CN104246377A - 空调装置的热交换器及空调装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能提高配置于气流方向下游侧的列的导热管中的热交换效率、并能提高制冷能力的空调装置的热交换器。该空调装置的热交换器具有在气流方向上排列成三列以上的多个导热管(72)，并以分流至多个通路(P1～P11)的方式将制冷剂供给至该导热管(72)，所述热交换器在制冷运转时被用作蒸发器，所述多个通路(P1～P11)包括：最下游通路(P10、P11)，该最下游通路(P10、P11)仅由气流方向最下游的列的导热管(72)构成；以及上游侧通路(P6～P9)，该上游侧通路(P6～P9)仅由配置于该最下游通路(P10、P11)的上游侧的多列导热管(72)构成。

Description

空调装置的热交换器及空调装置
技术领域
本发明涉及空调装置的热交换器及空调装置。
背景技术
在设于空调装置的室内机的热交换器中，设有供制冷剂流动的导热管，通过在该导热管中的制冷剂与室内空气之间进行热交换来将室内空气调节至期望的温度。
在下述专利文献1记载的热交换器中，多个导热管在高度方向上分多级地沿空气的流动方向(气流方向)排列成三列。另外，一般而言，空调装置的热交换器以分流至多个通路的方式供给制冷剂，在各通路中，多级且多列的导热管以形成一个制冷剂流路的方式彼此连接在一起。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009-30829号
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上述热交换器那样，在各通路的导热管在气流方向上配置成多列，而且，在制冷运转时制冷剂从气流方向的上游侧的列朝下游侧的列依次流动的情况下，在导热管的上游侧的列中，在制冷剂与室内空气之间进行大部分的热交换，而在下游侧的列中，可能因制冷剂的温度已经上升而几乎不进行热交换。例如，如图11所示，流过热交换器的空气通过在第一列及第二列的导热管中在与制冷剂之间进行热交换而使温度下降，但在第三列的导热管中几乎不进行热交换，温度的降低也减小。因此，越是下游侧的列，导热管越是无法被有效利用，可能无法充分地发挥出制冷能力。另外，在空气未以均匀的速度流过热交换器整体的情况下，尤其在气流速度较慢的区域中，很有可能无法恰当地进行下游侧的列的导热管中的热交换。
本发明鉴于上述实际情况而作，其目的在于提供一种能提高气流方向下游侧的导热管中的热交换效率，并能提高制冷能力的空调装置的热交换器及空调装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的空调装置的热交换器具有在气流方向上排列成三列以上的多个导热管，并以分流至多个通路的方式将制冷剂供给至该导热管，上述热交换器在制冷运转时被用作蒸发器，其特征是，上述多个通路包括：最下游通路，该最下游通路仅由气流方向最下游的列的导热管构成；以及上游侧通路，该上游侧通路仅由配置于上述最下游通路的上游侧的多列导热管构成。
根据该结构，流过热交换器的空气在上游侧通路中在与制冷剂之间进行完热交换之后，还可在最下游通路中在与制冷剂之间恰当地进行热交换。因此，能提高最下游的列的热交换效率，并能提高制冷能力。
在上述结构中，较为理想的是，上述最下游通路被设在横跨多个上述上游侧通路的下游侧的范围中。
根据上述结构，能充分地确保最下游通路中的导热管的长度，并能在制冷运转时恰当地获得在最下游通路中流动的制冷剂的过热度。
在本发明的空调装置中，较为理想的是，包括：上述热交换器；以及送风机，该送风机生成流过上述热交换器的气流，上述热交换器的最下游通路对应于空调装置中的气流速度较低的区域地设置。
流过热交换器的气流速度越是低，则越是在热交换器上游侧的列进行大部分的热交换，并在下游侧几乎不进行热交换，因此，通过与空调装置中的气流速度较低的区域相对应地设置最下游通路，能提高该区域中的热交换效率。
较为理想的是，在上述热交换器的下方设有排水盘，上述最下游通路对应于上述热交换器的下部侧地设置。
配置于热交换器下方的排水盘成为气流的阻力，因此，流过热交换器下部侧的空气速度处于降低的倾向。因此，通过在热交换器的下部侧设置最下游通路，能恰当地提高该下部侧的热交换效率。
较为理想的是，上述送风机是包括叶轮和壳体的多叶片式风扇，其中，上述壳体收容上述叶轮并形成有空气的排出口，隔着与上述叶轮的旋转轴心正交的假想线，在一侧区域开设上述排出口，并与另一侧区域相对应地设置上述最下游通路。
从多叶片式风扇排出的气流的速度在与排出口相反的一侧的区域中降低，因此，通过与该区域相对应地设置最下游通路，能较好地提高热交换效率。
发明效果
根据本发明，能提高配置于气流方向下游侧的列的导热管中的热交换效率，并能提高制冷能力。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的空调装置的结构图。
图2是表示空调装置的室内机的侧剖图(图3的A－A向视剖视图)。
图3是室内机的俯视说明图。
图4是室内机的主视图。
图5是室内机的仰视图。
图6是室内机的侧剖图(图3的B－B向视剖视图)。
图7是表示热交换器的侧面说明图。
图8是将热交换器简化表示的示意图。
图9是说明空气与制冷剂的温度变化的图表。
图10是表示本发明第二实施方式的热交换器的侧面说明图。
图11是说明基于现有热交换器的空气与制冷剂的温度变化的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是本发明第一实施方式的空调装置的结构图。该空调装置10包括室内机(利用侧单元)11和室外机(热源侧单元)12。
在室外机12中设有压缩机14、四通切换阀18、室外热交换器15、室外膨胀阀16等，上述构件被制冷剂配管25连接在一起。另外，在室外机12中设有室外送风风扇20。
在室外机12的内部制冷剂回路的末端部设有气体侧截止阀22和液体侧截止阀23。气体侧截止阀22配置于四通切换阀18侧，液体侧截止阀23配置于室外膨胀阀16侧。
在室内机11中设有室内膨胀阀28及室内热交换器13等。气体侧截止阀22和室内热交换器13被气体侧制冷剂连通配管24连接在一起，液体侧截止阀23和室内膨胀阀28被液体侧制冷剂连通配管26连接在一起。
在上述结构的空调装置10中，在进行制冷运转的情况下，四通切换阀18被保持在图1中实线所示的状态。此外，如实线箭头所示，从压缩机14排出的高温高压的气体状制冷剂经由四通切换阀18而流入室外热交换器15，并通过室外送风风扇20的工作与室外空气进行热交换而冷凝、液化。液化后的制冷剂流过大致全开状态的室外膨胀阀16，并经由液体侧制冷剂连通配管26而流入室内机11。室内机11中，制冷剂在室内膨胀阀28中被减压到规定的低压，继而在室内热交换器13中与室内空气进行热交换而蒸发。然后，通过制冷剂的蒸发而冷却后的室内空气被室内送风风扇19吹出至室内，以对该室内进行制冷。另外，在室内热交换器13中蒸发、气化的制冷剂经由气体侧制冷剂连通配管24而返回至室外机12，并经由四通切换阀18而被吸入至压缩机14。
另一方面，在进行制热运转的情况下，四通切换阀18被保持在图1中虚线所示的状态。此外，如虚线箭头所示，从压缩机14排出的高温高压的气体状制冷剂经由四通切换阀18而流入室内机11的室内热交换器13，并与室内空气进行热交换而冷凝、液化。通过制冷剂冷凝而被加热的室内空气被室内送风风扇19吹出至室内，以对该室内进行制热。室内热交换器13中液化后的制冷剂从大致全开状态的室内膨胀阀28经由液体侧制冷剂连通配管26而返回至室外机12。返回至室外机12的制冷剂在室外膨胀阀16中被减压到规定的低压，继而在室外热交换器15中与室外空气进行热交换而蒸发。然后，室外热交换器15中蒸发汽化的制冷剂经由四通切换阀18而被吸入压缩机14。
图2是表示空调装置10的室内机11的侧剖图(图3的A－A向视剖视图)，图3是室内机11的平面说明图，图4是室内机11的主视图，图5是室内机11的仰视图。
室内机11是设置于室内的天花板里面等的天花板埋入型的室内机，其包括主体壳体31、装饰面板32、室内送风风扇19、室内热交换器13、排水盘33等。
主体壳体31由俯视观察时呈四边形的上壁部35和从该上壁部35的四边朝下方垂下的四块周壁部(前壁部36、后壁部37、左壁部38、右壁部39)形成为朝下方敞开的箱形状。此外，在主体壳体31的下端的开口部安装有装饰面板32。如图4所示，主体壳体31通过悬挂件40悬挂于位于天花板30上方的上层楼板的下表面等，装饰面板32沿着天花板30的下表面配置。
如图2及图3所示，主体壳体31的内部被隔板42划分成送风机室43和热交换室44。在本说明书中，将送风机室43侧设为后侧，并将热交换室44侧设为前侧。
装饰面板32在送风机室43的下方包括吸入口45，并在热交换室44的前部侧的下方包括吹出口46。在吸入口45安装有格子状的隔栅47，在吹出口46以能摆动的方式设有对空气的吹出方向进行调节的导风板48。
如图3所示，在送风机室43沿左右方向隔着间隔地配置有两台室内送风风扇19。在两台室内送风风扇19之间配置有电动机50，利用该电动机50对两室内送风风扇19进行驱动。如图2所示，本实施方式的室内送风风扇19是由大致圆筒形状的壳体19a和设于该壳体19a内的叶轮19b构成的多叶片式风扇。在壳体19a的侧面形成有吸入口19a1，排出口19a2在壳体19a的前部开口，导风筒19a3从该排出口19a2朝前方突出。导风筒19a3在密封的状态下被插入至形成于隔板42的开口。
当室内送风风扇19工作时，室内的空气被从吸入口45吸入至送风机室43内，在被吸入至壳体19a的吸入口19a1之后，被从排出口19a2吹出至热交换室44。因此，将送风机室43内的空间设为利用室内送风风扇19吸入空气的“吸入空间”，将热交换室44的空间设为利用室内送风风扇19吹出空气的“吹出空间”。
在热交换室44配置有室内热交换器13。室内热交换器13例如采用交叉翅片式的翅片管热交换器，其包括在左右方向上以规定间隔排列配置的多个翅片和以贯穿该翅片的方式设置的导热管。该室内热交换器13以上部位于前侧(吹出口46侧；气流的下游侧)、且下部位于后侧(室内送风风扇19侧；气流的上游侧)的方式倾斜配置。此外，从室内送风风扇19吹出至热交换室44的空气在与室内热交换器13之间进行热交换，然后，从吹出口46吹出至室内。另外，在室内热交换器13的下方设有排水盘33，在室内热交换器13中产生的结露水被排水盘33接收。
排水盘33由泡沫聚苯乙烯等绝热性较高的材料形成，并也作为绝热件起作用。另外，如图2及图3所示，在热交换室44的主体壳体31的上壁部35、前壁部36、左右壁部38、39的内表面分别设有由泡沫聚苯乙烯等构成的绝热件54～57。
图6是室内机的侧剖图(图3的B－B向视剖视图)。如图3及图6所示，在送风机室43的右端部配置有电气安装件单元58。该电气安装件单元58由电气安装件箱59和收纳于该电气安装件箱59的控制基板60、端子台61等构成。另外，在热交换室44的右端部配置有与室内热交换器13连接的分流器、集管等配管组62、排水泵63、室内膨胀阀28、热敏电阻等电气部件。此外，上述电气部件的电气配线64从热交换室44经由隔板42与电气安装件单元58连接。
如图6所示，排水泵63通过使内置的电动机(致动器)工作而将贮存于排水盘33的结露水排出至外部。排水泵63通过安装台(安装构件)66安装固定于主体壳体31的上壁部35。另外，浮子传感器65也安装于安装台66。排水泵63及浮子传感器65利用连接框67组装为一个单元。
安装台66由前后的脚板69和将两脚板69的下端部彼此连接的台板70形成为侧视观察时呈コ字形状。脚板69的上端部固定于上壁部35。
在连接框67一体形成有对室内膨胀阀28、热敏电阻、浮子传感器65、排水泵63等的电气配线64进行引导的导向爪68。利用该导向爪68将电气配线64支承成不朝排水盘33侧下垂。
图7是表示室内热交换器的侧面说明图。
本实施方式的室内热交换器(以下有时简称为“热交换器”)13具有：在左右方向上以规定间隔排列配置的多个翅片71；以及以贯穿该翅片71的方式设置的多个导热管72。导热管72在高度方向上配置成多级、且在气流方向上配置成三列L1～L3。制冷剂利用分流器74分流成多个通路P1～P10地供给至多个导热管72，流过各通路P1～P10的导热管72的制冷剂利用集管75合流。
图8是将室内热交换器的结构简化表示的示意图。制冷剂利用分流器74在上下方向上分流为多个通路P1～P4地供给至图8例示的室内热交换器13(用虚线划分出各通路P1～P4的边界来表示)。在各通路P1～P4中，通过用U字形状的连接管73将多根(图示例中为四根)导热管72的端部彼此连接而形成左右方向上往复(图示例中两次往复)的一个制冷剂流路。
返回至图7，在本实施方式的室内热交换器13中，制冷剂被分流器74分流至十个通路P1～P10。能将上述通路P1～P10大致分为配置于室内热交换器13的上部侧的上部通路P1～P5和配置于室内热交换器13的下部侧的下部通路P6～P10。上部通路P1～P5被设为包括在气流方向上配置成三列的导热管72中的多列导热管72的通路。
例如，配置于最上部的第一通路P1由配置于第一列L1及第二列L2的四根导热管72形成在左右方向上往复两次的制冷剂流路。另外，在图7中，用实线表示将导热管72连接的连接管73中的靠跟前侧的连接管，用虚线表示靠里侧的连接管。第二、第二通路P2、P3由配置于第一列L1～第三列L3的四根导热管72形成在左右方向上往复两次的制冷剂流路。另外，第四、第五通路P4、P5由配置于第一列L1～第三列L3的六根导热管72形成在左右方向上往复三次的制冷剂流路。无论哪个通路P1～P5，都朝配置于第一列L1的一根导热管72i供给制冷剂，制冷剂都从配置于第二列L2或第三列L3的一根导热管72o流出。
能将下部通路P6～P10进一步分类为上游侧通路P6～P9和最下游通路P10，其中，上述上游侧通路P6～P9由配置于第一列L1及第二列L2的四根导热管72形成在左右方向上往复两次的制冷剂流路，上述最下游通路P10由配置于第三列L3的八根导热管72形成在左右方向上往复四次的制冷剂流路。在上游侧通路P6～P9，朝配置于第一列L1的一根导热管72i供给制冷剂，制冷剂从配置于第二列L2的一根导热管72o排出。在最下游通路P10中，朝最下部的导热管72i供给制冷剂，制冷剂从最上部的导热管72o排出。
在以上结构中，在制冷运转时，通过分流器74供给至各通路P1～P10的导热管72的制冷剂(气液两相制冷剂)在与流过室内热交换器13的空气之间进行热交换，以降低该空气的温度。在室内热交换器13中流动的空气越是上部侧则流速越快，越是下部侧则流速越慢。配置于室内热交换器13下方的排水盘33成为空气的阻力是其一个原因。另外，在本实施方式中，使用多叶片式风扇作为送风风扇19，排出口19a2的大部分在该多叶片式风扇19的壳体19a的上部侧(与叶轮19b的旋转轴心正交的大致水平的假想线X的上侧)开口也是一个原因。
当流过室内热交换器13的空气的流速较低时，如参照图11说明的那样，在上游侧的列的导热管中积极地进行与制冷剂的热交换，但在下游侧的列的导热管中，制冷剂的温度已经上升，可能几乎不进行与空气的热交换。因此，在本实施方式中，在空气流速较低的室内热交换器13的下部侧设置仅由第三列的导热管72构成的最下游通路P10。通过设置这种最下游通路P10，能利用更为低温的制冷剂进一步对流过其上游侧通路P6～P9之后的空气进行冷却。因此，能提高第三列的导热管72中的热交换效率，并能提高制冷能力。
图9是说明下部通路P6～P10中的空气与制冷剂的温度变化的图表。
如图9所示，在上游侧通路P6～P9中，在第一列L1及第二列导热管72中流动的制冷剂与空气之间进行热交换，以将空气的温度降低至温度T1。此外，在最下游通路P10中，低温的制冷剂在第三列L3的导热管72中流动，因此，空气的温度被冷却至进一步低Δt的温度T2。
另外，最下游通路P10被配置成横跨多个上游侧通路P6～P9的下游侧。因此，能充分地确保最下游通路P10中的导热管72的长度。因此，能充分地进行在最下游通路P10中流动的制冷剂与空气之间的热交换，并能恰当地获得蒸发工序中的制冷剂的过热度。
另外，最下游通路P10配置于比送风风扇19的叶轮19b的旋转中心的高度X(也参照图2)更靠下侧的区域、即配置于气流速度较低的区域，从而能较好地提高该区域的热交换效率。
另外，在室内热交换器13的上部侧，气流速度较高，因此，即便不设置上述最下游通路P10，也能恰当地进行在第三列的导热管72中流动的制冷剂与空气之间的热交换。然而，在室内热交换器13的上部侧，也可设置与下部侧相同的最下游通路。
图10是表示本发明第二实施方式的热交换器的侧面说明图。
图7所示的第一实施方式的室内热交换器13的最下游通路P10由八根导热管72构成，但本实施方式的室内热交换器13包括由四根导热管72构成的两个最下游通路P10、P11。因此，在本实施方式中，也能利用室内热交换器13的最下游通路P10、P11较好地提高制冷能力。然而，在本实施方式中，各最下游通路P10、P11中的导热管72的长度缩短，难以在蒸发工序中获得制冷剂的过热度，因此，在这点上，第一实施方式更为有利。
本发明并不限定于上述实施方式，其可在权利要求书所记载的发明的范围内适当变更。
例如，在上述实施方式中，室内热交换器13中的导热管72的气流方向的列数为三列，但也可设为四列以上。在该情况下，最下游通路仅由最下游侧的列的导热管72构成，上游侧通路由配置于比最下游通路更靠上游侧的多列导热管72构成。
本发明的热交换器并不限于天花板埋入式的室内机，也能适用于包括天花板悬挂式、挂壁式等的室内机的空调装置。另外，上述实施方式的室内热交换器被配置成相对于气流方向倾斜，但也可被配置成相对于气流方向正交。
(符号说明)
10：空调装置
11：室内机
13：室内热交换器
19：室内送风风扇
19a：壳体
19a2：排出口
19b：叶轮
33：排水盘
72：导热管
74：分流器
75：集管
P6～P9：上游侧通路
P10：最下游通路

Claims (5)

1.一种空调装置的热交换器，具有在气流方向上排列成三列以上的多个导热管(72)，并以分流至多个通路(P1～P11)的方式将制冷剂供给至该导热管(72)，所述热交换器在制冷运转时被用作蒸发器，其特征在于，
所述多个通路(P1～P11)包括：
最下游通路(P10、P11)，该最下游通路(P10、P11)仅由气流方向最下游的列的导热管(72)构成；以及
上游侧通路(P6～P9)，该上游侧通路(P6～P9)仅由配置于所述最下游通路(P10、P11)的上游侧的多列导热管(72)构成。
2.如权利要求1所述的空调装置的热交换器，其特征在于，
所述最下游通路(P10、P11)被设在横跨多个所述上游侧通路(P6～P9)的下游侧的范围中。
3.一种空调装置，其特征在于，包括：
权利要求1或2所述的热交换器(13)；以及
送风机(19)，该送风机(19)生成流过所述热交换器(13)的气流，
所述热交换器(13)的最下游通路(P10、P11)对应于该空调装置中的气流速度较低的区域地设置。
4.如权利要求3所述的空调装置，其特征在于，
在所述热交换器(13)的下方设有排水盘(33)，所述最下游通路(P10、P11)对应于所述热交换器(13)的下部侧地设置。
5.如权利要求3或4所述的空调装置，其特征在于，
所述送风机(19)是包括叶轮(19b)和壳体(19a)的多叶片式风扇，其中，所述壳体(19a)收容所述叶轮(19b)并形成有空气的排出口(19a2)，
隔着与所述叶轮(19b)的旋转轴心正交的假想线(X)，在一侧区域开设所述排出口(19a2)，并与另一侧区域相对应地设置所述最下游通路(P10、P11)。
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