CN100347491C - 空气调节器的室内机 - Google Patents

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Abstract

在具有上部吸入口的空气调节器上具有板状散热片(1)和传热管(2)，板状散热片(1)被多个平行设置，空气在其间流动；传热管(2)被直角地插入该各板状散热片(1)，工作流体通过内部，相对于空气通过方向沿直角方向的层方向设置多层，将围着直流鼓风机(5)设置的热交换器(4)分成前面下部热交换器(4a)、前面上部热交换器(4b)以及背面热交换器(4c)分别制造，使前面下部热交换器(4a)的空气侧压力损失小于其他的热交换器。

Description

空气调节器的室内机
技术领域
本发明涉及空气调节器的室内机，该空气调节器的室内机使用为了在空气等流体间进行换热的翅片管式热交换器。
背景技术
现有的具有翅片管式热交换器的空气调节器有在上部和前部设置吸入空气的格栅，用于室内机的热交换器在去掉一部分百叶板、热交换器被作为蒸发器而使用时，需要提高冷凝水的排水性(例如，参照专利文献1)。
另外，在上风面起的第一列上，将设置在板状散热片上的百叶板形成在板状散热片的正反的一侧，第二列设置在两侧，目的是一面消除通风阻力的降低，一面提高换热能力(参照专利文献2)。
专利文献1：特开平11-183077号公报(第三页、图1、图2)
专利文献2：特开2000-179993号公报(第三页、图1、图2)
在专利文献1中的现有的空气调节器中，为了不让来自于上部热交换器的结露水存留在下部热交换器的散热片上端部、使其在散热片之间向下部的露水接受部流下，在下部热交换器的前方最上部的散热片表面不形成百叶板，因此，虽然专利文献1的空气调节器有两处吸入口，但是吸入口只在上部的空气调节器由于下部的热交换器不能得到足够的风速，具有产生鼓风机输入增大的问题。
另外，如果将专利文献2的热交换器的散热片同样用于吸入口只在上部的空气调节器的热交换器，则由于第一列和第二列的百叶板，下部热交换器上不能得到足够的风速，产生鼓风机输出增大的问题。另外，由于在第二列上将百叶板形成在两侧，因此空气从热交换器排出后、流入鼓风机时，在鼓风机的叶片上产生分离，具有增加鼓风机输出的问题。
本发明为了解决上述问题而形成，目的是提供具有可以得到足够的风速、防止鼓风机输出增大、热交换器传热性能良好的热交换器的空气调节器的室内机。
另外，目的是提供使用组装性良好的热交换器的空气调节器的室内机。
发明内容
本发明的空气调节器的室内机具有：设于上部的吸入口、多个翅片管式热交换器、鼓风机、空气流通路和设于下部的排出口，所述翅片管式热交换器是将板状散热片层叠并使传热管贯通而成的，其特征在于，上述多个翅片管式热交换器围着上述鼓风机设置；上述多个翅片管式热交换器中，上述吸入口侧的热交换器是前面上部热交换器和背面热交换器，该前面上部热交换器在上方前面侧、从上述上部的吸入口侧向下方，被上部向后方、下部向前方稍微倾斜地设置；该背面热交换器在上方背面侧、从上述上部的吸入口侧向下方，被上部向前方、下部向后方稍微倾斜地设置，另外，离开上述吸入口设置的热交换器是在前面下部、接着上述前面上部热交换器被大致垂直设置的前面下部热交换器；在上述各热交换器的板状散热片上从上述板状散热片的上方向下方设有多个百叶板，使上述百叶板形成多个上下方向的列；在上述前面下部热交换器的板状散热片的重力方向下端部，只在上述多个上下方向的列中的最下游侧形成百叶板，在其上游侧不形成百叶板。
由于在本发明的空气调节器的室内机中，使从吸入口侧的热交换器起更远离上述吸入口而设置的热交换器的空气压力损失小于设置在吸入口侧的热交换器的空气压力损失，因此，可以提供离开吸入口而设置的热交换器也可以得到足够的风速、防止鼓风机输入增大、热交换器传热性能良好的热交换器。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的室内机的横剖视图。
图2是表示图1的室内机的空气流动的图。
图3是表示图1的室内机的鼓风机的压力损失与风量关系的特性图。
图4是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的其他室内机的横剖视图。
图5是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的其他室内机的横剖视图。
图6是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的其他室内机的横剖视图。
图7是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的其他室内机的横剖视图。
图8是表示图7的室内机的热交换器的板状散热片的剖视图。
图9是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的其他室内机的热交换器的板状散热片的剖视图。
图10是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的其他室内机的横剖视图。
图11是表示图10的室内机的热交换器的板状散热片的剖视图。
图12是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的其他室内机的横剖视图。
图13是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的其他室内机的横剖视图。
图14是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的其他室内机的横剖视图。
图15是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的其他室内机的横剖视图。
图16是表示图15的室内机的热交换器的空气流动说明图。
图17是表示本发明的第一实施方式的空气调节器的室内机的热交换器的空气流动说明图。
图18是表示本发明的第二实施方式的冷媒回路的冷媒回路图。
具体实施方式
第一实施方式
图1是表示使用本发明的第一实施方式的热交换器的空气调节器的室内机的横剖视图，图2是表示图1的室内机的空气流动的图，图3是表示图1的室内机的鼓风机的压力损失与风量特性的特性图。
在这些图中，本实施方式的空气调节器的室内机具有上部格栅的空气吸入口7、热交换器4、空气流路6、热交换器4下方的冷凝水接收容器19和框体等，热交换器4在气流的上游侧、围着直流式鼓风机5设置；空气流路6由使通过上部格栅、热交换器4、直流式鼓风机5的空气向排出口17引导的套管形成；框体包括前面的控制板8。因此，室内机的气流主要是从上方吸入、向下部前方排出。
热交换器4由前面下部热交换器4a、前面上部热交换器4b和背面热交换器4c构成，前面下部热交换器4a在室内机的前面下部、被大致垂直设置；前面上部热交换器4b在前面上方、在从上部的格栅7侧起下部的前面下部热交换器4a侧，被上部向后方、下部向前方稍微倾斜地设置；背面热交换器4c在从上部的格栅7侧起下部的室内机的背部侧，被上部向前方、下部向后方稍微倾斜地设置，这些都围着直流式鼓风机5设置。
另外，热交换器4是翅片管式热交换器，该翅片管式热交换器由层叠的板状散热片1和被垂直插入板状散热片1的传热管2构成，板状散热片1的层叠方向的间距Fp为Fp＝0.0011m，散热片的厚度Ft为Ft＝0.0001m，另外，扁平管长轴方向的散热片宽度L为L＝0.0254m。热交换器的前面风速Uf(热交换器整体的平均风速)为Uf＝1.0m/s，与热交换器的层方向邻接的传热管的中心距离Dp为Dp＝0.0254m。
前面下部热交换器4a的板状散热片1是不设置百叶板3的平面形状。前面上部热交换器4b和背面热交换器4c是在板状散热片1上设置多个梯形的百叶板3，两个热交换器4b、4c是相同的形状，在相同的生产线上生产。另外，背面热交换器4c是对一部分外形进行加工、形成使板状散热片1倾倒的部分21，被收存在后导槽内。
前面下部热交换器4a、前面上部热交换器4b和背面热交换器4c的所有的热交换器4都没有结合部，而是独立构成，使各热交换器4a、4b、4c的开口方式容易改变。
在图2中，表示使热交换器4的气流以前面下部热交换器4a的气流方向为主(箭头所示)。通过前面下部热交换器4a的气流在直流鼓风机5内产生直流涡流9。
由于前面的控制板8使空气不能通过，因此，即使象前面上部热交换器4b和背面热交换器4c那样在前面下部热交换器4a上全面设置百叶板3的情况下，前面下部热交换器4a附近的风速与前面上部热交换器4b和背面热交换器4c附近的风速相比也是非常小的。
因此，在本实施方式中采用在前面下部热交换器4a上不设置百叶板3的方式。即在多个翅片管式热交换器4a、4b、4c中、使从吸入口7侧的热交换器4b、4c起更远离吸入口7而设置的热交换器4a的空气压力损失小于设置在吸入口7侧的热交换器4b、4c的空气压力损失。因此，与前面上部热交换器4b和背面热交换器4c相比、前面下部热交换器4a的空气侧的压力损失降低，热交换器下部的局部的风速增加，直流鼓风机内的涡流周围的紊流强度增大。此时，涡流内的静压降低、鼓风机的效率提高。
这样，由于采用前面的控制板8使空气不能通过，上部格栅的空气吸入口7作为吸入口，在前面下部热交换器4a上不设置百叶板3的方式，与在前面有吸入口的情况相比，前面的设计简洁、并且在可以消除噪音的同时，远离吸入口设置的热交换器也可以得到足够的风速、防止鼓风机输出的增大、形成良好的热交换器传热性能。
图3是表示鼓风机在同一转数下的压力损失ΔP和风量Ga特性的特性图。在此，实线10a表示在前面下部热交换器4a上设置百叶板3的情况下的鼓风机特性，虚线10b表示在前面下部热交换器4a上不设置百叶板3的情况下的鼓风机特性，实线11a表示在前面下部热交换器4a上设置百叶板3的情况下的热交换器压力损失特性，虚线11b表示在前面下部热交换器4a上不设置百叶板3的情况下的热交换器压力损失特性。
另外，黑圆圈是在前面下部热交换器4a上设置百叶板3的情况下的装置动作点，白圆圈是在前面下部热交换器4a上不设置百叶板3的情况下的装置动作点。
在前面下部热交换器4a上不设置百叶板3的情况下，前面下部热交换器4a的压力损失比设置百叶板3时要低。另外，鼓风机特性向压力损失大的方向移动。这样，由于使装置动作点从12a向12b移动，因此，在相同的转数下风量Ga增加。即不设置百叶板3一方的风量Ga增加。
另外，可以使直流式鼓风机5上的旋转转矩稳定，不容易产生鼓风机上游和下游上的空气逆流。
另外，作为蒸发器使用时，在前面下部热交换器4a上不设置百叶板3的情况下，与设置百叶板3时相比较，附着在板状散热片1上的冷凝水的排水性提高、压力损失降低。
在前面下部热交换器4a上不设置百叶板3的情况下，同一风量时比设置百叶板时低，但是如果用相同的转数进行比较，则风量大幅度增加，换热能力增加。
另外，本实施方式的热交换器将前面上部热交换器4b和背面热交换器4c制成相同的形状，通过后加工形成使与背面热交换器4c的后导槽18连接部分的板状散热片1倾倒的部分21，因此，与将前面上部热交换器4b和背面热交换器4c制成不同形状的情况相比较，可以减少生产线、可以大幅度降低生产成本。
图4是将在本第一实施方式的热交换器4上没有设置百叶板3的辅助热交换器4d和4e分别设置在前面上部热交换器4b和背面热交换器4c上，该前面上部热交换器4b和背面热交换器4c在空气流入方向的上游侧、被设置在吸入口7侧。这种情况下也具有与图1的热交换器相同的效果，同时通过辅助热交换器4d和4e、热交换器4的能力提高。
图5是在图4的辅助热交换器4d和4e上设置百叶板3。这种情况下也具有与图1的热交换器4相同的效果，同时由于带百叶板3的辅助热交换器4d和4e、热交换器4的能力进一步提高。
图6是将前面下部热交换器4a的板状散热片1的最下端部(箭头g所示的重力方向最下端部)的百叶板3只留下列方向最下游部(用箭头表示列方向)，其他形成平面状态。由于可以增加热交换器下部的最下游部的风速，因此可以起到与图1的热交换器4相同的效果。
另外，不将百叶板3留在最下游部的情况下，在传热管2的空气流动方向的尾流上形成流速慢的涡流，传热性能恶化、并且成为直流鼓风机5上的噪音值恶化的原因，但是，通过在最下游部留下百叶板3可以防止上述情况发生。
图7是与图1同样的室内机的横剖面图，图8(a)、(b)、(c)分别是图7的热交换器4的沿A-A线的剖视图、沿B-B线的剖视图、沿C-C线的剖视图。本室内机是在图1的室内机中、在前面下部热交换器4a上也设置百叶板3，为了缩小空气压力损失，使板状散热片1间的散热片间距ha大于前面上部热交换器4b和背面热交换器4c的板状散热片1间的散热片间距hb、hc。
通过这样的设置、气流在通过前面下部热交换器4a时的压力损失小于前面上部热交换器4b和背面热交换器4c，通过前面下部热交换器4a的风速增大。因此，可以起到与图1的热交换器相同的效果。
图9(a)、(b)、(c)与图8相同、分别是图7的热交换器4的沿A-A线的剖视图、沿B-B线的剖视图、沿C-C线的剖视图。
本室内机为了缩小前面下部热交换器4a的空气压力损失，使设置在前面下部热交换器4a的板状散热片1上的百叶板3的高度Sa小于分别设置在前面上部热交换器4b和背面热交换器4c的板状散热片1上的百叶板的高度Sb和Sc。其他与图7相同。
在本室内机中，由于在前面下部热交换器4a、前面上部热交换器4b、背面热交换器4c的板状散热片1上设置百叶板3、使设置在前面下部热交换器4a的板状散热片1上的百叶板3的高度Sa小于设置在前面上部热交换器4b和背面热交换器4c的板状散热片1上的百叶板3的高度Sb和Sc，因此，气流在通过前面下部热交换器4a时的压力损失小于前面上部热交换器4b和背面热交换器4c，通过前面下部热交换器4a的风速增大。因此，可以起到与图1的热交换器方式相同的效果。
另外，如果对板状散热片1形成图8和图9所述的两种方法，则通过前面下部热交换器4a的风速进一步增加。
图10是表示室内机的横剖视图，图11(a)、(b)、(c)分别是图10的热交换器4的沿A-A线的剖视图、沿B-B线的剖视图、沿C-C线的剖视图。
本室内机的热交换器4是在图6的室内机的热交换器4上形成图8的板状散热片1的方法。
本室内机的热交换器4是将前面下部热交换器4a的最下端的板状散热片1的百叶板3只留下列间距方向最下游部，其他形成平面状态，在前面上部热交换器4b、背面热交换器4c的板状散热片1上设置百叶板3，使前面下部热交换器4a的板状散热片1的间距ha大于前面上部热交换器4b和背面热交换器4c的板状散热片1的间距hb和hc。通过这样的设置、气流在通过前面下部热交换器4a时的压力损失小于前面上部热交换器4b和背面热交换器4c，通过前面下部热交换器4a的风速增大。因此，可以起到与图1的热交换器方式相同的效果。
图12是在图1的室内机的热交换器4上，在前面下部热交换器4a上形成与其他热交换器4b、4c相同的百叶板3，而且，将辅助热交换器4f设置在前面下部热交换器4a的气流上游侧，在前面板8和冷凝水接收部19之间设置空气通过的间隙20。
虽然由于设置辅助热交换器4f，前面下部上的压力损失增大，但是通过在前面板8和冷凝水接收部19之间设置空气通过的间隙20，不只是通过上部的格栅流入的空气、空气也通过间隙20流入，前面下部的风速增大。因此，可以起到与图1的热交换器方式相同的效果。
图13是在图12的热交换器4的方式中，将辅助热交换器4e设置在背面热交换器4c的气流上游侧。这种情况下也可以起到与图12的热交换器4的方式相同的效果。
图14是在图12的热交换器4的方式中，在前面下部热交换器4a上不设置辅助热交换器4f、而只将辅助热交换器4e设置在背面热交换器4c的气流上游侧。这种情况下前面下部热交换器4a的风速进一步增加，也可以起到与图12的热交换器4的方式相同的效果。
图15是在图1的室内机的热交换器4中，在前面下部热交换器4a上、只将离鼓风机5最近部分的列方向最下游部的板状散热片1的百叶板3做成百叶板角度相对于列方向朝下方具有θ角度的平行四边形，其他的百叶板为梯形。
如图16(a)所示，如果将前面下部热交换器4a的百叶板3都形成现有的梯形，则由于从前面下部热交换器4a出来的气流对直流鼓风机5在列方向直行，因此，在直流鼓风机5内的压力面上产生分离旋涡14、鼓风机的输入恶化。
相对于此，如图16(b)的鼓风机5的叶片内的流动所示，通过仅将离前面下部热交换器4a的鼓风机5最近部分的板状散热片1的百叶板3做成百叶板角度相对于列方向朝下方具有θ角度的平行四边形，从前面下部热交换器4a出来的气流对直流鼓风机5向下方流动，形成大致沿着直流鼓风机5内的叶片的射入角，在压力面不产生分离旋涡14、鼓风机的输入提高。
图17(a)是表示现有的室内机的前面上部热交换器4b和背面热交换器4c的上部的接合部附近的横剖视图，表示在室内机前面具有透气格栅的现有的热交换器。
这样，在现有的室内机的热交换器4中，前面上部热交换器4b和背面热交换器4c进行线接触，为了防止气流集中在该接合部附近而不通过热交换器，在接合部使用密封部件16的情况居多，该密封部件16使空气不能通过。这种情况下，由于气流完全向密封部迂回，因此传热面积降低、压力损失增大，有可能鼓风机的输入增大。
如图17(b)所示，本室内机的前面上部热交换器4b和背面热交换器4c的上部的接合部是在前面上部热交换器4b的端面35和背面热交换器4c的侧面36上进行面接触，由于气流在接合部附近也通过热交换器4b、4c，因此，压力损失小于现有的热交换器，传热面积也没有损失。
另外，在本室内机中，由于在前面使用空气不能通过的控制板8，前面上部热交换器4b和背面热交换器4c的接合部附近的风速与在前面使用空气可以通过的格栅的情况相比非常大，因此与在前面使用空气可以通过的格栅的情况相比上述效果增大。
另外，形成这样的前面上部热交换器4b和背面热交换器4c的上部的接合部可以与上述的缩小前面下部热交换器4a的空气压力损失的构成(方法)一起使用。
第二实施方式
图18是表示使用第一实施方式的热交换器的空气调节器的冷媒回路的冷媒回路图。
图中所示的冷媒回路由压缩机26、冷凝热交换器27、节流装置28、蒸发热交换器29和鼓风机30构成。通过将上述第一实施方式的热交换器用于冷凝热交换器27、蒸发热交换器29或两者中，可以实现能量效率高的空气调节器。
在此，能量效率由以下公式构成。
暖气设备能量效率＝室内热交换器(冷凝器)能力/总输入
冷气设备能量效率＝室内热交换器(蒸发器)能力/总输入
另外，就上述第一实施方式和第二实施方式中所述的热交换器4以及使用该热交换器的空气调节器，使用以下的任何种类的冷媒都可以达到上述效果，该冷媒是HCFC(R22)或HFC(R116、R125、R134a、R14、R143a、R152a、R227ea、R23、R236ea、R245ca、R32、R41、RC318或多种这些冷媒的混合冷媒R407A、R407B、R407C、R407D、R407E、R410A、R410B、R404A、R507A、R508A、R508B等)、HC(丁烷、异丁烷、乙烷、丙烷等或多种这些冷媒的混合冷媒)、自然冷媒(空气、二氧化碳、氨等或多种这些冷媒的混合冷媒)，或者多种这些冷媒的混合冷媒等。
另外，作为工作流体，虽然以空气和冷媒为例，但用其他的气体、液体、气液混合流体也可以起到同样的效果。
另外，传热管2和板状散热片1虽然使用不同材料的情况居多，但通过使用相同的材料，即传热管2和板状散热片1用铜、传热管2和板状散热片1用铝等，可以进行板状散热片1和传热管2的焊接，板状散热片1和传热管2的接触传热率飞跃性地提高，换热能力大幅度提高。另外也可以提高再循环性。
另外，作为使传热管2和板状散热片1紧密结合的方法，在进行炉中焊接的情况下，通过在后处理时进行在板状散热片1上涂抹亲水性材料，可以防止前处理的情况下，在焊接中亲水材料的烧掉。
另外，通过在板状散热片1上涂抹利用辐射促进传热的散热涂料，可以提高传热性能。
另外，在上述的第一、第二实施方式中所述的热交换器4以及使用该热交换器4的空气调节器使用以下任何冷冻机油都可以达到其效果，该冷冻机油是无论冷媒和油是否可以溶解的石油类、烷基苯油类、酯油类、醚油类、氟油类等。

Claims (6)

1.一种空气调节器的室内机，具有：设于上部的吸入口、多个翅片管式热交换器、鼓风机、空气流通路和设于下部的排出口，所述翅片管式热交换器是将板状散热片层叠并使传热管贯通而成的，其特征在于，
上述多个翅片管式热交换器围着上述鼓风机设置；
上述多个翅片管式热交换器中，上述吸入口侧的热交换器是前面上部热交换器和背面热交换器，该前面上部热交换器在上方前面侧、从上述上部的吸入口侧向下方，被上部向后方、下部向前方稍微倾斜地设置；该背面热交换器在上方背面侧、从上述上部的吸入口侧向下方，被上部向前方、下部向后方稍微倾斜地设置，另外，离开上述吸入口设置的热交换器是在前面下部、接着上述前面上部热交换器被大致垂直设置的前面下部热交换器；
在上述各热交换器的板状散热片上从上述板状散热片的上方向下方设有多个百叶板，使上述百叶板形成多个上下方向的列；
在上述前面下部热交换器的板状散热片的重力方向下端部，只在上述多个上下方向的列中的最下游侧形成百叶板，在其上游侧不形成百叶板。
2.如权利要求1所述的空气调节器的室内机，其特征在于，在上述吸入口侧的热交换器的板状散热片上形成百叶板，另外，在离开上述吸入口设置的热交换器上也形成百叶板，在离上述鼓风机最近的板状散热片部分的百叶板中，使气流的最下游的百叶板的形状形成相对于列方向朝下方具有一定角度的平行四边形。
3.如权利要求1或2所述的空气调节器的室内机，其特征在于，使离开上述吸入口设置的热交换器的板状散热片的散热片间距大于上述吸入口侧的热交换器的板状散热片的散热片间距。
4.如权利要求1或2所述的空气调节器的室内机，其特征在于，使设置在离开上述吸入口设置的热交换器的板状散热片上的百叶板的高度小于设置在上述吸入口侧的热交换器的板状散热片上的百叶板的高度。
5.如权利要求1或2所述的空气调节器的室内机，其特征在于，在更远离上述吸入口而设置的热交换器的气流的上游侧附加辅助热交换器，并且在该辅助热交换器前面的前面板上形成吸入空气的间隙。
6.如权利要求1或2所述的空气调节器的室内机，其特征在于，上述吸入口侧的热交换器由前面上部热交换器和背面热交换器构成，该前面上部热交换器在上方前面侧、从上述上部的吸入口侧向下方，被上部向后方、下部向前方稍微倾斜地设置；该背面热交换器在上方背面侧、从上述上部的吸入口侧向下方，被上部向前方、下部向后方稍微倾斜地设置，并且，上述两热交换器的形状相同，在上部的吸入口侧、一方的端面与另一方的侧面进行面接触地连接。
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