JP6787524B2 - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ装置に関する。

ヒートポンプ装置により加熱された湯を水回路を介して貯湯タンクに貯え、必要時に貯湯タンクから湯を供給するヒートポンプ式給湯装置が広く用いられている。例えば別荘で使用されるヒートポンプ式給湯装置のように、使用が長期間休止される場合があるものにおいては、水回路内の水の凍結膨張による機器の破損を防止するために、使用休止の前に水回路内の水を抜き取る操作が必要になる。

下記特許文献１に開示されたヒートポンプ装置では、水を加熱する熱交換器の入口側の水流路と出口側の水流路とのそれぞれに水抜き栓を設け、その二つの水抜き栓の間に高低差を有するように構成されている。

日本特開２００４−２８６２６１号公報

ヒートポンプ装置の内部の水流路は、複雑に入り組んでいるため、水が排出されにくい部分がある。上記従来の技術では、ヒートポンプ装置内の水を完全に排出することが困難である。このため、ヒートポンプ装置内に残った水の凍結による機器の破損を確実に防止することが困難である。ヒートポンプ装置内の水を完全に排出するには、使用者が自転車用空気入れ等を使って強制的に水回路内の水を排出させる作業が必要になる場合があり、水抜き操作が煩わしい。水抜き操作を誤ると、機器の故障、あるいは水回路内への異物混入などを引き起こす可能性がある。

本発明は、熱媒体を確実に排出する操作を簡単に行うことのできるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明のヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱媒体と、圧縮機により圧縮された冷媒との間で熱を交換する熱交換器と、熱交換器の熱媒体の入口に通じる通路に設けられた第一ドレンポートと、熱交換器の熱媒体の出口に通じる通路に設けられた第二ドレンポートと、圧縮機を制御する制御手段とを備え、第一ドレンポート及び第二ドレンポートを開いて熱媒体を排出するときに、制御手段は、圧縮された冷媒を熱交換器に流入させるように圧縮機を動作させる運転である排出運転を実施可能であるものである。

本発明によれば、熱媒体を確実に排出する操作を簡単に行うことが可能となる。

実施の形態１によるヒートポンプ装置を備えたヒートポンプ式給湯装置である。 図１に示すヒートポンプ式給湯装置が備えるヒートポンプユニットを示す分解斜視図である。 実施の形態１における排出モードのときの処理を示すフローチャートである。 実施の形態２によるヒートポンプ装置を備えたヒートポンプ式給湯装置を示す図である。 実施の形態２における排出モードのときの処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含み得る。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるヒートポンプ装置を備えたヒートポンプ式給湯装置を示す図である。図１に示すように、本実施の形態のヒートポンプ式給湯装置は、ヒートポンプユニット１００と、タンクユニット２００と、リモコン１８とを備えている。ヒートポンプユニット１００は、室外に配置される。タンクユニット２００は、室外に配置されてもよいし、室内に配置されてもよい。ヒートポンプユニット１００とタンクユニット２００との間は、熱媒体回路としての水回路２０１の一部を構成する配管と、電気ケーブルとを介して接続されている。

ヒートポンプユニット１００は、冷媒回路１０１、ファンモータ５、プロペラファン６、及び制御装置１９を備える。冷媒回路１０１は、圧縮機１と、熱交換器２と、減圧装置３と、蒸発器４と、これらを環状に接続する冷媒配管１５とを備える。圧縮機１は、冷媒を圧縮する。冷媒は、例えば、二酸化炭素、アンモニア、プロパン、イソブタン、ＨＦＣなどのフロン、ＨＦＯ−１１２３、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのいずれかでもよい。

熱交換器２は、液状の熱媒体が流れる熱媒体流路２ａと、冷媒が流れる冷媒流路２ｂとを有する。熱交換器２は、熱媒体流路２ａを流れる熱媒体と、冷媒流路２ｂを流れる冷媒との間で熱を交換させる。熱交換器２にて、熱媒体と、圧縮機１により圧縮された高温の冷媒との間で熱を交換することにより、熱媒体を加熱することができる。本実施の形態では、熱媒体として水を用いる場合を例に説明する。

減圧装置３は、熱交換器２を通過した高圧冷媒を膨張させて減圧する。減圧装置３は、開度を調製可能な膨張弁でもよい。蒸発器４は、外気と、減圧装置３を通過した低圧冷媒との間で熱を交換することにより低圧冷媒を蒸発させる。ファンモータ５は、プロペラファン６を駆動する。プロペラファン６は、外気を蒸発器４へ送風する。制御装置１９は、ヒートポンプユニット１００が備える各アクチュエータ及び各センサと電気的に接続されている。制御装置１９は、圧縮機１、減圧装置３、及びファンモータ５の動作を制御することによりヒートポンプユニット１００の運転を制御する。

ヒートポンプユニット１００は、水通路１３ｃ、水通路１４ａ、接続口３１ａ、及び接続口３１ｂを備える。接続口３１ａ及び接続口３１ｂには、タンクユニット２００との間をつなぐ外部配管が接続される。接続口３１ａは、水通路１３ｃを介して熱媒体流路２ａの入口に連通する。水通路１３ｃ及び接続口３１ａは、熱媒体流路２ａの入口に通じる通路に相当する。接続口３１ｂは、水通路１４ａを介して熱媒体流路２ａの出口に連通する。水通路１４ａ及び接続口３１ｂは、熱媒体流路２ａの出口に通じる通路に相当する。

タンクユニット２００は、蓄熱槽としての貯湯タンク７と、水回路２０１の水を循環させるための循環ポンプ８と、制御装置２０とを備える。貯湯タンク７は、熱交換器２により加熱されることによって生成した高温水を貯留する。貯湯タンク７内には、温度の違いによる水の密度の差により、上側が高温で下側が低温となる温度成層を形成可能である。水通路１３ａは、貯湯タンク７の下部と、循環ポンプ８の吸入口との間をつなぐ。水通路１３ｂは、循環ポンプ８の吐出口と、接続口３１ａとの間をつなぐ。水通路１３ｂを構成する外部配管が接続口３１ａに接続されている。水通路１４ｂは、接続口３１ｂと、貯湯タンク７の上部との間をつなぐ。水通路１４ｂを構成する外部配管が接続口３１ｂに接続されている。本実施の形態では、上述した熱媒体流路２ａと、貯湯タンク７と、水通路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４ａ，１４ｂと、接続口３１ａ，３１ｂとにより水回路２０１が形成されている。

図示を省略するが、タンクユニット２００は、例えば、水源から供給される低温水を貯湯タンク７の下部に流入させるための給水管、貯湯タンク７の上部から湯を取り出すための給湯管、給湯温度を調整するための混合弁、水源から供給される低温水と貯湯タンク７から取り出された湯との間で熱を交換する熱交換器、温度センサ、流量センサなどの機器をさらに備えている。制御装置２０は、タンクユニット２００が備える各アクチュエータ及び各センサと電気的に接続されている。制御装置２０は、循環ポンプ８を含むタンクユニット２００の各アクチュエータの動作を制御する。制御装置１９と制御装置２０とは、相互に通信可能に接続されている。

ヒートポンプユニット１００は、入口温度センサ２１、出口温度センサ２２、吐出冷媒温度センサ２３、蒸発温度センサ２４、及び外気温度センサ２５を備える。入口温度センサ２１は、水通路１３ｃに取り付けられている。以下の説明では、熱媒体流路２ａの入口における流体の温度を「入口温度」と称する。入口温度は、入口温度センサ２１により検出される。出口温度センサ２２は、水通路１４ａに取り付けられている。以下の説明では、熱媒体流路２ａの出口における流体の温度を「出口温度」と称する。出口温度は、出口温度センサ２２により検出される。吐出冷媒温度センサ２３は、圧縮機１と熱交換器２との間の冷媒配管１５に取り付けられている。以下の説明では、圧縮機１から吐出される冷媒の温度を「吐出冷媒温度」と称する。吐出冷媒温度センサ２３は、吐出冷媒温度を検出する。蒸発温度センサ２４は、蒸発器４の配管温度を検出する。外気温度センサ２５は、外気温度を検出する。外気温度センサ２５は、ヒートポンプユニット１００の外部に露出する部分、または外気に触れる部分に配置されている。

ヒートポンプユニット１００は、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを備える。図示の例では、第一ドレンポート３２ａが接続口３１ａと一体的に形成されており、第二ドレンポート３２ｂが接続口３１ｂと一体的に形成されている。図示の例に代えて、例えば、水通路１３ｃの途中から分岐した通路の末端に第一ドレンポート３２ａを設置してもよいし、水通路１４ａの途中から分岐した通路の末端に第二ドレンポート３２ｂを設置してもよい。ヒートポンプ式給湯装置が使用されるときには第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂが閉じられている。第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂは、手動で開くことができるように構成されている。第一ドレンポート３２ａを開くと、熱媒体流路２ａの入口に通じる通路が外部空間に連通する。第二ドレンポート３２ｂを開くと、熱媒体流路２ａの出口に通じる通路が外部空間に連通する。第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂの各々は、例えば、取り外し可能なねじ込み式のプラグによって閉じられていてもよい。または、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂの各々は、手で回転させることのできるバルブを備え、当該バルブを回転させることによって第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂが開くように構成されていてもよい。

制御装置１９は、入口温度センサ２１、出口温度センサ２２、吐出冷媒温度センサ２３、蒸発温度センサ２４、及び外気温度センサ２５からの信号を受信し、これらの信号に基づいて、圧縮機１の回転速度と、減圧装置３の開度と、ファンモータ５の回転速度とを制御することができる。また、制御装置１９は、制御装置２０を介して循環ポンプ８の回転速度を制御してもよい。制御装置１９は、例えば、インバータ制御により、圧縮機１のモータの運転周波数を調整することによって圧縮機１の回転速度を制御できる。

制御装置１９とリモコン１８との間は、有線通信または無線通信により、双方向に通信可能である。制御装置１９とリモコン１８とがネットワークを介して通信可能でもよい。制御装置１９とリモコン１８とが制御装置２０を介して通信してもよい。リモコン１８は、ユーザーインターフェースの例である。リモコン１８は、使用者が操作する操作部と、情報を表示するディスプレイ１８ａとを有する。リモコン１８は、操作部及びディスプレイ１８ａの両方の機能を有するタッチスクリーンを備えてもよい。使用者は、リモコン１８を操作することで、ヒートポンプ式給湯装置を遠隔操作し、各種の設定などを行うことが可能である。リモコン１８のディスプレイ１８ａは、使用者に情報を報知する報知手段としての機能を有する。本実施の形態におけるリモコン１８は、ディスプレイ１８ａを報知手段として備えるが、変形例として、例えば音声案内装置のような他の報知手段を備えてもよい。

本実施の形態において、リモコン１８は、例えば台所、リビング、浴室などの壁に設置されたものでもよい。または、例えばスマートフォンのような携帯情報端末がリモコン１８のようなユーザーインターフェースとしての機能を有するように構成してもよい。複数のリモコン１８が制御装置１９に対して通信可能でもよい。

後述するように、制御装置１９及び制御装置２０は、リモコン１８からの信号などに応じて、蓄熱運転及び排出運転を実施可能である。

図２は、図１に示すヒートポンプ式給湯装置が備えるヒートポンプユニット１００を示す分解斜視図である。図２に示すように、ヒートポンプユニット１００は、底部を形成するベース１２を備える。ベース１２の上に圧縮機１が設置されている。ヒートポンプユニット１００の内部に隔壁１０が設置されている。隔壁１０は、ヒートポンプユニット１００の内部空間を、圧縮機１及び電気品箱１１などが配置される機械室と、プロペラファン６及び収納室９などが配置される送風機室とに隔てる。送風機室内の下部に配置された収納室９の内部に熱交換器２が収納されている。収納室９の上にプロペラファン６が配置されている。電気品箱１１は、機械室内の上部に配置されている。電気品箱１１は、制御装置１９などの電気品を収納する。

蒸発器４は、送風機室の背面及び側面を覆うように配置される。フロントパネル４０、バックパネル４１、トップパネル４２、サービスパネル４３、バルブカバー４４、及びアイスガード４５は、ヒートポンプユニット１００の筐体を形成する。グリル４６は、フロントパネル４０に形成された開口に取り付けられている。プロペラファン６が運転されると、ヒートポンプユニット１００の背面側から外気が蒸発器４を通過して送風機室に流入する。この外気は、フロントパネル４０の開口及びグリル４６を通ってヒートポンプユニット１００の正面側へ排出される。

以下、実施の形態１によるヒートポンプ式給湯装置が実施する蓄熱運転について説明する。蓄熱運転は、冷媒回路１０１及び水回路２０１を動作させることにより、貯湯タンク７内に熱を蓄積する運転である。

蓄熱運転のときには、以下のようになる。制御装置２０から蓄熱運転の指示を受けると、制御装置１９は、蓄熱運転のための冷媒回路１０１の動作を開始させる。圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、熱交換器２内で水回路２０１の水に熱を与えることにより温度低下する。このとき、高圧冷媒の圧力が臨界圧以上であれば、冷媒は超臨界状態のまま気液相転移しないで温度低下して熱を放出する。また、高圧冷媒の圧力が臨界圧以下であれば、冷媒は液化しながら熱を放出する。このように、高圧冷媒の熱を水に与えることにより、高温水すなわち湯が生成される。熱交換器２の下流の、温度低下した高圧冷媒は、減圧装置３を通過する。

減圧装置３により減圧された冷媒は、低圧で気液二相の状態になる。この低圧冷媒は、蒸発器４を通過する間に外気の熱を吸収することにより、蒸発してガス化する。蒸発器４を出た低圧冷媒は、圧縮機１に吸入され、再循環する。このようにして、冷凍サイクルが形成される。

水回路２０１においては以下のようになる。循環ポンプ８が運転されることにより、貯湯タンク７内の下部の低温水が水通路１３ａ，１３ｂ，１３ｃを通って熱交換器２に流入する。熱交換器２内で冷媒の熱を受けた高温水が水通路１４ａ，１４ｂを通って貯湯タンク７の上部に流入する。このような蓄熱運転を行うことにより、貯湯タンク７の内部では、上部から下部へ向かって順次高温水が貯められていく。

蓄熱運転のとき、制御装置１９は、外気温度センサ２５及び入口温度センサ２１により検出される温度に基づいて、圧縮機１の回転速度を制御するとともに、外気温度センサ２５及び吐出冷媒温度センサ２３により検出される温度に基づいて減圧装置３の開度を制御する。また、制御装置１９は、出口温度センサ２２により検出された出口温度が目標温度に等しくなるように循環ポンプ８の回転速度を制御する。

次に、実施の形態１によるヒートポンプ式給湯装置が実施する排出運転について説明する。排出運転は、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを開くことにより水回路２０１内の水を排出するときに、圧縮機１により圧縮された高温の冷媒を熱交換器２に流入させるように制御装置１９が圧縮機１を動作させる運転である。

例えば別荘で使用されるヒートポンプ式給湯装置のように、ヒートポンプ式給湯装置の使用が長期間休止される場合がある。そのようなヒートポンプ式給湯装置において、非通電となる長期の使用休止期間中に外気温度が０℃を下回ると、水回路２０１内の水が凍結する可能性がある。水回路２０１内の水が凍結すると、体積の膨張によって水回路２０１の構成部品が破損する可能性がある。このため、長期間の使用休止の前には、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを開いて、水回路２０１内の水を第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂの少なくとも一方から排出することが必要になる。このようにして水回路２０１内の水を抜き取る操作を以下「水抜き操作」と呼ぶことがある。

なお、水抜き操作を行う前には、貯湯タンク７に給水する給水管に設けられたバルブ（図示省略）を閉じることにより、給水管から貯湯タンク７への給水を停止させる操作を行う。

水抜き操作において、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを開くと、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂの間の高低差による水頭圧によって、水回路２０１内の水のうち、ある程度の量の水は、自然に排出される。しかしながら、水頭圧による排水には限りがある。このため、複雑な形状をした水回路２０１の内部、特にヒートポンプユニット１００の内部には、水が残ってしまいやすい。ヒートポンプユニット１００の内部に残った水は、凍結破損の原因になり得る。

これに対し、本実施の形態であれば、排出運転を行うことにより、ヒートポンプユニット１００の内部の水を残さずに排出することが可能となる。第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを開いて水を排出すると、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂの少なくとも一方から外部の空気が水回路２０１内に流入する。その結果、熱交換器２の内部の熱媒体流路２ａに水と空気が共存した状態になる。排出運転のとき、制御装置１９は、熱媒体流路２ａにある水及び空気が加熱されることによって熱媒体流路２ａの圧力が上昇するように圧縮機１を動作させる。熱媒体流路２ａ内の空気が加熱されると、当該空気が体積膨張することにより、熱媒体流路２ａ内に残っている水が第一ドレンポート３２ａまたは第二ドレンポート３２ｂの方へ向かって押し出される。これにより、ヒートポンプユニット１００の内部の水を残らず第一ドレンポート３２ａまたは第二ドレンポート３２ｂから外部へ排出することができる。

制御装置１９は、熱媒体流路２ａにある熱媒体すなわち水の少なくとも一部が沸騰するように圧縮機１を動作させてもよい。そのようにすることで、沸騰により生成した蒸気が、ヒートポンプユニット１００の内部に残っている液体を、第一ドレンポート３２ａまたは第二ドレンポート３２ｂの方へ向かって押し出す。その結果、ヒートポンプユニット１００の内部の液体をより確実に残らず排出することが可能となる。この場合、制御装置１９は、吐出冷媒温度が、１気圧における熱媒体の沸点よりも高くなるように冷媒回路１０１を制御することにより、熱媒体流路２ａにある熱媒体を沸騰させることができる。

本実施の形態において、制御装置１９は、排出運転を実施するためのモードである排出モードを制御モードとして有している。リモコン１８は、排出モードを開始させるユーザー操作を受け付け可能になっている。当該ユーザー操作を以下の説明では「排出指示」と称する。リモコン１８が排出指示を受け付けると、制御装置１９が排出モードを開始する。例えば、リモコン１８が図示しない「排出モードボタン」を備えており、使用者が排出モードボタンを押下すると、リモコン１８が排出指示を受け付け、制御装置１９が排出モードを開始するように構成してもよい。

外気温度が０℃未満のときに水抜き操作を行うと、その最中に機器の内部の水が凍結する可能性がある。そのような事態を避けるため、水抜き操作は、外気温度が０℃以上のときに実施することが望ましい。

本実施の形態のヒートポンプ式給湯装置は、外気温度が０℃未満である場合に、排出運転が実施できないことを報知する手段を備えてもよい。そのようにすることで、外気温度が０℃未満のときに水抜き操作が行われることを防止できるので、上記の事態の発生を確実に防止できる。この場合、例えば以下のようにしてもよい。リモコン１８が排出指示を受け付けたときに、外気温度センサ２５により検出された外気温度が０℃未満である場合には、制御装置１９は、排出運転が実施できないことを使用者に通知するメッセージをリモコン１８のディスプレイ１８ａに表示させてもよい。その際に、外気温度が０℃以上のときに水抜き操作を実施すべきであることを使用者に通知するメッセージを併せてディスプレイ１８ａに表示させてもよい。

図３は、実施の形態１における排出モードのときの処理を示すフローチャートである。リモコン１８が使用者から排出指示を受け付けると、本フローチャートの処理が開始される。まず、ステップＳ１０１として、リモコン１８は、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを開くことを使用者に促す情報を報知する。例えば、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを開いて下さいという意味のメッセージをリモコン１８のディスプレイ１８ａに表示させてもよい。

次いで、ステップＳ１０２として、使用者は、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを開く作業を実施する。次いで、ステップＳ１０３として、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを開く作業が終了したことを使用者がリモコン１８に入力する。

本実施の形態では、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂが開かれると、第二ドレンポート３２ｂから入った外気が水通路１４ｂを通って貯湯タンク７に流入するとともに、貯湯タンク７内の水が水通路１３ａ、循環ポンプ８、水通路１３ｂ、及び接続口３１ａを通って第一ドレンポート３２ａから外部へ排出される。ステップＳ１０３において、使用者は、第一ドレンポート３２ａからの水の流出が止まるのを待ってから、作業の終了をリモコン１８に入力してもよい。そのようにすることで、貯湯タンク７からの水が排水運転の最中にヒートポンプユニット１００内に流入することを防止できる。

ステップＳ１０３により作業の終了が入力されると、ステップＳ１０４として、制御装置１９は、圧縮機１を起動し、排出運転を開始する。圧縮機１が駆動すると、圧縮機１から吐出された高温の冷媒の熱により、水回路２０１内の、特にヒートポンプユニット１００内の水及び空気が加熱される。

排出運転の最中、制御装置１９は、ステップＳ１０５として、入口温度センサ２１により検出される入口温度Ｔ＿ｗｉが基準温度Ｔ＿ｅｎｄに達したかどうかを判断する。基準温度Ｔ＿ｅｎｄは、例えば７０℃でもよい。入口温度Ｔ＿ｗｉが基準温度Ｔ＿ｅｎｄに達している場合には、水回路２０１内の特にヒートポンプユニット１００内の水は、そのほとんどが外部へ排出され、一部は蒸気になっていると考えられる。このような場合には、ヒートポンプユニット１００内に水が残っていないと考えてよいので、排出運転を終了してもよい。よって、この場合には、処理はステップＳ１０８に進み、制御装置１９は、圧縮機１を停止させ、排出運転を終了する。

ステップＳ１０５において入口温度Ｔ＿ｗｉが基準温度Ｔ＿ｅｎｄにまだ達していない場合には、処理はステップＳ１０６に進み、制御装置１９は、出口温度センサ２２により検出される出口温度Ｔ＿ｗｏが基準温度Ｔ＿ｅｎｄに達したかどうかを判断する。出口温度Ｔ＿ｗｏが基準温度Ｔ＿ｅｎｄに達している場合には、水回路２０１内の特にヒートポンプユニット１００内の水は、そのほとんどが外部へ排出され、一部は蒸気になっていると考えられる。このような場合には、ヒートポンプユニット１００内に水が残っていないと考えてよいので、排出運転を終了してもよい。よって、この場合には、処理はステップＳ１０８に進み、制御装置１９は、圧縮機１を停止させ、排出運転を終了する。

ステップＳ１０６において出口温度Ｔ＿ｗｏが基準温度Ｔ＿ｅｎｄにまだ達していない場合には、処理はステップＳ１０７に進み、制御装置１９は、排出運転の開始から経過した時間が基準時間ｔｉｍｅ＿ｅｎｄに達したかどうかを判断する。基準時間ｔｉｍｅ＿ｅｎｄは、例えば３０分間でもよい。排出運転の開始から経過した時間が基準時間ｔｉｍｅ＿ｅｎｄに達している場合には、水回路２０１内の特にヒートポンプユニット１００内の水は、そのほとんどが外部へ排出され、一部は蒸気になっていると考えられる。このような場合には、ヒートポンプユニット１００内に水が残っていないと考えてよいので、排出運転を終了してもよい。よって、この場合には、処理はステップＳ１０８に進み、制御装置１９は、圧縮機１を停止させ、排出運転を終了する。

ステップＳ１０７において排出運転の開始から経過した時間が基準時間ｔｉｍｅ＿ｅｎｄにまだ達していない場合には、ステップＳ１０５以降の処理を再び行う。

ステップＳ１０８で排出運転が終了すると、処理はステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、排出運転の完了の通知とともに、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを閉じることを使用者に促すメッセージを含む情報をディスプレイ１８ａに表示するように制御装置１９がリモコン１８を制御する。そのようにして報知された情報にしたがい、使用者は、ステップＳ１１０として、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを閉じる作業を実施する。第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂが閉じられることにより、水抜き操作が完了する。

以上説明したように、本実施の形態では、排出運転のとき、制御装置１９は、入口温度Ｔ＿ｗｉまたは出口温度Ｔ＿ｗｏが基準温度Ｔ＿ｅｎｄに達すると圧縮機１を停止させて排出運転を終了する。これにより、以下の効果が得られる。排出運転を適切なタイミングで自動的に終了できる。排出運転の終了が早すぎてヒートポンプユニット１００内に水が残ったり、排出運転が必要以上に続いて電力を無駄に消費したりすることをより確実に防止できる。ヒートポンプユニット１００内の水の温度が異常に上昇することをより確実に防止できる。

また、本実施の形態では、排出運転のとき、制御装置１９は、排出運転の開始から経過した時間が基準時間ｔｉｍｅ＿ｅｎｄに達すると圧縮機１を停止させて排出運転を終了する。これにより、以下の効果が得られる。外気が低いような場合には、入口温度Ｔ＿ｗｉ及び出口温度Ｔ＿ｗｏが基準温度Ｔ＿ｅｎｄまで上昇しにくいことがある。そのような場合であっても、基準時間ｔｉｍｅ＿ｅｎｄが経過したときに排出運転を確実に終了させることができる。このため、排出運転が必要以上に続いて電力を無駄に消費することをより確実に防止できる。

排出運転のとき、制御装置１９は、吐出冷媒温度センサ２３により検出される吐出冷媒温度に応じて、圧縮機１の回転速度を調整してもよい。そのようにすることで、排出運転のときに圧縮機１から熱交換器２に流入する冷媒の温度をより適切な温度に調整することが可能となる。

実施の形態２．
次に、図４及び図５を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。

図４は、実施の形態２によるヒートポンプ装置を備えたヒートポンプ式給湯装置を示す図である。図４に示すように、実施の形態２のヒートポンプ式給湯装置は、圧力逃がし弁３３、タンクドレンポート３４、及びメンテナンス弁３５をさらに備える。

圧力逃がし弁３３は、貯湯タンク７の上部に連通する通路に設置されている。圧力逃がし弁３３は、貯湯タンク７内の圧力が所定圧力を超えると自動的に開くように構成されている。蓄熱運転によって貯湯タンク７の内部の水が加熱されると、水が体積膨張するため、貯湯タンク７を含む水回路２０１内の圧力が上昇する。そうすると、圧力逃がし弁３３が開いて、体積膨張の分に相当する量の水が圧力逃がし弁３３を通って水回路２０１外へ排出される。これにより、水回路２０１内の圧力の過上昇が防止される。

また、圧力逃がし弁３３は、手動操作により、開状態を維持する開位置に切り替えることができるように構成されている。水抜き操作のときには、圧力逃がし弁３３を開位置に切り替えることにより、圧力逃がし弁３３を通して外気を貯湯タンク７内に流入させることができる。

タンクドレンポート３４は、水通路１３ａの途中に設けられている。タンクドレンポート３４は、手動で開くことができるように構成されている。タンクドレンポート３４を開くと、貯湯タンク７の下部に通じる水通路１３ａが外部空間に連通する。タンクドレンポート３４は、例えば、取り外し可能なねじ込み式のプラグによって閉じられていてもよい。または、タンクドレンポート３４は、手で回転させることのできるバルブを備え、当該バルブを回転させることによってタンクドレンポート３４が開くように構成されていてもよい。水抜き操作のときには、タンクドレンポート３４を開くことにより、貯湯タンク７の水をタンクドレンポート３４から排出することができる。

メンテナンス弁３５は、タンクドレンポート３４と循環ポンプ８との間の水通路１３ａの途中に設けられている。メンテナンス弁３５は、手動で開閉できるように構成されていてもよい。通常時はメンテナンス弁３５は開かれている。メンテナンス弁３５を閉じると、タンクドレンポート３４と循環ポンプ８との間の水通路１３ａが遮断される。本実施の形態であれば、水抜き操作のときにメンテナンス弁３５を閉じることにより、貯湯タンク７の水がヒートポンプユニット１００に流入することをより確実に防止できる。このため、ヒートポンプユニット１００内に水が残ることをより確実に防止できる。

本実施の形態であれば、実施の形態１と同様の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。水抜き操作のときに、タンクユニット２００内の水は、ヒートポンプユニット１００に流入することなく、タンクドレンポート３４から排出される。水回路２０１内の水の大半は貯湯タンク７に貯留されている。貯湯タンク７内の水をヒートポンプユニット１００から排出する必要がないので、排出運転の時間を大幅に短縮できる。その結果、排出運転による電力消費を低減できる。水抜き操作の所要時間を短縮することもできる。

図５は、実施の形態２における排出モードのときの処理を示すフローチャートである。リモコン１８が使用者から排出指示を受け付けると、本フローチャートの処理が開始される。まず、ステップＳ２０１として、リモコン１８は、メンテナンス弁３５を閉じることと、圧力逃がし弁３３及びタンクドレンポート３４を開くことと、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを開くこととを使用者に促す情報を報知する。

次いで、ステップＳ２０２として、使用者は、メンテナンス弁３５を閉じる作業を実施する。次いで、ステップＳ２０３として、使用者は、圧力逃がし弁３３及びタンクドレンポート３４を開く作業を実施する。次いで、ステップＳ２０４として、使用者は、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを開く作業を実施する。これらの作業が終了すると、ステップＳ２０５として、使用者は、当該作業が終了したことをリモコン１８に入力する。

ステップＳ２０５により作業の終了が入力されると、ステップＳ２０６として、制御装置１９は、圧縮機１を起動し、排出運転を開始する。ステップＳ２０６からステップＳ２１０までの処理は、実施の形態１のステップＳ１０４からステップＳ１０８までの処理と同じであるので、説明を省略する。

ステップＳ２１０で排出運転が終了すると、処理はステップＳ２１１に進む。ステップＳ２１１では、排出運転の完了の通知とともに、第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを閉じることと、圧力逃がし弁３３及びタンクドレンポート３４を閉じることと、メンテナンス弁３５を開くこととを使用者に促すメッセージを含む情報をディスプレイ１８ａに表示するように制御装置１９がリモコン１８を制御する。そのようにして報知された情報にしたがい、使用者は、ステップＳ２１２として第一ドレンポート３２ａ及び第二ドレンポート３２ｂを閉じる作業を実施し、ステップＳ２１３として圧力逃がし弁３３及びタンクドレンポート３４を閉じる作業を実施し、ステップＳ２１４としてメンテナンス弁３５を開く作業を実施する。これらの作業が終了すると、水抜き操作が完了する。

本実施の形態であれば、実施の形態１での作業に、圧力逃がし弁３３、タンクドレンポート３４及びメンテナンス弁３５の開閉作業が加わるだけであるので、使用者が複雑な操作をすることは特になく、容易にかつ効率的に水抜き操作を実施可能となる。

実施の形態１及び２において、制御装置１９，２０のそれぞれの各機能は、処理回路により実現されてもよい。制御装置１９，２０のそれぞれの処理回路は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを備えてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置１９，２０のそれぞれの各機能を実現してもよい。制御装置１９，２０のそれぞれの処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェアを備えてもよい。

上述した実施の形態では、熱媒体として水を用いる例について説明したが、熱媒体は、例えば、塩化カルシウム水溶液、エチレングリコール水溶液、プロピレングリコール水溶液、またはアルコールのような、水以外の液体を用いてもよい。また、ヒートポンプ装置は、給湯装置として用いられるものに限定されるものではなく、例えば、暖房を行うために循環する熱媒体を加熱する装置などにも適用できる。

１ 圧縮機、 ２ 熱交換器、 ２ａ 熱媒体流路、 ２ｂ 冷媒流路、 ３ 減圧装置、 ４ 蒸発器、 ５ ファンモータ、 ６ プロペラファン、 ７ 貯湯タンク、 ８ 循環ポンプ、 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４ａ，１４ｂ 水通路、 １５ 冷媒配管、 １８ リモコン、 １８ａ ディスプレイ、 １９，２０ 制御装置、 ２１ 入口温度センサ、 ２２ 出口温度センサ、 ２３ 吐出冷媒温度センサ、 ２４ 蒸発温度センサ、 ２５ 外気温度センサ、 ３１ａ，３１ｂ 接続口、 ３２ａ 第一ドレンポート、 ３２ｂ 第二ドレンポート、 ３３ 圧力逃がし弁、 ３４ タンクドレンポート、 ３５ メンテナンス弁、 １００ ヒートポンプユニット、 １０１ 冷媒回路、 ２００ タンクユニット、 ２０１ 水回路

Claims (8)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   熱媒体と、前記圧縮機により圧縮された冷媒との間で熱を交換する熱交換器と、
   前記熱交換器の前記熱媒体の入口に通じる通路に設けられた第一ドレンポートと、
   前記熱交換器の前記熱媒体の出口に通じる通路に設けられた第二ドレンポートと、
   前記圧縮機を制御する制御手段とを備え、
   前記第一ドレンポート及び前記第二ドレンポートを開いて前記熱媒体を排出するときに、前記制御手段は、圧縮された前記冷媒を前記熱交換器に流入させるように前記圧縮機を動作させる運転である排出運転を実施可能であるヒートポンプ装置。
2. 前記排出運転のとき、前記制御手段は、前記熱交換器の内部の熱媒体流路にある前記熱媒体及び空気が加熱されることによって前記熱媒体流路の圧力が上昇するように前記圧縮機を動作させる請求項１に記載のヒートポンプ装置。
3. 前記熱交換器の前記入口における流体の温度である入口温度を検出する入口温度検出手段と、前記熱交換器の前記出口における流体の温度である出口温度を検出する出口温度検出手段との少なくとも一方を備え、
   前記排出運転のとき、前記制御手段は、前記入口温度または前記出口温度が基準温度に達すると前記圧縮機を停止させる請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ装置。
4. 前記制御手段は、前記排出運転の開始から経過した時間が基準時間に達すると前記圧縮機を停止させる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
5. 前記圧縮機から吐出される冷媒の温度である吐出冷媒温度を検出する吐出冷媒温度検出手段を備え、
   前記排出運転のとき、前記制御手段は、前記吐出冷媒温度に応じて、前記圧縮機の回転速度を調整する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
6. 前記排出運転を実施するための排出モードを開始させるユーザー操作を受け付けるユーザーインターフェースを備え、
   前記ユーザーインターフェースが前記ユーザー操作を受け付けると、前記制御手段が前記排出モードを開始する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
7. 前記ユーザーインターフェースは、前記ユーザー操作を受け付けたときに、前記第一ドレンポート及び前記第二ドレンポートを開くことを促す情報を報知する報知手段を備える請求項６に記載のヒートポンプ装置。
8. 外気温度を検出する外気温度検出手段と、
   前記外気温度が０℃未満である場合に、前記排出運転が実施できないことを報知する手段とを備える請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。

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