专利名称：热泵式热水供给装置及制热热水供给装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及热泵式热水供给装置及制热热水供给装置，具体地讲， 涉及下述结构的热泵式热水供给装置及制热热水供给装置，利用热泵机 组将热水箱内的水加热，利用该热水箱内的加热水，对在设于热水箱内 的热水供给用热交换器内贯流的水进行加热而供给热水。
背景技术：
以往，热泵式热水器具有将水加热的热泵机组、和储存由热泵机组 加热后的热水的热水箱，利用热水箱内的热水进行制热和供给热水(例
如，参照日本特开2006 — 329581号公报)。
在所述热泵式热水器中，储存在热水箱内的热水直接流出，而有的 热泵式热水器考虑到卫生因素等，在热水箱内配置热水供给用热交换器， 从注水口通过热水供给用热交换器流出热水。在使用这种热水供给用热 交换器的热泵式热水器中，存在以下问题§卩，不容易实现能够在热水 箱内的热水和供给用热水之间高效地进行热交换的热水供给用热交换 器。
发明内容
本发明就是鉴于这种情况而提出的，其目的在于，提供一种热泵式 热水供给装置、及使用该热泵式热水供给装置的制热热水供给装置，能 够利用简单的结构提高热水供给用热交换器的热交换效率，能够提供高 温的热水。
为了达到上述目的，本发明的热泵式热水供给装置的特征在于，该 装置具有对水进行加热的热泵机组；热水箱，其储存经所述热泵机组 加热后的热水；和热水供给用热交换器，其配置在所述热水箱内的大致，在所述热水供给 用热交换器的上部连接的热水管从所述热水箱的上部突出。
根据上述结构的热泵式热水供给装置，在储存由热泵机组加热后的 热水的热水箱中，在热水的温度分布从下侧朝向上侧逐渐升高的状态下， 从热水供给用热交换器的下侧流入的温度较低的热水，在热水箱内的下 侧温度比较低的热水区域中进行热交换，并随着朝向热水供给用热交换 器的上侧流动，而在热水箱内的上侧高温的热水区域中进行热交换，来 自热水供给用热交换器的上部的高温热水通过从热水箱的上部突出的热 水管流出到外部。这样，按照所述热水箱内的温度梯度，热水从下侧朝 向上侧流动同时通过热交换被加热，并从热水供给用热交换器的上部直 接流出到外部，所以热水箱内的温度分布不会紊乱，能够获得比较高的 热交换效率。因此，能够利用简单的结构提高热水供给用热交换器的热 交换效率，能够提供高温的热水。并且，在所述热水箱内的上下方向设 置温度梯度，利用热泵机组将热水箱内的下侧的低温水加热，由此能够 提高热泵机组的COP (效率系数)。
另外，在一个实施方式的热泵式热水供给装置中，所述热水供给用 热交换器包括盘管状的管。
根据上述实施方式，热水供给用热交换器使用盘管状的管，由此能 够在热水箱内的大致整个上下方向上有效地配置热水供给用热交换器。
另外，在一个实施方式的热泵式热水供给装置中，所述热水供给用 热交换器的所述盘管状的管的下侧节距比上侧节距密。
根据上述实施方式，在热水箱内的下侧比较低温的热水区域中，使 热水供给用热交换器的盘管状的管的节距致密，由此提高热交换能力， 抑制热水箱内的下侧的热水区域的温度上升。由此，在热水箱内的上部 和下部设置更大的温度梯度，利用热泵机组将热水箱内的下侧的低温水 加热，由此能够提高热泵机组的COP。
另外，在一个实施方式的热泵式热水供给装置中，从所述热水箱的 上部流入的水，从所述热水供给用热交换器的下侧朝向上侧流动，并从 所述热水箱的上部作为热水流出。根据上述实施方式，采用使水从热水箱的上部流入到配置于热水箱 内的热水供给用热交换器的下侧的结构，由此与例如从通常使用的圆筒 形状的热水箱的侧方的圆筒面连接配管时相比，从热水箱主体的强度方 面考虑，在热水箱的上部连接配管更有利。
另外，在一个实施方式的热泵式热水供给装置中，从所述热水箱的 下部流入的水从所述热水供给用热交换器的下侧朝向上侧流动，并从所 述热水箱的上部作为热水流出。
根据上述实施方式，采用使水从热水箱的下部流入到配置于热水箱 内的热水供给用热交换器的下侧的结构，由此与从热水箱的上部连接配 管、并使配管在热水箱内部延伸到热水供给用热交换器的下侧的配管结 构相比，能够从热水箱的下部的热水供给用热交换器的下侧附近连接配 管，能够简化配管结构。
另外，在一个实施方式的热泵式热水供给装置中具有加热器，该加 热器配置在所述热水箱内，而且位于所述热水供给用热交换器的上端和 下端之间。
根据上述实施方式，在所述热水箱内部而且在热水供给用热交换器 的上端和下端之间配置加热器，由此在热泵机组容量不足时或发生故障 时，能够使用加热器将热水箱内的中间部的温水加热，能够辅助利用加 热器的加热能力。并且，在热泵机组发生故障时，使用加热器将热水箱 内的中间部的温水加热，由此与在煮沸花费时间的、在热水箱内的下侧 配置加热器的情况相比，能够加快供给热水加热的开始。
另外，在本发明的制热热水供给装置中，具有上述任一方式所述 的热泵式热水供给装置；制热终端，其连接在所述热泵式热水供给装置 的所述热水箱的制热用出口和制热用入口之间；和循环泵，其使所述热 水箱内的热水通过所述制热终端而循环。
根据上述结构，使用热泵式热水供给装置，能够利用简单的结构提 高热水供给用热交换器的热交换效率，能够供给高温的热水，同时利用 循环泵使储存在热泵式热水供给装置的热水箱内的热水通过制热终端而 循环，由此能够进行制热。如以上说明所明确的那样，根据本发明的热泵式热水供给装置，能 够实现可以利用简单的结构提高热水供给用热交换器的热交换效率，并 可以供给高温热水的热泵式热水供给装置。
另外，根据本发明的制热热水供给装置，能够实现使用热泵式热水 供给装置提供高温的热水，同时把热水箱内的热水用作热源来进行制热 的制热热水供给装置，其中，该热泵式热水供给装置能够利用简单的结 构提高热水供给用热交换器的热交换效率，并能够供给高温的热水。
图1是表示使用了本发明的第1实施方式的热泵式热水供给装置的 制热热水供给装置的结构的图。
图2是图1中的II一II线切断剖面图。
图3是表示图1所示的热水箱内的热交换器主要部分的内部构造的
部分立体图。
图4是表示使用了本发明的第2实施方式的热泵式热水供给装置的 制热热水供给装置的结构的图。
图5是表示使用了本发明的第3实施方式的热泵式热水供给装置的 制热热水供给装置的结构的图。
图6是表示使用了上述第3实施方式的热泵式热水供给装置的制热 热水供给装置的变形例2的结构的图。
图7是表示本申请发明人等的研发示例涉及的热泵式热水供给装置 的结构的图。
图8是表示该热泵式热水供给装置的问题点和解决课题的说明图。
具体实施例方式
首先，在说明本发明的实施方式之前，使用图7说明本申请发明人 等的研发示例涉及的热泵式热水供给装置的基本结构。
在该图7的热泵式热水供给装置中，热水供给单元侧的热水箱1和 吸热热交换器42通过中间设有第1水泵P,的低位置侧水循环配管21和高位置侧水循环配管22这两个水循环配管连接成旁通状态。并且，由第
1水泵P,将热水箱1底部的储存水WQ以循环状态提供给与热泵机组2侧 的散热侧热交换器41对应设置的吸热热交换器42，通过该吸热热交换器 42使储存水W。在预定时间内循环，由此把该储存水Wo加热到所期望的 温度(例如85"左右)。
另一方面，在所述热水箱l内，热水供给用热交换器10的传热管首 先从热水箱1的上部la侧直线进入底部lb侧，然后从底部lb侧呈螺旋 状地旋转着延伸到上部la侧而进行迂回(U夕一》配置，整体上形成 为在上下方向上是相等直径的环状盘管构造。
并且，来自外部注水配管14的水W,以贯流状态流入该构造的传热 管内，并沿着旋转方向流动较长时间，同时被有效加热，成为上述的所 期望温度的热水W2，然后从供热水管15流出。
另一方面，标号30表示例如靠近室内的壁面设置的室内空间制热用 的作为辐射热交换器的散热器。该散热器30的热水导入口通过热水导入 配管32与热水箱1的上部la连接，另一个热水排出口通过热水排出配 管31与热水箱1的下部lb连接。由此，利用第2水泵P2从热水箱1的 上部la侧导入的热水的热量，经由该散热器30辐射到室内空间，实现 有效的制热作用。
可是，在上述的结构中，在热泵机组2侧的散热热交换器41和热水 供给单元侧的吸热热交换器42部分，冷凝制冷剂与被加热水Wo之间的 温度差越大，对被加热水Wo的加热效率越高。
但是，在上述图7所示的结构中，存在由于热水箱l内的储存水(被 加热水)Wo的自然对流，使得热水箱l内的上下方向的水的温度分布被 平均化的问题。例如，如图8中作为"现状"而示出的温度梯度曲线图所 示，温度梯度平缓，所以下部温度较高，朝向热泵机组2的入水温度升 高(参照图8的A1)。因此，热泵机组2侧的散热热交换器41的冷凝制 冷剂与吸热热交换器42侧的储存水W。的温度差不能取较大的值，热泵 式热水供给装置的加热性能的提高存在限制。
为了改善该限制，有效提高该加热性能，例如，如图8中的曲线图中的<改善目标>所示，需要改善热水箱l内的水的上下方向的温度分布， 尽可能地降低热水箱1内的下部侧的水的温度，增大与上部侧温度的温 度梯度(参照图8的A2)。
下面，关于本发明的结构，示例几个用于实施本发明的最佳实施方 式进行具体说明。
<第1实施方式>
首先，图1表示使用了本发明的第1实施方式的热泵式热水供给装 置的制热热水供给装置的结构。该制热热水供给装置构成为具有作为热
水供给单元的热水箱l、热水供给用热交换器IO、吸热热交换器42、作 为热泵机组2的压縮机3、散热热交换器41、膨胀阀5、吸热热交换器6、 和作为制热终端的一例的散热器30等。
所述热水箱1具有纵向较长的圆筒状的闭塞机体，在其内部储存有 大致到达上端附近的水W。，后面叙述的热水供给用热交换器10从上部 la—直配置到底部lb之间。
所述热水供给用热交换器IO首先把预定直径的传热管从热水箱1的 上部la侧直线插入底部lb侧，然后从底部lb侧呈螺旋状地旋转到上部 la侧，同时呈盘管状地延伸进行迂回(U夕一y)配置，整体上形成为 在上下方向上大致相等直径的环状盘管构造。并且，该热水供给用热交 换器10以立设状态被收纳在热水箱1内，其上段侧部分10a的环状盘管 的端部与外部的热水管15连接，而直管的上端部与外部的注水管14连 接。
因此，来自所述注水管14的注水流到所述直管的下端部后，以贯流 状态从所述环状盘管的下段部分10b朝向上段侧部分10a旋转着流动较 长时间，在该环状盘管内流动的期间中，该来自所述注水管14的注水与 热水箱l内的水Wo高效地进行热交换而升温(例如达到85T:左右)，并 作为热水W2从所述热水管15流出，被用于所期望的用途。
另外，在该实施方式中，只在所述热水供给用热交换器10的所述环 状盘管(传热管)中的下段侧部分10b的上下方向的预定长度范围的部 分(例如，图1中利用斜线示出的下面起的5个)，利用在其内周面形成有螺旋状的凹槽13、 13...的例如图3所示的内面加工管(内面带槽管)
构成，并且与其他部分(上段侧)相比，传热性能尤其高。另外，除该 部分以外的部分(上段侧)利用没有凹槽的普通的内面平滑管构成。 另外，在所述热水箱1内，利用例如冲孔板等多孔板构成的挡板(缓
冲板)9被配置成为，在俯视时例如图2所示将热水箱1内部沿径向分成 两部分，并且在侧视时例如图1所示从热水箱1的上部la—直配置到底 部lb。因此，由于该挡板9的配置，所述热水箱1形成为横宽尺寸减半 的一对半圆筒状箱体的接合构造。另一方面，热泵机组2是对储存在热水箱1内的水W。进行加热的加 热源，具有将制冷剂进行压縮的压縮机3、使被压縮的制冷剂冷凝而散热 的散热热交换器41、使冷凝后的制冷剂膨胀的膨胀阀5、和使制冷剂蒸 发而从空气中吸热的吸热热交换器6。
并且，所述散热热交换器41通过低位置侧水循环配管21与热水箱 1的底部lb侧连接，并通过高位置侧水循环配管22与热水箱1的上部 la侧连接。储存水W。通过所述低位置侧水循环配管21从热水箱1的底 部lb侧流入与散热热交换器41对应设置的吸热热交换器42内，该储存 水W。经过与吸热热交换器42之间的热交换被加热，该被加热升温后的 储存水W。通过高位置侧水循环配管22向热水箱1的上部la侧回流。通 过反复该动作，所述热水箱l内的水Wo被加热到预定的温度(例如所述 的85。C左右)。
另一方面，标号30表示例如靠近室内的壁面设置的室内空间制热用 的作为辐射热交换器的散热器，该散热器30的热水导入口通过热水导入 配管32与热水箱1的上部la连接，另一个热水排出口通过热水排出配 管31与热水箱1的下部lb连接。并且，利用作为循环泵的一例的第2 水泵P2从热水箱1的上部la侧导入的热水的热量，经由该散热器30辐 射到室内空间，实现有效的制热作用。
另外，在所述热水箱1的主体部的靠近上部的位置安装有辅助加热 器40。在由热泵机组2加热的热水箱1内的储存水Wo的水温低于预定 值、上升不到设定水温的情况下、或者在特别需要高温的热水的情况下、或者在虽然不至于再次驱动热泵机组2但为了恒温(保温)而需要辅助 加热的情况下等，该辅助加热器40接通进行动作，加热所述储存水Wo。 下面，说明如上所述构成的本实施方式的热泵式热水供给装置的动
作及作用效果。
储存在所述热水箱1内的水W。通过低位置侧水循环配管21和高位 置侧水循环配管22以及吸热热交换器42，以旁通状态从底部侧向上部侧 循环，被热泵机组2侧的散热热交换器4加热到所期望的温度(85T:左 右)。
另一方面，把该热水箱1内的水Wo达到所期望的温度(85°C)作为 条件，从注水管14提供给热水供给用热交换器10的供给热水用的水Wp 在从该热水供给用热交换器10的上部向下部、从下部向上部侧贯流的期 间，与热水箱l内的升温后的水Wo进行热交换，而成为所期望温度(例 如42'C)的热水W2，并通过所述热水管15提供到例如浴室或厨房等使 用热水的地方。
并且，在使用所述散热器30进行房间的制热时，热水箱l的上部侧 的高温(85°C)热水Wo被导入散热器30侧循环散热。
另外，如前面所述，在所述热泵机组2中，散热热交换器41中的冷 凝制冷剂的温度与从热水箱1的底部lb侧导入吸热热交换器42的储存 水Wo的温度之间的温度差越大，加热效率越高。因此，为了提高所述热 泵机组2的加热效率，需要按照图8中的改善示例所示，把热水箱1内 的储存水WQ的温度分布保持为在热水箱1的上部la侧高、在下部lb侧 尽可能低。
但是，所述热水箱1内的水Wo由于因自然对流形成的温度均匀化作 用，上下方向上的温度分布容易被平均化，在该状态下提高所述热泵机 组2的加热效率是有限度的。
在此，在本实施方式的制热热水供给装置中，根据上述的结构，能 够使热水箱1的底部lb侧的水温更低，能够稳定地获得更高温的热水。
艮口，在以上所述的结构中，首先，利用例如图3所示的传热性能特 别高的内面加工管(例如内面带槽管)构成所述热水供给用热交换器10的下段侧部分10b。
这样，如果利用内面加工管构成热水供给用热交换器10的下段侧部 分10b，则在该下段侧部分10b中，由于传热面积的增加和在其内部流动 的水Wi的流水的乱流，与储存水Wo的热导率提高。由此，来自热水箱
1的下部侧的储存水w。的吸热量(除热量)增加，该储存水w。的水温
被抑制得比较低，其被抑制程度与该吸热量的增加量对应。
结果，能够增大所述热泵机组2侧的散热热交换器41中的冷凝制冷 剂与在吸热热交换器42内流动的储存水W。之间的温度差，能够进一步 提高作为热泵式热水供给装置的加热性能。
并且，在以上所述的结构中，在所述热水箱1内设置沿纵向延伸的 挡板9，以便将该热水箱l内部沿径向划分为两部分。
当形成这种结构时，所述热水箱1的纵横尺寸比模拟地增大，容易 形成热水箱1内的上下方向上的温度层(上层部比较高，下层部比较低)， 能够抑制热水箱1内的水温度的平均化。因此，所述热水箱1的底部lb 侧的水温被保持得更低，热泵机组2侧的散热热交换器41中的冷凝制冷 剂与在吸热热交换器42内流动的储存水W。之间的温度差能够取较大的 值。
因此，所述热泵机组2的加热性能提高，能够使热水箱l的上部la 侧的储存水W。的温度成为更高的温度，经过与该高温储存水W。的效率 良好的热交换，能够稳定地从所述热水管15获得更高温的热水W2。
并且，由于挡板9的存在，在进行上述的制热时，另一侧半圆筒部 的温度层不容易紊乱。
另外，当然应该理解为，以上说明的制热用的散热器30、挡板9、 辅助加热器40等不是本发明的必须结构，而只是用来提高本发明的功能 和通用性的装置。
这样，根据上述热泵式热水供给装置，在储存由热泵机组2加热后 的热水的热水箱1中，在热水的温度分布从下侧朝向上侧逐渐升高的状 态下，从热水供给用热交换器10的下侧流入的温度较低的热水，在热水 箱1内的下侧的温度比较低的热水区域中进行热交换，并随着在热水供给用热交换器10的内部朝向上侧流动，而在热水箱1内的上侧高温的热 水区域中进行热交换，来自热水供给用热交换器上部的高温热水，通过 从热水箱1的上部突出的热水管15流出到外部。
这样，按照所述热水箱1内的温度梯度，热水从下侧朝向上侧流动 同时通过热交换被加热，并从热水供给用热交换器10的上部直接流出到 外部，所以热水箱1内的温度分布不会紊乱，能够获得比较高的热交换 效率。因此，能够利用简单的结构提高热水供给用热交换器10的热交换 效率，能够供给高温的热水。并且，在所述热水箱1内的上下方向上设
置温度梯度，利用热泵机组2将热水箱1内的下侧的低温水加热，由此 提高热泵机组2的COP (效率系数)。
另外，所述热水供给用热交换器10使用盘管状的管，由此能够将热 水供给用热交换器IO有效地配置在热水箱1内的大致整个上下方向上。
另外，采用使水从热水箱1的上部流入到配置于所述热水箱1内的 热水供给用热交换器10的下侧的结构，由此与从圆筒形状的热水箱1的 侧方的圆筒面连接配管的情况相比，从热水箱1主体的强度方面考虑， 在热水箱1的上部连接配管更有利。
另外，也可以采用使水从热水箱1的下部流入到配置于所述热水箱 1内的热水供给用热交换器10的下侧的结构。该情况时，与从热水箱1 的上部连接配管、并使配管在热水箱1内部延伸到热水供给用热交换器 10的下侧的配管结构相比，能够从热水箱1的下部的热水供给用热交换 器10的下侧附近连接配管，能够简化配管结构。
另外，在所述热水供给用热交换器10的上端和下端之间配置加热器 40，由此在热泵机组2容量不足时或发生故障时，能够使用辅助加热器 40将热水箱1内的中间部的温水加热，能够辅助利用辅助加热器40的加 热能力。并且，在热泵机组2发生故障时，使用辅助加热器40将热水箱 1内的中间部的温水加热，由此与在煮沸花费时间的热水箱1内的下侧配 置辅助加热器40时相比，能够加快供给热水加热的开始。
另外，根据使用了所述热泵式热水供给装置的制热热水供给装置， 能够利用简单的结构提高热水供给用热交换器10的热交换效率，能够供给高温的热水，同时利用循环泵使储存在热泵式热水供给装置的热水箱1 内的热水通过散热器30而循环，由此能够进行制热。 <第2实施方式>
下面，图4表示使用了本发明的第2实施方式的热泵式热水供给装 置的制热热水供给装置的结构。该制热热水供给装置的基本结构与上述 第1实施方式的制热热水供给装置相同，不同之处是在上述第1实施方 式的制热热水供给装置中，将热水供给用热交换器10的管径在从其上段 侧部分10a到下段侧部分10b的整个区域中设定为相同直径，而在该实 施方式中，使下段侧部分10b的管径比除其之外的上段侧部分10a的管 径细。
当形成这种结构时，在所述热水供给用热交换器10的下段侧部分 10b中，在其内部流动的水W,的流速提高，相应地其热导率提高，来自 热水箱l的底部lb侧的储存水W。的吸热量(除热量)增加，该储存水 Wo的水温被抑制得比较低，其被抑制程度与该吸热量(除热量)的增加
量对应。
结果，所述热泵机组2侧的散热热交换器4中的冷凝制冷剂与在吸 热热交换器42内流动的储存水Wo之间的温度差能够取较大的值。由此， 所述热泵机组2的加热性能进一步提高，作为热泵式热水供给装置的加 热性能进一步提高。
另外，上述之外的结构及作用效果与上述第1实施方式中的情况相 同，可以引用相应的记述，所以此处省略具体说明。
<第3实施方式>
下面，图5表示使用了本发明的第3实施方式的热泵式热水供给装 置的制热热水供给装置的结构。该制热热水供给装置的基本结构也与上 述第1实施方式的制热热水供给装置相同，不同之处是在上述第1实施 方式的制热热水供给装置中，将热水供给用热交换器10的盘管部的节距 和传热管盘管部的外径设定为在从其上端到下端的整个区域中为相等尺 寸，而在本实施方式中，将下段侧部分10b中的该盘管部的节距设定为 小于上段侧部分10a，并且随着朝向下端侧而逐渐减小该盘管部的外径，并盘绕成縮小的螺旋状。
通过形成这种结构，在所述热水供给用热交换器10的下段侧部分 10b中，由于因传热管盘管状部的紧密化而导致的传热面积的增加，热导 率提高，来自热水箱1的下部侧的储存水的吸热量(除热量)增加，并 且该高密度部分发挥上下方向的开口面的缓冲作用。由此，所述热水箱l 内的储存水W。的自然对流被抑制，所以能够保持原来的温度层，根据这 些效果的相乘作用，热水箱1的下部侧的储存水Wo的水温能够被抑制得 尽可能低。
结果，所述热泵机组2侧的散热热交换器41中的冷凝制冷剂与在吸 热热交换器42内流动的储存水Wo之间的温度差能够取较大的值。由此， 所述热泵机组2的加热性能进一步提高，作为热泵式热水供给装置的加 热性能进一步提高。
另外，上述之外的结构及作用效果与上述第1实施方式中的情况相 同，通过引用相应的记述，而在此省略具体说明。 (变形例l)
此外，作为按照上面所述縮小传热管盘管部的外径来进行盘绕，并 使该部分具有缓冲作用的结构，不限于如上所述盘绕成螺旋状的情况， 通过在平面位置上沿中心轴方向减小该传热管盘管的外径，也能够盘绕 成平面涡流状态。
这样，热水供给用热交换器10的下段侧部分10b的传热管盘管部的 下部，通过逐渐减小盘管的外径而盘绕成平面涡流状，该部分的盘管以 下述状态闭塞，即，使该下段侧部分10b的盘管的底面侧开口面呈平面 收敛的状态。由此，有效阻止了从下方到上方、从上方到下方的储存水 Wo的自然对流，热水箱1内底部侧的水的温度不易上升，能够有效实现 水温的低温化。 (变形例2)
另外，在该第3实施方式中，在所述热水供给用热交换器10的下段 侧部分10b中，使该传热管盘管部的节距和外径都变化，但作为其他的 实施方式，例如图6所示，还能够只将该传热管盘管部的节距设定为小于该上段侧部分10a的节距，使传热管盘管的外径自身不变。
另外，在所述热水箱1内的下侧的比较低温的热水区域中，使热水 供给用热交换器10的盘管状的管的节距较密，由此热交换能力提高，抑 制了热水箱1内的下侧的热水区域的温度上升。由此，通过在热水箱1
内的上部和下部设置较大的温度梯度，利用热泵机组2对热水箱1内的 下侧的低温水进行加热，能够提高热泵机组2的COP。
另外，与此相反，也能够设定成为只使盘管部的外径变化。 根据这些结构，也能够提高下部侧的热交换性能，降低热水箱1的 底部侧的水的温度。
在上述第1、第2实施方式中，使从热水箱1的上部流入的水从热 水供给用热交换器10的下侧朝向上侧流动，但也可以把从热水箱的下部 流入的水提供给热水供给用热交换器。
另外，本发明的热泵式热水供给装置具有热源侧热泵机组，其具 有通过使制冷剂冷凝而使来自制冷剂的热量散热的散热热交换器41;和
热水提供单元，其由储存水Wo的热水箱l、水循环配管21、 22、吸热热 交换器42、和环状盘管型的热水供给用热交换器10构成，所述水循环配 管21、 22与该热水箱1的底部lb侧和上部la侧连通，使所述热水箱1 内的水W。以旁通状态从底部lb侧循环到上部la侦y，所述吸热热交换器 42位于该水循环配管21、 22的中途，以能够吸热的方式与所述热源侧热 泵机组的所述散热热交换器41接合，所述热水供给用热交换器10从所 述热水箱1内的上部la侧向底部lb侧、从底部lb侧向上部la侧延伸 进行迂回(u夕一y)配置，用于使水Wi从外部以贯流状态流入、流出， 通过所述水循环配管21、 22中途的吸热热交换器42，由所述热源侧热泵 机组的散热热交换器41将所述热水箱1内的水W。加热，另一方面，利 用该热水箱1内的水Wo将在所述热水供给用热交换器10内流动的被加 热水WJ卩热，这种热泵式热水供给装置的特征在于，使所述热水供给用 热交换器10的下段侧部分10b的热交换性能高于上段侧部分10a的热交 换性能。
根据这种结构，针对沿上下方向延伸的环状盘管型的热水供给用热交换器10的下段侧部分10b的储存水Wo的冷却性能(吸热性能)高于 上段侧部分，该下段侧部分的储存水WQ的温度容易下降。
结果，相应地能够使在与热泵机组侧的散热热交换器41对应的热水
供给单元侧吸热热交换器42内流动的储存水W。的温度较低，能够确保 与热泵机组侧的散热热交换器41的冷凝制冷剂之间的有效温度差。
另外，本发明的热泵式热水供给装置构成为，在热水供给用热交换 器10的下段侧部分10b的热交换性能高的部分中，该下段侧部分10b的 环状盘管的传热管使用内面加工管，由此提高传热管部分的热导率。
根据这种结构，根据该内面加工管的传热性能的高低，针对热水供 给用热交换器10的下段侧部分10b的环状盘管部分的储存水Wo的冷却 性能(吸热性能)提高，该部分的储存水W。的温度容易下降。
结果，相应地能够使在与热泵机组2侧的散热热交换器41对应的热 水供给单元侧吸热热交换器42内流动的储存水W。的温度较低，能够确 保与热泵机组侧的散热热交换器41的冷凝制冷剂之间的有效温度差。
另外，本发明的热泵式热水供给装置构成为，在热水供给用热交换 器10的下段侧部分10b的热交换性能高的部分中，使该下段侧部分10b 的环状盘管的传热管的内径小于上段侧部分10a的环状盘管的传热管的 内径，提高在传热管内部贯流的流体的流速，由此提高传热管部分的热 导率。
根据这种结构，热水供给用热交换器10的下段侧部分10b的环状盘 管的传热管的内径，小于上段侧部分10a的环状盘管的传热管的内径， 在传热管内部贯流的流体的流速高于上段侧部分10a的流速，所以该部 分的传热管部分的热导率提高，针对下段侧部分10b的环状盘管部分的 储存水Wo的冷却性能(吸热性能)提高，该部分的储存水Wo的温度容 易下降。
结果，相应地能够使在与热泵机组侧的散热热交换器41对应的热水 供给单元侧吸热热交换器42内流动的储存水Wo的温度较低，能够确保 与热泵机组侧的散热热交换器41的冷凝制冷剂之间的有效温度差。
另外，本发明的热泵式热水供给装置构成为，在热水供给用热交换器10的下段侧部分10b的热交换性能高的部分中，使该下段侧部分10b
的环状盘管的盘绕节距小于上段侧部分10a的环状盘管的盘绕节距，由 此使下段侧部分10a的环状盘管的传热面积大于上段侧部分10a的环状 盘管的传热面积。
根据这种结构，热水供给用热交换器10的下段侧部分10b的环状盘 管的盘绕节距，小于上段侧部分10a的环状盘管的盘绕节距，所以下段 侧部分10b的环状盘管的传热面积大于上段侧部分10a的环状盘管的传 热面积，针对下段侧部分10b的环状盘管部分的储存水WQ的冷却性能(吸 热性能)提高，该部分的储存水W。的温度容易下降。
结果，相应地能够使在与热泵机组侧的散热热交换器41对应的热水 供给单元侧吸热热交换器42内流动的储存水Wo的温度较低，能够确保 与热泵机组侧的散热热交换器41的冷凝制冷剂之间的有效温度差。
另外，本发明的热泵式热水供给装置构成为，热水供给用热交换器 10的下段侧部分10b的环状盘管的下部，通过逐渐减小该环状盘管的外 径来盘绕成螺旋状态。
这样，通过逐渐减小热水供给用热交换器10的下段侧部分10b的环 状盘管的下部的外径来盘绕成螺旋状态，该部分的环状盘管以下述状态 闭塞，即，使该下段侧部分10b的环状盘管的底面侧开口面朝向下方收 敛的状态，由此来阻止从下方到上方、从上方到下方的储存水Wo的自然 对流，热水箱1内底部侧的水的温度不易上升，能够有效实现水温的低 温化。
因此，如果针对该作用再结合上述任一结构的作用，则能够更有效 地实现热水箱内底部温度的低温化。
结果，该部分的储存水W。的温度更容易下降，能够更有效地降低在 与热泵机组侧的散热热交换器41对应的热水供给单元侧吸热热交换器42 内流动的储存水W。的温度，能够充分确保与散热热交换器41的冷凝制 冷剂之间的有效温度差。
另外，本发明的热泵式热水供给装置构成为，热水供给用热交换器 10的下段侧部分10b的环状盘管的下部通过逐渐减小该环状盘管的外径来盘绕成平面涡流状态。
这样，热水供给用热交换器10的下段侧部分10b的环状盘管的下部， 通过逐渐减小该环状盘管的外径来盘绕成平面涡流状态，该部分的环状 盘管以下述状态闭塞，即，使该下段侧部分10b的环状盘管的底面侧开 口面呈平面状收敛的状态，由此来阻止从下方到上方、从上方到下方的
储存水Wo的自然对流，热水箱l内底部侧的水的温度不易上升，能够实
现水温的低温化。
因此，如果针对该作用再结合上述任一结构的作用，则能够更有效 地实现热水箱内底部温度的低温化。
结果，该部分的储存水Wo的温度更容易下降，能够更有效地降低在 与热泵机组2侧的散热热交换器41对应的热水供给单元侧的吸热热交换 器42内流动的储存水Wo的温度，能够充分确保与散热热交换器41的冷 凝制冷剂之间的有效温度差。
根据上述结构，如图8中的改善示例所示，能够适当改善热水箱内 的水的上下方向的温度分布，能够充分确保与热泵机组侧的散热热交换 器的冷凝制冷剂之间的有效温度差，所以能够有效提高作为热泵式热水 供给装置的水加热性能。
权利要求
1.一种热泵式热水供给装置，其特征在于，该装置具有热泵机组(2)，其用于对水进行加热；热水箱(1)，其储存经所述热泵机组(2)加热后的热水；以及热水供给用热交换器(10)，其配置在所述热水箱(1)内的大致整个上下方向上，使水在其内部从下侧朝向上侧流动，在所述热水供给用热交换器(10)的上部连接的热水管(15)从所述热水箱(1)的上部突出。
2. 根据权利要求1所述的热泵式热水供给装置，其特征在于，所述 热水供给用热交换器(10)包括盘管状的管。
3. 根据权利要求2所述的热泵式热水供给装置，其特征在于，所述 热水供给用热交换器(10)的所述盘管状的管的下侧节距比上侧节距密。
4. 根据权利要求1 3中任一项所述的热泵式热水供给装置，其特 征在于，从所述热水箱(1)的上部流入的水从所述热水供给用热交换器(10)的下侧朝向上侧流动，并从所述热水箱(1)的上部作为热水流出。
5. 根据权利要求1 3中任一项所述的热泵式热水供给装置，其特 征在于，从所述热水箱(1)的下部流入的水从所述热水供给用热交换器(10)的下侧朝向上侧流动，并从所述热水箱(1)的上部作为热水流出。
6. 根据权利要求1 5中任一项所述的热泵式热水供给装置，其特 征在于，该热泵式热水供给装置具有加热器(40)，该加热器(40)配置 在所述热水箱(1)内，而且位于所述热水供给用热交换器(10)的上端 和下端之间。
7. —种制热热水供给装置，其特征在于，该制热热水供给装置具有: 权利要求1 6中任一项所述的热泵式热水供给装置；制热终端(30)，其连接在所述热泵式热水供给装置的所述热水箱(1) 的制热用出口和制热用入口之间；以及循环泵(P2)，其使所述热水箱(O内的热水通过所述制热终端(30) 而循环。
全文摘要
一种热泵式热水供给装置及制热热水供给装置，该热泵式热水供给装置具有用于将水加热的热泵机组(1)；热水箱(21)，其储存经热泵机组(1)加热后的热水；热水供给用热交换器(22)，其配置在热水箱(21)内的大致整个上下方向上，使水从下侧朝向上侧流动。从所述热水供给用热交换器(10)的上侧流出的水从热水箱(1)的上部作为热水流出。
文档编号F24H1/18GK101627264SQ20088000726
公开日2010年1月13日 申请日期2008年3月24日 优先权日2007年3月27日
发明者古井秀治, 沼田光春 申请人:大金工业株式会社