JP5223795B2 - Heat pump water heater - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプサイクルによって給湯水を加熱するヒートポンプ式給湯機に関する。 The present invention relates to a heat pump type water heater that heats hot water by a heat pump cycle.
従来、貯湯タンク内の給湯水をヒートポンプサイクルの水−冷媒熱交換器へ導いて加熱し、加熱された給湯水を再び貯湯タンク内へ戻して貯えるヒートポンプ式給湯機が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a heat pump type hot water heater that heats hot water in a hot water storage tank by introducing it to a water-refrigerant heat exchanger of a heat pump cycle and heats the hot water to return to the hot water storage tank.
ここで、ヒートポンプ式給湯機等のヒートポンプサイクルでは、配管の破損等によって冷媒回路で冷媒漏れが発生した状態で運転を継続すると、圧縮機等が損傷してしまう虞がある。そのため、例えば、特許文献1では、冷媒漏れが発生する際、圧縮機の吐出温度が上昇するとともに、圧縮機の通電電流が減少することに着目し、圧縮機の吐出温度と圧縮機の通電電流に基づいて冷媒漏れを診断(判定)する診断手段(判定手段)を設けている。 Here, in a heat pump cycle such as a heat pump type hot water heater, if the operation is continued in a state where refrigerant leakage occurs in the refrigerant circuit due to breakage of piping or the like, the compressor or the like may be damaged. Therefore, for example, in Patent Document 1, when refrigerant leakage occurs, the compressor discharge temperature rises and the energization current of the compressor decreases, and the discharge temperature of the compressor and the energization current of the compressor are reduced. Diagnostic means (determination means) for diagnosing (determining) refrigerant leakage based on
ところで、ヒートポンプ式給湯機では、水−冷媒熱交換器に流入する給湯水の入水温度が5℃から60℃程度まで大きく変化する。そして、給湯水の入水温度が低温から高温へと変化する場合には、圧縮機の吐出温度が上昇するとともに、圧縮機の通電電流が減少する場合がある。そのため、特許文献1に記載の判定手段によってヒートポンプ式給湯機の冷媒漏れを判定する場合には、給湯水の温度変化に伴う正常な運転状態の変化を、冷媒漏れと誤判定してしまうといった問題があった。 By the way, in the heat pump type hot water heater, the incoming temperature of hot water flowing into the water-refrigerant heat exchanger varies greatly from about 5 ° C to about 60 ° C. When the incoming temperature of the hot water changes from a low temperature to a high temperature, the discharge temperature of the compressor increases and the energization current of the compressor may decrease. For this reason, when the refrigerant leakage of the heat pump type hot water heater is determined by the determination means described in Patent Document 1, a change in the normal operating state associated with the temperature change of the hot water supply is erroneously determined as refrigerant leakage. was there.
また、ヒートポンプ式給湯機のヒートポンプサイクルの制御方式が、圧縮機の吐出冷媒の温度が所定温度となるように制御する場合、冷媒漏れが発生しても、圧縮機の吐出冷媒の温度が上昇せず、特許文献1に記載の判定手段では冷媒漏れを適切に診断できない。 In addition, when the control method of the heat pump cycle of the heat pump type hot water heater is controlled so that the temperature of the refrigerant discharged from the compressor becomes a predetermined temperature, even if refrigerant leakage occurs, the temperature of the refrigerant discharged from the compressor increases. Therefore, the determination means described in Patent Document 1 cannot properly diagnose refrigerant leakage.
本発明は上記点に鑑みて、ヒートポンプ式給湯機のヒートポンプサイクルの冷媒漏れを適切に診断することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to appropriately diagnose refrigerant leakage in a heat pump cycle of a heat pump type hot water heater.
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討を行なった。その結果、規定量の冷媒が封入されている場合のヒートポンプサイクル(13)の蒸発器(17)の蒸発器温度(Te)を推定(算出)し、推定した推定蒸発器温度(Te´)と、実際の蒸発器温度(Te)との関係から冷媒漏れが発生しているか否かを判定可能であるとの知見を得た。これは、ヒートポンプサイクル(13)にて冷媒漏れが発生した場合には、規定量の冷媒が封入されている場合に比較して、サイクルバランスが変化し、蒸発器(17)の蒸発器温度(Te)がバランスしたときの温度が変化することを利用している。 In order to achieve the above object, the present inventors have intensively studied. As a result, the evaporator temperature (Te) of the evaporator (17) of the heat pump cycle (13) when a specified amount of refrigerant is sealed is estimated (calculated), and the estimated estimated evaporator temperature (Te ′) The present inventors have found that it is possible to determine whether or not refrigerant leakage has occurred from the relationship with the actual evaporator temperature (Te). This is because when a refrigerant leak occurs in the heat pump cycle (13), the cycle balance changes compared to the case where a specified amount of refrigerant is sealed, and the evaporator temperature (17) of the evaporator (17) It utilizes the fact that the temperature changes when Te) is balanced.
そして、規定量の冷媒が封入されている場合の蒸発器(17)の蒸発器温度(Te)を、冷媒漏れの影響を受けない水−冷媒熱交換器(15)に流入する給湯水の入水温度(Twi)、及び室外空気の温度(Tam)の少なくとも一方から推定(算出)することを案出した。これは、蒸発器(17)の蒸発器温度(Te)は、水−冷媒熱交換器(15)に流入する入水温度(Twi)、及び蒸発器(17)内の冷媒と熱交換する室外空気の温度(Tam)に大きく影響するといった関係を逆に考えたものである。 Then, the evaporator temperature (Te) of the evaporator (17) when the specified amount of refrigerant is sealed is used to enter the hot water flowing into the water-refrigerant heat exchanger (15) that is not affected by the refrigerant leakage. It was devised to estimate (calculate) from at least one of temperature (Twi) and outdoor air temperature (Tam). This is because the evaporator temperature (Te) of the evaporator (17) is the temperature of the incoming water (Twi) flowing into the water-refrigerant heat exchanger (15) and the outdoor air that exchanges heat with the refrigerant in the evaporator (17). The relationship of greatly affecting the temperature (Tam) is considered.
上記知見等を鑑みて、請求項1に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(14)、圧縮機(14)から吐出された吐出冷媒と給湯水とを熱交換させる水−冷媒熱交換器(15)、水−冷媒熱交換器(15)から流出した冷媒を減圧させる可変式の減圧手段(16)、及び減圧手段(16)で減圧した低圧冷媒と室外空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる蒸発器(17)を有するヒートポンプサイクル(13)と、水−冷媒熱交換器(15)にて加熱する給湯水が循環する水循環回路(12)と、蒸発器(17)の温度(Te)を検出する蒸発器温度検出手段(28)と、水−冷媒熱交換器(15)に流入する給湯水の入水温度(Twi)を検出する入水温度検出手段(23)と、室外空気の温度(Tam)を検出する外気温度検出手段(25)と、ヒートポンプサイクル(13)にて冷媒漏れが発生しているか否かを診断する診断手段(S30〜S60)と、を備え、診断手段(S30〜S60)は、外気温度検出手段(25)の検出値および入水温度検出手段(23)の検出値のうち少なくとも一方の検出値に基づいて蒸発器(17)の正常温度範囲を算出し、蒸発器温度検出手段(28)の検出値が正常温度範囲外である場合に冷媒漏れが発生したと診断することを特徴とする。 In view of the above knowledge and the like, in the invention according to claim 1, the compressor (14) that compresses and discharges the refrigerant, and the water that exchanges heat between the discharged refrigerant discharged from the compressor (14) and the hot water supply- The refrigerant heat exchanger (15), variable pressure reducing means (16) for reducing the pressure of the refrigerant flowing out of the water-refrigerant heat exchanger (15), and the low-pressure refrigerant and outdoor air decompressed by the pressure reducing means (16) are heated. A heat pump cycle (13) having an evaporator (17) for exchanging and evaporating the refrigerant, a water circulation circuit (12) for circulating hot water heated in the water-refrigerant heat exchanger (15), and an evaporator (17 ) Evaporator temperature detecting means (28) for detecting the temperature (Te), and water temperature detecting means (23) for detecting the incoming temperature (Twi) of hot water flowing into the water-refrigerant heat exchanger (15). , Outdoor air temperature detection to detect outdoor air temperature (Tam) Means (25) and diagnosing means (S30 to S60) for diagnosing whether or not refrigerant leakage has occurred in the heat pump cycle (13), and the diagnosing means (S30 to S60) is an outside air temperature detecting means. The normal temperature range of the evaporator (17) is calculated based on at least one of the detection value of (25) and the detection value of the incoming water temperature detection means (23), and the detection of the evaporator temperature detection means (28). When the value is outside the normal temperature range, it is diagnosed that a refrigerant leak has occurred.
これによれば、給湯水の入水温度(Twi)や室外空気の温度(Tam)に対応した蒸発器(17)の正常温度範囲を基準として冷媒漏れを診断する構成であるため、給湯水の入水温度(Twi)が変化したとしても、冷媒漏れを適切に診断することができる。さらに、蒸発器(17)の蒸発器温度(Te)の変化によって冷媒漏れを判定する構成であるため、ヒートポンプサイクル(13)の制御方式が、圧縮機(14)の吐出冷媒の温度(Td)が所定の目標温度(Tdo)となるように制御するものであっても、適切に冷媒漏れを判定することができる。 According to this, since it is the structure which diagnoses a refrigerant | coolant leak on the basis of the normal temperature range of the evaporator (17) corresponding to the temperature (Twi) of incoming hot water, and the temperature (Tam) of outdoor air, Even if the temperature (Twi) changes, the refrigerant leakage can be properly diagnosed. Furthermore, since it is the structure which determines refrigerant | coolant leakage by the change of the evaporator temperature (Te) of an evaporator (17), the control system of a heat pump cycle (13) is the temperature (Td) of the discharge refrigerant | coolant of a compressor (14). Even if it is controlled so as to be a predetermined target temperature (Tdo), it is possible to appropriately determine refrigerant leakage.
従って、従来の冷媒漏れ診断に比べて、ヒートポンプ式給湯機(10)のヒートポンプサイクル(13)の冷媒漏れの診断精度を向上させることができる。 Therefore, compared with the conventional refrigerant leak diagnosis, the diagnostic accuracy of the refrigerant leak of the heat pump cycle (13) of the heat pump type hot water heater (10) can be improved.
ここで、圧縮機(14)の吐出冷媒の温度(Td)が所定の目標温度(Tdo)となるように制御する制御方式のヒートポンプサイクル(13)にて冷媒漏れが発生した場合、冷媒漏れが発生していない正常時に比べて、減圧手段(16)にて減圧される前の高圧冷媒と減圧された後の低圧冷媒の圧力差が小さいサイクルバランスとなる。そのため、冷媒漏れが発生した場合の蒸発器温度(Te)は、冷媒漏れが発生していない正常時の蒸発器温度(Te)に比べて高い温度となる。 Here, when the refrigerant leak occurs in the heat pump cycle (13) of the control method that controls the temperature (Td) of the refrigerant discharged from the compressor (14) to be a predetermined target temperature (Tdo), the refrigerant leak Compared with the normal time when the pressure is not generated, the pressure difference between the high-pressure refrigerant before being decompressed by the decompression means (16) and the low-pressure refrigerant after being decompressed becomes a cycle balance. Therefore, the evaporator temperature (Te) when refrigerant leakage occurs is higher than the normal evaporator temperature (Te) when refrigerant leakage does not occur.
そこで、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のヒートポンプ式給湯機において、吐出冷媒の温度(Td)を検出する吐出冷媒温度検出手段(26)と、吐出冷媒温度検出手段(26)にて検出された検出値が所定の目標温度(Tdo)となるように吐出冷媒の温度(Td)を制御する吐出冷媒温度制御手段(21)と、を備え、診断手段(S30〜S60)は、蒸発器温度検出手段(28)の検出値が正常温度範囲の上限値よりも高くなった場合に冷媒漏れが発生したと診断することを特徴とする。 Accordingly, in the invention according to claim 2, in the heat pump type hot water heater according to claim 1, the discharge refrigerant temperature detection means (26) for detecting the temperature (Td) of the discharge refrigerant and the discharge refrigerant temperature detection means (26). ) And a discharge refrigerant temperature control means (21) for controlling the temperature (Td) of the discharge refrigerant so that the detected value detected at the predetermined target temperature (Tdo) becomes a predetermined target temperature (Tdo), and a diagnosis means (S30 to S60). Is characterized in that the refrigerant leakage is diagnosed when the detected value of the evaporator temperature detecting means (28) becomes higher than the upper limit value of the normal temperature range.
これによれば、圧縮機(14)の吐出冷媒の温度(Td)が所定の目標温度(Tdo)となるように制御する制御方式のヒートポンプサイクル(13)にて冷媒漏れが発生したことを適切に診断することができる。 According to this, it is appropriate that a refrigerant leak has occurred in the heat pump cycle (13) of the control system that controls the temperature (Td) of the refrigerant discharged from the compressor (14) to be a predetermined target temperature (Tdo). Can be diagnosed.
また、圧縮機(14)の吐出冷媒の圧力(Pd)が所定の目標圧力(Pdo)となるように制御する制御方式のヒートポンプサイクル(13)にて冷媒漏れが発生した場合、冷媒漏れが発生していない正常時に比べて、減圧手段(16)にて減圧される前の高圧冷媒と減圧された後の低圧冷媒の圧力差が大きいサイクルバランスとなる。そのため、冷媒漏れが発生した場合の蒸発器温度(Te)は、冷媒漏れが発生していない正常時の蒸発器温度(Te)に比べて低い温度となる。 Further, when a refrigerant leak occurs in a heat pump cycle (13) of a control system that controls the pressure (Pd) of the refrigerant discharged from the compressor (14) to be a predetermined target pressure (Pdo), the refrigerant leaks. Compared to the normal time when the pressure is reduced, the pressure difference between the high-pressure refrigerant before being decompressed by the decompression means (16) and the low-pressure refrigerant after being decompressed is a cycle balance. Therefore, the evaporator temperature (Te) when refrigerant leakage occurs is lower than the normal evaporator temperature (Te) when refrigerant leakage does not occur.
そこで、請求項3に記載の発明では、請求項1に記載のヒートポンプ式給湯機において、吐出冷媒の圧力(Pd)を検出する吐出冷媒圧力検出手段(27)と、吐出冷媒圧力検出手段(27)にて検出された検出値が所定の目標圧力となるように吐出冷媒の圧力(Pd)を制御する吐出冷媒圧力制御手段(21)と、を備え、診断手段(S30〜S60)は、蒸発器温度検出手段(28)の検出値が正常温度範囲の下限値よりも低くなった場合に冷媒漏れが発生したと診断することを特徴とする。 Therefore, in the invention according to claim 3, in the heat pump type hot water heater according to claim 1, the discharge refrigerant pressure detection means (27) for detecting the pressure (Pd) of the discharge refrigerant, and the discharge refrigerant pressure detection means (27 The discharge refrigerant pressure control means (21) for controlling the pressure (Pd) of the discharge refrigerant so that the detected value detected at (1) becomes a predetermined target pressure, and the diagnosis means (S30 to S60) are evaporated. When the detected value of the device temperature detecting means (28) becomes lower than the lower limit value of the normal temperature range, it is diagnosed that a refrigerant leak has occurred.
これによれば、圧縮機(14)の吐出冷媒の圧力(Pd)が所定の目標圧力(Pdo)となるように制御する制御方式のヒートポンプサイクル(13)にて冷媒漏れが発生したことを適切に診断することができる。 According to this, it is appropriately determined that refrigerant leakage has occurred in the heat pump cycle (13) of the control system that controls the pressure (Pd) of the refrigerant discharged from the compressor (14) to be a predetermined target pressure (Pdo). Can be diagnosed.
ここで、ヒートポンプサイクル(13)のサイクルが安定していない過渡状態では、実際の蒸発器温度(Te)が変動する場合があるため、実際の蒸発器温度(Te)が蒸発器(17)の正常温度範囲から外れてしまう場合がある。 Here, since the actual evaporator temperature (Te) may fluctuate in a transient state where the cycle of the heat pump cycle (13) is not stable, the actual evaporator temperature (Te) is the same as that of the evaporator (17). The temperature may fall outside the normal temperature range.
そのため、請求項4に記載の発明のように、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のヒートポンプ式給湯機において、診断手段(S30〜S60)は、ヒートポンプサイクル(13)が安定している場合における正常温度範囲に基づいて冷媒漏れの診断を行なうこと、冷媒漏れが発生したことをより適切に診断することができる。 Therefore, as in the invention according to claim 4, in the heat pump hot water heater according to any one of claims 1 to 3, the diagnosis means (S30 to S60) has a stable heat pump cycle (13). The refrigerant leakage can be diagnosed based on the normal temperature range in the case where the refrigerant is present, and the occurrence of the refrigerant leakage can be more appropriately diagnosed.
なお、「ヒートポンプサイクル(13)が安定している場合」とは、ヒートポンプサイクル(13)内の予め定められた時間当たりの冷媒の温度、圧力等の変化量が予め定められた基準変化量以下になっている場合をいう。例えば、蒸発器温度検出手段(28)、吐出冷媒温度検出手段(26)、吐出冷媒圧力検出手段(27)の各検出値のうち1つの予め定められた時間当たりの変化量が基準変化量以下となっている場合に「ヒートポンプサイクル(13)が安定している」と判断することができる。 Note that “when the heat pump cycle (13) is stable” means that the amount of change in the temperature, pressure, etc. of the refrigerant per predetermined time in the heat pump cycle (13) is equal to or less than a predetermined reference change amount. This is the case. For example, a predetermined amount of change per time among the detected values of the evaporator temperature detection means (28), the discharge refrigerant temperature detection means (26), and the discharge refrigerant pressure detection means (27) is equal to or less than the reference change amount. It can be determined that “the heat pump cycle (13) is stable”.
また、請求項5に記載の発明のように、請求項1ないし4のいずれか1つに記載のヒートポンプ式給湯機において、冷媒を二酸化炭素とすることができる。 Further, as in the invention described in claim 5, in the heat pump type water heater described in any one of claims 1 to 4, the refrigerant can be carbon dioxide.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図1〜図3に基づいて説明する。図1は、本実施形態のヒートポンプ式給湯機10の全体構成図である。このヒートポンプ式給湯機10は、貯湯タンク11内の給湯水を循環させる水循環回路12、および、給湯水を加熱するためのヒートポンプサイクル13を備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a heat pump
まず、水循環回路12において、給湯水を貯留する貯湯タンク11は、耐食性に優れた金属(例えば、ステンレス)で形成され、断熱構造を有し、高温の給湯水を長時間保温することができる温水タンクである。
First, in the
貯湯タンク11に貯留された給湯水は、貯湯タンク11の上部に設けられた出湯口から出湯され、図示しない温調弁において水道からの冷水と混合されて温度調節された後、台所や風呂等に給湯される。また、貯湯タンク11内の下部に設けられた給水口からは水道水が給水されるようになっている。なお、温調弁は、後述する貯湯タンク側制御装置20から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
Hot water stored in the hot water storage tank 11 is discharged from a hot water outlet provided in the upper part of the hot water storage tank 11, mixed with cold water from a water tap at a temperature control valve (not shown), and then adjusted in temperature, to a kitchen, a bath, etc. Hot water is supplied. Further, tap water is supplied from a water supply port provided in the lower part of the hot water storage tank 11. The operation of the temperature control valve is controlled by a control signal output from the hot water tank
また、水循環回路12には、給湯水を循環させる水圧送手段としての電動水ポンプ12aが配置されている。電動水ポンプ12aは、貯湯タンク側制御装置20から出力される制御信号によって、その作動が制御される。さらに、水循環回路12の構成機器のうち、貯湯タンク11、電動水ポンプ12a等については、図1の細破線に示すように、1つの筐体内に収容されてタンクユニット200として一体的に構成され、室外に配置されている。
Further, the
そして、貯湯タンク側制御装置20が電動水ポンプ12aを作動させると、給湯水は、貯湯タンク11の下方側に設けられた給湯水出口11a→電動水ポンプ12a→後述する水−冷媒熱交換器15の水通路15a→貯湯タンク11の上方側の給湯水入口11bの順に循環する。
And when the hot water storage tank
ヒートポンプサイクル13は、圧縮機14、水−冷媒熱交換器15、電気式膨張弁16、蒸発器17等を順次配管で接続した蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。このヒートポンプサイクル13では、冷媒として二酸化炭素を採用しており、圧縮機14から吐出された高圧冷媒(圧縮機14の吐出冷媒)の圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。
The
圧縮機14は、ヒートポンプサイクル13において冷媒を吸入し、臨界圧力以上となるまで圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機14aを電動モータ14bにて駆動する電動圧縮機である。固定容量型圧縮機14aとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。
The
電動モータ14bは、後述するヒートポンプ側制御装置21から出力される制御信号によって、その作動(回転数)が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機14の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータ14bが圧縮機14の吐出能力変更手段を構成している。
The
圧縮機14の冷媒吐出口には、水−冷媒熱交換器15の冷媒通路15b入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器15は、給湯水が通過する水通路15aと圧縮機14から吐出された高温高圧冷媒が通過する冷媒通路15bとを有して構成される熱交換器であって、圧縮機14吐出冷媒の有する熱量を給湯水に放熱させる放熱器として機能する。
The refrigerant discharge port of the
ここで、本実施形態の水−冷媒熱交換器15の水通路15aにおける給湯水の流れ方向と、冷媒通路15bにおける冷媒の流れ方向とが互いに対向する方向としている。これによれば、水通路15aを流れる給湯水と冷媒通路15bを流れる冷媒との温度差を確保して熱交換効率を向上させることができる。
Here, the flowing direction of the hot water in the
なお、本実施形態のヒートポンプサイクル13では、前述の如く、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、水−冷媒熱交換器15の冷媒通路15bを通過する冷媒は、凝縮することなく超臨界状態のまま放熱する。
Note that, in the
水−冷媒熱交換器15の冷媒通路15b出口側には、電気式膨張弁16の入口側が接続されている。電気式膨張弁16は冷媒通路15bから流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。
The inlet side of the
より具体的には、この電気式膨張弁16は、絞り開度を変更可能に構成された弁体16aと、この弁体16aの絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータ16bとを有して構成される可変絞り機構(可変式の減圧手段)である。さらに、電動アクチュエータ16bは、ヒートポンプ側制御装置21から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
More specifically, the
電気式膨張弁16の出口側には、蒸発器17が接続されている。蒸発器17は、電気式膨張弁16にて減圧された低圧冷媒と送風ファン17aにより送風された外気(室外空気)とを熱交換させることによって、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用の熱交換器である。送風ファン17aは、ヒートポンプ側制御装置21から出力される制御電圧によって回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。
An
なお、本実施形態では蒸発器17として、周知のフィンアンドチューブ構造の熱交換器を採用している。また、蒸発器17の出口側には、圧縮機14の冷媒吸入口が接続されている。さらに、上述のヒートポンプサイクル13の各構成機器14〜17は、図1の一点鎖線に示すように、1つの筐体内に収容されてヒートポンプユニット300として一体的に構成され、タンクユニット200と隣接するように室外に配置されている。
In this embodiment, a heat exchanger having a well-known fin and tube structure is employed as the
次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。貯湯タンク側制御装置20およびヒートポンプ側制御装置21は、それぞれ、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
Next, an outline of the electric control unit of the present embodiment will be described. The hot water storage tank
貯湯タンク側制御装置20の出力側には、温調弁、電動水ポンプ12a等が接続され、ヒートポンプ側制御装置21の出力側には、圧縮機14の電動モータ14b、電気式膨張弁16の電動アクチュエータ16b、送風ファン17a等が接続されている。そして、貯湯タンク側制御装置20およびヒートポンプ側制御装置21は、それぞれ接続された機器の作動を制御する。
A temperature control valve, an
なお、貯湯タンク側制御装置20は、温調弁、電動水ポンプ12a等を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、本実施形態では、特に、貯湯タンク側制御装置20のうち、電動水ポンプ12aの作動(水圧送能力)を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を圧送能力制御手段20aとする。
Note that the hot water storage tank
また、ヒートポンプ側制御装置21は、圧縮機14の電動モータ14b、電気式膨張弁16の電動アクチュエータ16b等を制御する制御手段が一体に構成され、これらのアクチュエータの作動状態を決定する作動状態決定手段であるが、本実施形態では、特に、ヒートポンプ側制御装置21のうち、電動モータ14bの作動(冷媒吐出能力)を制御する構成を吐出能力制御手段21aとし、電動アクチュエータ16bの作動(絞り開度)を制御する構成を絞り開度制御手段21bとする。
The heat pump-
もちろん、圧送能力制御手段20aを貯湯タンク側制御装置20に対して別体の制御装置として構成してもよいし、吐出能力制御手段21aおよび絞り開度制御手段21bをヒートポンプ側制御装置21に対して別体の制御装置として構成してもよい。
Of course, the pumping capacity control means 20a may be configured as a separate control apparatus for the hot water storage tank
一方、貯湯タンク側制御装置20の入力側には、貯湯タンク11内に上下方向に並んで配置された複数個のタンク内水温センサ等が接続され、これらのセンサの検出信号が貯湯タンク側制御装置20へ入力される。貯湯タンク側制御装置20では、タンク内水温センサの出力信号によって、貯湯タンク11内の水位レベルに応じた給湯水の温度を検出できるようになっている。
On the other hand, on the input side of the hot water storage tank
さらに、本実施形態では、これらのタンク内水温センサのうち、最下方側のタンク底部に配置される水温センサを底部側水温センサ22とする。この底部側水温センサ22は、貯湯タンク11から水−冷媒熱交換器15へ向けて給湯水を流出させる給湯水出口11a付近に配置されている。従って、本実施形態の底部側水温センサ22は、給湯水出口11a付近のタンク内水温度Twbを検出するタンク内水温検出手段を構成している。
Furthermore, in this embodiment, among these tank water temperature sensors, the water temperature sensor arranged at the bottom of the tank on the lowermost side is referred to as the bottom side
ヒートポンプ側制御装置21の入力側には、水−冷媒熱交換器15の水通路15a入口側の給湯水温度である入水温度Twiを検出する入水温度検出手段としての入水温度センサ23、水−冷媒熱交換器15の水通路15a出口側の給湯水温度である沸き上げ温度Twoを検出する沸き上げ温度検出手段としての沸き上げ温度センサ24、蒸発器17において電気式膨張弁16下流側の低圧冷媒と熱交換する外気温(室外空気の温度)Tamを検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ25が接続されている。
On the input side of the heat pump
さらに、本実施形態のヒートポンプ側制御装置21の入力側には、圧縮機14の吐出冷媒温度Tdを検出する吐出冷媒温度検出手段としての吐出冷媒温度センサ26、圧縮機14の吐出冷媒圧力Pdを検出する吐出冷媒圧力検出手段としての吐出冷媒圧力センサ27、蒸発器17の蒸発器温度Teを検出する蒸発器温度検出手段としての蒸発器温度センサ28等が接続されている。これらのセンサ群の検出信号はヒートポンプ側制御装置21へ入力される。
Further, on the input side of the heat pump
なお、入水温度センサ23は、水−冷媒熱交換器15の水通路15aの入口側配管の表面若しくは内部のいずれかに配置することができる。吐出冷媒温度センサ26は、圧縮機14の出口側配管の表面若しくは内部、または圧縮機14の表面若しくは内部のいずれかに配置することができる。吐出冷媒圧力センサ27は、圧縮機14の出口側(冷媒吐出側)と電気式膨張弁16の入口側との間の冷媒通路に配置することができる。また、蒸発器温度センサ28は、蒸発器17の表面、または蒸発器17の入口側配管の表面若しくは内部のいずれかに配置することができる。
The incoming water temperature sensor 23 can be disposed either on the surface or inside of the inlet side piping of the
また、ヒートポンプ側制御装置21の入力側には、操作パネル30が接続され、ヒートポンプ式給湯機10の作動・停止の操作信号、給湯機の給湯温度設定信号等がヒートポンプ側制御装置21へ入力される。
Further, an
また、貯湯タンク側制御装置20およびヒートポンプ側制御装置21は、互いに電気的に接続されており、通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号および操作信号に基づいて、他方の制御装置が上述の各種アクチュエータ12a、14b、16b、17a等の作動を制御することもできる。従って、貯湯タンク側制御装置20およびヒートポンプ側制御装置21を1つの制御装置として一体的に構成してもよい。
Moreover, the hot water storage tank
ここで、本実施形態のヒートポンプ式給湯機10は、ヒートポンプ側制御装置21によってヒートポンプサイクル13における圧縮機14の吐出冷媒温度Tdが所定の目標温度Tdoとなるように制御される温度制御方式を採用している。つまり、本実施形態のヒートポンプ側制御装置21は、吐出冷媒温度センサ26で検出された吐出冷媒温度Tdが所定の目標温度Tdoとなるように圧縮機14の電動モータ14bの回転数、および電気式膨張弁16の電動アクチュエータ16bの絞り開度等を制御する。なお、ヒートポンプ側制御装置21が本発明の吐出冷媒温度制御手段を構成している。
Here, the heat pump
ここで、所定の目標温度Tdoは、沸き上げ温度Two、入水温度Twi、外気温度Tam、給湯温度設定信号等に基づいて、予めヒートポンプ側制御装置21に記憶された制御マップを参照して決定される。
Here, the predetermined target temperature Tdo is determined with reference to a control map stored in advance in the heat pump
次に、本実施形態のヒートポンプ式給湯機10の作動について簡単に説明する。ヒートポンプ式給湯機10は、外部から電源が供給された状態で、操作パネル30の給湯機作動信号がヒートポンプ側制御装置21に入力されると作動を開始する。
Next, the operation of the heat pump
まず、圧縮機14から吐出された高温高圧の冷媒は、水−冷媒熱交換器15の冷媒通路15bに流入して、電動水ポンプ12aによって貯湯タンク11の下方側から水通路15aに流入した給湯水と熱交換する。これにより、給湯水が加熱され、加熱された給湯水は、貯湯タンク11の上方側に貯留される。
First, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the
この際、ヒートポンプサイクル13では、冷媒として二酸化炭素を採用し、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、冷媒として代替フロン等を採用する場合に対して、圧縮機14の高圧冷媒(吐出冷媒)の温度を上昇させることができる。その結果、水−冷媒熱交換器15において給湯水に放熱する熱量を増加させて給湯水の温度を高温化することができる。
At this time, since the
一方、水−冷媒熱交換器15から流出した高圧冷媒は、電気式膨張弁16にて減圧される。電気式膨張弁16にて減圧された冷媒は、蒸発器17へ流入し、送風ファン17aから送風された外気から吸熱して蒸発する。そして、蒸発器17から流出した冷媒は、圧縮機14へ吸入されて、再び圧縮される。
On the other hand, the high-pressure refrigerant flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 15 is depressurized by the
ところで、本実施形態のヒートポンプ式給湯機10では、ヒートポンプサイクル13にて冷媒漏れが発生した状態で運転を継続すると、圧縮機14等が損傷してしまう虞があるため、ヒートポンプ側制御装置21にて冷媒漏れを診断する診断処理を行っている。
By the way, in the heat pump type
以下、ヒートポンプ式給湯機10の冷媒漏れの診断処理を図2、図3に基づいて説明する。図2は、ヒートポンプ式給湯機10の冷媒漏れの診断処理を示すフローチャートであり、図3は、本実施形態に係るヒートポンプサイクル13の冷媒の状態を示すモリエル線図(p−h線図)である。なお、図3中の実線は冷媒漏れが発生していない正常時の状態を示し、一点鎖線は冷媒漏れ発生時の状態を示している。
Hereinafter, the refrigerant leakage diagnosis process of the heat pump type
この冷媒漏れの診断処理は、ヒートポンプ式給湯機10に外部から電源が供給された状態で、操作パネル30の給湯機作動信号がヒートポンプ側制御装置21に入力されるとスタートする。
The refrigerant leakage diagnosis process starts when a hot water heater operation signal of the
まず、ステップS10では、メモリ、フラグ、タイマ等の初期化がなされる。例えば、メモリの初期化として、ヒートポンプ側制御装置21の不揮発性記憶回路に記憶されている記憶値(制御マップ等を含む)を各種メモリに読み込む。
First, in step S10, initialization of the memory, flag, timer, and the like is performed. For example, as initialization of the memory, stored values (including a control map) stored in the nonvolatile storage circuit of the heat pump
次に、ステップS20にて入水温度センサ23で検出された入水温度Twi、外気温度センサ25で検出された外気温Tam、蒸発器温度センサ28で検出された蒸発器温度Te、吐出冷媒温度センサ26で検出された吐出冷媒温度Td、吐出冷媒圧力センサ27で検出された吐出冷媒圧力Pd等を読み込む。
Next, in step S20, the incoming water temperature Twi detected by the incoming water temperature sensor 23, the outside air temperature Tam detected by the outside
ここで、ヒートポンプサイクル13では、サイクルが安定している場合、蒸発器17の蒸発器温度Teが外気温Tamや入水温度Twiに大きな影響を受ける。換言すれば、ヒートポンプサイクル13のサイクルが安定している場合、外気温Tamおよび入水温度Twiのいずれか一方に基づいて蒸発器温度Teを推定(算出)することが可能となる。なお、外気温Tamおよび入水温度Twiは、ヒートポンプサイクル13の冷媒漏れの影響を受けることはない。
Here, in the
そのため、本実施形態では、ステップS30にて、先ず入水温度Twiに基づいて推定蒸発器温度Te´を算出(推定)する。ここで、推定蒸発器温度Te´は、予めヒートポンプ側制御装置21に記憶された制御マップ(入水温度Twiと蒸発器温度Teとの相関関係を定めた制御特性)を参照して算出する。もちろん、外気温Tamに基づいて推定蒸発器温度Te´を算出(推定)してもよい。この場合には、予めヒートポンプ側制御装置21に記憶された制御マップ(外気温Tamと蒸発器温度Teとの相関関係を定めた制御特性)を参照して算出する。
Therefore, in this embodiment, in step S30, first, the estimated evaporator temperature Te ′ is calculated (estimated) based on the incoming water temperature Twi. Here, the estimated evaporator temperature Te ′ is calculated with reference to a control map (a control characteristic that defines a correlation between the incoming water temperature Twi and the evaporator temperature Te) stored in advance in the heat pump
そして、算出した推定蒸発器温度Te´に基づいて、蒸発器17の正常温度範囲を算出する。この正常温度範囲は、推定蒸発器温度Te´に対して所定値(例えば2℃)を加算した値を上限値(=Te´+2℃)とし、所定値を減算した値を下限値(=Te´−2℃)とする範囲である。この所定値は、推定蒸発器温度Te´の誤差を見込んで補正するものである。
Then, the normal temperature range of the
また、ヒートポンプ式給湯機10の作動開始直後等においては、ヒートポンプサイクル13のサイクルが安定していない過渡状態となる。このようなサイクルの過渡状態では、実際の蒸発器温度Teが変動して、ステップS30にて算出した推定蒸発器温度Te´に対して乖離してしまう虞がある。
In addition, immediately after the heat pump
そのため、ステップS40にてヒートポンプサイクル13のサイクルが安定状態か否かを判定する。このサイクルの安定した状態(安定状態)は、例えば、蒸発器温度センサ28、吐出冷媒温度センサ26、吐出冷媒圧力センサ27にて検出される検出値の予め定められた時間当たりの変化量が基準変化量以下となったか否かによって判断することができる。例えば、蒸発器温度Teの予め定められた時間当たりの変化量が基準変化量以下となった場合にサイクルが安定状態と判定することができる。
Therefore, it is determined in step S40 whether or not the
ヒートポンプサイクル13のサイクルが安定状態と判定されなかった場合(ステップS40:No)、ステップS20に戻り、各種検出信号を読み込むとともに、ステップS30にて再び蒸発器17の正常温度範囲を算出する。つまり、ヒートポンプサイクル13のサイクルが安定状態と判定されるまで、蒸発器17の正常温度範囲を更新し続ける。
If the cycle of the
一方、サイクルが安定状態と判定された場合(ステップS40:Yes)、ステップS30にて算出した推定蒸発器温度Te´と実際の蒸発器温度Teとが同程度と判断してステップS50に進む。 On the other hand, when it is determined that the cycle is in a stable state (step S40: Yes), it is determined that the estimated evaporator temperature Te ′ calculated in step S30 and the actual evaporator temperature Te are approximately the same, and the process proceeds to step S50.
ここで、ヒートポンプサイクル13に冷媒漏れが発生すると、ヒートポンプサイクル13内を循環する冷媒量が減少して、圧縮機14の吐出冷媒圧力Pd(高圧側の圧力)が低下する。本実施形態のように、ヒートポンプ側制御装置21で圧縮機14の吐出冷媒温度Tdが所定の目標温度Tdoとなるように圧縮機14、電気式膨張弁16等の各機器を制御すると、例えば、サイクル内を循環する冷媒量が増加するように電気式膨張弁16の弁開度を増大させる制御(弁を開く方向に制御)が行われる。なお、ヒートポンプ側制御装置21では、冷媒漏れが生じた場合の吐出冷媒温度Tdと正常時の吐出冷媒温度Tdとが同一の等温線上に位置するように制御する(図3参照)。
Here, when refrigerant leakage occurs in the
そして、図3に示すように、冷媒漏れが発生している場合のサイクルバランスは、冷媒漏れが発生していない正常時のサイクルバランスに比較して、電気式膨張弁16で減圧する前の高圧冷媒の圧力と電気式膨張弁16で減圧した低圧冷媒の圧力との圧力差が小さいサイクルバランスとなる。そのため、冷媒漏れが発生した場合の蒸発器温度Teは、冷媒漏れが発生していない正常時の蒸発器温度Teよりも上昇することになる。
As shown in FIG. 3, the cycle balance when refrigerant leakage occurs is higher than the normal cycle balance when refrigerant leakage does not occur, before the pressure is reduced by the
そこで、ステップS50では、蒸発器温度センサ28で検出された蒸発器温度Teが、ステップS30で算出した正常温度範囲内(Te´−2℃≦Te≦Te´+2℃)か否かを判定する。本実施形態では、冷媒漏れが発生した場合の蒸発器温度Teは、冷媒漏れが発生していない正常時の蒸発器温度Teよりも上昇する。そのため、蒸発器温度センサ28で検出された蒸発器温度Teが正常温度範囲の上限値(=Te+2℃)より大きい場合には、冷媒漏れが発生していると判断することができる。 Accordingly, in step S50, it is determined whether or not the evaporator temperature Te detected by the evaporator temperature sensor 28 is within the normal temperature range calculated in step S30 (Te′−2 ° C. ≦ Te ≦ Te ′ + 2 ° C.). . In the present embodiment, the evaporator temperature Te when refrigerant leakage occurs is higher than the normal evaporator temperature Te where refrigerant leakage does not occur. Therefore, when the evaporator temperature Te detected by the evaporator temperature sensor 28 is larger than the upper limit value (= Te + 2 ° C.) of the normal temperature range, it can be determined that refrigerant leakage has occurred.
ステップS50の判定の結果、蒸発器温度センサ28で検出された蒸発器温度Teが、正常温度範囲外、すなわち正常温度範囲の上限値(=Te+2℃)よりも高くなる場合、ステップS60に進み冷媒漏れが発生していると診断する。そして、ステップS70に進みヒートポンプ式給湯機10の運転を停止する。
As a result of the determination in step S50, when the evaporator temperature Te detected by the evaporator temperature sensor 28 is outside the normal temperature range, that is, higher than the upper limit value (= Te + 2 ° C.) of the normal temperature range, the process proceeds to step S60 and the refrigerant Diagnose a leak. And it progresses to step S70 and the driving | operation of the heat pump
また、ステップS50の判定の結果、蒸発器温度センサ28で検出された蒸発器温度Teが、正常温度範囲内、すなわち正常温度範囲の上限値以下となる場合、ステップS80にて、ヒートポンプ式給湯機10の運転を停止するか否かを判定する。そして、ステップS80にて運転を停止すると判定された場合、ステップS70にてヒートポンプ式給湯機10の運転を停止する。また、ステップS80にて運転を停止しないと判定された場合、ステップS40に戻る。
If the result of determination in step S50 is that the evaporator temperature Te detected by the evaporator temperature sensor 28 is within the normal temperature range, that is, not more than the upper limit value of the normal temperature range, in step S80, the heat pump hot water heater It is determined whether or not the operation of 10 is stopped. And when it determines with a driving | operation stopping in step S80, the driving | operation of the heat pump
なお、本実施形態では、冷媒漏れ診断処理におけるステップS30〜ステップS60にて冷媒漏れを診断しており、ステップS30〜ステップS60の処理がヒートポンプサイクル13の冷媒漏れを診断する診断手段を構成している。
In the present embodiment, refrigerant leakage is diagnosed in steps S30 to S60 in the refrigerant leakage diagnosis processing, and the processing in steps S30 to S60 constitutes diagnostic means for diagnosing refrigerant leakage in the
以上説明した本実施形態によれば、給湯水の入水温度Twiや外気温Tamに対応した蒸発器17の正常温度範囲を基準として冷媒漏れを診断する構成であるため、給湯水の入水温度Twiが変化したとしても、冷媒漏れを適切に診断することができる。 According to the present embodiment described above, since the refrigerant leakage is diagnosed based on the normal temperature range of the evaporator 17 corresponding to the hot water incoming temperature Twi and the outside air temperature Tam, the hot water incoming water temperature Twi is Even if it changes, a refrigerant leak can be diagnosed appropriately.
さらに、蒸発器17の蒸発器温度Teの変化によって冷媒漏れを判定する構成であるため、ヒートポンプサイクル13の制御方式が、圧縮機14の吐出冷媒の温度Tdが所定の目標温度Tdoとなるように制御するものであっても、適切に冷媒漏れを判定することができる。
Further, since the refrigerant leakage is determined based on the change in the evaporator temperature Te of the
従って、従来の冷媒漏れ診断に比べて、ヒートポンプ式給湯機10のヒートポンプサイクル13の冷媒漏れの診断精度を向上させることができる。
Therefore, compared with the conventional refrigerant leak diagnosis, the diagnostic accuracy of the refrigerant leak of the
さらに、本実施形態の冷媒漏れ診断処理では、サイクルが安定している場合における正常温度範囲に基づいて冷媒漏れの診断を行なっているので、サイクルが過渡状態の場合に比べて、冷媒漏れが発生したことをより適切に診断することができる。 Furthermore, in the refrigerant leakage diagnosis process of the present embodiment, the refrigerant leakage is diagnosed based on the normal temperature range when the cycle is stable, so that refrigerant leakage occurs compared to when the cycle is in a transient state. Can be diagnosed more appropriately.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図4に基づいて説明する。上記第1実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図4は、本実施形態に係るヒートポンプサイクル13の冷媒の状態を示すモリエル線図(p−h線図)である。なお、図中の実線は冷媒漏れが発生していない正常時の状態を示し、二点鎖線は冷媒漏れが発生している場合の状態を示している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Parts that are the same as or equivalent to those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. Here, FIG. 4 is a Mollier diagram (ph diagram) showing the state of the refrigerant in the
本実施形態のヒートポンプ式給湯機10は、ヒートポンプ側制御装置21によってヒートポンプサイクル13における圧縮機14の吐出冷媒の圧力Pdが所定の目標温度Pdoとなるように制御される圧力制御方式を採用している。なお、ヒートポンプ側制御装置21が本発明の吐出冷媒圧力制御手段を構成している。
The heat pump
つまり、本実施形態のヒートポンプ側制御装置21は、吐出冷媒圧力センサ27で検出された吐出冷媒圧力Pdが所定の目標圧力Pdoとなるように圧縮機14の電動モータ14bの回転数、および電気式膨張弁16の電動アクチュエータ16bの絞り開度等を制御する。なお、所定の目標圧力Pdoは、沸き上げ温度Two、入水温度Twi、給湯温度設定信号等に基づいて、予めヒートポンプ側制御装置21に記憶された制御マップを参照して決定される。
That is, the heat pump-
ここで、ヒートポンプサイクル13に冷媒漏れが発生すると、ヒートポンプサイクル13内を循環する冷媒量が減少して、圧縮機14の吐出冷媒圧力Pd(高圧側の圧力)が低下する。
Here, when refrigerant leakage occurs in the
そのため、ヒートポンプ側制御装置21で圧縮機14の吐出冷媒圧力Pdが所定の目標温度Pdoとなるように圧縮機14、電気式膨張弁16等の各機器を制御すると、例えば、圧縮機14の吐出冷媒の圧力を上昇させるために電気式膨張弁16の弁開度を減少させる制御(弁を閉じる方向に制御)が行われる。
Therefore, when each device such as the
そして、図4に示すように、冷媒漏れが発生している場合のサイクルバランスは、冷媒漏れが発生していない正常時のサイクルバランスに比較して、電気式膨張弁16で減圧する前の高圧冷媒の圧力と電気式膨張弁16で減圧した低圧冷媒の圧力との圧力差が大きいサイクルバランスとなる。そのため、冷媒漏れが発生した場合の蒸発器温度Teは、冷媒漏れが発生していない正常時の蒸発器温度Teよりも低下することになる。
As shown in FIG. 4, the cycle balance when refrigerant leakage occurs is higher than the normal cycle balance when refrigerant leakage does not occur, before the pressure is reduced by the
そこで、本実施形態では、図2のステップS50にて、蒸発器温度センサ28で検出された蒸発器温度Teが、蒸発器温度センサ28で検出された蒸発器温度Teが正常温度範囲の下限値(=Te−2℃)以下であるか否かを判定する。上述のように本実施形態では、冷媒漏れが発生した場合の蒸発器温度Teは、冷媒漏れが発生していない正常時の蒸発器温度Teよりも低下するため、蒸発器温度センサ28で検出された蒸発器温度Teが正常温度範囲の下限値(=Te−2℃)より小さい場合には、冷媒漏れが発生していると判断することができる。 Therefore, in the present embodiment, the evaporator temperature Te detected by the evaporator temperature sensor 28 in step S50 of FIG. 2 is the lower limit value of the normal temperature range where the evaporator temperature Te detected by the evaporator temperature sensor 28 is normal. It is determined whether or not (= Te−2 ° C.) or less. As described above, in the present embodiment, the evaporator temperature Te when refrigerant leakage occurs is detected by the evaporator temperature sensor 28 because it is lower than the normal evaporator temperature Te where refrigerant leakage does not occur. When the evaporator temperature Te is smaller than the lower limit value (= Te−2 ° C.) of the normal temperature range, it can be determined that refrigerant leakage has occurred.
ステップS50の判定の結果、蒸発器温度センサ28で検出された蒸発器温度Teが、正常温度範囲外、すなわち正常温度範囲の下限値(=Te−2℃)よりも低くなる場合、ステップS60に進み冷媒漏れが発生していると診断する。そして、ステップS70に進みヒートポンプ式給湯機10の運転を停止する。
As a result of the determination in step S50, if the evaporator temperature Te detected by the evaporator temperature sensor 28 is outside the normal temperature range, that is, lower than the lower limit value (= Te−2 ° C.) of the normal temperature range, the process proceeds to step S60. Diagnose that there is a refrigerant leak. And it progresses to step S70 and the driving | operation of the heat pump
以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、これによれば、圧縮機14の吐出冷媒圧力Pdが所定の目標圧力Pdoとなるように制御する制御方式のヒートポンプサイクル13にて冷媒漏れが発生したことを適切に診断することができる。
According to this embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Further, according to this, it is possible to appropriately diagnose that the refrigerant leak has occurred in the
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows.
(1)上述の実施形態では、推定蒸発器温度Te´を算出(推定)する際に、入水温度Twiおよび外気温Tamの一方に基づいて、予めヒートポンプ側制御装置21に記憶された制御マップを参照して算出する例を説明したが、これに限定されない。例えば、入水温度Twiおよび外気温Tamの両方に基づいて算出してもよい。この場合、推定蒸発器温度Te´は、予めヒートポンプ側制御装置21に記憶された制御マップ(入水温度Twi、外気温Tam、および蒸発器温度Teとの相関関係を定めた制御特性)を参照して算出すればよい。
(1) In the above-described embodiment, when the estimated evaporator temperature Te ′ is calculated (estimated), the control map stored in the heat pump
(2)上述の実施形態では、圧縮機14として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機14の形式はこれに限定されない。例えば、エンジン等を駆動源とするエンジン駆動式圧縮機を採用してもよい。また、圧縮機構として、固定容量型圧縮機構に限らず、可変容量型圧縮機構を採用してもよい。
(2) In the above-described embodiment, an example in which an electric compressor is adopted as the
(3)上述の実施形態では、上述の実施形態では、水通路15aを流れる給湯水の流れ方向と冷媒通路15bを流れる冷媒の流れ方向が対向流となる水−冷媒熱交換器15採用しているが、水通路15aを流れる給湯水の流れ方向と冷媒通路15bを流れる冷媒の流れ方向が同一となる水−冷媒熱交換器15を採用してもよい。
(3) In the above-described embodiment, the above-described embodiment employs the water-refrigerant heat exchanger 15 in which the flow direction of the hot water flowing through the
(4)上述の実施形態では、上述の各実施形態のヒートポンプサイクルでは、減圧手段として電気式膨張弁16を採用した例を説明したが、減圧手段として、冷媒を減圧膨張させるノズル部から噴射する高速度の冷媒流により冷媒を内部に吸引して、吸引された冷媒と高速度の冷媒流を混合して昇圧させるエジェクタを採用してもよい。
(4) In the above-described embodiment, the example in which the
(5)上述の実施形態では、冷媒として二酸化炭素を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。通常のフロン系冷媒、炭化水素系冷媒等を採用してもよい。さらに、ヒートポンプサイクル13が、圧縮機14の吐出冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上とならない亜臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
(5) In the above-described embodiment, an example in which carbon dioxide is employed as the refrigerant has been described, but the type of refrigerant is not limited to this. Ordinary fluorocarbon refrigerants, hydrocarbon refrigerants, and the like may be employed. Furthermore, the
(6)上述の実施形態では、ヒートポンプ式給湯機10の給湯水を台所や風呂等に供給した例を説明したが、給湯水を用いて室内を暖房する暖房装置、床面を加熱する床暖房装置に給湯水を供給してもよい。
(6) In the above-described embodiment, the example in which the hot water of the heat pump type
10 ヒートポンプ式給湯機
13 ヒートポンプサイクル
14 圧縮機
15 水−冷媒熱交換器
16 電気式膨張弁(減圧手段)
17 蒸発器
21 ヒートポンプ側制御装置(吐出冷媒温度制御手段、吐出冷媒圧力制御手段)
23 入水温度センサ(入水温度検出手段)
25 外気温度センサ(外気温度検出手段)
26 吐出冷媒温度センサ(吐出冷媒温度検出手段)
27 吐出冷媒圧力センサ(吐出冷媒圧力検出手段)
28 蒸発器温度センサ(蒸発器温度検出手段)
S30〜S60 冷媒漏れ診断処理(診断手段)
DESCRIPTION OF
17
23 Water temperature sensor (water temperature detection means)
25 Outside air temperature sensor (outside air temperature detection means)
26 Discharge refrigerant temperature sensor (discharge refrigerant temperature detection means)
27 Discharge refrigerant pressure sensor (discharge refrigerant pressure detection means)
28 Evaporator temperature sensor (Evaporator temperature detection means)
S30 to S60 Refrigerant leakage diagnosis process (diagnostic means)
Claims (5)
前記水−冷媒熱交換器(15)にて加熱する給湯水が循環する水循環回路(12)と、
前記蒸発器(17)の温度(Te)を検出する蒸発器温度検出手段(28)と、
前記水−冷媒熱交換器(15)に流入する給湯水の入水温度(Twi)を検出する入水温度検出手段(23)と、
前記室外空気の温度(Tam)を検出する外気温度検出手段(25)と、
前記ヒートポンプサイクル(13)にて冷媒漏れが発生しているか否かを診断する診断手段(S30〜S60)と、を備え、
前記診断手段(S30〜S60)は、前記外気温度検出手段(25)の検出値および前記入水温度検出手段(23)の検出値のうち少なくとも一方の検出値に基づいて前記蒸発器(17)の正常温度範囲を算出し、前記蒸発器温度検出手段(28)の検出値が前記正常温度範囲外である場合に冷媒漏れが発生したと診断することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。 A compressor (14) that compresses and discharges the refrigerant, a water-refrigerant heat exchanger (15) that exchanges heat between the discharged refrigerant discharged from the compressor (14) and hot water, and the water-refrigerant heat exchanger A variable pressure reducing means (16) for reducing the pressure of the refrigerant flowing out of (15), and an evaporator (17) for evaporating the refrigerant by exchanging heat between the low pressure refrigerant reduced by the pressure reducing means (16) and the outdoor air. Having a heat pump cycle (13);
A water circulation circuit (12) through which hot water to be heated in the water-refrigerant heat exchanger (15) circulates;
Evaporator temperature detecting means (28) for detecting the temperature (Te) of the evaporator (17);
An incoming water temperature detecting means (23) for detecting an incoming water temperature (Twi) of hot water flowing into the water-refrigerant heat exchanger (15);
An outside air temperature detecting means (25) for detecting the temperature (Tam) of the outdoor air;
Diagnostic means (S30 to S60) for diagnosing whether or not refrigerant leakage has occurred in the heat pump cycle (13),
The said diagnosis means (S30-S60) is based on at least one detection value among the detection value of the said outside temperature detection means (25), and the detection value of the said incoming water temperature detection means (23), The said evaporator (17). The heat pump type hot water heater is characterized in that a normal temperature range is calculated and a refrigerant leak is diagnosed when the detected value of the evaporator temperature detecting means (28) is outside the normal temperature range.
前記吐出冷媒温度検出手段(26)にて検出された検出値が所定の目標温度となるように前記吐出冷媒の温度(Td)を制御する吐出冷媒温度制御手段(21)と、を備え、
前記診断手段(S30〜S60)は、前記蒸発器温度検出手段(28)の検出値が前記正常温度範囲の上限値よりも高くなった場合に冷媒漏れが発生したと診断することを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ式給湯機。 Discharge refrigerant temperature detection means (26) for detecting the temperature (Td) of the discharge refrigerant;
Discharge refrigerant temperature control means (21) for controlling the temperature (Td) of the discharge refrigerant so that the detection value detected by the discharge refrigerant temperature detection means (26) becomes a predetermined target temperature,
The diagnosis means (S30 to S60) diagnoses that a refrigerant leak has occurred when the detected value of the evaporator temperature detection means (28) is higher than the upper limit value of the normal temperature range. The heat pump type water heater according to claim 1.
前記吐出冷媒圧力検出手段(27)にて検出された検出値が所定の目標圧力となるように前記吐出冷媒の圧力(Pd)を制御する吐出冷媒圧力制御手段(21)と、を備え、
前記診断手段(S30〜S60)は、前記蒸発器温度検出手段(28)の検出値が前記正常温度範囲の下限値よりも低くなった場合に冷媒漏れが発生したと診断することを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ式給湯機。 Discharge refrigerant pressure detection means (27) for detecting the pressure (Pd) of the discharge refrigerant;
Discharge refrigerant pressure control means (21) for controlling the pressure (Pd) of the discharge refrigerant so that the detection value detected by the discharge refrigerant pressure detection means (27) becomes a predetermined target pressure,
The diagnosis means (S30 to S60) diagnoses that a refrigerant leak has occurred when the detected value of the evaporator temperature detection means (28) is lower than the lower limit value of the normal temperature range. The heat pump type water heater according to claim 1.
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