JP2010071600A

JP2010071600A - ヒートポンプ制御装置

Info

Publication number: JP2010071600A
Application number: JP2008242155A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yamaguchi; 繁山口; Yoshinao Nakamoto; 善直中本
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】高圧異常時は圧縮機を確実に停止させ、かつ異常動作時の原因を明確にし、異常内容を表示すること。
【解決手段】本システムを制御する演算制御手段を備えた制御部１６と、冷媒圧縮手段１８と、前記冷媒圧縮手段１８を駆動する圧縮機駆動手段１９と、冷媒の圧力の状態によりオン・オフを行なう圧力スイッチ２１と、前記圧力スイッチ２１の信号を前記制御部１６に入力すると共に前記演算制御手段を経由しない回路で前記制御部１６動作を停止できるように接続した圧力スイッチ信号回路２２を備え、前記圧力スイッチ２１の動作により前記冷媒圧縮手段１８を停止させ、かつ前記制御部１６で圧力の高圧異常と判定することで、異常時の原因を明確にし、修理時間の短縮、部品交換を減らすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明はヒートポンプ制御装置に関するものである。

貯湯タンクと水熱交換器とを備え、貯湯タンク内の湯水と冷媒回路を流通する冷媒との間の熱交換を上記水熱交換器で行うよう構成したヒートポンプ式給湯装置が従来から用いられている。このようなヒートポンプ式給湯装置では、冷媒回路中に設けられた空気熱交換器を蒸発器として機能させると共に、水熱交換器を凝縮器として機能させることにより給湯運転を行うことを可能としている。このような構成のヒートポンプ式給湯器では近年冷媒として二酸化酸素等の冷媒を使用することがあるが、このような冷媒の場合には空気調和機で用いられているＲ４１０Ａのような冷媒のように、冷媒の温度より圧力を推定することが非常に困難であるため、実際の冷媒の圧力をモニタする圧力スイッチや圧力センサを用いて冷媒の圧力をモニタして制御を行なっている。その制御により冷媒の圧力を設計圧力内で制御して圧縮機その他の冷凍サイクル機構の信頼性を確保する構成となっている。
特開２００１−２６３８０１号公報

しかしながら、図５に示す給湯装置の制御方法では次のような問題点がある。前記従来の給湯装置の構成では、圧力スイッチの信号により制御部で冷媒の圧力の状態をモニタし、冷媒の圧力が設計圧力以上の異常な圧力の状態になることを防止するように圧縮機の周波数を低下させる等して圧力の上昇を抑えているが、制御部が何等かの異常によりモニタできない状態に陥ってしまった場合に、圧力の上昇を抑えることができず、圧縮機等その他の冷凍サイクル機構の信頼性を満足することができなくなる。それを防止するために圧力スイッチの信号により制御部を介さずに回路的に圧縮機の電源ラインを遮断して圧縮機の駆動を強制的にオフすることが考えられる。しかしその場合には圧縮機駆動中に強制的に電源を遮断することになるので圧力異常以外のエラーが発生してしまい、本来発生するべき圧力異常が発生しないために、給湯装置の異常の原因が判定できなくなるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、異常時の圧力の上昇を抑え、かつ異常発生の原因を正確に表示することにより、異常内容を的確に表示することができる給湯装置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、冷媒の圧力を検知してオン・オフ信号を出力する圧力スイッチを有し、圧力スイッチのオン・オフによって圧縮機の駆動を停止させる制御装置で、ある種の異常エラーが入力された場合には、圧力スイッチのオン・オフの状態を確認してから制御部が異常を確定する制御装置としたものである。

これによって圧縮機の圧力が異常に高圧になったときに即座に圧縮機の駆動を停止して圧縮機等その他の冷凍サイクル機構の信頼性を確保できると共に、圧力スイッチの動作によって発生する他の異常を異常と判断せず、高圧保護異常を確定することができる。これによって故障時の原因が明確になり、部品交換時のコスト、原因追求の時間を大幅に低減することができる。

本発明のヒートポンプ制御装置は、冷媒圧力の上昇に伴ない、圧力スイッチの信号によってヒートポンプ制御装置の動作を即時停止することで、圧縮機等その他の冷凍サイクル機構の信頼性を確保し、圧力スイッチの異常に起因した他の異常との原因の切り分けが可能となるため、異常の原因を明確にして部品交換時のコスト、原因追求の時間を大幅に低減することができる。

第１の発明は、供給電圧をオン・オフするスイッチ手段と、供給電圧を整流するダイオードブリッジと、第１の電源回路と、本システムを制御する演算制御手段を備えた制御部と、冷媒圧縮手段と、冷媒圧縮手段を駆動する圧縮機駆動手段と、冷媒の圧力の状態によりオン・オフを行なう圧力スイッチと、圧力スイッチの信号を前記演算制御手段に入力すると共に前記演算制御手段を経由しない回路で５V電圧を遮断する圧力スイッチ信号回路とを備え、圧力スイッチが動作した場合には、所定の時間以内に前記演算制御手段が前記圧力スイッチの状態を確認し、前記圧力スイッチがオフ状態にあった場合には、前記圧縮手段の圧力の高圧異常と判定し、異常履歴を前記演算制御手段に記録後５V電圧を遮断し前記冷媒圧縮手段を停止させることにより、システム異常に陥り修理が必要な場合において異常箇所が明確にわかるため最小限の部品交換ですみ、修理時間の短縮、部品交換点数を減らすことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明のヒートポンプ制御装置を、圧力スイッチがオフ状態にあった場合には、前記圧縮手段の圧力の高圧異常と判定し、異常履歴を前記演算制御手段に記録後、前記演算制御手段を初期化することで前記冷媒圧縮手段を停止させることにより、修理が必要な場合に異常箇所が明確にわかるため最小限の部品交換ですみ、修理時間の短縮、部品交換点数を減らすことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。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、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ制御装置の回路図を示すものであり、図２は、本発明の実施の形態１での圧力スイッチ動作時の異常判定のタイミングを示すタイミング図である。ヒートポンプ式給湯器の貯湯タンク側については図面への記載を省略する。

図１において、供給電圧をオン・オフするスイッチ手段１２と、供給電圧を整流するダイオードブリッジ２５と、電圧を平滑するコンデンサ２７と、前記ダイオードブリッジ２５と前記コンデンサ２７により平滑されたＤＣ電圧を低電圧に変換する電源回路１４と、電子制御装置を制御する制御部１６と、ヒートポンプ式給湯器に搭載されている冷媒圧縮手段１８と、前記冷媒圧縮手段１８を駆動する圧縮機駆動手段１９と、冷媒の状態の圧力によってオン・オフすることを目的とした圧力スイッチ２１と、ヒートポンプ式給湯器の各部を制御する演算制御手段１７と、前記演算制御手段１７を介さず冷媒圧縮手段を停止させる手段である圧力スイッチ信号回路２２から構成されている。

図２は、圧力スイッチ動作時の異常判定のタイミングを示すタイミング図であり、１番上が圧力スイッチの動作したタイミングで、上から２番目が高圧保護異常検知のタイミングで、上から３番目が高圧保護異常検知後に５Ｖを遮断するタイミングである。

以上のように構成、制御されたヒートポンプ制御装置について、以下のその動作、作用を説明する。

まず、ヒートポンプ式給湯器が何らかの異常や、突発的な負荷の変動に伴なって、圧縮機の圧力が異常に上昇して設計圧力を超えてしまった場合、前記冷媒圧縮手段１８等その他の冷凍サイクル機構の信頼性を確保する為にある圧力以下に冷媒の圧力を抑えなくてはならない。そこである一定の圧力に達するとオン・オフ動作を行なう前記圧力スイッチ２１を用いて現在の冷媒の圧力がある一定の圧力に達したかどうかを判断している。前記圧力スイッチ２１はオン・オフの信号を制御部１６に入力し、圧力が異常である履歴を記録する。それと同時にこれ以上の圧力の上昇を抑えるために５Ｖを遮断し制御部１６への電圧供給を停止させることで、前記冷媒圧縮手段１８の駆動を停止させている。

図２のように、前記圧力スイッチ２１がオフ状態になっている場合には高圧保護異常と判断しその異常履歴を制御部に記録する。記録後、５Ｖを遮断して制御部の動作を停止させ、他の異常を発生させずに安全にヒートポンプ式給湯機の動作を停止する。また、再起動後に記録した異常履歴を呼び出し表示することで、高圧保護異常で停止したことを確実に案内することができる。

これにより高圧保護異常以外の異常を発生させることなく、また高圧保護異常で停止したことを確実に案内することができ、プリント基板交換などの無駄な交換をすることを防止し、また高圧保護異常に的を絞った修理を行ない修理時間の削減を実現することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第１の実施例の回路図で図１の回路図から、前記圧力スイッチ２１の動作時にその信号を制御部１６を初期化する端子へ入力する回路としたものである。図４は本発明、第２の実施の形態での圧力スイッチ動作時の異常判定のタイミングを示すタイミング図であり、１番上が圧力スイッチの動作したタイミングで、上から２番目が高圧保護異常検知のタイミングで、上から３番目が高圧保護異常検知後に制御部１６を初期化するタイミングである。

以上のように構成されたヒートポンプ制御装置について、以下にその動作、作用を説明する。

実施の形態１と同様に前記圧力スイッチ２１がオフ状態になっている場合には高圧保護異常と判断しその異常履歴を制御部に記録する。記録後、制御部１６を初期化することで制御部１６の動作を停止させ、他の異常を発生させずに安全にヒートポンプ式給湯機の動作を停止する。また、再起動後に記録した異常履歴を呼び出し表示することで、高圧保護異常で停止したことを確実に案内することができる。

以上のように、本発明にかかる制御装置は圧力センサを用いずに確実に高圧保護異常をユーザーに案内することができるので、冷媒の温度より圧力の推定が非常に困難な冷媒を用いた、空気調和器などの室外機制御に適応できる。

本発明の実施の形態１における給湯器のヒートポンプ制御装置の回路図本発明の実施の形態１における圧力スイッチ動作時の高圧保護異常確定のタイミング図本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ制御装置の回路図本発明の実施の形態２における圧力スイッチ動作時の高圧保護異常確定のタイミング図従来の実施例における給湯器のヒートポンプ制御装置の回路図

符号の説明

１２スイッチ手段
１４電源回路
１６制御部
１７演算制御手段
１８冷媒圧縮手段
１９圧縮機駆動手段
２１圧力スイッチ
２２圧力スイッチ信号回路
２５ダイオードブリッジ
２７コンデンサ

Claims

供給電圧をオン・オフするスイッチ手段と、供給電圧を整流するダイオードブリッジと、供給電圧を低圧へ変換する電源回路と、本システムを制御する演算制御手段を備えた制御部と、冷媒圧縮手段と、前記冷媒圧縮手段を駆動する圧縮機駆動手段と、冷媒の圧力の状態によりオン・オフを行なう圧力スイッチと、前記圧力スイッチの信号を前記演算制御手段に入力する圧力スイッチ信号回路を備え、前記圧力スイッチがオフ状態にあった場合には前記演算制御手段への電源供給を遮断することで前記圧縮手段の運転を停止することを特徴とするヒートポンプ制御装置。
前記圧力スイッチがオフ状態にあった場合には前記演算制御手段の動作を初期化することで、前記圧縮手段の運転を停止することを特徴とした請求項１記載のヒートポンプ制御装置。