JP4120683B2 - 給湯機の異常検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、給湯機の異常検出装置に関するものである。

ヒートポンプ式給湯機は、この発明の実施形態を示す図でもある図１に示すように、ヒートポンプユニット１と、ヒートポンプユニット１によって加熱された温湯を貯湯するタンクユニット２とを有している。タンクユニット２は、貯湯タンク３と、この貯湯タンク３に連結される循環路１２と、この循環路１２に介設される熱交換路１４とを備え、この熱交換路１４をヒートポンプ加熱源にて加熱して、上記貯湯タンク３から循環路１２に流出した低温水を沸き上げてこの貯湯タンク３に返流する運転が可能である。そして、この貯湯タンク３に貯湯された温湯が図示省略の浴槽等に供給される。

この場合、貯湯タンク３には、その底壁に給水口５が設けられると共に、その上壁に出湯口６が設けられている。そして、給水口５から貯湯タンク３に水道水が供給され、出湯口６から高温の温湯が出湯される。また、貯湯タンク３には、その底壁に取水口１０が開設されると共に、側壁（周壁）の上部に湯入口１１が開設され、取水口１０と湯入口１１とが上記循環路１２にて連結されている。そして、この循環路１２に水循環用ポンプ１３と熱交換路１４とが介設されている。なお、給水口５には給水用流路８が接続されている。

ところで、貯湯タンク３には、上下方向に所定ピッチで４個の残湯量検出器１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄと、給水温度検出手段１９を構成する温度検出器１９ａとが設けられている。上記各残湯量検出器１８ａ・・及び温度検出器１９ａは、例えば、それぞれサーミスタからなる。また、上記循環路１２には、熱交換路１４の上流側に入水温度検出手段２０となる入水サーミスタ２０ａが設けられると共に、熱交換路１４の下流側に出湯温度検出手段２１となる出湯サーミスタ２１ａが設けられている。

循環路１２は、入水配管１５と出湯配管１６とを備え、入水配管１５は上記ポンプ１３が介設された貯湯タンク３側の第１配管１５ａと、入水サーミスタ２０ａが介設された熱源側の第２配管１５ｂと、この第１・第２配管１５ａ、１５ｂを連結（接続）する接続配管１５ｃとからなり、出湯配管１６は貯湯タンク３側の第１配管１６ａと、出湯サーミスタ２１ａが介設された熱源側の第２配管１６ｂと、この第１・第２配管１６ａ、１６ｂを連結（接続）する接続配管１６ｃとからなる。この場合、後述するように、接続配管１５ｃ、１６ｃは現場で接続される。

そして、ヒートポンプユニット（加熱源）１は冷媒回路を備え、この冷媒回路は、圧縮機２５と、熱交換路１４を構成する水熱交換器２６と、電動膨張弁（減圧機構）２７と、空気熱交換器（蒸発器）２８とを順に接続して構成される。すなわち、圧縮機２５の吐出管２９を水熱交換器２６に接続し、水熱交換器２６と電動膨張弁２７とを冷媒通路３０にて接続し、電動膨張弁２７と蒸発器２８とを冷媒通路３１にて接続し、蒸発器２８と圧縮機２５とをアキュームレータ３２が介設された冷媒通路３３にて接続している。これにより、圧縮機２５が駆動すると、水熱交換器２６において熱交換路１４を流れる水が加熱されることになる。また、蒸発器２８にはこの蒸発器２８の能力を調整するファン３４が付設されている。

上記のように構成された給湯機によれば、圧縮機２５を駆動させると共に、水循環用ポンプ１３を駆動（作動）させると、貯湯タンク３の底部に設けた取水口１０から貯溜水（低温水）が流出し、これが循環路１２の熱交換路１４を流通する。そのときこの温湯は水熱交換器２６によって加熱され（沸き上げられ）、湯入口１１から貯湯タンク３の上部に返流される。このような動作を継続して行うことによって、貯湯タンク３に高温の温湯を貯湯することができる。また、運転の際には、電動膨張弁２７の開度等を調整して、圧縮機２５の吐出管温度を上記目標吐出管温度に合わせる吐出管制御を行う。この場合、現状の電力料金制度は深夜の電力料金単価が昼間に比べて安価に設定されているので、この運転は主として、低額である深夜時間帯（例えば、２３時から７時までの時間帯）に行うものである。なお、このようなヒートポンプ式給湯機は、例えば、特許文献１に開示されているように公知である。

さらに、上記貯湯タンク３の頂部には、図３に示すように、貯湯タンク３内の温水の異常な温度上昇による各種不具合の発生を防止するために、温度過昇防止器（バイメタルサーモ）５０が取り付けられている。このような温度過昇防止器（バイメタルサーモ）５０の適用例は、例えば、特許文献２、特許文献３のように公知である。

上記給湯機において、出湯サーミスタ２１ａの検出温度が所定の温度を超えた場合や貯湯タンク３の頂部温度が上昇して上記温度過昇防止器（バイメタルサーモ）５０が動作したときには、安全性確保の観点から、上記圧縮機２５の運転を停止するようになっている。すなわち、上記従来の給湯機では、電源は、図３に示しているように、タンクユニット１１のタンクＰ板５１を経由して、ヒートポンプユニット１の電源ユニット５２に接続され、この電源ユニット５２からヒーポン制御部５３へ給電するようになっている。ヒーポン制御部３３は、上記圧縮機２５の駆動周波数や電動膨張弁２７の開度を制御するためのものである。そして、バイメタルサーモ５０の作動によって、上記タンクＰ板５１と電源ユニット５２との間の電源供給ライン５４を切断するようになっている。なお、５５はタンク制御部を示している。
特開２００３−２２２４０６号公報 特開２０００−３９１４４号公報 特開平１１−１０８４１７号公報

しかしながら、上記温度過昇防止器（バイメタルサーモ）５０は、非常に高価であり、機器コストダウンの要請には、充分に応えきれていないのが実情である。

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、貯湯タンク内の温水の異常温度上昇に起因する各種不具合の発生を、従来同様に抑制することが可能であり、しかも安価に構成可能な給湯機の異常検出装置を提供することにある。

そこで、この発明の給湯機の異常検出装置は、湯水を加熱するヒートポンプユニット１と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンク３を有するタンクユニット２とを備え備えた給湯機であって、上記タンクユニット２のタンク制御部４２には、リモコン４３が接続されると共に、このタンク制御部４２は、タンクユニット２からヒートポンプユニット（１）への電力供給の許可、非許可を切替える通電切替手段４９を有し、ヒートポンプユニット１の待機電力を節減するための待機電力節減指令が上記タンク制御部４２に入力されたときに、上記通電切替手段４９を動作させてヒートポンプユニット１への通電を停止すべく構成して成り、さらに、上記貯湯タンク３の頂部には、貯湯タンク３の温湯温度を検出するタンク温度検出手段４０を設け、貯湯タンク３の検出湯温が基準温度以上になったときに上記通電切替手段４９によってタンクユニット２からヒートポンプユニット１への電力供給を停止するように構成したことを特徴とする。

さらに、この発明では、上記給湯機は、圧縮機２５の作動によって加熱される水熱交換器２６と、貯湯タンク３の底部に接続した入水配管１５からの流入水を上記水熱交換器２６で加熱して出湯配管１６から貯湯タンク３の上部へと供給する循環路１２と、上記水熱交換器２６から出湯される出湯温度を検出する出湯温度検出手段２１とを備え、上記出湯温度検出手段２１の検出湯温に基づいて上記圧縮機２５の動作、上記循環路１２の循環湯水量等を制御すべく構成して成るものであって、さらに、上記出湯温度検出手段２１を上記タンク温度検出手段４０としても機能させることを特徴とする。

上記給湯機の異常検出装置では、従来のように高価な温度過昇防止器（バイメタルサーモ）を使用する必要はなく、安価な温度検出手段、例えば温度サーミスタを使用して、従来同様に安全性を確保できるので、給湯機の大幅なコストダウンを達成できる。

また、待機電力を節減するための待機電力節減と共有化を図っているので、制御構成が簡素化され、一段とコストダウンを図ることができる。

さらに、タンク温度検出手段４０と残湯量検出器１８ａとの共用化を図ったり、あるいはタンク温度検出手段４０と出湯温度検出手段２１との共有化を図ったりすれば、制御構成が簡素化され、一段とコストダウンを図ることができる。

次に、この発明の給湯機の異常検出装置について、その具体的な実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、給湯機（ヒートポンプ式給湯機）の簡略回路図であるが、これは従来例に関連した説明と同一のものであるので、その説明を省略する。まず、図２において、１はヒートポンプユニット、２はタンクユニットを示しているが、これらは図１に関連して説明したものと同一である。また、４１はヒーポン制御部、４２はタンク制御部であり、タンク制御部４２には、台所リモコン（メインリモコン）４３と風呂リモコン（サブリモコン）４４とが接続されている。上記タンク制御部４２は、従来同様に、タンクＰ板４５に設けられている。一方、電源ライン４６、４７は、上記タンクＰ板４５を経由して上記ヒートポンプユニット１の電源ユニット４８に接続されている。また、上記電源ライン４６には、タンクＰ板４５内において、リレー４９が介設されている。なお、このリレー４９は、通電切替手段となるものであるが、その機能は後述する。さらに、図２に示すように、貯湯タンク３の頂部には、貯湯タンク３の湯温を検出するタンク温度検出手段となるタンク温度サーミスタ４０が取り付けられている。

上記台所リモコン４３及び風呂リモコン４４からタンク制御部４２に対して、運転停止指令を出力できるようになっている。これは、数日間にわたって留守にするような場合に待機電力を節減するため、その間、ヒートポンプユニット１を停止させておくような場合に使用する。このような待機電力節減指令が、台所リモコン４３や風呂リモコン４４からタンク制御部４２に入力されると、タンク制御部４２は、上記電源ライン４６のリレー４９を切動作させ、ヒートポンプユニット１に対する電力供給を停止する。この実施形態は、このような機能を利用する。すなわち、上記タンク温度サーミスタ４０での検出タンク湯温が、例えば、９５℃を超えた異常温度上昇状態になると、タンク温度サーミスタ４０から上記タンク制御部４２に異常温度上昇出力がなされ、上記タンク制御部４２は、上記リレー４９を動作させて電源の供給を停止するのである。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記においては、タンク温度サーミスタ４０と出湯温度検出手段（出湯サーミスタ）２１との両者を設ける例を示しているが、この両者を兼用することも可能であり、この場合には、一段とコストダウンを図ることができることになる。また同様に、タンク温度サーミスタ４０と残湯量検出器１８ａとを兼用することも可能であり、この場合にもコストダウンを図ることが可能である。さらに、上記実施形態では、タンク温度サーミスタ４０の出力をタンク制御部４２に直接出力しているが、これは一旦ピーポン制御部４１に出力し、次いでタンク制御部４２に対して、リレー４９を切動作させるべく指令出力をしてもよい。またさらに、上記ヒーポン制御部４１において、タンク温度サーミスタ４０からの異常温度上昇出力を受けて、電源ユニット４８の停止指令を出力することもある。なお、この異常検出装置を使用する給湯機の冷媒としては、炭酸ガスを用いるのが好ましいが、その他、ジクロロジフルオロメタン（Ｒ−１２）やクロロジフルオロメタン（Ｒ−２２）のような冷媒であっても、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題から、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）のような代替冷媒であってもよい。

この発明の異常検出装置を具備した給湯機の簡略回路図である。 上記給湯機の異常検出装置の制御部の簡略ブロック図である。 従来例における給湯機の異常検出装置の制御部の簡略ブロック図である。

符号の説明

１ ヒートポンプユニット
２ タンクユニット
３ 貯湯タンク
１２ 循環路
１５ 入水配管
１６ 出湯配管
２１ 出湯温度検出手段
２５ 圧縮機
４０ タンク温度検出手段
４２ タンク制御部
４９ 通電切替手段

Claims (3)

1. 湯水を加熱するヒートポンプユニット（１）と、加熱された温水を貯湯する貯湯タンク（３）を有するタンクユニット（２）とを備えた給湯機であって、上記タンクユニット（２）のタンク制御部（４２）には、リモコン（４３）が接続されると共に、このタンク制御部（４２）は、タンクユニット（２）からヒートポンプユニット（１）への電力供給の許可、非許可を切替える通電切替手段（４９）を有し、ヒートポンプユニット（１）の待機電力を節減するための待機電力節減指令が上記タンク制御部（４２）に入力されたときに、上記通電切替手段（４９）を動作させてヒートポンプユニット（１）への通電を停止すべく構成して成り、さらに、上記貯湯タンク（３）の頂部には、貯湯タンク（３）の温湯温度を検出するタンク温度検出手段（４０）を設け、貯湯タンク（３）の検出湯温が基準温度以上になったときにも上記通電切替手段（４９）によってタンクユニット（２）からヒートポンプユニット（１）への電力供給を停止するように構成したことを特徴とする給湯機の異常検出装置。
2. 上記タンク温度検出手段（４０）を、貯湯タンク（３）の残湯量検出器（１８ａ）としても機能させることを特徴とする請求項１の給湯機の異常検出装置。
3. 上記給湯機は、圧縮機（２５）の作動によって加熱される水熱交換器（２６）と、貯湯タンク（３）の底部に接続した入水配管（１５）からの流入水を上記水熱交換器（２６）で加熱して出湯配管（１６）から貯湯タンク（３）の上部へと供給する循環路（１２）と、上記水熱交換器（２６）から出湯される出湯温度を検出する出湯温度検出手段（２１）とを備え、上記出湯温度検出手段（２１）の検出湯温に基づいて上記圧縮機（２５）の動作、上記循環路（１２）の循環湯水量等を制御すべく構成して成るものであって、さらに、上記出湯温度検出手段（２１）を上記タンク温度検出手段（４０）としても機能させることを特徴とする請求項１又は請求項２の給湯機の異常検出装置。