JP2006064470A - 電気機器制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力センサの筐体と電源端子間に発生する電位差を低減することで、電位差に起因する圧力センサの誤動作を防止することができる電気機器制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のヒートポンプ式給湯装置における圧縮機の制御装置は、圧力センサと、ヒートポンプ制御装置と、モータ駆動装置と、モータとから構成されている。圧力センサの筐体は冷媒配管等を介して接地されている。ヒートポンプ制御装置の電源端子ＧＮＤと圧力センサの電源端子ＧＮＤを接続する圧力センサ用配線は接地用配線を介して接地されている。これにより、圧力センサの筐体と電源端子間に発生する電位差が抑えられ、電位差に起因する誤動作を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧力センサの出力に基づいて電気機器を制御する電気機器制御装置に関する。

従来、圧力センサの出力に基づいて電気機器を制御する電気機器制御装置として、例えば、特開２００１−３２４２３４号公報に開示されているヒートポンプ式熱供給装置がある。ヒートポンプ式熱供給装置は、圧縮機と、四方切換弁と、第１の熱交換器と、膨張弁と、第２の熱交換器と、圧力センサと、制御装置とを備えている。

圧縮機 、四方切換弁、第１の熱交換器、膨張弁及び第２の熱交換器は、冷媒流路で順次接続されている。冷媒流路内には、冷媒が流れている。圧力センサは、圧縮機の吸入側の冷媒流路と吐出側の冷媒流路にそれぞれ配設され、冷媒流路内の冷媒の吸入側圧力と吐出側圧力に応じた信号を出力する。

そして、冷媒が、圧縮機から四方切換弁を経て、第１の熱交換器、膨張弁、第２の熱交換器の順に流れると、第２の熱交換器を通流する流体が冷却される。四方切換弁を切り換えることで、冷媒が、圧縮機から四方切換弁を経て、第２の熱交換器、膨張弁、第１の熱交換器の順に流れると、第２の熱交換器を通流する流体が加熱される。

四方切換弁を切り換えるとき、制御装置は、圧力センサの出力から圧縮機の吸入側圧力と吐出側圧力の差圧を演算する。さらに、差圧が適正圧力範囲内になるように圧縮機を制御する。差圧が適正圧力範囲内になると、制御装置は四方切換弁を切り換える。
特開２００１−３２４２３４号公報

圧縮機は、モータ制御装置及びモータを介して駆動されている。圧力センサは、電源電圧を供給されることで、冷媒の圧力に応じた電圧を出力する圧力検出部と、圧力検出部を収容する金属製の筐体とから構成されている。圧力センサの筐体は、金属からなる冷媒経路等を介して結果的に接地されている。制御装置は、電源端子から圧力センサに電源電圧を供給するとともに、入力端子に入力される圧力センサの出力電圧に基づいてモータ駆動装置及びモータを介して圧縮機を制御する。

ところで、圧力センサに電源電圧を供給する電源回路の構成によっては、制御装置の電源端子と接地との間に、１００Ｖを超える非常に大きな電位差が発生する場合がある。この電位差は、圧力センサの筐体が冷媒経路を介して接地されることで、圧力センサの圧力検出部と筐体との間にも発生する。そのため、圧力センサの圧力検出部がこの電位差によって帯電し、圧力センサが誤動作する可能性があった。電源回路等を絶縁することでこの電位差を抑える方法も考えられるが、この方法では、モータの漏れ電流によって発生する電位差を抑えることはできず、圧力センサの誤動作を完全に防止することができなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、圧力センサの筐体と制御手段の電源端子との間に発生する電位差を低減することで、電位差に起因する圧力センサの誤動作を防止することができる電気機器制御装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、圧力センサの筐体を制御回路と電気的に接続することで、筐体と電源端子間の電位差を低減できることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の電気機器制御装置は、電源電圧を供給されることで印加される圧力に応じた出力信号を出力する圧力検出部と前記圧力検出部を収容する筐体とからなる圧力センサと、電源端子から前記電源電圧を供給するとともに入力端子に入力される前記出力信号に基づいて電気機器を制御する制御手段とを備え、前記筐体と前記電源端子との間に電位差を有する電気機器制御装置において、さらに、前記圧力センサは、前記筐体が前記制御手段に電気的に接続されていることを特徴とする。

請求項２に記載の電気機器制御装置は、請求項１に記載の電気機器制御装置において、さらに、前記電源端子は、正極端子と負極端子とからなり、前記筐体は、前記負極端子と同電位である接続点に接続されていることを特徴とする。

請求項３に記載の電気機器制御装置は、請求項１に記載の電気機器制御装置において、さらに、前記電源端子は、正極端子と負極端子とからなり、前記筐体は、前記正極端子と同電位である接続点に接続されていることを特徴とする。

請求項４に記載の電気機器制御装置は、請求項１に記載の電気機器制御装置において、さらに、前記筐体は、前記入力端子と同電位である接続点に接続されていることを特徴とする。

請求項５に記載の電気機器制御装置は、請求項２乃至４に記載の電気機器制御装置において、さらに、前記接続点は、前記圧力センサと前記制御手段との間にあることを特徴とする。

請求項６に記載の電気機器制御装置は、請求項２乃至４に記載の電気機器制御装置において、さらに、前記接続点は、前記圧力センサにあることを特徴とする。

請求項７に記載の電気機器制御装置は、請求項２乃至４に記載の電気機器制御装置において、さらに、前記接続点は、前記制御手段にあることを特徴とする。

請求項８に記載の電気機器制御装置は、請求項１乃至７に記載の電気機器制御装置において、さらに、前記圧力センサは、冷凍サイクルを循環する冷媒の圧力を検出し、前記制御手段は、前記冷媒を圧縮する圧縮手段を制御することを特徴とする。

請求項９に記載の電気機器制御装置は、請求項８に記載の電気機器制御装置において、さらに、前記冷媒は二酸化炭素であることを特徴とする。

請求項１に記載の電気機器制御装置によれば、圧力センサの筐体を制御手段に電気的に接続することで、筐体と電源端子との間の電位差を抑えることができる。そのため、この電位差に起因する圧力センサの誤動作を防止することができる。

請求項２に記載の電気機器制御装置によれば、圧力センサの筐体を制御手段の負極端子と同電位にすることで、筐体と電源端子との間の電位差を電源電圧以下にすることができる。そのため、この電位差に起因する圧力センサの誤動作を確実に防止することができる。圧力センサの筐体が制御手段の負極端子と同電位になっても、圧力検出部には、正極端子及び負極端子から電源電圧が供給されるため、圧力センサの動作に影響を与えることはない。

請求項３に記載の電気機器制御装置によれば、圧力センサの筐体を制御手段の正極端子と同電位にすることで、筐体と電源端子との間の電位差を電源電圧以下にすることができる。そのため、この電位差に起因する圧力センサの誤動作を確実に防止することができる。圧力センサの筐体が制御手段の正極端子と同電位になっても、圧力検出部には、正極端子及び負極端子から電源電圧が供給されるため、圧力センサの動作に影響を与えることはない。

請求項４に記載の電気機器制御装置によれば、圧力センサの筐体を制御手段の入力端子と同電位にすることで、圧力センサの筐体と制御手段の電源端子との間の電位差を電源電圧以下にすることができる。そのため、この電位差に起因する圧力センサの誤動作を確実に防止することができる。圧力センサの筐体が制御手段の入力端子と同電位になっても、圧力検出部には、正極端子及び負極端子から電源電圧が供給されるため、圧力センサの動作に影響を与えることはない。

請求項５に記載の電気機器制御装置によれば、圧力センサの筐体を圧力センサと制御手段との間に確実に接続することができる。

請求項６に記載の電気機器制御装置によれば、圧力センサの筐体を圧力センサに確実に接続することができる。

請求項７に記載の電気機器制御装置によれば、圧力センサの筐体を制御手段に確実に接続することができる。

請求項８に記載の電気機器制御装置によれば、圧力センサの筐体と制御手段の電源端子との間の電位差に起因する圧力センサの誤動作を防止することで、冷媒の圧力を確実に検出することができる。そのため、検出された冷媒の圧力に基づいて制御手段で圧縮手段を制御することで、冷凍サイクルを確実に制御することができる。

請求項９に記載の電気機器制御装置によれば、冷媒を二酸化炭素にすることで、地球環境へほとんど影響を与えることがない冷凍サイクルを構成することができる。

本実施形態は、本発明に係る電気機器制御装置を、冷凍サイクルを用いたヒートポンプ式給湯装置における圧縮機の制御装置に適用した例を示す。

（第１実施形態）
第１実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成図を図１に、圧力センサ、ヒートポンプ制御装置、モータ駆動装置及びモータからなる圧縮機の制御装置の回路図を図２に示す。そして、図１及び図２を参照して、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。

まず、ヒートポンプ式給湯装置の具体的構成について説明する。図１に示すように、ヒートポンプ式給湯装置１は、貯湯タンク２と、ヒートポンプ装置３とから構成されている。

貯湯タンク２は、給湯用の高温の湯を長時間保温するための断熱材を有するタンクである。貯湯タンク２の下部には、貯湯タンク２内に水道水を導入するための導入口２ａが、上部には、カランやシャワー等に貯湯タンク２内の給湯用の高温の湯を導出するための導出口２ｂがそれぞれ設けられている。導入口２ａは導入管２ｃを介して水道（図略）に、導出口２ｂは導出管２ｄを介してカランやシャワー等（図略）にそれぞれ接続されている。また、貯湯タンク２の下部には、ヒートポンプ装置３が貯湯タンク２内の水道水を吸入するための吸入口２ｅが、上部には、ヒートポンプ装置３が貯湯タンク２内に高温の湯を吐出するための吐出口２ｆがそれぞれ設けられている。吸入口２ｅ及び吐出口２ｆは、後述する温水配管３１０を介してヒートポンプ装置３にそれぞれ接続されている。さらに、貯湯タンク２は大地に接地されている。

ヒートポンプ装置３は、貯湯タンク２内の水道水を吸入し、高温の湯にして貯湯タンク２内に吐出する装置である。ヒートポンプ装置３は、圧縮機３００と、圧力センサ３０１と、給湯用熱交換器３０２と、膨張弁３０３と、室外熱交換器３０４と、アキュムレータ３０５と、循環ポンプ３０６と、温度センサ３０７と、ヒートポンプ制御装置３０８（制御手段）とから構成されている。圧縮機３００、給湯用熱交換器３０１、膨張弁３０３、室外熱交換器３０４及びアキュムレータ３０５は、冷媒配管３０９で順次接続されている。冷媒配管３０９の内部には、例えば、二酸化炭素からなる冷媒が充填されている。また、貯湯タンク２、循環ポンプ３０６及び給湯用熱交換器３０２は、温水配管３１０で順次接続されている。

圧縮機３００は、後述するモータ駆動装置３１１及びモータ３１２を介して駆動されることで、吸入した冷媒を圧縮して吐出する機器である。圧縮機３００の吸入口はアキュムレータ３０５に、吐出口は給湯用熱交換器３０２に、それぞれ冷媒配管３０９を介して接続されている。

圧力センサ３０１は、圧縮機３００によって圧縮して吐出される冷媒の圧力を検出して、ヒートポンプ制御装置３０８に出力する素子である。圧力センサ３０１は、圧縮機３００と給湯用熱交換器３０２を接続する冷媒配管３０９に、筐体を接するようにして配設されている。また、圧力センサ３０１は、ヒートポンプ制御装置３０８に接続されている。

給湯用熱交換器３０２は、圧縮機３００で圧縮されることで高温になった冷媒と、貯湯タンク２から循環ポンプ３０６を介して吸入される水道水との間で熱交換することにより、水道水を高温の湯にして吐出する機器である。給湯用熱交換器３０２の冷媒の吸入口は圧縮機３００に、冷媒の吐出口は膨張弁３０３に、それぞれ冷媒配管３０９を介して接続されている。また、給湯用熱交換器３０２の水道水の吸入口は循環ポンプ３０６に、高温の湯の吐出口は貯湯タンク２の吐出口２ｆに、それぞれ温水配管３１０を介して接続されている。

膨張弁３０３は、ヒートポンプ制御装置３０８からの信号に基づいて、給湯用熱交換器３０２から吐出する冷媒を減圧するための機器である。膨張弁３０３の吸入口は給湯用熱交換器３０２に、吐出口は室外熱交換器３０４に、それぞれ冷媒配管３０９を介して接続されている。また、膨張弁３０３は、ヒートポンプ制御装置３０８に接続されている。膨張弁３０３の弁開度は、ヒートポンプ制御装置３０８によって電気的に制御されている。

室外熱交換器３０４は、膨張弁３０３で減圧された冷媒と、ファン３０４ａによって送風される外気との間で熱交換することにより、減圧された冷媒を蒸発させて吐出する機器である。室外熱交換器３０４の冷媒の吸入口は膨張弁３０３に、冷媒の吐出口はアキュムレータ３０５に、それぞれ冷媒配管３０９を介して接続されている。

アキュムレータ３０５は、室外熱交換器３０４から吐出する蒸発した冷媒を気液分離し、気相冷媒のみを圧縮機３００に吐出するとともに、余剰冷媒を蓄積する機器である。アキュムレータ３０５の吸入口は室外熱交換器３０４に、吐出口は圧縮機３００に、それぞれ冷媒配管３０９を介して接続されている。

循環ポンプ３０６は、ヒートポンプ制御装置３０８からの信号に基づいて、貯湯タンク２内の水道水を給湯用熱交換器３０２を介して循環させるためのポンプである。循環ポンプ３０６の吸入口は貯湯タンク２の吸入口２ｅに、吐出口は給湯用熱交換器３０２に、それぞれ温水配管３１０を介して接続されている。また、循環ポンプ３０６は、ヒートポンプ制御装置３０８に接続されている。

温度センサ３０７は、給湯用熱交換器３０２から吐出する高温の湯の温度を検出して、ヒートポンプ制御装置３０８に出力する素子である。温度センサ３０７は、給湯用熱交換器３０２と貯湯タンク２を接続する温水配管３１０に配設されている。また、温度センサ３０７は、ヒートポンプ制御装置３０８に接続されている。

ヒートポンプ制御装置３０８は、圧力センサ３０１から出力される冷媒の圧力及び温度センサ３０７から出力される高温の湯の温度に基づいて、圧縮機３００、膨張弁３０３及び循環ポンプ３０６を制御することで、給湯用の湯温を設定された温度に制御する装置である。ヒートポンプ制御装置３０８は、圧力センサ３０１、温度センサ３０７、圧縮機３００、膨張弁３０３及び循環ポンプ３０６にそれぞれ接続されている。

ここで、圧力センサ３０１の筐体は、冷媒配管３０９に接することで、ともに金属からなる冷媒配管３０９、給湯用熱交換器３０２、温水配管３１０及び貯湯タンク２を介して、結果的に大地に接地されている。

次に、圧縮機３００の制御装置の具体的構成について詳細に説明する。図２に示すように、圧縮機３００の制御装置は、圧力センサ３０１と、ヒートポンプ制御装置３０８と、モータ駆動装置３１１と、モータ３１２とから構成されている。ヒートポンプ制御装置３０８は、前述したように、圧縮機３００以外に膨張弁３０３及び循環ポンプ３０６を制御しているが、ここでは、圧縮機３００の制御についてのみ説明し、膨張弁３０３及び循環ポンプ３０６の制御については省略する。

まず、圧縮機３００の制御装置の構成要素について説明する。圧力センサ３０１は、ヒートポンプ制御装置３０８から電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃに直流電圧を供給されることで、出力端子Ｖｏｕｔから冷媒の圧力に応じた大きさの電圧を出力する圧力検出部３０１ａと、圧力検出部３０１ａを収容する金属製の筐体３０１ｂとから構成されている。圧力センサ３０１の筐体３０１ｂは、前述したように、冷媒配管３０９、給湯用熱交換器３０２、温水配管３１０及び貯湯タンク２を介して接地されている。

ヒートポンプ制御装置３０８は、圧力センサ３０１に直流電圧を供給するとともに、圧力センサ３０１の出力する電圧に基づいて、圧縮機３００の回転数を制御するための制御信号を出力する。ヒートポンプ制御装置３０８は、制御回路３０８ａと、電源トランス３０８ｂと、絶縁回路３０８ｃとから構成されている。

制御回路３０８ａは、入力端子Ｖｉｎに入力される圧力センサ３０１の出力電圧に基づいて、モータ３１２の回転数を制御するための制御信号を出力端子Ｓ１〜Ｓｎから出力する。さらに、電源端子ＡＣ３に供給される交流電圧から圧力センサ３０１を動作させるための直流電圧を生成して、電源端子ＧＮＤ（負極端子）、Ｖｃｃ（正極端子）から圧力センサ３０１に供給する。電源トランス３０８ｂは、モータ駆動装置３１１から供給される交流電圧を絶縁して制御回路３０８ａに供給する。絶縁回路３０８ｃは、制御回路３０８ａから出力されるモータ３１２の制御信号を絶縁してモータ駆動装置３１１に伝達する。

モータ駆動装置３１１は、入力端子Ｓ１１〜Ｓ１ｎに入力されるモータ３１２の制御信号に基づいて、出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗからモータ３１２に交流電力を供給することで、モータ３１２の回転数を制御する。さらに、電源端子ＡＣ２から電源トランス３０８ｂに交流電圧を供給する。

モータ３１２は、モータ制御装置３１１から交流電力を供給されることで、圧縮機３００を駆動するトルクを発生する。モータ３１２の出力軸は圧縮機３００に連結されている。

電源系統の接続関係について説明する。モータ駆動装置３１１の電源端子ＡＣ１は交流電源に接続されている。モータ駆動装置３１１の電源端子ＡＣ２は電源トランス３０８ｂの入力端子に接続され、電源トランス３０８ｂの出力端子は制御回路３０８ａの電源端子ＡＣ３に接続されている。制御回路３０８ａの電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃは、圧力センサ用配線３１３ａ、３１３ｂを介して、圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃにそれぞれ接続されている。さらに、制御回路３０８ａの電源端子ＧＮＤと圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤを接続する圧力センサ用配線３１３ａは、接地用配線３１４を介して接地されている。

信号系統の接続関係について説明する。圧力センサ３０１の出力端子Ｖｏｕｔは、圧力センサ用配線３１３ｃを介して、制御回路３０８ａの入力端子Ｖｉｎに接続されている。制御回路３０８ａの出力端子Ｓ１〜Ｓｎは絶縁回路３０８ｃの入力端子にそれぞれ接続され、絶縁回路３０８ｃの出力端子はモータ駆動装置３１１の入力端子Ｓ１１〜Ｓ１ｎにそれぞれ接続されている。モータ駆動装置３１１の出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗはモータ３１２にそれぞれ接続されている。

次に、図１及び図２を参照して具体的動作について説明する。まず、図１を参照してヒートポンプ式給湯装置１の具体的動作について説明する。図１に示すように、ヒートポンプ制御装置３０８は循環ポンプ３０６を駆動させる。循環ポンプ３０６が駆動すると、貯湯タンク２内の水道水が、吸入口２ｅから給湯用熱交換器３０２を経て吐出口２ｆへ至る経路で温水配管３１０内を循環する。また、ヒートポンプ制御装置３０８は圧縮機３００を駆動させる。圧縮機３００が駆動すると、冷媒配管３０９内の冷媒が圧縮され、給湯用熱交換器３０２から膨張弁３０３、室外熱交換器３０４、アキュムレータ３０５を経て、圧縮機３００に至る経路で冷媒配管３０９内を循環する。

圧縮機３００で圧縮されることで高温になった冷媒は、給湯用熱交換器３０２で熱交換され、温水配管３１０を循環する水道水が加熱される。温水配管３１０の水道水は、加熱されることで高温の湯となり、貯湯タンク２に吐出される。

給湯用熱交換器３０２で熱交換されることで低温になった冷媒は、膨張弁３０３で減圧され、室外熱交換器３０４で加熱されて蒸発する。蒸発した冷媒は、アキュムレータ３０５で気液分離され、気相冷媒のみが圧縮機３００に吐出される。以降同様の冷凍サイクルを繰返し、温水配管３１０を循環する水道水が継続して加熱される。

ヒートポンプ制御装置３０８は、圧力センサ３０１から出力される冷媒の圧力と、温度センサ３０７から出力される高温の湯の温度に基づいて、圧縮機３００、膨張弁３０３及び循環ポンプ３０６を制御することで、給湯用の湯温を設定された温度に制御する。

図２を参照して圧縮機３００の制御装置の具体的動作について説明する。図２に示すように、モータ制御装置３１１は、電源端子ＡＣ２から、電源トランス３０８ｂを介して制御回路３０８ａの電源端子ＡＣ３に交流電圧を絶縁して供給する。制御回路３０８ａは、供給された交流電圧から直流電圧を生成し、電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃから、圧力センサ用配線３１３ａ、３１３ｂを介して圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃに供給する。圧力センサ３０１は、直流電圧を供給されることで、冷媒の圧力に応じた大きさの電圧を出力端子Ｖｏｕｔから出力する。圧力センサ３０１の出力電圧は、圧力センサ用配線３１３ｃを介して制御回路３０８ａの入力端子Ｖｉｎに入力される。

ここで、制御回路３０８ａの電源端子ＧＮＤと圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤを接続する圧力センサ用配線３１３ａは、接地用配線３１４で接地されており、制御回路３０８ａの電源端子ＧＮＤと圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤは、圧力センサ３０１の筐体３０１ｂと同電位になる。そのため、圧力センサ３０１の筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃの間の電位差は、圧力センサ３０１に供給される直流電圧より大きくなることはない。従って、圧力センサ３０１は、筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃの間の電位差によって誤動作することなく、冷媒の圧力に応じた大きさの電圧を確実に出力する。

制御回路３０８ａは、入力された圧力センサの出力電圧に基づいて、モータ３１２の回転数を制御するための制御信号を出力端子Ｓ１〜Ｓｎから出力する。制御回路３０８ａの出力した制御信号は、絶縁回路３０８ｃで絶縁され、モータ駆動装置３１１の入力端子Ｓ１１〜Ｓ１ｎに入力される。モータ駆動装置３１１は、入力されたモータ３１２の制御信号に基づいて、出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗからモータ３１２に交流電力を供給する。モータ３１２は、交流電力を供給されることでトルクを発生し、圧縮機３００の回転数を制御する。

最後に具体的効果について説明する。第１実施形態によれば、圧縮機３００の制御装置は、圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤとヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤを接続する圧力センサ用配線３１３ａを、接地用配線３１４で接地することで、接地を介して圧力センサ３０１の筐体３０１ｂをヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続することができる。圧力センサ３０１の筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続されることで、筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤと同電位になり、筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃとの間の電位差を電源電圧以下にすることができる。そのため、この電位差に起因する圧力センサ３０１の誤動作を確実に防止することができる。

圧力センサ３０１の筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤと同電位になっても、圧力検出部３０１ａには、電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃから電源電圧が供給されるため、圧力センサ３０１の動作に影響を与えることはない。

また、圧縮機３００の制御装置は、筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃとの間の電位差に起因する圧力センサ３０１の誤動作を防止することで、冷媒の圧力を確実に検出することができる。そのため、検出された冷媒の圧力に基づいてヒートポンプ制御装置３０８で圧縮機３００を制御することで、ヒートポンプ式給湯装置１を確実に制御することができる。

さらに、圧縮機３００の制御装置は、冷媒を二酸化炭素にすることで、地球環境へほとんど影響を与えることがないヒートポンプ式制御装置１を構成することができる。

なお、上述した第１実施形態では、ヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤと圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤを接続する圧力センサ用配線３１３ａが、接地用配線３１４を介して接地されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図３（ａ）に示すように、圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤが接地用配線３１４で直接接地されていてもよいし、図３（ｂ）に示すように、ヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤが接地用配線３１４で直接接地されていてもよい。圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤ又はヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤを接地用配線３１４で接地することで、接地を介して圧力センサ３０１の筐体３０１ｂをヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続することができる。

また、図４（ａ）に示すように、ヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃと圧力センサ３０１の電源端子Ｖｃｃを接続する圧力センサ用配線３１３ｂが、接地用配線３１４を介して接地されていてもよい。図４（ｂ）に示すように、圧力センサ３０１の電源端子Ｖｃｃが接地用配線３１４で直接接地されていてもよいし、図４（ｃ）に示すように、ヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃが接地用配線３１４で直接接地されていてもよい。

圧縮機３００の制御装置は、圧力センサ３０１の電源端子Ｖｃｃとヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃを接続する圧力センサ用配線３１３ｂ、圧力センサ３０１の電源端子Ｖｃｃ又はヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃを、接地用配線３１４で接地することで、接地を介して圧力センサ３０１の筐体３０１ｂをヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃに接続することができる。圧力センサ３０１の筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃに接続されることで、筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃと同電位になり、筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃとの間の電位差を電源電圧以下にすることができる。そのため、この電位差に起因する圧力センサ３０１の誤動作を確実に防止することができる。

圧力センサ３０１の筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃと同電位になっても、圧力検出部３０１ａには、電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃから電源電圧が供給されるため、圧力センサ３０１の動作に影響を与えることはない。

さらに、図５（ａ）に示すように、ヒートポンプ制御装置３０８の入力端子Ｖｉｎと圧力センサ３０１の出力端子Ｖｏｕｔを接続する圧力センサ用配線３１３ｃが、接地用配線３１４を介して接地されていてもよい。図５（ｂ）に示すように、圧力センサ３０１の出力端子Ｖｏｕｔが接地用配線３１４で直接接地されていてもよいし、図５（ｃ）に示すように、ヒートポンプ制御装置３０８の入力端子Ｖｉｎが接地用配線３１４で直接接地されていてもよい。

圧縮機３００の制御装置は、圧力センサ３０１の出力端子Ｖｏｕｔとヒートポンプ制御装置３０８の入力端子Ｖｉｎを接続する圧力センサ用配線３１３ｃ、圧力センサ３０１の出力端子Ｖｏｕｔ又はヒートポンプ制御装置３０８の入力端子Ｖｉｎを、接地用配線３１４で接地することで、接地を介して圧力センサ３０１の筐体３０１ｂをヒートポンプ制御装置３０８の入力端子Ｖｉｎに接続することができる。圧力センサ３０１の筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の入力端子Ｖｉｎに接続されることで、筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の入力端子Ｖｉｎと同電位になり、筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃとの間の電位差を電源電圧以下にすることができる。そのため、この電位差に起因する圧力センサ３０１の誤動作を確実に防止することができる。

圧力センサ３０１の筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の入力端子Ｖｉｎと同電位になっても、圧力検出部３０１ａには、電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃから電源電圧が供給されるため、圧力センサ３０１の動作に影響を与えることはない。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態における圧縮機の制御装置の回路図を図６に示す。ここでは、第１実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置との相違部分であるヒートポンプ制御装置の制御回路について説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。

まず、具体的構成について説明する。図６に示すように、制御回路３０８ａは、電源端子ＧＮＤに接続された接地端子ＦＧを備えている。制御回路３０８ａの接地端子ＦＧは接地用配線３１４を介して接地されている。

具体的動作は第１実施形態と同じであるため省略し、具体的効果について説明する。第２実施形態によれば、圧縮機３００の制御装置は、ヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続された接地端子ＦＧを、接地用配線３１４で接地することで、接地を介して圧力センサ３０１の筐体３０１ｂをヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続することができる。圧力センサ３０１の筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続されることで、筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤと同電位になり、筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃとの間の電位差を電源電圧以下にすることができる。そのため、この電位差に起因する圧力センサ３０１の誤動作を確実に防止することができる。

なお、上述した第２実施形態では、ヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続された接地端子ＦＧが、接地用配線３１４を介して接地されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図７（ａ）に示すように、ヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃに接続された接地端子ＦＧが、接地用配線３１４を介して接地されていてもよいし、図７（ｂ）に示すように、ヒートポンプ制御装置３０８の入力端子Ｖｉｎに接続された接地端子ＦＧが、接地用配線３１４を介して接地されていてもよい。

圧縮機３００の制御装置は、ヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃ又は入力端子Ｖｉｎに接続された接地端子ＦＧを、接地用配線３１４で接地することで、接地を介して圧力センサ３０１の筐体３０１ｂをヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃ又は入力端子Ｖｉｎに接続することができる。圧力センサ３０１の筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃ又は入力端子Ｖｉｎに接続されることで、筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子Ｖｃｃ又は入力端子Ｖｉｎと同電位になり、筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃとの間の電位差を電源電圧以下にすることができる。そのため、この電位差に起因する圧力センサ３０１の誤動作を確実に防止することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態における圧縮機の制御装置の回路図を図８に示す。ここでは、第１実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置との相違部分であるヒートポンプ制御装置について説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。

まず、具体的構成について説明する。図８に示すように、ヒートポンプ制御装置３０８は、圧力センサインタフェース回路３０８ｄと、電源トランス３０８ｅと、絶縁回路３０８ｆと、制御回路３０８ｇとから構成されている。

圧力センサインタフェース３０８ｄは、入力端子Ｖｉｎに入力される圧力センサ３０１の出力電圧をデジタル値に変換して出力端子Ｓ１〜Ｓｎから出力する。さらに、電源端子ＡＣ５に供給される交流電圧から圧力センサ３０１を動作させるための直流電圧を生成して、電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃから圧力センサ３０１に供給する。電源トランス３０８ｅは、制御回路３０８ｇから供給される交流電圧を絶縁して圧力センサインタフェース回路３０８ｄに供給する。絶縁回路３０８ｆは、圧力センサインタフェース回路３０８ｄから出力される圧力センサ３０１の出力電圧のデジタル値を絶縁して制御回路３０８ｇに伝達する。制御回路３０８ｇは、入力端子Ｓ１１〜Ｓ１ｎに入力される圧力センサ３０１の出力電圧のデジタル値に基づいて、モータ３１２の回転数を制御するための制御信号を出力端子Ｓ２１〜Ｓ２ｎから出力する。さらに、電源端子ＡＣ３に交流電圧を供給されるとともに、電源端子ＡＣ４から電源トランス３０８ｅに交流電圧供給する。

モータ駆動装置３１１は、入力端子Ｓ３１〜Ｓ３ｎに入力されるモータ３１２の制御信号に基づいて、出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗからモータ３１２に交流電力を供給することで、モータ３１２の回転数を制御する。さらに、電源端子ＡＣ２から制御回路３０８ｇに交流電圧を供給する。

電源系統の接続関係について説明する。モータ駆動装置３１１の電源端子ＡＣ１は交流電源に接続されている。モータ駆動装置３１１の電源端子ＡＣ２は制御回路３０８ｇの電源端子ＡＣ３に接続されている。制御回路３０８ｇの電源端子ＡＣ４は電源トランス３０８ｅの入力端子に接続され、電源トランス３０８ｅの出力端子は圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子ＡＣ５に接続されている。圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃは、圧力センサ用配線３１３ａ、３１３ｂを介して、圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃにそれぞれ接続されている。さらに、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子ＧＮＤと圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤを接続する圧力センサ用配線３１３ａは、接地用配線３１４を介して接地されている。

信号系統の接続関係について説明する。圧力センサ３０１の出力端子Ｖｏｕｔは、圧力センサ用配線３１３ｃを介して、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの入力端子Ｖｉｎに接続されている。圧力センサインタフェース回路３０８ｄの出力端子Ｓ１〜Ｓｎは絶縁回路３０８ｆの入力端子にそれぞれ接続され、絶縁回路３０８ｆの出力端子は制御回路３０８ｇの入力端子Ｓ１１〜Ｓ１ｎにそれぞれ接続されている。制御回路３０８ｇの出力端子Ｓ２１〜Ｓ２ｎはモータ駆動装置３１１の入力端子Ｓ３１〜Ｓ３ｎにそれぞれ接続されている。

図８を参照して圧縮機３００の制御装置の具体的動作について説明する。図８に示すように、モータ制御装置３１１は、電源端子ＡＣ２から制御回路３０８ｇの電源端子ＡＣ３に交流電圧を供給する。制御回路３０８ｇは、電源端子ＡＣ４から、電源トランス３０８ｅを介して圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子ＡＣ５に交流電圧を絶縁して供給する。圧力センサインタフェース回路３０８ｄは、供給された交流電圧から直流電圧を生成し、電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃから、圧力センサ用配線３１３ａ、３１３ｂを介して圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃに供給する。圧力センサ３０１は、直流電圧を供給されることで、冷媒の圧力に応じた大きさの電圧を出力端子Ｖｏｕｔから出力する。圧力センサ３０１の出力電圧は、圧力センサ用配線３１３ｃを介して圧力センサインタフェース回路３０８ｄの入力端子Ｖｉｎに入力される。

ここで、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子ＧＮＤと圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤを接続する圧力センサ用配線３１３ａは、接地用配線３１４で接地されており、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子ＧＮＤと圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤは、圧力センサ３０１の筐体３０１ｂと同電位になる。そのため、圧力センサ３０１の筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃの間の電位差は、圧力センサ３０１に供給される直流電圧より大きくなることはない。従って、圧力センサ３０１は、筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃの間の電位差によって誤動作することなく、冷媒の圧力に応じた大きさの電圧を確実に出力する。

圧力センサインタフェース回路３０８ｄは、入力された圧力センサの出力電圧をデジタル値に変換して出力端子Ｓ１〜Ｓｎから出力する。圧力センサインタフェース回路３０８ｄの出力した圧力センサ３０１の出力電圧のデジタル値は、絶縁回路３０８ｆで絶縁され、制御回路３０８ｇの入力端子Ｓ１１〜Ｓ１ｎに入力される。制御回路３０８ｇは、入力されたデジタル値に基づいて、モータ３１２の回転数を制御するための制御信号を出力端子Ｓ２１〜Ｓ２ｎから出力する。制御回路３０８ｇの出力した制御信号は、モータ駆動装置３１１の入力端子Ｓ３１〜Ｓ３ｎに入力される。モータ駆動装置３１１は、入力されたモータ３１２の制御信号に基づいて、出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗからモータ３１２に交流電力を供給する。モータ３１２は、交流電力を供給されることでトルクを発生し、圧縮機３００の回転数を制御する。

最後に具体的効果について説明する。第３実施形態によれば、圧縮機３００の制御装置は、圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤとヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤを接続する圧力センサ用配線３１３ａを、接地用配線３１４で接地することで、接地を介して圧力センサ３０１の筐体３０１ｂをヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続することができる。圧力センサ３０１の筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続されることで、筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤと同電位になり、筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃとの間の電位差を電源電圧以下にすることができる。そのため、この電位差に起因する圧力センサ３０１の誤動作を確実に防止することができる。

なお、上述した第３実施形態では、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子ＧＮＤと圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤを接続する圧力センサ用配線３１３ａが、接地用配線３１４を介して接地されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図３（ａ）、（ｂ）と同様に、圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤが接地用配線３１４で直接接地されていてもよいし、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子ＧＮＤが接地用配線３１４で直接接地されていてもよい。

また、図４（ａ）と同様に、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子Ｖｃｃと圧力センサ３０１の電源端子Ｖｃｃを接続する圧力センサ用配線３１３ｂが、接地用配線３１４を介して接地されていてもよい。図４（ｂ）、（ｃ）と同様に、圧力センサ３０１の電源端子Ｖｃｃが接地用配線３１４で直接接地されていてもよいし、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子Ｖｃｃが接地用配線３１４で直接接地されていてもよい。

さらに、図５（ａ）と同様に、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの入力端子Ｖｉｎと圧力センサ３０１の出力端子Ｖｏｕｔを接続する圧力センサ用配線３１３ｃが、接地用配線３１４を介して接地されていてもよい。図５（ｂ）、（ｃ）と同様に、圧力センサ３０１の出力端子Ｖｏｕｔが接地用配線３１４で直接接地されていてもよいし、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの入力端子Ｖｉｎが接地用配線３１４で直接接地されていてもよい。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態における圧縮機の制御装置の回路図を図９に示す。ここでは、第３実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置との相違部分であるヒートポンプ制御装置の圧力センサインタフェース回路について説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第３実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。

まず、具体的構成について説明する。圧力センサインタフェース回路３０８ｄは、電源端子ＧＮＤに接続された接地端子ＦＧを備えている。圧力センサインタフェース回路３０８ｄの接地端子ＦＧは接地用配線３１４を介して接地されている。

具体的動作は第３実施形態と同じであるため省略し、具体的効果について説明する。第４実施形態によれば、圧縮機３００の制御装置は、ヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続された接地端子ＦＧを、接地用配線３１４で接地することで、接地を介して圧力センサ３０１の筐体３０１ｂをヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続することができる。圧力センサ３０１の筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤに接続されることで、筐体３０１ｂがヒートポンプ制御装置３０８の電源端子ＧＮＤと同電位になり、筐体３０１ｂと電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃとの間の電位差を電源電圧以下にすることができる。そのため、この電位差に起因する圧力センサ３０１の誤動作を確実に防止することができる。

なお、上述した第４実施形態では、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子ＧＮＤに接続された接地端子ＦＧが、接地用配線３１４を介して接地されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図７（ａ）と同様に、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの電源端子Ｖｃｃに接続された接地端子ＦＧが、接地用配線３１４を介して接地されていてもよいし、図７（ｂ）と同様に、圧力センサインタフェース回路３０８ｄの入力端子Ｖｉｎに接続された接地端子ＦＧが、接地用配線３１４を介して接地されていてもよい。

前述した、第１〜第４実施形態では、制御回路３０８ａ又は圧力センサインタフェース回路３０８ｄが接地用配線３１４で接地されることで、接地点を介して圧力センサ３０１の筐体３０１ｂに接続される例を挙げているが、これに限られるものではない。図１０（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、圧力センサ３０１の電源端子ＧＮＤ、Ｖｃｃ又は出力端子Ｖｉｎが、圧力センサ３０１の筐体３０１ａに接続用配線３１５で直接接続されていてもよい。

第１実施形態におけるヒートポンプ式給湯装置の構成図を示す。 圧力センサ、ヒートポンプ制御装置、モータ駆動装置及びモータからなる圧縮機の制御装置の回路図を示す。 圧力センサの電源端子ＧＮＤの別の接地方法に関する回路図を示す。 圧力センサの電源端子Ｖｃｃの接地方法に関する回路図を示す。 圧力センサの出力端子Ｖｏｕｔの接地方法に関する回路図を示す。 第２実施形態における圧縮機の制御装置の回路図を示す。 制御回路の接地端子ＦＧの別の接地方法に関する回路図を示す。 第３実施形態における圧縮機の制御装置の回路図を示す。 第４実施形態における圧縮機の制御装置の回路図を示す。 圧力センサの別の設置方法に関する回路図を示す。

符号の説明

１・・・ヒートポンプ式給湯装置、２・・・貯湯タンク、２ａ・・・導入口、２ｂ・・・導出口、２ｃ・・・導入管、２ｄ・・・導出管、２ｅ・・・吸入口、２ｆ・・・吐出口、３・・・ヒートポンプ装置、３００・・・圧縮機、３０１・・・圧力センサ、３０１ａ・・・圧力検出部、３０１ｂ・・・筐体、３０２・・・給湯用熱交換器、３０３・・・膨張弁、３０４・・・室外熱交換器、３０４ａ・・・ファン、３０５・・・アキュムレータ、３０６・・・循環ポンプ、３０７・・・温度センサ、３０８・・・ヒートポンプ制御装置（制御手段）、３０８ａ、３０８ｇ・・・制御回路、３０８ｂ、３０８ｅ・・・電源トランス、３０８ｃ、３０８ｆ・・・絶縁回路、３０８ｄ・・・圧力センサインタフェース回路、３０９・・・冷媒配管、３１０・・・温水配管、３１１・・・モータ駆動装置、３１２・・・モータ、３１３ａ〜３１３ｃ・・・圧力センサ用配線、３１４・・・接地用配線３１５・・・接続用配線

Claims (9)

1. 電源電圧を供給されることで印加される圧力に応じた出力信号を出力する圧力検出部と前記圧力検出部を収容する筐体とからなる圧力センサと、電源端子から前記電源電圧を供給するとともに入力端子に入力される前記出力信号に基づいて電気機器を制御する制御手段とを備え、前記筐体と前記電源端子との間に電位差を有する電気機器制御装置において、
   さらに、前記圧力センサは、前記筐体が前記制御手段に電気的に接続されていることを特徴とする電気機器制御装置。
2. 前記電源端子は、正極端子と負極端子とからなり、
   前記筐体は、前記負極端子と同電位である接続点に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電気機器制御装置。
3. 前記電源端子は、正極端子と負極端子とからなり、
   前記筐体は、前記正極端子と同電位である接続点に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電気機器制御装置。
4. 前記筐体は、前記入力端子と同電位である接続点に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電気機器制御装置。
5. 前記接続点は、前記圧力センサと前記制御手段との間にあることを特徴とする請求項２乃至４記載の電気機器制御装置。
6. 前記接続点は、前記圧力センサにあることを特徴とする請求項２乃至４記載の電気機器制御装置。
7. 前記接続点は、前記制御手段にあることを特徴とする請求項２乃至４記載の電気機器制御装置。
8. 前記圧力センサは、冷凍サイクルを循環する冷媒の圧力を検出し、
   前記制御手段は、前記冷媒を圧縮する圧縮手段を制御することを特徴とする請求項１乃至７記載の電気機器制御装置。
9. 前記冷媒は二酸化炭素であることを特徴とする請求項８記載の電気機器制御装置。

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