JP4894374B2 - 熱交換器および熱交換器を備えた空気調和装置の室内機 - Google Patents
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Description
図1は、CO2冷媒を使用した空気調和装置1の冷凍回路である。空気調和装置1は、圧縮機2、四路切換弁3、室外熱交換器4、膨張弁5、および室内熱交換器6を、冷媒配管7で連結した冷凍回路を有する。図1において、実線および破線の矢印は冷媒の流れ方向を示している。空気調和装置1は、四路切換弁3で冷媒の流れ方向を切り換える事により、暖房運転と冷房運転とを切り換えることができる。
図3は、本発明の第1実施形態に係る空気調和装置の室内熱交換器の斜視図である。室内熱交換器6は、クロスフィン式の熱交換器である。伝熱フィン11は、薄いアルミニウム製の平板であり、一枚の伝熱フィン11には複数の貫通孔14が形成されている。伝熱管12は、伝熱フィン11の貫通孔14に挿入される直管12aと、隣り合う直管12aの端部同士を連結するU字管12bとから成る。なお、第1実施形態の伝熱管12は、直管12aとU字管12bとが一体に形成されており、図3背面側のU字管(図示せず)は、直管12aが伝熱フィン11の貫通孔14に挿入された後で、溶接などによって直管12aの端部に連結される。
図4は、本発明の第1実施形態に係る空気調和装置の室内機の縦断面図である。室内機51は、ケーシング52内部に室内熱交換器6を搭載している。室内熱交換器6の上方には、空気流を発生させるファン53が配置されており、ファン53の上方には、空気吹出口52aが設けられている。室内熱交換器6の下方には、空気吸込口52bが設けられている。なお、第1実施形態で使用するファン53は、シロッコファンである。
(1)
本発明の室内熱交換器6では、複数の伝熱フィン11の下端の第1辺75を水平面に対して45度傾斜させることで、伝熱フィン11の下端の第1辺75を伝ってドレンを排出させやすくしている。したがって、ドレンが目詰まりを起こすことを低減でき、空気を通過させやすくすることができる。このため、冷房能力の低下を抑えることができる。また、本実施例のような、下吸い込み上吹き出し型の室内機51では、ドレンが室内熱交換器6の下部からの風により落下しにくくなる。このような室内熱交換器6においても、ドレンの目詰まりを低減できる。
伝熱フィン群71の第1辺75と伝熱フィン群74の第2辺76とを、伝熱管列61〜68の列方向と平行にすることで、伝熱フィン11の形状に伝熱管12の配列を合わせることができる。したがって、熱交換にあまり寄与しない伝熱フィン11の面積を少なくすることができる。このため、室内熱交換器6の生産コストを削減することができる。
本発明の室内熱交換器6では、伝熱フィン11を隣り合う伝熱管列の間で分割することで、伝熱フィン11を介した熱交換を行わないようにしている。このため、この熱交換によって生じる熱損失を抑えることができる。
暖房運転の際に、冷媒の流れ方向と空気流の方向とを対向させることで、室内熱交換器6全体における冷媒と空気との温度差を大きく保つことができる。このため、効率よく暖房運転を行うことができる。
伝熱フィン11の表面が親水処理されているため、ドレンが発生した場合に、伝熱フィン11を伝わせてドレンが流れやすいようにすることができる。
第2実施形態に係る熱交換器について、以下に、主として第1実施形態の室内熱交換器6との相違点について説明する。
図5は、本発明の第2実施形態に係る空気調和装置1aの縦断面図である。室内熱交換器6aは、クロスフィン式の熱交換器であり、主に、伝熱フィン11aと伝熱管12とから構成されている。
第2実施形態に係る室内熱交換器6aでは、第1面80より上側の伝熱フィン11aがカットされている。そして、伝熱フィン11aがカットされた部分に空気通過防止板60が設けられている。また、伝熱フィン11aの第2面81より下側に伝熱管12を貫通させていない。
第3実施形態に係る熱交換器について、以下に、主として、第1実施形態の室内熱交換器6および第2実施形態の室内熱交換器6aとの相違点について説明する。
図6は、本発明の第3実施形態に係る空気調和装置1bの縦断面図である。室内熱交換器6bは、クロスフィン式の熱交換器であり、主に、伝熱フィン11bと伝熱管12とから構成されている。
第3実施形態に係る室内熱交換器6bでは、伝熱管12を鉛直方向対して隙間をあけるように並べることで、空気流を鉛直方向に流れやすくしている。また、伝熱管列61〜68に対して垂直の方向視において、伝熱管12を隙間無く並べることで、空気流の流通経路が室内熱交換器6b内部で最短距離を取らないようにしている。したがって、室内熱交換器6b全体に渡って空気流を流すことができ、室内熱交換器6b全体を熱交換に寄与させることができる。このため、効率の良い熱交換を行うことができる。
(1)
上記実施形態に係る室内熱交換器6〜6bでは、伝熱フィン群1つに対して伝熱管列が2列貫通しているが、これに限らず、伝熱フィン群1つに対して伝熱管列が1列貫通する構成にしても構わない。
上記実施形態に係る室内熱交換器6〜6bでは、床置き型の空気調和装置であるが、これに限らず、壁掛型、天井埋め込み型、壁埋め込み型などであっても構わない。
上記実施形態に係る室内熱交換器6〜6bでは、伝熱フィン11の表面は親水処理を施されていたが、これに限らず、撥水処理でも構わない。
11〜11b 伝熱フィン
12 伝熱管
60 空気通過防止板(第1板)
61〜68,61a〜68a,61b〜68b 伝熱管列
71〜74,71a〜74a,71b〜74b 伝熱フィン群
75 第1辺
76 第2辺
77 第1端部(第1辺上端部)
78 第2端部(第2辺下端部)
80 第1面
81 第2面
Claims (9)
- 冷媒に超臨界冷媒を利用して前記冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器であって、
所定の間隔をあけて鉛直方向と平行に、かつ、下端の第1辺(75)が水平面に対して傾いて配置される板状の複数の伝熱フィン(11〜11b)により形成される伝熱フィン群(71b〜74b)と、
前記伝熱フィン群を貫通する複数の伝熱管(12)と、
を備え、
前記第1辺の傾斜方向に平行な方向である第1方向に前記伝熱管を配置してできる伝熱管列(61b〜68b)が、前記伝熱フィンの下部から上部へと流れる前記空気流の上流から下流に向かって4列以上形成されており、
前記伝熱管列は、前記伝熱フィン群を鉛直方向に見通せる隙間が空くように、かつ、前記伝熱フィン群を前記第1方向に対して垂直の方向である第2方向に見通せる隙間がないように、前記複数の伝熱管が配置されている、
熱交換器(6b)。 - 前記第1辺は、水平面に対して45度以上の範囲で傾斜している、
請求項1に記載の熱交換器(6b)。 - 前記第1辺と前記伝熱フィンの上端の第2辺(76)とは、前記第1方向と略平行である、
請求項1または2に記載の熱交換器(6b)。 - 少なくとも1組の隣り合う前記伝熱管列の間で前記伝熱フィンが分割されている、
請求項1から3のいずれかに記載の熱交換器(6b)。 - 全ての隣り合う前記伝熱管列の間で前記伝熱フィンが分割されている、
請求項1から4のいずれかに記載の熱交換器(6b)。 - 前記冷媒は、暖房運転の際に、前記空気流の下流側の前記伝熱管列に属する前記伝熱管から、前記空気流の上流側の前記伝熱管列に属する前記伝熱管へ流れる、
請求項1から5のいずれかに記載の熱交換器(6b)。 - 前記伝熱フィンは、表面が親水処理されている、
請求項1から6のいずれかに記載の熱交換器(6b)。 - 前記伝熱フィンは、表面が撥水処理されている、
請求項1から7のいずれかに記載の熱交換器(6b)。 - 請求項1から8のいずれかに記載の熱交換器(6b)と、
前記空気流を生成するファン(53)と、
を備えた空気調和装置(1b)の室内機(51b)。
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