JPH0959537A

JPH0959537A - 熱交換器用塗料

Info

Publication number: JPH0959537A
Application number: JP7240877A
Authority: JP
Inventors: Atsuyumi Ishikawa; 敦弓石川; Masahiro Kobayashi; 雅博小林; Masanori Akutsu; 正徳阿久津; Takashi Kawanabe; 隆川鍋; Kiyoyuki Mogi; 聖行茂木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1995-08-25
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】冷凍サイクルなどに用いられる熱交換器から
の熱放射特性を改善することができる塗料を提供する。【解決手段】熱交換器用塗料を、親水性塗料と、黒体
に類する性質を有した材料を、所定割合で混合して構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルなど
に用いられる熱交換器の塗装に好適な塗料に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より空気調和機、冷凍機、冷蔵庫、
或いは、低温ショーケースなどの冷凍空調用電気機器に
用いられる熱交換器は、例えば特公平４−１６７１１号
公報（Ｆ２８Ｇ９／００）に示される如く、冷凍サイク
ルを構成する冷媒配管と、複数枚のフィンから構成され
ている。

【０００３】このフィンは、冷媒配管の内部を流れる冷
媒と空気との間で熱の放散或いは熱の吸収を効率良く行
わせるためのもので、通常は厚さ１００ミクロン乃至１
２０ミクロン程のアルミニウム製の薄板が用いられてい
た。

【０００４】係る熱交換器が例えば冷凍サイクルの凝縮
器として用いられる場合、熱交換器には圧縮機から吐出
された高温高圧のガス冷媒が流入し、その温度は約＋２
０℃〜＋１００℃まで上昇する。そして、冷媒の熱は熱
交換器（凝縮器）の冷媒配管壁からフィンに伝導し、こ
のフィン表面から（一部は冷媒配管の表面から）空気中
に放射される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】係る熱放射によって冷
媒は放熱し、凝縮するものであるが、前記公報に示され
る従来の熱交換器のフィンは、その表面を洗浄した後、
透明な親水性塗料を塗装したのみのものであったため、
その表面の色は極めて白に近い銀色（以下、白色と称
す。）を呈していた。

【０００６】この白色は光の反射率が高く、この反射さ
れた光（熱線）の波長に基づく熱の伝導率を下げ、上記
フィンの熱放射特性の向上を妨げていた。そのため、フ
ィンからの熱放射量が下がり、冷媒の熱交換器での凝縮
性能が低下して冷凍サイクルの冷却能力向上を阻害する
結果となっていた。

【０００７】また、係る問題は凝縮器の場合の如く顕著
ではないものの、熱交換器が冷却器（蒸発器）として用
いられる場合にも同様に生じる。即ち、光の反射率が高
い程、周囲空気からの熱吸収特性が悪化するからであ
る。

【０００８】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、冷凍サイクルなどに用い
られる熱交換器からの熱放射特性を改善することができ
る塗料を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、請求項１の発明の
熱交換器用塗料は、親水性塗料と、黒体に類する性質を
有した材料を、所定割合で混合したことを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明の熱交換器用塗料は、上記
において親水性塗料が、親水性有機樹脂とシリカ複合体
から成ることを特徴とする。

【００１１】請求項３の発明の熱交換器用塗料は、請求
項１において親水性塗料が、アクリル樹脂であることを
特徴とする。

【００１２】請求項４の発明の熱交換器用塗料は、請求
項１において黒体に類する性質を有した材料が、カーボ
ンブラック系顔料、亜酸化銅から選択されることを特徴
とする。

【００１３】請求項５の発明の熱交換器用塗料は、上記
各発明に加えて所定量の水を混入させたことを特徴とす
る。

【００１４】請求項６の発明の熱交換器用塗料は、上記
において親水性塗料に対し、黒体に類する性質を有した
材料を５％混入したことを特徴とする。

【００１５】図４はこの種冷凍サイクルで用いられる熱
交換器のフィン表面の色と、光の反射率の関係を示して
いる。図中Ｂ１は前述の如き白色の場合、Ｂ２は灰色に
着色した場合、Ｂ３は黒色に着色した場合の各波長に対
する反射率のグラフを示している。尚、前記白色、灰
色、黒色をミノルタ社製色彩色差計ＣＲ−２００で測定
したＬ値（淡：＋←Ｌ値→−：濃）、ａ値（赤：＋←ａ
値→−：緑）、及び、ｂ値（黄：＋←ｂ値→−：青）で
表現すると、白色はＬ値＝８９．２、ａ値＝−０．８、
ｂ値＝＋１．５、灰色はＬ値＝７５．７、ａ値＝−０．
０、ｂ値＝＋３．８、黒色はＬ値＝５２．５、ａ値＝＋
０．７、ｂ値＝＋５．３である。

【００１６】熱交換器が凝縮器として用いられる場合、
その温度は前述の如く＋２０℃〜＋１００℃となり、係
る温度に対応するフィン表面からの放射熱線の波長は２
０００オングストローム〜２００００オングストローム
となるが、図４のグラフからも明らかな如く、係る波長
の範囲においてはフィンの色が黒色に近づく程、反射率
が低下しているのが分かる。特に、９０００オングスト
ローム以下の波長では表面を黒く着色したフィンの光の
反射率が低下している。

【００１７】本発明の塗料により、例えば熱交換器のフ
ィンを塗装すれば、フィン表面に親水性皮膜を形成する
と同時に、上述の如く光の反射率が低い黒色塗装が施さ
れることになるので、フィン表面からの熱放射特性が著
しく改善される。従って、熱交換器の小型化と冷凍サイ
クルなどの機器の冷却若しくは暖房能力向上を実現する
ことができるようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳述す
る。図１は本発明による塗料を採用する実施例としての
空気調和機ＡＣの冷媒回路図を示している。図１におい
て、空気調和機ＡＣは、圧縮機１、四方弁２、熱交換器
としての室外に設けられる熱源側熱交換器３、減圧装置
としてのキャピラリーチューブ４、スクリーン入モジュ
レータ５、熱交換器としての利用側熱交換器６、アキュ
ムレータ７を冷媒配管にて環状に接続することにより、
冷凍サイクルが構成されている。また、前記熱源側熱交
換器３及び利用側熱交換器６は送風機４１、４２によっ
てそれぞれ送風され、空気との熱交換を促進させてい
る。

【００１９】ここで、冷媒回路に封入される冷媒、オイ
ルは、蒸発温度の違い、即ち、用途によって異なる。例
えは、この実施例の空気調和機ＡＣなどの高温機器は、
冷媒としてＲ２２の単一冷媒、または、Ｒ１３４ａを含
むＨＦＣ系の混合冷媒、例えばＲ１３４ａとＲ３２とＲ
１２５との３種混合冷媒（冷媒組成は、例えばＲ１３４
ａが５２重量％、Ｒ３２が２３重量％、Ｒ１２５が２５
重量％）、又は、Ｒ３２とＲ１２５との２種混合冷媒
（冷媒組成は、例えばＲ３２が５０重量％、Ｒ１２５が
５０重量％、又は、略同重量％どうしの混合）を使用
し、オイルはポリオールエステル系油、又は、アルキル
ベンゼン系油を使用することになる。

【００２０】前記熱源側熱交換器３は、図２に示す如く
所定の間隔を存して配置された複数枚の板状のフィン２
３・・と、これらフィン２３を貫通して熱交換可能に設
けられた蛇行状の冷媒配管２６とから構成されている。

【００２１】前記フィン２３は、厚さ１００ミクロン〜
１２０ミクロンのアルミニウム（アルミニウム合金を含
む）薄板３１から成り、その表面には酸系溶液（クロム
酸、クロム酸塩、重クロム酸塩、クロム酸・リン酸、リ
ン酸など）にアルミニウム薄板３１を浸漬することによ
り、厚さ２ミクロン程の防錆層３２が形成されている。

【００２２】更に、この防錆層３２の外側には、５ミク
ロン乃至１０ミクロンの親水性皮膜３５が塗装形成され
る。この親水性皮膜３５は、フィン２３表面に通風抵抗
となる水滴が出来難くするために形成されるものであ
る。また、本発明における親水性皮膜３５は、親水性塗
料と、水と、黒体に類する性質を有した材料を混合した
塗料から成る。

【００２３】この場合、親水性塗料はアクリル樹脂、或
いは、親水性有機樹脂・シリカ複合体から成る。また、
黒体とは光を全て吸収し、全く反射しないと想定される
ものであり、この場合、黒体に類する性質を有した材料
は、カーボンブラック系顔料、亜酸化銅の中から選択さ
れる。

【００２４】水は、塗料の取り扱いを容易にするもの
で、塗装後は蒸発してしまう。

【００２５】実施例では前記アクリル樹脂を１００ｇ、
水を３０００ｇ、カーボンブラック系顔料を５ｇ混合、
即ち、アクリル樹脂に対してカーボンブラック系顔料を
５％混入して塗料を構成する。

【００２６】そして、上記フィン２３（防錆層３２が形
成されたもの）を洗浄処理後、係る塗料内に浸漬し、引
き上げて乾燥・焼き付けすることによって親水性皮膜３
５は形成される（水は蒸発してしまうので、混合割合は
厳密には問われない）。

【００２７】このような親水性皮膜３５の形成により、
フィン２３の表面の色は、実施例では図４におけるＢ３
の特性を示す黒色（Ｌ値＝５２．５、ａ値＝＋０．７、
ｂ値＝＋５．３）となる。また、フィン２３に施す黒色
は図４に示すＢ２の特性より光の反射率が低ければ熱交
換器での熱交換率の向上が望めるものである。

【００２８】このようなフィン２３には予め配管挿通用
の孔を形成しており、冷媒配管２６を構成する複数本の
直管２６Ａに順次フィン２３を所定間隔で挿入して行
く。そして、直管２６Ａを内側から圧力をかけて拡管し
た後、ベンド配管２６Ｂを溶接し、各直管２６Ａを連通
する。これによって、蛇行状の冷媒配管２６を構成し、
熱交換器３を完成する。

【００２９】尚、前記室内側熱交換器６も図２に示す室
外側熱交換器３と同様の構造であるので説明を省略す
る。更に、フィンの形は上述した板状（通称プレートフ
ィン）に限らず、スパイラルフィン等他の形状のフィン
を用いても良いものである。

【００３０】以上の構成で空気調和機ＡＣの冷房運転時
は、図１中実線矢印に示すように、圧縮機１、四方弁
２、熱源側熱交換器３、キャピラリーチューブ４、スク
リーン入モジュレータ５、利用側熱交換器６、アキュム
レータ７の順で作動冷媒が流れる。この場合、圧縮機１
から吐出される高温高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器
３に流入し、その熱を空気中に放熱し、凝縮する。そし
て、この冷媒はキャピラリーチューブ４にて減圧された
後、利用側熱交換器６に流入して蒸発（吸熱作用）す
る。従って、熱源側熱交換器３は放熱器となり、利用側
熱交換器６は冷却器となる。

【００３１】前記熱源側熱交換器３には送風機４１によ
って約１ｍ／ｓ程度の風速で外気が通風されており、熱
源側熱交換器３と熱交換した後の暖気（外気）は大気中
に放散されるが、前述の如く熱源側熱交換器３のフィン
２３には光の反射率が低い黒色の親水性皮膜３５が形成
されているので、フィン２３からの熱放射特性は著しく
向上する。従って、所要の凝縮能力を確保するための熱
源側熱交換器３の寸法を縮小することが可能となると共
に、同一の寸法であれば凝縮能力の向上による空気調和
機ＡＣの冷却能力向上を実現することができるようにな
る。

【００３２】又、前記利用側熱交換器６と熱交換した冷
気は送風機４２によって利用側に供給されるが、前述の
如く利用側熱交換器６のフィン２３にも光の反射率が低
い黒色の親水性皮膜３５が形成されているので、フィン
２３からの吸熱特性は向上する。従って、所要の吸熱
（冷却）能力を確保するための利用側熱交換器６の寸法
を縮小することが可能となると共に、同一の寸法であれ
ば吸熱（冷却）能力の向上による空気調和機ＡＣの冷却
能力向上を実現することができるようになる。

【００３３】一方、暖房運転時は、図１中破線矢印に示
すように、圧縮機１、四方弁２、利用側熱交換器６、ス
クリーン入モジュレータ５、キャピラリーチューブ４、
熱源側熱交換器３、アキュムレータ７の順で作動冷媒が
流れる。この場合、圧縮機１から吐出された高温高圧の
ガス冷媒は利用側熱交換器６に流入して放熱し、凝縮さ
れる。そして、キャピラリーチューブ４にて減圧された
後、熱源側熱交換器３に流入して蒸発する。従って、熱
源側熱交換器３は冷却器となり、利用側熱交換器６は凝
縮器となる。

【００３４】前記利用側熱交換器６には前述の如く送風
機４２によって通風されており、利用側熱交換器６と熱
交換した後の暖気は利用側に循環されるが、前述の如く
利用側熱交換器６のフィン２３には光の反射率が低い黒
色の親水性皮膜３５が形成されているので、フィン２３
からの熱放射特性は著しく向上する。従って、所要の暖
房能力を確保するための利用側熱交換器６の寸法を縮小
することが可能となると共に、同一の寸法であれば空気
調和機ＡＣの暖房能力向上を実現することができるよう
になる。

【００３５】また、前記熱源側熱交換器３と熱交換した
冷気は送風機４１によって機外に放散されるが、前述の
如く熱源側熱交換器３のフィン２３には光の反射率が低
い黒色の親水性皮膜３５が形成されているので、フィン
２３からの吸熱特性は向上する。従って、所要の吸熱能
力を確保するための熱源側熱交換器３の寸法を縮小する
ことが可能となると共に、同一の寸法であれば吸熱能力
の向上による空気調和機ＡＣの暖房能力向上を実現する
ことができるようになる。

【００３６】尚、除霜運転時には図１中点付実線矢印に
示すように、圧縮機１、四方弁２、利用側熱交換器６、
スクリーン入モジュレータ５、キャピラリーチューブ
４、熱源側熱交換器３、四方弁２、アキュムレータ７の
順で作動冷媒が流れると共に、電磁弁３３が開いている
ので、圧縮機１、電磁弁３３、熱源側熱交換器３と冷媒
の一部が流れ、暖房運転を維持しながら熱源側熱交換器
３の除霜が行われる。

【００３７】また、実施例では空気調和機を例に採り説
明したが、それに限らず、冷蔵庫や低温ショーケースな
どの各種電気機器に用いる熱交換器にも本発明の塗料は
有効である。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、熱交
換器の表面に親水性皮膜を形成すると同時に、光の反射
率が低い黒色塗装が施されることになるので、熱交換器
表面からの熱放射特性が著しく改善される。従って、熱
交換器の小型化と冷凍サイクルなどの機器の冷却若しく
は暖房能力向上を実現することができるようになるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を採用した実施例としての空気調和機の
冷媒回路図である。

【図２】空気調和機の熱交換器の正面図である。

【図３】熱交換器のフィン表面の拡大断面図である。

【図４】フィン表面の色と、光の反射率の関係を示す図
である。

【符号の説明】

ＡＣ空気調和機１圧縮機３熱源側熱交換器（熱交換器）６利用側熱交換器（熱交換器）２３フィン２６冷媒配管３１アルミニウム薄板３５親水性皮膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川鍋隆大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者茂木聖行大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】親水性塗料と、黒体に類する性質を有し
た材料を、所定割合で混合したことを特徴とする熱交換
器用塗料。
【請求項２】親水性塗料は、親水性有機樹脂とシリカ
複合体から成ることを特徴とする請求項１の熱交換器用
塗料。
【請求項３】親水性塗料は、アクリル樹脂であること
を特徴とする請求項１の熱交換器用塗料。
【請求項４】黒体に類する性質を有した材料は、カー
ボンブラック系顔料、亜酸化銅から選択されることを特
徴とする請求項１の熱交換器用塗料。
【請求項５】所定量の水を混入させたことを特徴とす
る請求項１、請求項２、請求項３、又は、請求項４の熱
交換器用塗料。
【請求項６】親水性塗料に対して、黒体に類する性質
を有した材料を５％混入したことを特徴とする請求項５
の熱交換器用塗料。