CN104807082A - 热交换盘管及空气调节机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热交换盘管及空气调节机，热交换盘管（2）具备在内部流动有热交换介质的多个分割传热管群（6、6）、和插着分割传热管群（6、6）的多个分割翅片群（7、7）。设置对多个分割传热管群（6、6）的热交换介质流通量分别独立地进行调节的控制装置（4）。使多个分割翅片群（7、7）在通风方向上相隔开，并在相邻的分割翅片群（7、7）的空气出入口之间形成空气混合区域（10）。空气调节机具备热交换盘管（2）、和将空调用通风空气从上风侧以推入式向热交换盘管（2）送风的送风机（3）。得到紧凑且实现节能性和舒适性的两者的热交换盘管及空气调节机。

Description

热交换盘管及空气调节机
技术领域
本发明涉及热交换盘管及空气调节机。
背景技术
设置于天花板的空调机因受到空间的限制而被要求机体的紧凑化，从而形成为将在机体内进行热交换的空调用通风空气从上风侧以推入式向热交换盘管送风的结构，但是在热交换盘管的与送风机吹出口面对的部分、和除此以外的部分上发生风量不均及热交换温度不均而热交换损失增大。为了弥补这一部分，不得不使传热面积增大，存在热交换盘管及空调机大型化的问题。
专利文献1：日本特开平4-327726号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
又，在四管式的空调机中可自由切换制冷和制热，但是需要流有冷水的制冷专用热交换盘管、和流有温水的制热专用热交换盘管的两个盘管，所以热交换盘管导致空气阻力增加而无用的送风动力增加，从而存在空气调节机的机体也大型化的问题。
解决问题的手段：
本发明为了解决上述问题，提供使空调用通风空气通过热传递构件与热交换介质进行热交换的热交换盘管，所述热传递构件具备在内部流动有所述热交换介质的多个分割传热管群、和插着所述分割传热管群的多个分割翅片群；设置对多个所述分割传热管群的热交换介质流通量分别独立地进行调节的控制装置；使多个所述分割翅片群在通风方向上相隔开，并在相邻的所述分割翅片群的空气出入口之间形成空气混合区域；以使所述热交换介质从下风侧的所述分割翅片群向上风侧的所述分割翅片群逐渐流动的形式配置所述分割传热管群。
根据本发明：
（1）空调能力（热交换盘管的最少交换热量）的控制范围扩大，可以确实地保障中间期等的低负荷时的节能性和舒适性；
（2）即使在上风侧的分割翅片群的与送风机吹出口面对的部分、和除此以外的部分上因旁通等而发生风量不均及热交换温度不均，也由于通风空气在上风侧的分割翅片群与下风侧的分割翅片群之间所形成的空气混合区域中进行混合、扩散而以均一化的状态向下风侧的分割翅片群通风，因此能够消减热交换损失并改善热交换效率；
（3）通过将分割传热管群以使热交换介质从下风侧的分割翅片群向上风侧的分割翅片群逐渐流动的形式进行配置，从而减少在上风侧分割翅片群的分割传热管群区域中的热交换介质与通风空气之间的温度差，且可以增大在下风侧分割翅片群的分割传热管区域中的热交换介质与通风空气之间的温度差。借助于此，可以将因风量不均及热交换温度不均而热交换效率差的区域抑制为最小限度，且可以使因上述空气混合作用而热交换效率优异的区域最大化，并且通过其与逆流（counter flow）作用相结合而在低负荷时也能够大幅度节能。
本发明中也可以是，插在上风侧的分割翅片群上的分割传热管群的区域小于插在下风侧的所述分割翅片群上的分割传热管群的区域。根据该发明：
（1）将上风侧的分割传热管群的区域与下风侧的分割传热管群的区域相比减小，而使热交换盘管整体的传热面积的比例为上风侧比下风侧小，可以将因风量不均及热交换温度不均而热交换效率差的区域抑制为最小限度，且可以使因上述空气混合作用而热交换效率优异的区域最大化，进一步谋求节能化。
本发明中也可以是，上风侧的分割翅片群的翅片间距比下风侧的分割翅片群的翅片间距宽。根据该发明：
（1）将上风侧的翅片间距与下风侧的翅片间距相比扩大，而使热交换盘管整体的传热面积的比例为上风侧比下风侧小，可以将因风量不均及热交换温度不均而热交换效率差的区域抑制为最小限度，且可以使因上述空气混合作用而热交换效率优异的区域最大化。此外，与下风侧分割翅片群的翅片间距变窄相应地促进通过空气阻力的空气混合作用，从而进一步谋求节能化。
本发明中也可以是，具备使冷水和温水切换自如地流入与流动有热交换介质的一对冷水循环路及温水循环路连接的分割传热管群内，且对多个所述分割传热管群的所述热交换介质流通量分别独立地进行调节的控制装置。根据该发明：
（1）可以通过一个制冷制热兼用的热交换盘管在制冷和制热之间自由切换，与使用两个制冷制热专用热交换盘管的情况相比，可以消减送风动力而节能，从而可以使空气调节机紧凑化；
（2）使热源水分配至多个分割传热管群中而减少单位分割传热管群的流量，因此可以使用下限流量小的流量调节阀而使能够控制热交换盘管整体的下限流量（与一个流量调节阀及传热管群的热交换盘管相比）最少化。因此，空调能力（热交换盘管的最少交换热量）的控制范围扩大，可以防止在中间期等的低负荷时发生无用的热交换能量消耗而消除过冷或过热，可以确实地保障舒适性和节能性。
本发明中也可以是，形成为所述多个分割传热管群的下限流量各不相同的结构。根据该发明：
（1）多个分割传热管群的下限流量各不相同（例如6：4），因此与各下限流量相同的情况（例如5：5）的平均下限流量相比，可以实现更少的下限流量控制（例如少于5的4），可以应对空调负荷的更加宽的变化幅度，确实地保障舒适性和节能性。
本发明中也可以是，将热源水作为热交换介质，所述控制装置具备与分割传热管群分别对应设置的比例控制用的流量调节阀、和控制所述流量调节阀的控制器；
所述控制器形成为如下结构：
在使所述流量调节阀一个个依次开闭而调节水量的情况下，
在水量增加调节时，执行如下控制：在一个第一流量调节阀中比例增水至上限水量的时刻，暂时减少最少通水量的水量，同时在接着打开的第二流量调节阀中以下限水量进行通水，此后，在暂时减少了所述最少通水量的水量的所述第一流量调节阀中比例增水至所述上限水量的时刻，使以所述下限水量进行通水的所述第二流量调节阀开始进行比例增水；
在水量减少调节时，执行如下控制：在一个第二流量调节阀中比例减水至下限水量的时刻，在接着关闭的第一流量调节阀中比例减水所述最少通水量的水量后暂时增水至上限水量，并且在使减水至所述下限水量的所述第二流量调节阀止水的时刻，使增水至上限水量的所述第一流量调节阀开始进行比例减水。根据该发明：
（1）将多个流量调节阀依次开闭，从而可以实现无偏向性的响应性优异的流量的比例控制，能够进行无热交换不均的稳定的舒适的空气调节。
本发明中也可以是，所述分割传热管群形成为椭圆管。根据该发明：
（1）通风阻力小而减少压力损失，且热交换盘管与通风空气之间的接触面积（传热面积）增加，可以改善节能性。
本发明还提供一种空气调节机，是设置于天花板的空气调节机；具备上述任意一种热交换盘管、和将空调用通风空气从上风侧以推入式向所述热交换盘管送风的送风机。
根据本发明：
（1）即使通过送风机将通风空气从上风侧以推入式向热交换盘管进行送风，也由于通风空气在上风侧的分割翅片群与下风侧的分割翅片群之间所形成的空气混合区域中进行混合而以均一化的状态向下风侧的分割翅片群通风，因此可以消减热交换损失；
（2）由于热交换损失少并热交换效率得到改善，因此热交换盘管及空调机紧凑化，可以容易设置于有空间限制的天花板内，并且不需要机械室而可以谋求改善可租赁率所实现的成本消减；
（3）可以通过一个制冷制热兼用的热交换盘管在制冷和制热之间自由切换，与使用两个制冷制热专用热交换盘管的情况相比，可以消减送风动力而节能，从而可以使空气调节机紧凑化。
另一方面，本发明还提供一种热交换盘管，是使空调用通风空气通过热传递构件与热交换介质进行热交换的热交换盘管，所述热传递构件具备在内部流动有所述热交换介质的多个分割传热管群、和插着所述分割传热管群的分割翅片群；设置使冷水和温水切换自如地流入与流动有所述热交换介质的一对冷水循环路及温水循环路连接的所述分割传热管群内，且对多个所述分割传热管群的所述热交换介质流通量分别独立地进行调节的控制装置。
根据本发明：
（1）可以通过一个制冷制热兼用的热交换盘管在制冷和制热之间自由切换，与使用两个制冷制热专用热交换盘管的情况相比，可以消减送风动力而节能，从而可以使空气调节机紧凑化；
（2）使热源水分配至多个分割传热管群中而减少单位分割传热管群的流量，因此可以使用下限流量小的流量调节阀而使能够控制盘管整体的下限流量（与一个流量调节阀及传热管群的热交换盘管相比）最少化。因此，空调能力（热交换盘管的最少交换热量）的控制范围扩大，可以防止在中间期等的低负荷时发生无用的热交换能量消耗而消除过冷或过热，可以确实地保障舒适性和节能性。
本发明中也可以是，形成为所述多个分割传热管群的下限流量各不相同的结构。根据该发明：
（1）多个分割传热管群的下限流量各不相同（例如6：4），因此与各下限流量相同的情况（例如5：5）的平均下限流量相比，可以实现更少的下限流量控制（例如少于5的4），可以应对空调负荷的更加宽的变化幅度，确实地保障舒适性和节能性。
本发明中也可以是，将热源水作为热交换介质，所述控制装置具备与分割传热管群分别对应设置的比例控制用的流量调节阀、和控制所述流量调节阀的控制器；
所述控制器形成为如下结构：
在使所述流量调节阀一个个依次开闭而调节水量的情况下，
在水量增加调节时，执行如下控制：在一个第一流量调节阀中比例增水至上限水量的时刻，暂时减水最少通水量的水量，同时在接着打开的第二流量调节阀中以下限水量进行通水，此后，在暂时减少了所述最少通水量的水量的所述第一流量调节阀中比例增水至所述上限水量的时刻，使以所述下限水量进行通水的所述第二流量调节阀开始进行比例增水；
在水量减少调节时，执行如下控制：在一个第二流量调节阀中比例减水至下限水量的时刻，在接着关闭的第一流量调节阀中比例减水所述最少通水量的水量后暂时增水至上限水量，并且在使减水至所述下限水量的所述第二流量调节阀止水的时刻，使增水至上限水量的所述第一流量调节阀开始进行比例减水。根据该发明：
（1）将多个流量调节阀依次开闭，从而可以实现无偏向性的响应性优异的流量的比例控制，能够进行无热交换不均的稳定的舒适的空气调节。
本发明中也可以是，所述分割传热管群形成为椭圆管。根据该发明：
（1）通风阻力小而减少压力损失，且热交换盘管与通风空气之间的接触面积（传热面积）增加，可以改善节能性。
本发明还提供一种空气调节机，是设置于地板的空气调节机；具备上述任意一种热交换盘管、和将空调用通风空气从下风侧以吸入式向所述热交换盘管送风的送风机。
根据本发明：
（1）可以通过一个制冷制热兼用的热交换盘管在制冷和制热之间自由切换，与使用两个制冷制热专用热交换盘管的情况相比，可以消减送风动力而节能，从而可以使空气调节机紧凑化。
附图说明
图1是示出将本发明设置于天花板的状态的简略说明图；
图2是示出热交换盘管的立体图；
图3是示出整体结构的简略说明图；
图4是示出流量控制示例的说明图；
图5是示出将本发明的另一实施例设置于地板的状态的简略说明图；
图6是示出图5的实施例的热交换盘管的简略图；
符号说明：
2      热交换盘管；
3      送风机；
4      控制装置；
5      热传递构件；
6      分割传热管群；
7      分割翅片群；
10     空气混合区域；
12     冷水循环路；
13     温水循环路；
15     流量调节阀；
16     控制器；
20     热交换盘管；
21     送风机；
22     热传递构件；
23     分割传热管群；
24     翅片群；
30     天花板。
具体实施方式
图1～图3示出本发明的空气调节机的一个实施例，该空气调节机设置于天花板30上，在作为机体的壳体1内具备热交换盘管2、将空调用通风空气从上风侧以推入式向热交换盘管2送风的送风机3和图示省略的加湿器等，在热交换盘管2中热交换的空调用通风空气变成温风或冷风后供给至室内等的被空调空间。另外，各图中的空心箭头表示空调用通风空气的风向。
热交换盘管2使空调用通风空气通过热传递构件5与热交换介质进行热交换，热传递构件5具备在内部流动有热交换介质的多个分割传热管群6…、插着分割传热管群6…的多个分割翅片群7…、与多个分割传热管群6…的热交换介质入口分别连通连接的多个分叉头8…、和与所有的分割传热管群6…的热交换介质出口连通连接的合流头9。优选的是插在上风侧的分割翅片群7上的分割传热管群6的区域小于插在下风侧的分割翅片群7上的分割传热管群6的区域，但是不限于此，可自由变更区域。分割传热管群6优选的是形成为椭圆管，但是也可以形成为圆形管。
使该多个分割翅片群7…在通风方向上相隔开并在相邻的分割翅片群7、7的空气出入口之间形成空气混合区域10，并且以使热交换介质从下风侧的分割翅片群7向上风侧的分割翅片群7逐渐流动的形式配置分割传热管群6…。分割翅片群7是将多个板翅片11…以规定间隔平行并列设置而成，并且将构成分割传热管群6…的一部分的直管部以多层·多列且以与前述多个板翅片11…的平面部正交的状态插在其上。优选的是上风侧的分割翅片群7的翅片间距P比下风侧的分割翅片群7的翅片间距P宽，但是不限于此，可自由变更翅片间距P。
将热源水作为热交换介质，并且设置使冷水和温水切换自如地流入与流动有热交换介质的一对冷水循环路12及温水循环路13通过三通切换阀14…及分叉头8…连接的分割传热管群6…内，且对多个分割传热管群6…的热交换介质流通量分别独立地进行调节的控制装置4。优选的是形成为多个分割传热管群6的下限流量各不相同的结构，但是也可以使所有的分割传热管群6…中的一部分或全部相同。热源水通过图示省略的冷水机或锅炉等的热源机调节温度后变成冷水或温水，并且在作为四管式热源水回路的一对冷水循环路12及温水循环路13与热源机中循环。
如图3所示，控制装置4具备与分割传热管群6分别对应设置的比例控制用的流量调节阀15（15a、15b）、和控制该流量调节阀15（15a、15b）的控制器16。基于图4说明通过控制器16使流量调节阀15（15a、15b）一个个依次开闭而调节流量的情况的控制。在水量增加调节时，执行如下控制：在一个第一流量调节阀15a中比例增水至上限水量的时刻，暂时减少最少通水量的水量，同时在接着打开的第二流量调节阀15b中以下限水量进行通水，此后，在暂时减少了最少通水量的水量的第一流量调节阀15a中比例增水至上限水量的时刻，使以下限水量进行通水的第二流量调节阀15b开始进行比例增水。另一方面，在水量减少调节时，执行如下控制：在一个第二流量调节阀15b中比例减水至下限水量的时刻，在接着关闭的第一流量调节阀15a中比例减水最少通水量的水量后暂时增水至上限水量，并且在使减水至下限水量的第二流量调节阀15b止水的时刻，使增水至上限水量的第一流量调节阀15a开始进行比例减水。在图的示例中说明了流量调节阀15为两个的情况，但是三个以上时也同样可以进行响应性优异的顺利的水量的比例控制。
图5和图6示出将前述各实施例变更为设置于地板上的空气调节机的示例，具备：热交换盘管20、和将空调用通风空气从下风侧以吸入式向热交换盘管20送风的送风机21。热交换盘管20的热传递构件22具备在内部流动有热交换介质的多个分割传热管群23…、和插着分割传热管群23…的无分割的一组翅片群24。除此以外的结构与前述实施例相同，因此省略说明。
另外，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以自由地变更设计。尽管图示省略，但是分割传热管群6、23及分割翅片群7的分割的增减、和与其对应地形成的空气混合区域10的数量的增减可以自由选择，并且热交换介质除了水和水溶液等的热源水以外，还可以使用氟利昂等的制冷剂和其他各种介质等。又，也可以自由选择热源水回路形成为使冷水和温水相互切换着循环的两管式的结构。

Claims (13)

1.一种热交换盘管，其特征在于，
是使空调用通风空气通过热传递构件与热交换介质进行热交换的热交换盘管，
所述热传递构件具备在内部流动有所述热交换介质的多个分割传热管群、和插着所述分割传热管群的多个分割翅片群；
设置对多个所述分割传热管群的热交换介质流通量分别独立地进行调节的控制装置；
使多个所述分割翅片群在通风方向上相隔开，并在相邻的所述分割翅片群的空气出入口之间形成空气混合区域；
以使所述热交换介质从下风侧的所述分割翅片群向上风侧的所述分割翅片群逐渐流动的形式配置所述分割传热管群。
2.根据权利要求1所述的热交换盘管，其特征在于，
插在上风侧的分割翅片群上的分割传热管群的区域小于插在下风侧的所述分割翅片群上的分割传热管群的区域。
3.根据权利要求1或2所述的热交换盘管，其特征在于，
上风侧的分割翅片群的翅片间距比下风侧的分割翅片群的翅片间距宽。
4.根据权利要求1或2所述的热交换盘管，其特征在于，
具备使冷水和温水切换自如地流入与流动有热交换介质的一对冷水循环路及温水循环路连接的分割传热管群内，且对多个所述分割传热管群的所述热交换介质流通量分别独立地进行调节的控制装置。
5.根据权利要求1或2所述的热交换盘管，其特征在于，
形成为所述多个分割传热管群的下限流量各不相同的结构。
6.根据权利要求1或2所述的热交换盘管，其特征在于，
将热源水作为热交换介质，所述控制装置具备与分割传热管群分别对应设置的比例控制用的流量调节阀、和控制所述流量调节阀的控制器；
所述控制器形成为如下结构：
在使所述流量调节阀一个个依次开闭而调节水量的情况下，
在水量增加调节时，执行如下控制：在一个第一流量调节阀中比例增水至上限水量的时刻，暂时减少最少通水量的水量，同时在接着打开的第二流量调节阀中以下限水量进行通水，此后，在暂时减少了所述最少通水量的水量的所述第一流量调节阀中比例增水至所述上限水量的时刻，使以所述下限水量进行通水的所述第二流量调节阀开始进行比例增水；
在水量减少调节时，执行如下控制：在一个第二流量调节阀中比例减水至下限水量的时刻，在接着关闭的第一流量调节阀中比例减水所述最少通水量的水量后暂时增水至上限水量，并且在使减水至所述下限水量的所述第二流量调节阀止水的时刻，使增水至上限水量的所述第一流量调节阀开始进行比例减水。
7.根据权利要求1或2所述的热交换盘管，其特征在于，
所述分割传热管群形成为椭圆管。
8.一种热交换盘管，其特征在于，
是使空调用通风空气通过热传递构件与热交换介质进行热交换的热交换盘管，
所述热传递构件具备在内部流动有所述热交换介质的多个分割传热管群、和插着所述分割传热管群的分割翅片群；
设置使冷水和温水切换自如地流入与流动有所述热交换介质的一对冷水循环路及温水循环路连接的所述分割传热管群内，且对多个所述分割传热管群的所述热交换介质流通量分别独立地进行调节的控制装置。
9.根据权利要求8所述的热交换盘管，其特征在于，
形成为所述多个分割传热管群的下限流量各不相同的结构。
10.根据权利要求8或9所述的热交换盘管，其特征在于，
将热源水作为热交换介质，所述控制装置具备与分割传热管群分别对应设置的比例控制用的流量调节阀、和控制所述流量调节阀的控制器；
所述控制器形成为如下结构：
在使所述流量调节阀一个个依次开闭而调节水量的情况下，
在水量增加调节时，执行如下控制：在一个第一流量调节阀中比例增水至上限水量的时刻，暂时减水最少通水量的水量，同时在接着打开的第二流量调节阀中以下限水量进行通水，此后，在暂时减少了所述最少通水量的水量的所述第一流量调节阀中比例增水至所述上限水量的时刻，使以所述下限水量进行通水的所述第二流量调节阀开始进行比例增水；
在水量减少调节时，执行如下控制：在一个第二流量调节阀中比例减水至下限水量的时刻，在接着关闭的第一流量调节阀中比例减水所述最少通水量的水量后暂时增水至上限水量，并且在使减水至所述下限水量的所述第二流量调节阀止水的时刻，使增水至上限水量的所述第一流量调节阀开始进行比例减水。
11.根据权利要求8或9所述的热交换盘管，其特征在于，
所述分割传热管群形成为椭圆管。
12.一种空气调节机，其特征在于，
是设置于天花板的空气调节机；
具备根据权利要求1至7中任意一项所述的热交换盘管、和将空调用通风空气从上风侧以推入式向所述热交换盘管送风的送风机。
13.一种空气调节机，其特征在于，
是设置于地板的空气调节机；
具备根据权利要求8至11中任意一项所述的热交换盘管、和将空调用通风空气从下风侧以吸入式向所述热交换盘管送风的送风机。
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