(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
この圧縮機から吐出される冷媒と水とを熱交換する第１熱交換器と、
この第１熱交換器からの冷媒を減圧する減圧装置と、
この減圧装置と前記圧縮機の間に設けられた第２熱交換器と、
前記第１熱交換器によって温められた水を貯める貯湯タンクと、
この貯湯タンク内の水を前記第１熱交換器を介してこの貯湯タンクに戻す貯湯回路と、
前記貯湯タンク内の温水を使用端末へ供給するタンク給湯回路と、
前記貯湯回路によるタンク沸き戻し運転を行うように制御する制御手段とを備えたヒートポンプ給湯機において、
前記制御手段は、前記タンク沸き戻し運転が所定回数になった場合に沸き戻し熱量を増加させて前記タンク沸き戻し運転を行うように制御することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
この圧縮機から吐出される冷媒と水とを熱交換する第１熱交換器と、
この第１熱交換器からの冷媒を減圧する減圧装置と、
この減圧装置と前記圧縮機の間に設けられた第２熱交換器と、
前記第１熱交換器によって温められた水を貯める貯湯タンクと、
この貯湯タンク内の水を前記第１熱交換器を介してこの貯湯タンクに戻す貯湯回路と、
前記貯湯タンク内の温水を使用端末へ供給するタンク給湯回路と、
夜間時間帯には前記貯湯回路によるタンク沸き戻し運転を行うと共に必要に応じて前記夜間時間帯以外でもタンク沸き戻し運転を行うように制御する制御手段とを備えたヒートポンプ給湯機において、
前記制御手段は、前記貯湯タンクの沸き戻し量及び前記貯湯タンクの沸き戻し温度を組み合せた複数のタンク沸き戻し熱量を設定し、前記夜間時間帯以外のタンク沸き戻し運転を行った沸き戻し回数が所定回数になった場合に前記沸き戻し熱量を増加させ、この変更した沸き戻し熱量に基づいて前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転を行うように制御することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
請求項２において、前記制御手段は、前記夜間時間帯以外のタンク沸き戻し運転を行った回数の増加に伴って、前記沸き戻し熱量の沸き戻し量を優先して増加させると共に、この沸き戻し熱量の沸き戻し量が所定量に達した場合に前記沸き戻し熱量の沸き戻し温度を上昇させることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
請求項２において、前記制御手段は、前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転を毎日１回強制的に行うように制御すると共に、前記夜間時間帯以外のタンク沸き戻し運転の回数が所定回数以上になった場合に前記沸き戻し熱量を引き上げることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
請求項４において、前記制御手段は、前記夜間時間帯以外をピーク時間帯とその他の時間帯とに区分し、前記ピーク時間帯の沸き戻し回数をｎと設定し、前記その他の時間帯の沸き戻し回数をｍと設定し、前記夜間時間帯以外の沸き戻し回数が（ｎ＋ｍ）≧１のときに次の夜間時間帯のタンク沸き戻し運転の沸き戻し熱量を前回の沸き戻し熱量に（ｎ×２＋ｍ）を加えたレベルに引き上げることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
請求項２において、前記制御手段は、前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転を毎日１回強制的に行うように制御すると共に、前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転時のタンク残湯量が所定量以上である状態が所定回数続いた場合に次の夜間時間帯のタンク沸き戻し運転のタンク沸き戻し熱量を下げることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項７】
請求項６において、前記制御手段は、前記夜間時間帯以外をピーク時間帯とその他の時間帯とに区分し、前記ピーク時間帯の沸き戻し回数をｎと設定し、前記その他の時間帯の沸き戻し回数をｍと設定し、前記夜間時間帯以外の沸き戻し回数が（ｎ＋ｍ）＝０のときで且つ前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転時のタンク残湯量が所定量以上である状態が所定回数以上連続した場合に、次の夜間時間帯のタンク沸き戻し運転のタンク沸き戻し熱量を１レベルだけ下げることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項８】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
この圧縮機から吐出される冷媒と水とを熱交換する第１熱交換器と、
この第１熱交換器からの冷媒を減圧する減圧装置と、
この減圧装置と前記圧縮機の間に設けられた第２熱交換器と、
前記第１熱交換器によって温められた水を貯める貯湯タンクと、
この貯湯タンク内の水を前記第１熱交換器を介してこの貯湯タンクに戻す貯湯回路と、
前記第１熱交換器によって温められた水を使用端末に直接給湯する直接給湯回路と、
前記貯湯タンク内の温水を使用端末へ供給するタンク給湯回路と、
夜間時間帯には前記貯湯回路によるタンク沸き戻し運転を行うと共に必要に応じて前記夜間時間帯以外でもタンク沸き戻し運転を行うように制御する制御手段とを備えたヒートポンプ給湯機において、
前記制御手段は、前記貯湯タンクの沸き戻し量及び前記貯湯タンクの沸き戻し温度を組み合せた複数のタンク沸き戻し熱量を設定し、前記夜間時間帯以外のタンク沸き戻し運転を行った沸き戻し回数が所定回数になった場合に前記沸き戻し熱量を増加させ、この変更した沸き戻し熱量に基づいて前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転を行うように制御することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項９】
請求項８において、前記制御手段は、前記ヒートポンプ回路の運転開始時に、直接給湯回路とタンク給湯回路とを併用して使用端末に給湯するように制御することを特徴とする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係り、特に、タンク沸き戻し運転を行うヒートポンプ給湯機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートポンプ給湯機は、電気温水器と同様に大容量の貯湯タンクを設け、夜間の安価な割引電力を使ってヒートポンプ運転を行い、夜間に湯を沸き戻して貯湯タンクに貯蔵しておき、上記貯蔵した湯を日中に使う貯湯式のものが一般的であった。この貯湯式ヒートポンプ給湯機の例としては、特開２００３−１５６２５４号公報（特許文献１）に示されたものが挙げられる。
【０００３】
この特許文献１のヒートポンプ給湯機は、３７０Ｌの大容量貯湯タンクを有する貯湯式であり、基本的には１日１回夜間にタンク沸き戻し運転を行うものである。
【０００４】
その沸き戻し制御では、１日当りの給湯使用量が２５０Ｌ以上のときは３７０Ｌ全量を沸き戻し、その後に残湯量が１５０Ｌ以下になった時に沸き戻しを行うと共に、１日当りの給湯使用量が２５０Ｌ未満のときは２５０Ｌを沸き戻し、その後に残湯量が７５Ｌ以下になった時に沸き戻しを行うようになっている。また、沸き戻し温度については、９０℃の例のみ記載されているが、一般的には外気温度に対応して冬期は９０℃とし、その他の期間は６５℃で沸き戻すことが行われている。
【０００５】
これに対し、近年、主に給湯使用する昼間にヒートポンプ運転を行って加熱した温水を直接給湯することにより、貯湯タンクの大幅な小形化を図った瞬間式ヒートポンプ給湯機が開発されている。この瞬間式ヒートポンプ給湯機の例としては、特開２００３−２７９１３３号公報（特許文献２）に示されたものが挙げられる。
【０００６】
この特許文献２のヒートポンプ給湯機では、予め貯湯運転を行って６０〜１００Ｌの小形貯湯タンクに高温水（６０℃以上）を貯湯しておく。湯水使用時には、ヒートポンプ回路による加熱温度が適温（４２℃）に到達しない運転当初はヒートポンプ回路による加熱水に貯湯タンクからの高温水を混ぜて適温として利用側端末に給湯し、ヒートポンプ回路による加熱温度が所定温度に達すると、貯湯タンクからの給湯を止め、ヒートポンプ回路で加熱した適温水を利用側端末に直接給湯して使用する。
【０００７】
そして、利用側端末が使用されていない状態で、貯湯タンクの残湯量が少なくなった（湯温が低くなった）場合には、タンク沸き戻し運転が行われる。このタンク沸き戻し運転では、ヒートポンプ回路を運転し、その加熱温度を所定温度に上昇させた状態で、機内循環ポンプを運転し、貯湯タンクの下部に溜った水をヒートポンプ回路で加熱して高温水として貯湯タンクの上部に戻し、貯湯タンクに湯を補給する。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１５６２５４号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に、ヒートポンプ運転の運転効率（即ち、成績係数（ＣＯＰ：Coefficient Of Performance））は、加熱温度が低いほど圧縮機の回転数が少なくて済み機械的損失も少なくなるため、加熱温度が低いほど成績係数（ＣＯＰ）の向上が図れる。また、貯湯タンクの貯湯量は、使用量に応じて少ないほど放熱量が少なくて済み、省電力を図ることができる。さらには、貯湯タンクの貯湯温度は、低いほど放熱量が少なくて済み、省電力を図ることができる。
【００１０】
しかし、上述した特許文献１の貯湯式ヒートポンプ給湯機では、１日１回夜間にタンク沸き戻し運転を行う制御であり、大きな貯湯タンクを用いて沸き戻し量を多くすると共に沸き戻し温度を高くする必要がある。このため、貯湯タンクからの放熱量が増大してエネルギー効率が低くなると共に、給湯機が大きく且つ重くなって据え付け性に問題があった。
【００１１】
また、上述した特許文献２の瞬間式ヒートポンプ給湯機では、タンク沸き戻し運転の回数については配慮されていなかった。即ち、ヒートポンプ回路は加熱温度が適温に達するまでに数分間の立ち上がり時間を必要とするため、省電力及び電力料金の面からも昼間のタンク沸き戻し回数を最小限にすることが特に重要であるが、特許文献２のヒートポンプ給湯機においては、この点についての最適な運転制御とはなっていなかった。
【００１２】
また、家族構成差による給湯使用量の相違や、季節の移り変わりなどによる給湯使用量の変化などの多様性に対応したきめ細かな省電力制御が必要であるが、特許文献２のヒートポンプ給湯機においては、この点についての最適な運転制御とはなっていなかった。
【００１３】
本発明の目的は、給湯使用量の多様化に対応したきめ細かなタンク沸き戻しを容易に行うことができ、タンク沸き戻し量及び温度の最適化、タンク沸き戻し回数の最少化などによって省電力効果の図れるヒートポンプ給湯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の目的を達成するための本発明の第１の態様は、冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機から吐出される冷媒と水とを熱交換する第１熱交換器と、この第１熱交換器からの冷媒を減圧する減圧装置と、この減圧装置と前記圧縮機の間に設けられた第２熱交換器と、前記第１熱交換器によって温められた水を貯める貯湯タンクと、この貯湯タンク内の水を前記第１熱交換器を介してこの貯湯タンクに戻す貯湯回路と、前記貯湯タンク内の温水を使用端末へ供給するタンク給湯回路と、前記貯湯回路によるタンク沸き戻し運転を行うように制御する制御手段とを備えたヒートポンプ給湯機において、前記制御手段は、前記タンク沸き戻し運転が所定回数になった場合に沸き戻し熱量を増加させて前記タンク沸き戻し運転を行うように制御することにある。
【００１５】
また、本発明の第２の態様は、冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機から吐出される冷媒と水とを熱交換する第１熱交換器と、この第１熱交換器からの冷媒を減圧する減圧装置と、この減圧装置と前記圧縮機の間に設けられた第２熱交換器と、前記第１熱交換器によって温められた水を貯める貯湯タンクと、この貯湯タンク内の水を前記第１熱交換器を介してこの貯湯タンクに戻す貯湯回路と、前記貯湯タンク内の温水を使用端末へ供給するタンク給湯回路と、夜間時間帯には前記貯湯回路によるタンク沸き戻し運転を行うと共に必要に応じて前記夜間時間帯以外でもタンク沸き戻し運転を行うように制御する制御手段とを備えたヒートポンプ給湯機において、前記制御手段は、前記貯湯タンクの沸き戻し量及び前記貯湯タンクの沸き戻し温度を組み合せた複数のタンク沸き戻し熱量を設定し、前記夜間時間帯以外のタンク沸き戻し運転を行った沸き戻し回数が所定回数になった場合に前記沸き戻し熱量を増加させ、この変更した沸き戻し熱量に基づいて前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転を行うように制御することにある。
【００１６】
係る本発明の第２の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記制御手段は、前記夜間時間帯以外のタンク沸き戻し運転を行った回数の増加に伴って、前記沸き戻し熱量の沸き戻し量を優先して増加させると共に、この沸き戻し熱量の沸き戻し量が所定量に達した場合に前記沸き戻し熱量の沸き戻し温度を上昇させること。
（２）前記制御手段は、前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転を毎日１回強制的に行うように制御すると共に、前記夜間時間帯以外のタンク沸き戻し運転の回数が所定回数以上になった場合に前記沸き戻し熱量を引き上げること。
（３）前記制御手段は、前記夜間時間帯以外をピーク時間帯とその他の時間帯とに区分し、前記ピーク時間帯の沸き戻し回数をｎと設定し、前記その他の時間帯の沸き戻し回数をｍと設定し、前記夜間時間帯以外の沸き戻し回数が（ｎ＋ｍ）≧１のときに次の夜間時間帯のタンク沸き戻し運転の沸き戻し熱量を前回の沸き戻し熱量に（ｎ×２＋ｍ）を加えたレベルに引き上げること。
（４）前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転を毎日１回強制的に行うように制御すると共に、前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転時のタンク残湯量が所定量以上である状態が所定回数続いた場合に次の夜間時間帯のタンク沸き戻し運転のタンク沸き戻し熱量を下げること。
（５）前記制御手段は、前記夜間時間帯以外をピーク時間帯とその他の時間帯とに区分し、前記ピーク時間帯の沸き戻し回数をｎと設定し、前記その他の時間帯の沸き戻し回数をｍと設定し、前記夜間時間帯以外の沸き戻し回数が（ｎ＋ｍ）＝０のときで且つ前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転時のタンク残湯量が所定量以上である状態が所定回数以上連続した場合に、次の夜間時間帯のタンク沸き戻し運転のタンク沸き戻し熱量を１レベルだけ下げる。
【００１７】
また、本発明の第３の態様は、冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機から吐出される冷媒と水とを熱交換する第１熱交換器と、この第１熱交換器からの冷媒を減圧する減圧装置と、この減圧装置と前記圧縮機の間に設けられた第２熱交換器と、前記第１熱交換器によって温められた水を貯める貯湯タンクと、この貯湯タンク内の水を前記第１熱交換器を介してこの貯湯タンクに戻す貯湯回路と、前記第１熱交換器によって温められた水を使用端末に直接給湯する直接給湯回路と、前記貯湯タンク内の温水を使用端末へ供給するタンク給湯回路と、夜間時間帯には前記貯湯回路によるタンク沸き戻し運転を行うと共に必要に応じて前記夜間時間帯以外でもタンク沸き戻し運転を行うように制御する制御手段とを備えたヒートポンプ給湯機において、前記制御手段は、前記貯湯タンクの沸き戻し量及び前記貯湯タンクの沸き戻し温度を組み合せた複数のタンク沸き戻し熱量を設定し、前記夜間時間帯以外のタンク沸き戻し運転を行った沸き戻し回数が所定回数になった場合に前記沸き戻し熱量を増加させ、この変更した沸き戻し熱量に基づいて前記夜間時間帯のタンク沸き戻し運転を行うように制御することにある。
【００１８】
係る本発明の第３の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記制御手段は、前記ヒートポンプ回路の運転開始時に、直接給湯回路とタンク給湯回路とを併用して使用端末に給湯するように制御すること。
【発明の効果】
【００１９】
係る本発明のヒートポンプ給湯機によれば、給湯使用量の多様化に対応したきめ細かなタンク沸き戻しを容易に行うことができ、タンク沸き戻し量及び温度の最適化、タンク沸き戻し回数の最少化などによって省電力を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態のヒートポンプ給湯機について、図１から図３を用いて説明する。
【００２１】
まず、本実施形態のヒートポンプ給湯機の全体に関して図１を参照しながら説明する。図１は本実施形態のヒートポンプ給湯機の全体構成図である。
【００２２】
ヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプ回路３０、給湯回路４０、及び運転制御手段５０を備えて構成されている。運転制御手段５０はマイコンで構成されている。
【００２３】
ヒートポンプ回路３０は第１冷媒回路３０ａ及び第２冷媒回路３０ｂの２サイクル方式で構成され、圧縮機１ａ、１ｂ、水冷媒熱交換器（第１熱交換器）２に配置される冷媒側伝熱管２ａ、２ｂ、減圧装置３ａ、３ｂ、空気冷媒熱交換器(第２熱交換器)４ａ、４ｂを、それぞれ冷媒配管を介して順次接続して構成されており、その中に冷媒が封入されている。
【００２４】
冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機１ａ、１ｂは、容量制御が可能であり、多量の給湯を行う場合には大きな容量で運転される。ここで、圧縮機１ａ、１ｂはＰＷＭ制御、電圧制御（例えばＰＡＭ制御）及びこれらの組み合せ制御により、低速（例えば７００回転／分）から高速（例えば７０００回転／分）まで回転数制御ができるようになっている。
【００２５】
水冷媒熱交換器２は冷媒側伝熱管２ａ、２ｂ及び給水側伝熱管２ｃ、２ｄを備えており、冷媒側伝熱管２ａ、２ｂと給水側伝熱管２ｃ、２ｄとの間で熱交換を行うように構成されている。
【００２６】
減圧装置３ａ、３ｂとしては一般に電動膨張弁が使用され、水冷媒熱交換器２を経て送られてくる中温高圧冷媒を減圧し、蒸発し易い低圧冷媒として空気冷媒熱交換器４ａ、４ｂへ送る。また、減圧装置３ａ、３ｂは冷媒通路の絞り量を変えてヒートポンプ回路内の冷媒循環量を調節する働きや、前記絞り量を全開にして中温冷媒を空気冷媒熱交換器４ａ、４ｂに多量に送って霜を溶かす除霜装置の役目も行う。
【００２７】
空気冷媒熱交換器４ａ、４ｂは送風ファン５ａ，５ｂの回転により外気を取り入れ空気と冷媒との熱交換を行い、外気から熱を吸収する役目を行う。
【００２８】
給湯回路４０は貯湯、直接貯湯タンク給湯、風呂湯張り、風呂追焚きを行うための水循環回路を備えて構成されている。
【００２９】
貯湯を行う貯湯回路は、タンク沸き戻し運転によって貯湯タンク１６に高温水を貯めるための水回路であり、貯湯タンク１６、機内循環ポンプ１７、水冷媒熱交換器用流量センサ１０、給水側伝熱管２ｃ、２ｄ、給湯混合弁１１、貯湯タンク１６を水配管を介して順次接続して構成されている。
【００３０】
直接給湯を行う直接給湯回路は、給水接続口６、減圧弁７、給水用水量センサ８、給水側逆止弁９、水冷媒熱交換器用流量センサ１０、給水側伝熱管２ｃ、２ｄ、給湯混合弁１１、湯水混合弁１２、流量調整弁１３、台所出湯接続口１４を水配管を介して順次接続して構成されている。なお、給水接続口６は水道などの給水源に接続され、台所出湯接続口１４は台所蛇口１５などの利用側端末に接続されている。
【００３１】
タンク給湯を行うタンク給湯回路は、給水接続口６、減圧弁７、給水用水量センサ８、給水側逆止弁９、貯湯タンク１６、給湯混合弁１１、湯水混合弁１２、流量調整弁１３、台所出湯接続口１４を水配管を介して順次接続して構成されている。
【００３２】
風呂湯張りを行う風呂湯張り回路は、給水接続口６、減圧弁７、給水用水量センサ８、給水側逆止弁９、水冷媒熱交換器用流量センサ１０、給水側伝熱管２ｃ、２ｄ、給湯混合弁１１、湯水混合弁１２、流量調整弁１３、風呂注湯弁１８、フロースイッチ１９、風呂循環ポンプ２０、水位センサ２１、風呂入出湯接続口２２、風呂循環アダプター２３１、浴槽２４を水配管を介して順次接続して構成されている。また、風呂入出湯接続口２２からは浴槽２４と共に風呂蛇口２７やシャワー（図示せず）にも給湯できるよう接続されている。
【００３３】
なお、風呂湯張り時には、上記風呂湯張り回路による直接給湯と共に、貯湯タンク１６内の湯量が最低必要量以下にならない範囲において貯湯タンク１６から浴槽２４へのタンク給湯も行う。
【００３４】
風呂追炊きを行う風呂追焚回路は、浴槽２４、風呂循環アダプター２３１、風呂入出湯接続口２２、水位センサ２１、風呂循環ポンプ２０、フロースイッチ１９、風呂用熱交換器２３の風呂水伝熱管２３ｂ、風呂出湯接続口２６、風呂循環アダプター２３１、浴槽２４を水配管を介して順次接続して構成されている。
【００３５】
なお、風呂追焚き時には、上記風呂追焚回路による浴槽水の水循環と共に、ヒートポンプ回路及び機内循環ポンプ１７を運転し、かつ温水開閉弁２５を開放して水冷媒熱交換器２で加熱された温水を風呂用熱交換器２３に設けられた温水伝熱管２３ａに循環させ、温水伝熱管２３ａと風呂水伝熱管２３ｂとの間で熱交換し、風呂追焚きを行うものである。
【００３６】
運転制御手段５０は、台所リモコン５１及び風呂リモコン５２の操作設定に基づいて、ヒートポンプ回路３０の運転・停止並びに圧縮機１ａ、１ｂの回転数制御を行うと共に、減圧装置３ａ、３ｂの冷媒絞り量調整、機内循環ポンプ１７、風呂循環ポンプ２０の運転・停止及び給湯混合弁１１、湯水混合弁１２、流量調整弁１３、風呂注湯弁１８、温水開閉弁２５の制御をすることにより、貯湯運転、直接給湯運転、タンク給湯運転、風呂湯張り運転、風呂追焚運転を行うものである。
【００３７】
また、運転制御手段５０は、圧縮機１ａ、１ｂの回転数を制御し、運転開始直後には加熱立上げ時間を早めるため所定の高速回転数で運転し、比較的熱負荷の軽い風呂追焚運転等の時は加熱温度に見合った低速回転数で運転するよう制御する。
【００３８】
また、運転制御手段５０は、貯湯タンク１６の沸き戻し量及び沸き戻し温度を組み合せた三段階以上のタンク沸き戻しレベルを設定し、タンク沸き戻し回数により前記タンク沸き戻しレベルを変更するタンク沸き戻し制御手段を有している。
【００３９】
ヒートポンプ給湯機には、貯湯タンク１６の貯湯温度や貯湯量を検知するための複数のタンクサーミスタ１６ａ〜１６ｅの他に、各部の温度を検知するサーミスタ（図示せず）や圧縮機１ａ、１ｂの吐出圧力を検知する圧力センサ（図示せず）、浴槽２４内の水位を検出する水位センサ２１等が設けられている。各検出信号は運転制御手段５０に入力される。運転制御手段５０はこれらの信号に基づいて各機器を制御する。なお、タンクサーミスタ１６ａ〜１６ｅは、貯湯タンク１６の上下全体に間隔をあけて複数設置されている。
【００４０】
給湯混合弁１１は、給湯運転開始当初においては、水冷媒熱交換器２側と湯水混合弁１２側との間、及び貯湯タンク１６側と湯水混合弁１２側との間が共に開とされ、水冷媒熱交換器２及び貯湯タンク１６の両方から給湯される。ヒートポンプ回路３０による水冷媒熱交換器２での加熱温度が給湯温度（約４２℃）に達すると、給湯混合弁１１は貯湯タンク１６側と湯水混合弁１２側との間が閉じられ、水冷媒熱交換器２からのみ給湯される。
【００４１】
温水開閉弁２５は、水冷媒熱交換器２と風呂用熱交換器２３との間に設けられ、風呂追焚き時は開いて風呂追い焚き運転を行い、それ以外の時は閉じて水冷媒熱交換器２から風呂用熱交換器２３への熱の漏洩を防ぐ。
【００４２】
給水側逆止弁９は、一方向にのみに水を流し、貯湯タンク１６、水冷媒熱交換器２、及び風呂用熱交換器２３からの逆流を防止する。
【００４３】
次に、本実施例のヒートポンプ給湯機の運転動作について、図２を参照しながら説明する。図２は図１のヒートポンプ給湯機の台所蛇口１５を開けて湯水を使用した場合の給湯運転及びその後のタンク沸き戻し運転を示すフローチャート図である。これらの運転は制御手段５０により制御される。
【００４４】
夜間時間帯以外の時間帯において、台所蛇口１５を開けて湯水使用が始まると（ステップ６１）、運転制御手段５０は圧縮機１ａ、１ｂを起動してヒートポンプ回路３０の運転を開始し、給水接続口６、減圧弁７、給水用水量センサ８、給水側逆止弁９、水冷媒熱交換器用流量センサ１０、給水側伝熱管２ｃ、２ｄ、給湯混合弁１１、湯水混合弁１２、流量調整弁１３、台所出湯接続口１４、台所蛇口１５の直接給湯回路による直接給湯運転を開始する（ステップ６２）。同時に給水接続口６、減圧弁７、給水用水量センサ８、給水側逆止弁９、貯湯タンク１６、給湯混合弁１１、湯水混合弁１２、流量調整弁１３、台所出湯接続口１４、台所蛇口１５のタンク給湯回路によるタンク給湯運転を開始する（ステップ６３）。
【００４５】
ここで、ヒートポンプ回路３０は、圧縮機１ａ、１ｂで圧縮された高温高圧冷媒を水冷媒熱交換器２の冷媒側伝熱管２ａ、２ｂへ送り込み、給水側伝熱管２ｃ、２ｄ内を流れる水を加熱して給湯混合弁１１側へ流出する。しかし、運転直後の立上がり時は、水冷媒熱交換器２へ送り込まれてくる冷媒が十分に高温高圧となりきらずに温度が低く、かつ水冷媒熱交換器２全体が冷えているため、水を加熱する加熱能力が十分ではない。時間の経過と共に冷媒は高温高圧となり、それに従って、発生する冷媒からの放熱量が増加し、水への加熱能力が増してゆく。ヒートポンプ運転の加熱能力が適温状態に達するまでには数分かかる。このため、運転制御手段５０は、運転開始から適温状態に達するまでの間は、圧縮機１ａ、１ｂの回転数を通常より高速にすると共に、貯湯タンク１６から高温水を供給するタンク給湯運転（ステップ６３）を並行して行い、台所蛇口１５からは適温水を給湯するように制御する。
【００４６】
直接給湯運転中にヒートポンプ回路３０の加熱温度判定を行い（ステップ６４）、所定温度未満であれば直接給湯運転とタンク給湯運転の並行運転を継続する。ステップ６４の温度判定で所定温度以上に達すれば、タンク給湯運転を停止し（ステップ６５）、直接給湯の単独運転による給湯を継続する（ステップ６６）。
【００４７】
なお、運転制御手段５０は、給湯混合弁１１の後の混合湯温が適温より低い場合にタンク給湯量を増やし、適温より高い場合にタンク給湯量を減らすように、給湯混合弁１１を作動させて流量比率を調整して適温とする。更に、湯水混合弁１２からの給水量を調整することによっても使用端末への給湯温度の調整を行うことができる。
【００４８】
貯湯タンク１６の役割は、ヒートポンプ回路３０の加熱能力が給湯温度に充分な温度に達するまでの立上がり時の補助的なものであり、ヒートポンプ回路３０の能力、特に圧縮機１ａ、１ｂの出力が大きいほど、立上げ時間を短くでき、貯湯タンク１６を小さくできる。
【００４９】
また、台所給湯と同時に風呂湯張りを行う場合などのように、複数箇所の同時使用に直接給湯のみで対応するために、２台の圧縮機１ａ、１ｂを使用した２サイクルヒートポンプ回路３０ａ、３０ｂとしているが、圧縮機の容量が充分であれば、１サイクルヒートポンプ回路においても本発明を適用することは可能である。
【００５０】
次いで、蛇口が閉じられ湯水使用が終了すると（ステップ６７）、直接給湯運転のみの場合であれば直接給湯運転を停止する（ステップ６８）。なお、湯水使用直後でタンク給湯運転と直接給湯運転が併用されている場合の蛇口が閉じられ湯水使用が終了すると、直接給湯運転及びタンク給湯運転の両方を停止する。
【００５１】
給湯運転が停止した後、タンクサーミスタ１６ａ〜１６ｅによって貯湯温度、貯湯量を検知し、これらの検知結果に基づいてタンク残湯量の判定を行う（ステップ６９）。従って、このタンク残湯量は残湯の温度と量が含まれる概念である。
【００５２】
ステップ６９の判定で、タンク残湯量が所定値以上の場合には、貯湯運転を行わず、使用端末の使用を待つ。
【００５３】
ステップ６９の判定が所定値未満の場合には、タンク沸き戻し運転を開始し（ステップ７０）、タンク残湯量の判定を継続する（ステップ７１）。タンク残湯量が所定値以上になった場合には、ヒートポンプ回路を停止し、タンク沸き戻し運転を終了する（ステップ７２）。
【００５４】
昼間の給湯使用が終了して夜間時間帯になると（ステップ７３）、タンク沸き戻し回数に基づいてタンク沸き戻しレベルの判定を行う（ステップ７４）。この夜間時間帯は電気料金が割引される時間帯のことである。このタンク沸き戻しレベルの判定結果に基づいてタンク沸き戻しレベルを更新し、この更新されたタンク沸き戻しレベルになるように夜間沸き戻し運転を行い（ステップ７５）、貯湯温度及び貯湯量が更新されたタンク沸き戻しレベルに達してから夜間タンク沸き戻し運転を終了する（ステップ７６）。即ち、１日毎にタンク沸き戻し回数に基づいてタンク沸き戻しレベルの更新を行い、給湯使用状況に対応した１日１回の夜間強制タンク沸き戻し運転を行うものである。
【００５５】
次に、図３を参照しながら、タンク沸き戻し運転についてさらに具体的に説明する。図３は図１のヒートポンプ給湯機の制御に用いられるタンク沸き戻しレベルの設定例を示す図である。
【００５６】
制御手段５０は、貯湯タンク１６の沸き戻し量及び貯湯タンク１６の沸き戻し温度を組み合せた複数のタンク沸き戻しレベルを設定し、夜間時間帯以外のタンク沸き戻し運転（日中タンク沸き戻し運転）を行った沸き戻し回数（日中沸き戻し回数）に基づいて沸き戻しレベルを変更し、この変更した沸き戻しレベルに基づいて夜間時間帯のタンク沸き戻し運転（夜間タンク沸き戻し運転）を行うように制御する。
【００５７】
また、制御手段５０は、日中タンク沸き戻し運転を行った回数の増加に伴って、沸き戻しレベルの沸き戻し量を優先して増加させると共に、この沸き戻しレベルの沸き戻し量が所定量に達した場合に前記沸き戻しレベルの沸き戻し温度を上昇させるように制御する。
【００５８】
さらには、制御手段５０は、夜間タンク沸き戻し運転を毎日１回強制的に行うように制御すると共に、日中タンク沸き戻し運転の回数が所定回数以上になった場合に沸き戻しレベルを引き上げるように制御する。
【００５９】
上述したタンク沸き戻し運転は、図３に示すタンク沸き戻しレベルに基づいて行われる。このタンク沸き戻しレベルは、（０）〜（７）までの８段階にレベル設定されている。具体的には、沸き戻し量はタンク全容量を１００Ｌとした場合、１０Ｌ〜１００Ｌまでを６段階に分け、沸き戻し温度を６５℃〜９０℃の間で３段階に分け、沸き戻し量と沸き戻し温度を組み合せたタンク沸き戻しレベルの例である。従って、タンク沸き戻しレベルは、レベル（０）が最も沸き戻し熱量が少ない最低レベルで、レベル（７）が最も沸き戻し熱量が多い最高レベルとなる。なお、レベル毎にサーミスタ位置、タンク容量、沸き戻し時の水冷媒熱交換器２の出口部温度の目標値、沸き戻し開始温度、沸き戻し終了温度が個別に定義される。
【００６０】
また、初期設定レベルは、図３の「外気温度（℃）と初期設定レベル」欄に示す如く、外気温度が高いほどタンク沸き戻しレベルは低く、外気温度が低いほどタンク沸き戻しレベルは高く設定される。即ち、外気温度が２０℃以上の場合にはレベル（１）が設定され、外気温度が１０〜２０℃未満の場合にはレベル（３）が設定され、外気温度が５〜１０℃未満の場合にはレベル（５）が設定され、外気温度が５℃未満の場合にはレベル（１）が設定される。
【００６１】
タンク沸き戻しレベルの変更は１日のタンク沸き戻し回数に基づいて行なわれる。ここで、夜間時間帯以外をピーク時間帯とその他の時間帯とに区分し、ピーク時間帯の沸き戻し回数をｎと設定し、その他の時間帯の沸き戻し回数をｍと設定する。
【００６２】
制御手段５０は、日中沸き戻し回数が（ｎ＋ｍ）≧１のときに、次の夜間時間帯のタンク沸き戻し運転の沸き戻しレベルを前回の沸き戻しレベルに（ｎ×２＋ｍ）を加えたレベルに引き上げるように制御する。例えば、図３のレベル（３）で夜間沸き戻し運転を行った後に、給湯使用量が多くピーク時間帯の沸き戻し運転を１回行ったときは、（ｎ＋ｍ）＝１、（ｎ×２＋ｍ）＝２となり、その夜の強制沸き戻しレベルは２レベル上昇したレベル（５）となり、２段階レベルアップされる。従って、その日の夜間沸き戻し運転はレベル（５）を達成するように行われる。
【００６３】
制御手段５０は、日中沸き戻し回数が（ｎ＋ｍ）＝０のときで且つ夜間タンク沸き戻し運転時のタンク残湯量が所定量以上である状態が所定回数以上（例えば、３回以上）連続した場合に、次の夜間時間帯のタンク沸き戻し運転のタンク沸き戻しレベルを所定レベル（例えば、１レベル）だけ下げるように制御する。
【００６４】
本実施形態によれば、給湯使用量の多様化に対応したきめ細かなタンク沸き戻しを行うことができ、タンク沸き戻し量及び温度の最適化、タンク沸き戻し回数の最少化などによって省電力効果を得ることができる。
【００６５】
なお、上述した実施形態では、瞬間式ヒートポンプ給湯機の場合について説明したが、貯湯式ヒートポンプ給湯機においても本実施形態のタンク沸き戻し制御を適用することができ、貯湯温度及び貯湯量の最適化により、日中の湯切れ防止効果や大容量貯湯タンクからの放熱量の抑制効果などを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態のヒートポンプ給湯機の全体構成図である。
【図２】図１のヒートポンプ給湯機の台所蛇口を開けて湯水を使用した場合の給湯運転及びその後のタンク沸き戻し運転を示すフローチャート図である。
【図３】図１のヒートポンプ給湯機の制御に用いられるタンク沸き戻しレベルの設定例を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ａ，１ｂ…圧縮機、２…水冷媒熱交換器（第１熱交換器）、３ａ、３ｂ…減圧装置、４ａ，４ｂ…空気冷媒熱交換器（第２熱交換器）、６…給水接続口、７…減圧弁、８…給水用水量センサ、１１…給湯混合弁、１２…湯水混合弁、１３…流量調整弁、１４…台所出湯接続口、１５…台所蛇口、１６…貯湯タンク、１７…機内循環ポンプ、２０…風呂循環ポンプ、２３…風呂用熱交換器、２４…浴槽、２７…風呂蛇口、３０…ヒートポンプ回路、３０ａ…第１冷媒回路、３０ｂ…第２冷媒回路、４０…給湯回路、５０…制御手段、５１…台所リモコン、５２…風呂リモコン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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