JP2011137602A - ヒートポンプユニットおよび暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプユニット全体として熱ロスが発生するのを抑制する。
【解決手段】ドレンパン１６の下面１６０に、ヒータ１７として、エコノマイザ熱交換器９と膨張弁１０との間に配置された回路を設ける。暖房運転時は、上段圧縮機７から吐出された冷媒は、エコノマイザ熱交換器９において外気温度近くまで冷却された後で、エコノマイザ熱交換器９から流出するため、ドレンパン１６をほとんど加熱しない。一方、除霜運転時は、温水回路３からガスクーラ８に温水が供給されなくなるので、上段圧縮機７から吐出された冷媒は、ガスクーラ８において熱交換を行わず、エコノマイザ熱交換器９から高温を維持した状態で流出するため、ドレンパン１６を効率よく加熱できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷媒間において熱交換を行うための熱交換器を備えたヒートポンプユニットおよびこれを備えた暖房システムに関する。

給湯用の温水等を加熱するヒートポンプユニットにおいて、ユニット内に収容された空気熱交換器の温度が低下して、その表面に霜が形成されると熱交換効率が低下するため、霜を溶かすための除霜運転が適宜行われる。空気熱交換器の下方には、除霜運転中に溶け出した水（ドレン水）の受け皿となるドレンパンが配置されているのが一般的である。

ヒートポンプユニットを寒冷地に設置した場合には、ドレン水は、ドレンパンから排出される前に、ドレンパン上で凍結してしまうことがある。このような場合には、凍結した水がドレンパンの上方に配置された空気熱交換器や室外ファンにまで達し、空気熱交換器の閉塞や室外ファンの破損等の原因となる。そこで、寒冷地用のヒートポンプユニットに設置されたドレンパンにはヒータが設置されており、このヒータには電気ヒータや冷媒配管で構成されたヒータが用いられている。

特許文献１には、冷媒配管で構成されたヒータを備えたヒートポンプユニットが開示されている。このヒートポンプユニットでは、ガスクーラの直近の下流側に設けられた冷媒配管がヒータとして用いられている。

特開２００４−２１８８６１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたヒートポンプユニットでは、例えば外気温度が高く、ドレン水の凍結が発生する可能性の低い場合にも、ドレンパンを加熱してしまう構成であるため、ヒートポンプユニット全体では熱ロスが発生していた。

本発明の目的は、ヒートポンプユニット全体として熱ロスが発生するのを抑制するヒートポンプユニットおよびこれを備えた暖房システムを提供することである。

第１の発明に係るヒートポンプユニットは、第１圧縮機、第２圧縮機、ガスクーラ、エコノマイザ熱交換器、第１減圧機構、空気熱交換器を順に冷媒が流れるように構成された冷媒回路を備え、前記冷媒回路は、前記ガスクーラと前記エコノマイザ熱交換器との間を流れる冷媒の一部を、前記エコノマイザ熱交換器を経由して、前記第１圧縮機と前記第２圧縮機との間に戻るように設けられたバイパス回路と、前記バイパス回路において、前記ガスクーラと前記エコノマイザ熱交換器との間に配置された第２減圧機構と、を有し、前記ガスクーラは、前記冷媒回路を介して供給された冷媒と、外部から供給された流体との間で熱交換を行うものであり、前記エコノマイザ熱交換器は、前記バイパス回路を介さずに供給された冷媒と、前記バイパス回路を介して供給された冷媒との間で熱交換を行うものであって、前記冷媒回路において、前記エコノマイザ熱交換器と前記第１減圧機構との間に配置された回路の一部は、前記空気熱交換器の下方に配置されたドレンパンに設けられていることを特徴とする。

このヒートポンプユニットでは、エコノマイザ熱交換器と第１減圧機構との間に配置された回路の一部は、空気熱交換器の下方に配置されたドレンパンに設けられており、ドレンパンを加熱することができる。そして、暖房運転時には、バイパス回路を介さずに供給された冷媒は、エコノマイザ熱交換器においてバイパス回路を介して供給された冷媒と熱交換を行うことによって、外気温度近くまで低下した状態でエコノマイザ熱交換器から流出する。したがって、暖房運転時において、ドレンパンに設けられた回路を流れる冷媒は、ドレンパンをほとんど加熱することがないことから、ヒートポンプユニット全体として熱ロスが発生するのを抑制できる。

第２の発明に係るヒートポンプユニットは、第１の発明に係るヒートポンプユニットにおいて、前記冷媒回路における前記エコノマイザ熱交換器と前記第１減圧機構との間に配置された回路の一部は、前記ドレンパンの下面に設けられていることを特徴とする。

このヒートポンプユニットでは、空気熱交換器において熱交換を行う空気流が、ドレンパンの下面に設けられた回路に接触しないので、ドレンパンを効率良く加熱できる。

第３の発明に係る暖房システムは、第１または第２の発明に係るヒートポンプユニットと、前記冷媒回路を介して前記ガスクーラに供給された冷媒との間で熱交換を行う流体を前記ガスクーラに対して供給する回路を有する暖房ユニットとを備え、前記ヒートポンプユニットにおいて除霜運転が行われている間は、前記暖房ユニットから前記ガスクーラに対して流体が供給されないことを特徴とする。

この暖房システムでは、除霜運転時には、暖房ユニットからガスクーラに対して流体が供給されないので、第２圧縮機から吐出された冷媒は、ガスクーラにおいて熱交換を行わないことから高温に維持される。したがって、除霜運転時において、ドレンパンに設けられた回路を流れる冷媒の温度が高いことから、ドレンパンを効率よく加熱することができる。

第４の発明に係るヒートポンプユニットは、圧縮機、ガスクーラ、内部熱交換器、減圧機構、空気熱交換器、前記内部熱交換器の順に冷媒が流れるように構成された冷媒回路を備え、前記ガスクーラは、前記冷媒回路を介して供給された冷媒と、外部から供給された流体との間で熱交換を行うものであり、前記内部熱交換器は、前記ガスクーラから供給された冷媒と、前記空気熱交換器から供給された冷媒との間で熱交換を行うものであって、前記冷媒回路において、前記内部熱交換器と減圧機構との間に配置された回路の一部は、前記空気熱交換器の下方に配置されたドレンパンに設けられていることを特徴とする。

このヒートポンプユニットでは、内部熱交換器と減圧機構との間に配置された回路の一部は、空気熱交換器の下方に配置されたドレンパンに設けられており、ドレンパンを加熱することができる。そして、暖房運転時には、ガスクーラから供給された冷媒は、内部熱交換器において空気熱交換器から供給された冷媒と熱交換を行うことによって、外気温度近くまで低下した状態で内部熱交換器から流出する。したがって、暖房運転時において、ドレンパンに設けられた回路を流れる冷媒は、ドレンパンをほとんど加熱することがないことから、ヒートポンプユニット全体として熱ロスが発生するのを抑制できる。

第５の発明に係るヒートポンプユニットは、第４の発明に係るヒートポンプユニットにおいて、前記冷媒回路における前記内部熱交換器と減圧機構との間に配置された回路の一部は、前記ドレンパンの下面に設けられていることを特徴とする。

このヒートポンプユニットでは、空気熱交換器において熱交換を行う空気流が、ドレンパンの下面に設けられた回路に接触しないので、ドレンパンを効率良く加熱できる。

第６の発明に係る暖房システムは、第４または第５の発明に係るヒートポンプユニットと、前記圧縮機から供給された冷媒との間で熱交換を行う流体を前記ガスクーラに対して供給する回路を備えた暖房ユニットとを備え、前記ヒートポンプユニットにおいて除霜運転が行われている間は、前記暖房ユニットから前記ガスクーラに対して流体が供給されないことを特徴とする。

この暖房システムでは、除霜運転時には、暖房ユニットからガスクーラに対して流体が供給されないので、圧縮機から吐出された冷媒は、ガスクーラにおいて熱交換を行わないことから高温に維持される。したがって、除霜運転時において、ドレンパンに設けられた回路を流れる冷媒の温度が高いことから、ドレンパンを効率よく加熱することができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、エコノマイザ熱交換器と第１減圧機構との間に配置された回路の一部は、空気熱交換器の下方に配置されたドレンパンに設けられており、ドレンパンを加熱することができる。そして、暖房運転時には、バイパス回路を介さずに供給された冷媒は、エコノマイザ熱交換器においてバイパス回路を介して供給された冷媒と熱交換を行うことによって、外気温度近くまで低下した状態でエコノマイザ熱交換器から流出する。したがって、暖房運転時において、ドレンパンに設けられた回路を流れる冷媒は、ドレンパンをほとんど加熱することがないことから、ヒートポンプユニット全体として熱ロスが発生するのを抑制できる。

第２の発明では、空気熱交換器において熱交換を行う空気流が、ドレンパンの下面に設けられた回路に接触しないので、ドレンパンを効率良く加熱できる。

第３の発明では、除霜運転時には、暖房ユニットからガスクーラに対して流体が供給されないので、第２圧縮機から吐出された冷媒は、ガスクーラにおいて熱交換を行わないことから高温に維持される。したがって、除霜運転時において、ドレンパンに設けられた回路を流れる冷媒の温度が高いことから、ドレンパンを効率よく加熱することができる。

第４の発明では、内部熱交換器と減圧機構との間に配置された回路の一部は、空気熱交換器の下方に配置されたドレンパンに設けられており、ドレンパンを加熱することができる。そして、暖房運転時には、ガスクーラから供給された冷媒は、内部熱交換器において空気熱交換器から供給された冷媒と熱交換を行うことによって、外気温度近くまで低下した状態で内部熱交換器から流出する。したがって、暖房運転時において、ドレンパンに設けられた回路を流れる冷媒は、ドレンパンをほとんど加熱することがないことから、ヒートポンプユニット全体として熱ロスが発生するのを抑制できる。

第５の発明では、空気熱交換器において熱交換を行う空気流が、ドレンパンの下面に設けられた回路に接触しないので、ドレンパンを効率良く加熱できる。

第６の発明では、除霜運転時には、暖房ユニットからガスクーラに対して流体が供給されないので、圧縮機から吐出された冷媒は、ガスクーラにおいて熱交換を行わないことから高温に維持される。したがって、除霜運転時において、ドレンパンに設けられた回路を流れる冷媒の温度が高いことから、ドレンパンを効率よく加熱することができる。

本実施形態に係るヒートポンプユニットを備えた温水暖房システムの構成を示す模式図である。 図１の温水暖房システムに含まれるヒートポンプユニットの構成を示す模式図である。 本実施形態に係るヒートポンプユニットの外観斜視図であって、（ａ）は正面斜視図であり、（ｂ）は背面斜視図である。 本実施形態に係るヒートポンプユニットの内部構造を示す斜視図である。 本実施形態に係るヒートポンプユニットの内部構造の正面視図であって、（ａ）は全体を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。 ヒータと空気熱交換器及び室外ファンとの平面視における位置関係を示す図である。 ヒータが取り付けられた状態のドレンパンの外観斜視図である。 （ａ）はヒータが取り付けられた状態のドレンパンの上面視図であり、（ｂ）は取付部材の外観斜視図である。 ドレンパンをヒートポンプユニットの背面側から見た背面視図である。 図９に示すＢ−Ｂ線の矢視断面図である。 本実施形態に係るヒートポンプユニットに含まれるドレンパンの変形例を示した説明図である。 第２実施形態に係るヒートポンプユニットの構成を示す模式図である。

（第１実施形態）
以下、図面に基づいて、本発明の第１実施形態に係るヒートポンプユニットを備えた暖房システムについて説明する。図１は、本実施形態に係るヒートポンプユニットを備えた温水暖房システムの構成を示す模式図である。図２は、図１の温水暖房システムに含まれるヒートポンプユニットの構成を示す模式図である。

［温水暖房システムの構成］
図１に示すように、温水暖房システム１００（暖房システム）は、温水を加熱するヒートポンプユニット１（ヒートポンプユニット）と、ラジエタや床温調パネル等の暖房ユニット２（暖房端末）と、ヒートポンプユニット１と暖房ユニット２とを接続する温水回路３（回路）とを有している。この温水回路３は、ヒートポンプユニット１内で加熱された温水を暖房ユニット２に供給すると共に、この暖房ユニット２から流出した温水をヒートポンプユニット１内に戻すものである。そして、この温水回路３には、暖房ユニット２に供給される温水の流量や温度を制御するための温水制御ユニット４が含まれる。また、温水暖房システム１００は、給湯用の湯を貯留する給湯ユニット５を有している。

図１に示すように、ヒートポンプユニット１内で加熱された温水は、接続配管２０を介して、継手管６０から温水制御ユニット４に供給される。そして、この温水制御ユニット４の継手管６１から暖房ユニット２に向かって流出した温水は、接続配管２１を介して、暖房ユニット２に供給される。なお、この接続配管２１には、その内部を流れる温水を加熱するためのバックアップヒータユニット２２と、温水を給湯ユニット５に供給する際に用いられる三方弁２３とが設けられている。

暖房ユニット２から流出した温水は、接続配管２４を介して、継手管６２から温水制御ユニット４に供給される。そして、温水制御ユニット４の継手管６３からヒートポンプユニット１に向かって流出した温水は、接続配管２５を介して、ヒートポンプユニット１内に戻される。

また、温水制御ユニット４内には、バイパス配管４０、混合弁４１、循環ポンプ４２及び流量センサ４３が設けられている。したがって、暖房ユニット２から流出した温水は、温水制御ユニット４の流量センサ４３に流入した後、その温水の一部は、バイパス配管４０及び混合弁４１を介して、ヒートポンプユニット１から温水制御ユニット４内に流入した温水と混合される。従って、ヒートポンプユニット１内で加熱された温水は、バイパス配管４０から供給される温水と混合した後で、温水制御ユニット４の循環ポンプ４２から暖房ユニット２に向かって流出する。混合弁４１は、ヒートポンプユニット１内で加熱された温水に対して混合されるバイパス配管４０からの温水の量を調整することで、暖房ユニット２に供給される温水の温度を調整するために用いられる。

また、温水暖房システム１００では、接続配管２１に設けた三方弁２３を切り換えることによって、温水制御ユニット４から暖房ユニット２に向かって流出した温水を、給湯ユニット５に供給することができる。

［ヒートポンプユニットの構成］
ヒートポンプユニット１は、図２に示すように、温水制御ユニット４を介して供給される温水を加熱するガスクーラ８を有するヒートポンプユニットによって構成されている。ヒートポンプユニット１は、下段圧縮機６（第１圧縮機）と、上段圧縮機７（第２圧縮機）と、ガスクーラ８と、エコノマイザ熱交換器９と、膨張弁１０（第１減圧機構）と、空気熱交換器１１（熱交換器）とを順に接続した冷媒回路１２（冷媒回路）を有している。また、冷媒回路１２は、ガスクーラ８とエコノマイザ熱交換器９との間を流れる冷媒の一部が、エコノマイザ熱交換器９を経由して、下段圧縮機６と上段圧縮機７との間に戻るように設けられたバイパス回路１３を有している。このバイパス回路１３には、ガスクーラ８とエコノマイザ熱交換器９との間に配置されたインジェクション弁１４（第２減圧機構）が設けられている。

また、空気熱交換器１１の近傍には室外ファン１５が設置され、空気熱交換器１１の下方にはドレンパン１６（ドレンパン）が設置されている。このドレンパン１６は、除霜運転時に発生したドレン水を受けるものであって、そのドレン水は、ドレンパン１６に形成されたドレン水排出部である切り欠き１６３から外部へ排出される。そして、冷媒回路１２においてエコノマイザ熱交換器９と膨張弁１０との間に配置された回路の一部が、ドレンパン１６を加熱するためのヒータ１７（ヒータ）として、ドレンパン１６の下面１６０（下面）に設けられている。

下段圧縮機６及び上段圧縮機７は、ロータリ式やスクロール式などの容積式の圧縮機である。下段圧縮機６は、空気熱交換器１１から供給された冷媒を吸入して中間圧力まで圧縮し、上段圧縮機７の吸入側に吐出する。上段圧縮機７は、下段圧縮機６から吐出された中間圧力の冷媒とバイパス回路１３から流入した冷媒とを吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒をガスクーラ８に供給する。

ガスクーラ８は、温水制御ユニット４を介して供給される温水を加熱するための熱交換器であって、冷媒回路１２内を流れる冷媒と温水回路３内を流れる温水との間で熱交換を行う。すなわち、ガスクーラ８では、上段圧縮機７から吐出された高温高圧の冷媒の保有する熱が、温水回路３内を流れる温水に供給されることにより、温水回路３内の温水が加熱される。なお、ガスクーラ８において、冷媒と温水とは互いに対向しつつ反対方向に流れる。

ガスクーラ８から流出した冷媒は、エコノマイザ熱交換器９に向かって流れ、エコノマイザ熱交換器９の上流側から下流側に向かって流れる。また、冷媒回路１２は、ガスクーラ８とエコノマイザ熱交換器９との間において分岐したバイパス回路１３を有している。したがって、ガスクーラ８から流出した冷媒の一部は、バイパス回路１３を介して、エコノマイザ熱交換器９に向かって流れ、エコノマイザ熱交換器９の下流側から上流側に向かって流れる。ここで、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介してエコノマイザ熱交換器９に供給される冷媒は、開度制御可能な電動膨張弁であるインジェクション弁１４によって減圧される。また、エコノマイザ熱交換器９において、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介さずに供給された冷媒と、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介して供給された冷媒とは、互いに対向しつつ反対方向に流れる。

エコノマイザ熱交換器９では、暖房運転時において、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介さずに供給された冷媒と、バイパス回路１３を介して供給された冷媒との間で熱交換を行う。すなわち、エコノマイザ熱交換器９において、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介さずに供給された冷媒の保有する熱が、バイパス回路１３を介して供給された冷媒に供給される。したがって、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介さずに供給された冷媒は、外気温度近くまで冷却されると共に、バイパス回路１３を介して供給された冷媒は加熱される。

ガスクーラ８からバイパス回路１３を介さずにエコノマイザ熱交換器９に供給され、外気温度近くまで冷却された後で、エコノマイザ熱交換器９の下流側に流出した冷媒は、膨張弁１０によって減圧された後で、空気熱交換器１１に供給される。ここで、上述したように、エコノマイザ熱交換器９と膨張弁１０との間に配置された回路の一部がドレンパン１６の下面１６０に設けられている。したがって、膨張弁９によって減圧される前の冷媒が、ドレンパン１６の下面１６０に設けられた回路を流れることによって、ドレンパン１６を加熱することができる。

［ドレンパンの加熱動作］
次に、本実施形態に係るヒートポンプユニット１を備えた温水暖房システム１００におけるドレンパン１６の加熱動作について説明する。

ヒートポンプユニット１において暖房運転が行われている場合は、温水回路３のポンプが制御されることによって、温水回路３内の温水が、ガスクーラ８に対して供給される。また、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介さずにエコノマイザ熱交換器９に冷媒が供給されると共に、インジェクション弁１４が制御されることで、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介してエコノマイザ熱交換器９に冷媒が供給される。ここで、ガスクーラ８において、上段圧縮機７からガスクーラ８に供給された冷媒は、温水回路３内の温水と熱交換を行う。また、エコノマイザ熱交換器９において、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介さずに供給された冷媒は、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介して供給された冷媒と熱交換を行う。したがって、ヒートポンプユニット１において暖房運転が行われている場合は、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介さずに供給された冷媒は、外気温度近くまで冷却された後でエコノマイザ熱交換器９から流出する。そのため、ヒータ１７としてドレンパン１６の下面に設けられた回路を流れる冷媒は、ドレンパン１６をほとんど加熱することはない。

一方、ヒートポンプユニット１において除霜運転が行われている場合は、温水回路３のポンプが停止されることによって、温水回路３内の温水は、ガスクーラ８に対して供給されなくなる。また、冷媒は、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介さずにエコノマイザ熱交換器９に供給されるが、インジェクション弁１４が閉鎖されることで、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介してエコノマイザ熱交換器９に供給されない。ここで、ガスクーラ８において、上段圧縮機７からガスクーラ８に供給された冷媒は、温水回路３内の温水と熱交換を行わないと共に、エコノマイザ熱交換器９において、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介さずに供給された冷媒は、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介して供給された冷媒と熱交換を行うこともない。したがって、ヒートポンプユニット１において除霜運転が行われている場合は、ガスクーラ８からバイパス回路１３を介さずに供給された冷媒は、高温の状態でエコノマイザ熱交換器９から流出する。そのため、ヒータ１７としてドレンパン１６の下面１６０に設けられた回路を流れる冷媒は、ドレンパン１６を効率よく加熱することができる。

［ヒートポンプユニットの構造］
次に、ヒートポンプユニット１の構造について図３〜５を参照して説明する。

図３は、ヒートポンプユニット１の外観斜視図であって、（ａ）は前面斜視図であり、（ｂ）は背面斜視図である。図４は、ヒートポンプユニット１の内部構造を示す前面斜視図である。図５は、室内機１の内部構造を示す正面視図であって、（ａ）は全体図であり、（ｂ）は（ａ）の円で囲まれた部分の拡大図である。

ヒートポンプユニット１は、筐体１８を備え、筐体１８内にガスクーラ８や下段圧縮機６等が収納されている。筐体１８は、図３（ａ）に示すように、前面に開口を有している。また、筐体１８は、図３（ｂ）に示すように、背面にも開口を有し、この開口を覆うように空気熱交換器１１が配置されている。そして、空気熱交換器１１の下方には、ドレン水の受け皿であるドレンパン１６が配置されている。

ヒートポンプユニット１の内部には、図４に示すように、正面視して左側に空気熱交換器１１、室外ファン１５及びドレンパン１６が配置されている。室外ファン１５は、空気熱交換器１１の近傍に取り付けられており、３つの羽部１５ａと、羽部１５ａを回転させる駆動部１５ｂとから構成されている。そして、室外ファン１５は、駆動部１５ｂが空気熱交換器１１の高さ方向に沿って延在する部材に固定されることで、空気熱交換器１１の近傍に取り付けられている。羽部１５ａが回転すると、図４において奥から手前に向かう気流が形成される。これにより、空気熱交換器１１において冷媒と空気とが熱交換を行い、冷媒が加熱される。また、ヒートポンプユニット１の内部には、正面視して右側に下段圧縮機６及び上段圧縮機７が配置され、その上方に電装品等が配置されている。

空気熱交換器１１の下方にはドレンパン１６が配置されており、図５（ｂ）に示すように、ドレンパン１６の下面１６０にヒータ１７が設けられ、さらにその下方にエコノマイザ熱交換器９及びガスクーラ８が順に配置されている。

［空気熱交換器、ドレンパン及びヒータ］
続いて、空気熱交換器１１、ドレンパン１６及びヒータ１７について説明する。

図６は、ヒータと空気熱交換器及び室外ファンとの平面視における位置関係を示す図である。図７は、ヒータが取り付けられた状態のドレンパンの外観斜視図である。図８は、ヒータが取り付けられた状態のドレンパンの上面視図である。図９は、ドレンパンをヒートポンプユニットの背面側から見た背面視図である。図１０は、図９に示すＢ−Ｂ線の矢視断面図である。

［空気熱交換器］
図６に示すように、空気熱交換器１１は、ヒートポンプユニット１の背面側に設けられた背面部分１１ａと、ヒートポンプユニット１の側面側に設けられた側面部分１１ｂとを有しており、平面視において、略Ｌ字状に折り曲げて形成されている。図６に示すように、空気熱交換器１１は、ドレンパン１６の後述するガイドリブ１６２ａ上に配置されているので、後述する平坦部分１６２ｂにドレン水を流すことができる。

［ドレンパン］
図６に示すように、ドレンパン１６は、空気熱交換器１１の下方に配置されている。このドレンパン１６には、図７に示すように、その外縁部において上方に向かって延在する上方壁部１６１が形成されている。そして、この上方壁部１６１の背面側には、ドレンパン１６からドレン水を排出するためのドレン水排出部としての切り欠き１６３が設けられている。

また、図７及び図８に示すように、ドレンパン１６の上面１６２には、凸形状のガイドリブ１６２ａが立設されている。また、ドレンパン１６の上面１６２には、ガイドリブ１４６ａが立設されていない平坦部分１６２ｂが、全体的に切り欠き１６３に近付くにつれて下方に傾斜している。

また、図９に示すように、ドレンパン１６は、その外縁部において下方に向かって突出し且つ切り欠き１６３に対応するように配置された下方壁部１６４を有している。また、図１０に示すように、この下方壁部１６４の根元部１６４ａの外周面は、Ｒ形状となっている。また、図９に示すように、切り欠き１６３は、上方壁部１６１の上端１６１ａからドレンパン１６の上面１６２の平坦部分１６２ｂまで延在している。

また、図６に示すように、切り欠き１６３は、ドレンパン１６において空気熱交換器１１の下方の領域に配置されている。本実施形態では、図６に示すように、切り欠き１６３と、空気熱交換器１１の背面部分１１ａと、側面部分１１ｂの一部とがいずれもドレンパン１６においてヒートポンプユニット１の背面側となる同じ領域に配置されている。切り欠き１６３は、上面視において、背面部分１１ａの背面側端部１１ｃと下方壁部１６４の背面側端部１６４ｂとの間の領域に配置されている。また、ドレンパン１６においてヒートポンプユニット１の背面側となる領域とは、図６に示すように、ドレンパン１６の上面１６２における中心線Ａ−Ａ線よりもヒートポンプユニット１の背面側の領域を意味している。

［ヒータ］
ヒータ１７は、上段圧縮機６によって圧縮された冷媒が流れる配管によって構成されている。本実施形態では、ヒータ１７は、エコノマイザ熱交換器９と膨張弁１０との間に設けられた配管によって構成されている。このヒータ１７は、図６に示すように、ドレンパン１６の下面１６０に設けられている。したがって、エコノマイザ熱交換器９を流出した冷媒が、ドレンパン１６の下面１６０に設けられた配管を流れることによって、冷媒の有する熱を利用してドレンパン１６を加熱することができる。図６に示すように、切り欠き１６３とヒータ１７の一部とは、ドレンパン１６においてヒートポンプユニット１の背面側となる同じ側に配置されている。

また、図６に示すように、ヒータ１７は、ドレンパン１６の右側中央部からドレンパン１６の長手方向に沿って延在し、ドレンパン１６の背面側に折れ曲がり、さらに折れ曲がって、ドレンパン１６の長手方向に沿って延在する。その後、ヒータ１７は、ドレンパン１６の長手方向に対して斜め方向に延存し、さらに折れ曲がって、ドレンパン１６の奥行き方向に沿って延在する。

また、図６に示すように、ヒータ１７においてドレンパン１６の長手方向に沿う長手方向部分１７ａと、ヒータ１７においてドレンパン１６の奥行方向に沿う奥行方向部分１７ｂの一部とは、下方壁部１６４の角部に設けられている。本実施形態では、図６に示すように、長手方向部分１７ａと、奥行方向部分１７ｂの一部と、空気熱交換器１１の背面部分１１ａと、側面部分１１ｂの一部とがいずれもドレンパン１６においてヒートポンプユニット１の背面側となる同じ領域に配置されており、長手方向部分１７ａは、上面視において、背面部分１１ａが配置される領域と同一の領域に設けられている。また、奥行方向部分１７ｂの一部は、上面視において、側面部分１１ｂの一部が配置される領域と同一の領域に設けられている。

また、図８に示すように、ヒータ１７は、取付部材１９によってドレンパン１６の下面１６０に取り付けられている。この取付部材１９は、ドレンパン１６に形成された開口を用いずにヒータ１７をドレンパン１６の下面１６０に取り付けるための部材である。すなわち、取付部材１９は、平板部１９ａの一端を湾曲させることで湾曲部１９ｂを形成したものであって、平板部１９ａをドレンパン１６の下面１６０に溶接あるいはカシメによって接着させ、湾曲部１９ｂにヒータ１７を嵌め込むことでヒータ１７をドレンパン１６の下面１６０に密着するように保持している。

（第１実施形態に係るヒートポンプユニットの特徴）
本実施形態に係るヒートポンプユニットには、以下のような特徴がある。

本実施形態のヒートポンプユニット１では、エコノマイザ熱交換器９と膨張弁１０との間に配置された回路の一部は、空気熱交換器１１の下方に配置されたドレンパン１６に設けられており、ドレンパン１６を加熱することができる。そして、暖房運転時には、バイパス回路１４を介さずに供給された冷媒は、エコノマイザ熱交換器９においてバイパス回路１４を介して供給された冷媒と熱交換を行うことによって、外気温度近くまで低下した状態でエコノマイザ熱交換器９から流出する。したがって、暖房運転時において、ドレンパン１６に設けられた回路を流れる冷媒は、ドレンパン１６をほとんど加熱することがないことから、ヒートポンプユニット１全体として熱ロスが発生するのを抑制できる。

また、本実施形態のヒートポンプユニット１では、空気熱交換器１１において熱交換を行う空気流が、ドレンパン１６の下面１６０に設けられた回路に接触しないので、ドレンパン１６を効率良く加熱できる。

また、本実施形態のヒートポンプユニット１では、除霜運転時には、暖房ユニット２からガスクーラ８に対して温水が供給されないので、上段圧縮機７から吐出された冷媒は、ガスクーラ８において熱交換を行わないことから高温に維持される。したがって、除霜運転時において、ドレンパン１６に設けられた回路を流れる冷媒の温度が高いことから、ドレンパン１６を効率よく加熱することができる。

（第２実施形態）
以下、図面に基づいて、本発明の第２実施形態に係るヒートポンプユニットを備えた暖房システムについて説明する。本実施形態の暖房システム１００の全体構成は第１実施形態の暖房システムと同様である。図１２は、本実施形態に係るヒートポンプユニットの構成を示す模式図である。

［ヒートポンプユニットの構成］
本実施形態のヒートポンプユニットが、第１実施形態のヒートポンプユニットと主に異なる点は、第１実施形態では、２段の圧縮機６，７、バイパス回路１２及びエコノマイザ熱交換器８を有しているのに対し、本実施形態では、１つの圧縮機７及び内部熱交換器１８を有している点である。その他の点については、第１実施形態の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る冷媒回路３は、圧縮機７と、ガスクーラ８と、内部熱交換器１８と、膨張弁１０と、空気熱交換器１１とを有している。圧縮機７から吐出された冷媒は、ガスクーラ８、内部熱交換器１８、膨張弁１０、空気熱交換器１１を流れた後で、再び、内部熱交換器１８を経由して圧縮機７の吸入側に戻る。

内部熱交換器１８は、ガスクーラ８から供給された冷媒と、空気熱交換器１１から供給された冷媒との間で熱交換を行うものである。従って、ガスクーラ８から供給された冷媒は冷却され、空気熱交換器１１から供給された冷媒は加熱される。そして、ヒートポンプユニットにおいて暖房運転が行われる場合は、ガスクーラ８から供給された冷媒は、空気熱交換器１１から供給された冷媒との間で熱交換を行うことによって、外気温度近くまで冷却された後で、内部熱交換器１８から流出する。

［ドレンパンの加熱動作］
次に、本実施形態に係るヒートポンプユニット１を有する温水暖房システム１００におけるドレンパン１６の加熱動作について説明する。

ヒートポンプユニット１において暖房運転が行われている場合は、温水回路３のポンプが制御されることによって、温水回路３内の温水が、ガスクーラ８に対して供給される。ここで、圧縮機７からガスクーラ８に供給された冷媒は、ガスクーラ８において、温水回路３内の温水と熱交換を行うと共に、内部熱交換器１８において、ガスクーラ８から供給された冷媒は、空気熱交換器１１から供給された冷媒と熱交換を行う。したがって、ヒートポンプユニット１において暖房運転が行われている場合は、ガスクーラ８から内部熱交換器１８に供給された冷媒は、外気温度近くまで冷却された後で内部熱交換器１８から流出する。そのため、ヒータ１７としてドレンパン１６の下面１６０に設けられた回路を流れる冷媒は、ドレンパン１６をほとんど加熱しない。

一方、ヒートポンプユニット１において除霜運転が行われている場合は、温水回路３のポンプが停止されることによって、温水回路３内の温水は、ガスクーラ８に対して供給されなくなる。ここで、圧縮機７からガスクーラ８に供給された冷媒は、ガスクーラ８において、温水回路３内の温水と熱交換を行わない。したがって、ヒートポンプユニット１において除霜運転が行われている場合は、ガスクーラ８から内部熱交換器１８に供給された冷媒は、高温の状態で、内部熱交換器１８から流出する。そのため、ヒータ１７としてドレンパン１６の下面１６０に設けられた回路を流れる冷媒は、ドレンパン１６を加熱する。

（第２実施形態に係るヒートポンプユニットの特徴）
本実施形態に係るヒートポンプユニットには、以下のような特徴がある。

本実施形態のヒートポンプユニット１では、内部熱交換器１８と膨張弁１０との間に配置された回路の一部は、空気熱交換器１１の下方に配置されたドレンパン１６に設けられており、ドレンパン１６を加熱することができる。そして、暖房運転時には、ガスクーラ８から供給された冷媒は、内部熱交換器１８において空気熱交換器１１から供給された冷媒と熱交換を行うことによって、外気温度近くまで低下した状態で内部熱交換器１８から流出する。したがって、暖房運転時において、ドレンパン１６に設けられた回路を流れる冷媒は、ドレンパン１６をほとんど加熱することがないことから、ヒートポンプユニット１全体として熱ロスが発生するのを抑制できる。

また、本実施形態のヒートポンプユニット１では、空気熱交換器１１において熱交換を行う空気流が、ドレンパン１６の下面１６０に設けられた回路に接触しないので、ドレンパン１６を効率良く加熱できる。

また、本実施形態のヒートポンプユニット１では、除霜運転時には、暖房ユニット２からガスクーラ８に対して温水が供給されないので、圧縮機７から吐出された冷媒は、ガスクーラ８において熱交換を行わないことから高温に維持される。したがって、除霜運転時において、ドレンパン１６に設けられた回路を流れる冷媒の温度が高いことから、ドレンパン１６を効率よく加熱することができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

上述した実施形態では、切り欠き１６３が、上方壁部１６１の上端１６１ａからドレンパン１６の上面１６２の平坦部分１６２ｂまで延在する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、切り欠き１６３は、上方壁部１６１の上端１６１ａから下方に向かって延在するものであればよく、上面１６２の平坦部分１６２ｂまで延在しないものであってもよい。

また、上述した実施形態では、ドレンパン１６の上面１６２においてガイドリブ１６２ａが立設されていない平坦部分１６２ｂが、全体的に切り欠き１６３に向かって傾斜している例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、平坦部分１６２ｂのうち切り欠き１６３に連通する一部のみが、切り欠き１６３に向かって傾斜していてもよい。

また、上述した実施形態では、切り欠き１６３とヒータ１７の一部とをドレンパン１６においてヒートポンプユニット１の背面側となる同じ側に配置した例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、切り欠き１６３とヒータ１７の一部とを、ドレンパン１６においてヒートポンプユニット１の前面側となる同じ領域に配置してもよい。なお、ドレンパン１６においてヒートポンプユニット１の前面側となる領域とは、図６に示すように、ドレンパン１６の上面１６２における中心線Ａ−Ａよりもヒートポンプユニット１の前面側の領域を意味している。

また、上述した実施形態では、ドレンパン１６からドレン水を排出するためのドレン水排出部として、上方壁部１６１の一部に切り欠き１６３を形成する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、図１１に示すように、ドレン水排出部として上方壁部１６１に上面１６２の平坦部分１６２ｂまで延在する開口部１１６３を形成してもよい。なお、この開口部１１６３は、平坦部分１６２ｂまで延在しないものであってもよい。

また、上述した実施形態では、温水回路３が、給湯ユニット５及びバックアップヒータユニット２２を有している例について述べたが、本発明はこれに限定されず、温水回路３は、給湯ユニット５やバックアップヒータユニット２２を有していなくてよい。

また、上述した実施形態では、ドレン水排出部１６３を、ドレンパン１６においてヒートポンプユニット１の背面側に設けられた上方壁部１６１に設けたが、本発明はこれに限定されず、ドレンパン１６においてヒートポンプユニット１の前面側に設けられた上方壁部１６１に設けてもよいし、ドレンパン１６においてヒートポンプユニット１の側面側に設けられた上方壁部１６１に設けてもよい。

また、上述した実施形態では、ヒータ１７が、平面視において空気熱交換器１１や室外ファン１５と略同一の位置に配置されていたが、本発明はこれに限定されず、ヒータ１７の配置は変更できる。

また、上述した実施形態では、ヒートポンプユニット１を、このヒートポンプユニット１と暖房ユニット２とが接続された温水暖房システム１００に適用する例について述べたが、本発明はこれに限定されず、ヒートポンプユニットを、このヒートポンプユニットと室内機とが接続された空気調和システムに適用してもよい。

本発明を利用すれば、ヒートポンプユニット全体として熱ロスが発生するのを抑制できる。

１ ヒートポンプユニット
３ 温水回路
６ 下段圧縮機（第１圧縮機）
７ 上段圧縮機、圧縮機（第２圧縮機、圧縮機）
８ ガスクーラ
９ エコノマイザ熱交換器
１０ 膨張弁（第１減圧機構）
１１ 空気熱交換器
１２ 冷媒回路
１３ バイパス回路
１４ インジェクション弁（第２減圧機構）
１６ ドレンパン
１７ ドレンパンヒータ（ヒータ）
１８ 内部熱交換器
１００ 暖房システム
１６０ 下面

Claims (6)

1. 第１圧縮機、第２圧縮機、ガスクーラ、エコノマイザ熱交換器、第１減圧機構、空気熱交換器を順に冷媒が流れるように構成された冷媒回路を備え、
   前記冷媒回路は、
   前記ガスクーラと前記エコノマイザ熱交換器との間を流れる冷媒の一部を、前記エコノマイザ熱交換器を経由して、前記第１圧縮機と前記第２圧縮機との間に戻るように設けられたバイパス回路と、
   前記バイパス回路において、前記ガスクーラと前記エコノマイザ熱交換器との間に配置された第２減圧機構と、を有し、
   前記ガスクーラは、前記冷媒回路を介して供給された冷媒と、外部から供給された流体との間で熱交換を行うものであり、
   前記エコノマイザ熱交換器は、前記バイパス回路を介さずに供給された冷媒と、前記バイパス回路を介して供給された冷媒との間で熱交換を行うものであって、
   前記冷媒回路において、前記エコノマイザ熱交換器と前記第１減圧機構との間に配置された回路の一部は、前記空気熱交換器の下方に配置されたドレンパンに設けられていることを特徴とするヒートポンプユニット。
2. 前記冷媒回路において、前記エコノマイザ熱交換器と前記第１減圧機構との間に配置された回路の一部は、前記ドレンパンの下面に設けられていることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプユニット。
3. 請求項１または２記載のヒートポンプユニットと、
   前記冷媒回路を介して前記ガスクーラに供給された冷媒との間で熱交換を行う流体を前記ガスクーラに対して供給する回路を有する暖房ユニットとを備え、
   前記ヒートポンプユニットにおいて除霜運転が行われている間は、前記暖房ユニットから前記ガスクーラに対して流体が供給されないことを特徴とする暖房システム。
4. 圧縮機、ガスクーラ、内部熱交換器、減圧機構、空気熱交換器、前記内部熱交換器の順に冷媒が流れるように構成された冷媒回路を備え、
   前記ガスクーラは、前記冷媒回路を介して供給された冷媒と、外部から供給された流体との間で熱交換を行うものであり、
   前記内部熱交換器は、前記ガスクーラから供給された冷媒と、前記空気熱交換器から供給された冷媒との間で熱交換を行うものであって、
   前記冷媒回路において、前記内部熱交換器と減圧機構との間に配置された回路の一部は、前記空気熱交換器の下方に配置されたドレンパンに設けられていることを特徴とするヒートポンプユニット。
5. 前記冷媒回路において、前記内部熱交換器と減圧機構との間に配置された回路の一部は、前記ドレンパンの下面に設けられていることを特徴とする請求項４記載のヒートポンプユニット。
6. 請求項４または５記載のヒートポンプユニットと、
   前記圧縮機から供給された冷媒との間で熱交換を行う流体を前記ガスクーラに対して供給する回路を備えた暖房ユニットとを備え、
   前記ヒートポンプユニットにおいて除霜運転が行われている間は、前記暖房ユニットから前記ガスクーラに対して流体が供給されないことを特徴とする暖房システム。

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