JP5045656B2 - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、加熱した湯を貯湯タンクに貯えて給湯を行うヒートポンプ給湯機に関し、特に蒸発器が着霜する可能性のある運転条件での運転方法に関する。

従来のヒートポンプ給湯機は、冷凍サイクルを利用して水を加熱する熱源ユニットと貯湯タンクユニットとから構成されている。熱源ユニットは、冷媒を高温、高圧に圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒により低温の水を加熱する放熱器と、放熱器で冷却された冷媒を減圧する減圧器と、減圧器で減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えている。

熱源ユニットと貯湯タンクユニットとは、貯湯タンクユニット内に備えられた貯湯タンクの下部の低温水が、熱源ユニット内の放熱器に供給され、その後、放熱器で加熱された湯が、貯湯タンクの上部に供給されるように、給水ポンプを介して水配管により接続されている。貯湯タンクには、下部の低温水と上部の高温水とが混合層を介して共存して貯えられる。

ヒートポンプ給湯機は、予め定められた温度（設定沸上温度）まで、低温水を加熱する沸上運転を行う。設定沸上温度は、貯湯タンクの上下方向に一定の間隔で設置された温度センサの検知値に基づいて予測した貯湯量や、前日までの使用湯量などから決定される。例えば、使用湯量が多い場合には、設定沸上温度を約８５℃とし、使用湯量が少ない場合には、設定沸上温度を約６５℃とする。

ヒートポンプ給湯機を、外気温度が低く外気中に水分の多い条件で、沸上運転を継続すると、蒸発器に着霜が生じ、加熱能力が低下することがある。

従来、蒸発器についた霜を効率よく除霜できる運転方法として、蒸発器が着霜した場合や、蒸発器が着霜する可能性のある運転条件では、沸上運転時の設定沸上温度を上昇させ、放熱器に貯えられる熱量を増加させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

これによれば、放熱器に貯えられる熱量を利用して、除霜運転時に速やかに蒸発器の霜を溶かすことができる。

また、別の従来の運転方法として、除霜運転に入る直前に、設定沸上温度や圧縮機の吐出温度を上昇させる除霜準備運転を行い、放熱器に貯えられる熱量を増加させる方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、従来の技術では、蒸発器が着霜する運転条件か否かを判定するのに、外気温や蒸発温度や吸入温度が所定の温度以下となることを判定条件として用いている。
特開２００８−２０１４７号公報 特開２００７−３３３３４１号公報

本来、貯湯タンク内に貯えられる高温水は、均一な温度であるのが望ましい。貯湯タンク内の高温水の温度が不均一となると、使用者が台所やお風呂で湯を使用する際に、湯の温度変化が大きくなる不具合や、貯湯タンクの上下方向に一定の間隔で設置された温度センサの検知値に基づいて貯湯タンク内の貯湯量を予測する際に、予測貯湯量の誤差が大きくなる不具合が生じる。

特許文献１に記載の技術によれば、設定沸上温度を変更することで、貯湯タンク内に貯えられる高温水の温度が不均一になるという課題がある。また、特許文献２に記載の技術によれば、沸上運転、除霜準備運転、除霜運転の３つの運転モードを行うことで、運転モードが切り替わる過渡状態で、放熱器で加熱される湯の温度が不安定となり、その結果、貯湯タンクに貯えられる高温水の温度が不均一になるという課題がある。

さらに、従来の蒸発器が着霜する運転条件か否かを判定するのに用いている判定条件では、外気中に水分が少なく実際には蒸発器１４に着霜しない条件でも、外気温度が低いために、蒸発器が着霜する運転条件であると誤判定することがあった。このため、不必要な除霜運転が行なわれ、貯湯タンク内に貯えられる高温水の温度が不均一になるという課題がある。

上記従来の課題を解決するために、本発明は、貯湯タンクに貯えられる高温水が不均一となることなく、かつ、効率の良い沸上運転と除霜運転とを実現できるヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明は、圧縮機、放熱器、減圧器、蒸発器から形成される冷凍サイクルと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記蒸発器に付着した霜を除霜する除霜運転の必要性を判定する除霜運転判定手段を有し、前記放熱器で所定の設定温度に水を加熱する沸上運転の運転中に、前記除霜運転判定手段が前記除霜運転を必要と判定した場合に前記除霜運転を行うとともに、前記除霜運転終了後に再び沸上運転を行う場合には、前記除霜運転開始前の沸上運転より、前記圧縮機の吐出温度を上昇させて行うことを特徴とするヒートポンプ給湯機で、設定沸上温度を変更することなく、吐出温度を上昇させているので、貯湯タンク内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

また、沸上運転中には目標吐出温度を変更せず、除霜運転が行われた直後の沸上運転から目標吐出温度を変更するので、沸上運転中に過渡状態となり放熱器で加熱される湯の温度が不安定となることがないため、貯湯タンク内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

本発明によれば、貯湯タンクに貯えられる高温水が不均一となることなく、かつ、効率の良い沸上運転と除霜運転とを実現できるヒートポンプ給湯機を提供できる。

第１の発明は、圧縮機、放熱器、減圧器、蒸発器から形成される冷凍サイクルと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記蒸発器に付着した霜を除霜する除霜運転の必要性を
判定する除霜運転判定手段を有し、前記放熱器で所定の設定温度に水を加熱する沸上運転の運転中に、前記除霜運転判定手段が前記除霜運転を必要と判定した場合に前記除霜運転を行うとともに、前記除霜運転終了後に再び沸上運転を行う場合には、前記除霜運転開始前の沸上運転より、前記圧縮機の吐出温度を上昇させて行うことを特徴とするもので、設定沸上温度を変更することなく、吐出温度を上昇させているので、貯湯タンク内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

また、沸上運転中には目標吐出温度を変更せず、除霜運転が行われた直後の沸上運転から目標吐出温度を変更するので、沸上運転中に過渡状態となり放熱器で加熱される湯の温度が不安定となることがないため、貯湯タンク内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

第２の発明は、除霜運転終了後の沸上運転は、圧縮機の目標吐出温度を上昇させるとともに、前記圧縮機の目標周波数を低下させて行うことを特徴とするもので、目標吐出温度を上昇させるとともに、目標周波数を低下させているので、加熱能力が変化する不具合もなく、かつ、設定沸上温度を変更することなく、吐出温度を上昇させているので、貯湯タンク内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

また、沸上運転中には目標吐出温度や目標周波数を変更せず、除霜運転が行われた直後の沸上運転から目標吐出温度や目標周波数を変更するので、沸上運転中に過渡状態となり放熱器で加熱される湯の温度が不安定となることがないため、貯湯タンク内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

第３の発明は、放熱器に流入する水の温度を検知する入水温度検知手段と、蒸発器に流入する空気の温度を検知する外気温度検知手段とを備え、前記入水温度検知手段が検知した入水温度と、前記外気温度検知手段が検知した外気温度と、沸上設定温度とに基づいて、圧縮機の目標吐出温度を決定することを特徴とするもので、入水温度、外気温度、設定沸上温度が変化しても、最適な吐出温度となり、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

第４の発明は、放熱器に流入する水の温度を検知する入水温度検知手段と、蒸発器に流入する空気の温度を検知する外気温度検知手段とを備え、前記入水温度検知手段が検知した入水温度と、前記外気温度検知手段が検知した外気温度と、沸上設定温度とに基づいて、圧縮機の目標周波数を決定することを特徴とするもので、入水温度、外気温度、設定沸上温度が変化しても、最適な圧縮機の目標周波数となり、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

第５の発明は、蒸発器の温度を検知する蒸発器温度検知手段を備え、蒸発器温度検知手段が検知した蒸発器温度が所定時間内に所定温度以上低下したとき、除霜運転を行うことを特徴とするもので、除霜運転を行う必要がある運転条件か否かの判定条件には、沸上運転中の蒸発器温度の時間的変化傾向を用いているため、実際に蒸発器が着霜していないのに、除霜運転を行う必要がある運転条件であると誤判定することがないので、不必要な除霜運転が行なわれることがなく、貯湯タンク内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

第６の発明は、所定の除霜時間以上継続した除霜運転が行われた場合には、次回の沸上運転は、圧縮機の吐出温度を上昇させて行うことを特徴とするもので、圧縮機の吐出温度
が高くなるために、沸上運転中に圧縮機や放熱器に貯えられる熱量が増加する。この結果、次回の沸上運転の直後の除霜運転では、蒸発器に供給される熱量が増加し、効率よく蒸発器の霜を溶かすことができ、除霜運転の効率が良くなる。

第７の発明は、所定の運転時間内に、除霜運転が所定の回数以上行われた場合には、次回の沸上運転は、圧縮機の吐出温度を上昇させて行うことを特徴とするもので、圧縮機の吐出温度が高くなるために、沸上運転中に圧縮機や放熱器に貯えられる熱量が増加する。この結果、次回の沸上運転の直後の除霜運転では、蒸発器に供給される熱量が増加し、効率よく蒸発器の霜を溶かすことができ、除霜運転の効率が良くなる。

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１のヒートポンプ給湯機の構成概略図である。ヒートポンプ給湯機は、冷凍サイクルを利用して水を加熱する熱源ユニット５０と貯湯タンクユニット５１とから構成されている。

熱源ユニット５０は、冷媒を高温、高圧に圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１で圧縮された冷媒により低温の水を加熱する放熱器１２と、放熱器１２で冷却された冷媒を減圧する減圧器１３と、減圧器１３で減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器１４とを備えている。圧縮機１１、放熱器１２、減圧器１３および蒸発器１４は、この順で冷媒が循環するように冷媒配管１５によって相互に接続され冷凍サイクル回路を構成している。

冷凍サイクル回路には、二酸化炭素（Ｒ７４４）が冷媒として充填されている。また、蒸発器１４に隣接する形でファン１６が設けられている。ファン１６は、蒸発器１４で冷媒と熱交換するべき外気を蒸発器１４に供給する。

熱源ユニット５０と貯湯タンクユニット５１とは、貯湯タンクユニット５１内に備えられた貯湯タンク３０下部の低温の水が、熱源ユニット５０内の放熱器１２に供給され、その後、放熱器１２で加熱された湯が、貯湯タンク３０の上部に供給されるように、給水ポンプ３１を介して水配管３２により接続されている。

放熱器１２は、主に、冷媒流路１２ａ、水流路１２ｂから構成されている。冷媒流路１２ａと水流路１２ｂは、それぞれの管内を流れる冷媒と水が対向流となるように流れ、効率よく冷媒と水が熱交換するように構成されている。

また、圧縮機１１の出口から放熱器１２の入口までのいずれかの位置での冷媒温度を検知する吐出温度検知手段２１と、蒸発器１４の冷媒入口から冷媒出口までのいずれかの位置での冷媒温度を検知する蒸発器温度検知手段２２と、蒸発器１４に流入する外気の温度を検知する外気温度検知手段２３と、放熱器１２に流入する水の温度を検知する入水温度検知手段２４と、放熱器１２から流出する湯の温度を検知する出湯温度検知手段２５とが設けられている。

さらに、吐出温度検知手段２１や蒸発器温度検知手段２２などの検知値に基づき、圧縮機１１の周波数や、減圧器１３の開度や、ファン１６や給水ポンプ３１の回転数などを制御する制御手段４０が設けられている。制御手段４０には、除霜運転を行う必要がある運転条件であるかを判定する除霜運転判定手段４１と、除霜運転判定手段４１が除霜運転を行う必要がある運転条件であると判定した場合と、それ以外の場合とで、異なる沸上運転を行うように制御する沸上運転制御手段４２とが設けられている。

なお、圧縮機１１には、スクロール式、レシプロ式、ロータリ式などの容積式の流体機構を採用できる。放熱器１２には、二重管式、プレート式などの熱交換器が採用できる。蒸発器１４は、フィンチューブ型熱交換器に代表される空気熱交換器である。

上述のように構成されたヒートポンプ給湯機の主な動作について説明する。

まず、沸上運転について説明する。制御手段４０は、貯湯タンク３０に設置された温度センサ（図示せず）の検知値に基づいて予測した貯湯量や、前日までの使用湯量などから設定沸上温度を決定する。沸上運転制御手段４２は、入水温度検知手段２４が検知した入水温度と、外気温度検知手段２３が検知した外気温度と、設定沸上温度と、除霜運転判定手段４１の判定結果に基づいて、圧縮機１１の目標周波数と目標吐出温度を、予め定められたテーブルから選択する。これにより、入水温度、外気温度、設定沸上温度が変化しても、最適な圧縮機１１の目標周波数や吐出温度となるように制御できる。

圧縮機１１は目標周波数となるように制御手段４０により運転される。圧縮機１１により冷媒は圧縮され、高温高圧状態となる。そして、圧縮機１１の周波数が目標周波数に達した後、圧縮機１１の吐出温度（吐出温度検知手段２１の検知値）が目標吐出温度となるように、減圧器１３の開度は制御手段４０により制御される。高温高圧状態となった冷媒は、放熱器１２の冷媒流路１２ａを流れる際に、放熱器１２の水流路１２ｂを流れる水に放熱し冷却される。

放熱器１２を流出した冷媒は減圧器１３で減圧され低温低圧の気液二相状態となり、蒸発器１４に供給される。蒸発器１４で、冷媒は、ファン１６によって送り込まれた外気によって加熱され、気液二相またはガス状態となる。蒸発器１４を流出した冷媒は、再び、圧縮機１１に吸入される。

一方、水は、給湯タンク３０の底部から給水ポンプ３１により放熱器１２の水流路１２ｂへ送り込まれ、放熱器１２の冷媒流路１２ａを流れる冷媒により加熱され、高温のお湯となる。そのお湯は水配管３２を通って、貯湯タンク３０の頂部から貯められる。このとき、給水ポンプ３１は、放熱器１２から流出する湯の温度である出湯温度（出湯温度検知手段２５の検知値）が設定沸上温度となるように、制御手段４０により制御される。

次に、除霜運転について説明する。ヒートポンプ給湯機は、外気温度が低く外気中に水分の多い条件で、沸上運転を継続していると、蒸発器１４に霜が生じ、加熱能力が低下する恐れがある。除霜運転とは、そのような場合に、蒸発器１４の霜を溶かす運転である。除霜運転の方法は、例えば、ファン１６および給水ポンプ３１の回転数を低減し、減圧器１３の開度を沸上運転時より大きくする方法がある。これによれば、圧縮機１１を出た冷媒は、沸上運転中に圧縮機１１や放熱器１２に貯えられた熱を蒸発器１４に供給し、この結果、蒸発器１４の霜を溶かすことができる。蒸発器１４の霜が融けると、除霜運転を終了し、再び沸上運転を行う。

沸上運転と、必要に応じて除霜運転の２つの運転モードを繰り返し行い、貯湯タンク３０に設置された温度センサ（図示せず）の検知値から、貯湯タンク３０内に必要なお湯が貯まったと判定されるまで、運転を継続する。

上記説明した除霜運転と沸上運転の具体的な制御方法について、図２のフローチャートを用いて説明する。本実施の形態では、運転開始前や運転開始直後には、除霜運転を行う必要がある条件であるか否かは判定できないため、除霜運転判定手段４１は、一旦、除霜運転を行う必要はない運転条件であると判定する。

このため、フローチャートのステップ１０１で、沸上運転制御手段４２は、入水温度と外気温度と設定沸上温度と除霜運転判定手段４１の除霜運転を行う必要がある運転条件ではないとの判定結果とに基づいて、圧縮機１１の目標周波数Ａ（Ｈｚ−Ａ）と目標吐出温度Ａ（Ｔｄ−Ａ）を、予め定められたテーブルから選択する。

ステップ１０２では、沸上運転Ａを開始する。沸上運転Ａでは、圧縮機１１は目標周波数Ａ（Ｈｚ−Ａ）となるように、また、減圧器１３の開度は圧縮機１１の吐出温度が目標吐出温度Ａ（Ｔｄ−Ａ）となるように、制御手段４０により制御される。ステップ１０３で、蒸発器温度検知手段２２により、蒸発器１４の温度を検知する。

ステップ１０４では、ステップ１０３で検知した現在の蒸発器温度（Ｔｅ（現在））と、予め定められた時間（ｔ０）前のステップ１０３が検知した蒸発器温度（Ｔｅ（ｔ０時間前））との差である蒸発器温度変化量（ΔＴｅ）を計算する。そして、ステップ１０５で、ステップ１０４で計算した蒸発器温度変化量（ΔＴｅ）が、予め定められた温度変化量（ΔＴｅ０）以上であるか否かを判定する。蒸発器温度変化量（ΔＴｅ）が、所定の温度変化量（ΔＴｅ０）以上であれば、蒸発器１４に付いた霜が成長して、蒸発器１４の温度が下がりつつあると考えられる。

このため、除霜運転判定手段４１は、除霜運転を行う必要がある運転条件と判断し、ステップ１０６に進む。一方、蒸発器温度変化量（ΔＴｅ）が、所定の温度変化量（ΔＴｅ０）未満であれば、除霜運転を行う必要がない運転条件と判断し、ステップ１０１に戻り、沸上運転Ａを継続する。ステップ１０６では、除霜運転を開始し、予め定められた判定条件（図示せず）を満たせば、除霜運転を終了する。除霜運転終了後、再び沸上運転を行う。

ただし、本実施の形態では、除霜運転終了後の沸上運転を、沸上運転Ｂとして、除霜運転が行われる以前の沸上運転Ａとは異なる沸上運転を行うように制御する。すなわち、ステップ１０７では、沸上運転制御手段４２は、入水温度と外気温度と設定沸上温度と除霜運転判定手段４１の除霜運転を行う必要がある運転条件であるとの判定結果とに基づいて、圧縮機１１の目標周波数Ｂ（Ｈｚ−Ｂ）と目標吐出温度Ｂ（Ｔｄ−Ｂ）を、予め定められたテーブルから選択する。

ここで、目標吐出温度Ｂ（Ｔｄ−Ｂ）は、目標吐出温度Ａ（Ｔｄ−Ａ）より高くなるように設定されており、また、目標周波数Ｂ（Ｈｚ−Ｂ）は、目標周波数Ａ（Ｈｚ−Ａ）と同じか、低くなるように設定されている。沸上運転Ａでは、圧縮機１１は目標周波数Ｂ（Ｈｚ−Ｂ）となるように、減圧器１３の開度は圧縮機１１の吐出温度が目標吐出温度Ｂ（Ｔｄ−Ｂ）となるように、制御手段４０により制御される。

ステップ１０９で、蒸発器１４の温度を検知する。ステップ１１０では、ステップ１０９で検知した現在の蒸発器温度（Ｔｅ（現在））と、予め定められた時間（ｔ１）前のステップ１０９が検知した蒸発器温度（Ｔｅ（ｔ１時間前））の差である蒸発器温度変化量（ΔＴｅ’）を計算する。そして、ステップ１１１で、ステップ１１０で計算した蒸発器温度変化量（ΔＴｅ’）が、予め定められた温度変化量（ΔＴｅ１）以上であるか否かを判定する。

蒸発器温度変化量（ΔＴｅ’）が、所定の温度変化量（ΔＴｅ１）以上であれば、除霜運転判定手段４１は、除霜運転を行う必要がある運転条件と判断し、ステップ１０６に戻り、再び除霜運転を実施する。一方、蒸発器温度変化量（ΔＴｅ’）が、所定の温度変化量（ΔＴｅ１）未満であれば、除霜運転を行う必要がない運転条件と判断し、ステップ１
１２に進む。

ステップ１１２では、沸上運転Ｂの運転時間が予め定められた時間（ｔ２）以上か否かを判定する。ステップ１１２で、沸上運転Ｂの運転時間が所定の時間（ｔ２）未満の場合には、ステップ１０７に戻り、沸上運転Ｂを継続する。一方、沸上運転Ｂの運転時間が所定の時間（ｔ２）以上の場合には、再び、除霜運転を行う必要がない運転条件となったと判断し、ステップ１０１に戻り、沸上運転Ａに移行する。

ここで、所定時間（ｔ２）を十分長い時間に設定しておけば、沸上運転Ｂから沸上運転Ａへの移行、すなわち、沸上運転中の目標吐出温度や目標周波数の変更は、ほとんど起こらない。図２のフローチャートは、予め定められた判定条件（図示せず）で、貯湯タンク３０内に必要なお湯が貯まったと判定されるまで、沸上運転Ａ、または、沸上運転Ｂと除霜運転を繰り返し行う。

このような制御を行なうことで、沸上運転Ｂでは、圧縮機１１の吐出温度が通常の沸上運転（沸上運転Ａ）より高くなるために、沸上運転中に圧縮機１１や放熱器１２に貯えられる熱量が増加する。この結果、沸上運転Ｂの直後の除霜運転では、蒸発器１４に供給される熱量が増加し、効率よく蒸発器１４の霜を溶かすことができ、除霜運転の効率が良くなる。

なお、沸上運転Ｂでの目標吐出温度Ｂ（Ｔｄ−Ｂ）をあまり高くすると、沸上運転Ｂの運転中の効率が低下してしまい、除霜運転の効率が良くなっても、沸上運転と除霜運転の総合的な効率は低下する恐れがある。このため、目標吐出温度Ｂ（Ｔｄ−Ｂ）は、沸上運転と除霜運転の総合的な効率が良くなるように設定するのが望ましい。

また、沸上運転Ｂでの目標吐出温度Ｂ（Ｔｄ−Ｂ）を高くすることにより、沸上運転Ｂでの加熱能力が、沸上運転Ａでの加熱能力より高くなることがある。加熱能力が高くなることは、所定量のお湯をつくるのに必要な運転時間が変わってしまうなど、必ずしも良いことではないので、沸上運転Ｂで設定する目標周波数Ｂ（Ｈｚ−Ｂ）を、沸上運転Ａで設定する目標周波数Ａ（Ｈｚ−Ａ）より低くすることが望ましい。

本実施の形態によれば、設定沸上温度を変更することなく、吐出温度を上昇させているので、貯湯タンク３０内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

また、沸上運転中には目標吐出温度や目標周波数を変更せず、除霜運転が行われた直後の沸上運転から目標吐出温度や目標周波数を変更するので、沸上運転中に過渡状態となり放熱器１２で加熱される湯の温度が不安定となることがないため、貯湯タンク３０内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

さらに、目標吐出温度を上昇させるとともに、目標周波数を低下させているので、加熱能力が変化する不具合もない。また、除霜運転を行う必要がある運転条件か否かの判定条件には、沸上運転中の蒸発器１４の温度の時間的変化傾向を用いているので、沸上運転前には判定することはできない。

しかし、実際に蒸発器１４が着霜していないのに、除霜運転を行う必要がある運転条件であると誤判定することがないので、不必要な除霜運転が行なわれることがなく、貯湯タンク３０内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２を、図３のフローチャートを用いて説明する。図３において、図２と同様のステップは図２と同一番号を付し、その説明は省略する。

ステップ１０６まで進むと、除霜運転を開始し、予め定められた判定条件（図示せず）を満たせば、除霜運転を終了する。除霜運転終了後、ステップ２０１に進む。ステップ２０１では、除霜時間を予め定められた時間（ｔ３）と比較し、所定時間（ｔ３）より短ければ、実際には蒸発器１４にほとんど着霜していないのに、除霜運転が行なわれたと判断し、ステップ１０１に戻り、ステップ１０１以降、再び沸上運転Ａを行う。一方、除霜時間が所定時間（ｔ３）より長い場合には、ステップ１０７に進み、ステップ１０７以降で、沸上運転Ｂを行う。

本実施の形態によれば、実施の形態１で説明した効果に加えて、除霜運転を行う必要がある運転条件か否かの判定条件に、実際に蒸発器１４の霜を溶かす除霜運転が行なわれたか否かを基準としているので、蒸発器１４が着霜していないのに、除霜運転を行う必要がある運転条件であると誤判定することがない。

このため、不必要な除霜運転が行なわれることがないので、より一層、貯湯タンク３０内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

（実施の形態３）
本実施の形態３を、図４のフローチャートを用いて説明する。図４において、図２と同様の動作は説明を省略する。

運転前の準備として、ステップ３０１では、除霜回数のカウントをリセットし、ステップ３０２では、運転時間の計測タイマーをリセットした後、運転時間の計測を開始する。ステップ３０３で、沸上運転制御手段４２は、入水温度と外気温度と設定沸上温度と除霜運転判定手段４１の除霜運転を行う必要がある運転条件ではないとの判定結果とに基づいて、圧縮機１１の目標周波数Ａ（Ｈｚ−Ａ）と目標吐出温度Ａ（Ｔｄ−Ａ）を、予め定められたテーブルから選択する。

ステップ３０４では、沸上運転Ａを開始する。沸上運転Ａでは、圧縮機１１は目標周波数Ａ（Ｈｚ−Ａ）となるように、また、減圧器１３の開度は圧縮機１１の吐出温度が目標吐出温度Ａ（Ｔｄ−Ａ）となるように、制御手段４０により制御される。図示を省略したステップによって除霜が必要と判断された場合には、ステップ３０５で除霜運転を実施し、予め定められた判定条件（図示せず）を満たせば、除霜運転を終了し、除霜運転終了後、ステップ３０６に進む。

ステップ３０６では、除霜回数のカウントを１つ追加する。ステップ３０７では、除霜回数を予め定められた回数（ｎ０）と比較し、所定回数（ｎ０）未満であれば、ステップ３０１に戻り、ステップ３０１以降、再び沸上運転Ａを行う。

一方、除霜回数が所定回数（ｎ０）以上の場合には、ステップ３０８に進む。ステップ３０８では、運転時間を予め定められた時間（ｔ４）と比較し、所定時間（ｔ４）より長ければ、頻繁に除霜運転を行う必要がない運転条件であると判断し、ステップ３０１に戻り、ステップ３０１以降、再び沸上運転Ａを行う。

一方、運転時間が所定時間（ｔ４）より短い場合には、ステップ３０９に進む。ステッ
プ３０９では、除霜運転終了後の沸上運転を、沸上運転Ｂとして、除霜運転が行われる以前の沸上運転Ａとは異なる沸上運転を行うように制御する。

すなわち、沸上運転制御手段４２は、入水温度と外気温度と設定沸上温度と除霜運転判定手段４１の除霜運転を行う必要がある運転条件であるとの判定結果とに基づいて、圧縮機１１の目標周波数Ｂ（Ｈｚ−Ｂ）と目標吐出温度Ｂ（Ｔｄ−Ｂ）を、予め定められたテーブルから選択する。

ここで、目標吐出温度Ｂ（Ｔｄ−Ｂ）は、目標吐出温度Ａ（Ｔｄ−Ａ）より高くなるように設定されており、また、目標周波数Ｂ（Ｈｚ−Ｂ）は、目標周波数Ａ（Ｈｚ−Ａ）と同じか、低くなるように設定されている。ステップ３１０では、沸上運転Ｂを開始する。沸上運転Ｂでは、圧縮機１１は目標周波数Ｂ（Ｈｚ−Ｂ）となるように、減圧器１３の開度は圧縮機１１の吐出温度が目標吐出温度Ｂ（Ｔｄ−Ｂ）となるように、制御手段４０により制御される。

本実施の形態によれば、実施の形態１で説明した効果に加えて、除霜運転を行う必要がある運転条件か否かの判定条件に、除霜運転が頻繁に行なわれることを基準としているので、蒸発器１４が着霜していないのに、除霜運転を行う必要がある運転条件であると誤判定することがない。

このため、不必要な除霜運転が行なわれることがないので、より一層、貯湯タンク３０内に貯えられる高温水の温度が不均一になることなく、効率の良い沸上運転と除霜運転とを行うことができる。

本発明のヒートポンプ給湯機は、家庭用、業務用を問わず広い用途に適用することができる。

本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の概略構成図 同運転制御のフローチャート 本発明の実施の形態２の運転制御のフローチャート 本発明の実施の形態３の運転制御のフローチャート

１１ 圧縮機
１２ 放熱器
１３ 減圧器
１４ 蒸発器
１６ ファン
２１ 吐出温度検知手段
２２ 蒸発器温度検知手段
２３ 外気温度検知手段
２４ 入水温度検知手段
２５ 出湯温度検知手段
３０ 貯湯タンク
３１ 給水ポンプ
４０ 制御手段
４１ 除霜運転判定手段
４２ 沸上運転制御手段
５０ 熱源ユニット
５１ 貯湯タンクユニット

Claims (7)

1. 圧縮機、放熱器、減圧器、蒸発器から形成される冷凍サイクルと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記蒸発器に付着した霜を除霜する除霜運転の必要性を判定する除霜運転判定手段を有し、前記放熱器で所定の設定温度に水を加熱する沸上運転の運転中に、前記除霜運転判定手段が前記除霜運転を必要と判定した場合に前記除霜運転を行うとともに、前記除霜運転終了後に再び沸上運転を行う場合には、前記除霜運転開始前の沸上運転より、前記圧縮機の吐出温度を上昇させて行うことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
2. 除霜運転終了後の沸上運転は、圧縮機の目標吐出温度を上昇させるとともに、前記圧縮機の目標周波数を低下させて行うことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
3. 放熱器に流入する水の温度を検知する入水温度検知手段と、蒸発器に流入する空気の温度を検知する外気温度検知手段とを備え、前記入水温度検知手段が検知した入水温度と、前記外気温度検知手段が検知した外気温度と、沸上設定温度とに基づいて、圧縮機の目標吐出温度を決定することを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ給湯機。
4. 放熱器に流入する水の温度を検知する入水温度検知手段と、蒸発器に流入する空気の温度を検知する外気温度検知手段とを備え、前記入水温度検知手段が検知した入水温度と、前記外気温度検知手段が検知した外気温度と、沸上設定温度とに基づいて、圧縮機の目標周波数を決定することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ給湯機。
5. 蒸発器の温度を検知する蒸発器温度検知手段を備え、蒸発器温度検知手段が検知した蒸発器温度が所定時間内に所定温度以上低下したとき、除霜運転を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
6. 所定の除霜時間以上継続した除霜運転が行われた場合には、次回の沸上運転は、圧縮機の吐出温度を上昇させて行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
7. 所定の運転時間内に、除霜運転が所定の回数以上行われた場合には、次回の沸上運転は、
   圧縮機の吐出温度を上昇させて行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。

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