JP3767048B2 - 熱交換器および空気調和機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、熱交換器および空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱交換器における伝熱管の端部には、分流器に接続された分流用キャピラリチューブが接続されており、伝熱管へは該分流用キャピラリチューブを介して供給されることとなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱交換器における端部（即ち、分流用キャピラリチューブが接続される端部）付近は、熱交換器の設置状態から中心部に比べて流通空気の流速が小さくなる場合が多い。
【０００４】
このような熱交換器を蒸発器として使用した場合、分流用キャピラリチューブが接続されている端部付近から着霜が開始するという現象が生じる。
【０００５】
特に、非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクルの場合、図３に示すように、等温度線Ｌ₁，Ｌ₂・・が右下がりとなっているところから、蒸発器としての入口Ｐ₁での温度が出口Ｐ₂での温度より低くなる。従って、上記した着霜傾向がより一層増幅されることとなり、蒸発能力低下を招くという不具合が生じる。また、この着霜が除霜運転開始のトリガとなることがあり、除霜運転の頻発により冷凍サイクルにおける積分冷凍能力の低下につながる。
【０００６】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、熱交換器における端部（即ち、分流用キャピラリチューブが接続される端部）付近での着霜の成長を抑制することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明の熱交換器では、上記課題を解決するための手段として、伝熱管６（例えば、非共沸混合冷媒が流通する伝熱管）と該伝熱管６に設けられた伝熱フィン７とを備えた熱交換器において、前記伝熱管６の端部に接続される分流用キャピラリチューブ１４を、少なくとも熱交換器を流通スル空気の流速が所定値を超える位置まで挿入して、流通空気の流速が小さい伝熱管６端部付近での着霜の成長を抑制し得るようにしている。
【０００８】
本願発明の空気調和機では、上記課題を解決するための手段として、ケーシング１内を仕切板２により熱交換器室３と機械室４とに区画し、前記熱交換器室３内に、伝熱管６（例えば、非共沸混合冷媒が流通する伝熱管）と該伝熱管６に設けられた伝熱フィン７とを備えた熱交換器５と、送風用のファン８とを配設してなる空気調和機において、前記伝熱管６における前記仕切板２側の端部に接続される分流用キャピラリチューブ１４を、少なくとも熱交換器を流通する空気の流速が所定値を超える位置まで挿入して、流通空気の流速が小さい伝熱管６端部付近での着霜の成長を抑制し得るようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の好適な実施の形態について詳述する。
【００１０】
この空気調和機は、図１に示すように、ケーシング１内を仕切板２により熱交換器室３と機械室４とに区画し、前記熱交換器室３内に、伝熱管６と該伝熱管６に設けられた伝熱フィン７とを備えた熱交換器５と、送風用のファン８とを配設して構成された室外機とされている。
【００１１】
前記熱交換器室３の背面および反機械室側側面には、空気吸込口９がそれぞれ形成され、前面には空気吹出口１０が形成されている。
【００１２】
前記機械室４内には、圧縮機１１、分流器１２等が配設されている。
【００１３】
前記熱交換器５は、伝熱管６と板状の伝熱フィン７とが直交状態で配設されたクロスフィンコイルタイプとされており、前記空気吸込口９に対応する略Ｌ字状とされている。符号１３は管板である。
【００１４】
前記ファン８は、軸流ファンとされており、前記空気吹出口１０の内方に対向配置されている。
【００１５】
前記仕切板２は、前記熱交換器５の一端５ａにおける管板１３から熱交換器室３側に湾曲した湾曲部２ａと該湾曲部２ａから前向きに延設された平面部２ｂとからなっている。従って、前記熱交換器５の一端５ａの前方側は、仕切板湾曲部２ａに対向することとなっていて、流通空気Ｗが通りにくくなっている。つまり、前記熱交換器５を流通する空気の風速分布Ｆｖは、端部５ａに向かうに従って風速が小さくなる分布となるのである。
【００１６】
また、この熱交換器５には、非共沸混合冷媒（例えば、ＨＦＣ３２：２３重量％、ＨＦＣ１２５：２５重量％、ＨＦＣ１３４ａ：５２重量％の混合冷媒）とされている。従って、前記熱交換器５を蒸発器として作用させた場合、前述したように該熱交換器５の入口Ｐ₁側における冷媒温度は出口Ｐ₂側における冷媒温度より低くなる（図３参照）。
【００１７】
ところで、前記熱交換器５における伝熱管６の端部には、分流器１２から分岐された分流用キャピラリチューブ１４が接続されるが、本実施の形態においては、分流用キャピラリチューブ１４は、前記熱交換器５を流通する空気Ｗの流速が所定値（例えば、最大風速Ｖｍａｘの１／３）を超える位置（即ち、管板１３からの距離Ｄ）まで挿入されている。なお、分流用キャピラリチューブ１４は、図２に示すように、伝熱管６の端部を偏平に押し潰すことにより接続される。
【００１８】
上記のように構成したことにより、分流用キャピラリチューブ１４から伝熱管６へ供給される冷媒は、前記熱交換器５を流通する空気Ｗの流速が所定値（例えば、最大風速Ｖｍａｘの１／３）を超える位置（即ち、管板１３からの距離Ｄ）から流入することとなり、分流用キャピラリチューブ１４が接続された伝熱管５においては、管板１３から距離Ｄだけ離れた位置までの部分は冷媒非流通部分となるのである。つまり、当該部分は蒸発器として殆ど作用しないこととなるのである。従って、流通空気Ｗの流速が小さいために、熱交換器５の端部に従来生じていた着霜の成長が抑制されることとなり、除霜運転間隔が長くなって積分冷凍能力を大きくできる。特に、蒸発器の入口側における冷媒温度が低くなる非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクルにおいて有効である。
【００１９】
なお、分流用キャピラリチューブ１４の挿入長Ｄは、本実施の形態におけるより長くしてもよいが、その場合、蒸発器として作用しない部分が長くなるので、上記したように、管板１３から熱交換器５を流通する空気Ｗの流速が所定値（例えば、最大風速Ｖｍａｘの１／３）を超える位置までとするのが望ましい。
【００２０】
【発明の効果】
本願発明の熱交換器によれば、伝熱管６の端部に接続される分流用キャピラリチューブ１４を、少なくとも熱交換器を流通空気の流速が所定値を超える位置まで挿入して、流通空気の流速が小さい伝熱管６端部付近での着霜の成長を抑制し得るようにしているので、着霜による蒸発器能力の低下を大幅に抑制できるという優れた効果がある。
【００２１】
本願発明の空気調和機によれば、ケーシング１内を仕切板２により熱交換器室３と機械室４とに区画し、前記熱交換器室３内に、伝熱管６（例えば、非共沸混合冷媒が流通する伝熱管）と該伝熱管６に設けられた伝熱フィン７とを備えた熱交換器５と、送風用のファン８とを配設してなる空気調和機において、前記伝熱管６における前記仕切板２側の端部に接続される分流用キャピラリチューブ１４を、少なくとも熱交換器を流通空気の流速が所定値を超える位置まで挿入して、流通空気の流速が小さい伝熱管６端部付近での着霜の成長を抑制し得るようにしているので、着霜による蒸発器能力の低下を大幅に抑制できることとなり、除霜運転間隔が長くなって積分冷凍能力を向上できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態にかかる空気調和機の横断平面図である。
【図２】本願発明の実施の形態にかかる熱交換器の要部拡大断面図である。
【図３】非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクルを示すモリエル線図である。
【符号の説明】
１はケーシング、２は仕切板、３は熱交換器室、４は機械室、５は熱交換器、６は伝熱管、７は伝熱フィン、８はファン、１２は分流器、１３は管板、１４は分流用キャピラリチューブ。

Claims (4)

1. 伝熱管（６）と該伝熱管（６）に設けられた伝熱フィン（７）とを備えた熱交換器であって、前記伝熱管（６）の端部に接続される分流用キャピラリチューブ（１４）を、少なくとも熱交換器を流通する空気の流速が所定値を超える位置まで挿入したことを特徴とする熱交換器。
2. 前記伝熱管（６）には非共沸混合冷媒が流通されることを特徴とする前記請求項１記載の熱交換器。
3. ケーシング（１）内を仕切板（２）により熱交換器室（３）と機械室（４）とに区画し、前記熱交換器室（３）内に、伝熱管（６）と該伝熱管（６）に設けられた伝熱フィン（７）とを備えた熱交換器（５）と、送風用のファン（８）とを配設してなる空気調和機であって、前記伝熱管（６）における前記仕切板（２）側の端部に接続される分流用キャピラリチューブ（１４）を、少なくとも熱交換器を流通する空気の流速が所定値を超える位置まで挿入したことを特徴とする空気調和機。
4. 前記伝熱管（６）には非共沸混合冷媒が流通されることを特徴とする前記請求項３記載の空気調和機。

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