特許 7442044 温水ユニットおよびそれを備えたヒートポンプシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-22

(45)【発行日】2024-03-04

(54)【発明の名称】温水ユニットおよびそれを備えたヒートポンプシステム

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/02 20060101AFI20240226BHJP

   F24H 4/02 20220101ALI20240226BHJP

【ＦＩ】

F24H9/02 301Z

F24H4/02 F

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020082295

(22)【出願日】2020-05-08

(65)【公開番号】P2021177105

(43)【公開日】2021-11-11

【審査請求日】2023-03-02

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】寺門 悠輝

(72)【発明者】

【氏名】三好 大

【審査官】礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０５５４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１６７８６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０６５６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１５３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４４５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０９４２７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０５－１４７４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６８４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１５７８２４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｈ １／００ － ９／４５

Ｆ２４Ｄ ３／００ － ３／１８

Ｆ２５Ｂ １／００ － ４９／０４

Ｆ２４Ｆ １／００ － １３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヒートポンプサイクルの高圧側の可燃性冷媒と熱媒体とが互いに流れ、熱交換し温水を生成する水冷媒熱交換器と、
複数の外装体で形成されている第一の空間部と、
非通気性部材と前記外装体とで形成され、前記第一の空間部内に設けられている第二の空間部と、を備え、
前記水冷媒熱交換器は、前記第二の空間部内に配置され、
前記第二の空間部を形成する前記外装体は排出口を有し、前記第二の空間部と前記第二の空間部を形成する前記外装体の外側とが連通する構成であり、
前記排出口は、前記第二の空間部の下方側に配置され、かつ、前記水冷媒熱交換器と対向する位置に配置されていることを特徴とする温水ユニット。

【請求項2】

前記排出口は、前記水冷媒熱交換器の下方側と対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の温水ユニット。

【請求項3】

前記第二の空間部を形成する前記外装体から、前記非通気性部材が着脱できる構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載の温水ユニット。

【請求項4】

前記水冷媒熱交換器に接続されている冷媒配管、熱媒体配管を備え、
前記非通気性部材には、前記冷媒配管、前記熱媒体配管が貫通する貫通部が設けられており、
前記冷媒配管、前記熱媒体配管は、前記冷媒配管、前記熱媒体配管と前記貫通部との隙間を塞ぐフランジ部を有する配管取り付け部材により、前記非通気性部材に固定されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の温水ユニット。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の温水ユニットを備え、
前記温水ユニットと、圧縮機、減圧装置、蒸発器、が配置されているヒートポンプユニットとは、冷媒配管で接続されているヒートポンプシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、温水ユニットおよびそれを備えたヒートポンプシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、水冷媒熱交換器を内設したユニットの外観構成を開示する。水冷媒熱交換器が、外装体によって覆われている構成となっている。

【0003】

外装体は、前面側を形成する前板と、上部、左右側を形成する外箱と、底部、背面を形成する基板と、によって形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－１１７１０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、水冷媒熱交換器から可燃性冷媒が漏洩しても、可燃性冷媒が、温水ユニット内全体に、充満や滞留することを抑制できる温水ユニットおよびそれを備えたヒートポンプシステムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示における温水ユニットは、ヒートポンプサイクルの高圧側の可燃性冷媒と熱媒体とが互いに流れ、熱交換し温水を生成する水冷媒熱交換器と、複数の外装体で形成されている第一の空間部と、非通気性部材と前記外装体とで形成され、前記第一の空間部内に設けられている第二の空間部と、を備え、前記水冷媒熱交換器は、前記第二の空間部内に配置されている。

【発明の効果】

【0007】

本開示における温水ユニットおよびそれを備えたヒートポンプシステムは、水冷媒熱交換器から可燃性冷媒が漏洩しても、可燃性冷媒が、温水ユニット内全体に、充満や滞留することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１におけるヒートポンプシステムの回路構成図

【図2】同ヒートポンプシステムの接続構成を示す図

【図3】同ヒートポンプシステムの温水ユニットの天面斜視図

【図4】同ヒートポンプシステムの温水ユニットの側面断面図

【図5】（ａ）実施の形態１におけるヒートポンプシステムの温水ユニットの内部斜視図（ｂ）同温水ユニットの配管取り付け部材の斜視図

【発明を実施するための形態】

【0009】

（本開示の基礎となった知見等）
□発明者らが本開示に想到するに至った当時、ヒートポンプサイクルの高圧側の冷媒と水とが互いに流れ、熱交換し温水を生成するという技術において、水冷媒熱交換器は、外装体によって覆うという製品設計をするのが一般的であった。

【0010】

そうした状況下において、発明者らは、冷媒が可燃性冷媒の場合、水冷媒熱交換器から可燃性冷媒が漏洩すると、水冷媒熱交換器が内設されているユニット内に充満してしまい、ユニット内が狭い空間であるほどガス濃度が濃くなって、発火などのリスクが高まるという課題があることを発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
□そこで、本開示は、水冷媒熱交換器から可燃性冷媒が漏洩しても、可燃性冷媒が、温水ユニット内全体に、充満や滞留することを抑制できる温水ユニットおよびそれを備えたヒートポンプシステムを提供する。
□以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。
□なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

【0011】

（実施の形態１）
[１－１．構成]
図１は、実施の形態１におけるヒートポンプシステムの回路構成図である。本実施の形態のヒートポンプシステムは、屋外に配置されるヒートポンプユニット１と、屋内に設置される温水ユニット２を有する。

【0012】

また、温水ユニット２は、熱媒体配管２０により、暖房端末１９に接続される。さらに、温水ユニット２には、水道管等から温水ユニット２に水を供給する給水配管３１と、給湯端末３３に温水を供給する出湯配管３０とが接続されている。

【0013】

図２は、本実施の形態１におけるヒートポンプシステムの接続構成を示す図である。ヒートポンプシステムのヒートポンプユニット１と温水ユニット２とは、第一の冷媒配管８ｃ、第二の冷媒配管８ｄによって互いに接続されている。

【0014】

また、ヒートポンプユニット１と温水ユニット２とは、電気配線１８により互いに接続される。電気配線１８を通じて、温水ユニット２の内部に設けられた制御装置２１からヒートポンプユニット１に対して制御信号が伝達される。

【0015】

また、温水ユニット２と暖房端末１９（例えば、床暖房）とは、熱媒体配管２０により互いに接続される。さらに、温水ユニット２には、出湯配管３０が接続される。出湯配管３０を介して、給湯端末３３に温水が供給される。

【0016】

また、温水ユニット２には、給水配管３１が接続されている。給水配管３１を介して、貯湯タンク１５に水が供給される。

【0017】

ヒートポンプユニット１は、冷媒を圧縮して高温冷媒を吐出する圧縮機３と、冷媒を減圧する減圧装置５と、空気と冷媒とで熱交換を行う蒸発器６ａと、冷媒の流路を変更する四方弁７とを備えている。

【0018】

圧縮機３、減圧装置５、蒸発器６ａ、四方弁７は、冷媒配管で互いに接続されている。減圧装置５としては、電磁膨張弁やキャピラリーチューブが用いられる。さらに、ヒートポンプユニット１には、蒸発器６ａに送風を行い、空気と冷媒との熱交換を促進させる送風ファン６ｂが設けられている。ヒートポンプユニット１内には、圧縮機３、減圧装置５、蒸発器６ａ、送風ファン６ｂ、四方弁７が設けられている。

【0019】

また、温水ユニット２内には、熱媒体と高温冷媒とを熱交換して高温の熱媒体を生成する水冷媒熱交換器４が配置されている。水冷媒熱交換器４は、圧縮機３、減圧装置５、蒸発器６ａ、四方弁７と冷媒配管によって環状に接続されてヒートポンプサイクルを構成する。

【0020】

水冷媒熱交換器４としては、例えば、プレート式の熱交換器を用いることができる。また、水冷媒熱交換器４としては、熱媒体が流れる熱媒体配管の内部に、冷媒が流れる冷媒管を配設した二重管式の熱交換器を用いることができる。また、熱媒体としては、水または不凍液を用いることができる。

【0021】

温水ユニット２内に配置された水冷媒熱交換器４と、ヒートポンプユニット１内に配置された四方弁７及び減圧装置５とは、互いに第一の冷媒配管８ｃ、第二の冷媒配管８ｄで接続されている。ここで、ヒートポンプユニット１は屋外に、温水ユニット２は屋外に配置されている。

【0022】

また、ヒートポンプユニット１と温水ユニット２とを循環する冷媒としては、可燃性冷媒が使用される。本実施の形態において「可燃性冷媒」とは、可燃性冷媒のほか微燃性冷媒を含む。

【0023】

すなわち、ヒートポンプユニット１と温水ユニット２とを循環する冷媒としては、例えば、微燃性冷媒であるＲ３２、Ｒ３２を６５ｗｔ％以上含む混合冷媒、または、ＨＦＯ系混合冷媒が使用されるが、例えば、Ｒ２９０が用いられてもよい。なお、これらの冷媒は、この大気圧下において空気よりも密度の大きい可燃性冷媒である。

【0024】

温水ユニット２には、高温の温水を貯留する貯湯タンク１５が配設されている。貯湯タンク１５は、発泡材等の断熱材で覆われており、これにより貯湯タンク１５内に貯留される水の保温性を高めている。

【0025】

また、温水ユニット２には、冷媒の放熱により、高温の熱媒体を生成する水冷媒熱交換器４が配設されている。さらに、温水ユニット２には、熱媒体が流れる熱媒体経路１２ａが配設されている。熱媒体経路１２ａは、熱媒体経路１２ａに設けられた三方弁１６から分岐して、貯湯タンク１５の内部に設けられた熱交換器１５ａを介して、三方弁１６よりも上流側の熱媒体経路１２ａに接続されるバイパス経路１２ｂを有している。

【0026】

熱媒体経路１２ａは、第一の暖房接続部２０ａ、第二の暖房接続部２０ｂを介して、暖房端末１９と接続され、熱媒体回路１２を構成する。熱媒体経路１２ａは、温水ユニット２の外部から熱媒体が流入する第一の暖房接続部２０ａと、温水ユニット２の内部から熱媒体が流出する第二の暖房接続部２０ｂとの間を接続する。

【0027】

熱媒体経路１２ａの途中には、熱媒体の流れ方向に対して上流側（第一の暖房接続部２０ａ側）から、循環ポンプ９、水冷媒熱交換器４、ヒータ部１４、三方弁１６、がこの順に設けられている。また、熱媒体経路１２ａの途中には、フロースイッチ１０、過圧逃し弁１１、膨張タンク１３、空気抜き弁１７、圧力計２３が設けられている。

【0028】

フロースイッチ１０は湯水の流れを検知するもので、循環ポンプ９や水冷媒熱交換器４よりも下流側、すなわち、水冷媒熱交換器４で熱交換をした後の熱媒体が流れる位置に配置している。このようにフロースイッチ１０を循環ポンプ９よりも下流に配置することで、循環ポンプ９の作動状態を検出することができる。

【0029】

本実施の形態では、フロースイッチ１０は、水冷媒熱交換器４とヒータ部１４との間の熱媒体配管に設けられている。なお、フロースイッチ１０は、熱媒体回路１２を流れる熱媒体の流量を検知するものであってもよい。

【0030】

本実施の形態では、循環ポンプ９としてＤＣポンプを用いている。ヒートポンプシステムの設置施工時には、熱媒体回路１２に設けられている暖房端末１９の大きさや放熱量に応じて、熱媒体回路１２を流れる熱媒体の流量を所定の範囲に設定する必要がある。

【0031】

この設定は、ヒートポンプシステムの設置時において、リモコン２２によって行われる。本実施の形態では、循環ポンプ９による熱媒体の循環量は、リモコン２２によって７段階の中から選択して設定できるように構成されている。

【0032】

熱媒体回路１２には、熱媒体が流れる流路を形成するケースの内部に電気的加熱手段（ヒータ）を配置したヒータ部１４が設けられている。ヒータ部１４を熱媒体が流れることで、熱媒体がヒータによって所定温度まで加熱される。

【0033】

ヒータ部１４は、例えば、外気温度が低く、ヒートポンプサイクルの加熱能力が低下して、水冷媒熱交換器４における冷媒の放熱によっては、熱媒体を十分に加熱することができない場合に用いることができる。また、ヒータ部１４は、ヒートポンプサイクルが故障した場合にも用いることができる。

【0034】

熱媒体経路１２ａには、圧力調整を行う膨張タンク１３および過圧逃し弁１１が設けられている。水冷媒熱交換器４にて熱媒体を加熱することで、熱媒体回路１２内部の熱媒体の体積が膨張すると、その体積膨張分の熱媒体を膨張タンク１３で吸収する。

【0035】

また、熱媒体回路１２の内圧が所定圧力以上にまで上昇した場合には、過圧逃し弁１１により、熱媒体回路１２内部の熱媒体を、熱媒体回路１２の外部に排水することができる。本実施の形態では、膨張タンク１３は、三方弁１６よりも下流側の熱媒体配管に設けられている。また、過圧逃し弁１１は、ヒータ部１４に取り付けられている。

【0036】

また、温水ユニット２の内部の熱媒体回路１２には、空気抜き弁１７が設けられている。空気抜き弁１７は、弁の内部に滞留する空気を自動的に外部へと排出する機能を有する。したがって、熱媒体回路１２の途中に空気抜き弁１７を配置することで、熱媒体回路１２の内部の残存空気を、熱媒体回路１２の外部に排出することができる。

【0037】

空気抜き弁１７は、熱媒体経路１２ａのうち、最も高い位置に設けられている。熱媒体回路１２内部の空気は、その浮力によって熱媒体回路１２の内部で高い位置に滞留するので、熱媒体回路１２の最上部の位置に空気抜き弁１７を設けることで、熱媒体回路１２内の空気を容易に抜くことができる。また、熱媒体経路１２ａには圧力計２３が設けられている。これにより、熱媒体回路１２内の圧力を確認することができる。

【0038】

また、温水ユニット２の内部には、熱媒体回路１２の一部を構成するバイパス経路１２ｂが設けられている。バイパス経路１２ｂは、三方弁１６から分岐して、貯湯タンク１５内部に設けられた熱交換器１５ａを介して、第一の暖房接続部２０ａと循環ポンプ９との間の熱媒体経路１２ａに接続される。

【0039】

ヒータ部１４の下流側の熱媒体経路１２ａには、三方弁１６が設けられている。三方弁１６は、水冷媒熱交換器４で加熱された熱媒体を、貯湯タンク１５側に流すか、熱媒体経路１２ａの下流側に流すかを切り替えることができる。

【0040】

これにより、熱媒体を貯湯タンク１５側に流せば、熱交換器１５ａによって、貯湯タンク１５に貯留している水を加熱することができる。また、熱媒体経路１２ａの下流側に熱媒体を流せば、温水ユニット２の外部の熱媒体回路１２の途中に設けられた暖房端末１９（例えば、暖房端末）に熱媒体を流して、暖房運転を行うことができる。

【0041】

なお、三方弁１６は、水冷媒熱交換器から流出した熱媒体のうち、貯湯タンク１５側に流す熱媒体の流量と、熱媒体経路１２ａの下流側に流す流量とを調整することができるものであってもよい。

【0042】

バイパス経路１２ｂを流れる熱媒体は、貯湯タンク１５の高さ方向に対して、相対的に上側の接続口１５ｂから流入し、熱交換器１５ａで熱交換した後の熱媒体は、相対的に下側の接続口１５ｃから流出する。これにより効率よく貯湯タンク１５内部の水を加熱することができる。

【0043】

貯湯タンク１５には、水道管等からの水が流れる給水配管３１が接続されている。水道管等からの水は、減圧弁３２、温水ユニット２に設けられた第一の給湯接続部３０ａを介して、貯湯タンク１５の下方に流入する。

【0044】

また、貯湯タンク１５には、貯湯タンク１５内部の水を流出させる出湯管３０が、給水配管３１よりも上方に接続されている。貯湯タンク１５内部の水（温水）は、貯湯タンク１５の上部から出湯管３０に流出する。

【0045】

その後、第二の給湯接続部３０ｂから温水ユニット２の外部へと流出して、カランやシャワー等の給湯端末３３に供給される。なお、給湯端末３３の上流側には、給水配管３１からの水と出湯管３０からの温水とを混合させる混合水栓３４が設けられている。

【0046】

なお、本実施の形態では、水冷媒熱交換器４にて熱媒体を加熱し、加熱した熱媒体を熱交換器１５ａに流すことで、貯湯タンク１５内の水を加熱する構成、すなわち、ヒートポンプサイクルを循環する冷媒の熱を用い、熱媒体を介して、間接的に貯湯タンク１５内部の水を加熱する構成としている。

【0047】

すなわち、給水配管３１を流れた水が、この熱交換器１５ａを流れる間に貯湯タンク１５の内部に貯留された熱媒体によって加熱され、出湯管３０から流出し、給湯端末３３に供給されるように構成されている。これにより、貯湯タンク１５に高温の熱媒体を貯留しておけば、給湯端末３３で温水が必要になった場合に、熱交換器１５ａによって水を加熱して、給湯端末３３に供給することができる。

【0048】

温水ユニット２に設けられた第一の暖房接続部２０ａ、第二の暖房接続部２０ｂは、熱媒体配管２０によって、ラジエタ、床暖房パネル等の暖房端末１９と接続される。これにより、熱媒体経路１２ａは、熱媒体回路１２を構成する。第一の暖房接続部２０ａ、第二の暖房接続部２０ｂは、熱媒体配管２０と着脱自在に構成される。

【0049】

図３は、本実施の形態１におけるヒートポンプシステムの温水ユニットの天面斜視図である。

【0050】

図３において、ヒートポンプユニット１の圧縮機３で圧縮された可燃性冷媒が、温水ユニット２の水冷媒熱交換器４へと流れる第一の冷媒配管８ｃと、水冷媒熱交換器４で熱媒体を加熱し、放熱後の可燃性冷媒が、ヒートポンプユニット１の減圧装置５へと流れる第二の冷媒配管８ｄとを備えている。

【0051】

そして、第一の冷媒配管８ｃと第二の冷媒配管８ｄは、それぞれ、第一の接続部８ａ、第二の接続部８ｂで、ヒートポンプユニット１と温水ユニット２とを接続している。

【0052】

また、温水ユニット２を形成する複数の外装体２ａにおいて、前面、側面、後面からなる立面のうち、いずれかの面より奥行き方向で、かつ、天面より下方向に窪んだ凹部２ｂを有している。そして、凹部２ｂ内に、第一の接続部８ａ、第二の接続部８ｂは配置されている。

【0053】

図４は、本実施の形態１におけるヒートポンプシステムの温水ユニットの側面断面図である。また、図５は、本実施の形態１におけるヒートポンプシステムの温水ユニットの内部斜視図である。

【0054】

図２、図４において、温水ユニット２の外郭を形成する複数の外装体２ａは、前面、側面、後面からなる立面と、天面、底面であり、それらにより、第一の空間部２ｅを形成している。

【0055】

また、温水ユニット２内、すなわち、第一の空間部２ｅ内には、前面、側面、後面からなる立面と、天面、底面のうち、少なくともいずれかの外装体２ａと非通気性部材２ｄとで囲まれた第二の空間部２ｆが設けられており、その第二の空間部２ｆ内に、水冷媒熱交換器４が配置されている。

【0056】

なお、非通気性部材２ｄとは、通気機能を有しない部材、例えば、開口部を有しない金属板等である。

【0057】

これにより、水冷媒熱交換器４から漏洩した冷媒は、外装体２ａと非通気性部材２ｄとで囲まれた第二の空間部２ｆ内に留めておくことができる。

【0058】

また、図３及び図４に示すように、外装体２ａは一部に開口部２ｃを有している。これにより、水冷媒熱交換器４から漏洩した冷媒は、開口部２ｃを通して、外装体２ａと非通気性部材２ｄで囲まれた第二の空間部２ｆから、温水ユニット２の外装体２ａの外側へ排出される。そのため、可燃性冷媒が温水ユニット２の内部に充満することを抑制できる。

【0059】

図４では、開口部２ｃを第二の空間部２ｆの下方側に配置しているが、温水ユニット２の設置環境や排気用のファンを用いることで、第二の空間部２ｆの上方側に配置しても構わない。

【0060】

非通気性部材２ｄは、外装体２ａから着脱可能な構成とする。これにより、非通気性部材２ｄを取り外すことで、図４において、外装体２ａを取り外すことなく、温水ユニット２の内方側から、水冷媒熱交換器４に触れることができる。そのため、水冷媒熱交換器４の交換など、メンテナンスを容易に行うことができる。

【0061】

図４及び図５に示すように、冷媒配管８、熱媒体経路１２ａである熱媒体配管は、それぞれ配管取り付け部材１２ｃを介して、水冷媒熱交換器４と接続されている。熱媒体経路１２ａは、非通気性部材２ｄに設けられた貫通部１２ｅを通過して、水冷媒熱交換器４と接続している。

【0062】

このとき、図５に示すように、配管取り付け部材１２ｃはフランジ部１２ｄを有しており、冷媒配管８、熱媒体経路１２ａは、それぞれこのフランジ部１２ｄを有する配管取り付け部材１２ｃを介して，非通気性部材２ｄに固定されている。

【0063】

これにより、熱媒体経路１２ａと非通気性部材２ｄの貫通部１２ｅとの間にできてしまう隙間を、フランジ部１２ｄで塞ぐことができるため、水冷媒熱交換器４から漏洩した冷媒が、この隙間から漏れ出して、温水ユニット２内、すなわち、第二の空間部２ｆの外側の第一の空間部２ｅ内に、可燃性冷媒が充満するのを抑制できる。

【0064】

[１－２．動作]
次に、本実施の形態１におけるヒートポンプシステムの動作について、以下に説明する。

【0065】

本実施の形態１におけるヒートポンプシステムは、熱媒体回路１２の途中に設けられた暖房端末１９に熱媒体を供給して、室内の暖房を行う暖房運転、貯湯タンク１５に高温の熱媒体または温水を蓄える貯湯運転、蒸発器６ａに付着した霜を融解させる除霜運転を少なくとも実行することができる。

【0066】

これらの運転は、使用者がリモコン２２によって運転開始を指示した場合、もしくは、ヒートポンプシステムの制御装置２１が、時間帯、ヒートポンプシステムの周囲の温度等によって実行する必要があると判断した場合に、開始される。

【0067】

暖房運転の開始が使用者のリモコン２２操作により指示された場合、もしくは、制御装置２１が室内の温度等から暖房運転が必要であると判断した場合には、制御装置２１は暖房運転を開始する。

【0068】

制御装置２１は、暖房運転において、ヒートポンプサイクルの圧縮機３、熱媒体回路１２に設けられた循環ポンプ９を駆動させる。制御装置２１は、減圧装置５が電磁膨張弁である場合には、その弁開度を調整する。

【0069】

また、制御装置２１は、三方弁１６を、熱媒体回路１２の下流側に切り替える。これにより、冷媒がヒートポンプサイクルを循環する。また、熱媒体が熱媒体回路１２を循環して、暖房端末１９を流れる。

【0070】

圧縮機３が駆動されると、冷媒がヒートポンプサイクルを循環する。また、冷媒は圧縮機３によって圧縮され、高温高圧の状態となる。そして、高温高圧の冷媒は、四方弁７を介して水冷媒熱交換器４へと流入し、熱媒体に熱を放出する。

【0071】

水冷媒熱交換器４から流出した冷媒は、減圧装置５によって減圧される。減圧装置５から流出した冷媒は、蒸発器６ａにおいて、送風ファン６ｂによって送風された空気と熱交換して蒸発する。その後、蒸発器６ａから流出した冷媒は、四方弁７を介して圧縮機３に流入し、再度圧縮される。このようにして、冷媒がヒートポンプサイクルを循環する。

【0072】

一方、熱媒体回路１２には、循環ポンプ６が駆動することによって熱媒体が循環する。熱媒体回路１２を循環する熱媒体は、水冷媒熱交換器４で、冷媒が有する熱によって加熱され、高温になる。ここで、三方弁１６は、熱媒体回路１２の下流側に熱媒体が流れるように設定されている。

【0073】

よって、水冷媒熱交換器４から流出し、ヒータ部１４を流れた熱媒体は、三方弁１６、第一の暖房接続部２０ａを介して温水ユニット２の外部の熱媒体回路１２へと流出し、熱利用端末１９（例えば、床暖房）へと流入する。熱媒体は、暖房端末１９で放熱した後、第一の暖房接続部２０ａから、再度、熱媒体経路１２ａに流入する。このようにして、熱媒体が熱媒体回路１２を循環する。

【0074】

制御装置２１は、暖房端末１９に供給される熱媒体の温度が所定の温度となるように、ヒートポンプサイクル、循環ポンプ９を制御する。例えば、水冷媒熱交換器４から流出する熱媒体の温度（出湯温度）が目標温度となるように圧縮機３の回転数及び減圧装置５を制御するとともに、水冷媒熱交換器４に流入する熱媒体の温度（入水温度）が所定温度となるように循環ポンプ９の回転数を制御することができる。

【0075】

すなわち、ヒートポンプサイクルは、圧縮機３から吐出される冷媒の温度（吐出温度）を所定温度とする吐出温度を実行し、循環ポンプは、水冷媒熱交換器４に流入する熱媒体の温度（入水温度）を調整する入水温度制御を行う。また、制御装置２１は、ヒートポンプサイクルのみでは、熱媒体を十分に加熱することができない場合に、ヒータ部１４を用いて熱媒体を加熱する。

【0076】

貯湯運転の開始が、使用者のリモコン２２操作により指示された場合、もしくは、制御装置２１が貯湯タンク１５内の水の温度や時間帯等から貯湯運転が必要であると判断した場合には、制御装置２１は貯湯運転を開始する。

【0077】

制御装置２１は、貯湯運転において、ヒートポンプサイクルの圧縮機３、熱媒体回路１２に設けられた循環ポンプ９を駆動させる。制御装置２１は、減圧装置５が電磁膨張弁である場合には、その弁開度を調整する。

【0078】

また、制御装置２１は、貯湯運転において、三方弁１６を、バイパス経路１２ｂ側に切り替える。これにより、冷媒がヒートポンプサイクルを循環し、熱媒体が熱交換器１５ａを流れる。なお、使用者は、リモコン２２により、熱交換器１５ａに供給される熱媒体の温度を調整することができる。

【0079】

バイパス経路１２ｂに流入し、熱交換器１５ａを流れる熱媒体は、貯湯タンク１５に貯留されている水に放熱して加熱する。これにより、貯湯タンク１５の内部に高温の水が貯留される。

【0080】

給湯運転においては、加熱された水は、出湯管３０に流出し、第二の給湯接続部３０ｂを介して温水ユニット２の外部に流出し、給湯端末３３に供給される。すなわち、貯湯タンク１５に貯留された高温の水を用いて、給湯運転が行われる。

【0081】

制御装置２１は、貯湯運転において、熱交換器１５ａに供給される熱媒体の温度が所定の温度となるように、ヒートポンプサイクル、循環ポンプ９を制御する。

【0082】

例えば、水冷媒熱交換器４から流出する熱媒体の温度（出湯温度）が目標温度となるように圧縮機３の回転数及び減圧装置５を制御するとともに、水冷媒熱交換器４に流入する熱媒体の温度（入水温度）が所定温度となるように循環ポンプ９の回転数を制御することができる。

【0083】

また、制御装置２１は、ヒートポンプサイクルのみでは、熱媒体を十分に加熱することができない場合に、ヒータ部１４を用いて熱媒体を加熱する。

【0084】

また、制御装置２１は、外気温度が所定温度以下となった場合や、蒸発器６ａを流れる冷媒の温度が所定温度以下となった場合に、蒸発器６ａに霜が付着したと判断し、その霜を除去する除霜運転を実行する。

【0085】

除霜運転において、制御装置２１は、四方弁７によって冷媒の循環方向を切り替える。これにより、冷媒は、圧縮機３、四方弁７、蒸発器６ａ、減圧装置５、水冷媒熱交換器４、四方弁７、圧縮機３の順に流れる。その結果、蒸発器６ａに高温高圧の冷媒が流入し、除霜が行われる。

【0086】

制御装置２１は、例えば、水冷媒熱交換器４に流入する熱媒体の温度が所定温度未満の場合に、ヒータ部１４を起動して、熱媒体を加熱し、加熱した熱媒体を熱媒体回路１２に循環させる。

【0087】

これにより、熱媒体回路１２内部の熱媒体の凍結を防止することができる。また暖房運転、貯湯運転の実行中に除霜運転を行う場合には、暖房端末１９や熱交換器１５ａに供給される熱媒体の温度低下を抑制することができ、使用性が向上する。

【0088】

[１－３．効果等]
本実施の形態のように、ヒートポンプサイクルの高圧側の可燃性冷媒と熱媒体とが互いに流れ、熱交換し温水を生成する水冷媒熱交換器４と、複数の外装体２ａで形成されている第一の空間部２ｅと、非通気性部材２ｄと前記外装体２ａとで形成され、前記第一の空間部２ｅ内に設けられている第二の空間部２ｆと、を備え、前記水冷媒熱交換器４は、前記第二の空間部２ｆ内に配置されていることを特徴とする温水ユニット２である。

【0089】

これにより、水冷媒熱交換器４から、可燃性冷媒が漏洩しても、漏洩した可燃性冷媒を第二の空間部２ｆ内に留めることができ、電装部品等が配置されている第二の空間部２ｆの外側の第一の空間部２ｅに可燃性冷媒が流れ込み、充満するのを抑制できる温水ユニット２を提供できる。

【0090】

前記第二の空間部２ｆを形成する前記外装体２ａは開口部２ｃを有し、前記第二の空間部２ｆと前記第二の空間部２ｆを形成する前記外装体２ａの外側とが連通する構成であることを特徴とする温水ユニット２である。

【0091】

これにより、前記第二の空間部２ｆ内に漏洩し滞留している可燃性冷媒を、温水ユニット２の外方側に排出させることができ、温水ユニット２内、すなわち、第二の空間部２ｆの外側の第一の空間部２ｅ内に、可燃性冷媒が充満するのを抑制できる温水ユニット２を提供できる。

【0092】

前記第二の空間部２ｆを形成する前記外装体２ａから、前記非通気性部材２ｄが着脱できる構成としたことを特徴とする温水ユニット２である。

【0093】

これにより、前記非通気性部材２ｄを前記外装体２ａから取り外すことで、前記水冷媒熱交換器４に触れることができ、水冷媒熱交換器４の交換等のメンテナンスを容易に行うことができる温水ユニット２を提供できる。

【0094】

前記水冷媒熱交換器４に接続されている冷媒配管８、熱媒体経路１２ａである熱媒体配管を備え、前記非通気性部材２ｄには、前記冷媒配管８、前記熱媒体配管が貫通する貫通部１２ｅが設けられており、前記冷媒配管８、前記熱媒体配管は、前記冷媒配管８、前記熱媒体配管と前記貫通部１２ｅとの隙間を塞ぐフランジ部１２ｄを有する配管取り付け部材１２ｃにより、前記非通気性部材２ｄに固定されていることを特徴とする温水ユニット２である。

【0095】

これにより、前記第二の空間部２ｆ内に漏洩し滞留している可燃性冷媒が、前記貫通部１２ｅを通過して、温水ユニット２内、すなわち、第二の空間部２ｆの外側の第一の空間部２ｅ内に流れ込み、充満するのを抑制できる温水ユニット２を提供できる。

【0096】

また、温水ユニット２と、圧縮機３、減圧装置５、蒸発器６ａ、が配置されているヒートポンプユニット１とは、冷媒配管８で接続されていて、ヒートポンプシステムを構成している。

【0097】

これにより、ヒートポンプサイクルの構成部品のうち、温水ユニット２内に配置されるのは水冷媒熱交換器４のみであり、漏洩した冷媒の発火リスク等を、十分抑制されるヒートポンプシステムを提供できる。

【産業上の利用可能性】

【0098】

以上のように、本開示は、水冷媒熱交換器から可燃性冷媒が漏洩しても、可燃性冷媒が温水ユニット内全体に充満、滞留することを抑制できるヒートポンプシステムを提供できるので、給湯機や温水暖房機等に適用可能である。

【符号の説明】

【0099】

１ ヒートポンプユニット
２ 温水ユニット
２ａ 外装体
２ｂ 凹部
２ｃ 開口部
２ｄ 非通気性部材
２ｅ 第一の空間部
２ｆ 第二の空間部
３ 圧縮機
４ 水冷媒熱交換器
５ 減圧装置
６ａ 蒸発器
７ 四方弁
８ａ 第一の接続部
８ｂ 第二の接続部
８ｃ 第一の冷媒配管
８ｄ 第二の冷媒配管
１１ 過圧逃し弁
１２ 熱媒体回路
１２ａ 熱媒体経路
１２ｂ バイパス経路
１２ｃ 配管取り付け部材
１２ｄ フランジ部
１２ｅ 貫通部
１５ 貯湯タンク
１５ａ 熱交換器
１７ 空気抜き弁
１９ 暖房端末
２０ 熱媒体配管
２０ａ 第一の暖房接続部
２０ｂ 第二の暖房接続部
２１ 制御装置
２２ リモコン
２３ 圧力計
３０ａ 第一の給湯接続部
３０ｂ 第二の給湯接続部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】