JP5171983B2 - Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus - Google Patents
Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP5171983B2 JP5171983B2 JP2011091085A JP2011091085A JP5171983B2 JP 5171983 B2 JP5171983 B2 JP 5171983B2 JP 2011091085 A JP2011091085 A JP 2011091085A JP 2011091085 A JP2011091085 A JP 2011091085A JP 5171983 B2 JP5171983 B2 JP 5171983B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- main heat
- row
- refrigerant
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 title claims description 10
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 88
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 20
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 9
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- FYIRUPZTYPILDH-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane Chemical compound FC(F)C(F)C(F)(F)F FYIRUPZTYPILDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000010696 ester oil Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MSSNHSVIGIHOJA-UHFFFAOYSA-N pentafluoropropane Chemical compound FC(F)CC(F)(F)F MSSNHSVIGIHOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (AREA)
Description
本発明は、例えばフィンチューブ型の熱交換器及びそれを用いた冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to a fin tube type heat exchanger and a refrigeration cycle apparatus using the same, for example.
従来の熱交換器として、扁平管の両端部に設けられたヘッダ内にセパレータを取り付け、冷媒が複数の扁平管にパラレルに流れるようにし、セパレータにより冷媒流速を変化させ、熱交換器の性能の向上を図ったものがある。 As a conventional heat exchanger, separators are installed in the headers provided at both ends of the flat tube so that the refrigerant flows in parallel to the plurality of flat tubes, the flow rate of the refrigerant is changed by the separator, and the performance of the heat exchanger is improved. Some have improved.
前述した従来の熱交換器では、空気調和機用として、冷媒の乾きを局所的に制御することが困難であり、ルームエアコンのように熱交換器の折り曲げ形態を用いる場合にはヘッダが干渉し熱交換器そのものを小さくしなければならないという課題がある。 In the above-described conventional heat exchanger, it is difficult to locally control the drying of the refrigerant for an air conditioner, and the header interferes when the bent form of the heat exchanger is used like a room air conditioner. There is a problem that the heat exchanger itself must be made small.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、扁平管を用いた熱交換器のパス形態を最適化し、十分に冷媒パスのバランスの良い熱交換器及びそれを用いた冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has optimized a heat exchanger path configuration using a flat tube and used a heat exchanger having a sufficiently balanced refrigerant path and the heat exchanger. An object is to provide a refrigeration cycle apparatus.
本発明に係る熱交換器は、ケーシング内の前面上部側、前面下部側及び背面側に、それぞれ流体の流れ方向に重ねられた補助熱交換器と主熱交換器を配置して構成される熱交換器であって、補助熱交換器と主熱交換器は、流体の流れ方向と直交する方向に積層された板状フィン、及び板状フィンの積層方向に挿入され、その板状フィンの長手方向に複数設けられた伝熱管を有し、前面上部側に配置された補助熱交換器と主熱交換器、及び前面下部側に配置された補助熱交換器には、伝熱管として一端部がU字状に折り曲げられた扁平管が使用され、さらに、その扁平管の互いに隣接する片側の他端部にU字形状の連結管が設けられ、前面下部側及び背面側に配置された主熱交換器には、伝熱管として扁平管が使用され、その扁平管の一端部に内部中央に仕切板を有する第1ヘッダが設けられ、他端部に中空構造の第2ヘッダが設けられ、さらに、第1ヘッダに仕切板を境に冷媒入出用の2本の管接続口が設けられている。 The heat exchanger according to the present invention is configured by disposing an auxiliary heat exchanger and a main heat exchanger that are stacked in the fluid flow direction on the front upper side, the lower front side, and the rear side in the casing, respectively. The auxiliary heat exchanger and the main heat exchanger are inserted in the plate fins stacked in the direction perpendicular to the fluid flow direction, and the plate fin stacking direction. The auxiliary heat exchanger and the main heat exchanger arranged on the front upper side and the auxiliary heat exchanger arranged on the lower front side have one end as a heat transfer tube. Main heat is used in which a flat tube bent in a U-shape is used, and a U-shaped connecting tube is provided at the other end of one side of the flat tube adjacent to each other, and arranged on the lower front side and the back side. In the exchanger, a flat tube is used as the heat transfer tube, and one end of the flat tube is used. A first header having a partition plate is provided at the center of the part, a second header having a hollow structure is provided at the other end, and two pipe connection ports for entering and exiting the refrigerant with the partition plate as a boundary on the first header. Is provided.
本発明によれば、前面上部側に配置された補助熱交換器と主熱交換器、及び前面下部側に配置された補助熱交換器には、伝熱管として一端部がU字状に折り曲げられた扁平管が使用され、さらに、その扁平管の互いに隣接する片側の他端部の接続にU字形状の連結管が設けられている。また、前面下部側及び背面側に配置された主熱交換器には、伝熱管として扁平管が使用され、その扁平管の一端部に内部中央に仕切板を有する第1ヘッダが設けられ、他端部に中空構造の第2ヘッダが設けられ、さらに、第1ヘッダに仕切板を境に冷媒入出用の2本の管接続口が設けられている。これにより、熱交換器の流体の流れ方向での干渉がなくなり、熱交換器を小さくすることなく小スペース化を図れる。また、ヘッダ間の干渉を排除できるため、伝熱面積を増加させ、冷媒の乾きを抑えることができ、熱交換性能を向上させることができる。また、前面下部側及び背面側に配置された主熱交換器には、第1及び第2ヘッダを備えているので、液冷媒の流量のばらつきを抑えることができる。 According to the present invention, one end of the auxiliary heat exchanger and the main heat exchanger arranged on the upper front side and the auxiliary heat exchanger arranged on the lower front side is bent into a U shape as a heat transfer tube. A flat tube is used, and a U-shaped connecting tube is provided at the other end of the flat tube adjacent to each other. In addition, a flat tube is used as a heat transfer tube in the main heat exchanger disposed on the lower front side and the rear side, and a first header having a partition plate in the center of the inside is provided at one end of the flat tube. A hollow second header is provided at the end, and two pipe connection ports for entering and exiting the refrigerant are provided in the first header with a partition plate as a boundary. Thereby, interference in the fluid flow direction of the heat exchanger is eliminated, and the space can be reduced without reducing the size of the heat exchanger. Moreover, since interference between headers can be eliminated, the heat transfer area can be increased, drying of the refrigerant can be suppressed, and heat exchange performance can be improved. In addition, since the main heat exchanger disposed on the lower front side and the rear side includes the first and second headers, variation in the flow rate of the liquid refrigerant can be suppressed.
実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る熱交換器の構成を示す側面図である。
図1において、本実施の形態の熱交換器は、例えば室内の壁に取り付けられる室内機ユニット100に搭載されている。室内機ユニット100は、ケーシング101の上部に室内空気を取り込むためのエアコングリル102が設けられ、ケーシング101の前面下部に吹き出し口104を開閉するためのルーバー105が設けられている。そして、ケーシング101内には、前面上部側、前面下部側及び背面側に、それぞれ流体である空気流の方向に重ねられた補助熱交換器と主熱交換器を配置して構成される熱交換器、貫流送風機103等が設けられている。貫流送風機103は、エアコングリル102から室内の空気を吸引し、前述の各熱交換器を通過する冷却風あるいは温風を吹き出し口104から室内に送り込む。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a side view showing the configuration of the heat exchanger according to the first embodiment.
In FIG. 1, the heat exchanger of this Embodiment is mounted in the
前面上部側には、空気流の上流側から補助熱交換器11bと主熱交換器11d、11eが順次に設置されている。前面上部側には、空気流の上流側から補助熱交換器11cと主熱交換器11h、11iが順次に設置されている。さらに、背面側には、前記と同様に空気流の上流側から補助熱交換器11aと主熱交換器11f、11gが順次に設置されている。
On the upper front side, an
背面側の補助熱交換器11aは、空気流の方向と直交する方向に間隙を有して積層された板状フィン2と、板状フィン2に積層方向に挿入された例えば2本のU字形状の円管1bと、各円管1bの互いに隣接する片側の各端部を連結するU字形状の連結円管1c(実線)とにより構成されている。
The
前面上部側の補助熱交換器11bと前面下部側の補助熱交換器11cは、前記と同様に空気流の方向と直交する方向に間隙を有して積層された板状フィン2と、板状フィン2に積層方向に挿入され板状フィン2の長手方向に配列され、ヘアピン5(破線)によりU字形状に折り曲げられた例えば4本の扁平管1aと、各扁平管1aの隣接する片側の各端部をそれぞれ連結するU字形状の連結管である段間Uベンド8(実線)とを備えている。
The
前面上部側の主熱交換器11d,11eは、空気流の方向と直交する方向に積層された板状フィン2と、板状フィン2に積層方向に挿入され板状フィン2の長手方向に配列され、ヘアピン5(破線)によりU字形状に折り曲げられた例えば4本の扁平管1aを備えている。3列目の主熱交換器11eは、2列目の主熱交換器11dに対し板状フィン2の長手方向にずれて、双方の扁平管1aが千鳥状に配置されている。
The
また、補助熱交換器11bと主熱交換器11d、11eの各扁平管1aのうち右斜め上側の2つの扁平管1aを1本目としたときに、主熱交換器11d、11eの1本目と4本目の扁平管1aの外側の各端部が列間Uベンド4により連結されていると共に、双方の2本目と3本目の各扁平管1aの片側端部が列間Uベンド4により連結されている。さらに、補助熱交換器11bの3本目の扁平管1aの片側端部と2列目の主熱交換器11dの1本目と2本目の各扁平管1aの片側端部とがバルジ3方管3により連結されていると共に、補助熱交換器11bの4本目の扁平管1aの片側端部と2列目の主熱交換器11dの3本目と4本目の各扁平管1aの片側端部とがバルジ3方管3により連結されている。
When the two
また、3列目の主熱交換器11eの1本目と2本目の各扁平管1aの片側端部がバルジ3方管3により連結されていると共に、3本目と4本目の各扁平管1aの片側端部がバルジ3方管3により連結されている。これら2つのバルジ3方管3は、冷媒配管25、26を介して3方管6に接続されている。さらに、その3方管6は再熱弁10に冷媒配管を介して接続され、再熱弁10は分配器9と接続されている。
Further, one end of each of the first and second
前面下部側の主熱交換器11h、11iと背面側の主熱交換器11f、11gは、空気流の方向と直交する方向に間隙を有して積層された板状のフィン2と、板状フィン2に積層方向に挿入され板状フィン2の長手方向に配列された例えば8本の扁平管1aと、各扁平管1aの両端部に接続されたヘッダ7、14(第1及び第2ヘッダ)を備えている。片側のヘッダ7には、後述する仕切板13が設けられている。
The
前面下部側の3列目の主熱交換器11iは、2列目の主熱交換器11hの扁平管1aと千鳥状に配列されるように配置されている。また、背面側の3列目の主熱交換器11gは、2列目の主熱交換器11fの扁平管1aと千鳥状に配列されるように配置されている。前面下部側の2列目の主熱交換器11hと背面側の2列目の主熱交換器11fの各ヘッダ7は、前述の分配器9に冷媒配管28、29を介して接続されている。
The main heat exchangers 11i in the third row on the lower front side are arranged so as to be arranged in a staggered manner with the
主熱交換器11f、11g・11d、11e・11h、11iの板状フィン2の積層方向のピッチFpはFp=0.0012m、フィン厚みFtはFt=0.0001mで、空気流の方向のフィン幅LはL=0.0127mである。また、長手方向に配列された扁平管1aの中心間の距離DpはDp=0.01425m である。主熱交換器11f、11g・11d、11e・11h、11iは、空気流の方向にそれぞれ2列に配置され、列毎にフィンが分割されている。
The pitch Fp in the stacking direction of the plate-
背面側の補助熱交換器11aは、板状フィン2の積層方向のピッチFpはFp=0.0013m、フィン厚みFtはFt=0.0001mで、空気流の方向のフィン幅LはL=0.0127mである。また、板状フィン2の長手方向に配列された円管1bの中心間の距離DpはDp=0.0204mである。円管1bは、フィン前縁部までフィンカラーと円管1bが機械拡管により、圧接されて合わされている。
The
また、前面上部側の補助熱交換器11bと前面下部側の補助熱交換器11cは、板状フィン2の積層方向のピッチFpはFp=0.0012m、フィン厚みFtはFt=0.0001mで、空気流の方向のフィン幅LはL=0.0127mである。また、板状フィン2の長手方向に配列された扁平間1aの中心間の距離DpはDp=0.01425m である。
Further, the
前述した扁平管1a及び円管1bは、アルミニウム合金製を押し出し加工により成形され、板状フィン2は、アルミニウム合金製の板材にて成形されている。このように、熱交換器全てを同じ材質とすることで、腐食の耐力が向上する。また、主熱交換器11f、11g・11d、11e・11h、11iにおいて扁平管1aを千鳥状に配列することで、扁平管1aの前縁側(風上側)の熱伝達率が向上し、熱交換器の性能は向上する。
The
また、主熱交換器11f、11g・11d、11e・11h、11iをそれぞれ2列にして板状フィン2を分割することで、熱交換器の配置がケーシング101内において様々に対応でき、空気流の下流側に位置する3列目の主熱交換器11g、11e、11iの板状フィン2における前縁効果(空気境界層の分断効果)による熱伝達率の向上も期待できる。
Moreover, the
次に、扁平管1a、ヘアピン5、ジョイント管12、バルジ3方管3の構成について説明する。
Next, the structure of the
図2は実施の形態1に用いられる扁平管の断面図である。
扁平管1aは、例えば、長軸方向の長さa1が11mm、短軸方向の長さa2が4mmであり、扁平管1aの内面には、軸心方向に延びる溝a3が設けられている。これは、伝熱促進を図るためである。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a flat tube used in the first embodiment.
The
図3は図1の側面図において裏面から見た熱交換器の一部を拡大して示す扁平管のヘアピンの平面図、図4は図3に示すヘアピンの側面図である。
ヘアピン5は、前面上部側及び前面下部側に配置された補助熱交換器11b、11cと前面上部側に配置された主熱交換器11d、11eの各扁平管1aをU字状に折り曲げたものである。これにより、冷媒配管を用いずに冷媒流路を構成できるため、各熱交換器のフィン積層方向の幅を小スペース化できる。
3 is a plan view of a hairpin of a flat tube showing a part of the heat exchanger as seen from the back side in the side view of FIG. 1, and FIG. 4 is a side view of the hairpin shown in FIG.
The
図5は図1に示す扁平管と円形の冷媒配管を結合するジョイント管の外観図及び断面図である。
ジョイント管12は、扁平管1a(図2参照)と結合する扁平管部2aと、例えば径φ6の冷媒配管と結合する円管部12bとで構成されている。ジョイント管12から扁平管1aに冷媒が流れる際、冷媒は扁平管1a内に形成された4つの穴に分流される。
FIG. 5 is an external view and a cross-sectional view of a joint pipe connecting the flat pipe and the circular refrigerant pipe shown in FIG.
The
隣接する扁平管1aの各端部を段間Uベンド8により連結する際には、その扁平管1aの各端部にそれぞれジョイント管12を結合し、両方のジョイント管12を段間Uベンド8で結合する。また、主熱交換器11d、11eの扁平管1aの各端部を列間Uベンド4により連結する際には、その扁平管1aの各端部にそれぞれジョイント管12を結合し、両方のジョイント管12を列間Uベンド4で結合する。
When connecting each end of the adjacent
図6は図1に示すバルジ3方管の構成を示す側面図である。
バルジ3方管3は、U字状に折り曲げられた扁平形状のU字管3aと、U字管3aの片側の管から直角に延びる扁平形状の水平管3bとで構成されている。そのバルジ3方管3を用いて3つの扁平管1aを連結する際には、バルジ3方管3のU字管3aと板状フィン2の長手方向に配列された2つの扁平管1aの各端部を結合し、バルジ3方管3の水平管3bと前述のジョイント管12を結合し、さらに、そのジョイント管12に冷媒配管24の一端部を結合すると共に、その冷媒配管24の他端部に結合したもう一つのジョイント管12を介して3つ目の扁平管1aと接続する。
FIG. 6 is a side view showing the configuration of the bulge 3-way pipe shown in FIG.
The bulge three-way tube 3 includes a flat
次に、前面下部側の主熱交換器11h、11iと背面側の主熱交換器11f、11gの構成について説明する。
図7は前面下部側の主熱交換器及び背面側の2列目に設置された主熱交換器を示す一方のヘッダの正面図及び断面図、図8は図7に示す主熱交換器の他方のヘッダの正面図及び断面図、図9は前面下部側の主熱交換器及び背面側の2列目に設置された主熱交換器の全体を示す平面図、図10は背面側の3列目に設置された主熱交換器の全体を示す平面図である。
Next, configurations of the
FIG. 7 is a front view and a cross-sectional view of one header showing a main heat exchanger on the lower front side and a main heat exchanger installed in the second row on the back side, and FIG. 8 is a view of the main heat exchanger shown in FIG. FIG. 9 is a plan view showing the entire main heat exchanger installed in the second row on the rear side and the main heat exchanger on the lower side on the front side, and FIG. It is a top view which shows the whole main heat exchanger installed in the row | line | column.
前面下部側の主熱交換器11h、11i及び背面側の主熱交換器11fの各ヘッダ7は、図7に示すように、扁平管1aの配列方向に延びる長方形状の箱体より構成され、その内部には冷媒の流入と流出を分離する仕切板13が設けられている。その仕切板13により、ヘッダ7に接続された例えば8本の扁平管1aが4本ずつ分けられている。また、ヘッダ7の一側面には、仕切板13を境に冷媒入口とする管接続口16と冷媒出口とする管接続口17が設けられている。
Each
もう一方のヘッダ14は、前述のヘッダ7と同様に長方形状の箱体より構成され、ヘッダ7に接続された8本の扁平管1aが接続されている。そのヘッダ14の内部は中空構造となっている。背面側の主熱交換器11gは、図10に示すように、冷媒出口とする管接続口17の位置がヘッダ7の仕切板13の近くに取り付けられているだけで、その他は前述した主熱交換器11h等と同様である。
The
前面下部側の主熱交換器11hの管接続口16は、前述したように冷媒配管28を介して分配器9と接続され、管接続口17は、円管の列間Uベンド4を介して3列目の主熱交換器11iの管接続口16と接続されている。また、背面側の主熱交換器11fの管接続口16は、冷媒配管29を介して分配器9と接続され、管接続口17は、円管の列間Uベンド4を介して3列目の主熱交換器11gの管接続口16と接続されている。
As described above, the
前記のように構成された熱交換器において、蒸発器として用いたときの冷媒の流れについて図1を用いて説明する。
本実施の形態の熱交換器を蒸発器として用いた場合、冷媒は、背面側の補助熱交換器11aの円管1bを通って冷媒配管21に流入し、3方管6により2方へ分流される。3方管6からの一方の冷媒は、前面上部側の補助熱交換器11bに重力方向から流入し、6本目の扁平管1aから冷媒配管24を介して2列目の主熱交換器11d上の一方のバルジ3方管3へ流れる。
The flow of the refrigerant when used as an evaporator in the heat exchanger configured as described above will be described with reference to FIG.
When the heat exchanger of the present embodiment is used as an evaporator, the refrigerant flows into the
3方管6からのもう一方の冷媒は、前面下部側の補助熱交換器11cに重力方向の下方から流入し、扁平管1aを通って前面上部側の補助熱交換器11bに重力方向の下方から流入し、7段目の扁平管1aから流出して2列目の主熱交換器11d上の他方のバルジ3方管3へ流れる。
The other refrigerant from the three-
主熱交換器11d上の一方のバルジ3方管3へ流れた冷媒は、1本目の扁平管1aから列間Uベンド4を介して3列目の主熱交換器11eに重力方向から流入すると共に、4本目の扁平管1aから列間Uベンド4を介して同じ主熱交換器11eの4本目の扁平管1aに流入する。また、主熱交換器11d上の他方のバルジ3方管3へ流れた冷媒は、5本目の扁平管1aから列間Uベンド4を介して3列目の主熱交換器11eの5本目の扁平管1aに流入すると共に、8本目の扁平管1aから列間Uベンド4を介して同じ主熱交換器11eの8本目の扁平管1aに流入する。
The refrigerant that has flowed into one of the bulge three-way pipes 3 on the
3列目の主熱交換器11eの1本目と4本目の扁平管1aに流入したそれぞれの冷媒は、バルジ3方管3により合流し、冷媒配管25を介して3方管6へ流れる。また、同じ主熱交換器11eの5本目と8本目の扁平管1aに流入したそれぞれの冷媒は、バルジ3方管3により合流し、冷媒配管26を介して前記の3方管6へ流れ、先の冷媒と合流する。その3方管6からの冷媒は、冷媒配管27を介して再熱弁10に流れ、冷媒の流れ方向が重力方向に対し垂直に設置された分配器9に流入して2方へ分配される。
The respective refrigerants flowing into the first and fourth
分配器9から流出した一方の冷媒は、冷媒配管28を通って前面下部側の主熱交換器11hのヘッダ7に流入すると共に、もう一方の冷媒は、冷媒配管29を通って背面側の主熱交換器11fのヘッダ7に流入する。前面下部側の主熱交換器11hのヘッダ7に流入した冷媒は、図7に示す矢印15のように、ヘッダ7内の仕切板13により4本の扁平管1aに流入し、対向配置された中空構造のヘッダ14にて重力方向の反対方向に流れ、残りの4本の扁平管1aを通過してヘッダ7に戻る(図8参照)。そして、その冷媒は、図9に示す矢印15のように、列間Uベンド4を介して3列目の主熱交換器11iに流入し、ヘッダ7内の仕切板13により4本の扁平管1aに流入し、対向配置された中空構造のヘッダ14にて重力方向に流れ、残りの4本の扁平管1aを通過してヘッダ7に戻り冷媒出口の管接続口17に至る。
One refrigerant that has flowed out of the distributor 9 flows into the
背面側の主熱交換器11fのヘッダ7に流入した冷媒は、図9に示す矢印15のように、ヘッダ7内の仕切板13により4本の扁平管1aに流入し、対向配置された中空構造のヘッダ14にて重力方向の反対方向に流れ、残りの4本の扁平管1aを通過してヘッダ7に戻る。そして、その冷媒は、図10に示す矢印15のように、列間Uベンド4を介して3列目の主熱交換器11gに流入し、ヘッダ7内の仕切板13により4本の扁平管1aに流入し、対向配置された中空構造のヘッダ14にて重力方向に流れ、残りの4本の扁平管1aを通過してヘッダ7に戻り冷媒出口の管接続口17に至る。
The refrigerant that has flowed into the
なお、本実施の形態の熱交換器を凝縮器として用いた場合は、冷媒は反対方向へと流れ、管接続口16が設置される背面側および前面下部側の3列目の主熱交換器11g、11iでは、過熱状態および飽和状態となり、背面側および前面下部側の2列目の主熱交換器11f、11h、前面上部側の主熱交換器11d、11eは飽和状態となり3つの背面補助熱交換器11a、11b、11cでは過冷却状態となる。
When the heat exchanger according to the present embodiment is used as a condenser, the refrigerant flows in the opposite direction, and the main heat exchanger in the third row on the back side and the lower front side where the
以上のように本実施の形態においては、以下の効果が得られている。
(1)両側にヘッダ7、14を有する主熱交換器11d、11e・11h,11i・11f、11gにおいては、ヘッダ7に設けられた仕切板13により、ヘッダ間の扁平管1aに流入する冷媒を半分で行うことができ、液冷媒の流量のばらつきを抑えることができる。また、扁平管1aの分岐本数(4本)を全体の本数(8本)の半分とすることにより、製造上での管理を容易にすることができる。
As described above, in the present embodiment, the following effects are obtained.
(1) In the
(2)背面側の3列目の主熱交換器11gにおいては、重力方向と反対方向と比べて風速が小さく、熱負荷が小さい。冷媒出口の位置を極力重力方向に対し上方に設置することにより、重力方向の上方での冷媒循環量を大きく、下方での冷媒循環量を小さくでき、冷媒の乾きのバランスを取ることができる。
(2) In the
(3)前面上部側の主熱交換器11d、11eでは、バルジ3方管3と列間Uベンド4、段間Uベンド8とジョイント管12を用いて配管しており、前面下部側と背面側の主熱交換器11h、11i・11f、11gにヘッダ7、14を用いた構成としているので空気流の方向での干渉がなくなり、小スペース化を図れる。
(3) In the
(4)蒸発器として用いる場合、冷媒の乾き度の大きい再熱弁10より下流側においては、管内圧損が大きく、多パス化が必要となるため、ヘッダ7、14を用いて冷媒を扁平管1aにパラレルに流すことにより配管スペースを小さくすることができる。また、ヘッダ7内に仕切板13を用いてヘッダ室を小さくしているため、ヘッダ7内の液冷媒の挙動を小さくでき、前面下部側と背面側の3列目の熱交換器11i、11g内の冷媒分配を向上させることができる。
(4) When used as an evaporator, on the downstream side of the
(5)前面上部側の主熱交換器11d、11eにおいて、パス数が小さく乾き度の低い上流側熱交では、ジョイント管12と3方管6を用いて冷媒を分配するため、前面下部側と背面側の主熱交換器11h,11i・11f、11gの折り曲げ熱交形態によるヘッダ7、14の干渉を抑えることができる。
(5) In the
(6)前面上部側と前面下部側の補助熱交換器11b、11cには扁平管1aを用いており、背面側の補助熱交換器11aには円管1bを用いているが、暖房時に出口として用いられる背面側の補助熱交換器11aの管内断面積を大きくすることにより、冷媒量変化に伴う過冷却度の変動を抑えることができる。また、背面側の風速は前面側に比べて小さいため、背面側に熱交換能力の小さい円管を用いることで温度効率の均一化を図れる。
(6) The
(7)前面下部側と背面側の主熱交換器11h、11i・11f、11gにおいて、2列目と3列目のヘッダ間をUベンド4で連結しているが、液冷媒の変動と風速分布に起因する熱付加に合わせてUベンド4の位置を変更することができるため、冷媒の分配特性を適正にすることができる。
(7) In the
実施の形態2.
図11は実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
図に示す冷媒回路は、圧縮機33、凝縮熱交換器34、絞り装置35、蒸発熱交換器36、送風機37、送風機用モーター38等により構成されている。前述した実施に形態1による熱交換器を凝縮熱交換器34又は蒸発熱交換器36、もしくは両方に用いることにより、エネルギ効率の高い冷凍サイクル装置を実現することができる。
FIG. 11 is a refrigerant circuit diagram of the refrigeration cycle apparatus according to
The refrigerant circuit shown in the figure includes a compressor 33, a condensing heat exchanger 34, an
ここで、エネルギ効率は、次式で構成される。
暖房エネルギ効率=室内熱交換器(凝縮器)能力/全入力
冷房エネルギ効率=室内熱交換器(蒸発器)能力/全入力
Here, energy efficiency is comprised by following Formula.
Heating energy efficiency = indoor heat exchanger (condenser) capacity / total input Cooling energy efficiency = indoor heat exchanger (evaporator) capacity / total input
なお、実施の形態1で述べた熱交換器及びそれを用いた冷凍サイクル装置については、HCFC(R22)やHFC(R116、R125、R134a、R14、R143a、R152a、R227ea、R23、R236ea、R236fa、R245ca、R245fa、R32、R41、RC318などや、これら冷媒の数種の混合冷媒R407A、R407B、R407C、R407D、R407E、R410A、R410B、R404A、R507A、R508A、R508Bなど)、HC(ブタン、イソブタン、エタン、プロパン、プロピレンなどや、これら冷媒の数種混合冷媒)、自然冷媒(空気、炭酸ガス、アンモニアなどや、これら冷媒の数種の混合冷媒)、HF01234yf等の低GWP冷媒、また、これら冷媒の数種の混合冷媒など、どんな種類の冷媒を用いても、その効果を達成することができる。 Note that the HCFC (R22) and HFC (R116, R125, R134a, R14, R143a, R152a, R227ea, R23, R236ea, R236fa, and the HCFC (R22) and the refrigeration cycle apparatus using the heat exchanger described in Embodiment 1 are described. R245ca, R245fa, R32, R41, RC318, etc., and mixed refrigerants R407A, R407B, R407C, R407D, R407E, R410A, R410B, R404A, R507A, R508A, R508B, etc.), HC (butane, isobutane, etc.) Ethane, propane, propylene, etc., several mixed refrigerants of these refrigerants), natural refrigerants (air, carbon dioxide, ammonia, etc., several mixed refrigerants of these refrigerants), low GWP refrigerants such as HF01234yf, and these refrigerants Number of Such refrigerant mixing, even with any type of refrigerant, can achieve its effect.
また、作動流体として、空気と冷媒の例を示したが、他の気体、液体、気液混合流体を用いても、同様の効果を奏する。 Moreover, although the example of air and a refrigerant | coolant was shown as a working fluid, even if it uses other gas, liquid, and gas-liquid mixed fluid, there exists the same effect.
また、伝熱管(扁平管1a、円管1b)と板状フィン2は、異なった材料を用いていることが多いが、伝熱管1a、1bと板状フィン2に銅、伝熱管1a、1bと板状フィン2にアルミなど、同じ材料を用いることで、板状フィン2と伝熱管1a、1bのロウ付けが可能となり、フィン部と伝熱管1a、1bの接触熱伝達率が飛躍的に向上し、熱交換能力が大幅に向上する。また、リサイクル性も向上させることができる。
The heat transfer tubes (
また、伝熱管1a、1bと板状フィン2を密着させる方法として、例えば、炉中ロウ付けを行う場合、板状フィン2に親水材を塗布するのに後処理で行うことで、前処理の場合のロウ付け中の親水材の焼け落ちを防ぐことができる。
In addition, as a method of closely attaching the
また、前述の実施の形態1で述べた熱交換器を室外機で用いた場合においても同様な効果を奏することができる。 Further, the same effect can be obtained when the heat exchanger described in the first embodiment is used in an outdoor unit.
なお、実施の形態1で述べた熱交換器及びそれを用いた冷凍サイクル装置については、鉱油系、アルキルベンゼン油系、エステル油系、エーテル油系、フッ素油系など、冷媒と油が溶ける溶けないにかかわらず、どんな冷凍機油についても、その効果を達成することができる。 Note that the heat exchanger described in Embodiment 1 and the refrigeration cycle apparatus using the heat exchanger, such as mineral oil-based, alkylbenzene oil-based, ester oil-based, ether oil-based, fluorine oil-based, etc., are not soluble. Regardless, any refrigeration oil can achieve its effect.
本発明の活用例として、熱交換性能を向上し、省エネルギ性能を向上することが必要なヒートポンプ装置に使用することができる。 As an application example of the present invention, it can be used for a heat pump device that requires improved heat exchange performance and improved energy saving performance.
1a 扁平管、1b 円管、1c 連結円管、2 板状フィン、3 バルジ3方管、4 列間Uベンド、5 ヘアピン、6 3方管、7 仕切板を有するヘッダ、8 段間Uベンド、9 分配器、10 再熱弁、11a、11b、11c 補助熱交換器、11d、11e・11f、11g・11h、11i 主熱交換器、12 ジョイント管、13 仕切板、14 中空構造のヘッダ、15 冷媒流れ、16 冷媒入口とする管接続口、17 冷媒出口とする管接続口、21−29 冷媒配管、33 圧縮機、34 凝縮熱交換器、35 絞り装置、36 蒸発熱交換器、37 送風機、38 送風機用モーター、100 室内機ユニット、101 ケーシング、102 エアコングリル、103 貫流送風機、104 吹き出し口、105 ルーバー。 1a flat tube, 1b circular tube, 1c connecting circular tube, 2 plate-like fins, 3 bulge 3-way tube, 4 row U-bend, 5 hairpin, 6 3-way tube, 7 header with partition plate, 8-stage U-bend , 9 Distributor, 10 Reheat valve, 11a, 11b, 11c Auxiliary heat exchanger, 11d, 11e, 11f, 11g, 11h, 11i Main heat exchanger, 12 Joint pipe, 13 Partition plate, 14 Hollow structure header, 15 Refrigerant flow, 16 Pipe connection port as refrigerant inlet, 17 Pipe connection port as refrigerant outlet, 21-29 Refrigerant piping, 33 Compressor, 34 Condensing heat exchanger, 35 Throttle device, 36 Evaporating heat exchanger, 37 Blower, 38 Blower Motor, 100 Indoor Unit, 101 Casing, 102 Air Conditioner Grill, 103 Cross-flow Blower, 104 Outlet, 105 Louver.
Claims (7)
前記補助熱交換器と前記主熱交換器は、流体の流れ方向と直交する方向に積層された板状フィン、及び前記板状フィンの積層方向に挿入され、その板状フィンの長手方向に複数設けられた伝熱管を有し、
前面上部側に配置された前記補助熱交換器と前記主熱交換器、及び前面下部側に配置された前記補助熱交換器には、前記伝熱管として一端部がU字状に折り曲げられた扁平管が使用され、さらに、その扁平管の互いに隣接する片側の他端部にU字形状の連結管が設けられ、
前面下部側及び背面側に配置された前記主熱交換器には、前記伝熱管として扁平管が使用され、その扁平管の一端部に内部中央に仕切板を有する第1ヘッダが設けられ、他端部に中空構造の第2ヘッダが設けられ、さらに、前記第1ヘッダに仕切板を境に冷媒入出用の2本の管接続口が設けられていることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger configured by arranging an auxiliary heat exchanger and a main heat exchanger, which are stacked in the fluid flow direction, on the front upper side, the lower front side and the back side in the casing, respectively.
The auxiliary heat exchanger and the main heat exchanger are inserted into a plate-like fin laminated in a direction orthogonal to the fluid flow direction, and the plate-like fin is laminated, and a plurality of the plate-like fins are arranged in the longitudinal direction of the plate-like fin. A heat transfer tube provided;
The auxiliary heat exchanger and the main heat exchanger arranged on the upper front side, and the auxiliary heat exchanger arranged on the lower front side are flattened with one end bent as a U-shape as the heat transfer tube. A pipe is used, and further, a U-shaped connecting pipe is provided at the other end of one side of the flat tube adjacent to each other,
A flat tube is used as the heat transfer tube in the main heat exchanger disposed on the lower front side and the rear side, and a first header having a partition plate in the center of the inside is provided at one end of the flat tube. A heat exchanger, wherein a second header having a hollow structure is provided at an end, and further, two pipe connection ports for entering and exiting the refrigerant are provided at the first header with a partition plate as a boundary.
前面下部側及び背面側に配置された2列目と3列目の主熱交換器のヘッダ間の接続にUベンド管が使用されていることを特徴とする請求項1又は2記載の熱交換器。 The main heat exchanger is arranged in the second and third rows with the auxiliary heat exchanger installed upstream of the fluid as the first row,
The heat exchange according to claim 1 or 2, wherein a U-bend pipe is used for connection between headers of the second and third rows of main heat exchangers arranged on the lower front side and the rear side. vessel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011091085A JP5171983B2 (en) | 2011-04-15 | 2011-04-15 | Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011091085A JP5171983B2 (en) | 2011-04-15 | 2011-04-15 | Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012225531A JP2012225531A (en) | 2012-11-15 |
JP5171983B2 true JP5171983B2 (en) | 2013-03-27 |
Family
ID=47275900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011091085A Active JP5171983B2 (en) | 2011-04-15 | 2011-04-15 | Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5171983B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2988825B1 (en) * | 2012-03-30 | 2015-05-01 | Valeo Systemes Thermiques | THERMAL EXCHANGER, IN PARTICULAR FOR VEHICLE |
WO2014115240A1 (en) * | 2013-01-22 | 2014-07-31 | 三菱電機株式会社 | Refrigerant distributor and heat pump device using refrigerant distributor |
JP6171766B2 (en) * | 2013-09-11 | 2017-08-02 | ダイキン工業株式会社 | Heat exchanger |
JP6223596B2 (en) | 2014-11-04 | 2017-11-01 | 三菱電機株式会社 | Air conditioner indoor unit |
KR101589882B1 (en) * | 2015-08-21 | 2016-01-29 | 맹익재 | Header tank modules for cooling device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4055449B2 (en) * | 2002-03-27 | 2008-03-05 | 三菱電機株式会社 | Heat exchanger and air conditioner using the same |
JP4178472B2 (en) * | 2004-03-18 | 2008-11-12 | 三菱電機株式会社 | Heat exchanger and air conditioner |
JP4749373B2 (en) * | 2007-04-10 | 2011-08-17 | 三菱電機株式会社 | Air conditioner |
JP2009145009A (en) * | 2007-12-17 | 2009-07-02 | Hitachi Appliances Inc | Air conditioner |
JP2010249343A (en) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | Fin tube type heat exchanger and air conditioner using the same |
-
2011
- 2011-04-15 JP JP2011091085A patent/JP5171983B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012225531A (en) | 2012-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4845943B2 (en) | Finned tube heat exchanger and refrigeration cycle air conditioner | |
JP4679542B2 (en) | Finned tube heat exchanger, heat exchanger unit using the same, and air conditioner | |
JP4506609B2 (en) | Air conditioner and method of manufacturing air conditioner | |
JP4749373B2 (en) | Air conditioner | |
JP4055449B2 (en) | Heat exchanger and air conditioner using the same | |
US9651317B2 (en) | Heat exchanger and air conditioner | |
JP4096226B2 (en) | FIN TUBE HEAT EXCHANGER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND REFRIGERATION AIR CONDITIONER | |
JP2009281693A (en) | Heat exchanger, its manufacturing method, and air-conditioning/refrigerating device using the heat exchanger | |
JP2010249343A (en) | Fin tube type heat exchanger and air conditioner using the same | |
JP6109303B2 (en) | Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus | |
JP5312413B2 (en) | Finned tube heat exchanger and refrigeration cycle apparatus using the same | |
JP5171983B2 (en) | Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus | |
JP2012032089A (en) | Finned tube heat exchanger and air conditioner using the same | |
JP5014372B2 (en) | Finned tube heat exchanger and air-conditioning refrigeration system | |
WO2015059832A1 (en) | Heat exchanger and refrigeration cycle device using said heat exchanger | |
WO2017135442A1 (en) | Heat exchanger | |
JP5295207B2 (en) | Finned tube heat exchanger and air conditioner using the same | |
WO2017068723A1 (en) | Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus | |
JP2011112315A (en) | Fin tube type heat exchanger and air conditioner using the same | |
JP5591285B2 (en) | Heat exchanger and air conditioner | |
KR20130084179A (en) | Heat exchanger | |
JP3945575B2 (en) | Finned tube heat exchanger and refrigeration cycle air conditioner using the same | |
JP5689033B2 (en) | Fin tube type heat exchanger and refrigeration cycle apparatus using the same | |
JP2009127882A (en) | Heat exchanger, indoor unit, and air conditioner | |
JP6198976B2 (en) | Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121127 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5171983 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |