JP5817058B2 - Heat exchange unit and temperature control device - Google Patents
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Description
本発明は、二系統の熱媒体循環回路における一方の熱媒体循環回路の熱媒体により冷却を行う第一熱交換部と他方の熱媒体循環回路の熱媒体により加熱を行う第二熱交換部を含む熱交換ユニット及び温度調整装置に関する。 The present invention includes a first heat exchange section that cools with a heat medium of one heat medium circulation circuit and a second heat exchange section that heats with a heat medium of the other heat medium circulation circuit in two heat medium circulation circuits. The present invention relates to a heat exchange unit and a temperature control device.
従来、熱媒体が流通循環する二系統の熱媒体循環回路における一方の熱媒体循環回路の熱媒体により冷却を行う第一熱交換部と他方の熱媒体循環回路の熱媒体により加熱を行う第二熱交換部とを含む熱交換処理部を備える温度調整装置としては、特許文献1で開示される温度調整装置が知られている。
Conventionally, in a two-system heat medium circulation circuit in which a heat medium flows and circulates, a first heat exchange unit that performs cooling with the heat medium of one heat medium circuit and a second that performs heating with the heat medium of the other heat medium circuit As a temperature adjustment device including a heat exchange processing unit including a heat exchange unit, a temperature adjustment device disclosed in
同温度調整装置は、圧縮機からの高温熱媒体の一部を供給する加熱器と、高温熱媒体の残余部を冷却した冷却媒体を供給する冷却器とから成る熱交換器と、高温熱媒体を加熱器側と冷却器側とに分配する三方弁と、加熱器で冷却・凝縮された熱媒体を加熱するヒートポンプ手段と、冷却器及びヒートポンプ手段で加熱された熱媒体を圧縮機に供給する供給手段と、圧縮機の回転数を制御するインバータとを具備し、加熱器側と冷却器側とに分配する高温熱媒体の分配比率を連続的に変更して、熱交換器を通過する流体を所定温度に調整するように三方弁を制御する第1制御部と、適切な分配比率となるように、圧縮機の回転数を変更する第2制御部とから成る温度調整装置において、空間ユニット内に前後して配した加熱器と冷却器に対してファンにより送風することにより外気との熱交換を行うようにしたものである。 The temperature adjusting device includes a heat exchanger that includes a heater that supplies a part of the high-temperature heat medium from the compressor, a cooler that supplies a cooling medium that has cooled the remainder of the high-temperature heat medium, and a high-temperature heat medium. A three-way valve that distributes the heat to the heater side and the cooler side, a heat pump means for heating the heat medium cooled and condensed by the heater, and a heat medium heated by the cooler and the heat pump means to the compressor A fluid that includes a supply means and an inverter that controls the number of revolutions of the compressor, continuously changes a distribution ratio of the high-temperature heat medium distributed to the heater side and the cooler side, and passes through the heat exchanger In the temperature adjustment apparatus comprising a first control unit that controls the three-way valve so as to adjust the temperature to a predetermined temperature, and a second control unit that changes the rotation speed of the compressor so as to obtain an appropriate distribution ratio, For heaters and coolers placed back and forth inside It is obtained to perform the heat exchange with the outside air by blowing with § emissions.
しかし、上述した特許文献1に開示される温度調整装置は、次のような解決すべき課題が存在した。
However, the temperature adjusting device disclosed in
第一に、送風により外気との熱交換を行う冷却器(蒸発器)と加熱器(凝縮器)は、それぞれ別個に構成され、かつ送風方向の前後に配設されるため、独立した二つの熱交換器をそれぞれ別々に組付ける必要がある。したがって、部品点数の増加による部品コスト及び配設スペースの拡大(大型化)を招くとともに、組付工数も増加し、生産効率の低下及び生産コストの上昇を招く。 First, the cooler (evaporator) and the heater (condenser) that exchange heat with the outside air by blowing are separately configured and disposed before and after the blowing direction, so two independent Each heat exchanger needs to be assembled separately. Therefore, the increase in the number of parts causes an increase in the part cost and the installation space (enlargement), and the number of assembling steps also increases, resulting in a decrease in production efficiency and an increase in production cost.
第二に、冷却器及び加熱器の一方の使用を100〔%〕又はそれに近い状態で運転する場合、他方はほとんど使用されない状態になるとともに、使用されない冷却器又は加熱器は無用な存在となる。したがって、各部品を有効に使用することにより、全体の加熱冷却能力及び加熱冷却効率を向上させる観点からは必ずしも十分であるとは言えず、更なる改善の余地があった。 Secondly, if one of the cooler and the heater is operated at or near 100%, the other is hardly used, and the unused cooler or heater is useless. . Therefore, it is not necessarily sufficient from the viewpoint of improving the overall heating / cooling capacity and heating / cooling efficiency by effectively using each component, and there is room for further improvement.
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した熱交換ユニット及び温度調整装置の提供を目的とするものである。 The object of the present invention is to provide a heat exchange unit and a temperature control device that solve the problems in the background art.
本発明に係る熱交換ユニット1は、上述した課題を解決するため、熱媒体Kが流通循環する二系統の熱媒体循環回路Cc,Chにおける一方の熱媒体循環回路Ccの熱媒体Kにより冷却を行う第一熱交換部2cと他方の熱媒体循環回路Chの熱媒体Kにより加熱を行う第二熱交換部2hを含むフィンアンドチューブ方式により構成した熱交換ユニットであって、第一熱交換部2c及び第二熱交換部2hに共通に用いる複数の配列したフィン3…と、第一熱交換部2cに対応し、かつ各フィン3…に貫通する複数の第一チューブ構成部4c…と、第二熱交換部2hに対応し、かつ各フィン3…に貫通する複数の第二チューブ構成部4h…とを備え、各フィン3…に貫通する第一チューブ構成部4c…と第二チューブ構成部4h…を、横方向に交互に配置するとともに、縦方向に交互に配置することにより、一体に構成してなることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the
この場合、発明の好適な態様により、各第一チューブ構成部4c…の端部同士及び各第二チューブ構成部4h…の端部同士は、U形接続チューブ4j…により接続できる。この際、各第一チューブ構成部4c…と各第二チューブ構成部4h…は、第一チューブ構成部4c…単位及び第二チューブ構成部4h…単位で交互に配置することができる。
In this case, according to a preferred aspect of the invention, the end portions of the first
一方、本発明に係る温度調整装置Mは、上述した課題を解決するため、熱媒体Kが流通循環する二系統の熱媒体循環回路Cc,Chにおける一方の熱媒体循環回路Ccの熱媒体Kにより冷却を行う第一熱交換部2cと他方の熱媒体循環回路Chの熱媒体Kにより加熱を行う第二熱交換部2hを含むフィンアンドチューブ方式により構成した熱交換ユニット1を、熱交換用流体Wが流通する共通の熱交換通路R内に配設した熱交換処理部Sを備える温度調整装置であって、第一熱交換部2c及び第二熱交換部2hに共通に用いる複数の配列したフィン3…と、第一熱交換部2cに対応し、かつ各フィン3…に貫通する複数の第一チューブ構成部4c…と、第二熱交換部2hに対応し、かつ各フィン3…に貫通する複数の第二チューブ構成部4h…とを備え、各フィン3…に貫通する第一チューブ構成部4c…と第二チューブ構成部4h…を、横方向に交互に配置するとともに、縦方向に交互に配置することにより、一体に構成してなる熱交換ユニット1を、熱交換通路R内に配設した熱交換処理部Sを備えることを特徴とする。
On the other hand, the temperature adjusting device M according to the present invention uses the heat medium K of one heat medium circuit Cc in the two heat medium circuits Cc and Ch in which the heat medium K circulates in order to solve the above-described problem. A
この場合、発明の好適な態様により、二系統の熱媒体循環回路Cc,Chは、圧縮機5を共通にした第一冷凍サイクルCccと第二冷凍サイクルChcにより構成することができる。また、熱交換用流体Wには、送風ファン6により送られる空気Aを適用することができる。
In this case, according to a preferred aspect of the invention, the two heat medium circulation circuits Cc and Ch can be configured by the first refrigeration cycle Ccc and the second refrigeration cycle Chc having the
このような構成を有する本発明に係る熱交換ユニット1及び温度調整装置Mによれば、次のような顕著な効果を奏する。
According to the
(1) 熱交換ユニット1は、第一熱交換部2c及び第二熱交換部2hに共通に用いる複数の配列したフィン3…と、第一熱交換部2cに対応し、かつ各フィン3…に貫通する複数の第一チューブ構成部4c…と、第二熱交換部2hに対応し、かつ各フィン3…に貫通する複数の第二チューブ構成部4h…とを備え、各フィン3…に貫通する第一チューブ構成部4c…と第二チューブ構成部4h…を、横方向に交互に配置するとともに、縦方向に交互に配置することにより、一体に構成してなるため、第一熱交換部2cと第二熱交換部2hとを含む単一部品として構成できる。これにより、部品点数の削減,部品コストの低減及び配設スペースの省スペース化による小型化を図れるとともに、加えて、組付工数の低減による生産効率の向上及び生産コストの低減に寄与できる。
(1) The
(2) 第一熱交換部2c又は第二熱交換部2hの一方の使用を100〔%〕又はそれに近い状態で運転し、他方をほとんど使用しない場合であっても、第一熱交換部2c及び第二熱交換部2hの双方に共通に用いる複数の配列したフィン3…の全体を常時使用できるため、部品の有効利用に寄与できる。これにより、全体の加熱冷却能力及び加熱冷却効率を向上させることができるとともに、一方において、全体の加熱冷却能力を同等にする場合には、フィン3…のサイズダウンを図れるため、熱交換ユニット1の更なる小型化に寄与できる。
(2) Even if one of the first
(3) 例えば、第一熱交換部2cを放熱器(又は冷却器)として使用し、第二熱交換部2hを吸熱器(又は加熱器)として使用するなど、第一熱交換部2cと第二熱交換部2hの使用態様によっては、フィン3…自体の熱伝導を直接利用した第一熱交換部2cと第二熱交換部2h間の熱交換により更なる冷却効率及び加熱効率の向上に寄与できる。
(3) For example, the first
(4) 寒冷地で使用し、第二熱交換部2cに凍結の可能性がある環境下であってもフィン3…を介した熱伝導により凍結防止を図ることができる。
(4) It can be used in a cold region, and even in an environment where there is a possibility of freezing in the second
(5) 第一熱交換部2c及び第二熱交換部2hを含む熱交換ユニット1を一体に構成し、この熱交換ユニット1を熱交換通路R内に配設して熱交換処理部Sを構成するため、熱交換ユニット1における上述した各種作用効果を享受できる最適な温度調整装置Mを得ることができる。
(5) The
(6) 好適な態様により、各第一チューブ構成部4c…の端部同士及び各第二チューブ構成部4h…の端部同士を、U形接続チューブ4j…により接続するようにすれば、第一チューブ構成部4c…と第二チューブ構成部4h…が横方向及び縦方向に交互に配置する構造であっても、フィンアンドチューブ方式による汎用的な熱交換器と同様に容易に製造することができる。
(6) If the end portions of the first tube
(7) 好適な態様により、二系統の熱媒体循環回路Cc,Chを、圧縮機5を共通にした第一冷凍サイクルCccと第二冷凍サイクルChcにより構成するとともに、熱交換用流体Wに、送風ファン6により送られる空気Aを適用すれば、空気Aの温度を調整するための最良な温度調整装置Mを得ることができる。
(7) According to a preferred embodiment, the two heat medium circulation circuits Cc and Ch are constituted by the first refrigeration cycle Ccc and the second refrigeration cycle Chc that share the
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係る熱交換ユニット1を備える温度調整装置Mの全体構造について、図1を参照して説明する。
First, the whole structure of the temperature control apparatus M provided with the
例示の温度調整装置Mは、空冷式の精密温度調整装置であり、全体を覆うハウジング11を備える。ハウジング11の内部は、上半部を空気制御処理室11uとして構成し、下半部を放熱処理室11dとして構成する。ハウジング11の正面(図1の右側面)には、上側に設けた空気吸込口11ui及び下側に設けた空気吸込口11diを有するとともに、ハウジング11の上面には、空気吹出口11ueを有し、更に、ハウジング11の背面下側には、放熱処理室11dが臨む空気吹出口11deを有する。なお、12…はハウジング11の底面に設けた複数のキャスタである。
The exemplary temperature adjusting device M is an air-cooled precision temperature adjusting device, and includes a
空気制御処理室11uには、送風ファン(例示はシロッコファン)13を配設し、この送風ファン13の吸入口13iは前通気ダクト14を介して空気吸込口11uiに連通接続するとともに、送風ファン13の吐出口13eは後通気ダクト15を介して外部に臨ませる。この後通気ダクト15は上述した空気吹出口11ueを兼用する。前通気ダクト14の内部には、正面側から吸込フィルタ(エアフィルタ)16,蒸発器(冷却器)17,凝縮器(加熱器)18を順次配設する。なお、13mは送風ファン13のファンモータを示す。また、空気制御処理室11uの内部にはケーシングに収容されたコントローラ19を備えるとともに、外部に配することにより空気吹出口11ueから吹き出す熱交換用流体W、即ち、空気Aの温度を検出する温度センサ20を備える。この温度センサ20はコントローラ19に接続する。コントローラ19は、各種制御処理等を行うコンピューティング機能を有し、少なくとも温度センサ20により空気吹出口11ueから吹き出す空気Aの温度を検出し、目標温度となるように、後述する圧縮機5を含む第一冷凍サイクルCcc及び第二冷凍サイクルChcを制御(フィードバック制御)するとともに、後述する第一調整弁43及び第二調整弁46を制御する機能を備える。
A blower fan (illustrated sirocco fan) 13 is disposed in the air
放熱処理室11dには、前端口21iを空気吸込口11diに連通接続し、かつ後端口21eを放熱処理室11dの内部に臨ませた通気ダクト21を配設する。この通気ダクト21の内部は空気A(熱交換用流体W)が流通する熱交換通路Rとなる。そして、この通気ダクト21の内部における正面側には吸込フィルタ(エアフィルタ)22を配設するとともに、この吸込フィルタ22の後方には、本実施形態に係る熱交換ユニット1を配設する。したがって、通気ダクト21の内部が熱交換処理部Sとして構成される。また、熱交換ユニット1の後方に位置する通気ダクト21の後端口21eには送風ファン6を配設する。なお、6mは送風ファン6のファンモータ、5は放熱処理室11dの内部に配設した圧縮機をそれぞれ示す。
In the heat
次に、本実施形態に係る熱交換ユニット1の構成及び製造方法について、図1,図2及び図4を参照して説明する。
Next, the configuration and manufacturing method of the
本実施形態に係る熱交換ユニット1は、図1に示すように、第一熱交換部2c及び第二熱交換部2hを一体に構成したものであり、基本的には、第一熱交換部2c及び第二熱交換部2hに共通に用いる複数の配列したフィン3…と、第一熱交換部2cに対応し、かつ各フィン3…に貫通する複数の第一チューブ構成部4c…と、第二熱交換部2hに対応し、かつ各フィン3…に貫通する複数の第二チューブ構成部4h…とを有するとともに、少なくとも各フィン3…に接触する熱交換用流体W、即ち、送風ファン6により送風される空気(外気)Aの流通方向Fwにおける各フィン3…の上流側エリアZuと下流側エリアZdに、第一チューブ構成部4c…と第二チューブ構成部4h…とを混在させて配置し、フィンアンドチューブ方式により一体に構成する。この場合、第一熱交換部2cは、後述する第二冷凍サイクルChcにおける蒸発器(吸熱器)を構成するとともに、第二熱交換部2hは、後述する第一冷凍サイクルCccにおける凝縮器(放熱器)を構成する。
As shown in FIG. 1, the
また、各フィン3…は、図4に示すように、所定の厚さを有し、かつ図1及び図2に示すように、全体が長方形となるように形成するとともに、面内には、後述する主チューブ部材4o…(第一チューブ構成部4c…,第二チューブ構成部4h…)が貫通する多数の円形貫通孔31…を形成する。なお、各フィン3…は、アルミニウム素材等の伝熱性の良好な素材により形成する。例示の円形貫通孔31…は、図2に示すように、一枚のフィン3において、横4列、縦16段に形成するとともに、各円形貫通孔31…の隣同士の間隔は縦横同一となるように形成した。そして、フィン3…における空気Aの送風方向(流通方向)Fwの前側半分を下流側エリアZdとし、後側半分を上流側エリアZuとした。なお、下流側エリアZdと上流側エリアZuは、必ずしも半分ずつであることを要せず、任意に設定できる。
Each
一方、第一チューブ構成部4c…及び第二チューブ構成部4h…には、伝熱性の良好な素材により、断面が円形となる直線状(I形)に形成した主チューブ部材4oを用いる。加えて、例示の場合には、さらに、図4に示すU形の接続チューブ部材4j…を用いる。接続チューブ部材4j…は、U形に湾曲し、かつ両端に主チューブ部材4oの端部にそれぞれ接続する接続口4js,4jtを有する点を除いて、形成素材及びチューブ径等は、主チューブ部材4oと同様に形成する。
On the other hand, for the first tube
このような部材を有する熱交換ユニット1は、次のように製造することができる。まず、使用する所要枚数のフィン3…を用意し、図4に示すように、設定した等間隔で順次セッティングする。そして、用意した所要本数の主チューブ部材4o…を、各フィン3…における円形貫通孔31…に挿通させた後、溶接等により、各フィン3…に対して主チューブ部材4o…を固定する。また、接続チューブ部材4j…を用いて主チューブ部材4o…の端部同士を接続する。例示の場合、図2に示すように、横4列及び縦16段のため、横2列及び縦8段となる四つのブロックBa,Bb,Bc,Bdに分け、各ブロックBa…における各主チューブ部材4o…の一端側では、一方の列における任意の主チューブ部材4o…の端部と他方の列における一段下の主チューブ部材4o…の端部同士間を接続チューブ部材4j…により順次接続するとともに、各ブロックBa…における各主チューブ部材4o…の他端側では一方の列における任意の主チューブ部材4o…の端部と他方の列における一段上の主チューブ部材4o…の端部同士間を接続チューブ部材4j…により順次接続する。なお、各主チューブ部材4o…と各接続チューブ部材4j…の接続部分は、溶接等により固定及びシーリングを行う。このように、各主チューブ部材4o…の端部同士を、U形接続チューブ4j…により接続するようにすれば、後述する第一チューブ構成部4c…と第二チューブ構成部4h…が混在する構造であっても、フィンアンドチューブ方式による汎用的な熱交換器と同様に容易に製造できる利点がある。
The
これにより、各ブロックBa…には連続した二本の熱交換チューブが構成され、一方の熱交換チューブは、複数の第一チューブ構成部4c…が接続チューブ部材4j…を介して順次接続される第一熱交換部2cの一部となる。また、他方の熱交換チューブは、複数の第二チューブ構成部4h…が接続チューブ部材4j…を介して順次接続される第二熱交換部2hの一部となる。なお、四つの各ブロックBa…は、同一構成となり、第一チューブ構成部4c…と第二チューブ構成部4h…は、側面から見た場合、図1に示すように、各第一チューブ構成部4c…単位及び各第二チューブ構成部4h…単位により横方向及び縦方向へ交互に配置されることになる。図1中、第一チューブ構成部4cを「C」で表示するとともに、第二チューブ構成部4hを「H」で表示している。
Thereby, two continuous heat exchange tubes are constituted in each block Ba ..., and one of the heat exchange tubes is sequentially connected with a plurality of first tube
そして、各ブロックBa…における一方の熱交換チューブにおける一方の端(下端)に位置する各第一チューブ構成部4c…は、ヘッダ41cに接続するとともに、他方の端(上端)に位置する各第一チューブ構成部4c…は、合流部42cに接続することにより第一熱交換部2cを構成する。他方、各ブロックBa…における他方の熱交換チューブにおける一方の端(下端)に位置する各第二チューブ構成部4h…は、ヘッダ41hに接続するとともに、他方の端(上端)に位置する各第二チューブ構成部4h…は、合流部42hに接続することにより第二熱交換部2hを構成する。これにより、第一熱交換部2c及び第二熱交換部2hを一体に含む本実施形態に係る熱交換ユニット1が得られる。
And each 1st
このように、本実施形態に係る熱交換ユニット1は、第一熱交換部2c及び第二熱交換部2hに共通に用いる複数の配列したフィン3…と、第一熱交換部2cに対応し、かつ各フィン3…に貫通する複数の第一チューブ構成部4c…と、第二熱交換部2hに対応し、かつ各フィン3…に貫通する複数の第二チューブ構成部4h…とを備え、各フィン3…に貫通する第一チューブ構成部4c…と第二チューブ構成部4h…を、横方向に交互に配置するとともに、縦方向に交互に配置することにより、一体に構成してなるため、第一熱交換部2cと第二熱交換部2hとを含む単一部品として構成できる。これにより、部品点数の削減,部品コストの低減及び配設スペースの省スペース化による小型化を図れるとともに、組付工数の低減による生産効率の向上及び生産コストの低減に寄与できる。
Thus, the
次に、このような熱交換ユニット1を備える本実施形態に係る温度調整装置Mの回路構成について、図2及び図3を参照して説明する。
Next, a circuit configuration of the temperature adjustment device M according to the present embodiment including such a
温度調整装置Mは、図2に示すように、二系統の熱媒体循環回路Cc,Ch、即ち、圧縮機5を共通にした第一冷凍サイクルCcc(熱媒体循環回路Cc)と第二冷凍サイクルChc(熱媒体循環回路Ch)備える。この場合、第一冷凍サイクルCccは冷却側となり、第二冷凍サイクルChcは加熱側となる。第一冷凍サイクルCccは、圧縮機5の吐出口→分流部P→第一調整弁(電子膨張弁)43→凝縮器17→電子膨張弁45→ヘッダ41c→第一熱交換部2c(第一チューブ構成部4c…)→合流部42c→合流部J→圧縮機5の吸込口の経路で冷媒(熱媒体)Kが循環する。第二冷凍サイクルChcは、圧縮機5の吐出口→分流部P→第二調整弁(電子膨張弁)46→ヘッダ41h→第二熱交換部2h(第二チューブ構成部4h…)→合流部42h→電子膨張弁47→蒸発器18→合流部J→圧縮機5の吸込口の経路で冷媒(熱媒)Kが循環する。図3は、温度調整装置Mをより具体化した回路で示したものであり、51,54,59は圧力ゲージ、52,56は圧力スイッチ、53,57は膨張弁、55,60はストレーナ、58はアキュムレータをそれぞれ示す。なお、図3において、図2と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にした。
As shown in FIG. 2, the temperature adjusting device M includes two heat medium circulation circuits Cc and Ch, that is, a first refrigeration cycle Ccc (heat medium circulation circuit Cc) and a second refrigeration cycle that share the
このように、二系統の熱媒体循環回路Cc,Chを、圧縮機5を共通にした第一冷凍サイクルCccと第二冷凍サイクルChcにより構成し、また、熱交換用流体Wに、送風ファン6により送られる空気Aを適用するため、空気Aの温度を調整するための最良な温度調整装置Mを得ることができるとともに、第一熱交換部2c及び第二熱交換部2hを含む熱交換ユニット1を一体に構成し、この熱交換ユニット1を熱交換通路R内に配設して熱交換処理部Sを構成するため、熱交換ユニット1における各種作用効果を享受できる最適な温度調整装置Mを得ることができる。
In this way, the two heat medium circulation circuits Cc and Ch are configured by the first refrigeration cycle Ccc and the second refrigeration cycle Chc that share the
次に、本実施形態に係る熱交換ユニット1の機能を含む温度調整装置Mの動作について、図1〜図5を参照して説明する。
Next, operation | movement of the temperature control apparatus M including the function of the
まず、目標温度(空気吹出口11ueから吹き出す空気Aの温度)が設定されることにより、予め設定された出力条件により分流部Pの分流比率が、設定された分流比率になるように、第一冷凍サイクルCcc(冷却側)における第一調整弁43と第二冷凍サイクルChc(加熱側)における第二調整弁46の開度がセットされる。
First, the target temperature (the temperature of the air A blown out from the air outlet 11ue) is set, so that the diversion ratio of the diversion part P becomes the set diversion ratio according to the preset output conditions. The opening degrees of the
一方、温度調整装置Mの運転が開始すれば、温度センサ20により空気吹出口11ueから吹き出す空気Aの温度が検出され、コントローラ19に付与される。これにより、コントローラ19では、付与された空気Aの検出温度が、予め設定した目標温度となるように、圧縮機5を含む第一冷凍サイクルCcc及び第二冷凍サイクルChcをフィードバック制御する。この際、運転開始後、目標温度に達するまでは、第一調整弁43及び第二調整弁46も制御される。これにより、予め設定されたプログラムに従って分流比率が最適な分流比率になるように設定される。そして、目標温度に達した後は、第一調整弁43及び第二調整弁46は固定されるとともに、第一冷凍サイクルCcc及び第二冷凍サイクルChcに対しては通常のフィードバック制御が行われる。
On the other hand, when the operation of the temperature adjusting device M starts, the temperature of the air A blown out from the
また、図1に示す空気制御処理室11uでは、送風ファン13の作動により空気(外気)Aが吸込フィルタ16を通して吸い込まれ、前通気ダクト14内を通過する際に冷却器(蒸発器)17により冷却されるとともに、加熱器(凝縮器)18により加熱される。これにより、空気Aに対する温度調整が行われる。そして、温度調整された空気Aは送風ファン13を通り、更に後通気ダクト15を通して被空調空間に供給される。
Further, in the air
他方、放熱処理室11dでは、送風ファン6の作動により空気Aが吸込フィルタ22を通して吸い込まれ、通気ダクト21内に配した本実施形態に係る熱交換ユニット1を通過することにより熱交換が行われる。具体的には、各フィン3…の面内に混在する第一チューブ構成部4c…により構成される第一熱交換部(蒸発器)2cによる吸熱が行われるとともに、各フィン3…の面内に混在する第二チューブ構成部4h…により構成される第二熱交換部(凝縮器)2hの放熱が行われる。そして、通気ダクト21内を通過することにより熱交換された空気Aは、空気吹出口11deから外部に排出される。
On the other hand, in the heat
この際、各第一チューブ構成部4c…と各第二チューブ構成部4h…は、各第一チューブ構成部4c単位及び各第二チューブ構成部4h単位で交互に配されるため、図5に示すように、各第一チューブ構成部4c…と各第二チューブ構成部4h…間は、フィン3…自体の熱伝導を直接利用した相互の熱交換が行われる。図5中、矢印Fchは、第一チューブ構成部4cによる第二チューブ構成部4hに対する冷却作用、矢印Fhcは、第二チューブ構成部4hによる第一チューブ構成部4cに対する加熱作用をイメージ的に示す。
At this time, the first tube
このように、本実施形態に係る熱交換ユニット1によれば、フィン3…自体の熱伝導を直接利用した第一熱交換部2cと第二熱交換部2h間の熱交換により更なる冷却効率及び加熱効率の向上に寄与できる。しかも、寒冷地で使用し、第二熱交換部2cに凍結の可能性がある環境下であってもフィン3…を介した熱伝導により凍結防止を図ることができる。また、第一熱交換部2c又は第二熱交換部2hの一方の使用を100〔%〕又はそれに近い状態で運転し、他方をほとんど使用しない場合であっても、第一熱交換部2c及び第二熱交換部2hの双方に共通に用いる複数の配列したフィン3…の全体を常時使用できるため、部品の有効利用に寄与できる。これにより、全体の加熱冷却能力及び加熱冷却効率を向上させることができるとともに、一方において、全体の加熱冷却能力を同等にする場合には、フィン3…のサイズダウンを図れるため、熱交換ユニット1の更なる小型化に寄与できる。
Thus, according to the
他方、図6及び図7には、本実施形態に係る熱交換ユニット1の参考例を示す。図1〜図5の熱交換ユニット1は、各第一チューブ構成部4c…と各第二チューブ構成部4h…を、第一チューブ構成部4c…単位及び第二チューブ構成部4h…単位で交互に配置した場合を示したが、図6及び図7の参考例は、各第一チューブ構成部4c…と各第二チューブ構成部4h…を、任意の数量を配列させた第一チューブ構成部グループ4cg…単位及び任意の数量を配列させた第二チューブ構成部グループ4hg…単位で交互に配置した場合を示す。図6は、主チューブ部材4o…を4列に配するため、1列目と3列目の全主チューブ部材4o…を第二チューブ構成部4h…に用いた第二チューブ構成部グループ4hg…とし、2列目と4列目の全主チューブ部材4o…を第一チューブ構成部4c…に用いた第一チューブ構成部グループ4cg…としたものである。この場合であっても、各フィン3…の上流側エリアZuと下流側エリアZdにそれぞれ第一チューブ構成部4c…と各第二チューブ構成部4h…が混在することになる。また、図7は、1列目と4列目の全主チューブ部材4o…を第二チューブ構成部4h…に用いた第二チューブ構成部グループ4hg…とし、2列目と3列目の全主チューブ部材4o…を第一チューブ構成部4c…に用いた第一チューブ構成部グループ4cg…としたものである。この場合であっても、各フィン3…の上流側エリアZuと下流側エリアZdにそれぞれ第一チューブ構成部4c…と各第二チューブ構成部4h…が混在することになる。
On the other hand, in FIG.6 and FIG.7, the reference example of the
このように、本実施形態に係る熱交換ユニット1では、各第一チューブ構成部4c…と各第二チューブ構成部4h…を、第一チューブ構成部4c…単位及び第二チューブ構成部4h…単位で交互に配置できるとともに、任意の数量を配列させた第一チューブ構成部グループ4cg…単位及び任意の数量を配列させた第二チューブ構成部グループ4hg…単位で交互に配置できるなど、用途や目的に応じた各種レイアウト形態を選択した設計が可能となる。したがって、熱交換ユニット1の設計自由度の向上、更には設計の最適化を容易に実現でき、多様性及び多機能性に優れた熱交換ユニット1を得ることができる。
As described above, in the
次に、本発明の変更実施形態に係る温度調整装置Mについて、図8を参照して説明する。図8に示す温度調整装置Mは、空気制御処理室11uに配設した蒸発器(冷却器)17と凝縮器(加熱器)18を、熱交換ユニット1により構成したものである。即ち、図1〜図5に示した温度調整装置Mでは、放熱処理室11dに配設した熱交換ユニット1により、第一熱交換部(蒸発器(吸熱器))2cと第二熱交換部(凝縮器(放熱器))2hを一体に構成したものであるが、図8に示す温度調整装置Mでは、図1に示す第一熱交換部2cを蒸発器17として使用し、図1に示す第二熱交換部2hを凝縮器18として使用するものである。この場合、空気制御処理室11uに用いる熱交換ユニット1も、図1に示した温度調整装置Mにおける放熱処理室11dに配設した熱交換ユニット1と同様の作用効果を享受できるとともに、特に、放熱処理室11dと空気制御処理室11uの双方に熱交換ユニット1,1を備えるため、ハウジング11の前後方向のサイズをより短くできるなど、更なる小型化に寄与できる。このように、熱交換ユニット1は、各種用途に適用できるが、冷却器を除湿用として使用するなど、他の機能が付加される場合には、必ずしも有効とは言えない場合もあるため、用途や目的に応じて使用の可否を選択する必要がある。
Next, a temperature adjustment device M according to a modified embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A temperature adjusting device M shown in FIG. 8 is configured by an evaporator (cooler) 17 and a condenser (heater) 18 disposed in the air
以上、好適実施形態(変更実施形態)について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。 The preferred embodiment (modified embodiment) has been described in detail above. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and the present invention is not limited to the detailed configuration, shape, material, quantity, technique, and the like. Any change, addition, or deletion can be made without departing from the scope of the above.
例えば、各第一チューブ構成部4c…の端部同士及び各第二チューブ構成部4h…の端部同士をU形接続チューブ4j…により接続した場合を示したが、必ずしもこのような接続態様に限定されるものではない。したがって、U形接続チューブ4j…を用いることなく、全部の第一チューブ構成部4c…を共通のヘッダ41cにそれぞれ接続したり、全部の第二チューブ構成部4h…を共通のヘッダ41hにそれぞれ接続してもよい。また、一部の第一チューブ構成部4c…の端部同士のみをU形接続チューブ4j…に接続したり、一部の第二チューブ構成部4h…の端部同士のみをU形接続チューブ4j…に接続してもよいし、さらに、各第一チューブ構成部4c…と各第二チューブ構成部4h…の接続態様を異ならせてもよい。一方、温度調整装置Mは、二系統の熱媒体循環回路Cc,Chとして、圧縮機5を共通にした第一冷凍サイクルCccと第二冷凍サイクルChcにより構成した場合を示したが、二系統の熱媒体循環回路Cc,Chは、必ずしも冷凍サイクルに限定されるものではない。したがって、熱媒体Kには、例示の冷媒をはじめ、各種流体が含まれる。また、一方の熱媒体循環回路Ccと他方の熱媒体循環回路Chに用いる熱媒体Kは同一であってもよいし異なっていてもよい。
For example, although the case where the edge parts of each 1st
本発明に係る熱交換ユニットは、例示の温度調整装置をはじめ、二系統の熱媒体と熱交換用流体との熱交換を行う各種温度調整装置に利用できる。また、温度調整装置は、空気に対する温度調整をはじめ、ガス,水,溶液等の各種流体の温度を調整する各種冷熱機器に利用できる。 The heat exchanging unit according to the present invention can be used in various temperature adjusting devices that perform heat exchange between two systems of heat medium and a heat exchanging fluid, including the exemplary temperature adjusting device. The temperature adjusting device can be used for various types of cooling and heating equipment that adjusts the temperature of various fluids such as gas, water, and solution, as well as temperature adjustment for air.
1:熱交換ユニット,2c:第一熱交換部,,2h:第二熱交換部,3…:フィン,4c…:第一チューブ構成部,4h…:第二チューブ構成部,5:圧縮機,6:送風ファン,M:温度調整装置,K:熱媒体,Cc:一方の熱媒体循環回路,Ch:他方の熱媒体循環回路,Ccc:第一冷凍サイクル,Chc:第二冷凍サイクル,A:空気,R:熱交換通路,S:熱交換処理部 1: heat exchange unit, 2c: first heat exchange part, 2h: second heat exchange part, 3 ...: fin, 4c ...: first tube constituent part, 4h ...: second tube constituent part, 5: compressor , 6: blower fan, M: temperature adjusting device, K: heat medium, Cc: one heat medium circuit, Ch: other heat medium circuit, Ccc: first refrigeration cycle, Chc: second refrigeration cycle, A : Air, R: Heat exchange passage, S: Heat exchange processing section
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