SE531620C2

SE531620C2 - Warmer

Info

Publication number: SE531620C2
Application number: SE0600005A
Authority: SE
Inventors: Shinichi Sato; Yoshikazu Nishihara; Norifumi Yoshitsubaki; Kuniyasu Uchiyama; Ikuo Akamine; Tsugio Kubo
Original assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2006-01-02
Publication date: 2009-06-09
Also published as: CN1800739A; NO20060050L; CN101487649A; JP4207895B2; SE0600005L; JP2006189184A

Description

20 25 30 531 620 Kylningscykeln är inrättad så att genom öppning av tvåvägs- ventil 109a under en avfrostningscykel, kylmediumgas utmatad från kompressorn 101 partiellt avleds till ledningen som förbinder en punkt uppströms fyrvägsventil 102 och utomhus värmeväxlaren 103. En är riktad till inomhus värmeväxlaren 110 under det att den andra är riktad till utomhus värmeväxlaren 103 genom avfrostningskretsen 109. De två strömmarna förenas vid inloppet av uppvärmningskretsen för kylmedium och kyl- medium uppvärms då äter genom kylmediumvärmaren 104 (se t ex den japanska offentliggjorde patentansökningen nr H11-182994). The cooling cycle is arranged so that by opening the two-way valve 109a during a defrost cycle, refrigerant gas discharged from the compressor 101 is partially diverted to the line connecting a point upstream of the four-way valve 102 and the outdoor heat exchanger 103. One is directed to the indoor 110 heat exchanger. the other is directed to the outdoor heat exchanger 103 through the defrost circuit 109. The two streams join at the inlet of the refrigerant heating circuit and coolant is then heated through the refrigerant heater 104 (see, e.g., Japanese Laid-Open Patent Application No. H11-182994).

Emellertid är kylningscykeln som beskrivs ovan behäftad med en betydande brist, varvid denna brist utgör behovet av en över- drivet stor kylmediumvärmare för att samtidigt genomföra en avfrostningscykel under det att den fortsätter uppvärmnings- moden hos luftkonditioneringsanordningen.However, the cooling cycle described above suffers from a significant deficiency, this deficiency being the need for an excessively large refrigerant heater to simultaneously perform a defrost cycle while continuing the heating mode of the air conditioner.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Det är därför ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en värmare i stånd att förbättra uppvärmnings- kapaciteten för en luftkonditioneringsanordning.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a heater capable of improving the heating capacity of an air conditioner.

I enlighet med föreliggande uppfinning tillhandahålls en vär- mare installerad vid en kylningskrets av värmepumpstyp, för uppvärmning av kylmedium eller vatten, omfattande: en elekt- risk värmarenhet; ett rör, spirallindat kring värmarenheten, för att medge kylmediet eller vattnet att strömma däri; och ett hus för upptagning av värmarenheten och röret däri, varvid huset är tillverkat av en eller flera metaller, vilka är använda för att fylla eller täcka närområden till värmar- enheten och röret. 10 15 20 25 30 534 620 KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Ovannämnda och andra ändamål och särdrag hos föreliggande upp- finning blir uppenbara av följande beskrivning av föredragna utföringsformer i förbindelse med de bifogade ritningarna, på vilka: Fig. 1A till lC illustrerar en konfiguration av en värmare i enlighet med en föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning; och Fig. 2 visar ett blockschema över en kylningscykel för en kon- ventionell luftkonditioneringsanordning.In accordance with the present invention, there is provided a heater installed in a heat pump type cooling circuit, for heating coolant or water, comprising: an electric heater unit; a tube, spirally wound around the heater unit, to allow the coolant or water to flow therein; and a housing for receiving the heater unit and the pipe therein, the housing being made of one or more metals, which are used to fill or cover areas adjacent to the heater unit and the pipe. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: Figs. 1A to 1C illustrate a configuration of a heater in accordance with a preferred embodiment of the present invention; and Fig. 2 shows a block diagram of a cooling cycle for a conventional air conditioner.

DETALJERAD BESKRIVNING AV DE FÖREDRAGNA UTFÖRINGSEXEMPLEN Nedan kommer föredragna utföringsformer av föreliggande upp- finning att beskrivas i detalj med hänvisning till de bifogade ritningarna. Här ska noteras att föreliggande uppfinning inte är begränsad därtill.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted here that the present invention is not limited thereto.

Fig. 1A till lC visar en konfiguration av en värmare i enlig- het med föreliggande uppfinning. Fig. 1A är en planvy av vär- maren, under det att fig. lB och lC är en frontvy respektive en sidovy därav.Figs. 1A to 1C show a configuration of a heater in accordance with the present invention. Fig. 1A is a plan view of the heater, while Figs. 1B and 1C are a front view and a side view thereof, respectively.

Huset 1 hos värmaren 20 är gjort av metall och insidan av huset l är fyllt med samma metall eller en kombination av olika metaller eller t o m en kombination av en metall och en fluid. Exempelvis kan metallen vara av aluminium, järn, mäs- sing eller en legering därav.The housing 1 of the heater 20 is made of metal and the inside of the housing 1 is filled with the same metal or a combination of different metals or even a combination of a metal and a fluid. For example, the metal may be of aluminum, iron, brass or an alloy thereof.

Värmarenheten 2 är upptagen i huset l sä att den är krökt i motsatta riktningar vid krökta partier 6 och 7, under det att 10 15 20 25 30 531 E20 dess ändpartier är horisontellt utdragna och utskjuter från sidoytan 9 hos huset l.The heater unit 2 is accommodated in the housing 1 so that it is curved in opposite directions at curved portions 6 and 7, while its end portions are horizontally extended and project from the side surface 9 of the housing 1.

Huset 1 har ben 8 vid dess undre del för att monteras på t ex ett installationsbord (ej visat). Vidare är en ledning 4 tjä- nande som en flödespassage för kylmedium eller vatten lindad kring värmarenheten 2 i spiralform.The housing 1 has legs 8 at its lower part for mounting on, for example, an installation table (not shown). Furthermore, a line 4 serving as a flow passage for coolant or water is wound around the heating unit 2 in a spiral shape.

Kylmedium eller vatten introduceras i röret 4 genom rörinlop- pet 3 anordnat vid en övre del därav och utgår sedan genom rörutloppet 5 tillhandahàllet vid en undre del därav. Värmar- enheten 2 avger värme när elektrisk energi inmatas därtill.Coolant or water is introduced into the pipe 4 through the pipe inlet 3 arranged at an upper part thereof and then exits through the pipe outlet 5 provided at a lower part thereof. The heating unit 2 emits heat when electrical energy is supplied to it.

Huset 1 uppvärms av värmen från värmarenheten 2, vilket i sin tur medger röret 4 i kontakt med metall- eller fluiddelen av huset 1 att uppvärmas likväl. Som resultat blir kylmediet eller vattnet som strömmar genom röret 4 uppvärmt.The housing 1 is heated by the heat from the heating unit 2, which in turn allows the tube 4 in contact with the metal or fluid part of the housing 1 to be heated as well. As a result, the coolant or water flowing through the tube 4 is heated.

Således uppvärms kylmediet eller vattnet upp till en förin- ställd temperatur då det strömmar från rörinloppet 3 till rörutloppet 5 genom röret 4.Thus, the coolant or water is heated up to a preset temperature as it flows from the pipe inlet 3 to the pipe outlet 5 through the pipe 4.

Härefter kommer ett kompakt arrangemang av värmarenheten, vilket medger förbättring av uppvärmningseffektiviteten att beskrivas i detalj med referens till fig. 1C. Fig. lC visar en sidovy av värmaren i enlighet med föreliggande uppfinning, där röret 4 är visat lindat i cirklar inuti huset 1 sett från en transversell tvärsektion.Hereinafter, a compact arrangement of the heater unit, which allows improvement of the heating efficiency, will be described in detail with reference to Fig. 1C. Fig. 1C shows a side view of the heater in accordance with the present invention, where the tube 4 is shown wound in circles inside the housing 1 seen from a transverse cross section.

I fig. lC visas värmarenheten 2 att vara positionerad vid fyra platser 2a till 2d, varvid platserna är sådana att mätt från någon plats, väsentligen samma avstånd d bibehålls mellan vär- marenheten 2 och röret 4. Dvs. värmarenheten 2 är formad av 10 15 20 25 30 531 B20 ett flertal linjärt längsträckta partier, företrädesvis, löpande längs en och samma riktning och krökta partier mellan de linjärt làngsträckta partierna. Vidare, som visas i den transversella tvärsektionen av värmaren (fig. lC), är minimi- avständen mellan de längsträckta partierna och röret lindat däromkring nästan identiska att vara ”d” medgivande hela ytan av röret 4 att bli enhetligt uppvärmt, vilket i sin tur kommer att öka effektiviteten av uppvärmning av kylmedium eller vat- ten.Fig. 1C shows the heater unit 2 to be positioned at four locations 2a to 2d, the locations being such that measured from any location, substantially the same distance d is maintained between the heater unit 2 and the tube 4. Ie. the heater unit 2 is formed by a plurality of linearly elongate portions, preferably, running along one and the same direction and curved portions between the linearly elongate portions. Furthermore, as shown in the transverse cross section of the heater (Fig. 1C), the minimum distances between the elongate portions and the tube wound around it are almost identical to be "d" allowing the entire surface of the tube 4 to be uniformly heated, which in turn will increase the efficiency of heating coolant or water.

Vidare, eftersom värmarenheten 2 är krökt åtminstone tre gånger (tre gånger i fig. 1A till 1C) kan längden av värmaren 20 göras kortare. Även, eftersom näromràdena av värmarenheten 2 och rör 3 är fyllda med en metall eller fluid, medger detta arrangemang en hög termisk ledningsförmàga, resulterande i förbättring av värmeeffektiviteten hos värmaren.Furthermore, since the heater unit 2 is curved at least three times (three times in Figs. 1A to 1C), the length of the heater 20 can be made shorter. Also, since the proximal areas of the heater unit 2 and pipes 3 are filled with a metal or fluid, this arrangement allows a high thermal conductivity, resulting in improving the heat efficiency of the heater.

Vidare, eftersom termisk energi kan ackumuleras i de metal- liska delarna av värmaren, kan en temporär fluktuation i tem- peratur hos kylmedium eller vatten mellan värmaren i ett påslaget tillstånd och värmaren i avslaget tillstànd reduce- ras, vilket i sin tur förbättrar den termiska effektiviteten av värmaren genom att medge värmaren att omstartas med mindre energi eller värmaren att drivas med mindre energi efter en avfrostningscykel, ökande värmningskapaciteten.Furthermore, since thermal energy can accumulate in the metallic parts of the heater, a temporary fluctuation in temperature of coolant or water between the heater in an on state and the heater in the off state can be reduced, which in turn improves the thermal the efficiency of the heater by allowing the heater to restart with less energy or the heater to run on less energy after a defrost cycle, increasing the heating capacity.

Nu kommer en temperatursensor eller ett element för att för- hindra överhettning som ska anbringas vid värmaren 20 att för- klaras. värmaren 20 upptar värmarenheten 2 och röret 4 däri, och deras närområden är täckta med en metall. Som resultat undergàr huset 1 en stor ökning i dess yttemperatur, och sålunda är en temperatursensor eller ett element för att för- hindra överhettning installerad för att förhindra att värmaren 10 l5 20 25 30 531 620 blir överhettad. Här behöver temperatursensorn eller sensorn för att förhindra överhettning vara placerad vid en värmardel där temperaturen när dess högsta värde. Exempelvis föredras att installera temperatursensorn eller elementet för att för- hindra överhettning vid en plats där avståndet mellan värmar- enheten 2 och ytan av huset 1 är som kortast, dvs. vid sensor- fastsättningspartiet 12, som visas i fig. 1A. Alternativt är det också möjligt att installera dem vid en plats där tempera- turen hos värmarenheten 2 mest stabilt bibehälles, dvs. vid sensorplaceringsdelen ll på den cylindriska ytan 10 av huset 1. Vidare, givet att en del av värmaren motsvarande till den approximativa mitten av dess effektiva längd vanligtvis upp- visar den högsta temperaturen, föredras installation av tempe- ratursensorn eller elementet för att förhindra överhettning på sensorfastsättningspartiet 12.Now, a temperature sensor or element to prevent overheating to be applied to the heater 20 will be explained. the heater 20 receives the heater unit 2 and the tube 4 therein, and their proximal areas are covered with a metal. As a result, the housing 1 undergoes a large increase in its surface temperature, and thus a temperature sensor or an element for preventing overheating is installed to prevent the heater 10 from overheating. Here, the temperature sensor or sensor to prevent overheating needs to be located at a heater part where the temperature reaches its highest value. For example, it is preferred to install the temperature sensor or element to prevent overheating at a place where the distance between the heating unit 2 and the surface of the housing 1 is the shortest, ie. at the sensor mounting portion 12, shown in Fig. 1A. Alternatively, it is also possible to install them at a place where the temperature of the heating unit 2 is most stably maintained, ie. at the sensor locating part 11 on the cylindrical surface 10 of the housing 1. Furthermore, given that a part of the heater corresponding to the approximate center of its effective length usually exhibits the highest temperature, installation of the temperature sensor or element is preferred to prevent overheating on sensor mounting portion 12.

Vidare, eftersom temperaturomfånget hos kylningscykeln är stort, är det mycket sannolikt att kondensation kan ackumulera inuti värmaren 20. Som en lösning på detta problem kan huset 1 hos värmaren vara lutande så att vatten kondenserat på ytan därav leds motsatt till delen där värmarenheten 2 är expone- rad, sålunda förhindrande ett problem såsom en kortslutning.Furthermore, since the temperature range of the cooling cycle is large, it is very likely that condensation may accumulate inside the heater 20. As a solution to this problem, the housing 1 of the heater may be inclined so that water condensed on the surface thereof is directed opposite to the part where the heater unit 2 is exposed. line, thus preventing a problem such as a short circuit.

Som beskrivs ovan kan värmaren i enlighet med föreliggande uppfinning uppvärma vatten eller kylmedium effektivt, med- givande att den används brett i många applikationer, inklude- rande olika typer av vàrmare användande fluider.As described above, the heater in accordance with the present invention can heat water or coolant efficiently, allowing it to be widely used in many applications, including various types of heater-using fluids.

Emedan uppfinningen har visats och beskrivits med avseende på de föredragna utföringsformerna inses av fackmännen inom omrâdet att olika förändringar och modifikationer kan göras utan avsteg från andan och omfånget av uppfinningen som defi- nieras i de följande kraven.Since the invention has been shown and described with respect to the preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.

Claims

10 15 20 25 30 531 G20 P A T E N T K R A V

A heater (20) installed in a heat pump type cooling circuit, for heating coolant or water, comprising: an electric heater unit (2); a tube (4), spirally wound around the heater unit (2), to allow the coolant or water to flow therein; and a housing (1) for receiving the heater unit (2) and the pipe (4) therein, the housing (1) being made of one or more metals, which are used to fill or cover areas adjacent to the heater unit (2) and the pipe ( 4).

The heater according to claim 1, wherein the heater unit (2) is arranged inside the heater (20) and curved at least twice around two opposite ends of the heater (20).

The heater according to claim 1, wherein in any transverse cross-section of the heater (20), the heater unit (20) is arranged so that the minimum distances (d) between the heater unit (2) and the tube (4) wound around it are substantially identical.

The heater according to claim 1, wherein either or both of a temperature sensor for detecting a temperature of the heater and an element for preventing overheating to prevent an overheating of the heater are installed on a surface of the housing (1).

The heater according to claim 4, wherein the temperature sensor or element for preventing overheating is installed on an outer peripheral surface of the housing (1) arranged around the spirally wound tube (4). 10 15 20 25 531 E20

The heater according to claim 4, wherein the temperature sensor or element for preventing overheating is installed on a side surface of the housing (1) near a portion where the heater unit (2) is curved.

The heater according to claim 1, wherein the proximal areas of the heater unit (2) and the pipe (4) are filled with a heat transfer fluid.

The heater according to claim 1, wherein when the heater (20) is installed, the pipe (4) is horizontally extended and projects from the housing (1).

The heater according to claim 8, wherein when the heater (20) is installed, an end portion (3) of the tube (4) positioned at a lower part of the housing (1) serves as a coolant or water inlet, while the other end portion (5) of the pipe (4) positioned at an upper part of the housing (1) serves as a coolant or water outlet.

The heater according to claim 1, wherein when the heater (20) is installed, the housing (1) of the heater (20) is inclined.

11. ll. The heater according to claim 1, wherein the housing (1) is 9j0ft of aluminum, iron, brass or an alloy thereof.

The heater according to claim 1, wherein the heater unit (1) includes a plurality of linearly elongate portions and the minimum distance (d) between the linearly elongate portions and the tube (4) wound thereon are substantially identical.