JP5861578B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、温水を供給する給湯装置に関する。

特許文献１は、冷媒サイクルによって提供されるヒートポンプによって、水を沸き上げる給湯装置を開示する。この給湯装置は、冷媒サイクルを制御する制御装置を備えている。さらに、この給湯装置は、冷媒サイクルの挙動に基づいて、給湯装置の異常を判定する。

特開２００９−２３６４２５号公報

従来技術の構成では、給湯装置、例えば冷媒サイクルの挙動に基づいて、沸き上げられる水が流れる給湯用流体系統の異常が判定される。しかし、給湯用流体系統の異常が給湯装置の挙動に現れるまでには、相当の遅れ時間が発生する。このため、給湯装置は、少なくとも遅れ時間の間は、例えば試運転を継続することとなる。例えば、給水ポンプは、遅れ時間の間中、継続して運転される。しかも、給湯用流体系統に水が注水されていない場合や、給湯用流体系統が閉塞されていて水が流れない場合など給水ポンプに大きな負担を与える異常時であっても、給水ポンプは、遅れ時間の間中、継続して運転される。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、給湯装置の異常、特に給水ポンプと関連する異常を迅速に検出することができる給湯装置を提供することである。

本発明の他の目的は、冷媒サイクルの挙動に基づく給湯装置の異常検出に加えて、さらに給水ポンプと関連する異常を迅速に検出することができる給湯装置を提供することである。

開示された発明のひとつは上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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って、開示された発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示された発明のひとつは、電動機（６ｂ）によって駆動される給水ポンプ（６）によって給湯用流体系統（２）に流される給湯用流体を冷媒サイクル（３）によって沸き上げる給湯装置（１）において、給水ポンプ（６）の電動機（６ｂ）の作動状態が異常状態であるか否かを判定し、給水ポンプと関連する異常を検出するポンプ監視部（３４、１８０、２８０）と、異常が検出されると、当該異常に対応するための処理を実行する異常処理部（３３、１９０）とを備え、給湯装置を制御するためのセンサ（２１）からの信号に基づいて、給水ポンプと関連する異常を含む給湯装置の異常を検出するセンサ監視部（３２、１７０）を備え、ポンプ監視部は、給水ポンプと関連する異常をセンサ監視部より早く検出するように構成されていることを特徴とする。この構成によると、給水ポンプと関連する異常を給水ポンプ自身の作動状態に基づいて検出することができる。この結果、給水ポンプと関連する異常を迅速に検出することができる。この構成によると、センサを介して異常が検出される前に、給水ポンプと関連する異常を迅速に検出することができる。

発明のひとつは、電動機（６ｂ）によって駆動される給水ポンプ（６）によって給湯用流体系統（２）に流される給湯用流体を冷媒サイクル（３）によって沸き上げる給湯装置（１）において、給水ポンプ（６）の電動機（６ｂ）の作動状態が異常状態であるか否かを判定し、給水ポンプと関連する異常を検出するポンプ監視部（３４、１８０、２８０）と、異常が検出されると、当該異常に対応するための処理を実行する異常処理部（３３、１９０）と、電動機の作動状態が保護状態に到達すると電動機を保護するために電動機を停止させる保護部（３１ａ）を備え、ポンプ監視部は、給水ポンプと関連する異常を保護部より早く検出するように構成されていることを特徴とする。

本発明の第１実施形態に係る給湯装置を示すブロック図である。 第１実施形態の制御を示すフローチャートである。 第１実施形態の給湯装置の挙動を示すタイミング図である。 本発明の第２実施形態の制御を示すフローチャートである。

以下に、図面を参照しながら開示された発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
図１において、本発明の第１実施形態に係る給湯装置１は、給湯用流体系統２と、冷媒サイクル３とを備える。給湯装置１は、水道施設から給水口を経由して供給される水を、冷媒サイクル３によって加熱する。給湯装置１は、湯を生成し、湯を蓄える。給湯装置１は、蛇口などの出湯口に向けて湯を供給する。

給湯用流体系統２は、湯を蓄える貯湯タンク４を備える。給湯用流体系統２は、貯湯タンク４内の水を加熱するために、貯湯タンク４から水を抜出し、加熱した後に、再び貯湯タンク４内に戻す給水経路５を有する。給水経路５には、給水ポンプ６と、水冷媒熱交換器１０とが設けられている。給水ポンプ６は、電動ポンプである。給水ポンプ６は、ポンプ機構部６ａと、このポンプ機構部６ａを駆動する電動機６ｂとを備える。給水ポンプ６は、給水経路５内に水を流す。給水ポンプ６は、貯湯タンク４の水を給水経路５へ導入し、給水経路５から貯湯タンク４へ再び戻す。給水ポンプ６により、水冷媒熱交換器１０に水が流される。

冷媒サイクル３は、外気などの熱源から得た熱を水冷媒熱交換器１０において水に供給する。冷媒サイクル３はヒートポンプサイクルを提供する。冷媒サイクル３は、超臨界冷媒サイクルである。冷媒サイクル３は、高圧部分において超臨界状態となる冷媒を用いている。冷媒サイクル３は、二酸化炭素を冷媒として用いている。二酸化炭素は冷媒サイクル３の高圧部分において超臨界状態に加圧される。

冷媒サイクル３は、圧縮機７、減圧弁８、蒸発器９、および水冷媒熱交換器１０を備える。圧縮機７は、電動機によって駆動される電動圧縮機である。圧縮機７は、冷媒サイクル３の低圧部分から低圧冷媒を吸入し、圧縮し、圧縮された高圧冷媒を冷媒サイクル３の高圧部分に吐出する。減圧弁８は、冷媒サイクル３の高圧部分と低圧部分との間に位置付けられている。減圧弁８は、開度を調節可能な弁である。減圧弁８は、電磁アクチュエータによって開度を調節可能な電磁弁である。減圧弁８は、高圧部分の高圧冷媒を減圧し、減圧された低圧冷媒を低圧部分に供給する。蒸発器９は、冷媒サイクル３の低圧部分に設けられている。蒸発器９は、熱源としての室外空気と低圧冷媒との間の熱交換を提供する。この結果、低圧冷媒は蒸発器９において熱源から吸熱し、蒸発する。

水冷媒熱交換器１０は、給湯用流体系統２と冷媒サイクル３との間に設けられている。水冷媒熱交換器１０は、給水経路５内を流れる水が通過する水経路１１と、冷媒サイクル３内を流れる高圧冷媒が通過する冷媒経路１２とを有する。

水冷媒熱交換器１０は、水と、冷媒との間の熱交換を提供する。水は、水冷媒熱交換器１０において冷媒から吸熱し、加熱される。水は、水冷媒熱交換器１０において加熱され、湯となって貯湯タンク４に戻される。冷媒は、水冷媒熱交換器１０において水へ放熱する。水冷媒熱交換器１０は、対向流型の熱交換器として構成され、利用されている。

貯湯タンク４は、給水を受け入れるための給水口１４と、出湯口へ湯を供給するための出湯口１５とを有する。給水口１４は、貯湯タンク４の下部に設けられている。出湯口１５は、貯湯タンク４の上部に設けられている。貯湯タンク４は、給水経路５から戻される水、すなわち沸き上げられた湯を受け入れる入口１６と、給水経路５へ水を供給する出口１７とを有する。入口１６は、貯湯タンク４の上部、図示された例では、最上部に設けられている。出口１７は、貯湯タンク４の下部、図示された例では、最下部に設けられている。

この構成により、電動機６ｂによって駆動される給水ポンプ６によって給湯用流体系統２に流される給湯用流体を冷媒サイクル３によって沸き上げる給湯装置１が提供される。

給湯装置１は、給湯用流体系統２および冷媒サイクル３を制御するための制御装置２０を備える。制御装置２０は、複数のセンサ２１、および減圧弁８を含む複数のアクチュエータとともに制御システムを構成している。制御装置２０は、給水ポンプ６を制御する。制御装置２０は、貯湯タンク４内の水を沸き上げるための沸上運転のときに、給水ポンプ６を作動させる。制御装置２０は、圧縮機７を制御する。制御装置２０は、沸き上げ運転のときに圧縮機７を作動させ、冷媒サイクル３をヒートポンプとして機能させる。制御装置２０は、冷媒サイクル３を高い成績係数で運転するように減圧弁８を制御する。

給湯装置１は、複数のセンサ２１を備える。複数のセンサ２１は、給湯装置１を制御するためのセンサである。給湯装置１は、例えば、水冷媒熱交換器１０に供給される給水の給水温度を検出する給水温度検出器、および水冷媒熱交換器１０において沸き上げられた水（湯）の温度を検出する沸上温度検出器を備えることができる。給湯装置１は、例えば、冷媒サイクル３の高圧部分における高圧冷媒圧力を検出する高圧冷媒圧力検出器、および冷媒サイクル３の圧縮機７と水冷媒熱交換器１０との間の高圧部分における吐出冷媒温度を検出する吐出冷媒温度検出器を備えることができる。

制御装置２０は、ポンプ駆動部３１を備える。ポンプ駆動部３１は、給水ポンプ６の電動機６ｂに供給される駆動電力、すなわち駆動電圧および／または駆動電流を調節することにより給水ポンプ６を制御する。電動機６ｂは、直流電動機または交流電動機によって提供することができる。例えば、電動機６ｂは、同期電動機、またはブラシレスモータによって提供することができる。電動機６ｂは、回転位置、および回転数を検出するための回転センサを内蔵する。電動機６ｂの駆動電圧および駆動電流は、単に、給水ポンプ６の駆動電圧および駆動電流と呼ぶことがある。

ポンプ駆動部３１は、電動機６ｂの駆動電圧を調節することにより、給水ポンプ６の回転数を制御する。これにより、給水ポンプ６によって循環される水量が制御される。ポンプ駆動部３１は、給水ポンプ６の回転数Ｎｍｔを目標回転数Ｎｔにフィードバック制御するフィードバック制御部を構成することができる。制御装置２０は、回転センサから給水ポンプ６の回転数Ｎｍｔを入力し、この回転数Ｎｍｔを目標回転数Ｎｔに一致させるように電動機６ｂに供給する電力を制御する。また、ポンプ駆動部３１は、給水ポンプ６の電動機に一定の電圧、または一定の電流を供給することができる。

ポンプ駆動部３１は、給水ポンプ６の電動機６ｂを、過負荷および過回転から保護するための保護部３１ａを備える。保護部３１ａは、電動機６ｂの作動状態が保護状態に到達すると電動機６ｂを保護するために電動機６ｂを停止させる。保護部３１ａは、電動機６ｂの過電圧および／または過電流を検出すると、電動機６ｂへの電力供給を遮断する。また、保護部３１ａは、電動機６ｂの過回転を検出すると、電動機６ｂへの電力供給を遮断する。具体的には、保護部３１ａは、電動機６ｂの駆動電圧が所定の保護時間Ｔｖｐにわたって保護電圧Ｖｐｔを上回ると、電力供給を遮断する。具体的には、保護部３１ａは、電動機６ｂの回転数が所定の保護時間Ｔｎｐにわたって保護回転数Ｎｐｔを上回ると、電力供給を遮断する。保護時間Ｔｖｐは、電動機６ｂの損傷を防止するためのものであって、比較的長い時間に設定されている。保護時間Ｔｎｐは、電動機６ｂの損傷を防止するためのものであって、比較的長い時間に設定されている。保護電圧Ｖｐｔは、電動機６ｂの損傷を防止するためのものであって、給湯装置１の通常の運転において電動機６ｂに与えられる上限電圧より高い電圧に設定されている。保護回転数Ｎｐｔは、電動機６ｂの損傷を防止するためのものであって、給湯装置１の通常の運転において電動機６ｂが到達する上限回転数より高い回転数に設定されている。

制御装置２０は、複数のセンサ２１の少なくともひとつからの信号を監視するセンサ監視部３２を備える。センサ監視部３２は、センサ２１からの信号に基づいて給湯装置１の異常を判定する。センサ監視部３２は、少なくともひとつの温度センサ２１からの信号に基づいて給湯装置１の異常を判定する。センサ監視部３２は、給湯装置１を制御するためのセンサ２１からの信号に基づいて、給水ポンプ６と関連する異常を含む給湯装置１の異常を検出する。

センサ監視部３２は、給湯装置１を設置し、配管などを施工した後の試運転において起動される。試運転においては、給湯装置１が所定の運転状態で運転される。センサ監視部３２は、試運転においてセンサ２１からの信号を監視する。センサ監視部３２は、試運転においてセンサ２１からの信号が異常値になると、給湯装置１の異常を検出する。例えば、センサ監視部３２は、吐出冷媒温度と所定の閾値（異常値）とを比較し、吐出冷媒温度が異常値である場合に、給湯装置１の異常を検出する。例えば、センサ監視部３２は、高圧冷媒圧力と所定の閾値（異常値）とを比較し、高圧冷媒圧力が異常値である場合に、給湯装置１の異常を検出する。

制御装置２０は、センサ監視部３２による給湯装置１の異常の検出に応答して異常処理を実行する異常処理部３３を備える。異常処理は、検出された異常に対応するため、言い換えると異常に起因する損害を抑制するための処理である。異常処理部３３は、給湯装置１の異常の検出に応答して、例えば、試運転を中断する。また、異常処理部３３は、給湯装置１の異常の検出に応答して、例えば、給湯装置１の施工者または利用者に異常の存在を通知する。

さらに、制御装置２０は、給水ポンプ６、すなわち電動機６ｂの作動状態を監視するポンプ監視部３４を備える。ポンプ監視部３４は、電動機６ｂの作動状態が異常状態であるか否かを判定し、給水ポンプ６と関連する異常を検出する。ポンプ監視部３４は、給水ポンプ６の作動状態を示す信号を監視する。ポンプ監視部３４は、給水ポンプ６の作動状態が予め設定された異常範囲にあるか否かを判定する。給水ポンプ６の作動状態が異常範囲にある場合、ポンプ監視部３４は、給水ポンプ６と関連する異常を検出する。ポンプ監視部３４は、少なくとも試運転において起動される。

給水ポンプ６の作動状態は、例えば、電動機６ｂに供給される駆動電圧および／または駆動電流によって示される。駆動電圧および／または駆動電流は、ポンプ駆動部３１における駆動信号によって検知することができる。ポンプ監視部３４は、駆動電圧および／または駆動電流と所定の閾値とを比較する。閾値は、正常範囲と異常範囲とを識別するために設定される。ポンプ監視部３４は、駆動電圧および／または駆動電流が異常範囲にあるか否かを判定する。ポンプ監視部３４は、駆動電圧および／または駆動電流が異常範囲にあると判定すると、給水ポンプ６と関連する異常を検出する。給水ポンプ６と関連する異常は、給湯装置１の異常のひとつである。この実施形態では、ポンプ監視部３４は、電動機６ｂに供給される駆動電圧を監視する。

異常処理部３３は、ポンプ監視部３４による異常の検出に応答して、異常処理を実行する。異常処理部３３は、異常の検出に応答して、例えば、給湯装置１の施工者または利用者に異常の存在を通知する。また、異常処理部３３は、異常の検出に応答して、例えば、試運転を中断する。

制御装置２０は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置２０によって実行されることによって、制御装置２０をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置２０を機能させる。制御装置２０が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。

図２に図示される試運転処理１５０は、制御装置２０によって実行される。給湯装置１を設置した施工者は、給湯装置１の制御装置２０に試運転を指示する。制御装置２０は、指示に応答して、試運転処理１５０を実行する。試運転処理１５０において、制御装置２０は、給湯装置１の機能が正常に発揮されることを確認するために給湯装置１を通常の状態で、または試運転のために設定された特別の状態で運転する。図中には、試運転における電動機６ｂの制御に関連する部分だけが図示されている。

ステップ１６０では、制御装置２０は、給水ポンプ６を所定の状態で運転するように給水ポンプ６を制御する。ステップ１６０は、給湯装置１を試運転するための試運転部を提供する。ステップ１６０には、冷媒サイクル３を運転するための処理などが含まれている。ステップ１６０には、給水ポンプ６の電動機６ｂを制御するための処理が含まれている。ステップ１６０は、電動機６ｂを制御するためのポンプ駆動部３１を提供する。

ステップ１６１では、制御装置２０は、給水ポンプ６の回転数Ｎｍｔを検出する。ステップ１６２では、制御装置２０は、検出された実際の回転数Ｎｍｔと目標回転数Ｎｔを比較する。ここでは、回転数Ｎｍｔが目標回転数Ｎｔを下回るか否かを判定する。Ｎｍｔ＜Ｎｔである場合、処理はステップ１６３へ進む。ステップ１６３では、制御装置２０は、回転数Ｎｍｔを上昇させるために、駆動電圧を増加させる。Ｎｍｔ≧Ｎｔである場合、処理はステップ１６４へ進む。ステップ１６４では、制御装置２０は、回転数Ｎｍｔを下降させるために、駆動電圧を減少させる。ステップ１６０−１６４は、給水ポンプ６の回転数Ｎｍｔを目標回転数Ｎｔに一致させるフィードバック制御部を提供する。 ステップ１６０−１６４は、給水ポンプ６の回転数Ｎｍｔを目標回転数Ｎｔに制御するポンプ駆動部を提供する。

ステップ１７０では、制御装置２０は、センサ２１の信号を監視する。ステップ１７０は、センサ２１の信号を監視するためのセンサ監視部３２を提供する。ステップ１７０は、給湯装置１を制御するためのセンサ２１からの信号に基づいて、給水ポンプ６と関連する異常を含む給湯装置１の異常を検出するセンサ監視部３２を提供する。

ステップ１７１では、制御装置２０は、センサ２１からセンサ信号を入力する。ステップ１７２では、制御装置２０は、センサ信号が異常値であるか否かを判定する。この処理は、センサ信号が予め設定された正常範囲内にあるか、または正常範囲外の異常範囲にあるかを判定する処理によって提供することができる。センサ信号が異常値である場合、所定はステップ１９０へ進む。センサ信号が正常値である場合、処理はステップ１８０へ進む。

ステップ１８０では、制御装置２０は、給水ポンプ６を監視する。ステップ１８０は、給水ポンプ６を監視するためのポンプ監視部３４を提供する。ステップ１８０においては、ポンプ監視部３４は、電動機６ｂの駆動信号を監視するための駆動信号監視部として構成されている。この実施形態では、ポンプ監視部３４は、試運転のときだけ起動される。

ステップ１８１では、制御装置２０は、予め設定された検出タイミングが到来したか否かを判定する。検出タイミングは、正常時に、試運転の開始後に給水ポンプ６の回転が安定するまでの期間に基づいて設定することができる。例えば、試運転の開始から数秒の時間が経過した後に、検出タイミングが到来したと判定することができる。検出タイミングが到来していない場合、ステップ１８０を終了する。検出タイミングが到来した場合、処理は、ステップ１８２へ進む。

ステップ１８２では、制御装置２０は、電動機６ｂの駆動電圧Ｖｍｔを取得する。駆動電圧Ｖｍｔは、ステップ１６３またはステップ１６４から取得することができる。

ステップ１８３では、制御装置２０は、駆動電圧Ｖｍｔと上限値ＶＨとを比較するとともに、それらの関係の継続時間を判定する。ここでは、駆動電圧Ｖｍｔが上限値ＶＨを上回るか否かを判定する。さらに、駆動電圧Ｖｍｔと上限値ＶＨとの関係が所定の閾値時間ＴＨを上回って継続したか否かを判定する。Ｖｍｔ＞ＶＨが閾値時間ＴＨを上回って継続した場合、駆動電圧Ｖｍｔは異常値である。この場合、処理はステップ１９０へ進む。Ｖｍｔ≦ＶＨであるか、継続時間が閾値時間ＴＨ以下である場合、処理はステップ１８４へ進む。

ステップ１８４では、制御装置２０は、駆動電圧Ｖｍｔと下限値ＶＬとを比較するとともに、それらの関係の継続時間を判定する。ここでは、駆動電圧Ｖｍｔが下限値ＶＬを下回るか否かを判定する。さらに、駆動電圧Ｖｍｔと下限値ＶＬとの関係が所定の閾値時間ＴＬを上回って継続したか否かを判定する。Ｖｍｔ＜ＶＨが閾値時間ＴＬを上回って継続した場合、駆動電圧Ｖｍｔは異常値である。この場合、処理はステップ１９０へ進む。Ｖｍｔ≧ＶＬであるか、継続時間が閾値時間ＴＬ以下である場合、試運転処理１５０が繰り返される。

ステップ１８３とステップ１８４とは、駆動電圧Ｖｍｔが異常範囲にあるか否かを判定する判定部を提供する。言い換えると、ステップ１８３とステップ１８４とは、駆動電圧Ｖｍｔが正常範囲にあるか否かを判定する判定部を提供する。ここでは、下限値ＶＬと上限値ＶＨとの間の範囲が正常範囲である。上限値ＶＨを上回る範囲と、下限値ＶＬを下回る範囲とが異常範囲である。駆動電圧Ｖｍｔが異常範囲にある場合、給水ポンプ６と関連する異常が検出される。一方、ＶＨ≧Ｖｍｔ≧ＶＬである場合、駆動電圧Ｖｍｔは正常値である。よって、この場合は、給水ポンプ６と関連する異常を検出することなく、試運転処理１５０が繰り返される。

ステップ１８３は、駆動電圧Ｖｍｔが上限値ＶＨを上回る場合に給水ポンプ６と関連する異常を検出する上限判定部を提供する。ステップ１８４は、駆動電圧Ｖｍｔが下限値ＶＬを下回る場合に給水ポンプ６と関連する異常を検出する下限判定部を提供する。ステップ１８０は、電動機６ｂの作動状態が異常状態であるか否かの判定を、電動機６ｂに供給される駆動電圧Ｖｍｔに基づいて実行するポンプ監視部３４を提供する。ステップ１８０は、電動機６ｂの作動状態が所定の閾値時間ＴＨ、ＴＬにわたって異常状態であるか否かを判定するポンプ監視部３４を提供するように構成されている。

上限値ＶＨは、保護部３１ａにおいて設定されている保護電圧Ｖｐｔより低い（ＶＨ＜Ｖｐｔ）。また、閾値時間ＴＨは、保護部３１ａにおいて設定されている保護時間Ｔｖｐより短い（ＴＨ＜Ｔｖｐ）。これにより、保護部３１ａが作動する前に、給水ポンプ６の異常が検出される。このように、ポンプ監視部３４における判定のための閾値は、保護部３１ａにおける閾値よりも、通常値の近くに設定されている。ポンプ監視部３４において複数の閾値が判定のために利用されている場合、その少なくともひとつ、例えば上限値ＮＨまたは閾値時間ＴＨ、を通常値の近くに設定してもよい。ポンプ監視部３４は、給水ポンプ６と関連する異常を保護部３１ａより早く検出するように構成されている。これにより、保護部３１ａが作動する前に、給水ポンプ６と関連する異常が検出される。

また、閾値時間ＴＨおよびＴＬは、ステップ１８０によって検出可能な施工不良、すなわち給水ポンプ６と関連する異常が、センサ監視部３２（ステップ１７０）によって検出されるより前に、ポンプ監視部３４（ステップ１８０）によって検出されるように設定されている。センサ監視部３２（ステップ１７０）は、給湯用流体系統２および冷媒サイクル３の応答遅れと、センサ監視部３２（ステップ１７０）自身の検出遅れとを含む遅れ時間の後に給湯装置１の異常を検出する。閾値時間ＴＨおよびＴＬは、センサ監視部３２（ステップ１７０）の上記遅れ時間より短い時間に設定されている。ステップ１８０が提供するポンプ監視部３４は、給水ポンプ６と関連する異常をセンサ監視部３２（ステップ１７０）より早く検出する。

ステップ１９０では、制御装置２０は、予め設定された試運転における異常処理を実行する。ここでは、制御装置２０は、給湯装置１に付随する表示装置によって給湯装置１の異常を施工者または利用者に通知する。さらに、ここでは、制御装置２０は、試運転を停止する。給湯装置１に異常があるままで給湯装置１の試運転を継続することは好ましくないからである。ステップ１８０からステップ１９０に到達した場合にも、上記と同様の通知処理と試運転停止処理とが実行される。給水ポンプ６に異常がある場合にも、試運転を継続することは望ましくないからである。

ステップ１９０の後、試運転処理１５０は終了される。この後、施工者または利用者は、不具合を修理し、再び試運転を起動することがある。この場合、試運転処理１５０は、再度初期状態から実行される。

図３には、給湯用流体系統２において施工不良があった場合の給水ポンプ６の作動状態が図示されている。図中には、時間Ｔの経過に対応して、給水ポンプ６の回転数Ｎｍｔの変化と、駆動電圧Ｖｍｔの変化とが図示されている。実線は、施工不良のない正常な状態での挙動を示す。破線は、電動機６ｂに過大な負荷を与える施工不良がある場合の挙動を示す。このような施工不良は、例えば、給湯用流体系統２を通水可能にするバルブの開け忘れのような施工不良である。一点鎖線は、電動機６ｂの負荷が過剰に少なくなる施工不良がある場合の挙動を示す。このような施工不良は、例えば、給湯用流体系統２への注水忘れのような施工不良である。図示の例では、時刻ｔ１において試運転が開始されている。

給水ポンプ６と関連する異常がない場合、回転数Ｎｍｔは時刻ｔ２において目標回転数Ｎｔに到達する。また、駆動電圧Ｖｍｔは、時刻ｔ２において、通常電圧ＶＮに到達している。時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の時間は、ステップ１８１における検出タイミングの判定に利用することができる。通常電圧ＶＮは、下限値ＶＬより大きく、しかも上限値ＶＨより小さい。

給水ポンプ６と関連する異常に起因して電動機６ｂに過大な負荷が与えられる場合、破線で示されるように、回転数Ｎｍｔはゆっくりと上昇する。駆動電圧Ｖｍｔは、電動機６ｂに与えられた過大な負荷に対抗して回転数Ｎｍｔを増加させるために、通常電圧ＶＮを越えて上昇する。この場合、駆動電圧Ｖｍｔは、上限値ＶＨを上回る水準で安定する。

給水ポンプ６と関連する異常に起因して電動機６ｂに与えられる負荷が軽すぎる場合、一点鎖線で示されるように、回転数Ｎｍｔは急激に上昇する。ポンプ駆動部３１のフィードバック制御は、通常の負荷において給水ポンプ６を安定的に制御するように調節されているから、負荷が軽すぎる場合、回転数Ｎｍｔは、オーバーシュートを生じることがある。駆動電圧Ｖｍｔは、電動機６ｂに与えられた軽い負荷に起因して、ゆっくりと上昇する。この場合、駆動電圧Ｖｍｔは、下限値ＶＬを下回る水準で安定する。

図中に破線または一点鎖線で図示された異常がある場合、給水ポンプ６は所定の流量を流すことができない。この結果、制御装置２０は、センサ監視部３２（ステップ１７０）によって給湯装置１の異常を検出する。しかし、給水ポンプ６と関連する異常が、給湯装置１の異常な運転状態として現れ、センサ監視部３２（ステップ１７０）によって検出されるまでには、相当の遅れ時間が生じる。例えば、給湯用流体系統２に水が流れない場合、それに起因して冷媒サイクル３の高圧冷媒圧力が異常に上昇するまでには、冷媒サイクル３の高圧圧力が上昇するための応答遅れに起因して、相応の時間を要する。この結果、センサ監視部３２（ステップ１７０）だけでは、遅れ時間の間にわたって給水ポンプ６が駆動され続ける。

これに対して、この実施形態によると、駆動電圧Ｖｍｔが上限値ＶＨと超えると、ステップ１８３からステップ１９０へ分岐し、異常処理が実行される。また、駆動電圧Ｖｍｔが下限値ＶＬを下回ると、ステップ１８４からステップ１９０へ分岐し、異常処理が実行される。このように、ポンプ監視部３４（ステップ１８０）は、センサ監視部３２（ステップ１７０）より早く異常を検出するように設定されている。言い換えると、ポンプ監視部３４（ステップ１８０）による異常検出の感度は、センサ監視部３２（ステップ１７０）による異常検出の感度より敏感に設定されている。

以上に述べたように、この実施形態では、センサ監視部３２（ステップ１７０）によって、給湯装置１の挙動を示すセンサ信号が監視され、センサ信号に基づいて給湯装置１の異常が検出される。給湯装置１が正常に機能できるように施工されている場合、給湯用流体系統２における水の状態（例えば温度）、および冷媒サイクル３における冷媒の状態（例えば温度または圧力）は、正常に変化する。このため、センサ信号は、水の状態の正常な変化、および冷媒の状態の正常な変化を反映する。

給湯装置１が施工不良によって正常に機能できない場合、水の状態、および冷媒の状態は、正常時とは異なる異常な変化を示す。このような異常な変化は、給湯用流体系統２および冷媒サイクル３の応答遅れに起因して、相応の遅れ時間を伴ってセンサ信号に現れてくる。このため、センサ監視部３２（ステップ１７０）による異常検出は、給湯用流体系統２および冷媒サイクル３の応答遅れ、およびセンサ監視部３２（ステップ１７０）自身の検出遅れに起因して、比較的大きい遅れ時間を伴っている。特に、センサ監視部３２（ステップ１７０）が温度、または圧力を示すセンサ信号を監視する場合、温度または圧力が給湯装置１の異常を反映するためには、給湯用流体系統２および冷媒サイクル３の応答遅れに起因して、長い時間を要する。

この実施形態では、ポンプ監視部３４（ステップ１８０）によって、給水ポンプ６の作動状態が監視され、この作動状態に基づいて給湯装置１の異常が検出される。給水ポンプ６の作動状態は、給水ポンプ６に関連する駆動信号から検知される。このため、給湯用流体系統２および冷媒サイクル３の応答遅れの影響を受けることなく、給水ポンプ６と関連する給湯装置１の異常が迅速に検出される。言い換えると、給水ポンプ６の作動状態を監視することにより、給水ポンプ６と関連する異常を、センサ監視部３２（ステップ１７０）より早く検出することができる。給水ポンプ６と関連する異常には、給湯用流体系統２の施工不良、例えばバルブの開け忘れや、注水忘れが含まれる。給水ポンプ６の作動状態を監視することにより、給水経路５における施工不良が迅速に検出されるともいえる。

さらに、この実施形態では、センサ監視部３２（ステップ１７０）によって給湯装置１の異常が検出された場合にも、ポンプ監視部３４（ステップ１８０）によって給湯装置１の異常が検出された場合にも、異常処理部３３（ステップ１９０）によって異常処理が実行される。よって、給湯装置１に異常があるままで給湯装置１が過剰に長い時間にわたって試運転されることを回避することができる。

（第２実施形態）
この実施形態では、先行する実施形態と同じ構成が採用される。ただし、この実施形態では、先行する実施形態とは異なるポンプ監視部３４が採用される。上記実施形態では、給水ポンプ６の作動状態を電動機６ｂの駆動信号に基づいて監視した。これに代えて、給水ポンプ６の作動状態が異常状態であるか否かの判定を、給水ポンプ６、すなわち電動機６ｂの回転数Ｎｍｔに基づいて監視する。この実施形態でも、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。

この実施形態では、給水ポンプ６の作動状態は、給水ポンプ６の回転数Ｎｍｔによって示される。電動機６ｂに一定の電力が供給される場合、給水ポンプ６に与えられる負荷は、給水ポンプ６の回転数Ｎｍｔに表れる。回転数Ｎｍｔは、ポンプ駆動部３１における制御信号によって検知することができる。ポンプ監視部３４は、回転数Ｎｍｔと所定の閾値とを比較する。閾値は、正常範囲と異常範囲とを識別するために設定される。ポンプ監視部３４は、回転数Ｎｍｔが異常範囲にあるか否かを判定する。ポンプ監視部３４は、回転数Ｎｍｔが異常範囲にあると判定すると、給水ポンプ６と関連する異常を検出する。

この実施形態では、図４に図示される試運転処理２５０が制御装置２０によって実行される。ステップ２６０は、電動機６ｂに供給される駆動電圧Ｖｍｔを一定に保持するポンプ駆動部３１を提供する。ステップ２６１では、制御装置２０は、電動機６ｂに一定の電圧を供給する。すなわちステップ２６１では、制御装置２０は、電動機６ｂを定電力駆動する。給湯装置１が正常に施工されている場合、一定の電力を供給された給水ポンプ６は、水の負荷に対応した所定の範囲内の回転数で回転する。

ステップ２８０は、電動機６ｂの作動状態が所定の閾値時間ＴＨ、ＴＬにわたって異常状態であるか否かを判定するポンプ監視部３４を提供する。ステップ２８２では、制御装置２０は、給水ポンプ６の回転数Ｎｍｔを取得する。回転数Ｎｍｔは、制御装置２０の内部において、例えばポンプ駆動部３１から取得することができる。

ステップ２８３では、制御装置２０は、回転数Ｎｍｔと上限値ＮＨとを比較するとともに、それらの関係の継続時間を判定する。ここでは、回転数Ｎｍｔが上限値ＮＨを上回るか否かを判定する。さらに、回転数Ｎｍｔと上限値ＮＨとの関係が所定の閾値時間ＴＨを上回って継続したか否かを判定する。Ｎｍｔ＞ＮＨが閾値時間ＴＨを上回って継続した場合、回転数Ｎｍｔは異常値である。この場合、処理はステップ１９０へ進む。Ｎｍｔ≦ＮＨであるか、継続時間が閾値時間ＴＨ以下である場合、処理はステップ２８４へ進む。

ステップ２８４では、制御装置２０は、回転数Ｎｍｔと下限値ＮＬとを比較するとともに、それらの関係の継続時間を判定する。ここでは、回転数Ｎｍｔが下限値ＮＬを下回るか否かを判定する。さらに、回転数Ｎｍｔと下限値ＮＬとの関係が所定の閾値時間ＴＬを上回って継続したか否かを判定する。Ｎｍｔ＜ＮＨが閾値時間ＴＬを上回って継続した場合、回転数Ｎｍｔは異常値である。この場合、処理はステップ１９０へ進む。Ｎｍｔ≧ＮＬであるか、継続時間が閾値時間ＴＬ以下である場合、試運転処理２５０が繰り返される。

ステップ２８３とステップ２８４とは、回転数Ｎｍｔが異常範囲にあるか否かを判定する判定部を提供する。言い換えると、ステップ２８３とステップ２８４とは、回転数Ｎｍｔが正常範囲にあるか否かを判定する判定部を提供する。ここでは、下限値ＮＬと上限値ＮＨとの間の範囲が正常範囲である。上限値ＮＨを上回る範囲と、下限値ＮＬを下回る範囲とが異常範囲である。回転数Ｎｍｔが異常範囲にある場合、給水ポンプ６と関連する異常が検出される。一方、ＮＨ≧Ｎｍｔ≧ＮＬである場合、回転数Ｎｍｔは正常値である。よって、この場合は、給水ポンプ６の異常を検出することなく、試運転処理１５０が繰り返される。

ステップ２８３は、回転数Ｎｍｔが上限値ＮＨを上回る場合に給水ポンプ６と関連する異常を検出する上限判定部を提供する。ステップ２８４は、回転数Ｎｍｔが下限値ＮＬを下回る場合に給水ポンプ６と関連する異常を検出する下限判定部を提供する。

上限値ＮＨは、保護部３１ａにおいて設定されている保護回転数Ｎｐｔより低い（ＮＨ＜Ｎｐｔ）。また、閾値時間ＴＨは、保護部３１ａにおいて設定されている保護時間Ｔｎｐより短い（ＴＨ＜Ｔｎｐ）。このように、ポンプ監視部３４における判定のための閾値は、保護部３１ａにおける閾値よりも、通常値の近くに設定されている。ポンプ監視部３４において複数の閾値が判定のために利用されている場合、その少なくともひとつ、例えば上限値ＮＨまたは閾値時間ＴＨ、を通常値の近くに設定してもよい。ポンプ監視部３４は、給水ポンプ６と関連する異常を保護部３１ａより早く検出するように構成されている。これにより、保護部３１ａが作動する前に、給水ポンプ６の異常が検出される。

また、閾値時間ＴＨおよびＴＬは、ステップ２８０によって検出可能な施工不良、すなわち給水ポンプ６と関連する異常が、センサ監視部３２（ステップ１７０）によって検出されるより前に、ポンプ監視部３４（ステップ２８０）によって検出されるように設定されている。センサ監視部３２（ステップ１７０）は、給湯用流体系統２および冷媒サイクル３の応答遅れと、センサ監視部３２（ステップ１７０）自身の検出遅れとを含む遅れ時間の後に給湯装置１の異常を検出する。閾値時間ＴＨおよびＴＬは、センサ監視部３２（ステップ１７０）の上記遅れ時間より短く設定されている。ステップ２８０が提供するポンプ監視部３４は、給水ポンプ６と関連する異常をセンサ監視部３２（ステップ１７０）より早く検出する。

（他の実施形態）
以上、開示された発明の好ましい実施形態について説明したが、開示された発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、開示された発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。開示された発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。

第１実施形態では、駆動信号として駆動電圧Ｖｍｔを利用した。これに代えて、電動機６ｂに供給される駆動電流を利用して異常を検出してもよい。また、電動機６ｂに供給される駆動電圧と駆動電流との両方を利用して、例えば駆動電力に基づいて異常を検出してもよい。上記第１実施形態では、保護部３１ａとポンプ監視部３４との関係は、ＶＨ＜Ｖｐｔ、かつＴＨ＜Ｔｖｐに設定した。これに代えて、上記関係を、ＶＨ＜Ｖｐｔ、またはＴＨ＜Ｔｖｐに設定してもよい。また、上記第２実施形態では、保護部３１ａとポンプ監視部３４との関係は、ＮＨ＜Ｎｐｔ、かつＴＨ＜Ｔｎｐに設定した。これに代えて、上記関係を、ＮＨ＜Ｎｐｔ、またはＴＨ＜Ｔｎｐに設定してもよい。

また、上記実施形態では、ポンプ監視部３４（ステップ１８０、２８０）は、試運転の時にだけ起動された。これに代えて、通常の給湯装置１の運転時にも、ポンプ監視部３４（ステップ１８０、２８０）による異常検出を実行してもよい。例えば、通常の給湯装置１の運転時において、電源スイッチが投入され給湯装置１が起動された後の所定期間内だけ、ポンプ監視部３４（ステップ１８０、２８０）による異常検出を活性化してもよい。

１ 給湯装置、２ 給湯用流体系統、３ 冷媒サイクル、
４ 貯湯タンク、５ 給水経路、
６ 給水ポンプ、６ａ ポンプ機構部、 ６ｂ 電動機、
７ 圧縮機、８ 減圧弁、９ 蒸発器、
１０ 水冷媒熱交換器、１１ 水経路、１２ 冷媒経路、
２０ 制御装置、２１ センサ、
３１ ポンプ駆動部、３１ａ 保護部、
３２ センサ監視部、３３ 異常処理部、３４ ポンプ監視部。

Claims (10)

1. 電動機（６ｂ）によって駆動される給水ポンプ（６）によって給湯用流体系統（２）に流される給湯用流体を冷媒サイクル（３）によって沸き上げる給湯装置（１）において、
   前記給水ポンプ（６）の前記電動機（６ｂ）の作動状態が異常状態であるか否かを判定し、前記給水ポンプと関連する異常を検出するポンプ監視部（３４、１８０、２８０）と、
   異常が検出されると、当該異常に対応するための処理を実行する異常処理部（３３、１９０）と、
   前記給湯装置を制御するためのセンサ（２１）からの信号に基づいて、前記給水ポンプと関連する異常を含む前記給湯装置の異常を検出するセンサ監視部（３２、１７０）を備え、
   前記ポンプ監視部は、前記給水ポンプと関連する異常を前記センサ監視部より早く検出するように構成されていることを特徴とする給湯装置。
2. 前記センサ監視部（３２、１７０）は、前記給湯用流体系統（２）および前記冷媒サイクル（３）の応答遅れと、前記センサ監視部自身の検出遅れとを含む遅れ時間の後に前記給湯装置の異常を検出するように構成され、
   前記ポンプ監視部は、前記電動機の作動状態が所定の閾値時間（ＴＨ、ＴＬ）にわたって異常状態であるか否かを判定するように構成され、
   前記閾値時間（ＴＨ、ＴＬ）は、前記センサ監視部による前記遅れ時間より短く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
3. さらに、前記電動機の作動状態が保護状態に到達すると前記電動機を保護するために前記電動機を停止させる保護部（３１ａ）を備え、
   前記ポンプ監視部は、前記給水ポンプと関連する異常を前記保護部より早く検出するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯装置。
4. 電動機（６ｂ）によって駆動される給水ポンプ（６）によって給湯用流体系統（２）に流される給湯用流体を冷媒サイクル（３）によって沸き上げる給湯装置（１）において、
   前記給水ポンプ（６）の前記電動機（６ｂ）の作動状態が異常状態であるか否かを判定し、前記給水ポンプと関連する異常を検出するポンプ監視部（３４、１８０、２８０）と、
   異常が検出されると、当該異常に対応するための処理を実行する異常処理部（３３、１９０）と、
   前記電動機の作動状態が保護状態に到達すると前記電動機を保護するために前記電動機を停止させる保護部（３１ａ）を備え、
   前記ポンプ監視部は、前記給水ポンプと関連する異常を前記保護部より早く検出するように構成されていることを特徴とする給湯装置。
5. さらに、前記給水ポンプの回転数を目標回転数に制御するポンプ駆動部（３１、１６０）を備え、
   前記ポンプ監視部は、作動状態が異常状態であるか否かの判定を、前記電動機に供給される駆動電圧（Ｖｍｔ）に基づいて実行することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯装置。
6. 前記ポンプ監視部は、前記駆動電圧（Ｖｍｔ）が上限値（ＶＨ）を上回る場合に前記給水ポンプと関連する異常を検出する（１８３）ことを特徴とする請求項５に記載の給湯装置。
7. 前記ポンプ監視部は、前記駆動電圧（Ｖｍｔ）が下限値（ＶＬ）を下回る場合に前記給水ポンプと関連する異常を検出する（１８４）ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の給湯装置。
8. さらに、前記電動機に供給される駆動電圧（Ｖｍｔ）を一定に保持するポンプ駆動部（３１、２６０）を備え、
   前記ポンプ監視部は、作動状態が異常状態であるか否かの判定を、前記電動機の回転数（Ｎｍｔ）に基づいて実行することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯装置。
9. 前記ポンプ監視部は、前記回転数（Ｎｍｔ）が上限値（ＮＨ）を上回る場合に前記給水ポンプと関連する異常を検出する（２８３）ことを特徴とする請求項８に記載の給湯装置。
10. 前記ポンプ監視部は、前記回転数（Ｎｍｔ）が下限値（ＮＬ）を下回る場合に前記給水ポンプと関連する異常を検出する（２８４）ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の給湯装置。

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