CN105526747B - 热交换器以及具备该热交换器的制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供热交换器以及具备该热交换器的制冷循环装置，热交换器具有被分配器分流的多个制冷剂流路，通过分别连接于分配器与各制冷剂流路之间的多个毛细管的压力损失，来调整流入所述各制冷剂流路的制冷剂流入量，多个毛细管的内径尺寸限定为两种，内径尺寸大的毛细管的内径尺寸为内径尺寸小的毛细管的内径尺寸的1.3倍～1.6倍。

Description

热交换器以及具备该热交换器的制冷循环装置

技术领域

本发明涉及热交换器以及具备该热交换器的制冷循环装置，所述热交换器具有多个制冷剂流路，通过分别连接于分配器与各制冷剂流路之间的多个毛细管的压力损失，来调整流入所述各制冷剂流路的制冷剂流入量。

背景技术

以往，公知有以降低通过热交换器时的压力损失为目的，利用分配器使热交换器的制冷剂流路分支为多个的结构。另外，在这样的结构中，存在通过分别连接于分配器与各制冷剂流路之间的多个毛细管的长度、内径尺寸，来调整流入各制冷剂流路的制冷剂流入量的结构(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平7-120107号公报(图1～图3)

在多数情况下，在热交换器内被分割的制冷剂流路中，由于受到热交换对象介质的流入量的差异、各制冷剂流路的路径选择以及长度的影响，因而各制冷剂流路的制冷剂的热交换量变得不均衡。因此期望根据热交换器内的热交换量的差，来调整各制冷剂流路的制冷剂通过量。在该情况下，各制冷剂流路中的制冷剂通过量不均衡。

如专利文献1那样，通过调整分别连接于分配器与各制冷剂流路之间的各毛细管的压力损失，从而能够调整各制冷剂流路中的制冷剂通过量。即，通过调整各毛细管的长度、内径尺寸，从而能够调整各制冷剂流路中的制冷剂通过量。然而，在各毛细管的长度调整、各毛细管的内径尺寸调整之类的压力损失调整的方法中，分别存在优点、缺点。

在各毛细管的长度的调整中，存在长度之类的明显的差异，因此在生产时容易区分，管理也很容易。但是长的毛细管存在以下缺点，即：耗费很多材料、需要空间、为了收纳冗长的毛细管而使得呈环形的部分容易振动。

在利用各毛细管的内径尺寸进行的调整中，具有能够将各毛细管的长度抑制为所需的最低限度的优点，但在外观上不容易识别内径尺寸的差，而是需要不依赖于目视观察的量规等夹具的特别的确认单元，因此生产上的管理变得繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够抑制毛细管的长大化，并且减轻生产管理的负担的热交换器以及具备该热交换器的制冷循环装置。

本发明的热交换器，具有被分配器分流的多个制冷剂流路，通过分别连接于所述分配器与各制冷剂流路之间的多个毛细管的压力损失，来调整流入所述各制冷剂流路的制冷剂流入量，其中，所述多个毛细管的内径尺寸限定为两种，内径尺寸大的毛细管的内径尺寸为内径尺寸小的毛细管的内径尺寸的1.3倍～1.6倍。

优选地，所述多个毛细管的外径尺寸统一为相同尺寸。

优选地，所述多个毛细管按照内径尺寸分为两种的方式配置于所述分配器。

优选地，所述内径尺寸不同的两种毛细管按种类实施颜色不同的标记。

优选地，对所述内径尺寸不同的两种毛细管中的一种毛细管实施标记。

另外，本发明的制冷循环装置，至少具有压缩机、冷凝器、减压器以及蒸发器，且它们由制冷剂配管连接为闭环状，其中，使用上述热交换器作为所述蒸发器。

根据本发明的热交换器，多个毛细管的内径尺寸限定为两种，且内径尺寸大的毛细管的内径尺寸为内径尺寸小的毛细管的内径尺寸的1.3倍～1.6倍，因此能够将各毛细管的长度抑制为所需的最低限度，并且应该管理的毛细管的种类仅为两种，从而能够减轻生产管理的负担。

另外，本发明的制冷循环装置，使用上述热交换器作为蒸发器，因此能够将各毛细管的长度抑制为所需的最低限度，从而能够实现小型化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的热交换器的构成图。

图2是具备本发明的实施方式2的热交换器的制冷循环装置的制冷剂回路图。

附图标记说明：1a、1b、1c、1d、1e…导热管(制冷剂流路)；2…分配器；2a、2b、2c、2d、2e…毛细管；3…集管；4…冷却翅片；4a、4b…管板；10…热交换器；10A…室外热交换器；10B…室内热交换器；30…室外机；31…压缩机；32…四通切换阀；33…电子膨胀阀(减压器)；34…蓄能器；40…室内机。

具体实施方式

实施方式1

首先，对本发明的原理进行说明。

相对于制冷剂循环量的毛细管中的压力损失与毛细管的长度成正比例关系，另外相对于毛细管的内径尺寸，若以下面通常公知的四个计算式为基础进行计算，则成为内径的－4.75乘方的比例关系。

ΔP＝λ×L/D×(γ×V²)/2·······（1）

上述(1)式为达尔西·惠斯巴哈公式。

在此，ΔP表示压力损失，λ表示管摩擦系数，L表示管长度，D表示毛细管的内径，γ表示流体密度，V表示管内流速。λ用下述(2)式求出。

λ＝0.3164/Re^0.25··········(2)

上述(2)式为布拉修斯公式。

在此，Re表示雷诺数。Re用下述(3)式求出。

Re＝(γ×V×D)/μ··············（3）

在此，μ表示流体运动粘度。管内流速V用下述(4)式求出。

V＝Q/(π×(D/2)²)···········(4)

在此，Q表示流体流量。

在将各毛细管的内径尺寸限定为两种的情况下，根据下述的背景，若使内径尺寸的差异为1.3倍～1.6倍的比率，则效率良好。

即，热交换器的各制冷剂流路的热交换量的差，在绝大多数的情况下，限制在三倍以下的差异中。相反，在超过该差异的情况下，制冷剂流路的路径选择的分配比毛细管的制冷剂流量的分配重要。

在需要根据热交换量利用制冷剂流量赋予三倍的差异的情况下，在毛细管中的压力损失中，需要赋予最大九倍左右的差异。毛细管中的压力损失的差能够通过毛细管的内径尺寸、毛细管的长度来调整。

若对各毛细管的内径尺寸赋予1.6倍的差，则如上所述，压力损失以－4.75乘方成比例，因此若为相同长度的毛细管，则能够赋予大约9.3倍的压力损失差。因此仅通过内径的差异，就成为能够与所需的最大压力差对应的尺寸关系。在以9.3倍以上的压力损失差对内径尺寸赋予差的情况下，为了取得与压力损失较大的内径侧(＝内径较小的一侧)的毛细管的平衡，即，为了将压力损失差抑制为最大九倍左右，而需要将内径较大的一侧(＝压力损失较小的一侧)的毛细管的长度延长，来实现毛细管的长度带来的压力损失的增大。在该情况下，作为整体的毛细管尺寸增长，因此导致材料的耗费量、构造上所需空间的扩大而带来的大型化，因而效率不高。

若对各毛细管的内径尺寸赋予1.3倍的差，则如上所述，压力损失以约－4.75乘方成比例，因此若为相同长度的毛细管，则能够赋予约3.5倍的压力损失差。若成为比其小的三倍左右的压力损失差，则即便仅进行基于毛细管的长度的调整，也不需要那么增长毛细管长度，因而应对也变得容易。因此并不需要对内径尺寸赋予差而使生产管理复杂化。即，为了抑制毛细管的长度并且赋予各毛细管中的压力损失的差，而尽可能通过调整毛细管的内径尺寸来调整各毛细管中的压力损失，通过毛细管的长度来进行压力损失的微调是非常高效的。

接下来，通过图示的实施方式1来说明本发明。

图1是表示本发明的实施方式1的热交换器的构成图。

如图1所示，在本实施方式1的热交换器10的左右一对管板4a、4b之间，以规定间隔多层地配置有多个冷却翅片4，并且在上述多个冷却翅片4，以贯通冷却翅片4的板厚方向的状态安装有成为制冷剂流路的形成为多层的导热管1a、1b、1c、1d、1e。而且，各导热管1a、1b、1c、1d、1e的一端侧(在此，在热交换器作为蒸发器发挥功能的情况下，成为制冷剂的流入侧的端部)，分别经由毛细管2a、2b、2c、2d、2e连接于分配器2。另外，各导热管1a、1b、1c、1d、1e的另一端侧(在此，在热交换器作为蒸发器发挥功能的情况下，成为制冷剂的流出侧的端部)分别连接于集管3。

表1是将本发明的实施方式1的热交换器的分支后的毛细管的内径比率和长度比率与比较例相比较所表示的表。

在此，作为各导热管1a、1b、1c、1d、1e中的热交换量最小、最大三倍的差的状态，将各导热管1a、1b、1c、1d、1e的热交换量用在导热管1a中为30％、在导热管1b中为25％、在导热管1c中为20％、在导热管1d中为15％、在导热管1e中为10％的形式来表示。它们的合计为100％。

另外，在此作为各毛细管2a、2b、2c、2d、2e，示出最短的毛细管的长度因构造制约条件而决定，且以此为基础的其他毛细管的长度成为何种比率。

比较例A是使用全部相同内径的毛细管的情况，由于与所需的压力损失的比率成比例来决定长度，因此热交换量少的导热管1e的毛细管2e的长度成为最低长度的九倍。

实施例为作为整体以毛细管长度缩短的方式，毛细管2a、2b、2c、2d、2e的内径尺寸使用两种。相对于毛细管2e的内径，在其他毛细管2a、2b、2c、2d中，内径尺寸成为1.6倍，从而毛细管2e的相对于毛细管长度的压力损失成为九倍左右。在毛细管2e中，为了赋予压力损失，而使所需的长度与比较例A相比缩短。

与上述实施例同样，比较例B示出毛细管2a、2b、2c、2d、2e的内径尺寸使用两种，但超过与在本发明中定义的最大制冷剂流量差三倍对应的所需内径差1.6倍来赋予内径尺寸差的事例。将内径尺寸差设为1.8倍的结果为：为了将压力损失差设为9倍左右，而不得不增加内径大(＝压力损失较小)且制冷剂量多的毛细管2a、2b、2c、2d的所需长度。即，比较例B示出即使对各毛细管2a、2b、2c、2d、2e的内径尺寸以超过1.6倍的方式赋予差，作为整体也不导致毛细管2a、2b、2c、2d、2e的长度缩短。

另外，如实施例以及比较例B那样，在使用内径不同的两种毛细管2a、2b、2c、2d、2e的情况下，统一其外径尺寸，从而能够将组装于分配器2的组装部位的接收对象侧的规格统一。因此能够使分配器2在各种机型中共通化来使用。

在此，在内径尺寸不同的毛细管2a、2b、2c、2d、2e中统一外径尺寸意味着：在各毛细管2a、2b、2c、2d、2e之间壁厚产生差。在通过钎焊将毛细管2a、2b、2c、2d、2e向分配器2组装的情况下，若考虑毛细管2a、2b、2c、2d、2e的壁厚差带来的热容量差的影响，则可以集中为相同壁厚而配置于分配器2。这样，钎焊的焙烧时间调整等制造上的调整变得容易。

另外，如实施例以及比较例B那样，在使用内径不同的两种毛细管2a、2b、2c、2d、2e的情况下，采用有无标记、或使标记颜色不同即可，以便在制造时的组装时仅通过目视观察外观，就能够辨别内径尺寸的差异。

在具有以上结构的本实施方式1的热交换器10中，通过热交换器10的制冷剂，在配置于管板4a、4b两侧的分配器2与集管3之间，向导热管1a、1b、1c、1d、1e分支而流动。各导热管1a、1b、1c、1d、1e中的制冷剂流量，通过在分配器2与各导热管1a、1b、1c、1d、1e之间连接的毛细管2a、2b、2c、2d、2e来调整。

根据本实施方式1的热交换器10，多个毛细管2a、2b、2c、2d、2e的内径尺寸限定为两种，内径尺寸大的毛细管的内径尺寸为内径尺寸小的毛细管的内径尺寸的1.3倍～1.6倍，因此能够将各毛细管2a、2b、2c、2d、2e的长度抑制为所需的最低限度。另外，应该管理的毛细管2a、2b、2c、2d、2e的种类仅为两种，从而能够减轻生产管理的负担。

实施方式2

图2是具备本发明的实施方式2的热交换器的制冷循环装置，例如空调机的制冷运转时的制冷剂回路图，在图中，对与上述实施方式1相当的部分标注相同的附图标记。另外，在说明时参照上述图1。

如图2所示，本实施方式2的制冷循环装置，例如空调机，具备：压缩机31；四通切换阀32，其对来自压缩机31的制冷剂的流动进行切换；室外热交换器10A，其在制冷运转时成为内部的制冷剂散热的散热器(冷凝器)，在制热运转(加热运转)时成为内部的制冷剂蒸发的蒸发器；电子膨胀阀(减压器)33，其对在内部通过的制冷剂进行减压。还具备：室内热交换器10B，其在制冷运转(冷却运转)时成为内部的制冷剂蒸发的蒸发器，在制热运转时成为内部的制冷剂散热的散热器(冷凝器)；蓄能器34，其连接于压缩机31的吸入侧配管。而且构成为：压缩机31、四通切换阀32、室外热交换器10A、电子膨胀阀33、室内热交换器10B、蓄能器34经由制冷剂配管而依次连接。另外，蓄能器34具有防止制冷循环回路中过剩的制冷剂贮留、制冷剂液大量返回到压缩机31而使压缩机31破损的作用。

在本实施方式2中，将压缩机31、四通切换阀32、室外热交换器10A、电子膨胀阀33以及蓄能器34收容于室外机30，将室内热交换器10B收容于室内机40。

另外，室外热交换器10A和室内热交换器10B均如图1那样，各导热管1a、1b、1c、1d、1e的一端侧(在热交换器作为蒸发器发挥功能的情况下，成为制冷剂的流入侧的端部)分别经由毛细管2a、2b、2c、2d、2e而连接于分配器2。另外，各导热管1a、1b、1c、1d、1e的另一端侧(在热交换器作为蒸发器发挥功能的情况下，成为制冷剂的流出侧的端部)分别连接于集管3。如已叙述的那样，毛细管2a、2b、2c、2d、2e的内径尺寸限定为两种，内径尺寸大的毛细管的内径尺寸为内径尺寸小的毛细管的内径尺寸的1.3倍～1.6倍。

接下来，用图2且按照制冷运转动作、制热运转动作的顺序，对如以上那样构成的制冷循环装置，例如空调机的运转动作进行说明。

若制冷运转开始，则以使制冷剂从压缩机31向室外热交换器10A流动的方式切换四通切换阀32。由此，被压缩机31压缩后的高温高压的制冷剂向室外热交换器10A流动，在冷凝、液化后在电子膨胀阀33被节流，从而成为低温低压的二相状态，向室内热交换器10B流动，并蒸发、气化，通过四通切换阀32、蓄能器34而再次返回压缩机31。即，制冷剂如图2中用虚线箭头表示的那样进行循环。

接下来，对制热运转进行说明。若制热运转开始，则以制冷剂从压缩机31向室内热交换器10B流动的方式切换四通切换阀32。由此，被压缩机31压缩后的高温高压的制冷剂向室内热交换器10B流动，在冷凝、液化后，在电子膨胀阀33被节流，从而成为低温低压的二相状态，向室外热交换器10A流动，并蒸发、气化，通过四通切换阀32、蓄能器34而再次返回压缩机31。即，若从制冷运转变为制热运转，则室内热交换器10B从蒸发器变为冷凝器，室外热交换器10A从冷凝器变为蒸发器，从而制冷剂如在图2中用实线箭头表示的那样进行循环。

在本实施方式2的制冷循环装置中，使用在上述实施方式1中说明的热交换器10，作为成为蒸发器的室外热交换器10A或室内热交换器10B，因此能够将各毛细管的长度抑制为所需的最低限度，从而能够实现小型化。

Claims (6)

1.一种热交换器，具有被分配器分流的多个制冷剂流路，通过分别连接于所述分配器与各制冷剂流路之间的多个毛细管的压力损失，来调整流入所述各制冷剂流路的制冷剂流入量，其中，

所述各制冷剂流路的热交换量彼此不同，

所述多个毛细管的内径尺寸限定为两种，内径尺寸大的毛细管的内径尺寸为内径尺寸小的毛细管的内径尺寸的1.3倍～1.6倍。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，

所述多个毛细管的外径尺寸统一为相同尺寸。

3.根据权利要求2所述的热交换器，其中，

所述多个毛细管按照内径尺寸分为两种的方式配置于所述分配器。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的热交换器，其中，

所述内径尺寸不同的两种毛细管按种类实施颜色不同的标记。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的热交换器，其中，

对所述内径尺寸不同的两种毛细管中的一种毛细管实施标记。

6.一种制冷循环装置，至少具有压缩机、冷凝器、减压器以及蒸发器，且它们由制冷剂配管连接为闭环状，其中，

使用权利要求1～5中的任一项所述的热交换器作为所述蒸发器。