JP2014228242A - 室内熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
送風方向下流側に配置された第1熱交換器の第1チューブ群103Auの熱交換領域及び送風方向上流側に配置された第2熱交換器の第4チューブ群103Bdの熱交換領域を、第1熱交換器の第2チューブ群103Adの熱交換領域及び第2熱交換器の第4チューブ群103Bdの熱交換領域より大きくする(チューブ本数を多くする)と共に、第1及び第2チューブ群の冷媒通路面積(チューブ群の総断面積)を、冷媒導入管110の断面積より大きく設定した。
【選択図】図8
Description
上下方向に延びる複数の冷媒流通チューブを互いに平行に配置したチューブ群の上下端部を水平方向に延びる上下のヘッダに連通接続した熱交換器を一対形成し、冷媒流通方向上流側の第1熱交換器を室内への空気送風方向の下流側、冷媒流通方向下流側の第2熱交換器を前記空気送風方向の上流側に並べて配置すると共に、前記第1熱交換器及び第2熱交換器の隣接するヘッダ同志を連通接続し、暖房時に35℃を超える過冷却運転が可能なコンデンサとして機能し、冷房時に冷媒をガス状態で通過させるカウンターフロー型の室内熱交換器であって、
前記第1熱交換器及び第2熱交換器の少なくとも一部のヘッダ内を水平方向複数の空間に仕切り、各熱交換器のチューブ群を、隣接するチューブ群相互間で冷媒流通方向を反転させた複数の熱交換領域に画成すると共に、前記第2熱交換器において、冷媒流通方向最下流側の熱交換領域を、上流側の熱交換領域より大きく設定し、
前記第1熱交換器において、前記各熱交換領域の冷媒通路面積を該第1熱交換器に接続された冷媒導入管の断面積より大きく設定したこと、
を特徴とする。
過冷却温度が35℃を超える高レベルの過冷却運転を行った場合、第2熱交換器において過冷却される低温領域が拡大するが、第1熱交換器及び第2熱交換器の熱交換領域をそれぞれ複数に画成することにより、送風空気との熱交換による温度変化が緩やかとなり、複数に画成しない場合に比較すると過冷却領域の拡大を抑制できる。
一方、冷房運転時は、特に冷媒流通方向上流側の第1熱交換器では高温・高圧のガス冷媒が流通するが、各熱交換領域におけるチューブ群の冷媒通路面積(チューブ群の総断面積)を冷媒導入管の断面積より大きくしたことにより、流通抵抗の増大を抑制してヒートポンプシステムの冷房性能を良好に維持することができる。
図1及び図2は、本発明に係る室内熱交換器(コンデンサ)を備えたヒートポンプ式の車両用空調装置における冷媒回路の概要を示す。なお、本発明に係る車室内熱交換器が適用される冷媒回路は、これに限らない。
コンプレッサ1の冷媒吐出口から第1車室内熱交換器2を経て車室外熱交換器3に至る第1冷媒配管5の途中には、第1膨張弁6及び第1逆止弁7が介装されている。車室外熱交換器3からコンプレッサ1の冷媒吸入口に至る第2冷媒配管8の途中には、第1開閉弁9及びアキュームレータ10が介装されている。
暖房時には、ダンパ53、第1膨張弁6及び第1開閉弁9が開とされ、第2開閉弁12、第3開閉弁14、第4開閉弁19及び第5開閉弁21が閉とされる。
図2に示すように、コンプレッサ1で加圧された冷媒は、第1車室内熱交換器2を流通するが、ダンパ53が閉とされて第1車室内熱交換器2への送風が遮断されているため、送風空気との熱交換(冷却)が殆ど行われず、冷媒は高温・高圧のガス状態のまま流出し、第2開閉弁12を介して車室外熱交換器3に流入する。
図3は、第2車室内熱交換器2を空気の送風方向下流側からみた正面図、図4は、図3のA矢視図、図5は、図3のB−B矢視断面図、図6は、図3のC矢視側面図である。
2列のチューブ群103A,103Bの上側に配設される一対のヘッダ104A,104Bは、それぞれ各チューブ群の冷媒流通チューブ101の一端部(上端部)を挿入するための複数の孔を有し、各チューブ群103A,103Bの上端部は、ヘッダ104A,104Bの対応する孔に挿入され、ろう付けして固定される。
冷媒流通チューブ101の下側に配設される一対のヘッダ106A,106Bは、ヘッダ104A,104Bと同様、それぞれ各チューブ群103A,103Bの冷媒流通チューブ11の下端部を挿入するための複数の孔を有し、各チューブ群103A,103Bの下端部は、ヘッダ106A,106Bの対応する複数の孔に挿入され、ろう付けして固定される。
ヘッダ106A,106Bの他方(図示左側)の開口端には、中央部を開口した管継手109がろう付けして固定され、ヘッダ106A側の管継手109には冷媒流入管110が接続してろう付け固定され、ヘッダ106B側の管継手109には冷媒流出管111が接続してろう付け固定される。
さらに、ヘッダ106A,106Bの仕切り部材106bで仕切られた、冷媒流入管110及び冷媒流出管111から離れた側(図示右側)の部分には、対向する内壁にそれぞれ複数(図では、9個)のボス貫通孔106cが形成される。
以上のように、第1車室内熱交換器2は、送風路の送風方向下流側に配置される冷媒流通方向上流側の熱交換器(第1熱交換器)と送風方向上流側に配置される冷媒流通方向下流側の熱交換器(第2熱交換器)とを、連通孔を介して連通接続して構成される。
冷媒は、冷媒流入管110から第1熱交換器の下側のヘッダ106A内に流入し、仕切り板106bより手前側の第1ヘッダ空間106Auに臨む複数(図3では14本)の冷媒流通チューブ101(第1チューブ群103Au)の下端開口から流入して、第1チューブ群103Auを上方に流動する。
次いで、第2ヘッダ空間106Ad内に臨む接続部材7のボス部107a内の連通孔107bを通って、隣接する第2熱交換器のヘッダ106Bの仕切り板106bより奥側の第3ヘッダ空間106Buに流入する。
暖房時に車室内熱交換器2がコンデンサとして機能する際は、冷媒は、上記のように2つのチューブ群103A,103Bの各冷媒流通チューブ101を通る間に、これら各チューブ101の外表面に接触しつつ流通する送風空気と熱交換して放熱されると共に、同じく外表面に接触する送風空気によって冷却されるコルゲートフィン102と熱交換して放熱されることにより、効率よく冷却されて凝縮・液化される。
図10〜図12は、4パス型室内熱交換器の第1パス〜第4パスの各熱交換領域の大きさが異なる組み合わせの2パス型室内熱交換器に対する各種状態量の比率、すなわち暖房COP比率、吹出し温度差比率、冷房COP比率を示す。暖房条件、冷房条件については、図に記載の通りであり、暖房時は45°Cの過冷却運転の場合を示す。
cは、上記本発明の実施形態に該当し、第4パスの熱交換領域(=第1パスの熱交換領域)を第4パスの熱交換領域(=第1パスの熱交換領域)より大きく設定したものであり、具体的には、第4パス(及び第1パス)のチューブ本数を14本、第3パス(及び第2パス)のチューブ本数を10本としたものである。
図11に示すように、吹出し温度差比率(小さいほど良好)については、4パス型室内熱交換器は、a,b,c共に、2パス型室内熱交換器より大幅に小さくなる(bについては、図9でも示したとおりである)が、特に、c(本実施形態)では吹出し温度差比率をより小さくすることができる。
Claims (4)
- 上下方向に延びる複数の冷媒流通チューブを互いに平行に配置したチューブ群の上下端部を水平方向に延びる上下のヘッダに連通接続した熱交換器を一対形成し、冷媒流通方向上流側の第1熱交換器を室内への空気送風方向の下流側、冷媒流通方向下流側の第2熱交換器を前記空気送風方向の上流側に並べて配置すると共に、前記第1熱交換器及び第2熱交換器の隣接するヘッダ同志を連通接続し、暖房時に35℃を超える過冷却運転が可能なコンデンサとして機能し、冷房時に冷媒をガス状態で通過させるカウンターフロー型の室内熱交換器であって、
前記第1熱交換器及び第2熱交換器の少なくとも一部のヘッダ内を水平方向複数の空間に仕切り、各熱交換器のチューブ群を、隣接するチューブ群相互間で冷媒流通方向を反転させた複数の熱交換領域に画成すると共に、前記第2熱交換器において、冷媒流通方向最下流側の熱交換領域を、上流側の熱交換領域より大きく設定し、
前記第1熱交換器において、前記各熱交換領域の冷媒通路面積を該第1熱交換器に接続された冷媒導入管の断面積より大きく設定したこと、
を特徴とする室内熱交換器。 - 前記第1熱交換器において、冷媒流通方向最上流側の熱交換領域を、下流側の熱交換領域より大きく設定したこと、
を特徴とする請求項1に記載の室内熱交換器。 - 前記第1熱交換器及び第2熱交換器のチューブ群をそれぞれ2個に画成し、前記第1熱交換器における冷媒流通方向上流側の熱交換領域と、前記第2熱交換器における冷媒流通方向下流側の熱交換領域の大きさを等しくし、前記第1熱交換器における冷媒流通方向下流側の熱交換領域と、前記第2熱交換器における冷媒流通方向上流側の熱交換領域の大きさを等しくしたことを特徴とする請求項2に記載の室内熱交換器。
- 車両用空調装置の車室への送風路に配設され、暖房時は、通気口を開とされ、冷房時は通気口を閉とされることと特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の室内熱交換器。
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