【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒自然循環式の熱移動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷媒を自然循環サイクル内で気液相変化させることにより自然循環させるヒートパイプ方式を用いた熱移動装置は知られている。
【０００３】
この熱移動装置は、凝縮器を備えると共に、この凝縮器よりも低位置に蒸発器を備え、これらの間が液相冷媒の流下する冷媒液管と気相冷媒の上昇する冷媒ガス管とによって連結されて自然循環サイクルが形成される。この自然循環サイクル内には冷媒が封入されている。上記蒸発器は、複数のフィンと、これらフィンを貫通する複数の直管と、これら直管同士をつなぐ複数のＵベンドとを備えて構成される。蒸発器は室内機に収納され、この蒸発器の下方にはドレンパンが設置される。この室内機は室内を冷房する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記蒸発器を使用した場合、Ｕベンドでの圧力損失が大きいため、液冷媒が溜まり、冷媒自然循環が円滑に行われなくなる恐れがある。
【０００５】
また、この種の熱移動装置では、一般に、円滑な自然循環サイクルを達成するために、Ｕベンドを上下に位置させた、「上下ヘッダー形式の直管式蒸発器」が採用されるが、この形式の蒸発器では、複数のフィンが水平に延びるため、蒸発器に結露が生じた場合に、結露水がドレンパンに流れずに、周囲に飛散してしまう恐れがある、等の問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消するために、冷媒の圧力損失を低減させることができ、冷媒自然循環を円滑に実施でき、蒸発器で生じた結露水の飛散を防止できる熱移動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、凝縮器、蒸発器を備え、これら凝縮器、蒸発器の間を冷媒液管、及び冷媒ガス管で接続し、自然循環サイクルを形成した熱移動装置において、前記蒸発器は筐体内に傾斜して配置され、この筐体内で下方に位置して冷媒液が流入する液側ヘッダと、当該筐体内で上方に位置して冷媒ガスが流出するガス側ヘッダと、これら両ヘッダを連結して斜めに延び、周囲に複数のフィンを有する複数の冷媒用直管とを備え、前記筐体内には蒸発器の上面から下面に向けて送風する送風機を備え、前記蒸発器の下面には、当該蒸発器の上面から下面に向けて送風される空気は通過させる一方、当該蒸発器で発生する水滴は捕集してこの水滴を蒸発器の下方のドレンパンに導く機能を備えた風下側フィルタを配置したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記筐体の前記風下側フィルタとの対向面にメンテナンス用の蓋体を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のものにおいて、前記風下側フィルタが網状部材で構成されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１において、１は熱移動装置を示しており、この熱移動装置１は、水を冷却する冷凍機３と、凝縮器として機能する冷媒対水熱交換器５と、室内機（筐体）７とを有して構成される。この筐体７には蒸発器９、冷媒調整弁１１及び室内へ送風する送風機１３が収納されている。冷媒対水熱交換器５は、例えばビルの屋上などの高所に設置され、筐体７は、冷媒対水熱交換器５よりも低所であるビル室内の天井板８の天井裏１０に設置される。この天井板８には吐出口１２が設けられており、この吐出口１２から室内に送風される。
【００１２】
冷凍機３は例えば吸収式の冷凍機であり、この冷凍機３と冷媒対水熱交換器５とは水配管１５によってループ状に接続される。
【００１３】
この冷媒対水熱交換器５には冷媒液管１７及び冷媒ガス管１９によって室内機７が接続され、自然循環サイクルが形成されている。そして、この自然循環サイクルの内部には、冷媒が封入されている。
【００１４】
冷媒調整弁１１は冷媒液管１７に接続される。また、冷媒を強制循環させるブースタポンプ２１が冷媒液管１７に接続される。
【００１５】
上記蒸発器９は、筐体７内に傾斜して配置され、図２に示すように、この筐体７内で下方に位置して冷媒液が流入する液側ヘッダ２３と、当該筐体７内で上方に位置して冷媒ガスが流出するガス側ヘッダ２５と、これら両ヘッダ２３，２５を連結して斜めに延び、周囲に複数のフィン２９を有する複数の冷媒用直管２７とを備えて構成されている。液側ヘッダ２３には冷媒液管１７が接続され、ガス側ヘッダ２５には冷媒ガス管１９が接続されている。上記送風機１３は筐体７内の蒸発器９の下方に配置され、蒸発器９の上面９Ａから下面９Ｂに向けて送風する。上記蒸発器９は斜めに傾斜して配置され、蒸発器９の上面９Ａ側にはプレフィルタ（風上側フィルタ）４１が配置されている。また、蒸発器９の下方にはドレンパン３１が配置されている。
【００１６】
ところで、図２の構成では、複数のフィン２９が横方向に延出するため、蒸発器９で発生したドレンの水切り性が悪くなる。
【００１７】
そのため、蒸発器９の下面９Ｂに接近させて、蒸発器９の風下に通気性を有する風下側フィルタ３３が配置されている。この風下側フィルタ３３は、蒸発器９の上面９Ａから下面９Ｂに向けて送風される空気は通過させる一方、蒸発器９で発生する水滴は捕集し、この水滴を蒸発器９の下方のドレンパン３１に導く機能を備えて構成されている。この風下側フィルタ３３は、例えば、ストッキング製の網状部材等で構成されている。
【００１８】
この蒸発器９は、直管２７が横になるように配置した場合、複数の直管２７の下部に液冷媒が溜まり、熱伝達を阻害する可能性があるので、図２に示すように、直管２７は縦に配置するのが好ましい。
【００１９】
一方、風下側フィルタ３３と対向する筐体７の壁面には、メンテナンス用の開口７Ａが形成され、この開口７Ａには、メンテナンス用の蓋体４３が開閉自在に取り付けられている。このメンテナンス用の蓋体４３をあけた場合、手の届く位置に、風下側フィルタ３３が位置するばかりでなく、蓋体４３よりも上位の筐体７の内面には、電装箱４２が取り付けられていて、この電装箱４２にもすぐ手が届く構成が採用されている。
【００２０】
つぎに、この熱移動装置１の動作を説明する。
【００２１】
冷凍機３が運転されて、冷媒対水熱交換器５には例えば５℃の冷水が与えられる。すると、冷媒対水熱交換器５では冷媒が凝縮し、比重の大きい液冷媒となって、冷媒液管１７を通じて冷媒の自重により高所より低所に、すなわち冷媒調整弁１１を経て、室内機７に流れる。
【００２２】
冷媒調整弁１１で冷媒量を適正に調整された冷媒は、蒸発器９の液側ヘッダ２３に流入し、直管２７では液冷媒が蒸発し、室内が冷房される。この過程では、液冷媒は比重の極めて小さなガス冷媒となり、このガス冷媒は自重の軽さゆえに、蒸発器９のガス側ヘッダ２５から冷媒対水熱交換器５に冷媒ガス管１９を通じて戻される。すなわちこのシステムでは、冷媒が熱移動サイクル内で気液相変化することにより、自然循環することになる。この蒸発器９の直管２７は、冷媒の圧力損失が小さいので、Ｕベンドを使用したときのように液溜まりが生じて冷媒の流れが妨げられることがない。
【００２３】
このような自然循環システムでは、液冷媒とガス冷媒との比重の差に従ってサイクル内における冷媒を自然循環させる。従って本来であれば循環用ポンプなどは不要である。しかし、この自然循環システムを施工するに当たり、冷媒対水熱交換器５と蒸発器９との間に落差をとりにくい場合に、一つの例として、上記ブースタポンプ２１が用いられる。
【００２４】
室内の空気は、天井板８に設けられた通風口３５を通過し、室内機７の上部から吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、上方から下方に蒸発器９を通過することにより冷却されて、送風機１３により吐出口１２から室内に送風されて、室内が冷房される。冷房時に、蒸発器９の結露水は直接ドレンパン３１には滴下せず、風下に設置の風下側フィルタ３３に吹き飛ばされる。この風下側フィルタ３３に吹き飛ばされた結露水は、風下側フィルタ３３を伝って蒸発器９の下方のドレンパン３１に滴下される。
【００２５】
本実施形態によれば、蒸発器９は、冷媒液が流入する液側ヘッダ２３と、冷媒ガスが流出するガス側ヘッダ２５と、両ヘッダ２３，２５を連結してこの周囲に複数のフィン２９を有する複数の直管２７とを備えたから、液側ヘッダ２３に流入し直管２７で蒸発したガス冷媒はＵベンドを介さずにガス側ヘッダ２５に送られるので、管路内抵抗が少なくなり、冷媒圧力損失を低減させることができ、冷媒自然循環を円滑に実施できる。
【００２６】
また、蒸発器９を斜めに傾けて配置し、蒸発器９の下面近傍かつ風下に通気性のある風下側フィルタ３３を設けたことから、蒸発器９で生じた結露水が風下側フィルタ３３に吹き飛ばされ、風下側フィルタ３３を伝って蒸発器９下方に設置のドレンパン３１に滴下されるので、蒸発器９で生じた結露水の飛散を防止することができる。
【００２７】
メンテナンス用の蓋体４３をあけた場合、手の届く位置に、風下側フィルタ３３、並びに電装箱４２が位置するため、メンテナンス性を向上させることができる、等の効果が得られる。
【００２８】
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
本発明では、冷媒の圧力損失を低減させることができ、冷媒自然循環を円滑に実施でき、蒸発器で生じた結露水の飛散を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱移動装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】（ａ）は蒸発器の正面図、（ｂ）は蒸発器の側面図である。
【符号の説明】
１ 熱移動装置
５ 冷媒対水熱交換器（凝縮器）
９ 蒸発器
２３ 液側ヘッダ
２５ ガス側ヘッダ
２７ 直管
２９ フィン
３１ ドレンパン
３３ 風下側フィルタ
４１ プレフィルタ
４２ 電装箱
４３ 蓋体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat transfer device of a refrigerant natural circulation type.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In general, a heat transfer apparatus using a heat pipe system in which a refrigerant is naturally circulated by changing a gas-liquid phase in a natural circulation cycle is known.
[0003]
This heat transfer device includes a condenser and an evaporator at a lower position than the condenser, and a refrigerant liquid pipe between which a liquid-phase refrigerant flows and a refrigerant gas pipe where a gas-phase refrigerant rises. Connected to form a natural circulation cycle. A refrigerant is sealed in the natural circulation cycle. The evaporator includes a plurality of fins, a plurality of straight pipes penetrating the fins, and a plurality of U-bends connecting the straight pipes. The evaporator is housed in an indoor unit, and a drain pan is installed below the evaporator. This indoor unit cools the room.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the evaporator is used, since the pressure loss at the U-bend is large, the liquid refrigerant may be accumulated, and the natural circulation of the refrigerant may not be performed smoothly.
[0005]
In addition, in order to achieve a smooth natural circulation cycle, this type of heat transfer apparatus generally employs a “vertical header type evaporator of an upper and lower header type” in which U-bends are positioned up and down. In the evaporator of the type, since a plurality of fins extend horizontally, when dew condensation occurs on the evaporator, there is a problem that the dew condensation water may not flow into the drain pan but scatter around. .
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to reduce the pressure loss of the refrigerant, to smoothly carry out the natural circulation of the refrigerant, and to prevent the heat transfer which can prevent the dew condensation water generated in the evaporator from scattering. It is to provide a device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a heat transfer device comprising a condenser and an evaporator, wherein the condenser and the evaporator are connected by a refrigerant liquid pipe and a refrigerant gas pipe to form a natural circulation cycle. The container is disposed inclined in the housing, and a liquid-side header that is located below the housing and into which the refrigerant liquid flows, a gas-side header that is located above the housing and the refrigerant gas flows out, A plurality of refrigerant straight pipes extending diagonally by connecting the two headers, and having a plurality of fins around the periphery, and a blower for blowing air from an upper surface to a lower surface of the evaporator in the housing; On the lower surface of the evaporator, a function is provided to allow the air blown from the upper surface of the evaporator to the lower surface to pass, while collecting water droplets generated by the evaporator and guiding the water droplets to a drain pan below the evaporator. Characterized by the provision of a leeward filter .
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a maintenance lid is provided on a surface of the housing facing the leeward filter.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the leeward filter is formed of a mesh member.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0011]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a heat transfer device. The heat transfer device 1 includes a refrigerator 3 for cooling water, a refrigerant-to-water heat exchanger 5 functioning as a condenser, and an indoor unit (housing). 7 are provided. The housing 7 houses an evaporator 9, a refrigerant regulating valve 11, and a blower 13 for blowing air into the room. The refrigerant-to-water heat exchanger 5 is installed at a high place, for example, on the roof of a building, and the housing 7 is mounted on the ceiling floor 10 of a ceiling plate 8 in a building room that is lower than the refrigerant-to-water heat exchanger 5. Will be installed. A discharge port 12 is provided in the ceiling plate 8, and air is blown into the room from the discharge port 12.
[0012]
The refrigerator 3 is, for example, an absorption refrigerator, and the refrigerator 3 and the refrigerant-to-water heat exchanger 5 are connected in a loop by a water pipe 15.
[0013]
The indoor unit 7 is connected to the refrigerant-to-water heat exchanger 5 by a refrigerant liquid pipe 17 and a refrigerant gas pipe 19 to form a natural circulation cycle. A refrigerant is sealed inside the natural circulation cycle.
[0014]
The refrigerant regulating valve 11 is connected to the refrigerant liquid pipe 17. Further, a booster pump 21 for forcibly circulating the refrigerant is connected to the refrigerant liquid pipe 17.
[0015]
The evaporator 9 is disposed obliquely in the housing 7, as shown in FIG. 2, a liquid-side header 23 that is located below the housing 7 and into which the refrigerant liquid flows, and the housing 7. And a plurality of refrigerant straight pipes 27 which are diagonally extended by connecting the headers 23 and 25 and which have a plurality of fins 29 therearound. It is configured. A refrigerant liquid pipe 17 is connected to the liquid header 23, and a refrigerant gas pipe 19 is connected to the gas header 25. The blower 13 is disposed below the evaporator 9 in the housing 7 and blows air from the upper surface 9A of the evaporator 9 to the lower surface 9B. The evaporator 9 is disposed obliquely, and a pre-filter (windward filter) 41 is disposed on the upper surface 9A side of the evaporator 9. Further, a drain pan 31 is arranged below the evaporator 9.
[0016]
By the way, in the configuration of FIG. 2, since the plurality of fins 29 extend in the lateral direction, the drainage of the drain generated in the evaporator 9 deteriorates.
[0017]
For this reason, a leeward filter 33 having air permeability is arranged downstream of the evaporator 9 so as to approach the lower surface 9B of the evaporator 9. The leeward filter 33 allows the air blown from the upper surface 9A to the lower surface 9B of the evaporator 9 to pass therethrough, while collecting water droplets generated in the evaporator 9 and discharging the water droplets from the drain pan below the evaporator 9. 31 is provided. The leeward filter 33 is made of, for example, a stocking net-like member.
[0018]
When the evaporator 9 is arranged so that the straight pipes 27 are laid sideways, the liquid refrigerant may accumulate below the plurality of straight pipes 27 and hinder heat transfer. The straight pipe 27 is preferably arranged vertically.
[0019]
On the other hand, an opening 7A for maintenance is formed on the wall surface of the housing 7 facing the leeward filter 33, and a lid 43 for maintenance is attached to the opening 7A so as to be openable and closable. When the maintenance lid 43 is opened, not only the leeward filter 33 is located at a position where it can be reached, but also an electrical component box 42 is attached to the inner surface of the housing 7 higher than the lid 43. The electronic component box 42 is also configured to be easily accessible.
[0020]
Next, the operation of the heat transfer device 1 will be described.
[0021]
The refrigerator 3 is operated, and cold water of, for example, 5 ° C. is supplied to the refrigerant-to-water heat exchanger 5. Then, the refrigerant condenses in the refrigerant-to-water heat exchanger 5 to become a liquid refrigerant having a large specific gravity. Flow to 7.
[0022]
The refrigerant, the refrigerant amount of which has been appropriately adjusted by the refrigerant adjustment valve 11, flows into the liquid-side header 23 of the evaporator 9, and the liquid refrigerant evaporates in the straight pipe 27 to cool the room. In this process, the liquid refrigerant becomes a gas refrigerant having an extremely small specific gravity, and the gas refrigerant is returned from the gas side header 25 of the evaporator 9 to the refrigerant-to-water heat exchanger 5 through the refrigerant gas pipe 19 because of its light weight. That is, in this system, the refrigerant naturally circulates due to the gas-liquid phase change in the heat transfer cycle. Since the pressure loss of the refrigerant in the straight pipe 27 of the evaporator 9 is small, liquid pool does not occur and the flow of the refrigerant is not obstructed as in the case of using the U-bend.
[0023]
In such a natural circulation system, the refrigerant in the cycle is naturally circulated according to the difference in specific gravity between the liquid refrigerant and the gas refrigerant. Therefore, a circulating pump or the like is not necessary in the first place. However, the booster pump 21 is used as an example in the case where it is difficult to make a head drop between the refrigerant / water heat exchanger 5 and the evaporator 9 when constructing the natural circulation system.
[0024]
The indoor air passes through a ventilation port 35 provided in the ceiling plate 8 and is sucked in from above the indoor unit 7. The sucked air is cooled by passing through the evaporator 9 from above to below, and is blown into the room from the discharge port 12 by the blower 13 to cool the room. During cooling, the condensed water of the evaporator 9 does not drop directly onto the drain pan 31 but is blown off to a leeward filter 33 installed leeward. The dew water blown off by the leeward filter 33 is dropped on the drain pan 31 below the evaporator 9 through the leeward filter 33.
[0025]
According to the present embodiment, the evaporator 9 includes a liquid-side header 23 into which the refrigerant liquid flows, a gas-side header 25 from which the refrigerant gas flows out, and a plurality of fins 29 connected around the headers 23 and 25. Since the gas refrigerant flowing into the liquid header 23 and evaporated by the straight pipe 27 is sent to the gas header 25 without passing through the U-bend, the resistance in the pipeline is reduced. In addition, the refrigerant pressure loss can be reduced, and the natural circulation of the refrigerant can be smoothly performed.
[0026]
In addition, since the evaporator 9 is disposed obliquely and the leeward filter 33 having air permeability near the lower surface of the evaporator 9 and leeward is provided, the dew water generated in the evaporator 9 is applied to the leeward filter 33. Since the water is blown off and is dropped on the drain pan 31 installed below the evaporator 9 through the leeward filter 33, it is possible to prevent the dew condensation water generated in the evaporator 9 from scattering.
[0027]
When the lid 43 for maintenance is opened, the leeward filter 33 and the electrical box 42 are located at a position that can be easily reached, so that effects such as an improvement in maintainability can be obtained.
[0028]
As described above, the present invention has been described based on one embodiment, but the present invention is not limited to this.
[0029]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION In this invention, the pressure loss of a refrigerant | coolant can be reduced, a refrigerant | coolant natural circulation can be implemented smoothly, and the scattering of the condensation water which generate | occur | produced in the evaporator can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a heat transfer device according to the present invention.
2A is a front view of an evaporator, and FIG. 2B is a side view of the evaporator.
[Explanation of symbols]
1 Heat transfer device 5 Refrigerant to water heat exchanger (condenser)
9 Evaporator 23 Liquid header 25 Gas header 27 Straight pipe 29 Fin 31 Drain pan 33 Downwind filter 41 Prefilter 42 Electrical box 43 Cover
