JP2008275218A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明に課題は、熱交換器において、熱交換性能の低下を防ぐ熱交換器を提供することにある。
【解決手段】本発明に係る熱交換器20は、複数のブロック20a,20b,20cから成る熱交換器であって、伝熱フィン4と複数の伝熱管51とを備える。伝熱フィンは気流中に配置される。複数の伝熱管は伝熱フィンに挿入されており気流の流れ方向に略直交する方向に配置される。伝熱フィンは折り曲げられている折り曲げ部分61,62を有する。複数のブロックは折り曲げ部分を境界として分割されている。複数の伝熱管は、液管接続部分71a,72a,73aとガス管接続部分71b,72b,73bとを有する。液管接続部分は液管23に接続される。ガス管接続部分はガス管24に接続される。液管接続部分とガス管接続部分とは、複数のブロックのうちで異なるブロックに配置される。
【選択図】図4An object of the present invention is to provide a heat exchanger that prevents a decrease in heat exchange performance in a heat exchanger.
A heat exchanger 20 according to the present invention is a heat exchanger including a plurality of blocks 20a, 20b, and 20c, and includes heat transfer fins 4 and a plurality of heat transfer tubes 51. The heat transfer fins are arranged in the airflow. The plurality of heat transfer tubes are inserted in the heat transfer fins and are arranged in a direction substantially orthogonal to the flow direction of the airflow. The heat transfer fin has bent portions 61 and 62 that are bent. The plurality of blocks are divided with the bent portion as a boundary. The plurality of heat transfer tubes have liquid tube connection portions 71a, 72a, 73a and gas tube connection portions 71b, 72b, 73b. The liquid pipe connection portion is connected to the liquid pipe 23. The gas pipe connection portion is connected to the gas pipe 24. The liquid pipe connection portion and the gas pipe connection portion are arranged in different blocks among the plurality of blocks.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、複数のブロックからなり、複数の冷媒流路を有する熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger composed of a plurality of blocks and having a plurality of refrigerant flow paths.
従来、空気調和装置等において、空気流中に配置された伝熱フィンと、伝熱フィンに挿入されており空気流の流れ方向に略直交する向きに配置された複数の伝熱管とを備えたクロスフィンアンドチューブ型熱交換器が良く用いられる(特許文献1参照)。
ところで凝縮器として機能させる際に、冷媒入口近傍の伝熱管内には過熱状態となったガス冷媒が流動し、また、冷媒出口近傍の伝熱管内には過冷却状態となった液冷媒が流動することになる。しかしながら、過熱状態または過冷却状態となった冷媒は、熱交換器の周囲の空気と熱交換する際に、潜熱移動を伴わずに顕熱移動による熱交換を行うことになる。また、過熱状態または過冷却状態となった冷媒と気液二相状態の冷媒とは温度差が生じている。ここで、特許文献1の熱交換器では、冷媒入口部分と冷媒出口部分とが同一のフィン部分に接続されている。このため、冷媒入口近傍および冷媒出口近傍では、冷媒同士による伝熱フィンにおける熱伝導による熱交換が行われてしまうことになり、熱交換器の性能を低下させる恐れがある。
By the way, when functioning as a condenser, the superheated gas refrigerant flows in the heat transfer tube near the refrigerant inlet, and the supercooled liquid refrigerant flows in the heat transfer tube near the refrigerant outlet. Will do. However, when the refrigerant in the overheated state or the overcooled state exchanges heat with the air around the heat exchanger, it performs heat exchange by sensible heat transfer without accompanying latent heat transfer. Further, there is a temperature difference between the refrigerant in the overheated state or the supercooled state and the refrigerant in the gas-liquid two-phase state. Here, in the heat exchanger of
本発明に課題は、熱交換器において、熱交換性能の低下を防ぐ熱交換器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat exchanger that prevents a decrease in heat exchange performance in a heat exchanger.
第1発明に係る熱交換器は、長手方向が水平面に対して為す角度が異なる複数のブロックから成る熱交換器であって、伝熱フィンと複数の伝熱管とを備える。伝熱フィンは、気流中に配置される。複数の伝熱管は、伝熱フィンに挿入されており、気流の流れ方向に略直交する方向に配置される。伝熱フィンは、その幅が狭くなり折り曲げられている折り曲げ部分を有する。複数のブロックは、折り曲げ部分を境界として分割されている。複数の伝熱管は、液管接続部分とガス管接続部分とを有する。液管接続部分は、液冷媒が流出入する液管に接続される。ガス管接続部分は、ガス冷媒が流出入するガス管に接続される。液管接続部分とガス管接続部分とは、複数のブロックのうちで異なるブロックに配置される。 A heat exchanger according to a first aspect of the present invention is a heat exchanger composed of a plurality of blocks whose longitudinal directions are different from a horizontal plane, and includes heat transfer fins and a plurality of heat transfer tubes. The heat transfer fin is disposed in the airflow. The plurality of heat transfer tubes are inserted into the heat transfer fins, and are arranged in a direction substantially orthogonal to the airflow direction. The heat transfer fin has a bent portion that is narrowed and bent. The plurality of blocks are divided with the bent portion as a boundary. The plurality of heat transfer tubes have a liquid tube connection portion and a gas tube connection portion. The liquid pipe connection portion is connected to a liquid pipe through which liquid refrigerant flows in and out. The gas pipe connecting portion is connected to a gas pipe through which the gas refrigerant flows. The liquid pipe connection portion and the gas pipe connection portion are arranged in different blocks among the plurality of blocks.
本発明では、本発明に係る熱交換器は、複数のブロックに分割されており、液管に接続される液管接続部分とガス管に接続されるガス管接続部分とが別々のブロックに配置されている。 In the present invention, the heat exchanger according to the present invention is divided into a plurality of blocks, and the liquid pipe connection part connected to the liquid pipe and the gas pipe connection part connected to the gas pipe are arranged in separate blocks. Has been.
したがって、温度差が生じやすい液管接続部分とガス管接続部分とを別々のブロックに配置することにより、液管接続部分とガス管接続部分とによる熱交換が行われることを防ぐことができる。このように、冷媒同士の熱交換を防いで空気との熱交換を行わせることができるため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。 Therefore, by arranging the liquid pipe connection part and the gas pipe connection part that are likely to cause a temperature difference in separate blocks, heat exchange between the liquid pipe connection part and the gas pipe connection part can be prevented. Thus, since heat exchange between the refrigerants can be prevented and heat exchange with the air can be performed, a decrease in heat exchange efficiency can be prevented.
第2発明に係る熱交換器は、第1発明に係る熱交換器であって、複数の伝熱管は、冷媒経路としての複数のパスを形成している。 The heat exchanger according to the second invention is the heat exchanger according to the first invention, and the plurality of heat transfer tubes form a plurality of paths as refrigerant paths.
本発明では、複数の伝熱管により、冷媒経路としての複数のパスを形成している。このため、冷媒を効率よく熱交換に寄与させることができ、熱交換効率を向上させることができる。 In the present invention, a plurality of paths as refrigerant paths are formed by a plurality of heat transfer tubes. For this reason, a refrigerant | coolant can be made to contribute to heat exchange efficiently, and heat exchange efficiency can be improved.
第3発明に係る熱交換器は、第2発明に係る熱交換器であって、複数の伝熱管は、複数のパスごとに液管接続部分とガス管接続部分とを有する。複数のパスのうち同一のパスに属する液管接続部分とガス管接続部分とは、複数のブロックのうちで異なるブロックに配置される。 A heat exchanger according to a third aspect of the present invention is the heat exchanger according to the second aspect of the present invention, wherein the plurality of heat transfer tubes have a liquid tube connection portion and a gas tube connection portion for each of a plurality of paths. The liquid pipe connection portion and the gas pipe connection portion belonging to the same path among the plurality of paths are arranged in different blocks among the plurality of blocks.
本発明では、複数の伝熱管により冷媒経路として複数のパスを形成しており、複数のパスのそれぞれに液管接続部分とガス管接続部分とを有する。そして、各パスそれぞれの液管接続部分とガス管接続部分とを、複数のブロックの内で異なるブロックに配置している。 In the present invention, a plurality of paths are formed as a refrigerant path by a plurality of heat transfer tubes, and each of the plurality of paths has a liquid pipe connection portion and a gas pipe connection portion. And the liquid pipe connection part and the gas pipe connection part of each path are arranged in different blocks among the plurality of blocks.
したがって、パスが複数ある場合においても、それぞれの液管接続部分とガス管接続部分とを別々のブロックに配置しているため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。 Therefore, even when there are a plurality of paths, the liquid pipe connection part and the gas pipe connection part are arranged in separate blocks, so that a reduction in heat exchange efficiency can be prevented.
第4発明に係る熱交換器は、第1発明に係る熱交換器であって、複数の伝熱管は、気流の流れ方向に交差する方向に複数の伝熱管列を形成する。液管接続部分とガス管接続部分とは、複数の伝熱管列の内で最も風上側の第1伝熱管列に配置される。 A heat exchanger according to a fourth aspect of the present invention is the heat exchanger according to the first aspect of the present invention, wherein the plurality of heat transfer tubes form a plurality of heat transfer tube rows in a direction intersecting with the airflow direction. The liquid pipe connection portion and the gas pipe connection portion are arranged in the first heat transfer tube row on the windward side among the plurality of heat transfer tube rows.
本発明では、液管接続部分とガス管接続部分とを最も風上側の第1伝熱管列に配置している。このように、液管接続部分とガス管接続部分とを第1伝熱管列に配置することにより、本発明に係る熱交換器が凝縮器として機能する場合には、液管接続部分付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、液管接続部分から流出する液冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過冷却を付けることができる。また、本発明に係る熱交換器が蒸発器として機能する場合には、ガス管接続部分付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、ガス管接続部分から流出するガス冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過熱を付けることができる。これにより、凝縮器性能および蒸発器性能を向上させることができる。 In the present invention, the liquid pipe connecting portion and the gas pipe connecting portion are arranged in the first heat transfer tube row on the windward side. Thus, by arranging the liquid pipe connection portion and the gas pipe connection portion in the first heat transfer tube row, when the heat exchanger according to the present invention functions as a condenser, a refrigerant is provided near the liquid pipe connection portion. Since the liquid refrigerant flowing out from the liquid pipe connection portion and the air that has not been heat-exchanged can be subjected to heat exchange, it is possible to apply supercooling. In addition, when the heat exchanger according to the present invention functions as an evaporator, the refrigerant and the airflow can be counterflowed in the vicinity of the gas pipe connection portion. Heat can be exchanged with air that has not been exchanged for more heat. Thereby, condenser performance and evaporator performance can be improved.
第5発明に係る熱交換器は、第2発明または第3発明に係る熱交換器であって、複数の伝熱管は、気流の流れ方向に交差する方向に複数の伝熱管列を形成する。複数の伝熱管は、複数のパスごとに液管接続部分とガス管接続部分とを有する。複数のパスに属する液管接続部分とガス管接続部分とは、全て第1伝熱管列に配置される。 A heat exchanger according to a fifth aspect of the present invention is the heat exchanger according to the second or third aspect of the present invention, wherein the plurality of heat transfer tubes form a plurality of heat transfer tube rows in a direction intersecting the flow direction of the airflow. The plurality of heat transfer tubes have a liquid tube connection portion and a gas tube connection portion for each of a plurality of paths. All the liquid pipe connection portions and gas pipe connection portions belonging to the plurality of paths are arranged in the first heat transfer tube row.
本発明では、複数の伝熱管により冷媒経路として複数のパスを形成しており、複数のパスごとに液管接続部分とガス管接続部分とを有する。そして、全てのパスにおける液管接続部分とガス管接続部分とは、第1伝熱管列に配置される。したがって、パスが複数ある場合においても、それぞれのガス管接続部分と液管接続部分とを最も風上側の第1伝熱管列に配置しているため、熱交換効率を向上させることができる。 In the present invention, a plurality of paths are formed as a refrigerant path by a plurality of heat transfer tubes, and each of the plurality of paths has a liquid pipe connection portion and a gas pipe connection portion. And the liquid pipe connection part and gas pipe connection part in all the paths are arrange | positioned at a 1st heat exchanger tube row | line | column. Therefore, even when there are a plurality of paths, each gas pipe connection portion and liquid pipe connection portion are arranged in the first heat transfer tube row on the windward side, so that the heat exchange efficiency can be improved.
第1発明に係る熱交換器では、温度差が生じやすい液管接続部分とガス管接続部分とを別々のブロックに配置することにより、液管接続部分とガス管接続部分とによる熱交換が行われることを防ぐことができる。このように、冷媒同士の熱交換を防いで空気との熱交換を行わせることができるため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。 In the heat exchanger according to the first aspect of the present invention, the liquid pipe connection portion and the gas pipe connection portion, which are likely to cause a temperature difference, are arranged in separate blocks, whereby heat exchange between the liquid pipe connection portion and the gas pipe connection portion is performed. Can be prevented. Thus, since heat exchange between the refrigerants can be prevented and heat exchange with the air can be performed, a decrease in heat exchange efficiency can be prevented.
第2発明に係る熱交換器では、冷媒を効率よく熱交換に寄与させることができ、熱交換効率を向上させることができる。 In the heat exchanger according to the second aspect of the invention, the refrigerant can efficiently contribute to heat exchange, and the heat exchange efficiency can be improved.
第3発明に係る熱交換器では、パスが複数ある場合においても、それぞれの液管接続部分とガス管接続部分とを別々のブロックに配置しているため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。 In the heat exchanger according to the third aspect of the present invention, even when there are a plurality of paths, the liquid pipe connection part and the gas pipe connection part are arranged in separate blocks, so that a reduction in heat exchange efficiency can be prevented. it can.
第4発明に係る熱交換器では、液管接続部分とガス管接続部分とを第1伝熱管列に配置することにより、本発明に係る熱交換器が凝縮器として機能する場合には、液管接続部分付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、液管接続部分から流出する液冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過冷却を付けることができる。また、本発明に係る熱交換器が蒸発器として機能する場合には、ガス管接続部分付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、ガス管接続部分から流出するガス冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過熱を付けることができる。これにより、凝縮器性能および蒸発器性能を向上させることができる。 In the heat exchanger according to the fourth aspect of the invention, when the heat exchanger according to the present invention functions as a condenser by disposing the liquid pipe connection portion and the gas pipe connection portion in the first heat transfer tube row, Since the refrigerant and the airflow can be counterflowed in the vicinity of the pipe connecting portion, the liquid refrigerant flowing out from the liquid pipe connecting portion and the air that has not been heat-exchanged can be heat-exchanged to further supercool. In addition, when the heat exchanger according to the present invention functions as an evaporator, the refrigerant and the airflow can be counterflowed in the vicinity of the gas pipe connection portion. Heat can be exchanged with air that has not been exchanged for more heat. Thereby, condenser performance and evaporator performance can be improved.
第5発明に係る熱交換器では、パスが複数ある場合においても、それぞれの液管接続部分とガス管接続部分とを最も風上側の第1伝熱管列に配置しているため、熱交換効率を向上させることができる。 In the heat exchanger according to the fifth aspect of the invention, even when there are a plurality of paths, each liquid pipe connection portion and gas pipe connection portion are arranged in the first heat transfer tube row on the windward side, so that the heat exchange efficiency Can be improved.
以下、図面に基づいて、本発明に係る空気調和装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of an air-conditioning apparatus according to the present invention will be described based on the drawings.
<空気調和装置の概略構成>
本発明の一実施形態が採用された空気調和装置1は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により設置される室内機2(本実施形態では天井裏に吊り下げられて収納される)と、室外に設置される室外機3とを備えている。室内機2内および室外機3内にはそれぞれ熱交換器が収納されており、各熱交換器が冷媒配管により接続されることにより冷媒回路を構成している。空気調和装置1の冷媒回路の構成を図1に示す。
<Schematic configuration of air conditioner>
An
この冷媒回路は、主として室内熱交換器20、圧縮機32、四路切換弁33、室外熱交換器30、および膨張弁34で構成される。
This refrigerant circuit mainly includes an
室内機2に設けられている室内熱交換器20は、取り入れられた室内空気と冷媒とを熱交換させる。また、室内熱交換器20は、液冷媒が流通する液管23とガス冷媒が流通するガス管24とに接続されている。また、室内機2には、室内空気を吸い込んで室内熱交換器20との間で熱交換を行った後の空気を室内に排出するためのクロスフローファン21が設けられている。クロスフローファン21は、円筒形状に構成され、周面には回転軸方向に羽根が設けられているものであり、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。このクロスフローファン21は、室内機2内に設けられるファンモータ21aによって回転駆動される。室内機2については後に説明する。
The
室外機3には、圧縮機32と、圧縮機32の吐出側に接続される四路切換弁33と、圧縮機32の吸入側に接続されるアキュムレータ31と、四路切換弁33に接続された室外熱交換器30と、室外熱交換器30に接続された膨張弁34とが設けられている。膨張弁34は、液閉鎖弁36を介して配管に接続されており、この配管を介して室内熱交換器20の一端と接続される。また、四路切換弁33は、ガス閉鎖弁37を介して配管に接続されており、この配管を介して室内熱交換器20の他端と接続されている。また、室外機3には、室外熱交換器30での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン38が設けられている。このプロペラファン38は、室外ファンモータ38aによって回転駆動される。
The
(1)室内機
(室内機の構成)
図2に、室内機2の断面構成図を示す。室内機2は、室内機ケーシング22を備えており、前述した室内熱交換器20やクロスフローファン21は、室内機2の室内機ケーシング22内に収容されている。また、室内熱交換器20は、後に説明するように3つの熱交換部(第1熱交換部20a、第2熱交換部20b、第3熱交換部20c)に分割されている。室内機ケーシング22には、室内空気を取り込む吸込口22aと、クロスフローファン21により送り出された空気を送り出す吹出口22bとが設けられている。吸込口22aは、室内機ケーシング22の側面に設けられており、吹出口22bは、吸込口22aとは反対側の室内機ケーシング22の側面に設けられる。なお、これらの吸込口22aおよび吹出口22bは、それぞれが室内の天井に設けられた天井吸込口(図示せず)および天井吹出口(図示せず)とダクトにより接続されている。そして、室内熱交換器20とクロスフローファン21とは、室内機ケーシング22内において、室内熱交換器20が吸込口22aに近い側に、クロスフローファン21が吹出口22bに近い側に配置される。すなわち、室内熱交換器20は、クロスフローファン21に対して気流の流れ方向の上流側に配置されている。ここで、室内熱交換器20は、室内機ケーシング22内において、クロスフローファン21を吸込口22aとの間で取り囲むように、多段曲げされて配置されている。
(1) Indoor unit (Configuration of indoor unit)
In FIG. 2, the cross-sectional block diagram of the
(室内熱交換器の配置)
本実施形態では、この室内熱交換器20は、3段曲げ式の熱交換器で3つの熱交換部20a,20b,20cから構成されている。第1熱交換部20aは、その上端が室内機2の吹出口22b側へ向けて傾斜して配置されており、クロスフローファン21をその上方からクロスフローファン21の吸込口22a側上方を覆うように配置されている。第2熱交換部20bは、その上端が室内機2の吸込口22a側へ向けて傾斜して第1熱交換部20aの下方に配置されている。第1熱交換部20aと第2熱交換部20bとは、第1熱交換部20aの下端、すなわち第2熱交換部20bの上端である第1折り曲げ部61により伝熱フィン4(後述参照)が折り曲げられて形成されている。第3熱交換部20cは、第2熱交換部20bのさらに下方に配置されている。第2熱交換部20bと第3熱交換部20cとは、第2熱交換部20bの下端、すなわち第3熱交換部20cの上端である第2折り曲げ部62により伝熱フィン4が折り曲げられて形成されている。なお、各折り曲げ部61,62は、伝熱フィン4を切欠して形成された切欠き部91,92が外側になるように伝熱フィン4のフィン面方向に折り曲げることで形成される。第3熱交換部20cは、クロスフローファン21の下方に配置されている。また、第3熱交換部20cは、水平面となす角α1が15°よりも小さくなるように配置されている。
(Arrangement of indoor heat exchanger)
In the present embodiment, the
(シール部材)
上記のように室内熱交換器20は、各熱交換部20a,20b,20cが一体となっているものを後述する伝熱フィン4を気流が通過する方向(すなわち伝熱フィン4の面方向)に折り曲げて形成したものであるが、第1熱交換部20aと第2熱交換部20bとの分割面の間には、長手方向に沿って隙間が存在する。特に、第1熱交換部20aと第2熱交換部20bとによって形成される隙間は、吸込口22aのすぐ内側であって、吸込口22aとクロスフローファン21との間に位置しているため、空気が通り易くなっている。そして、この隙間を通る空気は、熱交換率の低下の原因となる。このため、室内熱交換器20には、この隙間を塞ぐシール部材8が取り付けられる。
(Seal member)
As described above, in the
(2)室内熱交換器の構造
以下、室内機2の室内熱交換器20の詳細構成について説明する。図3に第2熱交換部20bの正面図(図2における矢印D1の方向から見た図)を示す。ここでは、第2熱交換部20bについてのみ説明するが、第1熱交換部20aおよび第3熱交換部20cも構成は同様であり、伝熱フィン4(後述参照)の形状(主に長手方向の長さ)、それに基づく伝熱管51(後述参照)の本数、冷媒経路の取り方などが異なるのみであるため、第1熱交換部20aおよび第3熱交換部20cの詳細構成についての説明は省略する。
(2) Structure of indoor heat exchanger Hereinafter, a detailed configuration of the
第2熱交換部20bは、矩形平板状の外観形状を有するフィンチューブ型の熱交換器である。第2熱交換部20bは、複数の伝熱管51、複数の伝熱フィン4、前管板41、および後管板42から構成される。複数の伝熱管51は、ヘアピン形状で略平行に配置されている。そして、伝熱管51のヘアピン部51aから、後管板42、複数の伝熱フィン4、前管板41が順に配置されている。また、複数の伝熱フィン4は伝熱管51が板厚方向に貫通する孔4a(図4参照)を有し板厚方向に所定の間隔を空けて配置される。そして、複数の伝熱管51のヘアピン部51aの反対側の各管端部51bは、それぞれ、U字管52によって連結されている。U字管52は、伝熱管51の管内径とほぼ同じ管内径を有しており、前管板41からさらに外方に突出するように配置されている。また、第2熱交換部20bは、伝熱管51が2列に分かれて配置されているいわゆる2列熱交換器である。
The 2nd
(パス取り)
本実施形態の室内熱交換器20において、冷媒が流れる冷媒経路(以下パス71,72,73とする)は、3つある。ここで、この3つのパス71,72,73に関して図4に基づいて説明する。図4は、室内熱交換器20における3つのパス71,72,73を表した図である。なお、図4で、太線の実線で表されるものは、伝熱管51の紙面の手前側(室内熱交換器20の正面視における右側)のU字管部(すなわちU字管52)であり、太線の破線で表されるものは、伝熱管51の紙面の奥側(室内熱交換器20の正面視における左側)のU字管部(すなわちヘアピン部51a)である。そして、室内熱交換器20において、複数の伝熱管51は、気流の流れ方向に対して交差する方向に2列の伝熱管列G1,G2を形成している。ここで、気流の流れ方向上流側の伝熱管列を第1伝熱管列G1とし、気流の流れ方向下流側の伝熱管列を第2伝熱管列G2とする。この、第1伝熱管列G1と第2伝熱管列G2とは、各熱交換部20a,20b,20cにそれぞれ形成される。
(Take a pass)
In the
ここで、第1パス71は、第1熱交換部20aの上部2段の伝熱管51と第3熱交換部20cの下部4段を接続して形成されている。第2パス72は、第1熱交換部20aの下部2段の伝熱管51と第2熱交換部20bの上部4段の伝熱管51とを接続して形成されている。第3パス73は、第2熱交換部20bの下部2段の伝熱管51と第3熱交換部20cの上部2段の伝熱管を接続して形成されている。
Here, the
また、各パス71,72,73は、液管23に接続され液状態の冷媒が流出入する液冷媒流出入管71a,72a,73aと、ガス管24に接続されガス状態の冷媒が流出入するガス冷媒流出入管71b,72b,73bとを有している。そして、冷媒は、室内熱交換器20が蒸発器として機能する場合には、液冷媒流出入管71a,72a,73aに流入して各パス71,72,73に属する伝熱管51を通過しガス冷媒流出入管71b,72b,73bから流出し、室内熱交換器20が凝縮器として機能する場合には、ガス冷媒流出入管71b,72b,73bに流入して各パス71,72,73に属する伝熱管51を通過し液冷媒流出入管71a,72a,73aから流出する。なお、各液冷媒流出入管71a,72a,73aおよび各ガス冷媒流出入管71b,72b,73bは、クロスフローファン21から遠い側の伝熱管列である第1伝熱管列G1に属している。
Further, each
このように、液冷媒流出入管71a,72a,73aとガス冷媒流出入管71b,72b,73bとを第1伝熱管列G1に配置することにより、室内熱交換器20が凝縮器として機能する場合には、液冷媒流出入管71a,72a,73a付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、液冷媒流出入管71a,72a,73aから流出する液冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過冷却を付けることができる。また、室内熱交換器20が蒸発器として機能する場合には、ガス冷媒流出入管71b,72b,73b付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、ガス冷媒流出入管71b,72b,73bから流出するガス冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過熱を付けることができる。これにより、凝縮器性能および蒸発器性能を向上させることができる。
In this way, when the
そして、各パス71,72,73に属する各液冷媒流出入管71a,72a,73aと各ガス冷媒流出入管71b,72b,73bとは、同一の熱交換部に属さないように配置される。具体的には、第1パス71では、液冷媒流出入管71aは第1熱交換部20aに配置され、ガス冷媒流出入管71bは第3熱交換部20cに配置される。第2パス72では、液冷媒流出入管72aは第1熱交換部20aに配置され、ガス冷媒流出入管72bは第2熱交換部20bに配置される。第3パス73では、液冷媒流出入管73aは第2熱交換部20bに配置され、ガス冷媒流出入管73bは第3熱交換部20cに配置される。
And each liquid refrigerant inflow /
このように、同一のパスに属する液冷媒流出入管とガス冷媒流出入管とはそれぞれが別々の熱交換部に配置される。したがって、温度差が生じやすい液冷媒流出入管71a,72a,73aとガス冷媒流出入管71b,72b,73bとを別々の熱交換部20a,20b,20cに配置することにより、液冷媒流出入管71a,72a,73aとガス冷媒流出入管71b,72b,73bとの伝熱フィン4における熱伝導よる熱交換が行われることを防ぐことができる。このように、冷媒同士の熱交換を防いで空気との熱交換を行わせることができるため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。
In this way, the liquid refrigerant inflow / outflow pipe and the gas refrigerant inflow / outflow pipe belonging to the same path are arranged in separate heat exchange sections. Therefore, by arranging the liquid refrigerant inflow /
(室内熱交換器の各部分による風速比)
ここで、図5に、本実施形態の室内熱交換器20を形成する複数の伝熱管51に段番号を振ったものを示す。なお、ここでいう「段番号」とは、2列熱交換器の各列における伝熱管51に端(本実施形態では、第3熱交換部20cの最下部にある伝熱管51)から伝熱管51の列方向に向かって順番に振った番号(A1〜A16)である。また、同じ段番号を振られた伝熱管51同士をまとめて段としており、X段目の段番号AXが振られている段を第X段伝熱管群AXと呼ぶことにする。ここで、例えば1段目の段番号A1が振られている段を第1段伝熱管群A1し、Xには1〜16の番号のいずれかを入れて各段を呼ぶことにする。そして、図6に、図5の各段A1〜A16における風速比を室内熱交換器20が蒸発器として機能した場合と、凝縮器として機能した場合に分けて表したものを示す。
(Wind speed ratio by each part of indoor heat exchanger)
Here, FIG. 5 shows the plurality of
図5および図6によると、室内熱交換器20が蒸発器として機能する場合、凝縮器として機能する場合に関わらず、第16段伝熱管群A16において最も風速が大きく、第1段伝熱管群A1において最も風速が小さいことが分かる。さらに、室内熱交換器20が蒸発器として機能する場合は、第16段伝熱管群A16を通過する気流の風速は、第1段伝熱管群A1を通過する気流の風速よりも4倍以上大きく、また、室内熱交換器20が凝縮器として機能する場合は、第16段伝熱管群A16を通過する気流の風速は、第1段伝熱管群A1を通過する気流の風速よりも2倍以上大きい。なお、第12段伝熱管群A12近傍もその周りの部分に比べて風速比が小さくなっているが、これは、シール部材81により第12段伝熱管群A12の気流の流れ方向上流側を塞いでいるためである。また、第12段伝熱管群A12の風速比は、第1段伝熱管群A1ほどは小さくない。これらのことから、最も風速比が大きくなっている熱交換部は第1熱交換部20a(第13段伝熱管群A13から第16段伝熱管群A16まで)であり、その次に風速比が大きいのが第2熱交換部20b(第7段伝熱管群A7から第12段伝熱管群A12まで)であり、最も風速比が小さくなっている熱交換部は第3熱交換部20c(第1段伝熱管群A1から第6段伝熱管群A6まで)であると言える。さらに、室内熱交換器20が蒸発器として機能する場合に限定すると、その傾向がさらに顕著になっている。すなわち、室内熱交換器20が蒸発器として機能する場合の第16段伝熱管群A16における風速は、室内熱交換器20が凝縮器として機能する場合の第16段伝熱管群A16における風速よりも大きくなっており、室内熱交換器20が蒸発器として機能する場合の第1段伝熱管群A1における風速は、室内熱交換器20が凝縮器として機能する場合の第1段伝熱管群A1における風速よりも小さくなっている。すなわち、凝縮器の場合よりも蒸発器の場合では、第1熱交換部20aと第2熱交換部20bと第3熱交換部20cとを通過する風速比の差が、さらに広がっている。
According to FIGS. 5 and 6, when the
この原因は、室内熱交換器20が蒸発器として機能する場合に、凝縮水が発生しやすくなることにある。このような場合には、発生した凝縮水が重力に導かれて伝熱フィン4を伝って下方へと移動していくことになり、室内熱交換器20の下部に位置する第3熱交換部20cに凝縮水が溜まりやすくなる。したがって、この凝縮水が溜まることにより、凝縮水が通風抵抗となっており第3熱交換部20cを構成している第1段伝熱管群A1から第6段伝熱管群A6までの部分の風速比が小さくなっている。このため、3つのパスを取って、室内熱交換器20を構成する場合に、例えば、室内熱交換器20の上から順番に冷媒経路を形成していくと、室内熱交換器20の上部では風速比が大きく下部では風速比が小さいために、冷媒は各パスにおいて偏って熱交換することになる。この場合に、室内熱交換器20が蒸発器として機能しているとすると、上部のパスを流通する冷媒は、上部のパスにおける風速比が大きく熱交換効率が良いため、早く蒸発しきってしまうが、下部のパスを流通する冷媒は、下部のパスにおける風速比が小さく熱交換効率が悪いため、気液二相状態のままで室内熱交換器20から排出してしまうことになる。また、室内熱交換器20が凝縮器として機能しているとすると、上部のパスを流通する冷媒は、上部のパスにおける風速比が大きく熱交換効率が良いため、早く凝縮しきってしまうが、下部のパスを流通する冷媒は、下部のパスにおける風速比が小さく熱交換効率が悪いため、気液二相状態のままで室内熱交換器20から排出してしまうことになる。このため、少なくとも上部のパスにおける冷媒の状態と下部のパスにおける冷媒の状態とに差が生じてしまうことになり、熱交換に寄与している冷媒が室内熱交換器20全体として少なくなってしまい、室内熱交換器20全体としての熱交換効率が悪くなる。
This is because when the
本実施形態では、第1パス71を、室内熱交換器20の上部(第1熱交換部20aの第15段伝熱管群A15および第16段伝熱管群A16)と室内熱交換器20の下部(第3熱交換部20cの第1段伝熱管群A1から第4段伝熱管群A4まで)とを接続して形成することにより、熱交換効率の最も良い部分と熱交換効率の最も悪い部分とを接続することになり各パス71,72,73における熱交換効率を同等にすることができる。さらに、2番目に風速比が小さい第12段伝熱管群A12を含む第2パス72を、第9段伝熱管群A9から第14段伝熱管群A14までの6段で形成し、2番目に風速比が大きい第5段伝熱管群A5から第8段伝熱管群A8までの4段で形成される第3パス73よりも長くすることで、第2パス72と第3パス73と風速比に差がなくなるようにしている。
In the present embodiment, the
このようにして、本発明では、各パス71,72,73における冷媒の熱交換効率を同等にしており、室内熱交換器20全体の熱交換効率を向上させている。
Thus, in this invention, the heat exchange efficiency of the refrigerant | coolant in each path | pass 71,72,73 is made equivalent, and the heat exchange efficiency of the whole
<特徴>
(1)
本実施形態に係る熱交換器は、第1熱交換部20a、第2熱交換部20b、および第3熱交換部20cの3つに分割される熱交換器である。そして、各パス71,72,73には、液管23に接続される液冷媒流出入管71a,72a,73aとガス管24に接続されるガス冷媒流出入管71b,72b,73bとを有している。そして、第1パス71では、液冷媒流出入管71aは第1熱交換部20aに配置され、ガス冷媒流出入管71bは第3熱交換部20cに配置される。第2パス72では、液冷媒流出入管72aは第1熱交換部20aに配置され、ガス冷媒流出入管72bは第2熱交換部20bに配置される。第3パス73では、液冷媒流出入管73aは第2熱交換部20bに配置され、ガス冷媒流出入管73bは第3熱交換部20cに配置される。このように、同一のパスに属する液冷媒流出入管とガス冷媒流出入管とはそれぞれが別々の熱交換部に配置される。
<Features>
(1)
The heat exchanger according to the present embodiment is a heat exchanger that is divided into three parts: a first
したがって、温度差が生じやすい液冷媒流出入管71a,72a,73aとガス冷媒流出入管71b,72b,73bとを別々の熱交換部20a,20b,20cに配置することにより、液冷媒流出入管71a,72a,73aとガス冷媒流出入管71b,72b,73bとの伝熱フィン4における熱伝導よる熱交換が行われることを防ぐことができる。このように、冷媒同士の熱交換を防いで空気との熱交換を行わせることができるため、熱交換効率の低下を防ぐことができる。
Therefore, by arranging the liquid refrigerant inflow /
(2)
本実施形態に係る熱交換器では、液冷媒流出入管71a,72a,73aとガス冷媒流出入管71b,72b,73bとを最も風上側の第1伝熱管列G1に配置している。したがって、このように、液冷媒流出入管71a,72a,73aとガス冷媒流出入管71b,72b,73bとを第1伝熱管列G1に配置することにより、室内熱交換器20が凝縮器として機能する場合には、液冷媒流出入管71a,72a,73a付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、液冷媒流出入管71a,72a,73aから流出する液冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過冷却を付けることができる。また、室内熱交換器20が蒸発器として機能する場合には、ガス冷媒流出入管71b,72b,73b付近で冷媒と気流とを対向流とすることができるため、ガス冷媒流出入管71b,72b,73bから流出するガス冷媒と熱交換されていない空気とを熱交換させてより過熱を付けることができる。これにより、凝縮器性能および蒸発器性能を向上させることができる。
(2)
In the heat exchanger according to the present embodiment, the liquid refrigerant inflow /
<変形例>
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
<Modification>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described based on drawing, a specific structure is not restricted to these embodiment, It can change in the range which does not deviate from the summary of invention.
(1)
上記実施形態に係る熱交換器では、3つの熱交換部20a,20b,20cに分割されているが、3つに限らず、3つ以上であれば4つの熱交換部、あるいは5つの熱交換部などに分割されていても構わない。
(1)
In the heat exchanger according to the above embodiment, the heat exchanger is divided into three
(2)
上記実施形態に係る熱交換器では、冷媒経路が3つのパス71,72,73に分かれているが、3つに限らず、2つでも良いし、4つ以上でも構わない。
(2)
In the heat exchanger according to the above-described embodiment, the refrigerant path is divided into three
本発明に係る熱交換器は、熱交換効率の低下を防いで熱交換効率を高めることができ、複数のブロックからなり複数の冷媒流路を有する熱交換器等として有用である。 The heat exchanger according to the present invention can increase the heat exchange efficiency by preventing a decrease in the heat exchange efficiency, and is useful as a heat exchanger or the like including a plurality of blocks and a plurality of refrigerant channels.
4 伝熱フィン
20 室内熱交換器(熱交換器)
20a 第1熱交換部(ブロック、第1ブロック)
20b 第2熱交換部(ブロック)
20c 第3熱交換部(ブロック、第2ブロック)
23 液管
24 ガス管
51 伝熱管
61 第1折り曲げ部(折り曲げ部分)
62 第2折り曲げ部(折り曲げ部分)
71 第1パス(パス)
72 第2パス(パス)
73 第3パス(パス)
71a,72a,73a 液冷媒流出入管(液管接続部分)
71b,72b,73b ガス冷媒流出入管(ガス管接続部分)
G1 第1伝熱管列(伝熱管列)
G2 第2伝熱管列(伝熱管列)
4
20a 1st heat exchange part (block, 1st block)
20b 2nd heat exchange part (block)
20c 3rd heat exchange part (block, 2nd block)
23
62 2nd bending part (bending part)
71 First pass
72 Second pass
73 3rd pass
71a, 72a, 73a Liquid refrigerant inflow / outflow pipe (liquid pipe connection part)
71b, 72b, 73b Gas refrigerant inflow / outflow pipe (gas pipe connection part)
G1 1st heat transfer tube row (heat transfer tube row)
G2 2nd heat transfer tube row (heat transfer tube row)
Claims (5)
気流中に配置される伝熱フィン(4)と、
前記伝熱フィンに挿入されており、前記気流の流れ方向に略直交する方向に配置された複数の伝熱管(51)と、
を備え、
前記伝熱フィンは、その幅が狭くなり折り曲げられている折り曲げ部分(61,62)を有し、
前記複数のブロックは、前記折り曲げ部分を境界として分割されており、
前記複数の伝熱管は、液冷媒が流出入する液管(23)に接続される液管接続部分(71a,72a,73a)と、ガス冷媒が流出入するガス管(24)に接続されるガス管接続部分(71b,72b,73b)とを有し、
前記ガス管接続部分と前記液管接続部分とは、前記複数のブロックのうちで異なるブロックに配置される、
熱交換器(20)。 A heat exchanger comprising a plurality of blocks (20a, 20b, 20c) having different longitudinal angles with respect to a horizontal plane,
A heat transfer fin (4) disposed in the air stream;
A plurality of heat transfer tubes (51) inserted in the heat transfer fins and arranged in a direction substantially perpendicular to the flow direction of the airflow;
With
The heat transfer fin has a bent portion (61, 62) whose width is narrowed and bent,
The plurality of blocks are divided with the bent portion as a boundary,
The plurality of heat transfer tubes are connected to a liquid pipe connection portion (71a, 72a, 73a) connected to a liquid pipe (23) through which liquid refrigerant flows in and out, and a gas pipe (24) through which gas refrigerant flows in and out. Gas pipe connecting portions (71b, 72b, 73b),
The gas pipe connection part and the liquid pipe connection part are arranged in different blocks among the plurality of blocks.
Heat exchanger (20).
請求項1に記載の熱交換器(20)。 The plurality of heat transfer tubes form a plurality of paths (71, 72, 73) as refrigerant paths.
The heat exchanger (20) according to claim 1.
前記複数のパスのうち同一のパスに属する前記液管接続部分と前記ガス管接続部分とは、前記複数のブロックのうちで異なるブロックに配置される、
請求項2に記載の熱交換器(20)。 The plurality of heat transfer tubes have the liquid tube connection portion and the gas tube connection portion for each of the plurality of paths,
The liquid pipe connection part and the gas pipe connection part belonging to the same path among the plurality of paths are arranged in different blocks among the plurality of blocks.
The heat exchanger (20) according to claim 2.
前記液管接続部分と前記ガス管接続部分とは、前記複数の伝熱管列の内で最も風上側の第1伝熱管列(G1)に配置される、
請求項1に記載の熱交換器(20)。 The plurality of heat transfer tubes form a plurality of heat transfer tube rows (G1, G2) in a direction intersecting the flow direction of the airflow,
The liquid pipe connection portion and the gas pipe connection portion are arranged in the first heat transfer tube row (G1) on the windward side of the plurality of heat transfer tube rows,
The heat exchanger (20) according to claim 1.
前記複数の伝熱管は、前記複数のパスごとに前記液管接続部分と前記ガス管接続部分とを有し、
前記複数のパスに属する前記液管接続部分と前記ガス管接続部分とは、全て前記第1伝熱管列に配置される、
請求項2または3に記載の熱交換器(20)。 The plurality of heat transfer tubes form a plurality of heat transfer tube rows (G1, G2) in a direction intersecting the flow direction of the airflow,
The plurality of heat transfer tubes have the liquid tube connection portion and the gas tube connection portion for each of the plurality of paths,
The liquid pipe connection portion and the gas pipe connection portion belonging to the plurality of paths are all arranged in the first heat transfer tube row.
The heat exchanger (20) according to claim 2 or 3.
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|---|---|---|---|
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- 2007-04-26 JP JP2007117244A patent/JP2008275218A/en active Pending
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