WO2018179056A1 - ヒートポンプ装置 - Google Patents

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WO2018179056A1
WO2018179056A1 PCT/JP2017/012401 JP2017012401W WO2018179056A1 WO 2018179056 A1 WO2018179056 A1 WO 2018179056A1 JP 2017012401 W JP2017012401 W JP 2017012401W WO 2018179056 A1 WO2018179056 A1 WO 2018179056A1
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WO
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heat exchanger
refrigerant
heat pump
pump device
heat
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/012401
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English (en)
French (fr)
Inventor
周二 茂木
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
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Priority to JP2019508355A priority patent/JP6669306B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/46—Component arrangements in separate outdoor units
    • F24F1/48—Component arrangements in separate outdoor units characterised by air airflow, e.g. inlet or outlet airflow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type

Definitions

  • the present invention relates to a heat pump device.
  • a heat pump device that heats a liquid heat medium such as water using heat absorbed from outside air is widely used.
  • a heat pump device a water / refrigerant heat exchanger, an air / refrigerant heat exchanger, a blower fan that blows air to the air / refrigerant heat exchanger, a casing in which a refrigerant circuit and a blower are provided.
  • the heat pump unit provided with these is disclosed.
  • the water-refrigerant heat exchanger is housed in a water-refrigerant heat exchanger cover containing a heat insulating material made of polystyrene foam. Thereby, the heat radiation from the water refrigerant heat exchanger to the outside is suppressed.
  • a water-refrigerant heat exchanger cover containing a refrigerant heat exchanger is disposed on the bottom plate of the housing.
  • a blower fan is disposed above the water refrigerant heat exchanger cover. When the blower fan is driven, the air passing through the air refrigerant heat exchanger and having a temperature lower than that of the outside air passes through the housing. The low-temperature air is discharged outside after absorbing heat from the water-refrigerant heat exchanger when flowing around the water-refrigerant heat exchanger cover.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a heat pump device capable of suppressing heat dissipation from the water-refrigerant heat exchanger and suppressing reduction in energy efficiency. To do.
  • the heat pump device includes a first heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and air, a blower that sends air to the first heat exchanger, and a second heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the heat medium. And a storage container for storing the second heat exchanger, the first heat exchanger is installed along the rear surface in the housing, and the storage container is opposed to the first heat exchanger via a gap.
  • the internal air flow partitioned from the space where the blower is arranged is configured to close the upper surface of the gap.
  • a blocking member that forms a path in the gap and a communication portion that communicates the internal air flow path and the external space are provided.
  • the air that has flowed into the internal air flow path from the communicating portion flows to the first heat exchanger.
  • the heat released from the second heat exchanger can be recovered by the first heat exchanger, it is possible to suppress a decrease in energy efficiency.
  • the blocking member prevents low-temperature air that has passed through the first heat exchanger from flowing into the internal air passage, it suppresses heat dissipation from the second heat exchanger and suppresses a decrease in heat exchange efficiency. Is possible.
  • FIG. 2 is a top view showing an internal structure of the heat pump device according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a left view which shows the internal structure of the heat pump apparatus of Embodiment 1.
  • It is the external appearance perspective view which looked at the heat pump apparatus of Embodiment 1 from diagonally forward.
  • It is the external appearance perspective view which looked at the heat pump apparatus of Embodiment 1 from diagonally back.
  • It 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 of Embodiment 1.
  • FIG. It is a front view which shows the internal structure of the heat pump apparatus of Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a top view which shows the internal structure of the heat pump apparatus of Embodiment 2.
  • FIG. It is a left view which shows the internal structure of the heat pump apparatus of Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a front view showing the internal structure of the heat pump device 1 of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a top view showing the internal structure of the heat pump device 1 of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a left side view showing the internal structure of the heat pump device 1 of the first embodiment.
  • FIG. 4 is an external perspective view of the heat pump device 1 according to the first embodiment as viewed obliquely from the front.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the heat pump device 1 according to the first embodiment as viewed obliquely from behind.
  • FIG. 6 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. 1 is a front view showing the internal structure of the heat pump device 1 of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a top view showing the internal structure of the heat pump device 1 of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a left side view showing the internal structure of the heat pump device 1 of
  • the heat pump device 1 of the present 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.
  • the heat pump apparatus 1 includes a base 17 that forms a bottom plate of a housing. On the base 17, as viewed from the front, a machine room 14 is formed on the right side, and a blower room 15 is formed on the left side. The machine room 14 and the blower room 15 are separated by a partition plate 16 extending in the vertical direction. As shown in FIGS. 3 and 4, the casing forming the outline of the heat pump apparatus 1 further includes a front panel 18, a back panel 19, and a top panel 20 in addition to the base 17 described above.
  • the front panel 18 includes a front surface portion 18a that covers the front surface portion of the housing and a left side surface portion 18b that covers the left side surface of the housing.
  • the back panel 19 includes a rear surface portion 19a that covers the rear surface portion of the housing and a right side surface portion 19b that covers the right side surface of the housing.
  • the top panel 20 is configured to cover the upper surface portion of the housing.
  • These components of the housing are formed from, for example, a sheet metal material.
  • the outer surface of the heat pump device 1 is covered with this casing except for the air refrigerant heat exchanger 7 disposed on the rear surface side.
  • An opening for discharging the air that has passed through the blower chamber 15 is formed in the front surface portion 18a, and a lattice 18d is attached to the opening.
  • FIG. 1 shows a state in which each part of the casing other than the base 17 is removed. Further, in FIG. 1, illustration of some of the constituent devices is omitted.
  • a compressor 2 that compresses refrigerant
  • an expansion valve 10 that depressurizes the refrigerant (not shown in FIG. 1)
  • a suction pipe 4 that connects these
  • a discharge A refrigerant pipe such as the pipe 5 is incorporated.
  • the compressor 2 includes a compression unit (not shown) and a motor (not shown) inside a cylindrical shell.
  • the compression unit performs a refrigerant compression operation.
  • the motor drives the compression unit.
  • the compressor motor is driven by the electric power supplied from the outside.
  • the refrigerant is sucked into the compressor 2 through the suction pipe 4.
  • a discharge pipe 5 that discharges the refrigerant compressed in the compressor 2 is connected to the upper portion of the compressor 2.
  • the expansion valve 10 has a coil built-in member attached to the outer surface of the main body. By energizing the coil from the outside, the internal flow resistance adjusting unit is operated to adjust the flow resistance of the refrigerant.
  • the expansion valve 10 can adjust the pressure of the high-pressure refrigerant on the upstream side and the pressure of the low-pressure refrigerant on the downstream side.
  • the expansion valve 10 is an example of a decompression device that decompresses the refrigerant.
  • the blower room 15 has a larger space than the machine room 14 in order to secure an air passage.
  • a blower 6 is incorporated in the blower chamber 15.
  • the blower 6 includes two to three propeller blades and a motor that rotationally drives the propeller blades. The motor and propeller blades are rotated by electric power supplied from the outside.
  • An air refrigerant heat exchanger 7 as a first heat exchanger is installed on the rear side of the blower chamber 15 so as to face the blower 6.
  • the air refrigerant heat exchanger 7 includes a large number of thin aluminum fins and a long refrigerant pipe that reciprocates several times in close contact with the thin aluminum fins.
  • Each fin has a vertically long rectangular shape, and is fixed to the refrigerant tube in a stacked state with a minute gap in the lateral direction.
  • the air refrigerant heat exchanger 7 has a flat outer shape bent in an L shape.
  • the air refrigerant heat exchanger 7 is installed from the rear surface to the left side surface of the heat pump device 1.
  • the end portion on the rear surface side of the air refrigerant heat exchanger 7 extends to the rear side of the machine room 14.
  • the partition plate 16 has a flat outer shape bent in an L shape, and is installed so as to partition the space from the front surface of the heat pump device 1 to the end portion on the rear surface side of the air refrigerant heat exchanger 7. .
  • the air refrigerant heat exchanger 7 heat is exchanged between the refrigerant in the refrigerant pipe and the air around the fins.
  • the air volume of the air flowing between the fins and passing by the blower 6 is increased and adjusted, and the amount of heat exchange is increased and adjusted.
  • the air refrigerant heat exchanger 7 is an example of an evaporator that evaporates the refrigerant.
  • a water refrigerant heat exchanger 8 as a second heat exchanger is installed on the base 17 at the lower part of the blower chamber 15.
  • the water-refrigerant heat exchanger 8 is housed and installed in a rectangular parallelepiped storage container 12 in a state covered with a heat insulating material.
  • the water-refrigerant heat exchanger 8 is bent so that it can be stored in the storage container 12 with a long water pipe and a long refrigerant pipe in close contact with each other.
  • heat is exchanged between the refrigerant in the refrigerant pipe and the water in the water pipe, that is, the heat medium.
  • water, that is, the heat medium is heated.
  • a blower 6 is disposed above the water-refrigerant heat exchanger 8.
  • the outlet portion of the compressor 2 is connected to the refrigerant inlet portion of the water refrigerant heat exchanger 8 via the discharge pipe 5.
  • the refrigerant outlet portion of the water refrigerant heat exchanger 8 is connected to the inlet portion of the expansion valve 10 in the machine chamber 14 via a refrigerant pipe.
  • the outlet part of the expansion valve 10 is connected to the refrigerant inlet part of the air refrigerant heat exchanger 7 via a refrigerant pipe.
  • the refrigerant outlet portion of the air refrigerant heat exchanger 7 is connected to the inlet portion of the compressor 2 via the suction pipe 4.
  • Other refrigerant circuit components may be attached in the middle of each refrigerant pipe.
  • an electrical component storage box 9 is installed in the upper part of the machine room 14.
  • An electronic substrate is stored in the electrical product storage box 9.
  • electronic parts, electric parts, and the like constituting each module for driving and controlling the compressor 2, the expansion valve 10, the blower 6, and the like are attached on the electronic board.
  • Each module is controlled as follows, for example.
  • the rotation speed of the motor of the compressor 2 is changed to a rotation speed of about several tens rps (Hz) to one hundred rps (Hz).
  • the opening degree of the expansion valve 10 is changed.
  • the rotational speed of the blower 6 is changed to a rotational speed of about several hundred rpm to 1,000 rpm.
  • the electrical product storage box 9 is provided with a terminal block 9a for connecting external electrical wiring.
  • a service panel 27 for protecting the terminal block 9a and a water inlet valve 28 and a hot water outlet valve 29 described later is attached to the right side surface portion 19b.
  • 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.
  • a water circuit component including an internal pipe 30 and an internal pipe 31 is incorporated in the machine room 14.
  • the internal pipe 30 connects between the water inlet valve 28 and the water inlet portion of the water refrigerant heat exchanger 8.
  • the internal pipe 31 connects between the hot water outlet portion of the water refrigerant heat exchanger 8 and the hot water outlet valve 29.
  • the heat pump hot water supply system is configured by the heat pump device 1 and the hot water storage device 33.
  • the hot water storage device 33 includes a hot water storage tank 34 having a capacity of, for example, several hundred liters, and a water pump 35 for sending water in the hot water storage tank 34 to the heat pump device 1.
  • the heat pump device 1 and the hot water storage device 33 are connected via an external tube 36, an external tube 37, and electrical wiring (not shown).
  • the lower part of the hot water storage tank 34 is connected to the inlet of the water pump 35 via a pipe 38.
  • the external pipe 36 connects between the outlet of the water pump 35 and the water inlet valve 28 of the heat pump device 1.
  • the external pipe 37 connects between the hot water outlet valve 29 of the heat pump device 1 and the hot water storage device 33.
  • the external pipe 37 can communicate with the upper part of the hot water storage tank 34 via a pipe 39 in the hot water storage device 33.
  • the hot water storage device 33 further includes a mixing valve 40.
  • a hot water supply pipe 41 branched from a pipe 39, a water supply pipe 42 through which water supplied from a water source such as water supply passes, and a hot water supply pipe 43 through which hot water supplied to the user passes.
  • the mixing valve 40 adjusts the hot water supply temperature by adjusting the mixing ratio of hot water flowing from the hot water supply pipe 41, that is, high-temperature water, and water flowing from the water supply pipe 42, that is, low-temperature water.
  • the hot water mixed by the mixing valve 40 passes through the hot water supply pipe 43 and is sent to a user terminal such as a bathtub, a shower, a faucet, or a dishwasher.
  • a water supply pipe 44 branched from the water supply pipe 42 is connected to the lower part of the hot water storage tank 34. The water flowing from the water supply pipe 44 is stored below the hot water storage tank 34.
  • air refrigerant heat exchangers 7 are arranged on the rear side and the left side surface of the storage container 12. Between the storage container 12 and the air-refrigerant heat exchanger 7, a gap having an L-shape when viewed from above is provided. This gap is closed by an L-shaped closing member 21 formed of a resin material at a height position on the upper surface of the storage container 12.
  • the closing member 21 may be fixed to the storage container 12 or may be fixed to the base 17. Parts on the front side of the storage container 12 and the closing member 21 are in contact with the front panel 18. According to such a configuration, a space surrounded by the storage container 12, the air refrigerant heat exchanger 7 and the front panel 18 is formed as the internal air flow path 22 partitioned from the blower chamber 15.
  • the base 17 is provided with a base hole 17a as a communication portion for communicating the internal air flow path 22 and the external space.
  • the base hole 17 a is configured as a plurality of circular holes provided in the portion of the base 17 that forms the outer wall of the internal air flow path 22.
  • the shape and number of the base holes 17a are not limited.
  • the shape and the number of the base holes 17a that can secure the strength of the base 17 while securing the opening area can be appropriately set.
  • a front panel hole 18c is provided in the front surface portion 18a of the front panel 18 as a communication portion that communicates the internal air flow path 22 and the external space.
  • the shape and number of front panel holes 18c are not limited.
  • the front panel hole 18c may be configured as, for example, a horizontally long slit formed in a portion of the front surface portion 18a constituting the outer wall of the internal air flow path 22.
  • a guide member 23 is provided on the outer surface of the air refrigerant heat exchanger 7.
  • the guide member 23 is configured to cover the entire area from the lower end of the air refrigerant heat exchanger 7 to a specified height in the range from the left side end to the rear end of the air refrigerant heat exchanger 7. ing.
  • the prescribed height of the guide member 23 is a height that covers at least the range of the air refrigerant heat exchanger 7 located below the closing member 21.
  • the guide member 23 can be about twice as high as the height from the lower end of the air refrigerant heat exchanger 7 to the position of the closing member 21.
  • the guide member 23 is made of an aluminum thin plate material, and is fixed so as to contact a large number of aluminum fins provided in the air refrigerant heat exchanger 7.
  • An external air flow path 24 is formed in the space between the fins of the air refrigerant heat exchanger 7 in the range covered with the guide member 23.
  • the external air flow path 24 is closed by a guide member 23 on the outer surface side facing the external space.
  • the external air flow path 24 communicates with the internal air flow path 22 and the upper chamber 15 a of the blower chamber 15 on the inner side facing the blower chamber 15. According to such a configuration, an air passage is formed in which air guided from the base hole 17 a to the internal air flow path 22 passes through the external air flow path 24 and flows to the blower chamber 15.
  • the heat storage operation is an operation of accumulating hot water in the hot water storage tank 34 by sending hot water heated by the heat pump device 1 to the hot water storage device 33.
  • the heat storage operation it is as follows.
  • the compressor 2, the blower 6, and the water pump 35 are operated.
  • the rotational speed of the motor of the compressor 2 can vary in the range of several tens of rps (Hz) to about 100 rps (Hz).
  • Hz rps
  • the rotational speed of the motor of the blower 6 is changed to about several hundred rpm to 1,000 rpm, and the flow rate of air passing through the air refrigerant heat exchanger 7 is changed, whereby the heat of the refrigerant and air in the air refrigerant heat exchanger 7 is changed.
  • Exchange amount can be adjusted and controlled. Air is sucked from the rear of the air refrigerant heat exchanger 7 installed behind the blower 6, passes through the air refrigerant heat exchanger 7, passes through the blower chamber 15, and is opposite to the air refrigerant heat exchanger 7. It is discharged to the front of the front panel 18.
  • the expansion valve 10 adjusts the flow path resistance of the refrigerant. Thereby, the pressures of the high-pressure refrigerant on the upstream side and the low-pressure refrigerant on the downstream side of the expansion valve 10 can be adjusted and controlled.
  • the rotational speed of the compressor 2, the rotational speed of the blower 6, and the flow path resistance of the expansion valve 10 are controlled according to the installation environment and use conditions of the heat pump device 1.
  • the low-pressure refrigerant is sucked into the compressor 2 through the suction pipe 4.
  • the low-pressure refrigerant is compressed by the compression unit in the compressor 2 and becomes a high-temperature high-pressure refrigerant.
  • This high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged from the compressor 2 to the discharge pipe 5.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant passes through the discharge pipe 5 and flows into the refrigerant inlet portion of the water-refrigerant heat exchanger 8.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant heats water by exchanging heat with water in the water-refrigerant heat exchanger 8 to generate hot water.
  • the refrigerant reduces the enthalpy and lowers the temperature while passing through the water-refrigerant heat exchanger 8.
  • the high-pressure refrigerant having the lowered temperature flows from the refrigerant outlet portion of the water refrigerant heat exchanger 8 through the refrigerant pipe to the inlet portion of the expansion valve 10.
  • This high-pressure refrigerant drops in temperature by being decompressed by the expansion valve 10 and becomes a low-temperature and low-pressure refrigerant.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant flows from the outlet portion of the expansion valve 10 through the refrigerant pipe and into the inlet portion of the air refrigerant heat exchanger 7.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant exchanges heat with air in the air refrigerant heat exchanger 7 to increase enthalpy.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed into the suction pipe 4 from the outlet of the air refrigerant heat exchanger 7 is sucked into the compressor 2.
  • the refrigerant circulates and a heat pump cycle is performed.
  • the water in the hot water storage tank 34 flows into the water inlet portion of the water refrigerant heat exchanger 8 through the pipe 38, the outer pipe 36, the water inlet valve 28 and the inner pipe 30 by driving the water pump 35. To do.
  • This water exchanges heat with the refrigerant in the water refrigerant heat exchanger 8 and is heated to produce hot water.
  • the hot water flows through the internal pipe 31, the hot water outlet valve 29, the external pipe 37 and the pipe 39 and flows into the upper part of the hot water storage tank 34.
  • hot water accumulates in the hot water storage tank 34 from the upper part toward the lower part.
  • the hot water heated by the heat pump device 1 may be directly supplied to the user side without accumulating in the hot water storage tank 34.
  • the heat medium heated by the heat pump device 1 may be used for heating or the like.
  • an air flow is generated in the internal air flow path 22. More specifically, when the blower 6 is driven, an air flow that flows from the internal air flow path 22 to the external air flow path 24 is generated. Air flows into the internal air flow path 22 from the base hole 17a. The air flowing into the internal air flow path 22 receives the heat radiated from the water / refrigerant heat exchanger 8 in the process of circulating around the storage container 12. The air that has risen above the ambient temperature due to heat reception is guided to the external air flow path 24.
  • the air introduced into the external air flow path 24 flows upward through the external air flow path 24 while lowering the temperature by heat exchange with the refrigerant through the fins of the air refrigerant heat exchanger 7.
  • the air whose temperature has dropped due to heat exchange flows from the external air flow path 24 to the blower chamber 15 by the blower 6 and is discharged to the front of the front portion 18 a of the front panel 18.
  • the heat pump device 1 of the first embodiment since the internal air flow path 22 is partitioned from the blower chamber 15 by the closing member 21, the air that has passed the air refrigerant heat exchanger 7 and has become the outside air temperature or lower is the internal air. Distribution to the flow path 22 is prevented. Thereby, since the increase in the thermal radiation amount from the water refrigerant heat exchanger 8 in the storage container 12 is suppressed, the refrigerant heating efficiency in the water refrigerant heat exchanger 8 can be increased. Since air above the ambient temperature flows through the internal air flow path 22 around the storage container 12, it is possible to suppress heat dissipation without further increasing the heat insulating material in the storage container 12.
  • the air in the internal air flow path 22 that has received heat radiation from the water refrigerant heat exchanger 8 flows to the air refrigerant heat exchanger 7 via the external air flow path 24.
  • the energy efficiency of the system can be improved.
  • the air introduced from the internal air flow path 22 to the air refrigerant heat exchanger 7 receives heat released from the water refrigerant heat exchanger 8 and has risen to the ambient temperature or higher, so that the air refrigerant heat exchanger The heating efficiency of the refrigerant at 7 increases.
  • the refrigerant in the gas-liquid two-phase state can be suppressed from being sucked into the compressor 2, the reliability is improved by preventing abnormal vibration, low frequency sound and increase in noise in the compressor 2, and the like. Is possible. Further, if the refrigerant derived from the air refrigerant heat exchanger 7 is in a gas phase state, it is not necessary to provide a gas-liquid separator or an internal heat exchanger on the upstream side of the compressor 2. Space efficiency can also be improved.
  • the guide member 23 can guide the air flowing into the air refrigerant heat exchanger 7 from the internal air flow path 22 so as to rise in the external air flow path 24. Thereby, the heat exchange efficiency in the air refrigerant heat exchanger 7 can be increased.
  • the guide member 23 is made of an aluminum thin plate material and is in contact with a number of fins of the air refrigerant heat exchanger 7. For this reason, the guide member 23 can fulfill the function of transmitting the heat of the air flowing through the external air flow path 24 to the air refrigerant heat exchanger 7. Further, since the guide member 23 performs the same function as the fins of the air refrigerant heat exchanger 7, it is possible to reduce the number of fins in the external air flow path 24 without reducing the heat exchange efficiency. Thereby, since the air resistance of the external air flow path 24 can be reduced, the heat exchange efficiency in the air refrigerant heat exchanger 7 can be further increased.
  • the closing member 21 is made of a resin member, it is possible to suppress an increase in weight and to suppress heat transfer from the blower chamber 15 to the internal air flow path 22.
  • the heat pump device 1 of the first embodiment it is possible to obtain a heat pump device that is superior in terms of energy saving performance, quiet performance, and reliability.
  • the heat pump device 1 can adopt a modified form as follows.
  • the configuration of the guide member 23 is not essential.
  • the guide member 23 is not limited to being formed of an aluminum thin plate material, and may be another material having high heat conductivity.
  • the configuration of the closing member 21 is not limited to the shape along the gap between the storage container 12 and the air refrigerant heat exchanger 7.
  • the internal air flow path 22 and the blower chamber 15 may be partitioned at a position further above the upper surface of the storage container 12.
  • the base hole 17a and the front panel hole 18c may be configured to include only one of them.
  • the air refrigerant heat exchanger 7 may be configured with a refrigerant piping path so that the refrigerant flows downward from above. According to such a configuration, heat exchange with air having a temperature higher than the outside air temperature can be performed on the downstream side of the refrigerant pipe, so that the refrigerant sent to the compressor 2 can be effectively brought into a gas phase state. It becomes possible.
  • Embodiment 2 will be described with reference to FIGS.
  • the difference from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same or corresponding parts will be simplified or omitted.
  • FIG. 7 is a front view showing the internal structure of the heat pump device 1 of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a top view showing the internal structure of the heat pump device 1 of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a left side view showing the internal structure of the heat pump device 1 of the second embodiment.
  • FIG. 10 is an external perspective view of the heat pump device 1 according to the second embodiment as viewed obliquely from behind.
  • the guide member 23 is provided with a guide member hole 23a.
  • the guide member hole 23 a is an opening for circulating air in the external space into the external air flow path 24, and is configured as a plurality of through holes formed in the guide member 23.
  • the guide member hole 23a is disposed at a position higher than the height at which the closing member 21 is provided. According to such an arrangement, the guide member hole 23 a is positioned higher than the portion of the air refrigerant heat exchanger 7 that faces the internal air flow path 22.
  • the heat pump device 1 by providing the guide member hole 23a in the guide member 23, the following actions and effects can be obtained.
  • the temperature of the air flowing from the internal air flow path 22 to the external air flow path 24 is lowered by heat exchange performed in the flow process. For this reason, it is also assumed that the air that has fallen to the outside air temperature or less flows particularly downstream of the external air flow path 24.
  • external air flows from the guide member hole 23 a to the external air flow path 24.
  • the air circulated from the internal air flow path 22 is mixed with the external air circulated from the guide member hole 23a.
  • the heat pump device 1 according to the second embodiment can adopt a modified form as follows.
  • the shape, arrangement, and number of the guide member holes 23a are not particularly limited.
  • a region where the air flowing through the external air flow path 24 is below the outside air temperature may be grasped in advance, and the shape and arrangement of the guide member holes 23a may be set so that the external air flows through the region.
  • Embodiment 3 FIG. Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIGS. 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.
  • FIG. 11 is a front view showing the internal structure of the heat pump device 1 of the third embodiment.
  • FIG. 12 is a left side view illustrating the internal structure of the heat pump device 1 according to the third embodiment.
  • the guide member 23 is provided with a curved portion 23b.
  • the curved portion 23b has a curved shape such that the vicinity of the center in the height direction of the guide member 23 has a convex shape outward from the air refrigerant heat exchanger 7.
  • the air refrigerant heat exchanger 7 may have a curved shape along the curved portion 23b, or a gap may be formed between the curved portion 23b and the planar shape.
  • the following actions and effects can be obtained by providing the guide member 23 with the curved portion 23b.
  • the air flowing from the internal air flow path 22 to the external air flow path 24 flows upward while curving and bulging along the curved portion 23b.
  • circulates the external air flow path 24 increases.
  • the heat pump apparatus 1 of Embodiment 3 since the air which distribute

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Abstract

ヒートポンプ装置は、冷媒と空気とを熱交換させる第一熱交換器と、第一熱交換器へ風を送る送風機と、冷媒と熱媒体とを熱交換させる第二熱交換器と、第二熱交換器を収納する収納容器と、を有している。第一熱交換器は、筐体内の後面に沿って設置されている。収納容器は、第一熱交換器に対して隙間を介して対向するように筐体の底板の上に設置されている。送風機は、収納容器の上方に配置されている。そして、ヒートポンプ装置は、収納容器と第一熱交換器との隙間の上面を塞ぐように構成され、送風機が配置された空間から区画された内部空気流路を当該隙間に形成する閉塞部材と、内部空気流路と外部空間とを連通させる連通部と、を備えている。

Description

ヒートポンプ装置
　本発明は、ヒートポンプ装置に関する。
　外気から吸収した熱を用いて水などの液状熱媒体を加熱するヒートポンプ装置が広く用いられている。特許文献１には、このようなヒートポンプ装置として、水冷媒熱交換器と、空気冷媒熱交換器と、空気冷媒熱交換器に送風する送風ファンと、冷媒回路及び送風手段を内設した筐体と、を備えたヒートポンプユニットが開示されている。このヒートポンプユニットでは、発泡スチロールで構成された断熱材を内包した水冷媒熱交換器カバーに水冷媒熱交換器を収納する構成としている。これにより、水冷媒熱交換器から外部への放熱が抑制される。
日本特開２０１１－９４８９６号公報
　特許文献１のヒートポンプユニットでは、冷媒熱交換器を収納した水冷媒熱交換器カバーが、筐体の底板上に配置されている。水冷媒熱交換器カバーの上方には送風ファンが配置されている。送風ファンが駆動されると、空気冷媒熱交換器を通過して外気よりも低温となった空気が筐体内を通過する。この低温空気は、水冷媒熱交換器カバーの周囲を流れる際に水冷媒熱交換器から熱を吸収した後、外部へ放出される。このため、特許文献１のヒートポンプユニットでは、水冷媒熱交換器からの放熱量が増大することによる熱交換効率の低下、及び水冷媒熱交換器の熱が外部へ放出されることによるエネルギ効率の低下が問題となる。
　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、水冷媒熱交換器からの放熱を抑制するとともにエネルギ効率の低下を抑制することのできるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
　本発明に係るヒートポンプ装置は、冷媒と空気とを熱交換させる第一熱交換器と、第一熱交換器へ風を送る送風機と、冷媒と熱媒体とを熱交換させる第二熱交換器と、第二熱交換器を収納する収納容器と、を有し、第一熱交換器は筐体内の後面に沿って設置され、収納容器は第一熱交換器に対して隙間を介して対向するように筐体の底板の上に設置され、送風機は収納容器の上方に配置されたヒートポンプ装置において、当該隙間の上面を塞ぐように構成され、送風機が配置された空間から区画された内部空気流路を隙間に形成する閉塞部材と、内部空気流路と外部空間とを連通させる連通部と、を備えるものである。
　本発明のヒートポンプ装置によれば、連通部から内部空気流路へと流入した空気が第一熱交換器へと流通する。これにより、第二熱交換器からの放出された熱を第一熱交換器によって回収することができるので、エネルギ効率の低下を抑制することが可能となる。また、第一熱交換器を通過した低温の空気が内部空気通路に流れることが閉塞部材によって防がれるので、第二熱交換器からの放熱を抑制して熱交換効率の低下を抑制することが可能となる。
実施の形態１のヒートポンプ装置の内部構造を示す正面図である。 実施の形態１のヒートポンプ装置の内部構造を示す上面図である。 実施の形態１のヒートポンプ装置の内部構造を示す左側面図である。 実施の形態１のヒートポンプ装置を斜め前から見た外観斜視図である。 実施の形態１のヒートポンプ装置を斜め後ろから見た外観斜視図である。 実施の形態１のヒートポンプ装置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。 実施の形態２のヒートポンプ装置の内部構造を示す正面図である。 実施の形態２のヒートポンプ装置の内部構造を示す上面図である。 実施の形態２のヒートポンプ装置の内部構造を示す左側面図である。 実施の形態２のヒートポンプ装置を斜め後ろから見た外観斜視図である。 実施の形態３のヒートポンプ装置の内部構造を示す正面図である。 実施の形態３のヒートポンプ装置の内部構造を示す左側面図である。
　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。
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の内部構造を示す上面図である。図３は、実施の形態１のヒートポンプ装置１の内部構造を示す左側面図である。図４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５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６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。
　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。
　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３及び図４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。前面部１８ａには、送風機室１５を通った空気を排出するための開口が形成され、この開口には格子１８ｄが取り付けられている。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。
　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。
　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。
　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、第一熱交換器としての空気冷媒熱交換器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の空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。
　送風機室１５の下部のベース１７の上に、第二熱交換器としての水冷媒熱交換器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、長い水管と長い冷媒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、冷媒管内の冷媒と、水管内の水すなわち熱媒体との間で熱を交換する。水冷媒熱交換器８内では、水すなわち熱媒体が加熱される。水冷媒熱交換器８の上方に送風機６が配置されている。
　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。
　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４及び図５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。
　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。
　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。
　図６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。
　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。
　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。
　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。図２に示すように、収納容器１２の後側及び左側面側には空気冷媒熱交換器７が配置されている。収納容器１２と空気冷媒熱交換器７の間には、上方視においてＬ字型の形状を有する隙間が設けられている。この隙間は、収納容器１２の上面の高さの位置において、樹脂材によって形成されたＬ字型の閉塞部材２１によって塞がれている。閉塞部材２１は、収納容器１２に固定されていてもよいし、また、ベース１７に固定されていてもよい。収納容器１２及び閉塞部材２１の正面側の部位は、フロントパネル１８に当接している。このような構成によれば、収納容器１２と空気冷媒熱交換器７とフロントパネル１８とに囲まれた空間が、送風機室１５から区画された内部空気流路２２として形成される。
　ベース１７には、内部空気流路２２と外部空間とを連通させる連通部としてのベース穴１７ａが設けられている。ベース穴１７ａは内部空気流路２２の外壁を構成するベース１７の部分に設けられた複数の円形の孔として構成されている。なお、ベース穴１７ａの形状及び個数に限定はない。ベース穴１７ａは、開口面積を確保しながらベース１７の強度を確保し得る形状及び個数を適宜設定することができる。また、フロントパネル１８の前面部１８ａには、内部空気流路２２と外部空間とを連通させる連通部としてのフロントパネル穴１８ｃが設けられている。なお、フロントパネル穴１８ｃの形状及び個数に限定はない。フロントパネル穴１８ｃは、例えば、内部空気流路２２の外壁を構成する前面部１８ａの部分に形成された横長のスリットとして構成されていてもよい。
　図１から図３に示すように、空気冷媒熱交換器７の外側面には、ガイド部材２３が設けられている。ガイド部材２３は、空気冷媒熱交換器７の左側面側の端部から後側の端部までの範囲において、空気冷媒熱交換器７の下端から規定の高さまでの全域を覆うように構成されている。ガイド部材２３の規定の高さは、少なくとも閉塞部材２１の下側に位置する空気冷媒熱交換器７の範囲が覆われる高さとされる。例えばガイド部材２３は、空気冷媒熱交換器７の下端から閉塞部材２１の位置までの高さの２倍程度の高さとすることができる。ガイド部材２３は、アルミの薄板材によって構成され、空気冷媒熱交換器７に設けられている多数のアルミのフィンに接触するように固定されている。
　ガイド部材２３に覆われた範囲の空気冷媒熱交換器７のフィンの間の空間には、外部空気流路２４が形成されている。外部空気流路２４は、外部空間に面する外側面側がガイド部材２３によって塞がれている。また、外部空気流路２４は、送風機室１５に面する内側面側は内部空気流路２２及び送風機室１５の上部室１５ａに連通している。このような構成によれば、ベース穴１７ａから内部空気流路２２に導かれた空気が外部空気流路２４を通過して送風機室１５へと流れる風路が形成される。
　次に、蓄熱運転におけるヒートポンプ装置１の動作について説明する。蓄熱運転は、ヒートポンプ装置１で加熱された湯を貯湯装置３３へ送ることで貯湯タンク３４内に湯を蓄積する運転である。蓄熱運転では、以下のようになる。圧縮機２、送風機６及び水ポンプ３５が運転される。圧縮機２のモータの回転速度は、数十ｒｐｓ（Ｈｚ）～百ｒｐｓ（Ｈｚ）程度の範囲で変化できる。これにより、冷媒の流量を変化させることで、加熱能力を調節制御できる。
　送風機６のモータの回転速度は数百ｒｐｍ～千ｒｐｍ程度に変化し、空気冷媒熱交換器７を通過する空気の流量を変化させることで、空気冷媒熱交換器７での冷媒と空気の熱交換量を調節制御できる。空気は、送風機６の後方に設置された空気冷媒熱交換器７の後方から吸い込まれ、空気冷媒熱交換器７を通過し、送風機室１５を通過し、空気冷媒熱交換器７と反対側のフロントパネル１８の前方へ排出される。
　膨張弁１０は、冷媒の流路抵抗度を調節する。これにより、膨張弁１０の上流側の高圧冷媒及び下流側の低圧冷媒の圧力を調節制御できる。圧縮機２の回転速度、送風機６の回転速度、膨張弁１０の流路抵抗度は、ヒートポンプ装置１の設置環境及び使用条件などに応じて制御される。
　低圧冷媒は吸入管４を通って圧縮機２へ吸入される。低圧冷媒は圧縮機２内の圧縮部で圧縮され、高温高圧冷媒になる。この高温高圧冷媒が圧縮機２から吐出管５へ吐出される。高温高圧冷媒は、吐出管５を通り、水冷媒熱交換器８の冷媒入口部に流入する。高温高圧冷媒は、水冷媒熱交換器８で水と熱交換することで水を加熱し湯を生成させる。冷媒は、水冷媒熱交換器８を通過する間にエンタルピを低下させ、温度を低下させる。この温度低下した高圧冷媒は、水冷媒熱交換器８の冷媒出口部から、冷媒管を通り、膨張弁１０の入口部に流入する。この高圧冷媒は、膨張弁１０で減圧されることで温度降下し、低温低圧冷媒となる。この低温低圧冷媒は、膨張弁１０の出口部から、冷媒管を通り、空気冷媒熱交換器７の入口部に流入する。低温低圧冷媒は、空気冷媒熱交換器７で空気と熱交換し、エンタルピを増加させる。空気冷媒熱交換器７の出口部から吸入管４に流入した低圧冷媒は、圧縮機２に吸入される。このように冷媒が循環してヒートポンプサイクルが行われる。
　同時に、水ポンプ３５の駆動により、貯湯タンク３４内の下部の水が、管３８、外部管３６、水入口バルブ２８及び内部管３０を通って、水冷媒熱交換器８の水入口部に流入する。この水が水冷媒熱交換器８で冷媒と熱交換し加熱されて湯が生成する。この湯は、内部管３１、湯出口バルブ２９、外部管３７及び管３９を通り、貯湯タンク３４の上部に流入する。このような蓄熱運転を行うことで、貯湯タンク３４内に上部から下部に向かって高温の湯が蓄積していく。
　なお、ヒートポンプ装置１で加熱された湯を貯湯タンク３４に溜めることなくユーザ側に直接供給しても良い。また、ヒートポンプ装置１で加熱された熱媒体を暖房等に利用しても良い。
　ここで、実施の形態１のヒートポンプ装置１の蓄熱運転では、内部空気流路２２に空気の流れが発生する。より詳しくは、送風機６が駆動されると、内部空気流路２２から外部空気流路２４へと流通する空気の流れが発生する。内部空気流路２２には、ベース穴１７ａから空気が流入する。内部空気流路２２へ流入した空気は、収納容器１２の周囲を流通する過程で水冷媒熱交換器８から放熱された熱を受熱する。受熱によって外気温以上に上昇した空気は、外部空気流路２４へと導かれる。外部空気流路２４に導入された空気は、空気冷媒熱交換器７のフィンを介して冷媒との熱交換によって温度を降下させながら外部空気流路２４を上方へと流通する。熱交換によって温度が降下した空気は、送風機６によって外部空気流路２４から送風機室１５へと流通し、フロントパネル１８の前面部１８ａの前方へと排出される。
　実施の形態１のヒートポンプ装置１の構成によれば、以下のような効果が得られる。
　実施の形態１のヒートポンプ装置１では、閉塞部材２１によって内部空気流路２２が送風機室１５から区画されているため、空気冷媒熱交換器７を通過して外気温以下となった空気が内部空気流路２２へと流通することが防がれる。これにより、収納容器１２内の水冷媒熱交換器８からの放熱量の増加が抑制されるので、水冷媒熱交換器８での冷媒加熱効率を高めることができる。収納容器１２の周囲の内部空気流路２２には外気温以上の空気が流通するため、収納容器１２内の断熱材を更に増加させることなく放熱を抑制することが可能となる。
　実施の形態１のヒートポンプ装置１では、水冷媒熱交換器８からの放熱を受けた内部空気流路２２内の空気が、外部空気流路２４を介して空気冷媒熱交換器７に流通する。これにより、水冷媒熱交換器８からの放熱が空気冷媒熱交換器７における熱交換によって回収されるため、システムのエネルギ効率を高めることが可能となる。また、内部空気流路２２から空気冷媒熱交換器７へと導入される空気は、水冷媒熱交換器８からの放熱を受けて外気温以上に昇温しているため、空気冷媒熱交換器７での冷媒の加熱効率が高まる。これにより、気液２相状態の冷媒が圧縮機２に吸入されることを抑制することができるので、圧縮機２における異常振動、低周波音及び騒音の増加等を防いで信頼性を高めることが可能となる。また、空気冷媒熱交換器７から導出される冷媒が気相状態となれば、圧縮機２の上流側に気液分離器又は内部熱交換器等を設ける必要がなくなるため、部品点数の削減及びスペース効率の向上を図ることもできる。
　ガイド部材２３は、内部空気流路２２から空気冷媒熱交換器７へ流入した空気を、外部空気流路２４内を上昇するように誘導することができる。これにより、空気冷媒熱交換器７での熱交換効率を高めることが可能となる。また、ガイド部材２３は、アルミの薄板材によって構成され且つ空気冷媒熱交換器７の多数のフィンに接触している。このため、ガイド部材２３は外部空気流路２４を流れる空気の熱を空気冷媒熱交換器７へと伝える機能を果たすことが可能となる。また、ガイド部材２３が空気冷媒熱交換器７のフィンと同等の機能を果たすことにより、熱交換効率を低下させることなく外部空気流路２４内のフィンの数を減らすことも可能となる。これにより、外部空気流路２４の空気抵抗を減らすことができるので、空気冷媒熱交換器７での熱交換効率を更に高めることも可能となる。
　閉塞部材２１は樹脂部材で構成されているため、重量の増加を抑制するとともに、送風機室１５から内部空気流路２２への熱伝達を抑制することも可能となる。
　このように、実施の形態１のヒートポンプ装置１によれば、省エネルギ性能面、静粛性能面、及び信頼性能面において優れたヒートポンプ装置を得ることが可能となる。
　ところで、実施の形態１のヒートポンプ装置１は、以下のように変形した態様を採用することもできる。
　ガイド部材２３の構成は必須ではない。また、ガイド部材２３は、アルミの薄板材で構成されるものに限らず、伝熱性の高い他の材料でもよい。
　閉塞部材２１の構成は、収納容器１２と空気冷媒熱交換器７との隙間に沿った形状に限らない。例えば、収納容器１２の上面よりも更に上方の位置において、内部空気流路２２と送風機室１５とを区画するように構成されていてもよい。
　ベース穴１７ａとフロントパネル穴１８ｃは、何れか一方のみを備える構成でもよい。
　空気冷媒熱交換器７は、冷媒が上方から下方に向かって流れるように冷媒配管の経路が構成されていてもよい。このような構成によれば、冷媒配管の下流側において外気温よりも高温の空気との熱交換を行うことができるため、圧縮機２へと送られる冷媒を有効に気相状態にすることが可能となる。
実施の形態２．
　次に、図７から図１０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。
　図７は、実施の形態２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８は、実施の形態２のヒートポンプ装置１の内部構造を示す上面図である。図９は、実施の形態２のヒートポンプ装置１の内部構造を示す左側面図である。図１０は、実施の形態２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。
　実施の形態２のヒートポンプ装置１は、ガイド部材２３にガイド部材穴２３ａが設けられている。ガイド部材穴２３ａは、外部空間の空気を外部空気流路２４内に流通させるための開口部であり、ガイド部材２３に形成された複数の貫通孔として構成されている。ガイド部材穴２３ａは、閉塞部材２１が設けられている高さよりも高い位置に配置されている。このような配置によれば、ガイド部材穴２３ａは、内部空気流路２２に対向する空気冷媒熱交換器７の部分よりも高い位置となる。
　実施の形態２のヒートポンプ装置１では、ガイド部材２３にガイド部材穴２３ａを設けることにより、以下の作用及び効果が得られる。内部空気流路２２から外部空気流路２４へと流通する空気は、流通の過程で行なわれる熱交換によって温度が降下する。このため、外部空気流路２４の特に下流側には、外気温以下まで降下した空気が流れることも想定される。実施の形態２のヒートポンプ装置１では、外部の空気がガイド部材穴２３ａから外部空気流路２４に流通する。これにより、外部空気流路２４では、内部空気流路２２から流通する空気が、ガイド部材穴２３ａから流通する外部の空気と混合される。これにより、外部空気流路２４内の空気が外気温以下となることが抑制されるので、空気冷媒熱交換器７における冷媒の加熱効率の低下を抑制することが可能となる。
　ところで、実施の形態２のヒートポンプ装置１は、以下のように変形した態様を採用することもできる。
　ガイド部材穴２３ａの形状、配置及び個数は特に限定しない。例えば、外部空気流路２４を流れる空気が外気温以下となる領域を予め把握しておき、当該領域に外部空気が流通するようにガイド部材穴２３ａの形状及び配置を設定することとしてもよい。
実施の形態３．
　次に、図１１及び図１２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。
　図１１は、実施の形態３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１２は、実施の形態３のヒートポンプ装置１の内部構造を示す左側面図である。実施の形態３のヒートポンプ装置１は、ガイド部材２３に湾曲部２３ｂが設けられている。湾曲部２３ｂは、ガイド部材２３の高さ方向の中央付近が、空気冷媒熱交換器７から外側に向かって凸形状となるように湾曲した形状を有している。なお、空気冷媒熱交換器７は、湾曲部２３ｂに沿った湾曲形状を有していてもよいし、また、平面形状によって湾曲部２３ｂとの間に隙間が形成されてもよい。
　実施の形態３のヒートポンプ装置１では、ガイド部材２３に湾曲部２３ｂを設けることにより、以下の作用及び効果が得られる。実施の形態３のヒートポンプ装置１では、内部空気流路２２から外部空気流路２４へと流通した空気が、湾曲部２３ｂに沿って湾曲して膨らみながら上方へと流通する。これにより、空気の流れが屈曲することを防ぐことができるので、外部空気流路２４を流通する空気の抵抗が増大することが抑制される。このように、実施の形態３のヒートポンプ装置１によれば、外部空気流路２４を流通する空気をスムーズに流すことができるので、空気冷媒熱交換器７での加熱効率を有効に高めることが可能となる。
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
１５ａ　上部室
１５ｂ　下部室
１６　仕切板
１７　ベース
１７ａ　ベース穴
１８　フロントパネル
１８ａ　前面部
１８ｂ　左側面部
１８ｃ　フロントパネル穴
１８ｄ　格子
１９　バックパネル
１９ａ　後面部
１９ｂ　右側面部
２０　トップパネル
２１　閉塞部材
２２　内部空気流路
２３　ガイド部材
２３ａ　ガイド部材穴
２４　外部空気流路
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

Claims (11)

  1. 　冷媒と空気とを熱交換させる第一熱交換器と、前記第一熱交換器へ風を送る送風機と、冷媒と熱媒体とを熱交換させる第二熱交換器と、前記第二熱交換器を収納する収納容器と、を有し、前記第一熱交換器は筐体内の後面に沿って設置され、前記収納容器は前記第一熱交換器に対して隙間を介して対向するように前記筐体の底板の上に設置され、前記送風機は前記収納容器の上方に配置されたヒートポンプ装置において、
    　前記隙間の上面を塞ぐように構成され、前記送風機が配置された空間から区画された内部空気流路を前記隙間に形成する閉塞部材と、
    　前記内部空気流路と外部空間とを連通させる連通部と、
    　を備えることを特徴とするヒートポンプ装置。
  2. 　前記連通部は、前記筐体に形成された１又は複数の孔又はスリットであることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
  3. 　前記連通部は、前記底板に形成された１又は複数の開口を含むことを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ装置。
  4. 　前記連通部は前記筐体の正面側に形成された１又は複数の開口を含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のヒートポンプ装置。
  5. 　前記第一熱交換器のうち、前記内部空気流路に対向する部分の外側面を覆うガイド部材をさらに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項に記載のヒートポンプ装置。
  6. 　前記ガイド部材は、前記第一熱交換器の外側面の形状に沿って当接して配置されていることを特徴とする請求項５に記載のヒートポンプ装置。
  7. 　前記ガイド部材は、前記第一熱交換器の外側面から外側に向かって凸形状となるように湾曲した湾曲部を含んで構成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のヒートポンプ装置。
  8. 　前記ガイド部材を貫通する開口部を更に備えることを特徴とする請求項５から請求項７の何れか１項に記載のヒートポンプ装置。
  9. 　前記開口部は、前記ガイド部材に設けられた１又は複数の孔を含むことを特徴とする請求項８に記載のヒートポンプ装置。
  10. 　前記開口部は、前記第一熱交換器のうちの前記内部空気流路に対向する部分の高さよりも高い位置に設けられていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のヒートポンプ装置。
  11. 　前記第一熱交換器は、上部から下部に向かって冷媒が流れるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載のヒートポンプ装置。
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