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JP2004077039A - Evaporation type condenser - Google Patents

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JP2004077039A
JP2004077039A JP2002238913A JP2002238913A JP2004077039A JP 2004077039 A JP2004077039 A JP 2004077039A JP 2002238913 A JP2002238913 A JP 2002238913A JP 2002238913 A JP2002238913 A JP 2002238913A JP 2004077039 A JP2004077039 A JP 2004077039A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ammonia
refrigerant
fin
condenser
cooling water
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002238913A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Kitani
木谷 一夫
Takeshi Koyama
小山 健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Precision Products Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Precision Products Co Ltd filed Critical Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority to JP2002238913A priority Critical patent/JP2004077039A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaporation type condenser used for an ammonia compression type refrigerator and possible to be made small in size and light in weight. <P>SOLUTION: The evaporation type condenser is provided with a compressor, a condenser and an evaporator and is used for a compression type refrigerator making ammonia as a coolant. A means for spraying cooling water and a means for circulating air are arranged as a means for condensing the ammonia coolant fed from the compressor, and it is characterized by being provided with a plate fin type heat exchanger in which a flow passage circulated with the ammonia coolant and a flow passage circulated with a condensing medium comprising the cooling water and air are superposed and assembled is provided. In this evaporation type condenser, it is desirable that flowing of the ammonia coolant and the condensing medium in the plate fin type heat exchanger is carried out at a crossflow system. Further, it is desirable that a corrugate fin assembled to the flow passage circulated with the condensing medium is made to a herringbone system. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮式冷凍機に好適な蒸発式凝縮器に関し、さらに詳しくは、アンモニアを冷媒に使用した圧縮式冷凍機に用いられ、冷凍サイクルにおける凝縮過程での熱交換効率の向上を図ることにより、装置の小型化、軽量化を達成することができる蒸発式凝縮器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
地球の温暖化対策として、フロン系冷媒の使用が規制され、地球環境保護の観点から自然系冷媒であるアンモニアを冷媒とするアンモニア圧縮式冷凍機が注目されている。
【0003】
図1は、アンモニア圧縮式冷凍機の全体構成を示す概略図である。圧縮式冷凍機では、基本的には圧縮機1、凝縮器2および蒸発器3が設けられ、冷媒配管5により接続されて冷凍サイクルが構成されている。
【0004】
圧縮機1ではアンモニア冷媒がポリトロープ圧縮されるように構成されており、凝縮器2では、圧縮されたアンモニア冷媒が冷却水と熱交換されて冷媒液となる。液化したアンモニア冷媒液は、受液器2aに高圧の状態で溜められた後、そこから送り出されて膨張弁4で絞り膨張されて、圧力を下げて蒸発器3に送られて、アンモニアとして蒸発する。そして、再び、蒸発したアンモニアを圧縮器1で吸い込んで圧縮するようにすれば、蒸発器3内は低い圧力に保たれるとともに、連続して冷却作業が行われることになる。
【0005】
後述するように、アンモニア圧縮式冷凍機では、圧縮機によって圧縮されたアンモニア冷媒が圧縮機から供給される時、温度が比較的高温になる。このため、凝縮温度が低く保つことができる、蒸発式凝縮器が多用されている。
【0006】
図2は、従来の蒸発式凝縮器の全体構成を示す図である。同図に示すように、凝縮器2全体はケーシング6に覆われており、ケーシング6には空気吸込口6aと同吹出口6bが設けられている。そして、ケーシング6内にはアンモニア冷媒が流れる伝熱体7と、この伝熱体7に冷却水を散布する散水ノズル8と、水滴が外部へ飛散するのを防ぐエリミネータ9と、ケーシング内に空気を流通させる送風機10が配置される。
【0007】
上記伝熱体7内を流通するアンモニア冷媒は、散水ノズル8から伝熱体7に散布された冷却水がケーシング6内を上方へ流過する空気と接触して蒸発する際の蒸発潜熱によって冷却されて凝縮し、冷媒出口7bから送り出されるようになっている。さらに、図中では冷却水を溜める水槽11および冷却水用のポンプ12を示している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
非フロン系で、自然系冷媒としてアンモニア冷媒を使用した圧縮式冷凍機において、アンモニアは圧縮機により圧縮されると、その熱力学的性質からフロン系冷媒に比べて大幅に高温になり、大幅な過熱状態になる。したがって、圧縮器から吐出されたアンモニア冷媒は、このような高温、かつ過熱状態で凝縮器に導入されることになる。
【0009】
そこで、蒸発式凝縮器を採用して凝縮温度が低く保つようにしても、凝縮器で高温のアンモニア冷媒を確実に液化するためには、過熱状態に対応して凝縮器の容量を大きくし、冷却水または冷却空気を多量に供給しなければならない。このため、冷媒の凝縮過程でエネルギーを多量に消費することになることから、従来のアンモニア冷凍機に用いられる蒸発式凝縮器は大容量となり、冷凍装置全体として大型化、重量化が避けられない。
【0010】
本発明は、上述したアンモニア冷凍機に用いられる蒸発式凝縮器での問題点を解消するためになされたものであり、アンモニア冷媒を使用した圧縮式冷凍機であっても、凝縮過程での熱交換効率の向上を図ることにより、装置の小型化、軽量化を達成することができる蒸発式凝縮器を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述した課題を解決するため、蒸発式凝縮器の冷却メカニズムを詳細に検討した。すなわち、圧縮式冷凍機に用いられる蒸発式凝縮器では、散布ノズル等の散布手段によって散布された冷却水は、伝熱体の表面を膜状になって流れ落ち、高温の冷媒から熱を奪って蒸発する。一方、送風機等の流通手段によって送られた空気が蒸発した水蒸気を取り込んで、高温で高い絶対湿度の空気となって、瀕縮器の上部から排出される。
【0012】
したがって、蒸発式凝縮器では凝縮媒体として冷却水および空気が用いられるが、冷却作用のほとんどは水の蒸発潜熱によって行われる。伝熱作用の点からは、蒸発式凝縮器は凝縮温度が低く有利な方法であるが、常に、伝熱体の表面を冷却水の膜で覆うことと、空気の流通を確保することが必要になる。
【0013】
一方、産業機器用として、小型、軽量で熱交換効率に優れる熱交換器として、プレートフィン型熱交換器が汎用されている。図3は、このプレートフィン型熱交換器における積層組立体(コア部)の構成を説明する図であるが、熱交換器の心臓部であるコア部は、低温流体通路と高温流体通路を仕切る板状のチューブプレート21と、伝熱促進用のコルゲート型や各種の形状からなるフィン22が交互に積層され、また、チューブプレート21同士の間隔を保ち、流路を密封するためのスペーサーバー23が両側面に並べられた基本構造で構成されている。図中の矢印は、低温流体と高温流体の流動方向を示している。
【0014】
図3に示すプレートフィン型熱交換器は組立製造に際して、チューブプレート21、フィン22、スペーサーバー23などの各種構成要素をろう材を介して積層組立し、真空加熱炉中で高温でろう付けして、積層組立体を一体化に製造している。したがって、プレートフィン型熱交換器は低温流体と高温流体とが流路を仕切っているチューブプレート21を介して熱交換を行なうものであるため、その装置の大きさの割に伝熱面積が広くとれる構造であり、装置の小型化、軽量化が可能であるという特徴がある。
【0015】
本発明者らは、上述した冷却メカニズムを有する蒸発式凝縮器の小型化、軽量化には、プレートフィン型熱交換器を採用することが有効であることに着目し、種々の検討の重ねた。その結果、アンモニア冷凍機に用いられる蒸発式凝縮器であっても、冷凍性能を低下させることなく、装置の小型化、軽量化が達成できることを知見した。
【0016】
本発明は、このような知見に基づいて完成されたものであり、下記の(1)および(2)の蒸発式凝縮器を要旨としている。
(1) 圧縮器と凝縮器と蒸発器とを備え、アンモニアを冷媒とする圧縮式冷凍機に用いられ、前記圧縮器から供給されるアンモニア冷媒を凝縮する手段として、冷却水を散布する手段と、空気を流通させる手段とを配設し、前記アンモニア冷媒が流通する流路と前記冷却水と空気とからなる凝縮媒体が流通する流路とを積層組立したプレートフィン型熱交換器を設けることを特徴とする蒸発式凝縮器である。
(2) 上記(1)の蒸発式凝縮器では、上記プレートフィン型熱交換器でのアンモニア冷媒と凝縮媒体の流動が直交流型で行われるようにするのが望ましい。さらに、上記凝縮媒体が流通する流路に組み込まれるコルゲートフィンをヘリンボーン型にするのが望ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の蒸発式凝縮器の具体的な構成例とその作用について、図面に基づいて説明する。
【0018】
図4は、本発明の蒸発式凝縮器の全体構成を示す図である。凝縮器2全体を覆うケーシング6は側面下部に空気吸込口6aを、上部に空気吹出口6bをそれぞれ備え、空気吹出口6bに設けた送風機10の駆動によりケーシング6内に上向きの空気流路を形成させている。この空気流路に対向するように、上方から冷却水を散布する散水ノズル8が配設されており、さらに散布された冷却水がケーシング6外に飛散するのを防止するためのエリミネータ9が備えられている。
【0019】
前記冷却水と空気とからなる凝縮媒体が流通する、ケーシング6内の中心部にはプレートフィン型熱交換器20が配置されている。また、ケーシング6下部に冷却水を溜める水槽11を設けてあって、同水槽に一端が接続された送水管13の他端がポンプ12を介して前記散水ノズル8に接続されている。
【0020】
そして、前記プレートフィン型熱交換器20は、前記アンモニア冷媒が流通する流路と前記凝縮媒体が流通する流路とが一体に積層組立られた構造であり、圧縮機から供給されるアンモニア冷媒は冷媒入口20aから流通させ、プレートフィン型熱交換器20内の高温流体流路でアンモニアガスから冷媒液に凝縮されて、冷媒出口20bから受液器に供給される。
【0021】
一方、前記プレートフィン型熱交換器20の凝縮媒体が流通する低温流体流路には、上方から散水ノズル8によって散布される冷却水が供給され、流路全面を冷却水の膜で覆い、アンモニア冷媒から熱を奪って蒸発する。この低温流体流路には、下方から空気が供給されて、空気が蒸発した水蒸気を取り込んで、凝縮器の上部から排出される。
【0022】
前述の通り、蒸発式凝縮器が適切な冷却メカニズムを発揮するには、流路を常に冷却水の膜で覆うことと、空気の流通を確保することが必要になる。これらを確保するには、散布される冷却水の流体抵抗と、流通する空気の圧力損失を適切にする必要がある。冷却水の流体抵抗と空気の圧力損失を調整するには、高温流体流路に組み込まれるコルゲートフィンのフィン高さとフィンピッチを適正にする必要がある。
【0023】
図5は、本発明の蒸発式凝縮器で採用したプレートフィン型熱交換器の平面構成を示した図である。同図に示すように、アンモニア冷媒用の高温流体流路24と凝縮媒体用の低温流体流路25とが積層組立され、サイドプレート26に保持されて一体構造となっている。
【0024】
図5において、本発明の蒸発式凝縮器の設計例では、低温流体流路25に組み込まれるコルゲートフィン22は、板厚0.25mmのアルミニウム製であって、フィン高さは25.4mm、フィンピッチは3フィン/25.4mmとしている。冷媒用の高温流体流路に組み込まれるコルゲートフィンは図示していないが、因みに、同板厚のアルミニウム製であって、フィン高さは3.2mm、フィンピッチは11フィン/25.4mmとすることができる。
【0025】
通常、凝縮媒体用の低温流体流路全面を冷却水の膜で覆うようにするには、フィンピッチを密にして、フィン高さも低めにするのが有効であるが、過剰にフィンピッチを密にし、フィン高さを低くすると、流体抵抗が大きくなり冷却水の供給に支障を生ずることになる。一方、凝縮器内を流れる空気の圧力損失を少なくするには、フィンピッチを若干粗くして、フィン高さを高めるのがよい。したがって、所定の流体抵抗と圧力損失の両方を満足するような最適のフィン高さとフィンピッチは、試験および解析によって検討を行う必要がある。
【0026】
プレートフィン型熱交換器内部での低温流体と高温流体の流動方法は、基本的には向流型と直交流型に区分されるが、本発明の蒸発式凝縮器では、前記図3において矢印でに示すように、直交流型にするのが望ましい。冷媒用の高温流体の流動方向と直交させることによって、凝縮媒体用の低温流体流路の供給幅を確保することができ、空気の圧力損失を減少させることができるからである。
【0027】
前述の通り、プレートフィン型熱交換器は組立製造に際して、チューブプレート、フィン、スペーサーバーなどの各種構成要素が高温ろう付けされて、積層組立されるので、コア部は一定の座屈強度を確保する必要がある。また、プレートフィン型熱交換器のコア部では、熱交換器の昇温と降温の繰り返しによってフィンは圧縮または座屈と引張が繰り返されているため、これに抗する強度が必要になる。このため、凝縮媒体が流通する低温流体流路に組み込まれるコルゲートフィンは、その流れ方向に対してうねらせたヘリンボーン型にするのが望ましい。
【0028】
図6は、本発明の蒸発式凝縮器で採用した低温流体流路に組み込まれるヘリンボーン型フィンの外観形状およびその寸法仕様を示す図である。図6に示すように、本発明の蒸発式凝縮器の設計例では、うねりピッチが19.4mmで、うねり量が2.5mmのヘリンボーン型フィンを用いた。凝縮媒体の流れ方向にうねらせたヘリンボーン型を補強フィンとして配置することにより、凝縮過程での熱交換効率の向上が図れると同時に、座屈や繰り返し荷重に対して強くなり、組立製造時や高温時においても座屈変形や損傷等を発生するおそれがない。
【0029】
【発明の効果】
本発明の蒸発式凝縮器によれば、アンモニア冷媒を使用した圧縮式冷凍機であっても、冷凍サイクルにおける凝縮過程での熱交換効率の向上を図ることにより、冷凍能力の低下をきたすことなく、装置の小型化、軽量化を達成することができる。しかも、組立製造や長時間の繰り返し使用に際しても、プレートフィン型熱交換器の積層組立体(コア部)が変形または損傷するすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】アンモニア圧縮式冷凍機の全体構成を示す概略図である。
【図2】従来の蒸発式凝縮器の全体構成を示す図である。
【図3】このプレートフィン型熱交換器における積層組立体(コア部)の構成を説明する図である。
【図4】本発明の蒸発式凝縮器の全体構成を示す図である。
【図5】本発明の蒸発式凝縮器で採用したプレートフィン型熱交換器の平面構成を示した図である。
【図6】本発明の蒸発式凝縮器で採用した低温流体流路に組み込まれるヘリンボーン型フィンの外観形状およびその寸法仕様を示す図である。
【符号の説明】
1:圧縮器、 2:凝縮器
2a:受液器、 3:蒸発器
4:膨張弁、 5:冷媒配管
6:ケーシング、 6a:空気吸込口
6b:空気吹出口、 7:伝熱体7
8:散水ノズル、 9:エリミネータ
10:送風機、 11:水槽
12:冷却水用ポンプ、 13:送水管
20:プレートフィン型熱交換器
20a:冷媒入口、 20b:冷媒出口
21:チューブプレート、 22:フィン
23:スペーサーバー、 24:冷媒用高温流体流路
25:凝縮媒体用低温流体流路
26:サイドプレート
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an evaporative condenser suitable for a compression refrigerator, and more particularly, to an improvement in heat exchange efficiency in a condensation process in a refrigeration cycle, which is used in a compression refrigerator using ammonia as a refrigerant. Accordingly, the present invention relates to an evaporative condenser capable of achieving a reduction in size and weight of the apparatus.
[0002]
[Prior art]
As a countermeasure against global warming, the use of CFC-based refrigerants is regulated, and an ammonia compression refrigerator using ammonia as a natural refrigerant as a refrigerant has been attracting attention from the viewpoint of protecting the global environment.
[0003]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the entire configuration of the ammonia compression refrigerator. In the compression type refrigerator, basically, a compressor 1, a condenser 2, and an evaporator 3 are provided and connected by a refrigerant pipe 5 to form a refrigeration cycle.
[0004]
In the compressor 1, the ammonia refrigerant is configured to be polytrope-compressed, and in the condenser 2, the compressed ammonia refrigerant undergoes heat exchange with cooling water to become a refrigerant liquid. The liquefied ammonia refrigerant liquid is stored in a high-pressure state in the liquid receiver 2a, is sent out there, is throttled and expanded by an expansion valve 4, is sent to the evaporator 3 at a reduced pressure, and is evaporated as ammonia. I do. Then, when the evaporated ammonia is sucked again by the compressor 1 and compressed, the inside of the evaporator 3 is kept at a low pressure, and the cooling operation is continuously performed.
[0005]
As described below, in the ammonia compression refrigerator, when the ammonia refrigerant compressed by the compressor is supplied from the compressor, the temperature becomes relatively high. For this reason, evaporative condensers that can keep the condensation temperature low are frequently used.
[0006]
FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of a conventional evaporative condenser. As shown in the figure, the entire condenser 2 is covered by a casing 6, and the casing 6 is provided with an air inlet 6a and an outlet 6b. In the casing 6, a heat transfer body 7 through which an ammonia refrigerant flows, a water spray nozzle 8 for spraying cooling water to the heat transfer body 7, an eliminator 9 for preventing water droplets from being scattered outside, and air in the casing Is disposed.
[0007]
The ammonia refrigerant flowing through the heat transfer member 7 is cooled by latent heat of evaporation when the cooling water sprayed from the water spray nozzle 8 to the heat transfer member 7 comes into contact with air flowing upward in the casing 6 and evaporates. The refrigerant is condensed and sent out from the refrigerant outlet 7b. Further, a water tank 11 for storing cooling water and a pump 12 for cooling water are shown in the drawing.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In a non-CFC-based compression refrigerator using ammonia refrigerant as a natural refrigerant, when the ammonia is compressed by the compressor, the temperature of the ammonia becomes significantly higher than that of the CFC-based refrigerant due to its thermodynamic properties. It becomes overheated. Therefore, the ammonia refrigerant discharged from the compressor is introduced into the condenser at such a high temperature and in an overheated state.
[0009]
Therefore, even if an evaporative condenser is adopted to keep the condensation temperature low, in order to reliably liquefy the high-temperature ammonia refrigerant in the condenser, the capacity of the condenser must be increased in accordance with the overheating state, A large amount of cooling water or cooling air must be supplied. For this reason, since a large amount of energy is consumed in the condensation process of the refrigerant, the evaporative condenser used in the conventional ammonia refrigerator has a large capacity, and the size and weight of the entire refrigeration system cannot be avoided. .
[0010]
The present invention has been made in order to solve the problems in the evaporative condenser used in the ammonia refrigerator described above, and even in a compression refrigerator using an ammonia refrigerant, the heat generated during the condensation process can be reduced. It is an object of the present invention to provide an evaporative condenser capable of achieving a reduction in size and weight of an apparatus by improving the exchange efficiency.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have studied in detail the cooling mechanism of the evaporative condenser in order to solve the above-mentioned problem. That is, in the evaporative condenser used in the compression refrigerator, the cooling water sprayed by the spraying means such as the spray nozzle flows down in the form of a film on the surface of the heat transfer body, and removes heat from the high-temperature refrigerant. Evaporate. On the other hand, the air sent by the circulation means such as a blower takes in the evaporated water vapor, becomes high-temperature, high-absolute-humidity air, and is discharged from the upper part of the contractor.
[0012]
Therefore, in the evaporative condenser, cooling water and air are used as a condensing medium, but most of the cooling action is performed by latent heat of evaporation of water. From the viewpoint of heat transfer, the evaporative condenser is an advantageous method because the condensation temperature is low, but it is always necessary to cover the surface of the heat transfer body with a film of cooling water and to ensure the flow of air. become.
[0013]
On the other hand, plate fin type heat exchangers are widely used as heat exchangers for industrial equipment that are small, lightweight, and excellent in heat exchange efficiency. FIG. 3 is a view for explaining the configuration of a laminated assembly (core) in the plate-fin heat exchanger. The core, which is the heart of the heat exchanger, separates a low-temperature fluid passage from a high-temperature fluid passage. A plate-like tube plate 21 and fins 22 of a corrugated type or various shapes for promoting heat transfer are alternately laminated, and a spacer bar 23 for keeping a space between the tube plates 21 and sealing a flow path. Consists of a basic structure arranged on both sides. The arrows in the figure indicate the flow directions of the low-temperature fluid and the high-temperature fluid.
[0014]
When assembling and manufacturing the plate fin type heat exchanger shown in FIG. 3, various components such as the tube plate 21, the fins 22, and the spacer bars 23 are stacked and assembled via a brazing material, and brazed at a high temperature in a vacuum heating furnace. Therefore, the laminated assembly is manufactured integrally. Therefore, since the plate-fin type heat exchanger performs heat exchange through the tube plate 21 in which the low-temperature fluid and the high-temperature fluid partition the flow path, the heat transfer area is large for the size of the device. It has a feature that the device can be reduced in size and weight.
[0015]
The present inventors have focused on the fact that it is effective to employ a plate-fin type heat exchanger to reduce the size and weight of the evaporative condenser having the above-described cooling mechanism, and made various studies. . As a result, it has been found that even with an evaporative condenser used in an ammonia refrigerator, the size and weight of the apparatus can be reduced without lowering the refrigerating performance.
[0016]
The present invention has been completed based on such knowledge, and has the following evaporative condensers of (1) and (2).
(1) A compressor that includes a compressor, a condenser, and an evaporator, is used in a compression refrigerator that uses ammonia as a refrigerant, and sprays cooling water as a unit that condenses the ammonia refrigerant supplied from the compressor. A means for flowing air, and a plate-fin heat exchanger in which a flow path through which the ammonia refrigerant flows and a flow path through which a condensing medium composed of the cooling water and air flows are provided. It is an evaporative condenser characterized by the following.
(2) In the evaporative condenser of the above (1), it is desirable that the flow of the ammonia refrigerant and the condensing medium in the plate fin heat exchanger be performed in a cross-flow type. Further, it is desirable that the corrugated fin incorporated in the flow path through which the condensing medium flows be a herringbone type.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a specific configuration example and operation of the evaporative condenser of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 4 is a diagram showing the overall configuration of the evaporative condenser of the present invention. The casing 6 covering the entire condenser 2 is provided with an air suction port 6a at a lower portion of a side surface and an air outlet 6b at an upper portion, and an upward air flow path is formed in the casing 6 by driving a blower 10 provided at the air outlet 6b. Is formed. A watering nozzle 8 for spraying cooling water from above is provided so as to face the air flow path, and an eliminator 9 for preventing the sprayed cooling water from scattering outside the casing 6 is provided. Have been.
[0019]
A plate-fin type heat exchanger 20 is disposed at the center of the casing 6 through which the condensing medium composed of the cooling water and the air flows. A water tank 11 for storing cooling water is provided below the casing 6, and the other end of a water supply pipe 13 having one end connected to the water tank is connected to the water spray nozzle 8 via a pump 12.
[0020]
The plate fin type heat exchanger 20 has a structure in which a flow path through which the ammonia refrigerant flows and a flow path through which the condensing medium flows are integrally laminated and assembled, and the ammonia refrigerant supplied from the compressor is The refrigerant flows from the refrigerant inlet 20a, is condensed from the ammonia gas to the refrigerant liquid in the high-temperature fluid flow path in the plate-fin heat exchanger 20, and is supplied to the receiver from the refrigerant outlet 20b.
[0021]
On the other hand, the cooling water sprayed by the watering nozzle 8 is supplied from above to the low-temperature fluid flow passage through which the condensing medium of the plate fin heat exchanger 20 flows, and the entire surface of the flow passage is covered with a cooling water film, Evaporates by removing heat from the refrigerant. Air is supplied to the low-temperature fluid flow path from below, and the water vapor obtained by evaporating the air is taken in and discharged from the upper part of the condenser.
[0022]
As described above, in order for the evaporative condenser to exhibit an appropriate cooling mechanism, it is necessary to always cover the flow path with a film of cooling water and to secure the flow of air. In order to secure these, it is necessary to make the fluid resistance of the sprayed cooling water and the pressure loss of the flowing air appropriate. In order to adjust the fluid resistance of the cooling water and the pressure loss of the air, it is necessary to make the fin height and fin pitch of the corrugated fin incorporated in the high-temperature fluid flow path appropriate.
[0023]
FIG. 5 is a diagram showing a plan configuration of a plate-fin heat exchanger employed in the evaporative condenser of the present invention. As shown in the figure, a high-temperature fluid flow path 24 for an ammonia refrigerant and a low-temperature fluid flow path 25 for a condensing medium are stacked and assembled, and are held by a side plate 26 to form an integral structure.
[0024]
In FIG. 5, in the design example of the evaporative condenser of the present invention, the corrugated fin 22 incorporated in the low-temperature fluid flow path 25 is made of aluminum having a thickness of 0.25 mm, the fin height is 25.4 mm, and the fin height is 25.4 mm. The pitch is 3 fins / 25.4 mm. Although the corrugated fin incorporated in the high-temperature fluid flow path for the refrigerant is not shown, it is made of aluminum having the same thickness, the fin height is 3.2 mm, and the fin pitch is 11 fins / 25.4 mm. be able to.
[0025]
Usually, in order to cover the entire surface of the low-temperature fluid flow path for the condensing medium with the cooling water film, it is effective to make the fin pitch small and the fin height small, but excessively dense fin pitch is effective. When the height of the fins is reduced, the fluid resistance increases and the supply of cooling water is hindered. On the other hand, in order to reduce the pressure loss of the air flowing through the condenser, the fin pitch may be slightly increased to increase the fin height. Therefore, the optimum fin height and fin pitch that satisfy both the predetermined fluid resistance and the pressure loss need to be examined by testing and analysis.
[0026]
The flow method of the low-temperature fluid and the high-temperature fluid inside the plate fin type heat exchanger is basically classified into a countercurrent type and a crossflow type. In the evaporative condenser of the present invention, an arrow in FIG. As shown in the above, it is desirable to use a cross-flow type. This is because the supply width of the low-temperature fluid flow path for the condensing medium can be secured and the pressure loss of air can be reduced by making the flow direction of the high-temperature fluid for the refrigerant orthogonal to the flow direction.
[0027]
As mentioned above, the plate fin type heat exchanger is assembled at the time of assembly, with various components such as tube plates, fins, spacer bars, etc. being brazed at a high temperature and laminated, so that the core part has a certain buckling strength There is a need to. Further, in the core portion of the plate fin type heat exchanger, the fins are repeatedly compressed or buckled and stretched due to the repetition of temperature rise and fall of the heat exchanger. For this reason, it is desirable that the corrugated fin incorporated in the low-temperature fluid flow path through which the condensing medium flows be a herringbone type that is undulated in the flow direction.
[0028]
FIG. 6 is a diagram showing the external shape and dimensional specifications of a herringbone type fin incorporated in a low-temperature fluid flow path employed in the evaporative condenser of the present invention. As shown in FIG. 6, in the design example of the evaporative condenser of the present invention, a herringbone type fin having a waviness pitch of 19.4 mm and a waviness of 2.5 mm was used. By disposing the herringbone type undulating in the flow direction of the condensing medium as reinforcing fins, it is possible to improve the heat exchange efficiency in the condensation process, and at the same time, it becomes strong against buckling and repeated loads, and during assembly production and high temperature Even at the time, there is no possibility of buckling deformation or damage.
[0029]
【The invention's effect】
According to the evaporative condenser of the present invention, even in a compression refrigerator using an ammonia refrigerant, by improving the heat exchange efficiency in the condensation process in the refrigeration cycle, the refrigeration capacity is not reduced. In addition, the size and weight of the device can be reduced. Moreover, the laminated assembly (core portion) of the plate-fin heat exchanger is not deformed or damaged even during assembling and manufacturing or repeated use for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an ammonia compression refrigerator.
FIG. 2 is a diagram showing an entire configuration of a conventional evaporative condenser.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a laminated assembly (core portion) in the plate fin type heat exchanger.
FIG. 4 is a diagram showing the overall configuration of the evaporative condenser of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a plan configuration of a plate-fin type heat exchanger employed in the evaporative condenser of the present invention.
FIG. 6 is a view showing an external shape and a dimensional specification of a herringbone type fin incorporated in a low-temperature fluid flow path employed in the evaporative condenser of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: compressor, 2: condenser 2a: receiver, 3: evaporator 4: expansion valve, 5: refrigerant pipe 6: casing, 6a: air inlet 6b: air outlet, 7: heat transfer element 7
8: water spray nozzle, 9: eliminator 10: blower, 11: water tank 12: cooling water pump, 13: water pipe 20: plate fin type heat exchanger 20a: refrigerant inlet, 20b: refrigerant outlet 21: tube plate, 22: Fin 23: spacer bar, 24: high-temperature fluid flow path for refrigerant 25: low-temperature fluid flow path for condensing medium 26: side plate

Claims (3)

圧縮器と凝縮器と蒸発器とを備え、アンモニアを冷媒とする圧縮式冷凍機に用いられ、前記圧縮器から供給されるアンモニア冷媒を凝縮する手段として、冷却水を散布する手段と、空気を流通させる手段とを配設し、前記アンモニア冷媒が流通する流路と前記冷却水と空気とからなる凝縮媒体が流通する流路とを積層組立したプレートフィン型熱交換器を設けることを特徴とする蒸発式凝縮器。A compressor having a compressor, a condenser, and an evaporator, which is used in a compression refrigerator using ammonia as a refrigerant, as a means for condensing the ammonia refrigerant supplied from the compressor, a means for spraying cooling water, and a means for spraying air. A means for distributing is provided, and a plate fin type heat exchanger is provided in which a flow path through which the ammonia refrigerant flows and a flow path through which a condensing medium composed of the cooling water and air flows are stacked and assembled. Evaporative condenser. 上記プレートフィン型熱交換器でのアンモニア冷媒と凝縮媒体の流動が直交流型で行われることを特徴とする請求項1に記載の蒸発式凝縮器。The evaporative condenser according to claim 1, wherein the flow of the ammonia refrigerant and the condensing medium in the plate fin heat exchanger is performed in a cross-flow type. 上記凝縮媒体が流通する流路に組み込まれるコルゲートフィンがヘリンボーン型であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蒸発式凝縮器。The evaporative condenser according to claim 1 or 2, wherein the corrugated fin incorporated in the flow path through which the condensing medium flows is a herringbone type.
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