JP2014043962A - Heat pump water heater - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect abnormality in a heat pump at low costs by using an electric current detecting device without using a pressure switch and a pressure detecting device.SOLUTION: A heat pump water heater has a heat pump unit 100 having a refrigerant circuit in which a compressor 1, a refrigerant-water heat exchanger 2, a pressure reducing valve device 3 and an air-refrigerant heat exchanger 4 are circularly connected through refrigerant piping 5, and a tank unit 200 having a warm water tank 20, a warm water circulating device 21 and the like. A control portion 13 executes an abnormality determination mode during a period from start of the compressor 1 to the lapse of a predetermined time. In the abnormality determination mode, an electric current in the compressor is detected by an electric current detecting device 8 while keeping a rotational frequency of the compressor 1 and an opening of the pressure reducing valve device 3 at respective predetermined constant values. If the electric current in the compressor is at an abnormality determination value or higher, the compressor is determined to have abnormality, and the compressor 1 is stopped.

Description

本発明は、ヒートポンプユニットを搭載したヒートポンプ給湯機に関する。   The present invention relates to a heat pump water heater equipped with a heat pump unit.

従来技術として、例えば特許文献1に記載されているようなヒートポンプ給湯機が知られている。従来技術の給湯機は、圧力スイッチまたは圧力検出装置を備えており、例えば冷媒回路の閉塞等により冷媒回路の圧力が異常判定値以上となった場合に、ヒートポンプユニットの圧縮機を停止させる構成としている。   As a prior art, for example, a heat pump water heater as described in Patent Document 1 is known. A conventional water heater includes a pressure switch or a pressure detection device. For example, when the pressure of the refrigerant circuit becomes equal to or higher than an abnormality determination value due to blockage of the refrigerant circuit, the compressor of the heat pump unit is stopped. Yes.

また、他の従来技術としては、特許文献2に記載されているようなヒートポンプ給湯機が知られている。この従来技術では、圧縮機を起動してから規定の時間が経過するまでの間に、ヒートポンプユニットの圧縮機に通電される電流値が異常判定値以上となった場合に、圧縮機を停止させる構成としている。圧縮機の起動後には、減圧弁装置の作動により冷媒回路の圧力が適切な高圧値に保持されるが、減圧弁装置に異常が生じると、冷媒回路の圧力と共に電流値が上昇し続ける場合がある。他の従来技術では、電流値が圧力と共に上昇し続けた場合に、電流検出手段により減圧弁装置の異常を検出する。   Further, as another conventional technique, a heat pump water heater as described in Patent Document 2 is known. In this prior art, when the current value energized to the compressor of the heat pump unit becomes equal to or higher than the abnormality determination value after the specified time has elapsed after the compressor is started, the compressor is stopped. It is configured. After starting the compressor, the pressure of the refrigerant circuit is maintained at an appropriate high pressure value by the operation of the pressure reducing valve device. However, if an abnormality occurs in the pressure reducing valve device, the current value may continue to increase with the pressure of the refrigerant circuit. is there. In another conventional technique, when the current value continues to increase with the pressure, an abnormality of the pressure reducing valve device is detected by the current detection means.

特許第4874138号公報Japanese Patent No. 4874138 特開2010−71603号公報JP 2010-71603 A

上記の特許文献1に記載された従来技術では、圧力スイッチ及び圧力検出装置が高価な部品であるため、製品コストが増加するという問題がある。一方、特許文献2に記載された従来技術では、圧縮機の電流値が大きくなった場合に、この状態を減圧弁装置の異常として検出する。このため、圧縮機の負荷や減圧弁装置の作動等により電流値が増加すると、減圧弁装置が正常な状態でも、異常と誤判定する虞れがあり、判定精度が低下するという問題がある。   In the prior art described in the above-mentioned Patent Document 1, the pressure switch and the pressure detection device are expensive parts, so that there is a problem that the product cost increases. On the other hand, in the prior art described in Patent Document 2, when the current value of the compressor increases, this state is detected as an abnormality of the pressure reducing valve device. For this reason, if the current value increases due to the load of the compressor, the operation of the pressure reducing valve device, etc., even if the pressure reducing valve device is in a normal state, there is a possibility that it is erroneously determined to be abnormal, and there is a problem that the determination accuracy is lowered.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の第1の目的は、圧力スイッチ及び圧力検出装置を使用しなくても、電流検出装置を用いてヒートポンプの異常を低コストで検出することが可能なヒートポンプ給湯機を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object of the present invention is to use a current detection device to detect a malfunction of a heat pump without using a pressure switch and a pressure detection device. It is providing the heat pump water heater which can detect this at low cost.

また、本発明の第2の目的は、圧縮機及び減圧弁装置を一定の作動状態に保持する異常判定モードを採用することで、ヒートポンプの異常を安定的に検出し、高い信頼性を有するヒートポンプ給湯機を提供することにある。   In addition, a second object of the present invention is to employ an abnormality determination mode in which the compressor and the pressure reducing valve device are maintained in a constant operating state, thereby stably detecting an abnormality of the heat pump and having a high reliability. The purpose is to provide a water heater.

本発明に係るヒートポンプ給湯機は、圧縮機、冷媒水熱交換器、減圧弁装置及び空気冷媒熱交換器が環状に接続された冷媒回路を有し、冷媒水熱交換器により水を加熱して温水を生成するヒートポンプと、ヒートポンプにより加熱された温水を貯留する温水タンクと、冷媒水熱交換器と温水タンクとの間に水を循環させる温水循環装置と、圧縮機を流れる電流の値である圧縮機電流を検出する電流検出装置と、圧縮機電流に基いて圧縮機の運転を制御する制御装置と、を備え、圧縮機の始動から予め設定された時間が経過するまでの期間中に、圧縮機の回転数と減圧弁装置の開度とをそれぞれ一定値に保持する異常判定モードを実施し、異常判定モード中に圧縮機電流が異常判定値以上となった場合に、圧縮機電流を異常と判定して圧縮機を停止する構成としている。   The heat pump water heater according to the present invention has a refrigerant circuit in which a compressor, a refrigerant water heat exchanger, a pressure reducing valve device, and an air refrigerant heat exchanger are connected in an annular shape, and heats the water by the refrigerant water heat exchanger. The value of the current flowing through the compressor, the heat pump that generates the hot water, the hot water tank that stores the hot water heated by the heat pump, the hot water circulation device that circulates water between the refrigerant water heat exchanger and the hot water tank A current detection device for detecting the compressor current and a control device for controlling the operation of the compressor based on the compressor current, during a period until a preset time elapses from the start of the compressor, An abnormality judgment mode is held in which the rotation speed of the compressor and the opening of the pressure reducing valve device are held at a constant value. When the compressor current exceeds the abnormality judgment value during the abnormality judgment mode, the compressor current is reduced. The compressor is judged to be abnormal It is configured to stop.

本発明によれば、圧縮機の運転開始時には、圧縮機の回転数及び減圧弁装置の開度を一定値に保持する異常判定モードを実施するので、高価な圧力スイッチや圧力検出装置を使用しなくても、比較的安価な電流検出装置を用いて冷媒回路の閉塞、減圧装置の異常等を検出することができる。従って、高い信頼性を有するヒートポンプ給湯機を低コストで実現することができる。また、ヒートポンプの運転条件を一定とした状態で圧縮機電流の大小を判定するので、運転状態の変動等による外乱を受けることなく、圧縮機電流の大小を安定的に判定することができ、ヒートポンプの異常を高い精度で検出することができる。   According to the present invention, at the start of operation of the compressor, the abnormality determination mode is held in which the rotation speed of the compressor and the opening degree of the pressure reducing valve device are maintained at a constant value. Therefore, an expensive pressure switch or pressure detection device is used. Even without this, it is possible to detect a clogging of the refrigerant circuit, an abnormality of the decompression device, and the like using a relatively inexpensive current detection device. Therefore, a highly reliable heat pump water heater can be realized at low cost. In addition, since the compressor current level is determined with the heat pump operating conditions constant, the compressor current level can be determined stably without receiving disturbance due to fluctuations in the operating state. Can be detected with high accuracy.

本発明の実施の形態1によるヒートポンプ給湯機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the heat pump water heater by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において、異常判定モード中の圧縮機及び減圧弁装置の作動状態を示すタイミングチャートである。In Embodiment 1 of this invention, it is a timing chart which shows the operating state of the compressor and pressure-reduction valve apparatus in abnormality determination mode. 本発明の実施の形態2において、異常判定モード中の圧縮機、減圧弁装置及び循環ポンプの作動状態を示すタイミングチャートである。In Embodiment 2 of this invention, it is a timing chart which shows the operating state of the compressor in a malfunction determination mode, a pressure-reduction valve apparatus, and a circulation pump. 本発明の実施の形態3において、外気温度と異常判定値との関係を示す特性線図である。In Embodiment 3 of this invention, it is a characteristic diagram which shows the relationship between outside temperature and abnormality determination value. 本発明の実施の形態4において、吐出冷媒温度と異常判定値との関係を示す特性線図である。In Embodiment 4 of this invention, it is a characteristic diagram which shows the relationship between discharge refrigerant | coolant temperature and abnormality determination value. 本発明の実施の形態5において、外気温度と判定モード継続時間との関係を示す特性線図である。In Embodiment 5 of this invention, it is a characteristic diagram which shows the relationship between outside temperature and determination mode continuation time. 本発明の実施の形態6において、吐出冷媒温度と判定モード継続時間との関係を示す特性線図である。In Embodiment 6 of this invention, it is a characteristic diagram which shows the relationship between discharge refrigerant | coolant temperature and determination mode continuation time.

実施の形態1.
以下、図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。なお、本明細書で使用する各図においては、共通する要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。図1は、本発明の実施の形態1によるヒートポンプ給湯機を示す構成図である。この図に示すように、本実施形態のヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプユニット100とタンクユニット200とを備えている。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In each drawing used in this specification, common elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a heat pump water heater according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in this figure, the heat pump water heater of this embodiment includes a heat pump unit 100 and a tank unit 200.

ヒートポンプユニット100は、圧縮機1、冷媒水熱交換器2、減圧弁装置3及び空気冷媒熱交換器4が冷媒配管5を介して環状に接続された冷媒回路と、ファン6及びファンモータ7とを備えている。圧縮機1は、前記冷媒回路内に冷媒を循環させるもので、冷媒水熱交換器2は、1次側を流れる冷媒と2次側を流れる水との間で熱交換することにより、水を加熱するものである。また、減圧弁装置3は、その開度に応じて冷媒を減圧(膨張)させることにより、空気冷媒熱交換器4に流入する冷媒を低温・低圧化する。なお、減圧弁装置3は、電子制御式の膨張弁等により構成され、その開度は後述の制御部13により制御される。一方、空気冷媒熱交換器4は、外気(空気)と冷媒との間で熱交換することにより、冷媒を加熱するもので、ファン6は、ファンモータ7により駆動されて空気冷媒熱交換器4を冷却するものである。   The heat pump unit 100 includes a refrigerant circuit in which a compressor 1, a refrigerant water heat exchanger 2, a pressure reducing valve device 3 and an air refrigerant heat exchanger 4 are annularly connected via a refrigerant pipe 5, a fan 6 and a fan motor 7. It has. The compressor 1 circulates the refrigerant in the refrigerant circuit, and the refrigerant water heat exchanger 2 exchanges heat by exchanging heat between the refrigerant flowing on the primary side and the water flowing on the secondary side. It is for heating. Further, the pressure reducing valve device 3 reduces the temperature of the refrigerant flowing into the air refrigerant heat exchanger 4 to a low temperature and a low pressure by depressurizing (expanding) the refrigerant according to the opening degree. The pressure reducing valve device 3 is constituted by an electronically controlled expansion valve or the like, and its opening degree is controlled by a control unit 13 described later. On the other hand, the air refrigerant heat exchanger 4 heats the refrigerant by exchanging heat between the outside air (air) and the refrigerant. The fan 6 is driven by the fan motor 7 and is driven by the air refrigerant heat exchanger 4. It is what cools.

また、ヒートポンプユニット100は、各種の検出装置及びセンサを含むセンサ系統と、ヒートポンプユニット100の運転を制御する制御部13とを備えている。まず、センサ系統について説明すると、電流検出装置8は、圧縮機1を流れる電流の値である圧縮機電流を検出するものである。また、給水温度センサ9は、冷媒水熱交換器2の2次側に流入する水の温度を検出し、沸上げ温度センサ10は、冷媒水熱交換器2の2次側から流出する温水の温度を検出する。外気温度センサ11は、ヒートポンプユニット100の周囲で外気の温度を検出する。さらに、冷媒温度センサ12は、圧縮機1から吐出される冷媒の温度を吐出冷媒温度として検出するものである。   The heat pump unit 100 includes a sensor system including various detection devices and sensors, and a control unit 13 that controls the operation of the heat pump unit 100. First, the sensor system will be described. The current detection device 8 detects a compressor current that is a value of a current flowing through the compressor 1. The feed water temperature sensor 9 detects the temperature of the water flowing into the secondary side of the refrigerant water heat exchanger 2, and the boiling temperature sensor 10 is the hot water flowing out from the secondary side of the refrigerant water heat exchanger 2. Detect temperature. The outside air temperature sensor 11 detects the temperature of outside air around the heat pump unit 100. Furthermore, the refrigerant temperature sensor 12 detects the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 1 as the discharged refrigerant temperature.

制御部13は、記憶回路、入出力ポート及び演算処理回路を備えており、制御部13の入力側には、センサ系統を構成する検出装置及びセンサがそれぞれ接続されている。また、制御部13の出力側には、圧縮機1、減圧弁装置3及びファンモータ7を含む各種のアクチュエータが接続されている。また、制御部13は、タンクユニット200に搭載された制御部25とデータ通信を実行するように構成されている。これにより、制御部13は、センサ系統の出力及びタンクユニット200側の情報に基いて、圧縮機1の回転数、減圧弁装置3の開度及びファンモータ7の回転数を制御することができる。   The control unit 13 includes a storage circuit, an input / output port, and an arithmetic processing circuit, and a detection device and a sensor constituting a sensor system are connected to the input side of the control unit 13, respectively. Various actuators including the compressor 1, the pressure reducing valve device 3, and the fan motor 7 are connected to the output side of the control unit 13. The control unit 13 is configured to perform data communication with the control unit 25 mounted on the tank unit 200. Thereby, the control part 13 can control the rotation speed of the compressor 1, the opening degree of the pressure-reduction valve apparatus 3, and the rotation speed of the fan motor 7 based on the output of a sensor system | strain, and the information on the tank unit 200 side. .

一方、タンクユニット200は、ヒートポンプユニット100(冷媒水熱交換器2)により加熱された温水を貯留する温水タンク20と、冷媒水熱交換器2と温水タンク20との間に水(温水)を循環させる温水循環装置21と、制御部25とを備えている。また、温水循環装置21は、温水タンク20の下部と冷媒水熱交換器2の2次側流入口とを接続する送り配管22と、冷媒水熱交換器2の2次側流出口と温水タンク20の上部とを接続する戻り配管23と、例えば送り配管22の途中に設けられた循環ポンプ24とを備えている。制御部25は、少なくとも循環ポンプ24の運転を制御するように構成されている。なお、以下の説明では、必要に応じて、制御部13をヒートポンプ側制御部13と表記し、制御部25をタンク側制御部25と表記する。   On the other hand, the tank unit 200 supplies water (hot water) between the hot water tank 20 that stores hot water heated by the heat pump unit 100 (refrigerant water heat exchanger 2) and between the refrigerant water heat exchanger 2 and the hot water tank 20. A hot water circulation device 21 that circulates and a control unit 25 are provided. The hot water circulation device 21 includes a feed pipe 22 that connects a lower part of the hot water tank 20 and the secondary side inlet of the refrigerant water heat exchanger 2, a secondary side outlet and the hot water tank of the refrigerant water heat exchanger 2. 20 is provided with a return pipe 23 that connects the upper part of 20 and a circulation pump 24 provided in the middle of the feed pipe 22, for example. The controller 25 is configured to control at least the operation of the circulation pump 24. In the following description, the control unit 13 is referred to as a heat pump side control unit 13 and the control unit 25 is referred to as a tank side control unit 25 as necessary.

(沸上げ運転)
次に、ヒートポンプ給湯機の基本的な動作の1つである沸上げ運転について説明する。
沸上げ運転は、例えばタンクユニット200側で温水タンク20内の水を加熱する(沸上げる)要求が生じた場合に、制御部13,25により協働して実行されるものである。この場合、ヒートポンプ側制御部13は、圧縮機1の回転数制御、減圧弁装置3の開度制御及びファンモータ7の回転数制御を実行し、更に、沸上げ温度センサ10による検出温度が目標沸上げ温度と一致するように循環ポンプ24の回転数を制御する。
(Boiling operation)
Next, the boiling operation which is one of the basic operations of the heat pump water heater will be described.
The boiling operation is performed in cooperation with the control units 13 and 25 when a request for heating (boiling) water in the hot water tank 20 is generated on the tank unit 200 side, for example. In this case, the heat pump side control unit 13 executes the rotational speed control of the compressor 1, the opening degree control of the pressure reducing valve device 3 and the rotational speed control of the fan motor 7, and the temperature detected by the boiling temperature sensor 10 is the target. The rotational speed of the circulation pump 24 is controlled so as to coincide with the boiling temperature.

より詳しく述べると、圧縮機1の回転数は、外気温度センサ11、給水温度センサ9等の出力に基いて制御され、減圧弁装置3の開度は、外気温度センサ11、冷媒温度センサ12等の出力に基いて制御される。なお、循環ポンプ24の回転数制御は、ヒートポンプ側制御部13によりタンク側制御部25を経由して実行してもよいし、ヒートポンプ側制御部13により直接実行してもよい。   More specifically, the rotational speed of the compressor 1 is controlled based on the outputs of the outside air temperature sensor 11, the feed water temperature sensor 9, and the like, and the opening degree of the pressure reducing valve device 3 is the outside air temperature sensor 11, the refrigerant temperature sensor 12, etc. Is controlled based on the output of. The rotational speed control of the circulation pump 24 may be executed by the heat pump side control unit 13 via the tank side control unit 25, or may be directly executed by the heat pump side control unit 13.

沸上げ運転では、循環ポンプ24が作動することにより、温水タンク20の下部に滞留する水が送り配管22を介して冷媒水熱交換器2に導入され、この水は、冷媒水熱交換器2により加熱されて温水となる。そして、冷媒水熱交換器2から流出した温水は、戻り配管23を介して温水タンク20の上部に貯湯される。   In the boiling operation, when the circulation pump 24 is operated, water staying in the lower part of the hot water tank 20 is introduced into the refrigerant water heat exchanger 2 through the feed pipe 22, and this water is supplied to the refrigerant water heat exchanger 2. Is heated to become hot water. The hot water flowing out from the refrigerant water heat exchanger 2 is stored in the hot water tank 20 via the return pipe 23.

(異常判定制御)
次に、給湯機の運転開始後の動作について説明する。なお、以下の動作は、制御部13,25の制御により実現されるものである。給湯機の運転開始後には、上述したように、タンクユニット200側の要求等に基いて沸上げ運転が実行されるが、沸上げ運転の開始前には、ヒートポンプ100の異常を検出するための異常判定モードに移行する。図2は、本発明の実施の形態1において、異常判定モード中の圧縮機及び減圧弁装置の作動状態を示すタイミングチャートである。この図に示すように、異常判定モードは、圧縮機の始動から予め設定された時間が経過するまでの期間中に実施される。この実施期間は、例えば冷媒回路の閉塞、減圧弁装置3の異常等を検出するのに必要な最小限の時間として予め設定されている。
(Abnormality judgment control)
Next, the operation after starting the operation of the water heater will be described. The following operation is realized by the control of the control units 13 and 25. After the operation of the water heater is started, as described above, the boiling operation is executed based on the request on the tank unit 200 side or the like. However, before the boiling operation is started, an abnormality of the heat pump 100 is detected. Shifts to the abnormality judgment mode. FIG. 2 is a timing chart showing operating states of the compressor and the pressure reducing valve device in the abnormality determination mode in the first embodiment of the present invention. As shown in this figure, the abnormality determination mode is performed during a period from when the compressor is started until a preset time elapses. This implementation period is set in advance as a minimum time necessary for detecting, for example, blockage of the refrigerant circuit, abnormality of the pressure reducing valve device 3, and the like.

異常判定モードの実施期間中には、圧縮機1の回転数と減圧弁装置3の開度とをそれぞれ予め設定された一定値に保持し、この状態で電流検出装置8により圧縮機電流を検出する。ここで、冷媒回路の閉塞や減圧装置の異常が発生した場合には、圧縮機電流が増加傾向となる。このため、異常判定モード中には、圧縮機1の回転数を可能な限り低回転に保持し、減圧弁装置3の開度を可能な限り大きな開度に保持することにより、正常時の圧縮機電流を小さく抑えておくのが好ましい。これにより、正常時と異常時とで圧縮機電流に大きな差異を生じさせることができ、以上の判定精度を向上させることができる。   During the execution of the abnormality determination mode, the rotation speed of the compressor 1 and the opening degree of the pressure reducing valve device 3 are held at preset constant values, and the compressor current is detected by the current detection device 8 in this state. To do. Here, when the refrigerant circuit is blocked or the decompression device is abnormal, the compressor current tends to increase. Therefore, during the abnormality determination mode, the rotation speed of the compressor 1 is kept as low as possible, and the opening degree of the pressure reducing valve device 3 is kept as large as possible. It is preferable to keep the machine current small. Thereby, a big difference can be produced in the compressor current between the normal time and the abnormal time, and the above determination accuracy can be improved.

異常判定モード中に圧縮機電流が異常判定値以上となった場合には、圧縮機電流が異常である、即ち、冷媒回路の閉塞、減圧弁装置3の異常等が生じているものと判定し、圧縮機1を停止する。なお、圧縮機電流を異常と判定した場合には、圧縮機1を停止した後に、異常判定モードを再度実施して圧縮機電流を判定する動作を繰返し、異常判定が複数回連続して繰返された場合には、ヒートポンプユニット100を構成する全ての機器を停止する構成としてもよい。この場合、停止される機器には、少なくとも圧縮機1、冷媒水熱交換器2、減圧弁装置3及び空気冷媒熱交換器4が含まれている。また、ファンモータ7の運転は継続する構成としてもよい。   If the compressor current exceeds the abnormality determination value during the abnormality determination mode, it is determined that the compressor current is abnormal, that is, the refrigerant circuit is blocked, the pressure reducing valve device 3 is abnormal, or the like. Then, the compressor 1 is stopped. When it is determined that the compressor current is abnormal, after the compressor 1 is stopped, the abnormality determination mode is performed again to repeat the operation of determining the compressor current, and the abnormality determination is repeated a plurality of times. In this case, all the devices constituting the heat pump unit 100 may be stopped. In this case, the devices to be stopped include at least the compressor 1, the refrigerant water heat exchanger 2, the pressure reducing valve device 3, and the air refrigerant heat exchanger 4. The operation of the fan motor 7 may be continued.

上記制御によれば、圧縮機電流を一旦異常と判定した場合でも、異常判定モードを再び実施して圧縮機電流を再判定するので、圧縮機電流の瞬間的な増加、検出誤差等が原因で誤判定が生じるのを抑制し、判定精度をより向上させることができる。また、異常判定が継続的なものである場合には、ヒートポンプユニット100を完全に停止させ、当該ユニットに搭載された各機器を保護することができる。   According to the above control, even if it is determined that the compressor current is abnormal, the abnormality determination mode is performed again to re-determine the compressor current. It is possible to suppress erroneous determination and improve the determination accuracy. In addition, when the abnormality determination is continuous, the heat pump unit 100 can be completely stopped to protect each device mounted on the unit.

一方、異常判定モード中の圧縮機電流が異常判定値未満に保持されている場合には、前記実施期間が経過したときに、圧縮機1及び減圧弁装置3を含めてヒートポンプユニット100が正常に作動しているものと判定し、異常判定モードを終了する。そして、圧縮機1の運転を継続しつつ、タンクユニット200側の要求(指示)等に基いて沸上げ運転に移行する。これにより、圧縮機電流を正常と判定した場合には、沸上げ運転に自動的に移行するので、異常判定による沸上げ運転の開始遅れを最小限に抑えることができ、使用者の利便性を向上させることができる。   On the other hand, when the compressor current in the abnormality determination mode is held below the abnormality determination value, the heat pump unit 100 including the compressor 1 and the pressure reducing valve device 3 is normally operated when the execution period has elapsed. It determines with operating, and complete | finishes abnormality determination mode. Then, while continuing the operation of the compressor 1, the operation proceeds to the boiling operation based on a request (instruction) on the tank unit 200 side. As a result, when it is determined that the compressor current is normal, the operation automatically shifts to the boiling operation, so that the start delay of the boiling operation due to the abnormality determination can be minimized, and the convenience of the user is improved. Can be improved.

以上詳述した通り、本実施の形態によれば、圧縮機1の運転開始時には、圧縮機1の回転数及び減圧弁装置3の開度を一定値に保持する異常判定モードを実施するので、高価な圧力スイッチや圧力検出装置を使用しなくても、比較的安価な電流検出装置8を用いて冷媒回路の閉塞、減圧装置の異常等を検出することができる。従って、高い信頼性を有するヒートポンプ給湯機を低コストで実現することができる。また、ヒートポンプユニット100の運転条件を一定とした状態で圧縮機電流の大小を判定するので、運転状態の変動等による外乱を受けることなく、圧縮機電流の大小を安定的に判定することができ、ヒートポンプユニット100の異常を高い精度で検出することができる。   As described above in detail, according to the present embodiment, when the operation of the compressor 1 is started, the abnormality determination mode for holding the rotation speed of the compressor 1 and the opening of the pressure reducing valve device 3 at a constant value is performed. Even without using an expensive pressure switch or pressure detection device, it is possible to detect the blockage of the refrigerant circuit, the abnormality of the decompression device, or the like using the relatively inexpensive current detection device 8. Therefore, a highly reliable heat pump water heater can be realized at low cost. Moreover, since the magnitude of the compressor current is determined with the operating condition of the heat pump unit 100 being constant, the magnitude of the compressor current can be stably determined without receiving disturbance due to fluctuations in the operating state. The abnormality of the heat pump unit 100 can be detected with high accuracy.

なお、前記実施の形態1では、異常判定値を一定値として設定する場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、後述する実施の形態3,4に示すように、異常判定値を可変とする構成としてもよい。   In the first embodiment, the case where the abnormality determination value is set as a constant value is exemplified. However, the present invention is not limited to this, and as shown in Embodiments 3 and 4 described later, the abnormality determination value may be variable.

実施の形態2.
次に、図3を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1と同様の構成及び制御に加えて、異常判定モード中に循環ポンプ24を停止することを特徴としている。図3は、本発明の実施の形態2において、異常判定モード中の圧縮機、減圧弁装置及び循環ポンプの作動状態を示すタイミングチャートである。この図に示すように、本実施の形態の異常判定モードでは、圧縮機1の回転数と減圧弁装置3の開度とをそれぞれ予め設定された一定値に保持し、かつ、循環ポンプ24を停止した状態で、電流検出装置8により圧縮機電流を検出する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that, in addition to the same configuration and control as in the first embodiment, the circulation pump 24 is stopped during the abnormality determination mode. FIG. 3 is a timing chart showing operating states of the compressor, the pressure reducing valve device, and the circulation pump in the abnormality determination mode in the second embodiment of the present invention. As shown in this figure, in the abnormality determination mode of the present embodiment, the rotation speed of the compressor 1 and the opening degree of the pressure reducing valve device 3 are held at preset constant values, respectively, and the circulation pump 24 is operated. In the stopped state, the current detection device 8 detects the compressor current.

このように構成される本実施の形態によれば、前記実施の形態1と同様の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。循環ポンプ24を停止することにより、圧縮機1の作動状態は、温水タンク20と冷媒水熱交換器2との間で循環する水の温度の影響と、温水循環装置21の配管構造、配管長等に応じて変化する水の循環量の影響とを受け難くなる。これにより、異常判定値を設定するときに圧縮機電流のばらつき等を過度に考慮する必要がなくなるので、異常判定値の設定が容易となり、また、圧縮機電流の判定精度を向上させることができる。   According to the present embodiment configured as described above, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the following effects can be obtained. By stopping the circulation pump 24, the operating state of the compressor 1 is affected by the temperature of the water circulating between the hot water tank 20 and the refrigerant water heat exchanger 2, the piping structure of the hot water circulation device 21, and the piping length. It becomes difficult to receive the influence of the circulation amount of water which changes according to etc. This eliminates the need for excessive consideration of variations in the compressor current when setting the abnormality determination value, making it easy to set the abnormality determination value and improving the accuracy of determining the compressor current. .

実施の形態3.
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1と同様の構成及び制御に加えて、異常判定値を外気温度に応じて変更することを特徴としている。図4は、本発明の実施の形態3において、外気温度と異常判定値との関係を示す特性線図である。外気温度が上場した場合には、これに伴って冷媒温度も高くなるので、圧縮機1の回転数及び減圧弁装置3の開度を一定とした状態では、外気温度の上昇により圧縮機電流が増加する傾向がある。従って、異常判定値は、図4に示すように、外気温度が高いほど大きく設定するのが好ましい。なお、図4中の実線は、異常判定値を階段状に増加させる場合を例示し、点線は異常判定値を直線状に増加させる場合を例示している。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that, in addition to the same configuration and control as in the first embodiment, the abnormality determination value is changed according to the outside air temperature. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the outside air temperature and the abnormality determination value in Embodiment 3 of the present invention. When the outside air temperature is listed, the refrigerant temperature also increases accordingly. Therefore, in a state where the rotation speed of the compressor 1 and the opening of the pressure reducing valve device 3 are constant, the compressor current is increased due to the rise in the outside air temperature. There is a tendency to increase. Therefore, as shown in FIG. 4, the abnormality determination value is preferably set to be larger as the outside air temperature is higher. Note that the solid line in FIG. 4 illustrates the case where the abnormality determination value is increased stepwise, and the dotted line illustrates the case where the abnormality determination value is increased linearly.

このように構成される本実施の形態によれば、前記実施の形態1と同様の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。圧縮機1の運転条件を一定に保持した状態でも、圧縮機電流は外気温度に応じて変動するが、本実施の形態では、外気温度に基いて異常判定値を適切に変更し、この変更により圧縮機電流の温度変化を補償することができる。従って、外気温度が変化する環境下でも、異常の有無を正確に判定することができ、判定精度を更に向上させることができる。   According to the present embodiment configured as described above, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the following effects can be obtained. Even when the operating condition of the compressor 1 is kept constant, the compressor current varies depending on the outside air temperature. In this embodiment, the abnormality determination value is appropriately changed based on the outside air temperature. The temperature change of the compressor current can be compensated. Therefore, the presence / absence of an abnormality can be accurately determined even in an environment where the outside air temperature changes, and the determination accuracy can be further improved.

実施の形態4.
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1と同様の構成及び制御に加えて、圧縮機1から吐出される冷媒の温度に応じて異常判定値を変更することを特徴としている。図5は、本発明の実施の形態4において、吐出冷媒温度と異常判定値との関係を示す特性線図である。前述したように、圧縮機1の運転条件を一定に保持した状態でも、吐出冷媒温度が上昇すると、これに伴って圧縮機電流が増加する傾向がある。従って、異常判定値は、図5に示すように、吐出冷媒温度が高いほど大きく設定するのが好ましい。なお、図5中の実線は、異常判定値を階段状に増加させる場合を例示し、点線は異常判定値を直線状に増加させる場合を例示している。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that, in addition to the same configuration and control as in the first embodiment, the abnormality determination value is changed according to the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 1. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the discharged refrigerant temperature and the abnormality determination value in Embodiment 4 of the present invention. As described above, even when the operating condition of the compressor 1 is kept constant, when the discharge refrigerant temperature rises, the compressor current tends to increase accordingly. Therefore, as shown in FIG. 5, the abnormality determination value is preferably set to be larger as the discharge refrigerant temperature is higher. Note that the solid line in FIG. 5 illustrates the case where the abnormality determination value is increased stepwise, and the dotted line illustrates the case where the abnormality determination value is increased linearly.

このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態3とほぼ同様の原理により、吐出冷媒温度に基いて異常判定値を適切に変更することができ、この変更により圧縮機電流の温度変化を補償することができる。従って、前記実施の形態1と同様の効果に加えて、吐出冷媒温度が変化する環境下でも、異常の有無を正確に判定することができる。   Also in the present embodiment configured as described above, the abnormality determination value can be appropriately changed based on the discharge refrigerant temperature based on substantially the same principle as in the third embodiment, and this change allows the temperature of the compressor current to be changed. Changes can be compensated. Therefore, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the presence / absence of an abnormality can be accurately determined even in an environment where the discharged refrigerant temperature changes.

実施の形態5.
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1と同様の構成及び制御に加えて、異常判定モードの継続時間(以下、判定モード継続時間と表記)を外気温度に基いて変更することを特徴としている。図6は、本発明の実施の形態5において、外気温度と判定モード継続時間との関係を示す特性線図である。この図に示すように、本実施の形態では、外気温度が低いほど、判定モード継続時間を増加させる構成としている。なお、図6中の実線は、異常判定値を階段状に増加させる場合を例示し、点線は異常判定値を直線状に増加させる場合を例示している。
Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition to the same configuration and control as in the first embodiment, the present embodiment is characterized in that the duration of the abnormality determination mode (hereinafter referred to as determination mode duration) is changed based on the outside temperature. . FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the outside air temperature and the determination mode duration in the fifth embodiment of the present invention. As shown in this figure, in this Embodiment, it is set as the structure which increases determination mode continuation time, so that outside temperature is low. Note that the solid line in FIG. 6 illustrates the case where the abnormality determination value is increased stepwise, and the dotted line illustrates the case where the abnormality determination value is increased linearly.

圧縮機1の運転開始から圧縮機電流が上昇するときの上昇速度は、外気温度が低いほど低下する傾向、即ち、上昇が遅くなる傾向がある。このため、圧縮機1の運転条件を一定に保持した状態でも、圧縮機電流に基いて異常を判定するときには、外気温度が低いほど長い時間が必要となる。従って、判定モード継続時間は、図6に示すように、外気温度が低いほど長く設定するのが好ましい。   The rising speed when the compressor current increases from the start of operation of the compressor 1 tends to decrease as the outside air temperature decreases, that is, the increase tends to be slow. For this reason, even when the operating condition of the compressor 1 is kept constant, when an abnormality is determined based on the compressor current, a longer time is required as the outside air temperature is lower. Therefore, as shown in FIG. 6, the determination mode duration time is preferably set longer as the outside air temperature is lower.

このように構成される本実施の形態によれば、外気温度に基いて判定モード継続時間を変更することができる。即ち、外気温度が変化する環境下でも、異常の判定に必用な判定モード継続時間を常に適切な長さに調整することができる。従って、前記実施の形態1と同様の効果に加えて、判定モード継続時間の不足等に起因する誤判定を抑制し、判定精度を向上させることができる。   According to the present embodiment configured as described above, the determination mode duration time can be changed based on the outside air temperature. That is, even in an environment where the outside air temperature changes, the determination mode duration required for determining an abnormality can always be adjusted to an appropriate length. Therefore, in addition to the same effects as those of the first embodiment, it is possible to suppress erroneous determination due to lack of determination mode duration and the like and improve determination accuracy.

実施の形態6.
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態6について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1と同様の構成及び制御に加えて、判定モード継続時間を吐出冷媒温度に基いて変更することを特徴としている。図7は、本発明の実施の形態6において、吐出冷媒温度と判定モード継続時間との関係を示す特性線図である。この図に示すように、本実施の形態では、吐出冷媒温度が低いほど、判定モード継続時間を増加させる構成としている。なお、図7中の実線は、異常判定値を階段状に増加させる場合を例示し、点線は異常判定値を直線状に増加させる場合を例示している。
Embodiment 6 FIG.
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that, in addition to the same configuration and control as in the first embodiment, the determination mode duration is changed based on the discharge refrigerant temperature. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the discharged refrigerant temperature and the determination mode duration in the sixth embodiment of the present invention. As shown in this figure, in the present embodiment, the determination mode duration is increased as the discharged refrigerant temperature is lower. Note that the solid line in FIG. 7 illustrates the case where the abnormality determination value is increased stepwise, and the dotted line illustrates the case where the abnormality determination value is increased linearly.

外気温度が低い場合には、これに伴って冷媒温度も低下する。従って、圧縮機1の運転開始から圧縮機電流が上昇するときの上昇速度は、吐出冷媒温度が低いほど遅くなる傾向がある。従って、判定モード継続時間は、図7に示すように、吐出冷媒温度が低いほど長く設定するのが好ましい。   When the outside air temperature is low, the refrigerant temperature also decreases accordingly. Therefore, the rate of increase when the compressor current increases from the start of operation of the compressor 1 tends to be slower as the discharged refrigerant temperature is lower. Therefore, as shown in FIG. 7, the determination mode duration time is preferably set longer as the discharged refrigerant temperature is lower.

このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態5とほぼ同様の原理により、吐出冷媒温度に基いて判定モード継続時間を適切に変更し、異常の判定に必用な判定モード継続時間を安定的に確保することができる。従って、前記実施の形態1と同様の効果に加えて、誤判定を抑制し、判定精度を向上させることができる。   In the present embodiment configured as described above, the determination mode duration is appropriately changed based on the discharge refrigerant temperature and the determination mode duration required for determining an abnormality is based on the same principle as in the fifth embodiment. Can be secured stably. Therefore, in addition to the same effects as those of the first embodiment, erroneous determination can be suppressed and determination accuracy can be improved.

なお、前記実施の形態4及び6では、吐出冷媒温度に基いて異常判定値及び判定モード継続時間を変更する場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば圧縮機1の本体の温度を検出し、当該検出温度に基いて異常判定値または判定モード継続時間を変更する構成としてもよい。この場合、異常判定値は、圧縮機1の温度が高いほど増加させる構成とし、判定モード継続時間は、圧縮機1の温度が低いほど増加させる構成とするのが好ましい。   In the fourth and sixth embodiments, the case where the abnormality determination value and the determination mode duration time are changed based on the discharged refrigerant temperature is exemplified. However, the present invention is not limited to this. For example, the temperature of the main body of the compressor 1 may be detected, and the abnormality determination value or the determination mode duration may be changed based on the detected temperature. In this case, the abnormality determination value is preferably configured to increase as the temperature of the compressor 1 increases, and the determination mode duration is preferably configured to increase as the temperature of the compressor 1 decreases.

また、前記実施の形態1乃至6では、それぞれの構成を個別に説明したが、本発明はこれに限らず、実施の形態1の構成に対して、実施の形態2乃至6の構成のうち組合わせが可能な複数の構成を組合わせて1つのシステムを実現してもよい。具体例を挙げると、本発明では、外気温度または吐出冷媒温度に基いて異常判定値を変更する構成と、外気温度または吐出冷媒温度に基いて判定モード継続時間を変更する構成とを組合わせてもよい。   In the first to sixth embodiments, each configuration has been described individually. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of the first to sixth embodiments is not limited to this configuration. One system may be realized by combining a plurality of configurations that can be combined. Specifically, in the present invention, the configuration for changing the abnormality determination value based on the outside air temperature or the discharge refrigerant temperature is combined with the configuration for changing the determination mode duration based on the outside air temperature or the discharge refrigerant temperature. Also good.

また、本発明では、ヒートポンプユニット100として、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界状態で運転されるヒートポンプサイクルを採用してもよいし、臨界圧力以下の圧力で運転されるヒートポンプサイクルを採用してもよい。この場合、冷媒としては、フロンガス、アンモニア等を用いる構成としてもよい。   In the present invention, as the heat pump unit 100, a heat pump cycle that is operated in a supercritical state where the refrigerant pressure is equal to or higher than the critical pressure may be employed, or a heat pump cycle that is operated at a pressure lower than the critical pressure is employed. May be. In this case, the refrigerant may be configured to use Freon gas, ammonia, or the like.

1 圧縮機
2 冷媒水熱交換器
3 減圧弁装置
4 空気冷媒熱交換器
5 冷媒配管
6 ファン
7 ファンモータ
8 電流検出装置
9 給水温度センサ
10 沸上げ温度センサ
11 外気温度センサ(外気温度検出手段)
12 冷媒温度センサ(温度検出手段)
13,25 制御部(制御装置)
20 温水タンク
21 温水循環装置
22 送り配管
23 戻り配管
24 循環ポンプ
100 ヒートポンプユニット(ヒートポンプ)
200 タンクユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Refrigerant water heat exchanger 3 Pressure reducing valve device 4 Air refrigerant heat exchanger 5 Refrigerant piping 6 Fan 7 Fan motor 8 Current detection device 9 Feed water temperature sensor 10 Boiling temperature sensor 11 Outside temperature sensor (outside temperature detection means)
12 Refrigerant temperature sensor (temperature detection means)
13, 25 Control unit (control device)
20 Hot water tank 21 Hot water circulation device 22 Feed pipe 23 Return pipe 24 Circulation pump 100 Heat pump unit (heat pump)
200 tank units

Claims (9)

圧縮機、冷媒水熱交換器、減圧弁装置及び空気冷媒熱交換器が環状に接続された冷媒回路を有し、前記冷媒水熱交換器により水を加熱して温水を生成するヒートポンプと、
前記ヒートポンプにより加熱された温水を貯留する温水タンクと、
前記冷媒水熱交換器と前記温水タンクとの間に水を循環させる温水循環装置と、
前記圧縮機を流れる電流の値である圧縮機電流を検出する電流検出装置と、
前記圧縮機電流に基いて前記圧縮機の運転を制御する制御装置と、を備え、
前記圧縮機の始動から予め設定された時間が経過するまでの期間中に、前記圧縮機の回転数と前記減圧弁装置の開度とをそれぞれ一定値に保持する異常判定モードを実施し、前記異常判定モード中に前記圧縮機電流が異常判定値以上となった場合に、前記圧縮機電流を異常と判定して前記圧縮機を停止する構成としたヒートポンプ給湯機。
A heat pump that has a refrigerant circuit in which a compressor, a refrigerant water heat exchanger, a pressure reducing valve device, and an air refrigerant heat exchanger are annularly connected, and generates water by heating water by the refrigerant water heat exchanger;
A hot water tank for storing hot water heated by the heat pump;
A hot water circulation device for circulating water between the refrigerant water heat exchanger and the hot water tank;
A current detection device for detecting a compressor current which is a value of a current flowing through the compressor;
A control device for controlling the operation of the compressor based on the compressor current,
During a period from the start of the compressor until a preset time elapses, an abnormality determination mode for holding the rotation speed of the compressor and the opening of the pressure reducing valve device at a constant value is performed, A heat pump water heater configured to determine that the compressor current is abnormal and stop the compressor when the compressor current becomes equal to or greater than an abnormality determination value during the abnormality determination mode.
前記異常判定モード中には、前記圧縮機の回転数と前記減圧弁装置の開度とをそれぞれ一定値に保持し、かつ、前記温水循環装置を停止した状態で、前記圧縮機電流の判定を実行する構成としてなる請求項1に記載のヒートポンプ給湯機。   During the abnormality determination mode, the compressor current and the opening of the pressure reducing valve device are held at constant values, and the compressor current is determined while the hot water circulation device is stopped. The heat pump water heater according to claim 1, which is configured to be executed. 外気温度を検出する外気温度検出手段を備え、
前記異常判定値は、前記外気温度に基いて変更する構成としてなる請求項1または2に記載のヒートポンプ給湯機。
An outside temperature detecting means for detecting outside temperature is provided,
The heat pump water heater according to claim 1 or 2, wherein the abnormality determination value is changed based on the outside air temperature.
前記圧縮機から吐出された冷媒の温度または前記圧縮機の温度を圧縮機温度として検出する温度検出手段を備え、
前記異常判定値は、前記圧縮機温度に基いて変更する構成としてなる請求項1乃至3のうち何れか1項に記載のヒートポンプ給湯機。
Comprising temperature detection means for detecting the temperature of the refrigerant discharged from the compressor or the temperature of the compressor as the compressor temperature;
The heat pump water heater according to any one of claims 1 to 3, wherein the abnormality determination value is configured to change based on the compressor temperature.
外気温度を検出する外気温度検出手段を備え、
前記異常判定モードの継続時間を前記外気温度に基いて変更する構成としてなる請求項1乃至4のうち何れか1項に記載のヒートポンプ給湯機。
An outside temperature detecting means for detecting outside temperature is provided,
The heat pump water heater according to any one of claims 1 to 4, wherein the duration of the abnormality determination mode is changed based on the outside air temperature.
前記圧縮機から吐出された冷媒の温度または前記圧縮機の温度を圧縮機温度として検出する温度検出手段を備え、
前記異常判定モードの継続時間を前記圧縮機温度に基いて変更する構成としてなる請求項1乃至5のうち何れか1項に記載のヒートポンプ給湯機。
Comprising temperature detection means for detecting the temperature of the refrigerant discharged from the compressor or the temperature of the compressor as the compressor temperature;
The heat pump water heater according to any one of claims 1 to 5, wherein the duration of the abnormality determination mode is changed based on the compressor temperature.
前記異常判定モード中に前記圧縮機電流を異常と判定した場合に、前記異常判定モードを再度実施して圧縮機電流の判定を実行する構成としてなる請求項1乃至6のうち何れか1項に記載のヒートポンプ給湯機。   The structure according to any one of claims 1 to 6, wherein when the compressor current is determined to be abnormal during the abnormality determination mode, the abnormality determination mode is executed again to determine the compressor current. The heat pump water heater described. 前記異常判定モード中に前記圧縮機電流が前記異常判定値未満であることにより正常と判定した場合に、前記圧縮機の運転を継続して沸き上げ運転に移行する構成としてなる請求項1乃至7のうち何れか1項に記載のヒートポンプ給湯機。   8. The configuration is such that when the compressor current is less than the abnormality determination value during the abnormality determination mode and is determined to be normal, the operation of the compressor is continuously shifted to a boiling operation. The heat pump water heater according to any one of the above. 前記異常判定モードにより複数回連続して異常と判定した場合に、前記ヒートポンプの運転を停止する構成としてなる請求項1乃至8のうち何れか1項に記載のヒートポンプ給湯機。   The heat pump water heater according to any one of claims 1 to 8, wherein when the abnormality determination mode determines that an abnormality has occurred a plurality of times in succession, the operation of the heat pump is stopped.
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