CN110168294A - 空调机的室外换热器以及具备该室外换热器的空调机 - Google Patents

Abstract

本发明提供室外换热器，多个传热管(22)以如下方式与集管(23a、23b)连接：在制冷剂从入口侧的集管(23a)通过多个传热管(22)并朝向出口侧的集管(23b)时，制冷剂在多个传热管(22)内并列地流通并朝向出口侧的集管(23b)，在制冷剂从出口侧的集管(23b)通过多个传热管(22)并返回入口侧的集管(23a)时，制冷剂在与从入口侧的集管(23a)朝向出口侧的集管(23b)时流通的传热管(22)相邻的传热管(22)内流通，并返回入口侧的集管(23a)。

Description

空调机的室外换热器以及具备该室外换热器的空调机

技术领域

本发明涉及空调机的室外换热器以及具备该室外换热器的空调机。

背景技术

在构成空调机的换热机中，期望较高的换热效率。因此，作为提高换热效率的技术，公知专利文献1所记载的技术。专利文献1中记载有以下内容：在室外换热器中，上风主换热区域具备上风主列部，下风主换热区域具备下风主列部，上风辅助换热区域具备上风辅助列部，下风辅助换热区域具备下风辅助列部。并且，记载有以下内容：各主列部和各辅助列部分别由多个扁平管构成。另外，在作为蒸发器发挥功能的换热器中，制冷剂依次流过上风辅助列部、下风辅助列部、下风主列部、上风主列部。另一方面，在作为冷凝器发挥功能的换热器中，制冷剂依次流过上风主列部、下风主列部、下风辅助列部、上风辅助列部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-78830号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1所记载的空调机的室外换热器中，制冷剂的流路复杂，外置的配管变多。由此，导致换热器的高成本化。并且，由于外置的配管变多，所以钎焊的部位变多，容易产生制冷剂泄漏。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，本发明所要解决的课题在于提供廉价地维持换热性能且提高了耐久性的空调机的室外换热器以及具备该室外换热器的空调机。

用于解决课题的方案

发明人为了解决上述课题而进行了专心研究。其结果，发现以下的见解而完成了本发明。即，本发明的主旨在于涉及一种空调机的室外换热器，具备：翅片；多个传热管，其与该翅片热连接，且截面形状扁平，并流通制冷剂；以及集管，其与该多个传热管的入口侧以及出口侧分别连接，上述室外换热器的特征在于，在上述入口侧的集管与上述出口侧的集管之间，制冷剂以在上述多个传热管内流通的方式流动，从而进行上述室外换热器的换热，且上述传热管分别具有多个流路，上述多个传热管以如下方式与上述入口侧以及出口侧的各个集管连接：在制冷剂从上述入口侧的集管通过上述多个传热管并朝向上述出口侧的集管时，制冷剂在上述多个传热管内并列地流通并朝向上述出口侧的集管，在制冷剂从上述出口侧的集管通过上述多个传热管并返回上述入口侧的集管时，制冷剂在与从上述入口侧的集管朝向上述出口侧的集管时流通的传热管相邻的传热管内流通，并返回上述入口侧的集管。以下，在用于实施发明的方式中说明其它解决方案。

发明的效果如下。

根据本发明，能够提供廉价地维持换热性能且提高了耐久性的空调机的室外换热器以及具备该室外换热器的空调机。

附图说明

图1是示出第一实施方式的空调机的制冷剂回路的系统图。

图2是示出第一实施方式的空调机的室外机的外观的分解立体图。

图3是示出第一实施方式的空调机的室外换热器的外观的图。

图4是示出在第一实施方式中将室外换热器作为蒸发器来运转时的室外换热器的制冷剂流路的图。

图5是示出在第一实施方式中将室外换热器作为冷凝器来运转时的室外换热器的制冷剂流路的图。

图6是示出在第二实施方式中将室外换热器作为冷凝器来运转时的室外换热器的制冷剂流路的图。

图7是示出第三实施方式中的室外换热器的翅片的形状的图。

图8是示出第四实施方式中的室外换热器的翅片的形状的图。

图9是示出第五实施方式中的室外换热器的整体的制冷剂流路的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对各图中共同的部分标注同一符号，并省略重复的说明。

(第一实施方式)

图1是示出第一实施方式的空调机100的制冷剂回路的系统图。如图1所示，空调机100由在热源侧设置于室外(非空气调节空间)的室外机1、和在利用侧设置于室内(空气调节空间)的室内机2构成，室外机1和室内机2通过制冷剂配管3连接。

对于空调机100的基本动作，分为制热运转、制冷运转进行说明。在制热运转的情况下，由压缩机4压缩后的气体状态的制冷剂经由四通阀5流向室内换热器8。而且，流进来的制冷剂利用由室内送风机10产生的气流与室内空气进行换热，从而从气体状态冷凝而变化成液体状态。变成液体状态后的制冷剂经由膨胀阀9流向室外换热器6。流进来的制冷剂利用由室外送风机7产生的气流来吸收室外空气的热进行换热，从而从液体状态蒸发而变成气体状态，并流向压缩机4。

在制冷运转的情况下，通过切换四通阀5，来使制冷剂的流动方向与制热运转相反。由压缩机4压缩后的气体状态的制冷剂经由四通阀5流入室外换热器6。流入后的制冷剂利用由室外送风机7产生的气流来向室外空气放射热进行换热，从而从气体状态冷凝而变化成液体状态。变成液体状态后的制冷剂经由膨胀阀9流向室内换热器8。流进来的制冷剂利用由室内送风机10产生的气流从室内空气吸收热并蒸发，从而变成气体状态并流向压缩机4。

图2是示出第一实施方式的空调机100的室外机1的外观的分解立体图。如图2所示，室外机1具备基体13a、正面板13b、顶板13c、左侧面板13d、以及右侧面板13e作为其箱体。上述部件例如由对钢板实施涂装的材料构成。

在室外机1的内部设置有室外换热器6、以及将室外机1的内部分成送风室和机械室的隔板12。其中，室外换热器6具备沿空气的流动方向配置于上风侧的室外换热器6a和沿空气的流动方向配置于下风侧的室外换热器6b这二者。

在隔板12的上部配置有电机箱11，电机箱11由隔板12支撑。在送风室配置有室外换热器6、室外送风机7、以及马达支撑件(图示省略)。在机械室配置有压缩机4(参照图1)、四通阀5(参照图1)、以及膨胀阀9(参照图1)。

室外的空气由室外送风机7从室外机1的背面侧吸入，并在通过室外换热器6后，从室外机1的正面板13b吹出。室外换热器6配置为以覆盖左侧面板13d内和室外机1的背面侧的方式从左侧面板13d内弯曲至室外机1的背面。

图3是示出第一实施方式的空调机100的室外换热器6a的外观的图。此外，由于构成室外换热器6的室外换热器6a与室外换热器6b的基本结构相同(详细内容参照图9在下文中进行说明)，所以以下主要示出室外换热器6a的例子来说明室外换热器6a、6b。

在室外换热器6a中，对翅片21插入截面形状扁平(同时参照图7)的传热管22，由此进行翅片21与传热管22的热连接。因此，在流通于传热管22的制冷剂与吸入至室外机1(参照图1)的空气之间进行换热。而且，在作为制冷剂的集合管的集管23、23内插入各传热管22。因此，通过成为制冷剂的入口侧的集管23(图4中的集管23a)向传热管22导入制冷剂，并且通过该传热管而流至成为制冷剂的出口侧的集管23(图4中的集管23b)。

通过使用截面形状扁平的传热管22，来减少从室外送风机7送风的方向观察时的传热管的投影面积。因此，减少运转时的通风阻力，减少室外送风机7所需的输入电力，提高空调机的性能。

此处，在室外换热器6a中，如上所述，集管23、23与传热管22连接。因此，制冷剂通过集管23向多个传热管22流入、从多个传热管22流出。此时，制冷剂不均等地向各传热管22分配，容易受到重力的影响的液体制冷剂容易流向在重力方向上位于下方的传热管22，难以受到重力的影响的气体制冷剂容易流向在重力方向上位于上方的传热管22。其结果，对于制冷剂的质量流量而言，在室外换热器6a的下部分较多，相反地，上部分的质量流量降低，从而室外换热器6a的上部分成为制冷剂容易过热的状态。而且，若室外换热器6a的上部分成为容易过热的状态，则位于室外换热器6a的上部分的传热管22内的制冷剂早早地气化，基本不进行换热，因而其结果，作为室外换热器6a的性能降低。

关于这一点，在上述的专利文献1所记载的技术中，为了抑制这样的制冷剂的偏差，使用分流器，并且插入隔板来将集管内分割成多个空间，从而防止制冷剂的偏差。然而，由于在该方法中使用较多的分配器以及分配配管，所以空调机的室外机内需要较大的空间，另外部件件数变多，因而有导致高成本的担忧。

因此，在本实施方式中，在室外换热器6a的内部，成为将制冷剂分割成多个流路且并行的流路，并且成为在其内部多次往返的流路，形成其去路和回路邻接的制冷剂流路。由此，以较少的部件件数来减少从集管23、23流向传热管22的制冷剂量的偏差。

图4是示出将室外换热器6a作为蒸发器来运转时的室外换热器6a的制冷剂流路的图。制冷剂流路分为冠以符号“A”的流路(流路A1L、A1R、A2L、A2R)和冠以符号“B”的流路(流路B1L、B1R、B2L、B2R)这两种流路。以下，将冠以符号“A”的流路称作“流路A”，并将冠以符号“B”的流路称作“流路B”。

而且，上述流路A、B在成对的集管23a、23b之间分别往返两次。流路A中成为第一次往返的去路的流路是流路A1L，成为回路的流路是流路A1R，流路B中成为第一次往返的去路的流路是流路B1L，成为回路的流路是流路B1R，流路A中成为第二次往返的去路的流路是流路A2L，成为回路的流路是流路A2R，流路B中成为第二次往返的去路的流路是流路B2L，成为回路的流路是流路B2R。

上述各流路通过并列地连接传热管22来构成。例如，在密度比气体制冷剂的密度小的液体制冷剂容易相对变多的最下方的流路B1L，并列地连接有两根传热管22。并且，例如在密度比液体制冷剂的密度小的气体制冷剂容易相对变多的最上方的流路A2R，并列地连接有六根传热管22。因此，在集管23a与集管23b之间，制冷剂在并列地连接的传热管22内流通并往返。

此外，在集管23a中，液体制冷剂的入口是配管30a、30b这两根。并且，气体制冷剂的出口是配管32a、32b这两根。并且，经由流路A1R到达集管23a的制冷剂通过配管31a朝向上方，并通过流路A2L再次朝向集管23b。另外，经由流路B1R到达集管23a的制冷剂通过配管31b朝向上方，并通过流路B2L再次朝向集管23b。

在室外换热器6a中，当制冷剂在相同的流路A、B内往返时，其去路和回路成为相邻的通路。例如，在液体制冷剂流动于流路B的情况下，通过液体配管60b流向流路B1L，而且流向流路B1R，但此时，流路B1L与流路B1R邻接，在流路B1L与流路B1R之间不夹有其它流路。流路A1L和流路A1R、流路B2L和流路B2R、流路A2L和流路A2R也相同。通过成为这样的结构，不在集管23b连接配管，减少在相同流路内并列的传热管22的个数，从而改善制冷剂的分配的偏差。

图5是示出将室外换热器6a作为冷凝器来运转时的室外换热器6a的制冷剂流路的图。图5示出图4所示的室外换热器6a不进行蒸发运转而进行冷凝运转时的制冷剂的流动，图4的制冷剂的流动方向全部相反。如图5所示，在冷凝运转时，当制冷剂在集管23a、23b内从去路向回路或者从回路向去路折回时，均成为制冷剂在重力方向上朝下流动之后折回的流路。这样，当室外换热器6a作为冷凝器进行运转时，即当制冷剂缓缓地向液体制冷剂变化时，制冷剂的流动在重力方向上朝下，从而防止液体制冷剂的偏差、滞留。

并且，当制冷剂从出口侧的集管23b向入口侧的集管23a返回时，制冷剂在与当从集管23a朝向集管23b时所流通的传热管22相邻的传热管22内流通，并向集管23a返回。这样，减少外部配管相对于出口侧的集管23b的钎焊部位，从而提高室外换热器6a的耐久性。

(第二实施方式)

在上述的第一实施方式中，有室外换热器6a的换热性能因传热管22彼此的导热而降低的可能性。例如，在图5的冷凝运转时的室外换热器6a的配管30a、30b(液体制冷剂配管)附近的传热管22、即流路A1L、B1L的流路流动的制冷剂基本是处于过冷却状态的情况。因此，邻接的流路A1R、B1R的制冷剂的温度比流动于流路A1L、B1L的制冷剂的温度高。由此，当流路A1L、B1L的制冷剂本应散热时相反受到流路A1R、B1R的制冷剂的影响，从而有相反吸热的可能性。在该情况下，室外换热器6a的传热性能降低，导致空调机100的性能降低。

因此，在第二实施方式中，在冷凝运转时的一部分制冷剂流路内，当制冷剂的流动在集管23a、23b内折回时，成为制冷剂在重力方向上朝上流动之后折回的流路。由此，当流路A、B的制冷剂最后向集管23b返回时，流路A与流路B(具体为流路A1L与流路B1L)邻接。由此，使制冷剂温度较近的流路A、B彼此邻接来防止过度的热的授受，防止室外换热器6a的换热性能的降低。

图6是示出在第二实施方式中将室外换热器6a作为冷凝器来运转时的室外换热器6a的制冷剂流路的图。此外，在第二实施方式中，室外换热器6a以外的结构与上述的第一实施方式相同，因而，以下以室外换热器6a的结构为中心进行说明。图6是将上述的图5的冷凝运转时的一部分的制冷剂流路作为在制冷剂的折回时在重力方向上朝上流动之后折回的流路的例子。

若与上述的图5所示的制冷剂流路比较，则流路B1L、B1R的位置上下相反。流路A1L、B1L的制冷剂均是第二次往返的回路，并且认为基本是相同的温度。因此，难以因流路A1L与流路B1L之间的导热而引起换热性能的降低。由此，可充分防止室外换热器6a的换热性能的降低。

(第三实施方式)

上述的第二实施方式是充分防止了室外换热器6a的换热性能的降低的实施方式。但是，依然有因空气与室外换热器6a接触的接触部位等的细微不同而流路A1L、B1L的制冷剂产生温差的情况，在该情况下，会产生换热性能的降低。因此，第三实施方式是考虑并改善了这一点的实施方式。

上述的图6中，作为有因传热管彼此的导热而引起换热性能的降低的可能性的部位，可以举出流路A2R与流路A2L之间、流路A2L与流路B2R之间、流路B2R与流路B2L之间、流路B2L与流路A1R之间、流路A1R与流路A1L之间、以及流路B1L与流路B1R之间合计六处。其中，成为过冷却状态的配管30a、30b附近的流路、即流路A1L、B1L容易受到来自各自邻接的流路A1R、B1R的导热的影响。

因此，在第三实施方式中，对有可能产生因导热引起的性能降低的部位的翅片进行了加工。例如，在翅片21加工出切缝，或者以大致水平平面切断翅片21。由此，防止因传热管22彼此的导热引起的换热性能的降低。

图7是示出第三实施方式中的室外换热器6a的翅片21的形状的图。图7所示的传热管22a、22b、22c、22d、22e分别是上述的传热管22的一部分。在传热管22a、22b、22c、22d、22e的内部分别形成成为制冷剂流通的空间的空间22a1、22b1、22c1、22d1、22e1。上述传热管22a、22b、22c、22d、22e中，传热管22a、22b、22c属于流路A1R(参照图6)。并且，传热管22d、22e属于流路A1L(参照图6)。

在室外换热器6a的冷凝运转时，流动于传热管22a、22b、22c的制冷剂比流动于传热管22d、22e的制冷剂的温度高，存在温差(此外，此时，流动于传热管22d、22e的制冷剂大多成为过冷却状态)。因此，流动于传热管22a、22b、22c的制冷剂向传热管22d、22e散热，有降低换热性能的可能性。因此，在第三实施方式中，在传热管22c与传热管22d之间、即流路A1R与流路A1L之间形成切缝50。由此，防止上述流路A1R、A1L之间的意料外的换热，防止因导热引起的换热性能的降低。

此外，在第三实施方式中，在流路B1R与流路B1L之间也形成切缝，但对此未图示。

(第四实施方式)

在上述的第三实施方式中，在翅片21形成有切缝50。但是，为了防止因导热引起的换热性能的降低，不仅形成切缝50，以下构造也是有效的。

图8是示出第四实施方式中的室外换热器6a的翅片21的形状的图。在图8所示的第四实施方式中，形成切断部位51来代替上述的第三实施方式中的切缝50。即，在第四实施方式中，与传热管22a、22b、22c热连接的翅片21以及与传热管22d、22e热连接的翅片21不是一体而是独立地设置。这样，防止上述流路A1R、A1L之间的意料外的换热，可防止因导热引起的换热性能的降低。

此外，在第四实施方式中，与流路B1R热连接的翅片以及与流路B1L热连接的翅片21也独立地设置，但对此未图示。

(第五实施方式)

图9是示出第五实施方式中的室外换热器6的整体的制冷剂流路的图。如一边参照上述的图2一边进行说明那样，室外换热器6构成为具备沿空气的流动方向配置于上风侧的室外换热器6a和沿空气的流动方向配置于下风侧的室外换热器6b。因此，该图9中，也示出室外换热器6a、6b这二者。其中，在伴随室外送风机7的驱动而产生的空气的流动方向上，室外换热器6a配置于上风侧，室外换热器6b配置于下风侧。

配置于上风侧的室外换热器6a与配置于下风侧的室外换热器6b通过配管32a、32b以及配管33a、33b连接。因此，通过室外换热器6a的配管32a而从室外换热器6a流出的制冷剂通过室外换热器6b的配管33a导入室外换热器6b。并且，通过室外换热器6a的配管32b从室外换热器6a流出的制冷剂通过室外换热器6b的配管33b导入室外换热器6b。

在配置于上风侧的室外换热器6a中，制冷剂在集管23a、23b间往返两次。另一方面，在配置于下风侧的室外换热器6b中，制冷剂在集管23a、23b间往返一次。即，制冷剂在配置于上风侧的室外换热器6a中的入口侧的集管23a与出口侧的集管23b之间往返的次数比制冷剂在配置于下风侧的室外换热器6b中的集管23a与集管23b之间往返的次数多。

而且，在室外换热器6的整体中，从配管(液体制冷剂配管)30a流入集管23a的液体制冷剂依次流经流路A1L、流路A1R、配管31a、流路A2L、流路A2R、配管32a、配管33a、流路A3R、流路A3L、配管(气体制冷剂配管)32a。并且，在室外换热器6的整体中，从配管(液体制冷剂配管)30b流入的液体制冷剂依次流经流路B1L、流路B1R、配管31b、流路B2L、流路B2R、配管32b、配管33b、流路B3R、流路B3L、配管(气体制冷剂配管)32b。

如上所述，配置于上风侧的室外换热器6a中的制冷剂的往返次数比配置于下风侧的室外换热器6b中的制冷剂的往返次数多。通过设为这样的制冷剂流路，配管32a、32b附近的流路中的并行的传热管22的根数变多，因而减少压力损失，提高换热性能。并且，由于配管30a、30b附近的流路中的并行的传热管22的根数变少，所以导热率因流速的上升而上升，提高换热性能。

在制冷剂的换热中，在制冷剂基本是气体状态的情况下，压力损失对换热的性能的影响较大，在制冷剂基本是液体状态的情况下，制冷剂流速对换热器的性能的影响较大。因此，通过如图9所示地使下风侧的往返次数比上风列的制冷剂的往返次数少，来提高室外换热器6a、6b的双方的换热性能。

符号的说明

1—室内机，2—室外机，8—室外换热器，20—扁平管换热器，21—翅片，22—扁平传热管，23—集管，50—切缝，51—切断部，100—空调机。

Claims (6)

1.一种室外换热器，具备：翅片；多个传热管，其与该翅片热连接，且截面形状扁平，并流通制冷剂；以及集管，其与该多个传热管的入口侧以及出口侧分别连接，上述室外换热器的特征在于，

在上述入口侧的集管与上述出口侧的集管之间，制冷剂以在上述多个传热管内流通的方式流动，从而进行上述室外换热器的换热，且上述传热管分别具有多个流路，

上述多个传热管以如下方式与上述入口侧以及出口侧的各个集管连接：在制冷剂从上述入口侧的集管通过上述多个传热管并朝向上述出口侧的集管时，制冷剂在上述多个传热管内并列地流通并朝向上述出口侧的集管，

在制冷剂从上述出口侧的集管通过上述多个传热管并返回上述入口侧的集管时，制冷剂在与从上述入口侧的集管朝向上述出口侧的集管时流通的传热管相邻的传热管内流通，并返回上述入口侧的集管。

2.根据权利要求1所述的空调机的室外换热器，其特征在于，

上述入口侧的集管、上述出口侧的集管以及上述多个传热管分别构成为：

在上述室外换热器作为蒸发器而运转上述空调机时，从上述出口侧的集管返回来的制冷剂在上述入口侧的集管朝向上方，并且朝向上述出口侧的集管的制冷剂在上述出口侧的集管朝向上方，

并且在上述室外换热器作为冷凝器而运转上述空调机时，从上述出口侧的集管返回来的制冷剂在上述入口侧的集管朝向下方，并且朝向上述出口侧的集管的制冷剂在上述出口侧的集管朝向下方。

3.根据权利要求1或2所述的空调机的室外换热器，其特征在于，

在上述入口侧的集管、上述出口侧的集管以及上述多个传热管形成至少两个系统的制冷剂的流路，

在上述入口侧的集管与上述出口侧的集管之间，各个系统的制冷剂以往返的方式流动，最后在制冷剂返回上述出口侧的集管时，上述两个系统的制冷剂的流路邻接。

4.根据权利要求1或2所述的空调机的室外换热器，其特征在于，

在上述翅片且在邻接的上述传热管彼此之间形成有切缝或者切断部位。

5.根据权利要求1或2所述的空调机的室外换热器，其特征在于，

沿伴随室外风扇的驱动而产生的空气的流动方向至少具备两个上述室外换热器，

上述入口侧的集管、上述出口侧的集管以及上述多个传热管构成为，制冷剂在配置于该空气的流动方向的上风侧的上述室外换热器中的上述入口侧的集管与上述出口侧的集管之间往返的次数比制冷剂在配置于上述空气的流动方向的下风侧的上述室外换热器中的上述入口侧的集管与上述出口侧的集管之间往返的次数多。

6.一种空调机，其特征在于，具备权利要求1或2所述的室外换热器。