(57)【要約】【課題】ヒートポンプ式温水暖房装置の暖房循環水回路に、特別な流水スイッチや流量センサーを設けることなく、循環ポンプの故障を検知すること。【解決手段】冷媒温度を検知するサーミスタ１６が検知した冷媒温度（ＴＨ１）から、暖房循環水の往き温度を検知するサーミスタ１４が検知した暖房循環水の往き温度（ＴＨ２）を減算した温度が、予め設定されている暖房循環水が正常に循環しているときに生じる冷媒と暖房循環水との熱交換率を含めた温度差（△ｔｍｐ）をより大きくなり、更にその状態が所定のＴ時間継続したことを検知した場合には、循環ポンプ９が故障したものと判断するマイクロコンピュータＭ（制御手段）を設けた。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニットと、この室外ユニットから供給される冷媒と暖房循環水との熱交換を行う熱交換器を有する温水ユニットとを備え、この温水ユニットの暖房循環水を循環ポンプにより床暖房パネル等に供給するヒートポンプ式温水暖房装置において、前記熱交換器に流れる冷媒の温度を検知する第１温度センサと、前記熱交換器に流れる暖房循環水の往き温度を検知する第２温度センサと、前記第１温度センサが検知した冷媒温度から第２温度センサが検知した暖房循環水の往き温度を減算した温度が所定温度より大きくなった状態が所定時間継続した場合には前記循環ポンプが故障したものと判断する判断手段とを設けたことを特徴とするヒートポンプ式温水暖房装置。
【請求項２】
ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニットと、この室外ユニットから供給される冷媒と暖房循環水との熱交換を行う熱交換器を有する温水ユニットとを備え、この温水ユニットの暖房循環水を循環ポンプにより床暖房パネル等に供給するヒートポンプ式温水暖房装置において、前記熱交換器に流れる冷媒の温度を検知する第１温度センサと、前記熱交換器に流れる暖房循環水の往き温度を検知する第２温度センサと、前記第１温度センサが検知した冷媒温度から第２温度センサが検知した暖房循環水の往き温度を減算した温度が予め設定されている暖房循環水が正常に循環しているときに生じる冷媒と暖房循環水との熱交換率を含めた温度差より大きくなった状態が所定時間継続した場合には前記循環ポンプが故障したものと判断する判断手段とを設けたことを特徴とするヒートポンプ式温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニットと、この室外ユニットから供給されるＨＦＣ、ＣＯ２等の冷媒と暖房循環水との熱交換を行う熱交換器を有する温水ユニットとを備え、この温水ユニットの暖房循環水を循環ポンプにより床暖房パネル等に供給するヒートポンプ式温水暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のヒートポンプ式温水暖房装置は、ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニットの高温、高圧の冷媒を室内ユニットと温水ユニットに供給し、室内ユニットで室内空気を加熱して温風暖房を行うとともに、温水ユニットに内蔵された熱交換器で暖房循環水を加熱し、この温水ユニットの暖房循環水を循環ポンプにより床暖房パネル等に供給して温水暖房を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−８８６２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のものでは、循環ポンプが接続されている温水循環回路中に流水スイッチを設け水流の有無を検知するか、または、流量センサーを設け温水流量を検知することにより循環ポンプの故障を検知しているが、前記循環ポンプの故障検知のために特別な流水スイッチや流量センサーを設ける必要があった。
【０００５】
そこで本発明は、特別な流水スイッチや流量センサーを設けることなく、循環ポンプの故障を検知することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため第１の発明は、ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニットと、この室外ユニットから供給される冷媒と暖房循環水との熱交換を行う熱交換器を有する温水ユニットとを備え、この温水ユニットの暖房循環水を循環ポンプにより床暖房パネル等に供給するヒートポンプ式温水暖房装置において、前記熱交換器に流れる冷媒の温度を検知する第１温度センサと、前記熱交換器に流れる暖房循環水の往き温度を検知する第２温度センサと、前記第１温度センサが検知した冷媒温度から第２温度センサが検知した暖房循環水の往き温度を減算した温度が所定温度より大きくなった状態が所定時間継続した場合には前記循環ポンプが故障したものと判断する判断手段とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
また第２の発明は、ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニットと、この室外ユニットから供給される冷媒と暖房循環水との熱交換を行う熱交換器を有する温水ユニットとを備え、この温水ユニットの暖房循環水を循環ポンプにより床暖房パネル等に供給するヒートポンプ式温水暖房装置において、前記熱交換器に流れる冷媒の温度を検知する第１温度センサと、前記熱交換器に流れる暖房循環水の往き温度を検知する第２温度センサと、前記第１温度センサが検知した冷媒温度から第２温度センサが検知した暖房循環水の往き温度を減算した温度が予め設定されている暖房循環水が正常に循環しているときに生じる冷媒と暖房循環水との熱交換率を含めた温度差より大きくなった状態が所定時間継続した場合には前記循環ポンプが故障したものと判断する判断手段とを設けたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１はヒートポンプ式温水暖房装置の全体システムを示す系統図である。図１において、１はＨＦＣ、ＣＯ２等の冷媒を高温、高圧に圧縮するコンプレッサ、四方切替弁、室外側熱交換器、減圧装置等が順次配管接続された冷媒回路と室外側送風機等（何れも図示せず）が内蔵された室外ユニット（ヒートポンプユニット）、２は前記室外ユニット１の冷媒回路の配管接続部Ｔ１及びＴ２に冷媒配管にて接続され、室内側熱交換器と室内側送風機等（何れも図示せず）が内蔵された室内ユニットであり、室内ユニット２は室外ユニット１から冷媒配管を介して冷媒が供給される室内側熱交換器と室内空気を熱交換し、室内に温風または冷風を供給するものである。この室外ユニット１と室内ユニット２とでヒートポンプ式空気調和機が構成されている。３はこのヒートポンプ式空気調和機の室外ユニット１を熱源とする温水ユニットで、室外ユニット１から供給される冷媒と暖房循環水との熱交換を行う。
【０００９】
前記温水ユニット３は室外ユニット１の冷媒回路の配管接続部Ｔ１及びＴ２に冷媒配管にて接続された冷媒側コイル４Ａと温水側コイル４Ｂとからなる熱交換器４と、温水側コイル４Ｂの暖房循環水を床暖房パネル５、６、７、８に強制的に循環させるための循環ポンプ９と、その循環路中に設けた膨張タンク１０とを内蔵している。また、暖房循環水の往き側には熱動弁１１、１２、１３を介して床暖房パネル６、７、８が並列接続されている。
【００１０】
１４は熱交換器４の温水側コイル４Ｂで高温に昇温された暖房循環水の往き温度を検出する温度センサとしてのサーミスタ、１５は暖房循環水の戻り温度を検出する温度センサとしてのサーミスタ、１６は冷媒温度を検出するための温度センサとしてのサーミスタである。
【００１１】
１７は台所等に設置されるボイラリモートコントローラ（以下、「ボイラリモコン」という）であり、サーミスタ１４で検出する暖房循環水の制御温度を設定する摘み１７ａ、運転スイッチ１７ｂ、運転ランプ１７ｃ等が設けられている。１８、１９、２０は床暖房を行う部屋に設置している床暖房リモートコントローラ（以下、「床暖房リモコン」という）であり、運転スイッチ１８ａ、１９ａ、２０ａ、室温センサ１８ｂ、１９ｂ、２０ｂ等を設けている。
【００１２】
前記温水ユニット３内には、図２に示すように、メイン基板Ｋが設けられ、メイン基板ＫにはマイクロコンピュータＭ、水張りスイッチＫ１、暖房試運転スイッチＫ２、水張りランプＫ３、暖房試運転ランプＫ４等が設けられるとともに、基板端子には循環ポンプ９、熱動弁１１、１２、１３、サーミスタ１４、１５、１６、ボイラリモコン１７、床暖房リモコン１８、１９、２０、膨張タンク１０に取り付けられた水位センサ２１等が電気結線されている。
【００１３】
また、前記マイクロコンピュータＭには、図３に示すように、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭが内蔵されるとともに、上述した各床暖房リモコン１８〜２０、各サーミスタ１４〜１６、各スイッチＫ１、Ｋ２、及び水位センサ２１からの信号が入力されるとともに、室外ユニット１、循環ポンプ９、熱動弁１１〜１３、ボイラリモコン１７、ランプＫ３、Ｋ４等に制御信号が出力される。
【００１４】
床暖房パネル５の暖房を行う場合、先ずボイラリモコン１７の運転スイッチ１７ｂを操作すると、運転ランプ１７ｃが点灯する。その運転信号が温水ユニット３内のメイン基板ＫのマイクロコンピュータＭに入力されると、膨張タンク１０内の循環水の有無を検出する水位センサ２１に電圧を印加して循環水の有無を検出する。そして、この水位センサ２１から循環水を介して電流が流れ、マイクロコンピュータＭが水位センサ２１からの水有り信号を入力すると、循環ポンプ９を運転して循環水を循環させるとともに、室外ユニット１に暖房運転信号を指示して暖房運転させる。
【００１５】
この室外ユニット１が暖房運転することで、該室外ユニット１内のコンプレッサが運転して高温、高圧の冷媒が熱交換器４の冷媒側コイル４Ａに供給され、温水側コイル４Ｂを流れる暖房循環水を加熱する。このときサーミスタ１４で検出される暖房循環水の温度がボイラリモコン１７の摘み１７ａで設定された設定温度になるように、マイクロコンピュータＭが例えばコンプレッサをインバータ制御することにより熱交換器４での加熱量が制御され、床暖房パネル５に供給される循環水の温度が適度に調整される。このため、使用者がボイラリモコン１７を操作することにより暖房循環水の温度を所望の温度とし、快適な床温あるいは室温とするものである。
【００１６】
前記ボイラリモコン１７の運転スイッチ１７ｂをＯＮ（「オン」の意、以下同じ）した後、暖房したい部屋（例えばＡ室）に設置している床暖房リモコン１８の運転スイッチ１８ａをＯＮすると、対応している熱動弁１１がＯＮして温水が床暖房パネル６に供給され、Ａ室の暖房が行われることとなる。
【００１７】
その後、床暖房リモコン１８は室温センサ１８ｂにより室温上昇を検出し、温度偏差（室温−設定温度）が−１．１５℃（ｄｅｇ）を超えると、メイン基板Ｋに出力しているアナログ出力電圧を２０Ｖ（ボルト）から９Ｖの範囲で変化させる。そして、マイクロコンピュータＭは床暖房リモコン１８から出力されるアナログ電圧値に応じて、図４に示すように、前記熱動弁１１の通電時間をデューティ制御し、熱動弁１１の開時間を２０分ごとに２０分間（連続）から３分間に制御し、温水供給を断続的にＯＮ−ＯＦＦ（オン−オフ）してＡ室の室温を設定温度に維持する。
【００１８】
また、その他の床暖房パネル７、８に対応する床暖房リモコン１９、２０の運転スイッチ１９ａ、２０ａをＯＮすると、同様に、使用する部屋（Ｂ室、Ｃ室）の室温と設定温度とを比較演算した温度偏差信号がメイン基板Ｋに出力され、対応する熱動弁１２、１３のＯＮ−ＯＦＦ時間を各々制御して各Ｂ室、Ｃ室の室温を制御する。
【００１９】
このように、各Ａ、Ｂ、Ｃ室に配置した床暖房リモコン１８、１９、２０の出力する室温と設定温度との温度偏差により、熱動弁１１、１２、１３の開閉時間を制御することにより、温水温度に関係なく各部屋の室温を設定温度に維持できる。
【００２０】
尚、温水ユニット３による暖房運転中には室内ユニット専用リモコン（図示せず）の操作により室外ユニット１から冷媒配管を介して冷媒が供給される室内側熱交換器と室内空気とが熱交換され、室内ユニット２は室内に温風供給して暖房運転が可能であるが、このときは冷房運転は不可（できない）としており、また逆に、室内ユニット２の冷房運転中は温水ユニット３による暖房運転は不可としている。
【００２１】
次に、循環ポンプの故障検知方法について、図５のフローチャートを参照して詳述する。先ず、ボイラリモコン１７の運転スイッチ１７ｂがＯＮされていなければ、循環ポンプ９が運転されず、室外ユニット（ヒートポンプユニット）１へマイクロコンピュータＭから出力停止が指示され、所定のＴ時間だけ該マイクロコンピュータＭ内のタイマーをリセットする。
【００２２】
そして、床暖房パネル５の暖房を行うべくボイラリモコン１７の運転スイッチ１７ｂを操作すると、運転ランプ１７ｃが点灯する。その運転信号が温水ユニット３内のメイン基板ＫのマイクロコンピュータＭに入力されると、膨張タンク１０内の循環水の有無を検出する水位センサ２１に電圧を印加して循環水の有無を検出する。そして、この水位センサ２１から循環水を介して電流が流れ、マイクロコンピュータＭが水位センサ２１からの水有り信号を入力すると、循環ポンプ９を運転して循環水を循環させるとともに、室外ユニット１に暖房運転信号を指示して暖房運転させる。
【００２３】
室外ユニット１が暖房運転することで、該室外ユニット１内のコンプレッサが運転して高温、高圧の冷媒が熱交換器４の冷媒側コイル４Ａに供給され、温水側コイル４Ｂを流れる暖房循環水を加熱する。このときサーミスタ１４で検出される暖房循環水の往き温度がボイラリモコン１７の摘み１７ａで設定された設定温度になるように、マイクロコンピュータＭが例えばコンプレッサをインバータ制御することにより熱交換器４での加熱量が制御され、床暖房パネル５に供給される循環水の温度が適度に調整される。
【００２４】
熱交換器４の冷媒側コイル４Ａの入口近傍にはサーミスタ１６が設けられ、このサーミスタ１６で冷媒温度（ＴＨ１）を検知し、温水側コイル４Ｂの出口近傍にはサーミスタ１４が設けられ、このサーミスタ１４で暖房循環水の往き温度（ＴＨ２）を検知している。
【００２５】
また、冷媒温度（ＴＨ１）の上昇に合わせて暖房循環水の往き温度（ＴＨ２）も上昇するが、熱交換器４には各種形式や流体条件によって定まる熱交換率があり、冷媒温度（ＴＨ１）と温水温度（ＴＨ２）の間には温度差が生じ、さらに、応答遅れや熱伝導の影響によりその温度差は変動するので、余裕をみて暖房循環水が正常に循環している場合の冷媒温度（ＴＨ１）と暖房循環水の往き温度（ＴＨ２）との温度差（△ｔｍｐ）を設定する。
【００２６】
そして、冷媒温度を検知するサーミスタ１６が検知した冷媒温度（ＴＨ１）から、予め設定されている暖房循環水が正常に循環しているときに生じる冷媒と暖房循環水との熱交換率を含めた温度差（△ｔｍｐ）を減算した温度が、暖房循環水の往き温度を検知するサーミスタ１４が検知した暖房循環水の往き温度（ＴＨ２）より大きくなり、更にその状態が所定のＴ時間（マイクロコンピュータＭ内のタイマーが計時）継続していない場合には、現在の暖房循環水の往き温度（ＴＨ２）とボイラリモコン１７の摘み１７ａで設定された設定温度の偏差により室外ユニット１の出力値をマイクロコンピュータＭが演算し、室外ユニット１にその出力値を指示し、そのように運転させる。
【００２７】
そして、サーミスタ１６が検知した冷媒温度（ＴＨ１）が冷媒の高負荷となるような温度（高負荷温度）より高くなった場合は、室外ユニット１へ出力ダウンを指示し、冷媒が高負荷状態とならないようにする。この出力ダウンの結果、前記冷媒温度（ＴＨ１）が高負荷温度より下がれば、出力ダウン指示を解除する。これにより、室外ユニット１内にあるコンプレッサ及びそのシステムの冷媒配管が保護される。
【００２８】
しかし、冷媒温度を検知するサーミスタ１６が検知した冷媒温度（ＴＨ１）から、前記温度差（△ｔｍｐ）を減算した温度が、暖房循環水の往き温度を検知するサーミスタ１４が検知した暖房循環水の往き温度（ＴＨ２）より大きくなり、更にその状態が所定のＴ時間経過（マイクロコンピュータＭ内のタイマーが計時）した場合には、循環ポンプ９が故障したものとマイクロコンピュータＭが判断し、この循環ポンプ９を停止し、同時にヒートポンプ式空気調和機の室外ユニット１への出力を停止する。この場合、循環ポンプ９が故障した旨を、ボイラリモコン１７に表示ランプ等を設けて表示させるようにしてもよい。
【００２９】
以上説明したように、本発明によれば、ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニットと、この室外ユニットから供給される冷媒と暖房循環水との熱交換を行う熱交換器を有する温水ユニットとを備え、この温水ユニットの暖房循環水を循環ポンプにより床暖房パネル等に供給するヒートポンプ式温水暖房装置において、冷媒温度を検知するサーミスタが検知した冷媒温度（ＴＨ１）から、暖房循環水の往き温度を検知するサーミスタが検知した暖房循環水の往き温度（ＴＨ２）を減算した温度が、予め設定されている暖房循環水が正常に循環しているときに生じる冷媒と暖房循環水との熱交換率を含めた温度差（△ｔｍｐ）より大きくなったうえに、その状態が所定のＴ時間継続したことを検知した場合に、前記循環ポンプが故障したものと判断する判断手段とを設けている。このため、循環ポンプ９が故障し熱交換器４の温水コイル側４Ｂの暖房循環水が循環しなくなると、冷媒コイル側４Ａからの伝熱が行なわれず冷媒温度（ＴＨ１）が上昇し暖房循環水の往き温度（ＴＨ２）との温度差が、暖房循環水が正常に循環しているときに生じる冷媒と暖房循環水との熱交換率を含めた温度差（△ｔｍｐ）より、大きくなるので循環ポンプの故障を検知することができる。
【００３０】
また、暖房循環水回路中のフィルター（図示せず）や配管の目詰まりにより循環流量が低下した場合も、冷媒温度（ＴＨ１）が上昇し暖房循環水の往き温度（ＴＨ２）との温度差が、暖房循環水の正常に循環しているときに生じる冷媒と暖房循環水との熱交換率を含めた温度差（△ｔｍｐ）より、大きくなるので目詰まりの発生を検知できる。
【００３１】
なお、以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、温度制御用の冷媒温度サーミスタと循環水温度サーミスタを使用して循環ポンプの故障を検知するので、循環ポンプの故障を検知するために特別に流水スイッチや流量センサーを設けなくて済むようになり安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヒートポンプ式温水暖房装置の全体系統図である。
【図２】メイン基板の電気配線図である。
【図３】制御装置のブロック図である。
【図４】制御装置の床暖房制御説明用の表である。
【図５】制御装置の動作説明用のフローチャートである。
【符号の説明】
１                室外ユニット
３                温水ユニット
４                熱交換器
４Ａ              冷媒側コイル
４Ｂ              温水側コイル
１４、１６        サーミスタ
Ｍ                                マイクロコンピュータ（制御手段）
【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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