JP2011191056A - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のヒートポンプ給湯機においては、経年変化による水回路内の汚れや、施工時の作業不具合等により水回路の圧力損失が大きくなり、水回路の圧力損失が設計値より大きくなった場合、ポンプを最大能力で運転しても流量が不足し、機器の最高出湯温度より高い出湯温度を検知すると異常停止により、沸上げができず、湯切れするという課題があった。
【解決手段】 放熱器水出口温度から検知する出湯温度高温異常検知手段と、冷凍サイクルの加熱能力変更手段と、を備え、出湯温度が高温異常を検知したときに運転を停止し、再起動運転時に加熱能力変更手段により加熱能力を所定値低下させて運転を行うものである。
【選択図】 図９

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯機に関するものである。

従来のヒートポンプ給湯機に、圧縮機とガスクーラと膨張手段と蒸発器とからなる冷凍サイクルと、タンクとポンプとガスクーラからなる水回路を備え、出湯温度（ガスクーラ水側出口温度）を流量調整により制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。
その他、特許文献２には水回路の異常検知を行うヒートポンプ給湯機が開示されている。

特開２００４−３４０５３５号公報（第５頁） 特開２００４−１１６９４２号公報

しかし、例えば、ヒートポンプユニットとタンクユニットが分離しているユニットでは、ユニット間を水配管で接続しており、設置場所によって、接続配管長が異なる。ユニット間の接続配管構成や配管長が異なることで、水回路の圧力損失が変わるため、ポンプの仕様によってユニット間の接続配管構成や配管長に制約がある。また、経年変化による水回路内の汚れや、施工時の作業不具合等により水回路の圧力損失が大きくなる。

水回路の圧力損失が設計値より大きくなった場合、ポンプを最大能力で運転しても流量が不足し、所望の出湯温度が得られず、所望の温度より高温になることがある。特に、二酸化炭素を冷媒としたヒートポンプ給湯機では、出湯温度が９０℃の高温で沸き上げるものもあり、その際には１００℃を超えて沸騰に至る可能性もある。通常、沸騰温度に近づくとシステムが異常を検知し、システム停止に至り、システム異常の警告をユーザに知らせ、沸上げができなくなる。システムによっては、誤検知の可能性を考慮し、複数回の停止後にシステム異常となるものもある。その場合、タンクに高温の湯を蓄熱できなくなるため、湯切れすることになり、ユーザの利便性を損なう。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたもので、ヒートポンプ給湯機において、高温出湯異常によるシステム異常停止を回避し、湯切れを防止することを目的とする。

本発明に係るヒートポンプ給湯機は、冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機から吐出された前記冷媒と水とを熱交換する放熱器、前記放熱器からの前記冷媒を減圧する膨張弁、前記膨張弁にて減圧された前記冷媒を蒸発させる蒸発器を環状に接続して、前記冷媒を循環させる冷凍サイクルと、前記放熱器で加熱された前記水をポンプにより循環させてタンクに貯留する給湯回路と、前記給湯回路の放熱器水出口温度を検知する出湯温度検知手段と、ポンプ回転数により出湯温度を制御する出湯温度制御手段と、前記出湯温度検知手段で検知した前記放熱器水出口温度があらかじめ設定された最高出湯温度より高温か否かを検知する出湯温度高温異常検知手段と、前記冷凍サイクルの加熱能力を変更する加熱能力変更手段と、を備えたヒートポンプ給湯機において、ポンプを最大回転数で運転しており、かつ、前記出湯温度高温異常検知手段により出湯温度が高温異常を検知したときに運転を停止し、再起動運転時に加熱能力変更手段により加熱能力を所定値低下させて運転するものである。

本発明のヒートポンプ給湯機によれば、出湯温度高温異常検知手段と加熱能力変更手段を設けることで、加熱運転を継続し、湯切れを防止する効果がある。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１を図１に示す。図１は本発明のヒートポンプ給湯機の冷媒回路図であり、ヒートポンプユニット１内には圧縮機３、放熱器４、膨張弁５、蒸発器６を順次環状に接続した冷凍サイクルと、蒸発器６に外気を送風するファン７とが搭載されており、一方、タンクユニット２内には給湯水回路における放熱器４で加熱された負荷側媒体である水を送水するポンプ８と、給湯水回路上に設置された流量計９と、ポンプ８の送水により放熱器４を介して加熱された温水を貯留するタンク１０が搭載されている。なお、ポンプ８と流量計９は、必ずしもタンクユニット２に設置する必要はなく、いずれか一方、もしくは両方ともヒートポンプユニット１に搭載してもよい。

図１のヒートポンプ給湯機の冷媒回路図には給湯回路のタンク１２から例えば風呂などに貯留した一定温度のお湯を供給する給湯装置は省略してある。又給湯回路からは水を供給する回路なども省略してある。又圧縮機として吐出する冷媒の圧力や温度を変化させられるように圧縮機駆動装置としてインバータ制御のＤＣブラシレスモータを使用して回転数を可変としたもので説明するが、圧縮機の出力を複数台の圧縮機を組合せてこの組合せを切換えて全体の能力を可変にしても良い。又圧縮機の吸入側に冷媒音を低減させるサクションマフラーのような容器を設けたり、圧縮機の吐出側に流出した潤滑油を回収する装置を設けるなど図１の構成に他の目的の構造を付加することは構わない。即ち図１は基本的な回路だけを説明している。このヒートポンプ給湯機の冷媒としては、高温出湯ができる冷媒、例えば、二酸化炭素、Ｒ４１０Ａ、プロパン、プロピレンなどの冷媒が適しているが、特にこれらに限定されるものではない。

ヒートポンプユニット１内には、給湯水回路において、給水温度センサ１１ａが放熱器４水入口側、湯出温度センサ１１ｂが放熱器４水出口側に設けられており、それぞれ設置場所の水温度を計測する。また、ヒートポンプユニット１の外郭またはその近傍に設けた外気温度センサ１１ｃはヒートポンプユニット１周囲の外気温度を計測する。冷媒回路において吐出温度センサ１１ｄが圧縮機３出口側、吸入温度センサ１１ｅが圧縮機３入口側、蒸発温度センサ１１ｆが蒸発器６入口から中間部に設けられており、それぞれ配置場所の冷媒温度を計測する。

また、ヒートポンプユニット１内には、計測制御装置１２が設けられている。計測制御装置１２は、各温度センサ１１などによる計測情報や、ヒートポンプ給湯機使用者からリモコン装置などにより指示される運転指令情報の内容に基づいて、圧縮機３の運転方法、膨張弁５の開度、ポンプ８の運転方法などを制御する機能を有する。

次に、このヒートポンプ給湯機での運転動作について説明する。ヒートポンプユニット１の冷凍サイクルにおいて、圧縮機３から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４で給湯水回路側へ放熱しながら温度低下する。このとき高圧側冷媒圧力が臨界圧以上であれば、冷媒は超臨界状態のまま気液相転移しないで温度低下して放熱する。また、高圧側冷媒圧力が臨界圧以下であれば、冷媒は液化しながら放熱する。冷媒から放熱された熱を負荷側（給湯水回路）の水などの負荷側媒体に与えることで給湯加熱を行う。給湯加熱をして放熱器４から流出した高圧低温の冷媒は、膨張弁５を通過する。

膨張弁５を通過した冷媒は、ここで低圧気液二相の状態に減圧される。膨張弁５を通過した冷媒は蒸発器６に流入し、そこで外気空気から吸熱し、蒸発ガス化される。蒸発器６を出た低圧冷媒は圧縮機３に吸入されて循環し冷凍サイクルを形成する。

また、給湯水回路側では、放熱器４で冷媒から放熱された熱は、ポンプ８によりタンク１０の下部から導かれて放熱器４の給湯水回路側へ搬送される水などの負荷側媒体に与えられる。ここで加熱された負荷側媒体はタンク１０の上部から流入し、タンク１０内に蓄熱される。即ちタンク内には上部がお湯で下部が水の状態となる。

次に、このヒートポンプ給湯機での運転制御動作について説明する。ヒートポンプ給湯機は、放熱器で負荷である水を加熱する所定の能力と、目標出湯温度に基づいて動作する。所定の能力は使用者からリモコンにて指示される運転指令情報から、例えば圧縮機の出力値を一定値とするように設定される。目標出湯温度は、使用者からリモコンにて指示される運転指令情報から設定されるか、あるいはリモコン内もしくは計測制御装置１２に設けられたマイコンにて過去の給湯使用量から算出される蓄熱エネルギーを確保できるように設定される。また、目標出湯温度は、あらかじめ範囲が決められており、例えば６５℃から９０℃の範囲に設定されている。

圧縮機３の回転数は、目標出湯温度で所定の能力が得られるように制御される。タンク下部から流入する給水温度は沸上げ終了までほぼ一定温度で供給されるため、目標出湯温度が決まれば、負荷はほぼ一定で運転される。目標出湯温度範囲の最大値で所定の能力を確保できれば、目標出湯温度の範囲内で所定の能力を確保できる。したがって、放熱器４の加熱能力である圧縮機３の回転数は、例えば外気温度と給水温度の関数とすることで、どのような目標出湯温度においても所定能力を確保することができる。言いかえれば圧縮機の出力はどのような外部条件に対しても給湯器として要求されるお湯の温度を何時でも確保できる能力を準備しており、この結果常に所望の温度のお湯が給湯装置として得ることができる。また、圧縮機３の回転数は、圧縮機耐久性の観点から上限回転数および下限回転数が設けられている。

膨張弁５の開度は、吐出温度を所定値（目標吐出温度）になるように制御される。目標吐出温度は、目標出湯温度を確保できる温度とするため、目標出湯温度より高い温度、すなわち目標出湯温度＋α［ｄｅｇ］に設定されている。値αは、例えば外気温度や目標出湯温度の関数とする。このように目標出湯温度に応じた目標吐出温度とすることで、要求された出湯温度を確保することができる。また、圧縮機耐久性や冷凍機油劣化などの観点から、通常、吐出温度には上限温度が設けられている。

ポンプ８の回転数は、出湯温度が目標出湯温度となるように制御される。膨張弁５で吐出温度が目標出湯温度＋α［ｄｅｇ］に制御されるため、即ち冷凍サイクル側の加熱能力が一定に維持されているため、確実に出湯温度を確保することができる。

次に、ユーザからの運転要求により水回路異常を検知する、メンテナンスモードについて説明する。図２にメンテナンスモードのフローチャートを示す。本発明において、メンテナンスモードは、システム設置後や保守・点検時に、本体に設置されたスイッチやリモコン操作などにより、メンテナンス実行者からの運転要求によって動作を開始するものである。メンテナンスモードの運転要求により動作が開始すると、リモコン等にメンテナンスモード実行中の表示を行なう（ＳＴ１）。メンテナンスモードの動作は、まずポンプを最大回転数で運転後（ＳＴ２）、ポンプ運転から一定時間後に流量安定を判定する（ＳＴ３）。

水回路流量が安定した時の流量計１２で計測された流量Ａと、図３に示すポンプ特性曲線Ｂと水回路の設計最大圧力損失曲線Ｃとの交点Ｆから求まるポンプ最大回転数運転時の下限流量Ｄ（以降、下限流量とする）を比較する（ＳＴ４）。ここで、設計最大圧力損失曲線Ｃは、水回路の配管長さと配管径から決まる曲線である。本実施の形態における給湯機において設計上想定される最大の配管長さ、配管径の場合の水回路の圧力損失に対応している。

そのため、流量計１２で計測された流量Ａが下限流量Ｄより小さい場合には、圧損曲線が設計最大圧損曲線Ｃから圧損が増加したときの圧損曲線Ｅのように変化し、水回路の圧力損失が設計時に想定された値より大きい状態となっているので、水回路異常と判断する（ＳＴ５）。水回路異常と判断したら、メンテナンス実行者に異常を警告する（ＳＴ６）。その後、ポンプを停止し（ＳＴ９）、メンテナンスモードを終了する（ＳＴ１０）。

上記、流量判定ＳＴ４で正常と判断したら、ユーザに正常であることを通知し（ＳＴ８）、ポンプを停止し（ＳＴ９）、正常であることをメンテナンス実行者に通知し、メンテナンスモードを終了する（ＳＴ１０）。

以上のように、メンテナンスモードを設けることで、設置後に異常を検知することができるため、通常使用を開始してから湯切れすることが防げ、ユーザの不便を回避することができる。

また、例えば、初期設置時から回路に異常があった場合、初期の水回路の流量を記憶しておき、検出した流量を比較する方法では、もともと異常な値を基準値としてさらに異常検知を行うことになり正確な異常検知ができない。しかし、本発明のメンテナンスモードは通常運転から独立しているので、外気温等の環境条件に左右されず、設計上想定される下限流量をあらかじめ求めておき、求めた正確な下限流量との比較を行うことができる。そのため、初期の設置時に問題がある場合でも異常検知を行うことができるので、精度の高い異常検知を行うことができる。

なお、本実施の形態では、メンテナンスモードにおいて、ポンプの最大回転数で運転し、ポンプの異常の有無を検知したが、最大回転数でなくとも、最大回転数より低い所定の回転数で運転し、その回転数における圧力損失の増減を見積もることとしてもよい。その際、ポンプの所定回転数における水回路の設計上想定される下限流量をあらかじめ見積もっておき、その下限流量とメンテナンスモード時に計測した流量とを比較することとしてもよい。

実施の形態２．
上記では、通常運転と独立したメンテナンスモードについて説明したが、次に、通常使用時の水回路異常を検知する、水回路異常検知モードについて説明する。なお、給湯機の構成、給湯運転動作については上記実施の形態１と同じであるため省略する。図４に本実施の形態２の水回路異常検知モードのフローチャートを示す。ユーザからの沸上げ開始指示、もしくはシステムから沸上げ開始指示があると、まず水回路異常検知モード運転を開始する。この水回路異常検知モード運転は水回路の運転開始時のエア抜きも兼ねて行うことができる。水回路異常時の動作については、前記メンテナンスモードと同じく、設計条件から求められた下限流量と水回路の現行の流量とを比較して、下限流量を下回った場合にユーザに通知し、ポンプを停止するのであるが、一方、正常判定（ＳＴ７）後は、水回路異常検知モードを終了し、通常の沸上げ運転に移行する。

水回路異常検知モードは、運転開始時に実行すると説明したが、運転開始時に限る必要はない。通常、電気温水器は電力料金の安価な深夜電力時間帯に運転することが主であり、昼間は湯が不足した場合に追加沸増し運転をする以外は、運転を停止している。昼間に水回路圧力損失検知モードを実行することで、沸上げ時間の短縮が図れる。さらには、昼間に異常検知できるため、修理など、早めの対応が可能となり、夜間の運転に支障をきたすことを回避することができる。

また、水回路異常検知モードは起動時に毎回実行する必要はなく、例えば、起動一定回数毎もしくは起動一定期間毎に実行してもよい。これによって、ポンプの劣化等を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、水回路異常検知モードにおいて、ポンプの最大回転数で運転し、ポンプの異常の有無を検知したが、最大回転数でなくとも、最大回転数より低い所定の回転数で運転し、その回転数における圧力損失の増減を見積もることとしてもよい。その際の異常検知動作はポンプの回転数が異なる以外、同じである。

以上、水回路異常検知モードは、下限流量との比較で異常検知しているが、正常運転と判定したときにその流量の履歴を記憶しておくことで、運転時間もしくは運転回数に対する流量変化を知ることができる（図５）。この流量変化から、流量低下の傾向があり、下限流量＋β以下となった場合に、保守・点検を促すようユーザに通知することで、動作不良となる前に不具合を回避できる。なお、測定による誤差を無くすために複数回下限流量＋β以下となった場合に、ユーザに通知することとしてもよい。

また、前記流量変化から下限流量となる運転時間を推定することができる（図６）。下限流量となる運転時間まで所定時間γとなった場合に、保守・点検を促すようユーザに通知することで、動作不良となる前に不具合を回避できる。即ち、流量変化を線形に変化していると想定し、フィッティングされる直線Ｅの傾きを算出し、この傾きから直線Ｅと下限流量とか交差する運転時間から所定時間γだけ前になった時点でユーザに通知する。

以上、流量計１２による異常判定であるが、図７に示すように、ポンプ電流検知手段１３によっても、同様の検知が可能である。図８は、ポンプ特性曲線Ｂと水回路の設計最大圧力損失曲線Ｃとの交点から求まるポンプ最大運転時の下限流量Ｄと、ポンプ電流の関係を示している。ポンプ回転数が一定の場合、流量が少ないと電流が小さくなる（ポンプ電流特性曲線Ｈ）。このため、下限流量Ｄと、水回路の最大圧力損失時の下限電流Ｉ（以降、下限電流とする）を対応させることができ、検知した電流Ｊが下限電流Ｉを下回った場合、水回路に異常が発生しているとして異常検知を行うことができる。したがって、前記、流量での判定はポンプ電流の判定に置き換えることも可能である。さらに、電流に代えて電圧を検知することとしてもよい。その場合、下限電流に代えて下限電圧によって異常検知を行う。

このように、設置初期に不具合がなくても、水回路の詰まり、配管変形、ポンプ劣化などの経年変化により水回路の圧力損失が大きくなった場合でも、水回路異常検知モードを設けることで、通常使用時において、沸上げ運転前に異常を検知することができるため、高温異常による機器信頼性や安全性を確保することができる。また、水回路異常検知モード運転は水回路の運転開始時のエア抜きも兼ねて行うことができるので、新たな動作を加える必要がない。

なお、本実施の形態では通常運転時において、運転開始時に水回路異常検知モードを実行する例を記載したが、その他、通常運転中に行うこととしても問題はない。その場合、水回路に詰まり等が発生した場合、流量が下がっていくのに応じてポンプの回転数は流量を確保するために上昇していき、ポンプの回転数が最大回転数に達した場合に、最大回転数における下限流量Ｄを下回った場合に、水回路に異常が発生しているとして異常検知を行い、ユーザに通知、運転を停止することとする。

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３について説明する。図９に本実施の形態３の冷媒回路図を示す。図１と異なる点は、流量計９に代わり、センサ１１ｂで計測した出湯温度を機器で設定された最高出湯温度（例えば９０℃）と比較する出湯温度比較手段１３と、計測した出湯温度が機器で設定された最高出湯温度より所定値（例えば５℃）より高い場合に異常を検知する出湯温度高温異常検知手段１４と、異常を検知した場合にヒートポンプの加熱能力を下げる加熱能力変更手段１５を設けている点である。また、ヒートポンプ給湯機の運転動作、運転制御動作は上記実施の形態１と同じため説明を省略する。

次に、高温出湯異常時の動作について説明する。図１０は本実施の形態３の異常検知動作を説明するためのフローチャートである。運転開始し（ＳＴ１００）、通常運転を行うが（ＳＴ１０１）、通常運転については実施の形態１で述べたように、ヒートポンプ給湯機は所定の加熱能力で運転しており、目標設定出湯温度となるようにポンプ回転数を制御している。この通常運転中にまずポンプの最大回転数で運転しているかを検知し（ＳＴ１０２）、最大回転数で運転している場合、出湯温度比較手段１３にてセンサ１１ｂにて計測した出湯温度が、機器で設定された最高出湯温度と、運転中の出湯温度を比較する（ＳＴ１０３）。そして、計測した出湯温度が最高出湯温度を所定量（例えば５℃）超えた場合に異常を検知する（ＳＴ１０４）。

異常を検知したらシステムを停止する（ＳＴ１０５）。ここで、フローチャートでは示していないが、異常誤検知の可能性もあるため、一定時間後にシステムを再起動し、複数回の動作チェックをしてもよい。

次に、加熱能力変更手段１５では、異常検知によりシステム停止後、システムを再起動する際、加熱能力を所定量減じて運転を再開する（ＳＴ１１１）。なお、その際、再起動後に異常検知した場合にはさらに加熱能力低下を繰り返す（ＳＴ１０６）。一回の沸き上げ動作中に、一定回数（Ｎ回）の加熱能力低下でも高温出湯異常が発生する場合には、システム異常で停止し、ユーザに異常を知らせる（ＳＴ１０７）。

以上が、本実施の形態３の異常検知動作の基本的な動作である。なお、再起動後、高温出湯異常が再発なく正常に加熱運転を終了した場合には、次回のシステム運転時には、加熱能力を元に戻して運転するようにしてもよい。さらに、そのように運転し、一回の沸き上げ動作中に一定回数の加熱能力低下でも高温出湯異常が発生しなかった場合であっても、一定期間中の沸き上げ動作において所定回数（Ｍ回）の出湯温度高温異常による再起動が発生した場合には、保守・点検を促すようユーザに知らせるようにしてもよい。

なお、加熱能力変更手段１５は、実施の形態１で述べたとおり、加熱能力は圧縮機周波数で決まるため、圧縮機周波数を低下させて、加熱能力を低減する。

あるいは、目標吐出温度を低下させることとしてもよい。出湯温度を確保するために、冷媒吐出温度の目標値を出湯温度＋αに設定されており、目標吐出温度を低下させることで出湯温度を低下させることができる。目標出湯温度を低下させると、膨張弁５の開度は大きくなる方向に動作する。膨張弁５の開度が大きくなると、高圧が低下するため、加熱能力が低下する。

あるいは、蒸発器６に空気を送るファン７の回転数を低下することで加熱能力を低減することができる。またあるいは、圧縮機回転数低下、目標吐出温度低下（膨張弁５開度低下）、ファン７の回転数低下を適宜組み合わせて加熱能力を低減してもよい。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。冷媒回路については上記実施の形態３と同じであるため省略する。本実施の形態４において、出湯温度比較手段１３は上記実施の形態２と同じ動作を行う。出湯温度高温異常検知手段１４は、運転中の出湯温度が目標出湯温度より所定温度（例えば５℃）℃以上高いＸ℃の状態で、Ｙ時間経過するのを検知した場合に異常を検知する。そして、加熱能力変更手段１５は、異常を検知した場合にヒートポンプの加熱能力を下げて運転を継続する。

図１１は、本実施の形態４の異常検知動作を説明するためのフローチャートである。通常運転時（ＳＴ２０１）において、ポンプの回転数が最大か否かを検知し（ＳＴ２０２）、最大回転数の場合、出湯温度がＸ℃より高いか否かを検知する（ＳＴ２０３）。出湯温度がＸ℃より高い場合、その状態でＹ時間経過したか否かを検知し（ＳＴ２０４）、Ｙ時間経過を検知した場合は加熱能力変更手段１５はヒートポンプの過熱能力を下げて運転を継続する（ＳＴ２０５）。なお、ポンプの回転数が最大でない場合や、出湯温度がＸ℃に達していない場合は、沸き上げ完了か否かを判断し（ＳＴ２０６）、沸き上げが完了していない場合は、再びＳＴ２０１に戻るが、沸き上げ完了した場合は、そのまま運転を終了する（ＳＴ２０７）。

加熱能力変更手段１５で加熱能力を低下して運転する際には、リモコン等に表示し、ユーザに能力セーブ運転中であること通知し、また、運転終了時間が遅くなることを知らせてもよい。

以上のように、高温出湯異常検知手段と加熱能力変更手段を設けることで、水回路異常時においても、加熱運転を継続し、湯切れを防止することができる。また、出湯温度比較手段と加熱能力変更手段を設けることで、運転要求に沿った沸上げをすることができる。

加熱能力変更手段１５は、上記実施の形態２の場合と同様に、加熱能力は圧縮機周波数で決まるため、圧縮機周波数を低下させて、加熱能力を低減する。
あるいは、目標吐出温度を低下させることとしてもよい。出湯温度を確保するために、冷媒吐出温度の目標値を出湯温度＋αに設定されており、目標吐出温度を低下させることで出湯温度を低下させることができる。目標出湯温度を低下させると、膨張弁５の開度は大きくなる方向に動作する。膨張弁５の開度が大きくなると、高圧が低下するため、加熱能力が低下する。

あるいは、蒸発器６に空気を送るファン７の回転数を低下することで加熱能力を低減することができる。またあるいは、圧縮機回転数低下、目標吐出温度低下（膨張弁５開度低下）、ファン７の回転数低下を適宜組み合わせて加熱能力を低減してもよい。

本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ給湯機の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係るメンテナンスモードのフローチャートを表した図である。 本発明の実施の形態１に係るポンプＰＱ特性と水回路圧力損失による動作点を示した図である。 本発明の実施の形態２に係る水回路異常検知モードのフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る流量低下と下限流量を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る流量低下と下限流量までの推定時間を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るヒートポンプ給湯機の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態２に係るポンプＰＱ特性と水回路圧力損失による動作点およびポンプ電流の関係を示して図である。 本発明の実施の形態３に係るヒートポンプ給湯機の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態３に係る水回路異常検知のフローチャートである。 本発明の実施の形態４に係る水回路異常検知のフローチャートである。

１ ヒートポンプユニット、２ タンクユニット、３ 圧縮機、４ 放熱器、５ 膨張弁、６ 蒸発器、７ ファン、８ ポンプ、９ 流量計、１０ タンク、１１ 温度センサ、１２ 計測制御装置、１３ ポンプ電流検知手段。

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機から吐出された前記冷媒と水とを熱交換する放熱器、前記放熱器からの前記冷媒を減圧する膨張弁、前記膨張弁にて減圧された前記冷媒を蒸発させる蒸発器を環状に接続して、前記冷媒を循環させる冷凍サイクルと、
   前記放熱器で加熱された前記水をポンプにより循環させてタンクに貯留する給湯回路と、
   前記給湯回路の放熱器水出口温度を検知する出湯温度検知手段と、
   ポンプ回転数により出湯温度を制御する出湯温度制御手段と、
   前記出湯温度検知手段で検知した前記放熱器水出口温度があらかじめ設定された最高出湯温度より高温か否かを検知する出湯温度高温異常検知手段と、
   前記冷凍サイクルの加熱能力を変更する加熱能力変更手段と、
   を備えたヒートポンプ給湯機において、
   ポンプを最大回転数で運転しており、かつ、前記出湯温度高温異常検知手段により出湯温度が高温異常を検知したときに運転を停止し、再起動運転時に加熱能力変更手段により加熱能力を所定値低下させて運転することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
2. 冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機から吐出された前記冷媒と水とを熱交換する放熱器、前記放熱器からの前記冷媒を減圧する膨張弁、前記膨張弁にて減圧された前記冷媒を蒸発させる蒸発器を環状に接続して、前記冷媒を循環させる冷凍サイクルと、
   前記放熱器で加熱された前記水をポンプにより循環させてタンクに貯留する給湯回路と、
   前記給湯回路の放熱器水出口温度を検知する出湯温度検知手段と、
   ポンプ回転数により出湯温度を制御する出湯温度制御手段と、
   出湯温度が、ユーザ、あるいは、システムにより設定された出湯温度より所定温度高いか否かを検知する出湯温度高温検知手段と、
   前記冷凍サイクルの加熱能力を変更する加熱能力変更手段と、
   を備えたヒートポンプ給湯機において、
   ポンプを最大回転数で運転しており、かつ、前記出湯温度高温検知手段により出湯温度が設定された出湯温度より所定温度高い状態を所定時間検知したときに、加熱能力変更手段により加熱能力を所定値低下させることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
3. 前記加熱能力変更手段は、圧縮機周波数を変更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. 前記加熱能力変更手段は、膨張弁で制御される目標吐出温度を変更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。
5. 前記加熱能力変更手段は、所定回数、あるいは、一定期間で所定回数の加熱能力変更が行なわれた後、さらに最高出湯温度より所定温度高い温度を検出した場合、システム異常で停止することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機。
6. 前記冷凍サイクルに用いる冷媒が、二酸化炭素、あるいはＨＦＣ冷媒、あるいは炭化水素であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機。

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