JP2012042125A - Heat exchanger for hot water supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプ式給湯機に用いられる、ヒートポンプで高温高圧となった冷媒によって給湯用の水を加熱するための給湯用熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger for hot water supply used for a heat pump type hot water heater for heating water for hot water supply using a refrigerant having a high temperature and a high pressure by a heat pump.
従来より、この種のヒートポンプ式給湯機の給湯用熱交換器においては、給湯用の水が流通する水管内に冷媒が流通する冷媒管を配置し、この冷媒管を冷媒内管と冷媒外管とで構成される二重管として、冷媒内管と冷媒外管との間に漏洩検知溝を設け、冷媒または水が漏れた場合に漏洩検知溝を通じて外部で漏れの発生を検知できるようにしたものがあった。 Conventionally, in a heat exchanger for hot water supply of this type of heat pump type hot water heater, a refrigerant pipe through which refrigerant flows is arranged in a water pipe through which water for hot water supply flows, and the refrigerant pipe is connected to the refrigerant inner pipe and the refrigerant outer pipe. As a double pipe composed of the above, a leak detection groove is provided between the refrigerant inner pipe and the refrigerant outer pipe so that when refrigerant or water leaks, the occurrence of leakage can be detected outside through the leak detection groove There was a thing.
ところが、この従来のものでは、冷媒内管と冷媒外管との間に漏洩検知溝が設けられているため熱効率が低く、冷媒内管と冷媒外管のそれぞれに相応の肉厚が必要となるためコスト増加要因となるものであった。 However, in this conventional one, since the leakage detection groove is provided between the refrigerant inner pipe and the refrigerant outer pipe, the thermal efficiency is low, and a corresponding thickness is required for each of the refrigerant inner pipe and the refrigerant outer pipe. Therefore, it was a factor of cost increase.
しかし、冷媒管を単管で構成した場合、冷媒管の外表面と水管の内表面がどちらも流水と接しているため、潰食や孔食がどちらの表面に発生するかは偶発的で、冷媒管が浸食されて穴があいた場合、冷媒や冷凍機油が給湯用の水に混入する恐れがあった。 However, when the refrigerant pipe is composed of a single pipe, the outer surface of the refrigerant pipe and the inner surface of the water pipe are both in contact with the flowing water, so it is accidental on which surface erosion or pitting occurs. When the refrigerant pipe is eroded and there is a hole, there is a possibility that the refrigerant or the refrigerating machine oil may be mixed into the hot water supply water.
そこで本発明は、熱効率が高く、給水に冷媒が混入する恐れがない給湯用熱交換器を低廉に提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a hot water supply heat exchanger that has high thermal efficiency and does not cause a refrigerant to be mixed into the water supply at a low cost.
本発明は、上記目的を果たすため、給湯用の被加熱水が流通する水流路内に加熱用の冷媒が流れる冷媒管を配置した給湯用熱交換器において、前記冷媒管の外表面に前記水流路の内表面の耐食性よりも高い耐食性を有した材料を用いたものとした。 In order to achieve the above object, the present invention provides a hot water supply heat exchanger in which a refrigerant pipe through which a heating refrigerant flows is arranged in a water flow path through which heated water for hot water supply circulates, and the water flow is provided on an outer surface of the refrigerant pipe. A material having higher corrosion resistance than that of the inner surface of the road was used.
また、前記水流路と前記冷媒管を銅または銅合金で形成するとともに、前記冷媒管の外表面にめっき層を形成し、前記冷媒管の外表面の耐食性を前記水流路よりも高めるようにした。 In addition, the water flow path and the refrigerant pipe are formed of copper or a copper alloy, and a plating layer is formed on the outer surface of the refrigerant pipe so that the corrosion resistance of the outer surface of the refrigerant pipe is higher than that of the water flow path. .
また、前記水流路をりん脱酸銅で形成し、前記冷媒管を高強度銅で形成し、前記冷媒管の外表面の耐食性を前記水流路よりも高めるようにした。 Further, the water flow path is made of phosphorous deoxidized copper, the refrigerant pipe is made of high-strength copper, and the corrosion resistance of the outer surface of the refrigerant pipe is made higher than that of the water flow path.
また、前記水流路を銅または銅合金で形成するとともに、前記冷媒管をステンレスで形成し、、前記冷媒管の外表面の耐食性を前記水流路よりも高めるようにした。 Further, the water flow path is formed of copper or a copper alloy, and the refrigerant pipe is formed of stainless steel so that the corrosion resistance of the outer surface of the refrigerant pipe is higher than that of the water flow path.
本発明によれば、冷媒管の外表面の耐食性を水流路の内表面の耐食性よりも高くしているので、冷媒管の外表面と水流路の内表面が給湯用水の流通によって同様に浸食される環境下にあっても先に水流路の内表面が浸食され易く、冷媒管の損傷が少ない内に水流路が破損するため、給湯用の水に冷媒が混入する恐れがなく、熱効率に優れた給湯用熱交換器を低廉に提供することができる。 According to the present invention, since the corrosion resistance of the outer surface of the refrigerant pipe is higher than the corrosion resistance of the inner surface of the water flow path, the outer surface of the refrigerant pipe and the inner surface of the water flow path are similarly eroded by the flow of hot water supply water. The inner surface of the water flow path is likely to be eroded first, even in an environment where there is little damage to the refrigerant pipe, and the water flow path breaks, so there is no risk of refrigerant entering the hot water supply and excellent thermal efficiency A hot water supply heat exchanger can be provided at low cost.
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の給湯用熱交換器を使用したヒートポンプ式給湯機の概略構成図で、1は給湯用の湯水を貯湯する貯湯タンク、2は貯湯タンク1底部に接続されて市水を供給する給水管、3は貯湯タンク1頂部に接続されて湯水を出湯する出湯管、4は貯湯タンク1下部から取り出した湯水を貯湯タンク1の上部に戻す循環回路、5は循環回路4に設けられた循環ポンプである。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat pump type hot water heater using a heat exchanger for hot water supply according to the present invention. 1 is a hot water storage tank for storing hot water for hot water supply, and 2 is connected to the bottom of the hot
6は冷媒を圧縮する圧縮機、7は前記循環回路4途中に設けられ湯水と冷媒とを熱交換する給湯用熱交換器、8は放熱後の冷媒を減圧する減圧手段としての電子膨張弁、9は低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器、10は空気熱交換器9に外気を送風する送風手段、11は圧縮機6、給湯用熱交換器7、電子膨張弁8、空気熱交換器9を冷媒配管12で環状に接続したヒートポンプ回路である。なお、このヒートポンプ回路11は、冷媒に二酸化炭素を用い、高圧側で超臨界状態となるように設計されているものである。
6 is a compressor that compresses the refrigerant, 7 is a heat exchanger for hot water supply that is provided in the circulation circuit 4 and exchanges heat between the hot water and the refrigerant, and 8 is an electronic expansion valve that serves as a decompression unit that decompresses the refrigerant after heat dissipation, 9 is an air heat exchanger as an evaporator for evaporating a low-temperature and low-pressure refrigerant, 10 is a blowing means for blowing outside air to the
そして、湯水を沸き上げる際には、圧縮機6で高温高圧に圧縮した冷媒を給湯用熱交換器7の水側回路に循環する貯湯タンク1内の湯水と熱交換し、加熱された湯水が貯湯タンク1内に貯められ、給湯時に給水管2からの給水圧によって出湯管3から押し出されて給湯される。
When boiling the hot water, heat is exchanged with hot water in the hot
ここで給湯用熱交換器7は、図2に示すように、給湯用の湯水が流れる管状の水流路71の内部に加熱用の冷媒が流れる冷媒管72が配置された二重管を螺旋状に巻回して構成されている。
Here, as shown in FIG. 2, the hot water
図3はこの給湯用熱交換器7の第1の実施形態の断面図で、水流路71および冷媒管72は銅または銅合金で形成され、内部に冷媒が流れる冷媒管72の外表面にはめっき層73が形成されている。ここで、めっき層としては、すずめっき、クロムめっき、亜鉛めっき、ニッケルめっきの何れでも良いが、すずめっきがより好ましい。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the first embodiment of the hot water
このように、内部に冷媒が流れる冷媒管72の外表面にだけめっき層73を形成し、水流路71の内表面よりも冷媒管72の外表面の耐食性を高めたので、冷媒管72の外表面(めっき層73)と水流路71の内表面(銅または銅合金)が給湯用水の流通によって同様に浸食される環境下にあっても先に水流路71の内表面が浸食され易く、冷媒管72の損傷が少ない内に水流路71に潰食や孔食が発生して破損するため、給湯用の水に冷媒が混入する恐れが少なく、熱効率に優れた給湯用熱交換器7を低廉に提供することができる。
Thus, since the
図4は第2の実施形態の断面図で、水流路71はりん脱酸銅で形成され、冷媒管72は高強度銅で形成されている。ここで、りん脱酸銅および高強度銅はJIS H 3300で規定されるものである。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the second embodiment, in which the
このように、内部に冷媒が流れる冷媒管72を水流路71の材料よりも高い耐食性を有した材料で形成したので、冷媒管72の外表面(高強度銅)と水流路71の内表面(りん脱酸銅)が給湯用水の流通によって同様に浸食される環境下にあっても先に水流路71の内表面が浸食され易く、冷媒管72の損傷が少ない内に水流路71に潰食や孔食が発生して破損するため、給湯用の水に冷媒が混入する恐れが少なく、熱効率に優れた給湯用熱交換器7を低廉に提供することができる。
Thus, since the
また、第3の実施形態は、水流路71は銅または銅合金で形成され、冷媒管72はステンレスで形成されている。
In the third embodiment, the
このように内部に冷媒が流れる冷媒管72を水流路71の材料よりも高い耐食性を有した材料で形成したので、冷媒管72の外表面(ステンレス)と水流路71の内表面(銅または銅合金)が給湯用水の流通によって同様に浸食される環境下にあっても先に水流路71の内表面が浸食され易く、冷媒管72の損傷が少ない内に水流路71に潰食や孔食が発生して破損するため、給湯用の水に冷媒が混入する恐れが少なく、熱効率に優れた給湯用熱交換器7を低廉に提供することができる。
In this way, the
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば水流路として箱状のものを用いてもよく、複数本の冷媒管を水流路内に配置したり、冷媒として二酸化炭素以外の冷媒を用いてもよいものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, a box-shaped water channel may be used, and a plurality of refrigerant tubes are arranged in the water channel, or a refrigerant other than carbon dioxide is used as the refrigerant. May be used.
7 給湯用熱交換器
71 水流路
72 冷媒管
73 めっき層
7
Claims (4)
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JP2010183652A JP2012042125A (en) | 2010-08-19 | 2010-08-19 | Heat exchanger for hot water supply |
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