(57)【要約】【課題】エコノマイザを有する冷媒回路を備えたヒートポンプシステムにおいて、エコノマイザが放熱器と一体化された一体型熱交換器を構成するのにあたり、放熱器において被加熱流体を加熱する能力の低下を抑える。【解決手段】ヒートポンプシステム（１）は、圧縮機（１１）、放熱器（１２）、膨張機構（１３）、蒸発器（１４）、エコノマイザ（２２）と、が接続されることによって構成される冷媒回路（１０）を有している。ここで、エコノマイザ（２２）は、放熱器（１２）と一体化された一体型熱交換器（２０）を構成している。しかも、一体型熱交換器（２０）は、エコノマイザ（２２）と放熱器（１２）との間に断熱部（４４）を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機（１１）と、被加熱流体によって前記圧縮機において圧縮された前記冷媒を冷却する放熱器（１２）と、前記放熱器において冷却された前記冷媒を減圧する膨張機構（１３）と、前記膨張機構において減圧された前記冷媒を蒸発させる蒸発器（１４）と、が接続されることによって構成される冷媒回路（１０）と、
前記冷媒回路に設けられており、前記冷媒回路を流れる前記冷媒によって前記放熱器において冷却された前記冷媒をさらに冷却するエコノマイザ（２２）と、
を備えており、
前記エコノマイザは、前記放熱器と一体化された一体型熱交換器（２０）を構成しており、
前記一体型熱交換器は、前記エコノマイザと前記放熱器との間に断熱部（４４）を有している、
ヒートポンプシステム（１）。
【請求項２】
前記断熱部は、前記一体型熱交換器において前記冷媒及び前記被加熱流体を流す部分を構成する材料よりも熱伝導率が低い材料によって構成されている、
請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記断熱部は、前記放熱器と前記エコノマイザとの間に設けられた前記冷媒及び前記被加熱流体を流さない隙間（９０）によって構成されている、
請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項４】
前記隙間は、真空状態である、
請求項３に記載のヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記一体型熱交換器は、真空ロウ付け又は拡散接合により形成されている、
請求項４に記載のヒートポンプシステム。
【請求項６】
前記一体型熱交換器は、マイクロ流路熱交換器である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項７】
前記放熱器において前記冷媒との熱交換によって加熱された前記被加熱流体によって室内を暖房する利用側機器（３２）をさらに有している、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
エコノマイザを有する冷媒回路を備えたヒートポンプシステム
【背景技術】
【０００２】
従来より、エコノマイザを有する冷媒回路を備えたヒートポンプシステムがある。この冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、被加熱流体によって圧縮機において圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、放熱器において冷却された冷媒を減圧する膨張機構と、膨張機構において減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、が接続されることによって構成されている。また、冷媒回路には、冷媒回路を流れる冷媒によって放熱器において冷却された冷媒をさらに冷却するエコノマイザが設けられている。そして、このヒートポンプシステムにおいて、特許文献１（欧州特許出願公開第２９５２８３２号明細書）に示すように、エコノマイザが放熱器と一体化された一体型熱交換器を構成しているものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来の一体化熱交換器では、エコノマイザと放熱器との接合部を介した熱伝導によって、放熱器を流れる冷媒がエコノマイザを流れる冷媒によって冷却され、これにより、放熱器において被加熱流体を加熱する能力が低下するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点にかかるヒートポンプシステムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、被加熱流体によって圧縮機において圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、放熱器において冷却された冷媒を減圧する膨張機構と、膨張機構において減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、が接続されることによって構成される冷媒回路を有している。また、冷媒回路には、冷媒回路を流れる冷媒によって放熱器において冷却された冷媒をさらに冷却するエコノマイザが設けられている。そして、ここでは、エコノマイザが、放熱器と一体化された一体型熱交換器を構成している。しかも、ここでは、一体型熱交換器が、エコノマイザと放熱器との間に断熱部を有している。
【０００５】
ここでは、断熱部によって、エコノマイザと放熱器との間の熱伝導を抑えることができる。これにより、ここでは、放熱器を流れる冷媒がエコノマイザを流れる冷媒によって冷却されにくくなり、放熱器において被加熱流体を加熱する能力の低下を抑えることができる。
【０００６】
第２の観点にかかるヒートポンプシステムは、第１の観点にかかるヒートポンプシステムにおいて、断熱部が、一体型熱交換器において冷媒及び被加熱流体を流す部分を構成する材料よりも熱伝導率が低い材料によって構成されている。
【０００７】
ここでは、例えば、冷媒及び被加熱流体を流す部分を構成する材料（金属製の素材）よりも熱伝導率が低い樹脂製やゴム製、セラミック製の素材によって容易に断熱部を構成することができる。
【０００８】
第３の観点にかかるヒートポンプシステムは、第１の観点にかかるヒートポンプシステムにおいて、断熱部が、放熱器とエコノマイザとの間に設けられた冷媒及び被加熱流体を流さない隙間によって構成されている。
【０００９】
ここでは、隙間によって容易に断熱部を構成することができる。
【００１０】
第４の観点にかかるヒートポンプシステムは、第３の観点にかかるヒートポンプシステムにおいて、隙間が、真空状態である。
【００１１】
ここでは、隙間によって構成される断熱部の断熱性能を向上させることができる。
【００１２】
第５の観点にかかるヒートポンプシステムは、第４の観点にかかるヒートポンプシステムにおいて、一体型熱交換器が、真空ロウ付け又は拡散接合により形成されている。
【００１３】
ここでは、例えば、板材を積層して真空ロウ付け又は拡散接合により接合することによって一体型熱交換器を形成する際に、放熱器とエコノマイザとの間に配置される板材間に冷媒及び被加熱流体を流さない隙間を形成しておくことによって、この板材間の隙間を容易に真空状態にすることができる。
【００１４】
第６の観点にかかるヒートポンプシステムは、第１〜第５の観点のいずれかにかかるヒートポンプシステムにおいて、一体型熱交換器が、マイクロ流路熱交換器である。
【００１５】
ここでは、一体型熱交換器をコンパクト化することができる。
【００１６】
第７の観点にかかるヒートポンプシステムは、第１〜第６の観点のいずれかにかかるヒートポンプシステムにおいて、放熱器において冷媒との熱交換によって加熱された被加熱流体によって室内を暖房する利用側機器をさらに有している。
【００１７】
ここでは、放熱器において被加熱流体を加熱する能力の低下が抑えられているため、利用側機器における暖房能力の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の一実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。
【図２】放熱器及びエコノマイザが一体化された一体型熱交換器の外観を示す斜視図である。
【図３】放熱器の第１流路を前方向から見た図である。
【図４】放熱器の第２流路を前方向から見た図である。
【図５】エコノマイザの第１流路を前方向から見た図である。
【図６】エコノマイザの第２流路を前方向から見た図である。
【図７】断熱部の内部を前方向から見た図である。
【図８】一体型熱交換器の内部を示す分解斜視図である。
【図９】変形例Ａにおける一体型熱交換器を示す図であって、図２に対応する図である。
【図１０】変形例Ａにおける一体化熱交換器を示す図であって、図４に対応する図である。
【図１１】変形例Ａにおける一体化熱交換器を示す図であって、図６に対応する図である。
【図１２】変形例Ａにおける一体化熱交換器を示す図であって、図７に対応する図である。
【図１３】変形例Ａにおける一体化熱交換器を示す図であって、連通部を前方向から見た図である。
【図１４】変形例Ａにおける一体化熱交換器を示す図であって、図８に対応する図である。
【図１５】変形例Ｂにおけるヒートポンプシステムの概略構成図である。
【図１６】変形例Ｂにおける一体型熱交換器を示す図であって、図２に対応する図である。
【図１７】変形例Ｂにおける一体型熱交換器を示す図であって、図５に対応する図である。
【図１８】変形例Ｃにおける一体型熱交換器を示す図であって、図２に対応する図である。
【図１９】変形例Ｃにおける一体化熱交換器を示す図であって、図４に対応する図である。
【図２０】変形例Ｄにおける一体型熱交換器の外観を示す斜視図である。
【図２１】図２０のＡ−Ａ断面図である。
【図２２】図２０のＢ−Ｂ断面図である。
【図２３】変形例Ｅにおける一体型熱交換器を示す図であって、図２０に対応する図である。
【図２４】図２３のＢ−Ｂ断面図である。
【図２５】変形例Ｆにおける一体型熱交換器を示す図であって、図２０に対応する図である。
【図２６】図２５のＢ−Ｂ断面図である。
【図２７】変形例Ｇにおける一体型熱交換器を示す図であって、図２２に対応する図である。
【図２８】変形例Ｇにおける一体型熱交換器を示す図であって、図２２に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、ヒートポンプシステムについて、図面に基づいて説明する。
【００２０】
（１）ヒートポンプシステム
＜構成＞
図１は、本開示の一実施形態にかかるヒートポンプシステム１の概略構成図である。ヒートポンプシステム１は、主として、熱交換媒体としての冷媒が循環する冷媒回路１０と、被加熱流体としての水が循環する水回路３０と、を有しており、冷媒回路１０における冷媒圧縮式のヒートポンプサイクルを利用して水を加熱し、加熱された水によって室内を暖房する装置である。
【００２１】
冷媒回路１０は、主として、圧縮機１１と、放熱器１２と、膨張機構１３と、蒸発器１４と、インジェクション管２１と、エコノマイザ２２と、を有している。そして、冷媒回路１０には、冷媒として、ＨＦＣ系冷媒やＨＦＯ系冷媒、自然冷媒が封入されている。
【００２２】
圧縮機１１は、冷媒を圧縮する機器である。圧縮機１１は、例えば、ロータリ型やスクロール型等の冷媒圧縮要素をモータ等の駆動機構によって駆動する圧縮機である。
【００２３】
放熱器１２は、水回路３０を循環する水によって圧縮機１１において圧縮された冷媒を冷却する機器である。尚、放熱器１２の詳細については後述する。また、圧縮機１１の吐出口１１ｂと放熱器１２の冷媒側の入口（第２入口１２ａ）とは、吐出冷媒管１６によって接続されている。
【００２４】
膨張機構１３は、放熱器１２において冷却された冷媒（ここでは、エコノマイザ２２においてさらに冷却された冷媒）を減圧する機器である。膨張機構１３は、例えば、膨張弁やキャピラリーチューブである。また、放熱器１２の冷媒側の出口（第２出口１２ｂ）と膨張機構１３とは、高温冷媒管１７によって接続されている。
【００２５】
蒸発器１４は、膨張機構１３において減圧された冷媒を蒸発させる機器である。蒸発器１４は、例えば、空気によって冷媒を加熱するフィンアンドチューブ式の熱交換器である。そして、ここでは、冷媒の加熱源となる空気の流れを得るために送風ファン１５が設けられている。送風ファン１５は、プロペラ型等の送風要素をモータ等の駆動機構によって駆動するファンである。また、膨張機構１３と蒸発器１４の冷媒の入口１４ａとは、低温冷媒管１８によって接続されており、蒸発器１４の冷媒の出口１４ｂと圧縮機１１の吸入口１１ａとは、吸入冷媒管１９によって接続されている。
【００２６】
インジェクション管２１は、高温冷媒管１７を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機１１に戻す冷媒管である。インジェクション管２１の一端は、高温冷媒管１７に接続されており、インジェクション管２１の他端は、圧縮機１１の圧縮行程の途中部分１１ｃに接続されている。尚、インジェクション管２１の他端は、圧縮機１１の圧縮行程の途中部分１１ｃではなく、圧縮機１１の吸入口１１ａ又は吸入冷媒管１９に接続されていてもよい。インジェクション管２１には、インジェクション膨張機構２３が設けられている。インジェクション膨張機構２３は、例えば、膨張弁である。
【００２７】
エコノマイザ２２は、冷媒回路１０を流れる冷媒によって放熱器１２において冷却された冷媒をさらに冷却する機器である、ここでは、エコノマイザ２２は、放熱器１２において冷却された高温冷媒管１７を流れる冷媒を、冷媒回路１０を流れる冷媒としてのインジェクション管２１を流れる冷媒（より具体的には、インジェクション膨張機構２３によって減圧された冷媒）によって冷却する。このため、エコノマイザ２２は、高温冷媒管１７及びインジェクション管２１に設けられている。エコノマイザ２２の高温冷媒管１７側の入口（第４入口２２ａ）は、高温冷媒管１７ａに接続されており、エコノマイザ２２の高温冷媒管１７側の出口（第４出口２２ｂ）は、高温冷媒管１７の膨張機構１３寄りの部分１７ｂに接続されている。エコノマイザ２２のインジェクション管２１側の入口（第３入口２２ｃ）は、インジェクション管２１の第２部分２１ｂに接続されており、エコノマイザ２２のインジェクション管２１側の出口（第３入口２２ｄ）は、インジェクション管２１の第３部分２１ｃに接続されている。ここで、インジェクション管２１は、高温冷媒管１７の放熱器１２寄りの部分１７ａとインジェクション膨張機構２３との間を接続する第１部分２１ａと、インジェクション膨張機構２３とエコノマイザ２２の第３入口２２ｃとの間を接続する第２部分２１ｂと、エコノマイザ２２の第３出口２２ｄと圧縮機１１との間を接続する第３部分２１ｃと、を有している。尚、エコノマイザ２２の詳細については後述する。
【００２８】
水回路３０は、主として、放熱器１２と、ポンプ３１と、利用側機器３２と、を有している。そして、水回路３０には、水が封入されている。
【００２９】
放熱器１２は、上記のように、水回路３０を循環する水によって圧縮機１１において圧縮された冷媒を冷却する機器である。言い換えれば、放熱器１２は、冷媒回路１０を循環する冷媒によって水を加熱する機器である。尚、放熱器１２の詳細については後述する。
【００３０】
ポンプ３１は、水を昇圧する機器である。ポンプ３１は、例えば、遠心型や容積型のポンプ要素をモータ等の駆動機構によって駆動するポンプである。ここで、放熱器１２の水側の出口（第１出口１２ｄ）とポンプ３１の吸込口３１ａとは、出口水管３３によって接続されている。
【００３１】
利用側機器３２は、放熱器１２によって加熱された水によって室内を暖房する機器である。利用側機器３２は、例えば、ラジエータや床暖房機である。また、ポンプ３１の吐出口３１ｂと利用側機器３２の水の入口３２ａとは、吐出水管３４によって接続されており、利用側機器３２の水の出口３２ｂと放熱器１２の水側の入口（第１入口１２ｃ）とは、入口水管３５によって接続されている。
【００３２】
上記のヒートポンプシステム１の構成機器は、制御装置２によって制御されるようになっている。制御装置２は、マイクロコンピュータやメモリ等が実装された制御基板等によって構成されている。
【００３３】
＜動作＞
次に、ヒートポンプシステム１の動作について、図１を用いて説明する。ヒートポンプシステム１は、上記のように、冷媒回路１０における冷媒圧縮式のヒートポンプサイクルを利用して水を加熱し、加熱された水によって室内を暖房すること（暖房運転）が可能である。尚、暖房運転は、制御装置２によって行われる。
【００３４】
冷媒回路１０において、圧縮機１１において圧縮されて吐出された冷媒は、放熱器１２に送られる。放熱器１２に送られた冷媒（高温冷媒）は、水回路３０を循環する水と熱交換を行って冷却されて凝縮する。放熱器１２において放熱した冷媒は、エコノマイザ２２に送られる。エコノマイザ２２に送られた冷媒（高温冷媒）は、高温冷媒管１７からインジェクション管２１に分岐された冷媒（低温冷媒）と熱交換を行ってさらに冷却される。このとき、インジェクション管２１を流れる冷媒は、エコノマイザ２２において加熱されて、圧縮機１１に戻される。エコノマイザ２２において冷却された冷媒は、膨張機構１３によって減圧された後に、蒸発器１４に送られる。蒸発器１４に送られた冷媒は、送風ファン１５によって蒸発器１４を通過する空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発する。蒸発器１４において蒸発した冷媒は、圧縮機１１に吸入されて、再び、圧縮機１１において圧縮されて吐出される。
【００３５】
一方、水回路３０においては、放熱器１２における冷媒の放熱によって水が加熱される。放熱器１２において加熱された水は、ポンプ３１によって昇圧されて吐出される。ポンプ３１から吐出された水は、利用側機器３２に送られる。利用側機器３２に送られた水は、室内を暖房することによって冷却される。利用側機器３２において冷却された水は、放熱器１２に送られて、再び、放熱器１２において加熱される。
【００３６】
（２）放熱器及びエコノマイザの詳細
次に、放熱器１２及びエコノマイザ２２の詳細について、図１〜図８を用いて説明する。ここで、図２は、放熱器１２及びエコノマイザ２２が一体化された一体型熱交換器２０の外観を示す斜視図である。図３は、放熱器１２の第１流路５１を前方向から見た図である。図４は、放熱器１２の第２流路６１を前方向から見た図である。図５は、エコノマイザ２２の第１流路７１を前方向から見た図である。図６は、エコノマイザ２２の第２流路８１を前方向から見た図である。図７は、断熱部４４の内部を前方向から見た図である。図８は、一体型熱交換器２０の内部を示す分解斜視図である。また、以下の説明では、方向や位置関係を説明するために、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」といった表現を用いる場合があるが、これらの表現が示す方向は、特にことわりのない限り、図面中に示された矢印の方向に従うものとする。
【００３７】
ここでは、放熱器１２及びエコノマイザ２２が一体化された一体型熱交換器２０を構成している。すなわち、一体型熱交換器２０は、放熱器１２及びエコノマイザ２２を有している。
【００３８】
一体型熱交換器２０は、主として、放熱器１２を構成する放熱器側熱交換部４１と、エコノマイザ２２を構成するエコノマイザ側熱交換部４２と、放熱器側熱交換部４１及びエコノマイザ側熱交換部４２が設けられるケーシング４３と、を有している。放熱器側熱交換部４１は、被加熱流体（水）によって圧縮機１１において圧縮された冷媒（高温冷媒）を冷却する部分である。エコノマイザ側熱交換部４２は、冷媒回路１０を流れる冷媒（低温冷媒）によって放熱器１２（放熱器側熱交換部４１）において冷却された冷媒をさらに冷却する部分である。尚、ここでは、エコノマイザ側熱交換部４２が放熱器側熱交換部４１の後方向側に配置されているが、前後関係が逆の配置であってもよい。
【００３９】
しかも、ここでは、一体型熱交換器２２が、エコノマイザ２２（エコノマイザ側熱交換部４２）と放熱器１２（放熱器側熱交換部４１）との間（ここでは、前後方向間）に断熱部４４をさらに有している。すなわち、断熱部４４は、放熱器側熱交換部４１とエコノマイザ側熱交換部４２との間に配置された状態でケーシング４３に設けられている。ここで、断熱部４４は、エコノマイザ２２（エコノマイザ側熱交換部４２）と放熱器１２（放熱器側熱交換部４１）との間の熱伝導を抑える部分である。
【００４０】
放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）は、水が流れる第１流路５１が複数列形成された第１層５０と、高温冷媒が流れる第２流路６１が複数列形成された第２層６０と、が積層されることによって構成されている。ここで、第１層５０と第２層６０とが積層される方向（ここでは、図２及び図８の前後方向）を積層方向とする。また、第１流路５１が並ぶ方向（ここでは、左右方向）を第１流路５１の配列方向とし、第２流路６１が並ぶ方向（ここでは、上下方向）を第２流路６１の配列方向とする。そして、第１及び第２流路５１、６１は、流路断面積が非常に小さいマイクロ流路（相当直径で１．５ｍｍ以下の流路）である。すなわち、放熱器１２は、マイクロ流路熱交換器と呼ばれるものである。そして、第１流路５１は、第１及び第２層５０、６０の積層方向（前後方向）に沿って第１層５０を見た際に、第１流路５１の配列方向（左右方向）に交差する方向（ここでは、上下方向）に沿って第１層５０の下端部付近から上端部付近まで延びている。しかも、ここでは、第１流路５１は、積層方向（前後方向）に沿って第１層５０を見た際に、第１流路５１の配列方向（左右方向）に蛇行した形状を有しており、これにより、伝熱促進を図るようにしている。また、第２流路６１は、第１及び第２層５０、６０の積層方向（前後方向）に沿って第２層６０を見た際に、第２流路６１の配列方向（上下方向）に交差する方向（ここでは、左右方向）に沿って第２層６０の左端部付近から右端部付近まで延びている。しかも、ここでは、第２流路６１は、上下方向に並ぶ複数（ここでは、４つ）の流路群に分かれており、左下端部に位置する流路群から左上端部に位置する流路群に向かって左右方向に折り返すように延びている。このように、ここでは、第１流路５１と第２流路６１とが直交対向流をなすように配置されている。
【００４１】
そして、ここでは、第１層５０及び第２層６０の積層構造を有する放熱器側熱交換部４１は、第１流路５１をなす溝が片面に形成された第１板材５２と、第２流路６１をなす溝が片面に形成された第２板材６２と、が交互に積層されることによって構成されている。第１及び第２板材５２、６２は、金属製の素材で形成されている。第１流路５１や第２流路６１をなす溝は、例えば、第１及び第２板材５２、６２に機械加工やエッチング加工を施すことによって形成されている。そして、このような溝加工がなされた第１及び第２板材５２、６２を所定数積層した後に、真空ロウ付け又は拡散接合の接合処理によって第１及び第２板材５２、６２間を接合することによって、第１層５０及び第２層６０の積層構造を有する放熱器側熱交換部４１が得られている。尚、ここでは、第１及び第２板材５２、６２の両方の片面に流路５１、６１をなす溝が形成されているが、これに限定されるものではなく、第１及び第２板材５２、６２のいずれか一方の両面に流路５１、６１をなす溝が形成されていてもよいし、第１及び第２板材５２、６２の両方の両面に流路５１、６１をなす溝が形成されていてもよい。
【００４２】
また、ここでは、第１板材５２の下端部及び上端部に、切り欠き部５３、５４が形成されており、切り欠き部５３、５４はそれぞれ、第１流路５１の下端部（水の入口部分）及び上端部（水の出口部分）に連通している。第２板材６２の下端部及び上端部にも、切り欠き部５３、５４と重なるように切り欠き部６３、６４が形成されている。そして、第１及び第２板材５２、６２間が接合されることによって、切り欠き部５３、６３が第１流路５１の下端部と連通する空間である第１入口ヘッダ１３ｃを形成し、切り欠き部５４、６４が第１流路５１の上端部と連通する空間である第１出口ヘッダ１３ｄを形成している。また、第２板材６２の左上端部及び左下端部に切り欠き部６５、６６が形成されており、切り欠き部６５、６６はそれぞれ、第２流路６１の左上端部（高温冷媒の入口部分）及び左下端部（高温冷媒の出口部分）に連通している。第１板材５２の左上端部及び左下端部にも、切り欠き部６５、６６と重なるように切り欠き部５５、５６が形成されている。そして、第１及び第２板材５２、６２間が接合されることによって、切り欠き部５５、６５が第２流路６１の左上端部と連通する空間である第２入口ヘッダ１３ａを形成し、切り欠き部５６、６６が第２流路６１の左下端部と連通する空間である第２出口ヘッダ１３ｂを形成している。
【００４３】
エコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）は、低温冷媒が流れる第３流路７１が複数列形成された第３層７０と、高温冷媒が流れる第４流路８１が複数列形成された第４層８０と、が積層されることによって構成されている。ここで、第３層７０と第４層８０とが積層される方向（ここでは、図２及び図８の前後方向）を積層方向とする。また、第３流路７１が並ぶ方向（ここでは、左右方向）を第３流路７１の配列方向とし、第４流路８１が並ぶ方向（ここでは、上下方向）を第４流路８１の配列方向とする。そして、第３及び第４流路７１、８１は、流路断面積が非常に小さいマイクロ流路（相当直径で１．５ｍｍ以下の流路）である。すなわち、エコノマイザ２２は、マイクロ流路熱交換器と呼ばれるものである。そして、第３流路７１は、第３及び第４層７０、８０の積層方向（前後方向）に沿って第３層７０を見た際に、第３流路７１の配列方向（左右方向）に交差する方向（ここでは、上下方向）に沿って第３層７０の下端部付近から上端部付近まで延びている。しかも、ここでは、第３流路７１は、積層方向（前後方向）に沿って第３層７０を見た際に、第３流路７１の配列方向（左右方向）に蛇行した形状を有しており、これにより、伝熱促進を図るようにしている。また、第４流路８１は、第３及び第４層７０、８０の積層方向（前後方向）に沿って第４層８０を見た際に、第４流路８１の配列方向（上下方向）に交差する方向（ここでは、左右方向）に沿って第４層８０の左端部付近から右端部付近まで延びている。しかも、ここでは、第４流路８１は、上下方向に並ぶ複数（ここでは、４つ）の流路群に分かれており、左下端部に位置する流路群から左上端部に位置する流路群に向かって左右方向に折り返すように延びている。このように、ここでは、第３流路７１と第４流路８１とが直交対向流をなすように配置されている。
【００４４】
そして、ここでは、第３層７０及び第４層８０の積層構造を有するエコノマイザ側熱交換部４２は、第３流路７１をなす溝が片面に形成された第３板材７２と、第４流路８１をなす溝が片面に形成された第４板材８２と、が交互に積層されることによって構成されている。第３及び第４板材７２、８２は、金属製の素材で形成されている。第３流路７１や第４流路８１をなす溝は、例えば、第３及び第４板材７２、８２に機械加工やエッチング加工を施すことによって形成されている。そして、このような溝加工がなされた第３及び第４板材７２、８２を所定数積層した後に、真空ロウ付け又は拡散接合の接合処理によって第３及び第４板材７２、８２間を接合することによって、第３層７０及び第４層８０の積層構造を有するエコノマイザ側熱交換部４２が得られている。尚、ここでは、第３及び第４板材７２、８２の両方の片面に流路７１、８１をなす溝が形成されているが、これに限定されるものではなく、第３及び第４板材７２、８２のいずれか一方の両面に流路７１、８１をなす溝が形成されていてもよいし、第３及び第４板材７２、８２の両方の両面に流路７１、８１をなす溝が形成されていてもよい。
【００４５】
また、ここでは、第３板材７２の下端部及び上端部に、切り欠き部７３、７４が形成されており、切り欠き部７３、７４はそれぞれ、第３流路７１の下端部（低温冷媒の入口部分）及び上端部（低温冷媒の出口部分）に連通している。第４板材８２の下端部及び上端部にも、切り欠き部７３、７４と重なるように切り欠き部８３、８４が形成されている。そして、第３及び第４板材７２、８２間が接合されることによって、切り欠き部７３、８３が第３流路７１の下端部と連通する空間である第３入口ヘッダ２３ｃを形成し、切り欠き部７４、８４が第３流路７１の上端部と連通する空間である第３出口ヘッダ２３ｄを形成している。また、第４板材８２の左上端部及び左下端部に切り欠き部８５、８６が形成されており、切り欠き部８５、８６はそれぞれ、第４流路８１の左上端部（高温冷媒の入口部分）及び左下端部（高温冷媒の出口部分）に連通している。第３板材７２の左上端部及び左下端部にも、切り欠き部８５、８６と重なるように切り欠き部７５、７６が形成されている。そして、第３及び第４板材７２、８２間が接合されることによって、切り欠き部７５、８５が第４流路８１の左上端部と連通する空間である第４入口ヘッダ２３ａを形成し、切り欠き部７６、８６が第４流路８１の左下端部と連通する空間である第４出口ヘッダ２３ｂを形成している。
【００４６】
断熱部４４は、放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）とエコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）との間に冷媒及び水を流さない隙間９０を形成している。ここでは、断熱部４４は、放熱器側熱交換部４１側の第５板材９１と、エコノマイザ側熱交換部４２側の第６板材９２と、第５及び第６板材９１、９２間に配置される第７板材９３と、を有している。第５〜第７板材９１〜９３は、金属製の素材で形成されている。第７板材９３には、隙間９０を形成するための開口９４が形成されている。そして、第５及び第６板材９１、９２間に第７板材９３を配置、すなわち、図２及び図８の前方向から第５板材９１、第７板材９３、第６板材９２を順に積層した後に、真空ロウ付け又は拡散接合の接合処理によって板材９１、９３、９２間を接合することによって、内部に隙間９０が形成された断熱部４４が得られている。尚、真空ロウ付け又は拡散接合は、真空雰囲気で板材９１、９３、９２間を接合することになるため、これによって得られる隙間９０も真空状態になっている。
【００４７】
ケーシング４３は、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２及び断熱部４４が設けられる部材である。ここでは、ケーシング４３は、略直方体形状を有している。そして、ケーシング４３の下面部の前寄りの部分には、水の入口となる第１入口１２ｃが形成されており、第１入口ヘッダ１３ｃに連通している。第１入口１２ｃには、入口水管３５が接続されている。ケーシング４３の上面部の前寄りの部分には、水の出口となる第１出口１２ｄが形成されており、第１出口ヘッダ１３ｄに連通している。第１出口１２ｄには、出口水管３３が接続されている。ケーシング４３の左側面部の前側上部には、高温冷媒の入口となる第２入口１２ａが形成されており、第２入口ヘッダ１３ａに連通している。第２入口１２ａには、吐出冷媒管１６が接続されている。ケーシング４３の左側面部の前側下部には、高温冷媒の出口となる第２出口１２ｂが形成されており、第２出口ヘッダ１３ｂに連通している。第２出口１２ｂには、高温冷媒管１７ａが接続されている。また、ケーシング４３の下面部の後寄りの部分には、低温冷媒の入口となる第３入口２２ｃが形成されており、第３入口ヘッダ２３ｃに連通している。第３入口２２ｃには、インジェクション管２１ｂが接続されている。ケーシング４３の上面部の後寄りの部分には、低温冷媒の出口となる第３出口２２ｄが形成されており、第３出口ヘッダ２３ｄに連通している。第３出口２２ｄには、インジェクション管２１ｂが接続されている。ケーシング４３の左側面部の後側上部には、高温冷媒の入口となる第４入口２２ａが形成されており、第４入口ヘッダ２３ａに連通している。第４入口２２ａには、高温冷媒管１７ａが接続されている。ケーシング４３の左側面部の後側下部には、高温冷媒の出口となる第４出口２２ｂが形成されており、第４出口ヘッダ２３ｂに連通している。第４出口２２ｂには、高温冷媒管１７ｂが接続されている。ここでは、ケーシング４３の各面部は、金属製の板状の部材によって構成されている。
【００４８】
そして、ここでは、ケーシング４３の各面部は、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２及び断熱部４４を覆うように配置されて、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２及び断熱部４４と接合されている。ここで、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２及び断熱部４４とケーシング４３との接合は、第１〜第７板材５２、６２、７２、８２、９１、９２、９３を所定順序で所定数積層したものをケーシング４３の各面部で覆った後に、真空ロウ付け又は拡散接合の接合処理を行うことによって、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２及び断熱部４４の形成とともに行われている。しかし、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２、断熱部４４及びケーシング４３をすべて同時に接合しなくてもよく、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２及び断熱部４４だけを真空ロウ付け又は拡散接合で接合し、その後、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２及び断熱部４４が接合されたものをケーシング４３と接合するようにしてもよい。
【００４９】
このような構成を有する一体型熱交換器２０では、ヒートポンプシステム１の運転時に、放熱器１２において、水は、第１入口１２ｃから第１入口ヘッダ１３ｃに流入し、第１入口ヘッダ１３ｃから第１流路５１の入口部分に分岐されて第１流路５１内を下から上に向かって流れて高温冷媒との熱交換によって加熱され、第１流路５１の出口部分から第１出口ヘッダ１３ｄで合流して第１出口１２ｄから流出する。また、放熱器１２において、高温冷媒は、第２入口１２ａから第２入口ヘッダ１３ａに流入し、第２入口ヘッダ１３ａから第２流路６１の入口部分に分岐されて第２流路６１内を左右に折り返しながら上から下に向かって流れて水との熱交換によって放熱し、第２流路６１の出口部分から第２出口ヘッダ１３ｂで合流して第２出口１２ｂから流出する。また、エコノマイザ２２において、低温冷媒は、第３入口２２ｃから第３入口ヘッダ２３ｃに流入し、第３入口ヘッダ２３ｃから第３流路７１の入口部分に分岐されて第３流路７１内を下から上に向かって流れて高温冷媒との熱交換によって加熱され、第３流路７１の出口部分から第３出口ヘッダ２３ｄで合流して第３出口３２ｄから流出する。また、エコノマイザ２２において、高温冷媒は、第４入口２２ａから第４入口ヘッダ２３ａに流入し、第４入口ヘッダ２３ａから第４流路８１の入口部分に分岐されて第４流路８１内を左右に折り返しながら上から下に向かって流れて低温冷媒との熱交換によって放熱し、第４流路８１の出口部分から第４出口ヘッダ２３ｂで合流して第４出口２２ｂから流出する。
【００５０】
（３）特徴
次に、ヒートポンプシステム１の特徴について説明する。
【００５１】
＜Ａ＞
ここでは、上記のように、エコノマイザ２２を有する冷媒回路１０を備えたヒートポンプシステム１において、エコノマイザ２２が放熱器１２と一体化された一体型熱交換器２０を構成している。
【００５２】
従来の一体化熱交換器では、エコノマイザと放熱器との接合部を介した熱伝導によって、放熱器を流れる冷媒がエコノマイザを流れる冷媒によって冷却されてしまい、これにより、放熱器において被加熱流体を加熱する能力が低下するおそれがあった。
【００５３】
これに対して、ここでは、一体型熱交換器２０を、エコノマイザ２２と放熱器１２との間に断熱部４４を有するものとしている。
【００５４】
このため、ここでは、断熱部４４によって、エコノマイザ２２と放熱器１２との間の熱伝導を抑えることができる。これにより、ここでは、放熱器１２を流れる冷媒（高温冷媒）がエコノマイザ２２を流れる冷媒（特に、低温冷媒）によって冷却されにくくなり、放熱器１２において被加熱流体（ここでは、水）を加熱する能力の低下を抑えることができる。また、加熱能力の低下を抑えることで、放熱器１２のコンパクト化も可能になり、断熱部４４を併せても、放熱器１２とエコノマイザ２２との一体化によるコンパクト化のメリットが大きくなる。
【００５５】
＜Ｂ＞
また、ここでは、上記のように、断熱部４４が、放熱器１２とエコノマイザ２２との間に設けられた冷媒及び被加熱流体を流さない隙間９０によって構成されている。
【００５６】
これにより、ここでは、隙間９０によって容易に断熱部４４を構成することができる。
【００５７】
＜Ｃ＞
また、ここでは、上記のように、隙間９０が真空状態である。
【００５８】
これにより、ここでは、隙間９０によって構成される断熱部４４の断熱性能を向上させることができる。
【００５９】
＜Ｄ＞
また、ここでは、上記のように、一体型熱交換器２０が、真空ロウ付け又は拡散接合により形成されている。
【００６０】
ここでは、上記のように、板材５２、６２、７２、８２、９１〜９３を積層して真空ロウ付け又は拡散接合により接合することによって一体型熱交換器２０を形成する際に、放熱器１２とエコノマイザ２２との間に配置される板材９１〜９３間に冷媒及び被加熱流体を流さない隙間９０を形成しておくことによって、この板材９１〜９３間の隙間を容易に真空状態にすることができる。
【００６１】
＜Ｅ＞
また、ここでは、上記のように、一体型熱交換器２０が、マイクロ流路熱交換器である。
【００６２】
ここでは、一体型熱交換器２０をコンパクト化することができる。
【００６３】
＜Ｆ＞
また、ここでは、上記のように、放熱器１２において冷媒との熱交換によって加熱された被加熱流体（水）によって室内を暖房する利用側機器３２をさらに有している。
【００６４】
これにより、ここでは、放熱器１２において被加熱流体（水）を加熱する能力の低下が抑えられているため、利用側機器３２における暖房能力の低下を抑えることができる。
【００６５】
（４）変形例
＜Ａ＞
上記実施形態では、放熱器１２とエコノマイザ２２とを一体化して一体化熱交換器２０を構成しているが（図２〜図８参照）、これらだけでなく、両熱交換器１２、２２を接続する冷媒管の一部も併せて一体化熱交換器２０に組み込むようにしてもよい。
【００６６】
具体的には、ここでは、図９、図３、図１０、図５及び図１１〜図１４に示すように、放熱器１２において放熱した高温冷媒をエコノマイザ２２に送る高温冷媒管１７ａをインジェクション管２１ａへの分岐部分とともに、一体化熱交換器２０に組み込むようにしている。
【００６７】
一体型熱交換器２０は、主として、放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）と、エコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）と、ケーシング４３と、断熱部４４と、を有している。しかも、ここでは、一体化熱交換器２０が、断熱部４４とエコノマイザ２２（エコノマイザ側熱交換部４２）との間（ここでは、前後方向間）に連通部４５をさらに有している。
【００６８】
放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）は、上記実施形態と同様に、水が流れる第１流路５１が複数列形成された第１層５０と、高温冷媒が流れる第２流路６１が複数列形成された第２層６０と、が積層されることによって構成されている。ここで、放熱器側熱交換部４１の構成は、上記実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６９】
エコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）は、低温冷媒が流れる第３流路７１が複数列形成された第３層７０と、高温冷媒が流れる第４流路８１が複数列形成された第４層８０と、が積層されることによって構成されている。ここで、エコノマイザ側熱交換部４２の構成は、上記実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７０】
断熱部４４は、上記実施形態と同様に、放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）とエコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）との間に冷媒及び水を流さない隙間９０を形成している。但し、ここでは、上記実施形態とは異なり、断熱部４４を構成する第５〜第７板材９１〜９３の左下端部に、切り欠き部５６、６６と重なるように切り欠き部９１ａ〜９３ａが形成されており、これらの切り欠き部９１ａ〜９３ａも第２出口ヘッダ１３ｂの一部を構成している。このため、第７板材９３には、隙間９０を形成するための開口９４が切り欠き部９３ａを避けるように形成されている。
【００７１】
連通部４５は、放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）の第２出口ヘッダ１３ｂとエコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）の第４入口ヘッダ２３ａとを連通させる流路９６を形成する部分である。ここでは、連通部４５は、断熱部４４側の第８板材９５と、エコノマイザ側熱交換部４２側の第９板材９７と、を有している。第８及び第９板材９５、９７は、金属製の素材で形成されている。第８板材９５には、切り欠き部９５ａ、９５ｂと、流路９６と、が形成されている。切り欠き部９５ａは、第８板材９５の左下端部に、切り欠き部５６、６６、９１ａ〜９３ａと重なるように形成されており、第２出口ヘッダ１３ｂの一部を構成している。切り欠き部９５ｂは、第８板材９５の左上端部に、切り欠き部７５、８５と重なるように形成されており、第４入口ヘッダ２３ａの一部を構成している。流路９６は、切り欠き部９５ａ（第２出口ヘッダ１３ｂ）と切り欠き部９５ｂ（第４入口ヘッダ２３ａ）とを上下方向に連通させる流路であり、ここでは、エコノマイザ側熱交換部４２の第４流路８１と同じ形状の流路を採用している。但し、流路９６の形状は、これに限定されるものではなく、切り欠き部９５ａと切り欠き部９５ｂとを上下方向に連通させる形状であれば、他の形状であってもよい。第９板材９７の左上端部には、切り欠き部７５、８５、９５ｂと重なるように切り欠き部９７ａが形成されており、第４入口ヘッダ２３ａの一部を構成している。
【００７２】
ケーシング４３は、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２及び断熱部４４とともに連通部４５が設けられる部材である。そして、ケーシング４３の下面部の前寄りの部分には、水の入口となる第１入口１２ｃが形成されており、第１入口ヘッダ１３ｃに連通している。第１入口１２ｃには、入口水管３５が接続されている。ケーシング４３の上面部の前寄りの部分には、水の出口となる第１出口１２ｄが形成されており、第１出口ヘッダ１３ｄに連通している。第１出口１２ｄには、出口水管３３が接続されている。ケーシング４３の左側面部の前側上部には、高温冷媒の入口となる第２入口１２ａが形成されており、第２入口ヘッダ１３ａに連通している。第２入口１２ａには、吐出冷媒管１６が接続されている。ケーシング４３の左側面部の前側下部には、高温冷媒の出口となる第２出口１２ｂが形成されており、第２出口ヘッダ１３ｂに連通している。但し、第２出口１２ｂには、上記実施形態とは異なり、高温冷媒管１７ａではなく、インジェクション管２１ａが接続されている。また、ケーシング４３の下面部の後寄りの部分には、低温冷媒の入口となる第３入口２２ｃが形成されており、第３入口ヘッダ２３ｃに連通している。第３入口２２ｃには、インジェクション管２１ｂが接続されている。ケーシング４３の上面部の後寄りの部分には、低温冷媒の出口となる第３出口２２ｄが形成されており、第３出口ヘッダ２３ｄに連通している。第３出口２２ｄには、インジェクション管２１ｂが接続されている。ケーシング４３の左側面部の後側上部には、上記実施形態に形成されていた第４入口２２ａが形成されていない。
【００７３】
そして、ここでは、ケーシング４３の各面部は、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２、断熱部４４及び連通部４５を覆うように配置されて、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２、断熱部４４及び連通部４５と接合されている。ここで、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２及び断熱部４４とケーシング４３との接合は、第１〜第７板材５２、６２、７２、８２、９１、９２、９３、９５、９７を所定順序で所定数積層したものをケーシング４３の各面部で覆った後に、真空ロウ付け又は拡散接合の接合処理を行うことによって、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２、断熱部４４及び連通部４５の形成とともに行われている。
【００７４】
このような構成を有する一体型熱交換器２０では、ヒートポンプシステム１の運転時に、放熱器１２において、水は、第１入口１２ｃから第１入口ヘッダ１３ｃに流入し、第１入口ヘッダ１３ｃから第１流路５１の入口部分に分岐されて第１流路５１内を下から上に向かって流れて高温冷媒との熱交換によって加熱され、第１流路５１の出口部分から第１出口ヘッダ１３ｄで合流して第１出口１２ｄから流出する。また、放熱器１２において、高温冷媒は、第２入口１２ａから第２入口ヘッダ１３ａに流入し、第２入口ヘッダ１３ａから第２流路６１の入口部分に分岐されて第２流路６１内を左右に折り返しながら上から下に向かって流れて水との熱交換によって放熱し、第２流路６１の出口部分から第２出口ヘッダ１３ｂで合流する。そして、この高温冷媒の一部は、第２出口１２ｂから流出してインジェクション管２１ａに送られ、残りの高温冷媒は、第２出口ヘッダ１３ｂの一部を形成する断熱部４４の切り欠き部９１ａ〜９３ａを通じて連通部４５の切り欠き部９５ａに送られる。連通部４５に送られた高温冷媒は、流路９６内を下から上に向かって流れて、第４入口ヘッダ２３ａの一部を形成する連通部４５の切り欠き部９５ｂ、９７ｂを通じてエコノマイザ２２に送られる。また、エコノマイザ２２においては、低温冷媒は、第３入口２２ｃから第３入口ヘッダ２３ｃに流入し、第３入口ヘッダ２３ｃから第３流路７１の入口部分に分岐されて第３流路７１内を下から上に向かって流れて高温冷媒との熱交換によって加熱され、第３流路７１の出口部分から第３出口ヘッダ２３ｄで合流して第３出口３２ｄから流出する。また、エコノマイザ２２において、高温冷媒は、連通部４５の切り欠き部９５ｂ、９７ｂを通じて第４入口ヘッダ２３ａに流入し、第４入口ヘッダ２３ａから第４流路８１の入口部分に分岐されて第４流路８１内を左右に折り返しながら上から下に向かって流れて低温冷媒との熱交換によって放熱し、第４流路８１の出口部分から第４出口ヘッダ２３ｂで合流して第４出口２２ｂから流出する。
【００７５】
＜Ｂ＞
上記実施形態では、冷媒回路１０を流れる冷媒によって放熱器１２において冷却された高温冷媒をさらに冷却するエコノマイザ２２として、インジェクション管２１を流れる低温冷媒によって高温冷媒を冷却するものを採用している（図１参照）。しかし、エコノマイザ２２は、これに限定されるものではなく、例えば、蒸発器１４において蒸発した低温冷媒によって高温冷媒を冷却するものを採用してもよい。
【００７６】
具体的には、図１５に示すように、上記実施形態の冷媒回路１０において、インジェクション管２１を省略して、エコノマイザ２２として、放熱器１２において冷却された高温冷媒管１７を流れる冷媒を、冷媒回路１０を流れる冷媒としての吸入冷媒管１９を流れる冷媒によって冷却するものを採用する。すなわち、エコノマイザ２２は、高温冷媒管１７及び吸入冷媒管１９に設けられる。エコノマイザ２２の高温冷媒管１７側の入口（第４入口２２ａ）は、高温冷媒管１７ａに接続されており、エコノマイザ２２の高温冷媒管１７側の出口（第４出口２２ｂ）は、高温冷媒管１７の膨張機構１３寄りの部分１７ｂに接続されている。エコノマイザ２２の吸入冷媒管１９側の入口（第３入口２２ｃ）は、吸入冷媒管１９の蒸発器１４寄りの部分１９ａに接続されており、エコノマイザ２２の吸入冷媒管１９側の出口（第３入口２２ｄ）は、吸入冷媒管１９の圧縮機１１寄りの部分１９ｂに接続されている。
【００７７】
この場合においても、上記実施形態の一体化熱交換器（図２〜図８参照）と同様に、放熱器１２及びエコノマイザ２２が一体化された一体化熱交換器２０を構成することができる。
【００７８】
具体的には、図１６、図３、図４、図１７及び図６〜図８に示すように、一体化熱交換器２０は、主として、放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）と、エコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）と、ケーシング４３と、断熱部４４と、を有している。
【００７９】
放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）は、上記実施形態と同様に、水が流れる第１流路５１が複数列形成された第１層５０と、高温冷媒が流れる第２流路６１が複数列形成された第２層６０と、が積層されることによって構成されている。ここで、放熱器側熱交換部４１の構成は、上記実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８０】
エコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）は、低温冷媒が流れる第３流路７１が複数列形成された第３層７０と、高温冷媒が流れる第４流路８１が複数列形成された第４層８０と、が積層されることによって構成されている。ここで、エコノマイザ側熱交換部４２の構成は、上記実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８１】
断熱部４４は、上記実施形態と同様に、放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）とエコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）との間に冷媒及び水を流さない隙間９０を形成している。ここで、断熱部４４の構成は、上記実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８２】
ケーシング４３は、上記実施形態と同様に、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２及び断熱部４４が設けられる部材である。但し、ここでは、図１６及び図１７に示すように、ケーシング４３の下面部の後寄りの部分に形成された第３入口ヘッダ２３ｃに連通する第３入口２２ｃには、インジェクション管２１ａではなく、吸入冷媒管１９ａが接続されている。また、ケーシング４３の上面部の後寄りの部分に形成された第３出口ヘッダ２３ｄに連通する第３出口２２ｄには、インジェクション管２１ｂではなく、吸入冷媒管１９ｂが接続されている。
【００８３】
このような構成を有する一体型熱交換器２０では、ヒートポンプシステム１の運転時に、上記実施形態と同様に、放熱器１２において、水が高温冷媒との熱交換によって加熱されるとともに高温冷媒が放熱し、また、エコノマイザ２２において、低温冷媒が高温冷媒との熱交換によって加熱されるとともに高温冷媒が放熱する。但し、低温冷媒がインジェクション管２１を流れる冷媒ではなく、吸入冷媒管１９を流れる冷媒である点が、上記実施形態とは異なっている。
【００８４】
＜Ｃ＞
上記変形例Ｂの一体化熱交換器２０（吸入冷媒管１９を流れる低温冷媒によって高温冷媒を冷却するエコノマイザ２２を放熱器１２と一体化したもの）においても、上記変形例Ａと同様に、両熱交換器１２、２２を接続する冷媒管の一部も併せて一体化熱交換器２０に組み込むようにしてもよい。
【００８５】
具体的には、ここでは、図１８、図３、図１９、図１７及び図１１〜図１４に示すように、放熱器１２において放熱した高温冷媒をエコノマイザ２２に送る高温冷媒管１７ａを一体化熱交換器２０に組み込むようにしている。
【００８６】
一体型熱交換器２０は、上記変形例Ａと同様に、主として、放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）と、エコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）と、ケーシング４３と、断熱部４４と、連通部４５と、を有している。
【００８７】
放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）は、上記変形例Ａと同様に、水が流れる第１流路５１が複数列形成された第１層５０と、高温冷媒が流れる第２流路６１が複数列形成された第２層６０と、が積層されることによって構成されている。ここで、放熱器側熱交換部４１の構成は、上記変形例Ａと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８８】
エコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）は、低温冷媒が流れる第３流路７１が複数列形成された第３層７０と、高温冷媒が流れる第４流路８１が複数列形成された第４層８０と、が積層されることによって構成されている。ここで、エコノマイザ側熱交換部４２の構成は、上記変形例Ａと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８９】
断熱部４４は、上記変形例Ａと同様に、放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）とエコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）との間に冷媒及び水を流さない隙間９０を形成している。ここで、断熱部４４の構成は、上記変形例Ａと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９０】
連通部４５は、上記変形例Ａと同様に、放熱器側熱交換部４１（放熱器１２）の第２出口ヘッダ１３ｂとエコノマイザ側熱交換部４２（エコノマイザ２２）の第４入口ヘッダ２３ａとを連通させる流路９６を形成している。ここで、連通部４５の構成は、上記変形例Ａと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９１】
ケーシング４３は、放熱器側熱交換部４１、エコノマイザ側熱交換部４２及び断熱部４４とともに連通部４５が設けられる部材である。そして、ケーシング４３の下面部の前寄りの部分には、水の入口となる第１入口１２ｃが形成されており、第１入口ヘッダ１３ｃに連通している。第１入口１２ｃには、入口水管３５が接続されている。ケーシング４３の上面部の前寄りの部分には、水の出口となる第１出口１２ｄが形成されており、第１出口ヘッダ１３ｄに連通している。第１出口１２ｄには、出口水管３３が接続されている。ケーシング４３の左側面部の前側上部には、高温冷媒の入口となる第２入口１２ａが形成されており、第２入口ヘッダ１３ａに連通している。第２入口１２ａには、吐出冷媒管１６が接続されている。ケーシング４３の左側面部の前側下部には、上記変形例Ａに形成されていた第２出口１２ｂが形成されていない。また、ケーシング４３の下面部の後寄りの部分には、低温冷媒の入口となる第３入口２２ｃが形成されており、第３入口ヘッダ２３ｃに連通している。第３入口２２ｃには、吸入冷媒管１９ａが接続されている。ケーシング４３の上面部の後寄りの部分には、低温冷媒の出口となる第３出口２２ｄが形成されており、第３出口ヘッダ２３ｄに連通している。第３出口２２ｄには、吸入冷媒管１９ｂが接続されている。ケーシング４３の左側面部の後側上部には、上記変形例Ａと同様に、第４入口２２ａが形成されていない。
【００９２】
このような構成を有する一体型熱交換器２０では、ヒートポンプシステム１の運転時に、放熱器１２において、水は、第１入口１２ｃから第１入口ヘッダ１３ｃに流入し、第１入口ヘッダ１３ｃから第１流路５１の入口部分に分岐されて第１流路５１内を下から上に向かって流れて高温冷媒との熱交換によって加熱され、第１流路５１の出口部分から第１出口ヘッダ１３ｄで合流して第１出口１２ｄから流出する。また、放熱器１２において、高温冷媒は、第２入口１２ａから第２入口ヘッダ１３ａに流入し、第２入口ヘッダ１３ａから第２流路６１の入口部分に分岐されて第２流路６１内を左右に折り返しながら上から下に向かって流れて水との熱交換によって放熱し、第２流路６１の出口部分から第２出口ヘッダ１３ｂで合流する。そして、この高温冷媒はすべて、第２出口ヘッダ１３ｂの一部を形成する断熱部４４の切り欠き部９１ａ〜９３ａを通じて連通部４５の切り欠き部９５ａに送られる。連通部４５に送られた高温冷媒は、流路９６内を下から上に向かって流れて、第４入口ヘッダ２３ａの一部を形成する連通部４５の切り欠き部９５ｂ、９７ｂを通じてエコノマイザ２２に送られる。また、エコノマイザ２２においては、低温冷媒は、第３入口２２ｃから第３入口ヘッダ２３ｃに流入し、第３入口ヘッダ２３ｃから第３流路７１の入口部分に分岐されて第３流路７１内を下から上に向かって流れて高温冷媒との熱交換によって加熱され、第３流路７１の出口部分から第３出口ヘッダ２３ｄで合流して第３出口３２ｄから流出する。また、エコノマイザ２２において、高温冷媒は、連通部４５の切り欠き部９５ｂ、９７ｂを通じて第４入口ヘッダ２３ａに流入し、第４入口ヘッダ２３ａから第４流路８１の入口部分に分岐されて第４流路８１内を左右に折り返しながら上から下に向かって流れて低温冷媒との熱交換によって放熱し、第４流路８１の出口部分から第４出口ヘッダ２３ｂで合流して第４出口２２ｂから流出する。
【００９３】
＜Ｄ＞
上記実施形態及び変形例では、放熱器１２及びエコノマイザ２２を一体化した一体型熱交換器２０として、マイクロ流路熱交換器を採用した場合を例に挙げて説明している（図２〜図１４及び図１６〜図１８参照）。しかし、放熱器１２及びエコノマイザ２２を一体化した一体型熱交換器２０は、マイクロ流路熱交換器に限定されるものではなく、例えば、放熱器１２及びエコノマイザ２２を一体化した一体型熱交換器２０として、プレート熱交換器を採用してもよい。
【００９４】
具体的には、一体化熱交換器２０は、図２０〜図２２に示すように、上記実施形態及び変形例Ｂ（マイクロ流路熱交換器）の構成に対応するプレート熱交換器の構成を採用することができる。ここで、一体化熱交換器２０は、主として、放熱器１２を構成する複数の第１板材１１０と、エコノマイザ２２を構成する複数の第２板材１２０と、ケーシング４３を構成する複数の第３板材１３０と、を有している。しかも、ここでは、一体型熱交換器２２が、エコノマイザ２２と放熱器１２との間（ここでは、前後方向間）に断熱部４４をさらに有している。断熱部４４は、複数の第４板材１４０によって構成されている。
【００９５】
第１板材１１０は、水が流れる第１流路５１及び高温冷媒が流れる第２流路６１が交互に形成されるように前後方向に積層されている。第１板材１１０は、金属製の素材で形成されている。第１板材１１０には、プレス加工等によって第１流路５１及び第２流路６１となる凹凸形状が形成されている。また、第１板材１１０の左下部及び左上部には、開口１１０ｃ、１１０ｄが形成されている。そして、開口１１０ｃ、１１０ｄはそれぞれ、第１流路５１の下部（水の入口部分）及び上部（水の出口部分）に連通しており、第１流路５１の下部と連通する空間である第１入口ヘッダ１３ｃ及び第１流路５１の上部と連通する空間である第１出口ヘッダ１３ｄを形成している。また、第１板材１１０の右上部及び右下部には、開口１１０ａ、１１０ｂが形成されている。開口１１０ａ、１１０ｂはそれぞれ、第２流路６１の上部（高温冷媒の入口部分）及び下部（高温冷媒の出口部分）に連通しており、第２流路６１の上部と連通する空間である第２入口ヘッダ１３ａ及び第２流路６１の下部と連通する空間である第２出口ヘッダ１３ｂを形成している。そして、ここでは、第１板材１１０を積層した後に、真空ロウ付けや溶接、ボルト締結の接合処理によって第１板材１１０間を接合することによって、放熱器１２が得られている。
【００９６】
第２板材１２０は、低温冷媒が流れる第３流路７１及び高温冷媒が流れる第４流路８１が交互に形成されるように前後方向に積層されている。第２板材１２０は、金属製の素材で形成されている。第２板材１２０には、プレス加工等によって第３流路７１及び第４流路８１となる凹凸形状が形成されている。また、第２板材１２０の左下部及び左上部には、開口１２０ｃ、１２０ｄが形成されている。そして、開口１２０ｃ、１２０ｄはそれぞれ、第３流路７１の下部（低温冷媒の入口部分）及び上部（低温冷媒の出口部分）に連通しており、第３流路７１の下部と連通する空間である第３入口ヘッダ２３ｃ及び第３流路７１の上部と連通する空間である第３出口ヘッダ２３ｄを形成している。また、第２板材１２０の右上部及び右下部には、開口１２０ａ、１２０ｂが形成されている。開口１２０ａ、１２０ｂはそれぞれ、第４流路８１の上部（高温冷媒の入口部分）及び下部（高温冷媒の出口部分）に連通しており、第４流路８１の上部と連通する空間である第４入口ヘッダ２３ａ及び第４流路８１の下部と連通する空間である第４出口ヘッダ２３ｂを形成している。そして、ここでは、第２板材１２０を積層した後に、真空ロウ付けや溶接、ボルト締結の接合処理によって第２板材１２０間を接合することによって、エコノマイザ２２が得られている。
【００９７】
第４板材１４０は、放熱器１２とエコノマイザ２２との間に冷媒及び水を流さない隙間９０を形成するように前後方向に積層されている。第４板材１４０は、金属製の素材で形成されている。そして、ここでは、第４板材１４０を積層した後に、真空ロウ付けや溶接、ボルト締結の接合処理によって第４板材１４０間を接合することによって、断熱部４４が得られている。尚、真空ロウ付けは、真空雰囲気で第４板材１４０間を接合することになるため、これによって得られる隙間９０も真空状態になっている。
【００９８】
放熱器１２側（ここでは、前方向側）の第３板材１３０の左下部には、水の入口となる第１入口１２ｃが形成されており、第１入口ヘッダ１３ｃに連通している。第１入口１２ｃには、入口水管３５が接続されている。放熱器１２側の第３板材１３０の左上部には、水の出口となる第１出口１２ｄが形成されており、第１出口ヘッダ１３ｄに連通している。第１出口１２ｄには、出口水管３３が接続されている。放熱器１２側の第３板材１３０の右上部には、高温冷媒の入口となる第２入口１２ａが形成されており、第２入口ヘッダ１３ａに連通している。第２入口１２ａには、吐出冷媒管１６が接続されている。放熱器１２側の第３板材１３０の右下部には、高温冷媒の出口となる第２出口１２ｂが形成されており、第２出口ヘッダ１３ｂに連通している。第２出口１２ｂには、高温冷媒管１７ａが接続されている。また、エコノマイザ２２側（ここでは、後方向側）の第３板材１３０の左下部には、低温冷媒の入口となる第３入口２２ｃが形成されており、第３入口ヘッダ２３ｃに連通している。第３入口２２ｃには、インジェクション管２１ｂ又は吸入冷媒管１９ａが接続されている。エコノマイザ２２側の第３板材１３０の左上部には、低温冷媒の出口となる第３出口２２ｄが形成されており、第３出口ヘッダ２３ｄに連通している。第３出口２２ｄには、インジェクション管２１ｂ又は吸入冷媒管１９ｂが接続されている。エコノマイザ２２側の第３板材１３０の右上部には、高温冷媒の入口となる第４入口２２ａが形成されており、第４入口ヘッダ２３ａに連通している。第４入口２２ａには、高温冷媒管１７ａが接続されている。エコノマイザ２２側の第３板材１３０の右下部には、高温冷媒の出口となる第４出口２２ｂが形成されており、第４出口ヘッダ２３ｂに連通している。第４出口２２ｂには、高温冷媒管１７ｂが接続されている。ここでは、ケーシング４３を構成する第３板材１３０は、金属製の素材で形成されている。
【００９９】
そして、ここでは、ケーシング４３の第３板材１３０は、放熱器１２、エコノマイザ２２及び断熱部４４を前後方向に挟むように配置されて、放熱器１２、エコノマイザ２２及び断熱部４４と接合されている。例えば、放熱器１２、エコノマイザ２２及び断熱部４４とケーシング４３との接合は、第１〜第４板材１１０〜１４０を所定順序で所定数積層した後に、真空ロウ付けや溶接、ボルト締結の接合処理を行うことによって、放熱器１２、エコノマイザ２２及び断熱部４４の形成とともに行われている。
【０１００】
このような構成を有する一体型熱交換器２０においても、上記実施形態及び変形例Ｂと同様に、放熱器１２において、水が高温冷媒との熱交換によって加熱されるとともに高温冷媒が放熱し、また、エコノマイザ２２において、低温冷媒が高温冷媒との熱交換によって加熱されるとともに高温冷媒が放熱する。
【０１０１】
＜Ｅ＞
上記変形例Ｄ（インジェクション管２１を流れる低温冷媒によって高温冷媒を冷却するエコノマイザ２２を採用した場合）においても、変形例Ａ（図９、図３、図１０、図５及び図１１〜図１４参照）と同様に、図２３、図２１及び図２４に示すように、放熱器１２において放熱した高温冷媒をエコノマイザ２２に送る高温冷媒管１７ａをインジェクション管２１ａへの分岐部分とともに、一体化熱交換器２０に組み込むようにしてもよい。
【０１０２】
ここでは、エコノマイザ２２を構成する第４流路８１のうち断熱部４４の後方側に隣り合う第４流路８１ａを連通部４５として機能させるようにしている。具体的には、第４流路８１ａを形成する第２板材１２０の右下部の空間が第４出口ヘッダ２３ｂと連通しないようにするために、開口１２０ｂを形成しないようにし、そして、断熱部４４（ここでは、第４板材１４０）に隙間９０とは連通しない状態で前後方向に貫通する開口１４１を形成して、断熱部４４の後方側に隣り合う第４流路８１ａを第２出口ヘッダ１３ｂと連通させるようにしている。これにより、エコノマイザ２２を構成する第４流路８１のうち断熱部４４の後方側に隣り合う第４流路８１ａが、放熱器１２の第２出口ヘッダ１３ｂとエコノマイザ２２の第４入口ヘッダ２３ａとを連通させる流路（変形例Ａの流路９６に対応）を形成している。これに伴い、エコノマイザ２２側（ここでは、後方向側）の第３板材１３０の右上部には、上記変形例Ｄに形成されていた第４入口２２ａを形成していない。
【０１０３】
このような構成を有する一体型熱交換器２０においても、上記変形例Ａと同様に、放熱器１２において、水が高温冷媒との熱交換によって加熱されるとともに高温冷媒が放熱し、また、エコノマイザ２２において、低温冷媒が高温冷媒との熱交換によって加熱されるとともに高温冷媒が放熱する。
【０１０４】
＜Ｆ＞
上記変形例Ｄ（吸入冷媒管１９を流れる低温冷媒によって高温冷媒を冷却するエコノマイザ２２を採用した場合）においても、変形例Ｃ（図１８、図３、図１９、図１７及び図１１〜図１４参照）と同様に、図２５、図２１及び図２６に示すように、放熱器１２において放熱した高温冷媒をエコノマイザ２２に送る高温冷媒管１７ａをインジェクション管２１ａへの分岐部分とともに、一体化熱交換器２０に組み込むようにしてもよい。
【０１０５】
ここでは、エコノマイザ２２を構成する第４流路８１のうち断熱部４４の後方側に隣り合う第４流路８１ａを連通部４５として機能させるようにしている。具体的には、第４流路８１ａを形成する第２板材１２０の右下部の空間が第４出口ヘッダ２３ｂと連通しないようにするために、開口１２０ｂを形成しないようにし、そして、断熱部４４（ここでは、第４板材１４０）に隙間９０とは連通しない状態で前後方向に貫通する開口１４１を形成して、断熱部４４の後方側に隣り合う第４流路８１ａを第２出口ヘッダ１３ｂと連通させるようにしている。これにより、エコノマイザ２２を構成する第４流路８１のうち断熱部４４の後方側に隣り合う第４流路８１ａが、放熱器１２の第２出口ヘッダ１３ｂとエコノマイザ２２の第４入口ヘッダ２３ａとを連通させる流路（変形例Ａの流路９６に対応）を形成している。これに伴い、放熱器１２側（ここでは、前方向側）の第３板材１３０の右下部には、上記変形例Ｄに形成されていた第２出口１２ｂを形成せず、エコノマイザ２２側（ここでは、後方向側）の第３板材１３０の右上部には、上記変形例Ｄに形成されていた第４入口２２ａを形成していない。
【０１０６】
このような構成を有する一体型熱交換器２０においても、上記変形例Ｃと同様に、放熱器１２において、水が高温冷媒との熱交換によって加熱されるとともに高温冷媒が放熱し、また、エコノマイザ２２において、低温冷媒が高温冷媒との熱交換によって加熱されるとともに高温冷媒が放熱する。
【０１０７】
＜Ｇ＞
上記実施形態及び変形例では、断熱部４４を冷媒や水を流さない隙間９０によって形成しているが、これに限定されるものではない。
【０１０８】
例えば、図２７に示すように、変形例Ｄの構成において、隙間９０に、冷媒及び被加熱流体を流す部分（ここでは、板材１１０、１２０）を構成する材料（ここでは、金属製の素材）よりも熱伝導率が低いセラミック製の素材９０ａを設けてもよい。
【０１０９】
また、図２８に示すように、エコノマイザ２２と放熱器１２との間に隙間９０を設けずに、セラミック製の素材９０ａをエコノマイザ２２と放熱器１２との間に直接的に設けてもよい。
【０１１０】
尚、冷媒及び被加熱流体を流す部分を構成する材料よりも熱伝導率が低い素材９０ａとしては、樹脂製やゴム製の素材を使用してもよい。また、このような熱伝導率が低い素材で断熱部４４を有する構成は、変形例Ｄの構成だけに限定されず、他の実施形態及び変形例にも採用してもよい。
【０１１１】
＜Ｈ＞
上記実施形態及び変形例では、放熱器１２において冷媒によって加熱される被加熱流体として水を使用しているが、これに限定されず、被加熱流体としてブライン等の他の流体であってもよい。
【０１１２】
＜Ｉ＞
上記実施形態及び変形例Ａ〜Ｃでは、放熱器１２の第１流路５１や放熱器１２の第１流路５１エコノマイザ２２の第３流路７１が蛇行した形状を有しているが、これに限定されず、真っ直ぐな形状等のような別の形状であってもよい。
【０１１３】
＜Ｊ＞
上記実施形態及び変形例Ａ〜Ｃでは、放熱器１２の第２流路６１やエコノマイザ２２の第４流路８１が左右に３箇所折り返す形状を有しているが、これに限定されるものではなく、折り返し箇所が２箇所や４箇所でもよく、また、折り返し箇所がない形状であってもよい。また、第２流路６１や第４流路８１が第１流路と同様に蛇行した形状であってもよい。
【０１１４】
＜Ｋ＞
放熱器１２及びエコノマイザ２２の出入口１２ａ〜１２ｄ、２２ａ〜２２ｄの配置は、上記実施形態及び変形例に限定されず、流路構成等に応じて適宜配置される。
【０１１５】
以上、本開示の実施形態を説明したが、請求の範囲に記載された本開示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であることが理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本開示は、エコノマイザを有する冷媒回路を備えたヒートポンプシステムに対して、広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１    ヒートポンプシステム
１０  冷媒回路
１１  圧縮機
１２  放熱器
１３  膨張機構
１４  蒸発器
２０  一体型熱交換器
２２  エコノマイザ
３２  利用側機器
４４  断熱部
９０  隙間
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２９５２８３２号明細書
【図１】
2019184193.tif 000003
【図２】
2019184193.tif 000004
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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