特許 5978099 給湯機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5978099

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】給湯機

(51)【国際特許分類】

   F24H 4/02 20060101AFI20160817BHJP

   F25B 47/02 20060101ALI20160817BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20160817BHJP

【ＦＩ】

   F24H4/02 P

   F25B47/02 550D

   F25B1/00 351Z

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-237624(P2012-237624)

(22)【出願日】2012年10月29日

(65)【公開番号】特開2014-88965(P2014-88965A)

(43)【公開日】2014年5月15日

【審査請求日】2015年8月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】505461072

【氏名又は名称】東芝キヤリア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100095441

【弁理士】

【氏名又は名称】白根 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100119976

【弁理士】

【氏名又は名称】幸長 保次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100172580

【弁理士】

【氏名又は名称】赤穂 隆雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(74)【代理人】

【識別番号】100134290

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 将訓

(72)【発明者】

【氏名】角山 不識

【審査官】 渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０４１８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３６４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０９２８０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０７００１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３１１８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ ４／０２

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ ４７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

給湯タンクと、
圧縮機、四方弁、水熱交換器、開閉弁、減圧器、室外熱交換器を順に配管接続し、その開閉弁と減圧器との間の配管から四方弁と水熱交換器との間の配管にかけてバイパス路を有するヒートポンプ式冷凍サイクルと、
前記給湯タンク内の湯水を前記水熱交換器に通して循環させる循環ポンプと、
前記水熱交換器と前記開閉弁との間の配管を通る冷媒の温度を検知する冷媒温度センサと、
前記開閉弁を閉じた状態で前記圧縮機の吐出冷媒が前記四方弁、前記室外熱交換器、前記減圧器、前記バイパス路、前記四方弁を通って圧縮機に戻る除霜回路を形成する除霜運転を実行するとともに、その除霜運転時に前記冷媒温度センサの検知温度が設定値以下に低下した場合に前記循環ポンプを運転する制御手段と、
を備えることを特徴とする給湯機。

【請求項2】

前記制御手段は、前記運転する循環ポンプの回転数を前記冷媒温度センサの検知温度に応じて制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の給湯機。

【請求項3】

前記水熱交換器に流れる湯水の温度を検知する水温度センサ、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記運転する循環ポンプの回転数を前記冷媒温度センサの検知温度に応じて制御しつつその制御による回転数を前記水温度センサの検知温度に応じて補正する、
ことを特徴とする請求項１に記載の給湯機。

【請求項4】

前記開閉弁は、開度が連続的に変化するパルスモータバルブであり、
前記制御手段は、前記除霜運転時、前記冷媒温度センサの検知温度が前記設定値より低い所定値未満に低下した場合に前記圧縮機の運転を中断しかつ前記パルスモータバルブを一旦全開して全閉し、この全閉後に前記圧縮機の運転を再開する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の給湯機。

【請求項5】

前記開閉弁は、開度が連続的に変化するパルスモータバルブであり、
前記制御手段は、
前記除霜運転と、前記圧縮機の吐出冷媒が前記四方弁、前記水熱交換器、前記開閉弁、前記減圧器、前記室外熱交換器、前記四方弁を通って前記圧縮機に戻る加熱回路を形成しながら前記循環ポンプを運転する加熱運転とを選択的に実行する手段と、
前記加熱運転から前記除霜運転への少なくとも最初の移行時、前記パルスモータバルブを所定開度に開いて前記循環ポンプを所定回転数で運転しながら前記冷媒温度センサの検知温度に基づいて同冷媒温度センサの異常の有無をチェックし、異常なしの場合に前記除霜運転を継続するとともに前記チェックの完了の旨を記憶手段に保持し、異常ありの場合は前記除霜運転を含む全ての運転を停止する手段と、
前記加熱運転時、前記チェックの完了の旨が前記記憶手段に保持されている場合、前記冷媒温度センサの検知温度の変化に基づいて同冷媒温度センサの異常の有無を簡易的にチェックし、異常なしの場合は前記記憶手段の内容をそのまま保持し、異常ありの場合は前記記憶手段の内容を消去する手段と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の給湯機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、給湯タンクの湯水をヒートポンプ式冷凍サイクルの運転により温める給湯機に関する。

【背景技術】

【0002】

給湯タンクを有し、その給湯タンクの湯水をヒートポンプ式冷凍サイクルの運転により温める給湯機が知られている。

【0003】

上記ヒートポンプ式冷凍サイクルは、圧縮機から吐出される高温の冷媒が四方弁、水熱交換器、減圧器、室外熱交換器、および上記四方弁を通って上記圧縮機に戻る加熱回路を形成する。この加熱回路の形成に伴い、給湯タンク内の湯水を上記水熱交換器に通して循環させることにより、給湯タンクに湯を貯える。

【0004】

このような給湯機では、外気温度が低くなると、室外熱交換器に徐々に霜が付着し、そのままでは外気からの汲み上げ熱量が減少して湯水に対する加熱量が減少する。

【0005】

対策として、室外熱交換器の着霜時に四方弁を切換えて圧縮機の吐出冷媒が室外熱交換器に直接的に流れる除霜回路を形成し、高温冷媒の熱で室外熱交換器を除霜する除霜運転が実行される。なお、この除霜運転時、室外熱交換器から流出する極低温の冷媒が水熱交換器に流れ込まないよう、冷媒のバイパス路が水熱交換器と並列に設けられる。また、水熱交換器への冷媒の流入を遮断するべく、水熱交換器につながる配管に開閉弁が設けられ、その開閉弁が除霜回路の形成に伴い閉じられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３−２２２３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

除霜回路の形成時、開閉弁にゴミが挟まるなど何らかの原因により、閉じているはずの開閉弁から冷媒が漏れて、それが水熱交換器に流入することがある。こうなると、水熱交換器が凍結し、給湯タンクの湯を加熱できない。

【0008】

本発明の実施形態の目的は、水熱交換器の凍結を防ぐことができる信頼性にすぐれた給湯機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

請求項１の給湯機は、給湯タンクと、圧縮機、四方弁、水熱交換器、開閉弁、減圧器、室外熱交換器を順に配管接続し、その開閉弁と減圧器との間の配管から四方弁と水熱交換器との間の配管にかけてバイパス路を有するヒートポンプ式冷凍サイクルと、前記給湯タンク内の湯水を前記水熱交換器に通して循環させる循環ポンプと、前記水熱交換器と前記開閉弁との間の配管を通る冷媒の温度を検知する冷媒温度センサと、制御手段とを備える。制御手段は、前記開閉弁を閉じた状態で前記圧縮機の吐出冷媒が前記四方弁、前記室外熱交換器、前記減圧器、前記バイパス路、前記四方弁を通って圧縮機に戻る除霜回路を形成する除霜運転を実行するとともに、その除霜運転時に前記冷媒温度センサの検知温度が設定値以下に低下した場合に前記循環ポンプを運転する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】各実施形態の構成を示す図。

【図2】第１実施形態の制御を示すフローチャート。

【図3】各実施形態における冷媒温度センサの検知温度とその検知温度に対して定めた複数のゾーンとの対応関係を示す図。

【図4】各実施形態における循環ポンプの回転数設定条件を示す図。

【図5】各実施形態における水温度センサの検知温度とその検知温度に対して定めた複数のゾーンとの対応関係を示す図。

【図6】各実施形態における循環ポンプの回転数補正条件を示す図。

【図7】第２実施形態の制御を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［１］第１実施形態の給湯機について説明する。
図１に示すように、室外ユニット１０、水熱交ユニット２０、給湯タンクユニット３０が相互に配管接続される。これら室外ユニット１０、水熱交ユニット２０、給湯タンクユニット３０に制御部５０が配線接続され、その制御部５０に操作・表示部５１が配線接続される。

【0012】

そして、室外ユニット１０および水熱交ユニット２０における配管接続により、次のヒートポンプ式冷凍サイクルが構成される。

【0013】

１１は冷媒を吸込んで圧縮する圧縮機で、その圧縮機１１の吐出口に四方弁１２および開閉弁たとえば二方弁２１を介して水熱交換器２２の一端が配管接続され、その水熱交換器２２の他端に開閉弁たとえばパルスモータバルブ（ＰＭＶ）２３および減圧器たとえば電動膨張弁１３を介して室外熱交換器１４の一端が配管接続される。そして、室外熱交換器１４の他端が四方弁１２を介して圧縮機１１の吸込口に配管接続される。

【0014】

加熱運転では、実線矢印で示すように、圧縮機１１から吐出される高温の冷媒（ガス冷媒）が四方弁１２および二方弁２１を通って水熱交換器２２に流れ、その水熱交換器２２で湯水との熱交換により液化する冷媒がパルスモータバルブ２３および電動膨張弁（例えばパルスモータバルブ）１３を通って室外熱交換器１４に流れる。室外熱交換器１４に流れた冷媒はそこで外気から熱を汲み上げて気化し、この気化した冷媒が四方弁１２を通って圧縮機１１に吸込まれる。この加熱回路の形成により、水熱交換器２２を通る湯水が加熱される。

【0015】

二方弁２１は、通電のオンとオフに応じて開放と閉成が切換わる電磁式のもので、加熱回路の形成時に開き、後述の除霜回路の形成時に閉じて水熱交換器２２に対する冷媒の流通をヒートポンプ式冷凍サイクルのガス側配管において遮断する。パルスモータバルブ２３は、入力される駆動パルス電圧の数に応じて開度が連続的に変化するもので、加熱回路の形成時に全開し、後述する除霜回路の形成時に全閉して水熱交換器２２に対する冷媒の流通をヒートポンプ式冷凍サイクルの液側配管において遮断する。

【0016】

このような構成のヒートポンプ式冷凍サイクルにおいて、パルスモータバルブ２３と電動膨張弁１３との間の液側配管から、四方弁１２と二方弁２１との間のガス側配管にかけて、逆止弁（チェック弁ともいう）２４ａを含む除霜回路形成用のバイパス路２４が接続される。

【0017】

四方弁１２の切換え、二方弁２１の閉成、およびパルスモータバルブ２３の全閉により、破線矢印で示すように、圧縮機１１の吐出冷媒が四方弁１２を通って室外熱交換器１４に直接的に流れ、その室外熱交換器１４を経た冷媒が電動膨張弁１３、バイパス路２４、および四方弁１２を通って圧縮機１１に吸込まれる除霜回路が形成される。この除霜回路の形成により、室外熱交換器１４に着いた霜が圧縮機１１から供給される高温冷媒の熱によって除去される。

【0018】

一方、給湯タンクユニット３０は給湯タンク３１を有し、その給湯タンク３１の下部と上部に入水配管４１および出水配管４２がそれぞれ接続される。入水配管４１は、給水源の水を給湯タンク３１の下部に導く。出水配管４２は、給湯タンク３１内の上部の湯を負荷へ導く。

【0019】

この給湯タンク３１の下部から水熱交換器２２の水流路の一端にかけて入水配管３２が接続され、その水熱交換器２２の水流路の他端から給湯タンク３１の上部にかけて出水配管３３が接続される。そして、入水配管３２に、給水用の循環ポンプ２７が設けられる。この循環ポンプ２７の運転により、給湯タンク３１内の湯水が水熱交換器２２を通って循環する。

【0020】

また、室外ユニット１０において、圧縮機１１の吐出口と四方弁１２との間の吐出側配管に、圧縮機１１の吐出冷媒温度Ｔｄを検知する冷媒温度センサ１５が取付けられる。四方弁１２と圧縮機１１の吸込口との間の吸込側配管に、圧縮機１１への吸込み冷媒温度Ｔｓを検知する冷媒温度センサ１６が取付けられる。室外熱交換器１４の近傍に、外気温度Ｔｏを検知する外気温度センサ１７が配設される。室外熱交換器１４に、その熱交換器温度Ｔｅを検知する熱交温度センサ１８が取付けられる。

【0021】

水熱交ユニット２０において、水熱交換器２２にその熱交換器温度Ｔｃを検知する熱交温度センサ２５が取付けられる。水熱交換器２２とパルスモータバルブ２３との間の液側配管に、冷媒温度Ｔｘを検知する冷媒温度センサ２６が取付けられる。入水配管３２に、水熱交換器２２に流入する湯水の温度Ｔｗｉを検知する水温度センサ２８が取付けられる。出水配管３３に、水熱交換器２２からの流出する湯水の温度Ｔｗｏを検知する水温度センサ２９が取付けられる。

【0022】

給湯タンクユニット３０において、給湯タンク３１内に湯加熱用の電気ヒータ３４が配設される。給湯タンク３１の下部に、給湯タンク３１内の湯水の温度Ｔｔを検知する水温度センサ３５が取付けられる。

【0023】

制御部５０は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり、記憶手段として揮発性メモリであるＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）５２を有するとともに、そのＲＡＭ５２の動作用電源として電界コンデンサ５３を有する。

【0024】

そして、制御部５０は、主要な機能として次の（１）〜（５）の手段を有する。
（１）圧縮機１１の吐出冷媒が四方弁１２、二方弁２１、水熱交換器２２、パルスモータバルブ２３、電動膨張弁１３、室外熱交換器１４、および四方弁１２を通って圧縮機１１に戻る加熱回路を形成しながら循環ポンプ２７を運転する加熱運転と、二方弁２１およびパルスモータバルブ２３を閉じた状態で圧縮機１１の吐出冷媒が四方弁１２、室外熱交換器１４、電動膨張弁１３、バイパス路２４、四方弁１２を通って圧縮機１１に戻る除霜回路を形成する除霜運転とを、選択的に実行する第１制御手段。

【0025】

（２）除霜運転時、冷媒温度センサ２６の検知温度Ｔｘが設定値以下に低下した場合に循環ポンプ２７を運転する第２制御手段。

【0026】

（３）上記第２制御手段により運転される循環ポンプ２７の回転数を冷媒温度センサ２６の検知温度Ｔｘに応じて制御する第３制御手段。

【0027】

（４）上記第３制御手段の制御による回転数を水温度センサ２８の検知温度Ｔｗｉに応じて補正する第４制御手段。

【0028】

（５）除霜運転時、冷媒温度センサ２６の検知温度ｔｘが上記設定値より低い所定値未満に低下した場合に、圧縮機１１の運転を中断しかつパルスモータバルブ２３を一旦全開して全閉し（イニシャライズ処置）、この全閉後に圧縮機１１の運転を再開する第５制御手段。

【0029】

つぎに、図２のフローチャートを参照しながら動作について説明する。
負荷側の給湯栓が開放されると、給湯タンク３１内の上部に存する湯が出水配管４２を通って負荷へ流れる。これに伴い、給水源の水が入水配管４１を通って給湯タンク３１内の下部に補給される。

【0030】

給湯タンク３１内の湯水の温度Ｔｔが水温度センサ３５で検知されており、その検知温度Ｔｔが操作・表示部５１の操作による設定温度を下回ると、圧縮機１１が起動して加熱回路が形成されるとともに、循環ポンプ２７が運転される。この加熱回路および循環ポンプ２７による加熱運転により、給湯タンク３１内の湯水が加熱される。加熱が進んで水温度センサ３５の検知温度Ｔｔが設定温度以上に上昇すると、圧縮機１１が停止して加熱回路の形成が解除されるとともに、循環ポンプ２７が停止される。

【0031】

加熱運転時、外気温度が低いと、蒸発器として機能する室外熱交換器１４の表面に徐々に霜が付着する。この着霜に伴い、室外熱交換器１４の温度Ｔｅが低下していく。

【0032】

室外熱交換器１４の温度Ｔｅは熱交温度センサ１８で検知されており、その検知温度Ｔｅが設定値（例えば０℃）以下に低下してその状態が所定時間にわたり継続する除霜条件が成立すると（ステップ１０１のＹＥＳ）、除霜回路が形成されて室外熱交換器１４に対する除霜運転が開始される（ステップ１０２）。

【0033】

この除霜運転時、循環ポンプ２７が停止されて水熱交換器２２に対する湯水の循環が止まるとともに、二方弁２１が閉成されてパルスモータバルブ２３が全閉される。すなわち、室外熱交換器１４での除霜によって温度低下した冷媒が水熱交換器２２に流入しないよう、パルスモータバルブ２３が全閉される。また、除霜回路ではバイパス路２４を経て四方弁１２に向かう冷媒の流れがあって、二方弁２１が開いたままでは水熱交換器２２を介してパルスモータバルブ２３に負圧が加わり、その負圧によってパルスモータバルブ２３に冷媒漏れが生じる可能性があることから、そのような不具合を防ぐべく、二方弁２１が閉成される。

【0034】

ただし、パルスモータバルブ２３にゴミが挟まったり、パルスモータバルブ２３の開度制御に際しての駆動パルス電圧供給にパルス数ずれが生じた場合など、全閉しているはずのパルスモータバルブ２３から冷媒が漏れることがある。この場合、漏れた冷媒が水熱交換器２２に流入し、水熱交換器２２が凍結に至る可能性がある。

【0035】

このような不具合が生じないよう、除霜運転時、パルスモータバルブ２３と水熱交換器２２との間の液側配管における冷媒温度センサ２６の検知温度Ｔｘに基づく循環ポンプ制御が実行される（ステップ２００）。

【0036】

この循環ポンプ制御では、冷媒温度センサ２６の検知温度Ｔｘとその検知温度Ｔｘに対して定めた複数のゾーンａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとの対応関係を定めた図３の温度ゾーン条件、およびそのゾーンごとに循環ポンプ２７の回転数を定めた図４の回転数設定条件が用いられる。

【0037】

図３の温度ゾーン条件では、検知温度Ｔｘが上昇変化するときのゾーン境界と下降変化するときのゾーン境界との間に、１Ｋの温度差（ヒステリシス）が確保されている。例えば、検知温度Ｔｘの上昇変化に際しては、−２５℃がｅゾーンからｄゾーンへの境界点となり、−５℃がｄゾーンからｃゾーンへの境界点となり、０℃がｃゾーンからｂゾーンへの境界点となり、１０℃がｂゾーンからａゾーンへの境界点となる。検知温度Ｔｘの下降変化に際しては、９℃がａゾーンからｂゾーンへの境界点となり、−１℃がｂゾーンからｃゾーンへの境界点となり、−６℃がｃゾーンからｄゾーンへの境界点となり、−２６℃がｄゾーンからｅゾーンへの境界点となる。

【0038】

すなわち、検知温度Ｔｘがａゾーンにあれば（ステップ２０１のＹＥＳ）、パルスモータバルブ２３に冷媒漏れが生じていないとの判断の下に、循環ポンプ２７の回転数が零に設定される（ステップ２０２）。

【0039】

検知温度Ｔｘがａゾーンより低いｂゾーンに低下すると（ステップ２０３のＹＥＳ）、パルスモータバルブ２３に少量の冷媒漏れが生じているとの判断の下に、循環ポンプ２７が１３００rpmの回転数で運転される（ステップ２０４）。この循環ポンプ２７の運転により、給湯タンク３１内の湯水が水熱交換器２２に流れて、パルスモータバルブ２３の冷媒漏れによる水熱交換器２２の温度低下が抑制される。

【0040】

検知温度Ｔｘがｂゾーンより低いｃゾーンに低下した場合は（ステップ２０５のＹＥＳ）、パルスモータバルブ２３の冷媒漏れが上記少量より多いとの判断の下に、循環ポンプ２７が２６００rpmの回転数で運転される（ステップ２０６）。この回転数アップにより、水熱交換器２２に流れる湯水の量が上記ｂゾーンの場合より増える。これにより、パルスモータバルブ２３の冷媒漏れが上記少量より多くても、それによる水熱交換器２２の温度低下が抑制される。

【0041】

検知温度Ｔｘがｃゾーンより低いｄゾーンに低下した場合は（ステップ２０７のＹＥＳ）、パルスモータバルブ２３の冷媒漏れが上記少量よりもっと多いとの判断の下に、循環ポンプ２７が３４２０rpmの回転数で運転される（ステップ２０８）。この回転数アップにより、水熱交換器２２に流れる湯水の量が上記ｃゾーンの場合よりも多くなる。これにより、パルスモータバルブ２３の冷媒漏れが多くても、それによる水熱交換器２２の温度低下が抑制される。

【0042】

このように、水熱交換器２２の温度低下を抑制できるので、水熱交換器２２の凍結を未然に防止できる。ひいては、給湯タンク３１内の湯水を確実に加熱することができ、給湯機としての信頼性が向上する。

【0043】

検知温度Ｔｘがｄゾーンより低いｅゾーンまで低下した場合は（ステップ２０７のＮＯ）、パルスモータバルブ２３の冷媒漏れがかなり多いとの判断の下に、圧縮機１１の運転が中断され、その状態でパルスモータバルブ２３が一旦全開まで駆動されてから全閉まで駆動されるイニシャライズ処置が実行され、その全閉後に圧縮機１１の運転が再開される（ステップ２０９）。

【0044】

パルスモータバルブ２３の冷媒漏れの原因が同パルスモータバルブ２３におけるゴミの挟み込みであれば、そのゴミがイニシャライズ処置によって全開したときに押し流される。この押し流しにより、パルスモータバルブ２３は確実に全閉するようになり、冷媒漏れが解消される。

【0045】

パルスモータバルブ２３の冷媒漏れが、パルスモータバルブ２３に対する駆動パルス電圧供給のパルス数ずれに起因するものであれば、イニシャライズ処置によってパルスモータバルブ２３が一旦全開まで駆動されてから全閉まで駆動されることで、駆動パルス電圧供給のパルス数ずれが解消される。これにより、以後のパルスモータバルブ２３は確実に全閉し、冷媒漏れが解消される。

【0046】

パルスモータバルブ２３の冷媒漏れが解消されることで、水熱交換器２２の凍結を未然に防止できる。ひいては、給湯タンク３１内の湯水を確実に加熱することができる。

【0047】

一方、循環ポンプ２７の運転および回転数制御に際し、給湯タンク３１から水熱交換器２２に流入する湯水の温度Ｔｗｉが水温度センサ２８で検知されており、その検知温度Ｔｗｉに基づき、ステップ２００の循環ポンプ制御による回転数制御値が補正される。

【0048】

この補正に際しては、水温度センサ２８の検知温度Ｔｗｉとその検知温度Ｔｗｉに対して定めた複数のゾーンＡ，Ｂとの対応関係を定めた図６の温度ゾーン条件、およびそのゾーンごとに回転数補正値を定めた図７の回転数補正条件が用いられる。

【0049】

図６の温度ゾーン条件では、検知温度Ｔｗｉが上昇変化するときのゾーン境界と下降変化するときのゾーン境界との間に、１Ｋの温度差（ヒステリシス）が確保されている。例えば、検知温度Ｔｗｉの上昇変化に際しては、５℃がＴｗｉ使用範囲外ゾーンからＡゾーンへの境界点となり、１０℃がＡゾーンからＢゾーンへの境界点となる。検知温度Ｔｗｉの下降変化に際しては、９℃がＢゾーンからＡゾーンへの境界点となり、５℃がＡゾーンからＴｗｉ使用範囲外ゾーンへの境界点となる。

【0050】

すなわち、検知温度Ｔｗｉが１０℃未満のＡゾーンであれば（ステップ２０１のＹＥＳ）、回転数補正値が１．０倍となり、回転数制御値は補正されない。検知温度Ｔｗｉが１０℃を超えてＢゾーンに入ると（ステップ２０１のＮＯ）、回転数補正値が０．６倍となる。例えば、回転数制御値が１３００rpmの場合は、循環ポンプ２７の実際の回転数が０．６倍の７８０rpmに設定される。回転数制御値が２６００rpmの場合は、循環ポンプ２７の実際の回転数が０．６倍の１５６０rpmに設定される。回転数制御値が３４２０rpmの場合は、循環ポンプ２７の実際の回転数が０．６倍の２０５２rpmに設定される。

【0051】

検知温度Ｔｗｉが１０℃より高い場合は、水熱交換器２２に流れる湯水の量を多少は減らしても水熱交換器２２の温度低下を抑制できるとの判断の下に、循環ポンプ２７の回転数を削減方向に補正するようにしている。この補正により、循環ポンプ２７の運転に要する電力をできるだけ削減することができ、省エネルギー効果が得られる。

【0052】

室外熱交換器１４の除霜が進んで、熱交温度センサ１８の検知温度Ｔｅが設定値たとえば８℃を超えると（ステップ２１２のＹＥＳ）、除霜回路の形成が解除されて除霜運転が終了する（ステップ１０３）。この終了に伴い、水温度センサ３５の検知温度Ｔｔに応じて、加熱運転が適宜に再開される。

【0053】

［２］第２実施形態について説明する。
制御部５０は、第１実施形態の（１）〜（５）の手段に加えてさらに次の（６）（７）の手段を有する。
（６）加熱運転から除霜運転への少なくとも最初の移行時、パルスモータバルブ２３を所定開度たとえば１００パルス分の開度に開いて循環ポンプ２７を所定回転数たとえば３４２０rpmで運転しながら、冷媒温度センサ２６の検知温度に基づいて同冷媒温度センサ２６の異常の有無をチェックし、異常なしの場合に除霜運転を継続するとともにチェックの完了の旨をチェック完了フラグ・オンとしてＲＡＭ５２に保持し、異常ありの場合は除霜運転を含む全ての運転を停止（異常停止）する第６制御手段。

【0054】

（７）加熱運転時、チェックの完了の旨（チェック完了フラグ・オン）がＲＡＭ５２に保持されている場合、冷媒温度センサ２６の検知温度Ｔｘの変化に基づいて同冷媒温度センサ２６の異常の有無を簡易的にチェックし、異常なしの場合はＲＡＭ５２の内容（チェック完了フラグ・オン）をそのまま保持し、異常ありの場合はＲＡＭ５２の内容（チェック完了フラグ・オン）を消去する第７制御手段。

【0055】

制御部５０内のＲＡＭ５２は、センサ異常チェックの完了の旨をチェック完了フラグ・オンとして保持する記憶手段として機能する。また、ＲＡＭ５２は、電源スイッチのオフによる電源遮断や商用交流電源の瞬時停電があった場合でも電界コンデンサ５３に残電荷によって１２時間程度は記憶内容を保持することが可能である。

【0056】

他の構成については、第１実施形態と同じなので、その説明は省略する。

【0057】

動作については、図７のフローチャートに示すように、除霜運転開始のステップ１０２と循環ポンプ制御のステップ２００との間に、冷媒温度センサ２６の異常の有無をチェックするセンサ異常チェック制御のステップ３００が加わる。

【0058】

すなわち、加熱運転時、熱交温度センサ１８で検知される室外熱交換器１４の温度Ｔｅが設定値（例えば０℃）以下に低下してその状態が所定時間にわたり継続する除霜条件が成立すると（ステップ１０１のＹＥＳ）、除霜回路が形成されて室外熱交換器１４に対する除霜運転が開始される（ステップ１０２）。この除霜運転の開始に伴い、冷媒温度センサ２６の異常の有無をチェックするセンサ異常チェック制御が実行される（ステップ３００）。

【0059】

まず、ＲＡＭ５２のチェック完了フラグがオンであるか否かが監視される（ステップ３０１）。加熱運転が電源スイッチのオン直後の運転あるいは商用交流電源の瞬時停電が解除した直後の運転で、その開始までの時間経過が長かった場合には、電解コンデンサ５３の残電荷が無くなってＲＡＭ５２の内容が消去された状態にある。この場合、ＲＡＭ５２のチェック完了フラグはオフの状態を示す。

【0060】

ＲＡＭ５２のチェック完了フラグがオフであれば（ステップ３０１のＮＯ）、加熱運転から除霜運転への最初の移行であるとの判断の下に、パルスモータバルブ２３が所定開度たとえば１００パルス分の開度まで開かれるとともに（ステップ３０２）、循環ポンプ２７が起動されてその回転数が所定回転数たとえば３４２０rpmに設定される（ステップ３０３）。

【0061】

１００パルス分の開度とは、パルスモータバルブ２３に１００発の駆動電圧パルスを供給して、室外熱交換器１４から流出する低温冷媒が少量だけパルスモータバルブ２３に通す開度のことである。そして、このときの低温冷媒の流れ込みによる水熱交換器２２の温度低下を抑制するべく、循環ポンプ２７を起動してその循環ポンプ２７を３４２０rpmの回転数で運転し、給湯タンク３１内の湯水を水熱交換器２２に循環させるようにしている。

【0062】

このパルスモータバルブ２３の１００パルス分の開に伴い、冷媒温度センサ２６の検知温度Ｔｘが異常判定用の設定値である例えば−５℃未満に低下するか否かが判定される（ステップ３０４）。検知温度Ｔｘが−５℃未満に低下すれば（ステップ３０４のＹＥＳ）、冷媒温度センサ２６が正常であるとの判断の下に、かつ冷媒温度センサ２６に対するチェックが完了したとの判断の下に、ＲＡＭ５２のチェック完了フラグがオンされる（ステップ３０６）。

【0063】

検知温度Ｔｘが−５℃未満に低下しなくても（ステップ３０４のＮＯ）、現時点の検知温度Ｔｘが今回の除霜開始前の冷媒温度センサ２６の検知温度Ｔｘ０より低くてその差が２５Ｋを超えていれば（ステップ３０５のＹＥＳ）、冷媒温度センサ２６が正常であるとの判断の下に、かつ冷媒温度センサ２６に対するチェックが完了したとの判断の下に、ＲＡＭ５２のチェック完了フラグがオンされる（ステップ３０６）。

【0064】

このチェック完了フラグのオンに伴い、除霜運転に伴う循環ポンプ制御が実行される（ステップ２００）。この循環ポンプ制御については第１実施形態と同じなので、その説明は省略する。

【0065】

室外熱交換器１４の除霜が進んで、熱交温度センサ１８の検知温度Ｔｅが設定値たとえば８℃を超えると、除霜回路の形成が解除されて除霜運転の終了となる（ステップ１０３）。この終了に伴い、水温度センサ３５の検知温度Ｔｔに応じて、加熱運転が適宜に再開される。

【0066】

加熱運転の再開後、除霜条件が成立すると（ステップ１０１のＹＥＳ）、２回目の除霜運転が開始される（ステップ１０２）。このとき、ＲＡＭ５２のチェック完了フラグはオンとなっているので（ステップ３０１のＹＥＳ）、ステップ３０２からのチェック処理が実行されることなく、循環ポンプ制御が実行される（ステップ２００）。

【0067】

一方、最初の除霜運転時、検知温度Ｔｘが−５℃未満に低下しないまま（ステップ３０４のＮＯ）、あるいは現時点の検知温度Ｔｘと今回の除霜開始前の冷媒温度センサ２６の検知温度Ｔｘ０との差が−２５Ｋを超えないまま（ステップ３０５のＹＥＳ）、除霜運転の開始から３分が経過した場合には（ステップ３０７のＹＥＳ）、冷媒温度センサ２６が異常であるとの判断の下に、圧縮機１１が停止されて今回の除霜運転を含む全ての運転が停止（異常停止）され且つその停止の旨が操作・表示部５１で表示される（ステップ３０８）。冷媒温度センサ２６の異常として、冷媒温度センサ２６の検知機能そのものの故障、配管に対する冷媒温度センサ２６の取付けが振動等により外れてしまう故障、冷媒温度センサ２６の検知信号を伝達する信号線の切断などがある。

【0068】

給湯機の使用者は、全ての運転が停止したことの原因を操作・表示部５１の表示から把握し、点検および修理等のメンテナンスをメーカーや販売店に依頼する。このメンテナンスが実施されるまで、異常停止の状態が保持される。

【0069】

したがって、冷媒温度センサ２６に異常が生じたまま除霜運転が継続することはなく、水熱交換器２２の凍結を確実に防止できる。ひいては、給湯タンク３１内の湯水を確実に加熱することができる。

【0070】

なお、検知温度Ｔｘが−５℃未満に低下しないまま（ステップ３０４のＮＯ）、あるいは現時点の検知温度Ｔｘと今回の除霜開始前の冷媒温度センサ２６の検知温度Ｔｘ０との差が−２５Ｋを超えないまま（ステップ３０５のＹＥＳ）、さらには除霜運転の開始から３分が経過しないまま（ステップ３０７のＮＯ）、室外熱交換器１４の除霜が進んで、熱交温度センサ１８の検知温度Ｔｅが設定値たとえば８℃を超えることがある（ステップ３０９のＹＥＳ）。この場合は、冷媒温度センサ２６に対するチェックがまだ完了せず保留であるとして、ＲＡＭ５２のチェック完了フラグのオフ状態が継続される（ステップ３１０）。そして、除霜回路の形成が解除されて除霜運転が終了する（ステップ１０３）。この終了に伴い、水温度センサ３５の検知温度Ｔｔに応じて、加熱運転が適宜に再開される。

【0071】

加熱運転の再開後、再び除霜運転が開始された場合には、ＲＡＭ５２のチェック完了フラグのオフ状態が継続しているので（ステップ３０１のＮＯ）、上記ステップ３０２からのチェック処理が繰り返される。

【0072】

ところで、ＲＡＭ５２のチェック完了フラグ・オンは、電源スイッチのオフや商用交流電源の瞬時停電にかかわらず、電界コンデンサ５３の残電荷により１２時間程度は保持される。このため、電源スイッチのオンあるいは瞬時停電の解除によって加熱運転が開始（圧縮機１１が起動）された後、チェックの完了の旨を表わすチェック完了フラグ・オンがＲＡＭ５２に保持された状態にあれば、除霜運転が開始されてもチェック処理が実行されず、冷媒温度センサ２６の想定外の異常を見逃してしまう可能性がある。

【0073】

そこで、センサ異常チェック制御では、加熱運転時（ステップ３１１のＹＥＳ）、チェックの完了の旨を表わすチェック完了フラグ・オンがＲＡＭ５２に保持されている場合に（ステップ３１２のＹＥＳ）、冷媒温度センサ２６に対する簡易的なチェック処理を実行する。
すなわち、加熱運転の開始直後（圧縮機１１の起動直後）の冷媒温度センサ２６の検知温度（水熱交換器２２から流出してパルスモータバルブ２３に向かって流れる冷媒の温度）をＴｘａとし、加熱運転中の冷媒温度センサ２６の検知温度（同じく水熱交換器２２から流出してパルスモータバルブ２３に向かって流れる冷媒の温度）をＴｘｂとし、その検知温度の変化（＝Ｔｘｂ−Ｔｘａ）が３Ｋを超えていれば（ステップ３１３のＹＥＳ）、冷媒温度センサ２６は冷媒温度を適正に捕えていて異常はないとの判断の下に、ＲＡＭ５２のチェック完了フラグ・オンがそのまま保持される（ステップ３１４）。

【0074】

ただし、検知温度の変化（＝Ｔｘｂ−Ｔｘａ）が３Ｋを超えないまま（ステップ３１３のＹＥＳ）、加熱運転の開始から所定時間たとえば５分が継続した場合には（ステップ３１５のＹＥＳ）、冷媒温度センサ２６に冷媒温度を適正に捕えることのできない何らかの異常が生じているとの判断の下に、ＲＡＭ５２のチェック完了フラグ・オンが消去される（ステップ３１６）。つまり、ＲＡＭ５２のチェック完了フラグがオフとなる。

【0075】

このチェック完了フラグのオフにより、加熱運転から除霜運転に移行した際に、ステップ３０２からのチェック処理が実行されて冷媒温度センサ２６の異常の有無が確認される。

【0076】

したがって、加熱運転中に冷媒温度センサ２６に想定外の異常が生じたとしても、それを見逃すことなく、確実に検出することができる。これにより、水熱交換器２２の凍結を防止するための循環ポンプ制御の信頼性が向上する。

【0077】

［３］変形例
上記各実施形態では、循環ポンプ制御における回転数として１３００rpm、２６００rpm、３４２０rpmの３段階を設定したが、その回転数の値および段階数について限定はなく、循環ポンプ２７の容量、入水配管３２や出水配管３３の径、水熱交換器２２の容量などに応じて適宜に定めればよい。

【0078】

その他、各実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0079】

１０…室外ユニット、１１…圧縮機、１２…四方弁、１３…電動膨張弁、１４…室外熱交換器、２０…水熱交ユニット、２１…二方弁（開閉弁）、２２…水熱交換器、２３…パルスモータバルブ（開閉弁）、２４…バイパス路、２４ａ…逆止弁、２６…冷媒温度センサ、２７…循環ポンプ、２８…水温度センサ、３０…給湯タンクユニット、３１…給湯タンク、３２…入水配管、３３…出水配管、４１…入水配管、４２…出水配管、５０…制御部、５１…操作・表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】