JP7258151B2 - 熱交換器および冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
<冷凍サイクル装置の構成>
図1に示されるように、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100は、冷媒が循環する冷媒回路を備える。冷媒回路は、圧縮機101、流路切替部としての四方弁102、減圧部103、第1熱交換器1、および第2熱交換器104を含む。冷凍サイクル装置100は、第1熱交換器1に送風する第1ファン105と、第2熱交換器104に送風する第2ファン106とをさらに備える。
図2(A)および図2(B)に示されるように、第1熱交換器1は、例えば複数のフィン2と、複数の伝熱管3,4,5と、分配部10とを主に備える。第1熱交換器1は、複数のフィン2に沿って第2方向Bに沿って流れる気体と、複数の第1伝熱管3,4,5の各々の内部を第1方向Aに沿って流れる冷媒とが熱交換するように設けられている。第1方向Aは、第2方向Bと交差する方向であり、例えば直交する方向である。第1方向Aおよび第2方向Bは、上下方向Cと交差する方向であり、例えば水平方向である。
第1熱交換器1では、第1伝熱管3内の冷媒の流路断面積が第2伝熱管4内の冷媒の流路断面積よりも小さい。すなわち、第1伝熱管3内を流れる冷媒の圧力損失は第2伝熱管4内を流れる冷媒の圧力損失よりも大きい。そのため、上記第2状態において冷媒が第1伝熱管3から第2伝熱管4に流れることにより、第1伝熱管3を流れる冷媒の圧力は第2伝熱管4を流れる冷媒の圧力よりも高くなる。上記第2状態において第1伝熱管3および第2伝熱管4を流れる冷媒は気液2相状態にあり、当該冷媒の圧力と当該冷媒の温度とは正に相関する。そのため、上記第2状態において、第1伝熱管3を流れる冷媒の温度は、第2伝熱管4を流れる冷媒の温度よりも高くなる。
図5に示されるように、実施の形態2に係る第1熱交換器1Aは、実施の形態1に係る第1熱交換器1と基本的に同様の構成を備えるが、上下方向Cに隣り合う2つの第1伝熱管3の間隔D1が上下方向Cに隣り合う2つの第2伝熱管4の間隔D2よりも広い点で、実施の形態1に係る第1熱交換器1とは異なる。
図6に示されるように、実施の形態3に係る第1熱交換器1Bは、実施の形態1に係る第1熱交換器1と基本的に同様の構成を備えるが、複数の第1伝熱管3の第2方向Bにおける配列数が複数の第2伝熱管4の第2方向Bにおける配列数よりも少ない点で、実施の形態1に係る第1熱交換器1とは異なる。
図7に示されるように、実施の形態4に係る第1熱交換器1Cは、実施の形態2に係る第1熱交換器1Aと基本的に同様の構成を備えるが、複数の第1伝熱管3の第2方向Bにおける配列数が複数の第2伝熱管4の第2方向Bにおける配列数よりも少ない点で、実施の形態2に係る第1熱交換器1Aとは異なる。異なる観点から言えば、第1熱交換器1Cは、実施の形態3に係る第1熱交換器1Bと基本的に同様の構成を備えるが、上下方向Cに隣り合う2つの第1伝熱管3の間隔D1が上下方向Cに隣り合う2つの第2伝熱管4の間隔D2よりも広い点で、実施の形態3に係る第1熱交換器1Bとは異なる。
上記第1熱交換器1,1A,1B,1Cでは、複数の伝熱管3,4,5が円管として構成されているが、これに限られるものでもない。複数の伝熱管3,4,5の各々は扁平管として構成されていてもよい。
Claims (7)
- 複数の伝熱管を備え、
前記複数の伝熱管は、上下方向と交差する第1方向に沿って延在する複数の第1伝熱管と、前記複数の第1伝熱管よりも上方に配置されており、かつ前記第1方向に沿って延在する複数の第2伝熱管とを含み、
前記複数の第1伝熱管は、前記複数の第2伝熱管と直列に接続されており、
前記複数の第1伝熱管の各々と前記上下方向に隣接する領域には、前記上下方向および前記第1方向の各々と交差する第2方向に沿って延びる複数の第1風路が形成されており、
前記複数の第2伝熱管の各々と前記上下方向に隣接する領域には、前記第2方向に沿って延びる複数の第2風路が形成されており、
前記複数の第1伝熱管は、
最も上流側に位置し前記上下方向において互いに間隔を隔てて配置されている第1群の第1伝熱管と、
前記第2方向において前記第1群の第1伝熱管と間隔を隔てて配置されており、前記上下方向において互いに間隔を隔てて配置されており、かつ前記第2方向から視たときに前記第1群の第1伝熱管のうち前記上下方向に隣り合う2つの前記第1伝熱管の間に配置されている第2群の第1伝熱管とを含み、
前記複数の第1風路の各々は、前記第2方向から視て、前記上下方向に隣り合う前記第1群の第1伝熱管と前記第2群の第1伝熱管との間に形成されており、
前記複数の第2伝熱管は、
最も上流側に位置し前記上下方向において互いに間隔を隔てて配置されている第1群の第2伝熱管と、
前記第2方向において前記第1群の第2伝熱管と間隔を隔てて配置されており、かつ前記第2方向から視たときに前記第1群の第2伝熱管のうち前記上下方向に隣り合う2つの前記第2伝熱管の間に配置されている第2群の第2伝熱管とを含み、
前記複数の第2風路の各々は、前記第2方向から視て、前記上下方向に隣り合う前記第1群の第2伝熱管と前記第2群の第2伝熱管との間に形成されており、
前記複数の第1伝熱管の各々の流路断面積は、前記複数の第2伝熱管の各々の流路断面積よりも小さく、
前記第2方向から視たときに、前記複数の第1風路の各々の投影面積は、前記複数の第2風路の各々の投影面積よりも大きい、熱交換器。 - 複数の伝熱管を備え、
前記複数の伝熱管は、上下方向と交差する第1方向に沿って延在する複数の第1伝熱管と、前記複数の第1伝熱管よりも上方に配置されており、かつ前記第1方向に沿って延在する複数の第2伝熱管とを含み、
前記複数の第1伝熱管は、前記複数の第2伝熱管と直列に接続されており、
前記複数の第1伝熱管は、前記上下方向に互いに間隔を空けて配置されており、
前記複数の第1伝熱管の各々と前記上下方向に隣接する領域には、前記上下方向および前記第1方向の各々と交差する第2方向に沿って延びる複数の第1風路が形成されており、
前記複数の第2伝熱管の各々と前記上下方向に隣接する領域には、前記第2方向に沿って延びる複数の第2風路が形成されており、
前記複数の第2伝熱管は、
最も上流側に位置し前記上下方向において互いに間隔を隔てて配置されている第1群の第2伝熱管と、
前記第2方向において前記第1群の第2伝熱管と間隔を隔てて配置されており、かつ前記第2方向から視たときに前記第1群の第2伝熱管のうち前記上下方向に隣り合う2つの前記第2伝熱管の間に配置されている第2群の第2伝熱管とを含み、
前記複数の第2風路の各々は、前記第2方向から視て、前記上下方向に隣り合う前記第1群の第2伝熱管と前記第2群の第2伝熱管との間に形成されており、
前記複数の第1伝熱管の各々の流路断面積は、前記複数の第2伝熱管の各々の流路断面積よりも小さく、
前記第2方向から視たときに、前記複数の第1風路の各々の投影面積は、前記複数の第2風路の各々の投影面積よりも大きい、熱交換器。 - ファンからの送風により前記第1風路及び前記第2風路に前記第2方向に沿った気流が形成されたときに、前記第1風路の風量は前記第2風路の風量よりも多くなるように設けられている、請求項1又は2に記載の熱交換器。
- 前記複数の第1伝熱管のうち前記上下方向に隣り合う2つの前記第1伝熱管の間隔は、前記複数の第2伝熱管のうち前記上下方向に隣り合う2つの前記第2伝熱管の間隔よりも広い、請求項1~3のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 前記複数の第1伝熱管に対し前記複数の第2伝熱管と並列に接続されている複数の第3伝熱管をさらに備える、請求項2~4のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 前記複数の伝熱管の各々と前記上下方向に隣接する領域に形成され、かつ前記第2方向に沿って延びる複数の風路のうち、最も下方に位置する風路は、前記第1風路として構成されている、請求項1~5のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 圧縮機、流路切替部、減圧部、第1熱交換器、および第2熱交換器を備え、
前記流路切替部は、冷媒が前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記減圧部、および前記第2熱交換器を順に流れる第1状態と、前記冷媒が前記圧縮機、前記第2熱交換器、前記減圧部、および前記第1熱交換器を順に流れる第2状態とを切り替えるように設けられており、
前記第1熱交換器は、請求項1~6のいずれか1項に記載の熱交換器として設けられており、かつ、冷媒が前記第1状態では前記複数の第2伝熱管から前記複数の第1伝熱管に流れ、前記第2状態では前記複数の第1伝熱管から前記複数の第2伝熱管に流れ、
前記第1熱交換器に送風して前記第1風路及び前記第2風路に前記第2方向に沿った気流を形成するフィンをさらに備える、冷凍サイクル装置。
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