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公開番号2024162380
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023077823
出願日2023-05-10
発明の名称温水熱源機
出願人三菱電機株式会社
代理人個人
主分類F24H 4/02 20220101AFI20241114BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】圧力差及び温度差の繰り返しによるストレスによって熱交換器のプレートに亀裂が発生することを抑制した温水熱源機を得ること。
【解決手段】温水熱源機21は、圧縮機3で圧縮された冷媒が流入する温水熱交換器4の一次流路4aを有する冷媒循環回路30と、水熱媒の流路である温水熱交換器4の二次流路4bを有する温水循環回路40と、温水熱交換器4から流出する水熱媒の温度である往き水温が目標値である目標往き水温となるように圧縮機3の運転周波数を調整する制御部9とを備え、温水熱交換器4は、一次流路4aが形成されたプレートと二次流路4bが形成されたプレートとを交互に積層したプレート式であり、制御部9は、温水熱交換器4が故障する可能性があると判断した場合に、目標往き水温及び圧縮機3の運転周波数の少なくとも一方の上限値を低く制限する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された前記冷媒が流入する温水熱交換器の一次流路、前記温水熱交換器を通過した前記冷媒を減圧する減圧装置、及び前記減圧装置によって減圧された前記冷媒を蒸発させる熱源側熱交換器を有する冷媒循環回路と、
水熱媒の流路である前記温水熱交換器の二次流路と、前記温水熱交換器において前記冷媒と熱交換された前記水熱媒が流入する室内放熱器とを有する温水循環回路と、
前記温水熱交換器へ流入する前記冷媒の圧力が予め設定された圧力よりも高くなったことを検知する高圧検知センサと、
前記温水熱交換器から流出する前記水熱媒の温度である往き水温を検知する往き水温検知センサと、
前記熱源側熱交換器から流出する前記冷媒の温度を検出する霜取温度センサと、
前記往き水温が目標値である目標往き水温となるように前記圧縮機の運転周波数を調整する制御部とを備え、
前記温水熱交換器は、前記一次流路が形成されたプレートと前記二次流路が形成されたプレートとを交互に積層したプレート式であり、
前記制御部は、前記温水熱交換器が故障する可能性があるか否かを前記高圧検知センサ及び前記霜取温度センサの検知結果を用いて判断し、前記温水熱交換器が故障する可能性があると判断した場合に、前記目標往き水温及び前記圧縮機の運転周波数の少なくとも一方の設定範囲の上限値を下げることを特徴とする温水熱源機。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記制御部は、
暖房運転を行った暖房運転時間と、前記熱源側熱交換器に着霜した霜を溶かす霜取り動作を行った回数である霜取動作回数とを記憶する記憶部を備え、
前記霜取動作回数が、前記暖房運転時間の長さに応じて予め設定された回数以上である場合、前記温水熱交換器が故障する可能性があると判断し、前記目標往き水温の設定範囲の上限値を下げることを特徴とする請求項１に記載の温水熱源機。
【請求項３】
前記制御部は、
暖房運転を行った暖房運転時間と、前記冷媒の圧力が予め設定された圧力よりも高くなったことを前記高圧検知センサが検知した回数である高圧検知回数とを記憶する記憶部を備え、
前記高圧検知回数が、前記暖房運転時間の長さに応じて予め設定された回数以上である場合、前記温水熱交換器が故障する可能性があると判断し、前記目標往き水温の設定範囲の上限値を下げることを特徴とする請求項１に記載の温水熱源機。
【請求項４】
前記制御部は、
暖房運転を行った暖房運転時間と、前記熱源側熱交換器に着霜した霜を溶かす霜取り動作を行った回数である霜取動作回数とを記憶する記憶部を備え、
前記霜取動作回数が前記暖房運転時間の長さに応じて予め設定された回数以上である場合、前記温水熱交換器が故障する可能性があると判断し、前記圧縮機の運転周波数の設定範囲の上限値を下げることを特徴とする請求項１に記載の温水熱源機。
【請求項５】
前記制御部は、
暖房運転を行った暖房運転時間と、前記冷媒の圧力が予め設定された圧力よりも高くなったことを前記高圧検知センサが検知した回数である高圧検知回数とを記憶する記憶部を備え、
前記高圧検知回数が、前記暖房運転時間の長さに応じて予め設定された回数以上である場合、前記温水熱交換器が故障する可能性があると判断し、前記圧縮機の運転周波数の設定範囲の上限値を下げることを特徴とする請求項１に記載の温水熱源機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ヒートポンプを用いて温水を生成して暖房を行う温水熱源機に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
温水熱源機は、冷媒を圧縮する圧縮機、水冷媒である温水を加熱する温水熱交換器の一次流路、冷媒を減圧する減圧機、冷媒を蒸発させる熱源側熱交換器、及び熱源側熱交換器に送風する送風機を備えた冷媒循環回路と、温水を貯留するバッファタンク、温水を循環させる循環ポンプ及び温水熱交換器の二次流路を有する温水循環回路とを備えている。
【０００３】
温水熱源機は、室内放熱器から温水熱交換器へ戻る温水である戻り温水の温度の目標値である目標戻り水温又は温水熱交換器から室内放熱器へ送る温水である往き温水の温度の目標値である目標往き水温に応じて目標冷媒吐出温度を設定するとともに、圧縮機から吐出する冷媒の温度である冷媒吐出温度が、冷媒吐出温度の目標値である目標冷媒吐出温度となるように減圧装置の開度を調整し、かつ、戻り温水の温度である戻り水温が目標戻り水温となるように又は往き温水の温度である往き水温が目標往き水温となるように圧縮機の運転周波数を調整する。
【０００４】
温水熱源機の温水熱交換器には、冷媒の流路である一次流路が形成されたプレートと水熱媒の流路である二次流路が形成されたプレートとを交互に積層したプレート式熱交換器が一般的に使用される。
【０００５】
温水熱源機は、低外気温度の環境下で運転を継続すると、熱源側熱交換器の表面に着霜が発生するため、霜を除去するために霜取運転を行う必要がある。
【０００６】
特許文献１には、エネルギー消費効率を向上させるために、往き水温に応じた目標冷媒吐出温度の関係を予め記憶し、暖房運転の安定時に往き水温検知センサで検出した往き水温に応じた目標冷媒吐出温度を再設定し、さらに往き水温と戻り水温との温度差により目標冷媒吐出温度を再設定する温水熱源機が開示されている。特許文献１に係る温水熱源機において、目標冷媒吐出温度は、往き水温と戻り水温との温度差が小さくなるほど目標冷媒吐出温度が高くなる関係となるように設定されており、低負荷時以外でもエネルギー消費効率を向上させることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１８－４１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示される温水熱源機は、プレート式熱交換器が、圧力及び温度のいずれに対しても問題が発生することがない耐力を有することを前提としているが、実際には通常の動作範囲を超えた想定外の環境負荷が発生する可能性もある。例えば、特許文献１に開示される温水熱源機は、通常の動作範囲を超えた想定外の低外気温度の環境下で運転を継続した際、往き水温検知センサで検知した往き水温が目標往き水温へ到達しないことがあるが、この場合には、目標冷媒吐出温度が高い状態が継続するため、圧縮機が高い周波数で運転され続けることになる。このため、特許文献１に開示される温水熱源機は、通常の動作範囲を超えた想定外の低外気温度の環境下で運転を継続すると、高い運転周波数での圧縮機の運転の継続と着霜した熱源側熱交換器の霜取運転により、圧力差及び温度差の繰り返しによるストレスが温水熱交換器であるプレート式熱交換器へ加わり、熱交換器のプレートに亀裂が発生し、早期の故障及び冷媒漏洩の原因となるという問題があった。
【０００９】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、圧力差及び温度差の繰り返しによるストレスによって熱交換器のプレートに亀裂が発生することを抑制した温水熱源機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る温水熱源機は、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮機で圧縮された冷媒が流入する温水熱交換器の一次流路、温水熱交換器を通過した冷媒を減圧する減圧装置、及び減圧装置によって減圧された冷媒を蒸発させる熱源側熱交換器を有する冷媒循環回路と、水熱媒の流路である温水熱交換器の二次流路と、温水熱交換器において冷媒と熱交換された水熱媒が流入する室内放熱器とを有する温水循環回路と、温水熱交換器へ流入する冷媒の圧力が予め設定された圧力よりも高くなったことを検知する高圧検知センサと、温水熱交換器から流出する水熱媒の温度である往き水温を検知する往き水温検知センサと、熱源側熱交換器から流出する冷媒の温度を検出する霜取温度センサと、往き水温が目標値である目標往き水温となるように圧縮機の運転周波数を調整する制御部とを備える。温水熱交換器は、一次流路が形成されたプレートと二次流路が形成されたプレートとを交互に積層したプレート式である。制御部は、温水熱交換器が故障する可能性があるか否かを高圧検知センサ及び霜取温度センサの検知結果を用いて判断し、温水熱交換器が故障する可能性があると判断した場合に、目標往き水温及び前記圧縮機の運転周波数の少なくとも一方の設定範囲の上限値を下げる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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