JP2013130330A - Air conditioning device, and heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器と、当該熱交換器に送風する送風機とを筐体に備えた空気調和装置、及び、熱交換器に関する。 The present invention relates to an air conditioner including a fin-and-tube heat exchanger and a blower that blows air to the heat exchanger, and a heat exchanger.
一般に、筺体の上部に配置された送風機と、筐体の背面及び左右両側面を形成する断面略コ字型に形成されたフィン・アンド・チューブ型の熱交換器と、を備える横吸い込み、上吹き出しの空気調和装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Generally, a horizontal suction comprising an air blower disposed at the top of the housing, and a fin-and-tube heat exchanger formed in a substantially U-shaped cross section that forms the back surface and the left and right side surfaces of the housing, A blow-out air conditioner is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、この種の空気調和装置では、送風機に近い熱交換器の上部位置では通過風速が早くなり、他の部位、特に、送風機からは遠い熱交換器の下側の部位では通過風速が低下してしまう。このように、熱交換器の各部位で、送風機からの距離に応じて通過風速が不均一化すると、熱交換器の放熱効率が低減するという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、熱交換器を通過する気流の風速分布の均一化を図った空気調和装置、及び、熱交換器を提供することを目的とする。
However, in this type of air conditioner, the passing wind speed is faster at the upper position of the heat exchanger close to the blower, and the passing wind speed is lowered at other parts, particularly the lower part of the heat exchanger far from the blower. End up. As described above, when the passing wind speed becomes nonuniform in each part of the heat exchanger according to the distance from the blower, there is a problem that the heat dissipation efficiency of the heat exchanger is reduced.
This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and it aims at providing the air conditioning apparatus and the heat exchanger which aimed at equalization of the wind velocity distribution of the airflow which passes a heat exchanger.
上記目的を達成するために、本発明は、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器と、当該熱交換器に送風する送風機とを筐体に備えた空気調和装置において、前記チューブが多段に配置され、前記チューブ間の段ピッチが、前記送風機に近い位置において、他の部位における段ピッチよりも小さく形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an air conditioner including a fin-and-tube heat exchanger and a blower that blows air to the heat exchanger in a casing. The tubes are arranged in multiple stages. The step pitch between the tubes is formed smaller than the step pitch in other parts at a position close to the blower.
また、本発明は、上記の空気調和装置において、前記筐体の上部に前記送風機が配置され、横吸い込み、上吹き出しの室外ユニットであって、前記熱交換器の上部の前記段ピッチが、他の部位における段ピッチよりも小さく形成されていることを特徴とする。 Further, the present invention is the above air conditioner, wherein the blower is disposed on an upper portion of the casing, and is an outdoor unit for side suction and upper blowing, wherein the step pitch at the upper portion of the heat exchanger is It is characterized in that it is formed smaller than the step pitch at the part.
また、本発明は、上記の空気調和装置において、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器であって、前記チューブが多段に配置され、前記チューブ間の段ピッチが、送風機に近い位置において、他の部位における段ピッチよりも小さく形成されていることを特徴とする。 Further, the present invention provides a fin-and-tube heat exchanger in the above air conditioner, wherein the tubes are arranged in multiple stages, and the step pitch between the tubes is different from that of the blower. It is characterized in that it is formed smaller than the step pitch at the part.
また、本発明は、上記の熱交換器において、前記熱交換器が断面略コ字型の熱交換器であることを特徴とする。 Moreover, the present invention is characterized in that, in the heat exchanger, the heat exchanger is a heat exchanger having a substantially U-shaped cross section.
本発明によれば、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器と、当該熱交換器に送風する送風機とを筐体に備えた空気調和装置において、前記チューブが多段に配置され、前記チューブ間の段ピッチが、前記送風機に近い位置において、他の部位における段ピッチよりも小さく形成されているため、送風機に近い位置では、チューブが熱交換器を通過する空気の抵抗となり、通過風速が低減する。これにより、通風抵抗の小さい送風機に遠い位置からの通過風速を上げることができ、熱交換器全体の風速分布を均一化することができ、熱交換器の熱交換効率を向上することができる。 According to the present invention, in an air conditioner including a fin-and-tube heat exchanger and a blower that blows air to the heat exchanger in a casing, the tubes are arranged in multiple stages, and the space between the tubes Since the step pitch is formed smaller than the step pitch in other parts at the position close to the blower, the tube becomes a resistance of the air passing through the heat exchanger at the position close to the blower, and the passing wind speed is reduced. . Thereby, the passing wind speed from a position far from the blower having a small ventilation resistance can be increased, the wind speed distribution of the entire heat exchanger can be made uniform, and the heat exchange efficiency of the heat exchanger can be improved.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る空気調和装置は、室外ユニット10と室内ユニット(図示せず)とから構成されており、冷媒配管により接続された冷媒回路に冷媒を流して、冷房運転および暖房運転を行う。室外ユニット10は、室外に設置され、室外空気と熱交換して冷房運転時には冷媒を凝縮させて外気に熱を放出し、暖房運転時には冷媒を蒸発させて外気から熱を取り込むものである。なお、以下に述べる上下および左右といった方向は、室外ユニット10を設置した状態でその前面側から見た場合の方向を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The air conditioner according to this embodiment includes an
図1は、室外ユニット10の外観斜視図であり、図2は、室外ユニット10を右側から見た側断面図である。室外ユニット10は、略直方体箱形状のユニットケース(筐体)11を備え、このユニットケース11は、前後方向に延びる一対の脚部材13、13上に架け渡されて固定される底板12と、この底板12の4隅から鉛直方向に延びる支柱14と、前面パネル15とを有して構成される。
底板12上には、後述する熱交換器21が配置され、この熱交換器21によってユニットケース11の背面及び左右両側面が形成されている。また、熱交換器21の上部には、室外ファン(送風機)22と、この室外ファン22の周囲にベルマウス25とが配置され、このベルマウス25の吹出開口25Aには、室外ファン22への接触を防止するファンガード26が配置されている。また、ベルマウス25の周囲には、発泡スチロール等の断熱材を備えた化粧パネル27が設けられている。
FIG. 1 is an external perspective view of the
A
前面パネル15は、上下に二分割された上パネル15Aと下パネル15Bとを備え、これら上パネル15A及び下パネル15Bは、前面側の支柱14、14間に架け渡されて固定されている。ユニットケース11の前面側には、図2に示すように、圧縮機30や、四方弁及び膨張弁といった弁体等の冷媒回路構成部品32が配管接続されて収容される。これら冷媒回路構成部品32の配管の一端側は、熱交換器21を介して室内ユニットと配管接続され、当該冷媒回路構成部品32の配管の他端側は室内ユニットに配管接続され、これにより、冷媒を循環する冷媒回路が構成される。
また、ユニットケース11の前面側には、圧縮機30等の上方に室外ユニット10の各種機器を制御するための制御ユニットを収容した電装箱34が配置されている。これにより、前面パネル15を取り外すことによって、作業者が前面側から圧縮機30や電装箱34内の制御ユニット等のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
The
On the front side of the
室外ファン22は、図2に示すように、熱交換器21の上方に配置されるファンモーター23と、このファンモーター23の軸に取り付けられたプロペラファン24とを備えて構成される。ユニットケース11の幅方向に隣接する支柱14,14間には、熱交換器21の上端に相当する位置で当該支柱14,14を連結する不図示の連結部材が設けられ、ファンモーター23は、これら連結部材間に架け渡された支持フレーム16に固定される。
ファンモーター23によりプロペラファン24が回転駆動されると、室外ユニット10の周囲、より具体的には図2、3中矢印Xで示すように、ユニットケース11の前面を除いた左側面側、背面側及び右側面側から外気がユニットケース11内に吸い込まれ、このユニットケース11の上面部に設けられたベルマウス25の吹出開口25Aを通じて外に排出される。つまり、この室外ユニット10は、上面から熱交換後の空気を吹き出す上面吹き出しタイプに構成されている。
As shown in FIG. 2, the
When the
ユニットケース11の底板12上には、図3に示すように、断面略コ字型に屈曲されて形成された熱交換器21が配置され、この熱交換器21は、ユニットケース11の左側面から背面及び右側面に沿わせて配置され、この熱交換器21の両端面には、それぞれ当該熱交換器21内に連続蛇行曲げして配管された冷媒管を固定するための管板21Aが設けられている。
On the
熱交換器21で囲まれた内側には、上記した圧縮機30や冷媒回路構成部品32とともに冷媒回路の一部を構成するアキュムレータ35、オイルセパレーター36及びレシーバータンク37が底板12上に配置されている。また、アキュムレータ35の上部中央には、フレーム17が固定され、フレーム17は、アキュムレータ35の上端部から延びて、支柱14,14を連結する連結部材に固定され、アキュムレータ35の揺動を防止している。
Inside the
これらアキュムレータ35、オイルセパレーター36及びレシーバータンク37は、冷媒または冷凍機油を一時的に貯留する圧力容器であり、メンテナンス頻度が低いものである。一方、上記した圧縮機30や冷媒回路構成部品32は、モーターやコイル等の電動要素を備えるため、メンテナンス頻度が高い。このため、本構成では、底板12上から電装箱34の下端部まで上方に延びる仕切り板38を設け、この仕切り板38によって、ユニットケース11内が、図3に示すように、熱交換室39と機械室50とに区分けされている。機械室50には、メンテナンス頻度の高い圧縮機30や冷媒回路構成部品32が収容され、熱交換室39には、メンテナンス頻度の低い熱交換器21、アキュムレータ35、オイルセパレーター36及びレシーバータンク37が収容されている。
These
次に、図4、図5、及び、図6を用いて、熱交換器21の構成について説明する。熱交換器21は、フィン・アンド・チューブ型の熱交換部40を通風方向に前後に3列並べて構成される。各熱交換部40は、一対の管板21A間に互いに間隔を開けて配置され、平板状に形成された複数のフィン41と、これらフィン41を貫通する複数のチューブ(冷媒管)43と、を備えて構成されている(図6参照)。
Next, the structure of the
熱交換部40のフィン41には、図4に示すように、チューブ43が貫通する貫通孔47が予め所定の位置に形成されている。チューブ43は、互いに平行に、かつ、チューブ43間に所定の段ピッチ(隙間)H1が形成され、上下に多段に並べて配置される。つまり、フィン41には、チューブ43を所定の段ピッチH1で配置すべく、貫通孔47が予め形成されている。熱交換器21では、このチューブ43内部に送流される冷媒と、熱交換器21を通過する空気とが、フィン41を介して熱交換される。各チューブ43の端には、U字部(Uベント)44が設けられ(図3参照)、当該U字部44によって1本の冷媒配管として連結されている。なお、各フィン41は、細長い矩形板状に形成され、室外ユニット10は、このフィン41の長手方向における上端部側に送風機22を備えている。
As shown in FIG. 4, a through
室外ユニット10は、横吸込み、上面吹き出しタイプの室外ユニットであり、熱交換器21がユニットケース11の背面、及び、左右両側面を形成する断面略コ字状に形成される。ところで、横吸込み、上面吹き出しタイプの室外ユニット10では、熱交換器21の上部に配置された室外ファン22の駆動により、ユニットケース11内に熱交換器21を通して空気を吸い込むが、室外ファン22に近いユニットケース11の上部位置の通過風速は、室外ファン22から遠いユニットケース11の下部位置の通過風速よりも早くなる。このように、熱交換器21の各部位で通過風速が不均一化すると、熱交換器21の放熱効率が低減する。
The
本実施形態は、熱交換器21の各部位で通過風速を均一化するべく成されたものであり、熱交換器21の多段に配置されたチューブ43間の段ピッチH1は、室外ファン22に近い上部位置では、図5に示すように、他の部位よりも小さく形成されている。つまり、熱交換器21の室外ファン22に近い位置においては、チューブ43間の隙間が、他の部位におけるチューブ43間の隙間よりも密に形成されている。この構成によれば、熱交換器21の室外ファン22に近い位置では、熱交換器21を通過する空気の抵抗となるチューブ43が小さな段ピッチで配置され、チューブ43による空気抵抗が大きくなるため、通過風速が低下する。これにより、熱交換器21の空気抵抗の小さい他の部位からの通過風速が早くなる。よって、熱交換器21全体の通過風速を均一化することができ、熱交換器21の放熱効率を向上することができる。
The present embodiment is configured to make the passing air speed uniform in each part of the
このように、本願の熱交換器21は、熱交換器21全体の通過風速の均一化を図ったものであり、図5に示すように、熱交換器21のチューブ43間の段ピッチH1は、熱交換器21の各部位で、室外ファン22からの距離に応じて可変に設定されている。熱交換器21の各部位で、チューブ43間の段ピッチH1を可変とすることで、図7に示すように、熱交換器21の各部位での風速分布を均一化することができる。なお、図7(A)は熱交換器21の高さ位置に対するチューブ間の段ピッチH1と、風速分布とを示す表、図7(B)は熱交換器21の高さ位置に対するチューブ間の段ピッチH1を示すグラフ、図7(C)は熱交換器21の高さ位置に対する風速分布を示すグラフである。
Thus, the
本実施形態の熱交換器21は、高さが1200mmの熱交換器であり、チューブ43間の段ピッチH1は、図8(A)、及び、図8(B)に示すように、熱交換器21の室外ファン22に近い上部位置では、室外ファン22に遠い下部より80%程度小さく形成されている。熱交換器21の各部位におけるチューブ43間の段ピッチH1は、熱交換器21の高さ、室外ファン22の送風容量、フィン41のフィンピッチ、或いは、チューブ43の外径等の諸条件に基づく段ピッチH1と、風速分布との関係をコンピューターシミュレーション、或いは、実験等で検証し、熱交換器21の各部位における通過風速が均一となるべく設定することができる。
The
熱交換器21の各部位における通過風速を一定とすべく、熱交換器21の各部位での段ピッチH1を設定した場合には、段ピッチH1は、熱交換器21の室外ファン22に近い上部位置で小さく、室外ファン22からの距離が離れるに従って徐々に大きくなるように形成される。つまり、熱交換器21は、チューブ43が、上部で密、下部で疎となるように配置される。熱交換器21の室外ファン22に近い上部では、チューブ43が密集して配置されるため、チューブ43が熱交換器21を通過する空気の通風抵抗となる。また、熱交換器21の室外ファン22から遠い下部では、チューブ43が散在して配置されるため、チューブ43による通風抵抗が低減される。これにより、通風抵抗が高い熱交換器21の上部より、通風抵抗が低い熱交換器21の下部から空気が吸い込まれ易くなり、熱交換器21全体の風速分布を均一化することができるこのように、熱交換器21の各部位での段ピッチH1を可変にすることで、熱交換器21は、図8(A)、及び、図8(C)に示すように、各部位における通過風速が均一化され、放熱効率を向上することができる。
When the step pitch H1 at each part of the
以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器21と、当該熱交換器21に送風する送風機22とを筐体11に備えた空気調和装置において、チューブ43が多段に配置され、チューブ43間の段ピッチH1が、送風機22に近い位置において、他の部位における段ピッチよりも小さく形成されている。これにより、送風機22に近い位置では、チューブ43が熱交換器21の通風方向に対して密に配置される。よって、チューブ43が熱交換器21を通過する空気の抵抗となり、通過風速が低減する。これにより、通風抵抗の小さい熱交換器21の他の部位、特に、送風機22から遠い部位からの通過風速を上げることができ、熱交換器21全体の風速分布を均一化することができ、熱交換器21の熱交換効率を向上することができる。
As described above, according to the embodiment to which the present invention is applied, an air conditioner in which the
また、本発明を適用した実施形態によれば、筐体11の上部に送風機22が配置され、横吸い込み、上吹き出しの室外ユニット10であって、熱交換器21の上部の段ピッチH1が、他の部位における段ピッチH1よりも小さく形成されている。これにより、送風機22に近い熱交換器21の上部の通風抵抗を増やし、送風機22から遠い熱交換器21の下部からの通過風速を上げることができるため、熱交換器21全体の風速分布を均一化することができ、熱交換器21の熱交換効率を向上することができる。
In addition, according to the embodiment to which the present invention is applied, the
また、本発明を適用した実施形態によれば、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器21であって、チューブ43が多段に配置され、チューブ間の段ピッチH1が、送風機22に近い位置において、他の部位における段ピッチH1よりも小さく形成されている。これにより、通過風速が早くなる送風機22に近い位置では、チューブ43により通風抵抗が大きくなるため、通過風速を低減することができる。よって、送風機22に近い位置の通過風速を低減させ、送風機22から遠い位置の通過風速を上げることができるため、熱交換器21全体の風速分布を均一化することができ、熱交換器21の熱交換効率を向上することができる。
Further, according to the embodiment to which the present invention is applied, the
また、本発明を適用した実施形態によれば、熱交換器21が断面略コ字型の熱交換器21であるため、筐体11の背面、及び、両側面を熱交換器21で構成することができ、熱交換面積を広くすることができるため、室外ユニット10を高効率化することができる。
In addition, according to the embodiment to which the present invention is applied, the
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、熱交換器21は、断面略コ字状に屈曲れているが、例えば、断面略L字状に屈曲されている構成であっても良い。また、本実施形態では、熱交換器21は、熱交換部40を3列並べて形成しているが、これに限らず、熱交換部40を任意の列数、例えば、1列、もしくは複数列、並べて形成する構成であっても良い。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to this. In the present embodiment, the
10 室外ユニット
11 ユニットケース(筺体)
21 熱交換器
22 室外ファン(送風機)
43 チューブ
H1 段ピッチ
10
21
43 tube H1 step pitch
Claims (4)
前記チューブが多列に配置され、前記チューブの列間ピッチが、送風機に近い位置において、他の部位における列間ピッチよりも狭く形成されていることを特徴とするフィン・アンド・チューブ型の熱交換器。 A fin-and-tube heat exchanger,
The fin-and-tube type heat is characterized in that the tubes are arranged in multiple rows, and the pitch between the rows of the tubes is formed narrower than the pitch between rows in other parts at a position close to the blower. Exchanger.
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WO2016181560A1 (en) * | 2015-05-14 | 2016-11-17 | 三菱電機株式会社 | Outdoor unit for air conditioner |
WO2023188421A1 (en) * | 2022-04-01 | 2023-10-05 | 三菱電機株式会社 | Outdoor unit and air conditioner equipped with same |
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