JP7411423B2 - Shell and tube heat exchanger and refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Description
本開示は、シェルアンドチューブ式熱交換器及び冷凍サイクル装置に関する。 The present disclosure relates to a shell-and-tube heat exchanger and a refrigeration cycle device.
冷媒を凝縮又は蒸発させるための熱交換器として、シェルアンドチューブ式熱交換器が知られている。シェルアンドチューブ式熱交換器は、伝熱管に向けて冷媒を噴霧するように構成されていることがある。 A shell-and-tube heat exchanger is known as a heat exchanger for condensing or evaporating refrigerant. Shell-and-tube heat exchangers may be configured to spray refrigerant toward the heat transfer tubes.
図8は、特許文献1(図21)に記載された従来のシェルアンドチューブ式の蒸発器2を示している。蒸発器2は、シェル11、複数のチューブ15及び複数のスプレー14を有する。冷媒液12は、シェル11の底部に設けられた液溜め17に貯留されており、冷媒ポンプ18によって汲み上げられ、スプレー14を介してチューブ15に向けて噴霧される。冷媒液12は、チューブ15の表面に付着して液膜16を形成する。冷媒液12とチューブ15を流れる冷水とが熱交換することによって、冷媒液12が蒸発し、冷水が冷却される。
FIG. 8 shows a conventional shell-and-tube type evaporator 2 described in Patent Document 1 (FIG. 21). The evaporator 2 has a
図8に示す従来のシェルアンドチューブ式の蒸発器2には、伝熱性能の観点において改善の余地が残されている。 The conventional shell-and-tube type evaporator 2 shown in FIG. 8 still has room for improvement in terms of heat transfer performance.
本開示は、優れた伝熱性能を有するシェルアンドチューブ式熱交換器を提供する。 The present disclosure provides a shell and tube heat exchanger with excellent heat transfer performance.
本開示のシェルアンドチューブ式熱交換器は、
シェルと、
前記シェルの内部に配置され、第1流体が順番に流れるように直列に接続された複数の伝熱管群と、
前記シェルの内部に配置され、前記複数の伝熱管群に向けて第2流体を噴霧する複数の噴霧ユニットと、
を備え、
前記伝熱管群と前記噴霧ユニットとが交互に現れるように前記複数の伝熱管群及び前記複数の噴霧ユニットが所定方向に配列され、
前記複数の噴霧ユニットは、前記第1流体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群から前記第1流体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群に向かう方向である特定方向に前記第2流体を噴霧する。
The shell and tube heat exchanger of the present disclosure includes:
shell and
a plurality of heat exchanger tube groups arranged inside the shell and connected in series so that the first fluid flows in sequence;
a plurality of spray units disposed inside the shell and spraying a second fluid toward the plurality of heat transfer tube groups;
Equipped with
The plurality of heat transfer tube groups and the plurality of spray units are arranged in a predetermined direction so that the heat transfer tube groups and the spray units appear alternately,
The plurality of spray units are configured to spray the first fluid in a specific direction, which is a direction from a heat transfer tube group located on the downstream side in the flow direction of the first fluid to a heat transfer tube group located on the upstream side in the flow direction of the first fluid. 2. Spray two fluids.
本開示の冷凍サイクル装置は、
上記本開示のシェルアンドチューブ式熱交換器と、
前記シェルアンドチューブ式熱交換器に接続された圧縮機と、
を備えている。
The refrigeration cycle device of the present disclosure includes:
The shell and tube heat exchanger of the present disclosure,
a compressor connected to the shell and tube heat exchanger;
It is equipped with
本開示によれば、優れた伝熱性能を有するシェルアンドチューブ式熱交換器を提供できる。 According to the present disclosure, a shell and tube heat exchanger having excellent heat transfer performance can be provided.
(本開示の基礎となった知見等)
図8に示す従来の蒸発器2において、チューブ15を流れる冷水の温度は一定ではない。そのため、各チューブ15の表面上で冷媒液12の過不足が生じやすい。言い換えれば、厚い液膜がチューブ15の表面に形成されたり、ドライアウトが広範囲で発生したりする。この場合、蒸発器2の伝熱性能を十分に発揮させることができない。このような知見に基づき、本発明者は、本開示の主題を構成するに至った。
(Findings, etc. that formed the basis of this disclosure)
In the conventional evaporator 2 shown in FIG. 8, the temperature of the cold water flowing through the
そこで、本開示は、シェルアンドチューブ式熱交換器の伝熱性能を向上させるための技術を提供する。 Therefore, the present disclosure provides a technique for improving the heat transfer performance of a shell-and-tube heat exchanger.
以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、又は、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of well-known matters or redundant explanations of substantially the same configurations may be omitted. This is to avoid making the following description unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art.
なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。 The accompanying drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter recited in the claims.
(実施の形態1)
以下、図1から図6を用いて、実施の形態1を説明する。
(Embodiment 1)
[1-1.冷凍サイクル装置の構成]
図1は、シェルアンドチューブ式熱交換器を用いた冷凍サイクル装置の構成を示している。冷凍サイクル装置100は、蒸発器101、圧縮機102、凝縮器103、流量弁104及び流路110aから110dを備えている。蒸発器101の出口は流路110aによって圧縮機102の入口に接続されている。圧縮機102の出口は流路110bによって凝縮器103の入口に接続されている。凝縮器103の出口は、流路110cによって流量弁104の入口に接続されている。流量弁104の出口は流路110dによって蒸発器101の入口に接続されている。流路110a及び110bは蒸気経路である。流路110c及び流路110dは液経路である。各経路は、例えば、少なくとも1つの金属製の配管で構成されている。
[1-1. Configuration of refrigeration cycle device]
FIG. 1 shows the configuration of a refrigeration cycle device using a shell-and-tube heat exchanger. The
蒸発器101は、後述するように、シェルアンドチューブ式熱交換器によって構成されている。
The
圧縮機102は、遠心圧縮機などの速度型圧縮機であってもよく、スクロール圧縮機などの容積型圧縮機であってもよい。
凝縮器103の型式は特に限定されない。プレート式熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器などの熱交換器が凝縮器103に使用されうる。
The type of
冷凍サイクル装置100は、例えば、業務用又は家庭用の空気調和装置である。蒸発器101で冷却された熱媒体が回路105を通じて室内に供給され、室内の冷房に使用される。あるいは、凝縮器103で加熱された熱媒体が回路106を通じて室内に供給され、室内の暖房に利用される。熱媒体は、例えば、水である。ただし、冷凍サイクル装置100は空気調和装置に限定されず、チラー、蓄熱装置など他の装置であってもよい。
The
回路105は、蒸発器101に熱媒体を循環させる回路である。回路106は、凝縮器103に熱媒体を循環させる回路である。回路105及び回路106は、外気から隔離された密閉回路であってもよい。
The
熱媒体は、回路105及び回路106のそれぞれを流れる第1流体である。熱媒体は水に限定されず、オイル、ブラインなどの液体であってもよく、空気などの気体であってもよい。回路105の熱媒体の組成が回路106の熱媒体の組成と異なっていてもよい。
The heat medium is the first fluid flowing through each of the
[1-2.冷凍サイクル装置の動作]
圧縮機102を起動すると、蒸発器101において冷媒が加熱されて蒸発する。これにより、気相冷媒が生成される。気相冷媒は圧縮機102に吸入されて圧縮される。圧縮された気相冷媒は圧縮機102から凝縮器103に供給される。気相冷媒は凝縮器103で冷却されて凝縮及び液化する。これにより、液相冷媒が生成される。液相冷媒は、流量弁104を経由して凝縮器103から蒸発器101に戻される。
[1-2. Operation of refrigeration cycle equipment]
When the
冷媒の種類は特に限定されない。冷媒としては、フロン冷媒、低GWP(Global Warming Potential)冷媒、自然冷媒などが挙げられる。フロン冷媒としては、HCFC(hydrochlorofluorocarbon)及びHFC(hydrofluorocarbon)が挙げられる。低GWP冷媒としては、HFO-1234yf及び水が挙げられる。自然冷媒としては、二酸化炭素及び水が挙げられる。 The type of refrigerant is not particularly limited. Examples of the refrigerant include a fluorocarbon refrigerant, a low GWP (Global Warming Potential) refrigerant, and a natural refrigerant. Examples of fluorocarbon refrigerants include HCFC (hydrochlorofluorocarbon) and HFC (hydrofluorocarbon). Low GWP refrigerants include HFO-1234yf and water. Natural refrigerants include carbon dioxide and water.
冷媒は、常温での飽和蒸気圧が負圧の物質を主成分として含む冷媒であってもよい。このような冷媒としては、水、アルコール又はエーテルを主成分として含む冷媒が挙げられる。「主成分」とは、質量比で最も多く含まれた成分を意味する。「負圧」は、絶対圧で大気圧よりも低い圧力を意味する。「常温」は、日本工業規格(JIS Z8703)によれば、20℃±15℃の範囲内の温度を意味する。 The refrigerant may be a refrigerant containing as a main component a substance having a negative saturated vapor pressure at room temperature. Examples of such refrigerants include refrigerants containing water, alcohol, or ether as a main component. "Main component" means the component contained in the largest amount in terms of mass ratio. "Negative pressure" means a pressure below atmospheric pressure in absolute terms. "Normal temperature" means a temperature within the range of 20° C.±15° C. according to Japanese Industrial Standards (JIS Z8703).
冷媒は、第1流体である熱媒体と熱交換するべき第2流体の一例である。 The refrigerant is an example of a second fluid that should exchange heat with the heat medium, which is the first fluid.
[1-3.蒸発器の構成]
図2は、II-II線に沿った蒸発器101の縦断面図である。図2に示すように、蒸発器101は、シェルアンドチューブ式熱交換器で構成されている。蒸発器101は、シェル21、複数の伝熱管群22aから22c、複数の噴霧ユニット24aから24c、循環回路25及び循環ポンプ26を備えている。複数の伝熱管群22aから22c、及び、複数の噴霧ユニット24aから24cは、シェル21の内部に配置されている。蒸発器101において冷媒を効率的に蒸発させることによって冷凍サイクルの効率(COP)が向上しうる。
[1-3. Evaporator configuration]
FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the
複数の伝熱管群22a,22b及び22cは、第1伝熱管群22a、第2伝熱管群22b及び第3伝熱管群22cを有する。第1伝熱管群22a、第2伝熱管群22b及び第3伝熱管群22cは、所定方向に配列されている。図2において、「所定方向」は、X軸に平行な方向である。
The plurality of heat
複数の伝熱管群22a,22b及び22cのそれぞれは、複数の伝熱管22及び1対のヘッダー23を含む。複数の伝熱管群22a,22b及び22cのそれぞれにおいて、複数の伝熱管22は、互いに平行に配列されている。ヘッダー23とは別の手段によって複数の伝熱管22が束ねられていてもよい。
Each of the plurality of heat
伝熱管22は、多穴かつ扁平形状の伝熱管である。伝熱管22の入口から出口に向かって熱媒体が流れる。複数の伝熱管群22a,22b及び22cのそれぞれにおいて、平坦な伝熱面が鉛直方向に平行となるように複数の伝熱管22がヘッダー23とヘッダー23との間に配列されている。図2では、Z軸に平行な方向が鉛直方向である。
The
扁平形状を有する伝熱管22をシェルアンドチューブ式熱交換器に使用すると、シェル21の内部における伝熱管22の実装密度を高めることができるので、シェルアンドチューブ式熱交換器の単位体積あたりの伝熱面積を増加させるのに有利である。つまり、扁平形状を有する伝熱管22を使用することは、シェルアンドチューブ式熱交換器の小型化に有利である。
When
伝熱管22の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属材料が挙げられる。
Examples of the material for the
図3は、伝熱管22の断面を示している。伝熱管22は、1対の平坦な伝熱面22pを有するように、管状の外壁41と複数の隔壁42とによって構成されている。外壁41と隔壁42とによって囲まれた空間が熱媒体の流路43である。外壁41及び隔壁43は、それぞれ、薄板によって構成されている。薄板の厚さは、例えば、0.5mmから0.8mmの範囲にある。流路43は、例えば、四角形の断面形状を有する。伝熱管22の断面において、流路43の一辺は、例えば、0.5mmから3mmの範囲にある。流路43は、円形、三角形などの他の形状の断面を有していてもよい。流路43の内壁面に微細な溝又はフィンを形成して表面積を増大させてもよい。
FIG. 3 shows a cross section of the
第1伝熱管群22a、第2伝熱管群22b及び第3伝熱管群22cは、熱媒体がこの順番に流れるように直列に接続されている。第1伝熱管群22aは、接続管29によって第2伝熱管群22bに接続されている。第2伝熱管群22bは、接続管29によって第3伝熱管群22cに接続されている。第1伝熱管群22aのヘッダー23に回路105の一端が接続されている。回路105の一端が接続されたヘッダー23は、複数の伝熱管群22a,22b及び22cの入口をなす。第3伝熱管群22cのヘッダー23に回路105の他端が接続されている。回路105の他端が接続されたヘッダー23は、複数の伝熱管群22a,22b及び22cの出口をなす。熱媒体の流れ方向において、第1伝熱管群22aは、第2伝熱管群22bよりも上流側に位置している。熱媒体の流れ方向において、第2伝熱管群22bは、第3伝熱管群22cよりも上流側に位置している。
The first heat
複数の噴霧ユニット24a,24b及び24cは、複数の伝熱管群22a,22b及び22cに向けて液相冷媒を噴霧する役割を担う。複数の噴霧ユニット24a,24b及び24cは、第1噴霧ユニット24a、第2噴霧ユニット24b及び第3噴霧ユニット24cを有する。複数の伝熱管群22a,22b及び22cと同じように、第1噴霧ユニット24a、第2噴霧ユニット24b及び第3噴霧ユニット24cも所定方向(X軸に平行な方向)に配列されている。
The plurality of
複数の噴霧ユニット24a,24b及び24cのそれぞれは、複数の噴霧ノズル24を含む。本実施の形態では、噴霧ユニット24a,24b及び24cのそれぞれは、鉛直方向及び伝熱管22の配列方向に平行な面内にマトリクス状に配置された複数の噴霧ノズル24を含む。第1噴霧ユニット24aにおける複数の噴霧ノズル24の配列は、第2噴霧ユニット24bにおける複数の噴霧ノズル24の配列に等しい。第1噴霧ユニット24aにおける複数の噴霧ノズル24の配列は、第3噴霧ユニット24cにおける複数の噴霧ノズル24の配列に等しい。つまり、複数の噴霧ユニット24a,24b及び24cのそれぞれにおいて、複数の噴霧ノズル24は、同一のパターンで配列されている。このような構成は、蒸発器101のコスト及び生産性に優れている。複数の噴霧ユニット24a,24b及び24cのそれぞれには、同一の噴霧ノズル24が使用されうる。「同一」の語句は、設計上の構造及び設計上の特性が同一であることを意味する。
Each of the plurality of
図4は、伝熱管22及び噴霧ノズル24の位置関係を示す模式的な上面図である。図4において、ヘッダー23は省略されている。本実施の形態では、伝熱面22pが鉛直方向に平行となるように、複数の伝熱管群22a,22b及び22cのそれぞれにおいて、複数の伝熱管22が水平方向に配列されている。図4では、Y軸に平行な方向が複数の伝熱管22の配列方向である。
FIG. 4 is a schematic top view showing the positional relationship between the
噴霧ユニット24a,24b及び24cのそれぞれにおいて、噴霧ノズル24は、横から水平方向に伝熱管22に向かって液相冷媒を噴霧するように配置されている。噴霧ノズル24は、複数の伝熱管22の側面に向かい合っており、複数の伝熱管22に向かって液相冷媒を放射状に噴霧する。冷媒のミストは、伝熱管22と伝熱管22との間の空間に入り、伝熱管22の表面22pにおいて加熱される。
In each of the
本実施の形態において、複数の伝熱管群22a,22b及び22cは、互いに同一の構造を有している。詳細には、複数の伝熱管群22a,22b及び22cのそれぞれにおける複数の伝熱管22の配列は、互いに同一でありうる。第1伝熱管群22aにおける管ピッチは、第2伝熱管群22bにおける管ピッチに等しい。第1伝熱管群22aにおける管ピッチは、第3伝熱管群22cにおける管ピッチに等しい。このような構成は、蒸発器101のコスト及び生産性に優れている。「管ピッチ」とは、互いに隣り合う伝熱管22の伝熱面22pと伝熱面22pとの間隔Lを意味する。
In this embodiment, the plurality of heat
図2に示すように、伝熱管群と噴霧ユニットとが交互に現れるように、複数の伝熱管群22aから22c及び複数の噴霧ユニット24aから24cが所定方向(X軸に平行な方向)に配列されている。本実施の形態では、第1伝熱管群22a、第1噴霧ユニット24a、第2伝熱管群22b、第2噴霧ユニット24b、第3伝熱管群22c及び第3噴霧ユニット24cが所定方向にこの順番で配置されている。第1伝熱管群22aと第1噴霧ユニット24aとが対をなしている。第2伝熱管群22bと第2噴霧ユニット24bとが対をなしている。第3伝熱管群22cと第3噴霧ユニット24cとが対をなしている。複数の噴霧ユニット24a,24b及び24cは、特定方向に冷媒を噴霧する。特定方向は、熱媒体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群から熱媒体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群に向かう方向である。特定方向は、また、第3伝熱管群22cから第1伝熱管群22aに向かう方向である。本実施の形態において、「特定方向」は、-X軸方向である。
As shown in FIG. 2, a plurality of heat
シェル21は、その底部に液相冷媒を貯留するように構成されている。循環回路25は、シェル21の底部と噴霧ノズル24のそれぞれとを接続している。循環回路25に循環ポンプ26が配置されている。循環ポンプ26の働きにより、シェル21の底部に貯留された液相冷媒が循環回路25を通じて噴霧ノズル24に供給される。このような構成によれば、液相冷媒の回収が容易であるとともに、噴霧ノズル24に液相冷媒を供給するためのエネルギー消費を抑えることができる。
The
本実施の形態において、シェル21は矩形の断面形状を有しているが、円形の断面形状を有してもよい。シェル21は、耐圧容器であってもよい。
In this embodiment, the
シェル21には、流入管27及び排出管28が設けられている。流入管27は、シェル21の内部に冷媒を導く流路である。排出管28は、複数の伝熱管群22a,22b及び22cの表面で蒸発した冷媒をシェル21の外部に導く流路である。流入管27及び排出管28には、それぞれ、流路110d及び流路110aが接続されうる。
The
本実施の形態において、熱媒体の流れ方向の最も上流側に位置する伝熱管群は、複数の伝熱管群22a,22b及び22cの中で排出管28から最も近い位置に配置されている。第1伝熱管群22aは、熱媒体の流れ方向の最も上流側に位置する伝熱管群であり、かつ、複数の伝熱管群22a,22b及び22cの中で排出管28から最も近い位置に配置されている。第1伝熱管群22aにおいて発生する気相冷媒の量は、第2伝熱管群22bにおいて発生する気相冷媒の量よりも多い。第2伝熱管群22bにおいて発生する気相冷媒の量は、第3伝熱管群22cにおいて発生する気相冷媒の量よりも多い。第1伝熱管群22aにおいて発生する気相冷媒の量は、複数の伝熱管群22a,22b及び22cの中で最も多い。そのため、第1伝熱管群22aが排出管28の近傍に位置している場合、よりスムーズに蒸発器101の外部に気相冷媒を導くことができる。「量」の語句は、単位時間あたりの量を意味する。
In this embodiment, the heat exchanger tube group located most upstream in the flow direction of the heat medium is arranged at the position closest to the
排出管28は、複数の噴霧ユニット24a,24b及び24cから見て特定方向(-X軸方向)に位置している開口を有する。言い換えれば、排出管28は、特定方向に位置するシェル21の壁面において開口している。このような構成によれば、気相冷媒の圧力損失を減らし、よりスムーズに蒸発器101の外部に気相冷媒を導くことができる。
The
[1-4.動作]
以上のように構成された蒸発器101について、以下その動作及び作用を説明する。
[1-4. motion]
The operation and effect of the
循環ポンプ26を起動すると、液相冷媒がシェル21の底部から噴霧ユニット24a,24b及び24cに供給される。液相冷媒は、噴霧ユニット24a,24b及び24cのそれぞれから伝熱管群22a,22b及び22cのそれぞれの伝熱管22の平坦な伝熱面22pに平行に噴霧される。熱媒体は、第1伝熱管群22aに流入し、第1伝熱管群22aを流れたのち、接続管29を通じて第2伝熱管群22bに流入する。熱媒体は、第2伝熱管群22bを流れたのち、接続管29を通じて第3伝熱管群22cに流入する。伝熱管群22a,22b及び22cに熱媒体を流しながら伝熱管群22a,22b及び22cに向けて液相冷媒を噴霧すれば、伝熱管群22a,22b及び22cにおいて熱媒体と液相冷媒との熱交換が行われ、冷媒が蒸発して気相冷媒が生成される。
When the
伝熱管22として扁平形状の伝熱管を用いるとともに、伝熱面22pに平行に冷媒を噴霧することによって、伝熱管群22a,22b及び22cにおける死水域を減らすことができる。そのため、本実施の形態のように、冷媒を一方向にのみ噴霧する場合にも、十分な伝熱面積を確保することができる。「死水域」は、伝熱管22の表面の一部であって、冷媒のミストが接触しにくい部分を意味する。噴霧ノズル24からの距離が増えれば増えるほど、伝熱管22の表面に死水域が生じやすい。
By using flat heat exchanger tubes as the
図5は、複数の伝熱管群22a,22b及び22cのそれぞれにおける熱媒体の温度Twと冷媒の温度Trとの関係を模式的に示すグラフである。縦軸は、温度を表している。横軸は、伝熱管群22a,22b及び22cの位置を表している。「Inlet」の位置は、回路105の一端が接続されたヘッダー23に対応している。「Outlet」の位置は、回路105の他端が接続されたヘッダー23に対応している。
FIG. 5 is a graph schematically showing the relationship between the temperature Tw of the heat medium and the temperature Tr of the refrigerant in each of the plurality of heat
熱媒体が伝熱管群22a,22b及び22cを流れるとき、熱媒体は、冷媒によって冷却される。そのため、熱媒体の温度Twは徐々に低下する。冷媒は、熱媒体から熱を奪って液相状態から気相状態に変化する。そのため、冷媒の温度Trは蒸発温度で一定である。熱媒体と冷媒との温度差(Tw-Tr)は、第1伝熱管群22aにおいて最も大きい。第1伝熱管群22aにおける温度差(Tw-Tr)は、第2伝熱管群22bにおける温度差(Tw-Tr)よりも大きい。第2伝熱管群22bにおける温度差(Tw-Tr)は、第3伝熱管群22cにおける温度差(Tw-Tr)よりも大きい。温度差(Tw-Tr)が大きければ大きいほど、単位時間当たりに蒸発できる冷媒の量も多い。よって、第1伝熱管群22aで蒸発しうる冷媒の量が最も多い。第2伝熱管群22bで蒸発しうる冷媒の量が次に多い。第3伝熱管群22cで蒸発しうる冷媒の量が最も少ない。
When the heat medium flows through the heat
図6は、複数の伝熱管群22a,22b及び22cのそれぞれの能力と冷媒の噴霧量との関係を模式的に示している。横軸は、伝熱管群22a,22b及び22cの位置を表している。線分によって囲まれた領域の面積は、伝熱管群22a,22b及び22cのそれぞれの能力に対応している。「能力(capacity)」は、冷媒を蒸発させる能力を意味する。
FIG. 6 schematically shows the relationship between the capacity of each of the plurality of heat
図6に示す例において、蒸発器101は、第2伝熱管群22bの能力C2と第2噴霧ユニット24bからの冷媒の噴霧量とが均衡するように設計されている。第1伝熱管群22aの能力C1は、第2伝熱管群22bの能力C2よりも大きいので、第1伝熱管群22aにおいて能力αが余る。言い換えれば、能力αに対応する量の冷媒が不足する。第3伝熱管群22cの能力C3は、第2伝熱管群22bの能力C2よりも小さいので、第3伝熱管群22cにおいて能力βが不足する。言い換えれば、能力βに対応する量の冷媒が余る。
In the example shown in FIG. 6, the
本実施の形態によれば、熱媒体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群から熱媒体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群に向かう方向である特定方向に冷媒が噴霧される。そのため、第3伝熱管群22cに向けて第3噴霧ユニット24cから冷媒が噴霧されたとき、冷媒の一部が液相状態のまま余剰分として第3伝熱管群22cを通過する。余剰分は、第2噴霧ユニット24bから噴霧された冷媒とともに第2伝熱管群22bに噴霧される。しかし、第2伝熱管群22bの能力C2と第2噴霧ユニット24bからの冷媒の噴霧量とが均衡しているので、余剰分に対応する量の冷媒は、第2伝熱管群22bで蒸発できず、第2伝熱管群22bを通過する。そして、余剰分に対応する量の冷媒は、第1噴霧ユニット24aから噴霧された冷媒とともに第1伝熱管群22aに噴霧される。第1伝熱管群22aは、第1噴霧ユニット24aから噴霧された冷媒に加え、能力αに対応する量の冷媒を蒸発させる能力を持っている。そのため、余剰分に対応する量の冷媒は、第1噴霧ユニット24aから噴霧された冷媒とともに第1伝熱管群22aおいて蒸発する。このように、下流側に位置する伝熱管群で余った冷媒を上流側に位置する伝熱管群に供給することによって、複数の伝熱管群22a,22b及び22cのそれぞれにおいて、冷媒の噴霧量と伝熱管群の能力との均衡をとることができる。厚い液膜が伝熱管22の表面に形成されたり、ドライアウトが広範囲で発生したりすることを回避できる。結果として、蒸発器101は優れた伝熱性能を発揮する。
According to this embodiment, the refrigerant is sprayed in a specific direction, which is the direction from the heat transfer tube group located on the upstream side in the flow direction of the heat medium to the heat transfer tube group located on the downstream side in the flow direction of the heat medium. . Therefore, when the refrigerant is sprayed from the
また、冷媒は、噴霧方向と同じ方向に位置している排出管28を通じて圧縮機102(図1)に吸入される。そのため、噴霧ユニット24a,24b及び24cのそれぞれから冷媒が噴霧されたとき、冷媒のミストに圧縮機102の吸引力が及ぶことによって、冷媒のミストが加速されながら伝熱管群22a,22b及び22cに流入する。特に、過負荷条件など大きい冷凍能力が必要とされるとき、圧縮機102の回転数の増加に伴って圧縮機102の冷媒の吸入量が増える。そのため、噴霧ユニット24a,24b及び24cから噴霧された冷媒のミストの移動速度も上がる。すると、伝熱管22の表面における冷媒の液膜が薄くなる。液膜が薄くなることによって熱が伝わりやすくなり、伝熱管22の表面における熱伝達率が更に向上する。このことも蒸発器101の性能の向上に寄与する。
The refrigerant is also drawn into the compressor 102 (FIG. 1) through a
[1-5.効果等]
以上のように、本実施の形態において、伝熱管群と噴霧ユニットとが交互に現れるように複数の伝熱管群及び複数の噴霧ユニットが所定方向に配列されている。複数の噴霧ユニットは、熱媒体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群から熱媒体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群に向かう方向である特定方向に冷媒を噴霧する。
[1-5. Effects, etc.]
As described above, in this embodiment, a plurality of heat exchanger tube groups and a plurality of spray units are arranged in a predetermined direction so that the heat exchanger tube groups and the spray units appear alternately. The plurality of spray units spray the refrigerant in a specific direction, which is a direction from a group of heat transfer tubes located on the downstream side in the flow direction of the heat medium to a group of heat transfer tubes located on the upstream side in the flow direction of the heat medium.
このような構成によれば、未蒸発の冷媒が下流側に位置する伝熱管群を通過し、上流側に位置する噴霧ユニットから噴霧された冷媒とともに上流側に位置する伝熱管群に噴霧される。上流側に位置する伝熱管群において蒸発しうる冷媒の量は、下流側に位置する伝熱管群において蒸発しうる冷媒の量よりも多いので、下流側に位置する伝熱管群を通過した未蒸発の冷媒は、上流側に位置する噴霧ユニットから噴霧された冷媒とともに上流側に位置する伝熱管群において蒸発しうる。したがって、本実施の形態によれば、噴霧ユニットからの冷媒の噴霧量を調整することなく、各伝熱管群への冷媒の供給量が適正化される。特に、上流側に位置する伝熱管群においてドライアウトが広範囲で発生することを回避できる。結果として、本実施の形態のシェルアンドチューブ式熱交換器は優れた伝熱性能を発揮する。 According to such a configuration, unevaporated refrigerant passes through the heat transfer tube group located on the downstream side, and is sprayed together with the refrigerant sprayed from the spray unit located on the upstream side to the heat transfer tube group located on the upstream side. . The amount of refrigerant that can evaporate in the heat transfer tube group located on the upstream side is greater than the amount of refrigerant that can evaporate in the heat transfer tube group located on the downstream side. The refrigerant can be evaporated in the heat transfer tube group located upstream together with the refrigerant sprayed from the spray unit located upstream. Therefore, according to the present embodiment, the amount of refrigerant supplied to each heat transfer tube group is optimized without adjusting the amount of refrigerant sprayed from the spray unit. In particular, it is possible to prevent dryout from occurring over a wide range in the heat exchanger tube group located on the upstream side. As a result, the shell-and-tube heat exchanger of this embodiment exhibits excellent heat transfer performance.
本実施の形態において、複数の噴霧ユニットは、複数の噴霧ノズルを含む第1噴霧ユニットと、複数の噴霧ノズルを含む第2噴霧ユニットとを有していてもよい。第1噴霧ユニットにおける複数の噴霧ノズルの配列は、第2噴霧ユニットにおける複数の噴霧ノズルの配列に等しくてもよい。このような構成は、シェルアンドチューブ式熱交換器のコスト及び生産性に優れている。 In this embodiment, the plurality of spray units may include a first spray unit including a plurality of spray nozzles, and a second spray unit including a plurality of spray nozzles. The array of spray nozzles in the first spray unit may be equal to the array of spray nozzles in the second spray unit. Such a configuration is excellent in cost and productivity of the shell-and-tube heat exchanger.
本実施の形態において、シェルアンドチューブ式熱交換器は、シェルに設けられ、複数の伝熱管群の表面で蒸発した冷媒をシェルの外部に導く排出管をさらに備えていてもよい。熱媒体の流れ方向の最も上流側に位置する伝熱管群は、複数の伝熱管群の中で排出管から最も近い位置に配置されうる。このような構成によれば、よりスムーズにシェルアンドチューブ式熱交換器の外部に気相冷媒を導くことができる。 In this embodiment, the shell-and-tube heat exchanger may further include a discharge pipe provided in the shell and guiding the refrigerant evaporated on the surfaces of the plurality of heat transfer tube groups to the outside of the shell. The heat exchanger tube group located on the most upstream side in the flow direction of the heat medium may be arranged at the position closest to the discharge pipe among the plurality of heat exchanger tube groups. According to such a configuration, the gas phase refrigerant can be guided to the outside of the shell-and-tube heat exchanger more smoothly.
本実施の形態において、排出管は、複数の噴霧ユニットから見て特定方向に位置している開口を有していてもよい。このような構成によれば、噴霧ユニットから噴霧された冷媒のミストの移動速度が上がる。すると、伝熱管の表面における冷媒の液膜が薄くなる。液膜が薄くなることによって熱が伝わりやすくなり、伝熱管の表面における熱伝達率が向上する。 In this embodiment, the discharge pipe may have an opening located in a specific direction when viewed from the plurality of spray units. According to such a configuration, the moving speed of the refrigerant mist sprayed from the spray unit increases. Then, the liquid film of the refrigerant on the surface of the heat exchanger tube becomes thin. As the liquid film becomes thinner, heat transfers more easily and the heat transfer coefficient on the surface of the heat exchanger tube improves.
本実施の形態において、複数の伝熱管群のそれぞれは、互いに平行に配列された扁平形状の複数の伝熱管を含んでいてもよい。扁平形状を有する伝熱管をシェルアンドチューブ式熱交換器に使用すると、シェルの内部における伝熱管の実装密度を高めることができる。 In this embodiment, each of the plurality of heat exchanger tube groups may include a plurality of flat heat exchanger tubes arranged in parallel to each other. When heat exchanger tubes having a flat shape are used in a shell-and-tube heat exchanger, the packaging density of the heat exchanger tubes inside the shell can be increased.
本実施の形態の冷凍サイクル装置は、本実施の形態のシェルアンドチューブ式熱交換器と、シェルアンドチューブ式熱交換器に接続された圧縮機とを備えている。シェルアンドチューブ式熱交換器は、蒸発器に使用されてもよく、凝縮器に使用されてもよい。本実施の形態のシェルアンドチューブ式熱交換器を使用することによって、冷凍サイクル装置の効率を向上させることができる。 The refrigeration cycle device of this embodiment includes the shell-and-tube heat exchanger of this embodiment and a compressor connected to the shell-and-tube heat exchanger. Shell and tube heat exchangers may be used for evaporators and condensers. By using the shell-and-tube heat exchanger of this embodiment, the efficiency of the refrigeration cycle device can be improved.
(実施の形態2)
以下、図7を用いて、実施の形態2を説明する。実施の形態1と同一の構成要素には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
Embodiment 2 will be described below using FIG. 7. Components that are the same as those in
[2-1.蒸発器の構成]
図7は、本開示の実施の形態2における蒸発器111の横断面図である。図7は、紙面に垂直な方向が鉛直方向である。
[2-1. Evaporator configuration]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
本実施の形態の蒸発器111は、複数の伝熱管群202a,202b及び202cを備えている。複数の伝熱管群202a,202b及び202cは、互いに異なる構造を有する。複数の伝熱管群202a,202b及び202cは、第1伝熱管群202a、第2伝熱管群202b及び第2伝熱管群202cを含む。第1伝熱管群202aは、熱媒体の流れ方向の最も上流側に位置する伝熱管群である。第1伝熱管群202aは、複数の伝熱管群202a,202b及び202cの中で排出管28から最も近い位置に配置されている。第3伝熱管群202cは、複数の伝熱管群202a,202b及び202cの中で排出管28から最も遠い位置に配置されている。第2伝熱管群202bは、第1伝熱管群202aと第3伝熱管群202cとの間に配置されている。
The
第1伝熱管群202aにおける伝熱管22の数は、複数の伝熱管群202a,202b及び202cのそれぞれにおける伝熱管22の数の中で最も多い。詳細には、第1伝熱管群202aに含まれた伝熱管22の数は、第2伝熱管群202bに含まれた伝熱管22の数よりも多い。第2伝熱管群202bに含まれた伝熱管22の数は、第3伝熱管群202cに含まれた伝熱管22の数よりも多い。つまり、熱媒体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群に含まれた伝熱管22の数は、熱媒体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群に含まれた伝熱管22の数よりも多い。
The number of
また、第2伝熱管群202bにおける管ピッチは、第1伝熱管群202aにおける管ピッチよりも広い。第3伝熱管群202cにおける管ピッチは、第2伝熱管群202bにおける管ピッチよりも広い。つまり、熱媒体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群における管ピッチは、熱媒体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群における管ピッチよりも広い。例えば、第1伝熱管群202aにおける管ピッチが8mmであり、第2伝熱管群202bにおける管ピッチが9mmであり、第3伝熱管群202cにおける管ピッチが10mmである。
Further, the tube pitch in the second heat
[2-2.動作]
実施の形態1で説明したように、噴霧ユニット24a,24b及び24cから伝熱管群202a,202b及び202cに向けて冷媒を噴霧したとき、第1伝熱管群202aで発生した気相冷媒は、排出管28に速やかに流入する。第2伝熱管群202bで発生した気相冷媒は、第1伝熱管群202aを通過して排出管28に流入する。第3伝熱管群202cで発生した気相冷媒は、第2伝熱管群202b及び第1伝熱管群202aをこの順番で通過して排出管28に流入する。
[2-2. motion]
As described in the first embodiment, when the refrigerant is sprayed from the
第1伝熱管群202aは排出管28の近傍に位置しているので、第1伝熱管群202aで発生した気相冷媒の体積流量が多かったとしても、圧力損失は抑制される。第2伝熱管群202bで発生した気相冷媒の体積流量は、第1伝熱管群202aで発生した気相冷媒委の体積流量よりも低い。そのため、第2伝熱管群202bから排出管28までの距離が第1伝熱管群202aから排出管28までの距離を上回ったとしても、圧力損失は抑制される。第3伝熱管群202cで発生した気相冷媒の体積流量は最も少ないものの、第3伝熱管群202cは排出管28から最も遠い位置に配置されているので、圧力損失は抑制される。このように、本実施の形態では、気相冷媒の発生量と排出管28から伝熱管群までの距離が逆の関係にある。つまり、排出管28から伝熱管群までの距離が近ければ近いほど、気相冷媒の発生量が多い。これにより、シェル21の内部における気相冷媒の移動に伴う圧力損失を最小化することが可能である。このことは、実施の形態1にもあてはまる。
Since the first heat
また、噴霧ユニット24a,24b及び24cから伝熱管群202a,202b及び202cに向けて冷媒を噴霧したとき、未蒸発の冷媒を含む気液二相流の冷媒が第2伝熱管群202b及び第3伝熱管群202cを通過する。そのため、第2伝熱管群202b及び第3伝熱管群202cにおける圧力損失が大きくなりがちである。
Furthermore, when the refrigerant is sprayed from the
しかし、本実施の形態によれば、伝熱管22の数が各伝熱管群に適した数に調整されている。あるいは、管ピッチが各伝熱管群に適した管ピッチに調整されている。したがって、本実施の形態によれば、気液二相流の冷媒が下流側に位置する伝熱管群を通過する際の圧力損失を低減することができる。
However, according to this embodiment, the number of
[2-3.効果等]
本実施の形態においても、実施の形態1における効果と同じ効果が得られる。
[2-3. Effects, etc.]
In this embodiment as well, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
本実施の形態において、複数の伝熱管群は、熱媒体の流れ方向の最も上流側に位置する第1伝熱管群を含んでいてもよい。第1伝熱管群における伝熱管の数は、複数の伝熱管群のそれぞれにおける伝熱管の数の中で最も多くてもよい。このような構成によれば、気液二相流の冷媒が下流側に位置する伝熱管群を通過する際の圧力損失を低減することができる。 In this embodiment, the plurality of heat exchanger tube groups may include a first heat exchanger tube group located on the most upstream side in the flow direction of the heat medium. The number of heat exchanger tubes in the first heat exchanger tube group may be the largest among the numbers of heat exchanger tubes in each of the plurality of heat exchanger tube groups. According to such a configuration, pressure loss when the gas-liquid two-phase refrigerant passes through the heat exchanger tube group located on the downstream side can be reduced.
本実施の形態において、熱媒体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群に含まれた伝熱管の数は、熱媒体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群に含まれた伝熱管の数よりも多くてもよい。このような構成によれば、気液二相流の冷媒が下流側に位置する伝熱管群を通過する際の圧力損失を低減することができる。 In this embodiment, the number of heat exchanger tubes included in the heat exchanger tube group located on the upstream side in the flow direction of the heat medium is equal to the number of heat exchanger tubes included in the heat exchanger tube group located on the downstream side in the flow direction of the heat medium. There may be more than . According to such a configuration, pressure loss when the gas-liquid two-phase refrigerant passes through the heat exchanger tube group located on the downstream side can be reduced.
本実施の形態において、熱媒体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群における管ピッチは、熱媒体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群における管ピッチよりも広くてもよい。このような構成によれば、気液二相流の冷媒が下流側に位置する伝熱管群を通過する際の圧力損失を低減することができる。 In the present embodiment, the tube pitch in the heat transfer tube group located downstream in the flow direction of the heat medium may be wider than the tube pitch in the heat transfer tube group located upstream in the flow direction of the heat medium. According to such a configuration, pressure loss when the gas-liquid two-phase refrigerant passes through the heat exchanger tube group located on the downstream side can be reduced.
(他の実施の形態)
本開示のシェルアンドチューブ式熱交換器は、伝熱管群を2つのみ有していてもよく、4つ以上の伝熱管群を有していてもよい。
(Other embodiments)
The shell and tube heat exchanger of the present disclosure may have only two heat exchanger tube groups, or may have four or more heat exchanger tube groups.
複数の噴霧ユニット24a,24b及び24cのそれぞれは、噴霧ノズル24を1つのみ有していてもよい。
Each of the plurality of
伝熱管は、アスペクト比の大きい扁平形状の伝熱管に限定されず、円形又は楕円形の断面を有する伝熱管であってもよい。 The heat exchanger tube is not limited to a flat heat exchanger tube with a large aspect ratio, but may be a heat exchanger tube having a circular or elliptical cross section.
複数の伝熱管群22a,22b及び22cのそれぞれにおいて、伝熱管22は、複数列(例えば、前後2列)で設けられていてもよく、1列のみ設けられていてもよい。
In each of the plurality of heat
本明細書に開示されたシェルアンドチューブ式熱交換器は、業務用エアコンなどの空気調和装置に特に有用である。シェルアンドチューブ式熱交換器は、蒸発器のみならず、凝縮器として使用されてもよい。本明細書に開示された冷凍サイクル装置は、空気調和装置に限定されず、吸収式冷凍機、チラー、蓄熱装置などの他の装置であってもよい。 The shell-and-tube heat exchanger disclosed herein is particularly useful in air conditioners such as commercial air conditioners. A shell-and-tube heat exchanger may be used not only as an evaporator but also as a condenser. The refrigeration cycle device disclosed in this specification is not limited to an air conditioner, and may be other devices such as an absorption refrigerator, a chiller, or a heat storage device.
21 シェル
22 伝熱管
22a,202a 第1伝熱管群
22b,202b 第2伝熱管群
22c,202c 第3伝熱管群
23 ヘッダー
24 噴霧ノズル
24a 第1噴霧ユニット
24b 第2噴霧ユニット
24c 第3噴霧ユニット
25 循環回路
26 循環ポンプ
27 流入管
28 排出管
29 接続管
100 冷凍サイクル装置
101,111 蒸発器
102 圧縮機
103 凝縮器
104 流量弁
105,106 回路
110a,110b,110c,110d 流路
21
Claims (10)
前記シェルの内部に配置され、第1流体が順番に流れるように直列に接続された複数の伝熱管群と、
前記シェルの内部に配置され、前記複数の伝熱管群に向けて第2流体を噴霧する複数の噴霧ユニットと、
前記シェルに設けられ、前記複数の伝熱管群の表面で蒸発した前記第2流体を前記シェルの外部に導く排出管と、
を備え、
前記伝熱管群と前記噴霧ユニットとが交互に現れるように前記複数の伝熱管群及び前記複数の噴霧ユニットが所定方向に配列され、
前記複数の噴霧ユニットは、前記第1流体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群から前記第1流体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群に向かう方向である特定方向に前記第2流体を噴霧し、
前記第1流体の流れ方向の最も上流側に位置する伝熱管群は、前記複数の伝熱管群の中で前記排出管から最も近い位置に配置されている、
シェルアンドチューブ式熱交換器。 shell and
a plurality of heat exchanger tube groups arranged inside the shell and connected in series so that the first fluid flows in sequence;
a plurality of spray units disposed inside the shell and spraying a second fluid toward the plurality of heat transfer tube groups;
a discharge pipe provided in the shell and guiding the second fluid evaporated on the surface of the plurality of heat transfer tube groups to the outside of the shell;
Equipped with
The plurality of heat transfer tube groups and the plurality of spray units are arranged in a predetermined direction so that the heat transfer tube groups and the spray units appear alternately,
The plurality of spray units are configured to spray the first fluid in a specific direction, which is a direction from a heat transfer tube group located on the downstream side in the flow direction of the first fluid to a heat transfer tube group located on the upstream side in the flow direction of the first fluid. Spray two fluids,
The heat exchanger tube group located most upstream in the flow direction of the first fluid is located closest to the discharge pipe among the plurality of heat exchanger tube groups,
Shell and tube heat exchanger.
前記第1噴霧ユニットにおける前記複数の噴霧ノズルの配列は、前記第2噴霧ユニットにおける前記複数の噴霧ノズルの配列に等しい、
請求項1に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。 The plurality of spray units have a first spray unit including a plurality of spray nozzles, and a second spray unit including a plurality of spray nozzles,
The arrangement of the plurality of spray nozzles in the first spray unit is equal to the arrangement of the plurality of spray nozzles in the second spray unit,
A shell and tube heat exchanger according to claim 1.
請求項1又は2に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。 The discharge pipe has an opening located in the specific direction when viewed from the plurality of spray units.
The shell and tube heat exchanger according to claim 1 or 2 .
前記シェルの内部に配置され、第1流体が順番に流れるように直列に接続された複数の伝熱管群と、
前記シェルの内部に配置され、前記複数の伝熱管群に向けて第2流体を噴霧する複数の噴霧ユニットと、
を備え、
前記伝熱管群と前記噴霧ユニットとが交互に現れるように前記複数の伝熱管群及び前記複数の噴霧ユニットが所定方向に配列され、
前記複数の噴霧ユニットは、前記第1流体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群から前記第1流体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群に向かう方向である特定方向に前記第2流体を噴霧し、
前記複数の伝熱管群は、前記第1流体の流れ方向の最も上流側に位置する第1伝熱管群を含み、
前記第1伝熱管群における伝熱管の数は、前記複数の伝熱管群のそれぞれにおける伝熱管の数の中で最も多い、
シェルアンドチューブ式熱交換器。 shell and
a plurality of heat exchanger tube groups arranged inside the shell and connected in series so that the first fluid flows in sequence;
a plurality of spray units disposed inside the shell and spraying a second fluid toward the plurality of heat transfer tube groups;
Equipped with
The plurality of heat transfer tube groups and the plurality of spray units are arranged in a predetermined direction so that the heat transfer tube groups and the spray units appear alternately,
The plurality of spray units are configured to spray the first fluid in a specific direction, which is a direction from a heat transfer tube group located on the downstream side in the flow direction of the first fluid to a heat transfer tube group located on the upstream side in the flow direction of the first fluid. Spray two fluids,
The plurality of heat exchanger tube groups include a first heat exchanger tube group located on the most upstream side in the flow direction of the first fluid,
The number of heat exchanger tubes in the first heat exchanger tube group is the largest among the number of heat exchanger tubes in each of the plurality of heat exchanger tube groups,
Shell and tube heat exchanger.
前記シェルの内部に配置され、第1流体が順番に流れるように直列に接続された複数の伝熱管群と、
前記シェルの内部に配置され、前記複数の伝熱管群に向けて第2流体を噴霧する複数の噴霧ユニットと、
を備え、
前記伝熱管群と前記噴霧ユニットとが交互に現れるように前記複数の伝熱管群及び前記複数の噴霧ユニットが所定方向に配列され、
前記複数の噴霧ユニットは、前記第1流体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群から前記第1流体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群に向かう方向である特定方向に前記第2流体を噴霧し、
前記第1流体の流れ方向の上流側に位置する前記伝熱管群に含まれた伝熱管の数は、前記第1流体の流れ方向の下流側に位置する前記伝熱管群に含まれた伝熱管の数よりも多い、
シェルアンドチューブ式熱交換器。 shell and
a plurality of heat exchanger tube groups arranged inside the shell and connected in series so that the first fluid flows in sequence;
a plurality of spray units disposed inside the shell and spraying a second fluid toward the plurality of heat transfer tube groups;
Equipped with
The plurality of heat transfer tube groups and the plurality of spray units are arranged in a predetermined direction so that the heat transfer tube groups and the spray units appear alternately,
The plurality of spray units are configured to spray the first fluid in a specific direction, which is a direction from a heat transfer tube group located on the downstream side in the flow direction of the first fluid to a heat transfer tube group located on the upstream side in the flow direction of the first fluid. Spray two fluids,
The number of heat exchanger tubes included in the heat exchanger tube group located on the upstream side in the flow direction of the first fluid is the number of heat exchanger tubes included in the heat exchanger tube group located on the downstream side in the flow direction of the first fluid. more than the number of
Shell and tube heat exchanger.
前記シェルの内部に配置され、第1流体が順番に流れるように直列に接続された複数の伝熱管群と、
前記シェルの内部に配置され、前記複数の伝熱管群に向けて第2流体を噴霧する複数の噴霧ユニットと、
を備え、
前記伝熱管群と前記噴霧ユニットとが交互に現れるように前記複数の伝熱管群及び前記複数の噴霧ユニットが所定方向に配列され、
前記複数の噴霧ユニットは、前記第1流体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群から前記第1流体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群に向かう方向である特定方向に前記第2流体を噴霧し、
前記第1流体の流れ方向の下流側に位置する前記伝熱管群における管ピッチは、前記第1流体の流れ方向の上流側に位置する前記伝熱管群における管ピッチよりも広い、
シェルアンドチューブ式熱交換器。 shell and
a plurality of heat exchanger tube groups arranged inside the shell and connected in series so that the first fluid flows in sequence;
a plurality of spray units disposed inside the shell and spraying a second fluid toward the plurality of heat transfer tube groups;
Equipped with
The plurality of heat transfer tube groups and the plurality of spray units are arranged in a predetermined direction so that the heat transfer tube groups and the spray units appear alternately,
The plurality of spray units are configured to spray the first fluid in a specific direction, which is a direction from a heat transfer tube group located on the downstream side in the flow direction of the first fluid to a heat transfer tube group located on the upstream side in the flow direction of the first fluid. Spray two fluids,
A tube pitch in the heat exchanger tube group located downstream in the flow direction of the first fluid is wider than a tube pitch in the heat exchanger tube group located upstream in the flow direction of the first fluid.
Shell and tube heat exchanger.
前記シェルの内部に配置され、第1流体が順番に流れるように直列に接続された複数の伝熱管群と、a plurality of heat exchanger tube groups arranged inside the shell and connected in series so that the first fluid flows in sequence;
前記シェルの内部に配置され、前記複数の伝熱管群に向けて第2流体を噴霧する複数の噴霧ユニットと、a plurality of spray units disposed inside the shell and spraying a second fluid toward the plurality of heat transfer tube groups;
を備え、Equipped with
前記伝熱管群と前記噴霧ユニットとが交互に現れるように前記複数の伝熱管群及び前記複数の噴霧ユニットが所定方向に配列され、The plurality of heat transfer tube groups and the plurality of spray units are arranged in a predetermined direction so that the heat transfer tube groups and the spray units appear alternately,
前記複数の噴霧ユニットは、前記第1流体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群から前記第1流体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群に向かう方向である特定方向に前記第2流体を噴霧し、The plurality of spray units are configured to spray the first fluid in a specific direction, which is a direction from a heat transfer tube group located on the downstream side in the flow direction of the first fluid to a heat transfer tube group located on the upstream side in the flow direction of the first fluid. Spray two fluids,
前記複数の伝熱管群に対する前記第2流体の噴霧方向が前記特定方向の一方向のみである、The spraying direction of the second fluid to the plurality of heat exchanger tube groups is only one of the specific directions,
シェルアンドチューブ式熱交換器。Shell and tube heat exchanger.
前記シェルの内部に配置され、第1流体が順番に流れるように直列に接続された複数の伝熱管群と、a plurality of heat exchanger tube groups arranged inside the shell and connected in series so that the first fluid flows in sequence;
前記シェルの内部に配置され、前記複数の伝熱管群に向けて第2流体を噴霧する複数の噴霧ユニットと、a plurality of spray units disposed inside the shell and spraying a second fluid toward the plurality of heat transfer tube groups;
を備え、Equipped with
前記伝熱管群と前記噴霧ユニットとが交互に現れるように前記複数の伝熱管群及び前記複数の噴霧ユニットが所定方向に配列され、The plurality of heat transfer tube groups and the plurality of spray units are arranged in a predetermined direction so that the heat transfer tube groups and the spray units appear alternately,
前記複数の伝熱管群のそれぞれは、互いに平行に配列された扁平形状の複数の伝熱管を含み、Each of the plurality of heat exchanger tube groups includes a plurality of flat heat exchanger tubes arranged in parallel to each other,
前記複数の伝熱管のそれぞれの伝熱面が鉛直方向に平行となるように、前記複数の伝熱管群のそれぞれにおいて、前記複数の伝熱管が水平方向に配列され、In each of the plurality of heat exchanger tube groups, the plurality of heat exchanger tubes are arranged in a horizontal direction so that the heat transfer surfaces of each of the plurality of heat exchanger tubes are parallel to the vertical direction,
前記複数の噴霧ユニットは、前記第1流体の流れ方向の下流側に位置する伝熱管群から前記第1流体の流れ方向の上流側に位置する伝熱管群に向かう方向である特定方向に前記第2流体を噴霧し、The plurality of spray units are configured to spray the first fluid in a specific direction, which is a direction from a heat transfer tube group located on the downstream side in the flow direction of the first fluid to a heat transfer tube group located on the upstream side in the flow direction of the first fluid. Spray two fluids,
前記特定方向は、前記伝熱管の前記伝熱面に平行な水平方向である、The specific direction is a horizontal direction parallel to the heat transfer surface of the heat transfer tube.
シェルアンドチューブ式熱交換器。Shell and tube heat exchanger.
請求項1から7のいずれか1項に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。 Each of the plurality of heat exchanger tube groups includes a plurality of flat heat exchanger tubes arranged in parallel to each other.
A shell-and-tube heat exchanger according to any one of claims 1 to 7.
前記シェルアンドチューブ式熱交換器に接続された圧縮機と、
を備えた、冷凍サイクル装置。 The shell and tube heat exchanger according to any one of claims 1 to 9 ,
a compressor connected to the shell and tube heat exchanger;
A refrigeration cycle device equipped with
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