WO2021191959A1 - 温水生成装置 - Google Patents

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WO2021191959A1
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WO
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hot water
expansion tank
housing
water
heat exchange
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PCT/JP2020/012672
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English (en)
French (fr)
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一仁 若月
貴洋 森薗
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Carrier Japan Corp
Original Assignee
Toshiba Carrier Corp
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
    • F24D2220/0278—Expansion vessels

Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to a hot water generator.
  • a heat pump type hot water supply system is known as a hot water generator.
  • This conventional hot water supply system includes a heat source unit (OutdoorUnit) and a water heat exchange unit (HydroUnit).
  • the water heat exchange unit is a housing, an expansion tank provided in the housing that alleviates the pressure rise in the pipe due to the temperature rise, and water heat that exchanges heat between the high-temperature refrigerant supplied from the heat source unit and water. It is equipped with a exchanger.
  • the water heat exchange unit of a conventional hot water supply system generally has a rectangular housing having a front surface, a back surface, a top surface, a bottom surface, and a pair of left and right side surfaces.
  • the expansion tank provided in the housing may be a rectangular tank or a cylindrical tank.
  • the rectangular tank can efficiently utilize the space inside the housing.
  • the rectangular tank needs to have sufficient strength at the corners. Therefore, a rectangular tank may be heavier or more expensive than a cylindrical tank without corners.
  • the cylindrical tank has a larger internal volume per unit weight than the rectangular tank. Therefore, the cylindrical tank is cheaper and lighter than the rectangular tank having the same internal volume.
  • a gap is created between the tank and the housing. That is, it is difficult for the cylindrical tank to efficiently utilize the space inside the housing as compared with the rectangular tank.
  • an object of the present invention is to provide a hot water generator capable of efficiently accommodating a cylindrical expansion tank in a rectangular housing of a water heat exchange unit.
  • the hot water generator heats an outdoor unit having a compressor and a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and air, and the refrigerant and water flowing in from the outdoor unit. It comprises a water heat exchange unit having a water heat exchanger to be replaced.
  • the water heat exchange unit has a rectangular housing having a front surface, a back surface, a top surface, a bottom surface, and a pair of side surfaces, and a cylindrical shape having a length dimension in the center line direction larger than a diameter dimension and a center line. Is provided with an expansion tank housed in the housing so as to face the pair of side surfaces.
  • the system block diagram of the hot water generator which concerns on embodiment of this invention The perspective view of the water heat exchange unit of the hot water generator which concerns on this embodiment. It is an exploded perspective view of the water heat exchange unit of the hot water generator which concerns on this embodiment.
  • FIGS. 1 to 6 An embodiment of the hot water generator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • the same or corresponding configurations are designated by the same reference numerals.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of a hot water generator according to an embodiment of the present invention.
  • the hot water generator 1 is a heat pump type.
  • the hot water generator 1 is an outdoor unit 2 (Outdoor Unit), which is a heat source unit that exchanges heat between outdoor air and a refrigerant, and a water heat exchange unit 3 (Hydro) that exchanges heat between water supplied from the outside of the machine and a refrigerant. Unit), a remote controller 4 as an input device that accepts operations by the user, and a control unit 5 that controls the outdoor unit 2 and the water heat exchange unit 3 based on the operations input to the remote controller 4.
  • Outdoor Unit Outdoor Unit
  • Hydro water heat exchange unit 3
  • a remote controller 4 as an input device that accepts operations by the user
  • a control unit 5 that controls the outdoor unit 2 and the water heat exchange unit 3 based on the operations input to the remote controller 4.
  • the hot water generator 1 circulates a refrigerant between the outdoor unit 2 and the water heat exchange unit 3, and heats the water by exchanging heat between the refrigerant and water in the water heat exchanger 15 in the water heat exchange unit 3.
  • the first temperature for example, 40 degrees Celsius, is supplied to the outside of the machine.
  • the hot water at the first temperature circulates through an external heating device (not shown), for example, a floor heating system, and is returned to the water heat exchange unit 3. That is, water circulates between the water heat exchange unit 3 and an external heat radiating device such as a heat radiating device of the heating device.
  • the hot water generator 1 may supply hot water having a second temperature, for example, about 70 degrees Celsius, to the outside of the machine by using heat exchange between the refrigerant and water and heating by the backup heater 67 described later in combination. can.
  • a second temperature for example, about 70 degrees Celsius
  • the maximum temperature is about 55 degrees Celsius.
  • the hot water of the second temperature is stored and used in a hot water storage device outside the machine.
  • the hot water stored in the hot water storage device is supplied to, for example, a washroom, a kitchen, and a bathroom.
  • the outdoor unit 2 is installed outdoors, and the water heat exchange unit 3 is installed indoors.
  • the outdoor unit 2 and the water heat exchange unit 3 are connected by crossover pipes 21 and 22 of the refrigerant pipe 16 and a communication line (not shown). As described above, in the hot water generator 1, since the water pipe is not laid outdoors, the water does not freeze in the water pipe at the low temperature in winter.
  • At least one remote controller 4 which includes, for example, a remote controller 4 provided in the water heat exchange unit 3 and a remote controller (not shown) installed indoors, for example, on a wall surface.
  • the hot water generator 1 includes a freezing circuit 10.
  • the freezing circuit 10 heats water into hot water by transferring heat from a low temperature portion to a high temperature portion using outdoor air as a heat source.
  • the refrigeration circuit 10 includes a compressor 11, an air heat exchanger 12 as an evaporator, an expansion valve 13, a water heat exchanger 15 as a condenser, a compressor 11, an air heat exchanger 12, and an expansion valve 13. , And a refrigerant pipe 16 that connects the water heat exchanger 15 and allows the refrigerant to flow.
  • the refrigeration circuit 10 transfers heat from the air heat exchanger 12 to the water heat exchanger 15 and heats water into hot water in the water heat exchanger 15.
  • the refrigeration circuit 10 sends the refrigerant discharged from the compressor 11 to either the air heat exchanger 12 or the water heat exchanger 15, and sends the air heat exchanger 12 or the water heat exchanger 15 to the other. It includes a four-way valve 17 that sends the passed refrigerant to the compressor 11 again, and an accumulator 18 provided in the refrigerant pipe 16 between the four-way valve 17 and the compressor 11.
  • the water heat exchanger 15 is housed in the water heat exchange unit 3.
  • Other components of the refrigeration circuit 10 are housed in the outdoor unit 2.
  • the air heat exchanger 12 functions as an evaporator (also referred to as a “heat absorber”) when the refrigeration circuit 10 heats water, and the water heat exchanger 15 is a condenser (also referred to as a “radiator”). .) Functions.
  • the compressor 11 compresses the refrigerant, boosts the pressure, and discharges the refrigerant.
  • the operating frequency of the compressor 11 can be changed by known inverter control. Increasing the rotation speed of the compressor 11 increases the amount of heat transferred to the high temperature portion, and decreasing the rotation speed decreases the amount of heat transferred to the high temperature portion. Further, by increasing the rotation speed of the compressor 11, the power consumption of the compressor 11 also increases.
  • the expansion valve 13 is, for example, an electronic expansion valve (Pulse Motor Valve, PMV).
  • the expansion valve 13 can adjust the valve opening degree.
  • the expansion valve 13 includes, for example, a valve body having a through hole, a needle capable of advancing and retreating with respect to the through hole, and a power source for advancing and retreating the needle.
  • the expansion valve 13 stops (cuts off) the flow of the refrigerant in the refrigerating circuit 10.
  • the expansion valve 13 is in the closed state, and the opening degree of the expansion valve 13 is the smallest.
  • the opening degree of the expansion valve 13 is the largest.
  • the power source of the expansion valve 13 is, for example, a stepping motor.
  • the rotation of the stepping motor causes the needle to move back and forth, changing the distance from the through hole and changing the opening.
  • the refrigerant pipe 16 connects the compressor 11, the accumulator 18, the four-way valve 17, the air heat exchanger 12, the expansion valve 13, and the water heat exchanger 15.
  • the refrigerant pipe 16 includes a first refrigerant pipe 16a that connects the discharge side of the compressor 11 and the four-way valve 17, a second refrigerant pipe 16b that connects the suction side of the compressor 11 and the four-way valve 17, and the four-way valve 17 and water.
  • a third refrigerant pipe 16c connecting the heat exchanger 15, a fourth refrigerant pipe 16d connecting the air heat exchanger 12 and the water heat exchanger 15, and a fifth refrigerant connecting the air heat exchanger 12 and the four-way valve 17. Includes tube 16e and.
  • the second refrigerant pipe 16b is provided with an accumulator 18.
  • the fourth refrigerant pipe 16d is provided with an expansion valve 13.
  • the four-way valve 17 switches the direction of the refrigerant flow in the refrigerant pipe 16.
  • the four-way valve 17 allows the refrigerant to flow from the first refrigerant pipe 16a to the third refrigerant pipe 16c, and the refrigerant from the fifth refrigerant pipe 16e to the second refrigerant pipe 16b. (The flow of the refrigerant shown by the solid line in FIG. 1).
  • the hot water generator 1 discharges the compressed high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor 11 and sends this refrigerant to the water heat exchanger 15 via the four-way valve 17.
  • the water heat exchanger 15 causes heat exchange between the water passing through the water heat exchanger 15 and the refrigerant passing through the water heat exchanger 15. Then, the water is heated, the refrigerant is cooled, and a high-pressure liquid state is obtained. That is, when the water is heated to hot water, the water heat exchanger 15 functions as a radiator.
  • the refrigerant that has passed through the water heat exchanger 15 passes through the expansion valve 13 and is depressurized to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that reaches the air heat exchanger 12.
  • the air heat exchanger 12 cools the outdoor air by exchanging heat between the outdoor air and the refrigerant passing through the air heat exchanger 12. At this time, the air heat exchanger 12 functions as a heat absorber that evaporates the refrigerant to make it in a gaseous state.
  • the refrigerant that has passed through the air heat exchanger 12 is sucked into the compressor 11.
  • the refrigerating circuit 10 can be defrosted by switching the direction of the refrigerant flow in the refrigerant pipe 16 by the four-way valve 17.
  • the hot water generator 1 inverts the four-way valve 17 to generate a flow of the refrigerant in the refrigerating circuit 10 in the opposite direction to the flow of the refrigerant for heating the water into hot water.
  • the four-way valve 17 circulates the refrigerant from the first refrigerant pipe 16a to the fifth refrigerant pipe 16e, and circulates the refrigerant from the third refrigerant pipe 16c to the second refrigerant pipe 16b (FIG. 1). Refrigerant flow shown by broken lines in the middle).
  • the air heat exchanger 12 functions as a condenser
  • the water heat exchanger 15 functions as an evaporator.
  • the refrigeration circuit 10 may be dedicated to heating water without a four-way valve 17.
  • the discharge side of the compressor 11 is connected to the water heat exchanger 15 through the refrigerant pipe 16, and the suction side of the compressor 11 is connected to the air heat exchanger 12 through the refrigerant pipe 16.
  • the water heat exchange unit 3 guides the water heat exchanger 15 of the refrigeration circuit 10, the expansion tank 31 (Expansion vessel), and the water before being heated to the water heat exchanger 15 from outside the water heat exchange unit 3.
  • the water heat exchange unit 3 may be used for circulating hot water between the water heat exchange unit 3 and a device outside the water heat exchange unit 3, or outside the water heat exchange unit 3. It may be used for heating water into hot water and supplying the hot water to the outside of the water heat exchange unit 3.
  • the device outside the water heat exchange unit 3 is, for example, a heating device (not shown) or a hot water storage device (not shown) that heats water with circulating hot water and stores the water warmed by the hot water.
  • the water heat exchange unit 3 includes a refrigerant pipe connection joint 25, 26 for connecting the cross pipes 21 and 22 of the refrigerant pipe 16 to the refrigerant pipe 16 in the water heat exchange unit 3, and a water pipe outside the water heat exchange unit 3. It includes a water guide pipe connecting joint 46 that connects 45 to the water conducting pipe 32, and a hot water supply pipe connecting joint 48 that connects the hot water pipe 47 outside the water heat exchange unit 3 to the hot water supply pipe 35.
  • These connecting joints 25, 26, 46, 48 are screw type pipe joints.
  • the crossover pipes 21 and 22 of the refrigerant pipe 16 allow the refrigerant to flow between the outdoor unit 2 and the water heat exchange unit 3.
  • the crossover pipe 21 is a part of the third refrigerant pipe 16c and is laid on the outside of the outdoor unit 2 and the outside of the water heat exchange unit 3.
  • the crossover pipe 22 is a part of the fourth refrigerant pipe 16d, and is laid outside the outdoor unit 2 and outside the water heat exchange unit 3.
  • the portion of the third refrigerant pipe 16c that is provided in the water heat exchange unit 3 and connects the refrigerant pipe connection joint 25 and the water heat exchanger 15 is the refrigerant pipe in the first water heat exchange unit. Call it 27.
  • a portion of the fourth refrigerant pipe 16d which is provided in the water heat exchange unit 3 and connects the refrigerant pipe connection joint 26 and the water heat exchanger 15, is a part of the refrigerant pipe in the second water heat exchange unit. Call it 28.
  • the hot water pipe 47 is a cross pipe connecting the water heat exchange unit 3 and the hot water supply point
  • the water pipe 45 is a cross pipe connecting the water heat exchange unit 3 and the water supply point. In the case of the circulation type, the hot water supply point and the water supply point are connected.
  • the hot water guide pipe 33 connects the downstream of the backup heater 67 of the hot water supply pipe 35 and the upstream of the pump 36 to the expansion tank 31.
  • the hot water guide pipe 33 guides the warmed and expanded hot water in the hot water supply pipe 35 to the expansion tank 31.
  • the expansion tank 31 has a function of absorbing the expansion (increase in volume) of the warmed hot water.
  • the hot water heated in the water heat exchanger 15 by the refrigerant circulating in the refrigeration circuit 10 is sucked into the hot water supply pipe 35 by the driving pump 36 and sent to the hot water supply location through the hot water pipe 47 outside the water heat exchange unit 3. ..
  • FIG. 2 is a perspective view of the water heat exchange unit 3 as viewed diagonally from the front and lower right.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the water heat exchange unit 3 as viewed diagonally to the right from above.
  • the water heat exchange unit 3 of the hot water generator 1 includes a vertically long rectangular housing 51.
  • the housing 51 has a front surface 51f, a back surface 51r, a top surface 51t, a bottom surface 51b, and a pair of side surfaces 51s. Further, the housing 51 includes a front plate 52 that covers the front surface 51f, a back plate 53 that covers the back surface 51r, a top surface plate 54 that covers the top surface 51t, a bottom surface plate 55 that covers the bottom surface 51b, and a pair of sides that cover each side surface 51s.
  • the face plates 56 and 57 are provided.
  • the housing 51 includes an expansion tank 31, a water guide pipe 32, a hot water guide pipe 33, a hot water supply pipe 35, a pump 36, a water heat exchanger 15 of a refrigeration circuit 10, a refrigerant pipe 27 in a first water heat exchange unit, and a second water. It houses the refrigerant pipe 28 in the heat exchange unit.
  • the housing 51 houses a control unit storage box 61 that houses the control unit 5 and a control unit support plate 62 that supports the control unit storage box 61 in the housing 51.
  • the control unit storage box 61 is a box body that opens toward the front of the housing 51. A substrate on which the control unit 5 is mounted is supported in the control unit storage box 61.
  • the front plate 52 has an operation window 63 on which the remote controller 4 is arranged.
  • a controller support plate 65 that supports the remote controller 4 arranged in the operation window 63 is provided.
  • the controller support plate 65 has a function of a lid that covers the control unit storage box 61.
  • the front plate 52, the back plate 53, the top plate 54, the bottom plate 55, the side plates 56 and 57, the control unit storage box 61, the control unit support plate 62, and the controller support plate 65 are sheet metal processed products.
  • the water guide pipe 32, the hot water guide pipe 33, the hot water supply pipe 35, the pump 36, the water heat exchanger 15 of the refrigeration circuit 10, the refrigerant pipe 27 in the first water heat exchange unit, and the refrigerant pipe 28 in the second water heat exchange unit are It is arranged in a space sandwiched between the back plate 53 and the control unit support plate 62.
  • the expansion tank 31 is located above the control unit support plate 62 and is arranged in a space sandwiched between the front plate 52 and the back plate 53.
  • the back plate 53 of the housing 51 of the hot water generator 1 supports the expansion tank 31 and the water heat exchanger 15 of the freezing circuit 10.
  • the expansion tank 31 has a cylindrical shape, and the length dimension L in the center line C direction is larger than the diameter dimension D. Further, the expansion tank 31 is housed in the housing 51 with the center line C facing in the direction of the pair of side surfaces 51s. That is, the length dimension L of the expansion tank 31 is smaller than the width dimension of the housing 51. Further, the diameter dimension D of the expansion tank 31 is smaller than the height dimension and the depth dimension of the housing 51.
  • the expansion tank 31 is arranged at the uppermost part in the housing 51.
  • the expansion tank 31 includes a cylindrical body portion 31a and a pair of end plates 31b and 31c that close both ends of the body portion 31a.
  • the expansion tank 31 is fixed to the back plate 53 by a saddle-shaped tank fixing band 66 straddling the body portion 31a.
  • the tank fixing band 66 fixes the expansion tank 31 to the back plate 53 like a saddle band used for fixing the pipe. That is, the tank fixing band 66 straddles the body portion 31a from above to below the body portion 31a and fixes the expansion tank 31 to the back plate 53 of the housing 51.
  • the water guide pipe 32, the hot water guide pipe 33, the hot water supply pipe 35, the pump 36, the water heat exchanger 15 of the refrigeration circuit 10, the refrigerant pipe 27 in the first water heat exchange unit, and the refrigerant pipe 28 in the second water heat exchange unit are It is arranged below the expansion tank 31.
  • the water heat exchanger 15 is arranged directly below the expansion tank 31 and in the vicinity of the side plate 56 on either the left or right side (the left side in this case) of the housing 51.
  • a backup heater 67 is arranged directly below the expansion tank 31 and in the vicinity of the side plate 57 on either the left or right side (right side in this case) of the housing 51.
  • the heater 67 is fixed to the back plate 53.
  • the heater 67 assists the heating of water in a situation where the outside air temperature is extremely low and it is difficult for the freezing circuit 10 to heat the water into hot water, or the hot water heated by the freezing circuit 10 is heated to a higher temperature hot water. It is used to do.
  • the pump 36 is arranged below the expansion tank 31 and directly in front of the heater 67 and on the bottom plate 55 of the housing 51.
  • a hot water supply pipe connecting joint 48 is provided directly below the pump 36.
  • the hot water supply pipe connection joint 48 projects to the outside of the housing 51.
  • the hot water supply pipe connecting joint 48 projects downward from the bottom plate 55 and is exposed to the outside of the housing 51.
  • a water pipe connecting joint 46 is provided diagonally to the left of the hot water supply pipe connecting joint 48.
  • the water pipe 32 connected to the water pipe connecting joint 46 bends toward the water heat exchanger 15 at a portion that enters the back side of the housing 51 from the bottom plate 55 of the housing 51, and bottoms in the vicinity of the bottom plate 55. It extends parallel to the face plate 55 and is connected to the back side of the lower end portion of the right side surface of the water heat exchanger 15.
  • a hot water supply pipe 35 is connected to the back side of the upper end portion of the right side surface of the water heat exchanger 15.
  • the hot water supply pipe 35 bends from the water heat exchanger 15 toward the side plate 57 of the housing 51, bends toward the bottom plate 55 of the housing 51 at an intermediate position between the water heat exchanger 15 and the heater 67, and hangs directly below. A portion that reaches the vicinity of the lower end portion of the heater 67 extends parallel to the bottom plate 55 and is connected to the lower end portion of the left side surface of the heater 67.
  • the hot water guide pipe 33 branches from the hot water supply pipe 35 through a cross-shaped branch at the upper end of the front surface of the heater 67, rises toward the top plate 54 of the housing 51, and rises toward the top plate 54 of the housing 51, and the center line C of the expansion tank 31. It reaches substantially the same height as the above, and is connected to the end plate 31b on the left side of the expansion tank 31 by bypassing the front surface of the expansion tank 31.
  • the hot water supply pipe 35 extends downward from the cross-shaped (cross-shaped) branch and reaches the pump 36. That is, the pump 36 is connected to the outlet end of the hot water supply pipe 35.
  • the refrigerant pipe 27 in the first water heat exchange unit and the refrigerant pipe 28 in the second water heat exchange unit enter the housing 51 through the refrigerant pipe insertion hole 71 provided in the bottom plate 55 of the housing 51.
  • the refrigerant pipe 27 in the first water heat exchange unit extends on the right side of the water heat exchanger 15 toward the expansion tank 31, and the water heat exchanger 15 is located near the upper end portion of the right side surface of the water heat exchanger 15. It bends toward and is connected to the water heat exchanger 15.
  • the refrigerant pipe 27 in the first water heat exchange unit rises and extends substantially directly in front of the hanging portion of the hot water supply pipe 35.
  • the refrigerant pipe connecting joint 25 is provided at the end of the refrigerant pipe 27 in the first water heat exchange unit arranged outside the housing 51.
  • the refrigerant pipe 28 in the second water heat exchange unit rises closer to the water heat exchanger 15 than the refrigerant pipe 27 in the first water heat exchange unit in parallel with the refrigerant pipe 27 in the first water heat exchange unit to generate water heat. It bends toward the water heat exchanger 15 near the lower end of the right side of the exchanger 15 and is connected to the water heat exchanger 15.
  • the refrigerant pipe connecting joint 26 is provided at the end of the refrigerant pipe 28 in the second water heat exchange unit arranged outside the housing 51.
  • FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the hot water generator according to the present embodiment.
  • the expansion tank 31 of the hot water generator 1 protrudes outward in the radial direction of the cylindrical body portion 31a, and the body portion 31a It is provided with at least one convex portion 81 extending in the circumferential direction of the above.
  • the convex portion 81 goes around the body portion 31a in a ring shape and is connected in succession. There are a plurality of convex portions 81, and the first convex portion 81a and the second convex portion 81b are included.
  • the convex portion 81 is, for example, a joint portion that joins two members to form an integral body portion 31a, or a holding portion that holds a diaphragm (not shown) in the expansion tank 31 on the inner peripheral surface of the body portion 31a. Or something like that.
  • the plurality of convex portions 81a and 81b are separated from each other in the direction of the center line of the expansion tank 31 and are arranged in parallel.
  • the convex portion 81 may be provided on the body portion 31a in an annular and discrete manner (jumping, discontinuous).
  • the tank fixing band 66 may be a hexagonal saddle shape shown in FIGS. 4 to 6, a polygonal saddle shape such as a triangle, a rectangle, or a pentagon, or an arc-shaped saddle shape. It may be in shape.
  • the hexagonal saddle-shaped tank fixing band 66 expands while being connected to the first portion 66a, which is in contact with the top of the expansion tank 31 and fixed to the back plate 53, and the first portion 66a, which is partially in contact with the expansion tank 31.
  • a second portion 66b that is inclined downward toward the front of the tank 31, a third portion 66c that is connected to the second portion 66b and is partially in contact with the expansion tank 31, and is located in front of the expansion tank 31.
  • the fourth part 66d which is connected to the part 66c and is partially in contact with the expansion tank 31, and is inclined downward toward the bottom of the expansion tank 31, and the back plate, which is connected to the fourth part 66d and is in contact with the bottom of the expansion tank 31. It has a fifth portion 66e, which is fixed to 53, and a fifth portion 66e.
  • the tank fixing band 66 has at least one hole 82 for fitting the convex portion 81.
  • the hole 82 is provided at a position where the convex portion 81 can be fitted from one end of the tank fixing band 66 toward the other end.
  • the hole portions 82 are arranged in a plurality of rows and include a first hole portion 82a into which the first convex portion 81a is fitted and a second hole portion 82b into which the second convex portion 81b is fitted.
  • the plurality of holes 82a and 82b are separated from each other in the band width direction of the tank fixing band 66 and are arranged in parallel.
  • the holes 82 are preferably provided discretely (jumped, discontinuous) while avoiding vertices as shown in FIGS. 4 to 6. .. In this case, the tank fixing band 66 can easily obtain the strength capable of supporting the expansion tank 31.
  • the holes 82 are discretely provided from the first part 66a to the fifth part 66e of the tank fixing band 66, and are interrupted at the apex connecting the respective parts.
  • the back plate 53 includes a band fixing hole 85 provided above the expansion tank 31, a band fastening hole 86 provided below the expansion tank 31, and a pair of rolling that prevents the expansion tank 31 from rolling with respect to the back plate 53. It is equipped with a stop 87.
  • the band fastening hole 86 is provided in the flange portion 53a for fixing the top plate 54 to the back plate 53.
  • the pair of roll stoppers 87 have a convex shape that is below the band fixing hole 85 and above the band fastening hole 86 and extends parallel to the longitudinal direction of the expansion tank 31.
  • the expansion tank 31 is in contact with the back plate 53 at a portion sandwiched between the pair of rolling stoppers 87.
  • the expansion tank 31 is also preferably in contact with the pair of rolling stoppers 87.
  • the tank fixing band 66 includes a folded-back portion 66f that is inserted into the band fixing hole 85 of the back plate 53, and a flange portion 66g that is fixed to the band fastening hole 86 by the fastening member 89.
  • the folded-back portion 66f is provided at the upper end portion of the tank fixing band 66, that is, at the root portion of the first portion 66a.
  • the folded-back portion 66f is a cut-up formed by bending a plate material of a material on a tank fixing band 66 which is a processed sheet metal product.
  • the flange portion 66g is provided at the lower end portion of the tank fixing band 66, that is, at the root portion of the fifth portion 66e.
  • a fastening member is used in addition to or in place of the folded-back portion 66f to fix the root portion of the first portion 66a of the tank fixing band 66 having the folded-back portion 66f to the flange portion 53a of the back plate 53. Is also good.
  • the depth dimension of the housing 51 depends on the diameter dimension D of the expansion tank 31, even if the expansion tank 31 is erected and housed in the housing 51, the expansion tank 31 is laid down and housed in the housing 51. However, it does not change substantially.
  • the width dimension of the housing 51 depends on the size and arrangement of devices other than the expansion tank 31 in the housing 51, when the expansion tank 31 is erected and housed in the housing 51, any device is contained in the housing 51. A large-capacity space, so-called dead space, is created. When the expansion tank 31 is laid down and housed in the housing 51, the width dimension of the housing 51 can be effectively utilized as shown in FIG.
  • the expansion tank 31 by laying down the expansion tank 31 and accommodating it in the housing 51, the height dimension of the housing 51 can be suppressed and the water heat exchange unit 3 can be miniaturized. Further, by laying the expansion tank 31 on its side and accommodating it in the housing 51, the length dimension L of the expansion tank 31 is extended within the range within the width dimension of the housing 51, and the internal volume of the expansion tank 31 is expanded. ..
  • the hot water generator 1 has a cylindrical shape, the length dimension L in the center line C direction is larger than the diameter dimension D, and the center line C is a pair of side surfaces of the housing 51.
  • An expansion tank 31 housed in the housing 51 is provided in the direction of 51s. Therefore, the hot water generator 1 can accommodate the cylindrical expansion tank 31 which is cheaper and lighter than the rectangular tank having the same internal volume, and can efficiently utilize the space inside the housing 51. can.
  • the water heat exchange unit 3 of the hot water generator 1 can have a good appearance, which is small and lightweight, has high workability at the time of installation, and occupies a small space in the installed state.
  • the hot water generator 1 includes an expansion tank 31 arranged at the uppermost part in the housing 51. Therefore, the hot water generation device 1 can reduce the size of the water heat exchange unit 3 and efficiently allocate the arrangement of the expansion tank 31 and the devices other than the expansion tank 31 housed in the housing 51.
  • the hot water generator 1 has a hole 82 for fitting the convex portion 81 of the expansion tank 31, and straddles the body portion 31a of the expansion tank 31 from above to below.
  • a tank fixing band 66 for fixing the expansion tank 31 to the back plate 53 of the housing 51 is provided. Therefore, the hot water generator 1 can securely fix the expansion tank 31 at a predetermined position and prevent the installation position of the expansion tank 31 from shifting.
  • a pair of roll stoppers 87 that prevent the expansion tank 31 from rolling with respect to the back plate 53, a folded-back portion 66f that is inserted into the band fixing hole 85 of the back plate 53, and a folded portion 66f. It includes a tank fixing band 66 having a flange portion 66 g fixed to the band fastening hole 86 of the back plate 53 by the fastening member 89. Therefore, the hot water generator 1 can easily fix the expansion tank 31 to the back plate 53, and can firmly fix the expansion tank 31 to the back plate 53.
  • the cylindrical expansion tank 31 can be efficiently housed in the rectangular housing 51.

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Abstract

矩形の筐体内に円筒形の膨張タンクを効率的に収容可能な温水生成装置を提供する。温水生成装置（１）は、正面（５１ｆ）、背面（５１ｒ）、天面（５１ｔ）、底面（５１ｂ）、および一対の側面（５１ｓ）を有する矩形の筐体（５１）と、円筒形状であって中心線Ｃ方向における長さ寸法Ｌが直径寸法Ｄよりも大きく、かつ中心線Ｃを筐体（５１）の一対の側面（５１ｓ）の方向へ向けて筐体（５１）に収容される膨張タンク（３１）と、を備えている。

Description

温水生成装置
　本発明の実施形態は、温水生成装置に関する。
　温水生成装置としてヒートポンプ式の給湯システムが知られている。この従来の給湯システムは、熱源ユニット（Outdoor Unit）と、水熱交換ユニット（Hydro Unit）と、を備えている。水熱交換ユニットは、筐体と、筐体内に設けられて温度上昇した湯による配管内の圧力上昇を緩和する膨張タンクと、熱源ユニットから供給される高温冷媒と水とを熱交換する水熱交換器と、を備えている。
国際公開第2007/142144号
　従来の給湯システムの水熱交換ユニットは、一般に、正面、背面、天面、底面、および左右一対の側面を有する矩形の筐体を備えている。そして、筐体内に設けられる膨張タンクは、矩形タンクであったり、円筒形タンクであったりする。
　矩形タンクは、筐体内の空間を効率的に活用できる。しかしながら、矩形タンクは、角部に十分な強度を確保する必要がある。そのため、矩形タンクは、角部のない円筒形タンクよりも重量が重かったり、高価であったりする。
　円筒形タンクは、矩形タンクに比べて単位重量あたりの内容積が大きい。そのため、円筒形タンクは、同程度の内容積を有する矩形タンクに比べて安価、かつ軽量である。しかしながら、円筒形タンクを矩形の筐体に収容すると、タンクと筐体との間に空隙が生じる。つまり、円筒形タンクは、矩形タンクに比べて筐体内の空間を効率的に活用することが難しい。
　そこで、本発明は、水熱交換ユニットの矩形の筐体内に円筒形の膨張タンクを効率的に収容可能な温水生成装置を提供することを目的とする。
　本発明の実施形態に係る温水生成装置は、内部に圧縮機と、冷媒と空気とを熱交換する熱交換器と、を有する室外ユニットと、前記室外ユニットから流入する前記冷媒と水とを熱交換する水熱交換器を有する水熱交換ユニットと、を備えている。前記水熱交換ユニットは、正面、背面、天面、底面、および一対の側面を有する矩形の筐体と、円筒形状であって中心線方向における長さ寸法が直径寸法よりも大きく、かつ中心線を前記一対の側面の方向へ向けて前記筐体に収容される膨張タンクと、を備えている。
本発明の実施形態に係る温水生成装置のシステム構成図。 本実施形態に係る温水生成装置の水熱交換ユニットの斜視図。 本実施形態に係る温水生成装置の水熱交換ユニットの分解斜視図。 本実施形態に係る温水生成装置の内部構造の斜視図。 本実施形態に係る温水生成装置の内部構造の正面図。 本実施形態に係る温水生成装置の縦断面図。
　本発明に係る温水生成装置の実施形態について図１から図６を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号を付している。
　図１は、本発明の実施形態に係る温水生成装置のシステム構成図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る温水生成装置１は、ヒートポンプ式である。温水生成装置１は、室外の空気と冷媒とを熱交換する熱源ユニットである室外ユニット２（Outdoor Unit）と、機外から供給される水と冷媒とを熱交換する水熱交換ユニット３（Hydro Unit）と、使用者による操作を受け付ける入力装置としてのリモートコントローラー４と、リモートコントローラー４に入力される操作に基づいて室外ユニット２および水熱交換ユニット３を制御する制御部５と、を備えている。
　温水生成装置１は、室外ユニット２と水熱交換ユニット３との間で冷媒を循環させ、水熱交換ユニット３内の水熱交換器１５で冷媒と水とを熱交換させて水を加熱して第一温度、例えば摂氏４０度の湯を機外へ供給する。第一温度の湯は、機外の暖房装置（図示省略）、例えば床暖房システムなどを流通して水熱交換ユニット３に返送される。すなわち、水は水熱交換ユニット３と暖房装置の放熱器等の外部の放熱装置との間を循環する。
　また、温水生成装置１は、冷媒と水との熱交換と、後述するバックアップヒーター６７による加熱とを併用して第二温度、例えば摂氏７０度程度の高温の湯を機外へ供給することもできる。冷媒と水との熱交換のみを使用する場合は、使用する冷媒の種類にもよるが、R410A冷媒を使用する場合は、最高で摂氏５５度程度の湯となる。第二温度の湯は、機外の貯湯装置などに貯められて使用される。貯湯装置に貯められた湯は、例えば洗面所、台所、および浴室に供給される。通常、室外ユニット２は、室外に設置され、水熱交換ユニット３は、屋内に設置される。室外ユニット２と水熱交換ユニット３とは、冷媒配管１６の渡り管２１、２２および図示しない通信線で接続される。このように、温水生成装置１では、屋外に水配管が敷設されないため、冬季の低温時に水配管内での水の凍結を生じることがない。
　リモートコントローラー４は、少なくとも１つあって、例えば、水熱交換ユニット３に設けられているリモートコントローラー４と、室内の、例えば壁面に設置されるリモートコントローラー（図示省略）と、を含んでいる。
　温水生成装置１は、冷凍回路１０を備えている。冷凍回路１０は、屋外の空気を熱源として低温部分から高温部分へ熱を移動させることで水を湯に加熱する。
　冷凍回路１０は、圧縮機１１と、蒸発器としての空気熱交換器１２と、膨張弁１３と、凝縮器としての水熱交換器１５と、圧縮機１１、空気熱交換器１２、膨張弁１３、および水熱交換器１５を接続して冷媒を流通させる冷媒管１６と、を備えている。冷凍回路１０は、空気熱交換器１２から水熱交換器１５へ熱を移動させて水熱交換器１５で水を湯に加熱する。
　また、冷凍回路１０は、圧縮機１１から吐出される冷媒を空気熱交換器１２および水熱交換器１５のいずれか一方へ送り、空気熱交換器１２および水熱交換器１５のいずれか他方を通過した冷媒を再び圧縮機１１へ送る四方弁１７と、四方弁１７と圧縮機１１との間の冷媒管１６に設けられるアキュムレーター１８と、を備えている。
　水熱交換器１５は、水熱交換ユニット３に収容されている。これ以外の冷凍回路１０の構成部品は、室外ユニット２に収容されている。
　空気熱交換器１２は、冷凍回路１０で水を加熱する場合には、蒸発器（「吸熱器」とも呼ばれる。）として機能し、水熱交換器１５は、凝縮器（「放熱器」とも呼ばれる。）として機能する。
　圧縮機１１は、冷媒を圧縮し、昇圧して吐出する。圧縮機１１は、公知のインバーター制御によって運転周波数を変更可能である。圧縮機１１の回転数を上げることで、高温部分へ移動する熱量が増加し、回転数を下げることで、高温部分へ移動する熱量が低下する。また、圧縮機１１の回転数を上げることによって、圧縮機１１の消費電力も増加する。
　膨張弁１３は、例えば電子膨張弁（Pulse Motor Valve、ＰＭＶ）である。膨張弁１３は、弁開度を調節できる。図示は省略するが、膨張弁１３は、例えば、貫通孔を有する弁本体と、貫通孔に対して進退可能なニードルと、ニードルを進退させる動力源と、を備えている。貫通孔をニードルで塞いだ場合に、膨張弁１３は、冷凍回路１０の冷媒の流通を止める（遮断する）。このとき、膨張弁１３は閉じた状態であり、膨張弁１３の開度は最も小さい。ニードルが貫通孔から最も離れた場合に、冷凍回路１０の冷媒の流通量は、最大化する。このとき、膨張弁１３の開度は最も大きい。
　膨張弁１３の動力源は、例えば、ステッピングモーターである。ステッピングモーターの回転によってニードルが前後し、貫通孔との距離が変化して開度が変化する。
　冷媒管１６は、圧縮機１１、アキュムレーター１８、四方弁１７、空気熱交換器１２、膨張弁１３、および水熱交換器１５を接続している。冷媒管１６は、圧縮機１１の吐出側と四方弁１７とを繋ぐ第一冷媒管１６ａと、圧縮機１１の吸込側と四方弁１７とを繋ぐ第二冷媒管１６ｂと、四方弁１７と水熱交換器１５とを繋ぐ第三冷媒管１６ｃと、空気熱交換器１２と水熱交換器１５とを繋ぐ第四冷媒管１６ｄと、空気熱交換器１２と四方弁１７とを繋ぐ第五冷媒管１６ｅと、を含んでいる。
　第二冷媒管１６ｂには、アキュムレーター１８が設けられている。第四冷媒管１６ｄには、膨張弁１３が設けられている。
　四方弁１７は、冷媒管１６における冷媒の流れの向きを切替える。冷凍回路１０で水を湯に加熱する場合には、四方弁１７は、第一冷媒管１６ａから第三冷媒管１６ｃへ冷媒を流通させ、かつ第五冷媒管１６ｅから第二冷媒管１６ｂへ冷媒を流通させる（図１中、実線で示す冷媒の流れ）。
　水を湯に加熱する際、温水生成装置１は、圧縮された高温高圧の冷媒を圧縮機１１から吐出し、四方弁１７を介してこの冷媒を水熱交換器１５へ送る。水熱交換器１５は、水熱交換器１５内を通る水と水熱交換器１５内を通る冷媒との間で熱交換を行わせる。そうすると、水は加熱され、冷媒は冷却されて高圧の液状態になる。つまり、水を湯に加熱する際、水熱交換器１５は、放熱器として機能する。水熱交換器１５を通過した冷媒は、膨張弁１３を通過して減圧され低圧の気液二相冷媒になって空気熱交換器１２に到達する。空気熱交換器１２は、屋外の空気と空気熱交換器１２内を通る冷媒との間で熱交換を行わせ、屋外の空気を冷却する。このとき、空気熱交換器１２は、冷媒を蒸発させて気体状態にする吸熱器として機能する。空気熱交換器１２を通過した冷媒は、圧縮機１１へ吸い込まれる。
　なお、冷凍回路１０は、四方弁１７によって冷媒管１６における冷媒の流れの向きを切替えて、除霜運転することができる。除霜運転を実施する際、温水生成装置１は、四方弁１７を反転させて冷凍回路１０に水を湯に加熱する冷媒の流れと逆向きの冷媒の流れを生じさせる。除霜運転の場合には、四方弁１７は、第一冷媒管１６ａから第五冷媒管１６ｅへ冷媒を流通させ、かつ第三冷媒管１６ｃから第二冷媒管１６ｂへ冷媒を流通させる（図１中、破線で示す冷媒の流れ）。除霜運転の場合には、空気熱交換器１２は、凝縮器として機能し、水熱交換器１５は、蒸発器として機能する。
　また、冷凍回路１０は、四方弁１７を備えない、水の加熱専用のものであっても良い。この場合、圧縮機１１の吐出側は冷媒管１６を通じて水熱交換器１５に接続され、圧縮機１１の吸込側は冷媒管１６を通じて空気熱交換器１２に接続される。
　次いで、水熱交換ユニット３は、冷凍回路１０の水熱交換器１５と、膨張タンク３１（Expansion vessel）と、加熱される前の水を水熱交換ユニット３外から水熱交換器１５へ導く導水管３２と、水熱交換器１５で加熱された湯を膨張タンク３１へ導く導湯管３３と、水熱交換器１５で加熱された湯を水熱交換ユニット３外へ湯を供給する給湯管３５と、給湯管３５に設けられて膨張タンク３１から水熱交換ユニット３外へ送られる湯をさらに高温に加熱するバックアップヒーター６７と、給湯管３５に設けられて膨張タンク３１から水熱交換ユニット３外へ湯を送るポンプ３６と、を備えている。
　なお、水熱交換ユニット３は、水熱交換ユニット３と水熱交換ユニット３外の装置との間で湯を循環させる用途で用いられるものであっても良いし、水熱交換ユニット３外の水を湯に加熱して、湯を水熱交換ユニット３外へ供給する用途で用いられるものであっても良い。水熱交換ユニット３外の装置は、例えば暖房装置（図示省略）や、循環する湯によって水を加熱し、湯によって暖められた水を貯留する貯湯装置（図示省略）である。
　また、水熱交換ユニット３は、冷媒管１６の渡り管２１、２２を水熱交換ユニット３内の冷媒管１６に接続する冷媒管接続継手２５、２６と、水熱交換ユニット３外の水配管４５を導水管３２に接続する導水管接続継手４６と、水熱交換ユニット３外の湯配管４７を給湯管３５に接続する給湯管接続継手４８と、を備えている。これら接続継手２５、２６、４６、４８は、ねじ込み式管継手である。
　冷媒管１６の渡り管２１、２２は、室外ユニット２と水熱交換ユニット３との間で冷媒を往来させる。渡り管２１は、第三冷媒管１６ｃの一部であって、室外ユニット２の外側、かつ水熱交換ユニット３の外側に敷設されている。渡り管２２は、第四冷媒管１６ｄの一部であって、室外ユニット２の外側、かつ水熱交換ユニット３の外側に敷設されている。なお、第三冷媒管１６ｃの一部であって、水熱交換ユニット３内に設けられて冷媒管接続継手２５と水熱交換器１５とを繋げる部位を、第一水熱交換ユニット内冷媒管２７と呼ぶ。また、第四冷媒管１６ｄの一部であって、水熱交換ユニット３内に設けられて冷媒管接続継手２６と水熱交換器１５とを繋げる部位を、第二水熱交換ユニット内冷媒管２８と呼ぶ。
　湯配管４７は、水熱交換ユニット３と被給湯箇所とを繋げる渡り管であり、水配管４５は、水熱交換ユニット３と給水箇所とを繋げる渡り管である。循環式の場合には、被給湯箇所と給水箇所とは繋がっている。
　導湯管３３は、給湯管３５のバックアップヒーター６７の下流、かつポンプ３６の上流と、膨張タンク３１と、を接続している。導湯管３３は、給湯管３５における暖められて膨張した湯を膨張タンク３１に導く。膨張タンク３１は、暖められた湯の膨張（体積の増加）を吸収する機能を有している。
　冷凍回路１０を循環する冷媒によって水熱交換器１５で加熱された湯は、駆動するポンプ３６によって給湯管３５に吸い込まれて、水熱交換ユニット３外の湯配管４７を通じて被給湯箇所へ送られる。
　図２は、水熱交換ユニット３を右斜め前下方から見た斜視図である。図３は、水熱交換ユニット３を右斜め前上方から見た分解斜視図である。
　図２および図３に示すように、本実施形態に係る温水生成装置１の水熱交換ユニット３は、縦長矩形状の筐体５１を備えている。
　筐体５１は、正面５１ｆ、背面５１ｒ、天面５１ｔ、底面５１ｂ、および一対の側面５１ｓを有している。また、筐体５１は、正面５１ｆを覆う正面板５２、背面５１ｒを覆う背面板５３、天面５１ｔを覆う天面板５４、底面５１ｂを覆う底面板５５、およびそれぞれの側面５１ｓを覆う一対の側面板５６、５７を備えている。
　筐体５１は、膨張タンク３１、導水管３２、導湯管３３、給湯管３５、ポンプ３６、冷凍回路１０の水熱交換器１５、第一水熱交換ユニット内冷媒管２７、および第二水熱交換ユニット内冷媒管２８を収容している。
　また、筐体５１は、制御部５を収容する制御部収容箱６１と、制御部収容箱６１を筐体５１内に支える制御部支持板６２と、を収容している。制御部収容箱６１は、筐体５１の正面へ向かって開いた箱体である。制御部収容箱６１には、制御部５が実装された基板が支持されている。
　正面板５２は、リモートコントローラー４を配置する操作窓６３を有している。正面板５２の裏側には、操作窓６３に配置されるリモートコントローラー４を支えるコントローラー支持板６５が設けられている。コントローラー支持板６５は、制御部収容箱６１を覆う蓋の機能を有している。
　正面板５２、背面板５３、天面板５４、底面板５５、側面板５６、５７、制御部収容箱６１、制御部支持板６２、およびコントローラー支持板６５は、板金加工品である。
　導水管３２、導湯管３３、給湯管３５、ポンプ３６、冷凍回路１０の水熱交換器１５、第一水熱交換ユニット内冷媒管２７、および第二水熱交換ユニット内冷媒管２８は、背面板５３と制御部支持板６２とで挟まれた空間に配置されている。膨張タンク３１は、制御部支持板６２より上方であって、正面板５２と背面板５３とで挟まれた空間に配置されている。
　図２から図５に示すように、本実施形態に係る温水生成装置１の筐体５１の背面板５３は、膨張タンク３１、および冷凍回路１０の水熱交換器１５を支持している。
　膨張タンク３１は、円筒形状であって中心線Ｃ方向における長さ寸法Ｌが直径寸法Ｄよりも大きい。また、膨張タンク３１は、中心線Ｃを一対の側面５１ｓの方向へ向けて筐体５１に収容されている。つまり、膨張タンク３１の長さ寸法Ｌは、筐体５１の幅寸法より小さい。また、膨張タンク３１の直径寸法Ｄは、筐体５１の高さ寸法および奥行き寸法より小さい。膨張タンク３１は、筐体５１内の最上部に配置されている。膨張タンク３１は、円筒形状の胴部３１ａと、胴部３１ａの両端部を塞ぐ一対の鏡板３１ｂ、３１ｃと、を備えている。膨張タンク３１は、胴部３１ａを跨ぐ鞍形状のタンク固定帯６６によって背面板５３に固定されている。タンク固定帯６６は、配管の固定に用いられるサドルバンド（Saddle band）のように、膨張タンク３１を背面板５３に固定している。つまり、タンク固定帯６６は、胴部３１ａを胴部３１ａの上方から下方へ跨いで膨張タンク３１を筐体５１の背面板５３に固定している。
　導水管３２、導湯管３３、給湯管３５、ポンプ３６、冷凍回路１０の水熱交換器１５、第一水熱交換ユニット内冷媒管２７、および第二水熱交換ユニット内冷媒管２８は、膨張タンク３１の下方に配置されている。
　水熱交換器１５は、膨張タンク３１の真下、かつ筐体５１の左右いずれか一方側（ここでは左側）の側面板５６の近傍に配置されている。膨張タンク３１の真下、かつ筐体５１の左右いずれか他方側（ここでは右側）の側面板５７の近傍には、バックアップ用のヒーター６７が配置されている。ヒーター６７は、背面板５３に固定されている。ヒーター６７は、外気温が極端に低く冷凍回路１０によって水を湯に加熱することが難しい状況で、水の加熱を補助したり、冷凍回路１０によって加熱された湯をさらに高温の湯に加熱したりするために使用される。
　ポンプ３６は、膨張タンク３１より下方、かつヒーター６７の真正面であって筐体５１の底面板５５上に配置されている。ポンプ３６の真下には、給湯管接続継手４８が設けられている。給湯管接続継手４８は、筐体５１の外側に突出している。給湯管接続継手４８は、底面板５５の下方へ突出して筐体５１の外側に露出している。
　給湯管接続継手４８の左斜め後方には、導水管接続継手４６が設けられている。導水管接続継手４６に接続される導水管３２は、筐体５１の底面板５５から筐体５１の奥側へ入り込んだ部分で水熱交換器１５へ向かって曲がり、底面板５５の近傍を底面板５５に平行に延びて水熱交換器１５の右側面の下端部奥側に接続されている。水熱交換器１５の右側面の上端部奥側には、給湯管３５が接続されている。給湯管３５は、水熱交換器１５から筐体５１の側面板５７に向かい、水熱交換器１５とヒーター６７との中間位置で筐体５１の底面板５５へ向かって曲がり、真下に垂れ下がってヒーター６７の下端部の近傍に達する部位で底面板５５に平行に延びてヒーター６７の左側面の下端部に接続されている。導湯管３３は、ヒーター６７の正面の上端部で十字形状（クロス形状）の分岐を経て給湯管３５から分岐し、筐体５１の天面板５４へ向かって立ち上がり、膨張タンク３１の中心線Ｃと実質的に同じ高さに達し、膨張タンク３１の正面を迂回して膨張タンク３１の左側の鏡板３１ｂに接続されている。
　給湯管３５は、十字形状（クロス形状）の分岐から下方へ延びてポンプ３６に達する。つまり、ポンプ３６は、給湯管３５の出口端に接続されている。
　第一水熱交換ユニット内冷媒管２７、および第二水熱交換ユニット内冷媒管２８は、筐体５１の底面板５５に設けられる冷媒管挿通穴７１を通じて筐体５１内に入り込む。
　第一水熱交換ユニット内冷媒管２７は、水熱交換器１５の右側方を膨張タンク３１へ向かって延びて水熱交換器１５の右側面の上端部手前側の近傍で水熱交換器１５へ向かって曲がり、水熱交換器１５に接続されている。第一水熱交換ユニット内冷媒管２７は、給湯管３５の垂れ下がり部分の略真正面を立ち上がって延びている。冷媒管接続継手２５は、筐体５１外に配置される第一水熱交換ユニット内冷媒管２７の端部に設けられている。
　第二水熱交換ユニット内冷媒管２８は、第一水熱交換ユニット内冷媒管２７よりも水熱交換器１５の近傍を、第一水熱交換ユニット内冷媒管２７に平行に立ち上がって水熱交換器１５の右側面の下端部手前側の近傍で水熱交換器１５へ向かって曲がり、水熱交換器１５に接続されている。冷媒管接続継手２６は、筐体５１外に配置される第二水熱交換ユニット内冷媒管２８の端部に設けられている。
　次いで、膨張タンク３１の固定構造について説明する。
　図６は、本実施形態に係る温水生成装置の縦断面図である。
　図４および図５に加えて、図６に示すように、本実施形態に係る温水生成装置１の膨張タンク３１は、円筒形状の胴部３１ａの径方向外側へ向かって突出し、かつ胴部３１ａの周方向へ延びる少なくとも１つの凸部８１を備えている。
　凸部８１は、胴部３１ａを環状に一周巡り、一続きに繋がっている。凸部８１は、複数あって、第一凸部８１ａと、第二凸部８１ｂと、を含んでいる。凸部８１は、例えば、２つの部材を接合して一体の胴部３１ａにする接合部であったり、膨張タンク３１内のダイヤフラム（図示省略）を胴部３１ａの内周面に保持する保持部であったりする。これら複数の凸部８１ａ、８１ｂは、膨張タンク３１の中心線方向へ離れ、かつ平行に並んでいる。
　なお、凸部８１は、環状かつ離散的（飛び飛び、不連続）に胴部３１ａに設けられていても良い。
　タンク固定帯６６は、図４から図６に示される六角形の鞍形であっても良いし、三角形、矩形、五角形などの多角形の鞍形であっても良いし、円弧形の鞍形であっても良い。六角形の鞍形のタンク固定帯６６は、膨張タンク３１の頂部に接して背面板５３に固定される第一部位６６ａと、第一部位６６ａに連なって膨張タンク３１に部分的に接しつつ膨張タンク３１の正面へ向かって下り傾斜している第二部位６６ｂと、第二部位６６ｂに連なって膨張タンク３１に部分的に接しつつ膨張タンク３１の正面に位置する第三部位６６ｃと、第三部位６６ｃに連なって膨張タンク３１に部分的に接しつつ膨張タンク３１の底部へ向かって下り傾斜している第四部位６６ｄと、第四部位６６ｄに連なって膨張タンク３１の底部に接して背面板５３に固定される第五部位６６ｅと、を有している。
　タンク固定帯６６は、凸部８１を嵌合させる少なくとも１つの孔部８２を有している。孔部８２は、タンク固定帯６６の一方の端部から他方の端部へ向かって凸部８１を嵌合可能な箇所に設けられている。孔部８２は、複数条に並び、第一凸部８１ａが嵌合する第一孔部８２ａと、第二凸部８１ｂが嵌合する第二孔部８２ｂと、を含んでいる。これら複数条の孔部８２ａ、８２ｂは、タンク固定帯６６の帯幅方向へ離れ、かつ平行に並んでいる。
　なお、多角形の鞍形のタンク固定帯６６では、孔部８２は、図４から図６に示されるように頂点を避けて、離散的（飛び飛び、不連続）に設けられていることが好ましい。この場合には、タンク固定帯６６は、膨張タンク３１を支えることが可能な強度を容易に得ることができる。六角形の鞍形のタンク固定帯６６では、孔部８２は、タンク固定帯６６の第一部位６６ａから第五部位６６ｅに離散的に設けられ、かつそれぞれの部位を繋ぐ頂部で途切れている。
　背面板５３は、膨張タンク３１より上方に設けられるバンド固定孔８５と、膨張タンク３１より下方に設けられるバンド締結穴８６と、膨張タンク３１が背面板５３に対して転がることを妨げる一対の転がり止め８７と、を備えている。
　バンド締結穴８６は、天面板５４を背面板５３に固定するためのフランジ部５３ａに設けられている。
　一対の転がり止め８７は、バンド固定孔８５より下方、かつバンド締結穴８６より上方にあって、膨張タンク３１の長手方向に平行に延びる凸形状を有している。膨張タンク３１は、一対の転がり止め８７に挟まれた部位で背面板５３に接している。膨張タンク３１は、一対の転がり止め８７にも接していることが好ましい。
　タンク固定帯６６は、背面板５３のバンド固定孔８５に差し込まれる折り返し部６６ｆと、締結部材８９によってバンド締結穴８６に固定されるフランジ部６６ｇと、を備えている。折り返し部６６ｆは、タンク固定帯６６の上方側の端部、つまり第一部位６６ａの根元部分に設けられている。折り返し部６６ｆは、板金加工品であるタンク固定帯６６に、素材の板材を曲げて形成された切り起こしである。フランジ部６６ｇは、タンク固定帯６６の下方側の端部、つまり第五部位６６ｅの根元部分に設けられている。
　なお、折り返し部６６ｆを有するタンク固定帯６６の第一部位６６ａの根元部分と背面板５３のフランジ部５３ａとの固定には、折り返し部６６ｆに加えて、または代えて締結部材が用いられていても良い。
　ここで、図５に二点鎖線で示すように、円筒形状の膨張タンク３１の中心線Ｃを筐体５１の上下方向へ向けて膨張タンク３１を筐体５１に収容すると、筐体５１の高さ寸法は、大幅に増加してしまう。
　筐体５１の奥行寸法は、膨張タンク３１の直径寸法Ｄに依拠するので、膨張タンク３１を起立させて筐体５１に収容しても、膨張タンク３１を横臥させて筐体５１に収容しても、実質的に変わらない。筐体５１の幅寸法は、筐体５１内の膨張タンク３１以外の機器の大きさや配置に依拠するので、膨張タンク３１を起立させて筐体５１に収容すると、筐体５１内に何らの機器も配置されない大容量の空間、いわゆるデッドスペースができてしまう。膨張タンク３１を横臥させて筐体５１に収容すると、筐体５１の幅寸法は、図５に示すように、有効に活用できる。つまり、膨張タンク３１を横臥させて筐体５１に収容することによって、筐体５１の高さ寸法が抑制されて水熱交換ユニット３の小型化を図ることができる。また、膨張タンク３１を横臥させて筐体５１に収容することによって、膨張タンク３１の長さ寸法Ｌが筐体５１の幅寸法に収まる範囲で延長され、膨張タンク３１の内容積が拡大される。
　以上のように、本実施形態に係る温水生成装置１は、円筒形状であって中心線Ｃ方向における長さ寸法Ｌが直径寸法Ｄよりも大きく、かつ中心線Ｃを筐体５１の一対の側面５１ｓの方向へ向けて筐体５１に収容される膨張タンク３１を備えている。そのため、温水生成装置１は、同程度の内容積を有する矩形タンクに比べて安価、かつ軽量な円筒形状の膨張タンク３１を収容し、かつ筐体５１内の空間を効率的に活用することができる。これらによって、温水生成装置１の水熱交換ユニット３は、小型かつ軽量で、設置時の作業性が高く、設置状態における占有スペースの小さい、良好な外観を有することができる。
　また、本実施形態に係る温水生成装置１は、筐体５１内の最上部に配置されている膨張タンク３１を備えている。そのため、温水生成装置１は、水熱交換ユニット３の小型化を図り、かつ筐体５１に収容される膨張タンク３１および膨張タンク３１以外の機器の配置を効率的に割り当てることができる。
　さらに、本実施形態に係る温水生成装置１は、膨張タンク３１の凸部８１を嵌合させる孔部８２を有し、かつ膨張タンク３１の胴部３１ａを胴部３１ａの上方から下方へ跨いで膨張タンク３１を筐体５１の背面板５３に固定するタンク固定帯６６を備えている。そのため、温水生成装置１は、膨張タンク３１を所定の位置に確実に固定して、膨張タンク３１の設置位置がずれることを防ぐことができる。
　また、本実施形態に係る温水生成装置１は、膨張タンク３１が背面板５３に対して転がることを妨げる一対の転がり止め８７と、背面板５３のバンド固定孔８５に差し込まれる折り返し部６６ｆ、および締結部材８９によって背面板５３のバンド締結穴８６に固定されるフランジ部６６ｇを有するタンク固定帯６６と、を備えている。そのため、温水生成装置１は、膨張タンク３１を背面板５３に容易に固定でき、かつ膨張タンク３１を背面板５３に強固に固定しておくことができる。
　したがって、本実施形態に係る温水生成装置１によれば、矩形の筐体５１内に円筒形の膨張タンク３１を効率的に収容することができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　１…温水生成装置、２…室外ユニット、３…水熱交換ユニット、１５…水熱交換器、２７…第一水熱交換ユニット内冷媒管、２８…第二水熱交換ユニット内冷媒管、３１…膨張タンク、３１ａ…胴部、３１ｂ、３１ｃ…鏡板、５１…筐体、５１ｆ…正面、５１ｒ…背面、５１ｔ…天面、５１ｂ…底面、５１ｓ…側面、５２…正面板、５３…背面板、５３ａ…フランジ部、５４…天面板、５５…底面板、５６、５７…側面板、６６…タンク固定帯、６６ａ…第一部位、６６ｂ…第二部位、６６ｃ…第三部位、６６ｄ…第四部位、６６ｅ…第五部位、６６ｆ…折り返し部、６６ｇ…フランジ部、６７…ヒーター、８１…凸部、８２…孔部、８５…バンド固定孔、８６…バンド締結穴、８７…転がり止め、８９…締結部材。
 

Claims (4)

  1. 内部に圧縮機と、冷媒と空気とを熱交換する熱交換器と、を有する室外ユニットと、
    　前記室外ユニットから流入する前記冷媒と水とを熱交換する水熱交換器を有する水熱交換ユニットと、を備え、
    　前記水熱交換ユニットは、
    　　正面、背面、天面、底面、および一対の側面を有する矩形の筐体と、
    　　円筒形状であって中心線方向における長さ寸法が直径寸法よりも大きく、かつ中心線を前記一対の側面の方向へ向けて前記筐体に収容される膨張タンクと、を備える温水生成装置。
  2. 前記膨張タンクは、前記筐体内の最上部に配置されている請求項１に記載の温水生成装置。
  3. 前記膨張タンクは、円筒形状の胴部と、前記胴部の径方向外側へ向かって突出し、かつ前記胴部の周方向へ延びる凸部と、を有し、
    　前記凸部を嵌合させる孔を有し、かつ前記胴部を前記胴部の上方から下方へ跨いで前記膨張タンクを前記筐体の背面板に固定する固定帯を備える請求項１または２に記載の温水生成装置。
  4. 前記背面板は、前記膨張タンクより上方に設けられるバンド固定孔と、前記膨張タンクより下方に設けられるバンド締結穴と、前記膨張タンクが前記背面板に対して転がることを妨げる一対の転がり止めと、を有し、
    　前記固定帯は、前記バンド固定孔に差し込まれる折返し部と、締結部材によって前記バンド締結穴に固定されるフランジ部と、を有する請求項３に記載の温水生成装置。
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