JPS60249A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPS60249A JPS60249A JP58107061A JP10706183A JPS60249A JP S60249 A JPS60249 A JP S60249A JP 58107061 A JP58107061 A JP 58107061A JP 10706183 A JP10706183 A JP 10706183A JP S60249 A JPS60249 A JP S60249A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat exchanger
- fluid
- region
- hot water
- 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
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (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
本発明はヒートポンプサイクルを利用した給湯機におけ
る給水加熱用の熱交換器に関する。
る給水加熱用の熱交換器に関する。
従来例の構成とその問題点
従来、ヒートポンプサイクルの凝縮熱で水を加熱昇温す
るヒートポンプ給湯機では、第１図に示すように圧縮機
１、給湯用熱交換器２、膨張装置３、集熱器４、アキュ
ムレータ６を順次冷媒配管で連結して密閉回路を構成し
ている。６は貯湯槽、７は給水管、８は出湯管である。
るヒートポンプ給湯機では、第１図に示すように圧縮機
１、給湯用熱交換器２、膨張装置３、集熱器４、アキュ
ムレータ６を順次冷媒配管で連結して密閉回路を構成し
ている。６は貯湯槽、７は給水管、８は出湯管である。
ここで、圧縮機１から吐出された高温高圧の過熱ガス冷
媒は貯湯槽６内に挿入された給湯用熱交換器２において
貯湯槽６内の水側に放熱して凝縮し、ガス、二相状態、
液と相変化して液冷媒となって流出する。この熱交換過
程において、ガス冷媒域は放熱量が少ないにもかかわら
ず給湯用熱交換器２の全管長に対して比較的大きな割合
を占有するため、給湯用熱交換器２が大型化したり、逆
に給湯用熱交換器２の設置スペースに制約がある場合に
は貯湯槽６の沸上げ水温が低くなるという欠点がめった
。これを第２図、第３図、第４図で具体的に説明する。
媒は貯湯槽６内に挿入された給湯用熱交換器２において
貯湯槽６内の水側に放熱して凝縮し、ガス、二相状態、
液と相変化して液冷媒となって流出する。この熱交換過
程において、ガス冷媒域は放熱量が少ないにもかかわら
ず給湯用熱交換器２の全管長に対して比較的大きな割合
を占有するため、給湯用熱交換器２が大型化したり、逆
に給湯用熱交換器２の設置スペースに制約がある場合に
は貯湯槽６の沸上げ水温が低くなるという欠点がめった
。これを第２図、第３図、第４図で具体的に説明する。
給湯用熱交換器６内の冷媒各域の放熱量は冷媒循環量Ｇ
Ｒとエンタルピ差Δ１ （ガス域ΔｉＧ 二相域ｌｉｐ
液域ΔｉＬ）の積で示され、実用上でガス域：二相域
：液域ζ０．１ｅ ： ０．８ ：０．０４程度で、ガ
ス域での放熱量は全体の約１６％である。
Ｒとエンタルピ差Δ１ （ガス域ΔｉＧ 二相域ｌｉｐ
液域ΔｉＬ）の積で示され、実用上でガス域：二相域
：液域ζ０．１ｅ ： ０．８ ：０．０４程度で、ガ
ス域での放熱量は全体の約１６％である。
これに対し、給湯用熱交換器２における冷媒各域の管長
割合は、第４図の液域Ａ、二相域Ｂ、ガス域Ｃにおける
冷媒側の熱伝達率が異なり二相域が最も優れ、ガス域Ｃ
および置載Ａは二相域Ｂより大巾に小さいために各域の
放熱量割合とは一致せず、第３図のようにガス域ＬＧ：
二相域ＬＰ ：液域ＬＬ ’＝０．３２ ： ０．６
： ０．０８程度となり、ガス域ＬＧは全管長の約３２
％を占めている。このようにガス域ＬＧはその放熱量に
比較して大きな管長割合が必要で、熱交換器の小型化の
妨げとなっていた。なお第３図の一点鎖線は等混線であ
る。
割合は、第４図の液域Ａ、二相域Ｂ、ガス域Ｃにおける
冷媒側の熱伝達率が異なり二相域が最も優れ、ガス域Ｃ
および置載Ａは二相域Ｂより大巾に小さいために各域の
放熱量割合とは一致せず、第３図のようにガス域ＬＧ：
二相域ＬＰ ：液域ＬＬ ’＝０．３２ ： ０．６
： ０．０８程度となり、ガス域ＬＧは全管長の約３２
％を占めている。このようにガス域ＬＧはその放熱量に
比較して大きな管長割合が必要で、熱交換器の小型化の
妨げとなっていた。なお第３図の一点鎖線は等混線であ
る。
発明の目的
本発明は、以上のような従来の問題点を解消するもので
、給湯用熱交換器でのガス域を減少せしめ二相域割合を
高くして熱交換効率の高い領域で使用することにより、
熱交換器の小型化を図ることを目的とする。
、給湯用熱交換器でのガス域を減少せしめ二相域割合を
高くして熱交換効率の高い領域で使用することにより、
熱交換器の小型化を図ることを目的とする。
発明の構成
本発明では、熱源側流体入口部に分岐管を設け、分岐管
の一方は全管長にわたる熱源側流体主回路を形成し、分
岐管の他方はこの主回路の途中に設けた中間入口孔に接
続したものである０この構成により、主回路の入口から
流入する流量を減少させて主回路でのガス域を減少させ
、凝縮して二相状態となったところに中間入口孔よシ過
熱ガスを混入させて、瞬時にこの過熱ガスを二相状態に
することにより全体のガス域割合を低減でき、熱交換効
率の高い領域を使用することによシ熱交換器の小型化が
達成できるものである０実施例の説明 第６図に本発明の一実施例を説明する。なお、従来例と
同一のところは同一番号を付し説明は省略する。
の一方は全管長にわたる熱源側流体主回路を形成し、分
岐管の他方はこの主回路の途中に設けた中間入口孔に接
続したものである０この構成により、主回路の入口から
流入する流量を減少させて主回路でのガス域を減少させ
、凝縮して二相状態となったところに中間入口孔よシ過
熱ガスを混入させて、瞬時にこの過熱ガスを二相状態に
することにより全体のガス域割合を低減でき、熱交換効
率の高い領域を使用することによシ熱交換器の小型化が
達成できるものである０実施例の説明 第６図に本発明の一実施例を説明する。なお、従来例と
同一のところは同一番号を付し説明は省略する。
９は給湯用熱交換器２１の熱源側流体入口部１゜に設け
た分岐管、１１は分岐管９に直列に配した流量調整部、
１２は給湯用熱交換器２１の主回路（ａ−＋ｂ−＋ｃ
−＋ ｄ −） ｅ ）の途中に設けた中間入口孔であ
り、前記分岐管９は中間入口孔１２に接続されている。
た分岐管、１１は分岐管９に直列に配した流量調整部、
１２は給湯用熱交換器２１の主回路（ａ−＋ｂ−＋ｃ
−＋ ｄ −） ｅ ）の途中に設けた中間入口孔であ
り、前記分岐管９は中間入口孔１２に接続されている。
この回路構成において熱源側流体としてフロンを用いヒ
ートポンプサイクルにより被加熱側流体の水を加熱昇温
する場合を説明する０ 圧縮機１より吐出された高温高圧の過熱ガスは給湯用熱
交換器２１の熱源側流体入口部１０において分流し、主
流は主回路に流入して水側に放熱し凝縮し、分岐管９を
通る分岐流は過熱ガスのまま中間入口孔１２よシ主回路
に流入し、すでに凝縮している主流の乾き度を上げ、合
流後の熱源流体の熱伝達を上げる作用をする。第６図は
以上説明した給湯用熱交換器内の熱源流体の相変化状態
を示し、実線は本実施例の場合、破線は従来の場合であ
る。分流後の主流は流量減少に応じて過熱ガス域の放熱
量が減少するため、従来例の場合よりもはやく凝縮を開
始し、分岐流の合流によシその乾き度は上昇し熱伝達率
の大きい領域が維持される。従って熱交換器の必要管長
はＬｌ となり従来方式での管長Ｌ２より短縮される。
ートポンプサイクルにより被加熱側流体の水を加熱昇温
する場合を説明する０ 圧縮機１より吐出された高温高圧の過熱ガスは給湯用熱
交換器２１の熱源側流体入口部１０において分流し、主
流は主回路に流入して水側に放熱し凝縮し、分岐管９を
通る分岐流は過熱ガスのまま中間入口孔１２よシ主回路
に流入し、すでに凝縮している主流の乾き度を上げ、合
流後の熱源流体の熱伝達を上げる作用をする。第６図は
以上説明した給湯用熱交換器内の熱源流体の相変化状態
を示し、実線は本実施例の場合、破線は従来の場合であ
る。分流後の主流は流量減少に応じて過熱ガス域の放熱
量が減少するため、従来例の場合よりもはやく凝縮を開
始し、分岐流の合流によシその乾き度は上昇し熱伝達率
の大きい領域が維持される。従って熱交換器の必要管長
はＬｌ となり従来方式での管長Ｌ２より短縮される。
このように給湯用熱交換器は熱源流体側熱伝達率が高い
二相域を十分活用できるため、熱交換器の熱通過率Ｋを
高くできる。従って熱交換器の小型化が達成できる。
二相域を十分活用できるため、熱交換器の熱通過率Ｋを
高くできる。従って熱交換器の小型化が達成できる。
また、熱交換器の大きさを従来のままとすれば熱通過率
にの向上分だけ熱交換量Ｑが増大するが、熱交換量Ｑが
一定ならば加熱側流体と被加熱側流体との温度差ΔＴが
減少できる。すなわち貯湯槽６内の水温をよシ高くでき
る。
にの向上分だけ熱交換量Ｑが増大するが、熱交換量Ｑが
一定ならば加熱側流体と被加熱側流体との温度差ΔＴが
減少できる。すなわち貯湯槽６内の水温をよシ高くでき
る。
さらに、分岐管９と中間入口孔１２という簡単な構成の
ため性能向上を低コストで達成できる。
ため性能向上を低コストで達成できる。
その上に流量調整部１１を分岐管９に直列に配して分岐
管を流れる流量を制御することにより、より効率的に熱
交換が促進できるだけでなく、熱源側流体の循環量、入
口での過熱ガス状態の変化に対応して巾広い条件で適応
できるようになる。
管を流れる流量を制御することにより、より効率的に熱
交換が促進できるだけでなく、熱源側流体の循環量、入
口での過熱ガス状態の変化に対応して巾広い条件で適応
できるようになる。
発明の効果
本発明の熱交換器は熱源側流体入口部に分岐管を設け、
一方は全管長にわたる熱源側流体主回路を形成し、他方
の分岐管はこの主回路の途中に設けた中間入口孔に接続
し、熱源側流体の凝縮相変化によシ放熱して被加熱側流
体を加熱するので１ ガス域割合が低減され、熱交換効
率の良ｈ二相域を活用するため熱交換器の熱通過率Ｋが
大きく、熱交換器の小型化ができる。
一方は全管長にわたる熱源側流体主回路を形成し、他方
の分岐管はこの主回路の途中に設けた中間入口孔に接続
し、熱源側流体の凝縮相変化によシ放熱して被加熱側流
体を加熱するので１ ガス域割合が低減され、熱交換効
率の良ｈ二相域を活用するため熱交換器の熱通過率Ｋが
大きく、熱交換器の小型化ができる。
２ 熱通過率Ｋが大きいので給湯水の高温沸上げができ
る。
る。
３ 構造が簡単なため、低コストである。
など、その効果は太きいものである。
第１図は従来のヒートポンプ給湯機の構成図、第２図は
ヒートサイクルポンプを示す圧力−エンタルピ線図、第
３図は給湯用熱交換器での状態変化説明図、第４図は相
変化各域における熱伝達特性図、第５図は本発明の一実
施例の熱交換器を使用したヒートポンプ給湯機の構成図
、第６図は本発明の一実施例の熱交換器における相変化
状態説明図である。 １・・・・・・圧縮機、２，２１・・・・・・給湯用熱
交換器、９・・・・・・分岐管、１１・・・・・・流量
調整部、１２・・・・・・中間入口孔。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 合 肩咳中−）翫さ ８ 第５図 第６ 人 口 管長Ｌ
ヒートサイクルポンプを示す圧力−エンタルピ線図、第
３図は給湯用熱交換器での状態変化説明図、第４図は相
変化各域における熱伝達特性図、第５図は本発明の一実
施例の熱交換器を使用したヒートポンプ給湯機の構成図
、第６図は本発明の一実施例の熱交換器における相変化
状態説明図である。 １・・・・・・圧縮機、２，２１・・・・・・給湯用熱
交換器、９・・・・・・分岐管、１１・・・・・・流量
調整部、１２・・・・・・中間入口孔。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 合 肩咳中−）翫さ ８ 第５図 第６ 人 口 管長Ｌ
Claims (2)
- （１）熱源側流体入口部に分岐管を設け、分岐管の一方
は全管長にわたる熱源側流体主回路を形成し、分岐管の
他方はこの主回路の途中に設けた中間入口孔に接続し、
熱源側流体の凝縮相変化により放熱して被加熱側流体を
加熱する構成とした熱交換器。 - （２）流量調整部を分岐管に直列に設けた特許請求の範
囲第１項記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107061A JPS60249A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107061A JPS60249A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60249A true JPS60249A (ja) | 1985-01-05 |
Family
ID=14449499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58107061A Pending JPS60249A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60249A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4649621A (en) * | 1986-02-21 | 1987-03-17 | Artos Engineering Company | Wire processing apparatus having control means |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5432299U (ja) * | 1977-08-05 | 1979-03-02 |
-
1983
- 1983-06-15 JP JP58107061A patent/JPS60249A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5432299U (ja) * | 1977-08-05 | 1979-03-02 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4649621A (en) * | 1986-02-21 | 1987-03-17 | Artos Engineering Company | Wire processing apparatus having control means |
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