(57)【要約】【課題】水の圧力損失やスケール成分の溶出が小さく、伝熱促進体としての別部品を用いずに伝熱促進することができる熱交換性能のよい小型熱交換装置及びそれを用いたヒートポンプ給湯装置を提供する。【解決手段】第一流体が流れる第一伝熱管８１と、第一伝熱管８１内に配置された第二流体が流れる第二伝熱管９０とからなり、第二伝熱管９０は複数本の伝熱管９１、９２を螺旋状にねじって構成する。伝熱管９１、９２は、それぞれ、内管９１１、９２１と外管９１２、９２２とからなる二重管構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一流体が流れる第一伝熱管と、第二流体が流れる第二伝熱管とからなり、前記第二伝熱管を前記第一伝熱管内に配置した熱交換装置であって、前記第二伝熱管を、複数本の伝熱管を螺旋状にねじって構成したことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記第二伝熱管を構成するそれぞれの前記伝熱管を、内管と外管とからなる二重管としたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記外管の耐圧を、前記内管の耐圧以上としたことを特徴とする請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記外管と前記内管との間に連通路を形成したことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記第二伝熱管を構成するそれぞれの前記伝熱管の分岐部又は合流部における断面積を、前記第二伝熱管を構成する全ての前記伝熱管端部の総断面積よりも大きくしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記第一伝熱管を流れる第一流体と、前記第二伝熱管を流れる第二流体とを対向流としたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項７】
前記第一流体を水とし、前記第二流体を冷媒として用いることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項８】
前記第一伝熱管の出口側端部に、前記第一伝熱管の入口側の流路断面積よりも大きな流路拡大部を設けたことを特徴とする請求項７に記載の熱交換装置。
【請求項９】
前記流路拡大部における前記第二伝熱管の外径寸法を、前記流路拡大部以外の前記第二伝熱管の外径寸法よりも大きくしたことを特徴とする請求項８に記載の熱交換装置。
【請求項１０】
前記第一伝熱管と前記第二伝熱管の分岐部又は合流部において、前記第二伝熱管の曲げ角度よりも前記第一伝熱管の曲げ角度を小さくしたことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０のいずれかに記載の熱交換装置を給湯用熱交換器として用い、圧縮機、前記給湯用熱交換器、膨張弁、及び蒸発器を配管で接続したヒートポンプサイクルを備えたことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第一流体と第二流体とを熱交換させる熱交換装置、及び、その熱交換装置を用いたヒートポンプ給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の第一流体と第二流体とを熱交換させる熱交換装置として、内管と外管によって構成され冷媒の流路となる二重管を外包管内に同心状に挿入し、二重管と外包管との間に伝熱促進体を設置して、この伝熱促進体で外包管の内側流路を螺旋状に仕切り、二重管と外包管との間の空間を円周方向に４分割し、水の流路となる螺旋状流路を形成した構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２０１２７５号公報（第１―７頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の熱交換装置では、外包管の径を一定とした場合、水流路と冷媒流路の熱交換面積を増加させるために外包管の軸方向における流路高さを低くすると、水の圧力損失が大きくなる。また、水が高温となった場合、水中に溶存するカルシウムなどのスケール成分が溶出して流路壁に付着し、流路の閉塞や熱交換性能の低下といった課題が生じる。また、伝熱促進のために別部品である伝熱促進体を用いているので、製造時の工数が多くなり、コストも上昇する。
【０００５】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するもので、水の圧力損失やスケール成分の溶出が小さく、伝熱促進体としての別部品を用いずに伝熱促進することができる熱交換性能のよい小型熱交換装置及びそれを用いたヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の熱交換装置は、第一流体が流れる第一伝熱管と、第二流体が流れる第二伝熱管とからなり、前記第二伝熱管を前記第一伝熱管内に配置した熱交換装置であって、前記第二伝熱管を、複数本の伝熱管を螺旋状にねじって構成したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の熱交換装置において、前記第二伝熱管を構成するそれぞれの前記伝熱管を、内管と外管とからなる二重管としたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２記載の熱交換装置において、前記外管の耐圧を、前記内管の耐圧以上としたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項２又は請求項３記載の熱交換装置において、前記外管と前記内管との間に連通路を形成したことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱交換装置において、前記第二伝熱管を構成するそれぞれの前記伝熱管の分岐部又は合流部における断面積を、前記第二伝熱管を構成する全ての前記伝熱管端部の総断面積よりも大きくしたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱交換装置において、前記第一伝熱管を流れる第一流体と、前記第二伝熱管を流れる第二流体とを対向流としたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱交換装置において、前記第一流体を水とし、前記第二流体を冷媒として用いることを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７記載の熱交換装置において、前記第一伝熱管の出口側端部に、前記第一伝熱管の入口側の流路断面積よりも大きな流路拡大部を設けたことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項８記載の熱交換装置において、前記流路拡大部における前記第二伝熱管の外径寸法を、前記流路拡大部以外の前記第二伝熱管の外径寸法よりも大きくしたことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項７から請求項９のいずれかに記載の熱交換装置において、前記第一伝熱管と前記第二伝熱管の分岐部又は合流部において、前記第二伝熱管の曲げ角度よりも前記第一伝熱管の曲げ角度を小さくしたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明のヒートポンプ給湯装置は、請求項７から請求項１０のいずれかに記載の熱交換装置を給湯用熱交換器として用い、圧縮機、前記給湯用熱交換器、膨張弁、及び蒸発器を配管で接続したヒートポンプサイクルを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による第１の実施の形態による熱交換装置は、第一流体が流れる第一伝熱管内に第二流体が流れる第二伝熱管を配置し、第二伝熱管を複数本の伝熱管を螺旋状にねじって構成したものである。本実施の形態によれば、第二伝熱管の伝熱面積を大きくすることができるとともに、第一流体と第二流体を旋回流とすることができるので両者間の伝熱を促進させることができる。また、伝熱促進のための別部品を使用しないので、製造時の工数が少なく、コストも削減させることができる。
本発明による第２の実施の形態は、第１の実施の形態による熱交換装置において、第二伝熱管を構成するそれぞれの伝熱管を、内管と外管とからなる二重管としたものである。本実施の形態によれば、第二伝熱管の強度を大きくすることができるので、第二伝熱管が破損して第一流体と第二流体が混合することを防止することができる。また、第二伝熱管の内管の管壁が破損して第二流体が二重管の中間部に漏洩したり、第二伝熱管の外管の管壁が破損して第一流体が二重管の間に漏洩した場合に、これを早期に検知して内管と外管の両者が破損する前に修理などの対応をすることができる。
本発明による第３の実施の形態は、第２の実施の形態による熱交換装置において、外管の耐圧を内管の耐圧以上としたものである。本実施の形態によれば、内管が第二流体の圧力により破損しても外管が破損しないので、第一流体及び第二流体が外管の外に漏洩することを防止することができる。
本発明による第４の実施の形態は、第２又は第３の実施の形態による熱交換装置において、外管と内管との間に連通路を形成したものである。本実施の形態によれば、内管の管壁が破損して第二流体が外管と内管との間に漏洩した場合に連通路から外部に排出させることができる。したがって、内管の管壁の破損を早期に検知することができるとともに、第一流体及び第二流体の混合を防止することができる。
本発明による第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による熱交換装置において、第二伝熱管を構成するそれぞれの伝熱管の分岐部又は合流部における断面積を、第二伝熱管を構成する全ての伝熱管端部の総断面積よりも大きくしたものである。本実施の形態によれば、第二流体の各伝熱管における分岐部又は合流部における圧力損失を抑えることができる。
本発明による第６の実施の形態は、第１から第５の実施の形態による熱交換装置において、第一伝熱管を流れる第一流体と第二伝熱管を流れる第二流体とを対向流としたものである。本実施の形態によれば、第一流体と第二流体の温度差を保ちながら効率的に熱交換させることができる。
本発明による第７の実施の形態は、第１から第６の実施の形態による熱交換装置において、第一流体を水とし第二流体を冷媒としたものである。本実施の形態によれば、給湯装置などに適用した場合に、水の流路断面積を大きくして水の流量を十分確保しつつ高圧冷媒と熱交換させることができる。
本発明による第８の実施の形態は、第７の実施の形態による熱交換装置において、第一伝熱管の出口側端部に、第一伝熱管の入口側の流路断面積よりも大きな流路拡大部を設けたものである。本実施の形態によれば、第一伝熱管の出口における高温部でスケール析出による流路詰まりを防止することができる。
本発明による第９の実施の形態は、第８の実施の形態による熱交換装置において、流路拡大部における第二伝熱管の外径寸法を、流路拡大部以外の外径寸法よりも大きくしたものである。本実施の形態によれば、流路拡大部を流れる水をまんべんなく均一に加熱させることができる。
本発明による第１０の実施の形態は、第７から第９の実施の形態による熱交換装置において、第一伝熱管と第二伝熱管の分岐部又は合流部において、第二伝熱管の曲げ角度よりも第一伝熱管の曲げ角度を小さくしたものである。本実施の形態によれば、分岐部又は合流部で水が流れる流路の曲がりを小さくすることができるので、水流のよどみが小さくなり、スケールの析出を抑制することができる。
本発明による第１１の実施の形態によるヒートポンプ給湯装置は、第７から第１０の実施の形態による熱交換装置を給湯用熱交換器として用い、圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、及び蒸発器を配管で接続したものである。本実施の形態によれば、水の加熱を効率よく行うことができ、しかもスケール析出が小さく水流路の詰まりを抑制したヒートポンプ給湯装置を実現することができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例による熱交換装置について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例による熱交換装置の構成を示す概念図、図２は図１のＡ−Ａ’線断面図である。
熱交換装置８０は、第一流体、たとえば水が流れる第一伝熱管８１と、第二流体、たとえば冷媒が流れる第二伝熱管９０とからなり、第二伝熱管９０は第一伝熱管８１内に配置されている。第一伝熱管８１は銅などの熱伝導率の大きい金属の中空管で構成されており、内部の空間部は第一流体の流路８１１を構成する。
第二伝熱管９０は銅などの熱伝導率の大きい金属の中空管で構成された複数本（図１には２本の例を示す。）の伝熱管９１、９２が螺旋状にねじって構成されており、内部の空間部は第二流体の流路９１４、９２４を構成する。
伝熱管９１は、内管９１１及び外管９１２からなる二重管構造をしており、外管９１２は、内部を流れる第二流体の圧力に対する耐圧が内管９１１の耐圧以上となるように、その肉厚が内管９１１の肉厚より大きく形成される。外管９１２と内管９１１との間には微小空間９１３が形成されており、この微小空間９１３は伝熱管９１の外部に連通した連通路を形成する。
同様に、伝熱管９２も内管９２１及び外管９２２からなる二重管構造をしており、外管９２２の肉厚は内管９２１の肉厚より大きく形成される。また、外管９２２と内管９２１との間には、伝熱管９２の外部に連通した連通路を形成する微小空間９２３が形成されている。
第一伝熱管８１と第二伝熱管９０の分岐部８４及び合流部８５では、第一伝熱管８１と第二伝熱管９０はそれぞれ緩やかな曲線状に曲げられている。第一伝熱管８１の出口配管８３Ｂの曲げ角度は、第二伝熱管９０の曲げ角度よりも小さく形成される。
分岐部８４は第一伝熱管８１の出口側、第二伝熱管９０の入口側に当たり、合流部８５は第一伝熱管８１の入口側、第二伝熱管９０の出口側に当たる。第一伝熱管８１の分岐部８４は、合流部８５の流路断面積より大きい流路断面積の流路拡大部を有している。
一方、伝熱管９１及び９２は、分岐部８４においてそれぞれ第一伝熱管８１の出口側から外部に導出され、その先端は第二流体の供給元からの第二流体を分岐して各伝熱管９１及び９２に供給するための連結部９３に連結される。また、合流部８５では、伝熱管９１及び９２はそれぞれ第一伝熱管８１の入口側から外部に導出され、第二流体の供給先へ連結される。第二伝熱管９０は、第一伝熱管８１の流路拡大部における外径寸法が流路拡大部以外の外径寸法よりも大きく形成されている。
【０００９】
次に、本実施例の熱交換装置の動作を説明する。以下の説明では、第一流体として水を、第二流体として冷媒を使用した熱交換装置を例に説明する。
第一流体として水は、合流部８５の入口配管８３Ａから第一伝熱管８１に供給され、第一伝熱管８１の流路８１１を分岐部８４方向に流れる。このときの流路８１１は第二伝熱管９０の外側に沿って流れるが、第二伝熱管９０の伝熱管９１、９２は螺旋状にねじって構成されているので流路８１１も螺旋状になる。流路８１１を通過した水は、分岐部８４の出口配管８３Ｂを通過して給湯蛇口などの給水先へ供給される。
一方、第二流体としての冷媒は第一流体としての水に対して対向流となるように、流れ方向を対向させて供給される。すなわち、連結部９３により２つの流れに分岐された冷媒は、伝熱管９１、９２に供給され、伝熱管９１、９２の流路９１４、９２４中を螺旋状に通過する。このとき、冷媒が圧縮機で圧縮された高圧冷媒であれば、第一伝熱管８１を通過する水と熱交換し水を加熱して温水とする。第一伝熱管８１を通過する水と第二伝熱管９０を通過する冷媒は互いに螺旋状に旋回して対向して流れるので、熱交換に寄与する面積は大きく、水と冷媒の温度差を保ちながら効率よく熱交換させることができる。
【００１０】
分岐部８４から出口配管８３Ｂを通る水の通路は曲げられているので水流に対して抵抗を有しはするが、この曲げの度合いを小さくし、かつ、流路拡大部により流路径を大きくしているので、水流によどみが生じることはない。したがって、水が温水になってもスケールが析出することは抑制される。
また、第二伝熱管９０は流路拡大部において外径寸法を大きくしているので、流路拡大部を流れる水をまんべんなく均一に加熱させることができる。また、第二伝熱管９０は連結部９３における断面積が、第二伝熱管９０を構成する全ての伝熱管端部の総断面積よりも大きいので、冷媒の圧力損失を抑えることができる。
伝熱管９１、９２は、内管９１１、９２１と外管９１２、９２２の二重管構造であるので、伝熱管９１、９２の強度を大きくすることができる。したがって、伝熱管９１、９２内を高圧の冷媒が通過しても、伝熱管９１、９２が破損して第一流体と第二流体が混合することを防止することができる。万一、伝熱管９１、９２の内管９１１、９２１の管壁が破損して冷媒が内管９１１、９２１の外壁に漏洩したり、外管９１２、９２２の管壁が破損して水が内管９１１、９２１の外壁に漏洩した場合でも、外管９１２、９２２と内管９１１、９２１との間の微小空間９１３、９２３が外部に連通した連通路を形成しているので、漏洩を早期に検知して内管と外管の両者が破損する前に修理などの対応をすることができる。
本実施例では、伝熱管９１、９２の内管９１１、９２１にそれぞれ１つずつの微小空間９１３、９２３を設けているが、微小空間を複数設けることで、漏洩検知を早めることができる。また、外管９１２、９２２に微小空間を設けて同様の効果を得ることもできる。
また、外管９１２、９２２はその耐圧が内管９１１、９２１の耐圧以上であるので、内管９１１、９２１が冷媒の圧力により破損しても外管９１２、９２２が破損しないので、水と冷媒が外管９１２、９２２の外に漏洩することはない。
本実施例では、第一伝熱管８１の内径を１２．６ｍｍ、伝熱管９１、９２の各々の外径を６ｍｍとし、第一伝熱管８１の内周面と伝熱管９１、９２の螺旋状の外周部との最近接部の隙間を、それぞれの管壁からの境界層の合計よりも大きく、０．３ｍｍ以上とすることにより、最近接部での第一流体の流速を確保して伝熱を有効に行うようにすることができる。ただし、前記隙間を大きくすると伝熱面積が小さくなるので、０．５ｍｍ以下に設定することが好ましい。
【００１１】
図３は、本発明による熱交換器を使用したヒートポンプ給湯装置の実施例を示す回路構成図である。
本実施例によるヒートポンプ給湯装置は、第１のヒートポンプサイクル１０と、第２のヒートポンプサイクル２０とを備えている。
第１のヒートポンプサイクル１０は、圧縮機１１、図１の熱交換器を使用した給湯用熱交換器１２、膨張弁１３、及び蒸発器１４を順に配管で接続して構成されている。また、第１のヒートポンプサイクル１０は、給湯用熱交換器１２をバイパスするバイパス回路１５を備え、このバイパス回路１５には制御弁１６を設けている。また、第１のヒートポンプサイクル１０には、圧縮機１１の温度を検出する温度センサ１０Ａ、圧縮機１１からの吐出冷媒温度を検出する温度センサ１０Ｂ、圧縮機１１からの吐出冷媒圧力を検出する圧力センサ１０Ｃ、蒸発器１４の出口側の低圧冷媒温度を検出する温度センサ１０Ｄ、蒸発器１４の吸入空気を検出する温度センサ１０Ｅを備えている。ここで、温度センサ１０Ａはコールドスタートの検出を、圧力センサ１０Ｃは圧縮機１１又はヒートポンプサイクル１０の異常検出を行う。さらにヒートポンプサイクル１０に対応する蒸発器１４に送風するためのファン１７と風路１８を設けている。
一方、第２のヒートポンプサイクル２０は、圧縮機２１、図１の熱交換器を使用した給湯用熱交換器１２、風呂用熱交換器２９、膨張弁２３、及び蒸発器２４を順に配管で接続して構成されている。また、第２のヒートポンプサイクル２０は、給湯用熱交換器１２をバイパスするバイパス回路２５を備え、このバイパス回路２５には制御弁２６を設けている。また、第２のヒートポンプサイクル２０には、圧縮機２１の温度を検出する温度センサ２０Ａ、圧縮機２１からの吐出冷媒温度を検出する温度センサ２０Ｂ、圧縮機２１からの吐出冷媒圧力を検出する圧力センサ２０Ｃ、蒸発器２４の出口側の低圧冷媒温度を検出する温度センサ２０Ｄ、風呂用熱交換器２９の入口冷媒温度を検出する温度センサ２０Ｆを備えている。蒸発器２４の吸入空気の検出は、温度センサ１０Ｅで兼用している。ここで、温度センサ２０Ａはコールドスタートの検出を、圧力センサ２０Ｃは圧縮機２１又はヒートポンプサイクル２０の異常検出を行う。さらにヒートポンプサイクル２０に対応する蒸発器１４に送風するためのファン２７と風路２８を設けている。なお風路１８と風路２８は互いに独立している。
給湯用熱交換器１２には、第１のヒートポンプサイクル１０の冷媒流路１２Ｂと第２のヒートポンプサイクル２０の冷媒流路１２Ｃが設けられている。なお、これらの冷媒流路１２Ｂ及び冷媒流路１２Ｃとして、それぞれ図１の第二伝熱管９０の伝熱管９１及び伝熱管９２を用いることもできる。これらの冷媒流路１２Ｂ及び冷媒流路１２Ｃに対して水用配管１２Ａが共用するように配置されており、水用配管１２Ａ内には冷媒流路１２Ｂ及び冷媒流路１２Ｃを冷媒が流れる方向と対向する方向に水が流される。水用配管１２Ａは図１の第一伝熱管８１に相当する。
なお、本実施例においては、図１における連結部９３は使用せず、伝熱管９１、９２をそれぞれ第１のヒートポンプサイクル１０の冷媒流路１２Ｂと第２のヒートポンプサイクル２０の冷媒流路１２Ｃとして独立に使用する。
また、図１及び図２で説明した熱交換装置は、蒸発器１４、蒸発器２４、又は風呂用熱交換器２９として利用することができる。
【００１２】
次に、本実施例によるヒートポンプ給湯装置の出湯回路について説明する。
水用配管１２Ａの流入側は、流量調整弁３１、減圧弁３２、及び逆止弁３３を介して水道管等の水供給配管３４に接続されている。一方、水用配管１２Ａの流出側は、逆止弁３６、第一混合弁３７、及び第二混合弁３８を介してキッチン、又は洗面所等の給湯用の蛇口３９に接続されている。この出湯回路には、入水量を検出する流量センサ３０Ａ、入水温度を検出する温度センサ３０Ｂ、水用配管１２Ａの出口温度を検出する温度センサ３０Ｅ、第一混合弁３７の出口温度を検出する温度センサ３０Ｆ、及び第二混合弁３８の出口温度を検出する温度センサ３０Ｇ、給湯熱交換器１２への流入流量を検出する流量センサ３０Ｈを備えている。
【００１３】
次に、本実施例によるヒートポンプ給湯装置の貯湯回路について説明する。
貯湯タンク４０の底部配管４２は、流量調整弁３１、減圧弁３２、及び逆止弁４１を介して水道管等の水供給配管３４に接続されている。この底部配管４２は、循環ポンプ４３を介して水用配管１２Ａの流入側と接続されている。また、貯湯タンク４０の上部循環用配管４４は、制御弁４５を介して水用配管１２Ａの流出側と接続されている。なお、本実施例による貯湯タンク４０は、積層式の給湯タンクであり、タンク内での撹拌が防止され、上部に高温水が底部に低温水が蓄積されるように構成されている。
一方、貯湯タンク４０の上部出湯用配管５１は、第一混合弁３７に接続されている。また、貯湯タンク４０の底部配管４２から分岐させた出水用配管５２は、逆止弁５３を介して第二混合弁３８に接続されている。なお、貯湯タンク４０には、出湯温度を検出する温度センサ４０Ａの他に、貯湯タンク４０内の湯量を検出するための複数の温度センサ４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄが設けられている。また、水用配管１２Ａの流入側配管には、貯湯タンク４０の底部配管４２から導出される湯温を検出する温度センサ４０Ｅが設けられている。
【００１４】
次に、本実施例によるヒートポンプ給湯装置の浴槽加熱回路について説明する。
風呂用熱交換器２９の水用配管２９Ａは、循環ポンプ６１を備えた浴槽用循環配管６２と接続されている。この浴槽用循環配管６２は、水用配管２９Ａをバイパスするバイパス配管６３と、水用配管２９Ａとバイパス配管６３とを切り換える三方弁６４とを備えている。また浴槽用循環配管６２には、浴槽水の循環量を検出する流量センサ６０Ａ、水用配管２９Ａの出口温度を検出する温度センサ６０Ｂ、浴槽水の循環温度を検出する温度センサ６０Ｃ、浴槽内の水位を検出する水位センサ６０Ｄを備えている。
なお、浴槽６０への注湯は、第二混合弁３８の下流側配管から分岐させた注湯用配管７１を用いて行うことができる。この注湯用配管７１は、浴槽用循環配管６２に接続するか、又は直接浴槽６０に導く。注湯用配管７１には、注湯弁７２及び流量を検出する流量センサ７０Ａが設けられている。
リモコン８１は、蛇口３９からの出湯温度の指示や、浴槽６０の沸き上げ温度及び沸き上げ開始などを指示し、このリモコン８１からの指示に基づいて第１のヒートポンプサイクル１０と第２のヒートポンプサイクル２０とを制御手段８２にて制御する。なお各種のセンサの検出値はこの制御手段８２に入力される。
【００１５】
次に、本実施例におけるヒートポンプ給湯装置の給湯運転モードについて説明する。
蛇口３９の開放を流量センサ３０Ａにて検知し、第１のヒートポンプサイクル１０及び第２のヒートポンプサイクル２０が運転を開始する。
第１のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器１２で放熱し、膨張弁１３で減圧された後、蒸発器１４にて吸熱し、ガス状態で圧縮機１１に吸入される。このとき、制御弁１６は閉状態で、バイパス回路１５には冷媒は流れない。
第２のヒートポンプサイクル２０では、圧縮機２１で圧縮された冷媒は、給湯用熱交換器１２で放熱し、膨張弁２３で減圧された後、蒸発器２４にて吸熱し、ガス状態で圧縮機２１に吸入される。このとき、制御弁２６は閉状態と、バイパス回路２５には冷媒は流れない。
水供給配管３４から供給される水は、流量調整弁３１、減圧弁３２、及び逆止弁３３を順に通り、給湯用熱交換器１２の水用配管１２Ａに導かれる。水用配管１２Ａで加熱された温水は、逆止弁３６、第一混合弁３７、及び第二混合弁３８を順に通り蛇口３９に導かれる。
圧縮機１１での能力制御及び膨張弁１３での開度制御は、温度センサ３０Ｅでの検出温度がリモコン８１で設定された湯温に近づくように、温度センサ１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｅ、流量センサ３０Ａ、３０Ｈからの検出値によって制御される。同様に、圧縮機２１での能力制御及び膨張弁２３での開度制御も温度センサ３０Ｅでの検出温度がリモコン８１で設定された湯温に近づくように、温度センサ２０Ｂ、２０Ｄ、１０Ｅ、流量センサ３０Ａ、３０Ｈからの検出値によって制御される。
なお、ヒートポンプサイクル１０、２０での能力制御を行っても、給湯用熱交換器１２からの水温が設定温度よりも高い場合には、ヒートポンプサイクル１０、２０の一方の運転を停止して第一混合弁３７での出口温度が設定温度となるように制御したり、出水用配管５２から第二混合弁３８に冷水を導入して、第二混合弁３８での出口温度が設定温度となるように制御する。
また、ヒートポンプサイクル１０、２０での能力制御を行っても、給湯用熱交換器１２からの水温が設定温度よりも低い場合には、貯湯タンク４０から第一混合弁３７に温水を導入し、第一混合弁３７での出口温度を温度センサ３０Ｆで検出して設定温度となるように制御する。さらに第一混合弁３７での出口温度が設定温度よりも低い場合は、通常全開状態の流量調整弁３１の開度を小さくし、蛇口３９からの出湯流量を少なくして第一混合弁３７での出口温度が設定温度となるように制御する。
【００１６】
なお、以上の説明では、第１のヒートポンプサイクル１０と第２のヒートポンプサイクル２０の給湯用熱交換器１２を共通とした場合について説明したが、別々の給湯用熱交換器を使用し、各給湯用熱交換器として図１の熱交換装置を使用してもよい。
本実施の形態のヒートポンプ給湯装置によれば、水の加熱を効率よく行うことができ、しかもスケール析出が小さく水流路の詰まりを抑制したヒートポンプ給湯装置を実現することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、水の圧力損失やスケール成分の溶出が小さく、伝熱促進体としての別部品を用いずに伝熱促進することができる熱交換性能のよい小型熱交換装置及びそれを用いたヒートポンプ給湯装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による熱交換装置の構成を示す一部破断側面図
【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図
【図３】本発明の実施例によるヒートポンプ給湯装置の回路構成図
【符号の説明】
１０    第１のヒートポンプサイクル
１１    圧縮機
１２    給湯用熱交換器
１２Ａ  水用配管
１２Ｂ、１２Ｃ  冷媒流路
１３    膨張弁
１４    蒸発器
２０    第２のヒートポンプサイクル
２１    圧縮機
２３    膨張弁
２４    蒸発器
８０    熱交換装置
８１    第一伝熱管
９０    第二伝熱管
９１    伝熱管
９２    伝熱管
９１１、９２１  内管
９１２、９２２  外管
【図１】
2004360974.tif 000003
【図２】
2004360974.tif 000004
【図３】
2004360974.tif 000005