JP2006057940A - 輻射パネル用熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷温水流量を削減して冷温水の入口出口の温度差を大きくとっても、輻射パネルの表面温度分布を均一にすることが可能な輻射パネル用熱交換器を提供する。
【解決手段】第1,第2冷温水入口ヘッダ21,23を所定の間隔を置いて平行に配置し、第1冷温水入口ヘッダ21に重ねて第1冷温水出口ヘッダ22を配置し、第2冷温水入口ヘッダ23に重ねて第2冷温水出口ヘッダ24を配置し、第1,第2冷温水入口ヘッダ21,23を冷温水入口集合ヘッダ25で連結し、第1,第2冷温水出口ヘッダ22,24を冷温水出口集合ヘッダ26で連結し、第1冷温水入口ヘッダ21と第2冷温水出口ヘッダ24を接続する伝熱管27と、第2冷温水入口ヘッダ23と第1冷温水出口ヘッダ22を接続する伝熱管27を、交互に配列することで伝熱管群28を構成し、これによって隣り合う伝熱管27内の冷温水が対向して流れるようにしてなる輻射パネル用熱交換器10である。
【選択図】図4
【解決手段】第1,第2冷温水入口ヘッダ21,23を所定の間隔を置いて平行に配置し、第1冷温水入口ヘッダ21に重ねて第1冷温水出口ヘッダ22を配置し、第2冷温水入口ヘッダ23に重ねて第2冷温水出口ヘッダ24を配置し、第1,第2冷温水入口ヘッダ21,23を冷温水入口集合ヘッダ25で連結し、第1,第2冷温水出口ヘッダ22,24を冷温水出口集合ヘッダ26で連結し、第1冷温水入口ヘッダ21と第2冷温水出口ヘッダ24を接続する伝熱管27と、第2冷温水入口ヘッダ23と第1冷温水出口ヘッダ22を接続する伝熱管27を、交互に配列することで伝熱管群28を構成し、これによって隣り合う伝熱管27内の冷温水が対向して流れるようにしてなる輻射パネル用熱交換器10である。
【選択図】図4
Description
本発明は輻射パネル用熱交換器に関し、特に冷温水の入口と出口の間の温度差を大きく取れ、従って輻射パネルに供給する冷温水の流量を削減して、冷温水搬送動力を低減することが可能な輻射パネル用熱交換器に関するものである。
従来から図1に示すように、冷温水入口ヘッダ110と冷温水出口ヘッダ120とを所定間隔を置いて平行に配置し、両ヘッダ110,120間を複数に分岐して平行に配列される伝熱管130で連結して構成される輻射パネル用熱交換器100がある。そして冷温水入口ヘッダ110の冷温水供給口111から冷温水入口ヘッダ110内に供給された冷温水は、各伝熱管130を通過して熱交換が行われた後、冷温水出口ヘッダ120に集められ、その冷温水吐出口121から吐出される。
図2は、前記輻射パネル用熱交換器100に供給する冷水温度が16℃で、戻る温度が18℃となるような冷水製造設備を想定した場合の冷温水入口ヘッダ110から冷温水出口ヘッダ120までの間の伝熱管130の線方向における任意断面の冷水温度と輻射パネル表面温度の分布を示す図である。
同図に示すように、この輻射パネル用熱交換器100の場合、冷温水入口ヘッダ110付近において、伝熱管130内の冷水温度は16℃で輻射パネルの表面温度は18℃程度であり、冷温水出口ヘッダ120付近では、伝熱管130内の冷水温度は18℃程度で輻射パネルの表面温度は20℃程度であり、輻射パネルの表面温度は、全体で平均して19℃程度であり、輻射パネル表面局所における温度斑は最大で2℃程度であり、輻射パネルの表面はほぼ均一な温度分布であるので、十分に実用の範囲であるといえる。
一方図3は、冷水流量を50%削減して冷水搬送動力の低減を図るため、輻射パネル用熱交換器100に供給する冷水温度が15℃で、戻る温度が19℃となるような冷水製造設備を想定した場合の冷温水入口ヘッダ110から冷温水出口ヘッダ120までの間の伝熱管130の線方向における任意断面の冷水温度と輻射パネル表面温度の分布を示す図である。
同図に示すように、この場合、冷温水入口ヘッダ110付近において、伝熱管130内の冷水温度は15℃で輻射パネルの表面温度は17℃程度となり、冷温水出口ヘッダ120付近では伝熱管130内の冷水温度は19℃程度で輻射パネルの表面温度は21℃程度となり、輻射パネルの表面温度は、全体で平均して19℃程度になるが、表面局所における温度斑は最大で4℃程度にもなり、輻射パネルの表面温度分布は不均一で輻射パネルとして実用的でないという問題があった。この問題は冷温水入口ヘッダ110から温水が供給される場合にも同様に生じる。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、例え冷温水流量を削減して冷温水の入口出口の温度差を大きくとっても、輻射パネルの表面温度分布を均一にすることが可能な輻射パネル用熱交換器を提供することにある。
本願請求項1に記載の発明は、冷温水入口ヘッダと、冷温水出口ヘッダと、両ヘッダ間を複数に分岐して平行に配列される伝熱管からなる伝熱管群とで構成される輻射パネル用熱交換器であって、隣り合う伝熱管内の冷温水が対向して流れるように伝熱管を配列したことを特徴とする輻射パネル用熱交換器にある。
ここで冷温水が対向して流れる隣り合う伝熱管は、1本ずつでも良いし、複数本ずつでも良い。即ち1本ずつ冷温水を対向して流しても良いし、複数本ずつ冷温水を対向して流しても良い。
本願の請求項2に記載の発明は、前記冷温水入口ヘッダと冷温水出口ヘッダは、それぞれ一対の第1,第2冷温水入口ヘッダと第1,第2冷温水出口ヘッダによって構成され、第1冷温水入口ヘッダと第2冷温水入口ヘッダを所定の間隔を置いて平行に配置し、第1冷温水入口ヘッダに重ねて第1冷温水出口ヘッダを配置し、第2冷温水入口ヘッダに重ねて第2冷温水出口ヘッダを配置し、第1冷温水入口ヘッダと第2冷温水入口ヘッダを冷温水入口集合ヘッダで連結し、第1冷温水出口ヘッダと第2冷温水出口ヘッダを冷温水出口集合ヘッダで連結し、第1冷温水入口ヘッダと第2冷温水出口ヘッダを接続する伝熱管と、第2冷温水入口ヘッダと第1冷温水出口ヘッダを接続する伝熱管を、交互に配列することで伝熱管群を構成したことを特徴とする請求項1に記載の輻射パネル用熱交換器にある。
本願の請求項3に記載の発明は、前記冷温水入口ヘッダと冷温水出口ヘッダは重ねて配置され、冷温水入口ヘッダと冷温水出口ヘッダを接続する伝熱管は、U字状に形成されて伝熱管群を構成したことを特徴とする請求項1に記載の輻射パネル用熱交換器にある。
本願請求項1,2,3に記載の発明によれば、隣り合う伝熱管内の冷温水が対向して流れるように伝熱管を配列したので、伝熱管群内の冷温水温度をマクロ的にほぼ均一にでき、従って輻射パネルの表面温度分布もほぼ均一にすることが可能となり、冷温水製造設備の温度差を大きく取れ、冷温水搬送動力の低減を図ることが可能となる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
図4は本発明の第一実施形態にかかる輻射パネル用熱交換器10を示す図であり、図4(a)は正面図、図4(b)は右側面図、図4(c)は図4(a)のA−A断面拡大概略図である。同図に示すように輻射パネル用熱交換器10は、一対の冷温水入口ヘッダ(第1,第2冷温水入口ヘッダ21,23)と、一対の冷温水出口ヘッダ(第1,第2冷温水出口ヘッダ22,24)と、両ヘッダ間(第1冷温水入口ヘッダ21と第2冷温水出口ヘッダ24間及び第2冷温水入口ヘッダ23と第1冷温水出口ヘッダ22間)を複数に分岐して平行に配列される伝熱管27からなる伝熱管群28とを具備して構成されている。以下各構成部分について説明する。
〔第一実施形態〕
図4は本発明の第一実施形態にかかる輻射パネル用熱交換器10を示す図であり、図4(a)は正面図、図4(b)は右側面図、図4(c)は図4(a)のA−A断面拡大概略図である。同図に示すように輻射パネル用熱交換器10は、一対の冷温水入口ヘッダ(第1,第2冷温水入口ヘッダ21,23)と、一対の冷温水出口ヘッダ(第1,第2冷温水出口ヘッダ22,24)と、両ヘッダ間(第1冷温水入口ヘッダ21と第2冷温水出口ヘッダ24間及び第2冷温水入口ヘッダ23と第1冷温水出口ヘッダ22間)を複数に分岐して平行に配列される伝熱管27からなる伝熱管群28とを具備して構成されている。以下各構成部分について説明する。
第1冷温水入口ヘッダ21と第2冷温水入口ヘッダ23は管状に形成され、所定の間隔を置いて平行に配置されている。そしてこれら第1,第2冷温水入口ヘッダ21,23の一端は管状の冷温水入口集合ヘッダ25によって連結・集合され、これによって1つの冷温水供給口31から供給される冷温水が同時に第1,第2冷温水入口ヘッダ21,23に供給されるように構成されている。
第1冷温水出口ヘッダ22と第2冷温水出口ヘッダ24も管状に形成され、所定の間隔を置いて平行に配置されており、さらに第1冷温水出口ヘッダ22は第1冷温水入口ヘッダ21の下部に重ねて配置され、第2冷温水出口ヘッダ24は第2冷温水入口ヘッダ23の下部に重ねて配置されている。そしてこれら第1,第2冷温水出口ヘッダ22,24はそれらの一端が管状の冷温水出口集合ヘッダ26によって連結・集合され、これによって第1,第2冷温水出口ヘッダ22,24から1つの冷温水吐出口33に冷温水が吐出されるように構成されている。
なお冷温水入口集合ヘッダ25と冷温水出口集合ヘッダ26は所定の間隔を置いて平行に配置されている。
そして第1冷温水入口ヘッダ21から分岐して第2冷温水出口ヘッダ24に接続される伝熱管27と、第2冷温水入口ヘッダ23から分岐して第1冷温水出口ヘッダ22に接続される伝熱管27は、1本ずつ(場合によっては複数本ずつでもよい)交互に配列され、これによって隣り合う伝熱管27内の冷温水が対向して流れるように伝熱管群28を構成している。なお交互に配列された伝熱管27は、中間部を数箇所、スペーサー35によって固定することで、各伝熱管27の間の間隔を平行に保っている。
以上のように構成された輻射パネル用熱交換器10において、冷温水供給口31から冷温水が供給されると、この冷温水は冷温水入口集合ヘッダ25によって、第1,第2冷温水入口ヘッダ21,23に同時に供給された後、これら第1,第2冷温水入口ヘッダ21,23からそれぞれ交互に配置された伝熱管27を通して第1,第2冷温水出口ヘッダ22,24に流れ込み、さらに冷温水出口集合ヘッダ26に集められて冷温水吐出口33から吐出される。つまりこの輻射パネル用熱交換器10によれば、隣り合う伝熱管27内の冷温水が対向して流れる。
ここで図5は、輻射パネル用熱交換器10に供給する冷水温度が15℃で、戻る温度が19℃となるような冷水製造設備を想定した場合の、第1冷温水入口ヘッダ21及び第1冷温水出口ヘッダ22から、第2冷温水入口ヘッダ23及び第2冷温水出口ヘッダ24までの間の伝熱管27の線方向における任意断面の冷水温度と輻射パネル表面温度の分布を示す図である。
同図に示すように第1冷温水入口ヘッダ21及び第1冷温水出口ヘッダ22の付近では、第1冷温水入口ヘッダ21に接続する伝熱管27内の冷水温度は15℃で、第1冷温水出口ヘッダ22に接続する伝熱管27内の冷水温度は19℃で、平均するとこの付近における伝熱管27内の冷水温度は17℃で輻射パネルの表面温度は19℃程度となる。
一方第2冷温水入口ヘッダ23及び第2冷温水出口ヘッダ24の付近では、第2冷温水入口ヘッダ23に接続する伝熱管27内の冷水温度は15℃で、第2冷温水出口ヘッダ24に接続する伝熱管27内の冷水温度は19℃で、平均するとこの付近における伝熱管27内の冷水温度は17℃で輻射パネルの表面温度は19℃程度となる。
さらに中央部の付近では、第1冷温水入口ヘッダ21と第2冷温水出口ヘッダ24を接続する伝熱管27内の冷水温度は17℃程度で、第2冷温水入口ヘッダ23と第1冷温水出口ヘッダ22を接続する伝熱管27内の冷水温度は17℃程度で、平均するとこの付近における伝熱管27内の冷水温度は17℃程度で輻射パネルの表面温度は19℃程度となる。
従って輻射パネルの表面温度は、全体で平均して19℃程度になり、表面局所における温度斑はほとんどなく、輻射パネルの表面温度分布はほぼ均一で輻射パネルとして、十分実用的である。この効果は冷温水供給口31から温水が供給される場合にも同様に生じる。
〔第二実施形態〕
図6は本発明の第二実施形態にかかる輻射パネル用熱交換器40を示す図であり、図6(a)は正面図、図6(b)は右側面図、図6(c)は図6(a)のB−B断面拡大概略図である。同図に示すように輻射パネル用熱交換器40は、冷温水入口ヘッダ41と、冷温水出口ヘッダ42と、これら両ヘッダ41,42間を複数に分岐して平行に配列する伝熱管43からなる伝熱管群44とを具備して構成されている。以下各構成部品について説明する。
図6は本発明の第二実施形態にかかる輻射パネル用熱交換器40を示す図であり、図6(a)は正面図、図6(b)は右側面図、図6(c)は図6(a)のB−B断面拡大概略図である。同図に示すように輻射パネル用熱交換器40は、冷温水入口ヘッダ41と、冷温水出口ヘッダ42と、これら両ヘッダ41,42間を複数に分岐して平行に配列する伝熱管43からなる伝熱管群44とを具備して構成されている。以下各構成部品について説明する。
冷温水入口ヘッダ41と冷温水出口ヘッダ42は何れも管状に形成され、且つこれら冷温水入口ヘッダ41と冷温水出口ヘッダ42は重ねて配置されている。そして冷温水入口ヘッダ41の一端には冷温水供給口48が設けられ、冷温水出口ヘッダ42の一端(冷温水供給口48を設けた側とは反対側の端部)には冷温水吐出口49が設けられている。
そして各伝熱管43はU字状に形成されることで、その一端を冷温水入口ヘッダ41に接続し、他端を冷温水出口ヘッダ42に接続している。各伝熱管43のU字状に折り曲げたその両側部分は平行であり、且つ各伝熱管43は平行に配列されるので、伝熱管群44を構成する各伝熱管43はその全体が平行になっている。このように構成することにより、隣り合う伝熱管43内の冷温水が対向して流れることとなる。なお平行に配列された伝熱管43は、中間部を数箇所、スペーサー45によって固定され、各伝熱管43の間の間隔を平行に保っている。
以上のように構成された輻射パネル用熱交換器40において、冷温水供給口48から冷温水が供給されると、この冷温水は冷温水入口ヘッダ41に供給された後、この冷温水入口ヘッダ41からU字状の伝熱管43に流れ込み、伝熱管43内をUターンした後に冷温水出口ヘッダ42に流れ込み、冷温水吐出口49から吐出される。つまりこの輻射パネル用熱交換器40によれば、U字状に折り曲げた伝熱管43内を冷温水が逆方向に流れることにより、隣り合う伝熱管43内の冷温水を対向して流すようにしている。
このように構成しても、前記第一実施形態と同様に、輻射パネルの表面温度は、全体で平均化され、表面局所における温度斑はほとんどなく、輻射パネルの表面温度分布はほぼ均一で輻射パネルとして、十分実用的になる。
なおこの実施形態においても、冷温水が対向して流れる隣り合う伝熱管43は、1本ずつでも良いし、複数本ずつでも良い。
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記第一実施形態では第1冷温水出口ヘッダ22と第1冷温水入口ヘッダ21を重ね、また第2冷温水出口ヘッダ24と第2冷温水入口ヘッダ23とを重ねて配置し、一方第二実施形態では冷温水入口ヘッダ41と冷温水出口ヘッダ42とを重ねて配置したが、これらヘッダは必ずしも重ねる必要はなく、互い違いに配置しても良いし、それ以外の配置であっても良い。もちろんこれらヘッドを重ねれば、輻射パネル用熱交換器10,40の外形の小型化が図れ好適である。
10 輻射パネル用熱交換器
21 第1冷温水入口ヘッダ(冷温水入口ヘッダ)
22 第1冷温水出口ヘッダ(冷温水出口ヘッダ)
23 第2冷温水入口ヘッダ(冷温水入口ヘッダ)
24 第2冷温水出口ヘッダ(冷温水出口ヘッダ)
25 冷温水入口集合ヘッダ
26 冷温水出口集合ヘッダ
27 伝熱管
28 伝熱管群
31 冷温水供給口
33 冷温水吐出口
35 スペーサー
40 輻射パネル用熱交換器
41 冷温水入口ヘッダ
42 冷温水出口ヘッダ
43 伝熱管
44 伝熱管群
45 スペーサー
48 冷温水供給口
49 冷温水吐出口
21 第1冷温水入口ヘッダ(冷温水入口ヘッダ)
22 第1冷温水出口ヘッダ(冷温水出口ヘッダ)
23 第2冷温水入口ヘッダ(冷温水入口ヘッダ)
24 第2冷温水出口ヘッダ(冷温水出口ヘッダ)
25 冷温水入口集合ヘッダ
26 冷温水出口集合ヘッダ
27 伝熱管
28 伝熱管群
31 冷温水供給口
33 冷温水吐出口
35 スペーサー
40 輻射パネル用熱交換器
41 冷温水入口ヘッダ
42 冷温水出口ヘッダ
43 伝熱管
44 伝熱管群
45 スペーサー
48 冷温水供給口
49 冷温水吐出口
Claims (3)
- 冷温水入口ヘッダと、冷温水出口ヘッダと、両ヘッダ間を複数に分岐して平行に配列される伝熱管からなる伝熱管群とで構成される輻射パネル用熱交換器であって、隣り合う伝熱管内の冷温水が対向して流れるように伝熱管を配列したことを特徴とする輻射パネル用熱交換器。
- 前記冷温水入口ヘッダと冷温水出口ヘッダは、それぞれ一対の第1,第2冷温水入口ヘッダと第1,第2冷温水出口ヘッダによって構成され、
第1冷温水入口ヘッダと第2冷温水入口ヘッダを所定の間隔を置いて平行に配置し、
第1冷温水入口ヘッダに重ねて第1冷温水出口ヘッダを配置し、
第2冷温水入口ヘッダに重ねて第2冷温水出口ヘッダを配置し、
第1冷温水入口ヘッダと第2冷温水入口ヘッダを冷温水入口集合ヘッダで連結し、
第1冷温水出口ヘッダと第2冷温水出口ヘッダを冷温水出口集合ヘッダで連結し、
第1冷温水入口ヘッダと第2冷温水出口ヘッダを接続する伝熱管と、第2冷温水入口ヘッダと第1冷温水出口ヘッダを接続する伝熱管を、交互に配列することで伝熱管群を構成したことを特徴とする請求項1に記載の輻射パネル用熱交換器。 - 前記冷温水入口ヘッダと冷温水出口ヘッダは重ねて配置され、
冷温水入口ヘッダと冷温水出口ヘッダを接続する伝熱管は、U字状に形成されて伝熱管群を構成したことを特徴とする請求項1に記載の輻射パネル用熱交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004241296A JP2006057940A (ja) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | 輻射パネル用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004241296A JP2006057940A (ja) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | 輻射パネル用熱交換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=36105550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004241296A Pending JP2006057940A (ja) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | 輻射パネル用熱交換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006057940A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008039381A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-02-21 | Sekisui Chem Co Ltd | 放射冷暖房用合成樹脂管、及び、放射冷暖房用パネル |
CN117470003A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-01-30 | 中国核动力研究设计院 | 基于热力循环夹点问题解决的换热器及布雷顿循环系统 |
-
2004
- 2004-08-20 JP JP2004241296A patent/JP2006057940A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008039381A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-02-21 | Sekisui Chem Co Ltd | 放射冷暖房用合成樹脂管、及び、放射冷暖房用パネル |
CN117470003A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-01-30 | 中国核动力研究设计院 | 基于热力循环夹点问题解决的换热器及布雷顿循环系统 |
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