JPWO2018189860A1 - Water refrigerant heat exchanger and heat pump device equipped with water heat exchanger - Google Patents
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Abstract
水冷媒熱交換器は、水が流通する水配管と、冷媒が流通する冷媒配管と、を備え、水配管を流通する水と冷媒配管を流れる冷媒との間で熱交換を行う。水冷媒熱交換器の冷媒配管は、水配管の外周面に螺旋状に巻き付けられる。また、水冷媒熱交換器の水配管のうち冷媒配管が巻き付けられた領域には、内部に空気を含む空気配管が配置される。ヒートポンプ装置は、このように構成された水冷媒熱交換器と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を減圧させる減圧装置と、減圧装置で減圧された冷媒と外気との間で熱を交換する蒸発器と、を備える。The water-refrigerant heat exchanger includes a water pipe through which water flows and a refrigerant pipe through which refrigerant flows, and performs heat exchange between water flowing through the water pipe and refrigerant flowing through the refrigerant pipe. The refrigerant pipe of the water refrigerant heat exchanger is spirally wound around the outer peripheral surface of the water pipe. Moreover, the air piping which contains air inside is arrange | positioned in the area | region where refrigerant | coolant piping was wound among the water piping of a water refrigerant | coolant heat exchanger. The heat pump device exchanges heat between the water refrigerant heat exchanger configured as described above, a compressor that compresses the refrigerant, a decompression device that decompresses the refrigerant, and the refrigerant decompressed by the decompression device and the outside air. An evaporator.
Description
本発明は、水冷媒熱交換器及び水熱交換器を備えたヒートポンプ装置に関する。 The present invention relates to a water refrigerant heat exchanger and a heat pump apparatus including the water heat exchanger.
特許文献1には、ヒートポンプ式の給湯機で用いられる熱交換器に関する技術が開示されている。この技術では、螺旋状にねじり合わせた冷媒二重配管を水管内に配置した熱交換器が提案されている。このような熱交換器によれば、水配管内の水流が乱流撹乱されるので、水と冷媒の熱交換が促進される。 Patent Document 1 discloses a technique related to a heat exchanger used in a heat pump type hot water heater. In this technique, a heat exchanger has been proposed in which a refrigerant double pipe spirally twisted is arranged in a water pipe. According to such a heat exchanger, since the water flow in the water pipe is turbulently disturbed, heat exchange between water and the refrigerant is promoted.
ヒートポンプサイクルでは、高圧の冷媒が熱交換器に導入される。このため、特許文献1のように冷媒管が水管内に配置されている構成では、冷媒が漏れて水に混入することを確実に防ぐための対策が求められる。特許文献1では、冷媒管を二重構造にすることで冷媒の漏れを防ぐこととしているが、構造が複雑化するという課題がある。このように、ヒートポンプサイクルで用いられる水冷媒熱交換器では、簡易な構成で熱交換効率を高める点において改善が望まれる。 In the heat pump cycle, high-pressure refrigerant is introduced into the heat exchanger. For this reason, in the configuration in which the refrigerant pipe is arranged in the water pipe as in Patent Document 1, a countermeasure for reliably preventing the refrigerant from leaking into the water is required. In Patent Document 1, the refrigerant pipe is made to have a double structure to prevent leakage of the refrigerant, but there is a problem that the structure becomes complicated. Thus, in the water-refrigerant heat exchanger used in the heat pump cycle, an improvement is desired in terms of increasing the heat exchange efficiency with a simple configuration.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、簡易な構成で熱交換効率を高めることのできる水冷媒熱交換器、及びこの熱交換器を用いたヒートポンプ装置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 provides a water-refrigerant heat exchanger capable of increasing heat exchange efficiency with a simple configuration, and a heat pump device using the heat exchanger. For the purpose.
本発明は、水が流通する水配管と、冷媒が流通する冷媒配管と、を備え、水配管を流通する水と冷媒配管を流れる冷媒との間で熱交換を行う水冷媒熱交換器及びこの水冷媒熱交換器を用いたヒートポンプ装置に適用される。水冷媒熱交換器の冷媒配管は、水配管の外周面に螺旋状に巻き付けられる。また、水冷媒熱交換器の水配管のうち冷媒配管が巻き付けられた領域には、内部に空気を含む空気配管が配置される。ヒートポンプ装置は、このように構成された水冷媒熱交換器と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を減圧させる減圧装置と、減圧装置で減圧された冷媒と外気との間で熱を交換する蒸発器と、を備える。 The present invention includes a water refrigerant heat exchanger including a water pipe through which water flows and a refrigerant pipe through which a refrigerant flows, and performs heat exchange between water flowing through the water pipe and a refrigerant flowing through the refrigerant pipe, and It is applied to a heat pump device using a water refrigerant heat exchanger. The refrigerant pipe of the water refrigerant heat exchanger is spirally wound around the outer peripheral surface of the water pipe. Moreover, the air piping which contains air inside is arrange | positioned in the area | region where refrigerant | coolant piping was wound among the water piping of a water refrigerant | coolant heat exchanger. The heat pump device exchanges heat between the water refrigerant heat exchanger configured as described above, a compressor that compresses the refrigerant, a decompression device that decompresses the refrigerant, and the refrigerant decompressed by the decompression device and the outside air. An evaporator.
本発明の水冷媒熱交換器及びこの水冷媒熱交換器を用いたヒートポンプ装置によれば、簡易な構成で熱交換効率を高めることが可能となる。 According to the water refrigerant heat exchanger of the present invention and the heat pump device using this water refrigerant heat exchanger, it is possible to increase the heat exchange efficiency with a simple configuration.
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。また、本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含み得る。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Elements common to the drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description is simplified or omitted. In addition, the present disclosure may include all combinations of configurations that can be combined among the configurations described in the following embodiments.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1のヒートポンプ装置1の内部構造を示す正面図である。図2は、実施の形態1のヒートポンプ装置1を斜め前から見た外観斜視図である。図3は、実施の形態1のヒートポンプ装置1を斜め後ろから見た外観斜視図である。そして、図4は、実施の形態1のヒートポンプ装置1を備えたヒートポンプ給湯システムの冷媒回路及び水回路を示す図である。Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a front view showing the internal structure of the heat pump device 1 of the first embodiment. FIG. 2 is an external perspective view of the heat pump device 1 according to the first embodiment as viewed obliquely from the front. FIG. 3 is an external perspective view of the heat pump device 1 according to the first embodiment as viewed obliquely from behind. And FIG. 4 is a figure which shows the refrigerant circuit and water circuit of a heat pump hot-water supply system provided with the heat pump apparatus 1 of Embodiment 1. FIG.
本実施の形態のヒートポンプ装置1は、室外に設置される。ヒートポンプ装置1は、液状の熱媒体を加熱する。本実施の形態での熱媒体は、水である。ヒートポンプ装置1は、水を加熱して湯を生成する。本発明における熱媒体は、例えば塩化カルシウム水溶液、エチレングリコール水溶液、アルコールなどでもよい。 The heat pump apparatus 1 of this Embodiment is installed outdoors. The heat pump device 1 heats a liquid heat medium. The heat medium in the present embodiment is water. The heat pump device 1 generates hot water by heating water. The heat medium in the present invention may be, for example, calcium chloride aqueous solution, ethylene glycol aqueous solution, alcohol or the like.
図1に示すように、ヒートポンプ装置1は、筐体の底板を形成するベース17を備える。ベース17上には、前方から見て、右側に機械室14が形成され、左側に送風機室15が形成されている。機械室14と送風機室15とは、鉛直方向に延在する仕切板16により隔てられている。図2及び図3に示すように、ヒートポンプ装置1の外郭を形成する筐体は、上述したベース17の他、フロントパネル18と、バックパネル19と、トップパネル20と、を更に備える。フロントパネル18は、筐体の前面部を覆う前面部18aと筐体の左側面を覆う左側面部18bとから構成されている。また、バックパネル19は、筐体の後面部を覆う後面部19aと筐体の右側面を覆う右側面部19bとから構成されている。トップパネル20は、筐体の上面部を覆うように構成されている。筐体のこれらの構成要素は例えば板金材から成形される。ヒートポンプ装置1の外面は、後面側に配置された空気冷媒熱交換器7を除いて、この筐体によって覆われている。なお、図1は、ベース17以外の筐体の各部を取り外した状態を示している。また、図1では、一部の構成機器の図示を省略している。
As shown in FIG. 1, the heat pump apparatus 1 includes a
図1に示すように、機械室14内には、冷媒回路部品として、冷媒を圧縮する圧縮機2、冷媒を減圧する膨張弁10(図1では省略)、これらを接続する吸入管4及び吐出管5等の冷媒管などが組み込まれている。
As shown in FIG. 1, in the
圧縮機2は、円筒形のシェルの内部にある圧縮部(図示省略)及びモータ(図示省略)を備える。圧縮部は、冷媒の圧縮動作を行う。モータは、圧縮部を駆動する。外部から供給される電力により圧縮機のモータが駆動される。吸入管4を通って冷媒が圧縮機2に吸入される。圧縮機2の内部で圧縮された冷媒を吐出する吐出管5が圧縮機2の上部に接続されている。膨張弁10は、その本体の外側面にコイル組み込み部材が取り付けられている。コイルに外部から通電することにより、内部の流路抵抗調節部を稼動させて冷媒の流路抵抗を調節する。膨張弁10により、その上流側の高圧冷媒の圧力と、その下流側の低圧冷媒の圧力とを調節できる。膨張弁10は、冷媒を減圧する減圧装置の例である。
The
送風機室15は、風路を確保するため、機械室14より大きな空間を有する。送風機室15内には、送風機6が組み込まれている。送風機6は、2枚〜3枚のプロペラ翼とプロペラ翼を回転駆動させるモータとを備える。外部から供給される電力によりモータ及びプロペラ翼が回転する。送風機室15の後面側には、送風機6に対向して、空気冷媒熱交換器7が設置されている。空気冷媒熱交換器7は、多数のアルミ薄板のフィンと、アルミ薄板のフィンに多数密着して数回往復する長い冷媒管とを備える。それぞれのフィンは、縦長の矩形形状を有し、横方向に微小隙間を隔てながら積層された状態で冷媒管に固定されている。空気冷媒熱交換器7は、L字状に曲がった平板状の外形を有する。空気冷媒熱交換器7は、ヒートポンプ装置1の後面から左側面にかけて設置されている。空気冷媒熱交換器7の後面側の端部は、機械室14の後側まで延びている。このため、仕切板16は、L字状に曲がった平板状の外形を有し、ヒートポンプ装置1の前面から空気冷媒熱交換器7の後面側の端部までの空間を仕切るように設置される。空気冷媒熱交換器7では、冷媒管内の冷媒とフィン周辺に取り込まれた外気との間で熱を交換する。送風機6により各フィン間を流れて通過する空気の風量が増やされて調節され、熱交換の量が増やされて調節されている。空気冷媒熱交換器7は、冷媒を蒸発させる蒸発器の例である。
The
送風機室15の下部のベース17の上に、水冷媒熱交換器8が設置されている。水冷媒熱交換器8は、断熱材に覆われた状態で、直方体形状の収納容器12に収納されて設置されている。水冷媒熱交換器8は、長い水配管と長い冷媒配管とが密着した状態で、収納容器12に収納可能となるように曲げ成形されている。水冷媒熱交換器8内では、冷媒配管内の冷媒と、水配管内の水との間で熱を交換する。水冷媒熱交換器8内では、水が加熱される。水冷媒熱交換器8の構成については説明を後述する。
A water
圧縮機2の出口部は、吐出管5を介して、水冷媒熱交換器8の冷媒入口部に接続されている。水冷媒熱交換器8の冷媒出口部は、冷媒管を介して、機械室14内の膨張弁10の入口部に接続されている。膨張弁10の出口部は、冷媒管を介して、空気冷媒熱交換器7の冷媒入口部に接続されている。空気冷媒熱交換器7の冷媒出口部は、吸入管4を介して、圧縮機2の入口部に接続されている。各冷媒管の途中には、その他の冷媒回路部品が取り付けられていてもよい。
The outlet portion of the
機械室14の上部には、電気品収納箱9が設置されている。電気品収納箱9には、電子基板が収納されている。電子基板には、圧縮機2、膨張弁10、送風機6等を駆動制御する各モジュールを構成する電子部品及び電気部品等が取り付けられている。各モジュールは、例えば以下のように制御する。圧縮機2のモータの回転数を数十rps(Hz)〜百rps(Hz)程度の回転数に変化させる。膨張弁10の開度を変化させる。送風機6の回転数を数百rpm〜千rpm程度の回転数に変化させる。電気品収納箱9には、外部電気配線を接続する端子台9aが設けられている。図2及び図3に示すように、右側面部19bには、端子台9aと、後述する水入口バルブ28及び湯出口バルブ29とを保護するためのサービスパネル27が取り付けられている。
In the upper part of the
ヒートポンプ装置1が備える冷媒回路の密閉空間内には、冷媒が封入されている。冷媒は、例えば、CO2冷媒でもよい。A refrigerant is sealed in a sealed space of a refrigerant circuit included in the heat pump device 1. The refrigerant may be, for example, a CO 2 refrigerant.
次に、ヒートポンプ装置1及び貯湯装置33の水回路について説明する。図1に示すように、機械室14内には、内部管30、及び内部管31を含む水回路部品が組み込まれている。ベース17の右側部には、水入口バルブ28が下側、湯出口バルブ29が上側になるように両者が併設されている。内部管30は、水入口バルブ28と、水冷媒熱交換器8の水入口部との間を接続している。内部管31は、水冷媒熱交換器8の湯出口部と湯出口バルブ29との間を接続している。
Next, the water circuit of the heat pump device 1 and the hot
図4に示すように、ヒートポンプ装置1及び貯湯装置33により、ヒートポンプ給湯システムが構成される。貯湯装置33は、例えば数百リットル程度の容量を有する貯湯タンク34と、貯湯タンク34内の水をヒートポンプ装置1に送るための水ポンプ35とを備える。ヒートポンプ装置1と貯湯装置33との間は、外部管36と、外部管37と、電気配線(図示省略)とを介して接続される。
As shown in FIG. 4, the heat pump device 1 and the hot
貯湯タンク34の下部は、管38を介して、水ポンプ35の入口に接続されている。外部管36は、水ポンプ35の出口と、ヒートポンプ装置1の水入口バルブ28との間を接続している。外部管37は、ヒートポンプ装置1の湯出口バルブ29と、貯湯装置33との間を接続している。外部管37は、貯湯装置33内の管39を介して、貯湯タンク34の上部に連通可能になっている。
The lower part of the hot
貯湯装置33は、混合弁40を更に備えている。混合弁40には、管39から分岐した給湯管41と、水道等の水源から供給される水が通る給水管42と、ユーザ側に供給される湯が通る給湯管43とがそれぞれ接続されている。混合弁40は、給湯管41から流入する湯すなわち高温水と、給水管42から流入する水すなわち低温水との混合比を調整することで給湯温度を調節する。混合弁40により混合された湯は、給湯管43を通って、例えば、浴槽、シャワー、蛇口、食器洗い機などのユーザ側の端末に送られる。貯湯タンク34の下部には、給水管42から分岐した給水管44が接続されている。貯湯タンク34内の下側には、給水管44から流入した水が貯留される。
The hot
次に、実施の形態1のヒートポンプ装置1の特徴的構成について説明する。実施の形態1のヒートポンプ装置1は、水冷媒熱交換器8の構成に特徴を有している。図5は、実施の形態1の水冷媒熱交換器8の要部を説明するための図である。水冷媒熱交換器8は、水配管21と冷媒配管22とを備えている。水配管21と冷媒配管22は、銅材等の金属で構成された円管である。水配管21は、貯湯タンク34から送出された低温の水が流通する。また、冷媒配管22は圧縮機2から送出された高温且つ高圧の冷媒が流通する。
Next, a characteristic configuration of the heat pump device 1 according to the first embodiment will be described. The heat pump device 1 according to the first embodiment is characterized by the configuration of the water-
水冷媒熱交換器8は、水配管21と冷媒配管22とが密着した状態で、収納容器12に収納可能となるように曲げ成形されている。図5は、水冷媒熱交換器8のうち、水配管21と冷媒配管22とが密着した領域である密着部の一端側を拡大して示している。なお、密着部の他端側は、図5に示す密着部の一端側と同様の形状を有しているため、その説明を省略する。
The water-
図6は、水冷媒熱交換器8の水配管の構成を説明するための図である。なお、図6では、水配管21の構成を図示するために冷媒配管22の図示を省略している。水配管21には、配管の外周面に複数条のそれぞれ連続した螺旋溝21bが形成されている。螺旋溝21bは本発明の第一螺旋溝の例示である。螺旋溝の条数は特に限定されない。図5に示す水冷媒熱交換器8の例では、水配管21に2条の螺旋溝21bが形成されている。
FIG. 6 is a view for explaining the configuration of the water piping of the water-
冷媒配管11は、複数の並列な流路が形成されるように途中で複数の円管に分岐している。図5に示す水冷媒熱交換器8の例では、冷媒配管22が2本の冷媒配管に分岐している。分岐した各冷媒配管22は、水配管21の外周面に形成された2条の螺旋溝21bに沿ってそれぞれ螺旋状に巻き付いた状態でロウ付け等により接合されている。
The refrigerant pipe 11 branches into a plurality of circular pipes in the middle so that a plurality of parallel flow paths are formed. In the example of the water
水冷媒熱交換器8は、水配管21の内部に空気配管23を備えている。空気配管23は、内部に空気を含む中空の円管であり、その外径が水配管21の内径よりも小径に構成されている。空気配管23は、銅材等の金属で構成され、外周面に螺旋状の螺旋溝23bが形成されている。螺旋溝23bは本発明の第二螺旋溝の例示である。なお、図5に示す水冷媒熱交換器8の例では、螺旋溝23bの巻方向が螺旋溝21bの巻方向と反対方向になるように構成されている。
The water
空気配管23は、冷媒配管22が巻き付けられている水配管21の領域の全域において、水配管21の中心軸の位置を通るように挿入されている。空気配管23の端部は開放端23aとして構成され、水配管21の取り出し部21aから外部へと突出している。取り出し部21aは、空気配管23との隙間から水が漏れないように、ロウ付け等によって空気配管23との隙間が埋められている。水冷媒熱交換器8は、上記と同様の開放端23aの構成を他方の端部にも備えている。
The
上記のように構成された実施の形態1の水冷媒熱交換器8では、以下のような作用効果を奏することができる。
The water
冷媒配管22は水配管21の外周面に螺旋状に巻き付けられている。このため、水配管21の中心軸寄りを流れる水は、冷媒配管22を流れる冷媒との間の熱交換を効率良く行うことができないおそれがある。実施の形態1の水冷媒熱交換器8では、水配管21の中心軸に沿って空気配管23が挿入されている。このような構成によれば、熱交換効率の低い水配管21の中心軸付近に水が流れることが防がれるので、熱交換効率が向上する。また、空気配管23の内部は空気で満たされているため、空気配管23から外部への放熱が抑制される。
The
また、螺旋溝23bの巻方向が螺旋溝21bの巻方向と反対方向になるように構成されている。このため、水配管21を流れる水は、螺旋溝21bに沿った流れと螺旋溝23bに沿った流れとが干渉することによって激しく撹拌されながら流通する。これにより、水配管21を流れる水に効率よく熱を与えることができるので、水配管21を流れる水の加熱効率を高めることが可能となる。
The winding direction of the
実施の形態1の水冷媒熱交換器8では、冷媒配管22よりも圧力の低い水配管21の内部に空気配管23を配置している。水配管21は、冷媒配管22よりも圧力が低いため、空気配管23の構成を高圧に耐え得るような構成にする必要がない。このため、実施の形態1の水冷媒熱交換器8は、簡易な構成で熱交換効率の向上を図ることが可能となる。
In the water
ところで、実施の形態1の水冷媒熱交換器8は、以下のように変形した構成を採用することができる。なお、以下の変形例は、後述する他の実施の形態にも採用することができる。
By the way, the water-
空気配管23の螺旋溝23bの巻方向は、水配管21の螺旋溝21bの巻方向と同じ方向となるように構成されていてもよい。この場合、水配管21を流れる水はこれらの同方向の螺旋溝21b,23bに沿って勢いよく旋回しながら流通するため、水の撹拌が促進される。これにより、水配管21を流れる水に効率よく熱を与えることができるので、水配管21を流れる水の加熱効率を高めることが可能となる。
The winding direction of the
空気配管23は、複数の配管を互いに螺旋状にねじり合わせることにより構成されていてもよい。このような構成によれば、複数の配管の接触部に螺旋溝が形成されるので、水配管21の水を有効に撹拌することが可能となる。
The
なお、空気配管23が複数の配管によって構成される場合、空気配管23に形成される螺旋溝の巻方向が螺旋溝21bの巻方向と反対方向になるように構成することができる。このような構成によれば、水配管21を流れる水は、空気配管23に形成された螺旋溝に沿った流れと螺旋溝21bに沿った流れとが干渉することによって激しく撹拌されながら流通する。これにより、水配管21を流れる水に効率よく熱を与えることができるので、水配管21を流れる水の加熱効率を高めることが可能となる。
In addition, when the air piping 23 is comprised by several piping, it can be comprised so that the winding direction of the spiral groove formed in the air piping 23 may turn into the direction opposite to the winding direction of the
また、空気配管23が複数の配管によって構成される場合、空気配管23に形成される螺旋溝の巻方向が螺旋溝21bの巻方向と同じ方向になるように構成することもできる。このような構成によれば、水配管21を流れる水は、空気配管23に形成される螺旋溝と螺旋溝21bに沿って勢いよく旋回しながら流通するため、水の撹拌が促進される。これにより、水配管21を流れる水に効率よく熱を与えることができるので、水配管21を流れる水の加熱効率を高めることが可能となる。
Moreover, when the air piping 23 is comprised by several piping, it can also comprise so that the winding direction of the spiral groove formed in the air piping 23 may become the same direction as the winding direction of the
水配管21は、螺旋溝21bを備えない構成でもよい。空気配管23は、螺旋溝23bを備えない構成でもよい。
The
空気配管23は、冷媒配管22が巻き付けられている水配管21の領域の一部領域に挿入される構成でもよい。
The
実施の形態2.
次に、図7を参照して実施の形態2について説明する。実施の形態2の説明では、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。
Next,
図7は、実施の形態2の水冷媒熱交換器8の要部を説明するための図である。この図に示す水冷媒熱交換器8は、空気配管23の両端が閉塞端23cとして構成され、水配管21の取り出し部21aから外部へと突出している。閉塞端23cは、平坦つぶし加工とロウ付けにより閉塞されている。
FIG. 7 is a diagram for explaining a main part of the water-
空気配管23の内部の空気は冷媒の熱を受けて加熱される。実施の形態2の水冷媒熱交換器8では、空気配管23の内部の空気が外部へ放出されることを防ぐことができるので、水冷媒熱交換器8からの放熱量を減らすことができる。これにより、水冷媒熱交換器8の熱交換効率を更に高めることができるので、水配管21を流れる水の加熱効率を高めることが可能となる。
The air inside the
ところで、実施の形態2の水冷媒熱交換器8では、空気配管23の両端のうち、一端を閉塞端23cとし他端を開放端23aとして構成してもよい。空気配管23の両端のうち少なくとも一端を閉塞させれば、空気配管23の空気の流通を抑制することができるので、熱交換効率を高めることが可能となる。
By the way, in the water
実施の形態3.
次に、図8を参照して実施の形態3について説明する。実施の形態3の説明では、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIG. In the description of the third embodiment, the difference from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same or corresponding parts will be simplified or omitted.
図8は、実施の形態3の水冷媒熱交換器8の要部を説明するための図である。この図に示す水冷媒熱交換器8は、空気配管23の両端が閉塞端23cとして構成され、水配管21の内部に配置されている。閉塞端23cは、平坦つぶし加工とロウ付けにより閉塞され、水配管21内の水が空気配管23内に流入することを防止している。
FIG. 8 is a diagram for explaining a main part of the water-
実施の形態3の水冷媒熱交換器8によれば、水配管21の取り出し部21aの構成が不要となるため、より簡易な構成で熱交換効率を高めることができる。
According to the water-
なお、実施の形態3の水冷媒熱交換器8では、空気配管23の一端を水配管21の内部に配置し、他端を取り出し部21aから外部へ突出させる構成を採用してもよい。
In addition, in the water-
実施の形態4.
次に、図9を参照して実施の形態4について説明する。実施の形態4の説明では、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。Embodiment 4 FIG.
Next, Embodiment 4 will be described with reference to FIG. In the description of the fourth embodiment, the difference from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same or corresponding parts will be simplified or omitted.
図9は、実施の形態4の水冷媒熱交換器8の要部を説明するための図である。この図に示す水冷媒熱交換器8は、空気配管23の内部の一部又は全域に断熱部材24を備えている。断熱部材24は断熱効果の高いウレタン材等の材料を用いることができる。このような構成によれば、水冷媒熱交換器8からの放熱を更に抑制することができるので、水冷媒熱交換器8の熱交換効率を更に高めることが可能となる。
FIG. 9 is a diagram for explaining a main part of the water-
1 ヒートポンプ装置
2 圧縮機
4 吸入管
5 吐出管
6 送風機
7 空気冷媒熱交換器
8 水冷媒熱交換器
9 電気品収納箱
9a 端子台
10 膨張弁
12 収納容器
14 機械室
15 送風機室
16 仕切板
17 ベース
18 フロントパネル
18a 前面部
18b 左側面部
19 バックパネル
19a 後面部
19b 右側面部
20 トップパネル
21 水配管
21a 取り出し部
21b 螺旋溝
22 冷媒配管
23 空気配管
23a 開放端
23b 螺旋溝
23c 閉塞端
24 断熱部材
27 サービスパネル
28 水入口バルブ
29 湯出口バルブ
30,31 内部管
33 貯湯装置
34 貯湯タンク
35 水ポンプ
36,37 外部管
38,39 管
40 混合弁
41 給湯管
42 給水管
43 給湯管
44 給水管1
本発明は、水が流通する水配管と、冷媒が流通する冷媒配管と、を備え、水配管を流通する水と冷媒配管を流れる冷媒との間で熱交換を行う水冷媒熱交換器及びこの水冷媒熱交換器を用いたヒートポンプ装置に適用される。水冷媒熱交換器の冷媒配管は、水配管の外周面に螺旋状に巻き付けられる。また、水冷媒熱交換器の水配管のうち冷媒配管が巻き付けられた領域には、内部に空気を含む空気配管が配置される。空気配管の端部のうち少なくとも一方は、水配管の側面に設けられた取り出し部から外部へ突出している。ヒートポンプ装置は、このように構成された水冷媒熱交換器と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を減圧させる減圧装置と、減圧装置で減圧された冷媒と外気との間で熱を交換する蒸発器と、を備える。
The present invention includes a water refrigerant heat exchanger including a water pipe through which water flows and a refrigerant pipe through which a refrigerant flows, and performs heat exchange between water flowing through the water pipe and a refrigerant flowing through the refrigerant pipe, and It is applied to a heat pump device using a water refrigerant heat exchanger. The refrigerant pipe of the water refrigerant heat exchanger is spirally wound around the outer peripheral surface of the water pipe. Moreover, the air piping which contains air inside is arrange | positioned in the area | region where refrigerant | coolant piping was wound among the water piping of a water refrigerant | coolant heat exchanger. At least one of the end portions of the air pipe protrudes from a take-out portion provided on the side surface of the water pipe. The heat pump device exchanges heat between the water refrigerant heat exchanger configured as described above, a compressor that compresses the refrigerant, a decompression device that decompresses the refrigerant, and the refrigerant decompressed by the decompression device and the outside air. An evaporator.
Claims (12)
前記冷媒配管は、前記水配管の外周面に螺旋状に巻き付けられ、
前記水配管のうち前記冷媒配管が巻き付けられた領域には、内部に空気を含む空気配管が配置されていることを特徴とする水冷媒熱交換器。In a water-refrigerant heat exchanger comprising a water pipe through which water flows and a refrigerant pipe through which refrigerant flows, and performing heat exchange between water flowing through the water pipe and refrigerant flowing through the refrigerant pipe,
The refrigerant pipe is spirally wound around the outer peripheral surface of the water pipe,
The water refrigerant heat exchanger, wherein an air pipe containing air is disposed in an area of the water pipe where the refrigerant pipe is wound.
前記開放端は、前記水配管の外部へ突出して構成されていることを特徴とする請求項1に記載の水冷媒熱交換器。At least one of the ends of the air pipe is configured as an open end,
The water refrigerant heat exchanger according to claim 1, wherein the open end is configured to protrude to the outside of the water pipe.
前記閉塞端は、前記水配管の外部へ突出して構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の水冷媒熱交換器。At least one of the ends of the air pipe is configured as a closed end,
The water refrigerant heat exchanger according to claim 1, wherein the closed end is configured to protrude to the outside of the water pipe.
前記閉塞端は、前記水配管の内部に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の水冷媒熱交換器。At least one of the ends of the air pipe is configured as a closed end,
The water refrigerant heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the closed end is disposed inside the water pipe.
前記冷媒配管は、前記第一螺旋溝に沿って螺旋状に巻き付けられ、
前記空気配管は、外周面に螺旋状に形成された第二螺旋溝を備えることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の水冷媒熱交換器。The water pipe includes a first spiral groove formed in a spiral shape on the outer peripheral surface,
The refrigerant pipe is spirally wound along the first spiral groove,
The water refrigerant heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the air pipe includes a second spiral groove formed in a spiral shape on an outer peripheral surface.
前記冷媒配管は、前記第一螺旋溝に沿って螺旋状に巻き付けられ、
前記空気配管の巻方向は、前記第一螺旋溝の巻方向と反対方向であることを特徴とする請求項8に記載の水冷媒熱交換器。The water pipe includes a first spiral groove formed in a spiral shape on the outer peripheral surface,
The refrigerant pipe is spirally wound along the first spiral groove,
The water refrigerant heat exchanger according to claim 8, wherein a winding direction of the air pipe is opposite to a winding direction of the first spiral groove.
前記冷媒配管は、前記第一螺旋溝に沿って螺旋状に巻き付けられ、
前記空気配管の巻方向は、前記第一螺旋溝の巻方向と同じ方向であることを特徴とする請求項8に記載の水冷媒熱交換器。The water pipe includes a first spiral groove formed in a spiral shape on the outer peripheral surface,
The refrigerant pipe is spirally wound along the first spiral groove,
The water refrigerant heat exchanger according to claim 8, wherein the winding direction of the air pipe is the same direction as the winding direction of the first spiral groove.
前記圧縮機により圧縮された冷媒と水との間で熱を交換する請求項1から請求項11の何れか1項に記載の水冷媒熱交換器と、
冷媒を減圧させる減圧装置と、
前記減圧装置で減圧された冷媒と外気との間で熱を交換する蒸発器と、
を備えるヒートポンプ装置。A compressor for compressing the refrigerant;
The water-refrigerant heat exchanger according to any one of claims 1 to 11, wherein heat is exchanged between the refrigerant compressed by the compressor and water.
A decompression device for decompressing the refrigerant;
An evaporator for exchanging heat between the refrigerant decompressed by the decompression device and the outside air;
A heat pump device comprising:
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