JP2021081081A - 伝熱管、及び、熱交換器 - Google Patents
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Abstract
Description
内部に、複数の第1流路が並べて形成され、
前記各第1流路の断面形状が、複数の前記第1流路の並び方向である第1方向に長い長方形であり、
前記第1流路の内面に複数の突起が形成され、
前記第1流路の断面形状における長辺の長さと短辺の長さとの比率が、1.1以上1.5以下である。
前記第2流路の断面積が、前記第1流路の断面積よりも小さい。
この構成によれば、第1方向における伝熱管の端面では、着霜が生じやすいため、第2流路の断面積を第1流路の断面積よりも小さくし、第2流路の冷媒流量を第1流路よりも少なくすることによって着霜を抑制することができる。
この構成によれば、第1方向における伝熱管の端面では、着霜が生じやすいため、第2流路と伝熱管の端面との間の第1方向の最大距離を、隣接する第1流路間の第1方向の距離よりも長くすることによって、第2流路を流れる冷媒の熱が、伝熱管の端面に伝わりにくくすることができ、当該端面における着霜を抑制することができる。
ヘッダと、
ヘッダの長手方向に並べて配置され、前記ヘッダに端部が接続される上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の複数の伝熱管と、を備えている。
ヘッダと、
前記ヘッダの長手方向に並べて配置され、前記ヘッダに端部が接続される上記の(2)〜(4)のいずれか1つに記載の複数の伝熱管と、
フィンと、を備え、
前記フィンが、前記第1方向における前記伝熱管の一方側の端面を除いて、前記伝熱管の外周面に接触しており、
前記伝熱管の内部における前記一方側の端部に、前記第2流路が形成されている。
図1は、本開示の一実施の形態に係る空気調和機の概略構成図である。
冷凍装置としての空気調和機1は、室外に設置される室外機2と、室内に設置される室内機3とを備えている。室外機2と室内機3とは、連絡配管によって互いに接続されている。空気調和機1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行う冷媒回路4を備えている。冷媒回路4には、室内熱交換器11、圧縮機12、油分離器13、室外熱交換器14、膨張弁(膨張機構)15、アキュムレータ16、四方切換弁17等が設けられており、これらが冷媒配管10によって接続されている。冷媒配管10は、液配管10Lとガス配管10Gとを含む。
圧縮機12は、吸入ポートから吸入した冷媒を圧縮して吐出ポートから吐出するものである。圧縮機12としては、例えば、スクロール圧縮機等の種々の圧縮機を採用することができる。
室外熱交換器14は、冷媒を室外空気と熱交換させるためのものである。本実施形態の室外熱交換器14は、マイクロチャネル型熱交換器である。室外熱交換器14の近傍には、室外空気を室外熱交換器14へ送風するための室外ファン18が設けられている。室外熱交換器14の液側端には、キャピラリ管を有する冷媒分流器19が接続されている。
図2は、空気調和機の室外熱交換器を示す斜視図である。図3は、室外熱交換器を展開して示す概略図である。図4は、図3のA−A矢視断面図である。
以下の説明において、向きや位置を説明するために、「上」、「下」、「左」、「右」、「前(前面)」、「後(背面)」等の表現を用いる場合がある。これらの表現は、特に断りの無い限り、図2中に描画した矢印の方向に従う。具体的に以下の説明では、図2中の矢印Xの方向を左右方向、矢印Yの方向を前後方法、矢印Zの方向を上下方向とする。なお、これらの方向や位置を表す表現は、説明の便宜上用いられるものであって、特記無き場合、室外熱交換器14全体や室外熱交換器14の各構成の向きや位置を記載の表現の向きや位置に特定するものではない。
暖房運転の際に、冷媒分流器19で分流された液状冷媒は、キャピラリ管37A〜37F及び接続管35A〜35Fを流れて液ヘッダ21内の各流路33A〜33Fに流入し、各流路33A〜33Fに接続された1又は複数の伝熱管26を通ってガスヘッダ22へ流れる。逆に、冷房運転又は除霜運転の際に、ガスヘッダ22で各伝熱管26に分流された冷媒は、液ヘッダ21の各流路33A〜33Fに流入し、各流路33A〜33Fから各キャピラリ管37A〜37Fを流れて冷媒分流器19で合流する。
図5は、伝熱管の断面図である。図6は、伝熱管の第1流路を拡大して示す断面図である。図7は、伝熱管の第2流路を拡大して示す断面図である。
図5に示すように、伝熱管26には、複数の流路30A,30Bが形成されている。伝熱管26の空気流方向aの両端には、第2流路30Bが形成されている。2個の第2流路30Bの間には、複数の第1流路30Aが並べて形成されている。本実施形態では、7個の第1流路30Aと2個の第2流路30Bとが空気流方向aに一列に並べて形成されている。以下の説明においては、流路30A,30Bの並び方向を「第1方向P」ともいう。
第1流路30Aは、断面形状が長方形であり、この長方形の長辺側の長さL1aと、短辺側の長さL1bとの比率であるアスペクト比は、1.1以上1.5以下に設定されている。アスペクト比をこのような値に設定した理由は、次の(1)〜(4)の事項を考慮したことによる。
図8に示すように、熱交換性能比は、アスペクト比が0.7から1.3までの間で上昇するが、それ以降は、低下している。これは、アスペクト比が1.3を超えると、流路内の表面積の増加よりも流路間の壁の厚みの増大及び各流路の個々の性能低下の影響が大きいからであると考えられる。本実施形態の伝熱管26においては、表1及び図8の結果より、適切な熱交換性能を得ることができるアスペクト比として1.1以上1.5以下の値を採用し、第1流路30Aの断面形状における長辺及び短辺の長さLa1、La2を設定している。
図5及び図7に示すように、室外熱交換器14を蒸発器として使用するとき、伝熱管26内には冷却された冷媒が通過するため、伝熱管26の表面の温度も下がり、着霜することがある。特に、図4に示すように、室外熱交換器14の伝熱管26の第1方向Pの一方側の端面26a(右側の端面)は、フィン27と接触していないため、冷媒により冷却された伝熱管26の端面26aからフィン27に伝熱することができない。そのため、フィン27が接触していない伝熱管26の端面26aにおいて伝熱管26の温度低下が著しくなり、より着霜が生じやすくなる。フィン27が接触していない伝熱管26の端面26aは、空気流方向aの上流側に位置しているので、水分を含む空気が接触し、より着霜が生じやすくなる。
第1流路30A及び第2流路30Bに形成された突起31は、第1流路30A及び第2流路30Bの断面形状における短辺側の内面に形成されていてもよいし、長辺側の内面及び短辺側の内面の双方に形成されていてもよい。
上記実施形態では、第2流路30Bの断面形状が長方形状であったが、正方形又は円形状等の他の形状であってもよい。
(1)上記実施形態の伝熱管26は、内部に、複数の第1流路30Aが並べて形成され、各第1流路30Aの断面形状が、複数の第1流路30Aの並び方向である第1方向Pに長い長方形であり、第1流路30Aの内面に複数の突起31が形成され、第1流路30Aの断面形状における長辺の長さL1aと短辺の長さL1bとの比率が、1.1以上1.5以下である。これにより、第1流路30Aの断面形状における長辺と短辺との長さの比率を適切に設定し、熱交換性能を向上させることができる。
22:ガスヘッダ
26:伝熱管
26a:端面
27:フィン
30A:第1流路
30B:第2流路
31:突起
ヘッダと、
ヘッダの長手方向に並べて配置され、前記ヘッダに端部が接続される上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の複数の伝熱管と、を備えている。
ヘッダと、
前記ヘッダの長手方向に並べて配置され、前記ヘッダに端部が接続される上記の(3)〜(5)のいずれか1つに記載の複数の伝熱管と、
フィンと、を備え、
前記フィンが、前記第1方向における前記伝熱管の一方側の端面を除いて、前記伝熱管の外周面に接触しており、
前記伝熱管の内部における前記一方側の端部に、前記第2流路が形成されている。
内部に、複数の第1流路が並べて形成され、
前記各第1流路の断面形状が、複数の前記第1流路の並び方向である第1方向に長い長方形であり、
前記第1流路の内面に複数の突起が形成され、
前記第1流路の断面形状における長辺の長さと短辺の長さとの比率が、1.1以上1.5以下であり、
前記第1流路の断面形状における長辺の長さに対する、隣接する前記第1流路の間の距離の比率が、29%〜33%である。
Claims (7)
- 内部に、複数の第1流路(30A)が並べて形成され、
前記各第1流路(30A)の断面形状が、複数の前記第1流路(30A)の並び方向である第1方向(P)に長い長方形であり、
前記第1流路(30A)の内面に複数の突起(31)が形成され、
前記第1流路(30A)の断面形状における長辺の長さ(L1a)と短辺の長さ(L1b)との比率が、1.1以上1.5以下である、伝熱管。 - 隣接する前記第1流路(30A)の間の距離(t1)が、0.5mm以上0.6mm以下である、請求項1に記載の伝熱管。
- 前記伝熱管の内部における前記第1方向(P)の端部には、第2流路(30B)が形成され、
前記第2流路(30B)の断面積が、前記第1流路(30A)の断面積よりも小さい、請求項1又は2に記載の伝熱管。 - 前記伝熱管の内部における前記第1方向(P)の両端部に、前記第2流路(30B)が形成されている、請求項3に記載の伝熱管。
- 前記第2流路(30B)と、この第2流路(30B)に最も近い前記第1方向(P)における前記伝熱管の端面との間の前記第1方向(P)の最大距離(t2)が、隣接する2つの第1流路(30A)の間の前記第1方向(P)の距離(t1)よりも大きい、請求項3又は4に記載の伝熱管。
- ヘッダ(21,22)と、
前記ヘッダ(21,22)の長手方向に並べて配置され、前記ヘッダ(21,22)に端部が接続される請求項1〜4のいずれか1項に記載の複数の伝熱管と、を備えている、熱交換器。 - ヘッダ(21,22)と、
前記ヘッダ(21,22)の長手方向に並べて配置され、前記ヘッダ(21,22)に端部が接続される請求項2〜4のいずれか1項に記載の複数の伝熱管と、
フィン(27)と、を備え、
前記フィン(27)が、前記第1方向(P)における前記伝熱管(26)の一方側の端面(26a)を除いて、前記伝熱管(26)の外周面に接触しており、
前記伝熱管(26)の内部における前記一方側の端部に、前記第2流路(30B)が形成されている、熱交換器。
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