(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１熱交換器（１２ａ，１４ａ）と、前記第１熱交換器に対して送風する第１ファン（２０ａ）と、前記第１熱交換器および前記第１ファンを覆う第１ケーシング（１１０ａ）とを有する第１ユニット（１０ａ）と、
第２熱交換器（１２ｂ，１４ｂ）と、前記第２熱交換器に対して送風する第２ファン（２０ｂ）と、前記第２熱交換器および前記第２ファンを覆う第２ケーシング（１１０ｂ）とを有する第２ユニット（１０ｂ）と、
第１圧縮機構（３１ａ）と、第１膨張弁（１３ａ）と、第２圧縮機構（３１ｂ）と、第２膨張弁（１３ｂ）と、前記第１圧縮機構、前記第１膨張弁、前記第２圧縮機構および前記第２膨張弁を覆う第３ケーシング（１３０）と、前記第１圧縮機構、前記第１膨張弁（１３ａ）、前記第２圧縮機構および前記第２膨張弁を覆う遮音部材と、を有し、前記第１ユニットおよび前記第２ユニットの下方に配置される第３ユニット（３０）と、
を備え、
前記第１圧縮機構および前記第１膨張弁は、前記第１熱交換器と共に第１冷媒回路（１９ａ）を構成し、
前記第２圧縮機構および前記第２膨張弁は、前記第２熱交換器と共に第２冷媒回路（１９ｂ）を構成する、
冷凍装置（５，６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユニット化された冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去に「第１冷媒回路と第２冷媒回路とを備える冷凍装置を、第１冷媒回路を備える第１ユニットと第２冷媒回路を備える第２ユニットとに分けて、第１ユニットの上方に第２ユニットを積み上げる」という発明が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−９０８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、このような冷凍装置では、通常、各ユニット内において最も重いパーツである圧縮機が偏って配置されるため、第１ユニットの上方に第２ユニットを積み上げると、重心が偏り設置安定性に乏しい。このため、通常、このような冷凍装置では、最下段の第１ユニットに高強度の足を設けその足を複数のボルトで地盤などに固定したりする等して十分な安全対策を行わなければならない。したがって、このような冷凍装置では設置コストがかさんでしまうという問願が生じる。
【０００４】
本発明の課題は、設置コストの低い冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る冷凍装置は、第１ユニット、第２ユニット、および第３ユニットを備える。第１ユニットは、第１熱交換器、第１ファン、および第１ケーシングを有する。第１ファンは、第１熱交換器に対して送風する。第１ケーシングは、第１熱交換器および第１ファンを覆う。第２ユニットは、第２熱交換器、第２ファン、および第２ケーシングを有する。第２ファンは、第２熱交換器に対して送風する。第２ケーシングは、第２熱交換器および第２ファンを覆う。第３ユニットは、第１圧縮機構、第１膨張弁、第２圧縮機構、第２膨張弁、第３ケーシングおよび遮音部材を有する。第１圧縮機構および第１膨張弁は、第１熱交換器と共に第１冷媒回路を構成する。第２圧縮機構および第２膨張弁は、第２熱交換器と共に第２冷媒回路を構成する。第３ケーシングは、第１圧縮機構、第１膨張弁、第２圧縮機構および第２膨張弁を覆う。遮音部材は、第１圧縮機構、第１膨張弁、第２圧縮機構および第２膨張弁を覆う。そして、第３ユニットは、第１ユニットおよび第２ユニットの下方に配置される。なお、ここで、膨張機構が第３ユニットに設けられる場合、圧縮機構は膨張機構と一体化されていてもよい（膨張圧縮機であってもよい）。
【０００６】
この冷凍装置では、第３ユニットが、第１ユニットおよび第２ユニットの下方に配置される。通常、冷凍装置の中で最も重い部品は、圧縮機構である。このため、この冷凍装置では、重心が下に下がり、設置安定性が向上する。したがって、この冷凍装置では、従来よりも低強度の足を利用したりすることができる。その結果、この冷凍装置の設置コストを従来よりも下げることができる。
【０００７】
また、従来、圧縮機構の遮音を行うには、それぞれの熱源ユニットに遮音部材を設ける必要があった。しかし、本発明では１つの遮音部材により圧縮機構の遮音が可能となる。このため、この冷凍装置では、圧縮機構の遮音にかかる費用を低減することができる。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明に係る冷凍装置では、重心が下に下がり、設置安定性が向上する。したがって、この冷凍装置では、従来よりも低強度の足を利用したりすることができる。その結果、この冷凍装置の設置コストを従来よりも下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ここでは、図１および図２を用いて本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１について説明する。
【００１０】
〔ヒートポンプ給湯装置の構成〕
本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１は、図１および図２に示されるように、主に、第１ユニット１０ａ、第２ユニット１０ｂ、第３ユニット３０、および貯湯タンクユニット５０、ならびにこれらのユニット１０ａ，１０ｂ，３０，５０を接続する連絡用冷媒配管２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂおよび連絡用水配管４１，４２から構成されている。なお、本実施の形態では、第１ユニット１０ａ，第２ユニット１０ｂ、および第３ユニット３０を合わせて熱源ユニット５と称する。
【００１１】
以下、第１ユニット１０ａ、第２ユニット１０ｂ、第３ユニット３０、および貯湯タンクユニット５０についてそれぞれ詳述する。
【００１２】
（１）第１ユニット及び第２ユニット
第１ユニット１０ａと第２ユニット１０ｂとは同一の構成を備えている。したがって、ここでは、第１ユニット１０ａと第２ユニット１０ｂとをまとめて説明する。
【００１３】
第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂは、図１および図２に示されるように、主に、水熱交換器１２ａ，１２ｂ、電子膨張弁１３ａ，１３ｂ、空気熱交換器１４ａ，１４ｂ、ファン２０ａ，２０ｂ、およびこれらの機器１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，２０ａ，２０ｂを収容するケーシング１１０ａ，１１０ｂを備える。
【００１４】
水熱交換器１２ａ，１２ｂは、主に、水ジャケット（図示せず）と、水ジャケット内に配置される複数回折り返された伝熱管（図示せず）とを備えている。そして、水ジャケットは、入口側が第１水配管２４ａ，２４ｂに接続され、出口側が第２水配管２３ａ，２３ｂに接続されている。また、伝熱管は、入口側が第１接続用冷媒配管１８ａ，１８ｂを介してガス側閉鎖弁（図示せず）に接続され、出口側が第２接続用冷媒配管１５ａ，１５ｂを介して電子膨張弁１３ａ，１３ｂの入口側に接続されている。そして、この水熱交換器１２ａ，１２ｂでは、第１水配管２４ａ，２４ｂから水ジャケットに流入する水または温水が、後述する圧縮機３１ａ，３１ｂから第１接続用冷媒配管１８ａ，１８ｂを通って伝熱管に流入する高温の超臨界冷媒と熱交換して高温の温水（湯）となると同時に伝熱管に流れる超臨界冷媒が冷却される。そして、超臨界冷媒との熱交換を終えた高温の温水（湯）は、その後、第２水配管２３ａ，２３ｂに流入する。
【００１５】
電子膨張弁１３ａ，１３ｂは、水熱交換器１２ａ，１２ｂの伝熱管から流出する冷媒を減圧するための弁であって、入口側が第２接続用冷媒配管１５ａ，１５ｂを介して水熱交換器１２ａ，１２ｂの出口側に接続され、出口側が第３接続用冷媒配管１６ａ，１６ｂを介して空気熱交換器１４ａ，１４ｂの入口側に接続されている。
【００１６】
空気熱交換器１４ａ，１４ｂは、クロスフィン・アンド・チューブ式の熱交換器であって、入口側が第３接続用冷媒配管１６ａ，１６ｂを介して電子膨張弁１３ａ，１３ｂの出口側に接続され、出口側が第４接続用冷媒配管１７ａ，１７ｂを介して液側閉鎖弁（図示せず）に接続されている。そして、この空気熱交換器１４ａ，１４ｂでは、電子膨張弁１３ａ，１３ｂにより減圧された超臨界冷媒がファン２０ａ，２０ｂにより送風される空気と熱交換してガス冷媒となると同時にその空気が冷却される。なお、ファン２０ａ，２０ｂは、図１に示されるように、主に、羽根車２１ａ，２１ｂとファンモータ２２ａ，２２ｂとから構成されており、羽根車２１ａ，２１ｂがファンモータ２２ａ，２２ｂにより回転駆動されることにより送風機能を発揮する。
【００１７】
なお、この第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂは、図２に示されるように、第３ユニット３０の上に積み重ねられて設置されている。
【００１８】
（２）第３ユニット
第３ユニット３０は、図１および図２に示されるように、主に、第１圧縮機３１ａ、第２圧縮機３１ｂ、およびこれらの圧縮機３１ａ，３１ｂを収容するケーシング１３０から構成されている。
【００１９】
第１圧縮機３１ａおよび第２圧縮機３１ｂは、共にインバータ制御される圧縮機であって、吐出側が第５接続用冷媒配管３３ａ，３３ｂに接続され、吸入側が第６接続用冷媒配管３２ａ，３２ｂに接続されている。
【００２０】
そして、第５接続冷媒配管３３ａが第１連絡用冷媒配管２６ａを介して第１ユニット１０ａのガス閉鎖弁（図示せず）に接続され、第６接続用冷媒配管３２ａが第２連絡用冷媒配管２５ａを介して第１ユニット１０ａの液閉鎖弁（図示せず）に接続されることにより、第１冷媒回路１９ａが構成される。また、第５接続冷媒配管３３ｂが第１連絡用冷媒配管２６ｂを介して第２ユニット１０ｂのガス閉鎖弁（図示せず）に接続され、第６接続用冷媒配管３２ｂが第２連絡用冷媒配管２５ｂを介して第２ユニット１０ｂの液閉鎖弁（図示せず）に接続されることにより、第２冷媒回路１９ｂが構成される。なお、この第１冷媒回路１９ａおよび第２冷媒回路１９ｂには冷媒としてＣＯ2（二酸化炭素）が封入されており、これらの冷媒回路１９ａ，１９ｂでは、高圧側でＣＯ2が超臨界圧力となるようにコントロールされる。
【００２１】
なお、この第３ユニット３０は、図２に示されるように、第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂの下に配置されることになる。また、この第３ユニット３０では、図示しない遮音シートがケーシング１３０の内側に張られている。また、この第３ユニット３０には圧縮機３１ａ，３１ｂのモータ、ファンモータ２２ａ，２２ｂ、および電子膨張弁１３ａ，１３ｂ等を集中制御する集中制御装置が収容されており、この集中制御装置は主に、圧縮機３１ａ，３１ｂのモータおよびファンモータ２２ａ，２２ｂの回転数を制御したり電子膨張弁１３ａ，１３ｂの開度を制御したりする。
【００２２】
（３）貯湯タンクユニット
貯湯タンクユニット５０は、図１および図２に示されるように、主に、貯湯タンク５１、水ポンプ５２、複数の水配管５３〜５６、および、これらの部品５１〜５６を収容するケーシング１５０から構成されている。
【００２３】
貯湯タンク５１は、貯湯タンク５１内に貯蔵される水または温水を第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂの水熱交換器１２ａ，１２ｂの水ジャケットに供給するための第３水配管５４に接続されていると共に、第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂの水熱交換器１２ａ，１２ｂの水ジャケットから流出される高温の温水あるいは湯を貯湯タンク５１に戻すための第４水配管５３と接続されている。なお、ここで、第３水配管５４は貯湯タンク５１の下部から延びており、第４水配管５３は貯湯タンク５１の上部から延びている。また、第３水配管５４は第１連絡用水配管４１を介して第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂの第１水配管２４ａ，２４ｂに接続され、第４水配管５３は第２連絡用水配管４２を介して第２水配管２３ａ，２３ｂに接続されている。また、この貯湯タンク５１は、外部からの水を貯湯タンク５１に供給するための給水配管５５に接続されると共に、住戸に高温の温水または湯を供給するための給湯配管５６に接続されている。なお、ここで、給水配管５５は貯湯タンク５１の上部から延びており、給湯配管５６は貯湯タンク５１の中央付近から延びている。また、この貯湯タンク５１には内部に図示しない温度センサが挿入されており、温度センサの信号値が所定の閾値（設定湯温）を下回ると、圧縮機３１ａ，３１ｂおよび水ポンプ５２が運転されるようになっている。
【００２４】
水ポンプ５２は、第３水配管５４に設けられており、貯湯タンク５１に貯蔵されている水あるいは温水を第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂの水熱交換器１２ａ，１２ｂの水ジャケットに供給する駆動源となる。
【００２５】
なお、この貯油タンクユニット５０は、図２に示されるように、熱源ユニット５の横に配置される。
【００２６】
〔ヒートポンプ給湯装置の運転〕
圧縮機３１ａ，３１ｂが運転を開始し出すと、ガス冷媒が、圧縮機３１ａ，３１ｂに吸入されて圧縮された後、超臨界状態となり、第５接続用冷媒配管３３ａ，３３ｂ、第１連絡用冷媒配管２６ａ，２６ｂ、および第１接続用冷媒配管１８ａ、１８ｂを通って水熱交換器１２ａ，１２ｂの伝熱管に送られ、水熱交換器１２ａ，１２ｂの水ジャケットを流れる水または温水と熱交換して冷却される。つまり、このとき、水熱交換器１２ａ，１２ｂの伝熱管を流れる水または温水は、加熱されて高温の温水（湯）となる。なお、この高温の温水（湯）は、水ポンプ５２により貯湯タンク５１に送られる。そして、貯湯タンク５１に送られた高温の温水（湯）が設定湯温に達しない場合は、更にその温水（湯）が水ポンプ５２により水熱交換器１２ａ，１２ｂに送られることになる。逆に、貯湯タンク５１に送られた高温の温水（湯）が設定湯温に達した場合は、圧縮機３１ａ，３１ｂおよび水ポンプ５２が停止させられることになる。
【００２７】
そして、冷却された超臨界冷媒が、第２接続用冷媒配管１５ａ，１５ｂを通って電子膨張弁１３ａ，１３ｂに送られ、減圧された後に第３接続用冷媒配管１６ａ，１６ｂを通って空気熱交換器１４ａ，１４ｂに供給され、ファン２０ａ，２０ｂから送風される空気と熱交換することにより蒸発されてガス冷媒となる。
【００２８】
そして、空気熱交換器１４ａ，１４ｂから流出したガス冷媒が、第４接続用冷媒配管１７ａ，１７ｂ、第２連絡用冷媒配管２５ａ，２５ｂ、および第６接続用冷媒配管３２ａ，３２ｂを通って、再び、圧縮機３１ａ，３１ｂに吸入される。
【００２９】
このようにして、貯湯タンク５１内の水の沸き上げ運転が行われる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、第１圧縮機３１ａおよび第２圧縮機３１ｂのいずれかが停止しているような状態があってもかまわない。
【００３１】
〔ヒートポンプ給湯装置の特徴〕
（１）
本実施の形態に係る熱源ユニット５では、第３ユニット３０が、第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂの下方に配置される。通常、冷媒回路１９ａ，１９ｂを構成する部品の中で最も重い部品は、圧縮機３１ａ，３１ｂである。このため、この熱源ユニット５は、重心が下に下がり、設置安定性が向上する。したがって、この熱源ユニット５では、従来よりも低強度の足を利用したりすることができる。その結果、この熱源ユニット５の設置コストを従来よりも下げることができる。
【００３２】
（２）
本実施の形態に係る熱源ユニット５では、第３ユニット３０のケーシング１３０の内壁に遮音シートが張りつけられている。このため、この熱源ユニット５では、圧縮機３１ａ，３１ｂの運転音が外部に漏れるのを防ぐことができる。
【００３３】
〔変形例〕
（Ａ）
先の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１では、第３ユニット３０にインバータ制御式の圧縮機３１ａ，３１ｂが収容されていたが、これに代えて、定速回転式の圧縮機が収容されていてもかまわない。
【００３４】
（Ｂ）
先の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１では、第３ユニット３０に収容される圧縮機３１ａ，３１ｂが共にインバータ式の圧縮機であったが、一方の圧縮機が定速運転される圧縮機であってもかまわない。
【００３５】
（Ｃ）
先の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１では、電子膨張弁１３ａ，１３ｂが第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂにそれぞれ収容されていたが、電子膨張弁１３ａ，１３ｂが圧縮機３１ａ，３１ｂとともに第３ユニット３０に収容されてもかまわない。このようにすれば、圧縮機３１ａ，３１ｂの運転音のみならず電子膨張弁１３ａ，１３ｂの運転音も併せて遮音することができる。ただし、かかる場合、さらに、連絡用冷媒配管や閉鎖弁などが必要となる。
【００３６】
（Ｄ）
先の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１では、貯湯タンクユニット５０が１つであったが、図３および図４に示されるように、貯湯タンクユニット７０ａ，７０ｂが２つあってもよい。なお、各貯湯タンクユニット７０ａ，７０ｂについての説明は、先の実施の形態に係る貯湯タンクユニットの説明において、５０番台の符号を７０番台の符号に置き換えれば足りるので、ここでは省略する。なお、ここで、符号７０ａの貯湯タンクユニットは、連絡用水配管６１ａ，６２ａにより第１ユニット１０ａと接続されている。また、符号７０ｂの貯湯タンクユニットは、連絡用水配管６１ｂ，６２ｂにより第２ユニット１０ｂと接続されている。また、符号７０ａの貯湯タンクユニットは符号７０ｂの貯湯タンクユニットの上に積み重ねられており、両貯湯タンクユニット共に熱源ユニット５の横に配置されている。
【００３７】
（Ｅ）
先の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１では、第３ユニット３０に圧縮機３１ａ，３１ｂが収容されていたが、これに代えて、第３ユニット３０に圧縮機構と膨張機構とが同一の回転軸に連結される膨張圧縮機を収容してもよい。ただし、かかる場合、さらに、連絡用冷媒配管や閉鎖弁などが必要となる。
【００３８】
（Ｆ）
先の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１では、特に言及しなかったが、第３ユニット３０に収容される２台の圧縮機３１ａ，３１ｂを２連縦置きにし、それらをまとめて遮音材で覆ってもよい。
【００３９】
（Ｇ）
先の実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１では、特に言及しなかったが、第３ユニット３０に収容される２台の圧縮機３１ａ，３１ｂをバリフォールマットで一体ゴム成形してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係る冷凍装置は、設置コストが低いという特徴を有し、設置条件のよくない場所に設置される冷凍装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ給湯装置の簡易構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ給湯装置の外観斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るヒートポンプ給湯装置の簡易構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るヒートポンプ給湯装置の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
５，６    熱源ユニット（冷凍装置）
１０ａ      第１ユニット
１０ｂ      第２ユニット
１２ａ      水熱交換器（第１熱交換器）
１２ｂ      水熱交換器（第２熱交換器）
１４ａ      空気熱交換器（第１熱交換器）
１４ｂ      空気熱交換器（第２熱交換器）
１９ａ      第１冷媒回路
１９ｂ      第２冷媒回路
２０ａ，２０ｂ      ファン（第１ファン、第２ファン）
３０        第３ユニット
３１ａ      第１圧縮機（第１圧縮機構）
３１ｂ      第２圧縮機（第２圧縮機構）
１１０ａ      ケーシング（第１ケーシング）
１１０ｂ      ケーシング（第２ケーシング）
１３０        ケーシング（第３ケーシング）
【図１】
0004816019.tif 000002
【図２】
0004816019.tif 000003
【図３】
0004816019.tif 000004
【図４】
0004816019.tif 000005