JP2983705B2 - 冷暖房装置の室外熱交換器 - Google Patents

冷暖房装置の室外熱交換器

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JP2983705B2 JP3206984A JP20698491A JP2983705B2 JP 2983705 B2 JP2983705 B2 JP 2983705B2 JP 3206984 A JP3206984 A JP 3206984A JP 20698491 A JP20698491 A JP 20698491A JP 2983705 B2 JP2983705 B2 JP 2983705B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は冷暖房装置の室外熱交換
器に関し、特に冷媒及びエンジン冷却水が流れる室外熱
交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば実開昭61−162772号公報
には、冷媒系通路を挟んで空気流入方向の風上側と風下
側に夫々エンジン冷却水を流す水系通路を配設し、三方
向弁を介して暖房運転時には風上側の水系通路にエンジ
ン冷却水を流し、冷房運転時には風下側の水系通路にエ
ンジン冷却水を流す冷暖房システムの室外機側熱交換器
が示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、エンジン冷却水用の水系通路が2系統になり、か
つ、三方弁等の切換え装置が必要になり、冷房運転と暖
房運転との切換え時の制御が繁雑になるという問題が発
生する。又、2系統の水系通路及び上記三方弁によって
コストが上昇するという問題が発生する。
【0004】又、エンジン冷却水用の水系通路を空気流
入方向の風上側の最前列に配設し、水系通路の風下側に
冷媒系通路を設置した場合には、冷房運転時に、水系通
路からのエンジン冷却水の熱の影響で凝縮圧力が高くな
り、圧縮機の効率が悪くなるという問題が発生し、暖房
運転時に、水系通路から直接外部へ放熱してしまうた
め、エンジン排熱を有効に利用できないという問題があ
る。
【0005】本発明は、冷房運転時と暖房運転時との水
系通路の切換え制御をなくすと共に、冷房運転時及び暖
房運転時の運転効率を向上することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明はプレートフィンの風上側領域並びに風下側
領域には内部に冷媒が通過する第1伝熱管が、中央領域
には内部にエンジンの冷却水が通過する第2の伝熱管が
夫々挿入され、且つ風上側領域の第1伝熱管と風下側領
域の第1伝熱管とはつながれて、冷房時はガス状の冷媒
が風下側領域の第1伝熱管から風上側領域の第1伝熱管
へ流れ、暖房時は液状の冷媒が風上側領域の第1伝熱管
から風下側領域の第1伝熱管へ流れるようにしたもので
ある。
【0007】
【作用】冷房運転時においては、風上側領域の第1伝熱
管を通過する冷媒は、中央領域の第2の伝熱管を通過す
るエンジンの冷却水で加熱される前の外気によって冷却
され冷媒の凝縮圧力が低くなる。一方、暖房運転時にお
いては中央領域の第2の伝熱管を通過するエンジンの冷
却水で風上並びに風下側領域の第1伝熱管を通過する冷
媒が加熱され、冷媒の加熱効率が向上する。このよう
に、冷房運転時と暖房運転時とで冷却水の流路を切り換
えることなく、運転効率が向上する。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
【0009】図2において、1は冷暖房装置としてのエ
ンジン駆動ヒートポンプの室外ユニットである。この室
外ユニット1は下部にエンジン2とこのエンジン2にて
駆動される圧縮機3とが収容されたエンジン室4を有
し、エンジン室4の上に送風機5と室外熱交換器6とが
収容された熱交換器室7が配設されている。熱交換器室
7は側壁7aに空気吸込口8が設けられ、上壁7bに空
気吹出口9が設けられている。室外熱交換器6は圧縮機
3とともに冷凍サイクルの一部を構成している。
【0010】以下、図1に基づいて上記室外熱交換器6
について説明する。室外熱交換器6は内部を冷媒が流れ
る複数段の冷媒系の伝熱管7(以下、「第1伝熱管」と
言う。)と、内部を冷却水が流れる複数段の冷却水系の
伝熱管8(以下、「第2伝熱管」と言う。)と、第2伝
熱管8及び第2伝熱管8がプレートフィン10の空気流
入方向の風上側と風下側のほぼ中間位置に配設されてい
る。又、第1伝熱管7が複数段の第2伝熱管8の周囲に
配設されている。そして、室外熱交換器6の空気流入方
向の風上側、即ち、空気出口6B側の最終列には第1伝
熱管7のみが配設されている。これらのことを、言いか
えると次のようになる。プレートフィン10の風上側領
域並びに風下側領域には内部に冷媒が通過する第1伝熱
管7が、中央領域には内部にエンジンの冷却水が通過す
る第2の伝熱管8が夫々挿入され、且つ風上側側領域の
第1伝熱管7と風下側領域の第1伝熱管7とはつながれ
ている。
【0011】上記のように構成された室外ユニット1の
運転時、エンジン2が運転し、圧縮機3が駆動する。そ
して、冷媒が実線矢印にて示したように室外熱交換器6
に風上側から風下側へ流れる。ここで、暖房運転時に
は、冷媒が実線矢印にて示したように流れ、圧縮機3か
ら室内熱交換器(図示せず)を経て例えば0℃との液冷
媒が室外熱交換器6の第1伝熱管7に流入する。又、エ
ンジン2から流出した冷却水が第2伝熱管8に流入す
る。そして、送風機5の運転によって、図1及び図2に
矢印Aにて示したように外気が室外熱交換器6を流れ
る。
【0012】室外熱交換器6へ流入した例えば7℃の外
気によって風上側の第1伝熱管7が加熱され、液冷媒が
次第に気化する。そして、外気が第2伝熱管8の周囲を
流れるとき、高温の冷却水が流れる第2伝熱管8によっ
て外気が加熱されて、温度が上昇する。そして、温度が
上昇した外気が風下側の第1伝熱管7の周囲を流れ、第
1伝熱管7を流れる液冷媒がさらに気化する。又、プレ
ートフィン10からの熱伝導及び第2伝熱管8からの輻
射熱によって風上側の第1伝熱管7が加熱され、冷媒の
温度が上昇する。
【0013】室外熱交換器6で気化して温度が上昇した
例えば1℃〜2℃とのガス冷媒はアキュームレータ(図
示せず)を通り圧縮機3へ流れる。
【0014】又、冷房運転時には、冷凍サイクルの冷媒
の流れ方向が切換わり、圧縮機3から吐出した高温の冷
媒が図1に破線矢印で示したように室外熱交換器6の第
1伝熱管7に流れる。そして、風下側の第1伝熱管7に
流入した例えば80℃〜90℃とのガス冷媒は、送風機
の運転によって風上側から流れて来た外気によって冷却
される。さらに、冷媒は風上側の第1伝熱管7へ流れ、
第2伝熱管8を流れる冷却水の熱によって温度が上昇す
る前の外気によって冷却される。そして、凝縮した液冷
媒が室内熱交換器(図示せず)へ流れる。又、第2伝熱
管8が周囲を流れる外気によって冷却され、冷却水の温
度が低下する。
【0015】上記実施例によれば、室外熱交換器6では
第2伝熱管8が空気入口6Aと空気出口6Bとのほぼ中
間に設けられ、第2伝熱管8の周囲に第1伝熱管7が設
けられ、かつ、空気入口側の第1列及び空気出口側の最
終列には第1伝熱管7のみが設けられているので、暖房
運転時に、第2伝熱管8が周囲の第1伝熱管7を加熱
し、第2伝熱管8からの熱を第2伝熱管8の全周から第
1伝熱管7によって回収することができ、冷却水の流路
を切換えることなく室外熱交換器6で、冷却水の熱を有
効に利用することができる。又、外気の温度が例えば0
℃以下になったときに、送風機5を停止することによっ
て、室外熱交換器6から外気への放熱を少なくすること
ができ、冷却水の熱を一層有効に冷媒の加熱に利用する
ことができる。
【0016】又、冷房運転時には、風上側の第1伝熱管
7を第2伝熱管8の熱の影響を受けていない外気によっ
て冷却することができ、凝縮圧力を低くすることができ
ると共に、風上側の第1伝熱管7の周囲を通過して温度
上昇が小さい外気によって第2伝熱管8を冷却して冷却
水の温度を下げることができ、圧縮機3及びエンジン2
の運転効率を向上することができる。この結果、冷暖房
装置の運転効率を向上することができる。
【0017】図3は本発明の第2の実施例を示したもの
であり、室外熱交換器11のプレートフィン10には、
冷媒用の第1伝熱管12と冷却水用の第2伝熱管13が
複数段設けられている。そして、空気入口6Aと空気出
口6Bとの中間より風下側に第2伝熱管13が設けられ
ている。又、第2伝熱管13の周囲及び空気入口6A側
2列及び空気出口6B側1列に第1伝熱管12が設けら
れている。
【0018】上記のように構成された室外熱交換器11
には外気冷媒、及び冷却水が流れ、図1の室外熱交換器
6と同様に冷房運転時の圧縮機3及びエンジン2の運転
効率を向上することができると共に、暖房運転時には、
冷却水の熱を有効に利用することができ、この結果、冷
暖房装置の効率を向上することができる。
【0019】又、本発明は図1及び図3に示した実施例
に限定されるものではなく、冷媒が流れる第1伝熱管の
列及び段の数及び冷却水が流れる第2伝熱管の列及び段
の数は、冷暖房装置の能力などによって任意に決められ
る。
【0020】本発明は以上のように構成された冷暖房装
置の室外熱交換器であり、プレートフィンの風上側領域
並びに風下側領域には内部に冷媒が通過する第1伝熱管
が、中央領域には内部にエンジンの冷却水が通過する第
2の伝熱管が夫々挿入され、且つ風上側側領域の第1伝
熱管と風下側領域の第1伝熱管とはつながれて、冷房時
はガス状の冷媒が風下側領域の第1伝熱管から風上側領
域の第1伝熱管へ流れ、暖房時は液状の冷媒が風上側領
域の第1伝熱管から風下側領域の第1伝熱管へ流れるよ
うにしたので、冷房運転時においては、風上側領域の第
1伝熱管を通過する冷媒は、中央領域の第2の伝熱管を
通過するエンジンの冷却水で加熱される前の外気によっ
て冷却され冷媒の凝縮圧力を低くすることができる。一
方、暖房運転時においては中央領域の第2の伝熱管を通
過するエンジンの冷却水で風上並びに風下側領域の第1
伝熱管を通過する冷媒が加熱され、冷媒の加熱効率を向
上させることができる。この結果、冷房運転時と暖房運
転時とで冷却水の流路を切り換えることなく、運転効率
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】室外熱交換器の側面図である。
【図2】エンジン駆動ヒートポンプの概略構成図であ
る。
【図3】室外熱交換器の側面図である。
【符号の説明】
1 室外ユニット 2 エンジン 3 圧縮機 6 室外熱交換器 7 第1伝熱管(冷媒系の伝熱管) 8 第2伝熱管(冷却水系の伝熱管)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一定間隔で略平行に並べられその間を空気
    が流動する多数のプレートフィンと、これらプレートフ
    ィンにおいて風上側領域と中央領域と風下領域とに夫々
    伝熱管が挿入される冷暖房装置の室外熱交換器におい
    て、その風上側並びに風下側領域には内部に冷媒が通過
    する第1伝熱管が、中央領域には内部にエンジンの冷却
    水が通過する第2の伝熱管が夫々挿入され、且つ風上側
    領域の第1伝熱管と風下側領域の第1伝熱管とはつなが
    れて、冷房時はガス状の冷媒が風下側領域の第1伝熱管
    から風上側領域の第1伝熱管へ流れ、暖房時は液状の冷
    媒が風上側領域の第1伝熱管から風下側領域の第1伝熱
    管へ流れるようにしたことを特徴とする冷暖房装置の室
    外熱交換器。
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