JP2000314573A - 空気調和機用熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気調和機用熱交換器において、熱交換器を凝
縮器として作用させた場合の入口部で冷媒を分配した場
合に、各パスの熱交換を効率よく行い、熱交換性能の向
上を図る。 【解決手段】前記熱交換器を凝縮器として作用させたと
きに、高温ガス冷媒が流れるパイプ９と過冷却域の冷媒
が流れるパイプ１０との間に少なくとも１本以上、飽和
域冷媒が流れるパイプ１２を配置する。上記構成にする
ことにより、高温ガス冷媒の熱がフィンおよびパイプを
媒体として過冷却冷媒に熱伝導で伝わるのを防止でき、
熱交換器出口における冷媒の過冷却度を増加することが
できるため、熱交換器の凝縮器としての性能を向上する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクロスフィンチュー
ブ形熱交換器に係り、特にヒートポンプ式熱交換器にお
いて、冷房運転時の凝縮器側熱交換器として室外機内に
設置した場合には冷房性能を向上させ、また暖房運転時
の凝縮側熱交換器として室内機内に設置した場合には暖
房性能を向上させるのに適した空気調和機用熱交換器に
係る。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷媒が熱交換器に流入する際に冷
媒を分配させる構造を備えた空気調和機においては、各
パスの冷媒流量のバランスを良くすることで熱交換性能
の向上を図っており、例えば特公平4−186065 号では、
複数の室外熱交換器を上下に配置した冷凍装置におい
て、圧縮機の吐出ガスを各室外熱交換器に導くバイパス
管を分岐させ、この一方の分岐管を下側の室外熱交換器
と減圧器との間の冷媒管に接続すると共に、他方の分岐
管を上側の室外熱交換器と減圧器との間の冷媒管に接続
し、前記一方の分岐管を他方の分岐管より冷媒の流路抵
抗を大きく設定することにより、上側の室外熱交換器と
下側の室外熱交換器にほぼ等しく冷媒が流れて、一方の
熱交換器に冷媒が偏って溜まることを防止できる。

【０００３】このような構成にすることにより、室外熱
交換器の熱交換量の低下を抑えることができ、性能を向
上することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本公知
例では上側の熱交換器と下側の熱交換器のそれぞれに流
れる冷媒を均等化できるという点においては優れている
が、熱交換器を凝縮器として作用させた場合に、下側の
熱交換器冷媒入口近傍における高温ガス冷媒と上側の熱
交換器冷媒出口近傍における過冷却冷媒の間のフィンお
よびパイプを媒体とする熱伝導について考慮されておら
ず、流量バランスはとれるが熱交換器出口において過冷
却が取れにくくなる。また、流量バランスをとるために
設置する配管系が複雑になる等の不具合がある。

【０００５】そこで本発明の目的は、冷媒を２パス以上
に分配する機構を備えた空気調和機用熱交換器におい
て、前記熱交換器を凝縮器として作用させた場合に、高
温ガス冷媒と過冷却冷媒の間のフィンおよびパイプを媒
体とする熱伝導を防止し、熱交換器出口における過冷却
度を増加することで熱交換性能を向上させることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで前記目的を達成さ
せるために本発明による空気調和機用熱交換器は、多数
のフィンを互いに狭い間隔で積層し、これらのフィンを
直交するように貫通するパイプ群からなり、フィンの長
手方向とパイプの長手方向に直交する方向に流れる空気
とパイプの内部を流れる冷媒とがフィンおよびパイプを
介して熱交換する機能を備え、かつ熱交換器を凝縮器と
して作用させた場合の熱交換器冷媒入口部において冷媒
を２パス以上に分配した構造を備えた空気調和機用熱交
換器において、前記熱交換器を凝縮器として作用させた
ときに、熱交換器冷媒入口近傍の高温ガス冷媒が流れる
パイプと熱交換器冷媒出口近傍の過冷却域の冷媒が流れ
るパイプとの間に少なくとも１本以上、飽和域冷媒が流
れるパイプを配置する構成を備えたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明による一実施例の空気
調和機用熱交換器を図面を参照しながら説明する。

【０００８】図１は本発明に係る空気調和機用熱交換器
の形状を示す一実施例の斜視図であり、多数のフィン１
を直交するように貫通するパイプ２で構成される空気調
和機用熱交換器（以下熱交換器と略す）である。

【０００９】ここで、熱交換器が凝縮器として作用する
場合の冷媒の流れは矢印３で示され、また空気流方向４
はフィン１とパイプ２の長手方向に直交する方向に流れ
ている。

【００１０】上記構成の熱交換器が凝縮器として作用す
る場合、冷媒は図示していない圧縮機で高温ガス冷媒に
圧縮され、接続配管５を通り分岐管６に流入する。分岐
管６で冷媒は上パス方向７と下パス方向８の２方向に分
配され、それぞれ熱交換器に流入し、空気流方向４から
流れる空気と熱交換する。熱交換器内における冷媒の状
態は、熱交換器入口近傍パイプ９内では高温ガス冷媒で
あり、熱交換が進むにつれ空気により冷却され、ガス冷
媒と液冷媒の混在する飽和域冷媒になる。また、さらに
熱交換が進むと飽和域冷媒から過冷却冷媒になり、熱交
換器出口近傍パイプ１０内では冷媒温度が十分下がった
状態となり熱交換器から流出し合流管１１で上パス方向
７に流れた冷媒と下パス方向８に流れた冷媒が合流し、
接続配管５を通り図示していない減圧機構に流入する。

【００１１】この時、高温ガス冷媒が流れる熱交換器入
口近傍パイプ９と温度の低い過冷却冷媒が流れる熱交換
器出口近傍パイプ１０の間に飽和域冷媒の流れるパイプ
１２が一本以上設置することにより、高温ガス冷媒の熱
がフィン１およびパイプ２を媒体として熱伝導で過冷却
冷媒に伝わるのを防止することができ、過冷却域冷媒の
熱交換を促進できる。これにより、上パス方向７と下パ
ス方向８の冷媒の過冷却度を概ね等しくすることがで
き、また合流後の冷媒の過冷却度が増加するため熱交換
器の性能が向上できる。

【００１２】続いて図２は本発明に係る他の一実施例を
示す平面図であり、冷媒を概ね重力方向１３に流れるよ
うにパイプを組み合わせた例であり、特に液の割合が多
い飽和域冷媒と過冷却冷媒が流れる方向を重力方向にす
ることにより、ヘッド差による冷媒の流れ難さ、および
冷媒循環量が小さいときの冷媒液溜りを防止することが
できるため、上パス方向７と下パス方向８の冷媒分流割
合の均等化および熱交換器内の冷媒液溜りによる冷媒不
足を解消することができる。

【００１３】図３は本発明に係るさらに他の実施例を示
す平面図であり、熱交換器の配管経路途中で上パス方向
７の冷媒と下パス方向８の冷媒を合流し、合流後の冷媒
をさらに熱交換器内で熱交換する構成となっている。

【００１４】この時の冷媒の流れを説明すると、接続配
管５に流入した冷媒は分岐管６で上パス方向７と下パス
方向８に分配され、熱交換器入口近傍パイプ９に流入す
る。流入した冷媒は熱交換器内で空気と熱交換しながら
パイプ内を流れ、熱交換器の配管経路途中に設置された
合流管１１で合流し、さらに少パス部１４に流入する。
この時冷媒は、多パスから少パスになることで流速が増
加するため、熱伝達率が高くなり、過冷却度を増加する
ことができる。このことにより熱交換器を凝縮器として
使用した場合において、熱交換器の性能を向上すること
ができる。

【００１５】図４は図３の少パス部において、冷媒の流
れる方向を重力方向１３にした実施例である。

【００１６】これは、少パス部１４のパイプ内部におけ
る冷媒の状態は液冷媒が多く重力の影響を受け易いた
め、冷媒が溜まり易くなること、およびヘッド差による
圧力損失が増加することを考慮したものである。冷媒の
流れをこのようにすることで、冷媒の液溜りを防止する
ことができるとともに、熱交換途中の冷媒の圧力損失を
低減することができ、熱交換器の性能を向上することが
できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明による空気調和機用熱交換器の効
果は以下の通りである。

【００１８】空気調和機用熱交換器を凝縮器として作用
させたときに、熱交換器冷媒入口近傍の高温ガス冷媒が
流れるパイプと熱交換器冷媒出口近傍の過冷却域の冷媒
が流れるパイプとの間に少なくとも１本以上、飽和域冷
媒が流れるパイプを配置したことにより、高温ガス冷媒
の熱がフィンおよびパイプを媒体として過冷却冷媒に熱
伝導で伝わるのを防止でき、熱交換器出口における冷媒
の過冷却度を増加することができるため、熱交換器の凝
縮器としての性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱交換器の一実施例を示す斜視
図。

【図２】本発明に係る他の実施例を示す平面図。

【図３】本発明に係るさらに他の実施例を示す平面図。

【図４】本発明に係るさらに他の実施例を示す平面図。

【符号の説明】

１…フィン、２…パイプ、３…冷媒流れ方向、４…空気
流方向、５…接続配管、６…分岐管、７…上パス方向、
８…下パス方向、９…熱交換器入口近傍パイプ、１０…
熱交換器出口近傍パイプ、１１…合流管、１２…飽和域
冷媒の流れるパイプ、１３…重力方向、１４…少パス
部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数のフィンを互いに狭い間隔で積層し、
   これらのフィンを直交するように貫通するパイプ群から
   なり、フィンの長手方向とパイプの長手方向に直交する
   方向に流れる空気とパイプの内部を流れる冷媒とがフィ
   ンおよびパイプを介して熱交換する機能を備え、かつ熱
   交換器を凝縮器として作用させた場合の熱交換器冷媒入
   口部において冷媒を２パス以上に分配した構造を備えた
   空気調和機用熱交換器において、 前記熱交換器を凝縮器として作用させたときに、熱交換
   器冷媒入口近傍の高温ガス冷媒が流れるパイプと熱交換
   器冷媒出口近傍の過冷却域の冷媒が流れるパイプとの間
   に少なくとも１本以上、飽和域冷媒が流れるパイプを配
   置したことを特徴とする空気調和機用熱交換器。
2. 【請求項２】各パスにおいて、熱交換器内を流れる冷媒
   が熱交換器冷媒出口に近づくにしたがい、重力方向に流
   れるようにパイプ間を連結した冷媒配管を備えたことを
   特徴とする請求項１記載の空気調和機用熱交換器。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２記載の空気調和機
   用熱交換器において、 熱交換器の冷媒入口から冷媒出口の配管経路途中で各パ
   スの冷媒を合流し少パス化すると共に、合流後の配管を
   少パス化する前のパイプよりも下方に配置したことを特
   徴とする空気調和機用熱交換器。
4. 【請求項４】請求項３記載の空気調和機用熱交換器にお
   いて、 合流後の冷媒が流れるパイプに関して、熱交換器内を流
   れる冷媒が熱交換器冷媒出口に近づくにしたがい、重力
   方向に冷媒が流れるようにパイプ間を連結した冷媒配管
   を備えたことを特徴とする空気調和機用熱交換器。