CN103180684B - 换热器和安装有换热器的空调机 - Google Patents

Abstract

一种换热器(1)，其设置有：彼此间隔开且相互平行布置着的两个总管(2，3)；扁平管(4)，它们布置于所述总管之间，并且将所述扁平管(4)内部的制冷剂通道(5)连接至所述总管内部；以及散热片(6)，它们布置于所述扁平管之间。在所述扁平管的位于换热器的冷凝水汇集侧的表面上的端部处形成有阻拦壁(12)，所述阻拦壁(12)用于从外侧覆盖所述散热片的下端。

Description

换热器和安装有换热器的空调机

技术领域

本发明涉及侧流型平行流(side-flowtypeparallel-flow)换热器以及安装有该换热器的空调机。

背景技术

在汽车空调机中和建筑物用空调机的室外单元中广泛采用了如下的平行流换热器：该换热器中，在多个总管(headerpipe)之间布置有多个扁平管(flattube)，多条位于所述扁平管中的制冷剂通道被连接至所述总管内部，并且在所述扁平管之间布置有诸如波纹状散热片(corrugatedfin)等散热片。

图11中示出了传统的侧流型平行流换热器的例子。换热器1包括两个总管2和3以及布置于这两个总管之间的多个扁平管4。在图11中，总管2和总管3竖直地延伸并且以水平间距彼此平行地布置着，扁平管4水平延伸且在竖直方向上以预定间隔布置着。在实际安装到装置中的阶段中，不必说的是，可根据设计要求以各种不同的角度来安装平行流换热器1，在此情况下，严格的“竖直”和“水平”并不适用。

扁平管4是通过金属的挤出成型(extrusion)而产生的伸长组件，且在其内部形成有用于使制冷剂流过的制冷剂通道5。扁平管4被布置为使得挤出成型方向、即扁平管4的纵长方向是水平的，因此，制冷剂通道5中的制冷剂流动方向也变为水平的。在图11的深度方向上排列有截面形状及截面面积均相同的多个制冷剂通道5，因此，扁平管4的竖直截面在形状上类似于口琴的竖直截面。每个制冷剂通道5均连接至总管2、3的内部。在相邻的扁平管4之间设置有散热片6。散热片6是波纹状散热片，但散热片6也可以是板状散热片。

总管2、总管3、扁平管4和散热片6全部由诸如铝等具有良好热传导性的金属制成，并且通过钎焊(soldering)或焊接(welding)将扁平管4固定至总管2、3且将散热片6固定至扁平管4。

在图11的换热器1中，制冷剂出入口7、8仅设置至总管3。在总管3的内部，在竖直方向上间隔开的位置处设有两个隔板9a和9c；而在总管2的内部设置有隔板9b，隔板9b位于隔板9a和隔板9c之间的中间高度位置处。

在将换热器1用作蒸发器的情况下，如图11中的实线箭头所示，制冷剂从下方的制冷剂出入口7流入。从制冷剂出入口7流入的制冷剂受隔板9a阻挡而经由扁平管4流向总管2。该制冷剂流动由向左的大箭头表示。流入总管2中的制冷剂受隔板9b阻挡而经由另一些扁平管4流向总管3。该制冷剂流动由向右的大箭头表示。流入总管3中的制冷剂受隔板9c阻挡而经由另外一些扁平管4再次流向总管2。该制冷剂流动由向左的大箭头表示。流入总管2中的制冷剂转向并且经由其他一些扁平管4再次流向总管3。该制冷剂流动由向右的大箭头表示。流入总管3中的制冷剂从制冷剂出入口8流出。如上所述，制冷剂通过“之”字形路线从换热器1的底部流向顶部。这里，说明了隔板数量为3的情况，但是这仅为示例，根据需要，可将任意数量设定为隔板数量以及所得到的制冷剂流动的转向次数。

在将换热器1用作冷凝器的情况下，将制冷剂流动反转。如图11中的虚线箭头所示，制冷剂以如下的方式流动：从制冷剂出入口8流入总管3中；受隔板9c阻挡；经由扁平管4流向总管2；在总管2中受隔板9b阻挡；经由另一些扁平管4流向总管3；在总管3中受隔板9a阻挡；经由另外一些扁平管4再次流向总管2；在总管2中转向；经由其他一些扁平管4再次流向总管3；从制冷剂出入口7流出。以此方式，制冷剂通过“之”字形路线从换热器1的顶部流向底部。

在将换热器用作蒸发器的情况下，空气中的水分会在换热器的冷却表面上凝缩从而产生冷凝水。在平行流换热器中，如果冷凝水停留在扁平管和散热片的表面上，则该水就使得气流通道的截面面积变窄，且换热器1的热交换性能下降。

如果大气温度低，则冷凝水会在换热器的表面上变成霜。该霜可能变成冰。在本申请文件中，所用的术语“冷凝水”在含义上包括由霜和冰的融化所生成的水，即解冻水。

如果冷凝水出现并停留在侧流型平行流换热器上，则会引起以下问题。如图12所示，如果将侧流型平行流换热器倾斜布置使得换热器的冷凝水汇集侧的表面面对下方，则汇集在散热片6的端部处的冷凝水在移动至下一段的散热片6之前就从散热片6的角部滴落。在将该换热器1安装在空调机的室内单元中并且在该换热器1下方布置有横流式风扇(cross-flowfan)的情况下，由于从横流式风扇吹出的气流所携带的散乱水滴而导致的溅水就会发生并且会使用户感到不舒适。

为避免以上情况，提出了各种措施以便在发生溅水之前将冷凝水排走。

在专利文献1所述的换热器中，在冷凝水汇集侧布置有与散热片接触的排水引导件。所述排水引导件由线形部件形成且相对于扁平管是倾斜的，并且该排水引导件的两端中的至少一端被引导至换热器的下端或侧端。

在专利文献2所述的换热器中，在气流的下游布置有与散热片接触的引导板。附着于换热器表面的露水由于该气流而向下游移动，附着至引导板，并且由于重力而自由下落。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开第2007-285673号公报

专利文献2：日本专利特开第2001-263861号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

在专利文献1所述的换热器中，由线形部件形成的排水引导件与换热器接触以引导水。然而，当将换热器倾斜布置时或者当排水引导件被弄脏时，存在着水不沿该排水引导件行进而且发生溅水的情况。此外，在专利文献2所述的换热器中，当换热器被倾斜布置时，跨过散热片的水导致溅水。

鉴于以上问题而做出了本发明，本发明的目的在于，即使换热器被倾斜布置使得换热器的冷凝水汇集侧的表面面对下方，仍能够防止发生溅水。

本发明解决技术问题的方案

根据本发明，提供了一种侧流型平行流换热器，多个总管，所述多个总管在间隔开的位置处相互平行地布置着；多个扁平管，所述多个扁平管布置于所述多个总管之间，并将布置于所述扁平管内部的制冷剂通道连接至所述总管内部；以及散热片，所述散热片布置于所述扁平管之间，其中，所述换热器被构成为侧流型平行流换热器；并且在所述扁平管的位于冷凝水汇集侧的表面上的端部处形成有阻拦部，所述阻拦部具有基部和阻拦壁，所述阻拦壁用于从外侧覆盖所述散热片的下端，所述基部构成所述扁平管的伸长部，所述阻拦壁自所述基部的端部向上延伸，当将所述换热器倾斜使冷凝水汇集侧的表面朝下时，所述阻拦部与所述扁平管之间的边界部分的一部分位于比所述散热片的下端靠上方的位置。

在具有以上结构的换热器中，优选地，所述阻拦壁与所述扁平管是一体形成的，且所述制冷剂通道布置于所述扁平管这一部分中而未布置于所述阻拦壁中。

在具有以上结构的换热器中，优选地，所述扁平管在其纵长方向上的中间部处比在其两端处高。

在具有以上结构的换热器中，优选地，所述扁平管为向上凸起的弯曲形状。

在具有以上结构的换热器中，优选地，所述扁平管在其纵长方向上的中央部处最高。

在具有以上结构的换热器中，优选地，在空气穿过所述换热器的方向上，所述扁平管的宽度比所述散热片的宽度窄。

根据本发明的优选实施例，具有以上结构的换热器被安装于空调机的室内单元中。

根据本发明的优选实施例，具有以上结构的换热器被安装于空调机的室外单元中。

本发明的有益效果

根据本发明，在侧流型平行流换热器中，在扁平管的位于冷凝水汇集侧的表面上的端部处形成有用于从外侧覆盖散热片的下端的阻拦壁，于是，汇集的冷凝水被阻拦壁引导至散热片内部并且不会滴落。因此，能够避免冷凝水滴落至风扇上从而产生溅水的情形。

附图说明

图1是本发明第一实施例的换热器的示意性截面图。

图2是本发明第一实施例的换热器的局部放大截面图。

图3是本发明第二实施例的换热器的示意性截面图。

图4是本发明第三实施例的换热器的正视图。

图5是本发明第三实施例的换热器的俯视图。

图6是本发明第三实施例的换热器的局部放大截面图。

图7是示出了换热器的参考结构的局部放大截面图。

图8是安装有本发明的换热器的空调机的示意性结构图，并且示出了在供暖操作期间的状态。

图9是安装有本发明的换热器的空调机的示意性结构图，并且示出了在冷却操作期间的状态。

图10是安装有本发明的换热器的空调机的室外单元的示意性截面图。

图11是示出了传统的侧流型平行流换热器的示意性结构的竖直截面图。

图12是示出了如下状态的示意性截面图：其中，将传统的侧流型平行流换热器倾斜布置使得该换热器的冷凝水汇集侧的表面面对下方。

具体实施方式

下面，参照图1和图2来说明本发明的第一实施例。与图11中的传统结构在功能上相同的元件以相同的附图标记来表示，且不再予以说明。

以下的结构变形适用于具有侧流系统的侧流型平行流换热器1。具体来说，在扁平管4的位于冷凝水汇集侧的表面上的端部处形成有阻拦部(damportion)10。阻拦部10具有基部11和阻拦壁12，基部11界定了扁平管4的伸长部，阻拦壁12从基部11的端部向上延伸，并且阻拦部10在整体上被形成为L形截面。阻拦壁12从外侧覆盖散热片6的下端。阻拦部10可独立于扁平管4而被形成且通过钎焊或焊接而被连接至扁平管4，或者阻拦部10可与扁平管4一体形成。在所述阻拦部独立于扁平管4而被形成的情况下，阻拦部10的材料可以与扁平管4的材料相同，但在此情况下，阻拦部10自身被冷却从而产生露水，并且冷凝水从阻拦部10的角部滴落。为避免这种情况，阻拦部10可由诸如合成树脂等不易于冷却的材料制成。

阻拦部10设有促进排水的排出口(未图示)。所述排出口设置于水移动到下一段的散热片6上的位置处。同时，在阻拦部10与扁平管4一体形成的情况下，阻拦部10未设置有制冷剂通道5。这样的结构使得能够避免阻拦部10自身产生露水并且冷凝水从阻拦部10的角部滴落的情形。

如上所述，由于在扁平管4的位于冷凝水汇集侧的表面上的端部处形成有用于从外侧覆盖散热片6的下端的阻拦壁12，因此，汇集的冷凝水被阻拦壁12引导至散热片6内部且不会滴落。这样，就能够避免冷凝水滴落至风扇上从而产生溅水的情况。

图3示出了本发明的第二实施例。第二实施例的换热器1是通过对第一实施例的换热器1进行如下变型而获得的。具体来说，在第二实施例的换热器1中，总管2与总管3的高度不是相同的，而是总管2低于总管3。扁平管4、散热片6和图3中未图示的阻拦部10也是倾斜的从而使得总管2变得较低。

在第二实施例的换热器1中，扁平管4和阻拦部10是倾斜的以使得总管2变得较低，因此，冷凝水通过扁平管4且沿着阻拦部10流向总管2，然后通过总管2向下流动，这样，获得了更好的排水效果。因此，不太可能发生溅水。

图4至图6示出了本发明的第三实施例。在第三实施例的换热器1中，总管2设置有四个制冷剂出入口7，而总管3设置有四个制冷剂出入口8。通过分流器(shunt)(未图示)等将四个制冷剂出入口7集成为一体，而且还通过歧管(manifold)(未图示)等将四个制冷剂出入口8集成为一体。

第三实施例的换热器1的特征点在于扁平管4的形状。即，当换热器1被布置为使得总管2、3呈竖直且扁平管4呈水平时，扁平管4在其纵长方向上的中间部处比在扁平管4的两端处高。在第三实施例中，将扁平管4形成为弯曲形状以向上凸起，使得扁平管4的在纵长方向上的中间部变得较高。此外，扁平管4被形成为使得在它的纵长方向上的中央部处最高。扁平管4的平面形状是如图5所示的线形形状。

如图6所示，第三实施例的换热器1在扁平管4的位于冷凝水汇集侧的表面上的端部处也设有阻拦部10，然而，基部11和阻拦壁12不与散热片6的下端紧密接触，而是在所述阻拦部和散热片6之间形成有间隙13。

在第三实施例的换热器1中，扁平管4的在其纵长方向上的中间部比扁平管4的两端高，并且在扁平管4的表面和散热片6的表面上生成的冷凝水流向扁平管4的两端。因此，即使将风扇置于换热器1的下方，仍能够将冷凝水引导并排出至扁平管4的不与风扇在竖直方向上重叠的两端，因此，能够避免冷凝水从扁平管4的纵长方向上的中间部滴落从而产生溅水的情形。

在空气穿过换热器1的方向上，即，在与扁平管4的纵长方向垂直并且也是水平的方向上，扁平管4比布置在扁平管4之间的散热片窄。因此，冷凝水沿着扁平管的边缘流动，并且提高了排水效率。

扁平管4的形状不限于向上凸起的弯曲形状。可替换为“狗腿(dogleg)”弯曲形状。此外，扁平管4在其纵长方向上的中央部处最高的结构也不是必需的。最高点可从中央部向左或向右偏移。

不是所有的扁平管4都必须具有相同的形状。某些扁平管4可形成为不同的形状。例如，可采用位于上一段处的扁平管4具有的弯曲比位于下一段处的扁平管4具有的弯曲更深的结构，或者采用将弯曲管与狗腿形状管组合在一起的结构。

在第三实施例的换热器1中，在扁平管4的上表面上形成有沿扁平管4的纵长方向延伸的槽14。槽14位于扁平管4的在与扁平管4的纵长方向垂直的方向上的大致中央部处。槽14的适当深度等于或小于扁平管4的整个厚度的10％。通过槽14将冷凝水引导至扁平管4的两端，因此，提高了排水效率。

图7中示出了换热器1的参考结构。在图7的换热器1中，散热片6的位于冷凝水汇集侧的表面处的端部延伸而超出扁平管4的端部，并且在扁平管4的该端部处形成有凸缘15，该凸缘15突出至散热片6的延伸部之间的间隙中。凸缘15在扁平管4的纵长方向上延伸且位于该间隙的在竖直方向上的中央部处。

凸缘15在扁平管4和散热片6之间形成了间隙，因此，冷凝水易于沿扁平管4流动。于是，提高了排水效率。因油的附着而导致的散热片6的亲水性降低不是大问题。

图8和图9示出了将换热器1安装至分离式空调机的室内单元中的例子。图8和图9中所示的分离式空调机的室外单元包括压缩机、四通阀、膨胀阀、室外换热器以及室外送风机，而室内单元包括室内换热器和室内送风机。室外换热器在供暖操作期间内用作蒸发器且在冷却操作期间内用作冷凝器。室内换热器在供暖操作期间内用作冷凝器且在冷却操作期间内用作蒸发器。

图8示出了利用热泵循环作为制冷循环的分离式空调机的基本结构。在热泵循环101中，压缩机102、四通阀103、室外换热器104、减压膨胀装置105以及室内换热器106连接成环路。压缩机102、四通阀103、换热器104以及减压膨胀装置105容纳于室外单元110的壳体中，而换热器106容纳于室内单元120的壳体中。换热器104与室外送风机107组合，而换热器106与室内送风机108组合。送风机107包括用于形成喷涌气流(spewed-outairflow)的螺旋桨式风扇107a，而送风机108包括用于形成排出气流(exhaustairflow)的横流式风扇108a。横流式风扇108a被布置于换热器106的下方，并使横流式风扇108a的轴线水平延伸。

本发明的换热器1可用作室内单元的换热器106的组件。通过将三个换热器106A、106B、106C组合成像罩住送风机108的屋顶一样来构成换热器106，并且换热器106A、换热器106B和换热器106C中的一者或全部可由换热器1构成。

图8表示供暖操作期间的状态。在该操作期间内，从压缩机102排放的高温高压制冷剂流入室内换热器106中且在那里放热以凝缩。从换热器106排出的制冷剂经由减压膨胀装置105而流入室外换热器104中，该制冷剂在那里膨胀以从室外空气吸热，然后，该制冷剂返回至压缩机102。由室内送风机108产生的气流促进换热器106的放热，而由室外送风机107产生的气流促进换热器104的吸热。

图9示出了冷却操作期间或除霜操作期间的状态。在该操作期间内，切换四通阀103，并且制冷剂流动与供暖操作时的流动相反。即，从压缩机102排放的高温高压制冷剂流入室外换热器104中并且在那里放热以凝缩。从换热器104排出的制冷剂经由减压膨胀装置105而流入室内换热器106中，该制冷剂在那里膨胀以从室内空气吸热，然后，该制冷剂返回至压缩机102。由室外送风机107产生的气流促进换热器104的放热，而由室内送风机108产生的气流促进换热器106的吸热。

在将本发明的换热器1用作室内单元的换热器的组件的情况下，位于换热器1的下游侧的表面(并且根据换热器1的姿势，此表面还是下表面)变为冷凝水汇集场所。如果使用本发明的换热器1，则即使冷凝水汇集在下游侧的该表面上，所述冷凝水也不会滴落至横流式风扇108a上，并且也不会发生溅水。此外，在换热器1中，能够缓解冷凝水的桥接现象(bridgephenomenon)，且能够抑制气流阻力增加。

本发明的换热器1不仅可以被安装至分离式空调机的室内单元中，还可被安装至室外单元中。图10示出了室外单元中的安装示例。

图10中的室外单元20包括壳体20a，壳体20a由金属板制成且在平面图中为矩形，壳体20a的长边为正面20F和背面20B，且短边为左面20L和右面20R。正面20F设有排出口21，背面20B设有背面进气口22，且左面20L设有侧面进气口23。排出口21由多个水平狭缝构成，而背面进气口22和侧面进气口23由网格状开口构成。正面20F、背面20B、左面20L和右面20R这四个金属板部件与未图示的顶板和底板一起形成六面体形状的壳体20a。

在壳体20a中，就在背面进气口22和侧面进气口23的内侧，布置有在平面图中被形成为L形状的换热器1(第一实施例至第三实施例中的任一者)。该换热器1被布置为使得图1中的右侧的表面(即，上一段扁平管4的从下一段扁平管4悬出的表面)位于下游侧。

为了进行换热器1与室外空气之间的强制热交换，将送风机24布置在换热器1和排出口21之间。送风机24是马达24a和螺旋桨式风扇24b的组合体。为提高送风效率，壳体20a的正面20F的内表面设置有围住螺旋桨式风扇24b的喇叭口25。通过隔离壁26将壳体20a的右面20R内侧的空间与从背面进气口22流向排出口21的气流隔离，并且在该空间中容纳有压缩机27。

在被安装于室外单元20中的第一实施例的换热器1中，因阻拦壁12的存在而防止了溅水，此外，如果上述悬出的表面是倾斜的，就促进了排水，这有助于减少溅水。

在被安装于室外单元20中的第二实施例的换热器1中，因阻拦壁12的存在而防止了溅水。而且，扁平管4和阻拦部10是倾斜的使得两个总管之一变得较低，因此，获得了良好的排水效果，这也有助于减少溅水。

在被安装于室外单元20中的第三实施例的换热器1中，因阻拦壁12的存在而防止了溅水。而且，扁平管4在其纵长方向上的中间部处比在其两端处高，因此，获得了良好的排水效果，这也有助于减少溅水。

以上，说明了本发明的实施例。然而，本发明不限于这些实施例，并且在不背离本发明的精神的范围内可做出各种变形并将这些变形投入实际应用。

工业实用性

本发明可广泛用于侧流型平行流换热器。

附图标记列表

1换热器

2、3总管

4扁平管

5制冷剂通道

6散热片

7、8制冷剂出入口

10阻拦部

11基部

12阻拦壁

14槽

20室外单元

110室外单元

120室内单元

Claims (9)

1.一种换热器，其包括：

多个总管，所述多个总管在间隔开的位置处相互平行地布置着；

多个扁平管，所述多个扁平管布置于所述多个总管之间，并将布置于所述扁平管内部的制冷剂通道连接至所述总管内部；以及

散热片，所述散热片布置于所述扁平管之间，

其中，所述换热器被构成为侧流型平行流换热器；并且

在所述扁平管的位于冷凝水汇集侧的表面上的端部处形成有阻拦部，所述阻拦部具有基部和阻拦壁，所述阻拦壁用于从外侧覆盖所述散热片的下端，

所述基部构成所述扁平管的伸长部，所述阻拦壁自所述基部的端部向上延伸，当将所述换热器倾斜使冷凝水汇集侧的表面朝下时，所述阻拦部与所述扁平管之间的边界部分的一部分位于比所述散热片的下端靠上方的位置。

2.如权利要求1所述的换热器，其中，所述阻拦壁在冷凝水汇集侧的表面与所述散热片的外侧接触。

3.如权利要求1所述的换热器，其中，所述扁平管在其纵长方向上的中间部处比在其两端处高。

4.如权利要求3所述的换热器，其中，所述扁平管是向上凸起的弯曲形状。

5.如权利要求3所述的换热器，其中，所述扁平管在其纵长方向上的中央部处最高。

6.如权利要求1所述的换热器，其中，在空气穿过所述换热器的方向上，所述扁平管的宽度比所述散热片的宽度窄。

7.如权利要求1所述的换热器，其中，在所述扁平管的上表面上形成有沿所述扁平管的纵长方向延伸的槽，并且所述槽位于所述扁平管的在与所述扁平管的纵长方向垂直的方向上的大致中央部处。

8.一种空调机的室内单元，其中，安装有权利要求1～7中任一项所述的换热器。

9.一种空调机的室外单元，其中，安装有权利要求1～7中任一项所述的换热器。