JP2010526982A - 蒸気圧縮熱搬送システム中の熱交換方法、ならびに二列蒸発器または二列凝縮器を使用した中間熱交換器を含む蒸気圧縮熱交換システム - Google Patents
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Abstract
Description
(a)フルオロオレフィンを含む作動流体を、内部熱交換器の第1の管の入口から、内部熱交換器に通し、その出口まで循環させるステップと、
(b)作動流体を、内部熱交換器の第1の管の出口から蒸発器の入口まで送り、蒸発器に通して作動流体を蒸発させることで作動流体を気体作動流体に変化させ、蒸発器の出口に通すことで循環させるステップと、
(c)作動流体を、蒸発器の出口から内部熱交換器の第2の管の入口まで送って、凝縮器を出た液体作動流体から蒸発器を出た気体作動流体に熱を搬送し、内部熱交換器に通し、第2の管の出口まで送ることで循環させるステップと、
(d)作動流体を、内部熱交換器の第2の管の出口から圧縮機の入口まで送り、圧縮機に通して気体作動流体を圧縮し、圧縮機の出口まで送ることで循環させるステップと、
(e)作動流体を、圧縮機の出口から凝縮器の入口に送り、凝縮器に通して圧縮された気体作動流体を液体に凝縮させ、凝縮器の出口まで送ることで循環させるステップと、
(f)作動流体を、凝縮器の出口から中間熱交換器の第1の管の入口に送って、凝縮器を出た前記液体から蒸発器を出た前気体まで熱搬送し、第2の管の出口まで送ることで循環させるステップと、
(g)作動流体を、内部熱交換器の第2の管の出口から蒸発器に戻すことで循環させるステップと
を含む方法を提供する。
(i)二列凝縮器の後列に作動流体を循環させるステップであって、後列が第1の温度において作動流体を受け取るステップと、
(ii)二列凝縮器の前列に作動流体を循環させるステップであって、前列が第2の温度において作動流体を受け取り、第2の温度は第1の温度より低く、そのため前列および後列を通過する空気は予熱され、それによって後列に到達するときの空気の温度が、前列に到達するときよりも高くなるステップと
を含むことができることも規定される。
(i)第1列と第2列とを有する二列蒸発器の入口に作動流体を通すステップと、
(ii)蒸発器の入口を通過する流体の流れに対して垂直方向で、第1列中に作動流体を循環させるステップと、
(iii)入口を通過する作動流体の流れの方向とほぼ逆の方向で、第2列中に作動流体を循環させるステップと
を含むことができることも規定される。
Chemistry,Vol.4,pages 261−270(1974)において報告されるような多量の2:1付加体が生じやすくなる。
HFC−32およびHFC−1225ye、
HFC−1234yfおよびCF3I、
HFC−32、HFC−134a、およびHFC−1225ye、
HFC−32、HFC−125、およびHFC−1225ye、
HFC−32、HFC−1225ye、およびHFC−1234yf、
HFC−125、HFC−1225ye、およびHFC−1234yf、
HFC−32、HFC−1225ye、HFC−1234yf、およびCF3I、
HFC−134a、HFC−1225ye、およびHFC−1234yf、
HFC−134aおよびHFC−1234yf、
HFC−32およびHFC−1234yf、
HFC−125およびHFC−1234yf、
HFC−32、HFC−125、およびHFC−1234yf、
HFC−32、HFC−134a、およびHFC−1234yf、
DMEおよびHFC−1234yf、
HFC−152aおよびHFC−1234yf、
HFC−152a、HFC−134a、およびHFC−1234yf、
HFC−152a、n−ブタン、およびHFC−1234yf、
HFC−134a、プロパン、およびHFC−1234yf、
HFC−125、HFC−152a、およびHFC−1234yf、
HFC−125、HFC−134a、およびHFC−1234yf、
HFC−32、HFC−1234ze、およびHFC−1234yf、
HFC−125、HFC−1234ze、およびHFC−1234yf、
HFC−32、HFC−1234ze、HFC−1234yf、およびCF3I、
HFC−134a、HFC−1234ze、およびHFC−1234yf、
HFC−134aおよびHFC−1234ze、
HFC−32およびHFC−1234ze、
HFC−125およびHFC−1234ze、
HFC−32、HFC−125、およびHFC−1234ze、
HFC−32、HFC−134a、およびHFC−1234ze、
DMEおよびHFC−1234ze、
HFC−152aおよびHFC−1234ze、
HFC−152a、HFC−134a、およびHFC−1234ze、
HFC−152a、n−ブタン、およびHFC−1234ze、
HFC−134a、プロパン、およびHFC−1234ze、
HFC−125、HFC−152a、およびHFC−1234ze、あるいは
HFC−125、HFC−134a、およびHFC−1234ze
からなる群より選択される組成物を含むことができる。
性能の比較
IHXを使用して改善が見られるかどうかを調べるために、中間熱交換器を有する自動車空調システムおよび中間熱交換器を有さない自動車空調システムの試験を行った。作動流体は、95重量%のHFC−1225yeと5重量%のHFC−32との混合物であった。各システムは、凝縮器、蒸発器、圧縮機、および熱膨張装置を有した。周囲空気温度は蒸発器および凝縮器入口において30℃であった。試験は、1000および2000rpmの2つの圧縮機速度、ならびに25、30、および36km/hの3つの車速で行った。蒸発器上の空気の体積流量は380m3/hであった。
内部熱交換器による性能の改善
IHXを有する場合および有さない場合の両方でHFC−134aおよびHFC−1234yfの冷却性能を計算する。使用した条件は以下の通りである。
凝縮器温度 55℃
蒸発器温度 5℃
過熱(絶対) 15℃
Claims (10)
- 内部を循環する作動流体を有する蒸気圧縮熱搬送システムにおける熱交換方法であって、
(a)フルオロオレフィンを含む作動流体を、内部熱交換器の第1の管の入口に、内部熱交換器を通し、そしてその出口に循環させるステップと、
(b)作動流体を、内部熱交換器の第1の管の出口から、蒸発器の入口に、作動流体を蒸発させそれにより作動流体を気体作動流体に変換するための蒸発器を通し、そして蒸発器の出口を通して、循環させるステップと、
(c)作動流体を、蒸発器の出口から、内部熱交換器の第2の管の入口に、凝縮器から出た液体作動流体から蒸発器から出た気体作動流体に熱を伝達するための内部熱交換器を通し、そして第2の管の出口に循環させるステップと、
(d)作動流体を、内部熱交換器の第2の管の出口から、圧縮機の入口に、気体作動流体を圧縮するための圧縮機を通し、そして圧縮機の出口に、循環させるステップと、
(e)作動流体を、圧縮機の出口から、凝縮器の入口に、そして圧縮された気体作動流体を液体に凝縮させるための凝縮器に通し、そして凝縮器の出口に、循環させるステップと、
(f)作動流体を、凝縮器の出口から、凝縮器から出た液体の熱を蒸発器から出た気体に熱搬送するための、中間熱交換器の第1の管の入口に、そして第2の管の出口に、循環させるステップと、
(g)作動流体を、内部熱交換器の第2の管の出口から、蒸発器に戻して、循環させるステップと
を含む、方法。 - 第2の管の中の作動流体が、第1の管の中の作動流体の流れの方向に対して向流方向に流れ、それによって第1の管の中の作動流体を冷却し、第2の管の中の作動流体を加熱する、請求項1に記載の方法。
- 第1の管が第2の管より大きい直径を有し、そして第2の管が第1の管の中に同心的に配置され、そして第1の管の中の熱液体が、第2の管の中の冷気体を取り囲む、請求項1に記載の方法。
- 凝縮ステップが、
(i)二列凝縮器の後列に作動流体を循環させるステップであって、ここで後列が第1の温度で作動流体を受け取るステップと、
(ii)二列凝縮器の前列に作動流体を循環させるステップであって、ここで前列が第2の温度で作動流体を受け取り、ここで第2の温度は第1の温度より低く、その結果前列および後列を交差して伝わる空気は予熱され、それによって後列に到達するときの空気の温度が、前列に到達するときよりも高くなるステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 蒸発ステップが、
(i)作動流体を、第1列と第2列とを有する二列蒸発器の入口を通過させるステップと、
(ii)第1列中の作動流体を、蒸発器の入口を通しての流体の流れに対して垂直方向に、循環させるステップと、
(iii)第2列中の作動流体を、入口を通しての作動流体の流れの方向とほぼ逆の方向で、循環させるステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 作動流体が、ハイドロフルオロカーボン、フルオロエーテル、炭化水素、ジメチルエーテル(DME)、二酸化炭素(CO2)、アンモニア(NH3)、およびヨードトリフルオロメタン(CF3I)から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含む、請求項1、4、または5のいずれか一項に記載の方法。
- フルオロオレフィンがHFC−1234yfを含む、請求項1、4、または5のいずれか一項に記載の方法。
- 作動流体としてHFC−134aを使用するシステムと比較して、システムの成績係数および冷却能力が少なくとも7.5%増加する、請求項7に記載の方法。
- 熱交換のための蒸気圧縮熱搬送システムであって、
(a)入口と出口とを有する蒸発器と、
(b)入口と出口とを有し、ここに入口が蒸発器の出口に接続された圧縮機と、
(c)圧縮機の出口に接続された二列凝縮器であって、
(i)入口と、
(ii)入口に接続された第1列であって、作動流体を第1の温度でマニホールドの中に流し、次にチャネル内を少なくとも1つの方向で通し、第2の出口マニホールド中に集めることを可能にするための、第1の入口マニホールドと複数のチャネルとを含む第1列と、
(iii)第1列に接続された第2列であって、第1列中の作動流体より低い第2の温度で作動流体を誘導するための複数のチャネルを含む第2列と、
(iv)第1列を第2列に接続する導管と
を有する、二列凝縮器と、
(d)中間熱交換器であって、
(i)凝縮器の出口に接続された入口と出口とを有する第1の管と、
(ii)出口に接続された入口と、二列凝縮器の入口に接続された出口とを有する第2の管と
を有する、中間凝縮器と
を含み、
ここに蒸発器の入口が、中間熱交換器の第1の管の出口に接続される、蒸気圧縮熱搬送システム。 - 熱交換のための蒸気圧縮熱搬送システムであって、
(a)作動流体を蒸発させるための二列蒸発器であって、
(i)入口と、
(ii)入口に接続された前列と、
(iii)前列に接続された後列と、
(iv)後列に接続された出口と
を有する二列蒸発器と、
(b)入口と出口とを有し、ここに入口が蒸発器の出口に接続された圧縮機と、
(c)入口と出口とを有し、ここに入口が圧縮機の出口に接続された凝縮器と、
(d)中間熱交換器であって、
(i)凝縮器の出口ラインに接続された入口と、蒸発器の入口に接続された出口とを有する第1の管と、
(ii)蒸発器の出口に接続された入口を有する第2の管と
を有する中間熱交換器と
を含む、蒸気圧縮熱搬送システム。
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