JPH11294900A - 熱交換器用熱伝導チューブアセンブリ構造及びこれを用いた冷凍システムとエアコンシステム - Google Patents

熱交換器用熱伝導チューブアセンブリ構造及びこれを用いた冷凍システムとエアコンシステム

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JPH11294900A
JPH11294900A JP9602898A JP9602898A JPH11294900A JP H11294900 A JPH11294900 A JP H11294900A JP 9602898 A JP9602898 A JP 9602898A JP 9602898 A JP9602898 A JP 9602898A JP H11294900 A JPH11294900 A JP H11294900A
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JP
Japan
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heat
tube
heat conduction
assembly structure
heat exchanger
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JP9602898A
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Hokyo Kyu
鵬舉 邱
Shinfu Cho
森富 張
Kokukyoku Chin
國旭 沈
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QUANXU ELECTRIC MACH CO Ltd
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QUANXU ELECTRIC MACH CO Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱伝導効率、例えばCOP(Coefficient of
performance)値やEER値(Energy efficiency ratio)
を向上できる熱交換器用熱伝導チューブセット構造を提
供する。 【解決手段】 熱伝導チューブセット5と蒸発熱伝導片
セット4とを交互に積み重ねてなり、前記熱伝導チュー
ブセット5は、内部にジグザグ状の金属片11が配置さ
れると共に、外面に吸湿材13が設けられる金属製チュ
ーブ体からなり、前記蒸発熱伝導片セット4は連続のU
字形の金属片14に吸湿材15が設けられてなる構造を
有し、冷媒は前記熱伝導チューブセット5の内部を流れ
ると共に、エアは前記蒸発熱伝導片セット4を流れる。
このことにより、熱伝導効率を向上させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器用熱伝導チ
ューブアセンブリ構造及びこれを用いた冷凍システムと
エアコンシステムに関するものであり、特に冷凍システ
ムの性能係数COP(Coefficient of performance)とエ
ネルギー効率比EER(Energy efficiencyratio)が従来
のものより大幅に向上できる熱交換器用熱伝導チューブ
アセンブリ構造及びこれを用いた冷凍システムとエアコ
ンシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の冷凍システムの性能係数COPは
約3〜6の間にあり、熱交換器の熱伝導効率の制限によ
りさらに高めることは困難であった。また、従来のエア
コン設備は冷凍原理の応用の最も成功した例である。そ
のエネルギー効率比EERについては、空冷式クーラー
の場合、約2.7で、水冷式の場合、約3.5で、これ
以上にするのは困難であった。これも熱交換器の熱伝導
効率を高めることには一定の限界があったためである。
【0003】また、従来の蒸発式凝縮器は、最初の発展
の段階においては、盤チューブに放熱フィンを装着した
ものがあるが、以下のような問題があった。 (1) 使用した水が硬水である場合、装置表面に水垢が生
じ易かった。 (2) 放熱フィンは風に対する抵抗となるので、ファンの
出力を増大させなければならなかった。 このため、放熱フィンのない盤チューブが提案されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような放熱フィンのない盤チューブを用いた従来の蒸発
式凝縮器では、噴水圧力、噴水密度及び風速の三要素を
調整することは、技術的に困難であり、このため蒸発式
凝縮器の効率の向上には特別な発展を呈してなく、一般
的に採用されていなかった。
【0005】本発明は前記のような従来の問題を解決す
るものであり、熱伝導効率の高い熱交換器用熱伝導チュ
ーブアセンブリ構造を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の熱交換器用熱伝導チューブアセンブリ構造
は、熱伝導チューブセットと蒸発熱伝導片セットとが交
互に積み重ねられ、前記熱伝導チューブセットは、内部
にジグザグ状の金属片が配置された金属製チューブ体を
備え、前記蒸発熱伝導片セットは連続したU字形の金属
片で形成され、冷媒は前記熱伝導チューブセットの内部
を流れると共に、エアは前記蒸発熱伝導片セットを流れ
ることを特徴とする。前記のような熱交換器用熱伝導チ
ューブアセンブリ構造によれば、熱伝導チューブセット
の内部にジグザグ状の金属片が配置され、蒸発熱伝導片
セットは連続したU字形の金属片で形成されているので
冷媒の熱伝導面積を増やすことができ、熱伝導効率を向
上させることができる。
【0007】前記熱交換器用熱伝導チューブアセンブリ
構造においては、前記熱伝導チューブセットの金属製チ
ューブ体の外面に吸湿材が設けられ、前記蒸発熱伝導片
セットの連続したU字形の金属片に吸湿材が設けられて
いることが好ましい。前記のような熱交換器用熱伝導チ
ューブアセンブリ構造によれば、吸湿材に含まれる水分
によって熱エネルギーを減らすことができるので、熱伝
導効率を向上させることができる。
【0008】また、冷媒蒸発器に使用することが好まし
い。前記のように冷媒蒸発器に本発明の熱交換器用熱伝
導チューブアセンブリ構造を用いれば、冷媒蒸発器の熱
伝導効率を向上させることができ、冷媒の蒸発温度を高
められるので蒸発圧力が高まり、圧縮比を低下できる。
このため、コンプレッサーは低圧縮比の状況で作動でき
るので、電気エネルギーを節約できると共に、騒音も低
減できる。また、冷媒凝縮器に使用することが好まし
い。前記のように冷媒凝縮器に本発明の熱交換器用熱伝
導チューブアセンブリ構造を用いれば、冷媒凝縮器の熱
伝導効率を向上させることができ、冷媒の凝縮温度を低
下させることができるので、凝縮圧力が低下し、圧縮比
を低下できる。このため、コンプレッサーは低圧縮比の
状況で作動できるので、電気エネルギーを節約できると
共に、騒音も低減できる。
【0009】また、前記熱伝導チューブセットは単一チ
ューブ式または奇数の湾曲構造が形成された複数湾曲チ
ューブ式で形成され、チューブの一方に入口が形成さ
れ、他方に合流手段に接続される出口が形成されている
ことが好ましい。前記のような熱交換器用熱伝導チュー
ブアセンブリ構造によれば、冷媒を効率良くチューブ内
を通過させることができるので、熱伝導効率を効果的に
向上できる。また、前記熱伝導チューブセットは三湾曲
チューブ式で形成されていることが好ましい。
【0010】次に、本発明の冷凍システムは、前記熱交
換器用熱伝導チューブアセンブリ構造を冷媒蒸発器及び
冷媒凝縮器に使用した冷凍システムであって、前記冷媒
凝縮器に使用されている前記熱交換器用熱伝導チューブ
アセンブリ構造は、前記熱伝導チューブセットの金属製
チューブ体の外面に吸湿材が設けられ、前記蒸発熱伝導
片セットの連続したU字形の金属片に吸湿材が設けられ
ている。前記のような冷凍システムによれば、冷媒蒸発
器及び冷媒凝縮器の熱伝導効率を向上させることがで
き、電気エネルギーを節約できると共に、騒音も低減で
きる。
【0011】また、本発明のエアコンシステムは、前記
熱交換器用熱伝導チューブアセンブリ構造を冷媒蒸発器
及び冷媒凝縮器に使用したエアコンシステムであって、
前記冷媒凝縮器に使用されている前記熱交換器用熱伝導
チューブアセンブリ構造は、前記熱伝導チューブセット
の金属製チューブ体の外面に吸湿材が設けられ、前記蒸
発熱伝導片セットの連続したU字形の金属片に吸湿材が
設けられている。前記のような冷凍システムによれば、
冷媒蒸発器及び冷媒凝縮器の熱伝導効率を向上させるこ
とができ、電気エネルギーを節約できると共に、騒音も
低減できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施形態を詳しく説明する。図1は本発明を凝縮器
に用いた一実施形態の組立て状態を示す斜視図である。
図2(a)は本発明に係る熱伝導チューブセットの一実
施形態の平面図を示し、図2(b)は図2(a)のI−I
線における断面図である。図3(a)は本発明に係る蒸
発熱伝導片セットの一実施形態の構造を示す斜視図であ
り、図3(b)は図3(a)のA部の拡大図である。図
4(a)は本発明に係る単一チューブ式の熱伝導チュー
ブの一実施形態の構成を示す斜視図であり、図4(b)
は図4(a)のII−II線における断面図である。
【0013】本発明の熱伝導チューブアセンブリ構造
は、主に熱交換器の蒸発式凝縮器に利用されるものであ
り、このように使用すると効率が一番高い。また、冷凍
システムに利用する場合は、その冷凍係数COPを向上
できる。また、エアコンシステムに利用する場合は、そ
のエネルギー効率比EERを向上できる。
【0014】本発明の熱伝導チューブアセンブリ構造
は、エアコン用の蒸発式凝縮器に利用する場合は、図1
に示したように、複数の熱伝導チューブセット5と複数
の蒸発熱伝導片セット4とを交互に積み重ねる。この構
造の図中左の端縁部に直立の冷媒の導入チューブ7が設
けられ、この直立の冷媒の導入チューブ7に複数の連接
チューブ1が並列的に接続されている。この構造の下方
の外側にエンドプレート3が配置されていると共に、そ
の上方の両側にエンドプレート8が配置されている。ま
た、立て固定プレート2、6が積み重ねた構造を横方向
へ移動させないために設けられている。前記熱伝導チュ
ーブセット5の図中右の端縁部に、延出した連接チュー
ブ9が設けられ、この複数の連接チューブ9の先端部が
直立の合流チューブ10に接続されている。
【0015】次に、図2を参照しながら前記熱伝導チュ
ーブセット5の構造を説明する。図2に示したように、
熱伝導チューブセット5は、S形に湾曲した三湾曲チュ
ーブ式のチューブ12と、このチューブ12の隙間を塞
ぐように詰め込まれた内部吸湿材13と、これらチュー
ブ12と吸湿材13の外面を包む外部吸湿材13aと、
前記チューブ12の内部に配置されているジグザグ形金
属片11とからなる。
【0016】また、図3を参照しながら前記蒸発熱伝導
片セット4の構造を説明する。図3に示したように、蒸
発熱伝導片セット4は、連続U字形に湾曲した金属片1
4とこの金属片14を覆っている吸湿材15とからな
る。
【0017】ここで、図1を用いて熱交換作用について
説明する。冷媒は導入チューブ7より入り、連接チュー
ブ1を経て各層の熱伝導チューブセット5のチューブを
通り、連接チューブ9を経て合流チューブ10に入る。
また、エアは前記蒸発熱伝導片セット4部を流れる。エ
アの流れ方向は熱伝導チューブセット5の内部の冷媒の
流れ方向と直交する。冷媒が凝縮して生じた熱エネルギ
ーは熱伝導チューブセット5及び熱伝導片セット4にお
ける吸湿材13、13a、15に含まれる水分を蒸発さ
せ、エアがそれを取り出し、熱交換の作用を達成する。
【0018】本実施形態では、前記金属片(例えばアル
ミ材、銅材)の設置によって熱伝導の面積を増やすと共
に、前記吸湿材(例えば不織布等)の設置によって熱伝
導の効率を高める。このため、従来より高いCOPやE
ERが達成できる。
【0019】また、図4に示したのは本発明に係る熱伝
導チューブセットを単一チューブ式で形成した実施形態
である。図2に示したものと同様に、チューブ12の内
部にジグザグ状の金属片11が配置されると共に、この
チューブ12の外面に吸湿材13bが覆われている。本
実施形態によっても熱伝導効率を効果的に向上させるこ
とができる。
【0020】また、本発明は単に着想に留まらず、台湾
で公的実験機関の検証を受けている。その実験機関の検
証条件と結果を以下に示す。 (1) 実験機関:タイワン エレクトリック リサーチ
アンド テスティングセンター(TAIWAN ELECTRIC RESEA
RCH & TESTING CENTER) (2) 報告書番号:RC860093 (3) コンプレッサーモデルナンバー:PH106T1−
2C1 (4) 全冷却容量:3262.3kcal/h (5) 入力電流/パワー:3.82A/815.0W (6) 絶縁抵抗:100MΩ (7) ファンスピード:798rpm (8) EER:4.005
【0021】前記の実験結果が示しているように、本発
明によれば従来の装置では達成できなかった4.005
のEER(例えば、従来の水冷式クーラーの場合のEE
Rは3.5)を達成できた。
【0022】本発明は凝縮器に利用される場合は、主に
水分の潜在変化を利用してエアの温度を低下させる。こ
のため冷媒の凝縮温度を低下させることができる。熱力
学の基本原理によって凝縮温度が低下する場合は、冷凍
システムのCOP値が高まり、同様にエアコンシステム
のEER値は向上する。また、凝縮温度の低下は冷媒の
凝縮圧力が低下することを意味し、圧縮比も低下する。
このため、コンプレッサーは低圧縮比の状況で作動でき
るので、電気エネルギーを節約できると共に、騒音も低
減できる。
【0023】本発明の熱伝導チューブに吸湿材を覆わな
い場合には、熱交換器の蒸発器にも応用できる。この場
合も熱伝導の面積を増やすことができるので、熱伝導効
率を向上できる。このため、冷凍システムのCOP値や
エアコンシステムのEER値も向上できる。これは冷媒
の蒸発温度を向上できるためであり、熱力学の基本原理
に従って分析して得られる結果である。また、蒸発温度
が高められるのは蒸発圧力が高められること意味し、圧
縮比を低減できる。本発明の熱伝導チューブアセンブリ
構造を凝縮器と蒸発器の両方に用いた場合は、凝縮温度
を低減できると共に、蒸発温度を向上できるので、冷凍
システムやエアコンシステムの省エネルギーの効果を有
し、電気エネルギーが30%〜40%程度節約できる。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明の熱伝導チューブア
センブリ構造によれば、熱伝導チューブセットの内部に
ジグザグ状の金属片が配置され、蒸発熱伝導片セットは
連続したU字形の金属片で形成されているので冷媒の熱
伝導面積を増やすことができ、熱伝導効率を向上させる
ことができる。また、熱伝導チューブセットの外面及び
蒸発熱伝導片セットの連続U字形の金属片に吸湿材を設
けることにより、吸湿材に含まれる水分によって熱エネ
ルギーを減少させることができるので、熱伝導効率を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を凝縮器に用いた一実施形態の組立て状
態を示す斜視図
【図2】(a)本発明に係る熱伝導チューブセットの一
実施形態の平面図 (b)図2(a)のI−I線における断面図
【図3】(a)本発明に係る蒸発熱伝導片セットの一実
施形態の構造を示す斜視図 (b)図3(a)のA部の拡大図
【図4】(a)本発明に係る単一チューブ式の熱伝導チ
ューブの一実施形態の斜視図 (b)図4(a)のII−II線における断面図
【符号の説明】
1 連接チューブ 2 立て固定プレート 3 エンドプレート 4 蒸発熱伝導片セット 5 熱伝導チューブセット 6 立て固定プレート 7 導入チューブ 8 エンドプレート 9 連接チューブ 10 合流チューブ 11 ジグザグ状金属片 12 チューブ 13 内部吸湿材 13a、13b 外部吸湿材 14 金属片 15 吸湿材

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱伝導チューブセットと蒸発熱伝導片セ
    ットとが交互に積み重ねられ、前記熱伝導チューブセッ
    トは、内部にジグザグ状の金属片が配置された金属製チ
    ューブ体を備え、前記蒸発熱伝導片セットは連続したU
    字形の金属片で形成され、冷媒は前記熱伝導チューブセ
    ットの内部を流れると共に、エアは前記蒸発熱伝導片セ
    ット部を流れることを特徴とする熱交換器用熱伝導チュ
    ーブアセンブリ構造。
  2. 【請求項2】 前記熱伝導チューブセットの金属製チュ
    ーブ体の外面に吸湿材が設けられ、前記蒸発熱伝導片セ
    ットの連続したU字形の金属片に吸湿材が設けられてい
    る請求項1に記載の熱交換器用熱伝導チューブアセンブ
    リ構造。
  3. 【請求項3】 冷媒蒸発器に使用する請求項1に記載の
    熱交換器用熱伝導チューブアセンブリ構造。
  4. 【請求項4】 冷媒凝縮器に使用する請求項1または2
    に記載の熱交換器用熱伝導チューブアセンブリ構造。
  5. 【請求項5】 前記熱伝導チューブセットは単一チュー
    ブ式または奇数の湾曲構造に形成された複数湾曲チュー
    ブ式で形成され、チューブの一方に入口が形成され、他
    方に合流手段に接続される出口が形成されている請求項
    1から4のいずれかに記載の熱交換器用熱伝導チューブ
    アセンブリ構造。
  6. 【請求項6】 前記熱伝導チューブセットは三湾曲チュ
    ーブ式で形成されている請求項5に記載の熱交換器用熱
    伝導チューブアセンブリ構造。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載の熱交換器用熱伝導チュ
    ーブアセンブリ構造を冷媒蒸発器及び冷媒凝縮器に使用
    した冷凍システムであって、前記冷媒凝縮器に使用され
    ている前記熱交換器用熱伝導チューブアセンブリ構造
    は、前記熱伝導チューブセットの金属製チューブ体の外
    面に吸湿材が設けられ、前記蒸発熱伝導片セットの連続
    したU字形の金属片に吸湿材が設けられている冷凍シス
    テム。
  8. 【請求項8】 請求項1に記載の熱交換器用熱伝導チュ
    ーブアセンブリ構造を冷媒蒸発器及び冷媒凝縮器に使用
    したエアコンシステムであって、前記冷媒凝縮器に使用
    されている前記熱交換器用熱伝導チューブアセンブリ構
    造は、前記熱伝導チューブセットの金属製チューブ体の
    外面に吸湿材が設けられ、前記蒸発熱伝導片セットの連
    続したU字形の金属片に吸湿材が設けられているエアコ
    ンシステム。
JP9602898A 1998-04-08 1998-04-08 熱交換器用熱伝導チューブアセンブリ構造及びこれを用いた冷凍システムとエアコンシステム Pending JPH11294900A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107401931A (zh) * 2016-05-19 2017-11-28 拜默实验设备(上海)股份有限公司 一种高效冷凝装置
JP2021500527A (ja) * 2017-10-24 2021-01-07 マイクロ タービン テクノロジー ベー.フェー. セルのスタックを有する熱交換器

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