(57)【要約】【課題】本発明は、エジェクタサイクルにおけるエジェクタおよび膨張弁の故障診断処理を行い、故障原因を特定することを目的とする。【解決手段】エジェクタサイクルにおいて、膨張弁７の絞り開度を全閉する場合であって、第２蒸発器８の入口側の冷媒温度と出口側の冷媒温度との温度差が所定値以上の場合は、絞り手段７が開異常状態であると判定する。また、絞り手段７の絞り開度を全閉状態にし、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を開状態にする場合において、圧縮機３からエジェクタ５および絞り手段７の間の高圧側圧力を検出する圧力センサ３７が所定圧力以上の高圧力状態である場合は、エジェクタ５が全閉異常状態であると判定する。また、エジェクタ５ノズル部５０の通路開度を全閉状態にし、絞り手段５の絞り開度を開状態にする場合であって、高圧側圧力が所定圧力以上の場合は、絞り手段７が全閉異常状態であると判定する。【選択図】図１
2008261590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（３）と、
前記圧縮機（３）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（４）と、
前記放熱器（４）の下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（５０）と、前記ノズル部（５０）から噴射する高い速度の冷媒流により気相冷媒が内部に吸引される気相冷媒吸引口（５１）と、前記高い速度の冷媒流と前記気相冷媒とを混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部（５３）とを有するエジェクタ（５）と、
前記エジェクタ（５）から流出した冷媒を蒸発させるとともに、冷媒流出側が前記圧縮機（３）の吸入側に接続される第１蒸発器（６）と、
前記放熱器（４）と前記エジェクタ（５）との間で冷媒流れを分岐して、この冷媒流れを前記気相冷媒吸引口（５１）に導く分岐通路（２２）と、
前記分岐通路（２２）に配置され、前記分岐通路（２２）の冷媒を減圧するとともに、絞り開度を全閉状態にすることで前記分岐通路（２２）を閉じることができる絞り手段（７）と、
前記分岐通路（２２）における前記絞り手段（７）の下流側に配置され、前記絞り手段（７）により減圧された冷媒を蒸発させる第２蒸発器（８）と、
前記絞り手段（７）の絞り開度を制御する絞り開度制御手段と、
前記絞り手段（７）の下流側であって前記第２蒸発器（８）の上流側の冷媒温度を検出する第１温度検出手段（３２）と、
前記第２蒸発器（８）の下流側であって前記冷媒吸引口（５１）の上流側の冷媒温度を検出する第２温度検出手段（３３）と、
前記絞り開度制御手段により前記絞り手段（７）の絞り開度を全閉状態にする制御を行った場合において、前記第１温度検出手段（３２）で検出された冷媒温度と前記第２温度検出手段（３３）で検出された冷媒温度との差が、所定値よりも大きい場合は、前記絞り手段（７）が絞り開度を全閉状態にできない開異常状態と判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
【請求項２】
前記異常判定手段により前記開異常状態と判定された場合に、前記エジェクタ（５）の前記ノズル部（５０）の通路開度を判定時よりも増大させるエジェクタ開度制御手段、
または、前記異常判定手段により前記開異常状態と判定された場合に、前記圧縮機（３）の回転数を判定時よりも増大させる回転数制御手段の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタサイクル。
【請求項３】
前記ノズル部（５０）の通路開度を制御するエジェクタ開度制御手段と、
前記圧縮機（３）の下流側であって前記エジェクタ（５）の上流側の冷媒の圧力を検出する圧力検出手段（３７）とを備え、
前記絞り開度制御手段により前記絞り手段（７）の絞り開度を全閉状態にする制御を行い、かつ、前記エジェクタ開度制御手段により前記ノズル部（５０）の通路開度を開状態にする制御を行った場合において、前記異常判定手段は、前記開異常状態と判定しない場合であって、前記圧力検出手段により検出された圧力が所定値よりも大きい場合は、前記エジェクタ（５）が前記ノズル部（５０）の通路開度を開状態にできない全閉異常状態と判定することを特徴とする請求項１に記載のエジェクタサイクル。
【請求項４】
冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（３）と、
前記圧縮機から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（４）と、
前記放熱器（４）の下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（５０）と、前記ノズル部（５０）から噴射する高い速度の冷媒流により気相冷媒が内部に吸引される気相冷媒吸引口（５１）と、前記高い速度の冷媒流と前記気相冷媒とを混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部（５３）とを有するエジェクタ（５）と、
前記エジェクタ（５）から流出した冷媒を蒸発させるとともに、冷媒流出側が前記圧縮機（３）の吸入側に接続される第１蒸発器（６）と、
前記放熱器（４）と前記エジェクタ（５）との間で冷媒流れを分岐して、この冷媒流れを前記気相冷媒吸引口（５１）に導く分岐通路（２２）と、
前記分岐通路（２２）に配置され、前記分岐通路（２２）の冷媒を減圧するとともに、絞り開度を全閉状態にすることで前記分岐通路（２２）を閉じることができる絞り手段（７）と、
前記分岐通路（２２）における前記絞り手段（７）の下流側に配置され、前記絞り手段（７）により減圧された冷媒を蒸発させる第２蒸発器（８）と、
前記絞り手段（７）の絞り開度の制御する絞り開度制御手段と、
前記ノズル部（５０）の通路開度を制御するエジェクタ開度制御手段と、
前記圧縮機（３）の下流側であって前記エジェクタ（５）の上流側の冷媒の圧力を検出する圧力検出手段（３７）と、
前記絞り開度制御手段により前記絞り手段（７）の絞り開度を全閉状態にする制御を行い、かつ、前記エジェクタ開度制御手段により前記ノズル部（５０）の通路開度を開状態にする制御を行った場合において、前記圧力検出手段により検出された圧力が、所定値よりも大きい場合は、前記エジェクタ（５）が前記ノズル部（５０）の通路開度を開状態にできない全閉異常状態であると判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
【請求項５】
前記絞り開度制御手段は、前記異常判定手段により前記全閉異常状態と判定された場合、前記絞り手段（７）の開度を判定時よりも増大させることを特徴とする請求項３又は４に記載のエジェクタサイクル。
【請求項６】
冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（３）と、
前記圧縮機から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（４）と、
前記放熱器（４）の下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（５０）と、前記ノズル部（５０）から噴射する高い速度の冷媒流により気相冷媒が内部に吸引される気相冷媒吸引口（５１）と、前記高い速度の冷媒流と前記気相冷媒とを混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部（５３）とを有するエジェクタ（５）と、
前記エジェクタ（５）から流出した冷媒を蒸発させるとともに、冷媒流出側が前記圧縮機（３）の吸入側に接続される第１蒸発器（６）と、
前記放熱器（４）と前記エジェクタ（５）との間で冷媒流れを分岐して、この冷媒流れを前記気相冷媒吸引口（５１）に導く分岐通路（２２）と、
前記分岐通路（２２）に配置され、前記分岐通路（２２）の冷媒を減圧するとともに、絞り開度を全閉状態にすることで前記分岐通路（２２）を閉じることができる絞り手段（７）と、
前記分岐通路（２２）における前記絞り手段（７）の下流側に配置され、前記絞り手段（７）により減圧された冷媒を蒸発させる第２蒸発器（８）と、
前記絞り手段（７）の絞り開度を制御する絞り開度制御手段と、
前記ノズル部（５０）の通路開度を制御するとともに、前記ノズル部（５０）の冷媒通路を全閉状態にする制御を行うエジェクタ開度制御手段と、
前記圧縮機（３）の下流側であって前記エジェクタ（５）の上流側の冷媒の圧力を検出する圧力検出手段（３７）と、
前記エジェクタ開度制御手段により前記ノズル部（５０）の通路開度を全閉状態にする制御を行い、かつ、前記絞り開度制御手段により前記絞り手段（７）の絞り開度を開状態にする制御を行った場合において、前記圧力検出手段（３７）により検出された圧力が、所定値よりも大きい場合は、前記絞り手段（７）が絞り開度を開状態にできない全閉異常状態と判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とするエジェクタサイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒減圧手段および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタを備えるエジェクタサイクルに関するものであり、給湯器に用いて有効である。
【背景技術】
【０００２】
放熱器の下流側かつエジェクタのノズル部上流側の分岐部で冷媒の流れを分岐させ、分岐された一方の冷媒をエジェクタのノズル部側へ流入させ、他方の冷媒をエジェクタの冷媒吸引口側へ流入させるエジェクタサイクルが特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１のエジェクタサイクルでは、エジェクタ流入冷媒が流出するエジェクタ下流側に第１蒸発器を配置し、さらに、分岐部とエジェクタの冷媒吸引口の間に、冷媒を減圧させる絞り機構と、冷媒を蒸発させてエジェクタの冷媒吸引口上流側に流出させる第２蒸発器とを配置している。そのため、放熱器下流側に設けられた分岐部により、絞り機構とエジェクタが並列に配置される構成となっている。
【特許文献１】特開２００５−３０８３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１のエジェクタサイクルにおいて、何らかの原因によりエジェクタ又は絞り機構のいずれか一方が故障すると、絞り機構とエジェクタが並列に配置されているため、放熱器等の能力異常又はサイクル内の圧力異常が発生する場合がある。この場合、絞り機構とエジェクタのどちらに故障原因があるかを特定することができないといった問題がある。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、エジェクタサイクルにおけるエジェクタおよび膨張弁の故障診断処理を行い、故障原因を特定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（３）と、圧縮機（３）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（４）と、放熱器（４）の下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（５０）と、ノズル部（５０）から噴射する高い速度の冷媒流により気相冷媒が内部に吸引される気相冷媒吸引口（５１）と、高い速度の冷媒流と気相冷媒とを混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部（５３）とを有するエジェクタ（５）と、エジェクタ（５）から流出した冷媒を蒸発させるとともに、冷媒流出側が圧縮機（３）の吸入側に接続される第１蒸発器（６）と、放熱器（４）とエジェクタ（５）との間で冷媒流れを分岐して、この冷媒流れを気相冷媒吸引口（５１）に導く分岐通路（２２）と、分岐通路（２２）に配置され、分岐通路（２２）の冷媒を減圧するとともに、絞り開度を全閉状態にすることで分岐通路（２２）を閉じることができる絞り手段（７）と、分岐通路（２２）における絞り手段（７）の下流側に配置され、絞り手段（７）により減圧された冷媒を蒸発させる第２蒸発器（８）と、絞り手段（７）の絞り開度を制御する絞り開度制御手段と、絞り手段（７）の下流側であって第２蒸発器（８）の上流側の冷媒温度を検出する第１温度検出手段（３２）と、第２蒸発器（８）の下流側であって冷媒吸引口（５１）の上流側の冷媒温度を検出する第２温度検出手段（３３）と、絞り開度制御手段により絞り手段（７）の絞り開度を全閉状態にする制御を行った場合において、第１温度検出手段（３２）で検出された冷媒温度と第２温度検出手段（３３）で検出された冷媒温度との差が、所定値よりも大きい場合は、絞り手段（７）が絞り開度を全閉状態にできない開異常状態と判定する異常判定手段と、を備えることを第１の特徴とする。
【０００７】
これにより、膨張弁（７）の絞り開度を全閉する場合において、第２蒸発器（８）の入口側に配置された第１温度検出手段（３２）により検出された冷媒温度と出口側に配置された第２温度検出手段（３３）により検出された冷媒温度との温度差が所定値以上の場合は、絞り手段（７）が開異常状態であると判定することで、エジェクタサイクルにおける絞り手段（７）の故障原因と特定することができる。
【０００８】
また、上記第１の特徴のエジェクタサイクルにおいて、異常判定手段により開異常状態と判定された場合に、エジェクタ（５）の前記ノズル部（５０）の通路開度を判定時よりも増大させるエジェクタ開度制御手段、または異常判定手段により開異常状態と判定された場合に、圧縮機（３）の回転数を判定時よりも増大させる回転数制御手段の少なくとも一方を備える場合、圧縮機（３）からエジェクタ（５）および絞り手段（７）の間の高圧側圧力を高くする代替運転を実行することができる。
【０００９】
また、上記第１の特徴のエジェクタサイクルにおいて、ノズル部（５０）の通路開度を制御するエジェクタ開度制御手段と、圧縮機（３）の下流側であってエジェクタ（５）の上流側の冷媒の圧力を検出する圧力検出手段（３７）とを備え、絞り開度制御手段により絞り手段（７）の絞り開度を全閉状態にする制御を行い、かつ、エジェクタ開度制御手段によりノズル部（５０）の通路開度を開状態にする制御を行った場合において、異常判定手段は、開異常状態と判定しない場合であって、圧力検出手段により検出された圧力が所定値よりも大きい場合は、エジェクタ（５）がノズル部（５０）の通路開度を開状態にできない全閉異常状態と判定することで、エジェクタサイクルにおける絞り手段（７）およびエジェクタ（５）の故障原因と特定することができる。
【００１０】
これによれば、絞り手段（７）の絞り開度を全閉状態にし、エジェクタ（５）のノズル（５０）の通路開度を開状態にする場合において、第１温度検出手段（３２）で検出された冷媒温度と第２温度検出手段（３３）で検出された冷媒温度との差が、所定値よりも大きい場合は、絞り手段（７）が開異常状態であると判定することができる。また、圧縮機（３）からエジェクタ（５）および絞り手段（７）の間の高圧側圧力を検出する圧力検出手段（３７）が所定圧力以上の高圧力状態である場合は、エジェクタ（５）が全閉異常状態であると判定することができるため、エジェクタサイクルの絞り手段（７）およびエジェクタ（５）の故障診断処理を行うことで、エジェクタサイクルにおけるエジェクタ（５）の故障原因と特定することができる。
【００１１】
また、本発明では、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（３）と、圧縮機から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（４）と、放熱器（４）の下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（５０）と、ノズル部（５０）から噴射する高い速度の冷媒流により気相冷媒が内部に吸引される気相冷媒吸引口（５１）と、高い速度の冷媒流と気相冷媒とを混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部（５３）とを有するエジェクタ（５）と、エジェクタ（５）から流出した冷媒を蒸発させるとともに、冷媒流出側が圧縮機（３）の吸入側に接続される第１蒸発器（６）と、放熱器（４）とエジェクタ（５）との間で冷媒流れを分岐して、この冷媒流れを気相冷媒吸引口（５１）に導く分岐通路（２２）と、分岐通路（２２）に配置され、分岐通路（２２）の冷媒を減圧するとともに、絞り開度を全閉状態にすることで分岐通路（２２）を閉じることができる絞り手段（７）と、分岐通路（２２）における絞り手段（７）の下流側に配置され、絞り手段（７）により減圧された冷媒を蒸発させる第２蒸発器（８）と、絞り手段（７）の絞り開度の制御する絞り開度制御手段と、ノズル部（５０）の通路開度を制御するエジェクタ開度制御手段と、圧縮機（３）の下流側であってエジェクタ（５）の上流側の冷媒の圧力を検出する圧力検出手段（３７）と、絞り開度制御手段により絞り手段（７）の絞り開度を全閉状態にする制御を行い、かつ、エジェクタ開度制御手段によりノズル部（５０）の通路開度を開状態にする制御を行った場合において、圧力検出手段により検出された圧力が、所定値よりも大きい場合は、エジェクタ（５）がノズル部（５０）の通路開度を開状態にできない全閉異常状態であると判定する異常判定手段とを備えることを第２の特徴とする。
【００１２】
これにより、絞り手段（７）の絞り開度を全閉状態にし、エジェクタ（５）のノズル（５０）の通路開度を開状態にする場合において、圧縮機（３）からエジェクタ（５）および絞り手段（７）の間の高圧側圧力を検出する圧力検出手段（３７）が所定圧力以上の高圧力状態である場合は、エジェクタ（５）が全閉異常状態であると判定することができるため、エジェクタサイクルにおけるエジェクタ（５）の故障原因と特定することができる。
【００１３】
また、上記第２の特徴のエジェクタサイクルにおいて、絞り開度制御手段は、異常判定手段により全閉異常状態と判定された場合に、絞り手段（７）の開度を判定時よりも増大させる場合、圧縮機（３）からエジェクタ（５）および絞り手段（７）の間の高圧側圧力を低くする代替運転を実行することができる。
【００１４】
また、本発明では、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機（３）と、圧縮機から吐出された高圧冷媒の放熱を行う放熱器（４）と、放熱器（４）の下流側の冷媒を減圧膨張させるノズル部（５０）と、ノズル部（５０）から噴射する高い速度の冷媒流により気相冷媒が内部に吸引される気相冷媒吸引口（５１）と、高い速度の冷媒流と気相冷媒とを混合した冷媒流の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する昇圧部（５３）とを有するエジェクタ（５）と、エジェクタ（５）から流出した冷媒を蒸発させるとともに、冷媒流出側が圧縮機（３）の吸入側に接続される第１蒸発器（６）と、放熱器（４）とエジェクタ（５）との間で冷媒流れを分岐して、この冷媒流れを気相冷媒吸引口（５１）に導く分岐通路（２２）と、分岐通路（２２）に配置され、分岐通路（２２）の冷媒を減圧するとともに、絞り開度を全閉状態にすることで分岐通路（２２）を閉じることができる絞り手段（７）と、分岐通路（２２）における絞り手段（７）の下流側に配置され、絞り手段（７）により減圧された冷媒を蒸発させる第２蒸発器（８）と、絞り手段（７）の絞り開度を制御する絞り開度制御手段と、ノズル部（５０）の通路開度を制御するとともに、ノズル部（５０）の冷媒通路を全閉状態にする制御を行うエジェクタ開度制御手段と、圧縮機（３）の下流側であってエジェクタ（５）の上流側の冷媒の圧力を検出する圧力検出手段（３７）と、エジェクタ開度制御手段によりノズル部（５０）の通路開度を全閉状態にする制御を行い、かつ、絞り開度制御手段により絞り手段（７）の絞り開度を開状態にする制御を行った場合において、圧力検出手段（３７）により検出された圧力が、所定値よりも大きい場合は、絞り手段（７）が絞り開度を開状態にできない全閉異常状態と判定する異常判定手段とを備えることを第３の特徴とする。
【００１５】
これにより、エジェクタ（５）ノズル部（５０）の通路開度を全閉状態にし、絞り手段（５）の絞り開度を開状態にする場合において、圧縮機（３）からエジェクタ（５）および絞り手段（７）の間の高圧側圧力を検出する圧力検出手段（３７）が所定圧力以上の高圧力状態である場合は、絞り手段（７）が全閉異常状態であると判定することができるため、エジェクタサイクルにおける絞り手段（７）の故障原因と特定することができる。
【００１６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図５に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るエジェクタサイクルを給湯器１に適用した全体構成の概念図を示している。図１に示すように、本実施形態による給湯器１は、給湯水を貯留する貯湯タンク１１、給湯水を加熱するためのエジェクタサイクル２、および貯湯タンク１１内の給湯水を循環できる水循環通路２３を備えている。この水循環通路２３には給湯水を循環させる給水ポンプ１２が設けられている。
【００１８】
貯水タンク１１は、図１における右側が上方、左側が下方となるように配置されており、貯水タンク１１の上方から給湯水を流入し、下方から給湯水を流出するように構成されている。給湯水は、図中の矢印に示す、貯湯タンク１１下方の出口部→給水ポンプ１２→貯湯タンク１１上方の入口部へと流れる。
【００１９】
エジェクタサイクル２は、冷媒が循環する冷媒循環通路２０を備えている。本実施形態では、冷媒として、高圧圧力が臨界圧力以上（超臨界状態）となるＣＯ２を使用している。
【００２０】
冷媒循環通路２０には、冷媒を吸入圧縮する圧縮機３が配置されている。圧縮機３は、内蔵する電動モータによって駆動される電動圧縮機であり、その吸入冷媒を臨界圧力以上まで圧縮して吐出する。
【００２１】
この圧縮機３の冷媒流れ下流側には水冷媒熱交換器４が配置されている。水冷媒熱交換器４は圧縮機３の吐出冷媒（高温高圧冷媒）と水循環通路２３の給湯水との間で熱交換を行って、給湯水を加熱する。
【００２２】
水冷媒熱交換器４は、水循環通路２３における給湯水が流れる水通路２４と、冷媒循環通路２０における圧縮機吐出冷媒が流れる冷媒通路２１とを有し、水通路２４を流れる給湯水の流れ方向と冷媒通路２１を流れる冷媒の流れ方向とが対向するように構成されている。
【００２３】
なお、水冷媒熱交換器４を流れる冷媒（ＣＯ２）は、圧縮機３で臨界圧力以上に圧縮されることにより超臨界状態のまま給湯水に放熱するので、凝縮しない。
【００２４】
水冷媒熱交換器４の冷媒流れ下流側には、エジェクタ５が配置されている。エジェクタ５は、冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用によって冷媒の循環を行う冷媒循環手段でもある。
【００２５】
エジェクタ５には、上記水冷媒熱交換器４から流入する高圧冷媒（高圧飽和液冷媒）の通路面積を小さく絞って、高圧冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部５０と、ノズル部５０の冷媒噴出口と連通するように配置され、後述する第２蒸発器出口８からの冷媒（気相冷媒）を吸引する冷媒吸引口５１が備えられている。
【００２６】
また、ノズル部５０および冷媒吸引口５１の下流側には、ノズル部５０からの高速度の冷媒流と冷媒吸引口５１からの吸引冷媒とを混合する混合部５２が設けられている。そして、混合部５２の下流側に昇圧部をなすディフューザ部５３が配置されている。このディフューザ部５３は冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。
【００２７】
さらに、ノズル部５０には電動アクチュエータにより位置制御される可変ニードル５４が配置され、この可変ニードル５４の位置制御によりノズル部５０の通路開度を電気的に制御できるとともにノズル部５０を全閉状態にできるようになっている。
【００２８】
エジェクタ５のディフューザ部５３の出口側に第１蒸発器６が接続される。第１蒸発器６は、エジェクタ５で減圧された低圧冷媒を外気（室外空気）から吸熱して蒸発させる。
【００２９】
この第１蒸発器６の出口側はアキュムレータ１０の吸入側に接続される。アキュムレータ１０は、第１蒸発器６より流出する冷媒を気液分離する気液分離器であり、気相冷媒のみを圧縮機３に吸入させるとともに、エジェクタサイクル２中の余剰冷媒を液相冷媒として蓄える。
【００３０】
また、本実施形態のエジェクタサイクル２には、冷媒循環通路２０の水冷媒熱交換器４とエジェクタ５との間の部位で分岐し、エジェクタ５の冷媒吸引口５１で冷媒循環通路２０に合流する分岐通路２２が形成されている。
【００３１】
この分岐通路２２には、冷媒の流量調節と冷媒の減圧を行う膨張弁７が配置されている。この膨張弁７よりも冷媒流れ下流側部位には第２蒸発器８が配置されている。ここで、膨張弁７は、本発明における絞り手段に相当している。
【００３２】
膨張弁７は第２蒸発器８への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段であって、具体的には、可変絞りとして電動アクチュエータにより通路絞り開度（弁開度）を制御することができるとともに、通路絞り開度を全閉することができるようになっている。
【００３３】
第１蒸発器６および第２蒸発器８は室外熱交換器であり、膨張弁７で減圧された低圧冷媒（気液２相冷媒）を外気（室外空気）から吸熱して蒸発させる。第１蒸発器６および第２蒸発器８は室外ファン９により外気が送風される。
【００３４】
また、本実施形態の給湯器１は、制御装置１００を備えており、制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。制御装置１００は、センサ群の各出力信号に基づいて、給湯器１の電気機器、すなわち、給水ポンプ１２、圧縮機３の電動モータ、可変ニードル５４のアクチュエータ、膨張弁７のアクチュエータ、室外ファン９等の作動を制御する。なお、本実施形態の制御装置１００は、商用電源から給電されている。
【００３５】
制御装置１００の入力側には給湯用センサ群からセンサ検出信号が入力され、操作パネル３８に設けられた各種給湯操作スイッチから操作信号が入力される。
【００３６】
センサ群としては、冷媒吐出温度センサ３０、冷媒温度センサ３１、蒸発器入口側温度センサ３２、蒸発器出口側温度センサ３３、外気温度センサ３４、給水温度センサ３５、給湯温度センサ３６、および圧力センサ３７である。ここで、蒸発器入口側温度センサ３２は、本発明における第１温度検出手段に相当しており、蒸発器出口側温度センサ３３は、本発明における第２温度検出手段に相当している。また、圧力センサ３７は、本発明における圧力検出手段に相当している。
【００３７】
冷媒温度センサ３１は、水冷媒熱交換器４の出口側の冷媒温度を検出するセンサであり、冷媒吐出温度センサ３０は、圧縮機３の下流側であって水冷媒熱交換器４の上流側に配置され、水冷媒熱交換器４の入口側の冷媒温度を検出するセンサである。蒸発器入口側温度センサ３２は、第２蒸発器８の入口側の冷媒温度を検出するセンサであり、蒸発器出口側温度センサ３３は、第２蒸発器８の出口側の冷媒温度を検出するセンサである。外気温度センサ３４は、室外ファン９の近傍に配置され、外気温を検出する。給水温度センサ３５は、水冷媒熱交換器４の水通路２４の入口側の水温を検出するセンサであり、給湯温度センサ３６は、水冷媒熱交換器４の水通路２４の出口側の水温を検出するセンサである。また、圧力センサ３７は、水冷媒熱交換器４の下流側であって分岐通路２２の上流側に配置され、圧縮機３下流側の高圧側の圧力を検出するセンサである。
【００３８】
操作パネル３８は、液晶パネルなどの表示パネルと、給湯器の作動、停止の操作、給湯器の目標給水温度Ｔｐ等を設定するためのスイッチとを備えている。
【００３９】
次に、本実施形態の作動を図２〜図５に基づいて説明する。図２は、本実施形態における制御装置１００が実行する全体の制御処理を示している。本制御処理は、操作パネル３８から入力される給湯器１の作動信号によりスタートする。
【００４０】
まず、Ｓ１０１で各制御変数や各タイマ等の初期化処理を行う。ここで、タイマは、後述する異常判定処理において使用する運転時間計測タイマと故障診断処理において使用する故障診断タイマを示している。
【００４１】
初期化後、Ｓ１０２で給水温度センサ３５、給湯温度センサ３６、冷媒温度センサ３１、冷媒吐出温度センサ３０、蒸発器入口側温度センサ３２、蒸発器出口側温度センサ３３、および外気温度センサ３４が送出する各出力の入力処理を行う。また、給湯器１の給湯水の沸き上げ目標温度Ｔｐ（例えば、９０℃）を操作パネル３８のスイッチから読み込むとともに、沸き上げ目標温度Ｔｐに対応する立ち上がり時間の沸き上げ基準時間Ｔｕを制御装置１００のＲＯＭ等から読み取る。
【００４２】
ここで、立ち上がり時間の沸き上げ基準時間Ｔｕは、沸き上げ運転（すなわち、加熱運転）を開始してから沸き上げ温度（給湯温度センサ３６の検出温度）が沸き上げ目標温度Ｔｐに到達するまでに費やす時間の基準時間データであり、後述する異常判定処理で用いられる。沸き上げ基準時間Ｔｕは、予め制御装置１００のＲＯＭ等に記憶されている。なお、沸き上げ基準時間Ｔｕは、外気温、給水温度、および沸き上げ目標温度Ｔｐにより決定されるように設定されている。
【００４３】
次に、Ｓ１０３で沸き上げ運転を実行する要求がされているか否かを判定する。
沸き上げ運転を実行する要求は、ユーザによる操作パネル３８からの手動操作、または自動沸き上げを実行する沸き上げ制御プログラムに基づいて行われる。なお、沸き上げ制御プログラムは、予め制御装置１００のＲＯＭ等に記憶されている。ここで、沸き上げ運転の判定処理は、貯湯タンク１１の給水温度を目標給水温度Ｔｐ（例えば９０℃）に近づけるために、圧縮機３、給水ポンプ１２、室外ファン９の各アクチュエータ等を制御の要否を決定する処理であり、周知（特開２００２−２１３８１６号公報参照）の判定であるため、詳細の説明は省略する。
【００４４】
Ｓ１０３の判定処理の結果、沸き上げ運転を行わない場合には、Ｓ１０４に進み、給水ポンプ１２、室外ファン９、および圧縮機３等の作動を全て停止させる停止制御処理を行う。
【００４５】
一方、沸き上げ運転を行う場合には、Ｓ１０５で弁開度決定処理を行う。弁開度決定処理では、給湯水の沸き上げ温度が沸き上げ目標温度となるように、膨張弁７の絞り開度およびエジェクタ５のノズル部５０の通路開度の目標開度を決定する。ただし、後述する故障診断処理を実施する場合においては、故障診断処理で設定される絞り開度により目標開度を決定する。
【００４６】
次に、Ｓ１０６で給水ポンプ流量決定処理を行う。給水ポンプ流量決定処理では、給湯水の沸き上げ温度が沸き上げ目標温度となるように、給水ポンプ１２の目標流量を決定する。
【００４７】
次に、Ｓ１０７でファン回転数決定処理を行う。ファン回転数決定処理では、給湯水の沸き上げ温度が沸き上げ目標温度となるように、室外ファン９の目標回転数を決定する。
【００４８】
次に、Ｓ１０８で圧縮機回転数決定処理を行う。圧縮機回転数決定処理では、圧縮機３の目標回転数を決定する。圧縮機回転数決定処理は、外気温度が低い程、回転数が多くなる様に目標回転数を決定し、外気温度が高い程、回転数が少なくなる様に目標回転数を決定する。また、給湯水の沸き上げ温度が沸き上げ目標温度に達しない場合は回転数が多くなる様に目標回転数を決定し、給湯水の沸き上げ温度が高過ぎる場合は回転数が少なくなる様に目標回転数を決定する。
【００４９】
次に、各処理で決定された目標値に基づき、Ｓ１０９で膨張弁７およびエジェクタ５、給水ポンプ１２、室外ファン９、圧縮機３の出力値を出力し、膨張弁７の絞り開度を制御するアクチュエータ、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を制御する可変ニードル５３のアクチュエータ等を制御する。
【００５０】
出力処理を終了後、Ｓ１１０で給湯器１の加熱能力に異常が発生したか否かの判定をする異常判定処理を行う。
【００５１】
次に、給湯器１の異常判定処理の詳細な内容について、図３に基づいて説明する。図３は、異常判定処理のフローチャートを示している。本実施形態では、給湯器１の加熱能力を高い順に、Ａランク、Ｂランク、Cランク、Ｄランクの４段階に区分している。ここで、本実施形態では、ＡランクとＢランクは、給湯器１の加熱能力が正常ランクとして後述する故障診断処理は行わない。また、ＣランクとＤランクは、給湯器１の加熱能力が異常ランクとして後述する故障診断処理を行う。
【００５２】
まず、Ｓ２０１で運転時間計測タイマを用いて沸き上げ運転の運転時間Ｔｏｎの計測を開始する。次に、Ｓ２０２で沸き上げ温度（給湯温度センサ３６の検出温度）が沸き上げ目標温度Ｔｐに到達したか否かを判定する。Ｓ２０２で、給湯水の沸き上げ温度が沸き上げ目標温度Ｔｐに到達している場合、Ｓ２０４に進む。
【００５３】
また、Ｓ２０２で、給湯水の沸き上げ温度が沸き上げ目標温度Ｔｐよりも低い場合、Ｓ２０３に進む。
【００５４】
Ｓ２０３で、運転時間計測タイマにより計測された沸き上げ運転時間Ｔｏｎが測定上限時間（例えば２時間）を経過しているか否かを判定する。ここで、測定上限時間は、沸き上げ基準時間Ｔｕに基づいて定められる沸き上げ運転の加熱能力を測定するための上限時間を示している。なお、本実施形態における測定上限時間は、沸き上げ基準時間Ｔｕ以上であって、沸き上げ基準時間Ｔｕを２倍した時間よりも短い時間に設定されている。
【００５５】
判定の結果、沸き上げ運転時間Ｔｏｎが測定上限時間を経過している場合（沸き上げ運転時間Ｔｏｎ≧測定上限時間）、Ｓ２０４に進む。
【００５６】
Ｓ２０４で、沸き上げ運転時間Ｔｏｎが沸き上げ基準時間Ｔｕを２倍した時間よりも長いか否かを判定する。Ｓ２０４で、沸き上げ運転時間Ｔｏｎが沸き上げ基準時間Ｔｕを２倍した時間よりも短いと判定された場合には、Ｓ２０５に進む。
【００５７】
Ｓ２０５で、「Ａランク（具体的には、加熱能力が正常範囲）である」と判定し、「Ａランク（正常範囲）」である旨を制御装置１００のＲＡＭ等に記録する。その後に全体の制御処理に戻る。
【００５８】
Ｓ２０４において、沸き上げ運転時間Ｔｏｎが沸き上げ基準時間Ｔｕを２倍した時間よりも長いと判定された場合には、Ｓ２０６に進む。Ｓ２０６で、沸き上げ運転時間Ｔｏｎが沸き上げ基準時間Ｔｕを３倍した時間よりも長いか否かを判定し、沸き上げ運転時間Ｔｏｎが沸き上げ基準時間Ｔｕを３倍した時間よりも短いと判定された場合には、Ｓ２０７に進む。
【００５９】
Ｓ２０７で、「Ｂランク（具体的には、加熱能力が低下気味）」と判定し、「Ｂランク」である旨を制御装置１００のＲＡＭ等に記録する。その後に全体の制御処理に戻る。
【００６０】
さらに、Ｓ２０７において、沸き上げ運転時間Ｔｏｎが沸き上げ基準時間Ｔｕを３倍した時間よりも長いと判定された場合には、Ｓ２０８に進む。Ｓ２０８で、「Ｃランク（具体的には、交換が必要なレベル）」と判定し、「Ｃランク」である旨を制御装置１００のＲＡＭ等に記録する。その後、Ｓ２１２の故障診断処理に進む。
【００６１】
また、上述のＳ２０３で、運転時間計測タイマにより計測された沸き上げ運転時間Ｔｏｎが測定上限時間よりも短いときには、Ｓ２０９に進む。
【００６２】
Ｓ２０９で、沸き上げ運転時間Ｔｏｎが異常判定時間Ｔｎｇよりも長いか否かを判定する。Ｓ２０９で沸き上げ運転時間Ｔｏｎが異常判定時間Ｔｎｇよりも長い場合（Ｔｏｎ＞Ｔｎｇ）、沸き上げ運転時間Ｔｏｎが異常に長いとして、Ｓ２１０に進む。
【００６３】
Ｓ２１０で、給湯温度センサ３６の現状の検出温度Ｔｗｏ（沸き上げ温度）が異常基準温度Ｔｓよりも低いか否かを判定する。Ｓ２１０で、沸き上げ温度Ｔｗｏ（沸き上げ温度）が異常基準温度Ｔｓよりも低い場合（Ｔｗｏ＜Ｔｓ）、沸き上げ温度Ｔｗｏが異常に低いとしてＳ２１１に進む。
【００６４】
Ｓ２１１で、「Ｄランク（異常状態）」と判定し、「異常状態」である旨を制御装置１００のＲＡＭ等に記録する。その後、Ｓ２１２の故障診断処理に進む。
【００６５】
このように、給湯器１の加熱能力がＡランク〜Ｄランクのいずれに該当するかを判定し、その判定結果を制御装置１００のＲＡＭ等に記憶する。判定結果がＣランク、Ｄランクであった場合は、後述するＳ２１２の故障診断処理を行う。Ｓ２１２で故障診断処理を実行後、全体の制御処理に戻る。
【００６６】
また、上述のＳ２０９において、沸き上げ運転時間Ｔｏｎが異常判定時間Ｔｎｇよりも短い場合（Ｔｏｎ≦Ｔｎｇ）、および、Ｓ２１０において、給湯温度センサ３６の現状の検出温度Ｔｗｏ（沸き上げ温度）が異常基準温度Ｔｓよりも高い場合（Ｔｗｏ≧Ｔｓ）、正常な運転状態であるとして全体の制御処理に戻る。
【００６７】
次に、給湯器１の故障診断処理の詳細な内容について、図４に基づいて説明する。図４は、故障診断処理のフローチャートを示している。
【００６８】
本実施形態では、異常判定処理の結果がＡランク、Ｂランクについては、正常若しくは軽微な異常であるため故障診断処理は行わず、異常判定処理の結果がＣランク、Ｄランクについては、異常状態であるため故障診断処理を行う。
【００６９】
本実施形態では、冷媒循環通路２０の分岐通路２２に設けられた膨張弁７の絞り開度が全閉状態にできない開異常状態の故障診断処理を行う。ここで、膨張弁７の開異常状態とは、膨張弁７の絞り開度を制御するアクチュエータに対して、制御部１００から絞り開度を全閉状態にする指示がなされた場合において、膨張弁７の絞り開度を全閉状態にすることができない、すなわち絞り開度の大小に関わらず開いている状態を意味している。
【００７０】
まず、Ｓ３０１で、異常判定処理（図３に示す処理）の結果がＣランク又はＤランクであった場合に、故障診断モードが開始されているか否かを判定する。ここで、故障診断モードが開始しているか否かの判定は、故障診断タイマが作動しているか否かにより判定する。ここで、故障診断タイマは、後述するＳ３０２で膨張弁７の目標開度を全閉状態に設定してからの経過時間を計測するためのものである。
【００７１】
Ｓ３０１で、故障診断モードが開始されていないと判定された場合、Ｓ３０２に進み、膨張弁７の絞り開度の目標開度を全閉状態に設定する。また、同時に故障診断タイマを作動させて膨張弁７の絞り開度の目標開度を全閉状態に設定されてから経過した時間を計測する。
【００７２】
Ｓ３０１で、故障診断モードが開始されていると判定された場合、Ｓ３０３で故障診断タイマによる計測時間が所定時間（例えば１０分）を経過しているか否かを判定する。ここで、所定時間経過させるのは、膨張弁７の絞り開度を全閉状態にした後、所定時間経過させることでエジェクタサイクル２を安定させるためである。
【００７３】
Ｓ３０３で、故障診断タイマによる計測時間が所定時間を経過していないと判定された場合、膨張弁７の絞り開度の目標開度を全閉状態に設定したまま異常判定処理（図３の処理）に戻る。
【００７４】
Ｓ３０３で故障診断タイマによる計測時間が所定時間を経過していると判定された場合、Ｓ３０４に進む。Ｓ３０４で、第２蒸発器８の入口側に配置された蒸発器入口側温度センサ３２により検出された冷媒温度と出口側に配置された蒸発器出口側温度センサ３３により検出された冷媒温度との温度差（第２蒸発器冷媒温度差）が、所定誤差（例えば２℃）の範囲内であるか否かを判定する。
【００７５】
Ｓ３０４に示す判定について、図５に基づいて説明する。図５は、膨張弁７を全閉指示からの経過時間と第２蒸発器冷媒温度差の関係を示している。ここで、図中の実線は、膨張弁７が開異常状態を示しており、一点破線は、膨張弁７が正常状態を示している。点線は、所定温度差および所定時間を示している。また、所定時間経過後に所定温度差より大きい範囲を膨張弁７の異常範囲としており、所定時間経過後に所定温度差より小さい範囲を膨張弁７の正常範囲としている。
【００７６】
図５に示すように、所定時間経過後の第２蒸発器冷媒温度差は、膨張弁７の絞り開度が全閉状態であれば、所定温度差の範囲で安定する（図中一点破線）。しかし、膨張弁７の絞り開度が全閉状態でなければ、所定温度差の範囲を超えた値で安定する（図中実線）。
【００７７】
これにより、分岐通路２２における第２蒸発器８の上流側に配置される膨張弁７の絞り開度を全閉状態にすることで、第２蒸発器８に冷媒が流入しないため、第２蒸発器冷媒温度差がほぼゼロとなる。そのため、逆に第２蒸発器冷媒温度差が誤差等の範囲外である場合は、第２蒸発器８に冷媒が流入している状態であるため、膨張弁７が開異常状態と判断することができる。
【００７８】
図４に戻り、Ｓ３０４で、第２蒸発器冷媒温度差が所定温度差以上である場合は、Ｓ３０５で膨張弁７が開異常状態と判定し、制御装置１００のＲＡＭ等に膨張弁７の開異常状態である旨を記録する。また、Ｓ３０４で、第２蒸発器冷媒温度差が所定温度差より小さい場合は、Ｓ３０６で膨張弁７が絞り開度を全閉にできる正常状態と判定し、制御装置１００のＲＡＭ等に正常状態である旨を記録する。
【００７９】
以上のように、異常判定処理の結果に基づいて膨張弁７の絞り開度を全閉する場合において、第２蒸発器冷媒温度差が誤差等の範囲外である場合は、膨張弁７が開異常状態であると判定することで、給湯器１の膨張弁７の故障原因と特定することができる。
【００８０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図２、図６に基づいて説明する。本実施形態では、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８１】
本実施形態では、第１実施形態の故障診断処理において膨張弁７の絞り開度が全閉状態にできない開異常状態と判定をされた場合の給湯器１の代替運転について説明する。
【００８２】
本実施形態における代替運転の目的は、膨張弁７の開異常状態に起因して発生する給湯器１の加熱能力不足を補うことにある。ここで、加熱能力不足となる理由は、膨張弁７の開異常状態では膨張弁７が常時開いているため、圧縮機３からエジェクタ５および膨張弁７の間の高圧側圧力が、目標圧力とならず、水冷媒熱交換器４において水通路２４内の給湯水を充分に加熱するができないためである。
【００８３】
そのため、本実施形態では、図２のＳ１０５に示す弁開度決定処理において代替運転を実行することで給湯器１の加熱能力不足を補う。
【００８４】
代替運転を行う場合の弁開度決定処理について、図６に基づいて説明する。図６は、膨張弁７が開異常状態と判定され代替運転を行う場合の弁開度決定処理のフローチャートを示している。
【００８５】
Ｓ４０１で給湯器１を起動してからの経過時間が所定時間（例えば１分）以内であるか否かを判定し、所定時間以内の場合はＳ４０２に進み、所定時間を超える場合はＳ４０３に進む。
【００８６】
経過時間が所定時間以内の場合には、Ｓ４０２で膨張弁７が開異常状態であるか否かを判定し、開異常状態と判定された場合はＳ４０４に進み、開異常状態と判定されない正常状態の場合はＳ４０５に進む。
【００８７】
膨張弁７が正常状態の場合は、Ｓ４０５で、エジェクタサイクル２を安定させるために、膨張弁７の絞り開度およびエジェクタ５のノズル部５０の通路開度を初期開度として固定された目標開度に設定する。
【００８８】
膨張弁７が開異常状態の場合は、Ｓ４０４でエジェクタ５のノズル部５０の通路開度を、上記正常状態における初期開度よりも小さい開度に固定された目標開度に設定する。エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を小さくすることで、圧縮機３からエジェクタ５間の高圧側圧力を高い状態にすることができる。そのため、水冷媒熱交換器４での加熱能力不足を補うことができる。また、Ｓ４０６で、再度膨張弁７の絞り開度を全閉状態にする目標開度に設定する。
【００８９】
Ｓ４０１の判定において経過時間が所定時間を超える場合には、Ｓ４０３で、冷媒温度センサ３１により検出する冷媒出口温度と給水温度センサ３５により検出する給水温度の温度差ΔＴ（ΔＴ＝冷媒出口温度Ｔｒｏ−給水温度Ｔｗｉ）、外気温、沸き上げ目標温度Ｔｐに基づいて、目標温度差を算出する。また、算出した目標温度差より、予めＲＯＭに記憶された制御マップ又はフィードバック制御等により高圧側圧力の目標圧力を算出する。
【００９０】
Ｓ４０７で膨張弁７が開異常状態であるか否かを判定し、開異常状態の場合はＳ４０９に進み、正常状態の場合はＳ４０８に進む。
【００９１】
膨張弁７が正常状態の場合は、Ｓ４０８で膨張弁７の絞り開度およびエジェクタ５のノズル部５０の通路開度を目標圧力となるように目標開度を決定する。これにより、高圧側の圧力を目標圧力に制御することで、水冷媒熱交換器４において給湯水を沸き上げ目標温度まで加熱することができる。
【００９２】
膨張弁７が開異常状態の場合は、Ｓ４０９で、上記正常状態（Ｓ４０８）よりも即応性を高めるように、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度の目標開度を決定する。例えば、目標圧力から目標開度を周知のＰＩＤ制御により算出する場合、目標開度を増減させる比例ゲイン等を大きくすることで即応性を高める。これにより、給湯水が沸き上げ目標温度Ｔｐへ到達する時間を短縮することができる。
【００９３】
以上のように、膨張弁７が開異常状態の場合に、弁開度決定処理および圧縮機回転数決定処理において給湯器１の代替運転をすることで、高圧側の圧力値を高くすることができ、水冷媒熱交換器４における給湯水の加熱能力不足を補うことができる。
【００９４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図２、図７に基づいて説明する。本実施形態では、上記第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９５】
本実施形態では、第２実施形態と同様に、第１実施形態の故障診断処理において膨張弁７の絞り開度が全閉状態にできない開異常状態と判定をされた場合の給湯器１の代替運転について説明する。
【００９６】
第２実施形態では、図２のＳ１０５に示す弁開度決定処理において代替運転を実行したが、本実施形態では、図２のＳ１０８に示す圧縮機回転数決定処理において代替運転を実行することで給湯器１の加熱能力不足を補う。
【００９７】
代替運転を行う場合の圧縮機回転数決定処理について、図７に基づいて説明する。図７は、膨張弁７が開異常状態と判定され代替運転を行う場合の圧縮機回転数決定処理のフローチャートを示している。
【００９８】
Ｓ５０１で、給湯器１を起動してからの経過時間が所定時間（例えば１分）以内であるか否かを判定し、所定時間以内の場合はＳ５０２に進み、所定時間を超える場合はＳ５０３に進む。
【００９９】
経過時間が所定時間以内の場合には、Ｓ５０２で膨張弁７が開異常状態であるか否かを判定し、開異常状態の場合はＳ５０５に進み、正常状態の場合はＳ５０４に進む。
【０１００】
膨張弁７が正常状態の場合は、Ｓ５０４で、エジェクタサイクル２を安定させるために、圧縮機３の回転数を初期設定として固定された目標回転数に設定する。
【０１０１】
膨張弁７が開異常状態の場合は、Ｓ５０５で圧縮機３の回転数を正常状態（Ｓ５０４）で初期設定時の目標回転数よりも増加させた回転数に固定された目標回転数に設定する。正常状態（Ｓ５０４）で初期設定された目標回転数よりも増加させることで、高圧側圧力を高い状態にすることができる。そのため、水冷媒熱交換器４での給湯水の加熱能力不足を補うことができる。
【０１０２】
Ｓ５０１の判定において経過時間が所定時間を超える場合には、Ｓ５０３で、
外気温度センサ３４により検出される外気温に基づいて圧縮機３の目標回転数を算出する。次に、Ｓ５０６で、膨張弁７が開異常状態であるか否かを判定し、異常状態の場合はＳ５０８に進み、正常状態の場合はＳ５０７に進む。
【０１０３】
膨張弁７が正常状態の場合は、Ｓ５０７で、Ｓ５０３において算出した圧縮機３の目標回転数を設定する。
【０１０４】
膨張弁７が開異常状態の場合は、Ｓ５０８で、Ｓ５０３において算出した圧縮機３の目標回転数に所定の回転数（例えば５００ｒｐｍ）を増加させた回転数を目標回転数として設定する。
【０１０５】
これにより、圧縮機３の目標回転数を増加させることで、高圧側の圧力を増大させるため、水冷媒熱交換器４における給湯水の加熱能力不足を補うことができる。
【０１０６】
以上のように、膨張弁７が開異常状態の場合に、圧縮機回転数決定処理において給湯器１の代替運転をすることで、高圧側の圧力値を高くすることができ、水冷媒熱交換器４における給湯水の加熱能力不足を補うことができる。
【０１０７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図３、図４、図８に基づいて説明する。本第３実施形態では、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図８は、故障診断処理のフローチャートを示している。
【０１０８】
上述の第１実施形態では、異常判定処理（図３）において、膨張弁７の絞り開度が全閉状態にできない開異常状態の故障診断処理を実行したが、本第３実施形態では、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を開状態にできない全閉異常状態の故障診断処理を実行する。ここで、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を開状態にできない全閉異常状態とは、膨張弁７の絞り開度を制御するアクチュエータに対して、制御部１００から絞り開度を全閉状態にする指示がなされ、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を開状態にする指示がなされた場合において、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を開状態にできない、すなわち全閉状態を意味している。なお、本実施形態の故障診断処理を実行する際には、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度は、開状態に制御されているものとする。
【０１０９】
本第３実施形態は、図４に示すＳ３０４〜Ｓ３０６の処理内容を、図８に示すＳ３０７〜Ｓ３０９の処理内容に変更している。その他の処理内容については、第１実施形態での説明と同様であるため説明を省略する。
【０１１０】
まず、Ｓ３０３で、故障診断タイマによる計測時間が所定時間を経過していないと判定された場合、Ｓ３０７に進む。
【０１１１】
Ｓ３０７で、圧力センサ３７により検出された圧力が、所定圧力（例えば１６．５ＭＰａ）以上であるか否かを判定する。ここで、圧力センサ３７は、水冷媒熱交換器４の下流側であって分岐通路２２の上流側に配置されているため、高圧側圧力を検出することができる。
【０１１２】
膨張弁７の絞り開度を全閉状態にすることで、水冷媒熱交換器４から流出した冷媒は、開状態に制御されたエジェクタ５のみに流入する。この場合、エジェクタ５から冷媒が流出するため、圧縮機３からエジェクタ５および膨張弁７の間の高圧側圧力が異常高圧とはならない。そのため、逆に圧力センサ３７で検出される圧力が所定圧力を超える異常高圧である場合は、エジェクタ５が全閉異常状態であると判断することができる。
【０１１３】
Ｓ３０７で、圧力センサ３７により検出される圧力が所定圧力以上である場合は、Ｓ３０８でエジェクタ５が全閉異常状態と判定し、制御装置１００のＲＡＭ等に全閉異常状態を記録する。また、Ｓ３０７で、圧力センサ３７により検出される圧力が所定圧力より小さい場合は、Ｓ３０９で、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度が開状態にできる正常状態と判定し、制御装置１００のＲＡＭ等に正常状態を記録する。
【０１１４】
以上のように、膨張弁７の絞り開度を全閉状態にし、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を開状態にする場合において、高圧側の圧力を検出する圧力センサ３７が所定圧力以上の高圧力状態である場合は、エジェクタ５が全閉異常状態であると判定することで、給湯器１のエジェクタ５の故障原因と特定することができる。
【０１１５】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図３、図４、図９に基づいて説明する。本実施形態では、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図９は、故障診断処理のフローチャートを示している。
【０１１６】
上述の第１実施形態では、異常判定処理（図３）において、膨張弁７の絞り開度が全閉状態にできない開異常状態の故障診断処理のみを実行したが、本実施形態では、膨張弁の開異常状態の故障診断処理に加えて、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を開状態にできない全閉異常状態の故障診断処理を実行する。なお、本実施形態の故障診断処理を実行する際には、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度は開状態に制御されているものとする。
【０１１７】
本実施形態は、図４に示すＳ３０６の処理内容を、図８に示すＳ３１０〜Ｓ３１２の処理内容に変更している。その他の処理内容については、第１実施形態での説明と同様であるため説明を省略する。
【０１１８】
まず、Ｓ３０４で、第２蒸発器冷媒温度差が所定温度差より小さい場合は、Ｓ３１０に進む。
【０１１９】
Ｓ３１０で、高圧側圧力を検出する圧力センサ３７により検出された圧力が、所定圧力（例えば１６．５ＭＰａ）以上であるか否かを判定する。Ｓ３０２で膨張弁７の絞り開度は、全閉状態になっているため、水冷媒熱交換器４から流出した冷媒は、エジェクタ５のみに流入する。この場合、エジェクタ５から冷媒が流出するため、圧縮機３からエジェクタ５および膨張弁７の間の高圧側圧力が異常高圧とはならない。そのため、逆に圧力センサで検出される圧力が所定圧力を超える異常高圧である場合は、エジェクタが全閉異常状態であると判断することができる。
【０１２０】
Ｓ３１０で、圧力センサ３７により検出される圧力が所定圧力以上である場合は、Ｓ３１１でエジェクタ５が全閉異常状態と判定し、制御装置１００のＲＡＭ等に全閉異常状態を記録する。
【０１２１】
また、Ｓ３１０で、圧力センサ３７により検出される圧力が所定圧力より小さい場合は、Ｓ３１２で、膨張弁７の絞り開度を全閉状態にすることができ、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度が開状態にできる正常状態と判定し、制御装置１００のＲＡＭ等に正常状態を記録する。
【０１２２】
以上のように、膨張弁７の絞り開度を全閉状態にし、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を開状態にする場合において、第２蒸発器冷媒温度差が誤差等の範囲外である場合は、膨張弁７が開異常状態であると判定することができる。また、高圧側の圧力を検出する圧力センサ３７が所定圧力以上の高圧力状態である場合は、エジェクタ５が全閉異常状態であると判定することができるため、給湯器１の膨張弁５およびエジェクタ５の故障原因と特定することができる。
【０１２３】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図１０に基づいて説明する。本実施形態では、上述の第２実施形態で、膨張弁７の絞り開度が全閉状態にできない開異常状態と判定を受けた場合の代替運転を説明したが、本実施形態では、第４実施形態および第５実施形態で示すエジェクタ５が全閉異常状態と判定された場合の代替運転について説明する。
【０１２４】
本実施形態における代替運転の目的は、エジェクタ５の全閉異常状態に起因して発生する給湯器１の圧縮機１からエジェクタ５および膨張弁７の間の異常高圧を解消することにある。ここで、異常高圧となる理由は、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を開状態にできないため、膨張弁７の絞り開度が小さい場合において、高圧側圧力が、所定圧力値を超えるためである。
【０１２５】
そのため、本実施形態では、図２におけるＳ１０５に示す弁開度決定処理において代替運転を実行することで給湯器１の異常高圧を解消する。なお、給湯器１は、異常高圧となっているため、給湯器1での加熱能力は充分に満たされた状態となる。
【０１２６】
代替運転を行う場合の弁開度決定処理について図１０に基づいて説明する。図１０は、エジェクタ５が全閉異常状態と判定され代替運転を行う場合の弁開度決定処理のフローチャートを示している。
【０１２７】
Ｓ６０１で給湯器１を起動してからの経過時間が所定時間（例えば１分）以内であるか否かを判定し、所定時間以内の場合はＳ６０２に進み、所定時間を超える場合はＳ６０３に進む。
【０１２８】
経過時間が所定時間以内の場合には、Ｓ６０２でエジェクタ５が全閉異常状態であるか否かを判定し、全閉異常状態の場合はＳ６０５に進み、正常状態の場合はＳ６０４に進む。
【０１２９】
エジェクタ５が正常状態の場合は、Ｓ６０４で、エジェクタサイクル２を安定させるために、膨張弁７の絞り開度およびエジェクタ５のノズル部５０の通路開度を初期設定として固定された目標開度を設定する。
【０１３０】
エジェクタ５が全閉異常状態の場合は、Ｓ６０５で膨張弁７の絞り開度を、上記正常状態における目標開度よりも大きい開度に固定された目標開度を設定する。膨張弁７の絞り開度を大きくすることで、圧縮機３からエジェクタ５間の高圧側圧力が高い状態を解消することができる。また、Ｓ６０６で、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を開状態にするように目標開度を設定する。
【０１３１】
経過時間が所定時間を超える場合には、Ｓ６０３で、冷媒温度センサ３１により検出する冷媒出口温度と給水温度センサ３５により検出する給水温度の温度差ΔＴ（ΔＴ＝冷媒出口温度Ｔｒｏ−給水温度Ｔｗｉ）、外気温、沸き上げ目標温度Ｔｐに基づいて、目標温度差を算出する。また、算出した目標温度差より、予めＲＯＭに記憶された制御マップ又はフィードバック制御等により高圧側圧力の目標圧力を算出する。
【０１３２】
Ｓ６０７でエジェクタ５が全閉異常状態であるか否かを判定し、全閉異常状態の場合はＳ６０９に進み、正常状態の場合はＳ６０８に進む。
【０１３３】
エジェクタ５が正常状態の場合は、Ｓ６０８で膨張弁７の絞り開度およびエジェクタ５のノズル部５０の通路開度を目標圧力となるように目標開度を設定する。
【０１３４】
これにより、水冷媒熱交換器４において給湯水を加熱することができる。
【０１３５】
エジェクタ５が全閉異常状態の場合は、Ｓ６０９で膨張弁７の絞り開度を、上記正常状態よりも即応性を低下させるように、膨張弁７の絞り開度の目標開度を決定する。例えば、目標圧力から目標開度を周知のＰＩＤ制御により算出する場合、目標開度を増減させる比例ゲイン等を小さくすることで即応性を低下させる。
【０１３６】
これにより、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度の変化量を小さくすることで、給湯器１の加熱能力が安定した状態で異常高圧を解消することができる。
【０１３７】
以上のように、エジェクタ５が全閉異常状態の場合に、弁開度決定処理において給湯器１の代替運転をすることで、エジェクタサイクル２内の高圧側の異常高圧を解消することができ、また給湯器１の加熱能力を安定させることができる。
【０１３８】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について図３、図４、図１１に基づいて説明する。本実施形態では、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図１１は、故障診断処理のフローチャートを示している。
【０１３９】
上述の第１実施形態では、異常判定処理（図３）において、膨張弁７の絞り開度が全閉状態にできない開異常状態の故障診断処理を実行したが、本実施形態では、膨張弁７の絞り開度が開状態にできない全閉異常状態の故障診断処理を実行する。ここで、膨張弁７を開状態にできない全閉異常状態とは、エジェクタ５に対して、制御装置１００から全閉する指示がなされた場合において、膨張弁７の絞り開度を開状態にすることができない状態を意味している。なお、本実施形態の故障診断処理を実行する際には、膨張弁７の絞り開度は、開状態に制御されているものとする。
【０１４０】
本実施形態は、図４に示すＳ３０２、Ｓ３０４〜Ｓ３０６の処理内容を、図８に示すＳ３１３、Ｓ３１４〜Ｓ３１６の処理内容に変更している。その他の処理内容については、第１実施形態での説明と同様であるため説明を省略する。
【０１４１】
まず、Ｓ３０１で、故障診断モードが開始されていないと判定された場合、Ｓ３１３に進み、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を全閉状態にする目標開度を設定する。また、同時に故障診断タイマを作動させてエジェクタ５のノズル部５０の通路開度を全閉状態にする目標開度が設定されてから経過した時間を計測する。
【０１４２】
また、Ｓ３０３で故障診断タイマによる計測時間が所定時間を経過していると判定された場合、Ｓ３１４に進む。
【０１４３】
Ｓ３１４で、圧力センサ３７により検出された圧力が、所定圧力（例えば１６．５ＭＰａ）以上であるか否かを判定する。
【０１４４】
エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を全閉状態にすることで、水冷媒熱交換器４から流出した冷媒は、膨張弁７のみに流入する。この場合、膨張弁７から冷媒が流出するため、圧縮機３からエジェクタ５および膨張弁７の間の高圧側圧力が異常高圧とはならない。そのため、逆に圧力センサ３７で検出される圧力が所定圧力を超える異常高圧である場合は、膨張弁７が全閉異常状態であると判断することができる。
【０１４５】
Ｓ３１４で、圧力センサ３７により検出される圧力が所定圧力以上である場合は、Ｓ３１５で膨張弁７が全閉異常状態と判定し、制御装置１００のＲＡＭ等に全閉異常状態を記録する。また、Ｓ３１４で、圧力センサ３７により検出される圧力が所定圧力より小さい場合は、Ｓ３１６で、膨張弁７の絞り開度が開状態にできる正常状態と判定し、制御装置１００のＲＡＭ等に正常状態を記録する。
【０１４６】
以上のように、エジェクタ５のノズル部５０の通路開度を全閉状態にし、膨張弁の絞り開度を開状態にする場合において、高圧側の圧力を検出する圧力センサ３７が所定圧力以上の高圧力状態である場合は、膨張弁７が全閉異常状態であると判定することで、給湯器１のエジェクタ５故障原因と特定することができる。
【０１４７】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、異常判定処理の結果に基づき、膨張弁7の絞り開度又はエジェクタ５のノズル部５０の通路開度を全閉状態にしていたが、サービスマン等が操作するための保守用の故障診断モードを設け、そのモードの実行により、膨張弁７の絞り開度又はエジェクタ５のノズル部５０の通路開度を全閉状態にすることで、故障診断処理を行ってもよい。
【０１４８】
また、上記各実施形態は、本発明のエジェクタサイクル２の故障診断処理を給湯器１に適用しているが、車両用空調装置等に適用してもよい。車両用空調装置に用いる場合は、水冷媒熱交換器４を、冷媒を凝縮する凝縮器として使用し、第１蒸発器６および第２蒸発器７を、それぞれ車室内へ供給する空気を冷却する蒸発器として使用することで適用させることができる。
【０１４９】
上記第２実施形態および第３実施形態では、第２実施形態において図２のＳ１０５に示す弁開度決定処理において代替運転を実行し、第３実施形態では、図２のＳ１０８に示す圧縮機回転数決定処理において代替運転を個別に実行しているが、これに限らず弁開度決定処理および圧縮機回転数決定処理において行う代替運転を同時に実行することで給湯器１の加熱能力不足を補ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】上記第１実施形態の給湯器の全体構成を示す概念図である。
【図２】上記第１実施形態の給湯器の制御全体の概略を示すフローチャートである。
【図３】上記第１実施形態の異常判定処理を示すフローチャートである。
【図４】上記第１実施形態の故障診断処理を示すフローチャートである。
【図５】経過時間と第２蒸発器温度差の関係を示す制御特性図である。
【図６】上記第２実施形態の代替運転を行う場合の弁開度決定処理を示すフローチャートである。
【図７】上記第３実施形態の代替運転を行う場合の圧縮機回転数決定処理を示すフローチャートである。
【図８】上記第４実施形態の故障診断処理を示すフローチャートである。
【図９】上記第５実施形態の故障診断処理を示すフローチャートである。
【図１０】上記第６実施形態の代替運転を行う場合の弁開度決定処理を示すフローチャートである。
【図１１】上記第７実施形態の故障診断処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５１】
１…給湯器、２…エジェクタサイクル、３…圧縮機、４…放熱器、５…エジェクタ、７…膨張弁、８…第２蒸発器、２２…分岐通路、３２…第１温度検出手段、３３…第２温度検出手段、３７…圧力検出手段、１００…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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