JP2008241168A - Heat pump type hot water supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒を凝縮させて放熱する放熱側熱交換器と、凝縮した冷媒を蒸発させて空気から吸熱する吸熱側熱交換器とをそなえたヒートポンプユニットによって貯水タンク内の貯留水を加熱するようにしたヒートポンプ式給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a heat pump including a compressor that compresses a refrigerant, a heat-dissipation side heat exchanger that condenses the compressed refrigerant to dissipate heat, and a heat-absorption-side heat exchanger that absorbs heat from the air by evaporating the condensed refrigerant. The present invention relates to a heat pump type hot water supply apparatus that heats stored water in a water storage tank by a unit.
この種のヒートポンプ式給湯装置としては従来から種々の提案がなされている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
Various proposals have been made for this type of heat pump type hot water supply apparatus (see, for example,
図7には、この種のヒートポンプ式給湯装置の一例を示している。このヒートポンプ式給湯装置は、冷媒を圧縮する圧縮機3と、圧縮された冷媒を凝縮させて放熱する放熱側熱交換器4と、凝縮した冷媒を蒸発させて空気から吸熱する吸熱側熱交換器6とを備えたヒートポンプユニット2によって貯水タンク1内の貯留水Wを加熱するようにしている。この従来公知のヒートポンプ式給湯装置では、貯水タンク1とヒートポンプユニット2の放熱側熱交換器4とは低位置側水配管21と高位置側水配管22によって接続され、貯水タンク1内の貯留水Wをポンプ23によって放熱側熱交換器4側に送給して該貯留水Wを加熱するようにしている。一方、貯水タンク1に対しては、給水配管31により補給水(通常は水道水)が供給され、貯水タンク1内で加温・貯留されている貯留水Wは給湯配管32から取り出されて風呂、台所、シャワー等の用途に使用されるようになっている。
FIG. 7 shows an example of this type of heat pump type hot water supply apparatus. This heat pump hot water supply apparatus includes a
一方、ヒートポンプ式給湯装置においては、貯水タンク内の高温水をそのまま給湯水として使用するのに代えて、例えば、貯水タンク内にタンク内熱交換器を配置し、該タンク内熱交換器に給水を貫流させ、この貫流水を上記貯水タンク内の高温水との熱交換によって昇温させ、これを給湯水として利用することも考えられる。 On the other hand, in the heat pump hot water supply apparatus, instead of using the high-temperature water in the water storage tank as it is as the hot water supply water, for example, a tank heat exchanger is arranged in the water storage tank, and water is supplied to the tank heat exchanger. It is also conceivable to raise the temperature of the once-through water by heat exchange with the high-temperature water in the water storage tank, and use this as hot water.
ところが、一般的に、ヒートポンプユニット2の放熱側熱交換器4においては、凝縮冷媒と、被加熱水(貯留水W)との間の温度差が大きい程被加熱水に対する加熱効率が良くなるが、図7に示す従来公知のヒートポンプ式給湯装置では、貯水タンク1内の貯留水Wの自由対流(特に、貯水タンク1にラジエータが接続された構成のものにあっては、自然対流に加えて、該ラジエータからの戻り水流による強制対流)によってタンク内の水温度が平均化され、その結果、ヒートポンプユニット2側の放熱側熱交換器4において凝縮冷媒と被加熱水との温度差が大きくとれず、該ヒートポンプユニット2の加熱性能の向上には限界があった。
However, in general, in the heat radiation
一方、貯水タンク内における貯留水の熱移動は、貯留水の自然対流による熱移動が支配的である。このため、例えば、上述のように上記貯水タンク内にタンク内熱交換器を配置する構成を採用した場合には、該熱交換器の管外側の貯留水の流れが自然対流による緩慢な流れであることから、該熱交換器の管内を流れる貫流水と管外を流れる貯留水との間における熱伝達率は低いものとなり、自然対流を利用する限り、上記利用側熱交換器10の熱交換能力の向上には限界がある。
On the other hand, the heat transfer by the natural convection of the stored water is dominant in the heat transfer of the stored water in the water storage tank. For this reason, for example, when a configuration in which the tank heat exchanger is disposed in the water storage tank as described above, the flow of the stored water outside the pipe of the heat exchanger is a slow flow due to natural convection. Therefore, the heat transfer coefficient between the through-flow water flowing inside the pipe of the heat exchanger and the stored water flowing outside the pipe is low, and as long as natural convection is used, the heat exchange of the use-
そこで、本願発明は、ヒートポンプユニットの加熱性能を高めること、及びタンク内熱交換器の熱交換性能を高めることで、より高い給湯能力を得るようにしたヒートポンプ式給湯装置を提案することを目的としてなされたものである。 Accordingly, the present invention has an object to propose a heat pump type hot water supply apparatus that can obtain higher hot water supply capacity by increasing the heating performance of the heat pump unit and increasing the heat exchange performance of the heat exchanger in the tank. It was made.
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。 In the present invention, the following configuration is adopted as a specific means for solving such a problem.
本願の第1の発明では、放熱側熱交換器4と吸熱側熱交換器6とを備えたヒートポンプユニット2と、該ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4に対して低位置側水配管21と高位置側水配管22介して接続され該放熱側熱交換器4によって加熱される水W0を貯留するとともにその内部に上記貯留水W0と熱交換して内部を貫流する貫流水W1を加熱する水タンク内熱交換器10を設けた貯水タンク1を備えてなるヒートポンプ式給湯装置であって、上記水タンク内熱交換器10が、伝熱管16をコイル状に巻回した形体を有しその軸心を上下方向に向けて上記貯水タンク1内に配置されるとともに、上記水タンク内熱交換器10の内側に、上下方向に延びる回転軸12により回転駆動されるパドル11を配置したことを特徴としている。
In the first invention of the present application, a
本願の第2の発明では、上記第1の発明に係るヒートポンプ式給湯装置において、上記パドル11を上下方向に離間して複数個配置したことを特徴としている。
The second invention of the present application is characterized in that, in the heat pump hot water supply apparatus according to the first invention, a plurality of the
本願の第3の発明では、上記第1又は第2の発明に係るヒートポンプ式給湯装置において、上記パドル11の回転方向を上記水タンク内熱交換器10の伝熱管16内を流れる貫流水W1の流れ方向と逆方向に設定するとともに、上記水タンク内熱交換器10の軸心方向において隣接する伝熱管16相互間に仕切板8を配置したことを特徴としている。
In the third invention of the present application, in the heat pump type hot water supply apparatus according to the first or second invention, the through-flow water W1 flowing in the
本願の第4の発明では、上記第3の発明に係るヒートポンプ式給湯装置において、上記仕切板8を、上記水タンク内熱交換器10の下部1b寄りの領域に設けたことを特徴としている。
According to a fourth invention of the present application, in the heat pump type hot water supply apparatus according to the third invention, the partition plate 8 is provided in a region near the
本願の第5の発明では、放熱側熱交換器4と吸熱側熱交換器6とを備えたヒートポンプユニット2と、該ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4に対して低位置側水配管21と高位置側水配管22介して接続され該放熱側熱交換器4によって加熱される水W0を貯留するとともにその内部に上記貯留水W0と熱交換して内部を貫流する貫流水W1を加熱する水タンク内熱交換器10を設けた貯水タンク1を備えてなるヒートポンプ式給湯装置であって、上記水タンク内熱交換器10を構成する伝熱管16の外周面に所定間隔で多数の管外フィン7を設けたことを特徴としている。
In the fifth invention of the present application, the
本願の第6の発明では、放熱側熱交換器4と吸熱側熱交換器6とを備えたヒートポンプユニット2と、該ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4に対して低位置側水配管21と高位置側水配管22介して接続され該放熱側熱交換器4によって加熱される水W0を貯留するとともにその内部に上記貯留水W0と熱交換して内部を貫流する貫流水W1を加熱する水タンク内熱交換器10を設けた貯水タンク1を備えてなるヒートポンプ式給湯装置であって、上記水タンク内熱交換器10を、伝熱管16をコイル状に巻回した形体としその軸心を上下方向に向けて上記貯水タンク1内に配置するとともに、上記貯水タンク1の内表面1cに突起9を設けたことを特徴としている。
In the sixth invention of the present application, the
本願発明では次のような効果が得られる。 In the present invention, the following effects can be obtained.
(a)本願の第1の発明に係るヒートポンプ式給湯装置によれば、伝熱管16をコイル状に巻回した形体を有しその軸心を上下方向に向けて上記貯水タンク1内に配置される上記水タンク内熱交換器10の内側に、上下方向に延びる回転軸12により回転駆動されるパドル11を配置しているので、上記パドル11の回転によって上記貯水タンク1内の貯留水W0に旋回成分が付与され、上記伝熱管16の管外における対流の水流速が増大し、該伝熱管16の管外における熱伝達率、即ち、管外熱伝達率が向上する。その結果、上記水タンク内熱交換器10の伝熱管16内を流れる貫流水W1と該伝熱管16の管外を流れる貯留水W0との間における熱交換性能が格段に向上し、上記水タンク内熱交換器10側からより高温の湯水W2を取り出すことができる。
(A) According to the heat pump type hot water supply apparatus according to the first invention of the present application, the
また、上記水タンク内熱交換器10の熱交換性能が向上することで、該水タンク内熱交換器10による上記貯留水W0からの除熱量が増加し、それだけ上記貯留水W0の水温が低下し、上記ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4側への入水温度が低く抑えられ、それだけ該放熱側熱交換器4における凝縮冷媒と被加熱水との温度差が大きくとれることで、上記ヒートポンプユニット2の加熱性能が向上する。
Further, by improving the heat exchange performance of the water
これらの相乗効果として、上記ヒートポンプユニット2によって上記貯水タンク1内の貯留水W0をより効率的に加熱でき、さらに該貯留水W0によって貫流水W1を効率的に加熱できることから、給湯装置全体としての給湯能力が格段に向上することになる。
As these synergistic effects, the
(b)本願の第2の発明に係るヒートポンプ式給湯装置によれば、上記パドル11を上下方向に離間して複数個配置しているので、上記水タンク内熱交換器10の高さ方向の略全域で管外熱伝達率の向上作用が得られ、該水タンク内熱交換器10の熱交換能力がさらに向上し、その結果、上記(a)に記載の効果がより一層促進される。
(c)本願の第3の発明に係るヒートポンプ式給湯装置によれば、上記(a)又は(b)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記パドル11の回転方向を上記水タンク内熱交換器10の伝熱管16内を流れる貫流水W1の流れ方向と逆方向に設定するとともに、上記水タンク内熱交換器10の軸心方向において隣接する伝熱管16相互間に仕切板8を配置しているので、隣接する上下一対の仕切板8間に位置する伝熱管16においては、該仕切板8に案内されて上記伝熱管16に沿ってその管外を流れる貯留水W0と該伝熱管16内を流れる貫流水W1の流れ方向が対向する対向流れ状態となり、これら両者間における熱伝達率が向上し、その結果、上記(a)又は(b)に記載の効果がより一層促進される。
(B) According to the heat pump type hot water supply apparatus according to the second invention of the present application, since a plurality of the
(C) According to the heat pump hot water supply apparatus according to the third invention of the present application, the following specific effects can be obtained in addition to the effects described in (a) or (b). In other words, in the present invention, the rotational direction of the
(d)本願の第4の発明に係るヒートポンプ式給湯装置によれば、上記仕切板8を、上記水タンク内熱交換器10の下部1b寄りの領域に設けているので、該水タンク内熱交換器10のうちでも、特にその下部1b寄りの領域において管外熱伝達率が向上し、上記貯水タンク1の底部寄りの貯留水W0の水温がより低温化され、上記ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4側への入水温度がより低く抑えられることで、上記ヒートポンプユニット2の加熱性能がさらに向上することになる。
(D) According to the heat pump type hot water supply apparatus according to the fourth invention of the present application, since the partition plate 8 is provided in a region near the
(e)本願の第5の発明に係るヒートポンプ式給湯装置によれば、上記水タンク内熱交換器10を構成する伝熱管16の外周面に所定間隔で多数の管外フィン7を設けているので、該管外フィン7の伝熱作用によって上記伝熱管16の管外熱伝達率が向上する。この結果、上記水タンク内熱交換器10の伝熱管16内を流れる貫流水W1と該伝熱管16の外側を流れる貯留水W0との管における熱交換性能が格段に向上し、上記水タンク内熱交換器10側からより高温の湯水W2を取り出すことができる。
(E) According to the heat pump type hot water supply apparatus according to the fifth invention of the present application, a large number of the
また、上記水タンク内熱交換器10の熱交換性能が向上することで、該水タンク内熱交換器10による上記貯留水W0からの除熱量が増加し、それだけ上記貯留水W0の水温が低下し、上記ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4側への入水温度が低く抑えられ、それだけ該放熱側熱交換器4における凝縮冷媒と被加熱水との温度差が大きくとれることで、上記ヒートポンプユニット2の加熱性能が向上する。
Further, by improving the heat exchange performance of the water
これらの相乗効果として、上記ヒートポンプユニット2によって上記貯水タンク1内の貯留水W0をより効率的に加熱でき、さらに該貯留水W0によって貫流水W1を効率的に加熱できることから、給湯装置全体としての給湯能力が格段に向上することになる。
As these synergistic effects, the
(f)本願の第6の発明に係るヒートポンプ式給湯装置によれば、上記水タンク内熱交換器10を、伝熱管16をコイル状に巻回した形体としその軸心を上下方向に向けて上記貯水タンク1内に配置するとともに、上記貯水タンク1の内表面1cに突起9を設けているので、上記貯水タンク1内の貯留水W0の自然対流による流れが上記突起9に衝突することで乱れて二次流れが誘起され、この二次流れによって上記伝熱管16の管外における水流速が増大し、該伝熱管16の管外における熱伝達率、即ち、管外熱伝達率が向上する。その結果、上記水タンク内熱交換器10の伝熱管16内を流れる貫流水W1と該伝熱管16の外側を流れる貯留水W0との管における熱交換性能が格段に向上し、上記水タンク内熱交換器10側からより高温の湯水W2を取り出すことができる。
(F) According to the heat pump type hot water supply apparatus according to the sixth invention of the present application, the
また、上記水タンク内熱交換器10の熱交換性能が向上することで、該水タンク内熱交換器10による上記貯留水W0からの除熱量が増加し、それだけ上記貯留水W0の水温が低下し、上記ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4側への入水温度が低く抑えられる。その結果、上記放熱側熱交換器4における凝縮冷媒と被加熱水との温度差が大きくとれ、上記ヒートポンプユニット2の加熱性能が向上する。
Further, by improving the heat exchange performance of the water
これらの相乗効果として、上記ヒートポンプユニット2によって上記貯水タンク1内の貯留水W0をより効率的に加熱でき、さらに該貯留水W0によって貫流水W1を効率的に加熱できることから、給湯装置全体としての給湯能力が格段に向上することになる。
As these synergistic effects, the
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on preferred embodiments.
I:第1の実施形態
図1には、本願発明の第1の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図を示している。この給湯装置は、貯水タンク1とヒートポンプユニット2及びラジエータ30を備えて構成される。
I: First Embodiment FIG. 1 shows a system diagram of a heat pump hot water supply apparatus according to a first embodiment of the present invention. This hot water supply apparatus includes a
A:貯水タンク1
上記貯水タンク1は、縦長円筒状形体をもち、その内部には貯留水W0が所定量投入されるとともに、次述する利用側熱交換器10(特許請求の範囲中の「水タンク内熱交換器」に該当する)と仕切板8及びパドル11が配置されている。
A:
The
上記利用側熱交換器10は、所定径の管体でなる伝熱管16をコイル状に巻回して形成され、上記貯水タンク1内に立設状態で収納され、その上部10aは給湯管15に接続され、その下部1bは給水管14に接続されている。従って、上記給水管14からの給水は、一旦、上記利用側熱交換器10の下部10b側まで流下した後、貫流水W1として上記利用側熱交換器10内をその下部10b側から上部10a側へ向けて流れ、該利用側熱交換器10内を流れる間に上記貯水タンク1内の貯留水W0と熱交換して昇温され、上記給湯管15から湯水W2として取り出され、所要の用途に供される。
The use
上記仕切板8は、図1〜図3に示すように、平面視において上記利用側熱交換器10のコイル形状に対応するような外径及び内径寸法をもつとともに、その周方向の一部が切り欠かれたC形環状の板材で構成される。この仕切板8の切欠部8aは、下段側から上段側へ巻回移行する伝熱管16の挿通部となる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the partition plate 8 has an outer diameter and an inner diameter dimension corresponding to the coil shape of the use
そして、上記仕切板8は、図1に示すように、上記利用側熱交換器10の中段部10cから下部1bにかけての範囲で、上下方向に隣接する各伝熱管16相互間に位置するようにして配置される。
As shown in FIG. 1, the partition plate 8 is positioned between the
上記パドル11は、図1及び図3に示すように、木の葉形状の板材で構成され、上記貯水タンク1の軸心部に立設配置され図示しない駆動源によって回転駆動される回転軸12に取付けられ、該回転軸12と一体に回転されるようになっている。この実施形態では、上記パドル11を、上記回転軸12に対してその軸方向に所定間隔をもって複数個設けている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
また、上記貯水タンク1の胴体部1cの上部寄り位置には、補助ヒータ40が取付けられている。この補助ヒータ40は、次述のヒートポンプユニット2によって加熱される上記貯水タンク1内の貯留水W0の水温が、設定水温まで上がらないような場合に作動して、上記貯留水W0を追加的に加熱するものである。
Further, an
B:ヒートポンプユニット2は、上記貯水タンク1内に貯留される貯留水W0の加熱源となるものであって、冷媒を圧縮する圧縮機3と、圧縮された冷媒を凝縮させて放熱する放熱側熱交換器4と、凝縮した冷媒を膨張させる膨張機構5と、冷媒を蒸発させて空気から吸熱する吸熱側熱交換器6とを備えている。そして、上記放熱側熱交換器4は、低位置水配管21によって上記貯水タンク1の底部1b側に、高位置側水配管22によって上記貯水タンク1の上部1a側に、それぞれ接続されており、上記低位置水配管21を通して上記貯水タンク1の底部1b側から上記放熱側熱交換器4側に流入した貯留水W0を、該放熱側熱交換器4での熱交換によって加熱し、上記高位置側水配管22を通して上記貯水タンク1の上部1a側へ還流させるようになっており、これによって上記貯水タンク1内の貯留水W0が加熱される。
B: The
C:ラジエータ30
上記ラジエータ30は、例えば、暖房用のプレート熱交換器として利用されるもので、その一端は上記貯水タンク1の上部1aに、他端は下部1bに、それぞれ接続されており、上記貯水タンク1から導入される高温水を熱源として暖房作用を行なう。
C:
The
続いて、上記ヒートポンプ式給湯装置の作動及び作用効果等について説明する。 Next, the operation and effect of the heat pump type hot water supply apparatus will be described.
上記貯水タンク1内に貯留された貯留水W0は、上記ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4側を循環することで、該放熱側熱交換器4側の冷媒との熱交換によって加熱昇温される。
The stored water W0 stored in the
一方、上記給水管14から上記利用側熱交換器10に供給される貫流水W1は、該利用側熱交換器10の下部10bから上部10a側へ貫流する間に、上記貯水タンク1内の貯留水W0との熱交換により加熱昇温し、湯水W2とされ、上記給湯管15を通して、例えば、風呂とか台所等の湯水使用場所へ供給される。また、上記ラジエータ30を用いて暖房を行なう場合には、上記貯水タンク1の上部側の高温の貯留水W0が上記ラジエータ30側へ導入される。
On the other hand, the flow-through water W1 supplied from the
ここで、上記ヒートポンプユニット2においては、上記放熱側熱交換器4における凝縮冷媒と、上記貯水タンク1の底部1b側から上記放熱側熱交換器4側へ導入される貯留水W0の温度との温度差が大きいほど加熱効率が高くなることが知られておいる。従って、上記ヒートポンプユニット2の加熱効率を高めるには、上記貯水タンク1内の貯留水W0の温度分布を、該貯水タンク1の上部1a側では高く、下部1b側では低くなるように維持することが必要となる。
Here, in the
しかし、上記貯水タンク1内の貯留水W0は、自然対流による均温化作用によって上下方向における温度分布が平均化され、その結果、上記ヒートポンプユニット2の加熱効率を高めることには限界があることは既述の通りである。
However, the temperature distribution in the vertical direction of the stored water W0 in the
また、上記貯水タンク1内における貯留水W0の自然対流による水流速は緩慢であり、従って、この自然対流する貯留水W0内に上記利用側熱交換器10の伝熱管16が存在する場合、該伝熱管16の管外における熱伝達率は低いものとなり、自然対流を利用する限り、上記利用側熱交換器10の熱交換能力の向上には限界があることも既述の通りである。
Further, the water flow rate due to the natural convection of the stored water W0 in the
ところが、この実施形態の給湯装置においては、以下のような特有の構成によって、上記利用側熱交換器10の熱交換能力、及び上記ヒートポンプユニット2の加熱性能を高めることで、より高い給湯能力を得ることができるようにしている。
However, in the hot water supply apparatus of this embodiment, the heat exchange capacity of the use-
即ち、この実施形態の給湯装置では、上記伝熱管16をコイル状に巻回した形体を有しその軸心を上下方向に向けて上記貯水タンク1内に配置される上記利用側熱交換器10の内側に、上下方向に延びる回転軸12により回転駆動されるパドル11を配置している。係る構成によれば、上記パドル11の回転によって、図3に流線Laで示すように、上記貯水タンク1内の貯留水W0に旋回成分が付与され、上記伝熱管16の管外における対流の水流速が増大し、該伝熱管16の管外における熱伝達率、即ち、管外熱伝達率が向上することになる。この結果、上記利用側熱交換器10の上記伝熱管16内を流れる貫流水W1と該伝熱管16の管外を流れる貯留水W0との間における熱交換性能が格段に向上する。
That is, in the hot water supply apparatus of this embodiment, the use
また、上記利用側熱交換器10の熱交換性能が向上することで、該利用側熱交換器10による上記貯留水W0からの除熱量が増加し、それだけ上記貯留水W0の水温が低下し、上記ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4側への入水温度が低く抑えられ、それだけ該放熱側熱交換器4における凝縮冷媒と被加熱水との温度差が大きくとれることで、上記ヒートポンプユニット2の加熱性能が向上する。
In addition, by improving the heat exchange performance of the use
さらに、この実施形態の給湯装置では、上記パドル11を上下方向に離間して複数個配置しているので、上記利用側熱交換器10の高さ方向の略全域で管外熱伝達率の向上作用が得られ、その熱交換器能力がさらに向上することになる。
Furthermore, in the hot water supply apparatus of this embodiment, since a plurality of the
一方、この実施形態の給湯装置では、上記パドル11の回転方向を上記利用側熱交換器10の伝熱管16内を流れる貫流水W1の流れ方向と逆方向に設定するとともに、上記利用側熱交換器10の軸心方向において隣接する伝熱管16相互間に仕切板8を配置しているので、図2に示すように、隣接する上下一対の仕切板8間に位置する伝熱管16においては、該仕切板8に案内されて上記伝熱管16に沿ってその管外を流れる貯留水W0と該伝熱管16内を流れる貫流水W1の流れ方向が対向する対向流れ状態となり、これによって上記利用側熱交換器10の管外熱伝達率がさらに向上する。
On the other hand, in the hot water supply apparatus of this embodiment, the rotation direction of the
また、この場合、この実施形態のように、上記仕切板8を、上記水タンク内熱交換器10の下部1b寄りの領域に設ければ、該利用側熱交換器10のうちでも、特にその下部1b寄りの領域において管外熱伝達率が向上することから、上記貯水タンク1の底部寄りの貯留水W0の水温がより低温化され、上記ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4側への入水温度がより低く抑えられることで、上記ヒートポンプユニット2の加熱性能がさらに向上する。
Further, in this case, as in this embodiment, if the partition plate 8 is provided in a region near the
これらの相乗効果として、この実施形態の給湯装置においては、従来の給湯装置に比して、格段に高い給湯能力を保有することになる。 As a synergistic effect, the hot water supply apparatus of this embodiment has a much higher hot water supply capacity than the conventional hot water supply apparatus.
II:第2の実施形態
図4には、本願発明の第2の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図を示している。この給湯装置は、上記第1の実施形態に係る給湯装置と基本システムを同じにするものであって、これと異なる点は、上記第1の実施形態では上記利用側熱交換器10に上記仕切板8とパドル11を付設していたのに対して、これらを備えない代わりに、上記利用側熱交換器10の伝熱管16の外表面に多数の管外フィン7を設けた点である。
II: Second Embodiment FIG. 4 shows a system diagram of a heat pump hot water supply apparatus according to a second embodiment of the present invention. This hot water supply apparatus is the same as the hot water supply apparatus according to the first embodiment, and the basic system is different from the hot water supply apparatus according to the first embodiment in that the partition on the use
このように、上記利用側熱交換器10の伝熱管16の外表面に所定ピッチで多数の管外フィン7を設けると、上記管外フィン7の伝熱作用によって上記伝熱管16の管外熱伝達率が向上する。この結果、上記利用側熱交換器10の伝熱管16内を流れる貫流水W1と該伝熱管16の外側を流れる貯留水W0との管における熱交換性能が格段に向上する。
As described above, when a large number of the
また、このように上記利用側熱交換器10の熱交換性能が向上することで、該利用側熱交換器10による上記貯留水W0からの除熱量が増加し、それだけ上記貯留水W0の水温が低下し、上記ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4側への入水温度が低く抑えられる。この結果、上記放熱側熱交換器4における凝縮冷媒と被加熱水との温度差が大きくとれ、上記ヒートポンプユニット2の加熱性能が向上することになる。
Further, since the heat exchange performance of the use
これらの相乗効果として、この実施形態の給湯装置によれば、においては、従来の給湯装置に比して、格段に高い給湯能力を保有することになる。 As a synergistic effect, according to the hot water supply apparatus of this embodiment, the hot water supply capacity is significantly higher than that of the conventional hot water supply apparatus.
尚、上記管外フィン7の大きさ及び形状、配置個数等については、上記実施形態における設定に限定されるものではなく、任意に設定できるものである。
In addition, about the magnitude | size and shape of the said
また、上記以外の構成については上記第1の実施形態に係る給湯装置の場合と同様であるので、該第1の実施形態の該当説明を援用することで、ここでの説明を省略する。 Moreover, since it is the same as that of the case of the hot water supply apparatus which concerns on the said 1st Embodiment about the structure except the above, description here is abbreviate | omitted by using the applicable description of this 1st Embodiment.
III:第3の実施形態
図5には、本願発明の第3の実施形態に係るヒートポンプ式給湯装置のシステム図を示している。この給湯装置は、上記第1の実施形態に係る給湯装置と基本システムを同じにするものであって、これと異なる点は、上記第1の実施形態では上記利用側熱交換器10に上記仕切板8とパドル11を付設していたのに対して、これらを備えない代わりに、上記貯水タンク1の内表面1c上に半球状の突起9を設けた点である。
III: Third Embodiment FIG. 5 shows a system diagram of a heat pump hot water supply apparatus according to a third embodiment of the present invention. This hot water supply apparatus is the same as the hot water supply apparatus according to the first embodiment, and the basic system is different from the hot water supply apparatus according to the first embodiment in that the partition on the use
この実施形態では、図5及び図6に示すように、上記突起9を、上記貯水タンク1の内表面の上下方向に離間した三位置に、且つ該各位置において直径方向に対向するようにして、それぞれ設けている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the
このように、上記水タンク内熱交換器10を、伝熱管16をコイル状に巻回した形体としその軸心を上下方向に向けて上記貯水タンク1内に配置するとともに、上記貯水タンク1の内表面1cに突起9を設けることで、該貯留水W0の自然対流による流れが上記突起9の表面に衝突し、これによって、図6に流線Lで示すように、上記各突起9のそれぞれにおいて、該突起9を挟んでその両側に旋回する二次流れLbが誘起され、この二次流れLbが上記利用側熱交換器10の伝熱管16に接触しながら自然対流の流れに乗って順次上記貯水タンク1の底部1b側へ移動する。
As described above, the
この結果、上記伝熱管16の管外における水流速が増大し、該伝熱管16の管外熱伝達率が向上し、上記水タンク内熱交換器10の伝熱管16内を流れる貫流水W1と該伝熱管16の外側を流れる貯留水W0との管における熱交換作用が促進され、その熱交換性能が格段に向上することになる。
As a result, the water flow velocity outside the
また、上記水タンク内熱交換器10の熱交換性能が向上することで、該水タンク内熱交換器10による上記貯留水W0からの除熱量が増加し、それだけ上記貯留水W0の水温が低下し、上記ヒートポンプユニット2の上記放熱側熱交換器4側への入水温度が低く抑えられる。その結果、上記放熱側熱交換器4における凝縮冷媒と被加熱水との温度差が大きくとれ、上記ヒートポンプユニット2の加熱性能が向上することになる。
Further, by improving the heat exchange performance of the water
これらの相乗効果として、上記ヒートポンプユニット2によって上記貯水タンク1内の貯留水W0をより効率的に加熱でき、さらに該貯留水W0によって貫流水W1を効率的に加熱できることから、給湯装置全体としての給湯能力が格段に向上することになる。
As these synergistic effects, the
尚、上記突起9の大きさ及び形状、上記貯水タンク1への取付位置、配置個数等については、上記実施形態における設定に限定されるものではなく、任意に設定できるものである。
In addition, about the magnitude | size and shape of the said
また、上記以外の構成については上記第1の実施形態に係る給湯装置の場合と同様であるので、該第1の実施形態の該当説明を援用することで、ここでの説明を省略する。 Moreover, since it is the same as that of the case of the hot water supply apparatus which concerns on the said 1st Embodiment about the structure except the above, description here is abbreviate | omitted by using the applicable description of this 1st Embodiment.
1 ・・貯水タンク
2 ・・ヒートポンプユニット
3 ・・圧縮機
4 ・・放熱側熱交換器
5 ・・膨張機構
6 ・・吸熱側熱交換器
7 ・・管外フィン
8 ・・仕切板
9 ・・突起
10 ・・利用側熱交換器(水タンク内熱交換器)
11 ・・パドル
12 ・・回転軸
14 ・・給水管
15 ・・給湯管
16 ・・伝熱管
21 ・・低位置水配管
22 ・・高位置側水配管
30 ・・ラジエータ
31 ・・配管
32 ・・配管
40 ・・補助ヒータ
W0 ・・被加熱水(貯留水)
W1 ・・貫流水
W2 ・・湯水
1 ・ ・
11 ..
W1 .. Through water W2 .. Hot water
Claims (6)
上記水タンク内熱交換器(10)が、伝熱管(16)をコイル状に巻回した形体を有しその軸心を上下方向に向けて上記貯水タンク(1)内に配置されるとともに、
上記水タンク内熱交換器(10)の内側に、上下方向に延びる回転軸(12)により回転駆動されるパドル(11)を配置したことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 A heat pump unit (2) including a heat radiation side heat exchanger (4) and a heat absorption side heat exchanger (6), and a lower position side with respect to the heat radiation side heat exchanger (4) of the heat pump unit (2) The water (W0) connected to the water pipe (21) and the high-position side water pipe (22) and heated by the heat radiation side heat exchanger (4) is stored, and the stored water (W0) and heat are stored therein. In a heat pump type hot water supply apparatus provided with a water storage tank (1) provided with a heat exchanger (10) in the water tank that heats through water (W1) that exchanges and flows through the interior,
The water tank internal heat exchanger (10) has a shape in which a heat transfer tube (16) is wound in a coil shape, and is disposed in the water storage tank (1) with its axis oriented in the vertical direction,
A heat pump type hot water supply apparatus, wherein a paddle (11) that is rotationally driven by a rotary shaft (12) extending in the vertical direction is disposed inside the heat exchanger (10) in the water tank.
上記パドル(11)が上下方向に離間して複数個配置されていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 In claim 1,
A heat pump type hot water supply apparatus, wherein a plurality of the paddles (11) are arranged apart from each other in the vertical direction.
上記パドル(11)の回転方向が上記水タンク内熱交換器(10)の伝熱管(16)内を流れる貫流水(W1)の流れ方向と逆方向に設定されるとともに、
上記水タンク内熱交換器(10)の軸心方向において隣接する伝熱管(16)相互間に仕切板(8)が配置されたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 In claim 1 or 2,
The rotational direction of the paddle (11) is set in the direction opposite to the flow direction of the once-through water (W1) flowing through the heat transfer pipe (16) of the water tank heat exchanger (10),
A heat pump type hot water supply apparatus, wherein a partition plate (8) is disposed between adjacent heat transfer tubes (16) in the axial direction of the water tank heat exchanger (10).
上記仕切板8が、上記水タンク内熱交換器(10)の下部(1b)寄りの領域に設けられていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 In claim 3,
The heat pump type hot water supply apparatus, wherein the partition plate 8 is provided in a region near the lower part (1b) of the water tank internal heat exchanger (10).
上記水タンク内熱交換器(10)を構成する伝熱管(16)の外周面に所定間隔で多数の管外フィン(7)が設けられていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 A heat pump unit (2) including a heat radiation side heat exchanger (4) and a heat absorption side heat exchanger (6), and a lower position side with respect to the heat radiation side heat exchanger (4) of the heat pump unit (2) The water (W0) connected to the water pipe (21) and the high-position side water pipe (22) and heated by the heat radiation side heat exchanger (4) is stored, and the stored water (W0) and heat are stored therein. In a heat pump type hot water supply apparatus provided with a water storage tank (1) provided with a heat exchanger (10) in the water tank that heats through water (W1) that exchanges and flows through the interior,
A heat pump type hot water supply apparatus, wherein a large number of external fins (7) are provided at predetermined intervals on an outer peripheral surface of a heat transfer pipe (16) constituting the heat exchanger (10) in the water tank.
上記水タンク内熱交換器(10)が、伝熱管(16)をコイル状に巻回した形体を有しその軸心を上下方向に向けて上記貯水タンク(1)内に配置されるとともに、
上記貯水タンク1の内表面(1c)に突起(9)が設けられていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 A heat pump unit (2) including a heat radiation side heat exchanger (4) and a heat absorption side heat exchanger (6), and a lower position side with respect to the heat radiation side heat exchanger (4) of the heat pump unit (2) The water (W0) connected to the water pipe (21) and the high-position side water pipe (22) and heated by the heat radiation side heat exchanger (4) is stored, and the stored water (W0) and heat are stored therein. In a heat pump type hot water supply apparatus provided with a water storage tank (1) provided with a heat exchanger (10) in the water tank that heats through water (W1) that exchanges and flows through the interior,
The water tank internal heat exchanger (10) has a shape in which a heat transfer tube (16) is wound in a coil shape, and is disposed in the water storage tank (1) with its axis oriented in the vertical direction,
A heat pump type hot water supply apparatus, wherein a projection (9) is provided on the inner surface (1c) of the water storage tank 1.
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- 2007-03-28 JP JP2007083369A patent/JP2008241168A/en active Pending
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