JPS58133593A - 巻装フイン付き熱交換器 - Google Patents

巻装フイン付き熱交換器

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JPS58133593A
JPS58133593A JP58002751A JP275183A JPS58133593A JP S58133593 A JPS58133593 A JP S58133593A JP 58002751 A JP58002751 A JP 58002751A JP 275183 A JP275183 A JP 275183A JP S58133593 A JPS58133593 A JP S58133593A
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数の分割された流体回路を有する巻装フィ
ン付き熱交換器Ｃ巻装フィン付き管から成る熱交換器）
Ｋ関し、特に、内側管ループと外側管ループとを包含し
た１巻装フィン付き熱交換器のための流体回路を構成す
るループ記構に関する。これらの管ループ（ループ状に
巻回した巻装フィン付き管のこと、以下単に「ループ」
と称する）は、除霜サイクル中冷媒が熱交換器を通して
循環される際除霜を促進するように記構する。
多くの空−機および冷凍機において、熱交換器は、その
表面に水が付着するような条件下で使用される０例えば
、Ｊ房モードで作動しているときのヒートポンプの屋外
熱交換器は、その外面を覆って循環される周囲空気から
熱エネルギーを吸収する蒸発器として機能する０周囲空
気の温度が低下するにつれて、空気の水蒸気保持能力が
低下するので、過剰水蒸気が凝縮し。
熱交換器表面に水として被着する。そしてこの熱交換器
表面が氷点下になると、氷が蓄積し、熱交換器表面と空
気との間の伝熱効率が低下する。を九、雨や雪が降って
い石ときは、その水分が空気搬送装置によって熱交換器
内へ吸込まれたり、あるいは風によって熱交換器の表面
にたたきつけられたりする場合がある。
冷い部屋などで蒸発器が水の凍結温度より低い温度で作
動しており１部屋へ供給される空気を冷却する場合にも
、ｆｊｌじような問題が生じる。
即ち、熱交換器を覆って循環される空気の温度がその襄
点以下に低下すると、水分を凝縮させ。
その水が蒸発器の表面上で凍結して熱伝達を阻害する。
大抵のヒートポンプ装置には、コイル（熱交換管）の表
面から霜を除去するための手段が設けられている。最も
一般的な除霜手段の１つは。
ヒートポンプを逆転させてヒートポンプシステムを冷房
モードにし、それＫよって凝縮器として機能するよう圧
された室外コイル（熱交換器）へ熱エネルギーが放出さ
れるようＫすることである。熱エネルギーは、圧縮機か
ら屋外熱交換器へ循環される高温の冷媒蒸気によって供
給され、屋外熱交換器の温度を上昇させて、その外面に
堆積し九霜を融触する。
各種熱交換器にみられるように、霜は熱交換器の底部近
くに堆積する領内がある。なぜなら。
熱交換器の表面上で凝縮した水蒸気は底部の方へ滴下し
、底部にたまり、凍結し易いからである。冷却される空
気からの凝縮液は、すべての流れ回路の外周画に付着し
、コイル（熱交換器）の下方部分へ滴下する。霜は、コ
イルの下方部分に堆積し、熱交換器内を流れる冷媒と熱
交換器の外面を覆って流れる空気との間の熱伝達を阻害
するばかりでなく、実際、伝熱表面間の空気の流れを阻
害することさえある。ある種の着霜桑件下においては、
ｌＩが熱交換器の底部にだけでなく、外側列の熱交換管
に主として堆積することがある。
高温のガス状冷媒を霜が堆積している部位へ効果的にさ
し向けるために５本発明は、巻装フィン付き熱交換器に
おいて、高温冷媒ガスが除霜を行うためにコイルの最下
部へ直接供給され。
その後コイルの外側面へ送られるようＫする流体回路構
成を提供する。即ち、との冷媒回路は。
高温ガス状冷媒が最初に最も多く着霜する区域へ循環さ
れ１次いで比較的着霜の少い区域へ送られるように構成
されている。
ここに例示した特定の屋外熱交換器は、ヒートポンプシ
ステムの一部を構成するものとじて説明する。従って、
この屋外熱交換器は、暖房操作モードにおいては蒸発器
として機能し、冷房操作モードにおいては凝縮器として
機能する。
暖房シーズンにおいては冷媒は屋外熱交換器内で蒸発し
、熱交換器の外面を覆って流れる空気から熱エネルギー
を吸収する。霜が熱交換器の表面に堆積するのは暖房モ
ードのときである。
冷房操作モード（除霜モードでもある）においては、高
温ガス状冷媒は、屋外熱交換器へ供給され、凝縮して液
化し、屋外熱交換の外面を覆って流れる空気に対して熱
エネルギーを放出する。除霜モードにおいては、高温ガ
ス状冷媒が凝縮して熱エネルギーを熱交換器の表面に与
え。
堆積し九氷霜を融解させる。
第１図を参照すると、圧縮機１４を設置した底部受皿１
２を有する熱交換器ユニット１０が示されている。熱交
換器５０は、＊装フィン付き管の多数のループ５２を有
するものとして示。
されている、これらのループ５２は、それらを挾持する
Ｕ字形管支持部材６０と管６１とＫよって整列状態に維
持されている。管６１は、その両端においてビン７０に
よりＵ字形管支持部材６０の上下両腕部の内＠に固定さ
れている。
ビン７０は、また、管支持部材６０を底部受皿１２およ
びファンオリフィス２８に固定する役割をも果す、ファ
ンオリフィス（ファン２４を受容するための開口を画定
する部材）２８は、熱交換器の頂部の周りに取付けられ
ており、モータ２２によって駆動されるファン２４と協
同する空気流案内面を画定する。ファンオリスイス２８
の上には頂部カバー２６が濠着されており、ユニット′
１０の外表面を画定する。ユニットの頂部には、空気流
を通すための多数の開口を備えた頂部吹出しグリル２′
ａが取付けられている。ユニットの周囲には、臭気流ヲ
ユニット内へ流入させるためのルーバ型グリル５０が取
付けられている。ファン２４がモータ２２によって作動
されるり、空気がルーツく型グリル５０を通し２巻装フ
ィン付き管の各ループの間を通して熱交換器５０内へ吸
引され、５−ニット１０から頂部吹出しグリル２ｏを通
して上向きに排出される。
第２図を参照すると１円筒状の４Ｉ装フィン付き熱交換
器５０の上からみた平面図が示されている０図に示され
るように、管支持部材６ｏは、熱交換器５０の円周の５
ケ所に配置され、管のループを所定位置に固定している
。各ループは。
熱交換器の円周の周り圧延長しえ管４６を有している。
容管４６の周面には、伝熱面を拡大するために多数のフ
ィン４８が巻装されている。
通常、冷媒は、管４６内を通流し、空気は管の外面を覆
って流れ、フィン４８は空気ＩＫ−Ｗ＆触スる拡大伝熱
面を提供する。
本発明によれば、外側列の管５５の一端部分に接続管８
０Ａを介して第１ヘツダー８０を！＆統する。外側列の
管５５のこの部分は、内方へ屈曲させて接続管部分８０
Ａをヘッダー８０に接続させるよう圧する。同様にして
、接続管部分９０Ａｔ−有する第２ヘツダー９０を内情
列即ち内部ループ群から屈曲させ九内偶列の管５６の一
端部分に接続する。内側列のループは参照番号５２で示
されており、外側列のループは５４で示されている。
第５図は、第２図の線層−厘に８ってみた断面図である
。内側管列と外側管列を有する図示の多重列熱交換器で
は、管支持部材６ｏおよびピン７０によって管ループを
特定の構成に固定し、冷媒搬送回路Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ
を構成するようＫする。
第１ヘツダー８０および第２ヘツダー９０を各々接続管
部分８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ，８０１Ｊ、８０Ｅおよび
接続管部分（供給管とも称する）９０Ａ。
９０Ｂ、９０Ｃ，９０Ｄ、９０Ｅを介して各回路Ａ、Ｂ
。
Ｃ，Ｄ、ＥＫ接続する。
第５図の矢印は、冷房操作モードにおける冷媒の流れ方
向を示す、５つの囲路Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ。
Ｅがすべて並列に作動され、冷媒は第２ヘツダー９０か
ら各回路へ同時併行的に流入し、各回路内を通シ、第１
ヘツダー８０へ排出される。
上部４つの回路Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、においては、冷媒ｎ　
、　第２　ヘッダー９０から内側列の最下方ループを通
って上昇し、外側列へ移行して外側列のループを過って
流下し、第１ヘツダーへ戻される。これに対して底部回
路Ｅにおいては、冷媒は、第２ヘツダー９０から内側列
の中間出発ループ即ち内部ループ５２’ｆＣ流入し、内
側列即ち内側群のループを外側列即ち外側群のループに
連結する底部遷移ループ５４１ｆＣ１で流下し、外側列
のループを通って中間遷移ループ３７にまで上昇し、次
いで内側列のループを通って頂部遷移ループ５４Ｋｉで
上昇し、そこから外側列のループを通って第１ヘツダー
８０に通じる中間終端ループ即ち外部ループ５８へ流れ
、第１ヘツダー８０へ流出する。
第５図に示されるように１回路Ｅへ向けられた冷媒は、
中間出発ループ３２を通って回路内へ入り１回路の底部
［１で流下した後外側列のループを通って上昇する。最
も多く霜が堆積するのは熱交換器の底部管ループの外面
であるから、この底部回路Ｅの流れ順路は、除霜または
冷房モードにおいて高温ガス状冷媒を中間出発ループ３
２に流入させて、まず最初に最多霜堆積区域へ流下させ
るようＫしたのである。従って、回路ＥＫ流入した冷媒
は、最大の熱エネルギーを包含していると１Ｋ、最初に
最多霜堆積区域へ向けられ１次いで外側列のルーフに沿
って上昇せしめられた後、内側列のループへ戻され、内
側列のループに沿って頂部遷移ループ５６Ｋｌで上昇し
１次いで外側列のループを通って中間終端ループ３Ｂに
まで流下し、第１ヘツダー８０へ戻される。従って、こ
のヘッダーおよび回路構成によれば、高温のガス状冷媒
は、最初に最も多く霜が堆積し九区域へ向けられ、それ
Ｋよって熱交換器の除霜に！する全体の時間を短縮する
ことができる。霜が熱交換器の外面に堆積すると、管内
を流れる冷媒から管の外面を覆って流れ−る空気への熱
エネルギーの伝達が阻害されるので、ヒートシステムの
全体効率を高める九めＫは、熱交換器の効率が所定点以
下に低下する前に除霜を行うことが肝要である。
また、逆転サイクルの除霧中は空調すべき空間（部ｍ）
から熱エネルギーが除去されるので。
除霜時間をできるだけ短くすることが望ましいが１本発
明の上記回路構成によれば、除霜時間を短縮し、従って
、除霜を行うために空調空間から外部へ放出される熱エ
ネルギーの量を少くすることができる。この除霜時間を
短縮することによって熱交換器の全体的効率が高められ
る。
もちろん、非逆転サイクル式除霜操作が用いられる場合
は、空調システムは、除霜中空調区域から熱交換器へ熱
エネルギーを移すことはしないが、この場合にもやはり
、除霜操作に費される時間をできるだけ短くすることが
望ましいことには変りはない。
管ループ内を通る冷媒と管ループの外面を覆って流れる
空気との閣で受渡される熱の量は。
それらの両流体の温度差の関数である。従って。
この温度差を最大ｉｌＫ維持するために、通常。
冷媒を最初に内側ループを通して通流させ、次いで外側
ループを通して通流させるようＫする。
外側ループは、最初に熱を放出する空気に接触するので
、空気と部分蒸発し九冷媒との間により大きな温度差が
得られる。このような理由から、冷媒回路Ｅの各ループ
は、最初に除霜を促進し１次いで熱伝達を促進するよう
Ｋ１１ｌ成したのである。上部回路Ａ−Ｄは、上記温度
差を最大限にし、それＫよって熱伝達率を最大限にする
ために、外側ループが回路の終り部分を構成するように
記構したのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は空調システムの屋外ユニットの一部切開かれた
立面図であ沙、＊ｍフィン付き熱交換器を示す、第２図
は巻装、フィン付き熱交換器およびヘッダーの平面図、
第一図は第２図の線層−履に泊ってみえ断面図である。 図中、５２は中間出発ループ（内部ループ）。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）連続し九巻装フィン付き管から成る複数の回路（Ａ
    、Ｂ、Ｃ，Ｄ）を有し、少くとも１つの回路は、内側群
    のループ（５５）と外側群のループ（５４）を構成する
    ように配置された複数のループ（５２）から成り、骸少
    くとも１つの回路の一端と他端にそれぞれ第１ヘツダー
    （８０）および第２ヘツダー（９０）が接続されており
    、前記各回路内を通る流体と、それらの回路の外面を覆
    って流れるガスとの間で熱エネルギーを伝達するための
    巻装フィシ付き熱交換器において。 前記回路（Ａ、Ｂ、Ｃ，ＤＪの下に底部回路■が配置さ
    れており、該底部回路は、上下に並岱て配置された内側
    群のループおよび外側群のループを有しており、＃囲路
    の上下両端に外部ループが設けられ、それらの外部ルー
    プの間に少くとも１つの内部ループが設けられており、
    前記第１ヘツダー（８０）を該底部回路の内側群のルー
    プのうちの一内部ループ（５Ｂ）　Ｋ設けられた該回路
    の一端に接続するための第１接続手段（９０ｇ）と、前
    記第２ヘツダー（９ｏ）を底部回路の外側群のループの
    うちの一内部ループ（３６）に設けられた該回路の他端
    に接続するための第２接続手段（８０Ｅ）とが設けられ
    ていることを特徴とする熱交換器。 ２）前記底部回路の内側群ループを外側群ループに接続
    する是めの中間遷移ループ（３７）が設けられている特
    許請求の範囲第１項記載の熱交換器・ ３）各々、前記、底部回路の内側群ループを外側群ルー
    プに接続する底部遷移ループ（５４）および頂部遷移ル
    ープ（３６）が設けられている特許請求の範囲第２項記
    載の熱交換器。 ４）前記第２ヘツダーからの流体が前記底部回路の内側
    群の一内部ループに流入して前記底部遷移ループ（５４
    ）にまで流下し１次いで該底部遷移ループを通って外側
    群ループへ流れるように蚊内側群ループの一内部ループ
    が前記第２接続十段に接続されている特許請求の範囲第
    ３項記載の熱交換器。 ５）前記Ｊｉ１１ヘッ／　　（８１２）　＄’よび第２
    ヘツダー（９０）のどちらか一方が前記底部回路への導
    入ヘッダーであり、他方が該回路からの排出へラダーで
    ある特許請求の範囲第３項記載の熱交換器。 ６）　熱交換器（５０）の一部を構成するものであって
    、該熱交換器の周シに電設され九冷媒を搬送する巻装フ
    ィン付き管の複数のループから成り。 それらのループは、回路の外側部分を構成するように配
    置され九九側群のループ（５４）と、該外側群ループか
    ら内方へ離隔して回路の内側部分を構成するように配置
    された内側群のループ（５５）を有しており１回路との
    間で冷媒を搬送するために回路に接続され九第１ヘッダ
    ー（８ｏ）および第２ヘツダー（９０）が設けられた冷
    媒搬送−路（口において、 前記第１ヘツダーは＃回路の前記内側部分に接続されて
    おシ、前記第２へラダーは回路の前記外側部分に接続さ
    れており、外側群のループの中間部と内側群のループの
    中間部に接続する遷移部分（３７ンが設けられているこ
    とを特徴とする冷媒搬送回路。 ７）前記内側群のループは、それを外側群のループに接
    続する底部遷移ループ（５４）および頂部遷移ループ（
    ６６）を備えてお抄、前記第１ヘツダーと第２へラダー
    とは接続されており、第１ヘツダーは外側群ループのう
    ちの一ループに接続され、第２ヘツダーは内側群ループ
    のうちの−ループに接続されておシ、外側群ループおよ
    び内側群ループのうちの該−ループは、いずれも、前記
    頂部遷移ループと底部遷移ループとの関に配電されてい
    る特許請求の範囲第６項記載の冷媒搬送回路。 ８）皺回路は可逆冷凍回路内に編入されており、−作動
    モードにおいては、冷媒は、前記第２ヘッダー（９０）
    から最初に内側群の内部ループ（３２）へ供給され、内
    側群ループを通って前記底部遷移ループ（５４）　Ｋｔ
    で流下し１次いで外側群ループを通って前記中間遷移ル
    ープ（３７）に壕で上昇し、内側群ループの一部分を通
    って前記頂部遷移ループ（５６）Ｋまで上昇し１次いで
    外側群ループを通って前記第１へラダーへの接続部（５
    ８）に流下するようＫなされた特許請求の範囲第６項記
    載の冷媒搬送回路。 ９）＃回路と並列に前記第１および第２ヘツダーに接続
    された少くとも１つの追加の冷媒搬送回路（Ａ、Ｂ、Ｃ
    ，Ｄ）を含む特許請求の範８第６項に、載の冷媒搬送回
    路。
JP58002751A 1982-01-29 1983-01-11 巻装フイン付き熱交換器 Granted JPS58133593A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US344141 1982-01-29
US06/344,141 US4554968A (en) 1982-01-29 1982-01-29 Wrapped fin heat exchanger circuiting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58133593A true JPS58133593A (ja) 1983-08-09
JPH034836B2 JPH034836B2 (ja) 1991-01-24

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US (1) US4554968A (ja)
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DE (1) DE3370856D1 (ja)

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