[发明专利]制冷剂用传热管及热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及制冷剂用传热管及热交换器。尤其是，本发明涉及使用二氧化碳作为制冷剂的热泵热水器所具有的热交换器中使用的制冷剂用传热管，以及具有该制冷剂用传热管的热交换器。

背景技术

热泵是利用压缩机(即、compressor)，使来自外部的大气、地下水、海水等作为廉价且丰富存在的资源的热源的热发生转移的系统。例如，对于电动热泵不是将电能直接变换为热能，而是通过利用电能作为将热转移的动力源，因此可利用所消耗电力(消耗能量)的近三倍的热能。这与使石油等化石燃料燃烧而形成热能的系统相比，为效率高、对环境负荷小的系统。因此，热泵式热交换器近年来得到广泛利用。

另一方面，在利用冷冻循环的普通热交换器(空调机、冰箱、冷冻机、热水器等)中，以往一直使用氟利昂系制冷剂。但是，出于担心氟利昂系制冷剂对地球温暖化的影响等理由，正在使用对环境负荷小的自然制冷剂，特别是将二氧化碳作为代替。而且，由于经济、环境的理由，例如，作为EcoCute(热泵热水器)以及汽车空调装置用，急剧地增长对组合了上述热泵的自然制冷剂(尤其是二氧化碳)热泵式热交换器的期待。

在使用二氧化碳制冷剂的热泵式热交换器中，一般使用气体冷却器(散热器)和蒸发器(吸热器)作为热交换器，作为这些热交换器中使用的制冷剂用传热管，使用气体冷却器用制冷剂管和蒸发器用制冷剂管。尤其是在使用二氧化碳制冷剂的热泵式热水器中，除了上述两种传热管之外，还使用使制冷剂和热介质之间发生热交换的另外的传热管(气体冷却器用水管)。而且，对于这些传热管(气体冷却器用水管、气体冷却器用制冷剂管、以及蒸发器用制冷剂管)所要求的技术规格各自不同。以下，将使用二氧化碳制冷剂的热泵式热水器的气体冷却器称作水热交换器。作为这种水热交换器用制冷剂管，已知专利文献1及专利文献2所示的内部带有沟的管。

对于专利文献1所述的内部带有沟的管而言，通过使用在空调机中具有实际功效的内部带有沟的管作为水热交换器用制冷剂管，可使水热交换器的性能得到提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-105525号公报

专利文献2：日本特开2007-178115号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1所述的内部带有沟的管中，由于作为冷冻循环压缩机用的润滑剂的压缩机润滑油混入到在制冷剂管中流动的二氧化碳制冷剂中，因此存在阻碍传热管的热交换的严重问题。这被认为是因为二氧化碳制冷剂和压缩机润滑油的相溶性差。此外，这种问题是以往的氟利昂系制冷剂中所没有的课题。

此外，在专利文献2所述的内部带有沟的管中，相对于放热性能、即热导率的提高，并没有研究有关压力损失的增加。尤其是，在水热交换器中，如果二氧化碳制冷剂的压力损失增大，即便是相同的热交换量，制冷剂温度也会降低，因此不能确保水和制冷剂的温度差，产生没有热交换的区域(即，窄点)。该现象不发生在使用氟利昂系制冷剂的空调机中，是在超临界区域由进行气冷的二氧化碳的热和水的热进行热交换而产生的现象，尤其发生在制冷剂的压力损失大的场合。

此外，制冷剂的温度由制冷剂的压力和焓决定，传热管的热交换量由制冷剂流量和焓差值的乘积而算出。此处，如果焓相等，则制冷剂的压力越小，温度变得越低。即，由于如果制冷剂的压力损失增大，制冷剂的温度降低，因此传热管的热交换量降低。

根据上述内容，在水热交换器中，需要将制冷剂管的压力损失增大控制在与传热性能提高相平滑的程度。

因此，本发明的目的在于提供一种制冷剂用传热管及热交换器，该制冷剂用传热管为以二氧化碳作为制冷剂的热泵式热水器的水热交换器，能抑制压力损失增大的同时，可有效地提高传热性能。

解决问题的方案

(1)本发明为了达成上述目的提供一种制冷剂用传热管，其为在使用二氧化碳作为制冷剂的热泵热水器的热交换器中使用的制冷剂用传热管，具备具有内周面的主管、设置于所述内周面的多个散热片、以及所述多个散热片间的多个沟部，所述多个沟部具备具有第一宽度的第一沟部、和具有与所述第一宽度不同宽度的第二宽度的第二沟部。

(2)此外，在上述制冷剂用传热管中，优选所述第二沟部周期地设置于所述内周面。

(3)此外，在上述制冷剂用传热管中，优选所述多个散热片分别具有0.15mm以上的高度。

(4)此外，在上述制冷剂用传热管中，优选所述多个散热片分别具有0°以上、3°以下的扭转角。