JPH0545862B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、集合住宅やビジネスホテル等の給
湯設備において、貯湯槽とヒートポンプをそれぞ
れ２基づつ備えたヒートポンプ給湯装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えばカタログ（三菱電気空冷ヒート
ポンプチラー、サニーパツクＱ＜給湯専用システ
ム＞1984年３月）に記載されている従来のこの種
ヒートポンプ給湯装置を示すもので、図におい
て、４１は開放型の貯湯槽、４２はヒートポンプ
給湯機、４３は貯湯槽４１からヒートポンプ給湯
機４２への配管、４４はヒートポンプ給湯機４２
から貯湯槽への配管、４５は配管４３の途中に備
えた温水循環ポンプ、４６は給湯往配管、４７は
給湯水の蛇口、４８は給湯復配管、４９は給湯用
温水循環ポンプ、５０は制御器で、５１，５２は
この制御器５０によつて制御される電動二方弁と
電磁弁、５３は給水配管、５４は貯湯槽４１の水
位検知器である。

上記した給湯装置は、蛇口４７から給湯がある
と水位検知器５４からの信号は制御器５０によつ
て電磁弁５２が開き給水配管５３からの給水が行
なえる。この給水量はヒートポンプ給湯機４２の
出口温度が一定になるように調節される。これに
よつて貯湯槽４１中の水温は常に一定に保たれ、
給湯に供される。また、給湯負荷側の往、復配管
４６，４７には温水循環ポンプ４９を常に動かし
温水の循環を行なつている。

上記したようにシステムが単純である一般的な
ヒートポンプ給湯装置は、故障が発生しても直ち
に故障個所が判明するため、高価な故障診断装置
を備える必要はない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、２基の密閉型貯湯槽と２基のヒ
ートポンプ給湯機を有する複雑な給湯システムの
場合には、一部の構成要素が故障してもシステム
全体では故障と判定しにくいことや、たとえ故障
と判つてもどの構成要素が故障しているかが困難
なため管理者が異常に気付くのが遅れ、また利用
者にも重大な影響を及ぼすという問題があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、システムの異常を直ちに管理
者に通報し重大な故障に至る前に適切な処置を行
なうことができるヒートポンプ給湯装置を得るこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るヒートポンプ給湯装置は、高温
系、低温系の貯湯槽温度をそれぞれ検知する温度
センサ、高温水の復配管内温度を検知する温度セ
ンサ、高温側、低温側ヒートポンプの出口温度を
それぞれ検出する温度検知器、高温側、低温側ヒ
ートポンプの消費電力量をそれぞれ検知する積算
電力計、および上記各温度、積算電力量の信号を
入力し管理者に異常を知らせる故障診断装置を備
えたものである。

〔作用〕

この発明においては、低温側の貯湯槽温度、低
温側ヒートポンプの出口温度、高温側の消費電力
量割合の増加等が正常値より判断して異常である
と判断した場合に直ちに管理者に通報することが
できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図はこの発明によるヒートポンプ給湯装
置の構成図であつて、図において、１は高温水を
貯える貯湯槽、２はこの貯湯槽１を加熱する高温
側ヒートポンプ、３は貯湯槽１とヒートポンプ２
間を接続し、貯湯槽１からヒートポンプ２へ至る
往配管、４はヒートポンプ２から貯湯槽１へ至る
復配管、５は往、復配管３，４を接続して貯湯槽
１をバイパスする短絡配管、６は往配管３と短絡
配管５を接続しヒートポンプ２の入口温度を一定
に制御する三方電動弁、７は三方電動弁６を制御
するセンサ、８は往配管３の途中で三方電動弁６
とヒートポンプ２間に設けた温水循環ポンプであ
り、これらは高温系を構成している。

９は低温水を貯える貯湯槽、１０はこの貯湯槽
９を加熱する低温側ヒートポンプ、１１は貯湯槽
９とヒートポンプ１０間を接続し貯湯槽９からヒ
ートポンプ１０へ至る往配管、１２はヒートポン
プ１０から貯湯槽９へ至る復配管、１３は往配管
１１の途中に設けた温水循環ポンプで、これらは
低温系を構成している。

１４は上記高温系の貯湯槽１底部と低温系の貯
湯槽９上部を接続する配管、１５は貯湯槽９に給
水する給水配管、１６は貯湯槽１に接続され、利
用者に湯を送る給湯配管、１７は給湯を得る蛇
口、１８は給湯配管１６中の給湯水が冷えないよ
うに貯湯槽９へ温水循環ポンプ１９により循環さ
せる復配管、３０は低温側ヒートポンプ１０の制
御に用いる貯湯槽９の水温センサ、３１は高温側
ヒートポンプ２の制御に用いる貯湯槽１の水温セ
ンサ、３２は温水循環ポンプ１９を制御する水温
センサである。

次に制御について述べる。低温側の貯湯槽９の
水温を一定の温度に保つために、水温センサ３０
により低温側のヒートポンプ１０の運転をオンオ
フ制御し、高温側貯湯槽１の高温水を一定の湯量
に保つために、水温センサ３１により高温側のヒ
ートポンプ２の運転をオンオフ制御し、給湯配管
１６内の水温をある一定レベルに保つために、水
温センサ３２により、温水循環ポンプ１９をオン
オフ制御する。

また、高温側のヒートポンプ２の出口水温を例
えば60℃一定に保つために、三方電動弁６の開度
を、水温センサ７で自動制御し、入口水温を例え
ば55℃一定にする。

こうして得られた60℃の高温水を高温側貯湯槽
１の上部へ送水して高温水の湯量を一定に保つて
いる。

このヒートポンプ給湯システムにおいて、高温
側貯湯槽１の温度を検知する温度センサ２０、低
温側貯湯槽９の温度を検知する温度センサ２１、
復配管１８内の温度を検知する温度センサ２２、
高温側ヒートポンプ２の出口温度を検出する温度
検知器２３、低温側ヒートポンプ１０の出口温度
を検出する温度検知器２４、高温側ヒートポンプ
２の消費電力量を検知する積算電力計２５、低温
側ヒートポンプ１０の消費電力量を検知する積算
電力計２６などから構成されており、これらから
の温度、積算電力量の入力信号と内部メモリーに
蓄えた故障診断機構２７によつて、低温用の貯湯
槽９の水温センサ３０による制御系が故障して本
来の制御温度を維持出来なくなつたと判定する故
障診断装置３３を備え、管理者への通報手段とし
て警報装置付き表示機構２８、印字機構２９を有
している。

本システム中の低温側貯湯槽内温水センサ３０
が故障し、通常の制御温度（例えば55℃）を検知
しないで、さらに低い温度で制御しようとしたと
すると、低温側のヒートポンプ１０が正常の設定
温度になつてもオンしないという異常が生じる。

しかし、このシステムでは、このような場合、
高温側ヒートポンプ２の運転率が上昇して、低温
側の貯湯槽９の温度定下を防ぐように働くので、
通常の温度計測データからは、異常を判定しにく
い。第２図に正常の場合の温度・消費電力量のシ
ミユレーシヨンによる計測データの予測値を示
し、横軸に時間、縦軸に温度、電力量を示す。

しかし、種々の給湯負荷に対しシミユレーシヨ
ンを行い、その結果を吟味することによつて、低
温側の貯湯槽９の温度は、やはり通常の運転時よ
り幾分低下し、またこのため低温側ヒートポンプ
１０の出口水温もやや低い温度となることが判明
した。第３図に温水センサ３０による制御系が故
障した場合の温度・消費電力量の計測データのシ
ミユレーシヨンによる予測値を示し、横軸に時
間、縦軸に温度、電力量を示す。

また、低温側ヒートポンプ１０があまりオンし
ないため、これを補償する形で高温側のヒートポ
ンプ２がオンするため、合計の消費電力量はあま
り変わらないにも拘らず、高温ヒートポンプの消
費電力量の割合いがかなり大きくなる。

正常の場合、高温側ヒートポンプ２の消費電力
量が291kWh（54％）であつたものが、センサ異
常の場合には337kWh（63％）へと上昇している。

ここでは、こうした変化から、低温側貯湯槽９
内温水センサ３０の故障を発見しようとするもの
である。

前述の様に構成された本実施例の動作につい
て、第４図のフローチヤートを参照しながら説明
する。

尚、第４図の診断アルゴリズムは故障診断装置
２７の内部に格納されている。この図においてス
テツプS1において、電源オンしてスタートし、
次のステツプＳ２において、各部の温度信号を入
力し、ステツプS3にて、積算電力量を検知し、
ステツプS4で温度センサ２１の温度が設定値未
満の場合は、ステツプS5で低温側ヒートポンプ
１０の温度検知器２４が設定より低いかを判定
し、低ければステツプS6でＲ（高温側ヒートポン
プの消費電力量割合い）を算出し、ステツプS7
でこの値が設定値より大きければ異常であると判
断し、ステツプS8で音声で警告するとともに、
ステツプS9で表示機構２８、印字機構２９にそ
の旨を出力する。

ステツプS4、５、７でNOの場合は、ステツプ
Ｓ２に戻つて温度検知を継続する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では異常が使用者に
まで及ぶ事前に、低温側の貯湯槽温度、低温側ヒ
ートポンプの出口温度、高温側の消費電力量割合
いの増加などが、正常値より、判断して、異常が
あると判断した場合は、直ちにシステムの管理者
に通報して、修復することができるので、給湯の
使用者に多大な迷惑をかけることなく、安定した
運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるヒートポン
プ給湯装置の構成図、第２図は正常の場合のシミ
ユレーシヨンによる温度、消費電力量の計測デー
タ図、第３図は水温センサによる制御系が故障し
た場合のシミユレーシヨンによる温度、消費電力
量の計測データ図、第４図は故障診断時の制御フ
ローチヤート図、第５図は従来のヒートポンプ給
湯装置の構成図である。 １……高温側貯湯槽、２……高温側ヒートポン
プ、３……往配管、４……復配管、５……短絡配
管、６……三方電動弁、７……センサ、８……温
水循環ポンプ、９……低温側貯湯槽、１０……低
温側ヒートポンプ、１１，１２……復配管、１３
……温水循環ポンプ、１４……配管、１５……給
水配管、１６……給湯配管、１８……復配管、１
９……温水循環ポンプ、２０，２１，２２……温
度センサ、２３，２４……温度検知器、２５，２
６……積算電力計、２７……故障診断機構、２８
……表示機構、２９……印字機構、３０，３１，
３２……温水センサ、３３……故障診断装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温水を貯える貯湯槽、この貯湯槽を加熱す
   る高温側ヒートポンプ、上記貯湯槽とヒートポン
   プ間を接続し貯湯槽の底部からヒートポンプへ至
   る往配管およびヒートポンプから貯湯槽へ至る復
   配管、往、復配管を接続して貯湯槽をバイパスす
   る短絡配管、往配管と短絡配管を接続し高温側ヒ
   ートポンプの入口温度を制御する三方電動弁、こ
   の三方電動弁を制御するセンサ、往配管の途中で
   三方電動弁と高温側ヒートポンプ間に温水循環ポ
   ンプを有する高温系と、 低温水を貯える貯湯槽、この貯湯槽を加熱する
   低温側ヒートポンプ、貯湯槽と低温側ヒートポン
   プ間を接続し、貯湯槽から低温側ヒートポンプへ
   至る往配管と該ヒートポンプから貯湯槽へ至る復
   配管、往配管の途中に温水循環ポンプを有する低
   温系と、 上記高温系の貯湯槽底部と低温系の貯湯槽上部
   を接続する配管、低温系の貯湯槽に給水する給水
   配管、高温系の貯湯槽に接続され、使用者に湯を
   送る給湯配管、この給湯配管中の給湯水が冷えな
   いように高温水を復配管を介して低温系の貯湯槽
   へ循環させる温水循環ポンプ、低温側ヒートポン
   プの制御に用いる貯湯槽の水温検知器を備えたヒ
   ートポンプ給湯装置において、 給湯配管に取付けられ、出湯温度を検知する温
   度センサ、低温系の貯湯槽の温度を検知する温度
   センサ、高温水の復配管内温度を検知する温度セ
   ンサ、高温側ヒートポンプの出口温度を検知する
   温度検知器、低温側ヒートポンプの出口温度を検
   知する温度検知器、高温側ヒートポンプの消費電
   力量を検知する積算電力計、低温側ヒートポンプ
   の消費電力量を検知する積算電力計、上記各温度
   および積算電力量の信号と内部メモリに蓄えた故
   障診断機構によつて警報装置を備えた表示機構、
   印字機構を通して異常を知らせる故障診断装置を
   備えたことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。 ２ 低温側の貯湯槽の温度検知器の温度、低温側
   ヒートポンプの出口温度検知器で検出する温度が
   共に、ある設定温度Ａより低めで、かつ高温側の
   ヒートポンプの消費電力量HP１と低温側のヒー
   トポンプの消費電力量HP２の合計消費電力量に
   対する高温側のヒートポンプの消費電力量HP１
   の割合いが、ある設定値より大きくなつた場合、
   低温用の貯湯槽の水温センサが故障して本来の制
   御温度を維持できない異常を生じたと判定する故
   障診断機能を有する故障診断装置を備えたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のヒートポ
   ンプ給湯装置。