JPH109788A - 空調用熱交換器 - Google Patents
空調用熱交換器Info
- Publication number
- JPH109788A JPH109788A JP15950396A JP15950396A JPH109788A JP H109788 A JPH109788 A JP H109788A JP 15950396 A JP15950396 A JP 15950396A JP 15950396 A JP15950396 A JP 15950396A JP H109788 A JPH109788 A JP H109788A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- air
- fin
- fins
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】撥水性表面を有する難着霜熱交換器で、水滴の
飛散を防止し、除霜手段を持ち、コンパクトな熱交換器
を提供する。 【解決手段】空気上流側熱交換器を撥水性表面のスリッ
トフィン熱交換器とし、空気下流側熱交換器を親水性表
面の波形フィン熱交換器とする。
飛散を防止し、除霜手段を持ち、コンパクトな熱交換器
を提供する。 【解決手段】空気上流側熱交換器を撥水性表面のスリッ
トフィン熱交換器とし、空気下流側熱交換器を親水性表
面の波形フィン熱交換器とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空調用熱交換器に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭63−3182号公報では、図２に示す
ように、空気上流側熱交換器を撥水性表面とし、空気下
流側熱交換器を親水性表面とする熱交換器が開示されて
いる。この構造により、着霜時の霜詰まりによる性能低
下を防ぐものである。しかし、本公知例では、撥水性表
面から飛び出す細かい水滴が考慮されておらず、本公知
例に図示されているような平板フィンでは、水滴を十分
に捕捉することはできない。
ように、空気上流側熱交換器を撥水性表面とし、空気下
流側熱交換器を親水性表面とする熱交換器が開示されて
いる。この構造により、着霜時の霜詰まりによる性能低
下を防ぐものである。しかし、本公知例では、撥水性表
面から飛び出す細かい水滴が考慮されておらず、本公知
例に図示されているような平板フィンでは、水滴を十分
に捕捉することはできない。
【０００３】特開平6−123588 号公報では、図３に示す
ように、積層型熱交換器の空気流出側端部に、飛散した
水滴を捕捉するための露捕集部を設けた熱交換器が開示
されている。しかし、この露捕集部は熱源からの距離が
長いので、付着した霜を溶かすのに時間がかかり、さら
に、熱交換器の奥行が延びるという欠点がある。
ように、積層型熱交換器の空気流出側端部に、飛散した
水滴を捕捉するための露捕集部を設けた熱交換器が開示
されている。しかし、この露捕集部は熱源からの距離が
長いので、付着した霜を溶かすのに時間がかかり、さら
に、熱交換器の奥行が延びるという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、ヒートポンプの
暖房時の能力向上，効率向上，快適性向上のために、霜
の付きにくい熱交換器の研究が盛んになされている。そ
の中の一つにフィン表面を撥水性、または超撥水性にす
ると、霜が付き難くなることが知られている（例えば、
津田他：難着霜熱交換器、National Technical Report
Vol.38 No.1 Feb.1992）。しかし、撥水性表面からは細
かい水滴が飛散し、時にはそれが凍結して事故につなが
る恐れがあることが判明した。
暖房時の能力向上，効率向上，快適性向上のために、霜
の付きにくい熱交換器の研究が盛んになされている。そ
の中の一つにフィン表面を撥水性、または超撥水性にす
ると、霜が付き難くなることが知られている（例えば、
津田他：難着霜熱交換器、National Technical Report
Vol.38 No.1 Feb.1992）。しかし、撥水性表面からは細
かい水滴が飛散し、時にはそれが凍結して事故につなが
る恐れがあることが判明した。
【０００５】本発明の目的は、撥水性表面から飛散する
細かい水滴を、熱交換器の中で捕捉し、万一凍結した場
合には、逆サイクルなどによる冷媒の熱によって溶かす
ことのできる熱交換器を提供することにある。
細かい水滴を、熱交換器の中で捕捉し、万一凍結した場
合には、逆サイクルなどによる冷媒の熱によって溶かす
ことのできる熱交換器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ほとんどのクロスフィン
チューブ形熱交換器はパイプ列数が２以上である。そこ
で請求項１，２にあるように、空気上流側熱交換器のフ
ィン表面は撥水性として霜が付き難くし、空気下流側熱
交換器のフィン表面は親水性とし、かつ、飛散水滴を捕
捉し易い波形フィン形状として飛散した水滴を捕捉し、
凍結した水滴は冷媒の熱で溶かすことができるような構
造にした。
チューブ形熱交換器はパイプ列数が２以上である。そこ
で請求項１，２にあるように、空気上流側熱交換器のフ
ィン表面は撥水性として霜が付き難くし、空気下流側熱
交換器のフィン表面は親水性とし、かつ、飛散水滴を捕
捉し易い波形フィン形状として飛散した水滴を捕捉し、
凍結した水滴は冷媒の熱で溶かすことができるような構
造にした。
【０００７】請求項３は、飛散水滴を捕捉し易くするた
めの波形フィン形状であり、請求項４は、高性能化する
ためのフィン形状である。
めの波形フィン形状であり、請求項４は、高性能化する
ためのフィン形状である。
【０００８】請求項５は、製作の容易さと、親水性表面
に付着した霜が撥水性表面に成長していかないための工
夫である。
に付着した霜が撥水性表面に成長していかないための工
夫である。
【０００９】本発明の作用を図１および図７を用いて説
明する。
明する。
【００１０】図１は本発明の熱交換器全体の斜視図であ
る。空気は、４の方向から流入し、パイプ３の中を流れ
る冷媒と熱交換する。１は、空気上流側の熱交換器であ
り、撥水性の表面処理がなされている。この熱交換器の
フィンには、多数のスリットが切り起こされており、伝
熱性能の向上が図られている。２は、空気下流側の熱交
換器であり、親水性の表面処理がなされている。この熱
交換器のフィンは、波形のうねりが設けられており、飛
散した水滴が捕捉されやすい形状になっている。
る。空気は、４の方向から流入し、パイプ３の中を流れ
る冷媒と熱交換する。１は、空気上流側の熱交換器であ
り、撥水性の表面処理がなされている。この熱交換器の
フィンには、多数のスリットが切り起こされており、伝
熱性能の向上が図られている。２は、空気下流側の熱交
換器であり、親水性の表面処理がなされている。この熱
交換器のフィンは、波形のうねりが設けられており、飛
散した水滴が捕捉されやすい形状になっている。
【００１１】図７を用いて、水滴の挙動を説明する。図
７は、図１の熱交換器を、空気の流れ方向に沿って切断
した横断面を示す。４ａは、空気流入方向であり、４ｂ
は、空気流出方向を示す。空気上流側のフィン５には、
多数のスリットあるいはルーバと呼ばれる切り起こしが
設けられている。このフィンの表面は、撥水性処理が施
されているいるので、フィン表面で凝縮した空気中の水
分は、細かい水滴７となってフィン表面から飛散する。
飛散した水滴は、空気の流れに乗って空気下流側の熱交
換器に到る。空気下流側の熱交換器のフィン６は、形状
が波形になっており、その表面は親水性処理が施されて
いる。飛散水滴は空気より質量が大きいので、空気のよ
うに波形フィンの間を通過することができず、フィン表
面に接触し、そこで薄い液膜となって流下する。その結
果、熱交換器から細かい水滴が飛散するのを防止するこ
とができる。さらに、空気温度が５℃以下となり、波形
フィン６の上の水膜が凍結して霜あるいは氷８となった
場合には、逆サイクルあるいはホットガスバイパス等に
より温度の高い冷媒をパイプ３の中に流すことにより、
除霜することができる。
７は、図１の熱交換器を、空気の流れ方向に沿って切断
した横断面を示す。４ａは、空気流入方向であり、４ｂ
は、空気流出方向を示す。空気上流側のフィン５には、
多数のスリットあるいはルーバと呼ばれる切り起こしが
設けられている。このフィンの表面は、撥水性処理が施
されているいるので、フィン表面で凝縮した空気中の水
分は、細かい水滴７となってフィン表面から飛散する。
飛散した水滴は、空気の流れに乗って空気下流側の熱交
換器に到る。空気下流側の熱交換器のフィン６は、形状
が波形になっており、その表面は親水性処理が施されて
いる。飛散水滴は空気より質量が大きいので、空気のよ
うに波形フィンの間を通過することができず、フィン表
面に接触し、そこで薄い液膜となって流下する。その結
果、熱交換器から細かい水滴が飛散するのを防止するこ
とができる。さらに、空気温度が５℃以下となり、波形
フィン６の上の水膜が凍結して霜あるいは氷８となった
場合には、逆サイクルあるいはホットガスバイパス等に
より温度の高い冷媒をパイプ３の中に流すことにより、
除霜することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。
いて説明する。
【００１３】図１は本発明の熱交換器全体の斜視図であ
る。空気は、４の方向から流入し、パイプ３の中を流れ
る冷媒と熱交換する。１は、空気上流側の熱交換器であ
り、撥水性の表面処理がなされている。この熱交換器の
フィンには、多数のスリットが切り起こされており、伝
熱性能の向上が図られている。２は、空気下流側の熱交
換器であり、親水性の表面処理がなされている。この熱
交換器のフィンは、波形のうねりが設けられており、飛
散した水滴が捕捉されやすい形状になっている。
る。空気は、４の方向から流入し、パイプ３の中を流れ
る冷媒と熱交換する。１は、空気上流側の熱交換器であ
り、撥水性の表面処理がなされている。この熱交換器の
フィンには、多数のスリットが切り起こされており、伝
熱性能の向上が図られている。２は、空気下流側の熱交
換器であり、親水性の表面処理がなされている。この熱
交換器のフィンは、波形のうねりが設けられており、飛
散した水滴が捕捉されやすい形状になっている。
【００１４】図４は図１の熱交換器をフィンに平行な面
で切断した縦断面図である。空気上流側のフィン５は、
スリットフィンになっており、空気下流側のフィン６
は、波形フィンになっている。パイプ３の内面には螺旋
状の細かい溝が設けられている。
で切断した縦断面図である。空気上流側のフィン５は、
スリットフィンになっており、空気下流側のフィン６
は、波形フィンになっている。パイプ３の内面には螺旋
状の細かい溝が設けられている。
【００１５】図５は図４のＡ−Ａ断面図である。空気下
流側の波形フィンのフィンピッチは、着霜時の通風抵抗
を抑えるため、空気上流側のスリットフィンのフィンピ
ッチより大きくすることが望ましい。また、空気上流側
熱交換器と空気下流側熱交換器とは、狭い隙間を介して
離れている。その理由は、空気上流側熱交換器の表面に
施される撥水性処理と、空気下流側熱交換器の表面に施
される親水性処理が同時にはできなくて、別々になされ
ることを考慮したためである。この狭い隙間は、また、
低温時に空気下流側熱交換器に付着する霜が、空気上流
側熱交換器に成長していくのを防止する効果が期待でき
る。
流側の波形フィンのフィンピッチは、着霜時の通風抵抗
を抑えるため、空気上流側のスリットフィンのフィンピ
ッチより大きくすることが望ましい。また、空気上流側
熱交換器と空気下流側熱交換器とは、狭い隙間を介して
離れている。その理由は、空気上流側熱交換器の表面に
施される撥水性処理と、空気下流側熱交換器の表面に施
される親水性処理が同時にはできなくて、別々になされ
ることを考慮したためである。この狭い隙間は、また、
低温時に空気下流側熱交換器に付着する霜が、空気上流
側熱交換器に成長していくのを防止する効果が期待でき
る。
【００１６】図６は別のタイプの熱交換器に、本発明を
適用した例である。この熱交換器は、１本のパイプ３に
独立したフィン５および６がはめ込まれている。ここで
も、空気上流側熱交換器のフィンはスリットが設けら
れ、撥水性表面処理が施されており、空気下流側熱交換
器のフィンは波形になっており、親水性表面処理が施さ
れている。
適用した例である。この熱交換器は、１本のパイプ３に
独立したフィン５および６がはめ込まれている。ここで
も、空気上流側熱交換器のフィンはスリットが設けら
れ、撥水性表面処理が施されており、空気下流側熱交換
器のフィンは波形になっており、親水性表面処理が施さ
れている。
【００１７】図７を用いて、水滴の挙動を説明する。図
７は図１の熱交換器を、空気の流れ方向に沿って切断し
た横断面を示す。４ａは、空気流入方向であり、４ｂ
は、空気流出方向を示す。空気上流側のフィン５には、
多数のスリットあるいはルーバと呼ばれる切り起こしが
設けられている。このフィンの表面は、撥水性処理が施
されているいるので、フィン表面で凝縮した空気中の水
分は、細かい水滴７となってフィン表面から飛散する。
飛散した水滴は、空気の流れに乗って空気下流側の熱交
換器に到る。空気下流側の熱交換器のフィン６は、形状
が波形になっており、その表面は親水性処理が施されて
いる。飛散水滴は空気より質量が大きいので、空気のよ
うに波形フィンの間を通過することができず、フィン表
面に接触し、そこで薄い水膜となって流下する。その結
果、熱交換器から細かい水滴が飛散するのを防止するこ
とができる。さらに、空気温度が５℃以下となり、波形
フィン６の上の水膜が凍結して霜あるいは氷８となった
場合には、逆サイクルあるいはホットガスバイパス等に
より温度の高い冷媒をパイプ３の中に流すことにより、
除霜することができる。
７は図１の熱交換器を、空気の流れ方向に沿って切断し
た横断面を示す。４ａは、空気流入方向であり、４ｂ
は、空気流出方向を示す。空気上流側のフィン５には、
多数のスリットあるいはルーバと呼ばれる切り起こしが
設けられている。このフィンの表面は、撥水性処理が施
されているいるので、フィン表面で凝縮した空気中の水
分は、細かい水滴７となってフィン表面から飛散する。
飛散した水滴は、空気の流れに乗って空気下流側の熱交
換器に到る。空気下流側の熱交換器のフィン６は、形状
が波形になっており、その表面は親水性処理が施されて
いる。飛散水滴は空気より質量が大きいので、空気のよ
うに波形フィンの間を通過することができず、フィン表
面に接触し、そこで薄い水膜となって流下する。その結
果、熱交換器から細かい水滴が飛散するのを防止するこ
とができる。さらに、空気温度が５℃以下となり、波形
フィン６の上の水膜が凍結して霜あるいは氷８となった
場合には、逆サイクルあるいはホットガスバイパス等に
より温度の高い冷媒をパイプ３の中に流すことにより、
除霜することができる。
【００１８】図８ないし図１０に、いくつかの波形フィ
ンの間を通過する水滴の挙動を示し、最適な波形フィン
形状について、説明する。図８ないし図１０で、ｆｐは
フィンピッチであり、ｈは波形フィンの波の高さであ
る。ｈがｆｐより小さいと、波形フィンの間を通過する
水滴があるが、図１０のようにｈがｆｐより大きくなる
と波形フィンの間を通過する水滴がなくなることが分か
る。この理由は、水滴の質量が空気の質量よりずっと大
きいので、空気が波形フィンによって曲げられても、水
滴は慣性力が強く、真っ直ぐに進む傾向があるからであ
る。従って、望ましい波形フィンの形状としては、次式
が導かれる。
ンの間を通過する水滴の挙動を示し、最適な波形フィン
形状について、説明する。図８ないし図１０で、ｆｐは
フィンピッチであり、ｈは波形フィンの波の高さであ
る。ｈがｆｐより小さいと、波形フィンの間を通過する
水滴があるが、図１０のようにｈがｆｐより大きくなる
と波形フィンの間を通過する水滴がなくなることが分か
る。この理由は、水滴の質量が空気の質量よりずっと大
きいので、空気が波形フィンによって曲げられても、水
滴は慣性力が強く、真っ直ぐに進む傾向があるからであ
る。従って、望ましい波形フィンの形状としては、次式
が導かれる。
【００１９】
【数１】 ｈ≧ｆｐ …（数１） ただし、ｈは波形フィンの波の高さ、ｆｐは波形フィン
のフィンピッチである。
のフィンピッチである。
【００２０】
【発明の効果】本発明の熱交換器は、空気上流側熱交換
器の撥水性表面から飛散する細かい水滴を、空気下流側
熱交換器の親水性表面で捕捉することができるので、熱
交換器の外部に水滴捕捉手段を設ける必要がない。ま
た、空気下流側熱交換器に霜あるいは氷が付着した場合
には、冷媒を熱源として除霜することが可能である。そ
の結果、ヒートポンプの暖房能力の向上，エネルギ効率
の向上，快適性の向上を図ることができる。
器の撥水性表面から飛散する細かい水滴を、空気下流側
熱交換器の親水性表面で捕捉することができるので、熱
交換器の外部に水滴捕捉手段を設ける必要がない。ま
た、空気下流側熱交換器に霜あるいは氷が付着した場合
には、冷媒を熱源として除霜することが可能である。そ
の結果、ヒートポンプの暖房能力の向上，エネルギ効率
の向上，快適性の向上を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例である熱交換器の斜視図。
【図２】従来の熱交換器のフィンの一例の説明図。
【図３】従来の熱交換器の水滴捕捉手段の一例の説明
図。
図。
【図４】本発明の一実施例である熱交換器のフィンに平
行な断面図。
行な断面図。
【図５】図４におけるＡ−Ａ断面図。
【図６】本発明の第二の実施例である熱交換器の断面
図。
図。
【図７】本発明の一実施例である熱交換器における作用
の説明図。
の説明図。
【図８】波形フィンの間を通過する水滴の挙動の説明
図。
図。
【図９】波形フィンの間を通過する水滴の挙動の説明
図。
図。
【図１０】波形フィンの間を通過する水滴の挙動の説明
図。
図。
１…空気上流側熱交換器、２…空気下流側熱交換器、３
…パイプ、４…空気流入方向。
…パイプ、４…空気流入方向。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２５Ｂ 39/00 Ｆ２５Ｂ 39/00 Ｐ (72)発明者 畑田 敏夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 福島 敏彦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 室井 克美 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 渡部 義人 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】複数列のクロスフィンチューブ形熱交換器
において、空気上流側熱交換器のフィン表面を撥水性と
し、空気下流側熱交換器のフィン表面を親水性とし、上
記空気下流側熱交換器のフィン形状が、波形フィンであ
ることを特徴とするクロスフィンチューブ形熱交換器。 - 【請求項２】請求項１において、上記フィン表面が親水
性の上記空気下流側熱交換器の除霜のための熱源が、伝
熱管を介して冷凍サイクルから得られるクロスフィンチ
ューブ形熱交換器。 - 【請求項３】請求項１において、上記フィン表面が親水
性の上記空気下流側熱交換器のフィン形状が、ｈ≧ｆｐ
（ただし、ｈは波形フィンの波の高さ、ｆｐは波形フィ
ンのフィンピッチである）を満足する波形フィンである
クロスフィンチューブ形熱交換器。 - 【請求項４】請求項１において、上記フィン表面が撥水
性の上記空気上流側熱交換器のフィン形状が、スリット
フィン、あるいはルーバーフィンであるクロスフィンチ
ューブ形熱交換器。 - 【請求項５】請求項１において、上記空気上流側熱交換
器のフィンと上記空気下流側熱交換器のフィンとは、狭
い隙間をあけて、離れているクロスフィンチューブ形熱
交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15950396A JPH109788A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 空調用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15950396A JPH109788A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 空調用熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH109788A true JPH109788A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=15695199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15950396A Pending JPH109788A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 空調用熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH109788A (ja) |
-
1996
- 1996-06-20 JP JP15950396A patent/JPH109788A/ja active Pending
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