JP2016003783A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】万一、可燃性冷媒が漏洩したとしても、室内に可燃濃度域が形成されてしまうことを抑制できるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】可燃性冷媒を循環させる冷媒回路１１０と、負荷側熱交換器２を収容し室内に配置される負荷ユニット２００と、を有するヒートポンプ装置であって、負荷側熱交換器２は、可燃性冷媒と液状熱媒体との熱交換を行うものであり、負荷ユニット２００は、送風機２３５と、室内の空気を吸い込む吸込口２３１と、吸込口２３１とは高さの異なる位置に設けられ、吸込口２３１から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口２３２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ装置に関する。

従来、ヒートポンプ装置には、不燃性であるＲ４１０ＡのようなＨＦＣ冷媒が用いられている。このＲ４１０Ａは、従来のＲ２２のようなＨＣＦＣ冷媒と異なり、オゾン層破壊係数（以下「ＯＤＰ」と称す）がゼロであるため、オゾン層を破壊することはない。ところが、Ｒ４１０Ａは、地球温暖化係数（以下「ＧＷＰ」と称す）が高いという性質を有している。そのため、地球の温暖化防止の一環として、Ｒ４１０ＡのようなＧＷＰが高いＨＦＣ冷媒から、ＧＷＰが低い冷媒へと変更する検討が進められている。

そのような低ＧＷＰの冷媒候補として、自然冷媒であるＲ２９０（Ｃ_３Ｈ_８；プロパン）やＲ１２７０（Ｃ_３Ｈ_６；プロピレン）のようなＨＣ冷媒がある。しかしながら、Ｒ２９０やＲ１２７０は、不燃性であるＲ４１０Ａとは異なり、強燃レベルの可燃性（強燃性）を有している。そのため、Ｒ２９０やＲ１２７０を冷媒として用いる場合には、冷媒漏洩に対する注意が必要である。

また、低ＧＷＰの冷媒候補として、組成中に炭素の二重結合を持たないＨＦＣ冷媒、例えば、Ｒ４１０ＡよりもＧＷＰが低いＲ３２（ＣＨ_２Ｆ_２；ジフルオロメタン）がある。

また、同じような冷媒候補として、Ｒ３２と同様にＨＦＣ冷媒の一種であって、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素がある。かかるハロゲン化炭化水素として、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ_３ＣＦ＝ＣＨ_２；テトラフルオロプロペン）やＨＦＯ−１２３４ｚｅ（ＣＦ_３−ＣＨ＝ＣＨＦ）がある。なお、組成中に炭素の二重結合を持つＨＦＣ冷媒は、Ｒ３２のように組成中に炭素の二重結合を持たないＨＦＣ冷媒と区別するために、オレフィン（炭素の二重結合を持つ不飽和炭化水素がオレフィンと呼ばれる）の「Ｏ」を使って、「ＨＦＯ」と表現されることが多い。

このような低ＧＷＰのＨＦＣ冷媒（ＨＦＯ冷媒を含む）は、自然冷媒であるＲ２９０のようなＨＣ冷媒ほど強燃性ではないものの、不燃性であるＲ４１０Ａとは異なり、微燃レベルの可燃性（微燃性）を有している。そのため、Ｒ２９０と同様に冷媒漏洩に対する注意が必要である。これより以降、微燃レベル以上（例えば、ＡＳＨＲＡＥ３４の分類で２Ｌ以上）の可燃性を有する冷媒のことを「可燃性冷媒」と称する。

可燃性冷媒が室内へ漏洩した場合、室内の冷媒濃度が上昇し、可燃濃度域が形成されてしまう可能性がある。

特許文献１には、可燃性冷媒を用いた空気調和装置において、室内機の外表面に可燃性冷媒ガスを検知するためのガスセンサを備え、室内機は床置形になっており、ガスセンサは室内機の下部に設けられている空気調和装置が記載されている。この空気調和装置の制御部は、ガスセンサのセンサ検知電圧が基準値以上であれば、可燃性冷媒が漏洩したと判断して、直ちに警報器によって警報を発する。これにより、ユーザは、可燃性冷媒が漏洩したことを知ることができ、室内を換気する、修理のためにサービスマンを呼ぶなどの処置をとることができる。また、制御部は、可燃性冷媒が漏洩したと判断すると、直ちに冷媒回路の運転を停止する制御を行う。これにより、この空気調和装置が運転中であっても、冷媒回路上に存在する弁によって冷媒回路を直ちに遮断でき、可燃性冷媒が大量に漏洩するのを抑制できる。

また、特許文献２には、室外機、熱媒体変換機及び室内機を備えた空気調和装置が記載されている。この空気調和装置において、熱媒体変換機は、建物の内部ではあるが室内とは別の空間である天井裏等の空間に設置されている。熱媒体変換機には、筐体内の換気を行うための変換機送風機が設けられている。また、熱媒体変換機の筐体には、変換機送風機の空気が抜ける位置に開口部が設けられている。変換機送風機は、例えば常時（空気調和装置の運転停止時も含む）、換気風量以上で駆動させるようにし、熱媒体変換機の筐体内の冷媒濃度を燃焼下限濃度（以下、「ＬＦＬ」と称す）未満に抑制する。

特許第４６３９４５１号公報 国際公開第２０１２／０７３２９３号

しかしながら、特許文献１に記載された空気調和装置では、可燃性冷媒ガスを検知するガスセンサ（冷媒漏洩センサ）が必要となる。このような冷媒漏洩センサの寿命（精度維持期間）は通常１〜２年程度であり、空気調和装置の寿命（標準使用期間）である１０年程度に対して短期間である。このため、空気調和装置の使用期間中には冷媒漏洩センサを何度も交換する必要があり、また、冷媒漏洩センサが寿命を迎える前に交換できない場合もあり得るため、信頼性が十分に高いとは言えないという問題点があった。また、警報により可燃性冷媒の漏洩を知ったユーザは、室内を換気する、修理のためにサービスマンを呼ぶなどの処置をとることができるが、これらの処置がとられるまでの間、一般的に閉空間である室内において、漏洩した可燃性冷媒が可燃濃度域を形成してしまうおそれがあるという問題点があった。また、可燃性冷媒が漏洩したと判断した制御部は直ちに冷媒回路の運転を停止する制御を行うため、可燃性冷媒が大量に漏洩するのを抑制できるが、一定量の可燃性冷媒が漏洩することまでは回避できない。このため、一般的に閉空間である室内において、漏洩した可燃性冷媒が可燃濃度域を形成してしまうおそれがあるという問題点があった。

また、特許文献２に記載された空気調和装置では、熱媒体変換機の筐体内の冷媒濃度をＬＦＬ未満に抑制することができるが、熱媒体変換機の筐体から排出された冷媒が筐体外で効果的に拡散されるとは限らない。このため、筐体から排出された冷媒が建物の内部の空間で可燃濃度域を形成してしまうおそれがあるという問題点があった。

本発明は、上述のような問題点の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、万一、可燃性冷媒が漏洩したとしても、室内に可燃濃度域が形成されてしまうことを抑制できるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るヒートポンプ装置は、可燃性冷媒を循環させる冷凍サイクルと、少なくとも前記冷凍サイクルの負荷側熱交換器を収容し、室内に配置される負荷ユニットと、を有するヒートポンプ装置であって、前記負荷側熱交換器は、可燃性冷媒と液状熱媒体との熱交換を行うものであり、前記負荷ユニットは、送風機と、室内の空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口とは高さの異なる位置に設けられ、前記吸込口から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口と、を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、室内の上下方向で循環する空気の流れを生成することができるため、万一、可燃性冷媒が漏洩したとしても、室内に可燃濃度域が形成されてしまうことを抑制できる。

本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の負荷ユニット２００の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の負荷ユニット２００の構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係る負荷ユニット２００の構成を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態１の他の変形例に係る負荷ユニット２００の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態１の他の変形例に係る負荷ユニット２００の構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態１の他の変形例に係る負荷ユニット２００の内部構成を示す正面図である。

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装置について説明する。図１は、本実施の形態に係るヒートポンプ装置の概略構成を示す図である。本実施の形態では、ヒートポンプ装置として、ヒートポンプ給湯機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。また、明細書中における各構成部材同士の位置関係（例えば、上下関係等）は、原則として、ヒートポンプ装置を使用可能な状態に設置したときのものである。

図１に示すように、ヒートポンプ給湯機１０００は、冷媒を循環させる冷媒回路１１０（冷凍サイクル）と、水（液状熱媒体の一例）を流通させる水回路２１０と、を有している。まず、冷媒回路１１０について説明する。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（室内熱交換器）、第１減圧装置６、中圧レシーバ５、第２減圧装置７、及び熱源側熱交換器１（室外熱交換器）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。ヒートポンプ給湯機１０００では、後述する水回路２１０を流れる水を加熱する通常運転（暖房給湯運転）と、通常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と、が可能となっている。また、ヒートポンプ給湯機１０００は、室内に設置される負荷ユニット２００（室内ユニット）と、例えば室外に設置される熱源ユニット１００（室外ユニット）と、を有している。負荷ユニット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。

冷媒回路１１０を循環する冷媒としては、Ｒ３２、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ等の微燃性冷媒、又は、Ｒ２９０、Ｒ１２７０等の強燃性冷媒が用いられている。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。

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、インバータ装置等を備え、駆動周波数を任意に変化させることにより、容量（単位時間あたりに冷媒を送り出す量）を変化させることができるものとする。

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、例えば四方弁が用いられる。

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、の熱交換を行う冷媒−水熱交換器である。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（放熱器）として機能し、除霜運転時には蒸発器（吸熱器）として機能する。

第１減圧装置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（減圧）を行う。中圧レシーバ５は、冷媒回路１１０において、第１減圧装置６と第２減圧装置７との間に位置し、余剰冷媒を溜めておくものである。中圧レシーバ５の内部には、圧縮機３の吸入側と接続されている吸入配管１１が通過している。中圧レシーバ５では、吸入配管１１の貫通部１２を通過する冷媒と、中圧レシーバ５内の冷媒との熱交換が行われる。このため、中圧レシーバ５は、冷媒回路１１０における内部熱交換器としての機能を有している。第２減圧装置７は、冷媒の流量を調整し、圧力調整を行う。ここで、本例の第１減圧装置６及び第２減圧装置７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ものとする。

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（図示せず）等により送風される空気（外気）との熱交換を行う冷媒−空気熱交換器である。熱源側熱交換器１は、通常運転時には蒸発器（吸熱器）として機能し、除霜運転時には凝縮器（放熱器）として機能する。

圧縮機３、冷媒流路切替装置４、第１減圧装置６、中圧レシーバ５、第２減圧装置７及び熱源側熱交換器１は、熱源ユニット１００に収容されている。負荷側熱交換器２は、負荷ユニット２００に収容されている。

また、熱源ユニット１００には、主に冷媒回路１１０（例えば、圧縮機３、冷媒流路切替装置４、第１減圧装置６、第２減圧装置７、不図示の室外送風機等）の動作を制御する制御装置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コンを有している。制御装置１０１は、制御線３１０を介して、後述する制御装置２０１及び操作部３０１と相互にデータ通信を行うことができるようになっている。

次に、冷媒回路１１０の動作について説明する。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で示すように切り替えられ、負荷側熱交換器２に高温高圧の冷媒が流れるように冷媒回路１１０が構成される。

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、まず負荷側熱交換器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、当該負荷側熱交換器２の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に流入した冷媒は、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。

負荷側熱交換器２で凝縮した高圧の液冷媒は、第１減圧装置６に流入し、若干減圧されて二相冷媒となる。この二相冷媒は、中圧レシーバ５に流入し、吸入配管１１を流れる低圧のガス冷媒との熱交換により冷却されて液冷媒となる。この液冷媒は、第２減圧装置７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、室外送風機により送風される空気（外気）との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が送風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を経由して吸入配管１１に流入する。吸入配管１１に流入した低圧のガス冷媒は、中圧レシーバ５内の冷媒との熱交換により加熱され、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、以上のサイクルが繰り返される。

次に、除霜運転時の動作について説明する。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で示すように切り替えられ、熱源側熱交換器１に高温高圧の冷媒が流れるように冷媒回路１１０が構成される。

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と、熱源側熱交換器１の表面に付着した霜との熱交換が行われる。これにより、熱源側熱交換器１の表面に付着した霜は、冷媒の凝縮熱により加熱されて溶融する。

次に、水回路２１０について説明する。水回路２１０は、貯湯タンク５１、負荷側熱交換器２、ポンプ５３、ブースタヒータ５４、三方弁５５、ストレーナ５６、フロースイッチ５７、圧力逃がし弁５８及び空気抜き弁５９等が水配管を介して接続された構成を有している。水回路２１０を構成する配管の途中には、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。水回路２１０は、負荷ユニット２００の筐体２２０内に収容されている。

貯湯タンク５１は、内部に水を溜める装置である。貯湯タンク５１は、水回路２１０に接続されたコイル６１を内蔵する。コイル６１は、水回路２１０を循環する水（温水）と貯湯タンク５１内部に溜まった水とを熱交換させて、貯湯タンク５１内部に溜まった水を加熱する。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内部に溜まった水をさらに加熱するための加熱手段である。

貯湯タンク５１内の水は、例えばシャワー等に接続されるサニタリー回路側配管８１ｂに流れる。また、サニタリー回路側配管８１ａにも排水口６３を備える。ここで、貯湯タンク５１の内部に溜まった水が外部の空気により冷えるのを防止するため、貯湯タンク５１は断熱材（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。

ポンプ５３は、水回路２１０内の水に圧力を与えて水回路２１０内を循環させる装置である。ブースタヒータ５４は、熱源ユニット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内の水を分岐するための装置である。例えば、三方弁５５は、水回路２１０内の水を貯湯タンク５１側へ流すか、外部に設けられたラジエータ、床暖房等の放熱器が接続される暖房用回路側配管８２ｂへ流すかを切り替える。ここで、暖房用回路側配管８２ａ、８２ｂは、暖房機との間で水を循環させる配管である。ストレーナ５６は、水回路２１０内のスケール（堆積物）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。

膨張タンク５２は、加熱等に伴う水回路２１０内の水の容積変化により変化する圧力を一定範囲内に制御するための装置である。水回路２１０の圧力が膨張タンク５２の圧力制御範囲を超えて高くなった場合に、圧力逃がし弁５８にて水回路２１０内の水を外部へ放出する。

圧力逃がし弁５８は保護装置である。空気抜き弁５９は、水回路２１０内に発生等した空気を外部へ放出し、ポンプ５３が空回り（エア噛み）することを防止する装置である。手動空気抜き弁６４は、水回路２１０の空気を抜くための手動弁である。手動空気抜き弁６４は、例えば、設置工事の際の水張り時に水回路２１０内に混入した空気を抜く場合に用いられる。

負荷ユニット２００には、主に水回路２１０（例えば、ポンプ５３、ブースタヒータ５４、三方弁５５等）の動作を制御する制御装置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コンを有している。制御装置２０１は、制御装置１０１及び操作部３０１と相互にデータ通信を行うことができるようになっている。

操作部３０１は、ヒートポンプ給湯機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なっている。本例の操作部３０１は、表示装置を備えており、ヒートポンプ給湯機１０００の状態等の各種情報を表示することができる。操作部３０１は、例えば負荷ユニット２００の筐体２２０の前面のうち、ユーザが手で操作できる高さ（例えば、床面から１〜１．５ｍ程度）の位置に設けられている（図２参照）。

負荷ユニット２００の構造的な特徴について、図１に加えて図２及び図３を用いて説明する。図２は、負荷ユニット２００の構成を示す正面図である。図３は、負荷ユニット２００の構成を示す側面図（左側面図）である。図２及び図３では、室内における負荷ユニット２００の概略の設置状態を併せて示している。図１〜図３に示すように、負荷ユニット２００は、貯湯タンク５１を内蔵し、室内の床面に設置される床置形のものである。負荷ユニット２００は、縦長の直方体状の形状を有する筐体２２０を備えている。負荷ユニット２００は、例えば、筐体２２０の背面と室内の壁面との間に所定の隙間が形成されるように設置される。筐体２２０は、例えば金属製である。

筐体２２０には、室内の空気を吸い込む吸込口２３１と、吸込口２３１から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口２３２と、が形成されている。吸込口２３１は、筐体２２０の側面（本例では、右側面）の上部に設けられている。本例の吸込口２３１は、操作部３０１よりも高さの高い位置に設けられている。吹出口２３２は、筐体２２０の側面（本例では、右側面）の下部、すなわち吸込口２３１よりも高さの低い位置に設けられている。本例の吹出口２３２は、操作部３０１よりも高さの低い位置であって室内の床面近傍の位置に設けられている。

ここで、吸込口２３１は、筐体２２０の上部であれば、天面、前面、左側面又は背面に設けられていてもよい。吹出口２３２は、筐体２２０の下部であれば、前面、左側面又は背面に設けられていてもよい。また、吸込口２３１の位置と吹出口２３２の位置との上下関係は逆であってもよい。すなわち、吹出口２３２は、吸込口２３１よりも高さの高い位置に設けられていてもよい。

筐体２２０内において、吸込口２３１と吹出口２３２との間は、概ね上下方向に延伸したダクト２３３によって接続されている。ダクト２３３は、例えば金属製である。ダクト２３３内の空間には、吸込口２３１と吹出口２３２との間における空気の流路となる風路２３４が形成されている。風路２３４は、ダクト２３３によって、負荷側熱交換器２及び貯湯タンク５１等の高温となる部品や、電気部品等が収容される筐体２２０内の空間から隔離されている。ただし、筐体２２０内において吸込口２３１と吹出口２３２との間に空気の流路（風路２３４）を形成することができれば、ダクト２３３が設けられていなくてもよい。

風路２３４には、吸込口２３１から吹出口２３２に向かう空気の流れを風路２３４に生成する送風機２３５が設けられている。送風機２３５としては、クロスフローファン、ターボファン、シロッコファン又はプロペラファンなどが用いられる。送風機２３５は、例えば、吹出口２３２と対向して配置されている。本例の送風機２３５は、冷凍サイクルの停止中（例えば、圧縮機３の停止中）も含み、電力が供給されているときには常時運転するようになっている。すなわち、送風機２３５は、負荷ユニット２００（又は送風機２３５自身）に電力の供給が開始されたとき（例えば、負荷ユニット２００が電源コード等を介して電源に接続されたとき）には、制御装置２０１の制御とは無関係に起動し、電力の供給が遮断されるまで運転し続ける。あるいは、送風機２３５の動作が制御装置２０１により制御される場合には、制御装置２０１は、負荷ユニット２００に電力の供給が開始されたとき、ユーザによる操作部３０１の操作を待たずに送風機２３５を起動させ、電力の供給が遮断されるまで送風機２３５を運転させ続ける。また、制御装置２０１は、送風機２３５の動作を制御するか否かに関わらず、送風機２３５の運転状態を監視するようにしてもよい。この場合、制御装置２０１は、送風機２３５の停止を検知したときには、操作部３０１の表示装置やスピーカー等を用いて、ユーザに異常を報知するようにしてもよい。また、送風機２３５は、例えば一定の周期で間欠運転するようになっていてもよい。

吸込口２３１及び吹出口２３２は互いに高さの異なる位置に設けられているため、負荷ユニット２００が設置された室内には、少なくとも上下方向（高さ方向）において循環する空気の流れを常に生成することができる。

上述のとおり、本実施の形態では、冷媒回路１１０を循環する冷媒として、Ｒ３２、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、Ｒ２９０、Ｒ１２７０等の可燃性冷媒が用いられている。このため、万一、負荷ユニット２００で冷媒の漏洩が生じた場合、室内の冷媒濃度が上昇して可燃濃度域が形成されてしまうおそれがある。

これらの可燃性冷媒は、大気圧下において空気よりも大きい密度を有している。したがって、室内の床面からの高さが比較的高い位置で冷媒の漏洩が生じた場合には、漏洩した冷媒は下降中に拡散し、冷媒濃度が室内で均一化するため、冷媒濃度は高くなりにくい。これに対し、室内の床面からの高さが低い位置で冷媒の漏洩が生じた場合には、漏洩した冷媒が床面付近の低い位置に留まるため、冷媒濃度が局所的に高くなりやすい。これにより、可燃濃度域が形成される可能性が相対的に高まってしまう。

本実施の形態では、室内の上下方向で循環する空気の流れを常に生成することができるため、室内の空気を上下方向で攪拌することができる。このため、万一、負荷ユニット２００で可燃性冷媒の漏洩が生じたとしても、冷媒濃度が高くなりやすい高さの低い位置の空気と、冷媒濃度が高くなりにくい高さの高い位置の空気と、を容易に混和することができる。したがって、本実施の形態によれば、漏洩した可燃性冷媒が床面付近の高さの低い位置に留まるのを防ぐことができ、可燃濃度域が形成されることを抑制できる。特に、床置形の負荷ユニット２００の場合、冷媒の漏洩が生じる位置が床面付近の低い位置となりやすく、漏洩した冷媒が床面付近の低い位置に留まりやすいため、特に高い効果が得られる。

また、本実施の形態では、冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩センサを用いるまでもなく可燃濃度域が形成されることを抑制できる。したがって、本実施の形態によれば、負荷ユニット２００あるいはヒートポンプ装置（ヒートポンプ給湯機１０００）の標準使用期間における冷媒漏洩センサの交換が不要となるため、維持費を抑制することができるとともに、ヒートポンプ装置の信頼性をより高めることができる。

また、本実施の形態では、風路２３４と、高温となる部品や電気部品等が収容される空間とは、ダクト２３３によって隔離されている。したがって、本実施の形態によれば、仮に、可燃性冷媒を含有した空気が風路２３４を流れたとしても、風路２３４内の可燃性冷媒が高温となる部品や電気部品等に接触することを回避することができる。

図４は、本実施の形態の変形例に係る負荷ユニット２００の構成を示す部分断面図である。図４では、吹出口２３２近傍の構成を示している。図４に示すように、本変形例では、吹出口２３２は、筐体２２０の側面下部（又は前面下部、又は背面下部）に形成されている。吹出口２３２には、下向き（例えば、斜め下向き）の風向板２３６が設けられている。これにより、吹出口２３２からの吹出風の風向を下向きにすることができるため、床面付近の低い位置に留まりやすい冷媒を積極的に拡散させることができる。

図５は、本実施の形態の他の変形例に係る負荷ユニット２００の構成を示す正面図である。図６は、この負荷ユニット２００の構成を示す側面図（左側面図）である。図７は、この負荷ユニット２００の内部構成を示す正面図である。図５〜図７に示すように、本変形例の負荷ユニット２００は、貯湯タンクを内蔵しない壁掛形である。負荷ユニット２００は、室内の壁面に対して固定され、室内の床面よりも高い位置に設置される。負荷ユニット２００の筐体２２０の内部には、少なくとも負荷側熱交換器２が収容されている。貯湯タンクは、負荷ユニット２００とは別体であり、別の場所に配置されている。

筐体２２０の前面には、操作部３０１が設けられている。操作部３０１は、ユーザが手で操作できる高さ（例えば、床面から１〜１．５ｍ程度）の位置に設けられている。

吸込口２３１は筐体２２０の天面に形成されており、吹出口２３２は筐体２２０の底面に形成されている。吸込口２３１と吹出口２３２との間の風路２３４と、負荷側熱交換器２等の高温となる部品や電気部品等が収容される筐体２２０内の空間と、の間は、仕切板２３７によって隔離されている。仕切板２３７は、例えば金属製である。

本変形例の負荷ユニット２００は壁掛形であるが、ユーザが手で操作できる高さに操作部３０１が配置されることから、空気調和装置の壁掛形室内機と比較して低い高さに設置される。したがって、このような壁掛形の負荷ユニット２００の場合、冷媒の漏洩が生じる位置が床面付近の低い位置となりやすく、漏洩した冷媒が床面付近の低い位置に留まりやすいため、床置形の負荷ユニット２００と同様に高い効果が得られる。

以上説明したように、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置は、可燃性冷媒を循環させる冷凍サイクル（冷媒回路１１０）と、少なくとも冷凍サイクルの負荷側熱交換器２を収容し、室内に配置される負荷ユニット２００と、を有するヒートポンプ装置であって、負荷側熱交換器２は、可燃性冷媒と液状熱媒体（例えば、水）との熱交換を行うものであり、負荷ユニット２００は、負荷側熱交換器２を収容する筐体２２０と、筐体２２０に設けられ、室内の空気を吸い込む吸込口２３１と、筐体２２０のうち吸込口２３１とは高さの異なる位置（例えば、吸込口２３１よりも高さが低い位置）に設けられ、吸込口２３１から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口２３２と、吸込口２３１から吹出口２３２に向かう空気の流れを筐体２２０内に生成し、少なくとも上下方向で循環する空気の流れを室内に生じさせる送風機２３５と、を備えるものである。

また、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置において、送風機２３５は、冷凍サイクル（例えば、圧縮機３）の停止中を含み常時運転するようにしてもよい。

また、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置において、負荷ユニット２００は、筐体２２０内において吸込口２３１と吹出口２３２との間に形成された風路２３４をさらに備え、風路２３４は、負荷側熱交換器２が収容される空間から隔離されていてもよい。

また、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置において、負荷ユニット２００は、室内の床面に設置される床置形であり、吸込口２３１又は吹出口２３２の一方は、筐体２２０の前面上部、側面上部、背面上部又は天面に設けられており、吸込口２３１又は吹出口２３２の他方は、筐体２２０の前面下部、側面下部又は背面下部に設けられていてもよい。

また、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置において、負荷ユニット２００は、室内の床面よりも高い位置に設置される壁掛形であり、吸込口２３１又は吹出口２３２の一方は、筐体２２０の前面上部、側面上部又は天面に設けられており、吸込口２３１又は吹出口２３２の他方は、筐体２２０の前面下部、側面下部又は底面に設けられていてもよい。

また、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置において、吹出口２３２は、筐体２２０の前面下部、側面下部又は背面下部に設けられており、吹出口２３２には、下向きの風向板２３６が設けられていてもよい。

その他の実施の形態．
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、ヒートポンプ装置としてヒートポンプ給湯機１０００を例に挙げたが、本発明は、ヒートポンプ給湯機１０００以外の他のヒートポンプ装置にも適用可能である。また、上記実施の形態では、液状熱媒体として水を例に挙げたが、給湯以外の用途（例えば、暖房又は冷房等のみ）に用いられるヒートポンプ装置の場合には、ブライン等の他の液状熱媒体を用いることができる。

また、上記実施の形態において、ヒートポンプ装置（例えば、負荷ユニット２００の筐体２２０内部）には、送風機２３５への電力供給が可能なバッテリー、無停電電源装置等が設けられていてもよい。これにより、停電時においても送風機２３５を運転させることができるため、可燃性冷媒の漏洩が生じた場合に可燃濃度域が形成されることをより確実に抑制できる。

また、上記の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。

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、５ 中圧レシーバ、６ 第１減圧装置、７ 第２減圧装置、１１ 吸入配管、１２ 貫通部、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、５８ 圧力逃がし弁、５９ 空気抜き弁、６０ 浸水ヒータ、６１ コイル、６２、６３ 排水口、６４ 手動空気抜き弁、８１ａ、８１ｂ サニタリー回路側配管、８２ａ、８２ｂ 暖房用回路側配管、１００ 熱源ユニット、１０１、２０１ 制御装置、１１０ 冷媒回路、２００ 負荷ユニット、２１０ 水回路、２２０ 筐体、２３１ 吸込口、２３２ 吹出口、２３３ ダクト、２３４ 風路、２３５ 送風機、２３６ 風向板、２３７ 仕切板、３０１ 操作部、３１０ 制御線、１０００ ヒートポンプ給湯機。

Claims (7)

1. 可燃性冷媒を循環させる冷凍サイクルと、
   少なくとも前記冷凍サイクルの負荷側熱交換器を収容し、室内に配置される負荷ユニットと、を有するヒートポンプ装置であって、
   前記負荷側熱交換器は、可燃性冷媒と液状熱媒体との熱交換を行うものであり、
   前記負荷ユニットは、
   送風機と、
   室内の空気を吸い込む吸込口と、
   前記吸込口とは高さの異なる位置に設けられ、前記吸込口から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口と、を備えることを特徴とするヒートポンプ装置。
2. 前記送風機は、前記冷凍サイクルの停止中を含み常時運転することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
3. 前記負荷ユニットは、前記吸込口と前記吹出口との間に形成された風路をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプ装置。
4. 前記風路は、前記負荷側熱交換器が収容される空間から隔離されていることを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプ装置。
5. 前記負荷ユニットは、室内の床面に設置される床置形であり、
   前記吸込口又は前記吹出口の一方は、前記負荷ユニットの筐体の前面上部、側面上部、背面上部又は天面に設けられており、
   前記吸込口又は前記吹出口の他方は、前記筐体の前面下部、側面下部又は背面下部に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
6. 前記負荷ユニットは、室内の床面よりも高い位置に設置される壁掛形であり、
   前記吸込口又は前記吹出口の一方は、前記負荷ユニットの筐体の前面上部、側面上部又は天面に設けられており、
   前記吸込口又は前記吹出口の他方は、前記筐体の前面下部、側面下部又は底面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
7. 前記吹出口は、前記負荷ユニットの筐体の前面下部、側面下部又は背面下部に設けられており、
   前記吹出口には、下向きの風向板が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。

Images