JP4211040B2 - Outdoor unit for water heater - Google Patents
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Description
本発明は、給湯器用室外ユニットに係り、より詳しくは、断熱性能に優れた熱交換用配管を備えた給湯器用室外ユニットに関するものである。 The present invention relates to an outdoor unit for a water heater, and more particularly to an outdoor unit for a water heater provided with a heat exchange pipe having excellent heat insulation performance.
従来の給湯器用室外ユニットの熱交換用配管は、水が流れる給湯配管と、圧縮機で圧縮された高温、高圧のガス冷媒が流れる冷媒配管とが接触して熱交換できるように、交互に重ねて螺旋状に巻き回されており、全体形状がほぼ円筒状に形成され、熱交換用配管の外側のみが発泡断熱材で被覆されていた(例えば、特許文献1参照)。 The heat exchange pipes of the conventional outdoor unit for water heaters are alternately stacked so that the hot water pipes through which water flows and the refrigerant pipes through which high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor come into contact can exchange heat. Thus, the entire shape was formed in a substantially cylindrical shape, and only the outside of the heat exchange pipe was covered with a foam heat insulating material (see, for example, Patent Document 1).
また、従来の蓄熱槽は、内槽、外装、及び発泡成形された硬質ウレタンフォームからなる断熱材で構成され、硬質ウレタンフォームは内槽側シート及び外槽側シートの間に注入されて一体成形され、蓄熱媒体と熱交換する蓄熱熱交換器を備えていた(例えば、特許文献2参照)。 The conventional heat storage tank is composed of an inner tank, an exterior, and a heat insulating material made of foamed rigid urethane foam. The rigid urethane foam is injected between the inner tank side sheet and the outer tank side sheet and integrally molded. And a heat storage heat exchanger that exchanges heat with the heat storage medium (see, for example, Patent Document 2).
特許文献1に記載された給湯器用室外ユニットでは、ほぼ円筒形状に形成された熱交換用配管の外側を発泡断熱材で被覆しているが、熱交換用配管の周囲は空間となっていて断熱されていないため、この空間部より放熱されて放熱ロスが生じていた。また、熱交換用配管によって熱交換を行う場合、給湯配管と冷媒配管双方の温度差が大きい状態で実施するのが効率的であるが、冷媒配管の上下に給湯配管が配置され、さらにそれぞれが接触しているため、冷媒配管の熱は効率の一番良い給湯配管と熱交換すると共に、二番目に効率の良い次の相の給湯配管と同時に熱交換をしているため、もともと熱交換ロスが生じている。この状態において、熱交換用配管の外周を断熱するためには、給湯配管と冷媒配管との隙間に断熱材が入り込んで熱交換が阻害されないように、金属箔を外周に配置しなくてはならないため、この金属箔によって配管同士の熱伝導が促進され、さらに熱交換の効率ロスが増大し、しかも部品点数が増えるためコストアップの原因ともなっていた。
In the outdoor unit for hot water heater described in
また、特許文献2に記載された蓄熱槽では、その形状を構成するために断熱材の周囲に外装部品を設けなければならず、コストアップをもたらしていた。
Moreover, in the heat storage tank described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷媒対水熱交換器の熱交換用配管からの放熱ロスを低減すると共に、熱交換用配管間の無駄な接触によって生ずる熱交換ロスを低減し、より一層高効率に熱交換を行うことができる給湯用室外ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces heat loss from the heat exchange pipe of the refrigerant-to-water heat exchanger and is caused by useless contact between the heat exchange pipes. An object of the present invention is to provide an outdoor unit for hot water supply that can reduce heat exchange loss and perform heat exchange with higher efficiency.
本発明に係る給湯器用室外ユニットは、圧縮機と、冷媒配管と給湯配管からなる熱交換用配管を有する冷媒対水熱交換器と、絞り弁と、蒸発器と、冷媒対水熱交換器から蒸発器へ流れる冷媒と蒸発器から圧縮機へと流れる冷媒間の熱交換を行う内部熱交換器とを備えた給湯用室外ユニットであって、熱交換用配管は螺旋状に形成されかつその螺旋形状が相互に非接触に形成され、複数単位に分離されて連通部で連通するとともに、熱交換用配管及び内部熱交換器の間に発泡断熱材を充填し、熱交換用配管及び内部熱交換器を一体成形する充填部を有する温水用ガスクーラーユニットを備えたものである。 An outdoor unit for a hot water heater according to the present invention includes a compressor, a refrigerant-to-water heat exchanger having a heat exchange pipe composed of a refrigerant pipe and a hot water supply pipe, a throttle valve, an evaporator, and a refrigerant-to-water heat exchanger. An outdoor unit for hot water supply comprising an internal heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant flowing to the evaporator and a refrigerant flowing from the evaporator to the compressor, wherein the heat exchange pipe is formed in a spiral shape and the spiral Formed in non-contact with each other, separated into multiple units and communicated at the communication part, and filled with foam insulation between the heat exchange pipe and the internal heat exchanger, and the heat exchange pipe and the internal heat exchange A hot water gas cooler unit having a filling part for integrally molding the vessel is provided.
熱交換用配管及び内部熱交換器の隙間に発泡断熱材を充填して温水用ガスクーラーユニットを形成したので、熱交換用配管及び内部熱交換器の距離が一定に保たれ、熱交換効率が向上し、振動等による音の発生がなくなり、各部品間の間隔を必要最小限に抑えることができる。 Since the hot water gas cooler unit was formed by filling the gap between the heat exchange pipe and the internal heat exchanger with foam insulation, the distance between the heat exchange pipe and the internal heat exchanger was kept constant, and the heat exchange efficiency was improved. It is improved and the generation of sound due to vibration or the like is eliminated, and the interval between the components can be minimized.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る給湯器用室外ユニットの分解斜視図、図2は図1の温水用ガスクーラーユニットの斜視図、図3は図1に示す給湯器用室外ユニットの冷媒給湯回路を示す配管系統図である。図において、給湯器用室外ユニットの最下段部には、冷媒対水用熱交換器4と、内部熱交換器5と、これらを接続する接続配管2と、サービス時などに給湯回路Aから水を排水するための水抜き栓3とを内部に配置する温水用ガスクーラーユニット1が配置されている。
1 is an exploded perspective view of an outdoor unit for water heater according to
温水用ガスクーラーユニット1の上部には、冷凍サイクル回路Bの圧縮機13が配置され、背面から図の左側面にかけてほぼL字状をした蒸発器11が配置され、その手前には蒸発器11と外気との熱交換を行うために風を送る送風機12が配置されている。図1の右側面手前には、給湯回路Aの水を循環させるための給湯ポンプ14が配置され、給湯タンク(図示せず)からの水を水入口バルブ15から温水用ガスクーラーユニット1の内部に取り入れ、冷媒対水熱交換器4の給湯配管41を経由して給湯出口バルブ19に至り、給湯タンクへ戻るようにしてある。また、給湯器用室外ユニットの外郭は、前面にグリル9を配置し、図の左側面に吸込み口を備えたフロントパネル8を配置すると共に、図の右側面から背面の蒸発器11の端面まではこれらを覆うバックパネル10を配置し、さらにバックパネル10にはバルブ類を覆うサービスパネル16が取り付けられ、これらの最上部にはトップパネル7を配置している。
A
図4は図2に示す温水用ガスクーラーユニット1の縦断面図、図5は図4に示す冷媒対水熱交換器の熱交換用配管のイ−イ断面図である。図5に示すように、冷媒対水熱交換器4の熱交換用配管40は、外周に複数条の山谷部を各条毎に連続して螺旋状に形成した捩り管を給湯配管41としてその内部に水が流れるようにしてあり、一方、分岐した冷媒配管42(42a,42b,42c)を、給湯配管41の外周に設けた各条毎の山谷部に沿ってそれぞれ螺旋状に巻きつけて嵌め込み、この冷媒配管42内に冷媒が流れるようにしてある。そしてこの熱交換用配管40を、図4に示すように螺旋状に形成して、その隙間に硬質ウレタン発泡断熱材50を充填して、温水用ガスクーラーユニット1内に収納してある。
4 is a longitudinal sectional view of the hot water
熱交換用配管40は、熱交換する距離を長くして加熱性能を向上するようにしてある。すなわち、螺旋状をなす熱交換用配管40を例えば2単位の螺旋状の下部配管40aと上部配管40bに分離して、限られたスペース内において有効に収納できるようにしてある。下部には距離の長い下部配管40a配置し、上部には距離の短い上部配管40bを配置して、これらを連通部40cで連通してある。さらに、熱交換用配管40の上部には内部熱交換器5を配置してあり、これらを冷媒回路Bの圧縮機13や給湯回路Aの給湯ポンプ14などと接続するために、接続配管2を上方に突出させている。また、点検時等に、温水用ガスクーラーユニット1内部の水を給湯回路Aから排水するために、給湯回路Aの最下端より水抜き栓3を突出させている。
The
次に、温水用ガスクーラーユニット1の製造方法について、図6を用いて説明する。図に示すように、金型6の内部に、熱交換用配管40、内部熱交換器5をレイアウトし、そののちこれらの隙間に硬質ウレタン発泡断熱材50を流し込み、箱体形状を形成する。こうして、熱交換用配管40、接続配管2(図2参照)及び内部熱交換器5の周囲を硬質ウレタン発泡断熱材50で覆うことによって、放熱ロスを低減することができる。
Next, the manufacturing method of the hot water
次に、給湯器用室外機ユニットの作用について説明する。圧縮機13によって高温、高圧になった加熱ガス冷媒は、冷媒対水熱交換器4の熱交換用配管40の冷媒配管42に流入する。また、給湯ポンプ14によって水入口バルブ15から冷媒対水熱交換器4の熱交換用配管40の給湯配管41に取り入れられた水は、給湯配管41を通過する際に冷媒配管42を通過する冷媒によって熱交換され、水が加熱される。そして、凝縮液化した冷媒は絞り弁17によって減圧され、蒸発器11に流入し、送風機12によって送風された大気の熱を吸収して蒸発ガス化され、内部熱交換器5において再加熱されて圧縮機13に戻る。この際、内部熱交換器5へ流れ込む高温、高圧の加熱ガス冷媒の流量は、流量調整弁18によって調整される。
Next, the operation of the outdoor unit for water heater will be described. The heated gas refrigerant that has become high temperature and high pressure by the
実施の形態1に係る給湯器用室外ユニットの温水用ガスクーラユニット1は、冷媒配管42及び給湯配管41によって構成される熱交換用配管40と、内部熱交換器5とを、硬質ウレタン発泡断熱材50によって一体成形して箱体を形成したので、それぞれの表面が断熱されて放熱ロスが低減される。また、内部熱交換器5や熱交換用配管40、あるいは接続する熱交換用配管40同士の間隔を維持して接触を避けることができるため、配管同士の熱交換ロスによる無駄を省き、接触による音の発生を抑制することができる。また配管を硬質ウレタン発泡断熱材50によって直接保持するため、配管同士の間隔を必要最小限に押さえることができ、コンパクト化することができるので、実用性が高い。
The hot water
実施の形態2.
図7は本発明の実施の形態2に係る温水用ガスクーラーユニットの斜視図、図8は図7の縦断面図である。本実施の形態2では、温水用ガスクーラーユニット1の内部に硬質ウレタン発泡断熱材50を注入する際、内部熱交換器5や熱交換用配管40の位置が動いて接触したりしないように、あらかじめ位置を固定しておくようにしたものである。なお、図2、図4と同一部分には同じ符合を付し、説明を省略する。
7 is a perspective view of a hot water gas cooler unit according to
図において、熱交換用配管40の距離の短い上部配管40bと内部熱交換器5の間には、距離が短い上部配管40bの螺旋状の配管形状に合わせてほぼ半円状の凹みを備え、それぞれの上部配管40bを保持する櫛形状の第1のスペーサー20が配置される。また、距離の長い下部配管40a、距離の短い上部配管40bの間には第2のスペーサー21が配置され、距離の長い下部配管40aの最下端には第3のスペーサー22が配置されている。また、接続配管2の周囲には、それぞれの配管が接触しないよう配管位置を固定する第4のスペーサー23が配置されている。そして、このようにして内部熱交換器5と上部配管40b、下部配管40aの関係を位置決めした後、これらの隙間に硬質ウレタン発泡断熱材50を充填する。
In the figure, between the
実施の形態2に係る給湯器用室外ユニットの温水用ガスクーラユニット1は、内部熱交換器5や熱交換用配管40間に第1〜第4のスペーサー20〜23を設けて位置決めした後に、これらの隙間に硬質ウレタン発泡断熱材50を充填したので、熱交換用配管40間の距離が一定に保たれ、これによって熱交換用配管40同士の接触や、組み立て時の位置ずれの発生を抑制することができ、接触による無駄な熱交換がなくなり、熱交換効率が向上し、振動等による音の発生もなくなる。また、各部品間の間隔を必要最小限に抑えることができるため、温水用ガスクーラーユニット1をコンパクトにすることができ、さらに、部品同士の位置決めを行ったのち硬質ウレタン発泡断熱材50を注入するので、注入の際に配管などがずれることもなく、組み立て性が向上する。
After the hot water gas
1 給湯器用ガスクーラーユニット、2 接続配管、4 冷媒対水用熱交換器、5 内部熱交換器、6 金型、20,21,22,23 スペーサー、40 熱交換用配管、40a 下部配管、40b 上部配管、40c 連通部、41 給湯配管、42 冷媒配管、50 硬質ウレタン発泡断熱材。
1 Gas cooler unit for water heater, 2 connection piping, 4 heat exchanger for refrigerant to water, 5 internal heat exchanger, 6 mold, 20, 21, 22, 23 spacer, 40 heat exchange piping, 40a lower piping, 40b Upper piping, 40c communication portion, 41 hot water supply piping, 42 refrigerant piping, 50 rigid urethane foam insulation.
Claims (5)
前記熱交換用配管は螺旋状に形成されかつその螺旋形状が相互に非接触に形成され、複数単位に分離されて連通部で連通するとともに、前記熱交換用配管及び内部熱交換器の間に発泡断熱材を充填し、前記熱交換用配管及び内部熱交換器を一体成形する充填部を有する温水用ガスクーラーユニットを備えたことを特徴とする給湯器用室外ユニット。 A compressor, a refrigerant-to-water heat exchanger having a heat exchange pipe composed of a refrigerant pipe and a hot water supply pipe, a throttle valve, an evaporator, a refrigerant flowing from the refrigerant-to-water heat exchanger to the evaporator, and the evaporation An outdoor unit for hot water supply comprising an internal heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant flowing from the heater to the compressor,
The heat exchange pipe is formed in a spiral shape and the spiral shapes are formed in a non-contact manner, separated into a plurality of units and communicated with each other at a communication portion, and between the heat exchange pipe and the internal heat exchanger. An outdoor unit for a hot water heater comprising a hot water gas cooler unit that is filled with a foam heat insulating material and has a filling portion that integrally forms the heat exchange pipe and the internal heat exchanger.
前記熱交換用配管は下部配管と、この下部配管の上部に配置された上部配管と、前記下部配管と前記上部配管を接続する連通部とを有するとともに、螺旋状に形成されかつその螺旋形状が相互に非接触に形成され、前記熱交換用配管の周囲に発泡断熱材を充填し一体成形した充填部を有する温水用ガスクーラーユニットを備えたことを特徴とする給湯器用室外ユニット。 A compressor, a refrigerant-to-water heat exchanger having a heat exchange pipe composed of a refrigerant pipe and a hot water supply pipe, a throttle valve, an evaporator, a refrigerant flowing from the refrigerant-to-water heat exchanger to the evaporator, and the evaporation An outdoor unit for hot water supply comprising an internal heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant flowing from the heater to the compressor,
The heat exchanging pipe has a lower pipe, an upper pipe disposed on the lower pipe, a communication portion connecting the lower pipe and the upper pipe, and is formed in a spiral shape and has a spiral shape. An outdoor unit for a hot water heater, comprising a hot water gas cooler unit which is formed in a non-contact manner and has a filling portion integrally formed by filling a foam heat insulating material around the heat exchange pipe.
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