JP2010139101A - 熱交換器及びこれを用いた給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外管の全体または下流側のみを径の大きい管によって形成せずとも、スケールの堆積による流通阻害を効果的に防止することのできる熱交換器及びこれを用いた給湯装置を提供する。
【解決手段】給湯用水の下流側となる第１の内管５１の本数を上流側となる第２の内管５２の本数よりも少なくすることにより、第１の外管５３と各第１の内管５１との間に、第２の外管５４と各第２の内管５２との間よりも大きい流通断面積を確保することができる。この場合、第１及び第２の内管５１，５２に、Ｚｒを０．００５質量％乃至０．２質量％、Ｓｎを０．０５質量％乃至３．０質量％、Ｐを０．００１質量％乃至０．２質量％、Ｚｎを０．０５質量％乃至５．０質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金管を用いたので、内管５１，５２へのスケールの付着を抑制することができる。

Description

本発明は、例えばヒートポンプ式給湯装置の水熱交換器として用いられる熱交換器及びこれを用いた給湯装置に関するものである。

従来、この種のヒートポンプ式給湯装置としては、ヒートポンプ回路によって給湯用水を加熱する加熱ユニットと、加熱ユニットで生成された温水を貯溜するタンクユニットとを備え、タンクユニットの温水を浴槽や台所に供給するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この給湯装置の加熱ユニットは、圧縮機、蒸発器、水熱交換器（ガスクーラ）等からなる冷媒回路を備え、給湯用水を水熱交換器で加熱し、温水配管を介してタンクユニットに供給するようにしている。また、前記給湯装置の水熱交換器は、ヒートポンプ回路の高温冷媒を流通する内管と、内管が内部に配置された外管とからなり、内管と外管との間に給湯用水を流通することにより、内管を介して冷媒と給湯用水とを熱交換するように構成されている。

ところで、前記内管及び外管には、給湯用水に含まれる炭酸カルシウム等を主成分とする、いわゆるスケールが付着しやすく、冷媒と給湯用水とを対向流とした場合は、特に給湯用水の下流側（高温側）にスケールが強固に付着して堆積し、給湯用水の流通を阻害するという問題がある。そこで、従来では外管の全体または下流側のみを径の大きい管によって形成することにより、内管と外管との間の流通断面積を十分に確保し、スケールが堆積しても給湯用水の流通が阻害されないようにしている。
特開２００６−４６８７７号公報

しかしながら、外管の全体または下流側のみを径の大きい管によって形成すると、外管の材料となる管の種類やコストが増加し、生産性を低下させるという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外管の全体または下流側のみを径の大きい管によって形成せずとも、スケールの堆積による流通阻害を効果的に防止することのできる熱交換器及びこれを用いた給湯装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、第１の熱媒体を流通する伝熱性の内管と、内管が内部に配置された外管とを備え、内管と外管との間に第２の熱媒体を流通することにより、内管を介して第１の熱媒体と第２の熱媒体とを熱交換するようにした熱交換器において、前記第２の熱媒体の下流側の内管の本数が第２の熱媒体の上流側の内管の本数よりも少なくなるように構成し、内管及び外管の少なくとも一方に、Ｚｒを０．００５質量％乃至０．２質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金管を用いている。

これにより、第２の熱媒体の下流側の内管の本数が上流側の内管の本数よりも少ないことから、第２の熱媒体の下流側の外管と内管との間には、上流側の外管と内管との間よりも大きい流通断面積が確保され、例えば第２の熱媒体としての給湯用水の下流側にスケールが堆積しても、第２の熱媒体の流通が阻害されることがない。また、第２の熱媒体の上流側の内管は下流側の内管よりも本数が多いので、上流側の内管によって第２の熱媒体が十分に加熱される。更に、内管及び外管の少なくとも一方に、Ｚｒを０．００５質量％乃至０．２質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金管が用いられることから、外管と内管との間におけるスケールの付着が抑制される。

本発明によれば、第２の熱媒体の下流側の外管と内管との間に上流側の外管と内管との間よりも大きい流通断面積を確保することができるので、外管の全体または下流側の外管のみを径の大きい管によって形成せずとも、スケールの堆積による下流側の外管内の流通阻害を効果的に防止することができる。従って、外管の材料となる管の種類やコストを増加させることがないので、生産性の向上を図ることができる。この場合、第２の熱媒体の上流側の内管によって第２の熱媒体を十分に加熱することができるので、全体の熱交換効率を低下させることがないという利点がある。更に、外管と内管との間におけるスケールの付着を抑制することができるので、スケールの堆積防止に効果的である。

図１乃至図６は本発明の一実施形態を示すもので、図１はヒートポンプ式給湯装置の概略構成図、図２は第１の水熱交換器の概略構成図、図３はその平面図、図４はその側面図、図５は図３におけるＸ−Ｘ線矢視方向断面図、図６は試験結果を示す図である。

同図に示すヒートポンプ式給湯装置は、冷媒を流通する冷媒回路１０と、給湯用水を流通する第１の給湯回路２０と、給湯用水を流通する第２の給湯回路３０と、浴槽用水を流通する浴槽用回路４０と、冷媒回路１０の冷媒と第１の給湯回路２０の給湯用水とを熱交換する第１の水熱交換器５０と、第２の給湯回路３０の給湯用水と浴槽用回路４０の浴槽用水とを熱交換する第２の水熱交換器６０とを備え、第１の水熱交換器５０は本発明の熱交換器を構成している。

冷媒回路１０は、圧縮機１１、膨張弁１２、空気熱交換器１３及び第１の水熱交換器５０を接続してなり、圧縮機１１、第１の水熱交換器５０、膨張弁１２、空気熱交換器１３、圧縮機１１の順に冷媒を流通させるようになっている。尚、この冷媒回路１０で使用される冷媒は、例えば二酸化炭素等の自然系冷媒である。

第１の給湯回路２０は、貯湯タンク２１、第１のポンプ２２及び第１の水熱交換器５０を接続してなり、貯湯タンク２１、第１のポンプ２２、第１の水熱交換器５０、貯湯タンク２１の順に給湯用水を流通させるようになっている。貯湯タンク２１には、給水管２３及び第２の給湯回路３０が接続され、給水管２３から供給された給湯用水は貯湯タンク２１を介して第１の給湯回路２０を流通するようになっている。貯湯タンク２１と浴槽４１とは、第２のポンプ２４が設けられた流路２５を介して接続され、第２のポンプ２４によって貯湯タンク２１内の給湯用水が浴槽４１に供給されるようになっている。

第２の給湯回路３０は、貯湯タンク２１、第３のポンプ３１及び第２の水熱交換器６０を接続してなり、貯湯タンク２１、第２の水熱交換器６０、第３のポンプ３１、貯湯タンク２１の順に給湯用水を流通させるようになっている。

浴槽用回路４０は、浴槽４１、第４のポンプ４２及び第２の水熱交換器６０を接続してなり、浴槽４１、第４のポンプ４２、第２の水熱交換器６０、浴槽４１の順に浴槽用水を流通させるようになっている。

第１の水熱交換器５０は、冷媒回路１０及び第１の給湯回路２０に接続され、冷媒回路１０を流通する第１の熱媒体としての冷媒と第１の給湯回路２０を流通する第２の熱媒体としての給湯用水とを熱交換させるようになっている。第１の水熱交換器５０は、冷媒を流通する伝熱性の第１及び第２の内管５１，５２と、第１及び第２の内管５１，５２がそれぞれ内部に配置される第１及び第２の外管５３，５４と、第１及び第２の内管５１，５２の一端がそれぞれ接続された一対の第１の端部ヘッダー５５と、第１及び第２の外管５３，５４の一端がそれぞれ接続された一対の第２の端部ヘッダー５６と、第１及び第２の内管５１，５２の他端が接続された第１の中間ヘッダー５７と、第１及び第２の外管５３，５４の他端が接続された第２の中間ヘッダー５８とからなり、各内管５１，５２及び各外管５３，５４は渦巻状に巻回されている。この場合、第１の外管５３内には２本の第１の内管５１が配置され、第２の外管５４内には４本の第２の内管５２が配置されている。

各第１の端部ヘッダー５５は冷媒回路１０に接続され、それぞれ冷媒の流入管５５ａ及び流出管５５ｂが接続されている。この場合、流入側の第１の端部ヘッダー５５には各第１の内管５１が互いに並列に接続され、流出側の第１の端部ヘッダー５５には各第２の内管５２が互いに並列に接続されている。各第２の端部ヘッダー５６は第１の給湯回路２０に接続され、それぞれ給湯用水の流入管５６ａ及び流出管５５ｂが接続されている。この場合、流入側の第２の端部ヘッダー５６には各第２の内管５２が貫通しており、流出側の第２の端部ヘッダー５６には各第１の内管５１が貫通している。

第１の中間ヘッダー５７は、一対のヘッダー部５７ａと、各ヘッダー部５７ａを互いに連通する連通管５７ｂとからなり、一方のヘッダー部５７ａには各第１の内管５１が互いに並列に接続され、他方のヘッダー部５７ａには各第２の内管５２が互いに並列に接続されている。この場合、第１の中間ヘッダー５７には第１及び第２の内管５１，５２が同一方向から接続されている。第２の中間ヘッダー５８には、第１及び第２の外管５３，５４が同一方向から接続されるとともに、第１及び第２の内管５１，５２がそれぞれ貫通している。

また、第１の内管５１及び第１の外管５３は、外側から内側に向かって巻回する巻回部Ａ1 と、内側から外側に向かって巻回する巻回部Ａ2 とが互いに上下２段に配列され、各巻回部Ａ1 ，Ａ2 の内側で管路を上下方向にずらすことにより、各巻回部Ａ1 ，Ａ2 の管路が連続するように形成されている。第２の内管５２及び第２の外管５４は、内側から外側に向かって巻回する巻回部Ａ2 と、外側から内側に向かって巻回する巻回部Ａ1 とが互いに上下２段に配列され、各巻回部Ａ1 ，Ａ2 の内側で管路を上下方向にずらすことにより、各巻回部Ａ1 ，Ａ2 の管路が連続するように形成されている。第１の内管５１及び第１の外管５３の巻回部Ａ1 ，Ａ2 は、第２の内管５２及び第２の外管５４の巻回部Ａ1 ，Ａ2 の上方に配置され、各巻回部Ａ1 ，Ａ2 が上下４段に配列されている。

更に、第１及び第２の内管５１，５２は、Ｚｒを０．００５質量％乃至０．２質量％、Ｓｎを０．０５質量％乃至３．０質量％、Ｐを０．００１質量％乃至０．２質量％、Ｚｎを０．０５質量％乃至５．０質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金管によって形成されている。

第２の水熱交換器６０は、第２の給湯回路３０及び浴槽用回路４０に接続され、第２の給湯回路３０の給湯用水と浴槽用回路４０の浴槽用水とを熱交換させるようになっている。

また、前記給湯装置は、冷媒回路１０及び第１の水熱交換器５０が配置された加熱ユニット７０と、貯湯タンク２１、第１のポンプ２２、第２のポンプ２４、第２の給湯回路３０、第４のポンプ４２及び第２の水熱交換器６０が配置されたタンクユニット８０とを備え、加熱ユニット７０とタンクユニット８０とは第１の給湯回路２０を介して接続されている。

以上のように構成された給湯装置においては、冷媒回路１０の高温冷媒と第１の給湯回路２０の給湯用水とが第１の水熱交換器５０によって熱交換され、給湯用水が加熱される。第１の水熱交換器５０では、図２の一点鎖線矢印に示すように、冷媒回路１０の冷媒が一方の第１の端部ヘッダー５５を介して各第１の内管５１に流入し、各第１の内管５１を流通した後、第１の中間ヘッダー５７を介して各第２の内管５２に流入し、各第２の内管５２を流通した後、他方の第１の端部ヘッダー５５を介して外部に流出する。また、図２の実線矢印に示すように、給湯回路２０の給湯用水が一方の第２の端部ヘッダー５６を介して第２の外管５４に流入し、第２の外管５４と各第２の内管５２との間を流通した後、第２の中間ヘッダー５８を介して第１の外管５３に流入し、第１の外管５３と各第１の内管５１との間を流通した後、他方の第２の端部ヘッダー５６を介して外部に流出する。即ち、第１の水熱交換器５０では、冷媒と給湯用水が互いに反対方向に流通する。その際、給湯用水の下流側となる第１の内管５１は、給湯用水の上流側となる第２の内管５２よりも本数が少ないため、第１の外管５３と各第１の内管５１との間には、第２の外管５４と各第２の内管５２との間よりも大きい流通断面積が確保され、給湯用水の下流側にスケールが堆積しても給湯用水の流通が阻害されることがない。また、給湯用水の上流側の第２の内管５２は下流側の第１の内管５１よりも本数が多いため、各第２の内管５２によって給湯用水が十分に加熱される。

また、本実施形態では、第１及び第２の内管５１，５２に、Ｚｒを０．００５質量％乃至０．２質量％、Ｓｎを０．０５質量％乃至３．０質量％、Ｐを０．００１質量％乃至０．２質量％、Ｚｎを０．０５質量％乃至５．０質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金管を用いることにより、第１及び第２の内管５１，５２へのスケールの付着が抑制される。

炭酸カルシウムスケールはＣａ（ＨＣＯ₃）₂ →ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏ＋ＣａＣＯ₃の反応によって生成するが、この反応は水温が高いほど速やかに進行する。スケールが銅管に付着するのは、生成したＣａＣＯ₃の微粒子が銅管壁に付着し、それが核となって、スケールが成長すると考えられる。従って、ＣａＣＯ₃微粒子が銅管壁に付着することを防止すれば、スケール付着を抑制することができることになる。ＣａＣＯ₃の表面は負に帯電していることが知られている。これに対し、銅の表面に存在するＣｕ₂Ｏは正に帯電しており、互いに引力が作用し、結果的に銅部材表面にＣａＣＯ₃スケールが付着して堆積する。

これに対し、本願発明者は、Ｚｒを銅母材中に含有させたときに生成するあらゆる析出物がＣａＣＯ₃スケールと同じ負に帯電し、これを含有した銅合金には、ＣａＣＯ₃微粒子が付着せず、スケールが堆積しないことを見出した。

また、水温が５０℃乃至９０℃の高温領域において、残留塩素を例えば１ｐｐｍ以上含んだ水質で生じ易いII型孔食に対して有効な添加元素であるＳｎを添加し、これを適量の酸素を含んだ不活性ガス又は還元ガス雰囲気中で熱処理することにより、添加元素の酸化物を適正に表面に濃化させ、耐スケール性と耐孔食性を同時に持たせることができることを見出した。

一方、市場で汎用的に使用されることが多いりん脱酸銅部材の場合、水温１５℃以下の低温状態で遊離炭酸を１５ｍｇ／Ｌ以上含んだ水に接触したときに、その表面に付着している残留炭素量が５．０ｍｇ／ｍ²を超えていると、Ｉ型孔食が発生し易いといわれている。本発明の銅合金部材表面においては、その表面に残留炭素量が１０．０ｍｇ／ｍ２以上付着していると、銅のＩ型孔食を発生させる可能性が高くなることがわかった。前記銅合金部材は、その適切な添加元素の深さ方向分布を有することにより、II型孔食に対し、優れた耐孔食性を有するが、前記Ｉ型孔食に対しては不十分であり、表面残留炭素量を１０．０ｍｇ／ｍ²以下にすることが好ましい。

表面に残留した加工用潤滑油分が主に焼鈍工程又は熱処理工程で焼きついて残留炭素を生成するが、残留炭素量が規定量以下であるような表面を有する銅合金部材を製造する方法としては、必ずしもこれに限ったものではない。即ち、所定の酸素を混合した不活性ガス又は還元性ガス雰囲気中で焼鈍若しくはこれに類する熱処理を施す方法、水素雰囲気中で焼鈍若しくはこれに類する熱処理を施す方法、有機溶剤若しくは脱脂洗浄剤等で油分を洗浄した後に通常の焼鈍工程を実施する方法、又は、誘導加熱焼鈍若しくは通電加熱焼鈍のように比較的短時間で部材温度が焼鈍温度に到達する方法等、種々の方法が適用可能である。

以下、本発明の銅合金部材の組成限定理由について詳細に説明する。

「Ｚｒを母相中に固溶体、単体及び／又は化合物として、０．００５質量％乃至０．２質量％（化合物の場合はＺｒ換算値）含有」
Ｚｒ含有量が０．００５質量％を下回ると、スケール付着防止効果が得られない。また、Ｚｒ含有量が０．２質量％を超えると、機械的性質の変化に伴い曲げ加工時にしわが出るようになる。また、銅合金部材の表面に存在するＺｒ酸化物の量が多くなり、ろう材の濡れ広がり性が低下する。

「Ｓｎを０．０５乃至３．０質量％含有」
Ｓｎは部材に耐II型孔食性を付与する。Ｓｎ含有量が０．０５質量％を下回ると、耐II型孔食性が不十分となる。Ｓｎが３．０質量％を超えると、機械的性質の変化に伴い、曲げ加工時にしわが出るようになる。また、銅合金部材の表面に存在するＳｎ酸化物の量が多くなり、ろう材の濡れ広がり性が低下する。

「Ｐを０．００１乃至０．２質量％含有」
本発明において、Ｐは通常、溶解工程及び鋳造工程で脱酸剤として添加するが、脱酸の必要がなければ、添加されていなくても所望の特性は損なわれない。しかし、添加されたＰは表面で負に帯電していると考えられ、スケールの生成及び付着を抑制する効果がある。このため、Ｐは０．２質量％以下であれば含有してもよい。Ｐが０．００１質量％未満の場合は、その効果は期待できない。また、Ｐが０．２質量％を超えると、鋳造工程において欠陥を生じるようになり、その後の工程を経ても品質を維持できなくなる。また、部材の耐食性にも影響し始める。

「Ｚｎを０．０５乃至５．０質量％」
Ｚｎは、各種元素を含有することにより加工性が低下するおそれがある本発明の銅合金部材に対し、優れた加工性を付与する。特に、板材及び管を所定の寸法に切断する際の工具寿命を延長する効果があるとともに、板及び管の表面に転造又は圧延等で溝加工する際の工具寿命を延長する等の効果が期待できる。Ｚｎ含有量が０．０５質量％を下回ると、その効果は不十分となる。Ｚｎ含有量が５．０質量％を超えると、その効果は飽和し、部材の強度が必要以上に上昇するので、曲げ加工等の塑性加工に不具合が生じる。また、Ｚｎ含有量が５．０質量％を超えると、水環境での使用中に耐食性が低下し始め、脱亜鉛腐食及び応力腐食割れ等への影響が出始める。なお、Ｚｎ含有量が多くなるほど、銅合金管が加工硬化しやすくなるので、特に銅合金管を加工する場合、りん脱酸銅に比べて焼鈍回数が増加し、加工コストの上昇を招く。従って、加工性を重視する場合にはＺｎの含有量を３．０質量％以下とすることが望ましい。

ここで、本発明の実施例と比較例について、スケール（炭酸カルシウム）の耐付着性の試験を行ったところ、図６に示す結果が得られた。この試験では、実施例として、Ｚｒを０．０３質量％、Ｓｎを０．２６質量％、Ｐを０．０２８質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金管を用い、比較例には標準材（ＪＩＳＨ３３００に定める銅管Ｃ１２２０）を用いた。

本試験では、ＮａＣＯ₃濃縮液とＣａＣＬ₂濃縮液をそれぞれ水槽内のＮａ＋濃度とＣａ＋濃度がそれぞれ所定値になるように自動滴下装置で滴下し、ガスクーラ（前記実施形態の第１の水熱交換器５０）の流入口と流出口の水をサンプリングし、キャピラリー電気泳動にてカルシウムイオン濃度を分析しながら圧損倍率を測定した。ここで、圧損倍率とは、試験初期の圧力損失を１として試験時間の経過と共に変化する圧力損失を計算したものである。尚、本試験は、室内温度２５℃、ガスクーラの入水温度２０℃、ガスクーラの出湯温度９０℃、圧縮機の周波数５０Ｈｚ、圧縮機の吐出ガス温度１１０℃前後（出湯温度が９０℃になるように調整）、ガスクーラの水の流量１．０Ｌ／ｍｉｎの条件の下で、膨張弁開度を手動により微調整して吐出ガス温度を制御することにより行った。

この試験では、実施例と比較例について圧損倍率が２倍になるまでの運転時間を測定し、時間が長い方が優位性があるとして評価した。試験の結果、比較例の運転時間Ｔ1 に対する実施例の運転時間Ｔ2 は２，４倍となり、実施例は比較例よりも耐スケール性に優れているという結果が得られた。

このように、本実施形態によれば、給湯用水の下流側となる第１の内管５１の本数を上流側となる第２の内管５２の本数よりも少なくすることにより、第１の外管５３と各第１の内管５１との間に、第２の外管５４と各第２の内管５２との間よりも大きい流通断面積を確保することができるので、外管５３，５４の全体または下流側の外管５３のみを径の大きい管によって形成せずとも、スケールの堆積による下流側の外管５３内の流通阻害を効果的に防止することができる。従って、外管５３，５４の材料となる管の種類やコストを増加させることがなく、生産性の向上を図ることができる。この場合、給湯用水の上流側の第２の内管５２は下流側の第１の内管５１よりも本数が多くなるので、各第２の内管５２によって給湯用水を十分に加熱することができ、全体の熱交換効率を低下させることがないという利点がある。

更に、第１及び第２の内管５１，５２に、Ｚｒを０．００５質量％乃至０．２質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金管を用いたので、外管５３，５４と内管５１，５２との間におけるスケールの付着を抑制することができ、スケールの堆積防止に効果的である。この場合、前記銅合金管に、更にＳｎを０．０５質量％乃至３．０質量％含有したものを用いることにより、耐食性の向上を図ることができる。また、前記銅合金管に、更にＰを０．００１質量％乃至０．２質量％含有したものを用いることにより、耐スケール性をより向上させることができる。更には、前記銅合金管に、更にＺｎを０．０５質量％乃至５．０質量％含有したものを用いることにより、加工性の向上を図ることができる。

また、給湯用水の上流側と下流側との間に、第１の内管５１及び第１の外管５３と第２の内管５２及び第２の外管５４とが同一方向から接続される第１及び第２の中間ヘッダー５７，５８を設け、各中間ヘッダー５７，５８で管路を折り返すようにしたので、各内管５１，５２及び各外管５３，５４が長大になることがなく、第１の水熱交換器５０の全体を小型化することができる。

更に、各内管５１，５２及び各外管５３，５４を渦巻状に巻回するとともに、外側から内側に向かって巻回する巻回部Ａ1 と、内側から外側に向かって巻回する巻回部Ａ2 とを互いに上下方向に配列し、隣り合う巻回部Ａ1 ，Ａ2 の内側で管路を上下方向にずらすことにより、各巻回部Ａ1 ，Ａ2 の管路が連続するように形成したので、長さ寸法の大きい各内管５１，５２及び各外管５３，５４を効率良く巻回することができ、小型化に極めて有利である。

尚、前記実施形態では、隣り合う巻回部Ａ1 ，Ａ2 の内側で管路をずらすようにしたものを示したが、巻回部Ａ1 ，Ａ2 の外側で管路をずらすようにしてもよい。

また、前記実施形態では、内管５１，５２のみに、前記銅合金管を用いたものを示したが、外管５３，５４、または内管５１，５２と外管５３，５４の両方に、前記銅合金管を用いるようにしてもよい。この場合、スケールが堆積しやすい下流側の第１の内管５１及び第１の外管５３の少なくとも一方に前記銅合金管を用い、上流側の第２の内管５２及び第２の外管５４にはりん脱酸銅管等の銅管を用いるようにしてもよい。

更に、前記実施形態では、本発明の熱交換器をヒートポンプ式給湯装置の第１の水熱交換器５０として用いたものを示したが、本発明は第１の熱媒体と第２の熱媒体とを熱交換するものであれば、他の用途の熱交換器にも適用することができる。

図７乃至図９は本発明の他の実施形態を示すもので、図７は第１の水熱交換器の平面図、図８はその側面図、図９は図７におけるＹ−Ｙ線矢視方向断面図である。尚、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。

本実施形態では、上下４段の各巻回部Ａ1 ，Ａ2 のうち、下から２段目までの巻回部Ａ1 ，Ａ2 が他の巻回部Ａ1 ，Ａ2 よりも一側方（各巻回部Ａ1 ，Ａ2 の配列方向に直交する方向）に所定長さＬだけ延出するように形成され、この延出部５４ａは加熱ユニット７０内の蒸発器１３の下方に配置されている。これにより、延出部５４ａを設けない場合はデッドスペースとなる蒸発器１３の下方空間に延出部５４ａを配置することができるので、延出部５４ａを有する分だけ第２の外管５４を長くして容量を増大させることができ、第１の水熱交換器５０の能力の向上を図ることができる。

尚、前記実施形態では、第１の水熱交換器５０の延出部５４ａを蒸発器１３の下方に配置したものを示したが、蒸発器１３以外の他の機器の下方に延出部５４ａを配置するようにしてもよい。

本発明の一実施形態を示すヒートポンプ式給湯装置の概略構成図 第１の水熱交換器の概略側面図 第１の水熱交換器の平面図 第１の水熱交換器の側面図 図３におけるＸ−Ｘ線矢視方向断面図 試験結果を示す図 本発明の他の実施形態を示す第１の水熱交換器の平面図 第１の水熱交換器の側面図 図７におけるＹ−Ｙ線矢視方向断面図

符号の説明

５０…第１の水熱交換器、５１…内管、５２…外管、５４ａ…延出部、５７…第１の中間ヘッダー、５８…第２の中間ヘッダー、Ａ1 ，Ａ2 …巻回部。

Claims (8)

1. 第１の熱媒体を流通する伝熱性の内管と、内管が内部に配置された外管とを備え、内管と外管との間に第２の熱媒体を流通することにより、内管を介して第１の熱媒体と第２の熱媒体とを熱交換するようにした熱交換器において、
   前記第２の熱媒体の下流側の内管の本数が第２の熱媒体の上流側の内管の本数よりも少なくなるように構成し、
   内管及び外管の少なくとも一方に、Ｚｒを０．００５質量％乃至０．２質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金管を用いた
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 前記銅合金管に、Ｓｎを０．０５質量％乃至３．０質量％含有したものを用いた
   ことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
3. 前記銅合金管に、Ｐを０．００１質量％乃至０．２質量％含有したものを用いた
   ことを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器。
4. 前記銅合金管に、Ｚｎを０．０５質量％乃至５．０質量％含有したものを用いた
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の熱交換器。
5. 前記第２の熱媒体の上流側の内管と下流側の内管との間に設けられ、上流側の内管と下流側の内管とが同一方向から接続される第１の中間ヘッダーと、
   第２の熱媒体の上流側の外管と下流側の外管との間に設けられ、上流側の外管と下流側の外管とが同一方向から接続される第２の中間ヘッダーとを備えた
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の熱交換器。
6. 前記内管及び外管を渦巻状に巻回するとともに、外側から内側に向かって巻回する巻回部と、内側から外側に向かって巻回する巻回部とを交互に配列し、隣り合う巻回部の内側または外側で管路を巻回部の配列方向にずらすことにより、各巻回部間で管路が連続するように形成した
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の熱交換器。
7. 前記各巻回部のうち一部の巻回部を他の巻回部よりも各巻回部の配列方向に直交する方向に延出するように形成した
   ことを特徴とする請求項６記載の熱交換器。
8. 請求項１、２、３、４、５、６または７記載の熱交換器を備え、
   熱交換器の外管内に第２の熱媒体としての給湯用水を流通し、熱交換器の各内管に給湯用水を加熱する第１の熱媒体を流通する
   ことを特徴とする給湯装置。

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