(57)【要約】【課題】冷媒と水や不凍液などの流体との間で熱交換を行う薄型の熱交換器及びこれを備えたヒートポンプ式加熱装置を提供すること。【解決手段】冷媒流通ユニット４１は，平行に配置されたヘッダー管４１ａ，４１ｂと，その間を並列接続する複数の冷媒配管４１ｃとを有しており，床暖房用水流通ユニット４２は，平行に配置されたヘッダー管４２ａ，４２ｂと，その間を並列接続する複数の水配管４２ｃとを有している。ここで，水配管４２ｃが，ヘッダー管４２ａ，４２ｂの共通外接線以上外側に突出するように形成されている。そして，冷媒流通ユニット４１と床暖房用水流通ユニット４２とが接続され，ヘッダー管４１ａ及びヘッダー管４２ａとヘッダー管４１ｂ及びヘッダー管４２ｂとの各々が離間した状態或いは接触した状態で冷媒配管４１ｃ及び水配管４２ｃが長手方向の略全域に亘って接触することで水熱交換器１４が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流通される冷媒流通ユニットと流体が流通される１又は複数の流体流通ユニットとを熱的に結合することにより前記冷媒及び前記流体の間で熱交換を行う熱交換器であって，
前記冷媒流通ユニットが，平行に配置された第１の配管及び第２の配管と，両端が前記第１の配管及び前記第２の配管の外周面に接続されることにより前記第１の配管及び前記第２の配管の間を並列接続する複数の第３の配管とを有してなり，
前記流体流通ユニットが，平行に配置された第４の配管及び第５の配管と，両端が前記第４の配管及び前記第５の配管の外周面に接続されることにより前記第４の配管及び前記第５の配管の間を並列接続する複数の第６の配管とを有してなり，
前記第３の配管が前記第１の配管及び前記第２の配管の共通外接線以上外側に突出するように形成されること，及び前記第６の配管が前記第４の配管及び前記第５の配管の共通外接線以上外側に突出するように形成されることのいずれか一方又は両方の条件が充足されてなり，
前記第１の配管及び前記第４の配管と前記第２の配管及び前記第５の配管との各々が離間した状態或いは接触した状態で前記第３の配管及び前記第６の配管が長手方向の略全域に亘って接触してなることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
複数の前記第３の配管の共通外接線が前記第６の配管に重なるように配置された前記第３の配管及び前記第６の配管が千鳥状に連続的に接触してなる請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記冷媒流通ユニットの両側に前記流体流通ユニットが接合されてなる請求項１又は２のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第３の配管が，前記第１の配管及び前記第２の配管各々との接続部の近傍で曲折されてなることにより，該曲折部を除く長手方向の略全域が前記第１の配管及び前記第２の配管の共通外接線以上外側に突出してなる請求項１〜３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第６の配管が，前記第４の配管及び前記第５の配管各々との接続部の近傍で曲折されてなることにより，該曲折部を除く長手方向の略全域が前記第４の配管及び前記第５の配管の共通外接線以上外側に突出してなる請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第３の配管が，前記第１の配管及び前記第２の配管の共通外接線以上外側に突出した大径部と，前記第１の配管及び前記第２の配管各々に接続される小径部とを含んでなる請求項１〜３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記第６の配管が，前記第４の配管及び前記第５の配管の共通外接線以上外側に突出した大径部と，前記第４の配管及び前記第５の配管各々に接続される小径部とを含んでなる請求項１〜３及び６のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の熱交換器と，前記熱交換器の冷媒流通ユニットに流通される冷媒が循環するヒートポンプユニットと，給湯される水が流通される給湯回路，床暖房に用いられる水又は不凍液が流通される床暖房回路，及び追い焚きする風呂水が流通される追い焚き回路のいずれか一つ又は複数とを備えてなり，
前記熱交換器に，前記給湯回路，前記床暖房回路及び前記追い焚き回路のいずれか一つ又は複数に対応する一つ又は複数の前記流体流通ユニットが設けられてなるヒートポンプ式加熱装置。
【請求項９】
前記第３の配管内の冷媒と前記第６の配管内の流体との流通方向が対向するように前記熱交換器に冷媒及び流体が流入されてなる請求項８に記載のヒートポンプ式加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，冷媒と水や不凍液（ブライン）などの流体との間で熱交換を行う熱交換器の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，ヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）に循環される冷媒と水や不凍液（ブライン）などの流体との間で熱交換を行うことによりその流体を加熱する熱交換器が知られている。
例えば特許文献１には，冷媒が流通する冷媒配管と水が流通する水配管とをろう付けして熱的に結合することにより，各々の配管内に流れる冷媒と水との間で熱交換を行わせる水熱交換器を備えたヒートポンプ式給湯機が開示されている。ここで，当該水熱交換器は，冷媒配管及び水配管が平面視で円形状（コイル状）や楕円形状，トラック形状（扁平形状）などになるように巻かれて積層されたものである。
また，特許文献１に開示された水熱交換器では，水配管を二つの冷媒配管の隙間に配置することにより小型化及び高効率化が図られている。
【特許文献１】特開２００５−１３３９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，従来のように，冷媒配管及び水配管が平面視で円形状や楕円形状，トラック形状などになるように巻かれた水熱交換器では，その中央部に必ずスペースが生じるため，水熱交換器の薄層化を図ることができないという問題があった。
例えば，図６は特許文献１の開示技術を応用した３接管構造の水熱交換器Ｙ１の概略構成を示す模式図であって，（ａ）は斜視図，（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
図６に示す水熱交換器Ｙ１は，冷媒配管１０１及び水配管１０２，１０３が，平面視でトラック形状になるように巻かれて積層されることによって形成されている。水熱交換器Ｙ１では，冷媒配管１０１の両側に，水配管１０２，１０３が接触するように配置されている。例えば，径の大きい水配管１０２は床暖房用の水の流通経路として用いられ，水配管１０２よりも管径の小さい水配管１０３は給湯用の水の流通経路として用いられる。なお，水熱交換器Ｙ１を使用する際には，冷媒配管１０１の冷媒と水配管１０２，１０３の水とが逆方向に流通される。
ここで，水熱交換器Ｙ１では，図６（ｂ）に示すように，冷媒配管１０１を水配管１０２，１０３の隙間に配置するため，冷媒配管１０１及び水配管１０２，１０３を千鳥状に配置している。これにより，水熱交換器Ｙ１の小型化や熱交換の高効率化を図ることが可能である。但し，図６（ａ）に示すように，水熱交換器Ｙ１では，冷媒配管１０１及び水配管１０２，１０３がトラック形状に巻かれており，その中央部にスペースが生じるため，該水熱交換器Ｙ１の十分な小型化，特に薄層化を実現することはできない。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，冷媒と水や不凍液などの流体との間で熱交換を行う薄型の熱交換器及びこれを備えたヒートポンプ式加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は，冷媒が流通される冷媒流通ユニットと流体が流通される１又は複数の流体流通ユニットとを熱的に結合することにより前記冷媒及び前記流体の間で熱交換を行う熱交換器であって，以下の（１）〜（４）の要件を充足することを特徴として構成されている。
（１）前記冷媒流通ユニットが，平行に配置された第１の配管及び第２の配管と，両端が前記第１の配管及び前記第２の配管の外周面に接続されることにより前記第１の配管及び前記第２の配管の間を並列接続する複数の第３の配管とを有している。
（２）前記流体流通ユニットが，平行に配置された第４の配管及び第５の配管と，両端が前記第４の配管及び前記第５の配管の外周面に接続されることにより前記第４の配管及び前記第５の配管の間を並列接続する複数の第６の配管とを有している。
（３）前記第３の配管が前記第１の配管及び前記第２の配管の共通外接線以上外側に突出するように形成されること，及び前記第６の配管が前記第４の配管及び前記第５の配管の共通外接線以上外側に突出するように形成されることのいずれか一方又は両方の条件が充足されている。
（４）前記第１の配管及び前記第４の配管と前記第２の配管及び前記第５の配管との各々が離間した状態或いは接触した状態で前記第３の配管及び前記第６の配管が長手方向の略全域に亘って接触している。
【０００５】
本発明によれば，薄型の前記冷媒流通ユニット及び前記流体流通ユニットの重ね合わせによって熱交換器を形成しているため，円形状や楕円形状，トラック形状に形成する場合のように中央部に無駄なスペースが必要なく，薄型化が実現された熱交換器を提供することができる。
ここで，複数の前記第３の配管の共通外接線が前記第６の配管に重なるように配置された前記第３の配管及び前記第６の配管が千鳥状に連続的に接触してなることが望ましい。これにより，一つの前記第３の配管に二つの前記第６の配管を接触させることができ熱交換の高効率化を図ることができると共に，前記第３の配管の間の隙間に前記第６の配管が干渉するように配置されるためより薄型化を図ることができる。
ところで，前記冷媒流通ユニットの片面に一つの前記流体流通ユニットが配置される２接管式であってもよいが，前記冷媒流通ユニットの両側に前記流体流通ユニットが接合されてなる３接管式とすることも可能である。なお，前記冷媒流通ユニットの片面に該冷媒流通ユニットよりも幅の小さい前記流体流通ユニットを複数配置しても良い。
【０００６】
より具体的に，本発明に係る熱交換器では，以下の（５）及び（６）のいずれか一方又は両方の構成を採用することで，前記冷媒流通ユニット及び前記流体流通ユニットの重ね合わせたときに，前記第３の配管及び前記第６の配管を接触させることができる。
（５）前記第３の配管が，前記第１の配管及び前記第２の配管各々との接続部の近傍で曲折されてなることにより，該曲折部を除く長手方向の略全域が前記第１の配管及び前記第２の配管の共通外接線以上外側に突出している。
（６）前記第６の配管が，前記第４の配管及び前記第５の配管各々との接続部の近傍で曲折されてなることにより，該曲折部を除く長手方向の略全域が前記第４の配管及び前記第５の配管の共通外接線以上外側に突出している。
【０００７】
さらに，本発明に係る熱交換器では，以下の（７）及び（８）のいずれか一方又は両方の構成を採用することによっても，前記冷媒流通ユニット及び前記流体流通ユニットの重ね合わせたときに，前記第３の配管及び前記第６の配管を接触させることができる。
（７）前記第３の配管が，前記第１の配管及び前記第２の配管の共通外接線以上外側に突出した大径部と，前記第１の配管及び前記第２の配管各々に接続される小径部とを含んでなる。
（８）前記第６の配管が，前記第４の配管及び前記第５の配管の共通外接線以上外側に突出した大径部と，前記第４の配管及び前記第５の配管各々に接続される小径部とを含んでなる。
【０００８】
また，本発明は，前述した熱交換器と，前記熱交換器の冷媒流通ユニットに流通される冷媒が循環するヒートポンプユニットと，給湯される水が流通される給湯回路，床暖房に用いられる水又は不凍液が流通される床暖房回路，及び追い焚きする風呂水が流通される追い焚き回路のいずれか一つ又は複数とを備えてなり，前記熱交換器に，前記給湯回路，前記床暖房回路及び前記追い焚き回路のいずれか一つ又は複数に対応する一つ又は複数の前記流体流通ユニットが設けられてなるヒートポンプ式給湯機として捉えてもよい。
このように構成されたヒートポンプ式加熱装置では，前記熱交換器が薄型であるため，装置の小型化を図ることや，その空いたスペースを有効利用することができる。
さらに，前記第３の配管内の冷媒と前記第６の配管内の流体との流通方向が対向するように前記熱交換器に冷媒及び流体が流入させれば，該冷媒と流体との間の熱交換効率を高めることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば，薄型の前記冷媒流通ユニット及び前記流体流通ユニットの重ね合わせによって熱交換器を形成しているため，円形状や楕円形状，トラック形状に形成する場合のように中央部に無駄なスペースが必要なく，薄型化が実現された熱交換器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯暖房機Ｘの概略構成を示すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係る水熱交換器１４の概略構成を示す模式図である。
なお，本実施の形態では，本発明に係る熱交換器を用いて給湯や床暖房を行うヒートポンプ式給湯暖房機を例に挙げて説明するが，本発明に係る熱交換器は，給湯される水が流通される給湯回路，床暖房に用いられる水又は不凍液が流通される床暖房回路，及び追い焚きする風呂水が流通される追い焚き回路のいずれか一つ又は複数を備える各種のヒートポンプ式加熱装置に用いることが可能であり，係るヒートポンプ式加熱装置も本発明に該当する。
【００１１】
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯暖房機Ｘの概略構成について説明する。
図１に示すように，ヒートポンプ式給湯暖房機Ｘは，大別すると，冷媒が循環されるヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）１と，後述の床暖房装置２１に温水を循環させるための床暖房回路２と，温水を貯留又は給湯するための給湯回路３とを備えて構成されている。ここに，ヒートポンプサイクル１に循環される冷媒には，例えばＣＯ2冷媒などの炭酸ガス冷媒（自然冷媒の一種）や，Ｒ４１０ＡなどのＨＦＣ冷媒が用いられる。
ヒートポンプサイクル１は，冷媒を圧縮する圧縮機１１と，圧縮機１１から流出した冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器１４（本発明に係る熱交換器の一例）と，水熱交換器１４から流出した冷媒を状態変化させる膨張弁１３と，冷媒と室外空気との間で熱交換を行う室外空気熱交換器１２とを備えている。なお，膨張弁１３は，冷媒を状態変化させる膨張機構の一例に過ぎず，キャピラリーチューブなどの他の膨張機構を採用してもよい。
水熱交換器１４には，ヒートポンプサイクル１に循環される冷媒が流通する冷媒流通ユニット４１と，床暖房回路２の水が流通する床暖房用水流通ユニット４２と，給湯回路３の水が流通する給湯用水流通ユニット４３とが設けられている。そして，水熱交換器１４では，冷媒流通ユニット４１及び床暖房用水流通ユニット４２と，冷媒流通ユニット４１及び給湯用水流通ユニット４３との各々が熱的に結合されている。これにより，水熱交換器１４では，冷媒と水との間で熱交換が行われて水が加熱される。
本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯暖房機Ｘは，この水熱交換器１４の構造に特徴を有しており，この点については後段で詳説する。
【００１２】
床暖房回路２は，水熱交換器１４において冷媒との熱交換によって加熱された後の温水を床下の床暖房パネル等に循環させることで床暖房を実現する床暖房装置２１と，水熱交換器１４及び床暖房装置２１の間に水を循環させるための循環ポンプ２２とを備えている。床暖房回路２では，水に代えてブライン（不凍液）を用いる場合も考えられる。
給湯回路３は，水熱交換器１４において冷媒との熱交換によって加熱された後の温水（例えば４５〜９０℃程度）を貯留するための貯湯タンク３１と，貯湯タンク３１の下層から水熱交換器１４を経て貯湯タンク３１の上層に水を循環させるための循環ポンプ３２と，給水口３３からの水と貯湯タンク３１の上層から供給される湯とを混合して給湯口３５から給湯する温水の温度を調節するための電磁三方弁３６とを備えている。
ヒートポンプ式給湯暖房機Ｘでは，不図示の制御装置によって，各回路において図示する矢印方向に冷媒又は水が循環されることにより給湯運転や床暖房運転が実行されるが，これらの基本動作については従来と異なるところがないため，ここではその詳説を省略する。
【００１３】
以下，図２を用いて，水熱交換器１４の構造について説明する。ここに，図２（ａ）は水熱交換器１４の斜視図，図２（ｂ）は水熱交換器１４の右側面図，図２（ｃ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
図２に示すように，水熱交換器１４は，冷媒が流通する冷媒流通ユニット４１（以下「冷媒ユニット４１と略称する」）と，床暖房に用いられる水（流体の一例）が流通する床暖房用水流通ユニット４２（以下「床暖房用ユニット４２と略称する」）と，給湯に用いられる水（流体の一例）が流通する給湯用水流通ユニット４３（以下「給湯用ユニット４３と略称する」）とを有している。
水熱交換器１４では，冷媒ユニット４１と床暖房用ユニット４２，冷媒ユニット４１と給湯用ユニット４３の各々が熱的に結合されており，冷媒及び水の間で熱交換が行われることによって水が加熱される。以下，具体的に説明する。
【００１４】
冷媒ユニット４１は，平行に配置されたヘッダー管４１ａ（第１の配管の一例）及びヘッダー管４１ｂ（第２の配管の一例）と，両端がヘッダー管４１ａ，４１ｂの外周面に接続されることによりヘッダー管４１ａ，４１ｂの間を並列接続する複数の冷媒配管４１ｃ（第３の配管の一例）とを有している。冷媒ユニット４１では，ヘッダー管４１ａ，複数の冷媒配管４１ｃ及びヘッダー管４１ｂが連通されることで冷媒の流通経路が形成されている。
なお，冷媒配管４１ｃは，ヘッダー管４１ａ，４１ｂの外周面に形成された開口に貫挿されて接続されるため，これらよりも管径が小さい。また，冷媒配管４１ｃは，曲折部を有しておらず直線状に形成されている。
当該冷媒ユニット４１は，冷媒と室外空気との間で熱交換を行う空気熱交換器に用いられる所謂パラレルフロー型の冷媒ユニットと同様に，薄型の略平板状に形成されたものである。本実施の形態に係る水熱交換器１４では，床暖房用ユニット４２や給湯用ユニット４３も，所謂パラレルフロー型に類似する薄型の略平板状の形状を有している。
【００１５】
床暖房用ユニット４２は，平行に配置されたヘッダー管４２ａ（第４の配管の一例）及びヘッダー管４２ｂ（第５の配管の一例）と，両端がヘッダー管４２ａ，４２ｂの外周面に接続されることによりヘッダー管４２ａ，４２ｂの間を並列接続する複数の水配管４２ｃ（第６の配管の一例）とを有している。床暖房用ユニット４２では，ヘッダー管４２ａ，複数の水配管４２ｃ及びヘッダー管４２ｂが連通されることで水の流通経路が形成されている。なお，水配管４２ｃはヘッダー管４２ａ，４２ｂの外周面に形成された開口に貫挿されて接続されるため，これらよりも管径が小さい。
同様に，給湯用ユニット４３は，平行に配置されたヘッダー管４３ａ（第４の配管の一例）及びヘッダー管４３ｂ（第５の配管の一例）と，両端がヘッダー管４３ａ，４３ｂの外周面に接続されることによりヘッダー管４３ａ，４３ｂの間を並列接続する複数の水配管４３ｃ（第６の配管の一例）とを有している。給湯用ユニット４３では，ヘッダー管４３ａ，複数の水配管４３ｃ及びヘッダー管４３ｂが連通されることで水の流通経路が形成されている。なお，水配管４３ｃもヘッダー管４３ａ，４３ｂの外周面に形成された開口に貫挿されて接続されるため，これらよりも管径が小さい。
また，床暖房用ユニット４２の水配管４２ｃは，給湯用ユニットの水配管４３ｃよりも管径が太く形成されている。これは，給湯に比べて床暖房に要求される水量が多いことに鑑みたものであって，水配管４２ｃ，４３ｃの管径は同じであってもかまわない。
【００１６】
ここで，床暖房用ユニット４２や給湯用ユニット４３の水配管４２ｃ，４３ｃが，冷媒ユニット４１の冷媒配管４１ｃと同様に直線状に形成されたものであれば，冷媒ユニット４１に床暖房用ユニット４２や給湯用ユニット４３を重ね合わせたときに冷媒配管４１ｃと水配管４２ｃ，４３ｃとの略全域を接触させることができず，冷媒と水との熱交換を行うことができない。
そのため，前述したように，従来では，冷媒と水との熱交換を行う熱交換器は，平面視で円形状や楕円形状，トラック形状になるように配管を巻いて積層することで形成されていた。しかしながら，このような構成では，熱交換器の中央部にスペースが生じるため薄型の熱交換器を形成することができないという問題があった。
これに対し，本発明の実施の形態に係る水熱交換器１４では，冷媒ユニット４１に，床暖房用ユニット４２や給湯用ユニット４３を重ね合わせたときに冷媒配管４１ｃと水配管４２ｃ，４３ｃが接触させることが可能である。
【００１７】
具体的に，水熱交換器１４では，図２（ｂ）に示すように，床暖房用ユニット４２の水配管４２ｃが，ヘッダー管４２ａ，４２ｂ各々との接続部の手前（近傍）で曲げられた曲折部４２ｄを有している。これにより，水配管４２ｃでは，曲折部４２ｄを除く長手方向の略全域が，ヘッダー管４２ａ，４２ｂの共通外接線よりも外側に突出している。
また，同様に，給湯用ユニット４３の水配管４２ｃも，ヘッダー管４３ａ，４３ｂ各々との接続部の手前（近傍）で曲げられた曲折部４３ｄを有しており，その曲折部４３ｄを除く長手方向の略全域が，ヘッダー管４３ａ，４３ｂの共通外接線よりも外側に突出するように形成されている。
さらに，床暖房用ユニット４２及び給湯用ユニット４３は，その長手方向が冷媒ユニット４１よりも短くなるように形成されている。具体的には，冷媒ユニット４１に，床暖房用ユニット４２や給湯用ユニット４３を重ね合わせたとき，図２（ｂ）に示すように，冷媒ユニット４１のヘッダー管４１ａ，４１ｂの内側に，床暖房用ユニット４２のヘッダー管４２ａ，４２ｂ，給湯用ユニット４３のヘッダー管４３ａ，４３ｂが位置するように形成されている。
【００１８】
そして，水熱交換器１４では，冷媒ユニット４１の両側に対して床暖房用ユニット４２，給湯用ユニット４３が接合されることにより，これらが熱的に結合されている。なお，水熱交換器１４では，冷媒ユニット４１，床暖房用ユニット４２，給湯用ユニット４３各々は，冷媒配管４１ｃ，水配管４２ｃ，４３ｃの長手方向の向きが同じになるように重ね合わされている。このとき，前述したように，水配管４２ｃは，そのヘッダー管４２ａ，４２ｂの共通外接線よりも外側に突出されているため，水熱交換器１４では，ヘッダー管４１ａ及びヘッダー管４２ａとヘッダー管４１ｂ及びヘッダー管４２ｂとの各々が離間した状態或いは接触した状態で冷媒配管４１ｃ及び水配管４２ｃを，その長手方向の曲折部４２ｄを除く略全域に亘って接触させることが可能である。なお，水配管４３ｃについても同様である。
詳細に，冷媒ユニット４１及び床暖房用ユニット４２は，図２（ｃ）の断面図に示すように，複数の冷媒配管４１ｃの共通外接線が水配管４２ｃに重なるように冷媒配管４１ｃ及び水配管４２ｃが千鳥状に配置されており，その隣接する冷媒配管４１ｃ及び水配管４２ｃは千鳥状に連続的に接触している。即ち，冷媒配管４１ｃの一部が，二つの水配管４２ｃの間に形成された隙間に入るように配置されている。そのため，冷媒ユニット４１及び床暖房用ユニット４２では，冷媒配管４１ｃ及び水配管４２ｃが上記の形態で接触するように，予め定められた間隔で冷媒配管４１ｃ，水配管４２ｃが配列されている。
なお，水熱交換器１４では，冷媒配管４１ｃと水配管４２ｃ，４３ｃとを千鳥状に配置するために，該水配管４２ｃ，４３ｃでは，そのヘッダー管４２ａ，４２ｂ，ヘッダー管４３ａ，４３ｂの共通外接線よりも外側に突出されているが，該冷媒配管４１ｃと水配管４２ｃ，４３ｃとを格子状に配列する場合などには，少なくとも該水配管４２ｃ，４３ｃはそのヘッダー管４２ａ，４２ｂ，ヘッダー管４３ａ，４３ｂの共通外接線以上外側に突出するように形成されたものであればよい。
【００１９】
さらに，連続的に接触した隣接する冷媒配管４１ｃ及び水配管４２ｃ各々はろう付によって長手方向の略全域に亘って熱的に結合されている。これにより，相互間における熱交換は効率的に行われる。なお，ろう付には，銀ろう，銅ろう，黄銅ろう，りん銅ろうなどのろう材が用いられる。また，ろう付に限られず，例えば溶接や半田付け，熱伝導性の高い接着剤などによって熱的に結合することも他の実施例として考えられる。
また，同様に，冷媒ユニット４１と給湯用ユニット４３とについても，図２（ｃ）の断面図に示すように，複数の冷媒配管４１ｃの共通外接線が水配管４３ｃに重なるように冷媒配管４１ｃ及び水配管４３ｃが千鳥状に配置されており，その隣接する冷媒配管４１ｃ及び水配管４３ｃが千鳥状に連続的に接触するように接合されて熱的に結合されている。即ち，水熱交換器１４では，冷媒配管４１ｃ各々の外周面に２本の水配管４２ｃと２本の水配管４３ｃとが熱的に結合されていることになる。
さらに，水熱交換器１４では，冷媒ユニット４１，床暖房用ユニット４２，給湯用ユニット４３が重ね合わされたとき，ヘッダー管４１ａ及びヘッダー管４２ａ，４３ａと，ヘッダー管４１ｂ及びヘッダー管４２ｂ，４３ｂとの各々が当接しており，これらもろう付によって熱的に結合されている。
このように構成された水熱交換器１４では，冷媒ユニット４１に冷媒が循環されると共に，床暖房用ユニット４２や給湯用ユニット４３に水が循環されることによりその水が加熱される。
【００２０】
具体的に，当該ヒートポンプ式給湯暖房機Ｘでは，冷媒ユニット４１において，ヘッダー管４１ａに流入された冷媒が（図示する矢印方向），複数の冷媒配管４１ｃを並列で通過してヘッダー管４１ｂから流出するように（図示する矢印方向），ヒートポンプサイクル１から水熱交換器１４に冷媒が流入される。
一方，当該ヒートポンプ式給湯暖房機Ｘでは，床暖房用ユニット４２，給湯用ユニット４３において，ヘッダー管４２ｂ，４３ｂから流入された水が（図示する矢印方向），複数の水配管４２ｃ，４３ｃを並列で通過してヘッダー管４２ａ，４３ａから流出するように（図示する矢印方向），床暖房回路２，給湯回路３から水熱交換器１４に水が流入される。即ち，冷媒配管４１ｃ内の冷媒と水配管４２ｃ，４３ｃ内の水との流通方向が対向するように水熱交換器１４に冷媒及び流体が流入されている。
これにより，水熱交換器１４では，熱的に結合された冷媒配管４１ｃ内の冷媒と水配管４２ｃ，４３ｃ内の水との間で熱交換が行われ，その水が加熱されることになる。しかも，当該ヒートポンプ式給湯暖房機Ｘでは，冷媒配管４１ｃ内の冷媒と水配管４２ｃ内の水との流通方向が対向するように水熱交換器１４に冷媒及び流体が流入されているため，当該水熱交換器１４における冷媒と水との間の熱交換が効率的に行われる。
また，水熱交換器１４では，ヘッダー管４１ａとヘッダー管４２ａ，４３ａ，ヘッダー管４１ｂとヘッダー管４２ｂ，４３ｂも熱的に結合されているため各々に流通する冷媒及び水の間でも同様に熱交換が行われて水が加熱される。なお，ヘッダー管４１ａとヘッダー管４２ａ，４３ａ，ヘッダー管４１ｂとヘッダー管４２ｂ，４３ｂが離間しており，熱的に結合されていない構成も他の実施例として考えられる。
以上，説明したように，本実施の形態に係る水熱交換器１４は，略平板状に形成された薄型の冷媒ユニット４１，床暖房用ユニット４２及び給湯用ユニット４３の重ね合わせによって形成されているため，円形状や楕円形状，トラック形状に形成する場合のように中央部に無駄なスペースが必要なく，薄型化を実現することができる。これにより，ヒートポンプ式給湯暖房機Ｘでは，水熱交換器１４の薄型化によって装置の小型化を図ることや，その空いたスペースを有効利用することが可能となる。
【００２１】
また，本実施の形態で説明した水熱交換器１４では，床暖房用ユニット４２及び給湯用ユニット４３は，その長手方向が，冷媒ユニット４１よりも短くなるように形成されているため，床暖房用ユニット４２や給湯用ユニット４３における水配管４２ｃ，４３ｃの曲折部４２ｄ，４３ｄの曲げ量を小さくすることができる。
但し，これに限られず，もちろん冷媒ユニット４１，床暖房用ユニット４２及び給湯用ユニット４３の長手方向を同じ長さに形成しておくことも考えられる。この場合には，ヘッダー管４１ａ，４２ａ，４３ａが一直線上に並び，ヘッダー管４１ｂ，４２ｂ，４３ｂが一直線上に並ぶことになるため，水配管４２ｃ，４３ｃの曲げ量を大きくすることで，該水配管４２ｃ，４３ｃを冷媒配管４１ｃに接触させるように形成すればよい。
なお，冷媒配管４１ｃと水配管４２ｃ，４３ｃとが千鳥状に配置されている場合について説明したが，もちろん冷媒配管４１ｃと水配管４２ｃ，４３ｃとが断面視で格子状に配列されて接触する構成であってもよい。冷媒配管４１ｃと水配管４２ｃ，４３ｃとを千鳥状に配置しない場合には，水配管４２ｃ，４３ｃの外周面は少なくとも各々のヘッダー管４２ａ，４２ｂ又はヘッダー管４３ａ，４３ｂの共通外接線以上外側に突出していればよい。
【実施例１】
【００２２】
本実施例１では，図３を用いて，水熱交換器１４の他の構成例である水熱交換器１４１，１４２について説明する。ここに，図３（ａ），（ｂ）は本実施例１に係る水熱交換器１４１，１４２の概略構成を示す模式図であってその右側面図を示したものである。なお，水熱交換器１４と類似する構成要素については同じ符号を付してその説明を省略する。
まず，図３（ａ）に示す水熱交換器１４１では，冷媒配管４１ｃが水配管４２ｃ，４３ｃよりも短く形成されている。このような構成であっても，水熱交換器１４と同様に，冷媒配管４１ｃと水配管４２ｃ，４３ｃとを長手方向における曲折部４２ｄ，４３ｄを除く略全域に亘って接触させることができ，その間で熱交換を行うことが可能である。
【００２３】
また，図３（ｂ）に示す水熱交換器１４２では，水配管４２ｃが，ヘッダー管４２ａ，４２ｂの共通外接線以上外側に突出した大径部４２ｅと，ヘッダー管４２ａ，４２ｂ各々に接続される小径部４２ｆと含む形状である。同様に，水配管４３ｃも，ヘッダー管４３ａ，４３ｂの共通外接線以上外側に突出した大径部４３ｅと，ヘッダー管４３ａ，４３ｂ各々に接続される小径部４３ｆと含む形状である。
ここに，小径部４２ｆ，４３ｆは，ヘッダー管４２ａ，４２ｂの共通外接線よりも内側に納まるように形成さされたものであって，例えば大径部４２ｅ，４３ｅを扁平させることにより形成されたものであることが考えられる。また，大径部４２ｅ，４３ｅの両端に別部品の小径部４２ｆ，４３ｆが接続された構成であってもよい。
このように構成された水熱交換器１４２では，冷媒配管４１ｃと水配管４２ｃ，４３ｃとが，その長手方向において小径部４２ｆ，４３ｆを除く略全域（大径部４２ｅ，４３ｅ）に亘って接触されて熱的に結合されており，その間で熱交換を行うことができる。なお，水配管４２ｃ，４３ｃに代えて又は同時に，冷媒配管４１ｃを上述と同様に大径部及び小径部を含む形状に形成することも他の実施例として考えられる。
【実施例２】
【００２４】
ここに，図４は，本実施例２に係る水熱交換器１４３の概略構成を示す模式図である。
前記実施の形態では，一つの冷媒ユニット４１に対して二つの床暖房用ユニット４２，給湯用ユニット４３が設けられた３接管式の水熱交換器１４を例に挙げて説明した。
一方，図４に示すように，一つの冷媒ユニット４１に対して一つの給湯用ユニット４３が設けられる２接管式の水熱交換器１４３も本発明に係る熱交換器の一例である。当該水熱交換器１４３は，例えば給湯，床暖房，追い焚きのいずれかの機能を有するヒートポンプ式加熱装置に用いられる。
このとき，水熱交換器１４３では，給湯用ユニット４３の水配管４３ｃだけに曲折部４３ｄが設けられており，冷媒ユニット４１の冷媒配管４１ｃは直線状に形成されているが，これに限られない。例えば，水配管４３ｃ及び冷媒配管４１ｃの両方に曲折部を設けておくことが考えられる。なお，もちろん水配管４２ｃに換えて冷媒配管４１ｃ側だけに曲折部を設けることも可能である。即ち，水熱交換器１４３では，冷媒配管４１ｃがヘッダー管４１ａ，４１ｂの共通外接線以上外側に突出されること，或いは水配管４３ｃがヘッダー管４３ａ，４３ｂの共通外接線以上外側に突出されることのいずれか一方又は両方の条件が充足されていればよい。
【実施例３】
【００２５】
本実施例３では，冷媒と水や不凍液などの流体との間で熱交換を行う熱交換器の薄層化を図る他の手法について説明する。
ここに，図５は，本実施例３に係る水熱交換器Ｙ２の概略構成を示す模式図であって，（ａ）は斜視図，（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
図５に示すように，水熱交換器Ｙ２は，互いに接触してろう付されることにより熱的に結合された冷媒配管２０１及び水配管２０２，２０３を備えている。水配管２０２，２０３には，給湯用の水と床暖房用の水とが流通される。
冷媒配管２０１は，Ｕ字状に形成された複数のＵ字管２０１ａと，該Ｕ字管２０１ａ各々を接続するＵ字状のベンド管２０１ｂとを有しており，これらが順に接続されることにより平面上で蛇行する形状を成している。また，水配管２０２，２０３も同様に，Ｕ字管２０２ａ，２０３ａ及びベンド管２０２ｂ，２０３ｂが順に接続されることにより平面上で蛇行する形状を成している。
そして，水熱交換器Ｙ２では，冷媒配管２０１に冷媒が流入され，水配管２０２，２０３に水が流入されることにより，その冷媒と水との間で熱交換が行われる。なお，このときの冷媒と水との流通方向は対向している。
このように構成された水熱交換器Ｙ２は，冷媒配管２０１及び水配管２０２，２０３各々が，平板状に繰り返し曲折された形状であるため，円形状や楕円形状，扁平形状などに形成される場合のように中央部にスペースを設ける必要がなく，薄層化を図ることができる。
なお，更に他の手法として，前記実施の形態で説明した冷媒ユニット４１と同様のユニットを複数段重ね合わせたときに生じる隙間を伝熱板（伝熱フィン）で埋めることで，複数のユニットに流す冷媒及び流体の間で熱交換が行われるように構成することも考えられる。このような構成であっても，前述した水熱交換器１４（１４１〜１４３）には劣るが，円形状などに曲げて積層する場合に比べれば薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯暖房機Ｘの概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係る水熱交換器１４の概略構成を示す模式図。
【図３】本実施例１に係る水熱交換器１４１，１４２の概略構成を示す模式図。
【図４】本実施例２に係る水熱交換器１４３の概略構成を示す模式図。
【図５】本実施例３に係る水熱交換器Ｙ２の概略構成を示す模式図。
【図６】特許文献１の開示技術を応用した３接管構造の水熱交換器Ｙ１の概略構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００２７】
１…ヒートポンプサイクル
２…床暖房回路
３…給湯回路
１１…圧縮機
１２…室外空気熱交換器
１３…膨張弁
１４…水熱交換器（本発明に係る熱交換器の一例）
２１…床暖房装置
２２…循環ポンプ
３１…貯湯タンク
３２…循環ポンプ
３３…給水口
３６…電磁三方弁
３５…給湯口
４１…冷媒流通ユニット
４１ａ，４１ｂ…ヘッダー管（第１の配管及び第２の配管の一例）
４１ｃ…冷媒配管（第３の配管の一例）
４２…床暖房用水流通ユニット（流体流通ユニットの一例）
４２ａ，４２ｂ…ヘッダー管（第４の配管及び第５の配管の一例）
４２ｃ…水配管（第６の配管の一例）
４２ｄ…曲折部
４２ｅ…大径部
４２ｆ…小径部
４３…給湯用水流通ユニット（流体流通ユニットの一例）
４３ａ，４３ｂ…ヘッダー管（第４の配管及び第５の配管の一例）
４３ｃ…水配管（第６の配管の一例）
４３ｄ…曲折部
４３ｅ…大径部
４３ｆ…小径部
Ｘ…ヒートポンプ式給湯暖房機（本発明に係るヒートポンプ式加熱装置の一例）
Ｙ１，Ｙ２…水熱交換器
【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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