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1. (WO2018225257) EQUIPMENT THAT USES HEAT PUMP
Document

明 細 書

発明の名称 ヒートポンプ利用機器

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005   0006  

課題を解決するための手段

0007  

発明の効果

0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090  

符号の説明

0091  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

図面

1   2   3   4   5   6   7  

明 細 書

発明の名称 : ヒートポンプ利用機器

技術分野

[0001]
 本発明は、冷媒回路と熱媒体回路とを有するヒートポンプ利用機器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サイクル装置の室外機が記載されている。この室外機は、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、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て、可燃性冷媒が水回路に混入した場合でも、圧力逃がし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]
 ヒートポンプサイクル装置等のヒートポンプ利用機器では、一般に、水回路の圧力逃がし弁は室内機に設けられている。ヒートポンプ利用機器における室外機及び室内機の組合せは様々であり、同一メーカの室外機と室内機とが組み合わされる場合だけでなく、異なるメーカの室外機と室内機とが組み合わされる場合もある。したがって、特許文献1に記載の室外機は、圧力逃がし弁が設けられた室内機と組み合わされる場合もある。
[0005]
 しかしながら、この場合、冷媒が水回路に漏洩すると、水回路の水に混入した冷媒は、室外機に設けられた圧力逃がし弁からだけでなく、室内機に設けられた圧力逃がし弁からも排出される場合がある。したがって、冷媒が水回路を介して室内に漏洩してしまうおそれがあるという課題があった。
[0006]
 本発明は、冷媒が室内に漏洩してしまうのを抑制できるヒートポンプ利用機器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

[0007]
 本発明に係るヒートポンプ利用機器は、圧縮機、冷媒流路切替装置、熱源側熱交換器、膨張装置及び負荷側熱交換器を有し、冷媒を循環させる冷媒回路と、前記負荷側熱交換器を経由して熱媒体を流通させる熱媒体回路と、を備え、前記冷媒流路切替装置は、第1状態と第2状態とに切り替えられるように構成されており、前記冷媒流路切替装置が前記第1状態に切り替えられた場合、前記冷媒回路は、前記負荷側熱交換器が凝縮器として機能する第1運転を実行可能であり、前記冷媒流路切替装置が前記第2状態に切り替えられた場合、前記冷媒回路は、前記負荷側熱交換器が蒸発器として機能する第2運転を実行可能であり、前記熱媒体回路は、前記負荷側熱交換器を経由する主回路を有しており、前記主回路は、前記主回路の下流端に設けられ、前記主回路から分岐する複数の枝回路が接続される分岐部と、前記主回路の上流端に設けられ、前記主回路に合流する前記複数の枝回路が接続される合流部と、を有しており、前記主回路には、圧力保護装置と、冷媒漏洩検知装置と、が接続されており、前記圧力保護装置は、前記主回路のうち、前記負荷側熱交換器と前記分岐部若しくは前記合流部の一方との間、又は前記負荷側熱交換器、に位置する接続部に接続されており、前記冷媒漏洩検知装置は、前記主回路のうち、前記分岐部若しくは前記合流部の他方、前記他方と前記接続部との間、又は前記接続部に接続されており、前記熱媒体回路への前記冷媒の漏洩が検知されたとき、前記冷媒流路切替装置が前記第2状態となり、前記膨張装置が閉状態となり、前記圧縮機が運転するものである。

発明の効果

[0008]
 本発明によれば、冷媒が熱媒体回路に漏洩した場合、熱媒体回路への冷媒の漏洩を冷媒漏洩検知装置によって早期に検知することができる。熱媒体回路への冷媒の漏洩が検知されると、冷媒回路の冷媒が回収される。冷媒の漏洩がより早期に検知されることから、冷媒の回収もより早期に行われる。したがって、冷媒が室内に漏洩してしまうのを抑制することができる。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 本発明の実施の形態1に係るヒートポンプ利用機器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利用機器の圧縮機3の概略構成を示す断面図である。
[図3] 図2のIII部を拡大して示す図である。
[図4] 本発明の実施の形態1に係るヒートポンプ利用機器の制御装置101で実行される処理の一例を示すフローチャートである。
[図5] 本発明の実施の形態1に係るヒートポンプ利用機器における冷媒漏洩検知装置98の配置位置の例を示す説明図である。
[図6] 本発明の実施の形態2に係るヒートポンプ利用機器の概略構成を示す回路図である。
[図7] 本発明の実施の形態2に係るヒートポンプ利用機器の圧縮機3の概略構成を示す断面図である。

発明を実施するための形態

[0010]
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利用機器について説明する。図1は、本実施の形態に係るヒートポンプ利用機器の概略構成を示す回路図である。本実施の形態では、ヒートポンプ利用機器として、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。
[0011]
 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。
[0012]
 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、膨張装置6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暖房給湯運転(以下、「通常運転」又は「第1運転」という場合がある)と、暖房給湯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(以下、「第2運転」という場合がある)と、が可能となっている。冷媒回路110では、水回路210を流れる水を冷却する冷房運転が可能であってもよい。冷房運転での冷媒の流通方向は、除霜運転での冷媒の流通方向と同方向である。
[0013]
 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、駆動周波数を任意に変化させるインバータ装置等を備えている。
[0014]
 ここで、圧縮機3の構成の一例について図を用いて説明する。図2は、本実施の形態に係るヒートポンプ利用機器の圧縮機3の概略構成を示す断面図である。図3は、図2のIII部を拡大して示す図である。図2及び図3では、圧縮機3として、密閉型かつ高圧シェル方式のローリングピストン形ロータリ圧縮機を例示している。図2及び図3に示すように、圧縮機3は、冷媒を吸入して圧縮する圧縮機構部30と、圧縮機構部30を駆動する電動機部31と、圧縮機構部30及び電動機部31を収容する密閉容器32と、を有している。圧縮機構部30は、密閉容器32内の下部に配置されている。電動機部31は、密閉容器32内で圧縮機構部30よりも上方に配置されている。密閉容器32内の空間は、圧縮機構部30で圧縮された高圧冷媒で満たされている。
[0015]
 圧縮機構部30は、シリンダ33と、シリンダ33内に配置され、電動機部31の回転駆動力が主軸を介して伝達されるローリングピストン34と、シリンダ33の内周面とローリングピストン34の外周面との間の空間を吸入室と圧縮室とに仕切るベーン(図示せず)と、を有している。吸入室及び圧縮室の上端は、軸受を兼ねる上端板35によって閉塞されている。吸入室及び圧縮室の下端は、軸受を兼ねる下端板36によって閉塞されている。吸入室には、吸入管37を介して低圧冷媒が吸入される。上端板35には、圧縮室で圧縮された高圧冷媒を密閉容器32内の空間に吐出する吐出孔38が形成されている。吐出孔38の出口側には、リード弁構造の吐出弁39と、吐出弁39の撓みを規制する弁ストッパ40とが設けられている。吐出弁39は、密閉容器32内の高圧冷媒が圧縮行程途中の圧縮室に逆流してしまうのを防ぐ逆止弁として機能する。吐出弁39は、圧縮機3が停止しているときにも逆止弁として機能する。
[0016]
 図1に戻り、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、四方弁を用いてもよいし、複数の二方弁又は三方弁の組合せを用いてもよい。冷媒流路切替装置4と圧縮機3との間は、吸入配管11a及び吐出配管11bを介して接続されている。吸入配管11aは、冷媒流路切替装置4と圧縮機3の吸入口との間を接続している。吸入配管11aには、冷媒流路切替装置4の状態に関わらず、冷媒流路切替装置4から圧縮機3に向かって低圧冷媒が流れる。吐出配管11bは、冷媒流路切替装置4と圧縮機3の吐出口との間を接続している。吐出配管11bには、冷媒流路切替装置4の状態に関わらず、圧縮機3から冷媒流路切替装置4に向かって高圧冷媒が流れる。なお、冷媒回路110が暖房運転専用又は冷房運転専用である場合には、冷媒流路切替装置4を省略することができる。
[0017]
 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としては、例えば、プレート式熱交換器が用いられる。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と、水回路210の一部として水を流通させる水流路と、冷媒流路と水流路とを隔離する薄板状の隔壁と、を有している。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すなわち放熱器として機能し、除霜運転時又は冷房運転時には蒸発器すなわち吸熱器として機能する。
[0018]
 膨張装置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調整を行う。本例の膨張装置6は、後述する制御装置101からの指示に基づいて開度を変化させることができる電子膨張弁である。膨張装置6としては、感温式膨張弁、例えば、電磁弁一体型の感温式膨張弁を用いることもできる。
[0019]
 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7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、通常運転時には蒸発器として機能し、除霜運転時には凝縮器として機能する。
[0020]
 圧縮機3、冷媒流路切替装置4、膨張装置6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、冷媒回路110は、室外機100と室内機200とに跨がって設けられている。冷媒回路110の一部は室外機100に設けられており、冷媒回路110の他の一部は室内機200に設けられている。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本の延長配管111、112を介して接続されている。延長配管111の一端は、継手部21を介して室外機100に接続されている。延長配管111の他端は、継手部23を介して室内機200に接続されている。延長配管112の一端は、継手部22を介して室外機100に接続されている。延長配管112の他端は、継手部24を介して室内機200に接続されている。継手部21、22、23、24のそれぞれには、例えばフレア継手が用いられている。
[0021]
 通常運転時の冷媒の流れにおける負荷側熱交換器2の上流側には、第1遮断装置として、開閉弁77が設けられている。開閉弁77は、通常運転時の冷媒の流れにおいて、冷媒回路110のうち熱源側熱交換器1の下流側であって負荷側熱交換器2の上流側に設けられている。すなわち、開閉弁77は、冷媒回路110のうち、負荷側熱交換器2と冷媒流路切替装置4との間、冷媒流路切替装置4と圧縮機3との間の吸入配管11a、冷媒流路切替装置4と圧縮機3との間の吐出配管11b、冷媒流路切替装置4と熱源側熱交換器1との間、又は圧縮機3に設けられている。本実施の形態のように冷媒流路切替装置4が設けられている場合には、開閉弁77は、通常運転時の冷媒の流れにおいて、冷媒回路110のうち冷媒流路切替装置4の下流側であって負荷側熱交換器2の上流側に設けられるのが好ましい。開閉弁77は、室外機100に収容されている。開閉弁77としては、後述する制御装置101によって制御される、電磁弁、流量調整弁又は電子膨張弁などの自動弁が用いられる。開閉弁77は、通常運転時及び除霜運転時を含む冷媒回路110の運転時には開状態にある。開閉弁77は、制御装置101の制御によって閉状態になると、冷媒の流れを遮断する。
[0022]
 また、通常運転時の冷媒の流れにおける負荷側熱交換器2の下流側には、第2遮断装置として、開閉弁78が設けられている。開閉弁78は、通常運転時の冷媒の流れにおいて、冷媒回路110のうち負荷側熱交換器2の下流側であって熱源側熱交換器1の上流側に設けられている。開閉弁78は、室外機100に収容されている。開閉弁78としては、後述する制御装置101によって制御される、電磁弁、流量調整弁又は電子膨張弁などの自動弁が用いられる。開閉弁78は、通常運転時及び除霜運転時を含む冷媒回路110の運転時には開状態にある。開閉弁78は、制御装置101の制御によって閉状態になると、冷媒の流れを遮断する。
[0023]
 開閉弁77、78は、手動で開閉される手動弁であってもよい。室外機100と延長配管111との接続部には、手動による開放及び閉止の切替えが可能な二方弁を備えた延長配管接続バルブが設けられる場合がある。この延長配管接続バルブの一端側は室外機100内の冷媒配管に接続されており、他端側には継手部21が設けられている。このような延長配管接続バルブが設けられている場合には、延長配管接続バルブが開閉弁77として用いられてもよい。
[0024]
 また、室外機100と延長配管112との接続部には、手動による開放及び閉止の切替えが可能な三方弁を備えた延長配管接続バルブが設けられる場合がある。この延長配管接続バルブの一端側は室外機100内の冷媒配管に接続されており、別の一端側には継手部22が設けられている。残りの一端側には、冷媒回路110に冷媒を充填する前の真空引きの際に使用されるサービス口が設けられている。このような延長配管接続部が設けられている場合には、延長配管接続バルブが開閉弁78として用いられてもよい。
[0025]
 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。
[0026]
 また、室外機100には、圧縮機3、冷媒流路切替装置4、開閉弁77、78、膨張装置6及び室外送風機7等を含む冷媒回路110の動作を主に制御する制御装置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。
[0027]
 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。通常運転時の冷媒流路切替装置4の状態を第1状態という場合がある。
[0028]
 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、開状態の開閉弁77及び延長配管111を経て、負荷側熱交換器2の冷媒流路に流入する。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、冷媒流路を流れる冷媒と水流路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の水流路を流れる水は、冷媒からの放熱によって加熱される。
[0029]
 負荷側熱交換器2で凝縮した高圧の液冷媒は、延長配管112及び開状態の開閉弁78を経て膨張装置6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7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、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。
[0030]
 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。除霜運転時の冷媒流路切替装置4の状態を第2状態という場合がある。
[0031]
 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。
[0032]
 熱源側熱交換器1で凝縮した高圧の液冷媒は、膨張装置6を経由して低圧の二相冷媒となり、開状態の開閉弁78及び延長配管112を通って負荷側熱交換器2の冷媒流路に流入する。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、冷媒流路を流れる冷媒と水流路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、延長配管111、開状態の開閉弁77及び冷媒流路切替装置4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。
[0033]
 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、主に室内機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。
[0034]
 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を用いることができる。
[0035]
 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、1つの流入口と2つの流出口とを備えた三方弁55(分岐部の一例)の流入口に接続されている。三方弁55では、枝回路221、222が主回路220から分岐している。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等を経由して三方弁55に至るまでの水回路210が、主回路220となる。
[0036]
 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、室外機100の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。
[0037]
 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)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に対する圧力逃がし弁70の接続部となる。以下、水回路210に対する圧力逃がし弁70の接続部のことを、単に「接続部」と表現する場合がある。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。圧力逃がし弁70は、室内機200に設けられている。圧力逃がし弁70が室内機200に設けられているのは、室内機200内の水回路210での圧力保護を行うためである。
[0038]
 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。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が接続される接続部として最適である。また、仮に、圧力逃がし弁70が枝回路221、222に接続される場合、圧力逃がし弁70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が主回路220に接続されているため、圧力逃がし弁70の数は1つでよい。圧力逃がし弁70が主回路220に接続されると、圧力逃がし弁70の接続部は、主回路220のうち、負荷側熱交換器2と三方弁55若しくは合流部230の一方との間、又は負荷側熱交換器2に位置する。
[0039]
 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、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。
[0040]
 主回路220には、冷媒漏洩検知装置98が設けられている。冷媒漏洩検知装置98は、主回路220のうち、負荷側熱交換器2とブースタヒータ54(すなわち、接続部)との間に接続されている。冷媒漏洩検知装置98は、冷媒回路110から水回路210への冷媒の漏洩を検知する装置である。冷媒回路110から水回路210に冷媒が漏洩すると、水回路210内の圧力が上昇する。したがって、冷媒漏洩検知装置98は、水回路210内の圧力の値又は圧力の時間変化に基づいて、水回路210への冷媒の漏洩を検知することができる。冷媒漏洩検知装置98としては、例えば、水回路210内の圧力を検知する圧力センサ又は圧力スイッチ(ここでは高圧スイッチ)が用いられる。例えば圧力スイッチは、電気式であってもよいし、ダイヤフラムを用いた機械式であってもよい。冷媒漏洩検知装置98は、検知信号を制御装置201に出力する。
[0041]
 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。
[0042]
 貯湯タンク51内の上部には、例えばシャワー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。
[0043]
 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の下流端及び戻り管222bの上流端は、それぞれ暖房回路側配管82a、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の外部に設けられている。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。
[0044]
 暖房回路側配管82aには、圧力逃がし弁301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。暖房回路側配管82a内の圧力が設定圧力よりも高くなった場合には、圧力逃がし弁301が開放され、暖房回路側配管82a内の水が圧力逃がし弁301から外部に放出される。圧力逃がし弁301は、室内ではあるが室内機200の外部に設けられている。
[0045]
 本実施の形態における暖房機器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設備である。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はそのまま利用される。したがって、ヒートポンプ給湯暖房装置1000は、圧力逃がし弁301の有無に関わらず、種々の設備に接続できることが望ましい。
[0046]
 室内機200には、ポンプ53、ブースタヒータ54及び三方弁55等を含む水回路210の動作を主に制御する制御装置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。
[0047]
 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の筐体表面に取り付けられている。
[0048]
 次に、負荷側熱交換器2において、冷媒流路と水流路とを隔離する隔壁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、除霜運転時に蒸発器として機能する。このため、負荷側熱交換器2の隔壁は、特に除霜運転時には、水の凍結等により破損してしまう場合がある。一般に、負荷側熱交換器2の冷媒流路を流れる冷媒の圧力は、通常運転時及び除霜運転時のいずれにおいても、負荷側熱交換器2の水流路を流れる水の圧力よりも高い。このため、負荷側熱交換器2の隔壁が破損した場合、通常運転時及び除霜運転時のいずれにおいても冷媒流路の冷媒が水流路に流出し、水流路の水に冷媒が混入する。このとき、水に混入した冷媒は、圧力の低下によりガス化する。また、水よりも圧力の高い冷媒が水に混入することによって、水回路210内の圧力は上昇する。
[0049]
 負荷側熱交換器2で水回路210の水に混入した冷媒は、通常の水の流れに沿って負荷側熱交換器2からブースタヒータ54に向かう方向に流れるだけでなく、冷媒と水との圧力差によって、通常の水の流れとは逆に負荷側熱交換器2から合流部230に向かう方向にも流れる。本例のように、水回路210の主回路220に圧力逃がし弁70が設けられている場合、水に混入した冷媒は、圧力逃がし弁70から室内に水と共に放出され得る。また、本例のように、暖房回路側配管82a又は暖房回路側配管82bに圧力逃がし弁301が設けられている場合、水に混入した冷媒は、圧力逃がし弁301から室内に水と共に放出され得る。すなわち、圧力逃がし弁70、301はいずれも、水回路210内の水に混入した冷媒を水回路210の外部に放出する弁として機能する。冷媒が可燃性冷媒である場合には、室内に冷媒が放出されると、室内に可燃濃度域が生成されるおそれがある。
[0050]
 本実施の形態では、水回路210への冷媒の漏洩が検知された場合、いわゆるポンプダウン運転が行われる。図4は、本実施の形態に係るヒートポンプ利用機器の制御装置101で実行される処理の一例を示すフローチャートである。図4に示す処理は、冷媒回路110の通常運転中、除霜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て実行される。
[0051]
 図4のステップS1では、制御装置101は、冷媒漏洩検知装置98から制御装置201に出力された検知信号に基づき、水回路210への冷媒の漏洩が生じたか否かを判定する。水回路210への冷媒の漏洩が生じたと判定した場合には、ステップS2に進む。
[0052]
 ステップS2では、制御装置101は、冷媒流路切替装置4を第2状態(すなわち、除霜運転時又は冷房運転時の状態)に設定する。すなわち、制御装置101は、冷媒流路切替装置4が第1状態にある場合には冷媒流路切替装置4を第2状態に切り替え、冷媒流路切替装置4が第2状態にある場合には冷媒流路切替装置4をそのまま第2状態に維持する。
[0053]
 ステップS3では、制御装置101は、膨張装置6を閉状態(例えば、全閉状態又は最小開度状態)に設定する。すなわち、制御装置101は、膨張装置6が開状態にある場合には膨張装置6を閉状態に切り替え、膨張装置6が閉状態にある場合には膨張装置6をそのまま閉状態に維持する。
[0054]
 ステップS4では、制御装置101は、圧縮機3を運転する。すなわち、制御装置101は、圧縮機3が停止している場合には圧縮機3の運転を開始し、圧縮機3が運転している場合にはそのまま圧縮機3の運転を維持する。ステップS4において制御装置101は、圧縮機3の連続運転時間又は積算運転時間の計測を開始するようにしてもよい。
[0055]
 ステップS2、S3、S4の処理が実行されることにより、冷媒回路110のポンプダウン運転が行われ、冷媒回路110内の冷媒が熱源側熱交換器1に回収される。このとき、室外送風機7を運転させることにより、熱源側熱交換器1での冷媒の凝縮液化を促進するようにしてもよい。ステップS2、S3、S4の実行順序は入替え可能である。また、冷媒回路110が冷媒流路切替装置4を備えない冷房専用回路である場合には、ステップS2の処理は不要である。
[0056]
 一般に、冷媒回路110を暖房運転から冷房運転又は除霜運転に切り替える際には、圧縮機3を一旦停止させ、冷媒回路110内の圧力を均圧化させる。冷媒回路110内の圧力が均圧化した後に、冷媒流路切替装置4を第1状態から第2状態に切り替え、圧縮機3を再起動させる。しかしながら、本実施の形態では、暖房運転中に水回路210への冷媒の漏洩が検知された場合、圧縮機3を停止させることなく、圧縮機3を運転させたままで冷媒流路切替装置4を第1状態から第2状態に切り替える。これにより、冷媒回路110内の冷媒を早期に回収できるため、水回路210への冷媒の漏洩量を少なく抑えることができる。
[0057]
 ポンプダウン運転中には、制御装置101は、あらかじめ設定されている圧縮機3の運転終了条件(後述)を満たすか否かを繰り返し判定する(ステップS5)。制御装置101は、圧縮機3の運転終了条件を満たすと判定した場合には、圧縮機3を停止させるとともに(ステップS6)、室外送風機7を停止させる。これにより、冷媒回路110のポンプダウン運転、すなわち冷媒の回収が終了する。回収された冷媒は、冷媒回路110のうち、熱源側熱交換器1を経由する膨張装置6から第1遮断装置(例えば、開閉弁77)までの区間(主に熱源側熱交換器1)に溜められる。回収した冷媒が上記の区間から負荷側熱交換器2側に流出してしまうのを防ぐため、制御装置101は、圧縮機3の運転終了条件を満たすと判定した場合、開閉弁77及び開閉弁78を閉じるようにしてもよい。開閉弁77及び開閉弁78が手動弁である場合には、ポンプダウン運転の終了後、表示部203の表示又はマニュアルに記載された作業手順に従って、ユーザ又はサービスマンが開閉弁77及び開閉弁78を閉じるようにしてもよい。これにより、回収された冷媒を上記の区間内に閉じ込めることができる。
[0058]
 なお、開閉弁77に代えて、又は開閉弁77に加えて、冷媒の流れが常に一定方向となる位置に設けられた逆止弁を第1遮断装置として用いてもよい。例えば、冷媒流路切替装置4と圧縮機3との間の吸入配管11a又は吐出配管11bに設けられた逆止弁を第1遮断装置として用いてもよいし、圧縮機3に備えられた吐出弁39を第1遮断装置として用いてもよい。逆止弁又は吐出弁39を第1遮断装置として用いる場合、第1遮断装置を閉じる制御は不要となる。
[0059]
 圧縮機3の運転終了条件について説明する。圧縮機3の運転終了条件は、例えば、圧縮機3の連続運転時間又は積算運転時間が閾値時間に達したことである。圧縮機3の連続運転時間とは、ステップS4の処理が実行された後の圧縮機3の連続運転時間のことである。圧縮機3の積算運転時間とは、ステップS4の処理が実行された後の圧縮機3の積算運転時間のことである。閾値時間は、例えば、冷媒の回収を十分に行えるように、熱源側熱交換器1の容量、冷媒回路110の冷媒配管(延長配管111、112を含む)の長さ、又は冷媒回路110への封入冷媒量などに応じて機種毎に設定されている。
[0060]
 圧縮機3の運転終了条件は、水回路210内の圧力が第1閾値圧力を下回ったこと、又は水回路210内の圧力が低下傾向となったことであってもよい。水回路210内の圧力がこれらの条件を満たした場合には、ポンプダウン運転による冷媒回収によって水回路210への冷媒漏洩が抑制されたと判断できる。
[0061]
 圧縮機3の運転終了条件は、冷媒回路110の低圧側圧力が閾値圧力を下回ったことであってもよい。この場合、ポンプダウン運転時の冷媒回路110で低圧となる部位には、圧力センサ又は圧力スイッチ(ここでは低圧スイッチ)が設けられる。冷媒が回収されると、冷媒回路110の低圧側圧力は低圧になる。したがって、冷媒回路110の低圧側圧力が閾値圧力を下回った場合には、冷媒が十分に回収されたと判断できる。空気調和機の場合、冷媒回路内が大気圧よりも低い圧力になると、冷媒回路に空気が吸い込まれてしまうおそれがある。これに対し、本実施の形態では、冷媒回路110内が大気圧よりも低い圧力になっても冷媒回路110には水回路210の水が吸い込まれるだけであり、冷媒回路110に空気が吸い込まれることはほとんどない。したがって、上記の閾値圧力は、大気圧よりも低い圧力に設定してもよい。
[0062]
 圧縮機3の運転終了条件は、冷媒回路110の高圧側圧力が閾値圧力を上回ったことであってもよい。この場合、ポンプダウン運転中の冷媒回路110で高圧となる部位には、圧力センサ又は圧力スイッチ(ここでは高圧スイッチ)が設けられる。冷媒が回収されると、冷媒回路110の高圧側圧力は高圧になる。したがって、冷媒回路110の高圧側圧力が閾値圧力を上回った場合には、冷媒が十分に回収されたと判断できる。
[0063]
 冷媒回路110のポンプダウン運転が終了した後に、水回路210内の圧力が第2閾値圧力を上回った場合又は水回路210内の圧力が上昇傾向となった場合には、圧縮機3及び室外送風機7を再度運転し、冷媒回路110のポンプダウン運転を再開してもよい。膨張装置6、開閉弁77、78及び吐出弁39等では、異物噛みにより冷媒の微小な漏れが生じる可能性がある。このため、一旦回収した冷媒が、負荷側熱交換器2を介して水回路210に漏洩してしまうおそれがある。したがって、ポンプダウン運転が一旦終了した後であっても、水回路210内の圧力に基づいてポンプダウン運転を再開することは、冷媒漏洩の抑制に効果的である。例えば、第2閾値圧力は、上記の第1閾値圧力よりも高い値に設定される。
[0064]
 なお、ポンプダウン運転による冷媒回収を行わずに、膨張装置6から第1遮断装置までの区間に冷媒を閉じ込めるようにしてもよい。この場合、水回路210への冷媒の漏洩が検知されると、制御装置101は、圧縮機3を停止し、冷媒流路切替装置4を第2状態に設定し、膨張装置6を閉状態に設定する。このようにしても、水回路210への冷媒漏洩量を削減できるため、冷媒が室内に漏洩してしまうのを抑制することができる。
[0065]
 次に、冷媒漏洩検知装置98の配置位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利用機器における冷媒漏洩検知装置98の配置位置の例を示す説明図である。図5では、冷媒漏洩検知装置98の配置位置の例として、5つの配置位置A~Eを示している。配置位置A及びBの場合、冷媒漏洩検知装置98は、配管72に接続されている。すなわち、冷媒漏洩検知装置98は、圧力逃がし弁70と同様に、ブースタヒータ54で主回路220に接続されている。このような場合、負荷側熱交換器2で水回路210に漏洩した冷媒が圧力逃がし弁70から放出される前に、冷媒漏洩検知装置98によって冷媒の漏洩を確実に検知することができる。水回路210への冷媒の漏洩が冷媒漏洩検知装置98によって検知されると、冷媒回路110のポンプダウン運転が直ちに開始され、冷媒が回収される。したがって、圧力逃がし弁70から室内への冷媒の漏洩量を最小限に抑えることができる。同様の効果は、冷媒漏洩検知装置98が、主回路220のうち、負荷側熱交換器2、又は、図1に示したように負荷側熱交換器2とブースタヒータ54(すなわち、接続部)との間、に接続されている場合にも得られる。
[0066]
 一方、配置位置C及びDの場合、冷媒漏洩検知装置98は、主回路220のうちブースタヒータ54と三方弁55との間に接続されている。この場合、冷媒漏洩検知装置98によって冷媒の漏洩が検知される前に、冷媒が圧力逃がし弁70から放出されてしまうことがある。ただし、上記のように、水回路210への冷媒の漏洩が検知されると、冷媒回路110のポンプダウン運転が直ちに開始され、冷媒が回収される。したがって、圧力逃がし弁70から室内に多量の冷媒が漏れてしまうことはない。
[0067]
 配置位置Eの場合、冷媒漏洩検知装置98は、主回路220のうち、負荷側熱交換器2と合流部230との間に接続されている。この場合、水回路210に漏洩した冷媒が、室内機200の外部に設けられた圧力逃がし弁301から放出される前に、冷媒漏洩検知装置98によって冷媒の漏洩を確実に検知することができる。水回路210への冷媒の漏洩が冷媒漏洩検知装置98によって検知されると、冷媒回路110のポンプダウン運転が直ちに開始され、冷媒が回収される。したがって、圧力逃がし弁301から室内への冷媒の漏洩量を最小限に抑えることができる。
[0068]
 図1及び図5に示した全ての構成では、冷媒漏洩検知装置98が、現地施工業者により施工される枝回路(例えば、暖房回路側配管82a、82b及び暖房機器300)ではなく、主回路220に接続されている。このため、冷媒漏洩検知装置98の取付け、及び、冷媒漏洩検知装置98と制御装置201との接続は、室内機200の製造メーカが行うことができる。したがって、冷媒漏洩検知装置98の取付け忘れ及び冷媒漏洩検知装置98の接続忘れといったヒューマンエラーも回避できる。
[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(ヒートポンプ利用機器の一例)は、圧縮機3、冷媒流路切替装置4、熱源側熱交換器1、膨張装置6及び負荷側熱交換器2を有し、冷媒を循環させる冷媒回路110と、負荷側熱交換器2を経由して水(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、を備えている。冷媒流路切替装置4は、第1状態と第2状態とに切り替えられるように構成されている。冷媒流路切替装置4が第1状態に切り替えられた場合、冷媒回路110は、負荷側熱交換器2が凝縮器として機能する通常運転(第1運転の一例)を実行可能である。冷媒流路切替装置4が第2状態に切り替えられた場合、冷媒回路110は、負荷側熱交換器2が蒸発器として機能する除霜運転(第2運転の一例)を実行可能である。水回路210は、負荷側熱交換器2を経由する主回路220を有している。主回路220は、主回路220の下流端に設けられ、主回路220から分岐する複数の枝回路221、222が接続される三方弁55(分岐部の一例)と、主回路220の上流端に設けられ、主回路220に合流する複数の枝回路221、222が接続される合流部230と、を有している。主回路220には、圧力逃がし弁70(圧力保護装置の一例)と、冷媒漏洩検知装置98と、が接続されている。圧力逃がし弁70は、主回路220のうち、負荷側熱交換器2と三方弁55若しくは合流部230の一方(本例では、三方弁55)との間、又は負荷側熱交換器2、に位置する接続部(本例では、ブースタヒータ54)に接続されている。冷媒漏洩検知装置98は、主回路220のうち、三方弁55若しくは合流部230の他方(本例では、合流部230)、当該他方とブースタヒータ54との間、又はブースタヒータ54に接続されている。水回路210への冷媒の漏洩が検知されたとき、冷媒流路切替装置4が第2状態となり、膨張装置6が閉状態となり、圧縮機3が運転する。
[0070]
 この構成によれば、冷媒が水回路210に漏洩した場合、水回路210への冷媒の漏洩を冷媒漏洩検知装置98によって早期に検知することができる。水回路210への冷媒の漏洩が検知されると、ポンプダウン運転によって冷媒回路110の冷媒が回収される。冷媒の漏洩がより早期に検知されることから、冷媒の回収もより早期に行われる。したがって、冷媒が室内に漏洩してしまうのを抑制することができる。
[0071]
 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、冷媒回路110は、遮断装置(例えば、第1遮断装置、開閉弁77、吐出弁39、逆止弁等)をさらに有している。遮断装置は、冷媒回路110のうち、負荷側熱交換器2と冷媒流路切替装置4との間、冷媒流路切替装置4と圧縮機3との間の吸入配管11a、冷媒流路切替装置4と圧縮機3との間の吐出配管11b、冷媒流路切替装置4と熱源側熱交換器1との間、又は圧縮機3に設けられている。この構成によれば、ポンプダウン運転の終了後、熱源側熱交換器1を経由する膨張装置6から遮断装置までの区間に冷媒を閉じ込めることができる。したがって、ポンプダウン運転終了後に冷媒が室内に漏洩してしまうのを抑制することができる。
[0072]
 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、冷媒回路110が有する遮断装置は、冷媒回路110のうち、冷媒流路切替装置4と圧縮機3との間の吸入配管11a、冷媒流路切替装置4と圧縮機3との間の吐出配管11b、又は圧縮機3に設けられている。遮断装置は、逆止弁(例えば、圧縮機3に吸入される冷媒の流れ又は圧縮機3から吐出される冷媒の流れを許容し、冷媒の逆流を阻止する逆止弁)である。この構成によれば、ポンプダウン運転の終了後、熱源側熱交換器1を経由する膨張装置6から遮断装置までの区間に冷媒を閉じ込めることができる。したがって、ポンプダウン運転終了後に冷媒が室内に漏洩してしまうのを抑制することができる。
[0073]
 また、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯暖房装置1000(ヒートポンプ利用機器の一例)は、圧縮機3、凝縮器として機能する熱源側熱交換器1、膨張装置6、及び蒸発器として機能する負荷側熱交換器2を有し、冷媒を循環させる冷媒回路110と、負荷側熱交換器2を経由して水(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、を備えている。水回路210は、負荷側熱交換器2を経由する主回路220を有している。主回路220は、主回路220の下流端に設けられ、主回路220から分岐する複数の枝回路221、222が接続される三方弁55(分岐部の一例)と、主回路220の上流端に設けられ、主回路220に合流する複数の枝回路221、222が接続される合流部230と、を有している。主回路220には、圧力逃がし弁70(圧力保護装置の一例)と、冷媒漏洩検知装置98と、が接続されている。圧力逃がし弁70は、主回路220のうち、負荷側熱交換器2と三方弁55若しくは合流部230の一方(本例では、三方弁55)との間、又は負荷側熱交換器2、に位置する接続部(本例では、ブースタヒータ54)に接続されている。冷媒漏洩検知装置98は、主回路220のうち、三方弁55若しくは合流部230の他方(本例では、合流部230)、当該他方とブースタヒータ54との間、又はブースタヒータ54に接続されている。水回路210への冷媒の漏洩が検知されたとき、膨張装置6が閉状態となり、圧縮機3が運転する。
[0074]
 この構成によれば、冷媒が水回路210に漏洩した場合、水回路210への冷媒の漏洩を冷媒漏洩検知装置98によって早期に検知することができる。水回路210への冷媒の漏洩が検知されると、ポンプダウン運転によって冷媒回路110の冷媒が回収される。冷媒の漏洩がより早期に検知されることから、冷媒の回収もより早期に行われる。したがって、冷媒が室内に漏洩してしまうのを抑制することができる。
[0075]
 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、冷媒回路110は、遮断装置(例えば、第1遮断装置、開閉弁77、逆止弁等)をさらに有している。遮断装置は、冷媒回路110のうち、負荷側熱交換器2と圧縮機3との間、圧縮機3と熱源側熱交換器1との間、又は圧縮機3に設けられている。この構成によれば、ポンプダウン運転の終了後、熱源側熱交換器1を経由する膨張装置6から遮断装置までの区間に冷媒を閉じ込めることができる。したがって、ポンプダウン運転終了後に冷媒が室内に漏洩してしまうのを抑制することができる。
[0076]
 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、遮断装置は、圧縮機3に吸入される冷媒の流れ又は圧縮機3から吐出される冷媒の流れを許容し、冷媒の逆流を阻止する逆止弁である。この構成によれば、遮断装置を閉じる制御が不要となる。
[0077]
 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、逆止弁は、圧縮機3に備えられた吐出弁39又は圧縮機3に備えられた逆止弁47(後述)であってもよい。
[0078]
 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、運転した圧縮機3は、運転終了条件を満たしたときに停止するように構成されていてもよい。
[0079]
 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、運転終了条件は、水回路210の圧力が第1閾値圧力を下回ったこと、又は水回路210の圧力が低下傾向となったことであってもよい。
[0080]
 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、停止した圧縮機3は、水回路210の圧力が第2閾値圧力を上回ったとき、又は水回路210の圧力が上昇傾向となったとき、再度運転する。この構成によれば、一旦回収した冷媒が水回路210に漏洩してしまうのを抑制することができる。
[0081]
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利用機器について説明する。図6は、本実施の形態に係るヒートポンプ利用機器の概略構成を示す回路図である。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。本実施の形態の冷媒回路110では、熱源側熱交換器1と膨張装置6との間に、冷媒を貯留する容器8(例えば、レシーバ)が設けられている。
[0082]
 図7は、本実施の形態に係るヒートポンプ利用機器の圧縮機3の概略構成を示す断面図である。本実施の形態の圧縮機3は、密閉型かつ高圧シェル方式のスクロール圧縮機である。図7に示すように、圧縮機3は、冷媒を吸入して圧縮する圧縮機構部30と、圧縮機構部30を駆動する電動機部31と、圧縮機構部30及び電動機部31を収容する密閉容器32と、を有している。圧縮機構部30は、密閉容器32内の上部に配置されている。電動機部31は、密閉容器32内で圧縮機構部30よりも下方に配置されている。密閉容器32内の空間は、圧縮機構部30で圧縮された高圧冷媒で満たされている。密閉容器32には、低圧冷媒を吸入する吸入管44と、高圧冷媒を吐出する吐出管45と、が接続されている。
[0083]
 圧縮機構部30は、密閉容器32に固定されたフレーム41と、フレーム41に支持された固定スクロール42と、主軸を介して伝達される電動機部31の回転駆動力により固定スクロール42に対して揺動する揺動スクロール43と、を有している。固定スクロール42の渦巻歯と揺動スクロール43の渦巻歯との間には、吸入管44に通じる吸入行程の室と、吸入管44を介して吸入した冷媒を圧縮する圧縮行程の室と、吐出孔46を介して密閉容器32内の空間に通じる吐出行程の室と、が形成される。電動機部31により揺動スクロール43が駆動されることによって、吸入、圧縮及び吐出の各行程が連続的に繰り返される。
[0084]
 吸入管44と吸入行程の室との間には、逆止弁47が設けられている。逆止弁47は、冷媒の吸入経路を開閉する弁体と、冷媒流れの下流側から弁体を閉方向に付勢するバネと、を有している。圧縮機3の運転中には、吸入冷媒の流れにより弁体に作用する力がバネの付勢力よりも大きくなるため、逆止弁47は開状態となる。圧縮機3の停止中には、バネの付勢力によって逆止弁47は閉状態となる。逆止弁47は、圧縮機3が停止したときに、差圧による圧縮機構部30の逆転動作や冷凍機油の逆流を防ぐ機能を有している。通常、圧縮機3が停止したときの差圧は、膨張装置6を開にすることにより解消される。なお、スクロール圧縮機においても、吐出弁が設けられる場合がある。圧縮機3に備えられた逆止弁47又は吐出弁は、第1遮断装置として用いることができる。
[0085]
 本実施の形態において、水回路210への冷媒の漏洩が検知された場合、実施の形態1と同様のポンプダウン運転が行われる(図4参照)。本実施の形態では、熱源側熱交換器1と膨張装置6との間に容器8が設けられているため、回収した冷媒を容器8にも溜めることができる。したがって、本実施の形態によれば、熱源側熱交換器1を経由する膨張装置6から第1遮断装置(例えば、逆止弁47又は開閉弁77)までの区間に、容器8の容積分だけ実施の形態1よりも多くの冷媒を閉じ込めることができる。
[0086]
 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、冷媒と熱媒体との熱交換を行うものであれば、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。
[0087]
 また、上記実施の形態では、ヒートポンプ利用機器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利用機器にも適用可能である。
[0088]
 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。
[0089]
 また、上記実施の形態では、負荷側熱交換器2が室内機200に収容された構成を例に挙げたが、負荷側熱交換器2は室外機100に収容されていてもよい。この場合、冷媒回路110の全体が室外機100に収容される。またこの場合、室外機100と室内機200との間は、水回路210の一部を構成する2本の水配管を介して接続される。
[0090]
 上記の各実施の形態は、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

[0091]
 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、6 膨張装置、7 室外送風機、8 容器、11a 吸入配管、11b 吐出配管、21、22、23、24 継手部、30 圧縮機構部、31 電動機部、32 密閉容器、33 シリンダ、34 ローリングピストン、35 上端板、36 下端板、37 吸入管、38 吐出孔、39 吐出弁、40 弁ストッパ、41 フレーム、42 固定スクロール、43 揺動スクロール、44 吸入管、45 吐出管、46 吐出孔、47 逆止弁、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、72 配管、72a 分岐部、75 配管、77、78 開閉弁、81a、81b サニタリー回路側配管、82a、82b 暖房回路側配管、98 冷媒漏洩検知装置、100 室外機、101 制御装置、102 制御線、110 冷媒回路、111、112 延長配管、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、300 暖房機器、301 圧力逃がし弁、1000 ヒートポンプ給湯暖房装置。

請求の範囲

[請求項1]
 圧縮機、冷媒流路切替装置、熱源側熱交換器、膨張装置及び負荷側熱交換器を有し、冷媒を循環させる冷媒回路と、
 前記負荷側熱交換器を経由して熱媒体を流通させる熱媒体回路と、を備え、
 前記冷媒流路切替装置は、第1状態と第2状態とに切り替えられるように構成されており、
 前記冷媒流路切替装置が前記第1状態に切り替えられた場合、前記冷媒回路は、前記負荷側熱交換器が凝縮器として機能する第1運転を実行可能であり、
 前記冷媒流路切替装置が前記第2状態に切り替えられた場合、前記冷媒回路は、前記負荷側熱交換器が蒸発器として機能する第2運転を実行可能であり、
 前記熱媒体回路は、前記負荷側熱交換器を経由する主回路を有しており、
 前記主回路は、
 前記主回路の下流端に設けられ、前記主回路から分岐する複数の枝回路が接続される分岐部と、
 前記主回路の上流端に設けられ、前記主回路に合流する前記複数の枝回路が接続される合流部と、を有しており、
 前記主回路には、圧力保護装置と、冷媒漏洩検知装置と、が接続されており、
 前記圧力保護装置は、前記主回路のうち、前記負荷側熱交換器と前記分岐部若しくは前記合流部の一方との間、又は前記負荷側熱交換器、に位置する接続部に接続されており、
 前記冷媒漏洩検知装置は、前記主回路のうち、前記分岐部若しくは前記合流部の他方、前記他方と前記接続部との間、又は前記接続部に接続されており、
 前記熱媒体回路への前記冷媒の漏洩が検知されたとき、前記冷媒流路切替装置が前記第2状態となり、前記膨張装置が閉状態となり、前記圧縮機が運転するヒートポンプ利用機器。
[請求項2]
 前記冷媒回路は、遮断装置をさらに有しており、
 前記遮断装置は、前記冷媒回路のうち、前記負荷側熱交換器と前記冷媒流路切替装置との間、前記冷媒流路切替装置と前記圧縮機との間の吸入配管、前記冷媒流路切替装置と前記圧縮機との間の吐出配管、前記冷媒流路切替装置と前記熱源側熱交換器との間、又は前記圧縮機に設けられている請求項1に記載のヒートポンプ利用機器。
[請求項3]
 前記冷媒回路は、遮断装置をさらに有しており、
 前記遮断装置は、前記冷媒回路のうち、前記冷媒流路切替装置と前記圧縮機との間の吸入配管、前記冷媒流路切替装置と前記圧縮機との間の吐出配管、又は前記圧縮機に設けられており、
 前記遮断装置は逆止弁である請求項1に記載のヒートポンプ利用機器。
[請求項4]
 圧縮機、凝縮器として機能する熱源側熱交換器、膨張装置、及び蒸発器として機能する負荷側熱交換器を有し、冷媒を循環させる冷媒回路と、
 前記負荷側熱交換器を経由して熱媒体を流通させる熱媒体回路と、を備え、
 前記熱媒体回路は、前記負荷側熱交換器を経由する主回路を有しており、
 前記主回路は、
 前記主回路の下流端に設けられ、前記主回路から分岐する複数の枝回路が接続される分岐部と、
 前記主回路の上流端に設けられ、前記主回路に合流する前記複数の枝回路が接続される合流部と、を有しており、
 前記主回路には、圧力保護装置と、冷媒漏洩検知装置と、が接続されており、
 前記圧力保護装置は、前記主回路のうち、前記負荷側熱交換器と前記分岐部若しくは前記合流部の一方との間、又は前記負荷側熱交換器、に位置する接続部に接続されており、
 前記冷媒漏洩検知装置は、前記主回路のうち、前記分岐部若しくは前記合流部の他方、前記他方と前記接続部との間、又は前記接続部に接続されており、
 前記熱媒体回路への前記冷媒の漏洩が検知されたとき、前記膨張装置が閉状態となり、前記圧縮機が運転するヒートポンプ利用機器。
[請求項5]
 前記冷媒回路は、遮断装置をさらに有しており、
 前記遮断装置は、前記冷媒回路のうち、前記負荷側熱交換器と前記圧縮機との間、前記圧縮機と前記熱源側熱交換器との間、又は前記圧縮機に設けられている請求項4に記載のヒートポンプ利用機器。
[請求項6]
 前記遮断装置は逆止弁である請求項5に記載のヒートポンプ利用機器。
[請求項7]
 前記逆止弁は、前記圧縮機に備えられた吐出弁又は前記圧縮機に備えられた逆止弁である請求項3又は請求項6に記載のヒートポンプ利用機器。
[請求項8]
 運転した前記圧縮機は、運転終了条件を満たしたときに停止する請求項1~請求項7のいずれか一項に記載のヒートポンプ利用機器。
[請求項9]
 前記運転終了条件は、前記熱媒体回路の圧力が第1閾値圧力を下回ったこと、又は前記熱媒体回路の圧力が低下傾向となったことである請求項8に記載のヒートポンプ利用機器。
[請求項10]
 停止した前記圧縮機は、前記熱媒体回路の圧力が第2閾値圧力を上回ったとき、又は前記熱媒体回路の圧力が上昇傾向となったとき、再度運転する請求項8又は請求項9に記載のヒートポンプ利用機器。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]