CN112567193A - 热交换器及空调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的热交换器具备在上下方向上隔开规定的间隔地配置的多根传热管和向多根所述传热管分配制冷剂的分配器。所述分配器具备形成有供制冷剂向上方流动的第一流路的主体部和与所述第一流路及所述传热管中的任一根连通的多个分流部。作为多个所述分流部的一部分的第一分流部与配置在上部的第一传热管连通。作为多个所述分流部的一部分的第二分流部与配置在比第一传热管靠下方的位置的第二传热管连通。所述第一分流部的来自所述第一流路的制冷剂的流入口在比在最上方与所述第一流路连通的所述第二分流部的制冷剂的流入口靠下方的位置与所述第一流路连通。
Description
技术领域
本发明涉及具备分配器的热交换器及具备该热交换器的空调装置,所述分配器将气液二相制冷剂分配给多根传热管。
背景技术
作为制冷循环回路的一个构成元件,空调装置具备作为蒸发器发挥功能的热交换器。气体制冷剂和液体制冷剂混合存在的气液二相制冷剂流入蒸发器。另外,在作为蒸发器发挥功能的以往的热交换器中,存在具备多根传热管的热交换器。并且,在作为蒸发器发挥功能并具备多根传热管的以往的热交换器中,也提出了具备将气液二相制冷剂分配给各传热管的分配器的热交换器(例如参照专利文献1)。以往的分配器具备主体部及多个分流部。主体部例如用管状构件形成。另外,在主体部形成有气液二相制冷剂的流入口和供从该流入口流入的气液二相制冷剂向上方流动的流路。另外,各分流部例如用管状构件形成,在上下方向上隔开规定的间隔地配置。另外,各分流部使主体部的流路与传热管中的任一根连通。即,流入主体部内的流路中的气液二相制冷剂在各分流部分流,并流入各热交换器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-130386号公报
发明内容
发明要解决的课题
在主体部内的流路中上升的气液二相制冷剂从设置在下方的分流部起依次排出。因此,在位于上方的分流部的附近,气液二相制冷剂的向上的动量变小。因此,例如,当在如空调装置的低能力运转时那样制冷循环回路内的制冷剂循环量较小的条件下气液二相制冷剂的向上的动量成为一定值以下时,密度比气体制冷剂大的液体制冷剂的上升被重力妨碍,无法到达至上方的分支部。其结果是,无法再向配置在上方的一部分传热管供给液体制冷剂,蒸发器的热交换性能下降。
作为用于避免该课题的一个手段,可考虑减小主体部内的流路的有效截面积来增大气液二相制冷剂的向上的动量。然而,在减小主体部内的流路的有效截面积的情况下,例如,在如空调装置的高能力运转时那样制冷循环回路内的制冷剂循环量较大的条件下,会向配置在上方的传热管过度地供给液体制冷剂。另外,在减小主体部内的流路的有效截面积的情况下,在制冷循环回路内的制冷剂循环量较大的条件下,分配器内部的压力损失会增大。因此,在减小主体部内的流路的有效截面积的情况下,在制冷循环回路内的制冷剂循环量较大的条件下,蒸发器的热交换性能会下降。因此,即使减小主体部内的流路的有效截面积,也无法在从低能力运转到高能力运转的较广的空调装置的运转条件下维持蒸发器的热交换性能,空调装置的节能性能下降。
另外,作为用于解决在制冷循环回路内的制冷剂循环量较小的条件下蒸发器的热交换性能下降这样的上述课题的其他手段,可考虑如专利文献1公开的分配器那样利用分隔壁分割主体内的流路。然而,在采用这样的手段的情况下,分配器的部件数量会增加,分配器的材料费及加工费增大。即,作为蒸发器发挥功能的热交换器的制造成本增大。
本发明用于解决上述课题,其第一目的在于提供一种如下热交换器,该热交换器能够在作为蒸发器发挥功能时在从低能力运转到高能力运转的较广的空调装置的运转条件下维持热交换性能,并能够抑制制造成本的增大。另外,本发明的第二目的在于提供一种具备这样的热交换器的空调装置。
用于解决课题的技术方案
本发明的热交换器具备:多根传热管,所述多根传热管在上下方向上隔开规定的间隔地配置;以及分配器,所述分配器向多根所述传热管分配制冷剂,所述分配器具备:主体部,所述主体部形成有制冷剂的第一流入口和供从该第一流入口流入的制冷剂向上方流动的第一流路;以及多个分流部,所述多个分流部形成有在第二流入口与所述第一流路连通并在流出口与所述传热管中的任一根连通的第二流路,所述分流部中的至少两个分流部的所述第二流入口在比所述第一流入口靠上方的位置与所述第一流路连通,在将与所述第二流入口在比所述第一流入口靠上方的位置与所述第一流路连通的所述分流部的所述流出口连通的所述传热管中的从上方起至少到第一根为止的所述传热管设为第一传热管,将与所述第二流入口在比所述第一流入口靠上方的位置与所述第一流路连通的所述分流部的所述流出口连通的所述传热管中的配置在比所述第一传热管靠下方的位置的所述传热管设为第二传热管,将所述流出口与所述第一传热管连通的所述分流部设为第一分流部,将所述流出口与所述第二传热管连通的所述分流部设为第二分流部的情况下,所述第一分流部的所述第二流入口在比在最上方与所述第一流路连通的所述第二分流部的所述第二流入口靠下方的位置与所述第一流路连通。
另外,本发明的空调装置具备作为蒸发器发挥功能的本发明的热交换器和向所述热交换器供给空气的送风机。
发明的效果
在本发明的热交换器中,传热管中的配置在上方的第一传热管中的与主体部的第一流路的连通部位成为比配置在比第一传热管靠下方的位置的一部分第二传热管的与第一流路的连通部位低的位置。因此,在将本发明的热交换器用作蒸发器的情况下,能够抑制在空调装置进行低能力运转时不再向配置在上方的第一传热管供给液体制冷剂的情形。因此,通过将本发明的热交换器用作蒸发器,从而能够在空调装置的低能力运转时维持蒸发器的热交换性能。在此,本发明的热交换器能够在不减小第一流路的有效截面积的情况下在空调装置的低能力运转时维持蒸发器的热交换性能。因此,通过将本发明的热交换器用作蒸发器,从而即使在空调装置的高能力运转时也能够维持蒸发器的热交换性能。另外,本发明的热交换器的分配器与利用分隔壁分割主体内的流路的分配器相比,能够削减部件数量。因此,与具备利用分隔壁分割主体内的流路的分配器的热交换器相比,本发明的热交换器能够抑制制造成本。即,本发明的热交换器能够在作为蒸发器发挥功能时在从低能力运转到高能力运转的较广的空调装置的运转条件下维持热交换性能,也能够抑制制造成本的增大。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的空调装置的结构图。
图2是本发明的实施方式1的室外热交换器的立体图。
图3是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。
图4是示出以往的分配器的纵剖视图。
图5是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的分配器的纵剖视图。
图6是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的分配器中的液体制冷剂的分配改善效果的测定结果的图。
图7是示出测定本发明的实施方式1的室外热交换器的分配器中的、空调装置的制热运转能力与液体制冷剂在主体部内的到达高度的关系而得到的结果的图。
图8是示出测定本发明的实施方式1的室外热交换器的分配器中的、空调装置的制热运转能力与室外热交换器的热交换性能的关系而得到的结果的图。
图9是示出本发明的实施方式1的空调装置的另一例的结构图。
图10是示出本发明的实施方式1的空调装置的另一例的结构图。
图11是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的另一例的立体图。
图12是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的另一例的立体图。
图13是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的另一例的分配器周边的纵剖视图。
图14是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的另一例的分配器周边的纵剖视图。
图15是示出具备图14所记载的室外热交换器的空调装置的结构图。
图16是示出本发明的实施方式2的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。
图17是示出本发明的实施方式2的室外热交换器的分配器的液体制冷剂的分配改善效果的测定结果的图。
图18是示出本发明的实施方式3的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。
图19是示出本发明的实施方式4的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。
图20是示出具备图19所记载的室外热交换器的空调装置的结构图。
图21是示出本发明的实施方式5的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。
图22是图21的A-A剖视图。
图23是本发明的实施方式6的室外热交换器的立体图。
图24是示出本发明的实施方式6的室外热交换器的分配器周边的分解立体图。
图25是本发明的实施方式6的室外热交换器的侧视图,是示出拆下分配器的第三板状构件的状态的图。
图26是本发明的实施方式6的室外热交换器的另一例的侧视图,是示出拆下分配器的第三板状构件的状态的图。
图27是示出本发明的实施方式7的空调装置的室外机的立体图。
图28是示出本发明的实施方式7的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。
图29是图28的B-B剖视图。
图30是示出本发明的实施方式7的室外热交换器中的、向各分流部的液体制冷剂的分配比率及各分流部附近的风速的图。
图31是示出本发明的实施方式7的空调装置的另一例的室内机的立体图。
图32是示出本发明的实施方式8的空调装置的室外机的图。
图33是示出本发明的实施方式8的室外热交换器中的、向各分流部的液体制冷剂的分配比率及各分流部附近的风速的图。
图34是示出本发明的实施方式8的空调装置的另一例的室外机的图。
具体实施方式
在以下的各实施方式中,参照附图等说明本发明的热交换器及空调装置的一例。此外,在以下的各附图中,标注相同附图标记的结构是相同或与之相当的结构。此外,在以下的实施方式中记载的各结构的形态仅为例示。本发明的热交换器及空调装置并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构。另外,结构彼此的组合并不仅限定于同一实施方式中的组合,也可以将不同的实施方式所记载的结构彼此组合。另外,在以下的各附图中,各构成构件的大小的关系有时与实施本发明的实物不同。
实施方式1.
图1是本发明的实施方式1的空调装置的结构图。此外,图1的空心箭头示出制热运转时的制冷剂的流动方向。换句话说,图1的空心箭头示出室外热交换器8作为蒸发器发挥功能时的制冷剂的流动。
空调装置1具备压缩制冷剂的压缩机4、作为冷凝器发挥功能的室内热交换器6、使制冷剂减压并膨胀的节流装置7及作为蒸发器发挥功能的室外热交换器8。压缩机4、室内热交换器6、节流装置7及室外热交换器8依次用制冷剂配管连接,并构成制冷循环回路。此外,在本实施方式1中,为了使室内热交换器6作为蒸发器发挥功能,并使室外热交换器8作为冷凝器发挥功能,也具备切换从压缩机4排出的制冷剂的流路的四通阀5。
压缩机4、四通阀5及室外热交换器8收容于室外机2。在室外机2中也收容有向室外热交换器8供给室外空气的送风机9。另外,室内热交换器6及节流装置7收容于室内机3。在室内机3中也收容有向室内热交换器6供给室内空气的未图示的送风机,所述室内空气是空调对象空间的空气。
接着,说明室外热交换器8的详细结构。
图2是本发明的实施方式1的室外热交换器的立体图。另外,图3是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。该图3成为与传热管10延伸的方向平行的纵剖视图。此外,图2所示的空心箭头及图3所示的添加了阴影线的箭头示出室外热交换器8作为蒸发器发挥功能时的制冷剂的流动。
室外热交换器8具备多根传热管10和向这些多根传热管10分配制冷剂的分配器20。传热管10各自在水平方向上延伸,并在上下方向上隔开规定的间隔地配置。在室外热交换器8作为蒸发器发挥功能的情况下,在传热管10中流动的制冷剂由室外空气加热而蒸发。在本实施方式1中,为了促进制冷剂与室外空气的热交换,将多个传热翅片15与多根传热管10连接。
分配器20具备主体部21和多个分流部50。在主体部21形成有作为制冷剂的流入口的第一流入口22和供从第一流入口22流入的制冷剂向上方流动的第一流路23。在本实施方式1中,第一流路23内的制冷剂在大致垂直的方向上流动。多个分流部50在大致垂直方向等上下方向上隔开规定的间隔地配置。在分流部50中的每一个形成有第二流路53。并且,分流部50各自在作为第二流路53的制冷剂的流入口的第二流入口54处与主体部21的第一流路23连通。另外,分流部50各自在第二流路53的制冷剂的流出口55处与传热管10中的任一根连通。在本实施方式1中,成为一个分流部50与一根传热管10连通的结构。此外,传热管10的端部可以构成分流部50的至少一部分。换句话说,可以使分流部50的至少一部分与传热管10一体成形。即,本实施方式1的分配器20是将在第一流路23中流动的制冷剂从在铅垂方向上排列的多个分流部50分配给各传热管10的垂直集管型分配器。
在本实施方式1中,主体部21用管状构件形成。以下,将该管状构件称为第一管状构件24。第一管状构件24的内部成为第一流路23。另外,在第一管状构件24的下端形成有第一流入口22。另外,在本实施方式1中,分流部50各自用管状构件形成。以下,将该管状构件称为第二管状构件56。第二管状构件56的内部成为第二流路53。另外,第二管状构件56的第一流路23侧的端部成为第二流入口54,传热管10侧的端部成为流出口55。
此外,第一流入口22也可以形成在侧面等主体部21的下端以外的位置。此时,分流部50中的至少两个分流部的第二流入口54在比第一流入口22靠上方的位置与第一流路23连通即可。
在此,将与第二流入口54在比第一流入口22靠上方的位置与第一流路23连通的分流部50的流出口55连通的传热管10中的从上方起至少到第一根为止的传热管10设为第一传热管11。在图2及图3中,从上方起第一根传热管10成为第一传热管11。此外,第一传热管11可以有多根。另外,将与第二流入口54在比第一流入口22靠上方的位置与第一流路23连通的分流部50的流出口55连通的传热管10中的配置在比第一传热管11靠下方的位置的传热管10设为第二传热管12。另外,将流出口55与第一传热管11连通的分流部50设为第一分流部51。另外,将流出口55与第二传热管12连通的所述分流部设为第二分流部52。
在按这种方式定义第一传热管11、第二传热管12、第一分流部51及第二分流部52的情况下,第一分流部51的第二流入口54在比在最上方与第一流路23连通的第二分流部52的第二流入口54靠下方的位置与第一流路23连通。此外,关于第二分流部52,越在下方与第一流路23连通的第二分流部52与越配置在下方的第二传热管12连通。在此,第一分流部51的第二流入口54可以在比从上方起第二个以后与第一流路23连通的第二分流部52的第二流入口54靠下方的位置与第一流路23连通。
在按这种方式构成的分配器20中,在室外热交换器8作为蒸发器发挥功能时,气液二相制冷剂从第一流入口22向主体部21的第一流路23流入。该气液二相制冷剂在第一流路23中向上方流动。在第一流路23中向上方流动的气液二相制冷剂从在下方与第一流路23连接的分流部50向在上方与第一流路23连接的分流部50依次流入。详细而言,在第一流路23中向上方流动的气液二相制冷剂首先流入在比第一分流部51的第二流入口54靠下方的位置与第一流路23连通的第二分流部52。换句话说,在第一流路23中向上方流动的气液二相制冷剂首先从配置在下方的第二传热管12起依次流入。之后,在第一流路23中向上方流动的气液二相制冷剂流入第一分流部51,并流入第一传热管11。之后,在第一流路23中向上方流动的气液二相制冷剂流入在比第一分流部51的第二流入口54靠上方的位置与第一流路23连通的第二分流部52,并向与该第二分流部52连通的第二传热管12流入。
各传热管10在与分配器20侧的端部相反侧的端部连接有合流管16。因此,从各传热管10流出的制冷剂在合流管16中合流,并向室外热交换器8的外部流出。
此外,在图3中,合流管16成为形成有垂直流路的集管型的构造。然而,合流管16不限定于该结构。也可以使用多根分支管等构成合流管16,并使从各传热管10流出的制冷剂合流。另外,合流管16并不是室外热交换器8的必需的结构,也可以在室外热交换器8的外部使从各传热管10流出的制冷剂合流。
另外,在图3中,成为第二分流部52的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部从第一管状构件24的侧面向第一管状构件24的内部突出。然而,成为第二分流部52的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部的配置位置不限定于该位置。成为第二分流部52的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部可以不向第一管状构件24的内部突出。另外,在图3中,成为第一分流部51的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部不从第一管状构件24的侧面向第一管状构件24的内部突出。然而,成为第一分流部51的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部的配置位置不限定于该位置。成为第一分流部51的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部可以向第一管状构件24的内部突出。
接着,说明空调装置1的工作。
首先,说明空调装置1的制热运转时的工作。用压缩机4压缩得到的高温高压的气体制冷剂通过四通阀5,流入作为冷凝器发挥功能的室内热交换器6。流入室内热交换器6的高温高压的气体制冷剂一边向室内空气供给热一边被冷却,成为低温的液体制冷剂并从室内热交换器6流出。从室内热交换器6流出的液体制冷剂由节流装置7减压而成为低温低压的气液二相制冷剂,流入作为蒸发器发挥功能的室外热交换器8的分配器20。流入室外热交换器8的分配器20中的低温低压的气液二相制冷剂被分配给各传热管10。然后,在各传热管10中流动的制冷剂由室外空气加热而蒸发,成为低压的气体制冷剂并从各传热管10流出。从各传热管10流出的低压的气体制冷剂在合流管16中合流后从室外热交换器8流出。从室外热交换器8流出的低压的气体制冷剂通过四通阀5后被吸入压缩机4,用压缩机4再次压缩成高温高压的气体制冷剂。
接着,说明空调装置1的制冷运转时的工作。用压缩机4压缩得到的高温高压的气体制冷剂通过四通阀5,流入作为冷凝器发挥功能的室外热交换器8的合流管16。流入室外热交换器8的合流管16中的高温高压的气体制冷剂被分配给各传热管10。然后,在各传热管10中流动的制冷剂由室外空气冷却而冷凝,成为低温的液体制冷剂并从各传热管10流出。从各传热管10流出的低温的液体制冷剂在分配器20中合流后从室外热交换器8流出。从室外热交换器8流出的液体制冷剂由节流装置7减压而成为低温低压的气液二相制冷剂,流入作为蒸发器发挥功能的室内热交换器6。流入室内热交换器6的低温低压的气液二相制冷剂一边从室内空气吸收热一边蒸发,成为低压的气体制冷剂并从室内热交换器6流出。从室内热交换器6流出的低压的气体制冷剂通过四通阀5后被吸入压缩机4,用压缩机4再次压缩成高温高压的气体制冷剂。
接着,说明本实施方式1的室外热交换器8的分配器20的效果。首先,使用图4说明作为本实施方式1的分配器20的比较对象的以往的分配器220。
图4是示出以往的分配器的纵剖视图。
以往的分配器220具备主体部221和多个分流部250。在作为管状构件的主体部221的下端形成有制冷剂的流入口222。另外,在主体部221中,形成有供从流入口222流入的制冷剂例如向垂直方向等上方流动的流路223。多个分流部250是管状构件,在大致垂直方向等上下方向上隔开规定的间隔地配置。在分流部250中的每一个形成有流路253。并且,分流部250各自在流路253的制冷剂的流入口254处与主体部221的流路223连通。另外,分流部250各自在流路253的制冷剂的流出口255处与传热管中的任一根连通。
关于分流部250中的每一个,越在下方与主体部221的流路223连通的分流部250与越配置在下方的传热管连通。因此,在主体部221的流路223中向上方流动的气液二相制冷剂从在下方与主体部221的流路223连接的分流部250向在上方与主体部221的流路223连接的分流部250依次流入。即,在主体部221的流路223中向上方流动的气液二相制冷剂从配置在下方的传热管向配置在上方的传热管依次流入。
因此,在主体部221的流路223中向上方流动的气液二相制冷剂越向上方流动,向上的动量变得越小。在此,气液二相制冷剂是液体制冷剂100和气体制冷剂101混合存在的制冷剂。该液体制冷剂100在主体部221的流路223中上升并到达的液面到达高度102与气液二相制冷剂的向上的动量具有正相关性。当气液二相制冷剂的向上的动量成为一定值以下时,密度比气体制冷剂101大的液体制冷剂100的上升被重力妨碍。因此,在如空调装置的低能力运转时那样制冷循环回路内的制冷剂循环量较小的条件下,液面到达高度102有时变得比配置在上方的分流部250的流入口254低。当成为这样的状态时,仅气体制冷剂101流入配置在上方的传热管。气体制冷剂101与液体制冷剂100相比,对蒸发器的热交换的贡献度显著较小。在以往的分配器220中,在如空调装置的低能力运转时那样制冷循环回路内的制冷剂循环量较小的条件下,像这样产生仅气体制冷剂101流入的传热管,蒸发器的热交换性能下降。
图5是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的分配器的纵剖视图。
如上所述,在本实施方式1的室外热交换器8中,传热管10中的配置在上方的第一传热管11与分配器20的第一分流部51连通。换句话说,在如空调装置1的低能力运转时那样制冷循环回路内的制冷剂循环量较小的条件下容易成为仅气体制冷剂101流入的第一传热管11与分配器20的第一分流部51连通。并且,第一分流部51的第二流入口54在比在最上方与第一流路23连通的第二分流部52的第二流入口54靠下方的位置与第一流路23连通。因此,本实施方式1的分配器20能够将第一分流部51的第二流入口54的与第一流路23的连通位置设为比液面到达高度102低的位置。因此,本实施方式1的分配器20能够向以往仅气体制冷剂101流入的第一传热管11供给气液二相制冷剂。因此,本实施方式1的分配器20能够在如空调装置1的低能力运转时那样制冷循环回路内的制冷剂循环量较小的条件下抑制作为蒸发器发挥功能的室外热交换器8的热交换性能的下降。
图6是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的分配器中的液体制冷剂的分配改善效果的测定结果的图。此外,图6所示的黑圆示出本实施方式1的分配器20的测定结果。另外,图6所示的空心四方形示出图4所示的以往的分配器220的测定结果。详细而言,图6所示的空心四方形示出在本实施方式1的空调装置1中将分配器20置换为以往的分配器220时的测定结果。
另外,图6的横轴所示的液体分配比示出何种程度的液体制冷剂分配给各分流部。该液体分配比用以下公式定义。
(液体分配比)=[{(在作为测定对象的分流部中流动的液体制冷剂的流量)×(分流部的数量)/(流入主体部的液体制冷剂的流量)}-1]×100
即,在液体制冷剂均匀地分配给分流部中的每一个的情况下,各分流部的液体分配比成为0%。另外,示出越是液体分配比大的分流部,液体制冷剂的流量越大,示出越是液体分配比小的分流部,液体制冷剂的流量越小。另外,液体分配比为-100%示出液体制冷剂未分配给分流部。
另外,图6的纵轴所示的分流部高度示出分流部的制冷剂的流出口的高度。换句话说,图6的纵轴所示的分流部高度示出与分流部连通的传热管的高度。该分流部高度用以下公式定义。
(分流部高度)={(作为测定对象的分流部的制冷剂的流出口的高度)/(制冷剂的流出口配置在最高的位置的分流部的制冷剂的流出口的高度)}×100
即,示出:越是分流部高度的值大的分流部,制冷剂的流出口越高,换句话说,与越配置在上方的传热管连通。
如图6所示,在以往的分配器220中,液体制冷剂没有分配给制冷剂的流出口255最高的分流部250。即,在以往的分配器220中,液体制冷剂没有分配给配置在最上方的传热管。另一方面,如图6所示,在本实施方式1的分配器20中,向全部的分流部50分配液体制冷剂。换句话说,在本实施方式1的分配器20中,能够将液体制冷剂分配给全部的传热管10。
图7是示出测定本发明的实施方式1的室外热交换器的分配器中的、空调装置的制热运转能力与液体制冷剂在主体部内的到达高度的关系而得到的结果的图。此外,图7所示的黑圆示出本实施方式1的分配器20的测定结果。另外,图7所示的空心四方形示出图4所示的以往的分配器220的测定结果。详细而言,图7所示的空心四方形示出在本实施方式1的空调装置1中将分配器20置换为以往的分配器220时的测定结果。
另外,图7的横轴所示的制热运转能力用以下公式定义。
(制热运转能力)={(测定时的空调装置1的制热运转能力)/(空调装置1所规定的最大制热能力)}×100
另外,图7的纵轴所示的液面到达高度用以下公式定义。
(液面到达高度)={(在测定时液体制冷剂到达的分流部的制冷剂的流入口的高度)/(制冷剂的流入口配置在最高的位置的分流部的制冷剂的流入口的高度)}×100
如图7所示,在以往的分配器220中,当空调装置1的制热运转能力小于50%时,液体制冷剂无法到达配置在最高的位置的分流部250的流入口254。即,无法向该分流部250供给液体制冷剂,无法向与该分流部250连通的传热管供给液体制冷剂。另一方面,如图7所示,在本实施方式1的分配器20中,在制热运转能力为25%以上的状态下,液体制冷剂能够到达全部的分流部50的第二流入口54。即,在本实施方式1的分配器20中,在制热运转能力为25%以上的状态下,能够向全部的分流部50供给液体制冷剂,能够向全部的传热管10供给液体制冷剂。也就是说,本实施方式1的分配器20能够在空调装置1的制热运转能力小于50%的状态下改善向传热管10分配液体制冷剂的效果。
图8是示出测定本发明的实施方式1的室外热交换器的分配器中的、空调装置的制热运转能力与室外热交换器的热交换性能的关系而得到的结果的图。此外,图8所示的黑圆示出本实施方式1的分配器20的测定结果。另外,图8所示的空心四方形示出图4所示的以往的分配器220的测定结果。详细而言,图8所示的空心四方形示出在本实施方式1的空调装置1中将分配器20置换为以往的分配器220时的测定结果。
另外,图8的纵轴所示的热交换器性能比用以下公式定义。
(热交换器性能比)={(测定时的室外热交换器的每单位时间的热交换量)/(气液比率相同的气液二相制冷剂在全部的传热管中流动,并在配置有室外热交换器的传热翅片的全部范围内进行均等量的热交换时的室外热交换器的每单位时间的热交换量)}×100
即,热交换器性能越接近100%,室外热交换器的热交换性能越成为接近理想值的状态。
此外,图8的横轴所示的制热运转能力的定义与图7的横轴所示的制热运转能力相同。
如图8所示,在以往的分配器220中,在空调装置1的制热运转能力小于50%的区域中,热交换器性能比的下降较显著。即,在以往的分配器220中,在空调装置1的制热运转能力小于50%的区域中,室外热交换器的热交换性能显著下降。另一方面,如图8所示,在本实施方式1的分配器20中,与以往的分配器220相比,在空调装置1的制热运转能力小于50%的区域中,抑制了热交换器性能比的下降。即,在本实施方式1的分配器20中,与以往的分配器220相比,在空调装置1的制热运转能力小于50%的区域中,能够抑制室外热交换器8的热交换性能的下降。
另外,在本实施方式1的分配器20中,在空调装置1的制热运转能力为50%以上的区域中,也能够抑制室外热交换器8的热交换性能的下降。具体而言,在本实施方式1的分配器20中,在空调装置1的制热运转能力为50%以上的区域中,热交换器性能比的下降成为3%以下。在此,在图8中,在制热运转能力为50%时,热交换器性能比成为极大值。然而,图8所示的制热运转能力与热交换器性能比的极大值的关系只不过为一例。热交换器性能比成为极大值时的制热运转能力根据分配器20的主体部21的第一流路23的有效截面积、分流部50的向主体部21内的突出长度及第一分流部51的根数与第二分流部52的根数的比率等而变化。
此外,在图3中,如上所述,成为第二分流部52的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部从第一管状构件24的侧面向第一管状构件24的内部突出。在这样的情况下,优选的是,成为第一分流部51的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部不从第一管状构件24的侧面向第一管状构件24的内部突出。另外,例如,与第二分流部同样地,在成为第一分流部51的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部从第一管状构件24的侧面向第一管状构件24的内部突出的情况下,优选的是,成为第一分流部51的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部的、向第一管状构件24的内部的突出长度比成为第二分流部52的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部的、向第一管状构件24的内部的突出长度短。在气液二相制冷剂在第一流路23中向上方流动的情况下,液体制冷剂倾向于较多分布在第一流路23的内壁附近并流动。因此,通过按上述方式配置成为第一分流部51的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部,从而能够使向第一分流部51供给的液体制冷剂的量增加,能够使向第一传热管11供给的液体制冷剂的量增加。
另外,从图2及图3可知,优选的是,在与在主体部21的第一流路23中流动的气液二相制冷剂的流动方向垂直的截面中,流入第一分流部51的第二流入口54中的气液二相制冷剂的流动方向与流入第二分流部52的第二流入口54中的气液二相制冷剂的流动方向不同。通过按这种方式构成,从而在与在主体部21的第一流路23中流动的气液二相制冷剂的流动方向垂直的截面中,在第一流路23的内壁附近流动的液体制冷剂中的、在未流入第二分流部52的第二流入口54中的区域流动的液体制冷剂容易流入第一分流部51的第二流入口54。因此,能够使向第一分流部51供给的液体制冷剂的量增加,能够使向第一传热管11供给的液体制冷剂的量增加。另外,通过按这种方式构成,从而在成为第二分流部52的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部从第一管状构件24的侧面向第一管状构件24的内部突出的情况下,在与在主体部21的第一流路23中流动的气液二相制冷剂的流动方向垂直的截面中,成为第二分流部52的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部与第一分流部51的第二流入口54不重合。因此,流入第一分流部51的第二流入口54中的液体制冷剂能够在第一流路23的内壁附近上升,而不受到成为第二分流部52的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部的影响。因此,能够使向第一分流部51供给的液体制冷剂的量增加,能够使向第一传热管11供给的液体制冷剂的量增加。
以上,本实施方式1的室外热交换器8具备在上下方向上隔开规定的间隔地配置的多根传热管10和将制冷剂分配给多根传热管10的分配器20。分配器20具备主体部21和多个分流部50。在主体部21形成有作为制冷剂的流入口的第一流入口22和供从第一流入口22流入的制冷剂向上方流动的第一流路23。在分流部50中的每一个形成有第二流路53。并且,分流部50各自在作为第二流路53的制冷剂的流入口的第二流入口54处与主体部21的第一流路23连通。另外,分流部50各自在第二流路53的制冷剂的流出口55处与传热管10中的任一根连通。分流部50中的至少两个分流部的第二流入口54在比第一流入口22靠上方的位置与第一流路23连通。将与第二流入口54在比第一流入口22靠上方的位置与第一流路23连通的分流部50的流出口55连通的传热管10中的从上方起至少到第一根为止的传热管10设为第一传热管11。将与第二流入口54在比第一流入口22靠上方的位置与第一流路23连通的分流部50的流出口55连通的传热管10中的配置在比第一传热管11靠下方的位置的传热管10设为第二传热管12。将流出口55与第一传热管11连通的分流部50设为第一分流部51。另外,将流出口55与第二传热管12连通的所述分流部设为第二分流部52。在按这种方式定义的情况下,第一分流部51的第二流入口54在比在最上方与第一流路23连通的第二分流部52的第二流入口54靠下方的位置与第一流路23连通。
在本实施方式1的室外热交换器8中,传热管10中的配置在上方的第一传热管11中的与主体部21的第一流路23的连通部位成为比配置在比第一传热管11靠下方的位置的一部分第二传热管12的与第一流路23的连通部位低的位置。因此,在将本实施方式1的室外热交换器8用作蒸发器的情况下,能够抑制在空调装置1进行低能力运转时不再向配置在上方的第一传热管11供给液体制冷剂的情形。因此,通过将本实施方式1的室外热交换器8用作蒸发器,从而能够在空调装置1的低能力运转时维持蒸发器的热交换性能。在此,本实施方式1的室外热交换器8能够在不减小第一流路23的有效截面积的情况下在空调装置1的低能力运转时维持蒸发器的热交换性能。因此,通过将本实施方式1的室外热交换器8用作蒸发器,从而即使在空调装置1的高能力运转时也能够维持蒸发器的热交换性能。另外,本实施方式1的室外热交换器8的分配器20与利用分隔壁分割主体内的流路的分配器相比,能够削减部件数量。因此,与具备利用分隔壁分割主体内的流路的分配器的热交换器相比,本实施方式1的室外热交换器8能够抑制制造成本。即,本实施方式1的室外热交换器8能够在作为蒸发器发挥功能时在从低能力运转到高能力运转的较广的空调装置1的运转条件下维持热交换性能,也能够抑制制造成本的增大。
此外,上述空调装置1是本实施方式1的空调装置1的一例。例如,空调装置1的室外机2并不限定送风机9的位置。室外机2可以是风从框体的顶面流出的顶吹型的形态,也可以是风从框体的侧面流出的横吹型的形态。
另外,例如,室外机2的数量不限定于一个,可以在空调装置1中设置多个室内机3。另外,例如,室内热交换器6的数量也不限定于一个,可以在空调装置1中设置多个室内热交换器6。此时,可以在将各室内热交换器6与室外热交换器8的分配器20连接的制冷剂配管中的每一根设置节流装置7。另外,例如,在空调装置1具备多个室内机3的情况下,可以经由分流控制器等将收容于各室内机3的节流装置7与室外热交换器8的分配器20连接,所述分流控制器调整向室内机3供给的制冷剂的量。另外,可以在节流装置7与室外热交换器8的分配器20之间设置气液分离器。另外,在空调装置1的制冷循环回路中循环的制冷剂的种类没有特别限定。
另外,室外热交换器8的传热管10并不限定于圆管状的传热管,能够使用形成有多个流路的扁平传热管等各种传热管。
图9是示出本发明的实施方式1的空调装置的另一例的结构图。
如图9所示,室内热交换器6可以具备上述分配器20。由于在室内热交换器6作为蒸发器发挥功能时,向各传热管的液体制冷剂的分配能力提高,所以能够在抑制室内热交换器6的制造成本的增大的同时,在从低能力运转到高能力运转的较广的空调装置1的运转条件下维持热交换性能。
图10是示出本发明的实施方式1的空调装置的另一例的结构图。
如图10所示,空调装置1可以在节流装置7与室外热交换器8的分配器20之间具备室外热交换器73。在想要仅用室外热交换器8增加室外机2中的热交换量的情况下,会增加分配器20的分流部50的数量,并增加传热管10的根数。在该情况下,必须延长主体部21的第一流路23的上下方向上的长度,第一流路23中的压力损失会增大。另一方面,在如图10所示那样将室外热交换器73及室外热交换器8串联连接来增加室外机2中的热交换量的情况下,无需延长主体部21的第一流路23的上下方向上的长度,能够抑制第一流路23中的压力损失。由此,由于能够抑制在室外热交换器8中流动的制冷剂的蒸发温度的下降,所以室外机2的性能提高。
图11是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的另一例的立体图。
第一分流部51的第二流入口54与主体部21的第一流路23的连通部位在比在最上方与第一流路23连通的第二分流部52的第二流入口54靠下方的位置连通即可,可以是任意的位置。例如,如图11所示,第一分流部51的第二流入口54可以在与传热管10延伸的方向即多个传热翅片15排列的方向不同的方向上与主体部21的第一流路23连通。通过使第一分流部51的第二流入口54与主体部21的第一流路23按这种方式连通,从而能够抑制第一分流部51相对于主体部21在多个传热翅片15排列的方向上突出的长度。由此,能够在多个传热翅片15排列的方向上缩短分配器20的长度。因此,当在多个传热翅片15排列的方向上图2所示的室外热交换器8的长度与图11所示的室外热交换器8的长度相同的情况下,图11所示的室外热交换器8与图2所示的室外热交换器8相比,能够增大传热管10的长度及传热翅片15的块数。即,图11所示的室外热交换器8与图2所示的室外热交换器8相比,能够增大传热面积,能够使热交换性能提高。
图12是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的另一例的立体图。
上述室外热交换器8的分配器20的主体部21延伸的方向即第一流路23延伸的方向成为垂直方向。不限于此,只要成为通过第一流路23的制冷剂的流动方向具有铅垂方向向上的成分的结构,主体部21延伸的方向即第一流路23延伸的方向可以如图12所示那样相对于垂直方向倾斜。由于能够在室外机2内倾斜地配置室外热交换器8,所以能够扩大室外热交换器8的安装容积及通风面积。并且,由此,由于能够增大室外热交换器8的传热面积并能够降低室外热交换器8的通风阻力,所以能够提高室外热交换器8的热交换性能,并降低送风机9的空气动力。因此,能够降低压缩机4的消耗电力及送风机9的消耗电力,能够使空调装置1的节能性提高。
图13是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的另一例的分配器周边的纵剖视图。
如图13所示,一部分第二分流部52可以从主体部21的顶面与第一流路23连通。能够削减构成主体部21的顶面的部件,能够削减构成分配器20的部件数。
图14是示出本发明的实施方式1的室外热交换器的另一例的分配器周边的纵剖视图。图15是示出具备图14所记载的室外热交换器的空调装置的结构图。
形成第一流入口22的部位并不限定于主体部21的下端,也可以形成于主体部21的侧面。由此,不再需要将连接节流装置7与第一流入口22的制冷剂配管配置在主体部21的下方。根据空调装置1的结构的不同,也可考虑在上下方向上排列多个分配器20,并使这些分配器20相对于节流装置7并联连接。例如,在想要减少一个分配器20具有的分流部50的数量而降低向各传热管10供给的液体制冷剂的分配比的偏差来使室外热交换器8的热交换性能提高的情况下,可考虑在上下方向上排列多个分配器20。在按这种方式在上下方向上排列多个分配器20时,通过在主体部21的侧面形成第一流入口22,从而能够使相邻的分配器20在上下方向上接近地配置。因此,能够减小多个分配器20的上下方向上的设置空间。因此,能够高密度地安装室外热交换器8的传热管10,能够使室外热交换器8的传热性能提高。
实施方式2.
在本实施方式2中,说明具备两个以上的第二分流部52的情况下的第一分流部51的第二流入口54的优选位置。此外,在本实施方式2中,对于没有特别记载的项目,设为与实施方式1相同,对于同一功能、结构,使用同一附图标记来进行叙述。
图16是示出本发明的实施方式2的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。另外,图17是示出本发明的实施方式2的室外热交换器的分配器的液体制冷剂的分配改善效果的测定结果的图。此外,图17的横轴所示的液体分配比的定义与图6的横轴所示的液体分配比相同。图17的纵轴所示的分流部高度的定义与图6的纵轴所示的分流部高度相同。
本实施方式2的室外热交换器8的分配器20具备至少两个第二分流部52。在此,将第二流入口54配置在最低的位置的第二分流部52的第二流入口54作为基准。换句话说,将第二流入口54配置在最低的位置的第二分流部52的第二流入口54的高度设为0。另外,将第二流入口54配置在最高的位置的第二分流部52的第二流入口54的从所述基准起的高度设为第一高度H。另外,将第一分流部51的第二流入口54的从所述基准起的高度设为第二高度P。在按这种方式定义的情况下,在本实施方式2的室外热交换器8的分配器20中,作为第二高度P除以第一高度H得到的值的高度比P/H大于0.5且小于1。即,成为0.5<P/H<1。
高度比P/H大于1的状态是第一分流部51的第二流入口54的高度比第二流入口54配置在最高的位置的第二分流部52的第二流入口54的高度高的状态。即,成为与图4所示的以往的分配器220相同的结构。因此,如图17中用空心四方形示出的那样,液体制冷剂不分配给第二流入口54最高的分流部250即第一分流部51。相对于此,如图17中用黑圆及空心三角形示出的那样,在高度比P/H小于1的情况下,能够将液体制冷剂分配给第一分流部51。
另外,在图17中对黑圆和空心三角形进行比较可知,通过使高度比P/H大于0.5,从而能够使分配给第二流入口54配置在最高的位置的第二分流部52的液体制冷剂的量增大。这是由于,能够抑制气液二相制冷剂在第二流入口54配置在最高的位置的第二分流部52的第二流入口54附近失速的情形。因此,由于本实施方式2的室外热交换器8成为0.5<P/H<1,所以能够进一步降低向各传热管10供给的液体制冷剂的分配比的偏差,能够使热交换性能提高。
实施方式3.
在本实施方式3中,说明具备两个以上的第一传热管11的情况下的第一分流部51的结构的一例。此外,在本实施方式3中,对于没有特别记载的项目,设为与实施方式1或实施方式2相同,对于同一功能、结构,使用同一附图标记来进行叙述。
图18是示出本发明的实施方式3的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。
本实施方式3的室外热交换器8具备至少两根第一传热管11。此外,图18将具备两根第一传热管11的室外热交换器8作为一例示出。并且,本实施方式3的室外热交换器8的分配器20的第一分流部51中的至少一个与至少两根第一传热管11连通。详细而言,在第一分流部51形成有一个第二流入口54及至少两个流出口55。并且,在流出口55中的每一个连通有不同的第一传热管11。此外,在本实施方式3中,利用将第一传热管11侧的端部分割为多个流路的分支管26构成第一分流部51。
通过按这种方式构成室外热交换器8,从而能够削减分流部50的第二流入口54与主体部21的第一流路23的连通部位。并且,能够抑制第一流路23内的制冷剂的流动的紊乱,能够降低第一流路23内的制冷剂的动能的散逸。由此,能够向配置在上方的传热管10分配更多的液体制冷剂,能够使室外热交换器8的热交换性能提高。
实施方式4.
如果第一分流部51的第二流入口54与第二分流部52的第二流入口54的位置关系成为上述关系,则分配器20能够设为各种结构。在本实施方式4中,说明分配器20的具体结构的一例。此外,在本实施方式4中,对于没有特别记载的项目,设为与实施方式1~实施方式3中的任一个相同,对于同一功能、结构,使用同一附图标记来进行叙述。
图19是示出本发明的实施方式4的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。图20是示出具备图19所记载的室外热交换器的空调装置的结构图。
本实施方式4的分配器20具备第三管状构件30。第三管状构件30的内部利用分隔壁34分隔为上部空间31和下部空间32。另外,分配器20具备使上部空间31与下部空间32连通的连通部33、使下部空间32与第二传热管12中的任一根连通的至少一个第四管状构件60以及使上部空间31与第一传热管11中的任一根连通的至少一个第五管状构件61。此外,在本实施方式4中,连通部33用管状构件形成。
在按这种方式构成的分配器20中,第三管状构件30中的形成下部空间32的范围成为主体部21。下部空间32成为第一流路23。第四管状构件60成为第二分流部52。连通部33、第三管状构件30中的形成上部空间31的范围及第五管状构件61成为第一分流部51。即,连通部33与下部空间32的连通部位成为第一分流部51的第二流入口54。
通过按这种方式构成分配器20,从而与仅用第二管状构件56构成第一分流部51的情况相比,能够减小分配器20的上下方向上的设置空间。如上所述,有时在上下方向上排列多个分配器20。通过如本实施方式4那样构成分配器20,从而能够高密度地安装室外热交换器8的传热管10,能够使室外热交换器8的传热性能提高。此外,在本实施方式4中,将在上下方向上相邻的分配器20的第三管状构件30设为一体成形件。换句话说,将一根管状构件的内部分隔并设为两个第三管状构件30。
实施方式5.
在实施方式4中示出的连通部33可以不是管状构件。可以如本实施方式5那样形成连通部33。此外,在本实施方式5中,对于没有特别记载的项目,设为与实施方式4相同,对于同一功能、结构,使用同一附图标记来进行叙述。
图21是示出本发明的实施方式5的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。另外,图22是图21的A-A剖视图。
在本实施方式5的分配器20中,第三管状构件30和连通部33成为一体成形件。详细而言,第三管状构件30为通过使截面U字形的两个构件相互面对并接合而构成。并且,在第三管状构件30的截面U字形的一个构成构件的侧方,成为连通部33的管状部与该构成构件一体形成。另外,在将第三管状构件30与连通部33之间分隔的壁38,形成有将连通部33的内部与第三管状构件30内的下部空间32连通的贯通孔38a和将连通部33的内部与第三管状构件30内的上部空间31连通的贯通孔38b。即,贯通孔38a成为第一分流部51的第二流入口54。
通过如本实施方式5那样构成分配器20,从而与在实施方式4中示出的分配器20相比,能够削减分配器20的部件数量,能够简化分配器20的构造。
实施方式6.
如上所述,如果第一分流部51的第二流入口54与第二分流部52的第二流入口54的位置关系成为上述关系,则分配器20能够设为各种结构。因此,可以如本实施方式6那样构成分配器20。此外,在本实施方式6中,对于没有特别记载的项目,设为与实施方式1~实施方式5中的任一个相同,对于同一功能、结构,使用同一附图标记来进行叙述。
图23是本发明的实施方式6的室外热交换器的立体图。图24是示出本发明的实施方式6的室外热交换器的分配器周边的分解立体图。图25是本发明的实施方式6的室外热交换器的侧视图,是示出拆下分配器的第三板状构件的状态的图。
本实施方式6的分配器20具备第一板状构件35、设置于第一板状构件35的一个侧面的第二板状构件36及设置于第一板状构件35的另一个侧面的第三板状构件37。并且,按第三板状构件37、第一板状构件35及第二板状构件36的顺序层叠而构成分配器20。
详细而言,在第一板状构件35形成有第一流入口22、第一流路23、第二分流部52的第二流入口54、第二分流部52的第二流路53、第一分流部51的第二流入口54及第一分流部51的第二流路53。在第二板状构件36,形成有与第二分流部52的第二流入口54连通的第二分流部52的流出口55及与第一分流部51的第二流入口54连通的第一分流部51的流出口55。另外,第二传热管12与形成于第二板状构件36的第二分流部52的流出口55连通。第一传热管11与形成于第二板状构件36的第一分流部51的流出口55连通。第三板状构件37将第一流入口22、第一流路23、第二分流部52的第二流入口54、第二分流部52的第二流路53、第一分流部51的第二流入口54及第一分流部51的第二流路53的侧方的开口部封闭。此外,在本实施方式6中,作为第一传热管11及第二传热管12,采用了在内部形成有多个流路的扁平传热管。
在按这种方式构成的分配器20中,与使用管状构件构成分配器20的情况相比,能够减小第一流路23及第二流路53的有效截面积。因此,通过如本实施方式6那样构成分配器20,从而能够使在第一流路23中上升的气液二相制冷剂的速度增大,能够提高液体制冷剂的到达高度。而且,通过如本实施方式6那样构成分配器20,从而能够削减分配器20内部的制冷剂量。因此,即使在伴随着安全性、环境限制而削减填充在空调装置1的制冷循环回路中的制冷剂量的情况下,也能够抑制室外热交换器8的热交换性能的下降。
图26是本发明的实施方式6的室外热交换器的另一例的侧视图,是示出拆下分配器的第三板状构件的状态的图。
如图26所示,也可以将第二分流部52的第二流路53与第一分流部51的第二流路53连接,并将第二分流部52的第二流入口54和第一分流部51的第二流入口54共用化。
另外,第一板状构件35和第三板状构件37可以通过对一块板状构件进行冲压机的半冲裁加工(half-blanking)等而成为一体成形件。由此,能够削减分配器20的部件数量,能够简化分配器20的构造。
实施方式7.
在本实施方式7中,说明适合于上部侧的风速大于下部侧的风速的蒸发器的分配器20的一例。此外,在本实施方式7中,对于没有特别记载的项目,设为与实施方式1~实施方式6中的任一个相同,对于同一功能、结构,使用同一附图标记来进行叙述。
图27是示出本发明的实施方式7的空调装置的室外机的立体图。图28是示出本发明的实施方式7的室外热交换器的分配器周边的纵剖视图。图29是图28的B-B剖视图。另外,图30是示出本发明的实施方式7的室外热交换器中的、向各分流部的液体制冷剂的分配比率及各分流部附近的风速的图。此外,在图27中,为了知晓室外机2的内部,用想象线示出室外机2的框体。另外,在图27中也图示了室外热交换器8的高度位置与风速的关系。另外,图27所示的空心箭头示出空气的流动,大小越大,则成为越大的风速。另外,在图30中实线示出风速,越趋向纸面右侧,则风速变得越大。另外,在图30中,涂黑的四方形示出表示液体制冷剂的分配比率的液体分配比,示出越趋向纸面右侧,则供给的液体制冷剂越多。
本实施方式7的室外机2在室外热交换器8的上方设置有轴流送风机71。该轴流送风机71向该轴流送风机71的上方吹出空气。即,本实施方式7的室外机2成为顶吹型的室外机。在这样的结构的室外机2中,当观察室外热交换器8中的风速时,如图27及图30所示,风速从下部向上部逐渐增加。即,当观察室外热交换器8中的风量时,风量从下部向上部逐渐增加。
在这样的室外热交换器8作为蒸发器发挥功能的情况下,越是配置在上方的传热管10,需要供给越多的量的液体制冷剂。然而,当为了向配置在上方的传热管10供给大量的液体制冷剂而在上下方向上一律减小分配器20的第一流路23的有效截面积时,与传热管10中的压力损失相比,第一流路23中的压力损失变大。然后,其结果是,与配置在上方的传热管10相比,大量的液体制冷剂流动到配置在下方的传热管10中。即,无法与风速分布相匹配地向各传热管10分配液体制冷剂,室外热交换器8的热交换性能下降。
因此,在本实施方式7中,采用了图28及图29所示的分配器20。详细而言,成为第一分流部51的第二管状构件56中的成为第二流入口54的一侧的端部从成为主体部21的第一管状构件24的上端插入到第一流路23中。在此,将通过成为第二分流部52的第二管状构件56的第二流入口54且与在第一流路23中流动的气液二相制冷剂的流动方向垂直的假想平面中的、配置在比第一分流部51的第二流入口54靠上方的位置的假想平面设为第一平面70。在按这种方式定义的情况下,成为第一分流部51的第二管状构件56贯通第一平面70。
在按这种方式构成的分配器20中,在比第一分流部51的第二流入口54靠下方的位置,不减小第一流路23的有效截面积,在比第一分流部51的第二流入口54靠上方的位置,使有效截面积减小。因此,能够在比第一分流部51的第二流入口54靠下方的位置抑制第一流路23的压力损失。另外,能够在比第一分流部51的第二流入口54靠上方的位置使气液二相制冷剂的流速增加。因此,能够与风速分布相匹配地向各传热管10分配液体制冷剂,室外热交换器8的热交换性能提高。
此外,室内机3有时成为在室内热交换器6的上方配置有轴流送风机的顶吹型的室内机。在这样的室内机3的情况下,在室内热交换器6中,与图27及图30所示的风速分布同样地,风量从下部向上部逐渐增加。因此,在顶吹型的室内机3的情况下,可以使用本实施方式7的分配器20作为室内热交换器6的分配器。并且,在室内热交换器6作为蒸发器发挥功能时,可以利用该分配器20向各传热管分配液体制冷剂。能够与风速分布相匹配地向各传热管分配液体制冷剂,室内热交换器6的热交换性能提高。
图31是示出本发明的实施方式7的空调装置的另一例的室内机的立体图。此外,在图31中,为了知晓室内机3的内部,用想象线示出室内机3的框体。另外,在图31中也图示了室内热交换器6的高度位置与风速的关系。另外,图31所示的空心箭头示出空气的流动,大小越大,则成为越大的风速。
图31所示的室内机3在室内热交换器6的侧方设置有离心送风机72。该离心送风机72从下方吸入空气,向配置在侧方的室内热交换器6吹出空气。即,图31所示的室内机3成为横吹型的室内机。另外,室内热交换器6成为如下结构:具备本实施方式7的分配器20,在作为蒸发器发挥功能时利用该分配器20向各传热管分配液体制冷剂。
在这样的室内机3的情况下,在室内热交换器6中,如图31所示,风量从下部向上部逐渐增加。因此,通过使用本实施方式7的分配器20作为室内热交换器6的分配器,从而能够在室内热交换器6作为蒸发器发挥功能时,与风速分布相匹配地向各传热管分配液体制冷剂,能够使室内热交换器6的热交换性能提高。
此外,室外机2有时成为在室外热交换器8的侧方配置离心送风机的横吹型的室外机。在这样的室外机2的情况下,在室外热交换器8中,与图31所示的风速分布同样地,风量从下部向上部逐渐增加。因此,在横吹型的室外机2的情况下,可以使用本实施方式7的分配器20作为室外热交换器8的分配器。并且,在室外热交换器8作为蒸发器发挥功能时,可以利用该分配器20向各传热管10分配液体制冷剂。能够与风速分布相匹配地向各传热管10分配液体制冷剂,室外热交换器8的热交换性能提高。
实施方式8.
对于与利用轴流送风机在横向上吹出的空气进行热交换的蒸发器,可考虑用在上下方向上配置的两个分配器20向各传热管分配液体制冷剂。在这样的情况下,可以如本实施方式8那样构成各分配器20。此外,在本实施方式8中,对于没有特别记载的项目,设为与实施方式1~实施方式7中的任一个相同,对于同一功能、结构,使用同一附图标记来进行叙述。
图32是示出本发明的实施方式8的空调装置的室外机的图。图33是示出本发明的实施方式8的室外热交换器中的、向各分流部的液体制冷剂的分配比率及各分流部附近的风速的图。此外,在图32中也图示了室外热交换器8的高度位置与风速的关系。另外,在图33中实线示出风速,越趋向纸面右侧,则风速变得越大。另外,在图33中,涂黑的四方形示出表示液体制冷剂的分配比率的液体分配比,示出越趋向纸面右侧,则供给的液体制冷剂越多。
本实施方式8的室外机2具备向侧方吹出空气的轴流送风机71。即,轴流送风机71的旋转轴71a在横向上延伸。在该轴流送风机71的侧方,在相对于轴流送风机71成为上风侧或下风侧的位置配置有室外热交换器8。该室外热交换器8在成为轴流送风机71的旋转轴71a的下方的位置和成为轴流送风机71的旋转轴71a的上方的位置分别配置有分配器20。以下,将配置在成为轴流送风机71的旋转轴71a的下方的位置的分配器20设为分配器41。另外,将配置在成为轴流送风机71的旋转轴71a的上方的位置的分配器20设为分配器42。
在配置在成为轴流送风机71的旋转轴71a的下方的位置的分配器41中,全部的分流部50的第二流入口54在比第一流入口22靠上方的位置与第一流路23连通。另外,在配置在成为轴流送风机71的旋转轴71a的上方的位置的分配器42中,一部分的分流部50的第二流入口54在比第一流入口22靠下方的位置与第一流路23连通。
在这样的结构的室外机2中,当观察室外热交换器8中的风速时,如图32所示,旋转轴71a附近的风速变大。即,当观察室外热交换器8中的风量时,旋转轴71a附近的风量变大。在这样的室外热交换器8作为蒸发器发挥功能的情况下,越是旋转轴71a附近的传热管10,需要供给越多的量的液体制冷剂。
因此,如上所述,在配置在成为轴流送风机71的旋转轴71a的下方的位置的分配器41中,全部的分流部50的第二流入口54在比第一流入口22靠上方的位置与第一流路23连通。通过按这种方式构成分配器41,从而从第一流入口22流入第一流路23的气液二相制冷剂全部在第一流路23中上升。由此,在分配器41中,能够向在上方与第一流路23连通的分流部50供给大量的液体制冷剂。即,能够向旋转轴71a附近的传热管10供给大量的液体制冷剂。
另外,如上所述,在配置在成为轴流送风机71的旋转轴71a的上方的位置的分配器42中,一部分的分流部50的第二流入口54在比第一流入口22靠下方的位置与第一流路23连通。通过按这种方式构成分配器42,从而从第一流入口22流入第一流路23的气液二相制冷剂的一部分在第一流路23中上升,一部分在第一流路23中下降。此时,由于重力的影响,大量的气液二相制冷剂在第一流路23中下降。由此,在分配器41中,能够向在比第一流入口22靠下方的位置与第一流路23连通的分流部50供给大量的液体制冷剂。即,能够向旋转轴71a附近的传热管10供给大量的液体制冷剂。此外,由于在第一流路23和第二流入口54在比第一流入口22靠上方的位置连通的分流部50中,第一流入口22与第二流入口54的距离较短,所以供给的液体制冷剂不会显著地下降。
以上,在从侧方用轴流送风机71供给的室外热交换器8中,通过具备上述分配器41及分配器42,从而在该室外热交换器8作为蒸发器发挥功能时,能够与风速分布相匹配地向各传热管10分配液体制冷剂。因此,能够使室外热交换器8的热交换性能提高。
图34是示出本发明的实施方式8的空调装置的另一例的室外机的图。此外,在图34中也图示了室外热交换器8的高度位置与风速的关系。
当在上下方向上配置有多个在横向上吹出空气的轴流送风机71的情况下,相对于各轴流送风机71,以旋转轴71a为基准设置分配器41及分配器42即可。由此,在室外热交换器8作为蒸发器发挥功能时,能够与风速分布相匹配地向各传热管10分配液体制冷剂,能够使室外热交换器8的热交换性能提高。
此外,也存在从在横向上吹出空气的轴流送风机供给的空气与室内热交换器6进行热交换的室内机3。在该情况下,室内热交换器6具备分配器41及分配器42即可。由此,在室内热交换器6作为蒸发器发挥功能时,能够与风速分布相匹配地向各传热管分配液体制冷剂,能够使室内热交换器6的热交换性能提高。
附图标记的说明
1空调装置,2室外机,3室内机,4压缩机,5四通阀,6室内热交换器,7节流装置,8室外热交换器,9送风机,10传热管,11第一传热管,12第二传热管,15传热翅片,16合流管,20分配器,21主体部,22第一流入口,23第一流路,24第一管状构件,26分支管,30第三管状构件,31上部空间,32下部空间,33连通部,34分隔壁,35第一板状构件,36第二板状构件,37第三板状构件,38壁,38a贯通孔,38b贯通孔,41分配器,42分配器,50分流部,51第一分流部,52第二分流部,53第二流路,54第二流入口,55流出口,56第二管状构件,60第四管状构件,61第五管状构件,70第一平面,71轴流送风机,71a旋转轴,72离心送风机,73室外热交换器,100液体制冷剂,101气体制冷剂,102液面到达高度,220分配器(以往),221主体部(以往),222流入口(以往),223流路(以往),250分流部(以往),253流路,254流入口(以往),255流出口(以往)。
Claims (14)
1.一种热交换器,其中,具备:
多根传热管,所述多根传热管在上下方向上隔开规定的间隔地配置;以及
分配器,所述分配器向多根所述传热管分配制冷剂,
所述分配器具备:
主体部,所述主体部形成有制冷剂的第一流入口和供从该第一流入口流入的制冷剂向上方流动的第一流路;以及
多个分流部,所述多个分流部形成有在第二流入口与所述第一流路连通并在流出口与所述传热管中的任一根连通的第二流路,
所述分流部中的至少两个分流部的所述第二流入口在比所述第一流入口靠上方的位置与所述第一流路连通,
在将与所述第二流入口在比所述第一流入口靠上方的位置与所述第一流路连通的所述分流部的所述流出口连通的所述传热管中的从上方起至少到第一根为止的所述传热管设为第一传热管,
将与所述第二流入口在比所述第一流入口靠上方的位置与所述第一流路连通的所述分流部的所述流出口连通的所述传热管中的配置在比所述第一传热管靠下方的位置的所述传热管设为第二传热管,
将所述流出口与所述第一传热管连通的所述分流部设为第一分流部,
将所述流出口与所述第二传热管连通的所述分流部设为第二分流部的情况下,
所述第一分流部的所述第二流入口在比在最上方与所述第一流路连通的所述第二分流部的所述第二流入口靠下方的位置与所述第一流路连通。
2.根据权利要求1所述的热交换器,其中,
所述主体部是内部成为所述第一流路的第一管状构件,
所述分流部各自是内部成为所述第二流路的第二管状构件。
3.根据权利要求2所述的热交换器,其中,
所述第二管状构件中的成为所述第二流入口的一侧的端部从所述第一管状构件的侧面向所述第一管状构件的内部突出,
成为所述第一分流部的所述第二管状构件的所述端部的向所述第一管状构件的内部的突出长度比成为所述第二分流部的所述第二管状构件的所述端部的向所述第一管状构件的内部的突出长度短。
4.根据权利要求2所述的热交换器,其中,
成为所述第二分流部的所述第二管状构件中的成为所述第二流入口的一侧的端部从所述第一管状构件的侧面向所述第一管状构件的内部突出,
成为所述第一分流部的所述第二管状构件的所述端部不向所述第一管状构件的内部突出。
5.根据权利要求2所述的热交换器,其中,
成为所述第一分流部的所述第二管状构件中的成为所述第二流入口的一侧的端部从所述第一管状构件的上端插入到所述第一流路中,
在将通过成为所述第二分流部的所述第二管状构件的所述第二流入口且与在所述第一流路中流动的制冷剂的流动方向垂直的假想平面中的、配置在比所述第一分流部的所述第二流入口靠上方的位置的假想平面设为第一平面的情况下,
成为所述第一分流部的所述第二管状构件贯通所述第一平面。
6.根据权利要求1所述的热交换器,其中,
所述分配器具备:
第三管状构件,所述第三管状构件的内部被分隔为上部空间和下部空间;
连通部,所述连通部将所述上部空间与所述下部空间连通;
至少一个第四管状构件,所述至少一个第四管状构件使所述下部空间与所述第二传热管中的任一根连通;以及
至少一个第五管状构件,所述至少一个第五管状构件使所述上部空间与所述第一传热管中的任一根连通,
所述第三管状构件中的形成有所述下部空间的范围成为所述主体部,
所述下部空间成为所述第一流路,
所述第四管状构件成为所述第二分流部,
所述连通部、所述第三管状构件中的形成有所述上部空间的范围及所述第五管状构件成为所述第一分流部,
所述连通部与所述下部空间的连通部位成为所述第一分流部的所述第二流入口。
7.根据权利要求6所述的热交换器,其中,
所述第三管状构件和所述连通部是一体成形件。
8.根据权利要求1~权利要求7中任一项所述的热交换器,其中,
具备至少两根所述第一传热管,
所述第一分流部中的至少一个形成有一个所述第二流入口及至少两个所述流出口,并与至少两根所述第一传热管连通。
9.根据权利要求1~权利要求8中任一项所述的热交换器,其中,
在与在所述第一流路中流动的制冷剂的流动方向垂直的截面中,
流入所述第一分流部的所述第二流入口中的制冷剂的流动方向与流入所述第二分流部的所述第二流入口中的制冷剂的流动方向不同。
10.根据权利要求1所述的热交换器,其中,
所述分配器具备:
第一板状构件,所述第一板状构件形成有所述第一流入口、所述第一流路、所述第二分流部的所述第二流入口、所述第二分流部的所述第二流路、所述第一分流部的所述第二流入口及所述第一分流部的所述第二流路;
第二板状构件,所述第二板状构件设置于所述第一板状构件的一个侧面,并形成有与所述第二分流部的所述第二流入口连通的所述第二分流部的所述流出口及与所述第一分流部的所述第二流入口连通的所述第一分流部的所述流出口;以及
第三板状构件,所述第三板状构件设置于所述第一板状构件的另一个侧面,
所述第三板状构件、所述第一板状构件及所述第二板状构件层叠而构成所述分配器。
11.根据权利要求1~权利要求10中任一项所述的热交换器,其中,
所述分配器具备至少两个所述第二分流部,
在将所述第二流入口配置在最低的位置的所述第二分流部的所述第二流入口作为基准,
将所述第二流入口配置在最高的位置的所述第二分流部的所述第二流入口的从所述基准起的高度设为第一高度,
将所述第一分流部的所述第二流入口的从所述基准起的高度设为第二高度的情况下,
作为所述第二高度除以所述第一高度而得到的值的高度比大于0.5且小于1。
12.一种空调装置,其中,具备:
作为蒸发器发挥功能的权利要求1~权利要求11中任一项所述的热交换器;以及
送风机,所述送风机向所述热交换器供给空气。
13.根据权利要求12所述的空调装置,其中,
所述送风机是设置在所述热交换器的上方并向该送风机的上方吹出空气的轴流送风机或设置在所述热交换器的侧方的离心送风机,
作为所述热交换器,具备权利要求5所述的热交换器。
14.根据权利要求12所述的空调装置,其中,
所述送风机是向侧方吹出空气的轴流送风机,
所述热交换器在成为所述轴流送风机的旋转轴的下方的位置和成为所述旋转轴的上方的位置分别配置有所述分配器,
在配置在所述旋转轴的下方的所述分配器中,全部的所述分流部的所述第二流入口在比所述第一流入口靠上方的位置与所述第一流路连通,
在配置在所述旋转轴的上方的所述分配器中,一部分的所述分流部的所述第二流入口在比所述第一流入口靠下方的位置与所述第一流路连通。
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