度Ｔｓ範囲：５０℃以上５２℃未満、と、外気温度Ｔｏ：１０℃未満とに対応する各制御パラメータを抽出する。そして、図３に示すように、制御手段６０は、図２を参照して抽出した各パラメータに基づいて圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７を駆動制御、つまり、圧縮機１の回転数Ｒｃを５０ｒｐｓ、循環ポンプ３０の給水量Ｓｗを３０リットル／ｍｉｎ，ファン７の回転数Ｒｆを５００ｒｐｍ、となるようそれぞれ駆動制御する。
【００５４】
制御手段６０は、貯湯タンク温度Ｔｓが５２℃以上となるまでは、上記の制御態様で沸き上げ運転を続ける。貯湯タンク温度Ｔｓが５２℃以上（図３の点Ｂ以上）となれば、制御手段６０は、沸き上げ運転制御テーブル２００における沸き上げ運転時保護制御の項目を参照して、貯湯タンク温度Ｔｓ範囲：５２℃以上５５℃未満、と、外気温度Ｔｏ：１０℃未満とに対応する各制御パラメータ抽出する。
【００５５】
そして、図３に示すように、制御手段６０は、抽出した各制御パラメータに基づいて圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７を駆動制御、つまり、圧縮機１の回転数Ｒｃを４５ｒｐｓ、循環ポンプ３０の給水量Ｓｗを４０リットル／ｍｉｎ，ファン７の回転数Ｒｆを３００ｒｐｍ、としてそれぞれ駆動制御する。
【００５６】
制御手段６０は、貯湯タンク温度Ｔｓが５５℃となるまではこの制御態様で沸き上げ運転を続け、貯湯タンク温度Ｔｓが５５℃となれば（図３の点Ｃ）、圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７をそれぞれ停止するとともに、膨張弁４を全開（パルス数４８０Ｐの駆動信号を膨張弁４に入力）として、沸き上げ運転を終了する。
【００５７】
沸き上げ運転を終了した後、貯湯タンク７０に貯留されている湯水が給湯口７３から流出し、流出した分だけ入水口７２から水が貯湯タンク７０に補充されることによって、貯湯タンク温度Ｔｓは低下する。制御手段６０は、水の補充によって貯湯タンク温度Ｔｓが低下して５０℃以下となれば（図３の点Ｄ以下）、圧縮機回転数Ｒｃを６０ｒｐｓ、循環ポンプ給水量Ｓｗを３０リットル／ｍｉｎ、ファン回転数Ｒｆを７００ｒｐｍ、として圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７をそれぞれ駆動制御し、再び沸き上げ運転を開始する。沸き上げ運転開始後しばらくの間は、貯湯タンク温度Ｔｓは下がり続ける（熱交換部７１での熱交換による加熱より、給水による温度低下の方が大きい）が、ある時点で貯湯タンク温度Ｔｓは上昇に転じ、再び５０℃以上となる（図３の点Ｅ）。
【００５８】
制御手段６０は、再び貯湯タンク温度Ｔｓが５０℃以上となれば、沸き上げ運転時保護制御を行う。そして、制御手段６０は、貯湯タンク温度Ｔｓが再び５２℃以上となれば（図３の点Ｆ）、各制御パラメータを変更し、貯湯タンク温度Ｔｓが再び５５℃に到達すれば（図３の点Ｇ）、圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７をそれぞれ停止するとともに、膨張弁４を全開として、沸き上げ運転を終了する。
【００５９】
尚、図２に示すように、沸き上げ運転時保護制御では、貯湯タンク温度Ｔｓに関わらず、外気温度Ｔｏが高くなるほど圧縮機回転数Ｒｃおよびファン回転数Ｒｆを低く、また、外気温度Ｔｏが高くなるほど循環ポンプ給水量Ｓｗは多く、それぞれ設定している。外気温度Ｔｏが高いと圧縮機１の吐出圧力が上昇するため、外気温度Ｔｏが高い場合は、上記のように各制御パラメータを設定して圧縮機１の吐出圧力上昇を抑制するようにしている。
【００６０】
次に、沸き上げ運転復帰制御について説明する。この沸き上げ運転復帰制御は、次の理由により設けられている。ヒートポンプサイクル装置１００が沸き上げ運転を行っているときに、圧縮機１の吐出圧力の上限値を超えて過負荷保護制御に移行し、その後過負荷保護制御から沸き上げ運転に復帰したときには、貯湯タンク温度Ｔｓが低下せずに５０℃以上である可能性がある。沸き上げ運転復帰時に貯湯タンク温度Ｔｓが５０℃以上であれば、利用側熱交換器３における出口水温が高くなって利用側熱交換器３での凝縮圧力が高い状態となっているので、沸き上げ運転時保護制御を行っている場合に比べて、圧縮機１の吐出圧力の上限値を超えやすい状態となっている可能性があるためである。
【００６１】
ヒートポンプサイクル装置１００では、沸き上げ運転を行っているときに、何らかの不可抗力、例えば、装置／部材の故障に起因する要因（循環ポンプ３０の故障により湯水が循環しなくなり、利用側熱交換器３での凝縮温度が上昇する場合）等により、圧縮機１の吐出圧力の上限値を超える場合がある。このような場合、制御手段６０は、圧縮機１の破損を防止するために過負荷保護制御に移行して、前述した過負荷保護制御終了条件が成立するまで沸き上げ運転を停止する。
【００６２】
過負荷保護制御終了条件が成立して過負荷保護制御から沸き上げ運転に復帰したときに、貯湯タンク温度Ｔｓが第２閾温度Ｔｓｆ２である５０℃より低い場合は、通常の沸き上げ運転制御を行う。貯湯タンク温度Ｔｓが５０℃以上であれば、制御手段６０は、沸き上げ運転復帰制御を実行して、再び圧縮機１の吐出圧力の上限値を超えないように沸き上げ運転を再開する。
【００６３】
沸き上げ運転復帰制御では、外気温度に関わらず、圧縮機回転数Ｒｃおよびファン回転数Ｒｆを、沸き上げ運転時保護制御の場合の同じ外気温度Ｔｏでの値より低い値とするとともに、循環ポンプ給水量Ｓｗを、沸き上げ運転時保護制御の場合の同じ外気温度Ｔｏでの値より高い値とし、貯湯タンク温度Ｔｓが目標貯湯タンク温度Ｔｓｇ（５５℃）に到達するまで、つまり、沸き上げ運転が終了するまでは、この制御パラメータ値に固定して圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７を駆動制御する。また、沸き上げ運転時保護制御では、膨張弁４の開度制御は利用側熱交換器３での過冷却度に応じて行っていたが、沸き上げ運転復帰制御では、圧縮機回転数Ｒｃに応じた膨張弁開度Ｖｏとしている。
【００６４】
制御手段６０は、沸き上げ運転復帰制御を行う際は、外気温度センサ５５から取り込んだ現在の外気温度Ｔｏと現在の貯湯タンク温度Ｔｓとに対応する各制御パラメータを、沸き上げ運転制御テーブル２００における沸き上げ運転復帰制御の項目を参照して抽出する。例えば、図２に示すように、本実施例のように外気温度Ｔｏが１０℃未満であるときの沸き上げ運転復帰制御における各制御パラメータは次の通りである。圧縮機回転数Ｒｃは沸き上げ運転時保護制御の場合の最低値である４５ｒｐｓより低い４０ｒｐｓ、循環ポンプ給水量Ｓｗは沸き上げ運転時保護制御の場合の最高値である４０リットル／ｍｉｎより高い４５リットル／ｍｉｎ、ファン回転数Ｒｆは沸き上げ運転時保護制御の場合の最低値である３００ｒｐｍより低い２５０ｒｐｍ、となっている。また、膨張弁開度Ｖｏは圧縮機回転数Ｒｃ：４０ｒｐｓに対応した１００Ｐとなっている。
【００６５】
以上の各制御パラメータに基づいて圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７の駆動制御、および、膨張弁４の開度制御を行うことで沸き上げ運転復帰制御を行う。圧縮機回転数Ｒｃおよびファン回転数Ｒｆを沸き上げ運転時保護制御の場合より低い値に、また、循環ポンプ給水量Ｓｗを沸き上げ運転時保護制御の場合より高い値とし、これらの値となるように圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７の駆動制御を行うとともに、膨張弁４の開度を小さくして冷媒回路１０での冷媒流量を減少させる。これらにより、利用側熱交換器３での凝縮圧力を低下させて圧縮機１の吐出圧力上昇を抑制し、再度過負荷保護制御へ移行することを防止できる。
【００６６】
次に、図４を用いて、沸き上げ運転復帰制御に移行する場合のヒートポンプサイクル装置１００の具体的な動作について説明する。ヒートポンプサイクル装置１００が沸き上げ運転を行っており、貯湯タンク温度センサ５８から取り込んだ貯湯タンク温度Ｔｓが第１閾温度Ｔｓｆ１である５０℃以上となれば、制御手段６０は沸き上げ運転時保護制御を実行する。制御手段６０は、沸き上げ運転制御テーブル２００における沸き上げ運転時保護制御の項を参照して、圧縮機回転数Ｒｃ：５０ｒｐｓ、循環ポンプ給水量Ｓｗ：３０リットル／ｍｉｎ、ファン回転数Ｒｆ：５００ｒｐｍ、をそれぞれ抽出し、これに基づいて圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７の駆動制御を行っている。
【００６７】
沸き上げ運転時保護制御を行っているときに、圧縮機１の吐出圧力が上限値である４．０ＭＰａ以上となれば、制御手段６０は、圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７を停止するとともに膨張弁４を全開とする過負荷保護制御を実行する(図４の点Ｊ）。その後、過負荷保護制御終了条件が成立して過負荷保護制御から沸き上げ運転に復帰したときに貯湯タンク温度Ｔｓが５０℃以上（図４の点Ｋ以上）であれば、制御手段６０は、沸き上げ運転制御テーブル２００における沸き上げ運転復帰制御の項目を参照して抽出した各パラメータに基づいて圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７を駆動制御、および、膨張弁４の開度制御を行う。
【００６８】
具体的には、制御手段６０は、圧縮機回転数Ｒｃ：４０ｒｐｓ、循環ポンプ給水量Ｓｗ：４５リットル／ｍｉｎ，ファン回転数Ｒｆ：２５０ｒｐｍ、膨張弁開度Ｖｏ：１００Ｐ、をそれぞれ抽出し、これに基づいて、圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７の駆動制御、および、膨張弁４の開度制御を行う。制御手段６０は、貯湯タンク温度Ｔｓが５５℃となるまではこの制御態様で沸き上げ運転を続け、貯湯タンク温度Ｔｓが５５℃となれば（図４の点リットル）、圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７をそれぞれ停止するとともに、膨張弁４を全開として、沸き上げ運転を終了する。
【００６９】
尚、図２に示すように、沸き上げ運転制御テーブル２００の沸き上げ運転復帰制御においても、沸き上げ運転時保護制御と同様に、貯湯タンク温度Ｔｓに関わらず外気温度Ｔｏが高くなるほど圧縮機回転数Ｒｃおよびファン回転数Ｒｆを低くなるよう、また、外気温度Ｔｏが高くなるほど循環ポンプ給水量Ｓｗは多くなるよう、それぞれ設定しているが、沸き上げ運転時保護制御の説明時に説明した理由と同じであるため、説明は省略する。
【００７０】
また、本実施例では、上述したように第１閾温度Ｔｓｆ１および第２閾温度Ｔｓｆ２を共に５０℃としているが、前述したように、過負荷保護制御から沸き上げ運転に復帰したときは、沸き上げ運転時保護制御を行っている場合に比べて、圧縮機１の吐出圧力の上限値を超えやすい状態となっている可能性があるため、第２閾温度Ｔｓｆ２を第１閾温度Ｔｓｆ１より低い温度、例えば、４５℃として、過負荷保護制御から沸き上げ運転に復帰したときの貯湯タンク温度Ｔｓが４５℃以上であれば沸き上げ運転復帰制御を実施することによって、沸き上げ運転復帰時に再び過負荷保護制御により移行しにくくするようにしてもよい。
【００７１】
次に、本発明のヒートポンプサイクル装置１００に関わる処理について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。図５に示すフローチャートは、ヒートポンプサイクル装置１００で沸き上げ運転を行う際の制御に関する処理の流れを示すものであり、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。尚、室内ユニット４０を用いた暖房運転や、熱源側熱交換器５の除霜運転等、本発明に関わる処理以外の、ヒートポンプサイクル装置１００の一般的な制御に関しては、説明を省略する。
【００７２】
制御手段６０は、フラグｆをリセット、つまり、ｆ＝０とする（ＳＴ１）。次に、制御手段６０は、貯湯タンク温度センサ５８から取り込んだ貯湯タンク温度Ｔｓが目標貯湯タンク温度Ｔｓｇから予め定められた所定温度以上低い温度であれば、沸き上げ運転を行う（ＳＴ２）。沸き上げ運転を開始すると、制御手段６０は、圧力センサ５０から取り込んだ吐出圧力が所定値以上（例えば、４．０ＭＰａ以上）であるか否かを判断する（ＳＴ３）。
【００７３】
取り込んだ吐出圧力が所定値以上であれば（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、制御手段６０は、圧縮機１、循環ポンプ３０、ファン７を停止するとともに膨張弁４を全開として沸き上げ運転を停止し、圧縮機１の吐出圧力を低下させる過負荷保護制御を開始する（ＳＴ９）。
【００７４】
制御手段６０は、過負荷保護制御を実行しているとき、過負荷保護制御終了条件が成立（例えば、圧縮機１の停止から３分経過、かつ、圧力センサ５０から取り込んだ吐出圧力が３．０ＭＰａ以下）しているか否かを判断する（ＳＴ１０）。過負荷保護制御終了条件が成立していなければ（ＳＴ１０−Ｎｏ）、制御手段６０は、ＳＴ９に処理を戻して過負荷保護制御を継続する。
【００７５】
過負荷保護制御終了条件が成立していれば（ＳＴ１０−Ｙｅｓ）、制御手段６０は、貯湯タンク温度Ｔｓが第２閾温度Ｔｓｆ２以上であるか否かを判断する（ＳＴ１１）。貯湯タンク温度Ｔｓが第２閾温度Ｔｓｆ２以上でなければ（ＳＴ１１−Ｎｏ）、制御手段６０はＳＴ１に処理を戻す。貯湯タンク温度Ｔｓが第２閾温度Ｔｓｆ２以上であれば（ＳＴ１１−Ｙｅｓ）、制御手段６０は、沸き上げ運転復帰制御を行い（ＳＴ１２）、フラグｆを立てる、つまり、ｆ＝１とする（ＳＴ１３）。そして、制御手段６０は、処理をＳＴ８に進める。
【００７６】
ＳＴ３において、取り込んだ吐出圧力が所定値以上でなければ（ＳＴ３−Ｎｏ）、制御手段６０は、フラグが立っている、つまり、ｆ＝１であるか否かを判断する（ＳＴ４）。ｆ＝１であれば（ＳＴ４−Ｙｅｓ）、制御手段６０は、ＳＴ１２に処理を進める。ｆ＝１でなければ（ＳＴ４−Ｎｏ）、制御手段６０は、貯湯タンク温度Ｔｓが閾温度Ｔｓｆ以上となっているか否かを判断する（ＳＴ５）。貯湯タンク温度Ｔｓが閾温度Ｔｓｆ以上となっていなければ（ＳＴ５−Ｎｏ）、制御手段６０は、ＳＴ３に処理を戻す。
【００７７】
貯湯タンク温度Ｔｓが閾温度Ｔｓｆ以上となっていれば（ＳＴ５−Ｙｅｓ）、制御手段６０は、外気温度センサ５５が検出した外気温度Ｔｏを取り込む（ＳＴ６）。そして、制御手段６０は、沸き上げ運転時保護制御を行って（ＳＴ７）、ＳＴ８に処理を進める。
【００７８】
ＳＴ８において、制御手段６０は、貯湯タンク温度センサ５８から取り込んだ貯湯タンク温度Ｔｓが目標貯湯タンク温度Ｔｓｇに到達したか否かを判断する。貯湯タンク温度Ｔｓが目標貯湯タンク温度Ｔｓｇに到達していなければ（ＳＴ８−Ｎｏ）、制御手段６０は、ＳＴ３に処理を戻す。貯湯タンク温度Ｔｓが目標貯湯タンク温度Ｔｓｇに到達していれば（ＳＴ８−Ｙｅｓ）、制御手段６０は、沸き上げ運転を終了する。
【００７９】
以上説明した通り、本発明のヒートポンプサイクル装置は、沸き上げ運転時に沸き上げ運転時保護制御を、また、過負荷保護制御から沸き上げ運転に復帰した際に沸き上げ運転復帰制御を行う。これにより、沸き上げ運転時や沸き上げ運転復帰時に、圧縮機の吐出圧力の上限値を超えて過負荷保護制御に入ることを防止することができるので、過負荷保護制御への移行と過負荷保護制御から沸き上げ運転への復帰が頻繁に繰り返されて圧縮機が停止／再起動を繰り返すことを防止でき、圧縮機の信頼性低下やヒートポンプサイクル装置の省エネ性低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  圧縮機
３  利用側熱交換器
４  膨張弁
５  熱源側熱交換器
７  ファン
１０  冷媒回路
３０  循環ポンプ
５５  外気温度センサ
５８  貯湯タンク温度センサ
６０  制御手段
７０  貯湯タンク
１００  ヒートポンプサイクル装置
２００  沸き上げ運転制御テーブル
Ｔｓ  貯湯タンク温度
Ｔｓｆ１  第１閾温度
Ｔｓｆ２  第２閾温度
Ｔｓｇ  目標貯湯タンク温度
Ｔｏ  外気温度
Ｒｃ  圧縮機回転数
Ｒｆ  ファン回転数
Ｓｗ  循環ポンプ給水量
Ｖｏ  膨張弁開度
【図１】
2013170764.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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