[发明专利]使用间歇谐振方法的直流－直流电源变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种构成在各种制冷空调供热水设备中所使用的热交换器的内表面带槽的传热管，更具体地说，本发明涉及一种构成使用以二氧化碳气体为代表的高压制冷剂的交叉翅片管式热交换器的内表面带槽的传热管。

背景技术

一直以来，在家用空调、汽车用空调、柜式空调等的空调用设备以及冰箱等中使用作为蒸发器或者冷凝器工作的热交换器，其中，在家用空调、商用柜式空调中，通常最为普遍使用的是将空气侧的铝制板式翅片与制冷剂侧的传热管(铜管)一体地组装而构成的交叉翅片管式热交换器。而且，作为构成这样的交叉翅片管式热交换器的传热管，广为知晓的是所谓的内表面带槽的传热管，即，在管内表面上形成多条相对于管轴以规定的导程角延伸的螺旋状的槽，并在这些槽之间形成规定高度的内表面翅片。

而且，在这样的内表面带槽的传热管中，为了提高上述热交换器的性能，希望其内表面槽为深槽、在槽间所形成的内表面翅片为细翅片，此外还提出了通过槽深、翅片顶角、导程角以及槽部剖面面积等的最优化来追求更高性能的多个方案。

作为在这种交叉翅片管式热交换器中使用的制冷剂，一直以来，考虑到漏泄时的爆炸、火灾等的危险性和热交换器的效率，使用R-12，R-22等的碳氟化合物类制冷剂(含氯氟烃类制冷剂)。但是，伴随着近年的地球环境问题的恶化，从防止破坏臭氧层的角度出发，推进由HFC类制冷剂代替含有氯的CFC类、HCFC类的制冷剂，进一步从防止地球变暖等的角度出发，正在积极推进由这些HFC类制冷剂中地球变暖系数低的所谓R-32的HFC类制冷剂、二氧化碳气体、丙烷、异丁烷等的自然制冷剂代替地球变暖系数比较高的R-407C、R-410A。尤其是，二氧化碳气体制冷剂，不同于丙烷等的自然制冷剂，不含有对人体有害的毒性而且不可燃，所以由制冷剂泄漏而导致火灾等的危险性低，从而作为在兼备空调和制冷功能的空调制冷供热水系统中所使用的制冷剂，越来越受到注目。

但是，在将所述二氧化碳气体(CO₂)用作制冷空调供热水设备用的制冷剂的情况下，不同于通常的使用HFC类制冷剂等的热交换器的制冷循环，而是采用将临界点以上的压力区域利用于高压侧的超临界循环。该高压侧压力因其用途(制冷、空调、供热水)而不同，在考虑其最大运转压力时，以供热水系统用的压缩机的可靠性评价条件为参考。例如，在供热水系统用的压缩机的可靠性评价的长时间可靠性试验中，采用15MPa左右的试验条件，对于这样的供热水设备的系统COP(成绩系数)也有数据显示在12MPa前后为最大值，但是如果考虑突发的运转条件的变动，则优选考虑了最大15MPa左右的使用压力的耐压设计。即，在使用现有的制冷剂的情况下，热交换器在1～4MPa左右的压力下运转，而在使用二氧化碳气体制冷剂的情况下，热交换器要能够在5～15MPa这样的大约是以往的5倍的高压力下使用。

这样，在使用二氧化碳气体制冷剂的交叉翅片管式热交换器中，因为在使制冷剂流通的传热管(内表面带槽的传热管)上施加非常高的压力，所以需要提高其耐压强度，因此采用传热管的细径化、材质改变、底部壁厚增大等的各种方法。例如，作为传热管的细径化以及材质改变的例子，在日本特开2002-31488号公报(专利文献1)中公开有使用细径的铜管或不锈钢管的例子，另外，在日本特开2001-153571号公报(专利文献2)中公开有使用铝制的扁平的且长圆形状的多孔管状的管件来构成热交换器的例子。但是，如果将传热管的材质改变为不锈钢或铝，则会引起传热管的加工性、连接性恶化的问题，因此从这些观点出发，作为传热管的材质，优选铜或铜合金制。另外，在专利文献1中还公开有细径化的铜制的传热管的情况，但因为其是内表面平滑的传热管，所以与内表面带槽的传热管相比传热性能不充分，因此，从提高传热性能的观点出发，优选耐压强度高的铜或者铜合金制的内表面带槽的传热管。