JP6785961B2 - ヒートポンプ利用機器 - Google Patents

Description

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。

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。

特開２０１３−１６７３９８号公報

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。

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。

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。

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、前記圧縮機が運転し、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し、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ものである。

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。

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。 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２のＩＩＩ部を拡大して示す図である。 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。 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。 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。 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (8)

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、前記圧縮機が運転し、
   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し、
   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ヒートポンプ利用機器。
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。
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。
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、前記圧縮機が運転し、
   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し、
   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ヒートポンプ利用機器。
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。
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。
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。
8. 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。

Images