JP7614072B2 - Storage tank type hot water supply device - Google Patents
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Description
この発明は、貯湯タンクに給湯する貯湯式給湯装置に関するものである。 This invention relates to a hot water supply device that supplies hot water to a hot water tank.
従来よりこの種の貯湯式給湯装置においては、特許文献１記載のように、貯湯タンクに接続される給水管及び給湯管内の湯水を排水して凍結防止を図るための、不凍水栓を設けるものがあった。
Conventionally, this type of hot water supply system has been equipped with a freeze-proof faucet to drain the hot water in the water supply pipe and hot water supply pipe connected to the hot water storage tank to prevent freezing, as described in
上記従来のものでは、例えば夜間に凍結防止のために不凍水栓が使用された状態のまま、朝方に自動沸上運転が行われる場合、水抜きにより貯湯タンク内に給水圧がかからないため、湯水の温度が高い場合は水中に空気を溶解しにくくなってしまいキャビテーションが生じる恐れがあった。キャビテーションが発生すると、貯湯タンクへの湯水循環回路に設けた循環ポンプに湯水を引き込みにくくなり、沸上運転が困難となるという問題があった。 In the above conventional system, for example, if the antifreeze faucet is left in use at night to prevent freezing, and automatic boiling operation is performed in the morning, there is no water supply pressure in the hot water storage tank due to the draining of water, so if the hot water temperature is high, it becomes difficult to dissolve air in the water, and there is a risk of cavitation occurring. If cavitation occurs, it becomes difficult to draw hot water into the circulation pump installed in the hot water circulation circuit to the hot water storage tank, making boiling operation difficult.
上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、冷媒を加熱する加熱手段と、前記加熱手段により加熱された前記冷媒と前記貯湯タンク内の湯水との熱交換を行う熱交換器と、前記貯湯タンクの下部から前記熱交換器に向かう往き管、及び、前記熱交換器から前記貯湯タンクの上部に戻る戻り管、を備えた湯水循環回路と、前記湯水循環回路内に前記湯水を循環させる循環ポンプと、前記循環ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、前記加熱手段及び前記ポンプ駆動手段を制御し、当該加熱手段による加熱を行いつつ前記循環ポンプを所定の通常回転数で駆動することにより、前記往き管を介して前記熱交換器に導入され前記冷媒との熱交換により加熱された前記湯水を、前記戻り管を介して前記貯湯タンクに供給する沸上運転を実行する制御手段と、を有する貯湯式給湯装置において、前記沸上運転の開始時において、前記湯水循環回路内の前記湯水の循環不全により起こり得る所定のエラー事象の発生を検知するエラー検知手段と、前記沸上運転の開始時において、前記湯水のキャビテーションが生じ得る所定状態となっているか否かを判定する状態判定手段と、を有し、前記制御手段は、前記エラー検知手段により前記所定のエラー事象の発生が検知され、かつ、前記状態判定手段により前記所定状態になっていると判定された場合に、前記循環ポンプを前記通常回転数よりも高い増大回転数で駆動しつつ前記沸上運転を実行するものである。 In order to solve the above problem, claim 1 of the present invention provides a hot water circulation circuit including a hot water storage tank for storing hot water, a heating means for heating a refrigerant, a heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant heated by the heating means and the hot water in the hot water storage tank, a forward pipe from the bottom of the hot water storage tank to the heat exchanger, and a return pipe from the heat exchanger to the top of the hot water storage tank, a circulation pump for circulating the hot water in the hot water circulation circuit, a pump drive means for driving the circulation pump, and a hot water circulation circuit including a hot water supply means for supplying hot water to the heat exchanger through the forward pipe and heated by heat exchange with the refrigerant by controlling the heating means and the pump drive means and driving the circulation pump at a predetermined normal rotation speed while heating the hot water by the heating means. In a hot water storage type hot water supply device having a control means for performing a boiling operation in which the hot water is supplied to the hot water storage tank through the return pipe, the device has an error detection means for detecting the occurrence of a specified error event that may occur due to a circulation failure of the hot water in the hot water circulation circuit at the start of the boiling operation, and a state determination means for determining whether or not the hot water is in a specified state in which cavitation may occur at the start of the boiling operation, and when the error detection means detects the occurrence of the specified error event and the state determination means determines that the specified state is in place, the control means performs the boiling operation while driving the circulation pump at an increased rotation speed higher than the normal rotation speed.
また、請求項２では、前記制御手段は、前記沸上運転の開始時に前記エラー検知手段により前記所定のエラー事象が検知された場合には、当該沸上運転を終了した後に当該沸上運転を再開するリトライ処理と、前記リトライ処理の実行回数が予め定めた閾値に到達したことによって、前記所定のエラー事象の発生を確定するエラー確定処理と、を実行し、かつ、前記エラー検知手段により前記所定のエラー事象の発生が検知されたが前記エラー確定処理による前記所定のエラー事象の確定はなされておらず、かつ、前記状態判定手段により前記所定状態になっていると判定された場合に、前記循環ポンプを前記増大回転数で駆動しつつ前記沸上運転を実行するものである。
In addition, in
また、請求項３では、前記制御手段は、さらに、前記所定のエラー事象の検知により前記沸上運転が終了した後、前記リトライ処理により前記沸上運転を再開する前に所定の待機時間を設ける待機処理を実行するものである。
In addition, in
また、請求項４では、前記所定状態は、実時刻が朝の特定時間帯であることを含むものである。 In addition, in claim 4, the predetermined state includes the actual time being in a specific time period in the morning.
この発明の請求項１によれば、前述のような不凍水栓使用に由来する沸上運転開始後のキャビテーション発生に対応するために、エラー検知手段と状態判定手段とが設けられる。エラー検知手段は、前記沸上運転の開始時において、前記湯水循環回路内での湯水の循環不全により起こり得る所定のエラー事象が発生していることを検知する。所定のエラー事象の一例としては、例えばヒートポンプ型の加熱手段に備えられている圧縮機を駆動するモータに異常な過電流が流れている状態や、湯水循環回路のうち熱交換器の下流側で検出される沸上温度が異常に高温となっている状態や、循環ポンプが回転数指令値よりも異常に高い回転数で回転している空焚き状態、等が想定可能である。一方、状態判定手段は、沸上運転の開始時において、その時点で湯水のキャビテーションが生じ得る所定状態になっているか否かを、判定する。所定状態の一例としては、例えば外気温度が所定値以下で、かつ、所定の時間条件が満足されており、かつ、貯湯タンク内又は湯水循環回路内の湯水の温度が所定値以上となっている場合、等である。上記の所定のエラー事象の発生が検知され、かつ、状態判定手段による判定結果が、前記所定状態になっていると判定された場合には、前述の所定のエラー事象の発生は、前記した不凍水栓使用に由来するキャビテーションの発生が理由であると推定される。これにより、制御手段は、前記ポンプ駆動手段による前記循環ポンプの回転数を、通常の沸上運転時における通常回転数よりも高い増大回転数とする。キャビテーションによって循環ポンプへ湯水が引き込みにくくなっている場合であっても、この回転数の増大によって循環ポンプへの湯水の引き込み作用を強化することができるので、沸上運転を確実に実行することができる。
According to
また、請求項２によれば、所定のエラー事象の発生が検知された場合に、沸上運転終了→その後沸上運転再開、というリトライ処理の実行を所定の閾値まで繰り返す。所定のエラー事象の発生検知後すぐに循環ポンプの回転数を増大させ、沸上運転の終了・再開を繰り返し試行することにより、循環ポンプへの湯水の引き込みを確実なものとすることができ、沸上運転をより確実に実行することができる。このようにして、沸上運転の実行のために万全を期すことができる。
According to
また、請求項３によれば、リトライ処理時に、沸上運転終了→所定時間待機→沸上運転再開という流れとして、沸上運転を終了して再開するまでの間に所定の待機時間を設けることにより、キャビテーションの影響を低減し、リトライ処理による沸上運転の成功率を高めることができる。
In addition, according to
また、請求項４によれば、例えば、夜間に凍結防止のために不凍水栓が使用された場合に、その状態のまま朝方に沸上運転が行われる場合、不凍水栓の使用による水抜き状態により貯湯タンク内に給水圧がかからないため、キャビテーションが生じる恐れが高まる。このため、湯水のキャビテーションが生じ得る所定の状態の判定条件に、沸上運転の開始時が朝の特定時間帯であることを含めることにより、不凍水栓が使用された状態でユーザが朝に湯水を使用する場合に対応して、その使用に備えた沸上運転を確実に行うことができる。 According to claim 4, for example, if the antifreeze faucet is used at night to prevent freezing, and boiling operation is performed in the morning while in that state, the risk of cavitation increases because no water supply pressure is applied to the hot water storage tank due to the water draining state caused by the use of the antifreeze faucet. Therefore, by including in the criteria for determining a specific state in which hot water cavitation may occur that the boiling operation begins during a specific time period in the morning, boiling operation can be reliably performed in preparation for the case in which a user uses hot water in the morning while the antifreeze faucet is in use.
次に、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。 Next, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
＜概略回路構成＞
図１に示すように、本実施形態に係わる貯湯式給湯装置１００は、湯水を貯湯する貯湯タンク２を有したタンクユニット１と、ヒートポンプユニット３と、を有している。
<Circuit Overview>
As shown in FIG. 1, a storage type hot
前記ヒートポンプユニット３は、前記貯湯タンク２内の湯水を加熱するために水冷媒熱交換器１５（熱交換器に相当）と、加熱循環ポンプ１９（循環ポンプに相当）と、を備えている。水冷媒熱交換器１５は、冷媒を流通させる冷媒側の流路１５ｂと水側の流路１５ａとを有し、高温高圧の冷媒と貯湯タンク２内の湯水とを熱交換する。すなわち、前記水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａと前記貯湯タンク２とが、貯湯タンク２の下部から水冷媒熱交換器１５に向かう加熱往き管５（往き管に相当）、及び、水冷媒熱交換器１５から貯湯タンク２の上部に戻る加熱戻り管６（戻り管に相当）によって環状に接続され、前記タンクユニット１と前記ヒートポンプユニット３とにわたる湯水循環回路としての加熱循環回路４が形成されている。
The
加熱往き管５は、前記貯湯タンク２の下部に接続され、加熱戻り管６は、前記貯湯タンク２の上部に接続されている。前記加熱循環ポンプ１９は、前記加熱往き管５の途中に設けられ、前記水側の流路１５ａを介し前記加熱往き管５からの湯水を前記加熱戻り管６へ流通させつつ、加熱循環回路４内に貯湯タンク２の湯水を循環させる。前記加熱循環ポンプ１９は、駆動モータ１９ｍ（ポンプ駆動手段に相当）により駆動される。なお、前記加熱往き管５には、前記水冷媒熱交換器１５の前記水側の流路１５ａに流入する湯水の入水温度Ｔ１を検出する入水温度センサ２３が設けられ、前記加熱戻り管６には、前記水側の流路１５ａから前記貯湯タンク２に向かって流出する湯水の沸上温度Ｔｂを検出する沸上温度センサ２４（エラー検知手段に相当）が設けられている。
The heating
前記タンクユニット１において、貯湯タンク２の側面には、貯湯タンク２内の湯水の温度Ｔｗを検出する貯湯温度センサ１２が上下にわたり複数設けられている。前記貯湯タンク２の下部にはまた、貯湯タンク２に水を給水する給水管７が接続され、前記貯湯タンク２の上部にはまた、貯湯されている高温水を出湯する出湯管８が接続されている。出湯管８には、貯湯タンク２内が負圧になった場合に開弁して貯湯タンク２内に空気を導入する負圧吸気弁１１９が設けられ、給水管７からは給水バイパス管９が分岐して設けられている。なお、負圧吸気弁１１９は、貯湯タンク２内の圧力が所定の設定圧力（例えば４５０ｋＰａ）まで上昇した際に作動して貯湯タンク２の上部に溜まったエアを排出する過圧逃し弁１１９としても機能する。
In the
さらに、出湯管８からの湯と給水バイパス管９からの水とを混合して給湯設定温度の湯とする混合弁１０と、混合弁１０で混合された湯を給湯端末１２５に給湯するための給湯管１０８ａと、給湯管１０８ａ内の給湯温度を検出する給湯温度センサ１１と、が設けられている。給水管７の途中には、市水を一定の給水圧（例えば設定圧力値３８０ｋＰａ）に減圧すると共に貯湯タンク２内の湯水を上流側へ逆流させない機能を備えた逆止弁１１７が設けられている。
In addition, there is a
なお、前記タンクユニット１外における給湯管１０８ａの給湯端末１２５側には給湯管１０８ｂが設けられており、これら給湯管１０８ａ，１０８ｂの間には混合弁１０で混合された湯を加熱可能なガス熱源機１３０が設けられている。また、前記タンクユニット１外における逆止弁１１７の一次側配管１２１、及び、給湯管１０８ｂから分岐した分岐配管１２３、における凍結深度以下の地中には、給水を止水すると共に一次側配管１２１及び給湯管１０８ｂの水抜きを行うための不凍水栓１２０が埋設されている。不凍水栓１２０は、操作ハンドル１２０ａと、排水口１２０ｂと、排湯口１２０ｃと、を備えている。
In addition, a hot
前記ヒートポンプユニット３はまた、冷媒を圧縮する圧縮機１４と、四方弁３１と、前記水冷媒熱交換器１５を通過した後の冷媒を減圧させる減圧器としての電子膨張弁１６と、熱源としての空気と冷媒との熱交換を行う熱源側熱交換器としての空気熱交換器１７と、空気熱交換器１７に外気を送り込む室外ファン６７と、を備えている。そして、前記圧縮機１４と、前記四方弁３１と、前記圧縮機１４から吐出された冷媒が流通する前記水冷媒熱交換器１５の前記冷媒側の流路１５ｂと、前記電子膨張弁１６と、前記空気熱交換器１７とが冷媒配管１８で環状に接続されることにより冷媒循環回路３０が形成されている。
The
前記四方弁３１は４つのポートを備える弁であり、前記冷媒配管１８のうち（冷媒主経路を構成する）配管部１８ｂ，１８ｄ用の２つのポートのそれぞれに対して、残りの配管部１８ａ，１８ｃ用の２つのポートの何れを接続するかを切り替える。前記配管部１８ａ，１８ｃ用の２つのポートどうしは、ループ状に配置された前記配管部１８ａ，１８ｃからなる冷媒副経路によって接続されており、この冷媒副経路上に前記圧縮機１４が設けられている。前記圧縮機１４は、駆動モータ１４ｍにより駆動される。
The four-
例えば四方弁３１は、図１の状態に切り替えられた場合は、前記圧縮機１４の吐出側である前記配管部１８ａを前記水冷媒熱交換器１５の入口側である前記配管部１８ｂに連通させることで空気熱交換器１７を電子膨張弁１６からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させ、水冷媒熱交換器１５において冷媒配管１８内の冷媒から放熱して熱を放出し加熱循環回路４内に温水を生成する。生成された温水は、加熱循環ポンプ１９が誘起する加熱循環回路４内の温水の流れによって加熱戻り管６を介し貯湯タンク２内に供給され、これによって貯湯タンク２内の湯水の温度を上昇させることができる（＝沸上運転）。また四方弁３１が別の状態へ切り替えられた場合は、前記配管部１８ａを前記空気熱交換器１７側である前記配管部１８ｄに連通させ、空気熱交換器１７を凝縮器として機能させ、空気熱交換器１７に生成される霜を溶かすことができる（＝除霜運転）。
なお、冷媒循環回路３０及びこれに接続された圧縮機１４、四方弁３１、空気熱交換器１７、電子膨張弁１６が、加熱手段に相当している。
For example, when the four-
The
冷媒循環回路３０内には、冷媒として例えばＲ３２冷媒が循環され、ヒートポンプサイクルを構成している。前記圧縮機１４と前記水冷媒熱交換器１５の冷媒側の流路１５ｂとの間の冷媒配管１８には、圧縮機１４から吐出される冷媒の冷媒吐出温度Ｔｏｕｔを検出する吐出温度センサ２０が設けられ、前記空気熱交換器１７の空気入口側には、外気温度Ｔａｉｒを検出する外気温度センサ２２が設けられている。
In the
そして、前記タンクユニット１には、前記した各センサ１１，１２の検出結果が入力される貯湯制御装置４０が設けられている。同様に、前記ヒートポンプユニット３には、前記した各センサ２０，２２，２３，２４の検出結果が入力される加熱制御装置５０（制御手段に相当）が設けられている。加熱制御装置５０及び貯湯制御装置４０は、互いに通信可能に接続されており、前記各センサ１１，１２，２０，２２，２３，２４の検出結果等に基づき、相互に連携しつつ、前記タンクユニット１及び前記ヒートポンプユニット３内の各機器の動作を制御する。
The
例えば加熱制御装置５０は、前記加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍ、前記圧縮機１４、四方弁３１、室外ファン６７、電子膨張弁１６等を制御し、前記ヒートポンプユニット３による加熱を行いつつ加熱循環ポンプ１９を所定の通常回転数（例えば３０００ｒｐｍ）で駆動することにより、前記加熱往き管５を介して水冷媒熱交換器１５に導入され冷媒との熱交換により加熱された湯水を、前記加熱戻り管６を介して貯湯タンク２に供給する沸上運転を実行する。
For example, the
なお、加熱制御装置５０と貯湯制御装置４０との間に制御上の主従関係があり、例えばセンサ１１，１２の検出結果に基づく運転指令を貯湯制御装置４０が加熱制御装置５０へ出力し、加熱制御装置５０はこの運転指令と各センサ２０，２２，２３，２４の検出結果とに基づきヒートポンプユニット３内の各機器の動作を制御するようにしてもよい。以下、本明細書においては、このような場合を例にとって説明する。
In addition, there may be a master-slave relationship in terms of control between the
＜加熱制御装置＞
次に、前記ヒートポンプユニット３に備えられた前記加熱制御装置５０について説明する。加熱制御装置５０は、詳細な図示を省略するが、各種のデータやプログラムを記憶する記憶部と、演算・制御処理を行う制御部とを備えている。この加熱制御装置５０の機能的構成を図２により説明する。
<Heating control device>
Next, a description will be given of the
図２に示すように、前記加熱制御装置５０は、四方弁制御部４１０Ａと、圧縮機制御部４１０Ｂと、膨張弁制御部４１０Ｃと、室外ファン制御部４１０Ｄと、ポンプ制御部４１０Ｆと、エラー判定部４１０Ｇと、状態判定部４１０Ｈと、を機能的に備えている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態のヒートポンプユニット３は、貯湯制御装置４０から出力される運転指令に基づき各種制御を行う。すなわち、四方弁制御部４１０Ａには、前記貯湯制御装置４０により出力された運転指令が入力される。四方弁制御部４１０Ａは、前記運転指令に応じて、実際にヒートポンプユニット３を、空気熱交換器１７を蒸発器として機能させるか又は凝縮器として機能させるか、を決定する。四方弁制御部４１０Ａは、前記運転指令が表す運転態様に対応する開閉信号を四方弁３１へ出力し、四方弁３１を切り替える。
The
また、四方弁制御部４１０Ａは、その決定結果に対応する運転情報を、前記圧縮機制御部４１０Ｂ、膨張弁制御部４１０Ｃ、室外ファン制御部４１０Ｄ、及び、ポンプ制御部４１０Ｆに出力する。なおこの運転情報には、前記貯湯温度センサ１２により検出された貯湯タンク２内の湯水の温度Ｔｗ、及び、適宜に決定された目標沸上温度Ｔｂｏ、等が含まれる。
The four-way
圧縮機制御部４１０Ｂには、この例では、前記外気温度センサ２２により検出された前記外気温度Ｔａｉｒと、前記沸上温度センサ２４により検出された前記沸上温度Ｔｂと、前記貯湯制御装置４０の運転指令に対応した前記運転情報と、が入力される（直接入力される場合のほか、間接的に入力するようにしてもよい。以下同様）。圧縮機制御部４１０Ｂは、この例では、入力された前記外気温度Ｔａｉｒ及び前記沸上温度Ｔｂに基づき、前記圧縮機１４の目標回転数を設定し、この目標回転数となるように圧縮機１４の駆動モータ１４ｍの回転数を増減制御する。また、圧縮機制御部４１０Ｂは、電流検出部４１０Ｂａ（エラー検知手段に相当）を備える。電流検出部４１０Ｂａは、駆動モータ１４ｍの電流値を検出する。電流検出部４１０Ｂａは、例えば駆動モータ１４ｍへの給電回路途中に設けたシャント抵抗等により構成される。
In this example, the
膨張弁制御部４１０Ｃには、前記吐出温度センサ２０により検出された前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔと、前記貯湯制御装置４０の運転指令に対応した前記運転情報と、が入力される。この例では、膨張弁制御部４１０Ｃは、前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔが制御上の所望の目標温度となるように、電子膨張弁１６の開度を増減制御する。
The expansion
室外ファン制御部４１０Ｄには、前記外気温度センサ２２により検出された前記外気温度Ｔａｉｒと、前記貯湯制御装置４０の運転指令に対応した前記運転情報と、が入力される。この例では、室外ファン制御部４１０Ｄは、入力された前記運転情報及び前記外気温度Ｔａｉｒに基づき、前記室外ファン６７の目標回転数を設定し、室外ファン６７の回転数がその目標回転数となるように増減制御する。
The outdoor
ポンプ制御部４１０Ｆには、前記沸上温度センサ２４により検出された前記沸上温度Ｔｂと、前記外気温度センサ２２により検出された前記外気温度Ｔａｉｒと、前記入水温度センサ２３により検出された前記入水温度Ｔ１と、前記貯湯制御装置４０の運転指令に対応した前記運転情報と、が入力される。ポンプ制御部４１０Ｆは、これらに基づき、前記加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍの目標回転数を設定し、この目標回転数となるように駆動モータ１９ｍの回転数を増減制御する。またポンプ制御部４１０Ｆは、目標回転数設定部４１０Ｆａと、駆動信号出力部４１０Ｆｂと、頻度設定部４１０Ｆｃと、回転数検出部４１０Ｆｄ（エラー検知手段に相当）と、を備える。回転数検出部４１０Ｆｄは、加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍの実際の回転数である実回転数を検出する。目標回転数設定部４１０Ｆａ、駆動信号出力部４１０Ｆｂ、頻度設定部４１０Ｆｃの詳細については後述する。
The
エラー判定部４１０Ｇ（エラー確定手段に相当）は、前記加熱循環回路４内での湯水の循環不全により起こり得る所定のエラー事象（本明細書では適宜「リトライエラー」ともいう）や、各種モータや各種センサそのものの故障により起こり得るその他のエラー事象が発生しているか否かを判定する。状態判定部４１０Ｈ（状態判定手段に相当）は、前記加熱循環回路４内の湯水のキャビテーションにより加熱循環ポンプ１９にエア噛みが生じ得る所定状態となっているか否かを判定する。これらの詳細については後述する。エラー判定部４１０Ｇ及び状態判定部４１０Ｈによる判定結果に対応する判定情報は、前記四方弁制御部４１０Ａ、圧縮機制御部４１０Ｂ、膨張弁制御部４１０Ｃ、室外ファン制御部４１０Ｄ、及び、ポンプ制御部４１０Ｆに出力される。
The
＜実施形態の背景及び特徴＞
前記したように、本実施形態では、不凍水栓１２０が設けられることにより、貯湯タンク２の一次側に接続される一次側配管１２１及び給湯管１０８ｂ内の湯水を排水して凍結防止を図ることができる。このような構成において、例えば、夜間に凍結防止のために不凍水栓１２０が使用された状態のまま朝方に沸上運転が行われる場合、不凍水栓１２０の使用による一次側配管１２１の水抜き状態により貯湯タンク２内に給水圧がかからないため、湯水の温度が高い場合に水中に空気を溶解しにくくなってしまいキャビテーションが生じる恐れがある。特に、加熱循環ポンプ１９を駆動させた際に加熱往き管５が負圧になるため、キャビテーションが発生しやすい。もし湯水中にキャビテーションが発生すると、加熱循環ポンプ１９内にエアが溜まり、貯湯タンク２への加熱循環回路４に設けた加熱循環ポンプ１９に湯水を引き込むことができず（＝いわゆるエア噛みの発生）、沸上運転が困難となるおそれがある。
<Background and Features of the Embodiments>
As described above, in this embodiment, the
特に、次のような場合にはエア噛みが発生し易くなる。例えば、貯湯式給湯装置１００が寒冷地で使用される場合、図３に示すように、前記ヒートポンプユニット３が雪に埋まらないように架台６０上に設置され、設置高さがＨ（例えば１ｍ程度）だけかさ増しされる場合がある。また、ヒートポンプユニット３のユニットタイプによっては、前記加熱循環ポンプ１９がヒートポンプユニット３の上部に配置される場合がある。このような場合、前記貯湯タンク２の水頭圧が加熱循環ポンプ１９に作用し難くなるため、不凍水栓１２０の使用により貯湯タンク２内に給水圧がかからない場合には、加熱循環ポンプ１９にキャビテーションによるエア噛みがより一層発生し易くなる。
In particular, air entrapment is more likely to occur in the following cases. For example, when the hot water storage type hot
さらに、キャビテーションによるエア噛みが発生すると、前記加熱循環ポンプ１９に湯水を引き込めずに自動的にエラーとなって加熱循環ポンプ１９が停止される結果、外気温が低い場合に加熱循環回路４に凍結が発生し器具が破損するおそれがある。
Furthermore, if air entrapment occurs due to cavitation, hot or cold water cannot be drawn into the
本実施形態の主な特徴は、上記に対応し、沸上運転の開始時において、前記加熱循環回路４内での湯水の循環不全により起こり得る前記リトライエラーが発生していることが検知され、且つ、エア噛みが生じ得る所定状態となっていると判定された場合には、前記加熱循環ポンプ１９を通常回転数よりも高い増大回転数で駆動しつつ沸上運転を実行することにある。そのために本実施形態の加熱制御装置５０が実行する制御手法を、図４のフローチャート等により説明する。
The main feature of this embodiment is that, in response to the above, when the retry error that may occur due to insufficient circulation of hot and cold water in the heating circulation circuit 4 is detected at the start of the boiling operation, and it is determined that a certain state in which air entrapment may occur is reached, the boiling operation is performed while driving the
図４に示すフローチャートは、１日（このフローが朝方に実行される日の前日）のすべての前記沸上運転が終了していることを前提に開始される。まずＳ５で、前記加熱制御装置５０の四方弁制御部４１０Ａにより、前記貯湯制御装置４０から沸上運転指令を受信したか否かが判定される。沸上運転指令を受信するまでは判定が満たされず（Ｓ５：Ｎｏ）ループ待機し、沸上運転指令を受信したら判定が満たされ（Ｓ５：Ｙｅｓ）、Ｓ１０へ移行する。
The flowchart shown in FIG. 4 starts on the premise that all boiling operations for one day (the day before the day on which this flow is executed in the morning) have been completed. First, in S5, the four-way
Ｓ１０では、加熱制御装置５０により、リトライエラーの発生回数であるリトライカウントの値がリセットされる。
In S10, the
Ｓ１５では、加熱制御装置５０のポンプ制御部４１０Ｆにより、加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍを通常回転数で駆動しつつ沸上運転が開始される。具体的には、ポンプ制御部４１０Ｆの目標回転数設定部４１０Ｆａにより、加熱循環ポンプ１９の目標回転数Ｎが通常回転数に設定される。通常回転数の一例としては、Ｎ＝３０００［ｒｐｍ］に設定される。そして、駆動信号出力部４１０Ｆｂにより、前記目標回転数設定部４１０Ｆａにより設定された目標回転数Ｎの回転を実行するための駆動信号が生成されて加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍへと出力される。
In S15, the
一方で、四方弁制御部４１０Ａは空気熱交換器１７を蒸発器として機能させるように四方弁３１を切り替え、圧縮機制御部４１０Ｂは圧縮機１４の駆動モータ１４ｍを駆動させて目標回転数となるように制御し、膨張弁制御部４１０Ｃは前記冷媒吐出温度Ｔｏｕｔが制御上の所望の目標温度となるように電子膨張弁１６の開度を制御し、室外ファン制御部４１０Ｄは室外ファン６７を駆動させて目標回転数となるように制御する。
Meanwhile, the four-way
以上により、図５に示すように、加熱循環回路４では、水冷媒熱交換器１５→加熱戻り管６→貯湯タンク２→加熱往き管５→水冷媒熱交換器１５→・・の順で湯水を通過させつつ、加熱循環回路４内での湯水の循環が行われる。一方で、冷媒循環回路３０では、水冷媒熱交換器１５→電子膨張弁１６→空気熱交換器１７→圧縮機１４→水冷媒熱交換器１５→・・の順で冷媒を通過させつつ、冷媒循環回路３０内での冷媒の循環が行われる。その結果、水冷媒熱交換器１５において流路１５ｂ内の冷媒が流路１５ａ内の湯水に熱を放出して温水を生成し、生成された温水が貯湯タンク２内に供給されることで、貯湯タンク２内の湯水の温度が上昇する。その後、Ｓ２０へ移行する。
As a result, as shown in FIG. 5, in the heating circuit 4, hot water is passed through the water-
Ｓ２０では、前記エラー判定部４１０Ｇ及び状態判定部４１０Ｈにより、前記加熱循環回路４内の湯水の循環不全により起こり得るリトライエラーの発生を検知するための判断材料となる各種パラメータ、及び、エア噛みが生じ得る所定状態となっているか否かを判定するための判定材料となる各種パラメータの取得が行われる。リトライエラーの発生を検知するためのパラメータの例としては、例えば前記圧縮機１４の駆動モータ１４ｍに供給される駆動電流の電流値、前記沸上温度センサ２４により検出される沸上温度Ｔｂ、前記加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍの実回転数等がある。駆動モータ１４ｍの電流値は、前記圧縮機制御部４１０Ｂの電流検出部４１０Ｂａにより検出される。駆動モータ１９ｍの実回転数は、前記ポンプ制御部４１０Ｆの回転数検出部４１０Ｆｄにより検出される。エア噛みが生じ得る所定状態を判定するためのパラメータの例としては、前記外気温度センサ２２により検出される外気温度Ｔａｉｒ、前記貯湯温度センサ１２により検出される貯湯タンク２内の湯水の温度Ｔｗ、前記入水温度センサ２３により検出される入水温度Ｔ１、沸上運転指令を受信した時刻等がある。その後、Ｓ２５へ移行する。
In S20, the
Ｓ２５では、エラー判定部４１０Ｇにより、Ｓ２０で取得された各パラメータの値に基づき、リトライエラーが発生しているか否かが判定される。リトライエラーは、種々の検知可能な異常のうち、以下（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の３つの異常のうちの少なくとも１つが検知された場合に発せられる。
In S25, the
（Ａ）過電流異常
前記圧縮機制御部４１０Ｂの電流検出部４１０Ｂａにより検出された圧縮機１４の駆動モータ１４ｍの電流値が異常に高くなっている場合である。例えば、電流値が所定の閾値（例えば１５Ａ）以上である場合に過電流異常が検知される。
(A) Overcurrent Abnormality This is a case where the current value of the
（Ｂ）沸上温度高温異常
前記沸上温度センサ２４により検出された沸上温度Ｔｂが比較的高温となっている場合である。例えば、沸上温度Ｔｂが所定の閾値（例えば７５℃）以上を所定時間（例えば３秒）継続した場合に沸上温度高温異常が検知される。
(B) High boiling temperature abnormality This is a case where the boiling temperature Tb detected by the boiling
（Ｃ）空焚き異常
前記ポンプ制御部４１０Ｆの回転数検出部４１０Ｆｄにより検出された駆動モータ１９ｍの実回転数が異常に高くなっている場合である。例えば特定の指示回転数に対応したデューティー比で前記加熱循環ポンプ１９を駆動した場合に、水が無い（空焚きの場合）と負荷が小さいため、水がある場合と比較して駆動モータ１９ｍの実回転数が特定の指示回転数に比べて異常に高くなる。したがって、実回転数と特定の指示回転数の差が所定の閾値（例えば１０００ｒｐｍ）以上である場合に空焚き異常が検知される。
(C) Dry-burn abnormality This is a case where the actual rotation speed of the
前記エラー判定部４１０Ｇにより上記（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）のうちの少なくとも１つの異常が検知されてリトライエラーが発生した場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）は、Ｓ３０へ移行する。一方、リトライエラーが発生していない場合（Ｓ２５：Ｎｏ）は、Ｓ２０へ戻る。
If the
Ｓ３０では、加熱制御装置５０により沸上運転が停止される。具体的には、ポンプ制御部４１０Ｆの駆動信号出力部４１０Ｆｂにより停止信号（目標回転数０の駆動信号でもよい）が生成されて加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍへと出力され、加熱循環回路４内での湯水の循環が停止される。また、圧縮機制御部４１０Ｂにより圧縮機１４が停止されると共に、室外ファン制御部４１０Ｄにより室外ファン６７が停止される。これにより、冷媒循環回路３０内での冷媒の循環が停止される。
In S30, the boiling operation is stopped by the
Ｓ３５では、状態判定部４１０Ｈにより、Ｓ２０で取得された各パラメータの値に基づき、エア噛みが生じうる所定状態となっているか否かが判定される。所定状態は、以下（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）の３つの条件がすべて満たされる場合をいう。
In S35, the
（Ｄ）外気温度条件
前記外気温度Ｔａｉｒが低温となっていることである。具体的には、例えばＴａｉｒ＜―１０［℃］の条件である。
(D) Outside Air Temperature Condition: The outside air temperature Tair is low. Specifically, for example, the condition is Tair<−10° C.
（Ｅ）湯水温度条件
前記湯水の温度Ｔｗ又は貯湯タンク２内の湯水の温度としての入水温度センサ２３で検出した前記入水温度Ｔ１が比較的高温となっていることである。具体的には、例えばＴｗ≧２５［℃］、若しくは、Ｔ１≧２５［℃］、の条件である。
(E) Hot water temperature condition The hot water temperature Tw or the inlet water temperature T1 detected by the inlet
（Ｆ）時間条件
前記沸上運転指令を受信した時刻（実時刻）が、例えば朝の特定時間帯（例えば予測沸上開始時間～７：００）内であること等が条件である。なお、予測沸上開始時間とは、例えば貯湯制御装置４０又は加熱制御装置５０が過去のユーザの使用実績から学習して予測した朝の沸上開始時間等である。
(F) Time Conditions The condition is that the time (actual time) when the boiling operation command is received is within a specific time period in the morning (for example, between the predicted boiling start time and 7:00). The predicted boiling start time is, for example, the hot water
前記状態判定部４１０Ｈにより上記（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）の３つの条件がすべて満たされた前記所定状態であると判定された場合（Ｓ３５：Ｙｅｓ）は、Ｓ４０へ移行する。一方、前記所定状態であると判定されていない（上記（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）のうち少なくとも１つの条件が満たされていない）場合（Ｓ３５：Ｎｏ）は、後述するＳ７０へ移行する。
If the
Ｓ４０では、エラー判定部４１０Ｇにより、所定状態でのリトライエラーの発生回数（リトライカウントの値）が所定回数に到達したか否かが判定される。所定回数は、エラーの種類ごとに閾値として予め定められている。例えば図６（ａ）に示すように、過電流異常でリトライエラーが発生した場合には、所定回数は４回に設定されている。また図６（ｂ）に示すように、沸上温度高温異常でリトライエラーが発生した場合には、所定回数は６回に設定されている。また図６（ｃ）に示すように、空焚き異常でリトライエラーが発生した場合には、所定回数は４回に設定されている。リトライエラーの発生回数が所定回数に到達した場合（Ｓ４０：Ｙｅｓ）は、Ｓ４５へ移行する。一方、リトライエラーの発生回数が所定回数に到達していない場合（Ｓ４０：Ｎｏ）は、後述するＳ６０へ移行する。なお、前記所定状態ではない場合でもリトライエラーが発生し得るが、その場合はリトライエラーの発生回数が所定回数に到達したら、所定の操作が行われるまで運転をロックアウトして安全を確保するようにしている（後述のＳ７０，Ｓ７５，Ｓ８０参照）。
In S40, the
Ｓ４５では、エラー判定部４１０Ｇにより、所定状態でのリトライエラーの発生が確定される。すなわち、図６（ａ）に示すように、過電流異常でリトライエラーが発生した場合には、リトライエラーが４回発生した時点でエラーが確定される。また図６（ｂ）に示すように、沸上温度高温異常でリトライエラーが発生した場合には、リトライエラーが６回発生した時点でエラーが確定される。また図６（ｃ）に示すように、空焚き異常でリトライエラーが発生した場合には、リトライエラーが４回発生した時点でエラーが確定される。その後、Ｓ５０へ移行する。なお、本Ｓ４５が、リトライ処理の実行回数が予め定めた閾値に到達したことによって、所定のエラー事象の発生を確定するエラー確定処理に相当する。また、本Ｓ４５を実行するエラー判定部４１０Ｇが、沸上運転の開始後において、湯水循環回路内の湯水の循環不全により起こり得る所定のエラー事象の発生を確定するエラー確定手段に相当する。
In S45, the
Ｓ４７では、加熱制御装置５０により沸上運転を停止した状態で所定の待機時間Ｔだけ待機される。一例として、Ｔ＝１５［ｍｉｎ］に設定される。なお、本Ｓ４７が、沸上運転を終了した後に所定の待機時間を設ける待機処理に相当する。
In S47, the
Ｓ５０では、加熱制御装置５０により、加熱循環回路４の湯水内の空気除去を図るエア抜き運転（空気抜き運転に相当）が実行される。エア抜き運転では、ヒートポンプユニット３による加熱を行わない状態で、加熱循環ポンプ１９を所定の時間条件（第１時間条件に相当）で所定の回転数（第１回転数に相当）にて駆動して前記加熱循環回路４内に湯水を循環させることにより、当該加熱循環回路４の湯水内の空気除去を図る。
In S50, the
前記所定の時間条件は、前記頻度設定部４１０Ｆｃにより、一例として３０分間連続又は時間制限なしに設定される。前記回転数は、前記目標回転数設定部４１０Ｆａにより、一例として５５００［ｒｐｍ］に設定される。 The predetermined time condition is set by the frequency setting unit 410Fc, for example, 30 minutes continuously or without a time limit. The rotation speed is set by the target rotation speed setting unit 410Fa, for example, to 5500 [rpm].
そして、駆動信号出力部４１０Ｆｂにより、前記目標回転数設定部４１０Ｆａにより設定された目標回転数Ｎの回転を、前記頻度設定部４１０Ｆｃにより設定された所定の時間条件で実行するための駆動信号が生成されて加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍへと出力される。これにより、図７に示すように、前記した態様で加熱循環ポンプ１９が駆動されることで、水冷媒熱交換器１５→加熱戻り管６→貯湯タンク２→加熱往き管５→水冷媒熱交換器１５→・・の順で湯水を通過させつつ、加熱循環回路４内での湯水の循環が行われる。この湯水の循環は、前記ヒートポンプユニット３の圧縮機１４が運転されず冷媒循環回路３０内での冷媒の循環が行われない状態、すなわち冷媒側からの加熱が行われない状態で行われ、これによって湯水の循環のみによる加熱循環回路４内での空気除去が図られる。その後、Ｓ５５へ移行する。
Then, the drive signal output unit 410Fb generates a drive signal for executing the rotation of the target rotation speed N set by the target rotation speed setting unit 410Fa under the specified time conditions set by the frequency setting unit 410Fc, and outputs it to the
なお、上記エア抜き運転による加熱循環回路４内での空気除去とは、貯湯タンク２の上部にエアを溜めることを指すものである。すなわち、エア抜き運転では、上述した加熱循環ポンプ１９の高回転による運転により、加熱循環回路４内のエアを貯湯タンク２まで送ることができる。その際、送られたエアは貯湯タンク２の上部に留まり、再び加熱循環ポンプ１９に吸引されることはない。このようにしてエア抜き運転により貯湯タンク２の上部に溜まったエアは、最終的に、沸上運転時の貯湯タンク２内の温度上昇に伴う圧力上昇により前記過圧逃し弁１１９が作動した場合に、過圧逃し弁１１９から排出、又は給湯時に出湯管８から排出される。
The removal of air from the heating circulation circuit 4 by the above-mentioned air bleeding operation refers to the accumulation of air in the upper part of the hot
Ｓ５５では、加熱制御装置５０により、ヒートポンプユニット３による加熱が禁止された状態で前記加熱循環ポンプ１９を駆動することにより、前記加熱循環回路４内に湯水を循環させて当該加熱循環回路４の凍結防止を図るための凍結防止運転が行われる。凍結防止運転では、加熱循環ポンプ１９を前記エア抜き運転の時間条件よりも低頻度となる所定の時間条件（第２時間条件に相当）で、前記エア抜き運転における回転数よりも低く、かつ前記通常回転数より高い回転数（第２回転数に相当）にて駆動して前記加熱循環回路４内に湯水を循環させることにより、当該加熱循環回路４の凍結防止を図る。
In S55, the
前記所定の時間条件は、前記頻度設定部４１０Ｆｃにより、一例として、加熱循環ポンプ１９が、非駆動と駆動とを交互に繰り返すときの、その非駆動時間ｔｓと駆動時間ｔｄとの比率が、ｔｓ＝９［分］、ｔｄ＝１［分］、すなわちｔｓ：ｔｄ＝９：１に設定される。すなわちこの場合、加熱循環ポンプ１９は、９分停止＋１分駆動というサイクル（１０分間のうち１分間だけ駆動）が繰り返されることとなる。前記回転数は、前記目標回転数設定部４１０Ｆａにより、一例として４５００［ｒｐｍ］に設定される。なお、凍結防止運転における最初の上記非駆動時間ｔｓを、沸上運転を終了した後に所定の待機時間を設ける待機処理としてもよい。その場合には、上記ステップＳ４７を不要としてもよい。
The predetermined time condition is set by the frequency setting unit 410Fc, for example, as a ratio of the non-driving time ts and the driving time td when the
そして、駆動信号出力部４１０Ｆｂにより、前記目標回転数設定部４１０Ｆａにより設定された目標回転数Ｎの回転を、前記頻度設定部４１０Ｆｃにより設定された所定の時間条件で実行するための駆動信号が生成されて加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍへと出力される。これにより、図７に示すように、前記した態様で加熱循環ポンプ１９が駆動されることで、水冷媒熱交換器１５→加熱戻り管６→貯湯タンク２→加熱往き管５→水冷媒熱交換器１５→・・の順で湯水を通過させつつ、加熱循環回路４内での湯水の循環が行われる。この湯水の循環は、前記ヒートポンプユニット３の圧縮機１４が運転されず冷媒循環回路３０内での冷媒の循環が行われない状態、すなわち冷媒側からの加熱が行われない状態で行われ、これによって湯水の循環のみによる加熱循環回路４内での凍結防止が図られる。
Then, the drive signal output unit 410Fb generates a drive signal for executing the rotation of the target rotation speed N set by the target rotation speed setting unit 410Fa under the specified time conditions set by the frequency setting unit 410Fc, and outputs it to the
なお、凍結防止運転は、例えば予め定められた運転期間（例えば６時間）が経過した場合、予め定められた運転終了時刻（例えば５：３０）が到来した場合、又は、予めスケジューリングされていた当日（このフローが朝方に実行される日の当日）の沸上運転予定のうち一番最初の自動沸上の開始時間近くになった場合等に、停止される。その後、前記Ｓ５に戻る。 The freeze prevention operation is stopped, for example, when a predetermined operation period (e.g., 6 hours) has elapsed, when a predetermined operation end time (e.g., 5:30) has arrived, or when it is nearing the start time of the first automatic boiling operation of the previously scheduled boiling operation on that day (the day on which this flow is executed in the morning). After that, the process returns to S5.
Ｓ６０では、加熱制御装置５０により沸上運転を停止した状態で所定の待機時間Ｔだけ待機される。一例として、Ｔ＝１５［ｍｉｎ］に設定される。なお、本Ｓ６０が、所定のエラー事象の検知により沸上運転が終了した後、リトライ処理により沸上運転を再開する前に所定の待機時間を設ける待機処理に相当する。
In S60, the
Ｓ６５では、加熱制御装置５０のポンプ制御部４１０Ｆにより、加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍを通常回転数よりも高い増大回転数で駆動しつつ沸上運転が再開される。具体的には、ポンプ制御部４１０Ｆの目標回転数設定部４１０Ｆａにより、加熱循環ポンプ１９の目標回転数Ｎが通常回転数よりも高い増大回転数に設定される。一例としては、Ｎ＝５０００［ｒｐｍ］に設定される。そして、駆動信号出力部４１０Ｆｂにより、前記目標回転数設定部４１０Ｆａにより設定された目標回転数Ｎの回転を実行するための駆動信号が生成されて加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍへと出力される。一方で、圧縮機制御部４１０Ｂは圧縮機１４の駆動を再開し、膨張弁制御部４１０Ｃは電子膨張弁１６の開度の制御を再開し、室外ファン制御部４１０Ｄは室外ファン６７の駆動を再開する。以上により、加熱循環ポンプ１９を増大回転数で駆動しつつ沸上運転が再開（リトライ）される。その後、後述するＳ９０へ移行する。なお、本Ｓ６５が、沸上運転の開始時にエラー検知手段により所定のエラー事象が検知された場合には、当該沸上運転を終了した後に当該沸上運転を再開するリトライ処理に相当する。
In S65, the
Ｓ７０では、エラー判定部４１０Ｇにより、非所定状態でのリトライエラーの発生回数（リトライカウントの値）が所定回数に到達したか否かが判定される。所定回数は、エラーの種類ごとに閾値として予め定められている。例えば前述の図６（ａ）、図６（ｂ）、及び図６（ｃ）に示すように、所定状態でのリトライエラーの発生回数の閾値と同じ値に設定されてもよい。リトライエラーの発生回数が所定回数に到達した場合（Ｓ７０：Ｙｅｓ）は、Ｓ７５へ移行する。一方、リトライエラーの発生回数が所定回数に到達していない場合（Ｓ７０：Ｎｏ）は、後述するＳ８５へ移行する。
In S70, the
Ｓ７５では、エラー判定部４１０Ｇにより、非所定状態でのリトライエラーの発生が確定される。
In S75, the
Ｓ８０では、加熱制御装置５０により強制的に運転が停止される（ロックアウト）。具体的には、ポンプ制御部４１０Ｆの駆動信号出力部４１０Ｆｂにより停止信号が生成されて加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍへと出力され、加熱循環回路４内での湯水の循環が停止される。また、圧縮機制御部４１０Ｂにより圧縮機１４が停止されると共に、室外ファン制御部４１０Ｄにより室外ファン６７が停止される。これにより、冷媒循環回路３０内での冷媒の循環が停止される。
In S80, the
Ｓ８５では、加熱制御装置５０のポンプ制御部４１０Ｆにより、加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍを通常回転数で駆動しつつ沸上運転が再開される。具体的には、ポンプ制御部４１０Ｆの目標回転数設定部４１０Ｆａにより、加熱循環ポンプ１９の目標回転数Ｎが通常回転数に設定される。一例としては、Ｎ＝３０００［ｒｐｍ］に設定される。そして、駆動信号出力部４１０Ｆｂにより、前記目標回転数設定部４１０Ｆａにより設定された目標回転数Ｎの回転を実行するための駆動信号が生成されて加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍへと出力される。一方で、圧縮機制御部４１０Ｂは圧縮機１４の駆動を再開し、膨張弁制御部４１０Ｃは電子膨張弁１６の開度の制御を再開し、室外ファン制御部４１０Ｄは室外ファン６７の駆動を再開する。以上により、加熱循環ポンプ１９を通常回転数で駆動しつつ沸上運転が再開（リトライ）される。その後、Ｓ９０へ移行する。
In S85, the
Ｓ９０では、加熱制御装置５０により、前記沸上温度センサ２４により検出された沸上温度Ｔｂが前記目標沸上温度Ｔｂｏに到達したか否かが判定される。目標沸上温度Ｔｂｏに到達していない場合（Ｓ９０：Ｎｏ）は、前記Ｓ２０へ戻る。一方、目標沸上温度Ｔｂｏに到達した場合（Ｓ９０：Ｙｅｓ）は、Ｓ９５へ移行する。
In S90, the
Ｓ９５では、加熱制御装置５０により沸上運転が終了される。具体的には、ポンプ制御部４１０Ｆの駆動信号出力部４１０Ｆｂにより停止信号が生成されて加熱循環ポンプ１９の駆動モータ１９ｍへと出力され、加熱循環回路４内での湯水の循環が停止される。また、圧縮機制御部４１０Ｂにより圧縮機１４が停止されると共に、室外ファン制御部４１０Ｄにより室外ファン６７が停止される。これにより、冷媒循環回路３０内での冷媒の循環が停止される。以上により、本フローチャートを終了する。
In S95, the
＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態においては、前述のような不凍水栓１２０の使用に由来する沸上運転開始後のキャビテーション発生に対応するために、加熱制御装置５０にエラー判定部４１０Ｇと状態判定部４１０Ｈとが設けられる。
Effects of the embodiment
As described above, in this embodiment, in order to respond to the occurrence of cavitation after the start of boiling operation resulting from the use of the
エラー判定部４１０Ｇは、前記沸上運転の開始時において、前記加熱循環回路４内での湯水の循環不全により起こり得るリトライエラーが発生していることを検知する。リトライエラーの一例としては、例えばヒートポンプユニット３に備えられている圧縮機１４の駆動モータ１４ｍに異常な過電流が流れている状態や、加熱循環回路４のうち水冷媒熱交換器１５の下流側で検出される沸上温度Ｔｂが異常に高温となっている状態や、加熱循環ポンプ１９が回転数指令値よりも異常に高い回転数で回転している空焚き状態、等が想定可能である。
The
一方、状態判定部４１０Ｈは、沸上運転の開始時において、その時点で湯水のキャビテーションが生じ得る所定状態になっているか否かを、判定する。所定状態の一例としては、例えば外気温度Ｔａｉｒが所定値（例えば－１０℃）未満で、かつ、所定の時間条件（例えば朝方の特定時間帯である）が満足されており、かつ、貯湯タンク２内又は加熱循環回路４内の湯水の温度が所定値（例えば２５℃）以上となっている場合、等である。
On the other hand, the
上記のリトライエラーの発生が検知され、かつ、状態判定部４１０Ｈによる判定結果が、前記所定状態になっていると判定された場合には、前述のリトライエラーの発生は、前記した不凍水栓１２０の使用により水抜き状態となっていることに起因するキャビテーションの発生が理由であると推定される。これにより、加熱制御装置５０は、前記駆動モータ１９ｍによる加熱循環ポンプ１９の回転数を、通常の沸上運転時における通常回転数よりも高い増大回転数とする。
When the occurrence of the above-mentioned retry error is detected and the result of the judgment by the
これにより、キャビテーションによって加熱循環ポンプ１９へ湯水が引き込みにくくなっている場合であっても、この回転数の増大によって加熱循環ポンプ１９への湯水の引き込み作用を強化することができるので、沸上運転を確実に実行することができる。
As a result, even if cavitation makes it difficult to draw hot water into the
また、本実施形態では特に、リトライエラーの発生が検知された場合に、沸上運転終了→その後沸上運転再開、というリトライ処理の実行を所定の閾値まで繰り返す。リトライエラーの発生検知後すぐに加熱循環ポンプ１９の回転数を増大させ、沸上運転の終了・再開を繰り返し試行することにより、加熱循環ポンプ１９への湯水の引き込みを確実なものとすることができ、沸上運転をより確実に実行することができる。このようにして、沸上運転の実行のために万全を期すことができる。
In particular, in this embodiment, when a retry error is detected, the retry process of ending the boiling operation and then restarting the boiling operation is repeated up to a predetermined threshold. By increasing the rotation speed of the
また、本実施形態では特に、リトライ処理時に、沸上運転終了→所定時間待機→沸上運転再開という流れとして、沸上運転を終了して再開するまでの間に所定の待機時間を設けることにより、キャビテーションの影響を低減し、リトライ処理による沸上運転の成功率を高めることができる。 In particular, in this embodiment, during retry processing, the flow is: end of boiling operation → wait for a predetermined time → restart of boiling operation. By providing a predetermined wait time between ending and restarting the boiling operation, the effects of cavitation can be reduced and the success rate of boiling operation by retry processing can be increased.
また、本実施形態では特に、例えば夜間に凍結防止のために不凍水栓１２０が使用された場合に、その状態のまま朝方に沸上運転が行われる場合、不凍水栓１２０の使用による水抜き状態により貯湯タンク２内に給水圧がかからないため、キャビテーションが生じる恐れが高まる。このため、湯水のキャビテーションが生じ得る所定の状態の判定条件に、沸上運転の開始時が朝の特定時間帯であることを含めることにより、不凍水栓１２０が使用された状態でユーザが朝に湯水を使用する場合に対応して、その使用に備えた沸上運転を確実に行うことができる。
In particular, in this embodiment, for example, if the
＜変形例＞
なお、本発明は以上の態様に限定されることなく、その趣旨を変更しない範囲で変更可能なものである。
<Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified without departing from the spirit and scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、所定状態でのリトライエラーの発生が確定した場合に、所定の待機時間経過後にエア抜き運転を実行し、その後凍結防止運転を実行する場合を例にとって説明したが、これに限られない。例えば、所定状態でのリトライエラーの発生が確定した場合に、所定の待機時間経過後に、エア抜き運転を実行せずに凍結防止運転を実行してもよい。この場合、待機処理の実行により、沸上運転中止後の加熱循環ポンプ１９の停止中に、加熱循環ポンプ１９の入口側に貯湯タンク２の水頭圧が幾分か作用し、加熱循環ポンプ１９内のエアが幾分か加熱循環ポンプ１９の出口側へ抜け、その後、凍結防止運転の実行により加熱循環ポンプ１９が駆動されると湯水の流れが少々生じる。前述のように凍結防止運転では加熱循環ポンプ１９が繰り返し間欠運転されるため、続く加熱循環ポンプ１９の駆動によってキャビテーションが発生する場合があるが、その後の加熱循環ポンプ１９の停止時に再度加熱循環ポンプ１９内のエアが幾分か加熱循環ポンプ１９の出口側へ抜け、再度の加熱循環ポンプ１９の駆動で湯水の流れが少々生じる。この動作が繰り返されることで、加熱循環回路４内の湯水が少しずつ間欠的に循環される。このように、エア抜き運転を実行しない場合であっても、凍結防止運転を行うことで少なくとも加熱循環回路４内の湯水が循環される結果、低温による凍結発生を防止して器具の破損を防止することができる。
For example, in the above embodiment, when the occurrence of a retry error in a predetermined state is confirmed, the air bleeding operation is performed after a predetermined waiting time has elapsed, and then the freeze prevention operation is performed, but this is not limited to the above. For example, when the occurrence of a retry error in a predetermined state is confirmed, the freeze prevention operation may be performed after a predetermined waiting time has elapsed without performing the air bleeding operation. In this case, due to the execution of the waiting process, while the
なお、上記変形例においても、凍結防止運転における最初の前記非駆動時間ｔｓを、沸上運転を終了した後に所定の待機時間を設ける待機処理としてもよい。その場合には、前記ステップＳ４７を不要としてもよい。 In the above modified example, the first non-operating time ts in the freeze prevention operation may be a standby process in which a predetermined standby time is set after the boiling operation is completed. In that case, step S47 may be unnecessary.
また、上記実施形態では特に設置しなかったが、加熱循環回路４又は貯湯タンク２にエア抜き弁を設けてもよい。
In addition, although not specifically installed in the above embodiment, an air vent valve may be provided in the heating circulation circuit 4 or the
また、例えば、前記ヒートポンプサイクルとしては、減圧器としてエジェクターを用いたエジェクターサイクルでもよいものである。 For example, the heat pump cycle may be an ejector cycle that uses an ejector as a pressure reducer.
また、上記実施形態では、熱源機として、熱源側熱交換器としての空気熱交換器１７に冷媒を通じる一方で外気を送風する室外ファン６７を有し、熱源としての外気と前記冷媒とが熱交換される、空気熱源式のヒートポンプである場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、熱源機を、熱源側熱交換器に対して水や不凍液が供給されそれらの液体と冷媒とが当該熱源側熱交換器において熱交換する構成のものとしてもよい。
また、地中又は比較的大容量の水源中に熱源側熱交換器を設け、この熱源側熱交換器で前記地中又は前記水源と冷媒とが熱交換する構成のものとしてもよい。さらには、前記地中又は前記水源の熱を用いたヒートポンプ回路と空気熱を用いた別のヒートポンプ回路とを備えた複合熱源型の構成としてもよい。
さらには、熱源側熱交換器において前記冷媒と熱交換できるものであれば、前記液体や前記外気や前記水源に代えて、それ以外のもの（例えば、発煙、排煙、各種高温ガス等を含む気体や、熱砂、塵埃、各種粒子等を含む流動固体）を熱源側熱交換器に通じたり、太陽光、反射光、その他輻射等による熱を熱源側熱交換器に供給して用いる構成としても良い。
In the above embodiment, the heat source unit is an air-source heat pump having an
In addition, a heat source side heat exchanger may be provided underground or in a relatively large-capacity water source, and the heat source side heat exchanger may exchange heat between the refrigerant and the underground or water source. Furthermore, a composite heat source type may be configured with a heat pump circuit using heat from the underground or water source and another heat pump circuit using air heat.
Furthermore, in place of the liquid, the outside air, or the water source, other materials (for example, gases including smoke, exhaust fumes, and various high-temperature gases, or fluid solids including hot sand, dust, and various particles) may be passed through the heat source side heat exchanger as long as they are capable of exchanging heat with the refrigerant in the heat source side heat exchanger, or heat from sunlight, reflected light, and other radiation may be supplied to the heat source side heat exchanger.
１ タンクユニット
２ 貯湯タンク
３ ヒートポンプユニット
４ 加熱循環回路（湯水循環回路）
５ 加熱往き管（往き管）
６ 加熱戻り管（戻り管）
１２ 貯湯温度センサ
１４ 圧縮機（加熱手段）
１４ｍ 駆動モータ
１５ 水冷媒熱交換器（熱交換器）
１６ 電子膨張弁（加熱手段）
１７ 空気熱交換器（加熱手段）
１９ 加熱循環ポンプ（循環ポンプ）
１９ｍ 駆動モータ（ポンプ駆動手段）
２２ 外気温度センサ
２３ 入水温度センサ
２４ 沸上温度センサ（エラー検知手段）
３０ 冷媒循環回路（加熱手段）
３１ 四方弁（加熱手段）
４０ 貯湯制御装置
５０ 加熱制御装置（制御手段）
１００ 貯湯式給湯装置
４１０Ｂａ 電流検出部（エラー検知手段）
４１０Ｆ ポンプ制御部
４１０Ｆｄ 回転数検出部（エラー検知手段）
４１０Ｇ エラー判定部（エラー確定手段）
４１０Ｈ 状態判定部（状態判定手段）
Ｔ１ 入水温度
Ｔａｉｒ 外気温度
Ｔｂ 沸上温度
Ｔｏｕｔ 冷媒吐出温度
1
5. Heating supply pipe (supply pipe)
6 Heating return pipe (return pipe)
12 Hot
16 Electronic expansion valve (heating means)
17 Air heat exchanger (heating means)
19 Heating circulation pump (circulation pump)
19m Drive motor (pump drive means)
22 Outside
30 Refrigerant circulation circuit (heating means)
31 Four-way valve (heating means)
40 Hot water
100 Storage type hot water supply device 410Ba Current detection unit (error detection means)
410F Pump control unit 410Fd Rotational speed detection unit (error detection means)
410G Error determination unit (error determination means)
410H Status determination unit (status determination means)
T1 Inlet water temperature Tair Outside air temperature Tb Boiling temperature Tout Refrigerant discharge temperature
Claims (4)
冷媒を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段により加熱された前記冷媒と前記貯湯タンク内の湯水との熱交換を行う熱交換器と、
前記貯湯タンクの下部から前記熱交換器に向かう往き管、及び、前記熱交換器から前記貯湯タンクの上部に戻る戻り管、を備えた湯水循環回路と、
前記湯水循環回路内に前記湯水を循環させる循環ポンプと、
前記循環ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、
前記加熱手段及び前記ポンプ駆動手段を制御し、当該加熱手段による加熱を行いつつ前記循環ポンプを所定の通常回転数で駆動することにより、前記往き管を介して前記熱交換器に導入され前記冷媒との熱交換により加熱された前記湯水を、前記戻り管を介して前記貯湯タンクに供給する沸上運転を実行する制御手段と、
を有する貯湯式給湯装置において、
前記沸上運転の開始時において、前記湯水循環回路内の前記湯水の循環不全により起こり得る所定のエラー事象の発生を検知するエラー検知手段と、
前記沸上運転の開始時において、前記湯水のキャビテーションが生じ得る所定状態となっているか否かを判定する状態判定手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記エラー検知手段により前記所定のエラー事象の発生が検知され、かつ、前記状態判定手段により前記所定状態になっていると判定された場合に、前記循環ポンプを前記通常回転数よりも高い増大回転数で駆動しつつ前記沸上運転を実行する
ことを特徴とする貯湯式給湯装置。 A hot water storage tank for storing hot water;
A heating means for heating the refrigerant;
a heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant heated by the heating means and the hot water in the hot water storage tank;
A hot water circulation circuit including a forward pipe from the lower part of the hot water storage tank toward the heat exchanger and a return pipe from the heat exchanger back to the upper part of the hot water storage tank;
A circulation pump that circulates the hot and cold water in the hot and cold water circulation circuit;
A pump driving means for driving the circulation pump;
a control means for controlling the heating means and the pump drive means, and driving the circulation pump at a predetermined normal rotation speed while heating is performed by the heating means, thereby executing a boiling operation in which the hot water introduced into the heat exchanger via the supply pipe and heated by heat exchange with the refrigerant is supplied to the hot water storage tank via the return pipe;
In a hot water storage type hot water supply device having
An error detection means for detecting the occurrence of a predetermined error event that may occur due to a circulation failure of the hot water in the hot water circulation circuit at the start of the boiling operation;
A state determination means for determining whether or not the water is in a predetermined state in which cavitation may occur at the start of the boiling operation;
having
The control means
A hot water storage type hot water supply device characterized in that when the error detection means detects the occurrence of the specified error event and the state determination means determines that the specified state has been reached, the boiling operation is performed while driving the circulating pump at an increased rotation speed higher than the normal rotation speed.
前記沸上運転の開始時に前記エラー検知手段により前記所定のエラー事象が検知された場合には、当該沸上運転を終了した後に当該沸上運転を再開するリトライ処理と、
前記リトライ処理の実行回数が予め定めた閾値に到達したことによって、前記所定のエラー事象の発生を確定するエラー確定処理と、
を実行し、
かつ、
前記エラー検知手段により前記所定のエラー事象の発生が検知されたが前記エラー確定処理による前記所定のエラー事象の確定はなされておらず、かつ、前記状態判定手段により前記所定状態になっていると判定された場合に、前記循環ポンプを前記増大回転数で駆動しつつ前記沸上運転を実行する
ことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。 The control means
When the error detection means detects the predetermined error event at the start of the boiling operation, a retry process is performed to end the boiling operation and then resume the boiling operation;
an error determination process for determining the occurrence of the predetermined error event when the number of times the retry process is executed reaches a predetermined threshold;
Run
and,
A hot water storage type hot water supply device as described in claim 1, characterized in that when the error detection means detects the occurrence of the specified error event but the error determination process has not confirmed the specified error event, and the state determination means determines that the specified state has been reached, the boiling operation is performed while driving the circulation pump at the increased rotational speed.
前記所定のエラー事象の検知により前記沸上運転が終了した後、前記リトライ処理により前記沸上運転を再開する前に所定の待機時間を設ける待機処理を実行する
ことを特徴とする請求項２記載の貯湯式給湯装置。 The control means further comprises:
A hot water storage type hot water supply device as described in claim 2, characterized in that after the boiling operation is terminated due to the detection of the specified error event, a standby process is executed to set a specified waiting time before resuming the boiling operation by the retry process.
実時刻が朝の特定時間帯であることを含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。 The predetermined state is
4. The hot water storage type hot water supply device according to claim 1, wherein the actual time includes a specific time period in the morning.
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