【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ給湯機に関し、特にヒートポンプ給湯機内に配設される熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、給湯機としてはガスや電気ヒータを熱源とするものが大勢的であるが、近年エネルギ利用の効率化の要望や、ガスや電気ヒータによる火災等の防止の観点からヒートポンプ給湯機が提案されている。
【０００３】
このようなヒートポンプ給湯機は、例えば、圧縮機、蒸発器、膨張弁、熱交換器、及び貯湯タンクを有する室外機を備えており、凝縮器で冷媒と水とを熱交換させて貯湯し、この湯を供給できるようにしている。
【０００４】
以下、前記凝縮器を熱交換器という。かかる熱交換器の構成例として、例えば特開２００２−１０７０６９号公報に、図４のようなものが開示されている。この熱交換器５１は、冷媒が流動する冷媒伝熱管（第１伝熱管）５２、水が流動する水伝熱管（第２伝熱管）５３、及びこれらを支持する図示しない支持部材等により構成されている。これら冷媒伝熱管５２及び水伝熱管５３は、外観が扁平になるように形成されており、それぞれ冷媒と水とが内部を流動するようになっている。そして、冷媒伝熱管５２と水伝熱管５３との扁平面を合わせて螺旋状に巻き、支持部材によりこれらを支持している。
【０００５】
図５は前記熱交換器を内部に配置した室外機の一例を示す内部構造図である。この室外機５４は、本体ケース５５内部に前記熱交換器５１、圧縮機５６、蒸発器５７、膨張弁、及び貯湯タンク５８を備え、前記熱交換器５１が螺旋状に積み重ねられて円筒形をし架台６１上に載置固定されている。前記熱交換器５１は、広い底面積と一定の高さを有して容積が大きいため室外機５４内の大きなスペースを占めていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記室外機５４は、従来から小形化することが要望されており、室外機５４内で大きなスペースを占める熱交換器５１が室外機５４の外形寸法を大きくする一因になっている。
【０００７】
本発明は上述のような従来の課題を解消するために成されたものであり、冷媒対水（被熱交換液）熱交換器の形状を改良し、ヒートポンプ給湯機の小形化を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、第１流体が流動する流路を有する第１伝熱管を、第２流体が流動する流路を有する第２伝熱管に埋設一体化させて成る結合管にて構成された熱交換器と、貯湯タンクとを本体ケース内に備えたヒートポンプ給湯機において、前記熱交換器を貯湯タンクの外周へ巻回状に配設したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態１におけるヒートポンプ給湯機の回路図である。
【００１０】
図１において、ヒートポンプ給湯機１は、冷媒を圧縮する圧縮機２、冷媒と水とを熱交換させる冷媒対水熱交換器（以下、単に熱交換器という）３、冷媒を膨張させる膨張弁４、冷媒と外気等とを熱交換させる蒸発器５、冷媒の気液分離を行うアキュームレータ６等を有し、これらの構成部品を順次冷媒伝熱管（第１伝熱管）７にて接続してなる冷媒循環回路Ａと、貯湯タンク８、循環ポンプ９、及び前記熱交換器３を有し、これらの構成部品を順次水伝熱管（第２伝熱管）１２にて接続してなる給湯回路Ｂとから構成されている。そして、このヒートポンプ給湯機１は、前記圧縮機２、熱交換器３、膨張弁４、蒸発器５、貯湯タンク８及び循環ポンプ９等を収容する室外機１３を備えている。
【００１１】
図２はヒートポンプ給湯機の室外機の内部構造を示す正面図、図３は結合管のＡ−Ａ´断面図である。
【００１２】
図２において、ヒートポンプ給湯機１の室外機１３は、圧縮機２、熱交換器３、膨張弁、蒸発器５、貯湯タンク８、及び循環ポンプ９等を有し、これらの構成部品が本体ケース１４内に収容されている。この本体ケース１４は、上室１５Ａと下室１５Ｂとに仕切り壁１６にて仕切られており、前記上室１５Ａ内には圧縮機２、蒸発器５、及びこの蒸発器３に送風する送風機１７等が配置され、一方、前記下室１５Ｂ内には熱交換器５、貯湯タンク８、循環ポンプ９等が配置されている。
【００１３】
前記本体ケース１４の下部には、底板としての架台１８を有し、この架台１８上に循環ポンプ９が載置固定され、貯湯タンク８が支持脚８Ａを介して載置固定されている。この貯湯タンク８は、上下部が球面形をした縦長円筒形をしており、この貯湯タンク８の外周面に結合管２４が巻回されている。
【００１４】
前記熱交換器３は、図３に示すように、冷媒が流動する３本の冷媒伝熱管（第１伝熱管）７、７、７と、水が流動する１本の水伝熱管（第２伝熱管）１２とから成る結合管２４にて構成され、前記伝熱管７、１２は、銅のように加工性及び熱伝導性の優れた部材を材料として作られている。前記結合管２４は、水伝熱管１２の両端部を縮径されるとともに、両端部を除く所定長さの略全長にわたって３本の冷媒伝熱管７、７、７を埋設一体化している。そして、この結合管２４を貯湯タンク８の外周に巻き付けて熱交換器３とし、その外側に断熱材（図示せず）を巻付け覆っている。
【００１５】
このように、熱交換器３を貯湯タンク８の円筒形の外周に巻回状に配設したことにより、従来熱交換器を設けるために占めていた収納スペースを削減することができ、削減したスペース分の容積を減らして設計することにより、本体ケース１４の小形化を図ることができる。
【００１６】
また、熱交換器３は、貯湯タンク８の外周に接しているので、熱交換器３の熱が直接貯湯タンク８に伝熱されるため熱ロスを少なくすることができる。
【００１７】
また、従来貯湯タンク８と熱交換器３とのそれぞれに設けられていた断熱材を共通して使用でき、コストの低減をすることができる。
【００１８】
以上一実施形態に基づいて、本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
本実施形態の熱交換器３は、１本の水伝熱管１２と３本の冷媒伝熱管７、７、７とを埋設一体化した結合管２４を使用して作製されているが、この結合管は、例えば１本の水伝熱管１２と２本の冷媒伝熱管７、７を埋設一体化したものであっても良く、それぞれの伝熱管の本数は限定されるものではない。
【００２０】
また、本実施形態では熱交換器３に冷媒（第１流体）と水（第２流体）とが循環してこれらの間で熱交換する場合について説明しているが、本発明は「冷媒」、「水」により限定を受けるものではないことを付言する。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のヒートポンプ給湯機は、本体ケース内に配置された熱交換器を給湯タンクに巻回状に配設したことにより、本体ケース内の熱交換器の省スペース化が図れ、本体ケースの小形化を図ることができる。
【００２２】
そして、ヒートポンプ給湯機の本体ケースが小形化されることにより、ヒートポンプ給湯機の設置条件を良くして設置場所の選定をしやすくすることができる。
【００２３】
また、熱交換器は、給湯タンクの外周に直接巻回されることから、熱交換器の熱が直接給湯タンクに伝熱され熱ロスを少なくすることができる。また、従来給湯タンクと熱交換器とのそれぞれに設けられていた断熱材を共通に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるヒートポンプ給湯機の回路図である。
【図２】図１の室外機の内部構造を示す正面図である。
【図３】図４の熱交換器のＡ−Ａ´断面図である。
【図４】従来の熱交換器の斜視図である。
【図５】従来の熱交換器を内部に配置した室外機を示す正面図である。
【符号の説明】
１ ヒートポンプ給湯機
３ 冷媒／水熱交換器
７ 冷媒伝熱管（第１伝熱管）
８ 貯湯タンク
１２ 水伝熱管（第２伝熱管）
１４ 本体ケース
２４ 結合管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pump water heater, and more particularly, to a heat exchanger provided in the heat pump water heater.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a large number of hot water heaters use a gas or electric heater as a heat source. However, in recent years, a heat pump hot water heater has been proposed from the viewpoint of demand for more efficient use of energy and prevention of a fire or the like by the gas or electric heater. ing.
[0003]
Such a heat pump water heater includes, for example, an outdoor unit having a compressor, an evaporator, an expansion valve, a heat exchanger, and a hot water storage tank, stores heat by exchanging heat between refrigerant and water in a condenser, This hot water can be supplied.
[0004]
Hereinafter, the condenser is referred to as a heat exchanger. As a configuration example of such a heat exchanger, for example, one shown in FIG. 4 is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-107069. The heat exchanger 51 includes a refrigerant heat transfer tube (first heat transfer tube) 52 through which a refrigerant flows, a water heat transfer tube (second heat transfer tube) 53 through which water flows, and a support member (not shown) that supports these. ing. The refrigerant heat transfer tube 52 and the water heat transfer tube 53 are formed so as to be flat in appearance, and the refrigerant and the water flow inside the respective tubes. Then, the flat surfaces of the refrigerant heat transfer tube 52 and the water heat transfer tube 53 are spirally wound together and supported by a support member.
[0005]
FIG. 5 is an internal structural diagram showing an example of an outdoor unit in which the heat exchanger is disposed. The outdoor unit 54 includes a heat exchanger 51, a compressor 56, an evaporator 57, an expansion valve, and a hot water storage tank 58 inside a main body case 55. The heat exchanger 51 is spirally stacked to form a cylindrical shape. It is placed and fixed on a gantry 61. The heat exchanger 51 occupies a large space in the outdoor unit 54 because the heat exchanger 51 has a large bottom area and a fixed height and a large volume.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the outdoor unit 54 has conventionally been required to be reduced in size, and the heat exchanger 51 occupying a large space in the outdoor unit 54 is one of the causes of increasing the external dimensions of the outdoor unit 54.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has been made to improve the shape of a heat exchanger for refrigerant to water (heat-exchanged liquid) and reduce the size of a heat pump water heater. Aim.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 embeds and integrates a first heat transfer tube having a flow path through which a first fluid flows into a second heat transfer tube having a flow path through which a second fluid flows. In a heat pump water heater provided with a heat exchanger constituted by a coupling pipe formed by the above and a hot water storage tank in a main body case, the heat exchanger is arranged in a winding shape around the outer periphery of the hot water storage tank. And
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a heat pump water heater according to Embodiment 1 of the present invention.
[0010]
In FIG. 1, a heat pump water heater 1 includes a compressor 2 for compressing a refrigerant, a refrigerant-to-water heat exchanger (hereinafter simply referred to as a heat exchanger) 3 for exchanging heat between the refrigerant and water, and an expansion valve 4 for expanding the refrigerant. , An evaporator 5 for exchanging heat between the refrigerant and the outside air and the like, an accumulator 6 for performing gas-liquid separation of the refrigerant, and the like. These components are sequentially connected by a refrigerant heat transfer tube (first heat transfer tube) 7. A hot water supply circuit B having a refrigerant circulation circuit A, a hot water storage tank 8, a circulation pump 9, and the heat exchanger 3 and connecting these components in order by a water heat transfer pipe (second heat transfer pipe) 12; It is composed of The heat pump water heater 1 includes an outdoor unit 13 that houses the compressor 2, the heat exchanger 3, the expansion valve 4, the evaporator 5, the hot water storage tank 8, the circulation pump 9, and the like.
[0011]
FIG. 2 is a front view showing the internal structure of the outdoor unit of the heat pump water heater, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of the connecting pipe.
[0012]
In FIG. 2, the outdoor unit 13 of the heat pump water heater 1 includes a compressor 2, a heat exchanger 3, an expansion valve, an evaporator 5, a hot water storage tank 8, a circulation pump 9, and the like. 14. The main body case 14 is divided into an upper chamber 15A and a lower chamber 15B by a partition wall 16. Inside the upper chamber 15A, a compressor 2, an evaporator 5, and a blower 17 for blowing the evaporator 3 are provided. On the other hand, a heat exchanger 5, a hot water storage tank 8, a circulation pump 9, and the like are arranged in the lower chamber 15B.
[0013]
A pedestal 18 as a bottom plate is provided below the main body case 14. A circulation pump 9 is mounted and fixed on the pedestal 18, and the hot water storage tank 8 is mounted and fixed via support legs 8A. The hot water storage tank 8 has a vertically long cylindrical shape whose upper and lower portions are spherical, and a connecting pipe 24 is wound around the outer peripheral surface of the hot water storage tank 8.
[0014]
As shown in FIG. 3, the heat exchanger 3 includes three refrigerant heat transfer tubes (first heat transfer tubes) 7, 7, 7 through which a refrigerant flows, and one water heat transfer tube (a second The heat transfer tubes 7 and 12 are made of a material having excellent workability and heat conductivity such as copper. The connecting pipe 24 has both ends of the water heat transfer pipe 12 reduced in diameter, and has three refrigerant heat transfer pipes 7, 7, 7 embedded and integrated over substantially the entire length excluding the both ends. Then, the connecting pipe 24 is wound around the outer periphery of the hot water storage tank 8 to form the heat exchanger 3, and a heat insulating material (not shown) is wound around and covered on the outside.
[0015]
Thus, by arranging the heat exchanger 3 in a spiral shape around the cylindrical outer periphery of the hot water storage tank 8, the storage space conventionally occupied by providing the heat exchanger can be reduced. The size of the main body case 14 can be reduced by designing by reducing the volume of the space.
[0016]
Further, since the heat exchanger 3 is in contact with the outer periphery of the hot water storage tank 8, the heat of the heat exchanger 3 is directly transferred to the hot water storage tank 8, so that heat loss can be reduced.
[0017]
Moreover, the heat insulating material provided in each of the hot water storage tank 8 and the heat exchanger 3 can be used in common, and the cost can be reduced.
[0018]
The present invention has been described based on one embodiment, but the present invention is not limited to this.
[0019]
The heat exchanger 3 of the present embodiment is manufactured using a connecting pipe 24 in which one water heat transfer tube 12 and three refrigerant heat transfer tubes 7, 7, 7 are embedded and integrated. The pipe may be, for example, one water heat transfer pipe 12 and two refrigerant heat transfer pipes 7, 7 embedded and integrated, and the number of each heat transfer pipe is not limited.
[0020]
In the present embodiment, the case where the refrigerant (the first fluid) and the water (the second fluid) circulate in the heat exchanger 3 and exchange heat between them is described. It is not limited by “water”.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, in the heat pump water heater of the present invention, the heat exchanger disposed in the main body case is wound around the hot water supply tank, so that the space for the heat exchanger in the main body case can be reduced. The size of the main body case can be reduced.
[0022]
And since the main body case of a heat pump water heater is miniaturized, the installation conditions of a heat pump water heater can be improved and the installation place can be easily selected.
[0023]
Further, since the heat exchanger is directly wound around the outer periphery of the hot water supply tank, the heat of the heat exchanger is directly transmitted to the hot water supply tank, so that heat loss can be reduced. In addition, the heat insulating material provided in each of the hot water supply tank and the heat exchanger can be commonly used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a heat pump water heater according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing the internal structure of the outdoor unit of FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of the heat exchanger of FIG. 4;
FIG. 4 is a perspective view of a conventional heat exchanger.
FIG. 5 is a front view showing an outdoor unit in which a conventional heat exchanger is disposed.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 heat pump water heater 3 refrigerant / water heat exchanger 7 refrigerant heat transfer tube (first heat transfer tube)
8 Hot water storage tank 12 Water heat transfer tube (second heat transfer tube)
14 Body case 24 Connecting pipe
