CN101375114B - 冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种尽可能减少制冷剂流量调节阀的数量并抑制装置的尺寸增大和成本升高的冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置。通过具有多个路径的制冷剂分流器,对具备再热干燥用热交换器的具有多个路径的冷冻装置用热交换器的各个路径提供制冷剂。在制冷剂分流器的各个路径中设置制冷剂流量调节阀,由各个路径中的预定的制冷剂流量调节阀兼备再热干燥阀的功能。
Description
技术领域
本发明涉及冷冻装置,尤其涉及在具有再热干燥运转用热交换器的空调机的冷冻装置用热交换器的多个路径中,使制冷剂合理分流的制冷剂分流装置。
背景技术
图5表示作为冷冻装置的一例的、采用贯流风机(cross flow fan)29的普通壁挂式空调机的室内机21。在图5中,空调机21具有主体壳体20,在其上表面和正面的上部分别形成有第1、第2两个空气吸入格栅23、24。在主体壳体20的正面下方的角部设有空气吹出口25。
并且,在主体壳体20内设有从各个空气吸入格栅23、24朝向空气吹出口25延伸的送风通道27。在该送风通道27的上游区域设有与第1、第2空气吸入格栅23、24对置的截面呈λ状的室内热交换器26。在送风通道27的下游区域顺序并列设置贯流风机29、舌部22和涡旋部30。利用舌部22和涡旋部30形成旋涡状的风扇壳体,在它们的开口部30a、22a内设有沿箭头方向(图5中的顺时针方向)旋转的贯流风机29的叶轮(风扇叶轮)29a。
舌部22位于第2空气吸入格栅24的附近,沿着贯流风机29的叶轮(风扇叶轮)29a的外径配置,并具有预定的高度。舌部22的下部与室内热交换器26下方的兼作排水盘的空气流引导部22b连接。该空气流引导部22b的下游侧部分与涡旋部30的下游侧部分30b一起朝向空气吹出口25形成图示的扩散结构的空气吹出通道28,以使从贯流风机29的叶轮29a吹出的空气流从空气吹出口25高效吹出。
在涡旋部30与舌部22的空气流引导部22b之间的空气吹出通道28内设有风向变更板31。
舌部22按照图示形成。经过室内热交换器26从贯流风机29的叶轮29a到达空气吹出口25的空气流,按照双点划线箭头所示整体上沿着旋转方向弯曲并与叶轮29a的旋转轴正交地穿过叶轮29吹出,然后沿着空气吹出通道28弯曲着从空气吹出口25吹出。
关于这种结构的空调机用的室内热交换器26,在图5中分为A部、B部、C部、D部,分析了低负荷时的风速分布。与第2空气进入格栅24正对面的D部的风速最快。在虽然与第1空气进入格栅23对置但对置状态为斜向相对的C部,风速略低于D部。并且,在被主体壳体20的上部覆盖、空气不能直接进入的B部,风速低于C部。在空气被舌部22遮挡的A部,风速低于B部。
并且,在上述空调机的具有多个路径的室内热交换器26中,为了将流入室内热交换器26的主体的制冷剂分配到室内热交换器26的主体的各个路径中,一般设置图6所示的具有多个分流路径P1、P2的分流器3。该分流器3根据额定运转确定各个分流路径P1、P2的制冷剂的分配比率。在分流器3的入口设有制冷剂供给配管4。
因此,在额定运转时,室内热交换器26的各个路径的出口处的制冷剂温度大致相等(在图6中利用箭头的粗细表示)。但是,在处于制冷剂量较少的低负荷、即部分负荷时,由于如上所述根据室内热交换器26的送风通道位置而不同的风速分布的影响,产生以下问题。即,如图7的柱状图所示,在风速较快的部分WF的路径P1、8A,热交换容量有富余,所以路径的出口处的制冷剂温度升高。另一方面,相反风速较慢的部分WS的路径P2、8B的制冷剂由于热交换容量没有富余,所以产生出口处的制冷剂温度低于风速较快的路径的出口处的制冷剂温度的问题(参照图7中的ΔT)。在图7的柱状图中,风速较快的部分WF的路径P1、8A利用空白柱表示,风速较慢的部分WS的路径P2、8B利用阴影柱表示。
因此,作为解决这种问题的一个方法,以往在上述的多个路径中分别设置制冷剂流量调节阀,根据设于各个路径的出口处的温度检测器的检测温度调节各个路径的制冷剂流量,由此使得各个路径出口处的制冷剂温度一致(例如参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开平5-118682号公报
但是,这种以往的制冷剂分流装置在多个路径中分别设置由价高且大型的电动膨胀阀构成的制冷剂流量调节阀,所以必然导致装置的尺寸增大和成本升高。
尤其作为冷冻装置用的热交换器1,已知如图8所示,为了提高制冷运转时的舒适性,在制冷运转循环中缩小压缩机的能力或风扇风量,由此可以进行降低室内空气的湿度的除湿运转。作为除湿运转中的运转方式,包括将室内空气冷却并除湿后直接向室内吹出的通常的“干燥运转”,和将室内空气冷却并除湿后再加热到接近吸入温度时向室内吹出的“再热干燥运转”。在可以实施这两种运转方式的热交换器1中,其蒸发器用热交换器11在前面即空气流的上游侧具有除湿用热交换器12,在后方即空气流的下游侧具有再热干燥用热交换器13。
向这些蒸发器用热交换器11、除湿用热交换器12和再热干燥用热交换器13,按照图示连接制冷剂分流器3的第1~第4路径P1~P4,向各个热交换器提供来自制冷剂供给配管4的制冷剂。
在图8所示的热交换器1中,蒸发器用热交换器11和除湿用热交换器12在其上部11a、12a、中央部11b、12b、下部11c、12c的各个部分中,空气流的流速各自不同。因此,在各个部分之间产生热交换容量的差异,产生各个路径P1~P4的制冷剂的出口侧温度不同的问题。
该情况时,除各个路径P1~P4的制冷剂流量调节阀V1~V4外,还需要再热干燥用热交换器13所需的再热干燥阀V5、V6,合计需要6个制冷剂流量调节阀。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置,通过使各个路径或预定路径的制冷剂流量调节阀兼作再热干燥阀等,来抑制装置的尺寸增大和成本升高。
为了达到上述目的,根据本发明的第一方式提供一种冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置,其通过具有多个路径的制冷剂分流器,对具备再热干燥用热交换器的具有多个路径的冷冻装置用热交换器的各个路径提供制冷剂,在空气流的上游侧具有除湿用热交换器,在空气流的下游侧具有蒸发器用热交换器,在该蒸发器用热交换器的上部设有再热干燥用热交换器,相对于所述蒸发器用热交换器、所述除湿用热交换器、所述再热干燥用热交换器分别连接有所述制冷剂分流器的第1至第4路径,将设置在所述第1至第4路径上的制冷剂流量调节阀中的至少两个兼作再热干燥阀。
该情况时,调节各个路径的制冷剂流量的多个制冷剂流量调节阀中的预定的制冷剂流量调节阀兼备再热干燥阀的功能,所以不需要以往那样的专用的再热干燥阀,相应地可以减少制冷剂流量调节阀的数量。
根据本发明的第二方式,提供一种冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置,其通过具有多个路径的制冷剂分流器,对具备再热干燥用热交换器的具有多个路径的冷冻装置用热交换器的各个路径提供制冷剂,在空气流的上游侧具有除湿用热交换器,在下游侧具有蒸发器用热交换器,在该蒸发器用热交换器的上部设有再热干燥用热交换器,相对于蒸发器用热交换器、除湿用热交换器、再热干燥用热交换器分别连接有制冷剂分流器的第1至第4路径,仅在制冷剂分流器的多个路径中产生偏流的路径中,除再热干燥阀之外另外设置制冷剂流量调节阀。
该情况时,调节多个路径的制冷剂流量的制冷剂流量调节阀除再热干燥阀之外只是对应于偏流部的调节阀,相应地可以减少制冷剂流量调节阀的数量。
优选所述制冷剂流量调节阀由阀开度可变式电磁流量控制阀构成。该情况时,可以把具有阀开度可变结构的以往的制冷剂流量调节阀最少限度地用作制冷剂流量调节阀,相应地相比以往可以实现制冷剂分流装置的小型化、低成本化。
优选制冷剂流量调节阀利用直动式电磁开闭阀构成。该情况时,取代价高而且具有高精度的阀开度可变结构的以往的制冷剂流量调节阀,可以把低价而且结构简单的直动式电磁开闭阀用作制冷剂流量调节阀,可以进一步实现制冷剂分流装置的小型化、低成本化。
附图说明
图1是表示本发明的最佳实施方式1的冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置的结构的图。
图2是表示本发明的最佳实施方式2的冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置的结构的图。
图3(a)是表示本发明的最佳实施方式3的冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置中使用的制冷剂流量调节阀的接通(ON)状态的图,(b)是表示所述制冷剂流量调节阀的关闭(OFF)状态的图。
图4是表示本发明的最佳实施方式3的冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置中使用的制冷剂流量调节阀的控制信号的图。
图5是表示以往的空调机的室内机的结构的图。
图6是表示以往的空调机的室内机的具有多个路径的热交换器、和与该热交换器对应的分流器的结构及作用的图。
图7是对比表示以往的空调机采用图6所示分流器时的室内热交换器的额定时和低负荷时的出口温度的图。
图8是表示可以实现通常的“干燥运转”和“再热干燥运转”的空调机用热交换器、及其制冷剂分流装置的结构的图。
具体实施方式
(最佳实施方式1)
图1表示本发明的最佳实施方式1的冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置的结构。
该实施方式1的冷冻装置例如为了提高制冷运转时的舒适性,在制冷运转循环中缩小压缩机的能力或风扇风量,由此可以进行降低室内空气湿度的除湿运转。作为除湿运转的运转方式,具有将室内空气冷却并除湿后直接向室内吹出的通常“干燥运转”,和将室内空气冷却并除湿后再加热到接近吸入温度后向室内吹出的“再热干燥运转”这两种形式,本实施方式的空调机可以实施这两种干燥运转方式。
图1所示的热交换器1在前侧(空气流的上游侧)具有除湿用热交换器12,在后侧(空气流的下游侧)具有蒸发器用热交换器11。在蒸发器用热交换器11的上部设有再热干燥用热交换器13。并且,向这些蒸发器用热交换器11、除湿用热交换器12、再热干燥用热交换器13,分别连接有制冷剂分流器3的第1~第4路径P1~P4,从空调机的冷冻回路的制冷剂供给配管4,向各个热交换器11、12、13提供与空调机的运转状态对应的预定的制冷剂量。
在这种结构的热交换器1中,蒸发器用热交换器11和除湿用热交换器12在其上部11a、12a、中央部11b、12b、下部11c、12c的各个部分中,空气流的流速分别不同,由于因此产生的热交换容量的差异,导致产生各个路径P1~P4的出口处的制冷剂温度不同的问题。
因此如前面所述,在以往的结构中,在各个路径P1~P4设置制冷剂流量调节阀V1~V4,这样除制冷剂流量调节阀V1~V4外,还需要再热干燥用热交换器13用的再热干燥阀V5、V6,合计需要6个流量调节阀,制冷剂流量调节阀的总体数量增加。
因此,在实施方式1的结构中,通过使上述第1~第4制冷剂流量调节阀V1~V4中至少两个制冷剂流量调节阀V3、V4兼作再热干燥阀,可以不需要以往专用的再热干燥阀V5、V6。
根据这种结构,制冷剂流量调节阀的总体数量只需防止偏流用的制冷剂流量调节阀V1~V4这4个即可,可以有效减少制冷剂流量调节阀的数量。其结果,可以有效实现制冷剂分流装置整体的尺寸减小和成本降低。
(最佳实施方式2)
图2表示本发明的最佳实施方式2的冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置。
在该实施方式2中,与上述实施方式1相同,采用可以实现通常的“干燥运转”和“再热干燥运转”这两种干燥运转的空调机,蒸发器用热交换器11、除湿用热交换器12、再热干燥用热交换器13的结构也与上述实施方式1相同。
该情况时,如图2中的箭头所示,在蒸发器用热交换器11和除湿用热交换器12的下部11c、12c,空气流极端减少,流过下部11c、12c的制冷剂由于热交换容量没有富余,因此产生制冷剂的出口温度降低的问题。对此,关于蒸发器用热交换器11和除湿用热交换器12的上部11a、12a以及中央部11b、12b确保相对充足的空气流,就不会产生那样的问题。
因此,在实施方式2中,不像上述实施方式1那样对各个路径P1~P4设置制冷剂流量调节阀,制冷剂流量调节阀只设置在与尤其产生偏流的下部11c、12c对应的第4路径P4中(参照图2中的V4),使其他制冷剂流量调节阀只发挥再热干燥阀(参照图2中的V5、V6)的作用。
根据这种结构,制冷剂流量调节阀的总体数量只需防止偏流用的1个制冷剂流量调节阀V4和两个再热干燥阀V5、V6合计3个流量调节阀即可,可以进一步减少制冷剂流量调节阀的数量。其结果,可以更加有效地实现制冷剂分流装置整体的尺寸减小和成本降低。
(最佳实施方式3)
图3和图4表示最佳实施方式3的冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置中使用的制冷剂流量调节阀的结构及其控制信号。
在上述实施方式1、2中,作为制冷剂流量调节阀V1~V4和再热干燥阀V5、V6,分别使用了可以电方式实现开度调节的电磁流量调节阀(电动膨胀阀)。对此,在实施方式3中,这些制冷剂流量调节阀V1~V4和再热干燥阀V5、V6利用图3(a)、(b)所示的阀构成。图3(a)、(b)所示的阀具有:由柱塞头(阀芯)6a和柱塞杆6b构成的电磁柱塞6;使电磁柱塞6的柱塞杆6b上升的螺线管7;和向下方对电磁柱塞6的柱塞杆6b施力的闭阀弹簧10。
该实施方式的阀具有使电磁柱塞6的柱塞头6a对应于各个路径P1~P4的套管状引导口部8内的阀座壁9的结构。因此,该阀的基本结构与开闭各个路径的单纯ON、OFF动作式的直动式电磁开闭阀相同。但是,该实施方式的阀通过按照图4(a)~(d)所示的开闭控制信号那样的不同的占空比,对该直动式电磁开闭阀的ON状态(通电状态:参照图3(a))和OFF状态(非通电状态:参照图3(b))进行开闭控制,从而可以根据各个路径P1~P4的负荷状态(偏流状态)合理调节每单位时间的制冷剂流量。
根据这种结构,取代价高而且具有高精度的阀开度可变结构的以往的电磁流量调节阀(电动膨胀阀),可以把低价而且结构简单的直动式电磁阀用作制冷剂流量调节阀,可以进一步实现制冷剂分流装置的小型化。
Claims (4)
1.一种冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置,其通过具有多个路径的制冷剂分流器,对具备再热干燥用热交换器的具有多个路径的冷冻装置用热交换器的各个路径提供制冷剂,其特征在于,
所述制冷剂分流装置在空气流的上游侧具有除湿用热交换器(12),在空气流的下游侧具有蒸发器用热交换器(11),在该蒸发器用热交换器(11)的上部设有再热干燥用热交换器(13),相对于所述蒸发器用热交换器(11)、所述除湿用热交换器(12)、所述再热干燥用热交换器(13)分别连接有所述制冷剂分流器的第1路径、第2路径、第3路径以及第4路径,将设置在所述第1路径、第2路径、第3路径以及第4路径上的制冷剂流量调节阀中的至少两个兼作再热干燥阀。
2.一种冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置,其通过具有多个路径的制冷剂分流器对具备再热干燥用热交换器的具有多个路径的冷冻装置用热交换器的各个路径提供制冷剂,其特征在于,
所述制冷剂分流装置在空气流的上游侧具有除湿用热交换器(12),在空气流的下游侧具有蒸发器用热交换器(11),在该蒸发器用热交换器(11)的上部设有再热干燥用热交换器(13),相对于所述蒸发器用热交换器(11)、所述除湿用热交换器(12)、所述再热干燥用热交换器(13)分别连接有所述制冷剂分流器的第1路径、第2路径、第3路径以及第4路径,
仅在制冷剂分流器的第1路径、第2路径、第3路径以及第4路径中产生偏流的路径中,除再热干燥阀之外另外设置制冷剂流量调节阀。
3.根据权利要求1或2所述的冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置,其特征在于,制冷剂流量调节阀由阀开度可变式电磁流量控制阀构成。
4.根据权利要求1或2所述的冷冻装置用热交换器的制冷剂分流装置,其特征在于,制冷剂流量调节阀由直动式电磁开闭阀构成。
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