(57)【要約】  熱交換器は交差流／対向流構造を有するので、熱交換器を横切るように誘導される空気は連続した２つの列で加熱される。この設計は、冷媒ブレンドの温度グライドを利用している。この設計では、最も熱い冷媒ブレンドが最も熱い空気と接触し、最も冷たい冷媒ブレンドが最も冷たい空気と接触するので、１列熱交換器中の純冷媒と比べて、平均冷媒ブレンド温度と平均空気温度の差が小さくなる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）入口；
（ｂ）入口に接続された第１列であって、入口に流体連通して配置された第１パスを含む第１列；
（ｃ）第１列と略平行にかつそれから間隔を置いて配置された第２列であって、少なくとも１つの第２パスと第２パスに流体連通して配置された出口とを含む第２列；および
（ｄ）第１列を第２列に接続する導管
を含む、伝熱流体で熱交換するための二重列熱交換器。
【請求項２】
熱交換器が二重列凝縮器である、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
熱交換器が二重列蒸発器である、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
二重列蒸発器が、
（ｉ）第１パスと第２パスとを含む前列および前列の第１パスと第２パスとを接続する導管と、
（ｉ）第１パスと第２パスと含む後列および後列の第１パスと第２パスとを接続する導管と、
（ｉｉ）前列の第２パスを後列の第１パスに接続する導管と
を含む、請求項４に記載の熱交換器。
【請求項５】
（ａ）伝熱流体で熱交換するための二重列熱交換器であって、
（ｉ）伝熱流体を第１方向にその中で循環させる後列手段と；
（ｉｉ）伝熱流体を、第１方向と略平行した第２方向にその中で循環させる前列手段と；
（ｉｉｉ）後列手段を前列手段に接続する導管手段と
を含む二重列熱交換器；および
（ｂ）伝熱流体の流れに対して対向流式に前列手段および後列手段を横切るように空気を誘導する手段
を含む、空調システム。
【請求項６】
前列手段が伝熱流体をその中で循環させる少なくとも１つのパスを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
後列手段が伝熱流体をその中で循環させる少なくとも１つのパスを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
空気を誘導する手段がファンを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
（ａ）バンパー；
（ｂ）バンパーの下に配置された二重列凝縮器であって、
（ｉ）入口、
（ｉｉ）入口に接続された第１列であって、入口に流体連通して配置された第１パスを含む第１列、
（ｉｉｉ）第１列に接続された第２列であって、少なくとも１つの第２パスと第２管に流体連通して配置された出口とを含む第２列、
（ｉｖ）第１列を前記第２パスに接続する導管
を含む二重列凝縮器
を含む、自動車用の空調システム。
【請求項１０】
（ａ）伝熱流体を後列手段中、第１方向に循環させること；
（ｂ）伝熱流体を導管手段中、後列手段から前列手段へ循環させること；
（ｃ）伝熱流体を前列手段中、第１方向と略平行した第２方向へ循環させること；
（ｄ）第１方向および第２方向に対して対向流式で前列手段および後列手段を横切るように空気を誘導すること
を含む、伝熱流体で熱交換するための方法。
【請求項１１】
前列手段を横切るように誘導される空気が前列手段中の伝熱流体によって加熱され、その結果、前列手段を横切って流れるときよりも後列手段を横切って流れるときのほうが空気の温度が高くなる、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱流体を循環させるための、凝縮器および蒸発器などの熱交換器に関する。特に本発明は、自動車に使用できる熱交換器の独特の設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵業界では、過去数十年にわたって、モントリオール議定書の結果として段階的に廃止される、オゾン層を破壊するクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）およびハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）の代用冷媒を見つけることに取り組んできた。ほとんどの冷媒製造業者にとって、解決策は、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）冷媒を商品化することであった。その新しいＨＦＣ冷媒（現時点ではＨＦＣ−１３４ａが最も広く使用されている）はオゾン層破壊係数がゼロであり、それゆえにモントリオ−ル議定書の結果としての現在の規制的な段階的廃止の影響を受けない。
【０００３】
さらに環境規制により、最終的には特定のＨＦＣ冷媒の世界的な段階的廃止が行われうる。現在、自動車業界は、自動車の空調に用いられる冷媒の地球温暖化能力（ＧＷＰ）に関連した規制に直面している。それゆえに、地球温暖化能力の低減した、自動車の空調市場用の新しい冷媒を突き止める必要性が現在大きなものとなっている。規制が将来さらに広範囲に適用されるとしたら、冷蔵および空調業界のあらゆる分野で使用できる冷媒の必要性がさらにいっそう大きなものに感じられることであろう。
【０００４】
現在提案されているＨＦＣ−１３４ａの代用冷媒としては、ＨＦＣ−１５２ａ、純粋炭化水素（ブタンまたはプロパンなど）、または「天然の」冷媒（ＣＯ２またはアンモニアなど）がある。提案されているこうした代用物の多くは、有毒性、可燃性、および／または低エネルギー効率である。そのため、新しい代替物が絶えず模索されており、その一部は、例えば、有毒性または可燃性を低減させるため、あるいはエネルギー効率を高めるために、ブレンドである場合がある。
【０００５】
純冷媒（ｐｕｒｅ  ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓ）は凝縮および蒸発時に温度グライド（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｇｌｉｄｅ）を示さない。しかし、冷媒ブレンドは、凝縮および蒸発サイクル時に数ケルビン度（°Ｋ）の温度グライドを示しうる。図１は、温度グライド（ΔＴｃｏｎｄ）を有する冷媒ブレンドの温度／エントロピー線図である。凝縮器の側における温度の漸進的変化は、次の部分によって表わされる：Ｃ−Ｄは冷媒ブレンドの過熱戻しであり、Ｄ−Ｆは温度グライドを伴う凝縮であり、Ｆ−Ｇは過冷却である。Ｅは凝縮時の中間点であり、これはＤとＦとの間にある。
【０００６】
ｙ軸に示されるように、ＤとＦとの間の温度差ΔＴｃｏｎｄは５から７°Ｋの範囲になる。同様に、Ｈ−Ａ部分で表わされる蒸発も、数ケルビン度（典型的には５〜６°Ｋ）の温度グライドΔＴｅｖａｐと関連している。図１に示されている他の熱力学的漸進的変化は、蒸発圧力での冷媒ブレンドの過熱を表すＡ−Ｂ部分、コンプレッサーによる冷媒ブレンドの圧縮であるＢ−Ｃ部分、凝縮器の終端部での冷媒ブレンドの過冷却であるＦ−Ｇ部分、熱膨張（ｔｈｅｒｍｏ−ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）バルブかまたはオリフィス管（ｏｒｉｆｉｃｅ  ｔｕｂｅ）のいずれかによる膨張であるＧ−Ｈ部分である。これらの漸進的変化はすべて、相変化冷媒を使用するすべての蒸気圧縮装置で遭遇するものである。
【０００７】
図２は純冷媒の温度／エントロピー線図を示す。これは、純冷媒が凝縮および蒸発時に温度グライドを示さないことを明らかにしている。図２では、凝縮の場合の漸進的変化Ｄ’−Ｆ’および蒸発の場合の漸進的変化Ｈ’−Ａ’は一定温度である。またＥ’は凝縮時における中間点であり、ＤおよびＦと同じ温度である。
【０００８】
図３は空気の温度を示す純冷媒の温度プロフィルであり、この中で上部の線はＦ’からＤ’まで水平である。図４は冷媒ブレンドの温度プロフィルであり、冷媒ブレンドの過熱戻し、凝縮および過冷却の場合の図１の漸進的変化Ｄ−ＦおよびＦ−Ｇを示す。図３および４はどちらも冷媒が凝縮するときの、純冷媒の場合のＴｙ‐ｚおよび温度グライドを有する冷媒の場合のＴｗ‐ｘを示す。図３および４に示すように、同じ熱交換表面の場合にはΔＴｙ‐ｚはΔＴｗ‐ｘより大きい。これは、純冷媒では（図３のＤ’−Ｆ’および１１−１２で表わされているように）グライドマッチング（ｇｌｉｄｅ  ｍａｔｃｈｉｎｇ）が実現されないが、グライド冷媒では（図４のＤ−Ｆおよび１１−１２で表わされているように）グライドマッチングおよび空気側の温度とのグライドマッチングが実現されるという事実のためである。
【０００９】
ケルビン度で表わされる平均熱力学温度はＴｗ＝ｈｃ−ｈｇ／ｓｃ−ｓｇの関係式で計算され、式中、ｈはｋＪ／ｋｇで表わされるエンタルピーであり、ｓはｋＪ／ｋｇ．Ｋ単位のエントロピーであり、添え字は図１および４における点を表す。冷媒ブレンドが管の内側にあり、それが管の外側の空気によって冷却される熱交換器の場合、平均温度Ｔｘは同様にＴｘ＝ｈ１２−ｈ１１／ｓ１２−ｓ１１で計算できる。
【００１０】
冷媒−空気熱交換器の設計は、空気（熱容量が小さくしかも熱伝導率が低い）の熱交換性が悪いため複雑である。当該技術分野において知られているように、空気側の熱交換表面を冷媒が循環する管の内部表面と比べて１０〜１００倍増やすために、冷媒−空気熱交換器ではひれ付き管を使用する。空気は、冷媒流に対して交差流のように流れる。そのような熱交換器は、凝縮器または蒸発器のいずれかであろう。
【００１１】
図５は、冷媒（純冷媒または冷媒ブレンドのいずれかであってよい）を凝縮させるのに用いられる先行技術の１列冷媒凝縮器１’の典型的な設計を示す。凝縮器１’は、複数のひれ付き管である４つの連続パス２’、３’、４’、および５’で構成されている。これらの管には、冷媒収集器６’によって平行に供給される。次いで冷媒は収集器７’、８’、および９’を経由して連続パス３’、４’、および５’を貫流し、収集器１０’を通って凝縮器から出て行く。空気は、１１’から１２’へ向かう矢印で示されているように、凝縮器を横切って交差流のように循環する。
【００１２】
車の空調用途の場合、重要な補足的利点が以下に説明するこの新しい設計の２列凝縮器と関係している。図６は、先行技術の周知の単一列凝縮器を含んでいる、自動車のバンパー１５’の前端部１５ａ’を示す。図７（これもバンパーの前端部を示す）から分かるように、バンパーは、図７中の点ａ’で表わされる外部から図７中の点ｂ’の凝縮器の後ろにあるエンジン室の内部へ向かう空気循環を制限する。図７に示すように、空調装置の１列凝縮器１’は、バンパーのすぐ後ろに、かつエンジン１７’を冷却するための放熱器１６’のすぐ前に取り付けられている。１つまたは幾つかのファン１８’も、凝縮器１’および放熱器１６の後ろに取り付けられている。ファンは、乗り物がアイドリング状態のときまたはエンジン室に入る空気流の割合が十分でないときに、凝縮器および放熱器を冷却するのに必要な空気流を引きこむ。凝縮器への空気の分配不良は、邪魔なバンパーに起因する。これがあると、自動車の空調装置の凝縮器の熱交換性能を阻害し、それによって凝縮圧力およびエネルギー使用量が増大する。
【００１３】
蒸発器は自動車の前端部のバンパーに隣接していないこともあるが、冷媒ブレンドが蒸発器で用いられている場合には、依然として性能の問題が起こりうる。図８は、周知の蒸発器の典型的な設計を示す。１９’で全体が示されている純冷媒用に設計された蒸発器は、板およびひれで構成された４つのタンク２０’、２１’、２２’、および２３’で構成されている。冷媒は収集器２４’を通って入り、タンク２０’中を下方へ流れ、その後、収集器２５’を通ってタンク２３’へ、次いで収集器２６’を通ってタンク２２’へ、次いで収集器２７’を通ってタンク２２’からタンク２１’へと次々と進み、最後に収集器２８’を通って気相の形で出て行く。空気は、矢印で示されているように、点３１’から点３２’へと循環する。
【００１４】
図９および１０は、図９の純冷媒の場合の空気および冷媒温度の変化、および図１０の冷媒ブレンド（図１０で蒸発時にグライドを有する）の場合の空気および冷媒温度の変化をそれぞれ示す。入口と出口との間で平均された空気温度は、図９および１０でそれぞれ点２９’および３０’で示されている。図９および１０から分かるように、図９および１０中の点２４’および２８’間で計算された平均冷媒蒸発温度は、冷媒ブレンドの場合より純冷媒の場合のほうが高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許出願第１１／５８９，５８８号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１１／４８６，７９１明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
凝縮器と蒸発器の両方を含む熱交換器の効率的な設計の目指すところは、熱交換表面のそれぞれの側を循環する２種類の流体間の平均温度を下げることである。熱交換表面のそれぞれの側を循環する伝熱流体間の平均温度を下げるために、凝縮器または蒸発器の設計を変えることが望ましいであろう。加えて、そのような凝縮器または蒸発器で冷媒ブレンドを用いる場合、冷媒ブレンドの温度グライドを利用するのが望ましいであろう。そのような設計は、自動車の空調部分に用いる凝縮器および蒸発器に特に有用であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、二重列を有する熱交換器ならびに交差流の冷媒流および対向流の空気流を用いることにより、先行技術の問題を克服するものである。本発明の構成では、冷たい空気が熱交換器の前部から入ってきて、前列でその空気が加熱され、その結果、空気が熱交換器の第２列に到達したときに、空気は熱交換器が１列熱交換器である場合の温かさよりも温かくなる。そのような熱交換器（凝縮器または蒸発器など）における熱交換の点から見た結果は、最も熱い冷媒ブレンドが最も熱い空気と接触し、最も冷たい冷媒ブレンドが最も冷たい空気と接触するというものであり、１列熱交換器中の純冷媒と比べて平均冷媒ブレンド温度と平均空気温度との間の差が小さくなることにつながる。本発明は、エネルギー利得をもたらす、冷媒ブレンドの凝縮時の温度グライドを利用するものである。
【００１８】
したがって本発明では、熱交換器（凝縮器または蒸発器など）の容量およびエネルギー効率を増大させることが可能であり、その結果、一般にはより効率的な装置となる。
【００１９】
したがって、本発明によれば二重列熱交換器が提供される。
【００２０】
したがって、本発明によれば、入口と；入口に接続された第１列であって、入口に流体連通する形で配置された第１パスを含む第１列と；第１列と隔てられかつそれと略平行に配置された第２列であって、少なくとも１つの第２パスと第２パスに流体連通する形で配置された出口とを含む第２列と；第１列を第２列に接続する導管とを含む、伝熱流体で熱交換するための二重列熱交換器が提供される。
【００２１】
さらに本発明によれば、バンパーと；バンパーの下に配置された二重列凝縮器であって
、入口と、入口に流体連通する形で配置された第１パスを含む、入口に接続された第１列と、少なくとも１つの第２パスと第２パスに流体連通する形で配置された出口とを含む、第１列に接続された第２列と；第１列を第２パスに接続する導管とを含む二重列凝縮器とを含む、自動車用の空調装置が提供される。
【００２２】
また本発明によれば、伝熱流体を後列手段中、第１方向に循環させることと；伝熱流体を導管手段中、後列手段から前列手段へ循環させることと；伝熱流体を前列手段中、第１方向と略平行した第２方向へ循環させることと；第１方向および第２方向に対して対向流式で前列手段および後列手段を横切るように空気を誘導することとを含む、伝熱流体で熱交換するための方法が提供される。
【００２３】
本発明は、以下の図を参照するとよりよく理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】温度グライドを有する先行技術による冷媒ブレンドの温度／エントロピー線図である。
【図２】純冷媒の温度／エントロピー線図である。
【図３】純冷媒の温度プロフィルである。
【図４】冷媒ブレンドの温度プロフィルである。
【図５】先行技術の単一列凝縮器の概略図である。
【図６】先行技術の周知の単一列凝縮器を含む自動車のバンパーの前端部図である。
【図７】バンパー、先行技術の単一列凝縮器、放熱器、ファンおよびエンジンを含む自動車の前端部の平面図である。
【図８】先行技術による純冷媒に用いられる蒸発器の斜視図である。
【図９】純冷媒の蒸発器温度プロフィルである。
【図１０】冷媒温度、冷媒の温度グライドおよび空気温度を示す、蒸発時の冷媒ブレンドの蒸発器温度プロフィルである。
【図１１】本発明の二重列凝縮器の概略図である。
【図１２】バンパー、本発明の二重列凝縮器、放熱器、ファンおよびエンジンを含む自動車の前端部の平面図である。
【図１３】本発明による、冷媒ブレンドに用いられる蒸発器の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
冷媒ブレンドの温度グライドを利用するために、本発明では二重列熱交換器を提供する。そのような熱交換器は、特に図１１に示される二重列凝縮器、または特に図１３に示される二重列蒸発器であってよい。本発明の熱交換器に用いるのに適した冷媒ブレンドは、２００６年１０月３０日に出願された特許文献１、および２００６年７月１３日に出願された特許文献２に開示されている。
【００２６】
図１１は図５に示す１列凝縮器１’に取って代わる本発明による二重列凝縮器１を示す。図１１に示す二重列凝縮器は、特に冷媒ブレンド用に設計されており、純冷媒用に設計されている図５の凝縮器１’と同じ熱交換表面を有する。しかし、本発明の二重列凝縮器は冷媒ブレンドを凝縮させるのに特に有効なように設計されているが、その使用はそうした伝熱流体に限定されるわけではないことに留意されたい。さらに、図１１に示されている設計は汎用的なものであり、据え置き型用途ならびに自動車用途のどんな空気−冷媒凝縮器にも使用できることに留意されたい。
【００２７】
本発明の二重列熱交換器は、伝熱流体をその中で循環させる前列手段、伝熱流体をその中で循環させる後列手段および前列手段と後列手段とを接続するための導管手段を含む。本発明の二重列凝縮器における前列手段は、１３で全体が示されている前列または第１列を含むことができる。後列手段は、１４で全体が示されている後列または第２列を含むことができる。導管手段は、図１１に示すように収集器（つまり導管）７を含むことができる。後列１４は、入口６およびパス２を含む。前列１３は、入口１５、第１パスまたはひれ付き管３、第１収集器（つまり導管）８、第２パスまたはひれ付き管４、第２収集器または導管９、第３パス５および出口１０を含む。導管７は第２列（つまり後列）を第１列（つまり前列）と接続する。具体的には、導管７は第２列のパス２を第１列の入口１５と接続する。前列および後列のパスは、熱交換器の技術分野において知られているように、入口および出口のマニホールドならびにそれらの間に配置される複数の流路（図示せず）（それらの中で伝熱流体を循環させるためのもの）を含む。
【００２８】
本発明の二重列凝縮器は、伝熱流体の流れに対して対向流式で前列手段および後列手段を横切るように空気を誘導する手段も含む。空気を誘導する手段は、図１２に示すようなファン１８などのファンであってよい。図１２は、特に図７に示すような先行技術の１列凝縮器に取って代わる本発明の２列凝縮器を有する、自動車の前端部バンパーを示している。ファンは凝縮器および放熱器１６の後ろに取り付けることができる。２つ以上のファンを用いることができる。ファンは、乗り物がアイドリング状態のときまたはエンジン室に入る空気流の割合が十分でないときに、凝縮器および放熱器を冷却するのに必要な空気流を引きこむ。凝縮器を横切る空気流の方向は、矢印１１−１２で示されている。
【００２９】
図１２の設計では、本発明の二重列凝縮器は、エンジン１７の冷却用放熱器１６の前にある台形状の部品１５ａであるバンパーのすぐ下に取り付けられている。本発明の凝縮器の上部は、バンパーによって空気流の抵抗が少しも生じないようにバンパーの下に延在している。この設計では、バンパーは外側（点ａで表わされている）から来て点ｂの凝縮器の後ろにあるエンジン室の内側へ向かう空気の循環を制限しない。図１２に示されている設計は、図７に示されている設計と比較して空気流の点で著しい利点がある。同一の熱交換表面積（本発明の二重列設計により２列に分割されている）により、高効率の空気流で凝縮器の冷却が可能であり、加えてその空気流は上述の邪魔なバンパーによって妨げられることはもはやない。
【００３０】
本発明はまた二重列熱交換器において伝熱流体で熱交換する方法も提供する。この方法は、伝熱流体を後列手段中、第１方向に循環させるステップと；伝熱流体を導管手段中、後列手段から前列手段へ循環させるステップと；伝熱流体を前列手段中、第１方向と略平行した第２方向へ循環させるステップと；第１方向および第２方向に対して対向流式で前列手段および後列手段を横切るように空気を誘導するステップとを含む。
【００３１】
この方法が二重列凝縮器にあてはまる場合について、凝縮器の動作の説明との関連で説明することにする。図１１に示すように、伝熱流体（冷媒ブレンドなど）が入口６を通って凝縮器１に入り、後列（つまり第２列）の第１パス２の中を循環する。冷媒ブレンドを、第２列１４のパス２から、第１列１３の第１パス３へ導管７および入口１５によって循環させ、次いで第１列１３の第１パス３から第２パス４へ導管８を通って循環させる。次いで、冷媒ブレンドを第１列のパス４から第３パス５へ導管９を通って循環させる。空気が、冷媒流に対して対向流式に、図１１に示すように矢印ａ−ｂに沿ってファン１８によって送風される。
【００３２】
冷媒ブレンドは入口６から凝縮器へ入る時には熱く、第２列１４で、この２列凝縮器の第１列１３によって加熱された空気によって対向流式に過冷却される。次いで、過冷却された冷媒ブレンドは出口１０を通って凝縮器１から出てゆく。要約すれば、本発明の二重列凝縮器を横切るように誘導される空気は、２つの連続した列で加熱されるが、これは熱交換器の交差流／対向流構造の結果である。熱交換の点から見た結果は、最も熱い冷媒ブレンドが最も熱い空気と接触し、最も冷たい冷媒ブレンドが最も冷たい空気と接触するというものであり、１列凝縮器中で凝縮される純冷媒と比べて平均冷媒ブレンド温度と平均空気温度との間の差が小さくなることにつながる。
【００３３】
冷媒−空気熱交換器用の交差流／対向流熱交換器を開発するという概念は、蒸発器にも適用できる。自動車の空調用途について、１つの可能な設計が図１３において全体的に１９で示されている。しかし、図１１に示されている設計は汎用的なものであり、据え置き型用途ならびに自動車用途のどんな空気−冷媒蒸発器にも使用できることに留意されたい。また、本発明の二重列蒸発器は冷媒ブレンドを蒸発させるのに特に有効なように設計されているが、その使用はそうした伝熱流体に限定されるわけではない。
【００３４】
本発明の二重列蒸発器における前列手段は、図１３中のパス２０および２１によって示されている前列または第１列を含むことができる。本発明の二重列蒸発器における後列手段は、図１３中のパス２２および２３によって示されている後列または第２列を含むことができる。上述した凝縮器の場合のように、前列および後列のパスは、熱交換器の技術分野において知られているように、入口および出口のマニホールドならびにそれらの間に配置される複数の流路（図示せず）（それらの中で伝熱流体を循環させるためのもの）を含む。後列を前列に接続するための導管手段は、図１３に示すように収集器（つまり導管）２６を含みうる。前列は、図１３に示すようにつながっている収集器（つまり導管）２４および収集器（つまり導管）２５も含む。後列は、収集器または導管２７および出口導管２８も含む。
【００３５】
二重列熱交換器において伝熱流体で熱交換する方法が二重列蒸発器に当てはまる場合について、上述した二重列蒸発器に関連して説明する。作動時に、冷媒ブレンドは導管２４を通って蒸発器に入る。その後、冷媒はタンク２０を通って下方に流れて収集器２５を通ってタンク２１へ、次いで収集器２６を通ってタンク２１からタンク２２へ、次いで収集器２７を通ってタンク２２からタンク２３へ行き、次いで収集器２８を通って蒸発器１９から出てゆく。冷媒は、第１列から第２列へ、その２つの列を接続する導管を通って流れる。空気は、図１３の矢印で示されるように３１から３２へ循環する。本発明の二重列蒸発器では、２４に入ってからタンク２０および２１中を循環する最も冷たい冷媒が、最初に蒸発器の第１列で冷却された冷たくなった空気を冷却する。伝熱流体を、第１列を通る流体の流れの方向とほぼ対向する方向に向かって第１列中を循環させる。
【００３６】
図４に関して上で示したように、冷媒ブレンドの温度グライドにより、温度差ΔＴｗ−ｘ＝Ｔｗ−Ｔｘの減少が可能となり、こうして熱交換のエントロピー生成が制限されるが、これは空気流および冷媒ブレンド流が対向流の設計に編成されていることを条件とする。温度差ΔＴｙ−ｚ＝Ｔｙ−Ｔｚは、ＴｘおよびＴｗと同様に、一方の側の冷媒のエンタルピーおよびエントロピーならびに他方の側の空気のエンタルピーおよびエントロピーを用いて計算する。ΔＴｙ−ｚは、同じ熱交換表面ではΔＴｗ−ｘより大きい。これは、図４に示される凝縮Ｄ−Ｆが一定温度であり、温度グライドを伴わないという事実のためである。熱交換器が図１１および１３に示すような本発明の交差流／対向流設計となるよう設計されている場合、冷媒ブレンドの凝縮時における温度グライドはエネルギー利得をもたらす。
【実施例】
【００３７】
実施例１
自動車用の空調装置を、凝縮器、コンプレッサー、および熱膨張装置で構成した。単純型蒸発器と本発明による改良型蒸発器の２種類の蒸発器を試験した。空調装置を環境室内で組み立てて、以下の条件で試験した：３０℃の周囲温度、３６ｋｍ／時の推定の乗り物速度、２０００ｒｐｍのコンプレッサー速度（ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ  ｓｐｅｅｄ）、および３８０ｍ３／時の蒸発器での空気流量。温度グライドが約４〜５℃である、９５重量パーセントの１，１，１，２，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＣ−１２２５ｙｅ−Ｚ）と５重量パーセントのジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）との混合物を試験した。装置の冷却能力（Ｗ）およびエネルギー効率（ＣＯＰ）を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００３８】
【表１】
2010513843.tif 000003
【００３９】
結果によると、高度なグライド冷媒ＨＦＣ−１２２５ｙｅ−Ｚ／ＨＦＣ−３２は、冷却能力およびエネルギー効率の点で純冷媒Ｒ１３４ａよりも得られる利点が大きいことが明らかである。
【００４０】
実施例２
自動車用の空調装置を、蒸発器、コンプレッサー、および熱膨張装置で構成した。単純型凝縮器と本発明による改良型凝縮器の２種類の凝縮器を試験した。空調装置を環境室内で組み立てて、以下の条件で試験した：３０℃の周囲温度、２５ｋｍ／時の推定の乗り物速度、２０００ｒｐｍのコンプレッサー速度、および２５０ｍ３／時の蒸発器での空気流量。温度グライドが約４〜５℃である、９５重量パーセントの１，１，１，２，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＣ−１２２５ｙｅ−Ｚ）と５重量パーセントのジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）との混合物を試験した。装置の冷却能力（Ｗ）およびエネルギー効率（ＣＯＰ）を測定した。結果を以下の表２に示す。
【００４１】
【表２】
2010513843.tif 000004
【００４２】
結果は、凝縮器の構成を交差流／対向流に変更すると、冷却能力が増大し、エネルギー効率が著しく増大することを示している。
【図１】
2010513843.tif 000005
【図２】
2010513843.tif 000006
【図３】
2010513843.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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