WO2015190144A1 - ヒートポンプ装置 - Google Patents

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WO2015190144A1
WO2015190144A1 PCT/JP2015/057433 JP2015057433W WO2015190144A1 WO 2015190144 A1 WO2015190144 A1 WO 2015190144A1 JP 2015057433 W JP2015057433 W JP 2015057433W WO 2015190144 A1 WO2015190144 A1 WO 2015190144A1
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WO
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refrigerant
air
heat pump
load unit
load
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PCT/JP2015/057433
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Inventor
康巨 鈴木
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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    • F24D15/04—Other domestic- or space-heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0068—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by the arrangement of refrigerant piping outside the heat exchanger within the unit casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
    • F25B47/025—Defrosting cycles hot gas defrosting by reversing the cycle
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    • F24F11/36—Responding to malfunctions or emergencies to leakage of heat-exchange fluid
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    • F25B2339/04—Details of condensers
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/22—Preventing, detecting or repairing leaks of refrigeration fluids

Definitions

  • the present invention relates to a heat pump device.
  • HFC refrigerants such as R410A, which is nonflammable, are used in heat pump devices. Unlike the conventional HCFC refrigerant like R22, this R410A does not destroy the ozone layer because the ozone layer depletion coefficient (hereinafter referred to as “ODP”) is zero.
  • ODP ozone layer depletion coefficient
  • R410A has a property of having a high global warming potential (hereinafter referred to as “GWP”). Therefore, as part of the prevention of global warming, studies are underway to change from an HFC refrigerant with a high GWP such as R410A to a refrigerant with a low GWP.
  • HC refrigerants such as R290 (C 3 H 8 ; propane) and R 1270 (C 3 H 6 ; propylene), which are natural refrigerants.
  • R290 and R1270 have flammability (strong flammability) at a high flammability level. Therefore, when R290 or R1270 is used as a refrigerant, attention must be paid to refrigerant leakage.
  • HFC refrigerant candidate of low GWP there is an HFC refrigerant having no carbon double bond in the composition, for example, R32 (CH 2 F 2 ; difluoromethane) having a lower GWP than R410A.
  • Similar refrigerant candidates include halogenated hydrocarbons which are a kind of HFC refrigerant as in R32 and have a carbon double bond in the composition.
  • halogenated hydrocarbon examples include HFO-1234yf (CF 3 CF ⁇ CH 2 ; tetrafluoropropene) and HFO-1234ze (CF 3 —CH ⁇ CHF).
  • HFO-1234yf CF 3 CF ⁇ CH 2 ; tetrafluoropropene
  • HFO-1234ze CF 3 —CH ⁇ CHF
  • an olefin unsaturated with carbon double bond
  • Such low GWP HFC refrigerants are not as flammable as HC refrigerants such as natural refrigerant R290, but unlike R410A, which is nonflammable, flammability at a slightly flammable level ( Slightly flammable). Therefore, it is necessary to pay attention to refrigerant leakage as in the case of R290.
  • coolant which has flammability more than a slight fuel level (for example, 2L or more by the classification of ASHRAE34) is called "flammable refrigerant
  • the refrigerant concentration in the room increases and a flammable concentration area may be formed.
  • Patent Document 1 discloses that an air conditioner using a flammable refrigerant is provided with a gas sensor for detecting a flammable refrigerant gas on the outer surface of an indoor unit, the indoor unit is floor-mounted, and the gas sensor is an indoor unit.
  • the air conditioner provided in the lower part of the is described. If the sensor detection voltage of the gas sensor is equal to or higher than the reference value, the control unit of the air conditioner determines that the flammable refrigerant has leaked and immediately issues an alarm by the alarm device. Thereby, the user can know that the flammable refrigerant has leaked, and can take measures such as ventilating the room or calling a service person for repair.
  • control unit determines that the flammable refrigerant has leaked, the control unit immediately performs control to stop the operation of the refrigerant circuit. Thereby, even if this air conditioning apparatus is in operation, the refrigerant circuit can be immediately shut off by the valve existing on the refrigerant circuit, and a large amount of flammable refrigerant can be prevented from leaking.
  • Patent Document 2 describes an air conditioner including an outdoor unit, a heat medium converter, and an indoor unit.
  • the heat medium converter is installed in a space such as the back of the ceiling, which is inside the building but is separate from the room.
  • the heat medium converter is provided with a converter blower for ventilating the inside of the housing.
  • casing of a heat carrier converter is provided with the opening part in the position where the air of a converter fan blows out.
  • the converter blower is always driven at a ventilation airflow or more (including when the air conditioner is stopped), and the refrigerant concentration in the casing of the heat medium converter is referred to as a lower combustion limit concentration (hereinafter referred to as “LFL”). ) To less than.
  • LFL lower combustion limit concentration
  • the air conditioner described in Patent Document 1 requires a gas sensor (refrigerant leakage sensor) that detects combustible refrigerant gas.
  • the life (accuracy maintaining period) of such a refrigerant leakage sensor is usually about 1 to 2 years, which is a short period of about 10 years, which is the life of the air conditioner (standard use period). For this reason, it is necessary to replace the refrigerant leak sensor many times during the use period of the air conditioner, and it may not be possible to replace the refrigerant leak sensor before reaching the end of its life, so the reliability is sufficiently high. There was a problem that could not be said.
  • a user who knows that a flammable refrigerant has leaked through an alarm can take measures such as ventilating the room or calling a service person for repairs.
  • the leaked combustible refrigerant may form a combustible concentration range.
  • the control unit that determines that the flammable refrigerant has leaked performs control to immediately stop the operation of the refrigerant circuit, it can suppress a large amount of flammable refrigerant from leaking, but a certain amount of flammable refrigerant leaks. It cannot be avoided. For this reason, there was a problem that the leaked combustible refrigerant may form a combustible concentration region in a room that is generally a closed space.
  • the refrigerant concentration in the housing of the heat medium converter can be suppressed to less than LFL, but the refrigerant discharged from the housing of the heat medium converter is outside the housing.
  • the refrigerant discharged from the housing of the heat medium converter is outside the housing.
  • casing may form a combustible density
  • the present invention has been made to solve at least one of the above-described problems, and even if a flammable refrigerant leaks, the flammable concentration region is prevented from being formed in the room.
  • An object of the present invention is to provide a heat pump device that can be used.
  • a heat pump device is a heat pump device having a refrigeration cycle for circulating a flammable refrigerant, and a load unit that accommodates at least a load-side heat exchanger of the refrigeration cycle and is disposed indoors,
  • the load-side heat exchanger performs heat exchange between the combustible refrigerant and the liquid heat medium, and the load unit has a different height from the blower, the suction port for sucking indoor air, and the suction port.
  • a blowout port that is provided at a position and blows out the air sucked from the suction port into the room.
  • the present invention it is possible to generate a flow of air that circulates in the vertical direction in the room, so even if a flammable refrigerant leaks, it is possible to suppress the formation of a flammable concentration area in the room. .
  • FIG. 1 shows schematic structure of the heat pump apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • It is a front view which shows the structure of the load unit 200 of the heat pump apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • It is a side view which shows the structure of the load unit 200 of the heat pump apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • It is a fragmentary sectional view which shows the structure of the load unit 200 which concerns on the modification of Embodiment 1 of this invention.
  • It is a front view shows the structure of the load unit 200 which concerns on the other modification of Embodiment 1 of this invention.
  • It is a side view which shows the structure of the load unit 200 which concerns on the other modification of Embodiment 1 of this invention.
  • It is a front view which shows the internal structure of the load unit 200 which concerns on the other modification of Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a heat pump device according to the present embodiment.
  • a heat pump water heater 1000 is illustrated as the heat pump device.
  • the dimensional relationship and shape of each component may differ from the actual ones.
  • the positional relationship (for example, vertical relationship etc.) between each structural member in a specification is a thing when installing a heat pump apparatus in the state which can be used in principle.
  • the heat pump water heater 1000 has a refrigerant circuit 110 (refrigeration cycle) for circulating refrigerant and a water circuit 210 for circulating water (an example of a liquid heat medium).
  • the refrigerant circuit 110 includes a compressor 3, a refrigerant flow switching device 4, a load side heat exchanger 2 (indoor heat exchanger), a first pressure reducing device 6, an intermediate pressure receiver 5, a second pressure reducing device 7, and a heat source side heat.
  • the exchanger 1 (outdoor heat exchanger) is sequentially connected in an annular manner through a refrigerant pipe.
  • the heat pump water heater 1000 includes a load unit 200 (indoor unit) installed indoors and a heat source unit 100 (outdoor unit) installed outdoor, for example.
  • the load unit 200 is installed, for example, in a storage space such as a storage room in a building, in addition to a kitchen, a bathroom, and a laundry room.
  • a slightly flammable refrigerant such as R32, HFO-1234yf, HFO-1234ze, or a strong flammable refrigerant such as R290, R1270 is used.
  • These refrigerants may be used as a single refrigerant, or may be used as a mixed refrigerant in which two or more kinds are mixed.
  • the compressor 3 is a fluid machine that compresses sucked low-pressure refrigerant and discharges it as high-pressure refrigerant.
  • the compressor 3 of this example includes an inverter device and the like, and can change the capacity (the amount of refrigerant sent out per unit time) by arbitrarily changing the drive frequency.
  • the refrigerant flow switching device 4 switches the flow direction of the refrigerant in the refrigerant circuit 110 between the normal operation and the defrosting operation.
  • a four-way valve is used as the refrigerant flow switching device 4.
  • the load-side heat exchanger 2 is a refrigerant-water heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant flowing through the refrigerant circuit 110 and the water flowing through the water circuit 210.
  • the load-side heat exchanger 2 functions as a condenser (heat radiator) that heats water during normal operation, and functions as an evaporator (heat absorber) during defrosting operation.
  • the first decompression device 6 adjusts the flow rate of the refrigerant, and performs, for example, pressure adjustment (decompression) of the refrigerant flowing through the load side heat exchanger 2.
  • the intermediate pressure receiver 5 is located between the first decompression device 6 and the second decompression device 7 in the refrigerant circuit 110 and stores excess refrigerant.
  • a suction pipe 11 connected to the suction side of the compressor 3 passes inside the intermediate pressure receiver 5.
  • heat exchange is performed between the refrigerant passing through the through portion 12 of the suction pipe 11 and the refrigerant in the intermediate pressure receiver 5. For this reason, the intermediate pressure receiver 5 has a function as an internal heat exchanger in the refrigerant circuit 110.
  • the second decompression device 7 adjusts the flow rate of the refrigerant to adjust the pressure.
  • the first decompression device 6 and the second decompression device 7 of the present example are assumed to be electronic expansion valves that can change the opening degree based on an instruction from the control device 101 described later.
  • the heat source side heat exchanger 1 is a refrigerant-air heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant flowing through the refrigerant circuit 110 and air (outside air) blown by an outdoor blower (not shown) or the like.
  • the heat source side heat exchanger 1 functions as an evaporator (heat absorber) during normal operation and functions as a condenser (heat radiator) during defrosting operation.
  • the compressor 3, the refrigerant flow switching device 4, the first pressure reducing device 6, the intermediate pressure receiver 5, the second pressure reducing device 7, and the heat source side heat exchanger 1 are accommodated in the heat source unit 100.
  • the load side heat exchanger 2 is accommodated in the load unit 200.
  • the heat source unit 100 mainly controls the operation of the refrigerant circuit 110 (for example, the compressor 3, the refrigerant flow switching device 4, the first decompression device 6, the second decompression device 7, an outdoor blower not shown).
  • a control device 101 is provided.
  • the control device 101 has a microcomputer provided with a CPU, ROM, RAM, I / O port, and the like.
  • the control device 101 can perform data communication with a control device 201 and an operation unit 301 described later via a control line 310.
  • the flow direction of the refrigerant during normal operation in the refrigerant circuit 110 is indicated by solid line arrows.
  • the refrigerant flow switching device 4 switches the refrigerant flow path as indicated by a solid line, and the refrigerant circuit 110 is configured so that the high-temperature and high-pressure refrigerant flows through the load-side heat exchanger 2.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 3 first flows into the refrigerant flow path of the load-side heat exchanger 2 via the refrigerant flow switching device 4.
  • the load side heat exchanger 2 functions as a condenser. That is, in the load side heat exchanger 2, heat exchange between the refrigerant flowing through the refrigerant flow path and the water flowing through the water flow path of the load side heat exchanger 2 is performed, and the condensation heat of the refrigerant is radiated to the water. As a result, the refrigerant flowing into the load-side heat exchanger 2 is condensed and becomes a high-pressure liquid refrigerant. Moreover, the water which flows through the water flow path of the load side heat exchanger 2 is heated by the heat radiation from the refrigerant.
  • the high-pressure liquid refrigerant condensed in the load-side heat exchanger 2 flows into the first decompression device 6 and is slightly decompressed to become a two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant flows into the intermediate pressure receiver 5 and is cooled by heat exchange with the low-pressure gas refrigerant flowing through the suction pipe 11 to become a liquid refrigerant.
  • This liquid refrigerant flows into the second decompression device 7 and is decompressed to become a low-pressure two-phase refrigerant.
  • the low-pressure two-phase refrigerant flows into the heat source side heat exchanger 1. During normal operation, the heat source side heat exchanger 1 functions as an evaporator.
  • the heat source side heat exchanger 1 heat exchange is performed between the refrigerant circulating in the interior and the air (outside air) blown by the outdoor blower, and the evaporation heat of the refrigerant is absorbed from the blown air.
  • the refrigerant flowing into the heat source side heat exchanger 1 evaporates to become a low-pressure gas refrigerant.
  • the low-pressure gas refrigerant flows into the suction pipe 11 via the refrigerant flow switching device 4.
  • the low-pressure gas refrigerant flowing into the suction pipe 11 is heated by heat exchange with the refrigerant in the intermediate-pressure receiver 5 and is sucked into the compressor 3.
  • the refrigerant sucked into the compressor 3 is compressed into a high-temperature and high-pressure gas refrigerant. In normal operation, the above cycle is repeated.
  • the flow direction of the refrigerant during the defrosting operation in the refrigerant circuit 110 is indicated by a broken line arrow.
  • the refrigerant flow path switching device 4 switches the refrigerant flow path as indicated by broken lines, and the refrigerant circuit 110 is configured so that the high-temperature and high-pressure refrigerant flows through the heat source side heat exchanger 1.
  • the heat source side heat exchanger 1 functions as a condenser. That is, in the heat source side heat exchanger 1, heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the inside and the frost adhering to the surface of the heat source side heat exchanger 1. Thereby, the frost adhering to the surface of the heat source side heat exchanger 1 is heated and melted by the condensation heat of the refrigerant.
  • a hot water storage tank 51 a hot water storage tank 51, a load side heat exchanger 2, a pump 53, a booster heater 54, a three-way valve 55, a strainer 56, a flow switch 57, a pressure relief valve 58, an air vent valve 59, and the like are connected via a water pipe. It has the structure which was made.
  • a drain outlet 62 for draining the water in the water circuit 210 is provided in the middle of the pipe constituting the water circuit 210.
  • the water circuit 210 is accommodated in the housing 220 of the load unit 200.
  • the hot water storage tank 51 is a device for accumulating water inside.
  • the hot water storage tank 51 contains a coil 61 connected to the water circuit 210.
  • the coil 61 heats the water accumulated in the hot water storage tank 51 by exchanging heat between the water (hot water) circulating in the water circuit 210 and the water stored in the hot water storage tank 51.
  • the hot water storage tank 51 has a built-in submerged heater 60.
  • the submerged heater 60 is a heating means for further heating the water accumulated in the hot water storage tank 51.
  • the water in the hot water storage tank 51 flows into the sanitary circuit side piping 81b connected to, for example, a shower. Further, the sanitary circuit side pipe 81a is also provided with a drain outlet 63.
  • the hot water storage tank 51 is covered with a heat insulating material (not shown).
  • the heat insulating material for example, felt, cinsalate (registered trademark), VIP (Vacuum Insulation Panel), or the like is used.
  • the pump 53 is a device that applies pressure to the water in the water circuit 210 to circulate the water circuit 210.
  • the booster heater 54 is a device that further heats the water in the water circuit 210 when the heating capacity of the heat source unit 100 is insufficient.
  • the three-way valve 55 is a device for branching water in the water circuit 210. For example, the three-way valve 55 switches between flowing the water in the water circuit 210 to the hot water storage tank 51 side or flowing to the heating circuit side pipe 82b to which a radiator such as an external radiator or floor heating is connected. .
  • the heating circuit side pipes 82a and 82b are pipes that circulate water with the heater.
  • the strainer 56 is a device that removes scale (sediment) in the water circuit 210.
  • the flow switch 57 is a device for detecting whether or not the flow rate circulating in the water circuit 210 is a certain amount or more.
  • the expansion tank 52 is a device for controlling the pressure that changes due to the volume change of the water in the water circuit 210 accompanying heating or the like within a certain range.
  • the pressure of the water circuit 210 becomes higher than the pressure control range of the expansion tank 52, the water in the water circuit 210 is discharged to the outside by the pressure relief valve 58.
  • the pressure relief valve 58 is a protective device.
  • the air vent valve 59 is a device that discharges air generated in the water circuit 210 to the outside, and prevents the pump 53 from idling (air catching).
  • the manual air vent valve 64 is a manual valve for extracting air from the water circuit 210. The manual air vent valve 64 is used, for example, when the air mixed in the water circuit 210 is drained during water filling during installation work.
  • the load unit 200 is provided with a control device 201 that mainly controls the operation of the water circuit 210 (for example, the pump 53, the booster heater 54, the three-way valve 55, etc.).
  • the control device 201 has a microcomputer provided with a CPU, ROM, RAM, I / O port, and the like.
  • the control device 201 can perform data communication with the control device 101 and the operation unit 301.
  • the operation unit 301 allows the user to perform operations and various settings of the heat pump water heater 1000.
  • the operation unit 301 of this example includes a display device, and can display various information such as the state of the heat pump water heater 1000.
  • the operation unit 301 is provided, for example, at a height (for example, about 1 to 1.5 m from the floor surface) at which the user can manually operate the front surface of the housing 220 of the load unit 200 (see FIG. 2). ).
  • FIG. 2 is a front view showing the configuration of the load unit 200.
  • FIG. 3 is a side view (left side view) showing the configuration of the load unit 200. 2 and 3 also show a schematic installation state of the load unit 200 in the room.
  • the load unit 200 is a floor-mounted type that includes a hot water storage tank 51 and is installed on the floor surface of the room.
  • the load unit 200 includes a casing 220 having a vertically long rectangular parallelepiped shape.
  • the load unit 200 is installed such that a predetermined gap is formed between the rear surface of the housing 220 and the wall surface of the room.
  • the housing 220 is made of, for example, metal.
  • the housing 220 is formed with a suction port 231 for sucking in indoor air and a blower outlet 232 for blowing out the air sucked from the suction port 231 into the room.
  • the suction port 231 is provided in the upper part of the side surface (right side surface in this example) of the housing 220.
  • the suction port 231 of this example is provided at a position higher than the operation unit 301.
  • the air outlet 232 is provided at a lower portion of the side surface (right side surface in this example) of the housing 220, that is, at a position lower than the suction port 231.
  • the air outlet 232 in this example is provided at a position lower than the operation unit 301 and in the vicinity of the floor surface in the room.
  • the suction port 231 may be provided on the top surface, the front surface, the left side surface, or the back surface as long as it is an upper portion of the housing 220. If the blower outlet 232 is the lower part of the housing
  • the air inlet 231 and the air outlet 232 are connected by a duct 233 extending substantially in the vertical direction.
  • the duct 233 is made of metal, for example.
  • an air passage 234 is formed as an air flow path between the suction port 231 and the air outlet 232.
  • the air path 234 is isolated by a duct 233 from a space in the housing 220 in which high-temperature components such as the load-side heat exchanger 2 and the hot water storage tank 51 and electrical components are accommodated.
  • the duct 233 may not be provided as long as an air flow path (air passage 234) can be formed between the suction port 231 and the blowout port 232 in the housing 220.
  • the air passage 234 is provided with a blower 235 that generates an air flow from the air inlet 231 toward the air outlet 232 in the air passage 234.
  • a blower 235 As the blower 235, a cross flow fan, a turbo fan, a sirocco fan, a propeller fan, or the like is used.
  • the blower 235 is disposed to face the air outlet 232, for example.
  • the blower 235 of the present example is always operated when electric power is supplied, including when the refrigeration cycle is stopped (for example, when the compressor 3 is stopped). That is, when the supply of power to the load unit 200 (or the blower 235 itself) is started (for example, when the load unit 200 is connected to a power source via a power cord or the like), the blower 235 controls the control device 201.
  • the control apparatus 201 starts up regardless of the control of, and continues to operate until power supply is cut off. Or when operation
  • a flammable refrigerant such as R32, HFO-1234yf, HFO-1234ze, R290, R1270, or the like is used as the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 110. For this reason, in the unlikely event that refrigerant leaks in the load unit 200, the refrigerant concentration in the room may rise and a combustible concentration region may be formed.
  • the position where the refrigerant leaks tends to be a low position near the floor surface, and the leaked refrigerant tends to stay at a low position near the floor surface, so that a particularly high effect is obtained.
  • the present embodiment it is possible to suppress the formation of a combustible concentration region without using a refrigerant leakage sensor that detects refrigerant leakage. Therefore, according to the present embodiment, it is not necessary to replace the refrigerant leakage sensor during the standard use period of the load unit 200 or the heat pump device (heat pump water heater 1000), so that the maintenance cost can be suppressed and the heat pump device. The reliability of the can be further increased.
  • the air passage 234 is separated from the space in which high-temperature parts and electrical parts are accommodated by the duct 233. Therefore, according to the present embodiment, even if the air containing the combustible refrigerant flows through the air passage 234, the combustible refrigerant in the air passage 234 comes into contact with a component or an electrical component that becomes high temperature. Can be avoided.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a load unit 200 according to a modification of the present embodiment.
  • the structure of the blower outlet 232 vicinity is shown.
  • the air outlet 232 is formed in the lower part of the side surface (or the lower part of the front surface or the lower part of the back surface) of the housing 220.
  • the air outlet 232 is provided with a wind direction plate 236 that faces downward (for example, obliquely downward).
  • FIG. 5 is a front view showing a configuration of a load unit 200 according to another modification of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a side view (left side view) showing the configuration of the load unit 200.
  • FIG. 7 is a front view showing the internal configuration of the load unit 200.
  • the load unit 200 of the present modification has a wall-hanging shape that does not incorporate a hot water storage tank.
  • the load unit 200 is fixed to the indoor wall surface and is installed at a position higher than the indoor floor surface.
  • At least the load-side heat exchanger 2 is accommodated in the housing 220 of the load unit 200.
  • the hot water storage tank is separate from the load unit 200 and is disposed at a different location.
  • An operation unit 301 is provided on the front surface of the housing 220.
  • the operation unit 301 is provided at a height (for example, about 1 to 1.5 m from the floor) that can be operated by the user's hand.
  • the suction port 231 is formed on the top surface of the housing 220, and the air outlet 232 is formed on the bottom surface of the housing 220.
  • a partition plate is provided between the air passage 234 between the suction port 231 and the air outlet 232 and a space in the housing 220 in which high-temperature components such as the load-side heat exchanger 2 and electrical components are accommodated. 237 and isolated.
  • the partition plate 237 is made of metal, for example.
  • the load unit 200 of this modification is a wall-hanging type
  • the operation unit 301 is disposed at a height that can be operated by a user's hand, so that it is installed at a lower height than the wall-mounted indoor unit of the air conditioner. Is done. Therefore, in the case of such a wall-hanging type load unit 200, the position where the refrigerant leaks tends to be a low position near the floor surface, and the leaked refrigerant tends to stay at a low position near the floor surface. As in the case of 200, a high effect can be obtained.
  • the heat pump device accommodates the refrigeration cycle (refrigerant circuit 110) for circulating the flammable refrigerant and at least the load-side heat exchanger 2 of the refrigeration cycle, and is disposed indoors.
  • the load-side heat exchanger 2 performs heat exchange between a combustible refrigerant and a liquid heat medium (for example, water), and the load unit 200 is a load-side heat exchanger.
  • a housing 220 that houses the heat exchanger 2, a suction port 231 that is provided in the housing 220 and sucks indoor air, and a position of the housing 220 that has a different height from the suction port 231 (for example, the suction port 231).
  • the air outlet 232 is provided at a position lower than the air inlet 231 and blows air sucked from the air inlet 231 into the room, and the flow of air from the air inlet 231 toward the air outlet 232 is represented by the housing 2.
  • the blower 235 may be operated constantly including when the refrigeration cycle (for example, the compressor 3) is stopped.
  • the load unit 200 further includes an air passage 234 formed between the suction port 231 and the air outlet 232 in the housing 220, and the air passage 234 is provided on the load side. You may isolate from the space in which the heat exchanger 2 is accommodated.
  • the load unit 200 is a floor-mounted type installed on the indoor floor surface, and one of the suction port 231 and the air outlet 232 is an upper front portion and a side upper portion of the housing 220.
  • the other of the suction port 231 or the air outlet 232 may be provided at the lower front portion, the lower side surface, or the lower rear portion of the housing 220.
  • the load unit 200 is a wall-hanging type installed at a position higher than the floor surface in the room, and one of the suction port 231 or the air outlet 232 is the front surface of the housing 220.
  • the upper part, the upper part of the side surface, or the top surface may be provided, and the other of the suction port 231 or the air outlet 232 may be provided on the lower front surface, the lower part of the side surface or the bottom surface of the housing 220.
  • the air outlet 232 is provided in the lower front portion, the lower side surface, or the lower back surface of the housing 220, and the air outlet plate 236 is provided with a downward wind direction plate 236. May be.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
  • the heat pump water heater 1000 is taken as an example of the heat pump device, but the present invention can be applied to other heat pump devices other than the heat pump water heater 1000.
  • water is used as an example of the liquid heat medium.
  • other liquid heat such as brine is used.
  • Media can be used.
  • the heat pump device (for example, inside the housing 220 of the load unit 200) may be provided with a battery that can supply power to the blower 235, an uninterruptible power supply device, and the like.
  • the blower 235 can be operated even at the time of a power failure, it is possible to more reliably suppress the formation of a combustible concentration region when a flammable refrigerant leaks.
  • Heat source side heat exchanger 2. Load side heat exchanger, 3. Compressor, 4. Refrigerant flow path switching device, 5. Medium pressure receiver, 6. First pressure reducing device, 7. Second pressure reducing device, 11. Intake pipe, 12.

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Abstract

　万一、可燃性冷媒が漏洩したとしても、室内に可燃濃度域が形成されてしまうことを抑制できるヒートポンプ装置を提供する。　可燃性冷媒を循環させる冷媒回路１１０と、負荷側熱交換器２を収容し室内に配置される負荷ユニット２００と、を有するヒートポンプ装置１０００であって、負荷側熱交換器２は、可燃性冷媒と液状熱媒体との熱交換を行うものであり、負荷ユニット２００は、送風機２３５と、室内の空気を吸い込む吸込口２３１と、吸込口２３１とは高さの異なる位置に設けられ、吸込口２３１から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口２３２と、を備える。

Description

ヒートポンプ装置
　本発明は、ヒートポンプ装置に関する。
　従来、ヒートポンプ装置には、不燃性であるＲ４１０ＡのようなＨＦＣ冷媒が用いられている。このＲ４１０Ａは、従来のＲ２２のようなＨＣＦＣ冷媒と異なり、オゾン層破壊係数（以下「ＯＤＰ」と称す）がゼロであるため、オゾン層を破壊することはない。ところが、Ｒ４１０Ａは、地球温暖化係数（以下「ＧＷＰ」と称す）が高いという性質を有している。そのため、地球の温暖化防止の一環として、Ｒ４１０ＡのようなＧＷＰが高いＨＦＣ冷媒から、ＧＷＰが低い冷媒へと変更する検討が進められている。
　そのような低ＧＷＰの冷媒候補として、自然冷媒であるＲ２９０（Ｃ３Ｈ８；プロパン）やＲ１２７０（Ｃ３Ｈ６；プロピレン）のようなＨＣ冷媒がある。しかしながら、Ｒ２９０やＲ１２７０は、不燃性であるＲ４１０Ａとは異なり、強燃レベルの可燃性（強燃性）を有している。そのため、Ｒ２９０やＲ１２７０を冷媒として用いる場合には、冷媒漏洩に対する注意が必要である。
　また、低ＧＷＰの冷媒候補として、組成中に炭素の二重結合を持たないＨＦＣ冷媒、例えば、Ｒ４１０ＡよりもＧＷＰが低いＲ３２（ＣＨ２Ｆ２；ジフルオロメタン）がある。
　また、同じような冷媒候補として、Ｒ３２と同様にＨＦＣ冷媒の一種であって、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素がある。かかるハロゲン化炭化水素として、例えば、ＨＦＯ－１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２；テトラフルオロプロペン）やＨＦＯ－１２３４ｚｅ（ＣＦ３－ＣＨ＝ＣＨＦ）がある。なお、組成中に炭素の二重結合を持つＨＦＣ冷媒は、Ｒ３２のように組成中に炭素の二重結合を持たないＨＦＣ冷媒と区別するために、オレフィン（炭素の二重結合を持つ不飽和炭化水素がオレフィンと呼ばれる）の「Ｏ」を使って、「ＨＦＯ」と表現されることが多い。
　このような低ＧＷＰのＨＦＣ冷媒（ＨＦＯ冷媒を含む）は、自然冷媒であるＲ２９０のようなＨＣ冷媒ほど強燃性ではないものの、不燃性であるＲ４１０Ａとは異なり、微燃レベルの可燃性（微燃性）を有している。そのため、Ｒ２９０と同様に冷媒漏洩に対する注意が必要である。これより以降、微燃レベル以上（例えば、ＡＳＨＲＡＥ３４の分類で２Ｌ以上）の可燃性を有する冷媒のことを「可燃性冷媒」と称する。
　可燃性冷媒が室内へ漏洩した場合、室内の冷媒濃度が上昇し、可燃濃度域が形成されてしまう可能性がある。
　特許文献１には、可燃性冷媒を用いた空気調和装置において、室内機の外表面に可燃性冷媒ガスを検知するためのガスセンサを備え、室内機は床置形になっており、ガスセンサは室内機の下部に設けられている空気調和装置が記載されている。この空気調和装置の制御部は、ガスセンサのセンサ検知電圧が基準値以上であれば、可燃性冷媒が漏洩したと判断して、直ちに警報器によって警報を発する。これにより、ユーザは、可燃性冷媒が漏洩したことを知ることができ、室内を換気する、修理のためにサービスマンを呼ぶなどの処置をとることができる。また、制御部は、可燃性冷媒が漏洩したと判断すると、直ちに冷媒回路の運転を停止する制御を行う。これにより、この空気調和装置が運転中であっても、冷媒回路上に存在する弁によって冷媒回路を直ちに遮断でき、可燃性冷媒が大量に漏洩するのを抑制できる。
　また、特許文献２には、室外機、熱媒体変換機及び室内機を備えた空気調和装置が記載されている。この空気調和装置において、熱媒体変換機は、建物の内部ではあるが室内とは別の空間である天井裏等の空間に設置されている。熱媒体変換機には、筐体内の換気を行うための変換機送風機が設けられている。また、熱媒体変換機の筐体には、変換機送風機の空気が抜ける位置に開口部が設けられている。変換機送風機は、例えば常時（空気調和装置の運転停止時も含む）、換気風量以上で駆動させるようにし、熱媒体変換機の筐体内の冷媒濃度を燃焼下限濃度（以下、「ＬＦＬ」と称す）未満に抑制する。
特許第４６３９４５１号公報 国際公開第２０１２／０７３２９３号
　しかしながら、特許文献１に記載された空気調和装置では、可燃性冷媒ガスを検知するガスセンサ（冷媒漏洩センサ）が必要となる。このような冷媒漏洩センサの寿命（精度維持期間）は通常１～２年程度であり、空気調和装置の寿命（標準使用期間）である１０年程度に対して短期間である。このため、空気調和装置の使用期間中には冷媒漏洩センサを何度も交換する必要があり、また、冷媒漏洩センサが寿命を迎える前に交換できない場合もあり得るため、信頼性が十分に高いとは言えないという問題点があった。また、警報により可燃性冷媒の漏洩を知ったユーザは、室内を換気する、修理のためにサービスマンを呼ぶなどの処置をとることができるが、これらの処置がとられるまでの間、一般的に閉空間である室内において、漏洩した可燃性冷媒が可燃濃度域を形成してしまうおそれがあるという問題点があった。また、可燃性冷媒が漏洩したと判断した制御部は直ちに冷媒回路の運転を停止する制御を行うため、可燃性冷媒が大量に漏洩するのを抑制できるが、一定量の可燃性冷媒が漏洩することまでは回避できない。このため、一般的に閉空間である室内において、漏洩した可燃性冷媒が可燃濃度域を形成してしまうおそれがあるという問題点があった。
　また、特許文献２に記載された空気調和装置では、熱媒体変換機の筐体内の冷媒濃度をＬＦＬ未満に抑制することができるが、熱媒体変換機の筐体から排出された冷媒が筐体外で効果的に拡散されるとは限らない。このため、筐体から排出された冷媒が建物の内部の空間で可燃濃度域を形成してしまうおそれがあるという問題点があった。
　本発明は、上述のような問題点の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、万一、可燃性冷媒が漏洩したとしても、室内に可燃濃度域が形成されてしまうことを抑制できるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
　本発明に係るヒートポンプ装置は、可燃性冷媒を循環させる冷凍サイクルと、少なくとも前記冷凍サイクルの負荷側熱交換器を収容し、室内に配置される負荷ユニットと、を有するヒートポンプ装置であって、前記負荷側熱交換器は、可燃性冷媒と液状熱媒体との熱交換を行うものであり、前記負荷ユニットは、送風機と、室内の空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口とは高さの異なる位置に設けられ、前記吸込口から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口と、を備えるものである。
　本発明によれば、室内の上下方向で循環する空気の流れを生成することができるため、万一、可燃性冷媒が漏洩したとしても、室内に可燃濃度域が形成されてしまうことを抑制できる。
本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の負荷ユニット２００の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置の負荷ユニット２００の構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係る負荷ユニット２００の構成を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態１の他の変形例に係る負荷ユニット２００の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態１の他の変形例に係る負荷ユニット２００の構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態１の他の変形例に係る負荷ユニット２００の内部構成を示す正面図である。
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装置について説明する。図１は、本実施の形態に係るヒートポンプ装置の概略構成を示す図である。本実施の形態では、ヒートポンプ装置として、ヒートポンプ給湯機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。また、明細書中における各構成部材同士の位置関係（例えば、上下関係等）は、原則として、ヒートポンプ装置を使用可能な状態に設置したときのものである。
　図１に示すように、ヒートポンプ給湯機１０００は、冷媒を循環させる冷媒回路１１０（冷凍サイクル）と、水（液状熱媒体の一例）を流通させる水回路２１０と、を有している。まず、冷媒回路１１０について説明する。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（室内熱交換器）、第１減圧装置６、中圧レシーバ５、第２減圧装置７、及び熱源側熱交換器１（室外熱交換器）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。ヒートポンプ給湯機１０００では、後述する水回路２１０を流れる水を加熱する通常運転（暖房給湯運転）と、通常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と、が可能となっている。また、ヒートポンプ給湯機１０００は、室内に設置される負荷ユニット２００（室内ユニット）と、例えば室外に設置される熱源ユニット１００（室外ユニット）と、を有している。負荷ユニット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を循環する冷媒としては、Ｒ３２、ＨＦＯ－１２３４ｙｆ、ＨＦＯ－１２３４ｚｅ等の微燃性冷媒、又は、Ｒ２９０、Ｒ１２７０等の強燃性冷媒が用いられている。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。
　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、インバータ装置等を備え、駆動周波数を任意に変化させることにより、容量（単位時間あたりに冷媒を送り出す量）を変化させることができるものとする。
　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、例えば四方弁が用いられる。
　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、の熱交換を行う冷媒－水熱交換器である。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（放熱器）として機能し、除霜運転時には蒸発器（吸熱器）として機能する。
　第１減圧装置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（減圧）を行う。中圧レシーバ５は、冷媒回路１１０において、第１減圧装置６と第２減圧装置７との間に位置し、余剰冷媒を溜めておくものである。中圧レシーバ５の内部には、圧縮機３の吸入側と接続されている吸入配管１１が通過している。中圧レシーバ５では、吸入配管１１の貫通部１２を通過する冷媒と、中圧レシーバ５内の冷媒との熱交換が行われる。このため、中圧レシーバ５は、冷媒回路１１０における内部熱交換器としての機能を有している。第２減圧装置７は、冷媒の流量を調整し、圧力調整を行う。ここで、本例の第１減圧装置６及び第２減圧装置７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ものとする。
　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（図示せず）等により送風される空気（外気）との熱交換を行う冷媒－空気熱交換器である。熱源側熱交換器１は、通常運転時には蒸発器（吸熱器）として機能し、除霜運転時には凝縮器（放熱器）として機能する。
　圧縮機３、冷媒流路切替装置４、第１減圧装置６、中圧レシーバ５、第２減圧装置７及び熱源側熱交換器１は、熱源ユニット１００に収容されている。負荷側熱交換器２は、負荷ユニット２００に収容されている。
　また、熱源ユニット１００には、主に冷媒回路１１０（例えば、圧縮機３、冷媒流路切替装置４、第１減圧装置６、第２減圧装置７、不図示の室外送風機等）の動作を制御する制御装置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コンを有している。制御装置１０１は、制御線３１０を介して、後述する制御装置２０１及び操作部３０１と相互にデータ通信を行うことができるようになっている。
　次に、冷媒回路１１０の動作について説明する。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で示すように切り替えられ、負荷側熱交換器２に高温高圧の冷媒が流れるように冷媒回路１１０が構成される。
　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、まず負荷側熱交換器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、当該負荷側熱交換器２の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に流入した冷媒は、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、第１減圧装置６に流入し、若干減圧されて二相冷媒となる。この二相冷媒は、中圧レシーバ５に流入し、吸入配管１１を流れる低圧のガス冷媒との熱交換により冷却されて液冷媒となる。この液冷媒は、第２減圧装置７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、室外送風機により送風される空気（外気）との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が送風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を経由して吸入配管１１に流入する。吸入配管１１に流入した低圧のガス冷媒は、中圧レシーバ５内の冷媒との熱交換により加熱され、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、以上のサイクルが繰り返される。
　次に、除霜運転時の動作について説明する。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で示すように切り替えられ、熱源側熱交換器１に高温高圧の冷媒が流れるように冷媒回路１１０が構成される。
　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と、熱源側熱交換器１の表面に付着した霜との熱交換が行われる。これにより、熱源側熱交換器１の表面に付着した霜は、冷媒の凝縮熱により加熱されて溶融する。
　次に、水回路２１０について説明する。水回路２１０は、貯湯タンク５１、負荷側熱交換器２、ポンプ５３、ブースタヒータ５４、三方弁５５、ストレーナ５６、フロースイッチ５７、圧力逃がし弁５８及び空気抜き弁５９等が水配管を介して接続された構成を有している。水回路２１０を構成する配管の途中には、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。水回路２１０は、負荷ユニット２００の筐体２２０内に収容されている。
　貯湯タンク５１は、内部に水を溜める装置である。貯湯タンク５１は、水回路２１０に接続されたコイル６１を内蔵する。コイル６１は、水回路２１０を循環する水（温水）と貯湯タンク５１内部に溜まった水とを熱交換させて、貯湯タンク５１内部に溜まった水を加熱する。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内部に溜まっ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内の水は、例えばシャワー等に接続されるサニタリー回路側配管８１ｂに流れる。また、サニタリー回路側配管８１ａにも排水口６３を備える。ここで、貯湯タンク５１の内部に溜まった水が外部の空気により冷えるのを防止するため、貯湯タンク５１は断熱材（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。
　ポンプ５３は、水回路２１０内の水に圧力を与えて水回路２１０内を循環させる装置である。ブースタヒータ５４は、熱源ユニット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内の水を分岐するための装置である。例えば、三方弁５５は、水回路２１０内の水を貯湯タンク５１側へ流すか、外部に設けられたラジエータ、床暖房等の放熱器が接続される暖房用回路側配管８２ｂへ流すかを切り替える。ここで、暖房用回路側配管８２ａ、８２ｂは、暖房機との間で水を循環させる配管である。ストレーナ５６は、水回路２１０内のスケール（堆積物）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。
　膨張タンク５２は、加熱等に伴う水回路２１０内の水の容積変化により変化する圧力を一定範囲内に制御するための装置である。水回路２１０の圧力が膨張タンク５２の圧力制御範囲を超えて高くなった場合に、圧力逃がし弁５８にて水回路２１０内の水を外部へ放出する。
　圧力逃がし弁５８は保護装置である。空気抜き弁５９は、水回路２１０内に発生等した空気を外部へ放出し、ポンプ５３が空回り（エア噛み）することを防止する装置である。手動空気抜き弁６４は、水回路２１０の空気を抜くための手動弁である。手動空気抜き弁６４は、例えば、設置工事の際の水張り時に水回路２１０内に混入した空気を抜く場合に用いられる。
　負荷ユニット２００には、主に水回路２１０（例えば、ポンプ５３、ブースタヒータ５４、三方弁５５等）の動作を制御する制御装置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コンを有している。制御装置２０１は、制御装置１０１及び操作部３０１と相互にデータ通信を行うことができるようになっている。
　操作部３０１は、ヒートポンプ給湯機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なっている。本例の操作部３０１は、表示装置を備えており、ヒートポンプ給湯機１０００の状態等の各種情報を表示することができる。操作部３０１は、例えば負荷ユニット２００の筐体２２０の前面のうち、ユーザが手で操作できる高さ（例えば、床面から１～１．５ｍ程度）の位置に設けられている（図２参照）。
　負荷ユニット２００の構造的な特徴について、図１に加えて図２及び図３を用いて説明する。図２は、負荷ユニット２００の構成を示す正面図である。図３は、負荷ユニット２００の構成を示す側面図（左側面図）である。図２及び図３では、室内における負荷ユニット２００の概略の設置状態を併せて示している。図１～図３に示すように、負荷ユニット２００は、貯湯タンク５１を内蔵し、室内の床面に設置される床置形のものである。負荷ユニット２００は、縦長の直方体状の形状を有する筐体２２０を備えている。負荷ユニット２００は、例えば、筐体２２０の背面と室内の壁面との間に所定の隙間が形成されるように設置される。筐体２２０は、例えば金属製である。
　筐体２２０には、室内の空気を吸い込む吸込口２３１と、吸込口２３１から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口２３２と、が形成されている。吸込口２３１は、筐体２２０の側面（本例では、右側面）の上部に設けられている。本例の吸込口２３１は、操作部３０１よりも高さの高い位置に設けられている。吹出口２３２は、筐体２２０の側面（本例では、右側面）の下部、すなわち吸込口２３１よりも高さの低い位置に設けられている。本例の吹出口２３２は、操作部３０１よりも高さの低い位置であって室内の床面近傍の位置に設けられている。
　ここで、吸込口２３１は、筐体２２０の上部であれば、天面、前面、左側面又は背面に設けられていてもよい。吹出口２３２は、筐体２２０の下部であれば、前面、左側面又は背面に設けられていてもよい。また、吸込口２３１の位置と吹出口２３２の位置との上下関係は逆であってもよい。すなわち、吹出口２３２は、吸込口２３１よりも高さの高い位置に設けられていてもよい。
　筐体２２０内において、吸込口２３１と吹出口２３２との間は、概ね上下方向に延伸したダクト２３３によって接続されている。ダクト２３３は、例えば金属製である。ダクト２３３内の空間には、吸込口２３１と吹出口２３２との間における空気の流路となる風路２３４が形成されている。風路２３４は、ダクト２３３によって、負荷側熱交換器２及び貯湯タンク５１等の高温となる部品や、電気部品等が収容される筐体２２０内の空間から隔離されている。ただし、筐体２２０内において吸込口２３１と吹出口２３２との間に空気の流路（風路２３４）を形成することができれば、ダクト２３３が設けられていなくてもよい。
　風路２３４には、吸込口２３１から吹出口２３２に向かう空気の流れを風路２３４に生成する送風機２３５が設けられている。送風機２３５としては、クロスフローファン、ターボファン、シロッコファン又はプロペラファンなどが用いられる。送風機２３５は、例えば、吹出口２３２と対向して配置されている。本例の送風機２３５は、冷凍サイクルの停止中（例えば、圧縮機３の停止中）も含み、電力が供給されているときには常時運転するようになっている。すなわち、送風機２３５は、負荷ユニット２００（又は送風機２３５自身）に電力の供給が開始されたとき（例えば、負荷ユニット２００が電源コード等を介して電源に接続されたとき）には、制御装置２０１の制御とは無関係に起動し、電力の供給が遮断されるまで運転し続ける。あるいは、送風機２３５の動作が制御装置２０１により制御される場合には、制御装置２０１は、負荷ユニット２００に電力の供給が開始されたとき、ユーザによる操作部３０１の操作を待たずに送風機２３５を起動させ、電力の供給が遮断されるまで送風機２３５を運転させ続ける。また、制御装置２０１は、送風機２３５の動作を制御するか否かに関わらず、送風機２３５の運転状態を監視するようにしてもよい。この場合、制御装置２０１は、送風機２３５の停止を検知したときには、操作部３０１の表示装置やスピーカー等を用いて、ユーザに異常を報知するようにしてもよい。また、送風機２３５は、例えば一定の周期で間欠運転するようになっていてもよい。
　吸込口２３１及び吹出口２３２は互いに高さの異なる位置に設けられているため、負荷ユニット２００が設置された室内には、少なくとも上下方向（高さ方向）において循環する空気の流れを常に生成することができる。
　上述のとおり、本実施の形態では、冷媒回路１１０を循環する冷媒として、Ｒ３２、ＨＦＯ－１２３４ｙｆ、ＨＦＯ－１２３４ｚｅ、Ｒ２９０、Ｒ１２７０等の可燃性冷媒が用いられている。このため、万一、負荷ユニット２００で冷媒の漏洩が生じた場合、室内の冷媒濃度が上昇して可燃濃度域が形成されてしまうおそれがある。
　これらの可燃性冷媒は、大気圧下において空気よりも大きい密度を有している。したがって、室内の床面からの高さが比較的高い位置で冷媒の漏洩が生じた場合には、漏洩した冷媒は下降中に拡散し、冷媒濃度が室内で均一化するため、冷媒濃度は高くなりにくい。これに対し、室内の床面からの高さが低い位置で冷媒の漏洩が生じた場合には、漏洩した冷媒が床面付近の低い位置に留まるため、冷媒濃度が局所的に高くなりやすい。これにより、可燃濃度域が形成される可能性が相対的に高まってしまう。
　本実施の形態では、室内の上下方向で循環する空気の流れを常に生成することができるため、室内の空気を上下方向で攪拌することができる。このため、万一、負荷ユニット２００で可燃性冷媒の漏洩が生じたとしても、冷媒濃度が高くなりやすい高さの低い位置の空気と、冷媒濃度が高くなりにくい高さの高い位置の空気と、を容易に混和することができる。したがって、本実施の形態によれば、漏洩した可燃性冷媒が床面付近の高さの低い位置に留まるのを防ぐことができ、可燃濃度域が形成されることを抑制できる。特に、床置形の負荷ユニット２００の場合、冷媒の漏洩が生じる位置が床面付近の低い位置となりやすく、漏洩した冷媒が床面付近の低い位置に留まりやすいため、特に高い効果が得られる。
　また、本実施の形態では、冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩センサを用いるまでもなく可燃濃度域が形成されることを抑制できる。したがって、本実施の形態によれば、負荷ユニット２００あるいはヒートポンプ装置（ヒートポンプ給湯機１０００）の標準使用期間における冷媒漏洩センサの交換が不要となるため、維持費を抑制することができるとともに、ヒートポンプ装置の信頼性をより高めることができる。
　また、本実施の形態では、風路２３４と、高温となる部品や電気部品等が収容される空間とは、ダクト２３３によって隔離されている。したがって、本実施の形態によれば、仮に、可燃性冷媒を含有した空気が風路２３４を流れたとしても、風路２３４内の可燃性冷媒が高温となる部品や電気部品等に接触することを回避することができる。
　図４は、本実施の形態の変形例に係る負荷ユニット２００の構成を示す部分断面図である。図４では、吹出口２３２近傍の構成を示している。図４に示すように、本変形例では、吹出口２３２は、筐体２２０の側面下部（又は前面下部、又は背面下部）に形成されている。吹出口２３２には、下向き（例えば、斜め下向き）の風向板２３６が設けられている。これにより、吹出口２３２からの吹出風の風向を下向きにすることができるため、床面付近の低い位置に留まりやすい冷媒を積極的に拡散させることができる。
　図５は、本実施の形態の他の変形例に係る負荷ユニット２００の構成を示す正面図である。図６は、この負荷ユニット２００の構成を示す側面図（左側面図）である。図７は、この負荷ユニット２００の内部構成を示す正面図である。図５～図７に示すように、本変形例の負荷ユニット２００は、貯湯タンクを内蔵しない壁掛形である。負荷ユニット２００は、室内の壁面に対して固定され、室内の床面よりも高い位置に設置される。負荷ユニット２００の筐体２２０の内部には、少なくとも負荷側熱交換器２が収容されている。貯湯タンクは、負荷ユニット２００とは別体であり、別の場所に配置されている。
　筐体２２０の前面には、操作部３０１が設けられている。操作部３０１は、ユーザが手で操作できる高さ（例えば、床面から１～１．５ｍ程度）の位置に設けられている。
　吸込口２３１は筐体２２０の天面に形成されており、吹出口２３２は筐体２２０の底面に形成されている。吸込口２３１と吹出口２３２との間の風路２３４と、負荷側熱交換器２等の高温となる部品や電気部品等が収容される筐体２２０内の空間と、の間は、仕切板２３７によって隔離されている。仕切板２３７は、例えば金属製である。
　本変形例の負荷ユニット２００は壁掛形であるが、ユーザが手で操作できる高さに操作部３０１が配置されることから、空気調和装置の壁掛形室内機と比較して低い高さに設置される。したがって、このような壁掛形の負荷ユニット２００の場合、冷媒の漏洩が生じる位置が床面付近の低い位置となりやすく、漏洩した冷媒が床面付近の低い位置に留まりやすいため、床置形の負荷ユニット２００と同様に高い効果が得られる。
　以上説明したように、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置は、可燃性冷媒を循環させる冷凍サイクル（冷媒回路１１０）と、少なくとも冷凍サイクルの負荷側熱交換器２を収容し、室内に配置される負荷ユニット２００と、を有するヒートポンプ装置であって、負荷側熱交換器２は、可燃性冷媒と液状熱媒体（例えば、水）との熱交換を行うものであり、負荷ユニット２００は、負荷側熱交換器２を収容する筐体２２０と、筐体２２０に設けられ、室内の空気を吸い込む吸込口２３１と、筐体２２０のうち吸込口２３１とは高さの異なる位置（例えば、吸込口２３１よりも高さが低い位置）に設けられ、吸込口２３１から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口２３２と、吸込口２３１から吹出口２３２に向かう空気の流れを筐体２２０内に生成し、少なくとも上下方向で循環する空気の流れを室内に生じさせる送風機２３５と、を備えるものである。
　また、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置において、送風機２３５は、冷凍サイクル（例えば、圧縮機３）の停止中を含み常時運転するようにしてもよい。
　また、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置において、負荷ユニット２００は、筐体２２０内において吸込口２３１と吹出口２３２との間に形成された風路２３４をさらに備え、風路２３４は、負荷側熱交換器２が収容される空間から隔離されていてもよい。
　また、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置において、負荷ユニット２００は、室内の床面に設置される床置形であり、吸込口２３１又は吹出口２３２の一方は、筐体２２０の前面上部、側面上部、背面上部又は天面に設けられており、吸込口２３１又は吹出口２３２の他方は、筐体２２０の前面下部、側面下部又は背面下部に設けられていてもよい。
　また、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置において、負荷ユニット２００は、室内の床面よりも高い位置に設置される壁掛形であり、吸込口２３１又は吹出口２３２の一方は、筐体２２０の前面上部、側面上部又は天面に設けられており、吸込口２３１又は吹出口２３２の他方は、筐体２２０の前面下部、側面下部又は底面に設けられていてもよい。
　また、上記実施の形態に係るヒートポンプ装置において、吹出口２３２は、筐体２２０の前面下部、側面下部又は背面下部に設けられており、吹出口２３２には、下向きの風向板２３６が設けられていてもよい。
その他の実施の形態．
　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、ヒートポンプ装置としてヒートポンプ給湯機１０００を例に挙げたが、本発明は、ヒートポンプ給湯機１０００以外の他のヒートポンプ装置にも適用可能である。また、上記実施の形態では、液状熱媒体として水を例に挙げたが、給湯以外の用途（例えば、暖房又は冷房等のみ）に用いられるヒートポンプ装置の場合には、ブライン等の他の液状熱媒体を用いることができる。
　また、上記実施の形態において、ヒートポンプ装置（例えば、負荷ユニット２００の筐体２２０内部）には、送風機２３５への電力供給が可能なバッテリー、無停電電源装置等が設けられていてもよい。これにより、停電時においても送風機２３５を運転させることができるため、可燃性冷媒の漏洩が生じた場合に可燃濃度域が形成されることをより確実に抑制できる。
　また、上記の各実施の形態や変形例は、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、５　中圧レシーバ、６　第１減圧装置、７　第２減圧装置、１１　吸入配管、１２　貫通部、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、５８　圧力逃がし弁、５９　空気抜き弁、６０　浸水ヒータ、６１　コイル、６２、６３　排水口、６４　手動空気抜き弁、８１ａ、８１ｂ　サニタリー回路側配管、８２ａ、８２ｂ　暖房用回路側配管、１００　熱源ユニット、１０１、２０１　制御装置、１１０　冷媒回路、２００　負荷ユニット、２１０　水回路、２２０　筐体、２３１　吸込口、２３２　吹出口、２３３　ダクト、２３４　風路、２３５　送風機、２３６　風向板、２３７　仕切板、３０１　操作部、３１０　制御線、１０００　ヒートポンプ給湯機。

Claims (7)

  1. 　可燃性冷媒を循環させる冷凍サイクルと、
    　少なくとも前記冷凍サイクルの負荷側熱交換器を収容し、室内に配置される負荷ユニットと、を有するヒートポンプ装置であって、
    　前記負荷側熱交換器は、可燃性冷媒と液状熱媒体との熱交換を行うものであり、
    　前記負荷ユニットは、
    　送風機と、
    　室内の空気を吸い込む吸込口と、
    　前記吸込口とは高さの異なる位置に設けられ、前記吸込口から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口と、を備えるヒートポンプ装置。
  2. 　前記送風機は、前記冷凍サイクルの停止中を含み常時運転する請求項１に記載のヒートポンプ装置。
  3. 　前記負荷ユニットは、前記吸込口と前記吹出口との間に形成された風路をさらに備える請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプ装置。
  4. 　前記風路は、前記負荷側熱交換器が収容される空間から隔離されている請求項３に記載のヒートポンプ装置。
  5. 　前記負荷ユニットは、室内の床面に設置される床置形であり、
    　前記吸込口又は前記吹出口の一方は、前記負荷ユニットの筐体の前面上部、側面上部、背面上部又は天面に設けられており、
    　前記吸込口又は前記吹出口の他方は、前記筐体の前面下部、側面下部又は背面下部に設けられている請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
  6. 　前記負荷ユニットは、室内の床面よりも高い位置に設置される壁掛形であり、
    　前記吸込口又は前記吹出口の一方は、前記負荷ユニットの筐体の前面上部、側面上部又は天面に設けられており、
    　前記吸込口又は前記吹出口の他方は、前記筐体の前面下部、側面下部又は底面に設けられている請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
  7. 　前記吹出口は、前記負荷ユニットの筐体の前面下部、側面下部又は背面下部に設けられており、
    　前記吹出口には、下向きの風向板が設けられている請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
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