(57)【要約】【課題】異種金属の接合に起因する腐食を心配することなく耐久性のよい熱交換装置およ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】第一伝熱管１１と、中空部１３を有するチューブ体１２と、チューブ体１２に設けた第二流体が流れる第二伝熱管１４と、第一伝熱管１１が中空部１３に内嵌され構成する熱交換ユニット１５と、第二伝熱管１４に対応する溝状通路１８を有する蓋体１６とを備え、蓋体１６がチューブ体１２の端部と接合した熱交換装置およびこの熱交換装置を用いたヒートポンプ給湯装置を提供する。【選択図】　図１
2004061012.tif 000002
【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、中空部を有するチューブ体と、前記チューブ体に設けた第二流体が流れる第二伝熱管と、前記第一伝熱管が前記チューブ体の中空部に内嵌され構成する熱交換ユニットと、第二伝熱管に対応する溝状通路を有する蓋体とを備え、前記蓋体がチューブ体の端部と接合した熱交換装置。
【請求項２】
チューブ体の長手方向端部は、中空部と近接する内周部分をチューブ体の外周部分より長くした請求項１記載の熱交換装置。
【請求項３】
チューブ体には、中空部を囲みながら第二伝熱管を設けた伝熱部と、第二伝熱管を設けない非伝熱部とを有し、チューブ体の長手方向端部は、伝熱部が非伝熱部より長くした請求項１または２記載の熱交換装置。
【請求項４】
第一伝熱管は断面積が異なる小断面積管段と大断面積管段とを有する請求項１ないし３いずれか１項記載の熱交換装置。
【請求項５】
熱交換ユニットには複数の中空部を有し、隣接する中空部の間に、熱の移動を遮断する熱遮断手段を設けた請求項１ないし４いずれか１項記載の熱交換装置。
【請求項６】
チューブ体の断面は扁平状断面を有し、チューブ体と断熱手段とを交互に設置した請求項１ないし５いずれか１項記載の熱交換装置。
【請求項７】
チューブ体の断面は扁平状断面を有し、このチューブ体を構成する扁平面は第二伝熱管を設けない第一扁平面と第二伝熱管を設ける第二扁平面とを備え、第一扁平面と第二扁平面とを密着させ設置した請求項１ないし５いずれか１項記載の熱交換装置。
【請求項８】
熱交換ユニットの第二伝熱管と第一伝熱管の流れ方向を対向流とした請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項９】
圧縮機、放熱器、減圧器、吸熱器等から構成され冷媒の圧力が臨界圧力以上となるヒートポンプサイクル装置を備え、このヒートポンプサイクル内に設けた第一流体は低圧流体、第二流体は臨界圧力以上に昇圧された高圧流体とした請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項１０】
圧縮機、放熱器、減圧器、吸熱器等から構成され冷媒の圧力が臨界圧力以上となるヒートポンプサイクル装置を備え、前記放熱器は請求項１ないし９のいずれか１項記載の熱交換装置を用い、第二流体の冷媒により第一流体である水を加熱するヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は第一流体と第二流体とを熱交換させる熱交換装置、および、その熱交換装置を用いたヒートポンプ給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の熱交換装置およびそれを用いたヒートポンプ給湯機は特開２０００−２４９２公報に記載されているようなものが一般的であった。この熱交換装置は図１１に示すように、１は流体が流れる外側流体孔、２は内側流体孔、３は成形性のよい材料例えばアルミニウム合金を押出し成形してなる熱交換管である。熱交換管３はこの内側流体孔２の周囲に複数の外側流体孔１を一体形成しており、内側流体孔１を流れる流体と外側流体孔２を流れる流体との間に熱交換が行われている構成になっている。そして、熱交換管３をアルミニウム合金で製造することによって、アルミニウム合金製のコネクタとの接合が簡単にできるとともに、熱交換管３の一体成形によって、耐圧性の向上を図ることができていた。
【０００３】
また、図１２に示すものも特開２０００−２４９２公報に開示されていた。図１２において、４は外側流体孔、５は内側孔、６はこの内側孔５の周囲に複数の外側流体孔４を一体形成している熱交換管、７はこの熱交換管６の内側孔５に挿通し内側流体孔８を構成する内側管である。このように、内側管７と熱交換管６とは二重管構成となり、内側流体孔８を流れる流体と外側流体孔４を流れる流体との間に熱交換が行われている構成になっている。この熱交換管６と内側管７は、同一金属例えば銅で製作され、または異なる金属例えば内側管７は銅で、熱交換管６はアルミニウム合金で製作されている。そして、二重管構成による耐圧性の向上を図ることができた。
【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、異種金属例えば銅で製作される内側管７とアルミニウム合金で製作される熱交換管６によって構成される二重管の長手方向端部において、コネクタなどと接合して、内側流体孔８を流れる流体と外側流体孔４を流れる流体とを分岐させる必要がある。そして、二重管の端部とコネクタを接合する際に、異種金属間の接合が行われると、異種金属間の腐食が生じやすいため、熱交換装置の耐久性が悪くなってしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、異種金属の接合に起因する腐食を心配することなく耐久性のよい熱交換装置およ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】
本発明は上記課題を解決するため、第一流体が流れる第一伝熱管と、中空部を有するチューブ体と、チューブ体に設けた第二流体が流れる第二伝熱管と、第一伝熱管がチューブ体の中空部に内嵌され構成する熱交換ユニットと、第二伝熱管に対応する溝状通路を有する蓋体とを備え、蓋体がチューブ体の端部と接合した熱交換装置を提供する。
【０００７】
上記発明によれば、チューブ体に設けた第二伝熱管に対応する溝状通路を有する蓋体がチューブ体の端部と接合することによって、第二伝熱管を流れる第二流体が溝状通路を通して所定流路へ流れ、第一流体も第一伝熱管から第二流体と干渉なく所定流路へ流れることが可能となる。それとともに、例えば第一伝熱管とチューブ体とは異種金属によって構成された場合において、チューブ体と同一金属の蓋体はチューブ体と接合しているため、異種金属の第一伝熱管と接触することなく、異種金属の接触に起因する腐食を防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかる熱交換装置は第一流体が流れる第一伝熱管と、中空部を有するチューブ体と、チューブ体に設けた第二流体が流れる第二伝熱管と、第一伝熱管がチューブ体の中空部に内嵌され構成する熱交換ユニットと、第二伝熱管に対応する溝状通路を有する蓋体とを備え、この蓋体がチューブ体の端部と接合した構成を有する。
【０００９】
そして、このような熱交換装置は、チューブ体に設けた第二伝熱管に対応する溝状通路を有する蓋体がチューブ体の端部と接合することによって、第二流体が溝状通路を通して所定流路へ流れ、第一流体も第一伝熱管から第二流体と干渉なく所定流路へ流れることが可能となる。また、第一伝熱管とチューブ体とは異種金属によって構成された場合において、チューブ体と同一金属の蓋体はチューブ体と接合しているため、異種金属の第一伝熱管と接合することなく、異種金属の接合に起因する腐食を防止できる。
【００１０】
また、複数の熱交換ユニットが並設された場合でも、同一蓋体で複数の熱交換ユニット端面に接合し、溝状通路を介して第二伝熱管を連通させることができるため、部品点数が少なく加工コストに優れた熱交換装置を提供することができる。
【００１１】
本発明の請求項２にかかる熱交換装置は、チューブ体の長手方向端部は、中空部と近接する内周部分をチューブ体の外周部分より長くした構成を有する。
【００１２】
そして、このような熱交換装置は、チューブ体の端部において、中空部と近接する内周部分が外周部分より長くて、この長い内周部分は第一伝熱管を覆うことができるため、蓋体をこの長い内周部分の外側と外周部分とを接合させることで、確実に蓋体を第一伝熱管との接触をさせず、簡単な構成で加工性のよい熱交換装置を提供することができる。
【００１３】
本発明の請求項３にかかる熱交換装置は、チューブ体には、中空部を囲みながら第二伝熱管を設けた伝熱部と、第二伝熱管を設けない非伝熱部とを備え、チューブ体の長手方向端部は、伝熱部が非伝熱部より長くした構成を有する。
【００１４】
そして、このような熱交換装置は、チューブ体の長手方向端部において、第二伝熱管を設けた伝熱部は第二伝熱管を設けない非伝熱部より長くしたことによって、チューブ体の伝熱部と接合する蓋体の構成および接合加工を簡単にできるとともに、第一伝熱管を比較的短い非伝熱部からチューブ体より出すことができるため、加工性のよい熱交換装置を提供することができる。
【００１５】
本発明の請求項４にかかる熱交換装置は、第一伝熱管は断面積が異なる小断面積管段と大断面積管段を備えている。
【００１６】
そして、このような熱交換装置は、断面積の小さい小断面積管段にて第一伝熱管内流体の乱流促進などによる熱交換効率向上が図れるとともに、断面積の大きい大断面積管段はごみなどによる詰まりが発生しやすい箇所または流体自身の物質溶出などによるスケールが生成やすい箇所に設置することによって、これら詰まりやスケールなどによる圧力損失増加そして流路閉塞を見込んで熱交換装置を設計でき、長寿命かつ熱交換性能の高い熱交換装置を提供できる。
【００１７】
本発明の請求項５にかかる熱交換装置は、熱交換ユニットに複数の中空部が設けられ、隣接する中空部の間に、熱の移動を遮断する熱遮断手段を有する。
【００１８】
そして、このような熱交換装置は、隣接する中空部の間に、熱の移動を遮断する熱遮断手段を設けることによって、隣接する第一伝熱管同士または第二伝熱管同士の間に熱交換による伝熱性能低下を防ぎ、予期の熱交換性能を確保することができる。
【００１９】
本発明の請求項６にかかる熱交換装置は、チューブ体の断面は扁平状断面を有し、チューブ体と断熱材とを交互に上下設置された構成を有する。
【００２０】
そして、このような熱交換装置は、扁平状断面を有するチューブ体を上下に設置し、チューブ体と断熱材とを交互に上下設置することによって、隣接チューブ体の第二伝熱管同士の熱交換による伝熱性能低下を防ぎ、収納性のよい熱交換装置を提供することができる。
【００２１】
本発明の請求項７にかかる熱交換装置は、チューブ体の断面は扁平状断面を有し、このチューブ体を構成する扁平面は第二伝熱管を設けない第一扁平面と第二伝熱管を設ける第二扁平面とを備え、チューブ体は第一扁平面と第二扁平面を密着させ設置した構成を有する。
【００２２】
そして、このような熱交換装置は、第二伝熱管を設けない第一扁平面と第二伝熱管を設ける第二扁平面とを密着させ設置することによって、隣接チューブ体の間にある第二伝熱管はこの隣接チューブ体の両方の第一伝熱管と熱交換をし、両方の第一伝熱管に寄与しているため、コンパクトな熱交換効率の高い熱交換装置を提供することができる。
【００２３】
本発明の請求項８にかかる熱交換装置は、熱交換ユニットの第二伝熱管と第一伝熱管の流れ方向を対向流とした構成を有する。
【００２４】
そして、このような熱交換装置は、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することによって、第一流体と第二流体の伝熱を均一化することで、熱交換効率のよい熱交換装置を提供することができる。
【００２５】
本発明の請求項９にかかる熱交換装置は、圧縮機、放熱器、減圧器、吸熱器等から構成され冷媒の圧力が臨界圧力以上となるヒートポンプサイクル装置を備え、このヒートポンプサイクル内に設けた第一流体は低圧流体、第二流体は臨界圧力以上に昇圧された高圧流体とした構成を有する。
【００２６】
そして、このような熱交換装置は、第一流体を吸熱器から移動してきた低温低圧の冷媒とし、第二流体を放熱器から移動してきた臨界圧力以上の高圧高温の冷媒とすることによって、低温低圧冷媒と高温高圧冷媒との間を熱交換させ、ヒートポンプサイクルの成績係数を高めることができる。
【００２７】
本発明の請求項１０にかかるヒートポンプ給湯機は、圧縮機、放熱器、減圧器、吸熱器等から構成され冷媒の圧力が臨界圧力以上となるヒートポンプサイクル装置を備え、放熱器は請求項１ないし１０のいずれか１項記載の熱交換装置を用い、第二流体の冷媒により第一流体である水を加熱する構成を有する。
【００２８】
そして、このような熱交換装置は、熱交換装置の放熱器を流れる第二流体である冷媒は、圧縮機で臨界圧力以上に加圧されているので、熱交換装置の第一流体である水により熱を奪われて温度低下しても凝縮することがない。したがって熱交換装置全域で冷媒と水とに温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くできる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００３０】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の熱交換ユニット端部を示す側断面図、図２は同熱交換ユニット端部の断面図で、（ａ）は図１に示すＡ−Ａ断面、（ｂ）は同Ｂ−Ｂ断面を示す。
【００３１】
図１〜図２において、１１は第一流体例えば水が流れる第一伝熱管、１２は成形容易の金属材例えばアルミニウム合金熱間押出しによって形成されるチューブ体、このチューブ体１２には中空部１３と第二流体例えば冷媒が流れる第二伝熱管１４とが押出し成形によって一体形成されている。１５は第一伝熱管１１が中空部１３内に挿入され、内部から拡管などにより第一伝熱管１１とチューブ体１２とを密着させて一体化形成する熱交換ユニットである。１６はチューブ体１２と同一金属材で形成される蓋体、１７は蓋体１６に設けた第一伝熱管１１を貫通できる貫通孔、１８は第二伝熱管１４に対応して蓋体１６に設けた溝状通路、１９は溝状通路１８に連通して第二流体の冷媒を蓋体１６外へ導く導出管である。そして、熱交換ユニット１５の長手方向端部で、蓋体１６の貫通孔１７に第一伝熱管１１を貫通させ、蓋体１６とチューブ体１２とを接合している。接合箇所は図１に示すように、蓋体１６の外周とチューブ体１２の外周とを接合する１００と、貫通孔１７を通して蓋体１６の内周とチューブ体１２の内周とを接合する２００となっている。接合箇所２００において、蓋体１６の貫通穴１７の径Ｌ１は第一伝熱管１１の径Ｌ２より大きくし、第一伝熱管１１の外周と貫通孔１７の間に、第一伝熱管１１を触れずに蓋体１６の内周とチューブ体１２の内周とを接合するようになっている。
【００３２】
次に動作、作用について説明すると、第一伝熱管１１は拡管などによってチューブ体１２と密着しているため、第一伝熱管１１を流れる第一流体である水と第二伝熱管１４を流れる第二流体である冷媒との間に、熱交換が効率よく行われる。
【００３３】
そして、チューブ体１２に設けた第二伝熱管１４に対応する溝状通路１８を有する蓋体１６がチューブ体１２の端部と接合することによって、第二流体が第二伝熱管１４から溝状通路１８を通して導出管１９から所定流路（図示せず）へ流れ、第一流体も第一伝熱管１１から第二流体と干渉なく別の所定流路（図示せず）へ流れることが可能となる。
【００３４】
また、チューブ体１２はアルミニウム合金、第一伝熱管１１は銅など異種金属によって構成された場合において、チューブ体１２と接合している蓋体１６はチューブ体１２と同一金属のため、異種金属の第一伝熱管１１と接合することなく、異種金属の接合部に起因する腐食を心配することなく耐久性のよい熱交換装置を提供できる。
【００３５】
また、複数の熱交換ユニットが並設された場合でも、熱交換ユニットに対応する貫通孔と溝状通路を有する一つの蓋体で複数の熱交換ユニット端面に接合し、溝状通路を介して第二伝熱管を連通させることができるため、部品点数が少なく加工コストに優れた熱交換装置を提供することができる。
【００３６】
また、第一伝熱管１１が銅で製作された場合、他所の銅製熱交換器または銅製通水管などとの繋ぎは簡単にできる。
【００３７】
（実施例２）
図３は本発明の実施例２の熱交換ユニット端部を示す側面図である。
【００３８】
本実施例２において、実施例１と異なる点は、チューブ体１２の長手方向端部において、中空部１３と近接する内周部分１２ａをチューブ体１２の外周部分１２ｂより長くしたことである。
【００３９】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４０】
次に動作、作用を説明すると、チューブ体１２の端部において、中空部１３と近接する内周部分１２ａが外周部分１２ｂより長くて、この長い内周部分１２ａは端部の第一伝熱管１１を覆うことができるため、蓋体１６をこの長い内周部分１２ａの外側とを接合箇所３００にて、そして外周部分１２ｂとを接合箇所４００にて接合させることで、確実に蓋体１６を第一伝熱管１１との接触をさせず、簡単な構成で加工性のよい熱交換装置を提供することができる。
【００４１】
（実施例３）
図４は本発明の実施例３の熱交換ユニット端部を示す斜視図で、図５は同熱交換ユニット端部を示す側断面図である。本実施例３において、実施例１と異なる点はチューブ体１２の長手方向端部において、第二伝熱管１４を設けた伝熱部２０は第二伝熱管１４を設けない非伝熱部２１より長くしたことである。なお、実施例１で用いられた蓋体１６の貫通孔１７は本実施例で廃止する。
【００４２】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４３】
次に動作、作用を説明すると、チューブ体１２の長手方向端部において、第二伝熱管１４を設けた伝熱部２０は第二伝熱管１４を設けない非伝熱部２１より長くしたことによって、第一伝熱管１１は図５に示す通りに、非伝熱部２１から折り曲げ、チューブ体１２から出すことができるとともに、蓋体１６は伝熱部２０のみに対応するように製作することができ、蓋体の構成は簡単でかつ接合も蓋体１６と伝熱部２０の端部の間で接合箇所５００にて行うことが可能となる。
【００４４】
このように、チューブ体１２の伝熱部２０と接合する蓋体１６の構成および接合加工は簡単となるとともに、第一伝熱管１１を非伝熱部２１からチューブ体１２より出すことができるため、加工性のよい熱交換装置を提供することができる。
【００４５】
（実施例４）
図６は本発明の実施例４の熱交換ユニット端部を示す側断面図である。本実施例４において、実施例１と異なる点は、第一伝熱管１１は断面積の大きい大断面積管段１１ａと断面積の小さい小断面積管段１１ｂによって構成され、この大断面積管段１１ａと小断面積管段１１ｂとは連通管段２２によって連通されていることと、大断面積管段１１ａに対応する蓋体１６ａの導出管１９ａと小断面積管段１１ｂに対応する蓋体１６ｂの導出管１９ｂを連通する連通管２３を新設したことである。
【００４６】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４７】
次に動作、作用を説明すると、小断面積管段１１ｂを設けることによって、所定の流量に対して、第一流体の流れを乱流促進し熱交換効率の向上が図れるとともに、大断面積管段１１ａをごみなどによる詰まりが発生しやすい箇所または流体自身の物質溶出などによるスケールが生成しやすい箇所に設置することによって、これら詰まりやスケールなどによる圧力損失増加そして流路閉塞を見込んで熱交換装置を設計でき、長寿命かつ熱交換性能のよい熱交換装置を提供できる。
【００４８】
（実施例５）
図７は本発明の実施例５のチューブ体端部を示す側面図である。本実施例５において、実施例１と異なる点は、熱交換ユニット１５には複数の中空部１３ａ、１３ｂを設け、中空部１３ａ、１３ｂの間に熱の移動を遮断する熱遮断切欠部２４を設けたことである。
【００４９】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５０】
次に動作、作用を説明すると、複数の中空部１３ａ、１３ｂを近接すると、それぞれ中空部に対応する第二伝熱管１４ａ、１４ｂも隣接配置されるようになるため、隣接の第二伝熱管１４ａ、１４ｂの間に熱交換が起こってしまい、熱交換装置の性能低下を招くことがある。
【００５１】
そして、隣接する中空部１３ａ、１３ｂの間に、熱の移動を遮断する熱遮断切欠部２４を設けることによって、隣接する第二伝熱管同士１４ａ、１４ｂまたは第一伝熱管同士の間に起こる熱交換による伝熱性能低下を防ぎ、予期の熱交換性能を確保することができる。
【００５２】
（実施例６）
図８は本発明の実施例６の熱交換ユニットコイル組立状態を示す断面図で、（ａ）は熱交換ユニットの断面図で、（ｂ）は熱交換ユニットコイル組立状態を示す断面図である。
【００５３】
図８において、２５は第一流体例えば水が流れる扁平状外形と内部通路を有する第一伝熱管、２６は成形容易の金属材例えばアルミニウム合金熱間押出しによって成形される扁平状外形を有するチューブ体２６、このチューブ体２６には扁平状の中空部２７と中空部の周囲に第二流体例えば冷媒が流れる第二伝熱管２８とが押出し成形によって一体形成されている。２９は第一伝熱管２５が中空部２７内に挿入され、内部から拡管などによって第一伝熱管２５とチューブ体２６とを密着させて一体化形成する熱交換ユニットである。３０はチューブ体２６の扁平面と略同形状の断熱材である。
【００５４】
そして、熱交換ユニット２９は断熱材３０とを合わせて密着しながら螺旋状に巻いて、コイル状の熱交換装置とする。
【００５５】
次に動作、作用を説明すると、この熱交換ユニット２９によってコイル状に形成された熱交換装置において、扁平状断面を有するチューブ体２６が断熱材３０とを交互に上下設置されることになる。そして、断熱材３０によって、隣接チューブ体２６の第二伝熱管２８同士の熱交換による伝熱性能低下を防ぎ、収納性のよい熱交換装置を提供することができる。
【００５６】
なお、本実施例において、第一伝熱管２５は扁平状断面を有するとしたが、他の形状の断面とすることもできるものとする。
【００５７】
なお、本実施例において、熱交換ユニット２９の組立方法は熱交換ユニット２９を断熱材３０とを交互にし螺旋状に回していくとしたが、他の組立方法例えば略同一平面上に渦巻状に巻き付くこともできるものとする。
【００５８】
（実施例７）
図９は本発明の実施例７の熱交換ユニットコイル組立状態を示す断面図で、（ａ）は熱交換ユニットの断面図で、（ｂ）は熱交換ユニットコイル組立状態を示す断面図である。本実施例７において、実施例６と異なる点は、扁平状外形を有するチューブ体２６には、第二伝熱管２８を設けない第一扁平面２６ａと第二伝熱管２８を設ける第二扁平面２６ｂとを備えたことである。なお。実施例６で用いた断熱材３０は本実施例で廃止する。
【００５９】
なお、実施例６と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００６０】
次に動作、作用を説明すると、このような熱交換ユニット２９を螺旋状に巻いて、複数のチューブ体２６が上下扁平面２６ａと２６ｂと密着し設置されたコイル状の熱交換装置とすることによって、上下隣接チューブ体２６の間にある第二伝熱管２８はこの隣接チューブ体２６の両方の第一伝熱管２５と熱交換をし、両方の第一伝熱管２５に寄与しているため、コンパクトな熱交換効率の高い熱交換装置を提供することができる。
【００６１】
なお、本実施例において、熱交換ユニット２９の組立方法は熱交換ユニット２９を螺旋状に隣接同士密接しながら回していくとしたが、他の組立方法例えば略同一平面上に渦巻状に巻き付くこともできるものとする。
【００６２】
（実施例８）
図１０は本発明の実施例８のヒートポンプサイクル構成を示す構成図である。
【００６３】
図１０において、３１は冷媒循環回路で、圧縮機３２、放熱器３３、減圧手段３４、吸熱器３５が冷媒循環回路により閉回路に接続されている。冷媒循環回路３１は、例えば炭酸ガス（ＣＯ２）を冷媒として使用し、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧以上となる超臨界ヒートポンプサイクルを使用している。そして圧縮機３２は、内蔵する電動モータ（図示せず）によって駆動され、吸引した冷媒を臨界圧力まで圧縮して吐出する。減圧手段３４はステッピングモータ（図示せず）により駆動する絞り弁で、冷媒流路抵抗を制御している。
【００６４】
放熱器３３は冷媒流路３３ａとこの冷媒流路３３ａと熱交換を行う水流路３３ｂを備え、そして、この放熱器３３は上記実施例１〜８のいずれか一つの実施例に記載の熱交換装置を用い、冷媒流路３３ａは第二伝熱管、水流路３３ｂは第一伝熱管としている。
【００６５】
この水流路３３ｂに水または予温水を供給する給水管３６と、水流路３３ｂから出湯される湯をシャワーや蛇口等より成る給湯端末（図示せず）または貯湯タンク（図示せず）へ通水させるための給湯回路３７が接続されている。
【００６６】
３８は放熱器３３の冷媒流路３３ａから流出した冷媒と吸熱器３５から流出した冷媒との間に熱交換を行わせる内部熱交換器、３８ａは放熱器３３からの冷媒が流れる高圧流路、３８ｂは吸熱器３５からの冷媒が流れる低圧流路である。そして、この内部熱交換器３８は上記実施例１〜８のいずれか一つの実施例に記載の熱交換装置を用い、高圧流路３８ａは第二伝熱管、低圧流路３８ｂは第一伝熱管としている。
【００６７】
次に動作、作用を説明すると、給水管３６から水または予温水が供給されると、圧縮機３２が起動し、冷媒を高温高圧の臨界状態まで圧縮し、ヒートポンプサイクルが作動する。
【００６８】
そして、圧縮機３２から吐出される高温高圧の冷媒ガスは放熱器３３へ流入し、水流路３３ｂを流れる水を加熱する。そして、加熱された水は給湯回路３７を経て給湯端末（図示せず）または貯湯タンク（図示せず）へ出湯する。一方、放熱器３３で冷却された冷媒は内部熱交換器３８の高圧流路３８ａを経て減圧手段３４で減圧されて吸熱器３５に流入し、ここで大気熱、太陽熱など自然エネルギーを吸熱して蒸発ガス化し、再度内部熱交換器３８内の低圧流路３８ｂへ流入し高圧流路を流れる冷媒から吸熱し、圧縮機３２に戻る。
【００６９】
放熱器３３において、放熱器３３の冷媒流路３３ａを流れる冷媒は、圧縮機３２で臨界圧力以上に加圧されているので、放熱器３３の水流路３３ｂを流れる水により熱を奪われて温度低下しても凝縮することがない。したがって放熱器３３全域で冷媒と水とに温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高めることができる。
【００７０】
内部熱交換器３８において、吸熱器３５から移動してきた低温低圧の冷媒が低圧流路３８ｂを流れ、放熱器３３から移動してきた高圧流路を流れる高圧高温の冷媒から吸熱することによって、ヒートポンプサイクルの成績係数を高めることができる。
【００７１】
そして、放熱器３３は、冷媒流路３３ａを流れる冷媒と水流路３３ｂを流れる水とを対向流とすることによって、冷媒と水の伝熱を均一化することで、熱交換効率のよい放熱器３３を提供することができる。
【００７２】
また、内部熱交換器３８は、高圧流路３８ａを流れる冷媒と低圧流路３８ｂを流れる冷媒とを対向流とすることによって、冷媒と冷媒の伝熱を均一化することで、熱交換効率のよい内部熱交換器３８を提供することができる。
【００７３】
なお、本実施例において、内部熱交換器３８は高圧流路３８ａが第二伝熱管、低圧流路３８ｂが第一伝熱管としたが、高圧流路３８ａが第一伝熱管、低圧流路３８ｂが第二伝熱管とすることもできるものである。
【００７４】
なお、前記各実施例において第一流体は水または冷媒、第二流体は冷媒としたが、その他の流体とすることもできるものである。
【００７５】
なお、前記各実施例においてチューブ体はアルミニウム合金製、第一伝熱管は銅製としたが、その他の材料製とすることもできるものである。
【００７６】
なお、前記各実施例において、第一伝熱管とチューブ体とを一体化する時の工法は拡管としたが、その他の工法とすることもできるものである。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、異種金属の接合に起因する腐食を心配することなく耐久性のよい熱交換装置およびそれを用いたヒートポンプ給湯装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における熱交換ユニット端部を示す側面図
【図２】（ａ）同熱交換ユニット端部のＡ−Ａ断面図
（ｂ）同熱交換ユニット端部のＢ−Ｂ断面図
【図３】本発明の実施例２における熱交換ユニット端部を示す側断面図
【図４】本発明の実施例３における熱交換ユニット端部を示す斜視図
【図５】同熱交換ユニット端部の側断面図
【図６】本発明の実施例４における熱交換ユニット端部を示す側断面図
【図７】本発明の実施例５におけるチューブ体端部を示す側断面図
【図８】（ａ）本発明の実施例６における熱交換ユニットの断面図
（ｂ）同実施例における熱交換ユニットコイル組立状態を示す断面図
【図９】（ａ）本発明の実施例７における熱交換ユニットの断面図
（ｂ）同実施例における熱交換ユニットコイル組立状態を示す断面図
【図１０】本発明の実施例８におけるヒートポンプサイクル構成を示すシステム図
【図１１】従来の熱交換装置の断面図
【図１２】その他の従来の熱交換装置の断面図
【符号の説明】
１１、２５　第一伝熱管
１１ａ　大断面積管段
１１ｂ　小断面積管段
１２、２６　チューブ体
１３、２７　中空部
１４、２８　第二伝熱管
１５、２９　熱交換ユニット
１６　蓋体
１８　溝状通路
２０　伝熱部
２１　非伝熱部
２４　熱遮断切欠部（熱遮断手段）
２６ａ　第一扁平面
２６ｂ　第二扁平面
３０　断熱材（断熱手段）
３２　圧縮機
３３　放熱器
３４　減圧器
３５　吸熱器
【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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