JPH024159A - ヒートポンプ給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集合住宅、ビジネスホテル等の給湯を行なう
ヒートポンプ給湯装置に関し、特に早期にシステムの異
常を検知する故障診断装置を備えたヒートポンプ給湯装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来から、この種の集合住宅、ビジネスホテルなどで用
いられているヒートポンプ給湯装置としては、一般に第
５図に概要を示す装置構成のものが知られている。

図において、１は所定の貯湯容量をもつ開放式の貯湯槽
、２は後述する作動制御器によって作動制御され、温水
を所定温度に加熱維持するヒートポンプ、３は貯湯槽１
の底部からヒートポンプ２への温水復配管、４はヒート
ポンプ２から貯湯槽１の上部への温水復配管、５は温水
復配管３中に設置された温水循環ポンプである。

また、６は貯湯槽１と温水循環ポンプ５間の温水復配管
３に接続された給水配管、７および８は貯湯槽１に接続
された給湯性配管および給湯復配管であって、同配管７
，８間には、負荷側としての複数個の給湯用蛇口９が接
続されており、１０は給湯性配管Ｔ中に介在された給湯
循環ポンプである。

さらに、１１は高温水維持のための作動制御器であって
、貯湯槽１内での温水レベルを検知する水位検知器１２
からの水位検知信号により、ヒートポンプ２の作動制御
および給水配管６中に順次設置された電磁弁１３．電動
二方弁１４の開閉制御を行なう。

このような構成において、給湯があると水位検知器１２
の信号により作動制御器１１を介し電動二方弁１４が開
き給水が開始され、給水時にはヒートポンプ２の出口温
度が一定になるように調節され貯湯槽１の水温は一定に
保たれる。

また、給湯負荷側の配管７，８には温水循環ポンプ１０
により温水が常に循環している。

このような構成が単純な従来の装置では、故障が発生し
ても直ぐに故障箇所が判明するため、高価な故障診断装
置を備える必要がなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、近年では複数のヒートポンプ。

複数の貯湯槽を有するような構成の複雑なヒートポンプ
装置が使用されるようになってきたため、従来のように
故障診断の機構を有していない装置では装置の異常又は
故障時に、一部の構成要素が故障しても構成が複雑なた
め故障の判断をすることが難しく、このため管理者も異
常に気付くのが遅れ、重大な影響を及ぼすことがあった
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は高温側の貯湯槽から給湯される湯温度を検知す
る温度センサと、低温側の貯湯槽の温度を検知する温度
センサと、高温側貯湯槽から低温側貯湯槽へ入る直前の
配管内の温度を検知する温度センサと、高温側ヒートポ
ンプの出口温度および入口温度を各々検知する温度セン
サと、低温側ヒートポンプの出口温度および入口温度を
各々検知する温度センサと、高温ヒートポンプの積算電
力量を検知する積算電力計と、低温側ヒートポンプの積
算電力量を検知する積算電力計と、これら全ての温度セ
ンサ及び積算電力計からの検出値を入力し、予めメモリ
に格納された故障診断プログラムにより故障診断を行な
う故障診断部と、故障診断の結果を表示し異常時に警報
を行なう表示出力部とを設けたものである。

〔作用〕

本発明は故障診断部において、温度センサ及び積算電力
計からの検出信号を入力し、予めメモリに格納された故
障診断プログラムによシ検出信号を判断しヒートポンプ
給湯装置の故障診断を行ない、異常時に警報通知を行な
うものである。

〔実施例〕

本発明の実施例について図を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図であり、図にお
いて、２１は給湯用の高温水を貯溜する高温側貯湯槽、
２２は高温水を循環加熱する高温側のヒートポンプ、２
３１．２３ｂは高温側貯湯槽２１の下部および上部をヒ
ートポンプ２２に接続させる往配管および復配管、２４
は往配管２３＆および復配管２３ｂを接続しヒートポン
プ２２をバイパスする短絡配管、２５は往配管２３ｍと
短絡配管２４を接続しヒートポンプ２２０入口温度を制
御する三方電動弁、２６は三方電動弁２５を制御するセ
ンサ、２７は往配管２３＆の途中で三方電動弁２５とヒ
ートポンプ２２の間に設置された高温系用の温水循環ポ
ンプ、２８は低温水を貯溜する低温側貯湯槽、２９は低
温°水を循環加熱する低温側のヒートポンプ、３ｏａ　
、　３０ｂは低温側貯湯槽２８の下部を低温側のヒート
ポンプ２９に接続する往配管および復配管、３１は往配
管３０＆の途中に設置された低温系用の温水循環ポンプ
、３２は高温側貯湯槽２１の下部と低温側貯湯槽２８の
上部を結合する配管、３３は高温側貯湯槽２１から高温
水を給湯する配管、３４は高温側貯湯槽２１から給湯さ
れる湯温度を検知する温度センサ、３５は低温側貯湯槽
２８内の温度を検知する温度センサ、３６は復配管内の
温度を検知する温度センサ、３７１　。

３７ｂは高温側と一トポンプ２２０入口温度および出口
温度を各々検知する温度センサ、３８ａ　、　３８ｂは
低温側ヒートポンプ２９０入口温度および出口温度を各
々検知する温度センサ、３９は全ての温度センサと後述
する電力計とからの検知値を入力し、予めメモＵ　４７
に格納された故障診断プログラムにより装置の故障診断
を行なう故障診断部であり、故障診断の結果を表示部４
０により表示し、印字部４１によシ印字して異常時に警
報を行なうものである。さらに、４２は低温側貯湯槽２
Ｂの下部に設けられた給水配管、４３は配管３３め途中
に設けられた蛇口、４４は配管３３内の湯温が低下する
と温度検知器４５ｅにより検知し、高温側貯湯槽２１の
高温水を循環させ、配管３３内を順次高温水で満すよう
にする温水循環ポンプである。

通常この温水循環ポンプ４４は、タイマー機能を有して
おり内部の制御装置（図示を省略）により数分間運転の
後に運転を停止するよう制御される。

４５ｍは高温側貯湯槽２１の下部に設置され、槽内の温
度を検知し、一定の温度の湯が一定量溜ったか否かを判
断するのに用いる温度検知器、４５ｂは低温側貯湯槽２
８内に設けられ水温を検知する温度検知器である。また
、４８は高温側ヒートポンプ２２の積算電力を計測する
積算電力計、４９は低温側ヒートポンプ２９の積算電力
を計測する積算電力計である。

このような構成において、低温側の貯湯槽２８は水温を
一定に保つために水温検知器４５ｂからの信号によりヒ
ートポンプ２９の運転がオンオフ制御される。他方、高
温側貯湯槽２１は、高温水湯量を一定に保つために水温
検知器４５ｍの信号によりヒートポンプ２２の運転がオ
ンオフ制御される。

また、ヒートポンプ２２からの供給される湯温度の制御
は、例えば６０℃と一定の温度に保つものとすると、三
方電動弁２５の開度をセンサー２６で自動制御し、入口
温度を温度差を持たせ５５℃に一定とすることＫより行
なう。

通常は以上のようにヒートポンプ装置は動作するが、こ
れと同時に温度センサ３４，３５，３６゜３７ｍ　、　
３７ｂ　、　３ｓｍ　、　３８ｂにより各所定部の温度
を検出すると共に電力計４８．４９の電力を検出し、こ
れら検出信号によって故障診断部３９により装置の故障
が監視される。例えば、高温側ヒートポンプの積算電力
量が設定値より上昇し、さらに湯温度が設定値より低下
して、他に異常がない場合、故障診断部３９の内部メモ
リ４７に格納された故障診断プログラムにより「ヒート
ポンプの効率が低下している」と判定され、管理者へ表
示部４０゜印字部４１により通報を行なう。この通報手
段は音声等による警告でもよい。

次に、故障診断部４７における故障診断プログラムを第
２図及び第３図のフローチャートに従って説明する。第
２図は高圧側ヒートポンプ用故障診断プログラムのフロ
ーチャートである。まず、電源をオンすることにより装
置がスタートしく５２１）、各温度センサと各電力計か
らの検知信号を入力する（８２２，５２３）。次に、高
温側ヒートポンプ２２の積算電力量が設定値Ａより高い
か否かを判断しく８２４）、設定値Ａより高い場合は、
さらに出湯温度が設定値Ｂより低いか否かを判定する（
８２５）。ここで、設定値Ｂより低い場合はその他のデ
ータに異常がないかを判断しく８２６）、異常がなけれ
ば「ヒートポンプの効率が低下している」と判定して例
えば音声等で警告すると共に、表示部４０．印字部４１
にその旨を出力する（８２７．８２８）。なお、８２４
でＮ０１８２５でＮｏ。

及びＳ２６で異常有シの場合は８２２に戻り、温度検知
と積算電力検知とを継続する。また、第３図は低圧側ヒ
ートポンプ用故障診断プログラムのフローチャートであ
る。第２図と同様に、電源をオンすることにより装置が
スタートしく５３１）、各温度センサからの検知信号を
入力する（８３３）。

次に、低温側ヒートポンプ内の温度が設定値Ｃより低い
か否かを判断する（Ｓ３３）。ここで、設定値Ｃより低
い場合はその他のデータに異常がないかを判断しく８３
４）、異常がなければ「ヒートポンプの効率が低下して
いる」と判定して音声等で警告すると共に、表示部４０
．印字部４１にその旨を出力する（８３５，８３６）。

なお、８３３　　でＮ０１８３４で異常有りの場合は３
３２に戻り、温度検知を継続する。

第３図にヒートポンプが故障して効率が低下した場合の
温度のシミュレーションによる予測計測データを示す。

図において、Ｔａは正常時の出湯特性、Ｔｂは高温側ヒ
ートポンプが故障して効率が低下した場合の出湯特性、
ＴＣは正常時の低温側貯湯槽内特性、Ｔｄは低温側ヒー
トポンプが故障して効率が低下した場合の低温側貯湯槽
内特性である。このように、給湯負荷に対しシミュレー
ションを行なうことにより、ヒートポンプが故障すると
正常運転時よりも温度特性が低下する傾向にあることが
わかる。

このように本実施例では、故障診断部３９において、各
温度センサと各積算電力計とからの検出信号を入力し、
予めメモ＋７４７に格納された故障診断プログラムによ
りヒートポンプ装置の故障診断を行なうので、異常時に
警報通知を行なうことができる。

〔発明の効果〕

本発明は装置の所定箇所に設置した温度センサと、各ヒ
ートポンプに配置した積算電力計とからの検出信号によ
り、異常か否かを故障診断部の内部プログラムにより診
断するように構成したので、装置の故障、異常を適確且
つ即座に判断することができ、迅速に管理者に異常を通
報し装置の修理。

修復を直ちに行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るヒートポンプ給湯装置の一実施例
を示す構成図、第２図は高温側ヒートポンプ用故障診断
プログラムのフローチャート、第３図は低温側ヒートポ
ンプ用故障診断プログラムの７０−チャート、第４図は
正常運転時および異常運転時のシミュレーションによる
温度変化の予測を示す図、第５図は従来の構成図である
。 ２１．２８＠・・・貯湯槽、２２．２９・・・・ヒート
ポンプ、２７，３１．４４・―・・温水循環ポンプ、３
４，３５，３６　、３７８　、３７ｂ　、　３ｅｍ　。 ３８ｂ・・・・温度センサ、３９−・・・故障診断部、
４０・・・・表示部、４１・・・・印字部、４Ｔ・・争
・メモＩＪ、４８．４９・・・・積算電力計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 給湯用の高温水を貯溜する高温側貯湯槽と、高温水を循
   環加熱する高温側のヒートポンプと、高温側貯湯槽の下
   部および上部を高温側のヒートポンプに各々接続させる
   往配管および復配管と、往配管および復配管と接続し高
   温側のヒートポンプをバイパスする短絡配管と、 往配管と短絡配管を接続し高温側のヒートポンプの入口
   温度を制御するための三方電動弁と、三方電動弁を制御
   するセンサと、 往配管の途中で三方電動弁と高温側ヒートポンプの間に
   設置された高温系の温水循環ポンプと、低温水を貯溜す
   る低温側貯湯槽と、 低温水を循環加熱する低温側ヒートポンプと、低温側貯
   湯槽の下部を低温側ヒートポンプに接続する往配管およ
   び復配管と、 往配管の途中に設置された低温系の温水循環ポンプと、 高温側貯湯槽の下部と低温側貯湯槽の上部を結合する配
   管と、 高温側貯湯槽から給湯する給湯配管と、 給湯配管の途中に設けられ、給湯配管内の温度を検知し
   、温度が設定温度より低い場合、高温側貯湯槽の高温水
   を循環して給湯配管内の温度を一定以上に保つように制
   御する制御装置を有する温水循環ポンプとを設けたヒー
   トポンプ給湯装置において、 高温側貯湯槽から給湯される湯温度を検知する温度セン
   サと、 低温側貯湯槽内の温度を検知する温度センサと、高温側
   貯湯槽から低温側貯湯槽へ入る直前の配管内の温度を検
   知する温度センサと、 高温側ヒートポンプの入口温度および出口温度を各々検
   知する温度センサと、 低温側ヒートポンプの入口温度および出口温度を各々検
   知する温度センサと、 高温側ヒートポンプの積算電力量を検知する積算電力計
   と、 低温側ヒートポンプの積算電力量を検知する積算電力計
   と、 前記温度センサ及び前記積算電力計からの検出値を入力
   し、予めメモリに格納された故障診断プログラムにより
   故障診断を行なう故障診断部と、故障診断の結果を表示
   し異常時に警報を行なう表示出力部とを設けたことを特
   徴とするヒートポンプ給湯装置。