JP2017141999A - Header distributor, outdoor machine mounted with header distributor, and air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸発熱交換器に冷媒を分配するヘッダー分配器、蒸発熱交換器とヘッダー分配器とを搭載した室外機及び空気調和装置に関する。 The present invention relates to a header distributor that distributes refrigerant to an evaporative heat exchanger, an outdoor unit on which the evaporative heat exchanger and the header distributor are mounted, and an air conditioner.
冷凍サイクルにおいて、凝縮器で凝縮された冷媒液が膨張弁によって減圧された場合、冷媒蒸気と冷媒液とが混在する気液二相状態の冷媒となって蒸発熱交換器に流入する。冷媒が気液二相状態で蒸発熱交換器に流入した場合、熱交換器への分配特性悪化等に起因して空気調和機のエネルギー効率が低下する虞がある。 In the refrigeration cycle, when the refrigerant liquid condensed in the condenser is depressurized by the expansion valve, it becomes a refrigerant in a gas-liquid two-phase state in which refrigerant vapor and refrigerant liquid are mixed and flows into the evaporative heat exchanger. When the refrigerant flows into the evaporative heat exchanger in a gas-liquid two-phase state, the energy efficiency of the air conditioner may be reduced due to deterioration of distribution characteristics to the heat exchanger.
分配特性を改善させるため、ヘッダー分配器を蒸発熱交換器に配置されることがある。ヘッダー分配器は、複数の分岐した枝管を備え、枝管を通して冷媒を分配する装置である。 In order to improve the distribution characteristics, the header distributor may be arranged in the evaporative heat exchanger. The header distributor is a device that includes a plurality of branched branch pipes and distributes the refrigerant through the branch pipes.
しかしながら、ヘッダー内の気液二相冷媒の分配は冷媒の質量速度の影響を大きく受けるため、分配される量が大きく異なる虞がある。例えば、高出力の運転をする場合に多くの冷媒がヘッダー上部へと分配され、低出力の運転をする場合に多くの冷媒がヘッダー下部へと分配されてしまうという問題がある。 However, since the distribution of the gas-liquid two-phase refrigerant in the header is greatly affected by the mass velocity of the refrigerant, the amount to be distributed may be greatly different. For example, a large amount of refrigerant is distributed to the upper part of the header when operating at a high output, and a large amount of refrigerant is distributed to the lower part of the header when operating at a low output.
こうした問題を解決する方法として、ヘッダーの上部と下部とをバイパスする経路を作り、循環流を引き起こす方法がある(例えば、特許文献1)。 As a method for solving such a problem, there is a method in which a path that bypasses the upper and lower portions of the header is created to cause a circulation flow (for example, Patent Document 1).
特許文献1では、ヘッダー上部と下部とをつなげて循環流を引き起こすために、下部の合流部にオリフィス、エジェクター機構等を設けている。しかしながらこれらを設ける場合、ヘッダー構造が複雑になり、製造労力が増大する虞がある。また、コストの大幅な増加を引き起こす虞もある。
In
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、オリフィス及びエジェクター等の特殊な部品を設けることなく、簡素なヘッダー構造によって循環流を引き起こして冷媒を略均等に分配できるヘッダー分配器及びそのヘッダー分配器を搭載した空気調和装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can provide a circulation flow with a simple header structure to distribute the refrigerant substantially evenly without providing special parts such as an orifice and an ejector. An object of the present invention is to provide a header distributor and an air conditioner equipped with the header distributor.
本発明に係るヘッダー分配器は、液ヘッダーと、複数の熱交換器連結管と、バイパス配管と、扁平管とを備える。液ヘッダーは、冷媒流路を内部に有し、一端から他端へ向けて冷媒が流される。複数の熱交換器連結管は、一端と他端との間で液ヘッダーと接続され、液ヘッダーから冷媒が分配される。バイパス配管は、複数の熱交換器連結管が接続された位置よりも他端側で液ヘッダーと接続される。入口部差し込み扁平管は、一方が液ヘッダーの外部でバイパス配管と接続され、他方が複数の熱交換器連結管が接続された位置よりも一端側である入口部で液ヘッダーの内部に挿入されて、冷媒を前記バイパス配管から液ヘッダーへと流す。液ヘッダーでは、入口部差し込み扁平管が差し込まれた部分の冷媒流路の断面積が、この部分の一端側および他端側の冷媒流路の断面積よりも小さい。 The header distributor according to the present invention includes a liquid header, a plurality of heat exchanger connecting pipes, a bypass pipe, and a flat pipe. The liquid header has a refrigerant flow path inside, and the refrigerant flows from one end to the other end. The plurality of heat exchanger connecting pipes are connected to the liquid header between one end and the other end, and the refrigerant is distributed from the liquid header. The bypass pipe is connected to the liquid header on the other end side from the position where the plurality of heat exchanger connecting pipes are connected. One of the inlet-inserted flat tubes is connected to the bypass pipe outside the liquid header, and the other is inserted into the liquid header at the inlet that is one end side of the position where the plurality of heat exchanger connecting pipes are connected. Then, the refrigerant flows from the bypass pipe to the liquid header. In the liquid header, the cross-sectional area of the refrigerant flow passage in the portion where the flat tube inserted into the inlet portion is inserted is smaller than the cross-sectional area of the refrigerant flow passage on one end side and the other end side of this portion.
本発明によれば、入口部差し込み扁平管が差し込まれた部分の冷媒流路の断面積が、バイパス配管が接続された部分の冷媒流路の断面積よりも小さくなるため、扁平管の挿入によって循環流が発生しやすくなる。そのため、オリフィス及びエジェクター等の特殊な部品を使用することなくとも、簡素なヘッダー構造によって冷媒を略均等に分配できる。 According to the present invention, since the cross-sectional area of the refrigerant flow path in the part where the flat tube inserted into the inlet section is inserted is smaller than the cross-sectional area of the refrigerant flow path in the part where the bypass pipe is connected, Circulation flow is likely to occur. Therefore, the refrigerant can be distributed substantially evenly by a simple header structure without using special parts such as an orifice and an ejector.
以下、添付図面を参照して、本願が開示するヘッダー分配器の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a header distributor disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係るヘッダー分配器を示す。ヘッダー分配器は、液ヘッダー1、入口部差しこみ扁平管2、熱交換器連結管3、バイパス配管4a、円管−扁平管変換ジョイント5aを含む。
FIG. 1 shows a header distributor according to the first embodiment. The header distributor includes a
凝縮器で凝縮され膨張弁で減圧されて冷媒蒸気と冷媒液とが混在する気液二相状態となった冷媒が、液ヘッダー1の一端から液ヘッダー1の内部へと流入される。図1に示す一例では、上方から下方へ向かう重力方向において、下方に位置する液ヘッダー1の下部(入口部)から液ヘッダー1の内部へと流入される。液ヘッダー1は円管状となっており、液ヘッダー1の内部は冷媒を流す冷媒流路となっている。
The refrigerant that has been condensed in the condenser and depressurized by the expansion valve into a gas-liquid two-phase state in which refrigerant vapor and refrigerant liquid are mixed flows from one end of the
液ヘッダー1の下部から流入した冷媒は、液ヘッダー1の他端へ向けて流される。図1に示す一例では、上方に位置する液ヘッダー1の上部へ向けて冷媒が流される。つまり、重力方向と反対方向に向けて冷媒が流される。
The refrigerant flowing in from the lower part of the
液ヘッダー1の一端と他端との間には、熱交換器に連結される複数の熱交換器連結管3が並んで配置してある。液ヘッダー1の下部から流入した冷媒は、複数の熱交換器連結管3を通して熱交換器へと分配される。
Between one end and the other end of the
液ヘッダー1の上部近傍にはバイパス配管4aが接続してある。バイパス配管4aでは、液ヘッダー1の上部へ向けて流された冷媒が流される。
A
バイパス配管4aの一方は液ヘッダー1の上部近傍に接続されているが、他方は後述する円管−扁平管変換ジョイント5aを介して入口部差し込み扁平管2に接続されている。入口部差し込み扁平管2は、一方が円管−扁平管変換ジョイント5aを介してバイパス配管4aに接続されているが、他方が液ヘッダー1の内部に挿入されている。入口部差し込み扁平管2では、バイパス配管4aを流れる冷媒が液ヘッダー1へと流される。
One of the
液ヘッダー1には、円管でなく扁平管である図2に示すような入口部差しこみ扁平管2が、図3に示すように液ヘッダー1の内壁に突き当たるほど挿入されている。液ヘッダー1の内壁と入口部差しこみ扁平管2の表面との間に形成された空間が冷媒流路となる。そのため液ヘッダー1内では、水平方向距離が入口部差し込み扁平管2の流出口端部付近で小さくなり、断面積が縮小された面積縮小部Aが形成される。液ヘッダー1は管状であり、冷媒が流入する下部側が扁平管2で絞られ、面積縮小部Aが形成されている。面積縮小部Aの上方には、細い管が多数接続された空間が形成されている。その空間内部における冷媒の圧力は、液ヘッダー1の他端近傍における冷媒の圧力と同程度であるが、面積縮小部Aにおける冷媒の圧力よりも高くなっている。このような構成によって、入口部差し込み扁平管2の流出口端部付近でベンチュリー効果が生じ、下部から流入した冷媒が液ヘッダー1の他端へと流れるようになる。また、バイパス配管4aの水平方向断面積が液ヘッダー1の水平方向断面積よりも小さくしてあり、ベンチュリー効果による冷媒の流れを促している。
The
液ヘッダー1は管状であり、扁平管2は液ヘッダー1である管がのびる方向に対して交差する方向に挿入されている。具体的には、扁平管2は、液ヘッダー1の管の中心を超えて挿入側から反対側の内壁面に近接するまで挿入されている。このような構成によって、液ヘッダー1の断面積が縮小された面積縮小部Aが扁平管2の挿入部近傍に形成される。冷媒は面積縮小部Aよりも下部から供給されて、液ヘッダー1の管内径の断面積を有する流路を上昇して、面積縮小部Aで絞られた狭い流路を通過した後、再び管内径の拡大した断面積の流路を上昇して、熱交換器連結管3に分配される。図1〜4の一例では、扁平管2の平らで広い2平面がそれぞれ液ヘッダー1の一端側および他端側となるように配置してあるが、扁平管2の2側面がそれぞれ液ヘッダー1の一端側および他端側となるように配置してもよい。
The
液ヘッダー1の他端の近傍で冷媒が流入するバイパス配管4aの流入口端部とこの流入口端部に対向する液ヘッダー1の流入口端部対向部位との距離は、液ヘッダー1の内部で冷媒を流出する入口部差し込み扁平管2の流出口端部とこの流出口端部に対向する液ヘッダー1の流出口端部対向部位との距離よりも大きい。言い換えると、バイパス配管4aの流入口端部近傍にある液ヘッダー1内の水平方向距離は、入口部差し込み扁平管2の流出口端部近傍にある液ヘッダー1内の水平方向距離よりも大きい。この構成によって、入口部差しこみ扁平管2を挿入していない場合と比較し、挿入された入口部差しこみ扁平管2の先端近傍の面積縮小部Aにおける冷媒流路の断面積(図3の斜線部)が小さくなる。つまり、冷媒流路面積8が小さくなる。そのため液ヘッダー1内において、挿入された入口部差しこみ扁平管2の先端近傍の面積縮小部Aとバイパス配管4aが接続された液ヘッダー1の上部近傍のバイパス吸引部Bとの静圧差が大きくなる。良好な静圧差を得るためには、たとえば、面積縮小部Aにおける流路の断面積を、入口部差し込み扁平管2の一端側、他端側における流路の断面積に対して30%以下などと小さくすることが望ましい。
The distance between the inlet end portion of the
ヘッダー分配器では、冷媒が気液二相冷媒の状態で液ヘッダー1に流入し、入口部差しこみ扁平管2によって形成された流路面積縮小部Aを通過する。この時、流路面積縮小部Aを通過する冷媒速度v1は増加し、その分、流路面積縮小部Aの静圧p1は小さくなる。流路面積縮小部Aを通過した冷媒は、前記流路面積縮小部Aで気液が良く混ざった状態で熱交換器連結管3に流入し、略均等に分配される。
In the header distributor, the refrigerant flows into the
バイパス吸引部Bでは、面積縮小部Aと比較して水平方向の断面積が十分に大きい。そのため、バイパス吸引部Bの静圧p2は、p1よりも大きくなる。この時の静圧差が循環流を引き起こす駆動力となる。静圧差によって、ヘッダー上部近傍に到達した冷媒はバイパス配管4aを通り、入口部差しこみ扁平管2を通過して入口面積縮小部Aで主流と合流する。実施の形態1に係るヘッダー分配器では、面積縮小部Aによって加速された冷媒全てが熱交換器連結管3に分配されてしまうことはなく、加速された冷媒の一部はヘッダー上部のバイパス吸引部Bまで到達するように構成されている。そのため、循環流が発生しやすくなり、均等な分配を更に促進することができる。
In the bypass suction portion B, the horizontal sectional area is sufficiently large as compared with the area reduction portion A. Therefore, the static pressure p2 of the bypass suction part B becomes larger than p1. The difference in static pressure at this time becomes the driving force that causes the circulation flow. Due to the difference in static pressure, the refrigerant that has reached the vicinity of the upper portion of the header passes through the
気液二相冷媒の状態となっている冷媒は、上述したような循環流を引き起こすことによって、安定して略均等に複数の熱交換器連結管3に供給されることになる。そのため、熱交換器の性能を無駄なく引き出すことができる。
The refrigerant in the state of the gas-liquid two-phase refrigerant is stably and substantially uniformly supplied to the plurality of heat
図3の一例では、扁平管2が液ヘッダー1の内壁に突き当たるほど挿入されているが、本発明はこの一例に限定されない。例えば、入口部での冷媒流速が大きい場合には、入口部差しこみ扁平管2の挿入長さを冷媒流速に応じてより短くしても良い。入口部差しこみ扁平管2の挿入長さに関する筆者らの実験では、冷媒流路面積8を少なくとも1/2以上閉塞させるように挿入長さを決めた場合、循環流が発生することが分かっている。また例えば、液ヘッダー1を流れる冷媒流量が少ない場合には、循環流が発生しにくいため、図4に示すように、液ヘッダー1の厚みの一部を削り、液ヘッダー1の当初内壁の内部まで到達するように入口部差しこみ扁平管2を挿入してもよい。たとえば、このような構成では、面積縮小部Aにおける流路の断面積を、入口部差し込み扁平管2の一端側、他端側における流路の断面積に対して20%以下などと小さくすることも可能となる。この構成によって、冷媒流路面積8が更に小さくなり、面積縮小部Aとバイパス吸引部Bとの静圧差が更に大きくなり、循環流が発生しやすくなる。また、入口部差しこみ扁平管2の先端の角部を丸くしたり、液ヘッダー1の内壁に合わせて円弧を描くような先端の形状にしたりすることでも面積縮小部Aを狭くすることができ、類似の効果が得られる。また、液ヘッダー1と扁平管2との間の冷媒流路面積を小さくすべく、液ヘッダー1が扁平管2に向かって突出するように変形する構成であってもよい。
In the example of FIG. 3, the
図1では、複数の熱交換器連結管3に対し、気液二相冷媒の状態となっている冷媒が重力方向と垂直な垂直方向へ分配されるように液ヘッダー1が配置されているが、本発明はこの一例に限定されない。例えば、図1の紙面方向に重力がかかるような変形例としても良い。この変形例の場合、液ヘッダー1内を流れる液冷媒にヘッド差がつかないため、その分、循環流が発生し易くなる。ここでヘッド差とは、ある地点での水の持つエネルギーを水柱の高さに置き換えた第1数値と別のある地点での水の持つエネルギーを水柱の高さに置き換えた第2数値との差を言う。
In FIG. 1, the
バイパス配管4aと入口部差しこみ扁平管2とは、円管−扁平管変換ジョイント5aを介して接続されている。円管−扁平管変換ジョイント5aは、図5及び図6に示すような中継部品である。図5に示すように外形の異なる円管状のバイパス配管4aと扁平管状の入口部差しこみ扁平管2とを接続するために、円管−扁平管変換ジョイント5aは、図6に示すように円管挿入穴6aと扁平管挿入穴7とを備える。
The
図6に示す一例では、円管挿入穴6aと扁平管挿入穴7とが接触する構成となっているが、本発明はこの一例に限定されない。例えば、図7に示すように、円管−扁平管ジョイント5aが径の小さい円管挿入穴6bを更に備える構成としても良い。円管挿入穴6bを更に備えることによって、ロウ付け時の作業性が向上する。また、円管挿入穴6bを更に備えることによって、円管−扁平管ジョイント5a内での流路が狭まり、冷媒がバイパス配管4aへと逆流する事態を防止することができる。そのため、冷媒流量が少ない場合においても、循環流が発生しやすくなる。
In the example shown in FIG. 6, the circular
バイパス配管4aは、流路面積縮小部Aからバイパス吸引部Bを通過して液ヘッダー1の外部に流れた冷媒を再び流路面積縮小部Aへ導く部品である。バイパス配管4aは、図8に示すように、変形させた一本の配管を用いて構成されている。一本の配管としては、変形の容易なキャピラリーチューブ等の細管が好ましい。ここで細管とは、ヘッダー分配器の技術分野で使用される一般的な配管と比較して断面積が比較的小さな細い管を意味している。
The
図8では、一本の配管を使用したバイパス配管4aが例示してあるが、本発明は図8に示す一例に限定されない。例えば、図9に示すように、2本のバイパス配管4a、4bとその2本のバイパス配管4a、4bを繋ぐバイパスヘッダー10とを用いて構成されたヘッダー分配器であってもよい。
In FIG. 8, although the
液ヘッダー1に挿入される熱交換器連結管3及びバイパス配管4aは、例えば、円管又は扁平管を用いることができる。
For example, a circular pipe or a flat pipe can be used as the heat
実施の形態2.
実施の形態1では、一変形例として、2本のバイパス配管4a、4bとその2本のバイパス配管4a、4bを繋ぐバイパスヘッダー10とを用いて構成されたヘッダー分配器を示していた。一方実施の形態2では、バイパスヘッダー10に代わって細管を使用したヘッダー分配器を示す。
In
図10は、細管としてキャピラリーチューブ11を使用した一例を示す。図10に示すように、バイパス配管4aは水平方向に伸びる部分と垂直方向に伸びる部分とを含み、バイパス配管4bは水平方向に伸びる部分を含む。
FIG. 10 shows an example in which a
バイパスヘッダー10を備える場合と比較し、細管状のキャピラリーチューブ11を備えることによって、入口差し込み扁平管2からバイパス配管4bへ向かう冷媒の逆流現象を抑制する効果が大きくなる。そのため、バイパスヘッダー10を備える場合と比較し、冷媒流量がより少ない場合であっても循環流を発生できる可能性が高くなり、ヘッダー分配器で使用できる冷媒流量の範囲が大きくなる。
Compared with the case where the
バイパス配管4aとバイパス配管4bとを繋ぐキャピラリーチューブ11で流動抵抗が生じるように構成した場合、バイパス配管4aの垂直方向に伸びる部分に液溜まりを作ることができる。具体的には、図11に示すC領域に液溜まりを作ることができる。これによって、2本のバイパス配管4a、4bを通過する循環流の流量が安定する。そのため、複数の熱交換連結管3に流入する冷媒の脈動現象を低減することができ、より安定して複数の熱交換連結管3に冷媒を供給することができる。バイパス配管4と入口差し込み扁平管2とを接続する配管の少なくとも1部をキャピラリーチューブで構成するようにしてもよい。
When the
実施の形態3.
実施の形態1および2では、冷媒が液ヘッダー1へと戻る経路として入口差し込み扁平管2を使用する構成であった。一方実施の形態3では、図11に示すように、入口差し込み扁平管2の根元付近Dにバイパス枝管12を更に備える。実施の形態3では、入口差し込み扁平管2だけでなくバイパス枝管12も液ヘッダー1に接続してあり、入口差し込み扁平管2からだけでなくバイパス枝管12からも冷媒の循環流が液ヘッダー1へと戻ることが可能な構成になっている。
In the first and second embodiments, the inlet insertion
入口差し込み扁平管2の根元付近Dは、重力方向において流路面積縮小部Aに近いが水平方向において流路面積縮小部Aから遠い。つまり、バイパス枝管12から液ヘッダー1の内部へ冷媒が流れでる部分(根元付近D)と入口部差し込み扁平管2から液ヘッダー1の内部へ冷媒が流れでる部分(流路面積縮小部A)との距離は、水平方向よりも重力方向において近い。言い換えると、バイパス枝管12が液ヘッダー1の内部に差し込まれた部分の長さである枝管長は、入口部差し込み扁平管2が液ヘッダー1の内部に差し込まれた部分の長さである扁平管長も短く、バイパス枝管12と入口部差し込み扁平管2との間の距離は、枝管長と扁平管長との差よりも小さく、バイパス枝管12から液ヘッダー1の内部へ冷媒が流れでる部分は、入口部差し込み扁平管2の液ヘッダー1内部に差し込まれた部分よりも、液ヘッダー1の他端側に位置する。また、根元付近Dと流路面積縮小部Aとを結ぶ位置関係は、冷媒が流れる流路方向に対して平行でない。そのため根元付近Dは、流路面積縮小部A及び流路面積縮小部Aから重力方向(流路方向)に連なる領域と比較して圧力の低い領域となる。このような低圧力の根元付近Dに循環流の戻り経路となるバイパス枝管12を配置することによって、循環流をより発生させやすくなる。
The root vicinity D of the inlet insertion
図11には、バイパスヘッダー10及びバイパス枝管12を設けた液ヘッダー1が一例として示してある。しかしながら、本発明はこの一例に限定さない。バイパスヘッダー10及びバイパス枝管12に代えてキャピラリーチューブ等の細管を配置し、その細管を枝分かれさせ、枝分かれした細管の一方をバイパス枝管12として液ヘッダー1に接続させても良い。
In FIG. 11, the
実施の形態4.
実施の形態3では、循環流をより発生させやすくするために、入口差し込み扁平管2の根元付近Dにバイパス枝管12を配置していた。一方実施の形態4では、バイパス枝管12に代えて、入口差し込み扁平管2の根元付近Dに入口差し込み管孔13を設けてある。
Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, the
図12は、実施の形態4に係るヘッダー分配器を示す。液ヘッダー1の根元付近Dには、循環流が戻るための入口差し込み管孔13が設けてある。管孔13は液ヘッダー1の他端側に設けられている。入口差し込み管孔13は、入口部差し込み扁平管2から液ヘッダー1の内部へと冷媒が流れでる部分から水平方向に離れた位置に設けてある。
FIG. 12 shows a header distributor according to the fourth embodiment. In the vicinity D of the root of the
入口差し込み扁平管2によって冷媒流路が部分的に急激に減少するため、入口差し込み扁平管2の後に流路面積縮小部Aを通過した冷媒は急激に膨張を始める。しかしながら、入口差し込み扁平管2の直後の流路面積縮小部Aにおける圧力よりも根元部分Dにおける圧力は低くなる。そのため、根元部分Dにつながる入口差し込み扁平管2の部分に管孔13を設けることによって、循環流が流れ易くなり、安定して略均等に冷媒を複数の熱交換連結管3へ供給することができる。
Since the refrigerant flow path is partially and rapidly reduced by the inlet insertion
実施の形態4では、管孔13と扁平管2の先端である流路面積縮小部Aに冷媒が流れでるようにした。しかしながら、管孔13のみから流れ出る構成としてもよい。管孔13は流路面積縮小部Aの近傍に配置してもよい。また、扁平管2により流路の断面積が狭くなった部分があればよいので、流路面積縮小部Aを液ヘッダー1の内壁に達するようにして、入口部差し込み扁平管2の差し込み部の途中に一端側から他端側に貫通する小さな径の穴をあけてもよい。その場合、貫通穴が流路の断面積を狭める流路面積縮小部Aとなり、貫通穴によってあけられた扁平管2の内部から冷媒が流出するので管孔13にもなる。貫通穴の形状は、丸形に限らずスリット状としてもよい。
In the fourth embodiment, the refrigerant is allowed to flow in the flow passage area reducing portion A which is the tip of the
実施の形態5.
図13は、実施の形態1〜4に係るヘッダー分配器を搭載した室外機100の冷媒回路を示す。室外機100では、実施の形態1〜4に係るヘッダー分配器の下流に、室外熱交換器14、複数のガス側熱交換連結管15、及びガスヘッダー16が順に接続される。室外熱交換器14は、液媒体を用いてガス体との熱交換を行う装置であり、例えばフィンチューブ型の熱交換器等を使用することができる。実施の形態1〜4に係るヘッダー分配器によって、気液二相状態の冷媒が複数の熱交連結管3へ略均等に供給される。
Embodiment 5. FIG.
FIG. 13 shows a refrigerant circuit of the
ヘッダー分配器によって分配された気液二相状態の冷媒は、複数の熱交連結管3を通り、室外熱交換器14で空気または水などの周囲の媒体と熱交換する。熱交換した冷媒は、ガスとなり、複数のガス側熱交連結管15を通過する。複数のガス側熱交連結管15を通過したガスは、ガスヘッダー16で合流し、室外機100から流出する。
The refrigerant in the gas-liquid two-phase state distributed by the header distributor passes through the plurality of heat
図13に示す一例では、ガスヘッダー16の下部からガスが流出している。しかしながら、ガスが流出する室外機100の流出部をガスヘッダー16の下部に設置した場合、下方に位置する熱交連結管3では上方に位置する熱交連結管3と比較し、気液二相状態の冷媒の入口からガスとなった冷媒の出口までの経路長が短くなる。そのため、冷媒が液ヘッダー1の上部まで流れにくくなり、循環流が起こりにくくなる虞がある。したがって、図14に示すように、ガスヘッダー16の上部からガスが流出するように構成しても良い。ガスヘッダー16の上部に室外機流出部を設置した場合、下方に位置する熱交連結管3を通る経路長さと上方に位置する熱交連結管3を通る経路長さとの相違が小さくなり、液ヘッダー1の上部まで冷媒が流れ易くなる。また、循環流が発生しやすくなり、安定的に及び略均等に冷媒を熱交連結管3へ分配することができる。
In the example shown in FIG. 13, gas flows out from the lower part of the
実施の形態6.
図15は、実施の形態5に係る室外機100を搭載した空気調和装置の冷媒回路を示す。空気調和装置は、圧縮機17、室内機200、圧縮機17と室内機200とを接続する吐出配管20、膨張弁18、膨張弁18と室内機200とを接続する室内機出口配管21、室外機100、膨張弁18と室外機100とを接続する室外機入口配管22、室外機100と圧縮機17とを接続する吸入配管19を含む。なお、図15では暖房運転を想定した冷媒回路となっており、その時の冷媒の流れを説明する。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 15 shows a refrigerant circuit of an air conditioner equipped with the
冷媒は、圧縮機17によって圧縮されて高温高圧の状態になる。高温高圧の状態になった冷媒は、吐出配管20を通り、室内機200に流入する。室内機200において冷媒は、周囲の空気または水などの媒体に放熱し、室内機出口配管21を通って膨張弁18へと流入する。膨張弁18において冷媒は、低温及び低圧状態の気液二相状態の冷媒となり、室外機入口配管22を通り、室外機100に流入する。室外機100において冷媒は、周囲の空気または水などの媒体から吸熱し、気液二相状態からガス単相状態へと状態を変化させる。ガス単相状態となった冷媒は、吸入配管19を通り、圧縮機17へと戻る。冷媒は、上述したような一般的なヒートポンプサイクルで循環する。
The refrigerant is compressed by the
実施の形態1〜5に係るヘッダー分配器を用いる場合、差し込み扁平管2による流路面積縮小部Aで圧力損失が大きくなる。しかしながら、膨張弁18の開度を大きくすることによって、その圧力損失に対処することできる。
When the header distributor according to the first to fifth embodiments is used, the pressure loss is increased in the flow path area reducing portion A by the insertion
実施の形態7.
図16は、実施の形態7に係る空気調和装置の冷媒回路を示す。実施の形態7では、実施の形態6に係る冷媒回路において、室外機100と膨張弁18との間に気液分離器24を備えたものである。更に、気液分離器24のバイパス回路を備えたものである。
FIG. 16 shows a refrigerant circuit of the air-conditioning apparatus according to
気液分離器のバイパス回路には、ガス冷媒が多く含まれる状態の冷媒が流れる。一方、液冷媒が多く含まれ主流となる冷媒は、室外機入口配管22bを通り、室外機100へと流入する。
A refrigerant containing a large amount of gas refrigerant flows through the bypass circuit of the gas-liquid separator. On the other hand, the refrigerant mainly containing a large amount of liquid refrigerant flows into the
気液分離器のバイパス回路上には、ガスバイパスLEV(バイパス絞り装置)23が設けてある。ガスバイパスLEV23を設けることよって、ヘッダー分配器に流入する冷媒の乾き度を調整することができ、冷媒流量の異なる幅広い運転条件においても安定的な分配を行うことができる。そのため、熱交換器の性能が向上する。気液分離器の乾き度の調整は、例えば、事前の実験によって圧縮機周波数とガスバイパスLEV23との開度の関係を調べておき、周波数に応じたガスバイパスLEV23開度を空調機運転時に設定するといった制御を用いて実現することができる。
A gas bypass LEV (bypass throttle device) 23 is provided on the bypass circuit of the gas-liquid separator. By providing the
図16に示す一例では、気液分離器24のバイパス回路上にガスバイパスLEV23を備えている。しかしながら、例えばキャピラリーチューブ等の細径管をガスバイパスLEV23の代用として使用しても良い。
In the example shown in FIG. 16, a
本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細内容及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導き出すことができる更なる変形例及び効果も本発明に含まれる。したがって、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 The invention is not limited to the specific details and exemplary embodiments described and described above. Further variations and effects that can be easily derived by those skilled in the art are also included in the present invention. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1 液ヘッダー、2 入口部差しこみ扁平管、3 熱交換器連結管、4a バイパス配管、4b バイパス配管、5a 円管−扁平管変換ジョイント、6a 円管挿入穴、7 扁平管挿入穴、8 冷媒流路面積、10 バイパスヘッダー、11 キャピラリーチューブ、12 バイパス枝管、13 入口差し込み管孔、14 室外熱交換器、15 ガス側熱交換連結管、16 ガスヘッダー、17 圧縮機、18 膨張弁、19 吸入配管、20 吐出配管、21 室内機出口配管、100 室外機、200 室内機。 1 liquid header, 2 inlet inserted flat tube, 3 heat exchanger connection tube, 4a bypass piping, 4b bypass piping, 5a circular tube-flat tube conversion joint, 6a circular tube insertion hole, 7 flat tube insertion hole, 8 refrigerant Channel area, 10 Bypass header, 11 Capillary tube, 12 Bypass branch pipe, 13 Inlet insertion hole, 14 Outdoor heat exchanger, 15 Gas side heat exchange connection pipe, 16 Gas header, 17 Compressor, 18 Expansion valve, 19 Suction piping, 20 discharge piping, 21 indoor unit outlet piping, 100 outdoor units, 200 indoor units.
Claims (7)
前記一端と前記他端との間で前記液ヘッダーと接続され、前記液ヘッダーから前記冷媒が分配される複数の熱交換器連結管と、
前記複数の熱交換器連結管が接続された位置よりも前記他端側で前記液ヘッダーと接続されたバイパス配管と、
一方が前記液ヘッダーの外部で前記バイパス配管と接続され、他方が前記複数の熱交換器連結管が接続された位置よりも前記一端側である入口部で前記液ヘッダーの内部に挿入されて、前記冷媒を前記バイパス配管から前記液ヘッダーへと流す入口部差し込み扁平管とを備え、
前記液ヘッダーでは、前記入口部差し込み扁平管が差し込まれた部分の前記冷媒流路の断面積が、該部分の前記一端側および前記他端側の前記冷媒流路の断面積よりも小さい
ことを特徴とするヘッダー分配器。 A liquid header that has a refrigerant flow path inside and from which the refrigerant flows from one end to the other end;
A plurality of heat exchanger connecting pipes connected to the liquid header between the one end and the other end, and from which the refrigerant is distributed;
A bypass pipe connected to the liquid header on the other end side than a position where the plurality of heat exchanger connecting pipes are connected;
One is connected to the bypass pipe outside the liquid header, and the other is inserted into the liquid header at the inlet portion on the one end side than the position where the plurality of heat exchanger connecting pipes are connected, An inlet portion insertion flat tube that allows the refrigerant to flow from the bypass pipe to the liquid header;
In the liquid header, a cross-sectional area of the refrigerant flow path in a portion where the inlet portion insertion flat tube is inserted is smaller than a cross-sectional area of the refrigerant flow path on the one end side and the other end side of the portion. Characteristic header distributor.
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッダー分配器。 The header distributor according to claim 1, further comprising a capillary tube that connects the bypass pipe and the inlet-inserted flat tube.
前記バイパス枝管が前記内部に差し込まれた部分の長さである枝管長は、前記入口部差し込み扁平管が前記内部に差し込まれた部分の長さである扁平管長も短く、
前記バイパス枝管と前記入口部差し込み扁平管との間の距離は、前記枝管長と前記扁平管長との差よりも小さく、
前記バイパス枝管から前記内部へ前記冷媒が流れでる部分は、前記入口部差し込み扁平管の前記内部に差し込まれた部分よりも前記他端側に位置する
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッダー分配器。 One side is connected to the bypass pipe, and the other inlet side is connected to the other end side of the root part where the inlet part insertion flat tube is inserted into the liquid header in the inlet part, and the refrigerant flowing through the bypass pipe is It further comprises a bypass branch that flows into the liquid header,
The length of the branch pipe that is the length of the part where the bypass branch pipe is inserted into the inside is also short, the length of the flat pipe that is the length of the part where the flat part of the inlet insertion is inserted into the inside,
The distance between the bypass branch pipe and the inlet insertion flat tube is smaller than the difference between the branch tube length and the flat tube length,
The part where the refrigerant flows from the bypass branch pipe to the inside is located on the other end side of the part inserted into the inside of the inlet part insertion flat pipe. Header distributor.
前記扁平管は、前記液ヘッダーを流れる前記冷媒を通す入口差し込み管孔を備え、
前記入口差し込み管孔は、前記入口部差し込み扁平管から前記内部へと前記冷媒が流れでる部分から離れている
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッダー分配器。 The liquid header is a flat tube,
The flat tube includes an inlet insertion tube hole through which the refrigerant flowing through the liquid header passes.
The header distributor according to claim 1, wherein the inlet insertion tube hole is separated from a portion where the refrigerant flows from the inlet portion insertion flat tube to the inside.
ことを特徴とする室外機。 An outdoor unit comprising the header distributor according to any one of claims 1 to 4.
ことを特徴とする空気調和装置。 An air conditioner comprising the outdoor unit according to claim 5.
前記膨張弁と前記室外機との間に配置した気液分離器と、
気液分離器バイパス配管と、
バイパス絞り装置と
を更に備えることを特徴とする請求項6に記載の空気調和装置。 An expansion valve;
A gas-liquid separator disposed between the expansion valve and the outdoor unit;
Gas-liquid separator bypass piping,
The air conditioner according to claim 6, further comprising a bypass throttle device.
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