CN111954786B - 热泵系统 - Google Patents
热泵系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111954786B CN111954786B CN201980025207.5A CN201980025207A CN111954786B CN 111954786 B CN111954786 B CN 111954786B CN 201980025207 A CN201980025207 A CN 201980025207A CN 111954786 B CN111954786 B CN 111954786B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radiator
- refrigerant
- economizer
- heat
- inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
- F25B40/02—Subcoolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
- F25B2339/047—Water-cooled condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/11—Reducing heat transfers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/18—Optimization, e.g. high integration of refrigeration components
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
在一体化热交换器中,防止由于经由节能器与散热器的接合部的热传导而导致散热器中对被加热流体进行加热的能力降低。热泵系统(1)具有通过连接压缩机(11)、散热器(12)、膨胀机构(13)、蒸发器(14)和节能器(22)而构成的制冷剂回路(10)。这里,节能器(22)构成与散热器(12)一体化的一体型热交换器(20)。而且,一体型热交换器(20)在节能器(22)与散热器(12)之间具有绝热部(44)。
Description
技术领域
具备具有节能器的制冷剂回路的热泵系统。
背景技术
以往,存在具备具有节能器的制冷剂回路的热泵系统。该制冷剂回路是通过将压缩机、散热器、膨胀机构以及蒸发器连接起来而构成的,其中,所述压缩机对制冷剂进行压缩,所述散热器借助被加热流体对在压缩机中被压缩的制冷剂进行冷却,所述膨胀机构对在散热器中被冷却的制冷剂进行减压,所述蒸发器使在膨胀机构中被减压的制冷剂蒸发。此外,在制冷剂回路中设置有节能器,该节能器借助在制冷剂回路中流动的制冷剂对在散热器中被冷却后的制冷剂进行进一步冷却。而且,在该热泵系统中,如专利文献1(欧州专利申请公开第2952832号说明书)所示,存在构成节能器与散热器一体化的一体型热交换器的热泵系统。
发明内容
但是,在上述现有的一体化热交换器中,由于经由节能器与散热器的接合部的热传导,在散热器中流动的制冷剂被在节能器中流动的制冷剂冷却,由此,在散热器中对被加热流体进行加热的能力可能降低。
第1观点的热泵系统具有制冷剂回路,该制冷剂回路是通过将压缩机、散热器、膨胀机构以及蒸发器连接起来而构成的,其中,所述压缩机对制冷剂进行压缩,所述散热器借助被加热流体对在压缩机中被压缩的制冷剂进行冷却,所述膨胀机构对在散热器中被冷却的制冷剂进行减压,所述蒸发器使在膨胀机构中被减压的制冷剂蒸发。此外,在制冷剂回路设置有节能器,该节能器借助在制冷剂回路中流动的制冷剂对散热器中被冷却后的制冷剂进行进一步冷却。而且,这里,节能器构成与散热器一体化的一体型热交换器。而且,这里,一体型热交换器在节能器与散热器之间具有绝热部。
这里,能够通过绝热部抑制节能器与散热器之间的热传导。由此,这里,在散热器中流动的制冷剂不容易被在节能器中流动的制冷剂冷却,能够抑制散热器中对被加热流体进行加热的能力降低。
第2观点的热泵系统在第1观点的热泵系统中,绝热部由热传导率比一体型热交换器中构成供制冷剂和被加热流体流过的部分的材料的热传导率低的材料构成。
这里,例如,能够通过热传导率比构成供制冷剂和被加热流体流过的部分的材料(金属制的原材料)的热传导率低的树脂制、橡胶制、陶瓷制的原材料容易地构成绝热部。
第3观点的热泵系统在第1观点的热泵系统中,绝热部由不流过制冷剂和被加热流体的间隙构成,该间隙设置于散热器与节能器之间。
这里,能够通过间隙容易地构成绝热部。
第4观点的热泵系统在第3观点的热泵系统中,间隙为真空状态。
这里,能够提高由间隙构成的绝热部的绝热性能。
第5观点的热泵系统在第4观点的热泵系统中,一体型热交换器是利用真空焊接或扩散接合而形成的。
这里,例如,在层叠板材并利用真空焊接或扩散接合进行接合而形成一体型热交换器时,在配置于散热器与节能器之间的板材之间形成不流过制冷剂和被加热流体的间隙,由此,能够容易地使该板材之间的间隙成为真空状态。
第6观点的热泵系统在第1~第5观点中的任意一个观点的热泵系统中,一体型热交换器是微流路热交换器。
这里,能够使一体型热交换器紧凑化。
第7观点的热泵系统在第1~第6观点中的任意一个观点的热泵系统中,还具有利用侧设备,该利用侧设备借助在散热器中与制冷剂进行热交换而被加热后的被加热流体对室内进行制热。
这里,抑制散热器中对被加热流体进行加热的能力降低,因此,能够抑制利用侧设备中的制热能力降低。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的热泵系统的概略结构图。
图2是示出散热器和节能器一体化而成的一体型热交换器的外观的立体图。
图3是从前方观察散热器的第1流路的图。
图4是从前方观察散热器的第2流路的图。
图5是从前方观察节能器的第1流路的图。
图6是从前方观察节能器的第2流路的图。
图7是从前方观察绝热部的内部的图。
图8是示出一体型热交换器的内部的分解立体图。
图9是示出变形例A中的一体型热交换器的图,是与图2对应的图。
图10是示出变形例A中的一体型热交换器的图,是与图4对应的图。
图11是示出变形例A中的一体型热交换器的图,是与图6对应的图。
图12是示出变形例A中的一体型热交换器的图,是与图7对应的图。
图13是示出变形例A中的一体型热交换器的图,是从前方观察连通部的图。
图14是示出变形例A中的一体型热交换器的图,是与图8对应的图。
图15是变形例B中的热泵系统的概略结构图。
图16是示出变形例B中的一体型热交换器的图,是与图2对应的图。
图17是示出变形例B中的一体型热交换器的图,是与图5对应的图。
图18是示出变形例C中的一体型热交换器的图,是与图2对应的图。
图19是示出变形例C中的一体型热交换器的图,是与图4对应的图。
图20是示出变形例D中的一体型热交换器的外观的立体图。
图21是图20的A-A剖视图。
图22是图20的B-B剖视图。
图23是示出变形例E中的一体型热交换器的图,是与图20对应的图。
图24是图23的B-B剖视图。
图25是示出变形例F中的一体型热交换器的图,是与图20对应的图。
图26是图25的B-B剖视图。
图27是示出变形例G中的一体型热交换器的图,是与图22对应的图。
图28是示出变形例G中的一体型热交换器的图,是与图22对应的图。
具体实施方式
下面,根据附图对热泵系统进行说明。
(1)热泵系统
<结构>
图1是本发明的一个实施方式的热泵系统1的概略结构图。热泵系统1是如下装置:主要具有供作为热交换介质的制冷剂循环的制冷剂回路10、以及供作为被加热流体的水循环的水回路30,利用制冷剂回路10中的制冷剂压缩式的热泵循环对水进行加热,并借助被加热后的水对室内进行制热。
制冷剂回路10主要具有压缩机11、散热器12、膨胀机构13、蒸发器14、注入管21和节能器22。而且,在制冷剂回路10中封入有HFC系制冷剂或HFO系制冷剂、自然制冷剂作为制冷剂。
压缩机11是对制冷剂进行压缩的设备。压缩机11例如是借助马达等驱动机构对旋转型或涡旋型等的制冷剂压缩要素进行驱动的压缩机。
散热器12是借助在水回路30中循环的水对在压缩机11中被压缩后的制冷剂进行冷却的设备。另外,散热器12的详细情况在后面叙述。此外,压缩机11的排出口11b和散热器12的制冷剂侧的入口(第2入口12a)借助排出制冷剂管16连接。
膨胀机构13是对在散热器12中被冷却的制冷剂(这里为节能器22中进一步被冷却的制冷剂)进行减压的设备。膨胀机构13例如是膨胀阀或毛细管。此外,散热器12的制冷剂侧的出口(第2出口12b)和膨胀机构13借助高温制冷剂管17连接。
蒸发器14是使在膨胀机构13中被减压的制冷剂蒸发的设备。蒸发器14例如是借助空气对制冷剂进行加热的翅片管式的热交换器。而且,这里,为了得到作为制冷剂的加热源的空气的流动,设置有送风风扇15。送风风扇15是借助马达等驱动机构对螺旋桨型等的送风要素进行驱动的风扇。此外,膨胀机构13和蒸发器14的制冷剂的入口14a借助低温制冷剂管18连接,蒸发器14的制冷剂的出口14b和压缩机11的吸入口11a借助吸入制冷剂管19连接。
注入管21是使在高温制冷剂管17中流动的制冷剂的一部分分支而返回到压缩机11的制冷剂管。注入管21的一端与高温制冷剂管17连接,注入管21的另一端与压缩机11的压缩行程的中途部分11c连接。另外,注入管21的另一端也可以不与压缩机11的压缩行程的中途部分11c连接,而与压缩机11的吸入口11a或吸入制冷剂管19连接。在注入管21设置有注入膨胀机构23。注入膨胀机构23例如是膨胀阀。
节能器22是借助在制冷剂回路10中流动的制冷剂对在散热器12中被冷却后的制冷剂进行进一步冷却的设备。这里,节能器22借助作为在制冷剂回路10中流动的制冷剂的在注入管21中流动的制冷剂(更具体而言为被注入膨胀机构23减压后的制冷剂)对在散热器12中被冷却且在高温制冷剂管17中流动的制冷剂进行冷却。因此,节能器22设置于高温制冷剂管17和注入管21。节能器22的靠高温制冷剂管17侧的入口(第4入口22a)与高温制冷剂管17a连接,节能器22的靠高温制冷剂管17侧的出口(第4出口22b)与高温制冷剂管17的靠近膨胀机构13的部分17b连接。节能器22的靠注入管21侧的入口(第3入口22c)与注入管21的第2部分21b连接,节能器22的靠注入管21侧的出口(第3入口22d)与注入管21的第3部分21c连接。这里,注入管21具有:连接高温制冷剂管17的靠散热器12的部分17a与注入膨胀机构23之间的第1部分21a;连接注入膨胀机构23与节能器22的第3入口22c之间的第2部分21b;以及连接节能器22的第3出口22d与压缩机11之间的第3部分21c。另外,节能器22的详细情况在后面叙述。
水回路30主要具有散热器12、泵31和利用侧设备32。而且,水被封入水回路30中。
如上所述,散热器12是借助在水回路30中循环的水对在压缩机11中被压缩的制冷剂进行冷却的设备。换言之,散热器12是借助在制冷剂回路10中循环的制冷剂对水进行加热的设备。另外,散热器12的详细情况在后面叙述。
泵31是对水进行升压的设备。泵31例如是借助马达等驱动机构对离心型或容积型的泵要素进行驱动的泵。这里,散热器12的水侧的出口(第1出口12d)和泵31的吸込口31a借助出口水管33连接。
利用侧设备32是借助被散热器12加热的水对室内进行制热的设备。利用侧设备32例如是暖气片或地暖机。此外,泵31的排出口31b和利用侧设备32的水的入口32a借助排出水管34连接,利用侧设备32的水的出口32b和散热器12的水侧的入口(第1入口12c)借助入口水管35连接。
上述热泵系统1的构成设备由控制装置2控制。控制装置2由安装了微计算机和存储器等的控制基板等构成。
<动作>
接着,使用图1对热泵系统1的动作进行说明。如上所述,热泵系统1能够利用制冷剂回路10中的制冷剂压缩式的热泵循环对水进行加热,并借助被加热后的水对室内进行制热(制热运转)。另外,制热运转由控制装置2进行。
在制冷剂回路10中,在压缩机11中被压缩而被排出的制冷剂被送到散热器12。被送到散热器12的制冷剂(高温制冷剂)与在水回路30中循环的水进行热交换,被冷却而冷凝。在散热器12中散热的制冷剂被送到节能器22。被送到节能器22的制冷剂(高温制冷剂)与从高温制冷剂管17向注入管21分支的制冷剂(低温制冷剂)进行热交换,进一步被冷却。此时,在注入管21中流动的制冷剂在节能器22中被加热,返回到压缩机11。在节能器22中被冷却的制冷剂借助膨胀机构13被减压后,被送到蒸发器14。被送到蒸发器14的制冷剂与借助送风风扇15通过蒸发器14的空气进行热交换,被加热而蒸发。在蒸发器14中蒸发的制冷剂被吸入到压缩机11,再次在压缩机11中被压缩而排出。
另一方面,在水回路30中,借助散热器12中的制冷剂的散热对水进行加热。在散热器12中被加热的水借助泵31升压而被排出。从泵31被排出的水被送到利用侧设备32。被送到利用侧设备32的水对室内进行制热而被冷却。在利用侧设备32中被冷却的水被送到散热器12,再次在散热器12中被加热。
(2)散热器和节能器的详细情况
接着,使用图1~图8对散热器12和节能器22的详细情况进行说明。这里,图2是示出散热器12和节能器22一体化而成的一体型热交换器20的外观的立体图。图3是从前方观察散热器12的第1流路51的图。图4是从前方观察散热器12的第2流路61的图。图5是从前方观察节能器22的第1流路71的图。图6是从前方观察节能器22的第2流路81的图。图7是从前方观察绝热部44的内部的图。图8是示出一体型热交换器20的内部的分解立体图。此外,在以下的说明中,为了说明方向和位置关系,有时使用“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”这样的表述,但是,只要没有特别说明,则这些表述所表示的方向按照附图中所示的箭头的方向。
这里,构成散热器12和节能器22一体化而成的一体型热交换器20。即,一体型热交换器20具有散热器12和节能器22。
一体型热交换器20主要具有构成散热器12的散热器侧热交换部41、构成节能器22的节能器侧热交换部42、以及设置有散热器侧热交换部41和节能器侧热交换部42的壳体43。散热器侧热交换部41是借助被加热流体(水)对在压缩机11中被压缩的制冷剂(高温制冷剂)进行冷却的部分。节能器侧热交换部42是借助在制冷剂回路10中流动的制冷剂(低温制冷剂)对在散热器12(散热器侧热交换部41)中被冷却后的制冷剂进行进一步冷却的部分。另外,这里,节能器侧热交换部42配置于散热器侧热交换部41的后方侧,但是,前后关系也可以是相反的配置。
而且,这里,一体型热交换器22还在节能器22(节能器侧热交换部42)与散热器12(散热器侧热交换部41)之间(这里为前后方向之间)具有绝热部44。即,绝热部44以配置于散热器侧热交换部41与节能器侧热交换部42之间的状态设置于壳体43。这里,绝热部44是抑制节能器22(节能器侧热交换部42)与散热器12(散热器侧热交换部41)之间的热传导的部分。
散热器侧热交换部41(散热器12)是通过层叠第1层50和第2层60而构成的,该第1层50形成有多列供水流动的第1流路51,该第2层60形成有多列供高温制冷剂流动的第2流路61。这里,将第1层50和第2层60层叠的方向(这里为图2和图8的前后方向)设为层叠方向。此外,将第1流路51并排的方向(这里为左右方向)设为第1流路51的排列方向,将第2流路61并排的方向(这里为上下方向)设为第2流路61的排列方向。而且,第1和第2流路51、61是流路截面面积非常小的微流路(当量直径为1.5mm以下的流路)。即,散热器12被称为微流路热交换器。而且,在沿着第1和第2层50、60的层叠方向(前后方向)观察第1层50时,第1流路51沿着与第1流路51的排列方向(左右方向)交叉的方向(这里为上下方向)从第1层50的下端部附近延伸到上端部附近。而且,这里,在沿着层叠方向(前后方向)观察第1层50时,第1流路51具有在第1流路51的排列方向(左右方向)上蜿蜒的形状,由此促进传热。此外,在沿着第1和第2层50、60的层叠方向(前后方向)观察第2层60时,第2流路61沿着与第2流路61的排列方向(上下方向)交叉的方向(这里为左右方向)从第2层60的左端部附近延伸到右端部附近。而且,这里,第2流路61被分成沿上下方向并排的多个(这里为4个)流路组,以从位于左下端部的流路组朝向位于左上端部的流路组在左右方向上折返的方式延伸。这样,这里,被配置成第1流路51和第2流路61形成正交对向流。
而且,这里,具有第1层50和第2层60的层叠构造的散热器侧热交换部41是通过交替层叠第1板材52和第2板材62而构成的,该第1板材52在单面形成有构成第1流路51的槽,该第2板材62在单面形成有构成第2流路61的槽。第1和第2板材52、62由金属制的原材料形成。构成第1流路51和第2流路61的槽例如是通过对第1和第2板材52、62实施机械加工或蚀刻加工而形成的。而且,在层叠了规定数量的进行了这种槽加工的第1和第2板材52、62后,通过真空焊接或扩散接合的接合处理对第1和第2板材52、62之间进行接合,由此,得到具有第1层50和第2层60的层叠构造的散热器侧热交换部41。另外,这里,在第1和第2板材52、62双方的单面形成有构成流路51、61的槽,但是不限于此,也可以在第1和第2板材52、62中的任意一方的双面形成有构成流路51、61的槽,还可以在第1和第2板材52、62双方的双面形成有构成流路51、61的槽。
此外,这里,在第1板材52的下端部和上端部形成有缺口部53、54,缺口部53、54分别与第1流路51的下端部(水的入口部分)和上端部(水的出口部分)连通。在第2板材62的下端部和上端部,也以与缺口部53、54重叠的方式形成有缺口部63、64。而且,第1和第2板材52、62之间被接合,由此,缺口部53、63形成与第1流路51的下端部连通的空间即第1入口集管13c,缺口部54、64形成与第1流路51的上端部连通的空间即第1出口集管13d。此外,在第2板材62的左上端部和左下端部形成有缺口部65、66,缺口部65、66分别与第2流路61的左上端部(高温制冷剂的入口部分)和左下端部(高温制冷剂的出口部分)连通。在第1板材52的左上端部和左下端部,以与缺口部65、66重叠的方式也形成有缺口部55、56。而且,第1和第2板材52、62之间被接合,由此,缺口部55、65形成与第2流路61的左上端部连通的空间即第2入口集管13a,缺口部56、66形成与第2流路61的左下端部连通的空间即第2出口集管13b。
节能器侧热交换部42(节能器22)是通过层叠第3层70和第4层80而构成的,该第3层70形成有多列供低温制冷剂流动的第3流路71,该第4层80形成有多列供高温制冷剂流动的第4流路81。这里,将第3层70和第4层80层叠的方向(这里为图2和图8的前后方向)设为层叠方向。此外,将第3流路71并排的方向(这里为左右方向)设为第3流路71的排列方向,将第4流路81并排的方向(这里为上下方向)设为第4流路81的排列方向。而且,第3和第4流路71、81是流路截面面积非常小的微流路(当量直径为1.5mm以下的流路)。即,节能器22被称为微流路热交换器。而且,在沿着第3和第4层70、80的层叠方向(前后方向)观察第3层70时,第3流路71沿着与第3流路71的排列方向(左右方向)交叉的方向(这里为上下方向)从第3层70的下端部附近延伸到上端部附近。而且,这里,在沿着层叠方向(前后方向)观察第3层70时,第3流路71具有在第3流路71的排列方向(左右方向)上蜿蜒的形状,由此促进传热。此外,在沿着第3和第4层70、80的层叠方向(前后方向)观察第4层80时,第4流路81沿着与第4流路81的排列方向(上下方向)交叉的方向(这里为左右方向)从第4层80的左端部附近延伸到右端部附近。而且,这里,第4流路81被分成沿上下方向并排的多个(这里为4个)流路组,以从位于左下端部的流路组朝向位于左上端部的流路组在左右方向上折返的方式延伸。这样,这里,被配置成第3流路71和第4流路81构成正交对向流。
而且,这里,具有第3层70和第4层80的层叠构造的节能器侧热交换部42是通过交替层叠第3板材72和第4板材82而构成的,该第3板材72在单面形成有构成第3流路71的槽,该第4板材82在单面形成有构成第4流路81的槽。第3和第4板材72、82由金属制的原材料形成。构成第3流路71和第4流路81的槽例如是通过对第3和第4板材72、82实施机械加工或蚀刻加工而形成的。而且,在层叠了规定数量的进行了这种槽加工的第3和第4板材72、82后,通过真空焊接或扩散接合的接合处理对第3和第4板材72、82之间进行接合,由此,得到具有第3层70和第4层80的层叠构造的节能器侧热交换部42。另外,这里,在第3和第4板材72、82双方的单面形成有构成流路71、81的槽,但是不限于此,也可以在第3和第4板材72、82中的任意一方的双面形成有构成流路71、81的槽,还可以在第3和第4板材72、82双方的双面形成有构成流路71、81的槽。
此外,这里,在第3板材72的下端部和上端部形成有缺口部73、74,缺口部73、74分别与第3流路71的下端部(低温制冷剂的入口部分)和上端部(低温制冷剂的出口部分)连通。在第4板材82的下端部和上端部,以与缺口部73、74重叠的方式也形成有缺口部83、84。而且,第3和第4板材72、82之间被接合,由此,缺口部73、83形成与第3流路71的下端部连通的空间即第3入口集管23c,缺口部74、84形成与第3流路71的上端部连通的空间即第3出口集管23d。此外,在第4板材82的左上端部和左下端部形成有缺口部85、86,缺口部85、86分别与第4流路81的左上端部(高温制冷剂的入口部分)和左下端部(高温制冷剂的出口部分)连通。在第3板材72的左上端部和左下端部,以与缺口部85、86重叠的方式也形成有缺口部75、76。而且,第3和第4板材72、82之间被接合,由此,缺口部75、85形成与第4流路81的左上端部连通的空间即第4入口集管23a,缺口部76、86形成与第4流路81的左下端部连通的空间即第4出口集管23b。
绝热部44在散热器侧热交换部41(散热器12)与节能器侧热交换部42(节能器22)之间形成不流过制冷剂和水的间隙90。这里,绝热部44具有散热器侧热交换部41侧的第5板材91、节能器侧热交换部42侧的第6板材92、以及配置于第5和第6板材91、92之间的第7板材93。第5~第7板材91~93由金属制的原材料形成。在第7板材93形成有用于形成间隙90的开口94。而且,在第5和第6板材91、92之间配置第7板材93后、即从图2和图8的前方起依次层叠了第5板材91、第7板材93、第6板材92后,通过真空焊接或扩散接合的接合处理对板材91、93、92之间进行接合,由此得到在内部形成有间隙90的绝热部44。另外,真空焊接或扩散接合是在真空环境下对板材91、93、92之间进行接合,因此,由此得到的间隙90也成为真空状态。
壳体43是设置散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42和绝热部44的部件。这里,壳体43具有大致长方体形状。而且,在壳体43的下面部的靠前的部分形成有作为水的入口的第1入口12c,与第1入口集管13c连通。在第1入口12c连接有入口水管35。在壳体43的上面部的靠前的部分形成有作为水的出口的第1出口12d,与第1出口集管13d连通。在第1出口12d连接有出口水管33。在壳体43的左侧面部的前侧上部形成有作为高温制冷剂的入口的第2入口12a,与第2入口集管13a连通。在第2入口12a连接有排出制冷剂管16。在壳体43的左侧面部的前侧下部形成有作为高温制冷剂的出口的第2出口12b,与第2出口集管13b连通。在第2出口12b连接有高温制冷剂管17a。此外,在壳体43的下面部的靠后的部分形成有作为低温制冷剂的入口的第3入口22c,与第3入口集管23c连通。在第3入口22c连接有注入管21b。在壳体43的上面部的靠后的部分形成有作为低温制冷剂的出口的第3出口22d,与第3出口集管23d连通。在第3出口22d连接有注入管21b。在壳体43的左侧面部的后侧上部形成有作为高温制冷剂的入口的第4入口22a,与第4入口集管23a连通。在第4入口22a连接有高温制冷剂管17a。在壳体43的左侧面部的后侧下部形成有作为高温制冷剂的出口的第4出口22b,与第4出口集管23b连通。在第4出口22b连接有高温制冷剂管17b。这里,壳体43的各面部由金属制的板状的部件构成。
而且,这里,壳体43的各面部被配置成覆盖散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42和绝热部44,与散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42和绝热部44接合。这里,在利用壳体43的各面部覆盖按照规定顺序层叠了规定数量的第1~第7板材52、62、72、82、91、92、93而得到的部件后,进行真空焊接或扩散接合的接合处理,由此,在形成散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42和绝热部44的同时,进行散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42和绝热部44与壳体43的接合。但是,也可以不是将散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42、绝热部44和壳体43全部同时接合,也可以利用真空焊接或扩散接合仅接合散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42和绝热部44,然后,将散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42和绝热部44接合在一起而得到的部件与壳体43进行接合。
在具有这种结构的一体型热交换器20中,在热泵系统1运转时,在散热器12中,水从第1入口12c流入第1入口集管13c,从第1入口集管13c向第1流路51的入口部分分支而在第1流路51内从下向上流动,与高温制冷剂进行热交换而被加热,从第1流路51的出口部分在第1出口集管13d处汇合,从第1出口12d流出。此外,在散热器12中,高温制冷剂从第2入口12a流入第2入口集管13a,从第2入口集管13a向第2流路61的入口部分分支而在第2流路61内一边左右折返一边从上向下流动,与水进行热交换而散热,从第2流路61的出口部分在第2出口集管13b处汇合,从第2出口12b流出。此外,在节能器22中,低温制冷剂从第3入口22c流入第3入口集管23c,从第3入口集管23c向第3流路71的入口部分分支而在第3流路71内从下向上流动,与高温制冷剂进行热交换而被加热,从第3流路71的出口部分在第3出口集管23d处汇合,从第3出口32d流出。此外,在节能器22中,高温制冷剂从第4入口22a流入第4入口集管23a,从第4入口集管23a向第4流路81的入口部分分支而在第4流路81内一边左右折返一边从上向下流动,与低温制冷剂进行热交换而散热,从第4流路81的出口部分在第4出口集管23b处汇合,从第4出口22b流出。
(3)特征
接着,对热泵系统1的特征进行说明。
<A>
这里,如上所述,在具备具有节能器22的制冷剂回路10的热泵系统1中,构成节能器22与散热器12一体化而成的一体型热交换器20。
在现有的一体化热交换器中,由于经由节能器与散热器的接合部的热传导,在散热器中流动的制冷剂被在节能器中流动的制冷剂冷却,由此,在散热器中对被加热流体进行加热的能力可能降低。
与此相对,这里,一体型热交换器20形成为在节能器22与散热器12之间具有绝热部44。
因此,这里,能够通过绝热部44抑制节能器22与散热器12之间的热传导。由此,这里,在散热器12中流动的制冷剂(高温制冷剂)不容易被在节能器22中流动的制冷剂(特别是低温制冷剂)冷却,能够抑制散热器12中对被加热流体(这里为水)进行加热的能力降低。此外,通过抑制加热能力降低,还能够实现散热器12的紧凑化,即使组合绝热部44,基于散热器12和节能器22的一体化实现的紧凑化的优点也变大。
<B>
此外,这里,如上所述,绝热部44由不流过制冷剂和被加热流体的间隙90构成,该间隙90设置于散热器12与节能器22之间。
由此,这里,能够通过间隙90容易地构成绝热部44。
<C>
此外,这里,如上所述,间隙90为真空状态。
由此,这里,能够提高由间隙90构成的绝热部44的绝热性能。
<D>
此外,这里,如上所述,一体型热交换器20是利用真空焊接或扩散接合而形成的。
这里,如上所述,在层叠板材52、62、72、82、91~93并利用真空焊接或扩散接合进行接合而形成一体型热交换器20时,在配置于散热器12与节能器22之间的板材91~93之间形成不流过制冷剂和被加热流体的间隙90,由此,能够容易地使该板材91~93之间的间隙成为真空状态。
<E>
此外,这里,如上所述,一体型热交换器20是微流路热交换器。
这里,能够使一体型热交换器20紧凑化。
<F>
此外,这里,如上所述,还具有利用侧设备32,该利用侧设备32借助在散热器12中与制冷剂进行热交换而被加热的被加热流体(水)对室内进行制热。
由此,这里,抑制散热器12中对被加热流体(水)进行加热的能力降低,因此,能够抑制利用侧设备32中的制热能力降低。
(4)变形例
<A>
在上述实施方式中,使散热器12和节能器22一体化而构成一体化热交换器20(参照图2~图8),但是,不仅是这些,也可以将连接两个热交换器12、22的制冷剂管的一部分也一并嵌入一体化热交换器20中。
具体而言,这里,如图9、图3、图10、图5和图11~图14所示,把将在散热器12中散热后的高温制冷剂送到节能器22的高温制冷剂管17a与针对注入管21a的分支部分一起嵌入一体化热交换器20中。
一体型热交换器20主要具有散热器侧热交换部41(散热器12)、节能器侧热交换部42(节能器22)、壳体43和绝热部44。而且,这里,一体化热交换器20还在绝热部44与节能器22(节能器侧热交换部42)之间(这里为前后方向之间)具有连通部45。
与上述实施方式同样,散热器侧热交换部41(散热器12)是通过层叠第1层50和第2层60而构成的,该第1层50形成有多列供水流动的第1流路51,该第2层60形成有多列供高温制冷剂流动的第2流路61。这里,散热器侧热交换部41的结构与上述实施方式相同,因此,这里省略说明。
节能器侧热交换部42(节能器22)是通过层叠第3层70和第4层80而构成的,该第3层70形成有多列供低温制冷剂流动的第3流路71,该第4层80形成有多列供高温制冷剂流动的第4流路81。这里,节能器侧热交换部42的结构与上述实施方式相同,因此,这里省略说明。
与上述实施方式同样,绝热部44在散热器侧热交换部41(散热器12)与节能器侧热交换部42(节能器22)之间形成不流过制冷剂和水的间隙90。但是,这里,与上述实施方式不同,在构成绝热部44的第5~第7板材91~93的左下端部,以与缺口部56、66重叠的方式形成有缺口部91a~93a,这些缺口部91a~93a也构成第2出口集管13b的一部分。因此,在第7板材93,以避开缺口部93a的方式形成有用于形成间隙90的开口94。
连通部45是形成使散热器侧热交换部41(散热器12)的第2出口集管13b和节能器侧热交换部42(节能器22)的第4入口集管23a连通的流路96的部分。这里,连通部45具有绝热部44侧的第8板材95和节能器侧热交换部42侧的第9板材97。第8和第9板材95、97由金属制的原材料形成。在第8板材95形成有缺口部95a、95b和流路96。缺口部95a以与缺口部56、66、91a~93a重叠的方式形成于第8板材95的左下端部,构成第2出口集管13b的一部分。缺口部95b以与缺口部75、85重叠的方式形成于第8板材95的左上端部,构成第4入口集管23a的一部分。流路96是使缺口部95a(第2出口集管13b)和缺口部95b(第4入口集管23a)在上下方向上连通的流路,这里,采用与节能器侧热交换部42的第4流路81相同形状的流路。但是,流路96的形状不限于此,只要是使缺口部95a和缺口部95b在上下方向上连通的形状即可,也可以是其他形状。在第9板材97的左上端部以与缺口部75、85、95b重叠的方式形成有缺口部97a,构成第4入口集管23a的一部分。
壳体43是设置散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42和绝热部44以及连通部45的部件。而且,在壳体43的下面部的靠前的部分形成有作为水的入口的第1入口12c,与第1入口集管13c连通。在第1入口12c连接有入口水管35。在壳体43的上面部的靠前的部分形成有作为水的出口的第1出口12d,与第1出口集管13d连通。在第1出口12d连接有出口水管33。在壳体43的左侧面部的前侧上部形成有作为高温制冷剂的入口的第2入口12a,与第2入口集管13a连通。在第2入口12a连接有排出制冷剂管16。在壳体43的左侧面部的前侧下部形成有作为高温制冷剂的出口的第2出口12b,与第2出口集管13b连通。但是,在第2出口12b,与上述实施方式不同,不是连接高温制冷剂管17a,而是连接有注入管21a。此外,在壳体43的下面部的靠后的部分形成有作为低温制冷剂的入口的第3入口22c,与第3入口集管23c连通。在第3入口22c连接有注入管21b。在壳体43的上面部的靠后的部分形成有作为低温制冷剂的出口的第3出口22d,与第3出口集管23d连通。在第3出口22d连接有注入管21b。在壳体43的左侧面部的后侧上部未形成上述实施方式中形成的第4入口22a。
而且,这里,壳体43的各面部被配置成覆盖散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42、绝热部44和连通部45,与散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42、绝热部44和连通部45接合。这里,在利用壳体43的各面部覆盖按照规定顺序层叠了规定数量的第1~第7板材52、62、72、82、91、92、93、95、97而得到的部件后,进行真空焊接或扩散接合的接合处理,由此,在形成散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42、绝热部44和连通部45的同时,进行散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42和绝热部44与壳体43的接合。
在具有这种结构的一体型热交换器20中,在热泵系统1运转时,在散热器12中,水从第1入口12c流入第1入口集管13c,从第1入口集管13c向第1流路51的入口部分分支而在第1流路51内从下向上流动,与高温制冷剂进行热交换而被加热,从第1流路51的出口部分在第1出口集管13d处汇合,从第1出口12d流出。此外,在散热器12中,高温制冷剂从第2入口12a流入第2入口集管13a,从第2入口集管13a向第2流路61的入口部分分支而在第2流路61内一边左右折返一边从上向下流动,与水进行热交换而散热,从第2流路61的出口部分在第2出口集管13b处汇合。然后,该高温制冷剂的一部分从第2出口12b流出而被送到注入管21a,其余的高温制冷剂通过形成第2出口集管13b的一部分的绝热部44的缺口部91a~93a被送到连通部45的缺口部95a。被送到连通部45的高温制冷剂在流路96内从下向上流动,通过形成第4入口集管23a的一部分的连通部45的缺口部95b、97b被送到节能器22。此外,在节能器22中,低温制冷剂从第3入口22c流入第3入口集管23c,从第3入口集管23c向第3流路71的入口部分分支而在第3流路71内从下向上流动,与高温制冷剂进行热交换而被加热,从第3流路71的出口部分在第3出口集管23d处汇合,从第3出口32d流出。此外,在节能器22中,高温制冷剂通过连通部45的缺口部95b、97b流入第4入口集管23a,从第4入口集管23a向第4流路81的入口部分分支而在第4流路81内一边左右折返一边从上向下流动,与低温制冷剂进行热交换而散热,从第4流路81的出口部分在第4出口集管23b处汇合,从第4出口22b流出。
<B>
在上述实施方式中,作为借助在制冷剂回路10中流动的制冷剂对在散热器12中被冷却后的高温制冷剂进行进一步冷却的节能器22,采用借助在注入管21中流动的低温制冷剂对高温制冷剂进行冷却的结构(参照图1)。但是,节能器22不限于此,例如,也可以采用借助在蒸发器14中蒸发的低温制冷剂对高温制冷剂进行冷却的结构。
具体而言,如图15所示,在上述实施方式的制冷剂回路10中,省略注入管21,作为节能器22,采用借助作为在制冷剂回路10中流动的制冷剂的在吸入制冷剂管19中流动的制冷剂对在散热器12中被冷却的在高温制冷剂管17中流动的制冷剂进行冷却的结构。即,节能器22设置于高温制冷剂管17和吸入制冷剂管19。节能器22的靠高温制冷剂管17侧的入口(第4入口22a)与高温制冷剂管17a连接,节能器22的靠高温制冷剂管17侧的出口(第4出口22b)与高温制冷剂管17的靠近膨胀机构13的部分17b连接。节能器22的靠吸入制冷剂管19侧的入口(第3入口22c)与吸入制冷剂管19的靠近蒸发器14的部分19a连接,节能器22的靠吸入制冷剂管19侧的出口(第3入口22d)与吸入制冷剂管19的靠近压缩机11的部分19b连接。
该情况下,与上述实施方式的一体化热交换器(参照图2~图8)同样,能够构成散热器12和节能器22一体化而成的一体化热交换器20。
具体而言,如图16、图3、图4、图17和图6~图8所示,一体化热交换器20主要具有散热器侧热交换部41(散热器12)、节能器侧热交换部42(节能器22)、壳体43和绝热部44。
与上述实施方式同样,散热器侧热交换部41(散热器12)是通过层叠第1层50和第2层60而构成的,该第1层50形成有多列供水流动的第1流路51,该第2层60形成有多列供高温制冷剂流动的第2流路61。这里,散热器侧热交换部41的结构与上述实施方式相同,因此,这里省略说明。
节能器侧热交换部42(节能器22)是通过层叠第3层70和第4层80而构成的,该第3层70形成有多列供低温制冷剂流动的第3流路71,该第4层80形成有多列供高温制冷剂流动的第4流路81。这里,节能器侧热交换部42的结构与上述实施方式相同,因此,这里省略说明。
与上述实施方式同样,绝热部44在散热器侧热交换部41(散热器12)与节能器侧热交换部42(节能器22)之间形成不流过制冷剂和水的间隙90。这里,绝热部44的结构与上述实施方式相同,因此,这里省略说明。
与上述实施方式同样,壳体43是设置散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42和绝热部44的部件。但是,这里,如图16和图17所示,在与形成于壳体43的下面部的靠后的部分的第3入口集管23c连通的第3入口22c,不是连接注入管21a,而是连接有吸入制冷剂管19a。此外,在与形成于壳体43的上面部的靠后的部分的第3出口集管23d连通的第3出口22d,不是连接注入管21b,而是连接有吸入制冷剂管19b。
在具有这种结构的一体型热交换器20中,在热泵系统1运转时,与上述实施方式同样,在散热器12中,水与高温制冷剂进行热交换而被加热,并且高温制冷剂散热,此外,在节能器22中,低温制冷剂与高温制冷剂进行热交换而被加热,并且高温制冷剂散热。但是,低温制冷剂不是在注入管21中流动的制冷剂,而是在吸入制冷剂管19中流动的制冷剂,这点与上述实施方式不同。
<C>
在上述变形例B的一体化热交换器20(将借助在吸入制冷剂管19中流动的低温制冷剂对高温制冷剂进行冷却的节能器22与散热器12一体化而成的一体化热交换器20)中,与上述变形例A同样,也可以将连接两个热交换器12、22的制冷剂管的一部分也一并嵌入一体化热交换器20中。
具体而言,这里,如图18、图3、图19、图17和图11~图14所示,把将在散热器12中散热后的高温制冷剂送到节能器22的高温制冷剂管17a嵌入一体化热交换器20中。
与上述变形例A同样,一体型热交换器20主要具有散热器侧热交换部41(散热器12)、节能器侧热交换部42(节能器22)、壳体43、绝热部44和连通部45。
与上述变形例A同样,散热器侧热交换部41(散热器12)是通过层叠第1层50和第2层60而构成的,该第1层50形成有多列供水流动的第1流路51,该第2层60形成有多列供高温制冷剂流动的第2流路61。这里,散热器侧热交换部41的结构与上述变形例A相同,因此,这里省略说明。
节能器侧热交换部42(节能器22)是通过层叠第3层70和第4层80而构成的,该第3层70形成有多列供低温制冷剂流动的第3流路71,该第4层80形成有多列供高温制冷剂流动的第4流路81。这里,节能器侧热交换部42的结构与上述变形例A相同,因此,这里省略说明。
与上述变形例A同样,绝热部44在散热器侧热交换部41(散热器12)与节能器侧热交换部42(节能器22)之间形成不流过制冷剂和水的间隙90。这里,绝热部44的结构与上述变形例A相同,因此,这里省略说明。
与上述变形例A同样,连通部45形成使散热器侧热交换部41(散热器12)的第2出口集管13b和节能器侧热交换部42(节能器22)的第4入口集管23a连通的流路96。这里,连通部45的结构与上述变形例A相同,因此,这里省略说明。
壳体43是设置散热器侧热交换部41、节能器侧热交换部42和绝热部44以及连通部45的部件。而且,在壳体43的下面部的靠前的部分形成有作为水的入口的第1入口12c,与第1入口集管13c连通。在第1入口12c连接有入口水管35。在壳体43的上面部的靠前的部分形成有作为水的出口的第1出口12d,与第1出口集管13d连通。在第1出口12d连接有出口水管33。在壳体43的左侧面部的前侧上部形成有作为高温制冷剂的入口的第2入口12a,与第2入口集管13a连通。在第2入口12a连接有排出制冷剂管16。在壳体43的左侧面部的前侧下部未形成上述变形例A中形成的第2出口12b。此外,在壳体43的下面部的靠后的部分形成有作为低温制冷剂的入口的第3入口22c,与第3入口集管23c连通。在第3入口22c连接有吸入制冷剂管19a。在壳体43的上面部的靠后的部分形成有作为低温制冷剂的出口的第3出口22d,与第3出口集管23d连通。在第3出口22d连接有吸入制冷剂管19b。与上述变形例A同样,在壳体43的左侧面部的后侧上部未形成第4入口22a。
在具有这种结构的一体型热交换器20中,在热泵系统1运转时,在散热器12中,水从第1入口12c流入第1入口集管13c,从第1入口集管13c向第1流路51的入口部分分支而在第1流路51内从下向上流动,与高温制冷剂进行热交换而被加热,从第1流路51的出口部分在第1出口集管13d处汇合,从第1出口12d流出。此外,在散热器12中,高温制冷剂从第2入口12a流入第2入口集管13a,从第2入口集管13a向第2流路61的入口部分分支而在第2流路61内一边左右折返一边从上向下流动,与水进行热交换而散热,从第2流路61的出口部分在第2出口集管13b处汇合。然后,该高温制冷剂全部通过形成第2出口集管13b的一部分的绝热部44的缺口部91a~93a被送到连通部45的缺口部95a。被送到连通部45的高温制冷剂在流路96内从下向上流动,通过形成第4入口集管23a的一部分的连通部45的缺口部95b、97b被送到节能器22。此外,在节能器22中,低温制冷剂从第3入口22c流入第3入口集管23c,从第3入口集管23c向第3流路71的入口部分分支而在第3流路71内从下向上流动,与高温制冷剂进行热交换而被加热,从第3流路71的出口部分在第3出口集管23d处汇合,从第3出口32d流出。此外,在节能器22中,高温制冷剂通过连通部45的缺口部95b、97b流入第4入口集管23a,从第4入口集管23a向第4流路81的入口部分分支而在第4流路81内一边左右折返一边从上向下流动,与低温制冷剂进行热交换而散热,从第4流路81的出口部分在第4出口集管23b处汇合,从第4出口22b流出。
<D>
在上述实施方式和变形例中,作为使散热器12和节能器22一体化而成的一体型热交换器20,举例说明了采用微流路热交换器的情况(参照图2~图14和图16~图18)。但是,使散热器12和节能器22一体化而成的一体型热交换器20不限于微流路热交换器,例如,作为使散热器12和节能器22一体化而成的一体型热交换器20,也可以采用板式热交换器。
具体而言,如图20~图22所示,一体化热交换器20能够采用与上述实施方式和变形例B(微流路热交换器)的结构对应的板式热交换器的结构。这里,一体化热交换器20主要具有构成散热器12的多个第1板材110、构成节能器22的多个第2板材120、以及构成壳体43的多个第3板材130。而且,这里,一体型热交换器22还在节能器22与散热器12之间(这里为前后方向之间)具有绝热部44。绝热部44由多个第4板材140构成。
第1板材110以交替形成供水流动的第1流路51和供高温制冷剂流动的第2流路61的方式在前后方向上层叠。第1板材110由金属制的原材料形成。利用冲压加工等,在第1板材110形成有作为第1流路51和第2流路61的凹凸形状。此外,在第1板材110的左下部和左上部形成有开口110c、110d。而且,开口110c、110d分别与第1流路51的下部(水的入口部分)和上部(水的出口部分)连通,形成与第1流路51的下部连通的空间即第1入口集管13c和与第1流路51的上部连通的空间即第1出口集管13d。此外,在第1板材110的右上部和右下部形成有开口110a、110b。开口110a、110b分别与第2流路61的上部(高温制冷剂的入口部分)和下部(高温制冷剂的出口部分)连通,形成与第2流路61的上部连通的空间即第2入口集管13a和与第2流路61的下部连通的空间即第2出口集管13b。而且,这里,在层叠了第1板材110后,利用真空焊接或熔接、螺栓紧固的接合处理对第1板材110之间进行接合,由此得到散热器12。
第2板材120以交替形成供低温制冷剂流动的第3流路71和和供高温制冷剂流动的第4流路81的方式在前后方向上层叠。第2板材120由金属制的原材料形成。利用冲压加工等,在第2板材120形成有作为第3流路71和第4流路81的凹凸形状。此外,在第2板材120的左下部和左上部形成有开口120c、120d。而且,开口120c、120d分别与第3流路71的下部(低温制冷剂的入口部分)和上部(低温制冷剂的出口部分)连通,形成与第3流路71的下部连通的空间即第3入口集管23c和与第3流路71的上部连通的空间即第3出口集管23d。此外,在第2板材120的右上部和右下部形成有开口120a、120b。开口120a、120b分别与第4流路81的上部(高温制冷剂的入口部分)和下部(高温制冷剂的出口部分)连通,形成与第4流路81的上部连通的空间即第4入口集管23a和与第4流路81的下部连通的空间即第4出口集管23b。而且,这里,在层叠了第2板材120后,利用真空焊接或熔接、螺栓紧固的接合处理对第2板材120之间进行接合,由此得到节能器22。
第4板材140以在散热器12与节能器22之间形成不流过制冷剂和水的间隙90的方式在前后方向上层叠。第4板材140由金属制的原材料形成。而且,这里,在层叠了第4板材140后,利用真空焊接或熔接、螺栓紧固的接合处理对第4板材140之间进行接合,由此得到绝热部44。另外,真空焊接是在真空环境下对第4板材140之间进行接合,因此,由此得到的间隙90也成为真空状态。
在散热器12侧(这里为前方侧)的第3板材130的左下部形成有作为水的入口的第1入口12c,与第1入口集管13c连通。在第1入口12c连接有入口水管35。在散热器12侧的第3板材130的左上部形成有作为水的出口的第1出口12d,与第1出口集管13d连通。在第1出口12d连接有出口水管33。在散热器12侧的第3板材130的右上部形成有作为高温制冷剂的入口的第2入口12a,与第2入口集管13a连通。在第2入口12a连接有排出制冷剂管16。在散热器12侧的第3板材130的右下部形成有作为高温制冷剂的出口的第2出口12b,与第2出口集管13b连通。在第2出口12b连接有高温制冷剂管17a。此外,在节能器22侧(这里为后方侧)的第3板材130的左下部形成有作为低温制冷剂的入口的第3入口22c,与第3入口集管23c连通。在第3入口22c连接有注入管21b或吸入制冷剂管19a。在节能器22侧的第3板材130的左上部形成有作为低温制冷剂的出口的第3出口22d,与第3出口集管23d连通。在第3出口22d连接有注入管21b或吸入制冷剂管19b。在节能器22侧的第3板材130的右上部形成有作为高温制冷剂的入口的第4入口22a,与第4入口集管23a连通。在第4入口22a连接有高温制冷剂管17a。在节能器22侧的第3板材130的右下部形成有作为高温制冷剂的出口的第4出口22b,与第4出口集管23b连通。在第4出口22b连接有高温制冷剂管17b。这里,构成壳体43的第3板材130由金属制的原材料形成。
而且,这里,壳体43的第3板材130以在前后方向上夹着散热器12、节能器22和绝热部44的方式进行配置,与散热器12、节能器22和绝热部44接合。例如,在按照规定顺序层叠了规定数量的第1~第4板材110~140后,进行真空焊接或熔接、螺栓紧固的接合处理,由此,在形成散热器12、节能器22和绝热部44的同时,进行散热器12、节能器22和绝热部44与壳体43的接合。
在具有这种结构的一体型热交换器20中,与上述实施方式和变形例B同样,在散热器12中,水与高温制冷剂进行热交换而被加热,并且高温制冷剂散热,此外,在节能器22中,低温制冷剂与高温制冷剂进行热交换而被加热,并且高温制冷剂散热。
<E>
在上述变形例D(采用了借助在注入管21中流动的低温制冷剂对高温制冷剂进行冷却的节能器22的情况)中,也可以与变形例A(参照图9、图3、图10、图5和图11~图14)同样,如图23、图21和图24所示,把将在散热器12中散热后的高温制冷剂送到节能器22的高温制冷剂管17a与针对注入管21a的分支部分一起嵌入一体化热交换器20中。
这里,使构成节能器22的第4流路81中的与绝热部44的后方侧相邻的第4流路81a作为连通部45发挥功能。具体而言,为了使得形成第4流路81a的第2板材120的右下部的空间与第4出口集管23b不连通,不形成开口120b,而且,在绝热部44(这里为第4板材140)形成以不与间隙90连通的状态沿前后方向贯通的开口141,使与绝热部44的后方侧相邻的第4流路81a与第2出口集管13b连通。由此,构成节能器22的第4流路81中的与绝热部44的后方侧相邻的第4流路81a形成使散热器12的第2出口集管13b和节能器22的第4入口集管23a连通的流路(对应于变形例A的流路96)。与此相伴,在节能器22侧(这里为后方侧)的第3板材130的右上部不形成上述变形例D中形成的第4入口22a。
在具有这种结构的一体型热交换器20中,与上述变形例A同样,在散热器12中,水与高温制冷剂进行热交换而被加热,并且高温制冷剂散热,此外,在节能器22中,低温制冷剂与高温制冷剂进行热交换而被加热,并且高温制冷剂散热。
<F>
在上述变形例D(采用了借助在吸入制冷剂管19中流动的低温制冷剂对高温制冷剂进行冷却的节能器22的情况)中,也可以与变形例C(参照图18、图3、图19、图17和图11~图14)同样,如图25、图21和图26所示,把将在散热器12中散热后的高温制冷剂送到节能器22的高温制冷剂管17a与针对注入管21a的分支部分一起嵌入一体化热交换器20中。
这里,使构成节能器22的第4流路81中的与绝热部44的后方侧相邻的第4流路81a作为连通部45发挥功能。具体而言,为了使得形成第4流路81a的第2板材120的右下部的空间与第4出口集管23b不连通,不形成开口120b,而且,在绝热部44(这里为第4板材140)形成以不与间隙90连通的状态沿前后方向贯通的开口141,使与绝热部44的后方侧相邻的第4流路81a与第2出口集管13b连通。由此,构成节能器22的第4流路81中的与绝热部44的后方侧相邻的第4流路81a形成使散热器12的第2出口集管13b和节能器22的第4入口集管23a连通的流路(对应于变形例A的流路96)。与此相伴,在散热器12侧(这里为前方侧)的第3板材130的右下部不形成上述变形例D中形成的第2出口12b,在节能器22侧(这里为后方侧)的第3板材130的右上部不形成上述变形例D中形成的第4入口22a。
在具有这种结构的一体型热交换器20中,与上述变形例C同样,在散热器12中,水与高温制冷剂进行热交换而被加热,并且高温制冷剂散热,此外,在节能器22中,低温制冷剂与高温制冷剂进行热交换而被加热,并且高温制冷剂散热。
<G>
在上述实施方式和变形例中,利用不流过制冷剂或水的间隙90形成绝热部44,但是不限于此。
例如,也可以如图27所示,在变形例D的结构中,在间隙90设置热传导率比构成供制冷剂和被加热流体流过的部分(这里为板材110、120)的材料(这里为金属制的原材料)的热传导率低的陶瓷制的原材料90a。
此外,也可以如图28所示,在节能器22与散热器12之间不设置间隙90,而将陶瓷制的原材料90a直接设置于节能器22与散热器12之间。
另外,作为热传导率比构成供制冷剂和被加热流体流过的部分的材料的热传导率低的原材料90a,也可以使用树脂制或橡胶制的原材料。此外,以这种热传导率低的原材料具有绝热部44的结构不限于变形例D的结构,也可以应用于其他实施方式和变形例。
<H>
在上述实施方式和变形例中,作为散热器12中被制冷剂加热的被加热流体,使用水,但是不限于此,作为被加热流体,也可以是盐水等其他流体。
<I>
在上述实施方式和变形例A~C中,散热器12的第1流路51和节能器22的第3流路71具有蜿蜒的形状,但是不限于此,也可以是笔直的形状等其他形状。
<J>
在上述实施方式和变形例A~C中,散热器12的第2流路61和节能器22的第4流路81具有在3个部位左右折返的形状,但是不限于此,折返部位也可以是2个部位或4个部位,此外,还可以是没有折返部位的形状。此外,也可以与第1流路同样,第2流路61和第4流路81是蜿蜒的形状。
<K>
散热器12和节能器22的出入口12a~12d、22a~22d的配置不限于上述实施方式和变形例,根据流路结构等适当配置。
以上说明了本发明的实施方式,但是,能够理解到在不脱离权利要求书所记载的本发明的主旨和范围的情况下能够进行方式和详细情况的多种变更。
产业上的可利用性
本发明能够广泛应用于具备具有节能器的制冷剂回路的热泵系统。
标号说明
1 热泵系统
10 制冷剂回路
11 压缩机
12 散热器
13 膨胀机构
14 蒸发器
20 一体型热交换器
22 节能器
32 利用侧设备
44 绝热部
90 间隙
现有技术文献
专利文献
专利文献1:欧州专利申请公开第2952832号说明书。
Claims (7)
1.一种热泵系统(1),该热泵系统具有:
制冷剂回路(10),其是通过将压缩机(11)、散热器(12)、膨胀机构(13)以及蒸发器(14)连接起来而构成的,其中,所述压缩机对制冷剂进行压缩,所述散热器借助被加热流体对在所述压缩机中被压缩的所述制冷剂进行冷却,所述膨胀机构对在所述散热器中被冷却的所述制冷剂进行减压,所述蒸发器使在所述膨胀机构中被减压的所述制冷剂蒸发;以及
节能器(22),其设置于所述制冷剂回路,借助在所述制冷剂回路中流动的所述制冷剂对在所述散热器中被冷却后的所述制冷剂进行进一步冷却,
所述节能器构成与所述散热器一体化的一体型热交换器(20),
所述一体型热交换器在所述节能器与所述散热器之间具有绝热部(44),
所述绝热部(44)具有所述节能器(22)侧的板材(92)、所述散热器(12)侧的板材(91)、以及配置于所述节能器(22)侧的板材(92)和所述散热器(12)侧的板材(91)之间的开口形成板材(93),
在所述开口形成板材(93)上仅形成有用于形成间隙(90)的单一的开口(94),所述制冷剂和所述被加热流体不在所述绝热部(44)中流过。
2.根据权利要求1所述的热泵系统,其中,
所述绝热部由热传导率比所述一体型热交换器中构成供所述制冷剂和所述被加热流体流过的部分的材料的热传导率低的材料构成。
3.根据权利要求1所述的热泵系统,其中,
所述开口(94)形成于所述开口形成板材(93)的包含中央部分在内的区域。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的热泵系统,其中,
所述间隙为真空状态。
5.根据权利要求4所述的热泵系统,其中,
所述一体型热交换器是利用真空焊接或扩散接合而形成的。
6.根据权利要求1~3中的任意一项所述的热泵系统,其中,
所述一体型热交换器是微流路热交换器。
7.根据权利要求1~3中的任意一项所述的热泵系统,其中,
所述热泵系统还具有利用侧设备(32),所述利用侧设备借助在所述散热器中与所述制冷剂进行热交换而被加热后的所述被加热流体对室内进行制热。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-077903 | 2018-04-13 | ||
JP2018077903A JP7092997B2 (ja) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | ヒートポンプシステム |
PCT/JP2019/015135 WO2019198638A1 (ja) | 2018-04-13 | 2019-04-05 | ヒートポンプシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111954786A CN111954786A (zh) | 2020-11-17 |
CN111954786B true CN111954786B (zh) | 2022-09-23 |
Family
ID=68164100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980025207.5A Active CN111954786B (zh) | 2018-04-13 | 2019-04-05 | 热泵系统 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3779325B1 (zh) |
JP (1) | JP7092997B2 (zh) |
CN (1) | CN111954786B (zh) |
WO (1) | WO2019198638A1 (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101666587A (zh) * | 2008-11-06 | 2010-03-10 | 阿尔西制冷工程技术(北京)有限公司 | 一种用于空调系统中的节能换热装置 |
JP2017020680A (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | カルソニックカンセイ株式会社 | 熱交換器 |
CN106369312A (zh) * | 2015-08-28 | 2017-02-01 | 中山诺顿科研技术服务有限公司 | 一种驱动器独立散热的led灯具 |
CN107208983A (zh) * | 2015-01-22 | 2017-09-26 | 三菱电机株式会社 | 板式热交换器以及热泵式室外机 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0677827B2 (ja) * | 1986-03-11 | 1994-10-05 | 昭和アルミニウム株式会社 | 熱交換器の製造方法 |
JP2004218983A (ja) | 2003-01-16 | 2004-08-05 | Japan Climate Systems Corp | 熱交換器 |
JP2005201536A (ja) | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱交換器 |
JP2008111624A (ja) | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Daikin Ind Ltd | 熱交換器 |
JP5786497B2 (ja) * | 2011-06-30 | 2015-09-30 | ダイキン工業株式会社 | 熱交換器 |
JP6094510B2 (ja) | 2014-02-24 | 2017-03-15 | 株式会社富士通ゼネラル | マイクロ流路熱交換器 |
JP2017009149A (ja) * | 2015-06-18 | 2017-01-12 | 東芝キヤリア株式会社 | 空気調和機 |
-
2018
- 2018-04-13 JP JP2018077903A patent/JP7092997B2/ja active Active
-
2019
- 2019-04-05 EP EP19785252.8A patent/EP3779325B1/en active Active
- 2019-04-05 CN CN201980025207.5A patent/CN111954786B/zh active Active
- 2019-04-05 WO PCT/JP2019/015135 patent/WO2019198638A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101666587A (zh) * | 2008-11-06 | 2010-03-10 | 阿尔西制冷工程技术(北京)有限公司 | 一种用于空调系统中的节能换热装置 |
CN107208983A (zh) * | 2015-01-22 | 2017-09-26 | 三菱电机株式会社 | 板式热交换器以及热泵式室外机 |
JP2017020680A (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | カルソニックカンセイ株式会社 | 熱交換器 |
CN106369312A (zh) * | 2015-08-28 | 2017-02-01 | 中山诺顿科研技术服务有限公司 | 一种驱动器独立散热的led灯具 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019184193A (ja) | 2019-10-24 |
EP3779325A1 (en) | 2021-02-17 |
CN111954786A (zh) | 2020-11-17 |
EP3779325B1 (en) | 2023-01-11 |
EP3779325A4 (en) | 2021-06-09 |
WO2019198638A1 (ja) | 2019-10-17 |
JP7092997B2 (ja) | 2022-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2014132602A1 (ja) | 積層型熱交換器 | |
AU2018242788B2 (en) | Heat exchanger | |
JP5287949B2 (ja) | 熱交換器 | |
JP6094261B2 (ja) | 積層型熱交換器 | |
JP2008180485A (ja) | 熱交換器 | |
US11274838B2 (en) | Air-conditioner outdoor heat exchanger and air-conditioner including the same | |
CN109564070B (zh) | 热交换器和使用它的制冷系统 | |
US12000628B2 (en) | Magnetic refrigeration module | |
US20130292101A1 (en) | Fluid/Fluid Heat Exchanger | |
JP4561305B2 (ja) | 熱交換器 | |
JP7364954B2 (ja) | 水熱交換器及びそれを備えたヒートポンプシステム | |
WO2016076259A1 (ja) | 熱交換器 | |
WO2013084469A1 (ja) | 熱交換器 | |
JP2007139288A (ja) | 熱交換器および空気調和機 | |
CN111954786B (zh) | 热泵系统 | |
CN111196120A (zh) | 换热器及热管理系统 | |
JP2006329537A (ja) | 熱交換器 | |
WO2017195588A1 (ja) | 積層型熱交換器 | |
JP2014074508A (ja) | カスケード熱交換器 | |
JP2017219295A (ja) | 熱交換器 | |
WO2017213164A1 (ja) | 車両用熱交換器 | |
EP4421436A1 (en) | Heat exchanger, and refrigeration cycle device | |
JP5731246B2 (ja) | 熱交換器及び熱交換器の製造方法 | |
JP2009074701A (ja) | 空気調和機用室外機ユニットおよび空気調和機 | |
JP6601380B2 (ja) | 熱交換器および空気調和装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |