CN117063021A - 热交换器、具备该热交换器的室外机 - Google Patents

Abstract

本发明得到一种能够抑制风速分布的不均匀所引起的热交换量的降低的热交换器。一种热交换器，具备：入口集管(20)；出口集管(21)；由分隔板(30)在入口集管(20)的内部分隔成的多个隔室(31)；与各隔室(31)和出口集管(21)并列配置并连接的多个扁平管(22)；设于制冷剂配管(10)的分配器(25)；以及与各隔室(31)和分配器(25)连接的多个分支管(24)，根据风速分布，分支管(24)在隔室(31)与分配器(25)之间设有分支部(27)，与位于风速大的部分的扁平管(22)所连接的隔室(31)相连接的分支管(24)的分支部(27)的数量比与通过风速小的部分的扁平管(22)所连接的隔室(31)相连接的分支管(24)的分支部(27)的数量少。

Description

热交换器、具备该热交换器的室外机

技术领域

本发明涉及例如空调机中的上吹型的室外机所使用的热交换器以及具备该热交换器的室外机。

背景技术

空调机中的上吹型的室外机在上部设置有送风风扇，在送风风扇的下方设置有纵长的热交换器，通过送风风扇对外部空气的吸入，从而外部空气通过热交换器而与在热交换器中流动的制冷剂进行热交换。在该情况下，由于送风风扇设置于上部，因此通过送风风扇对外部空气的吸入而通过热交换器的风的风速是接近送风风扇的上部侧快，远离送风风扇的下部侧慢，通过热交换器的风的风速分布变得不均匀。其结果，存在无法有效利用热交换器的能力，导致热交换量的降低、送风性能的降低这样的课题。

为了解决该课题，在专利文献1中公开了如下发明：具备制冷剂分配器，该制冷剂分配器具有：热交换器，其使制冷剂在并列配置的多个传热管中流动；集管，其与该多个传热管的一端连接，内部被分隔板分隔而在上下方向竖立设置；分配器，其将制冷剂分配并使其流入由分隔板分隔出的集管内的各隔室；以及毛细管，其从分配器与各隔室分别连接，根据热交换器中的风速分布来设定毛细管的长度、内径。

在专利文献1所公开的热交换器和制冷剂分配器中，根据热交换器中的风速分布来设定毛细管的长度、内径，因此在上吹型的室外机中，在能够抑制通过热交换器的风的风速分布的不均匀所引起的热交换量的降低这一点上是有效的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2013/160952号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，专利文献1所公开的热交换器和制冷剂分配器根据热交换器中的风速分布来设定毛细管的长度、内径，但由于通过毛细管使流路阻力增加来调整流量，因此存在压力损失增加而空调能力降低这样的课题。

另外，根据热交换器中的风速分布来设定毛细管的长度、内径，但为了加长毛细管或减小毛细管的内径，必须配合热交换器的规格来准备长度、内径不同的多种毛细管，存在成为成本上升的主要原因的问题。

本发明鉴于上述课题，提供一种能够抑制风速分布的不均匀所引起的热交换量的降低的热交换器。

用于解决课题的技术方案

本发明的第一方式是一种热交换器，其具备：入口集管，该入口集管是位于制冷剂入口侧的集管；出口集管，该出口集管是位于制冷剂出口侧的集管，在入口集管和出口集管中的任一方的集管的内部设置有由分隔板分隔的多个隔室；多个扁平管，该多个扁平管在设置于入口集管和出口集管中的任一方的多个隔室分别与入口集管和出口集管中的任意另一方的集管之间并联连接；分配器，该分配器设置于制冷剂配管；以及多个分支管，该多个分支管与和各隔室和分配器连接，根据热交换器中的风速分布，分支管在隔室与分配器之间设置有分支部，与连接有位于风速大的部分的扁平管的隔室相连接的分支管的分支部的数量比与连接有通过风速小的部分的扁平管的隔室相连接的分支管的所述分支部的数量少。

另外，本发明的第二方式是一种空调机的上吹型的室外机，该空调机的上吹型的室外机在上部设置有送风风扇，在送风风扇的下方设置有作为本发明的第一方式的热交换器。

发明效果

本发明鉴于上述课题，提供一种能够抑制风速分布的不均匀所引起的热交换量的降低的热交换器。

附图说明

图1是本发明的实施方式的空调机的制冷剂回路图。

图2是本发明的实施方式的空调机的室外机的纵剖视图。

图3是本发明的实施方式的空调机的热交换器的概略图。

具体实施方式

以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。作为实施方式，以室内机与室外机连接、由室内机能够进行制冷运转或制热运转的空调机为例进行说明。另外，本发明并不限定于以下的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。

【实施例】

参照图1，对空调机1进行说明。图1表示本发明的实施方式的空调机1的制冷剂回路图。空调机1能够进行制冷运转和制热运转，具备配置于室外的室外机2和配置于室内的室内机3。室外机2具备由制冷剂配管10连接的压缩机4、四通阀5、室外热交换器9、室外机侧膨胀阀7，室内机3具备由制冷剂配管10连接的室内机侧膨胀阀6、室内热交换器8，由压缩机4、四通阀5、室外热交换器9、室外机侧膨胀阀7、室内机侧膨胀阀6、室内热交换器8构成制冷剂回路11。室外热交换器9是本发明的热交换器。另外，室外机2具备用于向室外热交换器12输送外部空气的送风风扇16，室内机3具备用于向室内热交换器8输送室内的空气的未图示的室内风扇。四通阀5与压缩机4的排出侧连接，是在制冷运转时和制热运转时改变在制冷剂回路11中循环的制冷剂的流动方向的切换阀。在制冷运转时，从压缩机4排出的制冷剂经由四通阀5向室外热交换器9、室外机侧膨胀阀7、室内机侧膨胀阀6、室内热交换器8、四通阀5、压缩机4的吸入侧流动，在制热运转时，从压缩机4排出的制冷剂经由四通阀5向室内热交换器8、室内机侧膨胀阀6、室外机侧膨胀阀7、室外热交换器9、四通阀5、压缩机4的吸入侧流动。另外，图1中实线所示的箭头表示制热运转时的制冷剂的流动，虚线所示的箭头表示制冷运转时的制冷剂的流动。

对制热运转时的制冷剂回路11中的制冷剂的流动进行说明。在制热运转时，由压缩机4压缩而成为高温高压的制冷剂经由四通阀5在室内热交换器8中流动。在室内热交换器8中流动的高温高压的制冷剂通过与由室内风扇送风的室内的空气进行热交换而散热，与高温高压的制冷剂进行热交换后的室内的空气被加热。通过室内热交换器8而散热后的制冷剂在通过室内机侧膨胀阀6之后，被室外机侧膨胀阀7减压，成为气体制冷剂与液体制冷剂混合的二相制冷剂的状态。成为二相制冷剂的状态的制冷剂在室外热交换器9流动，在通过室外热交换器9时，通过与由送风风扇16送风的外部气体的热交换而吸热，成为气体制冷剂。吸热而成为气体制冷剂的制冷剂经由四通阀5返回压缩机4，再次被压缩成高温高压。

接着，对制冷运转时的制冷剂回路11中的制冷剂的流动进行说明。从制热运转向制冷运转的切换通过利用四通阀5改变在制冷剂回路11中循环的制冷剂的流动的方向来进行。在制冷运转时，由压缩机4压缩而成为高温高压的制冷剂经由四通阀5在室外热交换器9中流动。在室外热交换器9中流动的高温高压的制冷剂通过与由送风风扇16送风的外部空气进行热交换而散热，与外部空气进行热交换后的制冷剂成为高温高压的液体制冷剂。高温高压的液体制冷剂通过室外机侧膨胀阀7后，被室内机侧膨胀阀6减压，成为气体制冷剂与液体制冷剂混合而成的两相制冷剂的状态。成为二相制冷剂的状态的制冷剂在室内热交换器8中流动，在通过室内热交换器8时通过与由室内风扇送风的室内空气的热交换而吸热，成为气体制冷剂。吸热而成为气体制冷剂的制冷剂经由四通阀5返回压缩机4，再次被压缩成高温高压。

接着，使用图2对室外机2进行说明。图2是室外机2的纵剖视图，上部侧表示设置有室外机2的状态下的上方向，下部侧表示下方向。室外机2是所谓的上吹型的室外机，具有在上部设置有作为通风口18的开口、在侧面设置有作为吸入口17的开口的壳体15。在壳体的内部与通风口18接近地设置有送风风扇16，在送风风扇16的下方与吸入口17对置地配置有纵长的室外热交换器9。通过送风风扇16的驱动，从吸入口17吸入外部空气，吸入的外部空气通过室外热交换器9而与通过室外热交换器9的制冷剂进行热交换，通过了室外热交换器9的外部空气从通风口18向室外机2的外部吹出。另外，图2的箭头表示风速的大小，箭头长的一方表示比短的一方风速大(快)。为上吹型的室外机2由于送风风扇16设置在上部，因此通过送风风扇16对外部空气的吸入而通过室外热交换器9的风的风速如图2中箭头所示，靠近送风风扇16的上部侧变大(快)，远离送风风扇16的下部侧变小(慢)，通过室外热交换器9的风的风速分布变得不均匀。

接着，使用图3对室外热交换器9进行说明。在图3中，上部侧表示设置有室外热交换器9的状态下的上方向，下部侧表示下方向。室外热交换器9具备入口集管20、出口集管21、多个扁平管22、多个传热翅片23、由多个相同直径构成的分支管24a～24c、以及分配器25。另外，入口集管20及出口集管21以制热运转时的制冷剂回路11中的制冷剂的流动为基准，在制热运转时，制冷剂流入入口集管20，制冷剂从出口集管21流出，在制冷运转时，制冷剂流入出口集管21，制冷剂从入口集管20流出。在本实施方式中，为了方便，扁平管22的数量设为14根。

多个扁平管22分别形成为直线状的带状。多个扁平管22配置在入口集管20与出口集管21之间，在上下方向上隔开给定的间隔而层叠。多个扁平管22的一端与入口集管20连接，多个扁平管22的另一端与出口集管21连接。另外，在扁平管22上从一端直到另一端形成有多个未图示的贯通孔，制冷剂在该贯通孔中流动。在图3中，越是位于上方向的扁平管22，受到的风速越大，越靠近下方，受到的风速越小。因此，关于流过扁平管22的制冷剂与外部空气的热交换量，越是位于上方向的扁平管22越大，越向下方越小。

多个传热翅片23是在入口集管20与出口集管21之间相互隔开间隔地层叠并在其间通过空气的板状翅片，多个扁平管22贯通传热翅片23而热连接。

入口集管20及出口集管21成形为筒状，在出口集管21连接有制冷剂配管10，在入口集管20连接有多个分支管24a～24c。入口集管20的内部由分隔板30分隔，形成有多个隔室31a～31g。分隔板30的配置以各隔室31a～31g的高度成为同一高度的方式配置，各隔室31a～31g的大小相同。在本实施方式中，入口集管20的内部由6张分隔板30分隔，在上下形成有7个隔室31a～31g。与入口集管20连接的多个扁平管22相对于各个隔室31a～31g各连接有2根。

分配器25与从室外机侧膨胀阀7延伸的制冷剂配管10连接，另外，与从入口集管20延伸的3根分支管24a～24c连接。作为与分配器25连接的3根分支管24a～24c中的1根的分支管24a与在室外热交换器9的高度方向上位于最上方的高度的隔室31a连接。作为3根分支管24a～24c中的1根的分支管24b通过分支部27而分为2根分支管24b，2根分支管24b中的一方与位于第二位的高度的隔室31b连接，另一方与位于第三位的高度的隔室31c连接。因此，与分配器25连接的1根分支管24b通过一个分支部27而分成2根并分别与两个隔室31b、31c连接。作为3根分支管24a～24c中的1根的分支管24c通过分支部27而分为2根分支管24c，2根分支管24c中的一方进一步通过分支部27而分为2根分支管24c，2根分支管24c中的一方与位于第四位的高度的隔室31d连接，另一方与位于第五位的高度的隔室31e连接。同样地，2根分支管24c中的另一方还通过分支部27而分为2根分支管24c，2根分支管24c中的一方与位于第六位的高度的隔室31f连接，另一方与位于第七位的高度的隔室31g连接。因此，与分配器25连接的1根分支管24c首先通过最初的分支部27而分为2根，进而通过第二个分支部27而分为2根，分别与隔室31d至31g连接。

对流入室外热交换器9的各隔室31a～31g的制冷剂量而言，在将制热运转时从室外机侧膨胀阀7流入分配器25的制冷剂量设为1的情况下，由同一直径构成的3根分支管24a～24c与分配器25连接，在分支管24a没有分支部27，因此1/3的量的制冷剂流入位于最上方的高度的隔室31a。由于在分支管24b的中途存在一个分支部27，所以1/6的量的制冷剂流入位于第二位的高度和第三位的高度的隔室31b、31c。同样地，由于在分支管24c的中途存在两个分支部27，因此1/12的量的制冷剂流入隔室31d～31g。因此，由于设置为流入位于风速大的范围的扁平管22所连接的隔室31a的制冷剂的分配量多，流入位于风速中等程度的范围的扁平管22所连接的隔室31b、31c的制冷剂的分配量为中等程度，流入位于风速小的范围的扁平管22所连接的隔室31d～31g的制冷剂的分配量较少，因而能够成为与风量匹配的制冷剂流量，因此能够在扁平管的出口侧使制冷剂的状态均匀，能够充分发挥热交换器的能力。即，由于使在能够期待较多的热交换量的上部流动的制冷剂量变多，使在热交换量少的下部流动的制冷剂量变少，因此能够使热交换器整体无浪费地发挥功能。

在本发明的实施方式中，在连接于沿入口集管20的上下方向配置的各隔室31a～31g与分配器25之间的3根分支管24a～24c，根据室外热交换器9中的风速分布设有分支部27。即，在与位于风速大的范围的隔室31a和分配器25连接的分支管24a中，在从分配器25到隔室31a之间不设置分支部27。在与位于风速为中等程度的范围的隔室31b～31e和分配器25连接的分支管24b中，在从分配器25到隔室31b～31e之间设置一个分支部27。在与位于风速小的范围的隔室31d～31g和分配器25连接的分支管24c中，在从分配器25到隔室31b～31e之间设置两个分支部27。由此，从分配器25到各隔室31的分支部27的数量越多，流入隔室31的制冷剂量越少。

在本发明的实施方式中，在连接于沿入口集管20的上下方向配置的各隔室31a～31g与分配器25之间的3根分支管24a～24c，根据室外热交换器9中的风速分布设有分支部27，因此实质的热交换量在室外热交换器9的上下方向上大致相同，能够使出口集管21的制冷剂状态一致。与通过以往的毛细管使流路阻力增加来调整流量的情况相比，能够不增大通过热交换器的制冷剂的压力损失地使出口集管21的制冷剂状态一致，因此能够抑制压力损失增大所引起的空调机的制冷/制热能力的降低。另外，在本发明的实施方式中，与本效果一起还具有以下的效果。

入口集管20的内部由分隔板30分隔，分隔板30的配置以各隔室31a～31g的高度成为同一高度的方式配置，各隔室31a～31g的大小(容积)相同。因此，不需要根据室外热交换器9中的风速分布、室外热交换器的规格来调整各隔室31a～31g的高度，因此能够抑制制造成本。

连接于沿入口集管20的上下方向配置的各隔室31a～31g与分配器25之间的3根分支管24a～24c是由相同直径构成的分支管。因此，不需要根据室外热交换器9中的风速分布、室外热交换器的规格来调整各分支管24a～24c的直径，因此能够抑制制造成本。另外，仅通过根据室外热交换器9中的风速分布、室外热交换器的规格来设定从分配器25到各隔室31的分支部27的数量，就能够调整流入各隔室31a～31g的制冷剂量，因此能够抑制制造成本。

另外，在本实施方式中，在以制热运转时的制冷剂回路11中的制冷剂的流动为基准，制热运转时制冷剂流入入口集管20、制冷剂从出口集管21流出的情况下，在流入侧配置分配器25，通过分隔板30将流入侧的入口集管20的内部进行分隔而形成同一高度的隔室31a～31g，在各隔室31a～31g与分配器25之间连接3根分支管24a～24c，根据室外热交换器9中的风速分布，在3根分支管24a～24c设置分支部27，但也可以相反。即，也可以构成为在以制热运转时的制冷剂回路11中的制冷剂的流动为基准，制热运转时制冷剂流入入口集管20、制冷剂从出口集管21流出的情况下，制冷剂经由室外机侧膨胀阀7流入流入侧的入口集管20，在流出侧配置分配器25，通过分隔板30将流出侧的出口集管21的内部进行分隔而形成同一高度的隔室31a～31g，在隔室31a～31g与分配器25之间连接3根分支管24a～24c，根据室外热交换器9中的风速分布，在3根分支管24a～24c设置分支部27。在该情况下也能够具有相同的效果。另外，本实施方式的空调机1是能够进行制冷运转和制热运转的空调机，但也可以是能够进行制冷运转和制热运转中的任意一方的空调机。

以上，参照有限数量的实施方式进行了说明，但权利范围并不限定于此，基于上述公开的实施方式的改变对于本领域技术人员而言是显而易见的。

符号说明

1…空调机；2…室外机；3…室内机；4…压缩机；5…四通阀；6…室内机侧膨胀阀；7…室外机侧膨胀阀；8…室内热交换器；9…室外热交换器；10…制冷剂配管；11…制冷剂回路；15…壳体；16…送风风扇；17…吸入口；18…通风口；20…入口集管；21…出口集管；22…扁平管；23…传热翅片；24a～24c…分支管；25…分配器；27…分支部；30…分隔板；31a～31g…隔室。

Claims (4)

1.一种热交换器，其特征在于，所述热交换器具备：

入口集管，所述入口集管是位于制冷剂入口侧的集管；

出口集管，所述出口集管是位于制冷剂出口侧的集管，在所述入口集管和所述出口集管中的任一方的集管的内部设置有由分隔板分隔成的多个隔室；

多个扁平管，所述多个扁平管在设置于所述入口集管和所述出口集管中的任意一方的多个所述隔室的各所述隔室与所述入口集管和所述出口集管中的任意另一方的集管之间并联连接；

分配器，所述分配器设置于制冷剂配管；以及

多个分支管，所述多个分支管与各所述隔室以及所述分配器连接，

根据所述热交换器中的风速分布，所述分支管在所述隔室与所述分配器之间设置有分支部，

与位于风速大的部分的所述扁平管所连接的所述隔室相连接的所述分支管的所述分支部的数量比与通过风速小的部分的所述扁平管所连接的所述隔室相连接的所述分支管的所述分支部的数量少。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

并联连接的所述扁平管排列的方向上的所述各隔室的长度相同。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，

一方的所述集管是所述入口集管，另一方的所述集管是出口集管。

4.一种空调机的上吹型的室外机，其特征在于，

所述空调机的上吹型的室外机在上部设置有送风风扇，在所述送风风扇的下方设置有权利要求1至3中任一项所述的热交换器，所述热交换器的多个所述扁平管的排列方向为上下方向，所述入口集管和所述出口集管沿上下方向竖立设置。