(57)【要約】【課題】膨張弁の耐久性を向上できるヒートポンプ装置及びそれを備えた給湯装置を提供する。【解決手段】圧縮機３０、水冷媒熱交換器４０、膨張弁５０及び空気冷媒熱交換器６０を備えたヒートポンプサイクル２０と、膨張弁５０の開度を制御する制御装置１０とを有し、制御装置１０は、膨張弁５０の開度制御を開始する際に、膨張弁５０の前回の初期化処理以降に所定条件を満たしているか否かを判断し、所定条件を満たしていると判断したら、膨張弁５０の初期化処理を行って膨張弁５０の開度制御を開始し、所定条件を満たしていないと判断したら、膨張弁５０の初期化処理を行わずに膨張弁５０の開度制御を開始するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（３０）、高圧側熱交換器（４０）、膨張弁（５０）及び低圧側熱交換器（６０）を備えたヒートポンプサイクル（２０）と、前記膨張弁（５０）の開度を制御する制御装置（１０）とを有し、
前記制御装置（１０）は、前記膨張弁（５０）の開度制御を開始する際に、前記膨張弁（５０）の前回の初期化処理以降に所定条件を満たしているか否かを判断し、
前記所定条件を満たしていると判断したら、前記膨張弁（５０）の初期化処理を行って前記膨張弁（５０）の開度制御を開始し、
前記所定条件を満たしていないと判断したら、前記膨張弁（５０）の初期化処理を行わずに前記膨張弁（５０）の開度制御を開始することを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記所定条件は、前記膨張弁（５０）の前回の初期化処理が行われてからの経過時間が所定時間（Ｔ１）以上であることを含む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】
前記所定条件は、前記膨張弁（５０）の前回の初期化処理が行われた初期化日時と現在日時との間に、所定の時間間隔で繰り返される定期時刻（ｔｒｎ）が含まれていることを含む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４】
前記制御装置（１０）は、時刻情報が重畳された電波を受信し、受信した電波に基づいて前記現在日時を判断することを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記所定条件は、前記膨張弁（５０）の前回の初期化処理が行われてからの前記ヒートポンプサイクル（２０）の稼働時間が所定時間（Ｔ２）以上であることを含む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６】
前記所定条件は、前記膨張弁（５０）の前回の初期化処理が行われてからの前記ヒートポンプサイクル（２０）の起動回数が所定回数（Ｎ１）以上であることを含む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７】
外気温度を検出する外気温度センサ（６２）をさらに有し、
前記制御装置（１０）は、前記所定条件を満たしたか否かを前記外気温度の変化に基づいて判断する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８】
外気温度を検出する外気温度センサ（６２）をさらに有し、
前記制御装置（１０）は前記外気温度に基づいて前記圧縮機（３０）の回転数を制御するとともに、前記所定条件を満たしたか否かを前記圧縮機（３０）の回転数に基づいて判断する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９】
圧縮機（３０）、高圧側熱交換器（４０）、膨張弁（５０）及び低圧側熱交換器（６０）を備えたヒートポンプサイクル（２０）と、前記膨張弁（５０）の開度を制御する制御装置（１０）とを有し、
前記制御装置（１０）は、前記膨張弁（５１）の開度制御を開始する際に、前記膨張弁（５１）に対して制御信号を出力し、
前記膨張弁（５１）は、前記制御信号が入力されたときに当該膨張弁（５１）の前回の初期化処理以降に所定条件を満たしているか否かを判断する制御部（５２）を有し、
前記制御部（５２）は、前記所定条件を満たしていると判断したら、前記膨張弁（５１）の初期化処理を行って前記制御信号に基づく前記膨張弁（５１）の開度制御を開始し、
前記所定条件を満たしていないと判断したら、前記膨張弁（５１）の初期化処理を行わずに前記制御信号に基づく前記膨張弁（５１）の開度制御を開始することを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置と、前記ヒートポンプ装置で加熱された温水を貯える貯湯タンク（８０）と、前記貯湯タンク（８０）内の温水を外部に供給する給湯流路（８３）とを備えることを特徴とする給湯装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のヒートポンプ装置と、前記ヒートポンプ装置で加熱された温水を貯える貯湯タンク（８０）と、前記貯湯タンク（８０）内の温水を外部に供給する給湯流路（８３）と、前記貯湯タンク（８０）内の熱量を検出する熱量検出手段（８１）とを有し、
前記制御装置（１０）は、前記所定条件を満たしたか否かを前記熱量の変化に基づいて判断することを特徴とする給湯装置。
【請求項１２】
圧縮機（３０）、高圧側熱交換器（４０）、膨張弁（５０）及び低圧側熱交換器（６０）を備えたヒートポンプサイクル（２０）において前記膨張弁（５０）の開度を制御する制御装置であって、
前記膨張弁（５０）の開度制御を開始する際に、前記膨張弁（５０）の前回の初期化処理以降に所定条件を満たしているか否かを判断し、
前記所定条件を満たしていると判断したら、前記膨張弁（５０）の初期化処理を行って前記膨張弁（５０）の開度制御を開始し、
前記所定条件を満たしていないと判断したら、前記膨張弁（５０）の初期化処理を行わずに前記膨張弁（５０）の開度制御を開始することを特徴とするヒートポンプ装置用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ装置及びそれを備えた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、フィードバック制御を行わずに開度が調整される電動式膨張弁及び制御装置が開示されている。膨張弁は、パルス電流が供給されることにより正逆回転するパルスモータと、パルスモータによって駆動される弁体とを有している。膨張弁の開度は、パルスモータに供給されるパルス電流の極性及びパルス数に基づいて制御される。制御装置は、膨張弁の目標開度を決定し、膨張弁のパルスモータに対して膨張弁の開度がその目標開度となるようなパルス電流を供給するようになっている。ところが膨張弁の開閉動作が繰り返されると、制御装置で決定される目標開度に対し、膨張弁の実際の開度にずれが生じる。このため上記の制御装置では、目標開度と膨張弁の実際の開度との間のずれが累積して拡大するのを防止するために、制御装置の電源投入時やリセット時に必ず初期化処理が行われるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２２２４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
膨張弁の初期化処理を行う際には、開度を減少させる方向の極性を有するパルス電流が、全開状態から全閉状態に変化させるのに必要なパルス数以上で膨張弁に供給される。これにより膨張弁は、初期化前にどのような開度であっても全閉となる。膨張弁が全閉となった後にもパルスモータにはパルス電流が供給されることになるが、膨張弁が全閉となった後には弁体が弁座に当接して変位が規制されるため、パルスモータは空転する。
【０００４】
しかしながら、このような膨張弁の初期化処理では、パルスモータが空転する度に弁体が弁座に対して押し当てられる。したがって、膨張弁の初期化処理が頻繁に行われると、弁体や弁座において互いの当接面に荒れが生じ、弁が閉じた際、意図しない洩れが発生するなど膨張弁の耐久性が低下してしまうという問題が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、膨張弁の耐久性を向上できるヒートポンプ装置及びそれを備えた給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、圧縮機（３０）、高圧側熱交換器（４０）、膨張弁（５０）及び低圧側熱交換器（６０）を備えたヒートポンプサイクル（２０）と、膨張弁（５０）の開度を制御する制御装置（１０）とを有し、制御装置（１０）は、膨張弁（５０）の開度制御を開始する際に、膨張弁（５０）の前回の初期化処理以降に所定条件を満たしているか否かを判断し、所定条件を満たしていると判断したら、膨張弁（５０）の初期化処理を行って膨張弁（５０）の開度制御を開始し、所定条件を満たしていないと判断したら、膨張弁（５０）の初期化処理を行わずに膨張弁（５０）の開度制御を開始することを特徴とするヒートポンプ装置である。
【０００８】
これにより、膨張弁（５０）の初期化処理の頻度を低減できるため、膨張弁（５０）の耐久性を向上できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、上記の所定条件は、膨張弁（５０）の前回の初期化処理が行われてからの経過時間が所定時間（Ｔ１）以上であることを含むことを特徴としている。
【００１０】
これにより、膨張弁（５０）の初期化処理が行われる間隔を所定時間（Ｔ１）以上にすることができるため、膨張弁（５０）の初期化処理の頻度を低減でき、膨張弁（５０）の耐久性を向上できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、上記の所定条件は、膨張弁（５０）の前回の初期化処理が行われた初期化日時と現在日時との間に、所定の時間間隔で繰り返される定期時刻（ｔｒｎ）が含まれていることを含むことを特徴としている。
【００１２】
これにより、膨張弁（５０）の初期化処理が行われる平均の間隔を上記の時間間隔以上にすることができるため、膨張弁（５０）の初期化処理の頻度を低減でき、膨張弁（５０）の耐久性を向上できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明のように、制御装置（１０）は、時刻情報が重畳された電波を受信し、受信した電波に基づいて現在日時を判断するようにしてもよい。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、上記の所定条件は、膨張弁（５０）の前回の初期化処理が行われてからのヒートポンプサイクル（２０）の稼働時間が所定時間（Ｔ２）以上であることを含むことを特徴としている。
【００１５】
これにより、膨張弁（５０）の初期化処理が行われる間隔をヒートポンプサイクル（２０）の稼働時間で所定時間（Ｔ２）以上にすることができるため、膨張弁（５０）の初期化処理の頻度を低減でき、膨張弁（５０）の耐久性を向上できる。また、膨張弁（５０）の開度のずれは、概ねヒートポンプサイクル（２０）の稼働時間の増加に伴って増加するため、ヒートポンプサイクル（２０）の稼働時間に基づいて膨張弁（５０）の初期化処理の要否を判断することにより、膨張弁（５０）をより適切な時期に初期化することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、上記の所定条件は、膨張弁（５０）の前回の初期化処理が行われてからのヒートポンプサイクル（２０）の起動回数が所定回数（Ｎ１）以上であることを含むことを特徴としている。
【００１７】
これにより、膨張弁（５０）の初期化処理が行われる間隔をヒートポンプサイクル（２０）の起動回数で所定回数（Ｎ１）にすることができるため、膨張弁（５０）の初期化処理の頻度を低減でき、膨張弁（５０）の耐久性を向上できる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、外気温度を検出する外気温度センサ（６２）をさらに有し、制御装置（１０）は、上記の所定条件を満たしたか否かを外気温度の変化に基づいて判断することを特徴としている。
【００１９】
外気温度は概ね１日周期で変化するため、外気温度の変化に基づいて時間間隔や時刻を大まかに判断できる。このため、上記発明と同様に膨張弁（５０）の初期化処理の頻度を低減できるため、膨張弁（５０）の耐久性を向上できる。
【００２０】
請求項８に記載の発明のように、外気温度を検出する外気温度センサ（６２）をさらに有し、制御装置（１０）は外気温度に基づいて圧縮機（３０）の回転数を制御するとともに、所定条件を満たしたか否かを圧縮機（３０）の回転数に基づいて判断してもよい。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、圧縮機（３０）、高圧側熱交換器（４０）、膨張弁（５０）及び低圧側熱交換器（６０）を備えたヒートポンプサイクル（２０）と、膨張弁（５０）の開度を制御する制御装置（１０）とを有し、制御装置（１０）は、膨張弁（５１）の開度制御を開始する際に、膨張弁（５１）に対して制御信号を出力し、膨張弁（５１）は、制御信号が入力されたときに当該膨張弁（５１）の前回の初期化処理以降に所定条件を満たしているか否かを判断する制御部（５２）を有し、制御部（５２）は、所定条件を満たしていると判断したら、膨張弁（５１）の初期化処理を行って制御装置（１０）からの制御信号に基づく膨張弁（５１）の開度制御を開始し、所定条件を満たしていないと判断したら、膨張弁（５１）の初期化処理を行わずに制御装置（１０）からの制御信号に基づく膨張弁（５１）の開度制御を開始することを特徴とするヒートポンプ装置である。
【００２２】
これにより、膨張弁（５０）の初期化処理の頻度を低減できるため、膨張弁（５０）の耐久性を向上できる。
【００２３】
上記の発明は、請求項１０に記載の発明のように、ヒートポンプ装置と、ヒートポンプ装置で加熱された温水を貯える貯湯タンク（８０）と、貯湯タンク（８０）内の温水を外部に供給する給湯流路（８３）とを備える給湯装置に適用できる。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、上記発明のヒートポンプ装置と、ヒートポンプ装置で加熱された温水を貯える貯湯タンク（８０）と、貯湯タンク（８０）内の温水を外部に供給する給湯流路（８３）と、貯湯タンク（８０）内の熱量を検出する熱量検出手段（８１）とを有し、制御装置（１０）は、所定条件を満たしたか否かを貯湯タンク（８０）内の熱量の変化に基づいて判断することを特徴とする給湯装置である。
【００２５】
貯湯タンク（８０）を備えた給湯装置では、主に特定の時間帯に温水が沸き上げられて貯湯タンク（８０）内に貯えられ、貯湯タンク（８０）内に貯えられた温水は主に上記時間帯以外の時間帯に使用されるため、貯湯タンク（８０）内の熱量の変化に基づいて時間間隔や時刻を大まかに判断できる。このため、上記発明と同様に膨張弁（５０）の初期化処理の頻度を低減できるため、膨張弁（５０）の耐久性を向上できる。
【００２６】
請求項１２に記載の発明は、圧縮機（３０）、高圧側熱交換器（４０）、膨張弁（５０）及び低圧側熱交換器（６０）を備えたヒートポンプサイクル（２０）において膨張弁（５０）の開度を制御する制御装置であって、膨張弁（５０）の開度制御を開始する際に、膨張弁（５０）の前回の初期化処理以降に所定条件を満たしているか否かを判断し、所定条件を満たしていると判断したら、膨張弁（５０）の初期化処理を行って膨張弁（５０）の開度制御を開始し、所定条件を満たしていないと判断したら、膨張弁（５０）の初期化処理を行わずに膨張弁（５０）の開度制御を開始することを特徴とするヒートポンプ装置用制御装置である。
【００２７】
これにより、請求項１に記載の発明と同様に、膨張弁（５０）の初期化処理の頻度を低減できるため、膨張弁（５０）の耐久性を向上できる。
【００２８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本実施形態における給湯装置１の概略構成を模式的に示している。図１に示すように、給湯装置１は、高温高圧の冷媒との熱交換により水を加熱して温水を生成するヒートポンプ装置２を有している。ヒートポンプ装置２は、圧縮機３０、水冷媒熱交換器（高圧側熱交換器）４０、膨張弁５０、空気冷媒熱交換器（低圧側熱交換器）６０及びアキュムレータ７０が冷媒配管を介して順次環状に接続され、冷媒を循環させるヒートポンプサイクル２０を有している。冷媒としては例えば二酸化炭素（ＣＯ２）が用いられている。
【００３０】
圧縮機３０は、ヒートポンプサイクル２０内の冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する電動式の流体機器である。圧縮機３０の回転数は、後述する制御装置１０からの制御信号に基づいて、不図示のインバータ装置により可変に設定される。水冷媒熱交換器４０は水流路と冷媒流路とを有し、圧縮機３０から吐出されて冷媒流路を流れる高温高圧の冷媒との熱交換によって、水流路を流れる水を加熱する熱交換器である。
【００３１】
膨張弁５０は、水冷媒熱交換器４０から流出した冷媒を等エンタルピ的に減圧膨張させる電動式の減圧手段である。膨張弁５０の開度は、制御装置１０からの制御信号に基づいて可変に設定される。例えば膨張弁５０は、パルス電流が供給されることにより正逆回転するパルスモータと、パルスモータによって駆動される弁体とを有している。膨張弁５０の開度は、パルスモータに供給されるパルス電流の極性及びパルス数に基づいて制御されるようになっている。
【００３２】
空気冷媒熱交換器６０は、送風ファン６１により送風される外気との熱交換によって、膨張弁５０で減圧された低圧冷媒を蒸発させる熱交換器である。アキュムレータ７０は、空気冷媒熱交換器６０から流出した冷媒を気液二相に分離し、液相冷媒を貯留して気相冷媒を圧縮機３０に吸入させる気液分離装置である。
【００３３】
また給湯装置１は、温水を貯える貯湯タンク８０を有している。貯湯タンク８０は耐食性に優れた金属製などからなる。貯湯タンク８０の外周部には、内部の温水を長時間に亘り保温するための不図示の断熱材が設けられている。貯湯タンク８０内には、温度の違いによる水の比重差によって所定の温度成層が形成されている。これにより、高温の温水ほど貯湯タンク８０内の上部に貯えられ、低温の温水（又は水）ほど貯湯タンク８０内の下部に貯えられる。
【００３４】
貯湯タンク８０の外壁面には、複数の水位サーミスタ８１（熱量検出手段；図１では５つ示している）が貯湯タンク８０の高さ方向にほぼ等間隔で配置されている。水位サーミスタ８１は、貯湯タンク８０内の各水位レベルでの温水温度を検出し、後述する制御装置１５に検出信号を出力するようになっている。
【００３５】
貯湯タンク８０内には、後述する循環回路８４に両端が接続された配管８４ａが貫通している。配管８４ａは、例えば上面部に形成された入口部８０ｄと底面部に形成された出口部８０ｃとの間を接続している。貯湯タンク８０内の水は、配管８４ａ内を流通する温水との熱交換により加熱されて温水となる。
【００３６】
貯湯タンク８０の出口部８０ｃと入口部８０ｄとの間は、貯湯タンク８０外側に形成されて水冷媒熱交換器４０の水流路を経由する循環回路８４を介して接続されている。循環回路８４には、当該循環回路８４内に水を循環させる循環ポンプ８５が設けられている。循環ポンプ８５は、制御装置１５からの制御信号に基づいて作動するとともに、作動状態信号を制御装置１５に出力するようになっている。貯湯タンク８０の出口部８０ｃから流出して循環回路８４を循環する水は、水冷媒熱交換器４０において高温冷媒との熱交換により沸き上げられて温水となり、入口部８０ｄを介して貯湯タンク８０内に戻り、配管８４ａ内を流通するようになっている。
【００３７】
すなわち、貯湯タンク８０内の温水は、循環回路８４内を循環する温水を熱媒体として、ヒートポンプ装置２により間接的に加熱されるようになっている。
【００３８】
貯湯タンク８０の底面部には導入口８０ａが設けられている。導入口８０ａには、所定圧の水道水を貯湯タンク８０内に導入する給水配管８２が接続されている。貯湯タンク８０の上面部には導出口８０ｂが設けられている。導出口８０ｂには、貯湯タンク８０内の温水を外部に供給する給湯配管（給湯流路）８３が接続されている。給湯配管８３の下流側には不図示の湯水混合手段が接続されている。湯水混合手段では、給湯配管８３を介して流入する高温の温水と不図示の給水配管を介して流入する水道水とを混合することによって、給湯使用側端末に供給される所定温度の温水が生成されるようになっている。
【００３９】
また給湯装置１は、水冷媒熱交換器４０で沸き上げられた温水が貯湯タンク８０を介さずに直接供給される床暖房ユニット９０を有している。床暖房ユニット９０は、水冷媒熱交換器４０を経由して循環回路８４から独立して水を循環させる循環回路９１に接続されている。循環回路９１には、水冷媒熱交換器４０で沸き上げられた温水を当該循環回路９１内に循環させる循環ポンプ９２が設けられている。循環ポンプ９２は、制御装置１５からの制御信号に基づいて作動するとともに、作動状態信号を制御装置１５に出力するようになっている。
【００４０】
制御装置１５は、各種の制御や演算を行う中央処理装置（ＣＰＵ）と、各種の制御プログラムや設定値等が格納された読出し専用の記憶装置（ＲＯＭ）と、任意の記憶領域においてデータの書込み及び読出しが可能な記憶装置（ＲＡＭ）と、外部との信号の入出力を行う入出力ポートとを有している。制御装置１５は、水位サーミスタ８１を含む種々のセンサからの検出信号や、居室に設けられた床暖房ユニット９０用の操作スイッチからの操作信号等に基づいて、循環ポンプ８５、９２等を含む給湯装置１の作動制御を行うようになっている。また制御装置１５は、上記の検出信号や操作信号等に基づいて、ヒートポンプサイクル２０の起動信号や停止信号を制御装置１０に出力するようになっている。
【００４１】
制御装置１０は、制御装置１５と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートを有している。制御装置１０は、制御装置１５からの起動信号及び停止信号や、ヒートポンプサイクル内の各位置での冷媒温度を検出する冷媒温度センサ、冷媒圧力を検出する冷媒圧力センサ及び外気温度を検出する外気温度センサ６２を含む種々のセンサからの検出信号等に基づいて、圧縮機３０、膨張弁５０及び送風ファン６１等を含むヒートポンプ装置２の作動制御を行うようになっている。
【００４２】
ここで、制御装置１０の制御に基づいて膨張弁５０の開閉動作が繰り返されると、膨張弁５０の駆動部分の遊び等に起因して、制御装置１０で決定される膨張弁５０の目標開度に対して膨張弁５０の実際の開度にずれが生じる。このため制御装置１０は、ヒートポンプ装置２の運転を開始する際に、後述するように膨張弁５０の初期化の要否を判断し、必要であれば膨張弁５０の初期化処理を行う。例えば膨張弁５０の初期化処理は、開度を低下させる方向の極性を有するパルス電流を、全開状態から全閉状態に変化させるのに必要なパルス数以上のパルス数で供給し、弁体の位置を基準位置（全閉位置）に戻すことにより行われる。
【００４３】
制御装置１０のＲＯＭ又はＲＡＭには、膨張弁５０の初期化の要否を判断するための設定値として、膨張弁５０を初期化してから次回初期化するまでの最短経過時間Ｔ１（例えば２４時間）の情報が予め格納されている。また制御装置１０は、膨張弁５０の初期化処理を行ってからの経過時間を積算するタイマ部を有している。
【００４４】
次に、本実施形態のヒートポンプ装置及び給湯装置の制御方法について説明する。制御装置１５は、種々のセンサからの検出信号や操作スイッチからの操作信号等に基づいて、循環ポンプ８５、９２等を含む給湯装置１を作動制御する。また制御装置１５は、貯湯タンク８０内の温水の不足や床暖房ユニット９０の運転要求を検知すると、制御装置１０に対しヒートポンプサイクル２０の起動信号を出力する。
【００４５】
制御装置１０は、制御装置１５からの起動信号が入力されると、種々のセンサからの検出信号等に基づいて、圧縮機３０、膨張弁５０及び送風ファン６１等を含むヒートポンプ装置２を作動制御する。
【００４６】
図２は、本実施形態における制御装置１０の膨張弁５０に対する制御の流れの一例を示すフローチャートである。初期状態では、ヒートポンプサイクル２０が停止状態にあるものとする。図２に示すように、制御装置１０は、制御装置１５からの起動信号に基づきヒートポンプサイクル２０の運転を開始する際（又は制御装置１０に電源が投入された際）に、膨張弁５０を前回初期化してからの経過時間をタイマ部から取得する（ステップＳ１）。
【００４７】
次に制御装置１０は、前回の初期化処理以降に初期化条件を満たしているか否かを判断するために、タイマ部から取得した経過時間と、予め設定された最短経過時間Ｔ１とを比較する（ステップＳ２）。経過時間が最短経過時間Ｔ１以上であれば、制御装置１０は、初期化条件を満たしているため膨張弁５０の初期化処理が必要と判断する。すなわち制御装置１０は、膨張弁５０に対し所定のパルス数のパルス電流を供給し、膨張弁５０の初期化処理を行う（ステップＳ３）。その後制御装置１０は、タイマ部で積算されている経過時間を初期値（０）にリセットし（ステップＳ４）、ステップＳ５に進む。一方、経過時間が最短経過時間Ｔ１未満であれば、制御装置１０は、初期化条件を満たさないため膨張弁５０の初期化処理が不要と判断し、膨張弁５０の初期化処理及び経過時間のリセットを行わずにステップＳ５に進む。
【００４８】
ステップＳ５では、制御装置１０が圧縮機３０を起動させるとともに、ヒートポンプサイクル２０内の各位置での冷媒温度や冷媒圧力に基づいて膨張弁５０の通常の開度制御を行う。
【００４９】
図３は、本実施形態による膨張弁５０の初期化タイミングの例を示すタイムチャートである。図３（ａ）、（ｂ）の横軸は時間を表している。図３（ａ）の縦軸はヒートポンプサイクル２０の運転状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を表し、図３（ｂ）の縦軸は制御装置１０による膨張弁５０の初期化処理の実行状態（初期化処理の実行時がＯＮ、それ以外がＯＦＦ）を表している。本実施形態では、床暖房ユニット９０への温水の供給が貯湯タンク８０を介さずに行われるため、ヒートポンプサイクル２０は比較的短い周期で断続的に運転しているものとする。
【００５０】
まず、ヒートポンプサイクル２０の運転が開始される時間ｔ１に膨張弁５０の初期化処理が行われたとする。その後の時間ｔ２、ｔ３、ｔ４及びｔ５には、ヒートポンプサイクル２０の運転が開始されるものの、時間ｔ１からの経過時間が最短経過時間Ｔ１未満であるので、膨張弁５０の初期化処理は行われない。時間ｔ６には、時間ｔ１からの経過時間が最短経過時間Ｔ１以上となるので、ヒートポンプサイクル２０の運転開始の際に膨張弁５０の初期化処理が行われる。その後同様に、時間ｔ６からの経過時間が最短経過時間Ｔ１以上となる時間ｔ７に膨張弁５０の初期化処理が行われる。
【００５１】
以上のように本実施形態では、制御装置１０が、膨張弁５０の開度制御を開始する際に、膨張弁５０の前回の初期化処理が行われてからの経過時間が最短経過時間Ｔ１以上であれば膨張弁５０の初期化処理を行い、経過時間が最短経過時間Ｔ１未満であれば膨張弁５０の初期化処理を行わないようになっている。これにより、膨張弁５０の初期化処理が行われる時間間隔を最短経過時間Ｔ１以上にすることができる。したがって、膨張弁５０が頻繁に初期化されるのを防止できるため、膨張弁５０の耐久性を向上できる。
【００５２】
特に、本実施形態では、床暖房ユニット９０に対して貯湯タンク８０を介さずに温水を直接供給する構成であるため、床暖房ユニット９０側からの温水の要求がある度にヒートポンプサイクル２０が起動する。このため、ヒートポンプサイクル２０が比較的短い周期で断続的に運転することが多くなる。本実施形態によれば、このようにヒートポンプサイクル２０が比較的短い周期で断続的に運転する場合であっても、膨張弁５０の初期化の頻度を低減できる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４及び図５を用いて説明する。本実施形態では、膨張弁５０の初期化の要否を判断するための設定値として、所定の時間間隔（例えば１日間隔）で繰り返される定期時刻ｔｒｎ（ｎ＝１、２、・・・）の情報が制御装置１０のＲＯＭ又はＲＡＭに予め格納されている。また制御装置１０は、膨張弁５０が前回初期化された日時（初期化日時）の情報をＲＡＭに書き込むようになっている。
【００５４】
図４は、本実施形態における膨張弁５０に対する制御の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示すように、制御装置１０は、ヒートポンプサイクル２０の運転を開始する際に、初期化日時の情報をＲＡＭから読み出す（ステップＳ１１）。次に制御装置１０は、読み出した初期化日時から現在日時までの間に、予め設定された定期時刻ｔｒｎが少なくとも１回含まれているか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００５５】
初期化日時から現在日時までの間に定期時刻ｔｒｎが含まれていれば、制御装置１０は膨張弁５０の初期化処理が必要と判断し、膨張弁５０の初期化処理を行う（ステップＳ１３）。すなわち、定期時刻ｔｒｎ経過後にヒートポンプサイクル２０が最初に起動する際に、膨張弁５０の初期化処理が行われる。続いて制御装置１０は、ＲＡＭに書き込まれている前回の初期化日時の情報を消去して、現在日時の情報を新たな初期化日時としてＲＡＭに書き込み（ステップＳ１４）、ステップＳ１５に進む。
【００５６】
一方、初期化日時から現在日時までの間に定期時刻ｔｒｎが含まれていなければ、制御装置１０は膨張弁５０の初期化処理が不要と判断し、膨張弁５０の初期化処理を行わずにステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、制御装置１０が圧縮機３０を起動させるとともに、膨張弁５０の通常の開度制御を行う。
【００５７】
図５は、本実施形態による膨張弁５０の初期化タイミングの例を示すタイムチャートである。図５（ａ）、（ｂ）の横軸及び縦軸は図３（ａ）、（ｂ）と同様である。図５に示すように、ヒートポンプサイクル２０は制御装置１０の制御により比較的短い周期で断続的に運転しているものとする。
【００５８】
まず、定期時刻ｔｒ１以降に最初にヒートポンプサイクル２０が起動する時間ｔ１１に膨張弁５０の初期化処理が行われたとする。その後の時間ｔ１２には、ヒートポンプサイクル２０の運転が開始されるものの、膨張弁５０の初期化処理が行われた時間ｔ１１との間に次の定期時刻ｔｒ２が含まれていないため、膨張弁５０の初期化処理は行われない。同様に、時間ｔ１３、ｔ１４及びｔ１５には、ヒートポンプサイクルの運転が開始されるものの時間ｔ１１との間に定期時刻ｔｒ２が含まれていないため、膨張弁５０の初期化処理は行われない。時間ｔ１６には、膨張弁５０の初期化処理が行われた時間ｔ１１との間に定期時刻ｔｒ２が含まれているため、ヒートポンプサイクル２０の運転開始の際に膨張弁５０の初期化処理が行われる。その後同様に、膨張弁５０の初期化処理が行われた時間ｔ１６との間に次の定期時刻ｔｒ３が含まれることになる時間ｔ１７に膨張弁の初期化処理が行われる。
【００５９】
以上のように本実施形態では、膨張弁５０の開度制御を開始する際に、初期化日時から現在日時までの間に定期時刻ｔｒｎが含まれている場合には膨張弁５０の初期化処理を行い、初期化日時から現在日時までの間に定期時刻ｔｒｎが含まれていない場合には膨張弁５０の初期化処理を行わないようになっている。これにより、膨張弁５０の初期化処理が行われる平均の時間間隔を定期時刻ｔｒｎの間隔（例えば１日）以上にすることができる。したがって、ヒートポンプサイクル２０が比較的短い周期で断続的に運転する場合であっても、膨張弁５０が頻繁に初期化されるのを防止でき、膨張弁５０の耐久性を向上できる。
【００６０】
ここで、上記の例では定期時刻ｔｒｎが１日間隔で設定されているが、定期時刻ｔｒｎは、１週間間隔（例えば、毎週土曜日の０時）や１月間隔（例えば、毎月１日の０時）等の種々の間隔で設定することもできる。
【００６１】
また、制御装置１０は、時刻情報が重畳された電波（例えば標準電波）を受信する受信手段を備え、受信した電波に基づいて現在日時を判断するようにしてもよい。これにより、制御装置１０の時計機能を省略することも可能になる。
【００６２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６を用いて説明する。本実施形態では、膨張弁５０の初期化の要否を判断するための設定値として、膨張弁５０を初期化してから次回初期化するまでのヒートポンプサイクル２０の最短稼働時間Ｔ２の情報が制御装置１０のＲＯＭ又はＲＡＭに予め格納されている。また、制御装置１０のタイマ部は、膨張弁５０を前回初期化してからのヒートポンプサイクル２０の稼働時間を積算するようになっている。
【００６３】
図６は、本実施形態における膨張弁５０に対する制御の流れの一例を示すフローチャートである。図６に示すように、制御装置１０は、ヒートポンプサイクル２０の運転を開始する際に、膨張弁５０を前回初期化してからのヒートポンプサイクル２０の稼働時間をタイマ部から取得する（ステップＳ２１）。
【００６４】
次に制御装置１０は、タイマ部から取得した稼働時間と、予め設定された最短稼働時間Ｔ２とを比較する（ステップＳ２２）。稼働時間が最短稼働時間Ｔ２以上であれば、制御装置１０は膨張弁５０の初期化処理を行う（ステップＳ２３）。その後制御装置１０は、タイマ部で積算されている稼働時間を初期値（０）にリセットし（ステップＳ２４）、稼働時間の初期値からの積算を開始する（ステップＳ２５）。一方、稼働時間が最短稼働時間Ｔ２未満であれば、制御装置１０は膨張弁５０の初期化処理が不要と判断し、膨張弁５０の初期化処理及び稼働時間のリセットを行わずに稼働時間の前回値からの積算を開始する（ステップＳ２５）。
【００６５】
続いて制御装置１０は、圧縮機３０を起動させるとともに、ヒートポンプサイクル２０内の各位置での冷媒温度や冷媒圧力に基づいて膨張弁５０の通常の開度制御を行う（ステップＳ２６）。
【００６６】
その後制御装置１０は、沸上げ運転の終了や床暖房ユニット９０の停止要求等に基づき、ヒートポンプサイクル２０の運転を終了する。制御装置１０は、ヒートポンプサイクル２０の運転を終了するときには（ステップＳ２７）、稼働時間の積算を停止する（ステップＳ２８）。
【００６７】
以上のように本実施形態では、制御装置１０が、膨張弁５０の開度制御を開始する際に、膨張弁５０の前回の初期化処理が行われてからのヒートポンプサイクル２０の稼働時間が最短稼働時間Ｔ２以上であれば膨張弁５０の初期化処理を行い、稼働時間が最短稼働時間Ｔ２未満であれば膨張弁５０の初期化処理を行わないようになっている。したがって、ヒートポンプサイクル２０が比較的短い周期で断続的に運転する場合であっても、膨張弁５０が頻繁に初期化されるのを防止でき、膨張弁５０の耐久性を向上できる。
【００６８】
また、膨張弁５０の実際の開度の目標開度に対するずれは、概ねヒートポンプサイクル２０の稼働時間の増加に伴って増加する。本実施形態ではヒートポンプサイクル２０の稼働時間に基づいて膨張弁５０の初期化処理の要否を判断しているため、膨張弁５０をより適切な時期に初期化することができる。
【００６９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図７を用いて説明する。本実施形態では、膨張弁５０の初期化の要否を判断するための設定値として、膨張弁５０を初期化してから次回初期化するまでのヒートポンプサイクル２０の最小起動回数Ｎ１の情報が制御装置１０のＲＯＭ又はＲＡＭに予め格納されている。また制御装置１０は、膨張弁５０を前回初期化してからのヒートポンプサイクル２０の起動回数を積算してＲＡＭに書き込むようになっている。
【００７０】
図７は、本実施形態における膨張弁５０に対する制御の流れの一例を示すフローチャートである。図７に示すように、制御装置１０は、ヒートポンプサイクル２０の運転を開始する際に、膨張弁５０を前回初期化してからのヒートポンプサイクル２０の起動回数をＲＡＭから読み出す（ステップＳ３１）。
【００７１】
次に制御装置１０は、ＲＡＭから読み出した起動回数と、予め設定された最小起動回数Ｎ１とを比較する（ステップＳ３２）。起動回数が最小起動回数Ｎ１以上であれば、制御装置１０は膨張弁５０の初期化処理を行う（ステップＳ３３）。その後制御装置１０は、起動回数を初期値（０回）にリセットし（ステップＳ３４）、起動回数を初期値に対して１回加算する（ステップＳ３５）。一方、起動回数が最小起動回数Ｎ１未満であれば、制御装置１０は膨張弁５０の初期化処理が不要と判断し、膨張弁５０の初期化処理及び起動回数のリセットを行わずに、起動回数を前回値に対して１回加算する（ステップＳ３５）。
【００７２】
続いて制御装置１０は、圧縮機３０を起動させるとともに、ヒートポンプサイクル２０内の各位置での冷媒温度や冷媒圧力に基づいて膨張弁５０の通常の開度制御を行う（ステップＳ３６）。
【００７３】
以上のように本実施形態では、制御装置１０が、膨張弁５０の開度制御を開始する際に、膨張弁５０の前回の初期化処理が行われてからのヒートポンプサイクル２０の起動回数が最小起動回数Ｎ１以上であれば膨張弁５０の初期化処理を行い、起動回数が最小起動回数Ｎ１未満であれば膨張弁５０の初期化処理を行わないようになっている。したがって、ヒートポンプサイクル２０が比較的短い周期で断続的に運転する場合であっても、膨張弁５０が頻繁に初期化されるのを防止でき、膨張弁５０の耐久性を向上できる。
【００７４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図８を用いて説明する。本実施形態では、膨張弁５０の初期化の要否を外気温度に基づいて判断するようになっている。一般に外気温度は、日中に高くなり夜間に低くなるため、概ね１日周期で変化する。したがって、例えば外気温度の時間変化の極小や極大を検知することにより、時間間隔や時刻を大まかに判断できる。
【００７５】
図８は、本実施形態による膨張弁５０の初期化タイミングの例を示すタイムチャートである。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の横軸は時間を表している。図８（ａ）の縦軸はヒートポンプサイクル２０の運転状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を表し、図８（ｂ）の縦軸は外気温度を表し、図８（ｃ）の縦軸は膨張弁５０の初期化処理の実行状態（初期化処理の実行時がＯＮ、それ以外がＯＦＦ）を表している。図８（ａ）に示すように、本例のヒートポンプサイクル２０は、制御装置１０の制御によって比較的短い周期で断続的に運転しているものとする。
【００７６】
図８（ｂ）に示すように、外気温度の時間変化は、時間ｔ２１及びｔ２７に極小をとっている。このため制御装置１０は、時間ｔ２１と時間ｔ２７との間が概ね２４時間と判断する。すなわち制御装置１０は、時間ｔ２１以降にヒートポンプサイクル２０が最初に起動する時間ｔ２２に膨張弁５０の初期化処理を行った場合、例えば時間ｔ２３、ｔ２４、ｔ２５及びｔ２６には膨張弁５０の初期化処理を行わない。そして制御装置１０は、時間ｔ２７以降にヒートポンプサイクル２０が最初に起動する時間ｔ２８に、膨張弁５０の初期化処理を行う。本実施形態によっても膨張弁５０が初期化される時間間隔を大まかに設定できるため、膨張弁５０が頻繁に初期化されるのを防止でき、膨張弁５０の耐久性を向上できる。
【００７７】
ここで、圧縮機３０の回転数は外気温度に基づいて制御されており、外気温度が低いときには高い回転数に設定され、外気温度が高いときには低い回転数に設定される。このため、外気温度に代えて圧縮機３０の回転数によっても時間間隔や時刻を大まかに判断し得る。したがって、圧縮機３０の回転数に基づいて膨張弁５０の初期化の要否を判断しても、上記と同様の効果が得られる。
【００７８】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図９を用いて説明する。本実施形態では、膨張弁５０の初期化の要否を貯湯タンク８０内の温水の熱量に基づいて判断するようになっている。貯湯タンク８０内の温水の熱量は、水位サーミスタ８１で検出される各水位での温水温度に基づいて求められる。これらの温水温度の信号は、制御装置１５から制御装置１０に出力されるようになっている。一般に、貯湯タンク８０を備えた貯湯式の給湯装置１では、主に特定の時間帯（例えば深夜）に温水が沸き上げられて貯湯タンク８０内に貯えられ、貯湯タンク８０内に貯えられた温水は主に上記時間帯以外の時間帯に使用される。すなわち、貯湯タンク８０内の温水の熱量は、特定の時間帯に増加し、その他の時間帯には維持されるか又は減少する。したがって、貯湯タンク８０内の温水の熱量の時間変化の極大や極小を検知することにより、時間間隔や時刻を大まかに判断できる。
【００７９】
図９は、本実施形態による膨張弁５０の初期化タイミングの例を示すタイムチャートである。図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の横軸は時間を表している。図９（ａ）の縦軸はヒートポンプサイクル２０の運転状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を表し、図９（ｂ）の縦軸は貯湯タンク８０内の熱量を表し、図９（ｃ）の縦軸は膨張弁５０の初期化処理の実行状態（初期化処理の実行時がＯＮ、それ以外がＯＦＦ）を表している。図９（ａ）に示すように、本例のヒートポンプサイクル２０は、毎日特定の時間帯に比較的長時間（例えば数時間程度）連続して運転しており、それ以外の時間帯では比較的短い周期で断続的に運転しているものとする。
【００８０】
図９（ｂ）に示すように、貯湯タンク８０内の温水の熱量の時間変化は、時間ｔ３１及びｔ３６に極大をとっている。このため制御装置１０は、時間ｔ３１と時間ｔ３６との間が概ね２４時間と判断する。すなわち制御装置１０は、時間ｔ３１以降にヒートポンプサイクル２０が最初に起動する時間ｔ３２に膨張弁５０の初期化処理を行った場合、時間ｔ３３、ｔ３４及びｔ３５には膨張弁５０の初期化処理を行わない。そして制御装置１０は、時間ｔ３６以降にヒートポンプサイクル２０が最初に起動する時間ｔ３７に、膨張弁５０の初期化処理を行う。本実施形態によっても膨張弁５０が初期化される時間間隔を大まかに設定できるため、膨張弁５０が頻繁に初期化されるのを防止でき、膨張弁５０の耐久性を向上できる。
【００８１】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態における給湯装置３の概略構成を模式的に示している。本実施形態は、第１乃至第６実施形態と異なり、膨張弁５１の初期化処理の要否が膨張弁５１自身の有する制御部５２によって判断される点に特徴を有している。制御部５２のＲＯＭ又はＲＡＭには、膨張弁５１の初期化の要否を判断するための設定値として、例えば、膨張弁５１が初期化されてから次回初期化されるまでの最短経過時間Ｔ１（例えば２４時間）の情報が予め格納されている。また制御部５２は、膨張弁５１の初期化処理が行われてからの経過時間を積算するタイマ部を有している。
【００８２】
制御部５２は、膨張弁５１の作動が停止している状態で制御装置１０からの制御信号や起動信号が入力されると、例えば図２に示したように膨張弁５１の初期化の要否を判断するようになっている。初期化が必要と判断した場合には、制御部５２は膨張弁５１の初期化処理を行い、制御装置１０からの制御信号に基づく膨張弁５１の通常の開度制御を開始する。初期化が不要と判断した場合には、制御部５２は膨張弁５１の初期化処理を行わず、制御装置１０からの制御信号に基づく膨張弁５１の通常の開度制御を開始する。
【００８３】
本実施形態によっても、膨張弁５１の初期化処理の要否の判断を行うことができるため、第１実施形態と同様に、ヒートポンプサイクル２０が比較的短い周期で断続的に運転する場合であっても膨張弁５１が頻繁に初期化されるのを防止でき、膨張弁５１の耐久性を向上できる。また、膨張弁５１の制御部５２において、第２乃至第６実施形態と同様の制御を行うことももちろん可能である。
【００８４】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、ヒートポンプサイクル２０の起動時に膨張弁５０、５１の初期化の要否を判断しているが、制御装置１０は、ヒートポンプサイクル２０を停止させる際に膨張弁５０、５１の初期化の要否を判断し、初期化が必要と判断した場合には膨張弁５０、５１の初期化を行うとともにヒートポンプサイクル２０を停止させるようにしてもよい。
【００８５】
また上記実施形態では、ヒートポンプサイクル２０を循環する冷媒としてＣＯ２を用いているが、Ｒ４１０等の混合冷媒やその他の冷媒を用いてもよい。
【００８６】
さらに上記実施形態ではヒートポンプ式の給湯装置を例に挙げたが、ヒートポンプ式の空調装置等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】第１実施形態における給湯装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】第１実施形態における膨張弁に対する制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態における膨張弁の初期化タイミングの例を示すタイムチャートである。
【図４】第２実施形態における膨張弁に対する制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態における膨張弁の初期化タイミングの例を示すタイムチャートである。
【図６】第３実施形態における膨張弁に対する制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】第４実施形態における膨張弁に対する制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】第５実施形態における膨張弁の初期化タイミングの例を示すタイムチャートである。
【図９】第６実施形態における膨張弁の初期化タイミングの例を示すタイムチャートである。
【図１０】第７実施形態における給湯装置の概略構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１、３  給湯装置
２  ヒートポンプ装置
１０  制御装置
２０  ヒートポンプサイクル
３０  圧縮機
４０  水冷媒熱交換器（高圧側熱交換器）
５０、５１  膨張弁
５２  制御部
６０  空気冷媒熱交換器（低圧側熱交換器）
６２  外気温度センサ
８０  貯湯タンク
８１  水位サーミスタ（熱量検出手段）
８３  給湯配管（給湯流路）
９０  床暖房ユニット
【図１】
2009168318.tif 000003
【図２】
2009168318.tif 000004
【図３】
2009168318.tif 000005
【図４】
2009168318.tif 000006
【図５】
2009168318.tif 000007
【図６】
2009168318.tif 000008
【図７】
2009168318.tif 000009
【図８】
2009168318.tif 000010
【図９】
2009168318.tif 000011
【図１０】
2009168318.tif 000012