CN107429975B - 热交换器及空调机 - Google Patents

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    • F28F2215/00Fins
    • F28F2215/12Fins with U-shaped slots for laterally inserting conduits

Abstract

具有多根扁平管(31、41)的多个列部(30、40)沿着空气通过方向排列,多个列部(30、40)构成为:制冷剂在多个列部(30、40)中彼此并列地流动,多个列部(30、40)的扁平管(31、41)分别具有一个以上的弯曲部(33a、33b、33c),所述弯曲部(33a、33b、33c)是以在空气通过方向上相邻的列部(30、40)的扁平管(31、41)相互沿着彼此伸长的方式沿扁平管(31、41)的宽度方向弯曲而形成的。

Description

热交换器及空调机
技术领域
本发明涉及一种热交换器及空调机。
背景技术
迄今为止,下述热交换器已为人所知,该热交换器具有平行排列的很多根扁平管和与该扁平管相接合的翅片。在专利文献1(参照图2)中公开了这种热交换器。该热交换器是在空气通过方向上布置有一列扁平管的单列结构的热交换器。在热交换器中,形成有上侧热交换区域(主热交换区域)和下侧热交换区域(辅助热交换区域)。下侧热交换区域中的扁平管的根数比上侧热交换区域中的扁平管的根数少。
例如当该热交换器作为蒸发器发挥作用时,饱和液体状态的制冷剂在下侧热交换区域中流动,从空气中吸热而蒸发。该制冷剂在上侧热交换区域中流动而进一步蒸发,成为过热状态后从热交换器中流出去。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开专利公报特开2012-163328号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
为了提高专利文献1中所公开的那样的热交换器的能力,可以想到:加长扁平管的长度,增加扁平管内部的制冷剂流路的流路长度。不过,若如上所述的那样增加制冷剂流路的全长,就会导致当制冷剂通过时压力损失增大。
进而,就在扁平管的内部形成有很多条制冷剂流路的热交换器而言,由于各条制冷剂流路的流路面积较小,因而在各条制冷剂流路中流动的制冷剂的流速容易增大。由此,在各条制冷剂流路中流动的制冷剂的压力损失亦会进一步增大。
另一方面,为了抑制上述压力损失增大,还可以想到:采用在宽度方向(空气通过方向)上加长扁平管来增加制冷剂流路数量的结构。不过,若如上述那样使扁平管的宽度增大,则使扁平管沿其宽度方向弯曲的加工就变得很难,从而制造具有多个供空气通过的侧面部的多面式(例如四面式)热交换器就会变得困难。
本发明正是鉴于上述各点而完成的,其目的在于:就在扁平管的内部形成有多条制冷剂流路的热交换器而言,能够抑制制冷剂在各条制冷剂流路中流动时的压力损失增大,而且能够很容易进行使扁平管沿其宽度方向弯曲的弯曲加工。
-用以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,所述热交换器包括多根扁平管31、41和翅片32、42,多根所述扁平管31、41相互平行而设,在多根所述扁平管31、41中分别形成有多条制冷剂流路C,所述翅片32、42与所述扁平管31、41相接合,所述热交换器构成为使在所述制冷剂流路C中流动的制冷剂与空气进行热交换,所述热交换器的特征在于:具有多根所述扁平管31、41的多个列部30、40沿着空气通过方向排列,多个所述列部30、40构成为:制冷剂在多个所述列部30、40中彼此并列地流动,多个所述列部30、40的扁平管31、41分别具有一个以上的弯曲部33a、33b、33c,所述弯曲部33a、33b、33c是以在空气通过方向上相邻的该列部30、40的扁平管31、41相互沿着彼此伸长的方式沿该扁平管31、41的宽度方向弯曲而形成的。
在第一方面的发明中,在空气通过方向上设置有多个列部30、40,在各个列部30、40平行地排列有多根扁平管31、41。当制冷剂在热交换器中流动时,制冷剂就在各个列部30、40的各根扁平管31、41中并列地流动。例如若将上述各个列部30、40的扁平管31、41串联后让制冷剂进行流动的话,在各条制冷剂流路C中流动的制冷剂的流量就会增大,因而在各条制冷剂流路C中流动的制冷剂的流速增大。此外,各条制冷剂流路C的流路长度亦增长。相对于此,在本发明中,因为制冷剂在各个列部30、40的扁平管31、41中并列地流动,所以在各条制冷剂流路C中流动的制冷剂的流量减少,在各条制冷剂流路C中流动的制冷剂的流速亦减小。此外,各条制冷剂流路C的流路长度亦缩短。在制冷剂流路C中流动的制冷剂的压力损失与制冷剂流速的平方及制冷剂流路C的长度成正比。因此,通过采用上述结构,而能够降低压力损失。
此外,就热交换器而言,相邻列部30、40的扁平管31、41是以相互沿着彼此伸长的方式形成的,并且通过折弯各根扁平管31、41而形成了一个以上的弯曲部33a、33b、33c。由此,与在宽度方向上加长一列扁平管31、41的结构相比,扁平管31、41的弯曲加工亦变得容易。
第二方面的发明是在第一方面的发明的基础上,其特征在于:在各个所述列部30、40形成有:与沿着该列部30、40的扁平管31、41的排列方向排列的多根扁平管31、41相对应的主热交换区域35、45、和与扁平管31、41的数量比该主热交换区域35、45少的扁平管31、41相对应的辅助热交换区域37、47,多个所述列部30、40构成为:在空气通过方向上相邻的多个主热交换区域35、45中制冷剂彼此并列地流动,并且在空气通过方向上相邻的多个辅助热交换区域37、47中制冷剂彼此并列地流动。
在第二方面的发明中,在各个列部30、40形成有主热交换区域35、45和辅助热交换区域37、47。制冷剂分别在各个列部30、40的主热交换区域35、45的各根扁平管31、41、以及各个列部30、40的辅助热交换区域37、47的各根扁平管31、41中并列地流动。由此,能够降低在各个主热交换区域35、45及各个辅助热交换区域37、47中流动的制冷剂的压力损失。
第三方面的发明是在第二方面的发明的基础上,其特征在于:多个列部30、40构成为:在空气通过方向上相邻的列部30、40的各个主热交换区域35、45及各个辅助热交换区域37、47的扁平管31、41内的制冷剂的流动方向彼此相同,所述热交换器具有:气体支管29,其分支后与各个所述列部30、40的各个所述主热交换区域35、45的各根扁平管31、41的一端部连通;液体支管28,其分支后与各个所述列部30、40的各个所述辅助热交换区域37、47的各根扁平管31、41的所述气体支管29侧的一端部连通;以及连接管68、88,所述连接管68、88使各个所述列部30、40的各个主热交换区域35、45的各根扁平管31、41的另一端部与各个所述列部30、40的各个辅助热交换区域37、47的各根扁平管31、41的另一端部相连通。
在第三方面的发明中,相邻列部30、40的各个主热交换区域35、45及各个辅助热交换区域37、47中,流经各根扁平管31、41的制冷剂的方向彼此相同。并且,连接管68、88、液体支管28和气体支管29连接在各个列部30、40上。具体而言,在各个列部30、40,在扁平管31、41的一端部侧设置有气体支管29和液体支管28,在扁平管31、41的另一端部侧设置有连接管68、88。由此,在热交换器中,气体支管29和液体支管28的布置空间变得紧凑。
第四方面的发明是在第一或第二方面的发明的基础上,其特征在于:多个列部30、40构成为:当所述热交换器作为蒸发器发挥作用之际,在空气通过方向上相邻的列部30、40的扁平管31、41内的制冷剂的流动方向互为相反。
在第四方面的发明中,当热交换器作为蒸发器发挥作用之际,制冷剂在空气通过方向上相邻的列部30、40的扁平管31、41中并列地流动。进而,在相邻列部30、40的扁平管31、41中,制冷剂的流动方向相反。假设当在相邻列部30、40的扁平管31、41中制冷剂的流动方向相同时,就相邻列部30、40的扁平管31、41而言,制冷剂的过热区域就容易在空气通过方向上重叠。另一方面,就各个列部30、40的扁平管31、41而言,由于制冷剂的过热区域以外的部分的温度较低,因而在空气中结露而析出的水分就容易在扁平管31、41、翅片32、42的表面结霜。在这种状态下,在各个列部30、40的过热区域的附近,空气的通风阻力减小,因而空气就容易朝该区域产生偏流。于是,就热交换器而言,空气便无法在整个热交换器中均匀地流动,因而会招致热交换效率下降。
相对于此,在本发明中,因为在相邻列部30、40的扁平管31、41中流动的制冷剂的流动方向相反,所以各个列部30、40的扁平管31、41的过热区域彼此远离。因此,能够防止空气偏流。
第五方面的发明是在第四方面的发明的基础上,其特征在于:多个列部30、40构成为:当所述热交换器作为所述蒸发器发挥作用之际,在空气通过方向上相邻的列部30、40的扁平管31、41内流动的制冷剂的过热区域S1、S2在空气通过方向上互不重叠。
第五方面的发明的各个列部30、40构成为:相邻列部30、40的扁平管31、41中的制冷剂的方向相反,从而各个列部30、40的扁平管31、41的过热区域S1、S2不会重叠。若各个列部30、40的过热区域S1、S2在空气通过方向上重叠,空气就有可能光在该重叠部分流动。相对于此,在本发明中,由于过热区域S1、S2不重叠,因而能够可靠地防止空气偏流。
在第六方面的发明中,空调机10的制冷剂回路20中设置有第一至第五方面中任一方面的发明的热交换器23。在热交换器23中,在制冷剂回路20中循环的制冷剂从空气中吸热而蒸发、或者向空气放热而冷凝。
-发明的效果-
在本发明中,由于使制冷剂在各个列部30、40的扁平管31、41中并列地流动,因而能够大幅度降低在各根扁平管31、41的制冷剂流路C中流动的制冷剂的压力损失。其结果是,能够抑制由于压力损失增大而导致所需动力增加,同时能够获得所希望的热交换效率。
此外,因为没有必要在宽度方向上加长扁平管31、41,所以各个列部30、40的扁平管31、41的弯曲加工亦很容易。由此,折弯各个列部30、40的扁平管31、41就能够制造两面至四面式热交换器,从而能够谋求热交换器的紧凑化。此外,由于各根扁平管31、41的宽度缩短,因而能够降低各个列部30、40的扁平管31、41之间的通风阻力,从而能够抑制传热系数降低。进而,由于扁平管31、41的宽度变窄,因而能够防止结露水停留在扁平管31、41的上侧。其结果是,能够防止在扁平管31、41的表面产生结霜。
在第二方面的发明中,在主热交换区域35、45和辅助热交换区域37、47都能够降低制冷剂的压力损失。
在第三方面的发明中,能够紧凑地布置用以使制冷剂在各个列部30、40中并列流动的液体支管28、气体支管29。由此,能够谋求管道布置空间的紧凑化、或者能够谋求管道安装的简单化。
在第四及第五方面的发明中,能够防止当热交换器作为蒸发器发挥作用时制冷剂的过热区域S1、S2重叠。由此,能够抑制空气光朝过热区域S1、S2偏流。其结果是,即使在过热区域S1、S2以外的部分的扁平管31、41、翅片32、42的表面上产生了结霜,也容易让空气在热交换器的整个区域内均匀地流动,从而能够谋求提高热交换效率,进而能够谋求提高蒸发性能。
附图说明
图1是示出第一实施方式所涉及的空调机的简要结构的制冷剂回路图。
图2是室外热交换器的立体简图。
图3是使室外热交换器的上风列部展开成平面状而得到的结构简图,示出了当作为冷凝器发挥作用时制冷剂的流动情况。
图4是使室外热交换器的下风列部展开成平面状而得到的结构简图,示出了当作为冷凝器发挥作用时制冷剂的流动情况。
图5是将图3中的用A所示的部分放大后所得到的纵向剖视图。
图6是将图3中的用B所示的部分放大后所得到的纵向剖视图。
图7是沿图5的VII-VII线剖开的剖视图。
图8是沿图6的VIII-VIII线剖开的剖视图。
图9是沿图6的VIIII-VIIII线剖开的剖视图。
图10是沿图5的X-X线剖开的剖视图。
图11是示出在作为冷凝器发挥作用的室外热交换器中制冷剂和空气的温度变化的曲线图。
图12是使室外热交换器的上风列部展开成平面状而得到的结构简图,示出了当作为蒸发器发挥作用时制冷剂的流动情况。
图13是使室外热交换器的下风列部展开成平面状而得到的结构简图,示出了当作为蒸发器发挥作用时制冷剂的流动情况。
图14是示出在作为蒸发器发挥作用的室外热交换器中制冷剂和空气的温度变化的曲线图。
图15是第二实施方式所涉及的室外热交换器的相当于图2的图。
图16是第二实施方式所涉及的室外热交换器的相当于图3的图。
图17是第二实施方式所涉及的室外热交换器的相当于图4的图。
图18是第二实施方式所涉及的室外热交换器的相当于图12的图。
图19是第二实施方式所涉及的室外热交换器的相当于图13的图。
图20是作为冷凝器发挥作用的室外热交换器的顶视简图。
图21是其它实施方式所涉及的室外热交换器的相当于图7的图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。需要说明的是,以下所说明的各个实施方式是本质上优选的示例,并没有意图对本发明、其应用对象或其用途的范围加以限制。
《第一实施方式》
本实施方式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进行说明,然后再对室外热交换器23进行详细的说明。
〈空调机的整体结构〉
参照图1来对空调机10进行说明。
空调机10具备室外机组11和室内机组12。室外机组11和室内机组12经由液侧连接管道13和气侧连接管道14相互连接。在空调机10中,室外机组11、室内机组12、液侧连接管道13以及气侧连接管道14连接起来而形成了制冷剂回路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以及室内热交换器25。压缩机21、四通换向阀22、室外热交换器23以及膨胀阀24收纳在室外机组11内。在室外机组11中设置有用于将室外空气供向室外热交换器23的室外风扇15。室内热交换器25收纳在室内机组12内。在室内机组12中设置有用于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是填充有制冷剂的闭合回路。在制冷剂回路20中,压缩机21的喷出管与四通换向阀22的第一通口连接,压缩机21的吸入管与四通换向阀22的第二通口连接。在制冷剂回路20中,按照从四通换向阀22的第三通口朝向第四通口的顺序依次布置有室外热交换器23、膨胀阀24以及室内热交换器25。在该制冷剂回路20中,室外热交换器23经由管道17与膨胀阀24连接,且经由管道18与四通换向阀22的第三通口连接。
压缩机21是涡旋型全密闭式压缩机或回转型全密闭式压缩机。四通换向阀22在第一通口与第三通口连通且第二通口与第四通口连通的第一状态(图1中用实线示出的状态)、以及第一通口与第四通口连通且第二通口与第三通口连通的第二状态(图1中用虚线示出的状态)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使室外空气与制冷剂进行热交换。在下文中就室外热交换器23进行说明。另一方面,室内热交换器25使室内空气与制冷剂进行热交换。室内热交换器25由具备圆管即传热管的所谓的横肋型管片式热交换器构成。
-空调机的运转动作-
空调机10选择性地进行制冷运转和制热运转。
在处于制冷运转过程中的制冷剂回路20中,在将四通换向阀22设定成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的顺序循环,室外热交换器23作为冷凝器发挥作用,室内热交换器25作为蒸发器发挥作用。从压缩机21流入的气态制冷剂在室外热交换器23中向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。
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设定成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的顺序循环,室内热交换器25作为冷凝器发挥作用,室外热交换器23作为蒸发器发挥作用。通过膨胀阀24之际膨胀而成为气液两相状态的制冷剂流入室外热交换器23。流入到室外热交换器23中的制冷剂从室外空气中吸热而蒸发,然后朝着压缩机21流出去。
〈室外热交换器的整体结构〉
适当参照图2至图11来对第一实施方式所涉及的室外热交换器23进行说明。需要说明的是,在下面的说明中示出的扁平管31、41的根数仅是一个示例。
如图2所示,室外热交换器23是具有四个侧面部23a、23b、23c、23d的四面式空气热交换器。具体而言,室外热交换器23构成为:连续地形成有第一侧面部23a、第二侧面部23b、第三侧面部23c及第四侧面部23d。第一侧面部23a位于图2的左下侧,第二侧面部23b位于图2的左上侧,第三侧面部23c位于图2的右上侧,第四侧面部23d位于图2的右下侧。各个侧面部23a、23b、23c、23d的高度大致相等。第一侧面部23a及第四侧面部23d各自的宽度小于第二侧面部23b及第三侧面部23c的宽度。
就室外热交换器23而言,室外风扇15运转,使得各个侧面部23a、23b、23c、23d外侧的室外空气流向各个侧面部23a、23b、23c、23d的内侧(参照图2中的箭头)。该空气被从形成在室外壳体(省简图示)的上部的吹出口排出去。
如图2至图4所示,室外热交换器23为双列结构的热交换器,所述热交换器包括具有扁平管31、41和翅片32、42的两个列部30、40。室外热交换器23也可以具有三个以上的列部。就本实施方式的室外热交换器23而言,空气通过方向的上风侧列部构成上风列部30,下风侧列部构成下风列部40。需要说明的是,在图3和图4中,分别示意地示出呈平面状展开的上风列部30及下风列部40。
室外热交换器23具有:第一总集合管50、第二总集合管60、第三总集合管70、第四总集合管80、第一分流单元91及第二分流单元92。第一总集合管50立着设置在上风列部30的第一侧面部23a侧的一端部附近。第二总集合管60立着设置在上风列部30的第四侧面部23d侧的另一端部附近。第三总集合管70立着设置在下风列部40的第一侧面部23a侧的一端部附近。第四总集合管80立着设置在下风列部40的第四侧面部23d侧的另一端部附近。第一分流单元91立着设置在第一总集合管50的附近。第二分流单元92立着设置在第三总集合管70的附近。
扁平管31、41、翅片32、42、第一总集合管50、第二总集合管60、第三总集合管70、第四总集合管80、第一分流单元91及第二分流单元92都为铝合金制部件,并经硬钎焊而彼此接合在一起。
〔上风列部〕
如图2、图3、图5至图10所示,上风列部30包括很多扁平管31和很多翅片32。
扁平管31是其垂直于轴的剖面的形状为扁平的近似长圆形的传热管(参照图7)。多根扁平管31是以上下的平坦部分相向的状态布置好的。也就是说,多根扁平管31彼此保持一定间隔地上下排列着设置,并且彼此的筒轴实质平行。
如图2所示,扁平管31具有:沿第一侧面部23a延伸的第一上风管部31a、沿第二侧面部23b延伸的第二上风管部31b、沿第三侧面部23c延伸的第三上风管部31c、以及沿第四侧面部23d延伸的第四上风管部31d。如图2所示,扁平管31设有:使第一上风管部31a相对第二上风管部31b朝水平内侧呈近似直角折弯而成的第一上风弯曲部33a;使第三上风管部31c相对第二上风管部31b朝水平内侧呈近似直角折弯而成的第二上风弯曲部33b;以及使第四上风管部31d相对第三上风管部31c朝水平内侧呈近似直角折弯而成的第三上风弯曲部33c。
各根扁平管31构成为:第一上风管部31a的端部插入第一总集合管50(参照图5),并且第四上风管部31d的端部插入第二总集合管60(参照图6)。
如图7所示,在各根扁平管31中,形成有多条制冷剂流路C。多条制冷剂流路C是沿着扁平管31的筒轴方向延伸的通路,并且沿着扁平管31的宽度方向(空气通过方向)排成一列。各条制冷剂流路C在扁平管31的两端面上敞口。被供到上风列部30的制冷剂在流经扁平管31内的制冷剂流路C的期间与空气进行热交换。上风列部30的各根扁平管31中的多条制冷剂流路C构成上风制冷剂流路群C1。
如图7所示,翅片32是通过对金属板进行冲压加工而形成的纵向长度较长的板状翅片。多个翅片32彼此保持一定间隔地排列在扁平管31的轴向上。在翅片32上形成有很多细长的缺口部32a,所述缺口部32a从翅片32的外缘(即,上风侧缘部)开始沿着翅片32的宽度方向延伸。在翅片32上,很多缺口部32a彼此保持一定间隔地形成在翅片32的长度方向(上下方向)上。缺口部32a的靠上风侧的部分构成管插入部32b。扁平管31插入到管插入部32b内,并经由硬钎焊与管插入部32b的周缘部接合。此外,在翅片32上形成有用于促进传热的百叶窗32c。
如图3所示,在上风列部30,沿上下方向形成有两个热交换区域35、37。上侧热交换区域构成上风主热交换区域35,下侧热交换区域构成上风辅助热交换区域37。与上风辅助热交换区域37相对应的扁平管31的根数比构成上风主热交换区域35的扁平管31的根数少。
上风主热交换区域35分为上下排列的六个上风主热交换部36。上风辅助热交换区域37分为上下排列的六个上风辅助热交换部38。也就是说,上风主热交换区域35和上风辅助热交换区域37各自分为数量相等的热交换部。需要说明的是,上风主热交换部36及上风辅助热交换部38的数量仅为一个示例,优选分为多个热交换部。
如图3和图6所示,在各个上风主热交换部36,设置有数量相等(例如六根)的扁平管31。设置在各个上风主热交换部36的扁平管31的数量仅为一个示例,可以设置多根或者一根扁平管。
如图3和图5所示,在各个上风辅助热交换部38,设置有数量相等(例如两根)的扁平管31。设置在各个上风辅助热交换部38的扁平管31的数量仅为一个示例,可以设置多根或者一根扁平管。
〔下风列部〕
如图2、图4、图5至图10所示,下风列部40包括很多扁平管41和很多翅片42。
扁平管41是其垂直于轴的剖面的形状为扁平的近似长圆形的传热管(参照图7)。多根扁平管41是以上下的平坦部分相向的状态布置好的。也就是说,多根扁平管41彼此保持一定间隔地上下排列着设置,并且彼此的筒轴实质平行。
如图2所示,扁平管41具有:沿第一上风管部31a的内缘延伸的第一下风管部41a、沿第二上风管部31b的内缘延伸的第二下风管部41b、沿第三上风管部31c的内缘延伸的第三下风管部41c、以及沿第四上风管部31d的内缘延伸的第四下风管部41d。扁平管41设有:使第一下风管部41a相对第二下风管部41b朝水平内侧呈近似直角折弯而成的第一下风弯曲部43a;使第三下风管部41c相对第二下风管部41b朝水平内侧呈近似直角折弯而成的第二下风弯曲部43b;以及使第四下风管部41d相对第三下风管部41c朝水平内侧呈近似直角折弯而成的第三下风弯曲部43c。
各根扁平管41构成为:第一下风管部41a的端部插入第三总集合管70,并且第四下风管部41d的端部插入第四总集合管80(参照图4)。
如图7至图10所示,在各根扁平管41中,形成有多条制冷剂流路C。多条制冷剂流路C是沿着扁平管41的筒轴方向延伸的通路,并且沿着扁平管41的宽度方向(空气通过方向)排成一列。各条制冷剂流路C在扁平管41的两端面上敞口。被供到下风列部40的制冷剂在流经扁平管41内的制冷剂流路C的期间与空气进行热交换。下风列部40的各根扁平管41中的多条制冷剂流路C构成下风制冷剂流路群C2。
如图7所示,翅片42是通过对金属板进行冲压加工而形成的纵向长度较长的板状翅片。多个翅片42彼此保持一定间隔地排列在扁平管41的轴向上。在翅片42上形成有很多细长的缺口部42a,所述缺口部42a从翅片42的外缘(即,上风侧缘部)开始沿着翅片42的宽度方向延伸。在翅片42上,很多缺口部42a彼此保持一定间隔地形成在翅片42的长度方向(上下方向)上。缺口部42a的靠上风侧的部分构成管插入部42b。扁平管41插入到管插入部42b内,并经由硬钎焊与管插入部42b的周缘部接合起来。此外,在翅片42上形成有用于促进传热的百叶窗42c。
如图4所示,在下风列部40,沿上下方向形成有两个热交换区域45、47。上侧热交换区域构成下风主热交换区域45,下侧热交换区域构成下风辅助热交换区域47。与下风辅助热交换区域47相对应的扁平管41的根数比构成下风主热交换区域45的扁平管41的根数少。
下风主热交换区域45分为上下排列的六个下风主热交换部46。下风辅助热交换区域47分为上下排列的六个下风辅助热交换部48。也就是说,下风主热交换区域45和下风辅助热交换区域47各自分为数量相等的热交换部。需要说明的是,下风主热交换部46及下风辅助热交换部48的数量仅为一个示例,优选分为多个热交换部。
如图4所示,在各个下风主热交换部46,设置有数量相等(例如六根)的扁平管41。设置在各个下风主热交换部46的扁平管41的数量仅为一个示例,可以设置多根或者一根扁平管。
如图5和图6所示,在各个下风辅助热交换部48,设置有数量相等(例如两根)的扁平管41。设置在各个下风辅助热交换部48的扁平管41的数量仅为一个示例,可以设置多根或者一根扁平管。
〔第三总集合管〕
如图2和图4所示,第三总集合管70是上下两端被封住的圆筒状部件。第三总集合管70的长度(高度)与上风列部30及下风列部40的高度大体一致。
第三总集合管70的内部结构与图5所示的第一总集合管50相同。也就是说,如图4所示,第三总集合管70的内部空间由主隔板71上下隔开。位于主隔板71的上侧的空间为与下风主热交换区域45相对应的下风上侧空间72。位于主隔板71的下侧的空间为与下风辅助热交换区域47相对应的下风下侧空间73。一根第二主气管72a的一端连接在下风上侧空间72的上下方向上的中间部。第二主气管72a的另一端与气侧连接管道14连通。
下风下侧空间73由上下等间隔排列的五块隔板74划分出六个下风辅助空间75。上述六个下风辅助空间75分别与六个下风辅助热交换部48一一对应。例如两根扁平管41的第一下风管部41a分别与各个下风辅助空间75连通。
〔第四总集合管〕
如图2、图4、图8至图10所示,第四总集合管80是上下两端被封住的圆筒状部件。第四总集合管80的长度(高度)与上风列部30及下风列部40的高度大体一致。
第四总集合管80的内部结构与图6所示的第二总集合管60相同。也就是说,如图4所示,第四总集合管80的内部空间由主隔板81上下隔开。位于主隔板81的上侧的空间为与下风主热交换区域45相对应的下风上侧空间82。位于主隔板81的下侧的空间为与下风辅助热交换区域47相对应的下风下侧空间83。
下风上侧空间82由上下等间隔排列的五块隔板84划分出六个下风主连接空间85。上述六个下风主连接空间85分别与六个下风主热交换部46一一对应。例如六根扁平管41的第一下风管部41a分别与下风主连接空间85连通。
下风下侧空间83由上下等间隔排列的五块隔板86划分出六个下风辅助连接空间87。上述六个下风辅助连接空间87分别与六个下风辅助热交换部48一一对应。例如两根扁平管41的各个第四下风管部41d分别与各个下风辅助连接空间87连通。
六根下风连接管88与第四总集合管80相连。下风连接管88将下风列部40的下风主热交换区域45的扁平管41的端部与下风辅助热交换区域47的扁平管41的端部连接起来。
具体而言,第一下风连接管88将最上级下风辅助连接空间87与最下级下风主连接空间85连接起来,第二下风连接管88将自上算起的第二级下风辅助连接空间87与自下算起的第二级下风主连接空间85连接起来,第三下风连接管88将自上算起的第三级下风辅助连接空间87与自下算起的第三级下风主连接空间85连接起来。第四下风连接管88将自上算起的第四级下风辅助连接空间87与自下算起的第四级下风主连接空间85连接起来,第五下风连接管88将自上算起的第五级下风辅助连接空间87与自下算起的第五级下风主连接空间85连接起来,第六下风连接管88将最下级下风辅助连接空间87与最上级下风主连接空间85连接起来。
〔第一分流单元〕
如图2和图3所示,第一分流单元91安装在第一总集合管50上。第一分流单元91具有圆筒部91a、六根液侧连接管91b以及一根第一主液管91c。
圆筒部91a形成为比第一总集合管50低的圆筒状,并且该圆筒部91a沿着第一总集合管50的下部直立起来。六根液侧连接管91b上下排列着与圆筒部91a相连。各根液侧连接管91b的根数与上风辅助连接空间67的数量相等(在本示例中为六根)。各根液侧连接管91b分别与各个上风辅助连接空间67连通。第一主液管91c的一端与圆筒部91a的下部相连。第一主液管91c与各根液侧连接管91b经由圆筒部91a的内部空间相连通。
〔第二分流单元〕
如图2和图4所示,第二分流单元92安装在第三总集合管70上。第二分流单元92具有圆筒部92a、六根液侧连接管92b以及一根第二主液管92c。
圆筒部92a形成为比第三总集合管70低的圆筒状,并且该圆筒部92a沿着第三总集合管70的下部直立起来。六根液侧连接管92b上下排列着与圆筒部92a相连。各根液侧连接管92b的根数与下风辅助空间75的数量相等(在本示例中为六根)。各根液侧连接管92b分别与各个下风辅助空间75连通。第二主液管92c的一端与圆筒部92a的下部相连。第二主液管92c与各根液侧连接管92b经由圆筒部92a的内部空间相连通。
〔液体支管〕
如图2示意所示的那样,液体支管28与第一分流单元91的第一主液管91c和第二分流单元92的第二主液管92c相连。液体支管28一分为二,与各个分流单元91、92及各个辅助空间55、75连通。也就是说,液体支管28分支后与上风列部30的各根扁平管31的另一端部(第一上风管部31a)和下风列部40的各根扁平管41的另一端部(第一下风管部41a)相连通。
〔气体支管〕
如图2示意所示的那样,气体支管29与上风列部30的第一主气管52a和下风列部40的第二主气管72a相连。气体支管29一分为二,与上风上侧空间52及下风上侧空间72连通。也就是说,气体支管29分支后与上风列部30的另一端部(第一上风管部31a)和下风列部40的另一端部(第一下风管部41a)相连通。
-制冷剂在室外热交换器中的流动情况-
室外热交换器23构成为:当作为冷凝器及蒸发器发挥作用之际,上风列部30的各根扁平管31中的制冷剂与下风列部40的各根扁平管41中的制冷剂并列地流动。具体而言,作为冷凝器及蒸发器发挥作用的室外热交换器23构成为:制冷剂在上风列部30的上风主热交换区域35的扁平管31和下风列部40的下风主热交换区域45的扁平管41中并列地流动,并且制冷剂在上风列部30的下风辅助热交换区域47的扁平管31和下风列部40的下风辅助热交换区域47的扁平管41中并列地流动。也就是说,作为冷凝器及蒸发器发挥作用的室外热交换器23构成为:在上风主热交换区域35的上风制冷剂流路群C1中流动的制冷剂与在下风主热交换区域45的下风制冷剂流路群C2中流动的制冷剂相互并列地流动。
进而,室外热交换器23构成为:当作为冷凝器及蒸发器发挥作用之际,在上风列部30的各根扁平管31中流动的制冷剂与在下风列部40的各根扁平管41中流动的制冷剂的方向彼此相同。具体而言,作为冷凝器及蒸发器发挥作用的室外热交换器23构成为:制冷剂在上风列部30的上风主热交换区域35的扁平管31和下风列部40的下风辅助热交换区域47的扁平管41中朝彼此相同的方向流动。也就是说,作为冷凝器及蒸发器发挥作用的室外热交换器23构成为:在上风主热交换区域35的上风制冷剂流路群C1中流动的制冷剂与在下风主热交换区域45的下风制冷剂流路群C2中流动的制冷剂朝彼此相同的方向流动。
〔当为冷凝器时制冷剂的流动情况〕
在空调机10进行制冷运转的过程中,室内热交换器25作为蒸发器发挥作用,室外热交换器23作为冷凝器发挥作用。在此,对在进行制冷运转的过程中制冷剂在室外热交换器23中的流动情况加以说明。
就室外热交换器23而言,从压缩机21喷出的气态制冷剂流入气体支管29后,再朝第一主气管52a和第二主气管72a分流。
如图3所示,已被供到第一主气管52a的制冷剂流入第一总集合管50的上风上侧空间52后,被分配给各个上风主热交换部36。通过各个上风主热交换部36的各根扁平管31的各个上风制冷剂流路群C1的各制冷剂不断朝空气放热而冷凝。然后,各制冷剂被供向第二总集合管60的各个上风主连接空间65后,流入各根上风连接管68。在各根上风连接管68中流动的各制冷剂被供向第二总集合管60的各个上风辅助连接空间67后,被分配给各个上风辅助热交换部38。通过各个上风辅助热交换部38的各根扁平管31的各个上风制冷剂流路群C1的各制冷剂朝空气进一步放热而冷凝,从而成为过冷却状态(即,液体单相状态)。
已成为过冷却状态的液态制冷剂被供向第一总集合管50的各个上风辅助空间55后,在第一分流单元91中汇合,然后在第一主液管91c中流动。
如图4所示,已被供到第二主气管72a的制冷剂流入第三总集合管70的下风上侧空间72后,被分配给下风主热交换部46。通过各个下风主热交换部46的各根扁平管41的各个下风制冷剂流路群C2的各制冷剂不断朝空气放热而冷凝。然后,各制冷剂被供向第四总集合管80的各个下风主连接空间85后,流入各根下风连接管88。在各根下风连接管88中流动的各制冷剂被供向第四总集合管80的各个下风辅助连接空间87后,被分配给各个下风辅助热交换部48。通过各个下风辅助热交换部48的各根扁平管41的各个下风制冷剂流路群C2的各制冷剂朝空气进一步放热而冷凝,从而成为过冷却状态(即,液体单相状态)。
已成为过冷却状态的液态制冷剂被供向第三总集合管70的各个下风辅助空间75后,在第二分流单元92中汇合,然后在第二主液管92c中流动。
流经第一主液管91c的制冷剂和流经第二主液管92c的制冷剂在液体支管28中汇合后,被送往液侧连接管道13。
〔当为冷凝器时制冷剂和空气的温度变化〕
在图11中示出了在作为冷凝器发挥作用的室外热交换器23中空气和制冷剂的温度变化之一例。
70℃的过热状态的气态制冷剂流入上风主热交换区域35的扁平管31中。该制冷剂在上风主热交换区域35的扁平管31的上风制冷剂流路群C1的中途成为50℃的饱和状态的气态制冷剂,然后逐渐冷凝。从上风主热交换区域35中流出来的制冷剂流入上风辅助热交换区域37的扁平管31中。该制冷剂在上风辅助热交换区域37的扁平管31的上风制冷剂流路群C1中成为液体单相状态的饱和制冷剂(饱和温度为50℃),然后进一步放热而成为过冷却状态(例如42℃)。
70℃的过热状态的气态制冷剂流入下风主热交换区域45的扁平管41中。该制冷剂在下风主热交换区域45的扁平管41的下风制冷剂流路群C2的中途成为50℃的饱和状态的气态制冷剂,然后逐渐冷凝。从下风主热交换区域45中流出来的制冷剂流入下风辅助热交换区域47的扁平管41中。该制冷剂在下风辅助热交换区域47的扁平管41的下风制冷剂流路群C2中成为液体单相状态的饱和制冷剂(饱和温度为50℃),然后进一步放热而成为过冷却状态(例如47℃)。
另一方面,例如35℃的空气流入上风主热交换区域35和下风辅助热交换区域37中。已在上风主热交换区域35被加热到45℃的空气流入下风主热交换区域45,当通过上风辅助热交换区域37时被加热到40℃的空气流入下风辅助热交换区域47。
这样一来,当室外热交换器23作为冷凝器发挥作用时,在整个室外热交换器23中制冷剂的温度比空气的温度高,从而能够确保制冷剂朝空气释放的热量(即,制冷剂的放热量)。
〔当为蒸发器时制冷剂的流动情况〕
在空调机10进行制热运转的过程中,室内热交换器25作为冷凝器发挥作用,室外热交换器23作为蒸发器发挥作用。在此,对在进行制热运转的过程中制冷剂在室外热交换器23中的流动情况加以说明。
通过膨胀阀24之际膨胀而成为气液两相状态的制冷剂通过管道17被供向室外热交换器23。该制冷剂流入液体支管28后,再朝第一主液管91c和第二主液管92c分流。
如图12所示,已被供到第一分流单元91的制冷剂朝各根液侧连接管91b分流后,从第一总集合管50的各个上风辅助空间55被分配给各个上风辅助热交换部38。通过各个上风辅助热交换部38的各根扁平管31的各个上风制冷剂流路群C1的各制冷剂不断从空气中吸热而蒸发。然后,各制冷剂被供向第二总集合管60的各个上风辅助连接空间67后,流入各根上风连接管68。在各根上风连接管68中流动的各制冷剂被供向第二总集合管60的各个上风主连接空间65后,被分配给各个上风主热交换部36。通过各个上风主热交换部36的各根扁平管31的各个上风制冷剂流路群C1的各制冷剂从空气中进一步吸热而蒸发,从而成为过热状态(即,气体单相状态)。
已成为过热状态的气态制冷剂在第一总集合管50的上风上侧空间52中汇合,然后被从第一主气管52a送往气侧连接管道14。
如图13所示,已被供到第二分流单元92的制冷剂朝各根液侧连接管92b分流后,从第三总集合管70的各个下风辅助空间75被分配给各个下风辅助热交换部48。通过各个下风辅助热交换部48的各根扁平管41的各个下风制冷剂流路群C2的各制冷剂不断从空气中吸热而蒸发。然后,各制冷剂被供向第四总集合管80的各个下风辅助连接空间87后,流入各根下风连接管88。在各根下风连接管88中流动的各制冷剂被供向第四总集合管80的各个下风主连接空间85后,被分配给各个下风主热交换部46。通过各个下风主热交换部46的各根扁平管41的各个下风制冷剂流路群C2的各制冷剂从空气中进一步吸热而蒸发,从而成为过热状态(即,气体单相状态)。
已成为过热状态的气态制冷剂在第三总集合管70的下风上侧空间72中汇合,然后在第二主气管72a中流动。
流经第一主气管52a的制冷剂和流经第二主气管72a的制冷剂在气体支管29中汇合后,被送往气侧连接管道14。
〔当为蒸发器时制冷剂和空气的温度变化〕
边参照图14,边对在作为蒸发器发挥作用的室外热交换器23中空气和制冷剂的温度变化之一例进行说明。
饱和温度1.5℃的气液两相状态的制冷剂流入上风辅助热交换区域37的扁平管31中。在上风辅助热交换区域37的扁平管31中,由于制冷剂通过上风制冷剂流路群C1时的压力损失而导致制冷剂的饱和温度逐渐下降到大约0.5℃。
从上风辅助热交换区域37中流出来的气液两相状态的制冷剂流入上风主热交换区域35的扁平管31中。在上风主热交换区域35的扁平管31中,由于制冷剂通过上风制冷剂流路群C1时的压力损失而导致制冷剂的饱和温度进一步下降(例如0℃)。该制冷剂在上风主热交换区域35的扁平管31的中途成为气体单相状态,该制冷剂的温度上升到1℃后,再从上风主热交换区域35的扁平管31中流出去。
饱和温度1.5℃的气液两相状态的制冷剂流入下风辅助热交换区域47的扁平管41中。在下风辅助热交换区域47的扁平管41中,由于制冷剂通过下风制冷剂流路群C2时的压力损失而导致制冷剂的饱和温度逐渐下降到大约0.5℃。
饱和温度1.5℃的气液两相状态的制冷剂流入下风辅助热交换区域47的扁平管41中。在下风辅助热交换区域47的扁平管41中,由于制冷剂通过下风制冷剂流路群C2时的压力损失而导致制冷剂的饱和温度逐渐下降到大约0.5℃。
从下风辅助热交换区域47中流出来的气液两相状态的制冷剂流入下风主热交换区域45的扁平管41。在下风主热交换区域45的扁平管41中,由于制冷剂通过下风制冷剂流路群C2时的压力损失而导致制冷剂的饱和温度进一步下降(例如大约0℃)。该制冷剂在下风主热交换区域45的扁平管41的中途成为气体单相状态,该制冷剂的温度上升到1℃后,再从下风主热交换区域45的扁平管41中流出去。
另一方面,例如7℃的空气流入上风辅助热交换区域37和上风主热交换区域35中。此外,当通过上风辅助热交换区域37时被冷却到3℃的空气流入下风辅助热交换区域47中,当通过上风主热交换区域35时被冷却到2℃的空气流入下风主热交换区域45中。
这样一来,当室外热交换器23作为蒸发器发挥作用时,在整个室外热交换器23中制冷剂的温度比空气的温度低,从而能够确保制冷剂从空气中吸收的热量(即,制冷剂的吸热量)。
〔降低压力损失的效果〕
如上所述,在本实施方式中,当室外热交换器23作为冷凝器发挥作用时以及当其作为蒸发器发挥作用时,制冷剂都在上风制冷剂流路群C1和下风制冷剂流路群C2中并列地流动。
在例如制冷剂依次流经两个制冷剂流路群C1、C2的结构(比较例)下,在各根扁平管31、41中流动的制冷剂的流速为本实施方式的两倍,并且制冷剂流路C的全长亦为本实施方式的两倍。制冷剂流路C中的压力损失与制冷剂的流速的平方成正比,并且与制冷剂流路C的全长成正比。因此,比较例的制冷剂流路C的压力损失为本实施方式的大约8倍(=2×22)。也就是说,在本实施方式中,通过让制冷剂分别在上风列部30的制冷剂流路群C1和下风列部40的制冷剂流路群C2中并列流动,从而与比较例相比能够使制冷剂流路C的压力损失下降到1/8。
若能够如上所述的那样降低制冷剂的压力损失,就能够防止在例如作为蒸发器的室外热交换器23中制冷剂的压力下降。也就是说,在作为蒸发器的室外热交换器23中,由于能够使因压力损失而导致制冷剂压力下降的下降量减小,因而能够减小室外热交换器23的入口与出口的压力差(即,压缩机21的吸入压力与室外热交换器23的流入制冷剂的压力之差)。其结果是,当将压缩机21的吸入压力设为规定值时,与比较例相比能够减小流入室外热交换器23的制冷剂的蒸发压力,进而能够降低蒸发温度。由此,在室外热交换器23中,能够增大在上风列部30的制冷剂流路群C1中流动的制冷剂和通过上风列部30的空气的温度差,从而能够提高室外热交换器23的蒸发能力。
-第一实施方式的效果-
在第一实施方式中,能够发挥下述作用及效果。
由于使制冷剂在各个列部30、40的扁平管31、41中并列地流动,因而能够大幅度降低在各根扁平管31、41的制冷剂流路C中流动的制冷剂的压力损失。其结果是,能够抑制由于压力损失增大而导致所需动力增加,同时能够获得所希望的热交换效率。
因为没有必要在宽度方向上加长扁平管31、41,所以各个列部30、40的扁平管31、41的弯曲加工亦很容易。由此,折弯各个列部30、40的扁平管31、41就能够制造四面式热交换器,从而能够谋求热交换器的紧凑化。
如图2所示,能够紧凑地布置用以使制冷剂在各个列部30、40中并列流动的液体支管28、气体支管29。由此,能够谋求管道布置空间的紧凑化、或者能够谋求管道安装的简单化。
此外,由于各根扁平管31、41的宽度缩短,因而能够降低各个列部30、40的扁平管31、41之间的通风阻力,从而能够抑制传热系数降低。进而,由于扁平管31、41的宽度变窄,因而能够防止结露水停留在扁平管31、41的上侧。其结果是,能够防止在扁平管31、41的表面产生结霜。
《第二实施方式》
第二实施方式的空调机10与第一实施方式的不同之处在于:室外热交换器23的结构不同。在第二实施方式的室外热交换器23中,上风列部30的结构与第一实施方式相同。在下文中,参照图15至图20对与第一实施方式的不同之处进行说明。
在第二实施方式中,第三总集合管70立着设置在下风列部40的第四侧面部23d侧的一端部附近。第四总集合管80立着设置在下风列部40的第一侧面部23a侧的另一端部附近。也就是说,在第二实施方式中,第三总集合管70和第四总集合管80在扁平管31、41的长度方向上的位置关系与第一实施方式完全相反。与第一实施方式相同,第二分流单元92立着设置在第三总集合管70的附近。
第一主气管52a及第二主气管72a经由支管(省简图示)与气侧连接管道14连通。第一主液管91c及第二主液管92c经由支管(省简图示)与液侧连接管道13连通。
-制冷剂在室外热交换器中的流动情况-
如图16至图19所示,室外热交换器23构成为:当作为冷凝器及蒸发器发挥作用之际,上风列部30的各根扁平管31中的制冷剂与下风列部40的各根扁平管41中的制冷剂并列地流动。具体而言,作为冷凝器及蒸发器发挥作用的室外热交换器23构成为:制冷剂在上风列部30的上风主热交换区域35的扁平管31和下风列部40的下风主热交换区域45的扁平管41中并列地流动,并且制冷剂在上风列部30的上风辅助热交换区域37的扁平管31和下风列部40的下风辅助热交换区域47的扁平管41中并列地流动。也就是说,作为冷凝器及蒸发器发挥作用的室外热交换器23构成为:在上风主热交换区域35的上风制冷剂流路群C1中流动的制冷剂与在下风主热交换区域45的下风制冷剂流路群C2中流动的制冷剂相互并列地流动。
进而,室外热交换器23构成为:当作为冷凝器及蒸发器发挥作用之际,在上风列部30的各根扁平管31中流动的制冷剂与在下风列部40的各根扁平管41中流动的制冷剂的方向互为相反。具体而言,作为冷凝器及蒸发器发挥作用的室外热交换器23构成为:制冷剂在上风列部30的上风主热交换区域35的扁平管31和下风列部40的下风辅助热交换区域47的扁平管41中朝互为相反的方向流动。也就是说,作为冷凝器及蒸发器发挥作用的室外热交换器23构成为:在上风主热交换区域35的上风制冷剂流路群C1中流动的制冷剂与在下风主热交换区域45的下风制冷剂流路群C2中流动的制冷剂朝互为相反的方向流动。
〔当为冷凝器时〕
在空调机10进行制冷运转的过程中,室内热交换器25作为蒸发器发挥作用,室外热交换器23作为冷凝器发挥作用。在此,对在进行制冷运转的过程中制冷剂在室外热交换器23中的流动情况加以说明。
从压缩机21喷出的气态制冷剂通过管道18被供向室外热交换器23。该制冷剂从管道18朝第一主气管52a和第二主气管82a分流。
如图16所示,已被供到第一主气管52a的制冷剂流入第一总集合管50的上风上侧空间52后,被分配给各个上风主热交换部36。通过各个上风主热交换部36的各根扁平管31的各个上风制冷剂流路群C1的各制冷剂不断朝空气放热而冷凝。然后,各制冷剂被供向第二总集合管60的各个上风主连接空间65后,流入各根上风连接管68。在各根上风连接管68中流动的各制冷剂被供向第二总集合管60的各个上风辅助连接空间67后,被分配给各个上风辅助热交换部38。通过各个上风辅助热交换部38的各根扁平管31的各个上风制冷剂流路群C1的各制冷剂朝空气进一步放热而冷凝,从而成为过冷却状态(即,液体单相状态)。
已成为过冷却状态的液态制冷剂被供向第一总集合管50的各个上风辅助空间55后,在第一分流单元91中汇合,然后被从第一主液管91c送往液侧连接管道13。
如图17所示,已被从管道18供到第二主气管72a的制冷剂流入第三总集合管70的下风上侧空间72后,被分配给下风主热交换部46。通过各个下风主热交换部46的各根扁平管41的各个下风制冷剂流路群C2的各制冷剂不断朝空气放热而冷凝。然后,各制冷剂被供向第四总集合管80的各个下风主连接空间85后,流入各根下风连接管88。在各根下风连接管88中流动的各制冷剂被供向第四总集合管80的各个下风辅助连接空间87后,被分配给各个下风辅助热交换部48。通过各个下风辅助热交换部48的各根扁平管41的各个下风制冷剂流路群C2的各制冷剂朝空气进一步放热而冷凝,从而成为过冷却状态(即,液体单相状态)。
已成为过冷却状态的液态制冷剂被供向第三总集合管70的各个下风辅助空间75后,在第二分流单元92中汇合,然后与从第一分流单元91流出来的制冷剂一起被送往液侧连接管道13。
〔当为蒸发器时〕
在空调机10进行制热运转的过程中,室内热交换器25作为冷凝器发挥作用,室外热交换器23作为蒸发器发挥作用。在此,对在进行制热运转的过程中制冷剂在室外热交换器23中的流动情况加以说明。
通过膨胀阀24之际膨胀而成为气液两相状态的制冷剂通过管道17被供向室外热交换器23。该制冷剂从管道17朝第一分流单元91和第二分流单元92分流。
如图18所示,已被供到第一分流单元91的制冷剂朝各根液侧连接管91b分流后,从第一总集合管50的各个上风辅助空间55被分配给各个上风辅助热交换部38。通过各个上风辅助热交换部38的各根扁平管31的各个上风制冷剂流路群C1的各制冷剂不断从空气中吸热而蒸发。然后,各制冷剂被供向第二总集合管60的各个上风辅助连接空间67后,流入各根上风连接管68。在各根上风连接管68中流动的各制冷剂被供向第二总集合管60的各个上风主连接空间65后,被分配给各个上风主热交换部36。通过各个上风主热交换部36的各根扁平管31的各个上风制冷剂流路群C1的各制冷剂从空气中进一步吸热而蒸发,从而成为过热状态(即,气体单相状态)。
已成为过热状态的气态制冷剂在第一总集合管50的上风上侧空间52中汇合,然后被从第一主气管52a送往气侧连接管道14。
如图19所示,已被供到第二分流单元92的制冷剂朝各根液侧连接管92b分流后,从第三总集合管70的各个下风辅助空间75被分配给各个下风辅助热交换部48。通过各个下风辅助热交换部48的各根扁平管41的各个下风制冷剂流路群C2的各制冷剂不断从空气中吸热而蒸发。然后,各制冷剂被供向第四总集合管80的各个下风辅助连接空间87后,流入各根下风连接管88。在各根下风连接管88中流动的各制冷剂被供向第四总集合管80的各个下风主连接空间85后,被分配给各个下风主热交换部46。通过各个下风主热交换部46的各根扁平管41的各个下风制冷剂流路群C2的各制冷剂从空气中进一步吸热而蒸发,从而成为过热状态(即,气体单相状态)。
已成为过热状态的气态制冷剂在第三总集合管70的下风上侧空间72中汇合,然后与从第一主气管52a流出来的制冷剂一起被送往气侧连接管道14。
〈关于抑制空气偏流的对策〉
当室外热交换器23作为蒸发器发挥作用之际,在现有结构下,存在流经室外热交换器23的空气容易偏流的问题。具体而言,假设在室外热交换器23中在两个列部30、40分别形成了制冷剂流路群C1、C2,并使制冷剂在上述制冷剂流路群C1、C2中并列地流动。在此,在各个制冷剂流路群C1、C2中,气液两相状态的制冷剂被用于冷却空气。由此,空气中的水分得以冷凝,有时会在扁平管31、41、翅片32、42的表面上结霜。
另一方面,若在各个制冷剂流路群C1、C2中气液两相状态的制冷剂进一步蒸发,就会成为过热状态而使得温度上升。因此,在各根扁平管31、41的供过热状态的制冷剂流经的部分,空气中的水分难以结露,从而在各根扁平管31、41、各个翅片32、42的表面也几乎不会结霜。
基于上述理由,若相邻制冷剂流路群C1、C2的供液态或气液两相状态的制冷剂流经的部分、和相邻制冷剂流路群C1、C2的供过热状态的制冷剂流经的部分分别在空气通过方向上重叠,就会出现在室外热交换器23中流动的空气容易产生偏流的问题。
具体而言,若相邻制冷剂流路群C1、C2的例如供液态或气液两相状态的制冷剂流经的部分在空气通过方向上重叠,则在对应该部分的各根扁平管31、41及各个翅片32、42的表面就容易如上述那样产生结霜。特别是,因为在扁平管31、41的表面产生结露而析出的水分容易积存在其表面,所以结霜量有增大的倾向。在这样的状态下,由于在上风列部30和下风列部40这两个列部的扁平管31、41、翅片32、42上连续产生结霜,因而上述部分的通风阻力就容易变大。
另一方面,若相邻制冷剂流路群C1、C2的供过热状态的制冷剂流经的部分在空气通过方向上重叠,则在对应该部分的各根扁平管31、41及各个翅片32、42的表面几乎没有产生结霜。因此,在这样的状态下,与两列重叠的过热区域相对应的部分的通风阻力要比其它部分小,因而就会出现空气容易朝该部分产生偏流的问题。
这样一来,若空气产生偏流,就无法将整个室外热交换器23的扁平管31、41及翅片32、42有效地用于制冷剂与空气之间的传热,从而会招致热交换效率下降。因此,在本实施方式中,为了防止上述那样的空气偏流,而不使各个列部30、40的过热区域S1、S2在空气通过方向上重叠。
也就是说,如图19至图21所示,在室外热交换器23中,如上述那样,在上风制冷剂流路群C1中流动的制冷剂与在下风制冷剂流路群C2中流动的制冷剂的方向互为相反。由此,上风列部30的过热区域S1形成在扁平管31的第一上风管部31a的端部附近,下风列部40的过热区域S2形成在扁平管41的第四下风管部41d的端部附近。也就是说,过热区域S1和过热区域S2在各根扁平管31、41的长度方向上位于相距最远的位置上。因此,能够可靠地防止过热区域S1和过热区域S2在空气通过方向上重叠,进而能够防止上述那样的空气偏流。
就室外热交换器23而言,为了不让过热区域S1和过热区域S2在空气通过方向上重叠,对扁平管31、41的根数、扁平管31、41的尺寸、各条制冷剂流路C的数量、各条制冷剂流路C的尺寸、制冷剂循环量、以及空气的风量等各种参数进行了设计。
-第二实施方式的效果-
在第二实施方式中,也能够按照与第一实施方式相同的方法降低制冷剂的压力损失。
如图18至图20所示,能够防止当室外热交换器23作为蒸发器发挥作用时制冷剂的过热区域S1、S2重叠。由此,能够抑制空气光朝过热区域S1、S2偏流。其结果是,即使在过热区域S1、S2以外的部分的扁平管31、41、翅片32、42的表面上产生了结霜,也容易让空气在热交换器的整个区域内均匀地流动,从而能够谋求提高热交换效率,进而能够谋求提高蒸发性能。
(其它实施方式)
在本公开的各种实施方式中也可以采用如下结构。
就室外热交换器23而言,相邻的总集合管50、70和相邻的总集合管60、80分别都是由独立的管构成的,不过也可以构成为:使上述中的至少一组总集合管实现一体化,并将其内部空间划分成两列。
就室外热交换器23而言,使两列扁平管31、41中的各个制冷剂流路群C1、C2的相邻过热区域S1、S2不相互重叠,不过也可以是这样的,即:在例如三列以上的制冷剂流路群C1、C2中,使相邻的过热区域不相互重叠。
室外热交换器23也可以构成为:去掉辅助热交换区域37、47。
本公开的热交换器为室外热交换器23。不过,也可以将本公开的热交换器用作室内热交换器25。在这种情况下,室内热交换器25优选为例如安装在天花板埋入型室内机组或天花板悬挂型室内机组中的四面式热交换器。此外,室外热交换器23及室内热交换器25未必一定是四面式热交换器,也可以是三面以下的热交换器。
例如如图7所示,本公开的热交换器构成为:以与上风列部30和下风列部40相对应的方式,分别在上风侧和下风侧设置了独立的翅片32、42。不过,也可以例如如图21所示的那样,在空气通过方向上将扁平管31、41布置成两列,使上风侧翅片32、下风侧翅片42以从上风列部30一直设置到下风列部40的方式实现一体化。
本公开的热交换器的翅片32、42构成为:在上风侧缘部形成了管插入部32b、42b,并将扁平管31、41插入到该管插入部32b、42b中。不过,热交换器也可以构成为:在翅片32、42的下风侧缘部形成管插入部,并将扁平管31、41插入到该管插入部中。此外,就本公开的翅片32、42而言,作为传热促进部形成了百叶窗32c、42c,不过也可以将使翅片32、42沿厚度方向鼓起而形成的鼓起部(凸部)、狭缝等作为传热促进部。
上述实施方式的两个列部30、40也可以具有互不相同的结构。也就是说,例如双列扁平管31、41也可以构成为:使各根扁平管31、41的宽度、各根扁平管31、41在其厚度方向(上下方向)上的间隔、各根扁平管31、41中的制冷剂流路C的流路面积、各根扁平管31、41中的制冷剂流路C的数量等互不相同。此外,双列翅片32、42也可以构成为:使翅片32、42的宽度(空气通过方向上的长度)、翅片32、42在其厚度方向上的间距(间隔)、翅片32、42的形状等互不相同。
本公开的空调机也可以构成为:对应多个列部30、40各设置了一个制冷剂调节阀。也就是说,通过分别调节上述制冷剂调节阀各自的开度,从而能够分别调节并列流入各个列部30、40中的制冷剂量。
-产业实用性-
综上所述,本发明对于热交换器及空调机是很有用的。
-符号说明-
10 空调机
23 室外热交换器(热交换器)
28 液体支管
29 气体支管
30 上风列部(列部)
31 扁平管
32 翅片
33a 第一弯曲部(弯曲部)
33b 第二弯曲部(弯曲部)
33c 第三弯曲部(弯曲部)
40 下风列部(列部)
41 扁平管
42 翅片
68 上风连接管
88 下风连接管
C 制冷剂流路
S1 过热区域
S2 过热区域

Claims (2)

1.一种热交换器,其包括多根扁平管(31、41)和翅片(32、42),多根所述扁平管(31、41)相互平行而设,在多根所述扁平管(31、41)中分别形成有多条制冷剂流路(C),所述翅片(32、42)与所述扁平管(31、41)相接合,所述热交换器构成为使在所述制冷剂流路(C)中流动的制冷剂与空气进行热交换,所述热交换器的特征在于:
具有多根所述扁平管(31、41)的多个列部(30、40)沿着空气通过方向排列,
多个所述列部(30、40)构成为:制冷剂在多个所述列部(30、40)中彼此并列地流动,
多个所述列部(30、40)的扁平管(31、41)分别具有一个以上的弯曲部(33a、33b、33c),所述弯曲部(33a、33b、33c)是以在空气通过方向上相邻的该列部(30、40)的扁平管(31、41)相互沿着彼此伸长的方式沿该扁平管(31、41)的宽度方向弯曲而形成的,
在所述翅片上,在与所述热交换器的外侧对应的外缘形成有供扁平管贯穿插入的贯穿插入部,
在各个所述列部(30、40)形成有:与沿着该列部(30、40)的扁平管(31、41)的排列方向排列的多根扁平管(31、41)相对应的主热交换区域(35、45)、和与扁平管(31、41)的数量比该主热交换区域(35、45)少的扁平管(31、41)相对应的辅助热交换区域(37、47),
多个所述列部(30、40)构成为:在空气通过方向上相邻的多个主热交换区域(35、45)中制冷剂彼此并列地流动,并且在空气通过方向上相邻的多个辅助热交换区域(37、47)中制冷剂彼此并列地流动,
多个列部(30、40)构成为:在空气通过方向上相邻的列部(30、40)的各个主热交换区域(35、45)及各个辅助热交换区域(37、47)的扁平管(31、41)内的制冷剂的流动方向彼此相同,
所述热交换器具有:
气体支管(29),其分支后与各个所述列部(30、40)的各个所述主热交换区域(35、45)的各根扁平管(31、41)的一端部连通;
液体支管(28),其分支后与各个所述列部(30、40)的各个所述辅助热交换区域(37、47)的各根扁平管(31、41)的所述气体支管(29)侧的一端部连通;以及
连接管(68、88),所述连接管(68、88)使各个所述列部(30、40)的各个主热交换区域(35、45)的各根扁平管(31、41)的另一端部与各个所述列部(30、40)的各个辅助热交换区域(37、47)的各根扁平管(31、41)的另一端部相连通。
2.一种空调机,其特征在于:
所述空调机包括制冷剂回路(20),在所述制冷剂回路(20)中设置有权利要求1所述的热交换器(23),并进行制冷循环,
所述空调机构成为:切换着进行所述热交换器(23)作为蒸发器发挥作用的运转、和所述热交换器(23)作为冷凝器发挥作用的运转。
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