JP7399286B2 - 熱交換器および冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
<空気調和装置の構成>
図1は、実施の形態1に係る空気調和装置の構成を示す図である。ここでは、実施の形態1の熱交換器を有する冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置について説明する。
次に、空気調和装置の各機器の動作について、冷媒の流れに基づいて説明する。まず、暖房運転における冷媒回路の各機器の動作を、冷媒の流れに基づいて説明する。図1の実線矢印は、暖房運転における冷媒の流れを示している。圧縮機210により圧縮されて吐出した高温および高圧のガス冷媒は、四方弁220を通過し、室内熱交換器110に流入する。ガス冷媒は、室内熱交換器110を通過中に、たとえば、空調対象空間の空気と熱交換することで凝縮し、液化する。凝縮し、液化した冷媒は、膨張弁120を通過する。冷媒は、膨張弁120を通過する際、減圧される。膨張弁120で減圧されて気液二相状態となった冷媒は、室外熱交換器230を通過する。室外熱交換器230において、室外送風機250から送られた室外の空気と熱交換することで蒸発し、ガス化した冷媒は、四方弁220およびアキュムレータ240を通過して、再度、圧縮機210に吸入される。以上のようにして、空気調和装置の冷媒が循環し、暖房に係る空気調和を行う。
図2は、実施の形態1に係る熱交換器1の構成の概略を示す図である。また、図3は、実施の形態1に係る熱交換器1における熱交換部10の各部を説明する図である。ここで、実施の形態1に係る熱交換器1は、室外熱交換器230が有するものとする。ただし、これに限定するものではなく、室内熱交換器110が有していてもよい。熱交換器1は、パラレル配管形となるコルゲートフィンチューブ型の熱交換器である。熱交換器1は、分配合流部となる2本の分配ヘッダ11(分配ヘッダ11Aおよび分配ヘッダ11B)、折り返し部となる折り返しヘッダ13並びに複数の扁平伝熱管14および複数のコルゲートフィン15を有する熱交換部10を備える。
図6は、実施の形態2に係る熱交換器1が蒸発器として機能する場合の熱交換器1における空気および冷媒の温度変化の概略を示す図である。ここで、実施の形態2の空気調和装置および熱交換器1は、実施の形態1で説明した空気調和装置および熱交換器1の構成と同じである。ただし、実施の形態2の熱交換器1の各領域においてグループとなる扁平伝熱管14の数は、特に、主熱交換部10A>第1補助熱交換部10B>第2補助熱交換部10Cであるものとする。
図7は、実施の形態3に係る熱交換器1における扁平伝熱管14の配分について説明する図である。実施の形態3の熱交換器1は、主熱交換部10Aに属する扁平伝熱管14が、分配ヘッダ11および折り返しヘッダ13内の仕切り板によって、分配経路が異なる複数の組にさらに分割されているものとする。そして、各組における扁平伝熱管14の数は、均等な数でなくてもよく、異なる数としてもよい。
図8は、実施の形態4に係る熱交換器1の構成の概略を示す図である。図8において、図2と同じ符号を付している部材などについては、実施の形態1で説明したことと同様の部材などである。実施の形態4の熱交換器1は、風上列の主熱交換部10Aに属する扁平伝熱管14については、分配ヘッダ11Bの代わりに、組毎に積層分配器17で接続する。そして、積層分配器17は、熱交換器1が蒸発器となるときに、風上列の第1補助熱交換部10B、分配ヘッダ11Bおよび接続配管16を通過して流入した冷媒を分配する。また、積層分配器17は、熱交換器1が蒸発器となるときには、主熱交換部10Aを通過した冷媒を合流させる。
Claims (8)
- 冷媒が管内を流れる複数の伝熱管が高さ方向に並んで配置され、前記冷媒と空気とを熱交換する熱交換部と、
複数の前記伝熱管の一端が接続され、前記空気が流れる方向に、風上列および風下列の2列に並んだ前記熱交換部の間で前記冷媒を流通させる折り返し部と、
各列の前記熱交換部における前記伝熱管の他端が接続され、前記伝熱管に前記冷媒を分配または合流させる複数の分配合流部と
を備える熱交換器であって、
前記熱交換部の複数の前記伝熱管は、前記高さ方向の上側から順に、主熱交換部、前記主熱交換部より前記伝熱管の数が少ない第1補助熱交換部および前記第1補助熱交換部以下の前記伝熱管の数となる第2補助熱交換部のグループに分かれ、
凝縮器として機能するときに、流入した前記冷媒が、前記風下列の前記主熱交換部、前記風上列の前記主熱交換部、前記風上列の前記第1補助熱交換部、前記風下列の前記第1補助熱交換部、前記風下列の前記第2補助熱交換部および前記風上列の前記第2補助熱交換部の順に流れて流出し、
前記主熱交換部は、前記分配合流部からの前記冷媒の分配経路により、前記伝熱管がさらに複数の組に分割され、
前記主熱交換部は、前記空気が多く通過する前記組の前記伝熱管の数が、他の組の前記伝熱管の数よりも少ない熱交換器。 - 前記風上列の前記熱交換部と前記風下列の前記熱交換部とにおける前記伝熱管の数が同じである請求項1に記載の熱交換器。
- 前記折り返し部は、前記風上列の前記熱交換部における前記主熱交換部の前記伝熱管と前記風下列の前記熱交換部における前記主熱交換部の前記伝熱管とを、それぞれ1対1で接続する請求項1または請求項2に記載の熱交換器。
- 前記分配合流部は、板状部材を複数積層した積層分配器を有する請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 前記伝熱管は、断面が扁平形状を有し、前記冷媒が流れる流路を内部に有する扁平伝熱管である請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 少なくとも凝縮器に、請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の熱交換器を有する冷凍サイクル装置。
- 前記熱交換器の前記熱交換部における前記伝熱管が、前記主熱交換部の前記伝熱管の数>前記第1補助熱交換部の前記伝熱管の数>前記第2補助熱交換部の前記伝熱管の数の関係を有し、
前記熱交換器が蒸発器として機能するときに、前記風上列の前記第2補助熱交換部から流入する冷媒の温度が、前記熱交換部に流入する前記空気の温度より高い温度とする請求項6に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記熱交換部の空気の通過方向とファンの回転軸の方向が同じ向きに配置され、前記熱交換部に前記空気を通過させる送風機を備え、
前記ファンの回転中心との距離が最も近い前記組における前記伝熱管の数が、他の組の前記伝熱管の数よりも少ない請求項6または請求項7に記載の冷凍サイクル装置。
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