(57)【要約】【課題】複雑な冷媒回路を構成することなく放熱と吸熱の切り換えを行うことができるとともに、設置スペースの省スペース化を図ることのできる熱交換器及びこれを用いた冷却加熱装置を提供する。【解決手段】熱交換器１０に、放熱する冷媒を流通させるための放熱用冷媒管１１と、吸熱する冷媒を流通させるための吸熱用冷媒管１２とを設けたので、複雑な冷媒回路を構成したり高価な機器を用いたりすることなく熱交換器１０一台によって収納部１ａの加熱及び冷却を行うことができ、製造コストの低減を図ると同時に熱交換器１０の設置スペースの省スペース化を図ることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒回路を流通する冷媒と空気とを熱交換する熱交換器であって、
放熱する冷媒が流通する放熱用冷媒管と、
吸熱する冷媒が流通する吸熱用冷媒管とを備えた
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
互いに間隔をおいて配置され、放熱用冷媒管及び吸熱用冷媒管が貫通する複数の伝熱フィンを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記放熱用冷媒管及び吸熱用冷媒管を、熱交換する空気の流通方向に対して対向する方向に冷媒が流通するように構成した
ことを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記放熱用冷媒管及び吸熱用冷媒管を、一対の冷媒ヘッダと、一対の冷媒ヘッダの間を接続する複数の冷媒管とからそれぞれ構成した
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の熱交換器。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項記載の熱交換器を備えた
ことを特徴とする冷却加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒回路を流通する冷媒と空気とを熱交換する熱交換器及びこれを用いた冷却加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器としては、冷媒回路を流通する冷媒と空気とを熱交換する熱交換器であって、冷媒を放熱させることにより熱交換する空気を加熱し、冷媒を吸熱させることにより熱交換する空気を冷却するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−０９６０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の熱交換器は、冷媒回路の冷媒が流通する１つの冷媒管と、冷媒と空気との熱的な接触面積を増加させる伝熱フィンとから構成されている。このため、所定の空間を必要に応じて冷却または加熱する冷却加熱装置において、所定の空間に一台の熱交換器を設置する場合、その熱交換器の放熱及び吸熱の切り換えのために複雑な冷媒回路を構成したり、高価な四方弁を用いたりする必要がある。そこで、所定の空間に放熱専用の熱交換器と吸熱専用の熱交換器をそれぞれ設置する場合が考えられるが、２台分の熱交換器の設置スペースが必要となり、冷却加熱装置全体が大型化する。
【０００４】
本発明の目的とするところは、複雑な冷媒回路を構成したり高価な機器を用いたりすることなく放熱と吸熱の切り換えを行うことができ、設置スペースの省スペース化を図ることのできる熱交換器及びこれを用いた冷却加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は前記目的を達成するために、冷媒回路を流通する冷媒と空気とを熱交換する熱交換器であって、放熱する冷媒が流通する放熱用冷媒管と、吸熱する冷媒が流通する吸熱用冷媒管とを備えている。
【０００６】
これにより、放熱用冷媒管を流通する冷媒によって空気が加熱され、吸熱用冷媒管を流通する冷媒によって空気が冷却されることから、複雑な冷媒回路を構成したり高価な機器を用いたりする必要なく、熱交換器一台によって加熱及び冷却が行われる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複雑な冷媒回路を構成したり高価な機器を用いたりすることなく熱交換器一台によって加熱及び冷却を行うことができるので、製造コストの低減を図ると同時に熱交換器の設置スペースの省スペース化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１乃至図４は本発明の一実施形態を示すもので、図１は熱交換器の全体斜視図、図２は熱交換器が接続された冷媒回路を示す冷却加熱装置の概略構成図、図３は熱交換器の正面図、図４は熱交換器の平面図である。
【０００９】
この熱交換器１０は、放熱する冷媒を流通させるための放熱用冷媒管１１と、吸熱する冷媒を流通させるための吸熱用冷媒管１２と、放熱用冷媒管１１及び吸熱用冷媒管１２を流通する冷媒と空気とを熱交換させるための複数の伝熱フィン１３とを備えている。
【００１０】
放熱用冷媒管１１及び吸熱用冷媒管１２は、それぞれ銅製の管状部材からなり、直管部が幅方向に延びるとともに、蛇行しながら上下方向に延びる一対の冷媒管ユニット１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂからなる。放熱用冷媒管１１及び吸熱用冷媒管１２は、それぞれ一対の冷媒管ユニット１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを冷媒と熱交換する空気の流通方向に並べた状態で互いに接続することにより構成されている。放熱用冷媒管１１及び吸熱用冷媒管１２は、それぞれ冷媒と熱交換する空気の流通方向の下流側の冷媒管ユニット１１ａ，１２ａに冷媒が流入し、上流側の冷媒管ユニット１１ｂ，１２ｂから冷媒が流出するように設けられている。即ち、この熱交換器１０は、冷媒と空気とが互いに対向する方向に流通する対向流型に構成されている。また、放熱用冷媒管１１及び吸熱用冷媒管１２は、放熱用冷媒管１１の一対の冷媒管ユニット１１ａ，１１ｂの間に吸熱用冷媒管１２の空気流通方向上流側の冷媒管ユニット１２ｂが配置され、放熱用冷媒管１１の空気流通方向下流側に位置する冷媒管ユニット１１ａの空気流通方向下流側に吸熱用冷媒管１２の空気流通方向下流側の冷媒管ユニット１２ａが配置されている。
【００１１】
各伝熱フィン１３は、アルミニウム等の金属板からなり、互いに幅方向に間隔をおいて設けられている。各伝熱フィン１３は、放熱用冷媒管１１及び吸熱用冷媒管１２の直管部が接触状態で貫通することにより、冷媒と空気とを熱交換させるようになっている。
【００１２】
また、本発明の熱交換器１０は、図２に示すように、例えば飲料の自動販売機等、物品を冷却または加熱する冷却加熱装置１に用いられる。冷却加熱装置１は、物品を収納するための収納部１ａと、収納部１ａを冷却または加熱するための熱源機器が収納される機械室１ｂとを有し、収納部１ａ及び機械室１ｂに冷媒回路２０が構成されている。
【００１３】
冷媒回路２０は、収納部１ａ及び機械室１ｂにそれぞれ設けられた２台の熱交換器１０、圧縮機２１、第１電磁弁２２ａ、第２電磁弁２２ｂ、第１膨張弁２３ａ、第２膨張弁２３ｂを有し、それらは銅管またはステンレス管によって接続されている。また、冷媒回路２０には、冷媒として二酸化炭素が用いられる。
【００１４】
圧縮機２１の冷媒吐出側は、第１電磁弁２２ａを介して収納部１ａに設けられた熱交換器１０の放熱用冷媒管１１の冷媒流入側に接続され、収納部１ａの熱交換器１０の放熱用冷媒管１１の冷媒流出側には、第１膨張弁２３ａを介して機械室１ｂに設けられた熱交換器１０の吸熱用冷媒管１２の冷媒流入側が接続され、機械室１ｂの熱交換器１０の吸熱用冷媒管１２の冷媒流出側には、圧縮機２１の冷媒吸入側が接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吐出側と第１電磁弁２２ａとの間の冷媒流路には、第２の電磁弁２２ｂを介して機械室１ｂに設けられた熱交換器１０の放熱用冷媒管１１の冷媒流入側に接続され、機械室１ｂの熱交換器１０の放熱用冷媒管１１の冷媒流出側には、第２膨張弁２３ｂを介して収納部１ａに設けられた熱交換器１０の吸熱用冷媒管１２の冷媒流入側が接続され、収納部１ａの熱交換器１０の吸熱用冷媒管１２の冷媒流出側には、圧縮機２１の冷媒吸入側が接続されている。
【００１５】
また、収納部１ａ及び機械室１ｂには、それぞれ熱交換器１０を流通する冷媒と熱交換する空気を流通させるための送風機２４ａ，２４ｂが設けられている。
【００１６】
以上のように構成された冷却加熱装置１において、収納部１ａを加熱する場合には、第１電磁弁２２ａを開放して第２電磁弁２２ｂを閉鎖し、圧縮機２１、送風機２４ａ，２４ｂを運転する。これにより、圧縮機２１から吐出された冷媒は、第１電磁弁２２ａ、収納部１ａに設けられた熱交換器１０の放熱用冷媒管１１、第１膨張弁２３ａ、機械室１ｂに設けられた熱交換器１０の吸熱用冷媒管１２を順次流通して圧縮機２１に吸入される。
【００１７】
また、収納部１ａを冷却する場合には、第１電磁弁２２ａを閉鎖して第２電磁弁２２ｂを開放し、圧縮機２１、送風機２４ａ，２４ｂを運転する。これにより、圧縮機２１から吐出された冷媒は、第２電磁弁２２ｂ、機械室１ｂに設けられた熱交換器１０の放熱用冷媒管１１、第２膨張弁２３ｂ、収納部１ａに設けられた熱交換器１０の吸熱用冷媒管１２を順次流通して圧縮機２１に吸入される。
【００１８】
このように、本実施形態によれば、熱交換器１０に、放熱する冷媒を流通させるための放熱用冷媒管１１と、吸熱する冷媒を流通させるための吸熱用冷媒管１２とを設けたので、複雑な冷媒回路を構成したり高価な機器を用いたりすることなく熱交換器１０一台によって収納部１ａの加熱及び冷却を行うことができ、製造コストの低減を図ると同時に熱交換器１０の設置スペースの省スペース化を図ることが可能となる。
【００１９】
また、互いに間隔をおいて配置され、放熱用冷媒管１１及び吸熱用冷媒管１２が貫通する複数の伝熱フィン１３を備えたので、放熱用冷媒管１１及び吸熱用冷媒管１２に対して共通の伝熱フィン１３とすることができ、部品点数及び加工工数の低減を図ることが可能となる。
【００２０】
また、放熱用冷媒管１１及び吸熱用冷媒管１２を、熱交換する空気の流通方向に対して対向する方向に流通するようにしたので、熱交換効率を向上させることができ、熱交換器１０の小型化を図ることが可能となる。
【００２１】
また、熱交換器１０、圧縮機２１、第１電磁弁２２ａ、第２電磁弁２２ｂ、第１膨張弁２３ａ及び第２膨張弁２３ｂを有する冷媒回路２０を備えたので、簡単な冷媒回路２０の構成で、且つ、電磁弁２２ａ，２２ｂの開閉のみで熱交換器１０の放熱及び吸熱の切換を行うことができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００２２】
尚、前記実施形態では、放熱用冷媒管１１及び吸熱用冷媒管１２を、直管部が幅方向に延びるとともに、蛇行しながら上下方向に延びるように形成したものを示したが、図５及び図６に示すように、放熱用冷媒管１４及び吸熱用冷媒管１５を、熱交換器１０に流入する冷媒を受容する流入ヘッダ１４ａ，１５ａと、熱交換器１０から流出する冷媒を受容する流出ヘッダ１４ｂ，１５ｂと、流入ヘッダ１４ａ，１５ａと流出ヘッダ１４ｂ，１５ｂとの間を接続する複数の冷媒管１４ｃ，１５ｃとから構成された、マルチフロー型の熱交換器１０においても前記実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態を示す熱交換器の全体斜視図
【図２】熱交換器が接続された冷媒回路を示す冷却加熱装置の概略構成図
【図３】熱交換器の正面図
【図４】熱交換器の平面図
【図５】その他の例を示す熱交換器の正面図
【図６】その他の例を示す熱交換器の平面図
【符号の説明】
【００２４】
１…冷却加熱装置、１０…熱交換器、１１…放熱用冷媒管、１２…吸熱用冷媒管、１３…伝熱フィン、１４…放熱用冷媒管、１４ａ…流入ヘッダ、１４ｂ流出ヘッダ、１４ｃ…冷媒管、１５…吸熱用冷媒管、１５ａ…流入ヘッダ、１５ｂ…流入ヘッダ、１５ｃ…冷媒管、２０…冷媒回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010014383.tif 000006
【図５】
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【図６】
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