JP2011226733A - ヒートポンプ熱源機 - Google Patents

Abstract

【課題】通風性能を向上させつつ、防音性能を高めたヒートポンプ熱源機を提供すること。
【解決手段】水冷媒熱交換器５と、空気冷媒熱交換器６と、前記空気冷媒熱交換器６に送風する送風手段１５と、前記冷媒回路および前記送風手段１５を内設した筐体と、前記水冷媒熱交換器５を収納した保護カバー１３と、前記送風手段１５を固定する固定具１４とを備え、前記保護カバー１３を前記筐体の基板２に固定し、前記固定具１４の下部を前記保護カバー１３に固定するとともに、前記固定具１４の上部は、前記空気冷媒熱交換器６の上部と前記筐体の天板１９とで挟み固定する構成としたことを特徴とするヒートポンプ熱源機で、空気冷媒熱交換器６の通風性能を向上させ、製品の性能効率を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ熱源機の構造に関するものである。

従来、この種のヒートポンプユニットは、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段および空気冷媒熱交換器を環状に接続し、空気を空気冷媒熱交換器に搬送する送風手段である送風ファンを空気冷媒熱交換器下流側に備え、この送風ファンを固定する送風ファン固定具と、送風ファン固定具下方で、空気冷媒熱交換器下方に水冷媒熱交換器を覆う保護カバーを設けており、空気冷媒熱交換器は複数の列のフィンチューブ熱交換器の場合、内側列のフィンチューブ熱交換器の下方部を、外側列のフィンチューブ熱交換器よりも所定長さ短くしている。

また、水冷媒熱交換器を覆う保護カバー上部にファンモーター固定具を固定する係止具を形成して空気冷媒熱交換器の内側列熱交換フィンと外側列熱交換器フィンを受け、筐体の基板背面端板に渉って一体形成した連結桟で連結固定することで機器自体の強度が向上されている（例えば、特許文献１参照）。

図６、図７は、特許文献１に記載された、従来のヒートポンプユニットを示すものであり、図６は正面内観図、図７は左断面図を示すものである。

図６に示すように、水冷媒熱交換器を備えたヒートポンプユニット１０１には、基板１０２の上に略Ｌ字状に曲げて形成された複数列の空気冷媒熱交換器１０３を配置し、空気冷媒熱交換器１０３の内方には送風手段である送風ファン１０４が配設されている。水冷媒熱交換器１０５は送風ファン１０４の下方に配置されている。

また、基板１０２に載置されている空気冷媒熱交換器１０３は、連結桟１０６の座部１０６ａに載置されており、基板１０２と空気冷媒熱交換器１０３のフィンの最下端との間には隙間が生じている。また、送風ファン１０４は、空気冷媒熱交換器１０３の縦方向の中心に対して、送風ファン１０４の最上部が、空気冷媒熱交換器を備えたヒートポンプユニット１０１の上端に位置するほど上方に配されている。

さらに、空気冷媒熱交換器１０３は複数列の集熱熱交換器で構成されており、外側列には１０３ａ、内側列１０３ｂがあり、内側列１０３ｂの下方部は外側列１０３ａより所定長さ短く構成されており、下方部の空気の流通を良化している。

また、図７に示すように、基板１０２の背面端板１０２ａと水冷媒熱交換器１０５の保護カバー１０７とを連結し、略Ｌ字状の空気冷媒熱交換器１０３とその外側列１０３ａ、内側列１０３ｂを受ける連結桟１０６の座部１０６ａに通風穴を明け、その通風穴により熱交換器の風路を拡大させると共に、空気冷媒熱交換器１０２に凝縮され滴下した水を速やかに基板１０２内に流水させる構造とすることで、熱交換性能を維持向上させると共に、ドレン水の処理を基板に集合させることができる。

且つ、連結桟を一体形成することで、組立て作業性向上も図ることができる。また、送風手段である送風ファン１０４と、仕切板１０８を介して隔離された位置には、圧縮機１０９が配されている。

特許第３７７２８８１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、送風ファン１０４の位置が空気冷媒熱交換器１０３の縦方向の中心に対して、上方に配されているために、送風ファン１０４の中心より下方側は、風量が減じてしまう傾向がある。

そこで、それを防ぐと言う目的もあり、水熱交換器１０５の保護カバー１０７の投影面にある空気冷媒熱交換器１０３の内側列集熱熱交換器１０３ｂを外側列集熱熱交換器１０３ａよりも所定長さ短くして、通風抵抗を減じているのだが、それは空気冷媒熱交換器１０３の面積を減じることであり、効率をダウンさせる要因となってしまう。

さらに、従来の構成では、基板１０２と空気冷媒熱交換器１０３の間に間隙１１０が設けられているために、送風ファン１０５で強制的に送られた空気は、空気冷媒熱交換器１０３の外側列集熱熱交換器１０３ａ、内側列集熱熱交換器１０３ｂを通過する空気と、空気冷媒熱交換器１０３下方の間隙１１０を通過する空気と分けられる。

ところが、空気冷媒熱交換器１０３下方の間隙１１０を通過する空気は、熱交換に寄与しないための、同じく効率が落ちてしまうと言う課題を有していた。

また空気冷媒熱交換器１０３を受ける連結桟１０６の座部１０６ａに通風穴を明けているが、その他の部分は通風の妨害になっており、熱交換の効率を低下させているという課題があった。また連結桟１０６の座部１０６ａの通風穴により、空気冷媒熱交換器１０３に凝縮され滴下した水を速やかに基板１０２内に流水させているが、その座部１０６ａが水平で多量なドレン水が常時保水されやすいため、連結桟１０６が板金の場合、錆びやす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、空気冷媒熱交換器の通風性能を向上させ、製品の性能効率を向上させるとともに、防音性能の向上したヒートポンプ熱源機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熱源機は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、空気冷媒熱交換器を順次接続した冷媒回路と、前記空気冷媒熱交換器に送風する送風手段と、前記冷媒回路および前記送風手段を内設した筐体と、前記水冷媒熱交換器を収納した保護カバーと、前記送風手段を固定する固定具とを備え、前記保護カバーを前記筐体の基板に固定し、前記固定具の下部を前記保護カバーに固定するとともに、前記固定具の上部は、前記空気冷媒熱交換器の上部と前記筐体の天板とで挟み固定する構成としたことを特徴とするものである。

これによって、基板と水冷媒熱交換器を覆う保護カバーを連結する連結桟が不要となり、空気冷媒熱交換器の複数列は、ともに基板上に載置することが可能となり、通風性能が向上し、さらに製品の性能効率の向上が可能となる。

本発明によれば、空気冷媒熱交換器の通風性能を向上させ、製品の性能効率を向上させるとともに、防音性能の向上したヒートポンプ熱源機を提供できる。

本発明の実施の形態１におけるヒートポンプ熱源機のヒートポンプユニットの右断面図 同ヒートポンプユニットの正面図 同ヒートポンプユニットの分解構成図 同ヒートポンプユニットの他の分解構成図 同ヒートポンプユニットの詳細斜視図 従来のヒートポンプ熱源機のヒートポンプユニットの内部正面図 同ヒートポンプユニットの要部断面図

第１の発明は、圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、空気冷媒熱交換器を順次接続した冷媒回路と、前記空気冷媒熱交換器に送風する送風手段と、前記冷媒回路および前記送風手段を内設した筐体と、前記水冷媒熱交換器を収納した保護カバーと、前記送風手段を固定する固定具とを備え、前記保護カバーを前記筐体の基板に固定し、前記固定具の下部を前記保護カバーに固定するとともに、前記固定具の上部は、前記空気冷媒熱交換器の上部と前記筐体の天板とで挟み固定する構成としたことを特徴とするヒートポンプ熱源機で、基板の背面端板と水冷媒熱交換器の保護カバーとを連結し、略Ｌ字状の空気冷媒熱交換器の下部を受ける連結桟が不要となり、それによる通風抵抗がなくなり、通風性能が向上され、製品の性能効率を実現できる。

第２の発明は、前記保護カバーの前方下部を、前記筐体の基板と前板とで挟んで固定することを特徴とするもので、運転時の水冷媒熱交換器の振動や送風ファンの振動が保護カバーに伝播しても、基板と外箱前板によって振動が緩和され、製品本体の防音性能を向上させることができる。

第３の発明は、前記保護カバーを、前記送風手段と前記圧縮機とを区画する仕切板に係合させたことを特徴とするもので、運転時の水冷媒熱交換器の振動や送風ファンの振動が保護カバーに伝播しても、基板と外箱前板によって振動が緩和され、製品本体の防音性能を向上させることができる。

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限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ熱源機のヒートポンプユニットの右断面図、図２は、本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプユニットの正面図を示すものである。

まず、図２において、ヒートポンプユニット１の底面を支持する基板２の上部には、仕切板３によって区画した一方に圧縮機４を搭載し、もう一方の区画には仕切板３に隣接して水冷媒熱交換器５が載置されている。圧縮機４は、水冷媒熱交換器５、減圧手段、空気冷媒熱交換器６を順次接続した冷媒循環配管７が接続され、筐体の右側面部には、貯湯タンクユニットと接続される水循環配管８の接続部９が設けられている。水循環配管８は、圧縮機４の前方部および仕切板３の切り欠き部３ａ内で、冷媒循環配管７と合体した管路１０となり、水冷媒熱交換器５に連通して構成されている。

また、仕切板３の上部には、製品の運転を制御する電源制御箱１１が載置されている。水冷媒熱交換器５は、上下に２分割された発泡断熱容器１２に収納され、その外郭は保護カバー１３に覆われている。保護カバー１３の上面部には、ファンモーター固定具１４が
搭載され、そのファンモーターには送風ファン１５が固定されている。またその後方には、空気冷媒熱交換器６が基板２上に載置されている。

また、図１に示すように、ファンモーター固定具１４の上部には、上部固定具１６が係合され、上部固定具１６の一端は、上方より空気冷媒熱交換器５を挟み込んで配設されている。また上部固定具１６の上面には、弾力ある緩衝材１７が貼り付けられている。ヒートポンプユニット１の筐体の外装は、前方に吹き出しグリルを取り付けた外箱前板１８、天面に天板１９などから構成されている。

以上のように構成されたヒートポンプユニットについて、以下その動作、作用を説明する。

圧縮機４を運転すると、高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、冷媒循環配管７を通り、水冷媒熱交換器５に送られ、貯湯タンクユニット（図示せず）より、接続部９を通ってきた低温水と熱交換して放熱する。これにより、加熱された低温水は、高温水となり、水循環配管８を通り、貯湯タンクユニットに送られ、高温の温水として貯湯される。

水冷媒熱交換器５から流出する冷媒は、減圧手段である膨張弁にて減圧膨張され、蒸発器である空気冷媒熱交換器６に送られ、送風ファン１５により送られた空気と熱交換して、蒸発器である空気冷媒熱交換器６を通過する間に、蒸発してガス化する。このガス化した冷媒は、再度圧縮機４に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返し、低温水は徐々に加熱されて、貯湯タンクに貯湯され、給湯機としての動作を行う。

この時に、蒸発器である空気冷媒熱交換器６は、送風ファン１５により送られた空気と熱交換を行うことになるので、その面積は大きい方が効率が良いこととなる。

そのため、空気冷媒熱交換器６の下部を受ける連結桟を使用せずに、空気冷媒熱交換器６の最下端がいずれも基板２に載置していることで、その間隙をほとんどなくしていることとなり、空気冷媒熱交換器６を備えたヒートポンプユニットのサイズが同じ場合に、蒸発器である空気冷媒熱交換器６の高さを高くすることができ、蒸発器である空気冷媒熱交換器６の面積を最大に生かすことができる。さらに連結桟による通風妨害もないため、空気冷媒熱交換器の下部の通風性能が向上して、給湯機としての性能効率が向上することができる。

また、水冷媒熱交換器５を覆う保護カバー１３の上面部には、ファンモーター固定具１４が搭載され、その上部には、上部固定具１６が係合され、上部固定具１６の一端は、上方より空気冷媒熱交換器５を挟み込んでいるとともに、上部固定具１６の上面には弾力ある緩衝材１７が貼り付けられて、筐体の天板１９により挟み込まれて強固に固定されているため、運転中の送風ファン１５による振動は、保護カバー１３や空気冷媒熱交換器６や天板１９に伝播しても緩和され、製品の防音性能を向上させることができる。また製品運搬中に、重量物であるファンモーター固定具１６が変形して送風ファン１５の軸ずれすることを抑えて、異常音の発生を防止することができる。

以上のことは、蒸発器である空気冷媒熱交換器６の集熱熱交換器が複数列の場合に説明したが、単列であっても同じであり、蒸発器である空気冷媒熱交換器６を基板２に載置しても、効率を向上させることができる。

図３は、ヒートポンプユニットの分解構成図を示すものである。図３において、水冷媒熱交換器５を覆う保護カバー１３の上面には、上向きに垂直な切り起こし部１３ａが配設されている。またファンモーター固定具１４の下部には、穴部１４ａが設けられている。

製品組み立て時には、水冷媒熱交換器５の上面にある垂直な切り起こし部１３ａに、ファンモーター固定具１４の下部の穴部１４ａが挿入されて、ねじ固定などで係合されている。図１および図２は、そのようにファンモーター固定具１４が、保護カバー１３の上面にある垂直な切り起こし部１３ａに係合されている状態である。

以上のように構成されたヒートポンプユニットについて、以下その動作、作用を説明する。

重量物であるファンモーターを取り付けたファンモーター固定具１４は、組み立て時にファンモーター固定具１４の上部を持って、ファンモーター固定具の下部を、水冷媒熱交換器５を覆う保護カバー１３に設けられたねじ固定部に位置合わせしなければならず、たいへん位置合わせしにくいが、水冷媒熱交換器５の上面にある垂直な切り起こし部１３ａに、ファンモーター固定具１４の下部の穴部１４ａを挿入させることにより、容易に位置合わせが可能となり、ファンモーター固定具１４の仮保持もされて、ねじ固定の作業性向上が図られる。

また、製品輸送時に、重量物のファンモーターを固定したファンモーター固定具１４は外力により、移動し易いが、係合固定により強度を増し、製品の破損防止や異常音防止を図ることができる。

図４は、本発明のヒートポンプユニットの他の分解構成図を示すものである。図４において、ファンモーター固定具１４と係合した水冷媒熱交換器５を収納した発泡断熱容器１２を覆う保護カバー１３の前方下部１３ｂは、筐体の基板２の周囲縁より前方に配設されている。

図４のように、筐体の外箱前板１８は、前方より、基板１の周囲縁に合わされ、前方よりねじ締め付けされ、固定される。保護カバー１３の前方下部１３ｂは、外箱前板１８と基板２に挟んで係合されることになり、運転時の水冷媒熱交換器５の振動や送風ファン１５の振動が保護カバー１３に伝播しても、基板２と外箱前板１８によって振動が緩和され、製品本体の防音性能を向上させることができる。

図５は、ヒートポンプユニットの詳細斜視図を示すものである。図５において、ファンモーター固定具１４と係合した水冷媒熱交換器５を収納した発泡断熱容器１２を覆う保護カバー１３の上面には、上部連結部２０を設け、一方送風手段と圧縮機４とを区画する仕切板３には、保護カバー１３の上部連結部２０と連結させる係止部２１を設け、係合させる。

なお、この連結は、嵌め合わせ形状であっても、ねじ固定であっても問わない。製品運転時に、送風ファン１４の振動が保護カバー１３に伝播しても、保護カバー１３と仕切板３は強固に連結されているため、振動が緩和され、製品本体の防音性能を向上させることができる。

以上のように、本発明にかかるヒートポンプ熱源機は、通風性能が向上して、製品性能の効率が向上し、また、防音性能の向上が可能となるので、ヒートポンプ熱源機に適用できる。

１ ヒートポンプユニット
２ 基板
３ 仕切板
３ａ 切り欠き部
４ 圧縮機
５ 水冷媒熱交換器
６ 空気冷媒熱交換器
７ 冷媒循環配管
８ 水循環配管
９ 配管接続部
１０ 管路
１１ 電源制御箱
１２ 発泡断熱容器
１３ 保護カバー
１３ａ 上部連結部
１３ｂ 前方下部
１４ ファンモーター固定具
１４ａ 下部穴部
１５ 送風ファン（送風手段）
１６ 上部固定具
１７ 緩衝材
１８ 外箱前板
１９ 天板
２０ 上部連結部
２１ 係止部

Claims (3)

1. 圧縮機、水冷媒熱交換器、減圧手段、空気冷媒熱交換器を順次接続した冷媒回路と、前記空気冷媒熱交換器に送風する送風手段と、前記冷媒回路および前記送風手段を内設した筐体と、前記水冷媒熱交換器を収納した保護カバーと、前記送風手段を固定する固定具とを備え、前記保護カバーを前記筐体の基板に固定し、前記固定具の下部を前記保護カバーに固定するとともに、前記固定具の上部は、前記空気冷媒熱交換器の上部と前記筐体の天板とで挟み固定する構成としたことを特徴とするヒートポンプ熱源機。
2. 前記保護カバーの前方下部を、前記筐体の基板と前板とで挟んで固定することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ熱源機。
3. 前記保護カバーを、前記送風手段と前記圧縮機とを区画する仕切板に係合させたことを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ熱源機。

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