热源装置以及具备该热源装置的热源系统的制作方法

本发明涉及一种向例如冷热水或载冷剂等热介质供给冷热能的热源装置以及具备该热源装置的热源系统。

背景技术：

以往，在办公楼等建筑中，广泛地采用如下冷热水供给系统，该冷热水供给系统在各层设置空调机，从热源装置向这些空调机供给冷水或热水等热介质，生成空气调节空气并将其供给到空调对象房间。这里，热源装置主要指的是使用热泵式制冷循环来生产冷水或热水的装置。另外，冷水、热水指的是通过制冷循环的蒸发器或冷凝器进行热交换而生成的热介质(例如参照专利文献1)。

另外，在这样的热源装置中，有时，在需要加热或冷却超过1台热源装置能力的量的热介质的情况下，会设置多台热源装置，使各个热介质热交换器连接于热介质配管，并使通过各个热源装置加热或冷却了的热介质集中到热介质配管。

在这样地连结设置多台热源装置的情况下，各热源装置和热介质配管的连接工程的工程节约化(工程工作量的削减)和设置空间的节省空间化成为了课题。因此，作为谋求连接工程的工程节约化和设置空间的省空间化的以往的热源装置，提出了例如如下的结构：“在热泵装置1的左右设置出入口配管连接器。另外，具有第1热泵装置以及第2热泵装置，所述第1热泵装置以及第2热泵装置在与设置有操作部的侧面邻接的左右侧面的一方的侧面的附近配置有热交换器，在另一方的侧面的附近配置有压缩机，出入口配管连接器设置于一方的侧面。构成第2热泵装置的压缩机、热交换器、制冷剂回路以及出入口配管连接器按照使第1热泵装置的这些部件相对于通过第1热泵装置底面中心的法线大致旋转180度的形态配置，使这些第1热泵装置和第2热泵装置1A、1B以具有出入口配管连接器的侧面相对的方式配置至少一组。(参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-29215号公报

专利文献2:日本特开2008-267724号公报(摘要，图1～5)

技术实现要素：

发明所要解决的课题

通过使用专利文献2所述的热源装置，可以削减连接各热源装置的热介质配管的长度。因此，针对设置空间的省空间化能够得到一定的效果。然而，在专利文献2所述的热源装置中，热介质热交换器的连接口向外壳的外部突出，该连接口和热介质配管的连接在外壳的外部进行。因此，连接各热源装置的热介质配管设置于热源装置的外部，因而导致如下问题，即，输送冷热水的大口径的冷热水配管的处理和收纳在现场施工中特别需要花费时间，并且有限制了热源装置的设置。另外，在专利文献2所述的热源装置中，连接各热源装置的热介质配管设置于热源装置的外部，因此设置现场的热介质配管的连接工程的工作量没怎么削减，依然存在需要工程节约化的问题。

本发明是为了解决这样的问题而作出的，其目的在于提供一种热源装置以及具备该热源装置的热源系统，该热源装置使热源设备紧凑地构成，并且使热源设备设置于屋顶和机械室时的冷热水配管的处理和收纳简易化，实现设置空间的最小化，另外，能够减轻现场施工的工作量。

用于解决课题的方案

本发明的热源装置具备制冷循环，所述制冷循环将压缩机、热源热交换器、膨胀阀以及热介质热交换器连接起来，所述热源装置具有热交换室以及机械室，所述热交换室至少收纳有热源热交换器，所述机械室至少收纳有压缩机和热介质热交换器，热介质热交换器与热介质配管连接，热介质配管的一个端部位于机械室内，热介质配管的另一个端部位于机械室外。

发明效果

根据本发明的热源装置，热介质配管的一个端部配置于机械室内，热介质配管的另一个端部配置于机械室外，因此能够使热源设备配置于屋顶或机械室时的热介质配管的处理和收纳简易化并能实现设置空间的最小化，另外，能够减轻现场施工的工作量。

附图说明

图1是表示实施方式1中的热源装置的热回路的结构图。

图2是单台实施方式1中的热源装置的侧面剖视图。

图3是单台实施方式1中的其它例子的热源装置的正面剖视图。

图4是实施方式1中的热源装置的冷凝器的立体图。

图5是表示连接多台实施方式1中的热源装置时的热回路的结构图。

图6是连接多台实施方式1中的热源装置时的侧面剖视图。

图7是连接多台实施方式1中的其它例子的热源装置时的正面剖视图。

图8是连接多台实施方式2中的热源装置时的侧面剖视图。

图9是连接多台实施方式2中的其它例子的热源装置时的正面剖视图。

图10是连接多台实施方式3中的热源装置时的侧面剖视图。

图11是连接多台实施方式3中的其它例子的热源装置时的正面剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。另外，本发明不仅限定于以下说明的实施方式。

本发明的热源装置RS作为冷热水供给系统的热源发挥作用。

以下，主要说明通过热源装置RS生成冷水的结构。

图1是表示实施方式1中的热源装置的热回路的结构图。

图2是单台实施方式1中的热源装置的侧面剖视图。

图3是单台实施方式1中的其它例子的热源装置的正面剖视图。

实施方式1中的热源装置RS内置有如图1所示的热回路。热回路具有制冷循环装置，构成为通过制冷剂配管连接压缩机1、冷凝器2、空冷式冷凝器用送风机3、膨胀阀4、蒸发器5从而使制冷剂依次在缩机1、冷凝器2、空冷式冷凝器用送风机3、膨胀阀4、蒸发器5中循环。制冷循环装置的蒸发器5上连接有冷水配管6中的冷水入口配管6a和冷水出口配管6b。

如图2、3所示，热源装置RS的下部设置有大致长方体形状的机械室10，所述机械室10收纳有压缩机1、蒸发器5以及冷水配管6等。另外，在机械室10的上方设置有热交换室11，所述热交换室11侧视为上方渐宽的形状。在热交换室11中设置有一对冷凝器2，所述冷凝器2侧视为上方逐渐变宽。热交换室11的上表面由顶板11a封闭，顶板11a处设置有空冷式冷凝器用送风机3，所述空冷式冷凝器用送风机3用于排出热交换室内的空气。

如图2、3所示，连接于蒸发器5的冷水配管6以侧视时在水平方向上贯穿机械室10的方式配置。如图2所示，冷水入口配管6a、冷水出口配管6b的一个端部一起在机械室10的相向的侧面部10a的一面侧设置于向机械室10外突出的位置，另外，冷水入口配管6a、冷水出口配管6b的另一个端部一起在相向的侧面部10a的另一面侧设置于收纳于机械室10内的位置。

这样，使冷水配管6贯穿到机械室10内，因此不需要进行外部配管的施工，并且不需要在热源装置RS的周围设置冷水配管6的空间，从而即使在设置空间受到限制的屋顶和机械室内，也能容易地设置热源装置RS。

这里，关于冷凝器2的结构进行说明。

图4是实施方式1中的热源装置的冷凝器的立体图。

如图4所示，冷凝器2例如是由多个制冷剂流路2b开口的扁平管2a以及接合于扁平管2a之间的平板状的散热翅片2c构成的翅片管热交换器。扁平管2a和散热翅片2c由例如铜或铝形成并热连接在一起。

扁平管2a相比于圆管能够以较小的层间距设置，从而可以在翅片管热交换器内高密度地安装。

以下的公式1表示热交换器整体的热交换性能(Ao·K)。另外，设空气侧的传热面积为Ao，设热交换器的外表面积基准的热通过率为K。

1/Ao·K＝1/Ao·αao+1/Ac·αc+1/Ai·αi (公式1)

设空气侧的传热面积为Ao，设空气侧的热传导率为αao，由于扁平管2a的设置密度变大而使得空气侧的传热面积Ao增大，因此空气侧的热交换性能(Ao·αao)得到提高。

另外，由于相互之间焊接而使得热传导率αc变大，因此散热翅片2c和扁平管2a的接触热交换性能(Ac·αc)得到提高。

并且，设制冷剂侧的传热面积为Ai，设制冷剂侧的热传导率为αi，由于扁平管2a的设置密度变大且设置多个制冷剂流路2b，因此传热面积Ai增大，从而管内热交换性能(Ai·αi)得到提高。

因此，由于热交换器全体的热交换性能(Ao·K)提高，与将圆管作为传热管使用的相同热交换容量的热交换器相比，能够将冷凝器2的尺寸变小。另外，向制冷循环内充填的制冷剂量也变少，因此能使得储液器等制冷剂容器小型化，能实现热源装置RS的小型化。

因此，即使在设置空间受到限制的屋顶和机械室内，也能容易地设置热源装置RS。

并且，在如本实施方式那样的将空冷式冷凝器用送风机3设置于热交换室11的上部的顶部流动式的热源装置RS中，若冷凝器2变大，则空冷式冷凝器用送风机3与冷凝器2的下段的距离变大，下段的热交换风量减少而导致性能低下，但通过使冷凝器2的尺寸变小，能使热交换风量的分布维持在规定值内，从而能够抑制热交换性能的降低。

接着，对实施方式1中的热源装置RS运转时的动作进行说明。

向冷热水供给系统输入启动信号时，首先，设置于与热源装置RS连接的冷水配管6的冷水泵7驱动。

接着，搭载于热源装置RS的压缩机1和空冷式冷凝器用送风机3开始驱动。

压缩机1压缩低压的气体制冷剂而使其成为高压的气体制冷剂。来自压缩机1的气体通过油分离器(图示省略)被输送到冷凝器2。压缩机1不特别要求形式，例如使用涡旋式压缩机、回旋式压缩机以及螺杆式压缩机等。压缩机1例如通过由多台压缩机的台数控制和单台压缩机的转速控制的组合，而构成为可以控制容量。

冷凝器2使从压缩机1输送来的高压气体制冷剂与外部空气进行热交换而冷却，从而冷凝液化。冷凝器2是具备空冷式冷凝器用送风机3的空冷式的热交换器。空冷式冷凝器用送风机3驱动时，外部空气通过冷凝器2进行热交换并流入到热交换室11。另外，通过设置于热交换室11的顶板11a的空冷式冷凝器用送风机3向上方排气。

由冷凝器2冷凝后的液体制冷剂输送到膨胀阀4。膨胀阀4通过单个阀来发挥关闭机能、流量控制机能以及减压膨胀机能，所述流量控制机能是由与蒸发器5的冷却负荷相应的开度调节而得到的。膨胀阀4通过检测蒸发器5的下游侧的制冷剂温度及制冷剂压力的温度传感器(未图示)、压力传感器(未图示)以及输入这些传感器信号的控制器来控制开度，以便使蒸发器5的出口制冷剂的过热度一定。

膨胀阀4使由冷凝器2冷凝后的液体制冷剂通过，从而降低制冷剂的压力。而且，蒸发器5是通过制冷剂的蒸发而从二次侧的水(热介质)中吸热来生成冷水的热交换器。蒸发器5具有制冷剂流路和水流路，是使制冷剂和水非接触地热交换的间接热交换器。本实施方式中的蒸发器5采用例如板式热交换器。

由蒸发器5气化后的制冷剂通过储液器(图示省略)回到压缩机1。本实施方式的热源装置RS的热回路通过如上述那样构成而向冷热水供给系统供给冷水。

另外，在上述实施方式1中的热源装置RS的说明中，说明了从热源装置RS取出作为热介质的冷水的结构，但也可以以如下方式构成，即，制冷循环装置设置有四通阀，切换四通阀而形成热泵循环，将冷凝器2作为蒸发器，使蒸发器5作为冷凝器发挥作用，从而产生出热水。

这里，对连接多台实施方式1中的热源装置RS而设置的热源系统进行说明。

图5是表示连接多台实施方式1中的热源装置时的热回路的结构图。

图6是连接多台实施方式1中的热源装置时的侧面剖视图。

图7是连接多台实施方式1中的其它例子的热源装置时的正面剖视图。

如图5所示，能够连接多台实施方式1中的热源装置RS来使用。各热源装置RS具有由单点划线包围的热回路部分，所述热回路部分作为一个单元。

各热源装置RS之间连接有冷水配管6并作为热回路发挥作用。即，相对于冷水入口配管6a并列地连接有蒸发器5，从冷水入口配管6a流入的冷水分支并在各蒸发器5中被冷却。冷却后的冷水流入冷水出口配管6b，在各个热源装置RS合流并从最下游侧的热源装置RS处排出。

接着，对连接多台热源装置RS时的冷水配管6的连接位置进行说明。

如上所述，冷水配管6以侧视时在水平方向贯穿热源装置RS的机械室10的方式配置，冷水入口配管6a、冷水出口配管6b的一个端部一起在机械室10的相向的侧面部10a的一面侧配置于向机械室10外突出的位置处，另外，冷水入口配管6a、冷水出口配管6b的另一个端部一起在相向的侧面部10a的另一面侧处配置于收纳在机械室10内的位置。

这样，如图6所示，冷水配管6的连接部6c位于机械室10内。连接部6c能够采用普通的钢管连接器，例如，与钢管的外螺纹螺合的接套和联管节，冷水配管6的口径较大时可以适当地选择法兰连接器等。另外，在不从外部连接冷水配管6的冷水入口配管6a、冷水出口配管6b的端部，进行塞固定施工而进行止水处理，以使作为热介质的冷水不流出。

另外，连接部6c处可以夹有具有挠性的柔性连接器。柔性连接器可采用橡胶制蛇腹形状的结构和众所周知的不锈钢制编织形状的结构。

这样，在机械室10内设置空间从而预先收纳冷水配管6的连接部6c，由此，大口径的连接部6c不露出于热源装置RS的外部，热源装置RS周围的配管更好地收纳。另外，不需要将冷水配管6在热源装置RS的外部进行现场施工，能够使设置空间最小化。

另外，连接多台热源装置RS时，在预先规定的位置设定冷水配管6的连接部6c，因此容易进行热源装置RS的定位，能够使热交换用的气流按照设计流通，各热源装置RS能够可靠地发挥额定能力。并且，由于冷水配管6向机械室10的一方侧的侧面突出，因此设置时能够容易地判断热源装置RS的设置方向。

并且，由于柔性连接器夹于连接部6c，即使连接邻接的热源装置RS的冷水配管6时管轴有些偏差，也能在柔性连接器的挠性范围内调整位置。

另外，如图6所示，说明了在热源装置RS的侧视方向上冷水配管6贯穿机械室10的结构的例子，但也可以是如图7所示，在热源装置RS的正视方向上冷水配管6贯穿机械室10的结构。

这种情况下，由于连接部6c配置于机械室10内，因此能得到与上述相同的效果。

实施方式2.

实施方式2中的热源装置RS与实施方式1中的热源装置RS的基本结构是相同的，但冷水配管6的端部相对于机械室10的位置不同。

因此，对实施方式2中的热源装置RS的冷水配管6的端部的位置进行说明。

图8是连接多台实施方式2中的热源装置时的侧面剖视图。

图9是连接多台实施方式2中的其它例子的热源装置时的正面剖视图。

在图8中，冷水入口配管6a的一端侧从附图上的机械室10的左侧面突出，冷水入口配管6a的另一端侧位于机械室10内。

另外，冷水出口配管6b的一端侧位于附图上的机械室10内，冷水出口配管6b的另一端侧从机械室10的右侧面突出。

即，使冷水入口配管6a和冷水出口配管6b从机械室10的侧面突出的方向不同。

这样，在机械室10内设置空间从而使冷水配管6的连接部6c预先收纳，由此，与实施方式1一样，大口径的连接部6c不露出到热源装置RS的外部，热源装置RS周围的配管能良好地收纳。

并且，最上游侧的热源装置RS的冷水入口配管6a配置为从机械室10突出时，最下游侧的热源装置RS构成为仅冷水出口配管6b从机械室10突出，能够从机械室10的外部分别将流入侧的冷水配管6和流出侧的冷水配管6连接。不需要在最上游侧的热源装置RS处连接流出侧的冷水配管6，另外，也不需要在最下游侧的热源装置RS处连接流入侧的冷水配管6，因此，不必要的冷水配管6的连接部6c不会暴露在机械室10的外部。因此，配管能良好地被收纳，在美观性上也看不到不必要的冷水配管6的连接部6c。

另外，如图8所示，说明了在热源装置RS的侧视方向上冷水配管6贯穿机械室10的结构的例子，但也可以是如图9所示的在热源装置RS的正视方向上冷水配管6贯穿机械室10的结构。

这种情况下，由于连接部6c配置于机械室10内，也能得到与上述相同的效果。

实施方式3.

实施方式3中的热源装置RS与实施方式1中的热源装置RS的基本结构相同，但冷水配管6的端部相对于机械室10的位置不同。

因此，关于实施方式3中的热源装置RS的冷水配管6的端部的位置进行说明。

图10是连接多台实施方式3中的热源装置时的侧面剖视图。

图11是连接多台实施方式3中的其它例子的热源装置时的正面剖视图。

在图10中，冷水入口配管6a的两端位于附图上的机械室10内。

另外，冷水出口配管6b的两端也同样地位于附图上的机械室10内。

即，使冷水入口配管6a和冷水出口配管6b的4个端部全部配置于机械室10内。

邻接的连接部6c通过夹设于其间的短管6d互相连接。

另外，可以采用具有挠性的柔性连接器来代替该短管6d。柔性连接器可以采用橡胶制蛇腹形状的结构和众所周知的不锈钢制编织形状的结构。

这样，在机械室10内设置空间，从而能使冷水配管6的连接部6c预先收纳，由此，与实施方式1一样，大口径的连接部6c不暴露于热源装置RS的外部，热源装置RS周围的配管能良好地收纳。

另外，由于柔性连接器夹设于连接部6c，即使连接邻接的热源装置RS的冷水配管6时管轴有些偏差，也能在柔性连接器的挠性范围内调整位置。

另外，如图10所示，说明了在热源装置RS的侧视方向上冷水配管6贯穿机械室10的结构的例子，但也可以是如图11所示的在热源装置RS的正视方向上冷水配管6贯穿机械室10的结构。

这种情况下，由于连接部6c配置于机械室10内，也能得到与上述相同的效果。

另外，在实施方式1～3中，分别说明了相对于机械室10的冷水配管6的端部的位置不同的形态，但也可以是将这些实施方式1～3的热源装置RS适当组合而连结设置的热源系统。

另外，实施方式1～3所述的冷凝器2相当于本发明的热源热交换器。

同样地，蒸发器5相当于热介质热交换器，冷水配管6相当于热介质配管，侧面部10a相当于侧壁部。

附图标记说明

1压缩机，2冷凝器(热源热交换器)，2a扁平管，2b制冷剂流路，2c散热翅片，3空冷式冷凝器用送风机，4膨胀阀，5蒸发器(热介质热交换器)，6冷水配管(热介质配管)，6a冷水入口配管，6b冷水出口配管，6c连接部，6d短管，7冷水泵，10机械室，10a侧面部(侧壁面)，11热交换室，11a顶板，RS热源装置。