JP2010014311A - Supercooler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は空気調和機に用いられる二重管式の過冷却器に関するものである。 The present invention relates to a double-tube supercooler used in an air conditioner.
空気調和機の冷媒回路としては、特許文献1記載のものが知られている。図3に示すように、この冷媒回路8は、圧縮機2からの冷媒を、凝縮器3、二重管式の過冷却器20、主膨張機構4、蒸発器5、四路切換弁6およびアキュムレータ7の順に流す主回路21と、凝縮器3と過冷却器20との間で主回路21から分岐し、バイパス膨張機構14と過冷却器20を経て四路切換弁6とアキュムレータ7との間の主回路21に合流するバイパス回路13とからなる。圧縮機2から吐出された冷媒は、例えば室外空気に放熱する凝縮器3によって凝縮された後、主回路21とバイパス回路13とに分岐される。バイパス回路13を流れるバイパス流冷媒は、バイパス膨張機構14にて減圧された後、過冷却器20に流れ、主回路21を流れる主流冷媒は、過冷却器20に流れると共に、バイパス流冷媒と熱交換されて過冷却される。
The thing of patent document 1 is known as a refrigerant circuit of an air conditioner. As shown in FIG. 3, the
過冷却器20は、伝熱管と、この伝熱管の外側に同心円状に設けられた外管とを有する二重管状に形成されており、外管と伝熱管の間に主流冷媒を流すと共に、伝熱管内にバイパス流冷媒を流すようになっている。また、過冷却器は、対向流型熱交換器からなり、主流冷媒とバイパス流冷媒を、伝熱性を持つ伝熱管の管壁を挟んで互いに反対方向に流がすように設定されている。また、伝熱管と外管は、平滑管となっている。
The
ところで、伝熱管の外面は平滑なので、主流冷媒に対する伝熱面積が小さく、熱伝達率も低い。そのため、所定の熱交換をするためには、過冷却器を大きくしなければならないという課題があった。 By the way, since the outer surface of the heat transfer tube is smooth, the heat transfer area for the mainstream refrigerant is small and the heat transfer coefficient is also low. Therefore, in order to perform predetermined heat exchange, the subject that the subcooler had to be enlarged occurred.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、コンパクトな過冷却器を提供することにある。 Then, the objective of this invention is solving the said subject and providing a compact supercooler.
上記課題を解決するために本発明は、圧縮機、凝縮器、主膨張機構、蒸発器を順次接続して冷媒回路を構成し、その凝縮器と主膨張機構間に二重管からなる過冷却器を接続し、その過冷却器の外管に凝縮器から主膨張機構に至る凝縮冷媒を流し、その過冷却器の内側の伝熱管に凝縮器からの凝縮冷媒を減圧して伝熱管に流すと共に上記圧縮機側に戻すバイパス回路を接続した空気調和機に用いられる上記過冷却器であって、上記伝熱管の外面に溝を設けたものである。 In order to solve the above problems, the present invention forms a refrigerant circuit by sequentially connecting a compressor, a condenser, a main expansion mechanism, and an evaporator, and a supercooling comprising a double pipe between the condenser and the main expansion mechanism. Connect the condenser, flow the condensed refrigerant from the condenser to the main expansion mechanism through the outer pipe of the supercooler, depressurize the condensed refrigerant from the condenser to the heat transfer pipe inside the supercooler, and flow it to the heat transfer pipe In addition, the subcooler is used in an air conditioner connected to a bypass circuit that returns to the compressor side, and a groove is provided on the outer surface of the heat transfer tube.
この溝によって主流冷媒に対する伝熱面積が大きくなる。この溝によって主流冷媒が攪拌され熱伝達率も高くなる。したがって、所定の熱交換をするための過冷却器を小さくできる。 This groove increases the heat transfer area for the mainstream refrigerant. This groove stirs the mainstream refrigerant and increases the heat transfer coefficient. Therefore, the supercooler for performing predetermined heat exchange can be made small.
上記溝は、螺旋状の溝であるとよい。 The groove may be a spiral groove.
また、上記伝熱管は銅からなるとよい。 The heat transfer tube may be made of copper.
本発明によれば、過冷却器をコンパクトにできる。 According to the present invention, the supercooler can be made compact.
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図3に示すように、空気調和機1は、圧縮機2、凝縮器3、主膨張機構4、蒸発器5、四路切換弁6、アキュムレータ7を順次接続する冷媒回路(主回路)8を備える。四路切替弁6は、圧縮機2の吐出側とアキュムレータ7の流入側との間に接続されており、切り替えることで圧縮機2から吐出される冷媒を凝縮器3又は蒸発器5のいずれか一方に流して他方から冷媒を流入させるように構成される。 As shown in FIG. 3, the air conditioner 1 includes a refrigerant circuit (main circuit) 8 that sequentially connects a compressor 2, a condenser 3, a main expansion mechanism 4, an evaporator 5, a four-way switching valve 6, and an accumulator 7. Prepare. The four-way switching valve 6 is connected between the discharge side of the compressor 2 and the inflow side of the accumulator 7, and the refrigerant discharged from the compressor 2 by switching is either the condenser 3 or the evaporator 5. It is configured to flow in one side and allow refrigerant to flow in from the other.
図2及び図3に示すように、凝縮器3と主膨張機構4との間には二重管からなる過冷却器9が接続され、その過冷却器9の外管12には、凝縮器3から主膨張機構4に至る凝縮冷媒(主流冷媒)11が流され、過冷却器9の内側の伝熱管10には、凝縮器3からの凝縮冷媒11を減圧して伝熱管10に流すと共に圧縮機2側に戻すバイパス回路13が接続される。バイパス回路13は、凝縮流体11の流れ方向が外管12内と伝熱管10内とで逆となるように伝熱管10に接続される。伝熱管10の上流側のバイパス回路13には、バイパス膨張機構14が接続される。過冷却器9は、バイパス流冷媒15の流路を形成する伝熱管10と、伝熱管10の外側に同心円状に設けられ伝熱管10との間に凝縮冷媒11の流路を形成する外管12とを備え、伝熱管10の管壁16を介してバイパス流冷媒15と凝縮冷媒11との熱交換がなされるように構成される。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
図1(a)、(b)に示すように、伝熱管10は、銅からなり、伝熱管10の外面には伝熱効率を高めるための螺旋状の溝17が設けられる。螺旋状の溝17は、伝熱管10外面の凝縮冷媒11との伝熱面積を増やす。また、凝縮冷媒11は螺旋状の溝17によって攪拌されるので、伝熱管10外面と凝縮冷媒11の熱伝達率が高くなる。このため、バイパス流冷媒15と凝縮冷媒11の熱交換の効率が高くなり、所定の熱交換をするための過冷却器9を小さくすることができる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
次に、上述の螺旋状の溝17を有する伝熱管10を用いることにより過冷却器9を小さくできる点について式を用いて説明する。
Next, the point which can make the
伝熱管の外面に螺旋状の溝17を設けた場合と、伝熱管の外面が従来技術のように平滑な場合との、過冷却器の長さの比は数式1で表される。
The ratio of the length of the supercooler between the case where the
ここで、dcは伝熱管の内径、dhは伝熱管の外径、αcは伝熱管の管内熱伝達率、αhは伝熱管の管外熱伝達率、1は過冷却器の長さであり、添え字1は平滑な伝熱管であることを表し、添え字2は螺旋状溝17を有する伝熱管であることを表す。
Where d c is the inner diameter of the heat transfer tube, d h is the outer diameter of the heat transfer tube, α c is the heat transfer coefficient in the tube of the heat transfer tube, α h is the heat transfer coefficient outside the tube of the heat transfer tube, and 1 is the length of the subcooler The subscript 1 represents a smooth heat transfer tube, and the subscript 2 represents a heat transfer tube having a
外面が平滑な伝熱管の管外熱伝達率は数式2で与えられる。 The external heat transfer coefficient of the heat transfer tube having a smooth outer surface is given by Equation 2.
ここで、Dは外管の内径、Deは伝熱管と外管との環状隙間の水力等価直径、fは管摩擦係数、Reはレイノルズ数、Prはプラントル数、vは流速、λは熱伝導率、νは動粘度である。 Here, D is the inner diameter of the outer tube, D e is hydraulic equivalent diameter of the annular gap between the heat transfer tube and the outer tube, f is the pipe friction factor, Re is Reynolds number, Pr is Prandtl number, v is the flow velocity, lambda is the thermal Conductivity, ν is kinematic viscosity.
外面に螺旋状の溝17がある伝熱管の管外熱伝達率は数式3で与えられると仮定する。
It is assumed that the heat transfer coefficient outside the tube having the
ここで、hは溝17の深さ、pは溝17の管軸方向ピッチ、βは溝17のねじれ角である。
Here, h is the depth of the
次に、具体的に表1に示す実際の条件で、伝熱管外面の螺旋状溝17の効果を計算する。
Next, the effect of the
この条件での計算で数式4の結果が得られた。 The result of Formula 4 was obtained by calculation under this condition.
つまり、伝熱管の外面に螺旋状の溝17を設けることで、過冷却器の長さを約44%短くできる。
That is, by providing the
また、上述の条件でh=0.2で計算すると、伝熱管の長さ比は、 In addition, when calculating with h = 0.2 under the above conditions, the length ratio of the heat transfer tubes is
であり、h=1.0で計算すると、伝熱管の長さ比は、 When calculating with h = 1.0, the length ratio of the heat transfer tubes is
である。 It is.
またさらに、β=40(p=1.81)で計算すると、伝熱管の長さ比は、 Furthermore, when calculating with β = 40 (p = 1.81), the length ratio of the heat transfer tubes is
であり、β=60(p=0.875)で計算すると、伝熱管の長さ比は、 When calculating with β = 60 (p = 0.875), the length ratio of the heat transfer tubes is
である。 It is.
このように、空気調和機1に用いられる過冷却器9の伝熱管10の外面に溝17を設けることにより、過冷却器9の長さを短くでき、過冷却器9をコンパクトにでき、空気調和機1をコンパクトにできる。
Thus, by providing the
溝17は、螺旋状であるため、凝縮冷媒11中に淀みを形成することなく良好に撹拌でき、加工も容易である。
Since the
伝熱管10は銅からなるものとしたため、冷媒11、15間の熱交換を効率よく行うことができる。
Since the
1 空気調和機
2 圧縮機
3 凝縮器
4 主膨張機構
5 蒸発器
8 冷媒回路
9 過冷却器
10 伝熱管
11 凝縮冷媒
12 外管
13 バイパス回路
17 溝
1 Air Conditioner 2 Compressor 3 Condenser 4 Main Expansion Mechanism 5
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008173555A JP2010014311A (en) | 2008-07-02 | 2008-07-02 | Supercooler |
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JP2008173555A Pending JP2010014311A (en) | 2008-07-02 | 2008-07-02 | Supercooler |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012026686A (en) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | Load-side device and refrigeration/cold-storage system |
US20150241099A1 (en) * | 2012-09-28 | 2015-08-27 | Electrolux Home Products Corporation N.V. | Refrigerator and method of controlling refrigerator |
JP2019163866A (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Refrigeration cycle device and hot water generating device including the same |
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2008
- 2008-07-02 JP JP2008173555A patent/JP2010014311A/en active Pending
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