特許 6571042 ヒートポンプ式給湯装置

(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】6571042

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】ヒートポンプ式給湯装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 4/02 20060101AFI20190826BHJP

【ＦＩ】

   F24H4/02 Q

【請求項の数】10

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2016-88575(P2016-88575)

(22)【出願日】2016年4月26日

(65)【公開番号】特開2017-198382(P2017-198382A)

(43)【公開日】2017年11月2日

【審査請求日】2018年9月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(74)【代理人】

【識別番号】100104503

【弁理士】

【氏名又は名称】益田 博文

(74)【代理人】

【識別番号】100191112

【弁理士】

【氏名又は名称】益田 弘之

(72)【発明者】

【氏名】内田 高志

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 隆

(72)【発明者】

【氏名】阿部 基

(72)【発明者】

【氏名】大平 晃寛

【審査官】 吉澤 伸幸

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５５５８９３７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１５−１９０６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８３０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６９５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７０１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２７４９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ ４／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

湯水を貯湯する貯湯タンク及び水冷媒熱交換器を備えたタンクユニットと、
圧縮機、蒸発器を備えたヒートポンプユニットと、
前記貯湯タンク内の湯水を目標沸き上げ温度に加熱するよう前記ヒートポンプユニットを制御する制御手段と
を有し、
前記水冷媒熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを湯水配管で環状に接続して、前記タンクユニット内で湯水循環回路を形成し、
減圧器、前記蒸発器、前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器の冷媒側とを冷媒配管で環状に接続して、前記ヒートポンプユニットと前記タンクユニットとに亘る冷媒循環回路を形成し、
前記制御手段は、
前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度と前記水冷媒熱交換器から流出する冷媒の流出温度との温度差が、前記目標沸き上げ温度と外気温度と前記水冷媒熱交換器に流入する湯水の入水温度とに基づいて算出される所定の目標温度差となるように前記減圧器の開度を制御する、ヒートポンプ式給湯装置において、
前記目標温度差を前記冷媒配管の管路長に対応して補正する補正手段を有し、
前記制御手段は、
前記温度差が、前記補正手段による補正後の前記目標温度差となるように、前記減圧器の開度を制御する
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。

【請求項2】

前記補正手段は、
前記圧縮機へ吸入される冷媒の吸入温度と前記蒸発器における冷媒の蒸発温度とに応じた冷媒の過熱度に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記目標温度差を補正する
ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。

【請求項3】

前記補正手段は、
前記水冷媒熱交換器における冷媒の凝縮温度と前記水冷媒熱交換器の出口側の前記冷媒配管における冷媒の出口温度とに応じた冷媒の過冷却度に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記目標温度差を補正する
ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。

【請求項4】

前記補正手段は、
前記水冷媒熱交換器の出口側の前記冷媒配管における冷媒の出口温度と前記水冷媒熱交換器の入口側の前記湯水配管における湯水の入口温度との温度差に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記目標温度差を補正する
ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。

【請求項5】

前記タンクユニットは、
前記湯水循環回路の湯水を循環させる給水ポンプを有し、
前記補正手段は、
前記水冷媒熱交換器の出口側の前記湯水配管における湯水の出口温度と前記水冷媒熱交換器の入口側の前記湯水配管における湯水の入口温度との温度差、及び、前記給水ポンプの回転数、に応じた加熱能力に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記目標温度差を補正する
ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。

【請求項6】

前記補正手段により推定された前記管路長の値を記憶する第１記憶手段を設けた
ことを特徴とする請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載のヒートポンプ式給湯装置。

【請求項7】

前記補正手段は、
手動操作で入力された前記管路長に対応して前記目標温度差を補正する
ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。

【請求項8】

前記手動操作で入力された前記管路長の値を記憶する第２記憶手段を設けた
ことを特徴とする請求項７記載のヒートポンプ式給湯装置。

【請求項9】

前記補正手段は、
手動操作で入力された前記管路長に対応して前記目標温度差を１次補正した後、
（ａ）前記水冷媒熱交換器における冷媒の凝縮温度と前記水冷媒熱交換器の出口側の前記冷媒配管における冷媒の出口温度とに応じた冷媒の過冷却度に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記１次補正後の目標温度差を２次補正する；若しくは、
（ｂ）前記水冷媒熱交換器の出口側の前記冷媒配管における冷媒の出口温度と前記水冷媒熱交換器の入口側の前記湯水配管における湯水の入口温度との温度差に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記１次補正後の目標温度差を２次補正する；若しくは、
（ｃ）前記水冷媒熱交換器の出口側の前記湯水配管における湯水の出口温度と前記水冷媒熱交換器の入口側の前記湯水配管における湯水の入口温度との温度差、及び、給水ポンプの回転数、に応じた加熱能力に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して、前記１次補正後の目標温度差を２次補正する；
ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式給湯装置。

【請求項10】

前記補正手段は、
前記管路長が短くなるほど前記目標温度差の値が小さくなるように、前記管路長が長くなるほど前記目標温度差の値が大きくなるように、当該目標温度差を補正する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載のヒートポンプ式給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、貯湯タンク内の湯水を沸き上げるヒートポンプユニットを備えた、ヒートポンプ式給湯装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来よりこの種のヒートポンプ式貯湯装置においては、特許文献１記載のように、ヒートポンプサイクルにおいて、圧縮機からの冷媒の吐出温度と水冷媒熱交換器から流出する冷媒の流出温度との温度差が所定の目標温度差となるように、減圧器の開度を制御する（＝目標温度差制御）ものがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許５５５８９３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記の従来技術においては、ヒートポンプサイクルを構成する前記圧縮機、前記水冷媒熱交換器、前記減圧器のすべてがヒートポンプユニット内に設けられており、水冷媒熱交換器の水側とタンクユニットの貯湯タンクとを接続する湯水配管が、前記ヒートポンプユニットと前記タンクユニットとの間に延設されていた。

【0005】

これに対し、近年、ヒートポンプサイクルを構成する前記圧縮機、前記減圧器をヒートポンプユニット内に設ける一方、前記水冷媒熱交換器を前記タンクユニット内に設ける構成が考えられつつある。この場合、水冷媒熱交換器の冷媒側とヒートポンプユニットとを接続する冷媒配管が、前記ヒートポンプユニットと前記タンクユニットとの間をつなぐように延設されることになる。

【0006】

このような場合、ユーザが必要とする設置態様（例えばヒートポンプユニットの設置箇所とタンクユニットの設置箇所とを離したい場合）に応じて、冷媒配管の管路長が長・短さまざまに変わりうることとなる。このため、例えば前記管路長が予め想定された長さよりも長い場合は冷媒の密度が過小となり、逆に前記管路長が予め想定された長さよりも短い場合は冷媒の密度が過大となり、前記目標温度差制御を実行するときの最適条件からずれてしまう可能性があるという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、湯水を貯湯する貯湯タンク及び水冷媒熱交換器を備えたタンクユニットと、圧縮機、蒸発器を備えたヒートポンプユニットと、前記貯湯タンク内の湯水を目標沸き上げ温度に加熱するよう前記ヒートポンプユニットを制御する制御手段とを有し、前記水冷媒熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを湯水配管で環状に接続して、前記タンクユニット内で湯水循環回路を形成し、減圧器、前記蒸発器、前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器の冷媒側とを冷媒配管で環状に接続して、前記ヒートポンプユニットと前記タンクユニットとに亘る冷媒循環回路を形成し、前記制御手段は、前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度と前記水冷媒熱交換器から流出する冷媒の流出温度との温度差が、前記目標沸き上げ温度と外気温度と前記水冷媒熱交換器に流入する湯水の入水温度とに基づいて算出される所定の目標温度差となるように前記減圧器の開度を制御する、ヒートポンプ式給湯装置において、前記目標温度差を前記冷媒配管の管路長に対応して補正する補正手段を有し、前記制御手段は、前記温度差が、前記補正手段による補正後の前記目標温度差となるように、前記減圧器の開度を制御するものである。

【0008】

また、請求項２では、前記補正手段は、前記圧縮機へ吸入される冷媒の吸入温度と前記蒸発器における冷媒の蒸発温度とに応じた冷媒の過熱度に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記目標温度差を補正するものである。

【0009】

また、請求項３では、前記補正手段は、前記水冷媒熱交換器における冷媒の凝縮温度と前記水冷媒熱交換器の出口側の前記冷媒配管における冷媒の出口温度とに応じた冷媒の過冷却度に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記目標温度差を補正するものである。

【0010】

また、請求項４では、前記補正手段は、前記水冷媒熱交換器の出口側の前記冷媒配管における冷媒の出口温度と前記水冷媒熱交換器の入口側の前記湯水配管における湯水の入口温度との温度差に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記目標温度差を補正するものである。

【0011】

また、請求項５では、前記タンクユニットは、前記湯水循環回路の湯水を循環させる給水ポンプを有し、前記補正手段は、前記水冷媒熱交換器の出口側の前記湯水配管における湯水の出口温度と前記水冷媒熱交換器の入口側の前記湯水配管における湯水の入口温度との温度差、及び、前記給水ポンプの回転数、に応じた加熱能力に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記目標温度差を補正するものである。

【0012】

また、請求項６では、前記補正手段により推定された前記管路長の値を記憶する第１記憶手段を設けたものである。

【0013】

また、請求項７では、前記補正手段は、手動操作で入力された前記管路長に対応して前記目標温度差を補正するものである。

【0014】

また、請求項８では、前記手動操作で入力された前記管路長の値を記憶する第２記憶手段を設けたものである。

【0015】

また、請求項９では、前記補正手段は、手動操作で入力された前記管路長に対応して前記目標温度差を１次補正した後、（ａ）前記水冷媒熱交換器における冷媒の凝縮温度と前記水冷媒熱交換器の出口側の前記冷媒配管における冷媒の出口温度とに応じた冷媒の過冷却度に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記１次補正後の目標温度差を２次補正する；若しくは、（ｂ）前記水冷媒熱交換器の出口側の前記冷媒配管における冷媒の出口温度と前記水冷媒熱交換器の入口側の前記湯水配管における湯水の入口温度との温度差に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して前記１次補正後の目標温度差を２次補正する；若しくは、（ｃ）前記水冷媒熱交換器の出口側の前記湯水配管における湯水の出口温度と前記水冷媒熱交換器の入口側の前記湯水配管における湯水の入口温度との温度差、及び、給水ポンプの回転数、に応じた加熱能力に基づいて前記管路長を推定し、その推定した前記管路長に対応して、前記１次補正後の目標温度差を２次補正する；ものである。

【0016】

また、請求項１０では、前記補正手段は、前記管路長が短くなるほど前記目標温度差の値が小さくなるように、前記管路長が長くなるほど前記目標温度差の値が大きくなるように、当該目標温度差を補正するものである。

【発明の効果】

【0017】

この発明の請求項１によれば、沸き上げ運転時には、冷媒循環回路の冷媒配管を循環する冷媒からの加熱により、水冷媒熱交換器において、温水循環回路の湯水配管に温水が生成される。生成された温水は、前記温水循環回路の湯水配管を介して、貯湯タンク内に供給される。

【0018】

このとき、請求項１によれば、制御手段が、前記ヒートポンプユニットの制御として、前記圧縮機からの冷媒の吐出温度と前記水冷媒熱交換器から流出する冷媒の流出温度との温度差が、（目標沸き上げ温度と外気温度と水冷媒熱交換器に流入する湯水の入水温度とに基づいて算出される）所定の目標温度差となるように前記減圧器の開度を制御する、目標温度差制御を行う。これにより、沸き上げ中、運転効率が高効率となる比エンタルピー差を保ちながらヒートポンプユニットを運転させることができるものである。 特に、前記減圧器の開度を制御することにより、前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度及び前記水冷媒熱交換器から流出する冷媒の流出温度の双方が変化する結果、減圧器の開度変化に対する吐出温度と流出温度との温度差の温度変化量が大きく、吐出温度と流出温度との温度差を所定の目標温度差とするまでの制御速度が速く、すばやく高効率で運転させることができる。また、前記所定の目標温度差を目標沸き上げ温度、外気温度、入水温度に基づき算出することにより、外気温度や入水温度といった条件が刻々と変化する沸き上げ時において、その時その時で運転効率が高効率となる所定の目標温度差を確実に求めることができ、ヒートポンプユニットを高効率で運転させることができる。

【0019】

ここで、前記水冷媒熱交換器はタンクユニットに配置されており、前記温水循環回路はタンクユニット内に設けられる一方、前記冷媒循環回路はヒートポンプユニットからタンクユニットに亘って設けられる。すなわち、冷媒循環回路の前記冷媒配管は、ヒートポンプユニットとタンクユニットとの間をつなぐように延設されることとなる。この結果、ユーザが必要とする設置態様（例えばヒートポンプユニットの設置箇所とタンクユニットの設置箇所とを離したい場合）に応じて、冷媒配管の管路長が長・短さまざまに変わりうることとなる。このため、例えば前記管路長が予め想定された長さよりも長い場合は冷媒の密度が過小となり、逆に前記管路長が予め想定された長さよりも短い場合は冷媒の密度が過大となり、前記目標温度差制御を実行するときの最適条件からずれてしまう可能性がある。

【0020】

そこで、請求項１によれば、補正手段を設け、目標温度差制御に用いられる前記目標温度差を前記冷媒配管の前記管路長に応じて補正するとともに、制御手段は、その補正された目標温度差を用いて、前記目標温度差制御を実行する。これにより、前記のような管路長の長・短により生じうる前記制御上のずれを解消し、最適条件になるべく近い条件で前記目標温度差制御を実行することができるので、ヒートポンプユニットを確実に高効率で運転させることができるものである。

【0021】

また、請求項２によれば、例えば冷媒配管の管路長が長く冷媒の密度が低い場合には（冷媒が乾きやすくなって圧縮機への吸入前に冷媒が気体に変わり）冷媒の過熱度が増大することから、このような挙動に対応し、冷媒の過熱度に応じて管路長を推定する。この結果、前記圧縮機へ吸入される冷媒の吸入温度と前記蒸発器における冷媒の蒸発温度とをそれぞれ検出するだけで、冷媒配管の管路長を推定し、対応する前記目標温度差の補正を行うことができる。

【0022】

また、請求項３によれば、例えば冷媒配管の管路長が長い場合には（冷媒密度の低下により冷媒循環量が低下し、水冷媒熱交換器における冷媒側から湯水側への伝熱量が小さくなり）冷媒の過冷却度が減少することから、このような挙動に対応し、冷媒の過冷却度に応じて管路長を推定する。この結果、前記水冷媒熱交換器における冷媒の凝縮温度と前記水冷媒熱交換器の出口側の冷媒配管における冷媒の出口温度とをそれぞれ検出するだけで、冷媒配管の管路長を推定し、対応する前記目標温度差の補正を行うことができる。

【0023】

また、請求項４によれば、例えば冷媒配管の管路長が長い場合には（水冷媒熱交換器における冷媒側から湯水側への伝熱量が小さすぎて）、冷媒循環回路側における水冷媒熱交換器出口側の冷媒出口温度は比較的高いままとなる一方、湯水循環回路側における水冷媒熱交換器入口側の湯水入口温度は変化せずに比較的低いままとなる結果、これら冷媒出口温度と湯水入口温度との温度差が増大することから、このような挙動に対応し、それらの温度差に応じて管路長を推定する。この結果、前記水冷媒熱交換器の出口側の前記冷媒配管における冷媒の出口温度と前記水冷媒熱交換器の入口側の前記湯水配管における湯水の入口温度とをそれぞれ検出するだけで、冷媒配管の管路長を推定し、対応する前記目標温度差の補正を行うことができる。

【0024】

また、請求項５によれば、例えば冷媒配管の管路長が長い場合には（水冷媒熱交換器における冷媒側から湯水側への伝熱量が小さすぎて）、給湯装置全体の加熱能力が小さくなることから、このような挙動に対応し、それらの温度差に応じて管路長を推定する。この結果、前記水冷媒熱交換器の出口側の前記湯水配管における湯水の出口温度、前記水冷媒熱交換器の入口側の前記湯水配管における湯水の入口温度、及び、前記給水ポンプの回転数をそれぞれ検出するだけで、冷媒配管の管路長を推定し、対応する前記目標温度差の補正を行うことができる。

【0025】

また、請求項６によれば、一度推定された管路長の値を第１記憶手段に記憶しておくことで、それ以降の運転時には（前記推定を再度行うことなく）当該記憶された管路長の値を読み出して用いるだけで、対応する前記目標温度差の補正を素早く行うことができる。この結果、さらに利便性を向上することができるものである。

【0026】

また、請求項７によれば、例えばユーザが手動操作で入力した管路長を直接用いることで、対応する前記目標温度差の補正を迅速に行うことができる。この結果、補正制御に要する時間を短くすることができる。

【0027】

また、請求項８によれば、一度操作入力された管路長の値を第２記憶手段に記憶しておくことで、それ以降の運転時には（前記操作入力を再度行わなくても）当該記憶された管路長の値を読み出して用いるだけで、対応する前記目標温度差の補正を素早く行うことができる。この結果、さらに利便性を向上することができるものである。

【0028】

また、請求項９によれば、例えばユーザが手動操作で入力した管路長を直接用いて、対応する前記目標温度差の１次補正を迅速に行うことができ、その後、運転を継続していくときの各種挙動に対応して管路長の推定を行い、上記１次補正後の目標温度差をさらに２次補正する。これにより、さらに高精度かつ迅速に最適条件にて前記目標温度差制御を実行できるので、ヒートポンプユニットをさらに確実に高効率で運転させることができるものである。

【0029】

また、請求項１０によれば、管路長が短くなるほど目標温度差の値を小さくすることで、管路長が比較的短い場合に吐出圧が高くなりすぎることを抑制し、冷媒配管の耐久性の低下や圧縮機に信頼性の低下を防止することができる。また、ヒートポンプユニットによる加熱能力が過大となるのを抑制することもできる。また、管路長が長くなるほど目標温度差の値を大きくすることで、管路長が比較的長い場合にヒートポンプユニットによる加熱能力が過小となるのを防止し、タンクユニットにおいて湯切れが生じるのを防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の一実施形態のヒートポンプ式給湯装置の概略構成図

【図2】沸き終い時のヒートポンプサイクルの状態と従来の沸き終い時のヒートポンプサイクルの状態とを比較した図

【図3】電子膨張弁の開度と制御パラメータとの関係を示した図

【図4】冷媒管路の実際の管路長が種々変化したときの、各部の温度挙動、圧縮機の吐出圧挙動、給湯装置全体の加熱能力挙動についてのシミュレーション結果を示した図、及び、目標温度差を補正した後における、各部の温度挙動、圧縮機の吐出圧挙動、給湯装置全体の加熱能力挙動についてのシミュレーション結果を示した図

【図5】冷媒管路の管路長に応じて段階的に目標温度差を補正するために用いられるテーブルを示す図

【図6】冷媒配管の実際の管路長を、過熱度、過冷却度、流出・入水温度差、加熱能力、に応じて段階的に推定するときに用いられるテーブルを示す図

【図7】過熱度、過冷却度、流出・入水温度差の各値と、冷媒配管の実際の管路長との関係を概念的に示す図

【図8】加熱制御装置及び貯湯制御装置が協働して実行する制御手順を示すフローチャート図

【図9】過熱度、過冷却度、流出・入水温度差、加熱能力の値に対し無区分・無段階で一意的に管路長の値を推定し、その推定管路長に対し目標温度差に対する補正値を無段階にて算出する変形例において用いられる、線形の相関を表す図

【図10】推定された管路長の値を記憶部に記憶する変形例において、加熱制御装置及び貯湯制御装置が協働して実行する制御手順を示すフローチャート図

【図11】ユーザが手動操作で管路長の値を入力する変形例におけるヒートポンプ式給湯装置の概略構成図

【図12】加熱制御装置及び貯湯制御装置が協働して実行する制御手順を示すフローチャート図

【発明を実施するための形態】

【0031】

次に、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置１００は、湯水を貯湯する貯湯タンク２を有したタンクユニット１と、前記貯湯タンク２内の湯水を加熱するヒートポンプユニット３と、を有している。

【0032】

前記タンクユニット１は、冷媒を流通させる冷媒側の流路１５ａと水側の流路１５ｂとを有し、高温高圧の冷媒と貯湯タンク２内の湯水とを熱交換する水冷媒熱交換器１５と、加熱循環ポンプ１９（給水ポンプ）と、を備えている。すなわち、前記水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａと前記貯湯タンク２とが湯水配管としての加熱往き管５及び加熱戻り管６によって環状に接続され、前記タンクユニット１内で湯水循環回路としての加熱循環回路４が形成されている。

【0033】

加熱往き管５は、前記貯湯タンク２の下部に接続され、加熱戻り管６は、前記貯湯タンク２の上部に接続されている。前記加熱循環ポンプ１９は、前記加熱往き管５の途中に設けられ、前記水側の流路１５ａを介し前記加熱往き管５からの湯水を前記加熱戻り管６へ流通させつつ、貯湯タンク２の湯水を循環させる。なお、前記加熱往き管５には、前記水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａに流入する入水温度Ｔ１（湯水の入口温度）を検出する入水温度センサ２３が設けられ、前記加熱戻り管６には、前記水側の流路１５ａから前記貯湯タンク２に向かって流出する沸き上げ温度Ｔｂを検出する沸き上げ温度センサ２４が設けられている。

【0034】

貯湯タンク２の側面には、貯湯タンク２内の湯の温度を検出する貯湯温度センサ１２が上下にわたり複数設けられている。前記貯湯タンク２の下部にはまた、貯湯タンク２に水を給水する給水管７が接続され、前記貯湯タンク２の上部にはまた、貯湯されている高温水を出湯する出湯管８が接続され、給水管７からは給水バイパス管９が分岐して設けられている。さらに、出湯管８からの湯と給水バイパス管９からの水とを混合して給湯設定温度の湯とする混合弁１０と、混合弁１０で混合後の給湯温度を検出する給湯温度センサ１１と、が設けられている。

【0035】

前記ヒートポンプユニット３は、冷媒を圧縮する圧縮機１４と、四方弁３１と、前記水冷媒熱交換器１５通過後の冷媒を減圧させる減圧器としての電子膨張弁１６と、電子膨張弁１６からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器１７と、を備えている。そして、前記圧縮機１４と、前記四方弁３１と、前記圧縮機１４から吐出された冷媒が流通する前記水冷媒熱交換器１５の前記冷媒側の流路１５ｂと、前記電子膨張弁１６と、前記空気熱交換器１７とが、長さＬ（この例では例えばＬは約３［ｍ］程度）の冷媒配管１８で環状に接続されることにより、前記ヒートポンプユニット３と前記タンクユニット１とに亘る冷媒循環回路３０が形成されている。

【0036】

冷媒循環回路３０内には、冷媒として二酸化炭素が用いられ、超臨界ヒートポンプサイクルを構成している。前記圧縮機１４と前記水冷媒熱交換器１５の冷媒側の流路１５ｂとの間の冷媒配管１８には、圧縮機１４から吐出される冷媒の吐出温度Ｔｏｕｔを検出する吐出温度センサ２０が設けられ、前記冷媒側の流路１５ｂと前記電子膨張弁１６との間の冷媒配管１８には、前記冷媒側の流路１５ｂから流出し前記電子膨張弁１６に向かう冷媒の流出温度Ｔ２（冷媒の出口温度）を検出する流出温度センサ２１が設けられ、前記空気熱交換器１７の空気入口側には、外気温度Ｔａｉｒを検出する外気温度センサ２２が設けられ、前記空気熱交換器１７と前記圧縮機１４との間の冷媒配管１８には、圧縮機１４へ吸入される冷媒の冷媒吸入温度Ｔｉｎを検出する吸入温度センサ３２が設けられている。なお、前記水冷媒熱交換器１５には、前記冷媒が前記冷媒側の流路１５ａにおいて凝縮する際の冷媒凝縮温度Ｔｃｏｎを検出する凝縮温度センサ３３が設けられている。

【0037】

そして、前記タンクユニット１には、前記した各センサ２３，２４，１２，１１及び各センサ２１，３３の検出結果が入力される貯湯制御装置４０が設けられている。同様に、前記ヒートポンプユニット３には、前記した各センサ２０，２２，３２の検出結果が入力される加熱制御装置５０が設けられている。加熱制御装置５０及び貯湯制御装置４０は、互いに通信可能に接続されており、前記各センサ２３，２４，１２，１１，２０，２２，３２の検出結果に基づき、相互に連携しつつ、前記タンクユニット１及び前記ヒートポンプユニット３内の各機器の動作を制御する。

【0038】

次に、前記ヒートポンプユニット３を制御して前記貯湯タンク２内の湯水を加熱するために、前記加熱制御装置５０及び貯湯制御装置４０が実行する目標温度差制御（詳細は後述）の概略について説明する。

【0039】

例えば深夜時間帯となると、貯湯制御装置４０は、貯湯タンク２内の湯水が所定の目標沸き上げ温度Ｔｂｍになるように沸き上げ運転を開始するよう、加熱制御装置５０へ沸き上げ開始命令を指示する。そして、加熱制御装置５０は、沸き上げ運転において、前記外気温度センサ２２で検出した外気温度Ｔａｉｒと前記目標沸き上げ温度Ｔｂｍとに応じて設定される運転周波数で動作するように前記圧縮機１４を制御すると共に、前記吐出温度センサ２０の検出する冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと前記流出温度センサ２１の検出する冷媒流出温度Ｔ２との温度差△Ｈが所定の目標温度差△Ｈｍとなるように、前記電子膨張弁１６の開度を所定の周期でフィードバック制御する。具体的には、加熱制御装置５０は、△Ｈ＜△Ｈｍの場合は、電子膨張弁１６の開度を閉じる方向に制御し、△Ｈ＞△Ｈｍの場合は、電子膨張弁１６の開度を開く方向に制御する（△Ｈ＝△Ｈｍの場合は、電子膨張弁１６の開度を現状のまま維持する）。なお、前記目標沸き上げ温度Ｔｂｍは、過去の給湯量の最大値や平均値等の給湯実績から、翌日の給湯量の予測量を確保できるように貯湯制御装置４０によって算出されるもので、例えば６５℃から９０℃の範囲で決定されるものである。

【0040】

また、加熱制御装置５０は、前記目標温度差△Ｈｍを、前記外気温度センサ２２が検出する外気温度Ｔａｉｒと、前記入水温度センサ２３の検出する入水温度Ｔ１と、前記目標沸き上げ温度Ｔｂｍとに基づいて、次式により算出する。
△Ｈｍ＝Ｔａｉｒ×Ａ＋Ｔ１×Ｂ＋Ｔｂｍ×Ｃ＋Ｄ ・・・ （１）
（ここで、Ａ、Ｂは負の係数、Ｃは正の係数、Ｄは固定値である。）

【0041】

前記所定の目標温度差△Ｈｍは、前記式（１）より、外気温度Ｔａｉｒが高くなる程、値が小さくなっていき、入水温度Ｔ１が高くなる程、値が小さくなっていき、目標沸き上げ温度Ｔｂｍが高くなる程、値が大きくなる。すなわち、外気温度Ｔａｉｒや入水温度Ｔ１といった条件が刻々と変化する沸き上げ運転中において、前記式（１）により、その時その時でヒートポンプユニット３の運転効率が最大効率となる所定の目標温度差△Ｈｍを確実に求めることができ、ヒートポンプユニット３を高効率で運転させることができる。なお、前記所定の目標温度差△Ｈｍの算出は沸き上げ運転中常時行われるものであってもよく、電子膨張弁１６の開度をフィードバック制御する所定の周期にあわせて行ってもよいものである。

【0042】

同時に、加熱制御装置５０は、前記貯湯制御装置４０を介して、前記沸き上げ温度センサ２４で検出する水冷媒熱交換器１５で加熱された湯の前記沸き上げ温度Ｔｂが前記目標沸き上げ温度Ｔｂｍになるように、前記加熱循環ポンプ１９の回転数をフィードバック制御する。

【0043】

上述のような加熱制御装置５０による制御が行われながら、沸き上げ運転が進行していくと、貯湯タンク２の下部の水がヒートポンプユニット３へ循環され、貯湯タンク２の上部から、前記目標沸き上げ温度Ｔｂｍに加熱された湯が積層状態に貯湯される。貯湯タンク２内に必要な湯量が沸き上げられたことが前記貯湯温度センサ１２で検出されるか、若しくは、前記入水温度センサ２３で検出される前記入水温度Ｔ１が沸き上げし難い所定の高温度以上となるか、若しくは、電力料金単価の安い深夜時間帯が終了した時点で、貯湯制御装置４０は沸き上げ運転を停止するべく加熱制御装置５０に停止指示を出す。これに応じて、加熱制御装置５０は圧縮機１４と加熱循環ポンプ１９の運転を停止し、沸き上げ運転が終了される。なお、この沸き上げ運転の終了直前の沸き終い時においては、貯湯タンク２内の湯層と水層との間の混合層の湯水が水冷媒熱交換器１５の水側の流路１５ｂへ流入する結果、前記入水温度Ｔ１が徐々に上昇していく。

【0044】

以上のようにして、本実施形態では、前記温度差△Ｈが前記目標温度差△Ｈｍとなるように前記電子膨張弁１６の開度を制御する、前記目標温度差制御を行うことにより、沸き上げ中、運転効率が高効率となる比エンタルピー差を保ちながらヒートポンプユニット３を運転することができる。このことを図２により説明する。

【0045】

図２において、本実施形態での前記沸き上げ運転における前記ヒートポンプサイクルの状態は、図２中の破線で示した安定時の状態から、図２中の実線で示した沸き終い時の状態となる。なお、図２中の一点鎖線は、前記目標温度差制御を行わない場合（従来手法の場合）を比較例として示したものである。図２に示すように、本実施形態では、前記した目標温度差制御により、吐出温度センサ２０の検出する前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと流出温度センサ２１の検出する前記冷媒温度との温度差△Ｈが、前記目標温度差△Ｈｍとなるように電子膨張弁１６の開度が制御される。これにより、水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａに流入する湯水の前記入水温度Ｔ１が高くなっても、それに応じて最適な目標温度差△Ｈｍを算出することができ、前記温度差△Ｈを、算出した最適な目標温度差△Ｈｍに保つことができる。この結果、沸き上げ運転中、特に、水冷媒熱交換器１５の水側の流路１５ａに流入する入水温度Ｔ１が高くなる前記沸き終い時においても、運転効率が最大となる比エンタルピー差を保ちながらヒートポンプユニット３を運転させることができるものである。

【0046】

また、本実施形態では特に、前記電子膨張弁１６の開度を制御して前記目標温度差制御を行うことにより、前記圧縮機１４から吐出される冷媒吐出温度Ｔｏｕｔ及び前記水冷媒熱交換器１５から流出する冷媒流出温度Ｔ２の双方が変化する結果、電子膨張弁１６の開度変化に対する前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと前記冷媒流出温度Ｔ２との温度差の温度変化量が大きく、冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと冷媒流出温度Ｔ２との温度差を所定の目標温度差△Ｈｍとするまでの制御速度が速く、すばやく高効率で運転させることができる。このことを図３により説明する。

【0047】

図３は、前記沸き上げ運転中のある一定条件下での電子膨張弁１６の開度に対する制御パラメータの関係を表す。横軸は電子膨張弁１６の開度、縦軸は電子膨張弁１６の開度制御によって制御される制御パラメータ（ここでは圧縮機１４からの冷媒吐出温度Ｔｏｕｔ、水冷媒熱交換器１５からの冷媒流出温度Ｔ２、及びそれらの温度差△Ｈ）である。

【0048】

図３に示すように、本実施形態では、電子膨張弁１６の開度を変化させると、圧縮機１４から吐出される冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと水冷媒熱交換器１５から流出する冷媒流出温度Ｔ２との双方が変化する。これにより、図３中の太実線で示されるように、電子膨張弁１６の開度変化１パルス当たりの温度変化量が大きくなるので、冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと冷媒流出温度Ｔ２との温度差△Ｈを所定の目標温度差△Ｈｍとするまでの制御速度を速くすることができ、制御性が良く、ヒートポンプユニット３をすばやく最大効率で運転させることができるものである。

【0049】

以上の基本構成及び作動である本実施形態のヒートポンプ式給湯装置１００において、前記水冷媒熱交換器１５がタンクユニット１内に配置されていることから、前記加熱循環回路４はタンクユニット１内に設けられる一方、前記冷媒循環回路３０はヒートポンプユニット３からタンクユニット１に亘って設けられる。この結果、冷媒循環回路３０の前記冷媒配管１８は、ヒートポンプユニット３とタンクユニット１との間をつなぐように、長さＬ（前述の例ではＬ≒３［ｍ］）に亘って延設されることとなる。この結果、ユーザが必要とする設置態様（例えばヒートポンプユニット３の設置箇所とタンクユニット１の設置箇所とを離したい場合）に応じて、冷媒配管１８の長さＬ（以下適宜、単に「管路長Ｌ」という）が長・短さまざまに変わりうることとなる。このため、例えば前記管路長Ｌが予め想定された長さよりも長い場合は冷媒の密度が過小となり、逆に前記管路長Ｌが予め想定された長さよりも短い場合は冷媒の密度が過大となり、前記目標温度差制御を実行するときの最適条件からずれてしまう可能性がある。このことを図４（ａ）により説明する。

【0050】

図４（ａ）は、例えば、予め前記管路長Ｌを約３［ｍ］と想定して上記△Ｈｍを設定した（言い換えれば前記係数Ａ，Ｂ，Ｃの値及び固定値Ｄの値を設定した）場合において、実際の管路長Ｌが約１．５［ｍ］から約９［ｍ］まで種々変化したときの、（前記沸き上げ運転が安定状態で前記入水温度Ｔ１が例えば約１０［℃］で一定である場合の）各部の温度挙動（上段）、圧縮機１４の吐出圧挙動（中段）、給湯装置１００全体の加熱能力挙動（下段）についての、本願発明者等が行ったシミュレーション結果を示している。横軸には前記管路長Ｌ［ｍ］の値をとり、縦軸には、温度［℃］、圧力［ＭＰａ］、加熱能力［ｋＷ］をそれぞれとって示している。

【0051】

図４（ａ）上段に示すように、この例では、圧縮機１４からの前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔは、管路長Ｌ≒１．５［ｍ］で約９６［℃］であり、管路長Ｌの増大にしたがって緩やかに増大し、管路長Ｌ≒３［ｍ］で約９８［℃］、管路長Ｌ≒４．５［ｍ］で約１００［℃］、管路長Ｌ≒７［ｍ］で約１１０［℃］、管路長Ｌ≒８．５［ｍ］で約１２０［℃］となる。このとき、前記したようにして前記目標温度差制御が行われ、前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと前記水冷媒熱交換器１５の冷媒側の流路１５ｂからの前記冷媒流出温度Ｔ２との差△Ｈが、前記式（１）で算出される（すなわち管路長Ｌに関しては無関係な一定値となる）目標温度差△Ｈｍとされる結果、前記冷媒流出温度Ｔ２についても、前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと同一の増大挙動となる。すなわち、冷媒流出温度Ｔ２は、管路長Ｌ≒１．５［ｍ］で約１１［℃］であり、管路長Ｌの増大にしたがって緩やかに増大し、管路長Ｌ≒３［ｍ］で約１２［℃］、管路長Ｌ≒４．５［ｍ］で約１５［℃］、管路長Ｌ≒７［ｍ］で約２５［℃］、管路長Ｌ≒８．５［ｍ］で約３５［℃］となる。

【0052】

このような冷媒流出温度Ｔ２の増大挙動であると、前述のように冷媒入水温度Ｔ１≒１０［℃］で一定であることから、これら２つの差、すなわち流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１は、管路長Ｌの増大にしたがって徐々に増大する傾向となる。すなわち、図４（ａ）上段に示すように、流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１は、管路長Ｌ≒１．５［ｍ］で約１［℃］であるが、管路長Ｌ≒３［ｍ］ではやや増大して約２［℃］となる。そして、管路長Ｌがさらに増大して管路長Ｌ≒４．５［ｍ］となると、流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１は約５［℃］となり、管路長Ｌ≒７［ｍ］では約１５［℃］となり、管路長Ｌ≒８．５［ｍ］では約２５［℃］に達する。

【0053】

しかしながら、本願発明者等の検討によれば、前記ヒートポンプ式給湯装置１００においては、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１が、システム構成によって定まるある理想値（この例では２［℃］）である場合に、最適効率運転を実現できることが分かっている。前記したように、この図４（ａ）に示す例では予め管路長Ｌを約３［ｍ］と想定して上記目標温度差△Ｈｍが設定されていることから、図４（ａ）上段に示すグラフにおいてＬ≒３［ｍ］のときに流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１が２［℃］となっている。そして、前記した流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１の増大挙動の結果、前記想定された管路長Ｌ（この例では３［ｍ］）よりも実際の管路長Ｌが長くなるほど流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１の値が理想値（この例では２［℃］）よりも著しく増大し、同様に前記想定された管路長Ｌ（この例では３［ｍ］）よりも実際の管路長Ｌが短くなるほど流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１の値が理想値（この例では２［℃］）よりも小さくなるため、広い管路長Ｌの範囲にわたって前記最適効率運転を実現することが難しくなる。

【0054】

また、前記した挙動の結果、図４（ａ）の中段に示すように、圧縮機１４からの前記冷媒吐出圧Ｐｏｕｔについても、前記想定された管路長Ｌ（この例では３［ｍ］）よりも実際の管路長Ｌが長くなると標準値（この例では約３．８５［ＭＰａ］）よりも過小となり、同様に前記想定された管路長Ｌ（この例では３［ｍ］）よりも実際の管路長Ｌが短くなると前記標準値よりも過大となり、なるべく広い管路長Ｌの範囲にわたって標準値に近い値とすることが難しくなる。

【0055】

さらに、図４（ａ）の下段に示すように、給湯装置１００全体の加熱能力Ｗについても、前記想定された管路長Ｌ（この例では３［ｍ］）よりも実際の管路長Ｌが長くなると標準値（この例では約４．２［ｋＷ］）よりも過小となり、同様に前記想定された管路長Ｌ（この例では３［ｍ］）よりも実際の管路長Ｌが短くなると前記標準値よりも過大となり、なるべく広い管路長Ｌの範囲にわたって標準値に近い値とすることが難しくなる。

【0056】

そこで、本実施形態においては、前記式（１）によって算出された前記目標温度差△Ｈｍを、前記冷媒配管１８の管路長Ｌに応じて補正する。具体的には、例えば図５に示すように、実際の管路長Ｌが前記想定された管路長Ｌ（この例では３［ｍ］）と異なる場合（大きい又は小さい場合）、その差に応じて、段階的に前記目標温度差△Ｈｍを補正する。図示の例では、実際の管路長Ｌが前記の３［ｍ］を超え５［ｍ］未満の場合には前記△Ｈｍに対して補正値ｐ１を加え、実際の管路長Ｌが５［ｍ］を超え７［ｍ］未満の場合には前記△Ｈｍに対して補正値ｐ２を加え、実際の管路長Ｌが７［ｍ］以上の場合には前記△Ｈｍに対して補正値ｐ３を加える。ここでｐ１，ｐ２，ｐ３はそれぞれ、ｐ３＞ｐ２＞ｐ１となる適宜の正の値である。また、実際の管路長Ｌが前記の３［ｍ］未満の場合には前記△Ｈｍから補正値ｑを減じる。またｑは適宜の正の値であり、前記ｐ１，ｐ２，ｐ３のいずれかに等しくても良いし、いずれとも異なる値であっても良い。すなわち、管路長Ｌが短くなるほど前記目標温度差△Ｈｍの値が小さくなるように補正され、管路長Ｌが長くなるほど前記目標温度差△Ｈｍの値が大きくなるように補正されるものである。

【0057】

前記のような補正を行うことにより、図４（ｂ）の上段に示すように、実際の管路長Ｌが前記想定された管路長Ｌ（この例では３［ｍ］）よりも長い場合（以下適宜、単に「長管路長側」という）においては前記目標温度差△Ｈｍが大きく補正され、実際の管路長Ｌが前記想定された管路長Ｌ（この例では３［ｍ］）よりも短い場合（以下適宜、単に「短管路長側」という）においては前記目標温度差△Ｈｍが小さく補正される。このとき、前記圧縮機１４からの前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔは（多少長管路長側の増大傾向が増すものの）図４（ａ）とほぼ同様の右上がりの増大傾向であることから、特に長管路長側において、前記目標温度差△Ｈｍが大きい値に補正される分、前記冷媒流出温度Ｔ２の右上がりの増大挙動が緩和される。具体的には、この例では、冷媒流出温度Ｔ２は、管路長Ｌ≒１．５［ｍ］で約１１．５［℃］（図４（ａ）に示す補正前では約１１［℃］）、管路長Ｌ≒３［ｍ］で約１２［℃］（前記補正前と同じ）、管路長Ｌ≒４．５［ｍ］で約１４［℃］（前記補正前では約１５［℃］）、管路長Ｌ≒７［ｍ］で約１６［℃］（前記補正前では約２５［℃］）、管路長Ｌ≒８．５［ｍ］で約２０［℃］（前記補正までは約３５［℃］）となる。

【0058】

このようにして前記冷媒流出温度Ｔ２の右上がり増大挙動が緩和されることで、（前述のように冷媒入水温度Ｔ１≒１０［℃］で一定であることから）前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１の、管路長Ｌの増大・減少に伴う増大・減少傾向も、図４（ａ）に比べて緩和される。すなわち、図４（ｂ）上段に示すように、流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１は、管路長Ｌ≒１．５［ｍ］で約１．５［℃］（図４（ａ）に示す補正前では約１［℃］）、管路長Ｌ≒３［ｍ］では約２［℃］（前記補正前と同じ）、管路長Ｌ≒４．５［ｍ］では約４［℃］（前記補正前では約５［℃］）、管路長Ｌ≒７［ｍ］では約６［℃］（前記補正前では約１５［℃］）、管路長Ｌ≒８．５［ｍ］でも約１０［℃］（前記補正前では約２５℃）に留まる。このようにして、実際の管路長Ｌが前記想定された管路長Ｌよりも長かったり短かったりする場合でも、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１の値が前記理想値（この例では２［℃］）から離れるのをなるべく少なくできるので、広い管路長Ｌの範囲にわたって前記最適効率運転を実現することができるものである。なお、図４（ｂ）上段中には、前記冷媒吸入温度Ｔｉｎと、前記水冷媒熱交換器１５の前記冷媒側の流路１５ｂにおける冷媒蒸発温度Ｔｅｖａ（前記外気温度センサ２２により検出される前記外気温度Ｔａに略等しい）と、これらの差Ｔｉｎ−Ｔｅｖａで定義される過熱度の挙動についても併せて示している（前記図４（ａ）も同様）。

【0059】

また、前記したような前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１の挙動の結果、図４（ｂ）の中段に示すように、前記冷媒吐出圧Ｐｏｕｔは、前記短管路長側において値の増大が抑制されて図４（ａ）中段に示した値よりも標準値（この例では約３．８５［ＭＰａ］）に近づき、前記長管路長側においても値が底上げされて前記標準値に近づき、なるべく広い管路長Ｌの範囲にわたって標準値に近い値とすることができるものである。

【0060】

同様に、図４（ｂ）の下段に示すように、給湯装置１００全体の加熱能力Ｗについても、前記短管路長側において値の増大が抑制されて図４（ａ）下段に示した値よりも標準値（この例では約４．２［ｋＷ］）に近づき、前記長管路長側においても値が底上げされて前記標準値に近づき、なるべく広い管路長Ｌの範囲にわたって標準値に近い値とすることができるものである。

【0061】

そして、本実施形態では、前記した冷媒配管１８の実際の管路長Ｌを、前記した各センサ２３，２４，１２，１１，２１，３３等の検出結果に基づいて自動的に推定する。この推定手法の詳細について、図６を用いて説明する。

【0062】

図６において、本実施形態では、まず、一つの手法として、吸入温度センサ３２により検出される前記冷媒吸入温度Ｔｉｎと、前記冷媒蒸発温度Ｔｅｖａ（前記外気温度センサ２２により検出される前記外気温度Ｔａに略等しい）との差である、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａの値に応じて、前記冷媒配管１８の実際の管路長Ｌが推定される。すなわち、例えば前記管路長Ｌが長く冷媒の密度が低い場合、冷媒が乾きやすくなって圧縮機１４への吸入前に冷媒が気体に変わることから、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａの値が増大する傾向となる（図７中の曲線ア参照）。このような挙動に対応し、本実施形態では、図６に示すように、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａの値が０［℃］を超えかつ５［℃］未満の中程度である場合を標準としそのときの前記管路長Ｌは概ね前記３［ｍ］であるとみなして（図６中の黒枠参照）、当該０［℃］を超えかつ５［℃］未満の範囲からの差に応じて、段階的に管路長Ｌの値を推定する。

【0063】

図示の例では、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａの値が５［℃］以上１０［℃］未満の場合は過熱度が標準に比べてやや大きいとみなし、前記管路長Ｌを、標準よりもやや長い３［ｍ］を超え５［ｍ］未満の範囲であると推定する。この結果、この場合には、前記図５を用いて説明したように前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ１が加えられる補正が行われることとなる。また、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａの値が１０［℃］以上１５［℃］未満の場合は過熱度が標準に比べて大きいとみなし、前記管路長Ｌを、標準よりも長い５［ｍ］以上７［ｍ］未満の範囲であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ２が加えられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。さらに、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａの値が１５［℃］以上の場合は過熱度が標準に比べて著しく大きいとみなし、前記管路長Ｌを、標準よりも著しく長い７［ｍ］以上であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ３が加えられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。一方、逆に、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａの値が０［℃］（つまりＴｉｎ＝Ｔｅｖａ）の場合は過熱度が標準に比べて小さいとみなし、前記管路長Ｌを、標準よりも短い３［ｍ］未満であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍから前記ｑが減じられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。

【0064】

また、本実施形態では、別の手法として、凝縮温度センサ３３により検出される前記冷媒凝縮温度Ｔｃｏｎと前記冷媒流出温度Ｔ２との差である、過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２の値に応じて、前記冷媒配管１８の実際の管路長Ｌを推定可能である。すなわち、例えば前記管路長Ｌが長い場合、冷媒密度が低下により冷媒循環量が低下し、水冷媒熱交換器１５における前記冷媒側の流路１５ａから前記水側の流路１５ｂへの伝熱量が小さすぎて、冷媒がまだ熱を十分に持っている状態で前記冷媒側の流路１５ａから流出することから、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２の値が減少する傾向となる（図７中の曲線イ参照）。このような挙動に対応し、本実施形態では、図６に示すように、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２の値が４０［℃］以上５０［℃］未満の中程度である場合を標準としそのときの前記管路長Ｌは概ね前記３［ｍ］であるとみなして（図６中の黒枠参照）、当該４０［℃］以上５０［℃］未満の範囲からの差に応じて、段階的に管路長Ｌの値を推定する。

【0065】

図示の例では、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２の値が３５［℃］以上４０［℃］未満の場合は過冷却度が標準に比べてやや小さいとみなし、前記管路長Ｌを、標準よりもやや長い３［ｍ］を超え５［ｍ］未満の範囲であると推定する。この結果、この場合には、前記図５を用いて説明したように前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ１が加えられる補正が行われることとなる。また、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２の値が３０［℃］以上３５［℃］未満の場合は過冷却度が標準に比べて小さいとみなし、前記管路長Ｌを、標準よりも長い５［ｍ］以上７［ｍ］未満の範囲であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ２が加えられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。さらに、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２の値が３０［℃］未満の場合は過冷却度が標準に比べて著しく小さいとみなし、前記管路長Ｌを、標準よりも著しく長い７［ｍ］以上であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ３が加えられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。一方、逆に、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２の値が５０［℃］以上の場合は過冷却度が標準に比べて大きいとみなし、前記管路長Ｌを、標準よりも短い３［ｍ］未満であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍから前記ｑが減じられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。

【0066】

また、本実施形態では、さらに別の手法として、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１の値によっても、前記冷媒配管１８の実際の管路長Ｌを推定可能である。すなわち、例えば前記管路長Ｌが長い場合、水冷媒熱交換器１５における前記冷媒側の流路１５ａから前記水側の流路１５ｂへの伝熱量が小さすぎて、冷媒循環回路３０側における水冷媒熱交換器１５の前記冷媒側の流路１５ａの出口側の前記冷媒流出温度Ｔ２は比較的高いままとなる一方、加熱循環回路４側における水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ｂの入口側での前記入水温度Ｔ１は変化せず比較的低いままとなる結果、これらの温度差である前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１が増大する傾向となる（図７中の曲線ウ参照）。このような挙動に対応し、本実施形態では、図６に示すように、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１の値が２［℃］以上１０［℃］未満の場合を標準としそのときの前記管路長Ｌは概ね前記３［ｍ］であるとみなして（図６中の黒枠参照）、当該２［℃］以上１０［℃］未満の範囲からの差に応じて、段階的に管路長Ｌの値を推定する。

【0067】

図示の例では、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１の値が１０［℃］以上１５［℃］未満の場合は、前記管路長Ｌを、標準よりもやや長い３［ｍ］を超え５［ｍ］未満の範囲であると推定する。この結果、この場合には、前記図５を用いて説明したように前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ１が加えられる補正が行われることとなる。また、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１の値が１５［℃］以上２０［℃］未満の場合は、前記管路長Ｌを、標準よりも長い５［ｍ］以上７［ｍ］未満の範囲であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ２が加えられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。さらに、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１が２０［℃］以上の場合は、前記管路長Ｌを、標準よりも著しく長い７［ｍ］以上であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ３が加えられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。一方、逆に、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１の値が２［℃］未満の場合は、前記管路長Ｌを、標準よりも短い３［ｍ］未満であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍから前記ｑが減じられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。

【0068】

なお、前記と同様、本実施形態では、さらに別の手法として、前記沸き上げ温度センサ２４により検出される前記沸き上げ温度Ｔｂと前記入水温度Ｔ１と前記加熱循環ポンプ１９の回転数とに基づき公知の手法（詳細な説明は省略）で算出される前記給湯装置１００全体の前記加熱能力Ｗの値に応じて、前記冷媒配管１８の実際の管路長Ｌを推定可能である。すなわち、例えば前記管路長Ｌが長い場合、前記水冷媒熱交換器１５における前記冷媒側の流路１５ａから前記水側の流路１５ｂへの伝熱量が小さすぎて、前記給湯装置１００全体の前記給湯装置１００全体の加熱能力Ｗが小さくなる傾向となる。このような挙動に対応し、本実施形態では、図６に示すように、前記加熱能力Ｗの値が予め予定された所定値にほぼ等しい場合を標準としそのときの前記管路長Ｌは概ね前記３［ｍ］であるとみなして（図６中の黒枠参照）、当該所定値からの差に応じて、段階的に管路長Ｌの値を推定する。

【0069】

図示の例では、前記加熱能力Ｗの値が前記標準に比べてやや小さい場合は、前記管路長Ｌを、標準よりもやや長い３［ｍ］を超え５［ｍ］未満の範囲であると推定する。この結果、この場合には、前記図５を用いて説明したように前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ１が加えられる補正が行われることとなる。また、前記加熱能力Ｗの値が標準に比べて前記よりもさらに小さい（図中では単に「小」と表記）場合、前記管路長Ｌを、標準よりも長い５［ｍ］以上７［ｍ］未満の範囲であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ２が加えられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。さらに、前記加熱能力Ｗの値が標準に比べて前記よりもさらに小さい（図中では単に「著しく小」と表記）場合、前記管路長Ｌを、標準よりも著しく長い７［ｍ］以上であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍに前記ｐ３が加えられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。一方、逆に、前記加熱能力Ｗが標準に比べて大きい場合は、前記管路長Ｌを、標準よりも短い３［ｍ］未満であると推定する。この場合、前記目標温度差△Ｈｍから前記ｑが減じられる補正が行われることとなる（前記図５参照）。

【0070】

次に、以上の手法を実現するために、前記加熱制御装置５０及び前記貯湯制御装置４０（以下適宜、単に「制御装置５０，４０」という）が協働して実行する制御手順を図８のフローチャートにより説明する。図８において、まずステップＳ１０で、制御装置５０，４０は、給湯装置１００が運転開始状態となったか否かを判定する。具体的には、運転開始状態とは、例えば、設置業者等のユーザ（操作者）による適宜の給湯装置１００の沸き上げ運転の開始操作がなされることで停止状態から起動される場合、若しくは、後述の待機状態から復帰して給湯装置１００の運転が再び開始される場合（詳細は後述）、である。運転開始状態となるまではステップＳ１０の判定が満たされず（Ｓ１０：Ｎｏ）ループ待機し、運転開始状態となるとステップＳ１０の判定が満たされ（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０に移る。

【0071】

ステップＳ２０では、制御装置５０，４０は、前記外気温度センサ２２が検出する外気温度Ｔａｉｒと、前記入水温度センサ２３が検出する入水温度Ｔ１と、前記目標沸き上げ温度Ｔｂｍとに基づき、前記式（１）により、対応する前記目標温度差△Ｈｍを決定する。その後、ステップＳ３０に移る。

【0072】

ステップＳ３０では、制御装置５０，４０は、前記ステップＳ１０により開始された沸き上げ運転が安定状態となったか否か、を判定する。具体的には、前記沸き上げ温度センサ２４により検出される前記沸き上げ温度Ｔｂが（前記運転開始よりも前に予め算出されている）前記目標沸き上げ温度Ｔｂｍに到達して３０分以上が経過し、かつ、前記吐出温度センサ２０が検出する冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと前記流出温度センサ２１が検出する冷媒流出温度Ｔ２との前記温度差△Ｈが前記ステップＳ２０で決定された前記目標温度差△Ｈｍに到達して３０分以上が経過したか否か、が判定される。このような安定状態になるまではステップＳ３０の判定が満たされず（Ｓ３０：Ｎｏ）ループ待機し、安定状態になったらステップＳ３０の判定が満たされ（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０に移る。

【0073】

ステップＳ４０では、制御装置５０，４０は、前記ステップＳ２０で決定された前記目標温度差△Ｈｍに対する補正が必要か否か、を判定する。具体的には、前記図６を用いて説明したように、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａ、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１、及び前記加熱能力Ｗのうち、少なくとも１つが、前記標準となる範囲（前記過熱度は０［℃］を超えかつ５［℃］未満の範囲、前記過冷却度は４０［℃］以上５０［℃］未満の範囲、前記流出・入水温度差は２［℃］以上１０［℃］未満の範囲、前記加熱能力は予め予定された所定値にほぼ等しい範囲）の外に逸脱しているか否か、が判定される。前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａ、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１、及び前記加熱能力Ｗのすべてが前記標準となる範囲内（言い換えれば図６に示す黒枠内）に収まっていれば補正の必要はないとみなされてステップＳ４０の判定が満たされず（Ｓ４０：Ｎｏ）、後述のステップＳ６０に移る。前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａ、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１、及び前記加熱能力Ｗの少なくとも１つが前記標準となる範囲外に逸脱していれば補正の必要があるとみなされてステップＳ４０の判定が満たされ（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、ステップＳ５０に移る。

【0074】

ステップＳ５０では、制御装置５０，４０は、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａ、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１、及び前記加熱能力Ｗのうち、前記ステップＳ４０で前記標準となる範囲外に逸脱していたものに対し、前記図６に示したテーブル内容を適用し、対応する冷媒配管１８の前記管路長Ｌを推定する。なおこの場合、前記逸脱したものが２つ以上存在し、それぞれに基づき算出された前記管路長Ｌが互いに異なっていた場合には、例えば最も長い管路長Ｌの値を最終的な推定管路長Ｌとすればよい。そして、制御装置５０，４０は、推定された管路長Ｌに対し、さらに図５に示したテーブル内容を適用し、対応する補正値を用いて、ステップＳ２０で決定された前記目標温度差△Ｈｍに対する補正を行う。その後、ステップＳ６０に移る。

【0075】

ステップＳ６０では、この時点における前記目標温度差△Ｈｍ（ステップＳ５０で補正されたもの、若しくは、ステップＳ５０での補正がない場合には直前のステップＳ２０で決定されたもの）に基づき、前記吐出温度センサ２０の検出する冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと前記流出温度センサ２１の検出する冷媒流出温度Ｔ２との温度差△Ｈが当該目標温度差△Ｈｍとなるように、前記電子膨張弁１６の開度を制御する。その後、ステップＳ７０に移る。

【0076】

ステップＳ７０では、制御装置５０，４０は、給湯装置１００が運転終了状態となったか否かを判定する。すなわち、既に述べたように、（貯湯タンク２内に必要な湯量が沸き上げられたことが前記貯湯温度センサ１２で検出されるか、若しくは、前記入水温度センサ２３で検出される前記入水温度Ｔ１が沸き上げし難い所定の高温度以上となるか、若しくは、電力料金単価の安い深夜時間帯が終了したことで）前記貯湯制御装置４０から停止指示が加熱制御装置５０に出力された場合、給湯装置１００の運転が自動停止され、待機状態となる（すなわち、いったん給湯装置１００の運転が終了される）。ステップＳ７０では、制御装置５０，４０は、給湯装置１００がこの待機状態となったか否かを判定するものである。運転終了状態（すなわち待機状態）となっていない間はステップＳ７０の判定が満たされず（Ｓ７０：Ｎｏ）、前記ステップＳ２０に戻り、前記したステップＳ２０→ステップＳ３０→ステップＳ４０→・・の流れを繰り返す。

【0077】

一方、ステップＳ７０において、給湯装置１００が運転終了状態（すなわち待機状態）となっていた場合は判定が満たされ（ステップＳ７０：ＹＥＳ）、前記ステップＳ１０に戻る。このときのステップＳ１０における前記運転開始状態となったか否かの判定は、前記待機状態が解除されたか否かの判定となる。すなわち、前記のようにして待機状態となった後、再び、貯湯タンク２内の沸き上げ湯量が必要な量に対し足りなくなったことが前記貯湯温度センサ１２で検出されたり、若しくは、前記入水温度センサ２３で検出される前記入水温度Ｔ１が前記所定の高温度未満となったり、若しくは、次の日の深夜時間帯に突入したり、等になると、公知の制御により給湯装置１００の運転が再び開始される。したがってこのときのステップＳ１０では、制御装置５０，４０は、給湯装置１００がこのようにして待機状態から復帰して運転再開されたか否かを判定するものである。運転が再開されてステップＳ１０の判定が満たされると前記したステップＳ２０→ステップＳ３０→・・→ステップＳ６０→ステップＳ７０・・の流れを繰り返す。

【0078】

なお、図示を省略しているが、以上の各手順における任意のタイミングでユーザ（操作者）による適宜の運転終了操作がなされた場合には、このフローは終了され、給湯装置１００が停止する。

【0079】

なお、前記図８におけるステップＳ５０を実行する制御装置５０，４０が補正手段として機能し、ステップＳ６０を実行する制御装置５０，４０が制御手段として機能する。

【0080】

以上説明したように、本実施形態のヒートポンプ式給湯装置１００によれば、目標温度差制御を実行するにあたり、前記目標温度差△Ｈｍを実際の前記冷媒配管１８の前記管路長Ｌに応じて補正するとともに、その補正された目標温度差△Ｈｍを用いて前記目標温度差制御を実行する。これにより、図４（ａ）を用いて前述したような管路長Ｌの長・短により生じうる前記制御上のずれを解消し、最適条件になるべく近い条件で前記目標温度差制御を実行することができるので、ヒートポンプユニット３を確実に高効率で運転させることができるものである。

【0081】

また、本実施形態では特に、前記冷媒の過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａに基づいて前記管路長Ｌを推定し、その推定管路長Ｌに対応して前記目標温度差Ｈｍを補正可能である。これにより、前記圧縮機１４へ吸入される冷媒吸入温度Ｔｉｎと前記空気熱交換器１７における冷媒蒸発温度（＝外気温度Ｔａｉｒ）とをそれぞれ検出するだけで、前記管路長Ｌを推定し、対応する前記目標温度差△Ｈｍの補正を行うことができる。

【0082】

また、本実施形態では特に、前記冷媒の過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２に基づいて前記管路長Ｌを推定し、その推定管路長Ｌに対応して前記目標温度差Ｈｍを補正可能である。これにより、前記水冷媒熱交換器１５における冷媒凝縮温度Ｔｃｏｎと前記水冷媒熱交換器１５の冷媒側の流路１５ａからの冷媒流出温度Ｔ２とをそれぞれ検出するだけで、前記管路長Ｌを推定し、対応する前記目標温度差△Ｈｍの補正を行うことができる。

【0083】

また、本実施形態では特に、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１に基づいて前記管路長Ｌを推定し、その推定管路長Ｌに対応して前記目標温度差Ｈｍを補正可能である。これにより、前記冷媒流出温度Ｔ２と前記水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａへの前記入水温度Ｔ１とをそれぞれ検出するだけで、前記管路長Ｌを推定し、対応する前記目標温度差△Ｈｍの補正を行うことができる。

【0084】

また、本実施形態では特に、前記給湯装置１００全体の加熱能力Ｗに基づいて前記管路長Ｌを推定し、その推定管路長Ｌに対応して前記目標温度差Ｈｍを補正可能である。これにより、前記水冷媒熱交換器１５の出口側の前記加熱戻り管６における前記沸き上げ温度Ｔｂ、前記入水温度Ｔ１、及び、前記加熱循環ポンプ１９の回転数をそれぞれ検出するだけで、前記管路長Ｌを推定し、対応する前記目標温度差△Ｈｍの補正を行うことができる。

【0085】

また、本実施形態では特に、管路長Ｌが短くなるほど前記目標温度差△Ｈｍの値が小さくなるように補正され、管路長Ｌが長くなるほど前記目標温度差△Ｈｍの値が大きくなるように補正される。管路長Ｌが短くなるほど目標温度差△Ｈｍの値を小さくすることで、管路長Ｌが比較的短い場合に圧縮機１４からの冷媒吐出圧が高くなりすぎることを抑制し、冷媒配管１８の耐久性の低下や圧縮機１４に信頼性の低下を防止することができる。また、ヒートポンプユニット３による加熱能力が過大となるのを抑制することもできる。また、管路長Ｌが長くなるほど目標温度差△Ｈｍの値を大きくすることで、管路長Ｌが比較的長い場合にヒートポンプユニット３による加熱能力が過小となるのを防止し、タンクユニット１においていわゆる湯切れが生じるのを防止することができるものである。

【0086】

なお、以上においては、図６に示したように、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａ、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１、及び、前記加熱能力Ｗのうち少なくとも１つが、前記標準となる範囲（前記過熱度は０［℃］を超えかつ５［℃］未満の範囲、前記過冷却度は４０［℃］以上５０［℃］未満の範囲、前記流出・入水温度差は２［℃］以上１０［℃］未満の範囲、前記加熱能力は予め予定された所定値にほぼ等しい範囲）外に逸脱している場合について、各パラメータ（過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａ、過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２、流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１、加熱能力Ｗ）ごとに４つの区分（長管路長側３区分と短管路長側１区分）を設けて、各区分に応じて４段階で管路長Ｌの推定（正確には管路長範囲の推定）を行い、各段階の管路長範囲に応じて、目標温度差△Ｈｍに対する前記４つの補正値（ｐ１，ｐ２，ｐ３及びｑ）が決定されたが、これに限られない。すなわち、各パラメータ（過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａ、過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２、流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１、加熱能力Ｗ）の値に対し、無区分・無段階で一意的に管路長Ｌの値を推定し、その推定管路長Ｌに対し、例えば図９に一例を示すような線形の相関を適用して、目標温度差△Ｈｍに対する補正値を無段階にて算出するようにしてもよい。図９に示す例では、例えば管路長Ｌ＝１［ｍ］のときは前記補正値は−ｑａ（＜０）であり、管路長Ｌの増大と共に補正値は直線的に増大して、管路長Ｌ＝３［ｍ］のときに補正値０となり、さらに管路長Ｌ＝５［ｍ］のときに補正値はｐａ（＞０）となり、さらに管路長Ｌ＝７［ｍ］のときには補正値はｐｂ（＞ｐａ）となっている。この場合も、前記の実施形態と同様の効果を得る。

【0087】

また、前記のようにして、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａ、若しくは、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２、若しくは、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１、若しくは、前記加熱能力Ｗにより推定された管路長Ｌの値を、例えば加熱制御装置５０及び貯湯制御装置４０内に設けた、第１記憶手段としての適宜の記憶部に記憶し、それ以降の処理では当該記憶された管路長Ｌの値を読み出して利用するようにしてもよい。そのような変形例において制御装置５０，４０が実行する制御手順を図１０に示す。前記図８と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。

【0088】

図１０において、このフローでは、図８に示したフローに加え、新たに、ステップＳ５、ステップＳ３５、ステップＳ５０、ステップＳ５２、ステップＳ５４、ステップＳ５５が設けられている。すなわち、まず、新たに設けたステップＳ５で、制御装置５０，４０は、管路長Ｌの記憶処理済みを表すフラグＦを０に初期化する。その後、図８と同様のステップＳ１０〜ステップＳ３０を経て、新たに設けたステップＳ３５に移行する。

【0089】

ステップＳ３５では、制御装置５０，４０は、前記フラグＦが１であるか否かを判定する。最初は前記ステップＳ５でＦ＝０とされた状態であるので判定が満たされず（Ｓ３５：Ｎｏ）、図８と同様のステップＳ４０に移る。図８と同様、ステップＳ４０の判定が満たされない場合（Ｓ４０：Ｎｏ）はステップＳ６０に移行する一方、ステップＳ４０の判定が満たされた場合（Ｓ４０：Ｙｅｓ）はステップＳ５０に移行し、前記管路長Ｌの推定とこれを用いた前記目標温度差Ｈｍの補正が行われる。

【0090】

前記ステップＳ５０が終了したら、新たに設けたステップＳ５２に移り、制御装置５０，４０は、前記ステップＳ５０で推定した管路長Ｌの値を、前記記憶部に記憶し、その後新たに設けたステップＳ５４で、前記フラグＦを１とした後、図８と同様のステップＳ６０に移行する。ステップＳ６０及びその後のステップＳ７０は、図８と同様であり、ステップＳ７０の判定が満たされない場合（Ｓ７０：Ｎｏ）はステップＳ２０に戻り、ステップＳ７０の判定が満たされたら（Ｓ７０：Ｙｅｓ）ステップＳ１０へ移行し、同様の手順が繰り返される。

【0091】

前記のようにしてＦ＝１となった後にステップＳ１０又はステップＳ２０に戻った場合には、ステップＳ３０を経て前記ステップＳ３５における前記の判定が満たされ（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、新たに設けたステップＳ５５に移る。ステップＳ５５では制御装置５０，４０は、これより前の前記ステップＳ５２において前記記憶部に記憶された前記管路長Ｌの値を読み出し、これを用いて前記目標温度差Ｈｍを補正する。その後、ステップＳ６０に移り、以降は同様の手順を繰り返す。

【0092】

この図１０に示す変形例によれば、最初にステップＳ５０において推定された管路長Ｌの値を前記記憶部に記憶しておくことで、それ以降の運転時には（前記推定を再度行うことなく）ステップＳ５５ｆｒ当該記憶された管路長Ｌの値を読み出して用いるだけで、前記目標温度差△Ｈｍの補正を素早く行うことができる。この結果、さらに利便性を向上することができるものである。

【0093】

さらに、以上のように、各センサの検出結果に基づき算出された、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａ、前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２、前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１、前記加熱能力Ｗ等により管路長Ｌの値を自動的に推定するのではなく、例えばユーザが手動操作で管路長Ｌの値を入力し、その入力された管路長Ｌの値に応じて前記目標温度差△Ｈｍを補正するようにしてもよい。そのような変形例におけるヒートポンプ式給湯装置１００の概略構成図を図１１に示す。前記図１等と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。

【0094】

図１１において、この変形例では、例えばリモコン等からなる適宜の操作部６０がタンクユニット１に設けられる（なお、ヒートポンプユニット３側に設けても良い）。前記操作部６０は、前記貯湯制御装置４０又は前記加熱制御装置５０（この例では加熱制御装置５０）に対し情報送受信可能に接続されており、ユーザは、この操作部６０を適宜に手動操作することにより、予め分かっている前記管路長Ｌの値を入力することができる。入力された前記管路長Ｌの値は、前記加熱制御装置５０で受信されて取得され、さらに貯湯制御装置４０においても取得可能となっている。

【0095】

本変形例において制御装置５０，４０が実行する制御手順を図１２に示す。前記図１０と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。図１２において、このフローでは、図１０に示したフローにおいて、前記ステップＳ４０を削除すると共に、ステップＳ５０に代えてステップＳ５０′が設けられている。すなわち、図１０と同様の、ステップＳ５〜ステップＳ３０を経て、ステップＳ３５における前記の判定が満たされなかった場合（Ｓ３５：Ｎｏ）には、新たに設けたステップＳ５０′に移る。

【0096】

ステップＳ５０′では、制御装置５０，４０は、前述のようにして操作部６０において入力された管路長Ｌを取得する。その後、前記ステップＳ５０と同様に、その取得された管路長Ｌに対し前記図５に示したテーブル内容を適用し、対応する補正値を用いて、ステップＳ２０で決定された前記目標温度差△Ｈｍに対する補正を行う（したがって、本変形例においては図６に示したテーブルは使用されない）。その後のステップＳ５２では、制御装置５０，４０は、ステップＳ５０′で取得された前記管路長Ｌを第２記憶手段としての適宜の記憶部に記憶する。ステップＳ５４、あるいはステップＳ５５、及びステップＳ６０以降については前記図１０と同様であり、説明を省略する。なお、前記図１２におけるステップＳ５０′を実行する制御装置５０，４０が本変形例における補正手段として機能し、ステップＳ６０を実行する制御装置５０，４０が本変形例における制御手段として機能する。

【0097】

本変形例によれば、ユーザが手動操作で入力した管路長Ｌを直接用いることで、対応する前記目標温度差△Ｈｍの補正を迅速に行うことができる。この結果、補正制御に要する時間を短くすることができる。また、一度操作入力された管路長の値を前記記憶部に記憶しておくことで、それ以降の運転時には（前記操作入力を再度行わなくても）当該記憶された管路長Ｌの値を読み出して用いるだけで、対応する前記目標温度差△Ｈｍの補正を素早く行うことができる。この結果、さらに利便性を向上することができるものである。

【0098】

さらに、前記図１１及び図１２を用いて説明した変形例の手法と前記実施形態の手法とを組み合わせ、前述のようにしてユーザが操作部６０を介し手動操作で入力した管路長Ｌを用いて前記目標温度差△Ｈｍの補正（１次補正）を行った後、各センサの検出結果に基づき算出された、前記過熱度Ｔｉｎ−Ｔｅｖａ、若しくは前記過冷却度Ｔｃｏｎ−Ｔ２、若しくは前記流出・入水温度差Ｔ２−Ｔ１、若しくは前記加熱能力Ｗ、により管路長Ｌの値を自動的に推定し、その推定された管路長Ｌの値に応じて前記１次補正後の目標温度差△Ｈｍをさらに補正（２次補正）するようにしてもよい（フロー等による図示は省略）。

【0099】

この変形例においては、ユーザが手動操作で入力した管路長Ｌを直接用いて対応する前記目標温度差△Ｈｍの１次補正を迅速に行うことができ、その後、運転を継続していくときの各種挙動に対応して管路長Ｌの推定を行い、上記１次補正後の目標温度差△Ｈｍがさらに２次補正される。これにより、さらに高精度かつ迅速に最適条件にて前記目標温度差制御を実行できるので、ヒートポンプユニット３をさらに確実に高効率で運転させることができるものである。

【0100】

なお、本発明は以上の態様に限定されることなく、その趣旨を変更しない範囲で適用可能なもので、例えば、前記電子膨張弁１６は、タンクユニット１内の冷媒配管１８の流出温度センサ２１の下流側に設けた構成としてもよく、また、前記ヒートポンプサイクルとしては、減圧器としてエジェクターを用いたエジェクターサイクルでもよいものである。

【0101】

また、前記ヒートポンプサイクルでは、水冷媒熱交換器１５を通過した後の高圧冷媒と圧縮機１４の吸入側の低圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器（図示せず）を備えた構成としてもよい。この場合、前記流出温度センサ２１は、水冷媒熱交換器１５より下流側で、高圧冷媒が通過する前記内部熱交換器より上流側の冷媒温度を検出する位置に配設され、前記吐出温度センサ２０の検出する冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと前記流出温度センサ２１の検出する冷媒温度との温度差△Ｈが所定の目標温度差△Ｈｍとなるように電子膨張弁１６の開度が制御され、これによって、前記と同様の効果を得られるものである。

【符号の説明】

【0102】

１ タンクユニット
２ 貯湯タンク
３ ヒートポンプユニット
４ 加熱循環回路（湯水循環回路）
５ 加熱往き管（湯水配管）
６ 加熱戻り管（湯水配管）
１４ 圧縮機
１５ 水冷媒熱交換器
１６ 電子膨張弁（減圧器）
１７ 空気熱交換器（蒸発器）
１８ 冷媒配管
１９ 加熱循環ポンプ（給水ポンプ）
３０ 冷媒循環回路
４０ 貯湯制御装置
５０ 加熱制御装置
１００ ヒートポンプ式給湯装置
△Ｈ 冷媒吐出温度と冷媒流出温度との温度差
△Ｈｍ 目標温度差
Ｌ 冷媒配管の管路長
Ｔ１ 入水温度
Ｔ２ 冷媒流出温度
Ｔａｉｒ 外気温度
Ｔｂｍ 目標沸き上げ温度
Ｔｃｏｎ 冷媒凝縮温度
Ｔｅｖａ 冷媒蒸発温度
Ｔｉｎ 冷媒吸入温度
Ｔｏｕｔ 冷媒吐出温度
Ｗ 加熱能力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】