CN103392109A - 空调机用热交换器 - Google Patents

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Abstract

热交换器(11)具有多个通路(P)作为制冷剂路径，多个通路(P)中的至少一个为共存通路(P)，在热交换器(11)被用作冷凝器时和被用作蒸发器时的两种情况下，所述共存通路(P）共存并行流部(R1)和相向流部(R2)，其中，在并行流部(R1)，制冷剂从任一管列(L)的传热管(15)流至比该管列(L)位于气流方向(A)的下游侧的管列(L)的传热管(15)，在相向流部(R2)，制冷剂从任一管列(L)的传热管(15)流至比该管列(L)位于气流方向(A)的上游侧的管列(L)的传热管(15)。

Description

空调机用热交换器
技术领域
本发明涉及一种用于空调机的热交换器。
背景技术
以往，作为用于空调机的热交换器，众所周知的是交叉翅片型热交换器(cross-fintype heat exchanger)。该热交换器包括：隔着指定间隔排列的多个翅片(fin)；以及贯通这些翅片的多个传热管。吸入至空调机的壳体内的空气在通过热交换器的翅片之间的间隙时，在与流过传热管内的制冷剂之间进行热交换。据此，空气的温度得以调节。通常的热交换器具有沿气流方向设置有多列传热管的管列的列结构(例如专利文献1)。
通常，在空调机中，热交换器中的各通路以制冷剂的流动与空气的流动成为垂直相向流动(例如，制冷剂与空气以图11(B)所示的关系流动的流向)的方式形成，这与垂直并行流动(例如，制冷剂与空气以图11(A)所示的关系流动的流向)相比热交换效率高。即，在垂直相向流动的方式中，空气的流动方向A与传热管内的制冷剂的流动方向以垂直或接近垂直的状态交叉，并且在该传热管内流动的制冷剂流至比该传热管位于气流方向A的上游侧的管列的传热管。另外，在垂直并行流动的方式中，空气的流动方向A与传热管内的制冷剂的流动方向以垂直或接近垂直的状态交叉，并且在该传热管内流动的制冷剂流至比该传热管位于气流方向A的下游侧的管列的传热管。
从而，例如在重视制冷能力时，以在制冷运转时在热交换器中制冷剂的流动与空气的流动成为垂直相向流动的方式形成各通路。但是，一般而言，为提高APF(AnnualPerformance Factor，全年性能系数)而重视制暖能力的情况居多，此时，以在制暖运转时在热交换器中制冷剂的流动与空气的流动成为垂直相向流动的方式形成各通路。
然而，如果重视制暖能力及制冷能力中的任一者，则有时无法充分地获得另一能力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2010-78287号
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高制暖能力与制冷能力的平衡的空调机用热交换器。
本发明的空调机用热交换器是用于可在制暖运转与制冷运转之间切换的空调机中的交叉翅片管式的热交换器。所述热交换器包括：多个翅片(13)；以及多个传热管(15)，贯通所述多个翅片(13)。所述热交换器具有传热管(15)的管列(L)沿气流方向(A)被设置成三列以上的列结构。所述热交换器具有多个通路(P)作为制冷剂路径。所述多个通路(P)中的至少一个为共存通路(P)，在所述热交换器被用作冷凝器时和被用作蒸发器时的两种情况下，所述共存通路(P)共存并行流部(R1)和相向流部(R2)，其中，在并行流部(R1)，制冷剂从所述列结构中的任一管列(L)的传热管(15)流至比该管列(L)位于所述气流方向(A)的下游侧的管列(L)的传热管(15)，在相向流部(R2)，制冷剂从所述列结构中的任一管列(L)的传热管(15)流至比该管列(L)位于所述气流方向(A)的上游侧的管列(L)的传热管(15)。
附图说明
图1是表示具有本发明的一实施方式所涉及的空调机用热交换器的空调机的结构图。
图2是表示所述空调机用热交换器的正视图。
图3的(A)是从方向D1观察图2所示的所述空调机用热交换器的左侧视图，(B)是从方向D2观察图2所示的所述空调机用热交换器的右侧视图。
图4的(A)、(B)是表示所述空调机用热交换器的左侧视图，其中，(A)表示用作蒸发器时的制冷剂流动路径，(B)表示用作冷凝器时的制冷剂流动路径。
图5的(A)是将图4(A)所示的所述空调机用热交换器的多个通路中的一个放大的侧视图(B)是将图4(B)所示的所述空调机用热交换器的多个通路中的一个放大的侧视图。
图6的(A)是表示所述空调机用热交换器被用作蒸发器时的空气的温度与制冷剂的温度的关系的曲线图，(B)是表示图11(A)所示的以往的热交换器被用作蒸发器时的空气的温度与制冷剂的温度的关系的曲线图。
图7的(A)、(B)是表示所述空调机用热交换器的变形例1的左侧视图，其中，(A)表示用作蒸发器时的制冷剂流动路径，(B)表示用作冷凝器时的制冷剂流动路径。
图8的(A)是表示所述空调机用热交换器的变形例2的左侧视图，表示用作蒸发器时的制冷剂流动路径。(B)是表示所述空调机用热交换器的变形例3的左侧视图，表示用作蒸发器时的制冷剂流动路径。
图9是表示所述空调机用热交换器的变形例4的左侧视图，表示用作蒸发器时的制冷剂流动路径。
图10的(A)是表示所述空调机用热交换器的变形例5的左侧视图，表示用作蒸发器时的制冷剂流动路径。(B)是表示所述空调机用热交换器的变形例6的左侧视图，表示用作蒸发器时的制冷剂流动路径。
图11的(A)、(B)是表示以往的空调机用热交换器的左侧视图，其中，(A)表示用作蒸发器时的制冷剂流动路径，(B)表示用作冷凝器时的制冷剂流动路径。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式所涉及的空调机用热交换器11以及具备该空调机用热交换器11的空调机81进行说明。
(空调机的结构)
如图1所示，空调机81包括室内组件82和室外组件83。室内组件82包括室内热交换器11A和室内送风机86。室外组件83包括室外热交换器11B、室外送风机87、压缩机88、四通换向阀89以及膨胀阀90。室内组件82与室外组件83通过气体侧连接导管84以及液体侧连接导管85相互连接，由此构成制冷剂回路91。
在该空调机81中，通过对四通换向阀89的路径进行切换，能够切换制冷运转与制暖运转。在图1中以实线表示的四通换向阀89的路径的情况下，空调机81进行制冷运转。另一方面，在图1中以虚线表示的四通换向阀89的路径的情况下，空调机81进行制暖运转。
室内热交换器11A使在制冷剂回路91中循环的制冷剂与由室内送风机86供应的室内空气之间进行热交换。室外热交换器11B使在制冷剂回路91中循环的制冷剂与由室外送风机87供应的室外空气之间进行热交换。
(热交换器的结构)
在本实施方式中，以空调机用热交换器11用于室内热交换器11A以及室外热交换器11B的情形为例进行说明，但也可将热交换器11仅用于室内热交换器11A以及室外热交换器11B的任一个中。在以下说明中，主要对室内热交换器11A进行说明，至于室外热交换器11B，由于具有与室内热交换器11A相同的结构，因此省略其详细说明。
如图2所示，室内热交换器11A为翅片管(fin-and-tube)型热交换器。室内热交换器11A包括金属制的薄板状的多个翅片13和金属制的多个传热管15。各传热管15插通于形成在各翅片13的未图示的贯通孔，以接触于各翅片13的状态被多个翅片13支撑。多个翅片13以相邻的翅片13彼此隔开指定间隔的状态沿翅片的厚度方向排列。各翅片13以大致平行于气流方向A的姿势设置。各传热管15以其长度方向垂直于多个翅片13的姿势设置。
在空调机81中，室内送风机86的未图示的叶轮通过马达的驱动而旋转，由此如图3(A)所示产生气流方向A的空气的流动。气流方向A为沿各翅片13的表面的方向，且为交叉于各传热管15的长度方向的方向。在本实施方式中，气流方向A朝向大致水平方向。
热交换器11A具有传热管15的管列L沿气流方向A设置有三列的列结构。传热管15的管列L是指通过在交叉于气流方向A的方向(本实施方式中为上下方向)排列设置多个传热管15而形成的列。该列结构包括：位于气流方向A的最上游的风上管列L1；位于气流方向A的最下游的风下管列L3；以及位于风上管列L1与风下管列L3之间的中间管列L2。构成各管列L的传热管15包含相同个数的传热管(本实施方式中为14个)。在本实施方式中，中间管列L2设置在向风上管列L1以及风下管列L3的下方偏移的位置，但并不限定于此。3个管列L1～L3沿气流方向A的方向而排列。
(通路的结构)
热交换器11A具有作为制冷剂的路径的多个通路P。在本实施方式中，多个通路P包含14个通路P1～P14(参照图4(A)、(B))。这些通路P1～P14依次向下方排列设置。各通路P包括三个传热管15和两个U形管部17。例如图3(A)、(B)所示，位于最上部的通路P1包括位于风上管列L1的最上部的传热管15a、位于中间管列L2的最上部的传热管15b、位于风下管列L3的最上部的传热管15c、U形管部17a、以及U形管部17b。U形管部17a在热交换器11A的左侧部SL连接风上管列L1的传热管15a与风下管列L3的传热管15c。U形管部17b在热交换器11A的右侧部SR连接中间管列L2的传热管15b与风下管列L3的传热管15c。在本实施方式中，通路P2～P14也具有与通路P1相同的结构。
各通路P具有成为制冷剂的出入口的一对端部。例如在通路P1中，第一端部E1与第二端部E2成为制冷剂的出入口。第一端部E1为位于风上管列L1的最上部的传热管15a的右侧部SR侧的端部。第二端部E2为位于中间管列L2的最上部的传热管15b的左侧部SL侧的端部。在本实施方式中，通路P2～P14也在与通路P1同样的位置上具有第一端部E1以及第二端部E2。
从而，在热交换器11A的右侧部SR存在14个第一端部E1，在左侧部SL也存在14个第二端部E2。在热交换器11A的右侧部SR的附近设置有具有连接于各第一端部E1的未图示的分流管的集管(header)，该集管连接于液体导管92。在热交换器11A的左侧部SL的附近设置有具有连接于各通路P的第二端部E2的分流管的未图示的集管，该集管连接于气体导管93。
(制冷剂的流动)
接着，对制冷运转时的制冷剂的流动与制暖运转时的制冷剂的流动进行说明。首先，对制冷运转时的制冷剂的流动进行说明。在空调机81的制冷运转时，图1中的四通换向阀89切换为以实线示出的路径。在该制冷运转中，室内热交换器11A作为蒸发器发挥功能，室外热交换器11B作为冷凝器发挥功能。
在制冷运转中，制冷剂从液体导管92流入室内热交换器11A，在室内热交换器11A中与空气进行热交换之后，流出至气体导管93。具体而言，制冷剂通过液体导管92流入集管，并经由该集管的多个分流管分流至多个通路P1～P14。从各通路P的第一端部E1流入通路P内的制冷剂在通路P内流动，并从第二端部E2流出至对应的分流管。在各分流管内流动的制冷剂在集管处汇流，并从该集管流出至气体导管93。
将各通路P中的制冷剂的流动示于图4(A)中。图4(A)示出热交换器11A的左侧部SL。在图4(A)中省略U形管部17a的图示。各通路P的实线箭头表示位于左侧部SL侧的U形管部17a中的制冷剂的流动方向、以及从位于左侧部SL侧的第二端部E2流出的制冷剂的流动。另外，各通路P的虚线箭头表示流入位于右侧部SR侧的第一端部E1的制冷剂的流动、以及位于热交换器11A的右侧部SR侧的U形管部17b中的制冷剂的流动方向。
具体而言，制冷剂从位于右侧部SR侧的各通路P的第一端部E1(传热管15a的端部)流入风上管列L1的传热管15a，并在该传热管15a内朝向左侧部SL侧流动。到达传热管15a的左侧部SL侧的端部的制冷剂通过位于左侧部SL侧的U形管部17a流入风下管列L3的传热管15c，并在该传热管15c内朝向右侧部SR侧流动。到达传热管15c的右侧部SR侧的端部的制冷剂通过位于右侧部SR侧的U形管部17b流入中间管列L2的传热管15b，并在该传热管15b内朝向左侧部SL侧流动，且从位于左侧部SL侧的第二端部E2(传热管15b的端部)流出至分流管。
如此，热交换器11A中的各通路P在该热交换器11A被用作蒸发器时为制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出的中间流出通路。另一方面，例如图11(A)所示的以往的热交换器101中的各通路P在该热交换器101被用作蒸发器时为制冷剂从风下管列L3的传热管15c流出的风下流出通路。
接下来，对制暖运转时的制冷剂的流动进行说明。在空调机81的制暖运转时，图1的四通换向阀89切换为以虚线示出的路径。在该制暖运转中，室内热交换器11A作为冷凝器发挥功能，室外热交换器11B作为蒸发器发挥功能。
在制暖运转中，制冷剂从气体导管93流入室内热交换器11A，在室内热交换器11A中与空气进行热交换之后，流出至液导管92。具体而言，制冷剂通过气体导管93流入集管，并经由该集管的多个分流管而分流至多个通路P1～P14。从各通路P的第二端部E2流入通路P内的制冷剂在通路P内流动，并从第一端部E1流出至对应的分流管。在各分流管内流动的制冷剂在集管处汇流，并从该集管流出至液体导管92。
将各通路P中的制冷剂的流动示于图4(B)。图4(B)示出热交换器11A的左侧部SL。在图4(B)中，省略U形管部17a的图示。各通路P的实线箭头表示流入位于左侧部SL侧的第二端部E2的制冷剂的流动、以及位于左侧部SL侧的U形管部17a中的制冷剂的流动方向。另外，各通路P的虚线箭头表示位于热交换器11A的右侧部SR侧的U形管部17b中的制冷剂的流动方向、以及从位于右侧部SR侧的第一端部E1流出的制冷剂的流动。
具体而言，制冷剂从位于左侧部SL侧的各通路P的第二端部E2(传热管15b的端部)流入中间管列L2的传热管15b，并在该传热管15b内朝向右侧部SR侧流动。到达传热管15b的右侧部SR侧的端部的制冷剂通过位于右侧部SR侧的U形管部17b流入风下管列L3的传热管15c，并在该传热管15c内朝向左侧部SL侧流动。到达传热管15c的左侧部SL侧的端部的制冷剂通过位于左侧部SL侧的U形管部17a流入风上管列L1的传热管15a，并在该传热管15a内朝向右侧部SR侧流动，且从位于右侧部SR侧的第一端部E1(传热管15a的端部)流出至分流管。
图5(A)是将图4(A)所示的热交换器11A的多个通路P中的1个放大的侧视图。图5(B)是将图4(B)所示的热交换器11A的多个通路P中的1个放大的侧视图。如图5(A)、(B)所示，热交换器11A的各通路P为在该热交换器11A被用作蒸发器时(制冷运转时)及用作冷凝器时(制暖运转时)的两种情况下存在并行流部R1和相向流部R2的共存通路P。在并行流部R1中，制冷剂从任一管列L的传热管15流至比该管列L位于气流方向A的下游侧的管列L的传热管15。在相向流部R2中，制冷剂从任一管列L的传热管15流至比该管列L位于气流方向A的上游侧的管列L的传热管15。
具体而言，在各通路P的并行流部R1中，在热交换器11A被用作蒸发器时，如图5(A)所示，制冷剂从风上管列L1的传热管15a流至风下管列L3的传热管15c，在热交换器11A被用作冷凝器时，如图5(B)所示，制冷剂从中间管列L2的传热管15b流至风下管列L3的传热管15c。在各通路P的相向流部R2中，在热交换器11A被用作蒸发器时，如图5(A)所示，制冷剂从风下管列L3的传热管15c流至中间管列L2的传热管15b，在热交换器11A被用作冷凝器时，如图5(B)所示，制冷剂从风下管列L3的传热管15c流至风上管列L1的传热管15a。
图6(A)是表示热交换器11A被用作蒸发器时的空气的温度与制冷剂的温度的关系的坐标图。图6(B)是表示图11(A)所示的以往的热交换器101被用作蒸发器时的空气的温度与制冷剂的温度的关系的坐标图。
(以往的热交换器的温度表现(behavior))
首先，参照图6(B)所示的坐标图，对图11(A)、(B)所示的以往的热交换器101的空气的温度与制冷剂的温度的关系进行说明。在该热交换器101中，风上管列L1的传热管15a(第一列传热管)连接于液体导管，风下管列L3的传热管15c(第三列传热管)连接于气体导管。而且，热交换器101具有在如图11(B)所示地被用作冷凝器时所有通路P1～P14成为垂直相向流动的通路结构。该热交换器101在尤其重视制暖能力时使用。该热交换器101的各通路P为在被用作蒸发器时制冷剂从风下管列L3的传热管15c流出的风下流出通路。
热交换器101的各通路P具有在如图11(A)所示地热交换器101被用作蒸发器时仅存在并行流部，而在如图11(B)所示地热交换器101被用作冷凝器时仅存在相向流部的通路结构。具体而言，在各通路P中，在热交换器101被用作蒸发器时，流入风上管列L1的传热管15a的制冷剂依次流过中间管列L2的传热管15b以及风下管列L3的传热管15c。即，在热交换器101被用作蒸发器时，在各通路P中，传热管15a的右侧部SR侧的端部成为制冷剂的入口，制冷剂依次流过传热管15b以及传热管15c，且传热管15c的左侧部SL侧的端部成为制冷剂的出口。另外，在各通路P中，在热交换器101被用作冷凝器时，流入风下管列L3的传热管15c的制冷剂依次流过中间管列L2的传热管15b以及风上管列L1的传热管15a。
在该热交换器101中，在其被用作蒸发器时，空气的温度与制冷剂的温度在空气沿气流方向A流过热交换器101内的过程中示出如图6(B)所示的表现。以下，对该坐标图所示的各温度的表现进行说明。
图6(B)所示的坐标图的纵轴表示温度，横轴表示由三个传热管15构成的通路P中的制冷剂的路径。横轴的左端(坐标图的原点)相当于“通路P的入口”，在图11(A)所示的热交换器101的情况下，为传热管15a的右侧部SR侧的端部。横轴的“通路P的出口”为传热管15c的左侧部SL侧的端部。即，横轴表示制冷剂从作为坐标图的原点的“通路P的入口”按照“风上管列L1的传热管15a”、“中间管列L2的传热管15b”、“风下管列L3的传热管15c”的顺序在通路P内流动并到达“通路P的出口”的路径。
在图6(B)所示的坐标图中，从通路P的入口至通路P的出口的制冷剂的温度(通路P1～P14中的制冷剂的温度的平均值)表现以实线示出。
另外，在图6(B)所示的坐标图中，四条虚线从左侧起依次表示空气温度T1、空气温度T2、空气温度T3以及空气温度T4。空气温度T1为流入风上管列L1的区域的空气的平均温度(第一列入口温度)。空气温度T2为流入中间管列L2的区域的空气的平均温度(第二列入口温度)。空气温度T3为流入风下管列L3的区域的空气的平均温度(第三列入口温度)。在此，空气的平均温度是指如图11(A)所示地在上下方向长的热交换器101中，在上下方向的多个部位处测量的空气的温度的平均值。空气温度T4为通过风下管列L3到达热交换器101的出口的空气的温度(出口温度)。
一般而言，在空调机的制冷运转中，以在室内热交换器101中进行了热交换的制冷剂的过热度成为指定值(例如3℃左右)的方式控制空调机。而且，制冷剂在各通路P的接近出口的区域中从湿蒸气变为过热蒸气。即，制冷剂如图6(B)所示地在流过风下管列L3的传热管15c的下游侧的区域的期间从湿蒸气变为过热蒸气。从而，在热交换器101中，流入风下管列L3的区域的空气温度T3与流过风下管列L3的传热管15c的制冷剂的温度的温度差ΔT0成为对使制冷剂过热时的效率造成影响的因素。
但是，在具有图11(A)所示的通路结构的热交换器101中，流入风下管列L3的区域的空气在到达该区域之前在风上管列L1的传热管15a及中间管列L2的传热管15b之间已进行热交换，因此温度降低至T3。从而，该空气温度T3与流过传热管15c的制冷剂的温度的温度差ΔT0变小，因此为了将制冷剂的过热度提高至指定值所需的传热管15c的区域SH0变大。而且，过热的制冷剂(过热蒸气)与湿蒸气相比，与空气的热交换效率变低，因此区域SH0越大则制冷能力越弱。另外，如果区域SH0变大，则易于产生制冷剂的温度不均(过热度的偏差)，而且，易于产生制冷剂的偏流。
(本实施方式的热交换器的温度表现)
下面，参照图6(A)所示的坐标图对图4(A)所示的本实施方式的热交换器11A的空气的温度与制冷剂的温度的关系进行说明。在图4(A)所示的热交换器11A中，通过风上管列L1的传热管15a(第一列传热管)连接于液体导管92而重视制暖能力，并且通过中间管列L2的传热管15b(第二列传热管)连接于气体导管93，从而与图11(A)、(B)所示的热交换器101相比制冷能力的降低得到抑制。
热交换器11A的各通路P具有在如图4(A)所示地热交换器101被用作蒸发器时，以及如图4(B)所示地热交换器101被用作冷凝器时的两种情况下存在并行流部R1和相向流部R2的通路结构。具体而言，在各通路P中，在热交换器11A被用作蒸发器时，流入风上管列L1的传热管15a的制冷剂依次流过风下管列L3的传热管15c以及中间管列L2的传热管15b。即，在热交换器101被用作蒸发器时，在各通路P中，传热管15a的右侧部SR侧的端部(第一端部)成为制冷剂的入口，制冷剂依次流过传热管15c以及传热管15b，传热管15b的左侧部SL侧的端部(第二端部)成为制冷剂的出口。该热交换器101的各通路P在热交换器11A被用作蒸发器时为制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出的中间流出通路。
另外，在各通路P中，在热交换器11A被用作冷凝器时，流入中间管列L2的传热管15b的制冷剂依次流过风下管列L3的传热管15c及风上管列L1的传热管15a。
在该热交换器11A中，在其被用作蒸发器时，空气的温度与制冷剂的温度在空气沿气流方向A流过热交换器11A内的过程中示出如图6(A)所示的表现。以下，对该坐标图所示的各温度的表现进行说明。
图6(A)所示的坐标图的纵轴表示温度，横轴表示由三个传热管15构成的通路P中的制冷剂的路径。横轴的左端(坐标图的原点)相当于“通路P的入口”，在图4(A)所示的热交换器11A的情况下，成为传热管15a的右侧部SR侧的端部。横轴上的“通路P的出口”为传热管15b的左侧部SL侧的端部。即，横轴表示制冷剂从作为坐标图的原点的“通路P的入口”按照“风上管列L1的传热管15a”、“风下管列L3的传热管15c”、“中间管列L2的传热管15b”的顺序在通路P内流动并到达“通路P的出口”的路径。
在图6(A)所示的坐标图中，从通路P的入口至通路P的出口的制冷剂的温度(通路P1～P14的制冷剂的温度的平均值)表现以实线示出。
另外，在图6(A)所示的坐标图中，四条虚线从左侧起依次表示空气温度T1、空气温度T3、空气温度T2以及空气温度T4。空气温度T1为流入风上管列L1的区域的空气的平均温度(第一列入口温度)。空气温度T2为流入中间管列L2的区域的空气的平均温度(第二列入口温度)。空气温度T3为流入风下管列L3的区域的空气的平均温度(第三列入口温度)。在此，空气的平均温度是指，如图4(A)所示地在上下方向长的热交换器11A中，在上下方向的多个部位处测量的空气的温度的平均值。空气温度T4为通过风下管列L3到达热交换器11A的出口的空气的温度(出口温度)。
在具有本实施方式的热交换器11A的空调机81的制冷运转中，以在室内热交换器11A进行了热交换的制冷剂的过热度成为指定值(例如3℃左右)的方式控制空调机81。在具有图4(A)所示的通路结构的热交换器11A中，制冷剂在各通路P的接近出口的区域从湿蒸气变为过热蒸气。即，制冷剂如图6(A)所示地在流过中间管列L2的传热管15b的下游侧的区域的期间从湿蒸气变为过热蒸气。从而，在热交换器11A中，流入中间管列L2的区域的空气温度T2与在中间管列L2的传热管15b中流动的制冷剂的温度之间的温度差ΔT成为在使制冷剂过热时造成影响的因素。
此外，在图6(A)中，表示温度差ΔT的大小的箭头的下端位于中间管列L2的传热管15b的上游侧端部，此时，温度差ΔT表示空气温度T2与流过中间管列L2的传热管15b的上游侧端部的制冷剂的温度之差，但并不限定于此。例如，温度差ΔT也可为空气温度T2与在中间管列L2的传热管15b中流动的制冷剂温度的平均值之差。此时的制冷剂温度的平均值例如通过算出流过中间管列L2的传热管15b的上游侧端部的制冷剂温度与流过中间管列L2的传热管15b的下游侧端部的制冷剂温度的平均值而获得。
在具有图4(A)所示的通路结构的热交换器11A中，流入中间管列L2的区域的空气在到达该区域之前仅与风上管列L1的传热管15a之间进行热交换，因此温度仅降低至T2。从而，图6(A)所示的温度差ΔT大于热交换器101的温度差ΔT0(参照图6(B))。从而，在热交换器11A中，为了将制冷剂的过热度提高至指定值所需的传热管15b的区域SH小于热交换器101的区域SH0，因此与热交换器101相比能够抑制制冷能力的降低。
另外，在热交换器11A中，风上管列L1的传热管15a(第一列传热管)连接于液体导管92。从而，在制暖运转时(室内热交换器11A被用作冷凝器时)，能够缩小用于使制冷剂过冷却所需的区域(热交换器11A的各通路P的接近出口的区域)。即，在如图4(B)所示的制暖运转时，在风上管列L1的传热管15a中流动的制冷剂位于气流方向A的最上游，因此该制冷剂在与尚未进行热交换的空气之间进行热交换。从而，在各通路P的传热管15a中流动的制冷剂的温度与空气的温度的温度差变大。其结果，为了将制冷剂冷却至指定的过冷却度所需的传热管15a的下游侧区域的大小与液体导管92连接于中间管列L2的传热管15b或风下管列L3的传热管15c时相比小。由此，在热交换器11A中，能够在重视制暖能力的情况下抑制制冷能力的降低。
(变形例1)
图7(A)、(B)是表示热交换器11A(11)的变形例1的左侧视图。图7(A)表示变形例1的热交换器11A被用作蒸发器时的制冷剂流动的路径，图7(B)表示变形例1的热交换器11A被用作冷凝器时的制冷剂流动的路径。
在该变形例1中，在热交换器11A被用作蒸发器时，多个通路P包括：制冷剂从风下管列L3的传热管15c流出的风下流出通路；以及制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出的中间流出通路。风下流出通路为通路P1、P2、P13、P14，中间流出通路为通路P3～P12。中间流出通路多于风下流出通路。
(变形例2)
图8(A)是表示热交换器11A(11)的变形例2的左侧视图，且示出热交换器11A被用作蒸发器时的制冷剂流动的路径。
在该变形例2中，热交换器11A具有11个通路P1～P11。各通路P在热交换器11A被用作蒸发器时为制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出的中间流出通路。另外，在热交换器11A被用作蒸发器时，制冷剂流入各通路P中的风上管列L1的传热管15a。
位于上部的通路P1～P4由三根传热管15与两个U形管部构成(1.5个来回)。位于这些通路P的下方的通路P5～P11由五根传热管15与四个U形管部构成(2.5个来回)。如此，根据位置而使通路P的流路长度不同的通路结构在沿气流方向A流动的空气的速度根据上下方向位置的不同而有偏差时有效。
具体而言，在图8(A)所示的变形例2中，沿气流方向A流动的空气的速度在热交换器11A的上部高于下部。即，通过通路P1～P4附近的空气的速度比通过通路P5～P11附近的空气的速度高。存在如下倾向，即空气的速度越低，空气与在通路P中流动的制冷剂的热交换的效率也变得越低。因此，通过使位于空气速度相对低的区域的通路P5～P11的流路长度比通路P1～P4长，能够促进这些在通路P5～P11的空气与制冷剂的热交换。
在具有如上所述的空气速度分布时，假若所有通路P为相同的流路长度，则在各个通路P中流动的制冷剂的流量也产生偏差。另一方面，在该变形例2中，根据空气速度来调整通路P的流路长度，因此能够使在各个通路P中流动的制冷剂的流量比合理化。
(变形例3)
图8(B)是表示热交换器11A(11)的变形例3的左侧视图，且示出热交换器11A被用作蒸发器时的制冷剂流动的路径。
在该变形例3中，热交换器11A具有11个通路P1～P11。各通路P在热交换器11A被用作蒸发器时为制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出的中间流出通路。另外，在热交换器11A被用作蒸发器时，制冷剂流入各通路P中的风上管列L1的传热管15a。
位于上部的通路P1～P5由三根传热管15与两个U形管部构成(1.5个来回)。位于上下方向的中央附近的通路P6～P10由五根传热管15与四个U形管部构成(2.5个来回)。位于最下部的通路P11由七根传热管15与六个U形管部构成(3.5个来回)。如此，根据位置而使通路P的流路长度不同的通路结构在沿气流方向A流动的空气的速度根据上下方向位置的不同而有偏差时有效，能够获得与变形例2相同的效果。
进而，在变形例3中，假定以包围图8(B)的热交换器11A的下表面及通路P11的两侧部的方式设置未图示的排水盘的情形。如果排水盘设置于此种位置，则流过通路P11附近的空气的速度容易变得低于流过其上方的空气的速度。从而，通过使受到排水盘的影响的通路P11的流路长度比其他通路P长，能够促进在通路P11的热交换以及使制冷剂的流量比合理化。
(变形例4)
图9是表示热交换器11A(11)的变形例4的左侧视图，且示出热交换器11A被用作蒸发器时的制冷剂流动的路径。
在该变形例4中，热交换器11A具有十五个通路P1～P15。各通路P在热交换器11A被用作蒸发器时为制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出的中间流出通路。另外，在热交换器11A被用作蒸发器时，制冷剂流入各通路P中的风上管列L1的传热管15a。
通路P1～P14由三根传热管15与两个U形管部构成(1.5个来回)。位于最下部的通路P15由五根传热管15与四个U形管部构成(2.5个来回)。在该变形例4中，与上述变形例3相同，通过使受到排水盘的影响的通路P15的流路长度比其他通路P长，能够促进在通路P15的热交换以及使制冷剂的流量比合理化。
(变形例5)
图10(A)是表示热交换器11A(11)的变形例5的左侧视图，且示出热交换器11A被用作蒸发器时的制冷剂流动的路径。
在该变形例5中，热交换器11A具有9个通路P1～P9。各通路P在热交换器11A被用作蒸发器时为制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出的中间流出通路。另外，在热交换器11A被用作蒸发器时，制冷剂流入各通路P中的风上管列L1的传热管15a。在该变形例5中，制冷剂流入的传热管15a的端部与制冷剂流出的传热管15b的端部均位于右侧部SR侧。
位于上部的通路P1～P3由四根传热管15与三个U形管部构成(两个来回)。位于这些通路P的下方的通路P4～P9由六根传热管15与五个U形管部构成(3个来回)。如此，根据位置而使通路P的流路长度不同的通路结构与上述变形例2同样，在沿气流方向A流动的空气的速度根据上下方向位置的不同而有偏差时有效。
(变形例6)
图10(B)是表示热交换器11A(11)的变形例6的左侧视图，且示出热交换器11A被用作蒸发器时的制冷剂流动的路径。
在该变形例6中，热交换器11A具有八个通路P1～P8。各通路P在热交换器11A被用作蒸发器时为制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出的中间流出通路。另外，在热交换器11A被用作蒸发器时，制冷剂流入各通路P中的风上管列L1的传热管15a。各通路P由六根传热管15与五个U形管部构成(3个来回)。
如以上所述，在本实施方式中，在多个通路P中，如图5(A)、(B)所示，包含至少一个在热交换器11A被用作冷凝器时与被用作蒸发器时的两种情况下共存并行流部R1和相向流部R2的共存通路P。即，本实施方式的热交换器11具有至少一个在热交换器被用作冷凝器时与被用作蒸发器时的任一情况下存在成为垂直相向流动的区域(相向流部R2)和成为垂直并行流动的区域(并行流部R1)的共存通路。因此，与如图11(A)、(B)所示所有通路为垂直相向流动或垂直并行流动中的任一者时相比，制暖能力与制冷能力的平衡提高。
在本实施方式的共存通路P中，以在热交换器11A被用作冷凝器时制冷剂从气流方向A的风上管列L1的传热管15a流出的方式构成，从而在冷凝器中制冷剂易于成为过冷却状态。另外，以在热交换器11A被用作蒸发器时制冷剂从比气流方向A的风下管列L3位于上游侧的中间管列L2的传热管15b流出的方式构成，从而与制冷剂从气流方向A的最下游的风下管列L3的传热管15c流出时相比，在蒸发器中制冷剂易于成为过热状态。
据此，在本实施方式中，能够将重点放在冷凝能力上，并且抑制蒸发能力降低。从而，在将本实施方式的热交换器例如用作室内热交换器时，能够重视制暖能力，并且抑制制冷能力的降低。另外，在将本实施方式的热交换器例如用作室外热交换器时，能够重视制冷能力，并且抑制制暖能力的降低。
在本实施方式中，在热交换器11A被用作蒸发器时，在多个通路P中包含的共存通路P多于制冷剂从风下管列L3的传热管15c流出的风下流出通路P。据此，能够进一步增强提高制暖能力与制冷能力的均衡的效果。
另外，在上述具体实施方式中，主要包含具有以下的结构的发明。
(1)本发明的空调机用热交换器包括：多个翅片(13)；以及多个传热管(15)，贯通所述多个翅片(13)。所述热交换器具有传热管(15)的管列(L)沿气流方向(A)被设置成三列以上的列结构，且具有多个通路(P)作为制冷剂路径。所述热交换器是用于可在制暖运转与制冷运转之间切换的空调机中的交叉翅片管式的热交换器。所述多个通路(P)中的至少一个为共存通路(P)，在所述热交换器被用作冷凝器时和被用作蒸发器时的两种情况下，所述共存通路(P)共存并行流部(R1)和相向流部(R2)，其中，在并行流部(R1)，制冷剂从所述列结构中的任一管列(L)的传热管(15)流至比该管列(L)位于所述气流方向(A)的下游侧的管列(L)的传热管(15)，在相向流部(R2)，制冷剂从所述列结构中的任一管列(L)的传热管(15)流至比该管列(L)位于所述气流方向(A)的上游侧的管列(L)的传热管(15)。
在该结构中，在多个通路(P)中，包含至少一个在热交换器被用作冷凝器时与被用作蒸发器时的两种情况下共存并行流部(R1)和相向流部(R2)的共存通路(P)。即，本结构的热交换器具有至少一个在该热交换器被用作冷凝器时与被用作蒸发器时的任一情况下均存在成为垂直相向流动的区域(相向流部(R2))与成为垂直并行流动的区域(并行流部(R1))的共存通路。因此，与所有通路为垂直相向流动或垂直并行流动中的任一者时相比，制暖能力与制冷能力的平衡提高。
(2)在所述空调机用热交换器中，较为理想的是，在所述共存通路(P)，当所述热交换器被用作冷凝器时，制冷剂从所述气流方向(A)的最上游的管列(L)的传热管(15)流出，当所述热交换器被用作蒸发器时，制冷剂从所述气流方向(A)的比最下游的管列(L)位于上游侧的管列(L)的传热管(15)流出。
在该结构的共存通路(P)中，以在热交换器被用作冷凝器时制冷剂从气流方向(A)的最上游的管列(L)的传热管(15)流出的方式构成，由此在冷凝器中制冷剂易于成为过冷却状态。另外，以在热交换器被用作蒸发器时制冷剂从气流方向(A)的比最下游的管列(L)位于上游侧的管列(L)的传热管(15)流出的方式构成，由此与制冷剂从气流方向(A)的最下游的管列(L)的传热管(15)流出时相比，在蒸发器中制冷剂易于成为过热状态。
据此，在本结构中，能够将重点放在冷凝能力上，并且抑制蒸发能力的降低。因此，在将该热交换器例如用作室内热交换器时，能够重视制暖能力，并且抑制制冷能力的降低。另外，在将该热交换器例如用作室外热交换器时，能够重视制冷能力，并且抑制制暖能力的降低。
(3)作为所述空调机用热交换器的具体例而列举以下结构。例如，所述列结构包括：风上管列(L1)，位于所述气流方向(A)的最上游；风下管列(L3)，位于所述气流方向(A)的最下游；以及中间管列(L2)，位于所述风上管列(L1)与所述风下管列(L3)之间，在所述共存通路(P)，当所述热交换器被用作冷凝器时，具备让制冷剂从所述中间管列(L2)的传热管(15)流至所述风下管列(L3)的传热管(15)的并行流部(R1)和让制冷剂从所述风下管列(L3)的传热管(15)流至所述风上管列(L1)的传热管(15)的相向流部(R2)，当所述热交换器被用作蒸发器时，具备让制冷剂从所述风上管列(L1)的传热管(15)流至所述风下管列(L3)的传热管(15)的并行流部(R1)和让制冷剂从所述风下管列(L3)的传热管(15)流至所述中间管列(L2)的传热管(15)的相向流部(R2)，所述共存通路(P)，在所述热交换器被用作蒸发器时，为制冷剂从所述中间管列(L2)的传热管(15)流出的中间流出通路(P)。
(4)在所述空调机用热交换器中，较为理想的是，在所述热交换器被用作蒸发器时，所述多个通路(P)中包含的所述共存通路(P)多于制冷剂从所述风下管列(L3)的传热管(15c)流出的风下流出通路(P)。
在该结构中，能够进一步增强提高制暖能力与制冷能力的均衡的效果。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，能以各种方式实施。
例如，所述实施方式中例示了如下结构，即在热交换器被用作冷凝器时，制冷剂从风上管列L1的传热管15a流出，且在热交换器被用作蒸发器时制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出，但并不限定于此。在本发明中，至少一个通路为共存通路即可。此外，作为另一方式，例如列举如下通路结构，即在热交换器被用作冷凝器时制冷剂从风上管列L1的传热管15a流出，且在热交换器被用作蒸发器时制冷剂从风上管列L1的传热管15a流出。作为又一方式，例如列举如下通路结构，即在热交换器被用作冷凝器时制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出，且在热交换器被用作蒸发器时制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出。作为又一方式，例如列举如下通路结构，即在热交换器被用作冷凝器时制冷剂从中间管列L2的传热管15b流出，且在热交换器被用作蒸发器时制冷剂从风上管列L1的传热管15a流出。
另外，在所述实施方式中，例示了具有三个管列L1～L3的列结构，但并不限定于此。也可为具备包含4个以上的管列的列结构的热交换器。
符号说明
11  空调机用热交换器；
11A 室内热交换器；
11B 室外热交换器；
13  翅片；
15  传热管；
17  U形管部；
81  空调机；
A   气流方向；
P(P1～P14)  通路；
L   管列；
L1  风上管列；
L2  中间管列；
L3  风下管列；
R1  并行流部；
R2  相向流部。

Claims (4)

1.一种空调机用热交换器，是用于可在制暖运转与制冷运转之间切换的空调机中的交叉翅片管式的热交换器，其特征在于包括：
多个翅片(13)；以及
多个传热管(15)，贯通所述多个翅片(13)，其中，
所述热交换器具有传热管(15)的管列(L)沿气流方向(A)被设置成三列以上的列结构，
所述热交换器具有多个通路(P)作为制冷剂路径，
所述多个通路(P)中的至少一个为共存通路(P)，在所述热交换器被用作冷凝器时和被用作蒸发器时的两种情况下，所述共存通路(P)共存并行流部(R1)和相向流部(R2)，其中，在并行流部(R1)，制冷剂从所述列结构中的任一管列(L)的传热管(15)流至比该管列(L)位于所述气流方向(A)的下游侧的管列(L)的传热管(15)，在相向流部(R2)，制冷剂从所述列结构中的任一管列(L)的传热管(15)流至比该管列(L)位于所述气流方向(A)的上游侧的管列(L)的传热管(15)。
2.根据权利要求1所述的空调机用热交换器，其特征在于：
在所述共存通路(P)，
当所述热交换器被用作冷凝器时，制冷剂从所述气流方向(A)的最上游的管列(L)的传热管(15)流出，
当所述热交换器被用作蒸发器时，制冷剂从所述气流方向(A)的比最下游的管列(L)位于上游侧的管列(L)的传热管(15)流出。
3.根据权利要求2所述的空调机用热交换器，其特征在于，
所述列结构包括：风上管列(L1)，位于所述气流方向(A)的最上游；风下管列(L3)，位于所述气流方向(A)的最下游；以及中间管列(L2)，位于所述风上管列(L1)与所述风下管列(L3)之间，
在所述共存通路(P)，
当所述热交换器被用作冷凝器时，具备让制冷剂从所述中间管列(L2)的传热管(15b)流至所述风下管列(L3)的传热管(15c)的并行流部(R1)和让制冷剂从所述风下管列(L3)的传热管(15c)流至所述风上管列(L1)的传热管(15a)的相向流部(R2)，
当所述热交换器被用作蒸发器时，具备让制冷剂从所述风上管列(L1)的传热管(15a)流至所述风下管列(L3)的传热管(15c)的并行流部(R1)和让制冷剂从所述风下管列(L3)的传热管(15c)流至所述中间管列(L2)的传热管(15b)的相向流部(R2)，
所述共存通路(P)，在所述热交换器被用作蒸发器时，为制冷剂从所述中间管列(L2)的传热管(15b)流出的中间流出通路(P)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空调机用热交换器，其特征在于：
在所述热交换器被用作蒸发器时，所述多个通路(P)中包含的所述共存通路(P)多于制冷剂从所述风下管列(L3)的传热管(15c)流出的风下流出通路(P)。
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