JP2012002425A - プレート式熱交換器及びヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱面積を減少させること無く、プレート式熱交換器内における流体のよどみの発生を防止することを目的とする。
【解決手段】第１流体又は第２流体の流出入口９，１０等が四隅に設けられた複数の矩形のプレートが積層され、各プレートの間に第１流体が流れる第１流路と第２流体が流れる第２流路とが交互に形成されたプレート式熱交換器において、第１流路に、長軸方向の一方側に設けられた第２流体の流出口１２と、プレートのコーナーとの間の領域を通して、第１流体の流入口９から流入した第１流体の一部を熱交換流路へバイパスさせるバイパス流路２２を形成した。
【選択図】図１０

Description

この発明は、複数の伝熱プレートを積層して形成されたプレート式熱交換器に関する。

従来のプレート式熱交換器は、伝熱プレート間に形成される流路の一部が、流体の流出入口近傍で閉塞されている（特許文献１参照）。
また、プレート式熱交換器内で流体がよどみ、プレート式熱交換器内で流体が凍結することを回避するため、流体の流出入口の位置を変更したプレート式熱交換器がある（特許文献２参照）。

特表昭６１−５００６２６号公報 特開平１１−０３７６７７号公報

従来、プレート式熱交換器内を流れる流体は、流出入口と短軸方向逆側の領域に流れづらく、その領域でよどみを生じやすい。例えば、プレート式熱交換器が水と冷媒とを熱交換させる蒸発器として使われる場合、水側の流路で前述のよどみが発生すると、その領域での水温度が周囲に比べ急速に低下する。その結果、その領域で水が凍結し、熱交換器が破損してしまう。
この対策として、特許文献２では、流出入口の位置を変更し、流出入口の近傍の水がよどむ領域に閉塞部を設け、よどみを防止している。しかし、閉塞部は水が流れず伝熱面積が減少し熱交換性能の低下を生じる。
この発明は、伝熱面積を減少させること無く、プレート式熱交換器内における流体のよどみの発生を防止することを目的とする。

この発明に係るプレート式熱交換器は、
第１流体又は第２流体の流出入口となる通路孔が四隅に設けられた複数の矩形のプレートが積層され、各プレートの間に前記第１流体が流れる第１流路と前記第２流体が流れる第２流路とが交互に形成されたプレート式熱交換器であり、
前記第１流路は、前記各プレートの長軸方向の一方側に設けられた通路孔である流入口から流入した前記第１流体を、前記長軸方向の他方側に設けられた通路孔である流出口から流出させる流路であって、前記流入口と前記流出口との間に、前記第１流体を隣接する第２流路を流れる前記第２流体と熱交換させる熱交換流路が形成された流路であり、
前記第１流路には、前記長軸方向の前記一方側に設けられた通路孔であって前記流入口とは異なるもう１つの通路孔である上流側隣接孔と、前記上流側隣接孔が位置するプレートのコーナーとの間の領域を通して、前記流入口から流入した前記第１流体の一部を前記熱交換流路へバイパスさせる上流側バイパス流路が形成された
ことを特徴とする。

この発明に係るプレート式熱交換器は、バイパス流路から短軸方向の流入口とは逆側の熱交換流路へ第１流体が流入する。そのため、第１流体のよどみが発生することを防止できる。

プレート式熱交換器３０の側面図。 補強用サイドプレート１の正面図。 伝熱プレート２の正面図。 伝熱プレート３の正面図。 補強用サイドプレート４の正面図。 伝熱プレート２と伝熱プレート３とを積層した状態を示す図。 プレート式熱交換器３０の分解斜視図。 伝熱プレート２の形状の説明図。 伝熱プレート３の形状の説明図。 実施の形態１に係る伝熱プレート２の正面図。 伝熱プレート２と伝熱プレート３とを積層した状態における図１０のＡ−Ａ部分断面を示す図。 実施の形態２に係る伝熱プレート２の正面図。 実施の形態２に係る伝熱プレート３の正面図。 図１２に示す伝熱プレート２と図３に示す伝熱プレート３とを積層した場合における図１２と図１３とのＢ−Ｂ断面図。 実施の形態３に係る伝熱プレート２の正面図。 実施の形態４に係るプレート式熱交換器３０の説明図。 実施の形態５に係る伝熱プレート２と伝熱プレート３とを積層した状態の斜視図。 図１７のＤ−Ｄの第１流入口９側部分の伝熱プレート２を取り除いた状態を示す斜視図。 孔を開けた板により堰２４を構成した例を示す図。 直方体状のブロックにより堰２４を構成した例を示す図。 円柱や楕円柱状のブロックにより堰２４を構成した例を示す図。 波形状１５，１６の一部を変形して堰２４を構成した例を示す図。 バイパス流路２２と主流入流路２３との流路断面積比と、熱通過率及び流速比との関係を示す図。 実施の形態７に係るヒートポンプ式暖房給湯システム１１０の構成を示す概略図。

実施の形態１．
実施の形態１に係るプレート式熱交換器３０の基本構成を説明する。
図１は、プレート式熱交換器３０の側面図である。図２は、補強用サイドプレート１の正面図（積層方向から見た図）である。図３は、伝熱プレート２の正面図である。図４は、伝熱プレート３の正面図である。図５は、補強用サイドプレート４の正面図である。図６は、伝熱プレート２と伝熱プレート３とを積層した状態を示す図である。図７は、プレート式熱交換器３０の分解斜視図である。図８は、伝熱プレート２の形状の説明図である。図９は、伝熱プレート３の形状の説明図である。

図１に示すように、プレート式熱交換器３０は、伝熱プレート２と伝熱プレート３とが交互に積層される。また、プレート式熱交換器３０は、最前面に補強用サイドプレート１が積層され、最背面に補強用サイドプレート４が積層される。

図２に示すように、補強用サイドプレート１は、略矩形の板状に形成される。補強用サイドプレート１は、略矩形の四隅に、第１流入管５、第１流出管６、第２流入管７、第２流出管８が設けられる。
図３，４に示すように、各伝熱プレート２，３は、補強用サイドプレート１と同様に、略矩形の板状に形成され、四隅に第１流入口９、第１流出口１０、第２流入口１１、第２流出口１２が設けられる。また、各伝熱プレート２，３は、プレートの積層方向に変位する波形状１５，１６であって、積層方向から見た場合に略Ｖ字状に形成された波形状１５，１６が形成される。特に、伝熱プレート２に形成された波形状１５と、伝熱プレート３に形成された波形状１６とでは、略Ｖ字状の向きが逆向きになっている。
図５に示すように、補強用サイドプレート４は、補強用サイドプレート１等と同様に、略矩形の板状に形成される。補強用サイドプレート４は、第１流入管５、第１流出管６、第２流入管７、第２流出管８が設けられない。なお、図５では、補強用サイドプレート４に、第１流入管５、第１流出管６、第２流入管７、第２流出管８の位置を破線で示すが、補強用サイドプレート４にこれらが設けられているわけではない。

図６に示すように、伝熱プレート２と伝熱プレート３とを積層した場合、向きの異なる略Ｖ字状の波形状１５，１６が重なり合うことにより、伝熱プレート２と伝熱プレート３との間に複雑な流れを引き起こす流路が形成される。

図７に示すように、各伝熱プレート２，３は、第１流入口９同士、第１流出口１０同士、第２流入口１１同士、第２流出口１２同士がそれぞれ重なるように積層される。また、補強用サイドプレート１と伝熱プレート２とは、第１流入管５と第１流入口９とが重なり、第１流出管６と第１流出口１０とが重なり、第２流入管７と第２流入口１１とが重なり、第２流出管８と第２流出口１２とが重なるように積層される。そして、各伝熱プレート２，３及び補強用サイドプレート１，４の外周の縁が重なるように積層され、ロウ等により接合される。この際、各伝熱プレート２，３は、外周の縁が接合されるだけでなく、積層方向から見た場合に、上側のプレートの波形状の底と下側のプレートの波形状頂とが重なる部分も接合される。

これにより、第１流入管５から流入した第１流体（例えば、水）が第１流出管６から流出する第１流路１３が、伝熱プレート３の背面と伝熱プレート２の前面との間に形成される。同様に、第２流入管７から流入した第２流体（例えば、冷媒）が第２流出管８から流出する第２流路１４が、伝熱プレート２の背面と伝熱プレート３の前面との間に形成される。
外部から第１流入管５へ流入した第１流体は、各伝熱プレート２，３の第１流入口９が重なり合うことで形成された通路孔を流れ、各第１流路１３へ流入する。第１流路１３へ流入した第１流体は、短軸方向へ徐々に広がりながら、長軸方向へ流れて、第１流出口１０から流出する。第１流出口１０から流出した第１流体は、第１流出口１０が重なり合うことで形成された通路孔を流れ、第１流出管６から外部へ流出する。
同様に、外部から第２流入管７へ流入した第２流体は、各伝熱プレート２，３の第２流入口１１が重なり合うことで形成された通路孔を流れ、各第２流路１４へ流入する。第２流路１４へ流入した第２流体は、短軸方向へ徐々に広がりながら、長軸方向へ流れて、第２流出口１２から流出する。第２流出口１２から流出した第２流体は、第２流出口１２が重なり合うことで形成された通路孔を流れ、第２流出管８から外部へ流出する。
第１流路１３を流れる第１流体と第２流路１４を流れる第２流体とは、波形状１５，１６が形成された部分を流れる際、伝熱プレート２，３を介して熱交換される。なお、第１流路１３と第２流路１４とにおいて、波形状１５，１６が形成された部分を熱交換流路１７（図３，４，６参照）と呼ぶ。

図８に示すように、伝熱プレート２の第１流入口９及び第１流出口１０の周囲のハッチング部分１８は、波形状１５の底と同程度の高さである。一方、伝熱プレート２の第２流入口１１及び第２流出口１２の周囲のハッチング部分１９は、波形状１５の頂と同程度の高さである。
同様に、図９に示すように、伝熱プレート３の第１流入口９及び第１流出口１０の周囲のハッチング部分２０は、波形状１６の頂と同程度の高さである。一方、伝熱プレート３の第２流入口１１及び第２流出口１２の周囲のハッチング部分２１は、波形状１６の底と同程度の高さである。
そして、伝熱プレート２と伝熱プレート３とが交互に積層された場合、伝熱プレート３の背面側と伝熱プレート２の前面側とでは、伝熱プレート３のハッチング部分２１と、伝熱プレート２のハッチング部分１９とが密着する。一方、伝熱プレート３のハッチング部分２０と、伝熱プレート２のハッチング部分１８との間には空間ができる。したがって、第１流入口９を流れる第１流体は、伝熱プレート３の背面側と伝熱プレート２の前面側との間に形成された第１流路１３へ流入するが、第２流入口１１を流れる第２流体は、第１流路１３へ流入しない。また、第１流路１３を流れる第１流体が第２流入口１１や第２流出口１２へ流出することもない。
同様に、伝熱プレート２の背面側と伝熱プレート３の前面側とでは、伝熱プレート２のハッチング部分１８と、伝熱プレート３のハッチング部分２０とが密着する。一方、伝熱プレート２のハッチング部分１９と、伝熱プレート３のハッチング部分２１との間には空間ができる。したがって、第２流入口１１を流れる第２流体は、伝熱プレート２の背面側と伝熱プレート３の前面側との間に形成された第２流路１４へ流入するが、第１流入口９を流れる第１流体は、第２流路１４へ流入しない。また、第２流路１４を流れる第２流体が第１流入口９や第１流出口１０へ流出することもない。

第１流路１３では、付近のハッチング部分１９とハッチング部分２１とが密着し、その部分の流路が閉塞された状態となる。そのため、第１流路１３の熱交換流路１７における第２流入口１１付近及び第２流出口１２付近（図７の破線部分２５）は、第１流体が流れづらく、よどみ易い部分となる。
同様に、第２流路１４では、ハッチング部分１８とハッチング部分２０とが密着し、その部分の流路が閉塞された状態となる。そのため、第２流路１４の熱交換流路１７における第１流入口９付近及び第１流出口１０付近（図７の破線部分２６）は、第２流体が流れづらく、よどみ易い部分となる。

次に、実施の形態１に係るプレート式熱交換器３０の特徴について説明する。実施の形態１に係るプレート式熱交換器３０は、第１流路１３に第２流出口１２（上流側隣接孔）とプレートのコーナーとの間の流路を通るバイパス流路２２（上流側バイパス流路）を設けたことが特徴である。
図１０は、実施の形態１に係る伝熱プレート２の正面図である。図１１は、伝熱プレート２と伝熱プレート３とを積層した状態における図１０のＡ−Ａ部分断面を示す図である。

図１０、図１１に示すように、第１流路１３には、通常のプレート式熱交換器では閉塞されている部分に、バイパス流路２２が設けられている。バイパス流路２２は、プレートの積層方向の一方側から見た場合に、第１流入口９から流入した第１流体を、第２流出口１２とプレートの短辺との間を通し、第２流出口１２とプレートの長辺との間を通して、熱交換流路１７の短軸方向における第２流出口１２側の端へ流入させる。
したがって、第１流入口９から第１流路１３へ流入した第１流体は、通常のプレート式熱交換器と同様に、主流入流路２３から熱交換流路１７へ流入するだけでなく、バイパス流路２２から熱交換流路１７へ流入する。上述したように、主流入流路２３から熱交換流路１７へ第１流体が流入しただけでは、熱交換流路１７における第２流出口１２付近へは、第１流体が流れづらく、よどんでしまう。しかし、バイパス流路２２を設けることにより、熱交換流路１７における第２流出口１２付近へ第１流体を流すことが可能となり、よどみが発生することを防止できる。

例えば、第１流体が水であり、第２流体が冷媒であり、プレート式熱交換器３０が蒸発器として機能する場合、第１流路１３内で水が滞留すると、滞留した水が冷媒により急激に冷却される。その結果、水が凍結し、体積膨張によりプレート式熱交換器３０が破損する虞がある。しかし、実施の形態１に係るプレート式熱交換器３０では、第１流路１３内で水が滞留しないため、プレート式熱交換器３０が破損することを防止できる。

また、従来第１流体がよどんでいた部分は、有効に熱交換されていなかった。しかし、実施の形態１に係るプレート式熱交換器３０では、従来第１流体がよどんでいた部分のよどみが解消され、有効な熱交換面積が増加する。さらに、バイパス流路２２においても熱交換されるため、有効な熱交換面積が増加する。したがって、熱交換効率がよくなる。そのため、プレート式熱交換器３０は、蒸発器としてだけではなく、凝縮器として用いてもよい。
また、プレート式熱交換器３０を空気調和機に用いる場合、プレート式熱交換器３０の熱交換性能が向上したことにより、空気調和機の必要能力に対するプレート式熱交換器３０の必要プレート枚数を減らすことができる。また、上述したように、プレート式熱交換器３０内の凍結を防止でき、破損を防止できる。したがって、コストを抑えつつ、信頼性の高いプレート式熱交換器３０を提供できる。

また、バイパス流路２２は、円形の第２流出口１２の周縁に沿って、滑らかに曲がって第１流入口９の近傍と熱交換流路１７とを接続する。そのため、バイパス流路２２を第１流体が流れることによる圧力損失を小さくすることができる。

なお、上記説明では、第１流路１３の第１流入口９側に、第２流出口１２とプレートのコーナーとの間の領域を通るバイパス流路２２を設けることを説明した。しかし、これに限らず、第１流路１３の第１流出口１０側に、第２流入口１１（下流側隣接孔）とプレートのコーナーとの間の領域を通るバイパス流路（下流側バイパス流路）を設けてもよい。
また、同様に、第２流路１４の第２流入口１１側にも、第１流出口１０とプレートの端との間を通るバイパス流路を設けてもよいし、第２流出口１２側にも、第１流入口９とプレートの端との間を通るバイパス流路を設けてもよい。

実施の形態２．
実施の形態２では、バイパス流路２２の流路断面積を一定にしたプレート式熱交換器３０について説明する。
図１２は、実施の形態２に係る伝熱プレート２の正面図である。図１３は、実施の形態２に係る伝熱プレート３の正面図である。図１４は、図１２に示す伝熱プレート２と図３に示す伝熱プレート３とを積層した場合における図１２と図１３とのＢ−Ｂ断面図である。

図１２と図１３とに示すように、伝熱プレート２と伝熱プレート３とは、積層された場合に、積層方向にちょうど重なる位置にバイパス流路２２が形成されている。図１４に示すように、伝熱プレート２はバイパス流路２２部分が凸状になっており、伝熱プレート３はバイパス流路２２部分が凹状になっている。そして、伝熱プレート２の凸状部と、伝熱プレート３の凹状部とが重なることで、バイパス流路２２が形成されている。伝熱プレート２における凸状部の中空部分についての第１流体の流れる方向と垂直方向における断面積は一定であり、伝熱プレート３の凹状部の中空部分についての第１流体の流れる方向と垂直方向における断面積も一定である。したがって、バイパス流路２２の流路断面積（第１流体の流れる方向と垂直方向の断面積）は一定である。
バイパス流路２２の流路断面積が一定であるため、バイパス流路２２におけるゴミ詰まりやよどみが発生しづらい。また、バイパス流路２２を形成する凸状部分、凹状部分を、波形状の頂や底と同様に、隣接するプレートの凸状部分、凹状部分と接合させることができるため、プレート式熱交換器３０の強度が高くなる。

なお、上記説明では、伝熱プレート２に形成された凸状部分と、伝熱プレート３に形成された凹状部分とが積層方向に重なってバイパス流路２２が形成されると説明した。しかし、伝熱プレート２と伝熱プレート３とのいずれか一方を平らにして、バイパス流路２２の流路断面積を小さくしてもよい。

実施の形態３．
実施の形態３では、バイパス流路２２が波形状１５又は波形状１６の１つの波と滑らかな曲線で繋がったプレート式熱交換器３０について説明する。
図１５は、実施の形態３に係る伝熱プレート２の正面図である。

図１５に示すように、伝熱プレート２に形成されたバイパス流路２２が、波形状１５の稜線と平行な方向に滑らかに曲がって、波形状１５の１つの波の端に接続している。
そのため、バイパス流路２２を流れる第１流体が波形状１５によって形成される流路へ流入する際の圧力損失を低減できる。また、バイパス流路２２から波形状１５によって形成される流路への流れ込みが滑らかになり、第１流路１３内の短軸方向の速度分布が均一になるため、第１流路１３全体の圧力損失が低減する。第１流路１３内の短軸方向の速度分布が均一になることで、第１流路１３内でのゴミ詰まりやよどみが発生しづらく、熱交換効率が向上する。

実施の形態４．
実施の形態４では、バイパス流路２２の入口側（第１流入口９側）と、出口側（熱交換流路１７側）とが複数に分岐されたプレート式熱交換器３０について説明する。
図１６は、実施の形態４に係るプレート式熱交換器３０の説明図である。

図１６に示すように、バイパス流路２２は、入口側が複数の流路で形成され、途中で１本の流路に合流して、再び出口側が複数の流路に分岐する。
そのため、バイパス流路２２の入口付近や出口付近の流路断面積が大きくなり、圧力損失を低減できる。また、分岐した流路の一部がゴミやスラッジで閉塞しても、他の流路が利用可能であるため、バイパス流路２２の閉塞による熱交換性能低下や破損を防止できる。
また、出口側の流路を分岐させることにより、第１流体を短軸方向の広い範囲へ流出させることができる。したがって、よどみが生じ易い部分の分布に応じて分岐された出口側の流路の方向や、分岐数を調整すれば、流速分布を均一化できる。なお、分岐した出口側の流路をそれぞれ、波形状１５の稜線と平行な方向に滑らかに曲げて、波の端に接続するようにしてもよい。なお、出口側の分岐に伴う流路の広がり角度（図１６の角度Ｃ）は、最大１８０度とする。

実施の形態５．
実施の形態５では、第１流入口９の主流入流路２３（図１０参照）側に堰２４を設けたプレート式熱交換器３０について説明する。
図１７は、実施の形態５に係る伝熱プレート２と伝熱プレート３とを積層した状態の斜視図である。図１８は、図１７のＤ−Ｄの第１流入口９側半分の伝熱プレート２を取り除いた状態を示す斜視図である。

図１７と図１８とに示すように、第１流路１３には、第１流入口９の主流入流路２３側を覆うように、第１流入口９の縁に沿って第１流体の流れを妨げる板状の堰２４が設けられている。堰２４は、第１流入口９の円周の高々半分を覆うように、最大で半円状に形成される。
バイパス流路２２を設けたことにより、第１流入口９から流入した第１流体が流れ出す流路断面積が増加するため、熱交換流路１７を流れる第１流体の流速が遅くなってしまう。そのため、熱伝達率が低下してしまう。そこで、堰２４を設けることにより、第１流入口９から流入した第１流体が主流入流路２３側へ流れることが妨げ、主流入流路２３を流れる第１流体の流速を速くする。その結果、熱交換流路１７を流れる第１流体の流速が速くなり、熱伝達率を改善することができる。
堰２４が塞ぐ面積を拡大すると流速は速くなり、堰２４が塞ぐ面積を縮小すると流速は遅くなる。そこで、例えば、バイパス流路２２の流路断面積と同じ面積を塞ぐ堰２４を設けると、流速はバイパス流路２２がない場合と同等になり、熱伝達率を維持したまま有効伝熱面積を増加できる。

なお、堰２４は、図１７、図１８に示す形状に限らず、他の形状であってもよい。図１９から図２２は、堰２４の他の形状を示す図である。なお、図１９から図２２は、第１流入口９側半分の伝熱プレート２を取り除いた状態を示す。
例えば、図１９に示すように、堰２４は、図１７、図１８に示す堰２４に孔を開け、堰２４が塞ぐ面積を調整したものであってもよい。
また、図２０に示すように、第１流入口９の主流入流路２３側に、複数の直方体状のブロックを堰２４として並べてもよい。
また、図２１に示すように、第１流入口９の主流入流路２３側に、複数の円柱や楕円柱状のブロックを堰２４として並べてもよい。
また、図２２に示すように、波形状１５，１６の一部を変形して、第１流入口９の主流入流路２３側を塞ぐようにして、堰２４を構成してもよい。

また、上記説明では、第１流入口９側、つまり上流側に堰２４を設けた。しかし、第１流出口１０側、つまり下流側に堰２４を設けてもよい。

堰２４は、プレスによるバーリング加工で作成すると製造コストを安価にできる。

実施の形態６．
実施の形態６では、バイパス流路２２と主流入流路２３との流路断面積比について説明する。
図２３は、バイパス流路２２と主流入流路２３との流路断面積比と、熱通過率及び流速比率との関係を示す図である。図２３では、横軸が「主流入流路２３の断面積／バイパス流路２２の断面積」の値であり、縦軸が熱通過率及び流速比率である。なお、熱通過率及び流速比率は、バイパス流路２２を設けていない場合を基準（１．００）とする。

上述したように、バイパス流路２２を設けることにより、第１流路１３を流れる第１流体の流速が遅くなり、熱通過率が低下してしまう。しかし、熱通過率の低下が５％以内であれば、有効伝熱面積の増加分で、熱通過率の低下による熱交換量の低下分を十分に補える。
ここで、図２３に示すように、主流入流路２３の流路断面積がバイパス流路２２の流路断面積の８倍以上である場合、熱通過率の低下が５％以内となる。そこで、主流入流路２３の流路断面積がバイパス流路２２の流路断面積の８倍以上とするのがよい。

実施の形態７．
実施の形態７では、以上の実施の形態で説明したプレート式熱交換器３０の活用例であるヒートポンプ式暖房給湯システム１１０について説明する。

図２４は、実施の形態７に係るヒートポンプ式暖房給湯システム１１０の構成を示す概略図である。
ヒートポンプ式暖房給湯システム１１０は、圧縮機１１１、第１熱交換器１１２、第１膨張弁１１３、第２熱交換器１１４を順次接続する主冷媒回路１１６と、第１熱交換器１１２、暖房給湯用水利用装置１１５を順次接続する水回路１１７とを備える。
ここで、第１熱交換器１１２は、以上の実施の形態で説明したプレート式熱交換器３０である。また、圧縮機１１１、第１熱交換器１１２、第１膨張弁１１３、第２熱交換器１１４、及びこれらを順次接続する主冷媒回路１１６は、ユニット内に収納され、これをヒートポンプ装置１１８と呼ぶ。

第１熱交換器１１２では、圧縮機１１１が圧縮した冷媒と、水回路１１７を流れる流体（ここでは、水）とを熱交換する。ここでは、第１熱交換器１１２において熱交換されることにより、冷媒が冷され、水が温められる。第１膨張弁１１３は、第１熱交換器１１２で熱交換された冷媒を膨張させる。第２熱交換器１１４では、第１膨張弁１１３の制御に従い膨張した冷媒と空気との熱交換を行う。ここでは、第２熱交換器１１４において熱交換されることにより、冷媒が暖められ、空気が冷やされる。そして、温められた冷媒は、圧縮機１１１へ吸入される。
一方、水回路１１７では、上述したように、第１熱交換器１１２で熱交換されることにより水は温められ、温められた水は暖房給湯用水利用装置１１５へ流れて、給湯や暖房に利用される。

以上の実施の形態で説明したように、プレート式熱交換器３０は、熱交換効率がよく、信頼性が高い。したがって、本実施の形態で説明したヒートポンプ式暖房給湯システム１１０にプレート式熱交換器３０を搭載すると、効率がよく消費電力量が抑えられＣＯ_２排出量を低減できるヒートポンプ式暖房給湯システムを実現できる。
なお、ここでは、以上の実施の形態で説明したプレート式熱交換器３０で冷媒と水とを熱交換させるヒートポンプ式暖房給湯システムについて説明した。しかし、これに限らず、以上の実施の形態で説明したプレート式熱交換器３０は、発電、食品の加熱殺菌処理機器等多くの産業、家庭用機器に利用可能である。

１，４ 補強用サイドプレート、２，３ 伝熱プレート、５ 第１流入管、６ 第１流出管、７ 第２流入管、８ 第２流出管、９ 第１流入口、１０ 第１流出口、１１ 第２流入口、１２ 第２流出口、１３ 第１流路、１４ 第２流路、１５，１６ 波形状、１７ 熱交換流路、１８，１９，２０，２１ ハッチング部分、２２ バイパス流路、２３ 主流入流路、２４ 堰、２５，２６ 破線部分、３０ プレート式熱交換器。

Claims (10)

1. 第１流体又は第２流体の流出入口となる通路孔が四隅に設けられた複数の矩形のプレートが積層され、各プレートの間に前記第１流体が流れる第１流路と前記第２流体が流れる第２流路とが交互に形成されたプレート式熱交換器であり、
   前記第１流路は、前記各プレートの長軸方向の一方側に設けられた通路孔である流入口から流入した前記第１流体を、前記長軸方向の他方側に設けられた通路孔である流出口から流出させる流路であって、前記流入口と前記流出口との間に、前記第１流体を隣接する第２流路を流れる前記第２流体と熱交換させる熱交換流路が形成された流路であり、
   前記第１流路には、前記長軸方向の前記一方側に設けられた通路孔であって前記流入口とは異なるもう１つの通路孔である上流側隣接孔と、前記上流側隣接孔が位置するプレートのコーナーとの間の領域を通して、前記流入口から流入した前記第１流体の一部を前記熱交換流路へバイパスさせる上流側バイパス流路が形成された
   ことを特徴とするプレート式熱交換器。
2. 前記上流側バイパス流路は、前記上流側隣接孔の周縁に沿って形成された
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器。
3. 前記第１流路には、前記長軸方向の前記他方側に設けられた通路孔であって前記流出口とは異なるもう１つの通路孔である下流側隣接孔と、前記下流側隣接孔が位置するプレートのコーナーとの間の領域を通して、前記熱交換流路を流れる前記第１流体の一部を前記流出口へバイパスさせる下流側バイパス流路が形成された
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプレート式熱交換器。
4. 前記上流側バイパス流路と前記下流側バイパス流路との少なくともいずれかは、流路断面積が一定である
   ことを特徴とする請求項３に記載のプレート式熱交換器。
5. 前記各プレートは、前記熱交換流路を形成する部分に、積層方向に変位する波形状が形成され、
   前記上流側バイパス流路と前記下流側バイパス流路との少なくともいずれかは、プレートの積層方向の一方側から見た場合において、前記第１流路を形成する２つのプレートのうちの一方のプレートに形成された前記波形状の稜線と平行方向へ滑らかに曲がって、前記熱交換流路に接続された
   ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載のプレート式熱交換器。
6. 前記上流側バイパス流路は、前記流入口側が複数の流路に分岐するとともに、前記熱交換流路側が複数の流路に分岐した
   ことを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載のプレート式熱交換器。
7. 前記下流側バイパス流路は、前記熱交換流路側が複数の流路に分岐するとともに、前記流出口側が複数の流路に分岐した
   ことを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載のプレート式熱交換器。
8. 前記第１流路には、前記流入口の前記熱交換流路側に、前記流入口から流出した前記第１流体が前記熱交換流路へ流入することを妨げ、前記熱交換流路へ流入する前記第１流体の流量を調整する堰が設けられた
   ことを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載のプレート式熱交換器。
9. 前記上流側バイパス流路は、所定の位置における流路断面積が、前記流入口と前記熱交換流路との間を繋ぐ主流入流路の短軸方向の断面積の１／８以下である
   ことを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載のプレート式熱交換器。
10. 圧縮機と、第１熱交換器と、膨張機構と、第２熱交換器とが配管で接続された冷媒回路を備え、
    前記冷媒回路に接続された前記第１熱交換器は、
    第１流体又は第２流体の流出入口となる通路孔が四隅に設けられた複数の矩形のプレートが積層され、各プレートの間に前記第１流体が流れる第１流路と前記第２流体が流れる第２流路とが交互に形成されたプレート式熱交換器であり、
    前記第１流路は、前記各プレートの長軸方向の一方側に設けられた通路孔である流入口から流入した前記第１流体を、前記長軸方向の他方側に設けられた通路孔である流出口から流出させる流路であって、前記流入口と前記流出口との間に、前記第１流体を隣接する第２流路を流れる前記第２流体と熱交換させる熱交換流路が形成された流路であり、
    前記第１流路には、前記長軸方向の前記一方側に設けられた通路孔であって前記流入口とは異なるもう１つの通路孔である上流側隣接孔と、前記上流側隣接孔が位置するプレートのコーナーとの間の領域を通して、前記流入口から流入した前記第１流体の一部を前記熱交換流路へバイパスさせる上流側バイパス流路が形成された
    ことを特徴とするヒートポンプ装置。

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