JP2010091181A - 貯湯式給湯暖房装置およびヒートポンプ給湯装置 - Google Patents

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Akira Araki
Masanori Ueda
真典 上田
亮 荒木
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus

Abstract

【課題】貯湯式給湯暖房装置の暖房熱交換器のスケール詰まり等による熱交換器異常を確実に検出できるようにする。
【解決手段】暖房二次出口温度センサ22の検出温度T2oが目標往き温度になるように暖房一次循環ポンプ11の回転数を制御すると共に、暖房二次循環ポンプ13を予め定めた回転数で制御する作動制御手段28とを備え、作動制御手段28は、一次側入口温度T1iから一次側出口温度T1oを減じた値を一次側入口温度T1iから二次側入口温度T2iを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、暖房熱交換器5の異常と判定するようにした。
【選択図】図1

Description

本発明は、貯湯式給湯暖房装置およびヒートポンプ給湯装置の熱交換器の異常を判定する方法に関するものである。

従来よりこの種のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置においては、図2に示すようなものがあった。
101は湯水を貯湯する貯湯タンク、102は貯湯タンク101の湯水をタンク外に循環させて加熱するヒートポンプ式の加熱手段、103は給湯栓、104は温水式床暖房パネル等の温水暖房端末、105は貯湯タンク101内の高温の湯水を用いて温水暖房端末104に循環する暖房循環水を加熱する暖房熱交換器である。

そして、106は貯湯タンク101下部に接続されて給水する給水管、107は貯湯タンク101上部に接続され、給湯栓103と連通して給湯する給湯管、108は貯湯タンク101の下部と上部を連通し、その途中に加熱手段102が設けられた加熱循環回路、109は加熱循環回路108途中の貯湯タンク101の下部と加熱手段102の間に設けられた加熱循環ポンプ、110は貯湯タンク101の上部と下部を連通し、その途中に暖房熱交換器105が設けられた暖房一次循環回路、111は暖房一次循環回路110の途中の暖房熱交換器105と貯湯タンク101の下部との間に設けられた暖房一次循環ポンプ、112は暖房熱交換器105の二次側と温水暖房端末104とを暖房循環水が循環可能に接続する暖房二次循環回路、113は暖房二次循環回路112途中に設けられた暖房二次循環ポンプである。

前記加熱手段102は、圧縮機114と冷媒水熱交換器115と膨張弁116と空気熱交換器117とが環状に接続されてヒートポンプサイクルが構成され、圧縮機114と加熱循環ポンプ109を駆動して、圧縮機114で高温高圧にされた冷媒により冷媒水熱交換器115の二次側に接続されている加熱循環回路108を流れる貯湯タンク101下部からの湯水を加熱するようにして貯湯タンク101上部に戻すようにして沸き上げ運転を行うものである。

そして、暖房運転を行う際は、暖房一次循環ポンプ111と暖房二次循環ポンプ113を駆動し、貯湯タンク101の上部の高温水を暖房熱交換器105に循環させて二次側の暖房循環水を加熱するようにしているものであった。(特許文献1)

このような従来のものにおいて、冷媒水熱交換器115の水側では、給水管106から供給された市水が循環するため、市水中の硬度成分が析出してスケールとなり、熱交換効率を低下させることが知られており、加熱循環ポンプ109の出力の変化度合や、給湯加熱能力の変化度合によって、このようなスケール詰まり状態によって熱交換効率が低下したことを検出しようとするものがあった。(特許文献2)
特開2005−345041号公報 特開2004−116942号公報

ところが、このような従来のものでは、暖房熱交換器105の一次側には、貯湯タンク101からの高温水、すなわち加熱された市水が循環するため、暖房熱交換器105の一次側の内面にはスケールが発生し、熱交換効率が低下する恐れがあった。暖房熱交換器105の熱交換効率が低下すると、暖房熱交換器105で熱交換した後に貯湯タンク101に戻る温水の温度が高くなってしまうため、ヒートポンプ式の加熱手段102で沸き上げる際の加熱効率が悪く、ランニングコストが増加してしまう。そのため、暖房熱交換器105のスケール詰まりを検出することが望まれている。

一方、冷媒水熱交換器115では、スケール詰まりを検出する方法が知られているものの、加熱循環ポンプ109の出力の変化度合による方法では、加熱循環ポンプ109が無い側の冷媒水熱交換器115内部のスケール等の詰まりは検出できず、さらには、加熱循環ポンプ109の回転数を一定に制御するものではそもそも利用することができない。また、給湯加熱能力の変化度合による方法では、加熱前後の温度差に加え、循環流量が必ず必要なため、スケール詰まりを検出するために流量センサを設ける必要があってコストアップ要因となっている。

また、このような冷媒水熱交換器115におけるスケール詰まりを検出する方法を暖房熱交換器105のスケール詰まり検出に利用しようとしても、暖房一次循環ポンプ111の出力の変化度合では、一次側の異常のみしか検出できず、もしも二次側にスケール等による詰まりが発生した場合は、二次側での暖房出力が低下し、ユーザーが暖房不足を感じるために暖房の設定温度を上げるなどしてランニングコストが増加することとなってしまう。また、加熱能力の変化度合による方法では、加熱前後の温度差に加え、循環流量が必要なため、スケール詰まりを検出するために流量センサを設ける必要があってコストアップ要因となっている。

本発明は、このような貯湯式給湯暖房装置およびヒートポンプ給湯装置の暖房熱交換器あるいは冷媒水熱交換器において、スケールの詰まり等による熱交換器異常を確実に検出できるようにすることを目的とする。

そこで、本発明は上記の課題を解決するため、給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、暖房循環水を加熱するための暖房熱交換器と、前記暖房熱交換器で加熱された暖房循環水を放熱させて暖房を行う温水暖房端末と、前記貯湯タンク内の高温水を前記暖房熱交換器の一次側へ循環させる暖房一次循環回路と、前記暖房一次循環回路途中に設けられた暖房一次循環ポンプと、前記暖房熱交換器の二次側と前記温水暖房端末とを接続し暖房循環水を循環させる暖房用二次循環回路と、前記暖房二次循環回路途中に設けられた暖房二次循環ポンプと、前記暖房熱交換器の一次側に流入する湯水の温度T1iを検出する暖房一次入口温度センサと、前記暖房熱交換器の一次側から流出する湯水の温度T1oを検出する暖房一次出口温度センサと、前記暖房熱交換器の二次側に流入する暖房循環水の温度T2iを検出する暖房二次入口温度センサと、前記暖房熱交換器の二次側から流出する暖房循環水の温度T2oを検出する暖房二次出口温度センサと、前記暖房二次出口温度センサの検出温度T2oが目標往き温度になるように前記暖房一次循環ポンプの回転数を制御すると共に、前記暖房二次循環ポンプを予め定めた回転数で制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、一次側入口温度T1iから一次側出口温度T1oを減じた値を一次側入口温度T1iから二次側入口温度T2iを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記暖房熱交換器の異常と判定するようにした。

また、圧縮機と冷媒水熱交換器と膨張弁と空気熱交換器とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンクと前記冷媒水熱交換器の水側とを貯湯水が循環可能に接続する加熱循環回路と、前記加熱循環回路途中に設けられた加熱循環ポンプと、前記冷媒水熱交換器に流入する冷媒の温度Triを検出する冷媒入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する冷媒の温度Troを検出する冷媒出口温度センサと、前記冷媒水熱交換器に流入する水の温度Twiを検出する水入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する湯の温度を検出する水出口温度センサTwoと、前記冷媒入口温度センサの検出温度Triが目標吐出温度になるように前記膨張弁の開度を制御すると共に、前記水出口温度センサの検出温度Twoが目標沸き上げ温度になるように前記圧縮機の回転数を制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、冷媒の入口温度Triから冷媒の出口温度Troを減じた値を冷媒の入口温度Triから水の入口温度Twiを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記冷媒水熱交換器の異常と判定するようにした。

また、圧縮機と冷媒水熱交換器と膨張弁と空気熱交換器とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンクと前記冷媒水熱交換器の水側とを貯湯水が循環可能に接続する加熱循環回路と、前記加熱循環回路途中に設けられた加熱循環ポンプと、前記冷媒水熱交換器に流入する冷媒の温度Triを検出する冷媒入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する冷媒の温度Troを検出する冷媒出口温度センサと、前記冷媒水熱交換器に流入する水の温度Twiを検出する水入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する湯の温度を検出する水出口温度センサTwoと、前記冷媒入口温度センサの検出温度Triが目標吐出温度になるように前記膨張弁の開度を制御すると共に、前記水出口温度センサTwoの検出温度が目標沸き上げ温度になるように前記加熱循環ポンプの回転数を制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、冷媒の入口温度Triから冷媒の出口温度Troを減じた値を冷媒の入口温度Triから水の入口温度Twiを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記冷媒水熱交換器の異常と判定するようにした。

以上のように、本発明によれば、暖房熱交換器の一次側および二次側のスケール詰まり等による異常を検知でき、総合的な熱交換器の性能低下を確実に検知できる。また、冷媒水熱交換器においても同様にスケール詰まり等による異常を確実に検知できる。

次に、本発明の一実施形態のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置を図1に基づいて説明する。
1は湯水を貯湯する貯湯タンク、2は貯湯タンク1の湯水をタンク外に循環させて加熱するヒートポンプ式の加熱手段、3は給湯栓、4は温水式床暖房パネル等の温水暖房端末、5は貯湯タンク1内の高温の湯水を用いて温水暖房端末4に循環する暖房循環水を加熱する暖房熱交換器である。

そして、6は貯湯タンク1下部に接続されて給水する給水管、7は貯湯タンク1上部に接続され、給湯栓3と連通して給湯する給湯管、8は貯湯タンク1の下部と上部を連通し、その途中に加熱手段2が設けられた加熱循環回路、9は加熱循環回路8途中の貯湯タンク1の下部と加熱手段2の間に設けられた加熱循環ポンプ、10は貯湯タンク1の上部と下部を連通し、その途中に暖房熱交換器5が設けられた暖房一次循環回路、11は暖房一次循環回路10の途中の暖房熱交換器5と貯湯タンク1の下部との間に設けられた暖房一次循環ポンプ、12は暖房熱交換器5の二次側と温水暖房端末4とを暖房循環水が循環可能に接続する暖房二次循環回路、13は暖房二次循環回路12途中に設けられた暖房二次循環ポンプである。ここで、暖房二次循環回路13には暖房循環水として暖房専用の循環液が注入されており、この暖房循環水の熱膨張分を吸収する膨張タンク(図示せず)が暖房二次循環回路13途中に設けられている。

前記加熱手段2は、冷媒を圧縮する圧縮機14と、二次側に加熱循環回路8が接続され、高温高圧の冷媒と被加熱水を熱交換する冷媒水熱交換器15と、熱交換後の冷媒を減圧する膨張弁16と、低温低圧の冷媒を大気熱で蒸発させる空気熱交換器17とが環状に接続されてヒートポンプサイクルが構成されている。

次に、18は貯湯タンク1の側面に多数設けられ、それぞれの位置の貯湯タンク1内の湯水の温度を検出して貯湯タンク1内の温度分布を検出する貯湯温度センサ、19は暖房一次循環回路10の暖房熱交換器5の入口側に設けられ、暖房熱交換器5に流入する湯水の温度T1iを検出する暖房一次入口温度センサ、20は暖房一次循環回路10の暖房熱交換器5の出口側に設けられ、暖房熱交換器5から流出する湯水の温度T1oを検出する暖房一次出口温度センサ、21は暖房二次循環回路12の暖房熱交換器5の入口側に設けられ、暖房熱交換器5へ流入する暖房循環水の温度T2iを検出する暖房二次入口温度センサ、22は暖房二次循環回路12の暖房熱交換器5の出口側に設けられ、暖房熱交換器5から流出する暖房循環水の温度T2oを検出する暖房二次出口温度センサである。

また、23は加熱循環回路8の冷媒水熱交換器15の入口側に設けられ、冷媒水熱交換器15に流入する被加熱水の温度Twiを検出する水入口温度センサ、24は加熱循環回路8の冷媒水熱交換器15の出口側に設けられ、冷媒水熱交換器15から流出する被加熱水の温度Twoを検出する水出口温度センサ、25は加熱手段2のヒートポンプサイクルの冷媒水熱交換器15の入口側に設けられ、冷媒水熱交換器15に流入する冷媒の温度Triを検出する冷媒入口温度センサ、26は加熱手段2のヒートポンプサイクルの冷媒水熱交換器15の出口側に設けられ、冷媒水熱交換器15から流出する冷媒の温度Troを検出する冷媒出口温度センサ、27は空気熱交換器17の空気流入側に設けられ、外気温度Taを検出する外気温度センサである。

そして、28は予めプログラミングされたマイクロコンピュータを備えて各センサの検出値が入力され、各ポンプや弁等のアクチュエータの作動を制御する作動制御手段である。

次に、貯湯タンク1内の湯を沸き上げる沸き上げ運転について説明すると、前記作動制御手段28は、圧縮機14と加熱循環ポンプ9を駆動して貯湯タンク1下部から取り出した低温の湯水を冷媒水熱交換器15で予め設定された目標沸き上げ温度まで加熱して貯湯タンク1の上部から戻して、貯湯タンク1内に上部から高温の湯が積層するように沸き上げる。このとき、加熱循環ポンプ9は一定の流量になるようにその回転数が予め定められた回転数で駆動され、冷媒入口温度センサ25の検出する冷媒入口温度Triが目標吐出温度になるように膨張弁16の開度が制御されると同時に、水出口温度センサ24の検出する水出口温度Twoが目標沸き上げ温度に一致するように圧縮機14の回転数がフィードバック制御される。貯湯タンク1内が目標沸き上げ温度の湯で満たされたことを貯湯温度センサ18で検出すると、圧縮機14と加熱循環ポンプ9を駆動停止して沸き上げ運転を終了する。

ここで、前記目標沸き上げ温度は、過去の湯の使用量によって65〜90℃の範囲で設定変更されるもので、給湯あるいは暖房に用いた湯量(あるいは熱量)が多い場合は目標沸き上げ温度は高く設定され、少ない場合は目標沸き上げ温度は低く設定される。

また、前記目標吐出温度は、前記目標沸き上げ温度に応じて変更されるもので、目標沸き上げ温度よりも高い温度に設定される。なお、前記目標吐出温度は目標沸き上げ温度の設定範囲の上限よりも高い一定の温度に固定してもよい。

また、加熱循環ポンプ9は一定の流量になるようにその回転数が予め定められた回転数で駆動されるようにしているが、この回転数はヒートポンプ式加熱手段2と貯湯タンク1との位置関係や配管距離等に応じて設定変更するようにしてもよい。より正確に一定の流量を確保するために、加熱循環回路8途中に流量センサ(図示せず)を設け、この流量センサが検出する流量が予め定められた一定の流量になるように加熱循環ポンプ9の回転数をフィードバック制御するようにしてもよいものである。

そして、給湯栓3が開かれると、給水管6から貯湯タンク1下部に市水が流入し、給湯管7から貯湯タンク1上部の高温水が給湯栓3に向けて給湯され、給湯栓3が閉じられることで給湯を終了する。

また、暖房運転の発停を指示するリモコン(図示せず)が操作されることによって暖房要求が発生すると、前記作動制御手段28は、暖房一次循環ポンプ11および暖房二次循環ポンプ13を駆動し、貯湯タンク1内の高温の湯を熱源として暖房熱交換器5で加熱した暖房循環水を温水暖房端末4へ循環させて暖房運転を行う。このとき、暖房二次循環ポンプ13は予め定められた一定の回転数で駆動され、暖房一次循環ポンプ11は暖房二次出口温度センサ22の検出温度T2oが目標往き温度に一致するようにその回転数がフィードバック制御される。

ここで、前記目標往き温度は温水暖房端末の種類や、ユーザーの所望する暖房の強さによって変更されるもので、温水暖房端末が床暖房パネルの場合は40〜55℃程度の温度範囲、温水暖房端末が温水ラジエータの場合は50〜70℃程度の温度範囲で、ユーザーの好みの暖房強さがリモコンによって設定され、これに応じて微調整されて決定されるものである。

また、暖房二次循環ポンプ13は予め定められた一定の回転数で駆動されるが、この一定の回転数は予め設定変更可能とし、温水暖房端末の台数が多かったり、温水暖房端末の通水抵抗が大きかったり、配管が標準よりも長かったりする場合にも十分な循環量を保つために、いくつかの回転数を選択可能としているものである。

この暖房運転時において、暖房熱交換器5の一次側には貯湯タンク1内の市水が循環される。そのため、市水に含まれるカルシウムやマグネシウム等の硬度成分が暖房熱交換器5の一次側の内面にスケールとして析出する可能性がある。熱交換器の性能を高めるために流路を多パス化して熱交換面積を大きくしたものほど内部を流れる湯水の流速が低下し、スケールとして析出し易い傾向にある。暖房熱交換器5の内面にスケールが析出してしまうと、熱交換効率が低下してしまう。

そこで、作動制御手段28は、暖房一次入口温度センサ19の検出する一次側入口温度T1iから暖房一次出口温度センサ20の検出する一次側出口温度T1oを減じた値を一次側入口温度T1iから暖房二次入口温度センサ21の検出する二次側入口温度T2iを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出する。

これを式で表すと、以下のようになる。
η=(T1i−T1o)/(T1i−T2i)

暖房熱交換器5の内壁にスケールが析出する等して熱交換効率が低下すると、熱交換不足によって二次側出口温度T2oが低下する傾向となる。すると、暖房一次循環ポンプ11は二次側出口温度T2oが目標往き温度に一致するようにその回転数が制御され、結果的に一次側出口温度T1oが上昇し、熱交換器高温側温度効率ηが小さくなる。このように、作動制御手段28は算出した熱交換器高温側温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下した状態を一定の期間以上継続したことを検知すると、暖房熱交換器5の異常と判断するようにした。

ここで、算出した熱交換器高温側温度効率ηと比較する予め定めた一定の値は、貯湯式給湯暖房装置としての正常な使用状態(一次側入口温度T1iは65〜90℃の範囲、二次側の目標往き温度は40〜70℃の範囲)での高温側温度効率ηを予め実験によって求め、この温度効率ηの値から一定の割合(例えば15%)だけ低下した値を用いるようにしている。そして、温度効率ηがこの一定の値を下回る期間がどれくらい継続したかをカウントするが、正常な使用状態においても暖房負荷の変動によって温度効率ηが一時的に変動するため、温度効率ηが一定の変動範囲内に安定している状態で一定の値を下回る期間を積算し、この積算値が予め定めた一定の期間を超えると異常と判断するか、あるいは、このような正常な範囲での温度効率ηの変動を暖房熱交換器5の異常と判断しないだけの比較的長い期間を一定の期間として設定するようにしている。

このように本実施形態によれば、一次側入口温度T1i、一次側出口温度T1o、二次側入口温度T2iの三点の温度を用いるだけで暖房熱交換器5の異常を検知でき、流量センサ等のコストアップ要因がなく、安価かつ容易に異常検知できる。

しかも、暖房熱交換器5の一次側のスケール詰まり等による異常だけでなく、二次側にスケール詰まり等が生じて暖房熱交換器5の性能が低下したとしても同様に熱交換器高温側温度効率ηが低下するため、確実に暖房熱交換器5の一次側、二次側を含めた総合的な性能低下による異常を検知できる。

ここで、本実施形態では、二次側の暖房循環水に暖房専用の循環液を用いたが、これに限らず、二次側の暖房循環水に市水を用いたものとしてもよい。二次側の暖房循環水に市水を用いるものでは、二次側を密閉式ではなく半密閉式あるいは開放式のシステムとして構成し、暖房循環水が減少すると自動的に市水を補給するようなシステムが存在する。このような二次側の暖房循環水に市水を用いた構成の貯湯式給湯暖房装置においては、暖房熱交換器5の二次側もスケール詰まりが発生する可能性が高くなるので、本実施形態の熱交換器高温側温度効率ηを算出する方法は、暖房熱交換器5の異常検知としてより一層有用である。

また、作動制御手段28は、冷媒水熱交換器15のスケール詰まり等による熱交換効率の低下も検知するもので、冷媒入口温度センサ25の検出する冷媒入口温度Triから冷媒出口温度センサ26の検出する冷媒出口温度Troを減じた値を冷媒入口温度Triから水入口温度Twiを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出する。

これを式で表すと、以下のようになる。
η=(Tri−Tro)/(Tri−Twi)

冷媒水熱交換器15では、水側の内壁にスケールが析出する等して熱交換効率が低下すると熱交換不足によって水出口温度Twoが低下傾向となるが、圧縮機14の回転数がフィードバック制御によって増加されて水出口温度Twoが目標沸き上げ温度に一致するように制御される。このとき、冷媒入口温度Triは目標吐出温度に一致するように膨張弁16が制御されているため、冷媒出口温度Troが上昇することとなり、熱交換器高温側温度効率ηが小さくなる。このように作動制御手段28は算出した熱交換器高温側温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下した状態を一定の期間以上継続したことを検知すると、冷媒水熱交換器15の以上と判断するようにした。

ここで、算出した熱交換器高温側温度効率ηと比較する予め定めた一定の値は、ヒートポンプ給湯装置としての正常な使用状態(水入口温度は5〜40℃の範囲、目標沸き上げ温度は65〜90℃の範囲)での高温側温度効率ηを実験によって求め、この温度効率ηの値から一定の割合(例えば15%)だけ低下した値を用いるようにしている。そして、温度効率ηがこの一定の値を下回る期間がどれくらい継続したかをカウントするが、正常な使用状態においても負荷の変動によって温度効率ηが一時的に変動するため、温度効率ηが一定の変動範囲内に安定している状態で、複数回の沸き上げ運転にわたり温度効率ηが一定の値を下回った時間を積算した時間が前記一定の期間以上になれば異常として判断するように設定している。

このように、本実施形態によれば、冷媒入口温度Tri、冷媒出口温度Tro、水入口温度Twiの三点の温度を用いるだけで冷媒水熱交換器15の異常を検知でき、流量センサ等のコストアップ要因がなく、安価かつ容易に異常検知できる。

しかも、冷媒水熱交換器15の冷媒側において、その内面に何かしらの付着物によって伝熱性能が低下したとしても、熱交換器高温側温度効率ηを検出することで熱交換器の性能低下を検知できるものである。

本実施形態では、加熱循環ポンプ9は一定の回転数あるいは一定の流量に制御され、圧縮機14は水出口温度センサ24の検出温度に基づいてフィードバック制御されるようにしたが、これに限らず、圧縮機14を一定の回転数に制御し、加熱循環ポンプ9の回転数を水出口温度センサ24の検出する温度が目標沸き上げ温度になるようにフィードバック制御するようにしたものでもよい。ここで、圧縮機14の一定の回転数は外気温度センサ27の検出する外気温度に応じて設定変更されるようにしており、外気温度が低い場合は圧縮機14の回転数は高く、外気温度が高い場合は圧縮機14の回転数は低く設定されるようにしている。

この場合においても、作動制御手段28は、冷媒水熱交換器15のスケール詰まり等による熱交換効率の低下も検知するもので、冷媒入口温度センサ25の検出する冷媒入口温度Triから冷媒出口温度センサ26の検出する冷媒出口温度Troを減じた値を冷媒入口温度Triから水入口温度Twiを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記冷媒水熱交換器15の異常と判定することができる。

このとき、冷媒水熱交換器15の水側の内壁にスケールが析出する等して伝熱性能が低下すると熱交換不足によって水出口温度Twoが低下傾向となるが、加熱循環ポンプ9の回転数がフィードバック制御によって減少され、冷媒水熱交換器15の水側の流量を抑えることで水出口温度Twoが目標沸き上げ温度に保たれる。すると、冷媒水熱交換器15の冷媒側では、冷媒出口温度Troが上昇することとなり、熱交換器高温側温度効率ηが小さくなる。このように作動制御手段28は算出した熱交換器高温側温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下した状態を一定の期間以上継続したことを検知すると、冷媒水熱交換器15の異常と判断するようにした。

このように、本実施形態によれば、冷媒入口温度Tri、冷媒出口温度Tro、水入口温度Twiの三点の温度を用いるだけで冷媒水熱交換器15の異常を検知でき、流量センサ等のコストアップ要因がなく、安価かつ容易に異常検知できる。

しかも、冷媒水熱交換器15の冷媒側において、その内面に何かしらの付着物によって伝熱性能が低下したとしても、熱交換器高温側温度効率ηを検出することで熱交換器の性能低下を検知できるものである。

本発明の一実施形態の概略構成図。 従来のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置の概略構成図。

符号の説明

1 貯湯タンク
2 加熱手段(ヒートポンプ)
4 温水暖房端末
5 暖房熱交換器
6 給水管
7 給湯管
8 加熱循環回路
9 加熱循環ポンプ
10 暖房一次循環回路
11 暖房一次循環ポンプ
12 暖房二次循環回路
13 暖房二次循環ポンプ
14 圧縮機
15 冷媒水熱交換器
16 膨張弁
17 空気熱交換器
19 暖房一次入口温度センサ
20 暖房一次出口温度センサ
21 暖房二次入口温度センサ
22 暖房二次出口温度センサ
23 水入口温度センサ
24 水出口温度センサ
25 冷媒入口温度センサ
26 冷媒出口温度センサ
28 作動制御手段

Claims (3)

  1. 給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、暖房循環水を加熱するための暖房熱交換器と、前記暖房熱交換器で加熱された暖房循環水を放熱させて暖房を行う温水暖房端末と、前記貯湯タンク内の高温水を前記暖房熱交換器の一次側へ循環させる暖房一次循環回路と、前記暖房一次循環回路途中に設けられた暖房一次循環ポンプと、前記暖房熱交換器の二次側と前記温水暖房端末とを接続し暖房循環水を循環させる暖房用二次循環回路と、前記暖房二次循環回路途中に設けられた暖房二次循環ポンプと、前記暖房熱交換器の一次側に流入する湯水の温度T1iを検出する暖房一次入口温度センサと、前記暖房熱交換器の一次側から流出する湯水の温度T1oを検出する暖房一次出口温度センサと、前記暖房熱交換器の二次側に流入する暖房循環水の温度T2iを検出する暖房二次入口温度センサと、前記暖房熱交換器の二次側から流出する暖房循環水の温度T2oを検出する暖房二次出口温度センサと、前記暖房二次出口温度センサの検出温度T2oが目標往き温度になるように前記暖房一次循環ポンプの回転数を制御すると共に、前記暖房二次循環ポンプを予め定めた回転数で制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、一次側入口温度T1iから一次側出口温度T1oを減じた値を一次側入口温度T1iから二次側入口温度T2iを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記暖房熱交換器の異常と判定するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯暖房装置。
  2. 圧縮機と冷媒水熱交換器と膨張弁と空気熱交換器とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンクと前記冷媒水熱交換器の水側とを貯湯水が循環可能に接続する加熱循環回路と、前記加熱循環回路途中に設けられた加熱循環ポンプと、前記冷媒水熱交換器に流入する冷媒の温度Triを検出する冷媒入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する冷媒の温度Troを検出する冷媒出口温度センサと、前記冷媒水熱交換器に流入する水の温度Twiを検出する水入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する湯の温度を検出する水出口温度センサTwoと、前記冷媒入口温度センサの検出温度Triが目標吐出温度になるように前記膨張弁の開度を制御すると共に、前記水出口温度センサの検出温度Twoが目標沸き上げ温度になるように前記圧縮機の回転数を制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、冷媒の入口温度Triから冷媒の出口温度Troを減じた値を冷媒の入口温度Triから水の入口温度Twiを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記冷媒水熱交換器の異常と判定するようにしたことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
  3. 圧縮機と冷媒水熱交換器と膨張弁と空気熱交換器とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンクと前記冷媒水熱交換器の水側とを貯湯水が循環可能に接続する加熱循環回路と、前記加熱循環回路途中に設けられた加熱循環ポンプと、前記冷媒水熱交換器に流入する冷媒の温度Triを検出する冷媒入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する冷媒の温度Troを検出する冷媒出口温度センサと、前記冷媒水熱交換器に流入する水の温度Twiを検出する水入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する湯の温度を検出する水出口温度センサTwoと、前記冷媒入口温度センサの検出温度Triが目標吐出温度になるように前記膨張弁の開度を制御すると共に、前記水出口温度センサTwoの検出温度が目標沸き上げ温度になるように前記加熱循環ポンプの回転数を制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、冷媒の入口温度Triから冷媒の出口温度Troを減じた値を冷媒の入口温度Triから水の入口温度Twiを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記冷媒水熱交換器の異常と判定するようにしたことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011231999A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The 産業用加熱システム及びその制御方法
WO2012046461A1 (ja) * 2010-10-07 2012-04-12 日立アプライアンス株式会社 ヒートポンプ式給湯機
EP2706303A2 (en) 2012-09-07 2014-03-12 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Heat pump system
GB2510654A (en) * 2013-05-15 2014-08-13 Rolls Royce Plc Method / system of monitoring the performance of a fluid heat exchanger
JP2014190625A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Mitsubishi Electric Corp ヒートポンプ給湯装置
JP2014222136A (ja) * 2013-05-14 2014-11-27 三菱電機株式会社 給湯機
JP2015064123A (ja) * 2013-09-24 2015-04-09 三菱電機株式会社 温水装置及び温水装置における異常通知方法
EP2966367A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-13 Mitsubishi Electric Corporation Hot water apparatus and failure notification method for hot water apparatus
KR101700538B1 (ko) * 2015-11-27 2017-01-26 주식회사 신성엔지니어링 열교환기 오염도 측정 방법 및 그를 위한 시스템
US9897359B2 (en) 2012-01-18 2018-02-20 Mitsubishi Electric Corporation Air-conditioning apparatus
FR3060730A1 (fr) * 2016-12-21 2018-06-22 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Systeme et procede d'evaluation d'au moins une condition de fonctionnement d'un echangeur de chaleur
FR3069321A1 (fr) * 2017-07-24 2019-01-25 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Systeme et procede d'evaluation d'au moins une condition de fonctionnement d'un echangeur de chaleur

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011231999A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The 産業用加熱システム及びその制御方法
KR101465572B1 (ko) * 2010-10-07 2014-11-26 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤 히트 펌프식 급탕기
WO2012046461A1 (ja) * 2010-10-07 2012-04-12 日立アプライアンス株式会社 ヒートポンプ式給湯機
JP2012082980A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Hitachi Appliances Inc ヒートポンプ式給湯機
CN103154630A (zh) * 2010-10-07 2013-06-12 日立空调·家用电器株式会社 热泵式热水供给机
CN103154630B (zh) * 2010-10-07 2016-04-06 日立空调·家用电器株式会社 热泵式热水供给机
US9897359B2 (en) 2012-01-18 2018-02-20 Mitsubishi Electric Corporation Air-conditioning apparatus
EP2706303A2 (en) 2012-09-07 2014-03-12 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Heat pump system
EP2706303A3 (en) * 2012-09-07 2018-03-21 Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. Heat pump system
JP2014052143A (ja) * 2012-09-07 2014-03-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ヒートポンプシステム
JP2014190625A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Mitsubishi Electric Corp ヒートポンプ給湯装置
JP2014222136A (ja) * 2013-05-14 2014-11-27 三菱電機株式会社 給湯機
EP2803931A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-19 Rolls-Royce plc Method and system for monitoring the performance of a heat exchanger
GB2510654A (en) * 2013-05-15 2014-08-13 Rolls Royce Plc Method / system of monitoring the performance of a fluid heat exchanger
US9429477B2 (en) 2013-05-15 2016-08-30 Rolls-Royce Plc Method and system for monitoring the performance of a heat exchanger
GB2510654B (en) * 2013-05-15 2016-09-07 Rolls Royce Plc Method and system for monitoring the performance of a heat exchanger
JP2015064123A (ja) * 2013-09-24 2015-04-09 三菱電機株式会社 温水装置及び温水装置における異常通知方法
US9625165B2 (en) 2014-07-07 2017-04-18 Mitsubishi Electric Corporation Hot water apparatus and failure notification method for hot water apparatus
EP2966367A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-13 Mitsubishi Electric Corporation Hot water apparatus and failure notification method for hot water apparatus
KR101700538B1 (ko) * 2015-11-27 2017-01-26 주식회사 신성엔지니어링 열교환기 오염도 측정 방법 및 그를 위한 시스템
FR3060730A1 (fr) * 2016-12-21 2018-06-22 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Systeme et procede d'evaluation d'au moins une condition de fonctionnement d'un echangeur de chaleur
EP3339836A1 (fr) * 2016-12-21 2018-06-27 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Système et procédé d'évaluation d'au moins une condition de fonctionnement d'un échangeur de chaleur
FR3069321A1 (fr) * 2017-07-24 2019-01-25 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Systeme et procede d'evaluation d'au moins une condition de fonctionnement d'un echangeur de chaleur
EP3435067A1 (fr) * 2017-07-24 2019-01-30 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Système et procédé d'évaluation d'au moins une condition de fonctionnement d'un échangeur de chaleur

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