JP2016133247A - Heat exchanger and refrigeration cycle device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器およびそれを用いた冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a heat exchanger and a refrigeration cycle apparatus using the heat exchanger.
冷凍サイクルを基本原理とするヒートポンプ式加熱装置または空気調和装置は、空気と熱交換することで冷媒を蒸発または凝縮させるフィンチューブ型の熱交換器を備えているものがあり、この伝熱部の一部をL字状に曲げることで伝熱面積を確保するという技術がある。しかし、このような構成の場合、熱交換器の曲り部の風速が直線部に比べて低くなり、風速分布が不均一化することで熱交換器全体の風量が低下するという課題があった。 Some heat pump type heating devices or air conditioners based on the refrigeration cycle have a fin tube type heat exchanger that evaporates or condenses the refrigerant by exchanging heat with air. There is a technique of securing a heat transfer area by bending a part into an L shape. However, in such a configuration, there has been a problem that the wind speed of the bent portion of the heat exchanger is lower than that of the straight portion, and the air volume of the entire heat exchanger is reduced due to non-uniform wind speed distribution.
これに対して、従来、熱交換器の曲り部のフィンピッチを直線部よりも広くすることによって風速分布の均一化を図ったものが提案されている。 On the other hand, the thing which aimed at equalization of wind speed distribution by making the fin pitch of the bent part of a heat exchanger wider than a straight part conventionally is proposed.
特許文献1には、略L字状に形成したフィンチュ−ブ型熱交換器の曲げ部のフィンピッチを他の部分のフィンピッチより大きくしたものが開示されている。 Patent Document 1 discloses a fin tube-type heat exchanger formed in a substantially L shape in which the fin pitch of the bent portion is larger than the fin pitch of other portions.
また、特許文献2には、熱交換器の曲げ部を構成するフィンの送風方向下流側端部が、熱交換器の直線部を構成するフィンの送風方向下流側端部よりも、送風方向上流側にへこませた凹部を有するものが開示されている。
Moreover, in
特許文献1に記載の技術の実現を考えた場合、フィンカラーの立ち上げ幅が複数種類になることから、フィンを製造するためのプレス型が複数必要になり、設備費用が高くなる。また、フィンを同一プレス機で製造する場合には、型の組み換えが必要になるため、製造効率が低下する。以上から、従来技術では風速分布の均一化を得るための製造コストが増加するため、原価に対する性能に改善の余地が残る。 Considering the realization of the technique described in Patent Document 1, since there are a plurality of types of rising widths of the fin collar, a plurality of press dies for manufacturing the fins are required, and the equipment cost increases. In addition, when the fins are manufactured using the same press machine, the molds need to be recombined, so that the manufacturing efficiency is lowered. From the above, in the prior art, the manufacturing cost for obtaining a uniform wind speed distribution increases, so there remains room for improvement in performance with respect to cost.
特許文献2に記載の技術のように、熱交換器の曲げ部を構成するフィンの送風方向下流側端部に凹部を設けたとしても、その部分のフィンがつぶれて空気の流路が狭くなる問題を十分に解消するものではない。
As in the technique described in
そこで、本発明は、曲り部を有する熱交換器の風速分布を十分に均一化することを目的とする。 Then, an object of this invention is to fully equalize the wind speed distribution of the heat exchanger which has a curved part.
本発明は、板状のフィンを積層したフィン群と当該フィン群を貫通する複数の流体配管とを含み空気と流体との熱交換をするフィンチューブ熱交換器と、フィン間に空気を流通する送風機と、を備えた熱交換器ユニットであって、流体配管は、曲り部を有し、当該曲り部の一部は、フィンを有しない構成とし、これにより曲り部の通風抵抗を低減したものである。 The present invention includes a fin group heat exchanger that includes a fin group in which plate-like fins are stacked and a plurality of fluid pipes that penetrate the fin group, and performs heat exchange between air and fluid, and distributes air between the fins. A heat exchanger unit including a blower, wherein the fluid piping has a bent portion, and a portion of the bent portion does not have a fin, thereby reducing the ventilation resistance of the bent portion. It is.
本発明によれば、曲り部を有する熱交換器の風速分布を十分に均一化することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wind speed distribution of the heat exchanger which has a curved part can fully be equalize | homogenized.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施例1について図1〜図7に従って説明する。 A first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、二酸化炭素(CO2)を冷媒として用いるヒートポンプ給湯機のシステム全体を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the entire system of a heat pump water heater using carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant.
本図においてヒートポンプ給湯機は、冷水から温水への加熱時に稼動するヒートポンプサイクル200および水側サイクル201と、給湯時に稼動する給湯用流路群とを含む。
In this figure, the heat pump water heater includes a
ヒートポンプサイクル200は、圧縮機100、水冷媒熱交換器101、膨張弁102及び蒸発器103の各要素を環状に接続した構成を有する。一方、水側サイクル201は、貯湯容器104、沸き上げ用循環ポンプ105及び水冷媒熱交換器101を環状に接続した構成である。また、給湯用流路群は、貯湯容器104、給湯用循環ポンプ106及び給湯熱交換器107を環状に接続した給湯サイクル202と、水道管108、給湯熱交換器107及び給湯口109を直列に接続した流路とで構成されている。
The
本実施例では、ヒートポンプサイクル200にCO2冷媒を封入し、水側サイクル201と給湯サイクル202に水を満たす。また、給湯サイクル202に水を満たすために、貯湯容器104の下部に水道管108を接続している。
In the present embodiment, CO 2 refrigerant is sealed in the
図2は、図1の蒸発器103のヒートポンプユニットの内部における配置を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of the
本図に示すように、蒸発器103は、ヒートポンプユニット20の周囲に沿ってL字状に配置されている。そして、L字状の蒸発器103の対面に軸流ファン21を配置し、軸流ファン21の側面に仕切り板22を配置することで、蒸発器103から軸流ファン21への風路を構成している。
As shown in the figure, the
図3に蒸発器103の斜視図を示す。蒸発器103は、空気の伝熱面であるフィン6に対して、CO2冷媒が流通する冷媒管9を貫通するように配置したフィンチューブ型熱交換器である。ここで、冷媒管9は、円管状である。
FIG. 3 shows a perspective view of the
蒸発器103を貫通する冷媒管は、蒸発器103の端部でヘアピン状に接続しているが、一部の端部に、膨張弁102からの冷媒を流入させる冷媒入口部10と、圧縮機100へと冷媒を流出させる冷媒出口部11とが設けてある。
The refrigerant pipe that penetrates the
本実施例の蒸発器103は、空気の流通方向に対して3列のフィン6および冷媒管9で構成され、空気の最下流側の列(最も曲率半径が小さい列)のみ、蒸発器曲り部3のフィン6を設けない構成とし、冷媒管9だけが露出した状態で配置されている。
The
なお、本明細書において蒸発器(フィンチューブ型熱交換器)における冷媒管の列とは、特に記載しない場合は、図2の実線の矢印で示す空気の概略の流れの方向に対して直交する平面に複数の冷媒管のそれぞれの中心軸が位置するように複数の冷媒管を配置したものをいう。よって、複数の冷媒管の列を、空気の流れに関して上流側から下流側に向かって並べることにより、複数の冷媒管の列を有するフィンチューブ型熱交換器が形成される。図3においては、複数の列を構成する冷媒管の各1列に対応するフィン群が、列ごとに切り離された状態となっているが、フィン群の構成は、これに限定されるものではなく、1枚のフィンに複数の冷媒管の列が挿入された構成を有するものであってもよい。 In this specification, the column of refrigerant tubes in the evaporator (fin tube heat exchanger) is orthogonal to the direction of the general air flow indicated by the solid line arrow in FIG. 2 unless otherwise specified. This means that a plurality of refrigerant tubes are arranged so that the central axes of the plurality of refrigerant tubes are positioned on a plane. Therefore, a fin tube type heat exchanger having a plurality of refrigerant tube rows is formed by arranging a plurality of refrigerant tube rows from the upstream side to the downstream side with respect to the air flow. In FIG. 3, the fin group corresponding to each one row of the refrigerant tubes constituting the plurality of rows is in a state of being separated for each row, but the configuration of the fin group is not limited to this. Instead, it may have a configuration in which a plurality of rows of refrigerant tubes are inserted into one fin.
また、複数の冷媒管が千鳥配列となったものを1つの列とみなしてもよい。 A plurality of refrigerant tubes arranged in a staggered arrangement may be regarded as one row.
本発明の要点は、曲り部に位置する冷媒管の一部がフィンを有しない構成とした点であり、その位置は空気の最下流側の列に限定するものではない。ただし、フィン間距離の狭まり方を考慮すれば、曲率半径が小さい冷媒管にフィンを設けないことが望ましい。 The main point of the present invention is that a part of the refrigerant pipe located in the bent portion has no fin, and the position is not limited to the most downstream line of air. However, in consideration of how the distance between the fins is reduced, it is desirable not to provide fins in the refrigerant pipe having a small curvature radius.
図4にフィン6を2枚重ねた状態の斜視図を示す。フィン6は、フィン板部7と、冷媒管9を覆う高さHのフィンカラー部8とから構成されている。そして、フィンカラー部8の端部にフィン6を積層することにより、フィン群が構成されている。そのため、フィンピッチpは、カラー高さHに依存している。なお、フィンピッチpは、隣り合う2枚のフィン板部7の同一方向に向かう面の間の距離(厚さ方向の断面の中心線の間の距離でもよい。)であり、本明細書においては熱交換器(蒸発器103)が完成した状態で測定した値を用いる。
FIG. 4 is a perspective view showing a state in which two fins 6 are stacked. The fin 6 includes a
実施例1について、システムの動作を説明する。 Regarding the first embodiment, the operation of the system will be described.
CO2冷媒は、圧縮機100で圧縮されて高温・高圧状態になった後、水冷媒熱交換器101にて、貯湯容器104の下部から沸き上げ用循環ポンプ105によって送られてきた冷水に熱を伝え、温水へと加熱する代わりに自身の熱を失う。そして、冷媒は膨張弁102を通過することで低温・低圧状態になった後、蒸発器103にて軸流ファン21によって送られた空気から熱を受け取り、再び圧縮機100へと流入する。なお、水冷媒熱交換器101では水と冷媒とは対向する方向に流通し、被加熱後の温水は貯湯容器104の上部に戻される。
After the CO 2 refrigerant is compressed by the
給湯運転時には、給湯用循環ポンプ106が稼動し、貯湯容器104の上部から給湯熱交換器107へと温水が供給され、同時に水道管108から水道水が供給される。給湯熱交換器107では、水道水は貯湯容器104からの温水と対向する方向に流通し、熱を受け取った後、給湯口109へと供給される。また、給湯熱交換器107で熱を失った貯湯容器104からの水は、貯湯容器104の下部へと戻る。
During the hot water supply operation, the hot water
次に、蒸発器103の動作について図2と図3に従って説明する。
Next, the operation of the
軸流ファン21を駆動すると、軸流ファン21へ向かって蒸発器103を横切るように空気が流通する(図2の実線の矢印)。この空気は、フィン群の隙間を通る際、フィン板部7とフィンカラー部8を介して破線の矢印の方向に流通する冷媒を加熱する。なお、図2では説明を簡略化するため冷媒の流れを紙面の右から左へと記載したが、実際には、図3に破線で示すように、冷媒は蒸発器103の端部で折り返して流通する。
When the
本発明の効果を説明するために、まず、一般的な蒸発器103について説明する。
In order to explain the effect of the present invention, first, a
図5A及び5Bに、従来の一般的な蒸発器103の平面図と斜視図をそれぞれ示す。これらの図において蒸発器103は、本実施例と同様に3列で構成されており、すべての列において高さが一定のフィンカラー部を有するフィン6が配置されている。
5A and 5B are a plan view and a perspective view of a conventional
図6は、図2の実施例1及び図5Aの比較例1の蒸発器における風速分布を示すグラフである。 FIG. 6 is a graph showing the wind speed distribution in the evaporator of Example 1 of FIG. 2 and Comparative Example 1 of FIG. 5A.
実施例1は、実線で示している。一方、比較例1は、図5Aの蒸発器103を図2のヒートポンプユニット20に適用し、軸流ファン21を駆動した場合の蒸発器の風速分布であり、破線で示している。横軸は図5Aに記載の基準点Aからの長さであり、縦軸は平均風速である。フィンピッチは、実施例1及び比較例1ともに1.3mmである。なお、図6は、実際の試験結果をわかり易くするために簡略化したものとなっている。
Example 1 is indicated by a solid line. On the other hand, Comparative Example 1 shows the wind speed distribution of the evaporator when the
図6より、破線の比較例1は、蒸発器背面1の風速が最も高く、蒸発器曲り部3の風速は蒸発器背面1よりも低くなることがわかる。これは、蒸発器曲り部3の外側から内側に向かうほど通風面積が狭くなることや、曲面の内側ほどフィンピッチが密になることで通風抵抗が増加することが原因である。
From FIG. 6, it can be seen that the comparative example 1 indicated by the broken line has the highest wind speed on the evaporator back surface 1 and the wind speed of the evaporator
図6の破線のような風速分布となった場合の熱交換器全体の風量を考える。 Consider the air volume of the entire heat exchanger when the wind speed distribution as shown by the broken line in FIG.
通風抵抗は、一般に、流れの状態によって風速の1.0乗超ないし1.5乗以下に比例する。 The ventilation resistance is generally proportional to the wind speed exceeding 1.0 to 1.5, depending on the flow state.
すなわち、通風抵抗Rは、風速をuとし、nを指数とすると、次の式で表される。 That is, the ventilation resistance R is expressed by the following equation, where u is the wind speed and n is an index.
R∝un (1.0<n≦1.5)
よって、風速が高い部分と低い部分が発生した場合、低風速の部分の通風抵抗の低下率に比べて、高風速の部分にて通風抵抗が大きく増加するために、熱交換器全体では通風抵抗が増加し、結果として風量が低下する。 一方、図6の実線で示す実施例1は、蒸発器曲り部3の通風抵抗が低減するために当該部分の風速が増加する。これに伴って、蒸発器背面1と蒸発器側面2の風速がやや低下するものの、熱交換器全体としては風量が増加する。
R∝u n (1.0 <n ≦ 1.5)
Therefore, when high wind speed and low wind speed occur, the resistance to air flow increases greatly at the high wind speed compared to the rate of decrease in the wind resistance at the low wind speed. As a result, the air volume decreases. On the other hand, in Example 1 indicated by the solid line in FIG. 6, since the ventilation resistance of the evaporator
次に、本発明と従来技術との違いについて説明する。 Next, the difference between the present invention and the prior art will be described.
図7に、特許文献1に記載の従来技術による蒸発器の平面図を示す。この従来技術では、蒸発器曲り部3のフィン間隔(p2)をその他の部分(p1)に比べて広くすることで、本発明と同様に風速分布の均一化を図っているが、カラー高さの異なる2種類のフィン6を用いるという点で、本発明と異なっている。
In FIG. 7, the top view of the evaporator by the prior art described in patent document 1 is shown. In this prior art, the air gap distribution is made uniform as in the present invention by widening the fin interval (p2) of the
一般に、フィン6は、プレス機にフィン型を設置し、原材料となる金属平板をプレス機に通すことで連続的に製造される。カラー高さの異なるフィン6を用意するには、製造するフィン6の種類だけフィン型が必要になる。そのため、従来技術の蒸発器103を製造するには、少なくとも2種類のフィン型が必要になり、固定費が増加する。加えて、プレス機が1台の場合には、製造の途中でフィン型を交換するために生産効率が低下し、一方でプレス機を複数台配置する場合には、設備コストが増加する。以上から、従来技術は効果を得るためのコストが増加し、原価に対する性能に課題が残る。
In general, the fin 6 is continuously manufactured by installing a fin mold in a press machine and passing a metal flat plate as a raw material through the press machine. In order to prepare fins 6 having different color heights, fin types are required for the types of fins 6 to be manufactured. Therefore, in order to manufacture the
一方、本発明では、冷媒管9(流体配管)にフィン6を順番に重ね入れていく工程において、フィン6を配置しない部分に治具を挿入しておき、曲げ加工を行った後で取り外すことによって製造が可能である。ここで、治具としては、フィン6を重ね入れる工程の途中でフィン6を配置しない部分の長さに対応するものを冷媒管9の側方から挿入してもよいし、重ね入れるフィン6の一部を治具に置き換えて並べておき、フィン6を配置しない部分に治具を重ね入れてもよい。
On the other hand, in the present invention, in the step of sequentially superimposing the fins 6 on the refrigerant pipe 9 (fluid piping), a jig is inserted in a portion where the fins 6 are not disposed, and is removed after bending. Can be manufactured. Here, as a jig, a tool corresponding to the length of the portion where the fins 6 are not arranged may be inserted from the side of the
また、別法として、作製するフィンチューブ熱交換器に対応する配置に複数の冷媒管9(流体配管)を真っ直ぐな状態でセットし、この流体配管の群にフィンを重ね入れ、その過程で、フィンを有しない曲り部に対応する部位にはフィンが入らないように、フィンを有しない曲り部の領域を切り欠いたフィンを重ね入れることにより、一体化したフィンチューブ熱交換器を作製することができる。言い換えると、1枚のフィンに複数の冷媒管の列が挿入された構成を有するフィンチューブ熱交換器を作製することができる。すなわち、フィン群を複数の列とすることなく、作製することができる。 As another method, a plurality of refrigerant tubes 9 (fluid piping) are set in a straight state in an arrangement corresponding to the fin tube heat exchanger to be manufactured, and fins are overlaid on the group of fluid pipings. Create an integrated finned tube heat exchanger by stacking fins that are cut out from the area of the bent part without fins so that the fin does not enter the part corresponding to the bent part without fins. Can do. In other words, it is possible to manufacture a finned tube heat exchanger having a configuration in which a plurality of rows of refrigerant tubes are inserted into one fin. That is, the fin group can be manufactured without forming a plurality of rows.
上述のようにして製造することにより、軽微な投資で効果を得ることができ、原価に対する性能を高められる。 By manufacturing as described above, an effect can be obtained with a slight investment, and the performance with respect to the cost can be improved.
以上、本発明により、風速分布の均一化による風量増大が安価に実現できる。なお、本実施例では蒸発器103の列数を3列としたが、複数列で構成されていれば列数によらず効果が得られる。また、本実施例では蒸発器曲り部3における空気の最下流側をフィン6のない列としたが、空気流入側や中間列の蒸発器曲り部3をフィン6のない列としても、本発明の意図する効果が得られる。
As described above, according to the present invention, an increase in the air volume by making the wind speed distribution uniform can be realized at low cost. In this embodiment, the number of columns of the
実施例2について図8に従って説明する。 A second embodiment will be described with reference to FIG.
本実施例は、実施例1について、空気の最下流側に位置するフィン6を排除した冷媒管9を中間列のフィン6の内周側に沿って接触させたものである。
In the present embodiment, with respect to the first embodiment, the
本実施例の効果について説明する。 The effect of the present embodiment will be described.
実施例1において、冷媒管内を低温の冷媒が流通し、フィン間を冷媒よりも温度の高い空気が通過することを考えると、熱伝導の影響によって、フィン板部7の表面温度はフィンカラー部8に近いほど低く、フィン板部7の端になるほど高くなる。そのため、フィン板部7の端では空気との温度差が小さくなることで、フィンカラー部8に対して相対的に面積あたりの交換熱量が少なくなる。
In Example 1, considering that a low-temperature refrigerant flows through the refrigerant pipe and air having a higher temperature than the refrigerant passes between the fins, the surface temperature of the
これに対して、中間列のフィン板部7の端に、フィン6のない列の冷媒管9を接触させた場合、中間列のフィン板部7の端が冷媒管9によって冷却されるため、空気との熱交換温度差が拡大し、結果として交換熱量が増加、すなわちフィン効率が向上する。
On the other hand, when the
本実施例の形状は、蒸発器曲げ部3の内側のフィン6を抜いた直線状の蒸発器103を、冷媒管9を中間列に押し付ける突起を設けた加工機で曲げるなどによって実現できる。
The shape of the present embodiment can be realized by, for example, bending the
以上の仕組みにより、実施例1と比べて同等の加工費で、より高い性能の熱交換器を得ることができる。なお、本実施例では中間列の内側に空気最下流側の冷媒配管を沿わせるように接触させているが、冷媒配管の一部がフィン端に接触していれば、本発明の意図する効果が得られる。 With the above mechanism, a heat exchanger with higher performance can be obtained with the same processing cost as in the first embodiment. In this embodiment, the refrigerant pipe on the most downstream side of the air is brought into contact with the inner side of the intermediate row, but if a part of the refrigerant pipe is in contact with the fin end, the intended effect of the present invention is achieved. Is obtained.
実施例3について図9に従って説明する。 A third embodiment will be described with reference to FIG.
本実施例は、実施例1の構成に対して蒸発器103の形状が異なるものである。
In the present embodiment, the shape of the
図9に蒸発器103の配置図を示す。蒸発器103はヒートポンプユニット20の3面に渡ってU字状に配置され、仕切り板22と軸流ファン21によって風路を構成している。
蒸発器103の基本構成は図3と同じく、フィン6に対して冷媒管9が貫通する構成であるが、曲り部が2箇所あり、軸流ファン21に近い方の蒸発器曲り部3のみ空気最下流側のフィン6が存在しない。
FIG. 9 shows a layout diagram of the
The basic configuration of the
本実施例を用いた場合の風速分布を図10に示す。図中の破線は蒸発器曲り部3にもフィンが存在する場合の風速分布(比較例2)を、実線は図9の構成を有する場合の風速分布である。
FIG. 10 shows the wind speed distribution when this embodiment is used. The broken line in the figure indicates the wind speed distribution (Comparative Example 2) when fins are also present in the evaporator
図10より、本実施例においても、実施例1と同様の原理により蒸発器曲り部3の風速が増加し、風速分布が改善することがわかる。
From FIG. 10, it can be seen that also in the present embodiment, the wind speed of the evaporator
なお、蒸発器第2曲り部5についても、曲り部をフィンなしの構造とすれば風速分布の均一化の効果が得られる。しかし、図10に示すとおり、蒸発器第2曲り部5は軸流ファン21から遠いために風速が低く、本発明を取り入れることによる風速分布の均一化の効果が相対的に低い。したがって、本実施例では、より効果の高い、軸流ファン21に近い曲り部のみをフィンなしの構成とした。
The evaporator second
以上のとおり、複数箇所に曲り部を持つ熱交換器についても、全てまたは一部の曲り部をフィンなしの構造とすることで、風速分布を均一化し、原価に対する性能を高めることができる。 As described above, even in a heat exchanger having bent portions at a plurality of locations, the wind speed distribution can be made uniform and the performance with respect to cost can be improved by making all or some of the bent portions have a structure without fins.
以下、本発明の効果についてまとめる。 The effects of the present invention are summarized below.
本発明によれば、複数列から構成される熱交換器の曲り部において、曲り部にフィンが存在しない列を配置することで、フィンの種類を増やさずに曲り部の通風抵抗を低減し、風速分布が均一化することで原価に対する性能が高まる。 According to the present invention, in the bent portion of the heat exchanger composed of a plurality of rows, by arranging a row in which the fin does not exist in the bent portion, the ventilation resistance of the bent portion is reduced without increasing the type of the fin, The cost performance is improved by the uniform wind speed distribution.
また、曲り部が複数箇所存在する熱交換器において、送風装置に近い曲り部のみをフィンの存在しない構成とすることで、効率よく風速分布の均一化を達成する。 Moreover, in the heat exchanger in which a plurality of bent portions exist, only the bent portion close to the air blower is configured to have no fins, thereby efficiently achieving uniform wind speed distribution.
また、空気の最下流側の曲り部をフィンの存在しない列とすることで、フィンの排除による伝熱面積の低下が抑制され、原価に対する性能がより高まる。 Moreover, by making the bent part on the most downstream side of the air into a row in which no fins are present, a decrease in the heat transfer area due to the elimination of the fins is suppressed, and the performance with respect to cost is further increased.
また、フィンの存在しない部分の冷媒流路を、隣り合う列のフィンに接触させることで、隣り合った列のフィン効率が向上し、原価に対する性能がより高まる。 Moreover, the fin flow efficiency of an adjacent row | line improves by making the refrigerant flow path of the part which does not exist a fin contact the fin of an adjacent row | line, and the performance with respect to cost increases more.
さらに、本発明の熱交換器を、冷媒によって冷水を温水に加熱するヒートポンプ式加熱装置の蒸発器や、空気調和装置の室外熱交換器に適用することで、限られた製品サイズ、原価で、省エネルギ性の高い製品を提供できる。 Furthermore, by applying the heat exchanger of the present invention to an evaporator of a heat pump type heating device that heats cold water to warm water with a refrigerant or an outdoor heat exchanger of an air conditioner, with a limited product size and cost, Products with high energy savings can be provided.
上記の実施例は、冷媒にCO2を用いた冷凍サイクルへ適用した場合のものであるが、冷媒の種類によって効果が変わるものではないため、R32、R410Aなど、他の冷媒を使用した機器でも適用可能である。さらに、実施例1ないし実施例3の熱交換器は、室外ユニットに軸流ファンを設けた構成を有するヒートポンプ給湯機だけでなく、たとえば空気調和装置など、熱交換器と送風装置で構成された熱交換システムであれば、製品によらず効果が得られる。 The above embodiment is applied to a refrigeration cycle using CO 2 as a refrigerant. However, since the effect does not change depending on the type of refrigerant, the apparatus using other refrigerants such as R32 and R410A can also be used. Applicable. Furthermore, the heat exchanger of Example 1 thru | or Example 3 was comprised with not only the heat pump water heater which has the structure which provided the axial flow fan in the outdoor unit, but the heat exchanger and the air blower, such as an air conditioner, for example. If it is a heat exchange system, an effect is acquired regardless of a product.
言い換えると、板状のフィンを積層したフィン群と、このフィン群を貫通する複数の流体配管と、を含み、空気と流体との熱交換をするフィンチューブ熱交換器と、フィン間に空気を流通する送風機と、を備えた熱交換器ユニットであって、流体配管は曲り部を有し、曲り部の一部はフィンを有しない構成であればよい。流体配管を流れる流体は、水、ブライン、油その他の液体でもよいし、空気、窒素その他の気体でもよい。また、当該流体は、上述のとおり、二酸化炭素その他の冷媒であってもよい。 In other words, a fin tube heat exchanger including a fin group in which plate-shaped fins are stacked and a plurality of fluid pipes penetrating the fin group, and heat exchange between air and fluid, and air between the fins. What is necessary is just a structure which is a heat exchanger unit provided with the ventilation fan distribute | circulated, Comprising: Fluid piping has a bending part and a part of bending part does not have a fin. The fluid flowing through the fluid piping may be water, brine, oil or other liquid, or air, nitrogen or other gas. Further, the fluid may be carbon dioxide or other refrigerant as described above.
また、流体配管は、実施例に示すとおり、円管状であってよいし、断面が矩形、三角形、六角形のものであってもよい。 Further, as shown in the embodiments, the fluid piping may be a circular tube, or may have a rectangular, triangular, or hexagonal cross section.
なお、本明細書においては、冷凍サイクル装置は、ヒートポンプ式加熱装置、空気調和装置、ヒートポンプ給湯機等を含む。 In the present specification, the refrigeration cycle apparatus includes a heat pump heating device, an air conditioner, a heat pump water heater, and the like.
1:蒸発器背面、2:蒸発器側面、3:蒸発器曲り部、4:蒸発器第2側面、5:蒸発器第2曲り部、6:フィン、7:フィン板部、8:フィンカラー部、9:冷媒管、10:冷媒入口部、11:冷媒出口部、20:ヒートポンプユニット、21:軸流ファン、22:仕切り板、100:圧縮機、101:水冷媒熱交換器、102:膨張弁、103:蒸発器、104:貯湯容器、105:沸き上げ用循環ポンプ、106:給湯用循環ポンプ、107:給湯熱交換器、108:水道管、109:給湯口、200:ヒートポンプサイクル、201:水側サイクル、202:給湯サイクル。 1: Evaporator rear surface, 2: Evaporator side surface, 3: Evaporator bent portion, 4: Evaporator second side surface, 5: Evaporator second bent portion, 6: Fin, 7: Fin plate portion, 8: Fin collar Part: 9: refrigerant pipe, 10: refrigerant inlet part, 11: refrigerant outlet part, 20: heat pump unit, 21: axial fan, 22: partition plate, 100: compressor, 101: water refrigerant heat exchanger, 102: Expansion valve, 103: Evaporator, 104: Hot water storage container, 105: Circulation pump for boiling, 106: Circulation pump for hot water supply, 107: Hot water supply heat exchanger, 108: Water pipe, 109: Hot water inlet, 200: Heat pump cycle, 201: Water side cycle, 202: Hot water supply cycle.
Claims (8)
前記フィン間に前記空気を流通する送風機と、を備え、
前記流体配管は、曲り部を有し、
前記曲り部の一部は、前記フィンを有しない構成であり、これにより前記曲り部の通風抵抗を低減した、熱交換器ユニット。 A fin group heat exchanger that includes a fin group in which plate-shaped fins are stacked and a plurality of fluid pipes that penetrate the fin group, and performs heat exchange between air and fluid;
A blower for circulating the air between the fins,
The fluid pipe has a bent portion,
A part of the bent portion has a configuration that does not include the fins, thereby reducing the ventilation resistance of the bent portion.
前記曲り部のうち前記送風機に最も近い曲り部のみが前記フィンを有しない構成である、請求項1記載の熱交換器ユニット。 The blower is arranged to suck the air through the fin group,
The heat exchanger unit according to claim 1, wherein only the bent portion closest to the blower among the bent portions does not have the fins.
前記曲り部のうち前記空気の流れの最も下流側に位置する曲り部のみが前記フィンを有しない構成である、請求項1記載の熱交換器ユニット。 The blower is arranged to suck the air through the fin group,
2. The heat exchanger unit according to claim 1, wherein only the bent portion located on the most downstream side of the air flow among the bent portions does not have the fins.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱交換器ユニットと、圧縮機と、膨張弁と、もう1つの熱交換器と、を環状に接続し、前記流体を循環する構成とした、冷凍サイクル装置。 The fluid is a refrigerant;
The heat exchanger unit according to any one of claims 1 to 7, a compressor, an expansion valve, and another heat exchanger are connected in a ring shape to circulate the fluid. Refrigeration cycle equipment.
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