特開 2024-61161 貯湯給湯装置

(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】P2024061161

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】貯湯給湯装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 15/38 20220101AFI20240425BHJP

   F24H 4/02 20220101ALI20240425BHJP

   F24H 15/136 20220101ALI20240425BHJP

   F24H 15/385 20220101ALI20240425BHJP

   F24H 15/231 20220101ALI20240425BHJP

   F24H 1/00 20220101ALI20240425BHJP

   F24H 1/18 20220101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

F24H15/38

F24H4/02 F

F24H15/136

F24H15/385

F24H15/231

F24H1/00 A

F24H1/18 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022168918

(22)【出願日】2022-10-21

(71)【出願人】

【識別番号】000004709

【氏名又は名称】株式会社ノーリツ

(74)【代理人】

【識別番号】100089004

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】江田 秋人

【テーマコード（参考）】

3L122

【Ｆターム（参考）】

3L122AA02

3L122AA12

3L122AA23

3L122AA54

3L122AB24

3L122AB33

3L122AC35

3L122BA02

3L122BA12

3L122BA13

3L122BA14

3L122BA18

3L122BB03

3L122BC12

3L122BC17

3L122DA22

3L122DA23

3L122DA24

3L122EA62

3L122EA63

3L122FA02

3L122GA06

(57)【要約】

【課題】除霜運転中のヒートポンプユニットの圧縮機にかかる過剰な運転負荷を軽減することができる貯湯給湯装置を提供すること。
【解決手段】圧縮機(21)と凝縮熱交換器(22)と膨張弁(23)と蒸発熱交換器(24)とを冷媒回路(25)により接続して構成されたヒートポンプユニット(4)と、貯湯タンク(2)と、ヒートポンプユニット(4)で加熱された湯水を貯湯タンク(2)に貯湯する貯湯運転を制御する制御部(18)を備えた貯湯給湯装置(1)において、圧縮機(21)の冷媒の吐出温度を検知する吐出温度検知手段(26)と、蒸発熱交換器(24)の出口の冷媒温度を検知する蒸発熱交出口温度検知手段(27)を備え、制御部(18)は、貯湯運転中に蒸発熱交換器(24)の出口の冷媒温度に基づいて蒸発熱交換器(24)の着霜を検知した場合にこの霜を除去する除霜運転を開始し、この除霜運転開始から所定時間経過後の除霜運転中に吐出温度の上昇を検知した場合には圧縮機(21)の運転回転数を減少させる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機と凝縮熱交換器と膨張弁と蒸発熱交換器とを冷媒回路により接続して構成されたヒートポンプユニットと、貯湯タンクと、前記ヒートポンプユニットで加熱された湯水を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を制御する制御部を備えた貯湯給湯装置において、
前記圧縮機の冷媒の吐出温度を検知する吐出温度検知手段と、前記蒸発熱交換器の出口の冷媒温度を検知する蒸発熱交出口温度検知手段を備え、
前記制御部は、前記貯湯運転中に前記蒸発熱交換器の出口の冷媒温度に基づいて前記蒸発熱交換器の着霜を検知した場合にこの霜を除去する除霜運転を開始し、この除霜運転開始から所定時間経過後の除霜運転中に前記吐出温度の上昇を検知した場合には前記圧縮機の運転回転数を減少させることを特徴とする貯湯給湯装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記吐出温度の上昇幅に応じた前記運転回転数の減少幅を設定することを特徴とする請求項１に記載の貯湯給湯装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記運転回転数を減少させた後で前記吐出温度の下降を検知した場合に、前記吐出温度の下降幅に応じて前記運転回転数の増加幅を設定して前記運転回転数を増加させることを特徴とする請求項１又は２に記載の貯湯給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヒートポンプユニットで加熱して貯湯タンクに貯湯した湯水を給湯に使用する貯湯給湯装置に関し、特に貯湯運転中に行われるヒートポンプユニットの除霜運転に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ヒートポンプユニットで加熱した湯水を貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を行い、この貯湯した湯水を給湯に使用する貯湯給湯装置が広く利用されている。ヒートポンプユニットは、圧縮機と凝縮熱交換器と膨張弁と蒸発熱交換器とを冷媒回路により接続して構成されている。

【0003】

貯湯運転は、蒸発熱交換器で外気の熱を冷媒に吸熱させ、この冷媒の熱を湯水の加熱に利用する。そのため、外気温が低いときには、吸熱されて温度が下がった外気に含まれている水分が凝縮して、蒸発熱交換器に着霜し易くなる。蒸発熱交換器についた霜は外気からの吸熱を妨げるので、着霜が検知されるとこの霜を除去する除霜運転が行われる。

【0004】

この除霜運転について、例えば特許文献１のように、冷媒回路の接続を切替えて冷媒の流動方向を逆転させ、圧縮機から吐出される高温の冷媒を蒸発熱交換器に流通させて除霜運転を行う貯湯給湯装置が知られている。また、例えば特許文献２のように、外気を温めるヒータを備え、ヒータで温められた外気を蒸発熱交換器に送風して霜を解かす除霜運転を行う貯湯給湯装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５３３３５９７号公報

【特許文献2】特開２００８－５７９１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の除霜運転は、冷媒回路の接続切替のために圧縮機の運転回転数（周波数）を減少させる、又は圧縮機を停止させ、接続切替後に予め設定されている除霜運転時の運転回転数にする。それ故、高温の冷媒を蒸発熱交換器に流通させるまで時間がかかり、除霜運転の所要時間が長くなる虞がある。また、除霜運転完了後に冷媒回路の接続を切替えて貯湯運転を再開する際にも時間がかかり、貯湯運転の所要時間が長くなる虞がある。

【0007】

一方、特許文献２の除霜運転は、外気を温めるためのヒータによって貯湯給湯装置が複雑になり、製造コストが上昇してしまうので好ましくない。そのため、除霜運転は、貯湯タンクから凝縮熱交換器に供給される湯水の流動を停止させると共に膨張弁を所定の開度にし、冷媒回路の接続を切替えずに圧縮機から吐出される高温の冷媒を蒸発熱交換器に流通させて霜を除去する場合が多い。

【0008】

しかし、この除霜運転中に、液化した冷媒によって冷媒回路内の冷媒の流動が滞ってしまい、圧縮機に過剰な運転負荷かがかかる場合がある。例えば膨張弁において、液化した冷媒が気体の冷媒の流動を妨げ、圧縮機の吐出圧力が上昇して運転負荷が増加する場合がある。そして、この除霜運転時の過剰な運転負荷による圧縮機の耐久性劣化又は破損が懸念されている。

【0009】

そこで、本発明は、除霜運転中のヒートポンプユニットの圧縮機に過剰な運転負荷がかかることを軽減することができる貯湯給湯装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

請求項１の発明の貯湯給湯装置は、圧縮機と凝縮熱交換器と膨張弁と蒸発熱交換器とを冷媒回路により接続して構成されたヒートポンプユニットと、貯湯タンクと、前記ヒートポンプユニットで加熱された湯水を前記貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を制御する制御部を備えた貯湯給湯装置において、前記圧縮機の冷媒の吐出温度を検知する吐出温度検知手段と、前記蒸発熱交換器の出口の冷媒温度を検知する蒸発熱交出口温度検知手段を備え、前記制御部は、前記貯湯運転中に前記蒸発熱交換器の出口の冷媒温度に基づいて前記蒸発熱交換器の着霜を検知した場合にこの霜を除去する除霜運転を開始し、この除霜運転開始から所定時間経過後の除霜運転中に前記吐出温度の上昇を検知した場合には前記圧縮機の運転回転数を減少させることを特徴としている。

【0011】

上記構成によれば、貯湯給湯装置は、ヒートポンプユニットで加熱した湯水を貯湯タンクに貯湯し、この貯湯運転中にヒートポンプユニットの蒸発熱交換器の着霜を検知した場合にこの霜を除去する除霜運転を開始する。そして、この除霜運転開始から所定時間経過後の除霜運転中に圧縮機が吐出する冷媒の吐出温度の上昇を検知した場合に、圧縮機の運転回転数を減少させる。除霜運転中の圧縮機が吐出する冷媒の吐出温度の上昇は吐出圧力の上昇によるものであり、圧縮機の運転負荷の増加を示しているので、圧縮機の運転回転数を減少させて運転負荷の増加を軽減することができる。従って、除霜運転中のヒートポンプユニットの圧縮機にかかる過剰な運転負荷を軽減することができ、圧縮機の耐久性劣化又は破損を防止することができる。

【0012】

請求項２の発明の貯湯給湯装置は、請求項１の発明において、前記制御部は、前記吐出温度の上昇幅に応じた前記運転回転数の減少幅を設定することを特徴としている。
上記構成によれば、圧縮機の吐出温度の上昇幅に対応させて圧縮機の運転回転数の減少幅を設定するので、圧縮機の運転負荷の増加に応じて運転回転数を減少させて運転負荷の増加を軽減することができる。

【0013】

請求項３の発明の貯湯給湯装置は、請求項１又は２の発明において、前記制御部は、前記運転回転数を減少させた後で前記吐出温度の下降を検知した場合に、前記吐出温度の下降幅に応じて前記運転回転数の増加幅を設定して前記運転回転数を増加させることを特徴としている。
上記構成によれば、圧縮機の運転負荷の軽減後に圧縮機の吐出温度の下降を検知した場合に、この吐出温度の下降幅に対応させて圧縮機の運転回転数の増加幅を設定してこの圧縮機の運転回転数を増加させる。運転回転数減少後の圧縮機が吐出する冷媒の吐出温度の下降は圧縮機の吐出圧力の低下によるものであり、圧縮機の運転負荷が減少しているので、圧縮機の運転回転数を増加させて、運転回転数減少前の状態に近づける。従って、除霜運転中のヒートポンプユニットの圧縮機に過剰な運転負荷がかからなくなった後、除霜運転開始当初の運転回転数に近づけるので、除霜運転の所要時間が長くならないようにすることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の貯湯給湯装置によれば、除霜運転中のヒートポンプユニットの圧縮機にかかる過剰な運転負荷を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例に係る貯湯給湯装置の説明図である。

【図2】図１のヒートポンプユニットの説明図である。

【図3】貯湯運転制御のフローチャートである。

【図4】除霜運転制御のフローチャートである。

【図5】除霜運転中の圧縮機の吐出温度と吐出圧力、膨張弁の出口の冷媒温度と蒸発熱交換器の出口の冷媒温度の変動を示すデータの例である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

【実施例0017】

最初に、本発明の貯湯給湯装置１の構成について説明する。
図１に示すように、貯湯給湯装置１は、貯湯タンク２を備えた貯湯ユニット３と、ヒートポンプユニット４と、例えば燃焼式の補助熱源機５を有する。この貯湯給湯装置１は、ヒートポンプユニット４で所定の目標貯湯温度に加熱された湯水を貯湯タンク２に貯湯する貯湯運転を行う。補助熱源機５は、矢印ＨＷで示すように給湯設定温度の湯水を給湯栓６から給湯するために、貯湯ユニット３から出湯された湯水をその温度に応じて加熱して、又は非加熱で、給湯栓６に供給する。

【0018】

次に、貯湯ユニット３について説明する。
貯湯タンク２の下部には、ヒートポンプユニット４に貯湯タンク２の湯水を供給するために、貯湯ポンプ７を備えた往き通路８が接続されている。貯湯タンク２の上部には、ヒートポンプユニット４で加熱された湯水を貯湯タンク２に貯湯するための戻り通路９が接続されている。戻り通路９の途中には、湯水の流路を切り替える切替弁１０が配設され、この切替弁１０において戻り通路９から分岐された戻り分岐通路９ａが、往き通路８の貯湯ポンプ７よりも上流部分に接続されている。

【0019】

戻り通路９の切替弁１０よりも上流側には、ヒートポンプユニット４で加熱された湯水の温度を検知する戻り温度センサ９ｂが配設されている。例えばヒートポンプユニット４の起動直後における戻り温度センサ９ｂの検知温度が所定の貯湯設定温度よりも低い場合に、切替弁１０を貯湯タンク２側から戻り分岐通路９ａ側に切り替えて、十分に加熱できるようになるまで貯湯タンク２に湯水を戻さずに循環させることができる。

【0020】

貯湯タンク２の底部には、矢印ＣＷで示す上水を供給する給水通路１１が接続されている。貯湯タンク２の頂部には、貯湯ユニット３から貯湯タンク２の湯水を出湯するための出湯通路１２が接続されている。出湯通路１２の途中には混合弁１４が配設され、給水通路１１の途中から分岐された給水分岐通路１１ａが混合弁１４に接続されている。そして、貯湯タンク２からの湯水と給水分岐通路１１ａからの上水とが、混合弁１４で混合されて貯湯ユニット３から出湯される。

【0021】

貯湯タンク２には、複数の貯湯温度センサ２ａ～２ｄが高さ方向に所定の間隔を空けて配設されており、貯湯タンク２に貯湯された湯水の温度とその温度の湯水の貯湯量を検知することができる。そして、貯湯された湯水の降温を防ぐため、これら貯湯温度センサ２ａ～２ｄと貯湯タンク２を覆うように図示外の断熱材が配設されている。

【0022】

給水通路１１には、給水通路１１を流通する上水の温度（給水温度）を検知する給水温度センサ１１ｂが配設されている。出湯通路１２には、貯湯ユニット３からの出湯流量を検知する出湯流量センサ１２ａと、貯湯タンク２から出湯されて混合弁１４に供給される湯水の温度を検知する貯湯タンク出湯温度センサ１２ｂと、貯湯ユニット３からの出湯温度を検知する出湯温度センサ１２ｃが配設されている。出湯通路１２は、湯水通路１５によって補助熱源機５の給水口５ａに接続され、補助熱源機５の給湯口５ｂは、湯水通路１６によって給湯栓６に接続されている。

【0023】

貯湯ユニット３は、例えば貯湯運転の制御、貯湯ユニット３から出湯する湯水の温度調整の制御等を行う貯湯ユニット制御部１８（制御部）を有する。貯湯ユニット制御部１８は、ヒートポンプユニット４と貯湯ポンプ７を駆動して、ヒートポンプユニット４で加熱した湯水を貯湯タンク２の上部から貯湯する貯湯運転を行う。また、出湯流量センサ１２ａが所定の流量以上の流量を検知した場合に、給水温度センサ１１ｂ及び貯湯タンク出湯温度センサ１２ｂの検知温度に基づいて、出湯温度センサ１２ｃの検知温度が所定の出湯温度になるように混合弁１４の混合比を調整して出湯する。

【0024】

貯湯ユニット制御部１８と補助熱源機５には、例えば給湯設定温度等を給湯使用者が設定するための操作端末１９が接続されている。操作端末１９は複数台接続されていてもよく、貯湯ユニット３に対応する操作端末１９が貯湯ユニット制御部１８に接続され、補助熱源機５に対応する操作端末が補助熱源機５に接続されていてもよい。

【0025】

次に、ヒートポンプユニット４について説明する。
図２に示すように、ヒートポンプユニット４は、圧縮機２１と凝縮熱交換器２２と膨張弁２３と蒸発熱交換器２４とを冷媒回路２５により接続して構成されている。冷媒回路２５には、圧縮機２１、凝縮熱交換器２２、膨張弁２３、蒸発熱交換器２４を通過させる冷媒が封入されている。この冷媒回路２５には、圧縮機２１が吐出した冷媒の温度を検知する吐出温度センサ２６（吐出温度検知手段）と、蒸発熱交換器２４の出口の冷媒温度を検知する蒸発熱交出口温度センサ２７（蒸発熱交出口温度検知手段）が配設されている。

【0026】

ヒートポンプユニット４は、蒸発熱交換器２４に外気を送る送風ファン２８と、貯湯ユニット制御部１８の指令に基づいてヒートポンプユニット４を制御するヒートポンプユニット制御部２９を備えている。ヒートポンプユニット制御部２９は、吐出温度センサ２６、蒸発熱交出口温度センサ２７の検知温度を取得し、通信線２９ａを介して貯湯ユニット制御部１８と通信し、圧縮機２１の運転回転数と膨張弁２３の開度と送風ファン２８の送風量を制御する。

【0027】

圧縮機２１は、圧縮して高温になった高温高圧の冷媒を凝縮熱交換器２２に供給する。凝縮熱交換器２２では、貯湯ポンプ７によって供給される貯湯タンク２の湯水が、高温の冷媒との熱交換により目標貯湯温度に加熱され、貯湯タンク２に戻される。凝縮熱交換器２２での熱交換により温度が下がった高圧の冷媒は、膨張弁２３に送られる。

【0028】

膨張弁２３は、例えば電動モータの駆動により絞り量を変更することができる制御弁である。この膨張弁２３に送られた高圧の冷媒は、膨張弁２３を通過する際に急激に膨張して外気よりも低温になり、蒸発熱交換器２４に送られる。そして、蒸発熱交換器２４において送風ファン２８によって送風される外気から吸熱して温度が上がった冷媒が、圧縮機２１に戻って再び圧縮され高温になる。

【0029】

次に、貯湯運転及びこの貯湯運転中に行われる除霜運転について説明する。
貯湯ユニット制御部１８は、給湯使用の時刻、使用量等を給湯使用履歴として学習記憶し、この給湯使用履歴に基づいて将来の給湯使用の給湯使用開始時刻、使用量等の予測を行う。そして、予測した給湯使用開始時刻までに予測した使用量に相当する必要熱量を貯湯する貯湯運転を行う。この貯湯運転の制御について図３のフローチャートに基づいて説明する。図中のＳｉ（ｉ＝１，２，・・・）はステップを表す。

【0030】

貯湯運転制御が開始されると、Ｓ１において給湯使用の予測に基づいて目標貯湯温度の貯湯運転を開始してＳ２に進む。具体的にはヒートポンプユニット４を作動させ、貯湯ポンプ７を駆動する。ヒートポンプユニット４は、送風ファン２８を駆動し、圧縮機２１を所定の運転回転数で駆動し、膨張弁２３を所定の開度にして冷媒回路２５内の冷媒を流動させ、凝縮熱交換器２２で貯湯タンク２からの湯水を加熱する。

【0031】

Ｓ２において、目標貯湯温度で必要熱量の貯湯が完了したか否か判定する。Ｓ２の判定がＹｅｓの場合はＳ３に進み、Ｓ３において貯湯運転を終了して貯湯運転制御を終了する。一方、Ｓ２の判定がＮｏ場合はＳ４に進み、Ｓ４において蒸発熱交換器２４の出口の冷媒温度の変動に基づいて蒸発熱交換器２４に着霜したか否か判定する。この着霜判定は、貯湯運転開始からしばらく時間が経過すると、蒸発熱交換器２４着霜によって冷媒が外気から吸熱し難くなって蒸発熱交換器２４の出口の冷媒温度が低下することを利用している。Ｓ４の判定がＮｏの場合はＳ２に戻って貯湯運転を継続する。

【0032】

一方、Ｓ４の判定がＹｅｓの場合はＳ５に進み、Ｓ５において貯湯ポンプ７を停止することにより貯湯運転を中断して、Ｓ６に進む。そしてＳ６において、除霜運転制御を行う。蒸発熱交換器２４の着霜は、冷媒が外気から吸熱することを妨げて貯湯運転の効率を低下させるので、効率よく貯湯運転ができるように除霜運転を行って、蒸発熱交換器２４についた霜を除去する。

【0033】

除霜運転制御は、図４に示すように、最初にＳ１１において送風ファン２８を停止させ、膨張弁２３を除霜開度にし、圧縮機２１の運転回転数を除霜回転数（例えば７５回転／秒）に変更してＳ１２に進む。

【0034】

Ｓ１２において、蒸発熱交換器２４の出口の冷媒温度と圧縮機２１の吐出温度を取得してＳ１３に進み、Ｓ１３において除霜対象の蒸発熱交換器２４の出口の冷媒温度が所定の除霜必要温度以上になったか否か判定する。除霜が完了したか否か判定するステップである。蒸発熱交換器２４についた霜が除去されると、冷媒からの放熱が減少して蒸発熱交換器２４の出口の冷媒温度が例えば０℃から上昇してゆく。この冷媒の温度が予め設定された除霜必要温度（例えば５℃）以上になってＳ１３の判定がＹｅｓの場合は、除霜が完了したのでＳ１４に進み、Ｓ１４において除霜運転を終了してリターンし、図３のＳ７に進む。そしてＳ７において、貯湯運転を中断した状態から貯湯運転を再開してＳ２に戻る。Ｓ２の判定がＹｅｓの場合にはＳ３に進み、Ｓ３において貯湯運転を終了して貯湯運転制御を終了する。

【0035】

一方、図４のＳ１３の判定がＮｏの場合は除霜運転を継続してＳ１５に進み、Ｓ１５において除霜運転開始から所定時間経過したか否か判定する。ここで、除霜運転中の圧縮機２１の冷媒の吐出温度と吐出圧力と、膨張弁２３の出口の冷媒温度と蒸発熱交換器２４の出口の冷媒温度の推移を実験的に記録した例を図５に示す。実線Ｌ１は圧縮機２１の冷媒の吐出温度、破線Ｌ２は圧縮機２１の冷媒の吐出圧力、実線Ｌ３は膨張弁２３の出口における冷媒の温度、実線Ｌ４は蒸発熱交換器２４の出口における冷媒の温度である。

【0036】

貯湯運転中の時刻ｔ０で除霜運転が開始されると、圧縮機２１の運転回転数の変更と膨張弁２３の駆動によって吐出圧力、吐出温度が変動すると共に、膨張弁２３の出口及び蒸発熱交換器２４の出口の冷媒の温度が変動する。この図５では、吐出圧力が貯湯運転時よりも一旦下がった後貯湯運転時よりも高くなるまで徐々に上昇し、時刻ｔ１以降は概ね２ＭＰａで安定している。また、吐出温度は、貯湯運転時よりも下がってゆき、時刻ｔ１以降は吐出温度の低下が緩やかになっている。膨張弁２３の出口の冷媒温度は、貯湯運転時と比べて一旦低くなった後、吐出圧力の上昇に対応するように２５℃程度まで上昇して時刻ｔ１以降で概ね安定する。蒸発熱交換器２４の出口の冷媒温度は、外気との熱交換が殆どなく、霜を解かすために放熱するので貯湯運転時と比べて一旦低くなるが、膨張弁２３から供給される冷媒の温度が上昇するので０℃程度まで上昇して、時刻ｔ１以降で安定している。

【0037】

この安定するまでにかかる時間を所定時間として定めており、例えば時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間が所定時間に相当する。図４のＳ１５の判定がＮｏの場合はＳ１２に戻る。Ｓ１５の判定がＹｅｓの場合はＳ１６に進み、Ｓ１６において圧縮機２１の冷媒の吐出温度が上昇し始めたか否か判定する。ここで、図５の除霜運転途中の時刻ｔ２において、例えば液化した冷媒が膨張弁２３を閉塞して高温高圧の気体の冷媒が膨張弁２３を通過できず、膨張弁２３の出口温度が急低下している。これにより圧縮機２１の吐出圧力と吐出温度が上昇する。しばらくすると、この液化した冷媒による閉塞は、高温高圧の冷媒によって押し流されて又は気化して自然に解消され、時刻ｔ３において圧縮機２１の吐出圧力と吐出温度が下降に転じると共に膨張弁２３の出口温度が回復し始める。

【0038】

しかし、その間は圧縮機２１の吐出圧力が時刻ｔ１までの安定した吐出圧力よりも高くなっており、圧縮機２１に過剰な運転負荷がかかっているため、圧縮機２１の耐久性の劣化又は故障の虞がある。そのため、この一時的な閉塞による圧縮機２１の過剰な運転負荷を軽減するために、安定していた吐出圧力の上昇に伴い吐出温度が上昇し始めたときに運転負荷を軽減するように除霜運転を制御する。

【0039】

図４のＳ１６の判定がＮｏの場合は、圧縮機２１が過剰な運転負荷の状態ではないのでＳ１２に戻る。一方、Ｓ１６の判定がＹｅｓの場合は、圧縮機２１が過剰な運転負荷の状態になっているのでＳ１７に進み、Ｓ１７において圧縮機２１の運転回転数を吐出温度の上昇幅に応じた減少幅で減少させて、Ｓ１８に進む。

【0040】

圧縮機２１が過剰な運転負荷の状態にあると耐久性の劣化又は破損の虞があるため好ましくないので、圧縮機２１の運転回転数を吐出温度の上昇幅に応じた減少幅で減少させて吐出圧力の上昇を小さく抑え、圧縮機２１の運転負荷を軽減している。圧縮機２１の運転回転数の減少幅は、圧縮機２１に応じて適宜設定され、例えば吐出温度の上昇幅０．５℃につき５回転／秒だけ下げるようにする。このとき、圧縮機２１にかかる運転負荷を一層軽減するために、例えば１秒につき１回転下げるように緩やかに運転回転数を下げる。

【0041】

Ｓ１８において、圧縮機２１の運転回転数を減少させた後の冷媒の吐出温度を取得してＳ１９に進む。そしてＳ１９において、冷媒の吐出温度が下降傾向に転じたか否か判定する。Ｓ１９の判定がＮｏの場合はＳ１７に戻り、冷媒の吐出温度が下降傾向に転じるまで圧縮機２１の運転回転数を下げる。尚、運転回転数を予め設定された下限運転回転数よりも下げないようにしてもよい。

【0042】

一方、Ｓ１９の判定がＹｅｓの場合はＳ２０に進み、Ｓ２０において圧縮機２１の運転回転数を吐出温度の下降幅に応じた増加幅で増加させてＳ１２に戻る。閉塞が解消されて圧縮機２１の吐出圧力が低下し、吐出温度が下がるので、圧縮機２１の運転回転数を増加させる。このとき圧縮機２１にかかる運転負荷を軽減するために、例えば吐出温度の下降幅０．５℃につき５回転／秒だけ上げるようにし、圧縮機２１にかかる運転負荷を一層軽減するために、例えば１秒につき１回転上げるように緩やかに運転回転数を上げる。最終的には、圧縮機２１の運転回転数を除霜運転開始時の運転回転数に戻す。

【0043】

長時間の貯湯運転中には蒸発熱交換器２４の着霜が何度か起き、その都度この除霜運転が行われる場合がある。一方、外気温がある程度高い場合には蒸発熱交換器２４に着霜しないので、除霜運転を行うことなく貯湯が完了する。

【0044】

上記の貯湯給湯装置１の作用、効果について説明する。
貯湯給湯装置１は、ヒートポンプユニット４で加熱した湯水を貯湯タンク２に貯湯し、この貯湯運転中にヒートポンプユニット４の蒸発熱交換器２４の着霜を検知した場合にこの霜を除去する除霜運転を開始する。そして、除霜運転開始から所定時間経過後の除霜運転中に圧縮機２１が吐出する冷媒の吐出温度の上昇を検知した場合に、圧縮機２１の運転回転数を減少させる。除霜運転中の圧縮機２１が吐出する冷媒の吐出温度の上昇は、圧縮機２１の吐出圧力の上昇によるものであり、圧縮機２１の運転負荷が増加しているので、圧縮機２１の運転回転数を減少させて運転負荷の増加を軽減することができる。従って、除霜運転中のヒートポンプユニット４の圧縮機２１にかかる過剰な運転負荷を軽減することができ、圧縮機２１の耐久性劣化又は破損を防止することができる。

【0045】

このとき圧縮機２１の吐出温度の上昇幅に対応させて圧縮機２１の運転回転数の減少幅を設定するので、圧縮機２１の運転負荷の増加に応じて運転回転数を減少させて、運転負荷の増加を軽減することができる。

【0046】

また、圧縮機２１の運転負荷の軽減後に圧縮機２１の吐出温度の下降を検知した場合に、この吐出温度の下降幅に対応させて圧縮機２１の運転回転数の増加幅を設定し、この圧縮機２１の運転回転数を増加させる。運転回転数減少後の圧縮機２１が吐出する冷媒の吐出温度の下降は、圧縮機２１の吐出圧力の低下によるものであり、圧縮機２１にかかる運転負荷が減少しているので、圧縮機２１の運転回転数を増加させて、運転回転数減少前の状態に近づける。従って、除霜運転中のヒートポンプユニット４の圧縮機２１に過剰な運転負荷がかからなくなった後、除霜運転開始当初の運転回転数に近づけるので、除霜運転の所要時間が長くならないようにすることができる。

【0047】

上記除霜運転における圧縮機２１の過剰な運転負荷の軽減は、ヒートポンプユニット４を備えた設備機器に適用可能である。その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、上記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

【符号の説明】

【0048】

１ ：貯湯給湯装置
２ ：貯湯タンク
２ａ～２ｄ：貯湯温度センサ（貯湯熱量検知手段）
３ ：貯湯ユニット
４ ：ヒートポンプユニット
５ ：補助熱源機
６ ：給湯栓
７ ：貯湯ポンプ
８ ：往き通路
９ ：戻り通路
９ａ ：戻り分岐通路
１０ ：切替弁
１１ ：給水通路
１１ａ ：給水分岐通路
１１ｂ ：給水温度センサ
１２ ：出湯通路
１２ａ ：出湯流量センサ
１２ｂ ：貯湯タンク出湯温度センサ
１２ｃ ：出湯温度センサ
１４ ：混合弁
１５，１６：湯水通路
１８ ：貯湯ユニット制御部（制御部）
１９ ：操作端末
２１ ：圧縮機
２２ ：凝縮熱交換器
２３ ：膨張弁
２４ ：蒸発熱交換器
２５ ：冷媒回路
２６ ：吐出温度センサ（吐出温度検知手段）
２７ ：蒸発熱交出口温度センサ（蒸発熱交出口温度検知手段）
２８ ：送風ファン
２９ ：ヒートポンプユニット制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】