空気熱源ヒートポンプの一般的な故障と解決策

近年、政府と設備メーカーによるクリーンエネルギー改革の強力な推進により、空気熱源ヒートポンプは南北市場、輸出入市場ともに大きな発展を遂げています。不動産市場全体が低迷する中でも、空気熱源ヒートポンプは着実かつ明るい成長を維持し、市場シェアは継続的に拡大し、適用範囲もますます広がっています。

しかし、空気源ヒートポンプは複雑なシステムであるため、使用中に発生する可能性のある故障の解決方法が分からず、ユーザーやメンテナンス担当者にフラストレーションを感じさせる可能性があります。そこでこの記事では、空気源ヒートポンプによくある4つの故障とその解決策をまとめ、整理することで、皆様のお役に立てれば幸いです。

高電圧警報

空気熱源ヒートポンプの高圧警報の一般的な原因は、一般的に水システムの問題または電気制御システムの問題です。

01 水路システム

給水システムの故障による高圧警報は、通常、2つの状況に分けられます。1つは、高圧警報が表示される前に主エンジンが数分または一定時間正常に動作し、高圧計が3Mpaを超える場合です。これは水温とは関係なく、主に循環水回路の閉塞または断線が原因です。判断方法と対策は次のとおりです。

① 水路バルブが開いていないために詰まりが生じていないか確認します。もし詰まっている場合は、バルブを開けてください。

② 水タンクの水位が低いために高温が放散できないかどうかを確認します。水位が低い場合は、水タンクに水を補充します。

③「Y」フィルターが不純物で詰まっていないか確認し、詰まっている場合はフィルターを交換するか清掃します。

④循環ポンプに空気詰まりがないか確認し、詰まりがある場合は循環ポンプを排気する。

⑤ 熱交換器内部の凍結の有無を確認します（寒冷時）。凍結している場合は、除氷処理または凍結部品の交換を行い、その後の凍結防止対策を徹底してください。

給水システムの別の故障として、高圧故障警報が時折発生することがあります。これは、水温が低い状態では正常に動作しますが、水温が上昇し圧力が上昇（3MPa以上）すると放熱性が悪くなり、警報が鳴る現象です。一般的な原因と解決策は以下のとおりです。

① 水ポンプの流量が不十分なので、適切な水ポンプと交換します。

②熱交換器はスケールにより目詰まりしており、専用のスケール除去剤で洗浄することができます。

③ 循環配管が長すぎたり、曲がりが多すぎたりする場合は、標準に従って設計・施工してください。主機と水槽の距離は3メートルを超えず、1.5メートル以内に抑えることが望ましいです。循環配管は短いほど良いです。循環配管の曲がり数は6回を超えず、3～4回が理想的です。45度の曲がりが最適です。

02 電気制御システム

電子制御システムに起因する高電圧故障は、主エンジンを起動した直後（ウォーターポンプ、ファン、コンプレッサーはまだ起動していない）に高圧アラームが即座に表示される、あるいは圧力計の値は正常だが異常な高圧アラームが表示されるといった形で現れます。前者は通常、水温プローブ、除霜プローブ、高電圧スイッチ、またはマザーボードの損傷によって引き起こされ、後者は主にマザーボードの高電圧制御チップの損傷によって引き起こされます。判断方法と解決策は次のとおりです。

① 表示水温と実際の水温に大きな差がある場合は、水温センサーの交換が必要です。

② 表示された水温が実際の水温と一致する場合、高圧スイッチ端子の短絡が考えられます。短絡後に警報音が鳴らない場合は、高圧スイッチの故障ですので、交換してください。

③ 短絡後も高電圧スイッチ端子が警報を発する場合は、マザーボードまたはチップを交換してください。

低電圧警報

空気源ヒートポンプが低圧アラームを生成する主な状況は2つあります。

01 低電圧表示は正常です

ユニットが動作中、低圧表示は正常（0.1MPa以上）ですが、低圧アラームが発生します。この故障の原因は、以下の2つに分類できます。

① 低電圧スイッチまたはマザーボードの故障の場合、検査方法は次のとおりです。低電圧スイッチを短絡させてから、マシンの電源を入れてテストします。それでも故障が表示される場合は、マザーボードが壊れているため、交換する必要があります。トラブルシューティングの結果、低電圧スイッチに故障があり、交換する必要があることがわかりました。

② 蒸発器が詰まったり、霜がついたりして換気が悪くなり、低圧警報が鳴ることがあります。この場合、蒸発器を清掃または除霜することができます。

③ 外部ファンが作動していない。換気が悪い場合は、障害物を取り除いてください。ファンが破損している場合は、速やかに交換してください。

02 低電圧表示異常

運転中にユニットの低圧が0.1MPaを下回り、低圧警報が発生した場合は、冷媒不足または冷媒断が原因です。このような状況では、漏れ箇所を特定し、漏れ箇所を修理し、再度真空引きを行った後、ユニットの銘板に記載されている定格容量の冷媒を注入する必要があります。

蒸発器の霜

一般的に、低温高湿度の環境下では、空気熱源ヒートポンプの霜付きと除霜は正常な現象です。しかし、蒸発器が正常に除霜できない場合、あるいは霜付き後に凍結する場合は故障とみなされ、いくつかの状況に分けられます。

① 底部の霜：給水トレイ内の水の流れがスムーズではありません。霜がついた部分をお湯で洗い流し、詰まりを取り除いてください。

② 局所的な霜付き：霜取りセンサー（プローブ）が適切な位置にありません。最も霜付きがひどい位置に調整してください。

③ 均一な霜付き：霜取りプローブを霜の中に入れ、3分間放置します。温度が5℃以上になると、霜取りプローブが損傷しているため、交換する必要があります。四方弁を開けても吸引音や冷媒の流動音がしない場合は、四方弁が損傷しているため、交換する必要があります。吸引音はするが冷媒の流動音がしない場合は、四方弁本体が固着している可能性があります。異物を叩き出すか、直接交換してください。

④ 霜取り不足：霜取り終了温度の設定が低すぎるか、霜取り時間が短すぎます。調整してください。

⑤ 短期的に頻繁に霜が付く場合：フィン付き熱交換器が汚れていたり、異物が詰まっていたりする場合は、清掃で十分です。ファンモーターが破損しているか、風量設定が小さすぎる場合は、修理または交換で十分です。冷媒が不足または漏れている場合は、冷媒を補充するか、漏れ箇所を確認して修理する必要があります。絞り膨張弁の開度が小さすぎる場合（除霜中に低圧保護が発生する可能性があります）、開度を大きくします。フィン付き熱交換器の面積設定が小さすぎる場合は、大面積のフィン付き熱交換器に交換できます。

排気温度が高すぎる

空気熱源ヒートポンプの排気温度が高い原因を特定するには、次のトラブルシューティング手順に従います。

① 水温を確認する

まず、実際の水温が水温プローブに表示される水温と一致しているかどうかを測定します。実際の水温が著しく高い場合は、水温プローブが破損しているか、正しく取り付けられていないことを示しているため、交換または調整が必要です。設定温度が上限温度の60℃を超えていないか再度確認してください。もしそうであれば、水温を下げてください。

② 戻り空気温度が正常かどうかを確認する

冷媒の逆流を防ぐため、還気の過熱度は通常20℃に制御する必要があります。還気配管の断熱が不十分な場合、過熱度は20℃を超え、還気温度が11℃上昇するごとに排気温度は1～1.3℃上昇します。

③ 吸入温度が低いか確認する

まず、電源を切ってファンを再起動し、正常に動作するか確認してください。冬季にファンが動作しない場合は、吸入温度が低くなりすぎ、圧縮比が上昇し、コンプレッサーが過負荷状態になり、排気温度が急上昇する可能性があります。この場合、ファンを修理または交換してください。また、蒸発器が凍結または汚れていないか確認してください。換気が不十分な場合も、吸入温度が低くなりすぎ、排気温度が上昇する可能性があります。この場合、蒸発器を清掃してください。

④冷媒と凝縮圧力の問題を確認する

空気熱源ヒートポンプのコンプレッサーの過剰な出力は、冷媒漏れによる冷媒量減少、凝縮圧力の高さ、冷媒の不適切な選定などによっても発生する可能性があります。冷媒漏れの兆候としては、運転中に温度上昇が非常に緩やかになることが挙げられますが、漏れ箇所に冷媒を追加することで解決できます。一方、凝縮圧力の高さの問題は比較的複雑です。凝縮器自体の出力不足や凝縮配管の詰まりといった問題を排除した後、凝縮器への空気の侵入が原因となる可能性もあります。その場合は速やかに空気を排出する必要があります。

⑤その他の課題

膨張弁の故障による開度低下、蒸発温度の低下、コンプレッサーベアリングの損傷による内部摩擦過多など、その他の問題もコンプレッサーの排気温度上昇につながる可能性があります。関連する部品は速やかに修理する必要があります。