【実施例1】
【0021】
先ず、ヒートポンプ給湯装置1の全体構成について説明する。
図1に示すように、ヒートポンプ給湯装置1は、温水を貯留する大容量の貯湯タンク12を備えた貯湯タンクユニット2、ヒートポンプ回路を有するヒートポンプ式熱源機3、貯湯タンクユニット2とヒートポンプ式熱源機3との間に湯水を循環させる温水循環用配管9a,9bから構成されている。
【0022】
次に、貯湯タンクユニット2について簡単に説明する。
図1に示すように、貯湯タンクユニット2は、縦長筒状の外周面を有する貯湯タンク12、各種の配管6,7,8,9a,9b,10、主制御ユニット11、外装ケース14等を備えている。貯湯タンク12は、ヒートポンプ式熱源機3で加熱された高温の温水を貯留するものであり、耐腐食性に優れたステンレス製の板材で構成されている。
【0023】
貯湯タンク12の下端部には、水道管等の給水用配管7と温水循環用配管9aに接続される下部配管8が接続されている。給水用配管7には、貯湯タンク12へ水道水を供給する為の開閉弁15が設けられており、通常は開閉弁15が開弁されていて、水道水を貯湯タンク12内に供給するようになっている。貯湯タンク12の外面側を覆う保温材13は、例えば、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン等の樹脂を発泡成形した発泡断熱材で構成されている。
【0024】
貯湯タンク12の上端部には、温水循環用配管9bと出湯用配管6に接続される上部配管10が接続されている。上部配管10には開閉弁17が設けられている。通常は開閉弁17が開弁されていて、温水循環用配管9bから上部配管10を通って戻された高温の温水(例えば、80〜90℃)を貯湯タンク12内に貯留することができ、給湯時には貯湯タンク12内の高温の温水を上部配管10に供給することができる。
【0025】
貯湯タンク12には、複数の温度センサ31〜34が高さ方向所定間隔おきの位置に配置されている。温度センサ31〜34は主制御ユニット11に接続されており、温度センサ31〜34の温度検出信号が主制御ユニット11に供給される。
【0026】
外装ケース14は、薄鋼板製の箱状に形成され、主制御ユニット11、貯湯タンク12、配管類6,7,8,10、温水循環用配管9a,9bの大部分、液送ポンプ16、開閉弁15,17、混合弁27、複数の温度センサ28〜30等を収容している。
【0027】
次に、ヒートポンプ式熱源機3について説明する。
図1,
図2に示すように、ヒートポンプ式熱源機3は、蒸発熱交換器としての外気熱吸収用熱交換器18と、圧縮機20と、凝縮器としての湯水加熱用熱交換器21と、高圧の冷媒を急膨張させて温度と圧力を下げる膨張弁22とを有し、これら機器18,20,21,22が冷媒配管23を介して接続されヒートポンプ回路を構成し、冷媒配管23に収容された冷媒を利用して給湯加熱運転を行う。
【0028】
ヒートポンプ式熱源機3は、さらに送風モータ19aで駆動される蒸発熱交換器用の送風ファン19と、主制御ユニット11に接続され且つヒートポンプ式熱源機3を制御する補助制御ユニット24と、冷媒の漏洩を検知可能なガスセンサ48と、これらを収納する外装ケース25等を備えている。
【0029】
ここで、外装ケース25の構造について説明する。
図2,
図3に示すように、外装ケース25は、薄鋼板製の箱状に形成され、左右1対の側板35,36と、前側板37と、後側板38と、天板40と、底板41とを備えている。外装ケース25内には、垂直な縦仕切り板42と水平な横仕切り板43とが設けられ、夫々が薄鋼板製のものである。
【0030】
左右1対の側板35,36は、平面視にてL字形に夫々構成され、左右対称に設置されている。右側板36には、下側が膨出した形状の配管カバー36aが取り付けられ、この配管カバー36aにより温水循環用配管9a,9bの内部配管部分と外部配管部分を接続する配管接続部が覆われている。
【0031】
前側板37には、空気排出口としての開口部37aが形成され、この開口部37aの前面には金網状のカバー部材37bが設けられている。前側板37の内面側には空気流をガイドするベルマウス37cが設けられている。送風ファン19を駆動すると、左側板35と後側板38に夫々形成された大きな矩形状の外気取込用開口部から外気が取り込まれ、外気熱吸収用熱交換器18で冷媒と熱交換されて低温の空気となり、前側の開口部37aから外部に排出される。
【0032】
縦仕切り板42は、底板41の右側約1/3部分から鉛直に立設され且つ左右1対の側板35,36と略平行に設けられている。縦仕切り板42は、外装ケース25内を外気熱吸収用熱交換器18や送風ファン19等が配置された左側の送風室44と、圧縮機20や膨張弁22等が配置された右側の機械室45とに区画している。縦仕切り板42の上端側部分に、補助制御装置24が装着されている。
【0033】
横仕切り板43は、縦仕切り板42の上側に天板40と平行に左右方向に延びるように設けられ、横仕切り板43は、左右両端部が左右側板35,36の内側面に固定され、外装ケース25内の上端側部分を区画している。横仕切り板43の機械室45側部分には、横仕切り板43の上部空間と機械室45側とを連通する配管連通用の開口部(図示略)が形成されている。
【0034】
次に、外装ケース25内に収納されている各種機器について説明する。
図3に示すように、送風ファン19は、送風モータ19aと、この送風モータ19aによって回動駆動される複数の羽根部材19bとを有し、支持金具19cを介して底板41と横仕切り板43とに支持されている。圧縮機20は、気相状態の冷媒を断熱圧縮して温度上昇させる公知の密閉型圧縮機である。
【0035】
外気熱吸収用熱交換器18は、左側板35と後側板38の内面に沿うように平面視L字状に構成されている。外気熱吸収用熱交換器18は、冷媒配管23に含まれる蒸発器通路部18aを有し、この蒸発器通路部18aは複数のフィンを有し、この外気熱吸収用熱交換器18において、蒸発器通路部18aを流れる冷媒と外気との間で熱交換され、冷媒は外気から吸熱して気化する。
【0036】
湯水加熱用熱交換器21は、横仕切り板43の上面側に配置されている。湯水加熱用熱交換器21は、熱交換器通路部21aと冷媒配管23の一部となる内部通路21bとを有する銅製の二重管で構成されている。この湯水加熱用熱交換器21において、内部通路21bを流れる冷媒と温水循環用配管9aから熱交換器通路部21aに供給される湯水との間で熱交換され、湯水は加熱され冷媒は冷却され液化する。
【0037】
膨張弁22は液相状態の冷媒を断熱膨張させ温度低下させる。この膨張弁22は絞り量が可変な制御弁からなる。尚、膨張弁22の代わりに絞り量が一定の膨張弁を採用しても良い。
【0038】
ガスセンサ48は、冷媒が空気の比重より重いことを考慮して、ヒートポンプ式熱源機3の機械室45の下部に設置されている。仮に冷媒の漏洩が発生した場合、ガスセンサ48が漏洩した冷媒を検知し、補助制御ユニット24に検知信号を送信して送風ファン19を駆動した後にユーザーに報知するので、ヒートポンプ式熱源機3の安全性を確保することができる。
【0039】
ヒートポンプ式熱源機3において、圧縮機20により高圧に圧縮された加熱状態の冷媒は、湯水加熱用熱交換器21に送られ、液送ポンプ16の駆動により貯湯タンク12の下端部から下部配管8と温水循環用配管9aを経て熱交換器通路部21aに流入した温水又は水と熱交換してその温水又は水を暖め、加熱された温水が温水循環用配管9b、上部配管10を通って貯湯タンクユニット2の貯湯タンク12に貯留され、ヒートポンプ式熱源機3を経由する加熱動作を繰り返すことで貯湯タンク12に高温の温水が貯留される。
【0040】
主制御ユニット11は、ユーザーが操作可能な操作リモコン35との間でデータ通信可能であり、操作リモコン35のスイッチ操作により目標給湯温度が設定されると、その目標給湯温度データが操作リモコン35から主制御ユニット11に送信される。主制御ユニット11は、給湯加熱運転時には、目標給湯温度データ及び温度センサ31〜34からの温度検知データに基づいて、ヒートポンプ式熱源機3で温水を加熱する加熱温度を決定し、補助制御ユニット24にその加熱温度を指示する。
【0041】
ユーザーが給湯操作を行なうと、貯湯タンク12に貯留された温水が出湯用配管6に流れ、その温水と給水用配管7から供給される水道水とが混合弁27で混合され、所定の温度となって蛇口等の給湯栓4に給湯される。混合弁27の上流部、下流部、給水用配管7の途中部には、夫々、温水温度又は入水温度を検知するための温度センサ28〜30が設けられ、これら温度センサ28〜30の検出信号が主制御ユニット11に供給されている。主制御ユニット11は、これら温度センサ28〜30で検知された温度検知データに基づいて、混合弁27を制御して温水と水の混合比を調節することで給湯する温水の温度を調整して給湯する。
【0042】
補助制御ユニット24は、主制御ユニット11との間でデータ通信可能であり、主制御ユニット11からの指令に従ってヒートポンプ式熱源機3の各種機器(送風モータ19a、圧縮機20等)の駆動制御を行う。湯水加熱用熱交換器21の出口側部分において、温水循環用配管9bには温水温度を検知するための温度センサ26が設けられ、その検出信号が主制御ユニット11に供給され、補助制御ユニット24は、指令温度と温度検知データを主制御ユニット11から受けて、温水の加熱温度が指令された温度となるように、ヒートポンプ式熱源機3を作動させる。
【0043】
次に、外装ケース25に設けられた本発明に係る漏洩冷媒検知構造について説明する。
図3,
図4に示すように、外装ケース25は、冷媒の漏洩が発生した場合にその漏洩した冷媒を滞留可能な滞留部51と、この滞留部51に対して設けられ且つ外装ケース25の外部からガス検知器70(ガス検知手段)を導入可能な導入開口部52とを備えている。
【0044】
次に、滞留部51について説明する。
図3,
図4に示すように、滞留部51は、外装ケース25の底部に下方に突出するように形成された凹部53で構成されている。即ち、滞留部51を構成する凹部53は、外装ケース25の機械室45側の底板41の隅部であって右側板36と前側板37の近傍部に平面視円形状に形成されている。この凹部53は、底板41の他の部分よりも深く形成され、且つ直径5cm程度、深さ2cm程度のサイズを有しているが、特にこのサイズに限定する必要はない。ヒートポンプ式熱源機3から冷媒が漏洩した場合、漏洩冷媒は外装ケース25内を下方へ流れ、底板41の最も低いこの凹部53に滞留される。この凹部53に流入した冷媒は、ヒートポンプ式熱源機3の輸送時であっても滞留状態が保持される。
【0045】
次に、導入開口部52について説明する。
図3,
図4に示すように、導入開口部52は、外装ケース25の側部に形成されている。即ち、導入開口部52は、外装ケース25の右側板36の下端部前寄り部分に形成されている。導入開口部52は、後述するガス検知器70のプローブ部72が容易に挿入可能な程度の直径(例えば、2〜3cm程度)を有している。導入開口部52の周縁には、右方(外方)に突出する筒状部52aが形成されている。尚、導入開口部52は、底板41の凹部53の近傍部に形成されることが望ましく、また、筒状部52aは省略しても良い。
【0046】
次に、蓋部材55について説明する。
図2〜
図4に示すように、蓋部材55は、冷媒が外部に流出することを防止する為のものであり、導入開口部52に着脱可能に取り付けられている。即ち、蓋部材55は、円板状の蓋本体55aと、この蓋本体55aの外周部から一方に延びる筒部55bとから一体的に形成されたゴム製のものである。筒部55bの内周部が、導入開口部52の筒状部52aの外周部に導入開口部52を覆うように嵌合されている。尚、蓋部材55の取付構造は、嵌合構造に代えて、筒部55bの内周部を筒状部52aの外周部に螺合することで取り付け可能な螺合構造を採用しても良い。
【0047】
図5に示すように、ガス検知器70(ガス検知手段に相当する)は、複数の操作部、複数のLED表示部、種々の電気回路やバッテリ等が搭載されたケース本体部71と、このケース本体部71から延びるガスセンサ等が組み込まれた可撓状のプローブ部72とからなる、作業員が持ち運び可能な携帯型に構成されているが、この携帯用のガス検知器70は、既存の冷媒漏れ検査時に使用されるものなので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【0048】
次に、本発明のヒートポンプ式熱源機3の作用及び効果について説明する。
ヒートポンプ式熱源機3の据付け前の梱包から取り出された状態において、ヒートポンプ式熱源機3から冷媒漏れが発生していないかの冷媒漏れ検査を行う場合、作業員は、外装ケース25の導入開口部52から蓋部材55を取り外し、ガス検知器70のプローブ部72を導入開口部52に右方から挿入し、プローブ部72の先端部を凹部53(滞留部51)に導入する。
【0049】
ヒートポンプ式熱源機3から冷媒が漏洩している場合、冷媒の漏洩は冷媒配管23が通る機械室45側で発生する可能性が高く、且つ冷媒は一般的に空気の比重よりも重いので、漏洩した冷媒は外装ケース25の機械室45側の内部の下方へ流れ、冷媒の一部は底板41の最も低い滞留部51である凹部53に流れ込んで滞留しているため、導入開口部52から挿入されたプローブ部72により、凹部53に滞留された冷媒を検知することができ、ヒートポンプ式熱源機3の冷媒漏れの発生を把握することができる。
【0050】
このように、外装ケース25は、冷媒の漏洩が発生した場合にその漏洩した冷媒を滞留可能な滞留部51と、この滞留部51に対して設けられ且つ外装ケース25の外部からガス検知器70を導入可能な導入開口部52とを備えたので、冷媒の漏洩が発生した場合、外装ケース25の一部を取り外さなくても外側から導入開口部52を介してガス検知器70を導入することで容易に且つ確実に検知することができる。
【0051】
従って、ヒートポンプ式熱源機3の据付け前に冷媒の漏洩状態を検査することができるので、冷媒が漏洩している場合、このヒートポンプ式熱源機3の据付けを取り止め別のヒートポンプ式熱源機3と交換することができ、故に、ヒートポンプ式熱源機3の無駄な据付け作業を防止し、設置コストを低減することができる。
【0052】
また、外装ケース25に滞留部51と導入開口部52とを設けて、既存のガス検知器70を利用することで漏洩冷媒を検知することが可能となるので、無電力状態でも作動するガス検知装置を外装ケース25に新たに組み込む場合と比較して、低コストで製造することができる。冷媒漏れ検査の為に、外装ケース25の一部を取り外す必要がないので、冷媒の拡散を防ぎ、冷媒濃度の低下を防止することで、冷媒の漏洩量が微少量であっても容易に検知可能になる。
【0053】
さらに、滞留部51は、外装ケース25の底部に下方に突出するように形成された凹部53で構成され、導入開口部52は、外装ケース25の側部に形成されたので、漏洩した冷媒が微少量であっても、低い位置に形成された凹部53に冷媒が流れて滞留させることができ、導入開口部52から挿入されたガス検知器70により精度良く冷媒漏れを検知できる。また、滞留部51と導入開口部52とを外装ケース25の成形時に同時に成形することができるので、漏洩冷媒を検知可能な構造を備えた外装ケース25を容易に且つ低コストで製造することができる。
【0054】
加えて、導入開口部52には、冷媒が外部に流出することを防止する為の蓋部材55が取り付けられたので、蓋部材55により外装ケース25から外部へ冷媒が漏れるのを防止して、冷媒漏れ検査時には漏洩冷媒を検知することができ、ヒートポンプ式熱源機3の無駄な据付け作業を防止することができる。また、外装ケース25の内部への雨水や埃等の進入を防止することができる。
【0055】
次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
[1]前記実施例の蓋部材55において、蓋本体55aに対して、例えば、
図6に示すように、十字形状のスリットの切られた切り込み部57を形成しても良い。冷媒漏れ検査時には、この切り込み部57からガス検知器70のプローブ部72を導入開口部52に挿入し、プローブ部72の先端部を滞留部51である凹部53に導入することで、漏洩冷媒を検知することできる。この構造によると、蓋部材55を取り外す必要がなくなるので、外装ケース25から外部へ冷媒が拡散するのを極力防止しつつ冷媒漏れ検査を行うことができる。
【0056】
[2]前記実施例の蓋部材55は導入開口部52に対して着脱可能なキャップ構造であるが、このキャップ構造に代えて、
図7,
図8に示すように、蓋部材55がダックビル構造を備えたものであっても良い。即ち、この蓋部材55は、ゴム製のものであり、導入開口部52の筒状部52aに内嵌固定される筒部61と、この筒部61の内側端部から内側に向けて接近するように延びる一対の傾斜したリップ部62と、このリップ部62の先端の合せ面に形成された直線状のスリットの切られた切り込み部63とを備えている。
【0057】
この構造によると、ガス検知器70のプローブ部72を外側から筒部61の内側を通して切り込み部63に挿入すると、プローブ部72によって切り込み部63が開放され、プローブ部72の引出し後に自動的に閉じる、つまり、逆止め弁と同様の機能を奏する。従って、蓋部材55の着脱作業をする必要がなくなるので、外装ケース25から外部へ冷媒が拡散するのを極力防止しつつ冷媒漏れ検査を行うことができる。
【0058】
尚、上記の切り込み部57,63の形状を備えた構造は、[1],[2]のものに限定する必要はなく、プローブ部72が挿入可能な切り込み部が形成されていれば種々の構造を採用可能である。また、切り込み部の形状も種々の形状を採用可能である。
【0059】
[3]前記実施例の蓋部材55は、ゴム製のものであるが、特にこの材質に限定する必要はなく、合成樹脂製や金属製のものであって良い。
【0060】
[4]前記実施例の冷媒において、空気の比重より重い冷媒を使用したが、特に上記の冷媒に限定する必要はなく、空気の比重より軽い冷媒(例えば、フロン類等)を使用しても良い。この場合、滞留部は、外装ケース25の天板40の機械室45側部分、又は横仕切り板44の機械室45側部分に上方に突出するように形成された凹部で構成され、導入開口部は、外装ケース25の右側板36の上端部であって凹部の近傍部に形成される。
【0061】
[5]その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。