JP7774228B2 - 室外機およびヒートポンプサイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、室外機およびヒートポンプサイクル装置に関する。

特許文献１では、ファンを内部に収容する送風室と、圧縮機を内部に収容する第１機械室と、制御部を内部に収容する第２機械室と、圧縮機と制御部とを接続する配線部を内部に収容する第３機械室とを備え、第１機械室および第２機械室は、送風室を挟むように配置されており、第３機械室は、ファンの回転軸に直交する第１方向において第１機械室と第２機械室との間に配置され、かつ回転軸および第１方向の各々に直交する第２方向において、ファンと並んで配置された技術が開示されている。

ＷＯ２０２０－１７０３２７号公報

本開示は、漏電を回避しながら安全性を向上させることができる冷媒を使用した室外機およびヒートポンプサイクル装置を提供する。

本開示におけるヒートポンプサイクル装置は、筐体の内部に、圧縮機、利用側熱交換器、膨張手段および熱源側熱交換器を収容し、これらを環状に接続し可燃性冷媒を用いた冷媒回路と、前記熱源側熱交換器に空気を流通させる送風装置と、電装箱と、を備え、
前記熱源側熱交換器の端部から前記利用側熱交換器の冷媒接続ポートと水接続ポートとの間を覆うカバー部材を設け、前記圧縮機を前記カバー部材に対して前記冷媒接続ポート側に配置した。

本開示におけるヒートポンプサイクル装置は、カバー部材により、利用側熱交換器から漏洩した水が機械室の圧縮機や四方弁の接点にかかることを防止することができる。そのため、爆発の可能性を低減し、安全性を高めることができる。

実施の形態１のヒートポンプサイクル装置の室外機を示す斜視図 実施の形態１に係る室外機の圧縮機などの機械を省略した正面図 実施の形態１に係る室外機の圧縮機などの機械を省略した前側から見た斜視図 実施の形態１に係る室外機の周囲のパネルを取り外した状態を示す後方から見た斜視図 実施の形態１に係る室外機の概略構造を示す正面図 実施の形態１に係る室外機の概略構造を示す平面図 実施の形態１の利用側熱交換器を示す斜視図 実施の形態１に係るヒートポンプサイクル装置の冷媒回路を示す回路図

本開示は、漏電を回避しながら安全性を向上させることができる冷媒を使用した室外機およびヒートポンプサイクル装置を提供する。

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
以下、図面を用いて、実施の形態１を説明する。
［１－１．構成］
［１－１－１．ヒートポンプサイクル装置の構成］
図１は、実施の形態１に係るヒートポンプサイクル装置の室外機の斜視図である。図２は、実施の形態１に係る室外機の圧縮機などの機械を省略した正面図である。図３は、実施の形態１に係る室外機の圧縮機などの機械を省略した前側から見た斜視図である。図４は、実施の形態１に係る室外機の周囲のパネルを取り外した状態を示す後方から見た斜視図である。図５は、実施の形態１に係る室外機の概略構造を示す正面図である。図６は、実施の形態１に係る室外機の概略構造を示す平面図である。
図１に示すように、ヒートポンプサイクル装置１の室外機２は、箱状の筐体１０を備えている。本実施の形態では、筐体１０の各部は、いずれも鋼板によって形成される。

図２、図３および図５に示すように、筐体１０の内部には、上下方向に延在する仕切板１１が設けられている。仕切板１１によって、筐体１０の内部空間は、送風室１２と、機械室１３とに仕切られている。
筐体１０は、筐体１０の底面を形成する底板１４と、筐体１０の機械室１３を前後から覆う右側前パネル１５ａおよび右側後パネル１５ｂと、送風室１２の前面を覆う前面パネル１６と、筐体１０の上面を覆う天板１７と、を備えている。
前面パネル１６には、メッシュ状に形成され空気が通る通風部１８が設けられている。

送風室１２には、熱源側熱交換器２０と、送風装置２１とが設けられている。
本実施形態の熱源側熱交換器２０は、筐体１０の高さ方向に沿って延在し、筐体１０の側面と、背面とに対向するように、筐体１０の平面視で略Ｌ字状に形成されている。
熱源側熱交換器２０は、例えば、フィンチューブ式の熱交換器が用いられる。
送風装置２１は、例えば、プロペラ状の羽根車を備える軸流ファンが用いられる。送風装置２１は、軸流方向が通風部１８に向かうように配置される。

機械室１３の内部には、圧縮機２２、利用側熱交換器２３、膨張手段２４（図８参照）等の冷媒回路を形成する各種の機器や、これらを互いに接続する冷媒配管２５（図８参照）が収容されている。
利用側熱交換器２３は、例えば、プレート熱交換器が用いられる。
仕切板１１の上部は、電装箱３０を設置できるように切り欠かれている。仕切板１１の上部の切欠かれた箇所には、電装箱３０が設置されている。電装箱３０は、機械室１３および前記送風室１２に跨がって配置されている。

図７は、利用側熱交換器２３を示す斜視図である。利用側熱交換器２３としてプレート熱交換器を示している。本実施の形態では、熱媒体として冷媒と水が用いられる。
利用側熱交換器２３の上部と下部には、冷媒用の接続ポート４０、４１と、水用の接続ポート４２、４３が左右に並んで設けられている。
例えば、ヒートポンプサイクル装置１から温水を供給する場合、冷媒接続ポート４０が冷媒入口、冷媒接続ポート４１が冷媒出口として機能し、水接続ポート４３が水入口、水接続ポート４２が水出口として機能する。

また、図２から図４および図６に示すように、本実施の形態においては、筐体１０は、カバー部材５０を備えている。カバー部材５０は、その一端が熱源側熱交換器２０の端部に接し、筐体１０の左右方向に延在し、その他端が、利用側熱交換器２３の冷媒接続ポート４０、４１と水接続ポート４２、４３との間に接するように設置されている。
すなわち、カバー部材５０の前面側に、利用側熱交換器２３の冷媒接続ポート４０、４１が位置し、カバー部材５０の後面側に、水接続ポート４２、４３が位置する。

カバー部材５０の上端は、図２に示すように、熱源側熱交換器２０の上端よりわずかに低く形成されている。これにより、カバー部材５０の上端と天板１７の下面との間に通気可能な空間が形成される。
また、カバー部材５０の下端は、筐体１０の底板１４との間に排水が可能な空間が形成されている。

［１－１－２．冷媒回路の構成］
図８実施の形態１に係るヒートポンプサイクル装置１の冷媒回路を示す回路図である。
図８に示すように、ヒートポンプサイクル装置１は、圧縮機２２、四方弁２７、利用側熱交換器２３、膨張手段２４および熱源側熱交換器２０が所定の冷媒配管２５を介して環状に接続され、冷媒回路を構成している。
利用側熱交換器２３には、所定の給水配管２８が接続されており、利用側熱交換器２３において、冷媒回路を循環する冷媒と水との間で熱交換が行われる。
ここで、本実施の形態においては、冷媒として可燃性冷媒が用いられる。可燃性冷媒は、Ｒ３２若しくはＲ３２を７０重量パーセント以上含む混合冷媒、またはプロパン若しくはプロパンを含む混合冷媒である。
なお、冷媒として可燃性冷媒ではなく、不燃性冷媒を用いてもよい。

［１－２．動作］
次に、以上のように構成されたヒートポンプサイクル装置１について、その動作を説明する。
ヒートポンプサイクル装置１を駆動すると、圧縮機２２、送風装置２１が動作される。
これにより、温水を利用する場合には、圧縮機２２で圧縮されて高温高圧となった冷媒は、図８に実線矢印で示すように流れ、利用側熱交換器２３に送られ、給水配管２８を流れる水と熱交換して冷却され、水は、冷媒の熱を受けて温水となって所定の箇所に供給される。
利用側熱交換器２３から排出された冷媒は、膨張手段２４で減圧されて熱源側熱交換器２０で熱交換され、ガス冷媒となって再び圧縮機２２に戻される。

また、冷水を利用する場合には、四方弁２７を切り替えることにより、図８に破線矢印で示すように冷媒が流れ、熱源側熱交換器２０で外気と熱交換し、膨張手段２４で減圧された後、利用側熱交換器２３に送られ、給水配管２８を流れる水を冷却した後、再び圧縮機２２に戻される。

ここで、利用側熱交換器２３として用いられるプレート熱交換器は、水と圧縮された冷媒と熱交換して温水または冷水を作るものであり、Ｏリングなどにより水とのシールを行っている。
しかしながら、シールの経年劣化等のため、水漏れが発生する場合がある。可燃性冷媒を使用するヒートポンプサイクル装置では、漏れた水が、万一機械室１３内の圧縮機２２や四方弁２７などの電子部品の接点にかかると、スパークが発生し、爆発する可能性が高くなる。

本実施の形態においては、熱源側熱交換器２０の端部から利用側熱交換器２３の水回路までを仕切るカバー部材５０を設けているので、利用側熱交換器２３から漏洩した水が機械室１３の圧縮機２２や四方弁２７の接点にかかることを防止することができる。これにより、爆発の可能性を低減し、安全性を高めることができる。

また、カバー部材５０の上端と天板１７の下面との間に空間が形成されているので、機械室１３との間で通気性を確保することができる。
また、カバー部材５０の下端と筐体１０の底板１４との間に排水が可能な空間が形成されているので、利用側熱交換器２３で漏洩した水を機械室１３で発生した結露水とともに、排水することが可能となる。
また、カバー部材５０の上部と下部に空間を設けることで、冷媒漏洩時に機械室１３内部の可燃性ガス濃度が局部的に上昇するのを防止できる。

［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態においては、室外機２は、筐体１０の内部に、圧縮機２２、利用側熱交換器２３、膨張手段２４および熱源側熱交換器２０を収容し、これらを冷媒配管２５を介して環状に接続し、可燃性冷媒を用いた冷媒回路と、熱源側熱交換器２０に空気を流通させる送風装置２１と、電装箱３０と、を備え、熱源側熱交換器２０の端部から利用側熱交換器２３の冷媒接続ポート４０、４１と水接続ポート４２、４３との間を覆うカバー部材５０を設けている。
これにより、カバー部材５０により、利用側熱交換器２３から漏洩した水が機械室１３の圧縮機２２や四方弁２７の接点にかかることを防止することができる。そのため、爆発の可能性を低減し、安全性を高めることができる。

また、本実施の形態においては、室外機２は、カバー部材５０の上端と筐体１０の天板１７との間に、通気が可能な空間を設けている。
これにより、機械室１３との間で通気性を確保することができる。

また、本実施の形態においては、室外機２は、カバー部材５０の下方に、排水が可能な空間を設けている。
これにより、利用側熱交換器２３で漏洩した水を機械室１３で発生した結露水とともに、排水することが可能となる。

また、本実施の形態においては、室外機２に用いられる可燃性冷媒は、Ｒ３２若しくはＲ３２を７０重量パーセント以上含む混合冷媒、またはプロパン若しくはプロパンを含む混合冷媒である。
これにより、特に燃焼しやすい可燃性冷媒を用いた場合でも、カバー部材５０により、利用側熱交換器２３から漏洩した水が機械室１３の圧縮機２２や四方弁２７の接点にかかることを防止することができ、爆発の可能性を低減し、安全性を高めることができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。

［上記実施形態によりサポートされる構成］
上記実施形態は、以下の構成をサポートする。

（構成１）
筐体の内部に、圧縮機、利用側熱交換器、膨張手段および熱源側熱交換器を収容し、これらを環状に接続し可燃性冷媒を用いた冷媒回路と、前記熱源側熱交換器に空気を流通させる送風装置と、電装箱と、を備え、前記熱源側熱交換器の端部から前記利用側熱交換器の冷媒接続ポートと水接続ポートとの間を覆うカバー部材を設けた室外機。
この構成によれば、カバー部材により、利用側熱交換器から漏洩した水が機械室の圧縮機や四方弁の接点にかかることを防止することができる。そのため、爆発の可能性を低減し、安全性を高めることができる。

（構成２）
前記カバー部材の上端と前記筐体の天板との間に、通気が可能な空間を設けた構成１に記載の室外機。
この構成によれば、機械室との間で通気性を確保することができる。

（構成３）
前記カバー部材の下方に、排水が可能な空間を設けた構成１または構成２に記載の室外機。
この構成によれば、利用側熱交換器で漏洩した水を機械室で発生した結露水とともに、排水することが可能となる。

（構成４）
前記可燃性冷媒は、Ｒ３２若しくはＲ３２を７０重量パーセント以上含む混合冷媒、またはプロパン若しくはプロパンを含む混合冷媒である構成１から構成３のいずれか一項に記載の室外機。
この構成によれば、特に燃焼しやすい可燃性冷媒を用いた場合でも、カバー部材により、利用側熱交換器から漏洩した水が機械室の圧縮機や四方弁の接点にかかることを防止することができ、爆発の可能性を低減し、安全性を高めることができる。

（構成５）
構成１から構成４のいずれか一項に記載の室外機を備えたヒートポンプサイクル装置。
この構成によれば、ヒートポンプサイクル装置がその室外機を備えることにより、カバー部材により、利用側熱交換器から漏洩した水が機械室の圧縮機や四方弁の接点にかかることを防止することができ、爆発の可能性を低減し、安全性を高めることができるヒートポンプサイクル装置を得ることができる。

本開示は、利用側熱交換器から漏洩した水が機械室の圧縮機や四方弁の接点にかかることを防止することができ、爆発の可能性を低減し、安全性を高めることができるヒートポンプサイクル装置に好適に利用可能である。

１ ヒートポンプサイクル装置
１０ 筐体
１１ 仕切板
１２ 送風室
１３ 機械室
１４ 底板
１５ａ 右側前パネル
１５ｂ 右側後パネル
１６ 前面パネル
１７ 天板
１８ 通風部
２０ 熱源側熱交換器
２１ 送風装置
２２ 圧縮機
２３ 利用側熱交換器
２４ 膨張手段
２５ 冷媒配管
２７ 四方弁
２８ 給水配管
３０ 電装箱
４０、４１ 冷媒接続ポート
４２、４３ 水接続ポート
５０ カバー部材

Claims (5)

1. 筐体の内部に、圧縮機、利用側熱交換器、膨張手段および熱源側熱交換器を収容し、これらを環状に接続し可燃性冷媒を用いた冷媒回路と、前記熱源側熱交換器に空気を流通させる送風装置と、電装箱と、を備え、
   前記熱源側熱交換器の端部から前記利用側熱交換器の冷媒接続ポートと水接続ポートとの間を覆うカバー部材を設け、
   前記圧縮機を前記カバー部材に対して前記冷媒接続ポート側に配置した、
   室外機。
2. 前記カバー部材の上端と前記筐体の天板との間に、通気が可能な空間を設けた
   請求項１に記載の室外機。
3. 前記カバー部材の下方に、排水が可能な空間を設けた
   請求項１に記載の室外機。
4. 前記可燃性冷媒は、Ｒ３２若しくはＲ３２を７０重量パーセント以上含む混合冷媒、またはプロパン若しくはプロパンを含む混合冷媒である
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の室外機。
5. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の室外機を備えたヒートポンプサイクル装置。