CN110300879A - 热交换器及空气调节机 - Google Patents

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Abstract

本发明的热交换器具有：多个扁平传热管，所述多个扁平传热管的截面具有扁平形状，且以分别在扁平面处相向的方式隔开间隔地排列，管内的流路被配置成沿上下方向延伸；以及多个波纹翅片，所述多个波纹翅片沿上下方向呈锯齿状弯折并配置在相向的扁平面之间，波纹翅片的在空气流中成为上游侧的波纹翅片的端部从扁平面的端部突出，波纹翅片具备：排水孔，所述排水孔在空气流动的方向上设置在与扁平传热管的扁平面的中央部分对应的位置；第一百叶栅，所述第一百叶栅在比排水孔靠上游侧的位置具有多个缝隙及在上下方向上倾斜并使空气通过缝隙的板部；以及第二百叶栅，所述第二百叶栅在比排水孔靠下游侧的位置具有多个缝隙及在上下方向上倾斜并使空气通过缝隙的板部。

Description

热交换器及空气调节机
技术领域
本发明涉及具备波纹翅片的热交换器及空气调节机。
背景技术
作为以往的热交换器，有如下的热交换器，其具备：多个扁平传热管，所述多个扁平传热管配置在与通风方向正交的方向上；波纹翅片，所述波纹翅片设置在扁平传热管之间，且随着趋向进深方向而向上方倾斜；以及多个百叶栅，所述多个百叶栅相对于该波纹翅片水平设置(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-177040号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1记载的波纹翅片中，存在如下课题：由于百叶栅相对于波纹翅片水平设置，所以冷凝水会滞留在百叶栅上，伴随着该冷凝水的滞留，通过百叶栅的空气的通风阻力增加，或者在低温运转时滞留水冻结而热交换效率下降。
本发明是为了解决上述那样的课题而做出的，其目的在于提供能够抑制波纹翅片上的冷凝水的滞留并实现热交换效率的提高的热交换器及空气调节机。
用于解决课题的手段
本发明的热交换器具有：多个扁平传热管，所述多个扁平传热管的截面具有扁平形状，且以分别在扁平面处相向的方式隔开间隔地排列，管内的流路被配置成沿上下方向延伸；以及多个波纹翅片，所述多个波纹翅片沿上下方向呈锯齿状弯折并配置在相向的扁平面之间，波纹翅片的在通过波纹翅片的空气流中成为上游侧的波纹翅片的端部从扁平传热管的扁平面的端部突出，波纹翅片具备：排水孔，所述排水孔在空气流动的方向上设置在与扁平传热管的扁平面的中央部分对应的位置；第一百叶栅，所述第一百叶栅在空气流中的比排水孔靠上游侧的位置具有多个缝隙及在上下方向上倾斜并使空气通过缝隙的板部；以及第二百叶栅，所述第二百叶栅在空气流中的比排水孔靠下游侧的位置具有多个缝隙及在上下方向上倾斜并使空气通过缝隙的板部。
发明效果
根据本发明，在波纹翅片的与扁平传热管的扁平面的中央部分对应的位置设置有排水孔，在空气流中的比排水孔靠上游侧及下游侧的位置设置有第一百叶栅及第二百叶栅。利用该结构，在制热运转时，在波纹翅片上产生的水的排水性提高，能够降低残留水量。因此，能够抑制波纹翅片上的冻结，热交换效率提高。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的空气调节机的概略结构的制冷剂回路图。
图2是示意地示出图1的热源侧单元的透视立体图。
图3是在图1的空气调节机中使用氢氟烃制冷剂R410a的情况下的制冷循环的P-H线图。
图4是图1的热源侧热交换器的外观立体图。
图5是放大地示出图4的热源侧热交换器的A部的局部立体图。
图6是示意地示出图5的波纹翅片的排水状态的立体图。
图7是以与时间的相关度示出图5的波纹翅片上的水的保水量的图。
图8是示意地示出本发明的实施方式2的空气调节机的热源侧热交换器的一部分的立体图。
图9是以与时间的相关度示出图8的波纹翅片上的水的保水量的图。
图10是示意地示出本发明的实施方式3的空气调节机的热源侧热交换器的一部分的立体图。
图11是示出在图10的波纹翅片处压力损失相对于除湿量的变化的图。
图12是示出本发明的实施方式4的空气调节机的概略结构的制冷剂回路图。
图13是示意地示出图12的热源侧单元的透视立体图。
图14是实施方式4的热源侧热交换器的外观立体图。
图15是放大地示出图14所示的热源侧热交换器的A部的局部立体图。
图16是本发明的实施方式4的波纹翅片的俯视图。
图17是本发明的实施方式4的波纹翅片的剖视图。
图18是示出本发明的实施方式4的波纹翅片上的水的保水量与时间的相关度的图。
图19是本发明的实施方式5的波纹翅片的俯视图。
图20是本发明的实施方式5的波纹翅片的剖视图。
图21是说明本发明的实施方式5的热源侧热交换器513的热交换功能的图。
图22是示出在本发明的实施方式5的空气调节机内流动的制冷剂的状态的图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的热交换器及空气调节机的实施方式。此外，在各图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记，并适当地省略或简化其说明。另外，对于各图记载的结构而言，其形状、大小及配置等能够在本发明的范围内进行适当变更。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的空气调节机的概略结构的制冷剂回路图，图2是示意地示出图1的热源侧单元的透视立体图。
本实施方式1的空气调节机100例如是具备热源侧单元10、与热源侧单元10连接的利用侧单元20及与该利用侧单元20并联连接的第二台利用侧单元30的多联型空气调节机。热源侧单元10设置在户外，利用侧单元20、30设置在作为空调对象的室内。此外，在本实施方式1中，在热源侧单元10连接有两台利用侧单元20、30，但利用侧单元20、30的台数并不被限定。
热源侧单元10具备压缩机11、流路切换装置12、热源侧热交换器(相当于本发明的热交换器)13、14、储液器15及送风机16等。利用侧单元20具备利用侧热交换器20a、节流装置20b及送风机(未图示)等，利用侧单元30与利用侧单元20同样地具备利用侧热交换器30a、节流装置30b及送风机等。压缩机11、流路切换装置12、热源侧热交换器13、14、储液器15、利用侧热交换器20a、30a及节流装置20b、30b利用制冷剂配管连接，以便根据制冷运转或制热运转供制冷剂循环。
压缩机11由对吸引的低温低压的制冷剂进行压缩并使之成为高温高压的状态的例如涡旋型压缩机、往复型压缩机、叶片型压缩机等构成。流路切换装置12根据制冷运转或制热运转这样的运转模式的切换而对制热流路和制冷流路进行切换，例如由四通阀构成。
流路切换装置12在进行制热运转时将压缩机11的排出侧与利用侧热交换器20a、30a连接，并且经由储液器15将压缩机11的吸引侧与热源侧热交换器13、14连接。另外，流路切换装置12在进行制冷运转时将压缩机11的排出侧与热源侧热交换器13、14连接，并且经由储液器15将压缩机11的吸引侧与利用侧热交换器20a、30a连接。此外，例示了使用四通阀作为流路切换装置12的情况，但不限定于此，例如也可以将多个二通阀等组合而构成流路切换装置12。
例如，如图2所示，热源侧热交换器13、14在热源侧单元10的框体10a内的上侧的位置沿着框体10a的单侧的侧面及背面呈L字形配置。将在后面说明热源侧热交换器13、14的结构，热源侧热交换器13、14具备多个扁平传热管、分别设置于多个扁平传热管之间的波纹翅片、安装在多个扁平传热管的上端的上集管13c、14c及安装在上述扁平传热管的下端的下集管13d、14d。上集管13c、14c与流路切换装置12连接，下集管13d、14d与利用侧单元20连接。
储液器15设置在压缩机11的吸引侧，从经由流路切换装置12流入的制冷剂分离气体制冷剂和液体制冷剂。利用该储液器15分离得到的气体制冷剂和液体制冷剂中的气体制冷剂被压缩机11吸引。送风机16设置在热源侧单元10的框体10a的上部，通过热源侧热交换器13、14吸引外部空气并向上方排出。
节流装置20b、30b设置在利用侧热交换器20a、30a与热源侧热交换器13、14之间，使用制冷剂的流量调整自如的例如LEV(线性电子膨胀阀)。利用该节流装置20b、30b调整制冷剂的压力及温度。此外，作为节流装置20b、30b，也可以是通过阀的开闭将制冷剂的流动开通/阻断的开闭阀。
参照图1，说明按上述方式构成的空气调节机的制热运转时的工作。
首先，利用储液器15分离得到的气体制冷剂被压缩机11吸引并成为高温高压的气体制冷剂。该高温高压的气体制冷剂从压缩机11排出，经由流路切换装置12流动到利用侧热交换器20a、30a。流入到利用侧热交换器20a、30a中的高温高压的气体制冷剂通过与从利用侧单元20、30的送风机供给的室内空气进行热交换而散热并冷凝，成为低温高压的液体制冷剂，并从利用侧热交换器20a、30a流出。从利用侧热交换器20a、30a流出的低温高压的液体制冷剂在节流装置20b、30b中膨胀、减压，成为低温低压的气液二相制冷剂，并从利用侧单元20、30流出。
从利用侧单元20、30流出的低温低压的气液二相制冷剂经由下集管13d、14d流入到热源侧热交换器13、14。流入到热源侧热交换器13、14中的低温低压的气液二相制冷剂通过与从送风机16供给的外部空气进行热交换而吸热并蒸发，成为低压的气体制冷剂，并从上集管13c、14c流出。该气体制冷剂通过流路切换装置12并进入储液器15。进入到储液器15中的低压的气体制冷剂被分离为液体制冷剂和气体制冷剂，低温低压的气体制冷剂再次被吸入到压缩机11。该吸入的气体制冷剂在压缩机11中再次被压缩并排出，反复进行制冷剂的循环。
图3是在图1的空气调节机中使用氢氟烃制冷剂R410a的情况下的制冷循环的P-H线图。
此外，在图3中，说明热源侧热交换器13、14作为蒸发器工作的情况(制热运转)。另外，图3中的大致梯形的实线示出制冷循环的工作状态，从作为横轴的焓轴延伸的X＝0.1至X＝0.9的线是示出制冷剂的气体的比率的等干度线，凸实线是饱和线，饱和线的右侧的区域为气体，左侧的区域为液体。
上述制热运转时的制冷循环从点AB至点AC、点AD、点AA运转。点AB是从压缩机11排出的高温高压的气体制冷剂。该气体制冷剂通过在利用侧热交换器20a、30a散热，从而在利用侧热交换器20a、30a的出口处成为点AC的低温高压的液体制冷剂。低温高压的液体制冷剂分别通过节流装置20b、30b而被减压，成为点AD的干度为0.23左右的低温低压的气液二相状态。该气液二相状态的制冷剂通过流入到热源侧热交换器13、14中并吸热、蒸发，从而变化为点AA的低压的气体制冷剂，经由储液器15被吸入到压缩机11。
接着，使用图4及图5，说明热源侧热交换器13、14的结构。图4是图1的热源侧热交换器的外观立体图，图5是放大地示出图4的热源侧热交换器的A部的局部立体图。
热源侧热交换器13(14)的多个扁平传热管13a(14a)在与通过送风机16的驱动而产生的气流X的方向正交的左右方向上，例如以10mm的间隔排列配置。该间隔是多个扁平传热管13a(14a)的彼此相向的扁平面13e(14e)的间隔。另外，在多个扁平传热管13a(14a)设置有在气流X的方向上等间隔地排列的多个制冷剂通路13f(14f)。此外，通过多个扁平传热管13a(14a)后的气流X由于送风机16的吸引而向上方改变方向，并成为气流Y。
波纹翅片13b(14b)例如由在扁平传热管13a(14a)的上下方向上将小于1mm的薄板呈锯齿状弯折而形成的例如三角波形状的翅片构成。该波纹翅片13b(14b)除了从扁平传热管13a(14a)之间向气流X的上游侧突出的一端部的前端翅片13k(14k)之外，在与扁平传热管13a(14a)的彼此相向的扁平面13e(14e)紧贴的状态下固定安装。
另外，在波纹翅片13b(14b)的位于扁平传热管13a(14a)之间的各翅片13g(14g)分别设置有排水孔13h(14h)、第一百叶栅13i(14i)及第二百叶栅13j(14j)。在各翅片13g(14g)，在作为空气流动的方向的进深方向上，排水孔13h(14h)位于与扁平传热管13a(14a)的中央部分对应的位置。另外，排水孔13h(14h)形成为在左右方向上较长地延伸的长方形形状，所述左右方向是与上述进深方向正交且所述扁平传热管间排列的方向。排水孔13h(14h)在进深方向上的宽度为波纹翅片13b(14b)中的呈锯齿状弯折的间隙(最大部分)的二分之一以上。另外，排水孔13h(14h)在左右方向上的长度为波纹翅片13b(14b)的长度的二分之一以上。
从气流X的上游侧观察，第一百叶栅13i(14i)位于各翅片13g(14g)的比排水孔13h(14h)靠跟前侧的位置，且在各翅片13g(14g)的进深方向上设置有多个。第一百叶栅13i(14i)具有使空气通过的缝隙13q(14q)及对通过缝隙13q(14q)的空气进行引导的板部13r(14r)。在此，第一百叶栅13i(14i)形成为在与各翅片13g(14g)的进深方向正交的左右方向上较长地延伸的长方形形状，并向气流X的上游侧斜向上地倾斜。也就是说，第一百叶栅13i(14i)以各翅片13g(14g)为水平面，使气流X的上游侧向上并成为斜向。
与上述同样地，从气流X的上游侧观察，第二百叶栅13j(14j)位于各翅片13g(14g)的比排水孔13h(14h)靠里侧的位置，且在各翅片13g(14g)的进深方向上设置有多个。与第一百叶栅13i(14i)同样地，第二百叶栅13j(14j)具有使空气通过的缝隙13q(14q)及对通过缝隙13q(14q)的空气进行引导的板部13r(14r)。第二百叶栅13j(14j)形成为在与各翅片13g(14g)的进深方向正交的左右方向上较长地延伸的长方形形状，并向气流X的下游侧斜向上地倾斜。也就是说，第二百叶栅13j(14j)以各翅片13g(14g)为水平面，使气流X的下游侧向上并成为斜向。
上述第一百叶栅13i(14i)及第二百叶栅13j(14j)为如下部件：将翅片13g(14g)的左右方向上的两端的一部分等间隔地留下，并在翅片13g(14g)呈长方形形状地开设切口，将其两端扭转规定角度，从而形成板部13r(14r)。通过在翅片13g(14g)开设切口并形成第一百叶栅13i(14i)及第二百叶栅13j(14j)的板部13r(14r)，从而成为在翅片13g(14g)形成有开口的缝隙13q(14q)的状态。
此外，扁平传热管13a(14a)及波纹翅片13b(14b)使用热传导性较高的铝。扁平传热管13a(14a)与波纹翅片13b(14b)例如通过Nocolok钎焊法等金属接合方法而连接。此外，扁平传热管13a(14a)及波纹翅片13b(14b)使用同样的铝，但扁平传热管13a(14a)与波纹翅片13b(14b)也可以不是相同的材质。
图6是示意地示出图5的波纹翅片的排水状态的立体图，图7是以与时间的相关度示出图5的波纹翅片上的水的保水量的图。
在将本实施方式1的热源侧热交换器13(14)浸渍于水槽并取出的情况下，如图6所示，滞留在波纹翅片13b(14b)上的水被排出。也就是说，在本实施方式1的热源侧热交换器13(14)中，从气流X的方向观察波纹翅片13b(14b)，前端翅片13k(14k)上的水向前端翅片13k(14k)的倾斜得较低的方向(左右方向)流动并落下，第一百叶栅13i(14i)及第二百叶栅13j(14j)上的水从利用第一百叶栅13i(14i)及第二百叶栅13j(14j)形成的开口落下。另外，第一百叶栅13i(14i)与第二百叶栅13j(14j)之间的水向翅片13g(14g)的倾斜得较低的方向流动，并从排水孔13h(14h)落下。
接着，使用图7，说明在将本实施方式1的热源侧热交换器13(14)和上述以往的热交换器分别浸渍于水槽并取出后利用称重计对分别滞留于热源侧热交换器13(14)和以往的热交换器的水进行测量而得到的结果。
在从水槽取出本实施方式1的热源侧热交换器13(14)并随着时间的经过而进行测量的情况下，与以往的热交换器相比，保水量减少。特别是在经过50秒后，以往的热交换器的保水量超过10％且为20％以下，与此相对，在本实施方式1的热源侧热交换器13(14)中，得到了保水量为10％以下的结果。这是因为，在以往的热交换器中，由于百叶栅相对于波纹翅片水平设置，所以保水量变多，与此相对，在本实施方式1中，如上所述，由于未成为水会滞留在波纹翅片13b(14b)上的结构，所以排水性变好。
如以上那样，在本实施方式1中，在波纹翅片13b(14b)的位于扁平传热管13a(14a)之间的各翅片13g(14g)的进深方向上的中央设置有排水孔13h(14h)，另外，在各翅片13g(14g)的比排水孔13h(14h)靠跟前侧的位置设置有多个第一百叶栅13i(14i)，在各翅片13g(14g)的比排水孔13h(14h)靠里侧的位置设置有多个第二百叶栅13j(14j)。
通过将按这种方式构成的波纹翅片13b(14b)安装于扁平传热管13a(14a)之间，从而在制热运转时在波纹翅片13b(14b)上产生的水的排水性提高，能够降低残留水量。因此，能够抑制波纹翅片13b(14b)上的冻结，热交换效率提高。
实施方式2.
图8是示意地示出本发明的实施方式2的空气调节机的热源侧热交换器的一部分的立体图，图9是以与时间的相关度示出图8的波纹翅片上的水的保水量的图。
在本实施方式2中，设置于波纹翅片13b(14b)的排水孔13h(14h)的形状与实施方式1不同。如图8所示，与实施方式1同样地，排水孔13h(14h)设置在波纹翅片13b(14b)的位于扁平传热管13a(14a)之间的各翅片13g(14g)的进深方向上的中央。该排水孔13h(14h)呈如下形状：随着从与各翅片13g(14g)的进深方向正交的左右方向上的两端趋向中央，孔的间隔相互倾斜地变窄。
另外，在波纹翅片13b(14b)的各翅片13g(14g)的比排水孔13h(14h)靠跟前侧的位置设置有多个第一百叶栅13i(14i)。另外，在波纹翅片13b(14b)的各翅片13g(14g)的比排水孔13h(14h)靠里侧的位置设置有多个第二百叶栅13j(14j)。
在将具备按上述方式构成的波纹翅片13b(14b)的热源侧热交换器13(14)和上述以往的热交换器分别浸渍于水槽并取出后，在利用称重计对分别滞留于热源侧热交换器13(14)和以往的热交换器的水进行测量的情况下，成为图9所示的结果。也就是说，在从水槽取出本实施方式2的热源侧热交换器13(14)后的2秒左右，与以往的热交换器相比，减少了接近40％的保水量。而且，在经过40秒后，以往的热交换器的保水量超过10％且为20％以下，与此相对，在本实施方式2的热源侧热交换器13(14)中，得到了保水量为10％以下的结果。这是因为，在以往的热交换器中，由于百叶栅相对于波纹翅片水平设置，所以保水量变多，与此相对，在本实施方式2中，未成为水会滞留在波纹翅片13b(14b)上的结构。
也就是说，在本实施方式2的热源侧热交换器13(14)中，从气流X的方向观察波纹翅片13b(14b)，前端翅片13k(14k)上的水向前端翅片13k(14k)的倾斜得较低的方向(左右方向)流动并落下，第一百叶栅13i(14i)及第二百叶栅13j(14j)上的水从利用第一百叶栅13i(14i)及第二百叶栅13j(14j)形成的开口落下。另外，第一百叶栅13i(14i)与第二百叶栅13j(14j)之间的水向翅片13g(14g)的倾斜得较低的方向流动，并从排水孔13h(14h)落下。由于翅片13g(14g)的倾斜得较低的一方的排水孔13h(14h)随着从翅片13g(14g)的中央趋向一端而变宽，所以排水孔13h(14h)的周边的水在成为由表面张力产生的水滴之前，流入到排水孔13h(14h)中。
如以上那样，在本实施方式2中，将设置于波纹翅片13b(14b)的各翅片13g(14g)的排水孔13h(14h)设为如下形状：随着从与各翅片13g(14g)的进深方向正交的左右方向上的两端趋向中央，孔的间隔相互倾斜地变窄。另外，在各翅片13g(14g)的比排水孔13h(14h)靠跟前侧的位置设置有多个第一百叶栅13i(14i)，在各翅片13g(14g)的比排水孔13h(14h)靠里侧的位置设置有多个第二百叶栅13j(14j)。
通过将按这种方式构成的波纹翅片13b(14b)安装于扁平传热管13a(14a)之间，从而在制热运转时在波纹翅片13b(14b)上产生的水的排水性提高，能够降低残留水量。因此，能够抑制波纹翅片13b(14b)上的冻结，热交换效率提高。
实施方式3.
图10是示意地示出本发明的实施方式3的空气调节机的热源侧热交换器的一部分的立体图，图11是示出在图10的波纹翅片处压力损失相对于除湿量的变化的图。
在本实施方式3中，在实施方式2的波纹翅片13b(14b)的前端翅片13k(14k)分别设置有两个导水突起部13m(14m)。两个导水突起部13m(14m)在前端翅片13k(14k)上随着从气流X的上游侧趋向下游侧而向两侧的扁平传热管13a(14a)侧倾斜地扩展。
另外，在波纹翅片13b(14b)的各翅片13g(14g)的比排水孔13h(14h)靠跟前侧的位置设置有多个第一百叶栅13i(14i)，在波纹翅片13b(14b)的各翅片13g(14g)的比排水孔13h(14h)靠里侧的位置设置有多个第二百叶栅13j(14j)。
在具备按上述方式构成的波纹翅片13b(14b)的热源侧热交换器13(14)中，在制热运转时，在前端翅片13k(14k)上产生水滴。该水滴的一部分向前端翅片13k(14k)的倾斜得较低的方向(左右方向)流动，剩余的水滴由于送风机的吸引而向波纹翅片13b(14b)的进深方向流动。向进深方向流动的水滴中的与两个导水突起部13m(14m)碰撞的水滴被这两个导水突起部13m(14m)向两侧的扁平传热管13a(14a)侧引导。
在将两个导水突起部13m(14m)设置在前端翅片13k(14k)上的情况下，如图11所示，相对于除湿量的压力损失比上述以往的热交换器低。此外，在图11中，示出了将气流X的风速设为2m/s时的压力损失。在以往的热交换器中，当除湿量增大时，由于水会滞留于波纹翅片的中央部，所以会成为气流X的阻碍，压力损失增加。与此相对，在本实施方式3的波纹翅片13b(14b)中，前端翅片13k(14k)上的两个导水突起部13m(14m)使前端翅片13k(14k)上的水滴偏向扁平传热管13a(14a)侧，能够确保气流X的通风路径，压力损失不会增加。
这样，由于在波纹翅片13b(14b)的前端翅片13k(14k)上设置有将在前端翅片13k(14k)产生的水滴向两侧的扁平传热管13a(14a)侧引导的两个导水突起部13m(14m)，所以由水滴的滞留导致的压力损失增加的情况消失，热源侧热交换器13(14)的热交换效率提高。
此外，在本实施方式3中，在实施方式2的波纹翅片13b(14b)的前端翅片13k(14k)分别设置有两个导水突起部13m(14m)，但也可以将两个导水突起部13m(14m)分别设置在实施方式2的波纹翅片13b(14b)的前端翅片13k(14k)。
实施方式4.
图12是示出本发明的实施方式4的空气调节机的概略结构的制冷剂回路图。另外，图13是示意地示出图12的热源侧单元的透视立体图。图14是本发明的实施方式4的热源侧热交换器的外观立体图。图15是放大地示出图14所示的热源侧热交换器的A部的局部立体图。图16是本发明的实施方式4的波纹翅片的俯视图。图17是本发明的实施方式4的波纹翅片的剖视图。图18是示出本发明的实施方式4的波纹翅片上的水的保水量与时间的相关度的图。
本实施方式4的空气调节机5100例如是具备热源侧单元510、与热源侧单元510连接的利用侧单元520及与利用侧单元520并联连接的第二台利用侧单元530的多联型空气调节机。热源侧单元510设置在户外。另外，利用侧单元520、530设置在作为空调对象的室内。在此，在本实施方式4中，在热源侧单元510连接有两台利用侧单元520、530，但利用侧单元520、530的台数并不被限定。
热源侧单元510具备压缩机511、流路切换装置512、热源侧热交换器(相当于本发明的热交换器)513、514、储液器515及送风机516等。利用侧单元520具备利用侧热交换器520a、节流装置520b及送风机(未图示)等。另外，利用侧单元530与利用侧单元520同样地具备利用侧热交换器530a、节流装置530b及送风机等。压缩机511、流路切换装置512、热源侧热交换器513、514、储液器515、利用侧热交换器520a、530a及节流装置520b、530b利用制冷剂配管连接，以便根据制冷运转或制热运转供制冷剂循环。
压缩机511对吸引的低温低压的制冷剂进行压缩并使之成为高温高压的状态。压缩机511例如由涡旋型压缩机、往复型压缩机、叶片型压缩机等构成。流路切换装置512根据制冷运转或制热运转这样的运转模式的切换而对制热流路和制冷流路进行切换。流路切换装置512例如由四通阀构成。
流路切换装置512在进行制热运转时将压缩机511的排出侧与利用侧热交换器520a、530a连接，并且经由储液器515将压缩机511的吸引侧与热源侧热交换器513、514连接。另外，流路切换装置512在进行制冷运转时将压缩机511的排出侧与热源侧热交换器513、514连接，并且经由储液器515将压缩机511的吸引侧与利用侧热交换器520a、530a连接。在此，例示了使用四通阀作为流路切换装置512的情况，但不限定于此。例如也可以将多个二通阀等组合而构成流路切换装置512。
例如，如图13所示，热源侧热交换器513、514在热源侧单元510的框体510a内的上侧的位置沿着框体510a的单侧的侧面及背面呈L字形配置。热源侧热交换器513、514具备多个扁平传热管、分别设置于多个扁平传热管之间的波纹翅片、安装在多个扁平传热管的上端的上集管513c、514c及安装在上述扁平传热管的下端的下集管513d、514d。扁平传热管是被设为内部分为多个流路(微通道)的流路构造的扁平形状的传热管。上集管513c、514c与流路切换装置512连接，下集管513d、514d与利用侧单元520连接。将在后面说明热源侧热交换器513、514的结构的详细情况。
储液器515设置在压缩机511的吸引侧，从经由流路切换装置512流入的制冷剂分离气体制冷剂和液体制冷剂。利用该储液器515分离得到的气体制冷剂和液体制冷剂中的气体制冷剂被压缩机511吸引。送风机516设置在热源侧单元510的框体510a的上部。并且，通过热源侧热交换器513、514吸引外部空气并向上方排出。
节流装置520b、530b设置在利用侧热交换器520a、530a与热源侧热交换器513、514之间。在节流装置520b、530b中，使用制冷剂的流量调整自如的例如LEV(线性电子膨胀阀)。利用节流装置520b、530b调整制冷剂的压力及温度。在此，也可以将节流装置520b、530b设为通过阀的开闭将制冷剂的流动开通/阻断的开闭阀。
参照图12，说明按上述方式构成的空气调节机5100的制热运转时的工作。利用压缩机511将气体制冷剂吸入并进行压缩，使其成为高温高压的气体制冷剂。高温高压的气体制冷剂从压缩机511排出，经由流路切换装置512流动到利用侧热交换器520a、530a。流入到利用侧热交换器520a、530a中的高温高压的气体制冷剂通过与从利用侧单元520、530的送风机供给的室内空气进行热交换而散热并冷凝，成为低温高压的液体制冷剂，并从利用侧热交换器520a、530a流出。从利用侧热交换器520a、530a流出的低温高压的液体制冷剂在节流装置520b、530b中膨胀、减压，成为低温低压的气液二相制冷剂，并从利用侧单元520、530流出。
从利用侧单元520、530流出的低温低压的气液二相制冷剂经由下集管513d、514d流入到热源侧热交换器513、514。流入到热源侧热交换器513、514中的低温低压的气液二相制冷剂通过与从送风机516供给的外部空气进行热交换而吸热并蒸发，成为低压的气体制冷剂，并从上集管513c、514c流出。低压的气体制冷剂通过流路切换装置512并进入储液器515。进入到储液器515中的低压的气体制冷剂被分离为液体制冷剂和气体制冷剂，低温低压的气体制冷剂再次被吸入到压缩机511。吸入的气体制冷剂在压缩机11中再次被压缩并排出，反复进行制冷剂的循环。
图14是本发明的实施方式4的热源侧热交换器的外观立体图。另外，图15是放大地示出本发明的实施方式4的热源侧热交换器的A部的局部立体图。接着，使用图14及图15，说明热源侧热交换器513、514的结构。在图14及图15中对热源侧热交换器513进行说明，但热源侧热交换器514也同样如此。
热源侧热交换器513(514)所具有的多个扁平传热管513a(514a)在与通过送风机516的驱动而产生的气流5X的方向正交的左右方向上，例如以10mm的间隔配置。该间隔是多个扁平传热管513a(514a)的彼此相向的扁平面513e(514e)的间隔。另外，在多个扁平传热管513a(514a)设置有在气流5X的方向上等间隔地排列的多个制冷剂通路513f(514f)。并且，如图15所示，实施方式4的多个扁平传热管513a(514a)由设置于气流5X的上游侧的第一扁平传热管513v(514v)和设置于下游侧的第二扁平传热管513w(514w)构成。在此，通过多个扁平传热管513a(514a)后的气流5X由于送风机16的吸引而向上方改变方向，并成为气流Y。
波纹翅片513b(514b)例如由在扁平传热管513a(514a)的上下方向上将小于1mm的薄板呈锯齿状弯折而形成的例如三角波形状的翅片构成。波纹翅片513b(514b)在与扁平传热管513a(514a)的彼此相向的扁平面513e(514e)紧贴的状态下固定安装。但是，从扁平传热管513a(514a)之间向气流5X的上游侧突出的一端部的前端翅片513k(514k)的部分未被固定安装。
如图16所示，在波纹翅片513b(514b)的各翅片处，与多个扁平传热管513a(514a)的个数对应地设置有两处排水孔513h(514h)。排水孔513h(514h)形成为在与波纹翅片513b(514b)的进深方向正交的左右方向上较长地延伸的长方形形状。具体而言，在第一扁平传热管513v(514v)，在与成为气流5X的方向上的大致中央的位置对应的位置，设置有排水孔513h(514h)。另外，在第二扁平传热管513w(514w)，在与成为气流5X的方向上的大致中央的位置对应的位置，设置有排水孔513h(514h)。
另外，如图16及图17所示，波纹翅片513b(514b)具有多个第一百叶栅513i(514i)和多个第二百叶栅513j(514j)。对于第一百叶栅513i(514i)及第二百叶栅513j(514j)而言，与实施方式1的第一百叶栅13i(14i)及第二百叶栅13j(14j)同样地，具有缝隙13q(14q)及板部13r(14r)。第一百叶栅513i沿各翅片的进深方向设置在各个扁平传热管513a(514a)的气流5X的上游侧且各翅片的比排水孔513h(514h)靠气流5X的上游侧的位置。第一百叶栅513i被设置成朝向气流5X的上游侧而斜向上。另外，第二百叶栅513j沿各翅片的进深方向设置在各个扁平传热管513a(514a)的气流5X的下游侧且各翅片的比排水孔513h(514h)靠气流5X的下游侧的位置。第二百叶栅513j(514j)被设置成朝向气流5X的下游侧而斜向上。
对上述第一百叶栅513i(514i)及第二百叶栅513j(514j)的形成进行说明。首先，将翅片513g(514g)的左右方向上的两端的一部分等间隔地留下，并在翅片513g(514g)呈长方形形状地开设切口。然后，将切口的两端扭转规定角度，从而形成第一百叶栅513i(514i)及第二百叶栅513j(514j)。通过在翅片513g(514g)开设切口并形成第一百叶栅513i(514i)及第二百叶栅513j(514j)，从而成为在翅片513g(514g)形成有开口的状态。
在此，扁平传热管513a(514a)及波纹翅片513b(514b)使用热传导性较高的铝。并且，扁平传热管513a(514a)与波纹翅片513b(514b)例如通过Nocolok钎焊法等金属接合方法而连接。在此，扁平传热管513a(514a)及波纹翅片513b(514b)使用同样的铝，但扁平传热管513a(514a)与波纹翅片513b(514b)也可以不是相同的材质。
图18是示出本发明的实施方式4的波纹翅片上的水的保水量与时间的相关度的图。在将本实施方式4的热源侧热交换器513(514)浸渍于水槽并取出的情况下，滞留在波纹翅片513b(514b)上的水被排出。因此，在本实施方式4的热源侧热交换器513(514)中，从气流X的方向观察波纹翅片513b(514b)，前端翅片513k(514k)上的水向前端翅片513k(514k)的倾斜得较低的方向(左右方向)流动并落下。另外，第一百叶栅513i(514i)及第二百叶栅513j(514j)上的水从利用第一百叶栅513i(514i)及第二百叶栅513j(514j)形成的开口落下。并且，第一百叶栅513i(514i)与第二百叶栅513j(514j)之间的水向翅片513g(514g)的倾斜得较低的方向流动，并从排水孔513h(514h)落下。
接着，使用图18，说明在将本实施方式4的热源侧热交换器513(514)和以往的热交换器分别浸渍于水槽并取出后利用称重计对分别滞留于热源侧热交换器513(514)和以往的热交换器的水进行测量而得到的结果。在从水槽取出本实施方式4的热源侧热交换器513(514)并随着时间的经过而进行测量的情况下，与以往的热交换器相比，保水量减少。特别是在经过试验时间的20％后，在以往的热交换器中，保水量为50％以上。与此相对，在本实施方式4的热源侧热交换器513(514)中，得到了保水量为30％以下的结果。这是因为，在以往的热交换器中，由于百叶栅相对于波纹翅片水平设置，所以保水量变多。与此相对，在本实施方式4的热源侧热交换器513(514)中，如上所述，由于未成为水会滞留在波纹翅片513b(514b)上的结构，所以排水性变好。
如以上那样，在本实施方式4中，在波纹翅片513b(514b)的位于扁平传热管513a(514a)之间的各翅片513g(514g)的进深方向上的中央设置有多个排水孔513h(514h)。另外，在各波纹翅片513b(514b)的比排水孔513h(514h)靠跟前侧的位置设置有多个第一百叶栅513i(514i)。并且，在各波纹翅片513b(514b)的比排水孔513h(514h)靠里侧的位置设置有多个第二百叶栅513j(514j)。
通过将按这种方式构成的波纹翅片513b(514b)安装于扁平传热管513a(514a)之间，从而能够使在制热运转时在波纹翅片513b(514b)上产生的水的排水性提高，能够降低残留水量。因此，能够抑制波纹翅片513b(514b)上的冻结，能够使热交换效率提高。
实施方式5.
图19是本发明的实施方式5的波纹翅片的俯视图。另外，图20是本发明的实施方式5的波纹翅片的剖视图。本实施方式5的波纹翅片513b(514b)在实施方式4的波纹翅片513b(514b)上还具有一个以上的成为热阻的热阻部。热阻部具有后述的热阻缝隙613p，且在各翅片513g(514g)设置于如下部分，该部分为与沿气流5X的方向配置的多个扁平传热管513a(514a)之间对应的位置。并且，对气流5X的方向上的多个扁平传热管513a(514a)之间进行隔热，抑制扁平传热管彼此的热交换。在本实施方式5中，对于未特别记载的项目而言，设为与实施方式4相同，对相同的功能、结构等使用相同的附图标记进行叙述。
另外，如图19及图20所示，本实施方式5的波纹翅片513b(514b)具有多个第一百叶栅513i和多个第二百叶栅513j。第一百叶栅513i沿各翅片的进深方向设置在各个扁平传热管513a(514a)的气流5X的上游侧且各翅片的比排水孔513h(514h)靠气流5X的上游侧的位置。第一百叶栅513i被设置成朝向气流5X的上游侧而斜向上。另外，第二百叶栅513j沿各翅片的进深方向设置在各个扁平传热管的气流5X的下游侧且各翅片的比排水孔513h(514h)靠气流5X的下游侧的位置。第二百叶栅513j被设置成朝向气流5X的下游侧而斜向上。在本实施方式5中，在第一扁平传热管513v的第二百叶栅513j与第二扁平传热管513w的第一百叶栅513i之间还设置有成为热阻部的热阻缝隙613p。热阻缝隙613p例如通过开口孔而成为热阻。热阻缝隙613p的开口面积比排水孔513h(514h)的开口面积小。
对上述第一百叶栅513i(514i)及第二百叶栅513j(514j)的形成进行说明。首先，将波纹翅片513b(514b)的左右方向上的两端的一部分等间隔地留下，并在波纹翅片513b(514b)呈长方形形状地开设切口。然后，将切口的两端扭转规定角度，从而形成第一百叶栅513i(514i)及第二百叶栅513j(514j)。通过在波纹翅片513b(514b)开设切口并形成第一百叶栅513i(514i)及第二百叶栅513j(514j)，从而成为在波纹翅片513b(514b)形成有开口的状态。另一方面，对于成为热阻部的热阻缝隙613p而言，只要在第一扁平传热管513v与第二扁平传热管513w的热路径中成为热阻即可，既可以为孔，也可以被切起。
图21是说明本发明的实施方式5的热源侧热交换器513的热交换功能的图。在此，对热源侧热交换器513进行说明，但热源侧热交换器514也同样如此。在热源侧热交换器513作为冷凝器发挥功能时，或在对热源侧热交换器513进行除霜时，沿气流5X的方向输送空气，所述气流5X的方向与扁平传热管513a(514a)的长度方向大致成直角。此时，制冷剂在位于气流5X的上游的第一扁平传热管513v中从下方朝向上方流通。在通过第一扁平传热管513v时，制冷剂通过将第一扁平传热管513v的上端部与第二扁平传热管513w连接的折返流路6Z，并流入到第二扁平传热管513w。然后，制冷剂在第二扁平传热管513w中从热源侧热交换器513的上方朝向下方流动。
图22是示出在本发明的实施方式5的空气调节机内流动的制冷剂的状态的图。从压缩机511排出的高温高压的气体制冷剂流入到热源侧热交换器513的第一扁平传热管513v的下方。随着制冷剂在第一扁平传热管513v中向上方流动，进行显热下的热交换而使得温度下降(图20的从AB至AB')。之后，开始冷凝(图20的从AB'至AC)。随着制冷剂从第一扁平传热管513v向第二扁平传热管513w流动，冷凝不断推进，液态制冷剂的比率增加。最终，制冷剂在液态单相的AC点的状态下从第二扁平传热管513w流出。
此时，第一扁平传热管513v由于高温的气体制冷剂而升温。另一方面，第二扁平传热管513w成为二相的制冷剂温度。因此，产生第一扁平传热管513v的温度比第二扁平传热管513w高的温度差。因此，第一扁平传热管513v内部的制冷剂与第二扁平传热管513w内部的制冷剂彼此进行热交换，不能与气流5X的空气进行热交换，热交换器不发挥作用。
在本实施方式5中说明的热源侧热交换器513在第一扁平传热管513v与第二扁平传热管513w之间配置有波纹翅片513b，所述波纹翅片513b设置有成为热阻的热阻缝隙613p。因此，能够防止制冷剂间的热交换，能够提高热交换器的性能。
在此，在本实施方式5中，示出了将第一扁平传热管513v和第二扁平传热管513w配置在气流5X的上游侧及下游侧且使制冷剂从下方流入的事例。但是，不论制冷剂的流动方向如何，只要在温度不同的制冷剂在传热管之间流动的情况下，就可以示出相同的效果。
附图标记的说明
10、510热源侧单元，10a、510a框体，11、511压缩机，12、512流路切换装置，13、14、513、514热源侧热交换器，13a、14a、513a、514a扁平传热管，13b、14b、513b、514b波纹翅片，13c、14c、513c、514c上集管，13d、14d、513d、514d下集管，13e、14e、513e、514e扁平面，13f、14f、513f、514f制冷剂通路，13g、14g、513g、514g翅片，13h、14h、513h、514h排水孔，13i、14i、513i、514i第一百叶栅，13j、14j、513j、514j第二百叶栅，13k、14k、513k、514k前端翅片，13m、14m导水突起部，13q、14q缝隙，13r、14r板部，513v、514v第一扁平传热管，513w、514w第二扁平传热管，15、515储液器，16、516送风机，20、30、520、530利用侧单元，20a、30a、520a、530a利用侧热交换器，20b、30b、520b、530b节流装置，100、5100空气调节机，613p热阻缝隙，X、5X、Y气流，6Z折返流路。

Claims (10)

1.一种热交换器，具有：
多个扁平传热管，所述多个扁平传热管的截面具有扁平形状，且以分别在扁平面处相向的方式隔开间隔地排列，管内的流路被配置成沿上下方向延伸；以及
多个波纹翅片，所述多个波纹翅片沿所述上下方向呈锯齿状弯折并配置在相向的所述扁平面之间，
其中，
所述波纹翅片的在通过所述波纹翅片的空气流中成为上游侧的所述波纹翅片的端部从所述扁平传热管的所述扁平面的端部突出，
所述波纹翅片具备：
排水孔，所述排水孔在所述空气流动的方向上设置在与所述扁平传热管的所述扁平面的中央部分对应的位置；
第一百叶栅，所述第一百叶栅在所述空气流中的比该排水孔靠上游侧的位置具有多个缝隙及在所述上下方向上倾斜并使所述空气通过所述缝隙的板部；以及
第二百叶栅，所述第二百叶栅在所述空气流中的比该排水孔靠下游侧的位置具有多个所述缝隙及在所述上下方向上倾斜并使所述空气通过所述缝隙的板部。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，
所述排水孔呈如下形状：随着从与各所述翅片的进深方向正交的左右方向上的两端趋向中央，孔的间隔相互倾斜地变窄。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其中，
在所述波纹翅片的一端部上设置有导水突起部，所述导水突起部随着在所述空气流中从上游侧趋向下游侧而向两侧的所述扁平传热管侧倾斜地扩展。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的热交换器，其中，
所述排水孔在所述空气流动的方向上的宽度为在所述上下方向上呈锯齿状弯折的间隙的最大部分的二分之一以上，所述排水孔在所述扁平传热管排列的方向上的长度为所述扁平传热管之间的方向上的所述波纹翅片的长度的二分之一以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的热交换器，其中，
所述第一百叶栅的所述板部被设置成在所述空气流中朝向上游侧而斜向上，所述第二百叶栅的所述板部被设置成在所述空气流中朝向下游侧而斜向上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的热交换器，其中，
沿着所述空气流动的方向排列配置所述扁平传热管，
所述波纹翅片与沿着所述空气流动的方向排列的所述扁平传热管对应地分别具备所述排水孔、所述第一百叶栅及所述第二百叶栅。
7.根据权利要求6所述的热交换器，其中，
所述波纹翅片在与沿所述空气流动的方向排列的所述扁平传热管之间对应的位置还设置有对所述扁平传热管之间进行隔热的热阻部。
8.根据权利要求7所述的热交换器，其中，
所述热阻部具有使所述波纹翅片开口的孔，所述热阻部的所述孔的开口面积比所述排水孔小。
9.一种空气调节机，具备：
热源侧单元，所述热源侧单元具有压缩机、流路切换装置及热源侧热交换器；以及
利用侧单元，所述利用侧单元具有利用侧热交换器，
根据所述流路切换装置的切换，使利用所述压缩机压缩后的制冷剂流入到所述热源侧热交换器或所述热源侧热交换器中并进行循环，
其中，
所述热源侧热交换器使用权利要求1～8中任一项所述的热交换器。
10.根据权利要求9所述的空气调节机，其中，
以如下方式对所述流路切换装置进行切换：
在使通过所述热源侧热交换器的所述制冷剂蒸发时，使所述制冷剂以如下方式在所述热源侧热交换器中流动，即：使制冷剂流中的上游侧的所述制冷剂与通过所述热源侧热交换器的空气流中的下游侧的所述空气进行热交换，并使所述制冷剂流中的下游侧的所述制冷剂与所述空气流中的上游侧的所述空气进行热交换；
在使通过所述热源侧热交换器的所述制冷剂冷凝及对所述热源侧热交换器进行除霜时，使所述制冷剂以如下方式在所述热源侧热交换器中流动，即：使所述制冷剂流中的上游侧的所述制冷剂与所述空气流中的上游侧的所述空气进行热交换，并使所述制冷剂流中的下游侧的所述制冷剂与所述空气流中的下游侧的所述空气进行热交换。
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