JP2017116122A - Heat exchange device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換装置に関する。 The present invention relates to a heat exchange device.
圧縮機、空気との熱交換器、膨張機構、水などの液体との熱交換器を接続し、冷媒を介して空気と水などの液体との間で熱を交換する熱交換装置が広く用いられている。 Widely used compressors, heat exchangers with air, expansion mechanisms, heat exchangers with liquids such as water, and heat exchange devices that exchange heat between air and liquids such as water via refrigerant It has been.
特許文献1には、圧縮機と、流路切換弁と、空気熱交換器と、膨張機構と、複数の水熱交換器とを備え、上記複数の水熱交換器には、この複数の水熱交換器を直列に接続する水流路が設けられ、一つの水熱交換器における冷媒流路内の冷媒と上記水流路内の水との相対的な流れ方向は、他の少なくとも一つの水熱交換器における冷媒流路内の冷媒と上記水流路内の水との相対的な流れ方向と異なる冷凍装置が記載されている。
特許文献2には、上部に空気熱交換器を備えた熱交換部が載設され、内部に機械室が形成される筐体と、この筐体内の上記機械室に収容される、上記空気熱交換器を除く冷凍サイクル機器からなる4系統の独立した冷凍サイクルと、1台の水循環ポンプ及び、制御用電子部品を備えた制御用ボックスと、第1系統及び第2系統の冷凍サイクルが並列に接続される第1の水熱交換器と、第3系統及び第4系統の冷凍サイクルが並列に接続される第2の水熱交換機と、を具備するチリングユニットが記載されている。
In
特許文献3には、冷凍空調機器およびチリングユニット等の室外機として用いられるものであって、2台の室外ユニットのユニットベースがそれぞれ連結ベース上に固定されるとともに、配管を介して1つの冷媒回路に接続された構造が記載されている。
In
特許文献4には、複数台の熱源側ユニットと、利用側ユニットとに分離され、各熱源側ユニットには、圧縮機及び熱源側熱交換器を含む熱媒体系統が形成され、利用側ユニットには、利用側熱交換器と、この利用側熱交換器に熱媒体を送るポンプとを含む熱媒体系統が形成されるチラー装置が記載されている。 In Patent Document 4, a plurality of heat source side units and use side units are separated, and in each heat source side unit, a heat medium system including a compressor and a heat source side heat exchanger is formed. Describes a chiller device in which a heat medium system including a use side heat exchanger and a pump that sends the heat medium to the use side heat exchanger is formed.
ところで、熱交換装置では、熱交換の効率が向上させるために、冷媒側における熱伝達率(伝熱係数)及び水などの液体側における熱伝達率(伝熱係数)の向上が求められている。
また、熱交換装置では、体積が小さく、搬送や設置が容易なこと(コンパクト性)と保守の容易性(メンテナンス性)とを備えることが求められている。
By the way, in the heat exchange device, in order to improve the efficiency of heat exchange, improvement of the heat transfer coefficient (heat transfer coefficient) on the refrigerant side and the heat transfer coefficient (heat transfer coefficient) on the liquid side such as water is required. .
In addition, the heat exchange device is required to have a small volume, easy transportation and installation (compactness), and ease of maintenance (maintenance).
本発明の目的は、冷媒側における熱伝達率及び水などの液体側における熱伝達率を向上させた熱交換装置を提供することにある。
また、本発明のさらなる目的は、コンパクト性及びメンテナンス性を備えた熱交換装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a heat exchange device that improves the heat transfer coefficient on the refrigerant side and the heat transfer coefficient on the liquid side such as water.
Another object of the present invention is to provide a heat exchange device having compactness and maintainability.
かかる目的のもと、本発明が適用される熱交換装置は、冷媒と空気又は液体との間で熱交換を行う第1の熱交換器と、冷媒と液体との間で熱交換を行う複数の第2の熱交換器と、を備える。また、熱交換装置は、冷媒を圧縮する圧縮機を備える。そして、熱交換装置は、複数の前記第2の熱交換器のそれぞれに設けられ、前記圧縮機により圧縮された冷媒を膨張させる複数の膨張機構を備える。複数の前記第2の熱交換器において、冷媒は並列に流れ、液体は直列に流れる。
このような熱交換装置において、複数の前記第2の熱交換器のそれぞれに設けられた複数の前記膨張機構は、複数の当該第2の熱交換器のそれぞれから吐出される冷媒の温度の差の発生を抑制するように設定されることを特徴とすることができる。
さらに、液体が複数の前記第2の熱交換器の少なくとも1つを迂回して流れる迂回流路を備えることを特徴とすることができる。
For this purpose, a heat exchange device to which the present invention is applied includes a first heat exchanger that exchanges heat between a refrigerant and air or a liquid, and a plurality of heat exchangers that exchange heat between the refrigerant and a liquid. A second heat exchanger. Further, the heat exchange device includes a compressor that compresses the refrigerant. The heat exchange device includes a plurality of expansion mechanisms that are provided in each of the plurality of second heat exchangers and expand the refrigerant compressed by the compressor. In the plurality of second heat exchangers, the refrigerant flows in parallel and the liquid flows in series.
In such a heat exchange device, the plurality of expansion mechanisms provided in each of the plurality of second heat exchangers may be configured such that a difference in temperature of refrigerant discharged from each of the plurality of second heat exchangers. It can be characterized in that it is set so as to suppress the occurrence of.
Furthermore, it can be characterized by comprising a bypass flow path in which the liquid flows around at least one of the plurality of second heat exchangers.
また、かかる目的のもと、本発明が適用される熱交換装置は、冷媒と空気又は液体との間で熱交換を行う第1の熱交換器と、冷媒と液体との間で熱交換を行う複数の第2の熱交換器と、を備える。また、熱交換装置は、冷媒を圧縮する圧縮機を備える。そして、熱交換装置は、複数の前記第2の熱交換器に共通に設けられ、前記圧縮機により圧縮された冷媒を膨張させる膨張機構を備える。複数の前記第2の熱交換器において、冷媒は並列に流れ、液体は直列に流れる。複数の前記第2の熱交換器は、伝熱面積が異なるように設定される。
このような熱交換装置において、複数の前記第2の熱交換器のそれぞれの伝熱面積は、複数の当該第2の熱交換器の間において伝熱量の差の発生を抑制するように設定されることを特徴とすることができる。
In addition, for this purpose, the heat exchange device to which the present invention is applied includes a first heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and air or liquid, and heat exchange between the refrigerant and liquid. A plurality of second heat exchangers to perform. Further, the heat exchange device includes a compressor that compresses the refrigerant. The heat exchange device includes an expansion mechanism that is provided in common to the plurality of second heat exchangers and expands the refrigerant compressed by the compressor. In the plurality of second heat exchangers, the refrigerant flows in parallel and the liquid flows in series. The plurality of second heat exchangers are set to have different heat transfer areas.
In such a heat exchange device, the heat transfer area of each of the plurality of second heat exchangers is set so as to suppress the occurrence of a difference in heat transfer amount between the plurality of second heat exchangers. It can be characterized by that.
さらに、かかる目的のもと、本発明が適用される熱交換装置は、第1の筐体及び第2の筐体と、冷媒と空気又は液体との間で熱交換を行う2個の第1の熱交換器と、を備える。また、熱交換装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を蓄積する蓄積器と、冷媒の通過方向を切り替える多方弁と、冷媒を配送する冷媒配管と、を備える。さらに、熱交換装置は、冷媒と液体との間で熱交換を行う第2の熱交換器と、液体を配送する液体配管と、を備える。そして、前記第1の筐体が、少なくとも前記第2の熱交換器及び前記液体配管を含む、液体が流れる液体回路を収納する。また、前記第2の筐体が、少なくとも前記圧縮機、前記蓄積器、前記多方弁及び前記冷媒配管を含む、冷媒が流れる冷媒回路を収容する。さらに、前記第1の筐体と前記第2の筐体とが2個の前記第1の熱交換器のそれぞれを収納する。 Furthermore, for this purpose, the heat exchange device to which the present invention is applied includes the first housing and the second housing, and the two first heat exchangers that perform heat exchange between the refrigerant and air or liquid. And a heat exchanger. Further, the heat exchange device includes a compressor that compresses the refrigerant, an accumulator that accumulates the refrigerant, a multi-way valve that switches a passage direction of the refrigerant, and a refrigerant pipe that delivers the refrigerant. Furthermore, the heat exchange device includes a second heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the liquid, and a liquid pipe that delivers the liquid. And the said 1st housing | casing accommodates the liquid circuit through which a liquid flows including the said 2nd heat exchanger and the said liquid piping at least. The second housing contains a refrigerant circuit through which a refrigerant flows, including at least the compressor, the accumulator, the multi-way valve, and the refrigerant pipe. Further, the first casing and the second casing accommodate each of the two first heat exchangers.
このような熱交換装置において、前記第1の筐体は開閉可能な筐体パネルを備える。そして、前記第1の筐体に収納される前記液体配管の取り合いフランジ及び前記液体回路の動力を制御する動力制御盤の操作方向を、前記筐体パネル側に設けることを特徴とすることができる。
また、このような熱交換装置において、前記第1の筐体に収納された前記第2の熱交換器は、複数であることを特徴とすることができる。ここで、複数の前記第2の熱交換器のそれぞれに設けられ、前記圧縮機により圧縮された冷媒を膨張させる複数の膨張機構を備える。複数の前記第2の熱交換器において、冷媒は並列に流れ、液体は直列に流れる。
そして、このような熱交換装置において、液体が複数の前記第2の熱交換器の少なくとも1つを迂回して流れる迂回流路を備えることを特徴とすることができる。
In such a heat exchange apparatus, the first casing includes a casing panel that can be opened and closed. An operation direction of a coupling flange of the liquid pipe accommodated in the first casing and a power control panel for controlling the power of the liquid circuit may be provided on the casing panel side. .
In such a heat exchange device, the second heat exchanger housed in the first housing may be plural. Here, a plurality of expansion mechanisms are provided in each of the plurality of second heat exchangers to expand the refrigerant compressed by the compressor. In the plurality of second heat exchangers, the refrigerant flows in parallel and the liquid flows in series.
And in such a heat exchange apparatus, it can be provided with the detour channel which a liquid flows by detouring at least one of a plurality of said 2nd heat exchangers.
さらに、このような熱交換装置において、前記第1の筐体に収納された前記第2の熱交換器は、複数であることを特徴とすることができる。ここで、複数の前記第2の熱交換器に共通に設けられ、前記圧縮機により圧縮された冷媒を膨張させる膨張機構を備える。複数の前記第2の熱交換器において、冷媒は並列に流れ、液体は直列に流れる。複数の前記第2の熱交換器は、伝熱面積が異なるように設定される。 Furthermore, in such a heat exchange device, the second heat exchanger housed in the first housing may be plural. Here, an expansion mechanism is provided which is provided in common to the plurality of second heat exchangers and expands the refrigerant compressed by the compressor. In the plurality of second heat exchangers, the refrigerant flows in parallel and the liquid flows in series. The plurality of second heat exchangers are set to have different heat transfer areas.
本発明によれば、冷媒側における熱伝達率及び水などの液体側における熱伝達率を向上させた熱交換装置が提供できる。
また、本発明によれば、コンパクト性及びメンテナンス性を備えた熱交換装置が提供できる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat exchange apparatus which improved the heat transfer rate in the refrigerant | coolant side and the heat transfer rate in liquid sides, such as water, can be provided.
Moreover, according to this invention, the heat exchange apparatus provided with compactness and maintainability can be provided.
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定するものではない。またその要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。さらに使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. Various modifications can be made within the scope of the gist. Further, the drawings to be used are for explaining the present embodiment and do not represent the actual size.
[第1の実施の形態]
<熱交換装置1の構成>
図1は、第1の実施の形態が適用される熱交換装置1の一例を説明する図である。図示する熱交換装置1は、ヒートポンプ又はヒートポンプ装置などと呼ばれるものである。この熱交換装置1は、例えば、水などの液体を予め定められた温度に冷却又は加熱するために用いられる。そして、この熱交換装置1は、冷凍機、冷蔵庫、空調機などに用いられる。
[First Embodiment]
<Configuration of
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a
熱交換装置1は、空気と冷媒との間で熱交換を行う空冷式の熱交換器10(以下では空冷式熱交換器10と表記する。)と、水などの液体と冷媒との間で熱交換を行う複数の熱交換器20(以下では水熱交換器20と表記する。)とを備える。ここでは、熱交換装置1は、2個の水熱交換器20A、20Bを備えるとする。なお、図1においては、水熱交換器20A、20Bを備えるとして説明するが、2個に限定されない。なお、水熱交換器20A、20Bを区別しない場合には、水熱交換器20と表記する。
液体は、水の代わりに、グリセリンなどの不凍液などであってもよいが、ここでは、水を液体の一例として説明する。
なお、空冷式熱交換器10は、空気の代わりに、水などの液体と冷媒とが熱交換するものであってもよい。この場合は、空冷式熱交換器10を液冷式熱交換器と読み替えればよい。ここでは、空気と冷媒とが熱交換するとして説明する。
ここで、空冷式熱交換器10が第1の熱交換器の一例であり、水熱交換器20が第2の熱交換器の一例である。
The
The liquid may be an antifreeze such as glycerin instead of water, but here, water will be described as an example of the liquid.
The air-cooled
Here, the air-cooled
そして、熱交換装置1は、空冷式熱交換器10と水熱交換器20A、20Bとの間に、冷媒を循環させる冷媒配管30を備える。
冷媒は、例えば低沸点のクロロフルオロカーボン(フロン)である。なお、冷媒は、クロロフルオロカーボン以外であってもよい。
And the
The refrigerant is, for example, a low boiling point chlorofluorocarbon (fluorocarbon). The refrigerant may be other than chlorofluorocarbon.
そして、熱交換装置1は、空冷式熱交換器10に空気を送風するファン11を備える。また、熱交換装置1は、冷媒を循環させる冷媒配管30に接続された圧縮機41、蓄積器(アキュムレータ)42を備える。さらに、熱交換装置1は、四方弁(四路切換弁)43、膨張弁44を備える。そして、熱交換装置1は、複数の水熱交換器20のそれぞれに膨張弁45を備える。ここでは、複数の水熱交換器20を水熱交換器20A、20Bとし、膨張弁45も2個の膨張弁45A、45Bとして説明する。膨張弁45A、45Bをそれぞれ区別しない場合は、膨張弁45と表記する。
ここで、膨張弁45(膨張弁45A、45B)が膨張機構の一例である。
The
Here, the expansion valve 45 (
空冷式熱交換器10は、内部に冷媒を流通させることで空気との間で熱交換を行う。空冷式熱交換器10は、例えば、内部に冷媒を通す冷却管を備える。そしてこの冷却管の外側にフィンを取り付けたクロスフィン式のものを使用する。空冷式熱交換器10における熱交換の効率を向上させるため、冷却管は、複数列からなり、それぞれをジグザグ状に屈曲させて配する。
空冷式熱交換器10は、熱交換装置1が水を冷却する場合には凝縮器として働き、水を加熱する場合には蒸発器として働く。
The air-cooled
The air-cooled
ファン11は、例えばプロペラファンである。ファン11は、プロペラ(翼)が回転軸の周りに取り付けられている。そしてプロペラが回転することによりプロペラにより空気を圧送し、回転軸方向に沿った空気流を発生させる。この空気流を空冷式熱交換器10に吹きつけることで、空冷式熱交換器10における熱交換を促進させる。
The
水熱交換器20は、冷媒を流通させる経路と水を流通させる経路とを隣接させることで、冷媒と水との間で熱交換を行う。水熱交換器20は、例えば、プレート(平板)式熱交換器である。プレート式熱交換器は、ステンレス鋼やチタニウムなどの薄板を伝熱プレートとする。そして、伝熱プレートの必要枚数が重ねられて(積層されて)ブレージングで固定されている。
各伝熱プレートの間にできた隙間を流路として、高温流体と低温流体とを、伝熱プレートを挟んで互いに隣接させる。すなわち、プレート式熱交換器は、伝熱プレートを介して、高温流体と低温流体との間で熱交換を行う。よって、プレート式熱交換器では、伝熱プレートの枚数(積層枚数)により高温流体と低温流体との間での伝熱量(交換熱量)が設定される。
The
The gap formed between the heat transfer plates is used as a flow path, and the high temperature fluid and the low temperature fluid are adjacent to each other with the heat transfer plate interposed therebetween. That is, the plate heat exchanger performs heat exchange between the high temperature fluid and the low temperature fluid via the heat transfer plate. Therefore, in the plate heat exchanger, the heat transfer amount (exchange heat amount) between the high-temperature fluid and the low-temperature fluid is set by the number of heat transfer plates (number of stacked layers).
ここで、伝熱量(交換熱量)とは、単位時間当たりの熱エネルギの移動量(交換量)をいう。そして、伝熱量は、伝熱面積、冷却又は加熱される液体の流量、冷却又は加熱される液体の比熱、冷却又は加熱される液体の温度変化、総括伝熱係数、対数平均温度差などにより定まる。なお、伝熱面積は、高温流体と低温流体との間で伝熱する面積であって、伝熱プレートの枚数に対応する。
また、総括伝熱係数は、水熱交換器20の性能を表す。そして、総括伝熱係数は、高温側境膜伝熱係数、低温側境膜伝熱係数、熱交換壁面(伝熱プレート)の厚み、熱交換壁面(伝熱プレート)の熱伝導率などによって定まる。ここで、高温側境膜伝熱係数及び低温側境膜伝熱係数とは、熱交換壁面(伝熱プレート)の近くに薄い境界層(境膜)を仮定したときの、熱移動の効率(熱効率)である。この境界層(境膜)は、熱移動に対して伝熱抵抗になる。この伝熱抵抗は、流体の乱れが大きい、すなわち、流体の流速が大きいほど薄くなり、熱移動の効率が高くなる。すなわち、高温側境膜伝熱係数は、高温側境膜の厚さが薄いほど大きくなる。低温側境膜伝熱係数は、低温側境膜の厚さが薄いほど大きくなる。すなわち、高温側境膜伝熱係数及び低温側境膜伝熱係数は、共に流体の流速が大きいほど、大きくなる。
ここでは、高温側境膜伝熱係数と低温側境膜伝熱係数とを、冷媒側における熱伝達率(伝熱係数)と液体側における熱伝達率(伝熱係数)と読み替える。
Here, the heat transfer amount (exchange heat amount) refers to the amount of heat energy transferred (exchange amount) per unit time. The heat transfer amount is determined by the heat transfer area, the flow rate of the liquid to be cooled or heated, the specific heat of the liquid to be cooled or heated, the temperature change of the liquid to be cooled or heated, the overall heat transfer coefficient, the logarithm average temperature difference, etc. . The heat transfer area is an area where heat is transferred between the high temperature fluid and the low temperature fluid, and corresponds to the number of heat transfer plates.
The overall heat transfer coefficient represents the performance of the
Here, the high-temperature side film heat transfer coefficient and the low-temperature side film heat transfer coefficient are read as the heat transfer coefficient (heat transfer coefficient) on the refrigerant side and the heat transfer coefficient (heat transfer coefficient) on the liquid side.
ここでは、水熱交換器20A、20Bは、同じ構成のプレート式熱交換器であるとして説明する。すなわち、水熱交換器20A、20Bは、同じ枚数の伝熱プレートを備え、同じ伝熱面積であるとする。
水熱交換器20は、熱交換装置1が水を冷却する場合には蒸発器として働き、水を加熱する場合には凝縮器として働く。
Here, the
The
水熱交換器20Aにおいて、冷媒は冷媒入出口20Aaと冷媒入出口20Abとの間で流れる。水熱交換器20Bにおいて、冷媒は冷媒入出口20Baと冷媒入出口20Bbとの間で流れる。なお、冷媒の流れの向きは、熱交換装置1が水を冷却する場合と水を加熱する場合とで異なる。このため、入出口と表記する。
また、水熱交換器20Aにおいて、水は水入口20Acと水出口20Adとの間で流れる。水熱交換器20Bにおいて、水は水入口20Bcと水出口20Bdとの間で流れる。水の流れの向きは、熱交換装置1が水を冷却する場合と水を加熱する場合とで同じである。このため、入口及び出口と表記する。
そして、水熱交換器20A、20Bの内部において、水と冷媒とが伝熱プレートを挟んで隣接して流れることにより、熱交換が行われる。
なお、冷媒の流れの向きは、熱交換装置1が水を冷却する場合と水を加熱する場合とで異なるため、他の冷媒が通過する口についても、入出口と表記する。
In the
In the
And in
In addition, since the direction of the flow of the refrigerant differs between the case where the
圧縮機41は、いわゆるコンプレッサーである。圧縮機41は、冷媒を圧縮して送出し、冷媒を空冷式熱交換器10と水熱交換器20A、20Bとの間で循環させる。圧縮機41は、例えば、スクロール方式のものとすることができる。スクロール方式とは、固定スクロールと旋回スクロールとの2枚の円筒状の渦巻き羽根を組み合わせ、旋回スクロールを回転させる方式である。これにより外周から吸い込んだ冷媒を中心に向かうにつれ徐々に圧縮していく。ただし、圧縮機41はこれに限られるものではなく、偏りを持たせたピストンを回転させることで圧縮するロータリー方式のものでもよい。
圧縮機41は、例えば、インバータ制御される。これにより、圧縮機41の回転数が調整され、冷媒の送出量が可変される。
The
The
蓄積器42は、蒸発し切れなかった冷媒液を分離し、蓄積する。
The
四方弁43は、冷媒により水を冷却する場合と加熱する場合とで、冷媒の通路(通過方向)を切り替える。
詳しくは後述するが、四方弁43が図1の実線の状態であると、熱交換装置1は水を冷却する。すなわち、水が高温流体で冷媒が低温流体の場合であって、水の温度が冷媒の温度より高い場合である。
一方、四方弁43が図1の破線の状態であると、熱交換装置1は水を加熱する。すなわち、水が低温流体で冷媒が高温流体の場合であって、水の温度が冷媒の温度より低い状態である。
そして、四方弁43は、実線の状態と破線の状態とが切り替えられる。
The four-
As will be described in detail later, when the four-
On the other hand, when the four-
The four-
膨張弁44、45A、45Bは、例えば、電子膨張弁である。この場合、パルスモータ駆動により弁の開度を調整することができる。
The
冷媒が通過する冷媒配管30の接続関係を説明する。以下では、冷媒配管30を場所ごとに分けて冷媒配管31、32などと表記する。なお、四方弁43が図1の実線の状態は、熱交換装置1が水を冷却する場合である。この場合について、冷媒配管30による接続関係を説明する。
A connection relationship of the
圧縮機41の出口41aは、冷媒配管31により四方弁43の入出口43aに接続される。四方弁43の入出口43bは、冷媒配管32により空冷式熱交換器10の入出口10aに接続される。空冷式熱交換器10の入出口10bは、膨張弁44に接続される。膨張弁44は、冷媒配管34cに接続される。冷媒配管34cは、冷媒配管34aと冷媒配管34bとに分岐し、冷媒配管34aが膨張弁45Aに、冷媒配管34bが膨張弁45Bに接続される。
ここで、冷媒配管34a、34b、34cをそれぞれ区別しない場合は、冷媒配管34と表記する(図1では、冷媒配管34a(34)などと表記する。)。
The
Here, when the
膨張弁45Aは、水熱交換器20Aの冷媒入出口20Aaに接続される。一方、膨張弁45Bは、水熱交換器20Bの冷媒入出口20Baに接続される。そして、水熱交換器20Aの冷媒入出口20Abは、冷媒配管35aに接続される。同様に、水熱交換器20Bの冷媒入出口20Bbは、冷媒配管35bに接続される。そして、冷媒配管35a、35bは、冷媒配管35cに合流する。
ここで、冷媒配管35a、35b、35cをそれぞれ区別しない場合は、冷媒配管35と表記する(図1では、冷媒配管35a(35)などと表記する。)。
The
Here, when the
冷媒配管35cは、四方弁43の入出口43dに接続される。そして、四方弁43の入出口43cは、冷媒配管36により蓄積器42の入口に接続される。蓄積器42の出口は、冷媒配管37により圧縮機41の入口41bに接続される。
The
なお、水熱交換器20Aの冷媒入出口20Abに膨張弁45A側を接続し、冷媒入出口20Aaに冷媒配管35aを接続するようにしてもよい。水熱交換器20Bの冷媒入出口20Bbに膨張弁45B側を接続し、冷媒入出口20Baに冷媒配管35bを接続するようにしてもよい。また、水熱交換器20Aと水熱交換器20Bとのいずれか一方のみ接続を変更してもよい。
Note that the
次に、水が通過する水配管50の接続関係を説明する。水熱交換器20A、20Bは、水を通過させる水配管50で接続される。ここでは、水を通過させる配管を全体として水配管50とする。そして、個々の配管を水配管51、52などと表記する。
まず、水配管51が水熱交換器20Aの水入口20Acに接続される。そして、水熱交換器20Aの水出口20Adに水配管52の一方の端部が接続される。
次に、水配管52の他方の端部が水熱交換器20Bの水入口20Bcに接続される。そして、水熱交換器20Bの水出口20Bdに水配管53が接続される。
Next, the connection relationship of the
First, the
Next, the other end of the
<熱交換装置1の動作>
熱交換装置1が水を冷却する場合、つまり水の温度が冷媒の温度より高い場合における熱交換装置1の動作を説明する。水熱交換器20A、20Bにおいて、水が高温流体、冷媒が低温流体の場合になる。このとき、四方弁43は、図1の実線の経路を冷媒が通るように設定される。そして、冷媒は、図1において実線矢印で示すように流れる。
すなわち、熱交換装置1が水を冷却する場合には、冷媒は、圧縮機41、四方弁43、空冷式熱交換器10、膨張弁44の順に流れる。次に、冷媒は、膨張弁44に接続された冷媒配管34cから冷媒配管34aを通って、膨張弁45A、水熱交換器20Aを順に流れる。そして、冷媒配管35aから冷媒配管35cを通って、四方弁43、蓄積器42を経由して圧縮機41に戻る。
また、冷媒は、膨張弁44に接続された冷媒配管34cから冷媒配管34bを通って、膨張弁45B、水熱交換器20Bを順に流れる。そして、冷媒は、冷媒配管35bから冷媒配管35cを通って、四方弁43、蓄積器42を経由して圧縮機41に戻る。
つまり、冷媒は、水熱交換器20A及び水熱交換器20Bを並列(並行)に流れる。
<Operation of
An operation of the
That is, when the
Further, the refrigerant flows in order from the
That is, the refrigerant flows in parallel (parallel) through the
一方、水は、水配管51側から供給され、水熱交換器20A、水配管52、水熱交換器20Bを順に経由して、水配管53側に吐出される。つまり、水は、水熱交換器20A及び水熱交換器20Bを直列に流れる。
そして、水の流れにおいて、水熱交換器20Aが上流側、水熱交換器20Bが下流側となる。
On the other hand, water is supplied from the
In the flow of water, the
具体的に説明すると、圧縮機41にて圧縮され出口41aから吐出された高温高圧の気体状の冷媒は、四方弁43を通って、空冷式熱交換器10の入出口10aへ送られる。上述したように、熱交換装置1が水を冷却する場合には、空冷式熱交換器10は、凝縮器としてはたらく。したがって、冷媒は、空冷式熱交換器10にて空気と熱交換されて凝縮液化され、過冷却液状となって空冷式熱交換器10の入出口10bから吐出される。空冷式熱交換器10から吐出された高圧液状の冷媒は、膨張弁44にて減圧され気液2相状態となる。気液2相状態になった冷媒は、冷媒配管34cから冷媒配管34aを経由し、膨張弁45Aでさらに減圧されて水熱交換器20Aへ送られる。また、気液2相状態になった冷媒は、冷媒配管34cから冷媒配管34bを経由し、膨張弁45Bでさらに減圧されて水熱交換器20Bへ送られる。この場合、水熱交換器20A、20Bは、蒸発器としてはたらく。したがって、水熱交換器20A、20Bにおいて、冷媒は、水と熱交換されて蒸発気化されて低圧気体状となる。水熱交換器20Aの冷媒入出口20Abから吐出した冷媒は、冷媒配管35aから冷媒配管35cを通って、四方弁43に送られる。水熱交換器20Bの冷媒入出口20Bbから吐出した冷媒は、冷媒配管35bから冷媒配管35cを通って、四方弁43に送られる。そして、四方弁43を通過した低圧気体状の冷媒は、蓄積器42を経由して入口41bから圧縮機41に吸入され、再び圧縮される。そして、以上の動作が繰り返される。
More specifically, the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant compressed by the
このとき、水は、水熱交換器20A、20Bにて、冷媒が蒸発気化する際の潜熱によって冷却される。
At this time, the water is cooled by the latent heat when the refrigerant evaporates in the
次に、熱交換装置1が水を冷媒で加熱する場合、つまり水の温度が冷媒の温度より低い場合における熱交換装置1の動作を説明する。水熱交換器20A、20Bにおいて、水が低温流体、冷媒が高温流体の場合である。このとき、四方弁43は、図1の破線の経路を冷媒が通るように設定される。そして、冷媒は、図1において破線矢印で示すように流れる。
すなわち、熱交換装置1が水を加熱する場合には、冷媒は、圧縮機41、蓄積器42、四方弁43の順に流れる。そして、冷媒は、冷媒配管35cから冷媒配管35aを通って、水熱交換器20A、膨張弁45A、冷媒配管34aの順に流れる。また、冷媒は、冷媒配管35cから冷媒配管35bを通って、水熱交換器20B、膨張弁45B、冷媒配管34bの順に流れる。そして、冷媒は、冷媒配管34cに合流し、膨張弁44、空冷式熱交換器10、四方弁43を順に流れ、蓄積器42を経由して圧縮機41に戻る。そして、以上の動作が繰り返される。
つまり、熱交換装置1が水を加熱する場合においても、冷媒は、水熱交換器20A及び水熱交換器20Bを並列(並行)に流れる。
Next, the operation of the
That is, when the
That is, even when the
一方、水は、水配管51側から供給され、水熱交換器20A、水配管52、水熱交換器20Bを順に経由して、水配管53側に吐出される。つまり、水は、水熱交換器20A及び水熱交換器20Bを直列に流れる。
そして、水の流れにおいて、水熱交換器20Aが上流側、水熱交換器20Bが下流側となる。
On the other hand, water is supplied from the
In the flow of water, the
具体的に説明すると、圧縮機41にて圧縮され出口41aから吐出された高温高圧の気体状の冷媒は、四方弁43を通って、水熱交換器20A、20Bへ並列に送られる。上述したように、熱交換装置1が水を加熱する場合には、水熱交換器20A、20Bは、凝縮器としてはたらく。したがって、冷媒は、水熱交換器20A、20Bにて水と熱交換されて凝縮液化され、過冷却液状となる。そして、冷媒は、水熱交換器20Aの冷媒入出口20Aaから膨張弁45Aに吐出される。同様に、冷媒は、水熱交換器20Bの冷媒入出口20Baから膨張弁45Bに吐出される。
More specifically, the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant compressed by the
水熱交換器20A、20Bから吐出された高圧液状の冷媒は、膨張弁45A、45Bにて減圧され気液2相状態となる。膨張弁45Aを通った冷媒は、冷媒配管34aから冷媒配管34cに送られる。同様に、膨張弁45Bを通った冷媒は、冷媒配管34bから冷媒配管34cに送られる。すなわち、冷媒配管34aを通った冷媒と、冷媒配管34bを通った冷媒とが、冷媒配管34cで合流する。その後、冷媒は、膨張弁44でさらに減圧されて空冷式熱交換器10の入出口10bへ送られる。この場合、空冷式熱交換器10は、蒸発器としてはたらく。したがって、冷媒は、空冷式熱交換器10において、空気と熱交換されて蒸発気化される。空冷式熱交換器10の入出口10aから吐出された低圧気体状の冷媒は、蓄積器42を経由して入口41bから圧縮機41に吸入され、再び圧縮される。そして、以上の動作が繰り返される。
The high-pressure liquid refrigerant discharged from the
このとき、水は、水熱交換器20A、20Bにて、高温高圧の気体状の冷媒によって加熱される。
At this time, water is heated by the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant in the
図2は、第1の実施の形態が適用されない熱交換装置2の一例を説明する図である。
第1の実施の形態が適用される熱交換装置1では、複数の水熱交換器20を備えていた。そして、冷媒は、複数の水熱交換器20を並列(並行)に通過し、水は複数の水熱交換器20に直列に通過した。
図2に示す第1の実施の形態が適用されない熱交換装置2では、1つの水熱交換器20と1つの膨張弁45とを備える。よって、水熱交換器20及び膨張弁45については、A、Bの符号を省略している。他の構成は、図1に示した第1の実施の形態が適用される熱交換装置1と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the
In the
The
水熱交換器20をプレート式熱交換器とする場合、予め定められた伝熱量を確保するには、伝熱量に対応する伝熱面積(伝熱プレートの数)を必要とする。すなわち、複数の水熱交換器20を備えた場合、合計の伝熱面積は、水熱交換器20を分割しない場合と同じ又は近い数になる。
When the
しかし、図1に示した第1の実施の形態が適用される熱交換装置1では、伝熱量に対応する伝熱面積を水熱交換器20A、20Bで按分している。このため、水熱交換器20A、20Bのそれぞれの伝熱プレートの積層枚数が減るため、伝熱プレートの積層方向における冷媒の分布が均一になる。このため、冷媒側における熱伝達率(伝熱係数)が大きくなる(改善される)。
However, in the
また、熱交換装置1では、水を水熱交換器20A、20Bに対して、並列(並行)に流すことも考えられる。しかし、熱交換装置1から吐出される水の単位時間当たりの吐出量を予め定められた値とする場合、直列に流す場合の水の流速は、並列に流す場合に比べ、大きくすることになる。すなわち、水を圧送することになる。よって、液体側における熱伝達率(伝熱係数)が大きくなる(改善される)。
以上説明したように、第1の実施の形態が適用される熱交換装置1では、複数の水熱交換器20に冷媒を並列(並行)して流し、水を直列に流す。このことから、第1の実施の形態が適用される熱交換装置1は、熱交換装置2に比べ、総括伝熱係数が改善される。これにより、熱交換装置1における熱交換の効率が向上する。
Moreover, in the
As described above, in the
なお、水は上流側の水熱交換器20Aを通過した後、下流側の水熱交換器20Bを通過する。よって、上流側の水熱交換器20Aの伝熱量と下流側の水熱交換器20Bの伝熱量とに差が生じる。そこで、上流側の水熱交換器20A及び下流側の水熱交換器20Bのそれぞれに膨張弁45A、45Bを設けて、水熱交換器20Aの冷媒入出口20Abと水熱交換器20Bの冷媒入出口20Bbとから吐出する冷媒の温度が同じ(等しい)又は差が小さいように制御されなければならない。
つまり、上流側の水熱交換器20Aの伝熱量は、下流側の水熱交換器20Bの伝熱量より大きいので、膨張弁45Aを大きく開いて、多くの冷媒が流れるようにしなければならない。一方、下流側の水熱交換器20Bの伝熱量は、上流側の水熱交換器20Aの伝熱量より小さいので、膨張弁45Bを小さく開いて、少ない冷媒が流れるようにしなければならない。このようにすることで、上流側の水熱交換器20Aから吐出される冷媒の温度と、下流側の水熱交換器20Bから吐出される冷媒の温度とが同じ(等しい)又は差が抑制される。
The water passes through the upstream
That is, since the heat transfer amount of the upstream
そこで、水熱交換器20Aと水熱交換器20Bとに、膨張弁45Aと45Bとを設けている。膨張弁45A、45Bの開度を調整することで、上流側の水熱交換器20Aの伝熱量と下流側の水熱交換器20Bの伝熱量とに差が生じること(差の発生)を抑制している。このようにすることで、上流側の水熱交換器20Aの冷媒入出口20Abから吐出する冷媒の温度と、下流側の水熱交換器20Bの冷媒入出口20Bbから吐出する冷媒の温度とに差が生じることが抑制される。なお、水熱交換器20A及び水熱交換器20Bの伝熱量は、上流側の水熱交換器20Aから吐出する冷媒の温度と下流側の水熱交換器20Bから吐出する冷媒の温度との差が抑制される範囲で設定されればよい。
Therefore,
なお、膨張弁45A、45Bの開度は、水熱交換器20A、20Bから吐出する冷媒の温度を検知しつつ、CPUなどを備えた制御回路(不図示)などを用いてプログラム制御で行ってもよい。
The opening degree of the
[第2の実施の形態]
図1に示した第1の実施の形態が適用される熱交換装置1では、水は、水熱交換器20における水熱交換器20A、20Bを直列に通過するように構成されていた。
第2の実施の形態が適用される熱交換装置1では、水は、上流側の水熱交換器20Aをバイパスすることが可能なように構成されている。
図3は、第2の実施の形態が適用される熱交換装置1の一例を説明する図である。
以下では、図1に示した第1の実施の形態が適用される熱交換装置1と異なる部分を説明し、同様な部分は同じ符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
In the
In the
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the
Below, a different part from the
図3に示すように、第2の実施の形態が適用される熱交換装置1では、図1に示した第1の実施の形態が適用される熱交換装置1における水熱交換器20Aの水出口20Adと水熱交換器20Bの水入口20Bcとの間の水配管52を水配管52aと水配管52bとに分割している。そして、分割した部分に三方弁61を備える。そして、水熱交換器20Aの水入口20Acに接続される水配管51から分岐し、三方弁61に接続される水配管54を備える。
すなわち、三方弁61の流路を矢印Iのように設定すると、第1の実施の形態が適用される熱交換装置1と同様に、水は、上流側の水熱交換器20Aと下流側の水熱交換器20Bとを直列に流れる。一方、三方弁61の流路を矢印IIのように設定すると、水が上流側の水熱交換器20Aをバイパスし、下流側の水熱交換器20Bのみを流れる。
ここで、水配管54、三方弁61を経由する矢印IIの流路が迂回流路の一例である。
As shown in FIG. 3, in the
That is, when the flow path of the three-
Here, the flow path indicated by the arrow II passing through the
そして、水は、水配管51に接続されたポンプ60により圧送される。なお、ポンプ60としては、インバータ方式のモータで駆動されるポンプを用いてもよい。インバータ方式のモータで駆動されるポンプであれば、水量に応じて、ポンプを動かせる。
Then, the water is pumped by a
次に、第2の実施の形態が適用される熱交換装置1の動作を説明する。
水を冷却する場合を考える。この場合、供給される水の温度と、吐出される水の温度との差が小さいなど、熱交換装置1をフル稼働することを要しない場合(以下では、部分負荷の場合と表記する。)がある。このような部分負荷の場合には、水を流路IIで流すように三方弁61が操作される。これにより、水は、水熱交換器20Aを迂回(バイパス)して、水熱交換器20Bに流れる。
そして、膨張弁45Aの開度を“0”にして(閉鎖して)、冷媒が水熱交換器20Aに流れないようし、水熱交換器20Aによる熱交換を停止させる。
Next, the operation of the
Consider the case of cooling water. In this case, when the temperature of the supplied water and the temperature of the discharged water are small, it is not necessary to fully operate the heat exchange device 1 (hereinafter referred to as a partial load case). There is. In the case of such a partial load, the three-
Then, the opening of the
さらに、水が水熱交換器20Aを迂回(バイパス)して、水熱交換器20Bにのみに流れるため、ポンプ60による水の吐出力を調整しないと、水の流量が大きくなってしまう。そこで、ポンプ60を駆動するモータを例えばインバータ方式とし、ポンプ60の回転数を制御して、水の流量を水熱交換器20Aと水熱交換器20Bとを通過する場合と同様にすることが好ましい。
Further, since the water bypasses the
このようにして、ポンプ60の動力を低減させることで、ポンプ60の消費電力が低減される。
なお、三方弁61、膨張弁45A及びポンプ60は、CPUなどを備えた制御回路(不図示)によって、プログラム制御されてもよい。
Thus, the power consumption of the
The three-
ここでは、三方弁61は、流路Iと流路IIとの間を切り替えるとしたが、流路Iと流路IIとの流量を調節してもよい。すなわち、流路IIに流れる水量により、流路Iに流れる水量、つまり水熱交換器20Aを流れる水量を調整するようにしてもよい。
Here, the three-
なお、ここでは、上流側の水熱交換器20Aを迂回(バイパス)するとしたが、下流側の水熱交換器20Bを迂回(バイパス)するようにしてもよい。
さらに、水熱交換器20の数は、2個を超えてもよく、それぞれ又はいくつかを組み合わせて迂回(バイパス)させてもよい。
Here, the upstream side
Furthermore, the number of the
[第3の実施の形態]
第1の実施の形態及び第2の実施の形態が適用される熱交換装置1では、複数の水熱交換器20のそれぞれに膨張弁45を備えていた。そして、複数の水熱交換器20から吐出する冷媒の温度の差を抑制するように、それぞれの膨張弁45の開度が設定されていた。
[Third Embodiment]
In the
これは、水が、水熱交換器20の上流側の水熱交換器20Aと下流側の水熱交換器20Bとを直列に流れるためである。そして、上流側の水熱交換器20Aと下流側の水熱交換器20Bとが同じ(等しい)伝熱面積(伝熱プレートの数)を有するプレート式水熱交換器であるとしたためである。
すなわち、熱交換装置1が水を冷却する場合、前述したように、上流側の水熱交換器20Aと下流側の水熱交換器20Bとが同じ枚数の伝熱プレートを有するプレート式水熱交換器であると、上流側の水熱交換器20Aの伝熱量と下流側の水熱交換器20Bの伝熱量とに差が生じる。そこで、上流側の水熱交換器20A及び下流側の水熱交換器20Bのそれぞれに膨張弁45A、45Bを設けて、水熱交換器20Aの冷媒入出口20Abと水熱交換器20Bの冷媒入出口20Bbとから吐出される冷媒の温度が同じ又は差が小さいように制御された。
This is because water flows in series between the
That is, when the
しかし、上流側の水熱交換器20Aの伝熱量と下流側の水熱交換器20Bの伝熱量とが同じ(等しい)又は差が小さければ、上流側の水熱交換器20Aに設けた膨張弁45Aの開度と下流側の水熱交換器20Bに設けた膨張弁45Bの開度は、同じ又は差が小さい。このような場合、上流側の水熱交換器20Aと下流側の水熱交換器20Bとのそれぞれの膨張弁45A、45Bを一つにできる。
However, if the heat transfer amount of the upstream
図4は、第3の実施の形態が適用される熱交換装置1の一例を説明する図である。
第3の実施の形態が適用される熱交換装置1では、上流側の水熱交換器20Aの伝熱量と下流側の水熱交換器20Bの伝熱量とを同じ(等しい)又は差を小さく設定している。例えば、水熱交換器20A、20Bをプレート式熱交換器とした場合、それぞれの伝熱量は、伝熱面積(伝熱プレートの枚数)で設定される。よって、伝熱量が同じ(等しい)又は差が小さくなるように、水熱交換器20A、20Bのそれぞれの伝熱面積が設定されている。例えば、上流側の水熱交換器20Aと下流側の水熱交換器20Bとの伝熱面積比は、1:1.8程度である。
そして、水熱交換器20Aと水熱交換器20Bとに共通に膨張弁45が設けられている。
ここで、膨張弁45が、膨張機構の一例である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the
In the
An
Here, the
第3の実施の形態が適用される熱交換装置1では、上流側の水熱交換器20Aの伝熱量と下流側の水熱交換器20Bの伝熱量とを同じ(等しい)又は差を小さく設定している。よって、上流側の水熱交換器20Aの冷媒入出口20Aaから吐出する冷媒の温度と、下流側の水熱交換器20Bの冷媒入出口20Baから吐出する冷媒の温度とが同じ又は差が小さい。
よって、上流側の水熱交換器20Aと下流側の水熱交換器20Bとのそれぞれに膨張弁(図1、3の膨張弁45A、45B)を設けることを要しない。つまり、水熱交換器20Aと水熱交換器20Bとに共通に膨張弁45を設ければよい。
In the
Therefore, it is not necessary to provide the expansion valves (
なお、水熱交換器20A及び水熱交換器20Bの伝熱量(伝熱面積)は、上流側の水熱交換器20Aの冷媒入出口20Abと下流側の水熱交換器20Bの冷媒入出口20Bbから吐出する冷媒の温度の差が抑制される範囲で設定されればよい。
The heat transfer amount (heat transfer area) of the
なお、水熱交換器20A、20Bがプレート式熱交換器とした場合、伝熱量(伝熱面積)は、伝熱プレートの枚数で設定される。よって、水熱交換器20A、20Bの伝熱量の設定が容易である。
When the
[第4の実施の形態]
第1の実施の形態から第3の実施の形態においては、熱交換装置1は、単独(1台)で用いられていた。しかし、冷却又は加熱したい水量が多い場合など、それに対応する熱交換装置1が必要となる。ここでは、複数の熱交換装置1を並列に配置することで対応する。
[Fourth Embodiment]
In the first to third embodiments, the
図5は、複数の熱交換装置1を並列に動作させた熱交換システム80の一例を説明する図である。図5の熱交換システム80は、第1の実施の形態が適用される熱交換装置1を複数(図5中には4台)備える。これらの熱交換装置1は、給水管70Aと吐出管70Bとの間に、並列に接続される。そして、これらの熱交換装置1は、並行して動作する。
それぞれの熱交換装置1の動作については、第1の実施の形態で説明したので、説明を省略する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a
Since the operation of each
なお、図5では、熱交換装置1は、第1の実施の形態が適用される熱交換装置1としたが、第2の実施の形態が適用される熱交換装置1、又は、第3の実施の形態が適用される熱交換装置1としてもよい。
In FIG. 5, the
[第5の実施の形態]
第5の実施の形態が適用される熱交換装置1は、2つの筐体を備える。
図6は、第5の実施の形態が適用される熱交換装置1の一例の外観を説明する図である。熱交換装置1は、2つの筐体101、102を備える。そして、2つの筐体101、102は、横に並べて設置される。筐体101、102のそれぞれは、保守するために開閉可能な筐体パネル101a、102aを備える。筐体パネル101a、102aは、並べて配置された筐体101、102の同じ方向の表側に設けられている。そして、筐体101、102の上側には、熱交換装置1が備えるファン11A、11Bが表示されている。そして、筐体101、102の後側には、通風用の格子(グリル)を介して、空冷式熱交換器10Bが表示されている。なお、ファン11A,11B及び空冷式熱交換器10Bについては後述する。
そして、筐体101、102の保守(メンテナンス)は、筐体パネル101a、102aを開けて行われ、矢印で示す一方向に集約されている。
なお、筐体101は、第1の筐体の一例であり、筐体102は、第2の筐体の一例である。
[Fifth Embodiment]
The
FIG. 6 is a diagram illustrating an appearance of an example of the
Maintenance (maintenance) of the
Note that the
また、熱交換装置1は、横に並べた2つの筐体101、102に分割されて収納されているので、高さ寸法が低く抑えられる。そして、筐体101、102のそれぞれは、筐体101と筐体102とを一つにした場合に比べ、体積が小さい(コンパクトである)。したがって、搬送及び設置がしやすい。
Moreover, since the
図7は、第5の実施の形態が適用される熱交換装置1の一例を説明する図である。図7は、上方から熱交換装置1の筐体101、102の内部を見た図である。
熱交換装置1は、分割されて、2つの筐体101、102に収容されている。この熱交換装置1は、図1に示した第1の実施の形態が適用される熱交換装置1が、筐体101、102をさらに備えた構成である。
筐体101は、熱交換装置1の水熱交換器20A、20B、ポンプ60及び水配管50(図1に示す水配管51、52、53)を含む部分、つまり、水が流れる(水を配送する)部分(ここでは、水回路110と表記する。)の全部を収容する。なお、ポンプ60は、図3に示した第2の実施の形態が適用される熱交換装置1において説明したポンプ60であって、図1の水配管51に接続される。
そして、水回路110は、水回路110の動力を制御する動力制御部111を備える。
なお、水配管50は、液体配管の一例であり、水回路110は、液体回路の一例である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the
The
The
The
The
一方、筐体102は、熱交換装置1の圧縮機41、蓄積器42及び四方弁43を含む部分、つまり、冷媒が流れる(冷媒を配送する)部分の一部を収納する。なお、後述するように、冷媒は、冷媒配管30(例えば、図1に示す冷媒配管34、35など)を介して、筐体101に供給される。このため、筐体102は、冷媒が流れる部分の一部を収納する。ここでは、筐体102が収容する冷媒が流れる部分の一部を、冷媒回路120と表記する。
そして、冷媒回路120は、冷媒回路120の動力を制御する動力制御部121を備える。
なお、四方弁43は多方弁の一例である。
On the other hand, the
The
The four-
筐体101、102は、それぞれが空冷式熱交換器10A、10Bを備える。空冷式熱交換器10Aと空冷式熱交換器10Bとで、図1に示した空冷式熱交換器10として働く。そして、空冷式熱交換器10A、10Bに対応したファン11A、11Bを備える(図6参照)。ファン11Aとファン11Bとで、図1に示したファン11として働く。
Each of the
熱交換装置1の膨張弁44、膨張弁45A、45Bは、筐体101及び筐体102のいずれに収容されてもよい。
The
そして、熱交換装置1は、筐体101と筐体102との間において、冷媒配管30(例えば、図1の冷媒配管34、35など)で接続される。よって、熱交換装置1を筐体101と筐体102とに分割しても、組み立て(設置)が複雑になったり、組み立て(設置)に時間を要したりすることが抑制される。
The
また、水回路110の動力を制御する動力制御部111を筐体101に、冷媒回路120の動力を制御する動力制御部121を筐体102に設けている。よって、水回路110の保守(メンテナンス)を筐体101で行うことができる。同様に、冷媒回路120の保守(メンテナンス)を筐体102で行うことができる。すなわち、筐体101と筐体102とにまたがって保守することを要しない。よって、保守の容易性(メンテナンス性)がよい。
Further, a
そして、動力制御部111、121にそれぞれ設けられる動力制御盤の操作方向を、筐体101、102の筐体パネル101a、102a側に向けて配置すれば、操作が容易になる。
さらに、水回路110の水配管50及び冷媒回路120の冷媒配管30の取り合いフランジなどを、筐体101、102の筐体パネル101a、102a側に近づけて配置すれば、保守(メンテナンス)がさらに容易になる。
すなわち、筐体101、102の筐体パネル101a、102a側に保守の方向(メンテナンス方向)が一方向に集約されることで、保守の容易性(メンテナンス性)が向上する。
If the operation direction of the power control panel provided in each of the
Furthermore, maintenance (maintenance) is further facilitated by arranging the fitting flanges of the
That is, the maintenance direction (maintenance direction) is concentrated in one direction on the
筐体全体の寸法において、支配要因となる空冷式熱交換器10を、空冷式熱交換器10Aと空冷式熱交換器10Bとに分割することで、筐体のいずれか一方に空冷式熱交換器10を設ける場合に比べ、熱交換装置1の体積が小さくなる(コンパクト化している)。
By dividing the air-cooled
図8は、第5の実施の形態が適用される熱交換装置1の変形例の一例を説明する図である。ここでは、筐体101は、図7に示したポンプ60を備えない。ポンプ60が熱交換装置1の外部に設けられる場合などでは、筐体101にポンプ60を内蔵することを要しない。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a modification of the
上記では、第5の実施の形態が適用される熱交換装置1の筐体101、102に収納される熱交換装置は、第1の実施の形態が適用される熱交換装置1とした。しかし、第2の実施の形態又は第3の実施の形態が適用される熱交換装置1であってもよい。
In the above, the heat exchange device housed in the
1…熱交換装置、10、10A、10B…空冷式熱交換器、11、11A、11B…ファン、20、20A、20B…水熱交換器、30、31、32、33、34、35、36、37…冷媒配管、41…圧縮機、42…蓄積器、43…四方弁、44、45、45A、45B…膨張弁、50、51、52、53、54…水配管、60…ポンプ、61…三方弁、70A…給水管、70B…吐出管、80…熱交換システム、101、102…筐体、110…水回路、111、121…動力制御部、120…冷媒回路
DESCRIPTION OF
Claims (10)
冷媒と液体との間で熱交換を行う複数の第2の熱交換器と、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
複数の前記第2の熱交換器のそれぞれに設けられ、前記圧縮機により圧縮された冷媒を膨張させる複数の膨張機構と、を備え、
複数の前記第2の熱交換器において、冷媒は並列に流れ、液体は直列に流れる
ことを特徴とする熱交換装置。 A first heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and air or liquid;
A plurality of second heat exchangers for exchanging heat between the refrigerant and the liquid;
A compressor for compressing the refrigerant;
A plurality of expansion mechanisms that are provided in each of the plurality of second heat exchangers and expand the refrigerant compressed by the compressor;
In the plurality of second heat exchangers, the refrigerant flows in parallel and the liquid flows in series.
冷媒と液体との間で熱交換を行う複数の第2の熱交換器と、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
複数の前記第2の熱交換器に共通に設けられ、前記圧縮機により圧縮された冷媒を膨張させる膨張機構と、を備え、
複数の前記第2の熱交換器において、冷媒は並列に流れ、液体は直列に流れるとともに、
複数の前記第2の熱交換器は、伝熱面積が異なるように設定される
ことを特徴とする熱交換装置。 A first heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and air or liquid;
A plurality of second heat exchangers for exchanging heat between the refrigerant and the liquid;
A compressor for compressing the refrigerant;
An expansion mechanism that is provided in common to the plurality of second heat exchangers and expands the refrigerant compressed by the compressor,
In the plurality of second heat exchangers, the refrigerant flows in parallel, the liquid flows in series,
The plurality of second heat exchangers are set to have different heat transfer areas.
冷媒と空気又は液体との間で熱交換を行う2個の第1の熱交換器と、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
冷媒を蓄積する蓄積器と、
冷媒の通過方向を切り替える多方弁と、
冷媒を配送する冷媒配管と、
冷媒と液体との間で熱交換を行う第2の熱交換器と、
液体を配送する液体配管と、を備え、
前記第1の筐体が、少なくとも前記第2の熱交換器及び前記液体配管を含む、液体が流れる液体回路を収納し、
前記第2の筐体が、少なくとも前記圧縮機、前記蓄積器、前記多方弁及び前記冷媒配管を含む、冷媒が流れる冷媒回路を収容し、
前記第1の筐体と前記第2の筐体とが2個の前記第1の熱交換器のそれぞれを収納することを特徴とする熱交換装置。 A first housing and a second housing;
Two first heat exchangers for exchanging heat between the refrigerant and air or liquid;
A compressor for compressing the refrigerant;
An accumulator for accumulating refrigerant;
A multi-way valve that switches the passage direction of the refrigerant;
Refrigerant piping for delivering refrigerant;
A second heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the liquid;
A liquid pipe for delivering the liquid,
The first housing contains a liquid circuit through which a liquid flows, including at least the second heat exchanger and the liquid pipe,
The second housing contains at least the compressor, the accumulator, the multi-way valve, and the refrigerant pipe, and contains a refrigerant circuit through which a refrigerant flows,
The heat exchange apparatus, wherein the first housing and the second housing accommodate each of the two first heat exchangers.
前記第1の筐体に収納される前記液体配管の取り合いフランジ及び前記第2の熱交換器の動力を制御する動力制御盤の操作方向を、前記筐体パネル側に設けることを特徴とする請求項6に記載の熱交換装置。 The first casing includes a casing panel that can be opened and closed,
An operation direction of a power control panel for controlling the power of a coupling flange of the liquid pipe and the second heat exchanger housed in the first casing is provided on the casing panel side. Item 7. The heat exchange device according to Item 6.
複数の前記第2の熱交換器のそれぞれに設けられ、前記圧縮機により圧縮された冷媒を膨張させる複数の膨張機構を備え、
複数の前記第2の熱交換器において、冷媒は並列に流れ、液体は直列に流れることを特徴とする請求項6又は7に記載の熱交換装置。 The second heat exchanger housed in the first housing is plural,
A plurality of expansion mechanisms which are provided in each of the plurality of second heat exchangers and expand the refrigerant compressed by the compressor;
The heat exchanger according to claim 6 or 7, wherein in the plurality of second heat exchangers, the refrigerant flows in parallel and the liquid flows in series.
複数の前記第2の熱交換器に共通に設けられ、前記圧縮機により圧縮された冷媒を膨張させる膨張機構を備え、
複数の前記第2の熱交換器において、冷媒は並列に流れ、液体は直列に流れるとともに、
複数の前記第2の熱交換器は、伝熱面積が異なるように設定されることを特徴とする請求項6又は7に記載の熱交換装置。 The second heat exchanger housed in the first housing is plural,
An expansion mechanism that is provided in common for the plurality of second heat exchangers and expands the refrigerant compressed by the compressor;
In the plurality of second heat exchangers, the refrigerant flows in parallel, the liquid flows in series,
The heat exchange apparatus according to claim 6 or 7, wherein the plurality of second heat exchangers are set so as to have different heat transfer areas.
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