JP2008190763A - Internal heat exchanger structure for air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に、自動車等、車両に用いられて、内部熱交換器を有する冷却システムで、特に、炭酸ガス冷凍サイクルを用いた空調システムの内部熱交換器構造に関するものである。 The present invention mainly relates to a cooling system used in a vehicle such as an automobile and having an internal heat exchanger, and more particularly to an internal heat exchanger structure of an air conditioning system using a carbon dioxide refrigeration cycle.
従来、図9に示すような内部熱交換器を用いた空調システムが、知られている(例えば、特許文献1等参照)。 Conventionally, an air conditioning system using an internal heat exchanger as shown in FIG. 9 is known (see, for example, Patent Document 1).
まず、構成から説明すると、この従来の空調システム10では、車両用走行エンジン等からの駆動力を得て、気相状態の吐出側の炭酸ガスを圧縮する圧縮機1が、放熱器(ガスクーラ)2に接続されている。
First, in terms of configuration, in this conventional
この室外熱交換器2は、前記圧縮機1で圧縮された炭酸ガスを、外気等との間で、熱交換して、冷却するように構成されている。
The
また、この室外熱交換器2の出口部側には、圧力制御弁としての膨張弁3が、設けられていて、前記炭酸ガスを減圧することにより、低温低圧の気液2相状態の炭酸ガスとなるように構成されている。
Further, an
この気液2相状態の炭酸ガスは、エバポレータ4内で蒸発する際に、車室内の空気から熱を奪って、車室内空気を冷却する。
When the gas-liquid two-phase carbon dioxide evaporates in the
更に、このエバポレータ4は、液相状態のCO2を、一時的に蓄えるアキュムレータ5を介して、内部熱交換器6内の低圧側通路6bに接続されている。
Further, the
また、この内部熱交換器6では、前記室外熱交換器2と膨張弁3との間に介在される高圧側通路6aが、この低圧側通路6bに隣接配置されている。
Further, in the
そして、これらの高圧側通路6aと、低圧側通路6bとの間で、熱交換が行われるように、構成されている。
And it is comprised so that heat exchange may be performed between these high voltage | pressure side channel |
また、この空調システムでは、低圧側通路6b内を通過する低温低圧の炭酸ガスの流通を可変するパイパス通路7が、電磁弁8によって、開閉塞可能に設けられている。
Further, in this air conditioning system, a bypass passage 7 that changes the flow of low-temperature and low-pressure carbon dioxide gas passing through the low-
次に、この従来例の空調システム10の作用効果について説明する。
Next, the function and effect of the conventional
このように構成された従来の内部熱交換器6を用いた空調システム10では、例えば、冷房運転時、一定圧力10.7MPaを超えて(図10中B−C)、前記膨張弁3が開放されると、炭酸ガスは、減圧されながら、気相状態から気液2相状態に相変化して(図10中C−D)、エバポレータ4内に流れ込み、蒸発する(図10中D−A)。
In the
このため、車室内の空気から熱が奪われて、車室内空気が冷却される。 For this reason, heat is taken from the air in the passenger compartment, and the passenger compartment air is cooled.
更に、バイパス通路7によって、前記アキュムレータ5から流出した炭酸ガスが、前記内部熱交換器6の低圧側通路6bを迂回すると、低圧側通路6b内の低圧炭酸ガスと、高圧通路6a内の高圧炭酸ガスとの間で、熱交換が行われず、圧縮機1の吸入側の加熱がされなくなる。
Further, when the carbon dioxide gas flowing out from the
従って、前記内部熱交換器6を経由して、前記圧縮機1に、炭酸ガスが吸入される場合に比して、圧縮機1の吸入側炭酸ガス温度を低下させることができる。
Accordingly, the suction side carbon dioxide gas temperature of the compressor 1 can be lowered as compared with the case where carbon dioxide is sucked into the compressor 1 via the
このため、圧縮機1の吸入側から吐出側に至る炭酸ガスの通路において、炭酸ガス温度を低下させることが出来、圧縮機1の破損を未然に防止することができる。 For this reason, the carbon dioxide gas temperature can be lowered in the carbon dioxide gas passage from the suction side to the discharge side of the compressor 1, and the compressor 1 can be prevented from being damaged.
また、内部熱交換器6の高圧側通路6aの流れを逆転させることにより、冬場にヒートポンプ化して、暖房にも適用できるようにした構成のものも知られている(例えば、特許文献2等参照)。
しかしながら、このように構成された従来の空調システムの内部熱交換器構造では、ヒートポンプ化することにより、暖房にも使用できる構成とすると、暖房運転時、外気温度が低くて、圧力も低下し、サイクルバランスが冷房運転時と異なることが知られている。 However, in the internal heat exchanger structure of the conventional air conditioning system configured as described above, when it is configured to be used for heating by converting to a heat pump, the outside air temperature is low and the pressure is also reduced during heating operation. It is known that the cycle balance is different from that during cooling operation.
このため、暖房運転時には、内部熱交換器6の熱交換器6の熱交換器量が、過大となり、圧縮機1の吸入開口部1aに至る炭酸ガス温度が、上昇しすぎるといった問題があった。
For this reason, at the time of heating operation, the amount of the heat exchanger of the
そこで、この発明は、簡便な構成で、暖房運転時の内部熱交換器6の熱交換量を減らすことができる空調システムの内部熱交換器構造を提供することを課題としている。
Then, this invention makes it a subject to provide the internal heat exchanger structure of the air conditioning system which can reduce the heat exchange amount of the
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明は、冷暖房切換可能なヒートポンプサイクルに用いられ、冷媒を吸入し、該吸入した冷媒を、圧縮する圧縮機と、室外空気及び冷媒間で熱交換を行う室外熱交換器と、室内に吹き出す室内空気と冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器と、前記室外熱交換器及び該室内熱交換器との間に設けられて、冷媒を減圧する減圧器と、冷房運転時には、前記減圧器にて減圧される前の高圧冷媒と、前記圧縮機に吸入される低圧冷媒とを各々高圧側通路及び低圧側通路に挿通して熱交換を行うことにより、前記室内熱交換器の入口側と出口側との比エンタルピ差を増大させる内部熱交換器とを有し、暖房運転時には、該内部熱交換器の高圧側通路の流れを逆転させることにより、ヒートポンプ化可能な空調システムの内部熱交換器構造であって、前記内部熱交換器の高圧側通路には、流れ方向に応じて抵抗量が異なる流量制限手段前記内部熱交換器の高圧側通路には、流れ方向に応じて、抵抗量が異なる流量制限手段を内蔵した空調システムの内部熱交換器構造を特徴としている。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is used in a heat pump cycle capable of switching between heating and cooling, and sucks refrigerant and compresses the sucked refrigerant between the outdoor air and the refrigerant. Between the outdoor heat exchanger for exchanging heat, the indoor heat exchanger for exchanging heat between the indoor air blown into the room and the refrigerant, the outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger. The decompressor for decompressing the refrigerant, and the high-pressure refrigerant before being decompressed by the decompressor and the low-pressure refrigerant sucked into the compressor are inserted into the high-pressure side passage and the low-pressure side passage, respectively, during the cooling operation. An internal heat exchanger that increases a specific enthalpy difference between the inlet side and the outlet side of the indoor heat exchanger by performing heat exchange, and flows in the high-pressure side passage of the internal heat exchanger during heating operation. Can be converted to a heat pump by reversing In the internal heat exchanger structure of the air conditioning system, the flow rate restricting means having a different resistance depending on the flow direction flows in the high-pressure side passage of the internal heat exchanger, and flows in the high-pressure side passage of the internal heat exchanger. It features an internal heat exchanger structure of an air conditioning system that incorporates flow restricting means with different resistances depending on the direction.
また、請求項2に記載されたものは、前記内部熱交換器の高圧側通路が並列に複数あり、流れ方向に応じて各々の前記高圧側通路の抵抗量が異なるように、該高圧側通路に、前記流量制限手段を内蔵した請求項1記載の内部熱交換器構造を特徴としている。 Further, in the present invention, a plurality of high-pressure side passages of the internal heat exchanger are provided in parallel, and the resistance amount of each of the high-pressure side passages varies depending on the flow direction. The internal heat exchanger structure according to claim 1, wherein the flow rate restricting means is built in.
そして、請求項3に記載されたものは、前記流量制限手段が、前記高圧側通路内に装着されて、冷房運転時の冷媒の流れ方向下流側に向けて凸状のバーリング孔部を貫通形成したプレート部材を有する請求項1又は2記載の空調システムの内部熱交換器構造を特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, the flow restriction means is mounted in the high-pressure side passage, and a convex burring hole is formed penetrating toward the downstream side in the refrigerant flow direction during cooling operation. An internal heat exchanger structure of an air conditioning system according to claim 1 or 2 having a plate member.
更に、請求項4に記載されたものは、前記内部熱交換器が、前記高圧側通路を構成する一対の上側通路及び下側通路と、該上側通路及び下側通路の各左,右端部開口が、各々接続された略円筒形形状を呈するヘッダ部材とを有し、該ヘッダ部材の内側面に、前記流量制限手段が係止されて、装着される請求項1乃至3のうち、何れか一項記載の空調システムの内部熱交換器構造を特徴としている。 Further, according to a fourth aspect of the present invention, the internal heat exchanger includes a pair of upper and lower passages constituting the high-pressure side passage, and left and right end openings of the upper and lower passages. And a header member having a substantially cylindrical shape connected to each other, and the flow restricting means is locked and attached to the inner surface of the header member. It is characterized by the internal heat exchanger structure of the air conditioning system according to one item.
このように構成された請求項1記載の発明は、流れ方向に応じて、抵抗量が異なる流量制御手段を、前記内部熱交換器の高圧側通路に設けたので、暖房運転時にヒートポンプ化するため、該高圧側通路の流れを逆転させると、各々の高圧側通路の冷媒の流量比を変更することが出来、交換される熱量を、冷房運転時と暖房運転時とで、可変可能である。 In the invention according to claim 1 configured as described above, since the flow rate control means having different resistance amounts according to the flow direction is provided in the high-pressure side passage of the internal heat exchanger, the heat pump can be converted into a heat pump during the heating operation. When the flow in the high-pressure side passage is reversed, the flow rate ratio of the refrigerant in each high-pressure side passage can be changed, and the amount of heat exchanged can be varied between the cooling operation and the heating operation.
このため、圧縮機の吸入開口部に至る冷媒の温度を最適化して、冷房運転時の冷房効率を維持しつつ、暖房運転時に、余分な熱交換を行わせないように設定できる。 For this reason, it is possible to optimize the temperature of the refrigerant reaching the suction opening of the compressor and maintain the cooling efficiency during the cooling operation while preventing excessive heat exchange during the heating operation.
また、請求項2に記載されたものは、前記流量制限手段により、並列に複数設けられた高圧側通路の抵抗量が、流れ方向に応じて異なるため、暖房運転時にヒートポンプ化するため、該高圧側通路の流れを逆転させると、各々の高圧側通路の冷媒の流量比を変更することが出来、交換される熱量を、冷房運転時と暖房運転時とで、可変可能である。 Further, according to the second aspect of the present invention, since the amount of resistance of the plurality of high-pressure side passages provided in parallel differs depending on the flow direction by the flow rate restricting unit, When the flow of the side passages is reversed, the flow rate ratio of the refrigerant in each high-pressure side passage can be changed, and the amount of heat exchanged can be varied between the cooling operation and the heating operation.
このため、圧縮機の吸入開口部に至る冷媒の温度を最適化して、冷房運転時の冷房効率を維持しつつ、暖房運転時に、余分な熱交換を行わせないように設定できる。 For this reason, it is possible to optimize the temperature of the refrigerant reaching the suction opening of the compressor and maintain the cooling efficiency during the cooling operation while preventing excessive heat exchange during the heating operation.
そして、請求項3に記載されたものは、前記流量制限手段が、前記高圧側通路を構成する内側面に装着されて、冷房運転時の冷媒の流れ方向下流側に向けて、凸状のバーリング孔部を貫通形成したプレート部材を有する。 Further, according to a third aspect of the present invention, the flow restricting means is mounted on the inner side surface constituting the high-pressure side passage, and has a convex burring toward the downstream side in the refrigerant flow direction during cooling operation. The plate member has a hole formed therethrough.
このため、冷房運転時の冷媒の流れ方向では、該プレート部材のバーリング孔部を通過する冷媒の抵抗量を少なく、そして、暖房運転時に該高圧側通路の流れを逆転させると、冷媒の抵抗量が、増大する。 For this reason, in the flow direction of the refrigerant during the cooling operation, the resistance amount of the refrigerant passing through the burring hole of the plate member is reduced, and when the flow of the high-pressure side passage is reversed during the heating operation, the resistance amount of the refrigerant Will increase.
従って、暖房運転時にヒートポンプ化するために必要とする熱量だけを、該内部熱交換器の高圧側通路に挿通して、熱交換出来、圧縮機に吸入される冷媒の温度が、上昇しすぎる虞が無い。 Therefore, only the amount of heat necessary for heat pumping during heating operation can be inserted into the high-pressure side passage of the internal heat exchanger to exchange heat, and the temperature of the refrigerant sucked into the compressor may rise too much. There is no.
更に、請求項4に記載されたものは、前記内部熱交換器のうち、前記ヘッダ部材の内側面に、前記流量制限手段が係止されて、装着されている。 Further, according to a fourth aspect of the present invention, in the internal heat exchanger, the flow rate restricting means is locked and attached to the inner side surface of the header member.
このため、内部熱交換器の熱交換を行う部分の構造を変更することなく、前記流量制限手段の係止位置や或いは形状を変更することにより、容易に、暖房時の圧縮機の吸入温度及び吐出温度の調整を行うことが出来る。 For this reason, without changing the structure of the part that performs heat exchange of the internal heat exchanger, the intake temperature of the compressor during heating and The discharge temperature can be adjusted.
次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態の空調システムの内部熱交換器構造について説明する。 Next, the internal heat exchanger structure of the air conditioning system of the best mode for carrying out the present invention will be described based on the drawings.
なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については同一符号を付して、説明する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the part thru | or equivalent to the said prior art example.
図1乃至図8は、この発明の最良の実施の形態の空調システムの内部熱交換器構造を示すものである。 1 to 8 show an internal heat exchanger structure of an air conditioning system according to the best mode of the present invention.
まず、全体の構成について、図1及び図2を用いて説明すると、この実施の形態の空調システム11の内部熱交換器構造では、車両用走行エンジン等からの駆動力を得て、気相状態の冷媒としての炭酸ガスを圧縮する圧縮機1が、設けられている。
First, the overall configuration will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2. In the internal heat exchanger structure of the
図1に示す冷房の場合、この圧縮機1は、吐出開口部1b側が、切換弁12を介して、室外熱交換器2に接続されていると共に、吸入開口部1a側が、内部熱交換器13と接続されている。
In the case of the cooling shown in FIG. 1, the compressor 1 is connected to the
このうち、前記室外熱交換器2は、前記圧縮機1で圧縮された炭酸ガスを、外気等との間で、熱交換して、冷却するように構成されている。
Among these, the said
また、この室外熱交換器2の出口部側には、一方の圧力制御弁としての第1絞り弁14が、設けられていて、前記炭酸ガスが、減圧されることにより、低温低圧の気液2相状態の炭酸ガスとなるように構成されている。
Moreover, the
この気液2相状態の炭酸ガスは、他方の圧力制御弁としての第2絞り弁15を介して接続される前記従来のエバポレータ4に相当する室内熱交換器16内で、蒸発する際に、車室内の空気から熱を奪って、車室内空気を冷却するように構成されている。
When the gas-liquid two-phase carbon dioxide evaporates in the
更に、この室内熱交換器16は、液相状態のCO2を、一時的に蓄えるアキュムレータ5を介して、内部熱交換器13内の低圧側通路13bに接続されている。
Further, the
そして、この内部熱交換器13では、前記室外熱交換器2と室内熱交換器16との間に介在される高圧側通路13aが、この低圧側通路13bに隣接配置されていて、これらの高圧側通路13aと、低圧側通路13bとの間で、熱交換が行われるように構成されている。
In the
また、前記切換弁12は、図1に示すように、前記圧縮機1の吐出開口部1b側を、前記室外熱交換器2側に連通させて、前記室内熱交換器16からの冷媒を、前記アキュムレータ5に戻す冷房運転時切換位置と、図2に示すように、前記圧縮機1の吐出開口部1b側を、前記室内熱交換器16に連通させると共に、前記室外熱交換器2から送られてくる冷媒を、前記アキュムレータ5に戻す暖房運転時切換位置とが、選択的に切換可能となるように構成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the switching
次に、この実施の形態の前記内部熱交換器13の構成について、図3乃至図8を用いて、詳述する。
Next, the configuration of the
この実施の形態の内部熱交換器13では、多孔管により構成される前記高圧側通路13aが、上側通路13c及び下側通路13dを、上,下に一対並設して、流路方向を略水平となるように設けられている。
In the
また、この高圧側通路13aのうち、これらの上側通路13c及び下側通路13dの各左,右端部開口は、略円筒形形状を呈するヘッダ部材13g及びヘッダ部材13hの各対向側面に、接続されていて、各々内部が、連通されている。
Further, in the high-
このうち、ヘッダ部材13gは、内部通路を略上下方向に沿わせて延設されていて、下面部から、前記第2絞り弁15と連結される下側開口部13kが、下方に向けて延出されている。
Among these members, the
また、このヘッダ部材13gの内部には、流れ方向に応じて、抵抗量が異なる流量制限手段としてのプレート部材18が、内蔵されている。
In addition, a
このプレート部材18は、図6に示すように、平面視略環状を呈して略平坦な円環部18bの略中央に、冷房運転時の冷媒の流れ方向(図3中矢印a方向)下流側に向けて、凸状のバーリング孔部18cが、円筒状に周縁の立壁部18dを立設させて、貫通形成されている。
As shown in FIG. 6, the
流路縮小部、拡大部、管路入口部の通路抵抗は、一般に、以下、数式1で示せる。
通路抵抗=損失係数×流速^2×密度/2・・・・・(数式1)
損失係数は、バーリング孔部18cの立壁部側18d側から、冷媒を流す場合に対し、円環部18bの平坦部側から流した場合は、大幅に小さい。
In general, the passage resistance of the flow path reduction portion, the enlargement portion, and the pipe inlet portion can be expressed by Equation 1 below.
Passage resistance = Loss coefficient x Flow velocity ^ 2 x Density / 2 (Equation 1)
The loss coefficient is significantly smaller when flowing from the flat portion side of the
このため、前記上下に複数設けられた上下側通路13c,13dでは、前記ヘッダ部材13gの上下方向略中間位置に設けられた前記プレート部材18によって、冷房運転時と暖房運転時との流れ方向に応じて各々の上下側通路13c,13dを通過する抵抗量が異なるように設定されている。
For this reason, in the upper and
また、このプレート部材18の円環部18bの反対側両側面からは、各々一対の係止片18a,18aが、凸設されている。
Further, a pair of locking
そして、縦方向に二つ割された前記ヘッダ部材13gを構成する半円筒状部材13i,13jの内側面に形成された各スリット17,17に、各々、これらの係止片18a,18aが係止されることにより、円筒状の前記ヘッダ部材13gが組み立てられた状態で、高圧側通路13aを構成する内側面に装着されるように構成されている。
The locking
また、この実施の形態のプレート部材18は、前記ヘッダ部材13gの長手方向で、前記上側通路13cの端部開口が接続されている部分と、下側通路13dの端部開口が接続されている部分との間に、位置するように装着されている。
Further, in the
更に、前記ヘッダ部材13hの上面部には、前記第1絞り弁14と連結される上側開口部13mが、上方に向けて延設されている。
Further, an
また、この内部熱交換器13の低圧側通路13bは、多孔管により構成されていて、前記各上側通路13c及び下側通路13dに沿って、隣接配置される上側通路13e及び下側通路13fが、上,下に一対並設されて、流路方向が略水平となるように設けられている。
Further, the low
また、この低圧側通路13bのうち、これらの上側通路13e及び下側通路13fの各左,右端部開口は、略円筒形形状を呈するヘッダ部材13n及びヘッダ部材13pの対向側面に、各々接続されていて、内部が、各々連通されている。
Further, in the low-
このうち、ヘッダ部材13nは、内部通路が、略上下方向に沿わせて延設されていて、下面部から、前記圧縮機1の吸入開口部1a側と連結される出口側開口部13qが、下方に向けて延出されている。
Among them, the
また、前記ヘッダ部材13pの内部通路は、略上下方向に沿わせて延設されていて、上面部から、前記アキュムレータ5と連結される入口側開口部13rが、下方に向けて延出されている。
Further, the internal passage of the
次に、この実施の形態の空調システムの内部熱交換器構造の作用効果について説明する。 Next, the effect of the internal heat exchanger structure of the air conditioning system of this embodiment will be described.
このように構成された実施の形態の空調システムの内部熱交換器構造では、冷房運転時、図1に示すように、前記切換弁12の切換位置が、冷房運転時切換位置とされると、前記圧縮機1の吐出開口部1b側が、前記室外熱交換器2側に連通されると共に、前記室内熱交換器16からの冷媒が、前記アキュムレータ5に戻るように接続される。
In the internal heat exchanger structure of the air conditioning system of the embodiment configured as described above, when the cooling operation is performed, as illustrated in FIG. 1, when the switching position of the switching
また、前記第1絞り弁14を開放すると共に、第2絞り弁15を絞り、前記圧縮機1から吐出されて、内部熱交換器13の高圧側通路13aから送られてくる高圧冷媒が、減圧されることにより、低温低圧の気液2相状態の炭酸ガスが、室内熱交換器16内で、蒸発される。
Further, the
このため、車室内の空気から熱が奪われて、車室内空気が冷却される。 For this reason, heat is taken from the air in the passenger compartment, and the passenger compartment air is cooled.
この際、前記内部熱交換器13の高圧側通路13a内の冷媒と、低圧側通路13b内の冷媒との間で熱交換が行われて、室内熱交換器16の入口側における冷媒の比エンタルピが、熱交換を行わない場合に比して小さくなる。
At this time, heat exchange is performed between the refrigerant in the high-
従って、前記室内熱交換器16の入口側と出口側との比エンタルピ差が、前記内部熱交換器6にて、熱交換を行わない場合に比して、大きくなるので、冷凍能力が向上する。
Accordingly, the specific enthalpy difference between the inlet side and the outlet side of the
この実施の形態の空調システム11では、冷房運転時、前記高圧側通路13aの下流側に位置するヘッダ部材13gの内側面に設けられた前記プレート部材18が、図3に示すように、冷房運転時の冷媒の流れ方向(図3中矢印a方向)下流側に向けて、凸状のバーリング孔部18c内を、少ない損失係数で、前記熱交換された高圧冷媒を通過させる。
In the
このため、前記内部熱交換器13の高圧側通路13aのうち、上下に位置する上側通路13c及び下側通路13dには、全域に渡り、前記冷媒が流れて、隣接配置される低圧側通路13bの上側通路13e及び下側通路13fとの間で、熱交換が十分に行える。
For this reason, among the high-
従って、冷房運転時の冷房効率は、前記プレート部材18が存在しない場合と略同等に保持される。
Therefore, the cooling efficiency during the cooling operation is maintained substantially equal to the case where the
また、暖房運転時では、図2に示すように、前記圧縮機1の吐出開口部1b側が、前記室内熱交換器16に連通されると共に、前記室外熱交換器2から送られてくる冷媒が、前記アキュムレータ5に戻るように接続される。
Further, during the heating operation, as shown in FIG. 2, the
更に、前記第2絞り弁15を開放すると共に、第1絞り弁14を絞る。
Further, the
そして、前記圧縮機1から吐出されて、内部熱交換器13の高圧側通路13aを、前記冷房運転時とは、逆方向に流れる高圧冷媒が、減圧されることにより、低温低圧の気液2相状態の炭酸ガスが、室外空気から吸熱し、室外熱交換器2内で、蒸発される。
The high-pressure refrigerant discharged from the compressor 1 and flowing in the high-
このため、室外空気から吸熱された熱は、室内熱交換器3にて、車室内空気中に放熱される。
For this reason, the heat absorbed from the outdoor air is radiated into the passenger compartment air by the
この際、前記内部熱交換器13の高圧側通路13a内の上流側に位置するヘッダ部材13gの内側面に設けられた前記プレート部材18が、図4に示すように、暖房運転時の冷媒の流れ方向(図4中矢印b方向)に向けて、流入しようとするが、前記バーリング孔部18cが、比較的多い損失係数を有しているので、前記冷媒を殆ど通過させない。
At this time, the
このため、高圧側通路13a内を通過する多くの冷媒は、下側通路13d内を通過して、隣接配置される低圧側通路13bの下側通路13f内を通過する冷媒との間で熱交換が行われ、高圧側通路13aの上側通路13cと、低圧側通路13bの上側通路13eとの間では、熱交換量が少なくなるため、前記暖房運転時の内部熱交換器13の熱交換量を、減少させて、最適化出来る。
Therefore, most of the refrigerant that passes through the high-
例えば、前記暖房運転時の熱交換量を、減少させて、前記圧縮機1の吸入開口部1aの温度及び吐出開口部1bの温度を低下させることにより、冷媒が高温になることによる圧縮機1の破損を防止できる。
For example, the amount of heat exchange during the heating operation is decreased, and the temperature of the
このように、この実施の形態の空調システムの内部熱交換器構造では、流れ方向に応じて、抵抗量が異なる流量制御手段としてのプレート部材18が、前記内部熱交換器13の高圧側通路13aに設けられている。
Thus, in the internal heat exchanger structure of the air conditioning system of this embodiment, the
このため、暖房運転時にヒートポンプ化するため、前記切換弁12の切換により、高圧側通路13aの流れを逆転させると、内部熱交換器13の高圧側上側通路13cと、高圧側下側通路13dの冷媒の流量比が変更されて、この内部熱交換器13で、熱交換される熱量が、冷房運転時と暖房運転時とで、可変可能である。
For this reason, when the flow of the high-
従って、圧縮機1の吸入開口部1aに至る冷媒の温度を最適化して、冷房運転時の冷房効率を維持しつつ、暖房運転時に、余分な熱交換を行わせないように設定できる。
Accordingly, it is possible to optimize the temperature of the refrigerant reaching the
また、前記流量制限手段としてのプレート部材18が、前記高圧側通路13aを構成するヘッダ部材13gのスリット17,17に、係止片18a,18aが、係止されることにより、このヘッダ部材13gの通路内に位置するように装着されている。
Further, the
このプレート部材18が、冷房運転時の冷媒の流れ方向下流側に向けて、凸状のバーリング孔部18cが貫通形成されている。
A
このため、図3に示す冷房運転時の冷媒の流れ方向aでは、プレート部材18のバーリング孔部18cを通過する冷媒の抵抗量が少なく、そして、暖房運転時に、前記切換弁12を切り換えて、図4に示すこの高圧側通路13aの流れを、流れ方向bとなるように逆転させると、冷媒の抵抗量が、増大する。
Therefore, in the refrigerant flow direction a during the cooling operation shown in FIG. 3, the resistance of the refrigerant passing through the burring
従って、暖房運転時にヒートポンプ化するために必要とする熱量だけを、この内部熱交換器13で熱交換出来、圧縮機1に吸入される冷媒の温度が、上昇しすぎる虞が無い。
Accordingly, only the amount of heat necessary for heat pumping during heating operation can be exchanged by the
また、この実施の形態では、前記プレート部材18のバーリング孔部18cの形状を変更したり、或いは、前記ヘッダ部材13gのスリット17,17の形成位置を変更することにより、容易に、高圧側通路13a内を流通する冷媒の量を変更できる。
In this embodiment, the shape of the burring
この際、前記内部熱交換器13の高圧側通路13a及び低圧側通路13bの多孔管形状等、熱交換を行う部分の構造を変更することなく、ヘッダ部材13gの内部のプレート部材18の係止される位置や或いは、形状のみを変更すればよいので、容易に、暖房時の圧縮機1の吸入温度及び吐出温度の調整を行うことが出来る。
At this time, the
図8は、この発明の空調システムの内部熱交換器構造に用いられて、流れ方向に応じて、抵抗量が異なる流量制限手段としてのプレート部材28を、高圧側通路のヘッダ部材13gの内部構造に適用したものを示している。
FIG. 8 shows the internal structure of the
なお、前記実施の形態と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。 Note that portions that are the same as or equivalent to those in the above-described embodiment are described with the same reference numerals.
この実施例1の空調システムの内部熱交換器構造では、前記プレート部材28が、平面視略環状を呈して略平坦な円環部28bの略中央に、冷房運転時の冷媒の流れ方向(図3中矢印a方向)下流側に向けて、凸状のバーリング孔部28cが、円筒状に周縁の立壁部28dを立設させて、貫通形成されている。
In the internal heat exchanger structure of the air conditioning system according to the first embodiment, the
この立壁部28dの下端側外周面には、テーパ面部28eが、周状に形成されている。
A
次に、この実施例1の空調システムの内部熱交換器構造の作用効果について説明する。 Next, the effect of the internal heat exchanger structure of the air conditioning system of the first embodiment will be described.
このように構成された実施例1記載の空調システムの内部熱交換器構造では、前記実施の形態の作用効果に加えて、更に、テーパ面部28eの形成角度等の形状を変更することにより、前記実施の形態の図4に示すような暖房運転時には、このテーパ面部28eに沿わせて冷媒の流れ方向を変えて、前記バーリング孔部28cを通過する流量を変更出来る。 このため、更に、容易に、暖房時の圧縮機1の吸入温度及び吐出温度の調整を行うことが出来る。
In the internal heat exchanger structure of the air conditioning system according to Example 1 configured as described above, in addition to the function and effect of the above embodiment, the shape of the tapered
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes that do not depart from the gist of the present invention are not limited to this embodiment. Included in the invention.
即ち、前記実施の形態では、前記ヘッダ部材13gの内部に、一枚の流量制限手段としてのプレート部材18が、内蔵されているが、特にこれに限らず、このプレート部材18を2枚若しくは、3枚以上の複数枚としても良く、プレート部材18の形状、数量及び材質が、特に限定されるものではない。
That is, in the embodiment, the
また、前記高圧側通路13aを、上側通路13c及び下側通路13dとして、上下2本に分割しているが、特にこれに限らず、例えば、単数本若しくは、3本以上の複数本等、設けても良く、隣接配置される低圧側通路13bと共に、この高圧側通路13aの形状、数量及び材質が特に限定されるものではない。
Further, the high-
更に、前記実施例1では、前記内部熱交換器13の高圧側通路13aには、前記上下側通路13c,13dが並列に複数有り、流れ方向に応じて、これらの上下側通路13c,13dの抵抗量が、前記ヘッダ部材13gに内蔵されるプレート部材18により、異なるように構成されているが、特にこれに限らず、前記各上下側通路13c,13dに各々流量制限手段としてのプレート部材18…を設けて、暖房運転時に、冷媒が、これらのプレート部材18…を全て通過するようにしてもよい。
Further, in the first embodiment, the high-
すなわち、前記内部熱交換器13の高圧側通路13a内の抵抗量を大きくすると、出口に位置する前記上側開口部13mの圧力が低下する。
That is, when the amount of resistance in the high-
このため、抵抗量が小さい場合に比して、このような抵抗量が大きい場合には、比エンタルピも大きくなり、内部熱交換器13の熱交換量が小さくなる。
For this reason, when such a resistance amount is large, the specific enthalpy increases and the heat exchange amount of the
この場合は、暖房運転時の内部熱交換器13の入口側であるヘッダ部材13g内、若しくは、上下側通路13c,13dと、このヘッダ部材13gとの接続部分近傍に、流量制限手段を内蔵すればよい。
In this case, a flow rate restricting means is incorporated in the
内蔵する流量制限手段としては、前記実施例1と同様に、冷房運転時の冷媒の流れ方向の下流側に向けて凸状のバーリング孔部18cを貫通形成したプレート部材18を通路の内側面形状に適用させて構成する等、どのような形状、数量及び材質のものを用いてもよい。
As a built-in flow restricting means, as in the first embodiment, the
1 圧縮機
1a 吸入開口部
11 空調システム
13 内部熱交換器
13a 高圧側通路
13b 低圧側通路
16 室内熱交換器
18,28 プレート部材(流量制限手段)
18c,28c
バーリング孔部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
18c, 28c
Burring hole
Claims (4)
前記内部熱交換器の高圧側通路には、流れに応じて抵抗量が異なる流量制限手段を内蔵したことを特徴とする空調システムの内部熱交換器構造。 Used in a heat pump cycle that can be switched between air conditioning and heating, sucks refrigerant, compresses the sucked refrigerant, an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the outdoor air and the refrigerant, indoor air and refrigerant blown into the room Between the indoor heat exchanger that exchanges heat with the outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger, and a decompressor that decompresses the refrigerant, and during the cooling operation, the decompressor The high-pressure refrigerant before being decompressed and the low-pressure refrigerant sucked into the compressor are inserted into the high-pressure side passage and the low-pressure side passage, respectively, to perform heat exchange, whereby the inlet side and the outlet side of the indoor heat exchanger An internal heat exchanger that increases the specific enthalpy difference between the internal heat exchanger and the internal heat exchanger structure of an air conditioning system that can be converted into a heat pump by reversing the flow of the high-pressure side passage of the internal heat exchanger during heating operation Because
An internal heat exchanger structure for an air conditioning system, characterized in that a flow rate restricting means having a different resistance depending on the flow is incorporated in the high-pressure side passage of the internal heat exchanger.
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JP2007024863A JP2008190763A (en) | 2007-02-02 | 2007-02-02 | Internal heat exchanger structure for air conditioning system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11179999B2 (en) | 2015-08-04 | 2021-11-23 | Denso Corporation | Heat pump system |
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2007
- 2007-02-02 JP JP2007024863A patent/JP2008190763A/en active Pending
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