特開 2024-85110 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】P2024085110

(43)【公開日】2024-06-26

(54)【発明の名称】給湯装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 15/136 20220101AFI20240619BHJP

   F24H 15/231 20220101ALI20240619BHJP

   F24H 15/258 20220101ALI20240619BHJP

   F24H 15/385 20220101ALI20240619BHJP

   F24H 1/00 20220101ALI20240619BHJP

   F24H 1/18 20220101ALI20240619BHJP

   F24H 4/02 20220101ALI20240619BHJP

【ＦＩ】

F24H15/136

F24H15/231

F24H15/258

F24H15/385

F24H1/00 A

F24H1/18 H

F24H4/02 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022199460

(22)【出願日】2022-12-14

(71)【出願人】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(71)【出願人】

【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】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中村 洋太

(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】富澤 祥伍

【テーマコード（参考）】

3L122

【Ｆターム（参考）】

3L122AA02

3L122AA23

3L122AA54

3L122AA63

3L122AA65

3L122AB22

3L122AB33

3L122AC35

3L122BA04

3L122BA32

3L122BB03

3L122BC12

3L122BC13

3L122CA13

3L122DA16

3L122DA21

3L122EA22

3L122EA45

3L122EA63

3L122FA02

3L122FA12

3L122FA13

(57)【要約】

【課題】電力抑制状態のときに除霜運転のための電力を確保することができる技術を提供する。
【解決手段】制御部は、所定の除霜開始条件が成立する場合に、圧縮機で加圧されて温度上昇した冷媒の熱により蒸発器に付着している霜を除霜する除霜運転を実行可能であり、給湯装置が通常状態よりも消費電力が抑制される電力抑制状態で動作しており、かつ、凍結防止ヒータが経路内の水を加熱しているときに、除霜開始条件が成立することが予測される場合は、凍結防止ヒータを停止し、その後に除霜開始条件が成立する場合に除霜運転を開始してもよい。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

貯湯タンクと、
前記貯湯タンクの水を沸き上げるヒートポンプと、
前記貯湯タンクに連通しており、前記貯湯タンクに流入する水又は前記貯湯タンクから流出する水が流れる経路と、
前記経路内の水が凍結することを防止するための凍結防止ヒータであって、前記経路の少なくとも一部に取り付けられており、通電により発熱して前記経路内の水を加熱する前記凍結防止ヒータと、
制御部と、を備える給湯装置であって、
前記ヒートポンプは、冷媒を加圧する圧縮機と、水と冷媒との熱交換により水を加熱して冷媒を凝縮させる凝縮器と、冷媒を減圧する膨張弁と、外気と冷媒の熱交換により外気から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備え、
前記制御部は、
所定の除霜開始条件が成立する場合に、前記圧縮機で加圧されて温度上昇した冷媒の熱により前記蒸発器に付着している霜を除霜する除霜運転を実行可能であり、
前記給湯装置が通常状態よりも消費電力が抑制される電力抑制状態で動作しており、かつ、前記凍結防止ヒータが前記経路内の水を加熱しているときに、前記除霜開始条件が成立することが予測される場合は、前記凍結防止ヒータを停止し、その後に前記除霜開始条件が成立する場合に前記除霜運転を開始する、
又は、
前記給湯装置が通常状態よりも消費電力が抑制される電力抑制状態で動作しており、かつ、前記凍結防止ヒータが前記経路内の水を加熱しているときに、前記除霜開始条件が成立する場合は、前記凍結防止ヒータを停止し、前記除霜運転を開始する、給湯装置。

【請求項2】

貯湯タンクと、
前記貯湯タンクの水を沸き上げるヒートポンプと、
前記貯湯タンクに連通しており、前記貯湯タンクに流入する水又は前記貯湯タンクから流出する水が流れる経路と、
前記経路内の水が凍結することを防止するための凍結防止ヒータであって、前記経路の少なくとも一部に取り付けられており、通電により発熱して前記経路内の水を加熱する前記凍結防止ヒータと、
制御部と、を備える給湯装置であって、
前記ヒートポンプは、冷媒を加圧する圧縮機と、水と冷媒との熱交換により水を加熱して冷媒を凝縮させる凝縮器と、冷媒を減圧する膨張弁と、外気と冷媒の熱交換により外気から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備え、
前記制御部は、
所定の除霜開始条件が成立する場合に、前記圧縮機で加圧されて温度上昇した冷媒の熱により前記蒸発器に付着している霜を除霜する除霜運転を実行可能であり、
前記給湯装置が通常状態よりも消費電力が抑制される電力抑制状態で動作しており、かつ、前記凍結防止ヒータが前記経路内の水を加熱しているときに、前記除霜開始条件が成立することが予測される場合は、前記凍結防止ヒータの通電量を低減し、その後に前記除霜開始条件が成立する場合に前記除霜運転を開始する、
又は、
前記給湯装置が通常状態よりも消費電力が抑制される電力抑制状態で動作しており、かつ、前記凍結防止ヒータが前記経路内の水を加熱しているときに、前記除霜開始条件が成立する場合は、前記凍結防止ヒータの通電量を低減し、前記除霜運転を開始する、給湯装置。

【請求項3】

前記貯湯タンクから給湯箇所に供給される水を加熱する補助熱源機を更に備える、請求項１又は２に記載の給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書で開示する技術は、ヒートポンプを備える給湯装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１にヒートポンプ装置が開示されている。特許文献１のヒートポンプ装置は、冷媒を加圧する圧縮機と、水と冷媒との熱交換により水を加熱して冷媒を凝縮させる凝縮器と、冷媒を減圧する膨張弁と、外気と冷媒の熱交換により外気から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えている。特許文献１のヒートポンプ装置は、圧縮機で加圧されて温度上昇した冷媒の熱により蒸発器に付着している霜を除霜する通常除霜運転を実行可能である。また、特許文献１のヒートポンプ装置は、使用電力の抑制を要求する電力抑制信号によって使用電力の抑制が要求されているときに、圧縮機を停止させた状態で除霜をする熱源側ファン除霜運転を実行する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－８５３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ヒートポンプで除霜運転を行なう場合に、消費電力が抑制される電力抑制状態では、除霜運転のための電力を確保することが難しい。そこで本明細書は、電力抑制状態のときに除霜運転のための電力を確保することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本技術の第１の態様では、給湯装置が、貯湯タンクと、前記貯湯タンクの水を沸き上げるヒートポンプと、前記貯湯タンクに連通しており、前記貯湯タンクに流入する水又は前記貯湯タンクから流出する水が流れる経路と、前記経路内の水が凍結することを防止するための凍結防止ヒータであって、前記経路の少なくとも一部に取り付けられており、通電により発熱して前記経路内の水を加熱する前記凍結防止ヒータと、制御部と、を備えていてもよい。前記ヒートポンプは、冷媒を加圧する圧縮機と、水と冷媒との熱交換により水を加熱して冷媒を凝縮させる凝縮器と、冷媒を減圧する膨張弁と、外気と冷媒の熱交換により外気から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備えていてもよい。前記制御部は、所定の除霜開始条件が成立する場合に、前記圧縮機で加圧されて温度上昇した冷媒の熱により前記蒸発器に付着している霜を除霜する除霜運転を実行可能である。前記制御部は、前記給湯装置が通常状態よりも消費電力が抑制される電力抑制状態で動作しており、かつ、前記凍結防止ヒータが前記経路内の水を加熱しているときに、前記除霜開始条件が成立することが予測される場合は、前記凍結防止ヒータを停止し、その後に前記除霜開始条件が成立する場合に前記除霜運転を開始してもよい。又は、前記制御部は、前記給湯装置が通常状態よりも消費電力が抑制される電力抑制状態で動作しており、かつ、前記凍結防止ヒータが前記経路内の水を加熱しているときに、前記除霜開始条件が成立する場合は、前記凍結防止ヒータを停止し、前記除霜運転を開始してもよい。

【0006】

この構成によれば、電力抑制状態のときに除霜開始条件が成立することが予測される場合は、実際に除霜開始条件が成立する前に凍結防止ヒータを停止することにより、除霜運転のための電力を確保することができる。また、電力抑制状態のときに除霜開始条件が成立する場合は、凍結防止ヒータを停止することにより、除霜運転のための電力を確保することができる。

【0007】

第２の態様では、給湯装置が、貯湯タンクと、前記貯湯タンクの水を沸き上げるヒートポンプと、前記貯湯タンクに連通しており、前記貯湯タンクに流入する水又は前記貯湯タンクから流出する水が流れる経路と、前記経路内の水が凍結することを防止するための凍結防止ヒータであって、前記経路の少なくとも一部に取り付けられており、通電により発熱して前記経路内の水を加熱する前記凍結防止ヒータと、制御部と、を備えていてもよい。前記ヒートポンプは、冷媒を加圧する圧縮機と、水と冷媒との熱交換により水を加熱して冷媒を凝縮させる凝縮器と、冷媒を減圧する膨張弁と、外気と冷媒の熱交換により外気から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備えていてもよい。前記制御部は、所定の除霜開始条件が成立する場合に、前記圧縮機で加圧されて温度上昇した冷媒の熱により前記蒸発器に付着している霜を除霜する除霜運転を実行可能である。前記制御部は、前記給湯装置が通常状態よりも消費電力が抑制される電力抑制状態で動作しており、かつ、前記凍結防止ヒータが前記経路内の水を加熱しているときに、前記除霜開始条件が成立することが予測される場合は、前記凍結防止ヒータの通電量を低減し、その後に前記除霜開始条件が成立する場合に前記除霜運転を開始してもよい。又は、前記制御部は、前記給湯装置が通常状態よりも消費電力が抑制される電力抑制状態で動作しており、かつ、前記凍結防止ヒータが前記経路内の水を加熱しているときに、前記除霜開始条件が成立する場合は、前記凍結防止ヒータの通電量を低減し、前記除霜運転を開始してもよい。

【0008】

この構成によれば、電力抑制状態のときに除霜開始条件が成立することが予測される場合は、実際に除霜開始条件が成立する前に凍結防止ヒータの通電量を低減することにより、除霜運転のための電力を確保することができる。また、電力抑制状態のときに除霜開始条件が成立する場合は、凍結防止ヒータの通電量を低減することにより、除霜運転のための電力を確保することができる。

【0009】

第３の態様では、上記の第１又は第２の態様において、給湯装置が、前記貯湯タンクから給湯箇所に供給される水を加熱する補助熱源機を更に備えていてもよい。

【0010】

この構成によれば、除霜運転を実行することにより貯湯タンクの水を沸き上げることができない場合にも、補助熱源機で水を加熱することにより給湯箇所に加熱された水を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例の給湯装置を模式的に示す図。

【図2】実施例の沸上げ運転処理のフローチャート。

【図3】実施例の凍結防止処理のフローチャート。

【図4】実施例の除霜運転処理のフローチャート（１）。

【図5】実施例の除霜運転処理のフローチャート（２）。

【発明を実施するための形態】

【0012】

実施例の給湯装置２について図面を参照して説明する。図１に示すように、給湯装置２は、ＨＰ（ヒートポンプ）ユニット４と、タンクユニット６と、バーナユニット８を備えている。給湯装置２の電力は、例えば、商用電源や蓄電池から供給される。

【0013】

ＨＰユニット４は、外気から吸熱して水を加熱する熱源である。ＨＰユニット４は、圧縮機１０と、凝縮器１２と、膨張弁１４と、蒸発器１６からなるヒートポンプ１７を備えている。ヒートポンプ１７は、冷媒（例えばＲ３２やＲ４１０ＡといったＨＦＣ冷媒や、Ｒ７４４といったＣＯ２冷媒）を、圧縮機１０、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に循環させることで、外気から吸熱して水を加熱する。圧縮機１０は、冷媒を加圧して高温高圧にする。凝縮器１２は、循環経路１９を流れる水と冷媒との熱交換により、水を加熱すると共に冷媒を冷却して凝縮させる。循環経路１９は、タンクユニット６内の貯湯タンク３０とＨＰユニット４内の凝縮器１２の間で水を循環させる経路である。膨張弁１４は、冷媒を減圧して低温低圧にする。蒸発器１６は、ファン１３により送風される外気と冷媒との熱交換により冷媒を加熱して蒸発させる。蒸発器１６には、蒸発器１６の温度を検出する蒸発器サーミスタ１５が取り付けられている。ＨＰユニット４はさらに、循環経路１９の水を貯湯タンク３０と凝縮器１２の間で循環させる循環ポンプ１８と、凝縮器１２に流れ込む水の温度を検出する戻りサーミスタ２０と、凝縮器１２から流れ出る水の温度を検出する往きサーミスタ２２と、外気温度を検出する外気温度サーミスタ２３と、ＨＰユニット４の各構成要素の動作を制御するＨＰコントローラ２４を備えている。

【0014】

タンクユニット６は、貯湯タンク３０と、混合弁３２と、バイパス制御弁３４を備えている。貯湯タンク３０は、外側が断熱材で覆われており、内部に水を蓄える密閉型の容器である。本実施例の貯湯タンク３０の容量は、例えば１００リットルである。ＨＰユニット４の循環ポンプ１８が駆動すると、貯湯タンク３０の底部から循環経路１９に水が吸い出されて凝縮器１２へ送られる。凝縮器１２で加熱されて高温となった水は、循環経路１９を流れて、貯湯タンク３０の頂部から貯湯タンク３０内に戻される。ＨＰユニット４によって加熱された水が貯湯タンク３０に流れ込むと、貯湯タンク３０の内部には、低温の水の層の上に高温の水の層が積み重なった温度成層が形成される。貯湯タンク３０には、上部の水の温度を検出する上部サーミスタ３６と、中間部の水の温度を検出する中間部サーミスタ３７と、下部の水の温度を検出する下部サーミスタ３８と、底部の水の温度を検出する底部サーミスタ３９が取り付けられている。本実施例では、上部サーミスタ３６は貯湯タンク３０の頂部から６リットルの位置に配置されており、中間部サーミスタ３７は貯湯タンク３０の頂部から１２リットルの位置に配置されており、下部サーミスタ３８は貯湯タンク３０の頂部から３０リットルの位置に配置されており、底部サーミスタ３９は貯湯タンク３０の頂部から７０リットルの位置に配置されている。

【0015】

タンクユニット６には、給水経路４０を介して給水源から水道水が供給される。給水経路４０には、給水圧力を減圧する減圧弁４２と、給水温度を検出する入水サーミスタ４４が取り付けられている。給水経路４０は、貯湯タンク３０の底部に連通するタンク給水経路４６と、混合弁３２に連通するタンクバイパス経路４８に分岐している。タンク給水経路４６とタンクバイパス経路４８には、それぞれ逆止弁５０、５２が取り付けられている。また、タンクバイパス経路４８には、混合弁３２に流入する水道水の流量を検出する水側水量センサ５４が取り付けられている。貯湯タンク３０の頂部と混合弁３２は、タンク出湯経路５６を介して連通している。タンク出湯経路５６には、逆止弁５８と、混合弁３２に流入する貯湯タンク３０からの水の流量を検出する湯側水量センサ６０が取り付けられている。

【0016】

混合弁３２は、タンクバイパス経路４８から流れ込む水道水と、タンク出湯経路５６から流れ込む貯湯タンク３０の水を混合して、第１給湯経路６２に送り出す。混合弁３２は、ステッピングモータによって弁を駆動し、タンクバイパス経路４８側の開度（水側の開度）と、タンク出湯経路５６側の開度（湯側の開度）を調整する。第１給湯経路６２には、混合弁３２から送り出される水の温度を検出する混合サーミスタ６４が取り付けられている。

【0017】

タンクユニット６からは、第２給湯経路６６を介して、台所やシャワー、カラン等の給湯箇所への給湯が行われる。第２給湯経路６６には、給湯箇所へ供給される水の温度を検出する給湯サーミスタ６８と、逆止弁７０が取り付けられている。第１給湯経路６２と第２給湯経路６６の間は、給湯バイパス経路７２によって連通している。給湯バイパス経路７２には、バイパス制御弁３４が取り付けられている。

【0018】

タンクユニット６は、複数の凍結防止ヒータ３５を更に備えている。タンクユニット６内の循環経路１９、給水経路４０、タンク給水経路４６、タンクバイパス経路４８、タンク出湯経路５６、第１給湯経路６２、第２給湯経路６６、給湯バイパス経路７２のそれぞれに、凍結防止ヒータ３５が取り付けられている。各凍結防止ヒータ３５は、通電により発熱して各経路（１９、４０、４６、４８、５６、６２、６６、７２）内の水を加熱する。凍結防止ヒータ３５は、電力を消費して経路内の水を加熱する。各経路（１９、４０、４６、４８、５６、６２、６６、７２）は、直接的又は間接的に貯湯タンク３０に連通しており、貯湯タンク３０に流入する水又は貯湯タンク３０から流出する水が各経路を流れる。複数の凍結防止ヒータ３５は、タンクユニット６内の複数の経路を流れる水を加熱する。

【0019】

タンクユニット６は、タンクコントローラ７４と、タンクコントローラ７４と通信可能なリモコン７６を備えている。タンクコントローラ７４は、タンクユニット６の各構成要素の動作を制御する。タンクコントローラ７４は、不揮発性のメモリ７５を備えている。リモコン７６は、スイッチやボタン等を介して、ユーザからの各種の操作入力を受け入れる。また、リモコン７６は、表示や音声によってユーザに給湯装置２の設定や動作に関する各種の情報を通知する。

【0020】

バーナユニット８は、バーナ８０と、熱交換器８２と、バイパスサーボ８４と、水量サーボ８６と、湯はり弁８８を備えている。バーナ８０は、ガスの燃焼によって熱交換器８２を流れる水を加熱する補助熱源機である。熱交換器８２には、バーナ往路９０を介して、タンクユニット６の第１給湯経路６２からの水が流れ込む。熱交換器８２を通過した水は、バーナ復路９２を介して、タンクユニット６の第２給湯経路６６へ流れ出る。バーナ往路９０には、バーナ往路９０を流れる水の流量を調整する水量サーボ８６と、バーナ往路９０を流れる水の流量を検出する水量センサ９１が取り付けられている。バーナ往路９０とバーナ復路９２の間は、バーナバイパス経路９４を介して連通している。バーナ往路９０とバーナバイパス経路９４の接続部に、バイパスサーボ８４が取り付けられている。バイパスサーボ８４は、バーナ往路９０から熱交換器８２へ流れる水の流量とバーナバイパス経路９４へ流れる水の流量とを調整する。バーナ復路９２には、熱交換器８２から流れ出る水の温度をバーナ出口温度として検出するバーナ出口サーミスタ９６が取り付けられている。バーナユニット８では、バーナ出口温度と目標加熱温度の差が小さくなるように、バーナ８０の加熱能力が調整される。バーナ復路９２からは、湯はり経路９８が分岐している。湯はり経路９８には、湯はり弁８８が取り付けられている。バーナユニット８からは、湯はり経路９８を介して、給湯箇所である浴槽への湯はりが行われる。バーナユニット８はさらに、バーナユニット８の各構成要素の動作を制御するバーナコントローラ１００を備えている。

【0021】

ＨＰコントローラ２４とタンクコントローラ７４は、互いに通信可能である。タンクコントローラ７４とバーナコントローラ１００は、互いに通信可能である。従って、ＨＰコントローラ２４と、タンクコントローラ７４と、バーナコントローラ１００が協調して制御を行うことで、給湯装置２は沸上げ運転や給湯運転等の各種の動作を行うことができる。以下では、ＨＰコントローラ２４と、タンクコントローラ７４と、バーナコントローラ１００を総称して、単にコントローラと呼ぶことがある。

【0022】

（沸上げ運転）
沸上げ運転では、給湯装置２は、ＨＰユニット４を駆動して、貯湯タンク３０内の水を沸かし上げる。沸上げ運転を開始するタイミングは、様々な観点から設定することが可能である。例えば、割安な深夜電力を利用可能な時間帯が終了する直前に、貯湯タンク３０内の水の沸かし上げが終了するように、タンクコントローラ７４が沸上げ運転の開始タイミングを決定して、ＨＰコントローラ２４に沸上げ運転の開始を指示してもよい。あるいは、前日までの給湯実績に基づいて、大きな給湯需要の発生が予想される時刻の直前に、貯湯タンク３０の水の沸かし上げが終了するように、タンクコントローラ７４が沸上げ運転の開始タイミングを決定して、ＨＰコントローラ２４に沸上げ運転の開始を指示してもよい。あるいは、ユーザがリモコン７６を介して貯湯タンク３０の水の沸かし上げを指示することで、タンクコントローラ７４がＨＰコントローラ２４に沸上げ運転の開始を指示してもよい。

【0023】

沸上げ運転の開始が指示されると、ＨＰコントローラ２４は、ヒートポンプ１７の圧縮機１０を駆動して、圧縮機１０、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に冷媒を循環させるとともに、循環ポンプ１８を駆動して、貯湯タンク３０と凝縮器１２の間で水を循環させる。これによって、貯湯タンク３０の底部から吸い出された水は、凝縮器１２において目標沸上げ温度まで加熱されて、貯湯タンク３０の頂部に戻される。タンクコントローラ７４は、上部サーミスタ３６、中間部サーミスタ３７、下部サーミスタ３８および底部サーミスタ３９の検出温度や、戻りサーミスタ２０の検出温度から、貯湯タンク３０内の水が全て高温の水で置き換えられたことを検知すると、ＨＰコントローラ２４に沸上げ運転の終了を指示する。タンクコントローラ７４から沸上げ運転の終了が指示されると、ＨＰコントローラ２４は沸上げ運転を終了する。

【0024】

（給湯運転）
給湯運転では、給湯装置２は、給湯設定温度に調温された水を給湯箇所へ給湯する。給湯装置２は、タンクユニット６の上部サーミスタ３６で検出される貯湯タンク３０の上部の温度が給湯設定温度以上である場合、非燃焼給湯運転を行う。非燃焼給湯運転では、タンクコントローラ７４は、バーナコントローラ１００にバーナ８０の燃焼運転を禁止する。また、タンクコントローラ７４は、バイパス制御弁３４を開くとともに、混合サーミスタ６４で検出される温度が給湯設定温度となるように、混合弁３２の開度を調整する。この場合、貯湯タンク３０の上部から供給される高温の水と、給水経路４０から供給される低温の水が、混合弁３２において混合されることで給湯設定温度に調温されて、給湯箇所へ供給される。

【0025】

上部サーミスタ３６で検出される貯湯タンク３０の上部の温度が給湯設定温度に満たない場合、給湯装置２は、燃焼給湯運転を行う。燃焼給湯運転では、タンクコントローラ７４は、バーナコントローラ１００にバーナ８０の燃焼運転を許可して、バーナユニット８における目標加熱温度として給湯設定温度を指示する。また、タンクコントローラ７４は、バイパス制御弁３４を閉じるとともに、混合サーミスタ６４で検出される温度が、給湯設定温度よりもバーナ８０の最小加熱能力の分だけ低い温度となるように、混合弁３２の開度を調整する。この場合、貯湯タンク３０の上部から供給される高温の水と、給水経路４０から供給される低温の水が、混合弁３２において混合された後、バーナ８０によって目標加熱温度、すなわち給湯設定温度まで加熱されて、給湯箇所へ供給される。これにより、バーナ８０で水を加熱することにより給湯箇所に加熱された水を供給することができる。

【0026】

（凍結防止運転）
凍結防止運転では、給湯装置２は、複数の凍結防止ヒータ３５を駆動して、複数の経路（１９、４０、４６、４８、５６、６２、６６、７２）内の水を加熱する。これにより、複数の経路内の水が凍結することを防止する。

【0027】

（除霜運転）
給湯装置２では、外気温度が低いときにヒートポンプ１７の蒸発器１６に霜が付着することがある。除霜運転では、給湯装置２は、ＨＰユニット４の循環ポンプ１８およびファン１３を停止した状態で、ヒートポンプ１７の圧縮機１０を駆動して、蒸発器１６に付着している霜を除霜する。除霜運転の開始が指示されると、ＨＰコントローラ２４は、圧縮機１０を駆動して、圧縮機１０、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に冷媒を循環させる。ヒートポンプ１７では、圧縮機１０で加圧されて温度上昇した冷媒が蒸発器１６を通過する。これにより、蒸発器１６に付着している霜が除霜される。なお、除霜運転では、沸上げ運転のときよりも膨張弁１４の開度を大きくして蒸発器１６に供給される冷媒の温度を沸上げ運転のときよりも高温にする。

【0028】

（給湯装置２の電力抑制状態）
給湯装置２は、通常状態と、通常状態よりも消費電力が抑制される電力抑制状態とで動作可能である。電力抑制状態では、給湯装置２全体での消費電力が抑制される。給湯装置２では、例えば、電力会社における電力の需給状況に応じて消費電力が抑制されることがある。また、例えば、給湯装置２が蓄電池に接続されている場合に、その蓄電池の蓄電状況に応じて給湯装置２の消費電力が抑制されることがある。また、例えば、給湯装置２以外の他の装置が蓄電池に接続されている場合に、他の装置に電力を供給するために、給湯装置２の消費電力が抑制されることがある。また、電力会社における電力の需給状況にかかわらず、ユーザによる指示や給湯装置２の運転状況に応じて給湯装置２の消費電力が制限されることもある。給湯装置２は、通常状態と電力抑制状態のいずれかで動作する。コントローラは、給湯装置２が通常状態で動作する場合は、通常状態で動作することを示すフラグ（第１フラグ）を生成してタンクコントローラ７４のメモリ７５に記憶する。また、コントローラは、給湯装置２が電力抑制状態で動作する場合は、給湯装置２全体での消費電力が電力抑制値を超えない範囲の最大の電力で動作させ、電力抑制状態で動作することを示すフラグ（第２フラグ）を生成してタンクコントローラ７４のメモリ７５に記憶する。

【0029】

（沸上げ運転処理；図２）
次に、実施例の沸上げ運転処理について説明する。図２は、沸上げ運転処理のフローチャートである。図２に示す沸上げ運転処理は、例えば、所定の沸上げ開始時刻が到来すると開始される。また、沸上げ運転処理は、ユーザによる沸上げ開始指示に基づいて開始されてもよい。沸上げ運転処理のＳ２では、コントローラが、沸上げ運転を開始する。沸上げ運転が開始されると、貯湯タンク３０内の水がＨＰユニット４のヒートポンプ１７により沸かし上げられる。

【0030】

続くＳ４では、コントローラが、所定の沸上げ終了条件が成立するか否かを判断する。沸上げ終了条件は、例えば、貯湯タンク３０の底部に取り付けられている底部サーミスタ３９により検出される水の温度が、所定の終了基準温度（例えば、目標沸上げ温度－５℃（ただし、最大で４５℃））以上である場合に成立する。変形例では、沸上げ終了条件は、循環経路１９に取り付けられている戻りサーミスタ２０より検出される水の温度が、所定の終了基準温度以上である場合に成立してもよい。沸上げ終了条件が成立する場合（Ｓ４でＹＥＳ）、処理はＳ６に進む。沸上げ終了条件が成立しない場合（Ｓ４でＮＯ）、処理は待機する。Ｓ６では、コントローラが、ヒートポンプ１７の圧縮機１０を停止して沸上げ運転を終了する。その後、沸上げ運転処理が終了する。

【0031】

（凍結防止処理；図３）
次に、実施例の凍結防止処理について説明する。図３は、凍結防止処理のフローチャートである。図３に示す凍結防止処理は、例えば、給湯装置２の電源がオンになると開始される。凍結防止処理のＳ１０では、コントローラが、外気温度サーミスタ２３により検出される外気温度が所定の基準外気温度（例えば、４℃）以下であるか否かを判断する。外気温度サーミスタ２３により検出される外気温度が基準外気温度以下である場合（Ｓ１０でＹＥＳ）、処理はＳ１２に進む。外気温度が基準外気温度より高い場合（Ｓ１０でＮＯ）、処理はＳ１４に進む。

【0032】

Ｓ１０でＹＥＳの後のＳ１２では、コントローラが、タンクユニット６の複数の凍結防止ヒータ３５を駆動する。複数の凍結防止ヒータ３５が駆動すると、凍結防止ヒータ３５が取り付けられている複数の経路（１９、４０、４６、４８、５６、６２、６６、７２）内の水が加熱される。これにより、複数の経路内の水が凍結することを防止する。一方、Ｓ１０でＮＯ後のＳ１４では、コントローラが、タンクユニット６の複数の凍結防止ヒータ３５を停止する。複数の凍結防止ヒータ３５が既に駆動している場合は、それらの凍結防止ヒータ３５を停止する。複数の凍結防止ヒータ３５が駆動していない場合は、その状態を維持する。その後、処理はＳ１０に戻る。なお、図３に示す凍結防止処理は、例えば、給湯装置２の電源がオフになると終了する。

【0033】

（除霜運転処理；図４、図５）
次に、実施例の除霜運転処理について説明する。図４および図５は、除霜運転処理のフローチャートである。図４および図５に示す除霜運転処理は、例えば、沸上げ運転の実行中であり、かつ、外気温度が所定の基準外気温度（例えば７℃）未満の場合に開始される。除霜運転処理のＳ２０では、コントローラが、蒸発器サーミスタ１５により検出される蒸発器１６の温度が所定の基準蒸発器温度以下であるか否かを判断する。基準蒸発器温度は、例えば、除霜開始温度＋２℃である。除霜開始温度は、例えば、外気温度サーミスタ２３により検出される外気温度－７℃である。蒸発器サーミスタ１５により検出される蒸発器１６の温度が基準蒸発器温度（＝除霜開始温度＋２℃）以下である場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、処理はＳ２２に進む。この場合は、除霜運転のための後述の除霜開始条件（Ｓ３０参照）が近いうちに成立することが予測される。Ｓ２２では、コントローラが、除霜の必要性があると判断する。一方、蒸発器サーミスタ１５により検出される蒸発器１６の温度が基準蒸発器温度より高い場合（Ｓ２０でＮＯ）、処理は待機する。

【0034】

続くＳ２４では、コントローラが、給湯装置２が電力抑制状態であるか否かを判断する。電力抑制状態は、給湯装置２の消費電力が抑制される状態である。コントローラは、給湯装置２が電力抑制状態であることを示す第２フラグがタンクコントローラ７４のメモリ７５に記憶されているか否かを判断する。給湯装置２が電力抑制状態である場合（即ち、第２フラグがメモリ７５に記憶されている場合、Ｓ２４でＹＥＳ）、処理はＳ２６に進む。一方、給湯装置２が電力抑制状態でない場合（即ち、第２フラグがメモリ７５に記憶されていない場合、Ｓ２４でＮＯ）、処理はＳ３０に進む。給湯装置２が電力抑制状態でない場合は、給湯装置２が通常状態で動作しており、メモリ７５には第１フラグが記憶されている。

【0035】

Ｓ２４でＹＥＳの後のＳ２６では、コントローラが、タンクユニット６の複数の凍結防止ヒータ３５が駆動中であるか否かを判断する。複数の凍結防止ヒータ３５が駆動中である場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、処理はＳ２８に進む。複数の凍結防止ヒータ３５が停止中である場合（Ｓ２６でＮＯ）、処理はＳ３０に進む。

【0036】

Ｓ２６でＹＥＳの後のＳ２８では、コントローラが、タンクユニット６の複数の凍結防止ヒータ３５を停止する。凍結防止ヒータ３５が停止すると、凍結防止ヒータ３５で電力が消費されなくなる。コントローラは、複数の凍結防止ヒータ３５を停止する場合は、そのことを示す停止フラグを生成してタンクコントローラ７４のメモリ７５に記憶する。

【0037】

続くＳ３０では、コントローラが、所定の除霜開始条件が成立するか否かを判断する。除霜開始条件は、例えば、蒸発器サーミスタ１５により検出される蒸発器１６の温度が所定の除霜開始温度（例えば、外気温度サーミスタ２３により検出される外気温度－７℃）以下になる場合に成立する。除霜開始条件が成立する場合（Ｓ３０でＹＥＳ）、処理はＳ３４に進む。除霜開始条件が成立しない場合（Ｓ３０でＮＯ）、処理はＳ２０に戻る。

【0038】

Ｓ３４では、コントローラが、実行中の沸上げ運転を中断する。コントローラは、ＨＰユニット４の循環ポンプ１８を停止して沸上げ運転を中断する。コントローラは、沸上げ運転を中断する場合は、そのことを示す中断フラグを生成してタンクコントローラ７４のメモリ７５に記憶する。続くＳ３６では、コントローラが、除霜運転を開始する。コントローラは、ＨＰユニット４の循環ポンプ１８を停止し、膨張弁１４の開度を大きくした状態で、ヒートポンプ１７の圧縮機１０を駆動して、圧縮機１０、凝縮器１２、膨張弁１４、蒸発器１６の順に冷媒を循環させる。ここで電力抑制状態の場合、コントローラは、給湯装置２全体の消費電力が電力抑制値を超えない範囲の最大の電力でＨＰユニット４を駆動する。除霜運転が開始されると、圧縮機１０で高温にされた冷媒の熱により蒸発器１６に付着している霜が除霜される。

【0039】

続くＳ３８では、コントローラが、所定の除霜終了条件が成立するか否かを判断する。除霜終了条件は、例えば、蒸発器サーミスタ１５により検出される蒸発器１６の温度が所定の除霜終了温度（例えば、２℃）以上になる場合に成立する。変形例では、除霜終了条件は、Ｓ２６で除霜運転が開始されてから所定の除霜運転時間（例えば、１０分）が経過する場合に成立する。除霜終了条件が成立する場合（Ｓ３８でＹＥＳ）、処理はＳ４０に進む。Ｓ４０では、コントローラが、ヒートポンプ１７の圧縮機１０を停止して除霜運転を終了する。除霜終了条件が成立しない場合（Ｓ３８でＮＯ）、処理は待機する。

【0040】

続くＳ４２では、コントローラが、複数の凍結防止ヒータ３５を停止したことを示す停止フラグ（Ｓ２８参照）がタンクコントローラ７４のメモリ７５に記憶されているか否かを判断する。停止フラグがメモリ７５に記憶されている場合（Ｓ４２でＹＥＳ）、処理はＳ４４に進む。Ｓ４４では、コントローラが、複数の凍結防止ヒータ３５を再び駆動する。停止フラグがメモリ７５に記憶されていない場合（Ｓ４２でＮＯ）、処理はＳ４６に進む。

【0041】

Ｓ４６では、コントローラが、沸上げ運転を中断したことを示す中断フラグ（Ｓ３４参照）がタンクコントローラ７４のメモリ７５に記憶されているか否かを判断する。中断フラグがメモリ７５に記憶されている場合（Ｓ４６でＹＥＳ）、処理はＳ４８に進む。中断フラグがメモリ７５に記憶されてない場合（Ｓ４６でＮＯ）、処理はＳ２０に戻る。

【0042】

Ｓ４８では、コントローラが、沸上げ運転を再開する。コントローラは、ＨＰユニット４の循環ポンプ１８を駆動すると共に、ヒートポンプ１７の圧縮機１０を駆動する。その後、処理はＳ２０に戻る。なお、図４および図５に示す除霜運転処理は、例えば、沸上げ運転が終了する場合、又は、外気温度が所定の基準外気温度（例えば7℃）以上の場合に終了する。

【0043】

（効果）
以上、実施例の給湯装置２について説明した。以上の説明から明らかなように、給湯装置２は、通電により発熱して経路（例えば、循環経路１９）内の水を加熱する凍結防止ヒータ３５を備えている。コントローラは、所定の除霜開始条件が成立する場合に、ヒートポンプ１７の圧縮機１０で高温にされた冷媒の熱により蒸発器１６に付着している霜を除霜する除霜運転を実行可能である。コントローラは、給湯装置２が通常状態よりも消費電力が抑制される電力抑制状態で動作しており、かつ、凍結防止ヒータ３５が経路（例えば、循環経路１９）内の水を加熱しているときに、除霜開始条件が成立することが予測される場合は、凍結防止ヒータ３５を停止し、その後に除霜開始条件が成立する場合に除霜運転を開始する（図４および図５のＳ２０－Ｓ３６参照）。

【0044】

この構成によれば、給湯装置２が電力抑制状態であるときに除霜開始条件が成立することが予測される場合は、実際に除霜開始条件が成立する前に凍結防止ヒータ３５を停止することにより、除霜運転のための電力を確保することができる。凍結防止ヒータ３５の消費電力分の電力をＨＰユニット４に差し向けることができる。そのため、凍結防止ヒータ３５を停止しなかった場合に比べて、除霜運転の除霜能力を向上することができる。

【0045】

また、給湯装置２は、貯湯タンク３０から給湯箇所に供給される水をガスの燃料により加熱するバーナ８０を備えている。この構成によれば、除霜運転を実行することにより貯湯タンク３０の水を沸き上げることができない場合にも、バーナ８０で水を加熱することにより給湯箇所に加熱された水を供給することができる。

【0046】

（変形例）
（１）上記の実施例では、除霜運転処理のＳ２８でコントローラが凍結防止ヒータ３５を停止したが、この構成に限定されない。変形例では、Ｓ２８でコントローラが凍結防止ヒータ３５の通電量を低減してもよい。例えば、凍結防止ヒータ３５に印加する電圧を低減してもよい。また、凍結防止ヒータ３５に流す電流を低減してもよい。この構成によれば、凍結防止ヒータ３５の通電量を低減することにより、除霜運転のための電力を確保することができる。凍結防止ヒータ３５の通電量の低減分をＨＰユニット４に差し向けることができる。そのため、凍結防止ヒータ３５の通電量を低減しなかった場合に比べて、除霜運転の除霜能力を向上することができる。この場合、除霜運転処理のＳ４４では、コントローラが、凍結防止ヒータ３５の通電量を増加させて低減前の状態に戻す。また、この場合、停止フラグに代えて低減フラグが用いられてもよい。

【0047】

（２）上記の実施例では補助熱源機の一例としてガスの燃焼により水を加熱するバーナ８０について説明したが、この構成に限定されない。変形例では、補助熱源機として灯油の燃焼により水を加熱するバーナを用いてもよい。また、通電により発熱するヒータを補助熱源機として用いてもよい。

【0048】

（３）上記の実施例では、コントローラが、除霜開始条件が成立することが予測される場合に、凍結防止ヒータ３５を停止し、その後に除霜開始条件が成立する場合に除霜運転を開始していたが、この構成に限定されない。変形例では、コントローラが、除霜開始条件が成立する場合に、凍結防止ヒータ３５を停止し、除霜運転を開始してもよい。また、コントローラが、除霜開始条件が成立する場合に、凍結防止ヒータ３５の通電量を低減し、除霜運転を開始してもよい。このような構成によっても、除霜運転のための電力を確保することができる。

【0049】

（４）変形例では、コントローラは、外気温度が極めて低温（例えば、－１０℃以下）である場合は、凍結防止ヒータ３５を停止しなくてもよい。外気温度が極めて低温である場合は、除霜よりも機器の保護を優先してもよい。

【0050】

以上、各実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0051】

２：給湯装置、４：ＨＰユニット、６：タンクユニット、８：バーナユニット、１０：圧縮機、１２：凝縮器、１３：ファン、１４：膨張弁、１５：蒸発器サーミスタ、１６：蒸発器、１７：ヒートポンプ、１８：循環ポンプ、１９：循環経路、２０：戻りサーミスタ、２２：往きサーミスタ、２３：外気温度サーミスタ、２４：ＨＰコントローラ、３０：貯湯タンク、３２：混合弁、３４：バイパス制御弁、３５：凍結防止ヒータ、３６：上部サーミスタ、３７：中間部サーミスタ、３８：下部サーミスタ、３９：底部サーミスタ、４０：給水経路、４２：減圧弁、４４：入水サーミスタ、４６：タンク給水経路、４８：タンクバイパス経路、５４：水側水量センサ、５６：タンク出湯経路、６０：湯側水量センサ、６２：第１給湯経路、６４：混合サーミスタ、６６：第２給湯経路、６８：給湯サーミスタ、７２：給湯バイパス経路、７４：タンクコントローラ、７５：メモリ、７６：リモコン、８０：バーナ、８２：熱交換器、８４：バイパスサーボ、８６：水量サーボ、９０：バーナ往路、９１：水量センサ、９２：バーナ復路、９４：バーナバイパス経路、９６：バーナ出口サーミスタ、１００：バーナコントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】