JP2024053574A - 空気調和機 - Google Patents

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崇裕 大城
勝 米澤
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0059—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by heat exchangers
    • F24F1/0067—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by heat exchangers by the shape of the heat exchangers or of parts thereof, e.g. of their fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
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Abstract

【課題】本開示は、熱交換器内の冷媒配管同士の熱損失を低減する空気調和機を提供する。【解決手段】本開示における空気調和機は、前面下方の第１の熱交換器と、前記第１の熱交換器の上方に載置される第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器の後方に載置される第３の熱交換器とを有し、貫流送風機を取り囲むように、前記第１の熱交換器と、前記第２の熱交換器、前記第３の熱交換器を配置し、かつ前記第１の熱交換器に、冷媒入口と冷媒出口を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、空気調和機に関する。
特許文献１は、貫流送風機を取り囲むようにフィンと伝熱管とで構成された、前方熱交換器と後方熱交換器とからなる熱交換器を有し、かつ伝熱管の列数を熱交換器の箇所毎に変化させた熱交換器を備える。
特許第６３７９３５２号
本開示は、冷媒入口および冷媒出口の伝熱管同士での熱交換を低減し、熱交換器能力の減少を防止する空気調和機を提供する。
本開示における空気調和機は、空気吸込口と空気吹出口とを有し、空気吸込口から筐体の内部に吸い込まれた空気と冷媒との間で熱交換する熱交換器と、空気を空気吸込口から吸い込み空気吹出口から筐体の外部に排出する送風ファンとを備え、熱交換器は、下方の第１の熱交換器と、第１の熱交換器の上方に載置される第２の熱交換器と、第２の熱交換器の後方に載置される第３の熱交換器よりなり、それぞれ冷媒が流通する複数の伝熱管と伝熱管長手方向に積層されているフィンとを備え、第１の熱交換器、第２の熱交換器、第３の熱交換器は相互に熱的に分離されつつ、送風ファンを取り囲むように配置され、第１の熱交換器に、冷媒が流入する熱交換器入口と冷媒が流出する熱交換器出口と、を備える。
本開示における空気調和機は、運転条件により冷媒が過熱域、過冷却域となり、空気との熱交換量が低下する熱交換器入口と、熱交換器出口とを有する熱交換器を、冷媒が二相域となっている第２の熱交換器と、第３の熱交換器から熱的に分断することで、熱損失を軽減し、熱交換器量を向上させることができる。
実施の形態１における空気調和機の断面図 実施の形態１における空気調和機の断面図 実施の形態１における熱交換器の伝熱管ならびにフィンの断面図 実施の形態１以外の空気調和機の断面図 従来例の空気調和機の断面図
本開示は、空気吸込口と空気吹出口とを有する筐体よりなる空気調和機であって、空気吸込口から筐体の内部に吸い込まれた空気と冷媒との間で熱交換する熱交換器と、空気を空気吸込口から吸い込み空気吹出口から筐体の外部に排出する送風ファンとを備え、熱交換器は、前面下方の第１の熱交換器と、第１の熱交換器の上方に載置される第２の熱交換器と、第２の熱交換器の後方に載置される第３の熱交換器よりなり、それぞれ冷媒が流通する複数の伝熱管と伝熱管長手方向に積層されているフィンとを備え、第１の熱交換器、第２の熱交換器、第３の熱交換器は相互に熱的に分離されつつ、送風ファンを取り囲むように配置され、前記第１の熱交換器に、冷媒が流入する熱交換器入口と冷媒が流出する熱交換器出口とを設け、熱損失を軽減し、熱交換器量を向上させる空気調和機を提供する。
以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
第１の発明は、貫流送風機を取り囲む熱交換器を第１、第２、第３の熱交換器に分けて構成し、第１の熱交換器に冷媒入口と冷媒出口とを集約させた構成である。
この構成により、前記第２の熱交換器、前記第３の熱交換器には、温度差のある伝熱管が存在せず、隣接する伝熱管同士での熱損失を軽減することができる。
第２の発明は、前記第１の発明において、二相域となっている冷媒が流れる前記第２の熱交換器、前記第３の熱交換器において用いられる伝熱管の管径を、前記第１の熱交換器において用いられる伝熱管の管径よりも小さくした構成である。
この構成により、空気との温度差が大きい二相域の冷媒が流れる前記第２の熱交換器、前記第３の熱交換器において、伝熱管径を小さくすることで、管内冷媒熱伝達率を向上させ、熱交換器能力を増大させることができる。
第３の発明は、前記第１の発明、または第２の発明において、前記第１の熱交換器に設けられた伝熱管段方向のピッチを、前記第２の熱交換器、前記第３の熱交換器に設けられた伝熱管段方向のピッチよりも大きくした構成である。
この構成により、前記第１の熱交換器の通風抵抗を低減し、熱交換器全体の風速分布を均一化でき、貫流送風機のファン入力を低減できる。
第４の発明は、前記第１の発明、または第２の発明、第３の発明において、前記第１の熱交換器のフィン積層ピッチを、前記第２の熱交換器、前記第３の熱交換器のフィン積層ピッチよりも大きくした構成である。
この構成により、前記第１の熱交換器の通風抵抗を低減し、熱交換器全体の風速分布を均一化でき、貫流送風機のファン入力を低減できる。
（実施の形態１）
空気調和機１は筐体２内に貫流送風機３と、複数の伝熱管４と、前記伝熱管５に貫通される複数のフィン５とで構成された熱交換器６を備えている。
熱交換器６は、第１の熱交換器７、第２の熱交換器８、第３の熱交換器９の３つの熱交換器で構成され、貫流送風機３を取り囲むように配置されている。
第１の熱交換器７は、筐体２内で風の通りにくい筐体２下部に配置され、筐体２天面側には第２の熱交換器８，第３の熱交換器９が配置される。このとき、第１の熱交換器７に、熱交換器６に冷媒が流入するときの冷媒入口１０、冷媒が流出するときの冷媒出口１１を設ける（図１）。
熱交換器６は、複数の伝熱管４で構成され、第１の熱交換器７、第２の熱交換器８、第３の熱交換器９の伝熱管を、それぞれ伝熱管４ａ、伝熱管４ｂ、伝熱管４ｃとしたとき、伝熱管４ｂと伝熱管４ｃの管径を、伝熱管４ａの管径よりも小さくする（図２）。
また、伝熱管４ａの段方向ピッチＸ１を、伝熱管４ｂと伝熱管４ｃの段方向ピッチＸ２よりも大きくする（図２）。
熱交換器６は、複数の伝熱管４に貫通されるように複数のフィン５が積層されており、第１の熱交換器７、第２の熱交換器８、第３の熱交換器９の積層されるフィンを、それぞれフィン５ａ、フィン５ｂ、フィン５ｃとしたとき、フィン５ａの積層方向ピッチＹ１を、フィン５ｂ、フィン５ｃの積層方向ピッチＹ２よりも大きくする（図３）。
本発明の実施の形態１では、第１の熱交換器７を、筐体２の下部に配置しているが、その他にも筐体２内で通風抵抗が大きい箇所であれば、例えば筐体２の後方に配置されていても良い。ただし、筐体２の後方に配置されたとしても、冷媒入口１０と冷媒出口１１は、第１の熱交換器７に集約されていなければならない（図４）。
本発明によれば、複数の熱交換器を相互に熱的に分断して設け、複数の熱交換器の内の一の熱交換器に冷媒の出入り口を集中させることで、他の熱交換器における冷媒同士の熱交換を低減し、熱交換器全体としての熱交換量を増大させ、空気調和機の性能を向上させることができる。
１ 空気調和機
２ 筐体
３ 貫流送風機
４、４ａ、４ｂ、４ｃ 伝熱管
５、５ａ、５ｂ、５ｃ フィン
６ 熱交換器
７ 第１の熱交換器
８ 第２の熱交換器
９ 第３の熱交換器
１０．冷媒入口
１１．冷媒出口

Claims (4)

  1. 空気吸込口と空気吹出口とを有する筐体よりなる空気調和機であって、前記空気吸込口から前記筐体の内部に吸い込まれた空気と冷媒との間で熱交換する熱交換器と、空気を前記空気吸込口から吸い込み前記空気吹出口から前記筐体の外部に排出する送風ファンとを備え、前記熱交換器は、前面下方の第１の熱交換器と、第１の熱交換器の上方に載置される第２の熱交換器と、第２の熱交換器の後方に載置される第３の熱交換器よりなり、それぞれ前記冷媒が流通する複数の伝熱管と前記伝熱管長手方向に積層されているフィンとを備え、第１の熱交換器、第２の熱交換器、第３の熱交換器は相互に熱的に分離されつつ、前記送風ファンを取り囲むように配置され、前記第１の熱交換器に、前記冷媒が流入する熱交換器入口と前記冷媒が流出する熱交換器出口とを設けたことを特徴とする空気調和機。
  2. 第２の熱交換器と第３の熱交換器の伝熱管の管径を、第１の熱交換器の伝熱管の管径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
  3. 第２の熱交換器と第３の熱交換器の伝熱管の段方向ピッチを、第１の熱交換器の伝熱管の段方向ピッチよりも小さくしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
  4. 第２の熱交換器と第３の熱交換器のフィンの積層方向ピッチを、第１の熱交換器のフィンの積層方向ピッチよりも小さくしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
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