JP3210909U - Gas cooler - Google Patents
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Abstract
【課題】給湯用水とCO2などの熱媒体との熱交換性能を低下させることなく、コンパクト化及び低コスト化を図ることができるガスクーラを提供する。【解決手段】ガスクーラ10は、熱媒体が流れる熱媒体内部流路と給水が流れる給水内部流路とを含み、コイル形状に形成された複数の熱交換管12を備え、前記複数の熱交換管のうち前記熱交換管が2以上の異なる径を有し同心状に直列に接続された伝熱ユニット18(18a、18b)を含む。【選択図】図1A gas cooler that can be reduced in size and cost without reducing the heat exchange performance between hot water supply water and a heat medium such as CO 2. A gas cooler includes a heat medium internal flow path through which a heat medium flows and a water supply internal flow path through which water is supplied, and includes a plurality of heat exchange pipes formed in a coil shape, and the plurality of heat exchange pipes The heat exchange pipe includes a heat transfer unit 18 (18a, 18b) having two or more different diameters and concentrically connected in series. [Selection] Figure 1
Description
本開示は、例えばヒートポンプユニットなどに用いられるガスクーラに関する。 The present disclosure relates to a gas cooler used in, for example, a heat pump unit.
本出願人等は、先に、圧縮機、ガスクーラ、膨張弁及び蒸発器を備え、CO2を熱媒体としてヒートポンプサイクルを構成し、熱媒体としてCO2を圧縮機の吐出側で超臨界状態とすることで、90℃程度の高温水を供給可能な給湯装置を提案している(特許文献1)。
また、本出願人は、ヒートポンプサイクルを構成する給湯装置をユニット化しコンパクト化した給湯ユニットを提案している(特許文献2)。
特許文献2(図3及び図4)に記載されたガスクーラは、ケーシング内にコイル状に形成された熱交換管群を備え、給湯用水はこの熱交換管群でCO2と熱交換し、90℃程度の高温水に加熱され、出湯管から需要先に供給される。
Applicants have has previously compressor, a gas cooler, comprising an expansion valve and an evaporator, the CO 2 constitutes a heat pump cycle as a heating medium, and the supercritical state of CO 2 as a heat medium at the discharge side of the compressor Thus, a hot water supply device capable of supplying high-temperature water of about 90 ° C. has been proposed (Patent Document 1).
Further, the present applicant has proposed a hot water supply unit in which the hot water supply devices constituting the heat pump cycle are unitized and made compact (Patent Document 2).
The gas cooler described in Patent Document 2 (FIGS. 3 and 4) includes a heat exchange tube group formed in a coil shape in a casing, and hot water supply water exchanges heat with CO 2 in this heat exchange tube group. It is heated to high temperature water of about ℃ and supplied to the customer through the hot water pipe.
ガスクーラにおいては、上述のように、熱交換管群で給湯用水とCO2などの熱媒体とが熱交換されるため、熱交換性能を良くするためには熱交換管を長くする必要がある。そのため、熱交換管を収納する枠体の容積が増加し、給湯ユニットのコンパクト化を妨げる問題がある。 In the gas cooler, as described above, since the hot water supply and the heat medium such as CO 2 are heat exchanged in the heat exchange tube group, it is necessary to lengthen the heat exchange tube in order to improve the heat exchange performance. For this reason, there is a problem in that the volume of the frame body that stores the heat exchange tubes increases, which prevents the hot water supply unit from being made compact.
本開示は、かかる従来技術の課題に鑑み、給湯用水とCO2などの熱媒体との熱交換性能を低下させることなくガスクーラのコンパクト化を図ることを目的とする。 In view of the problems of the related art, the present disclosure aims to make the gas cooler compact without reducing the heat exchange performance between the hot water supply water and the heat medium such as CO 2 .
(1)少なくとも一実施形態に係るガスクーラは、
熱媒体が流れる熱媒体内部流路と給水が流れる給水内部流路とを含み、コイル形状に形成された複数の熱交換管を備え、
前記複数の熱交換管のうち前記熱交換管が2以上の異なる径を有し同心状に直列に接続された伝熱ユニットを含む。
上記(1)の構成によれば、コイル形状に形成された複数の熱交換管が、2以上の異なる径を有し同心状に直列に接続された伝熱ユニットを含むことで、熱交換管の長さが長くなっても、伝熱ユニットの径方向の巻き数を増やすことで、伝熱ユニットの容積増加を抑制できる。これによって、熱交換性能を低下させることなくガスクーラのコンパクト化を達成できる。
また、上記伝熱ユニットの数を増やすことで、温水の需要増大に対応できると共に、伝熱ユニットの数が増えても、共通の部品で製造できるので、部品の種類は増加しない。そのため、伝熱ユニットの製造工程を簡素化かつ低コスト化できる。
(1) The gas cooler according to at least one embodiment includes:
Including a heat medium internal flow path through which the heat medium flows and a water supply internal flow path through which the feed water flows, and includes a plurality of heat exchange tubes formed in a coil shape,
Among the plurality of heat exchange tubes, the heat exchange tube includes a heat transfer unit having two or more different diameters and concentrically connected in series.
According to the configuration of (1) above, the plurality of heat exchange tubes formed in a coil shape include heat transfer units having two or more different diameters and concentrically connected in series, so that the heat exchange tubes Even if the length of the heat transfer unit becomes longer, an increase in the volume of the heat transfer unit can be suppressed by increasing the number of turns in the radial direction of the heat transfer unit. As a result, the gas cooler can be made compact without degrading the heat exchange performance.
Further, by increasing the number of the heat transfer units, it is possible to cope with an increase in demand for hot water, and even if the number of heat transfer units is increased, it is possible to manufacture with common parts, so the types of parts do not increase. Therefore, the manufacturing process of the heat transfer unit can be simplified and reduced in cost.
(2)一実施形態では、前記(1)の構成において、
主熱媒体供給管と、
複数の前記伝熱ユニットの各々の入口で前記熱媒体内部流路に接続される複数の熱媒体供給管と、
該主熱媒体供給管及び前記複数の熱媒体供給管が接続された第1ディストリビュータと、
主熱媒体排出管と、
複数の前記伝熱ユニットの各々の出口で前記熱媒体内部流路に接続される複数の熱媒体排出管と、
前記主熱媒体排出管及び前記複数の熱媒体排出管が接続された第2ディストリビュータと、
を備える。
(2) In one embodiment, in the configuration of (1),
A main heat medium supply pipe;
A plurality of heat medium supply pipes connected to the heat medium internal flow path at each inlet of the plurality of heat transfer units;
A first distributor to which the main heat medium supply pipe and the plurality of heat medium supply pipes are connected;
A main heat medium discharge pipe;
A plurality of heat medium discharge pipes connected to the heat medium internal flow path at the outlet of each of the plurality of heat transfer units;
A second distributor to which the main heat medium discharge pipe and the plurality of heat medium discharge pipes are connected;
Is provided.
本明細書において、「ディストリビュータ」とは、一般に分配器と言われるものを含むと共に、一般に高圧ヘッダと言われるものも含むものとする。 In this specification, “distributor” includes what is generally referred to as a distributor and also includes what is generally referred to as a high-pressure header.
上記(2)の構成によれば、伝熱ユニットの数に対応した数の熱媒体供給管は第1ディストリビュータによって主熱媒体供給管に集約される。また、伝熱ユニットの数に対応した数の熱媒体排出管は第2ディストリビュータによって主熱媒体排出管に集約される。
これによって、配管の数を大幅に低減できるため、ガスクーラをコンパクト化かつ低コスト化できる。
According to the configuration of (2) above, the number of heat medium supply pipes corresponding to the number of heat transfer units is integrated into the main heat medium supply pipe by the first distributor. Further, the number of heat medium discharge pipes corresponding to the number of heat transfer units is collected by the second distributor into the main heat medium discharge pipe.
As a result, the number of pipes can be greatly reduced, so that the gas cooler can be made compact and low in cost.
(3)一実施形態では、前記(1)又は(2)の構成において、
前記複数の伝熱ユニットを水平方向に沿って収納可能な枠体を備え、
前記枠体の内部で、前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の入口及び前記熱媒体内部流路の入口に接続される前記熱媒体供給管は互いに同じ向きに配置されると共に、
前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の出口及び前記熱媒体内部流路の出口に接続される前記熱媒体排出管は互いに同じ向きに配置される。
(3) In one embodiment, in the configuration of (1) or (2),
A frame that can store the plurality of heat transfer units along a horizontal direction;
Inside the frame, the heat medium supply pipes connected to the inlet of the heat medium internal flow path and the heat medium internal flow path of each of the plurality of heat transfer units are arranged in the same direction. With
The outlet of the heat medium internal channel and the heat medium discharge pipe connected to the outlet of the heat medium internal channel of each of the plurality of heat transfer units are arranged in the same direction.
上記(3)の構成によれば、上記枠体の内部で、複数の伝熱ユニットの熱媒体内部流路の入口及び該入口に接続される熱媒体供給管を同じ向きに配置することで、複数の熱媒体供給管を無理なく整列して配置できるため、枠体の省スペース化が可能になり、枠体をコンパクト化できる。
また、枠体の内部で、複数の伝熱ユニットの熱媒体内部流路の出口及び該出口に接続される熱媒体排出管を同じ向きに配置することで、複数の熱媒体排出管を整列して配置できるため、枠体の省スペース化が可能になり、枠体をコンパクト化できる。
According to the configuration of (3) above, by arranging the inlets of the heat medium internal flow paths of the plurality of heat transfer units and the heat medium supply pipes connected to the inlets in the same direction in the frame body, Since a plurality of heat medium supply pipes can be arranged without difficulty, the space of the frame can be saved and the frame can be made compact.
Also, by arranging the outlets of the heat medium internal flow paths of the plurality of heat transfer units and the heat medium discharge pipes connected to the outlets in the same direction inside the frame, the plurality of heat medium discharge pipes are aligned. Therefore, the space of the frame can be saved and the frame can be made compact.
(4)一実施形態では、前記(2)又は(3)の構成において、
前記枠体の内部で、前記第1ディストリビュータ及び前記第2ディストリビュータは、前記複数の伝熱ユニットに対して相対的に同一側に配置され、
前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の入口は前記第1ディストリビュータに向けて配置され、
前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の出口は前記第2ディストリビュータに向けて配置される。
(4) In one embodiment, in the configuration of (2) or (3),
Within the frame, the first distributor and the second distributor are disposed on the same side relative to the plurality of heat transfer units,
An inlet of the heat medium internal flow path of each of the plurality of heat transfer units is disposed toward the first distributor;
The outlet of the heat medium internal flow path of each of the plurality of heat transfer units is arranged toward the second distributor.
上記(4)の構成によれば、枠体の内部で、第1ディストリビュータ及び第2ディストリビュータを複数の伝熱ユニットに対して相対的に同一側に配置することで、2つのディストリビュータを1つの領域に集約して配置できる。
また、複数の伝熱ユニットの各々の熱媒体内部流路の入口が第1ディストリビュータに向けて配置され、さらに、複数の伝熱ユニットの各々の熱媒体排出管の出口が第2ディストリビュータに向けて配置されることで、ディストリビュータ及び配管類を1つの領域に集約して配置できる。これによって、ガスクーラをコンパクト化できる。
According to the configuration of (4) above, the first distributor and the second distributor are arranged on the same side relative to the plurality of heat transfer units inside the frame body, so that two distributors are arranged in one region. Can be centralized and placed.
Moreover, the inlet of the heat medium internal flow path of each of the plurality of heat transfer units is arranged toward the first distributor, and the outlet of the heat medium discharge pipe of each of the plurality of heat transfer units is directed toward the second distributor. By being arranged, distributors and piping can be aggregated and arranged in one area. Thereby, the gas cooler can be made compact.
(5)一実施形態では、前記(1)〜(4)の何れかの構成において、
前記熱媒体内部流路は、前記熱交換管の横断面の外周側領域で互いに間隔をおいて配置された複数の流路を形成し、前記給水内部流路は、前記熱媒体内部流路以外の前記横断面で流路を形成する。
上記(5)の構成によれば、熱媒体内部流路は、熱交換管の横断面の外周側領域で互いに間隔をおいて配置された複数の流路を形成しているので、熱媒体内部流路と給水内部流路との接触面積を増大でき、これによって、熱媒体と給水との熱交換性能を向上できる。
(5) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (4),
The heat medium internal flow path forms a plurality of flow paths that are spaced from each other in the outer peripheral side region of the cross section of the heat exchange pipe, and the water supply internal flow path is other than the heat medium internal flow path The flow path is formed by the cross section.
According to the configuration of (5) above, the heat medium internal flow path forms a plurality of flow paths arranged at intervals in the outer peripheral side region of the cross section of the heat exchange tube. The contact area between the flow path and the feed water internal flow path can be increased, thereby improving the heat exchange performance between the heat medium and the feed water.
(6)一実施形態では、前記(1)〜(5)の何れかの構成において、
前記コイル形状に形成された複数の熱交換管は、前記コイル形状の軸方向の径が前記軸方向と直交する方向の径より小さくなるように形成されている。
上記(6)の構成によれば、コイル形状に形成された熱交換管の軸方向の径が前記軸方向と直交する方向の径より小さくなるように形成されているので、巻き数に対して軸方向の長さを低減できる。これによって、熱交換性能を低下させることなく、伝熱ユニットの容積を低減できるため、ガスクーラをコンパクト化できる。
(6) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (5),
The plurality of heat exchange tubes formed in the coil shape are formed such that the diameter of the coil shape in the axial direction is smaller than the diameter in the direction orthogonal to the axial direction.
According to the configuration of the above (6), since the diameter in the axial direction of the heat exchange pipe formed in the coil shape is smaller than the diameter in the direction orthogonal to the axial direction, The axial length can be reduced. Thereby, since the volume of the heat transfer unit can be reduced without deteriorating the heat exchange performance, the gas cooler can be made compact.
(7)一実施形態では、前記(1)〜(6)の何れかの構成において、
前記熱媒体がCO2である。
CO2は、ヒートポンプサイクルを構成するヒートポンプユニットに熱媒体として用いられると、圧縮機の吐出側で高圧高温となるため、ガスクーラで90℃程度の高温水を生成できる。
(7) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (6),
It said heat medium is CO 2.
When CO 2 is used as a heat medium in a heat pump unit that constitutes a heat pump cycle, high temperature and high temperature are generated on the discharge side of the compressor, so that high-temperature water of about 90 ° C. can be generated by a gas cooler.
少なくとも一実施形態によれば、給湯用水とCO2などの熱媒体との熱交換性能を低下させることなくガスクーラのコンパクト化と低コスト化とを達成できる。 According to at least one embodiment, the gas cooler can be made compact and low in cost without reducing the heat exchange performance between hot water supply water and a heat medium such as CO 2 .
以下、添付図面を参照して本考案の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本考案の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of other constituent elements.
図1〜図3は、一実施形態に係るガスクーラ10の平面図、正面図及び側面図である。
図1〜図3において、ガスクーラ10はコイル形状に形成された複数の熱交換管12を備える。図4は一実施形態に係る熱交換管12の横断面を示す。図4に示すように、熱交換管12は、熱媒体が流れる熱媒体内部流路14と給水が流れる給水内部流路16とを有する。
複数の熱交換管12のうち熱交換管12が2以上の異なる径を有し同心状に直列に接続された伝熱ユニット18(18a、18b、18c、18d、18e、18f)を含む。
1 to 3 are a plan view, a front view, and a side view of a
1 to 3, the
Among the plurality of
この実施形態によれば、熱交換管12が、2以上の異なる径を有し同心状に直列に接続された伝熱ユニット18(18a〜18f)を含むため、熱交換管12の長さが長くなっても、伝熱ユニット18の径方向の巻き数を増やすことで、伝熱ユニット18の容積増加を抑制できる。これによって、伝熱ユニット18の熱交換性能を低下させることなく、伝熱ユニット18の容積増加を抑制でき、ガスクーラ10のコンパクト化を達成できる。
また、伝熱ユニット18の数を増やすことで、温水の需要増大に対応できると共に、伝熱ユニット18の数が増えても、共通の部品で製造できるので、部品の種類は増加しない。従って、伝熱ユニット18の数が増えても部品の種類は増加しないので、伝熱ユニット18の製造工程を簡素化かつ低コスト化できる。
According to this embodiment, since the
Further, by increasing the number of
一実施形態では、各伝熱ユニット18において、径方向に同心状に配置されるコイル形状の数は、熱媒体と給水との熱交換量に基づいて調整される。
一実施形態では、各伝熱ユニット18を構成するコイル形状の段数は、熱媒体と給水との熱交換量に基づいて調整される。
一実施形態では、図1〜図3に示すように、6個の伝熱ユニット18(18a〜18f)が設けられ、2組ずつ水平方向に沿って配置され、上下方向に3段に配置されている。
In one embodiment, the number of coil shapes arranged concentrically in the radial direction in each
In one embodiment, the number of coil-shaped stages constituting each
In one embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, six heat transfer units 18 (18 a to 18 f) are provided, arranged in pairs along the horizontal direction, and arranged in three stages in the vertical direction. ing.
一実施形態では、図1〜図3に示すように、主熱媒体供給管24及び主熱媒体排出管26を備え、主熱媒体供給管24は第1ディストリビュータ32に接続され、主熱媒体排出管26は第2ディストリビュータ34に接続される。また、複数の伝熱ユニット18の各々の熱媒体内部流路入口20で熱媒体内部流路14に接続される複数の熱媒体供給管28が設けられ、複数の熱媒体供給管28は第1ディストリビュータ32に接続される。また、複数の伝熱ユニット18の各々の熱媒体内部流路出口22で熱媒体内部流路14に接続される複数の熱媒体排出管30が設けられ、複数の熱媒体排出管30は第2ディストリビュータ34に接続される。
In one embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, a main heat
こうして、主熱媒体供給管24からガスクーラ10に供給される熱媒体は、第1ディストリビュータ32で複数の熱媒体供給管28に分配され、その後、複数の伝熱ユニット18に供給される。複数の伝熱ユニット18で給水との熱交換を終えた熱媒体は、熱媒体内部流路出口22から複数の熱媒体排出管30に流出し、その後第2ディストリビュータ34を経て主熱媒体排出管26に流出する。
Thus, the heat medium supplied to the gas cooler 10 from the main heat
この実施形態によれば、複数の伝熱ユニット18の数に対応した数の熱媒体供給管28は第1ディストリビュータ32によって主熱媒体供給管24に集約される。また、伝熱ユニット18の数に対応した数の熱媒体排出管30は第2ディストリビュータ34によって主熱媒体排出管26に集約される。これによって、配管の数を大幅に低減できるため、ガスクーラ10をコンパクト化かつ低コスト化できる。
According to this embodiment, the number of heat
一実施形態では、各伝熱ユニット18において、熱媒体供給管28は内側コイル形状の最下段の熱交換管12に熱媒体内部流路入口20を介して接続され、かつ熱媒体排出管30はコイル外側形状の最下段の熱交換管12に熱媒体内部流路出口22を介して接続される。そして、内側コイル形状の熱交換管12と外側コイル形状の熱交換管12とは最上段で互いに直列に接続される。
この実施形態によれば、熱媒体内部流路入口20、熱媒体内部流路出口22及び内側コイル形状と外側コイル形状との接続部を同一領域に混在させずに分離して配置できるため、伝熱ユニット18、熱媒体供給管28及び熱媒体排出管30の組立てが容易である。
In one embodiment, in each
According to this embodiment, the heat medium internal
一実施形態では、主給水供給管36及び主給水排出管38を備える。主給水供給管36は伝熱ユニット18の数に応じた数の給水供給管40に分岐し、各給水供給管40は各伝熱ユニット18の熱媒体内部流路出口22で給水内部流路16に接続する。主給水排出管38は伝熱ユニット18の数に応じた数の給水排出管42に分岐し、各給水排出管42は各伝熱ユニット18の熱媒体内部流路入口20に接続する。
この実施形態によれば、熱交換管12で、熱媒体と給水とは交流に流れるので、熱交換管12の長手方向全長に亘り熱媒体と給水との温度差を保持でき、これによって、熱交換効率を向上できる。
In one embodiment, a main
According to this embodiment, in the
一実施形態では、図1〜図3に示すように、複数の伝熱ユニット18を水平方向に沿って収納可能な枠体44を備える。枠体44の内部で、複数の伝熱ユニット18の各々の熱媒体内部流路14の入口20及び熱媒体内部流路14の入口20に接続される熱媒体供給管28は互いに同じ向きに配置される。また、複数の伝熱ユニット18の各々の熱媒体内部流路14の出口22及び熱媒体内部流路14の出口22に接続される熱媒体排出管30は互いに同じ向きに配置される。
In one Embodiment, as shown in FIGS. 1-3, the
この実施形態によれば、枠体44の内部で、複数の熱媒体供給管28を整列して配置できると共に、複数の熱媒体排出管30を整列して配置できるため、枠体44を省スペース化でき、枠体44をコンパクト化できる。
According to this embodiment, since the plurality of heat
一実施形態では、図1〜図3に示すように、枠体44は、上下方向に3段の支持部44a、44b及び44cを有する。各支持部44a〜44cは2個の伝熱ユニット18を支持する。また、各伝熱ユニット18は固定具46で支持部44a〜44cに固定される。
In one embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the
一実施形態では、図1に示すように、各伝熱ユニット18は長円形を有し、複数の伝熱ユニット18の長辺が互いに並列に並ぶように配置される。
この実施形態によれば、複数の伝熱ユニット18の長辺が互いに並列に並ぶように配置されるので、枠体44を省スペース化でき、これによって、ガスクーラ10をコンパクト化できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 1, each
According to this embodiment, since the long sides of the plurality of
一実施形態では、図1に示すように、枠体44の内部で、第1ディストリビュータ32及び第2ディストリビュータ34は、複数の伝熱ユニット18に対して相対的に同一側に配置される。そして、複数の伝熱ユニット18の各熱媒体内部流路14の入口20は第1ディストリビュータ32に向けて配置され、複数の伝熱ユニット18の各熱媒体内部流路14の出口22は第2ディストリビュータ34に向けて配置される。
この実施形態によれば、上記構成により、ディストリビュータ32、34及び伝熱ユニット18に熱媒体を供給及び排出する配管類を1つの領域に集約して配置できる。従って、枠体44を省スペース化でき、これによって、ガスクーラ10をコンパクト化できる。
In the embodiment, as shown in FIG. 1, the
According to this embodiment, piping which supplies and discharges a heat medium to the
一実施形態では、上記実施形態の構成に加えて、主給水供給管36及び主給水排出管38も複数の伝熱ユニット18に対してディストリビュータ32、34と同一側に配置されるので、ディストリビュータ32、34及び熱媒体及び給水を伝熱ユニット18に供給及び排出する配管類一式を1つの領域に集約して配置できるので、枠体44をさらに省スペース化でき、従って、ガスクーラ10をコンパクト化できる。
In one embodiment, in addition to the configuration of the above embodiment, the main feed
一実施形態では、図4に示すように、熱媒体内部流路14は、熱交換管12の横断面の外周側領域で互いに間隔をおいて配置された複数の流路を形成し、給水内部流路16は熱媒体内部流路14以外の横断面で流路を形成する。
この実施形態によれば、熱媒体内部流路14は、熱交換管12の横断面の外周側領域で互いに間隔をおいて配置された複数の流路を形成しているので、熱媒体内部流路14と給水内部流路16との接触面積を増大でき、これによって、熱媒体と給水との熱交換効率を向上できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 4, the heat medium
According to this embodiment, since the heat medium
一実施形態では、図4に示すように、熱媒体内部流路14は、熱交換管12の横断面の外周側で互いに間隔をおいて配置された3個の流路を形成する。従って、図1〜図3に示す実施形態では、熱媒体供給管28及び熱媒体排出管30の数は、1個の伝熱ユニット当たり3本となり、ガスクーラ全体では18本となる。従って、18本の熱媒体供給管28が第1ディストリビュータ32に接続され、18本の熱媒体排出管30が第2ディストリビュータ34に接続される。
In one embodiment, as shown in FIG. 4, the heat medium
一実施形態では、複数の熱媒体内部流路14及び給水内部流路16は、夫々別々の配管で形成され、給水内部流路16を形成する配管は、熱媒体内部流路14を形成する配管を収納する凹部48が形成され、熱媒体内部流路14を形成する配管は凹部48に篏合されている。
この実施形態では、熱媒体内部流路14及び給水内部流路16を有する熱交換管12の製造が容易になる。
In one embodiment, the plurality of heat medium
In this embodiment, manufacture of the
一実施形態では、熱媒体内部流路14を形成する配管及び給水内部流路16を形成する配管は、熱伝導率が良い銅製である。
In one embodiment, the piping that forms the heat medium
一実施形態では、図4に示すように、コイル形状に形成された複数の熱交換管12は、コイル形状の軸方向(図4中のa方向)の径が該軸方向と直交する方向(図4中b方向)の径より小さくなるように形成されている。
この実施形態によれば、熱交換管12は巻き数に対して軸方向の長さを低減できる。これによって、伝熱ユニット18の容積を低減できるため、枠体44をコンパクト化できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 4, the plurality of
According to this embodiment, the
一実施形態では、熱媒体内部流路14を流れる熱媒体がCO2である。CO2は、ヒートポンプサイクルを構成するヒートポンプユニットに熱媒体として用いられると、圧縮機の吐出側で高圧高温となるため、ガスクーラで90℃程度の高温水を生成できる。
In one embodiment, the heat medium flowing through the heat medium
図5及び図6は、一実施形態に係るガスクーラを備えるヒートポンプユニットの一例を示す。
図5において、ヒートポンプユニット50は、箱形ケーシング52内の上部領域に熱交換ユニット54が設けられ、下部領域にヒートポンプサイクルを構成する機器56が設けられる。熱交換ユニット54は、箱形ケーシング52に設けられたファン58とパネル状熱交換器60とを備えている。パネル状熱交換器60は複数の伝熱管がパネル状に配列された熱交換器である。
箱形ケーシング52は、一つ以上の側面(上面及び底面を除く面)に空気取込口62が形成され、上面に空気流出口64が形成されている。空気流出口64にファン58が設けられ、ファン58が稼働することで、空気取込口62から流入し、空気流出口64から流出する空気流cが形成される。
FIG.5 and FIG.6 shows an example of the heat pump unit provided with the gas cooler which concerns on one Embodiment.
In FIG. 5, the
The box-shaped
パネル状熱交換器60は、少なくとも一方がパネル状熱交換器である一対の板状部材を含む。これら一対の板状部材は夫々上下方向に沿って配置され、これら板状部材の間隔は下方に向かうにつれて小さくなるように配置される。これら一対の板状部材は、箱形ケーシング52の内部で空気流cに面して設けられる。
箱形ケーシング52の内部に、空気取込口62から箱形ケーシング52の内部に流入した空気流cがパネル状熱交換器60を通り抜け空気流出口64から流出する空気流路が形成される。
The
Inside the box-shaped
一実施形態では、図5に示すように、箱形ケーシング52の正面52a及び背面52bの上部領域に空気取込口62が形成される。箱形ケーシング52の内部に一対のパネル状熱交換器60が設けられる。一対のパネル状熱交換器60は2つの空気取込口62に対面して設けられると共に、一対のパネル状熱交換器60の間隔は下方に向かうにつれて小さくなるようにV字形に配置される。
箱形ケーシング52の内部に、正面52a及び背面52bに設けられた空気取込口62から流入し、一対のパネル状熱交換器60を通り抜け、空気流出口64に至る空気流cが形成される。
In one embodiment, as shown in FIG. 5, an
Inside the box-shaped
この実施形態では、一対のパネル状熱交換器60を設けることで、1個のパネル状熱交換器60を設ける場合と比べて、熱交換量を2倍にすることができる。また、一対のパネル状熱交換器60をV字形に配置することで、空気取込口62から流入した空気がパネル状熱交換器60を通り抜けて空気流出口64に流入しやすい空気流路を形成できる。
In this embodiment, by providing the pair of
図6において、ヒートポンプユニット50は、熱媒体循環路66に圧縮機68などのヒートポンプサイクル構成機器が設けられている。圧縮機68で圧縮された熱媒体はガスクーラ10で冷却水路70を流れる冷却水によって冷却される。冷却水路70には冷却水をガスクーラ10に送るポンプ72が設けられる。ガスクーラ10で冷却された熱媒体は内部熱交換器74でパネル状熱交換器60から送られる熱媒体と熱交換して加熱された後、膨張弁76を経て減圧される。
In FIG. 6, the
その後、熱媒体はパネル状熱交換器60で空気を熱源として気化する。ファン58の稼働によってパネル状熱交換器60を構成する複数の伝熱管78の間を通る空気流cが形成される。パネル状熱交換器60で気化した熱媒体は、内部熱交換器74でガスクーラ10から送られる熱媒体と熱交換して冷却された後、再び圧縮機68に送られて圧縮される。
Thereafter, the heat medium is vaporized by using the
ガスクーラ10の下流側で分岐し、膨張弁76の下流側で熱媒体循環路66に接続されるバイパス路80が設けられている。バイパス路80には熱媒体タンク82が設けられ、熱媒体タンク82の上流側及び下流側に電磁弁84及び86が設けられている。熱媒体循環路66の熱媒体の一部を熱媒体タンク82に貯留し、あるいは熱媒体タンク82に貯留された熱媒体を熱媒体循環路66に戻すことで、熱媒体循環路66を流れる熱媒体量を調整できる。
このヒートポンプユニット50では、ガスクーラ10で加熱された温水を熱源として需要先に供給できる。
A
In this
この実施形態によれば、ガスクーラ10をコンパクト化かつ低コスト化できるので、ガスクーラ10が収納されるヒートポンプユニット50のコンパクト化かつ低コスト化が可能になる。
According to this embodiment, since the
一実施形態では、熱交換媒体がヒートポンプサイクル構成機器に含まれる圧縮機68の出口側で超臨界状態となる熱媒体(例えばCO2)が用いられる。かかる熱媒体を用いることで、90℃程度の温水を生成できる。
In one embodiment, the heat medium heat exchanger medium is a supercritical state at the outlet side of the
一実施形態では、枠体44の内部で、少なくとも伝熱ユニット18、熱媒体供給管28及び給水排出管42は保温材で被覆される。これによって、ガスクーラ10の熱効率の低下を抑制できる。
一実施形態では、第1ディストリビュータ32及び第2ディストリビュータ34の代わりに、高圧ヘッダを用いてもよい。
In one embodiment, at least the
In one embodiment, high pressure headers may be used in place of the
少なくとも一実施形態によれば、ガスクーラにおいて、給湯用水とCO2などの熱媒体との熱交換性能を低下させることなくガスクーラのコンパクト化及び低コスト化が可能になる。 According to at least one embodiment, in the gas cooler, the gas cooler can be reduced in size and cost without reducing the heat exchange performance between the hot water supply water and the heat medium such as CO 2 .
10 ガスクーラ
12 熱交換管
14 熱媒体内部流路
16 給水内部流路
18(18a、18b、18c、18d、18e、18f) 伝熱ユニット
20 熱媒体内部流路入口
22 熱媒体内部流路出口
24 主熱媒体供給管
26 主熱媒体排出管
28 熱媒体供給管
30 熱媒体排出管
32 第1ディストリビュータ
34 第2ディストリビュータ
36 主給水供給管
38 主給水排出管
40 給水供給管
42 給水排出管
44 枠体
44a、44b、44c 支持部
46 固定具
48 凹部
50 ヒートポンプユニット
52 箱形ケーシング
54 熱交換ユニット
56 ヒートポンプサイクル構成機器
58 ファン
60 パネル状熱交換器
62 空気取込口
64 空気流出口
66 熱媒体循環路
68 圧縮機
70 冷却水路
72 ポンプ
74 内部熱交換器
76 膨張弁
78 伝熱管
80 バイパス路
82 熱媒体タンク
84、86 電磁弁
c 空気流
DESCRIPTION OF
(3)一実施形態では、前記(2)の構成において、
前記複数の伝熱ユニットを水平方向に沿って収納可能な枠体を備え、
前記枠体の内部で、前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の入口及び前記熱媒体内部流路の入口に接続される前記熱媒体供給管は互いに同じ向きに配置されると共に、
前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の出口及び前記熱媒体内部流路の出口に接続される前記熱媒体排出管は互いに同じ向きに配置される。
(3) In one embodiment, in the configuration of (2) ,
A frame that can store the plurality of heat transfer units along a horizontal direction;
Inside the frame, the heat medium supply pipes connected to the inlet of the heat medium internal flow path and the heat medium internal flow path of each of the plurality of heat transfer units are arranged in the same direction. With
The outlet of the heat medium internal channel and the heat medium discharge pipe connected to the outlet of the heat medium internal channel of each of the plurality of heat transfer units are arranged in the same direction.
(4)一実施形態では、前記(3)の構成において、
前記枠体の内部で、前記第1ディストリビュータ及び前記第2ディストリビュータは、前記複数の伝熱ユニットに対して相対的に同一側に配置され、
前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の入口は前記第1ディストリビュータに向けて配置され、
前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の出口は前記第2ディストリビュータに向けて配置される。
(4) In one embodiment, in the configuration of (3) ,
Within the frame, the first distributor and the second distributor are disposed on the same side relative to the plurality of heat transfer units,
An inlet of the heat medium internal flow path of each of the plurality of heat transfer units is disposed toward the first distributor;
The outlet of the heat medium internal flow path of each of the plurality of heat transfer units is arranged toward the second distributor.
Claims (7)
前記複数の熱交換管のうち前記熱交換管が2以上の異なる径を有し同心状に直列に接続された伝熱ユニットを含むことを特徴とするガスクーラ。 Including a heat medium internal flow path through which the heat medium flows and a water supply internal flow path through which the feed water flows, and includes a plurality of heat exchange tubes formed in a coil shape,
A gas cooler comprising: a heat transfer unit in which the heat exchange tubes among the plurality of heat exchange tubes have two or more different diameters and are concentrically connected in series.
複数の前記伝熱ユニットの各々の入口で前記熱媒体内部流路に接続される複数の熱媒体供給管と、
該主熱媒体供給管及び前記複数の熱媒体供給管が接続された第1ディストリビュータと、
主熱媒体排出管と、
複数の前記伝熱ユニットの各々の出口で前記熱媒体内部流路に接続される複数の熱媒体排出管と、
前記主熱媒体排出管及び前記複数の熱媒体排出管が接続された第2ディストリビュータと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のガスクーラ。 A main heat medium supply pipe;
A plurality of heat medium supply pipes connected to the heat medium internal flow path at each inlet of the plurality of heat transfer units;
A first distributor to which the main heat medium supply pipe and the plurality of heat medium supply pipes are connected;
A main heat medium discharge pipe;
A plurality of heat medium discharge pipes connected to the heat medium internal flow path at the outlet of each of the plurality of heat transfer units;
A second distributor to which the main heat medium discharge pipe and the plurality of heat medium discharge pipes are connected;
The gas cooler according to claim 1, comprising:
前記枠体の内部で、前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の入口及び前記熱媒体内部流路の入口に接続される前記熱媒体供給管は互いに同じ向きに配置されると共に、
前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の出口及び前記熱媒体内部流路の出口に接続される前記熱媒体排出管は互いに同じ向きに配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載のガスクーラ。 A frame that can store the plurality of heat transfer units along a horizontal direction;
Inside the frame, the heat medium supply pipes connected to the inlet of the heat medium internal flow path and the heat medium internal flow path of each of the plurality of heat transfer units are arranged in the same direction. With
The outlet of the heat medium internal flow path and the heat medium discharge pipe connected to the outlet of the heat medium internal flow path of each of the plurality of heat transfer units are arranged in the same direction. The gas cooler according to 1 or 2.
前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の入口は前記第1ディストリビュータに向けて配置され、
前記複数の伝熱ユニットの各々の前記熱媒体内部流路の出口は前記第2ディストリビュータに向けて配置されることを特徴とする請求項2又は3に記載のガスクーラ。 Within the frame, the first distributor and the second distributor are disposed on the same side relative to the plurality of heat transfer units,
An inlet of the heat medium internal flow path of each of the plurality of heat transfer units is disposed toward the first distributor;
4. The gas cooler according to claim 2, wherein an outlet of the heat medium internal flow path of each of the plurality of heat transfer units is disposed toward the second distributor. 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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