JP2004205056A - Heat exchanger for heat supply and heat radiation - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コジェネレーションシステム等の熱併給システムにおいて、熱の需要が少ない時期には、パワーユニットからの発熱を大気中に放出し、熱需要の多いときにはその熱を充分利用できるようにした熱併給兼放熱用熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の熱併給兼放熱用熱交換器は、図8に示す如く構成されていた。即ち、発熱源11を通過する第1循環路23を設け、貯湯器12にポンプ13を介して第2循環路24を設ける。そして発熱源11から高温流体を第1流体7として第1循環路23にポンプ13を介して流通させると共に、第2循環路24に水を第2流体8としてポンプ13を介して循環させる。そして第1流体7と第2流体8との熱交換を行う第1熱交換器21を設けると共に、第1流体7を冷却する第2熱交換器22を別個に設け、そのコアにファン3を対向させていた。そして給湯の必要なときには、一例として第1熱交換器21のみを利用し、貯湯器12内の水を温める。
【0003】
なお、第1熱交換器21のみでは第1流体7の冷却が不十分な場合にはファンモータ26を駆動し、第2熱交換器22でさらに第1流体7を冷却していた。
また、給湯を殆ど必要としない時期には、第1熱交換器21を停止し、第2熱交換器22を働かせ、第1流体7をファンで冷却し、第2熱交換器から流出する空気流を大気に放熱していた。
なお、発熱源11としてはエンジンや燃料電池その他が存在する。一例としてエンジンにおいては、高温の冷却水が発熱源11から流出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の熱併給兼放熱用熱交換器は、第1熱交換器21と第2熱交換器22との二つの熱交換器を必要とし、装置全体が大型化すると共にそのランニングコストも高くならざるを得なかった。
そこで本発明は、この種熱交換器のコンパクト化を図ると共に、ランニングコストを低下させることを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の本発明は、複数のチューブ(1) と、その外面に固定された複数のフィン(2) と、チューブ(1) およびフィン(2) 外面に起風するファン(3) と、を有し、 夫々のチューブ(1) は伝熱性隔壁(4) を介して第1流路(5) と第2流路(6) とを有し、
第1流路(5) に第1流体(7) が流通すると共に、第2流路(6) に第2流体(8) が流通し、第1流体(7) および第2流体(8) ならびに、前記ファン(3) による空気流(9) との間の少なくとも二者間に熱交換が行なわれる熱併給兼放熱用熱交換器である。
【0006】
請求項2に記載の本発明は、前記第1流体(7) と、第2流体(8) と、前記ファン(3) による空気流(9) のうち何れか一つの流体を任意に選択して、その流体を停止または流通することができるように構成した熱併給兼放熱用熱交換器である。
【0007】
請求項3に記載の本発明は、請求項1または請求項2において、
前記第1流路(5) に第1流体(7) として高温流体が常時流通し、
前記第2流路(6) には、第2流体(8) として被加熱用流体が適宜時期に流通し、
前記ファン(3) は、少なくとも前記第2流体(8) が流通しないときに、駆動される熱併給兼放熱用熱交換器である。
【0008】
請求項4に記載の本発明は、請求項1または請求項2において、
前記第1流路(5) に第1流体(7) として低温の冷媒が流通し、
前記第2流路(6) に第2流体(8) として被冷却用流体が流通し、
その被冷却用流体とファン(3) による空気流(9) との少なくとも一方が冷却媒体として利用される熱併給兼放熱用熱交換器である。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図1は本発明の熱交換器の要部説明図であり、図2は同熱交換器の原理図である。また、図3はその熱交換器10の要部斜視図である。
この例では、一本のチューブ1内に伝熱性隔壁4を設け、チューブ1内を第1流路5と第2流路6とに二分する。そして第1流路5に発熱源11からの高温流体を第1流体7として流通させ、第2流路6に水を流通させる。
この例では多数のチューブ1を有し、それらの外面に多数のフィン2が設けられ、そのファン3により起風された空気流9がチューブ1の外面およびフィン2側に流通する。
【0010】
そして必要に応じて第1流体7と第2流体8との間に熱交換を行い、貯湯器12に蓄熱する。蓄熱の必要のない時期には、第2循環路24のポンプ13を停止させファンモータ26を駆動する。そして発熱源11からの第1流体7をファン3により冷却する。
なお、給湯を必要とするときに、必要に応じファンモータ26を停止させ、第1流体7と第2流体8との熱交換のみを行うことができる。また、同時にファン3を駆動して第1流体7を冷却することもできる。
【0011】
図3はそのような熱交換器10の具体例である。この例では、多数の並列されたプレート型のフィン2に多数のチューブ1が貫通する。夫々のチューブ1の端部間は連結され、全体として蛇行状に曲折される。チューブ1内は伝熱性隔壁4によって二分され、チューブ1内は第1流路5と第2流路6とに分離されている。そして第1流路5に第1流体7を流通し、第2流路6に第2流体8を流通し、両流体間で熱交換を行うことができる。
なお、必要に応じて第2流体8の流通を阻止し、第1流体7とファン3による空気流との間に熱交換を行うことができる。
【0012】
次に、図4及び図5は熱交換器10としてプレート型のものを使用した例である。この例では、少なくとも一対の皿状プレートを重ね合わせてエレメントを形成し、内部に伝熱性隔壁4を介して第1流路5と第2流路6とを形成すると共に、一対づつの第1連通孔15及び第2連通孔16を設ける。そして複数のエレメントをその両端部にスペーサ25を介して積層する。このスペーサ25には、一対づつの第1連通孔15,第2連通孔16が形成されている。
【0013】
そして第1連通孔15を介し各エレメントの第1流路5に第1流体7を流通させ、第2流路6に第2連通孔16を介して第2流体8を流通させる。そして図4では図示しないファンにより各エレメントの外面及びフィン2の外面に空気流9を流通させ、第1流体7と第2流体8と空気流9とのうち、任意の二つの流体間または三つの流体間に熱交換を行うものである。
【0014】
次に、図6及び図7は熱交換器10の他の例を示す要部斜視図であって、この例は一対の偏平チューブの平坦面を互いにろう付け手段により重ね合わせてチューブ1を形成し、一方側の偏平チューブ内に第1流路5を他方側のそれに第2流路6を形成する。このような偏平チューブの対をフィン2を介して並列させる。そして図7に示す如く、第2流路6を構成する偏平チューブを第2ヘッダ18に連通させると共に、第1流路5を構成する偏平チューブの両端を夫々第1ヘッダ17に連通させる。
【0015】
さらに第1ヘッダ17に第1パイプ19を連通させると共に、第2ヘッダ18に第2パイプ20を連通させる。そして第1流体7を第1パイプ19を介して各第1流路5に流通させると共に、第2パイプ20及び第2ヘッダ18を介して各第2流路6に第2流体8を流通させる。さらに各チューブの外面側及びフィン2にファンによる空気流9を流通させるものである。
上記の例では、第1流体7として高温流体を用いたが、それの代わりに低温の冷媒を流通させ、第2流体8に非冷却用流体として水を用い、さらにファン3による空気流9を空調用に利用することができる。
さらには、第2流体8を蓄熱槽に導き、それを冷却媒体として他に利用することができる。
【0016】
【発明の作用・効果】
本発明の熱交換器は、三つの流体間に同時に熱交換をすることができると共に、任意の二つの流体間の熱交換を一つの熱交換器で行うことができる。
従って、コンパクトな熱交換器で必要に応じた熱交換が可能となる。
【0017】
請求項2に記載の本発明は、第1流体7と第2流体8とファン3による空気流9のうち、何れか一つの流体を任意に選択して、その流体を停止または流通することができるように構成したから、時期に応じて必要とする流体を必要な温度で取り出すことができる。
【0018】
請求項3に記載の本発明は、第1流路5に高温流体が常時流通し、第2流路6に被加熱用流体が適宜時期に流通し、ファン3は少なくとも第2流体8が流通しないときに駆動されるものである。従って、被加熱用流体が必要なときにはファン3を停止して高温流体との熱交換を行うことができると共に、ファン3を駆動しつつ高温流体との間に熱交換を行うこともできる。
また、第2流体8を不要とする場合には、ファン3によって第2流体8を冷却することができる。
【0019】
請求項4に記載の本発明は、第1流路5に低温の冷媒が流通し、第2流路6に被冷却用流体が流通し、その被冷却用流体とファンによる空気流との少なくとも一方が冷却媒体として利用されるものである。
従って、必要に応じいずれかの冷却媒体を利用することができると共に、両者の冷却媒体を利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱併給兼放熱用熱交換器の説明図。
【図2】同熱交換器の原理図。
【図3】同熱交換器の要部斜視図。
【図4】本発明の熱併給兼放熱用熱交換器の他の例を示す斜視略図。
【図5】図4のV−V矢視断面略図。
【図6】本発明の熱併給兼放熱用熱交換器のさらに他の例を示す要部斜視図。
【図7】同熱交換器の端部における縦断面斜視図。
【図8】従来型の熱併給兼放熱用熱交換器の原理図。
【符号の説明】
1 チューブ
2 フィン
3 ファン
4 伝熱性隔壁
5 第1流路
6 第2流路
7 第1流体
8 第2流体
9 空気流
10 熱交換器
11 発熱源
12 貯湯器
13 ポンプ
14 開閉弁
15 第1連通孔
16 第2連通孔
17 第1ヘッダ
18 第2ヘッダ
19 第1パイプ
20 第2パイプ
21 第1熱交換器
22 第2熱交換器
23 第1循環路
24 第2循環路
25 スペーサ
26 ファンモータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cogeneration system, such as a cogeneration system, which releases heat from the power unit to the atmosphere when the demand for heat is low, and makes it possible to sufficiently utilize the heat when the demand for heat is high. It also relates to a heat exchanger for heat dissipation.
[0002]
[Prior art]
A conventional heat exchanger for co-heating and heat radiation was configured as shown in FIG. That is, a
[0003]
When the cooling of the
Further, at a time when hot water supply is almost unnecessary, the
Note that the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional heat exchanger for co-heating and heat radiation requires two heat exchangers, a
Accordingly, an object of the present invention is to reduce the running cost while reducing the size of the heat exchanger.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 comprises a plurality of tubes (1), a plurality of fins (2) fixed to the outer surface thereof, a tube (1) and a fin (2) and a fan (3) blowing on the outer surface. Each of the tubes (1) has a first flow path (5) and a second flow path (6) via a heat conductive partition (4),
The first fluid (7) flows through the first flow path (5), the second fluid (8) flows through the second flow path (6), and the first fluid (7) and the second fluid (8) flow. And a heat exchanger for co-heating and radiating heat, wherein heat is exchanged between at least two of the air flow (9) and the air flow (9) by the fan (3).
[0006]
The present invention according to
[0007]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect,
A high-temperature fluid constantly flows as the first fluid (7) through the first flow path (5),
In the second flow path (6), a fluid to be heated flows as appropriate as a second fluid (8),
The fan (3) is a heat exchanger for co-heating and heat radiation that is driven when at least the second fluid (8) does not flow.
[0008]
The present invention described in
A low-temperature refrigerant flows as the first fluid (7) through the first flow path (5),
A fluid to be cooled flows as the second fluid (8) through the second flow path (6),
At least one of the fluid to be cooled and the air flow (9) from the fan (3) is a heat exchanger for co-feeding and radiating heat used as a cooling medium.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view of a main part of the heat exchanger of the present invention, and FIG. 2 is a principle diagram of the heat exchanger. FIG. 3 is a perspective view of a main part of the
In this example, a heat
In this example, a large number of tubes 1 are provided, and a large number of
[0010]
Then, heat exchange is performed between the
When hot water supply is required, the
[0011]
FIG. 3 is a specific example of such a
In addition, the flow of the
[0012]
Next, FIGS. 4 and 5 show examples in which a plate-
[0013]
Then, the
[0014]
Next, FIGS. 6 and 7 are perspective views of a main part showing another example of the
[0015]
Further, a
In the above example, a high-temperature fluid was used as the
Furthermore, the
[0016]
[Action and Effect of the Invention]
The heat exchanger of the present invention can simultaneously perform heat exchange between three fluids, and can perform heat exchange between any two fluids with one heat exchanger.
Therefore, heat exchange as needed becomes possible with a compact heat exchanger.
[0017]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to arbitrarily select any one of the
[0018]
According to the third aspect of the present invention, a high-temperature fluid always flows through the
When the
[0019]
According to the fourth aspect of the present invention, at least a low-temperature refrigerant flows through the
Therefore, any one of the cooling media can be used if necessary, and both of the cooling media can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a heat exchanger for co-heating and heat radiation of the present invention.
FIG. 2 is a principle diagram of the heat exchanger.
FIG. 3 is a perspective view of a main part of the heat exchanger.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing another example of the heat exchanger for co-heating and heat radiation of the present invention.
FIG. 5 is a schematic sectional view taken along the line VV of FIG. 4;
FIG. 6 is a perspective view of a relevant part showing still another example of the heat exchanger for co-heating and heat radiation of the present invention.
FIG. 7 is a vertical cross-sectional perspective view of an end of the heat exchanger.
FIG. 8 is a diagram showing the principle of a conventional heat exchanger for co-heating and heat radiation.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
10 Heat exchanger
11 Heat source
12 Hot water storage
13 pump
14 On-off valve
15 1st communication hole
16 2nd communication hole
17 First header
18 Second header
19 1st pipe
20 2nd pipe
21 First heat exchanger
22 Second heat exchanger
23 First circuit
24 Second circulation path
25 Spacer
26 Fan motor
Claims (4)
夫々のチューブ(1) は伝熱性隔壁(4) を介して第1流路(5) と第2流路(6) とを有し、
第1流路(5) に第1流体(7) が流通すると共に、第2流路(6) に第2流体(8) が流通し、第1流体(7) および第2流体(8) ならびに、前記ファン(3) による空気流(9) との間の少なくとも二者間に熱交換が行なわれる熱併給兼放熱用熱交換器。A plurality of tubes (1), a plurality of fins (2) fixed to the outer surface thereof, a tube (1) and a fin (2),
Each tube (1) has a first flow path (5) and a second flow path (6) via a heat conductive partition (4),
The first fluid (7) flows through the first flow path (5), the second fluid (8) flows through the second flow path (6), and the first fluid (7) and the second fluid (8) flow. And a heat exchanger for co-heating and radiating heat, wherein heat is exchanged between at least two members of the air flow (9) by the fan (3).
前記第1流路(5) に第1流体(7) として高温流体が常時流通し、
前記第2流路(6) には、第2流体(8) として被加熱用流体が適宜時期に流通し、
前記ファン(3) は、少なくとも前記第2流体(8) が流通しないときに、駆動される熱併給兼放熱用熱交換器。In claim 1 or claim 2,
A high-temperature fluid constantly flows as the first fluid (7) through the first flow path (5),
In the second flow path (6), a fluid to be heated flows as appropriate as a second fluid (8),
The fan (3) is a heat-exchange / radiator heat exchanger driven when at least the second fluid (8) does not flow.
前記第1流路(5) に第1流体(7) として低温の冷媒が流通し、
前記第2流路(6) に第2流体(8) として被冷却用流体が流通し、
その被冷却用流体とファン(3) による空気流(9) との少なくとも一方が冷却媒体として利用される熱併給兼放熱用熱交換器。In claim 1 or claim 2,
A low-temperature refrigerant flows as the first fluid (7) through the first flow path (5),
A fluid to be cooled flows as the second fluid (8) through the second flow path (6),
At least one of the fluid to be cooled and the airflow (9) from the fan (3) is used as a cooling medium.
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