(57)【要約】【課題】貯湯式給湯暖房装置の暖房熱交換器のスケール詰まり等による熱交換器異常を確実に検出できるようにする。【解決手段】暖房二次出口温度センサ２２の検出温度Ｔ２ｏが目標往き温度になるように暖房一次循環ポンプ１１の回転数を制御すると共に、暖房二次循環ポンプ１３を予め定めた回転数で制御する作動制御手段２８とを備え、作動制御手段２８は、一次側入口温度Ｔ１ｉから一次側出口温度Ｔ１ｏを減じた値を一次側入口温度Ｔ１ｉから二次側入口温度Ｔ２ｉを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、暖房熱交換器５の異常と判定するようにした。【選択図】図１
2010091181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、暖房循環水を加熱するための暖房熱交換器と、前記暖房熱交換器で加熱された暖房循環水を放熱させて暖房を行う温水暖房端末と、前記貯湯タンク内の高温水を前記暖房熱交換器の一次側へ循環させる暖房一次循環回路と、前記暖房一次循環回路途中に設けられた暖房一次循環ポンプと、前記暖房熱交換器の二次側と前記温水暖房端末とを接続し暖房循環水を循環させる暖房用二次循環回路と、前記暖房二次循環回路途中に設けられた暖房二次循環ポンプと、前記暖房熱交換器の一次側に流入する湯水の温度Ｔ１ｉを検出する暖房一次入口温度センサと、前記暖房熱交換器の一次側から流出する湯水の温度Ｔ１ｏを検出する暖房一次出口温度センサと、前記暖房熱交換器の二次側に流入する暖房循環水の温度Ｔ２ｉを検出する暖房二次入口温度センサと、前記暖房熱交換器の二次側から流出する暖房循環水の温度Ｔ２ｏを検出する暖房二次出口温度センサと、前記暖房二次出口温度センサの検出温度Ｔ２ｏが目標往き温度になるように前記暖房一次循環ポンプの回転数を制御すると共に、前記暖房二次循環ポンプを予め定めた回転数で制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、一次側入口温度Ｔ１ｉから一次側出口温度Ｔ１ｏを減じた値を一次側入口温度Ｔ１ｉから二次側入口温度Ｔ２ｉを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記暖房熱交換器の異常と判定するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯暖房装置。
【請求項２】
圧縮機と冷媒水熱交換器と膨張弁と空気熱交換器とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンクと前記冷媒水熱交換器の水側とを貯湯水が循環可能に接続する加熱循環回路と、前記加熱循環回路途中に設けられた加熱循環ポンプと、前記冷媒水熱交換器に流入する冷媒の温度Ｔｒｉを検出する冷媒入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する冷媒の温度Ｔｒｏを検出する冷媒出口温度センサと、前記冷媒水熱交換器に流入する水の温度Ｔｗｉを検出する水入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する湯の温度を検出する水出口温度センサＴｗｏと、前記冷媒入口温度センサの検出温度Ｔｒｉが目標吐出温度になるように前記膨張弁の開度を制御すると共に、前記水出口温度センサの検出温度Ｔｗｏが目標沸き上げ温度になるように前記圧縮機の回転数を制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、冷媒の入口温度Ｔｒｉから冷媒の出口温度Ｔｒｏを減じた値を冷媒の入口温度Ｔｒｉから水の入口温度Ｔｗｉを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記冷媒水熱交換器の異常と判定するようにしたことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
【請求項３】
圧縮機と冷媒水熱交換器と膨張弁と空気熱交換器とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンクと前記冷媒水熱交換器の水側とを貯湯水が循環可能に接続する加熱循環回路と、前記加熱循環回路途中に設けられた加熱循環ポンプと、前記冷媒水熱交換器に流入する冷媒の温度Ｔｒｉを検出する冷媒入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する冷媒の温度Ｔｒｏを検出する冷媒出口温度センサと、前記冷媒水熱交換器に流入する水の温度Ｔｗｉを検出する水入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する湯の温度を検出する水出口温度センサＴｗｏと、前記冷媒入口温度センサの検出温度Ｔｒｉが目標吐出温度になるように前記膨張弁の開度を制御すると共に、前記水出口温度センサＴｗｏの検出温度が目標沸き上げ温度になるように前記加熱循環ポンプの回転数を制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、冷媒の入口温度Ｔｒｉから冷媒の出口温度Ｔｒｏを減じた値を冷媒の入口温度Ｔｒｉから水の入口温度Ｔｗｉを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記冷媒水熱交換器の異常と判定するようにしたことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯暖房装置およびヒートポンプ給湯装置の熱交換器の異常を判定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置においては、図２に示すようなものがあった。
１０１は湯水を貯湯する貯湯タンク、１０２は貯湯タンク１０１の湯水をタンク外に循環させて加熱するヒートポンプ式の加熱手段、１０３は給湯栓、１０４は温水式床暖房パネル等の温水暖房端末、１０５は貯湯タンク１０１内の高温の湯水を用いて温水暖房端末１０４に循環する暖房循環水を加熱する暖房熱交換器である。
【０００３】
そして、１０６は貯湯タンク１０１下部に接続されて給水する給水管、１０７は貯湯タンク１０１上部に接続され、給湯栓１０３と連通して給湯する給湯管、１０８は貯湯タンク１０１の下部と上部を連通し、その途中に加熱手段１０２が設けられた加熱循環回路、１０９は加熱循環回路１０８途中の貯湯タンク１０１の下部と加熱手段１０２の間に設けられた加熱循環ポンプ、１１０は貯湯タンク１０１の上部と下部を連通し、その途中に暖房熱交換器１０５が設けられた暖房一次循環回路、１１１は暖房一次循環回路１１０の途中の暖房熱交換器１０５と貯湯タンク１０１の下部との間に設けられた暖房一次循環ポンプ、１１２は暖房熱交換器１０５の二次側と温水暖房端末１０４とを暖房循環水が循環可能に接続する暖房二次循環回路、１１３は暖房二次循環回路１１２途中に設けられた暖房二次循環ポンプである。
【０００４】
前記加熱手段１０２は、圧縮機１１４と冷媒水熱交換器１１５と膨張弁１１６と空気熱交換器１１７とが環状に接続されてヒートポンプサイクルが構成され、圧縮機１１４と加熱循環ポンプ１０９を駆動して、圧縮機１１４で高温高圧にされた冷媒により冷媒水熱交換器１１５の二次側に接続されている加熱循環回路１０８を流れる貯湯タンク１０１下部からの湯水を加熱するようにして貯湯タンク１０１上部に戻すようにして沸き上げ運転を行うものである。
【０００５】
そして、暖房運転を行う際は、暖房一次循環ポンプ１１１と暖房二次循環ポンプ１１３を駆動し、貯湯タンク１０１の上部の高温水を暖房熱交換器１０５に循環させて二次側の暖房循環水を加熱するようにしているものであった。（特許文献１）
【０００６】
このような従来のものにおいて、冷媒水熱交換器１１５の水側では、給水管１０６から供給された市水が循環するため、市水中の硬度成分が析出してスケールとなり、熱交換効率を低下させることが知られており、加熱循環ポンプ１０９の出力の変化度合や、給湯加熱能力の変化度合によって、このようなスケール詰まり状態によって熱交換効率が低下したことを検出しようとするものがあった。（特許文献２）
【特許文献１】特開２００５−３４５０４１号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、このような従来のものでは、暖房熱交換器１０５の一次側には、貯湯タンク１０１からの高温水、すなわち加熱された市水が循環するため、暖房熱交換器１０５の一次側の内面にはスケールが発生し、熱交換効率が低下する恐れがあった。暖房熱交換器１０５の熱交換効率が低下すると、暖房熱交換器１０５で熱交換した後に貯湯タンク１０１に戻る温水の温度が高くなってしまうため、ヒートポンプ式の加熱手段１０２で沸き上げる際の加熱効率が悪く、ランニングコストが増加してしまう。そのため、暖房熱交換器１０５のスケール詰まりを検出することが望まれている。
【０００８】
一方、冷媒水熱交換器１１５では、スケール詰まりを検出する方法が知られているものの、加熱循環ポンプ１０９の出力の変化度合による方法では、加熱循環ポンプ１０９が無い側の冷媒水熱交換器１１５内部のスケール等の詰まりは検出できず、さらには、加熱循環ポンプ１０９の回転数を一定に制御するものではそもそも利用することができない。また、給湯加熱能力の変化度合による方法では、加熱前後の温度差に加え、循環流量が必ず必要なため、スケール詰まりを検出するために流量センサを設ける必要があってコストアップ要因となっている。
【０００９】
また、このような冷媒水熱交換器１１５におけるスケール詰まりを検出する方法を暖房熱交換器１０５のスケール詰まり検出に利用しようとしても、暖房一次循環ポンプ１１１の出力の変化度合では、一次側の異常のみしか検出できず、もしも二次側にスケール等による詰まりが発生した場合は、二次側での暖房出力が低下し、ユーザーが暖房不足を感じるために暖房の設定温度を上げるなどしてランニングコストが増加することとなってしまう。また、加熱能力の変化度合による方法では、加熱前後の温度差に加え、循環流量が必要なため、スケール詰まりを検出するために流量センサを設ける必要があってコストアップ要因となっている。
【００１０】
本発明は、このような貯湯式給湯暖房装置およびヒートポンプ給湯装置の暖房熱交換器あるいは冷媒水熱交換器において、スケールの詰まり等による熱交換器異常を確実に検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明は上記の課題を解決するため、給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、暖房循環水を加熱するための暖房熱交換器と、前記暖房熱交換器で加熱された暖房循環水を放熱させて暖房を行う温水暖房端末と、前記貯湯タンク内の高温水を前記暖房熱交換器の一次側へ循環させる暖房一次循環回路と、前記暖房一次循環回路途中に設けられた暖房一次循環ポンプと、前記暖房熱交換器の二次側と前記温水暖房端末とを接続し暖房循環水を循環させる暖房用二次循環回路と、前記暖房二次循環回路途中に設けられた暖房二次循環ポンプと、前記暖房熱交換器の一次側に流入する湯水の温度Ｔ１ｉを検出する暖房一次入口温度センサと、前記暖房熱交換器の一次側から流出する湯水の温度Ｔ１ｏを検出する暖房一次出口温度センサと、前記暖房熱交換器の二次側に流入する暖房循環水の温度Ｔ２ｉを検出する暖房二次入口温度センサと、前記暖房熱交換器の二次側から流出する暖房循環水の温度Ｔ２ｏを検出する暖房二次出口温度センサと、前記暖房二次出口温度センサの検出温度Ｔ２ｏが目標往き温度になるように前記暖房一次循環ポンプの回転数を制御すると共に、前記暖房二次循環ポンプを予め定めた回転数で制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、一次側入口温度Ｔ１ｉから一次側出口温度Ｔ１ｏを減じた値を一次側入口温度Ｔ１ｉから二次側入口温度Ｔ２ｉを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記暖房熱交換器の異常と判定するようにした。
【００１２】
また、圧縮機と冷媒水熱交換器と膨張弁と空気熱交換器とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンクと前記冷媒水熱交換器の水側とを貯湯水が循環可能に接続する加熱循環回路と、前記加熱循環回路途中に設けられた加熱循環ポンプと、前記冷媒水熱交換器に流入する冷媒の温度Ｔｒｉを検出する冷媒入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する冷媒の温度Ｔｒｏを検出する冷媒出口温度センサと、前記冷媒水熱交換器に流入する水の温度Ｔｗｉを検出する水入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する湯の温度を検出する水出口温度センサＴｗｏと、前記冷媒入口温度センサの検出温度Ｔｒｉが目標吐出温度になるように前記膨張弁の開度を制御すると共に、前記水出口温度センサの検出温度Ｔｗｏが目標沸き上げ温度になるように前記圧縮機の回転数を制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、冷媒の入口温度Ｔｒｉから冷媒の出口温度Ｔｒｏを減じた値を冷媒の入口温度Ｔｒｉから水の入口温度Ｔｗｉを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記冷媒水熱交換器の異常と判定するようにした。
【００１３】
また、圧縮機と冷媒水熱交換器と膨張弁と空気熱交換器とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、給水管および出湯管が接続された貯湯タンクと、前記貯湯タンクと前記冷媒水熱交換器の水側とを貯湯水が循環可能に接続する加熱循環回路と、前記加熱循環回路途中に設けられた加熱循環ポンプと、前記冷媒水熱交換器に流入する冷媒の温度Ｔｒｉを検出する冷媒入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する冷媒の温度Ｔｒｏを検出する冷媒出口温度センサと、前記冷媒水熱交換器に流入する水の温度Ｔｗｉを検出する水入口温度センサと、前記冷媒水熱交換器から流出する湯の温度を検出する水出口温度センサＴｗｏと、前記冷媒入口温度センサの検出温度Ｔｒｉが目標吐出温度になるように前記膨張弁の開度を制御すると共に、前記水出口温度センサＴｗｏの検出温度が目標沸き上げ温度になるように前記加熱循環ポンプの回転数を制御する作動制御手段とを備え、前記作動制御手段は、冷媒の入口温度Ｔｒｉから冷媒の出口温度Ｔｒｏを減じた値を冷媒の入口温度Ｔｒｉから水の入口温度Ｔｗｉを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記冷媒水熱交換器の異常と判定するようにした。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、暖房熱交換器の一次側および二次側のスケール詰まり等による異常を検知でき、総合的な熱交換器の性能低下を確実に検知できる。また、冷媒水熱交換器においても同様にスケール詰まり等による異常を確実に検知できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の一実施形態のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置を図１に基づいて説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク、２は貯湯タンク１の湯水をタンク外に循環させて加熱するヒートポンプ式の加熱手段、３は給湯栓、４は温水式床暖房パネル等の温水暖房端末、５は貯湯タンク１内の高温の湯水を用いて温水暖房端末４に循環する暖房循環水を加熱する暖房熱交換器である。
【００１６】
そして、６は貯湯タンク１下部に接続されて給水する給水管、７は貯湯タンク１上部に接続され、給湯栓３と連通して給湯する給湯管、８は貯湯タンク１の下部と上部を連通し、その途中に加熱手段２が設けられた加熱循環回路、９は加熱循環回路８途中の貯湯タンク１の下部と加熱手段２の間に設けられた加熱循環ポンプ、１０は貯湯タンク１の上部と下部を連通し、その途中に暖房熱交換器５が設けられた暖房一次循環回路、１１は暖房一次循環回路１０の途中の暖房熱交換器５と貯湯タンク１の下部との間に設けられた暖房一次循環ポンプ、１２は暖房熱交換器５の二次側と温水暖房端末４とを暖房循環水が循環可能に接続する暖房二次循環回路、１３は暖房二次循環回路１２途中に設けられた暖房二次循環ポンプである。ここで、暖房二次循環回路１３には暖房循環水として暖房専用の循環液が注入されており、この暖房循環水の熱膨張分を吸収する膨張タンク（図示せず）が暖房二次循環回路１３途中に設けられている。
【００１７】
前記加熱手段２は、冷媒を圧縮する圧縮機１４と、二次側に加熱循環回路８が接続され、高温高圧の冷媒と被加熱水を熱交換する冷媒水熱交換器１５と、熱交換後の冷媒を減圧する膨張弁１６と、低温低圧の冷媒を大気熱で蒸発させる空気熱交換器１７とが環状に接続されてヒートポンプサイクルが構成されている。
【００１８】
次に、１８は貯湯タンク１の側面に多数設けられ、それぞれの位置の貯湯タンク１内の湯水の温度を検出して貯湯タンク１内の温度分布を検出する貯湯温度センサ、１９は暖房一次循環回路１０の暖房熱交換器５の入口側に設けられ、暖房熱交換器５に流入する湯水の温度Ｔ１ｉを検出する暖房一次入口温度センサ、２０は暖房一次循環回路１０の暖房熱交換器５の出口側に設けられ、暖房熱交換器５から流出する湯水の温度Ｔ１ｏを検出する暖房一次出口温度センサ、２１は暖房二次循環回路１２の暖房熱交換器５の入口側に設けられ、暖房熱交換器５へ流入する暖房循環水の温度Ｔ２ｉを検出する暖房二次入口温度センサ、２２は暖房二次循環回路１２の暖房熱交換器５の出口側に設けられ、暖房熱交換器５から流出する暖房循環水の温度Ｔ２ｏを検出する暖房二次出口温度センサである。
【００１９】
また、２３は加熱循環回路８の冷媒水熱交換器１５の入口側に設けられ、冷媒水熱交換器１５に流入する被加熱水の温度Ｔｗｉを検出する水入口温度センサ、２４は加熱循環回路８の冷媒水熱交換器１５の出口側に設けられ、冷媒水熱交換器１５から流出する被加熱水の温度Ｔｗｏを検出する水出口温度センサ、２５は加熱手段２のヒートポンプサイクルの冷媒水熱交換器１５の入口側に設けられ、冷媒水熱交換器１５に流入する冷媒の温度Ｔｒｉを検出する冷媒入口温度センサ、２６は加熱手段２のヒートポンプサイクルの冷媒水熱交換器１５の出口側に設けられ、冷媒水熱交換器１５から流出する冷媒の温度Ｔｒｏを検出する冷媒出口温度センサ、２７は空気熱交換器１７の空気流入側に設けられ、外気温度Ｔａを検出する外気温度センサである。
【００２０】
そして、２８は予めプログラミングされたマイクロコンピュータを備えて各センサの検出値が入力され、各ポンプや弁等のアクチュエータの作動を制御する作動制御手段である。
【００２１】
次に、貯湯タンク１内の湯を沸き上げる沸き上げ運転について説明すると、前記作動制御手段２８は、圧縮機１４と加熱循環ポンプ９を駆動して貯湯タンク１下部から取り出した低温の湯水を冷媒水熱交換器１５で予め設定された目標沸き上げ温度まで加熱して貯湯タンク１の上部から戻して、貯湯タンク１内に上部から高温の湯が積層するように沸き上げる。このとき、加熱循環ポンプ９は一定の流量になるようにその回転数が予め定められた回転数で駆動され、冷媒入口温度センサ２５の検出する冷媒入口温度Ｔｒｉが目標吐出温度になるように膨張弁１６の開度が制御されると同時に、水出口温度センサ２４の検出する水出口温度Ｔｗｏが目標沸き上げ温度に一致するように圧縮機１４の回転数がフィードバック制御される。貯湯タンク１内が目標沸き上げ温度の湯で満たされたことを貯湯温度センサ１８で検出すると、圧縮機１４と加熱循環ポンプ９を駆動停止して沸き上げ運転を終了する。
【００２２】
ここで、前記目標沸き上げ温度は、過去の湯の使用量によって６５〜９０℃の範囲で設定変更されるもので、給湯あるいは暖房に用いた湯量（あるいは熱量）が多い場合は目標沸き上げ温度は高く設定され、少ない場合は目標沸き上げ温度は低く設定される。
【００２３】
また、前記目標吐出温度は、前記目標沸き上げ温度に応じて変更されるもので、目標沸き上げ温度よりも高い温度に設定される。なお、前記目標吐出温度は目標沸き上げ温度の設定範囲の上限よりも高い一定の温度に固定してもよい。
【００２４】
また、加熱循環ポンプ９は一定の流量になるようにその回転数が予め定められた回転数で駆動されるようにしているが、この回転数はヒートポンプ式加熱手段２と貯湯タンク１との位置関係や配管距離等に応じて設定変更するようにしてもよい。より正確に一定の流量を確保するために、加熱循環回路８途中に流量センサ（図示せず）を設け、この流量センサが検出する流量が予め定められた一定の流量になるように加熱循環ポンプ９の回転数をフィードバック制御するようにしてもよいものである。
【００２５】
そして、給湯栓３が開かれると、給水管６から貯湯タンク１下部に市水が流入し、給湯管７から貯湯タンク１上部の高温水が給湯栓３に向けて給湯され、給湯栓３が閉じられることで給湯を終了する。
【００２６】
また、暖房運転の発停を指示するリモコン（図示せず）が操作されることによって暖房要求が発生すると、前記作動制御手段２８は、暖房一次循環ポンプ１１および暖房二次循環ポンプ１３を駆動し、貯湯タンク１内の高温の湯を熱源として暖房熱交換器５で加熱した暖房循環水を温水暖房端末４へ循環させて暖房運転を行う。このとき、暖房二次循環ポンプ１３は予め定められた一定の回転数で駆動され、暖房一次循環ポンプ１１は暖房二次出口温度センサ２２の検出温度Ｔ２ｏが目標往き温度に一致するようにその回転数がフィードバック制御される。
【００２７】
ここで、前記目標往き温度は温水暖房端末の種類や、ユーザーの所望する暖房の強さによって変更されるもので、温水暖房端末が床暖房パネルの場合は４０〜５５℃程度の温度範囲、温水暖房端末が温水ラジエータの場合は５０〜７０℃程度の温度範囲で、ユーザーの好みの暖房強さがリモコンによって設定され、これに応じて微調整されて決定されるものである。
【００２８】
また、暖房二次循環ポンプ１３は予め定められた一定の回転数で駆動されるが、この一定の回転数は予め設定変更可能とし、温水暖房端末の台数が多かったり、温水暖房端末の通水抵抗が大きかったり、配管が標準よりも長かったりする場合にも十分な循環量を保つために、いくつかの回転数を選択可能としているものである。
【００２９】
この暖房運転時において、暖房熱交換器５の一次側には貯湯タンク１内の市水が循環される。そのため、市水に含まれるカルシウムやマグネシウム等の硬度成分が暖房熱交換器５の一次側の内面にスケールとして析出する可能性がある。熱交換器の性能を高めるために流路を多パス化して熱交換面積を大きくしたものほど内部を流れる湯水の流速が低下し、スケールとして析出し易い傾向にある。暖房熱交換器５の内面にスケールが析出してしまうと、熱交換効率が低下してしまう。
【００３０】
そこで、作動制御手段２８は、暖房一次入口温度センサ１９の検出する一次側入口温度Ｔ１ｉから暖房一次出口温度センサ２０の検出する一次側出口温度Ｔ１ｏを減じた値を一次側入口温度Ｔ１ｉから暖房二次入口温度センサ２１の検出する二次側入口温度Ｔ２ｉを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出する。
【００３１】
これを式で表すと、以下のようになる。
η＝（Ｔ１ｉ−Ｔ１ｏ）／（Ｔ１ｉ−Ｔ２ｉ）
【００３２】
暖房熱交換器５の内壁にスケールが析出する等して熱交換効率が低下すると、熱交換不足によって二次側出口温度Ｔ２ｏが低下する傾向となる。すると、暖房一次循環ポンプ１１は二次側出口温度Ｔ２ｏが目標往き温度に一致するようにその回転数が制御され、結果的に一次側出口温度Ｔ１ｏが上昇し、熱交換器高温側温度効率ηが小さくなる。このように、作動制御手段２８は算出した熱交換器高温側温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下した状態を一定の期間以上継続したことを検知すると、暖房熱交換器５の異常と判断するようにした。
【００３３】
ここで、算出した熱交換器高温側温度効率ηと比較する予め定めた一定の値は、貯湯式給湯暖房装置としての正常な使用状態（一次側入口温度Ｔ１ｉは６５〜９０℃の範囲、二次側の目標往き温度は４０〜７０℃の範囲）での高温側温度効率ηを予め実験によって求め、この温度効率ηの値から一定の割合（例えば１５％）だけ低下した値を用いるようにしている。そして、温度効率ηがこの一定の値を下回る期間がどれくらい継続したかをカウントするが、正常な使用状態においても暖房負荷の変動によって温度効率ηが一時的に変動するため、温度効率ηが一定の変動範囲内に安定している状態で一定の値を下回る期間を積算し、この積算値が予め定めた一定の期間を超えると異常と判断するか、あるいは、このような正常な範囲での温度効率ηの変動を暖房熱交換器５の異常と判断しないだけの比較的長い期間を一定の期間として設定するようにしている。
【００３４】
このように本実施形態によれば、一次側入口温度Ｔ１ｉ、一次側出口温度Ｔ１ｏ、二次側入口温度Ｔ２ｉの三点の温度を用いるだけで暖房熱交換器５の異常を検知でき、流量センサ等のコストアップ要因がなく、安価かつ容易に異常検知できる。
【００３５】
しかも、暖房熱交換器５の一次側のスケール詰まり等による異常だけでなく、二次側にスケール詰まり等が生じて暖房熱交換器５の性能が低下したとしても同様に熱交換器高温側温度効率ηが低下するため、確実に暖房熱交換器５の一次側、二次側を含めた総合的な性能低下による異常を検知できる。
【００３６】
ここで、本実施形態では、二次側の暖房循環水に暖房専用の循環液を用いたが、これに限らず、二次側の暖房循環水に市水を用いたものとしてもよい。二次側の暖房循環水に市水を用いるものでは、二次側を密閉式ではなく半密閉式あるいは開放式のシステムとして構成し、暖房循環水が減少すると自動的に市水を補給するようなシステムが存在する。このような二次側の暖房循環水に市水を用いた構成の貯湯式給湯暖房装置においては、暖房熱交換器５の二次側もスケール詰まりが発生する可能性が高くなるので、本実施形態の熱交換器高温側温度効率ηを算出する方法は、暖房熱交換器５の異常検知としてより一層有用である。
【００３７】
また、作動制御手段２８は、冷媒水熱交換器１５のスケール詰まり等による熱交換効率の低下も検知するもので、冷媒入口温度センサ２５の検出する冷媒入口温度Ｔｒｉから冷媒出口温度センサ２６の検出する冷媒出口温度Ｔｒｏを減じた値を冷媒入口温度Ｔｒｉから水入口温度Ｔｗｉを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出する。
【００３８】
これを式で表すと、以下のようになる。
η＝（Ｔｒｉ−Ｔｒｏ）／（Ｔｒｉ−Ｔｗｉ）
【００３９】
冷媒水熱交換器１５では、水側の内壁にスケールが析出する等して熱交換効率が低下すると熱交換不足によって水出口温度Ｔｗｏが低下傾向となるが、圧縮機１４の回転数がフィードバック制御によって増加されて水出口温度Ｔｗｏが目標沸き上げ温度に一致するように制御される。このとき、冷媒入口温度Ｔｒｉは目標吐出温度に一致するように膨張弁１６が制御されているため、冷媒出口温度Ｔｒｏが上昇することとなり、熱交換器高温側温度効率ηが小さくなる。このように作動制御手段２８は算出した熱交換器高温側温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下した状態を一定の期間以上継続したことを検知すると、冷媒水熱交換器１５の以上と判断するようにした。
【００４０】
ここで、算出した熱交換器高温側温度効率ηと比較する予め定めた一定の値は、ヒートポンプ給湯装置としての正常な使用状態（水入口温度は５〜４０℃の範囲、目標沸き上げ温度は６５〜９０℃の範囲）での高温側温度効率ηを実験によって求め、この温度効率ηの値から一定の割合（例えば１５％）だけ低下した値を用いるようにしている。そして、温度効率ηがこの一定の値を下回る期間がどれくらい継続したかをカウントするが、正常な使用状態においても負荷の変動によって温度効率ηが一時的に変動するため、温度効率ηが一定の変動範囲内に安定している状態で、複数回の沸き上げ運転にわたり温度効率ηが一定の値を下回った時間を積算した時間が前記一定の期間以上になれば異常として判断するように設定している。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、冷媒入口温度Ｔｒｉ、冷媒出口温度Ｔｒｏ、水入口温度Ｔｗｉの三点の温度を用いるだけで冷媒水熱交換器１５の異常を検知でき、流量センサ等のコストアップ要因がなく、安価かつ容易に異常検知できる。
【００４２】
しかも、冷媒水熱交換器１５の冷媒側において、その内面に何かしらの付着物によって伝熱性能が低下したとしても、熱交換器高温側温度効率ηを検出することで熱交換器の性能低下を検知できるものである。
【００４３】
本実施形態では、加熱循環ポンプ９は一定の回転数あるいは一定の流量に制御され、圧縮機１４は水出口温度センサ２４の検出温度に基づいてフィードバック制御されるようにしたが、これに限らず、圧縮機１４を一定の回転数に制御し、加熱循環ポンプ９の回転数を水出口温度センサ２４の検出する温度が目標沸き上げ温度になるようにフィードバック制御するようにしたものでもよい。ここで、圧縮機１４の一定の回転数は外気温度センサ２７の検出する外気温度に応じて設定変更されるようにしており、外気温度が低い場合は圧縮機１４の回転数は高く、外気温度が高い場合は圧縮機１４の回転数は低く設定されるようにしている。
【００４４】
この場合においても、作動制御手段２８は、冷媒水熱交換器１５のスケール詰まり等による熱交換効率の低下も検知するもので、冷媒入口温度センサ２５の検出する冷媒入口温度Ｔｒｉから冷媒出口温度センサ２６の検出する冷媒出口温度Ｔｒｏを減じた値を冷媒入口温度Ｔｒｉから水入口温度Ｔｗｉを減じた値で除した熱交換器高温側温度効率ηを算出し、算出した温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下すると、前記冷媒水熱交換器１５の異常と判定することができる。
【００４５】
このとき、冷媒水熱交換器１５の水側の内壁にスケールが析出する等して伝熱性能が低下すると熱交換不足によって水出口温度Ｔｗｏが低下傾向となるが、加熱循環ポンプ９の回転数がフィードバック制御によって減少され、冷媒水熱交換器１５の水側の流量を抑えることで水出口温度Ｔｗｏが目標沸き上げ温度に保たれる。すると、冷媒水熱交換器１５の冷媒側では、冷媒出口温度Ｔｒｏが上昇することとなり、熱交換器高温側温度効率ηが小さくなる。このように作動制御手段２８は算出した熱交換器高温側温度効率ηが予め定めた一定の値以下に低下した状態を一定の期間以上継続したことを検知すると、冷媒水熱交換器１５の異常と判断するようにした。
【００４６】
このように、本実施形態によれば、冷媒入口温度Ｔｒｉ、冷媒出口温度Ｔｒｏ、水入口温度Ｔｗｉの三点の温度を用いるだけで冷媒水熱交換器１５の異常を検知でき、流量センサ等のコストアップ要因がなく、安価かつ容易に異常検知できる。
【００４７】
しかも、冷媒水熱交換器１５の冷媒側において、その内面に何かしらの付着物によって伝熱性能が低下したとしても、熱交換器高温側温度効率ηを検出することで熱交換器の性能低下を検知できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成図。
【図２】従来のヒートポンプ貯湯式給湯暖房装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００４９】
１  貯湯タンク
２  加熱手段（ヒートポンプ）
４  温水暖房端末
５  暖房熱交換器
６  給水管
７  給湯管
８  加熱循環回路
９  加熱循環ポンプ
１０  暖房一次循環回路
１１  暖房一次循環ポンプ
１２  暖房二次循環回路
１３  暖房二次循環ポンプ
１４  圧縮機
１５  冷媒水熱交換器
１６  膨張弁
１７  空気熱交換器
１９  暖房一次入口温度センサ
２０  暖房一次出口温度センサ
２１  暖房二次入口温度センサ
２２  暖房二次出口温度センサ
２３  水入口温度センサ
２４  水出口温度センサ
２５  冷媒入口温度センサ
２６  冷媒出口温度センサ
２８  作動制御手段
【図１】
2010091181.tif 000003
【図２】
2010091181.tif 000004