JP2006275322A - 給湯器用室外ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒対水熱交換器の熱交換用配管からの放熱ロスを低減し、熱交換用配管間の無駄な接触によって生ずる熱交換ロスを低減して、より高効率に熱交換を行うことができる給湯用室外ユニットを提供する。
【解決手段】冷媒配管４２と給湯配管４１とからなる熱交換用配管４０と、内部熱交換器５と、これらの熱交換用配管４０及び内部熱交換器５の間に発泡断熱材０を充填して熱交換用配管４０及び内部熱交換器５を一体成形する充填部とを有する温水用ガスクーラユニットを備えた。また、熱交換用配管４０及び内部熱交換器５を保持するスペーサ２０〜２３を備え、これらの熱交換用配管４０及び内部熱交換器配管５の間に発泡断熱材５０を充填した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、給湯器用室外ユニットに係り、より詳しくは、断熱性能に優れた熱交換用配管を備えた給湯器用室外ユニットに関するものである。

従来の給湯器用室外ユニットの熱交換用配管は、水が流れる給湯配管と、圧縮機で圧縮された高温、高圧のガス冷媒が流れる冷媒配管とが接触して熱交換できるように、交互に重ねて螺旋状に巻き回されており、全体形状がほぼ円筒状に形成され、熱交換用配管の外側のみが発泡断熱材で被覆されていた（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の蓄熱槽は、内槽、外装、及び発泡成形された硬質ウレタンフォームからなる断熱材で構成され、硬質ウレタンフォームは内槽側シート及び外槽側シートの間に注入されて一体成形され、蓄熱媒体と熱交換する蓄熱熱交換器を備えていた（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２４７７４６号公報（第２頁−第３頁、第３図、第４図） 特開平６−３３１２８９号公報（第２頁−第３頁、第１図）

特許文献１に記載された給湯器用室外ユニットでは、ほぼ円筒形状に形成された熱交換用配管の外側を発泡断熱材で被覆しているが、熱交換用配管の周囲は空間となっていて断熱されていないため、この空間部より放熱されて放熱ロスが生じていた。また、熱交換用配管によって熱交換を行う場合、給湯配管と冷媒配管双方の温度差が大きい状態で実施するのが効率的であるが、冷媒配管の上下に給湯配管が配置され、さらにそれぞれが接触しているため、冷媒配管の熱は効率の一番良い給湯配管と熱交換すると共に、二番目に効率の良い次の相の給湯配管と同時に熱交換をしているため、もともと熱交換ロスが生じている。この状態において、熱交換用配管の外周を断熱するためには、給湯配管と冷媒配管との隙間に断熱材が入り込んで熱交換が阻害されないように、金属箔を外周に配置しなくてはならないため、この金属箔によって配管同士の熱伝導が促進され、さらに熱交換の効率ロスが増大し、しかも部品点数が増えるためコストアップの原因ともなっていた。

また、特許文献２に記載された蓄熱槽では、その形状を構成するために断熱材の周囲に外装部品を設けなければならず、コストアップをもたらしていた。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷媒対水熱交換器の熱交換用配管からの放熱ロスを低減すると共に、熱交換用配管間の無駄な接触によって生ずる熱交換ロスを低減し、より一層高効率に熱交換を行うことができる給湯用室外ユニットを提供することを目的とする。

本発明に係る給湯器用室外ユニットは、冷媒配管と給湯配管とからなる熱交換用配管と、内部熱交換器と、これらの熱交換用配管及び内部熱交換器の間に発泡断熱材を充填して熱交換用配管及び内部熱交換器を一体成形する充填部とを有する温水用ガスクーラーユニットを備えたものである。

熱交換用配管及び内部熱交換器の隙間に発泡断熱材を充填して温水用ガスクーラーユニットを形成したので、熱交換用配管及び内部熱交換器の距離が一定に保たれ、熱交換効率が向上し、振動等による音の発生がなくなり、各部品間の間隔を必要最小限に抑えることができる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る給湯器用室外ユニットの分解斜視図、図２は図１の温水用ガスクーラーユニットの斜視図、図３は図１に示す給湯器用室外ユニットの冷媒給湯回路を示す配管系統図である。図において、給湯器用室外ユニットの最下段部には、冷媒対水用熱交換器４と、内部熱交換器５と、これらを接続する接続配管２と、サービス時などに給湯回路Ａから水を排水するための水抜き栓３とを内部に配置する温水用ガスクーラーユニット１が配置されている。

温水用ガスクーラーユニット１の上部には、冷凍サイクル回路Ｂの圧縮機１３が配置され、背面から図の左側面にかけてほぼＬ字状をした蒸発器１１が配置され、その手前には蒸発器１１と外気との熱交換を行うために風を送る送風機１２が配置されている。図１の右側面手前には、給湯回路Ａの水を循環させるための給湯ポンプ１４が配置され、給湯タンク（図示せず）からの水を水入口バルブ１５から温水用ガスクーラーユニット１の内部に取り入れ、冷媒対水熱交換器４の給湯配管４１を経由して給湯出口バルブ１９に至り、給湯タンクへ戻るようにしてある。また、給湯器用室外ユニットの外郭は、前面にグリル９を配置し、図の左側面に吸込み口を備えたフロントパネル８を配置すると共に、図の右側面から背面の蒸発器１１の端面まではこれらを覆うバックパネル１０を配置し、さらにバックパネル１０にはバルブ類を覆うサービスパネル１６が取り付けられ、これらの最上部にはトップパネル７を配置している。

図４は図２に示す温水用ガスクーラーユニット１の縦断面図、図５は図４に示す冷媒対水熱交換器の熱交換用配管のイ−イ断面図である。図５に示すように、冷媒対水熱交換器４の熱交換用配管４０は、外周に複数条の山谷部を各条毎に連続して螺旋状に形成した捩り管を給湯配管４１としてその内部に水が流れるようにしてあり、一方、分岐した冷媒配管４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）を、給湯配管４１の外周に設けた各条毎の山谷部に沿ってそれぞれ螺旋状に巻きつけて嵌め込み、この冷媒配管４２内に冷媒が流れるようにしてある。そしてこの熱交換用配管４０を、図４に示すように螺旋状に形成して、その隙間に硬質ウレタン発泡断熱材５０を充填して、温水用ガスクーラーユニット１内に収納してある。

熱交換用配管４０は、熱交換する距離を長くして加熱性能を向上するようにしてある。すなわち、螺旋状をなす熱交換用配管４０を例えば２単位の螺旋状の下部配管４０ａと上部配管４０ｂに分離して、限られたスペース内において有効に収納できるようにしてある。下部には距離の長い下部配管４０ａ配置し、上部には距離の短い上部配管４０ｂを配置して、これらを連通部４０ｃで連通してある。さらに、熱交換用配管４０の上部には内部熱交換器５を配置してあり、これらを冷媒回路Ｂの圧縮機１３や給湯回路Ａの給湯ポンプ１４などと接続するために、接続配管２を上方に突出させている。また、点検時等に、温水用ガスクーラーユニット１内部の水を給湯回路Ａから排水するために、給湯回路Ａの最下端より水抜き栓３を突出させている。

次に、温水用ガスクーラーユニット１の製造方法について、図６を用いて説明する。図に示すように、金型６の内部に、熱交換用配管４０、内部熱交換器５をレイアウトし、そののちこれらの隙間に硬質ウレタン発泡断熱材５０を流し込み、箱体形状を形成する。こうして、熱交換用配管４０、接続配管２（図２参照）及び内部熱交換器５の周囲を硬質ウレタン発泡断熱材５０で覆うことによって、放熱ロスを低減することができる。

次に、給湯器用室外機ユニットの作用について説明する。圧縮機１３によって高温、高圧になった加熱ガス冷媒は、冷媒対水熱交換器４の熱交換用配管４０の冷媒配管４２に流入する。また、給湯ポンプ１４によって水入口バルブ１５から冷媒対水熱交換器４の熱交換用配管４０の給湯配管４１に取り入れられた水は、給湯配管４１を通過する際に冷媒配管４２を通過する冷媒によって熱交換され、水が加熱される。そして、凝縮液化した冷媒は絞り弁１７によって減圧され、蒸発器１１に流入し、送風機１２によって送風された大気の熱を吸収して蒸発ガス化され、内部熱交換器５において再加熱されて圧縮機１３に戻る。この際、内部熱交換器５へ流れ込む高温、高圧の加熱ガス冷媒の流量は、流量調整弁１８によって調整される。

実施の形態１に係る給湯器用室外ユニットの温水用ガスクーラユニット１は、冷媒配管４２及び給湯配管４１によって構成される熱交換用配管４０と、内部熱交換器５とを、硬質ウレタン発泡断熱材５０によって一体成形して箱体を形成したので、それぞれの表面が断熱されて放熱ロスが低減される。また、内部熱交換器５や熱交換用配管４０、あるいは接続する熱交換用配管４０同士の間隔を維持して接触を避けることができるため、配管同士の熱交換ロスによる無駄を省き、接触による音の発生を抑制することができる。また配管を硬質ウレタン発泡断熱材５０によって直接保持するため、配管同士の間隔を必要最小限に押さえることができ、コンパクト化することができるので、実用性が高い。

実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２に係る温水用ガスクーラーユニットの斜視図、図８は図７の縦断面図である。本実施の形態２では、温水用ガスクーラーユニット１の内部に硬質ウレタン発泡断熱材５０を注入する際、内部熱交換器５や熱交換用配管４０の位置が動いて接触したりしないように、あらかじめ位置を固定しておくようにしたものである。なお、図２、図４と同一部分には同じ符合を付し、説明を省略する。

図において、熱交換用配管４０の距離の短い上部配管４０ｂと内部熱交換器５の間には、距離が短い上部配管４０ｂの螺旋状の配管形状に合わせてほぼ半円状の凹みを備え、それぞれの上部配管４０ｂを保持する櫛形状の第１のスペーサー２０が配置される。また、距離の長い下部配管４０ａ、距離の短い上部配管４０ｂの間には第２のスペーサー２１が配置され、距離の長い下部配管４０ａの最下端には第３のスペーサー２２が配置されている。また、接続配管２の周囲には、それぞれの配管が接触しないよう配管位置を固定する第４のスペーサー２３が配置されている。そして、このようにして内部熱交換器５と上部配管４０ｂ、下部配管４０ａの関係を位置決めした後、これらの隙間に硬質ウレタン発泡断熱材５０を充填する。

実施の形態２に係る給湯器用室外ユニットの温水用ガスクーラユニット１は、内部熱交換器５や熱交換用配管４０間に第１〜第４のスペーサー２０〜２３を設けて位置決めした後に、これらの隙間に硬質ウレタン発泡断熱材５０を充填したので、熱交換用配管４０間の距離が一定に保たれ、これによって熱交換用配管４０同士の接触や、組み立て時の位置ずれの発生を抑制することができ、接触による無駄な熱交換がなくなり、熱交換効率が向上し、振動等による音の発生もなくなる。また、各部品間の間隔を必要最小限に抑えることができるため、温水用ガスクーラーユニット１をコンパクトにすることができ、さらに、部品同士の位置決めを行ったのち硬質ウレタン発泡断熱材５０を注入するので、注入の際に配管などがずれることもなく、組み立て性が向上する。

本発明の実施の形態１に係る給湯器用室外ユニットの分解斜視図である。 図１の温水用ガスクーラーユニットの斜視図である。 図１の給湯器用室外ユニットの冷媒給湯回路を示す配管系統図である。 図２の温水用ガスクーラーユニットの縦断面図である。 図４の熱交換用配管のイ−イ断面図である。 温水用ガスクーラーユニットの製造方法を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態２に係る温水用ガスクーラーユニットの斜視図である。 図７の縦断面図である。

符号の説明

１ 給湯器用ガスクーラーユニット、２ 接続配管、４ 冷媒対水用熱交換器、５ 内部熱交換器、６ 金型、２０，２１，２２，２３ スペーサー、４０ 熱交換用配管、４０ａ 下部配管、４０ｂ 上部配管、４０ｃ 連通部、４１ 給湯配管、４２ 冷媒配管、５０ 硬質ウレタン発泡断熱材。

Claims (6)

1. 冷媒配管と給湯配管とからなる熱交換用配管と、内部熱交換器と、これらの熱交換用配管及び内部熱交換器の間に発泡断熱材を充填して前記熱交換用配管及び内部熱交換器を一体成形する充填部とを有する温水用ガスクーラーユニットを備えたことを特徴とする給湯器用室外ユニット。
2. 前記熱交換用配管及び内部熱交換器を保持するスペーサを備え、これらの熱交換用配管及び内部熱交換器配管の間に前記発泡断熱材を充填することを特徴とする請求項１記載の給湯器用室外ユニット。
3. 前記発泡断熱材が硬質ウレタン発泡断熱材であることを特徴とする請求項１または２記載の給湯器用室外ユニット。
4. 前記熱交換用配管を螺旋状かつ非接触に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給湯器用室外ユニット。
5. 前記熱交換用配管の給湯配管外周に凹状の螺旋部を設け、該螺線部に沿って冷媒配管を巻き付けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の給湯器用室外ユニット。
6. 前記熱交換用配管を複数単位に分離して温水用ガスクーラーユニット内に配置し、これらの分離した配管を連通部で連通することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の給湯器用室外ユニット。
   

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