(57)【要約】【課題】給水圧が印加されず、貯湯タンク内の水位低下が発生しても、その状態を検出し、循環運転が適切に行えるようなヒートポンプ給湯機を得ること。【解決手段】貯湯タンク１０下部から取り出した湯水を加熱手段２による沸上げ運転によって加熱し貯湯タンク１０上部に循環させる循環ポンプ１７と、貯湯タンク１０に設けられ、貯湯タンク１０に貯留された湯水の上下方向で異なる複数の位置での温度を検出する貯湯温度センサ２２と、貯湯タンク１０内の湯水の沸上げ動作を実行したときに、貯湯温度センサ２２で検出した貯湯タンク１０の上側の温度よりも下側の温度のほうが高い状態となった場合には、沸上げ運転の異常状態と判断するとともに、当該異常状態と判断する前の状態に比べて、循環ポンプ１７による循環流量が大きくなるように循環ポンプ１７を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、
一端を水源に接続され、第一止水栓と第一水抜き栓をこの順で有し、他端を前記貯湯タンクの下部に接続された給水配管と、
一端を前記貯湯タンクの上部に接続され、第二水抜き栓と第二止水栓をこの順で有し、他端を給湯負荷に接続された給湯配管と、
一端を前記貯湯タンクの下部に接続され、途中にヒートポンプサイクルを利用して流れる湯水を加熱する熱交換器を有し、他端を前記貯湯タンクの上部に接続された沸上げ配管と、
前記沸上配管に設けられ、前記貯湯タンク下部から取り出した湯水を該貯湯タンク上部に循環させる循環ポンプと、
前記貯湯タンクに設けられ、該貯湯タンクに貯留された湯水の、上下方向で異なる複数の位置での温度を検出する貯湯温度センサと、
前記循環ポンプを稼働するとともに前記ヒートポンプサイクルを利用して前記熱交換器で前記沸上げ配管内を流れる湯水を加熱する沸上げ動作を実行したときに、前記貯湯温度センサで検出した前記貯湯タンクの上側の温度よりも下側の温度のほうが高い状態となった場合には、沸上異常状態と判断するとともに、当該沸上異常状態と判断する前の状態に比べて、前記沸上げ配管の循環流量が大きくなるように前記循環ポンプを制御する制御部と、
を備えたヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
前記沸上配管の前記熱交換器の入口側に設けられ、該熱交換器の入口側の湯水の温度を検出する入水温度センサと、
前記沸上配管の前記熱交換器の出口側に設けられ、該熱交換器の出口側の湯水の温度を検出する出湯温度センサと、を備え、
前記沸上異常状態の判断条件として、前記入水温度センサでの検出値が前記出湯温度センサでの検出値よりも高いことを含む、請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
前記沸上異常状態の判断条件として、所定時間内での前記入水温度センサでの温度上昇の検出値が、あらかじめ設定した第一の温度以上であることを含む、請求項２に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
前記ヒートポンプ給湯機の動作状態を報知する報知手段を有するリモコンを備え、
前記制御部は、前記沸上異常状態と判断した場合、当該報知手段で前記貯湯タンクが未満水状態であること、または、前記第一、第二止水栓が閉じられた状態であること、の少なくともいずれか１つを前記報知手段から報知する、請求項１から３のいずれか１つに記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
前記制御部は、前記沸上異常状態と判断し前記沸上げ配管の循環流量が大きくなるように前記循環ポンプを制御してから、あらかじめ設定した第一の時間経過してもなお、該沸上異常状態との判断が変わらない場合、前記沸上げ動作を停止するとともに、前記リモコンの前記報知手段により該沸上げ動作を停止した旨を報知する、請求項４に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
一端を前記沸上げ配管の前記熱交換器と前記貯湯タンクの上部との間に切替弁を介して接続され、他端を前記貯湯タンクの下部に接続されたバイパス配管と、を備え、
前記制御部は、前記沸上異常状態と判断し前記沸上げ配管の循環流量が大きくなるように前記循環ポンプを制御してから、あらかじめ設定した第一の時間経過してもなお、沸上異常状態との判断が変わらない場合、前記熱交換器からの出湯が前記バイパス配管側に流れるように切替弁を切替えて、前記沸上げ動作を継続する、請求項４に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項７】
前記制御部は、前記出湯温度センサの検出値があらかじめ設定した第二の温度を超える場合に前記沸上げ動作に異常があると判断し沸上げを停止する異常判定動作を行うとともに、前記切替弁を切替えてから、あらかじめ設定した第二の時間が経過するまでは、当該異常判定動作を行わない、請求項６に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項８】
前記制御部は、前記貯湯温度センサで検出した前記貯湯タンクの上側の温度が該貯湯タンクの下側の温度と同じか高い状態となった場合には、前記報知手段からの報知を停止する、請求項４または５に記載のヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプサイクルを利用する加熱手段と、加熱手段によって加熱された湯水を蓄える貯湯タンクを備えた貯湯タンクユニットによって構成される。貯湯タンクと加熱手段とは、湯水が循環可能に接続された循環回路によって接続されている。主に深夜電力時間帯など電気料金単価の安い時間帯に、循環回路により貯湯タンクの下部から湯水を取り出し加熱手段で加熱したあと貯湯タンクの上部に戻すことで、貯湯タンク内に加熱手段で加熱した湯水が蓄えられる。また、貯湯タンクへは、水源に接続された給水管から水が水源の給水圧で供給され、貯湯タンクの上部に接続された給湯管から水源の給水圧を利用して湯を給湯先へ供給する。この水源からの給水圧が貯湯タンクや循環回路、加熱手段に印加されることで、貯湯タンクや循環回路、加熱手段に湯水が適正に供給され、また蓄えられる。
【０００３】
ところで、このようなヒートポンプ給湯機を寒冷地に設置する際には、特許文献１に示されるように給水管・給湯管に不凍結水栓を介在させる。配管凍結による凍結破壊のおそれがある際には、不凍結水栓を開いて管内の水を抜き、予防を図る。さらに特許文献２には以下の構成が開示されている。すなわち、冬期の夜間に不凍結水栓が使用者によって操作されて水抜きが行われ、朝になって水を使う前に不凍結水栓が戻されるため、貯湯タンクに湯水を蓄えるために加熱手段を動作させる深夜時間帯には貯湯タンクや循環回路、加熱手段に給水圧が印加されていないことになる。すると、加熱手段と貯湯タンクの間の循環回路で湯水を循環させる循環ポンプの循環不良が誘発され、循環ポンプの空回りなどの不具合が生じて運転を継続できない場合があった。このため、循環ポンプの循環不良が発生したことを検知する循環不良検知手段を設け、制御部は循環不良検知手段からの検知信号を受けると、循環ポンプの回転数をそれまでよりも低い回転数になるように運転を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７４５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４３０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、不凍結水栓の操作により、ヒートポンプ給湯機に繋がる給水管から給水圧が印加されないだけでなく、サイフォンの原理により不凍結水栓を経由して給水管や給湯管から貯湯タンクの湯水が流出し貯湯タンク内の水位が低下する現象が発生する可能性がある。この場合、特許文献２のように循環ポンプの回転数を低下させてしまうと、ますます循環ができなり循環不良を改善することができないという問題があった。
【０００６】
本発明の上記の課題を解決するためになされたもので、給水圧が印加されてないのみならず、貯湯タンク内の水位が低下する現象が発生したような場合でも、その状態を検出し、循環運転が適切に行えるようなヒートポンプ給湯機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のヒートポンプ給湯機は、貯湯タンクと、一端を水源に接続され、第一止水栓と第一水抜き栓をこの順で有し、他端を貯湯タンクの下部に接続された給水配管と、一端を貯湯タンクの上部に接続され、第二水抜き栓と第二止水栓をこの順で有し、他端を給湯負荷に接続された給湯配管と、一端を貯湯タンクの下部に接続され、途中にヒートポンプサイクルを利用して流れる湯水を加熱する熱交換器を有し、他端を貯湯タンクの上部に接続された沸上げ配管と、沸上配管に設けられ、貯湯タンク下部から取り出した湯水を貯湯タンク上部に循環させる循環ポンプと、貯湯タンクに設けられ、該貯湯タンクに貯留された湯水の、上下方向で異なる複数の位置での温度を検出する貯湯温度センサと、循環ポンプを稼働するとともにヒートポンプサイクルを利用して熱交換器で沸上げ配管内を流れる湯水を加熱する沸上げ動作を実行したときに、貯湯温度センサで検出した貯湯タンクの上側の温度よりも下側の温度のほうが高い状態となった場合には、沸上異常状態と判断するとともに、当該沸上異常状態と判断する前の状態に比べて、沸上げ配管の循環流量が大きくなるように循環ポンプを制御する制御部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、給水圧が印加されてないのみならず、貯湯タンク内の水位が低下する現象が発生したような場合でも、その状態を検出し、循環運転が適切に行えるようなヒートポンプ給湯機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１の構成図（沸上げ状態）である。
【図３】本発明の実施の形態１の水位低下（サイフォンの原理）の説明図である。
【図４】水位低下状態での沸上げ状態の図である。
【図５】本発明の実施の形態１のフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施の形態の水位低下状態の構成図である。
【図７】本発明の他の実施の形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１から図５の各図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において同一および相当する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示すヒートポンプ給湯機の構成図であり、後述するバイパス側に流路を切替えている状態の図である。
【００１２】
図１において、本発明のヒートポンプ給湯機１００は、給水源から供給される水を受けるとともに内蔵する貯湯タンク１０の内部に湯水を蓄え、外部の給湯負荷に対し湯水を供給する給湯機本体１と、貯湯タンク１０の湯水を加熱（沸上げ）する加熱手段であるヒートポンプユニット２と、使用者がヒートポンプ給湯機１００を操作するための操作命令を入力する入力部６０ａや、ヒートポンプ給湯機１００の動作状態等を報知するための報知手段である表示部６０ｂ、スピーカ６０ｃなどを有する操作部６０とにより構成されている。
【００１３】
これら給湯機本体１とヒートポンプユニット２と操作部６０とは、給湯機本体１に内蔵され、ヒートポンプ給湯機１００全体を制御する給湯機本体制御部５１と、ヒートポンプユニット２に内蔵され、ヒートポンプユニット２の動作を制御するヒートポンプユニット本体制御部５０と、操作部６０とが通信可能に構成されることで、操作部６０からの操作命令を、給湯機本体制御部５１とヒートポンプユニット本体制御部５０で受け、給湯機本体１とヒートポンプユニット２を制御することが可能となっている。一方で、給湯機本体１やヒートポンプユニット２の動作状態等は給湯機本体制御部５１およびヒートポンプユニット本体制御部５０により操作部６０の報知手段である表示部６０ｂやスピーカ６０ｃにより使用者に報知可能となっている。
【００１４】
ヒートポンプユニット２には、冷媒を圧縮する圧縮機３と、高圧冷媒を輸送するための高圧側冷媒配管４と、高圧高温の冷媒と水を熱交換させ沸上げる水冷媒熱交換器５と、冷媒を低圧にするための膨張弁６と、低圧冷媒を輸送するための低圧側冷媒配管７と、大気から熱を吸収し冷媒を蒸発させる為の空気熱交換器８とにより冷凍サイクルが構成されている。この冷凍サイクルにより大気から熱を吸収し、水冷媒熱交換器５に流入する貯湯タンク１０からの湯水を加熱し沸上げる加熱運転を行うことで、加熱手段として機能する。また、ヒートポンプユニット２には、外気の温度を検出する外気温度センサ９と、水冷媒熱交換器５に流入する湯水の温度を検出する入水温度センサ１６と、水冷媒熱交換器５から流出する湯水の温度を検出する出湯温度センサ１８が設けられている。ヒートポンプユニット２に内蔵されたヒートポンプユニット本体制御部５０は、これら外気温度センサ９、入水温度センサ１６と、出湯温度センサ１８からの情報および給湯機本体制御部５１からの操作命令により圧縮機３および膨張弁６を制御し加熱運転を行う。
【００１５】
給湯機本体１には、湯を貯える貯湯タンク１０と、一端を水源に接続され第一不凍結水栓１１ａと第一水抜き栓１２ａ、水源からの給水圧力を所定の圧力に減圧する減圧弁１４をこの順で有し、他端を貯湯タンク１０の下部に接続された給水管１３が備えられている。第一水抜き栓１２ａは、第一不凍結水栓１１ａを閉じた状態で解放されると、給水管１３およびそれに繋がる流路内の湯水を外界へ排出することができ、これによって当該湯水の凍結による給水管１３の破壊を抑制できる。また、第一不凍結水栓１１ａは、給水管１３を給水源に連通、遮断可能に構成されており、遮断した場合には第一不凍結水栓１１ａから貯湯タンク１０側の給水管１３およびそれに繋がる流路内の湯水を外界へ排出することができ、これによって当該湯水の凍結による給水管１３の破壊を抑制できる。また、給水管１３の減圧弁１４と貯湯タンク１０との間には、後述の沸上げ管１５の一端が接続されている。
【００１６】
さらに、給湯機本体１には、一端を給水管１３の一部を経由して貯湯タンク１０の下部に接続され、途中に水冷媒熱交換器５を経由し、他端を貯湯タンク１０の上部に接続された沸上げ管１５が設けられている。この沸上げ管１５の水冷媒熱交換器５の入口側に前述の入水温度センサ１６があり、水冷媒熱交換器５の出口側に前述の出湯温度センサ１８がある。また、沸上げ管１５には、貯湯タンク１０下部から取り出した湯水を貯湯タンク１０上部の方向に循環させるための沸上げ循環ポンプ１７が設けられている。
【００１７】
さらに、沸上げ管１５の水冷媒熱交換器５と貯湯タンク１０の上部との間には、沸上げ切替弁１９が設けられている。さらに、この沸上げ切替弁１９に一端を接続され、他端を貯湯タンク１０の下部で前述の給水管１３が接続される位置よりも鉛直方向で上側となる位置に接続されたバイパス管２０が設けられており、沸上げ切替弁１９は、水冷媒熱交換器５からの流路を貯湯タンク１０の上側かバイパス管２０を経由した貯湯タンク１０の下部かに切替える機能を有する。なお図１は沸上げ切替弁１９は、バイパス管２０を経由した貯湯タンク１０の下部への流路に切替えられた状態を示している。
【００１８】
また、給湯機本体１には、一端を貯湯タンク１０の上部に接続され他端を混合弁２５に接続された出湯管２４と、一端を給水管１３の減圧弁１４よりも下流側に接続され他端を混合弁２５に接続された給水分岐管１３ａが設けられている。さらに混合弁２５には、第二水抜き栓１２ｂと第二不凍結水栓１１ｂをこの順で有し他端を蛇口やシャワー等の給湯負荷に接続された給湯管２１が接続されている。混合弁２５は出湯管２４を経由して貯湯タンク１０から供給される湯水と、給水分岐管１３ａを経由して給水源から供給される水とを混合し給湯管２１へ流出させる混合弁である。第二水抜き栓１２ｂは、第二不凍結水栓１１ｂを閉じた状態で解放されると、給湯管２１およびそれに繋がる流路内の湯水を外界へ排出することができ、これによって当該湯水の凍結による給湯管２１の破壊を抑制できる。また、第二不凍結水栓１１ｂは、給湯管２１を給湯負荷に連通、遮断可能に構成されており、遮断した場合には第二不凍結水栓１１ｂから貯湯タンク１０側の給湯管２１およびそれに繋がる流路内の湯水を外界へ排出することができ、これによって当該湯水の凍結による給湯管２１の破壊を抑制できる。
【００１９】
また、貯湯タンク１０には、貯湯タンク１０に貯留された湯水の上下方向の所定容積相当の位置での温度を検出する残湯センサ２２（図１では、２２ａ、２２ｂの２箇所であるがこれに限らず３箇所以上としてもよい）が設けられており、この残湯センサ２２により貯湯タンク１０内の上下方向の温度の検出およびそれを利用して貯湯量と貯湯温度を給湯機本体制御部５１が把握可能となっている。
【００２０】
また、貯湯タンク１０の上部には、貯湯タンク１０内の湯水が温度上昇し体積膨張することによる内圧上昇を調整するための逃し弁２３が取り付けられている。この逃し弁２３は貯湯タンク１０内の内圧が所定の圧力を超える場合には、外界に対して湯水を放出して内圧を自動調整する機能を有するとともに、所定の負圧が貯湯タンク１０内に生じた場合は自動で、また使用者の操作により、貯湯タンク１０の上部と外界とを連通させて貯湯タンク１０内に空気を取り込む機能を有する。
【００２１】
給湯機本体１に内蔵された給湯機本体制御部５１は、残湯センサ２２（２２ａ、２２ｂ）と、ヒートポンプ本体制御部５０からの情報および操作部６０からの操作命令により、混合弁２５、沸上げ循環ポンプ１７、沸上げ切替弁１９を制御しヒートポンプ給湯機１００全体の各種の運転を制御する。さらに、制御部６０の表示部６０ｂやスピーカ６０ｃなどから、ヒートポンプ給湯機１００の動作状態等を使用者に報知する。
【００２２】
次に、本実施の形態１の動作について説明する。まずヒートポンプ給湯機１００を設置した後に給水源から内部へ通水する方法について説明する。通水時には、給水源に接続された給水管１３から供給される湯水が貯湯タンク１０に流れ貯湯タンク１０が水で満たされる。続いて貯湯タンク１０に接続された上述の各配管にもすべて給水源からの給水圧により水が回り、全体が満水状態となる。このとき、適宜、逃し弁２３および給湯負荷である蛇口等を開放し、空気を排出することで、スムーズな通水を行うことができる。このように通水し満水状態になると、逃し弁２３を介して外界へ水が排出され始めるので、それを確認したあと逃し弁２３を閉じる（蛇口等もこのとき閉じる）。このようにして、通水時に給湯機本体１、ヒートポンプユニット２内の全水管が水で満たされることになる。
【００２３】
次に貯湯タンク１０内の湯水を沸上げる加熱運転の状態（沸上げ状態）について、図２を用いて説明する。給湯機本体１に電源が投入されると、給湯機本体１に接続されているヒートポンプユニット２、操作部６０にも電源が投入される。
【００２４】
その後、給湯機本体制御部５１は、あらかじめ設定された目標沸き上げ温度（操作部６０の入力部６０ａで設定してもよいし、工場出荷状態で初期値が設定されていてもよい）（例えば９０℃）に、貯湯タンク１０内の湯水を加熱する加熱運転（沸上げ）を実施する。この加熱運転（沸上げ）の時の湯水の流れは図２に太線で示すように、貯湯タンク１０の下部から給水管１３の一部を経由し、沸上げ管１５、沸上げ循環ポンプ１７、水冷媒熱交換器５、沸上げ切替弁１９、貯湯タンク１０の上部の順となる。この運転を継続することにより貯湯タンク１０には、上部から積層状態で加熱された湯水が貯湯される。
【００２５】
なお、上述の加熱運転（沸上げ）には、図２の流路での循環に先だって、一定時間ヒートポンプユニット２による加熱動作を行いながら図１に示す流路（加熱した湯水が貯湯タンク１０の上部側ではなくバイパス管２０を経由して貯湯タンク１０の下部の給水管１３との接続位置よりも鉛直方向上側となる位置）で加熱運転を行う動作（バイパス運転）を含んでいる。
【００２６】
図１の流路でのバイパス運転から図２の流路での加熱運転（沸上げ）への切替えは、ヒートポンプユニット本体制御部５０により沸上げ切替弁１９に指示される。本実施の形態では、加熱運転（沸上げ）を開始してから一定時間経過（例えば２分３０秒）後に切替えを実行する。これは、ヒートポンプユニット２の冷凍サイクルの運転開始の初期では、大気からの吸熱が十分に行えず水冷媒熱交換器５での加熱能力が一定時間経過後よりも相対的に低くなってしまう。このため、水冷媒熱交換器５で加熱動作（沸上げ）の初期に加熱された湯水は、一定時間経過後に比べて低温となってしまう。この湯水を貯湯タンク１０の上部に流入させると貯湯タンク１０内の上部の湯水の温度を低下させてしまう可能性があるので、これを防止するためである。
【００２７】
また、図１のバイパス運転から図２の流路への切替えを行うまでの間、給湯機本体制御部５１は、沸上げ循環ポンプ１７の回転数を図２の流路での加熱運転のとき（通常）の回転数よりも高い回転数（例えば３０００ｒｐｍ）で動作させる。これは、沸上げ管１５や沸上げ切替弁１９、バイパス管２０内に湯水を行きわたらせ、内部に残存する可能性のあるエアを抜くエア抜きを目的としたものである。図２の流路に切替えた後は、通常の沸上げ時の回転数（例えば１０００ｒｐｍ）に沸上げ循環ポンプ１７の回転数を下げて通常の加熱運転を行う。
【００２８】
次に、不凍結水栓１１（１１ａ、１１ｂ）の働きについて説明する。外気温が氷点下となる寒冷地での冬期は、給水管１３の中の水は地面の所定の深さよりも浅いところから、地表までの部分が氷点下の外気の影響を受けて凍結する恐れがある。この所定深さを凍結深度と呼ぶが、この凍結深度より深いところは暖かく、水が凍ることは無い。そこで、地中の水の凍らない凍結深度の下まで水道管の水を下ろし、凍結深度より上の給水管１３の水を抜いて、凍結を防止する役割を有したものを不凍結水栓１１と言う。
【００２９】
次に、サイフォンの原理によって貯湯タンク１０内の湯水が外界に排出されることで発生する貯湯タンク１０内の水位低下の現象について、図３を用いて説明する。使用者が凍結を懸念して不凍結水栓１１ａ、１１ｂを閉じた場合、あるいはそれに合わせて水抜き栓１２ａ、１２ｂを開き、逃し弁２３も開放にするようにした場合（あるいは、不凍結水栓１１ａ、１１ｂや水抜き栓１２ａ、１２ｂから湯水が排出されることで貯湯タンク１０内が負圧になり、それによって逃し弁２３から空気を自動的に吸入した場合や、不凍結水栓１１ｂや水抜き栓１２ｂから貯湯タンク１０側へ空気を吸い込んだ場合）、貯湯タンク１０は外界と連通することにより大気圧がかかる。すると図３に示すように、給水管１３には、貯湯タンク１０内部に蓄えられた湯水の水頭圧がかかることになる。これにより、給水管１３に設けられた水抜き栓１２ａや不凍結水栓１１ａからサイフォンの原理により、給湯機本体１内での貯湯タンク１０と水抜き栓１２ａや不凍結水栓１１ａが設けられた部位までの給水管１３の配置によらず、貯湯タンク１０内の湯水が外界に排出されることになる。結果として、貯湯タンク１０内の水位はある程度の位置（図３にハッチングで示すような位置）まで低下するという現象が発生する。
【００３０】
したがって、使用者が水抜き栓１２ａや不凍結水栓１１ａを操作して水抜きしたことを忘れて、貯湯タンク１０内の水位が低下したままの状態で、ヒートポンプユニット２による加熱運転を行った場合、図４に示すような状態で、前述のバイパス運転（沸上げ切替弁１９をバイパス管２０側に切替えた状態での加熱運転）を経て、通常の加熱運転（沸上げ）へと移行する運転が実行されることになる。
【００３１】
図４のような貯湯タンク１０内の水位が低下した状況で加熱運転を行った場合、給水源からの給水圧が印加されていない上に、沸上げ管１５や貯湯タンク１０の上部からは湯水が抜けてしまった状態となっているため、沸上げ切替弁１９をバイパス管２０側に切替えて沸上げ循環ポンプ１７を運転している間（通常よりも高い回転数）は、沸上げ循環ポンプ１７の力で湯水を沸上げ管１５やバイパス管２０を経由させて貯湯タンク１０に循環させることができたとしても、図４の太線で示すように、沸上げ切替弁１９を貯湯タンク１０の上部側に切替えた後は、沸上げ循環ポンプの回転数はバイパス運転時よりも低下（例えば１０００ｒｐｍ）するため、貯湯タンク１０下部からの湯水を循環させる能力が低下し、貯湯タンク１０の上部まで湯水を押し込めなくなり、沸上げ管１５の中の湯水が停滞する状態が発生する。この状態で運転を継続したと仮定した場合、以下のような問題が生じることになる。
【００３２】
１つめの問題は、ヒートポンプユニット２での水冷媒熱交換器５による貯湯タンク１０からの湯水の加熱が継続され、高圧高温の冷媒と水を熱交換させ沸き上げる水冷媒熱交換器５内は熱交換すべき湯水が停滞するため、水温が高温の冷媒の温度付近まで上昇してしまう。この水温が出湯温度センサ１８に伝わると、ヒートポンプユニット本体制御部５０は異常状態であると判断し、加熱動作を停止するなどの対応をおこなうことになり貯湯タンク１０に湯水を貯湯することができない。
【００３３】
２つめの問題は、バイパス運転によって沸上げ循環ポンプ１７により高い能力で沸上げ管１５から貯湯タンク１０側に押し込んでいた湯水は、その状態から通常の加熱運転に切り替わり沸上げ切替弁１９を切替えられ沸上げ循環ポンプ１７の回転数が下がることによって循環する能力が低下することになる。すると、本来沸上げ循環ポンプ１７から水冷媒熱交換器５、沸上げ切替弁１９を経由し貯湯タンク１０の上部で循環するべき湯水が、断続的に沸き上げ切替弁１９から水冷媒熱交換器５および沸上げ循環ポンプ１７の方向へと逆流する現象が発生する場合がある。
【００３４】
この逆流現象が発生すると、水冷媒熱交換器５内で高温に上昇した湯水が本来の循環方向とは逆に流れるため、入水温度センサ１６での検出温度が上昇する。ヒートポンプユニット本体制御部５０は、入水温度センサ１６での検出値があらかじめ設定した所定温度（例えば７０℃など貯湯タンク１０の下部から供給される湯水の温度としては通常ありえない高温度）以上を検知した場合や、出湯温度センサ１８での検出温度よりも入水温度センサ１６での検出温度が高くなっていることを検知した場合（出湯温度センサ１８近傍の沸上げ管１５の湯水が抜けてしまっている場合など）、出湯温度センサ１８で検出する温度が所定時間内に所定以上の上昇がある場合（例えば１分間に５度以上の上昇など、循環が停滞していないと発生しえない温度上昇速度）には、異常状態であると判断し、加熱動作を停止するなどの対応をおこなうことになり貯湯タンク１０に湯水を貯湯することができない。
【００３５】
これらの問題を解消するためには、使用者が水抜き栓１２（１２ａ、１２ｂ）を閉じて、不凍結水栓１１（１１ａ、１１ｂ）を開き、ヒートポンプ給湯機１００内に給水源からの水を給水圧によって供給し貯湯タンク１０および各配管を満水にすることが最良である。しかし、一般に深夜時間帯におこなわれる加熱運転によって発生した異常な状態には、使用者は気が付かないことも十分に想定される。このため、本発明においては、このような異常が発生している状況を検知し、使用者に知らしめるための報知を行う構成を提供する。その具体的な内容につき以下、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００３６】
図５は本発明の実施の形態１での動作を説明するためのフローチャートである。以下、図５を中心に適宜各図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する判定制御は、給湯機本体制御部５１が実施する場合について述べるが、例えばヒートポンプユニット本体制御部５０により実施してもよい。
【００３７】
まずステップＳ１で、動作状態の判定を行うための判定制御を開始し、ステップＳ２に至る。
【００３８】
ステップＳ２では、貯湯タンク１０の残湯センサ２２の検出温度による判定を実施する。貯湯タンク１０が湯水で満たされていれば、高い温度の湯水は上側に集まり低い温度の湯水は下側に集まる（温度差による密度差で自然にこのようになる）ので、残湯センサ上部２２ａの検出温度が残湯センサ下部２２ｂの検出温度と同じか高くなる。そこで、残湯センサ上部２２ａの検出温度が残湯センサ下部２２ｂの検出温度と同じか高い場合は貯湯タンク１０内が湯水で満たされた正常な状態であると判断しステップＳ３に進む。一方で、残湯センサ上部２２ａの検出温度が残湯センサ下部２２ｂの検出温度よりも低い場合は貯湯タンク１０内の上部の湯水が抜けて、逃し弁２３から流入した空気の温度を残湯センサ２２ａが検出しており、貯湯タンク１０から湯水が抜けている状態であると判断しステップＳ１０に進む。
【００３９】
ステップＳ３では、加熱運転の動作開始を許可して、ステップＳ４に進む。
【００４０】
ステップＳ４では、ヒートポンプユニット２を動作させるとともに沸上げ循環ポンプ１７の運転を開始し、沸上げ切替弁１９をバイパス管２０側に切替えた状態（バイパス運転）として、ステップＳ５に進む。
【００４１】
ステップＳ５では、所定時間（前述の２分３０秒）が経過するまでステップＳ５でループ状態となり、所定時間が経過したらステップＳ６に進む。
【００４２】
ステップＳ６では、沸上げ切替弁１９を貯湯タンク１０の上側の流路に切替えてステップＳ７に進む。
【００４３】
ステップＳ７では、入水温度センサ１６での検出値が、あらかじめ設定された所定の値（前述の例では７０度）を超えるかどうかを判断する。所定の値を超えない場合は、正常な運転が行われていると判断しステップＳ８に進み、所定の値を超える場合は、異常状態の可能性があると判断しステップＳ１０に進む。
【００４４】
ステップＳ８では、出湯温度センサ１８での検出温度が入水温度センサ１６での検出温度以上であるか、出湯温度センサ１８での検出温度が所定の異常温度未満であるかと判断する。出湯温度センサ１８での検出温度が入水温度センサ１６での検出温度以上であり、所定の異常温度未満である場合、あるいは所定時間内の温度上昇が所定の範囲内である場合には、正常な運転が行われていると判断し、ステップＳ９に至り、加熱運転を継続する。一方で、上記以外の場合には、異常状態の可能性があると判断し、ステップＳ１０に進む。
【００４５】
ステップＳ１０では、貯湯タンク１０の水位が低下しているなどの異常状態の可能性があると判断し、操作部６０の表示部６０ｂに給水状況の確認をするように文字ガイダンスを表示したり、スピーカ６０ｃから異常である旨を使用者に報知する警報音や音声ガイダンスを鳴らして報知する（どちらか一方のみを行うようにしてもよい）。以上を行い、ステップＳ１１に進む。
【００４６】
ステップＳ１１では、沸上げ循環ポンプ１７の回転数をそれまでの回転数よりも高い回転数に調整する。これは、沸上げ管１５などに万一エア噛みなどが発生していることによって、一時的に循環の異常が発生して、ステップＳ１０に至ってしまった場合、沸上げ循環ポンプ１７の能力を上げることで、このエア噛みを解消させ異常判定を回避することを狙ったものである。続いてステップＳ１２に進む。
【００４７】
ステップＳ１２では、ステップＳ１１で沸上げ循環ポンプ１７の回転数を高くしてから所定の時間（例えば１５分など）が経過するまではステップＳ２に戻り異常状態か正常状態かの判定を再度行う。これは、上述でのエア噛みのエアが抜け、正常な循環状態となるまでの時間を考慮したものである。所定の時間が経過したらステップＳ１３に進む。この所定の時間の間に、操作部６０の表示部６０ｂに給水状況の確認を促す文字ガイダンス表示や、スピーカ６０ｃからの異常である旨の使用者への報知に、使用者が気づくことができれば、使用者が水抜き栓１２（１２ａ、１２ｂ）を閉じて、不凍結水栓１１（１１ａ、１１ｂ）を開き、ヒートポンプ給湯機１００内に給水源からの水を給水圧によって供給し貯湯タンク１０および各配管を満水にすることができ、異常状態を解消することが可能となる。
【００４８】
ステップＳ１３では、所定の時間が経過しても正常な状態との判定とならなかったため、貯湯タンク１０の水位低下が発生していると判断し、加熱動作を停止するとともに、操作部６０の表示部６０ｂに加熱動作を停止した旨および、給水状況の確認をするように文字ガイダンスを表示したり、スピーカ６０ｃから同様の内容を使用者に報知する警報音や音声ガイダンスを鳴らして報知する（どちらか一方のみを行うようにしてもよい）。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態１によれば、給水圧が印加されてないのみならず、貯湯タンク１０内の水位が低下する現象が発生したような場合でも、その状態を検出し、循環運転が適切に行えるようなヒートポンプ給湯機を得ることができる。
【００５０】
実施の形態２．
本発明の他の実施の形態について、図６および図７のフローチャートを参照して説明する。なお、各図において実施の形態１との同一部分および相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
【００５１】
図６は、本発明の実施の形態２の貯湯タンク１０の水位低下状態で貯湯タンク１０内の湯水を沸上げている状態を示す図である。また、図７は本発明の実施の形態２での動作を説明するためのフローチャートである。以下、図７を中心に適宜各図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する判定制御は、給湯機本体制御部５１が実施する場合について述べるが、例えばヒートポンプユニット本体制御部５０により実施してもよい。
【００５２】
ステップＳ１からＳ１２までは実施の形態１と同一のため説明を省略し、ステップＳ１２で所定の時間が経過した場合に至るステップＳ２０から説明する。
【００５３】
ステップＳ２０では、沸上げ切替弁１９がバイパス管２０側になっていない場合はバイパス管２０側の流路に切替えてステップＳ２１に進む。
【００５４】
ステップＳ２１では、それまでの加熱運転により水冷媒熱交換器５内の沸上げ管１５に滞留している湯水の温度が高い場合が想定されるため、所定の第二時間（例えば２分間）沸上げ循環ポンプ１７の運転を継続し、バイパス管２０を経由する流路での循環運転を行うことで水冷媒熱交換器５の過熱状態を解消する。この所定の第二時間が経過するまでステップＳ２１でループ状態となり、所定の第二時間が経過したらステップＳ２２に進む。
【００５５】
ステップＳ２２では、出湯温度センサ１８での検出温度が入水温度センサ１６での検出温度以上であるか、出湯温度センサ１８での検出温度が所定の異常温度未満であるかと判断する。出湯温度センサ１８での検出温度が入水温度センサ１６での検出温度以上であり、所定の異常温度未満である場合、あるいは所定時間内の温度上昇が所定の範囲内である場合には、正常な運転が行われていると判断し、ステップＳ２３に至り、図７に示すバイパス管２０を経由する流路で貯湯タンク１０の下部に残った湯水に対する加熱運転を継続する。一方で、上記以外の場合には、異常状態と判断し、ステップＳ１３に進む。（ステップＳ１３の説明は実施の形態１と同様であるので省略）
【００５６】
以上、本発明の実施の形態２によれば、実施の形態１での効果に加えてつぎのような効果を奏する。すなわち、給水圧が印加されてないのみならず、貯湯タンク内の水位が低下する現象が発生したような場合でも、その状態を検出し、貯湯タンク１０の下部に残った湯水を加熱運転によって加熱して沸上げを行うことができる。操作部６０の表示部６０ｂに給水状況の確認を促す文字ガイダンス表示や、スピーカ６０ｃからの異常である旨の使用者への報知に使用者が気づいたあと、使用者が水抜き栓１２（１２ａ、１２ｂ）を閉じて、不凍結水栓１１（１１ａ、１１ｂ）を開き、ヒートポンプ給湯機１００内に給水源からの水を給水圧によって供給したとき、貯湯タンク１０の下部から水が供給される。すると、上述の運転によって沸上げた湯水は、給水源から貯湯タンク下部に供給される水によって貯湯タンク１０の上部に移動することになる。すると、使用者はすぐにその上部に移動した湯水を給湯負荷から取り出すことができ、沸上げをしなかった場合に対し、使用者の利便性が著しく向上する。（沸上げをしなかった場合は、貯湯タンク１０内がすべて水の状態から加熱運転を行って湯が生成されるまで待たなければならない）
【符号の説明】
【００５７】
１  給湯機本体、  ２  ヒートポンプユニット、  ３  圧縮機、  ４  高圧側冷媒配管、
５  水冷媒熱交換器、  ６  膨張弁、  ７  低圧側冷媒配管、  ８  空気熱交換器、
９  外気温度センサ、  １０  貯湯タンク、  １１  不凍結水栓、  １２  水抜き栓、
１３  給水管、１３ａ  給水分岐管、  １４  減圧弁、  １５  沸上げ管、
１６  入水温度センサ、  １７  沸上げ循環ポンプ、  １８  出湯温度センサ、
１９  沸上げ切替弁、  ２０  バイパス管、  ２１  給湯管、  ２２  残湯センサ、
２２ａ  残湯センサ、２２ｂ  残湯センサ、  ２３  逃し弁、２５  混合弁、
５０  ヒートポンプユニット本体制御部、  ５１  給湯機本体制御部、
６０  操作部、  ６０ａ  入力部、  ６０ｂ  表示部、  ６０ｃ  スピーカ、
１００  ヒートポンプ給湯機
【図１】
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【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】
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【図７】
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