JP5637016B2 - ヒートポンプ式給湯機の室外機 - Google Patents

Description

この発明は、ヒートポンプ給湯機の室外機の構造に関するものである。

近年、設置場所の自由度の向上させるためにヒートポンプ給湯機の室外機の小型化が求められている。ヒートポンプ給湯機の室外機は、土台となるベース上に空気熱交換器と、この空気熱交換器に通風させる送風ファンと、冷凍サイクルを流れる冷媒と液状熱媒体との熱交換を行う水熱交換器と、冷凍サイクルを循環する冷媒を圧縮する圧縮機を備え、これら機器の大きさとその配置によってヒートポンプ給湯機の大きさが決まる。
そこで、従来のヒートポンプ給湯機の室外機では、水熱交換器を送風ファンの下方に配置して送風ファンの外周に沿うように水熱交換器の上部を円弧形状にする構成、或いは、水熱交換器を送風ファンが設けられている送風ファンが配置されている空間から圧縮機が設けられている空間まで延在させる構成のものがある（例えば、特許文献１）。
特開２００７−１５５２７６号公報（図１、図４参照）

しかし、従来のヒートポンプ給湯機の室外機では、圧縮機が設けられている空間に無駄なスペースがある、或いは、ファンが配置されている空間と圧縮機が配置されている空間に水熱交換器を延在させる構成では、それぞれの空間で送風ファンや圧縮機の大きさに応じて水熱交換器の高さを調整することができず、ヒートポンプ給湯機の室外機を小型化できないという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、圧縮機が配置された空間のスペースを有効に活用し、ヒートポンプ給湯機の室外機を小型化することを目的とする。

本発明に係るヒートポンプ給湯機の室外機は、筐体と、前記筐体内を圧縮機が設けられた機械室と空気熱交換器に空気を送風する送風ファンが設けられた風路室に仕切る仕切板と、前記機械室内の前記圧縮機の下方に配置され、水と冷媒が熱交換する第１の熱交換器と、前記第１の熱交換器と前記仕切板を隔てて前記風路室内に設けられ、前記送風ファンの下方に配置され、水と冷媒が熱交換する第２の熱交換器と、を備え、前記第１の熱交換器の高さと前記第２の熱交換器の高さが異なることを特徴とする。

本発明に係る給湯室外機の室外機は、熱交換器を第１の空間と第２の空間に分割して配置したことにより小型化することができる。

本発明の実施の形態１の筐体１の分解斜視図である。 本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機の室外機１００の上面図である。 本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機の室外機１００の正面図である。 本発明の実施の形態２のヒートポンプ給湯機の室外機２００の上面図である。 本発明の実施の形態２のヒートポンプ給湯機の室外機２００の正面図である。 本発明の実施の形態３のヒートポンプ給湯機の室外機３００の上面図である。 本発明の実施の形態３のヒートポンプ給湯機の室外機３００の正面図である。

実施の形態１．
図１乃至図３を用いて本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機の室外機１００（以下、室外機１００と記載）の構造について説明する。図１は室外機１００の外郭となる筐体１の分解斜視図である。図２は室外機１００の内部構造を示す上面図である。図３は室外機１００の内部構造を示す正面図である。

まず、図１を用いて、筐体１の構造について説明する。筐体１は底板２、前面板３、側面板６、天板９、仕切板１０を備えた略直方体形状となっている。底板２は筐体１のベース板であって略長方形状である。底板２の下部には設置面に据え付けるための据え付け脚（図示せず）が複数個設けられており、室外機１００の土台となっている。
前面板３は筐体１の前面となる前面パネル４と前面パネル４の端部から側面にかけて折れ曲がった側面パネル５とを備えている。側面パネル５には室外空気の吸入口となる開口と、前面パネル４には側面パネル５及び背面から吸い込んで熱交換された空気の吹き出し口となる円形の開口とが設けられている。
側面板６は筐体１の側面パネル５と対面する側面を形成する側面パネル７と側面パネル７の端部から筐体１の背面にかけて折れ曲がった背面パネル８とを備えている。背面パネル８は筐体１の背面の一部を形成し、残りの背面は室外空気の吸入口となっている。また、側面パネル７には外部電源との接続部及び給湯するための水が流れる配管を取り付けるための開口が形成されている。
天板９は前面板３及び側面板６で形成される上部開口を覆うように設けられる。
仕切板１０は底板２に固定されて、略垂直方向に配置されたプレートであり、筐体１の内部空間を２つの空間に仕切っており、前面パネル４から背面パネル８の背面開口側端部にかけて配置されており、途中で背面パネル８の端部に向けて折れ曲がっている。

次に、図２と図３を用いて室外機１００の内部構造について説明する。図２は天板９を取り外した状態の室外機１００の上面図であり、図３は天板９及び前面板３を取り外した状態の室外機１００の正面図である。尚、図３における左右方向を室外機１００の長手方向、上下方向を室外機１００の高さ方向とし、図２における左右方向を室外機１００の奥行方向とする。

室外機１００の内部は上述したように仕切板１０で２つの空間に区切られている。本実施の形態１では図２、図３において仕切板１０に対して右側の空間を機械室Ａ（空間Ａ）、左側の空間を風路室Ｂ（空間Ｂ）としている。

機械室Ａは、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１２や圧縮機１２を制御する制御基板１３が設けられている空間である。機械室Ａは前面パネル４、底板２、側面板６、天板９で囲まれており、外部から塵埃や水分等ができる限り入らない構成となっている。尚、天板９には側面パネル７の開口を覆うカバー１１が設けられている。カバー１１には開口が設けられており、その開口から電源と接続したプラグや水が流出入用の配管が挿入される。
風路室Ｂは、冷媒と室外空気が熱交換する空気熱交換器１４や空気熱交換器１４に室外空気を送風する送風ファン１５が設けられている空間であり、熱交換される空気がこの空間を通過する。

機械室Ａの構成について説明する。機械室Ａにはその底部である底板２上に第１の水熱交換器１６を収納するための第１の水熱交換器用ケース１７が取り付けられている。第１の水熱交換器１６では圧縮機１２が圧縮した高温の冷媒と外部から流入した低温の水が熱交換してこの水が加熱される。第１の水熱交換器用ケース１７の上に圧縮機１２が設けられ、第１の水熱交換器用ケース１７の上面に固定されている。圧縮機１２の冷媒を吸入する吸入部にはアキュムレータ１８が設けられており、アキュムレータ１８で液体冷媒と気体冷媒を分離し、気体冷媒を圧縮機１２が吸入している。機械室Ａの上部には制御基板１３が設けられており、制御基板１３は基板取付板１９に備え付けられている。基板取付板１９は天板９、仕切板１０、側面板６の少なくともいずれかに固定されている。尚、仕切板１０は圧縮機１２の騒音を遮音する遮音板としての役割もある。

風路室Ｂについて説明する。風路室Ｂにはその底部である底板２に第２の水熱交換器２１を収納するための第２の水熱交換器用ケース２２が取り付けられている。第２の水熱交換器用ケース２２の上面に送風ファン１５を支持する送風ファン支持部材２０が固定されている。送風ファン支持部材２０は第２の水熱交換器用ケース２２の上面から天板９にかけて設けられており、その下端が第２の水熱交換器用ケース２２で固定され、その上端が天板９で固定されている。

空気熱交換器１４は、内部を冷媒が流れる伝熱管及びフィン等で形成され、外観は全体的に途中でほぼ直角に曲げられた板状体である。そして、空気熱交換器１４は、底板２の側面パネル５側端部から周縁に沿って背面側まで立設されている。つまり、矩形状の底板２上の一側端部の前面側から背面側まで側辺に沿って立設され、そこで略９０度折れ曲がって後端部の背面側の後辺に沿って連続して立設される。尚、空気熱交換器１４は、後端部においては、仕切板１０の背面側端部近傍まで設けられている。

制御基板１３には、外部から供給される交流電流を直流電流に変換するコンバータとこの直流電流を任意の周波数の交流電流に変換するインバータとが設けられている。制御基板１３で変換された交流電流は圧縮機１２や送風ファン１５のモータに供給される。

送風ファン１５は、回転軸と中心として放射状に配置された複数枚のプロペラが回転して送風するプロペラファンであり、これらプロペラが空気熱交換器１４と前面パネル４の円形の開口と対向している。送風ファン１５が駆動してファンが回ると室外空気が空気熱交換器１４を通って吸入されて前面パネル４の開口から排出される。その際、室外空気は空気熱交換器１４を流れる冷媒と熱交換することになる。

本実施の形態１では、室外機１００の高さをＬとする。また、送風ファン１５のプロペラの直径Ｌｅとし、圧縮機１２の高さをＬｆとする。これら高さの関係はＬｅ＞Ｌｆである。また、第１の水熱交換器１６の高さをＬａとし、第２の水熱交換器２１の高さをＬｂとする。それらの関係はＬａ＞Ｌｂである。また、第１の水熱交換器１６の長手方向の幅をＬｃとし、第２の水熱交換器２１の長手方向の幅をＬｄとする。これら幅の関係はＬｄ＞Ｌｃである。尚、高さＬａは第１の水熱交換器用ケース１７の高さと、高さＬｂは第２の水熱交換器用ケース２２の高さと略等しいものとする。同様に幅Ｌｃは第１の水熱交換器用ケース１７の幅と、幅Ｌｄは第２の水熱交換器用ケース２２の幅と略等しいものとする。

尚、圧縮機１２の高さＬｆとは、圧縮機１２の冷媒の吐出口と接続された吐出配管が圧縮機１２の上部に接続され、その吐出配管が圧縮機１２より高い位置にあるときは、高さＬｆは圧縮機１２の底面からその吐出配管の最上部を含むものとしてもよい。

このように、本実施の形態１の室外機１００は機械室Ａと風路室Ｂに水熱交換器２３を第１の水熱交換器１６と第２の水熱交換器２１に分割して設ける構成としているので、圧縮機１２や送風ファン１５の高さや第１の水熱交換器１６と第２の水熱交換器２１の幅に応じて第１の水熱交換器１６と第２の水熱交換器２１の高さを設計することができ、室外機１００を小型化することができる。

特に圧縮機１２の高さＬｆが送風ファン１５の直径Ｌｅよりも小さく、或いは、第１の水熱交換器１６の長手方向の幅が第２の水熱交換器２１の長手方向の幅より小さい場合において、第１の水熱交換器１６の高さＬａを第２の水熱交換器２１の高さＬｂよりも大きい構成とすると、機械室Ａの空間をより効率よく使用することができ、室外機１００を小型化することができる。さらに第１の水熱交換器１６の高さＬａを大きくすることにより冷媒と水が熱交換できる面積を増やし熱交換効率を向上させることができる。

次に、冷媒及び水の流れについて説明する。
水熱交換器２３に内部では水が流れる配管とその外周で接しながら冷媒が流れる配管が設けられており、冷媒が流れる配管は水が流れる配管にらせん状に巻きついている構成となっている。尚、冷媒の流れは水の流れに対して対向流となっている。

図３中に示す矢印Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は水の流れを表している。本実施の形態１では、水熱交換器２３を流れる水は第１の水熱交換器１６を先に流れてから第２の水熱交換器２１を流れる構成としている。

さらに、一般的に凝縮器では、高温の冷媒は低温の水の熱エネルギーを与えることにより、冷媒は配管を流れるにつれて気体から液体へと変化する。液化した冷媒は重力により下に流れようとするので、凝縮器において冷媒は上方から下方に向けて流れることが望ましい。また、水の流れに対して冷媒の流れは並行流となるよりは対向流となる方が熱交換効率は向上する。よって、凝縮器では、水は下方から上方に向けて流れることが望ましい。

そこで、本実施の形態１において、水熱交換器２３では、第１の水熱交換器１６と第２の水熱交換器２１内部を水は下方から上方にかけて流れ、冷媒は上方から下方にかけて流れる構成とする。つまり、水の流れに基づいて説明すると、水はまず第１の水熱交換器１６の下部に設けられた流入口から流入する（矢印Ｆ１）。第１の水熱交換器１６に流入した水は第１の水熱交換器１６内を下から上にかけて流れる。そして、第１の水熱交換器１６の上部に設けられた流出口から第２の水熱交換器２１の下部に設けられた流入口にかけて流れる（矢印Ｆ２）。第２の水熱交換器２１に流入した水は第２の水熱交換器２１内を下から上にかけて流れる。そして、第２の水熱交換器２１の上部に設けられた流出口から流出し（矢印Ｆ３）、貯湯タンクやお風呂などの使用者のための負荷側へと供給される。

このように第１の水熱交換器１６の上部から第２の水熱交換器の下部に水を流すことにより、第１の水熱交換器１６の上部にある水の位置エネルギーを第１の水熱交換器１６から第２の水熱交換器２１に流れる水の運動エネルギーに利用することができ、効率よく水を流すことができる。特に高さが第２の水熱交換器２１よりも大きい第１の水熱交換器１６から先に水を流した後第２の水熱交換器２１に水を流す構成にするとその効果が大きい。
反対に第２の水熱交換器２１から第１の水熱交換器１６に水を流すと第２の水熱交換器２１の出口で水圧が下がっており、第１の水熱交換器１６の上部まで水を流すためには第２の水熱交換器２１に流入する水の水圧を上げねばならず、第２の水熱交換器２１内部を流れる水の圧損が大きくなり効率が悪くなる場合がある。

次に冷媒の流れについて説明する。冷媒の流れは水と対向流であるので、基本的には水の流れと逆である。まず、圧縮機１２から吐出された冷媒は第２の水熱交換器２１の上部から第２の水熱交換器２１に流入し、第２の水熱交換器２１内を上から下にかけて流れる。そして、第２の水熱交換器２１の下部から第１の水熱交換器１６の上部にかけて流れる。第１の水熱交換器１６に流入した冷媒は第１の水熱交換器１６内を上から下にかけて流れる。そして第１の水熱交換器１６の下部から流出し、冷媒を減圧する減圧機構（図示せず）、空気熱交換器１４などへと流れて冷凍サイクルを循環する。

まとめると、水は（第１の水熱交換器１６下部）→（第１の水熱交換器１６上部）→（第２の水熱交換器２１下部）→（第２の水熱交換器２１上部）の順に流れ、その対向流である冷媒は（第２の水熱交換器２１上部）→（第２の水熱交換器２１下部）→（第１の水熱交換器１６上部）→（第１の水熱交換器１６下部）の順に流れる。

このように、水は第１の水熱交換器１６から第２の水熱交換器２１へ流れ、冷媒は第２の水熱交換器２１から第１の水熱交換器１６へと流れる。水は第１の水熱交換器１６下部から第２の水熱交換器２１上部にかけて温度が上昇し、反対に冷媒は第２の水熱交換器２１上部から第１の水熱交換器１６下部にかけて温度が低下する。冷媒は第２の水熱交換器２１内よりも第１の水熱交換器１６内の方が液化している割合が高く、第１の水熱交換器１６下部ではほぼすべての冷媒が液化している。つまり、第２の水熱交換器２１の冷媒出口と第１の水熱交換器１６の冷媒出口では第２の水熱交換器２１の冷媒出口の方が液冷媒は少なく、気体冷媒もまだ残っている。

以上のように、本実施の形態１の室外機１００では第２の水熱交換器２１の下部から流出した冷媒を第１の水熱交換器１６の上部へ流すことにより、気体冷媒の浮力を利用して第２の水熱交換器２１下部から第１の水熱交換器１６上部へ冷媒を上昇させ、第１の水熱交換器１６で液化する冷媒は重力を利用して第１の水熱交換器１６下部へ流れるので、効率よく冷媒を流すことができ、圧縮機１２に掛かる負荷を減らすことができる。

もし仮に、水を（第２の水熱交換器２１下部）→（第２の水熱交換器２１上部）→（第１の水熱交換器１６下部）→（第１の水熱交換器１６上部）の順に流し、冷媒を（第１の水熱交換器１６上部）→（第１の水熱交換器１６下部）→（第２の水熱交換器２１上部）→（第２の水熱交換器２１下部）の順に流すと、第１の水熱交換器１６内を流れる冷媒は気体の割合が高く、その気体冷媒には浮力によって上向きの力が働くので、Ｌａ＞Ｌｂより、第１の水熱交換器１６上部から第１の水熱交換器１６下部に流れる間に生じる圧損が第２の水熱交換器２１上部から第２の水熱交換器２１下部に流れる間に生じる圧損と比べて大きくなってしまう。

尚、第２の水熱交換器２１の下部から流出する冷媒を液冷媒と気体冷媒に分離して気体冷媒のみを第１の水熱交換器１６上部に流す構成としてもよい。この場合、第２の水熱交換器２１下部から第１の水熱交換器１６下部へ液冷媒が流れるバイパス配管を設ける。このような構成にすることにより、液冷媒を第１の水熱交換器１６上部に上昇させる分のエネルギー損失をなくすことができ、圧縮機１２に掛かる負荷をさらに減らすことができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、第１の水熱交換器１６が第２の水熱交換器２１よりも高さが大きい場合のヒートポンプ給湯機の室外機１００の構成について説明したが、本実施の形態２では、第２の水熱交換器２７が第１の水熱交換器２５より高さが大きいヒートポンプ給湯機の室外機２００（以下、室外機２００と記載）について説明する。尚、本実施の形態２において実施の形態１と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図４と図５を用いて室外機２００の内部構造について説明する。図４は天板９を取り外した状態の室外機２００の上面図であり、図５は天板９及び前面板３を取り外した状態の室外機２００の正面図である。尚、図５における左右方向を室外機２００の長手方向、上下方向を室外機２００の高さ方向とし、図４における上下方向を室外機２００の奥行方向とする。

本実施の形態２の室外機２００は、実施の形態１の室外機１００と同様に機械室Ａに第１の水熱交換器２５を、風路室Ｂに第２の水熱交換器２７をそれぞれ備える構成となっているが、第１の水熱交換器２５の高さＬｇは第２の水熱交換器２７の高さＬｈよりも小さい構成となっている。

第１の水熱交換器２５は第１の水熱交換器用ケース２６に収納されており、第２の水熱交換器２７は第２の水熱交換器用ケース２８に収納されている。第１の水熱交換器用ケース２６と第２の水熱交換器用ケース２８はその底部が底板２に固定されている。第１の水熱交換器用ケース２６の上に圧縮機２４が設けられ、第１の水熱交換器用ケース２６の上面に固定されている。

尚、本実施の形態２では第１の水熱交換器２５と第２の水熱交換器２７とから水熱交換器２９が構成されている。また、圧縮機２４の高さＬｉは送風ファン１５の直径Ｌｅよりも大きい構成となっている。

尚、本実施の形態２では圧縮機２４の高さＬｉが送風ファン１５の直径Ｌｅよりも大きい場合に第１の水熱交換器２５の高さＬｇが第２の水熱交換器２７の高さＬｈより小さくする構成の室外機２００について説明した。しかし、ＬｇがＬｈより小さくなるのは、ＬｉがＬｅより大きい構成に限定するものではなく、圧縮機２４の高さが送風ファン１５の直径よりも小さい場合であっても、例えば、機械室Ａの上部に取り付けられた制御基板１３が大型化した場合、或いは冷媒の配置の都合により機械室Ａの所定の高さ以内に圧縮機２４を配置しなければならない場合などは第１の水熱交換器２５の高さＬｇを小さくせざるを得ない。そのような場合には、第１の水熱交換器２５を小型化した分、第２の水熱交換器２７の高さＬｈを大きくすることにより水熱交換器２９の熱交換性能を維持することができる。

室外機２００の水熱交換器２９における水と冷媒に流れについて説明する。実施の形態１と同様に第１の水熱交換器２５、第２の水熱交換器２７において水は下方から上方に、冷媒は上方から下方に流れることが望ましい。
そこで、室外機２００では、水はまず第２の水熱交換器２７の下部に設けられた流入口から流入する（矢印Ｆ４）。第２の水熱交換器２７に流入した水は第２の水熱交換器２７内を下から上にかけて流れる。そして、第２の水熱交換器２７の上部に設けられた流出口から第１の水熱交換器２５の下部に設けられた流入口にかけて流れる（矢印Ｆ５）。第１の水熱交換器２５に流入した水は第１の水熱交換器２５内を下から上にかけて流れる。そして、第２の水熱交換器２１の上部に設けられた流出口から流出し（矢印Ｆ６）、貯湯タンクやお風呂などの負荷側へと供給される。

まとめると、水は（第２の水熱交換器２７下部）→（第２の水熱交換器２７上部）→（第１の水熱交換器２５下部）→（第１の水熱交換器２５上部）の順に流れ、その対向流である冷媒は（第１の水熱交換器２５上部）→（第１の水熱交換器２５下部）→（第２の水熱交換器２７上部）→（第２の水熱交換器２７下部）の順に流れる構成とする。

特に冷媒は第１の水熱交換器２５内よりも第２の水熱交換器２７内の方が液化している割合が高く、第２の水熱交換器２７下部ではほぼすべての冷媒が液化している。第１の水熱交換器２５の冷媒出口と第２の水熱交換器２７の冷媒出口では第１の水熱交換器２５の冷媒出口の方が液冷媒は少なく、気体冷媒もまだ残っている。

そこで、室外機２００では第１の水熱交換器２５の下部から流出した冷媒第２の水熱交換器２７の上部へ流すことにより、気体冷媒の浮力を利用して第１の水熱交換器２５下部から第２の水熱交換器２７上部へ冷媒を上昇させ、第２の水熱交換器２７で液化する冷媒は重力を利用して第２の水熱交換器２７下部へ流れるので、効率よく冷媒を流すことができ、圧縮機２４に掛かる負荷を減らすことができる。

尚、第１の水熱交換器２５の下部から流出する冷媒を液冷媒と気体冷媒に分離して気体冷媒のみを第２の水熱交換器２７上部に流す構成としてもよい。この場合、第１の水熱交換器２５下部から第２の水熱交換器２７下部へ液冷媒が流れるバイパス配管を設ける。このような構成にすることにより、液冷媒を第２の水熱交換器２７上部に上昇させる分のエネルギー損失をなくすことができ、圧縮機２４に掛かる負荷をさらに減らすことができる。

以上のように、室外機２００は機械室Ａと風路室Ｂに水熱交換器２９を第１の水熱交換器２５と第２の水熱交換器２７に分割して設ける構成としているので、圧縮機２４や送風ファン１５の大きさ、或いは機械室Ａと風路室Ｂのスペースに応じて第１の水熱交換器２５と第２の水熱交換器２７の高さを設計することができ、室外機２００を小型化することができる。特に圧縮機２４の高さＬｉが送風ファン１５の直径Ｌｅよりも大きい場合において、第１の水熱交換器２５の高さＬｇを第２の水熱交換器２１の高さＬｈよりも小さい構成とすると、機械室Ａの空間をより効率よく使用することができ、室外機２００を小型化することができる。
さらに、高さが第１の水熱交換器２５よりも大きい第２の水熱交換器２７から先に水を流した後に第１の水熱交換器２５に水を流す構成にすると、第２の水熱交換器２７の上部にある水の位置エネルギーを第２の水熱交換器２７から第１の水熱交換器２５に流れる水の運動エネルギーに利用することができ、効率よく水を流すことができる。

実施の形態３．
本実施の形態３では、実施の形態１、２で風路室Ｂに設けた水熱交換器をさらに２つの熱交換器に分割したヒートポンプ給湯機の室外機３００（以下、室外機３００と記載）について説明する。尚、本実施の形態３において実施の形態１、２と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図６と図７を用いて室外機３００の内部構造について説明する。図６は天板９を取り外した状態の室外機３００の上面図であり、図７は天板９及び前面板３を取り外した状態の室外機３００の正面図である。尚、図６、図７における左右方向を室外機３００の長手方向、上下方向を室外機３００の高さ方向とし、図６における上下方向を室外機３００の奥行方向とする。

室外機３００は、風路室Ｂに２つの熱交換器、第２の水熱交換器３２と第３の水熱交換器３４を備えている。第２の水熱交換器３２は第２の水熱交換器用ケース３３に収納されており、第３の水熱交換器３４は第３の水熱交換器用ケース３５に収納されている。また、機械室Ａに設けられている第１の水熱交換器３０は第１の水熱交換器用ケース３１に収納されている。これら、第２の水熱交換器用ケース３３、第３の水熱交換器用ケース３５、第１の水熱交換器用ケース３１はそれぞれの底部が底板２に固定されている。

また、送風ファン１５を支持する送風ファン支持部材３６は底板２と天板９に固定されている。第２の水熱交換器３２及び第３の水熱交換器３４は風路室Ｂの底部で底板２上に固定されており、第２の水熱交換器３２は送風ファン支持部材３６と仕切板１０の間に、第３の水熱交換器３４は送風ファン支持部材３６と側面パネル５の間に配置されている。つまり、送風ファン支持部材３６は長手方向の左右両側で第２の水熱交換器用ケース３３と第３の水熱交換器用ケース３５に挟まれた位置で底板２に固定されている。

第２の水熱交換器用ケース３３に形状について説明する。室外機３００の長手方向において、第２の水熱交換器用ケース３３の上面は底面よりもその幅が小さくなっている。第２の水熱交換器用ケース３３の仕切板１０側の側面は、上端面の仕切板１０側の端辺から下端面にかけて垂直に配置している。また、第２の水熱交換器用ケース３３の送風ファン支持部材３６側の側面は、上端面の送風ファン支持部材３６側の端辺から送風ファン１５の回転するプロペラの外周に沿うように配置された傾斜面とその傾斜面の下方の端辺から底面かけて垂直に形成された面とで構成されている。

尚、第３の水熱交換器用ケース３５も第２の水熱交換器３２と同一形状であり、第３の水熱交換器３４は送風ファン１５の回転軸から底板２におろした直交線を中心として第２の水熱交換器３２と線対称に配置されている。

第２の水熱交換器用ケース３３の底面から上面までの高さをＬｊとし、第２の水熱交換器用ケース３３の底面から傾斜面の下端までの長さをＬｋとする。本実施の形態３において第２の水熱交換器３２の高さはＬｊ、Ｌｋとしてもよいし、或いは第２の水熱交換器３２の体積を底面の面積で割った値としてもよい。

室外機３００における水と冷媒の流れについて説明する。図３には第２の水熱交換器３２、第３の水熱交換器３４の高さが第１の水熱交換器３０の高さよりも大きい場合を図示している。
この場合、水は第２の水熱交換器３２若しくは第３の水熱交換器３４の下部から水熱交換器に流入し、その流れは以下のようになる。
（第２の水熱交換器３２下部）→（第２の水熱交換器３２上部）→（第３の水熱交換器３４下部）→（第３の水熱交換器３４上部）→（第１の水熱交換器３０下部）→（第１の水熱交換器３０上部）
若しくは、
（第２の水熱交換器３２下部）→（第２の水熱交換器３２上部）→（第３の水熱交換器３４上部）→（第３の水熱交換器３４下部）→（第１の水熱交換器３０下部）→（第１の水熱交換器３０上部）
つまり、水は第２の水熱交換器３２下部から流入し、最終的に第１の水熱交換器３０上部から流出する。尚、第２の水熱交換器３２と第３の水熱交換器３４の順序を入れ替えても同様である。
又は、
（第２の水熱交換器３２下部）→（第２の水熱交換器３２上部）→（第１の水熱交換器３０下部）→（第１の水熱交換器３０上部）
（第３の水熱交換器３４下部）→（第３の水熱交換器３４上部）→（第１の水熱交換器３０下部）→（第１の水熱交換器３０上部）
このように第２の水熱交換器３２と第３の水熱交換器３４を並列に水が流れて、第１の水熱交換器３０下部で合流する構成としてもよい。

また、第１の水熱交換器３０の高さが第２の水熱交換器３２、第３の水熱交換器３４の高さよりも大きい場合における水の流れについて説明する。
この場合、水は第１の水熱交換器３０下部から水熱交換器に流入し、その流れは以下のようになる。
（第１の水熱交換器３０下部）→（第１の水熱交換器３０上部）→（第２の水熱交換器３２下部）→（第２の水熱交換器３２上部）→（第３の水熱交換器３４下部）→（第３の水熱交換器３４上部）。
又は、以下のように分流した水が第２の水熱交換器３２と第３の水熱交換器３４を並列に流れてもよい。
（第１の水熱交換器３０下部）→（第１の水熱交換器３０上部）→（第２の水熱交換器３２下部）→（第２の水熱交換器３２上部）
（第１の水熱交換器３０下部）→（第１の水熱交換器３０上部）→（第３の水熱交換器３４下部）→（第３の水熱交換器３４上部）。

尚、冷媒の流れは、実施の形態１、２と同様に、水と対向流である。例えば、水が
（第２の水熱交換器３２下部）→（第２の水熱交換器３２上部）→（第３の水熱交換器３４下部）→（第３の水熱交換器３４上部）→（第１の水熱交換器３０下部）→（第１の水熱交換器３０上部）
の順に流れる場合、冷媒の流れはその逆で、
（第１の水熱交換器３０上部）→（第１の水熱交換器３０下部）→（第３の水熱交換器３４上部）→（第３の水熱交換器３４下部）→（第２の水熱交換器３２上部）→（第２の水熱交換器３２下部）
の順に流れる。

以上のように、本実施の形態３の室外機３００は、風路室Ｂの水熱交換器を第２の水熱交換器３２と第３の水熱交換器３４に分割して配置し、さらにそれらの熱交換器の側面を送風ファン１５の回転するプロペラの外周に沿う形状としたので、風路室Ｂの送風ファン１５のプロペラと底板２の間の空間を有効に活用し、室外機３００を小型化することができる。

また、第２の水熱交換器３２若しくは第３の水熱交換器３４又は第１の水熱交換器３０の内、高さの高い方の熱交換器の下部から上部に向けて水を流す構成とすることにより、上部にある水の位置エネルギーを有効に利用して水を流すことができる。さらに、冷媒は高さの高い方の熱交換器の上部から下部に向けて流れ、その熱交換器の下部から流出するので、その熱交換器内部で液化した冷媒が下方へ流れ易く圧縮機に掛かる負荷を低減することができる。

本発明は圧縮された高温冷媒でお湯を沸かすヒートポンプ給湯機に利用することができる。

１ 筐体、 ２ 底板、 ３ 前面板、 ４ 前面パネル、 ５ 側面パネル、 ６ 側面板、 ７ 側面パネル、 ８ 背面パネル、 ９ 天板、 １０ 仕切板、 １１ カバー、 １２ 圧縮機、 １３ 制御基板、 １４ 空気熱交換器、 １５ 送風ファン、 １６ 第１の水熱交換器、 １７ 第１の水熱交換器用ケース、 １８ アキュムレータ、 １９ 基板取付板、 ２０ 送風ファン支持部材、 ２１ 第２の水熱交換器、 ２２ 第２の水熱交換器用ケース、 ２３ 水熱交換器、 ２４ 圧縮機、 ２５ 第１の水熱交換器、 ２６ 第１の水熱交換器用ケース、 ２７ 第２の水熱交換器、 ２８ 第２の水熱交換器用ケース、 ２９ 水熱交換器、 ３０ 第１の水熱交換器、 ３１ 第１の水熱交換器用ケース、 ３２ 第２の水熱交換器、 ３３ 第２の水熱交換器用ケース、 ３４ 第３の水熱交換器、 ３５ 第３の水熱交換器用ケース、 ３６ 送風ファン支持部材、 １００ ヒートポンプ給湯機の室外機、 ２００ ヒートポンプ給湯機の室外機、 ３００ ヒートポンプ給湯機の室外機。

Claims (7)

1. 筐体と、
   前記筐体内を圧縮機が設けられた機械室と空気熱交換器に空気を送風する送風ファンが設けられた風路室に仕切る仕切板と、
   前記機械室内の前記圧縮機の下方に配置され、水と冷媒が熱交換する第１の熱交換器と、
   前記第１の熱交換器と前記仕切板を隔てて前記風路室内に設けられ、前記送風ファンの下方に配置され、水と冷媒が熱交換する第２の熱交換器と、を備え、
   前記第１の熱交換器の高さと前記第２の熱交換器の高さが異なる
   ことを特徴とするヒートポンプ給湯機の室外機。
2. 前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器では前記圧縮機で圧縮された冷媒と外部から流入した水が熱交換し、
   前記第１の熱交換器の上部に前記水が流出する流出口が設けられ、前記流出口から流出した水が前記第２の熱交換器の下部に設けられた流入口から前記第２の熱交換器に流入することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯機の室外機。
3. 前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器では前記圧縮機で圧縮された冷媒と外部から流入した水が熱交換し、
   前記第２の熱交換器の上部に前記水が流出する流出口が設けられ、前記流出口から流出した水が前記第１の熱交換器の下部に設けられた流入口から前記第１の熱交換器に流入することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯機の室外機。
4. 前記第１の熱交換器の高さが前記第２の熱交換器の高さよりも大きく、
   前記水は前記第１の熱交換器の下部に設けられた流入口から前記第１の熱交換器に流入することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ給湯機の室外機。
5. 前記第２の熱交換器の高さが前記第１の熱交換器の高さよりも大きく、
   前記水は前記第２の熱交換器の下部に設けられた流入口から前記第２の熱交換器に流入することを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプ給湯機の室外機。
6. 前記冷媒は前記水の流れに対して対向流となって前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器を流れることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機の室外機。
7. 前記送風ファンの支持する支持体が底板に固定され、
   前記第２の熱交換器は、上部が前記送風ファンの外周に沿うように円弧形状となって、前記支持体の両側に分割して配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のヒートポンプ給湯機の室外機。

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