(57)【要約】【課題】製造コストの増大や機器の大型化をすることなく吸入配管で熱を回収することで、効率よく水を加熱できるヒートポンプ給湯機を提供する。【解決手段】蒸発器２４へ送風する送風回路を形成する仕切板２７と、外気と区画する筐体外装板３２とから構成され、圧縮機２１を内部に配設した圧縮機収納部１１１を備え、前記蒸発器２４の出口と前記圧縮機２１とを接続する吸入配管４０で、前記圧縮機収納部１１１内に配設された配管部と、前記圧縮機収納部１１１内の空気とを熱交換させることを特徴とするもので、圧縮機２１や冷媒配管の高温部からの熱漏洩を、吸入ガスによって回収し、圧縮機２１に吸入するガス冷媒の温度を上昇させ、圧縮機２１の吐出ガス温度を上昇させることができるので、より低い高圧で湯を生成することができるので、ヒートポンプ給湯機の高効率化を図ることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器へ送風する送風回路を形成する仕切板と、外気と区画する筐体外装板とから構成され、圧縮機を内部に配設した圧縮機収納部を備え、前記蒸発器の出口と前記圧縮機とを接続する吸入配管で、前記圧縮機収納部内に配設された配管部と、前記圧縮機収納部内の空気とを熱交換させることを特徴とするヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
圧縮機収納部内に位置する高圧側配管および圧縮機と、前記圧縮機収納部内の空気とを断熱するように断熱材を設けたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
圧縮機収納部内に配設された配管部に接触するフィン部材を設け、圧縮機収納部内の空気と熱交換させることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
フィン部材または配管部は、圧縮機収納部内に設けられた発熱部品の上部空間に配設したことを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
フィン部材または配管部は、圧縮機の上部空間に配設したことを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
フィン部材または配管部に、圧縮機収納部内の空気を送る補助送風機を設けたことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項７】
配管部が略水平方向に配設された部分には鉛直方向に対し、配管部が略鉛直方向に配設された部分には略水平方向に対し、フィン部材を傾斜させ設けたことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項８】
ヒートポンプの冷媒として二酸化炭素を用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱した湯を貯湯タンクに蓄えて給湯を行うヒートポンプ給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートポンプ給湯機について、図５を用いて説明する。ヒートポンプ給湯機は、冷凍サイクル回路を利用して水を加熱する熱源ユニット１００と貯湯タンクユニット２００とから構成されている。熱源ユニット１００は、冷媒を高温、高圧に圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１で圧縮された冷媒により水を加熱する水冷媒熱交換器１２と、水冷媒熱交換器１２で冷却された冷媒を減圧する減圧器１３と、減圧器１３で減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器１４とを備えている。
【０００３】
圧縮機１１、放熱器１２、減圧器１３および蒸発器１４は、この順番で冷媒が循環するように冷媒配管１６によって相互に接続され冷凍サイクル回路を構成している。冷凍サイクル回路には、二酸化炭素（Ｒ７４４）が冷媒として充填されている。また、蒸発器１４に隣接する形でファン１５が設けられている。ファン１５は、蒸発器１４で冷媒と熱交換するべき空気を蒸発器１４に供給する。
【０００４】
熱源ユニット１００と貯湯タンクユニット２００とは、貯湯タンクユニット２００内に備えられた貯湯タンク１７の下部の水が、熱源ユニット１００内の水冷媒熱交換器１２に供給され、その後、水冷媒熱交換器１２で加熱された湯が、貯湯タンク１７の上部に供給されるように、循環ポンプ１８を介して水配管１９により接続されている。
【０００５】
熱源ユニット１００内において、圧縮機１１や冷媒配管１６に断熱材２０を巻くことで、圧縮機１１から周囲空気への放熱を低減し、水冷媒熱交換器１２で効率よく水を加熱する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００５−２２１０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成では、以下のような課題があった。圧縮機１１には、冷媒配管１６との接続口や、圧縮機１１内の電動機に電気を供給する電線の接続口などの突起物がある。また、冷媒配管１６は、圧縮機１１の振動等を防止するために複雑な形状となっている。これらのことから、熱源ユニット１１０の製造時に、圧縮機１１や冷媒配管１６のそれぞれに断熱材２０を巻きつけても、放熱を抑制することは困難であった。
【０００７】
さらに、より大きな断熱効果を得るためには断熱材２０の厚さを増す必要があり、圧縮機１１の周囲や、冷媒配管１６の周囲に大きな空間が必要となり、熱源ユニット１１０の大型化や、製造コストが増大していた。
【０００８】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、製造コストの増大や機器の大型化をすることなく、効率よく水を加熱できるヒートポンプ給湯機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】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、蒸発器へ送風する送風回路を形成する仕切板と、外気と区画する筐体外装板とから構成され、圧縮機を内部に配設した圧縮機収納部を備え、前記蒸発器の出口と前記圧縮機とを接続する吸入配管で、前記圧縮機収納部内に配設された配管部と、前記圧縮機収納部内の空気とを熱交換させることを特徴とするも
ので、圧縮機や冷媒配管の高温部からの熱漏洩を、吸入ガスによって回収し、圧縮機に吸入するガス冷媒の温度を上昇させ、圧縮機の吐出ガス温度を上昇させることができるので、より低い高圧で湯を生成することができるので、ヒートポンプ給湯機の高効率化を図ることが出来る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のヒートポンプ給湯機は、製造コストの増大や機器の大型化をすることなく、放熱を回収することができるので、ヒートポンプ給湯機の高効率化を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、蒸発器へ送風する送風回路を形成する仕切板と、外気と区画する筐体外装板とから構成され、圧縮機を内部に配設した圧縮機収納部を備え、前記蒸発器の出口と前記圧縮機とを接続する吸入配管で、前記圧縮機収納部内に配設された配管部と、前記圧縮機収納部内の空気とを熱交換させることを特徴とするもので、圧縮機や冷媒配管の高温部からの熱漏洩を、吸入配管を流れる比較的低温の吸入ガスによって熱回収し、圧縮機に吸入するガス冷媒の温度を上昇させ、圧縮機の吐出ガス温度を上昇させることができるので、より低い高圧で、高温の湯を生成することができるので、圧縮機の必要動力が減少し、ヒートポンプ給湯機の高効率化を図ることが出来る。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、圧縮機収納部内に位置する高圧側配管および圧縮機と、前記圧縮機収納部内の空気とを断熱するように断熱材を設けたことを特徴とするもので、前記圧縮機収納部内の部品の内、高温部となる圧縮機や高圧配管から前記圧縮機収納部内の空間への放熱は給湯に寄与せず、熱ロスとなるが、この放熱熱量を削減できるので、湯に与える熱量を無駄にすることがないため、ヒートポンプ給湯機の高効率化を図ることが出来る。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明において、圧縮機収納部内に配設された配管部に接触するフィン部材を設け、圧縮機収納部内の空気と熱交換させることを特徴とするもので、フィン部材によって伝熱面積が増加するため、圧縮機や冷媒配管の高温部からの熱漏洩を、フィン部材によって容易に回収し、圧縮機の吸入配管に放熱させることが簡単にできるので、吸入するガス冷媒の温度を上昇させ、圧縮機の吐出ガス温度をさらに上昇させることができるので、さらに低い高圧で湯を生成することができるので、ヒートポンプ給湯機の高効率化を図ることが出来る。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明において、フィン部材または配管部は、圧縮機収納部内に設けられた発熱部品の上部空間に配設したことを特徴とするもので、高温の部品から放熱し、温度が上昇した空気が自然対流により、その上部に上昇するため、フィン部材または配管部と熱交換しやすくなり、高温部品からの熱漏洩を容易に回収することができ、ヒートポンプ給湯機の高効率化を図ることが出来る。
【００１５】
第５の発明は、第３の発明において、フィン部材または配管部は、圧縮機の上部空間に配設したことを特徴とするもので、部品の内で最も高温の圧縮機部からの熱漏洩した空気が自然対流により上昇するため、フィン部材または配管部と熱交換しやすくなり、その熱量も大きくなり、圧縮機の吸入配管に吸熱させることが容易にでき、吸入ガス冷媒の温度を上昇させ、圧縮機の吐出ガス温度をさらに上昇させ、ヒートポンプ給湯機の高効率化を図ることが出来る。
【００１６】
第６の発明は、第３〜５のいずれかの発明において、フィン部材または配管部に、圧縮機収納部内の空気を送る補助送風機を設けたことを特徴とするもので、熱漏洩して温度の上昇した空気が強制対流により補助送風機により送られ、フィン部材または配管部と熱交
換するため、伝熱性能が向上して熱交換しやすくなり、その熱量も大きくなり、容易に圧縮機の吸入配管に吸熱させることができ、ヒートポンプ給湯機の高効率化を図ることが出来る。
【００１７】
第７の発明は、第３〜６のいずれかの発明において、配管部が略水平方向に配設された部分には鉛直方向に対し、配管部が略鉛直方向に配設された部分には略水平方向に対し、フィン部材を傾斜させ設けたことを特徴とするもので、熱漏洩して昇温した密度の小さい空気が自然対流、あるいは強制対流により上昇する特性があるため、フィン部材の伝熱面積を空気の流れ方向に対し有効に利用できるため、熱交換しやすくなり、その熱量も大きくなり、容易に熱量を回収してヒートポンプ給湯機の高効率化を図ることが出来る。
【００１８】
第８の発明は、第１〜第７のいずれかの発明において、前記ヒートポンプの冷媒として二酸化炭素を用いたので、超臨界の物性を有効に利用でき、高効率で高温の給湯を生成することができる。また、万一、冷媒が大気中に漏れた場合にも、地球環境への影響を低く抑えることができる効果がある。
【００１９】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。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。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるヒートポンプ給湯機の熱源ユニット１１０の構成概略図である。図２は、図１におけるＡＡ’断面の断面図である。熱源ユニット１１０は、冷媒を高温、高圧に圧縮する圧縮機２１と、圧縮機２１で圧縮された冷媒により水を加熱する水冷媒熱交換器２２と、水冷媒熱交換器２２で冷却された冷媒を減圧する減圧器２３と、減圧器２３で減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器２４とを備えている。
【００２１】
圧縮機２１、水熱交換器２２、減圧器２３および蒸発器２４は、この順番で冷媒が循環するように冷媒配管２６によって相互に接続され冷凍サイクル回路を構成している。冷凍サイクル回路には、二酸化炭素（Ｒ７４４）が冷媒として充填されている。また、蒸発器２４に隣接する形でファン２５が設けられている。ファン２５は、蒸発器２４で冷媒と熱交換するべき空気を蒸発器２４に供給する。仕切板２７は、ファン２５が蒸発器２４へ送風する送風回路の一部を形成しており、ファン２５が送風する空気が、圧縮機２１や減圧器２３やそれらの接続配管２６に当たらないように構成されている。
【００２２】
水熱交換器２２は、冷媒入口部２２ａ、冷媒出口部２２ｂ、水入口部２２ｃ、水出口部２２ｄを有している。冷媒は、圧縮機２１より冷媒配管２６の一部を通って冷媒入口部２２ａから流入し、冷媒出口部２２ｂより流出し、冷媒配管２６の一部を通って、減圧器２３に導入される。一方、貯湯タンクユニット（図示せず）の水は、水配管（図示せず）を通って水入口部２２ｃから流入し、水出口部２２ｄよりお湯となって流出し、再び、貯湯タンクユニットに戻る。
【００２３】
熱源ユニット１１０の底部は基板３０により構成されている。圧縮機２１、水熱交換器２２、蒸発器２４などの冷凍サイクル回路の主要構成要素や仕切板２７は、基板３０に固定されている。また、熱源ユニット１１０の天部は天板３１により覆われている。さらに、熱源ユニット１１０の周囲は、蒸発器２４で構成されている部分を除いて、筐体外装板３２により覆われている。圧縮機収納部１１１は、四方を仕切板２７と筐体外装板３２の一部とにより仕切られ、上下を天板３１の一部と基板３０の一部により仕切られた空間である。
【００２４】
なお、圧縮機２１には、スクロール式、レシプロ式、ロータリ式などの容積式の流体機
構を採用できる。水冷媒熱交換器２２には、二重管式、プレート式などの熱交換器が採用できる。蒸発器２４は、フィンチューブ型熱交換器に代表される空気熱交換器である。
【００２５】
また、接続配管２６の内、特に、蒸発器２４と圧縮機２１を接続する吸入配管４０は、それが水平方向の部分には垂直方向にフィン４１が設けられ、それが垂直方向の部分には垂直方向よりやや傾斜した方向にフィン４２が設けられている。
【００２６】
以上の構成において、ヒートポンプ給湯機を運転した場合には、圧縮機２１や接続配管２６が高温になるため、圧縮機収納部１１１内の空気に放熱し、圧縮機収納部１１１内の空気温度が上昇してくる。通常はこの熱が天板３１や筐体外装板３２を通して外部（外気）に放熱するため、その熱量が無駄になるが、本発明は、吸入配管４０にフィン４１、およびフィン４２を設けたため、蒸発器２４の出口冷媒が流れて比較的低温となっている吸入配管において、圧縮機収納部１１１内の温度の高い空気がフィン４１およびフィン４２を介して熱交換して吸入配管４０が加温され、内部を流れている冷媒温度が上昇して圧縮機２１に吸入される。
【００２７】
また、圧縮機収納部１１１内の温度の高い空気は、上昇する流れとなるが、フィン４１は垂直方向に設けられており、また、４２は垂直方向よりやや傾斜した方向に設けているため、空気の流れに対して長手方向にフィンが有効に熱交換できるため、熱量の回収が容易になるものである。
【００２８】
こうすることにより、圧縮機２１の吐出温度を上昇させることができるので、同じ温度の湯を生成する場合にも、高圧を低く抑えることができるので圧縮機２１の動力を減少できる。
【００２９】
したがって、簡単な構成でコストの増加を抑えることができ、圧縮機２１や冷媒配管２６の高温部からの熱漏洩を容易に回収して、熱源ユニット１１０の高効率化を実現することが出来る。
【００３０】
また、ヒートポンプの冷媒として二酸化炭素を用いたので、超臨界の物性を有効に利用でき、高効率で高温の給湯を生成することができ、さらにまた、万一、冷媒が大気中に漏れた場合にも、地球環境への影響を低く抑えることができる。
【００３１】
（実施の形態２）
本発明の第２実施の形態として、熱源ユニット１１０の圧縮機収納部１１１の内部構成について、図３を用いて説明する。
【００３２】
図３は、圧縮機収納部１１１の別の内部構成を説明する概略図である。図３では、図１に記載したものと同様の機能を持つ構成部品については、同一の番号を付すと共に、その説明は省略する。
【００３３】
図３において、蒸発器２４と圧縮機２１を接続する吸入配管５０を、主に圧縮機２１の上部に水平に位置するように配置し、吸入配管５０にはフィン５１が垂直方向に接触して設けられている。また、フィン５１の下部には補助送風機が設けられ、圧縮機収納部１１１内の空気をフィン５１に送る役目をなしている。
【００３４】
また、圧縮機２１には断熱材５５が、その周囲に巻かれており、圧縮機２１の放熱を防止する役目をなしている。さらに、また、配管２６の内、圧縮機２１と水熱交換器２２の間の高圧側配管に、断熱材５６がその周囲に巻かれており、高圧側配管からの放熱を防止する役目をなしている。
【００３５】
以上の構成において、ヒートポンプ給湯機を運転した場合には、圧縮機２１や接続配管２６が高温になるが、断熱材５５および断熱材５６によって圧縮機収納部１１１内の空気とは断熱されており、放熱が抑制されるため、冷媒の熱量が無駄に放熱されることは少なくなる。
【００３６】
一方、断熱材５５および断熱材５６は、その大きさおよび断熱性能は完全ではなく、そのため、高温となる圧縮機２１や接続配管２６の熱の一部は、断熱材５５および断熱材５６を通して、圧縮機収納部１１１内の空気に放熱し、圧縮機収納部１１１内の空気温度が上昇してくる。
【００３７】
本発明は、吸入配管５０を主に圧縮機２１の上部に水平に位置するように配置し、吸入配管５０にフィン５１が垂直方向に接触して設けたので、圧縮機２１の放熱により温度上昇した空気は上昇する傾向にあるため、フィンとの熱交換を良好にし、吸入冷媒での熱回収を容易にする。さらに、フィン５１の下部にある補助送風機５２により、圧縮機収納部１１１内の空気をフィン５１に送ることが可能なため、フィンとの熱交換をさらに良好にし、吸入冷媒での熱回収を容易にする。
【００３８】
このようにして、吸入配管５０の内部を流れている冷媒温度が上昇して圧縮機２１に吸入されるため、圧縮機２１の吐出温度を上昇させることができるので、同じ温度の湯を生成する場合にも、高圧を低く抑えることができるので圧縮機２１の動力を減少できる。
【００３９】
したがって、簡単な構成でコストの増加を抑えることができ、圧縮機２１や冷媒配管２６の高温部からの熱漏洩を容易に回収して、熱源ユニット１１０の高効率化を実現することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のヒートポンプ給湯機は、家庭用、業務用を問わず広い用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【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熱源ユニットの概略構成図
【図２】図１のＡＡ’断面の断面図
【図３】本発明の実施の形態２におけるヒートポンプ給湯機の熱源ユニットの概略構成図
【図４】図３のＡＡ’断面の断面図
【図５】従来のヒートポンプ給湯機の回路図
【符号の説明】
【００４２】
２１  圧縮機
２２  水冷媒熱交換器
２３  減圧器
２４  蒸発器
２５  ファン
２６  冷媒配管
２７  仕切板
３２  筐体外装板
４０  吸入配管
４１、４２、５１  フィン
５２  補助送風機
５５、５６  断熱材
１１１  圧縮機収納部
【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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