JPH04203794A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPH04203794A JPH04203794A JP32921890A JP32921890A JPH04203794A JP H04203794 A JPH04203794 A JP H04203794A JP 32921890 A JP32921890 A JP 32921890A JP 32921890 A JP32921890 A JP 32921890A JP H04203794 A JPH04203794 A JP H04203794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- air
- heat exchanger
- cavity
- working fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、熱交換器に関するものであり、特に、冷暖房
時の換気の際、排気中の熱を回収し有効に利用するため
の熱交換器に関する。
時の換気の際、排気中の熱を回収し有効に利用するため
の熱交換器に関する。
〔従来の技術］
冷暖房時の換気に際して、室内の低温の空気あるいは高
温の空気をそのまま排出し、室外の高温の空気あるいは
低温の空気をそのまま取り入れることは、大きな熱ロス
になる。従って、エネルギーの有効利用の観点からも、
排気と吸気の間で熱交換を行ない、排気中の熱を吸気に
回収し、吸気温度と室内空気温度との差を小さくしてか
ら取り入れることが望ましい。このようなガス−ガス間
の熱交換を行なう装置としては、例えば第３図のような
構造の熱交換器が用いられる。これは、７字形の波形板
９を、仕切り壁８の上下に各々の流路１０が直交する方
向に重ねて作られた、直交流型の熱交換器である。例え
ば、暖房時の換気では、室内からの排気を下側の流路に
す、−ｂ、の向きに通し、上側の流路にはａ、 −ａ、
の向きに室外からの吸気を通す。すると、仕切り壁８を
通って熱が排気側から吸気側に熱が移動し、熱が回収さ
れる。
温の空気をそのまま排出し、室外の高温の空気あるいは
低温の空気をそのまま取り入れることは、大きな熱ロス
になる。従って、エネルギーの有効利用の観点からも、
排気と吸気の間で熱交換を行ない、排気中の熱を吸気に
回収し、吸気温度と室内空気温度との差を小さくしてか
ら取り入れることが望ましい。このようなガス−ガス間
の熱交換を行なう装置としては、例えば第３図のような
構造の熱交換器が用いられる。これは、７字形の波形板
９を、仕切り壁８の上下に各々の流路１０が直交する方
向に重ねて作られた、直交流型の熱交換器である。例え
ば、暖房時の換気では、室内からの排気を下側の流路に
す、−ｂ、の向きに通し、上側の流路にはａ、 −ａ、
の向きに室外からの吸気を通す。すると、仕切り壁８を
通って熱が排気側から吸気側に熱が移動し、熱が回収さ
れる。
この形式の熱交換器の熱交換の効率を上げるために、特
開昭５８−１６０７９９に記載されているように、仕切
り壁や波形板に突起や繊毛を設けるもの、あるいは、特
開昭５８−２１３１９５に記載されているように、各流
路内に乱流促進体を設けるもの等が公知である。
開昭５８−１６０７９９に記載されているように、仕切
り壁や波形板に突起や繊毛を設けるもの、あるいは、特
開昭５８−２１３１９５に記載されているように、各流
路内に乱流促進体を設けるもの等が公知である。
［発明が解決しようとする課題］
第３図に示すような熱交換器では、例えば、ａ、−ａ、
に室外からの冷気、ｂ、−ｂ、に室内からの暖気を通し
た場合、排気の温度は、ｂｌからす。
に室外からの冷気、ｂ、−ｂ、に室内からの暖気を通し
た場合、排気の温度は、ｂｌからす。
に向かって下がり、吸気の温度は、ａｌからａ、に向か
って上がるので、排気と吸気の温度差は、図の右上隅か
ら左下隅に向かって少なくなる。従って、各小部分の単
位時間当たりの伝熱量は、第４図に示すように、右上隅
では多いが、左下隅では少なくなり、全体としてバラツ
キが大きくなる。
って上がるので、排気と吸気の温度差は、図の右上隅か
ら左下隅に向かって少なくなる。従って、各小部分の単
位時間当たりの伝熱量は、第４図に示すように、右上隅
では多いが、左下隅では少なくなり、全体としてバラツ
キが大きくなる。
図中右下隅部分の伝熱量をもつと上げることができれば
、熱交換器全体の伝熱効率も上げることができる。即ち
、小さな温度差でも効率良く熱を輸送できる方法で上下
の流路をつなぐことが必要である。 本発明は、上記上
下の流路間を、蒸発、凝縮過程に基づく伝熱機構によっ
て結びつけることによって、小さな温度差でも効率良く
熱交換が可能な熱交換器を提供することを目的とする。
、熱交換器全体の伝熱効率も上げることができる。即ち
、小さな温度差でも効率良く熱を輸送できる方法で上下
の流路をつなぐことが必要である。 本発明は、上記上
下の流路間を、蒸発、凝縮過程に基づく伝熱機構によっ
て結びつけることによって、小さな温度差でも効率良く
熱交換が可能な熱交換器を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するための手段は、暖気側流路と冷気側
流路を隔てる仕切壁内に空洞を設け、その空洞内の空気
を抜くと共に、その空洞内に適量の作動流体を封入する
構造とすることである。この作動流体は、熱交換される
べき流体の温度等を考慮して決められるが、通常の温度
範囲で、換気等が使用目的の場合には、作動流体として
は、例えば水を用いることができる。
流路を隔てる仕切壁内に空洞を設け、その空洞内の空気
を抜くと共に、その空洞内に適量の作動流体を封入する
構造とすることである。この作動流体は、熱交換される
べき流体の温度等を考慮して決められるが、通常の温度
範囲で、換気等が使用目的の場合には、作動流体として
は、例えば水を用いることができる。
［作用］
暖気側流路と冷気側流路を隔てる仕切壁内に封入された
作動流体は、暖気からの熱を受は取ると、空洞内の空気
が抜かれていて低圧なため、容易に沸騰する。蒸発して
気体となった作動流体は、自己の蒸気圧のために、上方
へ高速で移動し、空洞内上面にぶつかり凝縮して熱を放
出する。その後滴下して下面にもどり、このサイクルを
繰り返す。
作動流体は、暖気からの熱を受は取ると、空洞内の空気
が抜かれていて低圧なため、容易に沸騰する。蒸発して
気体となった作動流体は、自己の蒸気圧のために、上方
へ高速で移動し、空洞内上面にぶつかり凝縮して熱を放
出する。その後滴下して下面にもどり、このサイクルを
繰り返す。
これは、いわゆるヒートパイプの原理である。周知の如
く、このサイクルは、温度差がある限り無動力で続けら
れる。また、温度差が小さくとも起こり、蒸発、凝縮と
いう相変化過程を利用するため、通常の熱伝導よりもは
るかに多量の熱量を輸送することが可能である。
く、このサイクルは、温度差がある限り無動力で続けら
れる。また、温度差が小さくとも起こり、蒸発、凝縮と
いう相変化過程を利用するため、通常の熱伝導よりもは
るかに多量の熱量を輸送することが可能である。
従って、このような機構を用いることによって、暖気と
冷気の間の熱交換を効率的に行なうことができる。
冷気の間の熱交換を効率的に行なうことができる。
また、ヒートパイプの原理を使うことにより、仕切壁の
形状を変えることが可能であり、空気流路側へ突起等を
出しその内部に作動流体が流れる様な構造もとることが
でき更に熱交換の効率とアップすることができる。
形状を変えることが可能であり、空気流路側へ突起等を
出しその内部に作動流体が流れる様な構造もとることが
でき更に熱交換の効率とアップすることができる。
［実施例］
本発明の一実施例を第１図により説明する。
第１図は、第３図に示したと゛同様の直交流熱交換器に
本発明を適用したものの斜視図である。１は、上下のプ
レート、２は側壁である。なお、２は、内部がわかるよ
うに一部を切って表示している。９は、熱交換されるべ
き流体を通す流路を形成する波形板である。図中す、−
ｂ、の向きに暖気が、ａ 、 −ａつの向きに冷気が通
るものとする。３は、上下流路９を隔てる仕切壁内に設
けられた空洞を示し、この中の空気は抜かれていると共
に、作動流体５が適量封入されている。４は、空洞３内
の支柱で、空洞３がつぶれたり変形しないよう補強する
と共に、空洞３内の作動流体５が蒸発して上昇し、空洞
３の上面にあたって凝縮した後、滴下する際、この支柱
４をったって重力によって落ちることができるようなも
のである。
本発明を適用したものの斜視図である。１は、上下のプ
レート、２は側壁である。なお、２は、内部がわかるよ
うに一部を切って表示している。９は、熱交換されるべ
き流体を通す流路を形成する波形板である。図中す、−
ｂ、の向きに暖気が、ａ 、 −ａつの向きに冷気が通
るものとする。３は、上下流路９を隔てる仕切壁内に設
けられた空洞を示し、この中の空気は抜かれていると共
に、作動流体５が適量封入されている。４は、空洞３内
の支柱で、空洞３がつぶれたり変形しないよう補強する
と共に、空洞３内の作動流体５が蒸発して上昇し、空洞
３の上面にあたって凝縮した後、滴下する際、この支柱
４をったって重力によって落ちることができるようなも
のである。
作用の項で述べたように、ｂ、−ｂ、を流れる暖気から
熱を受は取った作動流体５は、空洞３内が低圧なため容
易に沸騰蒸発する。自己の蒸気圧によって高速で上昇し
た作動流体５は、空洞３上面、即ち冷気側流路底面にぶ
つかって凝縮し放熱して冷気側に熱を伝える。その後は
、支柱４等をったって滴下し、空洞３の底部にもどる。
熱を受は取った作動流体５は、空洞３内が低圧なため容
易に沸騰蒸発する。自己の蒸気圧によって高速で上昇し
た作動流体５は、空洞３上面、即ち冷気側流路底面にぶ
つかって凝縮し放熱して冷気側に熱を伝える。その後は
、支柱４等をったって滴下し、空洞３の底部にもどる。
このように作動流体５は相変化を行ない、熱は潜熱とし
て運ばれるので、伝熱量は大きなものとなる。
て運ばれるので、伝熱量は大きなものとなる。
第２図（ａ）に、空洞の一部分だけを取り出して示す。
空洞３の上面が、この図のように支柱４に向かって傾斜
した構造になっていると、作動流体５の凝縮液６は、す
みやかに支柱４に向かって流れ、支柱４をったって滴下
するので、上記サイクルがよりスムーズに行なわれる。
した構造になっていると、作動流体５の凝縮液６は、す
みやかに支柱４に向かって流れ、支柱４をったって滴下
するので、上記サイクルがよりスムーズに行なわれる。
このような構造だと、作動流体５は重力に引かれて滴下
するために、熱は、第２図（ａ）内の矢印で示されたよ
うに下から上に一方向にのみ運ばれる。従って、暖房時
の換気では、上述の如くで良いが、冷房時の換気では、
室内からの排気を、第１図内ａ、 −ａ、に、室外から
の吸気をす、 −ｂ。
するために、熱は、第２図（ａ）内の矢印で示されたよ
うに下から上に一方向にのみ運ばれる。従って、暖房時
の換気では、上述の如くで良いが、冷房時の換気では、
室内からの排気を、第１図内ａ、 −ａ、に、室外から
の吸気をす、 −ｂ。
に通す必要がある。
また、空洞３内に、ヒートパイプにおけるグループの役
目をする構造を設ければ、装置全体を立てて用いたり、
熱を逆方向に伝えることも可能である。
目をする構造を設ければ、装置全体を立てて用いたり、
熱を逆方向に伝えることも可能である。
第２図（ｂ）には、空洞の形状を変え熱交換効率を向上
したものを示す。これは、空気側流路に突起をつけて熱
交換する面積を大きくとると共に、流路側の通風抵抗を
極力少なくする形状としている。
したものを示す。これは、空気側流路に突起をつけて熱
交換する面積を大きくとると共に、流路側の通風抵抗を
極力少なくする形状としている。
［発明の効果］
本発明によれば、冷暖房時の換気等で、室外に捨てられ
ていた熱を回収して有効に活用することができる。特に
、前項であげた実施例の構造を取れば、空洞３が一本の
太いヒートパイプ様となるため、少ない温度差でも充分
効果が上がり、第４図に示した様な、部分による伝熱量
のムラを少なくして、装置全体の効率を向上できる。
ていた熱を回収して有効に活用することができる。特に
、前項であげた実施例の構造を取れば、空洞３が一本の
太いヒートパイプ様となるため、少ない温度差でも充分
効果が上がり、第４図に示した様な、部分による伝熱量
のムラを少なくして、装置全体の効率を向上できる。
第１図は、本発明の一実施例である熱交換器の斜視図、
第２図（ａ）、（ｂ）は第１図の空洞３の一部を抜き出
し、伝熱のもようを示した図、第３図は従来の直交型熱
交換器の斜視図、第４図は第３図の熱交換の伝熱量の平
面内分布を模式的に示した図である。 １・・・熱交換器上下プレート、２・・・熱交換器側壁
、３・・・空洞、４・・・支柱、５・・・作動流体、６
・・・凝縮液、７・・・滴下液、８・・・仕切壁、９・
・・波形板、１０・・・流路。
第２図（ａ）、（ｂ）は第１図の空洞３の一部を抜き出
し、伝熱のもようを示した図、第３図は従来の直交型熱
交換器の斜視図、第４図は第３図の熱交換の伝熱量の平
面内分布を模式的に示した図である。 １・・・熱交換器上下プレート、２・・・熱交換器側壁
、３・・・空洞、４・・・支柱、５・・・作動流体、６
・・・凝縮液、７・・・滴下液、８・・・仕切壁、９・
・・波形板、１０・・・流路。
Claims (1)
- １、熱交換用の複数の流体通路を備えた熱交換器におい
て、高温流体から低温流体への熱伝達が、両流体間の仕
切り壁内に封入された作動流体の蒸発、凝縮過程によっ
て行なわれることを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32921890A JPH04203794A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32921890A JPH04203794A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04203794A true JPH04203794A (ja) | 1992-07-24 |
Family
ID=18218975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32921890A Pending JPH04203794A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04203794A (ja) |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP32921890A patent/JPH04203794A/ja active Pending
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