JP2009156477A

JP2009156477A - ヒートポンプ式給湯機

Info

Publication number: JP2009156477A
Application number: JP2007332079A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Ono; 勝利小野; Takao Kobayashi; 隆夫小林; Toshiyuki Nagae; 俊之長江
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】ヒートポンプユニットの基板や外装部品を変えずに、加熱能力の異なるヒートポンプユニットを提供すること。
【解決手段】本発明のヒートポンプ式給湯機は、圧縮機１と、冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器２と、膨張弁３と、大気より熱を吸熱する空気熱交換器４とを順次冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、空気熱交換器４に空気を送る送風ファン７とを有したヒートポンプ式給湯機において、前記ヒートポンプ式給湯機の底部を形成する基板６の上に水冷媒熱交換器２を配設し、空気熱交換器４を水冷媒熱交換器２の後ろに配設するとともに、水冷媒熱交換器２の上部に送風ファン７を取り付けるための送風ファン取り付け板１２を配設し、さらに、水冷媒熱交換器２を覆う断熱材９を上断熱材９ａと下断熱材９ｂの上下に分割するとともに、加熱能力に応じて上断熱材９ａを変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプを熱源とする給湯機のヒートポンプユニットの構成に関する。

従来の構成では、同一の矩形形状の基板を有する筐体内に、ＣＯ２を冷媒として用いた圧縮機−水冷媒熱交換器−膨張弁−空気熱交換器を環状に冷媒配管で接続したヒートポンプサイクルと、前記空気熱交換器に空気を送るための送風ファンとを有し、前記水冷媒熱交換器の上面に送風ファンを取り付ける送風ファン取り付け板が配設されていた（例えば、特許文献１参照）。

そして、水冷媒熱交換器をコイル状に巻き上げて構成する場合、水冷媒熱交換器の加熱能力を大きくする場合は、その冷媒管と水配管一体となったコイル状の巻き上げ長さを長くしなければならない。つまり、コイル状の巻き上げサイズを大きくするか、積載状の巻き上げコイルの積載段数を増やして、加熱性能を大きくする必要がある。

他方では、加熱能力を小さくする場合は積載段数を少なくする水冷媒熱交換器を使用しており、矩形の筐体内では、基板上に断熱材で覆った水冷媒熱交換器を配設し、断熱材で覆った水冷媒熱交換器を防錆性のある鋼板で上部から基板に覆うようして配置している。
特開２００５−１４７４６７号公報

しかしながら、前記従来の構成は、ヒートポンプサイクルを熱源とする給湯機であるため、加熱能力を大きく、もしくは小さくして、一般家庭用に適した加熱能力にし、更に運転消費電力等を最小限で適用しようとすると、その加熱能力の大きさを変化させる水冷媒熱交換器の熱交換器容量（配管長さ）左右される。

その結果、そのコイル状の水冷媒熱交換器の大きさや積載段数のあるコイルに合わせて、その周辺部品の構造部品が、大幅に形状の大きさの変化することで基板シャーシや外装部品を大きくしなければならないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ヒートポンプユニットの基板や外装部品を変えずに、加熱能力の異なるヒートポンプユニットを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ式給湯機は、圧縮機と、冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器と、膨張弁と、大気より熱を吸熱する空気熱交換器とを順次冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、前記空気熱交換器に空気を送る送風ファンとを有したヒートポンプ式給湯機において、前記ヒートポンプ式給湯機の底部を形成する基板の上に前記水冷媒熱交換器を配設し、前記空気熱交換器を前記水冷媒熱交換器の後ろに配設するとともに、前記水冷媒熱交換器の上部に前記送風ファンを取り付けるための送風ファン取り付け板を配設し、さらに、前記水冷媒熱交換器を覆う断熱材を上断熱材と下断熱材の上下に分割するとともに、加熱能力に応じて上断熱材を変更することにより、加熱能力の大きくなることにより水冷媒熱交換器が縦方向に伸びたとしても、上断熱材の大きさを縦に大きくしたものに変更するだけでよいので、ヒートポンプユニットの基板を変えることなく、加熱能力の異なるヒートポンプユニットを提供することができる。

また、上断熱材の上面が縦方向に移動しても、送風ファンを取り付ける送風ファン取り付け板は、上断熱材の上面に取り付けているため、送風ファン取り付け板自身も上方に移動し、空気熱交換器の大きさも縦方向に大きくするだけで吸熱能力を確保することができる。

ヒートポンプユニットの基板や外装部品を変えずに、加熱能力の異なるヒートポンプユニットを提供することができる。

第１の発明のヒートポンプ式給湯機は、圧縮機と、冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器と、膨張弁と、大気より熱を吸熱する空気熱交換器とを順次冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、前記空気熱交換器に空気を送る送風ファンとを有したヒートポンプ式給湯機において、前記ヒートポンプ式給湯機の底部を形成する基板の上に前記水冷媒熱交換器を配設し、前記空気熱交換器を前記水冷媒熱交換器の後ろに配設するとともに、前記水冷媒熱交換器の上部に前記送風ファンを取り付けるための送風ファン取り付け板を配設し、さらに、前記水冷媒熱交換器を覆う断熱材を上断熱材と下断熱材の上下に分割するとともに、加熱能力に応じて上断熱材を変更することにより、加熱能力の大きくなることにより水冷媒熱交換器が縦方向に伸びたとしても、上断熱材の大きさを縦に大きくしたものに変更するだけでよいので、ヒートポンプユニットの基板を変えることなく、加熱能力の異なるヒートポンプユニットを提供することができる。

また、水冷媒熱交換器に関連する部材を最小限にて変更させることで、簡易設計でき、安定設計や、新部品への評価を省いたり、簡易試験にてその信頼性が確保できる。

また、部品の共用化が広範囲で行えることで、施工性やサービス、メンテナンス等の簡易化が図れることで、市場サービス全般のＣＳ向上ができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が現絵地されるものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施例について、図１〜図９を用いて説明する。

図１〜図３において本実施の形態において、矩形の筐体内でＣＯ２冷媒による圧縮機１−水冷媒熱交換器２−膨張弁３−空気熱交換器４を順次冷媒配管で環状に接続することでヒートポンプサイクルを構成している。

また、ヒートポンプユニットの筐体の底部を構成する基板６の上に水冷媒熱交換器２を配設し、水冷媒熱交換器２の上方に送風ファン取り付け板１２を介して送風ファン７を配設し、水冷媒熱交換器の後方で、かつ基板６の上に空気熱交換器４を配設して、送風ファン７を駆動することによって、空気熱交換器４に空気を送風している。

また、基板６の上に圧縮機１や各種冷凍サイクル部品を配設し、圧縮機１と送風ファン
７との間を防音板を兼ねて仕切る仕切り板８を配設している。また、仕切り板８の上辺部には、このヒートポンプユニットを制御する電源制御箱５を配置することで上部の風回路を仕切るようにする。

また、前記冷凍サイクル部品の中で低温水を高温水にする水冷媒熱交換器２は、基板６上に略全周を発泡成型して断熱し、上下に分割された上断熱材９ａと下断熱材９ｂに収納し、その上部を覆う箱形状の水冷媒熱交換器カバー１０で覆われている。

また、水冷媒熱交換器カバー１０と送風ファン取り付け板１２は、連結桟１３で接続されている。

次に、加熱能力の異なる水冷媒熱交換器について説明する。

加熱能力が大きいヒートポンプユニットが必要である場合には、積載段数が多く、高さの高い加熱性能の大きい水冷媒熱交換器（大用）２ｔを用い、加熱能力が小さいヒートポンプユニットが必要である場合には、積載段数や高さの低い水冷媒熱交換器（小用）２ｓを用いる。そして、いずれの水冷媒熱交換器の略全周は、発砲して成型され上下に分割された高さ違いの夫々の断熱材（大用）９ｔと断熱材（小用）９ｓで覆われている。

一方、断熱材（大用）９ｔは、上断熱材９ａｔと下断熱材９ｂｔで構成されており、断熱材（小用）９ｓは、上断熱材９ａｓと下断熱材９ｂｓで構成されているとともに、そのそれぞれの断熱材の上部には、高さ違いの水冷媒熱交換器カバー（大用）１０ｔまたは水冷媒熱交換器カバー（小用）１０ｓで覆っている。

そして、送風ファン取り付け板１２と連結させるため高さ違いの夫々の連結桟（大用）１３ｔとまたは、連結桟（小用）１３ｓで接続することで構成することにより、加熱能力違いのＨＰ熱源ユニットを共用の基板（シャーシ）６やその外装部品を共用化構成することができる。

以上のように構成された断熱材９ｔおよび断熱材９ｓについて説明する。加熱能力の大きい水冷媒熱交換器２ｔは、加熱能力の小さい水冷媒熱交換器２ｓを上方に巻き数を多くした構成であるので、水冷媒熱交換器２ｔの高さＨ（２ｔ）は、水冷媒熱交換器２ｓの高さＨ（２ｓ）よりも高いが、断熱材９ｔおよび断熱材９ｓの横長さ及び縦長さは、等しい構成となっている。つまり下断熱材９ｂｔと下断熱材９ｂｓとを共用化することによって、加熱能力の異なるヒートポンプユニットで部品を共用化することができるので、コストダウンを図ることができる。

そして、さらに空気熱交換器４の吸熱能力を確保する場合には、上方に伸ばすだけで吸熱能力を確保することができるので、基板６の大きさを変えることがなく、加熱能力の異なったヒートポンプユニットで基板６を共用化することができる。

以上のように、本発明に係るヒートポンプ式給湯機は、加熱能力の異なるヒートポンプユニットであっても、基板や部品を共用化することにより、コストダウンを図ることができる。

本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ式給湯機の内部構成図同ヒートポンプユニットの上面図同ヒートポンプユニット（水冷媒熱交換器（大）搭載）の要部断面図同水冷媒熱交換器（大）の平面及び正面図同ヒートポンプユニット（水冷媒熱交換器（小）搭載）の要部断面図同水冷媒熱交換器（小）の平面及び正面図

符号の説明

１圧縮機
２水冷媒熱交換器
２ｔ水冷媒熱交換器（加熱能力大）
２ｓ水冷媒熱交換器（加熱能力小）
３膨張弁
４空気熱交換器
５制御用電装箱
６基板
７送風ファン
８仕切り板
９ｔ断熱材（加熱能力大）
９ａｔ上断熱材（加熱能力大）
９ｂｔ下断熱材（加熱能力大）
９ｓ断熱材（加熱能力小）
９ａｓ上断熱材（加熱能力小）
９ｂｓ下断熱材（加熱能力小）
１０ｔ水冷媒熱交換器カバー（加熱能力大）
１０ｓ水冷媒熱交換器カバー（加熱能力小）
１２送風ファン取り付け板
１３連結桟
１４天板

Claims

圧縮機と、冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器と、膨張弁と、大気より熱を吸熱する空気熱交換器とを順次冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、前記空気熱交換器に空気を送る送風ファンとを有したヒートポンプ式給湯機において、前記ヒートポンプ式給湯機の底部を形成する基板の上に前記水冷媒熱交換器を配設し、前記空気熱交換器を前記水冷媒熱交換器の後ろに配設するとともに、前記水冷媒熱交換器の上部に前記送風ファンを取り付けるための送風ファン取り付け板を配設し、さらに、前記水冷媒熱交換器を覆う断熱材を上断熱材と下断熱材の上下に分割するとともに、加熱能力に応じて上断熱材を変更することを特徴とするヒートポンプ式給湯機。