(57)【要約】【課題】  圧縮機及び水熱交換器という空気抵抗が大きい装置が環状に接続する冷媒回路を備えたヒートポンプ給湯機について、ヒートポンプ給湯機の冷媒回路内を所定の値まで真空引きする時間を短縮できる製造方法を提供する。【解決手段】  圧縮機３と水熱交換器４とを含む複数の装置が環状に接続する冷媒回路を有するヒートポンプ給湯機の製造する際に、圧縮機３の前後に、圧縮機３と並列に補助回路１０を接続し、補助回路１０を介して、圧縮機３の前及び圧縮機３と水熱交換器４との間の２箇所から冷媒回路内の真空引きを行い、冷媒回路に冷媒を充填した後、補助回路１０を冷媒回路から取り外している。【選択図】  図３
2009287909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と水熱交換器とを含む複数の装置が環状に接続する冷媒回路を有するヒートポンプ給湯機の製造方法において、
前記圧縮機の前後に、前記圧縮機と並列に補助回路を接続する補助回路取付工程と、
前記補助回路を介して、前記圧縮機の前及び前記圧縮機と前記水熱交換器との間の２箇所から冷媒回路内の真空引きを行う真空引き工程と、
前記冷媒回路内を所定の値まで真空引きした後、前記補助回路を介して前記冷媒回路内に冷媒を充填する冷媒充填工程と、
前記冷媒を充填した後、前記補助回路を前記冷媒回路から取り外す補助回路取外し工程と、
を備えたヒートポンプ給湯機の製造方法。
【請求項２】
圧縮機を含む複数の装置が環状に接続するヒートポンプ給湯機の冷媒回路において、
前記圧縮機の流入口に接続する第１の分岐管と、
前記圧縮機の流出口に接続する第２の分岐管とを備え、
前記第１および第２の分岐管の枝管側をそれぞれ封鎖しているヒートポンプ給湯機の冷媒回路。
【請求項３】
第１の分岐管の枝管に接続する第１の開閉弁と、
第２の分岐管の枝管に接続する第２の開閉弁とを備え、
前記第１および第２の開閉弁を閉弁していることを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ給湯機の冷媒回路。
【請求項４】
請求項２に記載のヒートポンプ給湯機の冷媒回路に水熱交換器を含み、
前記ヒートポンプ給湯機の冷媒回路と、
前記水熱交換機に接続する給湯手段と、
を備えたことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ給湯機の冷媒回路、及びヒートポンプ給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ給湯機は、貯湯及び保温用の給湯タンクと室外ユニット（ヒートポンプ）とから構成される。室外ユニットは、筐体内に水回路と冷媒回路とを組み合わせた（前組み立て工程）後、真空引きし（真空引き工程）、次に冷媒管に冷媒を充填し（冷媒充填工程）、その冷媒管をロー付けにより封止し（ロー付け工程）、電装部品を組み付けし（組み付け工程）、検査し（検査工程）、外装部品の取り付けをした（外装工程）後、外観検査後に出荷される。真空引き工程では、冷媒回路に真空引き装置（脱気装置）を接続して、ポンプ引きにより冷媒回路内を脱気している。
【０００３】
冷媒回路に充填される冷媒としては、従来の空気調和機等では、塩素基を有するＲ−１２やＲ−５０が用いられていた。しかし、地上上空のオゾン層破壊の潜在性があるため、環境保全の目的から塩素基の含有量の少ないＲ−２２（クロロジフルオロメタン）や、塩素基を含まないＲ−３２（ジフルオロメタン）、Ｒ−１２５（ペンタフルオロエタン）、Ｒ−１３４ａ（テトラフルオロエタン）あるいはＲ−４１０ＡやＲ−４１０Ｂなどの混合物等（以下、ＨＦＣ系冷媒という）が現在は使用されており、ヒートポンプ給湯機ではＣＯ２が代替冷媒として使用されている。
【０００４】
しかし、ＨＦＣ系冷媒は水との反応性が高く、冷媒回路中に水があると加水分解して、酸、アルコールなどを生成し、さらに磨耗した金属イオンと反応して金属石鹸を生じるという問題点がある。そして、このような反応により生じた金属石鹸等は、圧縮機等の冷凍機器や配管の内面に付着して、圧縮機等の各冷凍機器や配管の異常や損傷の原因になるという不具合が生じる。また、ＣＯ２冷媒でも同様の不具合が生じる。
【０００５】
従って、ＨＦＣ系冷媒を用いた場合には、空気調和機における冷媒回路内の水分を確実に除去する必要があり、冷媒回路内に加熱した空気を送風した後、冷媒回路内を真空引きしている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１１３０７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
冷媒回路内の水分を確実に除去できるまで真空を引くにはタクトタイム以上の時間を要する。特に、ヒートポンプ給湯機は空気調和機と異なり水熱交換器を有するため、冷媒回路内の空気抵抗が非常に高く、真空引きに長時間を要する。このため、ヒートポンプ給湯機の製造工程において、例えば、カート台車などに製品を載せて周回させて真空引きする必要がある。このような生産方式であると、生産数を上げるには、周回させる製造スペースも比例して大きくする必要があり、製造レイアウト変更等にも制約がかかる。つまり、生産効率の向上や製造スペースの制約の面から、冷媒回路の真空引き時間を短くする要望がある。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、ヒートポンプ給湯機の製造に関して、冷媒回路内の水分を確実に除去するための真空引き工程の時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るヒートポンプ給湯機の製造方法においては、圧縮機の前後に、圧縮機と並列に補助回路を接続し、補助回路を介して、圧縮機の前及び圧縮機と水熱交換器との間の２箇所から冷媒回路内の真空引きを行い、冷媒回路に冷媒を充填した後、補助回路を冷媒回路から取り外している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、冷媒を封入するための補助回路を圧縮機と並列に設け、補助回路を介して圧縮機の前及び圧縮機と水熱交換器との間の２箇所から真空引きを実施することで、真空引きに要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の冷媒回路図である。本実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機は、室外ユニット１と給湯手段である給湯タンク２とから構成されている。圧縮機３、水熱交換器４、内部熱交換器５、膨張弁６、空気熱交器機７を環状に接続した冷媒回路に外装部品等を取り付けて室外ユニット１を構成する。圧縮機３の前後には分岐管１２、１３を配する。すなわち、圧縮機３の流入口に分岐管１２を接続し、圧縮機３の流出口に分岐管１３を接続する。それぞれの分岐管の枝管１２ａ、１３ａには、開閉弁８、９を接続する。開閉弁８、９は、後述する補助回路を圧縮機３の前後に取り外し可能に接続するためのものである。
【００１２】
次に、実施の形態１におけるヒートポンプ給湯器の製造方法を説明する。図２は本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯器の製造方法を示した工程図であり、図３は本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の冷媒回路内を真空引きする際の冷媒回路図である。
【００１３】
筐体内に水回路と冷媒回路とを組み合わせる前組み立て工程２０の後、冷媒回路内を真空引きする前に、圧縮機３の前後に、圧縮機３と並列に補助回路１０を接続する（補助回路取付工程２１）。補助回路取付工程２１の後、開閉弁８、９を開いた状態で、補助回路１０に設置したチャージパイプ１４に真空ポンプ１１を接続して、冷媒回路内を真空引きする（真空引き工程２２）。真空引きした冷媒回路内に冷媒を充填する冷媒充填工程２３の後、開閉弁８、９を閉じて補助回路１０を冷媒回路から取り外す（補助回路取外し工程２４）。
【００１４】
その後は、電装部品を組み付ける電装工程２５、ヒートポンプ給湯機の性能を検査する性能検査工程２６、外装部品を取り付ける外装工程２７、外観を検査する外観検査２８を経てヒートポンプ給湯機は出荷される。
【００１５】
冷媒回路において、特に空気抵抗が大きい箇所は圧縮機３である。これは、圧縮機３には圧縮された冷媒が出るための吐出弁があることに起因する。また、電装工程２５よりも前の製造工程の段階では、冷媒回路を電子制御できず、圧縮機３の空気抵抗を小さくするような制御ができない。
【００１６】
圧縮機３以外では、水熱交換器４も空気抵抗が大きい箇所である。水熱交換機４では、圧縮機３で圧縮されて温度上昇した冷媒の温度を下げないように冷媒の膨張を抑制している。冷媒の膨張を抑制するため、水熱交換器４の配管内径は小さくなっており、そのため、水熱交換機４の空気抵抗は大きくなっている。
【００１７】
真空引き工程２２において、例えば、図３に示すように内部熱交換器５と圧縮機３との間に位置するＡ部から真空引きする場合を考える。この場合、空気熱交換器７や内部熱交換器５は空気抵抗が小さいため真空引き易い。しかし、Ａ部から見て圧縮機３よりも後段の箇所（例えば、Ｂ部）は、空気抵抗の大きい圧縮機３を介しては真空引き難い。また、Ｂ部を内部熱交換器５や空気熱交換器７を介した逆方向から真空引きしたとしても、空気抵抗の大きい水熱交換機４を介するため、真空引き難い。このように、Ａ部から真空引きする場合は、空気抵抗の大きい圧縮機３、水熱交換機４及び圧縮機３と水熱交換機４との間を真空引きするのに非常に時間がかかる。
【００１８】
一方、Ｂ部から真空引きする場合を考える。この場合、圧縮機３と水熱交換機４との間は直接的に真空引きするため、Ａ部から真空引きする場合と比較すると真空引き易い。しかし、内部熱交換器５、膨張弁６及び空気熱交換器７をＢ部から真空引きするには、空気抵抗が大きい圧縮機３または水熱交換器４を介さねばならず、真空引き難い。このため、冷媒回路内の真空度が所定値に均一になるようにするには時間が非常にかかる。
【００１９】
本実施の形態１のヒートポンプ給湯器は、圧縮機３と並列に取り外し可能な補助回路１０を接合できる構造となっている。補助回路１０と冷媒回路とは切り離すことができる。図４及び図５は、本実施の形態１における補助回路１０と冷媒回路との接続を説明する図である。
【００２０】
図４において、冷媒回路は圧縮機３の前後に分岐管１２、１３を配している。分岐管１２、１３の枝管１２ａ、１３ａにはそれぞれ開閉弁８、９が接続しており、更に配管１５、１６が接続している。配管１５、１６は冷媒回路側の端部であるフランジ１５ａ、１６ａを有する。補助回路取付工程２１において、フランジ１５ａを補助回路１０の端部であるフランジ１０ａと接合し、フランジ１６ａを補助回路１０の端部であるフランジ１０ｂと接合する。なお、補助回路１０にはチャージパイプ１４が接続しており、チャージパイプ１４を介して冷媒回路内を真空引きし（真空引き工程２２）、冷媒回路内に冷媒を注入する（冷媒充填工程２３）。
【００２１】
なお、図５に示すように、圧縮機３の前後に三方弁１７、１８を配してもよい。図５では、図４に示す開閉弁８、９及び分岐管１２、１３の代わりに、三方弁１７、１８を用いており、部品点数を削減できる。
【００２２】
図６は、補助回路１０と冷媒回路との接合部を示す斜視図である。図６(ａ)は、補助回路１０と冷媒回路との接合部を説明する斜視図であり、図６(ｂ)は、補助回路１０と冷媒回路とのつき合わせを示す斜視図である。図７は、補助回路１０と冷媒回路とを接合するためのカップリング３１を示す平面図である。
【００２３】
補助回路１０と冷媒回路との接合部は、着脱可能とするため配管の端部がそれぞれフランジとなる構造である。補助回路１０と配管１５との接合部では、フランジ１０ａとフランジ１５ａとを図６(ｂ)に示すようにつき合わせて、例えば、図７に示すカップリング３１で接合する。また、この他にも両フランジをボルトとナットで締結してもよい。
【００２４】
このような構造により、冷媒を冷媒回路内に充填後に、開閉弁８、９を閉弁してカップリング３１を取り外し、不要となった補助回路１０を取り外すことができる（補助回路取外し工程２４）。補助回路１０を取り外した後、さらに、配管１５、１６についても取り外すこともできる。
【００２５】
従来は、冷媒封入後はその配管をロー付けにて閉じており、ローの部分に微小な欠陥ができて冷媒が漏洩するという問題が発生していた。本実施の形態１では、開閉弁８、９を閉弁することにより冷媒回路を封止しているため、従来のようなロー付けは不要となる。これにより、冷媒回路からの冷媒の漏洩を防止することができる。
【００２６】
更に、取り外した補助回路１０を別のヒートポンプ給湯機の製造で再使用することができる。補助回路１０の配管は一般に銅製であり高価であるため、補助回路１０の再使用はコスト面からも有利となる。
【００２７】
なお、補助回路１０を圧縮機３と並列に設置するのは、圧縮機３内部や、圧縮機３と水熱交換器４との間という空気抵抗の大きいポジションをできるだけ直接的に真空ポンプ１１に繋いで、大きく吸引するためである。また、補助回路１０を介しているため、真空ポンプ１１は１台でありながら、冷媒回路の異なる２箇所から一度に真空引きすることができる。真空ポンプ１１に直接的に接続される箇所では、吸引力は大きいが、真空ポンプ１１から離れて水熱交換器４や内部熱交換器５等の装置を介することにより吸引力は下がる。
【００２８】
配管１５側（すなわち、圧縮機３の前側）からは、圧縮機３内部、及び圧縮機３の前段に接続する内部熱交換器５、空気熱交換器７などの装置を真空引きする。配管１５側からは、圧縮機３の空気抵抗が大きいため、圧縮機３の後段は真空引き難くなっている。一方、配管１６側（すなわち、圧縮機３の後側）からは、圧縮機３の後段である圧縮機３と水熱交換器４との間、水熱交換器４内部などを真空引きする。
【００２９】
本実施の形態１においては、冷媒回路において空気抵抗が大きな箇所である圧縮機３の前後に直接的に真空ポンプ１１を接続して真空引きしているため、冷媒回路の空気抵抗が大きな所では吸引力は大きく、真空引きに要する時間を短縮できる。なお、真空ポンプ１１から離れ、水熱交換器４などを介した箇所（例えば、内部熱交換器５や膨張弁６が配置されている箇所）は、吸引力が下がる。しかし、内部熱交換器５や膨張弁６は空気抵抗が小さいため、吸引力が下がっても、問題なく真空引きすることができ、真空引きする時間に対する影響が少ない。
【００３０】
図８は、真空引き工程２２における冷媒回路内の圧力変動を示す図である。図中、実線は本実施の形態１における冷媒回路の真空引き工程２２での冷媒回路内の圧力変動を示しており、一点鎖線は従来の真空引き工程での冷媒回路内の圧力変動を示している。
【００３１】
図８に示すとおり、本実施の形態１における真空引き工程２２においては、冷媒回路内の圧力を目標値になるまで真空引きするのに要する時間Ｔは、従来の真空引きに要する時間と比較して約半分に短縮されている。
【００３２】
本実施の形態１によれば、冷媒を封入するための補助回路１０を圧縮機３と並列に設け、補助回路１０から真空引きを実施することで、真空引きに要する時間を短縮することができる。このため、ヒートポンプ給湯機の生産効率を向上し、必要となる製造スペースを縮小化することができる。
【００３３】
また、冷媒封入後に開閉弁８、９を閉じることにより冷媒回路の配管を封鎖しているため、ロー付けを不要とすることができる。ロー付けによる配管の損傷がなく、冷媒が漏れ出すことを防止できるため、品質を向上することができる。
【００３４】
さらに、真空引き工程２２で用いる補助回路１０を取り外しできるように冷媒回路を構成しているため、補助回路１０を再使用することができ、配管費を抑え、コストアップを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯器の製造方法を示した工程図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の冷媒回路内を真空引きする際の冷媒回路図である。
【図４】本実施の形態１における補助回路１０と冷媒回路との接続を説明する図である。
【図５】本実施の形態１における補助回路１０と冷媒回路との接続を説明する図である。
【図６】補助回路１０と冷媒回路との接合部を示す斜視図である。
【図７】補助回路１０と冷媒回路とを接合するためのカップリング３１を示す平面図である。
【図８】真空引き工程２２における冷媒回路内の圧力変動を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
２  給湯タンク
３  圧縮機
４  水熱交換器
８、９  開閉弁
１０  補助回路
１２、１３  分岐管
１２ａ、１３ａ  枝管
【図１】
2009287909.tif 000003
【図２】
2009287909.tif 000004
【図３】
2009287909.tif 000005
【図４】
2009287909.tif 000006
【図５】
2009287909.tif 000007
【図６】
2009287909.tif 000008
【図７】
2009287909.tif 000009
【図８】
2009287909.tif 000010