JP2005265263A - 熱交換器及び空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 気流方向に沿って並列に配置される複数のフィン5と、フィンに対して直交する方向に配設され内部を冷媒が流動する複数の伝熱管群と、伝熱管群の端部にそれぞれ接続される第1ヘッダ12及び第2ヘッダ13とを備え、第1及び第2ヘッダは段方向に複数のヘッダ室に区画する各々2種類の仕切り板14、15を有し、さらに第1及び第2ヘッダのそれぞれ一方の仕切り板14b、15bにより伝熱管群を複数の冷媒回路に分割し、この分割された一方の冷媒回路の冷媒蒸発時における冷媒流入位置の伝熱管群3d1、4a1と、他方の冷媒回路の冷媒蒸発時における冷媒流出位置の伝熱管群3d2、4a2とを、気流の風上側と風下側に、互いに重なるように配置する。
【選択図】 図2
Description
また、空気調和機に収納される熱交換器で補助熱交換器を具備したものが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
図1は本発明の第1の実施の形態を示す熱交換器の概略構成図であり、図2は図1のB−B拡大断面図、図3は図1のC−C拡大断面図、図4は図1の熱交換器を右側面からみた拡大図を示す。
以上に述べた冷媒の一連の流路である、ヘッダ室13g1、伝熱管群4a1と3d1、ヘッダ室12f、伝熱管群3c、ヘッダ室13f、伝熱管群3b、ヘッダ室12e、伝熱管群3a2と2d2、ヘッダ室13e2により、上記とは別の冷媒回路C2が形成される。この冷媒回路C2において、伝熱管群4a1と3d1は冷媒流入位置に位置する伝熱管群、伝熱管群3a2と2d2は冷媒流出位置に位置する伝熱管群、伝熱管群3cと3bは中間位置の伝熱管群である。
また、接続管16c1から第2ヘッダ13に乾き度約0.2で流入した冷媒の動作は、接続管16d1から流入した冷媒の動作と同様であり、最後は、乾き度が1の状態でそれぞれ接続管16b2、16c2より流出する。
また、凝縮時、冷媒回路の冷媒出口となる接続管16b1、16c1、16d1が気流の風上側に位置するため、冷媒の温度を十分に下げることができるため、システムの効率を向上することができる。
また、ここでは1つの冷媒回路の流入口および流出口と外部配管(図示せず)との各々の接続部を同じヘッダに設けたが、これらの接続部を異なるヘッダに設けてもよいし、ある1つの冷媒回路の流入口および流出口と外部配管(図示せず)との各々の接続部が同じヘッダにあるものと、異なるヘッダにあるものとが、混在するように設けてもよい。
次に、本発明の第2の実施の形態による熱交換器を図5から図8に示す。図5はこの実施の形態による熱交換器の概略構成図、図6は図5のD−D拡大断面図、図7は図5のE−E拡大断面図、図8は図4の熱交換器を右側面からみた拡大図である。
この実施の形態の熱交換器は、断面が扁平状の伝熱管群1A、2B、3C、4D、2A、2B、2C、2D、3A、3B、3C、3D、4A、4B、4C、4Dで構成したものである。すなわち、各々の伝熱管は気流方向11に並んだ複数の(例えば6個の)冷媒流路を有する。これらの扁平状伝熱管群は、気流方向に沿って平行に配設された多数のフィン5に対して直交する方向に、かつ断面の長軸方向が気流方向11に平行となるように挿入接合され、各伝熱管群の端部には第1の実施形態と同じ構造の第1ヘッダ12及び第2ヘッダ13が接続される。また、扁平状伝熱管というときは、伝熱管の断面が長円形状、楕円形状、あるいは流線形状等を含むものであり、内部を冷媒が流動する複数の独立した流路が一体に形成されているものである。なお、冷媒流路の断面形状は特に限定されるものではなく、四角形、円形等任意である。
同様に、扁平状伝熱管群2Dと3Aは、冷媒流入位置の冷媒流路2d1および3a1と、冷媒流出位置の冷媒流路2d2および3a2とが気流の風上側と風下側に互いに重なるようにそれぞれ同じ段位置に配置され、また扁平状伝熱管群3Dと4Aは、冷媒流入位置の冷媒流路3d1および4a1と、冷媒流出位置の冷媒流路3d2および4a2とが気流の風上側と風下側に互いに重なるようにそれぞれ同じ段位置に配置される。
また、上記のすべての扁平状伝熱管群はロウ付け手段でフィン5に接合される。
図9は、前述した本発明の熱交換器を適用した第3の実施の形態に係る空気調和機の断面を模式的に示している。図中、21は空気調和機の室内機本体、22は上部空気吸込口、23は前面側空気吸込口、24は空気吹出口、25は吹出しベーン、26は熱交換器、27は送風機、28は前ドレンパン、29は背面ドレンパン、30はスクロールケーシングである。また、前面側空気吸込口23の前には運転時に開く可動式のパネル(図示なし)があっても良い。
ここで、上記主熱交換器40は、前述した本発明の熱交換器を適用したものであり、端部に接続されるヘッダ部分は図示を省略してある。この主熱交換器40は、狭小の間隔を有して併設される多数枚のフィン45と、これらフィン45を貫通しロウ付け手段により接合された断面が扁平形状の熱交換パイプ46からなる。この熱交換パイプ46は第2の実施の形態における扁平状伝熱管に相当するものであり、内部には複数の冷媒流路が一体に形成されている。
サイクルの成績係数COPはCOP=Q/W(Wは圧縮機入力)で示され、圧縮機入力は熱交換器の熱通過率Kが大きいほど小さくなる。なお、熱通過率Kは伝熱管内の熱伝達率と空気側の熱伝達率によって決定される。よって、過冷却度Scは一般にSc=5〜15程度が最も空調機において成績係数COPが大きくなる。
図16は、本発明の第4の実施の形態である空気調和機の断面を模式的に示している。補助熱交換器44を前面上部熱交換器41の吸込み側上部のスペースに配置した例である。その他は、第3の実施の形態の構成と同じであり、同じ効果が得られる。
図17は、本発明の第5の実施の形態である空気調和機の断面を模式的に示している。本実施の形態の補助熱交換器44aは、狭小の間隔を有して並設される多数枚のフィン47と、これらフィン47を貫通し拡管手段により接合された断面が円形状の熱交換パイプ49とからなる。その他は、第3の実施の形態の構成と同じであり、同じ効果が得られる。
図18は、本発明の第6の実施の形態である空気調和機の断面を模式的に示している。本実施の形態の補助熱交換器44aは、狭小の間隔を有して並設される多数枚のフィン47と、これらフィン47を貫通し拡管手段により接合された断面が円形状の熱交換パイプ49とからなり、前面上部熱交換器41の吸込み側上部のスペースに配置した例である。その他は、第3の実施の形態の構成と同じであり、同じ効果が得られる。
図19は、図9に示した空気調和機の熱交換器26における冷媒配管系統を模式的に示した本発明の第7の実施の形態である。この補助熱交換器44には1系統の冷媒流路が形成され、出入口間に逆止弁52を介したバイパス回路53を具備する。8系統の冷媒流路が形成された主熱交換器40は、冷媒分岐部51を介して補助熱交換器44と接続されている。
図20は、本発明の第8の実施の形態である空気調和機の熱交換器26(主熱交換器40、補助熱交換器44)と送風機27の配置を示している。これはパッケージエアコンの4方向吹出し天井カセットタイプの例である。同図(a)は概略上面図、同図(b)は概略側面図である。
図において、熱交換器26は主熱交換器40と補助熱交換器44により構成されている。主熱交換器40は断面扁平形状熱交換パイプ46を有し、ヘッダー31を中継して送風機27の周囲を取り囲むように配置してある。補助熱交換器44は主熱交換器40と送風機27との間、すなわち主熱交換器40の吸込み側全体または一部に配置してある。補助熱交換器44は、前記実施の形態1〜5のように断面扁平形状熱交換パイプ46または断面が円形状の熱交換パイプ49を有し、暖房時の冷媒過冷却部となるように冷媒流路を配置したものである。
Claims (10)
- 気流方向に沿って並列に配置される複数のフィンと、前記フィンに対して直交する方向に配設され内部を冷媒が流動する複数の伝熱管群と、前記伝熱管群のそれぞれの端部に接続される第1ヘッダ及び第2ヘッダとを備え、前記第1ヘッダ及び第2ヘッダは段方向に複数のヘッダ室に区画するそれぞれ2種類の仕切り板を有し、さらに前記第1ヘッダ及び第2ヘッダのそれぞれ一方の仕切り板により前記伝熱管群を複数の冷媒回路に分割し、この分割された一方の冷媒回路の冷媒蒸発時における冷媒流入位置の伝熱管群と、他方の冷媒回路の冷媒蒸発時における冷媒流出位置の伝熱管群とを、気流の風上側と風下側に、互いに重なるように配置したことを特徴とする熱交換器。
- 気流方向に沿って並列に配置される複数のフィンと、前記フィンに対して直交する方向に配設され内部を冷媒が流動する複数の冷媒流路を有する断面が扁平状の扁平状伝熱管群と、前記扁平状伝熱管群のそれぞれの端部に接続される第1ヘッダ及び第2ヘッダとを備え、前記第1ヘッダ及び第2ヘッダは段方向に複数のヘッダ室に区画するそれぞれ2種類の仕切り板を有し、さらに前記第1ヘッダ及び第2ヘッダのそれぞれ一方の仕切り板により前記扁平状伝熱管群の冷媒流路を複数の冷媒回路に分割し、この分割された一方の冷媒回路の冷媒蒸発時における冷媒流入位置の冷媒流路群と、他方の冷媒回路の冷媒蒸発時における冷媒流出位置の冷媒流路群とを、気流の風上側と風下側に、互いに重なるように配置したことを特徴とする熱交換器。
- 前記第1ヘッダは、平板状とステップ状の2種類の仕切り板を有することを特徴とする請求項1または2記載の熱交換器。
- 前記第2ヘッダは、平板状とI字状の2種類の仕切り板を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の熱交換器。
- 前記扁平状伝熱管群は、ロウ付け手段により前記フィンに接合してなることを特徴とする請求項2記載の熱交換器。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の熱交換器を主熱交換器とし、該主熱交換器の空気吸い込み側に補助熱交換器を配置したことを特徴とする空気調和機。
- 前記補助熱交換器は、狭小の間隔を有して並設される多数枚のフィンと、これらのフィンを貫通しロウ付け手段により接合され、断面が扁平状で複数の冷媒流路を有する熱交換パイプからなることを特徴とする請求項6記載の空気調和機。
- 前記補助熱交換器は、狭小の間隔を有して並設される多数枚のフィンと、これらのフィンを貫通し拡管手段により接合され、断面が円形状の熱交換パイプからなることを特徴とする請求項6記載の空気調和機。
- 前記補助熱交換器の冷媒流路の数が前記主熱交換器の冷媒流路の数より少ないことを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の空気調和機。
- 前記補助熱交換器は暖房時のみ冷媒が流れ、冷房時はバイパスさせて冷媒が流れないように冷媒回路を構成したことを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の空気調和機。
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