(57)【要約】【課題】２流体間の伝熱面積を大きくし、圧力損失の低減を図ったヒートポンプ給湯器の水冷媒熱交換器を提供すること。【解決手段】水冷媒熱交換器１を外管１１と内管１２とから構成し、内管１１はその中を流れる第二流体の出口側を複数本の管で構成するとともに、内管１１を流れる第二流体の入口側の管を出口側の管よりも少ない本数にて流路を構成することで、２流体間の伝熱面積を大きくし、高効率で圧力損失を低減させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水冷媒熱交換器、減圧手段、蒸発器、圧縮機を順次接続した冷媒回路と、前記水冷媒熱交換器に接続された水回路とを備え、前記水冷媒熱交換器は外管と内管とから構成され、前記外管と前記内管の間を第一流体が流れ、前記内管内には第二流体が流れ、前記内管の出口側の管は複数本からなり、前記内管の入口側の管は前記出口側の管より少ない本数にて流路が構成されることを特徴としたヒートポンプ給湯装置。
【請求項２】
前記内管は、凹凸部を有することを特徴とした請求項１に記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項３】
前記内管は、複数本が螺旋状になって巻かれ、一体化されていることを特徴とした請求項１または２記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項４】
前記内管は、前記外管の内側に設けられた支持壁により支持されていることを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項記載のヒートポンプ給湯装置。
【請求項５】
前記第一流体が二酸化炭素で、前記第二流体が水であることを特徴とした請求項１〜４のいずれか１項記載のヒートポンプ給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒートポンプ給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５に示すように、従来この種のヒートポンプ給湯装置の水冷媒熱交換器２１は、第一流体流路２２と第二流体流路２３を接触面２４で接合する構成となっていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１０７０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、図５に示すように第一流体流路２２と第二流体流路２３が接触面２４を介して接しており、接触する面積が少ないために伝熱面積が限定され、大きな熱交換量を得るのが困難という課題を有していた。
【０００４】
また、例えば超臨界状態の高圧の第一流体が水冷媒熱交換器２１に入ったとき、第一流体流路２２の入口と出口が同じ流路幅であるため、特に密度の小さい第一流体流路２２の入口での第一流体の圧力損失が大きく、効率的な熱交換が行ないにくい課題を有していた。
【０００５】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、高効率的な水冷媒熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の水冷媒熱交換器は、外管と内管とから構成されてその間を第一流体が流れ、第二流体が流れる内管の出口側の管は複数本からなり、第二流体の入口側の管は出口側より少ない本数にて流路を構成して、第一流体の流路幅を変化させたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の水冷媒熱交換器は、第一流体の圧力損失を低減させ、伝熱性能を向上させることができ、熱交換率の効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、水冷媒熱交換器を外管と内管とから構成される形状とし、内管の本数を変えることで第一流体の流路幅を変え、第一流体の圧力損失を低減することができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明の内管に凹凸部を設けることにより、流れが乱流となり、熱交換量を大きくできる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の水冷媒熱交換器の内管を螺旋状にすることにより、流れが乱され、効率的な熱交換ができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の水冷媒熱交換器について、第一流体の出口付近に支持壁を設けることで、第一流体の圧力損失増加を防ぐことができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の水冷媒熱交換器で、外管と内管の間を水が流れ、第一流体が二酸化炭素で、第二流体が水とすることで、二酸化炭素の高温が低温の水に熱伝達し、効率的に水を加熱してお湯を作ることができる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の構成説明図を示すものである。
【００１４】
図に示すように、本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機は、水冷媒熱交換器１、減圧手段２、蒸発器３および圧縮機４が環状に接続された冷媒回路と、冷媒回路を構成する水冷媒熱交換器１に接続された給湯回路５を有する。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１における水冷媒熱交換器１の縦断図を示し、図３は図２のＡ−Ａで切った斜視図である。図４は、Ｂ−Ｂでの断面図である。
【００１６】
図に示すように、外管１１の中には複数本の内管１２が配置され、その間に第一流体１３の流路１６が形成されている。内管１２は、凹凸部１５を備え、第二流体１４の入口側には支持壁１７が設けられている。
【００１７】
以上のように構成された水冷媒熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。
【００１８】
まず、第一流体１３が外管１１に入ると、第一流体１３は、外管１１と内管１２の間に形成される流路１６を流れる。内管１２の表面全部が第一流体１３と接するために伝熱面積が大きくとれ、高効率な熱交換ができる。また内管１２が複数本あるので流路１６は比較的大きく確保でき、第一流体１３の圧力損失も低減できる。
【００１９】
内管１２に凹凸部１５を設けたり、複数本を螺旋状に巻いたりすることにより、第一流体１３と第二流体１４の流れを乱すことができ、熱伝達を促進させることができる。
【００２０】
なお、図では示していないが、第二流体１４の入口側の管を出口側の管より少ない本数とすることで、徐々に密度が大きくなっていく第一流体１３と効率的な熱交換ができるようになる。この際、特に内管１２の本数が１本になった場合に、支持壁１７を設けることで、第一流体１３の圧力損失増加を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
以上のように、本発明にかかる熱交換器は、水と冷媒の熱交換量を高め、ヒートポンプユニットをコンパクトにすることが可能となるので、高効率な熱交換が必要な産業用機器・家庭用機器等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ給湯機の構成図
【図２】同ヒートポンプ給湯機の水冷媒熱交換器の縦断図
【図３】同水冷媒熱交換器の斜視図
【図４】同水冷媒熱交換器の断面図
【図５】従来の熱交換器の斜視図
【符号の説明】
【００２３】
１    水冷媒熱交換器
２    減圧手段
３    蒸発器
４    圧縮機
５    給湯回路
１１    外管
１２    内管
１３    第一流体
１４    第二流体
１５    凹凸部
１６    流路
１７    支持壁
【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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