(57)【要約】【課題】ロウ付け加工などの工程が要らなくて、部品点数も少なくて、低コスト、小型の熱交換性能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。【解決手段】第一流体Ａが流れる第一伝熱管１１と、第二流体Ｂが流れる第二伝熱管１２ａ、１２ｂ、１２ｃとを備え、拘束管１３はこの第一伝熱管と第二伝熱管を内包しかつ第一伝熱管と第二伝熱管とを密着させる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
2004218946.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、第二流体が流れる第二伝熱管と、前記第一伝熱管と第二伝熱管を内包しかつ前記第一伝熱管と第二伝熱管とを密着させる拘束管とからなる熱交換装置。
【請求項２】
第一伝熱管または第二伝熱管は少なくともどちらか一方が複数個伝熱管を備えた請求項１記載の熱交換装置。
【請求項３】
第一伝熱管の外周には第一扁平伝熱面と、第二伝熱管の外周には第二扁平伝熱面とを有し、前記第一扁平伝熱面と第二扁平伝熱面とが拘束管によって密着した請求項１または２記載の熱交換装置。
【請求項４】
第一伝熱管の外周に溝状変型部を設け、第二伝熱管はこの溝状変型部に嵌合して設置した請求項１〜３のいずれか１項記載の熱交換装置。
【請求項５】
溝状変型部に対応して第一伝熱管の内周に内部変型部を設け、この内部変型部は第一伝熱管の管壁肉厚が均一となるようにした請求項４記載の熱交換装置。
【請求項６】
少なくとも一部の第一伝熱管の管内に、第一伝熱管を流れる第一流体を撹乱する乱流促進手段を設けた請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項７】
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１〜６のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項８】
第一伝熱管と第二伝熱管と拘束管とは引き抜き加工によって一体化とした請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項９】
第一伝熱管内に加圧流体を流入させ、第一伝熱管を拡管し第一伝熱管と第二伝熱管の密着度を高める拡管工程を有する請求項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、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１〜９のいずれか１項に記載の熱交換装置。
【請求項１１】
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１〜９のいずれか１項に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の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は、特許文献１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６に示すように、１は高温流体が流れる真円状の第一伝熱管、２は低温流体が流れる真円状の第二伝熱管、この第一伝熱管１と第二伝熱管２を流体の流れ方向が平行となるように設置している。３は第一伝熱管１と第二伝熱管２との間に設けた間接部材で、この間接部材３は第一伝熱管１および第二伝熱管２の半円周部分に接する形状を有し例えば銅、アルミなど高熱伝導材料製となっている。４は第一伝熱管１および第二伝熱管２と間接部材３とを密着固定する固定部材である。そして、固定部材４により、第一伝熱管１および第二伝熱管２と間接部材３とを密着固定しているため、第一伝熱管１と第二伝熱管２との間に、間接部材３を介して伝熱が行われることが可能となる。
【０００３】
このような構成により、第一伝熱管１または第二伝熱管２を圧縮変形や加熱加工する必要なく伝熱管の初期耐圧性能を確保でき高圧流体での使用も可能となっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３１７３９１号公報
【０００５】
【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、固定部材４によって、第一伝熱管１と間接部材３、第二伝熱管２と間接部材３とをそれぞれ密着させることで第一伝熱管１と第二伝熱管２との間に、間接部材３を介して伝熱が行われることが可能だが、間接部材３は高熱伝導性としても自身も熱移動の抵抗となるため、第一伝熱管１と第二伝熱管２の間の効率的な伝熱を妨げ熱交換装置の性能を制限してしまうという課題があった。
【０００６】
また、間接部材３を設けること自身も熱交換装置のコスト増加、重量増加、大型化を招くという課題を有していた。また、間接部材３が第一伝熱管１または第二伝熱管２と異なる材質を用いた場合、異種金属間接触していると、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もあった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、低コスト、小型で、熱交換性能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。
【０００８】
【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、第二流体が流れる第二伝熱管と、第一伝熱管と第二伝熱管を内包しかつ第一伝熱管と第二伝熱管とを密着させる拘束管とからなる熱交換装置を提供する。
【０００９】
上記発明によれば、第一伝熱管と第二伝熱管とは拘束管によって内包されなおかつお互いに直接密着接触しているため、第一伝熱管と第二伝熱管との間に熱抵抗が少なくて効率的に伝熱を行うことが可能となる。このように、第一伝熱管または第二伝熱管をロウ付け加工などの工程が要らなくて、部品点数も少なくて、低コスト、小型の熱交換性能のよい熱交換装置を提供することができる。
【００１０】
また、上記熱交換器を用いたヒートポンプ給湯機とすることにより、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ヒートポンプ給湯機を提供できる。
【００１１】
【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、第二流体が流れる第二伝熱管とを備え、拘束管は第一伝熱管と第二伝熱管を内包しかつ第一伝熱管と第二伝熱管とを密着させる構成を有する。
【００１２】
そして、このような熱交換装置は、第一伝熱管と第二伝熱管とは拘束管によって内包されなおかつお互いに直接密着接触しているため、第一伝熱管と第二伝熱管との間に熱抵抗が少なくて効率的に伝熱を行うことが可能となる。このように、第一伝熱管または第二伝熱管をロウ付け加工などの工程が要らなくて、部品点数も少なくて、低コスト、小型の熱交換性能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２にかかる熱交換装置は、第一伝熱管または第二伝熱管は少なくともどちらか一方が複数個伝熱管を備えた構成を有する。
【００１４】
そして、このような熱交換装置は、例えば複数個の第二伝熱管を第一伝熱管と密着させ熱交換を行うことによって、第二伝熱管を流れる第二流体の圧力損失を小さくすることができる。また、第二伝熱管を複数個にすることで、第二伝熱管の細管化が進み、第二伝熱管の高圧流体への対応度を高めることができる。
【００１５】
本発明の請求項３にかかる熱交換装置は、第一伝熱管の外周には第一扁平伝熱面と、第二伝熱管の外周には第二扁平伝熱面とを有し、第一扁平伝熱面と第二扁平伝熱面とが拘束管によって密着した構成を有する。
【００１６】
そして、このような熱交換装置は、第一伝熱管の第一扁平伝熱面と第二伝熱管の第二扁平伝熱面とは拘束管によってお互いに接触密着していることによって、第一伝熱管と第二伝熱管が扁平状な伝熱面を介して密着しており、伝熱面積が大きくて確保できるため、効率的に熱交換を行うことが可能となる。
【００１７】
本発明の請求項４にかかる熱交換装置は、第一伝熱管の外周に溝状変型部を設け、第二伝熱管はこの溝状変型部に嵌合して設置した構成を有する。
【００１８】
そして、このような熱交換装置は、第一伝熱管外周にある溝状変形部に第二伝熱管を嵌合して設置することによって、第二伝熱管の外周を第一伝熱管の外周と大きく接触させることができるため、第一伝熱管と第二伝熱管の伝熱面積が増えて熱伝達特性をさらに高めることができる。
【００１９】
本発明の請求項５にかかる熱交換装置は、第一伝熱管の内周に内部変型部を設け、この内部変型部は第一伝熱管の管壁肉厚が均一となるようにした構成を有する。
【００２０】
そして、このような熱交換装置は、溝状変型部に対応して第一伝熱管の内周に内部変型部を設け、この内部変型部は第一伝熱管の管壁肉厚が均一となるようにすることによって、第一伝熱管の管壁肉厚は一定のため、第一伝熱管内を流れる第一流体が外周の溝状変形部に設置した第二伝熱管内流れる第二流体とむらなく均等に熱交換ができる。
【００２１】
本発明の請求項６にかかる熱交換装置は、少なくとも一部の第一伝熱管の管内に、第一伝熱管を流れる第一流体を撹乱する乱流促進手段を設けた構成を有する。
【００２２】
そして、このような熱交換装置は、例えば経年経過に伴いごみなどによる詰まりが発生しても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ても、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の伝熱管管径を大きく設計する時、スケールなど生成しない管段において、管径が大きくなったことによって、管内流れが層流になりやすくて熱伝達係数が落ちてしまい伝熱特性が悪くなることがある。そこで、このような管段において、管内流れを撹乱する乱流促進手段例えばコイル状撹乱片を設けることによって、管内の流れを撹乱し乱流にすることで、高い熱伝達特性を得ることができる。
【００２３】
本発明の請求項７にかかる熱交換装置は、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８にかかる熱交換装置は、第一伝熱管と第二伝熱管と拘束管とは引き抜き加工によって一体化とした構成を有する。
【００２６】
そして、このような熱交換装置は、第一伝熱管と第二伝熱管と拘束管とをセットし同時に引抜き加工することによって、第一伝熱管と第二伝熱管と拘束管とを一体化することができるため、第一伝熱管と第二伝熱管との密着度を高めることができ効率的に熱交換を行うことができる。
【００２７】
本発明の請求項９にかかる熱交換装置は、第一伝熱管内に加圧流体を流入させ、第一伝熱管を拡管し第一伝熱管と第二伝熱管の密着度を高める拡管工程を有する。
【００２８】
そして、このような熱交換装置は、第一伝熱管を拡管することによって，第一伝熱管と第二伝熱管との密着度を高めることができるため、効率的に熱交換を行うことができる。
【００２９】
本発明の請求項１０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。
【００３０】
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。
【００３１】
本発明の請求項１１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１〜９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構成を有する。
【００３２】
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ヒートポンプ給湯機を提供できるものである。
【００３３】
【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。
【００３４】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の熱交換装置を示す断面図である。図１において、１１は第一流体Ａ例えば水が流れる第一伝熱管、１２ａ、１２ｂ、１２ｃは第二流体Ｂ例えば冷媒が流れる第二伝熱管、１３はこれらの伝熱管１１、１２ａ、１２ｂ、１２ｃを内包する拘束管である。拘束管１３によって、第一伝熱管１１が有する第一扁平伝熱面１４がそれぞれ第二伝熱管１２ａ、１２ｂ、１２ｃの第二扁平伝熱面１５ａ、１５ｂ、１５ｃと密着接触している。
【００３５】
次に動作、作用について説明すると、拘束管１３の拘束作用によって、第一伝熱管１１と第二伝熱管１２ａ、１２ｂ、１２ｃとは密着しているため、第一伝熱管１１を流れる第一流体Ａと第二伝熱管１２ａ、１２ｂ、１２ｃを流れる第二流体Ｂの間に、熱抵抗が少なくて熱交換が効率よく行われることができる。よって、第一伝熱管１１または第二伝熱管１２ａ、１２ｂ、１２ｃをロウ付け加工などの工程が要らなくて、部品点数も少なくて、低コスト、小型の熱交換性能のよい熱交換装置を提供することができる。
【００３６】
そして、第二伝熱管を１２ａ、１２ｂ、１２ｃと複数個に設けているため、第二伝熱管を流れる第二流体Ｂの圧力損失を小さくすることができる。また、第二伝熱管を複数個にすることで、第二伝熱管の細管化が進み、第二流体Ｂの熱伝達率を向上させ効率的に熱交換を行われるとともに、第二伝熱管の高圧流体への対応度を高めることができる。
【００３７】
また、第一伝熱管１１と第二伝熱管１２ａ、１２ｂ、１２ｃとは直接密着しているので、従来熱交換装置のように間接部材を介して接触しているのと違って、熱抵抗が少なくて効率的な熱伝導が図れる。
【００３８】
また、第一伝熱管１１と第二伝熱管１２ａ、１２ｂ、１２ｃにそれぞれ第一扁平伝熱面１４、第二扁平伝熱面１５ａ、１５ｂ、１５ｃを設け、これらの扁平伝熱面を密着接触させることで、第一伝熱管１１と第二伝熱管１２ａ、１２ｂ、１２ｃは扁平状な伝熱面を介して密着しており、伝熱面積が大きくて確保できるため、効率的に熱交換を行うことが可能となる。
【００３９】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の熱交換装置を示す断面図である。図２において、１６は十字断面形状を有する第一伝熱管、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは四角断面形状を有する第二伝熱管、第二伝熱管１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは第一伝熱管１６の十字の角に設置されている。１８はこれら伝熱管１６、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを内包し固定拘束する拘束管である。拘束管１８によって、第一伝熱管１６が有する第一扁平伝熱面１９がそれぞれ第二伝熱管１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの第二扁平伝熱面２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと密着接触している。
【００４０】
次に動作、作用について説明すると、拘束管１８の拘束作用によって、第一伝熱管１６と第二伝熱管１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄとは密着しているため、第一伝熱管１６を流れる第一流体Ａと第二伝熱管１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを流れる第二流体Ｂの間に、熱抵抗が少なくて熱交換が効率よく行われることができる。よって、第一伝熱管１１または第二伝熱管１２ａ、１２ｂ、１２ｃをロウ付け加工などの工程が要らなくて、部品点数も少なくて、低コスト、小型の熱交換性能のよい熱交換装置を提供することができる。
【００４１】
そして、図２に示すように、第二伝熱管１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは第一伝熱管１６の外周を囲み均等に配置されているため、第二流体と第一流体全体との間の熱交換は均等に行えるとともに、第一伝熱管１６が十字断面形状を有しているため、ほぼ全周が第二伝熱管１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄと平らな伝熱面を介して密着しているため、伝熱面積が大きくて確保できるため、効率的に熱交換を行うことが可能となる。
【００４２】
また、このように構成される熱交換装置は、第一伝熱管１６の外周に第二伝熱管１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを設置し、拘束管１８で固定拘束し密着させることによって、熱交換装置として自己完結しているため、実際の使用時において、まとまった設置空間を要らなくて例えば器具の隙間、部品の周りなどを有効に利用し自由度の高い設置ができる。
【００４３】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３の熱交換装置を示す断面図で、（ａ）は第一伝熱管の断面図で、（ｂ）は第一伝熱管と第二伝熱管と拘束管とが一体の断面図、図４は同熱交換装置の要部を示す斜視図である。
【００４４】
図３において、２１は第一流体Ａが流れる第一伝熱管、２４は第二流体Ｂが流れる第二伝熱管である。第一流体Ａと第二流体Ｂの流れ方向は対向流となっている。第一伝熱管２１の外周には、溝状変型部２２が八つ設けられている。溝状変型部２２は丸管の第二伝熱管２４がこの溝状変型部２２に嵌合できるように円弧面形状を有している。また、第一伝熱管２１の内周には、この第一伝熱管２１の管壁肉厚が略一様となるように溝状変型部２２に対応して内部変型部２３が設けられている。そして、このような第一伝熱管２１の溝状変型部２２に丸管の第二伝熱管２４を嵌合セットして、さらに外側から拘束管２５によって、第二伝熱管２４と第一伝熱管２１とを固定し密着させている。
【００４５】
このような熱交換装置の製造方法は例えば引抜き加工法が挙げられる。素管（図示せず）を第一伝熱管２１の外周形状に対応するダイスと第一伝熱管の内周形状に対応するプラグの間を通させて引抜くことによって、第一伝熱管２１を形成する。そして、丸管の第二伝熱管２４をこの第一伝熱管２１の溝状変型部２２に嵌合セットして、拘束管２５の管径より略大きい管径を有する拘束素管（図示せず）内に挿入する。そして、このようにセットされた第一伝熱管２１と第二伝熱管２４と拘束素管とを拘束引抜きダイス（図示せず）を通させて引抜くことによって、第一伝熱管２１と第二伝熱管２４と拘束管２５とが一体化となり、第一伝熱管２１と第二伝熱管２４とが固定密着した熱交換装置を形成する。
【００４６】
また、引抜き加工後、より第一伝熱管２１と第二伝熱管２４とを密着させるために、第一伝熱管２１内に加圧流体（図示せず）を流し込み、第一伝熱管２１を拡管する拡管工程が行われている。
【００４７】
この第一伝熱管２１の流路断面積は、例えば経年経過に伴いごみなどによる詰まりが発生してもまたは第一流体自身の物質溶出などによるスケールが生成しても、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設計している。そこで、スケールなど生成しない管段において、流路断面積が大きくなったことによって、管内流れが層流になりやすくて熱伝達係数が落ちてしまい伝熱特性が悪くなることがある。このような管段において、図４に示すように、第一伝熱管２１内の所定管段に乱流促進手段であるコイル状撹乱片２６を設けている。このコイル状撹乱片２６が管段内の流れを撹乱し乱流にすることによって、高い熱伝達特性を得ることができる。
【００４８】
次に動作、作用を説明すると、拘束管２５の拘束作用によって、第一伝熱管２１と第二伝熱管２４とは密着しているため、第一伝熱管２１を流れる第一流体Ａと第二伝熱管２４を流れる第二流体Ｂの間に、熱抵抗が少なくて熱交換が効率よく行われることができる。よって、第一伝熱管２１または第二伝熱管２４をロウ付け加工などの工程が要らなくて、部品点数も少なくて、低コスト、小型の熱交換性能のよい熱交換装置を提供することができる。
【００４９】
また、丸管の第二伝熱管２４が第一伝熱管２１の溝状変型部２２に嵌合するようにしているため、第一伝熱管２１と第二伝熱管２４との間に、より多くの伝熱面積を確保することができより熱交換特性を高めることができる。
【００５０】
また、溝状変型部２２に対応して第一伝熱管２１の内周に内部変型部２３を設け、この内部変型部２３を第一伝熱管２１の管壁肉厚が略一様となるようにすることによって、全周にわたって第一伝熱管２１の管壁肉厚は一定のため、第一伝熱管２１内を流れる第一流体Ａが外周の溝状変形部２２に設置した第二伝熱管２４内流れる第二流体Ｂとむらなく均等に熱交換ができる。
【００５１】
また、第一伝熱管２１内の所定管段に乱流促進手段であるコイル状撹乱片２６を設けているため、流路詰まりの心配がなく効率的に熱交換を行うことができる。
【００５２】
また、第一伝熱管２１を流れる第一流体Ａと第二伝熱管２４を流れる第二流体Ｂとを対向流とすることによって、第一流体Ａと第二流体Ｂ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。
【００５３】
この熱交換装置の製造工法を引抜き加工とすることにより、従来の工法で安価な製造コストで性能のよい熱交換装置を提供することができる。
【００５４】
（実施例４）
図５は本発明の実施例４のヒートポンプサイクル構成を示すシステム図である。図５において、２７は冷媒循環回路で、圧縮機２８、放熱器２９、減圧手段３０、吸熱器３１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２７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２８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３０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。
【００５５】
放熱器２９は冷媒流路２９ａとこの冷媒流路２９ａと熱交換を行う水流路２９ｂを備え、そして、この放熱器２９は上記実施例１〜３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２９ａは第二伝熱管、水流路３３ｂは第一伝熱管としている。
【００５６】
この水流路２９ｂに水または予温水を供給する給水管３２と、水流路２９ｂ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３３が接続されており全体としてヒートポンプ給湯機を構成している。
【００５７】
３４は放熱器２９の冷媒流路２９ａから流出した冷媒と吸熱器３１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、３４ａは放熱器２９からの冷媒が流れる高圧流路、３４ｂは吸熱器３１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３４は上記実施例１〜３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３４ａは第二伝熱管、低圧流路３４ｂは第一伝熱管としている。
【００５８】
次に動作、作用を説明すると、給水管３２から水または予温水が供給されると、圧縮機２８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。
【００５９】
そして、圧縮機２８から吐出される高温高圧の冷媒ガスは放熱器２９へ流入し、水流路２９ｂを流れる水を加熱する。そして、加熱された水は給湯回路３３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２９で冷却された冷媒は内部熱交換器３４の高圧流路３４ａを経て減圧手段３０で減圧されて吸熱器３１に流入し、ここで大気熱、太陽熱、地中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３４内の低圧流路３４ｂへ流入し高圧流路を流れる冷媒から吸熱し、圧縮機２８に戻る。
【００６０】
放熱器２９において、放熱器２９の冷媒流路２９ａを流れる冷媒は、圧縮機２８で臨界圧力以上に加圧されているので、放熱器２９の水流路２９ｂ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２９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。
【００６１】
内部熱交換器３４において、吸熱器３１から移動してきた低温低圧の冷媒が低圧流路３４ｂを流れ、放熱器２９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。
【００６２】
なお、前記各実施例において第一流体は水、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。
【００６３】
なお、前記各実施例において、第一伝熱管と第二伝熱管と拘束管を一体化する時の工法は引抜き加工としたが、その他の工法とすることもできるものである。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ロウ付け加工などの工程が要らなくて、部品点数も少なくて、低コスト、小型の熱交換性能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における熱交換装置を示す断面図
【図２】本発明の実施例２における熱交換装置を示す断面図
【図３】（ａ）本発明の実施例３における熱交換装置における第一伝熱管の断面図
（ｂ）同、第一伝熱管と第二伝熱管と拘束管とが一体の構成の断面図
【図４】本発明の実施例３における熱交換装置の要部を示す斜視図
【図５】本発明の実施例４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６】従来の熱交換装置の断面図
【符号の説明】
１１、１６、２１  第一伝熱管
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、２４  第二伝熱管
１３、１８、２５  拘束管
１４、１９  第一扁平伝熱面
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ  第二扁平伝熱面
２２  溝状変型部
２３  内部変型部
２６  コイル状撹乱片（乱流促進手段）
２８  圧縮機
２９  放熱器
３０  減圧器
３１  吸熱器
【図１】
2004218946.tif 000003
【図２】
2004218946.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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