JP2008170029A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、間隔を存して設けられた複数枚の熱交換フィンと、この熱交換フィンを貫通して水平方向に延びて配設されると共に該熱交換フィンを貫通した外側にU字状の折曲部を有して蛇行するように複数段配設された冷媒配管とを備えた熱交換器に関する。 The present invention includes a plurality of heat exchange fins provided at intervals, and a horizontal U-shape that extends through the heat exchange fins and has a U-shape outside the heat exchange fins. It is related with the heat exchanger provided with the refrigerant | coolant piping arrange | positioned in multiple stages so that it may meander with the bent part.
この種の熱交換器は、特許文献1などに開示された大気側熱交換器(室外側熱交換器)に使用される。そして、この大気側熱交換器によれば、外気の温度が低いため大気側熱交換器に着霜したときには、除霜モードに切り換わる。この除霜モードでは、冷媒が適当に減圧されて大気側熱交換器に供給され、霜は冷媒配管を介して加熱され次第に融ける。
そして、熱交換器の冷媒配管の冷媒入口が上部に位置していた場合、前述した除霜モードにおいて、冷媒入口から熱交換器に流入した冷媒が霜と熱交換し、霜が次第に融ける。しかし、熱交換器の上部の霜から次第に早く融け、下部では融けるのが遅れ、霜が形成されている所で霜は融けきらず、熱交換器の熱交換フィン及び冷媒配管の表面を滑り落ち始め、熱交換器の下部に溜まる場合がある。このため、溜まった霜が融けきる、或いは、霜が下方に落下して熱交換器から霜が除去されるまでの時間、即ち除霜時間が長くなったり、除霜時に消費するエネルギーが増加するという問題が発生する。 And when the refrigerant inlet of the refrigerant | coolant piping of a heat exchanger is located in the upper part, in the defrost mode mentioned above, the refrigerant | coolant which flowed into the heat exchanger from the refrigerant inlet heat-exchanges with frost, and frost melts | dissolves gradually. However, it gradually melts faster from the frost on the upper part of the heat exchanger, delays in melting at the lower part, does not melt at the place where frost is formed, and begins to slide down the heat exchange fins and the refrigerant piping surface of the heat exchanger. , May accumulate in the lower part of the heat exchanger. For this reason, the accumulated frost melts, or the time until the frost falls downward and the frost is removed from the heat exchanger, that is, the defrost time becomes longer, or the energy consumed at the time of defrosting increases. The problem occurs.
そこで本発明は、除霜時間を極力短縮でき、また除霜時に使用されるエネルギーを極力少なくすることができる熱交換器を提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the heat exchanger which can shorten defrost time as much as possible and can reduce the energy used at the time of defrost as much as possible.
このため第1の発明は、間隔を存して設けられた複数枚の熱交換フィンと、この熱交換フィンを貫通して水平方向に延びて配設されると共に該熱交換フィンを貫通した外側にU字状の折曲部を有して蛇行するように複数段配設された冷媒配管とを備えた熱交換器において、前記冷媒配管が下部の下段部とこの下段部の上方に配設された上段部とに分けて配設され、前記下段部の2つの冷媒入口を介して該下段部の冷媒配管に冷媒を導入した後、該下段部の冷媒出口から前記上部の冷媒入口を介して該上段部の冷媒配管に分けて導入するようにしたことを特徴とする。 For this reason, the first invention provides a plurality of heat exchange fins provided at intervals, and an outer side extending through the heat exchange fins and extending in the horizontal direction and penetrating the heat exchange fins. And a refrigerant pipe arranged in a plurality of stages so as to meander with a U-shaped bent part, wherein the refrigerant pipe is arranged above the lower part of the lower part and above the lower part. The refrigerant is introduced into the refrigerant pipe of the lower stage through the two refrigerant inlets of the lower stage, and then introduced from the refrigerant outlet of the lower stage to the refrigerant inlet of the upper stage. Thus, the refrigerant pipe is introduced separately into the upper-stage refrigerant pipe.
第2の発明は、間隔を存して設けられた複数枚の熱交換フィンと、この熱交換フィンを貫通して水平方向に延びて配設されると共に該熱交換フィンを貫通した外側にU字状の折曲部を有して蛇行するように複数段配設された冷媒配管とを備えた熱交換器において、前記冷媒配管が下部の下段部とこの下段部の上方に上下に配設された複数の段部とに分けて配設され、前記下段部の2つの冷媒入口を介して該下段部の冷媒配管に冷媒を導入した後、該下段部の各冷媒出口から前記複数の段部の各冷媒入口を介して該複数の段部の冷媒配管に分けて導入するようにしたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there are provided a plurality of heat exchange fins provided at intervals, a horizontal extension extending through the heat exchange fins, and an outside U extending through the heat exchange fins. In a heat exchanger having a refrigerant pipe arranged in a plurality of stages so as to meander with a letter-shaped bent part, the refrigerant pipe is arranged above and below the lower part of the lower part and above the lower part. The plurality of steps are arranged separately from each other, and after the refrigerant is introduced into the refrigerant pipe of the lower stage through the two refrigerant inlets of the lower stage, the plurality of stages are introduced from the respective refrigerant outlets of the lower stage. The refrigerant pipes of the plurality of steps are introduced separately through the refrigerant inlets of the parts.
第3の発明は、間隔を存して設けられた複数枚の熱交換フィンと、この熱交換フィンを貫通して水平方向に延びて配設されると共に該熱交換フィンを貫通した外側にU字状の折曲部を有して蛇行するように複数段配設された冷媒配管とを備えた熱交換器において、前記冷媒配管が下部の下段部とこの下段部の上方に配設された上段部とに分けて配設され、前記下段部は下部に冷媒入口が設けられて上部に冷媒出口が設けられた風上側の配管列と風下側の配管列とを有し、この下段部の風上側の配管列と風下側の配管列の冷媒出口が前記上段部に配管接続されたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there are provided a plurality of heat exchange fins provided at intervals, and a horizontal extension extending through the heat exchange fins and U outside the heat exchange fins. In a heat exchanger comprising a refrigerant pipe arranged in a plurality of stages so as to meander with a letter-shaped bent part, the refrigerant pipe is arranged in a lower lower part and above the lower part The lower stage part has an upwind pipe line and a downwind side pipe line that are provided with a refrigerant inlet at the lower part and a refrigerant outlet at the upper part. The refrigerant outlets of the windward side pipe line and the leeward side pipe line are connected to the upper stage by piping.
第4の発明は、間隔を存して設けられた複数枚の熱交換フィンと、この熱交換フィンを貫通して水平方向に延びて配設されると共に該熱交換フィンを貫通した外側にU字状の折曲部を有して蛇行するように複数段配設された冷媒配管とを備えた熱交換器において、前記冷媒配管が下部の下段部とこの下段部の上方に上下に配設された複数の段部とに分けて配設され、前記下段部は下部に冷媒入口が設けられて上部に冷媒出口が設けられた風上側の配管列と風下側の配管列とを有し、この下段部の風上側の配管列と風下側の配管列の冷媒出口が前記複数の段部に配管接続されたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there are provided a plurality of heat exchange fins provided at intervals, and arranged in a horizontal direction through the heat exchange fins, and at the outer side penetrating the heat exchange fins. In a heat exchanger having a refrigerant pipe arranged in a plurality of stages so as to meander with a letter-shaped bent part, the refrigerant pipe is arranged above and below the lower part of the lower part and above the lower part. Arranged in a plurality of stepped portions, the lower step portion has a leeward side piping row and a leeward side piping row in which a refrigerant inlet is provided in the lower part and a refrigerant outlet is provided in the upper part, The refrigerant outlet of the leeward side pipe line and the leeward side pipe line of the lower step part is connected to the plurality of step parts by piping.
第5の発明は、第3又は第4の発明において、前記上段部又は複数の段部は、風上側の配管列と風下側の配管列とを有し、風上側の配管列の上部に冷媒入口が設けられ、風下側の配管列の上部に冷媒出口が設けられたことを特徴とする。 In a fifth aspect based on the third or fourth aspect, the upper step portion or the plurality of step portions have a windward side pipe row and a leeward side pipe row, and a refrigerant is provided above the windward side pipe row. An inlet is provided, and a refrigerant outlet is provided in the upper part of the pipe line on the leeward side.
本発明は、除霜時間を極力短縮でき、また、除霜時に使用されるエネルギーを極力少なくすることができる熱交換器を提供することができる。 The present invention can provide a heat exchanger that can shorten the defrosting time as much as possible and can reduce the energy used during the defrosting as much as possible.
本発明の実施の形態を図面を参照して、以下説明する。図1は本発明に係る熱交換器を配管接続したヒートポンプ給湯機の回路図であり、以下説明する。先ず、ヒートポンプ回路10、給湯回路20を主要構成としている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a heat pump water heater connected by piping to a heat exchanger according to the present invention, which will be described below. First, the
前記ヒートポンプ回路10は、二酸化炭素等の冷媒を圧縮する圧縮機11、該圧縮機11により圧縮されてホットガスとなった冷媒と給湯水とを熱交換させて当該給湯水を加熱する給湯側熱交換器12、冷媒を減圧する電動膨張弁等からなる減圧器13、冷媒と大気とを熱交換させる室外側の熱交換器(以下、「大気側熱交換器」という。)15を有している。なお、15aは大気を大気側熱交換器15に送風するファンである。
The
前記給湯回路20は、湯を貯留する給湯タンク21、該給湯タンク21の給湯水を給湯側熱交換器12を介して循環させる給湯側ポンプ22、給湯タンク21に循環する水の量を調整する流量調整器23等を有している。
The hot water supply circuit 20 adjusts the amount of water circulating in the hot
以下、大気側熱交換器15について、図2の風下側から見た概略正面図及び図3の側面図に基づき詳細に説明する。
Hereinafter, the atmosphere
大気側熱交換器15は、対向して設けられた左右の側板33、34と、左右の側板3、34の間に間隔を存して設けられた複数枚の熱交換フィン35・・・と、左右の側板33、34の間に熱交換フィン35・・・を貫通して左右方向に水平に延びて配設され、且つ各側板33、34の外側にU字状の折曲部36を有して蛇行するように複数段配設された冷媒配管37とを備えている。なお、本実施形態では、左右の側板33、34を設けるが、必ずしも設ける必要がなく、熱交換フィンでも代用できる。
The atmosphere-
前記冷媒配管37は、下部に配設された下段部(下部ブロック)41と、この下段部41の上方に上下に配設された上段部(上部ブロック)42と中間段部(中間部ロック)43とに分けて配設されている。なお、本実施形態では、前記冷媒配管37を下段部41、上段部42及び中間段部43の3つの段部に分けて配設したが、これに限らず、4つ以上の段部や、下段部41と上段部の2つの段部としてもよいが、この場合、必要な合流器や分流器を設けることにより対処できる。
The
該下段部41は、上下方向に複数段の(実施形態では上下方向に4段)の風上側列44と風下側列45と、風上側列44及び風下側列45において上下の段の配管を接続するU字状の折曲部46、47とから構成され、風上側列44の冷媒入口48及び風下側列45の冷媒入口49が最下段に形成され、風上側列44の冷媒出口50及び風下側列45の冷媒出口51が最上段に形成されている。そして、前記冷媒入口48、49が図3に矢印にて示したように、分流器52を介して冷媒配管53に接続されている。
The
また、前記上段部42は、複数段(実施形態では6段)の風上側列60と、複数段(同じく6段)の風下側列61と、風上側列60及び風下側列61の最下段の冷媒配管を接続するU字状の折曲部62とから構成されている。そして、冷媒入口63が風上側列60の最上段に形成され、冷媒出口64が風下側列61の最上段に形成されている。
The
また、前記中間段部43は、上段部42の下方に配設され、複数段(実施形態では上下方向に6段)の風上側列65と、複数段(同じく上下方向に6段)の風下側列66と、風上側列65及び風下側列66の最下段の冷媒配管を接続する折曲部67とから構成されている。そして、冷媒入口68が風上側列65の最上段に形成され、冷媒出口69が風下側列66の最上段に形成されている。
The
そして、下段部41の冷媒出口50及び51がそれぞれ中間段部43の冷媒入口68及び上段部42の冷媒入口63に配管接続されている。また、上段部42の冷媒出口64及び中間段部43の冷媒出口69は図示しない合流器を介して図1に示した冷媒配管70に接続されている。
The
また、大気側熱交換器15の下方には、大気側熱交換器15から滴下した除霜水或いは霜を受けるドレンパン71が設けられている。
A
次に、上記構成のヒートポンプ給湯機の動作について説明する。初めに、運転モードとして、給湯水の加熱を行うモード(以下、「給湯水加熱モード」という。)及び給湯水の加熱を行いながら除霜するモード(以下、「除霜モード」という。)に分けて説明する。 Next, the operation of the heat pump water heater configured as described above will be described. First, as an operation mode, a mode for heating hot water (hereinafter referred to as “hot water heating mode”) and a mode for performing defrosting while heating hot water (hereinafter referred to as “defrost mode”) are described. Separately described.
先ず、給湯水加熱モードでは、給湯側ポンプ22、圧縮機11及びファン15aを動作状態にし、減圧器13は弁開度制御状態とし、冷媒が図1の実線矢印方向に流動する。
First, in the hot water supply heating mode, the hot water
即ち、この給湯水加熱モードでは、ヒートポンプ回路10において、冷媒が圧縮機11→給湯側熱交換器12→減圧器13→大気側熱交換器15→圧縮機11と、順次循環するようになる。
That is, in this hot water supply heating mode, in the
一方、給湯回路20では、給湯側ポンプ22により給湯水が圧送されて循環する。そして、圧縮機11で圧縮されて高温高圧のホットガスとなった冷媒は、給湯側熱交換器12で給湯水を加熱して熱を失い高圧低温の冷媒となり、この冷媒は減圧器13により減圧されて大気側熱交換器15で蒸発し、圧縮機11に戻る。このとき、大気側熱交換器15が着霜する場合がある。このような場合は除霜モードが適宜運転される。
On the other hand, in the hot water supply circuit 20, hot water is pumped and circulated by the hot water
この除霜モードにおいては、給湯側熱交換器12からの冷媒が減圧器13で適当に減圧され、大気側熱交換器15に供給されるようにする。即ち、給湯水加熱モードに対して、ファン15aを停止し、減圧器13を制御状態とし、減圧器13を介する冷媒は大気側熱交換器15を介して循環する。
In this defrosting mode, the refrigerant from the hot water supply
そして、給湯側熱交換器12では冷媒は給湯停止のため熱交換せず、当該冷媒は高温高圧のまま減圧器13で減圧され、低圧中温ガス冷媒となり、その熱で大気側熱交換器15が暖められて除霜される。
Then, the hot water supply
このため、大気側熱交換器15の除霜を行うことが可能になり、除霜運転を行うことができるようになる。
For this reason, it becomes possible to perform defrosting of the atmosphere
以下、除霜モードでの大気側熱交換器15の除霜運転について、詳細に説明する。減圧器13にて適当に減圧された冷媒は、分流器52を介して最初に大気側熱交換器15の下段部41の冷媒入口48、49から流入し、風下側列45及び風上側列44を順に上方に流れ、このとき、冷媒は放熱して下段部41における下部の霜を融かす。このため、下部の霜が最初に融けて除霜水がドレンパン71に滴下すると共に、下段部41の冷媒配管36及びその周辺の熱交換フィン35・・・から剥離した霜は下方のドレンパン71に滑り落ちる。
Hereinafter, the defrosting operation of the atmosphere
また、下段部41から流出して上段部42及び中間段部43に流入する冷媒の温度は、下部の除霜が進むに従って上昇し、冷媒からの放熱により上段部42及び中間段部43の除霜が進む。このとき、上述したように、下段部41の霜は融けるか滑り落ちているため、大気側熱交換器15の中間段部43或いは上段部42から落下した霜が、下部に溜まることを極力回避することができる、すなわち、除霜が先に進んでいる下段部41に落下して来た霜を融かす、或いは下方のドレンパン71に滑り落とすことができ、この結果、大気側熱交換器15から霜が除去されるまでの時間、すなわち、除霜時間を極力短縮することができ、また、除霜時に圧縮機11に投入される動力、すなわち、除霜時に消費するエネルギーを極力少なくすることができる。
In addition, the temperature of the refrigerant that flows out from the
また、大気側熱交換器15にて、冷媒は下段部41から上段部42及び中間段部43の双方に流入するので、この大気側熱交換器15上部及び中間部をほぼ均一に除霜することができ、更に冷媒は上段部42及び中間段部43にて、風上側列60、65を上部から下部に流れ、折曲部62、67を通過し、風下側列61、66を下部から上部に流れるので、上部及び中間部において、風上側から除霜を進めることができ、除霜が進んだ風上側から風下側に、温度が上昇した空気が流れ、効率的に除霜することができ、この結果、一層除霜時間を短縮することが可能になる。
Further, in the atmosphere
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various alternatives, modifications, and variations can be made by those skilled in the art based on the above description, and the various alternatives and modifications described above without departing from the spirit of the present invention. Or a modification is included.
15 大気側熱交換器
35 熱交換フィン
36 折曲部
37 冷媒配管
41 下段部
42 上段部
43 中間段部
44 風上側列
45 風下側列
48、49 冷媒入口
50、51 冷媒出口
52 分流器
63、68 冷媒入口
15 Atmosphere
Claims (5)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007001694A JP2008170029A (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007001694A JP2008170029A (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Heat exchanger |
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JP2007001694A Pending JP2008170029A (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Heat exchanger |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011145011A (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Panasonic Corp | Air conditioning device |
CN104990311A (en) * | 2015-06-27 | 2015-10-21 | 姚旺东 | Multi-loop evaporator capable of achieving two-way air inflow |
-
2007
- 2007-01-09 JP JP2007001694A patent/JP2008170029A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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