(57)【要約】【課題】冷媒漏れを誤検知することなく、使用性を向上させたヒートポンプ式温水暖房装置を提供すること。【解決手段】少なくとも圧縮機１、水冷媒熱交換器３、減圧装置４、室外熱交換器５から形成された冷凍サイクルと、圧縮機１の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段１ｂと、圧縮機１の吐出冷媒の過熱度を検出する吐出過熱度検出手段と、制御装置１１ａとを備え、圧縮機１が起動してから所定時間後に、吐出圧力検出手段１ｂにより検出された吐出圧力が第１設定圧力未満で、かつ、吐出過熱度検出手段により検出された吐出過熱度が所定値以上の場合、または、吐出圧力検出手段により検出された吐出圧力が、前記第１設定圧力よりも低く設定された第２設定圧力よりも低い場合に、圧縮機１の運転を停止させることを特徴とするヒートポンプ式温水暖房装置。【選択図】図１
2013185803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器、前記冷媒を減圧する減圧装置、前記冷媒と空気とが熱交換を行う室外熱交換器から形成された冷凍サイクルと、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記圧縮機の吐出冷媒の過熱度を検出する吐出過熱度検出手段と、制御装置とを備え、前記圧縮機が起動してから所定時間後に、前記吐出圧力検出手段により検出された吐出圧力が第１設定圧力未満で、かつ、前記吐出過熱度検出手段により検出された吐出過熱度が所定値以上の場合、または、前記吐出圧力検出手段により検出された吐出圧力が、前記第１設定圧力よりも低く設定された第２設定圧力よりも低い場合に、前記制御装置は、前記圧縮機の運転を停止させることを特徴とするヒートポンプ式温水暖房装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記圧縮機の運転停止の回数が、所定回数以上の場合には、前記圧縮機を再起動させないとともに、その旨を報知する構成としたことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式温水暖房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来では、石油やガスなどの燃焼系の燃料を熱源とした暖房機器の利用が大半を占めていたが、近年ではヒートポンプ技術を利用した暖房市場が急激に拡大している。
【０００３】
図３は、従来の冷暖房可能なヒートポンプ式温水暖房装置の構成である。図３に示すように従来のヒートポンプ式温水暖房装置は、圧縮機１、四方弁２、水冷媒熱交換器３、減圧装置４、室外熱交換器５を順次冷媒配管で環状に接続して構成される冷凍サイクルを有している。
【０００４】
そして、水冷媒熱交換器３で生成した冷温水を冷暖房端末に送るための水ポンプ８、空気と冷媒との熱交換を促進させるための送風ファン６を備えている。ヒートポンプ式温水暖房装置は、四方弁２を切り換えることで水冷媒熱交換器３を凝縮器または蒸発器にして暖房（または給湯）または冷房運転を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−４７６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、水冷媒熱交換器３などが収納された熱交換ユニットと、圧縮機１や室外熱交換器５などが収納されたヒートポンプユニットとが、それぞれ屋内と屋外に設置されるヒートポンプ式温水暖房装置の分離型においては、ユニット間を接続する配管長は一定ではないため、ヒートポンプ式温水暖房装置では、蒸発器の運転使用温度範囲を正確に定めるのが困難のため、冷媒漏れを誤検知してしまう課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷媒漏れを誤検知することなく、使用性を向上させたヒートポンプ式温水暖房装置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】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ式温水暖房装置は、少なくとも冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器、前記冷媒を減圧する減圧装置、前記冷媒と空気とが熱交換を行う室外熱交換器から形成された冷凍サイクルと、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記圧縮機の吐出冷媒の過熱度を検出する吐出過熱度検出手段と、制御装置とを備え、前記圧縮機が起動してから所定時間後に、前記吐出圧力検出手段により検出された吐出圧力が第１設定圧力未満で、かつ、前記吐出過熱度検出手段により検出された吐出過熱度が所定値以上の場合、または、前記吐出圧力検出手段により検出された吐出圧力が、前記第１設定圧力よりも低く設定された第２設定圧力よりも低い場合に、前記制御装置は、前記圧縮機の運転を停止させることを特徴とするものである。
【０００９】
これにより、配管長変化なども考慮できるので、冷媒漏れを完全に検知することができ、使用性を向上させたヒートポンプ式温水暖房装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、冷媒漏れを誤検知することなく、使用性を向上させたヒートポンプ式温水暖房装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ式温水暖房装置の構成図
【図２】同ヒートポンプ式温水暖房装置の冷媒漏れ検知制御のフローチャート
【図３】従来のヒートポンプ式温水暖房装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、少なくとも冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器、前記冷媒を減圧する減圧装置、前記冷媒と空気とが熱交換を行う室外熱交換器から形成された冷凍サイクルと、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記圧縮機の吐出冷媒の過熱度を検出する吐出過熱度検出手段と、制御装置とを備え、前記圧縮機が起動してから所定時間後に、前記吐出圧力検出手段により検出された吐出圧力が第１設定圧力未満で、かつ、前記吐出過熱度検出手段により検出された吐出過熱度が所定値以上の場合、または、前記吐出圧力検出手段により検出された吐出圧力が、前記第１設定圧力よりも低く設定された第２設定圧力よりも低い場合に、前記制御装置は、前記圧縮機の運転を停止させることを特徴とするヒートポンプ式温水暖房装置である。
【００１３】
これにより、配管長変化なども考慮できるので、冷媒漏れを完全に検知することができ、使用性を向上させたヒートポンプ式温水暖房装置を提供できる。また、冷媒不足のまま圧縮機が運転し続けないので、圧縮機の耐久性を向上できる。
【００１４】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記制御装置は、前記圧縮機の運転停止の回数が、所定回数以上の場合には、前記圧縮機を再起動させないとともに、その旨を報知する構成としたことを特徴とするものである。
【００１５】
これにより、圧縮機の耐久性を向上できるとともに、冷凍サイクルの異常を使用者に知らせることができる。
【００１６】
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。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ式温水暖房装置の構成図である。まず、図１を用いてヒートポンプ式温水暖房装置の構成を説明する。
【００１８】
本実施の形態のヒートポンプ式温水暖房装置は、冷媒を圧縮して高温冷媒を吐出する圧縮機１と、水と高温冷媒とを熱交換して高温水を生成する水冷媒熱交換器３と、冷媒を減圧する減圧装置４と、空気と冷媒とで熱交換を行う室外熱交換器５とを冷媒配管７で接続してなる冷凍サイクルを有している。
【００１９】
また、前記冷凍サイクルには、暖房時には圧縮機１から冷媒を水冷媒熱交換器３に流すように、冷房時には圧縮機１から冷媒を室外熱交換器５に流すように、冷媒流路を切り換える四方弁２を設けている。
【００２０】
なお、ヒートポンプユニット１０ａ内には、前記圧縮機１、前記減圧装置４、前記室外熱交換器５が配設されており、熱交換ユニット１０ｂ内には、前記水冷媒熱交換器３が配設されており、前記ヒートポンプユニット１０ａと前記熱交換ユニット１０ｂとは、冷媒
配管にて接続されている。
【００２１】
また、圧縮機１の吐出配管には、前記圧縮機１から吐出された冷媒温度を検出する吐出温度検出手段である吐出温度センサ１ａと、前記圧縮機１から吐出された冷媒の圧力を検出する圧力検出手段である吐出圧力センサ１ｂとが設けられている。
【００２２】
さらに、室外熱交換器５へ送風するための送風ファン６と、室外熱交換器５に吸い込まれる空気の温度を検出する外気温度検出手段である温度センサ５ａとが設けられている。
【００２３】
吐出圧力センサ１ｂで検出された圧力が圧縮機１の運転使用範囲を超えないように、圧縮機１の周波数を制御している。なお、冷媒にはＲ４１０Ａを用いているが、その他、フルオロカーボン系の冷媒を用いることができる。また、圧縮機１は密閉型であり、高圧側にモータを配し、モータには希土類磁石を用いている。また、アキュームレータを用いない構成とすることで、小型化・軽量化が可能となる。
【００２４】
また、居室内を冷暖房する冷暖房端末２４（例えば、床暖房パネル、ラジエーターパネルやファンコイルユニット等）を備えており、冷暖房端末２４の内部を水冷媒熱交換器３で生成した冷温水を流して居室内を冷暖房するものである。
【００２５】
更に、給湯（例えば、シャワー等）に用いるお湯を溜める給湯タンク２２を備えており、水冷媒熱交換器３で生成した高温水を給湯用熱交換器２３に流して給湯タンク内部の水を温める。そのため、流路切換弁２１が水冷媒熱交換器３の出口側に設けられており、流路切換弁２１を切り換えることで給湯用熱交換器２３側の給湯用水回路２０ａと、冷暖房端末２４側の冷暖房用水回路２０ｂにそれぞれ水が循環する構成となっている。
【００２６】
水冷媒熱交換器３の入口側には水を循環させるための水ポンプ８を備えている。また、水冷媒熱交換器３の入口側には入水温度を検出する入水温度検出手段である温度センサ３ａと、水冷媒熱交換器３の出口側には出水温度を検出する出水温度検出手段である温度センサ３ｂとを備えている。
【００２７】
そして、ヒートポンプ式温水暖房装置の給湯または冷暖房運転では、水ポンプ８を駆動して給湯用熱交換器２３内または冷暖房端末２４に冷温水を循環させるとともに、温度センサ３ｂが検出する冷温水の温度が、リモコン装置等（図示せず）で設定した設定温度よりも所定温度高い（冷房運転時は低い）ことを検出するまで冷凍サイクルを運転し、温度センサ３ｂが検出する温度が設定温度よりも所定温度高い（冷房運転時は低い）温度を検出すると、冷凍サイクルの運転を停止する。
【００２８】
一方、冷凍サイクルの運転は、吐出温度センサ１ａで検出した吐出温度が、所定の温度となるように、減圧装置４の開度が制御される。但し、冷凍サイクルの運転を停止させた以降も、冷暖房端末２４または給湯用熱交換器２３内を循環する水の温度を検出しなければならないため、水ポンプ８は駆動させたままの状態にする。なお、水ポンプ８はＡＣポンプとＤＣポンプのいずれであってもかまわない。
【００２９】
すなわち、本実施の形態のヒートポンプ式温水暖房装置は、冷凍サイクルを構成する機能部品のうち、水冷媒熱交換器３以外の部品をヒートポンプユニット１０ａの筐体内に収納し、水冷媒熱交換器３および水ポンプ８を、熱交換ユニット１０ｂの筐体内に収納する構成としている。
【００３０】
この場合、ヒートポンプユニット１０ａを屋外に配し、熱交換ユニット１０ｂを屋内に配することで、上記のように屋内と屋外とは冷媒配管によって接続されることになる。そ
のため冬期など外気温度が低い時であっても、屋内と屋外とは冷媒配管で接続されているため、水配管で接続されているときに比べて凍結の恐れが低いという利点がある。
【００３１】
また、ヒートポンプユニット１０ａ、熱交換ユニット１０ｂのいずれにも、制御装置１１ａ、１１ｂを有しており、各ユニット内に設けられた機器に運転指示を行う。
【００３２】
以上のように構成されたヒートポンプ式温水暖房装置において、以下、冷媒漏れ検知制御について説明する。
【００３３】
図２は、冷媒漏れ検知制御を示すフローチャートである。以下、本実施の形態の冷媒漏れ検知制御について、図２を用いて説明する。
【００３４】
運転が開始されると、まず圧縮機１を起動し（ステップ１）、圧縮機運転後所定時間が経過しているか判断する（ステップ２）。所定時間が経過している場合はステップ３に移行する。
【００３５】
ステップ３にて、吐出圧力センサ１ｂで検出した圧力が第２設定温度（第１設定温度よりも低い）未満かどうかを確認し、成立していればステップ５に移行し、条件が成立していない場合は、ステップ４に移行する。
【００３６】
ステップ３では、冷媒がほぼ完全に抜けてしまっているかを確認しており、冷媒が完全に抜けてしまった場合は、吐出過熱度が正しく検知できなくなるため、圧力のみで判定している。
【００３７】
ステップ４にて、圧力が第１設定温度未満かつ吐出過熱度が設定値以上かどうかを確認し、成立していればステップ５に移行し、条件が成立していない場合はステップ３に戻る。ステップ４では冷媒が中途半端に抜けてしまっていないかを判定している。
【００３８】
なお、吐出過熱度を検出する吐出過熱度検出手段は、吐出圧力センサ１ｂと吐出温度センサ１ａから構成されており、圧力とその圧力に対応する凝縮温度が、ヒートポンプユニット制御装置１１ａに予め設定されており、吐出温度センサ１ａが検出した温度から、吐出圧力センサ１ｂが検出した圧力に対応する予め設定された凝縮温度をマイナスすることで、吐出過熱度を計算している。
【００３９】
なお、凝縮器（暖房時は水冷媒熱交換器３、冷房時は室外熱交換器５）側に凝縮温度が検出できる温度センサがある場合は、吐出温度センサ１ａで検出した吐出温度から、吐出圧力センサ１ｂの代わりに凝縮温度が検出できる温度センサが検出した凝縮温度をマイナスすることで、吐出過熱度を計算してもよい。
【００４０】
冷媒漏れを検知した場合は、圧縮機１を停止し（ステップ５）、異常回数をカウントアップする（ステップ６）。
【００４１】
ステップ７にて、異常回数が所定回数以上かどうかを確認し、成立していればシステムダウンし、リモコン装置等（図示せず）に異常表示を行い（ステップ９）、異常回数が未達であれば、圧縮機１の再起動待ちを行い（ステップ８）、３分経過した時点で、圧縮機１を再起動する。
【００４２】
以上のように、本実施の形態のヒートポンプ式温水暖房装置は、ユニット間の接続配管長によらず冷媒漏れを確実に検知でき、圧縮機が損傷する前に安全に停止することができ、使用者にその異常を知らせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明のヒートポンプ式温水暖房装置は、冷媒漏れを誤検知することなく使用性を向上させたヒートポンプ式温水暖房装置を提供できるため、家庭用のみならず業務用のヒートポンプ式温水暖房装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１  圧縮機
１ａ  吐出温度センサ
１ｂ  吐出圧力センサ（吐出圧力検出手段）
２  四方弁
３  水冷媒熱交換器
４  減圧装置
５  室外熱交換器
６  送風ファン
８  水ポンプ
１０ａ  ヒートポンプユニット
１０ｂ  熱交換ユニット
１１ａ  ヒートポンプユニット制御装置
１１ｂ  熱交換ユニット制御装置
【図１】
2013185803.tif 000003
【図２】
2013185803.tif 000004
【図３】
2013185803.tif 000005