JP2010060215A - Refrigerating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主にヒートポンプ式給湯装置の加熱手段として使われる冷凍装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration apparatus mainly used as a heating means of a heat pump type hot water supply apparatus.
従来、ヒートポンプ式給湯装置の冷凍装置としては、圧縮式冷凍回路で構成されるものが広く利用されている。冷凍回路は、例えば、CO2を冷媒とし、水熱交換器を備えている。水熱交換器は、冷媒が流通する冷媒管と、水が流通する水管とを有しており、流体同士を対向させて流して、両者の間で熱交換を行う。具体的には、高温高圧の冷媒と低温低圧の水との間で熱交換を行うことで、水を加熱する。この結果、CO2の超臨界域の特性を用いた高温出湯が可能になる。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a refrigeration apparatus for a heat pump type hot water supply apparatus, one constituted by a compression refrigeration circuit has been widely used. The refrigeration circuit uses, for example, CO 2 as a refrigerant and includes a water heat exchanger. The water heat exchanger has a refrigerant pipe through which a refrigerant flows and a water pipe through which water flows, and makes fluids face each other and exchange heat between them. Specifically, water is heated by performing heat exchange between a high-temperature and high-pressure refrigerant and low-temperature and low-pressure water. As a result, high temperature hot water using the characteristics of the supercritical region of CO 2 becomes possible.
水熱交換器の従来技術としては、水管の回りに冷媒管を螺旋状に巻き付けた構造が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。 As a prior art of the water heat exchanger, a structure in which a refrigerant pipe is spirally wound around a water pipe is known (see, for example, Patent Document 1).
また、扁平管と、その側面に複数のキャピラリーチューブを密着させた構造が知られている(例えば、特許文献2を参照。)。
特許文献2に示す水熱交換器は、扁平管とキャピラリーチューブを螺旋状に折り曲げて、各巻き同士を互いに密着させている。
In the water heat exchanger shown in
このため、例えば、キャピラリーチューブの各部巻き同士(温度の異なる管同士)間で熱伝導による熱交換が行われてしまう。これにより、水熱交換器の熱変換効率が低下してしまう、また、各管が熱変形しやすくなり、水熱交換器としての信頼性が低下する。 For this reason, for example, heat exchange by heat conduction is performed between the respective windings of the capillary tube (tubes having different temperatures). Thereby, the heat conversion efficiency of a water heat exchanger will fall, each pipe | tube will become easy to thermally deform, and the reliability as a water heat exchanger will fall.
本発明の課題は、熱変換効率の良い水熱交換器を有する冷凍装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus having a water heat exchanger with good heat conversion efficiency.
第1発明に係る冷凍装置は、第1流体が流通する第1流通路と、第2流体が流通する第2流通路との間で熱交換が行われる水熱交換器を備えている。第1流通路と第2流通路は互いに固定されて流通路を形成している。流通路の各部分の間には隙間が確保されている。 A refrigeration apparatus according to a first aspect of the present invention includes a water heat exchanger that exchanges heat between a first flow path through which a first fluid flows and a second flow path through which a second fluid flows. The first flow path and the second flow path are fixed to each other to form a flow path. A gap is secured between each part of the flow passage.
この装置では、水熱交換器において、第1流体が第1流通路を流れて、第2流体が第2流通路を流れて、その結果、両流体間で熱交換が行われる。流通路の各部分の間には隙間が確保されているので、温度の異なる各部分同士間で熱伝導による熱交換が行われにくい。これにより、水熱交換器全体の熱交換効率が向上する。 In this apparatus, in the water heat exchanger, the first fluid flows through the first flow path and the second fluid flows through the second flow path, and as a result, heat exchange is performed between the two fluids. Since gaps are secured between the portions of the flow path, heat exchange by heat conduction is difficult to be performed between the portions having different temperatures. Thereby, the heat exchange efficiency of the whole water heat exchanger improves.
第2発明に係る冷凍装置は、第1発明に係る冷凍装置であって、流通路は蛇行構造を有しており、蛇行形状によって互いに隣接している箇所同士の間には隙間が確保されている。 A refrigeration apparatus according to a second aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the flow passage has a meandering structure, and a gap is secured between adjacent portions due to the meandering shape. Yes.
この装置では、流通路が蛇行形状になることで、水熱交換器全体がコンパクトになっている。しかも、流通路の互いに隣接している箇所同士の間には隙間が確保されているので、コンパクトでありながら水熱交換器の熱交換効率が向上している。 In this apparatus, the whole water heat exchanger becomes compact because the flow path has a meandering shape. And since the clearance gap is ensured between the mutually adjacent locations of a flow path, the heat exchange efficiency of the water heat exchanger is improving though it is compact.
第3発明に係る冷凍装置は、第1発明に係る冷凍装置であって、流通路は渦巻構造を有しており、渦巻形状によって互いに隣接している箇所同士の間には隙間が確保されている。 A refrigeration apparatus according to a third aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the flow passage has a spiral structure, and a gap is secured between adjacent portions due to the spiral shape. Yes.
この装置では、流通路が渦巻形状になることで、水熱交換器全体がコンパクトになっている。しかも、流通路の互いに隣接している箇所同士の間には隙間が確保されているので、コンパクトでありながら水熱交換器の熱交換効率が向上している。 In this apparatus, since the flow passage has a spiral shape, the entire hydrothermal exchanger is compact. And since the clearance gap is ensured between the mutually adjacent locations of a flow path, the heat exchange efficiency of the water heat exchanger is improving though it is compact.
第4発明に係る冷凍装置は、第1〜第3発明に係る冷凍装置であって、流通路は2段以上に積み重ねられており、各段の流通路同士の間には隙間が確保されている。 A refrigeration apparatus according to a fourth invention is the refrigeration apparatus according to the first to third inventions, wherein the flow passages are stacked in two or more stages, and a gap is secured between the flow passages of each stage. Yes.
この装置では、水熱交換器において、十分にコンパクトな形状を維持しつつも、流通路の長さを長く確保できる。さらに、複数の流通路を用いることで、容量の変更が容易である。 In this apparatus, in the water heat exchanger, the length of the flow passage can be secured long while maintaining a sufficiently compact shape. Furthermore, the capacity can be easily changed by using a plurality of flow paths.
第5発明に係る冷凍装置は、第1〜第4発明に係る冷凍装置であって、第1流通路は、一対の扁平管内に形成された穴である。第2流通路は、一対の扁平管同士の間に一対の扁平管の対向面を用いて形成された空間である。 A refrigeration apparatus according to a fifth aspect is the refrigeration apparatus according to the first to fourth aspects, wherein the first flow passage is a hole formed in a pair of flat tubes. The second flow passage is a space formed between the pair of flat tubes using the opposing surfaces of the pair of flat tubes.
この装置では、水熱交換器において、第2流通路が一対の扁平管の対向面を用いて形成されているので、部品点数が少なくなり、さらには構造が簡単になる。一対の扁平管同士は、例えば、接着材やロウ付けによって簡単に接合できる。 In this apparatus, in the water heat exchanger, the second flow passage is formed by using the opposing surfaces of the pair of flat tubes, so the number of parts is reduced and the structure is simplified. The pair of flat tubes can be easily joined by, for example, an adhesive or brazing.
第6発明に係る冷凍装置は、第5発明に係る冷凍装置であって、扁平管には、相手側の扁平管に向かって延びて第2流通路の一部としての側壁を構成する突出部が設けられている。 A refrigeration apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the fifth aspect of the present invention, wherein the flat tube has a protruding portion that extends toward the mating flat tube and forms a side wall as a part of the second flow passage. Is provided.
この冷凍装置では、水熱交換器において、扁平管自体が側壁となる突出部を有しているので、水熱交換器の部品点数が少なくなる。突出部は、例えば、他方の扁平管の突出部や他の部分に接合される。 In this refrigeration apparatus, in the water heat exchanger, the flat tube itself has a protruding portion serving as a side wall, so the number of parts of the water heat exchanger is reduced. The protruding portion is joined to, for example, the protruding portion of the other flat tube or another portion.
第7発明に係る冷凍装置は、第5発明に係る冷凍装置であって、一対の扁平管の側方に設けられ、第2流通路の一部としての側壁を構成する平面を有する一対の閉鎖部材をさらに備えている。 A refrigeration apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the fifth aspect of the present invention, which is provided on the side of the pair of flat tubes and has a pair of closures having a plane constituting a side wall as a part of the second flow passage. A member is further provided.
この冷凍装置では、水熱交換器において、一対の閉鎖部材によって第2流通路の側壁を実現しているので、一対の扁平管の構造を簡単にできる。 In this refrigeration apparatus, since the side wall of the second flow passage is realized by the pair of closing members in the water heat exchanger, the structure of the pair of flat tubes can be simplified.
第1発明に係る冷凍装置では、流通路の各部分の間には隙間が確保されているので、温度の異なる各部分同士間で熱伝導による熱交換が行われにくい。これにより、水熱交換器全体の熱交換効率が向上する。 In the refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention, since gaps are secured between the portions of the flow path, heat exchange by heat conduction is difficult to be performed between the portions having different temperatures. Thereby, the heat exchange efficiency of the whole water heat exchanger improves.
第2発明に係る冷凍装置では、流通路が蛇行形状になることで、水熱交換器全体がコンパクトになっている。しかも、流通路の互いに隣接している箇所同士の間には隙間が確保されているので、コンパクトでありながら水熱交換器の熱交換効率が向上している。 In the refrigeration apparatus according to the second aspect of the present invention, the flow path has a meandering shape, so that the entire water heat exchanger is compact. And since the clearance gap is ensured between the mutually adjacent locations of a flow path, the heat exchange efficiency of the water heat exchanger is improving though it is compact.
第3発明に係る冷凍装置では、流通路が渦巻形状になることで、水熱交換器全体がコンパクトになっている。しかも、流通路の互いに隣接している箇所同士の間には隙間が確保されているので、コンパクトでありながら水熱交換器の熱交換効率が向上している。 In the refrigeration apparatus according to the third aspect of the invention, the flow path has a spiral shape, so that the entire hydrothermal exchanger is compact. And since the clearance gap is ensured between the mutually adjacent locations of a flow path, the heat exchange efficiency of the water heat exchanger is improving though it is compact.
第4発明に係る冷凍装置では、水熱交換器において、十分にコンパクトな形状を維持しつつも、流通路の長さを長く確保できる。さらに、複数の流通路を用いることで、容量の変更が容易である。 In the refrigeration apparatus according to the fourth aspect of the present invention, in the water heat exchanger, the length of the flow passage can be ensured long while maintaining a sufficiently compact shape. Furthermore, the capacity can be easily changed by using a plurality of flow paths.
第5発明に係る冷凍装置では、水熱交換器において、第2流通路が一対の扁平管の対向面を用いて形成されているので、部品点数が少なくなり、さらには構造が簡単になる。 In the refrigeration apparatus according to the fifth aspect of the present invention, in the water heat exchanger, the second flow path is formed using the opposing surfaces of the pair of flat tubes, so the number of parts is reduced and the structure is simplified.
第6発明に係る冷凍装置では、水熱交換器において、扁平管自体が側壁となる突出部を有しているので、水熱交換器の部品点数が少なくなる。 In the refrigeration apparatus according to the sixth aspect of the present invention, in the water heat exchanger, the flat tube itself has a protruding portion serving as a side wall, so the number of parts of the water heat exchanger is reduced.
第7発明に係る冷凍装置では、水熱交換器において、一対の閉鎖部材によって第2流通路の側壁を実現しているので、一対の扁平管の構造を簡単にできる。 In the refrigeration apparatus according to the seventh aspect of the present invention, in the water heat exchanger, the side walls of the second flow passage are realized by the pair of closing members, so that the structure of the pair of flat tubes can be simplified.
<ヒートポンプ式給湯装置の構成>
本発明の一実施形態に係る冷凍装置を含むヒートポンプ式給湯装置のシステムを図1に示す。ヒートポンプ式給湯装置1は、冷凍装置2と貯湯装置3とによって構成されている。冷凍装置2は、圧縮機21、水熱交換器22内の冷媒管22a、減圧手段としての膨張弁23、及び空気熱交換器24が、冷媒配管25によって環状に接続される圧縮式の冷凍回路20を有する。
<Configuration of heat pump hot water supply device>
A system of a heat pump hot water supply apparatus including a refrigeration apparatus according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. The heat pump type hot
さらに、冷凍回路20には、水熱交換器22から出る高圧高温の冷媒と、空気熱交換器24から出る低圧低温の冷媒との間で熱交換を行うため、ガス熱交換器26が配置されている。具体的には、水熱交換器22と膨張弁23とを連結する冷媒通路と、空気熱交換器と圧縮機21とを連結する冷媒通路との間で熱交換が行われる。
Further, the
貯湯装置3は、貯湯タンク31、水熱交換器22内の水管22b及び水循環ポンプ32が、水配管35によって環状に接続された水循環回路30を有する。
The hot water storage device 3 includes a
冷凍装置2には、設置場所の外気温を検出する外気温センサ8、圧縮機21の吐出管温度を検出する吐出管温度センサ9、及び空気熱交換器24の温度を検出する温度センサ10が設けられており、これらのセンサの検出信号は、マイコン6に入力される。さらに、冷凍装置2には、冷媒管22aからの冷媒の洩れを検出するための冷媒センサ11が設けられている。
The
水熱交換器22で加熱された水の温度が85℃となるように、水循環ポンプ32によって水の循環量が制御される。マイコン6は、85℃の水を得るために必要な冷媒温度を確保するために、膨張弁23の開度を制御する。
The water circulation amount is controlled by the
<冷凍装置の構造>
図2は、冷凍装置2の内部構造を示す断面図である。図2において、断熱壁2cの右側区画が機械室2aであり、断熱壁2cの左側区画がファン室2bである。機械室2aには、圧縮機21、膨張弁23が配置されている。
<Structure of refrigeration equipment>
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the
ファン室2bには、図2正面視において、前方にファン27が配置されている。ファン27の後方には、ファン27を駆動するモータが、モータ支持台28に固定された状態で配置されている。ファン室2bの下方には、断熱壁2dを隔てて水熱交換器22が配置されている。水熱交換器22内にて、冷媒管22a(図1参照)を流れる冷媒と、水管22b(図1参照)を流れる水との間で熱交換が行われる。
In the
また、図2において、空気熱交換器24は、ファン室2bの左側壁と背面壁に沿って配置されており、空気熱交換器24の右端は機械室2aの中央まで延出している。制御ボックス4は、機械室2aの上部とファン室2bの上部を跨ぐように配置されている。制御ボックス4には、マイコン6(図3参照)、インバータ7(図3参照)を搭載した制御装置5が内蔵されている。
In FIG. 2, the
<冷凍装置の運転制御>
図3は、冷凍装置2の制御ブロック図である。マイコン6は、外気温センサ8、空気熱交換器24の温度センサ10からの検出信号に基づき、目標吐出管温度設定部62で目標吐出管温度を設定する。そして、マイコン6は、吐出管温度センサ9で検出される吐出管温度が目標吐出管温度に近づくように、膨張弁開度制御部63を介して膨張弁23の開度を制御する。なお、目標吐出管温度の設定に必要なデータは、目標吐出管温度設定部62内に予め記憶されている。
<Operation control of refrigeration equipment>
FIG. 3 is a control block diagram of the
さらに、マイコン6は、冷凍装置2の炊上能力に及ぼす外気温の影響を考慮して、さらに給湯負荷が一日の時間帯によって変化することを考慮して、インバータ制御部64を介して圧縮機21の運転周波数を制御している。例えば、外気温が低く、給湯負荷が大きい時間帯では、湯切れを防止するため、効率を無視して圧縮機21の運転周波数を高める。一方、外気温が高く、給湯負荷が小さい時間帯では、圧縮機21の運転周波数を高効率点に設定する。
Further, the
給湯負荷が大きいとき、マイコン6は、圧縮機21を保護する目的で、吐出管温度が120℃を超えないように圧縮機21の運転制御を行う。実際に、吐出管温度が120℃のとき、圧縮機21の内部温度は、140℃〜145℃に到達しており、内部温度がさらに上昇して150℃を超えると、圧縮機21内部のマグネットの磁力が低下、オイルの劣化が発生し故障に至る。したがって、本実施形態では、吐出管温度の上限を120℃と設定している。
When the hot water supply load is large, the
但し、外気温t1が−20℃以下のときは、圧縮機21が過負荷になり易いので、さらなる安全措置として吐出管温度センサ9の検出値の補正量を大きくとり、実際の吐出管温度が120℃に達する前に吐出管温度センサ9の検出値を120℃にする必要がある。そこで、外気温t1が−20℃以下のときの補正量が実験的に求められ、マイコン6の温度補正部61の第2補正手段61bに記憶されている。
However, when the outside air temperature t1 is −20 ° C. or less, the
なお、外気温t1>−20℃の温度範囲では、第1補正手段61aによって、補正されている。
In the temperature range of the outside air temperature t1> −20 ° C., the correction is made by the first correcting
<水熱交換器の構造>
図4は、水熱交換器22の配管図である。この図では、水熱交換器22を模式的に表現している。
<Structure of water heat exchanger>
FIG. 4 is a piping diagram of the
水熱交換器22は、冷媒管22aと、水管22bとを有しており、両者内を流れる流体間で熱交換を行うものである。具体的な構造としては、水熱交換器22は、一対の扁平管41A,41Bから主に構成されている。
The
一対の扁平管41A,41Bは、図5に示すように、扁平部本体44と、本体44の端部から相手側に延びる一対の突出部45,46とを有している。扁平部本体44は、図4に示すように長く延びており、一対の突出部45A,45Bも本体44に沿って延びている。扁平部本体44には、互いに対向する対向面44aと、反対側の反対側面44bとが形成されている。扁平部本体44内には、複数の(この実施例では4つの)穴47が一列に形成されている。このように扁平管に複数の穴を形成して冷媒管とすることで、冷媒側の熱伝達率が向上している。突出部45,46は、両方の扁平管41A,41Bに形成され、同じ長さを有している。
As shown in FIG. 5, the pair of flat tubes 41 </ b> A and 41 </ b> B includes a flat portion
扁平管41A,41Bは、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス等からなる。なお、各扁平管41A,41Bは引き抜き加工や押し出し加工により製造されている。
The
一対の突出部45A,45Bは相手側の扁平管41A,41Bの一対の突出部45A,45Bと先端同士がロウ付けされている。これにより、一対の扁平管41A,41B間に水管22bが確保されている。言い換えると、水管22bは、一対の扁平管41A,41Bの対向面44aと、一対の突出部45A,45Bの内側面45aによって形成されている。なお、各扁平管41A,41Bにおいて突出部45,46の長さは同じであるため、各扁平管41A,41Bが水管22bを半分ずつ形成していることになる。なお、水管22bの断面形状は、側壁に比べて対向面44a側の辺が長くなる扁平形状になっている。
The pair of
一対の扁平管41A,41Bは、図4に示すように、平行に折り曲げられ、蛇行形状になっている。蛇行形状とは、例えば、図4においては、直線状に延びる直線部分と、ヘアピン状に屈曲された屈曲部分とが交互に繰り返され、その結果複数の直線部分が互いに近接した状態に配置されている形状をいう。言い換えると、複数の直線部分が互いに重ねられるように配置されている。このように水熱交換器22の全体形状が蛇行形状になっているので、コンパクトな構造を実現している。
As shown in FIG. 4, the pair of flat tubes 41 </ b> A and 41 </ b> B is bent in parallel and has a meandering shape. For example, in FIG. 4, the meandering shape is such that a linear portion extending in a straight line and a bent portion bent in a hairpin shape are alternately repeated, and as a result, a plurality of linear portions are arranged close to each other. Refers to the shape. In other words, it arrange | positions so that a several linear part may mutually overlap. Thus, since the whole shape of the
また、各扁平管41A,41Bは、自らの直線部分同士が積み重ね方向において近接しているが、隙間43を間に確保している。隙間43の大きさは、隣接する扁平管の各部分同士(温度の異なる管同士)が熱伝導による熱交換を行わない程度に設定されている。これにより、水熱交換器22は、全体の熱交換効率を低下させることなく、その結果高温の出湯が可能になる。また、熱変形の影響を小さく抑えることができて、信頼性が向上する。
In addition, each of the
穴47と対向面44aの距離を水と外部との隔壁(45A,45B)より長くとることにより、もし腐食が生じた場合でも水は冷媒側ではなく外部に漏洩し、冷媒へ混入する前の検出が可能となる。
By making the distance between the
この水熱交換器22においては、CO2が冷媒管22a内を流れ、水がCO2と対向する方向に水管22b内を流れる。その結果、両者内を流れる流体間で熱交換が行われ、水が加熱される。ここでは、扁平管を用いて伝熱面積を増大しているので、熱交換性能が高い。また、両流体を遮る壁面が単一であるので、複数の配管同士の密着度の低下による熱抵抗増大が生じにくい。
In this
<特徴>
(1)
この冷凍装置2は、水が流通する水管22aと、冷媒が流通する冷媒管22bとの間で熱交換が行われる水熱交換器22を備えている。水管22aと冷媒管22bは互いに固定されて流通路を形成している。流通路の各部分の間には隙間43が確保されている。
<Features>
(1)
The
この装置では、水熱交換器22において、水が水管22aを流れて、冷媒が冷媒管22bを流れて、その結果、両流体間で熱交換が行われる。流通路の各部分の間には隙間43が確保されているので、温度の異なる各部分同士間で熱伝導による熱交換が行われにくい。これにより、水熱交換器22全体の熱交換効率が向上する。
In this apparatus, in the
(2)
この冷凍装置2は、流通路は蛇行構造を有しており、蛇行形状によって互いに隣接している箇所同士の間には隙間43が確保されている。
(2)
In this
この装置では、流通路が蛇行形状になることで、水熱交換器22全体がコンパクトになっている。しかも、流通路の互いに隣接している箇所同士の間には隙間43が確保されているので、コンパクトでありながら水熱交換器の熱交換効率が向上している。
In this apparatus, since the flow passage has a meandering shape, the entire
(3)
この冷凍装置は、冷媒管22aは一対の扁平管41A,41B内に形成された穴47であり、水管22bは一対の扁平管41A,41B同士の間に一対の扁平管41A,41Bの対向面44aを用いて形成された空間である。
(3)
In this refrigeration apparatus, the
この冷凍装置2では、水熱交換器22において、冷媒が冷媒管22aを流れて、水が水管22bを流れて、その結果、両流体間で熱交換が行われる。この水熱交換器22では水管22bが一対の扁平管41A,41Bの対向面44aを用いて形成されているので、部品点数が少なくなり、さらには構造が簡単になる。特に、一対の扁平管41A,41B同士は、例えば、接着材やロウ付けによって簡単に接合できる。
In the
(4)
扁平管41A,41Bには、相手側の扁平管41A,41Bに向かって延びて水管22bの一部としての側壁を構成する突出部45A,45Bが設けられている。
(4)
The
この冷凍装置2では、扁平管41A,41B自体が側壁となる突出部45A,45Bを有しているので、部品点数が少なくなる。突出部45A,45Bは、例えば、他方の扁平管41A,41Bの突出部45A,45Bや他の部分に接合される。
In this
<他の実施形態>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
<Other embodiments>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.
(1)
図6及び図7に示す水熱交換器52は、冷媒が流通する冷媒管52aと、水が流通する水管52bとの間で熱交換が行われるものである。冷媒管52aは一対の扁平管53A,53B内に形成された穴57であり、水管52bは一対の扁平管53A,53B同士の間に一対の扁平管53A,53Bの対向面56aを用いて形成された空間である。なお、扁平部本体56は、互いに対向する対向面56aと、反対側の反対側面56bとを有している。
(1)
The
この冷凍装置では、水熱交換器52において、冷媒が冷媒管52aを流れて、水が水管52bを流れて、その結果、両流体間で熱交換が行われる。この水熱交換器52では水管52bが一対の扁平管53A,53Bの対向面56aを用いて形成されているので、部品点数が少なくなり、さらには構造が簡単になる。
In this refrigeration apparatus, in the
この実施形態では、水熱交換器52は、一対の扁平管53A,53Bの側方に設けられ、水管52bの一部としての側壁を構成する平面を有する一対の閉鎖部材54A,54Bをさらに備えている。一対の閉鎖部材54A,54Bは、図6に示すように、平板であり、一対の扁平管53A,53Bの側方全体を覆うように四角形状を有している。なお、閉鎖部材の形状は一対の扁平管の形状に合わせて変更可能である。
In this embodiment, the
一対の扁平管53A,53Bの側面と一対の閉鎖部材54A,54Bの内側面54aは、ロウ付けまたは接着材によって互いに固定されている。
The side surfaces of the pair of
この水熱交換器52では、一対の閉鎖部材54A,54Bによって水管22bの側壁を実現しているので、一対の扁平管53A,53Bの構造を簡単にできる。つまり、一対の扁平管53A,53Bは、突出部等の側壁を構成するための構造を必要としない。
In this
(2)
図8に示す水熱交換器58の一対の扁平管58aは、平行に曲げられて,渦巻形状に形成されている。より具外的には、一対の扁平管58aは、長方形状の渦巻となっており、外側ある第1ヘッダ58bと、内側にある第2ヘッダ58cとを有している。
(2)
The pair of
また、扁平管58a同士の半径方向間には、所定の隙間58dが確保されている。
A
この装置では、流通路が渦巻形状になることで、水熱交換器全体がコンパクトになっている。しかも、流通路の互いに隣接している箇所同士の間には隙間58dが確保されているので、コンパクトでありながら水熱交換器の熱交換効率が向上している。
In this apparatus, since the flow passage has a spiral shape, the entire hydrothermal exchanger is compact. And since the
(3)
図9に示す水熱交換器59の一対の扁平管59aは、平行に曲げられて、渦巻形状に形成されている。より具外的には、一対の扁平管59aは、円形状の渦巻となっており、外側ある第1ヘッダ59bと、内側にある第2ヘッダ59cとを有している。
(3)
The pair of
また、扁平管59a同士の半径方向間には、所定の隙間59dが確保されている。
In addition, a
この実施形態においても、前記実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
(4)
図10に示す水熱交換器は、一対の水熱交換器59が上下方向に重ねられた段構造によって実現されている。図から明らかなように、水熱交換器59同士は中心側の連結部59eによって一体となっている。
(4)
The water heat exchanger shown in FIG. 10 is realized by a step structure in which a pair of
この水熱交換器59を製造する方法としては、二段の扁平管を一体に形成する方法と、二段の扁平管を用意してそれらを接合する方法がある。第一の方法では、具体的には、扁平管59aは、一段分平行に巻かれた後に、段を替えて次の一段分を平行に巻かれて形成される。なお、一段目を内側から巻いた場合には二段目は外側から巻くことになり、一段目を外側から巻いた場合には二段目は内側から巻くことになる。第2の方法では、二段の扁平管の内側端同士または外側端同士を連結する。
As a method of manufacturing the
一対の水熱交換器59同士の間には、図に示すように、隙間60が確保されている。この隙間60の大きさは、一対の水熱交換器59同士で好ましくない熱交換が行われないように設定されている。
A
この水熱交換器では、十分にコンパクトな形状を維持しつつも、流通路の長さを長く確保できる。さらに、複数の渦巻形状を用いることで、容量の変更が容易である。 In this water heat exchanger, the length of the flow path can be secured long while maintaining a sufficiently compact shape. Further, the capacity can be easily changed by using a plurality of spiral shapes.
(5)
図11に示す水熱交換器22は、冷媒管22aと、水管22bとを有しており、両者内を流れる流体間で熱交換を行うものである。具体的な構造としては、水熱交換器22は、一対の扁平管41A,41Bから主に構成されている。
(5)
The
一対の扁平管41A,41Bは、扁平部本体44からなる。扁平部本体44内には、複数の(この実施例では4つの)穴47が一列に形成されている。冷媒管22aは一対の扁平管41A,41B内に形成された穴47であり、水管22bは一対の扁平管41A,41B同士の間に一対の扁平管41A,41Bの対向面44aを用いて形成された空間である。
The pair of flat tubes 41 </ b> A and 41 </ b> B includes a flat portion
この冷凍装置では、水熱交換器22において、冷媒が冷媒管22aを流れて、水が水管22bを流れて、その結果、両流体間で熱交換が行われる。この水熱交換器22では水管22bが一対の扁平管41A,41Bの対向面44aを用いて形成されているので、部品点数が少なくなり、さらには構造が簡単になる。
In this refrigeration apparatus, in the
この実施形態では、水熱交換器22は、一対の扁平管41A,41Bの側方に設けられ、水管22bの一部としての側壁を構成する平面を有する一対の閉鎖部材66A,66Bをさらに備えている。一対の閉鎖部材66A,66Bは、図11に示すように、平板であり、一対の扁平管41A,41Bの側方を覆うように一対の扁平管41A,41Bの延び形状に沿った形状を有している。
In this embodiment, the
この水熱交換器22では、図12に示すように、扁平管41A,41Bの本体44の対向面44aに乱流促進構造としての溝44cが形成されている。溝44cは、図から明らかなように、ヘリングボーン形状を有している。なお、乱流促進構造としては、図13に示すように、複数の突起44dを形成しても良い。なお、本体44の反対側面44bには溝や突起は形成されておらず、平坦な面となっている。
In this
この水熱交換器22では、扁平管41A,41Bの対向面44aに乱流促進構造としての溝44cや突起44dが形成されているので、水管22内の水の流れが乱流になり、高い熱伝達特性を得ることができる。言い換えると、水管22bを流れる水の熱伝達率が向上し、結果として熱交換が促進される。水はCO2に比べて熱伝達率が低いにもかかわらず、水の熱伝達率を向上させているので、高性能な水熱交換器が得られる。
In this
また、この水熱交換器では、複数の溝44cまたは突起44dによって乱流促進構造が実現されているので、構造が簡単であり、製造が容易である。
Moreover, in this water heat exchanger, since the turbulent flow promoting structure is realized by the plurality of
(6)
図14に示す水熱交換器22の基本的構造は前記実施形態(図5)と同様である。この水熱交換器22では、扁平管41A,41Bの穴47は、相手側の扁平管41A,41Bと反対側に偏って形成されている。言い換えると、穴47と反対側面44bとの距離は、穴47と対向面44aとの距離より短くなっている。
(6)
The basic structure of the
この水熱交換器22では、穴47と対向面44aの距離を水と外部との隔壁(45,46)より長くとることにより、もし腐食が生じた場合でも水は冷媒側ではなく外部に漏洩し、冷媒へ混入する前の検出が可能となる。また、扁平管41A,41Bは水に接する面だけを肉厚にすることにより、無駄なコストを発生させずに腐食漏洩に対する安全な厚みを確保することができる。
In this
(7)
図15に示す水熱交換器52の基本的構造は前記実施形態(図7)と同様である。この水熱交換器52では、扁平管53A,53Bの穴57は、相手側の扁平管53A,53Bと反対側に偏って形成されている。言い換えると、穴57と反対側面56bとの距離は、穴57と対向面56aとの距離より短くなっている。
(7)
The basic structure of the
この水熱交換器52では、穴57と対向面56aの距離を水と外部との隔壁(54A,54B)より長くとることにより、もし腐食が生じた場合でも水は冷媒側ではなく外部に漏洩し、冷媒へ混入する前の検出が可能となる。また、扁平管53A,53Bは水に接する面だけを肉厚にすることにより、無駄なコストを発生させずに腐食漏洩に対する安全な厚みを確保することができる。
<変形例>
(1)
前記実施形態では、一対の扁平管から延びる突出部は両扁平管において同じ長さで形成されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、一対の扁平管において突出部の長さは異なっていても良いし、一方の扁平管にのみ突出部が形成されていても良い。
In this
<Modification>
(1)
In the said embodiment, although the protrusion part extended from a pair of flat tube is formed in the same length in both flat tubes, this invention is not limited to this. For example, in the pair of flat tubes, the lengths of the protruding portions may be different, or the protruding portions may be formed only in one of the flat tubes.
(2)
前記実施形態では、閉鎖部材は平板であるが、本発明はこれに限定されない。閉鎖部材は、第2流通路の側壁を構成する平面を有していれば良く、全体が平板でなくても良い。
(2)
In the said embodiment, although a closing member is a flat plate, this invention is not limited to this. The closing member should just have the plane which comprises the side wall of a 2nd flow path, and the whole may not be a flat plate.
(3)
前記実施形態では、扁平管には4つの穴が一列に並んで形成されているが、本発明はこれに限定されない。穴の個数や配置は任意に設定しても良い。
(3)
In the said embodiment, although the four holes are formed in a line in the flat tube, this invention is not limited to this. The number and arrangement of holes may be arbitrarily set.
(4)
前記実施形態では、一対の扁平管同士または扁平管と閉鎖部材はロウ付けによって接合されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、接着材を用いて各部材を接合しても良い。
(4)
In the said embodiment, although a pair of flat tubes or flat tubes and a closure member are joined by brazing, this invention is not limited to this. For example, you may join each member using an adhesive material.
(5)
前記実施形態(図10)では水熱交換器を二段に重ねていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、水熱交換器を三段以上重ねて形成しても良い。
(5)
In the embodiment (FIG. 10), the water heat exchangers are stacked in two stages, but the present invention is not limited to this. For example, three or more stages of water heat exchangers may be stacked.
(6)
前記実施形態では冷媒としてCO2を用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、高温高圧の冷媒として、炭化水素、フロン冷媒などを用いても良い。
(6)
In the above embodiment, CO 2 is used as the refrigerant, but the present invention is not limited to this. For example, hydrocarbons or chlorofluorocarbon refrigerants may be used as the high-temperature and high-pressure refrigerant.
(7)
前記実施形態では、扁平管は一体部材に形成された多穴構造であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数の細管を接合して一つの扁平管としても良い。
(7)
In the said embodiment, although the flat tube was the multi-hole structure formed in the integral member, this invention is not limited to this. For example, a plurality of thin tubes may be joined to form one flat tube.
(8)
前記実施形態では、扁平管の穴を冷媒管として、扁平管の間の空間を水管としたが、本発明はこれに限定されない。
(8)
In the said embodiment, although the hole of the flat tube was made into the refrigerant | coolant pipe | tube and the space between flat tubes was made into the water pipe | tube, this invention is not limited to this.
以上のように本発明によれば、温度の異なる各部分同士間で熱伝導による熱交換が行われにくいので、ヒートポンプ式給湯装置の冷凍装置に有用である。 As described above, according to the present invention, heat exchange by heat conduction is difficult to be performed between portions having different temperatures, which is useful for a refrigeration apparatus of a heat pump hot water supply apparatus.
1 ヒートポンプ式給湯装置
2 冷凍装置
2a 機械室
2b ファン室
6 マイコン
20 圧縮式冷凍回路
21 圧縮機
22 水熱交換器
22a 冷媒管(第1流通路)
22b 水管(第2流通路)
23 膨張弁
24 空気熱交換器
25 冷媒配管
27 ファン
35 水配管
41A,41B 扁平管
43 隙間
44 扁平部本体
44a 対向面
44b 反対側面
44c 溝
44d 突起
45A,45B 突出部
45a 内側面
47 穴
52 水熱交換器
52a 冷媒管
52b 水管
53A,53B 扁平管
54A,54B 閉鎖部材
54a 内側面
56 扁平部本体
56a 対向面
56b 反対側面
57 穴
DESCRIPTION OF
22b Water pipe (second flow passage)
23
Claims (7)
前記第1流通路と前記第2流通路は互いに固定されて流通路(22)を形成しており、
前記流通路(22)の各部分の間には隙間(43,58d)が確保されている、
冷凍装置。 A refrigeration apparatus comprising a water heat exchanger (22) in which heat exchange is performed between a first flow path (22a) through which the first fluid flows and a second flow path (22b) through which the second fluid flows. 2)
The first flow path and the second flow path are fixed to each other to form a flow path (22);
A gap (43, 58d) is secured between each portion of the flow passage (22).
Refrigeration equipment.
前記第2流通路は、前記一対の扁平管同士の間に前記一対の扁平管の対向面(44a)を用いて形成された空間である、請求項1〜4のいずれかに記載の冷凍装置。 The first flow path is a hole (47) formed in a pair of flat tubes (41A, 41B),
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the second flow passage is a space formed between the pair of flat tubes using the opposing surfaces (44a) of the pair of flat tubes. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008227146A JP2010060215A (en) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | Refrigerating device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019190756A (en) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 株式会社ノーリツ | Heat pump device |
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2008
- 2008-09-04 JP JP2008227146A patent/JP2010060215A/en active Pending
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