(57)【要約】  ヒートポンプ装置は、冷媒を循環させる冷媒回路と、熱媒体を流通させる熱媒体回路と、冷媒と熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、少なくとも熱交換器を収容する室内機と、を備え、熱交換器は二重壁構造を有しており、室内機は、熱交換器を収容する容器を有しており、容器には、室内空間を介さずに屋外と連通する第１開口部が形成されている。
2018167861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を循環させる冷媒回路と、
熱媒体を流通させる熱媒体回路と、
前記冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、
少なくとも前記熱交換器を収容する室内機と、を備え、
前記熱交換器は二重壁構造を有しており、
前記室内機は、前記熱交換器を収容する容器を有しており、
前記容器には、室内空間を介さずに屋外と連通する第１開口部が形成されているヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記容器のうちの前記第１開口部とは高さの異なる位置には、室内空間を介さずに屋外と連通する第２開口部が形成されている請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記容器内には冷媒検知装置が設けられている請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記冷媒の漏洩が検知された場合であっても前記熱媒体回路の運転が継続される請求項３に記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記冷媒の漏洩が検知された場合には前記冷媒回路の運転が停止される請求項３又は請求項４に記載のヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記容器内には送風機が設けられており、
前記冷媒の漏洩が検知された場合には前記送風機の運転が開始される請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
【請求項７】
前記冷媒は、可燃性冷媒又は有毒性冷媒である請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
【請求項８】
冷媒を循環させる冷媒回路と、
熱媒体を流通させる熱媒体回路と、
前記冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、
少なくとも前記熱交換器を収容する室内機と、を備え、
前記熱交換器は二重壁構造を有しており、
前記室内機は、前記熱交換器を収容する容器を有しており、
前記容器には開口部が形成されているヒートポンプ装置を設置する方法であって、
前記室内機を室内空間に設置する際に、前記開口部を前記室内空間を介さずに屋外と連通させるヒートポンプ装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を循環させる冷媒回路と熱媒体を流通させる熱媒体回路とを有するヒートポンプ装置及びその設置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、可燃性冷媒を用いたヒートポンプ装置が記載されている。このヒートポンプ装置の室外機は、圧縮機、空気熱交換器、絞り装置及び水熱交換器が配管接続された冷媒回路と、水熱交換器で加熱された水を供給するための水回路内の水圧の過上昇を防止する圧力逃がし弁と水回路内の空気を排出する空気抜き弁との少なくとも一方と、を備えている。これにより、水熱交換器において冷媒回路と水回路とを隔離する隔壁が破壊され、可燃性冷媒が水回路に混入した場合でも、圧力逃がし弁又は空気抜き弁を介して可燃性冷媒を屋外に排出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６７３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のヒートポンプ装置では、水熱交換器が室外機に備えられている。この場合、水回路の一部が室外機に設けられるため、室外機に設けられた水回路に圧力逃がし弁又は空気抜き弁を設けることができる。一方、ヒートポンプ装置には、水熱交換器が室内機に備えられた形態もある。この場合、室外機には水回路が設けられないため、圧力逃がし弁又は空気抜き弁は必然的に室内機に設けられることになる。したがって、冷媒が水回路に混入した場合、圧力逃がし弁又は空気抜き弁を介して冷媒が室内空間に漏洩してしまうおそれがあるという課題があった。【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、室内機に収容された熱交換器の隔壁が破損した場合であっても、冷媒が室内空間に漏洩してしまうのを防止できるヒートポンプ装置及びその設置方法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】
【０００６】
本発明に係るヒートポンプ装置は、冷媒を循環させる冷媒回路と、熱媒体を流通させる熱媒体回路と、前記冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、少なくとも前記熱交換器を収容する室内機と、を備え、前記熱交換器は二重壁構造を有しており、前記室内機は、前記熱交換器を収容する容器を有しており、前記容器には、室内空間を介さずに屋外と連通する第１開口部が形成されているものである。
本発明に係るヒートポンプ装置の設置方法は、冷媒を循環させる冷媒回路と、熱媒体を流通させる熱媒体回路と、前記冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、少なくとも前記熱交換器を収容する室内機と、を備え、前記熱交換器は二重壁構造を有しており、前記室内機は、前記熱交換器を収容する容器を有しており、前記容器には開口部が形成されているヒートポンプ装置を設置する方法であって、前記室内機を室内空間に設置する際に、前記開口部を前記室内空間を介さずに屋外と連通させるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、室内機に収容された熱交換器において隔壁が破損して冷媒が流出したとしても、流出した冷媒は容器内の空間に放出され、さらに第１開口部を介して屋外に排出される。したがって、室内機に収容された熱交換器の隔壁が破損した場合であっても、冷媒が室内空間に漏洩してしまうのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の概略構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の負荷側熱交換器２の要部構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の室内機２００の構成及び設置状態を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の制御装置２０１で実行される冷媒漏洩検知処理の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るヒートポンプ装置の室内機２００の構成及び設置状態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置について説明する。図１は、本実施の形態に係るヒートポンプ装置の概略構成を示す回路図である。本実施の形態では、ヒートポンプ装置として、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００を例示している。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。
【００１０】
図１に示すように、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００は、冷媒を循環させる冷媒回路１１０と、水を流通させる水回路２１０と、を有している。また、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００は、室外（例えば、屋外）に設置される室外機１００と、室内空間に設置される室内機２００と、を有している。室内機２００は、例えば、キッチンやバスルーム、ランドリールームの他、建物の内部にある納戸などの収納スペースに設置される。
【００１１】
冷媒回路１１０は、圧縮機３、冷媒流路切替装置４、負荷側熱交換器２、第１減圧装置６、中圧レシーバ５、第２減圧装置７、及び熱源側熱交換器１が冷媒配管を介して順次環状に接続された構成を有している。ヒートポンプ給湯暖房装置１０００の冷媒回路１１０では、水回路２１０を流れる水を加熱する通常運転（例えば、暖房給湯運転）と、通常運転に対して冷媒を逆方向に流通させ、熱源側熱交換器１の除霜を行う除霜運転と、が可能となっている。
【００１２】
圧縮機３は、吸入した低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒として吐出する流体機械である。本例の圧縮機３は、インバータ装置等を備え、駆動周波数を任意に変化させることにより、容量（単位時間あたりに冷媒を送り出す量）を変化させることができる。
【００１３】
冷媒流路切替装置４は、通常運転時と除霜運転時とで冷媒回路１１０内の冷媒の流れ方向を切り替えるものである。冷媒流路切替装置４としては、例えば四方弁が用いられる。
【００１４】
負荷側熱交換器２は、冷媒回路１１０を流れる冷媒と、水回路２１０を流れる水と、の熱交換を行う水−冷媒熱交換器である。負荷側熱交換器２は、通常運転時には水を加熱する凝縮器（放熱器）として機能し、除霜運転時には蒸発器（吸熱器）として機能する。負荷側熱交換器２としては、冷媒流路と水流路との間の隔壁が二重に設けられた二重壁構造（ダブルウォール構造）の熱交換器が用いられる。本実施の形態では、二重壁構造のプレート式熱交換器が用いられている。
【００１５】
図２は、本実施の形態に係るヒートポンプ装置の負荷側熱交換器２の要部構成を模式的に示す図である。図２に示すように、負荷側熱交換器２は、冷媒回路１１０の一部として冷媒を流通させる冷媒流路４０１と、冷媒流路４０１に沿って形成され水回路２１０の一部として水を流通させる水流路４０２と、を有している。プレート式熱交換器では、複数の冷媒流路４０１と複数の水流路４０２とが交互に配列している。
【００１６】
冷媒流路４０１と水流路４０２とは、二重構造を有する隔壁４１０によって隔離されている。隔壁４１０は、冷媒流路４０１に面した薄板状の第１隔壁４１１と、水流路４０２に面するとともに第１隔壁４１１と熱的に接続された薄板状の第２隔壁４１２と、により構成されている。第１隔壁４１１と第２隔壁４１２との間には、隙間４１３が形成されている。隙間４１３は、熱交換器の外部の空間（例えば、熱交換器が設置される空間）と連通している。負荷側熱交換器２が凝縮器として機能する場合、冷媒流路４０１を流通する冷媒の熱は、第１隔壁４１１及び第２隔壁４１２を通過して、水流路４０２を流通する水に移動する。負荷側熱交換器２が蒸発器として機能する場合、水流路４０２を流通する水の熱は、第２隔壁４１２及び第１隔壁４１１を通過して、冷媒流路４０１を流通する冷媒に移動する。
【００１７】
図１に戻り、第１減圧装置６は、冷媒の流量を調整し、例えば負荷側熱交換器２を流れる冷媒の圧力を調整するものである。中圧レシーバ５は、冷媒回路１１０において第１減圧装置６と第２減圧装置７との間に位置し、余剰冷媒を溜めておくものである。中圧レシーバ５の内部には、圧縮機３の吸入側に接続されている吸入配管１１が通過している。中圧レシーバ５では、吸入配管１１を流通する冷媒と、中圧レシーバ５内の冷媒との熱交換が行われる。このため、中圧レシーバ５は、冷媒回路１１０における内部熱交換器としての機能を有している。第２減圧装置７は、冷媒の流量を調整し、圧力を調整するものである。本例の第１減圧装置６及び第２減圧装置７は、後述する制御装置１０１の制御により開度を変化させることができる電子膨張弁である。
【００１８】
熱源側熱交換器１は、冷媒回路１１０を流れる冷媒と、室外送風機（図示せず）等により送風される室外空気と、の熱交換を行う空気−冷媒熱交換器である。熱源側熱交換器１は、通常運転時には空気から吸熱する蒸発器（吸熱器）として機能し、除霜運転時には凝縮器（放熱器）として機能する。
【００１９】
冷媒回路１１０を循環する冷媒としては、例えば、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）等の微燃性冷媒、又は、Ｒ２９０、Ｒ１２７０等の強燃性冷媒が用いられる。これらの冷媒は単一冷媒として用いられてもよいし、２種以上が混合された混合冷媒として用いられてもよい。以下、微燃レベル以上（例えば、ＡＳＨＲＡＥ３４の分類で２Ｌ以上）の燃焼性を有する冷媒のことを「可燃性を有する冷媒」又は「可燃性冷媒」という場合がある。また、冷媒回路１１０を循環する冷媒としては、不燃性（例えば、ＡＳＨＲＡＥ３４の分類で１）を有するＲ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ等の不燃性冷媒を用いることもできる。これらの冷媒は、大気圧下（例えば、温度は室温（２５℃））において空気よりも大きい密度を有している。さらに、冷媒回路１１０を循環する冷媒としては、Ｒ７１７（アンモニア）等の毒性を有する冷媒を用いることもできる。
【００２０】
圧縮機３、冷媒流路切替装置４、第１減圧装置６、中圧レシーバ５、第２減圧装置７及び熱源側熱交換器１は、室外機１００に収容されている。負荷側熱交換器２は、室内機２００に収容されている。すなわち、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００は、冷媒回路１１０の一部が室外機１００に収容され、冷媒回路１１０の他の一部が室内機２００に収容されたスプリット形の構成を有している。室外機１００と室内機２００との間は、冷媒回路１１０の一部を構成する２本の接続配管１１１、１１２を介して接続されている。
【００２１】
また、室外機１００には、主に冷媒回路１１０（例えば、圧縮機３、冷媒流路切替装置４、第１減圧装置６、第２減圧装置７、及び室外送風機等）の動作を制御する制御装置１０１が設けられている。制御装置１０１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えたマイクロコンピュータを有している。制御装置１０１は、制御線１０２を介して、後述する制御装置２０１及び操作部２０２と相互に通信できるようになっている。
【００２２】
次に、冷媒回路１１０の動作の例について説明する。図１では、冷媒回路１１０における通常運転時の冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。通常運転時には、冷媒流路切替装置４によって冷媒流路が実線矢印で示すように切り替えられ、高温高圧の冷媒が負荷側熱交換器２に流入するように冷媒回路１１０が構成される。
【００２３】
圧縮機３から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置４を経て、負荷側熱交換器２の冷媒流路４０１に流入する。通常運転時には、負荷側熱交換器２は凝縮器として機能する。すなわち、負荷側熱交換器２では、冷媒流路４０１を流れる冷媒と水流路４０２を流れる水との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が水に放熱される。これにより、負荷側熱交換器２の冷媒流路４０１を流れる冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。また、負荷側熱交換器２の水流路４０２を流れる水は、冷媒からの放熱によって加熱される。
【００２４】
負荷側熱交換器２で凝縮した高圧の液冷媒は、第１減圧装置６に流入し、若干減圧されて二相冷媒となる。この二相冷媒は、中圧レシーバ５に流入し、吸入配管１１を流れる低圧のガス冷媒との熱交換により冷却されて液冷媒となる。この液冷媒は、第２減圧装置７に流入し、減圧されて低圧の二相冷媒となる。低圧の二相冷媒は、熱源側熱交換器１に流入する。通常運転時には、熱源側熱交換器１は蒸発器として機能する。すなわち、熱源側熱交換器１では、内部を流通する冷媒と、室外送風機により送風される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が室外空気から吸熱される。これにより、熱源側熱交換器１に流入した冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置４を経由して吸入配管１１に流入する。吸入配管１１に流入した低圧のガス冷媒は、中圧レシーバ５内の冷媒との熱交換により加熱され、圧縮機３に吸入される。圧縮機３に吸入された冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。通常運転では、以上のサイクルが連続的に繰り返される。
【００２５】
次に、除霜運転時の動作の例について説明する。図１では、冷媒回路１１０における除霜運転時の冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。除霜運転時には、冷媒流路切替装置４によって冷媒流路が破線矢印で示すように切り替えられ、高温高圧の冷媒が熱源側熱交換器１に流入するように冷媒回路１１０が構成される。
【００２６】
圧縮機３から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置４を経て、熱源側熱交換器１に流入する。除霜運転時には、熱源側熱交換器１は凝縮器として機能する。すなわち、熱源側熱交換器１では、内部を流通する冷媒の凝縮熱が、熱源側熱交換器１の表面に付着した霜に放熱される。これにより、熱源側熱交換器１の内部を流通する冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。また、熱源側熱交換器１の表面に付着した霜は、冷媒からの放熱によって溶融する。
【００２７】
熱源側熱交換器１で凝縮した高圧の液冷媒は、第２減圧装置７、中圧レシーバ５及び第１減圧装置６を経由して低圧の二相冷媒となり、負荷側熱交換器２の冷媒流路４０１に流入する。除霜運転時には、負荷側熱交換器２は蒸発器として機能する。すなわち、負荷側熱交換器２では、冷媒流路４０１を流れる冷媒と水流路４０２を流れる水との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が水から吸熱される。これにより、負荷側熱交換器２の冷媒流路４０１を流れる冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、冷媒流路切替装置４及び吸入配管１１を経由して、圧縮機３に吸入される。圧縮機３に吸入された冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。除霜運転では、以上のサイクルが連続的に繰り返される。
【００２８】
次に、水回路２１０について説明する。本実施の形態の水回路２１０は、水を循環させる閉回路である。図１では、水の流れ方向を白抜き太矢印で表している。水回路２１０は、室内機２００に収容されている。水回路２１０は、主回路２２０と、給湯回路を構成する枝回路２２１と、暖房回路の一部を構成する枝回路２２２とを有している。主回路２２０は、閉回路の一部を構成している。枝回路２２１、２２２は、それぞれ主回路２２０に対して分岐して接続されている。枝回路２２１、２２２は、互いに並列に設けられている。枝回路２２１は、主回路２２０と共に閉回路を構成している。枝回路２２２は、主回路２２０、及び当該枝回路２２２に接続される暖房機器３００等の現地施工回路と共に、閉回路を構成している。暖房機器３００は、室内機２００とは別に室内に設けられている。暖房機器３００としては、ラジエータ又は床暖房装置などが用いられる。
【００２９】
本実施の形態では、水回路２１０を流通する熱媒体として水を例に挙げているが、熱媒体としては、ブライン等の他の液状熱媒体、ガス状の熱媒体、又は相変化を行う熱媒体を用いることができる。
【００３０】
主回路２２０は、ストレーナ５６、フロースイッチ５７、負荷側熱交換器２、ブースタヒータ５４及びポンプ５３等が水配管を介して接続された構成を有している。主回路２２０を構成する水配管の途中には、水回路２１０内の水を排水するための排水口６２が設けられている。主回路２２０の下流端は、三方弁５５（分岐部の一例）に接続されている。三方弁５５は、１つの流入口と２つの流出口とを備えている。三方弁５５の流入口には、主回路２２０が接続されている。三方弁５５の一方の流出口には枝回路２２１が接続され、他方の流出口には枝回路２２２が接続されている。すなわち、三方弁５５では、主回路２２０から枝回路２２１、２２２が分岐している。主回路２２０の上流端は、合流部２３０に接続されている。合流部２３０では、枝回路２２１、２２２が主回路２２０に合流している。合流部２３０から負荷側熱交換器２を経由して三方弁５５に至るまでの水回路２１０が、主回路２２０となる。主回路２２０は室内機２００に設けられている。
【００３１】
ポンプ５３は、水回路２１０内の水を加圧して水回路２１０内を循環させる装置である。ブースタヒータ５４は、冷媒回路１１０の負荷側熱交換器２による加熱能力が足りない場合等に、水回路２１０内の水をさらに加熱する装置である。三方弁５５は、水回路２１０内の水の流れを切り替えるための装置である。例えば、三方弁５５は、主回路２２０内の水を枝回路２２１側で循環させるか枝回路２２２側で循環させるかを切り替える。ストレーナ５６は、水回路２１０内のスケールを取り除く装置である。フロースイッチ５７は、水回路２１０内を循環する水の流量が一定量以上であるか否かを検出するための装置である。フロースイッチ５７に代えて流量センサを用いることもできる。
【００３２】
ブースタヒータ５４には、圧力逃がし弁７０（圧力保護装置の一例）及び空気抜き弁７１（空気抜き装置の一例）が接続されている。すなわち、ブースタヒータ５４は、水回路２１０に対して圧力逃がし弁７０及び空気抜き弁７１が接続される接続部となる。以下、ブースタヒータ５４のことを「接続部」と表現する場合がある。圧力逃がし弁７０及び空気抜き弁７１が枝回路２２１、２２２に接続される場合、圧力逃がし弁７０及び空気抜き弁７１は個々の枝回路２２１、２２２毎に設けられる必要がある。本実施の形態では、圧力逃がし弁７０及び空気抜き弁７１が主回路２２０に接続されているため、圧力逃がし弁７０及び空気抜き弁７１の数はそれぞれ１つでよい。特に、主回路２２０内で水温が最も高くなるのは、ブースタヒータ５４内である。このため、ブースタヒータ５４は、圧力逃がし弁７０が接続される部位として最適である。また、ブースタヒータ５４は一定の容積を有するため、ブースタヒータ５４内には水から分離したガスがたまりやすい。このため、ブースタヒータ５４は、空気抜き弁７１が接続される部位としても最適である。圧力逃がし弁７０及び空気抜き弁７１は、室内機２００に設けられている。
【００３３】
圧力逃がし弁７０は、水の温度変化に伴う水回路２１０内の圧力の過上昇を防ぐ保護装置である。圧力逃がし弁７０は、水回路２１０内の圧力に基づいて水回路２１０の外部に水を放出する。例えば、水回路２１０内の圧力が膨張タンク５２（後述）の圧力制御範囲を超えて高くなった場合には、圧力逃がし弁７０が開放され、水回路２１０内の水が圧力逃がし弁７０から外部に放出される。
【００３４】
空気抜き弁７１は、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００の据付け時に水回路２１０内に混入したガス、又は、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００の試運転時などに水回路２１０内の水から分離したガスを外部に放出し、ポンプ５３の空回りを防止する装置である。空気抜き弁７１としては、例えばフロート式の自動空気抜き弁が用いられる。フロート式の自動空気抜き弁は、フロートにより空気の逆流を防止する封止機能を有している。このため、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００の据付け及び試運転が終了した後の運転開始時に、空気抜き弁７１の封止操作を手動で行う必要はない。
【００３５】
ブースタヒータ５４の筐体には、主回路２２０から分岐した水流路となる配管７２の一端が接続されている。配管７２の他端には、圧力逃がし弁７０が取り付けられている。すなわち、圧力逃がし弁７０は、配管７２を介してブースタヒータ５４に接続されている。配管７２の途中には、分岐部７２ａが設けられている。分岐部７２ａには、配管７３の一端が接続されている。配管７３の他端には、空気抜き弁７１が取り付けられている。すなわち、空気抜き弁７１は、配管７３及び配管７２を介してブースタヒータ５４に接続されている。
【００３６】
配管７２のうちブースタヒータ５４と分岐部７２ａとの間には、分岐部７２ｂが設けられている。分岐部７２ｂには、配管７５の一端が接続されている。配管７５の他端には、膨張タンク５２が接続されている。すなわち、膨張タンク５２は、配管７５及び配管７２を介してブースタヒータ５４に接続されている。膨張タンク５２は、水の温度変化に伴う水回路２１０内の圧力変化を一定範囲内に制御するための装置である。
【００３７】
給湯回路を構成する枝回路２２１は、室内機２００に設けられている。枝回路２２１の上流端は、三方弁５５の一方の流出口に接続されている。枝回路２２１の下流端は、合流部２３０に接続されている。枝回路２２１には、コイル６１が設けられている。コイル６１は、内部に水を溜める貯湯タンク５１に内蔵されている。コイル６１は、水回路２１０の枝回路２２１を循環する水（温水）との熱交換によって、貯湯タンク５１内部に溜められた水を加熱する加熱手段である。また、貯湯タンク５１は、浸水ヒータ６０を内蔵している。浸水ヒータ６０は、貯湯タンク５１内部に溜められた水をさらに加熱するための加熱手段である。
【００３８】
貯湯タンク５１内の上部には、例えばシャワー設備等に接続されるサニタリー回路側配管８１ａ（例えば、給湯配管）が接続されている。貯湯タンク５１内の下部には、サニタリー回路側配管８１ｂ（例えば、補給水配管）が接続されている。貯湯タンク５１の下部には、貯湯タンク５１内の水を排水するための排水口６３が設けられている。貯湯タンク５１は、外部への放熱によって内部の水の温度が低下するのを防ぐため、断熱材（図示せず）で覆われている。断熱材には、例えばフェルト、シンサレート（登録商標）、ＶＩＰ（Ｖａｃｕｕｍ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｐａｎｅｌ）等が用いられる。
【００３９】
暖房回路の一部を構成する枝回路２２２は、室内機２００に設けられている。枝回路２２２は、往き管２２２ａ及び戻り管２２２ｂを有している。往き管２２２ａの上流端は、三方弁５５の他方の流出口に接続されている。往き管２２２ａの下流端は、暖房回路側配管８２ａに接続されている。戻り管２２２ｂの上流端は、暖房回路側配管８２ｂに接続されている。戻り管２２２ｂの下流端は、合流部２３０に接続されている。これにより、往き管２２２ａ及び戻り管２２２ｂは、それぞれ暖房回路側配管８２ａ、８２ｂを介して暖房機器３００に接続される。暖房回路側配管８２ａ、８２ｂ及び暖房機器３００は、室内ではあるが室内機２００の外部に設けられた現地施工設備である。枝回路２２２は、暖房回路側配管８２ａ、８２ｂ及び暖房機器３００と共に、暖房回路を構成する。
【００４０】
暖房回路側配管８２ａには、圧力逃がし弁３０１及び空気抜き弁３０２が接続されている。圧力逃がし弁３０１は、水回路２１０内の圧力の過上昇を防ぐ保護装置であり、例えば、圧力逃がし弁７０と同様の構造を有している。空気抜き弁３０２は、水回路２１０内のガスを外部に放出する装置であり、例えば、空気抜き弁７１と同様の構造を有している。圧力逃がし弁３０１及び空気抜き弁３０２は、室内ではあるが室内機２００の外部に設けられている。
【００４１】
主回路２２０に圧力逃がし弁７０が設けられるのは、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００又は室内機２００として、室内機２００内の水配管の圧力保護を行うためである。一方、室内機２００の外部に圧力逃がし弁３０１が設けられる理由は以下のとおりである。暖房機器３００、暖房回路側配管８２ａ、８２ｂ及び圧力逃がし弁３０１は、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００の一部ではなく、物件毎の事情に応じて現地施工業者により施工される現地施工設備である。例えば、暖房機器３００の熱源機としてボイラが用いられている既存の現地施工設備において、熱源機がヒートポンプ給湯暖房装置１０００に更新される場合がある。このような場合、特に不都合がなければ、暖房機器３００、暖房回路側配管８２ａ、８２ｂ及び圧力逃がし弁３０１は、撤去されずにそのまま利用される。
【００４２】
主回路２２０に空気抜き弁７１が設けられるのは、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００又は室内機２００として、室内機２００内の水配管への空気の混入に対応するためである。一方、室内機２００の外部に空気抜き弁３０２が設けられる理由は以下のとおりである。例えば、二階建ての家屋の一階に室内機２００が設置され、二階に暖房機器３００が設置されるような場合、二階に設けられた暖房回路側配管８２ａ内の水に混入した空気は、室内機２００の空気抜き弁７１によっては放出されない。このため、一般に、水回路全体で最も高さの高い部分に空気抜き弁３０２が設けられる。
【００４３】
室内機２００には、主に水回路２１０（例えば、ポンプ５３、ブースタヒータ５４、三方弁５５、浸水ヒータ６０等）の動作を制御する制御装置２０１が設けられている。制御装置２０１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えたマイクロコンピュータを有している。制御装置２０１は、制御装置１０１及び操作部２０２と相互に通信できるようになっている。
【００４４】
操作部２０２は、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００の操作や各種設定をユーザが行うことができるように構成されている。本例の操作部２０２は、情報を報知する報知部として、表示部２０３を備えている。表示部２０３では、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００の状態等の各種情報を表示することができる。操作部２０２は、例えば室内機２００の筐体表面に設けられている。
【００４５】
図３は、本実施の形態に係るヒートポンプ装置の室内機２００の構成及び設置状態を模式的に示す図である。図３に示すように、室内機２００は、負荷側熱交換器２を収容する容器２４１を有している。容器２４１は、室内機２００の外殻となる筐体２４０の内部に収容されている。容器２４１内の空間は、容器２４１の外部であって筐体２４０の内部の空間からは隔離されている。容器２４１の下部には、筐体２４０の外側に開口した第１開口部２４２が形成されている。第１開口部２４２は、例えば、負荷側熱交換器２よりも下方に形成されている。第１開口部２４２が形成されていることにより、容器２４１内の空間は、容器２４１の外部であって筐体２４０の内部の空間を介さずに、筐体２４０の外部の空間と連通するようになっている。容器２４１には、第１開口部２４２を除き、空気を流出入させる開口部（例えば、通気孔など）が形成されていない。すなわち、容器２４１は、第１開口部２４２を除き、略密閉構造を有している。一方、筐体２４０には、空気を流出入させる開口部が形成されていてもよい。
【００４６】
室内機２００を室内空間に設置する際、第１開口部２４２は、ダクト２４３を介して屋外に接続される。これにより、第１開口部２４２（すなわち、容器２４１内の空間）は、室内空間を介さずに屋外と連通する。第１開口部２４２が室内空間を介さずに屋外と連通することにより、容器２４１内の空間は室内空間から隔離される。ダクト２４３は、出荷時に室内機２００と同梱されていてもよいし、ヒートポンプ給湯暖房装置１０００を設置する施工業者が手配してもよい。
【００４７】
次に、負荷側熱交換器２において隔壁４１０が破損した場合の動作について説明する。負荷側熱交換器２は、通常運転時には凝縮器として機能し、除霜運転時には蒸発器として機能する。このため、負荷側熱交換器２の隔壁４１０（例えば、第１隔壁４１１）は、冷媒の温度変動による熱応力又は冷媒の圧力変動による応力が繰り返し生じることにより、破損してしまう場合がある。
【００４８】
本実施の形態では、負荷側熱交換器２が二重壁構造を有しているため、第１隔壁４１１が破損したとしても冷媒流路４０１と水流路４０２とが連通しない。したがって、冷媒が水回路２１０に漏洩するのを防ぐことができるため、圧力逃がし弁７０、３０１、空気抜き弁７１、３０２のいずれかから冷媒が室内空間に放出されるのを防ぐことができる。
【００４９】
仮に、第１隔壁４１１が破損して、冷媒流路４０１から隙間４１３に冷媒が流出したとしても、隙間４１３に流出した冷媒は、容器２４１内の空間に放出される（図３では、容器２４１内の空間に放出された冷媒Ｒを示している）。容器２４１内の空間は第１開口部２４２及びダクト２４３を介して屋外と連通しているため、放出された冷媒は、圧力差又は自然拡散により、第１開口部２４２及びダクト２４３を通って屋外に排出される。また、容器２４１内の空間は室内空間から隔離されているため、容器２４１内の空間に放出された冷媒は室内空間には流出しない。
【００５０】
容器２４１内には、冷媒の漏洩を検知する冷媒検知装置９９が設けられている。冷媒検知装置９９としては、例えば、冷媒の濃度を検知して検知信号を制御装置２０１に出力するガスセンサが用いられる。冷媒検知装置９９は、負荷側熱交換器２よりも下方（例えば、負荷側熱交換器２の真下）に設けられる。
【００５１】
なお、大気圧下において空気より密度の小さい冷媒が用いられる場合には、第１開口部２４２は容器２４１の上部に設けられるのが望ましく、冷媒検知装置９９は負荷側熱交換器２よりも上方に設けられることが望ましい。
【００５２】
図４は、本実施の形態に係るヒートポンプ装置の制御装置２０１で実行される冷媒漏洩検知処理の一例を示すフローチャートである。この冷媒漏洩検知処理は、電力が供給されている限りヒートポンプ給湯暖房装置１０００の運転中及び停止中を含む常時、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
【００５３】
図４のステップＳ１では、制御装置２０１は、冷媒検知装置９９からの検知信号に基づき、冷媒検知装置９９の周囲の冷媒濃度の情報を取得する。
【００５４】
次に、ステップＳ２では、制御装置２０１は、冷媒検知装置９９の周囲の冷媒濃度が予め設定された閾値以上であるか否かを判定する。冷媒濃度が閾値以上であると判定した場合にはステップＳ３に進み、冷媒濃度が閾値未満であると判定した場合には処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ３では、制御装置２０１は、制御装置１０１を介して、冷媒回路１１０（例えば、圧縮機３）の運転を停止する制御を行う。一方、水回路２１０（例えば、ブースタヒータ５４、ポンプ５３、三方弁５５、浸水ヒータ６０等）の運転は許容される。これにより、水回路２１０では、貯湯タンク５１内の温水と、ブースタヒータ５４等の加熱手段とを利用した暖房給湯運転が継続される。ステップＳ３では、操作部２０２に設けられている表示部２０３や音声出力部等を用いて、冷媒の漏洩が生じたことをユーザに報知するようにしてもよい。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯暖房装置１０００（ヒートポンプ装置の一例）は、冷媒を循環させる冷媒回路１１０と、水（熱媒体の一例）を流通させる水回路２１０（熱媒体回路の一例）と、冷媒と水との熱交換を行う負荷側熱交換器２（熱交換器の一例）と、少なくとも負荷側熱交換器２を収容する室内機２００と、を備えている。負荷側熱交換器２は二重壁構造を有している。室内機２００は、負荷側熱交換器２を収容する容器２４１を有している。容器２４１には、室内空間を介さずに屋外と連通する第１開口部２４２が形成されている。
【００５７】
この構成によれば、負荷側熱交換器２の隔壁４１０が破損して冷媒が流出したとしても、流出した冷媒は、容器２４１の内部の空間に放出され、さらに第１開口部２４２を介して屋外に排出される。したがって、室内機２００に収容された負荷側熱交換器２の隔壁４１０が破損した場合であっても、冷媒が室内空間に漏洩してしまうのを防止することができる。
【００５８】
また、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯暖房装置１０００において、容器２４１内には冷媒検知装置９９が設けられていてもよい。本実施の形態では、負荷側熱交換器２で漏洩した冷媒は、容器２４１内の空間に放出される。したがって、上記の構成によれば、負荷側熱交換器２で冷媒の漏洩が生じたことを確実に検知することができる。
【００５９】
また、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯暖房装置１０００において、冷媒の漏洩が検知された場合であっても水回路２１０の運転が継続されるようにしてもよい。この構成によれば、冷媒の漏洩が生じた場合でも暖房給湯運転を継続することができる。
【００６０】
また、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯暖房装置１０００において、冷媒の漏洩が検知された場合には冷媒回路１１０の運転が停止されるようにしてもよい。この構成によれば、冷媒漏洩の進行を抑えることができる。
【００６１】
本実施の形態に係るヒートポンプ給湯暖房装置１０００において、冷媒は、可燃性冷媒又は有毒性冷媒であってもよい。本実施の形態によれば、可燃性冷媒又は有毒性冷媒が室内空間に漏洩してしまうのを防ぐことができる。
【００６２】
また、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯暖房装置１０００の設置方法は、室内機２００を室内空間に設置する際に、第１開口部２４２を室内空間を介さずに屋外と連通させるものである。
【００６３】
この構成によれば、負荷側熱交換器２の隔壁４１０が破損して冷媒が流出したとしても、流出した冷媒は、容器２４１の内部の空間に放出され、さらに第１開口部２４２を介して屋外に排出される。したがって、室内機２００に収容された負荷側熱交換器２の隔壁４１０が破損した場合であっても、冷媒が室内空間に漏洩してしまうのを防止することができる。
【００６４】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るヒートポンプ装置について説明する。図５は、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯暖房装置１０００の室内機２００の構成及び設置状態を模式的に示す図である。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６５】
図５に示すように、容器２４１には、第１開口部２４２に加えて第２開口部２４４が形成されている。第２開口部２４４は、第１開口部２４２よりも上方（例えば、負荷側熱交換器２よりも上方）に形成されている。第２開口部２４４は、第１開口部２４２と同様に、室内空間を介さずに屋外と連通するようになっている。
【００６６】
室内機２００を室内空間に設置する際、第１開口部２４２はダクト２４３を介して屋外に接続され、第２開口部２４４はダクト２４５を介して屋外に接続される。これにより、容器２４１の内部の空間は、室内空間を介さずに屋外と連通するとともに、室内空間から隔離される。
【００６７】
負荷側熱交換器２で漏洩した冷媒が容器２４１内の空間に放出された場合、冷媒と空気との密度差により自然対流が生じる。空気よりも密度の大きい冷媒空気混和ガス（例えば、冷媒リッチの冷媒空気混和ガス）は、容器２４１内から第１開口部２４２及びダクト２４３を介して屋外に流出する。冷媒空気混和ガスよりも密度の小さい空気は、ダクト２４５及び第２開口部２４４を介して屋外から容器２４１内に流入する。したがって、本実施の形態では、圧力差又は自然拡散だけでなく自然対流を利用できるため、容器２４１内に放出された冷媒を速やかに屋外に排出することができる。なお、屋外に排出された冷媒は瞬時に拡散するため、ダクト２４３を介して屋外に流出した冷媒がダクト２４５を介して容器２４１内に再び流入することはほとんどない。
【００６８】
容器２４１内には、冷媒検知装置９９及び送風機９８が設けられている。送風機９８は、屋外の空気をダクト２４５及び第２開口部２４４を介して容器２４１内に流入させ、容器２４１内の冷媒を第１開口部２４２及びダクト２４３を介して屋外に流出させる空気の流れを強制的に生じさせるように構成されている。例えば、冷媒検知装置９９で冷媒の漏洩が検知された場合には、制御装置２０１の制御によって送風機９８の運転が開始される。したがって、本実施の形態では、容器２４１内に放出された冷媒をさらに速やかに屋外に排出することができる。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯暖房装置１０００において、容器２４１のうちの第１開口部２４２とは高さの異なる位置には、室内空間を介さずに屋外と連通する第２開口部２４４が形成されている。
【００７０】
この構成によれば、冷媒と空気との密度差による自然対流により、容器２４１内に放出された冷媒を速やかに屋外に排出することができる。
【００７１】
また、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯暖房装置１０００において、容器２４１内には送風機９８が設けられている。冷媒の漏洩が検知された場合には送風機９８の運転が開始される。
【００７２】
この構成によれば、送風機９８が運転することにより、容器２４１内に放出された冷媒をさらに速やかに屋外に排出することができる。
【００７３】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、負荷側熱交換器２として二重壁構造を有するプレート式熱交換器を例に挙げたが、負荷側熱交換器２は、二重壁構造を有する二重管式熱交換器など、プレート式熱交換器以外のものであってもよい。
【００７４】
また、上記実施の形態では、ヒートポンプ装置としてヒートポンプ給湯暖房装置１０００を例に挙げたが、本発明は、チラー等の他のヒートポンプ装置にも適用可能である。
【００７５】
また、上記実施の形態では、貯湯タンク５１を備えた室内機２００を例に挙げたが、貯湯タンクは室内機２００とは別に設けられていてもよい。
【００７６】
上記の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  熱源側熱交換器、２  負荷側熱交換器、３  圧縮機、４  冷媒流路切替装置、５  中圧レシーバ、６  第１減圧装置、７  第２減圧装置、１１  吸入配管、５１  貯湯タンク、５２  膨張タンク、５３  ポンプ、５４  ブースタヒータ、５５  三方弁、５６  ストレーナ、５７  フロースイッチ、６０  浸水ヒータ、６１  コイル、６２、６３  排水口、７０  圧力逃がし弁、７１  空気抜き弁、７２、７３、７５  配管、７２ａ、７２ｂ  分岐部、８１ａ、８１ｂ  サニタリー回路側配管、８２ａ、８２ｂ  暖房回路側配管、９８  送風機、９９  冷媒検知装置、１００  室外機、１０１  制御装置、１０２  制御線、１１０  冷媒回路、１１１、１１２  接続配管、２００  室内機、２０１  制御装置、２０２  操作部、２０３  表示部、２１０  水回路、２２０  主回路、２２１、２２２  枝回路、２２２ａ  往き管、２２２ｂ  戻り管、２３０  合流部、２４０  筐体、２４１  容器、２４２  第１開口部、２４３  ダクト、２４４  第２開口部、２４５  ダクト、３００  暖房機器、３０１  圧力逃がし弁、３０２  空気抜き弁、４０１  冷媒流路、４０２  水流路、４１０  隔壁、４１１  第１隔壁、４１２  第２隔壁、４１３  隙間、１０００  ヒートポンプ給湯暖房装置、Ｒ  冷媒。
【図１】
2018167861.tif 000003
【図２】
2018167861.tif 000004
【図３】
2018167861.tif 000005
【図４】
2018167861.tif 000006
【図５】
2018167861.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月19日(2019.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係るヒートポンプ装置は、冷媒を循環させる冷媒回路と、熱媒体を流通させる熱媒体回路と、前記冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、少なくとも前記熱交換器を収容し、室内空間に設置される室内機と、を備え、前記熱交換器は二重壁構造を有しており、前記室内機は、前記熱交換器を収容する容器を有しており、前記容器には、前記室内空間を介さずに屋外と連通する第１開口部が形成されているものである。
本発明に係るヒートポンプ装置の設置方法は、冷媒を循環させる冷媒回路と、熱媒体を流通させる熱媒体回路と、前記冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、少なくとも前記熱交換器を収容する室内機と、を備え、前記熱交換器は二重壁構造を有しており、前記室内機は、前記熱交換器を収容する容器を有しており、前記容器には開口部が形成されているヒートポンプ装置を設置する方法であって、前記室内機を室内空間に設置する際に、前記開口部を前記室内空間を介さずに屋外と連通させるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を循環させる冷媒回路と、
熱媒体を流通させる熱媒体回路と、
前記冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、
少なくとも前記熱交換器を収容し、室内空間に設置される室内機と、を備え、
前記熱交換器は二重壁構造を有しており、
前記室内機は、前記熱交換器を収容する容器を有しており、
前記容器には、前記室内空間を介さずに屋外と連通する第１開口部が形成されているヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記容器のうちの前記第１開口部とは高さの異なる位置には、前記室内空間を介さずに屋外と連通する第２開口部が形成されている請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記容器内には冷媒検知装置が設けられている請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記冷媒の漏洩が検知された場合であっても前記熱媒体回路の運転が継続される請求項３に記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記冷媒の漏洩が検知された場合には前記冷媒回路の運転が停止される請求項３又は請求項４に記載のヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記容器内には送風機が設けられており、
前記冷媒の漏洩が検知された場合には前記送風機の運転が開始される請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
【請求項７】
前記冷媒は、可燃性冷媒又は有毒性冷媒である請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
【請求項８】
冷媒を循環させる冷媒回路と、
熱媒体を流通させる熱媒体回路と、
前記冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、
少なくとも前記熱交換器を収容する室内機と、を備え、
前記熱交換器は二重壁構造を有しており、
前記室内機は、前記熱交換器を収容する容器を有しており、
前記容器には開口部が形成されているヒートポンプ装置を設置する方法であって、
前記室内機を室内空間に設置する際に、前記開口部を前記室内空間を介さずに屋外と連通させるヒートポンプ装置の設置方法。
【国際調査報告】
2018167861.tif 000008
2018167861.tif 000009
2018167861.tif 000010
2018167861.tif 000011