JP6970360B2 - 熱交換器及びそれを有するヒートポンプシステム - Google Patents
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Description
<熱交換器(100)>
図1及び2は、実施形態1に係る熱交換器(100)を示す。実施形態1に係る熱交換器(100)は、例えばヒートポンプシステム(40)のカスケードコンデンサ等に好適に用いられる。
図11は、実施形態1に係る熱交換器(100)をカスケードコンデンサとして有するヒートポンプシステム(40)の一例を示す。
このヒートポンプシステム(40)において、室内装置(42)を冷房運転するときには、第1四路切換弁(53)は、第1圧縮機(52)により昇圧されて昇温した第1冷媒(第1流体)を室外空気熱交換器(51)に送るように流路を切り換える。室外空気熱交換器(51)に送られた第1冷媒は、そこで室外空気との熱交換により放熱して凝縮する。室外空気熱交換器(51)で凝縮した第1冷媒は、第1膨張弁(54)により減圧された後に実施形態1に係る熱交換器(100)に送られる。一方、第2四路切換弁(63)は、第2圧縮機(62)により昇圧されて昇温した第2冷媒(第2流体)を実施形態1に係る熱交換器(100)に送るように流路を切り換える。
このヒートポンプシステム(40)において、室内装置(42)を暖房運転するときには、第1四路切換弁(53)は、第1圧縮機(52)により昇圧されて昇温した第1冷媒を実施形態1に係る熱交換器(100)に送るように流路を切り換える。一方、第2四路切換弁(63)は、第2圧縮機(62)により昇圧されて昇温した第2冷媒を室外装置(41)から各室内装置(42)の室内空気熱交換器(61)に送るように流路を切り換える。室内空気熱交換器(61)に送られた第2冷媒は、そこで室内空気との熱交換により放熱して凝縮する。これにより、室内空気の加温が行われる。室内空気熱交換器(61)で凝縮した第2冷媒は、室内装置(42)で第2室内膨張弁(65)により減圧された後、室内装置(42)から室外装置(41)に戻される。室外装置(41)に戻された第2冷媒は、室外装置(41)で第2室外膨張弁(64)により減圧された後に実施形態1に係る熱交換器(100)に送られる。
図12は、実施形態2に係る熱交換器(100)の第1層(10)を示す。図13は第2層(20)を示す。なお、実施形態1と同一名称の部分は、実施形態1と同一符号で示す。
図14は、実施形態3に係る熱交換器(100)の第1層(10)を示す。図15は第2層(20)を示す。なお、実施形態1と同一名称の部分は、実施形態1と同一符号で示す。
上記実施形態1乃至3では、第1マイクロチャネルA及びB(15a,15b)が、複数の第1流路(12)の延びる上下方向に直交する左右方向に延び、且つ第2マイクロチャネルA及びB(25a,25b)が、複数の第2流路(22)の延びる上下方向に直交する左右方向に延びるものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、第1マイクロチャネルA及びB(15a,15b)が、複数の第1流路(12)の延びる方向に交差する方向に延び、且つ第2マイクロチャネルA及びB(25a,25b)が、複数の第2流路(22)の延びる方向に交差する方向に延びるものであれば、その他の構成であってもよい。
12,22 第1流路,第2流路
15a,25a 第1マイクロチャネルA,第2マイクロチャネルA
15b,25b 第1マイクロチャネルB,第2マイクロチャネルB
17,27 第1一端側集合流路,第2一端側集合流路
19,29 第1他端側集合流路,第2他端側集合流路
40 ヒートポンプシステム
100 熱交換器
Claims (9)
- 並行に延びるように配列した複数のマイクロチャネルの第1流路(12)と、前記複数の第1流路(12)の一端が連通した第1一端側集合流路(17)と、前記複数の第1流路(12)の他端が連通した第1他端側集合流路(19)とを有する第1層(10)と、
前記第1層(10)に積層され、並行に延びるように配列した複数のマイクロチャネルの第2流路(22)と、前記複数の第2流路(22)の一端が連通した第2一端側集合流路(27)と、前記複数の第2流路(22)の他端が連通した第2他端側集合流路(29)とを有する第2層(20)と、
を備えた熱交換器(100)であって、
前記複数の第1流路(12)の一端及び他端のそれぞれが、前記複数の第1流路(12)の延びる方向に直交する方向に並ぶように位置しているとともに、前記複数の第2流路(22)の一端及び他端のそれぞれが、前記複数の第2流路(22)の延びる方向に直交する方向に並ぶように位置しており、
前記第1一端側集合流路(17)及び前記第1他端側集合流路(19)が、それぞれ前記複数の第1流路(12)の延びる方向に直交する方向に延びる溝で構成された第1マイクロチャネルA及びB(15a,15b)を含むとともに、前記第2一端側集合流路(27)及び前記第2他端側集合流路(29)が、それぞれ前記複数の第2流路(22)の延びる方向に直交する方向に延びる溝で構成された第2マイクロチャネルA及びB(25a,25b)を含む熱交換器。 - 請求項1において、
前記第1一端側集合流路(17)の前記第1マイクロチャネルA(15a)及び前記第1他端側集合流路(19)の前記第1マイクロチャネルB(15b)は、前記第1及び第2層(10,20)の積層方向の寸法(DA1,DB1)が前記第1流路(12)と同一で且つ前記積層方向に垂直な方向の幅寸法(WA1,WB1)が前記第1流路(12)の1倍以上3倍以下であり、
前記第2一端側集合流路(27)の前記第2マイクロチャネルA(25a)及び前記第2他端側集合流路(29)の前記第2マイクロチャネルB(25b)は、前記第1及び第2層(10,20)の積層方向の寸法(DA2,DB2)が前記第2流路(22)と同一で且つ前記積層方向に垂直な方向の幅寸法(WA2,WB2)が前記第2流路(22)の1倍以上3倍以下である熱交換器。 - 請求項1又は2において、
前記第1及び第2層(10,20)のうちの一方で気体の凝縮及び他方で液体の蒸発をしながら熱交換する熱交換器。 - 請求項3において、
前記第1一端側集合流路(17)の前記第1マイクロチャネルA(15a)及び前記第1他端側集合流路(19)の前記第1マイクロチャネルB(15b)のうちの一方が第1気体流路及び他方が第1液体流路であり、且つ前記第1気体流路が前記第1液体流路よりも流路断面積が大きく、及び/又は、前記第2一端側集合流路(27)の前記第2マイクロチャネルA(25a)及び前記第2他端側集合流路(29)の前記第2マイクロチャネルB(25b)のうちの一方が第2気体流路及び他方が第2液体流路であり、且つ前記第2気体流路が前記第2液体流路よりも流路断面積が大きい熱交換器。 - 請求項3又は4において、
前記第1一端側集合流路(17)及び前記第1他端側集合流路(19)、並びに前記第2一端側集合流路(27)及び前記第2他端側集合流路(29)のうちの前記複数の第1流路(12)又は第2流路(22)に蒸発源の液体を含む流体を流入させる集合流路には、前記流体を、前記流体を流入させる前記複数の第1流路(12)又は第2流路(22)の配列方向に流動させた後に折り返して再び合流するように案内する折り返し構造が設けられている熱交換器。 - 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記第1及び第2層(10,20)内を流動する流体が、いずれもフロン系冷媒又は自然冷媒である熱交換器。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記第1マイクロチャネルA及びB(15a,15b)のそれぞれは、並行に延びるように複数設けられているとともに、隣接する前記第1マイクロチャネルA(15a)間が第1バイパス流路A(16a)を介して連通し且つ隣接する前記第1マイクロチャネルB(15b)間が第1バイパス流路B(16b)を介して連通しており、
前記第2マイクロチャネルA及びB(25a,25b)のそれぞれは、並行に延びるように複数設けられているとともに、隣接する前記第2マイクロチャネルA(25a)間が第2バイパス流路A(26a)を介して連通し且つ隣接する前記第2マイクロチャネルB(25b)間が第2バイパス流路B(26b)を介して連通している熱交換器。 - 並行に延びるように配列した複数のマイクロチャネルの第1流路(12)と、前記複数の第1流路(12)の一端が連通した第1一端側集合流路(17)と、前記複数の第1流路(12)の他端が連通した第1他端側集合流路(19)とを有する第1層(10)と、
前記第1層(10)に積層され、並行に延びるように配列した複数のマイクロチャネルの第2流路(22)と、前記複数の第2流路(22)の一端が連通した第2一端側集合流路(27)と、前記複数の第2流路(22)の他端が連通した第2他端側集合流路(29)とを有する第2層(20)と、
を備えた熱交換器(100)であって、
前記第1一端側集合流路(17)及び前記第1他端側集合流路(19)が、それぞれ前記複数の第1流路(12)の延びる方向に交差する方向に延びる第1マイクロチャネルA及びB(15a,15b)を含むとともに、前記第2一端側集合流路(27)及び前記第2他端側集合流路(29)が、それぞれ前記複数の第2流路(22)の延びる方向に交差する方向に延びる第2マイクロチャネルA及びB(25a,25b)を含み、
前記第1及び第2層(10,20)のうちの一方で気体の凝縮及び他方で液体の蒸発をしながら熱交換し、
前記第1一端側集合流路(17)及び前記第1他端側集合流路(19)、並びに前記第2一端側集合流路(27)及び前記第2他端側集合流路(29)のうちの前記複数の第1流路(12)又は第2流路(22)に蒸発源の液体を含む流体を流入させる集合流路には、前記流体を、前記流体を流入させる前記複数の第1流路(12)又は第2流路(22)の配列方向に流動させた後に折り返して再び合流するように案内する折り返し構造が設けられている熱交換器。 - 請求項1乃至8のいずれかの熱交換器(100)を有するヒートポンプシステム。
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