JP2013083362A - ヒートポンプ温水暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】施工性が高く、メンテナンス性にも優れ、コンパクトなヒートポンプ温水暖房装置を提供すること。
【解決手段】圧縮機４、水冷媒熱交換器５、減圧器６、蒸発器７を接続した冷媒回路８と、前記冷媒回路８を内設する熱源機１と、前記水冷媒熱交換器５にて加熱された熱媒を循環させ放熱する外部放熱器２と、前記水冷媒熱交換器５と前記外部放熱器２との熱媒循環路に配設された開閉弁２４と、前記熱源機１と前記外部放熱器２とを配管で接続する熱媒往きポート２０、熱媒戻りポート２２と、前記熱源機１を形成する外装体３５と備え、前記開閉弁２４、前記熱媒往きポート２０、前記熱媒戻りポート２２を前記外装体３５より突出させ配設したことを特徴とするヒートポンプ温水暖房装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、水あるいは不凍液などの熱媒流体を加熱して暖房を行うことができるヒートポンプ温水暖房装置に関するものである。

図１０は、従来のヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１００を後方から見た内観図（天板や配管カバーを外している）、図１１はその冷凍回路、温水回路を示すものである（例えば、特許文献１参照）。

図１０において、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１００の下方には、圧縮機、減圧手段および蒸発器である空気冷媒熱交換器を環状（いずれも図示せず）などを備えたヒートポンプ装置１０１が配されている。

そして、その上方の上下仕切板１０２の上方に、水あるいは不凍液などの熱媒流体の補給と、膨張した水あるいは不凍液などの熱媒流体のバッファの役目をするシスターンタンク１０３と、温水を離れた所に設置した外部放熱器（床暖房やファンコンベクターなど）に供給する循環ポンプ１０４と、冷媒回路から冷媒の供給を受けて熱交換により熱媒流体を加熱する水冷媒熱交換器１０５が配されている。

そして、それらを全周を上部外装枠１０７で覆っている。また、外部放熱器と配管を接続するための熱媒往きヘッダ１０８、熱媒戻りヘッダ１０９は上下仕切板１０２の上方で、複数の接続部が水平に複数のポートを有して（図１０ではそれぞれ４箇所）配されており、後方に向けられている。

また、熱媒往きヘッダ１０８には、自動で開閉を行う熱動弁１１０が設けられている。さらに、ヒートポンプ装置１０１の側方には、電源線などを収納する配線する電源接続部１１１が設けられている。

この温水暖房用ヒートポンプ熱源機の冷凍回路、温水回路図が記載されているのが図１１であり、ヒートポンプ装置１０１内の冷凍回路１１２は、圧縮機１１３、水冷媒熱交換器１０５、減圧機構１１４、空気冷媒熱交換器１１５を環状に結び、冷媒を循環させる構成となっている。

また、温水回路１１６は、水冷媒熱交換器１０５で冷媒にて加熱された熱媒流体は、シスターンタンク１０３の先の循環ポンプ１０４で強制的に温水回路１１６を循環する。循環ポンプ１０４の先には、熱媒往きヘッダ１０８がある。

また、ここに複数の熱動弁１１０設けられており、そこから外部放熱器１１７へ熱媒流体は送られ、その外部放熱器１１７で放熱して、暖房を行う。放熱して温度の低下した熱媒流体は熱媒戻りポート１０９から、再び水冷媒熱交換器１０５に送られ再度加熱されることとなる。

そして、温水回路１１６（水冷媒熱交換器１０５には、冷媒も流れる冷凍回路１１２の箇所も含まれている）がある温水加熱装置１１８が、ヒートポンプ装置１０１の上方、つまり上下仕切板１０２の上方に配されていることとなる。

特開２００９−１３９０７９号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１００の上方に、シスターンタンク１０３と循環ポンプ１０４、水冷媒熱交換器１０５を配するために、外装体が大きくなるという課題を有している。そのため、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１００本体を設置する条件が限られてくるという面がある。

例えば、二段置き台を用いて、下方にヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１００、上方にエアコンを設置するケースがしばしば見られるが、下方に配するヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１００の高さが高くなるために、上方のエアコンが設置できない、あるいは設置できても、高さが高い位置となるために、家屋の外方から見えることとなりエクステリアを損ねるという面もある。

また、温水回路の配管等のメンテナンスを行う際には、上部外装枠１０７を外すことが必要となり、上方にスペースが少ない場合（上記した二段置き台に載置した場合など）には、作業が困難であった。

また、外部放熱器へ熱媒流体を搬送する配管を接続する際に、熱媒往きヘッダ１０８、熱媒戻りポート１０９に接続する時は、上方の上部外装体１０７を外し、電源線やリモコン線の接続は、側方の電源接続部１１１を外すことが必要であり、別の箇所を２箇所外すことが必要となり、作業に多くの時間を要することとなっていた。これはメンテナンスの際にも同様である。

また、図１１の従来の温水暖房用ヒートポンプ熱源機の温水回路図によれば、例えば、循環ポンプ１０４が故障して、交換の必要が生じた際など、温水回路１１６内の部品を交換する必要が生じたい際に、外部放熱器１１７含め、全ての温水回路１１６内の熱媒流体を放出しなければ、交換できないために、メンテナンス性劣り、部品交換に多大な時間を要するという課題があった。

特に、熱媒流体として、寒冷地では不凍液を用いるが、これは有害な成分があり、そのまま排水することは不適切であり、作業者が回収することが必要となり、非常に多くの作業を要することとなっていた。

特に、外部放熱器１１７が複数台あり、熱媒流体（水あるいは不凍液）を通すための配管の長さが長い場合には、その熱媒流体の量も多いために、非常に工数を要するものとなっていた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、施工性が高く、メンテナンス性にも優れ、コンパクトなヒートポンプ温水暖房装置を提供することを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ温水暖房装置は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧器、蒸発器を接続した冷媒回路と、前記冷媒回路を内設する熱源機と、前記水冷媒熱交換器にて加熱された熱媒を循環させ放熱する外部放熱器と、前記水冷媒熱交換器と前記外部放熱器との熱媒循環路に配設された開閉弁と、前記熱源機と前記外部放熱器とを配管で接続する熱媒往きポート、熱媒戻りポートと、前記熱源機を形成する外装体と備え、前記開閉弁、前記熱媒往きポート、前記熱媒戻りポートを前記外装体より突出させ
配設したことを特徴とするものである。

これにより、メンテナンスに際して、外装体内の熱媒循環路の部品を交換する際に、開閉弁を閉じることで、外部放熱器を含めた熱媒循環路を閉回路とすることが可能となり、その状態から外装体内の熱媒循環路の部品、例えば、循環ポンプ等を交換する際に、外部放熱器内の熱媒流体を抜かなくても交換が可能となり、短時間での交換が可能となりサービス性の良化になる。

また、熱媒流体をほとんど外部に流出させる必要がなく、環境に配慮したヒートポンプ温水暖房装置とすることができる。そのため、開閉弁が本体側方に突出させて設けているので、作業者が触れることが容易で、開閉作業を容易に行うことができる。また、熱媒往きポート、熱媒戻りポートを本体側方に配していることで、本体をコンパクトとすることができる、エクステリア性の向上を実現できる。

本発明によれば、施工性が高く、メンテナンス性にも優れ、コンパクトなヒートポンプ温水暖房装置を提供できる。

本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の内観側面図 同ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の後方斜視図 同ヒートポンプ温水暖房装置の冷媒回路図および温水回路図 同ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の外観斜視図 同ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の他の外観斜視図 同ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の他の外観斜視図 同ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の要部斜視図 （ａ）同ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の要部断面図（開閉弁開）（ｂ）同ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の要部断面図（開閉弁閉） 同ヒートポンプ温水暖房装置の他の冷媒回路図および温水回路図 従来のヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の外観斜視図 従来のヒートポンプ温水暖房装置の温水回路図

第１の発明は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧器、蒸発器を接続した冷媒回路と、前記冷媒回路を内設する熱源機と、前記水冷媒熱交換器にて加熱された熱媒を循環させ放熱する外部放熱器と、前記水冷媒熱交換器と前記外部放熱器との熱媒循環路に配設された開閉弁と、前記熱源機と前記外部放熱器とを配管で接続する熱媒往きポート、熱媒戻りポートと、前記熱源機を形成する外装体と備え、前記開閉弁、前記熱媒往きポート、前記熱媒戻りポートを前記外装体より突出させ配設したことを特徴とするものヒートポンプ温水暖房装置である。

これにより、メンテナンスに際して、外装体内の熱媒循環路の部品を交換する際に、開閉弁を閉じることで、外部放熱器を含めた熱媒循環路を閉回路とすることが可能となり、その状態から外装体内の熱媒循環路の部品、例えば、循環ポンプ等を交換する際に、外部放熱器内の熱媒流体を抜かなくても交換が可能となり、短時間での交換が可能となりサービス性の良化になる。

また、熱媒流体をほとんど外部に流出させる必要がなく、環境に配慮したヒートポンプ温水暖房装置とすることができる。そのため、開閉弁が本体側方に突出させて設けている
ので、作業者が触れることが容易で、開閉作業を容易に行うことができる。また、熱媒往きポート、熱媒戻りポートを本体側方に配していることで、本体をコンパクトとすることができる、エクステリア性の向上を実現できる。

第２の発明は、第１の発明において、前記外装体の側部より突出させ配設したポート取付具を備え、前記ポート取付具に前記熱媒往きポート、前記熱媒戻りポートを配設するとともに、前記ポート取付具の内方に前記開閉弁を設けたことを特徴とするものである。

これにより、メンテナンスに際して、外装体内の熱媒循環路の部品を交換する際に、開閉弁を閉じることで、外部放熱器を含めた熱媒循環路を閉回路とすることが可能となり、その状態から外装体内の熱媒循環路の部品、例えば、循環ポンプ等を交換する際に、外部放熱器内の熱媒流体を抜かなくても交換が可能となり、短時間での交換が可能となりサービス性の良化になる。

第３の発明は、第２の発明において、前記ポート取付具を外方より覆うポート取付具カバーを備え、前記ポート取付具カバーを外した状態で、前記開閉弁を開閉することができる構成としたことを特徴とするものである。

これにより、ポート取付具と、ポート取付具カバーで、外装体内に水あるいは埃が進入することを防止でき、外装体内部で漏電するなどの不安全を防ぎことができ、さらにポート取付具カバーを外すことで、その内方に配されている開閉弁を容易に閉じることができ、外部放熱器を含めた熱媒循環路を閉回路とすることが可能となる、
第４の発明は、第２または第３の発明において、前記熱媒往きポートに配設され、非通電時に前記外部放熱器への前記熱媒の流れを遮断する熱動弁を備え、前記熱動弁を前記外装体の側部より突出させ配設するとともに、前記熱動弁の近傍に前記開閉弁を設けたことを特徴とするものである。

これにより、外装体内の熱媒循環路の部品を交換する際に、電源を抜くことで、一方の熱動弁は閉となり、他方の開閉弁を容易に閉じることが可能となり、外部放熱器を含めた熱媒循環路を閉回路とすることが可能となり、その状態から外装体内の熱媒循環路の部品、例えば、循環ポンプ等を交換する際に、外部放熱器内の熱媒流体を抜かなくても交換が可能となり、短時間での交換が可能となりサービス性の良化になるとともに、熱媒流体がほとんど外部に流出させる必要がなく、環境に配慮したヒートポンプ温水暖房装置とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１、図２は本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の内観斜視図であり、図２は図１を後背面から見た同じく内観斜視図である。

図３は、実施の形態１におけるヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の冷媒回路、温水回路図であり、この図３に記載した部品を組み入れて温水暖房用ヒートポンプ熱源機としている。

まず、図３のヒートポンプ温水暖房装置の熱源機の冷媒回路、温水回路図で説明を行う。

１は循環される水あるいは不凍液などの熱媒流体を加熱するためのヒートポンプ温水暖
房装置の熱源機（室外機本体）であり、２はヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１と熱媒配管３で接続された外部放熱器であり、図では床暖房などのパネル状の外部放熱器２としているが、パネルヒーターや、送風ファンを備えたファンコンベクターなどでも構わない。また、この熱媒配管３には、往きの熱媒往き配管３ａと戻りの熱媒戻り配管３ｂがある。

ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機（室外機本体）１で加熱された温水が、熱媒配管３（熱媒往き配管３ａ）を通り、外部放熱器２へと送られ、外部放熱器２の設置された居室を暖房し、熱媒配管３（熱媒戻り配管３ｂ）を通り循環するのが、温水暖房であり、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機（室外機本体）１はその熱源となるものである。

このヒートポンプ温水暖房装置の熱源機（室外機本体）１内に組み込まれている部品は以下の様になっている。

ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機（室外機本体）１には、冷媒を圧縮、循環する圧縮機４、熱伝導率の高い銅管で構成され、水あるいは不凍液などの熱媒流体と冷媒の熱交換を行う水冷媒熱交換器５、減圧器である膨張弁６、蒸発器である空気冷媒熱交換器７があり、圧縮機４、水冷媒熱交換器５、膨張弁６、空気冷媒熱交換器７を順次環状に接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷媒回路８を構成している。

９は蒸発器である空気冷媒熱交換器７に空気を搬送する送風ファンであり、空気冷媒熱交換器７の熱交換能力を促進している。

水冷媒熱交換器５は、銅管で構成され、冷媒管５ａを外方に配し、内方に水管５ｂを配した二重管構造の熱交換器であり、外方を冷媒が流通し、内方を水あるいは不凍液などの熱媒流体が冷媒の流れと逆方向から流入し流れ、冷媒と水あるいは不凍液などの熱媒流体が熱交換を行うようになっている。

１０は冷媒回路８の中で、水冷媒熱交換器５にロウ付けされて取り付けられた凝縮温センサーであり、水冷媒熱交換器５の凝縮温を測定するように、水冷媒熱交換器５の凝縮領域の冷媒管５ａ外方に取付けられている。冷媒漏れの際などに、水冷媒熱交換器５が高圧となった場合には、この凝縮温センサー１０で温度を検知して、運転停止を行うなど、保護装置の役割を担う。

１１は、圧縮機４の出口側と水冷媒熱交換器５の入口側をつなぐ吐出配管であり、１２は吐出配管１１に設けられた圧縮機出口温センサーである。１３は蒸発器である空気冷媒熱交換器７の空気熱交出口配管に設けられた空気熱交出口温センサーである。１４は、蒸発器である空気冷媒熱交換器７の外方に設けられた外気温センサーである。

水冷媒熱交換器５の凝縮温センサー１０で検知する凝縮温度、空気熱交出口温センサー１３の検知する蒸発器である空気冷媒熱交換器７の蒸発温度、そして外気温センサー１４で検知する外気温で、圧縮機出口温センサー１１で測定する圧縮機４の吐出温度が最適となるように、圧縮機４の周波数が制御される。一方、水冷媒熱交換器５に水あるいは不凍液などの熱媒流体を循環し、冷媒と熱交換を行うのが温水回路１５である。

１６は、温水回路１５内の水あるいは不凍液などの熱媒流体を強制的に循環する循環ポンプであり、水冷媒熱交換器５の上流側に配されている。１７は、循環ポンプ１６の上流に配されたシスターンタンクであり、そのシスターンタンク１７には、シスターンタンク１７内の水位を検出する水位センサー１８が設けられている。１９は、水冷媒熱交換器５で加熱された温水を外部放熱器２に送るために温水回路１５の往き側の末端部に設けられ
た熱動弁であり、使用される外部放熱器２に準じて、開放、閉止が行われ、必要な外部放熱器２にのみ、温水が流れるように制御される。２０は熱動弁１９の先に設けられ、熱動弁と一体化されている熱媒往きポートであり、この熱媒往きポート２０に熱媒配管３が接続される。

全ての外部放熱器２が使用されない時は、熱動弁１９は閉止されて、熱媒流体は流れないようになっている。この熱動弁１９はノーマルクローズタイプであり、非通電時は閉、通電することで開となり、熱媒流体が流通するようになっている。図では、熱動弁１９が４ケ使用している図となっているが、これは１ケの場合もあれば、もっと数量の多い場合もある。

２１は、温水回路１５と、熱動弁１９をつなぐ熱媒往きヘッダであり、温水回路１５の一箇所が、熱動弁１９の数量に応じた複数個所へと分岐される。熱動弁１９が一ケの場合は、そのまま熱動弁に接続されることとなる。

２２は、外部放熱器２で放熱されて、温度の低下した温水が温水回路１５に戻ってくる際の熱媒戻りポートであり、この熱媒戻りポートの数量は、熱動弁１９の数量と同じとなり、この図３では４ケとなっている。

熱動弁１９が１ケの場合、熱媒戻りポート２２も１ケとなる。この熱媒戻りポート２２には、熱媒戻りヘッダ２３があり、熱媒戻りポート２２の複数個所が、一箇所の温水回路１５へと合流する。熱動弁１９、熱媒戻りポート２２が１ケの場合は、ヘッダ形状ではなく、そのまま接続される。

２４は、熱媒戻りヘッダ２３に設けられた開閉弁であり、手動で開閉を行う。通常は、開となっており、温水回路１５に水あるいは不凍液などの熱媒流体が流れるが、メンテナンスの際には、サービスを行う人がこの開閉弁２４を閉じることも可能となっている。

２５は、水冷媒熱交換器５に入る温水の温度を測定する水冷媒熱交換器入口温センサー、２６は、水冷媒熱交換器５の出口側の水あるいは不凍液などの熱媒流体の温度を測定するための水冷媒熱交換器出口温センサーである。

２７は、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機（室外機本体）１の各種アクチュエーターやセンサーの制御を行う電装Ｐ板、２８は使用者がヒートポンプ給湯機の熱源機（室外機本体）１の運転を行い、居室の温度などの各種設定を行うためのリモコンである。

この図３のヒートポンプ温水暖房装置の冷凍回路及び温水回路図で示した部品をレイアウトしたヒートポンプ温水暖房装置の熱源機（室外機本体）が図１、図２であり、それぞれ斜視図を示しており、特に図１は内観斜視図として、内部の部品を図示しており、図２は右後方から見た内観斜視図である。まず、図１の内観斜視図で説明を行う。

ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機（室外機本体）１の最下部には底板２９があり、この底板２９の右方に圧縮機４が載置されている。そして、圧縮機４と水冷媒熱交換器５とは吐出配管１１で接続されている。

３０ａは、水冷媒熱交換器５の断熱性を高めるために、発泡スチロールなどの断熱材で構成された断熱材であり、水冷媒熱交換器５を挟み込んだ形をしており、底板２９の平面部の凹凸部に係合するように底板２９上に載置されている。

３０ｂは、放熱器断熱材３０ａの外上方に配されたカバー体あり、断熱材３０ａの前後
左右上面を覆う形になっている。ただし、ここではカバー体３０ｂとして断熱材３０ａと別部品を用いた構成を図示しているが、カバー体３０ｂを放熱器断熱材３０ａと兼用することも可能である（図１では、水冷媒熱交換器５が見えるように、断熱材２９、カバー体３０の一部をカットしている、実際にはこのようにカットされている形状ではない）。

７は蒸発器である空気冷媒熱交換器であり、水冷媒熱交換器５の後横部を覆うようにＬ字状に折り曲げられた形をしており、底板２９に載置されている。９は、空気冷媒熱交換器７の内方、カバー体３０の上方に配された送風ファンであり、空気冷媒熱交換器７を強制的に空気を通過させ、空気と冷媒の熱交換を促進する。３１は送風ファン９を駆動する送風モータである。３２は、送風ファン９、水冷媒熱交換器５の部分と、圧縮機４、減圧手段である膨張弁６の部分を隔離するための、仕切板である。

電装Ｐ板２７は、仕切版３２の上方に載置されおり、この電装Ｐ板２７から、右側方に電源線接続ターミナル３３ａ、リモコン接続ターミナル３３ｂが取り出されている。そして、ここまで記載した各種部品が、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１の前方を覆う前板３４（外装体）、右側方及び右後方を覆う右側板３５（外装体）、左側方を覆う左側板３６（外装体）（図２に記載）、上方を覆う天板３７（外装体）で構成されている。

熱動弁１９は、右側板３５の右側方、圧縮機４の右外方で、右側板３５の外に飛び出た形で複数の熱動弁が縦に並ぶように配されている。もちろん熱動弁１９が１ケの場合は、右側板３５のが外に１ケ配されていることとなる。この図では熱動弁１９は縦に４ケ並んだ形状をしている。

この熱動弁１９は、水冷媒熱交換器５で加熱され、温水となった水あるいは不凍液などの熱媒流体を外部放熱器２へ熱媒往き配管３ａを通して、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１から送る際の通過部品となる。熱動弁１９の元には、熱媒往きヘッダ２１があり、熱動弁１９の先端には、熱媒往きポート２０があり、熱媒往きヘッダ２１、熱動弁１９、熱媒往きポート２０を通過して、水あるいは不凍液などの熱媒流体は、熱媒往き配管３ａに送られる。（熱媒往き配管は図３参照）
また、熱動弁１９の側内方で、同じく右側板３５の外に飛び出た部分には、熱動弁１９と略水平位置に、同じく縦に並んだ、熱媒戻りヘッダ２３、熱媒戻りポート２２が配されており、外部放熱器２で放熱され、低温となった、水あるいは不凍液などの熱媒流体が、熱媒戻り配管３ｂを通り、温水回路１５へ戻って来る際の通過口の役目をしている。

そして、熱媒往きポート２０と熱媒戻りポート２２の開口部分は、右側板３５の後方に向かっている形状となっている。また、この熱媒戻りヘッダ２３には、手動で温水回路１５を開閉できる開閉弁２４が設けられており、その開閉を行う。ネジ頭部２４ａは、熱媒往きポート２０の開口部とは反対向きについている。詳細は後述する。

そして、この熱動弁１９と、熱動弁１９と一体となった熱媒往きヘッダ２１、熱媒往きポート２０、さらにその内方に配された熱媒戻りポート２２、熱媒戻りヘッダ２３（開閉弁２４も服務）は、熱媒往き配管３ａ、熱媒戻り配管３ｂと接続される接続部（開口部）を後方に向け、ポート取付具３８に取付けられている。

そして、このポート取付具３８は、底板２９と、右側板３５にて保持されている。このポート取付具３８は、右側板３５から凸状に飛び出した形状をしており、後方に配されたポート取付具３８に、前記した熱動弁１９と一体となった熱媒往きヘッダ２１、熱媒往きポート２０、さらにその内方に配された熱媒戻りポート２２、熱媒戻りヘッダ２３（開閉弁２４も服務）が取付けられている。

図２は、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１を右後方から見た図であり、ポート取付具３８の後方の、ポート取付具斜め面３８ａに、前述した熱動弁１９と一体となった熱媒往きヘッダ２１、熱媒往きポート２０、さらにその内方に配された熱媒戻りポート２２、熱媒戻りヘッダ２３（開閉弁２４も服務）が取付けられていることとなる。この、ポート取付具斜め面３８ａは、約１０度傾斜しており、熱媒往きポート２０、熱媒戻りポート２２も約１０度その開口部を下方向きになっている。

図１でわかるように、ポート取付具３８の前面は開放されており、この状態であれば、開閉弁２４を作業者が触ることが可能となっている。また、開閉弁２４の外方に配されている熱動弁１９も触ることが可能である。

このように、熱動弁１９と熱媒往きポート２０、熱媒往きヘッダ２１、熱媒戻りポート２２、熱媒戻りヘッダ２３、それらが取り付けられたポート取付具３８は、温水暖房用ヒートポンプ熱源機の右側板３５から側方にはみ出した箇所に配されていることとなる。温水回路図で言えば、図３で示すＡ部の部分が、右側板３５から側方にはみ出した箇所に配されていることとなる。

図２に記載しているが、１７は、圧縮機４後方の右側板３５の後方に飛び出した形状で設けられたシスターンタンクである。このシスターンタンク１７の下面には、熱媒戻りポート２２と一体化された熱媒戻りヘッダ２３に接続された配管が接続されており、外部放熱器２により、放熱され温度の低下した水あるいは不凍液などの熱媒流体が、シスターンタンク１７に導かれることとなる。
このシスターンタンク１７は、低温から高温となり、体積が増した水あるいは不凍液などの熱媒流体の、体積膨張分を吸収する役目も持っている。特に体積膨張率の大きな不凍液を使用する際に、水あるいは不凍液などの熱媒流体が溢れないように容積が決めてある。

このシスターンタンク１７内方には、水位センサー１８が設けられており、シスターンタンク１７内の水位を検知し、水位が下がると、警告を使用者に知らせ、リモコン２８に表示することで、水あるいは不凍液などの熱媒流体の補給を使用者に促す。

循環ポンプ１６はシスターンタンク１７の下方に配され、シスターンタンク１７と同じく、圧縮機４後方の右側板３５の背面に飛び出した形状で設けられている。つまり、シスターンタンク１７、循環ポンプ１６はいずれも、圧縮機４後方の右側板３５の背面に飛び出した位置に配されていることとなる。循環ポンプ１６は、温水回路１５内を、温水が強制的に循環するように運転を行う。そして、この循環ポンプ１６は、水冷媒熱交換器５に接続されている。

図４は、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１の外観斜視図である。循環ポンプ１６、シスターンタンク１７を覆うように、後方外装体３９が設けられている。

４０はＡＣ電源線であり、４１はリモコン２８とつなぐリモコン線であり、それらは、右側板３５の上方、ポート取付具３８と同じ面にある、ＡＣ電源線４０は電源接続ターミナル３３ａに、リモコン線４１は、リモコン接続ターミナル３３ｂへと接続される。

図５は、図４からポート取付具３８の前面開口部を覆うように、ポート取付具カバー４２を取付た図である。このポート取付具カバー４２は、ポート取付具３８を外方から覆うことで、本体内方に水が浸入することを防ぐとともに、外方から火炎が来た際に、内方に火炎が侵入するのも防ぎ、安全のために設けている。そして、このポート取付具カバー４２は、右側板３５にビスで固定されている。

図６は、図５から、右側板３５外方に、配管カバー４３を取付けた図である。この配管カバー４３は、樹脂で成型されており、右側板３５に固定される。この配管カバーは、ポート取付具３８、ポート取付具カバー４２を隠し、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１内部に水が侵入することを防ぐとともに、上方にはトッテ部４３ａがあり、搬送の際に利用する。

また、図１、図２、図４、図５、図６において、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１は、載置ブロック台４４の上方に載置されている。

図７は図４において、Ｂ部の詳細を示したものである。（図３で言えば、Ａ部に当る部分と考えてよい）右側板３５の外方に飛び出た位置に、熱媒往きヘッダ２１、それと一体化された熱動弁１９が縦方向に複数配され（１ケの場合もある）、その内方に、熱媒戻りヘッダ２３が配されており、この熱媒戻りヘッダ２３の凸状に飛び出た部分に、開閉弁２４が設けられている。

この開閉弁２４の先端には直線溝が設けてあり、この直線溝にマイナスドライバーを入れて、開閉弁２４を回転することで、開いたり、閉じたりすることができる。その状態を図示したのが図８である。

図８は、熱媒戻りヘッダ２３、熱媒戻りポート２２の部分を中央でカットした断面図である。外部放熱器２から戻ってくる熱媒流体は、４箇所ある熱媒戻りポート２２から、熱媒戻りヘッダ２３を通り、配管４５を通り、シスターンタンク１７（図示せず）へと送られる。

そして、熱媒流体が４箇所から１箇所に合流し、配管４５へとつながる部分を閉じることができるように、開閉弁２４が設けられている。この開閉弁２４には、Ｏリング２４ｃ、２４ｄとＯリングが２箇所設けられており、先端はテーパー状になっている。熱媒戻りヘッダ２３の、開閉弁２４との整合部もテーパー状部２３ａになっている。

図３は左図が、開閉弁２４を開にしている状態、右図は開閉弁２４を閉にしている状態を示し、左図では、開閉弁２４が左方にあり、流路が確保されている。この際に、外方にあるＯリング２４ｃで、開閉弁２４のシール性は確保されている。右図では、開閉弁２４を手動でしめこんでおり、熱媒戻りヘッダ２３のテーパー状部２３ａと、開閉弁２４の内方のＯリング２４ｃでシールされ、温水がシスターンタンク１７へ流れないようにすることができる。

この開閉弁２４は、右側板３５の右方に飛び出した位置に配されており、配管カバー４３を外し、その内方のポート取付具カバー４２を外すことで、外から見ることができ、直線溝２４ａを触って、温水回路１５の開閉を行うことができるようになる。

以下、図面に基づいて、ヒートポンプ温水暖房装置の動作を説明する。

まず、最初、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１の外観は、図６のような形状となっており、施工においては、温水暖房用ヒートポンプ熱源機の熱源機１を、載置ブロック台４４に載置する（それ以外の方法もあり、置き台に載置するなどもある）。

次に施工のために、配管カバー４３を外し、図５の様な形状となる。そこで、ＡＣ電源線４０が電源接続ターミナル３３ａに、リモコン線４１がリモコン接続ターミナル３３ｂへと接続される。さらに、外部放熱器２と接続された熱媒往き配管３ａを熱動弁１９と一
体化された、後下方に約１０度傾斜している熱媒往きポート２０と接続し、さらに熱媒戻り配管３ｂを熱媒往きポート２０の略水平方向の内方に配された、同じく後下方に約１０度傾斜している熱媒戻りポート２２へと接続する。

熱媒配管３の接続後に、配管カバー４３を取り付けて、熱媒往きポート２０、熱媒戻りポート２２及び、その接続部は配管カバー４３により外部から見えなくなる。つまり、再び図６の状態に戻すわけである。

この際には、ポート取付具カバー４２は触る必要がなく、通常メーカーから、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１を購入した際は、開閉弁２４は開の状態となっている。

次に、シスターンタンク１７に、所定の量まで水あるいは不凍液などの熱媒流体を注入する。この際に、シスターンタンク１７の下方に配された循環ポンプ１６を動作させることで、水あるいは不凍液などの熱媒流体は、温水回路１５、熱媒配管３、外部放熱器２と万遍に行渡らせる。

これで施工が完了し、リモコン２８での運転動作を行うと、運転が開始する。

ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１の運転は、リモコンで運転を開始すると、圧縮機４を動作し、高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、圧縮機吐出管１１を通り、水冷媒熱交換器５に送られ、循環ポンプ１６により送られてきた水あるいは不凍液などの熱媒流体と熱交関して放熱する。これにより、加熱された水あるいは不凍液などの熱媒流体は低温の熱媒流体から高温の熱媒流体となる。

水冷媒熱交換器５から流出する冷媒は、減圧手段である膨張弁６にて減圧膨張され、蒸発器である空気冷媒熱交換器７に送られ、送風ファン９にて送られた空気と熱交換して、蒸発器である空気冷媒熱交換器７を通過する間に、蒸発してガス化する。このガス化した冷媒は、再度圧縮機４に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返し、水冷媒熱交換器５を通過する低温の熱媒流体は徐々に加熱される。

温水回路１５に関しては、循環ポンプ１６を運転することで、水冷媒熱交換器５において、冷媒回路８で加熱され水あるいは不凍液などの熱媒流体は、強制的に、熱媒往きヘッダ２１に送られ、この熱媒往きヘッダ２１で複数個所（図では４箇所、これが１箇所で分岐されないケースもある）に分岐され熱動弁１９に送られる。

熱動弁１９は、リモコン２８で設定された外部放熱器２へと流れる箇所が開放され、それ以外の箇所は閉止されており、この熱媒往きヘッダ２１、熱動弁１９を介して、熱媒往きポート２０を通り、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１の外部に取り付けられた熱媒往き配管３ａを通り、外部放熱器２へと導かれる。外部放熱器２では放熱が行われ、外部放熱器２が設置された居室などを暖房する。

外部放熱器２で放熱し、低温となった水あるいは不凍液などの熱媒流体は、熱媒戻り配管３ｂを通り、熱媒戻りポート２２へと戻ってくる。その熱媒戻りポート２２の先の熱媒戻りヘッダ２３で１箇所に合流する。この際に、開閉弁２４は開の状態であるので、熱媒流体は温水回路１５内を循環することとなる。

その後、シスターンタンク１７の下面よりシスターンタンク１７へと入ってくる。このシスターンタンク１７には上方に空気層を有するように、一定量の水あるいは不凍液などの熱媒流体が貯留されている。

その後、同じくシスターンタンク１７の下面より、循環ポンプ１６へと強制的に吸引され、循環ポンプ１６にて強制的に送られ、低温となった水あるいは不凍液などの熱媒流体は、水冷媒熱交換器５で再度加熱されて、再び外部放熱器２へと導かれる動作を繰り返すことで、外部放熱器２で放熱した水あるいは不凍液などの熱媒流体で、居室の暖房が行われることとなる。

このように、この温水暖房用ヒートポンプ熱源機には色々な部品が用いられているので、それぞれの部品が万が一故障した際にいかに容易に交換できるか、ということは、この温水暖房用ヒートポンプ熱源機の設計ポイントの一つである。

一般的に、冷媒回路８に用いられている部品は、圧縮機４や膨張弁６や、空気冷媒熱交換器７など、ロウ付けされているのが多く、設置されている現地で外すのは困難面もあり、持ち帰って、サービス、修理を行うということが多い。もちろん現地でロウ付けを外し、部品交換し、再度ロウ付けを行う場合もあるが、それを行えるのは、熟練の作業者である場合が多い。それに対して、温水回路１５の部品は、銅管を差込み、Ｏリングでシールを行っている場合が多く、現地で部品交換するのが一般的である（ただし、水冷媒熱交換器５に関しては、冷媒回路８も含まれているので、現地でのロウ付けを行っての交換もありうるが、熟練作業者の場合が多く、一般的ではない）。温水回路１５内の部品の交換作業をスムーズに行う際に、問題となるのは、温水回路内に入れられた水あるいは不凍液からなる熱媒流体である。

それに対して、熱動弁１９はノーマルクローズタイプであり、非通電時は閉となり、熱媒流体が流通しなくなる。さらに、開閉弁２４を閉とすれば、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１の温水回路１５内で熱媒流体を閉じ込めておくことが可能となる。

例えば、循環ポンプ１６を交換する場合は、配管カバー４３を右側板３５に固定しているビスを外し、配管カバー４３を取り外す。（図５の状態となる）
次に、感電防止のため、その内方にある、ＡＣ電源線４０を、電源線接続ターミナル３３ａから外す。さらに、ポート取付具カバー４２を取り外す。（図５の状態、ＡＣ電源線４０があるが、これはない状態となる）
そうすると、右側板３５の右方に飛び出している、ポート取付具３８内方にある、熱動弁１９、熱媒往きヘッダ２１、熱媒戻りヘッダ２３、開閉弁２４が外から、見ることができるようになる。（図４、あるいは図７の状態）そこで、開閉弁２４の直線溝をドライバーあるいは、それに代わるもので締めていくと、図８の右図、開閉弁「閉」の状態にスムーズに、かつ容易にすることができる。

図３のヒートポンプ温水暖房装置の冷媒回路、温水回路図を見ればわかるが、熱動弁１９が閉じて、開閉弁２４も閉じている状態で、循環ポンプ１６を交換するために外したとしても、熱媒配管３（熱媒往き配管３ａ、熱媒戻り配管３ｂ）や、外部放熱器２内の熱媒流体はそのまま、抜かなくても作業ができることとなる。

外部放熱器２の数量により、水あるいは不凍液などの熱媒流体の容量は異なるが、一軒家で４０畳に床暖房を敷設するとすると、実際に温水の流れるエリアは、６割として、２４畳分。その床暖房パネルの保有熱媒流体量は、約８Ｌである。

さらに、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１と外部放熱器２をつなぐ、熱媒配管３として、１０Ａの配管を１系統当たり、４０ｍ、それを４系統用いるとすると、約１９Ｌとなる。さらに、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１のシスターンタンク１７は温水配管には訳３Ｌ保有熱媒流体量があるので、この３つを合わせて３０Ｌの熱媒流体がシステム全体にあることとなる。

それに対して、開閉弁２４を閉じ、熱動弁１９でも閉じられていることで、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１内の、温水回路１５側の例えば、循環ポンプ１６を交換する際にも、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１内の熱媒流体は、取り出すことが必要だが、大部分を占める、外部放熱器２、熱媒配管３の熱媒流体はそのまま、熱媒流体を保持したままで作業が可能となる。

ところが、開閉弁２４がないと、循環ポンプ１６の交換をする際に、全ての熱媒流体を抜かないと、交換できないこととなり、作業時間が多大に要することとなる。
熱媒流体としてばしば用いられる不凍液は、プロピレングリコールを水に３０〜４０％混ぜて用いられる場合が多い。ところが、このプロピレングリコールは毒性はきわめて低いが、皮膚に触れると湿疹を生じることがある。また、水生生物には有毒である。このような熱媒流体を、排出しなくても部品の交換ができることは、環境面でも非常に有効である。

この様に、水あるいは不凍液からなる熱媒流体を流さないように、温水回路１５を閉じる作業を、配管カバー４３を外し、ポート取付具カバー４２を外し、開閉弁２４を締めるという、少ない作業で可能となるわけである。

また、このような部品交換の作業を行う際は、感電や漏電を避けるため、ＡＣ電源線を抜いて、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１に電源を供給しないことが必要である。その作業を行う、ＡＣ電源線は、開閉弁２４の上方にあり、右側板３５の右方、同一面にあることも、同時に作業が行えることで、作業効率の向上につながることとなる。

ところで、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１よりも、外部放熱器２が低い位置にあれば、熱媒流体を抜く必要はない、と考えられるかもしれない。しかし、このような温水暖房用ヒートポンプ熱源機を設置される地域は、主に寒冷地、準寒冷地が多く、そのような場所では、家一軒丸ごと暖房を行う、全館暖房が主流である。

そのため、一階のみならず、二階にも、外部放熱器が設置されるため、どうしても、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１より高い位置に、外部放熱器２や熱媒配管３があることとなってしまう。

それでは、逆にヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１を屋根の上に上げるなどして、高い位置に持ってくることもできるが、それは施工に時間を要することや、エクステリア性の悪化を招くことで、あまり行われないのが実態である。

以上のことは、温水回路１５内の他の部品を交換する際にも、有効であり、循環ポンプ１６に限ったことではない。

また、右側板３５の外方に、ポート取付具３８、ポート取付具カバー４２を凸状に配することで、本体の右側方には凸状に飛び出ることとなるが、本体右側方は、ＡＣ電源線４０を取付けたり、外したりするためにある程度のスペースは必要であり、飛び出していることが、本体スペースが余計に必要となることとはならない。

また、シスターンタンク１７、循環ポンプ１６も、圧縮機４後方の右側板３５の背面に飛び出した形状で設けられている。空気冷媒熱交換器７に空気を流通させ、熱交換を行うためには、本体後方には一定のスペースが必要であり、この箇所に飛び出た部分があっても、スペースが余計に必要となることとはならない。

このことは、ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機１をコンパクトにすることができることを意味しており、高さ方向はヒートポンプ装置単体の場合と同じ、奥行き方向もヒートポンプ装置単体の場合と同じ、右方向もメンテナンススペースを考えれば、ヒートポンプ装置単体の場合と同じとなり、コンパクトな本体を実現できる。

ところで、今までは、温水回路１５に熱動弁１９を一方に用い、他方に開閉弁２４を設ける構成に関して説明を行ったが、温水回路１５によっては、熱動弁を用いない場合もある。その場合は、図９に示すような温水回路図となる（冷媒回路図は図３と同じである）。

水冷媒熱交換器５で加熱された、熱媒流体は熱媒往きヘッダ２１、熱媒往きポート２０を通り、外部放熱器２へ送られ、そこで熱交関して低温となった熱媒流体は、熱媒戻りポート２２、熱媒戻りヘッダ２３からシスターンタンク１７へと戻ってき、循環ポンプ１６から再び水冷媒熱交換器５に送られ加熱される。この際に熱動弁１９がないことで、循環ポンプ１６が動作している間は、常時外部放熱器２へ熱媒流体が流れ、循環ポンプ１６が停止すれば、熱媒流体は流れなくなる。

この時も、熱媒往きヘッダ２１の部分に、往き開閉弁２４ｂを設けておくことで、この往き開閉弁２４ｂと開閉弁２４を閉じることで、温水回路１５を閉じることができる。それにより、温水回路１５内の部品を交換する際に、外部放熱器２や熱媒配管３内の熱媒流体を抜かなくても、開閉弁２４、往き開閉弁２４ｂを閉じて、部品を交換することができる。

この際においては、図９のＣ部が、右側板３５の右側方に飛び出た位置に配されることとなり、図７で言えば、熱動弁１９の代わりに、往き開閉弁２４ｂが設けられることとなる。そして、配管カバー４３、ポート取付具カバー４２を外すことで、開閉弁２４、往き開閉弁２４ｂの開閉動作を容易にすることができることとなる。

以上のように、本発明は、温水暖房用ヒートポンプ熱源機本体をなるべくコンパクトに維持しつつ、施工性の向上及び、性能を向上させるとともに、メンテナンス性を向上させるために、非常に有効であると言える。

以上のように、本発明にかかるヒートポンプ温水暖房装置は、サービス性に優れ、かつ、コンパクトなため、温水回路を有した給湯機、床暖房あるいは温水暖房などの暖房機器に適用できる。

１ ヒートポンプ温水暖房装置の熱源機
２ 外部放熱器
３ 熱媒配管
３ａ 熱媒往き配管
３ｂ 熱媒戻り配管
４ 圧縮機
５ 水冷媒熱交換器
６ 膨張弁（減圧器）
７ 空気冷媒熱交換器（蒸発器）
８ 冷媒回路
１５ 温水回路
１６ 循環ポンプ
１７ シスターンタンク
１８ 水位センサー
１９ 熱動弁
２０ 熱媒往きポート
２１ 熱媒往きヘッダ
２２ 熱媒戻りポート
２４ 開閉弁
３４ 前板（外装体）
３５ 右側板（外装体）
３６ 左側板（外装体）
３７ 天板（外装体）
３８ ポート取付具
３９ 後方外装体
４２ ポート取付具カバー

Claims (4)

1. 圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧器、蒸発器を接続した冷媒回路と、前記冷媒回路を内設する熱源機と、前記水冷媒熱交換器にて加熱された熱媒を循環させ放熱する外部放熱器と、前記水冷媒熱交換器と前記外部放熱器との熱媒循環路に配設された開閉弁と、前記熱源機と前記外部放熱器とを配管で接続する熱媒往きポート、熱媒戻りポートと、前記熱源機を形成する外装体と備え、前記開閉弁、前記熱媒往きポート、前記熱媒戻りポートを前記外装体より突出させ配設したことを特徴とするヒートポンプ温水暖房装置。
2. 前記外装体の側部より突出させ配設したポート取付具を備え、前記ポート取付具に前記熱媒往きポート、前記熱媒戻りポートを配設するとともに、前記ポート取付具の内方に前記開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ温水暖房装置。
3. 前記ポート取付具を外方より覆うポート取付具カバーを備え、前記ポート取付具カバーを外した状態で、前記開閉弁を開閉することができる構成としたことを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ温水暖房装置。
4. 前記熱媒往きポートに配設され、非通電時に前記外部放熱器への前記熱媒の流れを遮断する熱動弁を備え、前記熱動弁を前記外装体の側部より突出させ配設するとともに、前記熱動弁の近傍に前記開閉弁を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載のヒートポンプ温水暖房装置。