(57)【要約】【課題】コンパクトでかつ高温高圧で使用されるＣＯ２等の自然系冷媒に適合したことを目的とする。【解決手段】圧縮機（２１）、水・冷媒熱交換器（１）、減圧装置（２２）、蒸発器（２３）を冷媒配管で順次接続してなるヒートポンプ回路を備えたヒートポンプ式給湯器において、前記水・冷媒熱交換器（１）を、複数の細径流路を有する管路とした冷媒管（２）と、偏平流路とした流水管（３，４）とを有し、前記冷媒管（２）に複数の前記流水管（３，４）を密着させた構造としたヒートポンプ式給湯機。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、水・冷媒熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続してなるヒートポンプ回路を備えたヒートポンプ式給湯器において、前記水・冷媒熱交換器を、複数の貫通孔を有する冷媒管の両側面に流水管を平行に接合された構造とし、これら流水管の先端部を前記冷媒管から離れるように曲げたヒートポンプ式給湯機。
【請求項２】
請求項１において、前記冷媒としてＣＯ２等の自然系冷媒を使用し、前記圧縮機駆動用電動機を制御するインバーターを備えたヒートポンプ式給湯機。
【請求項３】
請求項１において、前記水・冷媒熱交換器の冷媒管として複数の貫通孔を有する金属成形品を使用したヒートポンプ式給湯機。
【請求項４】
請求項１において、前記水・冷媒熱交換器は、流水管に冷媒管としての複数のキャピラリチューブを並列に配列接合したヒートポンプ式給湯機。
【請求項５】
請求項１において、前記水・冷媒熱交換器の流水管を偏平状銅管としたヒートポンプ式給湯機。
【請求項６】
請求項１において、前記水・冷媒熱交換器は、前記流水管と冷媒管の接合品を円筒状に巻いた構造とし、前記流水管及び冷媒管の先端部を延長し、配管との接続部を上記円筒状の外側に設けたヒートポンプ式給湯機。
【請求項７】
請求項１において、前記水・冷媒熱交換器は、前記流水管と冷媒管の接合品を楕円形状に巻いた構造とし、前記流水管及び冷媒管の先端部を延長し、配管との接続部を上記円筒状の外側に設けたヒートポンプ式給湯機。
【請求項８】
圧縮機、水・冷媒熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続してなるヒートポンプ回路を備えたヒートポンプ式給湯器において、前記水・冷媒熱交換器を、楕円状流水管の両側面に複数の冷媒管が接合された構造とし、これら冷媒管の先端部を前記流水管から一旦離れるように曲げ、さらに先端部で冷媒管同士を分岐部にて一本の冷媒管とする構造としたヒートポンプ式給湯機。
【請求項９】
圧縮機、水・冷媒熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続してなるヒートポンプ回路を備えたヒートポンプ式給湯器において、前記水・冷媒熱交換器を、複数の細径流路を有する管路とした冷媒管と、偏平流路とした流水管とを有し、前記冷媒管に複数の前記流水管を密着させた構造としたヒートポンプ式給湯機。
【請求項１０】
圧縮機、水・冷媒熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続してなるヒートポンプ回路を備えたヒートポンプ式給湯器において、前記水・冷媒熱交換器を、冷媒管を２本の流水管が挟むように密着させ、内側及び外側が流水管となるようにコイル状に巻回したヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプ式給湯機に関するもので、特に高圧条件となるＣＯ２等の自然冷媒を使用する場合の水・冷媒熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給湯機には、貯湯槽を持たずにガス等を燃焼させてその強力な燃焼熱で瞬間的に水を沸き上げて湯を供給する燃焼式給湯機、大容量の貯湯槽を持ち夜間割引の安い電力を利用することで夜の間に電気ヒーターで加熱した大量の湯を貯湯槽に貯蔵して日中にこの貯蔵した湯を使う電気温水器等が知られている。
【０００３】
しかし、最近ではこの電気温水器に比較してエネルギー効率が３００〜５００％も良いといわれるヒートポンプ式給湯機が普及し始めてきた。ヒートポンプ式給湯機は、熱源に冷媒の状態変化を利用しているので、電気ヒーター加熱の数倍エネルギー効率が良く、またガス等を燃焼しないので炭酸ガスを排出せず環境にやさしい給湯機といわれている。
【０００４】
しかし、ガス等を燃焼した時のような強力な熱量が無いため、電気温水器と同様に大容量の貯湯槽を設けることで夜間の安価な電力を使って、夜中にヒートポンプ回路で湯を沸き上げて貯湯槽に貯蔵し、日中は貯蔵した湯を使うという方法が一般的であった。
【０００５】
したがって、従来のヒートポンプ式給湯機ではヒートポンプ回路と、ヒートポンプ回路で沸かした湯を大量に貯蔵しておく貯湯槽をそれぞれ別個の装置として設け、配管等で接続して給湯機として機能させていた。
【０００６】
例えば、特開平９−１２６５４７号公報においては、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器から構成されたヒートポンプ回路と、大容量の貯湯槽を別個の装置として設けていた。しかし、貯湯槽に貯蔵した湯で浴槽を満たすことを考えると、貯湯槽の容量は浴槽と同様２００Ｌ近くになり、洗面や台所使用との併用を考慮するとその質量は２００Ｋｇを超えることになってしまう。
【０００７】
従って、従来のヒートポンプ式給湯機は大きな設置スペースを必要とすると共に、貯湯槽の容量一杯に湯を貯めた場合を考えると、その質量は２００Ｋｇを超える重さとなるので、設置場所に関しては基礎工事を行なって地盤を堅固にしなければならない等、大掛かりな設備としなければならない。このため、アパートやマンションのベランダのような狭い場所や強度の不十分な場所には据え付けることができなかった。
【０００８】
また、従来のヒートポンプ式給湯機は夜間の安い電気料金を利用して、夜中にヒートポンプ回路を運転して高温の湯にして貯湯槽に貯え、日中はヒートポンプ回路を運転しないで貯湯槽に貯まっている湯を使用するという使い方をしているため、時には貯湯槽の湯を使いきってしまい、すぐに沸き上げることができず湯切れを起こすことがあった。また、外気温度より温度の高い大量の湯を貯蔵するため貯湯槽の表面から熱が放散されてエネルギーの無駄使いになり、それによって温度が下がる分、夜の間に余裕をもって温めておく必要があった。
【０００９】
上記大容量貯湯槽を備えたヒートポンプ給湯システムの問題点は、貯湯槽が大容量であるため、設置場所が限定される点である。この問題を解決するためには、大容量の貯湯槽に大量の湯を貯蔵することをやめ、圧縮機の運転制御にインバーター制御方式を取り入れて高速回転運転を行い、ヒートポンプ回路で沸き上げた温水を直接、使用端末に供給する方式、すなわちヒートポンプ式瞬間給湯機とする必要がある。
【００１０】
従来のヒートポンプに使用される冷媒の凝縮熱を水へ伝達するための水・冷媒熱交換器は、特開２００１−２４８９０４号公報に記載されているように、偏平状の給湯水管と冷媒管を交互に重ねてコイル状とする構造となっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、地球環境保護の観点から、冷媒としては地球温暖化係数の大きい従来のフロン系冷媒から温暖化係数の極めて小さい自然冷媒に移行する動きが活発になってきた。ＣＯ２等の自然冷媒をヒートポンプ式給湯機に採用すると、高温高圧冷媒であるので加熱能力の向上を図ることが可能である。
【００１２】
したがって、冷媒をより高温高圧となる自然系冷媒を使用すると共に、大容量の貯湯槽を排して小さな補助タンクに置き代え、ヒートポンプによる瞬間式給湯機の実現が可能となってきた。
【００１３】
しかし、この方式を実用化するには次のような問題点があった。即ち、自然系冷媒を使用し且つ圧縮機を高速運転するため、圧縮機で吐出される冷媒ガスの状態が従来冷媒の場合に比べ高温高圧になり、高圧側の冷媒回路が上記特開２００１−２４８９０４号公報に示されたものでは、単に同一系の冷媒管と流水管とを交互に積層しているため、強度上耐えられない。なお、高圧側冷媒回路のうち、接続用配管は単純にパイプの肉厚を増せば良いが、高圧側の水・冷媒熱交換器は高温冷媒と給水との熱交換を行なうため単純にパイプの肉厚を増すと、パイプの加工性が悪くなるため冷媒配管と水配管の接触部に隙間が生じ易くなる等の原因により伝熱性能が低下する恐れがあった。
【００１４】
また、大容量の貯湯槽をやめ、直接使用端末に湯を供給する方式にするためには、従来の貯湯槽循環用の配管に加え、直接湯を使用端末に送る配管が必要となる等、水熱交換器に２回路の水配管を通すこととなるので、全く新たな水・冷媒熱交換器を必要とする。
【００１５】
しかしながら、この水冷媒熱交換器は、ＣＯ２冷媒を想定してなく、瞬間式を想定していないため、高圧条件に耐えうるかどうか不明であり、さらに少なくとも２回路の水配管については配慮されていない。また、単に、偏平銅管を積み重ねた構造であるため、左右（地面水平方向）の安定性が悪く、コイル状水冷媒熱交換器の外周を覆う外枠、コイル状水冷媒熱交換器の積み重ね方向を圧接する支持板、ネジ棒及びナットといった多くの固定用付属部品を必要としていた。
【００１６】
本発明はこれらの課題を解決するためになされたもので、設置に必要なスペースや質量が小さく、地球環境にやさしい冷媒を使用したエネルギー効率の良いヒートポンプ式給湯機を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、圧縮機、水・冷媒熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続してなるヒートポンプ回路を備えたヒートポンプ式給湯器において、前記水・冷媒熱交換器を、複数の貫通孔を有する冷媒管の両側面に流水管を平行に接合された構造とし、これら流水管の先端部を前記冷媒管から離れるように曲げることによって達成される。冷媒管を複数の貫通孔を有するものとしてこの冷媒管に流水管を接合したので、圧力が高い冷媒を使用してもこの圧力に耐えることができ、また冷媒管と流水管との接触面積が広くなるので伝熱効率が向上するので、瞬間式ヒートポンプ給湯機として十分機能し得る。
【００１８】
また、上記目的は、圧縮機、水・冷媒熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続してなるヒートポンプ回路を備えたヒートポンプ式給湯器において、前記水・冷媒熱交換器を、楕円状流水管の両側面に複数の冷媒管が接合された構造とし、これら冷媒管の先端部を前記流水管から一旦離れるように曲げ、さらに先端部で冷媒管同士を分岐部にて一本の冷媒管とする構造とすることによって達成される。楕円状流水管の両側面に複数の冷媒管が接合された構造としたことで、接触面積が増大するため伝熱効率が向上するため、瞬間式でも十分水温を上昇させることができる。
【００１９】
また、上記目的は、圧縮機、水・冷媒熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続してなるヒートポンプ回路を備えたヒートポンプ式給湯器において、前記水・冷媒熱交換器を、複数の細径流路を有する管路とした冷媒管と、偏平流路とした流水管とを有し、前記冷媒管に複数の前記流水管を密着させた構造とすることによって達成される。冷媒管を複数の細径流路を有する管路としたので圧力が高い冷媒を使用しても破損等の問題を低減でき、流水管との伝熱面積が増大したので瞬間式として十分水温の上昇を図ることができる。
【００２０】
また、圧縮機、水・冷媒熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続してなるヒートポンプ回路を備えたヒートポンプ式給湯器において、前記水・冷媒熱交換器を、冷媒管を２本の流水管が挟むように密着させ、内側及び外側が流水管となるようにコイル状に巻回することにより達成される。内側及び外側が流水管となるようにコイル状に巻回したので、冷媒管が空気に露出する部分を減らすことができるので、冷媒が保持している熱を水に伝熱させることができる。このため、瞬間式として十分水温を上昇させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図によって説明する。図１〜図６は本発明の水・冷媒熱交換器の実施例で、図７は上記水・冷媒熱交換器を用いた本発明のヒートポンプ式給湯機の冷媒配管回路及び水配管回路図の一実施例である。
【００２２】
以下、上記水・冷媒熱交換器１を用いたヒートポンプ式給湯機について説明する。図７は本発明のヒートポンプ式給湯機の冷媒循環回路２０及び水循環回路３０の一実施例を示す。２０は冷媒循環回路で圧縮機２１、水・冷媒熱交換器１、減圧装置２２、蒸発器２３及び受液器２４で構成され、上記それぞれの部品間は冷媒接続配管２５ａ〜２５ｅで接続され冷媒循環サイクルを形成している。また、２６はバイパス弁で圧縮機２１と水・冷媒熱交換器１間及び減圧装置２２と蒸発器２３間に接続されている。
【００２３】
上記冷媒循環回路２０の運転動作について説明する。ヒートポンプ回路が運転されると圧縮機２１が圧縮運転を開始し、ガス冷媒を圧縮し高温高圧ガスとして水・冷媒熱交換器１に送り込む。水・冷媒熱交換器１に送り込まれた冷媒は、詳細を後述する図１、図２に示すように冷媒配管５から分かれて複数の細い貫通孔２ａを流れ、流水管３、４の中空部３ａ、４ａを流れる循環水と熱交換して凝縮され、温度の幾分下がった凝縮冷媒となり冷媒配管６を通って減圧弁２２へ流れる。減圧弁２２で減圧された冷媒は蒸発器２３で蒸発して低温ガスとなり圧縮機２１に戻り再び圧縮を繰り返すものである。
【００２４】
なお、受液器２４は蒸発器２３で冷媒がガス化しきれず液冷媒が残った場合、液冷媒が圧縮機内に吸込まれて圧縮不良を起こさないよう液溜めの役目をするものである。また、バイパス弁２６は通常作動せず冷媒を通さないが、冬期の低温運転時に蒸発器２３に着霜した場合に作動して開弁し圧縮機２１で圧縮された高温冷媒を直接蒸発器２３へ送り込み霜を溶かしてヒートポンプ運転の性能低下を防止するものである。
【００２５】
次に、給湯回路について説明する。図７において水循環回路３０は、台所に湯又は水を供給する台所給湯回路と、風呂に水又は湯を供給する風呂給湯回路と、浴槽４２内の湯又は水を加熱する風呂追炊き回路とを備えている。
【００２６】
台所給湯回路は、給水源３１となる水道に直結して水圧や水量を調整する流量調整弁３７ａ、逆止弁３２ａ、水を加熱して温水にする水・冷媒熱交換器１、温水を貯蔵する補助タンク３３、水・冷媒熱交換器からの水温が低い場合に補助タンク３３からの湯を調整切換弁３５に流す又は水・冷媒熱交換器１からの湯水を調整切換弁３５に流す水切換弁３４、水循環回路の切換えと共に給水源３１からの水と水切換弁３４からの温水を混合して水温を必要温度に調節する調整切換弁３５及び台所蛇口３６より構成されている。なお、３７ｂは流量調整弁である。
【００２７】
また、風呂給湯回路は、流量調整弁３７ｂ以降の配管で台所給湯回路から分岐され、その先に風呂蛇口４５、シャワー４６、浴槽蛇口４０、及び流量調整弁３７ｃと逆止弁３２ｃを介して接続された風呂水出口４３とを備えている。
【００２８】
さらに、風呂追炊き回路は、風呂水入口４４、風呂水循環ポンプ４１、水・冷媒熱交換器１、及び風呂水出口を備えている。なお、４７は風呂排水口である。
【００２９】
台所給湯回路、風呂給湯回路のいずれかの栓が開かれて水が流れ給水源３１付近に設けられた水量計によって所定以上の流量が検出される、若しくは風呂追炊きポンプ４１が運転されるとヒートポンプ回路２０が動作し始める。ヒートポンプ回路２０が運転されると高温冷媒が水・冷媒熱交換器１に流入し、台所給湯回路や風呂給湯回路へと接続される接続配管７から流入する水又は風呂追炊き回路の接続配管９から流入する水若しくは両者を加熱し６０℃以上の温水として接続配管８及び接続配管１０へ送り出し始める。
【００３０】
補助タンク３３の貯湯運転について説明する。この貯湯運転は温水を使用していない時に行い、給水源３１からの水道圧により、給水源３１―流量調整弁３７ａ―逆止弁３２ａ―接続配管７―水・冷媒熱交換器１―接続配管８―水切換弁３４―補助タンク３３の貯湯回路にて補助タンク３３に温水を貯湯する。上記貯湯運転は自動的に行われ、通常補助タンク３３には温水が満たされた状態となっている。
【００３１】
次に、温水使用時の給湯回路について説明する。台所蛇口３６やシャワー４６などが開かれて出湯使用が始まると同時にヒートポンプ運転が開始される。しかし、運転開始直後の５〜６分間は水・冷媒熱交換器１が十分に温まっていないため加熱能力が充分ではない。このため、水切換弁３４は補助タンク３３と調整切換弁３５間のみ開とし、給水源３１からの水道圧により、給水源３１―温水の貯めてある補助タンク３３―水切換弁３４―調整切換弁３５―台所蛇口３６の給湯回路にて台所蛇口３６等より給湯する。
【００３２】
ヒートポンプ運転が５〜６分間経過し冷媒の凝縮熱が水を温水に加熱できる充分な熱量に達すると、切換弁３４は接続配管８と調整切換弁３５間側のみ開となり、給水源３１―逆止弁３２―接続配管７―水・冷媒熱交換器１―接続配管８―水切換弁３４―調整切換弁３５―台所蛇口３６等の給湯回路にて台所蛇口３６等より給湯する。即ち、給水開始時の５〜６分間のみ補助タンク３３より給水し、その後はヒートポンプ運転による加熱水を直接給湯するものである。
【００３３】
次に風呂給湯回路について説明する。浴槽４２に設けられた風呂蛇口４０を開くと風呂給湯が始まると同時にヒートポンプ運転が開始されるが、運転開始直後の５〜６分間は加熱能力が充分でないため、水切換弁３４は補助タンク３３と調整切換弁３５間のみ開とし、給水源３１からの水道圧により、給水源３１―温水の貯めてある補助タンク３３―水切換弁３４―調整切換弁（ミキシングバルブ）３５―流量調整弁３７ｂ―風呂蛇口４０の給湯回路にて風呂蛇口４０より浴槽に給湯する。また、風呂自動湯はり運転の場合、マイコンからの指令で流量調整弁３７ｃが開き、これと共にヒートポンプ運転が開始される。そして、浴槽給湯と同様、湯が風呂水出口４３から所定の湯量となるまで湯が出湯される。
【００３４】
ヒートポンプ運転が５〜６分間経過し冷媒の凝縮熱が水を温水に加熱できる充分な熱量に達すると、切換弁３４は接続配管８と調整切換弁３５間側のみ開となり、給水源３１―流量調整弁３７ａ―逆止弁３２ａ―接続配管７―水・冷媒熱交換器１―接続配管８―水切換弁３４―調整切換弁３５―風呂蛇口４０、または給水源３１―流量調整弁３７ａ―逆止弁３２ａ―接続配管７―水・冷媒熱交換器１―接続配管８―水切換弁３４―調整切換弁３５―水切換弁３７―逆止弁３８―風呂水出口の給湯回路にて浴槽に給湯する。
【００３５】
さらに、浴槽４２の湯温が下がった場合の追炊き回路について説明する。操作ボタンで追炊き指示をすると風呂水循環ポンプ４１が稼動し、風呂水入口４４―風呂水循環ポンプ４１―接続配管９―水・冷媒熱交換器１―接続配管１０―風呂水出口４３の給湯回路にて風呂水出口４４より温水となって浴槽に戻る。
【００３６】
一方、風呂の追い炊き回路を設けない簡易給湯機の場合は、風呂蛇口４０を台所蛇口３６と並列に設けることにより風呂水循環回路の流量調整弁３７ａ、風呂水循環ポンプ４１、接続配管９、１０を省略できる。そして、水・冷媒熱交換器５１の構造を後述する図８に示すように簡略化することができる。
【００３７】
尚、本ヒートポンプ式給湯機は電子制御回路（図示せず）を有しており、冷媒循環回路２０及び水循環回路３０の必要な各部に温度検知用サーミスタや圧力スイッチ、水量計等が設置されており、各種切換弁や風呂水循環ポンプ４１等を制御しているものである。
【００３８】
また、実施例では図示しないが台所蛇口３６と平行して洗面所蛇口を設けること等の応用も可能である。
【００３９】
次に、上記水・冷媒熱交換機について図１〜図６を用いて、その構造を説明する。図１は本実施例の水・冷媒熱交換器１の円筒状成形加工前の冷媒管２と流水管３、４の接合状態を示すもので図の右側は中心断面状態を示す。
【００４０】
冷媒管２は図１のＡＡ断面として図２に示すように複数の細い貫通孔２ａを有する金属成形品である。３は台所水循環用流水管、４は風呂水循環用（追炊き用）流水管で、いずれも図２に示すように水が流れる中空部３ａ、４ａを有する偏平状銅管を用い冷媒管２の両側面に平行に接合して一体形配管されている。そして、各流水管３、４の両端部３ｂ、４ｂは、図１に示す如く冷媒管２を中心として相反する方向に曲げられ接続配管７、８、９、１０とロー付け接続する。なお、冷媒管２は両端を曲げることなく冷媒配管５、６とロー付け接続している。
【００４１】
上記冷媒管２、流水管３、４の一体形配管は、図４、図５に示す如く円筒状で且つ巻き段部３Ｃに隙間が生じないよう、円筒の内側及び外側が流水管（冷媒管２が内壁及び外壁から露出しない）となるように密着して巻き上げられる。さらに、各管の先端部を延長して接続部２ｄ、３ｄ、４ｄを円筒状の外側に配置して水・冷媒熱交換器１とするものである。これによって、配管の接続作業性を向上させることができる。
【００４２】
なお、給湯機本体が長方形で長方形スペースが有る場合には水・冷媒熱交換器１の冷媒管２、台所水循環用流水管３、風呂水循環用流水管４の一体品を図６の如く楕円形に成形することも有効である。
【００４３】
また、流水管３、４の外形、中空部３ａ、４ａの形状を共に図２の如く楕円形にすることにより冷媒管２との接触面積が大きく取れ、且つ図４の成形加工が容易になる。
【００４４】
以上により、冷媒管２が高圧に耐えることができるようになり、従来のように給湯水管１０２と冷媒管１０３がほぼ同一径であるためＣＯ２等の自然系冷媒の高圧に耐えられず、Ｒ２２等従来のフロン系冷媒にしか適用できなかった水・冷媒熱交換器と比べて、ＣＯ２等の自然系冷媒を用いることができるようになった。
【００４５】
ところで、大容量給湯機の場合で、冷媒管２が長すぎて金属成形が難しい場合や冷媒管２の貫通孔２ａが太く金属成形の冷媒管２の剛性が強く図４、図６に示す成形加工が困難な場合が考えられる。この場合には、図３に示すように金属成形品の代りに、細径孔１１ａを有する細銅管のキャピラリチューブ１１を複数本並べて流水管３、４に接合して使用する。これにより成形加工性が向上し、熱伝導性はやや落ちるものの大容量の給湯機では影響が少ない。
【００４６】
次に、風呂追炊き回路を設けない簡易給湯器の水・冷媒熱交換器について図８を用いて説明する。冷媒接続配管５及び６間を複数の細い貫通孔を有する２本の冷媒管５２、５３に分岐させ、水の接続配管７及び８間に接続された流水管５４を中心とし両側面に冷媒管５２、５３を接合した。これにより、冷媒から循環水への電熱効率をより一層向上させることができる。
【００４７】
以上、本実施例によれば、ヒートポンプ式給湯機、特にＣＯ２等の自然冷媒を使用した高温高圧仕様に適応したヒートポンプ式給湯器の水・冷媒熱交換器を提供することができる。
【００４８】
即ち、図１、図５で説明した如く、圧縮機２１、水・冷媒熱交換器１、減圧装置２２、蒸発器２３を冷媒配管２５ａ〜２５ｅで順次接続してなるヒートポンプ回路において、複数の貫通孔２ａを有する冷媒管２の両側面に流水管３、４を平行に接合すると共に、流水管３、４の先端部を曲げた構造の水・冷媒熱交換器１としたものである。これにより、水・冷媒熱交換器１は冷媒管２と流水管３、４のみで構成され取付板等の部品を省略できると共に、加締めやロー付けによる接続シール部が少なく、冷媒管２の両側が流水管に接合されているため耐圧強度の信頼性向上が図れ、且つ流水管への熱伝導が均一で熱交換性能の向上や省スペース化等のメリットを有する水・冷媒熱交換器１を安価に提供し得るものである。
【００４９】
また、前記の水・冷媒熱交換器１と共に冷媒としてＣＯ２等の自然系冷媒を使用し、圧縮機運転用インバーター制御を設けることにより、大容量の貯湯槽を不要とした瞬間式ヒートポンプ式給湯機を提供し得るものである。
【００５０】
また、図２で説明した如く、水・冷媒熱交換器１の冷媒管２として複数の貫通孔２ａを有する金属成形品を使用することにより、冷媒の流れを細径に分岐させて耐圧強度をアップさせると共に、冷媒管２と流水管３、４との熱伝達面積を大きく取れ熱交換性能の良い水・冷媒熱交換器１を容易に提供し得る。
【００５１】
また、図３にて説明した如く、水・冷媒熱交換器１の冷媒管２として複数のキャピラリチューブを並列に配列して流水管１、４に接合した構造とすることにより、製品仕様として冷媒管２が長すぎて金属成形加工が難しい場合や図４、図６の成形加工が難しい場合に有効である。
【００５２】
また、図２、図３にて図示説明の如く、水・冷媒熱交換器１の流水管３、４として偏平状銅管を使用することにより円筒状への成形加工性が良く、且つ冷媒管２との伝熱面積を大きくできて熱交換性能の向上が図れる。
【００５３】
更に、水・冷媒熱交換器１の流水管３、４と冷媒管２の接合品を図４に示す如く、円筒状に巻くと共に流水管３、４及び冷媒管２の先端部を曲げて延長し、各配管５、７、９との接続部を上記円筒状の外側に設けることによりロー付け作業が容易にでき、各配管の曲げＲを大きく取れる等の効果と共に、補助タンク等の円筒部に巻き付けることによりスペースの有効利用や作業性の向上が図れる。
【００５４】
また、水・冷媒熱交換器１の流水管３、４と冷媒管２の接合品を図６に示す如く楕円形に巻くことにより、給湯機本体が長方形の場合に長方形スペースに合った水・冷媒熱交換器１形状とすることが出来る。
【００５５】
また、図８にて説明した如く、水・冷媒熱交換器５１の構造として楕円状流水管５４の両側面に複数の冷媒管５１、５３を接合することにより、水加熱回路が１回路で済む簡易型給湯機に適した水・冷媒熱交換器５１を提供できる。
【００５６】
【発明の効果】
以上本発明によれば、設置に必要なスペースや質量が小さく、地球環境にやさしい冷媒を使用したエネルギー効率の良いヒートポンプ式給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒートポンプ式給湯機用水・冷媒熱交換器の一実施例を示す図。
【図２】図１に示す水・冷媒熱交換器のＡＡ断面図。
【図３】本発明の水・冷媒熱交換器に使用する冷媒管の別の実施例を示す図。
【図４】本発明の水・冷媒熱交換器の成形後の上面図。
【図５】図４に示す水・冷媒熱交換器の成形後の側面図。
【図６】本発明の水・冷媒熱交換器の成形形状を示す別の実施例を示す図。
【図７】本発明のヒートポンプ式給湯機の冷媒回路及び水循環回路を示す図。
【図８】本発明の水・冷媒熱交換器の構造を示す別の実施例を示す図。
【符号の説明】
１…水・冷媒熱交換器、２…冷媒管、２ａ…貫通孔、３…台所水循環用流水管、３ａ，４ａ…中空部、３ｂ，４ｂ…端部、３ｃ…巻き段部、４…風呂水循環用流水管５，６…冷媒配管、７，８…台所水循環用接続配管、９，１０…風呂水循環用接続配管、１１…キャピラリチューブ、１１ａ…細径孔、２０…冷媒循環回路、２１…圧縮機、２２…減圧装置、２３…蒸発器、２４…受液器、２５ａ〜２５ｅ…冷媒接続配管、２６…バイパス弁、３０…水循環回路、３１…給水源、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…逆止弁、３３…補助タンク、３４…水切換弁、３５…調整切換弁、３６台所蛇口、３７ａ，３７ｂ，３７ｃ…流量調整弁、４０…風呂蛇口、４１…風呂水循環ポンプ、４２…浴槽、４３…風呂水出口、４４…風呂水入口、５１…水・冷媒熱交換器、５２，５３…冷媒管、５４…流水管。
【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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