专利名称：热泵供热水机的制作方法
技术领域：
本发明涉及有效提高热泵供热水机的效率，尤其是能够降低散热损失的热泵供热 水机。
背景技术：
一直以来，作为提高热泵供热水机的效率的方法，提出了各种方案。例如，在日本特开2007-155274号公报中，提出了如下方案用外装壳体包围热水 储存箱，并且在热水储存箱和外装壳体的上部空间配置真空绝热材料，在下部空间配置板 状绝热材料，从而削减真空绝热材料的使用量，实现制造成本和性能效果的平衡的提高。在该热泵供热水机中，由于在热水储存箱内长时间储存高温热水，所以通过抑制 从热水储存箱外表面向空气中放出的散热损失，从而与提高热泵供热水机的能源效率密切 相关。在日本，一般地，利用夜间的折扣电费进行热泵的运转，加热水并作为高温水预先 储存在热水储存箱中，白天按照使用(打开水龙头)将水混合在上述热水储存箱内的高温 中并作为合适温度的水进行热水的供给，因此这种热泵供热水机是适宜的。另外，在日本特开2007-192440号公报中，提出了如下方案通过用由真空绝热材 料、吸声绝热材料和防振绝热材料构成的复合绝热材料覆盖压缩机，从而实现绝热材料的 薄壁化。上述日本特开2007-155274号公报所示的现有的热泵供热水机虽然作为热水储 存箱的绝热效果是有效的，但由于使用外装壳体和真空绝热材料、板状绝热材料等较多部 件，所以与现有的泡沫绝热材料相比，存在部件购买费及安装作业费提高的问题。另外，在上述日本特开2007-192440号公报中，压缩机的外轮廓设有排出管和吸 入管、及电气配线等，复合绝热材料的形状变得极为复杂。再有，由于冬季热水的使用量较多、在高温下进行储存热水，所以压缩机为高速运 转，绕组温度变高，如果在压缩机上卷绕真空绝热材料等的高性能绝热材料，则担心过载保 护装置进行动作。如上所述，在现有的热泵供热水机中，很难实现有效的效率提高。
发明内容
于是，本发明的课题在于提供能够有效提高效率的热泵供热水机。作为为解决现有的热泵供热水机的问题的方案，本发明着眼于构成热泵供热水机 要素中的较大散热源即水冷媒热交换器。即、本发明的热泵供热水机在具备将由压缩机压缩后的冷媒和水进行热交换的水 冷媒热交换器而构成的热泵供热水机中，其特征是，以包围上述水冷媒热交换器的方式配 置真空绝热材料。本发明能够降低作为较大散热源的水冷媒热交换器的散热损失，有效提高效率。
本发明的其他目的、特征及优点通过参照附图的以下本发明的实施例的记载将变
得更加清楚。
具体实施例方式以下，基于图1 图7对本发明的实施方式进行说明。〈第一实施方式〉图1表示第一实施方式的热泵供热水机。热泵供热水机的构成为，具备容纳热泵 冷媒回路的构成部件的热泵单元30 ；容纳热水储存箱9及供给热水回路构成部件的储存热 水单元40 ；以及运转控制机构50。热泵冷媒回路分别通过冷媒配管依次连接压缩机1、配置在水冷媒热交换器2上 的冷媒侧传热管加、213、减压装置3、空气热交换器4来构成，在其中充入二氧化碳(CO2)冷媒。压缩机1通过PWM控制、电压控制(例如PAM控制)及这些控制的组合控制，能够 从低速(例如700转/分)到高速(例如7000转/分)地实现转速控制。 水冷媒热交换器2具备冷媒侧传热管2a、2b及供水侧传热管2c、2d，其构成为在冷 媒侧传感管2a、2b和供水侧传热管2c、2d之间进行热交换。再有，水冷媒热交换器2如后所述，由热交换部件组2e(参照图幻和热交换部件 组2f (参照图幻的双系统回路构成，其中，热交换部件组2e包括冷媒侧传热管加和供水 侧传热管2c，热交换部件组2f包括冷媒侧传热管2b及供水侧传热管2d。作为减压装置3，一般使用电动膨胀阀，对经由水冷媒热交换器2送来的中温高压 冷媒进行减压，作为易蒸发的低压冷媒送向空气热交换器4。另外，减压装置3进行改变冷 媒回路的节流量来调整热泵冷媒回路内的冷媒循环量的动作、和在冬季低温时进行热泵运 转在空气热交换器4上起霜(附着霜)的场合，还起到使上述节流量为全开而将中温冷媒 大量送到空气热交换器4来融解霜的除霜装置的作用。空气热交换器4起到如下作用通过鼓风风扇5的旋转导入外部气体，进行空气和 冷媒的热交换，从外部气体吸收热量。储存热水单元40构成为，其具备用于进行储存热水(将热水储存到热水储存箱 9)、箱供给热水(由热水储存箱9供给热水)等的水循环回路。储存热水回路是用于通过箱沸腾运转从而将高温水储存在热水储存箱9中的水 回路，其构成为通过水配管依次连接热水储存箱9、箱循环泵14、供水侧传热管2c、2d、热水 储存箱9。箱供给热水回路构成为，通过水配管依次连接供水零件6、减压阀7、供水水量传 感器8、热水储存箱9、热水和水混合阀11、出热水零件12。再有，供水零件6与自来水管道等的供水源连接，出热水零件12与厨房水龙头13 等连接。再有，还能够从出热水零件12对洗脸台和浴缸热水注入回路(風呂湯張>0回路) (未图示)等供给热水。其次，运转控制机构50进行热泵冷媒回路的运转、停止及压缩机1的转速控制，并 且进行除了减压装置3的冷媒节流量调整之外的冷冻循环的运转控制，通过控制热水和水控制阀11等来进行供给热水运转等。另外，运转控制机构50具有最佳运转控制机构，该最佳运转控制机构在冬季低温 时以高温(例如90°C )进行储存热水的场合由于环境温度和供水温度低、加热负载较大而 进行高转速(例如3000 4000转/分)运转，在夏季相反地由于加热负载小而以一般的 储存热水温度(约65°C )进行比较低速(例如1000 2000转/分)运转等。再有，在热泵供热水机上设有用于检测热水储存箱9的储存热水温度和储存热水 量的箱热敏电阻和检测各部分的冷媒温度和水温的各部分的热敏电阻，以及检测压缩机1 的排出压力的压力传感器等(均未图示)，并构成为将各检测信号输入到运转控制机构50。 运转控制机构50基于这些信号控制各机器。其次，关于本实施例的热泵供热水机的运转动作，参照图1的热泵冷媒回路及储 存热水回路、供给热水回路的同时，基于图2的流程图的实施例进行说明。图2是表示从夜间的储存热水运转到第二天的供给热水使用结束为止的一天的 运转动作的实施例的流程图。运转控制机构50具有学习控制单元，该学习控制单元存储并学习每天的供给热 水使用量，推断第二天的供给热水使用量，决定夜间的储存热水温度及储存热水量，并且设 定储存热水运转开始时刻，以使上述储存热水量在电费的夜间折扣时间(例如23点 7 点)内沸腾。当到了上述设定时刻，则开始储存热水运转。即、运转图1的热泵的同时运转箱循 环泵14，在水冷媒热交换器2中利用高温冷媒和从热水储存箱9循环的箱储存热水进行热 交换，将热水储存箱9内的水沸腾为高温水(步骤61)。在储存热水量判定(步骤6 中，在未达到规定量的过程中继续储存热水运转，当 达到规定量时，则停止热泵运转，结束储存热水运转(步骤63)。在到了早晨例如打开厨房水龙头13开始使用热水(步骤64)时，则运转控制机构 50调整来自热水和水混合控制阀11的供水量以使供给热水温度为适宜温度，利用供水零 件6、减压阀7、供水水量传感器8、热水储存箱9、热水和水混合阀11、出热水零件12、厨房 水龙头13的箱供给热水回路供给适宜温度水(步骤6 。并且，在关闭水龙头结束热水使 用(步骤66)时，则停止供给热水。再有，运转控制机构50在箱供给热水运转中(步骤6 及供给热水运转停止中， 利用箱热敏电阻检测热水储存箱9内的储存热水温度及储存热水量，进行箱剩余热水量的 判定(步骤67)，但通常不进行规定以上的再沸腾运转，在供给热水使用量相对于到前一天 的学习推定量过多，箱剩余热水量不足规定量的场合，运转热泵进行箱再沸腾运转(步骤 68)，在储存热水量判定(步骤69)中，在储存热水温度及储存热水量达到规定值之后，停止 热泵运转，结束储存热水运转(步骤70)。在重复上述热水使用和箱剩余热水量判定、结束一天的供给热水使用时，则运转 控制机构50使下一个学习控制单元发挥作用。即、检测箱剩余热水温度、剩余热水量、供给 热水使用量等，算出当天的热水使用量，进行第二天使用量的推定计算，设定夜间的再沸腾 温度及量、再沸腾运转开始时刻等的夜间再沸腾条件(步骤71)。在到了上述运转开始的设定时刻时，则再次进行夜间储存热水运转以便达到规定 的箱再沸腾量(步骤61)。
再有，上述学习控制单元一般基于例如过去七天间的外部空气温度和供水温度、 热水使用量等，以仅夜间再沸腾十分钟为准的方式来推定并算出第二天的热水使用量，或 者推定最能提高效率的储存热水量。其次，基于图3 图5对第一实施方式的热泵供热水机的水冷媒热交换器2的绝 热结构进行说明。图3表示取下热泵单元30的箱体15的上面的状态的俯视图，图4表示取下上述 箱体15的前面的状态的主视图。再有，在图4中，省略了后方的压缩机1及空气热交换器 4。热泵单元30的箱体15做成大致长方形，在背面及左侧面设置空气热交换器4，与 其相对地设置利用风扇马达16旋转的风扇5。再有，风扇5具有吸入型和吹出型，由此，风扇5的前后的朝向不同，但在本实施例 中是吹出型的螺旋桨式风扇，是从背面及左侧面通过空气热交换器4吸入外部空气，向前 面吹出的风扇。箱体15由隔板17左右隔开。由隔板17划分的左右的一侧的(图中右侧)空间 是容纳压缩机1和水冷媒热交换器2的容纳室S，该容纳室S —般称作机械室。上述水冷媒 热交换器2设置在该容纳室S的前方侧，压缩机1设置在后侧。水冷媒热交换器2构成为使冷媒从一端部向另一端部流通，如图4所示，各端部位 于上下地配置。即、水冷媒热交换器2以使两端间方向与铅垂方向一致并立起的状态配置 在容纳室S内。另外，水冷媒热交换器2包括邻接配置的多个热交换部件2g、2h、2i、2jJk、21。 在图3所示的水冷媒热交换器2中，使用六个热交换部件2g 21。但是，不限定于此。各 热交换部件2g 21是将冷媒侧传热管加和供水侧传热管2c重叠并分别卷绕成线圈状来 形成的，具有大致圆筒状。另外，多个热交换部件2g 21划分在多个热交换部件组&、2f来设置。具体地， 六个热交换部件2g 21划分成每组各三个的两个热交换部件组&、2f中。各热交换部件 组&、2f使各热交换部件2g 2i、2j 21分别相对地配置。但是，各热交换部件组&、2f 既可以同时运转，也可以仅运转任一组。并且，在该热泵供热水机中以包围上述水冷媒热交换器2的方式设有真空绝热材 料。具体地，在上述水冷媒热交换器2的外周卷绕有上述真空绝热材料。以下，对该结构进 行详细说明。首先，对真空绝热材料18、19的结构进行说明。作为真空绝热材料18、19使用在 平坦的状态下具有大致四边形状的材料。这样，真空绝热材料18、19的形状为简单的四边 形，因而具有可以自动生产真空绝热材料18、19的优点和能够实现安装作业也容易且降低 部件费用及加工费用的优点。另外，如图7所示，真空绝热材料18、19构成为，具备绝热材料主体27、和保护该绝 热材料主体27的保护部件^a J8b。再有，由于真空绝热材料18、19具有相同的结构，所以 以下仅对真空绝热材料18进行说明。保护部件^a、28b是防止因绝热材料主体27损伤而 破坏真空状态从而丧失绝热效果的部件。具体地，保护部件^a、28b接合在绝热材料主体 的两面上，真空绝热材料18、19具有利用保护部件^a、28b从两面侧夹住绝热材料主体27的三层结构。但是，真空绝热材料18、19不限定于此，保护部件观&、2813既可以仅设置在绝热材 料主体27中的特别需要保护的部分上，例如仅接合在任一面上，也可以仅设置在绝热材料 主体27所具有的面的一部分上。再有，在真空绝热材料18、19的周围没有突起部等的场合， 还可以不使用保护部件^a J8b，而仅使用绝热材料主体27作为真空绝热材料2。绝热材料主体27是通过由铝或不锈钢等金属制构件在真空状态下包住玻璃棉 (以玻璃纤维构成的棉状的原料)等的芯材27c来形成的。即、绝热材料主体27在金属制 构件的内部封入芯材27c。具体地，绝热材料主体27具有在金属制薄板(或者，金属制薄 膜)27a、27b之间夹有芯材27c的结构。更为具体地，绝热材料主体是使用比芯材27c大的 金属制薄板27a、27b，通过将金属制薄板27a、27b配置成从芯材27c伸出，再将该伸出的周 端边缘部紧贴来制作的。伸出来的周端边缘部在安装在绝热材料主体27上的场合例如折 入到内侧。另外，作为保护部件^a、28b使用聚氨酯等的垫材或者绝热材料，但不限定于此， 也可以使用乙烯树脂等的薄膜。再有，在绝热材料主体27所使用的金属制薄板27a、27b是铝的场合，由于存在操 作时容易损伤的问题，所以最好是与绝热材料主体27的芯材27c的位置一致地从两面接合 保护部件^aJ8b。然而，由于绝热材料主体27所使用的金属制薄板27a、27b的传热性好，所以如果 尺寸小，则因金属薄板27a、27b的周端边缘部的传热而降低了绝热效果。因此，真空绝热材 料18、19以至少具有金属制薄板27a、27b的传热距离以上的尺寸的材料为宜，以面积尽可 能大的材料为宜。若利用该真空绝热材料23，与将小的真空绝热材料排列多个来使用的方 法相比，能够使绝热效果可靠。根据本公司的实验可知在芯材27c的厚度A约为5mm的场合，只要芯材27c的各 边的尺寸(宽度或长度)B约为200mm以上，则能够发挥充分的绝热效果，芯材27c的厚度 A约为IOmm的场合，只要芯材27c的各边的尺寸(宽度或长度)B约为IOOmm以上，则能够 发挥充分的绝热效果。其次，使用图3、图4对真空绝热材料18、19的配置方式进行说明。在本实施方式 的热泵供热水机中，与划分在各热交换部件组&、3f的热交换部件2g 2i、2j 21对应 地设有多个真空绝热材料18、19。即、上述热交换部件组&、3f设置成，将各个真空绝热材 料18、19绕外周各卷绕一周，并使三个热交换部件组加、2丨分别相互接近地相对配置。另 外，真空绝热材料18、19以外周方向的两端边缘部具有间隙并相对的状态卷绕。这样，通过 在每个各热交换部件组加、2丨上卷绕真空绝热材料18、19，从而能够对每个各热交换部件 组&、2f完成部件，因此能够使制造工序有效化。再有，上述真空绝热材料18、19的外周方向的端边缘部配置成位于多个热交换部 件2g 21之间。具体地，上述真空绝热材料18、19的外周方向的两端边缘部配置在各热 交换部件组&、2f之间(或者，各热交换部件组&、2f的相对部分)。即、各真空绝热材料 18、19的两端边缘部的相对部分18a、19a位于各热交换部件组&、2f之间。由此，即使卷绕 在热交换部件组&、2f上的真空绝热材料18、19的两端边缘部之间存在间隙，由于两端边 缘部的相对部分18a、19a位于水冷媒热交换器2的内部，所以能够防止热量从两端边缘部之间的间隙18a、19a散发。因此，能够减少真空绝热材料18、19的使用量。但是，也可以使 两端边缘部对接，消除间隙。另外，就各真空绝热材料18、19而言，将各两端边缘部彼此的相对部分18a、19a的 位置相互左右错开地配置。由此，即使卷绕在一方的热交换部件组2e的真空绝热材料18 的两端边缘部之间存在间隙，也能够由卷绕在另一方的热交换部件组2f上的真空绝热材 料19来防止热量从该处散发。再有，在压缩机1、水冷媒热交换器2、空气热交换器4上配设有冷媒配管或者水配 管，将这些部件相互连接而形成图1所示的热泵冷媒回路及箱储存热水回路的一部分，但 在图3、图4中省略。如图3所示，通过在水冷媒热交换器2的外周卷绕上绝热性优良的真空绝热材料 18、19，从而能够对水冷媒热交换器2直接地绝热(或者保温)。因此与水冷媒热交换器2 的设置场所无关地即使在没有隔板17的场合，也能够继热水储存箱9之后减少来自散热损 失大的水冷媒热交换器2的散热。再有，如果在上述容纳室内容纳水冷媒热交换器2和压 缩机1，则能够进一步减少水冷媒热交换器2的散热损失。但是，水冷媒热交换器2来自上部的散热大，该部分的保温尤为重要。并且，由于 高温的冷媒从上侧的端部朝向下部的端部流动，相反地，水从下侧的端部向上侧的端部流 动地进行热交换，所以水冷媒热交换器2尤其是上部成为高温。因此，上述真空绝热材料 18、19配置在水冷媒热交换器2的至少上侧部分。具体地，在水冷媒热交换器2的上侧部分 配置真空绝热材料18，在下侧部分配置有由泡沫聚氨酯等的一般绝热材料构成的下部绝热 材料21。这样，通过仅在保温尤其重要的上侧部分使用真空绝热材料18、19，从而能够实现 成本降低。再有，如图4所示，考虑到上述水冷媒热交换器2的温度特性，还在水冷媒热交换 器2的顶部配置顶部绝热材料20。顶部绝热材料20配置成，覆盖水冷媒热交换器2及真空 绝热材料18、19，并具有断面大致二字形。作为该顶部绝热材料20，虽然可以是真空绝热材 料，但考虑到做成断面大致二字形的加工难易度，使用泡沫聚氨酯等一般的绝热材料。具体 地，通过例如聚氨酯泡沫成形等较厚地制造。<第二实施方式>其次，使用图6对第二实施方式进行说明。再有，图6仅表示水冷媒热交换器2的 俯视图，但例如包含图3所示的顶部绝热材料20在内，其他的结构基本上与上述实施方式 的部件是共同的。对于共同的结构，标上相同的标号而省略说明。图6是表示在水冷媒热交换器2的外周卷绕单一的真空绝热材料22的图。根据 这种结构，能够减少一般为高价的真空绝热材料的使用量。另外，真空绝热材料22使外周方向的两端边缘部22a、22b重叠地配置。两端边缘 部22a、22b彼此使用带23等的固定部件固定。但是，固定部件不限定于此。 再有，上述真空绝热材料22的外周方向的两端边缘部22a、22b配置成位于多个热 交换部件2g 21之间。具体地，真空绝热材料22设置成，使外周方向的端边缘部进入到形 成于多个热交换部件2g 21之间的凹状部an中。更为具体地，设置成，两端边缘部22a、 22b的重复部分位于上述凹状部an。由此，能够很好地防止两端边缘部22a、22b的重复部 分较大地突出，即使在水冷媒热交换器2上卷绕了真空绝热材料22的状态下，也能够做成极为紧凑的结构。再有，如果同时进行各热交换部件组加、2€的利用热泵运转进行的加热，则由于 各热交换部件2g 21的温度彼此成为同等的温度，所以即使在各热交换部件组&、2f之 间不隔有真空绝热材料，也能够良好地维持散热效果。即、该实施方式的结构适于同时进行 各热交换部件部&、2f的利用热泵运转进行的加热方式的热泵供热水机。<第三实施方式>其次，使用图7对第三实施方式进行说明。再有，图7仅表示水冷媒热交换器2的 俯视图，但例如包含图3所示的顶部绝热材料20在内，其他的结构基本上与上述实施方式 的部件是共同的。对于共同的结构，标上相同的标号而省略说明。图7是表示对水冷媒热交换器2使用一个真空绝热材料M，一个真空绝热材料M 以对每个各热交换部件组&、2f包围热交换部件2g 2i、2j 21的全周的状态设置的图。 即、在各热交换部件组&、2f之间配置外周方向的两端边缘部Ma J4b，且外周方向的中间 部配置在各热交换部件组&、2f之间。该真空绝热材料M为俯视大致8字状。另外，水冷 媒热交换器2及真空绝热材料M从其外周侧用由紧固带25及螺钉沈构成的固定部件来 固定。但是，固定部件不限定于此。本实施方式的结构由于是对每个热交换部件组&、2f进行保温的结构，所以可以 使每个热交换部件组&、2f的冷媒和水的温度不同。因此，适用于分别进行各热交换部件 组&、2f的利用热泵运转进行的加热方式的热泵供热水机。再有，图3 图6的实施例除了热泵单元的结构和运转控制外，可以根据对绝热性 能的重视、零部件费的削减、作业性的提高等的优先顺序通过有选择地使用而实现水冷媒 热交换器2的绝热性，并且得到与目的相符的效果。如以上说明的那样，本实施方式的热泵供热水机是在水冷媒热交换器2的外周卷 绕真空绝热材料18、19、22、24的结构，可将材料费及作业费抑制到最低限度，可提高水冷 媒热交换器2的绝热性，作为新的降低散热损失的对策，能够实现节能的提高。尤其是，当要将本发明应用于在热水储存箱的容量较少的场合，以及频繁地进行 供给热水的业务用的场合等，仅利用夜间储存热水的方式储存热水量不足，在白天也要进 行再沸腾运转的情况时，则因运转间隔变短而能够取得由水冷媒热交换器2的保温性提高 带来的节能效果、以及缩短加热运转上升时间等很大的效果。〈第四实施方式〉其次，使用图8 图12对第四实施方式进行说明。首先，对本实施方式的水冷媒 热交换器进行说明。再有，对于与上述实施方式共同的结构，标上相同的标号而省略说明。在第四实施方式中，水及冷媒构成为，相互相反地在上述水冷媒热交换器110中 流动，如图8、图9所示，上述水冷媒热交换器110按照水及冷媒的温度划分为高温部H和低 温部L。并且，上述真空绝热材料120、130如图9所示，与上述水冷媒热交换器110的至少 高温部H相对应地配置。再有，在图9中，在表示水冷媒热交换器和真空绝热材料的位置关 系方面，省略了后述的包装材料140等的图示。具体地，如图8所示，上述水冷媒热交换器110具备流体性串联连接的多个热交换 部件1 IOc、110d及IlOe、110f。若对热交换部件IlOc IlOe的具体尺寸进行说明，则外径 约为60mm，高度约为500mm。并且，如图9所示，上述真空绝热材料120、130与位于水的流向的后段侧的高温热交换部件110d、1 If相对应地配置。S卩、水相对于水冷媒热交换器110在低温状态下导入之后以高温状态流出，另一 方面，冷媒以高温状态导入水冷媒热交换器110之后以低温状态流出。因此，多个热交换部 件IlOc IlOf中的配置在水流向的后段侧(或者冷媒流向的前段侧)的热交换部件liod、 IlOf与配置在水的流向的前段侧(或者冷媒流向的后段侧)的热交换部件110c、110e相比 成为高温。其结果，水冷媒热交换器110如果看作整体，则能划分为高温部H和低温部L。另外，串联连接的各热交换部件IlOcUlOd及IlOeUlOf使两端间方向一致地并 列配置，并且构成为，使冷媒及水流通的朝向与邻接的热交换部件相反。即、串联连接的热 交换部件IlOcUlOd或者IlOeUlf彼此在两端间方向(或者长度方向)的任一方的端部 侧连接。更为具体地，上述水冷媒热交换器110具备由流体性串联连接的多个热交换部件 IlOcUIOd及1 IOe、1 IOf构成的多个热交换部件组110a、1 IOb。就上述热交换部件组110a、 IlOb彼此而言，使构成各热交换部件组IlOaUlOb的热交换部件110c、IlOd及110e、IlOf 中的位于水流向的后段侧的高温的热交换部件IlOcUllf彼此邻接地配置。上述水冷媒热 交换器110的高温部H由上述各热交换部件组IlOaUlOb中的邻接配置的多个上述高温热 交换部件IlOcUllOf构成。另外，上述水冷媒热交换器110的低温部L由低温的热交换部 件IlOcUlOe的各部件构成。另外，上述水冷媒热交换器110以使多个热交换部件IlOc IlOf立起的状态在 水平方向并排地配置。即、水冷媒热交换器110构成为，沿着铅垂面配置多个热交换部件 IlOc IlOf。上述水冷媒热交换器110的水平方向两侧为上述低温部L，并且该两侧的低 温部L、L的内侧为上述高温部H。并且，上述真空绝热材料110以从水冷媒热交换器110的 厚度方向两侧夹持上述高温部H的方式相对配置。构成各热交换部件组110a、1 IOb的两个 热交换部件IlOcUlOd及IlOeUlOf彼此在铅垂方向下方侧的端部连接。如果对该水冷媒热交换器110的水及冷媒的流动路径进行说明，则被加热的水从 配置在水平方向外侧的一方的热交换部件IlOc或IlOe的上端部导入而到达下端部，通过 连接配管导入到配置在水平方向内侧的另一个热交换部件IlOd或IlOf的下端部，在从下 端部到达上端部的路径中流动。相反地，加热水的冷媒从另一方的热交换部件IlOd或IlOf 的上端部导入而到达下端部，通过连接配管导入到一方的热交换部件IlOc或IlOe的下端 部，在从下端部到达上端部的路径中流动。其次，使用图10 图12对在上述水冷媒热交换器110中所使用的真空绝热材料 120、130进行说明。如图10所示，构成真空绝热材料120、130的绝热材料主体121、131至少具有比具 有俯视为圆形状的热交换部件IlOc IlOf中的内侧的两个热交换部件110d、lIOf的宽度 (即、热交换部件的外径的两倍)还大的宽度。优选绝热材料主体121、131的宽度具有与配 置在外侧的各热交换部件110c、110e的中心彼此距离相同的尺寸。即、绝热材料主体121、 131的宽度约为180mm。另外，如图11所示，两个真空绝热材料120、130的绝热材料主体121、131具有各 自不同的高度。具体地，一方侧的真空绝热材料120的绝热材料主体121与热交换部件 IlOc IlOf的大致整个高度对应地设置，具有约460mm的高度。另外，由于在水冷媒热交换器110的另一方侧的下方部分的附近配置有各种配管，所以在该部分没有配置真空绝热 材料130的空间。因此，另一方侧的真空绝热材料130的绝热材料主体131比一方侧形成 得较小，具有约300mm的高度。再有，在图10及图12中，为了示意地表示水冷媒热交换器 的绝热结构，省略连接在水冷媒热交换器110上的各种配管等的图示。另外，关于真空绝热材料120、130的厚度，如在上述第一实施方式中所述，在芯材 的厚度A约为5mm的场合，芯材的各边的尺寸(宽度或长度)B设定为约200mm以上，芯材 的厚度A约为IOmm的场合，芯材的各边的尺寸(宽度或长度)B设定为约IOOmm以上。并 且，作为保护绝热材料主体的保护部件采用具有约3mm厚度的聚氨酯。再有，优选构成真空绝热材料120、130的保护部件122、132比绝热材料主体121、 131还大(即、保护部件122、132的端边缘比绝热材料主体121、131的端边缘伸出)，但其 尺寸不做特别限定。再有，水冷媒热交换器110从两侧被真空绝热材料120、130夹持，并且如图12所 示，再由包装材料140包住。作为包装材料140能够使用任意材料，但优选具有绝热性的材 料，使用例如具有难燃性的毛毡。毛毡具有约5mm的厚度。另外，包装材料140设有面状系 固件143等的固定单元，以便能够维持包住水冷媒热交换器110的状态。具体地，如图11、图12所示，包装材料140具备被覆水冷媒热交换器110的侧面 的侧面被覆部141、和被覆水冷媒热交换器110的上侧的上侧被覆部142。上述面状系固件 143设于侧面被覆部141的端部及上侧被覆部142的端部。水冷媒热交换器110以如上所述的包装状态组装到热泵单元30中，其次，关于做 成如上所述的包装状态的方法，使用图11进行说明。首先，做成将包装材料140展开成平 面状的状态，在其上放置真空绝热材料120。其次，以上述高温部H为真空绝热材料120的 上面的方式放置水冷媒热交换器110。并且，在水冷媒热交换器110的高温部H的上面放置 真空绝热材料130。最后，连同真空绝热材料120、130 —起包住水冷媒热交换器110地折叠 包装材料140。此时，作用紧固力以使真空绝热材料120、130不偏移地折叠包装材料140。这样，水冷媒热交换器110用包装材料140紧紧地包住，从而真空绝热材料120、 130不会偏移，但不限定于此，也可以利用任一方式固定水冷媒热交换器110和真空绝热材 料 120、130。再有，本发明的热泵供热水机不限于上述各实施方式的结构，只要在不脱离本发 明的主旨的范围内可以进行各种变更。例如，真空绝热材料可以不在全周上卷绕，也可以在外周的一部分上局部地卷绕。另外，真空绝热材料也可以是将压缩机1和水冷媒热交换器2集中起来并卷绕在 这些部件的外周上。另外，本发明的热泵供热水机只要是以包围上述水冷媒热交换器的方式配置真空 绝热材料即可，例如，也可以设有容纳上述水冷媒热交换器的容纳室，并在划分上述容纳室 的壁部中的与上述水冷媒热交换器相对的部分上具备真空绝热材料。另外，作为具有如下结构的热泵供热水机，即水及冷媒相互相反地在上述水冷媒 热交换器110中流动，上述水冷媒热交换器110按照水及冷媒的温度划分为高温部H和低 温部L，上述真空绝热材料130、140与上述水冷媒热交换器110的至少高温部H相对应地配 置，虽以第四实施方式为例进行了说明，但第一 第三实施方式的热泵供热水机也相当于具有这种结构的热泵供热水机。另外，对上述水冷媒热交换器110由两个热交换部件组IlOaUlOb构成的结构进 行了说明，但不限定于此，热交换部件组既可以是一个，也可以是三个以上。同样地，对各热 交换部件组IlOaUlOb由两个热交换部件IlOcUlOd及IlOeUlOf构成的结构进行了说 明，但不限定于此，构成各热交换部件组IlOaUlOb的热交换部件既可以是一个，也可以是 三个以上。另外，对上述水冷媒热交换器110做成在使多个热交换部件IlOc IlOf立起的 状态在水平方向并排配置的结构进行了说明，但不限定于此，例如，也可以是使热交换部件 组110a、1 IOb彼此相对地配置的结构。这种场合，考虑使构成各热交换部件组110a、1 IOb的 热交换部件IlOc IlOf中的位于水流向的后段侧的高温的热交换部件110d、lIOf彼此、 与位于前段侧的低温的热交换部件110c、110e彼此分别相对地配置的结构。另外，对上述真空绝热材料130、140配置在水冷媒热交换器110的厚度方向两侧 的结构进行了说明，但不限定于此，也可以仅配置在单面侧。这种结构可以应用于例如，在 水冷媒热交换器110的另一侧配置压缩机1等的高温部件，通过绝热使受到来自压缩机1 等的高温部件的热较好的情况。上述记载是针对实施例进行的，但本发明不限定于此，对于本领域技术人员来说 在本发明的主旨和权利要求书的范围内当然可以进行各种变更和修正。产业上的可利用性以上的本发明的热泵供热水机能够提供能有效地提高效率的热泵供热水机。
图1是表示本发明的第一实施方式的热泵供热水机的结构的概要图。图2是表示本发明的第一实施方式的热泵供热水机的从储存热水运转到热水使 用时的供给热水运转及其后的箱储存热水运转的一个实施例的流程图。图3是表示本发明的第一实施方式的热泵供热水机的取下热泵单元的箱体的上 面的状态的俯视图的俯视图。图4是表示本发明的第一实施方式的热泵供热水机的取下热泵单元的箱体的前 面的状态的俯视图的主视图。图5是表示在本发明的第一实施方式的热泵供热水机中使用的真空绝热材料的 概要结构的主视剖视图。图6是表示本发明的第二实施方式的热泵供热水机的水冷媒热交换器的绝热结 构的俯视剖视图。图7是表示本发明的第三实施方式的热泵供热水机的水冷媒热交换器的绝热结 构的俯视剖视图。图8是表示本发明的第四实施方式的热泵供热水机的水冷媒热交换器的立体图。图9是表示本发明的第四实施方式的热泵供热水机的水冷媒热交换器和真空绝 热材料的位置关系的立体图。图10是表示本发明的第四实施方式的热泵供热水机的水冷媒热交换器的绝热结 构的俯视剖视图。
图11是表示在本发明的第四实施方式的热泵供热水机的水冷媒热交换器上配置 真空绝热材料并用包装材料包住的顺序的立体图。图12是表示本发明的第四实施方式的热泵供热水机的水冷媒热交换器由包装材 料包住的状态的立体图。图中1-压缩机，2、110-水冷媒热交换器，4-空气热交换器，9_热水储存箱，11_热水和 水混合阀，13-厨房水龙头，14-箱循环泵，15-箱体，17-隔板，18、19、22、24、120、130-真空 绝热材料，20-顶部绝热材料，21-下部绝热材料，30-热泵单元，40-储存热水单元，50-运转 控制机构，140-包装材料。
权利要求
1.一种热泵供热水机，具备将由压缩机压缩后的冷媒和水进行热交换的水冷媒热交换 器而构成，其特征在于，以包围上述水冷媒热交换器的方式配置真空绝热材料。
2.根据权利要求1所述的热泵供热水机，其特征在于， 在上述水冷媒热交换器的外周卷绕有上述真空绝热材料。
3.根据权利要求2所述的热泵供热水机，其特征在于， 上述水冷媒热交换器由邻接配置的多个热交换部件构成，上述真空绝热材料的外周方向的端边缘部配置成位于多个热交换部件之间。
4.根据权利要求3所述的热泵供热水机，其特征在于，上述多个热交换部件以划分成多个热交换部件组的方式设置，并且 上述真空绝热材料与划分成各热交换部件组中的热交换部件相对应地设置多个， 上述各真空绝热材料卷绕成分别使外周方向的两端边缘部彼此相对， 各真空绝热材料的两端边缘部彼此的相对部分配置在各热交换部件组之间。
5.根据权利要求4所述的热泵供热水机，其特征在于，各真空绝热材料将各两端边缘部彼此相对部分的位置相互错开地配置。
6.根据权利要求2所述的热泵供热水机，其特征在于，上述水冷媒热交换器由邻接配置的多个圆筒状的热交换部件构成， 上述真空绝热材料设置成使外周方向的端边缘部进入到形成于多个热交换部件之间 的凹状部中。
7.根据权利要求2所述的热泵供热水机，其特征在于， 上述水冷媒热交换器由多个热交换部件构成，各热交换部件划分成多个热交换部件组，各热交换部件组彼此相对地配置，并且 对各热交换部件组的每组以包围热交换部件的全周的状态设置一件真空绝热材料。
8.根据权利要求2所述的热泵供热水机，其特征在于，上述水冷媒热交换器构成为使冷媒从一端部朝向另一端部流通，并且各端部配置成位 于上下位置，上述真空绝热材料配置在水冷媒热交换器的至少上侧部分。
9.根据权利要求2所述的热泵供热水机，其特征在于，上述真空绝热材料具备由金属制构件以真空状态包住芯材来形成的绝热材料主体， 上述芯材设定为，在平坦状态下具有大致四边形，并且厚度约为5mm，且各边的尺寸至 少约为200mm以上。
10.根据权利要求2所述的热泵供热水机，其特征在于，上述真空绝热材料具备由金属制构件以真空状态包住芯材来形成的绝热材料主体， 上述芯材设定为，在平坦状态下具有大致四边形，并且厚度约为10mm，且各边的尺寸至 少约为IOOmm以上。
11.根据权利要求1所述的热泵供热水机，其特征在于，其构成为，水及冷媒相互相反地在上述水冷媒热交换器中流动， 上述水冷媒热交换器按照水及冷媒的温度划分为高温部和低温部， 上述真空绝热材料与上述水冷媒热交换器的至少高温部对应地配置。
12.根据权利要求11所述的热泵供热水机，其特征在于，上述水冷媒热交换器具备就流体流动而言串联连接的多个热交换部件， 上述真空绝热材料与位于水流向的后段侧的高温的热交换部件对应地配置。
13.根据权利要求11所述的热泵供热水机，其特征在于，上述水冷媒热交换器具备由就流体流动而言串联连接的多个热交换部件构成的多个 热交换部件组，上述热交换部件组彼此使构成各热交换部件组的热交换部件中的位于水流向的后段 侧的高温热交换部件彼此邻接地配置，上述水冷媒热交换器的高温部由上述各热交换部件组中的邻接配置的多个上述高温 热交换部件构成。
14.根据权利要求11所述的热泵供热水机，其特征在于，上述水冷媒热交换器以使多个热交换部件立起的状态在水平方向并排地配置， 上述水冷媒热交换器的水平方向两侧为上述低温部，并且该两侧的低温部的内侧为上 述高温部，上述真空绝热材料以从水冷媒热交换器的厚度方向两侧夹着上述高温部的方式相对配置。
全文摘要
本发明的课题是提供能够有效提高效率的热泵供热水机。本发明的特征是，在具备将由压缩机(1)压缩后的冷媒和水进行热交换的水冷媒热交换器(2)的热泵供热水机中，以包围上述水冷媒热交换器(2)的方式配置真空绝热材料(18、19)。在上述水冷媒热交换器(2)的外周卷绕有上述真空绝热材料(18、19)。
文档编号F24H9/00GK102105753SQ200980129588
公开日2011年6月22日 申请日期2009年2月18日 优先权日2008年7月31日
发明者小曾户正则, 居山和生, 村石彻 申请人:日立空调·家用电器株式会社