JP2003028582A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JP2003028582A JP2003028582A JP2001211267A JP2001211267A JP2003028582A JP 2003028582 A JP2003028582 A JP 2003028582A JP 2001211267 A JP2001211267 A JP 2001211267A JP 2001211267 A JP2001211267 A JP 2001211267A JP 2003028582 A JP2003028582 A JP 2003028582A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0008—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
- F28D7/0025—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium the conduits for one medium or the conduits for both media being flat tubes or arrays of tubes
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水用加熱部３ｂとブライン用加熱部３ｃとを
一体的に構成することにより、省スペースが可能でコス
トを抑えることのできる熱交換器を提供する。 【解決手段】 冷媒が流通する扁平な第１チューブ３ａ
の片面に、給湯水が流通する第２チューブ３ｂを接合
し、第１チューブ３ａのもう一方の片面に、ブラインが
流通する第３チューブ３ｃを接合した。これにより、水
加熱部である第２チューブ３ｂと、ブライン用加熱部で
ある第３チューブ３ｃとを、加熱する冷媒が流通する第
１チューブ３ａの両面に接合して１つの熱交換器として
構成することにより、２種類の熱交換器で構成し配置し
ていた従来に対して、省スペースが可能となり、また第
２、第３チューブ３ｂ、３ｃに対して第１チューブ３ａ
を共用できるため、その分コストも抑えることができ
る。
一体的に構成することにより、省スペースが可能でコス
トを抑えることのできる熱交換器を提供する。 【解決手段】 冷媒が流通する扁平な第１チューブ３ａ
の片面に、給湯水が流通する第２チューブ３ｂを接合
し、第１チューブ３ａのもう一方の片面に、ブラインが
流通する第３チューブ３ｃを接合した。これにより、水
加熱部である第２チューブ３ｂと、ブライン用加熱部で
ある第３チューブ３ｃとを、加熱する冷媒が流通する第
１チューブ３ａの両面に接合して１つの熱交換器として
構成することにより、２種類の熱交換器で構成し配置し
ていた従来に対して、省スペースが可能となり、また第
２、第３チューブ３ｂ、３ｃに対して第１チューブ３ａ
を共用できるため、その分コストも抑えることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒等の第１作動
流体と水等の第２作動流体との熱交換を行なうと共に、
冷媒等の第１作動流体とブライン（不凍液等の熱交換媒
体）等の第３作動流体とも熱交換を行なう熱交換器、又
は、冷媒等の第１作動流体と水等の第２作動流体との熱
交換を行なうと共に、水等の第２作動流体とブライン
（不凍液等の熱交換媒体）等の第３作動流体とも熱交換
を行なう熱交換器に関するもので、特に二酸化炭素より
なる冷媒と給湯水及びブライン等とを熱交換するのに好
適な冷凍サイクル用熱交換器に係る。
流体と水等の第２作動流体との熱交換を行なうと共に、
冷媒等の第１作動流体とブライン（不凍液等の熱交換媒
体）等の第３作動流体とも熱交換を行なう熱交換器、又
は、冷媒等の第１作動流体と水等の第２作動流体との熱
交換を行なうと共に、水等の第２作動流体とブライン
（不凍液等の熱交換媒体）等の第３作動流体とも熱交換
を行なう熱交換器に関するもので、特に二酸化炭素より
なる冷媒と給湯水及びブライン等とを熱交換するのに好
適な冷凍サイクル用熱交換器に係る。
【０００２】
【従来の技術】図５に、従来の一実施形態における給湯
暖房装置１の模式図を示す。給湯水を加熱して高温（本
実施形態では約９０℃）の温水を生成すると共に、不凍
液等のブラインを加熱して（本実施形態では約６０℃）
床暖房等を行うヒートポンプサイクルである。２は冷媒
を吸入圧縮する圧縮機であり、この圧縮機２にて冷媒が
循環するヒートポンプサイクルに対して、本発明に係る
従来の熱交換器３と４が配置されている。
暖房装置１の模式図を示す。給湯水を加熱して高温（本
実施形態では約９０℃）の温水を生成すると共に、不凍
液等のブラインを加熱して（本実施形態では約６０℃）
床暖房等を行うヒートポンプサイクルである。２は冷媒
を吸入圧縮する圧縮機であり、この圧縮機２にて冷媒が
循環するヒートポンプサイクルに対して、本発明に係る
従来の熱交換器３と４が配置されている。
【０００３】３は、圧縮機２から吐出する冷媒と、ポン
プ８にて供給される給湯水とを熱交換する水用（給湯
用）の熱交換器であり、放熱器３ａと受熱器３ｂとから
なる。また４は、熱交換器３で熱交換した後の冷媒と、
ポンプ１０にて供給される不凍液等のブラインとを熱交
換するブライン用（床暖房用）の熱交換器であり、放熱
器４ａと受熱器４ｂとからなる。
プ８にて供給される給湯水とを熱交換する水用（給湯
用）の熱交換器であり、放熱器３ａと受熱器３ｂとから
なる。また４は、熱交換器３で熱交換した後の冷媒と、
ポンプ１０にて供給される不凍液等のブラインとを熱交
換するブライン用（床暖房用）の熱交換器であり、放熱
器４ａと受熱器４ｂとからなる。
【０００４】図６に、その従来の一実施形態における熱
交換器を示し、（ａ）は水用熱交換器３、（ｂ）はブラ
イン用熱交換器４の斜視図を示す。ブライン用熱交換器
４はアルミニウムの押し出し成形チューブや板材等で構
成されており、水用熱交換器３は加熱した水を飲用する
場合があるため、腐食生成物が流出しないよう銅やステ
ンレスの管や板材等で構成されている。
交換器を示し、（ａ）は水用熱交換器３、（ｂ）はブラ
イン用熱交換器４の斜視図を示す。ブライン用熱交換器
４はアルミニウムの押し出し成形チューブや板材等で構
成されており、水用熱交換器３は加熱した水を飲用する
場合があるため、腐食生成物が流出しないよう銅やステ
ンレスの管や板材等で構成されている。
【０００５】いずれも、内部に複数の流体通路を持つ２
本の偏平チューブ３ａと３ｂ、４ａと４ｂを、その長手
方向全域に渡ってろう付けまたは半田付け等の手段で熱
的に接合することで、一方の偏平チューブ３ａ、４ａの
複数の流体通路内を流れる流体（例えば冷媒）から、他
方の偏平チューブ３ｂ、４ｂの複数の流体通路内を流れ
る流体（例えば水及びブライン）へ熱を移動させる構造
となっている。
本の偏平チューブ３ａと３ｂ、４ａと４ｂを、その長手
方向全域に渡ってろう付けまたは半田付け等の手段で熱
的に接合することで、一方の偏平チューブ３ａ、４ａの
複数の流体通路内を流れる流体（例えば冷媒）から、他
方の偏平チューブ３ｂ、４ｂの複数の流体通路内を流れ
る流体（例えば水及びブライン）へ熱を移動させる構造
となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
水用熱交換器３とブライン用熱交換器４とを別々に構成
することは、装置内でスペースを取り、２種類の熱交換
器が必要となることよりコストがかさむという問題があ
る。また、ブライン用熱交換器４では、水用熱交換器３
で熱交換して下がった後の冷媒温度までしか加熱できな
いという問題がある。
水用熱交換器３とブライン用熱交換器４とを別々に構成
することは、装置内でスペースを取り、２種類の熱交換
器が必要となることよりコストがかさむという問題があ
る。また、ブライン用熱交換器４では、水用熱交換器３
で熱交換して下がった後の冷媒温度までしか加熱できな
いという問題がある。
【０００７】本発明は、上記の問題に鑑みて成されたも
のであり、第２流体用加熱部と第３流体用加熱部とを一
体的に構成することにより、省スペースが可能で、コス
トを抑えることのできる熱交換器を提供することを第１
の目的とする。また、用途等により第３流体用加熱部で
の加熱温度を任意に設定することのできる熱交換器を提
供することを第２の目的とする。
のであり、第２流体用加熱部と第３流体用加熱部とを一
体的に構成することにより、省スペースが可能で、コス
トを抑えることのできる熱交換器を提供することを第１
の目的とする。また、用途等により第３流体用加熱部で
の加熱温度を任意に設定することのできる熱交換器を提
供することを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。
するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００９】請求項１記載の発明では、第１流体と第２
流体とを熱交換すると共に、第１流体と第３流体とも熱
交換する熱交換器であって、第１流体が流通する扁平な
第１チューブ（３ａ）の片面に、第２流体が流通する第
２チューブ（３ｂ）を接合し、第１チューブ（３ａ）の
もう一方の片面に、第３流体が流通する第３チューブ
（３ｃ）を接合したことを特徴とする。
流体とを熱交換すると共に、第１流体と第３流体とも熱
交換する熱交換器であって、第１流体が流通する扁平な
第１チューブ（３ａ）の片面に、第２流体が流通する第
２チューブ（３ｂ）を接合し、第１チューブ（３ａ）の
もう一方の片面に、第３流体が流通する第３チューブ
（３ｃ）を接合したことを特徴とする。
【００１０】これにより、第２流体用加熱部である第２
チューブ（３ｂ）と、第３流体用加熱部である第３チュ
ーブ（３ｃ）とを、加熱する冷媒が流通する第１チュー
ブ（３ａ）の両面に接合して１つの熱交換器として構成
することにより、２種類の熱交換器で構成し配置してい
た従来に対して省スペースが可能となり、また第２、第
３チューブ（３ｂ、３ｃ）に対して第１チューブ（３
ａ）を共用できるため、その分コストも抑えることがで
きる。
チューブ（３ｂ）と、第３流体用加熱部である第３チュ
ーブ（３ｃ）とを、加熱する冷媒が流通する第１チュー
ブ（３ａ）の両面に接合して１つの熱交換器として構成
することにより、２種類の熱交換器で構成し配置してい
た従来に対して省スペースが可能となり、また第２、第
３チューブ（３ｂ、３ｃ）に対して第１チューブ（３
ａ）を共用できるため、その分コストも抑えることがで
きる。
【００１１】請求項２記載の発明では、第１チューブ
（３ａ）の温度分布と、第３流体を目標温度とするため
の必要熱量とから、第１チューブ（３ａ）に対する第３
チューブ（３ｃ）の接合位置と接合面積を決めたことを
特徴とする。
（３ａ）の温度分布と、第３流体を目標温度とするため
の必要熱量とから、第１チューブ（３ａ）に対する第３
チューブ（３ｃ）の接合位置と接合面積を決めたことを
特徴とする。
【００１２】これにより、第３流体用加熱部である第３
チューブ（３ｃ）を例えばブラインの用途等により、加
熱する冷媒が流通する第１チューブ（３ａ）の温度分布
に対して、第３チューブ（３ｃ）の接合位置と接合面積
を調節することにより、第３チューブ（３ｃ）でのブラ
インの加熱温度を任意に設定することができる。
チューブ（３ｃ）を例えばブラインの用途等により、加
熱する冷媒が流通する第１チューブ（３ａ）の温度分布
に対して、第３チューブ（３ｃ）の接合位置と接合面積
を調節することにより、第３チューブ（３ｃ）でのブラ
インの加熱温度を任意に設定することができる。
【００１３】請求項３記載の発明では、第１流体と第２
流体とを熱交換すると共に、第２流体と第３流体とも熱
交換する熱交換器であって、第１流体が流通する扁平な
第１チューブ（３ａ）の片面に、第２流体が流通する扁
平な第２チューブ（３ｂ）を接合し、第２チューブ（３
ｂ）のもう一方の片面に、第３流体が流通する第３チュ
ーブ（３ｃ）を接合したことを特徴とする。
流体とを熱交換すると共に、第２流体と第３流体とも熱
交換する熱交換器であって、第１流体が流通する扁平な
第１チューブ（３ａ）の片面に、第２流体が流通する扁
平な第２チューブ（３ｂ）を接合し、第２チューブ（３
ｂ）のもう一方の片面に、第３流体が流通する第３チュ
ーブ（３ｃ）を接合したことを特徴とする。
【００１４】これにより、加熱する冷媒が流通する第１
チューブ（３ａ）の片面に第２流体用加熱部である第２
チューブ（３ｂ）を接合し、その第２チューブ（３ｂ）
のもう一方の片面に第３流体用加熱部である第３チュー
ブ（３ｃ）を接合して１つの熱交換器として構成するこ
とにより、２種類の熱交換器で構成し配置していた従来
に対して省スペースが可能となり、また第２、第３流体
の加熱に対して第１チューブ（３ａ）を共用できるた
め、その分コストも抑えることができる。
チューブ（３ａ）の片面に第２流体用加熱部である第２
チューブ（３ｂ）を接合し、その第２チューブ（３ｂ）
のもう一方の片面に第３流体用加熱部である第３チュー
ブ（３ｃ）を接合して１つの熱交換器として構成するこ
とにより、２種類の熱交換器で構成し配置していた従来
に対して省スペースが可能となり、また第２、第３流体
の加熱に対して第１チューブ（３ａ）を共用できるた
め、その分コストも抑えることができる。
【００１５】請求項４記載の発明では、第２チューブ
（３ｂ）の温度分布と、第３流体を目標温度とするため
の必要熱量とから、第２チューブ（３ｂ）に対する第３
チューブ（３ｃ）の接合位置と接合面積を決めたことを
特徴とする。
（３ｂ）の温度分布と、第３流体を目標温度とするため
の必要熱量とから、第２チューブ（３ｂ）に対する第３
チューブ（３ｃ）の接合位置と接合面積を決めたことを
特徴とする。
【００１６】これにより、第１チューブ（３ａ）で加熱
された水が流通する第２チューブ（３ｂ）の温度分布に
対して、第３流体用加熱部である第３チューブ（３ｃ）
を例えばブラインの用途等により、第３チューブ（３
ｃ）の接合位置と接合面積を調節することにより、第３
チューブ（３ｃ）でのブラインの加熱温度を任意に設定
することができる。
された水が流通する第２チューブ（３ｂ）の温度分布に
対して、第３流体用加熱部である第３チューブ（３ｃ）
を例えばブラインの用途等により、第３チューブ（３
ｃ）の接合位置と接合面積を調節することにより、第３
チューブ（３ｃ）でのブラインの加熱温度を任意に設定
することができる。
【００１７】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を、図面
に基づき説明する。
に基づき説明する。
【００１９】（第１実施形態）本実施形態は、本発明に
係る熱交換器を家庭用給湯暖房装置に適用したものであ
り、図１は第１実施形態における給湯暖房装置１の模式
図である。給湯水を加熱して高温（本実施形態では約９
０℃）の温水を生成すると共に、不凍液等のブラインを
加熱して（本実施形態では約６０℃）床暖房等を行う超
臨界ヒートポンプサイクルである。
係る熱交換器を家庭用給湯暖房装置に適用したものであ
り、図１は第１実施形態における給湯暖房装置１の模式
図である。給湯水を加熱して高温（本実施形態では約９
０℃）の温水を生成すると共に、不凍液等のブラインを
加熱して（本実施形態では約６０℃）床暖房等を行う超
臨界ヒートポンプサイクルである。
【００２０】尚、超臨界ヒートポンプサイクル（以下、
ヒートポンプと略す）とは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の
臨界圧力以上となるヒートポンプサイクルを言い、例え
ば二酸化炭素、エチレン、エタン、酸化窒素等を冷媒と
するヒートポンプサイクルである。
ヒートポンプと略す）とは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の
臨界圧力以上となるヒートポンプサイクルを言い、例え
ば二酸化炭素、エチレン、エタン、酸化窒素等を冷媒と
するヒートポンプサイクルである。
【００２１】２は冷媒（本実施形態では二酸化炭素）を
吸入圧縮する圧縮機であり、この圧縮機２は、冷媒を吸
入圧縮する圧縮機構（図示せず）と、その圧縮機構を駆
動する電動モータ（図示せず）とが一体となった電動圧
縮機である。３は、本発明に係る熱交換器を適用したも
ので、圧縮機２から吐出する冷媒の放熱器となる第１チ
ューブ３ａと給湯水とを熱交換すると共に、不凍液等の
ブラインとも熱交換する熱交換器であり、詳細は後述す
る。
吸入圧縮する圧縮機であり、この圧縮機２は、冷媒を吸
入圧縮する圧縮機構（図示せず）と、その圧縮機構を駆
動する電動モータ（図示せず）とが一体となった電動圧
縮機である。３は、本発明に係る熱交換器を適用したも
ので、圧縮機２から吐出する冷媒の放熱器となる第１チ
ューブ３ａと給湯水とを熱交換すると共に、不凍液等の
ブラインとも熱交換する熱交換器であり、詳細は後述す
る。
【００２２】５は熱交換器３から流出する冷媒を減圧す
る電気式膨張弁（減圧器）であり、６は電気式膨張弁５
から流出する冷媒を蒸発させて大気中の熱を冷媒に吸収
させると共に、後述するアキュームレータ７（圧縮機２
の吸入側）に向けて冷媒を流出する蒸発器である。
る電気式膨張弁（減圧器）であり、６は電気式膨張弁５
から流出する冷媒を蒸発させて大気中の熱を冷媒に吸収
させると共に、後述するアキュームレータ７（圧縮機２
の吸入側）に向けて冷媒を流出する蒸発器である。
【００２３】７は、蒸発器６から流出する冷媒を気相冷
媒と液相冷媒とに分離して、気相冷媒を圧縮機２の吸入
側に流出すると共に、ヒートポンプ中の余剰冷媒を蓄え
るアキュームレータである。６ａは蒸発器６に空気（外
気）を送風すると共に、その送風量を調節することがで
きる送風機である。
媒と液相冷媒とに分離して、気相冷媒を圧縮機２の吸入
側に流出すると共に、ヒートポンプ中の余剰冷媒を蓄え
るアキュームレータである。６ａは蒸発器６に空気（外
気）を送風すると共に、その送風量を調節することがで
きる送風機である。
【００２４】８は給湯水を熱交換器３へ供給する（循環
させる）と共に、その給湯水量を調節する電動ウォータ
ポンプ（以下、ポンプと略す。）である。熱交換器３へ
供給された給湯水は、給湯水用加熱部である第２チュー
ブ３ｂにて、冷媒放熱器である第１チューブ３ａと熱交
換して加熱される。９はその加熱された温水を保温貯蔵
する保温タンクであり、温水（給湯水）の流れに対して
並列となるように配設されている。
させる）と共に、その給湯水量を調節する電動ウォータ
ポンプ（以下、ポンプと略す。）である。熱交換器３へ
供給された給湯水は、給湯水用加熱部である第２チュー
ブ３ｂにて、冷媒放熱器である第１チューブ３ａと熱交
換して加熱される。９はその加熱された温水を保温貯蔵
する保温タンクであり、温水（給湯水）の流れに対して
並列となるように配設されている。
【００２５】また、１０はブラインを熱交換器３へ供給
する（循環させる）と共に、そのブライン量を調節する
電動ポンプ（以下、ポンプと略す。）である。熱交換器
３へ供給されたブラインは、ブライン用加熱部である第
３チューブ３ｃにて、冷媒放熱器である第１チューブ３
ａと熱交換して加熱される。１１はその加熱されたブラ
インを熱源とする床暖房装置（放熱器）であり、ブライ
ンの流れに対して直列に配設されている。
する（循環させる）と共に、そのブライン量を調節する
電動ポンプ（以下、ポンプと略す。）である。熱交換器
３へ供給されたブラインは、ブライン用加熱部である第
３チューブ３ｃにて、冷媒放熱器である第１チューブ３
ａと熱交換して加熱される。１１はその加熱されたブラ
インを熱源とする床暖房装置（放熱器）であり、ブライ
ンの流れに対して直列に配設されている。
【００２６】そして、熱交換器３から流出する冷媒の温
度を検出する冷媒温度センサ、熱交換器３に流入する給
湯水の温度を検出する給水温度センサ、熱交換器３から
流出する給湯水の温度を検出する給湯温度センサ、熱交
換器３に流入するブラインの温度を検出する流入ブライ
ン温度センサ、熱交換器３から流出するブラインの温度
を検出する流出ブライン温度センサ等の図示しない各セ
ンサの検出信号は、同じく図示しない電子制御装置（Ｅ
ＣＵ）に入力されている。
度を検出する冷媒温度センサ、熱交換器３に流入する給
湯水の温度を検出する給水温度センサ、熱交換器３から
流出する給湯水の温度を検出する給湯温度センサ、熱交
換器３に流入するブラインの温度を検出する流入ブライ
ン温度センサ、熱交換器３から流出するブラインの温度
を検出する流出ブライン温度センサ等の図示しない各セ
ンサの検出信号は、同じく図示しない電子制御装置（Ｅ
ＣＵ）に入力されている。
【００２７】そして先の圧縮機２、電気式膨張弁５、送
風機６ａ、及びポンプ８、１０は、これら図示しない各
センサの検出信号に基づき、同じく図示しないＥＣＵに
より制御されている。
風機６ａ、及びポンプ８、１０は、これら図示しない各
センサの検出信号に基づき、同じく図示しないＥＣＵに
より制御されている。
【００２８】次に、本発明に係る熱交換器３について説
明する。図２は、第１実施形態における熱交換器３を示
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中Ａ−Ａ部の断面
模式図である。図２に示すように、熱交換器３のコア部
は、３層の銅又はステンレス製のチューブ３ａ〜３ｃで
構成しており、冷媒が流通する扁平な第１チューブ３ａ
の片面に、給湯水が流通する第２チューブ３ｂを接合
し、第１チューブ３ａのもう一方の片面に、ブラインが
流通する第３チューブ３ｃを接合している。
明する。図２は、第１実施形態における熱交換器３を示
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中Ａ−Ａ部の断面
模式図である。図２に示すように、熱交換器３のコア部
は、３層の銅又はステンレス製のチューブ３ａ〜３ｃで
構成しており、冷媒が流通する扁平な第１チューブ３ａ
の片面に、給湯水が流通する第２チューブ３ｂを接合
し、第１チューブ３ａのもう一方の片面に、ブラインが
流通する第３チューブ３ｃを接合している。
【００２９】冷媒が流通する第１チューブ３ａは、細管
であるキャピラリーチューブを多数本並べて冷媒圧力に
耐えうる耐圧強度を持たせた構成としている。また、給
湯水が流通する第２チューブ３ｂとブラインが流通する
第３チューブ３ｃとは、扁平チューブの中に波状のイン
ナーフィン３ｄを入れたチューブとしている。
であるキャピラリーチューブを多数本並べて冷媒圧力に
耐えうる耐圧強度を持たせた構成としている。また、給
湯水が流通する第２チューブ３ｂとブラインが流通する
第３チューブ３ｃとは、扁平チューブの中に波状のイン
ナーフィン３ｄを入れたチューブとしている。
【００３０】尚、第１チューブ３ａの冷媒流れと、第２
チューブ３ｂの給湯水流れ、及び第３チューブ３ｃのブ
ライン流れとは、対向するように構成された対向流型の
熱交換器となっている。
チューブ３ｂの給湯水流れ、及び第３チューブ３ｃのブ
ライン流れとは、対向するように構成された対向流型の
熱交換器となっている。
【００３１】ａ１は第１チューブ３ａに冷媒を供給する
ヘッダパイプ（タンク）であり、ａ２は第１チューブ３
ａから流出した冷媒を回収するヘッダパイプ（タンク）
である。ｂ１は第２チューブ３ｂに給湯水を供給するヘ
ッダパイプ（タンク）であり、ｂ２は第２チューブ３ｂ
から流出した給湯水を回収するヘッダパイプ（タンク）
である。また、ｃ１は第３チューブ３ｃにブラインを供
給するヘッダパイプ（タンク）であり、ｃ２は第３チュ
ーブ３ｃから流出したブラインを回収するヘッダパイプ
（タンク）である。
ヘッダパイプ（タンク）であり、ａ２は第１チューブ３
ａから流出した冷媒を回収するヘッダパイプ（タンク）
である。ｂ１は第２チューブ３ｂに給湯水を供給するヘ
ッダパイプ（タンク）であり、ｂ２は第２チューブ３ｂ
から流出した給湯水を回収するヘッダパイプ（タンク）
である。また、ｃ１は第３チューブ３ｃにブラインを供
給するヘッダパイプ（タンク）であり、ｃ２は第３チュ
ーブ３ｃから流出したブラインを回収するヘッダパイプ
（タンク）である。
【００３２】次に、本実施形態に係る熱交換器３の製造
方法の概略について述べる。
方法の概略について述べる。
【００３３】（仮組工程）：インナーフィン３ｄを挿入
した第２チューブ３ｂ上に、キャピラリーチューブを多
数本並べた第１チューブ３ａと、インナーフィン３ｄを
挿入した第３チューブ３ｃとを順次重ねてコア部分を仮
組みする。次に、この仮組みしたコア部の両端に、ヘッ
ダパイプｃ１とｃ２、ａ１とａ２、ｂ１とｂ２を順次挿
入する。又、各ヘッダパイプａ１〜ｃ２の反流体出入口
側には図示しないキャップをはめる。この際、各接合す
る部分には、ろう材箔やろう棒を挿入しておく。
した第２チューブ３ｂ上に、キャピラリーチューブを多
数本並べた第１チューブ３ａと、インナーフィン３ｄを
挿入した第３チューブ３ｃとを順次重ねてコア部分を仮
組みする。次に、この仮組みしたコア部の両端に、ヘッ
ダパイプｃ１とｃ２、ａ１とａ２、ｂ１とｂ２を順次挿
入する。又、各ヘッダパイプａ１〜ｃ２の反流体出入口
側には図示しないキャップをはめる。この際、各接合す
る部分には、ろう材箔やろう棒を挿入しておく。
【００３４】（ろう付け工程）：そして、これを炉内で
所定時間加熱し、これらの部品を一括してろう付けで一
体接合する。また、必要に応じて各ヘッダパイプａ１〜
ｃ２の流体出入口側に図示しないサブパイプ等が接合さ
れて完成する。
所定時間加熱し、これらの部品を一括してろう付けで一
体接合する。また、必要に応じて各ヘッダパイプａ１〜
ｃ２の流体出入口側に図示しないサブパイプ等が接合さ
れて完成する。
【００３５】次に、本実施形態の特徴を述べる。上記の
ように、水加熱部である第２チューブ３ｂと、ブライン
用加熱部である第３チューブ３ｃとを、加熱する冷媒が
流通する第１チューブ３ａの両面に接合して１つの熱交
換器として構成することにより、２種類の熱交換器で構
成し配置していた従来に対して、省スペースが可能とな
り、コストも抑えることができる。
ように、水加熱部である第２チューブ３ｂと、ブライン
用加熱部である第３チューブ３ｃとを、加熱する冷媒が
流通する第１チューブ３ａの両面に接合して１つの熱交
換器として構成することにより、２種類の熱交換器で構
成し配置していた従来に対して、省スペースが可能とな
り、コストも抑えることができる。
【００３６】また、第１チューブ３ａの温度分布と、ブ
ラインを目標温度とするための必要熱量とから、第１チ
ューブ３ａに対する第３チューブ３ｃの接合位置と接合
面積を決めている。
ラインを目標温度とするための必要熱量とから、第１チ
ューブ３ａに対する第３チューブ３ｃの接合位置と接合
面積を決めている。
【００３７】これは、主機能である給湯器として冷媒で
給湯水を加熱した場合、３℃程度で流入してきた給湯水
を９０℃位まで沸き上げて流出させると、１１０℃位で
流入してきた冷媒は２０℃程度にまで低下して流出して
ゆく。このような大きな温度勾配となる冷媒チューブ３
ａに対して、ある熱容量を持ったブラインを目標温度と
するために、ブラインチューブ３ｃの接合位置と接合面
積を決めている。
給湯水を加熱した場合、３℃程度で流入してきた給湯水
を９０℃位まで沸き上げて流出させると、１１０℃位で
流入してきた冷媒は２０℃程度にまで低下して流出して
ゆく。このような大きな温度勾配となる冷媒チューブ３
ａに対して、ある熱容量を持ったブラインを目標温度と
するために、ブラインチューブ３ｃの接合位置と接合面
積を決めている。
【００３８】例えば、ブラインを床暖房に用いる場合、
目標温度は６０℃位となり、流入してきたブラインを６
０℃位までに加熱して流出させるため、冷媒チューブ３
ａが７０℃程度になる位置位までに必要接合面積で接合
させている。そして、この接合位置や接合面積はブライ
ンの用途に応じ、例えば床暖房以外に空調暖房機や乾燥
機に用いた場合、それぞれの適切な位置・面積に決めら
れる。
目標温度は６０℃位となり、流入してきたブラインを６
０℃位までに加熱して流出させるため、冷媒チューブ３
ａが７０℃程度になる位置位までに必要接合面積で接合
させている。そして、この接合位置や接合面積はブライ
ンの用途に応じ、例えば床暖房以外に空調暖房機や乾燥
機に用いた場合、それぞれの適切な位置・面積に決めら
れる。
【００３９】このように、ブライン用加熱部である第３
チューブ３ｃをブラインの用途等により、加熱する冷媒
が流通する第１チューブ３ａの温度分布に対して、第３
チューブ３ｃの接合位置と接合面積を調節することによ
り、第３チューブ３ｃでのブラインの加熱温度を任意に
設定することができる。
チューブ３ｃをブラインの用途等により、加熱する冷媒
が流通する第１チューブ３ａの温度分布に対して、第３
チューブ３ｃの接合位置と接合面積を調節することによ
り、第３チューブ３ｃでのブラインの加熱温度を任意に
設定することができる。
【００４０】（第２実施形態）図３は本発明の第２実施
形態における給湯暖房装置の模式図であり、図４は本発
明の第２実施形態における熱交換器３の断面模式図であ
る。第１実施形態とは熱交換器３におけるチューブ３ａ
〜３ｃの並び順のみ異なり、その他の給湯暖房装置１の
構成や作動、及び熱交換器３の概略の構成や製造方法は
同様であるため説明を省略する。
形態における給湯暖房装置の模式図であり、図４は本発
明の第２実施形態における熱交換器３の断面模式図であ
る。第１実施形態とは熱交換器３におけるチューブ３ａ
〜３ｃの並び順のみ異なり、その他の給湯暖房装置１の
構成や作動、及び熱交換器３の概略の構成や製造方法は
同様であるため説明を省略する。
【００４１】熱交換器３の具体的な構造は、冷媒が流通
する扁平な第１チューブ３ａの片面に、給湯水が流通す
る扁平な第２チューブ３ｂを接合し、その第２チューブ
３ｂのもう一方の片面に、ブラインが流通する第３チュ
ーブ３ｃを接合している。そして、第１チューブ３ａの
冷媒流れと、第２チューブ３ｂの給湯水流れと、第３チ
ューブ３ｃのブライン流れとは、それぞれが対向するよ
うに構成された対向流型の熱交換器となっている。
する扁平な第１チューブ３ａの片面に、給湯水が流通す
る扁平な第２チューブ３ｂを接合し、その第２チューブ
３ｂのもう一方の片面に、ブラインが流通する第３チュ
ーブ３ｃを接合している。そして、第１チューブ３ａの
冷媒流れと、第２チューブ３ｂの給湯水流れと、第３チ
ューブ３ｃのブライン流れとは、それぞれが対向するよ
うに構成された対向流型の熱交換器となっている。
【００４２】このように、第１チューブ３ａ〜第３チュ
ーブ３ｃ迄を接合して１つの熱交換器として構成し、第
１チューブ３ａの冷媒から第２チューブ３ｂの給湯水を
介して第３チューブ３ｃのブライン迄を加熱することに
より、従来２種類の熱交換器で構成し配置していたのに
対して、省スペースが可能となり、コストも抑えること
ができる。
ーブ３ｃ迄を接合して１つの熱交換器として構成し、第
１チューブ３ａの冷媒から第２チューブ３ｂの給湯水を
介して第３チューブ３ｃのブライン迄を加熱することに
より、従来２種類の熱交換器で構成し配置していたのに
対して、省スペースが可能となり、コストも抑えること
ができる。
【００４３】また、第２チューブ３ｂの温度分布と、ブ
ラインを目標温度とするための必要熱量とから、第２チ
ューブ３ｂに対する第３チューブ３ｃの接合位置と接合
面積を決めている。このように、ブライン用加熱部であ
る第３チューブ３ｃをブラインの用途等により、加熱す
る給湯水が流通する第２チューブ３ｂの温度分布に対し
て、第３チューブ３ｃの接合位置と接合面積を調節する
ことにより、第３チューブ３ｃでのブラインの加熱温度
を任意に設定することができる。
ラインを目標温度とするための必要熱量とから、第２チ
ューブ３ｂに対する第３チューブ３ｃの接合位置と接合
面積を決めている。このように、ブライン用加熱部であ
る第３チューブ３ｃをブラインの用途等により、加熱す
る給湯水が流通する第２チューブ３ｂの温度分布に対し
て、第３チューブ３ｃの接合位置と接合面積を調節する
ことにより、第３チューブ３ｃでのブラインの加熱温度
を任意に設定することができる。
【００４４】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、超臨界ヒートポンプ式給湯暖房装置に適用したが、
これに限らず臨界圧力未満で稼動するヒートポンプ装置
に適用しても良い。また、第１流体として冷媒と、第２
流体として給湯水とを熱交換する熱交換器に適用した
が、これに限らず水と空気とを熱交換するものや、冷媒
と空気とを熱交換する熱交換器に適用しても良い。ま
た、第３流体としたブラインも、不凍液に限らず水や空
気等であっても良い。
は、超臨界ヒートポンプ式給湯暖房装置に適用したが、
これに限らず臨界圧力未満で稼動するヒートポンプ装置
に適用しても良い。また、第１流体として冷媒と、第２
流体として給湯水とを熱交換する熱交換器に適用した
が、これに限らず水と空気とを熱交換するものや、冷媒
と空気とを熱交換する熱交換器に適用しても良い。ま
た、第３流体としたブラインも、不凍液に限らず水や空
気等であっても良い。
【００４５】また、第１チューブ３ａは、細管であるキ
ャピラリーチューブを多数本並べた構成とし、第２チュ
ーブ３ｂと第３チューブ３ｃとは、扁平チューブの中に
波状のインナーフィン３ｄを入れたチューブとしている
が、各チューブともチューブのタイプを限るものではな
く、板材をプレスで成形して貼り合わせもの、管に成形
して両縁部を溶接やろう付けで接合したもの、押し出し
や引き抜きで成形したもの、パイプ材で構成したもの等
であっても良い。
ャピラリーチューブを多数本並べた構成とし、第２チュ
ーブ３ｂと第３チューブ３ｃとは、扁平チューブの中に
波状のインナーフィン３ｄを入れたチューブとしている
が、各チューブともチューブのタイプを限るものではな
く、板材をプレスで成形して貼り合わせもの、管に成形
して両縁部を溶接やろう付けで接合したもの、押し出し
や引き抜きで成形したもの、パイプ材で構成したもの等
であっても良い。
【００４６】また、各流体の流れ方向は全面同一方向に
限らず、Ｕターンする流れや蛇行する流れであっても良
い。また、熱交換器３全体が平板状のものに限らず、例
えば熱交換器３全体が曲面であったり、途中に曲げが入
った形状のものであっても良い。また、ろう材はろう材
箔やろう棒を挿入しているが、部品表面に塗布したり、
被覆（クラッド）や溶射等の手段を用いてもよい。
限らず、Ｕターンする流れや蛇行する流れであっても良
い。また、熱交換器３全体が平板状のものに限らず、例
えば熱交換器３全体が曲面であったり、途中に曲げが入
った形状のものであっても良い。また、ろう材はろう材
箔やろう棒を挿入しているが、部品表面に塗布したり、
被覆（クラッド）や溶射等の手段を用いてもよい。
【図１】本発明の第１実施形態における給湯暖房装置の
模式図である。
模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態における熱交換器３を示
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中Ａ−Ａ部の断面
模式図である。
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中Ａ−Ａ部の断面
模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態における給湯暖房装置の
模式図である。
模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態における熱交換器３の断
面模式図である。
面模式図である。
【図５】従来の一実施形態における給湯暖房装置の模式
図である。
図である。
【図６】従来の一実施形態における熱交換器を示し、
（ａ）は水用熱交換器３、（ｂ）はブライン用熱交換器
４の斜視図である。
（ａ）は水用熱交換器３、（ｂ）はブライン用熱交換器
４の斜視図である。
３ａ 冷媒用チューブ（第１チューブ）
３ｂ 水用チューブ、水用加熱部（第２チューブ）
３ｃ ブレイン用チューブ、ブレイン用加熱部（第３チ
ューブ）
ューブ）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山本 憲
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
Ｆターム(参考） 3L103 AA05 AA06 BB43 BB50 CC02
CC30 CC40 DD10 DD18 DD22
DD33 DD36
Claims (4)
- 【請求項１】 第１流体と第２流体とを熱交換すると共
に、前記第１流体と第３流体とも熱交換する熱交換器で
あって、 前記第１流体が流通する扁平な第１チューブ（３ａ）の
片面に、前記第２流体が流通する第２チューブ（３ｂ）
を接合し、 前記第１チューブ（３ａ）のもう一方の片面に、前記第
３流体が流通する第３チューブ（３ｃ）を接合したこと
を特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 前記第１チューブ（３ａ）の温度分布
と、前記第３流体を目標温度とするための必要熱量とか
ら、前記第１チューブ（３ａ）に対する前記第３チュー
ブ（３ｃ）の接合位置と接合面積を決めたことを特徴と
する請求項１に記載の熱交換器。 - 【請求項３】 第１流体と第２流体とを熱交換すると共
に、前記第２流体と第３流体とも熱交換する熱交換器で
あって、 前記第１流体が流通する扁平な第１チューブ（３ａ）の
片面に、前記第２流体が流通する扁平な第２チューブ
（３ｂ）を接合し、 前記第２チューブ（３ｂ）のもう一方の片面に、前記第
３流体が流通する第３チューブ（３ｃ）を接合したこと
を特徴とする熱交換器。 - 【請求項４】 前記第２チューブ（３ｂ）の温度分布
と、前記第３流体を目標温度とするための必要熱量とか
ら、前記第２チューブ（３ｂ）に対する前記第３チュー
ブ（３ｃ）の接合位置と接合面積を決めたことを特徴と
する請求項３に記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211267A JP2003028582A (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211267A JP2003028582A (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003028582A true JP2003028582A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19046610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001211267A Withdrawn JP2003028582A (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003028582A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004286280A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Denso Corp | 熱交換器 |
| JP2009079781A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器及びこの熱交換器を用いたヒートポンプ給湯機またはヒートポンプ空気調和機 |
| JP2010091129A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Daikin Ind Ltd | 熱交換器および温水システム |
| JP2010156523A (ja) * | 2009-01-05 | 2010-07-15 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ式給湯器 |
| JP4517057B1 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-08-04 | 株式会社Ｇｆ技研 | 熱交換方法及び熱交換装置 |
| JP2012017900A (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器、およびそれを備えた給湯装置 |
| JP2017505194A (ja) * | 2014-02-07 | 2017-02-16 | ゾール サーキュレイション インコーポレイテッド | 複数の熱交換様式用の複数の冷却剤室を有する患者体温制御用の熱交換システム |
| US10500088B2 (en) | 2014-02-14 | 2019-12-10 | Zoll Circulation, Inc. | Patient heat exchange system with two and only two fluid loops |
| US10537465B2 (en) | 2015-03-31 | 2020-01-21 | Zoll Circulation, Inc. | Cold plate design in heat exchanger for intravascular temperature management catheter and/or heat exchange pad |
| US10792185B2 (en) | 2014-02-14 | 2020-10-06 | Zoll Circulation, Inc. | Fluid cassette with polymeric membranes and integral inlet and outlet tubes for patient heat exchange system |
| US11033424B2 (en) | 2014-02-14 | 2021-06-15 | Zoll Circulation, Inc. | Fluid cassette with tensioned polymeric membranes for patient heat exchange system |
| US11185440B2 (en) | 2017-02-02 | 2021-11-30 | Zoll Circulation, Inc. | Devices, systems and methods for endovascular temperature control |
| US11337851B2 (en) | 2017-02-02 | 2022-05-24 | Zoll Circulation, Inc. | Devices, systems and methods for endovascular temperature control |
| US11571332B2 (en) | 2012-09-28 | 2023-02-07 | Zoll Circulation, Inc. | Intravascular heat exchange catheter and system with RFID coupling |
| US11951035B2 (en) | 2017-02-02 | 2024-04-09 | Zoll Circulation, Inc. | Devices, systems and methods for endovascular temperature control |
-
2001
- 2001-07-11 JP JP2001211267A patent/JP2003028582A/ja not_active Withdrawn
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009079781A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器及びこの熱交換器を用いたヒートポンプ給湯機またはヒートポンプ空気調和機 |
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| JP2012017900A (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器、およびそれを備えた給湯装置 |
| US11571332B2 (en) | 2012-09-28 | 2023-02-07 | Zoll Circulation, Inc. | Intravascular heat exchange catheter and system with RFID coupling |
| JP2017505194A (ja) * | 2014-02-07 | 2017-02-16 | ゾール サーキュレイション インコーポレイテッド | 複数の熱交換様式用の複数の冷却剤室を有する患者体温制御用の熱交換システム |
| EP3545919A1 (en) * | 2014-02-07 | 2019-10-02 | ZOLL Circulation, Inc. | Heat exchange system for patient temperature control with multiple coolant chambers for multiple heat exchange modalities |
| CN111388183A (zh) * | 2014-02-07 | 2020-07-10 | 佐尔循环公司 | 换热设备、换热方法以及换热系统 |
| US10828189B2 (en) | 2014-02-07 | 2020-11-10 | Zoll Circulation Inc. | Heat exchange system for patient temperature control with multiple coolant chambers for multiple heat exchange modalities |
| US10500088B2 (en) | 2014-02-14 | 2019-12-10 | Zoll Circulation, Inc. | Patient heat exchange system with two and only two fluid loops |
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| CN113662740A (zh) * | 2015-03-31 | 2021-11-19 | 佐尔循环服务系统公司 | 用于血管内温度管理导管和/或热交换垫片的热交换器中的冷板设计 |
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| US11883323B2 (en) | 2017-02-02 | 2024-01-30 | Zoll Circulation, Inc. | Devices, systems and methods for endovascular temperature control |
| US11951035B2 (en) | 2017-02-02 | 2024-04-09 | Zoll Circulation, Inc. | Devices, systems and methods for endovascular temperature control |
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