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(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】P2024120658
(43)【公開日】2024-09-05
(54)【発明の名称】貯湯式給湯機
(51)【国際特許分類】
F24H 15/10 20220101AFI20240829BHJP
F24H 15/215 20220101ALI20240829BHJP
F24H 15/219 20220101ALI20240829BHJP
F24H 15/258 20220101ALI20240829BHJP
F24H 1/18 20220101ALI20240829BHJP
F24H 4/02 20220101ALI20240829BHJP
F24H 15/156 20220101ALI20240829BHJP
F24H 15/38 20220101ALI20240829BHJP
【ＦＩ】
F24H15/10
F24H15/215
F24H15/219
F24H15/258
F24H1/18 G
F24H4/02 F
F24H15/156
F24H15/38
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023027613
(22)【出願日】2023-02-24
(71)【出願人】
【識別番号】000000538
【氏名又は名称】株式会社コロナ
(71)【出願人】
【識別番号】000115854
【氏名又は名称】リンナイ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003096
【氏名又は名称】弁理士法人第一テクニカル国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】眞柄 隆志
(72)【発明者】
【氏名】上田 真典
(72)【発明者】
【氏名】赤木 伸行
(72)【発明者】
【氏名】田附 洋人
(72)【発明者】
【氏名】姫野 竜佑
【テーマコード（参考）】
3L122
【Ｆターム（参考）】
3L122AA02
3L122AA13
3L122AA23
3L122AA54
3L122AB22
3L122BB13
3L122BB14
3L122DA22
3L122EA52
3L122EA62
3L122GA06
(57)【要約】
【課題】電力抑制制御と沸き終い制御とが重畳して行われる場合にも、圧縮機の耐久性を確保する。
【解決手段】加熱制御装置５０の圧縮機制御部４１０Ｂに備えられた温度条件判定部４１０Ｂｅにより沸き終い運転モード運転中の入水温度Ｔ１が第２温度条件を満たすと判定された場合は、終了制御部４１０Ｂｆにより圧縮機１４が停止され沸上運転を終了する。電力抑制判定部４１０Ｂｄにより電力抑制信号が入力されたと判定されている場合には、温度条件変更部４１０Ｂｇにより、前記第２温度条件が、沸上運転が終了しやすい条件に変更される。これにより、圧縮機１４における低回転数及び高吐出圧により運転可能圧力範囲から外れ、圧縮機１４の耐久性が低下するのを防止することができる。
【選択図】図５
【解決手段】加熱制御装置５０の圧縮機制御部４１０Ｂに備えられた温度条件判定部４１０Ｂｅにより沸き終い運転モード運転中の入水温度Ｔ１が第２温度条件を満たすと判定された場合は、終了制御部４１０Ｂｆにより圧縮機１４が停止され沸上運転を終了する。電力抑制判定部４１０Ｂｄにより電力抑制信号が入力されたと判定されている場合には、温度条件変更部４１０Ｂｇにより、前記第２温度条件が、沸上運転が終了しやすい条件に変更される。これにより、圧縮機１４における低回転数及び高吐出圧により運転可能圧力範囲から外れ、圧縮機１４の耐久性が低下するのを防止することができる。
【選択図】図５
【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、及び、蒸発器を備えたヒートポンプ式加熱手段と、
前記ヒートポンプ式加熱手段の前記水冷媒熱交換器の水側流路と前記貯湯タンクとを環状に接続する加熱循環回路と、
前記加熱循環回路において温水を循環させる循環ポンプと、
前記加熱循環回路において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、
前記加熱循環回路において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上温度を検出する沸上温度検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記圧縮機及び前記循環ポンプを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記圧縮機を所定の第１回転数となるように制御すると共に前記沸上温度検出手段が検出する前記沸上温度が目標沸上温度となるように前記循環ポンプの流量を制御する通常沸上運転モード、若しくは、前記通常沸上運転モードにおいて、前記入水温度検出手段により検出された前記入水温度が沸上終了前の第１温度条件を満たす場合に、前記圧縮機を前記第１回転数より小さい第２回転数となるように制御すると共に前記循環ポンプの流量を前記通常沸上運転モードよりも大きい流量となるように制御する沸き終い運転モード、の何れかにより、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸上運転を行う貯湯式給湯機において、
前記ヒートポンプ式加熱手段における消費電力の抑制を指示する電力抑制信号が入力されたか否かを判定する電力抑制判定手段と、
前記沸き終い運転モードによる前記沸上運転の開始時又は開始後に、前記入水温度検出手段により検出された前記入水温度が運転停止のための第２温度条件を満たすか否かを判定する温度条件判定手段と、
前記温度条件判定手段により前記第２温度条件を満たす、と判定された場合に、前記圧縮機を停止させて沸上運転を終了する終了処理手段と、
前記電力抑制判定手段により前記電力抑制信号が入力されていると判定された場合は、前記第２温度条件を沸上運転が終了しやすい条件に変更する温度条件変更手段と、
を有することを特徴とする貯湯式給湯機。
圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧器、及び、蒸発器を備えたヒートポンプ式加熱手段と、
前記ヒートポンプ式加熱手段の前記水冷媒熱交換器の水側流路と前記貯湯タンクとを環状に接続する加熱循環回路と、
前記加熱循環回路において温水を循環させる循環ポンプと、
前記加熱循環回路において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、
前記加熱循環回路において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上温度を検出する沸上温度検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記圧縮機及び前記循環ポンプを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記圧縮機を所定の第１回転数となるように制御すると共に前記沸上温度検出手段が検出する前記沸上温度が目標沸上温度となるように前記循環ポンプの流量を制御する通常沸上運転モード、若しくは、前記通常沸上運転モードにおいて、前記入水温度検出手段により検出された前記入水温度が沸上終了前の第１温度条件を満たす場合に、前記圧縮機を前記第１回転数より小さい第２回転数となるように制御すると共に前記循環ポンプの流量を前記通常沸上運転モードよりも大きい流量となるように制御する沸き終い運転モード、の何れかにより、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸上運転を行う貯湯式給湯機において、
前記ヒートポンプ式加熱手段における消費電力の抑制を指示する電力抑制信号が入力されたか否かを判定する電力抑制判定手段と、
前記沸き終い運転モードによる前記沸上運転の開始時又は開始後に、前記入水温度検出手段により検出された前記入水温度が運転停止のための第２温度条件を満たすか否かを判定する温度条件判定手段と、
前記温度条件判定手段により前記第２温度条件を満たす、と判定された場合に、前記圧縮機を停止させて沸上運転を終了する終了処理手段と、
前記電力抑制判定手段により前記電力抑制信号が入力されていると判定された場合は、前記第２温度条件を沸上運転が終了しやすい条件に変更する温度条件変更手段と、
を有することを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項2】
前記第２温度条件は、
前記入水温度が、前記電力抑制信号が指示する電力指示値、季節条件、及び、目標沸上温度のうち、少なくとも１つに対応して可変に設定されている、制限値に達したことを含む
ことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
前記入水温度が、前記電力抑制信号が指示する電力指示値、季節条件、及び、目標沸上温度のうち、少なくとも１つに対応して可変に設定されている、制限値に達したことを含む
ことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項3】
前記終了処理手段は、
前記電力抑制判定手段により前記電力抑制信号が入力されたと判定され、かつ、前記温度条件判定手段により前記第１温度条件を満たす、と判定されたタイミングにおいて、前記圧縮機を停止させる
ことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
前記電力抑制判定手段により前記電力抑制信号が入力されたと判定され、かつ、前記温度条件判定手段により前記第１温度条件を満たす、と判定されたタイミングにおいて、前記圧縮機を停止させる
ことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項4】
前記温度条件変更手段は、
前記沸上運転の終了タイミングが早まるように前記第２温度条件を変更する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の貯湯式給湯機。
前記沸上運転の終了タイミングが早まるように前記第２温度条件を変更する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の貯湯式給湯機。
【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可能な貯湯式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来よりこの種の貯湯式給湯機においては、特許文献１記載のように、圧縮機の回転数から圧縮機の制限電流値を算出し、圧縮機の冷媒吐出圧が、制限電流値に対応する制限圧力の値を超えないようにするものがあった。
また、特許文献２記載のように、沸上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行うことで、吐出圧力の上昇を抑えかつ比較的高い給水温度の水でも沸き上げ可能とするものもあった。
また、特許文献２記載のように、沸上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行うことで、吐出圧力の上昇を抑えかつ比較的高い給水温度の水でも沸き上げ可能とするものもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－３３４２９号公報
【特許文献2】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】
【0004】
例えば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、目標沸上温度が高い場合では吐出圧力も高くなる。このような状態で沸上運転の終了間近に入水温度が高くなって、上記特許文献２のような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。
【0005】
近年、前記ヒートポンプ装置について、専用電源を設けることなく例えばＡＣ１００Ｖの家庭用電源や蓄電池から電力供給を受けて作動させる構成が提唱されている。この場合、限られた電源容量を、通常の家庭での各電化製品等とヒートポンプ装置とで共有することとなるため、前記ヒートポンプ装置における消費電力の抑制を指示する電力抑制信号が、外部から入力される場合がある。前記電力抑制信号には、ヒートポンプ装置において消費することが許容される消費電力上限値が指示されている。前記電力抑制信号が入力されると、ヒートポンプ装置で消費する電力が前記消費電力上限値以内となるように電力抑制制御が行われ、圧縮機の回転数が制限される。
【0006】
このような電力抑制制御下において前記の沸き終い制御が行われた場合、さらに上記のような圧縮機の耐久性についての懸念が増大する。上記特許文献１では、圧縮機の冷媒吐出圧を制限することで圧縮機等の破損防止や保護を図っているが、前記電力抑制制御と前記沸き終い制御とが重畳して行われる場合にまでは特に配慮されておらず、圧縮機の耐久性確保の点で問題があった。
【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、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧器、及び、蒸発器を備えたヒートポンプ式加熱手段と、前記ヒートポンプ式加熱手段の前記水冷媒熱交換器の水側流路と前記貯湯タンクとを環状に接続する加熱循環回路と、前記加熱循環回路において温水を循環させる循環ポンプと、前記加熱循環回路において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、前記加熱循環回路において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上温度を検出する沸上温度検出手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記圧縮機及び前記循環ポンプを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記圧縮機を所定の第１回転数となるように制御すると共に前記沸上温度検出手段が検出する前記沸上温度が目標沸上温度となるように前記循環ポンプの流量を制御する通常沸上運転モード、若しくは、前記通常沸上運転モードにおいて、前記入水温度検出手段により検出された前記入水温度が沸上終了前の第１温度条件を満たす場合に、前記圧縮機を前記第１回転数より小さい第２回転数となるように制御すると共に前記循環ポンプの流量を前記通常沸上運転モードよりも大きい流量となるように制御する沸き終い運転モード、の何れかにより、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸上運転を行う貯湯式給湯機において、前記ヒートポンプ式加熱手段における消費電力の抑制を指示する電力抑制信号が入力されたか否かを判定する電力抑制判定手段と、前記沸き終い運転モードによる前記沸上運転の開始時又は開始後に、前記入水温度検出手段により検出された前記入水温度が運転停止のための第２温度条件を満たすか否かを判定する温度条件判定手段と、前記温度条件判定手段により前記第２温度条件を満たす、と判定された場合に、前記圧縮機を停止させて沸上運転を終了する終了処理手段と、前記電力抑制判定手段により前記電力抑制信号が入力されていると判定された場合は、前記第２温度条件を沸上運転が終了しやすい条件に変更する温度条件変更手段と、を有するものである。
【0008】
また、請求項２では、前記第２温度条件は、前記入水温度が、前記電力抑制信号が指示する電力指示値、季節条件、及び、目標沸上温度のうち、少なくとも１つに対応して可変に設定されている、制限値に達したことを含むものである。
【0009】
また、請求項３では、前記終了処理手段は、前記電力抑制判定手段により前記電力抑制信号が入力されたと判定され、かつ、前記温度条件判定手段により前記第１温度条件を満たす、と判定されたタイミングにおいて、前記圧縮機を停止させるものである。
【0010】
また、請求項４では、前記温度条件変更手段は、前記沸上運転の終了タイミングが早まるように前記第２温度条件を変更するものである。
【発明の効果】
【0011】
この発明の請求項１によれば、温度条件判定手段により沸き終い運転モード運転中の入水温度が運転停止のための温度条件（第２温度条件）を満たすと判定された場合は、終了処理手段が圧縮機を停止させ沸上運転を終了する。そして、電力抑制判定手段により電力抑制信号が入力されている場合には、温度条件変更手段が、前記第２温度条件を、沸上運転が終了しやすい条件に変更する。これにより、圧縮機における低回転数及び高吐出圧により運転可能圧力範囲から外れ、圧縮機の耐久性が低下するのを防止することができる。なお、ヒートポンプ式加熱手段以外に貯湯タンク内の湯水を加熱可能な別の加熱手段を有する場合には、前記沸上運転の終了後は、当該別の加熱手段による加熱を行うことでタンク内の湯水において所望の沸き上げを行うことができる。
【0012】
また、請求項２によれば、電力抑制信号の電力指示値が低いほど圧縮機の回転数は低く抑えられ、冬よりは夏のほうが外気温度が高いため圧縮機の回転数が低くなる。また目標沸上温度が高いほど圧縮機の吐出圧が高くなり、圧縮機における負荷がより高くなる。これに対応して、請求項２によれば、入水温度の制限値が、電力指示値、季節条件、目標沸上温度等に対応して、可変に設定されるので、圧縮機の耐久性が低下するのを確実に防止することができる。
【0013】
また、請求項３によれば、電力抑制信号が入力された状態で入水温度が第１温度条件を満たしたタイミング（言い換えれば、通常沸上運転モードから沸き終い運転モードへ切り替わったタイミング）で直ちに沸上運転が停止される。これにより、迅速に圧縮機の耐久性低下防止を図ることができる。
【0014】
また、請求項４によれば、温度条件変更手段が、沸上運転の終了タイミングが早まるように前記第２温度条件を変更する。これにより、確実に圧縮機の耐久性低下防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施形態の貯湯式給湯機の概略構成図
【図2】加熱制御装置の機能的構成を表す機能ブロック図
【図3】通常沸上運転モードと沸き終い運転モードとの切り替え挙動を説明する説明図
【図4】通常沸上運転モードから沸き終い運転モードへの切り替えが行われるときの、運転モードの切替状態、圧縮機の回転数、沸上温度、ヒートポンプユニットでの消費電流、加熱循環ポンプの吐出流量、及び、入水温度、の挙動の一例をそれぞれ表す説明図
【図5】電力抑制制御時に通常沸上運転モードから沸き終い運転モードに切り替えられるとき、及び、本発明の一実施形態の手法により第２温度条件の変更が行われて沸上運転が終了するときの、運転モードの切替状態、圧縮機の回転数、沸上温度、ヒートポンプユニットでの消費電流、加熱循環ポンプの吐出流量、及び、入水温度、の挙動の一例をそれぞれ表す説明図
【図6】圧縮機における所定の耐久性が保証される動作範囲、及び、耐久性が保証されない動作範囲、をそれぞれ表す説明図
【図7】第２温度条件としての入水温度の制限値（沸上停止温度）の一例を表す表
【図8】第２温度条件としての入水温度の制限値（沸上停止温度）の別の例を表す表
【図9】加熱制御装置が実行する制御手順を表すフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【0016】
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。
【0017】
＜概略回路構成＞
図１に示すように、本実施形態に係わる貯湯式給湯機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、ヒートポンプユニット３（ヒートポンプ式加熱手段に相当）と、を有している。
図１に示すように、本実施形態に係わる貯湯式給湯機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、ヒートポンプユニット３（ヒートポンプ式加熱手段に相当）と、を有している。
【0018】
前記ヒートポンプユニット３は、前記貯湯タンク２内の湯水を加熱するために水冷媒熱交換器１５と、加熱循環ポンプ１９（循環ポンプに相当）と、を備えている。水冷媒熱交換器１５は、冷媒を流通させる冷媒側の流路１５ｂと水側の流路１５ａ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。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と前記ヒートポンプユニット３とにわたる加熱循環回路４が形成されている。
【0019】
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、貯湯タンク２から前記水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａに送水される入水温度Ｔ１（湯水の入口温度）を検出する入水温度センサ２３（入水温度検出手段に相当）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に向かって送水される沸上温度Ｔｂを検出する沸上温度センサ２４（沸上温度検出手段に相当）が設けられている。
【0020】
前記タンクユニット１において、貯湯タンク２の側面には、貯湯タンク２内のうち対応する各箇所の湯の温度Ｔｗをそれぞれ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、出湯管８には、貯湯タンク２内が負圧になった場合に開弁して貯湯タンク２内に空気を導入する負圧吸気弁１１９が設けられ、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で混合された湯を給湯端末１２５に給湯するための給湯管１０８ａと、給湯管１０８ａ内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。
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、出湯管８には、貯湯タンク２内が負圧になった場合に開弁して貯湯タンク２内に空気を導入する負圧吸気弁１１９が設けられ、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で混合された湯を給湯端末１２５に給湯するための給湯管１０８ａと、給湯管１０８ａ内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。
【0021】
なお、前記タンクユニット１外における給湯管１０８ａの給湯端末１２５側には給湯管１０８ｂが設けられており、これら給湯管１０８ａ，１０８ｂの間には混合弁１０で混合された湯を加熱可能なガス熱源機１３０が設けられている。
【0022】
前記ヒートポンプユニット３はまた、冷媒を圧縮する圧縮機１４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、熱源としての空気と冷媒との熱交換を行う蒸発器としての空気熱交換器１７と、空気熱交換器１７に外気を送り込む室外ファン６７と、を備えている。そして、前記圧縮機１４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とが冷媒配管１８で環状に接続されることにより冷媒循環回路３０が形成されている。
【0023】
冷媒配管１８は、圧縮機１４の吐出側を前記水冷媒熱交換器１５の入口側に連通させ、また圧縮機１４の吸込側を前記空気熱交換器の出口側に連通させる。なお、本実施形態では、ヒートポンプユニット３及びタンクユニット１について専用電源が設けられることなく、それらヒートポンプユニット３及びタンクユニットは、いずれも例えばＡＣ１００Ｖの家庭用電源や蓄電池から電力供給を受けて作動する構成となっている。
【0024】
冷媒循環回路３０内には、冷媒として例えばＲ３２冷媒が用いられ、ヒートポンプサイクルを構成している。前記冷媒配管１８の前記圧縮機１４の吐出側の部位には、圧縮機１４から吐出される冷媒の冷媒吐出温度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（外気温検出手段に相当）が設けられている。
【0025】
そして、前記タンクユニット１には、前記した各センサ１２，１１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２０，２２，２４，２１，２３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１２，１１，２０，２２，２４，２１，２３の検出結果等に基づき、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。なお、これら加熱制御装置５０及び貯湯制御装置４０が制御手段に相当している。
【0026】
なお、加熱制御装置５０と貯湯制御装置４０との間に制御上の主従関係があり、例えばセンサ１２，１１の検出結果に基づく運転指令や電力抑制信号（後述）を貯湯制御装置４０が加熱制御装置５０へ出力し、加熱制御装置５０はこの運転指令や電力抑制信号と各センサ２０，２２，２４，２１，２３の検出結果とに基づきヒートポンプユニット３内の各機器の動作を制御するようにしてもよい。以下、本明細書においては、このような場合を例にとって説明する。
【0027】
＜ヒートポンプ消費電力検出装置＞
ヒートポンプユニット３には、当該ヒートポンプユニット３内で消費する電力（以下適宜、単に「ＨＰ消費電力」と称する。図示も同様）を検出するヒートポンプ消費電力検出装置２００が設けられている。ヒートポンプ消費電力検出装置２００は、ヒートポンプユニット３へ供給される電圧値及び電流値をそれぞれ公知のセンサにより検出し、それら電圧値及び電流値を積算することで前記ＨＰ消費電力を算出する。算出されたＨＰ消費電力は、加熱制御装置５０へと出力される。
ヒートポンプユニット３には、当該ヒートポンプユニット３内で消費する電力（以下適宜、単に「ＨＰ消費電力」と称する。図示も同様）を検出するヒートポンプ消費電力検出装置２００が設けられている。ヒートポンプ消費電力検出装置２００は、ヒートポンプユニット３へ供給される電圧値及び電流値をそれぞれ公知のセンサにより検出し、それら電圧値及び電流値を積算することで前記ＨＰ消費電力を算出する。算出されたＨＰ消費電力は、加熱制御装置５０へと出力される。
【0028】
＜加熱制御装置＞
次に、前記ヒートポンプユニット３に備えられた前記加熱制御装置５０について説明する。加熱制御装置５０は、詳細な図示を省略するが、各種のデータやプログラムを記憶する記憶部と、演算・制御処理を行う制御部とを備えている。この加熱制御装置５０の機能的構成を図２により説明する。
次に、前記ヒートポンプユニット３に備えられた前記加熱制御装置５０について説明する。加熱制御装置５０は、詳細な図示を省略するが、各種のデータやプログラムを記憶する記憶部と、演算・制御処理を行う制御部とを備えている。この加熱制御装置５０の機能的構成を図２により説明する。
【0029】
図２に示すように、前記加熱制御装置５０は、運転切替部４１０Ａと、圧縮機制御部４１０Ｂと、膨張弁制御部４１０Ｃと、室外ファン制御部４１０Ｄと、ポンプ制御部４１０Ｆと、を機能的に備えている。
【0030】
運転切替部４１０Ａには、前記貯湯制御装置４０により出力される運転指令、及び、電力抑制信号（詳細は後述）が入力される。運転切替部４１０Ａは、前記運転指令に応じて、空気熱交換器１７を蒸発器として機能させる後述の沸上運転を行うか行わないか、を決定する。また、運転切替部４１０Ａは、その決定結果に対応する運転情報を、前記圧縮機制御部４１０Ｂ、膨張弁制御部４１０Ｃ、室外ファン制御部４１０Ｄ、及び、ポンプ制御部４１０Ｆに出力する。なおこの運転情報には、前記貯湯温度センサ１２により検出された貯湯タンク２内の湯の温度Ｔｗ、及び、適宜に決定された目標沸上温度Ｔｂｏ、等が含まれる。
【0031】
圧縮機制御部４１０Ｂには、この例では、前記外気温度センサ２２により検出された前記外気温度Ｔａｉｒと、前記沸上温度センサ２４により検出された前記沸上温度Ｔｂと、前記入水温度センサ２３により検出された前記入水温度Ｔ１と、前記貯湯制御装置４０の運転指令に対応した前記運転情報と、前記貯湯制御装置４０からの電力抑制信号と、ヒートポンプ消費電力検出装置２００からのＨＰ消費電力と、が入力される（直接入力される場合のほか、間接的に入力するようにしてもよい。以下同様）。また圧縮機制御部４１０Ｂは、運転モード決定部４１０Ｂａと、最大回転数設定部４１０Ｂｂと、目標回転数決定部４１０Ｂｃと、電力抑制判定部４１０Ｂｄと、温度条件変更部４１０Ｂｇと、温度条件判定部４１０Ｂｅと、終了制御部４１０Ｂｆと、を有する。
【0032】
運転モード決定部４１０Ｂａは、前記入水温度センサ２３からの前記入水温度Ｔ１に基づき、本実施形態のヒートポンプユニット３に対して予め用意された通常沸上運転モード及び沸き終い運転モードのうち、いずれのモードで運転するかを決定する。
【0033】
すなわち、通常沸上運転モードは、前記圧縮機１４の回転数が、外気温度センサ２２により検出された前記外気温度Ｔａｉｒと前記目標沸上温度Ｔｂｏとに基づき、所定の目標回転数（第１回転数に相当）となるように制御されると共に、前記加熱循環ポンプ１９の回転数が、沸上温度センサ２４により検出される沸上温度Ｔｂが前記目標沸上温度Ｔｂｏに一致するように増減されるモードである。このときの加熱循環ポンプ１９のポンプ吐出流量を、以下適宜、「第１流量」という。
沸き終い運転モードは、上記の通常沸上運転モードでの運転中に、前記入水温度センサ２３により検出された前記入水温度Ｔ１が沸上終了前の温度条件（第１温度条件に相当）を満たす場合に、前記圧縮機１４の目標回転数を、前記第１回転数より小さい回転数（第２回転数）となるように制御すると共に、前記加熱循環ポンプ１９の吐出流量を、前記通常沸上運転モードのときの流量（第１流量）よりも多い流量（以下適宜、第２流量という）となるように制御するモードである。
なお、この運転モード決定部４１０Ｂａによる運転モードの決定結果は、前記ポンプ制御部４１０Ｆへと入力される。
沸き終い運転モードは、上記の通常沸上運転モードでの運転中に、前記入水温度センサ２３により検出された前記入水温度Ｔ１が沸上終了前の温度条件（第１温度条件に相当）を満たす場合に、前記圧縮機１４の目標回転数を、前記第１回転数より小さい回転数（第２回転数）となるように制御すると共に、前記加熱循環ポンプ１９の吐出流量を、前記通常沸上運転モードのときの流量（第１流量）よりも多い流量（以下適宜、第２流量という）となるように制御するモードである。
なお、この運転モード決定部４１０Ｂａによる運転モードの決定結果は、前記ポンプ制御部４１０Ｆへと入力される。
【0034】
最大回転数設定部４１０Ｂｂは、運転モード決定部４１０Ｂａでの運転モードの決定結果に基づき、対応する圧縮機１４の目標回転数の最大値（最大目標回転数）を決定する。
目標回転数決定部４１０Ｂｃは、最大回転数設定部４１０Ｂｂにより前記のように設定された当該最大目標回転数の範囲内で、入力された前記外気温度Ｔａｉｒ及び前記沸上温度Ｔｂ及び前記電力抑制信号に基づき、前記圧縮機１４の目標回転数を設定し、この目標回転数となるように圧縮機１４の回転数を増減制御する。
目標回転数決定部４１０Ｂｃは、最大回転数設定部４１０Ｂｂにより前記のように設定された当該最大目標回転数の範囲内で、入力された前記外気温度Ｔａｉｒ及び前記沸上温度Ｔｂ及び前記電力抑制信号に基づき、前記圧縮機１４の目標回転数を設定し、この目標回転数となるように圧縮機１４の回転数を増減制御する。
【0035】
ここで、前記した通常沸上運転モードと沸き終い運転モードとの具体的な切替手法を、図３に示す。図３において、この例では、前記第１温度条件が、前記目標沸上温度Ｔｂｏと前記入水温度Ｔ１との差によって規定されている。すなわち、運転モード決定部４１０Ｂａにより通常沸上運転モードに切り替えられている状態で運転中に、Ｔｂｏ－Ｔ１の差が低減してＴｂｏ－Ｔ１＝１５［℃］となったら、運転モード決定部４１０Ｂａにより通常沸上運転モードから沸き終い運転モードへと切り替えられる。これにより、前記最大回転数設定部４１０Ｂｂ及び目標回転数決定部４１０Ｂｃにより、前記圧縮機１４の目標回転数は、前記第１回転数から、それよりも小さい前記第２回転数となるように制御されることとなる。
【0036】
逆に、沸き終い運転モードに切り替えられている状態で運転中に、Ｔｂｏ－Ｔ１の差が増大してＴｂｏ－Ｔ１＝１７［℃］となったら、運転モード決定部４１０Ｂａにより沸き終い運転モードから通常沸上運転モードへと切り替えられる。これにより、前記圧縮機１４の目標回転数は、前記最大回転数設定部４１０Ｂｂ及び目標回転数決定部４１０Ｂｃにより、前記第２回転数から、それよりも大きい前記第１回転数となるように制御されることとなる。
【0037】
なお、圧縮機制御部４１０Ｂに備えられる電力抑制判定部４１０Ｂｄ（電力抑制判定手段に相当）、温度条件判定部４１０Ｂｅ（温度条件判定手段に相当）、終了制御部４１０Ｂｆ、温度条件変更部４１０Ｂｇについては、後述する。
【0038】
膨張弁制御部４１０Ｃには、この例では、前記吐出温度センサ２０により検出された前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと、前記貯湯制御装置４０の運転指令に対応した前記運転情報と、が入力される。この例では、膨張弁制御部４１０Ｃは、前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔが制御上の所望の目標温度となるように、電子膨張弁１６の開度を増減制御する。
【0039】
室外ファン制御部４１０Ｄには、前記外気温度センサ２２により検出された前記外気温度Ｔａｉｒと、前記貯湯制御装置４０の運転指令に対応した前記運転情報と、が入力される。室外ファン制御部４１０Ｄは、入力された前記運転情報及び前記外気温度Ｔａｉｒに基づき前記室外ファン６７の目標回転数を設定し、室外ファン６７の回転数がその目標回転数となるように増減制御する。
【0040】
ポンプ制御部４１０Ｆには、前記沸上温度センサ２４により検出された前記沸上温度Ｔｂと、前記貯湯制御装置４０の運転指令に対応した前記運転情報（目標沸上温度Ｔｂｏを含む）と、が入力され、これらに基づき、前記加熱循環ポンプ１９の回転数を、前記沸上温度Ｔｂが前記目標沸上温度Ｔｂｏに一致するように制御する。また既に述べたように、圧縮機制御部４１０Ｂの前記運転モード決定部４１０Ｂａによる運転モードの決定結果もポンプ制御部４１０Ｆに入力される。これにより、運転モード決定部４１０Ｂａにより前記の通常沸上運転モードから沸き終い運転モードへと切り替えられた場合には、前記加熱循環ポンプ１９の吐出量が、それまでの流量よりも大きい流量となるように回転数が増大制御される。逆に運転モード決定部４１０Ｂａにより沸き終い運転モードから通常沸上運転モードへと切り替えられた場合には、前記加熱循環ポンプ１９の吐出量が、それまでの流量よりも小さい流量となるように回転数が減少制御される。
【0041】
＜沸上運転＞
前記したように、本実施形態のヒートポンプユニット３では、圧縮機１４の吐出側が前記水冷媒熱交換器１５の入口側に連通し、圧縮機１４の吸込側が前記空気熱交換器１７の出口側に連通しており、これによって空気熱交換器１７を電子膨張弁１６からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる。すなわち、水冷媒熱交換器１５において冷媒配管１８内の冷媒からの放熱により熱が放出され、加熱循環回路４内に温水が生成される。生成された温水は、加熱循環ポンプ１９が誘起する加熱循環回路４内の温水の流れによって加熱戻り管６を介し貯湯タンク２内に供給され、これによって貯湯タンク２内の湯水の温度を上昇させることができる（＝温水生成運転としての沸上運転）。
前記したように、本実施形態のヒートポンプユニット３では、圧縮機１４の吐出側が前記水冷媒熱交換器１５の入口側に連通し、圧縮機１４の吸込側が前記空気熱交換器１７の出口側に連通しており、これによって空気熱交換器１７を電子膨張弁１６からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる。すなわち、水冷媒熱交換器１５において冷媒配管１８内の冷媒からの放熱により熱が放出され、加熱循環回路４内に温水が生成される。生成された温水は、加熱循環ポンプ１９が誘起する加熱循環回路４内の温水の流れによって加熱戻り管６を介し貯湯タンク２内に供給され、これによって貯湯タンク２内の湯水の温度を上昇させることができる（＝温水生成運転としての沸上運転）。
【0042】
＜沸き終い運転への切り替え＞
例えば図４に模式的に示すように、前記沸上運転の際、運転モード決定部４１０Ｂａにより前記通常沸上運転モードとされている場合には、前記圧縮機１４の回転数Ｎは前記したように第１回転数Ｎ１となるように制御され、前記加熱循環ポンプ１９の回転数はポンプ吐出流量Ｖが前記第１流量Ｖ１となるように制御される。
そしてこの通常沸上運転モードによる運転がある程度の時間実行されて、貯湯タンク２内の湯水の沸き上げが進み、入水温度Ｔ１が前記第１温度条件を満たすようになったら、時間ｔｏのタイミングで、運転モード決定部４１０Ｂａにより前記沸き終い運転モードに切り替えられる。これにより、前記圧縮機１４の回転数Ｎは、それまでより小さい前記第２回転数Ｎ２となるように制御され、加熱循環ポンプ１９のポンプ吐出流量Ｖは、前記の、沸上温度Ｔｂを目標沸上温度Ｔｂｏに一致させる制御の結果、それまでより大きい前記第２流量Ｖ２となるように制御される。これにより、加熱循環回路４内を循環する湯水の温度が比較的高くなってきた場合であっても、圧縮機１４における吐出圧力の上昇を抑えつつ沸上温度Ｔｂをほぼ一定に維持して、沸き上げを継続して実行することができる。なお、前記の加熱循環ポンプ１９のポンプ吐出流量Ｖの増大、言い換えればポンプ回転数増大の結果、沸き終い運転モードに切替後のヒートポンプユニット３における消費電流Ｉ（ここでは消費電流で説明しているが、消費電力でもよい）は、通常沸上運転モードに比べて大きく増大している。
例えば図４に模式的に示すように、前記沸上運転の際、運転モード決定部４１０Ｂａにより前記通常沸上運転モードとされている場合には、前記圧縮機１４の回転数Ｎは前記したように第１回転数Ｎ１となるように制御され、前記加熱循環ポンプ１９の回転数はポンプ吐出流量Ｖが前記第１流量Ｖ１となるように制御される。
そしてこの通常沸上運転モードによる運転がある程度の時間実行されて、貯湯タンク２内の湯水の沸き上げが進み、入水温度Ｔ１が前記第１温度条件を満たすようになったら、時間ｔｏのタイミングで、運転モード決定部４１０Ｂａにより前記沸き終い運転モードに切り替えられる。これにより、前記圧縮機１４の回転数Ｎは、それまでより小さい前記第２回転数Ｎ２となるように制御され、加熱循環ポンプ１９のポンプ吐出流量Ｖは、前記の、沸上温度Ｔｂを目標沸上温度Ｔｂｏに一致させる制御の結果、それまでより大きい前記第２流量Ｖ２となるように制御される。これにより、加熱循環回路４内を循環する湯水の温度が比較的高くなってきた場合であっても、圧縮機１４における吐出圧力の上昇を抑えつつ沸上温度Ｔｂをほぼ一定に維持して、沸き上げを継続して実行することができる。なお、前記の加熱循環ポンプ１９のポンプ吐出流量Ｖの増大、言い換えればポンプ回転数増大の結果、沸き終い運転モードに切替後のヒートポンプユニット３における消費電流Ｉ（ここでは消費電流で説明しているが、消費電力でもよい）は、通常沸上運転モードに比べて大きく増大している。
【0043】
＜沸き終い運転における懸念＞
ここで、例えば夏場のように外気温度Ｔａｉｒが高い場合は沸上運転中における圧縮機１４の回転数は低くなり、また目標沸上温度Ｔｂｏが高い場合は圧縮機１４の吐出圧力が高くなる。このような状態で、沸上運転の終了間近に入水温度Ｔ１が高くなり上記沸き終い運転モードへ切り替えられて圧縮機１４の回転数が下げると、圧縮機１４に過度な負荷がかかり、圧縮機１４の寿命を縮めてしまう可能性がある。
ここで、例えば夏場のように外気温度Ｔａｉｒが高い場合は沸上運転中における圧縮機１４の回転数は低くなり、また目標沸上温度Ｔｂｏが高い場合は圧縮機１４の吐出圧力が高くなる。このような状態で、沸上運転の終了間近に入水温度Ｔ１が高くなり上記沸き終い運転モードへ切り替えられて圧縮機１４の回転数が下げると、圧縮機１４に過度な負荷がかかり、圧縮機１４の寿命を縮めてしまう可能性がある。
【0044】
＜電力抑制制御＞
一方、前記のようにヒートポンプユニット３の圧縮機１４等が家庭用電源や蓄電池から電力供給を受けて作動する場合、限られた電源容量を、タンクユニット１や家庭での各電化製品等と共有することとなる。そのため、本実施形態では、圧縮機１４等における消費電力の抑制を指示する電力抑制信号が、前記のように前記貯湯制御装置４０から加熱制御装置５０の前記運転切替部４１０Ａ及び圧縮機制御部４１０Ｂへと入力される。前記電力抑制信号には、前記圧縮機１４等において消費することが許容される消費電力上限値が指示されている。
一方、前記のようにヒートポンプユニット３の圧縮機１４等が家庭用電源や蓄電池から電力供給を受けて作動する場合、限られた電源容量を、タンクユニット１や家庭での各電化製品等と共有することとなる。そのため、本実施形態では、圧縮機１４等における消費電力の抑制を指示する電力抑制信号が、前記のように前記貯湯制御装置４０から加熱制御装置５０の前記運転切替部４１０Ａ及び圧縮機制御部４１０Ｂへと入力される。前記電力抑制信号には、前記圧縮機１４等において消費することが許容される消費電力上限値が指示されている。
【0045】
前記したように、圧縮機制御部４１０Ｂには、電力抑制判定部４１０Ｂｄが設けられている。この電力抑制判定部４１０Ｂｄは、前記電力抑制信号が入力されたか否かの判定を行う。電力抑制信号が入力されたと判定された場合、電力抑制判定部４１０Ｂｄは、当該電力抑制信号により指定される前記消費電力上限値の値を前記目標回転数決定部４１０Ｂｃへと出力する。
目標回転数決定部４１０Ｂｃは、最大回転数設定部４１０Ｂｂにより設定された前記最大目標回転数の範囲内で、かつ、ヒートポンプ消費電力検出装置２００から入力されたＨＰ消費電力が前記消費電力上限値以下となる範囲内で、前記圧縮機１４の目標回転数を設定し、この目標回転数となるように圧縮機１４の回転数を増減制御する。
目標回転数決定部４１０Ｂｃは、最大回転数設定部４１０Ｂｂにより設定された前記最大目標回転数の範囲内で、かつ、ヒートポンプ消費電力検出装置２００から入力されたＨＰ消費電力が前記消費電力上限値以下となる範囲内で、前記圧縮機１４の目標回転数を設定し、この目標回転数となるように圧縮機１４の回転数を増減制御する。
【0046】
＜電力抑制制御時における沸き終い運転モードへの切り替えの懸念＞
ところで、前記のような電力抑制制御が行われている状態で前記の通常沸上運転モードから沸き終い運転モードへの切り替えが行われた場合、前記したように圧縮機制御部４１０Ｂの目標回転数決定部４１０Ｂｃによる圧縮機１４の回転数の第２目標回転数への制限状態に、さらに電力抑制制御による圧縮機１４の目標回転数の制限が加わることとなる。
ところで、前記のような電力抑制制御が行われている状態で前記の通常沸上運転モードから沸き終い運転モードへの切り替えが行われた場合、前記したように圧縮機制御部４１０Ｂの目標回転数決定部４１０Ｂｃによる圧縮機１４の回転数の第２目標回転数への制限状態に、さらに電力抑制制御による圧縮機１４の目標回転数の制限が加わることとなる。
【0047】
電力抑制制御時に通常沸上運転モードから沸き終い運転モードに切り替えられるときの挙動の一例を、前記図４に対応する図５（ａ）に示す。
図５（ａ）の例では、時間ｔｏのタイミングで、入水温度Ｔ１の上昇により前記のＴｂｏ－Ｔ１＝１５［℃］が満たされると、通常沸上運転モードから沸き終い運転モードへと切り替えられる。これにより、圧縮機１４の回転数Ｎが低減されるので、沸上温度Ｔｂを目標沸上温度Ｔｂｏに一致するように保つために加熱循環ポンプ１９の回転数が増大制御されて、ポンプ吐出流量Ｖが増大する。その結果、加熱循環ポンプ１９の回転数が増大しても消費電流Ｉを増大させないために、さらに圧縮機１４の回転数Ｎが低減される。このような挙動が繰り返されるため、図示のように、圧縮機１４の回転数Ｎは右肩下がりに減少することとなる。そのため、さらに上記したような圧縮機１４の耐久性についての懸念が増大する。
図５（ａ）の例では、時間ｔｏのタイミングで、入水温度Ｔ１の上昇により前記のＴｂｏ－Ｔ１＝１５［℃］が満たされると、通常沸上運転モードから沸き終い運転モードへと切り替えられる。これにより、圧縮機１４の回転数Ｎが低減されるので、沸上温度Ｔｂを目標沸上温度Ｔｂｏに一致するように保つために加熱循環ポンプ１９の回転数が増大制御されて、ポンプ吐出流量Ｖが増大する。その結果、加熱循環ポンプ１９の回転数が増大しても消費電流Ｉを増大させないために、さらに圧縮機１４の回転数Ｎが低減される。このような挙動が繰り返されるため、図示のように、圧縮機１４の回転数Ｎは右肩下がりに減少することとなる。そのため、さらに上記したような圧縮機１４の耐久性についての懸念が増大する。
【0048】
すなわち、図６に示すように、圧縮機１４の回転数を横軸に、圧縮機１４からの吐出圧を縦軸にとって表した場合、通常、右下側が圧縮機１４における所定の耐久性が保証される動作範囲となり、左上側がその所定の耐久性が保証されない動作範囲となる。それら２つの範囲は境界線ｋによって区分される。前記のように電力抑制制御中に沸き終い運転モードが重畳して行われると、入水温度Ｔ１の上昇に応じた吐出圧の上昇も作用し、圧縮機１４の動作点が、入水温度Ｔ１の上昇に伴ってｃ１→ｃ２→ｃ３→ｃ４→ｃ５と推移し、ついには境界線ｋを超えてｃ６となり、圧縮機１４の耐久性が保証されない動作範囲となってしまう。
【0049】
＜沸き終い運転の終了処理＞
そこで本実施形態では、圧縮機制御部４１０Ｂにおいて、前記の温度条件判定部４１０Ｂｅと終了制御部４１０Ｂｆと温度条件変更部４１０Ｂｇとが設けられる。
そこで本実施形態では、圧縮機制御部４１０Ｂにおいて、前記の温度条件判定部４１０Ｂｅと終了制御部４１０Ｂｆと温度条件変更部４１０Ｂｇとが設けられる。
【0050】
＜温度条件判定部＞
温度条件判定部４１０Ｂｅは、前記のような沸き終い運転モードによる沸上運転の開始時又は開始後（言い換えれば実行中）に、前記入水温度センサ２３により検出された前記入水温度Ｔ１が、沸上運転停止のための所定の温度条件（第２温度条件に相当）を満たしているか否かを判定する。この判定は、前記電力抑制判定部４１０Ｂｄにより前記電力抑制信号が入力されたと判定されているか否かにかかわらず、行われる。
温度条件判定部４１０Ｂｅは、前記のような沸き終い運転モードによる沸上運転の開始時又は開始後（言い換えれば実行中）に、前記入水温度センサ２３により検出された前記入水温度Ｔ１が、沸上運転停止のための所定の温度条件（第２温度条件に相当）を満たしているか否かを判定する。この判定は、前記電力抑制判定部４１０Ｂｄにより前記電力抑制信号が入力されたと判定されているか否かにかかわらず、行われる。
【0051】
＜終了制御部＞
終了制御部４１０Ｂｆは、前記温度条件判定部４１０Ｂｅにより前記第２温度条件が満たされた、と判定された場合に、前記圧縮機１４を停止させて沸上運転を終了させるための処理を行う。言い換えれば、第２温度条件は、沸上終了条件でもある。
＜温度条件変更部＞
温度条件変更部４１０Ｂｇは、前記電力抑制判定部４１０Ｂｄにより前記電力抑制信号が入力されている場合に、温度条件判定部４１０Ｂｅでの判定に用いられる前記第２温度条件を、沸上運転が終了しやすい条件に変更する。温度条件変更部４１０Ｂｇによる変更がなされない場合の第２温度条件の一例、及び、温度条件変更部４１０Ｂｇによる変更がなされた場合の第２温度条件の一例を、図７にそれぞれ示す。
終了制御部４１０Ｂｆは、前記温度条件判定部４１０Ｂｅにより前記第２温度条件が満たされた、と判定された場合に、前記圧縮機１４を停止させて沸上運転を終了させるための処理を行う。言い換えれば、第２温度条件は、沸上終了条件でもある。
＜温度条件変更部＞
温度条件変更部４１０Ｂｇは、前記電力抑制判定部４１０Ｂｄにより前記電力抑制信号が入力されている場合に、温度条件判定部４１０Ｂｅでの判定に用いられる前記第２温度条件を、沸上運転が終了しやすい条件に変更する。温度条件変更部４１０Ｂｇによる変更がなされない場合の第２温度条件の一例、及び、温度条件変更部４１０Ｂｇによる変更がなされた場合の第２温度条件の一例を、図７にそれぞれ示す。
【0052】
図７において、左側の欄には、前記電力抑制信号が入力されておらず前記変更がなされない場合の例を示している（「電力制限なし」と表記）。この例では、第２温度条件は、貯湯タンク２に複数設けられた貯湯温度センサ１２のうち所定位置（例えば最下部）のセンサ１２が検出する温度Ｔｗが、前記目標沸上温度Ｔｂｏに対して、
Ｔｗ≧Ｔｂｏ－５［℃］ ・・（式１）
を満足する状態が所定期間（この例では５秒間）継続し、または、前記入水温度Ｔ１が、前記目標沸上温度Ｔｂｏに対して、
Ｔ１≧Ｔｂｏ－５［℃］ ・・（式２）
を満足する状態が所定期間（この例では５秒間）継続したこと、である。
Ｔｗ≧Ｔｂｏ－５［℃］ ・・（式１）
を満足する状態が所定期間（この例では５秒間）継続し、または、前記入水温度Ｔ１が、前記目標沸上温度Ｔｂｏに対して、
Ｔ１≧Ｔｂｏ－５［℃］ ・・（式２）
を満足する状態が所定期間（この例では５秒間）継続したこと、である。
【0053】
一方、図７の右側の欄には、前記電力抑制信号が入力されて前記変更がなされた場合の例を示している（「電力制限あり」と表記）。この例では、電力抑制信号が指示する前記消費電力上限値（電力指示値に相当）が５５０［ＶＡ］の場合と４５０［ＶＡ］の場合とを例にとって示している。この例の第２温度条件は、前記入水温度Ｔ１が図示の各数値で表される沸上停止温度（制限値に相当）に達したことである。図示のように、沸上停止温度は、消費電力上限値、季節条件（夏期か春秋期か）、及び、目標沸上温度Ｔｂｏのうち、少なくとも１つに対応して可変に設定されている（この例ではそれらすべてに対応して可変に設定されている）。
【0054】
前記消費電力上限値が５５０［ＶＡ］の場合においては、夏期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度４０［℃］と設定され、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度２５［℃］と設定される。春秋期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度３５［℃］と設定され、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度２０［℃］と設定される。なお、夏期及び春秋期であることの識別は、例えば貯湯制御装置４０や加熱制御装置５０等に適宜に備えられたカレンダー手段によって６月、７月、８月であれば夏期、３月、４月、５月、９月、１０月、１１月であれば春秋期、と識別すればよい。あるいはこれに代えて、図１中に示した回路のうち、動作状態の影響の少ない適宜の部位における温度（例えば給水管７や給水バイパス管９における給水温度）を代表温度としてそれと所定の閾値との比較により識別を行ってもよい。
【0055】
前記消費電力上限値が４５０［ＶＡ］の場合においては、夏期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度３０［℃］と設定され、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度２０［℃］と設定される。春秋期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度２５［℃］と設定され目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度１５［℃］と設定される。
【0056】
なお、終了制御部４１０Ｂｆによる圧縮機１４の停止をより迅速に行う（例えば前記温度条件判定部４１０Ｂｅにより前記第２温度条件が満たされたと判定された場合に、即時停止させる）ために、例えば図８に示すように、前記沸上停止温度（制限値）の値を極端に低い値にしてもよい。
図示の例では、前記消費電力上限値が５５０［ＶＡ］の場合においては、夏期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度３［℃］と設定され、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度１［℃］と設定される。春秋期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度２［℃］と設定され、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度１［℃］と設定される。
前記消費電力上限値が４５０［ＶＡ］の場合においては、夏期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度２［℃］と設定され、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度１［℃］と設定される。春秋期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度１［℃］と設定され目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度１［℃］と設定される。
例えば上記のように設定することで、通常沸上運転モードから沸き終い運転モードへ切り替わったタイミングで圧縮機１４を即時停止させる（言い換えれば、実質的に、沸き終い運転モードでの運転を行わない）ようにすることができる。
図示の例では、前記消費電力上限値が５５０［ＶＡ］の場合においては、夏期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度３［℃］と設定され、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度１［℃］と設定される。春秋期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度２［℃］と設定され、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度１［℃］と設定される。
前記消費電力上限値が４５０［ＶＡ］の場合においては、夏期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度２［℃］と設定され、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度１［℃］と設定される。春秋期であれば、目標沸上温度Ｔｂｏ＝５０［℃］とするならば沸上停止温度１［℃］と設定され目標沸上温度Ｔｂｏ＝５５［℃］とするならば沸上停止温度１［℃］と設定される。
例えば上記のように設定することで、通常沸上運転モードから沸き終い運転モードへ切り替わったタイミングで圧縮機１４を即時停止させる（言い換えれば、実質的に、沸き終い運転モードでの運転を行わない）ようにすることができる。
【0057】
なお、前記のように可変に設定される沸上停止温度の各数値は、例えば貯湯制御装置４０や加熱制御装置５０に備えられた適宜の記憶手段に、例えば図７、図８に示すテーブルの形、あるいはグラフなどのその他の態様で記憶されている。
【0058】
前記温度条件変更部４１０Ｂｇにより前記のような変更がなされた場合に前記温度条件判定部４１０Ｂｅ及び終了制御部４１０Ｂｆにより行われる、電力抑制制御時に通常沸上運転モードから沸き終い運転モードに切り替えられるときの挙動の一例を、前記図５（ａ）に対応する図５（ｂ）に示す。
【0059】
図５（ｂ）に示すように、前述のようにして前記温度条件変更部４１０Ｂｇにより変更がなされた結果、沸き終い運転モードに切り替えられた時点（時間ｔｏ）のタイミングにおいて入水温度Ｔ１が図７に例示した前記沸上停止温度に達して前記第２温度条件が満たされるため、圧縮機１４がその後速やかに停止されて沸上運転が停止される。
【0060】
＜制御手順＞
上記手法を実現するために本実施形態の前記加熱制御装置５０により実行される制御手順を、図９のフローチャートにより説明する。
上記手法を実現するために本実施形態の前記加熱制御装置５０により実行される制御手順を、図９のフローチャートにより説明する。
【0061】
図９において、前記通常沸上運転モードによる運転状態でこのフローが開始される。すなわち、運転モード決定部４１０Ｂａでは通常沸上運転モードによる運転が決定され、その決定結果に基づき、前記最大回転数設定部４１０Ｂｂ及び目標回転数決定部４１０Ｂｃを介し、前記圧縮機１４は前記第１回転数となるように制御されている。またポンプ制御部４１０Ｆにより、前記加熱循環ポンプ１９の吐出量が前記第１流量となるように回転数が制御されている。
そして、まずＳ１０で、運転モード決定部４１０Ｂａにより、前記入水温度センサ２３からの前記入水温度Ｔ１が前述の沸き終い運転モードへの切り替え条件（沸き終い条件）成立しているかどうか、が判定される。前記図３に示した例では、Ｔｂｏ－Ｔ１の差が低減してＴｂｏ－Ｔ１＝１５［℃］になったか否か、が判定される。沸き終い条件が成立していなければＮｏ判定され、Ｓ２０へ移行する。
そして、まずＳ１０で、運転モード決定部４１０Ｂａにより、前記入水温度センサ２３からの前記入水温度Ｔ１が前述の沸き終い運転モードへの切り替え条件（沸き終い条件）成立しているかどうか、が判定される。前記図３に示した例では、Ｔｂｏ－Ｔ１の差が低減してＴｂｏ－Ｔ１＝１５［℃］になったか否か、が判定される。沸き終い条件が成立していなければＮｏ判定され、Ｓ２０へ移行する。
【0062】
Ｓ２０では、前記したように開始されている通常沸上運転モードによる運転が引き続き継続される。すなわち、前記のように圧縮機１４は前記第１回転数となるように制御され、前記加熱循環ポンプ１９の吐出量が前記第１流量となるように回転数が制御される。
【0063】
その後、Ｓ３０で、運転モード決定部４１０Ｂａにより、前記沸上終了条件（第２温度条件）が成立したか否かが判定される。
【0064】
沸上終了条件が成立していればＳ３０がＹｅｓ判定され、後述のＳ７０へ移行する。沸上終了条件が成立していない間はＳ３０がＮｏ判定され、Ｓ１０に戻って同様の手順が繰り返され、通常沸上運転モードによる沸上運転が継続される。
【0065】
その後、Ｓ１０において沸き終い条件が成立したらＹｅｓ判定され、Ｓ４０へ移行する。Ｓ４０では、前記沸き終い運転モードによる運転が開始される。すなわち、運転モード決定部４１０Ｂａでは沸き終い運転モードによる運転が決定され、その決定結果に基づき、前記最大回転数設定部４１０Ｂｂ及び目標回転数決定部４１０Ｂｃを介し、前記圧縮機１４は前記第２回転数となるように制御される。またポンプ制御部４１０Ｆにより、前記加熱循環ポンプ１９の吐出量が前記第２流量となるように回転が制御される。
【0066】
その後、Ｓ６０では、電力抑制判定部４１０Ｂｄにより、前記電力抑制信号が入力されたか否かが判定される。前記電力抑制信号が入力されていなければＮｏ判定され、前記Ｓ３０に移行して同様の手順が繰り返され、沸き終い運転モードによる沸上運転が継続される。前記電力抑制信号が入力されていればＹｅｓ判定され、Ｓ６５へ移行する。
【0067】
Ｓ６５では、温度条件変更部４１０Ｂｇにより、前記第２温度条件が変更される。例えば、前述の図７に示した例では、左側の「電力制限なし」欄に記載の条件（式（１）及び式（２）の成立）から、右側の「電力制限あり」欄に記載の条件（入水温度Ｔ１が図示の制限値に達すること）、に変更される。その後、前記Ｓ３０に移行して同様の手順が繰り返され、沸き終い運転モードによる沸上運転が継続される。
【0068】
Ｓ７０では、運転モード決定部４１０Ｂａにより、圧縮機１４の運転が停止され、沸上運転が停止される。なお、このときにポンプ制御部４１０Ｆにより加熱循環ポンプ１９の駆動も停止される。加熱制御装置５０におけるこの加熱循環ポンプ１９及び圧縮機１４を停止させる機能が、終了処理手段に相当している。
【0069】
＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、温度条件判定部４１０Ｂｅにより沸き終い運転モード運転中の入水温度Ｔ１が運転停止のための第２温度条件を満たすと判定された場合は、終了制御部４１０Ｂｆにより圧縮機１４が停止され沸上運転を終了する。そして、電力抑制判定部４１０Ｂｄにより電力抑制信号が入力されたと判定されている場合には、温度条件変更部４１０Ｂｇにより、前記第２温度条件が、沸上運転が終了しやすい条件に変更される。これにより、圧縮機１４における低回転数及び高吐出圧により運転可能圧力範囲から外れ、圧縮機１４の耐久性が低下するのを防止することができる。
なお、前記沸上運転の終了後、足りない分の加熱は別の補助加熱手段による加熱を行うことで適宜に補うことができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、温度条件判定部４１０Ｂｅにより沸き終い運転モード運転中の入水温度Ｔ１が運転停止のための第２温度条件を満たすと判定された場合は、終了制御部４１０Ｂｆにより圧縮機１４が停止され沸上運転を終了する。そして、電力抑制判定部４１０Ｂｄにより電力抑制信号が入力されたと判定されている場合には、温度条件変更部４１０Ｂｇにより、前記第２温度条件が、沸上運転が終了しやすい条件に変更される。これにより、圧縮機１４における低回転数及び高吐出圧により運転可能圧力範囲から外れ、圧縮機１４の耐久性が低下するのを防止することができる。
なお、前記沸上運転の終了後、足りない分の加熱は別の補助加熱手段による加熱を行うことで適宜に補うことができる。
【0070】
また通常、電力抑制信号の指示する消費電力上限値が低いほど圧縮機１４の回転数は低く抑えられ、冬よりは夏のほうが外気温度が高いため圧縮機１４の回転数が低くなる。また目標沸上温度Ｔｂｏが高いほど圧縮機１４の吐出圧が高くなり、圧縮機１４における負荷がより高くなる。これに対応して、本実施形態では特に、図７に例示したように、沸上停止温度が、電力指示値、季節条件、目標沸上温度Ｔｂｏに対応して、可変に設定されるので、圧縮機１４の耐久性が低下するのを確実に防止することができる。
【0071】
また、本実施形態では特に、消費電力上限値、季節条件、目標沸上温度Ｔｂｏ等に対応した前記沸上停止温度が予め記憶手段に記憶されている。これにより、記憶手段に記憶された沸上停止温度を読み出すことで、簡易かつ迅速な制御で圧縮機１４の耐久性低下防止を図ることができる。
【0072】
また、本実施形態では特に、例えば前記図８のような設定とすることで、電力抑制信号が入力された状態で入水温度Ｔ１が前記第１温度条件を満たしたタイミング（言い換えれば、通常沸上運転モードから沸き終い運転モードへ切り替わったタイミング）で、直ちに沸上運転が停止される。これにより、迅速に（実質的に沸き終い運転モードによる運転を行うことなく）圧縮機１４の耐久性低下防止を図ることができる。
【0073】
また、本実施形態では特に、温度条件変更部４１０Ｂｇが、沸上運転の終了タイミングが早まるように前記第２温度条件を変更する。これにより、確実に圧縮機１４の耐久性低下防止を図ることができる。
【0074】
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ある。
【0075】
すなわち、以上では、水冷媒熱交換器１５の負荷側に加熱往き管５及び加熱戻り管６からなる加熱循環回路４を介して貯湯タンク２を接続することで、水冷媒熱交換器１５で前記のように生成した温水を貯湯タンク２に供給する前記沸上運転を行うようにしたが、これに限られない。すなわち、加熱循環回路４と同様の温水を循環させる循環回路を介してファンコイル、床暖房パネル、パネルコンベクタ等の適宜の熱交換端末を接続しその熱交換端末に温水を供給して暖房を行う、温水生成運転としての暖房運転を行うようにしてもよい。なおこの場合は、例えば熱交換端末を操作するリモコンの設定温度レベルに応じた目標戻り温度が、前記の目標沸上温度に相当する。
この場合も、前述と同様の手法によって同様の効果を得ることができる。
この場合も、前述と同様の手法によって同様の効果を得ることができる。
【0076】
また、前記実施形態における前記ヒートポンプサイクルとして、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。
【0077】
また、上記実施形態では、熱源機として、熱源側熱交換器としての空気熱交換器１７に冷媒を通じる一方で外気を送風する室外ファン６７を有し、熱源としての外気と前記冷媒とが熱交換される、空気熱源式のヒートポンプである場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、熱源機を、熱源側熱交換器に対して水や不凍液が供給されそれらの液体と冷媒とが当該熱源側熱交換器において熱交換する構成のものとしてもよい。
また、地中又は比較的大容量の水源中に熱源側熱交換器を設け、この熱源側熱交換器で前記地中又は前記水源と冷媒とが熱交換する構成のものとしてもよい。さらには、前記地中又は前記水源の熱を用いたヒートポンプ回路と空気熱を用いた別のヒートポンプ回路とを備えた複合熱源型の構成としてもよい。
さらには、熱源側熱交換器において前記冷媒と熱交換できるものであれば、前記液体や前記外気や前記水源に代えて、それ以外のもの（例えば、発煙、排煙、各種高温ガス等を含む気体や、熱砂、塵埃、各種粒子等を含む流動固体）を熱源側熱交換器に通じたり、太陽光、反射光、その他輻射等による熱を熱源側熱交換器に供給して用いる構成としても良い。
また、地中又は比較的大容量の水源中に熱源側熱交換器を設け、この熱源側熱交換器で前記地中又は前記水源と冷媒とが熱交換する構成のものとしてもよい。さらには、前記地中又は前記水源の熱を用いたヒートポンプ回路と空気熱を用いた別のヒートポンプ回路とを備えた複合熱源型の構成としてもよい。
さらには、熱源側熱交換器において前記冷媒と熱交換できるものであれば、前記液体や前記外気や前記水源に代えて、それ以外のもの（例えば、発煙、排煙、各種高温ガス等を含む気体や、熱砂、塵埃、各種粒子等を含む流動固体）を熱源側熱交換器に通じたり、太陽光、反射光、その他輻射等による熱を熱源側熱交換器に供給して用いる構成としても良い。
【符号の説明】
【0078】
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（ヒートポンプ式加熱手段）
４ 加熱循環回路（湯水循環回路）
５ 加熱往き管（往き管、湯水配管）
６ 加熱戻り管（戻り管、湯水配管）
１４ 圧縮機
１５ 水冷媒熱交換器（水－冷媒熱交換器）
１６ 電子膨張弁（減圧器）
１７ 空気熱交換器
１８ 冷媒配管
１９ 加熱循環ポンプ（循環ポンプ）
２０ 吐出温度センサ
２１ 流出温度センサ
２２ 外気温度センサ（外気温検出手段）
２３ 入水温度センサ（入水温度検出手段）
２４ 沸上温度センサ（沸上温度検出手段）
３０ 冷媒循環回路
４０ 貯湯制御装置（制御手段）
５０ 加熱制御装置（制御手段）
１００ 貯湯式給湯機
４１０Ａ 運転切替部
４１０Ｂ 圧縮機制御部
４１０Ｂｄ 電力抑制判定部（電力抑制判定手段）
４１０Ｂｅ 温度条件判定部（温度条件判定手段）
４１０Ｂｆ 終了制御部
４１０Ｂｇ 温度条件変更部（温度条件変更手段）
Ｔａｉｒ 外気温度
Ｔｏｕｔ 冷媒吐出温度
Ｔ１ 入水温度
Ｔ２ 流出温度
２ 貯湯タンク
３ ヒートポンプユニット（ヒートポンプ式加熱手段）
４ 加熱循環回路（湯水循環回路）
５ 加熱往き管（往き管、湯水配管）
６ 加熱戻り管（戻り管、湯水配管）
１４ 圧縮機
１５ 水冷媒熱交換器（水－冷媒熱交換器）
１６ 電子膨張弁（減圧器）
１７ 空気熱交換器
１８ 冷媒配管
１９ 加熱循環ポンプ（循環ポンプ）
２０ 吐出温度センサ
２１ 流出温度センサ
２２ 外気温度センサ（外気温検出手段）
２３ 入水温度センサ（入水温度検出手段）
２４ 沸上温度センサ（沸上温度検出手段）
３０ 冷媒循環回路
４０ 貯湯制御装置（制御手段）
５０ 加熱制御装置（制御手段）
１００ 貯湯式給湯機
４１０Ａ 運転切替部
４１０Ｂ 圧縮機制御部
４１０Ｂｄ 電力抑制判定部（電力抑制判定手段）
４１０Ｂｅ 温度条件判定部（温度条件判定手段）
４１０Ｂｆ 終了制御部
４１０Ｂｇ 温度条件変更部（温度条件変更手段）
Ｔａｉｒ 外気温度
Ｔｏｕｔ 冷媒吐出温度
Ｔ１ 入水温度
Ｔ２ 流出温度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】