CN107024136A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种热交换器。热交换器(23)中形成有多个主热交换部(51a‑51c)和多个辅助热交换部(52a‑52c)。第一总集合管(60)中形成有与所有主热交换部(51a‑51c)的扁平管(33)连通的上侧空间(61)。该热交换器包括排出促进机构(100),该排出促进机构(100)由配管(78)构成,该配管(78)连接多个上述热交换部(51a‑51c)中位于最下方的热交换部(51a)和多个上述辅助热交换部(52a‑52c)中位于最下方的辅助热交换部(52a)。因此,会促进在进行除霜动作时液态制冷剂从第一主热交换部(51a)下部排出,除霜所需要的时间缩短。

Description

热交换器
本申请是原案申请号为201380022208.7的发明专利申请(申请日:2013年4月25日,发明名称:热交换器)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种包括多根扁平管和一对总集合管、连接在进行制冷循环的制冷剂回路中,让制冷剂与空气进行热交换的热交换器。
背景技术
到目前为止,包括多根扁平管和一对总集合管的热交换器已为众人所知。例如专利文献1、2中公开了这种热交换器。具体而言,在上述专利文献所公开的热交换器中,在热交换器的左端和右端各立着设置有一根总集合管,从第一总集合管到第二总集合管设置有多根扁平管。而且,上述专利文献所公开的热交换器让在扁平管内部流动的制冷剂和在扁平管外部流动的空气进行热交换。这种热交换器连接在进行制冷循环的制冷剂回路中,起蒸发器或冷凝器之作用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开特许公报特开2005-003223号公报
专利文献2:日本公开特许公报特开2006-105545号公报
发明内容
-发明要解决的技术问题-
起蒸发器之作用的热交换器存在空气中的水分变成霜而附着在该热交换器上的情况。附着在热交换器上的霜妨碍空气和制冷剂进行热交换。因此,热交换器进行利用高压气态制冷剂让附着在那里的霜融解的除霜动作。此时,某些热交换器所具有的构造有可能导致出现为除去附着在热交换器上的所有的霜而需要花费很多时间的问题。这里,参照图18对该问题做说明。
图18所示的热交换器900包括很多扁平管、与各扁平管连接的一根总集合管903、906以及翅片。此外,图18中省略图示扁平管和翅片。
热交换器900被划分成三个主热交换部901a-901c和三个辅助热交换部902a-902c。在第一总集合管903中,形成有各主热交换部901a-901c的扁平管连通的上侧连通空间904和各辅助热交换部902a-902c的扁平管连通的下侧连通空间905。第二总集合管906中形成有与各主热交换部901a-901c相对应的三个主要部分空间907a、907b、907c、和与各辅助热交换部902a-902c相对应的三个辅助部分空间908a、908b、908c。在该热交换器900中,第一主热交换部901a与第三辅助热交换部902c串联连接,第二主热交换部901b与第二辅助热交换部902b串联连接,第三主热交换部901c与第一辅助热交换部902a串联连接。
在热交换器900起蒸发器之作用的情况下,流入第一总集合管903的下侧连通空间905的制冷剂在依次通过辅助热交换部902a-902c和主热交换部901a-901c的那段时间内从空气中吸热而蒸发,之后流入第一总集合管903的上侧连通空间904。在热交换器900起蒸发器之作用的那段时间内,会出现霜附着在热交换器900的表面上的情况。如图18(a)所示,因为在霜附着在大致整个热交换器900上的状态下,制冷剂从空气中吸收的热量非常少,所以呈现出一种热交换器900的大部分被液态制冷剂充满的状态。
除霜动作一开始,从压缩机喷出的高温高压气态制冷剂就会流入第一总集合管903的上侧连通空间904。从上侧连通空间904流入主热交换部901a-901c的扁平管的气态制冷剂对霜放热而冷凝。附着在热交换器900上的霜被气态制冷剂加热而融解。在热交换器900中流动的气态制冷剂,在霜已经融解的部分几乎不冷凝,当到达还残留有霜的部分时则放热而冷凝。因此,在进行除霜动作的热交换器900中,存在液态制冷剂的部分和霜尚未融解完的部分大致一致。此外,图18中的带点部分表示存在液态制冷剂的区域。
如图18(b)-图18(e)所示,在正进行除霜动作的热交换器900的各主热交换部901a-901c,存在气态制冷剂的区域(即霜已融解的区域)从第一总集合管903朝着第二总集合管906之间扩大下去。此时,如图18(b)、图18(c)所示,就是在成为一种仅有气态制冷剂存在于第一总集合管903的上侧连通空间904的上部之状态的那一时刻,也会有液态制冷剂残留于其底部。因此,位于靠上位置处的第二主热交换部901b和第三主热交换部901c中,已成为一种气态制冷剂流入所有扁平管的状态。与此相对,位于最下方的第一主热交换部901a,气态制冷剂只流入位于靠上位置处的扁平管内,位于靠下位置处的扁平管处于被液态制冷剂充满的状态不变。因此,与第二主热交换部901b、第三主热交换部901c相比,在第一主热交换部901a除霜进行得很慢。
如图18(d)所示,当成为第二主热交换部901b和第三主热交换部901c几乎不存在液态制冷剂的状态以后,引入上侧连通空间904的气态制冷剂的大部分则流入第二主热交换部901b和第三主热交换部901c,流入还残留有很多液态制冷剂的第一主热交换部901a的气态制冷剂的流量减少。因此,流入上侧连通空间904的气态制冷剂推着存在于第一主热交换部901a下部(即位于第一主热交换部901a的靠下端位置处的扁平管)的液态制冷剂流动的力就变弱,第一主热交换部901a内的除霜进行得更慢。
即使这样,如果第二总集合管906的第一主要部分空间907a内的液态制冷剂的量逐渐减少,第一总集合管903的上侧连通空间904内的液态制冷剂的量也会随之逐渐减少,第一主热交换部901a中气态制冷剂流动的部分逐渐扩大下去。
但是,如图18(e)所示,当成为液态制冷剂被从第二总集合管906的第一主要部分空间907a完全排出的状态以后,第一主热交换部901a中,几乎所有的气态制冷剂都会流入霜已融解的靠上位置处的扁平管内,仅有极少的气态制冷剂会流入残留有液态制冷剂的最下级的扁平管内。因此,推着残留在最下级的扁平管内的液态制冷剂朝第二总集合管906一侧流动的力非常弱。其结果是,如图18(f)所示,即使成为在第三辅助热交换部902c除霜已结束的状态,还会是一种液态制冷剂残留在第一主热交换部901a的最下方的扁平管内的状态,该部分的霜未融解。
当然,如果充分地加长除霜动作的持续时间(例如15分以上),能够让第一主热交换部901a下端部的霜融解,但是不能在除霜动作上花费这么长的时间。因此,到目前为止没能够在适当的时间内完成除霜这样的可能性是有的。
本发明正是为解决上述问题而完成的。其目的在于:缩短包括扁平管和总集合管的热交换器除霜所需要的时间。
-用于解决技术问题的技术方案-
第一方面的发明以一种热交换器为对象。其包括多根扁平管33、连接有各扁平管33的一端的第一总集合管60、连接有各扁平管33的另一端的第二总集合管70以及与上述扁平管33接合的多个翅片36,该热交换器设置在进行制冷循环的制冷剂回路20中让制冷剂和空气进行热交换。上述第一总集合管60和上述第二总集合管70呈竖立状态。由相邻的多根扁平管33构成的热交换部51a-51c数量为多个,上下排列。在上述第一总集合管60中形成有与所有上述热交换部51a-51c的上述扁平管33连通的一个连通空间61。在上述第二总集合管70中形成有部分空间71a-71c,该部分空间71a-71c与各上述热交换部51a-51c相对应,各设置一个,该部分空间71a-71c与相对应的上述热交换部51a-51c的上述扁平管33连通。该热交换器包括排出促进机构100,在进行为让附着在上述翅片36上的霜融解而将高压气态制冷剂从上述连通空间61引向上述扁平管33的除霜动作时,排出促进机构100促进液态制冷剂从位于最下方的上述热交换部51a下部排出。
第一方面的发明的热交换器23设置在进行制冷循环的制冷剂回路20中。在制冷剂回路20中循环的制冷剂从第一总集合管60和第二总集合管70中之一方朝着另一方流过扁平管33内。流过扁平管33的制冷剂在通过多个翅片36之间的空气进行热交换。在热交换器23起蒸发器之作用的状态下,会出现空气中的水分变成霜而附着在翅片36上的情况。附着在翅片36上的霜妨碍制冷剂和空气进行热交换。因此,在霜附着在几乎整个热交换器23上的状态下,制冷剂能够从空气中吸收的热量很少,会有第一总集合管60的连通空间61中也存在液态制冷剂这样的状态出现。
在第一方面的发明中,在进行用于让附着在翅片36上的霜融解的除霜动作时,高压气态制冷剂流入第一总集合管60的连通空间61。高压气态制冷剂流入第一总集合管60的连通空间61以后,连通空间61内的液态制冷剂的液面会逐渐降低,高压气态制冷剂流入朝着液面之上敞开的扁平管33中。附着在翅片36上的霜被流入扁平管33的高压气态制冷剂加热而融解。
在第一方面的发明的热交换器23中设置有排出促进机构100。因此,在正进行除霜动作的热交换器23中,促进液态制冷剂被从位于最下方的热交换部51a的下部(即该位于热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33)排出,存在于热交换部51a下部的液态制冷剂的量迅速减少。当连通空间61内液面的位置在位于最下方的热交换部51a的最下级的扁平管33下方时,会成为高压气态制冷剂流入构成各热交换部51a-51c的所有扁平管33内的状态。
第二方面的发明是这样的,在上述第一方面的发明中,与各上述热交换部51a-51c相对应,辅助热交换部52a-52c分别为一个,该辅助热交换部52a-52c分别由数量比上述热交换部51a-51c少的扁平管33构成。各上述辅助热交换部52a-52c和与该辅助热交换部52a-52c相对应的上述热交换部51a-51c串联连接。
在第二方面的发明中,在热交换器23中,热交换部51a-51c和辅助热交换部52a-52c数量相等。各辅助热交换部52a-52c和与之相对应的热交换部51a-51c串联连接。在进行除霜动时,通过各热交换部51a-51c的扁平管33的制冷剂流入与各热交换部51a-51c相对应的辅助热交换部52a-52c的扁平管33内。
第三方面的发明是这样的,在上述第二方面的发明中,各上述热交换部51a-51c的上述扁平管33的根数除以与该热交换部51a-51c相对应的上述辅助热交换部52a-52c的上述扁平管33的根数得到的根数比中,位于最下方的上述热交换部51a的根数比最小。位于最下方的上述热交换部51a和与该热交换部51a相对应的上述辅助热交换部52c构成上述排出促进机构100。
在第三方面的发明中,将“各热交换部51a-51c的扁平管33的根数”除以“与该热交换部51a-51c相对应的辅助热交换部52a-52c的扁平管33的根数”得到的值定为根数比。辅助热交换部52a-52c的扁平管33的根数比相对应的热交换部51a-51c的扁平管33的根数少。因此,该根数比一定大于“1”。在该方面的发明中,位于最下方的热交换部51a和与之相对应的辅助热交换部52c的根数比小于剩余的各热交换部51b、51c和与之相对应的辅助热交换部52a、52b的根数比。
在第三方面的发明的热交换器23中,例如构成各热交换部51a-51c的扁平管33的根数相等的情况下,与位于最下方的热交换部51a相对应的辅助热交换部52c的扁平管33的根数比剩余辅助热交换部52a、52b的扁平管33的根数多。因此,与所有辅助热交换部52a-52c的扁平管33的根数彼此相等的情况相比,在进行除霜动作时流入与辅助热交换部52c相对应的热交换部51a的气态制冷剂的流量会增多。其结果是,位于最下方的热交换部51a中,每一根扁平管33的气态制冷剂流量增加,容易将存在于位于该热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33、与该扁平管33连通的第一总集合管60的连通空间61的底部的液态制冷剂朝着第二总集合管70推去。也就是说,会促进液态制冷剂从位于最下方的热交换部51a的下部排出。
在第三方面的发明的热交换器23中,在构成各辅助热交换部52a-52c的扁平管33的根数相等的情况下,位于最下方的热交换部51a的扁平管33的根数比剩余热交换部51b、51c的扁平管33的根数少。在该情况下,在进行除霜动作时流入各热交换部51a-51c的气态制冷剂的流量大致相等。其结果是,在位于最下方的热交换部51a中,每一根扁平管33的气态制冷剂的流量增加,容易将存在于位于该热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33、与该扁平管33连通的第一总集合管60的连通空间61的底部的液态制冷剂朝着第二总集合管70推去。也就是说,会促进液态制冷剂从位于最下方的热交换部51a的下部排出。
第四方面的发明是这样的,在上述第三方面的发明中,各上述辅助热交换部52a-52c的上述扁平管33的根数中,与位于最下方的上述热交换部51a相对应的上述辅助热交换部52c的上述扁平管33的根数最多。
在第四方面的发明中,与位于最下方的热交换部51a相对应的辅助热交换部52c的扁平管33的根数比剩余各辅助热交换部52a、52b的扁平管33的根数多。
第五方面的发明是这样的,在上述第二到第四方面任一方面的发明中,所有上述辅助热交换部52a-52c位于所有上述热交换部51a-51c下方。
在第五方面的发明中,所有辅助热交换部52a-52c布置在位于最下方的热交换部51a的下方。在正进行除霜动作的热交换器23中,通过各热交换部51a-51c的制冷剂流入布置在热交换部51a-51c的下方的辅助热交换部52a-52c。
第六方面的发明是这样的,在上述第五方面的发明中,与位于最下方的上述热交换部51a相对应的上述辅助热交换部52c在所有上述辅助热交换部52a-52c中布置在最上方。
在第六方面的发明中,与位于最下方的热交换部51a相对应的辅助热交换部52c布置在该热交换部51a的下方且剩余辅助热交换部52a、52b的上方。
-发明的效果-
如上所述,现有技术下,在进行除霜动作时为了将液态制冷剂从位于最下方的热交换部51a的下部排出需要很长时间。也就是说,液态制冷剂长时间地存在于位于该热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33、与该扁平管33连通的第一总集合管60的连通空间61的底部。而且,在液态制冷剂存在于连通空间61的底部的那段时间内,高压气态制冷剂不会流入位于液态制冷剂液面下方的扁平管33,不能让该扁平管33所在之处的霜融解。
相对于此,在本发明中,在热交换器23中设置了排出促进机构100,存在于位于最下方的热交换部51a的下部的液态制冷剂的量迅速减少。因此,能够缩短从开始进行除霜动作到高压气态制冷剂流入构成各热交换部51a-51c的所有扁平管33的时间。当高压气态制冷剂开始流入构成各热交换部51a-51c的所有扁平管33以后,在各热交换部51a-51c整体部分霜逐渐融解。因此,根据本发明,能够缩短现有技术中对霜未融解完的部分(即位于最下方的第一主热交换部51a的下部)进行除霜所需要的时间。其结果是,能够缩短对整个室外热交换器23除霜所需要的时间。
第三方面的发明中,“各热交换部51a-51c的扁平管33的根数”除以“与该热交换部51a-51c相对应的辅助热交换部52a-52c的扁平管33的根数”得到的根数比中,位于最下方的热交换部51a和与之相对应的辅助热交换部52c的根数比最小。因此,如上所述,位于最下方的热交换部51a中,每一根扁平管33的气态制冷剂的流量增加,容易将存在于位于该热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33、与该扁平管33连通的第一总集合管60的连通空间61的底部的液态制冷剂朝着第二总集合管70推去。也就是说,会促进液态制冷剂从位于最下方的热交换部51a的下部排出。
因此,在第三方面的发明中,通过调节构成热交换部51a-51c和辅助热交换部52a-52c的扁平管33的根数,而能够促进液态制冷剂从位于最下方的热交换部51a下部排出。因此,根据该发明,无需给热交换器23追加新部件等,就能够缩短对热交换器23整体除霜所需要的时间。
附图说明
图1是示出包括第一实施方式的室外热交换器的空调机的概略结构的制冷剂回路图。
图2是示出第一实施方式的室外热交换器的概略结构的主视图。
图3是示出第一实施方式的室外热交换器的正面的部分剖视图。
图4是将图3中的A-A剖面的一部分放大示出的室外热交换器的剖视图。
图5是将第一实施方式的室外热交换器的正面的一部分放大示出的剖视图。
图6是第一实施方式的室外热交换器的正面的一部分放大示出的剖视图,(A)示出图5中的B-B断面的一部分,(B)示出(A)中C-C断面,(C)示出(A)中的D-D断面。
图7是设在第一实施方式的室外热交换器中的纵隔板的俯视图。
图8是示出正在进行除霜动作的第一实施方式的室外热交换器的状态的室外热交换器的概略主视图。
图9是示出第二实施方式的室外热交换器的正面的一部分剖视图。
图10是放大示出第二实施方式的室外热交换器的正面的一部分的剖视图。
图11是示出第三实施方式的室外热交换器的概略结构的主视图。
图12是示出第三实施方式的室外热交换器的正面的一部分剖视图。
图13是示出第四实施方式的室外热交换器的概略结构的主视图。
图14是示出第五实施方式的室外热交换器的正面的一部分剖视图。
图15是示出第六实施方式的室外热交换器的概略结构的主视图。
图16是示出第六实施方式的室外热交换器的正面的一部分剖视图。
图17是示出其它实施方式的第1变形例的室外热交换器的正面的一部分剖视图。
图18是用于说明现有技术中的技术问题的热交换器的概略主视图。
-符号说明-
20 制冷剂回路
23 室外热交换器
33 扁平管
36 翅片
51a 第一热交换部
51b 第二热交换部
51c 第三热交换部
52a 第一辅助热交换部
52b 第二辅助热交换部
52c 第三辅助热交换部
60 第一总集合管
61 上侧空间(连通空间)
70 第二总集合管
71a 第一部分空间
71b 第二部分空间
71c 第三部分空间
100 排出促进机构
具体实施方式
下面,结合附图对本发明的实施方式进行详细的说明。此外,以下实施方式仅仅是本质上的优选示例而已,并无限制本发明、本发明的使用对象或本发明的用途等意图。
(发明的第一实施方式)
对本发明的第一实施方式做说明。本实施方式中的热交换器是设置在空调机10中的室外热交换器23。下面,首先对空调机10做说明,之后再详细地说明室外热交换器23。
-空调机-
参照图1说明空调机10。
〈空调机的构造〉
空调机10包括室外机组11和室内机组12。室外机组11和室内机组12经液侧连接管道13和气侧连接管道14彼此连接。在空调机10中,由室外机组11、室内机组12、液侧连接管道13和气侧连接管道14形成制冷剂回路20。
在制冷剂回路20中设置有压缩机21、四通换向阀22、室外热交换器23、膨胀阀24及室内热交换器25。压缩机21、四通换向阀22、室外热交换器23及膨胀阀24安装在室外机组11中。在室外机组11中设置有用来将室外空气供向室外热交换器23的室外风扇15。另一方面,室内热交换器25安装在室内机组12中。在室内机组12中,设置有用来将室内空气供向室内热交换器25的室内风扇16。
制冷剂回路20是填充有制冷剂的封闭回路。在制冷剂回路20中,压缩机21的喷出侧与四通换向阀22的第一阀口连接,该压缩机21的吸入侧与四通换向阀22的第二阀口连接。而且,在制冷剂回路20中,从四通换向阀22的第三阀口朝着第四阀口依次设置有室外热交换器23、膨胀阀24及室内热交换器25。
压缩机21是涡旋式或回转式全密闭型压缩机。四通换向阀22在第一阀口与第三阀口连通且第二阀口与第四阀口连通的第一状态(图1中实线所示状态)、和第一阀口与第四阀口连通且第二阀口与第三阀口连通的第二状态(图1中虚线所示状态)之间进行切换。膨胀阀24是所谓的电子膨胀阀。
室外热交换器23让室外空气与制冷剂进行热交换。室外热交换器23后述。另一方面,室内热交换器25让室内空气与制冷剂进行热交换。室内热交换器25由具有为圆管的传热管即所谓的横肋管片式热交换器构成。
〈空调机的工作情况〉
空调机10选择性地进行制冷运转、制热运转以及除霜运转。
在处于制冷运转和制热运转过程中的制冷剂回路20中,室外风扇15和室内风扇16工作。室外风扇15向室外热交换器23供室外空气,室内风扇16向室内热交换器25供室内空气。
在处于制冷运转过程中的制冷剂回路20中,在处于制冷运转和制热运转过程中的制冷剂回路20中,在将四通换向阀22设定为第一状态的状态下进行制冷循环。在该状态下,制冷剂按照室外热交换器23、膨胀阀24、室内热交换器25这样的顺序循环,室外热交换器23起冷凝器的作用,室内热交换器25起蒸发器的作用。在室外热交换器23中,从压缩机21流入的气态制冷剂朝着室外空气放热而冷凝,冷凝后的制冷剂朝着膨胀阀24流出去。室内机组12将在室内热交换器25中被冷却的空气吹向室内。
在处于制热运转过程中的制冷剂回路20中,在将四通换向阀22设定为第二状态的状态下进行制冷循环。在该状态下,制冷剂按照室内热交换器25、膨胀阀24、室外热交换器23这样的顺序循环,室内热交换器25起冷凝器的作用,室外热交换器23起蒸发器的作用。通过膨胀阀24时膨胀而成为气液两相状态的制冷剂流入室外热交换器23中。已流入室外热交换器23的制冷剂从室外空气中吸热而蒸发,之后朝着压缩机21流出去。室内机组12将在室内热交换器25中被加热的空气吹向室内。
在室外热交换器23起蒸发器之作用的制热运转过程中,存在室外空气中的水分变成霜而附着在室外热交换器23的表面上的情况。霜附着在室外热交换器23上以后,制冷剂和室外空气的热交换会受到霜的阻碍,空调机10的制热能力降低。因此,当表示室外热交换器23上附着有某种程度以上的霜的除霜开始条件成立时,空调机10则让制热运转暂时停止,而进行除霜运转。
在处于除霜运转过程中的空调机10中,室外风扇15和室内风扇16停止。在处于除霜运转中的制冷剂回路20中,四通换向阀22被设定为第一状态,压缩机21开始工作。而且在除霜运转中压缩机21的转速被设定为下限值。在处于除霜运转中的制冷剂回路20中,制冷剂和制冷运转中一样循环。也就是说,从压缩机21喷出的高温高压气态制冷剂供向室外热交换器23。附着在室外热交换器23上的霜被该气态制冷剂加热而融解。通过室外热交换器23的制冷剂依次通过膨胀阀24和室内热交换器25,之后被吸入压缩机21后被压缩。
-室外热交换器-
适当地参照图2到图7说明室外热交换器23。此外,以下说明中所示的扁平管33的根数和主热交换部51a-51c及辅助热交换部52a-52c的数量都仅仅是一例而已。
〈室外热交换器的构造〉
如图2、图3所示,本实施方式中的室外热交换器23包括:一根第一总集合管60、一根第二总集合管70、多根扁平管33及很多翅片36。第一总集合管60、第二总集合管70、扁平管33及翅片36都是铝合金制部件,经钎焊彼此接合。
此外,详情后述,室外热交换器23被分隔出主热交换区域51和辅助热交换区域52。在该室外热交换器23中,一部分扁平管33b构成辅助热交换区域52,剩余扁平管33a构成主热交换区域51。
第一总集合管60和第二总集合管70都形成为两端封闭的细长空心圆筒状。在图2、图3中,第一总集合管60立着设置在室外热交换器23的左端,第二总集合管70立着设置在室外热交换器23的右端,分别以竖立状态而设。
如图4所示,扁平管33是一种其剖面形状扁平的扁圆形的传热管。此外,扁平管33的厚度约为1.5mm,宽度约为15mm。在室外热交换器23中,多根扁平管33以其延伸方向为左右方向且各自的平侧面彼此相向的状态设置,多根扁平管33彼此之间还保持着一定间隔上下排列设置,实质上平行。各扁平管33的一端插入第一总集合管60中,各扁平管33的另一端插入第二总集合管70中。
如图4所示,在各扁平管33中形成有多条流体通路34。各流体通路34是沿着扁平管33的延伸方向延伸的通路。在各扁平管33中,多条流体通路34在扁平管33的的宽度方向(即与长边方向垂直的方向)上排成一排。形成在各扁平管33中的多条流体通路34,每条流体通路34的一端与第一总集合管60的内部空间连通,每条流体通路34的另一端与第二总集合管70的内部空间连通。供向室外热交换器23的制冷剂在扁平管33的流体通路34中流动的时间内与空气进行热交换。
如图4所示,翅片36是通过对金属板进行冲压加工而形成的纵向尺寸较大的板状翅片36。在翅片36上形成有很多细长的缺口部45,该缺口部45从翅片36的前缘(即上风一侧的缘部)开始沿翅片36的宽度方向延伸。在翅片36上,很多缺口部45以一定间隔形成在翅片36的长边方向(上下方向)上。缺口部45中的靠下风一侧的部分构成管插入部46。管插入部46在上下方向上的宽度与扁平管33的厚度实质上相等,该管插入部46的长度与扁平管33的宽度实质上相等。扁平管33插入翅片36的管插入部46,经钎焊与管插入部46的周缘部接合。而且,在翅片36上形成有用于促进传热的百叶窗板部(louver)40。多个翅片36排列在扁平管33的延伸方向上,由此来将相邻扁平管33之间的空间划分成多条空气流动的通风路径38。
如图2、图3所示,室外热交换器23被分隔出上下两个热交换区域51、52。在室外热交换器23中,上侧热交换区域成为主热交换区域51,下侧热交换区域成为辅助热交换区域52。
各热交换区域51、52又被分隔出上下各三个热交换部51a-51c、52a-52c。也就是说,室外热交换器23中,主热交换区域51和辅助热交换区域52分别被分隔出多个且数量相等的热交换部51a-51c、52a-52c。此外,形成在各热交换区域51、52的热交换部51a-51c、52a-52c的数量可以为两个,也可以为四个以上。
在上侧热交换区域51,按从下往上的顺序形成有第一主热交换部51a、第二主热交换部51b以及第三主热交换部51c。构成第一主热交换部51a的扁平管33a的根数为22根,构成第二主热交换部51b的扁平管33a的根数为22根,构成第三主热交换部51c的扁平管33a的根数为24根。
在下侧热交换区域52,按照从下往上的顺序形成有第一辅助热交换部52a、第二辅助热交换部52b以及第三辅助热交换部52c。构成第一辅助热交换部52a的扁平管33b的根数为3根,构成第二辅助热交换部52b的扁平管33b的根数为3根,构成第三辅助热交换部52c的扁平管33b的根数为5根。
如图3所示,第一总集合管60的内部空间由隔板39a分隔出上下两个空间。第一总集合管60中,隔板39a上侧的空间成为上侧空间61,隔板39a下侧的空间成为下侧空间62。
上侧空间61构成对应于主热交换区域51的连通空间,上侧空间61是与构成主热交换区域51的扁平管33a全部连通的单一空间。也就是说,上侧空间61与各主热交换部51a-51c的扁平管33a连通。
下侧空间62构成对应于辅助热交换区域52的辅助连通空间。详情后述,下侧空间62被分隔出数量与辅助热交换部52a-52c相等(本实施方式中为三个)的连通空间62a-62c。位于最下方的第一连通室62a与构成第一辅助热交换部52a的所有扁平管33b连通;位于第一连通室62a上方的第二连通室62b与构成第二辅助热交换部52b的所有扁平管33b连通。位于最上方的第三连通室62c与构成第三辅助热交换部52c的所有扁平管33b连通。
第二总集合管70的内部空间被分隔出对应于主热交换区域51的主连通空间71、和对应于辅助热交换区域52的辅助连通空间72。
主连通空间71被两张隔板39c上下分隔开。由该隔板39c将主连通空间71划分为数量与主热交换部51a-51c相等(本实施方式中为三个)的部分空间71a-71c。位于最下方的第一部分空间71a与构成第一主热交换部51a的所有扁平管33a连通,位于第一部分空间71a上方的第二部分空间71b与构成第二主热交换部51b的所有扁平管33a连通,位于最上方的第三部分空间71c与构成第三主热交换部51c的所有扁平管33a连通。
辅助连通空间72由两张隔板39d上下分隔开。由该隔板39d将辅助连通空间72分隔为数量与辅助热交换部52a-52c相等(本实施方式中三个)的部分空间72a-72c。位于最下方的第四部分空间72a与构成第一辅助热交换部52a的所有扁平管33b连通,位于第四部分空间72a上方的第五部分空间72b与构成第二辅助热交换部52b的的所有扁平管33b连通,位于最上方的第六部分空间72c与构成第三辅助热交换部52c的所有扁平管33b连通。
第二总集合管70上安装有两根连接管道76、77。第一连接管76的一端和与第二主热交换部51b相对应的第二部分空间71b相连,另一端和与第二辅助热交换部52b相对应的第五部分空间72b相连。第二连接管77的一端和与第三主热交换部51c相对应的第三部分空间71c相连,另一端和与第一辅助热交换部52a相对应的第四部分空间72a相连。第二总集合管70中,与第三辅助热交换部52c相对应的第六部分空间72c和与第一主热交换部51a相对应的第一部分空间71a形成彼此连起来的一个空间。
如上所述,在本实施方式的室外热交换器23中,第一主热交换部51a和第三辅助热交换部52c串联连接,第二主热交换部51b和第二辅助热交换部52b串联连接,第三主热交换部51c和第一辅助热交换部52a串联连接。也就是说,在本实施方式的室外热交换器23中,第一辅助热交换部52a与第三主热交换部51c相对应,第二辅助热交换部52b与第二主热交换部51b相对应,第三辅助热交换部52c与第一主热交换部51a相对应。
这里,将第一主热交换部51a的扁平管33a的根数(22根)除以第三辅助热交换部52c的扁平管33b的根数(5根)所得到的根数比定为R1(=22/5=4.4)。将第二主热交换部51b的扁平管33a的根数(22根)除以第二辅助热交换部52b的扁平管33b的根数(3根)所得到的根数比定为R2(=22/3≈7.3)。将第三主热交换部51c的扁平管33a的根数(24根)除以第一辅助热交换部52a的扁平管33b的根数(3根)得到的根数比定为R3(=24/3=8.0)。本实施方式的室外热交换器23中,各主热交换部51a-51c的根数比中,主热交换部51a-51c中位于最下方的第一主热交换部51a的根数比R1最小。
根数比R1最小的第一主热交换部51a和第三辅助热交换部52c,构成在进行后述除霜动作时,用于促进将液态制冷剂从第一主热交换部51a下部排出的排出促进机构100。
如图2、图3所示,室外热交换器23上连接有液侧连接管55和气侧连接管57。液侧连接管55和气侧连接管57是形成为圆管状的铝合金制部件。液侧连接管55和气侧连接管57与第一总集合管60经钎焊接合。
详情后述,管状部件即液侧连接管55的一端连接在第一总集合管60的下部,与下侧空间62连通。液侧连接管55的另一端经接头(未图示)连接在将室外热交换器23和膨胀阀24连接起来的铜制管道17上。
气侧连接管57的一端连接在第一总集合管60的上侧空间61上下方向的大致中央部位,与上侧空间61连通。气侧连接管57的另一端经接头(未图示)连接在将室外热交换器23和四通换向阀22的第三阀口连接起来的铜制管道18上。
〈第一总集合管下部的构造〉
适当地参照图5-图7说明第一总集合管60下部的构造。此外,该说明中,称第一总集合管60的侧面中扁平管33b一侧的部分为前面,称第一总集合管60的侧面中与扁平管33b相反一侧的部分为背面。
第一总集合管60的下侧空间62设置有一张上侧横隔板80、一张下侧横隔板85、一张纵隔板90(参照图5)。该下侧空间62由这横隔板80、85和纵隔板90分隔出三个连通室62a-62c和一个混合室63。上侧横隔板80、下侧横隔板85以及纵隔板90的材质为铝合金。
上侧横隔板80和下侧横隔板85分别形成为圆板状,将下侧空间62上下分隔开。上侧横隔板80和下侧横隔板85通过钎焊与第一总集合管60接合。上侧横隔板80布置在第二辅助热交换部52b和第三辅助热交换部52c的交界处,分隔出第二连通室62b和第三连通室62c。下侧横隔板85布置在第一辅助热交换部52a和第二辅助热交换部52b的交界处,分隔出第一连通室62a和第二连通室62b。
上侧横隔板80和下侧横隔板85上分别形成有一个槽(Slit)孔82、87和一个连通用通孔81、86(参照图5和图6)。槽孔82、87是细长的长方形孔,沿厚度方向贯通横隔板80、85。连通用通孔81、86为圆形孔,沿厚度方向贯通横隔板80、85。上侧横隔板80的连通用通孔81的直径比下侧横隔板85的连通用通孔86的直径稍大。
纵隔板90形成为纵向尺寸较大的长方形板状(参照图7)。纵隔板90穿过上侧横隔板80上的槽孔82、和下侧横隔板85上的槽孔87(参照图5和图6)。
纵隔板90位于上侧横隔板80之上的上侧部分是上侧部分91,位于上侧横隔板80和下侧横隔板之间的部分是中间部分92,位于下侧横隔板85之下的下侧部分是下侧部分93(参照图5和图6)。纵隔板90的中间部分92将上侧横隔板80和下侧横隔板85之间的空间分隔成位于第一总集合管60前面一侧的第二连通室62b、和位于其背面一侧的混合室63。
纵隔板90上形成有两个长方形开口部94a、94b和四个圆形通孔97、97、97、97(参照图7)。纵隔板90的下端附近设置有一个开口部94a,在纵隔板90的上端附近设置有一个开口部94b。各开口部94a、94b沿厚度方向贯通纵隔板90。四个通孔97、97、97、97设置在纵隔板90的两个开口部94a、94b之间的部分,彼此间留有间隔。各通孔97沿厚度方向贯通纵隔板90。
纵隔板90在已被安装在第一总集合管60上的状态下,下侧开口部94a位于下侧横隔板85之下,靠下的两个通孔97、97位于上侧横隔板80和下侧横隔板85之间;上侧开口部94b和最靠上的一个通孔97位于上侧横隔板80之上。从上往下数第二个通孔97位于上侧横隔板80上的槽孔82处。
如上所述,安装在第一总集合管60上的纵隔板90,靠下的两个通孔97、97位于上侧横隔板80和下侧横隔板85之间。位于上侧横隔板80和下侧横隔板85之间的两个通孔97、97构成用于让混合室63与第二连通室62b连通的连通用通孔95。
在第一总集合管60的侧壁部形成有用于供液侧连接管55插入的连接口66。连接口66为圆形通孔。连接口66形成在第一总集合管60中上侧横隔板80和下侧横隔板85之间的部分上,与混合室63连通。
〈室外热交换器中制冷剂的流动情况/为冷凝器的情况〉
在空调机10进行制冷运转的过程中,室外热交换器23起冷凝器的作用。对制冷运转过程中制冷剂在室外热交换器23内的流动情况做说明。
从压缩机21喷出的气态制冷剂供向室外热交换器23。从压缩机21送来的气态制冷剂通过气侧连接管57流入第一总集合管60的上侧空间61后,分配给主热交换区域51的各扁平管33a。在主热交换区域51的各主热交换部51a-51c,流入扁平管33a的流体通路34中的制冷剂在流过流体通路34的那段时间内向室外空气放热而冷凝,之后流入第二总集合管70的相对应的各部分空间71a-71c。
流入主连通空间71的各部分空间71a-71c的制冷剂被送往辅助连通空间72的相对应的部分空间72a-72c。具体而言,流入主连通空间71的第一部分空间71a的制冷剂流向下方,流入辅助连通空间72的第六部分空间72c。流入主连通空间71的第二部分空间71b的制冷剂通过第一连接管76流入辅助连通空间72的第五部分空间72b。流入主连通空间71的第三部分空间71c的制冷剂通过第二连接管77流入辅助连通空间72的第四部分空间72a。
流入辅助连通空间72的各部分空间72a-72c的制冷剂被分配给相对应的辅助热交换部52a-52c的各扁平管33b。流过各扁平管33b的流体通路34的制冷剂向室外空气放热而成为过冷却液,之后流入第一总集合管60的下侧空间62的相对应的连通室62a-62c内。之后,制冷剂经混合室63流入液侧连接管55,从室外热交换器23流出去。
〈室外热交换器中制冷剂的流动情况/为蒸发器的情况〉
在空调机10进行制热运转的过程中,室外热交换器23起蒸发器的作用。对制冷剂在制热运转过程中在室外热交换器23内的流动情况做说明。
通过膨胀阀24之际膨胀而变成气液两相状态的制冷剂供向室外热交换器23。通过膨胀阀24的制冷剂通过液侧连接管55流入第一总集合管60内的混合室63。此时,在混合室63中,流入的气液两相状态的制冷剂与纵隔板90发生碰撞,该制冷剂中的气态制冷剂和液态制冷剂混合。也就是说,混合室63内的制冷剂被均质化,混合室63内的制冷剂的湿度大致均匀。
混合室63内的制冷剂分配给各连通室62a-62c。也就是说,混合室63内的制冷剂通过下侧横隔板85上的连通用通孔86流入第一连通室62a;通过纵隔板90上的连通用通孔95流入第二连通室62b;通过上侧横隔板80的连通用通孔81流入第三连通室62c。
流入第一总集合管60的各连通室62a-62c的制冷剂被分配给相对应的辅助热交换部52a-52c的各扁平管33b。流入各扁平管33b的流体通路34的制冷剂在流过流体通路34的那段时间内从室外空气中吸热,一部分液态制冷剂蒸发。已通过扁平管33b的流体通路34的制冷剂流入第二总集合管70的辅助连通空间72的相对应的部分空间72a-72c。
流入辅助连通空间72的各部分空间72a-72c的制冷剂被送往主连通空间71的相对应的部分空间71a-71c。具体而言,流入辅助连通空间72的第四部分空间72a的制冷剂通过第二连接管77流入主连通空间71的第三部分空间71c;流入辅助连通空间72的第五部分空间72b的制冷剂通过第一连接管76流入主连通空间71的第二部分空间71b;流入辅助连通空间72的第六部分空间72c的制冷剂朝着上方流动而流入主连通空间71的第一部分空间71a。
流入主连通空间71的各部分空间71a-71c的制冷剂被分配给相对应的主热交换部51a-51c的各扁平管33a。流过各扁平管33a的流体通路34的制冷剂从室外空气吸热而蒸发,实质上成为单相状态后,流入第一总集合管60的上侧空间61。之后,制冷剂通过气侧连接管57从室外热交换器23流出去。
〈室外热交换器中制冷剂的流动情况/正进行除霜动作时的情况〉
如上所述,如果在制热运转过程中规定的除霜开始条件成立,空调机10就会让制热运转暂时停止而进行除霜运转。在空调机10进行除霜运转的过程中,室外热交换器23进行除霜动作。这里,参照图8对正进行除霜动作时室外热交换器23中制冷剂的流动情况做说明。此外,图8中带点的部分表示室外热交换器23中液态制冷剂存在的区域。
在空调机10进行制热运转的过程中,室外热交换器23起蒸发器的作用。但是,在大量的霜附着在室外热交换器23上的状态下,制冷剂就几乎不会从室外空气吸热了。因此,如图8(a)所示,在开始除霜运转时,是一种室外热交换器23的大部分被液态制冷剂充满的状态。
空调机10一开始进行除霜运转,从压缩机21喷出的高温高压气态制冷剂就通过气侧连接管57流入第一总集合管60的上侧空间61。从上侧空间61流入主热交换部51a-51c的扁平管33a的气态制冷剂对霜放热而冷凝。附着在室外热交换器23上的霜被气态制冷剂加热而融解。
流过室外热交换器23的气态制冷剂,在霜已经融解的的部分几乎不会冷凝,等到了还残留有霜的部分以后就会放热而冷凝。因此,如图8(b)-图8(e)所示,在正在进行除霜动作的室外热交换器23的各主热交换部51a-51c,气态制冷剂所存在的区域(即霜已融解的区域)就会从第一总集合管60朝着第二总集合管70逐渐不断地增大。
这里,在本实施方式的室外热交换器23中,构成第三辅助热交换部52c的扁平管33b的根数(5根)比构成剩余的辅助热交换部52a、52b的扁平管33b的根数(3根)多。因此,与构成第三辅助热交换部52c的扁平管33b的根数和剩余的辅助热交换部52a、52b相等都3根的情况相比,正进行除霜动作时,流入第一主热交换部51a的制冷剂的流量变多。如果正进行除霜动作时,流入第一主热交换部51a的制冷剂的流量增多,第一主热交换部51a的各扁平管33a中制冷剂的流量也会增多。因此,将存在于位于第一主热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33a、和第一总集合管60的上侧空间61的底部的液态制冷剂朝着第二总集合管70推去的力会增强,会促进液态制冷剂从第一主热交换部51a的下部排出。
如上所述,在位于最下方的第一主热交换部51a,将各扁平管33a内的液态制冷剂朝着第二总集合管70侧推去的力增强。因此,在第一主热交换部51a,也是气态制冷剂所存在的区域(即霜已融解的区域)扩大的速度加快。也就是说,在位于第一主热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33a中也是气态制冷剂存在的区域的扩大速度加快。
在室外热交换器23内部实质上仅存在气态制冷剂的状态(即图8(f)所示的状态)下,附着在室外热交换器23上的霜全部融解。于是,当室外热交换器23成为该状态时,空调机10就结束除霜运转。
-第一实施方式的效果-
在本实施方式的室外热交换器23中,“各主热交换部51a-51c的扁平管33a的根数”除以“与该主热交换部51a-51c相对应的辅助热交换部52a-52c的扁平管33b的根数”得到的根数比中,位于最下方的第一主热交换部51a和与此相对应的第三辅助热交换部52c的根数比R1最小。因此,第一主热交换部51a中,每一根扁平管33a中的气态制冷剂的流量增加,存在于位于第一主热交换部51a的靠近下端位置处的扁平管33a和第一总集合管60的连通空间61的底部的液态制冷剂容易被推着流入第二总集合管70一侧。
如上所述,在空调机10进行除霜运转的过程中,在室外热交换器23中,会促进液态制冷剂从位于第一主热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33a、第一总集合管60的连通空间61的底部排出。也就是说,在本实施方式的室外热交换器23中,在进行除霜动作时会促进液态制冷剂从第一主热交换部51a的下部排出。
因此,能够缩短从开始进行除霜动作到成为高压气态制冷剂流入构成各主热交换部51a-51c的所有的扁平管33a内的状态的时间。高压气态制冷剂已开始流入构成各主热交换部51a-51c的所有扁平管33a以后,在各主热交换部51a-51c霜都会逐渐地融解下去。因此,根据本实施方式,能够缩短现有技术中对霜未融解的部分(即位于最下方的第一主热交换部51a的下部)进行除霜所需要的时间。其结果是,能够缩短对整个室外热交换器23除霜所需要的时间。
特别是,在本实施方式中,通过调节构成主热交换部51a-51c和辅助热交换部52a-52c的扁平管33的根数,来促进液态制冷剂从第一主热交换部51a的下部排出。因此,根据本实施方式,在不对室外热交换器23增加新部件等的情况下,就能够缩短对整个室外热交换器23除霜所需要的时间。
-第一实施方式的变形例-
对于本实施方式的室外热交换器23而言,各上述主热交换部51a-51c的扁平管33a的根数、各辅助热交换部52a-52c的扁平管33b的根数仅为一例。
本实施方式的室外热交换器23中,可以进行以下设定。即设构成第一主热交换部51a的扁平管33a的根数为20根,设构成第二主热交换部51b的扁平管33a的根数为22根,设构成第三主热交换部51c的扁平管33a的根数为24根。设构成第一辅助热交换部52a的扁平管33b的根数为3根,设构成第二辅助热交换部52b的扁平管33b的根数为3根,设构成第三辅助热交换部52c的扁平管33b的根数为7根。
在该情况下,第一主热交换部51a的扁平管33a的根数(20根)除以第三辅助热交换部52c的扁平管33b的根数(7根)得到的根数比R1为R1=20/7≈2.9。第二主热交换部51b的扁平管33a的根数(22根)除以第二辅助热交换部52b的扁平管33b的根数(3根)得到的根数比R2为R2=22/3≈7.3。第三主热交换部51c的扁平管33a的根数(24根)除以第一辅助热交换部52a的扁平管33b的根数(3根)得到的根数比R3为R3=24/3=8.0。在该情况下,也是各主热交换部51a-51c的根数比中,主热交换部51a-51c中位于最下方的第一主热交换部51a的根数比R1最小。
在本实施方式的室外热交换器23中,可以进行以下设定。即设构成第一主热交换部51a的扁平管33a的根数为19根,设构成第二主热交换部51b的扁平管33a的根数为22根,设构成第三主热交换部51c的扁平管33a的根数为24根。设构成第一辅助热交换部52a的扁平管33b的根数为3根,设构成第二辅助热交换部52b的扁平管33b的根数为3根,设构成第三辅助热交换部52c的扁平管33b的根数为8根。
在该情况下,第一主热交换部51a的扁平管33a的根数(19根)除以第三辅助热交换部52c的扁平管33b的根数(8根)得到的根数比R1为R1=19/8≈2.4。第二主热交换部51b的扁平管33a的根数(22根)除以第二辅助热交换部52b的扁平管33b的根数(3根)得到的根数比R2为R2=22/3≈7.3。第三主热交换部51c的扁平管33a的根数(24根)除以第一辅助热交换部52a的扁平管33b的根数(3根)得到的根数比R3为R3=24/3=8.0。在该情况下,也是各主热交换部51a-51c的根数比中,主热交换部51a-51c中位于最下方的第一主热交换部51a的根数比R1最小。
(发明的第二实施方式)
对本发明的第二实施方式做说明。本实施方式的室外热交换器23,是改变了第一实施方式的室外热交换器23中各主热交换部51a-51c的扁平管33a的根数和第三辅助热交换部52c的扁平管33b的根数而得到的。这里,对本实施方式的室外热交换器23与第一实施方式不同之处做说明。此外,与第一实施方式一样,以下说明所示扁平管33的根数仅为一例。
如图9所示,本实施方式的室外热交换器23中,构成各辅助热交换部52a-52c的扁平管33b的根数彼此相等。具体而言,本实施方式的室外热交换器23中,构成第一主热交换部51a的扁平管33a的根数为16根,构成第二主热交换部51b的扁平管33a的根数为26根,构成第三主热交换部51c的扁平管33a的根数为28根。构成第一辅助热交换部52a的扁平管33b的根数为3根,构成第二辅助热交换部52b的扁平管33b的根数为3根,构成第三辅助热交换部52c的扁平管33b的根数为3根。
第一主热交换部51a的扁平管33a的根数(16根)除以第三辅助热交换部52c的扁平管33b的根数(3根)得到的根数比R1为R1=16/3≈5.3。第二主热交换部51b的扁平管33a的根数(26根)除以第二辅助热交换部52b的扁平管33b的根数(3根)得到的根数比R2为R2=26/3≈8.7。第三主热交换部51c的扁平管33a的根数(28根)除以第一辅助热交换部52a的扁平管33b的根数(3根)得到的根数比R3为R3=28/3≈9.3。本实施方式的室外热交换器23中,各主热交换部51a-51c的根数比中,主热交换部51a-51c中位于最下方的第一主热交换部51a的根数比R1最小。
本实施方式的室外热交换器23与第一实施方式一样,根数比R1最小的第一主热交换部51a和第三辅助热交换部52c构成用于在进行除霜动作时促进液态制冷剂从第一主热交换部51a下部排出的排出促进机构100。
如图10所示,本实施方式的纵隔板90形状与第一实施方式的纵隔板90不同。在本实施方式的纵隔板90上仅形成有两个通孔97。在已将纵隔板90安装在第一总集合管60上的状态下,下侧开口部94a位于下侧横隔板85之下,两个通孔97位于上侧横隔板80和下侧横隔板85之间,上侧开口部94b位于上侧横隔板80之上。本实施方式的室外热交换器23中,形成在纵隔板90上的所有通孔97构成用于让混合室63与第二连通室62b连通的连通用通孔95。
〈室外热交换器中制冷剂的流动情况/正进行除霜动作时的情况〉
在空调机10进行除霜运转的过程中,在本实施方式的室外热交换器23中,从压缩机21喷出的高温高压气态制冷剂通过气侧连接管57供往第一总集合管60的上侧空间61。附着在室外热交换器23上的霜被供来的气态制冷剂加热而融解。而且,在本实施方式的室外热交换器23中,存在气态制冷剂的区域随着霜融解区域扩大而扩大,最终达到一种气态制冷剂存在于室外热交换器23的几乎整个区域的状态。
这里,在本实施方式的室外热交换器23中,构成各辅助热交换部52a-52c的扁平管33b的根数彼此相等。因此,在该室外热交换器23中,在进行除湿动作时流入主热交换部51a-51c的制冷剂的流量大致相等。另一方面,在该室外热交换器23中,构成第一主热交换部51a的扁平管33a的根数比构成剩余的主热交换部51b、51c的扁平管33a的根数少。因此,第一主热交换部51a中的每一根扁平管33a的制冷剂流量比剩余的主热交换部51b、51c中的每一根扁平管33a的制冷剂流量多。
因此,将第一主热交换部51a的各扁平管33a内的液态制冷剂推向第二总集合管70一侧的力增强。其结果是,将存在于位于第一主热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33a、和第一总集合管60的上侧空间61的底部的液态制冷剂朝着第二总集合管70推去的力会增强,会促进液态制冷剂从第一主热交换部51a的下部排出。
因此,根据本实施方式,和第一实施方式一样,能够缩短现有技术中对霜未融解的部分(即位于最下方的第一主热交换部51a的下部)进行除霜所需要的时间。其结果是,能够缩短对整个室外热交换器23除霜所需要的时间。
(发明的第三实施方式)
对本发明的第三实施方式做说明。本实施方式的室外热交换器23是改变了第二实施方式的室外热交换器23中各主热交换部51a-51c的扁平管33a的根数和排出促进机构100结构而得到的。这里,对本实施方式的室外热交换器23与第二实施方式不同之处做说明。
本实施方式的室外热交换器23中,构成第一主热交换部51a的扁平管33a的根数为24根,构成第二主热交换部51b的扁平管33a的根数为22根,构成第三主热交换部51c的扁平管33a的根数为24根,构成各辅助热交换部52a-52c的扁平管33b的根数为3根这一点与第二实施方式的室外热交换器23相同。
如图11所示,对本实施方式的室外热交换器23追加了气侧辅助管103。该气侧辅助管103是在进行除霜动作时用于将气态制冷剂引向第一总集合管60内的上侧空间61底部的管道,构成在进行除霜动作时促进液态制冷剂从第一主热交换部51a下部排出的排出促进机构100。
气侧辅助管103的一端与气侧连接管57连接,另一端与第一总集合管60连接。如图12所示,气侧辅助管103的另一端朝着上侧空间61的底部敞开口,与位于第一主热交换部51a的靠近下端位置处的扁平管33a的端面相面对。
在空调机10进行除霜运转的过程中,在本实施方式的室外热交换器23中,从压缩机21喷出的高温高压气态制冷剂从气侧连接管57和气侧辅助管103两管道供向第一总集合管60的上侧空间61。此时,气态制冷剂从气侧辅助管103的端部朝着位于第一主热交换部51a的靠近下端位置处的扁平管33a吹出。存在于上侧空间61底部的液态制冷剂与从气侧辅助管103吹出的气态制冷剂一起流入扁平管33a内。存在于与上侧空间61的底部连通的扁平管33a(即位于靠近第一主热交换部51a下端的扁平管33a)的流体通路34的液态制冷剂被从气侧辅助管103吹出的气态制冷剂推着向第二总集合管70流动。因此会促进液态制冷剂第一主热交换部51a下部排出。
因此,根据本实施方式,与第二实施方式一样,能够缩短现有技术中对霜未融解的部分(即位于最下方的第一主热交换部51a的下部)进行除霜所需要的时间。其结果是,能够缩短对整个室外热交换器23除霜所需要的时间。
(发明的第四实施方式)
对本发明的第四实施方式做说明。本实施方式的室外热交换器23是改变了第三实施方式的室外热交换器23中排出促进机构100的结构而得到的。对本实施方式的室外热交换器23与第三实施方式不同之处做说明。
如图13所示,本实施方式的室外热交换器23包括第三连接管78来取代气侧辅助管103。第二连接管77在本实施方式的室外热交换器23中的连接位置与第三实施方式的室外热交换器23不同。
本实施方式的室外热交换器23中,与第三辅助热交换部52c相对应的第六部分空间72c和与第一主热交换部51a相对应的第一部分空间71a彼此被隔开。第二连接管77的一端连接在和第三主热交换部51c相对应的第三部分空间71c上,另一端连接在与第三辅助热交换部52c相对应的第六部分空间72c上。第三连接管78的一端连接在与第一主热交换部51a相对应的第一部分空间71a上,另一端连接在与第一辅助热交换部52a相对应的第四部分空间72a上。
在本实施方式的室外热交换器23中,连接主热交换部51a-51c中位于最下方的第一主热交换部51a和辅助热交换部52a-52c中位于最下方的第一辅助热交换部52a的第三连接管78,构成在进行除霜动作时用于促进液态制冷剂从第一主热交换部51a下部排出的排出促进机构100。
本实施方式的室外热交换器23中,主热交换部51a-51c中位于最下方的第一主热交换部51a经第三连接管78与辅助热交换部52a-52c中位于最下方的第一辅助热交换部52a相连接。因此,与第一主热交换部51a与第三辅助热交换部52c相连接的第三实施方式的室外热交换器23相比,在本实施方式的室外热交换器23中,第一主热交换部51a和与它相连接的辅助热交换部52a的高低差增大。
因此,在本实施方式的室外热交换器23中,进行除霜动作时,液态制冷剂容易从与第一主热交换部51a相对应的第二总集合管70的第一部分空间71a排出,第一部分空间71a内的液态制冷剂的减少速度加快。其结果是,在与第一部分空间71a的底部连通的扁平管33a(即位于第一主热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33a)、和经该扁平管33a与第一部分空间71a连通的第一总集合管60的上侧空间61的底部,液态制冷剂减少的速度加快。也就是说,在进行除霜动作时会促进液态制冷剂从第一主热交换部51a下部排出。
因此,根据本实施方式,和第三实施方式一样,能够缩短现有技术中对霜未融解的部分(即位于最下方的第一主热交换部51a的下部)进行除霜所需要的时间。其结果是,能够缩短对整个室外热交换器23除霜所需要的时间。
就本实施方式的室外热交换器23而言,存在与第一主热交换部51a的下端部相比,与该第一主热交换部51a相邻的第三辅助热交换部52c会先结束除霜的情况。在该情况下,温暖的气态制冷剂流入第三辅助热交换部52c的扁平管33b中。因此,该气态制冷剂的温热通过热传递而传递给第一主热交换部51a的下端部,附着在第一主热交换部51a下端部的霜会被该温热融解。因此,根据本实施方式,也能够利用流过第三辅助热交换部52c的气态制冷剂的温热对第一主热交换部51a除霜,由此而能够缩短对室外热交换器23除霜所需要的时间。
(发明的第五实施方式)
对本发明的第五实施方式做说明。本实施方式的室外热交换器23是改变了第三实施方式的室外热交换器23中排出促进机构100的结构而得到的。这里对本实施方式的室外热交换器23与第三实施方式不同之处做说明。
如图14所示,本实施方式的室外热交换器23包括第一开关阀101和第二开关阀102来取代气侧辅助管103。第一开关阀101设在第一连接管76上。第二开关阀102设在第二连接管77上。第一开关阀101和第二开关阀102是用于连接相对应的主热交换部51b、51c和辅助热交换部52a、52b或者将二者切断的阀,构成除霜动作时促进液态制冷剂从第一主热交换部51a下部排出的排出促进机构100。
在本实施方式的室外热交换器23中,如果第二主热交换部51b和第三主热交换部51c比第一主热交换部51a先结束除霜,则会成为一种以下状态,即几乎仅有气态制冷剂存在于第二主热交换部51b和第三主热交换部51c内部,另一方面,第一主热交换部51a内部还残留有液态制冷剂。在该状态下流入第一总集合管60的上侧空间61的气态制冷剂大部分流入第二主热交换部51b和第三主热交换部51c的扁平管33a内,流入第一主热交换部51a的扁平管33a的气态制冷剂的流量减少。如果流入第一主热交换部51a的扁平管33a的气态制冷剂的流量减少,将存在于位于第一主热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33a、上侧空间61底部的液态制冷剂朝着第二总集合管70侧推去的力就减弱,对第一主热交换部51a除霜所需要的时间就加长。
于是,在本实施方式的室外热交换器23中,当变成该状态时,就将第一开关阀101和第二开关阀102中之一或者二者都关闭。如果第一开关阀101变成关闭状态,气态制冷剂就不再从上侧空间61流入第二主热交换部51b的扁平管33a内。如果第二开关阀102变成关闭状态,气态制冷剂就不再从上侧空间61流入第三主热交换部51c的扁平管33a内。因此,如果第一开关阀101和第二开关阀102中之一或者二者变成关闭状态,流入第一主热交换部51a的扁平管33a的气态制冷剂的流量就会增加。
如果流入第一主热交换部51a的扁平管33a的气态制冷剂的流量增加,将存在于位于第一主热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33a、上侧空间61的底部的液态制冷剂朝着第二总集合管70一侧推去的力就强,会促进液态制冷剂从第一主热交换部51a下部排出。因此,根据本实施方式,和第三实施方式一样,能够缩短现有技术中对霜未融解的部分(即位于最下方的第一主热交换部51a的下部)进行除霜所需要的时间。其结果是,能够缩短对整个室外热交换器23除霜所需要的时间。
(发明的第六实施方式)
对本发明的第六实施方式做说明。本实施方式的室外热交换器23是改变了第三实施方式的室外热交换器23中排出促进机构100的结构而得到的。这里,这里对本实施方式的室外热交换器23与第三实施方式不同之处做说明。
如图15所示,本实施方式的室外热交换器23包括排液管104以取代气侧辅助管103。排液管104的一端连接在第二总集合管70上,另一端连接在制冷剂回路20的膨胀阀24和液侧连接管道13之间。而且排液管104上设置有开关阀105。图16中也示出,排液管104的一端朝着与第一主热交换部51a相对应的第一部分空间71a底部敞开。
排液管104是将存在于与第一主热交换部51a相对应的第二总集合管70的第一部分空间71a底部的液态制冷剂送往制冷剂回路20的低压部的管道,构成在进行除霜动作时促进液态制冷剂从第一主热交换部51a下部排出的排出促进机构100。
在空调机10进行除霜运转的过程中,制冷剂在制冷剂回路20中,朝着与空调机10进行制冷运转时相同的方向循环。因此,在空调机10进行除霜运转的过程中,制冷剂回路20中膨胀阀24的下游侧成为压力与压缩机21的吸入压力大致相等的制冷剂流动的低压部。如果在空调机10进行除霜运转的过程中,开关阀105打开,存在于第二总集合管70的第一部分空间71a的液态制冷剂就会被吸进排液管104内。
因此,本实施方式的室外热交换器23中,因为在进行除霜动作时液态制冷剂被从与第一主热交换部51a相对应的第二总集合管70的第一部分空间71a吸到排液管104内,故第一部分空间71a内的液态制冷剂的减少速度加快。其结果是,与第一部分空间71a的底部连通的扁平管33a(即位于第一主热交换部51a的靠下端位置处的扁平管33a)中液态制冷剂的流速上升,在经第一主热交换部51a的扁平管33a与第一部分空间71a连通的第一总集合管60的上侧空间61的底部,也是液态制冷剂的减少速度加快。也就是说,在进行除霜动作时会促进液态制冷剂从第一总集合管60的上侧空间61的底部排出。
因此,根据本实施方式,和第三实施方式一样,能够缩短现有技术中对霜未融解的部分(即位于最下方的第一主热交换部51a的下部)进行除霜所需要的时间。其结果是,能够缩短对整个室外热交换器23除霜所需要的时间。
(其它实施方式)
-第1变形例-
可以改变第一到第三、第五及第六实施方式的室外热交换器23中第一连接管76和第二连接管77的连接位置。例如,可以如图17所示,第一连接管76的一端连接在与第二主热交换部51b相对应的第二部分空间71b上,其另一端连接在与第一辅助热交换部52a相对应的第四部分空间72a上。第二连接管77的一端连接在与第三主热交换部51c相对应的第三部分空间71c上,其另一端连接在与第二辅助热交换部52b相对应的第五部分空间72b上。此外,图17所示的室外热交换器23是将本变形例应用到第一实施方式的室外热交换器23后而得到的。
-第2变形例-
各上述实施方式中,室外热交换器23由一台热交换器构成,将该一台热交换器划分为主热交换区域51和辅助热交换区域52。但还可以由相互分开的多台热交换器来构成室外热交换器23。
也就是说,室外热交换器23例如可以由构成主热交换区域51的热交换器、和构成辅助热交换区域52的热交换器构成。在该情况下,构成主热交换区域51的热交换器被划分为多个主热交换部51a-51c。构成辅助热交换区域52的热交换器被划分为数量与主热交换部51a-51c相等的辅助热交换部52a-52c。
-第3变形例-
在各上述实施方式的室外热交换器23中,还可以设置波形翅片来代替板状翅片36。该翅片是所谓的波纹翅片,形成为上下蛇行的波形。该波形翅片在上下相邻的扁平管33之间各设置有一个。
-产业实用性-
综上所述,本发明对于包括扁平管和总集合管让制冷剂和空气进行热交换的热交换器有用。

Claims (1)

1.一种热交换器,其包括多根扁平管(33)、连接有各扁平管(33)的一端的第一总集合管(60)、连接有各扁平管(33)的另一端的第二总集合管(70)以及与上述扁平管(33)接合的多个翅片(36),该热交换器设置在进行制冷循环的制冷剂回路(20)中让制冷剂和空气进行热交换,其特征在于:
上述第一总集合管(60)和上述第二总集合管(70)呈竖立状态,
由相邻的多根扁平管(33)构成的热交换部(51a-51c)数量为多个,上下排列,
在上述第一总集合管(60)中形成有与所有上述热交换部(51a-51c)的上述扁平管(33)连通的一个连通空间(61),
在上述第二总集合管(70)中形成有部分空间(71a-71c),该部分空间(71a-71c)与各上述热交换部(51a-51c)相对应,各设置一个,该部分空间(71a-71c)与相对应的上述热交换部(51a-51c)的上述扁平管(33)连通,
该热交换器包括排出促进机构(100),在进行为让附着在上述翅片(36)上的霜融解而将高压气态制冷剂从上述连通空间(61)引向上述扁平管(33)的除霜动作时,排出促进机构(100)促进液态制冷剂从位于最下方的上述热交换部(51a)的下部排出,
与各上述热交换部(51a-51c)相对应,辅助热交换部(52a-52c)各形成有一个,该辅助热交换部(52a-52c)分别由数量比上述热交换部(51a-51c)少的扁平管(33)构成,
各上述辅助热交换部(52a-52c)和与该辅助热交换部(52a-52c)相对应的上述热交换部(51a-51c)串联连接,
所有上述辅助热交换部(52a-52c)位于所有上述热交换部(51a-51c)下方,
上述排出促进机构(100)由配管(78)构成,该配管(78)连接多个上述热交换部(51a-51c)中位于最下方的热交换部(51a)和多个上述辅助热交换部(52a-52c)中位于最下方的辅助热交换部(52a)。
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