(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022175904
(43)【公開日】2022-11-25
(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 15/375 20220101AFI20221117BHJP
【ＦＩ】
F24H4/02 Q
F24H4/02 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021082681
(22)【出願日】2021-05-14
(71)【出願人】
【識別番号】000000538
【氏名又は名称】株式会社コロナ
(72)【発明者】
【氏名】窪田 広記
(72)【発明者】
【氏名】阿部 基
【テーマコード（参考）】
3L122
【Ｆターム（参考）】
3L122AA02
3L122AA23
3L122AA65
3L122AB22
3L122BA32
3L122BB13
3L122BB14
3L122DA22
3L122GA06
(57)【要約】
【課題】圧縮機１４の保護を目的として予め決められた運転可能圧力範囲内で圧縮機１４を駆動させることを目的とする。
【解決手段】制御手段には、圧縮機１４の回転数を下げても圧縮機１４の保護のために圧縮機１４の回転数と吐出圧力によって予め定められた圧縮機１４の運転可能圧力範囲内になるかどうかを判定する判定手段２６を設け、制御手段は、沸き上げ運転中に、入水温度検出手段が沸き上げ終了直前温度を検出すると、判定手段２６で圧縮機１４の回転数を下げても運転可能圧力範囲内であるか否かを判定し、運転可能圧力範囲内であると判定した場合は、圧縮機１４の回転数を下げて、沸き上げ運転を継続し、運転可能圧力範囲内にならないと判定した場合は、圧縮機１４の回転数を変えず、沸き上げ運転を継続するようにした。
【選択図】図３
【解決手段】制御手段には、圧縮機１４の回転数を下げても圧縮機１４の保護のために圧縮機１４の回転数と吐出圧力によって予め定められた圧縮機１４の運転可能圧力範囲内になるかどうかを判定する判定手段２６を設け、制御手段は、沸き上げ運転中に、入水温度検出手段が沸き上げ終了直前温度を検出すると、判定手段２６で圧縮機１４の回転数を下げても運転可能圧力範囲内であるか否かを判定し、運転可能圧力範囲内であると判定した場合は、圧縮機１４の回転数を下げて、沸き上げ運転を継続し、運転可能圧力範囲内にならないと判定した場合は、圧縮機１４の回転数を変えず、沸き上げ運転を継続するようにした。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、
圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧器、蒸発器を備えたヒートポンプ式加熱手段と、
該ヒートポンプ式加熱手段の前記水冷媒熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを環状に接続する加熱循環回路と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記貯湯タンクから前記水冷媒熱交換器に送水される入水温度を検出する入水温度検出手段と、
前記水冷媒熱交換器から前記貯湯タンクに送水される沸き上げ温度を検出する沸き上げ温度検出手段
前記外気温度検出手段で検出した前記外気温度に基づいて前記圧縮機の回転数を制御し、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沸き上げ運転を制御すると共に、前記沸き上げ運転中に、前記入水温度検出手段が所定の沸き上げ終了直前温度を検出すると、前記圧縮機の回転数を下げる沸き終い制御をする制御手段とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、
前記制御手段には、前記圧縮機の回転数を下げても前記圧縮機の保護のために前記圧縮機の回転数と吐出圧力によって予め定められた前記圧縮機の運転可能圧力範囲内になるかどうかを判定する判定手段を設け、
前記制御手段は、前記沸き上げ運転中に、前記入水温度検出手段が前記所定の沸き上げ終了直前温度を検出すると、
前記判定手段で前記圧縮機の回転数を下げても前記運転可能圧力範囲内であるか否かを判定し、
前記運転可能圧力範囲内であると判定した場合は、前記圧縮機の回転数を下げて、前記沸き上げ運転を継続し、
前記運転可能圧力範囲内にならないと判定した場合は、前記圧縮機の回転数を変えず、前記沸き上げ運転を継続するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧器、蒸発器を備えたヒートポンプ式加熱手段と、
該ヒートポンプ式加熱手段の前記水冷媒熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを環状に接続する加熱循環回路と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記貯湯タンクから前記水冷媒熱交換器に送水される入水温度を検出する入水温度検出手段と、
前記水冷媒熱交換器から前記貯湯タンクに送水される沸き上げ温度を検出する沸き上げ温度検出手段
前記外気温度検出手段で検出した前記外気温度に基づいて前記圧縮機の回転数を制御し、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沸き上げ運転を制御すると共に、前記沸き上げ運転中に、前記入水温度検出手段が所定の沸き上げ終了直前温度を検出すると、前記圧縮機の回転数を下げる沸き終い制御をする制御手段とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、
前記制御手段には、前記圧縮機の回転数を下げても前記圧縮機の保護のために前記圧縮機の回転数と吐出圧力によって予め定められた前記圧縮機の運転可能圧力範囲内になるかどうかを判定する判定手段を設け、
前記制御手段は、前記沸き上げ運転中に、前記入水温度検出手段が前記所定の沸き上げ終了直前温度を検出すると、
前記判定手段で前記圧縮機の回転数を下げても前記運転可能圧力範囲内であるか否かを判定し、
前記運転可能圧力範囲内であると判定した場合は、前記圧縮機の回転数を下げて、前記沸き上げ運転を継続し、
前記運転可能圧力範囲内にならないと判定した場合は、前記圧縮機の回転数を変えず、前記沸き上げ運転を継続するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【請求項2】
前記判定手段は、前記外気温度が所定外気温度以上であるかの第一要件を満たし、かつ、前記目標沸き上げ温度が所定沸き上げ温度以上であるかの第二要件を満たす場合は、前記運転可能圧力範囲内にならないと判定するようにした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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は貯湯式の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】
従来のこの種のヒートポンプ式給湯装置においては、下部に給水管が接続され、上部に出湯管が接続された貯湯タンクと、圧縮機、凝縮器としての水冷媒熱交換器、減圧器としての電子膨張弁、蒸発器としての空気熱交換器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルを有したヒートポンプ式加熱手段と、貯湯タンク下部から取り出した湯水を水冷媒熱交換器の水側に流通させ貯湯タンク上部に戻す循環ポンプを有した加熱循環回路とを備え、貯湯タンク内の湯水をヒートポンプ式加熱手段に循環させ沸き上げるようにしたものであった。
【0003】
このヒートポンプ式加熱手段は、沸き上げ運転終了の直前に圧縮機の回転数を下げる沸き終い制御をすることで、圧縮機の吐出圧力の上昇を抑えることができると共に、比較的高い給水温度の水でも沸き上げることが可能な沸き終い制御を行うヒートポンプ給湯機があった（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００２－３４０４０２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、従来のヒートポンプ給湯装置において、夏場のように外気温度が高い場合では圧縮機の回転数が低く、また、目標沸き上げ温度が高い場合では吐出圧力も高くなるが、この状態で入水温度が高くなり、沸き終い制御により圧縮機の回転数を下げると、予め決められた圧縮機の運転可能圧力範囲を外れてしまうため、圧縮機に負荷がかかり、圧縮機の寿命を縮めてしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
そこで、この発明は上記課題を解決するために、湯水を貯湯する貯湯タンクと、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧器、蒸発器を備えたヒートポンプ式加熱手段と、該ヒートポンプ式加熱手段の前記水冷媒熱交換器の水側と前記貯湯タンクとを環状に接続する加熱循環回路と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記貯湯タンクから前記水冷媒熱交換器に送水される入水温度を検出する入水温度検出手段と、前記水冷媒熱交換器から前記貯湯タンクに送水される沸き上げ温度を検出する沸き上げ温度検出手段前記外気温度検出手段で検出した前記外気温度に基づいて前記圧縮機の回転数を制御し、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沸き上げ運転を制御すると共に、前記沸き上げ運転中に、前記入水温度検出手段が所定の沸き上げ終了直前温度を検出すると、前記圧縮機の回転数を下げる沸き終い制御をする制御手段とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、前記制御手段には、前記圧縮機の回転数を下げても前記圧縮機の保護のために前記圧縮機の回転数と吐出圧力によって予め定められた前記圧縮機の運転可能圧力範囲内になるかどうかを判定する判定手段を設け、前記制御手段は、前記沸き上げ運転中に、前記入水温度検出手段が前記所定の沸き上げ終了直前温度を検出すると、前記判定手段で前記圧縮機の回転数を下げても前記運転可能圧力範囲内であるか否かを判定し、前記運転可能圧力範囲内であると判定した場合は、前記圧縮機の回転数を下げて、前記沸き上げ運転を継続し、前記運転可能圧力範囲内にならないと判定した場合は、前記圧縮機の回転数を変えず、前記沸き上げ運転を継続するようにした。
【0007】
また、前記判定手段は、前記外気温度が所定外気温度以上であるかの第一要件を満たし、かつ、前記目標沸き上げ温度が所定沸き上げ温度以上であるかの第二要件を満たす場合は、前記運転可能圧力範囲内にならないと判定するようにした。
【発明の効果】
【0008】
この発明によれば、沸き上げ運転終了直前の沸き終い制御において、沸き終い制御により圧縮機の回転数を下げると、運転可能圧力範囲内に収まらないと判定される場合では、沸き終い制御による圧縮機の回転数を下げる制御を行わないため、運転可能圧力範囲内で圧縮機を駆動させることで、圧縮機を安定させて駆動させることができ、圧縮機への負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】この発明のヒートポンプ式給湯装置の一実施形態の概略構成図。
【図2】同一実施形態の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3】同一実施形態の圧縮機の回転数と吐出圧力の関係、及び、圧縮機の運転可能圧力範囲を示す図。
【図4】同一実施形態の沸き終い制御を説明するフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を有した貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段、４は前記貯湯タンク２の下部に接続された加熱往き管５及び前記貯湯タンク２の上部に接続された加熱戻り管６からなり、貯湯タンク２とヒートポンプ式加熱手段３とを湯水が循環するよう環状に接続する加熱循環回路、７は前記貯湯タンク２の下部に接続され貯湯タンク２に水を給水する給水管、８は前記貯湯タンク２の上部に接続され貯湯されている高温水を出湯する出湯管である。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を有した貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱するヒートポンプ式加熱手段、４は前記貯湯タンク２の下部に接続された加熱往き管５及び前記貯湯タンク２の上部に接続された加熱戻り管６からなり、貯湯タンク２とヒートポンプ式加熱手段３とを湯水が循環するよう環状に接続する加熱循環回路、７は前記貯湯タンク２の下部に接続され貯湯タンク２に水を給水する給水管、８は前記貯湯タンク２の上部に接続され貯湯されている高温水を出湯する出湯管である。
【0011】
９は給水管７から分岐された給水バイパス管、１０は出湯管８からの湯と給水バイパス管９からの水を混合して給湯設定温度の湯とする混合弁、１１は混合弁１０で混合後の給湯温度を検出する給湯温度センサ、１２は貯湯タンク２の側面上下にわたり複数設けられ、貯湯タンク２内の湯の温度を検出する貯湯温度センサ、１３は前記貯湯タンクユニット１内の各センサの出力を受けて各機器の動作を制御する貯湯制御手段である。
【0012】
前記ヒートポンプ式加熱手段３は、冷媒を圧縮する圧縮機１４と、圧縮機１４から吐出された冷媒を流通させる冷媒側の流路と加熱往き管５からの湯水を加熱戻り管６に流通させる水側の流路とを有し、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、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とを冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクル１８と、水冷媒熱交換器１５の水側の加熱循環回路４途中に設けられて貯湯タンク２の湯水を循環させる加熱循環ポンプ１９とを備えており、ヒートポンプサイクル１８内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。
【0013】
２０は圧縮機１４と水冷媒熱交換器１５との間に設けられ、圧縮機１４から吐出される冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサ、２１は水冷媒熱交換器１５と電子膨張弁１６との間に設けられ、水冷媒熱交換器１５の冷媒側から流出し電子膨張弁１６に向かう冷媒の温度を検出する流出温度センサ、２２は空気熱交換器１７の空気入口側に設けられ、外気温度を検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ、２３は水冷媒熱交換器１５の水側に流入する入水温度を検出する入水温度検出手段としての入水温度センサ、２４は水冷媒熱交換器１５の水側から貯湯タンク２に向かって流出する沸き上げ温度を検出する沸き上げ温度検出手段としての沸き上げ温度センサである。
【0014】
２５は前記ヒートポンプ式加熱手段３内の各センサの出力を受けて各機器の動作を制御する制御手段としての加熱制御手段で、貯湯制御手段１３と通信可能に接続され、貯湯制御手段１３と連携して作動するものである。
【0015】
２６は、加熱制御手段２５に設けられた判定手段であり、沸き上げ運転の終了直前に圧縮機１４の回転数を下げても圧縮機１４の保護のために圧縮機１４の回転数と吐出圧力によって予め定められた圧縮機１４の運転可能圧力範囲内になるかどうかを判定する。
【0016】
判定手段２６の具体的な判定方法としては、外気温度センサ２２で検出した外気温度が所定外気温度以上であるか否かと、貯湯制御手段１３で設定された温度である目標沸き上げ温度が所定沸き上げ温度以上であるか否かを確認し、二つの要件を満たした場合、沸き終い制御により圧縮機１４の回転数を下げると、運転可能圧力範囲外になってしまうと判定し、二つの要件を満たさない場合、沸き終い制御で圧縮機１４の回転数をさげても運転可能圧力範囲内に収まると判定する。
【0017】
次に、沸き上げ運転の動作について説明する。
深夜時間帯となると、貯湯制御手段１３は貯湯タンク２内の湯水が所定の目標沸き上げ温度になるように沸き上げ運転を開始するよう加熱制御手段２５へ沸き上げ開始命令を指示する。そして、加熱制御手段２５は、沸き上げ運転において、前記目標沸き上げ温度及び外気温度センサ２２で検出した外気温度に応じて設定される回転数で動作するように圧縮機１４を制御すると共に、吐出温度センサ２０の検出する冷媒温度と流出温度センサ２１の検出する冷媒温度との温度差ΔＨが所定の目標温度差ΔＨｍとなるように電子膨張弁１６の開度を所定の周期でフィードバック制御する。同時に、加熱制御手段２５は沸き上げ温度センサ２４で検出する水冷媒熱交換器１５で加熱された湯が目標沸き上げ温度になるように加熱循環ポンプ１９の回転数をフィードバック制御する。
深夜時間帯となると、貯湯制御手段１３は貯湯タンク２内の湯水が所定の目標沸き上げ温度になるように沸き上げ運転を開始するよう加熱制御手段２５へ沸き上げ開始命令を指示する。そして、加熱制御手段２５は、沸き上げ運転において、前記目標沸き上げ温度及び外気温度センサ２２で検出した外気温度に応じて設定される回転数で動作するように圧縮機１４を制御すると共に、吐出温度センサ２０の検出する冷媒温度と流出温度センサ２１の検出する冷媒温度との温度差ΔＨが所定の目標温度差ΔＨｍとなるように電子膨張弁１６の開度を所定の周期でフィードバック制御する。同時に、加熱制御手段２５は沸き上げ温度センサ２４で検出する水冷媒熱交換器１５で加熱された湯が目標沸き上げ温度になるように加熱循環ポンプ１９の回転数をフィードバック制御する。
【0018】
なお、前記所定の目標沸き上げ温度は、過去の給湯量の最大値や平均値等の給湯実績から貯湯制御手段１３によって算出される。
【0019】
また、加熱制御手段２５は、前記所定の目標温度差ΔＨｍを前記目標沸き上げ温度と、外気温度センサ２２の検出する外気温度と、入水温度センサ２３の検出する入水温度とに基づいて、次式により算出する。
ΔＨｍ＝外気温度×Ａ＋入水温度×Ｂ＋目標沸き上げ温度×Ｃ＋Ｄ
（ここで、Ａ、Ｂは負の係数、Ｃは正の係数、Ｄは固定値である。）
ΔＨｍ＝外気温度×Ａ＋入水温度×Ｂ＋目標沸き上げ温度×Ｃ＋Ｄ
（ここで、Ａ、Ｂは負の係数、Ｃは正の係数、Ｄは固定値である。）
【0020】
前記所定の目標温度差ΔＨｍは、上式より外気温度が高くなる程、値が小さくなっていき、入水温度が高くなる程、値が小さくなっていき、目標沸き上げ温度が高くなる程、値が大きくなるものであり、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運転中において、その時その時でヒートポンプ式加熱手段３の運転効率が最大効率となる所定の目標温度差ΔＨｍを確実に求めることができ、ヒートポンプ式加熱手段３を高効率で運転させることができるものである。なお、前記所定の目標温度差ΔＨｍ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。
【0021】
先に説明したとおり、沸き上げ運転の際、加熱制御手段２５は、吐出温度センサ２０の検出する冷媒温度と流出温度センサ２１の検出する冷媒温度との温度差ΔＨが、算出した所定の目標温度差ΔＨｍとなるように電子膨張弁１６の開度を制御しているが、具体的には、ΔＨ＜ΔＨｍの場合は、電子膨張弁１６の開度を閉じる方向に制御し、ΔＨ＞ΔＨｍの場合は、電子膨張弁１６の開度を開く方向に制御するものである。
【0022】
ここで、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について、図２を用いて説明するが、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であり、ここでは圧縮機１４から吐出され吐出温度センサ２０で検出される冷媒の吐出温度と水冷媒熱交換器１５から流出し流出温度センサ２１の検出する冷媒の流出温度との温度差とする。
【0023】
図２に示すように、このものでは、電子膨張弁１６開度を変化させると、圧縮機１４から吐出される冷媒の吐出温度及び水冷媒熱交換器１５から流出する冷媒の流出温度の双方が変化するので、図２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、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、制御性が良く、ヒートポンプ式加熱手段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。
【0024】
このように、上述のような加熱制御手段２５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式加熱手段３へ循環され、貯湯タンク２の上部から目標沸き上げ温度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を貯湯温度センサ１２で検出するか、ヒートポンプ式加熱手段３の入水温度センサ２３で検出する入水温度が沸き上げし難い所定の高温度以上を検出するか、あるいは電力料金単価の安い深夜時間帯が終了した時点で、貯湯制御手段１３は沸き上げ運転を停止するべく加熱制御手段２５に停止指示を出し、加熱制御手段２５は圧縮機１４と加熱循環ポンプ１９の運転を停止して、沸き上げ運転を終了する。
【0025】
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ヒートポンプ式加熱手段３へ流入し、このとき、水冷媒熱交換器１５の水側に流入する湯水の入水温度が徐々に上昇していくものである。
【0026】
ここで、沸き終い時における沸き終い制御について説明する。
沸き上げ運転終了に近づき、入水温度センサ２３が沸き上げ終了直前温度を検出すると、加熱制御手段２５は、圧縮機１４の吐出圧力が上昇するので、圧縮機１４の回転数を低くして加熱能力を落とすように制御し、吐出圧力を低く押さえ、高温の給水温度まで沸き上げ運転が継続できるようにしている。
沸き上げ運転終了に近づき、入水温度センサ２３が沸き上げ終了直前温度を検出すると、加熱制御手段２５は、圧縮機１４の吐出圧力が上昇するので、圧縮機１４の回転数を低くして加熱能力を落とすように制御し、吐出圧力を低く押さえ、高温の給水温度まで沸き上げ運転が継続できるようにしている。
【0027】
沸き上げ終了直前温度の一例として、一実施形態では、沸き上げ終了直前温度を沸き上げ温度よりも所定温度（ここでは１５℃）低い温度のことを示し、入水温度センサ２３で検出した温度が沸き上げ温度センサ２４で検出した温度よりも１５℃低い温度以上（沸き上げ終了直前温度）を検出したら、沸き終い制御を行う。
【0028】
次に、沸き終い制御と後述する運転可能圧力範囲について図３のグラフに基づいて説明する。
図３は、横軸に圧縮機１４の回転数をとり、縦軸に吐出圧力をとって、外気温度のパラメータ（冬は例えば外気温度５℃、夏は例えば外気温度２９℃）にして、ある給水温度の場合の圧縮機１４の回転数に対する吐出圧力の関係を示したものである。
また、圧縮機１４の保護を目的として予め決められた運転可能圧力範囲が設けられ、運転可能圧力範囲内で圧縮機１４を駆動させることで、圧縮機１４を安定させて駆動させることができ、圧縮機１４への負荷を軽減することができる。
図３は、横軸に圧縮機１４の回転数をとり、縦軸に吐出圧力をとって、外気温度のパラメータ（冬は例えば外気温度５℃、夏は例えば外気温度２９℃）にして、ある給水温度の場合の圧縮機１４の回転数に対する吐出圧力の関係を示したものである。
また、圧縮機１４の保護を目的として予め決められた運転可能圧力範囲が設けられ、運転可能圧力範囲内で圧縮機１４を駆動させることで、圧縮機１４を安定させて駆動させることができ、圧縮機１４への負荷を軽減することができる。
【0029】
まず、夏期間で外気温度が高く（ここでは外気温度２９℃）、目標沸き上げ温度が低い（１）の場合、圧縮機１４の回転数をＡとして沸き上げ運転を行っているとき、この沸き上げ運転の終了直前の沸き終い制御では、圧縮機１４の回転数Ａを回転数Ｂに下げる。このとき、圧縮機１４の回転数Ｂは運転可能圧力範囲内で圧縮機１４が駆動しているため圧縮機１４を安定させて駆動させることができ、圧縮機１４への負荷を軽減させられることが示される。
【0030】
次に、冬期間で外気温度が低く（ここでは外気温度５℃）、目標沸き上げ温度が高い（２）の場合、圧縮機１４の回転数をＡとして沸き上げ運転を行っているとき、この沸き上げ運転の終了直前の沸き終い制御では、圧縮機１４の回転数Ａを回転数Ｂに下げる。このとき、圧縮機１４の回転数Ｂは運転可能圧力範囲内で圧縮機１４が駆動しているため圧縮機１４を安定させて駆動させることができ、圧縮機１４への負荷を軽減させられることが示される。
【0031】
次に、夏期間で外気温度が高く（ここでは外気温度２９℃）、目標沸き上げ温度が高い（３）の場合、圧縮機１４の回転数をＡとして沸き上げ運転を行っているとき、この沸き上げ運転の終了直前の沸き終い制御では、圧縮機１４の回転数Ａを回転数Ｂに下げてしまうと、圧縮機１４の回転数Ｂは運転可能圧力範囲外となり、圧縮機１４の負荷が増大し、劣化や故障の原因になってしまうことが示される。
【0032】
このように、夏期間で外気温度が高いため圧縮機１４の回転数が低く、目標沸き上げ温度が高い場合、沸き終い制御により圧縮機１４の回転数を下げると、運転可能圧力範囲外となる可能性がある。
【0033】
次に、図４のフローチャートに基づいて、一実施形態の沸き上げ運転の終了直前の沸き終い制御と判定手段２６について詳しく説明する。
深夜時間帯となり、貯湯制御手段１３は貯湯タンク２内の湯水が所定の目標沸き上げ温度になるように沸き上げ運転を開始するよう加熱制御手段２５へ沸き上げ開始命令を指示し、加熱制御手段２５は、回転数Ａで圧縮機を回転させ、沸き上げ運転を開始する（Ｓ１）。
深夜時間帯となり、貯湯制御手段１３は貯湯タンク２内の湯水が所定の目標沸き上げ温度になるように沸き上げ運転を開始するよう加熱制御手段２５へ沸き上げ開始命令を指示し、加熱制御手段２５は、回転数Ａで圧縮機を回転させ、沸き上げ運転を開始する（Ｓ１）。
【0034】
沸き上げ運転を継続させると、貯湯タンク２内の湯層と水層との間の混合層の湯水がヒートポンプ式加熱手段３へ流入することで、水冷媒熱交換器１５の水側に流入する湯水の入水温度が徐々に上昇していく、このとき、加熱制御手段２５は入水温度センサ２３で検出した入水温度を確認し、入水温度が前記沸き上げ終了直前温度（ここでは、沸き上げ温度－１５℃）以上であると検出すると（Ｓ２がＹｅｓ）、沸き終い制御待機状態に移行する（Ｓ３）。
【0035】
そして、判定手段２６は、外気温度センサ２２で検出した外気温度が所定外気温度以上（ここでは２０℃以上）であるか確認し（Ｓ４）、次に、目標沸き上げ温度が所定沸き上げ温度以上（ここでは５０℃以上）であるかを確認して（Ｓ５）、圧縮機１４の回転数を下げても圧縮機１４の保護のために圧縮機１４の回転数と吐出圧力によって予め定められた圧縮機１４の運転可能圧力範囲内になるかどうかを判定する。
【0036】
二つの要件のうち、少なくとも１つの要件を満たさない場合は（Ｓ４、Ｓ５の少なくとも一方がＮｏ）、沸き終い制御待機状態から沸き終い制御に移行し、圧縮機１４の回転数を下げて、圧縮機１４の回転数Ｂで沸き上げ運転を継続する（Ｓ６）。
【0037】
その後、貯湯タンク２内に必要な湯量が沸き上げられたことを貯湯温度センサ１２で検出するか、ヒートポンプ式加熱手段３の入水温度センサ２３で検出する入水温度が沸き上げし難い所定の高温度以上を検出するか、あるいは電力料金単価の安い深夜時間帯が終了したら（Ｓ７がＹｅｓ）、貯湯制御手段１３は沸き上げ運転を停止するべく加熱制御手段２５に停止指示を出し、加熱制御手段２５は圧縮機１４と加熱循環ポンプ１９の運転を停止して、沸き上げ運転を終了する（Ｓ８）。
【0038】
また、Ｓ４及びＳ５で、外気温度センサ２２の検出温度が２０℃以上（Ｓ４がＹｅｓ）、かつ、目標沸き上げ温度が５０℃以上の二つの要件を満たす場合（Ｓ５がＹｅｓ）、沸き終い制御待機状態をキャンセルし、圧縮機１４の回転数を下げず、圧縮機１４の回転数Ａのまま沸き上げ運転を継続する（Ｓ９）。
【0039】
そして、貯湯タンク２内に必要な湯量が沸き上げられたことを貯湯温度センサ１２で検出するか、ヒートポンプ式加熱手段３の入水温度センサ２３で検出する入水温度が沸き上げし難い所定の高温度以上を検出するか、あるいは電力料金単価の安い深夜時間帯が終了したら（Ｓ７がＹｅｓ）、貯湯制御手段１３は沸き上げ運転を停止するべく加熱制御手段２５に停止指示を出し、加熱制御手段２５は圧縮機１４と加熱循環ポンプ１９の運転を停止して、沸き上げ運転を終了する（Ｓ８）。
【0040】
このように、沸き上げ運転終了直前の沸き終い制御において、沸き終い制御により圧縮機１４の回転数を下げると、運転可能圧力範囲内に収まらないと判定される場合では、沸き終い制御による圧縮機１４の回転数を下げる制御を行わないため、運転可能圧力範囲内で圧縮機１４を駆動させることで、圧縮機１４を安定させて駆動させることができ、圧縮機１４への負荷を軽減することができる。
【0041】
なお、本発明はこれまで説明してきた一実施形態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、ヒートポンプサイクル１８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。
【0042】
また、図４で説明した運転可能圧力範囲において、この運転可能圧力範囲は圧縮機１４によって異なるため、別の圧縮機１４を用いた場合、運転可能圧力範囲も異なっても良い。本発明は、沸き終い制御による圧縮機１４の回転数を外気温度及び目標沸き上げ温度に応じて、変えないか下げるかを判定手段２６で判定し、適切な沸き上げ運転を行うものである。
【0043】
また、一実施形態では、所定外気温度や所定目標沸き上げ温度、所定温度などの温度を具体的な温度で記載したが、この温度は一例であり適宜変更しても良いものである。
【0044】
また、一実施形態では、沸き上げ終了直前温度に達したことを、入水温度センサ２３で検出した温度が沸き上げ温度よりも所定温度（１５℃）低い温度以上に達したことで説明したが、これに限られるものではなく、例えば、入水温度センサ２３で検出した入水温度が予め定めた所定温度以上に達したことでも良く、入水温度センサ２３で検出した温度が目標沸き上げ温度よりも所定温度低い温度以上に達したことでも良く、貯湯タンク２の下部付近に備えた貯湯温度センサ１２で検出した温度が所定沸き終い開始温度以上に達したことでも良いものであり、水冷媒熱交換器１５の水側に流入する湯水の入水温度が高くなり、沸き上げ運転の終了の直前であることを判断できるなら上記以外の方法でも良いものである。
【符号の説明】
【0045】
２ 貯湯タンク
３ ヒートポンプ式加熱手段
１３ 貯湯制御手段
１４ 圧縮機
２２ 外気温度センサ（外気温度検出手段）
２３ 入水温度センサ（入水温度検出手段）
２４ 沸き上げ温度センサ（沸き上げ温度検出手段）
２５ 加熱制御手段（制御手段）
２６ 判定手段
３ ヒートポンプ式加熱手段
１３ 貯湯制御手段
１４ 圧縮機
２２ 外気温度センサ（外気温度検出手段）
２３ 入水温度センサ（入水温度検出手段）
２４ 沸き上げ温度センサ（沸き上げ温度検出手段）
２５ 加熱制御手段（制御手段）
２６ 判定手段
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】