JPH01196471A - 熱交換方法および熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱交換方法およびその方法を実施するために
用いられる熱交換器に係わり、特に、空気調和器の凝縮
器とヒートポンプの蒸発器との熱交換に用いて好適な熱
交換方法および熱交換器に関するものである。

［従来の技術］ 従来、空気調和器からの排熱をヒートポンプの熱源とし
て用いることにより、空気のみを熱源とする場合よりも
、ヒートポンプ内を循環させられる冷媒の蒸発温度を高
めることにより効率を向上させることが行われている。

第３図はその一例を示すもので、空気調和器（例えば冷
房器）ｌの凝縮器２を導風通路３内の上流側に配設する
とともに、ヒートポンプ４の蒸発器５を導風通路３の下
流側に、前記凝縮器２と間隔をおいて配設し、前記導風
通路３内に装着されたファン６によって導風通路３内に
吸入される空気を、前記凝縮器２に接触させて熱交換を
行わせ、しかるのちに、この空気を下流側の蒸発器５に
接触させることにより、前記凝縮器２から放熱させられ
る熱を前記空気を介して蒸発器５へ伝達するようにした
ものである。

なお、図中符号７は空気調和器ｌの凝縮器２の後段に設
けられた絞り弁、符号８は絞り弁７の後段に設けられた
蒸発器、符号９は蒸発器８と凝縮器２との間に設けられ
た圧縮機をそれぞれ示し、また、符号１０はヒートポン
プ４の蒸発器５の後段に設けられた圧縮機、符号１１は
圧縮機１０の後段に設けられた凝縮器、符号１２は凝縮
器１１と前記蒸発器５との間に設けられた絞り弁をそれ
ぞれ示すものである。また、図中の矢印（イ）は空気の
流れを、矢印（ロ）は空気調和器１における冷媒の流れ
を、さらに、矢印（ハ）はヒートポンプ４における冷媒
の流れをそれぞれ示す。

［発明が解決しようとする一課題］ 本発明は前述した従来の技術に残されている次のような
課題を解決せんとするものである。

すなわち、前述した技術によると、空気調和器１の凝縮
器２とヒートポンプ４の蒸発器５との熱交換によって、
ヒートポンプ４における冷媒の蒸発温度を上昇させて、
その効率を向上させることが期待できるが、前記凝縮器
２と蒸発器５との熱交換が、導風通路３内に吸入される
空気のみによって行われることから、前述した熱交換効
率がおのずと制限されてしまう。

また、空気調和器１側においては、空気の熱交換のみに
よって凝縮器２の冷却が行われることから、空気調和器
１単体での効率とほぼ同等の効率しか得られない等であ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述した従来において残されている課題を有
効に解消し得る熱交換方法および熱交換器を提供するこ
とを目的とし、この目的を達成するために、本発明に係
わる熱交換方法は、特に、空気調和器の凝縮器とヒート
ポンプの蒸発器との熱交換を行うに際し、前記凝縮器か
ら放熱される熱を、この凝縮器を経て蒸発器へ送り込ま
れる空気を介して伝達するとともに、凝縮器と蒸発器と
のそれぞれに接触させられた固体物を介して伝達するこ
とを特徴とし、また、この熱交換方法の実施に用いられ
る熱交換器は、空気調和器の凝縮器を構成する伝熱管と
ヒートポンプの蒸発器を構成する伝熱管が配設される導
風通路内に伝熱フィンを設けるとともに、この伝熱フィ
ンの上流側に、前記凝縮器を構成する伝熱管を貫通状態
で一体に取り付け、かつ、前記伝熱フィンの下流側に、
前記蒸発器を構成する伝熱管を貫通状態で一体に取り付
けてなることを特徴とする。

［作用］ 本発明に係わる熱交換方法は、空気調和器の凝縮器とヒ
ートポンプの蒸発器との熱交換を空気のみならず、固体
物を介して行うことにより、前記凝縮器の排熱を直接蒸
発器に伝達して、前記蒸発器による凝縮器の冷却をも可
能にするものであり、また、本発明に係わる熱交換器は
、伝熱フィンにより凝縮器と蒸発器との間の熱伝達を良
好にして、前述した熱交換方法を有効に実施する。

「実施例」 以下、本発明の一実施例について第１図および第２図に
基づき説明する。

まず、本願の第１の態様である熱交換方法に先立って、
第２の態様である熱交換器の一実施例について説明する
。

第１図中、符号１３は、本実施例に係わる熱交換器を示
し、空気調和器Ｈの凝縮器ＩＳを構成する伝熱管１６と
ヒートポンプ１７の蒸発器１３を構成する伝熱管１９が
配設される導風通路２０内に伝熱フィン２１を設けると
ともに、この伝熱フィン２１の上流側に、前記凝縮器１
５を構成する伝熱管１６を貫通状態で一体に取り付け、
かつ、前記伝熱フィン２１の下流側に、前記蒸発器１１
を構成する伝熱管１９を貫通状態で一体に取り付けた概
略構成となっている。

次いで、これらの詳細について説明すれば、前記空気調
和器１４は、前記凝縮器１５の後段に設けられた絞り弁
２２と、この絞り弁２２の後段に設けられた蒸発器２３
と、この蒸発器２３と前記凝縮器１５との間に設けられ
た圧縮機２４とによって構成され、これらの各構成部材
間に冷媒が循環させられるようになっている。

前記ヒートポンプ１７哄、前記蒸発器１８の後段に設け
られた圧縮機２５と、この圧縮機２５の後段に設けられ
た凝縮器２６と、この凝縮器２６と前記蒸発器１８との
間に設けられた絞り弁２７とによって構成され、これら
の各構成部材間に冷媒が循環させられるようになってい
る。

前記熱交換器１３を構成する伝熱フィン２１は、第１図
に示すように、前記導風通路２０の長さ方向に沿うよう
に設けられているとともに、第２図に鎖線で示すように
、前記導風通路２０の長さ方向と直交する方向に間隔を
おいて複数設けられている。

一方、前記空気調和器Ｈの凝縮器Ｉｓを構成する伝熱管
１６は、本実施例では、第１図および第２図に示すよう
に、前記各伝熱フィン２１を貫通した状態で導風通路２
０の上流側に一列設けられており、また、前記ヒートポ
ンプ１７の一蒸発器１８を構成する伝熱管１９は、前記
空気調和器Ｈの伝熱管１６と同様に、各伝熱フィン２１
を貫通した状態で一列設けられている。

さらに、前記導風通路２０の下流側には、この導風通路
２０内に空気を吸入するためのファン２８が設けられて
いる。

次いで、このように構成された熱交換器１３の作用とと
もに、本願の第１の態様である熱交換方法について説明
すれば以下のとおりである。

まず、空気調和着口とヒートポンプ１７の各県の冷媒を
第１図に矢印（ニ）（ホ）で示すようにそれぞれ循環さ
せるとともに、７アンｚｌを起動して、同図に矢印（へ
）で示すように、空気を導風通路２０内に吸入する。

この状態において、空気調和器１４では、前記冷媒が圧
縮機２４で圧縮されて高温高圧のガスとなされたのちに
凝縮器１５へ送り込まれ、この冷媒の熱が、導風通路２
０に吸入されている空気へ、前記凝縮機１５を構成する
伝熱管１６を介して放出されるとともに、この伝熱管１
６が取り付けられている伝熱フィン２１へ放出される。

これによって、前記冷媒が冷却されて液状となされる。

このように液状となされた冷媒は、後段の絞り弁２ｚで
減圧され、さらに蒸発器２３においてこの蒸発器２３が
接触させられている空気あるいは水等から熱を吸収しつ
つ蒸発しガス状となされて前記圧縮機２４へ送り込まれ
る。

以降そのサイクルを繰り返す。

一方、ヒートポンプ１７においては、冷媒が圧縮機２５
において圧縮されて高温高圧のガス状となされて凝縮器
２６へ送り込まれ、この凝縮器２６において外部の流体
に熱を放出しつつ液状となされ、次いで、絞り弁２７に
おいて減圧されたのちに蒸発器１９へ送り込まれる。

そして、前記蒸発器１９へ送り込まれた冷媒は、導風通
路２０内に吸入されている空気、および、凝縮器１５の
伝熱管１６が取り付けられている伝熱フィン２１を介し
て伝達される空気調和器１４の凝縮器１５からの放出熱
を吸収することにより、この放出熱によって加熱されて
ガス状となされて、前記圧縮機２５へ送り込まれる。

このように、前記熱交換器１３においては、空気調和着
目の冷媒からの排熱が、導風通路ｚＯ内に吸入されてい
る空気のみならず、固体物である伝熱フィン２１を介し
てヒートポンプ１７の冷媒に伝達され、これによって、
空気調和器１４の凝縮器１ｓとヒートポンプ１７の蒸発
器１８との熱交換が効率よく行われる。

したがって、ヒートポンプ！７の冷媒の蒸発温度が高め
られて、ヒートポンプ１７の効率が大幅に向上させられ
るとともに、空気調和器Ｈの凝縮器＋５からの熱除去す
なわち凝縮器Ｉ５の冷却が有効に行われて、空気調和着
口の冷媒の凝縮温度が低下させられ、もって、空気調和
器Ｈの効率が大幅に向上させられる。

なお、前記実施例において示した各構成部材の諸形状や
寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可
能である。

例えば、前記実施例においては、空気調和着目の凝縮器
１５を構成する伝熱管１６、および、ヒートポンプ１７
の蒸発器１８を構成する伝熱管１９を、各々１列設けた
例について示したが、これに限定されるものではなく、
伝熱管ＩＳ・１６の設置列数は、空気調和着目やヒート
ポンプ１７の能力等に基づいて、任意に設定できるもの
である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係わる熱交換方法は、空気
調和器の凝縮器とヒートポンプの蒸発器との熱交換を行
うに際し、前記凝縮器から放熱される熱を、この凝縮器
を経て蒸発器へ送り込まれる空気を介して伝達するとと
もに、凝縮器と蒸発器とのそれぞれに接触させられた固
体物を介して伝達することを特徴とするもので、空気調
和器の凝縮器とヒートポンプの蒸発器との熱交換効率を
高め、これによって、ヒートポンプの冷媒の蒸発温度を
高めてヒートポンプの効率を大幅に向上させるとともに
、空気調和器の凝縮器の冷却を有効に行って、空気調和
器の冷媒の凝縮温度を低下させ、もって、空気調和器の
効率を大幅に向上させることができる。

また、本発明に係わる熱交換器は、空気調和器の凝縮器
を構成する伝熱管とヒートポンプの蒸発器を構成する伝
熱管が配設される導風通路内に伝熱フィンを設けるとと
もに、この伝熱フィンの上流側に、前記凝縮器を構ヌす
る伝熱管を貫通状態で一体に取り付け、かつ、前記伝熱
フィンの下流側に、前記蒸発器を構成する伝熱管を貫通
状態で一体に取り付けてなることを特徴とするもので、
前述した熱交換を有効に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係わる熱交換方法を実施
するために用いられる熱交換器の一実施例を示すもので
、第１図は冷媒の循環および熱交換を説明するための概
略図、第２図は一部を省略した要部の外観拡大斜視図、
第３図は従来の熱交換方法を説明するための第１図と同
様の図である。 １３・・・熱交換器、　　　　　　　　　目・・・空気
調和器、１５・・・凝縮器（空気調和器用）、 １６・・・伝熱管（空気調和器用）、 １７・・・ヒートポンプ、 １３・・・蒸発器（ヒートポンプ用）、１９・・・伝熱
管（ヒートポンプ用）、２０・・・導風通路、　　　　
　　　　Ｈ・・・伝熱フィン、２ト・・ファン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気調和器の凝縮器とヒートポンプの蒸発器との
   熱交換を行うに際し、前記凝縮器から放熱される熱を、
   この凝縮器を経て蒸発器へ送り込まれる空気を介して伝
   達するとともに、凝縮器と蒸発器とのそれぞれに接触さ
   せられた固体物を介して伝達することを特徴とする熱交
   換方法。
2. （２）空気調和器の凝縮器を構成する伝熱管とヒートポ
   ンプの蒸発器を構成する伝熱管が配設される導風通路内
   に伝熱フィンを設けるとともに、この伝熱フィンの上流
   側に、前記凝縮器を構成する伝熱管を貫通状態で一体に
   取り付け、かつ、前記伝熱フィンの下流側に、前記蒸発
   器を構成する伝熱管を貫通状態で一体に取り付けてなる
   ことを特徴とする熱交換器。