JP4572813B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、装置又は設備等の制御装置に係り、特には、給湯装置のための制御装置に係り、ヒートポンプ式給湯装置の制御装置に適用されるのに適する。

ヒートポンプ式給湯装置は、既知の装置であり、これに関して提案する従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。この従来技術においては、給湯装置の故障箇所を特定することができる。特許文献１において、一旦圧縮機（コンプレッサ）を停止させ、再起動させる回数が所定回数に達した場合に故障を検出する手段が開示されている。しかしながら、室外ファンが台風などの強風で回転が止まってしまった場合に、実際にはファンモータ自身は故障ではないが、制御装置側では故障として誤検出してしまう。

この様な従来技術の問題点について、図１１（Ａ）及び（Ｂ）を例に説明する。沸き上げ中の正常な場合はＡのように目標回転数（ここでは６００ｒｐｍ）になるように制御する。しかし、例えば強風でＢのごとく不安定状態が継続すると室外ファンの回転数が所定値以下（例えば１００ｒｐｍ）の場合、システムが異常であると検出しコンプレッサを停止させる。その後、再起動させ回数を計測する。再起動させても不安定状態が継続すると、再起動する回数が所定値に達してしまうため故障検出する（図１１（Ａ）参照）。

また、図１１（Ｂ）に示す例の場合、強風で回転数が所定値以下になったため、一旦コンプレッサを停止させてから再起動して、ある期間正常に作動した後に、再び回転数が所定値以下になったことを検出した場合でも、再起動回数を加算してカウントして判断するので、強風による再起動回数が所定回数に達するため故障として誤検出する。
更には、給湯装置において、ファンモータ以外の別の構成装置や構成要素でも発生する同様な誤検出を未然に防ぐことが要望されている。

また、エジェクタサイクルを使用した給湯装置に関する別の従来技術がある（例えば、特許文献２参照）が、本発明の提案を開示するものではない。
特開２００２−２１３８１６ 特開２００４−３２４９３０

上記のごとく、従来技術の制御装置においては、異常検出して一旦停止後、再起動し、その再起動回数が所定回数に達したら故障と判定していたが、この様な方法では強風等の外乱による誤検出の問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、故障箇所をより高精度で検出し且つ誤検出を極力なくした給湯装置を提供することを目的とする。
本発明のその他の目的は、故障検出の精度を向上させることにより、不要な保守を回避可能で信頼性の高い制御が可能な制御装置を提供することを目的としている。

本発明の請求項１に記載の形態では、上述した目的を達成するために、少なくとも１基の構成機器を具備するヒートポンプ式給湯装置のための制御装置は、前記構成機器が故障であると判定する判定手段と、所定数設定手段とを具備することを特徴とする。判定手段においては、前記構成機器の異常を検出し、少なくとも異常が検出された構成機器を一旦停止させ再起動する機能を有し、その再起動回数を計測し、前記再起動回数が所定回数に達した場合は、前記構成機器が故障であると判定する。所定数設定手段においては、一旦停止された前記構成機器が一旦正常に作動する状態になれば、その再起動回数を所定数（例えば、０）に戻す。構成機器によって、前記再起動回数の前記所定回数は、個別に決められており、構成機器には、ファンモータ、給水ポンプ及び圧縮機が含まれており、ファンモータ又は前記給水ポンプの再起動回数の所定回数を第１の所定回数とし、圧縮機の再起動回数の所定回数を第２の所定回数とすると、第１の所定回数は、第２の所定回数よりも大きな値とする。

この様に構成することにより、例えば、給湯装置のファンモータ等の構成機器の異常時制御において、従来では、例えば強風の影響を計測し異常と誤判定する可能性があったが、異常時制御において、一旦正常に作動したら所定数に戻す（例えば、０クリアする）所定数設定手段を具備するので、本当に故障した場合にのみ再起動回数をカウントして判定するので、ファンモータ等の構成機器の故障を確実に判定できる。従って、使用者に不要な保守を実施させず、更には故障したのではないかという不安を必要以上に与えないことができるようにする。更に、機器のメンテナンス性等個別の機器の特性を考慮して、再起動回数の所定回数を機器毎に変えることで、故障診断を安全に早めに実施することが可能となり、機器に応じた的確な異常判断が可能になる。

本発明の請求項２に記載の形態では、上記請求項１に記載の形態において、前記構成機器が一旦正常な作動をしているとの判定は、前記構成機器の出力値が、前記構成機器が正常作動していると判定できる所定の正常値範囲にある場合に行われることを特徴とする。
本形態によれば、構成機器の正常作動状態を明確にする。

本発明の請求項３に記載の形態では、上記請求項１に記載の形態において、前記構成機器が一旦正常な作動をしているとの判定は、前記構成機器が正常作動する状態が連続して所定時間経過した場合に行われることを特徴とする。
本形態によれば、構成機器が所定時間の間連続して運転される時間を正常判定の基準として設定する（正常判定時間を設ける）ことで、異常か正常かをより高精度で判断することができる。

また、本発明に記載の請求項４の形態では、上記請求項１に記載の形態において、前記構成機器が一旦正常な作動をしているとの判定は、前記構成機器の出力値が所定の正常範囲にある状態が、連続して所定時間経過した場合に行われることを特徴とする。
本形態によれば、正常判定を出力値が所定の正常範囲にある状態が連続して所定時間経過する条件としてより厳しく規定することにより、上記請求項２に記載の形態と比べて、異常か正常かをより高精度で判定できる。

また、本発明に記載の請求項５の形態では、上記請求項２に記載の形態において、前記構成機器が正常作動しているかどうかの判定において、再起動回数が０の場合の前記出力値の前記所定の正常値範囲を第１の正常値範囲とし、リトライ回数が１以上、即ち既に１回以上再起動された状態の場合の前記出力値の前記所定の正常値範囲を第２の正常値範囲とすると、前記第１の正常値範囲は、前記第２の正常値範囲に比べて、通常運転時の出力値により近いことを特徴とする。
本形態によれば、再起動回数が１回以上の場合の正常値範囲をより厳しく規定することで、確実に故障かどうかを確認できる。

本発明の請求項６に記載の形態に係る制御装置は、少なくとも１基の構成機器を具備するヒートポンプ式給湯装置のための制御装置である。この制御装置は、構成機器の異常を検出して、それを一旦停止させ再起動する再起動手段と、その再起動回数を計測し、前記再起動回数が所定回数に達した場合は、構成機器が故障と判定する判定手段と、更に構成機器が一旦正常な作動となれば、その構成機器の再起動回数を所定数に戻す所定数設定手段とを具備する。複数の構成機器の内の１つをファンモータ又は給水ポンプ、別の１つを圧縮機とし、ファンモータ又は給水ポンプの再起動回数の所定回数を第１の所定回数ｂとし、圧縮機の再起動回数の所定回数を第２の所定回数ｃとした場合に、前記第１の所定回数ｂは前記第２の所定回数ｃよりも大きな値とすることを特徴とする。

この様に構成することにより、給湯装置に含まれるほとんど全ての構成機器の異常時制御において、例えば、強風や水の異物による故障の誤検出を防止するために、一旦正常に作動したら０クリアする０クリア手段を具備するので、明らかに故障だと判断できるまでは機器を作動させることが可能であり、構成機器の故障を確実に判定できる。これにより、不要な運転の中断、不要な保守を回避できるので、装置の信頼性が向上する。更に、機器のメンテナンス性等個別の機器の特性を考慮して、再起動回数の所定回数を機器毎に変えることで、故障診断を安全に早めに実施することが可能となり、機器に応じた的確な異常判断が可能になる。

また、本発明に記載の請求項７の形態では、上記請求項１から６のいずれか一項に記載の形態いずれか一項において、給湯装置（１００、２００）が、温水を貯蔵するための貯湯タンク（５）と、冷媒を圧縮して加熱する圧縮機（１）と、前記冷媒で温水を加熱する水冷媒熱交換器（２）と、前記水冷媒熱交換器において熱交換された冷媒と、ファンモータ（４５）により駆動される室外ファン（４１）により供給される外気との間で熱交換させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器（４）と、前記貯湯タンクと前記水冷媒熱交換器との間で温水を循環させる給水ポンプ（６）とを具備する。制御装置は、前記給湯装置に具備され、圧縮機、ファンモータ、給水ポンプの内少なくともいずれか一つを制御する。
本形態によれば、制御装置の制御対象を明確にする。

上記の本発明の説明において、カッコ（）内の記号又は数字は、以下に示す実施の形態との対応を示すために添付される。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の制御装置及びその制御方法を詳細に説明する。制御装置は給湯装置用として説明される。図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置を具備する給湯装置１００の構成を図解的に示す説明図である。図３は、本発明の第１の実施の形態の制御装置における異常時制御のフローチャートである。

本発明の実施の形態に係る給湯装置１００の構成を図１に基づいて説明する。給湯装置１００は、コンプレッサ（圧縮機）１、水冷媒熱交換器２の冷媒流路２１、膨張弁３、室外ファン４１を付設した空気熱交換器（蒸発器）４、およびアキュムレータ（図示せず）を冷媒配管４２で環状に接続したヒートポンプサイクルＨと、給湯用の温水を貯える貯湯タンク５と、水冷媒熱交換器２の温水流路２２とを温水配管５１で接続し、途中に循環ポンプ６を介設した温水回路Ｗと、制御装置（図示せず）とを備える。

コンプレッサ１は、内蔵した電動モータによって駆動され、アキュムレータから吸引した気相冷媒を臨界圧力以上に圧縮して吐出する。なお、コンプレッサ１は、電動モータへの通電量に応じて能力（回転数）が増減する。

水冷媒熱交換器２は、コンプレッサ１から吐出する冷媒（二酸化炭素）が流れる冷媒流路２１と、湯水が流れる温水流路２２とを有する。上述したコンプレッサ１により高温高圧に圧縮された冷媒（ホットガス）が水冷媒熱交換器２の冷媒流路２１内を流れ、これにより、水冷媒熱交換器２の温水流路２２内を逆方向に流れる湯水が加熱され湯水温度が上昇する。なお、温水流路２２の入口、出口側には、それぞれ給水温センサ５１１、給湯温度センサ５１２が配され、冷媒流路２１の出口側、入口側には、それぞれ、冷媒温度センサ４２１、冷媒吐出温度センサ４２２が配されている。

膨張弁３は、アクチュエータにより駆動される弁体を有し、アクチュエータへの通電量に応じて弁開度を可変することができる。この膨張弁３を冷媒が通過すると膨張して低圧になる。

空気熱交換器４は、膨張弁３を通過して減圧した低温冷媒を、室外ファン４１によって送風される外気と熱交換（大気吸熱）して蒸発させる。空気熱交換器４より流出する冷媒を気液分離するためにアキュムレータが設けられ、気相冷媒がコンプレッサ１に送られる。なお、空気熱交換器４の入口、出口側、ファン近傍には、それぞれ冷媒入力温度センサ４１１、フロスト温度センサ４１２、外気温度センサ４１３が配されている。

温水配管５１は、貯湯タンク５の下部に設けられた温水出口５２と、上部に設けられた温水入口５３との間を接続する配管である。貯湯タンク５内の湯水は、循環ポンプ６により温水出口５２から出て温水配管５１を介して水冷媒熱交換器２の温水流路２２を通り、加熱された温水は温水入口５３から貯湯タンク５内に戻る。

制御装置は、給水温センサ５１１、給湯温度センサ５１２、冷媒温度センサ４２１、冷媒吐出温度センサ４２２、冷媒入力温度センサ４１１、フロスト温度センサ４１２、および外気温度センサ４１３の各出力に基づいて、貯湯タンク５に給湯する温水の温度が目標給湯温度になる様に、循環ポンプ６と、膨張弁３と、室外ファン４１と、コンプレッサ１の電動モータとを安全な各制御範囲内で通電制御する。

次に、図１に示す上記の構成の給湯装置１００の制御方法について、図３に示す本発明の第１の実施の形態の制御装置におけるフローチャートを参照して説明する。本実施の形態においては、特に、図１の室内ファン４１を駆動するファンモータ４５についての異常時制御方法の発明であるので、図３のフローチャートはその異常制御手順のみを示している。給湯装置の全体的な制御については、本発明の対象ではなく、それを説明しなくても本発明は理解できると考えられるのでその説明は省略する（給湯装置の全体的制御については、例えば、参考文献１に開示するものと同様であっても良い）。

図３の第１の実施の形態の制御フローチャートにおいて、ステップ１００（Ｓ１００）において、ファンモータ制御の中にあるファンモータ異常時制御がスタートされると、ステップ１０１（Ｓ１０１）に進む。Ｓ１０１においてファンモータ４５に異常が発生した可能性があるかどうかが検出される。本実施の形態においては、作動しているファンモータ４５の回転数が所定値を超えていなければ（Ｎｏ）、異常が発生している可能性があると判断して、ステップ１０４（Ｓ１０４）のファンモータ４５の停止制御を行う処理に移行する。ファンモータ回転数が所定値を超えていれば（Ｙｅｓ）、ファンモータ４５に異常は発生していない（正常）と判断し、ステップ１０２（Ｓ１０２）に移行する。Ｓ１０２に移行するとファンモータを正常と認識する。次にステップ１０３（Ｓ１０３）に移行し再起動の回数を計測するリトライカウンタを０クリアする。本実施の形態においては、最終的にリトライカウンタのカウント数が所定値を超えた場合にファンモータ４５に異常があると判断するので、リトライカウンタを０クリアすることは、異常の兆候の全くない状態、即ち、ファンモータ４５の異常時制御の初期状態に設定したことになる。更に、故障前フラグをＯＦＦする。

Ｓ１０１にてＮｏを判定すると、Ｓ１０４に移行し、Ｓ１０４の処理であるファンモータ４５の停止制御を行う。次にステップ１０５（Ｓ１０５）に移行する。ここでは故障前フラグをＯＮにし再起動中であることを表す。次にステップ１０６（Ｓ１０６）に移行し、ファンモータ４５が故障しているか否かを判定する。本実施の形態において、ここではリトライカウンタが閾値としての３を超えていれば（Ｙｅｓ）（但し、リトライカウンタの閾値は３より大きくても良く、あるいは２であっても良い）、ステップ１０８（Ｓ１０８）に移行し、ファンモータ４５が故障していることをリモコン等で使用者に知らせる。例えば、リモコンの時計表示の箇所に“Ｈ１５”などのコードを表示する。使用者はこのような異常コードを見た場合一般的に、サービス担当者やメーカへ連絡し、修理を依頼する。

Ｓ１０６にてリトライカウンタが３を超えていなければ（Ｎｏ）、ステップ１０７（Ｓ１０７）へ移行し、沸き上げ再起動及びリトライカウンタの＋１加算を実施して、再起動を試みる。Ｓ１０３、Ｓ１０７、Ｓ１０８からの移行先は全てステップ１０９（Ｓ１０９）であり、Ｓ１０９においてリターンとなり、図３の一連のファンモータ異常時制御フローが終了し、メインのファンモータ制御に戻る。

本実施の形態の効果について、図１０を参照して説明する。図１０において、破線は従来の異常時制御を示す。破線に示す従来例の場合、強風のためリトライカウンタ（上の表示）を全て計測し、カウンタを加算していたので、図１０において３度目の強風において異常と誤判定し、ファンモータ４５を停止し（破線）、全体システムも停止していた。しかし、本発明の上記第１の実施の形態のように異常時制御することで、下に表示するリトライカウンタのように、正常に作動するとリトライカウンタは０クリアされるので、強風によりファンモータの回転数の低下又は停止が、図１０に示すように頻繁に生じてもファンモータ４５の異常とは判断されない。一方、本当にファンモータ４５が故障した場合は、ファンモータ４５を再起動して、ファンモータ回転数が所定値（ここでは１００ｒｐｍ）を超えなければ、リトライカウンタを＋１加算していくため、リトライカウンタが所定値（上記実施の形態においては３）を超えた場合に、明らかに故障だと判断ができる。このように、異常判断ミスは発生しない。

次に、図４を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態においては、上記の第１の実施の形態に対して、正常判定を、異常検出がされない場合ではなく、ファンモータ４５が所定時間作動したら正常と判断するようにする。図４の制御フローチャートにてステップ２００（Ｓ２００）、ステップ２０１（Ｓ２０１）、ステップ２０３（Ｓ２０３）〜ステップ２０７（Ｓ２０７）までは図３と同様な制御フローである。本実施の形態の第１の実施の形態と異なる部分は、ステップ２０１（Ｓ２０１）にてファンモータ回転数が所定値（１００ｒｐｍ）を超えた場合、ステップ２０２（Ｓ２０２）に移行して行う、ファンモータ正常判定である。

図４において、Ｓ２０２の処理はサブルーチンの処理となり、ステップ２１０（Ｓ２１０）〜ステップ２１４（Ｓ２１４）がその制御になる。制御がＳ２０２に進むと、Ｓ２０２からＳ２１０に移行し、次にステップ２１１（Ｓ２１１）に移行する。ここでは、タイマをＳ２０１でＹｅｓの信号が出た瞬間にスタートさせ、ファンモータ回転数が所定値を越えている（Ｙｅｓである）時間をタイマにより計測させる。タイマは、このＹｅｓの状態が連続所定時間を経過したかを判定する。このタイマは、Ｓ２０１にてＮｏとなると０クリアされ、Ｓ２０１でＹｅｓだとカウントアップする。本実施の形態において、連続所定時間として６０秒経過したらステップ２１２（Ｓ２１２）に移行する（但し、連続所定時間は６０秒より長くても短くても良い）。Ｓ２１２ではファンモータを正常と識別し、ステップ２１３（Ｓ２１３）へ移行する。Ｓ２１３ではファンモータのリトライカウンタを０クリアし、再起動の識別である故障前フラグをＯＦＦとする。Ｓ２１１でＮｏの場合Ｓ２１１から、又はＳ２１３からステップ２１４（Ｓ２１４）へ移行する。Ｓ２１４では一連のサブルーチン処理が完了しリターンとなり、Ｓ２０２の完了場所まで戻る。次に、Ｓ２０２からＳ２０８に移行する。Ｓ２０８以降は第１の実施の形態と同様である。

更に、図５を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態においては、上記の第２の実施の形態に対して、Ｓ２０２のファンモータ正常判定に関するサブルーチン処理を別の方法とする。ファンモータ正常判定において、ファンモータの回転数が所定値以上かどうかを判定し、正常とする。Ｓ２０２において、図５に示すサブルーチンのステップ２２０（Ｓ２２０）〜ステップ２２７（Ｓ２２７）の処理をする。Ｓ２０２からＳ２２０に移行して、制御がサブルーチンに入るとステップ２２１（Ｓ２２１）に移行する。Ｓ２２１においてファンモータ回転数が所定回転数（閾値）以上であることを検出する。本実施の形態において例えば、１５０ｒｐｍ以上（Ｙｅｓ）であればステップ２２３（Ｓ２２３）に移行し、そうでなければ（Ｎｏ）、ステップ２２２（Ｓ２２２）へ移行する（但し、ファンモータ回転数の閾値は１５０ｒｐｍより高くても低くても良い）。例えば、ファンモータ回転数が１１０ｒｐｍの場合（Ｓ２２１においてＮｏの場合）、Ｓ２２２に移行して、正常かどうか判断するタイマを０クリアする。その後、ステップ２２７（Ｓ２２７）へ移行する。制御はＳ２２７からリターンされる（即ち、図４におけるＳ２０８に移行し、制御は続行される）。

Ｓ２２１においてＹｅｓ、例えば２００ｒｐｍの場合Ｓ２２３へ移行し、正常判定タイマをカウントアップする。次に、Ｓ２２３からステップ２２４（Ｓ２２４）へ移行し、その正常判定タイマが連続所定時間を経過しているか否かを判定する。所定時間例えば６０秒を超えていればステップ２２５（Ｓ２２５）へ移行し、超えていなければステップ２２７（Ｓ２２７）へ移行する（但し、前記タイマの連続所定時間は６０秒より長くても短くても良い）。Ｓ２２５へ移行した場合は、ファンモータを正常と識別し、ステップ２２６（Ｓ２２６）へ移行する。Ｓ２２６ではファンモータのリトライカウンタを０クリアし、再起動の識別である故障前フラグをＯＦＦとする。Ｓ２２４でＮｏの場合Ｓ２２４から、及びＳ２２６からＳ２２７へ移行する。Ｓ２２７以降の制御については既に上記した。

更に、図６を参照して本発明の第４の実施の形態を説明する。本実施の形態においては、上記の第１と第２の実施の形態に対して、図６のようなファンモータ異常時制御を実施する。本実施の形態のファンモータ異常時制御において、一度故障前フラグにより故障前だと判断すると異常判定の検出値を変える処理をする。図６は、図３又は図４に対応するフローチャートである。図６において、ステップ３００（Ｓ３００）においてファンモータ４５の異常時制御がスタートすると、ステップ３０１（Ｓ３０１）に移行する。Ｓ３０１により故障前フラグＯＮならば（異常の可能性有りの状態）、ステップ３０２（Ｓ３０２）に移行し、そうでなければ（正常の可能性の状態）、ステップ３０３（Ｓ３０３）に移行する。Ｓ３０２及びＳ３０３においては共に、ファンモータ回転数の正常状態を判定するための判定値（Ａ）を設定するが、故障前フラグの状態によって、それぞれ異なる判定値を設定する。本実施の形態では例として、正常からの（正常時における）ファンモータ回転数の判定値（Ａ）はＡ＝１００ｒｐｍとし、故障前ならＡ＝１５０ｒｐｍとする（但し、前記判定値はそれぞれ異なる値であっても良い）。

Ｓ３０２又はＳ３０３の処理を実施後制御はステップ３０４（Ｓ３０４）に移行する。Ｓ３０４にてファン回転数がその判定値Ａを超えていれば（Ｙｅｓ）、ステップ３０５（Ｓ３０５）へ、そうでなければ（Ｎｏ）Ｓ３０６へそれぞれ移行して上記第２の実施の形態と同様の処理を実施する。Ｓ３０２を目標値６００ｒｐｍより数回転低めに設定し５００ｒｐｍなどより厳しい条件に設定しても良い。また、Ｓ３０４の異常検出を所定回転数を超えてという判定ではなく、１５０〜７００ｒｐｍの間に無い場合という制御範囲で判定しても良い。このように故障判定をより高精度に制御することもできる。

更に、図７から９を参照して本発明の第５の実施の形態を説明する。上記の第１から第４の実施の形態においてはファンモータ４５の異常時制御に限られていたが、本実施の形態においては、ファンモータ４５のみではなく、給湯装置１００のシステム全体の故障診断として異常時制御（制御処理）の構成を開示する。本実施の形態においては、メイン処理に対して各機器それぞれの異常処理という観点で図７から９に示すフローチャートを構成している。ポイントとしては機器対象それぞれにリトライ回数を変える構成としている。この理由としては、リトライ回数が多いと機器的にダメージ（破壊）を及ぼす危険のある対象については、そのリトライ回数を減らすなど故障診断を早めに行う。機器によって、リトライ回数がその機器に与えるダメージの程度が異なることを考慮したものである。

図７は、給湯装置システム全体の異常時制御のフローチャートを示す。ステップ４００（Ｓ４００）にて機器全ての異常処理を開始すると、ステップ４０１（Ｓ４０１）に移行する。Ｓ４０１ではコンプレッサ系の異常のリトライ回数Ｒ１を設定する。本実施の形態では例として、Ｒ１＝３とする。コンプレッサ系異常というのは、例としてコンプレッサ１を駆動制御するインバータ（制御装置）からの、コンプレッサ・モータを駆動する出力電流が多すぎると駆動する素子（ＩＧＢＴ、ＩＰＭ等）の破壊につながる危険があるため、異常として検出停止させる。その後、Ｓ４０１からステップ４０２（Ｓ４０２）へ移行する。Ｓ４０２では他の機器の異常リトライ回数をＲ２として設定する。本実施の形態において例として、Ｒ２＝６としている。他の機器とはファンモータ４５や給水ポンプ６など、保守において故障した場合でも交換が容易な機器を対象としている。本実施の形態においては、図中には無いが冷媒サイクルの圧力異常や除霜用電磁弁（図２における６５）といったサイクル系についても異常リトライ回数を個々で設定する。

その後Ｓ４０２からステップ４０３（Ｓ４０３）に移行する。Ｓ４０３はファンモータ異常時処理となり、前記した第１から第４の実施の形態のファンモータ４５の異常時制御の構成とは異なる点として、ステップ４１５（Ｓ４１５）のリトライカウンタの判定をＲ２で実施することである。Ｓ４０３から、ステップ４１０（Ｓ４１０）からステップ４１８（Ｓ４１８）までのファンモータ異常時制御のサブルーチンに移行する。同時に、ステップ４０４（Ｓ４０４）に移行し、給水ポンプ６の異常時制御に進む。本実施の形態において、ステップ４１０（Ｓ４１０）からステップ４１８（Ｓ４１８）のファンモータ異常時制御のサブルーチンは、図３に示す第１の実施の形態のファンモータ異常時制御と同様である。相違点は、上記のごとくＳ４１５のリトライカウンタの判定値がＲ２であることである（図３の第１の実施の形態におけるＳ１０６）。このステップ４１０（Ｓ４１０）からステップ４１８（Ｓ４１８）までのファンモータ異常時制御のサブルーチンが、第２から第４の実施の形態のいずれかと置換されても良い。但し、リトライカウンタの判定値のみがＲ２とされれば良い。上記の相違点以外は、前述した実施の形態と同様であるので、説明は省略する。

また、図７におけるＳ４０４の給水ポンプの異常時制御において、制御は、図８に示すステップ４２０に進み、同時にステップ４０５（Ｓ４０５）のコンプレッサモータ系異常時制御に移行する。図８は、給水ポンプ異常時制御のフローチャート（ステップ４２０（Ｓ４２０）からステップ４２８（Ｓ４２８））を示す。本実施の形態の給水ポンプ異常時制御のフロー（サブルーチン）は、図８に示すように、図７に示すファンモータ異常時制御のサブルーチンと同様のフローであり、従って、基本的には図３に示す第１の実施の形態のファンモータ異常時制御のフローと同様である。給水ポンプ異常についても、ファンモータ異常と同様な制御が適応でき、図８のステップ４２５（Ｓ４２５）のように、リトライカウンタの判定をＲ２で実施し給水ポンプ６の故障確定を判断する。ポンプの場合は例えば水に異物が混入していてポンプが一時的にロックした場合を想定すると、ファンモータ同様に誤検出する可能性があるため、第１から第４の実施の形態と同様な故障判定を適用する。図８に示す制御フローは、図７あるいは図３の制御フローと基本的に同様であるので、重複を避け上記以外の説明は省略する。

Ｓ４０５から、ステップ４３０（Ｓ４３０）からステップ４３８（Ｓ４３８）までのコンプレッサモータ系異常時制御に進む。先ずＳ４０５からＳ４３０に移行する。図９は、コンプレッサモータ系異常時制御のフローチャートを示す。本実施の形態のコンプレッサモータ系異常時制御のフロー（サブルーチン）は、図９に示すように、図７又は８に示すファンモータ異常時制御のサブルーチンと同様のフローであり、従ってやはり、基本的には図３に示す第１の実施の形態のファンモータ異常時制御のフローと同様である。図９に示すＳ４０５のコンプレッサ系異常時制御に関して、図７又は８に示すファンモータ４５又は給水ポンプ６の異常時制御の制御処理との相違は、ステップ４３５（Ｓ４３５）のリトライカウンタの判定をＲ１で実施している点である。本実施の形態において、給水ポンプ異常時制御及び／又はコンプレッサモータ系異常時制御の基本制御フローが第１の実施の形態の制御フローに類似なフローとされているが、第２から第４の実施の形態の制御フローのいずれかにより置換されても良い。

コンプレッサ系異常の場合、前に例で挙げたモータを駆動する出力電流が多すぎる場合に停止して何度も再起動を実施すると、コンプレッサに内蔵されているモータのコイルが出力電流が多いことで発熱し、過熱してコイル自体が断線してしまうといった危険性が存在する。仮に故障になった場合はコンプレッサおよび冷凍サイクル系の故障はメンテナンス性が非常に悪く、多くの場合においてヒートポンプユニットの交換に到ってしまう。従って、その様な故障モードになる前に停止させ、早めにメンテナンスができるように使用者に知らせることが好ましい。その間は制御的にコンプレッサの回転数を下げたり、沸き上げする温度を低めに設定したりと安全目に故障でも致命的な機器破壊にならないような制御する。

図２は、本発明の実施の形態に係る別の給湯装置２００の構成を図解的に示す説明図である。図２を参照すると、図１に開示される給湯装置１００の要素部分と同じ又は同様である図２の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
図２に示す給湯装置２００は、本発明の第１の実施の形態の給湯装置１００のヒートポンプサイクルＨにエジェクタを利用したエジェクタサイクルを適用したものである。図１に示すヒートポンプサイクルＨにおいて、水冷媒熱交換器２と空気熱交換器４の間にエジェクタ７０が配置されている。従って、本給湯装置２００の説明においては、図１に示す給湯装置１００と相違する構成について主に説明し、重複する構成については説明を省略する。

エジェクタ７０は冷媒を減圧膨張させて蒸発器（空気熱交換器）４にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換してコンプレッサ１の吸入圧を上昇させるものである。エジェクタ７０は、図２に示すように、流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル７１、ノズル７１から噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器４にて蒸発した気相冷媒を吸引しながら、ノズル７１から噴射する冷媒流とを混合する混合部７２、及びノズル７１から噴射する冷媒と蒸発器４から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ７３等からなるものである。

図１には示されない気液分離器５０は、図２では示されており、エジェクタ４０から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離手段であり、気液分離器５０の気相冷媒流出口はコンプレッサ１の吸引側に接続され、液相冷媒流出口は蒸発器（空気熱交換器）４側の流入側に接続される。
また、バイパス回路６４は、コンプレッサ１から吐出した冷媒を水冷媒熱交換器２及びエジェクタ７０を迂回させて蒸発器４及び気液分離器５０それぞれに分配供給する冷媒通路であり、バイパス回路６４に流れ込む冷媒流量は、制御装置（図示されない）により開閉作動が制御された電磁弁６５により制御される。本実施の形態において、図１に示す温水回路Ｗを具備するものとするので、図２において温水回路Ｗは省略されており、図示されていない。

本給湯装置２００においても、蒸発器（空気熱交換器）４は具備されており、蒸発器４には室外ファン４１が付設されており、室外ファン４１はファンモータ４５により駆動される。従って、ファンモータ４５の異常時制御が必要であり、本給湯装置２００においても、図３に示されるファンモータ異常時制御と同様な制御が行われる。この異常時制御については、前述の第１の実施の形態において説明した内容と全く同じであるので、説明は省略する。即ち、本実施の形態においては、給湯装置２００の構成だけが第１の実施の形態の給湯装置１００と相違しており、異常時制御については同じである。
本給湯装置２００のエジェクタサイクルを利用した装置構成に、第２から第４の実施の形態のファンモータの異常時制御のいずれか１つが適用されても良い。また、本給湯装置２００のエジェクタサイクルを利用した装置構成に、第５の実施の形態の給湯装置全体の異常時制御が適用されても良い。

次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の第１の実施の形態の制御装置におけるファンモータ異常時制御により以下の効果が期待できる。
・ファンモータの異常時制御において、従来では、例えば強風のためリトライカウンタを計測し異常と誤判定していたが、本発明のように制御することで、即ち正常に作動するとリトライカウンタを０クリアするようにすれば、本当に故障した場合にのみファンモータ回転数が所定値を超えなければリトライカウンタを＋１加算するので、明らかにファンモータの故障だと正しく判断できる。
・使用者に不要な保守を実施させず、更には故障したのではないかという不安を必要以上に与えないようにする。

本発明の第２の実施の形態の制御装置におけるファンモータ異常時制御により以下の効果が期待できる。
・本構成により、正常判定時間を設ける（ファンモータの連続運転時間を正常判定の基準として設定する）ことで、異常か正常かをより高精度で判断することができる。

本発明の第３の実施の形態の制御装置におけるファンモータ異常時制御により以下の効果が期待できる。
・本構成により、正常判定と異常判定との判定ヒステリシスを設けることで、第２の実施の形態と比べても、よりもなお高精度で異常か正常かを判断することができる。

本発明の第４の実施の形態の制御装置におけるファンモータ異常時制御により以下の効果が期待できる。
・故障前からの復帰判定を厳しく検出することで、確実に故障かどうかを確認できる。

本発明の第５の実施の形態の制御装置における異常時制御により以下の効果が期待できる。
・給湯装置に含まれる機器、装置のほとんど全てについて、故障かどうかをより高精度に判断することができる。
・例えば、強風や水の異物による故障の誤検出を防止するため、本発明のように一旦機器が正常と判断すると、リトライカウンタのように故障確定する判定値を変更する（カウンタの０クリア）ことで、明らかに故障だと判断できるまでは機器を作動させることができる。
・これにより、不要な運転の中断、不要な保守を回避できるので、装置の稼動効率が向上し、信頼性も向上する。
・また、機器のメンテナンス性等個別の機器の特性を考慮して、再起動（リトライ）する回数を機器毎に変えることで、故障診断を安全に早めに実施することが可能となり、機器に応じた的確な異常判断が可能になる。

また、上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、本発明の制御装置はヒートポンプ式給湯装置用として説明されているが、本発明はこれに限定されず、種々の装置、システム又は設備に適用されても良い。
上記の説明における０クリアは、０に戻すことに限らず、所定回数（例えば、１）に戻す操作であっても良い。

上記の実施の形態は本発明の例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。

図１は、本発明の実施の形態の制御装置を具備する給湯装置の構成を図解的に示す説明図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る制御装置を具備する別の給湯装置の構成を図解的に示す説明図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態の制御装置における制御のフローチャートであり、ファンモータ異常時制御のフローを示す。 図４は、本発明の第２の実施の形態の制御装置における制御のフローチャートであり、ファンモータ異常時制御のフローを示す。 図５は、本発明の第３の実施の形態の制御装置における制御のフローチャートであり、ファンモータ異常時制御のフローを示す。 図６は、本発明の第４の実施の形態の制御装置における制御のフローチャートであり、ファンモータ異常時制御のフローを示す。 図７は、本発明の第５の実施の形態の制御装置における制御のフローチャートであり、給湯装置全体の異常処理のフロー及びファンモータ異常時制御のフローを示す。 図８は、前記第５の実施の形態の制御装置における給水ポンプ異常時制御のフローチャートである。 図９は、前記第５の実施の形態の制御装置におけるコンプレッサモータ系異常時制御のフローチャートである。 図１０は、本発明の第１の実施の形態の制御装置におけるファンモータ異常時制御の効果の説明図である。 図１１は、従来技術における異常時制御の問題点の説明図である。

符号の説明

１ コンプレッサ
２ 水冷媒熱交換器
３ 膨張弁
４ 空気熱交換器（蒸発器）
５ 貯湯タンク
６ 循環ポンプ
２１ 冷媒流路
２２ 温水流路
４１ 室外ファン
４２ 冷媒配管
４５ ファンモータ
１００ 給湯装置
Ｈ ヒートポンプサイクル
Ｗ 温水回路

Claims (7)

1. 少なくとも２基の構成機器を具備するヒートポンプ式給湯装置のための制御装置であって、
   前記構成機器の異常を検出し、少なくとも異常が検出された構成機器を一旦停止させ再起動する機能を有し、その再起動回数を計測し、前記再起動回数が所定回数に達した場合は、前記構成機器が故障であると判定する判定手段と、更に
   一旦停止された前記構成機器が一旦正常に作動する状態になれば、その再起動回数を所定数に戻す、所定数設定手段と、
   を具備するヒートポンプ式給湯制御装置において、
   前記構成機器によって、前記再起動回数の前記所定回数は、個別に決められており、前記構成機器には、ファンモータ（４５）、給水ポンプ（６）及び圧縮機（１）が含まれており、前記ファンモータ（４５）又は前記給水ポンプ（６）の再起動回数の所定回数を第１の所定回数とし、前記圧縮機（１）の再起動回数の所定回数を第２の所定回数とすると、前記第１の所定回数は、前記第２の所定回数よりも大きな値とすることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置のための制御装置。
2. 前記構成機器が一旦正常な作動をしているとの判定は、前記構成機器の出力値が、前記構成機器が正常作動していると判定できる所定の正常値範囲にある場合に行われることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記構成機器が一旦正常な作動をしているとの判定は、前記構成機器が正常作動する状態が連続して所定時間経過した場合に行われることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記構成機器が一旦正常な作動をしているとの判定は、前記構成機器の出力値が所定の正常範囲にある状態が、連続して所定時間経過した場合に行われることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
5. 前記構成機器が正常作動しているかどうかの判定において、再起動回数が０の場合の前記出力値の前記所定の正常値範囲を第１の正常値範囲とし、リトライ回数が１以上、即ち既に１回以上再起動された状態の場合の前記出力値の前記所定の正常値範囲を第２の正常値範囲とすると、
   前記第１の正常値範囲は、前記第２の正常値範囲に比べて、通常運転時の出力値により近いことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
6. 少なくとも２つの構成機器を具備するヒートポンプ式給湯装置のための制御装置において、この制御装置は、
   前記構成機器の異常を検出し、前記構成機器を一旦停止させ再起動する再起動手段と、
   その再起動回数を計測し、前記再起動回数が所定回数に達した場合は、前記構成機器が故障と判定する判定手段と、更に
   前記構成機器が一旦正常な作動となれば、その前記構成機器の再起動回数を所定数に戻す、所定数設定手段と、
   を具備しており、
   前記複数の構成機器の内の１つをファンモータ（４５）又は給水ポンプ（６）、別の１つを圧縮機（１）とし、前記ファンモータ（４５）又は給水ポンプ（６）の再起動回数の所定回数を第１の所定回数ｂとし、前記圧縮機（１）の再起動回数の所定回数を第２の所定回数ｃとした場合に、
   前記第１の所定回数ｂは前記第２の所定回数ｃよりも大きな値とすることを特徴とするヒートポンプ式給湯制御装置。
7. 請求項１から６のうちいずれか１つに記載の制御装置であって、
   温水を貯蔵するための貯湯タンク（５）と、冷媒を圧縮して加熱する圧縮機（１）と、前記冷媒で温水を加熱する水冷媒熱交換器（２）と、前記水冷媒熱交換器において熱交換された冷媒と、ファンモータ（４５）により駆動される室外ファン（４１）により供給される外気との間で熱交換させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器（４）と、前記貯湯タンクと前記水冷媒熱交換器との間で温水を循環させる給水ポンプ（６）と、を有する給湯装置（１００、２００）の、前記圧縮機、前記ファンモータ及び前記給水ポンプのうち少なくともいずれか１つを制御することを特徴とする制御装置。

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