(57)【要約】【課題】圧縮機から吐出された吐出冷媒の温度を用いて圧縮機の作動を制御する冷凍サイクル装置において、吐出冷媒温度の検出値が異常値となっても圧縮機を保護する。【解決手段】給湯水温度センサ２２によって検出された水−冷媒熱交換器１５流出給湯水の検出給湯水温度Ｔｗｏが、吐出冷媒温度センサ２１によって検出された圧縮機１４吐出冷媒の検出吐出冷媒温度Ｔｄより高い値になっている場合には、圧縮機１４の作動を停止する。圧縮機１４吐出冷媒を熱源として加熱される実際の水−冷媒熱交換器１５流出給湯水の温度は、圧縮機１４吐出冷媒の温度より高くなることはないので、検出給湯水温度Ｔｗｏおよび検出吐出冷媒温度Ｔｄが異常値であることを確実に判定して、圧縮機１４を保護することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、
前記圧縮機（１４）から吐出された高温冷媒の有する熱量を熱交換対象流体に放熱させる放熱器（１５）と、
前記放熱器（１５）から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる減圧手段（１６）と、
前記減圧手段（１６）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、
前記圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を変化させる吐出能力変更手段（１４ｂ）と、
前記吐出能力変更手段（１４ｂ）の作動を制御する吐出能力制御手段（２０ａ）と、
前記圧縮機（１４）吐出冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段（２１）と、
前記放熱器（１５）から流出した前記熱交換対象流体の温度を検出する流体温度検出手段（２２）とを備え、
前記吐出能力制御手段（２０ａ）は、前記流体温度検出手段（２２）によって検出された検出流体温度（Ｔｗｏ）が、前記冷媒温度検出手段（２１）によって検出された検出吐出冷媒温度（Ｔｄ）より高い値になっているときに、前記圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を低下させる圧縮機保護制御を行うことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記吐出能力制御手段（２０ａ）は、サイクルの起動時から予め定めた時間を経過した後に、前記検出流体温度（Ｔｗｏ）が、予め定めた温度以下になっている場合は、前記圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を低下させる起動時保護制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記吐出能力制御手段（２０ａ）は、前記流体温度検出手段（２２）によって検出された検出流体温度（Ｔｗｏ）に予め定めた基準オフセット量（α）を加えた温度が、前記冷媒温度検出手段（２１）によって検出された検出吐出冷媒温度（Ｔｄ）より高い値になっているときに、前記圧縮機保護制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記基準オフセット量（α）は、前記冷媒温度検出手段（２１）および前記流体温度検出手段（２２）のうち少なくとも一方の測定誤差量に基づいて決定された値であることを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記吐出能力制御手段（２０ａ）は、さらに、前記検出流体温度（Ｔｗｏ）が予め定めた基準温度（Ｋｔｅ）以上になっているときに、前記圧縮機保護制御を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記吐出能力制御手段（２０ａ）は、サイクルの起動後であって、予め定めた基準時間（Ｋｔｉ）を経過した後に、前記圧縮機保護制御を行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機から吐出された吐出冷媒の温度を用いて圧縮機の作動を制御する冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、圧縮機から吐出された吐出冷媒の温度（以下、吐出冷媒温度という。）を検出する冷媒温度検出手段を備え、検出された検出吐出冷媒温度を用いて圧縮機の作動、すなわち、圧縮機の冷媒吐出能力を制御する冷凍サイクル装置が開示されている。
【０００３】
具体的には、この特許文献１の冷凍サイクル装置では、サイクルの通常運転時には、冷媒温度検出手段によって検出された検出吐出冷媒温度が予め定めた通常目標温度となるように圧縮機の作動を制御し、サイクルの起動時には、検出吐出冷媒温度が通常目標温度よりも若干低く設定された初期目標温度となるように圧縮機の作動を制御している。これにより、起動時に吐出冷媒温度が異常上昇してしまうことを回避している。
【特許文献１】特開２００５−１４７４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の冷凍サイクル装置では、冷媒温度検出手段である吐出温度センサの検出値（検出吐出冷媒温度）が、実際の吐出冷媒温度とほぼ等しい正常値であることを前提として、圧縮機の作動を制御している。そのため、吐出温度センサの検出値が、実際の吐出冷媒温度とは異なる異常値である場合には、実際の吐出冷媒温度が異常上昇してしまうおそれがある。
【０００５】
例えば、吐出温度センサの組み付け不良、取付位置不良などにより、検出吐出冷媒温度が実際の吐出冷媒温度よりも低い異常値である場合に、検出吐出冷媒温度が目標温度となるように圧縮機の作動を制御すると、実際の吐出冷媒温度が異常に上昇してしまう。そして、この吐出冷媒温度の異常上昇に伴って、吐出冷媒圧力が異常上昇してしまうと、圧縮機の故障や、圧縮機の耐久寿命に悪影響を及ぼすといった問題を引き起こす。
【０００６】
上記点に鑑み、本発明は、圧縮機から吐出された吐出冷媒の温度を用いて圧縮機の作動を制御する冷凍サイクル装置において、吐出冷媒温度の検出値が異常値となっても圧縮機を保護することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１４）と、圧縮機（１４）から吐出された高温冷媒の有する熱量を熱交換対象流体に放熱させる放熱器（１５）と、放熱器（１５）から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる減圧手段（１６）と、減圧手段（１６）にて減圧された低圧冷媒を蒸発させる蒸発器（１７）と、圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を変化させる吐出能力変更手段（１４ｂ）と、吐出能力変更手段（１４ｂ）の作動を制御する吐出能力制御手段（２０ａ）と、圧縮機（１４）吐出冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段（２１）と、放熱器（１５）から流出した熱交換対象流体の温度を検出する流体温度検出手段（２２）とを備え、
吐出能力制御手段（２０ａ）は、流体温度検出手段（２２）によって検出された検出流体温度（Ｔｗｏ）が、冷媒温度検出手段（２１）によって検出された検出吐出冷媒温度（Ｔｄ）より高い値になっているときに、圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を低下させる圧縮機保護制御を行う冷凍サイクル装置を特徴とする。
【０００８】
これによれば、検出流体温度（Ｔｗｏ）が、検出吐出冷媒温度（Ｔｄ）より高い値になっているときは、吐出能力制御手段（２０ａ）が圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を低下させる圧縮機保護制御を行うので、冷媒温度検出手段（２１）および流体温度検出手段（２２）の検出値が異常値となっても、圧縮機（１４）を保護することができる。
【０００９】
その理由は、熱交換対象流体は圧縮機（１４）吐出冷媒を熱源として加熱されるので、放熱器（１５）から流出した熱交換対象流体の実際の温度が、実際の圧縮機（１４）吐出冷媒の温度よりも高くなることはあり得ないからである。
【００１０】
つまり、検出流体温度（Ｔｗｏ）が、検出吐出冷媒温度（Ｔｄ）より高い値になっていることは、冷媒温度検出手段（２１）および流体温度検出手段（２２）の少なくとも一方の検出値が異常値であることを意味する。
【００１１】
従って、検出吐出冷媒温度（Ｔｄ）と検出流体温度（Ｔｗｏ）と比較することで、容易に、冷媒温度検出手段（２１）および流体温度検出手段（２２）の検出値が異常値であることを判定できる。さらに、検出値が異常値であることが判定された場合には、圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を低下させるので、圧縮機（１４）を保護することができる。
【００１２】
なお、本発明における「冷媒吐出能力を低下させる」とは、単に、冷媒吐出能力を低下させて、サイクルを循環する冷媒流量を減少させることや減圧手段の開度を変更して吐出圧力を低下させることのみを意味するものではなく、サイクルに冷媒を循環させない状態、すなわちサイクルを循環する冷媒流量を０として実質的にサイクルの運転を停止させることを含む意味である。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、吐出能力制御手段（２０ａ）は、サイクルの起動時から予め定めた時間を経過した後に、検出流体温度（Ｔｗｏ）が、予め定めた温度以下になっている場合は、圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を低下させる起動時保護制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
これによれば、後述する実施形態に説明するように、冷媒温度検出手段（２１）および流体温度検出手段（２２）の双方の検出値が、実際の吐出冷媒温度および熱交換対象流体の温度よりも低い値になっている場合であっても、圧縮機（１４）を保護することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置において、吐出能力制御手段（２０ａ）は、流体温度検出手段（２２）によって検出された検出流体温度（Ｔｗｏ）に予め定めた基準オフセット量（α）を加えた温度が、冷媒温度検出手段（２１）によって検出された検出吐出冷媒温度（Ｔｄ）より高い値になっているときに、圧縮機保護制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
これによれば、例えば、冷媒温度検出手段（２１）および流体温度検出手段（２２）の個体差による検出誤差が生じていても、適切に検出値異常を判定できる。その結果、不必要に圧縮機（１４）の冷媒吐出能力を低下させることなく、圧縮機（１４）を適切に保護することができる。
【００１７】
従って、請求項４に記載の発明のように、基準オフセット量（α）は、冷媒温度検出手段（２１）および流体温度検出手段（２２）のうち少なくとも一方の測定誤差量に基づいて決定すればよい。なお、この測定誤差量とは、冷媒温度検出手段（２１）および流体温度検出手段（２２）の製造誤差、個体差によって決まる値であって、例えば、測定誤差についての標準偏差の３倍の値等を作用できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、吐出能力制御手段（２０ａ）は、さらに、検出流体温度（Ｔｗｏ）が予め定めた基準温度（Ｋｔｅ）以上になっているときに、圧縮機保護制御を行うことを特徴とする。これによれば、例えば、サイクルの起動直後のように、実際の吐出冷媒温度が十分に上昇していないときに、不必要に検出値異常を判定してしまうことを防止できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、吐出能力制御手段（２０ａ）は、サイクルの起動後であって、予め定めた基準時間（Ｋｔｉ）を経過した後に、圧縮機保護制御を行うことを特徴とする。これによれば、実際の吐出冷媒温度が十分に上昇した後に検出値異常を判定できるので、不必要に検出値異常を判定してしまうことを防止できる。
【００２０】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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】
【００２１】
（第１実施形態）
図１、２により、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置をヒートポンプ式給湯機１０に適用しており、図１は、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０の全体構成図である。
【００２２】
このヒートポンプ式給湯機１０は、給湯水を貯留する貯湯タンク１１、貯湯タンク１１内の給湯水を循環させる水循環回路１２、および、給湯水を加熱するための冷凍サイクル装置であるヒートポンプサイクル１３を備えている。
【００２３】
まず、貯湯タンク１１は、耐食性に優れた金属（例えば、ステンレス）製で、断熱構造を有し、高温の給湯水を長時間保温することができる温水タンクである。
【００２４】
貯湯タンク１１に貯留された給湯水は、貯湯タンク１１の上部に設けられた出湯口１１ａから出湯され、図示しない温調弁において水道からの冷水と混合されて温度調節された後、台所や風呂等に給湯される。また、貯湯タンク１１内の下部に設けられた給水口１１ｂから水道水が給水されるようになっている。
【００２５】
水循環回路１２には、給湯水を循環させる電動水ポンプ１２ａが配置されており、この電動水ポンプ１２ａを作動させると、給湯水は、電動水ポンプ１２ａ→後述する水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ→貯湯タンク１１上部の給湯水入口１１ｄ→貯湯タンク１１→貯湯タンク１１下部の給湯水出口１１ｃ→電動水ポンプ１２ａの順に循環する。
【００２６】
ヒートポンプサイクル１３は、圧縮機１４、水−冷媒熱交換器１５、電気式膨張弁１６、蒸発器１７等を順次配管で接続した冷凍サイクルである。このヒートポンプサイクル１３では、冷媒として二酸化炭素を採用しており、圧縮機１４から吐出された高圧冷媒の高圧圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。
【００２７】
圧縮機１４は、ヒートポンプサイクル１３において冷媒を吸入し、臨界圧力以上となるまで圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機１４ａを電動モータ１４ｂにて駆動する電動圧縮機である。固定容量型圧縮機１４ａとしては、具体的に、スクロール型圧縮機、ベーン型圧縮機等の各種圧縮機構を採用できる。
【００２８】
電動モータ１４ｂは、後述する制御装置２０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１４の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータ１４ｂが吐出能力変更手段を構成している。
【００２９】
圧縮機１４の冷媒吐出口には、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器１５は、給湯水が通過する水通路１５ａと圧縮機１４から吐出された高温高圧冷媒が通過する冷媒通路１５ｂとを有して構成される熱交換器であって、圧縮機１４吐出冷媒の有する熱量を給湯水に放熱させる放熱器である。
【００３０】
従って、本実施形態では、給湯水が熱交換対象流体となる。なお、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、圧縮機１４吐出冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界サイクルを構成しているので、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂを通過する冷媒は、凝縮することなく超臨界状態のまま放熱する。
【００３１】
水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ出口側には、電気式膨張弁１６の入口側が接続されている。電気式膨張弁１６は冷媒通路１５ｂから流出した高圧冷媒を減圧膨張させる減圧手段であるとともに、圧縮機１４の冷媒吐出口から電気式膨張弁１６の入口側へ至る高圧側冷媒圧力を制御する圧力制御手段でもある。
【００３２】
より具体的には、この電気式膨張弁１６は、絞り開度を調整可能な弁体１６ａと、この弁体１６ａの絞り開度を可変制御するサーボモータからなる電動アクチュエータ１６ｂとを有して構成される。
【００３３】
電気式膨張弁１６の出口側には、蒸発器１７が接続されている。蒸発器１７は、電気式膨張弁１６にて減圧された低圧冷媒と送風ファン１７ａにより送風された外気（室外空気）とを熱交換させることで、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用の熱交換器である。蒸発器１７の冷媒出口側には、圧縮機１４の冷媒吸入口が接続されている。
【００３４】
次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。制御装置２０はマイクロコンピュータおよびその周辺回路等により構成され、その出力側には、電動水ポンプ１２ａ、圧縮機１４の電動モータ１４ｂ、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂ、送風ファン１７ａ等が接続され、これらの機器の作動を制御する。
【００３５】
なお、制御装置２０は、上記した各アクチュエータを制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、本実施形態では、特に、制御装置２０のうち圧縮機１４の電動モータ１４ｂの作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を吐出能力制御手段２０ａとする。もちろん、吐出能力制御手段２０ａと制御装置２０とを別体に構成してもよい。
【００３６】
また、制御装置２０の入力側には、圧縮機１４から吐出された吐出冷媒温度を検出する吐出温度検出手段としての吐出冷媒温度センサ２１、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａから流出した給湯水温度を検出する流体温度検出手段としての給湯水温度センサ２２といったセンサ群が接続されている。
【００３７】
その他のセンサ群としては、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂから流出した冷媒温度Ｔｄｏを検出する高圧冷媒温度センサ２３、蒸発器１７において電気式膨張弁１６下流側の低圧冷媒と熱交換する外気温Ｔａｍを検出する外気温センサ２４、蒸発器１７における低圧冷媒の蒸発温度Ｔｅを検出する蒸発温度センサ２５等が接続され、これらのセンサ群の検出信号が制御装置２０へ入力される。
【００３８】
本実施形態では、吐出冷媒温度センサ２１として、具体的に、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ入口側の冷媒配管の表面温度を検出するサーミスタを採用しているが、他の形式の吐出温度検出手段（例えば、熱電対等）を採用してもよい。また、圧縮機１４吐出冷媒の温度を直接検出してもよいし、圧縮機１４吐出冷媒の温度を検出できるように圧縮機１４の内部あるいは表面に吐出温度検出手段を配置してもよい。
【００３９】
また、給湯水温度センサ２２として、具体的に、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａ出口側の給湯水配管の表面温度を検出するサーミスタを採用しているが、他の形式の流体温度検出手段を採用してもよいし、水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａから流出した給湯水の温度を直接検出してもよい。
【００４０】
さらに、制御装置２０の入力側には、操作パネル２６が接続され、給湯機作動・停止の操作信号、給湯機の給湯温度設定信号等が制御装置２０へ入力される。
【００４１】
次に、上記の構成における本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０の作動を図２により説明する。図２は、制御装置２０が実行する制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、ヒートポンプ式給湯機１０に外部から電源が供給された状態で、操作パネル２６の給湯機作動信号が制御装置２０に入力されるとスタートする。
【００４２】
まず、ステップＳ１０ではフラグ、タイマ等の初期化がなされる。そして、次のステップＳ２０では、上述の各センサ２１〜２５等が作動しているか否かが判定される。具体的には、各センサから検出信号が出力されていない場合はセンサに断線が生じているものとし、各センサの検出信号が印可電圧に相当する値になっている場合はセンサに短絡（ショート）が生じているものとして、各センサが作動していないと判定される。
【００４３】
ステップＳ２０にて、各センサが作動していないと判定された場合は、ヒートポンプ式給湯機１０の運転を停止させる。一方、ステップＳ２０にて、各センサ２１〜２５等が作動していると判定された場合は、次のステップＳ３０にて操作パネル２６の操作信号およびセンサ群２１〜２５等により検出された検出信号を読み込む。
【００４４】
次に、ステップＳ４０へ進み、ステップＳ３０で読み込んだ操作信号および検出信号に基づいて各種アクチュエータの制御状態、つまり、各種アクチュエータへ出力される制御信号が決定される。具体的には、電動水ポンプ１２ａ、圧縮機１４の電動モータ１４ｂ、電気式膨張弁１６の電動アクチュエータ１６ｂおよび送風ファン１７ａ等へ出力される制御信号が決定される。
【００４５】
例えば、電動水ポンプ１２ａに出力される制御信号については、給湯水温度センサ２２によって検出された検出給湯水温度Ｔｗｏが操作パネル２６の設定給湯水温度に近づくように決定される。
【００４６】
また、電動モータ１４ｂに出力される制御信号については、吐出冷媒温度センサ２１によって検出された検出吐出冷媒温度Ｔｄが所定の目標温度に近づくように決定される。なお、この目標温度は、検出給湯水温度Ｔｗｏ、外気温、操作パネル２６の設定給湯水温度等に基づいて決定される値である。
【００４７】
また、電動アクチュエータ１６ｂに出力される制御信号については、高圧側冷媒圧力が所定の目標高圧に近づくように決定される。なお、この目標高圧は、高圧冷媒温度センサ２３によって検出された冷媒温度Ｔｄｏに基づいて、予め制御装置２０に記憶されている制御マップを参照して、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大となるように決定される値である。
【００４８】
次に、ステップＳ５０へ進み、給湯水温度センサ２２によって検出された検出給湯水温度Ｔｗｏが、吐出冷媒温度センサ２１によって検出された検出吐出冷媒温度Ｔｄより高い値になっているか否かを判定する。
【００４９】
そして、ステップＳ５０にて、検出給湯水温度Ｔｗｏが、検出吐出冷媒温度Ｔｄより高い値になっている場合は、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏのうち、少なくとも一方の検出値が圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼす異常値であると判定して、ステップＳ６０にて圧縮機保護制御を行う。
【００５０】
具体的には、ステップＳ６０では、圧縮機１４の冷媒吐出能力が０となるように電動モータ１４ｂへ制御信号を出力して、圧縮機１４の作動を停止させる。そして、ヒートポンプ式給湯機１０の運転を停止させる。
【００５１】
一方、ステップＳ５０にて、検出給湯水温度Ｔｗｏが、検出吐出冷媒温度Ｔｄより高い値になっていない場合は、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏのいずれの検出値も圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼすことのない正常値であると判定して、ステップＳ７０へ進む。
【００５２】
つまり、本実施形態のステップＳ５０は、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏのうち、少なくとも一方の検出値が圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼす異常値であることを判定する検出値異常判定手段として機能している。
【００５３】
そして、ステップＳ７０では、ステップＳ４０で決定された制御状態が得られるように、制御装置２０より各種アクチュエータ１２ａ、１４ｂ、１６ｂ、１７ａに対して制御信号が出力される。
【００５４】
次のステップＳ８０では、操作パネル２６からの給湯機停止信号が制御装置２０へ入力されている場合は、各種アクチュエータの作動を停止させて、ヒートポンプ式給湯機１０の運転を停止させる。一方、給湯機停止信号が入力されていない場合は、予め定めた制御周期の間待機した後、ステップＳ２０に戻るようになっている。
【００５５】
なお、図２には図示されていないが、本実施形態の制御フローでは、起動時保護制御も実行される。起動時保護制御とは、ヒートポンプ式給湯機１０の起動時から予め定めた時間を経過した後に、検出給湯水温度Ｔｗｏが、予め定めた沸き上げ温度以下になっている場合は、ヒートポンプ式給湯機１０が給湯水を適切に加熱できていないものとして、ヒートポンプ式給湯機１０の運転を停止させる制御である。
【００５６】
従って、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０では、ステップＳ２０にて、各センサ２１〜２５等が作動していると判定され、かつ、ステップＳ５０にて、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏのうち、少なくとも一方の検出値が圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼす異常値になっていないと判定された通常運転時には、以下のように作動する。
【００５７】
圧縮機１４から吐出された高温高圧の冷媒は、水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂに流入して、電動水ポンプ１２ａによって貯湯タンク１１の下方側から水−冷媒熱交換器１５の水通路１５ａに流入した給湯水と熱交換する。これにより、給湯水が加熱され、加熱された給湯水は、貯湯タンク１１の上方側に貯留される。
【００５８】
この際、本実施形態のヒートポンプサイクル１３では、冷媒として二酸化炭素を採用し、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、冷媒としてフロン等を採用する場合に対して、高圧冷媒の温度を上昇させることができる。その結果、水−冷媒熱交換器１５において冷媒が給湯水に放熱する熱量を増加させて給湯水温度を高温化することができる。
【００５９】
水−冷媒熱交換器１５から流出した高圧冷媒は、電気式膨張弁１６にて減圧膨張される。電気式膨張弁１６にて減圧膨張された冷媒は、蒸発器５へ流入し、電動送風ファン１７ａから送風された外気から吸熱して蒸発する。そして、蒸発器５から流出した冷媒は、圧縮機１４へ吸入される。
【００６０】
一方、ステップＳ５０にて、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏのうち、少なくとも一方の検出値が圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼす異常値になっていると判定された場合は、圧縮機保護制御によって、圧縮機１４の冷媒吐出能力を低下させて、ヒートポンプ式給湯機１０の運転を停止させるので、圧縮機１４の保護を図ることができる。
【００６１】
ここで、本実施形態のステップＳ５０において、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏのうち、少なくとも一方の検出値が圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼす異常値であることを判定できる理由について説明する。
【００６２】
本実施形態の給湯水は、水−冷媒熱交換器１５において、圧縮機１４吐出冷媒を熱源として加熱されるので、水−冷媒熱交換器１５から流出した実際の給湯水温度が、実際の圧縮機１４の吐出冷媒温度よりも高くなることは、原理的にあり得ない。
【００６３】
従って、検出給湯水温度Ｔｗｏが、検出吐出冷媒温度Ｔｄより高い値になっていることは、吐出冷媒温度センサ２１が実際の吐出冷媒温度よりも低い異常値を出力している、あるいは、給湯水温度センサ２２が実際の給湯水温度よりも高い異常値を出力していることを意味している。
【００６４】
そして、吐出冷媒温度センサ２１が実際の吐出冷媒温度よりも低い異常値を出力している場合は、制御装置２０が、検出吐出冷媒温度Ｔｄを目標温度に近づけるために、不必要に圧縮機１４の冷媒吐出能力を増加させてしまう。つまり、制御装置２０が、電動モータ１４ｂの回転数を不必要に増加させて、圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼしてしまう。
【００６５】
従って、ステップＳ５０において、検出給湯水温度Ｔｗｏが、検出吐出冷媒温度Ｔｄより高い値になっているか否かを判定すれば、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏのうち、少なくとも一方の検出値が、圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼす異常値であることを容易に判定できる。
【００６６】
なお、吐出冷媒温度センサ２１が実際の吐出冷媒温度よりも高い値を検出し、さらに、給湯水温度センサ２２が実際の給湯水温度よりも高い値を検出している場合は、ステップＳ５０において、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏのいずれの検出値も圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼすことのない値であると判定してしまうことがある。
【００６７】
この場合は、制御装置２０が、不必要に圧縮機１４の冷媒吐出能力を低下させることになるので、実際の給湯水温度が、操作パネル２６の設定給湯水温度よりも低くなってしまうだけで、圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼすことはない。
【００６８】
また、吐出冷媒温度センサ２１が実際の吐出冷媒温度よりも低い値を検出し、さらに、給湯水温度センサ２２が実際の給湯水温度よりも低い値を検出している場合は、ステップＳ５０において、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏのいずれの検出値も圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼすことのない値であると判定してしまうことがある。
【００６９】
この場合は、検出給湯水温度Ｔｗｏの値が実際の給湯水温度よりも低い値となっているので、前述の起動時保護制御によってシステムを停止させることができる。従って、圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼすことはない。
【００７０】
以上の如く、本実施形態では、吐出冷媒温度センサ２１および給湯水温度センサ２２の検出値が異常値となっても、圧縮機１４を保護することができる。
【００７１】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図３に示すように、検出値異常判定手段であるステップＳ５０を変更している。なお、図３は、第１実施形態の図２に対応するフローチャートであり、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。これは以下の図においても同様である。その他のヒートポンプ式給湯機１０の構成は、第１実施形態と同様である。
【００７２】
本実施形態のステップＳ５０では、給湯水温度センサ２２によって検出された検出給湯水温度Ｔｗｏに予め定めた基準オフセット量αを加えた温度が、吐出冷媒温度センサ２１によって検出された検出吐出冷媒温度Ｔｄより高い値になっているか否かを判定する。
【００７３】
なお、本実施形態では、この基準オフセット量αを、吐出冷媒温度センサ２１の測定誤差量に相当する値としている。また、測定誤差量とは、吐出冷媒温度センサ２１の個体差に基づく測定バラツキを意味しており、例えば、複数の吐出冷媒温度センサ２１で同一の温度を測定した場合の標準偏差の３倍の値等を採用すればよい。
【００７４】
本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０では、第１実施形態と同様の効果を得ることができるだけなく、吐出冷媒温度センサ２１の個体差による検出誤差が生じていても、ステップＳ５０にて適切に検出値異常を判定できる。もちろん、基準オフセット量αを給湯水温度センサ２２の測定誤差量に相当する値としてもよいし、吐出冷媒温度センサ２１の測定誤差量および給湯水温度センサ２２の測定誤差量の合計値としてもよい。
【００７５】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図４に示すように、ステップＳ４５を追加したものである。なお、図４は、第１実施形態の図２に対応するフローチャートである。その他のヒートポンプ式給湯機１０の構成は、第１実施形態と同様である。
【００７６】
本実施形態のステップＳ４５では、給湯水温度センサ２２によって検出された検出給湯水温度Ｔｗｏが予め定めた基準温度Ｋｔｅ以上になっているか否かを判定し、検出給湯水温度Ｔｗｏが基準温度Ｋｔｅ以上になっているときは、ステップＳ５０へ進み、検出給湯水温度Ｔｗｏが基準温度Ｋｔｅ以上になっていないときは、ステップＳ７０へ進む。
【００７７】
本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０によれば、ヒートポンプ式給湯機１０の起動直後のように、実際の吐出冷媒温度が十分に上昇していないときに、誤って検出値異常を判定してしまうことを防止できる。なお、基準温度Ｋｔｅは、第１実施形態で説明した起動時保護制御に用いられる沸き上げ温度と同等の値としてもよい。
【００７８】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図５に示すように、ステップＳ４６を追加したものである。なお、図５は、第１実施形態の図２に対応するフローチャートである。その他のヒートポンプ式給湯機１０の構成は、第１実施形態と同様である。
【００７９】
本実施形態のステップＳ４６では、サイクルの起動後に予め定めた基準時間Ｋｔｉ以上となっているか否かを判定し、基準時間Ｋｔｉ以上になっているときは、ステップＳ５０へ進み、基準時間Ｋｔｉ以上になっていないときは、ステップＳ７０へ進む。なお、基準時間Ｋｔｉは、実際の吐出冷媒温度が十分に上昇させるために必要な時間に相当する時間である。
【００８０】
本実施形態のヒートポンプ式給湯機１０によれば、ヒートポンプ式給湯機１０の起動直後のように、実際の吐出冷媒温度が十分に上昇していないときに、誤って検出値異常を判定してしまうことを防止できる。
【００８１】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
【００８２】
（１）上述の実施形態では、ステップＳ５０において、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏが、圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼす異常値であることを判定した場合に、圧縮機１４の作動を停止させて、ヒートポンプ式給湯機１０の運転を停止させているが、もちろん、圧縮機１４の冷媒吐出能力を予め定めた分だけ低下させるようにしてもよい。
【００８３】
さらに、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏが、圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼす異常値であると判定された場合に、これをユーザに光、音、振動等で警告する警告手段を設けてもよい。
【００８４】
（２）上述の実施形態では、圧縮機保護制御として圧縮機１４の吐出能力変更手段の作動を制御して圧縮機１４の冷媒吐出能力を低下させているが、圧縮機保護制御として、流体温度検出手段によって検出された検出流体温度が、冷媒温度検出手段によって検出された検出吐出冷媒温度より高い値になっているときに、高圧側冷媒圧力を低下させる制御を行ってもよい。
【００８５】
例えば、圧縮機保護制御として電気式膨張弁１６の開度を予め定めた分だけ増加させることで、圧縮機１４の負荷を軽減させて、圧縮機１４の保護を図ることができる。
【００８６】
（３）上述の実施形態では、ステップＳ４０にて各種アクチュエータの制御状態を決定した後に、検出吐出冷媒温度Ｔｄおよび検出給湯水温度Ｔｗｏが、圧縮機１４の耐久寿命に悪影響を及ぼす異常値であるか否かの判定および判定された際の制御を行っているが、この判定と制御の実行タイミングはこれに限定されない。例えば、第１実施形態の図２において、ステップＳ３０とステップＳ４０との間に実行してもよい。
【００８７】
（４）上述の実施形態では、圧縮機１４として電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１４はこれに限定されない。例えば、エンジン駆動式の可変容量型圧縮機を採用してもよい。この場合は、可変容量型圧縮機の容量制御手段が吐出能力変更手段となる。また、エンジン駆動式の固定容量型圧縮機を採用してもよい。この場合は、エンジンと固定容量型圧縮機との動力伝達を断続する電磁クラッチが吐出能力変更手段となる。
【００８８】
（５）上述の実施形態のヒートポンプサイクル１３に、蒸発器１７流出冷媒の気液を分離して、余剰冷媒を蓄える気液分離手段としてのアキュムレータを設けてもよい。
【００８９】
（６）上述の実施形態のヒートポンプサイクル１３に、圧縮機１４吸入冷媒と水−冷媒熱交換器１５の冷媒通路１５ｂ流出冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１実施形態のヒートポンプ式給湯機の全体構成図である。
【図２】第１実施形態の制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態の制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】第３実施形態の制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図５】第４実施形態の制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１４      圧縮機
１４ｂ    電動モータ
１５      水−冷媒熱交換器
１６      電気式膨張弁
１７      蒸発器
２０ａ    吐出能力制御手段
２１      吐出冷媒温度センサ
２２      給湯水温度センサ
【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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