(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒と水とを熱交換させ暖房端末へ送る温水を生成する水冷媒熱交換器と、
前記暖房端末と前記水冷媒熱交換器との間に温水を循環させる循環ポンプと、
温水の膨張を吸収する膨張タンクと、
前記膨張タンクの上部に給水を行うための給水口と、
前記給水口から給水を行うことによって上下に動くフィルターと、
空気孔を有し、前記給水口を塞ぐための給水キャップと、を備え、
前記フィルターの上端部は、前記膨張タンクが所定の水量で満たされるまでは、前記給水口の上端部に当接し、前記膨張タンクが所定の水量で満たされたときに、前記給水口の上端部から離れ、
前記フィルターの上端部は、前記給水キャップによって前記給水口を塞いだ状態で、前記給水口及び前記給水キャップと当接して固定され、
前記フィルターの上端部には、前記空気孔と前記膨張タンクとを連通する凹みが設けられていることを特徴とする温水暖房装置のヒートポンプユニット。
【請求項２】
前記フィルターの側面部をメッシュとしたことを特徴とする請求項１に記載の温水暖房装置のヒートポンプユニット。
【請求項３】
冷媒と空気とが熱交換を行う空気熱交換器を備え、
前記空気熱交換器よりも背面側に前記膨張タンクを取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の温水暖房装置のヒートポンプユニット。
【請求項４】
前記膨張タンクの下方部に空間を設けたことを特徴とする請求項３に記載の温水暖房装置のヒートポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源をヒートポンプとした温水暖房装置のヒートポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートポンプを用いた温水暖房装置では、暖房パネル等にヒートポンプで加熱した温水を循環させていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、このような温水暖房装置では、温水の自然蒸発等により循環する水量が減っていくため、適宜、ユーザーによって水が追加される必要がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／１０６３４６号
【特許文献２】特開２００９−１２１７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来からの温水暖房装置においては、水の補給をヒートポンプユニットの上部から行い、規定の水量に達したかどうかを目視確認するのは、ヒートポンプユニットの上部にある給水口から行わなければならず、例えば、ヒートポンプユニットが高台に設置されている場合には、どれくらいの水量が補給されたかを確認することが困難になってしまうという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、容易に温水暖房装置に補給される水量を確認することができる温水暖房装置のヒートポンプユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、冷媒と水とを熱交換させ暖房端末へ送る温水を生成する水冷媒熱交換器と、前記暖房端末と前記水冷媒熱交換器との間に温水を循環させる循環ポンプと、温水の膨張を吸収する膨張タンクと、前記膨張タンクの上部に給水を行うための給水口と、前記給水口から給水を行うことによって上下に動くフィルターと、空気孔を有し、前記給水口を塞ぐための給水キャップと、を備え、前記フィルターの上端部は、前記膨張タンクが所定の水量で満たされるまでは、前記給水口の上端部に当接し、前記膨張タンクが所定の水量で満たされたときに、前記給水口の上端部から離れ、前記フィルターの上端部は、前記給水キャップによって前記給水口を塞いだ状態で、前記給水口及び前記給水キャップと当接して固定され、前記フィルターの上端部には、前記空気孔と前記膨張タンクとを連通する凹みが設けられていることにより、フィルターの先端を見るだけで所定の水量で満たされたことを確認することができ、フィルターの先端は給水口の上端部よりも上方に突出するため、上方向のみならず、横方向からでも目視で確認することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、容易に温水暖房装置に補給される水量を確認することができる温水暖房装置のヒートポンプユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における温水暖房装置の構成図
【図２】（ａ）同実施の形態１におけるヒートポンプユニットの外観上面図（ｂ）同実施の形態１におけるヒートポンプユニットの外観正面図（ｃ）同実施の形態１におけるヒートポンプユニットの外観側面図
【図３】同実施の形態１におけるヒートポンプユニットの側面構成図
【図４】同実施の形態１におけるヒートポンプユニットの要部背面図
【図５】（ａ）同実施の形態１における往き配管接続部の要部拡大図（ｂ）同実施の形態１における戻り配管接続部の要部拡大図
【図６】同実施の形態１におけるヒートポンプユニットの要部展開図
【図７】同実施の形態１におけるフィルターの要部外観図
【図８】（ａ）同実施の形態１におけるフィルターの状態図（ｂ）同実施の形態１におけるフィルターの状態図
【図９】同実施の形態１におけるＣＣ断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、冷媒と水とを熱交換させ暖房端末へ送る温水を生成する水冷媒熱交換器と、前記暖房端末と前記水冷媒熱交換器との間に温水を循環させる循環ポンプと、温水の膨張を吸収する膨張タンクと、前記膨張タンクの上部に給水を行うための給水口と、前記給水口から給水を行うことによって上下に動くフィルターと、空気孔を有し、前記給水口を塞ぐための給水キャップと、を備え、前記フィルターの上端部は、前記膨張タンクが所定の水量で満たされるまでは、前記給水口の上端部に当接し、前記膨張タンクが所定の水量で満たされたときに、前記給水口の上端部から離れ、前記フィルターの上端部は、前記給水キャップによって前記給水口を塞いだ状態で、前記給水口及び前記給水キャップと当接して固定され、前記フィルターの上端部には、前記空気孔と前記膨張タンクとを連通する凹みが設けられていることにより、フィルターの先端を見るだけで所定の水量で満たされたことを確認することができ、フィルターの先端は給水口の上端部よりも上方に突出するため、上方向のみならず、横方向からでも目視で確認することができる。
【００１１】
また、給水口を塞ぐ給水キャップを備え、給水キャップの側面に空気孔を設けたことにより、給水キャップによって水配管内部への異物の混入を防ぎ、さらに、空気孔によって水配管内部での圧力上昇の際にも、外部へ圧力を逃がすことができる。
【００１２】
第２の発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、特に第１の発明において、フィルターの側面部をメッシュとしたことにより、膨張タンクへのゴミなどの異物の混入を防ぐことができ、信頼性を損なうことがない。
【００１３】
第３の発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、特に第１または第２の発明において、冷媒と空気とが熱交換を行う空気熱交換器を備え、空気熱交換器よりも背面側に膨張タンクを取り付けたことにより、ヒートポンプユニットの設置時に、空気熱交換器の背面側に所定の空間を確実に得ることができるため、空気熱交換器での熱交換効率を落とすことがない。
【００１４】
第４の発明の温水暖房装置のヒートポンプユニットは、特に第３の発明において、膨張タンクの下方部に空間を設けたことにより、膨張タンクの下方部の所定の空間に、ヒートポンプユニットから温水暖房端末へ引き回す水配管を収納することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における温水暖房装置の構成図である。図１において、本実施の形態の温水暖房装置は、ヒートポンプユニット１と暖房端末３とで構成されている。
【００１７】
なお、図１には暖房端末が一つだけ接続されている構成を示しているが、これに限定されることはなく、例えば、暖房端末を二つ設けた場合には、それらを並列に接続、または直列に接続することで、温水暖房装置を構成することができる。
【００１８】
また、本実施の形態における暖房端末とは、床暖房パネルやファンコイルユニット等、放熱機能を有する端末であればよく、その形態を限定するものではない。
【００１９】
まず、図１を用いて温水暖房装置の構成について説明する。ヒートポンプユニット１は室外に設置され、その筐体の内部には、空気と冷媒とが熱交換を行なう空気熱交換器１１と、冷媒を圧縮する圧縮機１２と、冷媒を減圧する膨張弁１３と、冷媒と水とを熱交換する水冷媒熱交換器２１と、温水を暖房端末３内に循環させ水冷媒熱交換器２１へ送る循環ポンプ２２と、暖房端末３内を循環する水の膨張を吸収する膨張タンク２４を少なくとも有する。
【００２０】
また、膨張タンク２４には水を適宜補給できるように、給水口２５を設け、給水口２５の内部にはフィルター２６を設けている。そして給水口２５を塞ぐための給水キャップ２７を有する。
【００２１】
また、暖房端末３には温水の放熱を行なう放熱部３１を少なくとも有する。なお、図１には示していないが、冷媒の温度や温水の温度を検出する温度センサや、冷媒の圧力異常を検出する圧力スイッチ等を適宜設けることは言うまでも無い。
【００２２】
そして、空気熱交換器１１、圧縮機１２、水冷媒熱交換器２１、膨張弁１３を順次環状に冷媒配管で接続することによって、ヒートポンプサイクルを形成している。なお、図１に示す温水暖房装置の構成では四方弁を設けていないが、冷暖房機能を有する空気調和機のように、ヒートポンプサイクルの途中に四方弁を配置し、冷媒流路を順逆入れ替えることで、水冷媒熱交換器２１では冷水を作ることができ、暖房端末３で冷房機能も実現することができる。また、本実施の形態では冷媒にＲ４１０Ａを例にとって説明するが、水冷媒熱交換器２１の内部での凝縮変化時に、臨界点以下で凝縮変化をし、かつ、５０℃程度の温水が生成できる冷媒であれば、何を用いても構わない。
【００２３】
また、放熱部３１、循環ポンプ２２、水冷媒熱交換器２１を順次環状に水配管で接続することによって、水サイクルを形成している。なお、循環ポンプ２２はＡＣポンプまたはＤＣポンプのいずれでもよく、限定されることはない。
【００２４】
以上のように構成された温水暖房装置において、暖房を行なう際には、ヒートポンプサイクルの運転を開始するとともに、循環ポンプ２２を駆動させることで放熱部３１内部に温水を循環させて、暖房機能を実現させている。
【００２５】
なお、暖房運転時には、温水暖房装置のリモコン（図示せず）で循環する温水の温度を設定するようにして、さらに水冷媒熱交換器の温水出口側に温水温度検出手段を設けておき、ヒートポンプサイクルの能力を一定として、その温水温度検出手段で検出する温度がリモコンで設定した温水の温度となるように、循環ポンプ２２の回転数を制御するようにしてもよいし、圧縮機１２から吐出される冷媒の温度を検出する吐出冷媒温度検出手段を設けておき、循環ポンプ２２の回転数を一定として、ヒートポンプサイクルの能力を変化させる構成にしてもよい。
【００２６】
図２は、本発明の実施の形態１における温水暖房装置のヒートポンプユニットの外観図であり、図２（ａ）が上面図、図２（ｂ）が正面図、図２（ｃ）が側面図である。図３は、本実施の形態１におけるヒートポンプユニットの側面構成図である。
【００２７】
図２、図３に示すように、本実施の形態１におけるヒートポンプユニット１は、空気熱交換器１１の背面側に突出するように膨張タンク２４が取り付けられており、膨張タンク２４の下方部に所定の空間Ａを設けている。
【００２８】
また、ヒートポンプユニット１の空気熱交換器１１の背面よりもさらに後方側に膨張タンク２４が突出して取り付けられているので、空気熱交換器１１の背面側に所定の空間Ｂが設けられることになる。このように、膨張タンク２４を空気熱交換器１１のさらに背面側に突出して設けることで、所定の空間Ｂを確実に設けることができ、ヒートポンプユニット１の設置状況如何によらず空気熱交換器１１へ空気を遮ることなく供給することができ、空気熱交換器１１での熱交換効率を損なうことがない。
【００２９】
また、図２（ｃ）に示すように、ヒートポンプユニット１の側面には暖房端末３からの水配管を接続する水配管接続部１５を設けている。図４は、ヒートポンプユニット１の水配管接続部１５を背面から見た要部背面図である。図４に示すように、暖房端末３へ温水を送るために水配管を接続する往き配管接続部１５ａと、暖房端末３から温水が帰ってくる戻り配管接続部１５ｂが設けられている。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、往き配管接続部１５ａおよび戻り配管接続部１５ｂを四系統設け、四つの暖房端末まで接続可能に構成されている。このとき、往き配管接続部１５ａのみ縦方向に四つ配置し、戻り配管接続部１５ｂのみ縦方向に四つ配置することで、設置業者が配管工事で間違いにくいようにしている。
【００３１】
図５は、水配管接続部１５の要部拡大図である。図５（ａ）が往き配管接続部１５ａの要部拡大図であり、図５（ｂ）が戻り配管接続部１５ｂの要部拡大図である。図５（ａ）（ｂ）に示すように、往き配管接続部１５ａおよび戻り配管接続部１５ｂのうち、使用する接続部にジョイント１６の一方をはめ込み、ジョイント１６の他方に水配管１８を接続する。そして、パイプバンド１７で水配管１８とジョイント１６とを締め付けて固定する。なお、使用しない接続部には、止水栓１９を嵌めるようにしている。また、図５には二系統の暖房端末へ接続する構成を示している。
【００３２】
そして、水配管接続部１５に接続される水配管１８を所定の空間Ａに収納することができるので、配管の引き回しも行いやすく、また、見た目にも美観を損なうことなく設置作業を行うことができる。
【００３３】
図６は、実施の形態１における要部展開図である。図６に示すように、給水口２５には、フィルター２６が挿入されており、さらにその上部から給水キャップ２７で給水口２５を塞ぐような構成になっている。
【００３４】
図７は、フィルター２６の外観図である。図７に示すように格子状に骨組みがあり、その側面の格子状の部分にはメッシュ２６ａを貼り付けて構成している。また、フィルター２６の上部には給水を行うための円形状の注水口２６ｂが設けられており、そこから水を注水することができる。そして、注水口２６ｂから注水され、メッシュ２６ａを経て膨張タンク２４を水が供給される。その結果、メッシュ２６ａがあることによって、ゴミなどの異物が膨張タンク２４へ侵入することがなくなり、信頼性を損なうことがなくなる。
【００３５】
そして、膨張タンク２４の内部には水の量を検知する電極（図示せず）が設けられており、膨張タンク２４の内部の水量が所定の量を下回ると、「水を補給してください」などを報知するメッセージがヒートポンプユニット１を操作するリモコン（図示せず）の表示部などに表示する。このように表示することによって、ユーザーに対して確実に水を補給するように促すことができる。なお、本実施の形態ではメッセージを表示するとしたが、これに限定されることはなく、例えば、アニメ等を用いて表示したり、イラスト等を用いて表示してもよい。
【００３６】
図８（ａ）は、膨張タンク２４の内部の水量が所定の量を下回った状態を示した要部拡大図であり、図８（ｂ）は、膨張タンク２４の内部の水量が所定の量を上回った状態を示した要部拡大図である。
【００３７】
まず、ユーザーが膨張タンク２４へ注水を行うときには、図８（ａ）のような状態となっている。すなわち、フィルター２６の上端部と給水口２５の上端部とが密着している状態である。
【００３８】
このような状態で給水口２５の内部へ水を供給すると、所定の量を上回ったときに、図８（ｂ）のような状態となる。すなわち、フィルター２６の上端部と給水口２５の上端部とが離れた状態である。
【００３９】
このように所定の量で膨張タンク２４が満たされると、フィルター２６が浮きのように上方に動くために、ユーザーは横方向からでも水が所定の量を上回ったことを認識できる。なお、所定の量とは、暖房端末３へ温水を送るのに確保すべき水量であり、システムの構成によって適宜設定されるものである。よって、一義的に決定されるものではないが、例えば、システムとして水量が３０Ｌ必要であるとすれば、所定の量は３０Ｌや、３０Ｌをやや上回る量に設定される。
【００４０】
また、フィルター２６の上端部のみを、フィルター２６の他の部分と色を異ならせた場合、ユーザーはフィルター２６の動きをより分かりやすくなる。例えば、フィルター２６の外観色を黒色とし、フィルター２６の上端部のみを赤色とすることで、よりユーザーが識別しやすく、なおかつ、注視しやすくなるため、水の入れすぎを防止することができる。
【００４１】
また、本実施の形態において膨張タンク２４内部の水位は、膨張タンク２４の横に窓を設けて確認するように構成しておらず、窓を設けて確認する場合には、通常使用時に太陽光が窓を通して膨張タンク２４の中に降り注ぐことになり、藻など繁殖する原因にもなり、そのような観点からも、本発明は膨張タンク２４の内部に藻など繁殖することもなくなる。
【００４２】
図９は、ＣＣ断面図である。図９に示すように、給水キャップ２７の側面には空気孔２８を設けている。このように空気孔２８を設けることによって、給水キャップ２７を閉めたときであって、外部との空気のやり取りができるため、水配管内部の圧力が上昇したときであっても、外部に逃がすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように本発明は、ユーザーが容易に水の量を知ることができ、水を供給する温水暖房装置すべてに適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  ヒートポンプユニット
３  暖房端末
１１  空気熱交換器
１２  圧縮機
１３  膨張弁
２１  水冷媒熱交換器
２２  循環ポンプ
２５  給水口
２６  フィルター
２７  給水キャップ
【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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