JP3898205B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

この発明は、空調機等に使用される熱交換器に関するものである。

図６は従来のフィン付き熱交換器を空気調和機に組み込んだ時の断面図である。図において、１は前面側熱交換器、２は後面側熱交換器、３は前記熱交換器の伝熱管、４は前記熱交換器のフィン、７は吸い込みグリル、８はフィルター、９は風路、１０は吹き出し口、Ｆ₁ は吸い込み空気、Ｆ₂ は吹き出し空気、１３は送風機である。

各熱交換器１，２は複数枚のフィン４に複数の伝熱管３を垂直に貫通し嵌合させて構成されており、伝熱管３の内部には冷媒を、フィン間には空気を流通させ、空気を冷却・加熱するものである。前記熱交換器を空気調和機に組み込む場合、空気調和機の大きさを変えることなく高性能化を可能とするために、前記熱交換器を多段に折り曲げて伝熱面積の増加による高性能化を図ったものである。
実開平４−６８９２１号公報

従来の空気調和機の熱交換器は以上のように構成されているため、高性能化に要するコストが多大となり、また、生産性も低下するという問題点があった。

また、熱交換器の風速分布は熱交換器と送風機の距離の相違により、不均一となり、騒音が大きくなるという問題点もあった。

この発明は、以上のような問題点を解消するためになされたもので、性能を維持しながらコストを低減することができ、かつ生産性の高い空気調和機の熱交換器を提供することを目的とする。

また、風速分布が均一で、高性能・低騒音の空気調和機の熱交換器を提供することを目的とする。

さらに、空気が熱交換されずに通過することを防止できる高品質・高信頼性の空気調和機熱交換器を提供することを目的とする。

この発明に係る空気調和機の熱交換器は、吸い込み口と吹き出し口との間に風路を形成し、この風路に、フィンに伝熱管を貫通嵌合し、送風機を囲むように多段に折り曲げ形成した熱交換器を設けた空気調和機において、空気調和機の内部の前面側に設けられ、列数が１列の前面側熱交換器と、空気調和機の内部の後面側に設けられ、前面側熱交換器より列数の多い後面側熱交換器と、この後面側熱交換器に設けられた冷房時出口配管と、吸い込み口に設けられた前面側グリルと、吸い込み口に設けられ、前面側グリルよりも圧力損失の小さい後面側グリルとを備えたことを特徴とする。

この発明に係る空気調和機の熱交換器は、上記構成により、熱交換器の圧力損失を低減して送風量を増加することができ、伝熱面積の減少による性能低下が抑制されるため、性能を維持しつつ熱交換器のコストを低減することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。図１はこの発明の実施の形態１による熱交換器の空気調和機組込時断面図である。図において、１は前面側熱交換器、２は後面側熱交換器、３は前記熱交換器の伝熱管、４は前記熱交換器のフィンであり、前記各熱交換器１，２は複数枚のフィン４に複数の伝熱管３を垂直に貫通し嵌合させて構成されており、伝熱管３の内部には冷媒を、フィン４間には空気を流通させ、空気を冷却・加熱するものである。前記熱交換器を空気調和機に組み込む場合、空気調和機の大きさを変えることなく高性能化を可能とするために、前記熱交換器を多段に折り曲げて伝熱面積の増加による高性能化を図ったものである。

７は吸い込みグリル、８はフィルター、９は風路、１０は吹き出し口、１１は吸い込み空気、１２は吹き出し空気、１３は送風機である。本実施の形態による熱交換器は、前記前面側熱交換器１及び後面側熱交換器２の一部を１列にて構成している。

前記空気調和機においては、室内空気は送風機１３の運転により、吸い込みグリル７より吸い込まれフィルター８を通過し、熱交換器１，２へ導かれ、前記熱交換器１，２の伝熱管３内を流れる冷媒により冷却・加熱される。この冷却・加熱された空気は吹き出し口より室内に供給され、室内の空調を行うものである。この場合、送風機１３により吸い込まれる空気の量は吸い込みグリル７やフィルター８及び熱交換器１，２の圧力損失の低減により増加し、その結果高性能化が可能となる。

本実施の形態による熱交換器では、前記前面側熱交換器１又は後面側熱交換器２の一部を１列にて構成しているため、熱交換器の圧力損失を低減出来、送風量を増加することが可能となり、伝熱面積の減少による性能低下が抑制されるため、性能を維持しつつ、前記熱交換器のコストを低減することが可能となり、かつ、生産性も向上する。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図について説明する。図２はこの発明の実施の形態２による熱交換器の正面図である。図において、３は前記熱交換器の伝熱管、４は前記熱交換器のフィンであり、前記熱交換器は複数枚のフィン４に複数の伝熱管３を垂直に貫通し嵌合させて構成されている。
前記複数枚のフィン４は所定のピッチにて積層されており、伝熱管３の内部には冷媒を、フィン間には空気を流通させ、空気を冷却・加熱するものである。

前記熱交換器を空気調和機に組み込む場合、空気調和機の大きさを変えることなく高性能化を可能とするために、前記熱交換器を多段に折り曲げて伝熱面積の増加による高性能化を図ると共に、実施の形態２による熱交換器は、その一部を１列にするとともに、１列部のフィンピッチＡ１と２列部のフィンピッチＡ２を変化させて構成している。

熱交換器の一部を１列にて構成した場合、１列部は２列部より圧力損失は減少するが、圧力損失は熱交換器全面にて均一になるようにバランスしようとするため、その結果、１列部の風速は速くなり、２列部の風速は遅くなる。このような風速分布の不均一が生じると性能は低下し、また、騒音は高くなるため、風速分布を均一にすることが性能向上・騒音低減には不可欠となる。この実施の形態では、圧力損失の低い１列部分のフィンピッチＡ１を圧力損失の高い２列部分のフィンピッチＡ２よりも小さくすることにより、風速分布の均一化を図り、高性能・低騒音化を実現したものである。

この発明に係る空気調和機の熱交換器は、列数の少ない部分のフィンピッチを、その他の部分のフィンピッチより小さくしたことを特徴とする。

上記構成により、風速分布が均一化し、高性能・低騒音化が実現できる。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図について説明する。図３はこの発明の実施の形態３による熱交換器の空気調和機組込時断面図である。図において、１は前面側熱交換器、２は後面側熱交換器、３は前記熱交換器の伝熱管、４は前記熱交換器のフィンであり、前記各熱交換器１，２は複数枚のフィン４に複数の伝熱管３を垂直に貫通し嵌合させて構成されており、伝熱管３の内部には冷媒を、フィン４間には空気を流通させ、空気を冷却・加熱するものである。前記熱交換器を空気調和機に組み込む場合、空気調和機の大きさを変えることなく高性能化を可能とするために、前記熱交換器を多段に折り曲げて伝熱面積の増加による高性能化を図ったものである。

７は吸い込みグリル、８はフィルター、９は風路、１０は吹き出し口、１１は吸い込み空気、１２は吹き出し空気、１３は送風機である。本実施の形態による熱交換器は、前記前面側熱交換器１を１列にし、かつ、後面側熱交換器２を２列に構成したものである。

前記空気調和機においては、室内空気は送風機１３の運転により、吸い込みグリル７より吸い込まれフィルター８を通過し、熱交換器１，２へ導かれ、前記熱交換器１，２の伝熱管３内を流れる冷媒により冷却・加熱される。この冷却・加熱された空気は吹き出し口１０より室内に供給され、室内の空調を行うものである。

前記空気調和機において、意匠性改善の観点から前面グリルの幅を狭くした場合、前面側グリルの圧力損失の方が後面側グリルの圧力損失より高くなるが、圧力損失は熱交換器全面にて均一になるようにバランスしようとするため、その結果、前面側の風速は遅くなり、後面側の風速は早くなる。このような風速分布の不均一が生じると性能は低下し、また、騒音は高くなるため、風速分布を均一にすることが性能向上・騒音低減には不可欠となる。本実施の形態では、圧力損失の高い前面側熱交換器１を１列とし、圧力損失の低い後面側熱交換器２を２列にすることにより、風速分布の均一化を図り、高性能・低騒音化を実現したものである。

この発明に係る空気調和機の熱交換器は、空気調和機の前面側熱交換器の列数を背面側熱交換器の列数よりも少なくしたことを特徴とする。

上記構成により、風速分布が均一化し、高性能・低騒音化が実現できる。

実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図について説明する。図４はこの発明の実施の形態４による熱交換器の空気調和機組込時断面図である。図において、１は前面側熱交換器、２は後面側熱交換器、３は前記熱交換器の伝熱管、４は前記熱交換器のフィンであり、前記各熱交換器１，２は複数枚のフィン４に複数の伝熱管３を垂直に貫通し嵌合させて構成されており、伝熱管３の内部には冷媒を、フィン４間には空気を流通させ、空気を冷却・加熱するものである。前記熱交換器を空気調和機に組み込む場合、空気調和機の大きさを変えることなく高性能化を可能とするために、前記熱交換器を多段に折り曲げて伝熱面積の増加による高性能化を図ったものである。

７は吸い込みグリル、８はフィルター、９は風路、１０は吹き出し口、１１は吸い込み空気、１２は吹き出し空気、１３は送風機である。本実施の形態による熱交換器は、前記前面側熱交換器１の下部を２列、上部を１列にし、かつ、後面側熱交換器２を１列に構成したものである。

前記空気調和機においては、室内空気は送風機１３の運転により、吸い込みグリル７より吸い込まれフィルター８を通過し、熱交換器１，２へ導かれ、前記熱交換器１，２の伝熱管３内を流れる冷媒により冷却・加熱される。この冷却・加熱された空気は吹き出し口より室内に供給され、室内の空調を行うものである。前記空気調和機において、送風機１３に近い前面側熱交換器１の下部の風速は速くなる。このような風速分布の不均一が生じると性能は低下し、また、騒音は高くなるため、風速分布を均一にすることが性能向上・騒音低減には不可欠となる。この実施の形態では、送風機１３に近く風速の速い前面側熱交換器１の下部を２列とし（その他の部分は１列）、下部の圧力損失を増加することで、風速分布の均一化を図り、高性能・低騒音化を実現したものである。

この発明に係る空気調和機の熱交換器は、送風機に近い部分の熱交換器の列数を、その他の部分の列数より多くしたことを特徴とする。

上記構成により、風速分布が均一化し、高性能・低騒音化が実現できる。

実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を図について説明する。図５はこの発明の実施の形態５による熱交換器の側面図である。図において、１は前面側熱交換器、２は後面側熱交換器、３は前記熱交換器の伝熱管、４は前記熱交換器のフィン、５は冷房時冷媒入口管、６は冷房時冷媒出口管である。

前記各熱交換器１，２は複数枚のフィン４に複数の伝熱管３を垂直に貫通し嵌合させて構成されており、伝熱管３の内部には冷媒を、フィン４間には空気を流通させ、空気を冷却・加熱するものである。前記熱交換器を空気調和機に組み込む場合、空気調和機の大きさを変えることなく高性能化を可能とするために、前記熱交換器を多段に折り曲げて伝熱面積の増加による高性能化を図ったものである。

前記熱交換器において、冷房時冷媒出口管６を１列部に設けた場合、冷媒が熱交換器出口手前にてドライアウトしてしまうと、その部分を通過する空気は熱交換されず、高温高湿のまま風路へ導かれる。一方ドライアウトしていない部分では空気は冷却除湿され、低温低湿の空気が風路へ導かれる。この両方の空気が風路内にて混合すると、高温高湿の空気は低温低湿の空気に冷やされ、露点温度以下になった場合は凝縮し水滴となり、風路内に付着し、送風機１３により、吹き出し口１０より室内へ前記水滴が吹き出されてしまう。そこで、冷房時冷媒出口管６を２列部に設けることで、冷房時出口手前にてドライアウトしても前列にて熱交換されるため、空気が熱交換されずに通過してしまうことを防止出来、高品質・信頼性を確保することが可能となる。

この発明に係る空気調和機の熱交換器は、冷房時出口配管を列数の多い部分に設けたことを特徴とする。

上記構成により、冷房時出口手前にてドライアウトしても前列にて熱交換されるため、空気が熱交換されずに通過することを防止でき、高品質・信頼性を確保することができる。

この発明の実施の形態１による空気調和機の熱交換器の空気調和機組込時断面図である。 この発明の実施の形態２による空気調和機の熱交換器の正面図である。 この発明の実施の形態３による空気調和機の熱交換器の空気調和機組込時断面図である。 この発明の実施の形態４による空気調和機の熱交換器の空気調和機組込時断面図である。 この発明の実施の形態５による空気調和機の熱交換器の側面図である。 従来の空気調和機の熱交換器の空気調和機組込時断面図である。

符号の説明

１ 前面側熱交換器、２ 後面側熱交換器、３ 伝熱管、４ フィン、６ 冷房時冷媒出口管、１３ 送風機。

Claims (2)

1. 吸い込み口と吹き出し口との間に風路を形成し、この風路に、フィンに伝熱管を貫通嵌合し、送風機を囲むように多段に折り曲げ形成した熱交換器を設けた空気調和機において、
   前記空気調和機の内部の前面側に設けられ、列数が１列の前面側熱交換器と、
   前記空気調和機の内部の後面側に設けられ、前記前面側熱交換器より列数の多い後面側熱交換器と、
   この後面側熱交換器に設けられた冷房時出口配管と、
   前記吸い込み口に設けられた前面側グリルと、
   前記吸い込み口に設けられ、前記前面側グリルよりも圧力損失の小さい後面側グリルとを備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 列数の少ない部分のフィンピッチを、その他の部分のフィンピッチより小さくしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。

Images