JP2002323258A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒートポンプサイクル内に冷媒が有るか無い
かを検出でき、冷媒が無い場合には沸き上げ運転を停止
することができるヒートポンプ式の給湯装置の提供。 【解決手段】 沸き上げ温度Ｔｗｏが目標沸き上げ温度
Ｔｐに到達する様に、制御器７がコンプレッサ１、膨張
弁３、および給水ポンプ６を制御して沸き上げ運転を行
う給湯装置Ａにおいて、制御器７は、沸き上げ運転中に
おけるインバータの消費電流が、外気温度Ｔａｍが高い
ほど小さくなる様に低く設定した下限通電量未満の場合
にはヒートポンプサイクルＨ内の冷媒が無いとして沸き
上げ運転を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプ式の
給湯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷媒圧縮機、水熱交換器の冷
媒流路、膨張弁、および空気熱交換器を環状に接続した
ヒートポンプサイクルと、給湯用の温水を貯える貯湯タ
ンクと、水熱交換器の湯水流路とを湯水配管で接続し、
途中に給水ポンプを介設した温水回路と、膨張弁および
冷媒圧縮機を制御する制御器とを備えるヒートポンプ式
の給湯装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の給湯装置
は、以下の不具合を有する。ヒートポンプサイクル内の
冷媒が抜けてなくなると、給湯能力が消失する。また、
冷媒圧縮機が無負荷になるので、スクロール部等の耐久
性が低下する。

【０００４】本発明の目的は、ヒートポンプサイクル内
に冷媒が有るか無いかを検出でき、冷媒が無い場合には
沸き上げ運転を停止することができるヒートポンプ式の
給湯装置の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】〔請求項１について〕給
湯装置は、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、水熱交換器の冷
媒流路、膨張弁、および空気熱交換器を環状に接続した
ヒートポンプサイクルと、給湯用の温水を貯える貯湯タ
ンクと、水熱交換器の湯水流路とを湯水配管で接続し、
途中に給水ポンプを介設した温水回路と、沸き上げ温度
Ｔｗｏが目標沸き上げ温度Ｔｐに到達する様に、冷媒圧
縮機、膨張弁、および給水ポンプを制御して沸き上げ運
転を行う制御器と、沸き上げ運転中における冷媒圧縮機
への通電量や水熱交換器の冷媒流路の入口側の入口側冷
媒温度Ｔｃｏに基づいてヒートポンプサイクル内の冷媒
の有無を判別する冷媒検出手段とを備える。

【０００６】なお、冷媒検出手段は、冷媒が無い場合に
は、冷媒圧縮機への通電量が冷媒が有る場合に比べて減
少すること、また、水熱交換器の冷媒流路の入口側の入
口側冷媒温度Ｔｃｏが上がらなくなることに着目して冷
媒の有無を判別する。

【０００７】そして、ヒートポンプサイクル内に冷媒が
無いと冷媒検出手段が判別すると制御器が沸き上げ運転
を停止する。これにより、ヒートポンプサイクル内に冷
媒が無い場合には冷媒圧縮機の運転を避けることがで
き、無負荷運転による冷媒圧縮機の劣化を防止できる。

【０００８】〔請求項２について〕給湯装置は、冷媒を
圧縮する冷媒圧縮機、水熱交換器の冷媒流路、膨張弁、
および室外ファンを付設した空気熱交換器を環状に接続
したヒートポンプサイクルと、給湯用の温水を貯える貯
湯タンクと水熱交換器の湯水流路とを湯水配管で接続
し、途中に給水ポンプを介設した温水回路と、湯水流路
の入口側の給水温度Ｔｗｉを検出する給水温度センサ、
外気温度Ｔａｍを検出する外気温度センサ、および湯水
流路の出口側の温水の沸き上げ温度Ｔｗｏを検出する沸
き上げ温度センサと、これらセンサの各出力に基づき、
沸き上げ温度Ｔｗｏが目標沸き上げ温度Ｔｐに到達する
様に、冷媒圧縮機への通電量、室外ファンへの通電量、
給水ポンプへの通電量、および膨張弁の開度を制御して
沸き上げ運転を行う制御器と、沸き上げ運転中における
冷媒圧縮機への通電量が、外気温度Ｔａｍが高いほど小
さくなる様に低く設定した下限通電量以上であるか下限
通電量未満であるかに基づいてヒートポンプサイクル内
の冷媒の有無を判別する冷媒検出手段とを備える。

【０００９】なお、冷媒検出手段は、ヒートポンプサイ
クル内に冷媒が有る場合には、沸き上げ運転中における
冷媒圧縮機への通電量が、外気温度Ｔａｍが高いほど小
さくなる様に低く設定した下限通電量（図８の下限電流
値ｆ₁ に相当）以上であるが、冷媒が無い場合には冷媒
圧縮機への通電量が下限通電量未満になることに着目し
て冷媒の有無を判別する。

【００１０】そして、冷媒圧縮機への通電量が、下限通
電量（図８の下限電流値ｆ₁ に相当）未満であって冷媒
検出手段が冷媒が無いことを判別すると制御器が沸き上
げ運転を停止する。これにより、ヒートポンプサイクル
内に冷媒が無い場合には冷媒圧縮機の運転を避けること
ができ、無負荷運転による冷媒圧縮機の劣化を防止でき
る。

【００１１】〔請求項３について〕給湯装置は、冷媒を
圧縮する冷媒圧縮機、水熱交換器の冷媒流路、膨張弁、
および室外ファンを付設した空気熱交換器を環状に接続
したヒートポンプサイクルと、給湯用の温水を貯える貯
湯タンクと水熱交換器の湯水流路とを湯水配管で接続
し、途中に給水ポンプを介設した温水回路と、湯水流路
の入口側の給水温度Ｔｗｉを検出する給水温度センサ、
外気温度Ｔａｍを検出する外気温度センサ、冷媒流路の
入口側の入口側冷媒温度Ｔｃｏを検出する入口側冷媒温
度センサ、および湯水流路の出口側の温水の沸き上げ温
度Ｔｗｏを検出する沸き上げ温度センサと、これらセン
サの各出力に基づき、沸き上げ温度Ｔｗｏが目標沸き上
げ温度Ｔｐに到達する様に、冷媒圧縮機への通電量、室
外ファンへの通電量、給水ポンプへの通電量、および膨
張弁の開度を制御して沸き上げ運転を行う制御器と、沸
き上げ運転中における冷媒圧縮機への通電量が、膨張弁
の開度が大きいほど小さくなる様に設定した下限通電量
以上であるか下限通電量未満であるかに基づいてヒート
ポンプサイクル内の冷媒の有無を判別する冷媒検出手段
とを備える。

【００１２】なお、冷媒検出手段は、ヒートポンプサイ
クル内に冷媒が有る場合には、沸き上げ運転中における
冷媒圧縮機への通電量が、膨張弁の開度が大きいほど小
さくなる様に設定した下限通電量（図１０の下限電流値
ｆ₂ に相当）以上であるが、冷媒が無い場合には冷媒圧
縮機への通電量が下限通電量未満になることに着目して
冷媒の有無を判別する。

【００１３】そして、沸き上げ運転中における冷媒圧縮
機への通電量が、下限通電量（図１０の下限電流値ｆ₂
に相当）未満であって冷媒検出手段が冷媒が無いことを
判別すると制御器が沸き上げ運転を停止する。これによ
り、ヒートポンプサイクル内に冷媒が無い場合には冷媒
圧縮機の運転を避けることができ、無負荷運転による冷
媒圧縮機の劣化を防止できる。

【００１４】〔請求項４について〕給湯装置は、冷媒を
圧縮する冷媒圧縮機、水熱交換器の冷媒流路、膨張弁、
および室外ファンを付設した空気熱交換器を環状に接続
したヒートポンプサイクルと、給湯用の温水を貯える貯
湯タンクと水熱交換器の湯水流路とを湯水配管で接続
し、途中に給水ポンプを介設した温水回路と、湯水流路
の入口側の給水温度Ｔｗｉを検出する給水温度センサ、
外気温度Ｔａｍを検出する外気温度センサ、冷媒流路の
入口側の入口側冷媒温度Ｔｃｏを検出する入口側冷媒温
度センサ、および湯水流路の出口側の温水の沸き上げ温
度Ｔｗｏを検出する沸き上げ温度センサと、これらセン
サの各出力に基づき、沸き上げ温度Ｔｗｏが目標沸き上
げ温度Ｔｐに到達する様に、冷媒圧縮機への通電量、室
外ファンへの通電量、給水ポンプへの通電量、および膨
張弁の開度を制御して沸き上げ運転を行う制御器と、沸
き上げ運転中における冷媒圧縮機への通電量が、外気温
度Ｔａｍが高いほど小さく、膨張弁の開度が大きいほど
小さくなる様に設定した下限通電量以上であるか下限通
電量未満であるかに基づいてヒートポンプサイクル内の
冷媒の有無を判別する冷媒検出手段とを備える。

【００１５】なお、冷媒検出手段は、ヒートポンプサイ
クル内に冷媒が有る場合には、沸き上げ運転中における
冷媒圧縮機への通電量が、外気温度Ｔａｍが高いほど小
さく、膨張弁の開度が大きいほど小さくなる様に設定し
た下限通電量（図１２の下限電流値ｆ₃ に相当）以上で
あるが、冷媒が無い場合には冷媒圧縮機への通電量が下
限通電量未満になることに着目して冷媒の有無を判別す
る。

【００１６】そして、沸き上げ運転中における冷媒圧縮
機への通電量が、下限通電量（図１２の下限電流値ｆ₃
に相当）未満であって冷媒検出手段が冷媒が無いことを
判別すると制御器が沸き上げ運転を停止する。これによ
り、ヒートポンプサイクル内に冷媒が無い場合には冷媒
圧縮機の運転を避けることができ、無負荷運転による冷
媒圧縮機の劣化を防止できる。

【００１７】〔請求項５について〕給湯装置は、冷媒を
圧縮する冷媒圧縮機、水熱交換器の冷媒流路、膨張弁、
および室外ファンを付設した空気熱交換器を環状に接続
したヒートポンプサイクルと、給湯用の温水を貯える貯
湯タンクと水熱交換器の湯水流路とを湯水配管で接続
し、途中に給水ポンプを介設した温水回路と、湯水流路
の入口側の給水温度Ｔｗｉを検出する給水温度センサ、
外気温度Ｔａｍを検出する外気温度センサ、冷媒流路の
入口側の入口側冷媒温度Ｔｃｏを検出する入口側冷媒温
度センサ、および湯水流路の出口側の温水の沸き上げ温
度Ｔｗｏを検出する沸き上げ温度センサと、これらセン
サの各出力に基づき、沸き上げ温度Ｔｗｏが目標沸き上
げ温度Ｔｐに到達する様に、冷媒圧縮機への通電量、室
外ファンへの通電量、給水ポンプへの通電量、および膨
張弁の開度を制御して沸き上げ運転を行う制御器と、沸
き上げ運転が所定時間以上継続されている状態における
入口側冷媒温度Ｔｃｏが、目標沸き上げ温度Ｔｐが高い
ほど高く設定した下限冷媒温度Ｔｃｏ ｍｉｎ以上であ
るか下限冷媒温度Ｔｃｏ ｍｉｎ未満であるかに基づい
てヒートポンプサイクル内の冷媒の有無を判別する冷媒
検出手段とを備える。

【００１８】なお、冷媒検出手段は、ヒートポンプサイ
クル内に冷媒が有る場合には、沸き上げ運転が所定時間
以上継続されている状態における入口側冷媒温度Ｔｃｏ
が、目標沸き上げ温度Ｔｐが高いほど高く設定した下限
冷媒温度Ｔｃｏ ｍｉｎ（図１３参照）以上であるが、
冷媒が無い場合には下限冷媒温度Ｔｃｏ ｍｉｎ未満に
なることに着目して冷媒の有無を判別する。

【００１９】そして、沸き上げ運転中における冷媒圧縮
機への通電量が、下限冷媒温度Ｔｃｏ ｍｉｎ（図１３
参照）未満であって冷媒検出手段が冷媒が無いことを判
別すると制御器が沸き上げ運転を停止する。これによ
り、ヒートポンプサイクル内に冷媒が無い場合には冷媒
圧縮機の運転を避けることができ、無負荷運転による冷
媒圧縮機の劣化を防止できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例（請求項１、
２に対応）を、図１〜図８に基づいて説明する。図１、
２に示す様に、給湯装置Ａは、コンプレッサ１、水熱交
換器２の冷媒流路２１、膨張弁３、室外ファン４１を付
設した空気熱交換器４、およびアキュムレータ（図示せ
ず）を冷媒配管４２で環状に接続したヒートポンプサイ
クルＨと、給湯用の温水を貯える貯湯タンク５と、水熱
交換器２の湯水流路２２とを湯水配管５１で接続し、途
中に給水ポンプ６を介設した温水回路Ｗと、制御器７と
を備える。

【００２１】コンプレッサ１は、内蔵した三相コイル式
の三相モータによって駆動され、アキュムレータから吸
引した気相冷媒を臨界圧力以上に圧縮して吐出する。こ
の三相モータへ印加する電圧の周波数をインバータ７１
で制御することにより回転数が決定され、コンプレッサ
１の能力が増減する。なお、制御器７からインバータ７
１に目標コンプレッサ回転数が指示される。

【００２２】水熱交換器２は、コンプレッサ１から吐出
する冷媒（二酸化炭素）が流れる冷媒流路２１と、湯水
が流れる湯水流路２２とを有する。そして、コンプレッ
サ１より吐出し、冷媒流路２１を流れる高温冷媒（ホッ
トガス）が、貯湯タンク５から流出した湯水に放熱し、
湯水が昇温する。

【００２３】なお、水熱交換器２の湯水流路２２の入口
側、出口側には、それぞれ、給水温度Ｔｗｉを検出する
給水温度センサ５１１、沸き上げ温度Ｔｗｏを検出する
沸き上げ温度センサ５１２が配されている。また、冷媒
流路２１の出口側、入口側には、ぞれぞれ、出口側冷媒
温度Ｔｒｏを検出する出口側冷媒温度センサ４２１、入
口側冷媒温度Ｔｃｏを検出する入口側冷媒温度センサ４
２５が配されている。

【００２４】更に、空気熱交換器４の入口側、空気取込
口側、出口側には、それぞれ、冷媒入口温度Ｔｅｉを検
出する冷媒入口温度センサ４２２、外気温度Ｔａｍを検
出する外気温度センサ４２３、フロスト温度Ｔｆを検出
するフロスト温度センサ４２４が配されている。

【００２５】膨張弁３は、ステッピングモータにより駆
動される弁体を有し、ステッピングモータへの通電量に
応じて弁開度をリニアに可変することができる。空気熱
交換器４は、膨張弁３の通過によって膨張して減圧した
冷媒を、室外ファン４１によって送風される外気と熱交
換（大気吸熱）して蒸発させる。なお、蒸発した冷媒
は、アキュムレータ（図示せず）を経てコンプレッサ１
に戻る。なお、制御器７から室外ファン４１に目標回転
数が指示される。

【００２６】空気熱交換器４より流出する冷媒を気液分
離するためにアキュムレータが設けられ、気相冷媒がコ
ンプレッサ１に送られる。そして、コンプレッサ１によ
り、高温高圧に圧縮された冷媒は、水熱交換器２の冷媒
流路２１内を流れ、水熱交換器２の湯水流路２２内を冷
媒の流れと逆方向に流れる湯水を加熱する。

【００２７】湯水配管５１は、貯湯タンク５の下部に設
けられた湯水出口５２と、上部に設けられた湯水入口５
３との間を接続する配管である。なお、運転中、貯湯タ
ンク５内の湯水は、給水ポンプ６により湯水出口５２か
ら出て湯水配管５１を介して、水熱交換器２の湯水流路
２２を通り、湯水入口５３から貯湯タンク５内に戻る。

【００２８】制御器７は、給水温度センサ５１１、沸き
上げ温度センサ５１２、出口側冷媒温度センサ４２１、
冷媒入口温度センサ４２２、外気温度センサ４２３、フ
ロスト温度センサ４２４、および入口側冷媒温度センサ
４２５の各出力に基づいて、コンプレッサ１の三相モー
タ、室外ファン４１、給水ポンプ６、および膨張弁３を
制御する。

【００２９】つぎに、給湯装置Ａの作動を、図３、図
４、図５、図７に示す各フローチャートに基づいて説明
する。運転を開始すると、ステップｓ１で各制御変数や
タイマを初期化する。ステップｓ２で、各センサから出
力されるセンサ信号を取り込む。

【００３０】ステップｓ３で、沸き上げを行うか否かを
判定し、沸き上げを行う場合（ＹＥＳ）にはステップｓ
４に進み、沸き上げを行わない場合（ＮＯ）にはステッ
プｓ８に進む。なお、沸き上げを行うか否かの判定は、
貯湯タンク５側のタンクＥＣＵ７２からの指示や、給湯
装置Ａのリモコン７３からの信号に基づいて行う。

【００３１】ステップｓ４で、図４に示すフローチャー
ト（ステップｓ４１〜ステップｓ４７）に基づく膨張弁
制御を行う。運転開始から１分以内は、ヒートポンプサ
イクルＨおよび温水回路Ｗが過渡状態であるので、膨張
弁３の開度ＥＶを３００に固定する。また、運転開始か
ら１分を越えると、目標膨張弁制御温度差ΔＴに基づい
て制御される。 ΔＴ＝出口側冷媒温度Ｔｒｏ−給水温度Ｔｗｉ なお、１１℃が閉弁指示値であり、９℃が開弁指示値で
ある。

【００３２】ステップｓ５で、図５に示すフローチャー
ト（ステップｓ５１〜ステップｓ５７）に基づく給水ポ
ンプ制御を行う。運転開始から１分以内であるか否かを
ステップｓ５１で判定し、１分以内である場合にはステ
ップｓ５２に進み、１分を越える場合にはステップｓ５
３に進む。

【００３３】ステップｓ５２で、ヒートポンプサイクル
Ｈおよび温水回路Ｗが過渡状態であるので流量ＮｐＤを
８０％に固定する。ステップｓ５３で、目標沸き上げ温
度Ｔｐと、沸き上げ温度Ｔｗｏとの差ΔｄＴを以下の式
から求める。 ΔｄＴ＝目標沸き上げ温度Ｔｐ−沸き上げ温度Ｔｗｏ

【００３４】差ΔｄＴ≧２℃であるか否かをステップｓ
５４で判別し、差ΔｄＴ≧２℃である場合（沸き上げ未
達成；ＹＥＳ）にはステップｓ５５に進み、差ΔｄＴ＜
２℃の場合にはステップｓ５６に進む。ステップｓ５５
で、目標沸き上げ温度Ｔｐとなる様に流量ＮｐＤをＫｎ
ｐｄ分下げる。

【００３５】差ΔｄＴ≦−２℃であるか否かをステップ
ｓ５６で判別し、差ΔｄＴ≦−２℃である場合（沸き上
げ過ぎ；ＹＥＳ）にはステップｓ５７に進む。ステップ
ｓ５７で、目標沸き上げ温度Ｔｐとなる様に流量ＮｐＤ
をＫｎｐｄ分上げる。

【００３６】ステップｓ６で、下記に示すファン制御を
行う。具体的には、所定の回転数となる様に室外ファン
４１を制御する。但し、冷房負荷が厳しい条件（例え
ば、入口側冷媒温度Ｔｃｏ＞１４０℃）では、室外ファ
ン４１の回転数を増加させて熱交換率を上げ、コンプレ
ッサ１から吐出する冷媒の圧力および温度を低下させ
る。

【００３７】ステップｓ７で、下記に示すコンプレッサ
制御（図７のステップｓ７１〜ｓ７７）を行う。先ず、
ステップｓ７１で、外気温度Ｔａｍに基づいて図６に示
す様にコンプレッサ１の目標回転数ＮＣＳＴａｍを決定
する。なお、外気温度Ｔａｍが低い程、目標沸き上げ温
度Ｔｐを得るための回転数は高くなる。

【００３８】ステップｓ７２で目標回転数ＮＣＳＴａｍ
を補正する。つまり、ステップｓ４での膨張弁制御、ス
テップｓ５での給水ポンプ制御、ステップｓ６でのファ
ン制御、およびステップｓ７１における目標回転数ＮＣ
ＳＴａｍの決定を行っても目標沸き上げ温度Ｔｐを維持
できない場合には、目標回転数ＮＣＳＴａｍを補正す
る。

【００３９】ステップｓ７３において、外気温度Ｔａｍ
に基づき、図８に示すグラフからインバータ７１の下限
電流値ｆ₁ （Ｔａｍ）を決定する。

【００４０】ステップｓ７４において、コンプレッサ１
の実回転数が２０００ｒｐｍ以上であるか否かを判別
し、実回転数が２０００ｒｐｍ以上の場合（ＹＥＳ）は
ステップｓ７５に進む。なお、沸き上げ中は、通常、コ
ンプレッサ１の実回転数が２０００ｒｐｍ以上になる。

【００４１】ステップｓ７５において、インバータ７１
の消費電流ＩＤＣが下限電流値ｆ₁（Ｔａｍ）以上であ
るか否か判別し、下限電流値ｆ₁ 以上の場合（ＹＥＳ）
にはステップｓ７６に進み、下限電流値ｆ₁ 未満の場合
（ＮＯ）にはステップｓ７７に進む。

【００４２】ステップｓ７６において、ガス正常（冷媒
有り）であると判別する。ステップｓ７７において、ガ
ス無し（冷媒無し）異常であると判別し、異常を報知
（ブザーやリモコンでの表示）するとともに、コンプレ
ッサ１を含めヒートポンプサイクルＨを停止する。

【００４３】本実施例の給湯装置Ａは、以下の利点を有
する。給湯装置Ａは、ヒートポンプサイクルＨ内の冷媒
が無くなった場合には運転を停止するとともに、冷媒無
し異常が報知される。このため、使用者は冷媒無し状態
を早急に知ることができ、冷媒の注入メンテナンスを促
すことができる。また、コンプレッサ１が無負荷で運転
されないので、スクロール部等の耐久性の低下が防止で
きる。

【００４４】つぎに、本発明の第２実施例（請求項１、
３に対応）を、図１〜図６、図９、図１０基づいて説明
する。本実施例の給湯装置Ｂは、以下の点が給湯装置Ａ
と異なる。図９のステップｓ７３’において、図４の膨
張弁制御で決定した膨張弁開度ＥＶに基づき、図１０に
示すグラフからインバータ７１の下限電流値ｆ₂ （Ｔａ
ｍ）を決定する。

【００４５】ステップｓ７５’において、インバータ７
１の消費電流ＩＤＣが下限電流値ｆ ₂ （Ｔａｍ）以上で
あるか否か判別し、下限電流値ｆ₂ 以上の場合（ＹＥ
Ｓ）にはステップｓ７６に進み、下限電流値ｆ₂ 未満の
場合（ＮＯ）にはステップｓ７７に進む。

【００４６】本実施例の給湯装置Ｂは、以下の利点を有
する。給湯装置Ｂは、ヒートポンプサイクルＨ内の冷媒
が無くなった場合には運転を停止するとともに、冷媒無
し異常が報知される。このため、使用者は冷媒無し状態
を早急に知ることができ、冷媒の注入メンテナンスを促
すことができる。また、コンプレッサ１が無負荷で運転
されないので、スクロール部等の耐久性の低下が防止で
きる。

【００４７】つぎに、本発明の第３実施例（請求項１、
４に対応）を、図１〜図６、図１１、図１２に基づいて
説明する。本実施例の給湯装置Ｃは、以下の点が給湯装
置Ａと異なる。図１１のステップｓ７３’’において、
外気温度Ｔａｍと、図４の膨張弁制御で決定した膨張弁
開度ＥＶとに基づき、図１２に示すグラフからインバー
タ７１の下限電流値ｆ₃ （Ｔａｍ）を決定する。

【００４８】ステップｓ７５’’において、インバータ
７１の消費電流ＩＤＣが下限電流値ｆ₃ （Ｔａｍ）以上
であるか否か判別し、下限電流値ｆ₃ 以上の場合（ＹＥ
Ｓ）にはステップｓ７６に進み、下限電流値ｆ₃ 未満の
場合（ＮＯ）にはステップｓ７７に進む。

【００４９】本実施例の給湯装置Ｃは、以下の利点を有
する。給湯装置Ｃは、ヒートポンプサイクルＨ内の冷媒
が無くなった場合には運転を停止するとともに、冷媒無
し異常が報知される。このため、使用者は冷媒無し状態
を早急に知ることができ、冷媒の注入メンテナンスを促
すことができる。また、コンプレッサ１が無負荷で運転
されないので、スクロール部等の耐久性の低下が防止で
きる。なお、外気温度Ｔａｍと膨張弁開度ＥＶとに基づ
いてインバータ７１の下限電流値ｆ₃ （Ｔａｍ）を決定
しているので冷媒無し異常を精度良く判別できる。

【００５０】つぎに、本発明の第４実施例（請求項１、
５に対応）を、図１〜図６、図１３に基づいて説明す
る。本実施例の給湯装置Ｄは、以下の点が給湯装置Ａと
異なる。図１３のステップｓ７３’’’において、目標
沸き上げ温度Ｔｐに基づき下限冷媒温度Ｔｃｏ ｍｉｎ
を決定（目標沸き上げ温度Ｔｐ- 下限冷媒温度Ｔｃｏｍ
ｉｎグラフ参照）する。

【００５１】ステップｓ７４’において、沸き上げ運転
を所定時間（３０分〜１時間）以上行っているか否か判
別し、所定時間以上行っている場合（ＹＥＳ）にはステ
ップｓ７５’’’に進む。

【００５２】ステップｓ７５’’’において、入口側冷
媒温度Ｔｃｏ≧下限冷媒温度Ｔｃｏｍｉｎであるか否か
判別し、Ｔｃｏ≧Ｔｃｏ ｍｉｎである場合（ＹＥＳ）
にはステップｓ７６に進み、Ｔｃｏ＜Ｔｃｏ ｍｉｎで
ある場合（ＮＯ）にはステップｓ７７に進む。

【００５３】本実施例の給湯装置Ｄは、以下の利点を有
する。給湯装置Ｄは、ヒートポンプサイクルＨ内の冷媒
が無くなった場合には運転が停止するとともに、冷媒無
し異常が報知される。このため、使用者は冷媒無し状態
を早急に知ることができ、冷媒の注入メンテナンスを促
すことができる。また、コンプレッサ１が無負荷で運転
されないので、スクロール部等の耐久性の低下が防止で
きる。なお、目標沸き上げ温度Ｔｐに基づき下限冷媒温
度Ｔｃｏ ｍｉｎを決定しているので冷媒無し異常を精
度良く判別できる。

【００５４】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。 ａ．第１実施例において、図７のステップｓ７３で、外
気温度Ｔａｍに基づいてコンプレッサ１の三相モータの
下限電流値を決定し、ステップｓ７５で、コンプレッサ
１の三相モータに流れる電流≧下限電流値が成立するか
否かを判別する構成に変更しても良い。

【００５５】ｂ．第２実施例において、図９のステップ
ｓ７３’で、膨張弁開度ＥＶに基づいてコンプレッサ１
の三相モータの下限電流値を決定し、ステップｓ７５’
で、コンプレッサ１の三相モータに流れる電流≧下限電
流値が成立するか否かを判別する構成に変更しても良
い。

【００５６】ｃ．第３実施例において、図１１のステッ
プｓ７３’’で、外気温度Ｔａｍと膨張弁開度ＥＶとに
基づいてコンプレッサ１の三相モータの下限電流値を決
定し、ステップｓ７５’’で、コンプレッサ１の三相モ
ータに流れる電流≧下限電流値が成立するか否かを判別
する構成に変更しても良い。

【００５７】ｄ．ヒートポンプサイクルＨの停止中は、
フロスト温度センサ４２４が略外気温Ｔａｍを検出する
ので、各実施例の下記ステップで、外気温度センサ４２
３を用いずにフロスト温度センサ４２４で代用しても良
い。但し、沸き上げを開始する前にフロスト温度センサ
４２４が検出して記憶しておいた温度データを用いる。

【００５８】・第１実施例では、ステップｓ７１、ステ
ップｓ７３ ・第２実施例では、ステップｓ７１ ・第３実施例では、ステップｓ７１、ステップｓ７
３’’ ・第４実施例では、ステップｓ７１

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例〜第４実施例に係る給湯装
置の説明図である。

【図２】それらの給湯装置のブロック図である。

【図３】それらの給湯装置の制御器が行う制御のフロー
チャートである。

【図４】それらの給湯装置の制御器が行う膨張弁制御の
フローチャートである。

【図５】それらの給湯装置の制御器が行う給水ポンプ制
御のフローチャートである。

【図６】コンプレッサの目標回転数を決定するためのグ
ラフである。

【図７】本発明の第１実施例に係る給湯装置の制御器が
行うコンプレッサ制御のフローチャートである。

【図８】本発明の第１実施例に係る給湯装置において、
外気温度と下限電流値との関係を示すグラフである。

【図９】本発明の第２実施例に係る給湯装置の制御器が
行うコンプレッサ制御のフローチャートである。

【図１０】本発明の第２実施例に係る給湯装置におい
て、膨張弁開度と下限電流値との関係を示すグラフであ
る。

【図１１】本発明の第３実施例に係る給湯装置の制御器
が行うコンプレッサ制御のフローチャートである。

【図１２】本発明の第３実施例に係る給湯装置におい
て、外気温度＆膨張弁開度と下限電流値との関係を示す
グラフである。

【図１３】本発明の第４実施例に係る給湯装置の制御器
が行うコンプレッサ制御のフローチャートである。

【符号の説明】

Ｈ ヒートポンプサイクル Ｗ 温水回路 １ コンプレッサ（冷媒圧縮機） ２ 水熱交換器 ３ 膨張弁 ４ 空気熱交換器 ５ 貯湯タンク ６ 給水ポンプ ７ 制御器 ２１ 冷媒流路 ２２ 湯水流路 ４１ 室外ファン ５１ 湯水配管 ４２３ 外気温度センサ ４２５ 入口側冷媒温度センサ ５１１ 給水温度センサ ５１２ 沸き上げ温度センサ Ｔｐ 目標沸き上げ温度 Ｔａｍ 外気温度 Ｔｗｏ 沸き上げ温度 Ｔｗｉ 給水温度 Ｔｃｏ 入口側冷媒温度 Ｔｃｏ ｍｉｎ 下限冷媒温度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉見 知久 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、水熱交換器
   の冷媒流路、膨張弁、および空気熱交換器を環状に接続
   したヒートポンプサイクルと、 給湯用の温水を貯える貯湯タンクと前記水熱交換器の湯
   水流路とを湯水配管で接続し、途中に給水ポンプを介設
   した温水回路と、 沸き上げ温度Ｔｗｏが目標沸き上げ温度Ｔｐに到達する
   様に、前記冷媒圧縮機、前記膨張弁、および前記給水ポ
   ンプを制御して沸き上げ運転を行う制御器とを備える給
   湯装置において、 沸き上げ運転中における前記冷媒圧縮機への通電量や前
   記冷媒流路の入口側の入口側冷媒温度Ｔｃｏに基づいて
   ヒートポンプサイクル内の冷媒の有無を判別する冷媒検
   出手段を設け、該冷媒検出手段が前記冷媒が無いことを
   判別すると前記制御器が沸き上げ運転を停止することを
   特徴とする給湯装置。
2. 【請求項２】 冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、水熱交換器
   の冷媒流路、膨張弁、および室外ファンを付設した空気
   熱交換器を環状に接続したヒートポンプサイクルと、 給湯用の温水を貯える貯湯タンクと前記水熱交換器の湯
   水流路とを湯水配管で接続し、途中に給水ポンプを介設
   した温水回路と、 前記湯水流路の入口側の給水温度Ｔｗｉを検出する給水
   温度センサ、外気温度Ｔａｍを検出する外気温度セン
   サ、および前記湯水流路の出口側の温水の沸き上げ温度
   Ｔｗｏを検出する沸き上げ温度センサと、 これらセンサの各出力に基づき、沸き上げ温度Ｔｗｏが
   目標沸き上げ温度Ｔｐに到達する様に、前記冷媒圧縮機
   への通電量、前記室外ファンへの通電量、前記給水ポン
   プへの通電量、および前記膨張弁の開度を制御して沸き
   上げ運転を行う制御器とを備えた給湯装置において、 沸き上げ運転中における前記冷媒圧縮機への通電量が、
   外気温度Ｔａｍが高いほど小さくなる様に低く設定した
   下限通電量以上であるか下限通電量未満であるかに基づ
   いてヒートポンプサイクル内の冷媒の有無を判別する冷
   媒検出手段を設け、前記冷媒圧縮機への通電量が下限通
   電量未満であって前記冷媒検出手段が前記冷媒が無いこ
   とを判別すると前記制御器が沸き上げ運転を停止するこ
   とを特徴とする給湯装置。
3. 【請求項３】 冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、水熱交換器
   の冷媒流路、膨張弁、および室外ファンを付設した空気
   熱交換器を環状に接続したヒートポンプサイクルと、 給湯用の温水を貯える貯湯タンクと前記水熱交換器の湯
   水流路とを湯水配管で接続し、途中に給水ポンプを介設
   した温水回路と、 前記湯水流路の入口側の給水温度Ｔｗｉを検出する給水
   温度センサ、外気温度Ｔａｍを検出する外気温度セン
   サ、前記冷媒流路の入口側の入口側冷媒温度Ｔｃｏを検
   出する入口側冷媒温度センサ、および前記湯水流路の出
   口側の温水の沸き上げ温度Ｔｗｏを検出する沸き上げ温
   度センサと、 これらセンサの各出力に基づき、沸き上げ温度Ｔｗｏが
   目標沸き上げ温度Ｔｐに到達する様に、前記冷媒圧縮機
   への通電量、前記室外ファンへの通電量、前記給水ポン
   プへの通電量、および前記膨張弁の開度を制御して沸き
   上げ運転を行う制御器とを備えた給湯装置において、 沸き上げ運転中における前記冷媒圧縮機への通電量が、
   前記膨張弁の開度が大きいほど小さくなる様に設定した
   下限通電量以上であるか下限通電量未満であるかに基づ
   いてヒートポンプサイクル内の冷媒の有無を判別する冷
   媒検出手段を設け、前記冷媒圧縮機への通電量が下限通
   電量未満であって前記冷媒検出手段が前記冷媒が無いこ
   とを判別すると前記制御器が沸き上げ運転を停止するこ
   とを特徴とする給湯装置。
4. 【請求項４】 冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、水熱交換器
   の冷媒流路、膨張弁、および室外ファンを付設した空気
   熱交換器を環状に接続したヒートポンプサイクルと、 給湯用の温水を貯える貯湯タンクと前記水熱交換器の湯
   水流路とを湯水配管で接続し、途中に給水ポンプを介設
   した温水回路と、 前記湯水流路の入口側の給水温度Ｔｗｉを検出する給水
   温度センサ、外気温度Ｔａｍを検出する外気温度セン
   サ、前記冷媒流路の入口側の入口側冷媒温度Ｔｃｏを検
   出する入口側冷媒温度センサ、および前記湯水流路の出
   口側の温水の沸き上げ温度Ｔｗｏを検出する沸き上げ温
   度センサと、 これらセンサの各出力に基づき、沸き上げ温度Ｔｗｏが
   目標沸き上げ温度Ｔｐに到達する様に、前記冷媒圧縮機
   への通電量、前記室外ファンへの通電量、前記給水ポン
   プへの通電量、および前記膨張弁の開度を制御して沸き
   上げ運転を行う制御器とを備えた給湯装置において、 沸き上げ運転中における前記冷媒圧縮機への通電量が、
   外気温度Ｔａｍが高いほど小さく、前記膨張弁の開度が
   大きいほど小さくなる様に設定した下限通電量以上であ
   るか下限通電量未満であるかに基づいてヒートポンプサ
   イクル内の冷媒の有無を判別する冷媒検出手段を設け、
   前記冷媒圧縮機への通電量が下限通電量未満であって前
   記冷媒検出手段が前記冷媒が無いことを判別すると前記
   制御器が沸き上げ運転を停止することを特徴とする給湯
   装置。
5. 【請求項５】 冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、水熱交換器
   の冷媒流路、膨張弁、および室外ファンを付設した空気
   熱交換器を環状に接続したヒートポンプサイクルと、 給湯用の温水を貯える貯湯タンクと前記水熱交換器の湯
   水流路とを湯水配管で接続し、途中に給水ポンプを介設
   した温水回路と、 前記湯水流路の入口側の給水温度Ｔｗｉを検出する給水
   温度センサ、外気温度Ｔａｍを検出する外気温度セン
   サ、前記冷媒流路の入口側の入口側冷媒温度Ｔｃｏを検
   出する入口側冷媒温度センサ、および前記湯水流路の出
   口側の温水の沸き上げ温度Ｔｗｏを検出する沸き上げ温
   度センサと、 これらセンサの各出力に基づき、沸き上げ温度Ｔｗｏが
   目標沸き上げ温度Ｔｐに到達する様に、前記冷媒圧縮機
   への通電量、前記室外ファンへの通電量、前記給水ポン
   プへの通電量、および前記膨張弁の開度を制御して沸き
   上げ運転を行う制御器とを備えた給湯装置において、 前記沸き上げ運転が所定時間以上継続されている状態に
   おける前記入口側冷媒温度Ｔｃｏが、目標沸き上げ温度
   Ｔｐが高いほど高く設定した下限冷媒温度Ｔｃｏ ｍｉ
   ｎ以上であるか下限冷媒温度Ｔｃｏ ｍｉｎ未満である
   かに基づいてヒートポンプサイクル内の冷媒の有無を判
   別する冷媒検出手段を設け、 前記入口側冷媒温度Ｔｃｏが下限冷媒温度Ｔｃｏ ｍｉ
   ｎ未満であって前記冷媒検出手段が前記冷媒が無いこと
   を判別すると前記制御器が沸き上げ運転を停止すること
   を特徴とする給湯装置。