TWI576548B - Heat pump heat source machine - Google Patents

Description

熱泵式熱源機

本發明，是有關於在給熱水裝置、空氣調和裝置、冷凍裝置等所使用的熱泵式熱源機。

例如，在貯熱水槽等將預定溫度的熱水循環供給的熱泵式熱源機100，是如第14圖(a)及(b)所示，在直方體形狀的框體101內，被組入熱泵循環。即，在框體101下部，收容有：將冷媒壓縮的壓縮機103、及進行水及冷媒間的熱交換的水熱交換器104、及將冷媒膨脹的膨脹閥105。且，在框體101上部，配設有：彼此平行的一對空氣用熱交換器106、106、及送風機107。

這種熱源機100，是為了對應輸出能力而具有複數台併設使用的情況。如此將複數台的熱源機100併設時，如何使通過空氣用熱交換器106、106的空氣有助於熱交換，來提高熱交換效率的點是很重要。

因此，從送風機107被吸入的空氣，為了容易從平行的框體側面取入，現狀是將熱源機100彼此具有預定的間隔地設置。如此，將熱源機100彼此具有預定的間隔地設置的情況時，設置空間因為變大，所以對於設置場所就有限制。

在此，即使將彼此的熱源機相鄰接地複數併設的情況，公知的熱源機也已採取措施防止熱交換器的熱交換能力的下降。這種熱源機100，是如第15圖所示，在正面視矩形狀的下部框體101A的上部，配置被作成V字列的水熱交換器106、106。

但是前述第15圖的熱源機100，其下部框體101A的兩端部，因為是比熱交換器106、106的下部突出，所以具有通過熱交換器106、106的空氣的速度分布惡化的問題。即，下部框體101A的兩端部，會成為通過熱交換器106、106的下部的空氣的障礙，而具有空氣的滯留容易產生的缺點。其結果，熱交換器的下部，與上部相比具有熱交換效率下降的傾向。

在此被提案，將複數台的熱源機100併設的情況時，防止空氣的速度分布惡化的熱源機(例如專利文獻1參照)。

這種熱源機，是框體在正面視及背面視呈X形狀(縮頸的鼓形)者。即，框體，是由：在兩側面設置空氣吸入口，並且將兩側面朝向下方寬度縮小的方式傾斜形成的熱交換室；及連續設在熱交換室的下面，兩側面是朝向下方寬度擴大的方式傾斜形成的機械室所構成。且，在熱交換室中，一對空氣用熱交換器是被安裝成V字狀。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2007-163017號公報

前述專利文獻1的熱源機，是框體因為是呈縮頸的鼓形，將此鼓形的形狀的熱源機複數台併設的情況時，因為在雙方的熱源機間形成有菱形狀的空間，所以可從此空間將空氣取入框體內。

但是機械室兩側面因為是朝向下方寬度擴大的形狀，所以機械室彼此是愈朝向下方彼此愈接近。因此，被收納於機械室的熱泵構成機器的維修、檢點作業時，作業空間無法充分地確保，具有熱泵構成機器的維修、檢點作業成為困難的問題。

本發明，是有鑑於此點，其目的是提供一種熱泵式熱源機，可達成空氣用熱交換器的熱交換效率的提高，並且容易進行熱泵構成機器的維修、檢點作業。

本發明的解決手段，是一種熱泵式熱源機，在框體內，收容有空氣用熱交換器、壓縮機及熱交換器等的熱泵構成機器，前述框體，是由：將兩側面朝向下方寬度縮小的方式傾斜形成的上部框體、及連續設在該上部框體下面的下部框體所構成，前述空氣用熱交換器是被安裝於前述上部框體，前述下部框體的寬度，是被設定成比前述上部框體的寬度更小，前述上部框體的寬度及前述下部框體的寬度的差，是設定成400mm以上。

且設置複數台前述熱泵式熱源機。

前述本發明的熱源機，即使是將熱源機的上部彼此接觸地設置，在其構造上兩者間因為可以形成有間隔，在熱源機間可以確保空氣的取入空間。且，上部框體的寬度及下部框體的寬度的差，因為是設定成400mm以上，所以在熱源機間可以確保作業者進入的充分空間。其結果，可利用此空間容易且迅速地進行被收容於下部框體內的熱泵構成機器的維修、檢點作業。

又，上部框體的寬度及下部框體的寬度，是熱源機被併設的方向的長度，且是各寬度方向的最大長度。因此，設置複數台熱泵式熱源機的情況時，各熱源機的下部框體彼此之間隔，可設定成400mm以上。

本發明是一種熱泵式熱源機，在框體內，收容有空氣用熱交換器、壓縮機及熱交換器等的熱泵構成機器，前述框體，是由：將兩側面朝向下方寬度縮小的方式傾斜形成的上部框體、及連續設在該上部框體下面的下部框體所構成，前述空氣用熱交換器是被安裝於前述上部框體，前述下部框體的寬度，是被設定成比前述上部框體的寬度更小，設置複數台熱泵式熱源機，下部框體彼此之間隔是設定成一定值以上。

進一步，設置複數台前述熱泵式熱源機，在前述熱泵式熱源機可確保作業者進入的空間，在前述空間中的下部框體彼此之間，形成有矩形狀的開口。

本發明，可達成空氣用熱交換器的熱交換效率的提高，並且容易進行熱泵構成機器的維修、檢點作業。

以下，對於本發明的一實施例一邊參照圖面一邊說明。

第1圖～第6圖，是顯示例如在給熱水裝置及冷水供給裝置所使用的本發明的熱泵式熱源機的一實施例。又，在本實施例中，熱泵式熱源機1，雖是例示3台併設的情況，但是熱泵式熱源機1，是其他如2台、4台等的複數台可設置。

熱泵式熱源機1，是在框體2組入由熱泵構成機器所構成的熱泵循環。框體2，是由：上方的熱交換室(上部框體)20、及下方的機械室(下部框體)21所構成。

下部框體21，是在直方體形狀的框架21a前後左右各別安裝有側壁21b、21c、21d。在此下部框體21內，如第3圖～第5圖所示，收容有：將冷媒壓縮的壓縮機3、及進行水及冷媒間的熱交換的作為熱交換器的水熱交換器5、及將冷媒膨脹的膨脹閥(圖示省略)、變頻器9、及蓄壓器8、及控制盒10。

水熱交換器5，是例如採用將冷媒流路及水流路由內外2重管5a呈線圈狀捲地構成的水熱交換器。此水熱交換器5，是如第3圖及第5圖所示，被並設在控制盒10的側面側。且內外2重管5a，是沿著下部框體21的長度方向(下部框體21的前後方向)被設置。即，內外2重管5a，是由：沿著下部框體21的長度方向的一對直線部5b、5b、及將直線部5b、5b的兩端連結的圓弧部5c、5c所構成。如此，因為藉由配置內外2重管5a，可以縮窄水熱交換器5的寬度(直線部5b、5b的間隔)，所以設置空間變小。

又，水熱交換器5，也可採用藉由將多數的金屬托板重疊而形成冷媒流路及水流路的習知公知者。這種水熱交換器5，因為多數是由金屬托板所構成，所以可以小型地構成。

上部框體20，是在框架20a各別安裝前後壁20b、20c及頂壁20d。上部框體20的兩側面，是被開口且朝向下方寬度逐步地變窄的方式設成傾斜狀(V字狀)。且，在兩側面中，安裝有將各開口閉塞的方式被作成V字配列的一對空氣用熱交換器7、7。

且在前述上部框體20的頂壁20d的形成於前述空氣用熱交換器7、7上方的空氣吹出口25，設有由風扇所構成的送風機26。因此，藉由此送風機26從上部框體20的兩側被吸入的空氣，是通過各空氣用熱交換器7、7，朝上部框體20上方被排出。

如第2圖所示，對於上部框體20的頂壁20d的寬度W1，下部框體21的寬度W2是被設定較短。在此，上部框體20的頂壁20d的寬度W1及下部框體21的寬度W2，是熱源機1被併設的方向的長度，且是各寬度方向的最大長度。且，下部框體21是上下面的寬度W2是設定成相同，且在正面視成為矩形狀。

且上部框體20及下部框體21，是如第5圖及第6圖所示，在平面視形成長方形狀，上部框體20的頂壁20d的寬度W1及下部框體21的寬度W2的差(W1-W2)是設定成400mm以上(一定值以上)。且，下部框體21，是設在上部框體20的寬度方向的中央位置。

如此，將上部框體20形成朝向下方寬度變窄的形狀，進一步，上部框體20的下面的寬度、及下部框體21的上面的寬度W2是藉由設定成相同，使框體2正面視及背面視呈Y字狀。

又，在本實施例中，雖例示將上部框體20及下部框體21的短邊作為寬度，在上部框體20的長邊側配置空氣用熱交換器7、7的情況，但是相反地將上部框體20及下部框體21的長邊作為寬度，在上部框體20的短邊側配置空氣用熱交換器7、7的構成也可以。

且彼此相鄰接的熱泵式熱源機1的上部框體20的上線部彼此接觸或接近，下部框體21彼此之間隔L3，是設定成400mm以上。如此，藉由將下部框體21的間隔L3，設定成400mm以上，被收納於下部框體21的壓縮機3和水熱交換器5等的熱泵構成機器的維修、檢點作業時，可確保讓作業者進入框體間，將熱泵構成機器從下部框體21拉出的最適合的空間(空間)K。即，在空間K中的下部框體21彼此之間，形成有大致長方形或正方形等的矩形狀的開口。且，這種形狀的開口，是橫跨空間K的全長形成。

本實施例的熱泵式熱源機1，是由以上的構成所構成，接著，說明使用該熱源機1的情況。

首先，由水熱交換器5將水加熱的情況(使用於給熱水裝置的情況)時，由送風機26從大氣吸熱，在空氣用熱交換器7將大氣熱收集，朝冷媒傳達熱。成為高溫的冷媒，是由壓縮機3被壓縮，進一步成為高溫。將成為高溫的冷媒的熱由水熱交換器5朝水傳達將熱水煮沸。失去熱的冷媒，是透過膨脹閥再度朝空氣用熱交換器7被送出。

接著，由水熱交換器5將水冷卻的情況(使用於冷水供給裝置的情況)時，將圖示省略的四方閥切換，使由壓縮機3被壓縮的冷媒，朝各空氣用熱交換器7流入。另一方面，藉由送風機26的作動，從框體2側部被吸入的空氣，是通過空氣用熱交換器7，與流動於空氣用熱交換器7的高溫冷媒熱交換地被加熱後，朝框體2外被排出。

如前述，由熱源機1供給熱水的情況或供給冷水的情況的其中任一的情況時，在熱源機1之間因為空間K也被確保，所以這種熱源機1不會成為障礙，空氣可平順地通過空間K並充分地被取入空氣用熱交換器7。因此，各熱源機1的空氣用熱交換器7、7的熱交換效率可以效率佳地進行。

且被收納於下部框體21的壓縮機3和水熱交換器5等的熱泵構成機器的維修、檢點作業時，因為在熱源機1間被確保的空間K，是橫跨下部框體21間的朝上下方向設定成相同寬度，而與習知的朝向機械室下方寬度擴大的熱源機相異，可以確保作業者進入熱源機1間的充分的空間。因此，作業者容易進入熱源機1間被確保的空間K，可容易且迅速地進行下部框體21的側壁21d裝卸、零件的維修、檢點作業。

接著，因為進行了本實施例的熱源機1及習知的熱源機的性能比較的實驗，所以說明其結果。

如第7圖所示，本實施例的熱源機是被併設3台。且，對於各熱源機1A、1B、1C的空氣用熱交換器7、7的鉛直方向的傾斜角度θ，是設定成11°，並且下部框體21彼此之間隔L1，是設定成大致400mm。

第8圖是顯示被安裝於本實施例的熱源機1A、1B、1C的空氣用熱交換器7。空氣用熱交換器7，是由1~4行及A~E列所構成的20個模組7a所構成。又，在熱源機1A、1B、1C的左右側面中，安裝有同樣的空氣用熱交換器7、7。

且將送風機26作動將空氣通過空氣用熱交換器7的送風測量的結果，如第9圖所示。在同圖中，(a)是顯示開放側熱源機(第7圖所示的左端側的熱源機)1A的左側面的各模組7a的風速值。(b)是顯示開放側熱源機1A的右側面的各模組7a的風速值。(c)是顯示中央側熱源機1B的左側面的各模組7a的風速值。(d)是顯示中央側熱源機 1B的右側面的各模組7a的風速值。

如這些(a)~(d)的表所示，在開放側熱源機1A及中央側熱源機1B的各模組7a被測量出大致相同的風速。從此實驗結果明顯可知，開放側熱源機1A、1C及中央側熱源機1B中的風量幾乎沒有差別，在其中任一的熱源機1A、1B、1C也可以確認平均的風量流動。

且如第10圖所示，將第14圖所示的習知的熱源機100由預定間隔設置。空氣用熱交換器106，是如第11圖所示，由1~3行及A~C列所構成的9個模組106a所構成。

且將空氣通過習知的熱源機100的空氣用熱交換器106的送風測量結果，如第12圖所示。在同圖中，(a)是顯示熱源機100的左側面的各模組106a的風速值。(b)是顯示熱源機100的右側面的各模組106a的風速值。

如以上，與習知的熱源機100的熱交換器106的面積(能力系統)相比，本實施例的熱源機1的空氣用熱交換器7的面積，是大致2倍，與其成比例，本實施例的熱源機1的各空氣用熱交換器7的平均風量，是成為習知的熱源機100的空氣用熱交換器106的平均風量的2倍以上。

又，可以求得平均風量Fa=空氣用熱交換器的面積×平均風速。例如，在第8圖及第9圖(a)中，空氣熱交換器的正面面積為Afr=1.766m²、平均風速為Uav=1.97m/s。

因此，可求得平均風量Fa=1.766m²×1.97m/s×60s/min=208.74m³/min≒209m³/min。

從此實驗結果可確認，即使將空氣用熱交換器傾斜的本實施例的熱源機，也可以確保與空氣用熱交換器被平行配置的習知的熱源機同等以上的風量。

且空氣用熱交換器是在鉛直方向呈2面平行地設置的習知的熱源機中，為了確保空氣的取入空間，需要確保具有一定的距離。

但是在本實施例的熱源機中，即使將熱源機彼此的上部接觸地設置的情況，其構造上在兩者間仍可以確保空氣的取入空間。

本發明，不限定於前述實施例。例如，水熱交換器5，是如第13圖(a)所示，由內外複數線圈所構成也可以。具體而言，將內外2重管5a由外側的線圈5A及內側的線圈5B所構成。因此，本實施例，與如第14圖(a)所示的習知的情況相比，因為在成為空間的外側的線圈5A的內側，配置內側的線圈5B，所以可有效利用空間來達成設置空間的有效利用。且，可以加長熱交換用的線圈的長度，達成熱交換效率的提高。

如第13圖(b)所示，水熱交換器5，是採用多重管式的水熱交換器也可以。即，多重管5D，是由長條狀的外管5D1、及設在此外管5D1內的複數支的內管5D2所構成，這些由將內外管捲成線圈狀地構成。且，藉由內管5D2，形成冷媒流路，並且藉由各內管5D2彼此之間的空間、和內管5D2及外管5D1的空間，形成水流路。這種水熱交換器5雖小型但因為熱交換效率良好，所以可以達成小空間化。

且第3圖及第4圖，雖顯示各別將水熱交換器5由上下3段並列配置水熱交換器5的情況，但是水熱交換器5，是4段和5段等的其以外的複數段，或單體也可以。

且水熱交換器5，是考慮設置空間而設在壓縮機3等的上方，但也可以使下部框體21的寬度方向不會大型化。

在前述第7圖中，各熱源機1A、1B、1C的空氣用熱交換器7、7的傾斜角度θ，雖是例示11°的情況，但是這種傾斜角度θ，可依據空氣用熱交換器7、7的高度(上下方向的長度)等任意地設定，10～45°較佳，進一步，設定成15～20°也可以。

本實施例，除了熱泵給熱水裝置以外，也可以構成空氣調和裝置、冷藏裝置、冷凍裝置等。

本發明，只要不脫離其精神或主要的特徵，可以由其他的各式各樣的形式實施。因此，上述的實施例只是例示，並不限定解釋。本發明的範圍是依據申請專利範圍所示者，在說明書的本文中，並無任何拘束。進一步，屬於與申請專利範圍均等範圍的變形和變更，全部被包含於本發明的範圍內。

[產業上的利用可能性]

如以上本發明，是對於在給熱水裝置、空氣調和裝置、冷凍裝置等所使用的熱泵式熱源機有用。特別是，可達成空氣用熱交換器的熱交換效率的提高，並且容易進行熱泵構成機器的維修、檢點作業。

1．．．熱源機

1A，1C．．．開放側熱源機

1B．．．中央側熱源機

2．．．框體

3．．．壓縮機

5．．．水熱交換器(熱交換器)

5A．．．線圈

5a．．．內外2重管

5B．．．線圈

5b．．．直線部

5c．．．圓弧部

5D．．．多重管

5D1．．．外管

5D2．．．內管

7．．．空氣用熱交換器(熱交換器)

7a．．．模組

8．．．蓄壓器

9．．．變頻器

10．．．控制盒

20．．．上部框體

20a．．．框架

20b，20c．．．前後壁

20d．．．頂壁

21．．．下部框體

21a．．．框架

21b，21c，21d．．．側壁

25．．．空氣吹出口

26．．．送風機

100．．．熱源機

101．．．框體

101A．．．下部框體

103．．．壓縮機

104．．．水熱交換器

105．．．膨脹閥

106．．．空氣用熱交換器

106a．．．模組

107．．．送風機

[第1圖]顯示將本發明的一實施例的熱泵式熱源機複數台併設的狀態的立體圖。

[第2圖]顯示將同熱源機複數台併設的狀態的前視圖。

[第3圖]同熱源機的正面剖面圖。

[第4圖]同熱源機的側面剖面圖。

[第5圖]同熱源機的平面剖面圖。

[第6圖]同熱源機的平面圖。

[第7圖]在風速實驗所使用的本發明的熱源機的前視圖。

[第8圖]顯示同熱源機的空氣用熱交換器的前視圖。

[第9圖](a)～(d)，是各別顯示本發明的熱源機所進行的風速實驗的結果的圖。

[第10圖]在風速實驗所使用的習知的熱源機的前視圖。

[第11圖]顯示同熱源機的空氣用熱交換器的前視圖。

[第12圖](a)及(b)，是各別顯示習知的熱源機所進行的風速實驗的結果的圖。

[第13圖]顯示水熱交換器的其他的實施例，(a)是顯示平面圖，(b)是顯示主要部分的剖面圖。

[第14圖]顯示習知的熱源機，(a)是平面剖面圖，(b)是正面剖面圖。

[第15圖]顯示習知的熱源機的前視圖。

1．．．熱源機

2．．．框體

7．．．空氣用熱交換器(熱交換器)

20．．．上部框體

20a．．．框架

20b，20c．．．前後壁

20d．．．頂壁

21．．．下部框體

21a．．．框架

21b，21c，21d．．．側壁

25．．．空氣吹出口

26．．．送風機

Claims (4)

1. 一種熱泵式熱源機，是在框體內，收容有空氣用熱交換器、壓縮機及熱交換器等的熱泵構成機器，其特徵為：前述框體，是由：將兩側面朝向下方寬度縮小的方式傾斜形成的上部框體、及連續設在該上部框體下面的下部框體所構成，前述空氣用熱交換器是被安裝於前述上部框體，在前述下部框體的內部設置有前述壓縮機及熱交換器；前述下部框體，其正面形狀及背面形狀形成為矩形狀的直方體形狀，前述下部框體的寬度，是被設定成與前述上部框體的下面的寬度相同，前述下部框體的上下方向的長度設定成大於前述下部框體的寬度，前述上部框體的寬度及前述下部框體的寬度的差，是設定成400mm以上。
2. 一種熱泵式熱源機，其特徵為：設置複數台如申請專利範圍第1項的熱泵式熱源機。
3. 一種熱泵式熱源機，是在框體內，收容有空氣用熱交換器、壓縮機及熱交換器等的熱泵構成機器，前述框體，是由：將兩側面朝向下方寬度縮小的方式傾斜形成的上部框體、及連續設在該上部框體下面的下部 框體所構成，前述空氣用熱交換器是被安裝於前述上部框體，在前述下部框體的內部設置有前述壓縮機及熱交換器；前述下部框體，其正面形狀及背面形狀形成為矩形狀的直方體，前述下部框體的寬度，是被設定成與前述上部框體的下面的寬度相同，前述下部框體的上下方向的長度設定成大於前述下部框體的寬度，設置複數台熱泵式熱源機，下部框體彼此之間隔是設定成一定值以上。
4. 如申請專利範圍第3項的熱泵式熱源機，其中，在前述熱泵式熱源機可確保作業者進入的空間，在前述空間中的下部框體彼此之間，形成有矩形狀的開口。