JP4450196B2

JP4450196B2 - Heat pump equipment

Info

Publication number: JP4450196B2
Application number: JP2004277791A
Authority: JP
Inventors: 千弥小島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2024-09-24
Also published as: JP2006090658A

Description

本発明は、空気と冷媒とを熱交換して空気から吸熱する空気冷媒熱交換器と、冷媒と水とを熱交換して水を加熱する水冷媒熱交換器とを、ケーシング内に配設したヒートポンプ装置に関する。 The present invention includes an air refrigerant heat exchanger that exchanges heat between air and refrigerant and absorbs heat from the air, and a water refrigerant heat exchanger that heats water by exchanging heat between the refrigerant and water. Relates to the heat pump apparatus.

本出願人が製造し市場に供給されているヒートポンプ装置として、空気と冷媒とを熱交換して空気から吸熱する空気冷媒熱交換器と冷媒と水とを熱交換して水を加熱する水冷媒熱交換器とを有するヒートポンプサイクルを備えた給湯用のヒートポンプ装置がある。 As a heat pump device manufactured and supplied to the market by the present applicant, an air refrigerant heat exchanger that exchanges heat between air and refrigerant and absorbs heat from the air, and a water refrigerant that heats water by exchanging heat between the refrigerant and water There is a heat pump device for hot water supply equipped with a heat pump cycle having a heat exchanger.

このヒートポンプ装置は、図５に示すレイアウトのように部品（構成機器）を配置したユニットであり、ケーシング３内において、水冷媒熱交換器２０は、空気冷媒熱交換器５０を通過した空気の吹出口３ｃが形成された正面部３ｂに対し平行に配置されている。 This heat pump device is a unit in which components (components) are arranged as in the layout shown in FIG. 5, and in the casing 3, the water-refrigerant heat exchanger 20 blows air that has passed through the air-refrigerant heat exchanger 50. It arrange | positions in parallel with respect to the front part 3b in which the exit 3c was formed.

ちなみに、図５は、ヒートポンプユニット９０１を上から見たときのケーシング３内のレイアウト図であり、符号５１を付した構成は、空気冷媒熱交換器５０にケーシング３の背面側から正面側に向かって空気を流通するための電動ファンである。 Incidentally, FIG. 5 is a layout diagram in the casing 3 when the heat pump unit 901 is viewed from above, and the configuration denoted by reference numeral 51 is provided on the air refrigerant heat exchanger 50 from the back side to the front side of the casing 3. It is an electric fan for circulating air.

しかしながら、上記従来のヒートポンプ装置（ヒートポンプユニット）９０１では、ユニット９０１の幅（ケーシング３の図示左右方向の寸法）は、水冷媒熱交換器２０の幅Ｗ１、ファン５１の径Ｗ２、および空気冷媒熱交換器５０の幅（厚さ）Ｗ３の和の制約を受ける。したがって、現状の配置のままでは、いずれかの部品の幅を小さくしない限り、ユニット幅を小さくすることができないという問題がある。 However, in the conventional heat pump device (heat pump unit) 901, the width of the unit 901 (the dimension of the casing 3 in the horizontal direction in the figure) is the width W1 of the water refrigerant heat exchanger 20, the diameter W2 of the fan 51, and the air refrigerant heat. The sum of the width (thickness) W3 of the exchanger 50 is restricted. Therefore, with the current arrangement, there is a problem that the unit width cannot be reduced unless the width of any part is reduced.

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、部品サイズを変更することなくユニットの体格を小さくすることが可能なヒートポンプ装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said point, and it aims at providing the heat pump apparatus which can make the physique of a unit small, without changing component size.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
箱状のケーシング（３）と、
ケーシング（３）内に設けられ、空気と冷媒とを熱交換して空気から吸熱する空気冷媒熱交換器（５０）と、
ケーシング（３）内に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機（１０）と、
ケーシング（３）内に設けられ、圧縮機（１０）が圧縮した冷媒と水とを熱交換して水を加熱する水冷媒熱交換器（２０）と、
ケーシング（３）内に設けられ、水冷媒熱交換器（２０）から流出する冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３０）と、
ケーシング（３）内に設けられ、圧縮機（１０）、水冷媒熱交換器（２０）、減圧手段（３０）および空気冷媒熱交換器（５０）を環状に接続する冷媒配管（７０）と、
ケーシング（３）内に設けられ、空気冷媒熱交換器（５０）に通風する電動ファン（５１）と、を備え、
ケーシング（３）の正面部（３ｂ）に空気冷媒熱交換器（５０）を通過した空気の吹出口（３ｃ）が形成されたヒートポンプ装置において、
空気冷媒熱交換器（５０）は、ケーシング（３）の正面部（３ｂ）に対向し正面部（３ｂ）に略平行な背面部（３ｄ）に沿って延設されており、
水冷媒熱交換器（２０）は、正面部（３ｂ）側から見たときに空気冷媒熱交換器（５０）の縁部に重なるように空気冷媒熱交換器（５０）の正面部（３ｂ）側に隣接配設されるとともに、空気冷媒熱交換器（５０）の中央部側の端部（２１）が縁部側の端部（２２）より正面部（３ｂ）に近づくように、正面部（３ｂ）に対し傾斜して配設され、
正面部（３ｂ）側から見たときに水冷媒熱交換器（２０）のうち空気冷媒熱交換器（５０）の中央部側の一部が空気冷媒熱交換器（５０）の縁部に重なっており、
ケーシング（３）内を、空気冷媒熱交換器（５０）および電動ファン（５１）が配設された第１室（５）と、水冷媒熱交換器（２０）が配設された第２室（６）とに仕切る仕切り板部材（４）を備え、
仕切り板部材（４）は、空気冷媒熱交換器（５０）の水冷媒熱交換器（２０）側の端部に固定され、水冷媒熱交換器（２０）に沿って配設されて、第１室（５）における空気通路面積が空気冷媒熱交換器（５０）側に向かって漸次増大していることを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1,
A box-shaped casing (3);
An air refrigerant heat exchanger (50) provided in the casing (3) for exchanging heat between the air and the refrigerant to absorb heat from the air;
A compressor (10) provided in the casing (3) for compressing the refrigerant;
A water-refrigerant heat exchanger (20) provided in the casing (3) for heat-exchanging heat between the refrigerant compressed by the compressor (10) and water ;
Decompression means (30) provided in the casing (3) and decompressing and expanding the refrigerant flowing out of the water refrigerant heat exchanger (20);
A refrigerant pipe (70) provided in the casing (3) and connecting the compressor (10), the water refrigerant heat exchanger (20), the pressure reducing means (30) and the air refrigerant heat exchanger (50) in an annular shape;
An electric fan (51) provided in the casing (3) and ventilating the air refrigerant heat exchanger (50) ,
In the heat pump device in which the air outlet (3c) that has passed through the air refrigerant heat exchanger (50) is formed in the front portion (3b) of the casing (3),
The air refrigerant heat exchanger (50) extends along the back surface portion (3d) facing the front surface portion (3b) of the casing (3) and substantially parallel to the front surface portion (3b),
The water refrigerant heat exchanger (20) has a front part (3b) of the air refrigerant heat exchanger (50) so as to overlap an edge of the air refrigerant heat exchanger (50) when viewed from the front part (3b) side. The front portion so that the end portion (21) on the center side of the air refrigerant heat exchanger (50) is closer to the front portion (3b) than the end portion (22) on the edge side. (3b) is inclined and arranged .
When viewed from the front (3b) side, a part of the water refrigerant heat exchanger (20) on the center side of the air refrigerant heat exchanger (50) overlaps with the edge of the air refrigerant heat exchanger (50). And
Inside the casing (3), a first chamber (5) in which an air refrigerant heat exchanger (50) and an electric fan (51) are arranged, and a second chamber in which a water refrigerant heat exchanger (20) is arranged. (6) a partition plate member (4) for partitioning;
The partition plate member (4) is fixed to the end of the air refrigerant heat exchanger (50) on the water refrigerant heat exchanger (20) side, and is disposed along the water refrigerant heat exchanger (20). The air passage area in one chamber (5) is characterized by gradually increasing toward the air refrigerant heat exchanger (50) side .

これによると、ケーシング（３）正面部（３ｂ）の延設面と水冷媒熱交換器（２０）の延設面との交差線に直交する方向において、正面部（３ｂ）の寸法を小さくすることができる。したがって、部品サイズを小さくしなくても、ヒートポンプ装置（１）の体格を小さくすることが可能である。
また、水冷媒熱交換器（２０）は、空気冷媒熱交換器（５０）中央部側の端部（２１）が縁部側の端部（２２）より空気冷媒熱交換器（５０）から離れている。したがって、ケーシング（３）の正面部（３ｂ）側から見たときに水冷媒熱交換器（２０）が空気冷媒熱交換器（５０）の縁部に重なるように配設しても、空気冷媒熱交換器（５０）を通過した空気を正面部（３ｂ）に向かって流し易い。
さらに、仕切り部材（４）を水冷媒熱交換器（２０）に沿って組み付け易く、ケーシング（３）内を容易に第１室（５）と第２室（６）とに仕切ることができる。 According to this, the dimension of the front part (3b) is reduced in the direction orthogonal to the intersecting line between the extended surface of the casing (3) front part (3b) and the extended surface of the water refrigerant heat exchanger (20). be able to. Therefore, the size of the heat pump device (1) can be reduced without reducing the component size.
In the water refrigerant heat exchanger (20), the air refrigerant heat exchanger (50) has an end (21) on the center side away from an air refrigerant heat exchanger (50) than the edge (22) on the edge side. ing. Therefore, even if it arrange | positions so that a water refrigerant | coolant heat exchanger (20) may overlap with the edge of an air refrigerant | coolant heat exchanger (50) when it sees from the front part (3b) side of a casing (3), it is an air refrigerant | coolant. It is easy to flow the air that has passed through the heat exchanger (50) toward the front portion (3b).
Furthermore, the partition member (4) can be easily assembled along the water-refrigerant heat exchanger (20), and the inside of the casing (3) can be easily partitioned into the first chamber (5) and the second chamber (6).

また、請求項２に記載の発明では、
ケーシング（３）の正面部（３ｂ）は、略鉛直方向に延設され、
水冷媒熱交換器（２０）は、略鉛直方向に延設されるとともに、水平方向の一端（２１）側と他端（２２）側とでは正面部（３ｂ）からの距離が異なるように正面部（３ｂ）に対し傾斜して配設されていることを特徴としている。 In the invention according to claim 2,
The front part (3b) of the casing (3) extends in a substantially vertical direction,
The water-refrigerant heat exchanger (20) is extended in a substantially vertical direction, and the front side (3b) has a different distance between the one end (21) side and the other end (22) side in the horizontal direction. It is characterized by being arranged to be inclined with respect to the portion (3b).

これによると、ケーシング（３）正面部（３ｂ）の水平方向の幅を小さくすることが可能である。したがって、ヒートポンプ装置（１）の底面積（鉛直方向の投影面積）を小さくすることが可能であり、ヒートポンプ装置（１）の設置に必要な面積を小さくすることができる。 According to this, it is possible to make the width | variety of the horizontal direction of a casing (3) front part (3b) small. Therefore, it is possible to reduce the bottom area (projection area in the vertical direction) of the heat pump device (1), and it is possible to reduce the area necessary for installing the heat pump device (1).

また、請求項３に記載の発明では、
冷媒配管（７０）が接続されるとともに、制御装置（１００）からの電気配線が着脱可能な電気部品（１０、３０、７５、７９）を備え、
電気部品（１０、３０、７５、７９）は、第２室（６）内において、水冷媒熱交換器（２０）と正面部（３ｂ）との間に配設されていることを特徴としている。 In the invention according to claim 3 ,
The refrigerant pipe (70) is connected, and the electric wiring from the control device (100) is detachable and includes electric parts (10, 30, 75, 79),
The electrical components (10, 30, 75, 79) are arranged between the water refrigerant heat exchanger (20) and the front portion (3b) in the second chamber (6). .

これによると、ケーシング（３）の正面部（３ｂ）側から電気部品（１０、３０、７５、７９）に係わるメンテナンスを行ない易い。 According to this, it is easy to perform maintenance related to the electrical components (10, 30, 75, 79) from the front portion (3b) side of the casing (3).

また、請求項４に記載の発明では、電気部品（１０、３０、７５、７９）は、全て水冷媒熱交換器（２０）と正面部（３ｂ）との間に配設されていることを特徴としている。 In the invention according to claim 4 , all of the electrical components (10, 30, 75, 79) are disposed between the water-refrigerant heat exchanger (20) and the front portion (3 b). It is a feature.

これによると、電気部品（１０、３０、７５、７９）に係わるメンテナンスを一層行ない易い。 This makes it easier to perform maintenance related to the electrical components (10, 30, 75, 79).

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１はヒートポンプユニット（ヒートポンプ装置）１の概略構成を示す斜視図、図２はヒートポンプユニット１の上面図であり、いずれも、内部の部品レイアウトを理解しやすくするために透視図としている。 FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a heat pump unit (heat pump device) 1, and FIG. 2 is a top view of the heat pump unit 1, both of which are perspective views for easy understanding of the internal component layout.

また、図３は、ヒートポンプユニット１に用いられる水冷媒熱交換器２０の正面図であり、図４は、ヒートポンプユニット１の模式構成図である。 FIG. 3 is a front view of the water-refrigerant heat exchanger 20 used in the heat pump unit 1, and FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the heat pump unit 1.

図４に示すように、本実施形態のヒートポンプユニット１は、給湯装置に用いられて屋外等に設置されるものである。 As shown in FIG. 4, the heat pump unit 1 of the present embodiment is used in a hot water supply apparatus and is installed outdoors.

ヒートポンプユニット１は、圧縮機１０、水冷媒熱交換器（給湯用熱交換器）２０、エジェクタ（減圧手段）３０、アキュムレータ４０、空気冷媒熱交換器（熱源用熱交換器）５０、内部熱交換器６０、およびこれらを環状に接続する冷媒配管（冷媒回路）７０で構成されるヒートポンプサイクル２を備えている。 The heat pump unit 1 includes a compressor 10, a water refrigerant heat exchanger (heat exchanger for hot water supply) 20, an ejector (decompression means) 30, an accumulator 40, an air refrigerant heat exchanger (heat exchanger for heat source) 50, and internal heat exchange. And a heat pump cycle 2 including a refrigerant pipe (refrigerant circuit) 70 connecting them in an annular shape.

圧縮機１０は、内蔵する同期モータによって圧縮機構が運転されて、気相冷媒を臨界圧力以上まで圧縮して吐出する電動コンプレッサである。 The compressor 10 is an electric compressor in which a compression mechanism is operated by a built-in synchronous motor to compress and discharge a gas-phase refrigerant to a critical pressure or higher.

水冷媒熱交換器２０は、圧縮機１０の吐出口より吐出された高温高圧の冷媒によって水を湯に昇温させる給湯用熱交換器であり、冷媒が流通する冷媒通路部と水が流通する水通路部とにより構成されている。水冷媒熱交換器２０の冷媒通路部は冷媒流路管により構成され、冷媒通路部が水通路部の表面に熱交換可能に密着するように配置された熱交換構造となっている。 The water-refrigerant heat exchanger 20 is a hot water supply heat exchanger that raises the temperature of hot water to hot water by a high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the discharge port of the compressor 10, and water flows through a refrigerant passage section through which the refrigerant flows. It is comprised by the water passage part. The refrigerant passage portion of the water-refrigerant heat exchanger 20 is constituted by a refrigerant passage tube, and has a heat exchange structure in which the refrigerant passage portion is disposed so as to be in close contact with the surface of the water passage portion so that heat exchange is possible.

水冷媒熱交換器２０の水通路部は、給水を流通する給水通路（流水路）８０の一部を構成しており、ポンプ９０の作動により給水通路８０内を流れる水を、水冷媒熱交換器２０内で高温高圧冷媒との熱交換によって給湯用の高温の湯とするようになっている。 The water passage portion of the water-refrigerant heat exchanger 20 constitutes a part of a water supply passage (flowing water passage) 80 that circulates the water supply, and the water flowing through the water supply passage 80 by the operation of the pump 90 is exchanged with the water refrigerant. Hot water for hot water supply is made by heat exchange with the high-temperature and high-pressure refrigerant in the vessel 20.

空気冷媒熱交換器（蒸発器）５０は、外気と液相冷媒とを熱交換させて液相冷媒を蒸発させることにより外気から吸熱するための熱交換器である。また、エジェクタ３０は水冷媒熱交換器２０から流出する冷媒を減圧膨張させて空気冷媒熱交換器５０にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機１０の吸入圧を上昇させるものである。 The air refrigerant heat exchanger (evaporator) 50 is a heat exchanger for absorbing heat from the outside air by exchanging heat between the outside air and the liquid phase refrigerant to evaporate the liquid phase refrigerant. Further, the ejector 30 decompresses and expands the refrigerant flowing out of the water refrigerant heat exchanger 20 and sucks the vapor phase refrigerant evaporated in the air refrigerant heat exchanger 50, and converts the expansion energy into pressure energy to compress the compressor 10. This increases the suction pressure.

ここで、エジェクタ３０は、水冷媒熱交換器２０から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を略等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部と、ノズル部から噴射する高い速度の冷媒流により空気冷媒熱交換器５０にて蒸発した気相冷媒を吸引しながら、ノズル部から噴射する冷媒流と混合する混合部、およびノズル部から噴射する冷媒と空気冷媒熱交換器５０から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ等の昇圧部からなるものである。 Here, the ejector 30 converts the pressure energy of the high-pressure refrigerant that has flowed out of the water-refrigerant heat exchanger 20 into velocity energy, and decompresses and expands the refrigerant in a substantially isentropic manner, and a high-speed jet that is injected from the nozzle portion. While sucking the vapor-phase refrigerant evaporated in the air refrigerant heat exchanger 50 by the refrigerant flow, the refrigerant mixed with the refrigerant flow injected from the nozzle part, and the refrigerant injected from the nozzle part and the air refrigerant heat exchanger 50 are sucked It comprises a booster such as a diffuser that increases the pressure of the refrigerant by converting velocity energy into pressure energy while mixing with the refrigerant.

エジェクタ３０のノズル部は、ノズル開度を調節するための図示しないニードル弁を有しており、ニードル弁は図示しないステッピングモータの作動によりノズル部の軸線方向に駆動するようになっている。 The nozzle portion of the ejector 30 has a needle valve (not shown) for adjusting the nozzle opening, and the needle valve is driven in the axial direction of the nozzle portion by the operation of a stepping motor (not shown).

また、アキュムレータ４０は、エジェクタ３０から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離器であり、分離された気相冷媒は内部熱交換器６０を介して圧縮機１０に吸引され、分離された液相冷媒は空気冷媒熱交換器５０側に吸引されるようになっている。 The accumulator 40 is a gas-liquid separator that stores the refrigerant by flowing the refrigerant flowing out from the ejector 30 into the gas phase refrigerant and the liquid phase refrigerant, and separating the separated refrigerant. Is sucked into the compressor 10 through the internal heat exchanger 60, and the separated liquid-phase refrigerant is sucked into the air refrigerant heat exchanger 50 side.

内部熱交換器６０は、アキュムレータ４０から導出された低圧気相冷媒と、エジェクタ３０にて減圧される前の高圧側の冷媒とを熱交換する熱交換器であり、この内部熱交換器６０により圧縮機１０吸入側での冷媒のエンタルピを上昇させて、超臨界ヒートポンプサイクル２の能力を向上させている。 The internal heat exchanger 60 is a heat exchanger that exchanges heat between the low-pressure gas-phase refrigerant derived from the accumulator 40 and the high-pressure side refrigerant before being decompressed by the ejector 30. The capacity of the supercritical heat pump cycle 2 is improved by increasing the enthalpy of the refrigerant on the suction side of the compressor 10.

また、ヒートポンプサイクル２には、圧縮機１０の吐出側と空気冷媒熱交換器５０の上流側とを連通する連通配管７８と、この連通配管７８の経路を開閉する電磁弁７９が設けられている。この連通配管７８は除霜用の冷媒配管であって、電磁弁７９が開弁すると、連通配管７８を介して高温冷媒が空気冷媒熱交換器５０に導入され、空気冷媒熱交換器５０の除霜を行なうことができるようになっている。 Further, the heat pump cycle 2 is provided with a communication pipe 78 that connects the discharge side of the compressor 10 and the upstream side of the air refrigerant heat exchanger 50, and an electromagnetic valve 79 that opens and closes the path of the communication pipe 78. . The communication pipe 78 is a refrigerant pipe for defrosting. When the solenoid valve 79 is opened, the high-temperature refrigerant is introduced into the air refrigerant heat exchanger 50 through the communication pipe 78, and the air refrigerant heat exchanger 50 is removed. Frost can be performed.

図４に示すように、冷媒配管７０には、圧縮機１０の吐出冷媒温度を検出する吐出温サーミスタ７１、水冷媒熱交換器２０下流側の冷媒温度を検出する冷媒出口サーミスタ７２、空気冷媒熱交換器５０上流側の冷媒温度を検出するエバ入口サーミスタ７３、空気冷媒熱交換器５０下流側の冷媒温度を検出するフロストサーミスタ７４、およびエジェクタ３０上流側においてヒートポンプサイクル２の高圧側冷媒圧力を検出する圧力センサ７５が設けられている。 As shown in FIG. 4, the refrigerant pipe 70 includes a discharge temperature thermistor 71 that detects the refrigerant temperature discharged from the compressor 10, a refrigerant outlet thermistor 72 that detects the refrigerant temperature downstream of the water refrigerant heat exchanger 20, and air refrigerant heat. An evaporator inlet thermistor 73 that detects the refrigerant temperature upstream of the exchanger 50, a frost thermistor 74 that detects the refrigerant temperature downstream of the air refrigerant heat exchanger 50, and a high-pressure refrigerant pressure of the heat pump cycle 2 is detected upstream of the ejector 30. A pressure sensor 75 is provided.

また、空気冷媒熱交換器５０の空気流れ上流側面には、電動ファン５１の作動により空気冷媒熱交換器５０を通過する前の外気の温度を検出する外気サーミスタ５２が設けられている。 An air thermistor 52 that detects the temperature of the outside air before passing through the air refrigerant heat exchanger 50 by the operation of the electric fan 51 is provided on the air flow upstream side surface of the air refrigerant heat exchanger 50.

一方、給水通路８０には、水冷媒熱交換器２０上流側の水温を検出する給水サーミスタ８１、および水冷媒熱交換器２０下流側の水温を検出する給湯サーミスタ８２が設けられている。 On the other hand, the water supply passage 80 is provided with a water supply thermistor 81 that detects the water temperature upstream of the water refrigerant heat exchanger 20 and a hot water supply thermistor 82 that detects the water temperature downstream of the water refrigerant heat exchanger 20.

上記各サーミスタ５２、７１〜７４、８１、８２から温度情報、および圧力センサ７５からの圧力情報は、制御ユニット（制御装置）１００に入力される。そして、この制御ユニット１００は、上記各情報および図示しない操作手段や検出手段からの入力信号に基づいて、圧縮機１０、エジェクタ３０、電動ファン５１、電磁弁７９、ポンプ９０等を作動制御するようになっている。 The temperature information from the thermistors 52, 71 to 74, 81, and 82 and the pressure information from the pressure sensor 75 are input to the control unit (control device) 100. The control unit 100 controls the operation of the compressor 10, the ejector 30, the electric fan 51, the electromagnetic valve 79, the pump 90, and the like based on the above information and input signals from operation means and detection means (not shown). It has become.

上述したヒートポンプユニット１を構成する各部品は、図１に示すように、略直方体をなすケーシング３内に収納されている。 Each component constituting the heat pump unit 1 described above is housed in a casing 3 having a substantially rectangular parallelepiped shape, as shown in FIG.

ケーシング３内は、仕切り板部材である中仕切り板４によって熱交換室５と機械室６とに区画されている。空気冷媒熱交換器５０および電動ファン５１は熱交換室５に配置され、圧縮機１０、水冷媒熱交換器２０、エジェクタ３０、アキュムレータ４０、内部熱交換器６０、圧力センサ７５、電磁弁７９、およびポンプ９０は機械室６に配置されている。熱交換室５が本実施形態における第１室であり、機械室６が本実施形態における第２室である。 The inside of the casing 3 is partitioned into a heat exchange chamber 5 and a machine chamber 6 by an intermediate partition plate 4 that is a partition plate member. The air refrigerant heat exchanger 50 and the electric fan 51 are disposed in the heat exchange chamber 5, and include a compressor 10, a water refrigerant heat exchanger 20, an ejector 30, an accumulator 40, an internal heat exchanger 60, a pressure sensor 75, a solenoid valve 79, The pump 90 is disposed in the machine room 6. The heat exchange chamber 5 is the first chamber in the present embodiment, and the machine chamber 6 is the second chamber in the present embodiment.

圧縮機１０、水冷媒熱交換器２０、アキュムレータ４０、空気冷媒熱交換器５０、および内部熱交換器６０の冷凍サイクル部品はケーシング３のベース板３ａ上に配置されており、エジェクタ３０、圧力センサ７５、電磁弁７９の冷凍サイクル部品と冷媒配管をなす銅パイプ（図示省略）を介して連結されている。 The refrigeration cycle components of the compressor 10, the water refrigerant heat exchanger 20, the accumulator 40, the air refrigerant heat exchanger 50, and the internal heat exchanger 60 are arranged on the base plate 3a of the casing 3, and the ejector 30, the pressure sensor 75 and the refrigeration cycle components of the electromagnetic valve 79 are connected via a copper pipe (not shown) forming a refrigerant pipe.

ポンプ９０もベース板３ａ上に配置されており、給水通路をなす給水配管（図示省略）によって水冷媒熱交換器２０と連結されている。電動ファン５１はファンモータ（図示省略）に固定されており、ファンモータはブラケット（図示省略）を介してベース板３ａ上に固定されている。 The pump 90 is also disposed on the base plate 3a, and is connected to the water / refrigerant heat exchanger 20 by a water supply pipe (not shown) forming a water supply passage. The electric fan 51 is fixed to a fan motor (not shown), and the fan motor is fixed on the base plate 3a via a bracket (not shown).

圧縮機１０を駆動するためのインバータ回路を含む制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、電動ファン５１の上方に配置されており、前述のファンモータブラケットと中仕切り板４上に配置されている。 A control unit (ECU) 100 including an inverter circuit for driving the compressor 10 is disposed above the electric fan 51 and is disposed on the aforementioned fan motor bracket and the partition plate 4.

このように、制御ユニット１００を熱交換室５の上部に配置することで、熱交換室５を流通する空気により、インバータ回路等の発熱により昇温し易い制御ユニット１００を冷却できるようになっている。 As described above, by arranging the control unit 100 in the upper part of the heat exchange chamber 5, the control unit 100 that easily rises in temperature due to heat generated by the inverter circuit or the like can be cooled by the air flowing through the heat exchange chamber 5. Yes.

中仕切り板４はベース板３ａ、空気冷媒熱交換器５０、およびケーシング３のフロントパネル３ｂに固定されている。制御ユニット１００と各電気部品（圧縮機１０、エジェクタ３０、電動ファン５１、圧力センサ７５、電磁弁７９、ポンプ９０等）は電気配線（図示省略）によって繋がれている。 The partition plate 4 is fixed to the base plate 3 a, the air refrigerant heat exchanger 50, and the front panel 3 b of the casing 3. The control unit 100 and each electrical component (the compressor 10, the ejector 30, the electric fan 51, the pressure sensor 75, the electromagnetic valve 79, the pump 90, etc.) are connected by electrical wiring (not shown).

図２に示すように、ケーシング３の正面部をなすフロントパネル３ｂのうち、熱交換室５に対応する部位には、空気冷媒熱交換器５０を通過した空気をケーシング３外に吹き出すための吹出口３ｃが形成されている。 As shown in FIG. 2, in the front panel 3 b that forms the front portion of the casing 3, a portion for blowing the air that has passed through the air refrigerant heat exchanger 50 is blown out of the casing 3 at a portion corresponding to the heat exchange chamber 5. An outlet 3c is formed.

空気冷媒熱交換器５０は、上側から見たときに略Ｌ字状をなすプレートフィンタイプの熱交換器であり、主要部分がフロントパネル３ｂと平行に形成されたケーシング３の背面部３ｄに沿うように配置されている。 The air-refrigerant heat exchanger 50 is a plate fin type heat exchanger that is substantially L-shaped when viewed from above, and the main portion is along the back surface portion 3d of the casing 3 formed in parallel with the front panel 3b. Are arranged as follows.

なお、本実施形態では、フロントパネル３ｂや背面部３ｄが鉛直面となるようにケーシング３は設置されている。 In the present embodiment, the casing 3 is installed so that the front panel 3b and the back surface portion 3d are vertical surfaces.

水冷媒熱交換器２０は、機械室６内において最も背面部３ｄ側に配設されており、ケーシング３フロントパネル３ｂ側から見たときに空気冷媒熱交換器５０の図示右方縁部に重なるように空気冷媒熱交換器５０のフロントパネル３ｂ側に、空気冷媒熱交換器５０に対し隣接配設されている。 The water-refrigerant heat exchanger 20 is disposed on the most back side 3d side in the machine room 6 and overlaps with the right edge of the air refrigerant heat exchanger 50 in the figure when viewed from the casing 3 front panel 3b side. As described above, the air refrigerant heat exchanger 50 is disposed adjacent to the air refrigerant heat exchanger 50 on the front panel 3b side.

前述したように、水冷媒熱交換器２０は、冷媒が流通する冷媒通路部と水が流通する水通路部とにより構成されている。 As described above, the water-refrigerant heat exchanger 20 includes a refrigerant passage portion through which refrigerant flows and a water passage portion through which water flows.

図３に水冷媒熱交換器２０の概略構造を示すように、銅板を浅底容器形に絞り成形した上下２枚のプレートを、その周縁を接合して薄型矩形の箱体２５を形成し、箱体の周縁に入口２６を開口し、その対向辺に出口２７を開口し、入口２６から出口２７に至る水通路部を形成している。 As shown in the schematic structure of the water-refrigerant heat exchanger 20 in FIG. 3, a thin rectangular box 25 is formed by joining the upper and lower two plates formed by drawing a copper plate into a shallow container shape and joining the peripheral edges thereof. An inlet 26 is opened at the peripheral edge of the box, an outlet 27 is opened at the opposite side, and a water passage portion extending from the inlet 26 to the outlet 27 is formed.

箱体２５内には、図示しない銅板を波形成形するとともに開口を形成したコルゲート板が接合され、箱体２５内に蛇行した長い通水路を形成している。 In the box 25, a corrugated plate that is formed by corrugating a copper plate (not shown) and has an opening is joined to form a long water passage that snakes in the box 25.

冷媒通路部は、密着並置した２本の銅製細管２８を、箱体２５の外周に螺旋状に巻装して形成され、細管２８は、箱体２５の両平坦面（表側及び裏側）に接合されている。上述の構成より、水冷媒熱交換器２０は、略薄板形状の熱交換器であると言える。 The refrigerant passage portion is formed by spirally winding two copper thin tubes 28 arranged in close contact with each other on the outer periphery of the box body 25, and the thin tubes 28 are joined to both flat surfaces (front side and back side) of the box body 25. Has been. From the above configuration, it can be said that the water-refrigerant heat exchanger 20 is a substantially thin plate-shaped heat exchanger.

この薄板形状の水冷媒熱交換器２０は、図２に示すように、鉛直方向に延設されるとともに、空気冷媒熱交換器５０中央部側の一端部（図示左方側端部）２１が空気冷媒熱交換器５０縁部（図示右方縁部）側の他端部（図示右方側端部）２２よりフロントパネル３ｂに近づくように、フロントパネル３ｂ、背面部３ｄ、空気冷媒熱交換器５０に対し傾斜して配設されている。 As shown in FIG. 2, the thin plate-shaped water-refrigerant heat exchanger 20 extends in the vertical direction, and has an end portion (left end portion in the drawing) 21 on the center side of the air-refrigerant heat exchanger 50. The front panel 3b, the back surface portion 3d, and the air refrigerant heat exchange so that the air refrigerant heat exchanger 50 is closer to the front panel 3b than the other end portion (right end portion in the drawing) 22 on the edge portion (right edge portion in the drawing). Inclined with respect to the vessel 50.

そして、中仕切り板４は、水冷媒熱交換器２０と空気冷媒熱交換器５０との間では、水冷媒熱交換器２０に沿って配設している。したがって、この部位においては、熱交換室５の空気通路面積が空気流れ上流側（空気冷媒熱交換器５０側）に向かって漸次増大している。 The partition plate 4 is disposed along the water refrigerant heat exchanger 20 between the water refrigerant heat exchanger 20 and the air refrigerant heat exchanger 50. Therefore, in this part, the air passage area of the heat exchange chamber 5 gradually increases toward the upstream side of the air flow (on the side of the air refrigerant heat exchanger 50).

また、図２からも明らかなように、機械室６内において、圧縮機１０、エジェクタ３０、アキュムレータ４０、内部熱交換器６０、圧力センサ７５、電磁弁７９、およびポンプ９０は、全て水冷媒熱交換器２０よりフロンのパネル３ｂ側に配置されている。 As is clear from FIG. 2, the compressor 10, the ejector 30, the accumulator 40, the internal heat exchanger 60, the pressure sensor 75, the electromagnetic valve 79, and the pump 90 are all water refrigerant heat in the machine room 6. It is arranged on the panel 3b side of the Freon from the exchanger 20.

圧縮機１０、エジェクタ３０、圧力センサ７５、電磁弁７９は、制御ユニット１００からの電気配線が着脱可能な本実施形態における電気部品である。 The compressor 10, the ejector 30, the pressure sensor 75, and the electromagnetic valve 79 are electrical components in the present embodiment in which electrical wiring from the control unit 100 is detachable.

なお、圧縮機１０および水冷媒熱交換器２０の周囲には、断熱等を目的として、断熱材１０ａ、２０ａが形成されている。また、機械室６の内側面には、防音等を目的として防音フェルト材６ａが形成されている。 In addition, heat insulating materials 10a and 20a are formed around the compressor 10 and the water refrigerant heat exchanger 20 for the purpose of heat insulation and the like. A soundproof felt material 6a is formed on the inner surface of the machine room 6 for the purpose of soundproofing and the like.

上述の構成によれば、ヒートポンプユニット１を上から見た時、水冷媒熱交換器２０をユニット前面ライン（フロントパネル３ｂ）に対し斜めに配置しているため、水冷媒熱交換器２０の幅Ｗ１、ファン５１径Ｗ２、図示左側の空気冷媒熱交換器５０幅Ｗ３を小さくせずに、ヒートポンプユニット１の幅（図示左右方向となる水平方向寸法）を、水冷媒熱交換器２０の幅Ｗ１＋ファン５１径Ｗ２＋空気冷媒熱交換器５０厚さＷ３よりも小さくすることが可能である。したがって、ヒートポンプユニット１の設置に必要な面積を小さくすることができる。 According to the above-described configuration, when the heat pump unit 1 is viewed from above, the water refrigerant heat exchanger 20 is disposed obliquely with respect to the unit front line (front panel 3b). Without reducing the width W1, the fan 51 diameter W2, and the air refrigerant heat exchanger 50 width W3 on the left side of the figure, the width of the heat pump unit 1 (the horizontal dimension in the horizontal direction in the figure) is changed to the width W1 + of the water refrigerant heat exchanger 20. It is possible to make it smaller than fan 51 diameter W2 + air refrigerant heat exchanger 50 thickness W3. Therefore, the area required for installing the heat pump unit 1 can be reduced.

また、水冷媒熱交換器２０を空気冷媒熱交換器５０の正面側に傾斜して配置し、中仕切り板４を水冷媒熱交換器２０に沿って配置して、水冷媒熱交換器２０と空気冷媒熱交換器５０の間の空気通路面積が空気流れ上流側（空気冷媒熱交換器５０側）に向かって漸次増大するようにしている。これにより、風の流れやすさを向上することができる。 Further, the water refrigerant heat exchanger 20 is disposed to be inclined to the front side of the air refrigerant heat exchanger 50, and the partition plate 4 is disposed along the water refrigerant heat exchanger 20, The area of the air passage between the air refrigerant heat exchangers 50 is gradually increased toward the upstream side of the air flow (the air refrigerant heat exchanger 50 side). Thereby, the easiness of a wind flow can be improved.

さらに、圧縮機１０、エジェクタ３０、圧力センサ７５、電磁弁７９、およびポンプ９０を水冷媒熱交換器２０よりも手前（フロントパネル３ｂ側）に配置することができるため、各電気部品脱着、配線の取り回し等のユニット正面側からのメンテナンス性を向上することができる。 Furthermore, since the compressor 10, the ejector 30, the pressure sensor 75, the electromagnetic valve 79, and the pump 90 can be disposed in front of the water / refrigerant heat exchanger 20 (on the front panel 3b side), each electric component can be attached and detached. Maintenance from the front side of the unit such as handling can be improved.

また、ヒートポンプユニット１の製造工程において、ヒートポンプサイクルを構成している部品をベース板３ａ上でろう付けした後、中仕切り板４等の他の部品を組み付けることが一般的であるので、中仕切り板４を組み付ける際に水冷媒熱交換器２０を案内にして上から挿入することができ、組み付け性を向上することができる。 Further, in the manufacturing process of the heat pump unit 1, since it is common to assemble other components such as the partition plate 4 after brazing the components constituting the heat pump cycle on the base plate 3 a, When the plate 4 is assembled, it can be inserted from above with the water refrigerant heat exchanger 20 as a guide, and assemblability can be improved.

（他の実施形態）
上記一実施形態では、水冷媒熱交換器２０を鉛直方向に延設するとともに、水平方向の一端２１側と他端２２側とではフロントパネル３ｂからの距離が異なるようにフロントパネル３ｂに対し傾斜して配設し、水平方向の幅を小さくすることでヒートポンプユニット１の体格を小さくしていたが、水冷媒熱交換器２０の傾斜方向はこれに限定されるものではない。 (Other embodiments)
In the above embodiment, the water-refrigerant heat exchanger 20 extends in the vertical direction, and is inclined with respect to the front panel 3b so that the distance from the front panel 3b differs between the one end 21 side and the other end 22 side in the horizontal direction. Although the physique of the heat pump unit 1 is reduced by reducing the horizontal width, the inclination direction of the water refrigerant heat exchanger 20 is not limited to this.

水冷媒熱交換器２０をフロントパネル３ｂに対して傾斜させるものであれば、フロントパネル３ｂの延設面と水冷媒熱交換器２０の延設面との交差線に直交する方向において、フロントパネル（正面部）３ｂの寸法を小さくすることが可能である。 If the water-refrigerant heat exchanger 20 is inclined with respect to the front panel 3b, the front panel in the direction orthogonal to the intersecting line between the extended surface of the front panel 3b and the extended surface of the water-refrigerant heat exchanger 20 is used. It is possible to reduce the size of the (front portion) 3b.

また、上記一実施形態では、ヒートポンプサイクル２中の減圧手段としてエジェクタを用いていたが、膨張弁を採用するものであってもよい。また、圧力センサ７５に変えて圧力検出手段として圧力スイッチを用いるものであってもよい。また、アキュムレータ４０、内部熱交換器６０、電磁弁７９（除霜回路）を有しないサイクルであってもかまわない。 Moreover, in the said one Embodiment, although the ejector was used as a pressure reduction means in the heat pump cycle 2, an expansion valve may be employ | adopted. Further, instead of the pressure sensor 75, a pressure switch may be used as pressure detection means. Moreover, the cycle which does not have the accumulator 40, the internal heat exchanger 60, and the solenoid valve 79 (defrost circuit) may be sufficient.

本発明を適用した一実施形態におけるヒートポンプ装置であるヒートポンプユニット１の概略構成を示す斜視透視図である。It is a perspective perspective view showing a schematic structure of heat pump unit 1 which is a heat pump device in one embodiment to which the present invention is applied. ヒートポンプユニット１の上面視透視図である。2 is a top perspective view of the heat pump unit 1. FIG. 水冷媒熱交換器２０の正面図である。2 is a front view of a water refrigerant heat exchanger 20. FIG. ヒートポンプユニット１の模式構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a heat pump unit 1. FIG. 従来のヒートポンプユニット９０１の上面視透視図である。It is a top view perspective view of the conventional heat pump unit 901.

Explanation of symbols

１ヒートポンプユニット（ヒートポンプ装置）
２ヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）
３ケーシング
３ｂフロントパネル（正面部）
３ｃ吹出口
３ｄ背面部
４中仕切り板（仕切り板部材）
５熱交換室（第１室）
６機械室（第２室）
１０圧縮機（電気部品の１つ）
２０水冷媒熱交換器（給湯用熱交換器）
２１一端（水冷媒熱交換器の一端部）
２２他端（水冷媒熱交換器の他端部）
３０エジェクタ（電気部品の１つ）
５０空気冷媒熱交換器（熱源用熱交換器）
７０冷媒配管（冷媒回路）
７５圧力センサ（電気部品の１つ）
７９電磁弁（電気部品の１つ）
１００制御ユニット（ＥＣＵ、制御装置） 1 Heat pump unit (heat pump device)
2 Heat pump cycle (refrigeration cycle)
3 Casing 3b Front panel (front)
3c Air outlet 3d Back part 4 Middle partition plate (partition plate member)
5 Heat exchange room (first room)
6 Machine room (second room)
10 Compressor (one of the electrical components)
20 Water refrigerant heat exchanger (heat exchanger for hot water supply)
21 One end (one end of water refrigerant heat exchanger)
22 The other end (the other end of the water refrigerant heat exchanger)
30 Ejector (One of electrical parts)
50 Air refrigerant heat exchanger (heat exchanger for heat source)
70 Refrigerant piping (refrigerant circuit)
75 Pressure sensor (one of the electrical components)
79 Solenoid valve (one of the electrical parts)
100 Control unit (ECU, control device)

Claims

A box-shaped casing (3);
An air refrigerant heat exchanger (50) provided in the casing (3) and configured to exchange heat between air and refrigerant to absorb heat from the air;
A compressor (10) provided in the casing (3) for compressing refrigerant;
Provided in the casing (3) within the compressor (10) compresses the refrigerant and water and heat exchange with water refrigerant heat exchanger for heating the water (20),
Decompression means (30) provided in the casing (3) and decompressing and expanding the refrigerant flowing out of the water-refrigerant heat exchanger (20);
Refrigerant piping provided in the casing (3) and connecting the compressor (10), the water refrigerant heat exchanger (20), the pressure reducing means (30), and the air refrigerant heat exchanger (50) in an annular shape. (70),
An electric fan (51) provided in the casing (3) and ventilating the air refrigerant heat exchanger (50) ,
In the heat pump device in which the air outlet (3c) that has passed through the air refrigerant heat exchanger (50) is formed in the front portion (3b) of the casing (3),
The air refrigerant heat exchanger (50) extends along a back surface portion (3d) facing the front surface portion (3b) of the casing (3) and substantially parallel to the front surface portion (3b),
The water refrigerant heat exchanger (20) overlaps the edge of the air refrigerant heat exchanger (50) when viewed from the front part (3b) side, the air refrigerant heat exchanger (50). The air refrigerant heat exchanger (50) is disposed adjacent to the front portion (3b) side, and the end portion (21) on the center side of the air refrigerant heat exchanger (50) is located on the front portion (3b) from the end portion (22) on the edge side. ) So as to be closer to the front portion (3b) ,
When viewed from the front portion (3b) side, a part of the center side of the air refrigerant heat exchanger (50) of the water refrigerant heat exchanger (20) is part of the air refrigerant heat exchanger (50). Overlaps the edge,
Inside the casing (3), a first chamber (5) in which the air refrigerant heat exchanger (50) and the electric fan (51) are arranged, and the water refrigerant heat exchanger (20) are arranged. A partition plate member (4) for partitioning into the second chamber (6),
The partition plate member (4) is fixed to an end of the air refrigerant heat exchanger (50) on the water refrigerant heat exchanger (20) side, and is disposed along the water refrigerant heat exchanger (20). The heat pump device is characterized in that the air passage area in the first chamber (5) gradually increases toward the air refrigerant heat exchanger (50) .

The front part (3b) extends in a substantially vertical direction,
The water-refrigerant heat exchanger (20) extends substantially in the vertical direction, and the distance from the front portion (3b) differs between the one end (21) side and the other end (22) side in the horizontal direction. The heat pump device according to claim 1, wherein the heat pump device is inclined with respect to the front portion (3 b).

The refrigerant pipe (70) is connected, and an electrical component (10, 30, 75, 79) to which an electrical wiring from the control device (100) is detachable is provided.
The electrical components (10, 30, 75, 79) are disposed between the water-refrigerant heat exchanger (20) and the front portion (3b) in the second chamber (6). The heat pump device according to claim 1 , wherein the heat pump device is a heat pump device.

The electrical component (10,30,75,79) is according to claim 3, characterized in that it is arranged between all the water refrigerant heat exchanger (20) and the front portion (3b) Heat pump device.