JP2007064538A - Heat exchanger and floor air conditioning apparatus using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートパイプを用いて熱を伝達する熱交換器及びそれを用いた床冷暖房装置に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger that transfers heat using a heat pipe and a floor cooling / heating device using the heat exchanger.
従来より、ヒートパイプを用いた熱交換器として、ヒートパイプの端部に熱源部を有するヘッダ部を設けた熱交換器が開発されている。
このような熱交換器を有するものとして、例えば(特許文献1)に「パネル体にヒートパイプを沿設するとともにヒートパイプの両側にそれぞれ熱源部を有するヘッダ部を設けたヒートパネル」が開示されている。
(特許文献2)には、「コンクリート製のパネル本体に複数の並列状に配置された放熱凝集部と、これらに連通接続され内部に熱媒体流通管が貫通された蒸発部ヘッダと、を備えた融雪用コンクリートパネル」が開示されている。
As one having such a heat exchanger, for example, (Patent Document 1) discloses “a heat panel in which a heat pipe is provided along a panel body and header portions each having a heat source part are provided on both sides of the heat pipe”. ing.
(Patent Document 2) includes "a plurality of heat radiating and aggregating parts arranged in parallel on a panel body made of concrete, and an evaporation part header that is connected to these and through which a heat medium flow pipe penetrates. A concrete panel for melting snow is disclosed.
しかしながら上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
(1)(特許文献1)に開示のヒートパネルは、ヒートパイプと連通するヘッダ部に、温水管,電気ヒータ等の熱源部を貫設して一体化して製造されていた。また(特許文献2)に開示のコンクリートパネルは、放熱凝集部に連通接続された蒸発部ヘッダ(ヘッダ部)に、熱媒体流通管(熱源部)を貫通して一体化して製造されていた。ヘッダ部と連通したヒートパイプは内部を減圧し冷媒等の作動液を封入するため完全に密封する必要があるが、(特許文献1)及び(特許文献2)に記載の技術では、ヘッダ部に熱源部が貫設されて一体化されているため、ヘッダ部とヒートパイプとを完全に密封するだけでなく、ヘッダ部と熱源部とを完全に密封する必要がある。このため製造する際には、ヘッダ部とヒートパイプとの封着に加え、ヘッダ部と熱源部との封着も行わねばならず工数を要し生産性を高めることが困難であるという課題を有していた。
(2)熱源部がパネルごとに分断されているので、パネルを床に敷き詰めて床暖房装置として用いる場合、温水管を熱源部として用いると、パネルごとに分断された温水管を溶接や継手等で接続する必要があり施工性に欠けるという課題を有していた。また、温水管が溶接や継手等で接続されるため、温水の流れが温水管の継ぎ目で乱れ抵抗が増大し圧力損失が増大するという課題を有していた。
(3)ヘッダ部及びヒートパイプと熱源部とが一体化されてパネル化されているので、温水管等の熱源部が錆やスケールで詰まったりした場合や電気ヒータ等の熱源部が断線した場合は、熱源部だけを交換することができないため、ヘッダ部とヒートパイプも一緒にパネルごと交換しなければならず、メンテナンス性に欠け多大な交換工数を要するという課題を有していた。
However, the above conventional techniques have the following problems.
(1) The heat panel disclosed in (Patent Document 1) is manufactured by integrating a heat source portion such as a hot water pipe and an electric heater in a header portion communicating with a heat pipe. In addition, the concrete panel disclosed in (Patent Document 2) is manufactured by being integrated with an evaporation section header (header section) connected to the heat radiation aggregation section through a heat medium flow pipe (heat source section). The heat pipe communicating with the header portion needs to be completely sealed in order to depressurize the inside and enclose a working fluid such as a refrigerant. However, in the technique described in (Patent Literature 1) and (Patent Literature 2), Since the heat source part is penetrated and integrated, it is necessary not only to completely seal the header part and the heat pipe, but also to completely seal the header part and the heat source part. For this reason, when manufacturing, in addition to sealing the header portion and the heat pipe, it is necessary to also seal the header portion and the heat source portion, which requires man-hours and is difficult to increase productivity. Had.
(2) Since the heat source part is divided for each panel, when the panel is spread on the floor and used as a floor heating device, if the hot water pipe is used as the heat source part, the hot water pipe divided for each panel is welded or jointed, etc. It was necessary to connect with, and had the subject that lack of workability. In addition, since the hot water pipes are connected by welding, joints, or the like, there is a problem that the flow of hot water is disturbed at the joints of the hot water pipes, resistance increases, and pressure loss increases.
(3) Since the header and heat pipe and heat source are integrated into a panel, the heat source such as a hot water pipe is clogged with rust or scale, or the heat source such as an electric heater is disconnected Since only the heat source part cannot be exchanged, the header part and the heat pipe must be exchanged together with the panel, and there is a problem that maintenance is lacking and a large number of exchange man-hours are required.
本発明は上記従来の課題を解決するもので、ヘッダ部に熱源部を貫通させる等のようにヘッダ部と熱源部とを一体化させておく必要がなく、ヘッダ部と熱源部との封着作業を省くことができ生産性に優れ、長尺の連続した温水管等を熱源部として用いることができるので、溶接や継手等で熱源部をいちいち接続する必要がなく施工性に優れるとともに、継ぎ目が少ないため配管を流れる流体の抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくでき、またヘッダ部と熱源部とが一体化されていないので、経年変化や故障等によって熱源部が錆びたり詰まったりした場合や断線した場合は、熱交換器を交換することなく熱源部だけを交換することができ、交換に係る工数を著しく少なくできメンテナンス性に優れる熱交換器を提供することを目的とする。
また、本発明は、熱交換器を床に敷き詰めた後、溶接や継手等でいちいち熱源部を接続する必要がなく施工性に優れるとともに、継ぎ目が少ないため配管を流れる流体の抵抗が少なく圧力損失を小さくできるので温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくでき、また熱源部に異常があった場合は、熱交換器を交換することなく熱源部だけを交換することができ、交換に係る工数を著しく少なくできメンテナンス性に優れる床冷暖房装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and it is not necessary to integrate the header part and the heat source part, such as passing the heat source part through the header part, and sealing the header part and the heat source part. Work can be saved and productivity is excellent, and long continuous hot water pipes can be used as the heat source part.Therefore, it is not necessary to connect the heat source part by welding or joints. Therefore, the resistance of the fluid flowing through the piping is low, the pressure loss can be reduced, the load of the fluid circulation device such as the hot water circulation device can be reduced, and the header part and the heat source part are not integrated. If the heat source is rusted or clogged due to a failure or if it is disconnected, only the heat source can be replaced without replacing the heat exchanger. And to provide a heat exchanger.
In addition, the present invention eliminates the need for connecting the heat source by welding, joints, etc. after laying the heat exchanger on the floor, and is excellent in workability, and because there are few joints, the resistance of the fluid flowing through the piping is low and the pressure loss Therefore, if there is an abnormality in the heat source unit, only the heat source unit can be replaced without replacing the heat exchanger. An object of the present invention is to provide a floor cooling and heating apparatus that can significantly reduce the number of man-hours and has excellent maintainability.
上記従来の課題を解決するために本発明の熱交換器及びそれを用いた床冷暖房装置は、以下の構成を有している。
本発明の請求項1に記載の熱交換器は、ヘッダ部と、前記ヘッダ部に端部で連通するヒートパイプ部と、を備えた熱交換器であって、前記ヘッダ部の側面に熱源部が保持される熱源部保持部が配設又は形成された構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
(1)ヘッダ部の側面に熱源部保持部が配設固定又は接着や一体に形成されているので、熱源部保持部に熱源部を保持することで熱源部の外表面と熱源部保持部とが着接し、熱源部の熱がヘッダ部に伝達される。これにより、封入された作動液をヘッダ部から蒸発させ、ヒートパイプ部に移動させて放熱させることができる。このため、ヘッダ部に熱源部を貫通させる等のようにヘッダ部と熱源部とを一体化する必要がなく、熱交換器の製造の際はヘッダ部とヒートパイプ部との封着だけを行えば良く、ヘッダ部と熱源部との封着作業を省くことができ生産性を高めることができる。
(2)温水や冷水等の流体が流れる長尺の連続した配管を熱源部として用いることができるので、熱交換器を床に敷き詰めて床冷暖房装置として用いる場合、熱交換器を床に敷き詰めた後、長尺の配管を熱源部保持部に順次保持させていくだけで床冷暖房装置を製造することができ、溶接や継手等でいちいち接続する必要がなく施工性に優れるとともに、継ぎ目が少ないため配管を流れる流体の抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくできる。
(3)施工が簡単なので、熱交換器の設置作業時間が従来の1/3以下に短縮でき作業性に優れる。
(4)ヘッダ部と熱源部とが一体化されていないので、熱交換器を施工した後、経年変化や故障等によって熱源部が錆びたり詰まったりした場合や電気ヒータからなる熱源部が断線した場合は、熱交換器を交換することなく熱源部だけを交換することができ、メンテナンスを容易にできるとともに交換に係る工数を著しく少なくできる。
In order to solve the above conventional problems, a heat exchanger of the present invention and a floor cooling / heating apparatus using the heat exchanger have the following configurations.
The heat exchanger according to
With this configuration, the following effects can be obtained.
(1) Since the heat source part holding part is disposed, fixed, bonded, or integrally formed on the side surface of the header part, the heat source part is held on the heat source part holding part, so that the outer surface of the heat source part and the heat source part holding part are Arrives and heat of the heat source part is transmitted to the header part. Thereby, the enclosed hydraulic fluid can be evaporated from the header portion and moved to the heat pipe portion to dissipate heat. For this reason, there is no need to integrate the header part and the heat source part such as passing the heat source part through the header part, and only the header part and the heat pipe part are sealed when the heat exchanger is manufactured. The sealing work between the header part and the heat source part can be omitted, and the productivity can be improved.
(2) Since a long continuous pipe through which a fluid such as hot water or cold water flows can be used as a heat source, when a heat exchanger is spread on the floor and used as a floor cooling / heating device, the heat exchanger is spread on the floor After that, floor heating and cooling equipment can be manufactured by simply holding the long pipes in the heat source part holding part, and it is not necessary to connect each time by welding or joints, etc. The resistance of the fluid flowing through the chamber can be reduced, the pressure loss can be reduced, and the load on the fluid circulation device such as the hot water circulation device can be reduced.
(3) Since the construction is simple, the installation time of the heat exchanger can be shortened to 1/3 or less of the conventional one, and the workability is excellent.
(4) Since the header part and the heat source part are not integrated, when the heat source is rusted or clogged due to aging or failure after the heat exchanger is installed, the heat source part consisting of an electric heater is disconnected. In this case, only the heat source part can be exchanged without exchanging the heat exchanger, and maintenance can be facilitated and the number of man-hours for exchange can be remarkably reduced.
ここで、熱交換器は、ヒートパイプ部の片側にヘッダ部を配設したもの、ヘッダ部を中心に左右等に対称状にヒートパイプ部を配設したもの、ヒートパイプ部の両側にヘッダ部を配設したもの等を用途に応じて用いることができる。 Here, the heat exchanger has a header part disposed on one side of the heat pipe part, a heat pipe part symmetrically arranged on the left and right sides around the header part, and header parts on both sides of the heat pipe part. Can be used depending on the application.
ヘッダ部やヒートパイプ部の材質としては、銅製,ステンレス製,アルミニウム製,マグネシウム製,チタン製等の金属製や、ポリブテン製,架橋ポリエチレン製等の合成樹脂製等が用いられる。
ヘッダ部及びヒートパイプ部には、フロンHCHC−141bや142bのフロン系溶剤、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、ベンゼン、メチルエチルケトン、アンモニア、エーテル、水等の揮発性を有する作動液が封入される。作動液の種類は、熱交換器を動作させる温度に応じて適宜選択することができる。
As the material of the header part and the heat pipe part, a metal such as copper, stainless steel, aluminum, magnesium or titanium, or a synthetic resin such as polybutene or cross-linked polyethylene is used.
The header part and the heat pipe part are filled with a volatile working fluid such as Freon solvents such as Freon HCHC-141b and 142b, methanol, ethanol, propanol, acetone, benzene, methyl ethyl ketone, ammonia, ether, and water. The kind of hydraulic fluid can be suitably selected according to the temperature which operates a heat exchanger.
ヘッダ部やヒートパイプ部の内壁の全部又は一部に所定の厚さや深さを有するウィックを設けることができる。ウィックとしては、焼結金属,金網,金属繊維,ガラス繊維,多数の細い溝等が用いられる。ウィックを設けることで、ヘッダ部がヒートパイプ部より高い位置になるように配置された場合でも、凝結した作動液を毛細管現象を利用してヘッダ部まで戻して蒸発させることができるので、バーンアウトが発生するのを防止できる。 A wick having a predetermined thickness and depth can be provided on all or part of the inner walls of the header part and the heat pipe part. As the wick, sintered metal, wire mesh, metal fiber, glass fiber, and many thin grooves are used. By providing a wick, even when the header part is positioned higher than the heat pipe part, the condensed working fluid can be evaporated back to the header part using capillary action, so burnout Can be prevented.
熱源部保持部に保持される熱源部としては、温水,冷水,油等の液体や蒸気等の流体が内部を流れるパイプやチューブ等の管状部材、電気ヒータ等が用いられる。
熱源部の管状部材の材質としては、銅製,ステンレス製,アルミニウム製,マグネシウム製,チタン製等の金属製や、ポリブテン製,架橋ポリエチレン製等の合成樹脂製等が用いられる。
As the heat source part held by the heat source part holding part, a tubular member such as a pipe or a tube through which a fluid such as hot water, cold water, oil, or a fluid such as steam flows, an electric heater, or the like is used.
As the material of the tubular member of the heat source part, a metal such as copper, stainless steel, aluminum, magnesium or titanium, or a synthetic resin such as polybutene or crosslinked polyethylene is used.
熱源部保持部としては、熱源部が嵌着可能な形状に形成され、ヘッダ部の長手方向の全長に亘って又は一部に配設されたものが用いられる。例えば、断面が略コ字状や略C字状、略U字状等に形成され、内壁間の間隔が熱源部の外径と略同一のものが用いられる。また、熱源部を挿入した後、熱源部を締め付けるように内壁間の間隔を狭めて熱源部を挟持するものも用いられる。
熱源部保持部の材質としては、銅製,ステンレス製,アルミニウム製等の弾性域が広く熱伝導度が高い金属製が好適に用いられる。
熱源部保持部は、溶接,溶着,接着等によってヘッダ部の外表面に密着させて配設される。なお、ヘッダ部と一体に押出成形で製作してもよい。熱源部保持部とヘッダ部は、溶接金属等を介してできるだけ広い接触面で接触するように密着させる。伝熱面積を大きくするためである。
As the heat source part holding part, a heat source part that is formed in a shape that can be fitted and is disposed over the entire length in the longitudinal direction of the header part or a part thereof is used. For example, the cross section is formed in a substantially U shape, a substantially C shape, a substantially U shape, etc., and the interval between the inner walls is substantially the same as the outer diameter of the heat source part. Moreover, after inserting a heat-source part, what narrows the space | interval between inner walls so that a heat-source part may be clamped and the heat-source part is clamped may be used.
As the material of the heat source part holding part, a metal made of a metal having a wide elastic range and high thermal conductivity such as copper, stainless steel, and aluminum is preferably used.
The heat source holding part is disposed in close contact with the outer surface of the header part by welding, welding, adhesion, or the like. In addition, you may manufacture by extrusion molding integrally with a header part. The heat source holding part and the header part are brought into close contact with each other with a contact surface as wide as possible through a weld metal or the like. This is to increase the heat transfer area.
本発明の請求項2に記載の熱交換器は、ヘッダ部と、前記ヘッダ部に端部で連通するヒートパイプ部と、を備えた熱交換器であって、熱源部が保持される熱源部保持部材が配設される保持部材配設部が、前記ヘッダ部の側面に形成された構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
(1)ヘッダ部の側面に保持部材配設部が形成されているので、熱源部を保持した熱源部保持部材を保持部材配設部に配設することで、熱源部の外表面と着接した熱源部保持部材と保持部材配設部が接触し、熱源部の熱がヘッダ部に伝達される。これにより、封入された作動液をヘッダ部から蒸発させ、ヒートパイプ部に移動させて放熱させることができる。このため、ヘッダ部に熱源部を貫通させる等のようにヘッダ部と熱源部とを一体化する必要がなく、熱交換器の製造の際はヘッダ部とヒートパイプ部との封着だけを行えば良く、ヘッダ部と熱源部との封着作業を省くことができ生産性を高めることができる。
(2)温水や冷水等の流体が流れる長尺の連続した配管を熱源部として用いることができるので、熱交換器を床に敷き詰めて床冷暖房装置として用いる場合、熱交換器を床に敷き詰めた後、長尺の配管を熱源部保持部材に順次保持させ、保持部材配設部に配設していくだけで床冷暖房装置を製造することができ、継手等でいちいち接続する必要がなく施工性に優れるとともに、継ぎ目が少ないため配管を流れる流体の抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくできる。
(3)ヘッダ部と熱源部とが一体化されていないので、熱交換器を施工した後、経年変化や故障等によって熱源部が錆びたり詰まったりした場合や電気ヒータからなる熱源部が断線した場合は、熱交換器を交換することなく熱源部だけを交換することができ、メンテナンスを容易にできるとともに交換に係る工事費を著しく少なくできる。
The heat exchanger according to
With this configuration, the following effects can be obtained.
(1) Since the holding member arrangement part is formed on the side surface of the header part, the heat source part holding member holding the heat source part is attached to the outer surface of the heat source part by arranging the heat source part holding member in the holding member arrangement part. The heat source part holding member and the holding member disposition part come into contact with each other, and the heat of the heat source part is transmitted to the header part. Thereby, the enclosed hydraulic fluid can be evaporated from the header portion and moved to the heat pipe portion to dissipate heat. For this reason, there is no need to integrate the header part and the heat source part such as passing the heat source part through the header part, and only the header part and the heat pipe part are sealed when the heat exchanger is manufactured. The sealing work between the header part and the heat source part can be omitted, and the productivity can be improved.
(2) Since a long continuous pipe through which a fluid such as hot water or cold water flows can be used as a heat source, when a heat exchanger is spread on the floor and used as a floor cooling / heating device, the heat exchanger is spread on the floor After that, it is possible to manufacture the floor cooling and heating device by simply holding the long pipes on the heat source holding member and arranging them on the holding member arrangement part. In addition to being excellent, since there are few seams, the resistance of the fluid flowing through the piping is small, the pressure loss can be reduced, and the load on the fluid circulation device such as the hot water circulation device can be reduced.
(3) Since the header part and the heat source part are not integrated, if the heat source part is rusted or clogged due to aging or failure after the heat exchanger is installed, the heat source part consisting of an electric heater is disconnected. In this case, only the heat source part can be exchanged without exchanging the heat exchanger, so that maintenance can be facilitated and the construction cost for the exchange can be significantly reduced.
ここで、ヘッダ部やヒートパイプ部の材質、作動液、熱源部としては、請求項1で説明したものと同様なので説明を省略する。
Here, since the material of the header part and the heat pipe part, the working fluid, and the heat source part are the same as those described in
熱源部保持部材としては、熱源部が嵌着可能なように断面が略コ字状や略C字状、略U字状等に形成され、内壁間の間隔が熱源部の外径と略同一の嵌着部を備えたものが用いられる。また、クリップ等のように、熱源部を挿入した後、熱源部を締め付けるように内壁間の間隔を狭めて熱源部を挟持する挟持部を備えたものも用いられる。
熱源部保持部材の材質としては、銅製,ステンレス製,アルミニウム製等の弾性域が広く熱伝導度が高い金属製が好適に用いられる。
熱源部保持部材は、溶接,溶着,接着等によってヘッダ部の外表面の保持部材配設部に密着させて配設される。また、保持部材配設部をクリップ等のように挟持したり嵌着したりして配設させることもできる。
The heat source holding member has a substantially U-shaped, substantially C-shaped, substantially U-shaped cross section so that the heat source can be fitted, and the interval between the inner walls is substantially the same as the outer diameter of the heat source. The thing provided with the fitting part of is used. Moreover, after inserting a heat source part like a clip etc., the thing provided with the clamping part which narrows the space | interval between inner walls and clamps a heat source part so that a heat source part may be tightened is also used.
As a material of the heat source holding member, a metal having a wide elastic range and high thermal conductivity such as copper, stainless steel, and aluminum is preferably used.
The heat source holding member is disposed in close contact with the holding member disposing portion on the outer surface of the header portion by welding, welding, adhesion, or the like. Further, the holding member arrangement portion can be arranged by being clamped or fitted like a clip or the like.
保持部材配設部としては、ヘッダ部の長手方向の全長に亘って又は一部に形成され、熱源部保持部材が溶接,溶着,接着,嵌着,挟着等によって線乃至は面接触して配設可能なように平滑化等されたものが用いられ、ヘッダ部の任意の箇所に形成することができる。また、平滑化等の処理を施さなくても、熱源部保持部材が嵌着,挟着等できるのであれば、ヘッダ部そのものの任意の箇所を適宜選択して保持部材配設部として用いることができる。 The holding member arrangement part is formed over the entire length of the header part in the longitudinal direction or in part, and the heat source holding member is in line contact or surface contact by welding, welding, adhesion, fitting, clamping, etc. What was smooth | blunted so that arrangement | positioning is possible is used, and it can form in the arbitrary locations of a header part. Further, if the heat source holding member can be fitted, clamped, etc. without performing a process such as smoothing, an arbitrary portion of the header portion itself can be appropriately selected and used as the holding member arrangement portion. it can.
本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の熱交換器であって、前記ヒートパイプ部の他端部が連通する他のヘッダ部と、前記他のヘッダ部の側面に配設された熱源部保持部、又は、前記他のヘッダ部の側面に形成された保持部材配設部と、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項1又は2で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)ヒートパイプ部の他端部が連通する他のヘッダ部を備えているので、熱交換器が傾いて設置された場合でも、少なくとも一つのヘッダ部に熱の授受を行うことで、封入された作動液を蒸発若しくは凝縮させることができ、ヒートパイプ部とヘッダ部の間で作動液の蒸発及び凝縮を繰り返し行わせることができる。ヒートパイプ部の片側にしかヘッダ部がない場合は、設置面が傾斜してヘッダ部がヒートパイプ部より高い位置に設置された場合、凝縮した作動液がヘッダ部に戻らずバーンアウトして作動しなくなるからである。
(2)ヒートパイプ部の両端にヘッダ部が配設されているので堅牢で耐久性に優れ、また構成が簡単なので工場で安定生産することができ、生産性に優れるとともに製品得率を高めることができる。
Invention of
With this configuration, in addition to the operation obtained in the first or second aspect, the following operation can be obtained.
(1) Since the other end portion of the heat pipe portion communicates with another header portion, even when the heat exchanger is installed at an angle, it is sealed by transferring heat to at least one header portion. The evaporated working fluid can be evaporated or condensed, and the working fluid can be repeatedly evaporated and condensed between the heat pipe portion and the header portion. If there is only a header part on one side of the heat pipe part, if the installation surface is inclined and the header part is installed at a position higher than the heat pipe part, the condensed working fluid will burn out without returning to the header part. Because it will not.
(2) Since the header part is arranged at both ends of the heat pipe part, it is robust and excellent in durability, and since the structure is simple, it can be stably produced in the factory, and it is excellent in productivity and increases the product yield. Can do.
本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の内いずれか1に記載の熱交換器であって、前記熱源部が、内部を液体又は蒸気が流れる合成樹脂製の管状部材である構成を有している。
この構成により、請求項1乃至3の内いずれか1で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)内部を液体又は蒸気が流れる合成樹脂製の管状部材が熱源部なので、錆やスケールが生じ難く詰まり難いため耐久性に優れるとともに、内面が滑らかなので抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくできる。
(2)柔軟なので屈曲させたり蛇行させたりすることが容易にでき、熱交換器を床に敷き詰めて床冷暖房装置として施工する場合の自由度が高く施工性に優れる。
Invention of
According to this configuration, in addition to the action obtained in any one of
(1) Since a synthetic resin tubular member through which liquid or vapor flows is a heat source, rust and scale are unlikely to occur and clogging is excellent, so durability is excellent, and since the inner surface is smooth, resistance is low and pressure loss can be reduced. The load of the fluid circulation device such as the circulation device can be reduced.
(2) Since it is flexible, it can be easily bent or meandered, and has a high degree of freedom when it is installed as a floor air-conditioning system by laying a heat exchanger on the floor and has excellent workability.
ここで、合成樹脂製の管状部材の材質としては、ポリブテン製,架橋ポリエチレン製等が用いられる。 Here, as the material of the synthetic resin tubular member, polybutene, cross-linked polyethylene, or the like is used.
本発明の請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の内いずれか1に記載の熱交換器であって、前記ヘッダ部及び前記ヒートパイプ部が、矩形状又は方形状の横断面を有した構成を有している。
この構成により、請求項1乃至4の内いずれか1で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)ヘッダ部及びヒートパイプ部が矩形状又は方形状の横断面を有しているので、ヘッダ部とヒートパイプ部の所定面をフラット状にすることができる。このため、所定面にアルミニウム製等の放熱板を接触させて面状放熱体等として用いる場合、ヘッダ部及びヒートパイプ部と放熱板とを面接触させて接触面積を広くすることができ熱交換効率を高めることができる。一方、横断面が円形状のヒートパイプ部やヘッダ部を用いた場合は放熱板とは線接触するだけなので、接触面積を大きくできず熱交換効率が上がらないという問題があった。
(2)所定面を上側に向けて床に配設し床冷暖房装置として用いた場合、熱交換器の上面にフローリング等の床材を敷設するが、床材とヘッダ部及びヒートパイプ部を面接触させることができるため、床材の上にピアノ等の重量物を設置しても床材にひび割れ等が生じ難い。一方、横断面が円形状のヒートパイプ部やヘッダ部を用いた場合は床材と線接触するため、床材とヒートパイプ部やヘッダ部との間に隙間が生じ、ここにピアノ等の重量物の脚が乗ると床材にひび割れ等が生じてしまうという問題があった。
Invention of
With this configuration, in addition to the action obtained in any one of
(1) Since the header part and the heat pipe part have a rectangular or rectangular cross section, the predetermined surfaces of the header part and the heat pipe part can be made flat. For this reason, when a heat sink made of aluminum or the like is brought into contact with a predetermined surface to be used as a planar heat radiator or the like, the contact area can be increased by bringing the header and heat pipe portions into contact with the heat sink and heat exchange. Efficiency can be increased. On the other hand, when a heat pipe part or a header part having a circular cross section is used, there is a problem that the heat exchange efficiency cannot be increased because the contact area cannot be increased because it is in line contact with the heat sink.
(2) When a predetermined surface is arranged on the floor and used as a floor cooling / heating device, flooring such as flooring is laid on the upper surface of the heat exchanger, but the flooring, header portion and heat pipe portion are faced. Since they can be brought into contact with each other, even if a heavy object such as a piano is installed on the flooring, the flooring is unlikely to crack. On the other hand, if a heat pipe or header with a circular cross section is used, it will be in line contact with the flooring, creating a gap between the floor and the heat pipe or header, where the weight of the piano, etc. There was a problem that the flooring would crack when the legs of the object got on.
本発明の請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の熱交換器であって、前記ヘッダ部の壁部に形成された挿通孔と、前記ヒートパイプ部の端部に延設され前記挿通孔に挿通される延設部と、前記延設部の先端に形成され前記ヘッダ部の前記壁部の対向壁に当接される対向壁当接部と、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項5で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)ヘッダ部の壁部に形成された挿通孔にヒートパイプ部の延設部を挿通し、ヒートパイプ部の対向壁当接部をヘッダ部の壁部に当接させることで、ヘッダ部にヒートパイプ部を容易に位置決めでき、次いで挿通孔の周囲とヒートパイプ部とを溶接等することによって気密に連通させることができ作業性に優れる。
Invention of
With this configuration, in addition to the operation obtained in the fifth aspect, the following operation can be obtained.
(1) The header portion is formed by inserting the extending portion of the heat pipe portion through the insertion hole formed in the wall portion of the header portion and bringing the opposed wall contact portion of the heat pipe portion into contact with the wall portion of the header portion. In addition, the heat pipe portion can be easily positioned, and then the periphery of the insertion hole and the heat pipe portion can be communicated with each other in an airtight manner, so that the workability is excellent.
ここで、延設部としては、ヒートパイプ部の端部の1辺、又は該1辺及びそれと対向する1辺に延設される。延設部の長さは、ヘッダ部の壁部から対向壁の内面までの長さと略同一に形成されたものが用いられる。これにより、挿通孔に延設部を挿通した後、ヒートパイプ部の対向壁当接部をヘッダ部の壁部に当接させることでヘッダ部へのヒートパイプ部の位置決めを容易に行うことができ、挿通孔の周囲とヒートパイプ部の端部とを溶接することによって、ヘッダ部とヒートパイプ部とを気密に接続させることができる。
延設部が延設されていない辺は、挿通孔に延設部を挿通したとき、挿通孔にほぼ隙間なく嵌挿されるが、挿通孔の内側には突出しないか、わずかに突出するような状態に形成される。これにより、挿通孔の周囲とヒートパイプ部とを溶接等することによって気密にでき、さらにヘッダ部とヒートパイプ部に封入された作動液が、挿通孔内に大きく突出したヒートパイプ部の端部で滞留して熱交換効率が低下するのを防止できる。
Here, the extending portion extends to one side of the end portion of the heat pipe portion, or the one side and one side facing the one side. As the length of the extended portion, a length that is substantially the same as the length from the wall portion of the header portion to the inner surface of the opposing wall is used. Thereby, after inserting the extending portion into the insertion hole, the opposing wall contact portion of the heat pipe portion is brought into contact with the wall portion of the header portion, thereby easily positioning the heat pipe portion to the header portion. The header part and the heat pipe part can be connected in an airtight manner by welding the periphery of the insertion hole and the end part of the heat pipe part.
The side where the extension part is not extended is inserted into the insertion hole with almost no gap when the extension part is inserted into the insertion hole, but does not protrude inside the insertion hole or slightly protrudes. Formed into a state. As a result, the periphery of the insertion hole and the heat pipe part can be hermetically sealed, and the end portion of the heat pipe part in which the working fluid sealed in the header part and the heat pipe part protrudes greatly into the insertion hole. It is possible to prevent the heat exchange efficiency from being lowered due to the retention.
本発明の請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6の内いずれか1に記載の熱交換器であって、前記ヘッダ部及び/又は前記ヒートパイプ部の外表面に遠赤外線放射層が形成された構成を有している。
この構成により、請求項1乃至6の内いずれか1で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)熱源部でヘッダ部を加熱することによってヘッダ部やヒートパイプ部から遠赤外線を放射させることができ、塗装乾燥、食品加工、暖房等に有効である。
Invention of
With this configuration, in addition to the action obtained in any one of
(1) By heating the header portion with the heat source portion, far infrared rays can be emitted from the header portion and the heat pipe portion, which is effective for coating drying, food processing, heating, and the like.
ここで、遠赤外線放射層としては、アルミナ,シリカ,ジルコニア,チタニア,マグネシアやこれらの複合酸化物、窒化ケイ素,炭化珪素等のセラミックスを含有した塗膜、溶射膜等が用いられる。 Here, as the far-infrared radiation layer, a coating film containing a ceramic such as alumina, silica, zirconia, titania, magnesia, a composite oxide thereof, silicon nitride, silicon carbide, or the like is used.
本発明の請求項8に記載の床冷暖房装置は、請求項1乃至7の内いずれか1に記載の熱交換器が床面に配設された構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
(1)温水や冷水等の流体が流れる長尺の連続した配管を熱源部として用いることができるので、熱交換器を床に敷き詰めた後、長尺の配管を熱源部保持部に順次保持させていくか、熱源部保持部材に順次保持させ保持部材配設部に配設していくだけで床冷暖房装置を製造することができ、溶接や継手等でいちいち接続する必要がなく施工性に優れるとともに、継ぎ目が少ないため配管を流れる流体の抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくできる。
(2)ヘッダ部と熱源部とが一体化されていないので、熱交換器を施工した後、経年変化や故障等によって熱源部が錆びたり詰まったりした場合や断線した場合は、熱交換器を交換することなく熱源部だけを交換することができ、メンテナンスを容易にできるとともに交換に係る工数を著しく少なくできる。
The floor cooling and heating apparatus according to
With this configuration, the following effects can be obtained.
(1) Since a long continuous pipe through which a fluid such as hot water or cold water flows can be used as the heat source part, after the heat exchanger is laid on the floor, the long pipe is sequentially held by the heat source part holding part. It is possible to manufacture a floor cooling / heating device by simply holding it on the heat source holding member and arranging it on the holding member arrangement part, and it is not necessary to connect by welding or joints, etc. Since there are few seams, the resistance of the fluid flowing through the piping is small, the pressure loss can be reduced, and the load on the fluid circulation device such as the hot water circulation device can be reduced.
(2) Since the header and heat source are not integrated, if the heat source is rusted or clogged due to secular change or failure after the heat exchanger is installed, Only the heat source part can be replaced without replacement, and maintenance can be facilitated and the number of man-hours for replacement can be significantly reduced.
以上のように、本発明の熱交換器及びそれを用いた床冷暖房装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項1に記載の発明によれば、
(1)熱源部保持部に熱源部を保持することで熱源部の外表面と熱源部保持部とが着接し、熱源部の熱がヘッダ部に伝達されるため、ヘッダ部に熱源部を貫通させる等のようにヘッダ部と熱源部とを一体化させておく必要がなく、ヘッダ部と熱源部との封着作業を省くことができ生産性に優れた熱交換器を提供することができる。
(2)温水や冷水等の流体が流れる長尺の連続した配管を熱源部として用いることができるので、溶接や継手等で熱源部をいちいち接続する必要がなく施工性に優れるとともに、継ぎ目が少ないため配管を流れる流体の抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくできる熱交換器を提供することができる。
(3)ヘッダ部と熱源部とが一体化されていないので、経年変化や故障等によって熱源部が錆びたり詰まったりした場合や断線した場合は、熱交換器を交換することなく熱源部だけを交換することができ、メンテナンスを容易にできるとともに交換に係る工数を著しく少なくできる熱交換器を提供することができる。
As described above, according to the heat exchanger of the present invention and the floor cooling / heating apparatus using the heat exchanger, the following advantageous effects can be obtained.
According to the invention of
(1) Since the heat source part is held by the heat source part holding part, the outer surface of the heat source part and the heat source part holding part come into contact with each other, and the heat of the heat source part is transmitted to the header part, so that the heat source part penetrates the header part. It is not necessary to integrate the header part and the heat source part as in the case of, for example, and the sealing work between the header part and the heat source part can be omitted, and a heat exchanger excellent in productivity can be provided. .
(2) Since a long continuous pipe through which a fluid such as hot water or cold water flows can be used as a heat source part, it is not necessary to connect the heat source part by welding or joints, and it is excellent in workability and has few seams. Therefore, it is possible to provide a heat exchanger in which the resistance of the fluid flowing through the piping is small and the pressure loss can be reduced, and the load on the fluid circulation device such as the hot water circulation device can be reduced.
(3) Since the header and heat source are not integrated, if the heat source is rusted or clogged due to secular change or failure, or is disconnected, only the heat source is replaced without replacing the heat exchanger. It is possible to provide a heat exchanger that can be replaced, can be easily maintained, and can significantly reduce the number of man-hours for replacement.
請求項2に記載の発明によれば、
(1)熱源部を保持した熱源部保持部材を保持部材配設部に配設することで、熱源部の外表面と着接した熱源部保持部材と保持部材配設部が接触し、熱源部の熱がヘッダ部に伝達されるため、ヘッダ部に熱源部を貫通させる等のようにヘッダ部と熱源部とを一体化させておく必要がなく、ヘッダ部と熱源部との封着作業を省くことができ生産性を高めることができる。
(2)温水や冷水等の流体が流れる長尺の連続した配管を熱源部として用いることができるので、溶接や継手等で熱源部をいちいち接続する必要がなく施工性に優れるとともに、継ぎ目が少ないため配管を流れる流体の抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくできる。
(3)ヘッダ部と熱源部とが一体化されていないので、経年変化や故障等によって熱源部が錆びたり詰まったりした場合や断線した場合は、熱交換器を交換することなく熱源部だけを交換することができ、メンテナンスを容易にできるとともに交換に係る工事費を著しく少なくできる熱交換器を提供することができる。
According to invention of
(1) By disposing the heat source unit holding member holding the heat source unit in the holding member disposition unit, the heat source unit holding member and the holding member disposition unit that are in contact with the outer surface of the heat source unit are in contact with each other. Since the heat is transmitted to the header part, there is no need to integrate the header part and the heat source part, such as passing the heat source part through the header part, and the sealing work between the header part and the heat source part is not necessary. It can be omitted and productivity can be increased.
(2) Since a long continuous pipe through which a fluid such as hot water or cold water flows can be used as a heat source part, it is not necessary to connect the heat source part by welding or joints, and it is excellent in workability and has few seams. Therefore, the resistance of the fluid flowing through the piping is small, the pressure loss can be reduced, and the load on the fluid circulation device such as the hot water circulation device can be reduced.
(3) Since the header and heat source are not integrated, if the heat source is rusted or clogged due to secular change or failure, or is disconnected, only the heat source is replaced without replacing the heat exchanger. It is possible to provide a heat exchanger that can be replaced, can be easily maintained, and can significantly reduce the construction cost for the replacement.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2の効果に加え、
(1)熱交換器が傾いて設置された場合でも、少なくとも一つのヘッダ部に熱の授受を行うことで、封入された作動液を蒸発若しくは凝縮させることができ、ヒートパイプ部とヘッダ部の間で作動液の蒸発及び凝縮を繰り返し行わせることができ、設置状態によらず安定性に優れた熱交換器を提供することができる。
(2)ヒートパイプ部の両端にヘッダ部が配設されているので堅牢で耐久性に優れ、また構成が簡単なので工場で安定生産することができ、生産性に優れるとともに製品得率の高い熱交換器を提供することができる。
According to invention of
(1) Even when the heat exchanger is installed at an angle, it is possible to evaporate or condense the sealed hydraulic fluid by transferring heat to at least one header section, and to connect the heat pipe section and the header section. It is possible to repeatedly evaporate and condense the hydraulic fluid between them, and to provide a heat exchanger with excellent stability regardless of the installation state.
(2) Since the headers are arranged at both ends of the heat pipe, it is robust and excellent in durability, and since the structure is simple, it can be stably produced in the factory, and it has excellent productivity and high product yield. An exchanger can be provided.
請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3の内いずれか1の効果に加え、
(1)合成樹脂製の管状部材には錆やスケールが生じ難く詰まり難いため耐久性に優れるとともに、内面が滑らかなので抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくできる熱交換器を提供することができる。
(2)柔軟なので屈曲させたり蛇行させたりすることが容易にでき、熱交換器を床に敷き詰めて床冷暖房装置として施工する場合の自由度が高く施工性に優れた熱交換器を提供することができる。
According to the invention of
(1) Tubular members made of synthetic resin are resistant to rust and scales and are not easily clogged. They have excellent durability, and the inner surface is smooth, so there is little resistance and pressure loss can be reduced, and the load on fluid circulation devices such as hot water circulation devices It is possible to provide a heat exchanger that can reduce the amount of heat.
(2) To provide a heat exchanger that is flexible and easy to bend or meander, and has a high degree of freedom and excellent workability when it is installed as a floor cooling and heating system by laying the heat exchanger on the floor. Can do.
請求項5に記載の発明によれば、請求項1乃至4の内いずれか1の効果に加え、
(1)ヘッダ部とヒートパイプ部の所定面をフラット状にすることができ、所定面にアルミニウム製等の放熱板を接触させて面状放熱体等として用いる場合、ヘッダ部及びヒートパイプ部と放熱板とを面接触させて接触面積を広くすることができ熱交換効率の高い熱交換器を提供することができる。
(2)所定面を上側に向けて床材の下部に配設し床冷暖房装置として用いた場合、床材とヘッダ部及びヒートパイプ部を面接触させることができるため、床材の上にピアノ等の重量物を設置しても床材にひび割れ等が生じ難く施工性に優れた熱交換器を提供することができる。
According to invention of
(1) The predetermined surfaces of the header portion and the heat pipe portion can be made flat, and when the heat sink made of aluminum or the like is brought into contact with the predetermined surface and used as a planar heat radiator, the header portion and the heat pipe portion It is possible to provide a heat exchanger having a high heat exchange efficiency by bringing the heat sink into surface contact and increasing the contact area.
(2) When it is used as a floor cooling and heating device with a predetermined surface facing upward, the floor material can be brought into surface contact with the header and heat pipe, so the piano is placed on the floor material. Even if heavy objects such as these are installed, it is possible to provide a heat exchanger excellent in workability, in which cracks and the like hardly occur in the flooring.
請求項6に記載の発明によれば、請求項5の効果に加え、
(1)ヘッダ部の壁部に形成された挿通孔にヒートパイプ部の延設部を挿通し、ヒートパイプ部の対向壁当接部をヘッダ部の壁部に当接させることで、ヘッダ部にヒートパイプ部を位置決めして確実に連通させることができ作業性に優れるとともに、生産性に優れた熱交換器を提供することができる。
According to the invention described in
(1) The header portion is formed by inserting the extending portion of the heat pipe portion through the insertion hole formed in the wall portion of the header portion and bringing the opposed wall contact portion of the heat pipe portion into contact with the wall portion of the header portion. In addition, the heat pipe portion can be positioned and communicated reliably, so that it is possible to provide a heat exchanger with excellent workability and excellent productivity.
請求項7に記載の発明によれば、請求項1乃至6の内いずれか1の効果に加え、
(1)熱源部でヘッダ部を加熱することによってヘッダ部やヒートパイプ部から遠赤外線を放射させることができ、塗装乾燥、食品加工、暖房等に有効な熱交換器を提供することができる。
According to the invention described in
(1) By heating the header portion with the heat source portion, far infrared rays can be emitted from the header portion and the heat pipe portion, and a heat exchanger effective for coating drying, food processing, heating, and the like can be provided.
請求項8に記載の発明によれば、
(1)熱交換器を床に敷き詰めた後、長尺の配管を熱源部保持部に順次保持させていくか、熱源部保持部材に順次保持させ保持部材配設部に配設していくだけで床冷暖房装置を製造することができ、溶接や継手等でいちいち接続する必要がなく施工性に優れるとともに、継ぎ目が少ないため配管を流れる流体の抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくできる床冷暖房装置を提供することができる。
(2)経年変化や故障等によって熱源部が錆びたり詰まったりした場合や断線した場合は、熱交換器を交換することなく熱源部だけを交換することができ、メンテナンスを容易にできるとともに交換に係る工数を著しく少なくできる床冷暖房装置を提供することができる。
According to the invention described in
(1) After laying the heat exchanger on the floor, simply hold the long pipes in the heat source part holding part, or hold them in the heat source part holding member in order and arrange them in the holding member arrangement part. Floor cooling and heating equipment can be manufactured, and it is not necessary to connect by welding or joints, so it is excellent in workability, and since there are few joints, the resistance of the fluid flowing through the piping is low, the pressure loss can be reduced, and hot water circulation equipment etc. It is possible to provide a floor cooling / heating device that can reduce the load on the fluid circulation device.
(2) If the heat source is rusted or clogged due to secular change or failure, or if it is disconnected, only the heat source can be replaced without replacing the heat exchanger. It is possible to provide a floor cooling and heating apparatus that can significantly reduce the number of steps.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における熱交換器の斜視図であり、図2はヘッダ部の要部横断面図であり、図3はヘッダ部とヒートパイプ部とを接続する状態を示す斜視図であり、図4はヒートパイプ部と接続されたヘッダ部の要部断面図である。
図中、1は後述するヘッダ部2とヒートパイプ部5に作動液が封入された本発明の実施の形態1における熱交換器、2,2は銅,アルミニウム製等の金属製等で横断面が略方形状に形成され所定間隔をあけて略平行状に配設された2本の長尺のヘッダ部、3は2本のヘッダ部2,2の内側の壁部、4はヘッダ部2の壁部3と対向する対向壁、5は銅,アルミニウム製等の金属製等で横断面がヘッダ部2と略同じ太さの略方形状に形成され両端がヘッダ部2,2と連通し壁部3,3に溶接等で固着されたヒートパイプ部、6,6は基部がヘッダ部2,2の対向壁4,4の外表面にヘッダ部2,2の長手方向に亘って基部が溶接等で固着された銅,アルミニウム製等の金属製等の板材で略コ字状に形成され後述する熱源部8が嵌着され保持される熱源部保持部、7は熱源部保持部6の先端に突条等に形成され後述する熱源部8に食い込んだ若しくは接触して熱源部8を係止する爪部、8は熱源部保持部6に嵌着され爪部7で係止されて保持されたポリブテン製等の合成樹脂製の管状部材からなる熱源部である。
図3、図4において、10,10は壁部3、対向壁4と直交した他の壁部、11は内周の対向する2辺が壁部10,10に沿って他の2辺がヒートパイプ部5の先端の幅と略同一乃至はやや大きめの略方形状に壁部3に穿設された挿通孔、12,12はヒートパイプ部5の端部の対向する2辺の各々に延設され挿通孔11と略同一の高さに絞られ挿通孔11に挿通される略矩形状等の平面形状を有する延設部、13,13は延設部12,12の先端に形成されヘッダ部2の対向壁4の内面に当接される対向壁当接部である。延設部12,12の長さはヘッダ部2の壁部3から対向壁4の内面までの長さと略同一に形成されている。14はヘッダ部2に形成された挿通孔11の周囲とヒートパイプ部5とが溶接等で気密に固着された固着部である。
なお、挿通孔11に挿通された延設部13,13は、ヘッダ部2の壁部10,10の内面と密接されるようにヒートパイプ部5の端部に延設されるのが望ましい。延設部13とヘッダ部2の壁部10の内面との間に隙間が形成されると、ヘッダ部2に挿入された延設部13の影響で封入された作動液の滞留が発生し易くなり熱伝達効率が低下するからである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
1 is a perspective view of a heat exchanger according to
In the figure, 1 is a heat exchanger according to
3 and 4, 10 and 10 are the
Note that the
実施の形態1における熱交換器は以上のように構成されているので、延設部12,12を挿通孔11に挿通し、ヘッダ部2の対向壁4の内面に対向壁当接部13,13を当接させて位置決めをした後、溶接等の固着部14で気密に接続することで、ヒートパイプ部5とヘッダ部2とを連通され接続することができる。
Since the heat exchanger in
次に、実施の形態1における熱交換器を用いた床冷暖房装置について、図面を参照しながら説明する。
図5は実施の形態1における熱交換器が床面に配設された床冷暖房装置の要部平面図であり、図6は床冷暖房装置を配設した床面の要部断面図である。
図5において、20は複数の熱交換器1の熱源部保持部6に、合成樹脂製の管状部材からなる一連の熱源部8が保持されてループ状に連ねられた床冷暖房装置である。
図6において、21は図示しない大引受に架設・接合された大引、22は大引21に載置・接合された根太、23は根太22に載置された板状体、24は板状体23の上面に敷設され上面にアルミニウム製等の金属箔が面状に固着された熱を上面に反射し下面への熱伝達を遮熱する遮熱シート等の遮熱材、25は木製,合成樹脂製,コンクリート製等で熱交換器1のヘッダ部2、ヒートパイプ部5の厚さに相当する厚さに形成されヒートパイプ部5間、隣接する熱交換器1のヘッダ部2間、熱源部8が配設された隙間に配置されたスペーサ、26は熱交換器1のヘッダ部2、ヒートパイプ部5、スペーサ25の上面に敷設されたフローリング,畳等の床材である。
Next, the floor cooling and heating apparatus using the heat exchanger in
FIG. 5 is a plan view of an essential part of the floor cooling / heating apparatus in which the heat exchanger according to
In FIG. 5,
In FIG. 6,
以上のように構成された床冷暖房装置について、以下その施工方法を説明する。
図6に示すように、まず根太22に板状体23を載置する。なお、板状体23は新設するのではなく、既設の床材を用いることもできる。次いで、板状体23の上面に遮熱材24を敷設した後、遮熱材24の上面の所定の複数個所に熱交換器1を配置する。次に、熱交換器1のヒートパイプ部5間、隣接する熱交換器1のヘッダ部2間等にスペーサ25を配置し敷き詰める。
次いで、図5に示すように、複数の熱交換器1の熱源部保持部6に、合成樹脂製の管状部材からなる一連の熱源部8を保持させ、遮熱材24の上に配置された全ての熱交換器1を熱源部8でループ状に連ねた後、熱源部8の端部に図示しないボイラ,温水循環ポンプ,温水分配器等の温水循環手段,冷水循環手段等を接続し配管する。
次いで、配管された熱交換器1及びスペーサ25の上面に床材26を敷設する。なお、熱源部保持部6の上面と床材26との間の隙間に断熱材等を詰めて、隙間を埋めることができる。これにより、熱源部保持部6の上面に詰めた断熱材等とヘッダ部2及びとヒートパイプ部5とを面一にすることができ、床材26が凹んだりするのを防止できる。また、床材26の下部に熱伝導性に優れるアルミ製等の伝熱シートを配設することで、ヘッダ部2やヒートパイプ部5とそれらが配設されていない箇所との温度斑が発生するのを防止し、均一に加熱や冷却をすることができる。
About the floor cooling and heating apparatus comprised as mentioned above, the construction method is demonstrated below.
As shown in FIG. 6, the plate-
Next, as shown in FIG. 5, a series of
Next, a
以上のように、本発明の実施の形態1における熱交換器は構成されているので、以下のような作用が得られる。
(1)ヘッダ部2の対向壁4の外表面に熱源部保持部6が配設されているので、熱源部保持部6に熱源部8を保持させることで熱源部8の外表面と熱源部保持部6とが着接し、熱源部8の熱がヘッダ部2に高効率で伝達される。これにより、封入された作動液をヘッダ部2から蒸発させ、ヒートパイプ部5に移動させて放熱させることができる。このため、ヘッダ部2に熱源部8を貫通させる等のようにヘッダ部2と熱源部8とを工場で予め一体化させておく必要がなく、熱交換器1の製造の際はヘッダ部2とヒートパイプ部5との封着だけを行えば良く、ヘッダ部2と熱源部8との封着作業を省くことができ生産性を高めることができる。
(2)長尺の連続したパイプ等の管状部材を熱源部8として用いることができるので、熱交換器1を床に敷き詰めて床冷暖房装置として用いる場合、熱交換器を床に敷き詰めた後、長尺の熱源部8を熱源部保持部6に側方から順次保持させていくだけで床冷暖房装置20を製造することができ、熱源部を溶接や継手等でいちいち接続する必要がなく施工性に優れるとともに、継ぎ目が少ないため熱源部8を流れる流体の抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくできる。
(3)ヘッダ部2と熱源部8とが一体化されていないので、熱交換器1を施工した後、万が一、経年変化や故障等によって熱源部8が使用できなくなった場合は、熱交換器1を交換することなく熱源部8だけを交換することができ、メンテナンスを容易にできるとともに交換に係る工数を著しく少なくできる。
(4)熱源部保持部6が爪部7を有しているので、熱源部8の外周面と熱源部保持部6と爪部7とが多くの点乃至は面で接触し、熱源部8から熱源保持部6へ熱を効率良く伝達させることができる。
(5)ヒートパイプ部5の他端部が連通する他のヘッダ部2を備え、ヒートパイプ部5の両端にヘッダ部2,2が連通しているので、熱交換器1が傾いて設置された場合でも、いずれかのヘッダ部2に熱の授受を行うことで封入された作動液を蒸発若しくは凝縮させることができ、熱交換器1がバーンアウトして作動しなくなるのを防止できる。
(6)ヒートパイプ部5の両端にヘッダ部2,2が配設されているので堅牢で耐久性に優れ、また構成が簡単なので工場で安定生産することができ、生産性に優れるとともに製品得率を高めることができる。
(7)内部を液体又は蒸気が流れる合成樹脂製の管状部材からなる熱源部8を用いているので、錆やスケールが生じ難く詰まり難いため耐久性に優れるとともに、内面が滑らかなので抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくできる。
(8)合成樹脂製の管状部材からなる熱源部8は柔軟なので、屈曲させたり蛇行させたりすることが容易にでき、熱交換器1を床に敷き詰めて床冷暖房装置20を施工する場合の自由度が高く施工性に優れる。
(9)ヘッダ部2及びヒートパイプ部5が方形状の横断面を有しているので、機械的強度を高くできるとともにヘッダ部2とヒートパイプ部5をフラット状にすることができる。このため、熱交換器1を床に配設し床冷暖房装置として用いた場合、フローリング等の床材とヘッダ部2及びヒートパイプ部5を面接触させることができるため、ヘッダ部2やヒートパイプ部5の上にピアノ等の重量物の脚がきても床材26にひび割れ等が生じ難い。一方、横断面が円形状のヒートパイプ部やヘッダ部の場合は、床材とヒートパイプ部やヘッダ部との間に隙間(空間)が生じ、ここにピアノ等の重量物の脚が乗ると床材にひび割れ等が生じてしまうという問題があった。
(10)ヘッダ部2の壁部3に形成された挿通孔11にヒートパイプ部5の延設部12を挿通し、ヒートパイプ部5の対向壁当接部13をヘッダ部2の対向壁4に当接させることで、ヘッダ部2にヒートパイプ部5を位置決めして確実に連通させることができ作業性に優れる。
As described above, since the heat exchanger according to
(1) Since the heat source
(2) Since a tubular member such as a long continuous pipe can be used as the
(3) Since the
(4) Since the heat source
(5) Since the
(6) Since the
(7) Since the
(8) Since the
(9) Since the
(10) The
(実施の形態2)
図7(a)は本発明の実施の形態2における熱交換器のヘッダ部の正面図であり、(b)は実施の形態2における変形例の熱交換器のヘッダ部の正面図である。なお、実施の形態1で説明したものと同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
図7(a)において、1aは実施の形態2における熱交換器、6aは基部がヘッダ部2の対向壁4の外表面にヘッダ部2の長手方向に亘って若しくは一部に溶接等で固着された銅,アルミニウム製等の金属製等の板材で上向きの略コ字状に形成され熱源部8が嵌着され保持される熱源部保持部、7aは熱源部保持部6aの先端に突条に形成され熱源部8に接触する爪部である。
図7(b)において、1bは実施の形態2における変形例の熱交換器、6bは基部がヘッダ部2の対向壁4の外表面にヘッダ部2の長手方向に亘って若しくは一部に溶接等で固着された銅,アルミニウム製等の金属製等の板材で上向きの略U字状に形成され熱源部8が嵌着される熱源部保持部、7bは熱源部保持部6bの先端に突条に形成され熱源部8に接触する爪部である。
ここで、ヘッダ部2及びヒートパイプ部5の外表面には、アルミナ,シリカ,ジルコニア,チタニア,マグネシアやこれらの複合酸化物、窒化ケイ素,炭化珪素等のセラミックスを含有した塗膜、溶射膜等の遠赤外線放射層(図示せず)が形成されている。
(Embodiment 2)
FIG. 7A is a front view of the header portion of the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a front view of the header portion of the heat exchanger according to the modified example of the second embodiment. In addition, the thing similar to what was demonstrated in
In FIG. 7A, 1a is a heat exchanger according to the second embodiment, and 6a is fixed to the outer surface of the opposing
In FIG. 7B, 1b is a heat exchanger according to a modification of the second embodiment, and 6b is welded to the outer surface of the opposing
Here, on the outer surface of the
実施の形態2における熱交換器は以上のように構成されているので、実施の形態1に記載した作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)熱源部8でヘッダ部2を加熱することによってヘッダ部2やヒートパイプ部5から遠赤外線を放射させることができ、塗装乾燥、食品加工、暖房等に有効である。
(2)熱交換器1a,1bを床冷暖房装置として用いる場合、熱交換機1a,1bを敷設した後、熱源部8を上部から熱源部保持部6a,6bに嵌着させることで施工ができ、施工性に著しく優れる。
Since the heat exchanger in the second embodiment is configured as described above, the following operation is obtained in addition to the operation described in the first embodiment.
(1) By heating the
(2) When using the heat exchangers 1a and 1b as a floor cooling and heating device, after laying the heat exchangers 1a and 1b, the
(実施の形態3)
図8は本発明の実施の形態3における熱交換器の斜視図である。
図中、30は実施の形態3における熱交換器、31は銅,アルミニウム製等の金属製等で横断面の外形が略矩形状に形成されたヘッダ部、32はヘッダ部31の所定面の長手方向に亘って凹状に形成され図示しない熱源部が保持される熱源部保持部、33は熱源部保持部32の上端に突設され図示しない熱源部を係止して熱源部が熱源部保持部から外れるのを防止する爪部、34はヘッダ部31の両側面に対称状に配設された横断面が略矩形状に形成されたヒートパイプ部である。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a perspective view of a heat exchanger according to
In the figure, 30 is a heat exchanger according to the third embodiment, 31 is a header portion made of a metal such as copper or aluminum, and has a substantially rectangular outer cross section, and 32 is a predetermined surface of the
以上のように構成された実施の形態3における熱交換器は、熱源部が保持される熱源部保持部がヘッダ部31に形成されているので、ヘッダ部31、ヒートパイプ部34が傾かないように平坦に設置することで、熱交換器30がバーンアウトして作動しなくなるのを防止でき、実施の形態1で説明したのと同様の作用が得られる。
In the heat exchanger according to the third embodiment configured as described above, the heat source part holding part for holding the heat source part is formed in the
(実施の形態4)
図9(a)は本発明の実施の形態4における熱交換器の要部斜視図であり、図9(b)は実施の形態4における熱交換器の変形例の要部斜視図である。なお、実施の形態1で説明したのと同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
図9(a)において、40はヘッダ部2とヒートパイプ部5に作動液が封入された実施の形態4における熱交換器、41は図示しない熱源部が保持される熱源部保持部材、42は熱源部が嵌着されて保持される熱源部保持部材41の略U字状に形成された嵌着部、43は嵌着部42の先端に突設され保持した熱源部を係止する爪部、44はヘッダ部2の後述する保持部材配設部46が内嵌され固着される熱源部保持部材41の固着部、45は固着部44の先端に突設され内嵌したヘッダ部2を係止する爪部、46は熱源部保持部材41の固着部44に外嵌され熱源部保持部材41が配設されるヘッダ部2の外表面に形成された保持部材配設部、47は保持部材配設部46を避けてヘッダ部2の外表面及びヒートパイプ部5の外表面に形成された遠赤外線放射層である。なお、爪部45は熱源部保持部材41が金属製の場合は形成しなくてもよい。固着部44を保持部材配設部46に嵌着固定できるからである。
熱交換器40は、保持部材配設部46がヘッダ部2の外表面に形成されているので、熱源部保持部材41に熱源部を保持させるとともに保持部材配設部46に熱源部保持部材41を配設することにより、熱源部の熱を熱源部保持部材41を介してヘッダ部2に伝達することができる。
(Embodiment 4)
FIG. 9 (a) is a perspective view of relevant parts of a heat exchanger according to
9A,
In the
図9(b)において、40aはヘッダ部2とヒートパイプ部5に作動液が封入された実施の形態4の変形例の熱交換器、41aは熱源部8が保持される熱源部保持部材、42は熱源部8が上側から嵌着されて保持される熱源部保持部材41aの嵌着部、43aは嵌着部42aの先端に突設され保持した熱源部8を係止する爪部、44aはヘッダ部2の後述する保持部材配設部46aが上側から内嵌され固着される熱源部保持部材41aの固着部、45aは固着部44aの先端に突設され内嵌したヘッダ部2を係止する爪部、46aは熱源部保持部材41aの固着部44aに外嵌され熱源部保持部材41aが配設されるヘッダ部2の外表面に形成された保持部材配設部である。
熱交換器40aは、熱源部8が保持される熱源部保持部材41aが配設される保持部材配設部46aがヘッダ部2の外表面に形成されているので、熱源部保持部材41aに熱源部8を保持させるとともに保持部材配設部46aに熱源部保持部材41aを配設することにより、ヘッダ部2の側面に熱源部8を密着させて、熱源部8の熱をヘッダ部2に直接伝達することができる。
なお、爪部45aは熱源部保持部材41aが金属製の場合は形成しなくてもよい。固着部44aを保持部材配設部46aに嵌着固定できるからである。また、図9(a)及び(b)においては、熱源部材配設部46,46aは一箇所しか図示していないが、ヘッダ部2の長手方向の複数個所に形成される。
In FIG. 9 (b), 40a is a heat exchanger of a modification of the
In the heat exchanger 40a, since the holding member disposing portion 46a in which the heat source
The
実施の形態4における熱交換器は以上のように構成されているので、実施の形態1に記載した作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)熱交換器40のヘッダ部2の外表面に保持部材配設部46が形成されているので、熱源部8を保持した熱源部保持部材41を保持部材配設部46に配設することで、熱源部8の外表面と着接した熱源部保持部材41の嵌着部42から保持部材配設部46に伝熱され、熱源部8の熱がヘッダ部2に伝達される。これにより、封入された作動液をヘッダ部2から蒸発させ、ヒートパイプ部5に移動させて放熱させることができる。このため、ヘッダ部2と熱源部8とを一体化する必要がなく、熱交換器40の製造の際はヘッダ部2とヒートパイプ部5との封着だけを行えば良く、ヘッダ部2と熱源部8との封着作業を省くことができ生産性を高めることができる。
(2)保持部材配設部46を避けて遠赤外線放射層47が形成されているので、熱源部保持部材41に保持された熱源部の熱をヘッダ部2に高効率で伝達できるとともに、遠赤外線を放射させることができ、塗装乾燥、食品加工、暖房等に有効である。
(3)熱交換器40aのヘッダ部2の外表面に保持部材配設部46aが形成されているので、熱源部8を保持した熱源部保持部材41aを保持部材配設部46aに配設することで、熱源部8の外表面と着接したヘッダ部2に伝達される。これにより、封入された作動液をヘッダ部2から蒸発させ、ヒートパイプ部5に移動させて放熱させることができる。このため、ヘッダ部2と熱源部8とを一体化する必要がなく、熱交換器40の製造の際はヘッダ部2とヒートパイプ部5との封着だけを行えば良く、ヘッダ部2と熱源部8との封着作業を省くことができ生産性を高めることができる。
Since the heat exchanger in the fourth embodiment is configured as described above, in addition to the operation described in the first embodiment, the following operation can be obtained.
(1) Since the holding
(2) Since the far-
(3) Since the holding member arrangement part 46a is formed on the outer surface of the
ここで、本実施の形態においては熱源部保持部材41が略U字状の嵌着部42を備えている場合について説明したが、熱源部を挟持するクリップ等のような挟持部を備えた熱源部保持部材を用いる場合もある。また、ヘッダ部2を内嵌する固着部44を備えた場合について説明したが、同様にヘッダ部2の熱源部材配設部46を挟持するクリップ等のような挟持部を備えた熱源部保持部材を用いる場合もある。この場合も、同様の作用が得られる。
Here, in the present embodiment, the case where the heat
本発明は、ヒートパイプを用いて熱を伝達する熱交換器及びそれを用いた床冷暖房装置に関し、ヘッダ部に熱源部を貫通させる等のようにヘッダ部と熱源部とを一体化させておく必要がなく、ヘッダ部と熱源部との封着作業を省くことができ生産性に優れ、長尺の連続した温水管等を熱源部として用いることができるので、溶接や継手等で熱源部をいちいち接続する必要がなく施工性に優れるとともに、継ぎ目が少ないため配管を流れる流体の抵抗が少なく圧力損失を小さくでき、温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくでき、またヘッダ部と熱源部とが一体化されていないので、経年変化や故障等によって熱源部が錆びたり詰まったりした場合や断線した場合は、熱交換器を交換することなく熱源部だけを交換することができ、交換に係る工数を著しく少なくできメンテナンス性に優れる熱交換器を提供することができ、また熱交換器を床に敷き詰めた後、溶接や継手等でいちいち熱源部を接続する必要がなく施工性に優れるとともに、継ぎ目が少ないため配管を流れる流体の抵抗が少なく圧力損失を小さくできるので温水循環装置等の流体の循環装置の負荷を少なくでき、また熱源部に異常があった場合は、熱交換器を交換することなく熱源部だけを交換することができ、交換に係る工数を著しく少なくできメンテナンス性に優れる床冷暖房装置を提供することができる。 The present invention relates to a heat exchanger that transmits heat using a heat pipe and a floor cooling / heating device using the heat exchanger, and the header part and the heat source part are integrated so that the heat source part penetrates the header part. This eliminates the need for the sealing work between the header and the heat source, so that the productivity is excellent and a long continuous hot water pipe or the like can be used as the heat source. There is no need to connect one by one and the workability is excellent, and since there are few joints, the resistance of the fluid flowing through the piping is low, the pressure loss can be reduced, the load of the fluid circulation device such as the hot water circulation device can be reduced, and the header and heat source If the heat source part is rusted or clogged due to secular change or failure, or is disconnected, the heat source part can be replaced without replacing the heat exchanger. It is possible to provide a heat exchanger with significantly reduced man-hours and excellent maintainability. Also, after the heat exchanger is laid on the floor, it is not necessary to connect the heat source part by welding or joints. At the same time, since there are few seams, the resistance of the fluid flowing through the piping is low and the pressure loss can be reduced, so the load on the fluid circulation device such as the hot water circulation device can be reduced. It is possible to provide a floor cooling / heating device that can replace only the heat source part without replacement, can significantly reduce the number of man-hours for replacement, and is excellent in maintainability.
1,1a,1b 熱交換器
2 ヘッダ部
3 壁部
4 対向壁
5 ヒートパイプ部
6,6a,6b 熱源部保持部
7,7a,7b 爪部
8 熱源部
10 壁部
11 挿通孔
12 延設部
13 対向壁当接部
20 床冷暖房装置
21 大引
22 根太
23 板状体
24 遮熱材
25 スペーサ
26 床材
30 熱交換器
31 ヘッダ部
32 熱源部保持部
33 爪部
34 ヒートパイプ部
40,40a 熱交換器
41,41a 熱源部保持部材
42,42a 嵌着部
43,43a 爪部
44,44a 固着部
45,45a 爪部
46,46a 保持部材配設部
1, 1a,
Claims (8)
前記ヘッダ部の側面に熱源部が保持される熱源部保持部が配設又は形成されていることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger comprising a header portion and a heat pipe portion communicating with the header portion at an end portion,
A heat exchanger characterized in that a heat source part holding part for holding a heat source part is disposed or formed on a side surface of the header part.
熱源部が保持される熱源部保持部材が配設される保持部材配設部が、前記ヘッダ部の側面に形成されていることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger comprising a header portion and a heat pipe portion communicating with the header portion at an end portion,
A heat exchanger characterized in that a holding member disposition portion where a heat source portion retaining member for retaining a heat source portion is disposed is formed on a side surface of the header portion.
前記他のヘッダ部の側面に配設された熱源部保持部、又は、前記他のヘッダ部の側面に形成された保持部材配設部と、
を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換器。 Other header portions that communicate with the other end of the heat pipe portion,
A heat source holding part disposed on a side surface of the other header part, or a holding member arranging part formed on a side surface of the other header part;
The heat exchanger according to claim 1 or 2, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR100860238B1 (en) | 2007-05-10 | 2008-09-25 | 주식회사 네콘 | Heating pipe line provided with a heat pipe easy to horizontal circulation |
JP2012220108A (en) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Kiko Kagi Kofun Yugenkoshi | Heat dissipation device and method of manufacturing the same |
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-
2005
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