JP2010091131A - Heat exchanger and water heating system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger for improving COP of, for example, a heat pump unit, supercooling a high-pressure refrigerant, and improving efficiency of, for example, the heat pump unit. <P>SOLUTION: This defrost heat exchanger 14 includes a double pipe structure of a low-pressure refrigerant pipe 20 and a high-pressure refrigerant pipe 21 by inserting the high-pressure refrigerant pipe 21 into the low-pressure refrigerant pipe 20. Thus a CO<SB>2</SB>refrigerant of low pressure flowing between an inner wall of the low-pressure refrigerant pipe 20 and an outer wall of the high-pressure refrigerant pipe 21 exchanges heat with a CO<SB>2</SB>refrigerant of high pressure flowing in the high-pressure refrigerant pipe 21. Further as a water pipe 56 is spirally wound on the low-pressure refrigerant pipe 20, and the part and the water pipe 56 are thermally kept into contact with each other, the CO<SB>2</SB>refrigerant of low pressure exchanges heat with the water flowing in the water pipe 56. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱交換器、および、例えば給湯装置または暖房給湯装置等の温水システムに関する。   The present invention relates to a heat exchanger and a hot water system such as a hot water supply device or a heating hot water supply device.

従来、給湯装置としては、特開２００８−８２６００号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。   Conventionally, what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-82600 (patent document 1) is known as a hot-water supply apparatus.

この給湯装置は、お湯を沸かすヒートポンプユニットを備えている。このヒートポンプユニットの冷媒回路には水冷媒熱交換器が設けられており、水道水等の冷たい水（以下、「冷水」と言う。）が水冷媒熱交換器を通って加熱されてお湯となる。   This hot water supply apparatus includes a heat pump unit for boiling hot water. The refrigerant circuit of this heat pump unit is provided with a water refrigerant heat exchanger, and cold water such as tap water (hereinafter referred to as “cold water”) is heated through the water refrigerant heat exchanger to become hot water. .

上記水冷媒熱交換器は、外管と、この外管内に収容された内管とからなっている。上記外管の内壁の内管の外壁との間には冷水が流入する。一方、上記内管内には圧縮器で圧縮されて高温となった冷媒が流入する。これにより、上記冷媒の熱を冷水に伝達して、冷水を沸かすことができる。   The water refrigerant heat exchanger is composed of an outer tube and an inner tube accommodated in the outer tube. Cold water flows between the inner wall of the outer tube and the outer wall of the inner tube. On the other hand, the refrigerant that has been compressed by the compressor and has reached a high temperature flows into the inner pipe. Thereby, the heat of the said refrigerant | coolant can be transmitted to cold water, and cold water can be boiled.

ところが、上記従来の給湯装置は、冷水の流通を停止させた状態で、デフロスト運転を行う必要がある。すなわち、上記従来の給湯装置は、デフロスト運転を行っている最中、冷水を沸かすことができなかった。   However, it is necessary for the conventional hot water supply apparatus to perform the defrost operation in a state where the circulation of the cold water is stopped. That is, the conventional hot water supply apparatus cannot boil cold water during the defrost operation.

このような問題を解決できるものとして、特開２００４−１０８５９７号公報（特許文献２）の暖房給湯装置が知られている。この暖房給湯装置は、ヒートポンプユニット、貯湯タンクおよび暖房端末を備えている。   As what can solve such a problem, the heating hot-water supply apparatus of Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-108597 (patent document 2) is known. This heating and hot water supply apparatus includes a heat pump unit, a hot water storage tank, and a heating terminal.

上記ヒートポンプユニットは、ファン、第１の蒸発器、第２の蒸発器、圧縮機、凝縮器および膨張弁を有する。   The heat pump unit includes a fan, a first evaporator, a second evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion valve.

上記第１の蒸発器は、ファンから外気が送られ、その外気から熱を取り込む。そして、上記第１の蒸発器は、圧縮機の上流側、かつ、第２の蒸発器の下流側に位置している。つまり、上記第２の蒸発器を出た冷媒が、第１の蒸発器を経由した後、圧縮機に流入するようになっている。   The first evaporator is supplied with outside air from a fan and takes heat from the outside air. The first evaporator is located on the upstream side of the compressor and on the downstream side of the second evaporator. That is, the refrigerant exiting the second evaporator flows into the compressor after passing through the first evaporator.

上記構成の暖房給湯装置によれば、ヒートポンプユニットで貯湯タンク内の水を沸き上げている最中、貯湯タンク内の温水をポンプで第２の蒸発器に送る。これにより、上記第１の蒸発器に入る直前の冷媒がその温水で加熱されるので、第１の蒸発器に付着した霜を融かすことができる。   According to the heating and hot water supply apparatus having the above configuration, while the water in the hot water storage tank is being boiled by the heat pump unit, the hot water in the hot water storage tank is sent to the second evaporator by the pump. Thereby, since the refrigerant | coolant just before entering the said 1st evaporator is heated with the warm water, the frost adhering to the 1st evaporator can be thawed.

しかしながら、上記従来の暖房給湯装置では、第２の蒸発器で加熱された冷媒が第１の凝縮器に入るため、第１の蒸発器の蒸発温度が上昇する。   However, in the conventional heating and hot water supply apparatus, since the refrigerant heated by the second evaporator enters the first condenser, the evaporation temperature of the first evaporator rises.

その結果、上記第１の蒸発器において外気から取り込む熱量が減少し、ヒートポンプユニットのＣＯＰ(成績係数)が低下するという問題が生じてしまう。   As a result, the amount of heat taken from the outside air in the first evaporator is reduced, resulting in a problem that the COP (coefficient of performance) of the heat pump unit is lowered.

また、上記従来の暖房給湯装置では、ヒートポンプユニットが過冷却熱交換器を備えていないため、第１の蒸発器に入る冷媒の過冷却を行うことができないという問題があった。   Moreover, in the said conventional heating hot-water supply apparatus, since the heat pump unit was not provided with the supercooling heat exchanger, there existed a problem that the supercooling of the refrigerant | coolant which enters a 1st evaporator could not be performed.

仮に、上記ヒートポンプユニットの冷媒回路に過冷却熱交換器を設けた場合、冷媒回路に設ける熱交換器の数が増えるため、冷媒回路の圧力損失が大きくなり、ヒートポンプユニットの効率が低下するという問題が起きてしまう。
特開２００８−８２６００号公報 特開２００４−１０８５９７号公報（図４） If a supercooling heat exchanger is provided in the refrigerant circuit of the heat pump unit, the number of heat exchangers provided in the refrigerant circuit increases, so the pressure loss of the refrigerant circuit increases and the efficiency of the heat pump unit decreases. Will happen.
JP 2008-82600 A JP 2004-108597 A (FIG. 4)

そこで、本発明の課題は、例えばヒートポンプユニットのＣＯＰを改善でき、また、高圧冷媒の過冷却を行うことができ、さらに、例えばヒートポンプユニットの効率を高くすることができる熱交換器を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat exchanger that can improve the COP of a heat pump unit, for example, can supercool a high-pressure refrigerant, and can further increase the efficiency of the heat pump unit, for example. It is in.

また、本発明の他の課題は、上記熱交換器を備えた温水システムを提供することにある。   Moreover, the other subject of this invention is providing the warm water system provided with the said heat exchanger.

上記課題を解決するため、本発明の熱交換器は、
水が流れる水配管と、
上記水配管の内側に配置され、低圧冷媒が流れる低圧冷媒配管と、
上記低圧冷媒配管の内側に配置され、高圧冷媒が流れる高圧冷媒配管と
を備え、
上記低圧冷媒配管は、上記水配管および上記高圧冷媒配管と熱交換可能に配置されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the heat exchanger of the present invention is
Water piping through which water flows,
A low-pressure refrigerant pipe arranged inside the water pipe and through which the low-pressure refrigerant flows;
A high-pressure refrigerant pipe that is arranged inside the low-pressure refrigerant pipe and through which the high-pressure refrigerant flows,
The low-pressure refrigerant pipe is arranged to be able to exchange heat with the water pipe and the high-pressure refrigerant pipe.

上記構成の熱交換器によれば、上記低圧冷媒配管を水配管および高圧冷媒配管と熱交換可能に配置するので、低圧冷媒は高圧冷媒および水の熱を吸収して、低圧冷媒の温度が上がる。したがって、上記熱交換器を例えばヒートポンプユニットの冷媒回路に設けることにより、ヒートポンプユニットの例えば蒸発器に入る低圧冷媒の温度を上げて、その蒸発器の霜を融かすことができる。   According to the heat exchanger having the above configuration, the low-pressure refrigerant pipe is disposed so as to be able to exchange heat with the water pipe and the high-pressure refrigerant pipe. Therefore, the low-pressure refrigerant absorbs the heat of the high-pressure refrigerant and water, and the temperature of the low-pressure refrigerant rises. . Therefore, by providing the heat exchanger, for example, in the refrigerant circuit of the heat pump unit, the temperature of the low-pressure refrigerant entering, for example, the evaporator of the heat pump unit can be increased, and the frost of the evaporator can be melted.

また、上記蒸発器の霜を融かす運転つまりデフロスト運転を行っている最中であっても、ヒートポンプユニットの例えば凝縮器に水を供給することにより、その水を加熱することができる。   Further, even during the operation of melting the frost of the evaporator, that is, the defrost operation, the water can be heated by supplying water to, for example, the condenser of the heat pump unit.

また、上記水配管を流れる水は、低圧冷媒配管を流れる低圧冷媒に熱を吸収されて、温度が下がる。したがって、上記水配管を流れて温度が下がった水を例えばヒートポンプユニットの凝縮器に供給することにより、ヒートポンプユニットのＣＯＰを向上させることができる。   In addition, the water flowing through the water pipe is absorbed by the low-pressure refrigerant flowing through the low-pressure refrigerant pipe, and the temperature drops. Therefore, the COP of the heat pump unit can be improved by supplying the water whose temperature has been lowered through the water pipe to the condenser of the heat pump unit, for example.

また、上記低圧冷媒配管は高圧冷媒配管と熱交換可能に配置されていることによって、高圧冷媒の熱が低圧冷媒に吸収されるので、高圧冷媒の過冷却を行うことができる。   Further, since the low-pressure refrigerant pipe is arranged so as to exchange heat with the high-pressure refrigerant pipe, the heat of the high-pressure refrigerant is absorbed by the low-pressure refrigerant, so that the high-pressure refrigerant can be supercooled.

また、上記熱交換器を例えばヒートポンプユニットに用いた場合、熱交換器が高圧冷媒の過冷却を行えるので、この熱交換器とは別に過冷却熱交換器を設置しなくても済む。したがって、上記ヒートポンプユニットの熱交換器数を少なくして、冷媒回路の圧力損失を低減できるので、ヒートポンプユニットの効率を高くすることができる。   Further, when the heat exchanger is used in, for example, a heat pump unit, the heat exchanger can supercool the high-pressure refrigerant, so that it is not necessary to install a supercooling heat exchanger separately from the heat exchanger. Therefore, since the number of heat exchangers of the heat pump unit can be reduced and the pressure loss of the refrigerant circuit can be reduced, the efficiency of the heat pump unit can be increased.

上記従来の暖房給湯装置（特許文献２）で高圧冷媒の過冷却を行うためには、デフロスト用熱交換器（第２の蒸発器）とは別に、過冷却用熱交換器を設置することになって、熱交換器数が増えてしまう。このため、上記冷媒回路の圧力損失が大きくなり、ヒートポンプユニットの効率を低下させてしまう。   In order to perform supercooling of the high-pressure refrigerant in the conventional heating and hot water supply apparatus (Patent Document 2), a supercooling heat exchanger is installed separately from the defrosting heat exchanger (second evaporator). As a result, the number of heat exchangers increases. For this reason, the pressure loss of the said refrigerant circuit becomes large, and will reduce the efficiency of a heat pump unit.

また、本発明の熱交換器では、上記水配管および低圧冷媒配管の内側に高圧冷媒配管を配置するので、高圧冷媒配管の径を小さくし、高圧冷媒配管を薄肉化することができる。   In the heat exchanger of the present invention, since the high-pressure refrigerant pipe is arranged inside the water pipe and the low-pressure refrigerant pipe, the diameter of the high-pressure refrigerant pipe can be reduced and the high-pressure refrigerant pipe can be thinned.

一実施形態の熱交換器では、
上記低圧冷媒配管と、上記低圧冷媒配管内に挿入された上記高圧冷媒配管とが、二重管構造をなしている。 In the heat exchanger of one embodiment,
The low-pressure refrigerant pipe and the high-pressure refrigerant pipe inserted into the low-pressure refrigerant pipe form a double pipe structure.

上記実施形態の熱交換器によれば、上記低圧冷媒配管と高圧冷媒配管とが二重管構造をなしているので、低圧冷媒が高圧冷媒配管に直接接触し、高圧冷媒の熱を低圧冷媒に伝達する効率を向上させることができる。   According to the heat exchanger of the above embodiment, since the low-pressure refrigerant pipe and the high-pressure refrigerant pipe have a double pipe structure, the low-pressure refrigerant directly contacts the high-pressure refrigerant pipe, and the heat of the high-pressure refrigerant is converted into the low-pressure refrigerant. The efficiency of transmission can be improved.

一実施形態の熱交換器では、
上記水配管は上記低圧冷媒配管に巻き付けられている。 In the heat exchanger of one embodiment,
The water pipe is wound around the low-pressure refrigerant pipe.

上記実施形態の熱交換器によれば、上記低圧冷媒配管に水配管を巻き付けるので、製造を簡単にすることができる。   According to the heat exchanger of the said embodiment, since water piping is wound around the said low-pressure refrigerant piping, manufacture can be simplified.

一実施形態の熱交換器では、
上記低圧冷媒配管の流路断面積は、上記水配管の流路断面積よりも大きく、かつ、上記高圧冷媒配管の流路断面積よりも大きい。 In the heat exchanger of one embodiment,
The flow passage cross-sectional area of the low-pressure refrigerant pipe is larger than the flow passage cross-sectional area of the water pipe and larger than the flow passage cross-sectional area of the high-pressure refrigerant pipe.

上記実施形態の熱交換器によれば、上記低圧冷媒配管の配管断面積が、水配管の配管断面積よりも大きく、かつ、高圧冷媒配管の配管断面積よりも大きいので、低圧冷媒の圧力損失を低く抑えることができる。したがって、上記熱交換器を例えばヒートポンプユニットに用いた場合、ヒートポンプユニットの効率をさらに高くすることができる。   According to the heat exchanger of the above embodiment, since the pipe cross-sectional area of the low-pressure refrigerant pipe is larger than the pipe cross-sectional area of the water pipe and larger than the pipe cross-sectional area of the high-pressure refrigerant pipe, the pressure loss of the low-pressure refrigerant Can be kept low. Therefore, when the heat exchanger is used in, for example, a heat pump unit, the efficiency of the heat pump unit can be further increased.

本発明の温水システムは、
本発明の熱交換器を有するヒートポンプユニットと、
上記ヒートポンプユニットで加熱された温水を貯える貯湯タンクと
を備え、
上記貯湯タンク内の温水が上記水配管を通って上記低圧冷媒を加熱することを特徴としている。 The hot water system of the present invention is
A heat pump unit having the heat exchanger of the present invention;
A hot water storage tank for storing hot water heated by the heat pump unit,
The hot water in the hot water storage tank heats the low-pressure refrigerant through the water pipe.

上記構成の温水システムによれば、上記貯湯タンク内の温水が水配管を通って低圧冷媒を加熱するので、ヒートポンプユニットの例えば蒸発器に入る低圧冷媒の温度が上がって、その蒸発器の霜を融かすことができる。すなわち、上記温水が水配管を流れることによってデフロスト運転を行うことができる。   According to the hot water system having the above configuration, since the hot water in the hot water storage tank heats the low-pressure refrigerant through the water pipe, the temperature of the low-pressure refrigerant entering, for example, the evaporator of the heat pump unit increases, Can be melted. That is, the defrosting operation can be performed by the warm water flowing through the water pipe.

また、上記ヒートポンプユニットが貯湯タンク内の温水を沸き上げている最中であっても、貯湯タンク内の温水を水配管に供給できるので、貯湯タンク内の温水を沸き上げながらデフロスト運転を行うことができる。   In addition, even when the heat pump unit is boiling hot water in the hot water storage tank, the hot water in the hot water storage tank can be supplied to the water piping, so defrost operation is performed while boiling the hot water in the hot water storage tank. Can do.

また、上記貯湯タンク内の温水は水配管を通って冷却されて温度が下がる。したがって、上記水配管を通って温度が下がった温水をヒートポンプユニットの例えば凝縮器に送ることにより、ヒートポンプユニットのＣＯＰを向上させることができる。   Further, the hot water in the hot water storage tank is cooled through the water pipe and the temperature is lowered. Therefore, the COP of the heat pump unit can be improved by sending warm water whose temperature has decreased through the water pipe to, for example, a condenser of the heat pump unit.

また、上記熱交換器では、低圧冷媒配管が高圧冷媒配管と熱交換可能に配置されていることによって、高圧冷媒の熱が低圧冷媒に吸収されるので、高圧冷媒の過冷却を行うことができる。   Further, in the above heat exchanger, the heat of the high-pressure refrigerant is absorbed by the low-pressure refrigerant because the low-pressure refrigerant pipe is arranged so as to be able to exchange heat with the high-pressure refrigerant pipe, so that the high-pressure refrigerant can be supercooled. .

また、上記熱交換器が高圧冷媒の過冷却を行えるので、ヒートポンプユニットの熱交換器数を少なくして、冷媒回路の圧力損失を低減できる。その結果、上記ヒートポンプユニットの効率を高くすることができる。   Moreover, since the said heat exchanger can supercool a high pressure refrigerant | coolant, the number of heat exchangers of a heat pump unit can be decreased, and the pressure loss of a refrigerant circuit can be reduced. As a result, the efficiency of the heat pump unit can be increased.

また、上記水配管および低圧冷媒配管の内側に高圧冷媒配管を配置するので、高圧冷媒配管の径を小さくし、高圧冷媒配管を薄肉化することができる。   Further, since the high-pressure refrigerant pipe is disposed inside the water pipe and the low-pressure refrigerant pipe, the diameter of the high-pressure refrigerant pipe can be reduced and the high-pressure refrigerant pipe can be thinned.

一実施形態の温水システムでは、
上記ヒートポンプユニットは、上記高圧冷媒配管および上記低圧冷媒配管を含む冷媒回路と、上記冷媒回路に設けられた蒸発器、圧縮機、凝縮器および膨張機構とを有し、
上記低圧冷媒配管は、上記膨張機構を出た低圧冷媒を上記圧縮機へ導く配管であり、
上記高圧冷媒配管は、上記圧縮機を出た冷媒を上記膨張機構へ導く配管である。 In one embodiment of the hot water system,
The heat pump unit includes a refrigerant circuit including the high-pressure refrigerant pipe and the low-pressure refrigerant pipe, and an evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion mechanism provided in the refrigerant circuit,
The low-pressure refrigerant pipe is a pipe that guides the low-pressure refrigerant that has exited the expansion mechanism to the compressor,
The high-pressure refrigerant pipe is a pipe that guides the refrigerant exiting the compressor to the expansion mechanism.

上記実施形態の温水システムによれば、上記低圧冷媒配管は、膨張機構を出た低圧冷媒を圧縮機へ導く配管であるので、圧縮機に入る冷媒の温度を上げることができる。   According to the hot water system of the above embodiment, the low-pressure refrigerant pipe is a pipe that guides the low-pressure refrigerant that has exited the expansion mechanism to the compressor, so that the temperature of the refrigerant entering the compressor can be increased.

また、上記高圧冷媒配管は、圧縮機を出た高圧冷媒を膨張機構へ導く配管であるので、膨張機構に入る冷媒の温度を下げることができる。   The high-pressure refrigerant pipe is a pipe that guides the high-pressure refrigerant that has exited the compressor to the expansion mechanism, so that the temperature of the refrigerant entering the expansion mechanism can be lowered.

一実施形態の温水システムでは、
上記ヒートポンプユニットはＣＯ２冷媒を使用する。 In one embodiment of the hot water system,
The heat pump unit uses a CO 2 refrigerant.

上記実施形態の温水システムによれば、上記ヒートポンプユニットはＣＯ２冷媒を使用するので、ヒートポンプユニットは高温出湯できる。 According to the hot water system of the above embodiment, the heat pump unit uses a CO 2 refrigerant, so that the heat pump unit can perform hot hot water discharge.

本発明の熱交換器を例えばヒートポンプユニットの冷媒回路に設けた場合、低圧冷媒配管が水配管および高圧冷媒配管と熱交換可能に配置されていることによって、低圧冷媒は高圧冷媒および水の熱を吸収して、低圧冷媒の温度が上がるので、ヒートポンプユニットの例えば蒸発器に入る低圧冷媒の温度を上げて、その蒸発器の霜を融かすことができる。   When the heat exchanger of the present invention is provided, for example, in a refrigerant circuit of a heat pump unit, the low-pressure refrigerant is arranged so that heat exchange is possible with the water pipe and the high-pressure refrigerant pipe. Absorption increases the temperature of the low-pressure refrigerant, so that the temperature of the low-pressure refrigerant entering, for example, the evaporator of the heat pump unit can be increased to melt the frost in the evaporator.

また、上記蒸発器の霜を融かす運転つまりデフロスト運転を行っている最中であっても、ヒートポンプユニットの例えば凝縮器に水を供給することにより、その水を加熱することができる。   Further, even during the operation of melting the frost of the evaporator, that is, the defrost operation, the water can be heated by supplying water to, for example, the condenser of the heat pump unit.

また、上記水配管の水は低圧冷媒配管の低圧冷媒に熱を吸収されて低温となるので、この低温の水を例えばヒートポンプユニットの凝縮器に供給することにより、ヒートポンプユニットのＣＯＰを向上させることができる。   Also, since the water in the water pipe is absorbed by the low-pressure refrigerant in the low-pressure refrigerant pipe and becomes low temperature, the COP of the heat pump unit is improved by supplying this low-temperature water to, for example, the condenser of the heat pump unit. Can do.

また、上記低圧冷媒配管は高圧冷媒配管と熱交換可能に配置されていることによって、高圧冷媒の熱が低圧冷媒に吸収されるので、高圧冷媒の過冷却を行うことができる。   Further, since the low-pressure refrigerant pipe is arranged so as to exchange heat with the high-pressure refrigerant pipe, the heat of the high-pressure refrigerant is absorbed by the low-pressure refrigerant, so that the high-pressure refrigerant can be supercooled.

また、上記熱交換器を例えばヒートポンプユニットに用いた場合、熱交換器が高圧冷媒の過冷却を行えるので、この熱交換器とは別に過冷却熱交換器を設置しなくても済む。したがって、上記ヒートポンプユニットの熱交換器数を少なくして、冷媒回路の圧力損失を低減できるので、ヒートポンプユニットの効率を高くすることができる。   Further, when the heat exchanger is used in, for example, a heat pump unit, the heat exchanger can supercool the high-pressure refrigerant, so that it is not necessary to install a supercooling heat exchanger separately from the heat exchanger. Therefore, since the number of heat exchangers of the heat pump unit can be reduced and the pressure loss of the refrigerant circuit can be reduced, the efficiency of the heat pump unit can be increased.

また、上記水配管および低圧冷媒配管の内側に高圧冷媒配管を配置するので、高圧冷媒配管の径を小さくし、高圧冷媒配管を薄肉化することができる。   Further, since the high-pressure refrigerant pipe is disposed inside the water pipe and the low-pressure refrigerant pipe, the diameter of the high-pressure refrigerant pipe can be reduced and the high-pressure refrigerant pipe can be thinned.

本発明の温水システムによれば、貯湯タンク内の温水が水配管を通って低圧冷媒を加熱するので、ヒートポンプユニットの例えば蒸発器に入る低圧冷媒の温度が上がって、デフロスト運転を行うことができる。   According to the hot water system of the present invention, since the hot water in the hot water storage tank heats the low-pressure refrigerant through the water pipe, the temperature of the low-pressure refrigerant entering, for example, the evaporator of the heat pump unit can be increased, and the defrost operation can be performed. .

また、上記ヒートポンプユニットが貯湯タンク内の温水を沸き上げている最中であっても、貯湯タンク内の温水を水配管に供給できるので、沸き上げ運転を行いながら、デフロスト運転を行うことができる。   Further, even when the heat pump unit is boiling the hot water in the hot water storage tank, the hot water in the hot water storage tank can be supplied to the water pipe, so that the defrosting operation can be performed while performing the boiling operation. .

また、上記貯湯タンク内の温水は水配管を通って冷却されて低温となるので、この低温の温水をヒートポンプユニットの例えば凝縮器に送ることにより、ヒートポンプユニットのＣＯＰを向上させることができる。   Further, since the hot water in the hot water storage tank is cooled through the water pipe and becomes low temperature, the COP of the heat pump unit can be improved by sending this low temperature hot water to, for example, a condenser of the heat pump unit.

また、上記ヒートポンプユニットが有する熱交換器では、低圧冷媒配管が高圧冷媒配管と熱交換可能に配置されていることによって、高圧冷媒の熱が低圧冷媒に吸収されるので、高圧冷媒の過冷却を行うことができる。   Further, in the heat exchanger of the heat pump unit, the heat of the high-pressure refrigerant is absorbed by the low-pressure refrigerant because the low-pressure refrigerant pipe is arranged so as to be able to exchange heat with the high-pressure refrigerant pipe. It can be carried out.

また、上記熱交換器が高圧冷媒の過冷却を行えるので、ヒートポンプユニットの熱交換器数を少なくして、冷媒回路の圧力損失を低減でき、その結果、ヒートポンプユニットの効率を高くすることができる。   In addition, since the heat exchanger can supercool the high-pressure refrigerant, the number of heat exchangers in the heat pump unit can be reduced, the pressure loss in the refrigerant circuit can be reduced, and as a result, the efficiency of the heat pump unit can be increased. .

また、上記水配管および低圧冷媒配管の内側に高圧冷媒配管を配置するので、高圧冷媒配管の径を小さくし、高圧冷媒配管を薄肉化することができる。   Further, since the high-pressure refrigerant pipe is disposed inside the water pipe and the low-pressure refrigerant pipe, the diameter of the high-pressure refrigerant pipe can be reduced and the high-pressure refrigerant pipe can be thinned.

以下、本発明の熱交換器および温水システムを図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the heat exchanger and the hot water system of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の暖房給湯装置の構成を示す模式図である。 [First Embodiment]
Drawing 1 is a mimetic diagram showing composition of a heating hot-water supply device of a 1st embodiment of the present invention.

上記暖房給湯装置は、ヒートポンプユニット１、貯湯タンク２、給湯用熱交換器３、暖房用循環回路４、沸き上げ用循環回路５およびデフロスト用循環回路５０を備えている。   The heating and hot water supply apparatus includes a heat pump unit 1, a hot water storage tank 2, a hot water supply heat exchanger 3, a heating circulation circuit 4, a boiling circulation circuit 5, and a defrost circulation circuit 50.

まず、上記ヒートポンプユニット１について説明する。このヒートポンプユニット１は冷媒回路１６および電動送風機１７を備え、貯湯タンク２内の水を沸き上げて温水にする。また、上記ヒートポンプユニット１は、沸き上げ用循環回路５を介して貯湯タンク２に接続されている。   First, the heat pump unit 1 will be described. The heat pump unit 1 includes a refrigerant circuit 16 and an electric blower 17 and boiles water in the hot water storage tank 2 to make warm water. The heat pump unit 1 is connected to a hot water storage tank 2 via a boiling circulation circuit 5.

上記冷媒回路１６は、蒸発器１１、圧縮機１２、凝縮器１３、デフロスト熱交換器１４、膨張弁１５、低圧冷媒配管２０および高圧冷媒配管２１を有している。この冷媒回路１６ではＣＯ２冷媒が循環する。なお、上記膨張弁１５は膨張機構の一例であり、デフロスト熱交換器１４は熱交換器の一例である。 The refrigerant circuit 16 includes an evaporator 11, a compressor 12, a condenser 13, a defrost heat exchanger 14, an expansion valve 15, a low-pressure refrigerant pipe 20, and a high-pressure refrigerant pipe 21. In the refrigerant circuit 16, CO 2 refrigerant circulates. The expansion valve 15 is an example of an expansion mechanism, and the defrost heat exchanger 14 is an example of a heat exchanger.

上記低圧冷媒配管２０は、膨張弁１５を出た低圧のＣＯ２冷媒を圧縮機１２へ導く配管である。この低圧のＣＯ２冷媒は、膨張弁１５から圧縮機１２に至るまでに、蒸発器１１およびデフロスト熱交換器１４をこの順で経由する。 The low-pressure refrigerant pipe 20 is a pipe that guides the low-pressure CO 2 refrigerant that has exited the expansion valve 15 to the compressor 12. This low-pressure CO 2 refrigerant passes through the evaporator 11 and the defrost heat exchanger 14 in this order from the expansion valve 15 to the compressor 12.

上記高圧冷媒配管２１は、圧縮機１２を出た高圧のＣＯ２冷媒を膨張弁１５へ導く配管である。この高圧のＣＯ２冷媒は、圧縮機１２から膨張弁１５に至るまでに、凝縮器１３およびデフロスト熱交換器１４をこの順で経由する。 The high-pressure refrigerant pipe 21 is a pipe that guides the high-pressure CO 2 refrigerant that has exited the compressor 12 to the expansion valve 15. This high-pressure CO 2 refrigerant passes through the condenser 13 and the defrost heat exchanger 14 in this order from the compressor 12 to the expansion valve 15.

上記デフロスト熱交換器１４は、デフロスト用循環回路５０を介して貯湯タンク２に接続されている。これにより、上記貯湯タンク２内の温水を、デフロスト用循環回路５０の水配管５６を介してデフロスト熱交換器１４に供給することができる。   The defrost heat exchanger 14 is connected to the hot water storage tank 2 via a defrost circulation circuit 50. Thereby, the hot water in the hot water storage tank 2 can be supplied to the defrost heat exchanger 14 through the water pipe 56 of the defrost circulation circuit 50.

図２は、上記デフロスト熱交換器１４の構造を模式的に示す図である。   FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of the defrost heat exchanger 14.

上記デフロスト熱交換器１４では、高圧冷媒配管２１が低圧冷媒配管２０内に挿入されて、低圧冷媒配管２０と高圧冷媒配管２１とが二重管構造をなしている。   In the defrost heat exchanger 14, the high-pressure refrigerant pipe 21 is inserted into the low-pressure refrigerant pipe 20, and the low-pressure refrigerant pipe 20 and the high-pressure refrigerant pipe 21 form a double pipe structure.

上記低圧冷媒配管２０の内径は高圧冷媒配管２１の外径よりも大きく、低圧冷媒配管２０の内壁と高圧冷媒配管２１の外壁との間を低圧のＣＯ２冷媒が流れる。一方、高圧のＣＯ２冷媒は低圧冷媒配管２０内の空間を流れる。 The inner diameter of the low-pressure refrigerant pipe 20 is larger than the outer diameter of the high-pressure refrigerant pipe 21, and low-pressure CO 2 refrigerant flows between the inner wall of the low-pressure refrigerant pipe 20 and the outer wall of the high-pressure refrigerant pipe 21. On the other hand, the high-pressure CO 2 refrigerant flows through the space in the low-pressure refrigerant pipe 20.

また、上記低圧冷媒配管２０の略直線状の部分には水配管５６が螺旋状に巻き付けられ、その部分と水配管５６とが互いに熱的に接触している。   Further, a water pipe 56 is spirally wound around a substantially linear portion of the low-pressure refrigerant pipe 20, and the part and the water pipe 56 are in thermal contact with each other.

また、上記低圧冷媒配管２０の流路断面積は、水配管５６の流路断面積よりも大きく、かつ、高圧冷媒配管２１の流路断面積よりも大きくなっている。   The flow passage cross-sectional area of the low-pressure refrigerant pipe 20 is larger than that of the water pipe 56 and larger than that of the high-pressure refrigerant pipe 21.

次に、上記低圧冷媒配管２０および高圧冷媒配管２１を流れるＣＯ２冷媒の圧力変化および温度変化について説明する。上記蒸発器１１内に入った低圧のＣＯ２冷媒は、電動送風機１７から送られた空気中の熱を吸収して温度が上がる。そして、上記低圧のＣＯ２冷媒は、低圧冷媒配管２０を流れてデフロスト熱交換器１４に到達する。このデフロスト熱交換器１４では、低圧のＣＯ２冷媒は、高圧冷媒配管２１内の高圧のＣＯ２冷媒の熱を吸収して、さらに温度が上がる。そして、上記低圧のＣＯ２冷媒は、圧縮機１２で圧縮されて高圧のＣＯ２冷媒となり、さらに温度が上る。この高圧のＣＯ２冷媒は、凝縮器１３で熱を放出して低温となった後、高圧冷媒配管２１の案内でデフロスト熱交換器１４に到達する。このデフロスト熱交換器１４において、高圧のＣＯ２冷媒は、低圧冷媒配管２０内の低圧のＣＯ２冷媒に熱を吸収されて、さらに温度が下がる。この温度がさらに下がった高圧のＣＯ２冷媒は、膨張弁１５で減圧された後、蒸発器１１に戻る。 Next, changes in pressure and temperature of the CO 2 refrigerant flowing through the low-pressure refrigerant pipe 20 and the high-pressure refrigerant pipe 21 will be described. The low-pressure CO 2 refrigerant entering the evaporator 11 absorbs heat in the air sent from the electric blower 17 and rises in temperature. The low-pressure CO 2 refrigerant flows through the low-pressure refrigerant pipe 20 and reaches the defrost heat exchanger 14. In the defrost heat exchanger 14, the low-pressure CO 2 refrigerant absorbs the heat of the high-pressure CO 2 refrigerant in the high-pressure refrigerant pipe 21 and the temperature further increases. The low-pressure CO 2 refrigerant is compressed by the compressor 12 to become a high-pressure CO 2 refrigerant, and the temperature further increases. This high-pressure CO 2 refrigerant releases heat at the condenser 13 and becomes low temperature, and then reaches the defrost heat exchanger 14 through the guidance of the high-pressure refrigerant pipe 21. In this defrost heat exchanger 14, CO 2 refrigerant pressure is absorbed heat to the CO 2 refrigerant low pressure in the low-pressure refrigerant pipe 20, the temperature further lowers. The high-pressure CO 2 refrigerant whose temperature has further decreased is reduced in pressure by the expansion valve 15 and then returned to the evaporator 11.

また、上記蒸発器１１の霜を取るためのデフロスト運転時、貯湯タンク２内の温水がデフロスト用循環回路５０の水配管５６を介してデフロスト熱交換器１４に供給される。これにより、上記デフロスト運転時、デフロスト熱交換器１４において、低圧冷媒配管２０内の低圧のＣＯ２冷媒は、水配管５６内の温水の熱と、高圧冷媒配管２１内の高圧のＣＯ２冷媒の熱とを吸収して、温度が上がる。 Further, during the defrost operation for defrosting the evaporator 11, the hot water in the hot water storage tank 2 is supplied to the defrost heat exchanger 14 through the water pipe 56 of the defrost circulation circuit 50. Accordingly, during the defrost operation, in the defrost heat exchanger 14, the low-pressure CO 2 refrigerant in the low-pressure refrigerant pipe 20 is the heat of the hot water in the water pipe 56 and the high-pressure CO 2 refrigerant in the high-pressure refrigerant pipe 21. Absorbs heat and rises in temperature.

一方、非デフロスト運転時においては、デフロスト熱交換器１４は貯湯タンク２から温水が供給されないので、デフロスト熱交換器１４において、温水と低圧のＣＯ２冷媒との熱交換は行われない。 On the other hand, since the defrost heat exchanger 14 is not supplied with hot water from the hot water storage tank 2 during non-defrost operation, the defrost heat exchanger 14 does not perform heat exchange between the hot water and the low-pressure CO 2 refrigerant.

次に、上記デフロスト用循環回路５０について説明する。このデフロスト用循環回路５０は分岐弁５５および水配管５６を有している。この分岐弁５５は、貯湯タンク２からの温水が流入する入口と、温水が流出する２つの出口とを有している。この２つの出口のうち、一方の出口は凝縮器１３に接続され、他方の出口は水配管５６を介してデフロスト熱交換器１４に接続されている。上記一方の出口の開度を調節することにより、凝縮器１３に入る温水の量を調節することができる。また、上記他方の出口の開度調節することにより、デフロスト熱交換器１４に入る温水の量を調節することできる。この分岐弁７の各出口の開度は制御部７によって調節される。   Next, the defrost circuit 50 will be described. The defrost circuit 50 has a branch valve 55 and a water pipe 56. The branch valve 55 has an inlet through which hot water from the hot water storage tank 2 flows and two outlets through which hot water flows out. Of these two outlets, one outlet is connected to the condenser 13, and the other outlet is connected to the defrost heat exchanger 14 via a water pipe 56. The amount of warm water entering the condenser 13 can be adjusted by adjusting the opening degree of the one outlet. Further, the amount of hot water entering the defrost heat exchanger 14 can be adjusted by adjusting the opening degree of the other outlet. The opening degree of each outlet of the branch valve 7 is adjusted by the control unit 7.

次に、上記沸き上げ用循環回路５について説明する。この沸き上げ用循環回路５には、沸き上げ用循環ポンプ５１および沸き上げ用三方弁５２が設けられている。そして、上記沸き上げ用循環回路５は、第２暖房往き接続口４２と、沸き上げ用の供給口５３と、凍結防止水戻し接続口５４とに接続されている。   Next, the boiling circulation circuit 5 will be described. The boiling circulation circuit 5 is provided with a boiling circulation pump 51 and a boiling three-way valve 52. The boiling circulation circuit 5 is connected to the second heating forward connection port 42, the heating supply port 53, and the antifreezing water return connection port 54.

上記凍結防止水戻し接続口５４には、凝縮器１３から温水が流れてきたり、デフロスト熱交換器１４から温水が流れてきたりする。   Hot water flows from the condenser 13 or warm water flows from the defrost heat exchanger 14 to the antifreezing water return connection port 54.

また、上記沸き上げ用循環回路５における凝縮器１３の上流側の一部は、デフロスト用循環回路５０におけるデフロスト熱交換器１４の上流側の一部として兼用される。つまり、上記貯湯タンク２と分岐弁５５との間において温水が流れる部分は、沸き上げ用循環回路５の一部であると共に、デフロスト用循環回路５０の一部でもある。この沸き上げ用循環回路５とデフロスト用循環回路５０との分岐部に分岐弁５５が設けられている。   A part of the upstream side of the condenser 13 in the boiling circuit 5 is also used as a part of the upstream side of the defrost heat exchanger 14 in the defrost circuit 50. That is, the portion where hot water flows between the hot water storage tank 2 and the branch valve 55 is a part of the boiling circuit 5 and a part of the defrost circuit 50. A branch valve 55 is provided at a branch portion between the boiling circuit 5 and the defrost circuit 50.

上記供給口５３は貯湯タンク２の下部に設けられている。これにより、上記貯湯タンク２内の下部領域にある温水を、供給口５３を介して沸き上げ用循環ポンプ５１に供給することができる。   The supply port 53 is provided in the lower part of the hot water storage tank 2. Thereby, the hot water in the lower region in the hot water storage tank 2 can be supplied to the boiling circulation pump 51 through the supply port 53.

上記沸き上げ用循環ポンプ５１は、貯湯タンク２の下部内の温水を吸い込み、分岐弁５５へ向けて吐出する。この沸き上げ用循環ポンプ５１として流量可変ポンプまたは流量固定循環ポンプを採用することができる。   The boiling circulation pump 51 sucks hot water in the lower part of the hot water storage tank 2 and discharges it toward the branch valve 55. As the boiling circulation pump 51, a variable flow rate pump or a fixed flow rate circulation pump can be employed.

上記凝縮器１３ではＣＯ２冷媒の熱が温水に伝わり、この温水が高温（例えば６０℃〜８５℃）となる。この凝縮器１３を出た高温の温水は沸き上げ用三方弁５２へ向かう。 In the condenser 13, the heat of the CO 2 refrigerant is transferred to the hot water, and the hot water becomes a high temperature (for example, 60 ° C. to 85 ° C.). The hot hot water exiting the condenser 13 goes to the boiling three-way valve 52.

上記沸き上げ用三方弁５２は、給湯運転中および暖房運転中、凝縮器１３からの高温の温水を、第２暖房往き接続口４２を介して貯湯タンク２内の上部領域に流す。また、上記ヒートポンプユニット１の起動時、ヒートポンプユニット１の凝縮器１３から出る温水は十分に高温となっていないので、沸き上げ用三方弁５２は、凝縮器１３からの高温の温水を、凍結防止水戻し接続口５４を介して貯湯タンク２内の下部領域に流す。これにより、上記凝縮器１３で十分に高温にならなかった温水が貯湯タンク２内の上部領域に戻って貯湯タンク２内の温度分布が乱れるのを防止できる。   The boiling three-way valve 52 allows hot hot water from the condenser 13 to flow to the upper region in the hot water storage tank 2 via the second heating forward connection port 42 during hot water supply operation and heating operation. Further, when the heat pump unit 1 is started up, the hot water coming out of the condenser 13 of the heat pump unit 1 is not sufficiently high, so the boiling three-way valve 52 prevents the hot water from the condenser 13 from freezing. It flows through the water return connection port 54 to the lower region in the hot water storage tank 2. Thereby, it is possible to prevent the hot water that has not been sufficiently heated by the condenser 13 from returning to the upper region in the hot water storage tank 2 and disturbing the temperature distribution in the hot water storage tank 2.

次に、上記貯湯タンク２について説明する。この貯湯タンク２はヒートポンプユニット１で加熱された温水を貯える。また、上記貯湯タンク２内の上下方向の略中央部にはヒータ６を配置していて、このヒータ６は貯湯タンク２内の温水を直接加熱する。また、上記貯湯タンク２内の各部の温水の温度を検出するため、複数の温度センサ４０Ａ，４０Ｂ，…，４０Ｅを貯湯タンク２に設けている。この複数の温度センサ４０Ａ，４０Ｂ，…，４０Ｅは、貯湯タンク２内の各部の温水の温度を検出し、その温度を示す信号を制御部７に送る。   Next, the hot water storage tank 2 will be described. The hot water storage tank 2 stores hot water heated by the heat pump unit 1. In addition, a heater 6 is disposed at a substantially central portion in the vertical direction in the hot water storage tank 2, and the heater 6 directly heats the hot water in the hot water storage tank 2. In addition, a plurality of temperature sensors 40A, 40B,..., 40E are provided in the hot water storage tank 2 in order to detect the temperature of the hot water in each part in the hot water storage tank 2. The plurality of temperature sensors 40 </ b> A, 40 </ b> B,..., 40 </ b> E detect the temperature of hot water in each part in the hot water storage tank 2 and send a signal indicating the temperature to the control unit 7.

次に、上記給湯用熱交換器３について説明する。この給湯用熱交換器３は、コイル状のパイプから成って、貯湯タンク２内の下部領域から上部領域に渡って配置されている。給湯水は給湯用熱交換器３内を流れることによって加熱される。より詳しくは、上記給湯水は、貯湯タンク２の下部から貯湯タンク２内に入って、貯湯タンク２内の下部領域に配置された給湯用熱交換器３を上方に向かって流れる。そして、上記給湯水は、貯湯タンク２内の上部領域に配置された給湯用熱交換器３を上方に向かって流れた後、貯湯タンク２の上部から貯湯タンク２外に出る。   Next, the hot water supply heat exchanger 3 will be described. This hot water supply heat exchanger 3 is formed of a coiled pipe and is arranged from the lower region to the upper region in the hot water storage tank 2. The hot water is heated by flowing through the hot water heat exchanger 3. More specifically, the hot water enters the hot water storage tank 2 from the lower part of the hot water storage tank 2 and flows upward through the hot water supply heat exchanger 3 arranged in the lower region of the hot water storage tank 2. The hot water flows through the hot water heat exchanger 3 disposed in the upper region of the hot water tank 2 upward, and then flows out of the hot water tank 2 from the upper part of the hot water tank 2.

また、上記貯湯タンク２から出た給湯水の温度が高すぎた場合、給湯用混合弁３１を開いて、貯湯タンク２から出た給湯水と、貯湯タンク２に流入する前の給湯水とを混ぜ合わせる。これにより、上記貯湯タンク２から出た給湯水の温度を下げることができる。   If the temperature of the hot water supplied from the hot water storage tank 2 is too high, the hot water mixing valve 31 is opened, and the hot water supplied from the hot water storage tank 2 and the hot water before flowing into the hot water storage tank 2 are separated. Mix together. Thereby, the temperature of the hot water supplied from the hot water storage tank 2 can be lowered.

次に、上記暖房用循環回路４について説明する。この暖房用循環回路４は、貯湯タンク２内に貯められた温水を貯湯タンク２外の複数の暖房端末８Ａ，８Ｂ，…を経由させた後、再び、貯湯タンク２内に戻して循環させるためのものである。そして、上記暖房用循環回路４は、第１，第２暖房往き接続口４１，４２と暖房戻り接続口４３とに接続されている。   Next, the heating circulation circuit 4 will be described. The heating circulation circuit 4 passes the hot water stored in the hot water storage tank 2 through the plurality of heating terminals 8A, 8B,... Outside the hot water storage tank 2, and then returns to the hot water storage tank 2 for circulation. belongs to. The heating circulation circuit 4 is connected to the first and second heating forward connection ports 41 and 42 and the heating return connection port 43.

上記第１暖房往き接続口４１は、貯湯タンク２内の温水を取り出すためのものである。この第１暖房往き接続口４１は、貯湯タンク２の上下方向の略中央部に設けられて、ヒータ６近傍かつ上方に位置している。これにより、上記ヒータ６で加熱された直後の温水を、第１暖房往き接続口４１から取り出し、複数の暖房端末８Ａ，８Ｂ，…に送ることができる。   The first heating outgoing connection port 41 is for taking out hot water in the hot water storage tank 2. The first heating / outgoing connection port 41 is provided at a substantially central portion in the vertical direction of the hot water storage tank 2, and is positioned near and above the heater 6. Thereby, the warm water immediately after heated with the said heater 6 can be taken out from the 1st heating outgoing connection port 41, and can be sent to several heating terminal 8A, 8B, ....

上記第２暖房往き接続口４２も、上記第１暖房往き接続口４１と同様に、貯湯タンク２内の温水を取り出すためのものである。この第２暖房往き接続口４２は貯湯タンク２の上部に設けられている。これにより、上記貯湯タンク２内の上部領域の温水を、第２暖房往き接続口４２から取り出し、複数の暖房端末８Ａ，８Ｂ，…へ送ることができる。また、上記第２暖房往き接続口４２は沸き上げ戻り接続口を兼用している。   Similarly to the first heating forward connection port 41, the second heating forward connection port 42 is also for taking out hot water in the hot water storage tank 2. The second heating / outgoing connection port 42 is provided in the upper part of the hot water storage tank 2. Thereby, the warm water of the upper area | region in the said hot water storage tank 2 can be taken out from the 2nd heating outgoing connection port 42, and can be sent to several heating terminal 8A, 8B, .... The second heating / outgoing connection port 42 is also used as a heating return connection port.

上記暖房端末８Ａ，８Ｂ，…のそれぞれは、貯湯タンク２から流れてきた温水の熱を直接取り出し、室内に放出する。そして、上記温水は、低温となり、暖房端末８Ａ，８Ｂ，…を出て、暖房戻り接続口４３へ向かって流れる。   Each of the heating terminals 8A, 8B,... Directly takes out the heat of hot water flowing from the hot water storage tank 2 and discharges it into the room. And the said warm water becomes low temperature, leaves heating terminal 8A, 8B, ..., and flows toward the heating return connection port 43. FIG.

上記暖房戻り接続口４３は貯湯タンク２の下部に設けられている。これにより、上記暖房戻り接続口４３から出た温水を、貯湯タンク２内の下部領域の温水と混ぜることができる。   The heating return connection port 43 is provided in the lower part of the hot water storage tank 2. Thereby, the hot water which came out of the said heating return connection port 43 can be mixed with the hot water of the lower area | region in the hot water storage tank 2. FIG.

また、上記暖房用循環回路４には、バイパス配管４４、暖房用混合弁４５、温度センサ４０Ｆ，４０Ｇ、暖房用循環ポンプ４８および暖房用三方弁４９が設けられている。   The heating circulation circuit 4 is provided with a bypass pipe 44, a heating mixing valve 45, temperature sensors 40F and 40G, a heating circulation pump 48, and a heating three-way valve 49.

上記バイパス配管４４は、暖房端末８Ａ，８Ｂ，…から暖房戻り接続口４３へ流れる温水の一部を暖房用混合弁４５へ案内する。   The bypass pipe 44 guides part of the hot water flowing from the heating terminals 8A, 8B,... To the heating return connection port 43 to the heating mixing valve 45.

上記暖房用混合弁４５は、貯湯タンク２からの温水が流入する入口と、バイパス配管４４からの温水が流入する入口とを有している。詳しくは後述するが、上記暖房用混合弁４５の各入口の開度は制御部７によって調節される。   The heating mixing valve 45 has an inlet through which hot water from the hot water storage tank 2 flows and an inlet through which hot water from the bypass pipe 44 flows. Although described in detail later, the opening degree of each inlet of the heating mixing valve 45 is adjusted by the control unit 7.

上記制御部７は、外気温度センサ１８の出力信号と、温度センサ４０Ａ，４０Ｂ，…，４０Ｇの出力信号とを受ける。また、上記制御部７は、室内温度センサ（図示せず）から、室内温度を示す信号も受ける。ここで、上記外気温度センサ１８の出力信号は外気温度を示す信号、温度センサ４０Ａ，４０Ｂの出力信号は貯湯タンク２内の上部領域の温水の温度を示す信号、温度センサ４０Ｃの出力信号は貯湯タンク２内の上下方向の中間部領域の温水の温度を示す信号、温度センサ４０Ｄ，４０Ｅの出力信号は貯湯タンク２内の下部領域の温水の温度を示す信号である。また、上記温度センサ４０Ｆの出力信号は、貯湯タンク２から暖房端末８Ａ，８Ｂ，…へ向かう温水の温度を示す信号である。そして、上記温度センサ４０Ｇは、暖房端末８Ａ，８Ｂ，…から貯湯タンク２へ向かう温水の温度を示す信号である。   The control unit 7 receives the output signal of the outside temperature sensor 18 and the output signals of the temperature sensors 40A, 40B,. The control unit 7 also receives a signal indicating the room temperature from a room temperature sensor (not shown). Here, the output signal of the outside air temperature sensor 18 is a signal indicating the outside air temperature, the output signals of the temperature sensors 40A and 40B are signals indicating the temperature of the hot water in the upper region in the hot water storage tank 2, and the output signal of the temperature sensor 40C is the hot water storage. A signal indicating the temperature of the hot water in the middle region in the vertical direction in the tank 2 and the output signals of the temperature sensors 40D and 40E are signals indicating the temperature of the hot water in the lower region in the hot water storage tank 2. The output signal of the temperature sensor 40F is a signal indicating the temperature of the hot water from the hot water storage tank 2 toward the heating terminals 8A, 8B,. And the said temperature sensor 40G is a signal which shows the temperature of the warm water which goes to the hot water storage tank 2 from heating terminal 8A, 8B, ....

上記暖房用循環ポンプ４８は、第２暖房往き接続口４２または第１暖房往き接続口４１を介して貯湯タンク２内の温水を吸い込み、複数の暖房端末８Ａ，８Ｂ，…に向けて吐出する。   The heating circulation pump 48 sucks the hot water in the hot water storage tank 2 through the second heating outgoing connection port 42 or the first heating outgoing connection port 41 and discharges it toward the plurality of heating terminals 8A, 8B,.

上記暖房用三方弁４９は、貯湯タンク２内の温水の高温領域が第１暖房往き接続口４１近傍に存在している場合、第１暖房往き接続口４１から温水を取り出す。また、上記暖房用三方弁４９は、貯湯タンク２内の温水の高温領域が第１暖房往き接続口４１近傍に存在していない場合、第２暖房往き接続口４２から温水を取り出す。この暖房用三方弁４９の切り替えは制御部７によって行われる。つまり、上記制御部７は、貯湯タンク２内の各部の温水の温度を検出するための複数の温度センサからの信号に基づいて、暖房用三方弁４９の切り替えを行う。   The heating three-way valve 49 extracts hot water from the first heating forward connection port 41 when a high temperature region of the hot water in the hot water storage tank 2 exists in the vicinity of the first heating forward connection port 41. Further, the heating three-way valve 49 extracts hot water from the second heating forward connection port 42 when the high temperature region of the hot water in the hot water storage tank 2 does not exist in the vicinity of the first heating forward connection port 41. The control unit 7 switches the heating three-way valve 49. That is, the control unit 7 switches the heating three-way valve 49 based on signals from a plurality of temperature sensors for detecting the temperature of hot water in each part in the hot water storage tank 2.

上記構成の暖房給湯装置によれば、暖房運転が開始すると、制御部７が暖房用循環ポンプ４８をＯＮにする。これにより、上記貯湯タンク２に貯えた温水が複数の暖房端末８Ａ，８Ｂ，…に送られ、再び、貯湯タンク２に戻る。これにより、上記温水の熱が暖房端末８Ａ，８Ｂ，…を介して室内に放出されて、室内が暖房される。   According to the heating and hot water supply apparatus having the above configuration, when the heating operation is started, the control unit 7 turns on the heating circulation pump 48. Thereby, the hot water stored in the hot water storage tank 2 is sent to the plurality of heating terminals 8A, 8B,... And returned to the hot water storage tank 2 again. Thereby, the heat of the hot water is released into the room through the heating terminals 8A, 8B,... To heat the room.

上記暖房運転中、制御部７が、外気温度センサ１８、温度センサ４０Ａ，４０Ｂ，…，４０Ｅおよび室内温度センサの出力信号に基づいて、圧縮機１２、膨張弁１５、沸き上げ用循環ポンプ５１および分岐弁５５を制御する。   During the heating operation, the control unit 7 determines that the compressor 12, the expansion valve 15, the boiling circulation pump 51, and the outside air temperature sensor 18, the temperature sensors 40A, 40B,. The branch valve 55 is controlled.

例えば、上記制御部７は、温度センサ４０Ａ，４０Ｂ，…，４０Ｅの出力信号から、貯湯タンク２内の上部領域にある高温の温水が少なくなっていると判断すると、ヒートポンプユニット１で貯湯タンク２内の温水を沸き上げる。より詳しくは、上記圧縮機１２および沸き上げ用循環ポンプ５１をＯＮにし、かつ、膨張弁１５を開く。このとき、上記制御部７は、分岐弁５５の凝縮器１３側の出口を全開にする一方、分岐弁５５のデフロスト熱交換器１４側の出口を全閉にする。これにより、上記貯湯タンク２内の下部領域にある温水が凝縮器１３へ流れ、この凝縮器１３で加熱されて高温となった温水が第２暖房往き接続口４２を介して貯湯タンク２内に戻る。   For example, when the control unit 7 determines from the output signals of the temperature sensors 40A, 40B,..., 40E that the hot water in the upper region of the hot water tank 2 is low, the heat pump unit 1 causes the hot water tank 2 to be reduced. Boil the warm water inside. More specifically, the compressor 12 and the boiling circulation pump 51 are turned on, and the expansion valve 15 is opened. At this time, the control unit 7 fully opens the outlet of the branch valve 55 on the condenser 13 side, and fully closes the outlet of the branch valve 55 on the defrost heat exchanger 14 side. As a result, the hot water in the lower region in the hot water storage tank 2 flows to the condenser 13, and the hot water heated to the high temperature by the condenser 13 enters the hot water storage tank 2 through the second heating forward connection port 42. Return.

そして、上記ヒートポンプユニット１で貯湯タンク２内の温水を沸き上げている最中に、制御部７が、例えば、外気温度センサ１８の出力から、蒸発器１１の霜を取るためのデフロスト運転が必要だと判断すると、デフロスト運転を開始する。   While the hot water in the hot water storage tank 2 is being boiled by the heat pump unit 1, the control unit 7 needs to perform a defrost operation for removing the frost of the evaporator 11 from the output of the outside air temperature sensor 18, for example. If it is determined that, defrost operation is started.

上記デフロスト運転が開始すると、制御部７が、膨張弁１５の開度を大きくすると共に、分岐弁５５のデフロスト熱交換器１４側の出口を開く。これにより、上記貯湯タンク２内の下部領域の中温（例えば３０℃〜５０℃）の温水が、凝縮器１３およびデフロスト熱交換器１４の両方に流れる。このデフロスト熱交換器１４に入った中温の温水は、圧縮機１２へ向かうＣＯ２冷媒に熱を与えて低温の温水となる。この低温の温水は、凍結防止水戻し接続口５４を介して貯湯タンク２内に戻る。 When the defrost operation starts, the control unit 7 increases the opening degree of the expansion valve 15 and opens the outlet of the branch valve 55 on the defrost heat exchanger 14 side. As a result, warm water having a medium temperature (for example, 30 ° C. to 50 ° C.) in the lower region in the hot water storage tank 2 flows to both the condenser 13 and the defrost heat exchanger 14. The medium-temperature hot water that has entered the defrost heat exchanger 14 gives heat to the CO 2 refrigerant that goes to the compressor 12 and becomes low-temperature hot water. This low temperature hot water returns to the hot water storage tank 2 through the freeze prevention water return connection port 54.

このように、上記中温の温水が、デフロスト熱交換器１４を経由した後、再び、貯湯タンク２内に戻ることにより、蒸発器１１に入るＣＯ２冷媒の温度が適度に高くなる。その結果、上記蒸発器１１から霜を取り除くことができる。 As described above, after the intermediate temperature warm water passes through the defrost heat exchanger 14 and returns to the hot water storage tank 2, the temperature of the CO 2 refrigerant entering the evaporator 11 is appropriately increased. As a result, frost can be removed from the evaporator 11.

上記デフロスト運転中は、外気から熱を取り込むのではなく、貯湯タンク２内の下部領域の中温の温水から熱を取り込む。この熱は、ヒートポンプユニット１がデフロスト運転前に沸かした温水の熱である。このため、上記ヒートポンプユニット１のＣＯＰはデフロスト運転中に限っていえば悪くなる。ただし、それは、上記貯湯タンク２内の下部領域の中温の温水を用いない従来のデフロスト運転でも同じである。   During the defrosting operation, heat is not taken from outside air but is taken from warm water in the lower area of the hot water storage tank 2. This heat is the heat of the hot water boiled before the defrost operation by the heat pump unit 1. For this reason, the COP of the heat pump unit 1 becomes worse if it is limited only during the defrost operation. However, it is the same in the conventional defrost operation that does not use the warm water in the lower region in the hot water storage tank 2.

しかしながら、上記貯湯タンク２内の下部領域の中温の温水を用いるデフロスト運転であれば、その中温の温水は、デフロスト熱交換器１４を経由することによって、温度が下がって低温の温水となって、貯湯タンク２内の下部領域に戻る。これにより、上記デフロスト運転の終了後に、貯湯タンク２内の温水の沸き上げを行うと、貯湯タンク２内の下部領域の低温の温水がヒートポンプユニット１に供給される。その結果、上記ヒートポンプユニット１のＣＯＰが向上し、運転トータルで、ヒートポンプユニット１のＣＯＰの改善が見込める。   However, if it is a defrost operation using medium temperature warm water in the lower region in the hot water storage tank 2, the medium temperature warm water goes down through the defrost heat exchanger 14 and becomes low temperature warm water. Return to the lower area in the hot water storage tank 2. Thus, when the hot water in the hot water storage tank 2 is boiled after the defrost operation is completed, the low temperature hot water in the lower region in the hot water storage tank 2 is supplied to the heat pump unit 1. As a result, the COP of the heat pump unit 1 is improved, and the COP of the heat pump unit 1 can be expected to be improved in the total operation.

また、上記デフロスト熱交換器１４においては、高圧冷媒配管２１が低圧冷媒配管２０内に挿入されていることによって、高圧冷媒配管２１内のＣＯ２冷媒の熱が低圧冷媒配管２０内のＣＯ２冷媒に吸収されるので、高圧冷媒配管２１内のＣＯ２冷媒の過冷却を行うことができる。 In the above defrosting heat exchanger 14, by the high-pressure refrigerant pipe 21 is inserted into the low-pressure refrigerant pipe 20, CO 2 refrigerant of the high pressure refrigerant pipe CO 2 refrigerant heat in the low-pressure refrigerant pipe 20 of the 21 As a result, the CO 2 refrigerant in the high-pressure refrigerant pipe 21 can be supercooled.

また、上記デフロスト熱交換器１４が高圧冷媒配管２１内のＣＯ２冷媒の過冷却を行えるので、デフロスト熱交換器１４とは別に過冷却熱交換器を設置しなくても済む。したがって、上記ヒートポンプユニット１の熱交換器数を少なくして、冷媒回路１６の圧力損失を低減できるので、ヒートポンプユニット１の効率を高くすることができる。 Further, since the defrost heat exchanger 14 can supercool the CO 2 refrigerant in the high-pressure refrigerant pipe 21, it is not necessary to install a supercooling heat exchanger separately from the defrost heat exchanger 14. Therefore, since the number of heat exchangers of the heat pump unit 1 can be reduced and the pressure loss of the refrigerant circuit 16 can be reduced, the efficiency of the heat pump unit 1 can be increased.

また、上記水配管５６および低圧冷媒配管２０の内側に高圧冷媒配管２１を配置するので、高圧冷媒配管２１の径を小さくし、高圧冷媒配管２１を薄肉化することができる。   Further, since the high-pressure refrigerant pipe 21 is disposed inside the water pipe 56 and the low-pressure refrigerant pipe 20, the diameter of the high-pressure refrigerant pipe 21 can be reduced and the high-pressure refrigerant pipe 21 can be thinned.

また、上記低圧冷媒配管２０と高圧冷媒配管２１とが二重管構造をなしていることによって、低圧のＣＯ２冷媒が高圧冷媒配管２１に直接接触するので、高圧のＣＯ２冷媒の熱を低圧のＣＯ２冷媒に高効率で伝達できる。 In addition, since the low-pressure refrigerant pipe 20 and the high-pressure refrigerant pipe 21 form a double pipe structure, the low-pressure CO 2 refrigerant directly contacts the high-pressure refrigerant pipe 21, so that the heat of the high-pressure CO 2 refrigerant is reduced to a low pressure. Can be transmitted to the CO 2 refrigerant with high efficiency.

また、上記低圧冷媒配管２０に水配管５６とを巻き付けることによって、低圧冷媒配管２０に対する水配管５６の熱接触を容易に得ることができるので、デフロスト熱交換器１４の製造を簡単にすることができる。   Further, by winding the water pipe 56 around the low-pressure refrigerant pipe 20, it is possible to easily obtain the thermal contact of the water pipe 56 with the low-pressure refrigerant pipe 20, thereby simplifying the manufacture of the defrost heat exchanger 14. it can.

また、上記デフロスト熱交換器１４においては、低圧冷媒配管２０が略直線状に延びているので、低圧冷媒配管２０内のＣＯ２冷媒の圧力損失が小さくなる。したがって、上記ヒートポンプユニット１の効率をより高くすることができる。 In the defrost heat exchanger 14, the low-pressure refrigerant pipe 20 extends substantially linearly, so that the pressure loss of the CO 2 refrigerant in the low-pressure refrigerant pipe 20 is reduced. Therefore, the efficiency of the heat pump unit 1 can be further increased.

また、上記低圧冷媒配管２０の流路断面積は、水配管５６および高圧冷媒配管２１のどちらの流路断面積よりも大きいので、低圧冷媒配管２０を流れるＣＯ２冷媒の圧力損失を低減できる。したがって、上記ヒートポンプユニット１の効率をよりさらに高くすることができる。 Further, since the cross-sectional area of the low-pressure refrigerant pipe 20 is larger than the flow-path cross-sectional area of either the water pipe 56 or the high-pressure refrigerant pipe 21, the pressure loss of the CO 2 refrigerant flowing through the low-pressure refrigerant pipe 20 can be reduced. Therefore, the efficiency of the heat pump unit 1 can be further increased.

また、上記低圧冷媒配管２０は、膨張弁１５を出たＣＯ２冷媒を圧縮機１２へ導く配管であるので、圧縮機１２に入るＣＯ２冷媒の温度を上げることができる。 Further, since the low-pressure refrigerant pipe 20 is a pipe that guides the CO 2 refrigerant that has exited the expansion valve 15 to the compressor 12, the temperature of the CO 2 refrigerant that enters the compressor 12 can be increased.

また、上記高圧冷媒配管２１は、圧縮機１２を出たＣＯ２冷媒を膨張弁１５へ導く配管であるので、膨張弁１５に入るＣＯ２冷媒の温度を下げることができる。 Further, since the high-pressure refrigerant pipe 21 is a pipe that guides the CO 2 refrigerant that has exited the compressor 12 to the expansion valve 15, the temperature of the CO 2 refrigerant that enters the expansion valve 15 can be lowered.

また、上記ヒートポンプユニット１はＣＯ２冷媒を使用するので、ヒートポンプユニット１は高温出湯できる。 Further, the heat pump unit 1 because it uses CO 2 refrigerant, the heat pump unit 1 can hot tapping.

また、上記沸き上げ用循環回路５における凝縮器１３の上流側の一部は、デフロスト用循環回路５０におけるデフロスト熱交換器１４の上流側の一部として兼用されるので、沸き上げ用循環回路５における凝縮器１３の上流側の一部を施行すれば、デフロスト用循環回路５０におけるデフロスト熱交換器１４の上流側の一部の施行を行わずに済む。   In addition, since a part of the upstream side of the condenser 13 in the boiling circulation circuit 5 is also used as a part of the upstream side of the defrost heat exchanger 14 in the defrosting circulation circuit 50, the boiling circulation circuit 5 If a part of the upstream side of the condenser 13 is implemented, a part of the upstream side of the defrost heat exchanger 14 in the defrost circuit 50 need not be implemented.

したがって、上記沸き上げ用循環回路５およびデフロスト用循環回路５０の施工に係る手間が少なく、沸き上げ用循環回路５およびデフロスト用循環回路５０の施工性は良好である。   Therefore, the labor involved in the construction of the boiling circuit 5 and the defrost circuit 50 is small, and the workability of the boiling circuit 5 and the defrost circuit 50 is good.

また、上記沸き上げ用循環回路５における温水の流通と、デフロスト用循環回路５０における温水の流通とを、一つの分岐弁５５だけで制御するので、それらの流通の制御が複雑になるのを防ぐことができる。   Further, since the circulation of the hot water in the circulation circuit 5 for boiling and the circulation of the hot water in the circulation circuit 50 for the defrost are controlled by only one branch valve 55, the control of the circulation is prevented from being complicated. be able to.

また、上記暖房運転が行われていない非デフロスト運転時、制御部７は、沸き上げ用循環ポンプ５１をＯＮにし、かつ、分岐弁５５のデフロスト熱交換器１４側の出口を開き、デフロスト用循環回路５０に少量の温水を流す。これにより、上記デフロスト用循環回路５０内に残った温水が冷えて凍るのを防ぐことができる。   Further, during the non-defrost operation in which the heating operation is not performed, the control unit 7 turns on the circulation pump 51 for boiling, opens the outlet of the branch valve 55 on the defrost heat exchanger 14 side, and circulates for the defrost. A small amount of warm water is allowed to flow through the circuit 50. Thereby, it is possible to prevent the hot water remaining in the defrost circulation circuit 50 from being cooled and frozen.

［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態の暖房給湯装置のデフロスト熱交換器１１４の構造を模式的に示す図である。 [Second Embodiment]
FIG. 3 is a diagram schematically showing the structure of the defrost heat exchanger 114 of the heating and hot water supply apparatus according to the second embodiment of the present invention.

上記暖房給湯装置は、図２のデフロスト熱交換器１４の代わりに、デフロスト熱交換器１１４を備えている点のみが上記第１実施形態と異なる。   The heating and hot water supply apparatus differs from the first embodiment only in that a defrost heat exchanger 114 is provided instead of the defrost heat exchanger 14 in FIG.

上記デフロスト熱交換器１１４は、高圧冷媒配管２１を備えている点は図２のデフロスト熱交換器１４と同じだが、低圧冷媒配管１２０および水配管１５６を備えている点が図２のデフロスト熱交換器１４と異なる。   The defrost heat exchanger 114 is the same as the defrost heat exchanger 14 in FIG. 2 in that the high pressure refrigerant pipe 21 is provided, but the low temperature refrigerant pipe 120 and the water pipe 156 are in the defrost heat exchange in FIG. Different from vessel 14.

上記低圧冷媒配管１２０は、高圧冷媒配管２１の略直線状の部分に螺旋状に巻き付けられ、その部分と熱的に接触している。この低圧冷媒配管１２０は、膨張弁１５を出た低圧のＣＯ２冷媒を、蒸発器１１およびデフロスト熱交換器１１４を経由させた後、圧縮機１２へ導く配管である（図１参照）。 The low-pressure refrigerant pipe 120 is spirally wound around a substantially straight portion of the high-pressure refrigerant pipe 21 and is in thermal contact with that portion. The low-pressure refrigerant pipe 120 is a pipe that guides the low-pressure CO 2 refrigerant exiting the expansion valve 15 to the compressor 12 after passing through the evaporator 11 and the defrost heat exchanger 114 (see FIG. 1).

上記水配管１５６内には低圧冷媒配管１２０および高圧冷媒配管２１が挿入されている。この水配管１５６は、供給口５３から取り出した温水を、デフロスト熱交換器１１４を経由させた後、貯湯タンク２へ導く配管である（図１参照）。そして、上記温水は、低圧冷媒配管１２０の外壁と水配管１５６の内壁との間、および、高圧冷媒配管２１の外壁と水配管１５６の内壁との間を流れる。   A low-pressure refrigerant pipe 120 and a high-pressure refrigerant pipe 21 are inserted in the water pipe 156. The water pipe 156 is a pipe that guides the hot water taken out from the supply port 53 to the hot water storage tank 2 after passing through the defrost heat exchanger 114 (see FIG. 1). The hot water flows between the outer wall of the low-pressure refrigerant pipe 120 and the inner wall of the water pipe 156 and between the outer wall of the high-pressure refrigerant pipe 21 and the inner wall of the water pipe 156.

また、上記低圧冷媒配管１２０の流路断面積は、高圧冷媒配管２１の流路断面積よりも大きいが、水配管５６の流路断面積よりも小さくなっている。   The flow passage cross-sectional area of the low-pressure refrigerant pipe 120 is larger than the flow passage cross-sectional area of the high-pressure refrigerant pipe 21, but smaller than the flow passage cross-sectional area of the water pipe 56.

このようなデフロスト熱交換器１１４であれば、低圧冷媒配管１２０を高圧冷媒配管２１の略直線状の部分に螺旋状に巻き付けることによって、高圧冷媒配管２１に対する低圧冷媒配管１２０の熱接触を容易に得ることができるので、簡単に製造することができる。   With such a defrost heat exchanger 114, the low-pressure refrigerant pipe 120 can be easily brought into thermal contact with the high-pressure refrigerant pipe 21 by spirally winding the low-pressure refrigerant pipe 120 around the substantially straight portion of the high-pressure refrigerant pipe 21. Since it can obtain, it can manufacture easily.

また、上記低圧冷媒配管１２０の外壁と水配管１５６の内壁との間を貯湯タンク２からの温水が流れるので、その温水が低圧冷媒配管１２０に直接接触するので、温水の熱を低圧のＣＯ２冷媒に高効率で伝達できる。 Further, since hot water from the hot water storage tank 2 flows between the outer wall of the low-pressure refrigerant pipe 120 and the inner wall of the water pipe 156, the hot water directly contacts the low-pressure refrigerant pipe 120, so that the heat of the hot water is reduced to low-pressure CO 2. It can be transmitted to the refrigerant with high efficiency.

［第３実施形態］
図４は、本発明の第３実施形態の暖房給湯装置のデフロスト熱交換器２１４の構造を模式的に示す図である。 [Third Embodiment]
FIG. 4 is a diagram schematically showing the structure of the defrost heat exchanger 214 of the heating and hot water supply apparatus according to the third embodiment of the present invention.

上記暖房給湯装置は、図２のデフロスト熱交換器１４の代わりに、デフロスト熱交換器２１４を備えている点のみが上記第１実施形態と異なる。   The heating and hot water supply apparatus is different from the first embodiment only in that a defrost heat exchanger 214 is provided instead of the defrost heat exchanger 14 of FIG.

上記デフロスト熱交換器２１４は、低圧冷媒配管２０および高圧冷媒配管２１を備えている点は図２のデフロスト熱交換器１４と同じだが、水配管２５６を備えている点が図２のデフロスト熱交換器１４と異なる。   The defrost heat exchanger 214 is the same as the defrost heat exchanger 14 in FIG. 2 in that the low-pressure refrigerant pipe 20 and the high-pressure refrigerant pipe 21 are provided, but the defrost heat exchanger 214 in FIG. Different from vessel 14.

上記水配管２５６内には低圧冷媒配管２０が挿入され、この低圧冷媒配管２０内に高圧冷媒配管２１が挿入されて、低圧冷媒配管２０、高圧冷媒配管２１および水配管２５６が二重管構造をなしている。この水配管２５６は、供給口５３から取り出した温水を、デフロスト熱交換器２１４を経由させた後、貯湯タンク２へ導く配管である（図１参照）。そして、上記温水は、低圧冷媒配管２０の外壁と水配管２５６の内壁との間を流れる。   A low-pressure refrigerant pipe 20 is inserted into the water pipe 256, a high-pressure refrigerant pipe 21 is inserted into the low-pressure refrigerant pipe 20, and the low-pressure refrigerant pipe 20, the high-pressure refrigerant pipe 21 and the water pipe 256 have a double pipe structure. There is no. The water pipe 256 is a pipe that guides the hot water taken out from the supply port 53 to the hot water storage tank 2 after passing through the defrost heat exchanger 214 (see FIG. 1). The hot water flows between the outer wall of the low-pressure refrigerant pipe 20 and the inner wall of the water pipe 256.

また、上記低圧冷媒配管２０の流路断面積は、高圧冷媒配管２１の流路断面積よりも大きいが、水配管２５６の流路断面積よりも小さくなっている。   The flow path cross-sectional area of the low-pressure refrigerant pipe 20 is larger than the flow path cross-sectional area of the high-pressure refrigerant pipe 21, but smaller than the flow path cross-sectional area of the water pipe 256.

このようなデフロスト熱交換器２１４であれば、低圧冷媒配管２０の外壁と水配管２５６の内壁との間を貯湯タンク２からの温水が流れるので、その温水が低圧冷媒配管１２０に直接接触するので、温水の熱を低圧のＣＯ２冷媒に高効率で伝達できる。 With such a defrost heat exchanger 214, since the hot water from the hot water storage tank 2 flows between the outer wall of the low-pressure refrigerant pipe 20 and the inner wall of the water pipe 256, the hot water directly contacts the low-pressure refrigerant pipe 120. The heat of hot water can be transferred to the low-pressure CO 2 refrigerant with high efficiency.

上記第１〜第３実施形態において、ヒートポンプユニット１はＣＯ２冷媒を使用していたが、ＮＨ３冷媒やＲ２２冷媒などを使用してもよい。 In the first to third embodiments, the heat pump unit 1 uses a CO 2 refrigerant, but may use an NH 3 refrigerant, an R22 refrigerant, or the like.

また、上記第１〜３実施形態の内容を組み合わせたものを本発明の一実施の形態としてもよい。   Moreover, what combined the content of the said 1st-3rd embodiment is good also as one Embodiment of this invention.

また、上記第１〜第３実施形態から、暖房端末８Ａ，８Ｂ，…およびこれに関係する暖房用循環回路４等を無くして、給湯装置としてもよい。すなわち、本発明は、暖房給湯装置に限定されず、給湯のみを行う給湯装置にも適用できる。   Further, from the first to third embodiments, the heating terminals 8A, 8B,... And the heating circulation circuit 4 and the like related thereto may be eliminated to provide a hot water supply device. That is, the present invention is not limited to a heating hot water supply apparatus, and can also be applied to a hot water supply apparatus that performs only hot water supply.

図１は本発明の第１実施形態の暖房給湯装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a heating and hot water supply apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図２は本発明の第１実施形態のデフロスト熱交換器の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the defrost heat exchanger according to the first embodiment of the present invention. 図３は本発明の第２実施形態のデフロスト熱交換器の模式図である。FIG. 3 is a schematic view of a defrost heat exchanger according to a second embodiment of the present invention. 図４は本発明の第３実施形態のデフロスト熱交換器の模式図である。FIG. 4 is a schematic view of a defrost heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ ヒートポンプユニット
２ 貯湯タンク
１１ 蒸発器
１２ 圧縮機
１３ 凝縮器
１５ 膨張弁
１６ 冷媒回路
１４，１１４，２１４ デフロスト熱交換器
２０，１２０ 低圧冷媒配管
２１ 高圧冷媒配管
５６，１５６，２５６ 水配管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat pump unit 2 Hot water storage tank 11 Evaporator 12 Compressor 13 Condenser 15 Expansion valve 16 Refrigerant circuit 14,114,214 Defrost heat exchanger 20,120 Low pressure refrigerant piping 21 High pressure refrigerant piping 56,156,256 Water piping

Claims (7)

水が流れる水配管(５６，１５６，２５６)と、
上記水配管(５６，１５６，２５６)の内側に配置され、低圧冷媒が流れる低圧冷媒配管(２０，１２０)と、
上記低圧冷媒配管(２０，１２０)の内側に配置され、高圧冷媒が流れる高圧冷媒配管(２１)と
を備え、
上記低圧冷媒配管(２０，１２０)は、上記水配管(５６，１５６，２５６)および上記高圧冷媒配管(２１)と熱交換可能に配置されていることを特徴とする熱交換器。 Water pipes (56, 156, 256) through which water flows,
A low-pressure refrigerant pipe (20, 120) disposed inside the water pipe (56, 156, 256) and through which the low-pressure refrigerant flows;
A high-pressure refrigerant pipe (21) disposed inside the low-pressure refrigerant pipe (20, 120) and through which a high-pressure refrigerant flows,
The heat exchanger characterized in that the low-pressure refrigerant pipe (20, 120) is arranged to be able to exchange heat with the water pipe (56, 156, 256) and the high-pressure refrigerant pipe (21). 請求項１に記載の熱交換器において、
上記低圧冷媒配管(２０)と、上記低圧冷媒配管(２０)内に挿入された上記高圧冷媒配管(２１)とが、二重管構造をなしていることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1,
The heat exchanger, wherein the low-pressure refrigerant pipe (20) and the high-pressure refrigerant pipe (21) inserted into the low-pressure refrigerant pipe (20) form a double pipe structure. 請求項１または２に記載の熱交換器において、
上記水配管(５６)は上記低圧冷媒配管(２０)に巻き付けられていることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 or 2,
The heat exchanger, wherein the water pipe (56) is wound around the low-pressure refrigerant pipe (20). 請求項１から３までのいずれか一項に記載の熱交換器において、
上記低圧冷媒配管(２０)の流路断面積は、上記水配管(５６)の流路断面積よりも大きく、かつ、上記高圧冷媒配管(２１)の流路断面積よりも大きいことを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The flow path cross-sectional area of the low-pressure refrigerant pipe (20) is larger than the flow path cross-sectional area of the water pipe (56) and larger than the flow path cross-sectional area of the high-pressure refrigerant pipe (21). Heat exchanger. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の熱交換器(１４，１１４，２１４)を有するヒートポンプユニット(１)と、
上記ヒートポンプユニット(１)で加熱された温水を貯える貯湯タンク(２)と
を備え、
上記貯湯タンク(２)内の温水が上記水配管(５６，１５６，２５６)を通って上記低圧冷媒を加熱することを特徴とする温水システム。 A heat pump unit (1) comprising a heat exchanger (14, 114, 214) according to any one of claims 1 to 4;
A hot water storage tank (2) for storing hot water heated by the heat pump unit (1),
A hot water system in which hot water in the hot water storage tank (2) heats the low-pressure refrigerant through the water pipes (56, 156, 256). 請求項５に記載の温水システムにおいて、
上記ヒートポンプユニット(１)は、上記高圧冷媒配管(２１)および上記低圧冷媒配管(２０，１２０)を含む冷媒回路(１６)と、上記冷媒回路(１６)に設けられた蒸発器(１１)、圧縮機(１２)、凝縮器(１３)および膨張機構(１５)とを有し、
上記低圧冷媒配管(２０，１２０)は、上記膨張機構(１５)を出た低圧冷媒を上記圧縮機(１２)へ導く配管であり、
上記高圧冷媒配管(２１)は、上記圧縮機(１２)を出た冷媒を上記膨張機構(１５)へ導く配管であることを特徴とする温水システム。 The hot water system according to claim 5,
The heat pump unit (1) includes a refrigerant circuit (16) including the high-pressure refrigerant pipe (21) and the low-pressure refrigerant pipe (20, 120), an evaporator (11) provided in the refrigerant circuit (16), A compressor (12), a condenser (13) and an expansion mechanism (15);
The low-pressure refrigerant pipes (20, 120) are pipes that guide the low-pressure refrigerant that has exited the expansion mechanism (15) to the compressor (12),
The hot water system, wherein the high-pressure refrigerant pipe (21) is a pipe that guides the refrigerant that has exited the compressor (12) to the expansion mechanism (15). 請求項５または６に記載の温水システムにおいて、
上記ヒートポンプユニット(１)はＣＯ２冷媒を使用することを特徴とする温水システム。 The hot water system according to claim 5 or 6,
The hot water system is characterized in that the heat pump unit (1) uses a CO 2 refrigerant.
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