(57)【要約】  ヒートポンプシステムの室外ユニットは、圧縮機、ガス管バルブおよび液管バルブを有する室外ユニットと、室内ユニットと、ガス管バルブと室内ユニットとを接続するガス管と、液管バルブと室内ユニットとを接続する液管と、ガス管に設けられ、冷媒漏洩時に遮断されるガス側遮断弁と、液管に設けられ、冷媒漏洩時に遮断される液側遮断弁と、を備えた。ヒートポンプシステムはさらに、電源を供給する電源ブレーカをＯＮにする動作を含む特定の動作が行われると、ガス側遮断弁および液側遮断弁をＯＰＥＮにすると共に、圧縮機に対する動作指示を無効とする据付モードを実行する制御装置を備えた。
2020202548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、ガス管バルブおよび液管バルブを有する室外ユニットと、室内ユニットと、前記ガス管バルブと前記室内ユニットとを接続するガス管と、前記液管バルブと前記室内ユニットとを接続する液管と、前記ガス管に設けられ、冷媒漏洩時に遮断されるガス側遮断弁と、前記液管に設けられ、冷媒漏洩時に遮断される液側遮断弁と、を備えたヒートポンプシステムの室外ユニットであって、
前記ヒートポンプシステムに電源を供給する電源ブレーカをＯＮにする動作を含む特定の動作が行われると、前記ガス側遮断弁および前記液側遮断弁をＯＰＥＮにすると共に、前記圧縮機に対する動作指示を無効とする据付モードを実行する制御装置を備えたヒートポンプシステムの室外ユニット。
【請求項２】
前記特定の動作は、前記制御装置に設けられた切替スイッチをＯＮにした状態で前記電源ブレーカをＯＮにする動作である請求項１記載のヒートポンプシステムの室外ユニット。
【請求項３】
前記ガス管バルブおよび前記液管バルブのそれぞれにはチャージポートが設けられている請求項１または請求項２記載のヒートポンプシステムの室外ユニット。
【請求項４】
前記液側遮断弁は、通電ＯＮでＯＰＥＮ、通電ＯＦＦでＣＬＯＳＥとなる弁であって、且つ、前記液側遮断弁から前記室内ユニットに向かう正方向と、その反対の逆方向とのうち、前記逆方向の冷媒の流れに対しては、通電ＯＦＦでもＯＰＥＮとなる電磁弁であり、
前記制御装置は、前記液側遮断弁を、暖房モードにおいて通電ＯＦＦとする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のヒートポンプシステムの室外ユニット。
【請求項５】
前記液側遮断弁は、前記液側遮断弁に作用する圧力差により通電ＯＦＦでもＯＰＥＮとなる請求項４記載のヒートポンプシステムの室外ユニット。
【請求項６】
膨張弁を備え、
前記制御装置は、前記膨張弁を制御する際、前記液側遮断弁に冷媒が通過する際の前記液側遮断弁の絞りの分、前記膨張弁の開度を大きくする制御を行う請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のヒートポンプシステムの室外ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒漏洩時に遮断される遮断弁を備えたヒートポンプシステムの室外ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートポンプシステムの室外ユニットでは、不燃性のＲ４１０Ａ冷媒が使用されてきたが、欧州Ｆガス規制の強化により、温暖化係数がより小さいＲ３２などの燃性冷媒へ移行する必要がある。燃性冷媒をある一定量超えて室外ユニットに封入する場合、居住空間への冷媒漏洩時のリスクを減らすために、冷媒回路を遮断する機構を設ける必要がある。【０００３】
冷媒回路を遮断する機構を備えた先行技術として、例えば、特許文献１がある。特許文献１では、室外ユニットと室内ユニットとを接続する液管およびガス管に、液側遮断弁およびガス管側遮断弁を設けた構成を有する。特許文献１では、冷媒漏洩時に液側遮断弁およびガス管側遮断弁を閉止し、室外ユニット側から室内ユニット側への冷媒の流入を防いで、室内ユニットからの冷媒の漏洩を抑えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−７７０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ヒートポンプシステムの現地への設置時には、冷媒回路の気密性を確認する気密チェックが行われる。気密チェックの後は、冷媒回路内の空気を真空ポンプを用いて排出する真空引きが行われ、その後、室外ユニット内に予め充填された冷媒が室内ユニットに開放される。【０００６】
特許文献１では、液側遮断弁およびガス管側遮断弁を備えているが、これらの遮断弁は、安全上、通電ＯＦＦ時は閉止される。気密チェックおよび真空引きは、電源ブレーカをＯＦＦにした状態で行われるため、特許文献１において気密チェックおよび真空引きを行うとした場合、液側遮断弁およびガス管側遮断弁は閉止状態となる。【０００７】
気密チェックの際には、室外ユニットに設けたチャージポートから気密チェック用ガスを冷媒回路内に封入して気密チェックが行われる。このため、液側遮断弁およびガス管側遮断弁が閉止していると、気密チェック用ガスが室内ユニットに流入せず、気密チェックを適切に完了できないという問題がある。また、真空引きの際には、室外ユニットに設けたチャージポートに真空ポンプが接続されるため、液側遮断弁およびガス管側遮断弁が閉止していると、室内ユニット側の真空が引けず、真空引きを適切に完了できないという問題がある。【０００８】
これらの問題を解決するには、電源ブレーカをＯＮにし、液側遮断弁およびガス管側遮断弁に通電して開放した状態で気密チェックおよび真空引きを実施すればよいが、この場合、以下の問題が生じる。電源ブレーカをＯＮにすると、室外ユニットがリモコン操作を受け付け可能な状態となる。このため、リモコンから例えば暖房モードなどの運転開始が指示されると、冷媒回路にはまだ冷媒が充填されていないにもかかわらず、圧縮機が動作を開始してしまい、圧縮機内に空気が混入して破損する可能性がある。【０００９】
本発明はこのような点を鑑みなされたもので、冷媒漏洩時に閉止する液側遮断弁およびガス管側遮断弁を備えた構成としつつ、気密チェックおよび真空引きの際に圧縮機内への空気の混入を防ぐことが可能なヒートポンプシステムの室外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】
【００１０】
本発明に係るヒートポンプシステムの室外ユニットは、圧縮機、ガス管バルブおよび液管バルブを有する室外ユニットと、室内ユニットと、ガス管バルブと室内ユニットとを接続するガス管と、液管バルブと室内ユニットとを接続する液管と、ガス管に設けられ、冷媒漏洩時に遮断されるガス側遮断弁と、液管に設けられ、冷媒漏洩時に遮断される液側遮断弁と、を備えたヒートポンプシステムの室外ユニットであって、ヒートポンプシステムに電源を供給する電源ブレーカをＯＮにする動作を含む特定の動作が行われると、ガス側遮断弁および液側遮断弁をＯＰＥＮにすると共に、圧縮機に対する動作指示を無効とする据付モードを実行する制御装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、冷媒漏洩時に閉止する液側遮断弁およびガス管側遮断弁を備えており、電源ブレーカＢＫをＯＮにする動作を含む特定の動作が行われると、据付モードが実行される。据付モードは、ガス側遮断弁および液側遮断弁をＯＰＥＮにすると共に、圧縮機に対する動作指示を無効とするモードである。これにより、冷媒漏洩時に閉止する液側遮断弁およびガス管側遮断弁を備えた構成としつつ、気密チェックおよび真空引きの際に据付モードが実行されることで、圧縮機内への空気の混入を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係るヒートポンプシステムの構成を示す図である。
【図２】図１の室外ユニットおよび遮断箱を側方から見た概略斜視図である。
【図３】実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける暖房動作時の動作説明図である。
【図４】実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける冷房動作時の動作説明図である。
【図５】実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける冷媒漏洩時の動作説明図である。
【図６】実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける冷媒漏洩時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける気密チェック時の動作説明図である。
【図８】実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける気密チェック時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける真空引き時の動作説明図である。
【図１０】実施の形態２に係るヒートポンプシステムにおける運転モードごとの遮断弁の通電制御をまとめた表を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るヒートポンプシステムの構成を示す図である。図２は、図１の室外ユニットおよび遮断箱を側方から見た概略斜視図である。図２において左側が正面側、右側が背面側である。
ヒートポンプシステムは、室外ユニット１０と、室内ユニット２０と、遮断弁箱３０とを備えている。室外ユニット１０と、室内ユニット２０と、遮断弁箱３０とには、商用電源ＥＰから電源ブレーカＢＫを介して電源が供給される。
【００１５】
室外ユニット１０は、圧縮機１と、四方弁２と、室外熱交換器３と、ファン４と、膨張弁５と、ガス管バルブ６と、液管バルブ８とを有する。ガス管バルブ６および液管バルブ８は、後述のガス管４０および液管４１を開閉するバルブである。ガス管バルブ６には、チャージポート７が設けられている。また、液管バルブ８には、チャージポート９が設けられている。
【００１６】
室内ユニット２０は、室内熱交換器２１と、冷媒漏洩を検知する冷媒漏洩センサ２２とを備えている。室内熱交換器２１は、プレート式熱交換器で構成されている。プレート式熱交換器には、水回路入口配管２３と水回路出口配管２４とが接続されて水回路が形成されている。なお、室内熱交換器２１は、プレート式熱交換器に限るものではなく、フィンチューブ熱交換器などでもよい。
【００１７】
室外ユニット１０と室内ユニット２０とはガス管４０と液管４１とで接続されている。具体的には、室外ユニット１０のガス管バルブ６と室内ユニット２０の室内熱交換器２１とがガス管４０で接続され、室外ユニット１０の液管バルブ８と室内ユニット２０の室内熱交換器２１とが液管４１で接続されている。
【００１８】
遮断弁箱３０は、ガス管４０に設けられ、冷媒漏洩時に遮断されるガス側遮断弁３１と、液管４１に設けられ、冷媒漏洩時に遮断される液側遮断弁３２とを備えている。遮断弁箱３０は、図２に示すように、例えば室外ユニット１０の背面側に配置されている。ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２はどちらも、安全上、通電停止（以下、通電ＯＦＦという）でＣＬＯＳＥ、通電実施（以下、通電ＯＮという）でＯＰＥＮとなる。これは、システム停止時には常に、居住空間への冷媒漏洩を防ぐことが可能な状態にする必要があるためである。ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２は、例えば電動膨張弁で構成されている。
【００１９】
ヒートポンプシステムは、圧縮機１と、四方弁２と、室外熱交換器３と、膨張弁５と、室内熱交換器２１とが接続配管で接続されて冷媒回路を構成している。
【００２０】
ヒートポンプシステムはさらに、ヒートポンプシステム全体を制御する制御装置５０を備えている。制御装置５０は、図２に示すように室外ユニット１０内に設けられている。制御装置５０は、例えば、マイクロプロセッサユニットなどで構成される。なお、制御装置５０の構成については、これに限定するものではない。例えば、制御装置５０は、ファームウェアなどの更新可能なもので構成されていてもよい。また、制御装置５０は、プログラムモジュールであって、図示しないＣＰＵなどからの指令により、実行されるものでもよい。
【００２１】
制御装置５０は、圧縮機１、四方弁２、ファン４、ガス管バルブ６および液管バルブ８の制御を行う。また、制御装置５０は、冷媒漏洩センサ２２からの漏洩信号に基づいてガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２の制御を行う。また、制御装置５０は、四方弁２の切り替えにより、通常運転としての暖房モードおよび冷房モードの運転を行う。
【００２２】
また、制御装置５０は、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２をＯＰＥＮにすると共に、圧縮機１に対する動作指示を無効とする据付モードを有する。圧縮機１に対する動作指示とは、例えば、リモコン（図示せず）を用いた暖房モードまたは冷房モードの運転開始指示、または、強制的に圧縮機１を動作させる動作指示などである。つまり、据付モード中は、リモコンから例えば運転開始が指示されたとしても、圧縮機１は停止状態を維持する。据付モードは、ヒートポンプシステムを現地へ据え付ける際に行われる、気密チェックおよび真空引きを実施する際にユーザにより設定されるモードである。
【００２３】
制御装置５０は、制御基板５１を備えている。制御基板５１には、据付モードの設定および解除を切り替える切替スイッチ５２が搭載されている。制御装置５０は、切替スイッチ５２がＯＮとなっている状態で、ユーザにより電源ブレーカＢＫがＯＮされると、据付モードを開始する。据付モードを開始させるトリガーとしての動作は、この動作に限られたものではなく、要するに少なくとも電源ブレーカＢＫをＯＮにする動作を含む特定の動作であればよい。
【００２４】
＜ヒートポンプシステムの基本動作＞
以下、冷媒回路に冷媒が充填された状態でのヒートポンプシステムの基本動作について説明する。この状態では、電源ブレーカＢＫがＯＮ、ヒートポンプシステムの電源がＯＮの状態であり、ガス管バルブ６、液管バルブ８、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２は、いずれもＯＰＥＮとなっている。
【００２５】
（暖房モード）
図３は、実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける暖房動作時の動作説明図である。図３において矢印は、冷媒の流れを示している。
制御装置５０は、ユーザによってリモコンから暖房モードが指示されたことを認識すると、四方弁２を実線側に切り替えると共に、圧縮機１を駆動させる。
【００２６】
圧縮機１が駆動すると、圧縮機１から高温高圧のガス冷媒が吐出される。圧縮機１から吐出されたガス冷媒は、四方弁２、ガス管バルブ６およびガス側遮断弁３１を通り室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換器２１に流入した冷媒は、室内熱交換器２１の水回路を流れる水と熱交換し、放熱することにより液化する。液化した冷媒は、液側遮断弁３２および液管バルブ８を通った後、適切な開度に制御された膨張弁５で減圧されて気液二相状態となり、室外熱交換器３に流入する。室外熱交換器３に流入した冷媒は、ファン４で搬送される室外空気と熱交換し、吸熱することによりガス化し、圧縮機１へ戻される。以上のように冷媒が冷媒回路を循環することにより暖房モードを行う。
【００２７】
ところで、液側遮断弁３２は、ＯＰＥＮ時の口径が小さく、冷媒通過時に絞りが発生する。このため、制御装置５０は、膨張弁５の制御に際し、液側遮断弁３２に冷媒が通過する際の絞りの分、膨張弁５の開度を大きくする制御を行う。これにより、冷媒回路の制御を安定させることが可能となる。この制御は、後述の冷房モードでも同様である。なお、液側遮断弁３２が、ＯＰＥＮ時の冷媒通過の際に絞りが発生しない弁である場合は、この制御は不要である。
【００２８】
（冷房モード）
図４は、実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける冷房動作時の動作説明図である。図４において矢印は、冷媒の流れを示している。
制御装置５０は、ユーザによってリモコンから冷房モードが指示されたことを認識すると、四方弁２を点線側に切り替えると共に、圧縮機１を駆動させる。
【００２９】
圧縮機１が駆動すると、圧縮機１から高温高圧のガス冷媒が吐出される。圧縮機１で圧縮されたガス冷媒は、四方弁２を通り室外熱交換器３に流入する。室外熱交換器３に流入した冷媒は、ファン４で搬送される室外空気と熱交換し、放熱することにより液化する。液化した冷媒は、適切な開度に調整された膨張弁５で減圧されて気液二相状態となり、液管バルブ８および液側遮断弁３２を通った後、室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換器２１に流入した冷媒は、室内熱交換器２１の水回路を流れる水と熱交換し、吸熱することによりガス化する。ガス化した冷媒は、ガス側遮断弁３１およびガス管バルブ６を通った後、圧縮機１へ戻される。以上のように冷媒が冷媒回路を循環することにより冷房モードを行う。
【００３０】
（冷媒漏洩時）
図５は、実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける冷媒漏洩時の動作説明図である。図５において矢印は、冷媒の流れを示している。図６は、実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける冷媒漏洩時の処理の流れを示すフローチャートである。冷媒漏洩前の状態では、電源ブレーカＢＫがＯＮ、ヒートポンプシステムの電源がＯＮの状態であり、ガス管バルブ６、液管バルブ８、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２は、いずれもＯＰＥＮとなっている。
【００３１】
室内熱交換器２１を通過する水の凍結などによる破壊が発生し、破壊箇所から冷媒漏洩が発生した際、室内ユニット２０に搭載された冷媒漏洩センサ２２が漏洩を検知し、冷媒漏洩信号が室外ユニット１０の制御装置５０へ送られる。制御装置５０は、冷媒漏洩信号を受信する（ステップＳ１−１）と、圧縮機１を停止させると同時に、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２をＣＬＯＳＥする（ステップＳ１−２）。これにより、冷媒が室外ユニット１０内に封止され、室内ユニット２０側への冷媒流出を防ぎ、居住空間への冷媒漏洩量を極力低減できる。
【００３２】
以上により、ヒートポンプシステムの基本動作が明かになったところで、本実施の形態１の特徴について説明する。
【００３３】
＜ヒートポンプシステムの動作および特徴＞
本実施の形態１は、気密チェックおよび真空引きを行う際の動作に特徴がある。
【００３４】
（気密チェック）
図７は、実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける気密チェック時の動作説明図である。図７において矢印は、気密チェック用ガスの流れを示している。図８は、実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける気密チェック時の処理の流れを示すフローチャートである。
現地にてヒートポンプシステムの据え付けが完了した状態では、ガス管バルブ６、液管バルブ８、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２はいずれもＣＬＯＳＥとなっている。そして、気密チェックを開始する際、ユーザは、据付モードの開始を指示する。つまり、切替スイッチ５２をＯＮにした状態で電源ブレーカＢＫをＯＮにする動作を行う。
【００３５】
制御装置５０は、切替スイッチ５２をＯＮにした状態で電源ブレーカＢＫをＯＮにする動作が行われたことを認識すると（ステップＳ２−１）、据付モードを開始する。すなわち、制御装置５０は、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２をＯＰＥＮにすると共に、据付モード中の圧縮機１に対する動作指示を無効にする（ステップＳ２−２）。電源ブレーカＢＫがＯＮにされることで、ヒートポンプシステムに電源が供給され、圧縮機１は運転可能な状態となる。しかし、据付モード中であれば、制御装置５０は、圧縮機１に対する動作指示を無効とするため、据付モード中にリモコンから誤って運転開始が指示されたとしても、圧縮機１は停止状態を維持する。これにより、気密チェック時に圧縮機１が動作して圧縮機１内に空気が混入する不都合を防止できる。
【００３６】
ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２がＯＰＥＮとなることで、冷媒回路の室内ユニット２０側には、ガス管バルブ６、ガス側遮断弁３１、室内熱交換器２１、液側遮断弁３２および液管バルブ８の閉回路が形成される。
【００３７】
ユーザは、ガス管バルブ６のチャージポート７より気密チェック用ガスを封入する。封入された気密チェック用ガスは、閉回路内に行き渡り、気密チェックが行われる。気密チェック完了後、ユーザは、据付モードを解除するため、切替スイッチ５２および電源ブレーカＢＫをＯＦＦにする。
【００３８】
制御装置５０は、切替スイッチ５２および電源ブレーカＢＫをＯＦＦされたことを認識すると（ステップＳ２−３）、据付モードを解除する。すなわち、制御装置５０は、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２をＣＬＯＳＥに戻す（ステップＳ２−４）。なお、ここでは、ガス管バルブ６のチャージポート７より気密チェック用ガスを封入するとしたが、液管バルブ８のチャージポート９より気密チェック用ガスを封入し、気密チェック用ガスを逆方向から閉回路に行き渡らせるようにしてもよい。
【００３９】
（真空引き）
図９は、実施の形態１に係るヒートポンプシステムにおける真空引き時の動作説明図である。図９において矢印は、真空引き時の配管内の空気の流れを示している。真空引き時の処理の流れを示すフローチャートは図８と同様であり、以下の説明におけるステップ番号は図８を参照されたい。
気密チェックが完了し、閉回路内から気密チェック用ガスの排出が行われた後、真空引きが行われる。気密チェック完了後、上述したように切替スイッチ５２および電源ブレーカＢＫはＯＦＦとなっている。このため、ユーザは、真空引きを行う際、改めて切替スイッチ５２をＯＮした状態で、電源ブレーカＢＫをＯＮにする。また、ユーザは、液管バルブ８のチャージポート９に真空ポンプ（図示せず）を接続する。
【００４０】
制御装置５０は、切替スイッチ５２をＯＮにした状態で電源ブレーカＢＫをＯＮにする動作が行われたことを認識すると（ステップＳ２−１）、据付モードを開始する。すなわち、制御装置５０は、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２をＯＰＥＮにすると共に、据付モード中の圧縮機１に対する動作指示を無効にする（ステップＳ２−２）。電源ブレーカＢＫがＯＮにされることで、ヒートポンプシステムに電源が供給され、圧縮機１は運転可能な状態となる。しかし、据付モード中であれば、制御装置５０は、圧縮機１に対する動作指示を無効とするため、据付モード中にリモコンから誤って運転開始が指示されたとしても、圧縮機１は停止状態を維持する。これにより、気密チェック時に圧縮機１が動作して圧縮機１内に空気が混入する不都合を防止できる。
【００４１】
ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２がＯＰＥＮとなることで、冷媒回路の室内ユニット２０側には、ガス管バルブ６、ガス側遮断弁３１、室内熱交換器２１、液側遮断弁３２および液管バルブ８の閉回路が形成される。
【００４２】
そして、真空ポンプが作動することで、液管バルブ８のチャージポート９から閉回路内の空気が抜かれ、閉回路内が真空状態となり、真空引きが完了する。真空引き完了後、ユーザは、据付モードを解除するため、切替スイッチ５２および電源ブレーカＢＫをＯＦＦする。制御装置５０は、切替スイッチ５２および電源ブレーカＢＫをＯＦＦされたことを認識すると（ステップＳ２−３）、据付モードを解除する。すなわち、制御装置５０は、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２をＣＬＯＳＥに戻す（ステップＳ２−４）。なお、ここでは、液管バルブ８のチャージポート９に真空ポンプを接続するとしたが、ガス管バルブ６のチャージポート７に真空ポンプを接続してもよい。
【００４３】
以上説明したように、実施の形態１は、「圧縮機１、ガス管バルブ６および液管バルブ８を有する室外ユニット１０」と、「室内ユニット２０」と、「ガス管バルブ６と室内ユニット２０とを接続するガス管４０」と、「液管バルブ８と室内ユニット２０とを接続する液管４１」とを備える。実施の形態１は、さらに、「ガス管４０に設けられ、冷媒漏洩時に遮断されるガス側遮断弁３１」と、「液管４１に設けられ、冷媒漏洩時に遮断される液側遮断弁３２」とを備える。実施の形態１は、ヒートポンプシステムに電源を供給する電源ブレーカＢＫをＯＮにする動作を含む特定の動作が行われると、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２をＯＰＥＮにすると共に、圧縮機１に対する動作指示を無効とする据付モードを実行する制御装置５０を備えた。
【００４４】
これにより、ヒートポンプシステムの据付時に据付モードが実行されると、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２がＯＰＥＮとなる。このため、冷媒漏洩時に閉止する液側遮断弁３２およびガス管側遮断弁を備えた構成としつつ、気密チェックおよび真空引きを実施可能となる。また、据付モードが実行されると、圧縮機１に対する動作指示が無効とされるため、リモコンから誤って圧縮機１に対する動作指示がされたとしても、その動作指示は無効とされ、圧縮機１は停止を維持する。したがって、圧縮機１への空気の混入を防ぐことができる。
【００４５】
実施の形態１において、特定の動作は、制御装置５０に設けられた切替スイッチ５２をＯＮにした状態で電源ブレーカＢＫをＯＮにする動作である。このような動作を行うことで、据付モードを開始させることができる。
【００４６】
実施の形態１では、ガス管バルブ６および液管バルブ８のそれぞれにはチャージポートが設けられている。これにより、ガス管４０側および液管４１側のどちら側からでも気密チェックおよび真空チェックを行える。
【００４７】
実施の形態２．
実施の形態１では、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２に電動膨張弁を用いるとしたが、実施の形態２では、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２に電磁弁を用いた点が実施の形態１と異なる。電動膨張弁は、遮断弁から室内ユニット２０に向かう「正方向」とその反対の「逆方向」との双方向で、冷媒が問題なく流れる。しかし、遮断弁のうち、特に液冷媒が流れる液側遮断弁３２を電磁弁で構成した場合、ある方向に液冷媒が流れた際に冷媒脈動が弁へ伝わり、弁振動によるチャタリング現象を引き起こす可能性がある。このように電磁弁は、使用方法によってチャタリングが生じる不都合があるものの、双方向で使用可能な電動膨張弁に比べて安価であるため、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２の両方に電磁弁を用いることが求められている。
【００４８】
以上の点を踏まえ、本実施の形態２では、電磁弁を用いてガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２を構成しつつも、チャタリングを防止することが可能な形態について説明する。
【００４９】
実施の形態２は、ガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２を電磁弁で構成したことと、液側遮断弁３２の通電制御が実施の形態１と異なっており、それ以外のヒートポンプシステムの構成などは実施の形態１と同様である。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００５０】
ここで、電磁弁は、通電ＯＮでＯＰＥＮとなり、通電ＯＦＦでＣＬＯＳＥとなる弁であるが、通電ＯＦＦでも、電磁弁に逆方向圧力差が作用する場合にはＯＰＥＮとなり、正方向圧力差に対してはＣＬＯＳＥとなる特性を有する弁である。逆方向圧力差とは、液側遮断弁３２の室内ユニット２０側のポートに作用する圧力が、液側遮断弁３２の室外ユニット１０側のポートに作用する圧力よりも高い場合の圧力差である。なお、正方向圧力差とは、液側遮断弁３２の室外ユニット１０側のポートに作用する圧力が、液側遮断弁３２の室内ユニット２０側のポートに作用する圧力よりも高い場合の圧力差である。本実施の形態２は、このような特性を有する電磁弁を用いてガス側遮断弁３１および液側遮断弁３２を構成している。
【００５１】
（冷房モードおよび暖房モード）
図１０は、実施の形態２に係るヒートポンプシステムにおける運転モードごとの遮断弁の通電制御をまとめた表を示す図である。図１０において、ドットで示した部分は、対応の運転モードでの遮断弁の状態を示している。
図１０に示すように、ガス側遮断弁３１は、暖房モード時および冷房モード時に、通電ＯＮにしてＯＰＥＮとされる。液側遮断弁３２は、冷房モード時には、通電ＯＮにしてＯＰＥＮとされる。しかし、液側遮断弁３２は、暖房モード時には、通電ＯＮとすると、逆方向に流れる冷媒に対してチャタリングが生じることから、通電ＯＦＦとされる。
【００５２】
液側遮断弁３２は、通電ＯＦＦでＣＬＯＳＥとなるが、暖房モード時には液側遮断弁３２に対して逆方向から液冷媒による圧力が加わることで、逆方向圧力差が作用する。このため、暖房モード時には、液側遮断弁３２は通電ＯＦＦでもＯＰＥＮとなる。この逆方向圧力差によるＯＰＥＮ時にはチャタリングは生じない。よって、暖房モード時には、液側遮断弁３２を通電ＯＦＦとし、逆方向圧力差によるＯＰＥＮにして液冷媒を逆方向に流すことで、液側遮断弁３２に電磁弁を用いても、チャタリングを生じることなく冷媒をスムーズに流通させることができる。
【００５３】
ここで、液側遮断弁３２を暖房モードの際に通電ＯＮすると、上述したように逆方向に流れる液冷媒に対してチャタリングが生じるが、正方向に流れる液冷媒に対してはチャタリングは生じない。よって、液側遮断弁３２の取付方向を逆向きにすれば、逆方向の流れに対してチャタリングが生じないという考えに至る。しかし、液側遮断弁３２を逆向きに取り付けた場合、通電ＯＦＦ時に冷媒漏洩した際に、圧力差で液側遮断弁３２が開いて室内ユニット２０から室外ユニット１０へ冷媒が流れてしまう。したがって、液側遮断弁３２を逆向きに取り付けて用いることはできない。故に、暖房モードの際に液側遮断弁３２を通電ＯＮにすることはできず、通電ＯＦＦにしている。
【００５４】
（気密チェックおよび真空チェック）
液側遮断弁３２は、上述したように通電ＯＦＦであっても逆方向圧力差によってＯＰＥＮとなる。このため、気密チェックおよび真空引きの際にも、図７に示したようにチャージポート７から気密チェック用ガスが封入された場合には、液側遮断弁３２は、逆方向圧力差によってＯＰＥＮとなる。真空引きの場合も同様に、液側遮断弁３２は、通電ＯＦＦでも逆方向圧力差によってＯＰＥＮとなる。したがって、液側遮断弁３２を電磁弁で構成する場合には、据付モードにおいて、制御装置５０は、ガス側遮断弁３１のみを通電ＯＮにしてＯＰＥＮにし、液側遮断弁３２は通電ＯＦＦのままとする。通電ＯＦＦにしても、液側遮断弁３２は、逆方向圧力差によってＯＰＥＮとなるため、実施の形態１と同様の動作を実現できる。
【００５５】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、以下の効果が得られる。液側遮断弁３２は、通電ＯＮでＯＰＥＮ、通電ＯＦＦでＣＬＯＳＥとなる弁であって、且つ、液側遮断弁３２か３２ら室内ユニット２０に向かう正方向と、その反対の逆方向とのうち、逆方向の冷媒の流れに対しては、通電ＯＦＦでもＯＰＥＮとなる電磁弁である。制御装置５０は、液側遮断弁３２を、暖房モードにおいて通電ＯＦＦとする。これにより、液側遮断弁３２を電磁弁で構成しても、チャタリングを防止してスムーズに冷媒を通すことができ、安定した動作を得ることができる。
【００５６】
実施の形態２において、液側遮断弁３２は、液側遮断弁３２に作用する圧力差により通電ＯＦＦでもＯＰＥＮとなる。このような特性を有する電磁弁を用いて液側遮断弁３２を構成できる。
【００５７】
実施の形態２では、ガス管バルブ６および液管バルブ８のそれぞれにチャージポートが設けられている。これにより、液側遮断弁３２が電磁弁で構成されている場合でも、気密チェックおよび真空引きが実施可能となる。つまり、仮にチャージポート７が無く、チャージポート９だけの場合、チャージポート９から気密チェック用ガスが封入されることで、液側遮断弁３２には正方向圧力差が作用するが、液側遮断弁３２は、上述したように正方向圧力差に対してはＣＬＯＳＥとなる。よって、気密チェック用ガスが液側遮断弁３２より先に流れず、気密チェックを行えない。
【００５８】
しかし、ガス管バルブ６および液管バルブ８のそれぞれにチャージポートが設けられ、チャージポート７から気密チェック用ガスが封入されることで、液側遮断弁３２に電磁弁を用いても、気密チェックを行うことができる。真空引きにおいても同様であり、チャージポート９に真空ポンプが接続されることで、液側遮断弁３２に電磁弁を用いても、真空引きを行うことができる。
【００５９】
なお、気密チェックおよび真空引きの際は、液側遮断弁３２に流れる流体は暖房モードの場合のように液冷媒ではない。このため、液側遮断弁３２は、気密チェックおよび真空引きの際に必ずしも通電ＯＦＦとされる必要はなく、ガス側遮断弁３１と同様に通電ＯＮにし、ＯＰＥＮにして用いても良い。
【００６０】
ところで、実施の形態２のヒートポンプシステムでは、膨張弁５が室外ユニット１０に設けられているため、暖房モード時に液側遮断弁３２に液冷媒が流れる。このため、チャタリングを考慮する必要が生じている。しかし、膨張弁５が室内ユニット２０に設けられていれば、暖房モードおよび冷房モードのいずれの場合にも、液側遮断弁３２には二相冷媒またはガス冷媒が流れることから、チャタリングは生じない。よって、実施の形態２は、膨張弁５が室外ユニット１０に設けられている構成において特に効果的である。ただし、実施の形態２は、膨張弁５が室内ユニット２０に設けられている構成にも適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１  圧縮機、２  四方弁、３  室外熱交換器、４  ファン、５  膨張弁、６  ガス管バルブ、７  チャージポート、８  液管バルブ、９  チャージポート、１０  室外ユニット、２０  室内ユニット、２１  室内熱交換器、２２  冷媒漏洩センサ、２３  水回路入口配管、２４  水回路出口配管、３０  遮断弁箱、３１  ガス側遮断弁、３２  液側遮断弁、４０  ガス管、４１  液管、５０  制御装置、５１  制御基板、５２  切替スイッチ、ＢＫ  電源ブレーカ、ＥＰ  商用電源。
【図１】
2020202548.tif 000003
【図２】
2020202548.tif 000004
【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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【図１０】
2020202548.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月16日(2021.4.16)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、冷媒漏洩時に遮断される遮断弁を備えたヒートポンプシステムに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明はこのような点を鑑みなされたもので、冷媒漏洩時に閉止する液側遮断弁およびガス管側遮断弁を備えた構成としつつ、気密チェックおよび真空引きの際に圧縮機内への空気の混入を防ぐことが可能なヒートポンプシステムを提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係るヒートポンプシステムは、圧縮機、ガス管バルブおよび液管バルブを有する室外ユニットと、室内ユニットと、ガス管バルブと室内ユニットとを接続するガス管と、液管バルブと室内ユニットとを接続する液管と、ガス管に設けられ、冷媒漏洩時に遮断されるガス側遮断弁と、液管に設けられ、冷媒漏洩時に遮断される液側遮断弁と、を備えたヒートポンプシステムであって、室外ユニットは、ヒートポンプシステムに電源を供給する電源ブレーカをＯＮにする動作を含む特定の動作が行われると、ガス側遮断弁および液側遮断弁をＯＰＥＮにすると共に、圧縮機に対する動作指示を無効とする据付モードを実行する制御装置を備えたものである。
【手続補正５】
【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】
圧縮機、ガス管バルブおよび液管バルブを有する室外ユニットと、室内ユニットと、前記ガス管バルブと前記室内ユニットとを接続するガス管と、前記液管バルブと前記室内ユニットとを接続する液管と、前記ガス管に設けられ、冷媒漏洩時に遮断されるガス側遮断弁と、前記液管に設けられ、冷媒漏洩時に遮断される液側遮断弁と、を備えたヒートポンプシステムであって、
前記室外ユニットは、前記ヒートポンプシステムに電源を供給する電源ブレーカをＯＮにする動作を含む特定の動作が行われると、前記ガス側遮断弁および前記液側遮断弁をＯＰＥＮにすると共に、前記圧縮機に対する動作指示を無効とする据付モードを実行する制御装置を備えたヒートポンプシステム。
【請求項２】
前記特定の動作は、前記制御装置に設けられた切替スイッチをＯＮにした状態で前記電源ブレーカをＯＮにする動作である請求項１記載のヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記ガス管バルブおよび前記液管バルブのそれぞれにはチャージポートが設けられている請求項１または請求項２記載のヒートポンプシステム。
【請求項４】
前記液側遮断弁は、通電ＯＮでＯＰＥＮ、通電ＯＦＦでＣＬＯＳＥとなる弁であって、且つ、前記液側遮断弁から前記室内ユニットに向かう正方向と、その反対の逆方向とのうち、前記逆方向の冷媒の流れに対しては、通電ＯＦＦでもＯＰＥＮとなる電磁弁であり、
前記制御装置は、前記液側遮断弁を、暖房モードにおいて通電ＯＦＦとする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記液側遮断弁は、前記液側遮断弁に作用する圧力差により通電ＯＦＦでもＯＰＥＮとなる請求項４記載のヒートポンプシステム。
【請求項６】
膨張弁を備え、
前記制御装置は、前記膨張弁を制御する際、前記液側遮断弁に冷媒が通過する際の前記液側遮断弁の絞りの分、前記膨張弁の開度を大きくする制御を行う請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【国際調査報告】
2020202548.tif 000013
2020202548.tif 000014
2020202548.tif 000015
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