CN114450546A - 蒸发器和具有该蒸发器的冷冻循环装置 - Google Patents

蒸发器和具有该蒸发器的冷冻循环装置 Download PDF

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Abstract

在被封入有非共沸混合制冷剂的冷冻循环装置的蒸发器中,提供实现了结霜耐力和热交换性能的提高的蒸发器。在缺口的开口侧位于空气流动的上风处的情况下,空气温度与蒸发器表面的温度差较大,因此,热交换性能良好,但是容易结霜。相反,在缺口的开口侧位于下风处的情况下,结霜耐力提高,但是热交换性能降低。特别地,由于使用制冷剂是非共沸混合制冷剂,因此,由于温度梯度,在蒸发器的入口侧存在制冷剂温度降低的倾向,容易结霜。但是,形成有缺口的开口侧位于空气的流动方向的下风处的第1热交换部(23a),因此,至少将蒸发器的入口侧设为第1热交换部(23a),由此,能够提高结霜耐力。

Description

蒸发器和具有该蒸发器的冷冻循环装置
技术领域
涉及被封入有非共沸混合制冷剂的冷冻循环装置的蒸发器。
背景技术
作为冷冻循环装置的蒸发器,存在使多个传热管的分布相对于传热翅片的中心较多地偏向上风侧和下风侧中的任意一方的方式的蒸发器。例如,专利文献1(WO2017/183180号)所记载的蒸发器是如下的层叠型热交换器:在与翅片的宽度方向和厚度方向正交的方向上以规定间隔设置有长孔,该长孔具有在翅片的宽度方向上延长的长径,在各长孔中插入扁平管。
发明内容
发明要解决的课题
在上述这种蒸发器中,在使扁平管组整体的宽度方向的中心相对于翅片的宽度方向的中心配置于空气的上风侧时,空气温度与热交换器表面的温度差较大,因此,热交换性能良好,但是容易结霜。相反,在使扁平管组整体的宽度方向的中心相对于翅片的宽度方向的中心配置于下风侧时,存在结霜耐力(抑制结霜的能力)提高、但是热交换性能降低这样的倾向。
特别地,在非共沸混合制冷剂中,在液相、气相中组成不同,因此,在蒸发器中,入口的制冷剂温度比出口低,当扁平管偏向上风侧时,容易结霜。
在专利文献1中,从冷凝水和融化水的排水性这样的观点出发研究了扁平管与翅片的上风侧缘部之间的距离,但是,将在蒸发器中流动的制冷剂特定为非共沸混合制冷剂的情况下的结霜耐力(抑制结霜的能力)和/或热交换性能的观点没有进行研究。
因此,存在如下课题:在被封入有非共沸混合制冷剂的冷冻循环装置的蒸发器中,提供实现了结霜耐力和/或热交换性能的提高的蒸发器。
用于解决课题的手段
第1观点的蒸发器是被封入有非共沸混合制冷剂的冷冻循环装置的蒸发器,具有多个翅片和多个传热管。多个翅片在板厚方向上以规定间隔并排。多个传热管在板厚方向上贯通多个翅片。在蒸发器形成有第1热交换部。在第1热交换部中,在将多个传热管作为传热管组而从翅片的板厚方向观察时,空气的流动方向上的传热管组的分布中心位于比空气的流动方向上的翅片的中心靠下风的位置。
在该蒸发器中,封入制冷剂是非共沸混合制冷剂,因此,蒸发器入口的制冷剂温度比出口低,容易结霜。但是,例如,如果将制冷剂入口侧设为第1热交换部,则传热管组的分布中心位于比空气的流动方向上的翅片的中心靠下风的位置,因此,跟传热管组的分布中心位于比翅片的中心靠上风的位置的情况相比,不容易结霜。
第2观点的蒸发器在第1观点的蒸发器中,还形成有第2热交换部。在第2热交换部中,传热管组的分布中心位于比空气的流动方向上的翅片的中心靠上风的位置。
在该蒸发器中,非共沸混合制冷剂的温度从蒸发器的入口朝向出口上升,因此,在出口侧,与结霜耐力相比,更加重视热交换性能,优选传热管组的分布中心位于比空气的流动方向上的翅片的中心靠上风的位置。
因此,在第1观点的第1热交换部的基础上,形成有传热管组的分布中心位于比空气的流动方向上的翅片的中心靠上风的位置的第2热交换部,由此,例如,能够在蒸发器入口侧配置第1热交换部,在蒸发器出口侧配置第2热交换部。这样,能够尝试适合于蒸发器中的制冷剂温度的热交换部的组合。
第3观点的蒸发器在第2观点的蒸发器中,还形成有第3热交换部。在第3热交换部中,传热管组的分布中心与所述空气的流动方向上的翅片的中心大致一致。
在该蒸发器中,例如,能够在蒸发器入口侧配置第1热交换部,在蒸发器出口侧配置第2热交换部,在第1热交换部与第2热交换部之间配置第3热交换部。这样,能够尝试适合于蒸发器中的制冷剂温度的热交换部的组合。
第4观点的蒸发器在第2观点的蒸发器中,第1热交换部和第2热交换部一体化。
第5观点的蒸发器在第3观点的蒸发器中,第2热交换部和第3热交换部中的至少任意一方与第1热交换部一体化。
第6观点的蒸发器是被封入有非共沸混合制冷剂的冷冻循环装置的蒸发器,具有多个翅片和多个传热管。多个翅片在板厚方向上以规定间隔并排。多个传热管在板厚方向上贯通多个翅片。在蒸发器形成有第1热交换部和第2热交换部。在第1热交换部中,从传热管的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到翅片的上风侧端部为止的距离为第1尺寸。在第2热交换部中,从传热管的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到翅片的上风侧端部为止的距离为比第1尺寸小的第2尺寸。
在该蒸发器中,非共沸混合制冷剂的温度从蒸发器的入口朝向出口上升,因此,优选在入口侧重视结霜耐力,在出口侧重视热交换性能。
例如,能够在蒸发器入口侧配置第1热交换部,在蒸发器出口侧配置第2热交换部。这样,能够尝试适合于蒸发器中的制冷剂温度的组合。
第7观点的蒸发器在第6观点的蒸发器中,还形成有第3热交换部。在第3热交换部中,从传热管的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到翅片的上风侧端部为止的距离和从传热管的位于空气的流动方向的最下风处的下风侧端部到翅片的下风侧端部为止的距离相等。
在该蒸发器中,例如,能够在蒸发器入口侧配置第1热交换部,在蒸发器出口侧配置第2热交换部,在第1热交换部与第2热交换部之间配置第3热交换部。这样,能够尝试适合于蒸发器中的制冷剂温度的热交换部的组合。
第8观点的蒸发器在第6观点的蒸发器中,第1热交换部和第2热交换部一体化。
第9观点的蒸发器在第7观点的蒸发器中,第2热交换部和第3热交换部中的至少任意一方与第1热交换部一体化。
第10观点的蒸发器是被封入有非共沸混合制冷剂的冷冻循环装置的蒸发器,具有多个翅片和多个传热管。多个翅片在板厚方向上以规定间隔并排。多个传热管在板厚方向上贯通多个翅片。翅片具有多个缺口。多个缺口在与空气的流动方向和板厚方向双方正交的方向上并排。传热管是插入到缺口中的扁平多孔管。在蒸发器形成有第1热交换部。在第1热交换部中,缺口的开口侧位于空气的流动方向的下风处。
在该蒸发器中,在缺口的开口侧位于空气流动的上风处的情况下,空气温度与蒸发器表面的温度差较大,因此,热交换性能良好,但是容易结霜。相反,在缺口的开口侧位于下风处的情况下,结霜耐力提高,但是热交换性能降低。特别地,使用制冷剂是非共沸混合制冷剂,因此,由于温度梯度,在蒸发器的入口侧存在制冷剂温度降低的倾向,容易结霜。
但是,由于形成有缺口的开口侧位于空气的流动方向的下风处的第1热交换部,因此,至少将蒸发器的入口侧设为第1热交换部,由此,能够提高结霜耐力。
第11观点的蒸发器在第10观点的蒸发器中,还形成有第2热交换部。在第2热交换部中,缺口的开口侧位于空气的流动方向的上风处。
在该蒸发器中,例如,能够在蒸发器入口侧配置第1热交换部,在蒸发器出口侧配置第2热交换部。这样,能够尝试适合于蒸发器中的制冷剂温度的组合。
第12观点的蒸发器在第11观点的蒸发器中,第1热交换部和第2热交换部一体化。
第13观点的冷冻循环装置是具有第1观点~第12观点中的任意一个观点的蒸发器的冷冻循环装置。非共沸混合制冷剂包含HFC制冷剂、HFO制冷剂、CF3I和自然制冷剂中的任意制冷剂。
第14观点的冷冻循环装置是具有第1观点~第12观点中的任意一个观点的蒸发器的冷冻循环装置。非共沸混合制冷剂包含R32、R1132(E)、R1234yf、R1234ze、CF3I和CO2中的任意制冷剂。
第15观点的冷冻循环装置是具有第1观点~第12观点中的任意一个观点的蒸发器的冷冻循环装置。非共沸混合制冷剂至少包含R1132(E)、R32、R1234yf。
第16观点的冷冻循环装置是具有第1观点~第12观点中的任意一个观点的蒸发器的冷冻循环装置。非共沸混合制冷剂至少包含R1132(E)、R1123和R1234yf。
第17观点的冷冻循环装置是具有第1观点~第12观点中的任意一个观点的蒸发器的冷冻循环装置。非共沸混合制冷剂至少包含R1132(E)和R1234yf。
第18观点的冷冻循环装置是具有第1观点~第12观点中的任意一个观点的蒸发器的冷冻循环装置。非共沸混合制冷剂至少包含R32、R1234yf、以及R1132a和R1114中的至少一种。
第19观点的冷冻循环装置是具有第1观点~第12观点中的任意一个观点的蒸发器的冷冻循环装置。非共沸混合制冷剂至少包含R32、CO2、R125、R134a和R1234yf。
第20观点的冷冻循环装置是具有第1观点~第12观点中的任意一个观点的蒸发器的冷冻循环装置。非共沸混合制冷剂至少包含R1132(Z)和R1234yf。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的作为冷冻装置的空调装置的概略结构图。
图2是室内热交换器的概略主视图。
图3是室外热交换器的外观立体图。
图4是非共沸混合制冷剂的PH线图。
图5A是第1实施方式的室外热交换器的第1热交换部的立体图。
图5B是第1实施方式的室外热交换器的第2热交换部的立体图。
图6A是一并使用第1热交换部和第2热交换部的室外热交换器的概略立体图。
图6B是一并使用第1热交换部和第2热交换部的另一室外热交换器的概略立体图。
图7A是第2实施方式的室外热交换器的第1热交换部的立体图。
图7B是第2实施方式的室外热交换器的第2热交换部的立体图。
图7C是第2实施方式的变形例的室外热交换器的第3热交换部的立体图。
图8A是第3实施方式的室外热交换器的第1热交换部的立体图。
图8B是第3实施方式的室外热交换器的第2热交换部的立体图。
图8C是第3实施方式的变形例的室外热交换器的第3热交换部的立体图。
具体实施方式
<第1实施方式>
(1)空调装置1的结构
图1是本发明的一个实施方式的空调装置1的概略结构图。在图1中,空调装置1是利用蒸汽压缩式的冷冻循环进行制冷运转和制热运转的冷冻装置。
空调装置1的制冷剂回路10是室外单元2和室内单元4经由液体制冷剂联络管5和气体制冷剂联络管6连接而构成的。
被封入制冷剂回路10中的制冷剂是非共沸混合制冷剂。非共沸混合制冷剂包含HFC制冷剂、HFO制冷剂、CF3I和自然制冷剂中的任意制冷剂。
(1-1)室内单元4
室内单元4设置于室内,构成制冷剂回路10的一部分。室内单元4包含室内热交换器41、室内风扇42和室内侧控制部44。
(1-1-1)室内热交换器41
室内热交换器41在制冷运转时作为制冷剂的蒸发器发挥功能,对室内空气进行冷却。此外,室内热交换器41在制热运转时作为制冷剂的放热器发挥功能,对室内空气进行加热。制冷运转时的室内热交换器41的制冷剂的入口侧与液体制冷剂联络管5连接,制冷剂的出口侧与气体制冷剂联络管6连接。
图2是室内热交换器41的主视图。在图2中,室内热交换器41是交叉翅片型热交换器。室内热交换器具有传热翅片412和传热管411。
传热翅片412是薄的铝制的平板。在传热翅片412形成有多个贯通孔。传热管411具有插入到传热翅片412的贯通孔中的直管411a、以及连结相邻的直管411a的端部彼此的U字管411b、411c。
直管411a在插入到传热翅片412的贯通孔中之后进行扩管加工,由此,与传热翅片412紧贴。直管411a和第1U字管411b一体地形成。在直管411a插入到传热翅片412的贯通孔中并进行扩管加工后,第2U字管411c利用焊接、钎焊等与直管411a的端部连结。
(1-1-2)室内风扇42
室内风扇42将室内空气吸入到室内单元4内,在室内热交换器41中与制冷剂进行热交换后,将该空气供给到室内。作为室内风扇42,采用离心风扇、多叶片风扇等。室内风扇42由室内风扇马达43来驱动。
(1-1-3)室内侧控制部44
室内侧控制部44对构成室内单元4的各部的动作进行控制。室内侧控制部44具有用于进行室内单元4的控制的微计算机和存储器。
室内侧控制部44在与遥控器(未图示)之间进行控制信号等的发送接收。此外,室内侧控制部44在与室外单元2的室外侧控制部38之间经由传输线8a进行控制信号等的发送接收。
(1-2)室外单元2
室外单元2设置于室外,构成制冷剂回路10的一部分。室外单元2包含压缩机21、四路切换阀22、室外热交换器23、膨胀阀26、液体侧截止阀27和气体侧截止阀28。
(1-2-1)压缩机21
压缩机21是对冷冻循环的低压的制冷剂进行压缩的设备。压缩机21利用压缩机用马达21a驱动旋转式、涡旋式等容积式压缩要素(未图示)旋转。
压缩机21在吸入侧连接有吸入管31,在排出侧连接有排出管32。吸入管31是将压缩机21的吸入侧和四路切换阀22连接的制冷剂管。排出管32是将压缩机21的排出侧和四路切换阀22连接的制冷剂管。
在吸入管31连接有气液分离器29。气液分离器29将流入的制冷剂分离成液体制冷剂和气体制冷剂,仅使气体制冷剂向压缩机21的吸入侧流动。
(1-2-2)四路切换阀22
四路切换阀22对制冷剂回路10中的制冷剂的流动的方向进行切换。四路切换阀22在制冷运转时,使室外热交换器23作为制冷剂的放热器发挥功能,并且使室内热交换器41作为制冷剂的蒸发器发挥功能。
四路切换阀22在制冷运转时,将压缩机21的排出管32和室外热交换器23的第1气体制冷剂管33连接,进而,将压缩机21的吸入管31和第2气体制冷剂管34连接(参照图1的四路切换阀22的实线)。
此外,四路切换阀22在制热运转时,切换为使室外热交换器23作为制冷剂的蒸发器发挥功能、并且使室内热交换器41作为制冷剂的放热器发挥功能的制热循环状态。
四路切换阀22在制热运转时,将压缩机21的排出管32和第2气体制冷剂管34连接,进而,将压缩机21的吸入管31和室外热交换器23的第1气体制冷剂管33连接(参照图1的四路切换阀22的虚线)。
这里,第1气体制冷剂管33是将四路切换阀22和室外热交换器23的制冷运转时的制冷剂入口连接的制冷剂管。此外,第2气体制冷剂管34是将四路切换阀22和气体侧截止阀28连接的制冷剂管。
(1-2-3)室外热交换器23
室外热交换器23在制冷运转时作为制冷剂的放热器发挥功能。此外,室外热交换器23在制热运转时作为制冷剂的蒸发器发挥功能。在室外热交换器23的制冷运转时的制冷剂出口连接有液体制冷剂管35的一端。液体制冷剂管35的另一端与膨胀阀26连接。
关于室外热交换器23,在[(3)室外热交换器23的详细构造]的章节中说明详细情况。
(1-2-4)膨胀阀26
膨胀阀26是电动膨胀阀。膨胀阀26在制冷运转时,将从室外热交换器23送来的高压的制冷剂减压到低压。此外,膨胀阀26在制热运转时,将从室内热交换器41送来的高压的制冷剂减压到低压。
(1-2-5)液体侧截止阀27和气体侧截止阀28
液体侧截止阀27与液体制冷剂联络管5连接。气体侧截止阀28与气体制冷剂联络管6连接。液体侧截止阀27位于制冷运转时的制冷剂循环方向上的膨胀阀26的下游。气体侧截止阀28位于制冷运转时的制冷剂循环方向上的四路切换阀22的上游。
(1-2-6)室外风扇
室外单元2包含室外风扇36。室外风扇36将室外空气吸入到室外单元2内,在室外热交换器23中与制冷剂进行热交换后,将该空气向外部排出。作为室外风扇36,采用螺旋桨式风扇等。室外风扇36由室外风扇用马达37来驱动。
(1-2-7)室外侧控制部38
室外侧控制部38对构成室外单元2的各部的动作进行控制。室外侧控制部38具有用于进行室外单元2的控制的微计算机和存储器。
室外侧控制部38在与室内单元4的室内侧控制部44之间经由传输线8a进行控制信号等的发送接收。
(1-3)制冷剂联络管5、6
制冷剂联络管5、6是在将空调装置1设置于建筑物等设置场所时在现场施工的制冷剂管。制冷剂联络管5、6根据设置场所、室外单元2和室内单元4的组合等设置条件而采用适当长度和直径的管。
(2)空调装置的基本动作
接着,使用图1对空调装置1的基本动作进行说明。作为基本动作,空调装置1能够进行制冷运转和制热运转。
(2-1)制冷运转
在制冷运转时,四路切换阀22被切换为制冷循环状态(图1的实线所示的状态)。在制冷剂回路10中,冷冻循环的低压的气体制冷剂被吸入到压缩机21,在被压缩后排出。
从压缩机21排出的高压的气体制冷剂经由四路切换阀22送至室外热交换器23。
送至室外热交换器23的高压的气体制冷剂在作为放热器发挥功能的室外热交换器23中,与从室外风扇36供给的室外空气进行热交换而放热,成为高压的液体制冷剂。高压的液体制冷剂送至膨胀阀26。
送至膨胀阀26的高压的液体制冷剂由膨胀阀26减压到冷冻循环的低压,成为低压的气液二相状态的制冷剂。由膨胀阀26减压后的低压的气液二相状态的制冷剂经由液体侧截止阀27和液体制冷剂联络管5送至室内热交换器41。
送至室内热交换器41的低压的气液二相状态的制冷剂在室内热交换器41中,与从室内风扇42供给的室内空气进行热交换而蒸发。由此,室内空气被冷却,然后,该被冷却的空气被供给到室内,由此进行室内的制冷。
在室内热交换器41中蒸发后的低压的气体制冷剂经由气体制冷剂联络管6、气体侧截止阀28和四路切换阀22再次被吸入到压缩机21。
(2-2)制热运转
在制热运转时,四路切换阀22被切换为制热循环状态(图1的虚线所示的状态)。在制冷剂回路10中,冷冻循环的低压的气体制冷剂被吸入到压缩机21,在被压缩后排出。
从压缩机21排出的高压的气体制冷剂经由四路切换阀22、气体侧截止阀28和气体制冷剂联络管6送至室内热交换器41。
送至室内热交换器41的高压的气体制冷剂在室内热交换器41中,与从室内风扇42供给的室内空气进行热交换而放热,成为高压的液体制冷剂。由此,室内空气被加热,然后,该被加热的空气被供给到室内,由此进行室内的制热。
在室内热交换器41中放热后的高压的液体制冷剂经由液体制冷剂联络管5和液体侧截止阀27送至膨胀阀26。
送至膨胀阀26的高压的液体制冷剂由膨胀阀26减压到冷冻循环的低压,成为低压的气液二相状态的制冷剂。由膨胀阀26减压后的低压的气液二相状态的制冷剂送至室外热交换器23。
送至室外热交换器23的低压的气液二相状态的制冷剂在室外热交换器23中,与从室外风扇36供给的室外空气进行热交换而蒸发,成为低压的气体制冷剂。
在室外热交换器23中蒸发后的低压的制冷剂通过四路切换阀22再次被吸入到压缩机21。
(3)室外热交换器23的详细说明
(3-1)构造
图3是室外热交换器23的外观立体图。在图3中,室外热交换器23是层叠型热交换器。室外热交换器23包含多个扁平管231和多个传热翅片232。
(3-1-1)扁平管231
扁平管231是多孔管。扁平管231由铝或铝合金成型,具有成为传热面的平面部231a、以及供制冷剂流动的多个内部流路231b。
扁平管231以在使平面部231a朝向上下的状态下隔开间隔(通风空间)堆叠的方式排列有多层。
(3-1-2)传热翅片232
传热翅片232是铝制或铝合金制的翅片。传热翅片232配置于被上下相邻的扁平管231夹着的通风空间,与扁平管231的平面部231a接触。
传热翅片232形成有供扁平管231插入的缺口232c(参照图5A和图5B)。扁平管231在插入到传热翅片232的缺口232c中之后,传热翅片232和扁平管231的平面部231a利用钎焊等而接合。
(3-1-3)集管233a、233b
集管233a、233b与在上下方向上排列多层的扁平管231的两端连结。集管233a、233b具有支承扁平管231的功能、将制冷剂引导至扁平管231的内部流路的功能、以及使从内部流路出来的制冷剂汇集的功能。
在室外热交换器23作为制冷剂的蒸发器发挥功能的情况下,制冷剂流入第1集管233a。流入第1集管233a的制冷剂大致均等地分配给各层的扁平管231的各内部流路,朝向第2集管233b流动。在各层的扁平管231的各内部流路中流动的制冷剂经由传热翅片232从在通风空间中流动的空气流吸热。在各层的扁平管231的各内部流路中流动的制冷剂在第2集管233b汇集,并从第2集管233b流出。
在室外热交换器23作为制冷剂的放热器发挥功能的情况下,制冷剂流入第2集管233b。流入第2集管233b的制冷剂大致均等地分配给各层的扁平管231的各内部流路,朝向第1集管233a流动。在各层的扁平管231的各内部流路中流动的制冷剂经由传热翅片232向在通风空间中流动的空气流放热。在各层的扁平管231的各内部流路中流动的制冷剂在第1集管233a汇集,并从第1集管233a流出。
(3-2)结霜的抑制
图4是非共沸混合制冷剂的PH线图。在图4中,制冷剂温度朝向蒸发器出口上升。在液相、气相中,非共沸混合制冷剂的组成不同,因此,存在蒸发器中的蒸发开始温度和结束温度不同这样的“温度梯度”。由于该温度梯度,在蒸发器中,入口温度容易降低,在制热运转时容易结霜。
图5A是第1实施方式的室外热交换器23的第1热交换部23a的立体图。在图5A中,在第1热交换部23a中,缺口232c的开口侧位于空气的流动方向的下风处。
图5B是第1实施方式的室外热交换器23的第2热交换部23b的立体图。在图5B中,缺口232c的开口侧位于空气的流动方向的上风处。
在图5B所示的第2热交换部23b中,缺口232c的开口位于空气的流动方向的上风处,因此,具有如下特征:空气温度与热交换器表面的温度差较大,热交换性能提高,但是容易结霜。
另一方面,在图5A所示的第1热交换部23a中,缺口232c的开口位于空气的流动方向的下风处,因此,与第2热交换部23b相比,空气温度与热交换器表面的温度差较小,因此,抑制结霜。
因此,在本实施方式中,在作为蒸发器发挥功能的室外热交换器23的入口侧形成有第1热交换部23a。
(3-3)热交换性能的提高
如上所述,在第1热交换部23a中,与第2热交换部23b相比,空气温度与热交换器表面的温度差较小,因此,热交换性能降低。因此,利用第1热交换部23a构成室外热交换器23的整体在性能上是不理想的。
因此,在本实施方式中,一并使用第1热交换部23a和第2热交换部23b,抑制结霜,并且实现热交换性能的提高。
图6A是一并使用第1热交换部23a和第2热交换部23b的室外热交换器23的概略立体图。此外,图6B是一并使用第1热交换部23a’和第2热交换部23b’的另一室外热交换器23’的概略立体图。
在图6A中,在室外热交换器23作为制冷剂的蒸发器发挥功能时,流入第1集管233a的制冷剂大致均等地分配给各层的扁平管231的各内部流路231b,朝向第2集管233b流动。非共沸混合制冷剂的蒸发器入口处的温度容易降低,容易结霜。因此,从第1集管233a朝向第2集管233b的一定区间由第1热交换部23a构成,抑制结霜。
另一方面,非共沸混合制冷剂的温度朝向蒸发器出口上升,因此,为了提高热交换性能,利用第2热交换部23b构成第1热交换部23a与第2集管233b之间的部分。
这样,在蒸发器入口侧配置第1热交换部23a,在蒸发器出口侧配置第2热交换部23b,由此,能够抑制结霜,并且实现热交换性能的提高。
此外,在图6B中,在室外热交换器23’作为制冷剂的蒸发器发挥功能时,流入第1集管233a’的下层的制冷剂大致均等地分配给下层各层的扁平管231的各内部流路231b’,朝向第2集管233b’流动。
到达第2集管233b’的下层的制冷剂暂时汇集,经由弯曲管234流入第2集管233b’的上层。然后,制冷剂大致均等地分配给上层各层的扁平管231的各内部流路231b,朝向第2集管233b’流动。
非共沸混合制冷剂的蒸发器入口处的温度容易降低,容易结霜。因此,从第1集管233a’的下层朝向第2集管233b’的下层的区间由第1热交换部23a’构成,抑制结霜。
另一方面,非共沸混合制冷剂的温度朝向蒸发器出口使上升,因此,为了提高热交换性能,利用第2热交换部23b’构成从第1集管233b’的上层朝向第1集管233a’的上层的区间。
这样,在蒸发器入口侧配置第1热交换部23a’,在蒸发器出口侧配置第2热交换部23b’,由此,能够抑制结霜,并且实现热交换性能的提高。
(4)特征
(4-1)
在室外热交换器23的第1热交换部23a中,传热翅片232的缺口232c的开口侧位于空气的流动方向的下风处。在室外热交换器23作为蒸发器发挥功能时,以非共沸混合制冷剂的入口侧成为第1热交换部23a的方式进行配置,由此,能够提高结霜耐力(抑制结霜的能力)。
(4-2)
此外,在非共沸混合制冷剂的入口侧配置第1热交换部23a,将缺口232c的开口位于空气的流动方向的上风处的第2热交换部23b配置于出口侧,由此,能够抑制结霜,并且实现热交换性能的提高。
(4-3)
第1热交换部23a和第2热交换部23b一体化。
(5)变形例
也可以在作为蒸发器发挥功能的室外热交换器23的入口侧配置第1热交换部23a,在出口侧配置第2热交换部23b,在第1热交换部23a与第2热交换部23b之间配置第3热交换部23c。
关于第3热交换部23c,扁平管231的宽度方向的分布中心与空气的流动方向上的传热翅片232的中心一致。
该变形例的技术意义在于,能够尝试适合于作为蒸发器发挥功能的室外热交换器23中的制冷剂温度的热交换部的组合,其结果是,能够抑制结霜,并且实现热交换性能的提高。
另外,也可以是,第2热交换部23b和第3热交换部23c中的至少任意一方与第1热交换部23a一体化。
<第2实施方式>
在第1实施方式中,作为室外热交换器23,采用在设置于传热翅片232的缺口232c中插入扁平管231的层叠型热交换器。
在第2实施方式中,作为室外热交换器23,采用使扁平管贯通设置于传热翅片的长孔的层叠型热交换器。
(1)结霜的抑制
图7A是第2实施方式的室外热交换器23的第1热交换部123a的立体图。在图7A中,在第1热交换部123a中,从扁平管231M的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到传热翅片232M的上风侧端部为止的距离为第1尺寸D1。
图7B是第2实施方式的室外热交换器23的第2热交换部123b的立体图。在图7B中,在第2热交换部123b中,从扁平管231M的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到传热翅片232M的上风侧端部为止的距离为比第1尺寸D1小的第2尺寸D2。
在图7B所示的第2热交换部123b中,从扁平管231M的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到传热翅片232M的上风侧端部为止的距离(第2尺寸D2)比第1热交换部123a中的该距离(第1尺寸D1)小,因此,具有如下特征:空气温度与热交换器表面的温度差较大,热交换性能提高,但是容易结霜。
另一方面,在图7A所示的第1热交换部123a中,从扁平管231M的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到传热翅片232M的上风侧端部为止的距离比第2热交换部123b中的该距离(第2尺寸D2)大,因此,与第2热交换部123b相比,空气温度与热交换器表面的温度差较小,抑制结霜。
因此,在第2实施方式中,在作为蒸发器发挥功能的室外热交换器23的入口侧形成有第1热交换部123a。
(2)热交换性能的提高
如上所述,在第1热交换部123a中,与第2热交换部123b相比,空气温度与热交换器表面的温度差较小,因此,热交换性能降低。因此,利用第1热交换部123a构成室外热交换器23的整体在性能上是不理想的。
因此,在第2实施方式中,与第1实施方式同样,一并使用第1热交换部123a和第2热交换部123b,抑制结霜,并且实现热交换性能的提高。在图6A和图6B中,将第1实施方式的第1热交换部23a置换为“第1热交换部123a”,将第1实施方式的第2热交换部23b置换为“第2热交换部123b”,由此,还能够应用于第2实施方式。
在图6A中,在室外热交换器23作为制冷剂的蒸发器发挥功能时,流入第1集管233a的制冷剂大致均等地分配给各层的扁平管的各内部流路,朝向第2集管233b流动。非共沸混合制冷剂的蒸发器入口处的温度容易降低,容易结霜。因此,从第1集管233a朝向第2集管233b的一定区间由第1热交换部123a构成,抑制结霜。
另一方面,非共沸混合制冷剂的温度朝向蒸发器出口上升,因此,为了提高热交换性能,利用第2热交换部123b构成第1热交换部123a与第2集管233b之间的部分。
这样,在蒸发器入口侧配置第1热交换部123a,在蒸发器出口侧配置第2热交换部123b,由此,能够抑制结霜,并且实现热交换性能的提高。
(3)第2实施方式的特征
(3-1)
非共沸混合制冷剂的温度从蒸发器的入口朝向出口上升,因此,优选在入口侧重视结霜耐力(抑制结霜的能力),在出口侧重视热交换性能。
因此,能够尝试在作为蒸发器发挥功能的室外热交换器23的入口侧配置第1热交换部123a、在出口侧配置第2热交换部123b这样的适合于蒸发器中的制冷剂温度的组合。
(3-2)
第1热交换部123a和第2热交换部123b一体化。
(4)变形例
也可以在作为蒸发器发挥功能的室外热交换器23的入口侧配置第1热交换部123a,在出口侧配置第2热交换部123b,在第1热交换部123a与第2热交换部123b之间配置第3热交换部。
图7C是第2实施方式的变形例的室外热交换器23的第3热交换部123c的立体图。在图7C中,在第3热交换部123c中,从扁平管231M的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到传热翅片232M的上风侧端部为止的距离D3和从扁平管231M的位于空气的流动方向的最下风处的下风侧端部到传热翅片232M的下风侧端部为止的距离相等。
该变形例的技术意义在于,能够尝试适合于作为蒸发器发挥功能的室外热交换器23中的制冷剂温度的热交换部的组合,其结果是,能够抑制结霜,并且实现热交换性能的提高。
另外,也可以是,第2热交换部123b和第3热交换部123c中的至少任意一方与第1热交换部123a一体化。
<第3实施方式>
在第1实施方式和第2实施方式中,作为室外热交换器23,采用层叠型热交换器。在第3实施方式中,作为室外热交换器23,采用交叉翅片型热交换器。
(1)结霜的抑制
图8A是第3实施方式的室外热交换器23的第1热交换部223a的立体图。在图8A中,在第1热交换部223a中,在将多个传热管231N作为传热管组而从传热翅片232N的板厚方向观察时,空气的流动方向上的传热管组的分布中心位于比空气的流动方向上的传热翅片232N的中心靠下风的位置。
图8B是第3实施方式的室外热交换器23的第2热交换部223b的立体图。在图8B中,在第2热交换部223b中,空气的流动方向上的传热管组的分布中心位于比空气的流动方向上的传热翅片232N的中心靠上风的位置。
在图8B所示的第2热交换部223b中,传热管组的分布中心位于比空气的流动方向上的传热翅片232N的中心靠上风的位置,因此,从传热管231N的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到传热翅片232N的上风侧端部为止的距离比第1热交换部223a中的该距离小,其结果是,具有如下特征:空气温度与热交换器表面的温度差较大,热交换性能提高,但是容易结霜。
另一方面,在图8A所示的第1热交换部223a中,空气的流动方向上的传热管组的分布中心位于比空气的流动方向上的传热翅片232N的中心靠下风的位置,因此,从传热管231N的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到传热翅片232N的上风侧端部为止的距离比第2热交换部223b中的该距离大,其结果是,与第2热交换部223b相比,空气温度与热交换器表面的温度差较小,抑制结霜。
因此,在第3实施方式中,在作为蒸发器发挥功能的室外热交换器23的入口侧形成有第1热交换部223a。
(2)热交换性能的提高
如上所述,在第1热交换部223a中,与第2热交换部223b相比,空气温度与热交换器表面的温度差较小,因此,热交换性能降低。因此,利用第1热交换部223a构成室外热交换器23的整体在性能上是不理想的。
因此,在第3实施方式中,与第1实施方式和第2实施方式同样,一并使用第1热交换部223a和第2热交换部223b,抑制结霜,并且实现热交换性能的提高。在图6A和图6B中,将第1实施方式的第1热交换部23a置换为“第1热交换部223a”,将第1实施方式的第2热交换部23b置换为“第2热交换部223b”,由此,还能够应用于第3实施方式。
在图6A中,在室外热交换器23作为制冷剂的蒸发器发挥功能时,流入第1集管233a的制冷剂大致均等地分配给各层的传热管,朝向第2集管233b流动。非共沸混合制冷剂的蒸发器入口处的温度容易降低,容易结霜。因此,从第1集管233a朝向第2集管233b的一定区间由第1热交换部223a构成,抑制结霜。
另一方面,非共沸混合制冷剂的温度朝向蒸发器出口上升,因此,为了提高热交换性能,利用第2热交换部223b构成第1热交换部223a与第2集管233b之间的部分。
这样,在蒸发器入口侧配置第1热交换部223a,在蒸发器出口侧配置第2热交换部223b,由此,能够抑制结霜,并且实现热交换性能的提高。
(3)第3实施方式的特征
(3-1)
非共沸混合制冷剂的温度从蒸发器的入口朝向出口上升,因此,优选在入口侧重视结霜耐力(抑制结霜的能力),在出口侧重视热交换性能。
因此,能够尝试在作为蒸发器发挥功能的室外热交换器23的入口侧配置第1热交换部223a、在出口侧配置第2热交换部223b这样的适合于蒸发器中的制冷剂温度的组合。
(3-2)
第1热交换部223a和第2热交换部223b一体化。
(4)变形例
也可以在作为蒸发器发挥功能的室外热交换器23的入口侧配置第1热交换部23a,在出口侧配置第2热交换部23b,在第1热交换部223a与第2热交换部223b之间配置第3热交换部。
图8C是第3实施方式的变形例的室外热交换器23的第3热交换部223c的立体图。在图8C中,在第3热交换部223c中,空气的流动方向上的传热管组的分布中心与空气的流动方向上的所述翅片的中心一致。
该变形例的技术意义在于,能够尝试适合于作为蒸发器发挥功能的室外热交换器23中的制冷剂温度的热交换部的组合,其结果是,能够抑制结霜,并且实现热交换性能的提高。
另外,也可以是,第2热交换部223b和第3热交换部223c中的至少任意一方与第1热交换部223a一体化。
<其他>
在上述各实施方式中,叙述了非共沸混合制冷剂包含HFC制冷剂、HFO制冷剂、CF3I和自然制冷剂中的任意制冷剂,但是,更详细地讲,优选对应于以下的(A)~(G)中的任意一方的非共沸混合制冷剂。
(A)
包含R32、R1132(E)、R1234yf、R1234ze、CF3I和CO2中的任意一方的非共沸混合制冷剂。
(B)
至少包含R1132(E)、R32、R1234yf的非共沸混合制冷剂。
(C)
至少包含R1132(E)、R1123和R1234yf的非共沸混合制冷剂。
(D)
至少包含R1132(E)和R1234yf的非共沸混合制冷剂。
(E)
至少包含R32、R1234yf、以及R1132a和R1114中的至少一种的非共沸混合制冷剂。
(F)
至少包含R32、CO2、R125、R134a和R1234yf的非共沸混合制冷剂。
(G)
至少包含R1132(Z)和R1234yf的非共沸混合制冷剂。
以上说明了本发明的实施方式,但是,能够理解为能够在不脱离权利要求书所记载的本发明的主旨和范围的情况下进行方式和详细情况的多种变更。
产业上的可利用性
本发明能够广泛应用于能够进行冷却运转和加热运转的冷冻装置。
标号说明
1 空调装置(冷冻装置)
23 室外热交换器(蒸发器)
23a 第1热交换部
23b 第2热交换部
23c 第3热交换部
123a 第1热交换部
123b 第2热交换部
123c 第3热交换部
223a 第1热交换部
223b 第2热交换部
223c 第3热交换部
231 扁平管(传热管)
231M 扁平管(传热管)
231N 传热管
232 传热翅片
232c 缺口
232M 传热翅片
232N 传热翅片
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2017/183180号

Claims (20)

1.一种蒸发器,其是被封入有非共沸混合制冷剂的冷冻循环装置的蒸发器,其中,所述蒸发器具有:
多个翅片(232),它们在板厚方向上以规定间隔并排;以及
多个传热管(231),它们在板厚方向上贯通所述多个翅片,
所述蒸发器形成有第1热交换部(23a),在该第1热交换部(23a)中,在将所述多个传热管作为传热管组而从所述翅片的板厚方向观察时,空气的流动方向上的所述传热管组的分布中心位于比所述空气的流动方向上的所述翅片的中心靠下风的位置。
2.根据权利要求1所述的蒸发器,其中,
所述蒸发器还形成有第2热交换部(23b),在该第2热交换部(23b)中,所述传热管组的分布中心位于比所述空气的流动方向上的所述翅片的中心靠上风的位置。
3.根据权利要求2所述的蒸发器,其中,
所述蒸发器还形成有第3热交换部,在该第3热交换部中,所述传热管组的分布中心与所述空气的流动方向上的所述翅片的中心一致。
4.根据权利要求2所述的蒸发器,其中,
所述第1热交换部和所述第2热交换部一体化。
5.根据权利要求3所述的蒸发器,其中,
所述第2热交换部和所述第3热交换部中的至少任意一方与所述第1热交换部一体化。
6.一种蒸发器,其是被封入有非共沸混合制冷剂的冷冻循环装置的蒸发器,其中,所述蒸发器具有:
多个翅片(232),它们在板厚方向上以规定间隔并排;以及
多个传热管(231),它们在板厚方向上贯通所述多个翅片,
所述蒸发器形成有:
第1热交换部(23a),在该第1热交换部(23a)中,从所述传热管的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到所述翅片的上风侧端部为止的距离为第1尺寸;以及
第2热交换部(23b),在该第2热交换部(23b)中,从所述传热管的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到所述翅片的上风侧端部为止的距离为比第1尺寸小的第2尺寸。
7.根据权利要求6所述的蒸发器,其中,
所述蒸发器还形成有第3热交换部,在该第3热交换部中,从所述传热管的位于空气的流动方向的最上风处的上风侧端部到所述翅片的上风侧端部为止的距离和从所述传热管的位于空气的流动方向的最下风处的下风侧端部到所述翅片的下风侧端部为止的距离相等。
8.根据权利要求6所述的蒸发器,其中,
所述第1热交换部和所述第2热交换部一体化。
9.根据权利要求7所述的蒸发器,其中,
所述第2热交换部和所述第3热交换部中的至少任意一方与所述第1热交换部一体化。
10.一种蒸发器,其是被封入有非共沸混合制冷剂的冷冻循环装置的蒸发器,其中,所述蒸发器具有:
多个翅片(232),它们在板厚方向上以规定间隔并排;以及
多个传热管(231),它们在板厚方向上贯通所述多个翅片,
所述翅片具有在与空气的流动方向和所述板厚方向双方正交的方向上并排的多个缺口(232c),
所述传热管是插入到所述缺口中的扁平多孔管,
所述蒸发器形成有第1热交换部(23a),在该第1热交换部(23a)中,所述缺口的开口侧位于所述空气的流动方向的下风处。
11.根据权利要求10所述的蒸发器,其中,
所述蒸发器还形成有第2热交换部(23b),在该第2热交换部(23b)中,所述缺口的开口侧位于所述空气的流动方向的上风处。
12.根据权利要求11所述的蒸发器,其中,
所述第1热交换部和所述第2热交换部一体化。
13.一种冷冻循环装置,其中,
所述冷冻循环装置具有权利要求1~12中的任意一项所述的蒸发器,
所述非共沸混合制冷剂包含HFC制冷剂、HFO制冷剂、CF3I和自然制冷剂中的任意制冷剂。
14.一种冷冻循环装置,其中,
所述冷冻循环装置具有权利要求1~12中的任意一项所述的蒸发器,
所述非共沸混合制冷剂包含R32、R1132(E)、R1234yf、R1234ze、CF3I和CO2中的任意制冷剂。
15.一种冷冻循环装置,其中,
所述冷冻循环装置具有权利要求1~12中的任意一项所述的蒸发器,
所述非共沸混合制冷剂至少包含R1132(E)、R32、R1234yf。
16.一种冷冻循环装置,其中,
所述冷冻循环装置具有权利要求1~12中的任意一项所述的蒸发器,
所述非共沸混合制冷剂至少包含R1132(E)、R1123和R1234yf。
17.一种冷冻循环装置,其中,
所述冷冻循环装置具有权利要求1~12中的任意一项所述的蒸发器,
所述非共沸混合制冷剂至少包含R1132(E)和R1234yf。
18.一种冷冻循环装置,其中,
所述冷冻循环装置具有权利要求1~12中的任意一项所述的蒸发器,
所述非共沸混合制冷剂至少包含R32、R1234yf、以及R1132a和R1114中的至少一种。
19.一种冷冻循环装置,其中,
所述冷冻循环装置具有权利要求1~12中的任意一项所述的蒸发器,
所述非共沸混合制冷剂至少包含R32、CO2、R125、R134a和R1234yf。
20.一种冷冻循环装置,其中,
所述冷冻循环装置具有权利要求1~12中的任意一项所述的蒸发器,
所述非共沸混合制冷剂至少包含R1132(Z)和R1234yf。
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