CN1752657B - 热泵热水供应装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热泵热水供应装置。热泵热水供应装置具有：压缩制冷剂的压缩机(105a、b)；在被该压缩机压缩的制冷剂流过的制冷剂流道，与从供水回路供应的水流过的水流道之间，进行换热的水-制冷剂换热器(103)；减小在该水-制冷剂换热器中降低了温度的制冷剂的压力的减压装置(104)；使由该减压装置减小了压力后的制冷剂蒸发，并回到压缩机中去的蒸发器(105a、b)；及与把在水-制冷剂换热器中加热后的热水供应给热水供应口的热水供应管连通的热水储存罐(130)；热水储存罐具有圆筒形外壳，并使其外壳的圆筒形的轴线沿着纵向，布置在蒸发器的横向空间里；压缩机具有圆筒形的外壳，并将该外壳的圆筒形的轴线沿着横向布置。

Description

热泵热水供应装置

技术领域

本发明涉及热泵热水供应装置，具体的说，涉及提高具有小容量的热水储存罐或者热水储存槽的、所谓瞬时式的热泵热水供应装置的安装性能，以及使它易于搬运的技术。

背景技术

在以往的热水供应装置中，有燃烧式热水供应器或电热水器；上述燃烧式热水供应器不具有热水储存罐，而是燃烧燃气，利用其强大的燃烧热，瞬间把水烧开，从而供应热水；上述电热水器具有大容量的热水储存罐，利用夜间便宜的深夜电力，把夜里用电加热器加热的大量热水，储存在热水储存罐里，而在白天使用储存在热水储存罐里的热水。

另一方面，最近已经开始普及能效比电热水器高300～500％的所谓的热泵热水供应装置。这种热泵热水供应装置的结构是，具有由下列各种装置构成的热泵循环：压缩制冷剂的压缩机；在用这台压缩机所压缩的制冷剂所流过的制冷剂流道，与从供水回路所供应的水所流过的水流道之间进行换热的水-制冷剂换热器；对用这种水-制冷剂换热器降低了温度的制冷剂进行减压的膨胀阀之类的减压装置；让用这种减压装置减压之后的制冷剂蒸发之后再返回到压缩机中去的蒸发器。然后，将用水-制冷剂换热器加热后的热水用于供应热水。这种热泵热水供应装置，由于利用周围空气所具有的热量作为热源，所以其能效比电加热器加班费热要高好几倍，此外，由于不用燃烧燃气，不排出CO₂，所以可以说是对环境有利的热水供应装置。

可是，由于热泵热水供应装置没有像燃烧燃气时所产生的那种强大的热量，所以，通常都要设置与电热水器一样的大容量热水储存罐，使用夜间便宜的电力，在深夜里用热泵循环把热水烧开，预先储存在热水罐里，再在白天使用所储存的热水。

例如，记载在专利文献1-日本特开平9-126547号公报中的热泵热水供应装置，就是分别将热泵循环部分和大型热水储存罐作为单独的装置设置的，并用管道之类连接起来而构成的。当白天使用热水时，通过用混合阀把从热水储存罐的上部放出的热水与自来水混合，使其具有适当的温度后再向用户供应。可是，由于热泵循环部分与热水储存罐是分开的装置，就需要在设置场所进行把热泵循环部分与热水储存罐连接起来的管道工程。

关于这一点，专利文献2-日本特开2002-310499号公报中所记载的热泵热水供应装置，把热泵循环部分和大量预先储存有用这个热泵循环部分烧开的热水的热水储存罐容纳在一个机壳内，做成整体的结构。这样，用隔板把机壳内上、下隔开，把温度高的热水储存罐布置在隔板下方的空间里，并把温度高的水-制冷剂换热器和压缩机布置在热水储存罐下方的空间里，而把温度低的蒸发器和蒸发器用的风扇布置在隔板上方的空间里。此外，蒸发器还布置成形成沿着机壳的正面、侧面和背面的外壳。

与此相反，近年来正在开发不储存热水，而能在瞬间供应热水的热泵热水供应装置，即瞬间式热泵热水供应装置。这种瞬间式热泵热水供应装置由于不需要大容量的热水储存罐，而是具有在要使用热水时，能在一瞬间把所需要的那一部分热水烧开的瞬间加热能力，和直接供应热水的供水回路，从而能解决热水储存式装置所存在的各种问题。例如，在专利文献3-日本特开2004-69195号公报中所介绍的热泵热水供应装置中，在利用热泵循环的制冷剂用对所供的水进行加热的水-制冷剂换热器加热后的热水中，混合进从供水管分流过来的水之后，直接供应热水。此外，在专利文献4-日本特开2003-279133号公报中所介绍的热泵热水供应装置中，除了专利文献3中所介绍的结构之外，还设置了小型的辅助热水储存罐，在热泵循环起作用之前的短时间里，通过把用水-制冷剂换热器加热后的热水和储存在热水储存罐里的热水，与从供水管分流过来的水混合的方法，从而能更加方便地使用热水。

可是，记载在专利文献1中的热泵热水供应装置，因为把热泵循环部分与储存罐分成两个装置，虽然运输性能很好，可是，由于还必须在现场进行把热泵循环部分与储存罐连接起来的管道安装之类的工作，存在施工性能差的问题。在这一点上，专利文献2所记载的热泵热水供应装置，由于把热泵循环部分和热水储存罐安装在同一个机壳内，组装成一个整体，不必在现场装设管道，因而改进了施工性能。

可是，记载在专利文献1、2中的热泵热水供应装置，都是使用夜间的电力，在半夜里把热水储存在热水罐里，以供应白天所需的使用量的储存式热水装置，存在热水储存罐的容量很大，装置的高度很高，而且需要很大的安装面积和足够的地面强度的问题。例如，专利文献2的热泵热水供应装置，由于把热泵循环部分与储存罐上下层叠起来，假如，在热水储存罐的容量为300～500立升的情况下，机壳的高度将大大超过2000mm，存在安装性能和运输性能差的问题。即，按照专利文献1、2的方式的热泵热水供应装置，机壳的高度尺寸为2000mm左右，进深将超过500mm。此外，记载在专利文献1、2中的热泵热水供应装置，如果分时使用热水，还存在要花费时间等待烧开下一次使用的热水等的问题。

关于这一点，专利文献3、4的热泵热水供应装置，因为是所谓的瞬时式装置，所以能比较快的把热水烧开，供应热水，而且热水的储存罐也比较小。可是，记载在专利文献3、4中的现有技术，还有可以改进，使热泵热水供应装置更加小型化的余地。即，当为了在普通的公寓或者市内的独门独户住宅内安装热泵热水供应装置，而搬运这种装置时，因为重量太重，搬运和安装作业都非常困难。特别是，由于高度很高，无论是装置保持原来立起的状态还是横着倒下去的状态，都不可能塞到普通的电梯里面去，而必须通过楼梯来搬运。此外，如果是在横着倒下去的状态下搬运，由于横向的尺寸增大，在通道狭窄的公寓等的楼梯的角部，就会发生转不过弯来的问题。

关于这一点，记载在专利文献3中的热泵热水供应装置，为了节省面积，把主要部分的设备在高度方向上重叠起来，使得装置的高度非常的高，存在着安装过程中的搬运问题。此外，记载在专利文献4中的热泵热水供应装置，把热泵循环部分和热水储存罐横着并排容纳在机壳里，将其做成一个整体，以达到小型化的目的。可是，虽然把压缩机设置在蒸发器下方空间的容纳室内，但是，由于圆筒形的压缩机是立着设置的，如果要降低装置的高度，蒸发器的散热面积就有不够的危险。假如要确保充分的散热面积，就要考虑把压缩机容纳室重叠地布置在蒸发器散热面的投影范围内，就会产生散热气流在重叠的范围里的流动不畅，降低换热效率的问题。如果换热效率很低，就很容易结霜，甚至还会结冰，特别是，如果发展到接受除霜水的器皿冻结的地步，热泵热水供应装置就有丧失功能的危险。

发明内容

本发明的目的，就是考虑到施工性能等，提供一种使热水供应装置小型化，同时，即使没有大容量的储存罐，也能不断地对使用者供应温度适当的热水的热泵热水供应装置。

为达到上述目的，本发明的特征是，采用了能减小热水储存罐的容量，并且能进行瞬间供应热水的热泵热水供应装置，而且考虑到施工性能等，在使装置小型化的同时，能经常不断地对使用者供应温度适当的热水。

即，本发明的热泵热水供应装置，它具有：压缩制冷剂的压缩机；在被该压缩机压缩了的制冷剂所流过的制冷剂流道，与从供水回路供应的水所流过的水流道之间，进行换热的水-制冷剂换热器；在该水-制冷剂换热器中对温度已降低的制冷剂进行减压的减压装置；使由该减压装置减小了压力之后的制冷剂蒸发，并返回到上述压缩机中去的蒸发器；以及把在上述水-制冷剂换热器中已被加热的热水供应给热水供应口的与热水供应管连通的热水储存罐；其特征是，上述热水储存罐具有圆筒形的外壳，并使其外壳的圆筒形的轴线沿着纵向，布置在上述蒸发器的横向空间里；上述压缩机具有圆筒形的外壳，并将这个外壳的圆筒形的轴线沿着横向布置。

通常，热泵热水供应装置的高度尺寸决定于蒸发器的高度，或者热水储存罐的高度；而横向宽度或进深尺寸则决定于蒸发器的散热面积，或者热水储存罐的容量。此外，由于压缩机也是比较大的构成部件，因而，也影响装置的高度，横向宽度或进深尺寸。因此，在本发明中，基本的布置方式是把圆筒形的热水储存罐沿着纵向，布置在上述蒸发器的横向空间里。还有，作为本发明的特征是，通过把做成圆筒形的压缩机的圆筒轴线沿着横向布置，相对于整个装置来说，就减小了压缩机的高度尺寸，就能将其容纳在蒸发器或者热水储存罐中任何一个的下方空间里。因此，按照本发明，就能把装置的高度、横向的宽度和进深尺寸减小到所期望的值，此外，还能把压缩机容纳在蒸发器和热水储存罐中任何一个的下方空间里，使得蒸发器的必要的散热面积与热水储存罐的必要容量相符，通过灵活地设定它们的尺寸，就能使装置小型化。

在这种情况下，压缩机最好布置在后述的分隔开来的容纳室里。这样，容纳室内的温度就会由于压缩机的发热而上升，压缩机的温度上升了，它所排出来的制冷剂的温度就会上升。结果，水-制冷剂换热器中能够回收的热量增加，从而能提高热泵循环的加热能力，不但能减小热水储存罐的容量，同时还能有利于装置的小型化。

此外，最好是压缩机的容纳室形成在蒸发器下方的空间中。这样，就能把热水储存罐的高度尺寸做成与装置的高度相同，如果容量是固定的，就能把热水储存罐的直径做得小些，从而能减小装置的横向宽度和进深尺寸。

还有，最好水-制冷剂换热器把构成上述制冷剂流道的传热管和构成上述水流道的传热管做成线圈的形状并连接在一起，而把上述热水储存罐布置在上述线圈的内侧。这样，由于能有效地利用水-制冷剂换热器所占据的空间来布置热水储存罐，从而能减小整个装置所占据的空间。

此外，按照本发明，热水储存罐的容量最大是100立升，从而能把这种热泵热水供应装置的最大高度尺寸限制在1600mm。此外，热水储存罐的高度最大是1200mm，从而能把其容量做到最大为100立升。

此外，在上述任何一种热泵热水供应装置的结构中，还可以具有下列部件：检测从上述水-制冷剂换热器供应的热水温度的温度传感器；以及，当由该温度传感器所检测到的热水温度在设定温度以下时，把储存在上述热水储存罐中的热水供应给上述热水供应管，并使其混合在由上述水-制冷剂换热器所供应的热水中的控制部分。此外，还可以具有下列部件：检测从上述热水供应口所供应的热水温度的温度传感器；以及，当由该温度传感器所检测到的热水温度在设定温度以上时，把由上述供水回路供应的水混合在由上述热水供应口供应的热水中的控制部分。

此外，还可以具有由上述压缩机、上述水-制冷剂换热器和上述减压装置及上述蒸发器所组成的两组热泵循环，并且，各组热泵循环的压缩机设置在上述容纳室内。这样，由于能强化供应热水的加热能力，并能在提高双方的排出气体温度的同时，使压缩机小型化，因而能降低装置的高度。

此外，最好把压缩机和热水储存罐布置成从该热泵热水供应装置的中心向背面一侧偏移。这样，由于能使装置的重心位于背面一侧，就能在发生地震时，防止装置向前面例如通道一侧倒下去。结果，就能让使用者安心地使用这种装置。此外，由于在装置的前面一侧有了空间，从而能在该空间中确保布置外部管道与内部管道连接起来的接头和电器零件的空间。

按照本发明，由于能使热水供应装置小型化，因而可提高其施工性能，此外，即使没有大型的热水储存罐，也能始终对使用者供应适合温度的热水。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的热泵热水供应装置的、拆掉前面板后的正视图；

图2是图1的热泵热水供应装置的系统结构图；

图3是表示图1的热泵热水供应装置的，拆掉图1的电气零件箱4后的俯视图；

图4是从图1的IV-IV线向下看到的内部结构图；

图5是沿图1的V-V线的断面图。

具体实施方式

下面，参照图1～图5说明本发明的实施例。图1是本发明的一个实施例的热泵热水供应装置的、拆掉前面板后的正视图；图2是图1的热泵热水供应装置的系统结构图；图3是表示图1的热泵热水供应装置的，拆掉图1的电气零件箱4后的俯视图；图4是从图1的IV-IV线向下看到的内部结构图；图5是沿图1的V-V线的断面图。

如图2所示，本实施例的热泵热水供应装置的结构为，具有构成热泵循环的两组热泵热水供应回路101a、101b，以便确保瞬间供应热水的能力。在各组热泵热水供应回路101a、101b中，分别封装进去用作制冷剂的，例如，碳酸气制冷剂。另外，作为热泵热水供应装置的制冷剂，能够在超临界范围使用，而且，虽然理想的是天然制冷剂之类的碳酸气制冷剂，但本发明并不是仅限于这种制冷剂。

由构成各组热泵热水供应回路101a、101b的压缩机102a、102b所压缩后的高温制冷剂，通过设置在水-制冷剂换热器103的制冷剂一侧的传热管103a、103b之后，分别经作为减压装置的膨胀阀104a、104b，导入蒸发器105a、105b中而蒸发，然后再返回到压缩机102a、102b中。在蒸发器105a、105b处分别设有风扇106a、106b。

压缩机102a、102b做成容量可以控制的，在要大量供应热水的情况下，能以大容量进行运转。即，压缩机102a、102b借助于PWM控制，电压控制(例如，PAM控制)，或者这两种控制的组合控制，能从低速(例如1000转/分)到高速(例如8000转/分)之间控制它的转速。膨胀阀104a、104b对利用水-制冷剂换热器103散热后降低了温度的高压制冷剂进行减压，把处于两相状态的制冷剂导入蒸发器105a、105b中。蒸发器105a、105b借助于通过风扇106而流动的室外空气，使空气与制冷剂进行换热，于是，使低温低压的制冷剂蒸发。

在水-制冷剂换热器103上，通过热套装地设有分别与制冷剂侧传热管103a、103b相对应的供水侧传热管103c、103d，而作为加热对象的水，则通过供水回路110向这两根供水侧传热管103c、103d供水。供水回路110是由用管道依次连接起来的下列各部分构成的：连接在自来水管之类的水源上的供水管接头111，减压阀112，供水水量传感器113，电磁阀116(可以省略)，单向阀114和流量传感器115。另外，在水-制冷剂换热器103的进口侧用配管使供水侧传热管103c、103d分叉，以便减少供水回路110中的压力损失。此外，水-制冷剂换热器103的制冷剂侧传热管103a、103b和供水侧传热管103c、103d是用来形成制冷剂流与供水流相对流动的，借助于这种相对流动，以使高温高压的制冷剂与低温的水之间进行换热。即，在供水侧传热管103c、103d的进口处处于低温的水，随着它通过供水侧的传热管103c、103d而逐渐被加热，在供水侧传热管103c、103d的出口侧，则使其温度升高到接近由运转控制装置所设定的设定温度。

从供水侧传热管103c、103d的出口排出的高温热水，通过热水供应回路120，从热水供应管接头121供应给热水供应口。即，热水供应回路120是用管道依次把下列各个部分连接在热水供应管接头121上而构成的：供水侧传热管103c、103d的出口、第一混合阀122、第二混合阀123、流量调节阀124。第一混合阀122用管道连接在热水储存罐130的顶部。这样，第一混合阀122的结构具有以下两种功能：把用水-制冷剂换热器103加热了的高温热水储存在热水储存罐130中的功能；把热水储存罐130中的热水混合在用水-制冷剂换热器103加热了的热水中，再由运转控制装置调节到所设定的设定温度的供应热水的功能。此外，从供水回路110的供水流量传感器113的下游分叉出来的水管，连接在第二混合阀123上，借此，把从供水回路110供应的水混合在热水供应回路120的高温热水中，以便能通过运转控制装置调节到所设定的设定温度(约35～60℃)。这样一来，调节到设定温度的热水，便能通过流量调节阀124从热水供应管接头121供应给使用热水的场所。另外，流量调节阀124是为了能根据热泵循环101的加热能力供应规定温度以上的热水的，限制热水供应量的比例阀，例如，能根据外部大气的温度等来限制热水供应量。

另一方面，热水储存罐130的底部，通过管道131连接在供水回路110的单向阀110的上游侧，并通过管道132连接在循环泵133的进水口上。循环泵133的排水口，通过管道134连接在热水供应回路110的单向阀114的下游侧。这样，就构成了把热水储存罐130底部的热水抽出来之后，通过水-制冷剂换热器103的供水侧传热管103c、103d加热，再通过第一混合阀122返回到热水储存罐130的顶部的沸腾循环系统。此外，热水储存罐130内的热水，借助于供水管接头111所供应的供水压力而排出，再通过第一混合阀122供应给热水供应管接头121。另外，在热水储存罐130的底部设有排水阀135，在第一混合阀122的与热水储存罐130的连接管道上，设有泄水阀136。

接着，说明通向澡盆140的热水供应回路和追加加热回路。可以从连接在热水供应管接头121上的，未图示的热水供应龙头，直接向澡盆140注入热水。不过，也可以如图所示，构成热水注入回路。即，热水注入回路上设有从流量调节阀124的下游分叉出来的热水注入电磁阀141，用管道把这个热水注入电磁阀141的出口侧依次与流量开关142、追加加热泵143、水位传感器144和注入热水管接头145连接。然后，通过管道把注入热水管接头145连接在澡盆140的底部。另外，在热水注入电磁阀141上还连带设有单向阀、水量传感器和大气开放阀。

另一方面，追加加热回路的结构是这样的，即，由追加加热泵143通过水位传感器144和注入热水管接头145，从连接在澡盆140底部的管道中把澡盆中的热水抽吸上来，通过从流量开关142的热水注入电磁阀141一侧的分叉出来的管道146，导入追加加热换热器147中进行加热。用追加加热换热器147进行追加加热后的热水，则通过管道148，从追加加热注入热水管接头149返回到澡盆140的底部。

追加加热换热器147，是把热水侧传热管147a与追加加热侧传热管147b在传热作用上结合起来而形成的。热水侧传热管147a的一端通过电磁开关阀150和单向阀151连接在第一混合阀122的上游侧，其另一端则连接在循环泵133的吸入侧。因此，通过驱动循环泵133，就能把用水-制冷剂换热器103加热了的高温热水，循环供应给追加加热换热器147的热水侧传热管147a，对流过追加加热侧传热管147b的澡盆140内的回流热水进行追加加热。

此外，运转控制装置，根据控制电路、洗澡水遥控器、厨房遥控器等的操作设定值和各传感器的检测值，对热泵热水供应回路101a、101b的运转、停止，以及压缩机102a、102b的转速进行控制，并且对第一混合阀122、第二混合阀123、流量调节阀124等进行控制。另外，在各种传感器中，有检测各部分的温度状态的温度传感器，检测压力的压力传感器，检测水量的水量传感器等等。此外，在热水储存罐130中，设有用于检测超过规定温度的热水温度水平，用于控制热水储存量的温度传感器137a～137c。

由于具有上述结构，按照本实施例，当连接在热水供应管接头121上的供应热水的终端的出水口打开时，借助于自来水管中的压力从供水管接头111流入的水便流入供水回路110中，当供水水量传感器113检测到供水时，便由运转控制装置让热泵热水供应回路101a、101b开始运转。这样，流入供水回路110中的水导入水-制冷剂换热器103中，通过换热，加热到35～60℃左右，加热后的热水通过第二混合阀123，直接供应热水。此外，热水的供应量可以通过调节流量调节阀124的开度来调节。

热泵热水供应回路101a、101b的运转，使压缩机102a、102b和风扇106a、106b开始运转，使得高温高压的碳酸气制冷剂流入水-制冷剂换热器103的制冷剂侧传热管103a、103b中，与流入水-制冷剂换热器103的供水侧传热管103c、103d的水进行换热，并将供应的水加热。用水冷却后的碳酸气制冷剂由膨胀阀104a、104b进行减压，成为低温的气体与液体的两相流体后，导入蒸发器105a、105b中。在蒸发器105a、105b中蒸发后的制冷剂，在成为低压气体制冷剂之后，返回到压缩机102a、102b中，形成热泵循环。此外，热水储存罐130下部的水，由循环泵133供应给水-制冷剂换热器103的水一侧的传热管103c、103d并进行加热，再通过第一混合阀122返回到热水储存罐130的上部。这样，高温的热水便从上部开始依次进行储存在热水储存罐130中的热水储存运转。通过反复进行这种运转，当储存在热水储存罐130中的水全部成为达到设定温度的热水时，压缩机102a、102b和风扇106a、106b便停止运转，热泵热水供应回路101a、101b也停止运转。

此外，本实施例中的热泵热水供应装置，在热泵热水供应回路101a、101b开始运转的短时间里，由于用水-制冷剂换热器103所加热的热水温度，要比由运转控制装置所设定的热水供应温度低，所以要用第一混合阀122把用水-制冷剂换热器103所加热的热水，与储存在大约30～100立升左右的小型热水储存罐130中的，温度约为60～90℃的高温热水进行混合，就能供应调节到接近规定温度的热水。还有，通过用第二混合阀123混合从供水管分叉出来的低温水，就能供应由运转控制装置所设定的供水温度(约35～60℃)的热水。这样，本实施例就是小型的，使用很方便的优良的热水供应量。另外，如果打开第一混合阀122的热水储存罐130一侧的流入口，储存在热水储存罐130中的高温热水就能用自来水的压力压出来。此外，如果开始了热泵热水回路101a、101b的运转，那么，由水-制冷剂换热器103所加热后的热水，就能通过第一混合阀122和第二混合阀123直接供应热水，即，具有瞬间式热泵热水供应装置的功能。这样，按照本实施例，由热泵循环101和水-制冷剂换热器103所加热的热水，由于只是在一开始那样达不到规定的温度的时候，需要利用热水储存罐130内的热水，才能供应规定温度的热水，因而可以减小热水储存罐130的容量。

下面，参照图1、图3～图5，说明把具有如上所述结构的系统的热泵热水供应装置容纳在一个机壳内的实施例的结构。另外，在图2中，用虚线152包围澡盆140的这一部分，和连接注入热水管接头145、149与澡盆140的管道，没有包含在本实施例的热泵热水供应装置的构成部件中。

如图1、图3～图5所示，热泵热水供应装置1，用隔板3把箱形机壳2的内部分成左右两个空间，在左侧的空间内，容纳了构成热泵循环101的压缩机102a、102b，蒸发器105a、105b，风扇106a、106b，和电器零件箱4等结构部件。另一方面，在隔板3的右侧空间内，容纳了下列部件：做成线圈状的水-制冷剂换热器103；插入水-制冷剂换热器103的线圈内的圆筒形热水储存罐130；位于右侧空间背面一侧的角部(参见图3、图4)的追加加热换热器147；以及位于水-制冷剂换热器103的前面一侧的电器零件箱5等结构部件。即，隔板3是隔开蒸发器105a、105b一侧与热水储存罐103一侧的空气和热的部件。机壳2底部的底板6借助于腿7设置成从安装面上浮起来。此外，如图4所示，隔板3在机壳2的背面一侧，设置成向热水储存罐130的内侧折弯。借此，即使机壳2的横向宽度狭窄，也能确保蒸发器105a、105b必要的散热面积。另外，背面这一侧是指安装时对着壁的一侧。

压缩机102a、102b和热水储存罐130分别固定并支承在底板6上。此外，设有蒸发器105a、105b和风扇106a、106b的上部空间，和设有压缩机102a、102b的下部空间，用隔板8隔开。如图5所示，隔板8做成覆盖压缩机102a、102b的上方和前方。即，借助于底板6、隔板8、隔板3，以及机壳2的前、后壁和侧壁，隔成了压缩机102a、102b的收容室10。特别是，压缩机102a、102b做成具有圆筒形外壳，并且，如图4所示，使这个外壳的圆筒的轴线向着横向布置成，并排在机壳2内的前后。

蒸发器105a、105b分成上、下两段，或者其结构具有两条混合布置的制冷剂回路。例如，蒸发器105a、105b设有布置成蛇行形状的构成制冷剂回路的传热管，形成在传热管上安装了许多片翅片的，所谓交叉翅片管式的换热器。此外，如图1、图3所示，蒸发器105a、105b折弯成L形，形成了机壳2的一个侧面和背面的一大半，成为热泵热水供应装置1的外轮廓。此外，如图所示，风扇106a、106b上、下安装在沿着蒸发器105a、105b设置的安装腿11上。这种风扇106a、106b把空气从机壳1的外部抽进来，强制地使蒸发器105a、105b内的低温低压的制冷剂蒸发。

电器零件箱4形成机壳2的上面，在电器零件箱4内部热容纳了控制压缩机102a、102b和风扇106a、106b运转的控制电路等等。此外，电器零件箱5布置在机壳2的前面，在电器零件箱5内容纳了设定热泵热水供应装置1的遥控之类的操作的控制电路，和根据各传感器的检测值对热泵热水供应回路101a、101b的运转停止进行控制的控制电路。

此外，水-制冷剂换热器103是把制冷剂侧传热管103a、103b和供水侧传热管103c、103d，像图中所示的那样卷绕在热水储存罐130的外圆周上形成的。例如，把制冷剂侧传热管103a、103b做成交替重叠的线圈状，在这些重叠部分上卷绕供水侧传热管103c、103d，然后再用钎焊等热加工方式形成牢固地结合。此外，制冷剂侧传热管103a、103b的上端，通过管道107a、108a连接在压缩机102a、102b的排气侧上，其下端则通过管道107b、108b，膨胀阀104a、104b和管道107c、108c，连接在蒸发器105a、105b的一端上。此外，蒸发器105a、105b的另一端，通过管道107d、108d连接在压缩机102a、102b的进气侧上。如图4所示，上述管道107d、108d与压缩机102a、102b的进气口的连接形成弯曲部分。这样，压缩机102a、102b的振动就被管道107d、108d的弯曲部分所吸收了，从而降低了因压缩机102a、102b的振动传递给蒸发器105a、105b而造成的噪音。此外，包含管道107d、108d的弯曲部分在内的一部分，布置成位于蒸发器105a、105b的下方的投影面内。

在热水储存罐130下部的前面一侧，设有架在隔板3与机壳2的侧壁之间的接头安装板12。在接头安装板12上安装了如图2所示的供水接头111、供应热水接头121、注入热水接头145和注入追加加热热水接头149，并把与外部管道的连接集中在一处。供水接头111连接在供水侧传热管103c、103d的下端，而供应热水接头121连接在供水侧传热管103c、103d的上端。这样，制冷剂侧传热管103a、103b与供水侧传热管103c、103d内的流动就形成了互相相对地流动。

此外，如图5所示，还设有横贯蒸发器105a、105b下端的全长的，除霜水接受槽13。接受槽13是用金属之类有传热性能的材料制成的，并布置成形成容纳压缩机102a、102b的容纳室10的隔板的一部分。即，接受槽13的底面布置在与隔板8同样的高度上。这样，就能防止由于容纳室10内的温度而使接受槽13内的除霜水冻结。

另外，为避免繁杂，在图1、图3～图5中，省略了图2中所示的泵类、管道类、阀类、传感器类等其它部件。

按照具有上述结构的本实施例的热泵热水供应装置，具有下述效果。

首先，热泵热水供应装置1的高度尺寸，决定于蒸发器105a、105b的高度，和热水储存罐130的高度。此外，横向宽度和进深尺寸，则决定于蒸发器105a、105b的散热面积，和热水储存罐130的容量。还有，由于压缩机102a、102b也是比较大的构成部件，会影响装置的高度、横向宽度和进深尺寸。在本实施例中，考虑到这些情况，把圆筒形的热水储存罐130纵向布置在蒸发器105a、105b的横向空间里，更进一步，还把做成圆筒形的压缩机102a、102b的圆筒形的轴线横向布置在蒸发器105a、105b下方的空间里。

例如，为了降低热泵热水供应装置1的高度，就要减小容纳室10的高度尺寸。另一方面，在这种热泵热水供应装置1中，安装一台具有必要的能力(排量)的大容量压缩机是比较经济的。此外，由于有润滑油的关系，通常将做成圆筒形的压缩机的圆筒轴线立着使用。因此，如果决定使用一台压缩机，不但压缩机所占据的高度尺寸很大，其径向尺寸也非常大，这样，由于容纳室10的高度尺寸增高，所以装置本身的高度也不得不做得很高。

因此，本实施例通过把压缩机102a、102b横着布置，就大大减小了压缩机102a、102b所占据的高度尺寸。特别是，按照本实施例，由于把热泵循环分成两个系统，把两台压缩机102a、102b沿横向并排地布置，所以能把容纳室10的高度尺寸做得极低。结果，能将热泵热水供应装置1本身的高度H的尺寸做成最大也只有1600mm。

此外，按照本实施例，有鉴于蒸发器105a、105b可通过利用机壳2的侧壁和背面的壁来保证它所要求的横向宽度，因而能减小蒸发器105a、105b的高度，将其布置在蒸发器105a、105b的下方，所以能减小装置的整体高度尺寸。结果，由于热水储存罐130具有足够的高度，即使直径小一点，也能确保必要的容量，从而能很容易地把装置的横向宽度和进深尺寸减小到所期望的值。

此外，由于在考虑到可靠性所允许的范围内，提高了压缩机102a、102b本身的温度，因而能提高热泵循环的加热能力。关于这一点，以往就没有在提高容纳室中的压缩机的温度方面下过功夫。即，按照本实施例，由于把两台压缩机102a、102b设置在在容纳室10里，并且能将压缩机102a、102b的容积占有率提高到30％，因而能提高容纳室10内的温度，促进水-制冷剂换热器103内部的换热，从而提高加热能力。此外，还能把加热后的热水温度提高到比原来的高。结果，就能减小热水储存罐130的容量，有利于装置的小型化。

此外，按照本实施例，由于把水-制冷剂换热器103做成线圈状，并在这个线圈所占据的空间内布置热水储存罐130，因而减小了装置整体所占据的空间，能使得装置小型化。

此外，按照本实施例，如图4所示，由于把连接压缩机102a、102b的进气口与蒸发器105a、105b的管道做成弯曲的，而把包含该弯曲部分的管道布置成位于蒸发器105a、105b下方的投影面内，因而能如以下所述的那样，减小装置的横向宽度。即，在本实施例中，由于分别连接在压缩机102a、102b的进气口和排气口上的管道，是从横向布置的压缩机102a、102b的两端引出来的，所以压缩机102a、102b周围的装置宽度，例如，就是在压缩机102a、102b的长度350mm上，再加上两侧管道所必须的长度。两侧的管道，若考虑到铜管的成形性能或者锡焊的性能，需要100～150mm。因此，容纳室10正面的宽度虽是450～500mm，但热泵热水供应装置1整体的横向宽度，若考虑到安装性能等限定在900mm之内，要确保容纳室10正面的宽度为450～500mm就相当困难。而且，很难容纳两台压缩机102a、102b，并进行管道等施工。此外，要把容纳室10重叠布置在蒸发器105a、105b的散热面的投影范围内，由于会妨碍散热气流的流动，降低换热的效率虽应予避免，可是，如果确保了散热气流的气流动，又必然会减小容纳室10的正面宽度。因此，在本实施例中，如图4所示，让包含管道107d、108d的弯曲部分在内的这一部分管道，位于蒸发器105a、105b下方的投影面内，就是为了充分保证容纳室10的正面宽度。这样一来，横向宽度为900mm的热泵热水供应装置1的整体宽度就不会扩大，既能容纳压缩机102a、102b，还能利用管道107d、108d和压缩机102a、102b散发的热量，来加热布置在蒸发器105a、105b下端的除霜水接受槽13。

此外，按照本实施例，由于压缩机的容纳室10的布置不重叠在蒸发器105a、105b的散热面上，所以能在蒸发器105a、105b的整个散热面上进行均匀的换热。因此，就避免了因为风量分布不均而产生的霜局部凝结的问题。而且，由于能利用管道107d、108d和压缩机102a、102b散发的热量来加热除霜水接受槽13，所以，能防止除霜水接受槽13内的除霜水冻结，热泵热水供应装置1不会丧失其功能。

由于以上各种原因，所以，按照本实施例，能把热水储存罐130的罐容量减小到最大100立升，并且还能降低它的高度。例如，当罐容量为100立升，高度为1200mm时，如果把热泵热水供应装置1的进深尺寸做成450mm，则直径最大也只有300mm。

此外，需要的结果是，当罐的容量为100立升时，通过水-制冷剂换热器103能让使用者很快获得所希望温度的热水。在这一点上，如果按照本实施例，由于把两台压缩机102a、102b并排地设置在容纳室10内，在提高了容纳室10内的温度时，压缩机的排气温度也提高了，就能把用水-制冷剂换热器103所加热的热水温度提高到，例如，35～60℃，从而能满足使用者的要求。即，由于热水储存罐130内的热水，只是在热泵回路102a、102b开始运转时等起辅助使用的作用，因而能将热水储存罐130的高度降低到最大为1200mm。

此外，在把这种热泵热水供应装置1设置在城市型公寓的阳台上的情况下，要求其进深尺寸最大是450mm，不过，只要将热水储存罐130的直径设计成300mm左右就能满足这一要求。

综上所述，按照本实施例，由于热水储存罐130的容量最大为100立升(1200mm×300mm的圆筒)，即使在腿7的高度为100mm左右的情况下，也能获得最大高度为1600mm的热泵热水供应装置1。此外，由于热泵热水供应装置1的宽度尺寸不会扩大到900mm以上，因而能制造与现有的模式相符的产品。此外，还能在狭窄的楼梯上搬运，而且也能与建筑模式相符地进行安装。

还有，按照本实施例，如图1所示，用腿7使得底板6从平常的安装面(地面)悬起来，例如100mm，并且还在离开底板6的例如150～200mm处设置接头安装板12，因此，就能利用有这样高度的空间(250～300mm)，很容易地对从平常的安装面(地面)绕回来的管道进行弯曲加工和连接。

此外，如图4所示，本实施例的特征是，把热水储存罐130、压缩机102a、102b和蒸发器105a、105b集中布置在机壳2的背面一侧，使热泵热水供应装置1的重心位于装置的中心线的后方。结果，即使发生地震等，也能防止这种装置向前面的通道倾倒。即，按照本实施例，虽然能降低热泵热水供应装置1的高度，但是，也有最大高度为1600mm的情况。此外，由于热泵热水供应装置1具有把两组热泵循环并列的热水储存罐130，因此，装置的重量可达到例如150kg～250kg。这样，在把这种高度较高，又很重的热泵热水供应装置1设置在城市型公寓之类的阳台上的情况下，如果发生地震，虽存在不要让这种热泵热水供应装置1向前面的通道倾倒的问题，但按照本实施例，就能解决这个问题。

此外，按照本实施例，由于采用了把热泵热水供应装置1容纳在一个机壳2内的结构，所以在安装过程中，在现场不必安设各种机械之间的管道，并且因为体积小，搬运和安装都很简单。

在本实施例中，热泵热水供应装置1的轮廓尺寸能达到：包含腿7在内的高度尺寸H最高为1600mm；横向的宽度尺寸W最大为900mm；进深尺寸D最大为500mm。另外，腿7的高度尺寸大约是100mm。此外，压缩机102a、102b的直径为150mm左右，长度为350mm左右。

Claims (11)

1.一种热泵热水供应装置，它具有：压缩制冷剂的压缩机；在被该压缩机压缩了的制冷剂所流过的制冷剂流道，与从供水回路供应的水所流过的水流道之间，进行换热的水-制冷剂换热器；在该水-制冷剂换热器中对温度已降低的制冷剂进行减压的减压装置；使由该减压装置减小了压力之后的制冷剂蒸发，并返回到上述压缩机中去的蒸发器；以及把在上述水-制冷剂换热器中已被加热的热水供应给热水供应口的与热水供应管连通的热水储存罐；其特征在于，

上述热水储存罐具有圆筒形的外壳，并使其外壳的圆筒形的轴线沿着纵向，布置在上述蒸发器的横向空间里；

上述压缩机具有圆筒形的外壳，并将该外壳的圆筒形的轴线沿着横向布置。

2.如权利要求1所述的热泵热水供应装置，其特征在于，上述压缩机布置在分隔开来的容纳室里。

3.如权利要求2所述的热泵热水供应装置，其特征在于，上述压缩机的容纳室形成在蒸发器下方的空间中。

4.如权利要求1～3中任何一项所述的热泵热水供应装置，其特征在于，上述水-制冷剂换热器把构成上述制冷剂流道的传热管和构成上述水流道的传热管做成线圈的形状并连接在一起，而把上述热水储存罐布置在上述线圈的内侧。

5.如权利要求4所述的热泵热水供应装置，其特征在于，上述热水供应管还具有把由上述水-制冷剂换热器加热后的热水与上述热水储存罐内的热水混合起来，供应给上述热水供应口的混合阀。

6.如权利要求1～3中任何一项所述的热泵热水供应装置，其特征在于，热水储存罐的最大容量是100立升，这种热泵热水供应装置的最大高度尺寸是1600mm。

7.如权利要求1～3中任何一项所述的热泵热水供应装置，其特征在于，上述热水储存罐的最大高度为1200mm，其最大容量为100立升。

8.如权利要求5所述的热泵热水供应装置，其特征在于，它还具有：检测从上述水-制冷剂换热器供应的热水温度的温度传感器；以及，当由该温度传感器所检测到的热水温度在设定温度以下时，把储存在上述热水储存罐中的热水供应给上述热水供应管，并使其混合在由上述水-制冷剂换热器所供应的热水中的控制部分。

9.如权利要求8所述的热泵热水供应装置，其特征在于，它还具有：检测从上述热水供应口所供应的热水温度的温度传感器；以及，当由该温度传感器所检测到的热水温度在设定温度以上时，把由上述供水回路供应的水混合在由上述热水供应口供应的热水中的控制部分。

10.如权利要求2或3所述的热泵热水供应装置，其特征在于，它还具有由上述压缩机、上述水-制冷剂换热器和上述减压装置及上述蒸发器所组成的两组热泵循环，并且，各组热泵循环的压缩机设置在上述容纳室内。

11.如权利要求1～3中任何一项所述的热泵热水供应装置，其特征在于，上述压缩机和上述热水储存罐布置成从该热泵热水供应装置的中心向背面一侧偏移。

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