JP5877324B2 - ヒートポンプユニット - Google Patents

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Description

本発明は、水等の流体と冷媒等の二種の流体を熱交換させるための熱交換器を備えたヒートポンプユニット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の熱交換器としては、略円筒上の圧縮機と前記圧縮機の吐出冷媒にて水を加熱する水冷媒熱交換器と前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器とを載置する底板とを備え、前記水冷媒熱交換器を前記圧縮機の側方に配置する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
図5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の内部部品の取り付け構造を示すものである。
図5に示すように、ヒートポンプユニットの底板101上には、略円筒上の圧縮機102と、その側方に前記圧縮機102の吐出冷媒にて水を加熱する水冷媒熱交換器103を載置し、またもう一方には加熱した湯水を循環させるための温水接続管104を備えている。
特開2005−147467号公報
しかしながら、上記従来の構成では、ヒートポンプユニットの内部部品の配置構成は開示されているが、水冷媒熱交換器103の接続部に関する具体的構成は開示されていない。
また、従来の水冷媒熱交換器102の接続部の形状では、接続部の軸方向への分岐だけのために接続配管の設計自由度が限られ、本体のサイズが大きくなるという課題を有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、コンパクトなヒートポンプユニットを提供することを目的とするものである。
上記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプユニットは、略円筒状の圧縮機と、前記圧縮機の吐出冷媒にて水を加熱する水冷媒熱交換器と、前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器とを載置する底板とを備え、前記水冷媒熱交換器は二重管方式で複数のパスにて螺旋状に形成され、水を流出させる水接続配管と前記圧縮機の吐出管とを水冷媒熱交換器に接続する接続管を備え、前記水冷媒熱交換器を前記圧縮機の側方に配置し、前記水接続配管を前記圧縮機の前方に配置し、前記吐出管からの冷媒を分流して前記接続管に流入させる分岐管を前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器との間の空間に配置し、前記接続管の水が流れる流路の中心軸は、前記接続管の冷媒が流れる流路の中心軸と直交し、前記水接続配管の中心軸と平行とすることを特徴とするものである。
これにより、略円筒状の圧縮機と水冷媒熱交換器との間の空間を、部材配置空間として有効活用することで、コンパクトなヒートポンプユニットを提供できる。
本発明によれば、コンパクトなヒートポンプユニットを提供できる。
本発明の実施の形態1におけるヒートポンプユニットの内観斜視図 同ヒートポンプユニットの水冷媒熱交換器の外観斜視図 同ヒートポンプユニットの水冷媒熱交換器の外観右側面図 同ヒートポンプユニットの水冷媒熱交換器の外観正面図 従来のヒートポンプユニットの内部構造図
第1の発明は、略円筒状の圧縮機と、前記圧縮機の吐出冷媒にて水を加熱する水冷媒熱交換器と、前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器とを載置する底板とを備え、前記水冷媒熱交換器は二重管方式で複数のパスにて螺旋状に形成され、水を流出させる水接続配管と前記圧縮機の吐出管とを水冷媒熱交換器に接続する接続管を備え、前記水冷媒熱交換器を前記圧縮機の側方に配置し、前記水接続配管を前記圧縮機の前方に配置し、前記吐出管からの冷媒を分流して前記接続管に流入させる分岐管を前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器との間の空間に配置し、前記接続管の水が流れる流路の中心軸は、前記接続管の冷媒が流れる流路の中心軸と直交し、前記水接続配管の中心軸と平行とすることを特徴とするヒートポンプユニットである。
これにより、略円筒状の圧縮機と水冷媒熱交換器との間の空間を、部材配置空間として有効活用することで、コンパクトなヒートポンプユニットを提供できる。
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この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温水暖房用ヒートポンプユニットの内観斜視図である。
図1に示すように、給湯装置と同じヒートポンプユニットの筐体の底部を構成する底板2の上には、冷媒を圧縮、循環する圧縮機3、銅管で構成された、水12(あるいは不凍液)などの熱媒体と冷媒の熱交換を行う水冷媒熱交換器4、蒸発器である空気熱交換器9送風ファン10があり、それぞれ給湯装置用と同じ配置構成で順次環状に接続して閉回路を構成し、冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成している。
また、水冷媒熱交換器4で加熱した温水を外部放熱器(図示せず)へ送る温水接続配管5を備えている。
以上のように配置構成されたそれぞれの部品は、水接続配管6と吐出管7とを備え、接続管8により水冷媒熱交換器4へ接続される。
また、この接続管8と、圧縮機3の吐出管7からの冷媒11を分流して水冷媒熱交換器4に流入させるための分岐管8aとを、圧縮機3と水冷媒熱交換器4の間の空間に位置させ構成している。
以上のように構成された温水暖房用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。
まず、水冷媒熱交換器4で加熱された温水が、温水接続配管5を通り外部放熱器(図示せず)へと送られ、外部放熱器の設置された居室を暖房し、そこから温水接続配管5へと温水が戻り再びヒートポンプユニット1で加熱され、温水接続配管5へと送られる。
従来の給湯装置に用いるヒートポンプユニットと動作は同じであり、外部放熱器(図示せず)へ接続する温水接続配管5からの水接続配管6を給湯装置用のヒートポンプユニット内の圧縮機3と水冷媒熱交換器4の間の空間で接続することにより、給湯装置用のヒートポンプユニットの流用が可能となり、コンパクトなシャーシでコストをかけることなく温水暖房用のヒートポンプユニットが実現できる。
図2は、温水暖房用ヒートポンプユニットの水冷媒熱交換器の外観斜視図である。
図2に示すように、この水冷媒熱交換器4は複数のパスにて螺旋状に形成され、外側に吐出管7からの冷媒を流し、内側に水接続配管6からの水12(あるいは不凍液)を対交流で流す二重管式の熱交換器であり、吐出管7からの冷媒を分流して水冷媒熱交換器に流入させるための分岐管8aと接続管8とを設けた構成としている。
以上のように構成された水冷媒熱交換器4について、以下その動作、作用を説明する。
まず、水冷媒熱交換器4の外側を冷媒11が通過し、内側を水12(あるいは不凍液)などの熱媒体が冷媒11の流れと逆方向から流入し流れ、冷媒11と水12(あるいは不凍液)などの熱媒体が熱交換を行うようになっている。
接続部に、前記吐出管からの冷媒11を分流して前記水冷媒熱交換器4に流入させるための分岐管8aを設けたことにより、より効率の良い熱交換器を接続させることが実現できる。
図3は、温水暖房用ヒートポンプユニットの水冷媒熱交換器の外観右側面図である。図3に示すように、この水冷媒熱交換器4の接続管8は、ユニット内方に配設された分岐管8a側から冷媒を流入する構成となる。
また、図4は、温水暖房用ヒートポンプユニットの水冷媒熱交換器の外観正面図である。図4に示すように、この水冷媒熱交換器4の接続管8の水用流路14は、水接続配管6と同軸とした構成となる。
以上のように構成された水冷媒熱交換器4について、以下その動作、作用を説明する。
まず、冷媒11は、吐出管7、分岐管8a、接続管8の順に水冷媒熱交換器4の外側に流入し流れ、水12(あるいは不凍液)などの熱媒体は、内側を水接続配管6から冷媒11の流れと逆方向から流入し流れ、冷媒11と水12(あるいは不凍液)などの熱媒体が
熱交換を行うようになっている。水用流路を同軸にすることにより、圧力損失がなく大流量の温水を循環させることが実現できる。
以上のように、本発明にかかるヒートポンプユニットは、コンパクトで安価に実現できるので、給湯機や温水供給装置に適用できる。
1 ヒートポンプユニット
2 底板
3 圧縮機
4 水冷媒熱交換器
5 温水接続配管
6 水接続配管
7 吐出管
8 接続管
8a 分岐管
11 冷媒
12 水(あるいは不凍液)
14 水用流路

Claims (1)

  1. 略円筒状の圧縮機と、前記圧縮機の吐出冷媒にて水を加熱する水冷媒熱交換器と、前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器とを載置する底板とを備え、前記水冷媒熱交換器は二重管方式で複数のパスにて螺旋状に形成され、水を流出させる水接続配管と前記圧縮機の吐出管とを水冷媒熱交換器に接続する接続管を備え、前記水冷媒熱交換器を前記圧縮機の側方に配置し、前記水接続配管を前記圧縮機の前方に配置し、前記吐出管からの冷媒を分流して前記接続管に流入させる分岐管を前記圧縮機と前記水冷媒熱交換器との間の空間に配置し、前記接続管の水が流れる流路の中心軸は、前記接続管の冷媒が流れる流路の中心軸と直交し、前記水接続配管の中心軸と平行とすることを特徴とするヒートポンプユニット。
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