(57)【要約】【課題】  本発明は、製造性が悪化することを抑制し、製造コストの高騰化を抑制し、スペース効率が良い水熱交換器を提供する。【解決手段】  水熱交換器３は、一方向に長いフィン２１を複数備え、かつ、複数のフィン２１が互いに長手方向を揃えた姿勢で互いに隙間を存して積層されるフィン群２０と、全てのフィン２１を当該フィン２１の積層方向に貫通するとともにフィン２１の長手方向に蛇行状に形成され、内部を冷媒が流動する冷媒用伝熱管３０と、全てのフィン２１を当該フィンの積層方向に貫通して冷媒用伝熱管３０に隣接し、かつ、フィン２１の長手方向に蛇行状に形成されて内部を水が流動する水用伝熱管４０とを備える。各フィン２１において互いに隣り合う冷媒用伝熱管３０間に、スリット２７を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に長いフィンを複数具備し、かつ、前記複数のフィンが互いに長手方向を揃えた姿勢で互いに隙間を存して積層されるフィン群と、
全ての前記フィンを当該フィンの積層方向に貫通するとともに前記フィンの長手方向に蛇行状に形成され、内部を冷媒が流動する冷媒用伝熱管と、
全ての前記フィンを当該フィンの積層方向に貫通して前記冷媒用伝熱管に隣接し、かつ、前記フィンの長手方向に蛇行状に形成されて内部を水が流動する水用伝熱管と
を具備し、
前記各フィンにおいて互いに隣り合う前記冷媒用伝熱管間に、熱遮断手段を設ける
ことを特徴とする水熱交換器。
【請求項２】
前記冷媒用伝熱管は、前記水用伝熱管よりも細い
ことを特徴とする請求項１に記載の水熱交換器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の水熱交換器において、
前記フィン群の周囲に設けられる断熱材を具備する
ことを特徴とする水熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の水熱交換器と、圧縮機と、膨張弁と、空気熱交換器とを備える冷凍サイクルと、
前記水熱交換器の水用伝熱管に接続されて前記水用伝熱管に送水する流入部と、
前記水熱交換器の水用伝熱管に接続されて前記水用伝熱管から流出する水を外部へ導く流出部と
を具備するヒートポンプ式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器と、この水熱交換器を備えるヒートポンプ式給湯装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートポンプ式給湯装置に使用される水熱交換器は、冷媒が流れる冷媒用伝熱管と水が流れる水用伝熱管とをろう付けにより直接接触させたり、あるいは水用伝熱管の内部に冷媒用伝熱管を挿入したりして伝熱を促進し、熱交換させていた。
【０００３】
しかしながら、このような構造であると、水熱交換器の製造方法や形状が複雑であり、それゆえ、製造時の仕掛り管理が複雑になる。この結果、水熱交換器の製造性が悪くなるとともに製造コストが高くなる。
【０００４】
また、形状の複雑化に起因して、ヒートポンプ式給湯機内における水熱交換器の配置構造が複雑になるという問題がある。
【０００５】
一方、水熱交換器としてフィンチューブ式熱交換器としたものが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２９３７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されている構造では、フィンに冷媒用伝熱管と水用伝熱管とがそれぞれ１本設けられている。このため、この構造では、冷媒と水との間で、充分な熱の交換量を得ることができない。
【０００８】
本発明の目的は、製造性が悪化することを抑制し、製造コストの高騰化を抑制し、配置構造が複雑になることを抑制できる水熱交換器を提供することである。また、他の発明の目的は、製造性が悪化することを抑制し、製造コストの高騰化を抑制し、スペース効率がよい水熱交換器を備えるヒートポンプ式給湯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の水熱交換器は、フィン群と、冷媒用伝熱管と、水用伝熱管とを備える。前記フィン群は、一方向に長いフィンを複数具備し、かつ、前記複数のフィンが互いに長手方向を揃えた姿勢で互いに隙間を存して積層される。前記冷媒用伝熱管は、全ての前記フィンを当該フィンの積層方向に貫通するとともに前記フィンの長手方向に蛇行状に形成され、内部を冷媒が流動する。前記水用伝熱管は、全ての前記フィンを当該フィンの積層方向に貫通して前記冷媒用伝熱管に隣接し、かつ、前記フィンの長手方向に蛇行状に形成されて内部を水が流動する。前記各フィンにおいて互いに隣り合う前記冷媒用伝熱管間に、熱遮断手段を設ける。
【００１０】
請求項４に記載のヒートポンプ式給湯装置は、冷凍サイクルと、流入部と、流出部とを備える。前記冷凍サイクルは、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の水熱交換器と、圧縮機と、膨張弁と、空気熱交換器とを備える。前記流入部は、前記水熱交換器の水用伝熱管に接続されて前記水用伝熱管に送水する。前記流出部は、前記水熱交換器の水用伝熱管に接続されて前記水用伝熱管から流出する水を外部へ導く。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、製造性が悪化することを抑制し、製造コストの高騰化を抑制し、スペース効率のよい水熱交換器を提供できる。また、他の発明は、製造性が悪化することを抑制し、製造コストの高騰化を抑制し、配置構造が複雑になることを抑制できる水熱交換器を備えるヒートポンプ式給湯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置を概略的に示す概略図。
【図２】図１に示された水熱交換器を示す斜視図。
【図３】図２に示された水熱交換器を示す平面図。
【図４】図２に示されるＦ４−Ｆ４線に沿って示す水熱交換機の断面図。
【図５】図２に示される水熱交換器における、冷媒用入口と冷媒用出口との間の冷媒の温度と、水用入口と水用出口との間の水の温度とを示すグラフ。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置が備える水熱交換器を示す側面図。
【図７】図６に示された水熱交換器を示す平面図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置が備える水熱交換器の一部を示す側面図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置が備えるプレートフィンを示す斜視図。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置が備える水熱交換器の一部を示す側面図。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置が備える水熱交換器の一部を示す側面図。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置が備える水熱交換器の一部を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第１の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置を、図１〜５を用いて説明する。図１は、ヒートポンプ式給湯装置１０を概略的に示す概略図である。  図１に示すように、ヒートポンプ式給湯装置１０は、圧縮機１と、水熱交換器３と、内部熱交換器４と、膨張弁５と、空気熱交換器６と、送水管部８と、ポンプ９と、貯湯タンク１２とを備えている。
【００１４】
圧縮機１と水熱交換器３と内部熱交換器４と膨張弁５と空気熱交換器６とは、冷凍サイクル１１を構成している。具体的には、圧縮機１は、冷媒管部２を介して、順次、水熱交換器３、内部熱交換器４、膨張弁５、空気熱交換器６に接続されている。冷凍サイクル１１は、冷媒の一例として二酸化炭素（ＣＯ２）を用いる。
【００１５】
送水管部８は、当該水熱交換器３に設けられている。ポンプ９は、送水管部８の一端部側に設けられている。貯湯タンク１２は、送水管部８の他端部側に設けられている。ポンプ９によって送水管部８内を水Ｗが流動する。当該水Ｗは、送水管部８を通る際に水熱交換器３を通って熱交換された後、貯湯タンク１２に貯められる。水熱交換器３の構造についは、後で詳細に説明する。
【００１６】
ヒートポンプ式給湯装置１０では、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス状冷媒Ｌは、水熱交換器３内に流入する。冷媒Ｌは、水熱交換器３内を流れる過程で、送水管部８内を流れる水と熱交換をする。
【００１７】
水熱交換器３を出た冷媒Ｌは、水Ｗと熱交換することによって温度が低下しており、液状である。この冷媒Ｌは、ついで、内部熱交換器４に流入する。冷媒Ｌは、内部熱交換器４内を流れる過程で、後述される空気熱交換器６から出た冷媒Ｌとの間で熱交換され、さらに温度が低下する。
【００１８】
内部熱交換器４を出た冷媒Ｌは、膨張弁５にいたる。冷媒Ｌは、膨張弁５によって減圧された後、空気熱交換器６内に流入し、蒸発してガス状になる。ついで、空気熱交換器６を出た冷媒は、内部熱交換器４に流入する。内部熱交換器４に流入した冷媒は、加熱される。内部熱交換器４を出た冷媒は、圧縮機１に吸い込まれる。
【００１９】
ヒートポンプ式給湯装置１０では、上記動作によって、送水管部８に供給される水Ｗの温度を上昇している。水熱交換器３で温度が上昇した水Ｗは、貯湯タンク１２内に貯められる。
【００２０】
ついで、水熱交換器３の構造について、具体的に説明する。図２は、水熱交換器３を示す斜視図である。図２に示すように、水熱交換器３は、フィン群２０と、冷媒用伝熱管３０と、水用伝熱管４０とを備えている。
【００２１】
フィン群２０は、複数のプレートフィン２１を備えている。プレートフィン２１は、全て同様の構造であってよい。プレートフィン２１は、一方向に長い形状の板部材であり、一例として長方形状である。プレートフィン２１は、一例としてアルミ材で形成されている。なお、アルミ材に限定されるものではなく、例えば銅で形成されてもよく、好ましくは熱の伝導率が良い材料が用いられる。
【００２２】
プレートフィン２１において、長手方向を矢印Ａで示す。長手方向Ａと直交する方向を幅方向Ｂとする。各プレートフィン２１は、互いに接触しないように、例えば平行に積層されている。各プレートフィン２１は、積層方向に同じ姿勢である。
【００２３】
冷媒用伝熱管３０は、冷媒管部２の一部を構成しており、内部を冷媒が流動する。冷媒用伝熱管３０は、圧縮機１と例えば管部材２ａを介して接続されるとともに、例えば管部材２ｂを介して内部熱交換器４と接続されている。これら管部材２ａ，２ｂも冷媒管部２の一部である。
【００２４】
冷媒用伝熱管３０は、上記された冷媒管部２においてフィン群２０内を通る部分である。冷媒用伝熱管３０は、各プレートフィン２１の幅方向Ｂの一端部２２と、各プレートフィン２１の幅方向Ｂの他端部２３とに１つずつ設けられている。なお、一端部２２と他端部２３に形成される冷媒用伝熱管３０は、互いに同じ構造である。
【００２５】
図３は、水熱交換器    を幅方向    からみた平面図である。なお、図３に示されるフィン群２０では、一部のプレートフィン２１が図示されており、２点鎖線で示された範囲Ｃ内のプレートフィン２１は、図示が省略されている。しかしながら、実際には、範囲Ｃ内にもプレートフィン２１が積層されている。
【００２６】
図３は、一端部２２に設けられる冷媒用伝熱管３０がフィン群２０を通っている状態を示している。なお、図３中において、後述される水用伝熱管４０は、説明のため省略されている。上記したように、一端部２２と他端部２３とに形成される冷媒用伝熱管３０の構造は互いに同じであるので、一端部２２に形成される冷媒用伝熱管３０を代表して説明する。
【００２７】
図３に示すように、冷媒用伝熱管３０は、複数の冷媒用伝熱管本体３１と、複数の冷媒用ベンド管３２とを備えている。冷媒用伝熱管本体３１は、一対の直線部３３と、これら直線部３３を連結する連結部３４と有している。直線部３３は、直線状であり、連結部３４は、Ｕ字状である。各直線部３３は、互いに平行になるように配置されており、連結部３４は、各直線部３３の一方の開口を連結している。直線部３３と連結部３４とは一体に形成されており、例えば一本の管部材に曲げ加工を施すことによって形成されている。このため、冷媒用伝熱管本体３１は、各直線部３３が連結部３４を介して互いに連通するとともに、平面形状がＵ字状である。
【００２８】
冷媒用伝熱管本体３１は、各直線部３３がフィン群２０を通るように、フィン群２０に設けられている。各プレートフィン２１には、冷媒用伝熱管本体３１の直線部３３が通る冷媒用挿通孔２４が形成されている。冷媒用挿通孔２４は、冷媒用伝熱管本体３１の直線部３３が嵌まる形状であり、冷媒用挿通孔２４の縁の全域は、冷媒用伝熱管本体３１の直線部３３の周面に、冷媒用伝熱管本体３１を拡管することにより密着している。このため、冷媒用伝熱管３０を通る冷媒Ｌの熱が各プレートフィン２１に効率よく伝達される。
【００２９】
プレートフィン２１を通る直線部３３の姿勢は、各直線部３３が、長手方向Ａおよび幅方向Ｂに直交する方向に平行となる姿勢である。また、図２に示すように、各冷媒用伝熱管本体３１は、直線部３３の他方の開口３５（連結部３４が連結されない方の開口）が長手方向Ａに並ぶように配置されている。
【００３０】
長手方向Ａに並ぶ開口３５のうち、長手方向Ａの一端に配置される開口３５は、冷媒用入口３６となっており、他端に配置される開口３５は、冷媒用出口３７となっている。冷媒用入口３６は管部材２ａが接続され冷媒Ｌが流入し、冷媒用出口３７は管部材２ｂが接続され冷媒Ｌが流出する。
【００３１】
図３に示すように、冷媒用ベンド管３２は、平面形状が略Ｕ字状である。冷媒用ベンド管３２は、冷媒用入口３６と冷媒用出口３７とを除いた開口３５のうち、長手方向Ａに互いに隣り合うどうしを連結している。この構造により、冷媒用入口３６と冷媒用出口３７とは、複数の冷媒用伝熱管本体３１と複数の冷媒用ベンド管３２とによって連通し、それゆえ、冷媒用伝熱管３０は、冷媒用入口３６から冷媒用出口３７まで、フィン群２０を蛇行するように配置される。なお、図２では、冷媒用ベンド管３２が外された状態を示している。
【００３２】
他端部２３に設けられる冷媒用伝熱管３０は、一端部２２に設けられる冷媒用伝熱管３０と同様の構造を有している。また、図２に示すように、一端部２２と他端部２３とに形成され冷媒用伝熱管３０の冷媒用伝熱管本体３１において長手方向Ａの端から同数番目にあるものどうしは、互いに幅方向Ｂに対向するように配置されている。ここで言う幅方向Ｂに対向するとは、各直線部３３が幅方向Ｂに対向することである。
【００３３】
具体的には、幅方向Ｂに一端部２２と他端部２３とに形成される各冷媒用伝熱管３０の冷媒用伝熱管本体３１のうち、長手方向Ａの一端から１番目にある冷媒用伝熱管本体３１は、一方の直線部３３どうしが幅方向Ｂに対向するとともに、他方の直線部３３どうしが幅方向Ｂに対向する。
【００３４】
水用伝熱管４０は、フィン群２０を冷媒用伝熱管３０のように蛇行して通るように、フィン群２０に設けられている。水用伝熱管４０は、送水管部８の一部であって、例えば管部材８ａを介してポンプ９と接続され、例えば管部材８ｂを介し貯湯タンク１２と接続されている。管部材８ａは、本発明で言う流入部の一例である。管部材８ｂは、本発明で言う流出部の一例である。図２に示すように、水用伝熱管４０は、各プレートフィン２１において、幅方向Ｂの一端部２２と他端部２３とに設けられる冷媒用伝熱管３０間を通るように設けられている。
【００３５】
図４は、図２に示されるＦ４−Ｆ４線に沿って示す水熱交換器３の断面図である。図４は、水用伝熱管４０がフィン群２０内を通る様子を幅方向Ｂに見る平面図である。なお、図４中からは、説明のため、他端部２３に設けられる冷媒用伝熱管３０を省略している。
【００３６】
図４に示すように、水用伝熱管４０は、複数の水用伝熱管本体４１と、複数の水用ベンド管４２とを備えている。水用伝熱管本体４１は、一対の直線部４３と、これら直線部４３を連結する連結部４４と有している。直線部４３は、直線状であり、連結部４４は、Ｕ字状である。各直線部４３は、互いに平行になるように配置されており、連結部４４は、各直線部４３の一方の開口を連結している。直線部４３と連結部４４とは、互いに一体に形成されており、例えば一本の管部材に曲げ加工を施すことによって形成されている。このため、水用伝熱管本体４１は、各直線部４３が連結部４４を介して連通するとともに、平面形状がＵ字状である。
【００３７】
水用伝熱管本体４１は、各直線部４３が全てのプレートフィン２１を通るように、フィン群２０に設けられている。このため、各プレートフィン２１には、水用伝熱管本体４１の直線部４３が通る水用挿通孔２５が形成されている。水用挿通孔２５は、水用伝熱管本体４１の直線部４３が嵌まる形状であり、それゆえ、水用挿通孔２５の縁の全域は、水用伝熱管本体４１の直線部４３の周面に、水用伝熱管本体４１を拡管することにより密着している。このため、各プレートフィン２１の熱が水用伝熱管４０に効率よく伝達される。
【００３８】
プレートフィン２１を通る直線部４３の姿勢は、一例として、直線部４３が、長手方向Ａおよび幅方向Ｂと直交する方向に平行となる姿勢である。また、図２に示すように、水用伝熱管４０は、各水用伝熱管本体４１の直線部４３の他方の開口４５（連結部４４が連結されないほうの開口）が長手方向Ａに並ぶように配置されている。
【００３９】
水用伝熱管４０の他方の開口４５は、冷媒用伝熱管本体３１の開口３５と同じ側に開口している。長手方向Ａに並ぶ開口４５のうち、長手方向Ａの他端部に配置される開口４５は、水用入口４６となっており、一端部に配置される開口４５は、水用出口４７となっている。水用入口３６は、管部材８ａが接続され、水用出口４７は、管部材８ｂが接続される。
【００４０】
水用ベンド管４２は、平面形状が略Ｕ字状である。水用ベンド管４２は、水用入口４６と水用出口４７とを除いた開口４５のうち、長手方向Ａに互いに隣り合うどうしを連結している。この構造により、水用入口４６と水用出口４７とは、複数の水用伝熱管本体４１と複数の水用ベンド管４２とによって連通し、それゆえ、水用伝熱管４０は、水用入口４６から水用出口４７までフィン群２０を蛇行するように設けられる。なお、図２では、説明のため、水用ベンド管４２が外された状態が示されている。
【００４１】
本実施形態では、冷媒用伝熱管本体３１の内径と冷媒用ベンド管３２の内径とは同じである。また、水用伝熱管本体４１の内径と水用ベンド管４２の内径とは、同じである。図２に示すように、水用伝熱管４０の内径は、冷媒用伝熱管３０の内径よりも大きい。言い換えると、冷媒用伝熱管３０の内径は、水用伝熱管４０の内径よりも細い。
【００４２】
ついで、冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０との位置関係を具体的に説明する。図２に示すように、水用伝熱管本体４１の直線部４３は、長手方向Ａに互いに隣り合う冷媒用伝熱管本体３１の直線部３３の間に配置されており、それゆえ、直線部３３，４３は、互いに、千鳥状に配置されている。このため、各プレートフィン２１の幅方向Ｂの長さを短縮化することができる。また、上記配置構造のため、水用伝熱管４０は、冷媒用伝熱管３０に隣接して配置される。
【００４３】
図２に示すように、冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０とが上記構造を有することによって、冷媒用入口３６と水用出口４７とは、長手方向Ａの一端部に配置されるとともに、互いに隣接している。冷媒用出口３７と水用入口４６とは、長手方向Ａの他端部に配置されるとともに、互いに隣接している。
【００４４】
各プレートフィン２１において、互いに隣接する直線部３３間には、熱遮断手段が設けられている。本実施形態では、直線部３３は長手方向Ａに隣接するので、長手方向Ａに互いに隣接する直線部３３間に熱遮断手段が設けられている。熱遮断手段は、直線部３３どうしでプレートフィン２１を介して熱交換が行われることを抑制する機能を有している。本実施形態では、図２に示すように、各プレートフィン２１において互いに隣り合う直線部３３間に、一例として切り込み２６が形成されている。
【００４５】
各切り込み２６は、幅方向Ｂに延びている。切り込み２６は、プレートフィン２１を貫通している。切り込み２６によって、互いに隣り合う直線部３３がプレートフィン２１を介して熱交換されることが抑制される。なお、図中２点鎖線で拡大して示すように、切り込み２６は、プレートフィン２１の水用挿通孔２５に達していない。
【００４６】
つぎに、水熱交換器３の動作を説明する。図２，３に示すように、水熱交換器３内に流入した冷媒Ｌは、冷媒用入口３６から冷媒用伝熱管３０内に流入し、冷媒用出口３７に向かって冷媒用伝熱管３０内を流動する。この際、冷媒Ｌの熱は、フィン群２０（各プレートフィン２１）に伝達される。
【００４７】
水熱交換器３内に流入した水Ｗは、水用入口４６から水用伝熱管４０内に流入し、水用出口４７に向かって水用伝熱管４０内を流動する。このとき、冷媒用入口３６と水用出口４７とが互いに隣接して設けられ、かつ、冷媒用出口３７と水用入口４６とが互いに隣接して設けられるため、冷媒Ｌの流れと水Ｗの流れが互いに逆となる。水Ｗが水用伝熱管４０内を流動する際に、当該水Ｗには、各プレートフィン２１に伝達された冷媒Ｌの熱が伝達される。
【００４８】
冷媒用出口３７を出た冷媒Ｌは、ついで、内部熱交換器４に導かれる。水用出口４７を出た水Ｗは、貯湯タンク１２に導かれる。
【００４９】
図５は、水熱交換器３における、冷媒用入口３６と冷媒用出口３７と間の冷媒Ｌの温度と、水用入口４６と水用出口４７との間の水Ｗの温度とを示すグラフＧを示している。グラフＧは、冷媒Ｌと水Ｗとの温度勾配を示している。グラフＧにおいて横軸は、冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０とにおける位置を示しており、縦軸は、温度を示している。冷媒Ｌにおいて冷媒用入口３６の温度をＴ１とし、冷媒用出口３７の温度をＴ２とする。水Ｗにおいて水用入口４６の温度をｔ１とし、水用出口４７の温度をｔ２とする。
【００５０】
水熱交換器３の上記動作によって、図５に示すように、冷媒Ｌの温度は、冷媒用入口３６から冷媒用出口３７まで流れる過程において低下する（Ｔ１＞Ｔ２）。水Ｗの温度は、水用入口４６から水用出口４７まで流れる過程で上昇する（ｔ２＞ｔ１）。
【００５１】
このように構成される水熱交換器３を備えるヒートポンプ式給湯装置１０では、冷媒用伝熱管３０がフィン群２０（各プレートフィン２１）に接続され、かつ、水用伝熱管４０がフィン群２０（各プレートフィン２１）に接続されることによって、冷媒Ｌから水Ｗへの熱伝達が、フィン群２０を介して行われる。
【００５２】
このため、冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０とを直接接続する必要がなくなるので、水熱交換器３を作成する際の製造性が向上する。さらに、冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０とを直接接続する必要がなくなることによって水熱交換器３の形状を簡素にすることができるので、水熱交換器３を配置する際のスペース効率が良くなる。なお、スペース効率が良くなるとは、水熱交換器３を配置することによって用いることができなくなるスペースが少なくなることである。
【００５３】
また、冷媒用入口３６と水用出口４７とをフィン群２０の長手方向Ａの一端部に設けて互いに隣接させるとともに、冷媒用出口３７と水用入口４６とをフィン群２０の長手方向Ａの他端部に設けて互いに隣接させることによって、冷媒の流れと水の流れとが互いに逆向きとなる。このため、冷媒Ｌから水Ｗへの熱伝達を効率よく促進することができる。
【００５４】
また、各プレートフィン２１において水用挿通孔２５間に、熱遮断手段の一例である切り込み２６が設けられることによって、各プレートフィン２１内で冷媒用伝熱管３０どうしで熱交換されることが抑制される。このため、冷媒Ｌと水Ｗとの間での熱交換性能が向上する。
【００５５】
また、各プレートフィン２１において、冷媒用伝熱管３０の直線部３３と水用伝熱管４０の直線部４３とが千鳥状に配置されることによって、各プレートフィン２１の幅方向Ｂの長さを短縮化できる。さらに、千鳥状に配置されることによって、１つの直線部４３が２つの直線部３３と対向するようになるので、冷媒Ｌから水Ｗへの熱の伝達効率が向上する。
【００５６】
また、水用伝熱管４０の内径が冷媒用伝熱管３０の内径よりも大きい。このため、冷媒Ｌと水Ｗとの間の熱交換率が向上する。この点を具体的に説明する。
【００５７】
冷媒用伝熱管３０内を流動する冷媒Ｌは、凝縮潜熱を有するために、水Ｗよりも熱容量が大きい。このため、冷媒Ｌから水Ｗへの熱伝達を効率よく促進するためには、水Ｗの流量を所定以上にする必要がある。なお、ここで言う流量とは、単位時間当たりの流量である。
【００５８】
水用伝熱管４０の内径を、少なくとも冷媒用伝熱管３０の内径よりも大きくすることによって、水Ｗの流量を多くすることができる。このため、冷媒Ｌから水Ｗへの熱伝達を効率よく促進できるので、冷媒Ｌから水Ｗへの熱交換率を向上することができる。
【００５９】
さらに、水用伝熱管４０の内径が、冷媒用伝熱管３０の内径よりも大きいことによって、水Ｗを所定の温度まで上昇させるために必要な消費エネルギが大きくなることを抑制できる。この点について、具体的に説明する。
【００６０】
まず、温度効率について説明する。温度効率をεとすると、ε＝（ｔ２−ｔ１）／（Ｔ１−ｔ1）となる。この式は、水側を基準としている。温度効率εを向上するためには、水の流量を減らすことによって水用出口４７での水Ｗの温度ｔ２を高くすることが考えられるが、この場合では、水Ｗへの伝熱量が減少することによって、冷媒用出口３７での冷媒Ｌの温度が上昇する。
【００６１】
この結果、圧縮機１の吐出圧力が上昇し、圧縮機１の仕事量が増加する。このような観点から、温度効率εを向上する際には、水用伝熱管４０の内径が冷媒用伝熱管３０の内径よりも大きいほうがよい。このため、所定の温度まで水Ｗの温度を上昇する際には、水用伝熱管４０の内径が冷媒用伝熱管３０の内径よりも大きいほうが、圧縮機１で消費されるエネルギ量を小さくすることができる。
【００６２】
さらに、水用伝熱管４０の内径を大きくすることによって、水用伝熱管４０の内面にカルシウムが析出して付着しても、水Ｗの流れが妨げられることが抑制される。
【００６３】
また、各プレートフィン２１において、幅方向Ｂ中央に水用伝熱管４０が設けられ、当該水用伝熱管４０の両側に冷媒用伝熱管３０が形成される。このため、冷媒Ｌから水Ｗへの伝熱量が増大する。
【００６４】
ついで、本発明の第２の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置を、図６，７を用いて説明する。なお、本実施形態において第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、水熱交換器３が、さらに、断熱材５０を備える点が、第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について、具体的に説明する。
【００６５】
図６は、本実施形態の水熱交換器３を示す側面図である。図６では、冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０とでは、説明のため、共にベンド管３２，４２が省略されている。図６に示すように、水熱交換器３には、当該水熱交換器３の全ての外面全体を覆うように断熱材５０が設けられている。図７は、水熱交換器３を示す平面図である。図７中、断熱材５０を２点鎖線で示している。図７に示すように、断熱材５０は、冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０とを覆う大きさを有している。
【００６６】
図中では、水熱交換器３において開口３５，４５が見えるように、断熱材５０の一部が断面されている。断熱材５０は、熱伝導率の低い材料で形成されている。なお、断熱材５０は、水熱交換器３の全ての面を覆うように構成されることに限定されない。例えば、水熱交換器３においてベンド管３２，４２が設けられる側の側面と、連結部３４，４４が設けられる側の側面とが外側から見えるように開口する形状であってもよい。
【００６７】
本実施形態では、断熱材５０によって、フィン群２０と周囲の空気との間で熱交換が行われることが抑制される。このため、本実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて、フィン群２０を介した冷媒Ｌと水Ｗとの熱交換が効率よく行われるようになる。
【００６８】
ついで、本発明の第３の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置１０を、図８を用いて説明する。なお、本実施形態において第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、熱遮断手段が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について、具体的に説明する。
【００６９】
図８は、本実施形態の水熱交換器３の一部を示す側面図である。なお、図中、冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０とのベンド管３２，４２は、説明のため、省略されている。図８に示すように、本実施形態では、熱遮断手段として、切り込み２６に代えて、スリット２７が形成されている。スリット２７が設けられる部位は、切り込み２６と同じ場所でよい。スリット２７は、各プレートフィン２１を貫通している。スリット２７は、冷媒用挿通孔２４には達していない。
【００７０】
本実施形態であっても第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態のスリット２７は、第２の実施形態のヒートポンプ式給湯装置１０にも用いることができる。このため、本実施形態のスリット２７が第２の実施形態のヒートポンプ式給湯装置１０に用いられる場合は、第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７１】
ついで、本発明の第４の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置１０を、図９を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、熱遮断手段が、第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造について、具体的説明する。
【００７２】
図９は、本実施形態のプレートフィン２１を示す斜視図である。図９に示すように、本実施形態では、熱遮断手段として切り込み２６に代えて、切起し部２８が用いられている。切起し部２８は、プレートフィン２１の一部を切り欠いて、当該切り欠いた部分を起こすことによって形成されている。このため、切起し部２８は、プレートフィン２１を貫通する貫通孔２９を有している。貫通孔２９によって、冷媒用伝熱管３０間で熱交換が行われることが抑制される。
【００７３】
切起し部２８が設けられる部位は、切り込み２６が形成される部位と同じでよい。本実施形態では、切起し部２８は、冷媒用挿通孔２４間に一例として３つ形成されているが、これに限定されない。例えば１つでもよく、または、４つや５つなどの他の複数であってもよい。
【００７４】
本実施形態であっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。本実施形態の切起し部２８は、第１，２の実施形態のヒートポンプ式給湯装置１０に用いることができる。このため、本実施形態の切起し部２８が第２の実施形態のヒートポンプ式給湯装置１０に用いられる場合は、第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７５】
ついで、本発明の第５の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置を、図１０を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同様の符号を付して説明省略する。本実施形態では、第１の実施形態と、冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０との配置構造が異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について、具体的に説明する。
【００７６】
図１０は、本実施形態の水熱交換器３の一部を示す側面図である。図１０に示すように、本実施形態では、冷媒用伝熱管３０は、各プレートフィン２１の幅方向Ｂの一端部２２に、２列設けられている。また、水用伝熱管４０は、幅方向Ｂの他端部２３に２列設けられている。水用伝熱管４０と冷媒用伝熱管３０とは、第１の実施形態と同様にフィン群２０内を蛇行して通っている。なお、図中、ベンド管３２，４２は、説明のため省略されている。
【００７７】
本実施形態では、幅方向Ｂに互いに隣り合う冷媒用伝熱管３０の直線部３３と水用伝熱管４０の直線部４３とは、第１の実施形態と同様に、互いに千鳥状に配置されており、各プレートフィン２１の幅方向Ｂの短縮化が図られている。
【００７８】
本実施形態では、冷媒用伝熱管３０が幅方向Ｂに隣接する構造であるので、熱遮断手段は、プレートフィン２１において長手方向Ａに互いに隣り合う直線部３３間と、幅方向Ｂに互いに隣り合う直線部３３間とに設けられている。図では、熱遮断手段として、切り込み２６が用いられているが、スリット２７や切起し部２８であってもよい。
【００７９】
本実施形態であっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態の冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０との配置構造は、第１〜４の実施形態に用いることができる。本実施形態の冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０との配置構造が、第２〜４の実施形態のヒートポンプ式給湯装置１０に用いられる場合は、第２〜４の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８０】
ついで、本発明の第６の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置を、図１１を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０との配置構造が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について、具体的に説明する。
【００８１】
図１１は、本実施形態の水熱交換器３の一部を示す側面図である。図１１に示すように、本実施形態では、プレートフィン２１の幅方向Ｂの一端部２２に設けられる冷媒用伝熱管３０が省略されている。本実施形態であっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。図中、ベンド管３２，４２は、説明のため省略されている。水用伝熱管４０と冷媒用伝熱管３０とは、第１の実施形態と同様にフィン群２０内を蛇行して通っている。
【００８２】
なお、本実施形態の冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０との配置構造は、第１〜４の実施形態のヒートポンプ式給湯装置１０に用いることができる。第２〜４の実施形態のヒートポンプ式給湯装置１０に用いられる場合は、第２〜４の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８３】
つぎに、本発明の第７の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置を、図１２を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０との配置構造が、第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記ことなる点について、具体的に説明する。
【００８４】
図１２は、本実施形態の水熱交換器３の一部を示す側面図である。図１２に示すように、本実施形態では、水用伝熱管４０がプレートフィン２１の幅方向Ｂの両端部２２，２３に１列ずつ設けられ、これら水用伝熱管４０の間に冷媒用伝熱管３０が１列設けられている。図中、ベンド管３２，４２は、説明のため省略されている。水用伝熱管４０と冷媒用伝熱管３０とは、第１の実施形態と同様にフィン群２０内を蛇行して通っている。
【００８５】
本実施形態であっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態の冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０との配置構造は、第２〜４の実施形態のヒートポンプ式給湯装置１０にも用いられることができる。本実施形態の冷媒用伝熱管３０と水用伝熱管４０との配置構造が第２〜４の実施形態のヒートポンプ式給湯装置１０に設けられる場合であっても、第２〜４の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８６】
なお、第１〜７の実施形態では、熱遮断手段として、切り込み２６とスリット２７と切
起し部２８とが用いられたが、これに限定されない。熱遮断手段は、フィンを介する冷媒伝熱管間の熱交換を遮断する機能を有していればよい。
【００８７】
また、第１〜７の実施形態では、フィンにおいて互いに隣り合う冷媒用伝熱管どうしの組み合わせの全てに熱遮断手段が設けたが、これに限定されない。第１〜７の実施形態のようにフィンにおいて互いに隣り合う冷媒用伝熱管どうしの組み合わせ全てに熱遮断手段を設けることが好ましいが、一部の組み合わせに熱遮断手段が設けられる構造であってもよい。フィンにおいて互いに隣り合う冷媒用伝熱管どうしの組み合わせの少なくとも１つに熱遮断手段が設けられれば、第１〜７の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８８】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１…圧縮機、３…水熱交換器、５…膨張弁、６…空気熱交換器、１０…ヒートポンプ式給湯装置、２０…フィン群、２１…プレートフィン（フィン）、２６…切り込み（熱遮断手段）、２７…スリット（熱遮断手段）、２８…切起し部（熱遮断手段）、３０…冷媒用伝熱管、４０…水用伝熱管、５０…断熱材、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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