(57)【要約】【課題】圧縮機の吐出圧力に異常が発生した場合に該圧縮機を停止させるための構成を簡素化すること。【解決手段】少なくとも冷媒を圧縮する圧縮機１を有してなり，該冷媒と水との間で熱交換を行うヒートポンプサイクルにおいて，所定の条件が充足された場合に，ＡＣ電源４１から前記圧縮機１への電力供給の有無を切り換えるパワーモジュール４４１に前記電力供給の有無の切り換えを指示するための制御信号を伝送する制御信号伝送経路を遮断することを特徴とするヒートポンプ式給湯機として構成される。例えば，前記圧縮機１の吐出圧力が異常に上昇した場合に，リレー回路４６のコイル４６１への通電を遮断して，パワーモジュール駆動回路４４２への駆動電力の供給を遮断するように構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも冷媒を圧縮する圧縮機を有してなり，該冷媒と水との間で熱交換を行うヒートポンプサイクルと，所定の電源から前記圧縮機への電力供給の有無を切り換える供給有無切換手段と，前記供給有無切換手段に前記電力供給の有無の切り換えを指示するための制御信号を伝送する制御信号伝送経路と，を備えてなるヒートポンプ式給湯機であって，
所定の条件が充足された場合に前記制御信号伝送経路を遮断する経路遮断手段を備えてなることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
前記圧縮機による前記冷媒の吐出圧力を検出する圧力検出手段を更に備えてなり，
前記所定の条件が，前記圧力検出手段により検出された前記吐出圧力が所定値以上になることである請求項１に記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
前記制御信号伝送経路上で前記制御信号を中継する中継手段が設けられてなり，
前記経路遮断手段が，前記中継手段への駆動電力の供給を遮断することにより前記制御信号伝送経路を遮断するものである請求項１又は２のいずれかに記載のヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
前記経路遮断手段が，前記中継手段への駆動電力の供給経路上に設けられた接点スイッチを有する継電器と，前記所定の条件が充足されたことに応じて前記継電器への通電を遮断する通電遮断スイッチと，を含んでなる請求項３に記載のヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，水と冷媒との間で熱交換を行うヒートポンプサイクルを用いて水を加熱して給湯を行うヒートポンプ式給湯機に関し，特に，前記冷媒を圧縮する圧縮機の駆動制御技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，水と冷媒との間で熱交換を行うヒートポンプサイクルを用いて水を加熱して給湯を行うヒートポンプ式給湯機では，前記ヒートポンプサイクル内における圧縮機による冷媒の吐出圧力が異常に上昇した場合，該圧縮機の駆動が停止される。
例えば，特許文献１では，前記圧縮機の吐出圧力が異常に上昇したことを検知してＯＦＦになる圧力スイッチ，及び前記圧力スイッチがＯＦＦされることにより前記圧縮機の電源ラインを遮断するリレー（継電器）やスイッチ等を備えたヒートポンプ式給湯機が開示されている。
具体的に，前記特許文献１では，マイコン等の制御装置が正常に動作しない場合でも前記圧縮機を強制的に停止可能な構成を実現するべく，前記圧縮機への交流電力の供給ラインを前記圧力スイッチのＯＦＦに応じて遮断するリレーを設ける構成が提案されている（特許文献１の図１参照）。
また，前記交流電力が直流電力に変換されてから前記圧縮機に供給される構成において，前記圧力スイッチがＯＦＦになった場合に前記直流電力の供給ラインを遮断するためのスイッチを設ける構成も提案されている（特許文献１の図１０参照）。
【特許文献１】特開２００５−２４９２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，前記圧縮機に供給される交流電力や直流電力などは，例えば前記制御装置を駆動するための電力などに比べて非常に大きいため，その電力を遮断するための前記リレーや前記スイッチの接点が溶着したり剥離したりするおそれがある。
ここで，許容電力値が十分に大きなリレーやスイッチを用いれば，接点の溶着や剥離を防止することができるが，一般に前記許容電力値が十分に大きなリレーやスイッチは大型で高価であるため，装置が大型化するという問題やコストが増大するという問題がある。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，圧縮機の吐出圧力に異常が発生した場合に該圧縮機を停止させるための構成を簡素化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は，少なくとも冷媒を圧縮する圧縮機を有してなり，該冷媒と水との間で熱交換を行うヒートポンプサイクルと，所定の電源から前記圧縮機への電力供給の有無を切り換える供給有無切換手段と，前記供給有無切換手段に前記電力供給の有無の切り換えを指示するための制御信号を伝送する制御信号伝送経路と，を備えてなるヒートポンプ式給湯機に適用されるものであって，所定の条件が充足された場合に前記制御信号伝送経路を遮断することを特徴とするヒートポンプ式給湯機として構成される。例えば，前記所定の条件は，前記圧縮機による前記冷媒の吐出圧力を検出することにより得られた該吐出圧力が所定値以上になることである。
このような構成によれば，前記圧縮機の吐出圧力が前記所定値以上となる吐出圧力異常などが発生した場合など，所定の条件が充足された場合に，前記制御信号伝送経路が遮断されるため，前記圧縮機の駆動が即時に停止される。このとき，本発明の構成では，従来のように前記圧縮機への高い駆動電力を遮断して該圧縮機を停止させるのではなく，前記制御信号伝送経路を遮断することによって前記圧縮機を停止させているため，該制御信号伝送経路を遮断するための手段に大型で高価なものを用いる必要がなく，当該ヒートポンプ式給湯機の構成を簡素化することができる。
【０００５】
本発明の具体的な構成としては，前記制御信号伝送経路上で前記制御信号を中継する中継手段への駆動電力の供給を遮断することが考えられる。これにより，前記制御信号伝送経路上で前記制御信号の伝送が遮断されるため，前記圧縮機の駆動を停止させることができる。
例えば，前記中継手段への駆動電力の供給経路上に設けられた接点スイッチを有する継電器と，前記所定の条件が充足されたことに応じて前記継電器への通電を遮断する通電遮断スイッチとを設けておくことにより，当該ヒートポンプ式給湯機を統括的に制御するマイコンなどの制御手段を介在することなく前記圧縮機の駆動を強制的に停止させることができる。したがって，例えば前記制御手段が異常動作している場合であっても前記圧縮機を確実に停止させることができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば，前記圧縮機の吐出圧力が前記所定値以上となる吐出圧力異常などが発生した場合など，所定の条件が充足された場合に，前記制御信号伝送経路が遮断されるため，前記圧縮機の駆動が即時に停止される。このとき，本発明の構成では，従来のように前記圧縮機への高い駆動電力を遮断して該圧縮機を停止させるのではなく，前記制御信号伝送経路を遮断することによって前記圧縮機を停止させているため，該制御信号伝送経路を遮断するための手段に大型で高価なものを用いる必要がなく，当該ヒートポンプ式給湯機の構成を簡素化することができる。
また，当該ヒートポンプ式給湯機を統括的に制御するマイコンなどの制御手段を介在することなく前記圧縮機の駆動を強制的に停止させることにより，例えば前記制御手段が異常動作している場合であっても前記圧縮機を確実に停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機Ｘの概略構成図，図２は前記ヒートポンプ式給湯機Ｘに設けられた電気回路４０のブロック図である。
まず，図１を用いて，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘの概略構成について説明する。
図１に示すように，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘは，冷媒を圧縮する圧縮機１，冷媒と水と間で熱交換を行う水熱交換器２，冷媒を膨張させる膨張器３及び冷媒と室外空気との間で熱交換を行う室外空気熱交換器４が順に接続されたヒートポンプサイクル１０と，水道などの給水口から給湯口に続く水の流水経路２０と，を備えている。また，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘは，ＣＰＵ及びＲＡＭ，ＲＯＭ等の制御機器を有してなり，当該ヒートポンプ式給湯機Ｘを統括的に制御するマイコン３０（図２参照）や，後述する電気回路４０（図２参照）などを備えている。
前記ヒートポンプ式給湯機Ｘでは，前記圧縮機１において圧縮して吐出された高温高圧の冷媒が，前記水熱交換器２において前記流水経路２０上を流れる水と熱交換されて冷却された後，前記膨張器３において膨張する。その後，前記膨張器３で膨張した低温低圧の前記冷媒は，前記室外空気熱交換器４において室外の空気と熱交換されて吸熱し気化した後，再度前記圧縮機１に流入する。なお，前記冷媒は，例えばＣＯ2冷媒やＲ４１０Ａ冷媒などである。
【０００８】
前記ヒートポンプ式給湯機Ｘでは，前記のように前記ヒートポンプサイクル１０に冷媒が循環され，前記流水経路２０上に水が流通されることにより，該流水経路２０上の水は，前記水熱交換器２における前記冷媒との熱交換によって加熱された後，前記給湯口から給湯される。
ところで，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘでは，前記圧縮機１による冷媒の吐出圧力が突発的な負荷変動などにより異常に上昇するおそれがある。そのため，前記圧縮機１の吐出圧力が異常に上昇した場合には，前記電気回路４０によって前記圧縮機１の駆動が停止される。
【０００９】
次に，図２を用いて，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘに設けられた前記電気回路４０について説明する。
前記電気回路４０は，商用交流電源などに接続されたＡＣ電源４１から供給される交流電力を入り切りするメインリレー回路４２と，前記交流電圧を直流電圧に変換して出力する直流電源回路４３と，前記圧縮機１の駆動を制御する駆動制御回路４４と，前記圧縮機１の吐出圧力が所定値未満である場合にＯＮ，所定値以上である場合にＯＦＦになる圧力スイッチ４５（通電遮断スイッチの一例）と，前記圧力スイッチ４５のＯＮ／ＯＦＦに連動するリレー回路４６（継電器の一例）と，を備えて概略構成されている。
【００１０】
前記メインリレー回路４２は，前記マイコン３０により制御されるメインリレー駆動回路４２１と，該メインリレー駆動回路４２１のＯＮ／ＯＦＦに連動するメインリレー４２２と，前記メインリレー４２２の接点と並列接続されたＰＴＣサーミスタ４２３とを備えている。前記メインリレー駆動回路４２１は，例えばトランジスタなどの電気素子を有して構成される。
前記メインリレー４２２は，前記メインリレー駆動回路４２１がＯＮのとき接点がＯＮとなり前記ＡＣ電源４１からの交流電力を通電し，前記メインリレー駆動回路４２１がＯＦＦのとき接点がＯＦＦとなり前記ＡＣ電源４１からの交流電力を遮断する。但し，前記ＡＣ電源４１からの交流電力は，前記ＰＴＣサーミスタ４２３によって常に供給されている。
前記直流電源回路４３は，前記メインリレー４２２から通電された前記交流電圧を直流電圧に変換して出力するものであって，交流電圧を直流電圧に変換する整流回路４３１と，該整流回路４３１により変換された後の直流電圧を平滑化する平滑回路４３２と，該平滑回路４３２から出力された直流電圧を変圧して出力する電源回路４３３（所謂ＤＣ／ＤＣコンバータ）と，を備えている。また，前記平滑回路４３２から出力された直流電圧は前記圧縮機１に向けて出力される。例えば，前記平滑回路４３２からは２８０Ｖの直流電圧が出力される。
前記電源回路４３３は，前記平滑回路４３２から入力された直流電圧を，前記マイコン３０や後述のパワーモジュール駆動回路４４２等へ供給する５Ｖの直流電圧や，前記リレー回路４６等に供給する１２Ｖの直流電圧，後述のパワーモジュール４４１の制御電源として供給する１５Ｖの直流電圧に変換して出力する。
【００１１】
前記駆動制御回路４４は，前記直流電源回路４３から前記圧縮機１への電力供給の有無を切り換えるパワーモジュール４４１（共有有無切換手段の一例）と，該パワーモジュール４４１を制御するパワーモジュール駆動回路４４２とを備えている。前記パワーモジュール駆動回路４４２は，例えばトランジスタなどの電気素子を有して構成されている。
前記駆動制御回路４４では，前記マイコン３０から前記パワーモジュール駆動回路４４２に前記直流電源回路４３から前記圧縮機１への電力供給の開始を指示するための駆動信号が伝送され，該パワーモジュール駆動回路４４２から前記パワーモジュール４４１に駆動信号が伝送されることにより，該パワーモジュール４４１による前記直流電源回路４３から前記圧縮機１への電力供給が開始される。一方，前記駆動信号が停止されると，前記パワーモジュール４４１による前記直流電源回路４３から前記圧縮機１への電力供給は停止される。
このように，前記パワーモジュール４４１では，前記駆動信号の入力の有無により，前記直流電源回路４３から前記圧縮機１への電力供給の有無が切り換えられる。ここに，前記圧縮機１の吐出圧力が前記所定値以上になったこと（所定の条件の一例）が充足されたことに応じて，前記パワーモジュール駆動回路４４２への駆動電力を遮断することにより，前記信号伝送経路を遮断するときの前記圧力スイッチ４５及び前記リレー回路４６が経路遮断手段に相当する。
【００１２】
前記圧力スイッチ４５は，前記圧縮機１による前記冷媒の吐出圧力を検出する検出センサ（圧力検出手段の一例）を含んでなり，該吐出圧力が所定値未満である場合にＯＮ，該所定値以上である場合にＯＦＦとなり，前記リレー回路４６への通電の有無を切り替えるものである。
前記リレー回路４６は，前記圧力スイッチ４５に接続されたコイル４６１と，該コイル４６１への通電の有無により前記駆動制御回路４４の前記パワーモジュール駆動回路４４２への電力供給をＯＮ／ＯＦＦする接点４６２（接点スイッチの一例）とを有している。
前記リレー回路４６では，前記圧力スイッチ４５がＯＮの場合には前記コイル４６１に通電されて前記接点４６２がＯＮになり，前記圧力スイッチ４５がＯＦＦの場合には前記コイル４６１への通電が遮断されて前記接点４６２がＯＦＦになる。
【００１３】
以下，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘにおいて，前記圧縮機１が異常圧力となった場合の前記電気回路４０の動作について説明する。
前記圧縮機１の吐出圧力が，突発的な負荷変動などによって異常に高くなり所定値以上になると，前記圧力スイッチ４５がＯＦＦになる。なお，前記所定値は，前記圧縮機１の吐出圧力が異常であると判断するための値であって，当該ヒートポンプ式給湯機Ｘの構成に応じて予め初期設定される。
そして，前記圧力スイッチ４５がＯＦＦになると，前記電源回路４３３から前記リレー４６のコイル４６１への通電が遮断されて前記接点４６２がＯＦＦになる。これにより，前記電源回路４３３から前記パワーモジュール駆動回路４４２への駆動電力が遮断されて，該パワーモジュール駆動回路４４２は停止される。
したがって，前記マイコン３０から前記パワーモジュール駆動回路４４２に駆動信号が伝達されても，該駆動信号の伝送は，該パワーモジュール駆動回路４４２において遮断される。即ち，前記パワーモジュール４４１に前記駆動信号を伝送するための信号伝送経路（制御信号伝送経路に相当）が遮断される。ここに，前記圧縮機１の吐出圧力が前記所定値以上になったこと（所定の条件の一例）が充足されたことに応じて，前記パワーモジュール駆動回路４４２への駆動電力を遮断して前記信号伝送経路を遮断するときの前記圧力スイッチ４５及び前記リレー回路４６が経路遮断手段に相当する。
このようにして前記信号伝送経路が遮断されると，前記パワーモジュール４４１による前記直流電源回路４３から前記圧縮機１への電力供給は停止される。
【００１４】
以上説明したように，前記ヒートポンプ式給湯機Ｘの電気回路４０では，前記圧力スイッチ４５がＯＦＦとなった場合，前記マイコン３０を介することなく，前記圧力スイッチ４５のＯＦＦに連動して前記パワーモジュール駆動回路４４２がＯＦＦになり前記パワーモジュール４４１による電力供給が停止されるため，該マイコン３０が異常動作している場合であっても確実に前記圧縮機１の駆動を停止させることができる。
また，前記電気回路４０では，前記圧力スイッチ４５がＯＦＦとなった場合に，従来（例えば，特許文献１参照）のように前記パワーモジュール４４１に入力される高電圧（例えば２８０Ｖ），大電流の直流電圧を遮断するのではなく，前記電源回路４３３から前記パワーモジュール駆動回路４４２に入力される低電圧（例えば１２Ｖ），小電流の直流電圧を遮断しているため，該直流電圧の遮断に用いられる前記リレー回路４６に小型で低コストのものを用いることができ，当該ヒートポンプ式給湯機Ｘの構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機の概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機に設けられた電気回路のブロック図。
【符号の説明】
【００１６】
１…圧縮機
２…水熱交換器
３…膨張器
４…室外空気熱交換器
１０…ヒートポンプサイクル
２０…流水経路
３０…マイコン
４０…電気回路
４１…ＡＣ電源
４２…メインリレー回路
４２１…メインリレー駆動回路
４２２…メインリレー
４３…直流電源回路
４３１…整流回路
４３２…平滑回路
４３３…電源回路
４４…駆動制御回路
４４１…パワーモジュール
４４２…パワーモジュール駆動回路
４５…圧力スイッチ
４６…リレー回路
４６１…コイル
４６２…接点
【図１】
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【図２】
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