JP7012692B2 - ヒートポンプ装置及び弁キット - Google Patents

Description

本開示は、ヒートポンプ装置、及び、これに含まれる弁キットに関する。

冷媒を用いて冷凍サイクルを実行するヒートポンプ装置では、冷媒漏洩に備えて、漏洩を検出すると弁（遮断弁）を閉じるようになっているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。弁を閉じることにより、さらなる冷媒漏洩を抑制することができる。

国際公開番号ＷＯ２０１８／１６７８１１ Ａ１

弁としては、電源オフの非通電時に弁の開度をそのまま維持するタイプのものがあり、実際に使用されている。このようなタイプの弁を用いたヒートポンプ装置において、停電が発生し、そのとき冷媒漏洩が検出されたとすると、弁を全閉することができない。

本開示は、非通電時に開度を維持する弁を含むヒートポンプ装置において、停電時に冷媒漏れが発生しても弁を閉じることを目的とする。

（１）本開示のヒートポンプ装置は、冷媒回路を有するヒートポンプ装置であって、前記冷媒回路上に設けられ、非通電時に開度を維持する弁と、前記弁を動作させる弁駆動回路と、前記弁駆動回路を制御する弁制御部と、前記弁駆動回路に電源を供給する電源回路と、を備え、前記電源回路は、外部から電源供給を受けて直流電圧を生成する第１電源回路部と、外部から電源供給を受けてキャパシタに蓄電し、当該キャパシタを前記第１電源回路部の第１出力電路に並列接続するバックアップ用の第２電源回路部と、を含むヒートポンプ装置である。

上記のヒートポンプ装置では、停電により外部からの電源供給が失われた場合に、第２電源回路部のキャパシタの放電により、弁を閉じることができる。従って、停電時には、冷媒漏洩に備えて、弁を閉じることができる。

以下（２）～（１０）及び（１２）は、オプション的な内容となる。

（２）前記（１）のヒートポンプ装置において、前記キャパシタは、前記弁を全開から全閉にするに必要な電気量を蓄える容量を有する。
この場合、弁が全開の状態で停電が発生しても、そこから、弁を全閉の状態にすることができる。

（３）前記（１）又は（２）のヒートポンプ装置において、前記冷媒回路は、ガス側の冷媒配管と、液側の冷媒配管とを含み、前記弁は、前記ガス側の冷媒配管に設けられるガス側の弁、及び、前記液側の冷媒配管に設けられる液側の弁を有し、前記キャパシタは、前記弁のそれぞれを全開から全閉にするに必要な電気量を蓄える容量を有するものであってもよい。
この場合、弁が全開の状態で停電が発生しても、そこから、それぞれの弁を全閉の状態にすることができる。

（４）前記（３）のヒートポンプ装置において、前記弁制御部は、前記弁のそれぞれを、いずれか一方から順番に閉動作させるようにしてもよい。
この場合、複数同時に閉動作させるよりも最大電流値を抑制できるので、その際の電圧降下も抑制することができる。これにより、万一キャパシタの電気量が十分でなかったとしても、少なくとも先に閉動作させた方は、全閉させ得る可能性が高くなる。

（５）前記（１）から（４）のいずれかのヒートポンプ装置において、冷媒漏洩を検出する冷媒センサを備え、前記冷媒センサが冷媒漏洩を検出した場合、前記キャパシタが充電されている状態で、前記弁制御部は、前記弁を閉じるよう前記弁駆動回路を動作させるようにしてもよい。
仮に冷媒漏洩を検出した後に停電が発生したような場合でも、充電されているキャパシタの放電により、弁を閉じることができる。

（６）前記（１）から（５）のいずれかのヒートポンプ装置において、前記第１電源回路部及び前記弁駆動回路は第１の基板に搭載され、前記第２電源回路部は前記第１の基板とは別の第２の基板に搭載されていてもよい。
この場合、既存の第１の基板があるところに、第２電源回路部を搭載する第２の基板を増設することが容易である。

（７）前記（６）のヒートポンプ装置において、前記第１の基板には、前記第１電源回路部に入力される電圧又は、前記第１出力電路とは絶縁されて前記第１電源回路部から出力される第２出力電路の電圧を検出する停電検出回路と、前記弁制御部と、が設けられ、前記停電検出回路による停電検出により、前記弁制御部は前記弁を閉じる指令を出力するようにしてもよい。
この場合、停電検出により、確実に弁を閉じることができる。

（８）前記（１）から（７）のいずれかのヒートポンプ装置において、前記第２電源回路部は、例えば、交流から直流への整流部と、前記整流部の出力電圧を所定の直流電圧に降圧するスイッチング電源部と、前記スイッチング電源部の出力に基づいて、定電流充電から定電圧充電までを行う充電回路部と、前記充電回路部に接続された電気二重層キャパシタと、前記電気二重層キャパシタの出力電圧を所定の直流電圧に昇圧するブースト回路部と、前記ブースト回路部の出力端のプラス側電路に設けられ、当該プラス側電路から前記第１電源回路部に繋がる方向を順方向とするダイオードと、を備えている。
この回路構成によれば、整流部、スイッチング電源部及び充電回路部を経て、電気二重層キャパシタが充電される。第１電源回路部の出力電圧があるときは、ダイオードの逆阻止により電気二重層キャパシタは放電せず、フル充電状態で電荷を蓄えている。停電により第１電源回路部の出力電圧が失われると、電気二重層キャパシタの出力電圧はブースト回路部及びダイオードを経て弁駆動回路に供給される。

（９）前記（１）から（８）のいずれかのヒートポンプ装置において、運転操作を行うためのリモコンを備え、当該リモコンは前記弁の開閉状態に関連する情報を表示する表示部を有するものであってもよい。
この場合、リモコンの表示部上で弁の開閉状態を確認することができる。

（１０）前記（１）から（９）のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置において、冷凍サイクル運転の制御を行う主制御部を備え、前記弁制御部が、前記主制御部と通信できる場合にのみ、前記主制御部は前記冷凍サイクル運転を行うようにしてもよい。
この場合、通信できない場合にはヒートポンプ装置の運転を行わない、というインターロック機能を実現することができる。

（１１）弁キットとしての観点からは、冷媒回路上に設けられ、非通電時に開度を維持する弁と、前記弁を動作させる弁駆動回路、及び、外部から電源供給を受けて直流電圧を生成し前記弁駆動回路に供給する第１電源回路部を含む、弁基板と、外部から電源供給を受けてキャパシタに蓄電し、当該キャパシタを前記第１電源回路部の出力電路に並列接続する第２電源回路部を有するバックアップ基板と、を含む弁キットである。

上記の弁キットでは、停電により外部からの電源供給が失われた場合に、第２電源回路部のキャパシタの放電により、弁を閉じることができる。従って、停電時には、冷媒漏洩に備えて、弁を閉じることができる。

（１２）前記（１１）の弁キットは、熱源側ユニットと、利用側ユニットとを互いに接続する冷媒配管に設けられていてもよい。
この場合、弁キットを配置することで、簡易に熱源側ユニットと利用側ユニットとの間で冷媒の漏洩を遮断することができる。

ヒートポンプ装置の一例としての、空調機の冷媒回路を示す図である。 空調機における電気的な接続図である。 弁キットをさらに詳細に示す回路図である。 バックアップ基板の内部回路図である。 充電回路部が実行する充電の様子の一例を示すグラフである。 交流電源が正常な状態から停電した場合の各部の動作を示すタイムチャートである。 空調機が冷暖同時機である場合の構成の一例を示す図である。 流路切換ユニットが設けられている空調機における、電気的な接続図である。

［第１実施形態］
以下、ヒートポンプ装置の一実施形態について説明する。

《冷媒回路》
図１は、ヒートポンプ装置の一例としての、空調機１００の冷媒回路を示す図である。図において、熱源側ユニットとしての室外機１は、圧縮機１１と、四路切換弁１２と、アキュムレータ１３と、熱交換器１４と、ファン１５と、膨張弁１６と、液側の弁（遮断弁）１７と、ガス側の弁（遮断弁）１８とを備えている。利用側ユニットとしての室内機２は、熱交換器２１と、ファン２２と、膨張弁２３とを備えている。室外機１と室内機２とは、冷媒配管Ｐ_Ｌ及びＰ_Ｇを介して互いに接続され、図示のような冷媒回路が構成されている。弁１７，１８は電動弁であり、例えば電子膨張弁を用いることもできる。なお、図１は、説明上の最も簡素な一例であり、通常、複数の室内機２が共通の室外機１に対して並列に接続される。

冷房運転時の四路切換弁１２は、実線で示されるように内部流路が構成されている。これにより、圧縮機１１から、四路切換弁１２、熱交換器１４、膨張弁１６、開いている弁１７、膨張弁２３、熱交換器２１、開いている弁１８、四路切換弁１２、及び、アキュムレータ１３を通って、圧縮機１１に戻る冷媒の流路が形成される。このとき、室外機１の熱交換器１４は凝縮器として機能し、室内機２の熱交換器２１は蒸発器として機能する。

暖房運転時の四路切換弁１２は、点線で示されるように内部流路が構成されている。これにより、圧縮機１１から、四路切換弁１２、開いている弁１８、熱交換器２１、膨張弁２３、開いている弁１７、膨張弁１６、熱交換器１４、四路切換弁１２、及び、アキュムレータ１３を通って、圧縮機１１に戻る冷媒の流路が形成される。このとき、室外機１の熱交換器１４は蒸発器として機能し、室内機２の熱交換器２１は凝縮器として機能する。

《弁に関する制御回路》
次に、弁１７，１８に関する制御回路について説明する。

図２は、空調機１００における電気的な接続図である。図２において、室外機１は、弁１７，１８の他、制御基板３０と、弁基板３２と、バックアップ基板３３と、冷媒センサ３４，３５とを備えている。制御基板３０は、マイクロコンピュータを搭載し、空調機全体の冷凍サイクル運転の制御を行う主制御部である。弁基板３２も、マイクロコンピュータを搭載している。弁基板３２、バックアップ基板３３、冷媒センサ３４及び弁１７，１８は、弁１７，１８の制御に特化した弁キット３１を構成している。制御基板３０と弁基板３２とは互いに通信可能である。

冷媒センサ３４は、冷媒が漏洩した場合に、これを検出し、検出信号を弁基板３２に送る。冷媒センサ３５も同様に、冷媒が漏洩した場合に、これを検出し、検出信号を制御基板３０に送る。なお、この例は、２個の冷媒センサ３４，３５を設けた例であるが、１個のみとして、検出信号を制御基板３０及び弁基板３２の双方に送るようにしてもよい。

室内機２は、マイクロコンピュータを搭載する制御基板４０と、室内機２での冷媒の漏洩があれば、これを検出する冷媒センサ４１とを備えている。制御基板４０は、室外機１の制御基板３０と通信可能である。

図３は、弁キット３１をさらに詳細に示す回路図である。図中の回路における実線は電源線を表し、破線は信号線を表している。弁基板３２へは、外部の交流電源ＰＳから交流電圧（例えば単相交流２３０Ｖ±１０％）が供給される。なお、交流電圧は三相交流電源から２相２線を取り出してもよい。バックアップ基板３３にも同様に交流電圧が供給される。

弁基板３２は、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源３２１と、弁駆動回路３２２と、レギュレータ３２３と、弁制御部３２４と、停電検出回路３２５と、絶縁回路３２６とを備えている。ＡＣ／ＤＣスイッチング電源３２１は、ＡＣ２３０Ｖから直流電圧（本実施形態ではＤＣ１３．５Ｖ）への変換を行う。ＤＣ１３．５Ｖの出力は２系統互いに絶縁して出力されている。２系統のうち一方の第１出力電路Ｌ１は、弁駆動回路３２２及びレギュレータ３２３に接続され、他方の第２出力電路Ｌ２は、停電検出回路３２５に接続されている。

弁駆動回路３２２は、ＤＣ１３．５Ｖの入力電圧と、弁制御部３２４からの弁駆動信号とに基づいて、弁１７，１８を開閉することができる。レギュレータ３２３は、ＤＣ１３．５Ｖを降圧（本実施形態ではＤＣ５Ｖに降圧）し、弁制御部３２４に電源電圧（Ｖｃｃ）を供給する。弁制御部３２４は、マイクロコンピュータを搭載している。

停電検出回路３２５は、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源３２１から供給されるＤＣ１３．５Ｖの電圧が低下することにより停電を検出する。なお、ＤＣ１３．５Ｖをさらに降圧して得た電圧により停電を検出してもよい。また、停電検出回路３２５は、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源３２１に入力される交流電圧の低下により停電を検出することも可能である。

停電検出回路３２５は、停電を検出すると、停電信号を弁制御部３２４に送る。冷媒センサ３４は、冷媒の漏洩を検出すると、検出信号を弁制御部３２４に送る。室内機２側でも、冷媒センサ４１が、冷媒の漏洩を検出すると、検出信号を、制御基板４０を介して、弁制御部３２４に送る。制御基板４０はリモコン４２と接続されている。リモコン４２は弁１７，１８の開閉状態に関連する情報を表示する表示部４２ｄを有する。

弁１７，１８の開閉状態に関連する情報とは、例えば、弁が開いているか閉じているかを表示することである。これにより、リモコン４２の表示部４２ｄ上で弁１７，１８の開閉状態を確認することができる。また、そのほか、弁１７，１８の開閉状態から推定される情報を表示部４２ｄに表示してもよい。例えば、冷媒が漏洩した場合、弁が全閉することになるので、このことから、リモコンに「冷媒漏洩発生」といった情報を表示することもできる。

室内機２の制御基板４０と、室外機１の弁制御部３２４との間には、信号電圧を絶縁して信号を中継する絶縁回路３２６が設けられている。図３には図示していないが、弁基板３２の弁制御部３２４及び、室内機２の制御基板４０は、前述のように、室外機１の制御基板３０（図２）と通信可能である。

交流電源ＰＳが正常に電圧を供給している場合は、リモコン４２から空調機の運転開始操作が行われると、弁制御部３２４が弁駆動回路３２２に駆動信号を送る。駆動信号を受けた弁駆動回路３２２は、弁１７，１８を開く。また、室内機２の制御基板４０から室外機１の制御基板３０に運転開始指令が送られ、空調機の運転が開始される。

空調機の運転中に冷媒センサ３４又は冷媒センサ４１が冷媒の漏洩を検出すると、弁制御部３２４又は制御基板４０から、制御基板３０（図２）に冷媒漏洩が報知され、空調機の運転は停止される。また、弁制御部３２４は、弁駆動回路３２２に駆動信号を送り、弁１７，１８を全閉する。室外機１の制御基板３０（図２）は、弁制御部３２４と通信できる場合にのみ、冷凍サイクル運転を行う。これにより、通信できない場合には空調機の運転を行わない、というインターロック機能を実現することができる。

交流電源ＰＳが正常に電圧を供給している場合に、リモコン４２から空調機の運転停止操作が行われると、空調機は運転停止となるが、冷媒漏洩がない場合は、弁１７，１８は開いたままの状態となる。
空調機の停止中でも、交流電源ＰＳは活きており、従って、弁基板３２及びバックアップ基板３３には電圧が供給されている。

上記弁キット３１の回路構成において、弁駆動回路３２２に電源（ＤＣ１３．５Ｖ）を供給する電源回路ＰＷは、外部の交流電源ＰＳから電源供給を受けて直流電圧（ＤＣ１３．５Ｖ）を生成する第１電源回路部Ｐ１と、外部の交流電源ＰＳから電源供給を受けるバックアップ基板３３により直流電圧（ＤＣ１３．５Ｖ）を生成する第２電源回路部Ｐ２とを備えている。後述するが、第２電源回路部Ｐ２はバックアップ基板３３に搭載されているキャパシタに蓄電し、当該キャパシタを第１電源回路部Ｐ１の第１出力電路Ｌ１に並列接続する停電時のバックアップ用の電源回路部となっている。

なお、バックアップ基板３３の出力は、第１電源回路部Ｐ１（ＡＣ／ＤＣスイッチング電源３２１）から停電検出回路３２５への第２出力電路Ｌ２には接続されていない。停電時に、第１出力電路Ｌ１へは第２電源回路部Ｐ２からバックアップ用の電圧が供給されるが、第２出力電路Ｌ２へは当該電圧が供給されない。従って、停電時に、第２出力電路Ｌ２の電圧は失われる。

《バックアップ基板》
図４は、バックアップ基板３３の内部回路図である。バックアップ基板３３は、整流部３３１、スイッチング電源部３３２、充電回路部３３３、電気二重層キャパシタ３３４、ブースト回路部３３５、及び、ダイオード３３６を備えている。整流部３３１は、単相交流２３０Ｖを整流及び平滑して直流電圧にする。この直流電圧を、スイッチング電源部３３２は、安定した直流の低電圧に変換する。充電回路部３３３は、スイッチング電源部３３２から提供される直流電圧に基づいて、電気二重層キャパシタ３３４を充電する。電気二重層キャパシタ３３４は、例えば８２ファラッドもの大容量である。

キャパシタを用いることで、別の予備電源（バッテリー等）を用いる場合と比較して、回路の簡易化、及び、回路基板の小型化が可能になる。また、電気二重層キャパシタを用いることで、基板をさらに小型化しつつ、大きな静電容量を確保することができる。なお、キャパシタのタイプは、電気二重層に限定されるものではない。

図５は、充電回路部３３３が実行する充電の様子の一例を示すグラフである。充電開始から、満充電に近くなる時刻Ｔまでは、定電流で充電する。電気二重層キャパシタ３３４の開放端電圧は、概ね直線状に上昇する。そして、時刻Ｔを過ぎると、低電圧で充電する。以後、充電電流は漸減し、０になると充電完了である。

図４に戻り、電気二重層キャパシタ３３４の両端電極間の出力電圧（例えばＤＣ７Ｖ程度）はブースト回路部３３５に入力される。ブースト回路部３３５は、昇圧チョッパをワンチップ化した半導体で、ＤＣ電圧を１３．５Ｖまで昇圧する。ダイオード３３６は、電気二重層キャパシタ３３４の無駄な放電を抑制している。交流電源ＰＳが正常な電圧を供給している場合は、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源３２１（図３）の出力電圧が１３．５Ｖを維持するので、ダイオード３３６のアノード－カソード間は同電位となり、従って、電気二重層キャパシタ３３４は放電しない。しかし、交流電源ＰＳが停電すると、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源３２１（図３）の出力電圧が０になるので、ダイオード３３６の順方向電圧が発生し、従って、電気二重層キャパシタ３３４が放電する。

《停電時の動作》
図６は、交流電源ＰＳが正常な状態から停電した場合の各部の動作を示すタイムチャートである。図において、上から順に、弁基板３２の交流電圧、ＤＣ１３．５Ｖ出力の有無、ＤＣ５Ｖ出力の有無、弁の駆動信号、弁駆動回路３２２（図３）が出力する駆動パルス、弁の弁開度、及び、停電検出回路３２５（図３）による停電監視、並びに、バックアップ基板３３の電気二重層キャパシタ３３４（図３）のキャパシタ電圧、及び、ＤＣ１３．５Ｖ出力の有無を表している。

時刻ｔ０において交流電圧がオンになると、弁基板３２では、ＤＣ１３．５Ｖ及びＤＣ５Ｖが出力され、停電検出回路３２５による停電監視が開始される。バックアップ基板３３では電気二重層キャパシタ３３４の充電が始まりキャパシタ電圧が上昇し始める。時刻ｔ１には弁１７，１８の駆動信号（全開指示）が出力され、全閉していた弁１７，１８が開き始める。時刻ｔ２には、バックアップ基板３３のＤＣ１３．５Ｖが出力可能となる。

時刻ｔ３には、弁１７，１８は全開となり、キャパシタ電圧が充電完了して７Ｖとなる。その後、時刻ｔ４において、弁１７，１８の駆動信号はオフとなり、弁駆動回路３２２（図３）は、駆動パルスの出力を停止する。

次に、時刻ｔ５において交流電源ＰＳの停電が発生したとすると、図３も参照して、停電検出回路３２５が停電を検出する。ＡＣ／ＤＣスイッチング電源３２１の出力電圧は０Ｖになるが、これと同時に、電気二重層キャパシタ３３４（図４）からブースト回路部３３５（図４）及びダイオード３３６（図４）を介して、バックアップ基板３３から弁基板３２にＤＣ１３．５Ｖが給電される。従って、弁基板３２におけるＤＣ１３．５Ｖ及びＤＣ５Ｖは維持され、弁制御部３２４も動作し続けることができる。弁制御部３２４は、弁駆動回路３２２に対して弁１７，１８の全閉指示の駆動信号を出力する。これを受けて弁駆動回路３２２は、駆動パルスを出力し、弁１７，１８を閉じ始める。

その後、キャパシタ電圧は徐々に低下するが、ブースト回路部３３５によってＤＣ１３．５Ｖが維持される。時刻ｔ６において、弁１７，１８は全閉となり、その後、時刻ｔ７において、弁１７，１８の駆動信号はオフとなり、弁駆動回路３２２は、駆動パルスの出力を停止する。

キャパシタ電圧がさらに低下した時刻ｔ８において、ブースト回路部３３５はＤＣ１３．５Ｖを出力できなくなり、弁基板３２に送り込まれていたＤＣ１３．５Ｖ及びこれに基づくＤＣ５Ｖも共に０Ｖになる。この時点で、弁制御部３２４のマイクロコンピュータは動作停止となる。

［第２実施形態］
図７は、空調機１００が冷暖同時機である場合の構成の一例を示す図である。
図において、冷暖同時機の室外機１からは、高圧ガス冷媒が流れる高圧ガス管Ｐ_ＨＧ、低圧ガス冷媒が流れる低圧ガス管Ｐ_ＬＧ、及び、高圧の液冷媒が流れる高圧液管Ｐ_ＨＬを介して、複数（ここでは４個）の流路切換ユニット５が接続されている。また、これらの流路切換ユニット５にはそれぞれ、室内機２が接続されている。流路切換ユニット５及び室内機２は、室外機１を共有する冷媒回路を構成している。なお、ここでは４台の流路切換ユニット５及び室内機２を示しているが、台数は図示の便宜上の一例を示しているに過ぎない。

流路切換ユニット５の各々は、高圧ガス管Ｐ_ＨＧに接続される電動弁５Ｈ、低圧ガス管Ｐ_ＬＧに接続される電動弁５Ｌ、及び、高圧液管Ｐ_ＨＬに接続される電動弁５ｅを備えている。

上記の冷暖同時機の空調機１００では、熱源側ユニットとして共通の室外機１の下で、利用側ユニットとして任意の室内機２を空調（冷房又は暖房）運転させることができる。流路切換ユニット５により、一部の室内機２は冷房、他の室内機２は暖房、を行うこともできる。具体的には、電動弁５Ｈ，５Ｌの開閉を制御することで冷媒流路を切り換えることができる。また、必要に応じ、電動弁５ｅの開度を制御することで、室内機２内の熱交換器に流れる冷媒流量を調整することもできる。また、流路切換ユニット５内の電動弁５Ｈ，５Ｌ，５ｅを遮断弁として使うことも可能である。従って、弁キット３１（図３）は、流路切換ユニット５と共に提供することもできる。

図８は、流路切換ユニット５が設けられている空調機における、電気的な接続図である。図８において、流路切換ユニット５は、マイクロコンピュータを搭載した制御部５１、及び、弁５Ｈ，５Ｌ，５ｅを備えている。その他の構成要素は、第１実施形態（図２）と同様であり、同一符号を付した構成要素は同様の機能を有する。但し、弁キット３１は、室内機２寄りの流路切換ユニット５と共にあり、弁基板３２は、室内機２の制御基板４０と通信可能である。制御基板４０は、流路切換ユニット５の制御部５１及び、制御部５１を介して室外機１の制御基板３０と通信可能である。

図８の弁キット３１は、第１実施形態と同様の回路を有し、停電時にはバックアップ基板３３から提供される電圧により弁５Ｈ，５Ｌ，５ｅを全閉することができる。

《開示のまとめ》
以上の開示のまとめとして、以下のように一般化して表現することができる。

これは、空調機１００その他の、冷媒回路を有するヒートポンプ装置についての開示である。ヒートポンプ装置は、冷媒回路上に設けられ、非通電時に開度を維持する弁１７，１８（又は５Ｈ，５Ｌ，５ｅ）と、弁を動作させる弁駆動回路３２２と、弁駆動回路３２２を制御する弁制御部３２４と、弁駆動回路３２２に電源を供給する電源回路ＰＷと、を備えている。電源回路ＰＷは、外部から電源供給を受けて直流電圧を生成する第１電源回路部Ｐ１と、外部から電源供給を受けてキャパシタ（電気二重層キャパシタ３３４）に蓄電し、当該キャパシタを第１電源回路部Ｐ１の第１出力電路Ｌ１に並列接続するバックアップ用の第２電源回路部Ｐ２とを含む。

上記のヒートポンプ装置では、電源回路ＰＷにおける電源供給系統が第１電源回路部Ｐ１と、キャパシタを含む第２電源回路部Ｐ２との２系統になる。停電により外部からの電源供給が失われた場合に、第１電源回路部Ｐ１は弁を閉じる電力を供給することはできないが、第２電源回路部Ｐ２のキャパシタの放電により、弁を閉じることができる。従って、停電時には、冷媒漏洩に備えて、弁を閉じることができる。停電とほぼ同時に冷媒漏洩が検出された場合にも、弁を閉じることができる。

キャパシタは、弁を全開から全閉にするに必要な電気量を蓄える容量を有することが必要である。この場合、弁が全開の状態で停電が発生しても、そこから、弁を全閉の状態にすることができる。

冷媒回路は、ガス側の冷媒配管と、液側の冷媒配管とを含み、弁は、ガス側の弁１８（５Ｈ，５Ｌ）、及び、液側の弁１７（５ｅ）を有し、キャパシタは、弁のそれぞれを全開から全閉にするに必要な電気量を蓄える容量を有する。
この場合、弁が全開の状態で停電が発生しても、そこから、それぞれの弁を全閉の状態にすることができる。

弁制御部３２４は、弁１７，１８（又は、５Ｈ，５Ｌ，５ｅ）のそれぞれを、いずれか一方から順番に閉動作させるようにしてもよい。
この場合、複数同時に閉動作させるよりも最大電流値を抑制できるので、その際の電圧降下も抑制することができる。これにより、万一キャパシタの電気量が十分でなかったとしても、少なくとも先に閉動作させた方は、全閉させ得る可能性が高くなる。

ヒートポンプ装置は、冷媒漏洩を検出する冷媒センサ３４を備え、冷媒センサ３４が冷媒漏洩を検出した場合、キャパシタが充電されている状態で、弁制御部３２４は、弁１７，１８を閉じるよう弁駆動回路３２２を動作させるようにしてもよい。
これにより、仮に冷媒漏洩を検出した後に停電が発生したような場合でも、充電されているキャパシタの放電により、弁を閉じることができる。

第１電源回路部Ｐ１及び弁駆動回路３２２は第１の基板（弁基板３２）に搭載され、第２電源回路部Ｐ２は第１の基板とは別の第２の基板（バックアップ基板３３）に搭載されている。この場合、既存の第１の基板があるところに、第２電源回路部Ｐ２を搭載する第２の基板を増設することが容易である。

第１の基板には、第１電源回路部Ｐ１に入力される電圧又は、第１出力電路Ｌ１とは絶縁されて第１電源回路部Ｐ１から出力される第２出力電路Ｌ２の電圧を検出する停電検出回路３２５と、弁駆動回路３２２を制御する弁制御部３２４と、が設けられている。そして、停電検出回路３２５による停電検出により、弁制御部３２４は弁を閉じる指令を出力する。こうして、停電検出により、確実に弁を閉じることができる。

第２電源回路部Ｐ２は、交流から直流への整流部３３１と、整流部３３１の出力電圧を所定の直流電圧に降圧するスイッチング電源部３３２と、スイッチング電源部３３２の出力に基づいて、定電流充電から定電圧充電までを行う充電回路部３３３と、充電回路部３３３に接続された電気二重層キャパシタ３３４と、電気二重層キャパシタ３３４の出力電圧を所定の直流電圧に昇圧するブースト回路部３３５と、ブースト回路部３３５の出力端のプラス側電路に設けられ、当該プラス側電路から第１電源回路部Ｐ１に繋がる方向を順方向とするダイオード３３６と、を備えている。

このような第２電源回路部Ｐ２の回路構成によれば、整流部３３１、スイッチング電源部３３２及び充電回路部３３３を経て、電気二重層キャパシタ３３４が充電される。第１電源回路部Ｐ１の出力電圧があるときは、ダイオード３３６の逆阻止により電気二重層キャパシタ３３４は放電せず、フル充電状態で電荷を蓄えている。停電により第１電源回路部Ｐ１の出力電圧が失われると、電気二重層キャパシタ３３４の出力電圧はブースト回路部３３５及びダイオード３３６を経て弁駆動回路３２２に供給される。

室内機２は、運転操作を行うためのリモコン４２を備え、当該リモコン４２は弁の開閉状態に関連する情報を表示する表示部４２ｄを有する。
この場合、リモコン４２の表示部４２ｄ上で弁の開閉状態を確認することができる。

ヒートポンプ装置は、冷凍サイクル運転の制御を行う主制御部（制御基板３０）を備え、弁制御部３２４が、主制御部（制御基板３０）と通信できる場合にのみ、主制御部（制御基板３０）は冷凍サイクル運転を行うようにすることができる。
この場合、通信できない場合にはヒートポンプ装置の運転を行わない、というインターロック機能を実現することができる。

弁キット３１としては、弁基板３２と、バックアップ基板３３とを備えている。弁基板３２は、冷媒回路上に設けられ、非通電時に開度を維持する弁１７，１８（５Ｈ，５Ｌ，５ｅ）と、当該弁を動作させる弁駆動回路３２２、及び、外部から電源供給を受けて直流電圧を生成し弁駆動回路３２２に供給する第１電源回路部Ｐ１と、を含む。バックアップ基板３３は、外部から電源供給を受けてキャパシタに蓄電し、当該キャパシタを第１電源回路部Ｐ１の第１出力電路Ｌ１に並列接続する第２電源回路部Ｐ２を有する。

上記の弁キットでは、弁駆動回路３２２への電源供給系統が第１電源回路部Ｐ１と、キャパシタを含む第２電源回路部Ｐ２との２系統になる。停電により外部からの電源供給が失われた場合に、第１電源回路部Ｐ１は弁を閉じる電力を供給することはできないが、第２電源回路部Ｐ２のキャパシタの放電により、弁１７，１８（５Ｈ，５Ｌ，５ｅ）を閉じることができる。従って、停電時には、冷媒漏洩に備えて、弁を閉じることができる。停電とほぼ同時に冷媒漏洩が検出された場合にも、弁を閉じることができる。

弁キットは、熱源側ユニットと、利用側ユニットとを互いに接続する冷媒配管に設けられていてもよい。
この場合、弁キットを配置することで、簡易に熱源側ユニットと利用側ユニットとの間で冷媒の漏洩を遮断することができる。

《その他》
なお、上述の各実施形態については、その少なくとも一部を、相互に任意に組み合わせてもよい。
上述の各実施形態は空調機を例に述べたが、バックアップ電源により弁を全閉する回路構成は、冷媒回路を有するヒートポンプ装置全般に適用可能である。

以上、実施形態について説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１：室外機、２：室内機、５：流路切換ユニット、５Ｈ，５Ｌ，５ｅ:電動弁、１１：圧縮機、１２：四路切換弁、１３：アキュムレータ、１４：熱交換器、１５：ファン、１６：膨張弁、１７：弁（液側）、１８：弁（ガス側）、２１：熱交換器、２２：ファン、２３：膨張弁、３０：制御基板、３１：弁キット、３２：弁基板、３３：バックアップ基板、３４，３５：冷媒センサ、４０：制御基板、４１：冷媒センサ、４２：リモコン、４２ｄ：表示部、５１：制御部、１００：空調機、３２１：ＡＣ／ＤＣスイッチング電源、３２２：弁駆動回路、３２３：レギュレータ、３２４：弁制御部、３２５：停電検出回路、３２６：絶縁回路、３３１：整流部、３３２：スイッチング電源部、３３３：充電回路部、３３４：電気二重層キャパシタ、３３５：ブースト回路部、３３６：ダイオード、Ｌ１：第１出力電路、Ｌ２：第２出力電路、Ｐ_Ｇ，Ｐ_Ｌ：冷媒配管、高圧ガス管：Ｐ_ＨＧ、低圧ガス管：Ｐ_ＬＧ、高圧液管：Ｐ_ＨＬ、ＰＳ：交流電源、ＰＷ：電源回路、Ｐ１：第１電源回路部、Ｐ２：第２電源回路部

Claims (7)

1. 冷媒回路を有するヒートポンプ装置であって、
   前記冷媒回路上に設けられ、非通電時に開度を維持する弁（１７，１８）と、
   前記弁（１７，１８）を動作させる弁駆動回路（３２２）と、
   前記弁駆動回路（３２２）を制御する弁制御部（３２４）と、
   前記弁駆動回路（３２２）に電源を供給する電源回路（ＰＷ）と、を備え、
   前記電源回路（ＰＷ）は、
   外部から電源供給を受けて前記弁駆動回路（３２２）に電源を供給する第１電源回路部（Ｐ１）と、
   外部から電源供給を受けてキャパシタ（３３４）に蓄電し、当該キャパシタ（３３４）を前記第１電源回路部（Ｐ１）の第１出力電路（Ｌ１）に並列接続するバックアップ用の第２電源回路部（Ｐ２）と、
   冷凍サイクル運転の制御を行う主制御部（３０）と、
   を含み、
   前記弁制御部（３２４）が、前記主制御部（３０）と通信できる場合にのみ、前記主制御部（３０）は前記冷凍サイクル運転を行う、
   ヒートポンプ装置。
2. 前記キャパシタ（３３４）は、前記弁（１７，１８）を全開から全閉にするに必要な電気量を蓄える容量を有する請求項１に記載のヒートポンプ装置。
3. 前記冷媒回路は、ガス側の冷媒配管（ＰＧ）と、液側の冷媒配管（ＰＬ）とを含み、
   前記弁は、前記ガス側の冷媒配管（ＰＧ）に設けられるガス側の弁（１８）、及び、前記液側の冷媒配管（ＰＬ）に設けられる液側の弁（１７）を有し、
   前記キャパシタ（３３４）は、前記弁（１７，１８）のそれぞれを全開から全閉にするに必要な電気量を蓄える容量を有する、請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプ装置。
4. 前記弁制御部（３２４）は、前記弁（１７，１８）のそれぞれを、いずれか一方から順番に閉動作させる請求項３に記載のヒートポンプ装置。
5. 冷媒漏洩を検出する冷媒センサ（３４，３５，４１）を備え、
   前記冷媒センサ（３４，３５，４１）が冷媒漏洩を検出した場合、前記キャパシタ（３３４）が充電されている状態で、前記弁制御部（３２４）は、前記弁（１７，１８）を閉じるよう前記弁駆動回路（３２２）を動作させる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置。
6. 前記第２電源回路部（Ｐ２）は、
   交流から直流への整流部（３３１）と、
   前記整流部（３３１）の出力電圧を所定の直流電圧に降圧するスイッチング電源部（３３２）と、
   前記スイッチング電源部（３３２）の出力に基づいて、定電流充電から定電圧充電まで
   を行う充電回路部（３３３）と、
   前記充電回路部（３３３）に接続された電気二重層キャパシタ（３３４）と、
   前記電気二重層キャパシタ（３３４）の出力電圧を所定の直流電圧に昇圧するブースト回路部（３３５）と、
   前記ブースト回路部（３３５）の出力端のプラス側電路に設けられ、当該プラス側電路から前記第１電源回路部（Ｐ１）に繋がる方向を順方向とするダイオード（３３６）と、
   を備えている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置。
7. 運転操作を行うためのリモコン（４２）を備え、当該リモコン（４２）は前記弁（１７，１８）の開閉状態に関連する情報を表示する表示部（４２ｄ）を有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置。

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