WO2021234963A1 - 室外機および冷凍サイクル装置 - Google Patents
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- F24F1/56—Casing or covers of separate outdoor units, e.g. fan guards
Definitions
- This technology is related to outdoor units and refrigeration cycle equipment. In particular, it relates to a part of a heat exchanger that becomes hot.
- corrugated fin tube type heat exchanger in which corrugated fins are arranged between the flat portions of a plurality of flat heat transfer tubes connected between a pair of headers. Then, in such a heat exchanger, there is a heat exchanger in which a pair of headers are arranged vertically divided into upper and lower parts (see, for example, Patent Document 1).
- an outdoor heat exchanger is installed on the side surface inside the housing surrounding the fan installed in the center. Since the outdoor unit has an air suction port on the side surface, the outdoor heat exchanger can be visually recognized.
- the outdoor heat exchanger functions as a condenser
- high-temperature and high-pressure gas refrigerant flows from the compressor into the header of the outdoor heat exchanger.
- the headers are covered by the frame. For this reason, the frame can prevent people from bringing their hands or the like close to the header and can protect them from heat.
- the purpose is to solve the above-mentioned problems and obtain an outdoor unit and a refrigeration cycle device that can protect from heat.
- the outdoor unit according to this disclosure is arranged in parallel with a housing accommodating the equipment and a pair of headers and a pair of headers through which the fluid passes through the pipe, which are separated from each other and separated into upper and lower parts in the height direction.
- a pair of headers each with both ends connected to each other, have a plurality of heat transfer tubes through which the fluid passes, and an outdoor heat exchanger installed along the sides of the housing, on the sides of the housing.
- the protective panel is installed at the position corresponding to the lower header.
- the refrigerating cycle device has an outdoor unit according to the disclosure.
- FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the air conditioner which concerns on Embodiment 1.
- FIG. 2 It is a figure explaining the structure of the outdoor unit 200 which concerns on Embodiment 1.
- FIG. 2 It is a figure explaining the structure of the outdoor heat exchanger 230 which concerns on Embodiment 1.
- FIG. 2 It is a figure explaining the peripheral structure of the outdoor heat exchanger 230 in the outdoor unit 200 which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a figure (the 2) explaining the drainage in the lower part of the outdoor heat exchanger 230 which concerns on Embodiment 1.
- FIG. 3 It is a figure (the 3) explaining the drainage in the lower part of the outdoor heat exchanger 230 which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a figure which shows the appearance of the lattice panel 205 which concerns on Embodiment 3.
- FIG. It is a figure explaining the relationship between the grid panel 205 and the lower header 11 which concerns on Embodiment 3.
- FIG. It is a figure which shows another example of the small hole part 205B of the lattice panel 205 which concerns on Embodiment 3.
- the high and low pressure and temperature are not fixed in relation to the absolute values, but are relatively fixed in terms of the state and operation of the device and the like.
- the subscripts and the like may be omitted.
- FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an air conditioner according to the first embodiment.
- an air conditioner will be described as an example of a refrigeration cycle device having the heat exchanger of the first embodiment.
- the air conditioner of the first embodiment includes an outdoor unit 200, an indoor unit 100, and two refrigerant pipes 300. Then, the compressor 210, the four-way valve 220 and the outdoor heat exchanger 230 of the outdoor unit 200, and the indoor heat exchanger 110 and the expansion valve 120 of the indoor unit 100 are connected by a refrigerant pipe 300 to form a refrigerant circuit. ..
- a refrigerant pipe 300 to form a refrigerant circuit.
- the air conditioner of the first embodiment it is assumed that one outdoor unit 200 and one indoor unit 100 are connected by piping. However, the number of connected devices is not limited to this.
- the indoor unit 100 has an indoor fan 130 in addition to the indoor heat exchanger 110 and the expansion valve 120.
- the expansion valve 120 of the throttle device or the like decompresses and expands the refrigerant.
- the opening degree is adjusted based on an instruction from a control device (not shown) or the like.
- the indoor heat exchanger 110 exchanges heat between the air in the room, which is the space to be air-conditioned, and the refrigerant.
- the indoor heat exchanger 110 functions as a condenser to condense and liquefy the refrigerant.
- the indoor heat exchanger 110 functions as an evaporator to evaporate and vaporize the refrigerant.
- the indoor fan 130 passes the indoor air through the indoor heat exchanger 110, and supplies the air that has passed through the indoor heat exchanger 110 into the room.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the outdoor unit 200 according to the first embodiment.
- the outdoor unit 200 of the first embodiment is a top-flow type having an outlet 202 of the outdoor fan 250 in the center of the upper part of the housing 201.
- FIG. 2 shows the upper portion of the outdoor heat exchanger 230 for the sake of explanation, but as shown in FIG. 4 described later, the outdoor unit 200 according to the first embodiment exchanges outdoor heat to a position close to the bottom surface.
- the vessel 230 is arranged.
- the outdoor unit 200 has a compressor 210, a four-way valve 220, an outdoor heat exchanger 230, and an accumulator 240 as equipment constituting the refrigerant circuit.
- the compressor 210 compresses and discharges the sucked refrigerant.
- the compressor 210 is, for example, a scroll type compressor, a reciprocating type compressor, a vane type compressor, or the like. Further, although not particularly limited, the compressor 210 can change the capacity of the compressor 210 by arbitrarily changing the operating frequency by, for example, an inverter circuit or the like.
- the four-way valve 220 which serves as a flow path switching device, is a valve that switches the flow of the refrigerant between, for example, a cooling operation and a heating operation.
- the four-way valve 220 connects the discharge side of the compressor 210 to the indoor heat exchanger 110 and the suction side of the compressor 210 to the outdoor heat exchanger 230 when the heating operation is performed. Further, the four-way valve 220 connects the discharge side of the compressor 210 to the outdoor heat exchanger 230 and the suction side of the compressor 210 to the indoor heat exchanger 110 when the cooling operation is performed.
- the flow path switching device is not limited to this.
- a plurality of two-way valves may be combined to form a flow path switching device.
- the accumulator 240 is installed on the suction side of the compressor 210.
- the accumulator 240 passes a gaseous refrigerant (hereinafter referred to as a gas refrigerant) and stores a liquid refrigerant (hereinafter referred to as a liquid refrigerant).
- the outdoor heat exchanger 230 exchanges heat between the refrigerant and the outdoor air.
- the refrigerant is a fluid that serves as a heat exchange medium.
- the outdoor heat exchanger 230 of the first embodiment functions as an evaporator during the heating operation, and evaporates and vaporizes the refrigerant.
- the outdoor heat exchanger 230 of the first embodiment functions as a condenser and a supercooler to condense and liquefy the refrigerant to perform supercooling.
- the outdoor heat exchanger 230 of the first embodiment has a pair of lower headers 11 and folded headers 13 which are vertically separated from each other in the height direction.
- the outdoor fan 250 is driven to pass air from the outside of the outdoor unit 200 to the outdoor heat exchanger 230 to form a flow of air flowing out from the inside of the outdoor unit 200.
- the condensed and liquefied refrigerant passes through the expansion valve 120.
- the refrigerant is depressurized as it passes through the expansion valve 120.
- the refrigerant that has been decompressed by the expansion valve 120 and is in a gas-liquid two-phase state passes through the outdoor heat exchanger 230.
- the refrigerant that evaporates and gasifies by exchanging heat with the outdoor air sent from the outdoor fan 250 passes through the four-way valve 220 and the accumulator 240 and is sucked into the compressor 210 again. Will be done.
- the refrigerant of the air conditioner circulates to perform air conditioning related to heating.
- the dotted line arrow in FIG. 1 indicates the flow of the refrigerant in the cooling operation.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed and discharged by the compressor 210 passes through the four-way valve 220 and flows into the outdoor heat exchanger 230.
- the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 230 and is condensed and liquefied by exchanging heat with the outdoor air supplied by the outdoor fan 250 passes through the expansion valve 120.
- the refrigerant is depressurized as it passes through the expansion valve 120.
- the refrigerant that has been decompressed by the expansion valve 120 and is in a gas-liquid two-phase state passes through the indoor heat exchanger 110.
- the refrigerant that evaporates and gasifies by exchanging heat with the air in the air-conditioned space passes through the four-way valve 220 and the accumulator 240, and is sucked into the compressor 210 again.
- the refrigerant of the air conditioner circulates to perform air conditioning related to cooling.
- FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the outdoor heat exchanger 230 according to the first embodiment.
- the outdoor heat exchanger 230 is a corrugated fin tube type heat exchanger having a parallel piping type.
- the outdoor unit 200 has a plurality of outdoor heat exchangers 230 shown in FIG. 3 and is arranged along the side surface of the housing 201.
- the outdoor heat exchanger 230 has two lower headers 11 (lower header 11A and lower header 11B), a folded header 13, a plurality of flat heat transfer tubes 14, and a plurality of corrugated fins 15.
- a pair of headers consisting of two lower headers 11 and a folded header 13 are arranged vertically separately in the height direction.
- the outdoor unit 200 is a top flow type. Since a device such as a compressor 210 is installed on the lower side of the outdoor unit 200, the folded header 13 is located on the upper side due to piping connection and the like, and the two lower headers 11 are lower than the folded header 13. Placed in a side position.
- a plurality of flat heat transfer tubes 14 having the flat surfaces facing each other so as to be perpendicular to the lower header 11 and the folded header 13 and to be parallel to each other.
- Group is arranged side by side in two rows.
- the group of flat heat transfer tubes 14 in one row is connected to one lower header 11.
- the lower header 11 is a pipe that is connected to other devices constituting the refrigeration cycle device by piping, and a refrigerant that is a fluid serving as a heat exchange medium flows in and out, and the refrigerant branches or merges.
- Each of the lower headers 11 has a refrigerant inlet / outlet pipe 12 (refrigerant inlet / outlet pipe 12A and a refrigerant inlet / outlet pipe 12B) into which a refrigerant from the outside flows in and out.
- the folded header 13 serves as a bridge for merging the refrigerant flowing in from the group of flat heat transfer tubes 14 in one row and branching out to the group of flat heat transfer tubes 14 in the other row. It is a header.
- the flat heat transfer tube 14 has a flat cross section, and the outer surface on the longitudinal side of the flat shape along the depth direction, which is the flow direction of air, is flat, and the outer surface on the lateral side orthogonal to the longitudinal direction is flat. It is a heat transfer tube whose side surface is curved.
- the flat heat transfer tube 14 of the first embodiment is a multi-hole flat heat transfer tube having a plurality of holes serving as a flow path for the refrigerant inside the tube. In the first embodiment, the hole of the flat heat transfer tube 14 is formed so as to face the height direction because it is a flow path between the lower header 11 and the folded header 13.
- each flat heat transfer tube 14 is inserted, brazed, and joined into an insertion hole (not shown) included in the lower header 11 and the folded header 13.
- NS As the brazing brazing material, for example, a brazing material containing aluminum is used.
- the lower header 11, the folded header 13, and the inside of each flat heat transfer tube 14 communicate with each other.
- corrugated fins 15 are arranged between the arranged flat heat transfer tubes 14 facing each other.
- the corrugated fins 15 are arranged to increase the heat transfer area between the refrigerant and the outside air.
- the corrugated fin 15 is corrugated on the plate material, and is bent into a wavy shape and a bellows by a zigzag fold that repeats mountain folds and valley folds.
- the bent portion due to the unevenness formed in the wave shape becomes the top of the wave shape.
- the tops of the corrugated fins 15 are aligned in the height direction. In the corrugated fin 15, the top of the corrugated shape and the flat surface of the flat heat transfer tube 14 are in surface contact with each other.
- the contact portion is brazed and joined by a brazing material.
- the plate material of the corrugated fin 15 is made of, for example, an aluminum alloy.
- a brazing material layer is clad on the surface of the plate material.
- the clad brazing material layer is based on, for example, a brazing material containing aluminum-silicon-based aluminum.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration around the outdoor heat exchanger 230 in the outdoor unit 200 according to the first embodiment.
- the outdoor heat exchanger 230 according to the first embodiment when used as a condenser, the refrigerant from the high temperature and high pressure compressor 210 flows into the lower header 11. At this time, the lower header 11 becomes hot, and the side surface of the outdoor unit 200 becomes hot.
- the heat exchanger in which the header is installed in the left-right direction can cover the header with the frame of the housing 201, but the lower header 11 of the outdoor heat exchanger 230 of the first embodiment in which the header is installed in the up-down direction is Cannot be covered with a frame.
- the outdoor unit 200 of the first embodiment has a protective panel 203 on the side surface portion of the housing 201.
- the protective panel 203 is installed at a position corresponding to the lower header 11, and is a high-temperature portion protective panel that prevents a person from touching a high-temperature device or portion such as the lower header 11.
- the position corresponding to the lower header 11 includes not only the lower header 11 but also pipes and the like arranged in the vicinity of the lower header 11.
- the protective panel 203 is installed on the side surface (left and right side surface and back surface) other than the front side of the outdoor unit 200 where the outdoor heat exchanger 230 is exposed in the outdoor unit 200 of FIG.
- FIG. 5 is a diagram showing a protective panel 203 according to the first embodiment.
- the protective panel 203 of the first embodiment has a shape capable of covering the lower header 11 and the like of the housing 201 exposed on the side surface of the housing 201 and blindfolding the lower header 11 and the like.
- the protective panel 203 has slits 203A as a plurality of opening holes for ventilation and drainage.
- the slit 203A is sized so that fingers do not pass through it, but it is desirable that it does not obstruct ventilation and drainage. Therefore, for example, the size of the slit 203A is set to about 5 mm ⁇ about 20 mm.
- the protective panel 203 has the slit 203A, but the shape of the opening portion is not limited to the shape of the slit 203A.
- the protective panel 203 is made of resin.
- the resin used as a material has heat resistance to heat dissipation from the lower header 11 and the like.
- the protective panel 203 is made of a material having low heat transfer property in order to prevent freezing of moisture adhering to the protective panel 203 in winter. Therefore, for example, the protective panel 203 is made of AS resin (styrene acrylonitrile copolymer: Styrene Acrylonitrile copolymer) or the like.
- FIGS. 6 to 9 are views for explaining drainage in the lower part of the outdoor heat exchanger 230 according to the first embodiment.
- the inner panel 204 shown in FIGS. 6 to 9 is installed in the lower part of the outdoor heat exchanger 230 in the housing 201, and is a drainage flow that guides water 400 such as drain water dripping from the outdoor heat exchanger 230 to the ground or the like. It is a panel that becomes a road.
- the outdoor heat exchanger 230 when the outdoor heat exchanger 230 functions as an evaporator, the outdoor heat exchanger 230 is frosted.
- the inner panel 204 receives water 400 such as drain water in which frost is melted by defrosting or the like, guides it to the ground or the like, and discharges it to the outside of the outdoor unit 200.
- water 400 freezes in the inner panel 204 and the flow becomes poor, the water 400 that has stopped flowing freezes and hinders the drainage from the inner panel 204.
- the water 400 dropped from the outdoor heat exchanger 230 is discharged from the opening portion below the protective panel 203. Will be done.
- the protective panel 203 has a slit 203A so that drainage can be performed from the slit 203A. Therefore, in the outdoor unit 200, even if drainage cannot be performed from the inner panel 204, drainage can be performed from the slit 203A of the protective panel 203.
- the outdoor heat exchanger 230 in which the lower header 11 and the folded header 13 are vertically divided in the height direction is arranged on the side surface of the housing 201.
- the protective panel 203 is installed at a position corresponding to the lower header 11. Therefore, it is possible to protect the high temperature portion such as the lower header 11 from being touched by a person or the like.
- the protective panel 203 having a plurality of slits 203A it is possible to drain water such as drain water dripping from the air passage and the outdoor heat exchanger 230 due to the inflow of air.
- the slit 203A of the protective panel 203 is sized so that a finger does not pass through it. Further, by using the protective panel 203 as a material having low heat transfer, it is possible to prevent freezing.
- FIG. 10 is a diagram showing a protective panel 203 according to the second embodiment.
- the protective panel 203 is made of a resin having low heat transfer. However, in cold regions, freezing may be unavoidable even with a low heat transfer resin. Therefore, in the second embodiment, the protective panel 203 is made of metal.
- the heater 203B which is a heating device, is attached to the protective panel 203. Then, the heater 203B may heat the protective panel 203 to prevent freezing in the protective panel 203.
- FIG. 11 is a diagram showing the appearance of the outdoor unit 200 according to the third embodiment.
- the outdoor unit 200 of the first embodiment has a configuration in which the outdoor heat exchanger 230 is exposed on almost the entire side surface.
- the position of the lower header 11 in the height direction is different from that of the outdoor unit 200 of the first embodiment, and the outdoor heat exchanger 230 is exposed on the upper half surface of the side surface.
- It is a type outdoor unit 200. Below the outdoor unit 200, there is a machine room in which a compressor 210 or the like is installed in the housing 201.
- the grid panel 205 is installed on the side surface of the housing 201 in the portion where the outdoor heat exchanger 230 is exposed.
- the outdoor unit 200 of the third embodiment has a grid panel 205 as a substitute for the protective panel 203 of the first embodiment.
- FIG. 12 is a diagram showing the appearance of the grid panel 205 according to the third embodiment.
- the grid panel 205 has a grid hole 205A which is a grid-shaped opening.
- the grid panel 205 of the third embodiment has not only the grid hole 205A but also a small hole portion 205B which is an opening hole smaller than the grid hole 205A.
- FIG. 12 shows a lattice hole 205A and a small hole portion 205B formed by punching.
- FIG. 13 is a diagram illustrating the relationship between the grid panel 205 and the lower header 11 according to the third embodiment.
- the small hole portion 205B of the grid panel 205 is installed at a position corresponding to the lower header 11 of the outdoor heat exchanger 230.
- the small hole portion 205B has a size that can prevent a finger or the like from passing through and touching a high temperature portion such as the lower header 11.
- the shape of the hole is not particularly limited as long as the small hole portion 205B has a size that does not allow a finger or the like to pass through.
- the opening hole of the small hole portion 205B can be made into a slit shape or the like.
- FIG. 14 is a diagram showing another example of the small hole portion 205B of the grid panel 205 according to the third embodiment. As shown in FIG. 14, the small hole portion 205B may be formed by cutting and raising.
- the outdoor heat exchanger 230 and the outdoor heat exchanger 230 in which the lower header 11 and the folded header 13 are vertically separated in the height direction are arranged on the side surface of the housing 201. It has a grid panel 205. Then, a small hole portion 205B having a smaller opening hole than the grid hole 205A is provided at a position corresponding to the lower header 11 of the grid panel 205. Therefore, it is possible to protect the high temperature portion such as the lower header 11 from being touched by a person or the like. Further, the small hole portion 205B can be ventilated and can be used as an air passage for allowing air to flow into the outdoor heat exchanger 230.
- Embodiment 4 In the outdoor unit 200 of the above-described first to third embodiments, the sizes of the openings in the plurality of slits 203A of the protective panel 203 and the small holes 205B of the lattice panel 205 are fixed, but the size is limited to this. is not it.
- the size of the opening portion may be different based on the distance from the lower header 11, such as expanding the space when the distance from the lower header 11 is long.
- the above-mentioned first to third embodiments have described the corrugated fin tube type outdoor heat exchanger 230 having a plurality of flat heat transfer tubes 14 and corrugated fins 15, but the present invention is not limited thereto. If the outdoor heat exchanger has headers installed in the vertical direction, which is the height direction, in the outdoor unit, a heat transfer tube other than the flat heat transfer tube 14 or an outdoor heat exchanger composed of fins other than the corrugated fin 15 is applied. be able to.
- the air conditioner using the outdoor unit 200 has been described, but the present invention also applies to other refrigeration cycle devices such as a refrigerating device, a refrigerating device, and a hot water supply device. be able to.
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Abstract
開示に係る室外機は、機器を収容する筐体と、互いに離間して高さ方向に上下に分かれて配置され、管内を流体が通過する一対のヘッダおよび一対のヘッダの間に並列に配置され、一対のヘッダにそれぞれ両端が接続されて内部を流体が通過する複数の伝熱管を有し、筐体の側面に沿って設置される室外熱交換器とを備え、筐体の側面において、一対のヘッダのうち、下部側のヘッダに対応する位置に保護パネルが設置されるものである。
Description
この技術は、室外機および冷凍サイクル装置に関するものである。特に、熱交換器において高温となる部分への対応に係るものである。
たとえば、一対のヘッダ間に接続された複数の扁平伝熱管の平面部と平面部との間に、コルゲートフィンを配置したコルゲートフィンチューブ型の熱交換器がある。そして、このような熱交換器において、高さ方向となる上下に分かれて一対のヘッダが配置された熱交換器がある(たとえば、特許文献1参照)。
一般的に、筐体の上面に空気の吹き出し口を有するトップフロー型の室外機では、中央に設置されたファンを囲んで、筐体内の側面に室外熱交換器が設置される。そして、室外機は、側面に空気の吸入口を有するため、室外熱交換器を視認することができる。
ここで、室外熱交換器が凝縮器として機能する場合には、高温および高圧のガス冷媒が、圧縮機から室外熱交換器のヘッダに流入する。左右方向にヘッダが配置された熱交換器では、筐体を構成するフレーム部分にヘッダが配置されるようにすれば、ヘッダがフレームにより覆われる。このため、フレームは、人が手などをヘッダに近づけることを防ぎ、熱からの保護をはかることができる。
しかしながら、特許文献1のように、高さ方向に分かれてヘッダが配置された熱交換器では、下部側のヘッダの位置には筐体のフレームが位置しておらず、フレームがヘッダを覆うことが困難である。このため、ヘッダなどの高温部分に近づけないようにする対応が必要となる。
そこで、上記のような課題を解決し、熱からの保護をはかることができる室外機および冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
この開示に係る室外機は、機器を収容する筐体と、互いに離間して高さ方向に上下に分かれて配置され、管内を流体が通過する一対のヘッダおよび一対のヘッダの間に並列に配置され、一対のヘッダにそれぞれ両端が接続されて内部を流体が通過する複数の伝熱管を有し、筐体の側面に沿って設置される室外熱交換器とを備え、筐体の側面において、一対のヘッダのうち、下部側のヘッダに対応する位置に保護パネルが設置されるものである。
また、この開示に係る冷凍サイクル装置は、開示に係る室外機を有するものである。
この開示によれば、高さ方向に上下に分かれてヘッダが配置された室外熱交換器を有する室外機の筐体の側面において、下部側のヘッダに対応する位置に保護パネルを設置することで、高温となる部分に人などが触れないように保護することができる。
以下、実施の形態に係る室外機および冷凍サイクル装置について、図面などを参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。さらに、断面図では、視認性に鑑みて、一部の図および機器において、ハッチングを省略している。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に、構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、圧力および温度の高低については、特に絶対的な値との関係で高低が定まっているものではなく、装置などにおける状態、動作などにおいて相対的に定まるものとする。また、添字で区別などしている複数の同種の機器などについて、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字などを省略して記載する場合がある。
実施の形態1.
<空気調和装置の構成>
図1は、実施の形態1に係る空気調和装置の構成を示す図である。ここでは、実施の形態1の熱交換器を有する冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置について説明する。
<空気調和装置の構成>
図1は、実施の形態1に係る空気調和装置の構成を示す図である。ここでは、実施の形態1の熱交換器を有する冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置について説明する。
図1に示すように、実施の形態1の空気調和装置は、室外機200、室内機100および2本の冷媒配管300を有する。そして、室外機200が有する圧縮機210、四方弁220および室外熱交換器230と室内機100が有する室内熱交換器110および膨張弁120が、冷媒配管300により配管接続され、冷媒回路を構成する。ここで、実施の形態1の空気調和装置は、1台の室外機200と1台の室内機100が配管接続されているものとする。ただし、接続台数は、これに限定するものではない。
室内機100は、室内熱交換器110および膨張弁120の他に、室内ファン130を有する。絞り装置などの膨張弁120は、冷媒を減圧して膨張させる。たとえば電子式膨張弁などで構成した場合には、制御装置(図示せず)などの指示に基づいて開度調整を行う。また、室内熱交換器110は、空調対象空間である室内の空気と冷媒との熱交換を行う。たとえば、暖房運転時においては、室内熱交換器110は、凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。また、冷房運転時においては、室内熱交換器110は、蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。室内ファン130は、室内熱交換器110に室内の空気を通過させ、室内熱交換器110を通過させた空気を室内に供給する。
<室外機200の構成>
図2は、実施の形態1に係る室外機200の構成を説明する図である。ここで、実施の形態1の室外機200は、筐体201の上部中央に室外ファン250の吹き出し口202を有するトップフロー型である。図2では、説明のため、室外熱交換器230の上側部分について示しているが、後述する図4で示すように、実施の形態1に係る室外機200は、底面に近い位置まで室外熱交換器230が配置されている。
図2は、実施の形態1に係る室外機200の構成を説明する図である。ここで、実施の形態1の室外機200は、筐体201の上部中央に室外ファン250の吹き出し口202を有するトップフロー型である。図2では、説明のため、室外熱交換器230の上側部分について示しているが、後述する図4で示すように、実施の形態1に係る室外機200は、底面に近い位置まで室外熱交換器230が配置されている。
室外機200は、冷媒回路を構成する機器として、圧縮機210、四方弁220、室外熱交換器230およびアキュムレータ240を有する。圧縮機210は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機210は、たとえば、スクロール型圧縮機、レシプロ型圧縮機またはベーン型圧縮機などである。また、特に限定するものではないが、圧縮機210は、たとえば、インバータ回路などにより、運転周波数を任意に変化させることにより、圧縮機210の容量を変化させることができる。
流路切替装置となる四方弁220は、たとえば冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り換える弁である。四方弁220は、暖房運転が行われる際、圧縮機210の吐出側と室内熱交換器110とを接続するとともに、圧縮機210の吸引側と室外熱交換器230と接続する。また、四方弁220は、冷房運転が行われる際、圧縮機210の吐出側と室外熱交換器230とを接続するとともに、圧縮機210の吸引側を室内熱交換器110と接続する。ここでは、四方弁220を用いた場合について例示しているが、流路切替装置はこれに限定されるものではない。たとえば、複数の二方弁などを組み合わせて流路切替装置としてもよい。また、アキュムレータ240は、圧縮機210の吸入側に設置される。アキュムレータ240は、ガス状の冷媒(以下、ガス冷媒という)を通過させ、液状の冷媒(以下、液冷媒という)を溜める。
室外熱交換器230は、冷媒と室外の空気との熱交換を行う。室外熱交換器230にとっては、冷媒は、熱交換媒体となる流体となる。ここで、実施の形態1の室外熱交換器230は、暖房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。一方、冷房運転時においては、凝縮器および過冷却器として機能し、冷媒を凝縮して液化させ、過冷却を行う。実施の形態1の室外熱交換器230は、後述するように、互いに離間して高さ方向に上下に分かれて配置された、一対となる下部ヘッダ11と折り返しヘッダ13とを有する。実施の形態1の室外熱交換器230の詳細については、後述する。また、室外ファン250は、駆動により、室外機200外部からの空気を室外熱交換器230に通過させ、室外機200内から流出させる空気の流れを形成する。
<空気調和装置の動作>
次に、空気調和装置の各機器の動作について、冷媒の流れに基づいて説明する。まず、暖房運転における冷媒回路の各機器の動作を、冷媒の流れに基づいて説明する。図1の実線矢印は、暖房運転における冷媒の流れを示している。圧縮機210により圧縮されて吐出した高温および高圧のガス冷媒は、四方弁220を通過し、室内熱交換器110に流入する。ガス冷媒は、室内熱交換器110を通過中に、たとえば、空調対象空間の空気と熱交換することで凝縮し、液化する。凝縮し、液化した冷媒は、膨張弁120を通過する。冷媒は、膨張弁120を通過する際、減圧される。膨張弁120で減圧されて気液二相状態となった冷媒は、室外熱交換器230を通過する。室外熱交換器230において、室外ファン250から送られた室外の空気と熱交換することで蒸発し、ガス化した冷媒は、四方弁220およびアキュムレータ240を通過して、再度、圧縮機210に吸入される。以上のようにして、空気調和装置の冷媒が循環し、暖房に係る空気調和を行う。
次に、空気調和装置の各機器の動作について、冷媒の流れに基づいて説明する。まず、暖房運転における冷媒回路の各機器の動作を、冷媒の流れに基づいて説明する。図1の実線矢印は、暖房運転における冷媒の流れを示している。圧縮機210により圧縮されて吐出した高温および高圧のガス冷媒は、四方弁220を通過し、室内熱交換器110に流入する。ガス冷媒は、室内熱交換器110を通過中に、たとえば、空調対象空間の空気と熱交換することで凝縮し、液化する。凝縮し、液化した冷媒は、膨張弁120を通過する。冷媒は、膨張弁120を通過する際、減圧される。膨張弁120で減圧されて気液二相状態となった冷媒は、室外熱交換器230を通過する。室外熱交換器230において、室外ファン250から送られた室外の空気と熱交換することで蒸発し、ガス化した冷媒は、四方弁220およびアキュムレータ240を通過して、再度、圧縮機210に吸入される。以上のようにして、空気調和装置の冷媒が循環し、暖房に係る空気調和を行う。
次に、冷房運転について説明する。図1の点線矢印は、冷房運転における冷媒の流れを示している。圧縮機210により圧縮されて吐出した高温および高圧のガス冷媒は、四方弁220を通過し、室外熱交換器230に流入する。そして、室外熱交換器230内を通過して、室外ファン250が供給した室外の空気と熱交換することで凝縮し、液化した冷媒は、膨張弁120を通過する。冷媒は、膨張弁120を通過する際、減圧される。膨張弁120で減圧されて気液二相状態となった冷媒は、室内熱交換器110を通過する。そして、室内熱交換器110において、たとえば、空調対象空間の空気と熱交換することで蒸発し、ガス化した冷媒は、四方弁220およびアキュムレータ240を通過して、再度、圧縮機210に吸入される。以上のようにして、空気調和装置の冷媒が循環し、冷房に係る空気調和を行う。
図3は、実施の形態1に係る室外熱交換器230の構成を説明する図である。室外熱交換器230は、パラレル配管形となるコルゲートフィンチューブ型の熱交換器である。室外機200は、図3に示す室外熱交換器230を複数有し、筐体201の側面に沿って配置する。室外熱交換器230は、2本の下部ヘッダ11(下部ヘッダ11Aおよび下部ヘッダ11B)、折り返しヘッダ13、複数の扁平伝熱管14および複数のコルゲートフィン15を有する。
実施の形態1の室外熱交換器230は、2本の下部ヘッダ11と折り返しヘッダ13とによる一対のヘッダが、高さ方向に上下に分かれて配置される。実施の形態1では、前述したように、室外機200がトップフロー型である。圧縮機210などの装置が室外機200の下側に設置されているため、配管接続などの関係で、折り返しヘッダ13が上側に位置し、2本の下部ヘッダ11が、折り返しヘッダ13よりも下側の位置に配置される。
そして、2本の下部ヘッダ11と折り返しヘッダ13との間には、下部ヘッダ11と折り返しヘッダ13とに対して垂直となり、互いに平行となるように扁平面を対向させた複数の扁平伝熱管14の群が、2列に並んで配置されている。1つの列における扁平伝熱管14の群は、1本の下部ヘッダ11に接続される。
下部ヘッダ11は、それぞれ、冷凍サイクル装置を構成する他の装置と配管接続され、熱交換媒体となる流体である冷媒が流入出し、冷媒を分岐または合流させる管である。下部ヘッダ11は、それぞれ、外部からの冷媒が流入出する冷媒出入口管12(冷媒出入口管12Aおよび冷媒出入口管12B)を有する。また、折り返しヘッダ13は、一方の列における扁平伝熱管14の群から流入する冷媒を合流させ、他方の列における扁平伝熱管14の群に分岐して流出させる橋渡し(ブリッジ)としての役割を果たすヘッダである。
扁平伝熱管14は、断面が扁平形状を有し、空気の流通方向である奥行き方向に沿った扁平形状の長手側における外側面が平面状であり、当該長手方向に直交する短手側における外側面が曲面状である伝熱管である。実施の形態1の扁平伝熱管14は、管の内部において、冷媒の流路となる複数の穴を有する多穴扁平伝熱管である。実施の形態1において、扁平伝熱管14の穴は、下部ヘッダ11と折り返しヘッダ13との間の流路となるため、高さ方向を向いて形成されている。そして、前述したように、扁平伝熱管14は、長手側における外側面が対向して、水平方向に等間隔に配列される。実施の形態1の室外熱交換器230を製造する際、各扁平伝熱管14は、下部ヘッダ11と折り返しヘッダ13とが有する挿入穴(図示せず)に挿し込まれ、ろう付けされ、接合される。ろう付けのろう材は、たとえば、アルミニウムを含むろう材が使用される。これにより、下部ヘッダ11と折り返しヘッダ13と各扁平伝熱管14の内部とが連通する。
また、配列された扁平伝熱管14の互いに対向する扁平面間には、コルゲートフィン15が配列される。コルゲートフィン15は、冷媒と外気との伝熱面積を広げるために配列される。コルゲートフィン15は、板材に対してコルゲート加工が行われ、山折りおよび谷折りを繰返すつづら折りにより、折り曲げられて波形状に、蛇腹となって形成される。ここで、波形状に形成されてできた凹凸による折り曲げ部分は、波形状の頂部となる。実施の形態1において、コルゲートフィン15の頂部は、高さ方向にわたって並んでいる。コルゲートフィン15は、波形状の頂部と扁平伝熱管14の扁平面とが面接触している。そして、接触部分は、ろう材によってろう付けされ、接合される。コルゲートフィン15の板材は、たとえば、アルミニウム合金を材質とする。そして、板材表面には、ろう材層がクラッドされる。クラッドされたろう材層は、たとえば、アルミシリコン系のアルミニウムを含むろう材を基本とする。
図4は、実施の形態1に係る室外機200における室外熱交換器230の周辺の構成を説明する図である。図3で説明したように、実施の形態1における室外熱交換器230が凝縮器として使用される場合、高温および高圧の圧縮機210からの冷媒が、下部ヘッダ11に流入する。このとき、下部ヘッダ11が高温となり、室外機200の側面が高温となる。左右方向にヘッダが設置された熱交換器は、筐体201のフレームでヘッダを覆うことができるが、上下方向にヘッダが設置された実施の形態1の室外熱交換器230の下部ヘッダ11はフレームで覆うことができない。そこで、実施の形態1の室外機200は、筐体201の側面部分に保護パネル203を有する。保護パネル203は、下部ヘッダ11に対応する位置に設置され、人が下部ヘッダ11などの高温となる機器および部分などに触れないようにする高温部保護パネルである。ここで、下部ヘッダ11に対応する位置には、下部ヘッダ11だけでなく、下部ヘッダ11の近傍に配置された配管なども含まれているものとする。実施の形態1では、保護パネル203は、図2の室外機200において、室外熱交換器230が露出している、室外機200の正面側以外の側面(左右側面および背面)に設置される。
図5は、実施の形態1に係る保護パネル203を示す図である。実施の形態1の保護パネル203は、筐体201の側面において露出した筐体201の下部ヘッダ11などを覆い、下部ヘッダ11などを目隠しすることができる形状である。保護パネル203は、通風および排水を行うため、複数の開口穴となるスリット203Aを有する。スリット203Aは、指が通過しないような大きさとするが、通風および排水を阻害しないようにすることが望ましい。そこで、たとえば、スリット203Aの大きさは、約5mm×約20mmとする。実施の形態1では、保護パネル203は、スリット203Aを有するが、開口部分の形状をスリット203Aの形状に限定するものではない。
また、保護パネル203は、樹脂を材料とする。ここで、材料とする樹脂については、下部ヘッダ11などの放熱に対する耐熱性を有する。また、保護パネル203は、冬期において付着した水分の氷結などを防ぐため、低伝熱性の材料とする。このため、たとえば、保護パネル203は、AS樹脂(スチレンアクリロニトリルコポリマー:Styrene Acrylonitrile copolymer)などを材料とする。
図6~図9は、実施の形態1に係る室外熱交換器230下部における排水について説明する図である。図6~図9に示すインナーパネル204は、筐体201内において室外熱交換器230の下部に設置され、室外熱交換器230から滴下したドレン水などの水400などを地面などに導く排水流路となるパネルである。
前述したように、たとえば、室外熱交換器230が蒸発器として機能している場合、室外熱交換器230には着霜する。図6に示すように、通常、インナーパネル204が、除霜などにより霜が溶けたドレン水などの水400を受け、地面などに導いて、室外機200外に排出する。しかし、インナーパネル204において水400が氷結するなどして流れが悪くなると、流れなくなった水400が氷結し、インナーパネル204からの排水を阻害する。
図7に示すように、水400が氷結した氷の高さを示す氷結状態において、氷結状態I1では、室外熱交換器230から滴下した水400は、保護パネル203より下側の開口部分から排出される。しかし、図8および図9に示す氷結状態I2および氷結状態I3のように、保護パネル203に接触する位置まで、氷が高くなることがある。そこで、保護パネル203は、スリット203Aを有し、スリット203Aから排水できるようにする。このため、室外機200においては、インナーパネル204から排水できない状態でも、保護パネル203のスリット203Aから排水することができる。
以上のように、実施の形態1の室外機200によれば、筐体201の側面に、下部ヘッダ11と折り返しヘッダ13とが高さ方向に上下に分かれて配置された室外熱交換器230を有する。そして、下部ヘッダ11に対応する位置に、保護パネル203が設置される。このため、下部ヘッダ11などの高温部分に人などが触れないように保護することができる。また、図5に示すように、保護パネル203は、複数のスリット203Aを有することで、空気流入による風路および室外熱交換器230から滴下したドレン水などの排水をすることができる。このとき、保護パネル203のスリット203Aは、指が通過しない程度の大きさとする。さらに、保護パネル203が低伝熱性の材料とすることで、氷結を防止することができる。
実施の形態2.
図10は、実施の形態2に係る保護パネル203を示す図である。上述した実施の形態1の室外機200においては、保護パネル203は、低伝熱性の樹脂を材料とすることについて説明した。しかしながら、寒冷地においては、低伝熱性の樹脂でも、氷結が避けられないことがある。そこで、実施の形態2では、保護パネル203は、金属を材料とする。そして、室外機200には、加熱装置となるヒータ203Bを、保護パネル203に取り付ける。そして、ヒータ203Bが保護パネル203を加熱することで、保護パネル203における氷結を防止してもよい。
図10は、実施の形態2に係る保護パネル203を示す図である。上述した実施の形態1の室外機200においては、保護パネル203は、低伝熱性の樹脂を材料とすることについて説明した。しかしながら、寒冷地においては、低伝熱性の樹脂でも、氷結が避けられないことがある。そこで、実施の形態2では、保護パネル203は、金属を材料とする。そして、室外機200には、加熱装置となるヒータ203Bを、保護パネル203に取り付ける。そして、ヒータ203Bが保護パネル203を加熱することで、保護パネル203における氷結を防止してもよい。
実施の形態3.
図11は、実施の形態3に係る室外機200の外観を示す図である。実施の形態1の室外機200は、側面のほぼ全面において室外熱交換器230が露出した構成であった。実施の形態3の室外機200は、高さ方向における下部ヘッダ11の位置が、実施の形態1の室外機200と異なる位置にあり、側面の上半面において室外熱交換器230が露出するトップフロー型の室外機200である。室外機200の下側には、筐体201内に圧縮機210などが設置された機械室を有する。そして、実施の形態3の室外機200は、筐体201の側面において、室外熱交換器230が露出する部分には格子パネル205を設置する。そして、実施の形態3の室外機200は、格子パネル205を実施の形態1における保護パネル203の代わりと構成である。
図11は、実施の形態3に係る室外機200の外観を示す図である。実施の形態1の室外機200は、側面のほぼ全面において室外熱交換器230が露出した構成であった。実施の形態3の室外機200は、高さ方向における下部ヘッダ11の位置が、実施の形態1の室外機200と異なる位置にあり、側面の上半面において室外熱交換器230が露出するトップフロー型の室外機200である。室外機200の下側には、筐体201内に圧縮機210などが設置された機械室を有する。そして、実施の形態3の室外機200は、筐体201の側面において、室外熱交換器230が露出する部分には格子パネル205を設置する。そして、実施の形態3の室外機200は、格子パネル205を実施の形態1における保護パネル203の代わりと構成である。
図12は、実施の形態3に係る格子パネル205の外観を示す図である。図12に示すように、格子パネル205は、格子状の開口部である格子穴205Aを有する。また、実施の形態3の格子パネル205は、格子穴205Aだけでなく、格子穴205Aよりも小さい開口穴となる小穴部205Bを有する。図12は、打ち抜き加工により形成された格子穴205Aと小穴部205Bとを示している。
図13は、実施の形態3に係る格子パネル205と下部ヘッダ11との関係を説明する図である。図13に示すように、実施の形態3の室外機200において、格子パネル205の小穴部205Bは、室外熱交換器230の下部ヘッダ11に対応する位置に設置される。ここで、小穴部205Bは、指などが通って下部ヘッダ11などの高温部分に触れることを防止することができる大きさとする。ここで、小穴部205Bは、指などを通さない大きさであれば、穴の形状については、特に限定しない。たとえば、小穴部205Bの開口穴をスリット状などにすることができる。
図14は、実施の形態3に係る格子パネル205の小穴部205Bの別の一例を示す図である。図14に示すように、切り起こし加工などにより、小穴部205Bを形成してもよい。
以上のように、実施の形態3の室外機200によれば、筐体201の側面に、下部ヘッダ11と折り返しヘッダ13とが高さ方向に上下に分かれて配置された室外熱交換器230および格子パネル205を有する。そして、格子パネル205の下部ヘッダ11に対応する位置に格子穴205Aよりも開口穴が小さい小穴部205Bを有する。このため、下部ヘッダ11などの高温部分に人などが触れないように保護することができる。また、小穴部205Bは通気させることができ、室外熱交換器230に空気を流入させる風路とすることができる。
実施の形態4.
前述した実施の形態1~実施の形態3の室外機200では、保護パネル203の複数のスリット203Aおよび格子パネル205の小穴部205Bにおける開口部分の大きさを一定にしたが、これに限定するものではない。たとえば、下部ヘッダ11との距離が遠いものについては空間を拡げるなど、下部ヘッダ11との距離に基づいて、開口部分の大きさが異なるようにしてもよい。
前述した実施の形態1~実施の形態3の室外機200では、保護パネル203の複数のスリット203Aおよび格子パネル205の小穴部205Bにおける開口部分の大きさを一定にしたが、これに限定するものではない。たとえば、下部ヘッダ11との距離が遠いものについては空間を拡げるなど、下部ヘッダ11との距離に基づいて、開口部分の大きさが異なるようにしてもよい。
また、前述した実施の形態1~実施の形態3は、複数の扁平伝熱管14およびコルゲートフィン15を有するコルゲートフィンチューブ型の室外熱交換器230について説明したが、これに限定するものではない。室外機内において、高さ方向となる上下方向にヘッダが設置される室外熱交換器であれば、扁平伝熱管14以外の伝熱管またはコルゲートフィン15以外のフィンで構成した室外熱交換器を適用することができる。
前述した実施の形態1~実施の形態3では、室外機200を用いた空気調和装置について説明したが、たとえば、冷蔵装置、冷凍装置、給湯装置のように、他の冷凍サイクル装置にも適用することができる。
11,11A,11B 下部ヘッダ、12,12A,12B 冷媒出入口管、13 折り返しヘッダ、14 扁平伝熱管、15 コルゲートフィン、100 室内機、110 室内熱交換器、120 膨張弁、130 室内ファン、200 室外機、201 筐体、202 吹き出し口、203 保護パネル、203A スリット、203B ヒータ、204 インナーパネル、205 格子パネル、205A 格子穴、205B 小穴部、210 圧縮機、220 四方弁、230 室外熱交換器、240 アキュムレータ、250 室外ファン、300 冷媒配管、400 水。
Claims (7)
- 機器を収容する筐体と、
互いに離間して高さ方向に上下に分かれて配置され、管内を流体が通過する一対のヘッダおよび一対の前記ヘッダの間に並列に配置され、一対の前記ヘッダにそれぞれ両端が接続されて内部を流体が通過する複数の伝熱管を有し、前記筐体の側面に沿って設置される室外熱交換器とを備え、
前記筐体の側面において、一対の前記ヘッダのうち、下部側の前記ヘッダに対応する位置に保護パネルが設置される室外機。 - 前記保護パネルは、複数の開口穴を有する請求項1に記載の室外機。
- 前記保護パネルは、樹脂を材料とする請求項1または請求項2に記載の室外機。
- 前記樹脂は、AS樹脂である請求項3に記載の室外機。
- 前記保護パネルは金属を材料とし、
前記保護パネルを加熱する加熱装置を有する請求項1または請求項2に記載の室外機。 - 前記室外熱交換器は、
断面が扁平形状を有し、前記扁平形状の長手側における扁平面がそれぞれ対向して間を隔てて配置され、流体が流れる流路を内部に有する複数の扁平伝熱管と、
隣り合う2つの前記扁平伝熱管の間に配置され、前記扁平面において前記扁平伝熱管と接合される複数のコルゲートフィンと
を有する請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の室外機。 - 請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の室外機を有する冷凍サイクル装置。
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