CN203323459U - 热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热交换器（1），即便具有多个热交换作用面也能够抑制重力对制冷剂的影响，而且抑制各面处的热交换性能降低，其中，具有多个热交换作用面（3），在各个热交换作用面具有上部总管（5）以及下部总管（7）和设在该上下一对总管之间的多个热交换管（9），在该多个热交换管之间设有波纹翅片，多个热交换作用面并列连接，多个下部总管经由分流调整部（17）与下部集合管（19）相连。

Description

热交换器

技术领域

本实用新型涉及热交换器。

背景技术

作为热交换器的一个形式，有平行流型热交换器。该热交换器具备一对总管和设在这些总管之间的多个扁平管，构成为流入到一方的总管的流体在流经多个扁平管之后向另一方的总管流出。

该平行流型热交换器在将一对总管朝向铅直上下方向配置的场合，由于重力的影响，气液二相制冷剂中的液体制冷剂容易流到相对靠下方的扁平管，要使制冷剂在多个扁平管中均等地流通是困难的。

因而，在平行流型热交换器的构成中，也有水平地配置一对总管以便在多个扁平管的相互之间难以受到重力影响的方式。

另一方面，在空气调节机的已有的室外机中，有将热交换面配置在室外机的框体的多个面的构成。在此，在欲使上述水平地配置了一对总管的平行流型热交换器在室外机的框体的多个面发挥作用的场合，必须弯曲各总管以便顺沿于多个面。但是，当将总管弯曲成例如L字形或U字形时会施加过大的负荷，存在装置大型化且成本增加这样的问题。

有关该问题，例如有专利文献1所公开的构成。在专利文献1所公开的热交换器中，在多个面的每一个面分别地准备一对总管。

专利文献1：日本特开2010-107103号公报

但是，在上述的专利文献1所公开的热交换器中，采用了以下方式，即：在某一面（第1面）中使流过多个扁平管的制冷剂集合到该面（第1面）的流出侧的总管之后，自该处导向接下来的面（第2面）的流入侧的总管，在该面（第2面）的多个扁平管流通，根据面的数量，以后依次同样地导向接下来的面。

为此，在多个热交换作用面之间，产生上游/下游的关系，越是下游侧的面，热交换效率就越低。另外，由于反复进行向多个扁平管的分支以及之后的集合，所以，在第2面以后，存在无法将热交换后的制冷剂再次向多个扁平管适当地进行分支的顾虑。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述状况而做出的，其目的在于提供即便具有多个热交换作用面也能够抑制重力对制冷剂的影响、而且能够抑制各面处的热交换性能降低的热交换器等。

达成上述目的的本实用新型的热交换器，具有多个热交换作用面，在各个上述热交换作用面具有上部总管以及下部总管和设在上述上下一对总管之间的多个热交换管，在该多个热交换管之间设有波纹翅片，上述多个热交换作用面并列连接，多个上述下部总管经由分流调整部与下部集合管相连。

另外，也可以构成为，上述多个下部总管分别在内部具有多孔管。

也可以构成为，在各个上述热交换作用面，上述下部总管的集合侧出入口设在该下部总管的一端侧，上述上部总管的集合侧出入口设在该上部总管的另一端侧。

也可以构成为，热交换器包括作为低压制冷剂的HFO1234yf或HFO1234ze或R134a。

根据本实用新型，即便具有多个热交换作用面也能够抑制重力对制冷剂的影响，而且能够抑制各面处的热交换性能降低。

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式1所涉及的热交换器的构成的图。

图2是用于说明多孔管的下部总管的立体图。

图3是表示作为比较例的下部总管的液体分配特性的图。

图4是表示有关本实施方式1的多孔管内置型的下部总管的液体分配特性的图。

图5是表示有关实施方式1的建筑物用多联式空调室外机的外观以及平面的图。

图6是表示有关实施方式2的组合式空调室外机的外观以及平面的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本实用新型所涉及的热交换器以及其热交换方法的实施方式进行说明。另外，图中的相同附图标记表示相同或者对应的部分。

实施方式1．

图1是表示本实施方式1所涉及的热交换器的构成的图。本实施方式的热交换器作为针对对象空间来安装以进行制冷制热的空气调节机的室外机发挥作用。于是，是以下平行流型热交换器，即：在制冷时作为冷凝器进行工作的场合，制冷剂如图1中的虚线箭头所示那样，从上向下流动，在制热时作为蒸发器工作的场合，制冷剂如图1中实线箭头所示那样从下向上流动。另外，作为一例，在包括本实施方式1的热交换器的制冷回路中使用作为低压制冷剂的HFO1234yf、HFO1234ze或者R134a，即，热交换器包括作为低压制冷剂的HFO1234yf、HFO1234ze或者R134a。

热交换器1具有多个热交换作用面3。另外，图1示出了热交换作用面3为三个的场合的例子。另外，在图1的例子中构成为，相邻的热交换作用面3指向正交的方向。

在各个热交换作用面3，设有上部总管5、下部总管7和设在这些上下一对总管5、7之间的多个热交换管9。热交换管9具体使用的是扁平管。在热交换管9之间设有翅片11（具体为波纹翅片）。

在各个上部总管5上连接上部连接管13的一端。上部连接管13的另一端侧与上部集合管15相连。下部总管7分别经由后述的分流调整部17与下部集合管19相连。这样，多个热交换作用面3在上部集合管15与下部集合管19之间并列连接。另外，虽省略图示，但相邻的一对热交换作用面3之间由金属板等堵塞部件覆盖，以便不使进行热交换的流体发生旁通。

分流调整部17对向多个下部总管7供给的制冷剂的干度以及流量进行调整。另外，作为一例，本实施方式作为以下构成进行说明，即：在制热时，当制冷剂从下向上流动之际，以均等的干度以及流量向多个热交换作用面3供给气液二相制冷剂。

作为实现该干度以及流量的均等化的构成的一例，分流调整部17包括分配器21和至少一个（图示中为二个）流量调整部23。分配器21的一端侧与下部集合管19连接，另一端侧的多个连接口分别与对应的下部连接管25的一端连接。另外，下部连接管25的另一端分别与对应的下部总管7的集合侧出入口7a连接。这样连接的分配器21向多个下部连接管25以均等的干度供给制冷剂。

流量调整部23在图示的一例中使用的是毛细管。流量调整部23设在分配器21与对应的下部总管7之间，即设在下部连接管25，但无需一定要配置于所有的下部连接管25。

在各个热交换作用面3，下部总管7的集合侧出入口7a与上部总管5的集合侧出入口5a在总管延伸的方向上定位成互为相反方向。换言之，下部总管7的集合侧出入口7a设在该下部总管7的一端侧，上部总管5的集合侧出入口5a设在上部总管5的另一端侧。即，集合侧出入口5a与集合侧出入口7a之间的制冷剂流通路径设计成即使经由任意的热交换管9也使得流路长度大体相等。

在各个下部总管7的内部，如图2所示那样设有多孔管27。图2是用于说明多孔管的下部总管的立体图，省略了应位于下部总管7上方的多个热交换管9以及与该热交换管9连通的连通孔的图示。

多孔管27是块状或者管状的部件，在下部总管7内的空间大致中央附近，以从下部总管7的内表面浮起的状态进行设置。另外，在多孔管27中设有多个分配孔29。作为一例，分配孔29配置在多孔管27的大致下部。

通过该多孔管27与下部总管7的组合，获得双重管结构。于是，例如若为制热时，在下部连接管25中流动的制冷剂一旦流入到多孔管27内之后，从多个分配孔29在进深方向（图2纸面的左右方向）均等地流出到多孔管27之外，进而在下部总管7内均等地分散，从下部总管7的上表面的省略图示的连通孔向多个热交换管9均等地进行供给。

接着，对上述多孔管的效果进行说明。图3是表示作为水平配置且在内部不具有多孔管的比较例的下部总管的液体分配特性的图，图4是表示水平配置的本实施方式所涉及的多孔管内置型的下部总管的液体分配特性的图。

另外，在图3以及图4的曲线图部分中，在横轴表示通路编号，即在下部总管的进深方向排列的热交换管的流路序号（垂直插入下部总管上表面的28根扁平管的流路），在纵轴表示每个通路编号的液体分配比。另外，有关比较例以及本实施方式各自的下部总管，示出了改变制冷剂流量Gr［kg/hour］以及入口干度X的三种情况1、2、3的实验结果。

首先，在图3所示的比较例中，在制冷剂流量Gr都为90［kg/hour］而入口干度X不同的情况1、3下，在制冷剂碰到下部总管7’的进深处的状态下，看不到回弹的影响，直接流出到热交换管9，由此可知，越是下游区域（通路编号23～28），液体分配比率越大。另外，在比情况1、3更多的流量180［kg/hour］的情况2下，由于存在被富余地供给的液体制冷剂，在下部总管7’的进深处根据回弹的效果或流动紊乱的效果，可看出偏液特性得到某种程度上的缓和的倾向。但是，可了解到，在任意情况下，都从与横轴平行表示的均等分配线的例子脱离。

相对于此，在图4所示的本实施方式的多孔管内置型的下部总管中，可了解到，无论制冷剂流量/入口干度如何，在三种情况1、2、3下都获得大体沿着均等分配线的良好的液体分配特性。具体来讲，通过在下部总管7内预先插入多孔管27，将该分配孔29配置于多孔管27的下方，从而无论入口干度或流量如何，都可获得由从多孔管27底部喷出的气泡来搅拌处于由下部总管7的内表面和多孔管27的外表面围成的环状区域的制冷剂的液膜的所期望的作用，由此实现制冷剂的均等分配。

接着，对图1所示的上述热交换器的具体应用例进行说明。本实施方式例示的是针对多个热交换作用面3均等地调整制冷剂干度以及制冷剂流量的方式，而作为具体应用例列举了向建筑物用多联式空调室外机的应用。图5是表示建筑物用多联式空调室外机的外观以及平面的图。建筑物用多联式空调室外机作为比一般家庭用空调室外机更大型且高处理的装置被采用。

如图5所示那样，建筑物用多联式空调室外机101在框体103的三个面分别分配热交换作用面3，在俯视观看时，在其中央配置有螺旋桨式风扇105。并且，分别从框体103的三个侧面如箭头107所示那样将空气吸入到框体103内，在各热交换作用面3进行热交换，从形成在设于框体103上表面的风扇护挡109中的吹出口如箭头111所示那样进行排出（顶流类型）。

接着，对这样构成的本实施方式所涉及的热交换器以及热交换方法的作用进行说明。在制热运转时，室外机即热交换器1作为蒸发器进行工作，进入到分配器21的气液二相制冷剂在经过未图示的节流孔时成为均质的喷雾流，向各下部连接管25进行供给，由各流量调整部23调整流量，流入到对应的热交换作用面3的下部总管7。从下部总管7的集合侧出入口7a流入的制冷剂，从多孔管27的分配孔29喷出，均等地分配到各热交换管9。在多孔管27中的干度大的场合，微小的液滴从小孔喷出，在干度小的场合，气泡向滞留在环状部的液部喷出，因而，不依赖干度或流量地实现了均等分配。制冷剂在经过各热交换管9时与未图示的空气进行热交换之后，向上部总管5流入，从成为与下部总管7的集合侧出入口7a相反的一侧的集合侧出入口5a流出。从各集合侧出入口5a流出的制冷剂经过对应的上部连接管13，在上部集合管15进行合流。另外，在制冷运转时，热交换器1作为冷凝器进行工作，制冷剂的流动变为反向。

如以上说明的那样，根据本实用新型的热交换器以及依靠其实现的热交换方法，可获得以下优点。首先，在各个热交换作用面，由于总管指向水平方向，所以能够抑制重力对制冷剂流通的影响，能够向多个热交换管均等地分配制冷剂。进而，即便如此将总管水平配置，也不会受到总管弯曲形成困难这样的实际情况的阻碍，能够使多个面发挥热交换作用。进而，即便在多个面进行热交换，制冷剂的流通相对于多个热交换作用面并列地分流，因而，在多个热交换作用面的相互之间不会产生上游/下游的关系，能够在各个热交换作用面维持良好的热交换效率。特别是在本实施方式中，在根据各热交换作用面的条件按所希望的程度经由分配器和流量调整部调整了制冷剂的干度以及流量之后，对该热交换作用面进行分配供给，因而，在所有的热交换作用面都获得极其良好的热交换性能。另外，从热交换器整体来看，不具有由多个热交换管进行了一次热交换的制冷剂集合、然后再次向多个热交换管分流的流路，因而，也不会产生无法向多个热交换管均等地供给制冷剂这样的问题。这样，根据本实施方式所涉及的热交换器以及热交换方法，尽管具有多个热交换作用面，但也能够抑制重力对制冷剂的影响，而且能够抑制各面处的热交换性能降低。

另外，在各热交换作用面，将下部总管的出入口与上部总管的出入口配置在相反侧，因而，制冷剂即使经过任意热交换管，压力损失也大致相等，即能够实现气液二相流的均匀分配。另外，通过将多孔管设在下部总管内，从分配孔将微小液滴或气泡向双重结构的环状部喷射，由此也促进了气液二相制冷剂的均匀分配。进而，在本实施方式中，增加了向热交换管的分配数量而将分配次数抑制得较低（上述例子中的分配数只有一次），因而，虽然为了准备多个热交换作用面而使用了非常多的热交换管，但是照该热交换管的根数来看可将制冷剂压力损失抑制得较低。于是，还能够有效利用特别是低压制冷剂（制冷剂压力损失大的制冷剂等），例如HFO1234yf、HFO1234ze或者R134a。

实施方式2．

基于图6对本实用新型的实施方式2进行。在上述实施方式1中，例示了这样的方式，即：相对于多个热交换作用面，均等地调整制冷剂干度，根据在各热交换作用面处不同的热负荷（主要依赖于热交换部的通过风速）来改变制冷剂流量，但是，本实用新型并不限定于此。即，本实用新型也包括在多个热交换作用面处进行调整以使制冷剂干度以及/或者制冷剂流量不同的方式。作为具体的应用例，列举了向组合式空调室外机的应用。图6是表示组合式空调室外机的外观以及平面的图。

如图6所示那样，组合式空调室外机201分别在框体203的侧面以及背面分配热交换作用面3。通过螺旋桨式风扇205的旋转，分别从框体203的侧面以及背面如箭头207所示那样将空气吸入到框体203内，在各热交换作用面3进行热交换，从设在框体203的正面的吹出口如箭头211所示那样进行排出。

根据这样的本实施方式2，与实施方式1同样，即便具有多个热交换作用面也能够抑制重力对制冷剂的影响，而且抑制各面处的热交换性能降低。

以上，参照优选实施方式对本实用新型的内容进行了具体说明，但是，基于本实用新型的基本的技术构思以及教导，对于本领域技术人员而言，可采取各种变更方式是显而易见的。

例如，在上述的多孔管中，作为多个分配孔为下朝向的构成进行了说明，但分配孔的形成方式并不限定于此，分配孔的配向、数量、孔形状可适当加以改变。另外，上述的分流调整部的构成也只不过是一例，可以适当加以改变。例如，也可以使用Y字分支管或低压力损失分配器等，使多个出口侧分支路的高度位置相互不同、在重力的影响下使液相的分流的比例变化、同时调整干度以及流量的方式的分流调整部。

附图标记说明

1热交换器，3热交换作用面，5上部总管，7下部总管，5a、7a集合侧出入口，9热交换管，17分流调整部，19下部集合管，21分配器，23流量调整部，25下部连接管，27多孔管，29分配孔。

Claims (4)

1.一种热交换器，其特征在于，具有多个热交换作用面，

在各个所述热交换作用面，具有上部总管以及下部总管和设在所述上下一对总管之间的多个热交换管，在该多个热交换管之间设有波纹翅片，

所述多个热交换作用面并列连接，

多个所述下部总管经由分流调整部与下部集合管相连。

2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述多个下部总管分别在内部具有多孔管。

3.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，在各个所述热交换作用面，所述下部总管的集合侧出入口设在该下部总管的一端侧，所述上部总管的集合侧出入口设在该上部总管的另一端侧。

4.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，包括作为低压制冷剂的HFO1234yf或HFO1234ze或R134a。

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