JP6139093B2

JP6139093B2 - パラレルフロー型熱交換器

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Publication number: JP6139093B2
Application number: JP2012233729A
Authority: JP
Inventors: 円上野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2032-10-23
Also published as: JP2014085047A

Description

本発明はサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した空気調和機に関する。

複数のヘッダパイプの間に複数の偏平チューブを配置して偏平チューブ内部の複数の冷媒通路をヘッダパイプの内部に連通させるとともに、偏平チューブ間にコルゲートフィン等のフィンを配置したパラレルフロー型の熱交換器は、カーエアコンや建物用空気調和機の室外機などに広く利用されている。この種の熱交換器の例を特許文献１に見ることができる。

特許文献１記載のパラレルフロー型熱交換器では、第１パスによって冷媒を凝縮した後、その凝縮冷媒を減圧パスによって減圧して気化し、その気化冷媒を第３パスによって再凝縮することで、熱負荷の変動時の応答特性を向上させている。

ここで、熱交換器を搭載する機器の一例として空気調和機を取り上げ、その構造を説明する。熱交換器をヒートポンプサイクルの構成要素として用いたセパレート型空気調和機１の概略構成を図１０、１１に示す。空気調和機１は室外機１０と室内機３０により構成される。

室外機１０は、板金製部品と合成樹脂製部品により構成される筐体１１の内部に、圧縮機１２、切替弁１３、室外側熱交換器１４、膨張弁１５、室外側送風機１６などを収納している。切替弁１３は四方弁である。膨張弁１５には開度制御の可能なものが用いられる。室外側送風機１６はプロペラファンとモータの組み合わせからなる。

室外機１０は２本の冷媒配管１７、１８で室内機３０に接続される。冷媒配管１７は液体の冷媒を流すことを目的としており、冷媒配管１８に比較して細い管が用いられている。そのため冷媒配管１７は「液管」「細管」などと称されることがある。冷媒配管１８は気体の冷媒を流すことを目的としており、冷媒配管１７に比較して太い管が用いられている。そのため冷媒配管１８は「ガス管」「太管」などと称されることがある。冷媒には例えばＨＦＣ系のＲ４１０ＡやＲ３２等が用いられる。

室外機１０の内部の冷媒配管で、冷媒配管１７に接続される冷媒配管には二方弁１９が設けられ、冷媒配管１８に接続される冷媒配管には三方弁２０が設けられる。二方弁１９と三方弁２０は、室外機１０から冷媒配管１７、１８が取り外されるときに閉じられ、室外機１０から外部に冷媒が漏れることを防ぐ。

室内機３０は、合成樹脂製部品により構成される筐体３１の内部に、室内側熱交換器３２、室内側送風機３３などを収納している。室内側熱交換器３２は、３個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを、室内側送風機３３を覆う屋根のように組み合わせたものである。室内側送風機３３はクロスフローファンとモータの組み合わせからなる。

図１０は空気調和機１が冷房運転あるいは除霜運転を行っている状態を示す。この時圧縮機１２は冷房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室外側熱交換器１４に入る循環様式で冷媒を循環させる。

圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室外側熱交換器１４に入り、そこで室外空気との熱交換が行われる。冷媒は室外空気に対し放熱を行い、凝縮する。凝縮して液状となった冷媒は室外側熱交換器１４から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室内側熱交換器３２に送られ、膨張して低温低圧となり、室内側熱交換器３２の表面温度を下げる。表面温度の下がった室内側熱交換器３２は室内空気から吸熱し、これにより室内空気は冷やされる。吸熱後、低温の気体状の冷媒は圧縮機１２に戻る。室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４からの放熱を促進し、室内側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３２の吸熱を促進する。

図１１は空気調和機１が暖房運転を行っている状態を示す。この時は切替弁１３が切り替えられて冷房運転時と冷媒の流れが逆になる。圧縮機１２は暖房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室内側熱交換器３２に入る循環様式で冷媒を循環させる。

圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室内側熱交換器３２に入り、そこで室内空気との熱交換が行われる。冷媒は室内空気に対し放熱を行い、室内空気は暖められる。放熱し、凝縮して液状となった冷媒は室内側熱交換器３２から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室外側熱交換器１４に送られ、膨張して低温低圧となり、室外側熱交換器１４の表面温度を下げる。表面温度の下がった室外側熱交換器１４は室外空気から吸熱する。吸熱後、低温の気体状の冷媒は圧縮機１２に戻る。室外側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３３からの放熱を促進し、室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４による吸熱を促進する。

空気調和機１において、室外側熱交換器１４をパラレルフロー型熱交換器とすることができる。あるいは、室内側熱交換器３２を構成する熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃのいずれかまたは全部をパラレルフロー型熱交換器とすることができる。

再公表特許ＷＯ２００３／０２５４７７

従来の空気調和機の場合、熱交換器の外部に減圧機構（膨張弁やキャピラリーチューブ）が必要であった。減圧機構が存在するということは、必然的に筐体の大型化を招く。部品コストも増大する。また、減圧機構を冷媒配管に溶接する必要があり、これは製造コストを増大させる。溶接箇所が増えればそれだけ溶接不良の発生確率も高まり、冷媒漏れの可能性が増える。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、パラレルフロー型熱交換器が減圧機構を内包するものとすることで、パラレルフロー型熱交換器を搭載する機器の筐体を大型化しなくても済むようにすることを目的とする。また、部品コストや製造コストを低減することを目的とする。

本発明に係る熱交換器は、２本のヘッダパイプと、前記ヘッダパイプ同士を連結する複数本の偏平チューブを備え、前記複数本の偏平チューブは所定本数ずつに区分され、各区分が前記２本のヘッダパイプの一方から他方へと冷媒を流す１ターンの冷媒パスを構成するパラレルフロー型熱交換器であって、前記２本のヘッダパイプの一方には当該熱交換器が凝縮器として用いられるときの冷媒出口となる出口パイプが接続され、前記出口パイプの直前の冷媒パス、または前記出口パイプが減圧部として構成されていることを特徴としている。

上記構成によると、膨張弁やキャピラリーチューブといった減圧機構を用いなくて済むから、全体のシステムが簡素化され、熱交換器を搭載する機器の筐体を大型化しなくてもよくなる。部品コストが押し上げられることもない。減圧機構を溶接して取り付けることから溶接箇所が増えて製造コストが上昇する、冷媒漏れの可能性が増えるなどの懸念も少なくて済む。

上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記出口パイプの直前の冷媒パスが減圧部として構成されるものであり、当該冷媒パスの水力直径は、それ以外の冷媒パスに比べて小とされていることが好ましい。

この構成によると、減圧機構が完全にパラレルフロー型熱交換器に内包されることになり、パラレルフロー型熱交換器及びその周辺要素をコンパクトに構成することができる。

上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記偏平チューブ同士の間には、減圧部として構成される前記冷媒パスとその前の冷媒パスとの間に設定された放熱フィン排除空間を除き、放熱フィンが配置されていることが好ましい。

この構成によると、放熱フィンにより熱交換性能を向上させることができる。一方、減圧部の冷媒パスとその前の冷媒パスとの間は放熱フィン排除空間とされ、放熱フィンが存在しないので、減圧部が熱交換器の外部の空気より放熱フィンを通じて吸熱することが少なく、減圧部の前の冷媒パスより放熱フィンを通じて熱が伝わることもなく、減圧部に対する無用な熱供給が抑制される。このため熱交換性能が一層向上する。

上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、減圧部として構成される前記冷媒パスに対し、当該パラレルフロー型熱交換器を流れる気流を遮る遮風板が設けられることが好ましい。

この構成によると、気流により減圧部に対し無用な熱供給が発生することが抑制され、熱交換性能が一層向上する。

上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記２本のヘッダパイプの一方には、減圧部として構成される前記冷媒パスよりも冷媒の流れ方向において上流側にレシーバータンクが接続されていることが好ましい。

この構成によると、レシーバータンクを活用して、熱交換器に求められる性能を確実に引き出すことができる。

上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記出口パイプが減圧部として構成されることが好ましい。

この構成によると、熱交換器に内包される減圧部を小型化することができる。

また本発明は、上記パラレルフロー型熱交換器を室外機または室内機に搭載した空気調和機であることを特徴としている。

この構成によると、パラレルフロー型熱交換器の外部に減圧機構がない分、全体のシステムを簡素化し、室外機または室内機を小型化することができる。

本発明によると、パラレルフロー型熱交換器に膨張弁やキャピラリーチューブといった減圧機構を組み合わせなくて済むから、全体のシステムを簡素化し、部品コストを抑えることができる。減圧機構を溶接して取り付けることで溶接箇所が増えることによる製造コストの上昇や、冷媒漏れの可能性の増大なども懸念せずに済む。パラレルフロー型熱交換器を搭載する機器の筐体が大型化することもない。

本発明の第１実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の概略構成図である。図１のII−II線に沿った断面図である。本発明の第２実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の概略構成図である。本発明の第３実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の断面図である。本発明の第４実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の概略構成図である。本発明の第５実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の概略構成図である。空気調和機の概略構成図で、冷房運転時の状態を示すものである。空気調和機の概略構成図で、暖房運転時の状態を示すものである。空気調和機の制御ブロック図である。従来構造の空気調和機の概略構成図で、冷房運転時の状態を示すものである。従来構造の空気調和機の概略構成図で、暖房運転時の状態を示すものである。

本発明に係るパラレルフロー型熱交換器の第１実施形態を図１及び図２に示す。図１では紙面上側が熱交換器の上側、紙面下側が熱交換器の下側となる。パラレルフロー型熱交換器５０は、２本の垂直方向ヘッダパイプ５１、５２と、その間に配置される複数の水平方向偏平チューブ５３を備える、サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器として構成されている。ヘッダパイプ５１、５２は水平方向に間隔を置いて平行に配置され、偏平チューブ５３は垂直方向に所定ピッチで配置されている。実際に機器に搭載する段階では、熱交換器５０は設計の要請に従って様々な角度に据え付けられるから、本明細書における「垂直方向」「水平方向」は厳格に解釈されるべきものではない。単なる方向の目安として理解されるべきである。

偏平チューブ５３は金属を押出成型した細長い成型品であり、図２に示す通り、内部には冷媒を流通させる冷媒通路５４が形成されている。偏平チューブ５３は長手方向である押出成型方向を水平にする形で配置されるので、冷媒通路５４の冷媒流通方向も水平になる。冷媒通路５４は断面形状及び断面面積の等しいものが図２の左右方向に複数個並び、そのため偏平チューブ５３の垂直断面はハーモニカ状を呈している。各冷媒通路５４はヘッダパイプ５１、５２の内部に連通する。

偏平チューブ５３の偏平面には放熱フィン５５が取り付けられる。上下に並ぶ放熱フィン５５のうち、最上段のものと最下段のものを除く放熱フィン５５は上端と下端が上下の偏平チューブ５３に接する。最上段の放熱フィン５５は下端のみが偏平チューブ５３に接し、上端にはサイドプレート５６が取り付けられる。最下段の放熱フィン５５は上端のみが偏平チューブ５３に接し、下端にはサイドプレート５６が取り付けられる。図１において、放熱フィン５５はコルゲートフィンとして描かれているが、プレートフィンであってもよい。

ヘッダパイプ５２の上部と下部には冷媒出入口パイプ５７、５８が接続される。熱交換器５０が凝縮器として用いられるときは、冷媒出入口パイプ５７は冷媒が流入する入口パイプとして機能し、冷媒出入口パイプ５８は冷媒が流出する出口パイプとして機能する。熱交換器５０が蒸発器として用いられるときは、冷媒出入口パイプ５８は冷媒が流入する入口パイプとして機能し、冷媒出入口パイプ５７は冷媒が流出する出口パイプとして機能する。

ヘッダパイプ５１、５２、偏平チューブ５３、放熱フィン５５、サイドプレート５６、及び冷媒出入口パイプ５７、５８はいずれもアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、偏平チューブ５３はヘッダパイプ５１、５２に対し、放熱フィン５５は偏平チューブ５３に対し、サイドプレート５６は放熱フィン５５に対し、冷媒出入口パイプ５７、５８はヘッダパイプ５２に対し、それぞれロウ付けまたは溶着で固定される。

ヘッダパイプ５１の内部は、１個の仕切部Ｐ１により２個の区画Ｓ１、Ｓ２に仕切られている。仕切部Ｐ１は複数の偏平チューブ５３を複数の偏平チューブグループに区分する。区画Ｓ１には合計２４本の偏平チューブ５３のうち１７本からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ２には７本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続される。

ヘッダパイプ５２の内部は、２個の仕切部Ｐ２、Ｐ３により３個の区画Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５に仕切られている。仕切部Ｐ２、Ｐ３は複数の偏平チューブ５３を複数の偏平チューブグループに区分する。区画Ｓ３には合計２４本の偏平チューブ５３のうち９本からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ４には１２本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ５には３本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続される。冷媒出入口パイプ５７は区画Ｓ３に連通し、冷媒出入口パイプ５８は区画Ｓ５に連通する。

上記した偏平チューブ５３の総数、各ヘッダパイプ内部の仕切部の数とそれによって仕切られる区画の数、及び仕切部によって区分される偏平チューブグループ毎の偏平チューブ５３の数は、いずれも単なる例示であり、発明を限定するものではない。

熱交換器５０の機能は次の通りである。熱交換器５０が凝縮器として用いられるとき、冷媒は入口パイプとして機能する冷媒出入パイプ５７を通じて区画Ｓ３に流入する。区画Ｓ３に入った冷媒は区画Ｓ３と区画Ｓ１を連結する９本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ１に向かう。この９本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＡを構成する。冷媒パスＡはブロック矢印で象徴されている。それ以外の冷媒パスもブロック矢印で象徴させる。

区画Ｓ１に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ１と区画Ｓ４を連結する８本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ４に向かう。この８本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＢを構成する。

区画Ｓ４に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ４と区画Ｓ２を連結する４本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ２に向かう。この４本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＣを構成する。

区画Ｓ２に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ２と区画Ｓ５を連結する３本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ５に向かう。この３本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＤを構成する。区画Ｓ５に入った冷媒は出口パイプとして機能する冷媒出入パイプ５８より流出する。

熱交換器５０が蒸発器として用いられるときは冷媒の流れ方向が逆になる。冷媒は入口パイプとして機能する冷媒出入パイプ５８を通じて区画Ｓ５に流入する。それ以後の冷媒の流れは、熱交換器５０が凝縮器として用いられるときの冷媒パスを逆に辿る。すなわち冷媒パスＤ→冷媒パスＣ→冷媒パスＢ→冷媒パスＡのルートで冷媒は区画Ｓ１に入り、出口パイプとして機能する冷媒出入パイプ５７より流出する。

熱交換器５０では、凝縮器として用いられるときに出口パイプとして機能する冷媒出入口パイプ５８の直前の冷媒パス、すなわち冷媒パスＤが減圧部５９として構成される。

冷媒パスＤの水力直径は、冷媒パスＤに含まれる３本の偏平チューブ５３の水力直径の合計である。図２に示す通り、冷媒パスＤに含まれる偏平チューブ５３はそれ以外の偏平チューブ５３に比べて冷媒通路５４の断面積が小さい。冷媒パスＤに含まれる３本の偏平チューブ５３の冷媒通路５４の断面積合計と、その冷媒通路５４の周囲長さ合計より冷媒パスＤの水力直径が求められるが、その値は他の冷媒パスの水力直径よりも小とされている。これにより冷媒パスＤの圧力損失が増大し、冷媒パスＤは減圧部５９となる。

水力直径は次のように決定する。まず、減圧部５９に含まれない３本の偏平チューブ５３の水力直径の合計を、従来膨張弁やキャピラリーチューブを用いて作っていた圧力損失と同等の圧力損失となるように設定する。その水力直径の合計よりも小さくなるように、減圧部５９に含まれる３本の偏平チューブ５３の水力直径の合計を決定する。

水力直径の合計を小とするについては、上記のように冷媒通路５４の断面積を小さくするという手法の他、冷媒通路５４の断面積は変えないが、冷媒パスＤに含まれる偏平チューブ５３の本数を減らすというやり方もある。あるいは、冷媒通路５４の断面積を小さくするとともに冷媒パスＤに含まれる偏平チューブ５３の本数を減らすというやり方もある。

このように熱交換器５０は、自身の内部に減圧部５９を備えることとなり、膨張弁やキャピラリーチューブなどの外部減圧機構を用いなくて済むから、部品コストが安くつく。外部減圧機構を溶接して取り付けることから溶接箇所が増えて製造コストが上昇する、冷媒漏れの可能性が増えるなどの懸念も少なくて済む。

本発明に係るパラレルフロー型熱交換器の第２実施形態を図３に示す。第１実施形態と機能的に共通する構成要素については第１実施形態の説明で用いた符号をそのまま用い、説明は省略する。第３実施形態以下の実施形態についても同様とする。

第２実施形態の熱交換器５０は、第１実施形態の熱交換器５０と同様、冷媒パスＤの水力直径が他の冷媒パスに比べて小とされ、これにより冷媒パスＤは減圧部５９となっている。但し第２実施形態の熱交換器５０は第１実施形態の熱交換器５０と次の点が異なっている。すなわち第１実施形態の熱交換器５０では上下に隣接する偏平チューブ５３の全ての組み合わせの間に放熱フィン５５が配置されているが、第２実施形態の熱交換器５０では放熱フィン５５が存在しない箇所が存在する。それは冷媒パスＤの一番上の偏平チューブ５３と冷媒パスＣの一番下の偏平チューブ５３の間である。すなわち熱交換器５０が凝縮器として用いられるときに出口パイプとして機能する冷媒出入口パイプ５８の直前の冷媒パスであり、凝縮部５９となる冷媒パスＤと、さらにその前の冷媒パスである冷媒パスＣとの間には放熱フィン排除空間６０が設定されている。

通常、減圧後の冷媒温度は雰囲気温度以下になる。減圧部５９となる冷媒パスＤとその前の冷媒パスＣの間に放熱フィン５５が存在すると、その放熱フィン５５と雰囲気の空気との間で熱交換が行われ、減圧部５９に熱が供給される。また、冷媒パスＣから冷媒パスＤへの熱伝導も生じる。上記のように冷媒パスＤと冷媒パスＣの間を放熱フィン排除空間６０としておけば、減圧部５９が雰囲気の空気から吸熱することが少なくなり、減圧部５９の前の冷媒パスＣより放熱フィン５５を通じて熱が伝わることもなくなる。このように減圧部５９に対する無用な熱供給が抑制される結果、熱交換性能が一層向上する。

放熱フィン排除空間６０だけでなく、冷媒パスＤに含まれる３本の偏平チューブ５３の全てから放熱フィン５５を取り除くこととしてもよい。

本発明に係るパラレルフロー型熱交換器の第３実施形態を図４に示す。第３実施形態の熱交換器５０も、第１実施形態及び第２実施形態と同様、冷媒パスＤが減圧部５９となっている。

第３実施形態の熱交換器５０の特徴は、熱交換器５０が凝縮器として用いられるときに出口パイプとして機能する冷媒出入口パイプ５８の直前の冷媒パスであって、減圧部５９となる冷媒パスＤに対し、熱交換器５０を流れる気流を遮る遮風板６１が設けられている点である。

上記のように遮風板６１を設けたことにより、減圧部５９の偏平チューブ５３に対し、熱交換器５０を流れる気流から熱が伝わりにくくなる。すなわち気流により減圧部５９に無用な熱供給が発生することが抑制され、熱交換性能が一層向上する。

本発明に係るパラレルフロー型熱交換器の第４実施形態を図５に示す。第４実施形態の熱交換器５０は第１実施形態の熱交換器５０にレシーバータンク６２を付加したものである。レシーバータンク６２が接続されるのはヘッダパイプ５１である。レシーバータンク６２は、上下方向に間隔を置いて並んだ１対の冷媒出入管６３、６４によりヘッダパイプ５１に接続される。レシーバータンク６２及び冷媒出入管６３、６４はヘッダパイプ５１と同材質であり、冷媒出入管６３、６４はレシーバータンク６２とヘッダパイプ５１に対し、ロウ付けまたは溶着で固定される。

ヘッダパイプ５１においてレシーバータンク６２は、熱交換器５０が凝縮器として用いられるときに出口パイプとして機能する冷媒出入口パイプ５８の直前の冷媒パス、すなわち減圧部５９として構成される冷媒パスＤよりも冷媒の流れ方向において上流側に接続されている。ヘッダパイプ５１の内部には冷媒パスＣと冷媒パスＤの間の位置に仕切部Ｐ４が設けられ、仕切部Ｐ４より下は区画Ｓ６となっている。冷媒出入管６３は区画Ｓ２に連通し、冷媒出入管６４は区画Ｓ６に連通する。

冷媒パスＣから区画Ｓ２に入った冷媒はレシーバータンク６２に入り、レシーバータンク６２から区画Ｓ６に入る。区画Ｓ６に入った冷媒は冷媒パスＤを通って区画Ｓ５に流出する。レシーバータンク６２を用いることにより、熱交換器５０に求められる性能を確実に引き出すことができる。

本発明に係るパラレルフロー型熱交換器の第５実施形態を図６に示す。第５実施形態の熱交換器５０は、冷媒パスＤが減圧部となっていない。第５実施形態の熱交換器５０で減圧部５９となるのは、熱交換器５０が凝縮器として用いられるときに出口パイプとして機能する冷媒出入口パイプ５８である。第４実施形態以前の実施形態の冷媒出入口パイプ５８に比べ、第５実施形態の冷媒出入口パイプ５８は水力直径小とされており、これにより冷媒出入口パイプ５８の圧力損失が増大し、冷媒出入口パイプ５８は減圧部５９となる。

このように冷媒出入口パイプ５８を減圧部５９として構成したことにより、熱交換器５０に内包される減圧部５９を小型化することができる。

第１実施形態から第５実施形態までの構成は排他的なものではないので、組み合わせが可能である限り重複実施することができる。例えば第３実施形態の遮風板６１は第２実施形態や第４実施形態でも実施することができる。第４実施形態のレシーバータンク６２を第２、第３、第５実施形態で実施することもできる。第５実施形態をそれ以前の実施形態と組み合わせ、冷媒パスＤと冷媒出入口パイプ５８の両方で減圧部５９を構成させることも可能である。

熱交換器５０に出口パイプが複数本存在する場合にも、それらの出口パイプを減圧部として構成することにより、またはそれらの出口パイプの直前の冷媒パスを減圧部として構成することにより、本発明の効果を得ることが可能である。

図７から図９に示すのは本発明に係るパラレルフロー型熱交換器５０を組み込んだ空気調和機１である。図１０、１１に示した従来構造の空気調和機１と機能的に共通する構成要素には図１０、１１で用いた符号をそのまま用い、説明は省略する。

本発明に係るパラレルフロー型熱交換器５０は、室外側熱交換器１４として用いることができる。あるいは、室内側熱交換器３２を構成する３個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃのいずれか、または全てを、本発明に係るパラレルフロー型熱交換器５０とすることができる。いずれにせよ、本発明に係るパラレルフロー型熱交換器５０を用いることとすれば、図１０、１１の従来構造で用いた膨張弁１５を用いなくて済む。パラレルフロー型熱交換器５０の外部に減圧機構がない分、全体のシステムが簡素化され、室外機１０を小型化することができる。特に空気調和機１が冷房専用機である場合、室外側熱交換器１４に本発明に係るパラレルフロー型熱交換器５０を用いるのがよい。

空気調和機１についての追加説明を行う。空気調和機１の運転制御を行う上で、各所の温度を知ることが不可欠である。この目的のため、室外機１０と室内機３０に温度検出器が配置される。室外機１０においては、室外側熱交換器１４に温度検出器２１が配置され、圧縮機１２の吐出部となる吐出管１２ａに温度検出器２２が配置され、圧縮機１２の吸入部となる吸入管１２ｂに温度検出器２３が配置され、膨張弁１５と二方弁１９の間の冷媒配管に温度検出器２４が配置され、筐体１１の内部の所定箇所に室外温度測定用の温度検出器２５が配置される。室内機３０においては、室内側熱交換器３２に温度検出器３４が配置され、筐体３１の内部の所定箇所に室内温度測定用の温度検出器３５が配置される。温度検出器２１、２２、２３、２４、２５、３４、３５はいずれもサーミスタにより構成される。

空気調和機１の全体制御を司るのは図１０に示す制御部４０である。制御部４０は
室内温度が使用者によって設定された目標値に達するように制御を行う。

制御部４０は圧縮機１２、切替弁１３、室外側送風機１６、及び室内側送風機３３に対し動作指令を発する。また制御部４０は温度検出器２１〜２５及び温度検出器３４、３５からそれぞれの検出温度の出力信号を受け取る。制御部４０は温度検出器２１〜２５及び温度検出器３４、３５からの出力信号を参照しつつ、圧縮機１２、室外側送風機１６、及び室内側送風機３３に対し運転指令を発し、切替弁１３に対しては状態切り替えの指令を発する。

図７から図９に示した空気調和機１の冷房運転及び暖房運転の状況は、図１０、１１に示した従来の空気調和機１における冷房運転及び暖房運転の状況と同様である。

本発明に係る熱交換器５０はサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器に限定されるものではない。ダウンフロー方式のパラレルフロー型熱交換器であってもよい。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明はパラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した空気調和機に広く利用可能である。

１空気調和機
１０室外機
３０室内機
５０熱交換器
５１、５２ヘッダパイプ
５３偏平チューブ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ冷媒パス
５５放熱フィン
５７、５８冷媒出入口パイプ
５９減圧部
６０放熱フィン排除空間
６１遮風板
６２レシーバータンク

Claims

２本のヘッダパイプと、前記ヘッダパイプ同士を連結する複数本の偏平チューブを備え、前記複数本の偏平チューブは所定本数ずつに区分され、各区分が前記２本のヘッダパイプの一方から他方へと冷媒を流す１ターンの冷媒パスを構成するパラレルフロー型熱交換器において、
前記２本のヘッダパイプの一方には当該熱交換器が凝縮器として用いられるときの冷媒出口となる出口パイプが接続され、前記出口パイプの直前の冷媒パスが減圧部として構成されるものであり、当該冷媒パスの水力直径は、冷媒通路の断面積を小さくすることで、それ以外の冷媒パスに比べて小とされており、
前記偏平チューブ同士の間には、減圧部として構成される前記冷媒パスとその前の冷媒パスとの間に設定された放熱フィン排除空間を除き、放熱フィンが配置されていることを特徴とするパラレルフロー型熱交換器。
２本のヘッダパイプと、前記ヘッダパイプ同士を連結する複数本の偏平チューブを備え、前記複数本の偏平チューブは所定本数ずつに区分され、各区分が前記２本のヘッダパイプの一方から他方へと冷媒を流す１ターンの冷媒パスを構成するパラレルフロー型熱交換器において、
前記２本のヘッダパイプの一方には当該熱交換器が凝縮器として用いられるときの冷媒出口となる出口パイプが接続され、前記出口パイプの直前の冷媒パスが減圧部として構成されるものであり、当該冷媒パスの水力直径は、冷媒通路の断面積を小さくすることで、それ以外の冷媒パスに比べて小とされており、
減圧部として構成される前記冷媒パスに対し、当該パラレルフロー型熱交換器を流れる気流を遮る遮風板が設けられることを特徴とするパラレルフロー型熱交換器。
前記２本のヘッダパイプの一方には、減圧部として構成される前記冷媒パスよりも冷媒の流れ方向において上流側にレシーバータンクが接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のパラレルフロー型熱交換器。
２本のヘッダパイプと、前記ヘッダパイプ同士を連結する複数本の偏平チューブを備え、前記複数本の偏平チューブは所定本数ずつに区分され、各区分が前記２本のヘッダパイプの一方から他方へと冷媒を流す１ターンの冷媒パスを構成するパラレルフロー型熱交換器において、
前記２本のヘッダパイプの一方には当該熱交換器が凝縮器として用いられるときの冷媒出口となる出口パイプが接続され、前記出口パイプの直前の冷媒パスが減圧部として構成され、
減圧部として構成される前記冷媒パスに対し、当該パラレルフロー型熱交換器を流れる気流を遮る遮風板が設けられることを特徴とするパラレルフロー型熱交換器。