WO2017212543A1 - 空気調和装置の室外機 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an outdoor unit of an air conditioner equipped with a heat exchanger.
- An outdoor unit of an air conditioner equipped with a fin tube type heat exchanger having a flat tube having a rectangular cross-sectional shape as a shape of a heat transfer tube is known.
- a heat exchanger using a flat tube is referred to as a “flat tube heat exchanger”.
- a U-shaped notch is formed in the width direction from one end in the width direction of the fin, and a flat tube is press-fitted into the notch.
- the heat transfer tube is formed by bending one flat tube into a U shape.
- the flat tube heat exchanger has a plurality of heat exchange portions in which a plurality of flat tubes are aligned with the longitudinal direction of the flat shape aligned, and a plurality of fins are aligned and attached to the flat tube with a predetermined gap.
- the flat tube heat exchanger is normally bent into an L shape or a U shape.
- the bending radii are different between the heat exchanger located outside the L shape and the heat exchanger located inside. . Therefore, in the heat exchanger inside the bend and the heat exchanger outside, the U-curved part which is one end of the heat exchanger (hereinafter also referred to as “hairpin part”) or the other end The position of the header connection part which is a part is not aligned.
- the heat exchanger according to Patent Document 1 is configured by arranging a plurality of rows of heat exchanging parts by aligning hairpin portions as one end.
- a conventional flat tube heat exchanger if the hairpin portions of the flat tube are arranged without being aligned, the hairpin portion of the upstream heat exchanger located outside the L-shaped bend and the inside of the L-shaped bend And the fins of the downstream heat exchanger that overlap with each other are arranged in the air passage.
- this flat tube heat exchanger is used as an evaporator in a refrigeration cycle of an air conditioner, air also passes through the hairpin portion of the upstream heat exchanger that overlaps the fins of the downstream heat exchanger, and the flat tube Condensation occurs on the hairpin part.
- frost forms on the hairpin portion of the flat tube.
- the air conditioner repeats heating operation and defrosting operation alternately when heating operation is performed under low temperature outside air conditions.
- the flat tube is arranged with one straight part of the U-shaped part on the top and the other straight part on the bottom, and the moisture attached to the straight part on the hairpin part is the hairpin. It flows through the U-shaped arc-shaped part of the part to the lower straight part. Further, since the flat tube has a wide flat portion directed in the vertical direction in the cross-sectional shape, the moisture that has flowed to the straight portion under the hairpin portion is unlikely to flow down from the flat portion, and moisture tends to accumulate. When frost is formed on the hairpin part of the flat tube, the frost is melted by the defrosting operation, but if the melted water does not flow completely from the flat tube, the condensed water freezes during the heating operation and the ice it can.
- the heat exchanger is arranged with one straight part of the U-shaped part of the hairpin part on the top and the other straight part on the bottom. Grows to connect. Grown ice can squeeze the flat tube and cause the tube to break.
- the heat exchanger is arranged with the hairpin portions of the plurality of rows of heat exchange portions aligned, but the fin portions of the heat exchange portions are fins.
- the space between the fins is narrow, making it difficult for air to pass through compared to the hairpin part. Therefore, the air sucked into the outdoor unit also flows through the hairpin portion through which air easily passes, and forms frost in the same manner as the above-described conventional flat tube heat exchanger. Therefore, the water adhering to the flat tube freezes and becomes ice, and the tube may break due to the growth of ice.
- the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to prevent the heat transfer tube from being broken by ice that grows on the hairpin portion of the heat exchanger.
- An outdoor unit of an air conditioner includes an air passage installed inside a housing, an outdoor heat exchanger installed in the air passage, and an outdoor that introduces air into the outdoor heat exchanger.
- the heat transfer tube has a hairpin portion that is a portion where the heat transfer tube is bent and folded, and the fin is not attached thereto, and the air passage shield covers the hairpin portion. .
- air flowing to the hairpin portion can be shielded by the above configuration, and frost formation and freezing at the hairpin portion can be suppressed. Further, since the air passage shield does not shield the fin portion of the heat exchanger, the heat exchange performance is not lowered.
- FIG. 3 is an explanatory view showing a cross section AA in FIG. 2.
- FIG. 5 is a perspective view showing an end portion on the hairpin side of the outdoor heat exchanger shown in FIGS.
- FIG. 6 is an explanatory view showing a BB cross section of FIG. 5. It is an enlarged view of the hairpin part periphery of the outdoor heat exchanger of FIG.
- FIG. 1 It is an enlarged view which shows the hairpin part of the outdoor heat exchanger as a comparative example. It is an enlarged view which shows the hairpin part of the outdoor heat exchanger as a comparative example. It is the figure which changed the height of the airway shielding object shown by FIG. It is a side view of the hairpin part of the outdoor heat exchanger of the outdoor unit which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is explanatory drawing which shows the horizontal cross section of the outdoor unit of the air conditioner which concerns on Embodiment 2.
- FIG. It is an enlarged view of the hairpin part periphery of the outdoor heat exchanger of FIG.
- FIG. 1 is a circuit diagram showing a refrigerant circuit 10 including an outdoor unit 100 of an air-conditioning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Embodiment 1 will be described with reference to the drawings.
- the air conditioning apparatus has a refrigerant circuit 10 shown in FIG.
- the compressor 11, the flow path switching device 14, the outdoor heat exchanger 90, the decompression device 12, and the indoor heat exchanger 13 are sequentially connected by a refrigerant pipe to constitute a refrigeration cycle circuit.
- a portion surrounded by a dotted line in the refrigerant circuit 10 indicates the outdoor unit 100.
- the outdoor unit 100 includes a compressor 11, a flow path switching device 14, an outdoor heat exchanger 90, and a pressure reducing device 12, and an outdoor unit for sending air to the outdoor heat exchanger 90 in the vicinity of the outdoor heat exchanger 90.
- a fan 60 is installed.
- the indoor unit 101 includes an indoor heat exchanger 13, and an indoor unit fan 15 for sending indoor air to the indoor heat exchanger 13 is installed in the vicinity of the indoor heat exchanger 13.
- the compressor 11 sucks and compresses the refrigerant to bring it into a high temperature and high pressure state, and is composed of, for example, a scroll compressor, a vane compressor, or the like.
- the flow path switching device 14 switches between a heating flow path and a cooling flow path according to an operation mode such as a cooling operation or a heating operation, and includes, for example, a four-way valve.
- the flow path switching device 14 connects the discharge side of the compressor 11 and the indoor heat exchanger 13 and connects the outdoor heat exchanger 90 and the suction side of the compressor 11 during the heating operation.
- the refrigerant flows through a path indicated by a solid line of the flow path switching device 14 in the refrigerant circuit diagram of FIG.
- the flow path switching device 14 connects the discharge side of the compressor 11 and the outdoor heat exchanger 90 and also connects the indoor heat exchanger 13 and the suction side of the compressor 11 during the cooling operation. At this time, the refrigerant flows through a path indicated by a broken line of the flow path switching unit in the refrigerant circuit diagram of FIG.
- a four-way valve is used as the flow path switching device 14 is illustrated, the present invention is not limited to this, and for example, a plurality of two-way valves may be combined.
- the outdoor heat exchanger 90 performs heat exchange between the refrigerant and the outside air.
- An outdoor unit fan 60 installed in the vicinity of the outdoor heat exchanger 90 blows outside air to the outdoor heat exchanger 90.
- the decompression device 12 is provided between the indoor heat exchanger 13 and the outdoor heat exchanger 90, and adjusts the state of the refrigerant by adjusting the flow rate.
- it is composed of a throttle device, an on-off valve that turns the refrigerant flow on and off by opening and closing.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing into the indoor heat exchanger 13 is dissipated in the indoor heat exchanger 13 and condensed from gas to liquid.
- the heat radiated in the indoor heat exchanger 13 warms the air in the room where the indoor unit 101 is installed.
- the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 13 flows into the decompression device 12 from the indoor heat exchanger 13 and is decompressed to be in a gas-liquid two-phase state.
- the decompressed refrigerant in the gas-liquid two-phase state flows into the outdoor heat exchanger 90, evaporates by absorbing heat from the air fed into the outdoor heat exchanger 90 by the outdoor unit fan 60, and passes through the flow path switching device 14. It is sucked into the compressor 11.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 90 is heat-exchanged with the air sent from the outdoor unit fan 60, dissipated, and condensed from gas to liquid.
- the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 90 flows into the decompression device 12 from the outdoor heat exchanger 90 and is decompressed to be in a gas-liquid two-phase state.
- the decompressed gas-liquid two-phase refrigerant flows into the indoor heat exchanger 13, exchanges heat with indoor air sent by the indoor unit fan 15, evaporates, passes through the flow path switching device 14, and compresses the compressor 11. Inhaled.
- FIG. 2 is a perspective view of the outdoor unit 100 of the air-conditioning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 3 is a perspective view of the outdoor unit 100 shown in FIG.
- FIG. 4 is an explanatory view showing the AA cross section of FIG.
- the x, y, and z directions shown in the following drawings correspond to each other.
- the outdoor unit 100 has, for example, a substantially rectangular parallelepiped housing. That is, as shown in FIG. 2, the outdoor unit 100 includes a front panel 51 that forms the front side of the casing of the outdoor unit 100, a side panel 52 that forms the side of the casing, and the top side of the casing. The top panel 53 which comprises this is provided. As shown in FIG.
- the outdoor unit 100 includes a back panel 55 that covers the back side of the outdoor unit 100 and the side surface facing the side panel 52.
- the rear panel 55 is provided with an air suction port 59 for taking air into the outdoor unit 100.
- the front panel 51 of the outdoor unit 100 is provided with an air outlet 62 for exhausting air to the outside.
- the air outlet 62 is covered with a fan guard 61 on the outside.
- casing of the outdoor unit 100 is not restricted only to said structure, It can change suitably.
- casing of outdoor units 100, such as the front panel 51, may be integrally formed in combination.
- Each panel may be constituted by a plurality of separate panels.
- the space inside the outdoor unit 100 is partitioned into a machine room 80 and an air passage 63 by a separator 64.
- the compressor 11, the decompression device 12, and the flow path switching device 14 are accommodated.
- an outdoor heat exchanger 90 is disposed on the upstream side, and an outdoor unit fan 60 is disposed on the downstream side.
- one end of the outdoor heat exchanger 90 is disposed in the machine room 80.
- a joint portion 6e is provided at one end of the outdoor heat exchanger 90 disposed in the machine chamber 80.
- the joint portion 6 e is connected to one end of each heat transfer tube 1 of the outdoor heat exchanger 90.
- the joint portion 6 e of the outdoor heat exchanger 90 disposed in the machine room 80 is connected to the decompression device 12, the flow path switching device 14 and the refrigerant pipe. And constitutes the refrigerant circuit 10.
- the outdoor unit fan 60 installed in the air passage 63 sucks air outside the outdoor unit 100 from the air inlet 59 and blows it out from the air outlet 62.
- the outdoor heat exchanger 90 has an L shape when viewed from the top surface side, and is disposed along an air suction port 59 provided in the back panel 55. That is, the outdoor heat exchanger 90 is arranged over the entire air path 63 so as to block the air flow between the air inlet 59 and the air outlet 62. With this configuration, the air that has flowed into the air passage 63 inside the outdoor unit 100 from the air suction port 59 passes through the outdoor heat exchanger 90, and the refrigerant that flows inside the outdoor heat exchanger 90.
- Heat exchange is performed and the air is blown out from the air outlet 62.
- the outdoor heat exchanger 90 is bent in an L shape in the first embodiment, for example, a shape in which one side of a rectangle is open, that is, a shape in which two or more U-shaped shapes are bent may be used. .
- the outdoor heat exchanger 90 is composed of two heat exchange units, and an upstream heat exchange unit 91 disposed on the upstream side of the air passage 63 and a downstream side. It is comprised from the downstream heat exchange part 92 arrange
- the upstream heat exchanging portion 91 and the downstream heat exchanging portion 92 are configured by arranging a plurality of fins 2 side by side along the refrigerant flow path of the heat transfer tube 1 with a predetermined interval.
- the upstream heat exchanging portion 91 and the downstream heat exchanging portion 92 are arranged side by side in the direction in which the air in the air passage 63 flows so that the fin installation portions 7b that are portions where the fins 2 are arranged overlap each other. Yes.
- a base panel 56 is disposed at the lower part of the outdoor unit 100 and constitutes the bottom side of the casing of the outdoor unit 100.
- the base panel 56 supports the outdoor heat exchanger 90, the outdoor unit fan 60, the compressor 11, the decompression device 12, the flow path switching device 14 and the like housed in the machine room 80.
- the outdoor heat exchanger 90 is composed of two heat exchange units as described above, and the upstream heat exchange unit 91 disposed on the upstream side of the air passage 63 and the downstream heat disposed on the downstream side.
- the exchange unit 92 is configured.
- the outdoor heat exchanger 90 is configured by two rows of heat exchange units, but is not limited to two rows, and three or more rows of heat exchange units are arranged downstream from the upstream side of the air passage 63. You may arrange side by side.
- FIG. 5 is a perspective view showing an end of the outdoor heat exchanger 90 shown in FIGS. 2 to 4 on the hairpin portion 6a side.
- the upstream heat exchanging portion 91 and the downstream heat exchanging portion 92 are configured by arranging a plurality of heat transfer tubes 1 in the z direction and attaching the fins 2 so as to be orthogonal to the plurality of heat transfer tubes 1. It is configured.
- Each heat transfer tube 1 is bent into an L shape when viewed from the top surface side of the outdoor unit 100.
- a plurality of fins 2 are arranged in a direction along the refrigerant flow path of the heat transfer tube 1 bent in an L shape, and the plurality of fins 2 are attached with a predetermined interval.
- the heat transfer tubes 1 constituting the upstream heat exchange section 91 and the downstream heat exchange section 92 extend from the joint section 6e, which is the end section on the machine chamber 80 side, to the other end section and bend downward at the other end section. Then, it is folded and returned to the machine room 80. At the other end, the heat transfer tube 1 is exposed without the fins 2 attached, and is bent into a U shape. A part of the heat transfer tube 1 exposed at the other end is particularly referred to as a hairpin portion 6a.
- the piping portion 6 f between the joint portion 6 e and the hairpin portion 6 a is arranged above and below the outdoor unit 100 and is parallel, and when viewed from the top surface of the outdoor unit 100, the upper and lower piping portions 6 f are Take the same route.
- the piping part 6f is a part shown with the dotted line in FIG. 4, The fin 2 is attached to this part, and it is the fin installation part 7b.
- a joint 6 e to which a header pipe (not shown) is connected is provided on the end of the heat transfer tube 1 opposite to the side to which the hairpin 6 a is connected. Yes.
- the inside of the heat transfer tube 1 is a refrigerant flow path, and the refrigerant flows in from the joint portion 6e side, turns back at the hairpin portion 6a, and returns to the joint portion 6e side.
- each of the heat transfer tubes 1 constituting the upstream heat exchange section 91 and the downstream heat exchange section 92 the refrigerant flows from one of the two end portions of the heat transfer tube 1 arranged on the joint section 6e side, and one pipe It passes through the portion 6f, turns back at the hairpin portion 6a, passes through the other piping portion 6f, returns to the joint portion 6e side, and flows out of the outdoor heat exchanger 90.
- a heat exchange medium which flows in the heat exchanger tube 1 fluids, such as water, a refrigerant
- a flat tube is particularly used as the heat transfer tube 1.
- the cross-sectional shape of the heat transfer tube 1 is a shape with rounded corners of the rectangle, and the rectangle has a predetermined aspect ratio.
- the heat transfer tube 1 is a hollow metal tube having good thermal conductivity such as aluminum or copper.
- a flat tube is used as the heat transfer tube 1, but the heat transfer tube 1 is not limited to this and may have a circular cross section.
- the fin 2 is formed in a thin plate shape, and a plurality of cutout portions 3 into which the heat transfer tubes 1 are inserted are formed. A plurality of the notches 3 are formed at a constant pitch along the longitudinal direction of the fin 2. As shown in FIG. 3, the fin 2 has a cross-sectional shape with rounded rectangular corners. That is, the notch 3 is formed in accordance with the cross-sectional shape of the heat transfer tube 1 so that the heat transfer tube 1 can be inserted. The heat transfer tube 1 is inserted into the notch 3 and the fin 2 is fixed to the heat transfer tube 1 at the notch 3 by brazing, for example.
- a plurality of fins 2 are arranged and attached with a predetermined gap along the longitudinal direction of the heat transfer tube 1, that is, the refrigerant flow path direction inside the heat transfer tube 1. However, the fin 2 is not attached to the periphery of the hairpin portion 6a of the heat transfer tube 1, and the heat transfer tube 1 is exposed.
- FIG. 6 is an explanatory view showing a BB cross section of FIG.
- the notch 3 of the fin 2 extends from one end in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the fin 2 toward the other end.
- the notch 3 is opened on the upstream side of the air passage 63.
- the display of the notch part 3 is abbreviate
- the air-path shielding object 50 exists in the upstream of the outdoor heat exchanger 90, if the fin 2 is arrange
- the outdoor heat exchanger 90 is disposed in the air path 63 inside the outdoor unit 100 and is disposed along the air suction port 59.
- the fin installation part 7b of the upstream heat exchange part 91 and the downstream heat exchange part 92 is arrange
- the upstream heat exchanging portion 91 and the downstream heat exchanging portion 92 are arranged with the ends of the hairpin portion 6a aligned.
- the upstream heat exchange part 91 and the downstream heat exchange part 92 are aligned in the direction along the refrigerant flow path of the heat transfer tube 1 at the end of the hairpin part 6a.
- the hairpin portion 6 a is disposed in the vicinity of the front panel 51, and the end of the hairpin portion 6 a is disposed with a predetermined gap p from the front panel 51.
- the fin end portion 7a which is the end portion of the upstream heat exchanging portion 91 and the downstream heat exchanging portion 92 where the fins 2 are disposed, is also arranged with the position in the longitudinal direction of the heat transfer tube 1 aligned. Yes.
- the fin end portion 7 a is arranged with a predetermined distance q from the front panel 51. Since the positions of the fin end portions 7a of the upstream heat exchange unit 91 and the downstream heat exchange unit 92 are aligned, the air that has passed between the fins 2 of the upstream heat exchange unit 91 is Passes through the fin 2 of the exchange part.
- the airway shield 50 is disposed in the vicinity of the hairpin portion 6a of the outdoor heat exchanger 90.
- the air passage shield 50 is installed on the inner wall surface 51 a of the front panel 51 and is erected on the inner wall surface 51 a of the front panel 51 so as to block the air flow in the air passage 63.
- the airway shield 50 is provided integrally with the wall surface 51a, for example. Alternatively, the airway shield 50 may be fixed to the wall surface 51a by means such as screwing.
- FIG. 7 is an enlarged view around the hairpin portion 6a of the outdoor heat exchanger 90 of FIG.
- the airway shield 50 is disposed on the downstream side of the hairpin portion 6a and the fin end portion 7a of the downstream heat exchange portion 92.
- the airway shield 50 extends from the inner wall surface 51a of the front panel 51 in the direction in which the fin end portion 7a of the downstream heat exchange unit 92 is installed.
- the height H from the inner wall surface 51a of the front panel 51 of the airway shield 50 is set to be equal to or greater than the distance q from the inner wall surface 51a of the front panel 51 to the fin end 7a.
- the air passage shield 50 extends in the vertical direction of the outdoor unit 100 in the cross-sectional shape shown in FIG.
- the airway shield 50 is not limited to be installed so as to cover the entire hairpin portion 6a, and may have a configuration in which a notch is provided in part and a part of the hairpin portion 6a is not covered. .
- air may flow into some of the hairpin portions 6a and freezing may occur, but since it is limited to some of the hairpin portions 6a, it is possible to prevent freezing by controlling the defrosting operation or the like. is there. Further, even when there is a notch in a part of the airway shield 50, for example, the notch may be closed with another part in the vicinity of the outdoor heat exchanger 90.
- the tip 50a of the airway shield 50 extending from the wall surface 51a in the direction of the inside of the airway 63 may be brought into contact with the fin installation part 7b.
- An interference member such as a rubber sheet may be interposed between the tip 50a and the fin installation portion 7b.
- FIG.8 and FIG.9 is an enlarged view which shows the hairpin part 6a of the outdoor heat exchanger 90 of the outdoor unit 100a of the air conditioning apparatus as a comparative example.
- the outdoor unit 100a of the air conditioner of the comparative example is different from the outdoor unit 100 in that the air passage shielding object 50 is not provided.
- the outdoor unit 100 and the outdoor unit 100a are the same. Therefore, common portions in the following description will be described with the same reference numerals.
- the outdoor heat exchanger 90 acts as an evaporator. Therefore, if the air flowing into the air suction port 59 contains a lot of moisture, dew condensation water is generated in the outdoor heat exchanger 90. In particular, when the temperature of the air is low, the condensed water freezes and frost adheres to the fins 2 and the heat transfer tubes 1. When frost adheres to the outdoor heat exchanger 90, the fins 2 are clogged, and it becomes difficult for air to pass through, so that the heat exchange efficiency decreases. Then, since the efficiency of a refrigerating cycle also falls, the air-conditioning capability of an air conditioning apparatus will fall. Therefore, in the air conditioner, the heating operation and the defrosting operation are alternately repeated so that the frost adhering to the outdoor heat exchanger 90 is melted and the heat exchange efficiency is controlled so as not to decrease.
- Condensed water that remains attached to the water flows along the arc portion 6c of the hairpin portion 6a, flows in the direction of the arrow in FIGS. 8 and 9, and flows to the lower horizontal portion 6d.
- the dew condensation water 9a, 9b, 9c, 9d adheres to the horizontal parts 6b, 6d of the hairpin part 6a during the defrosting operation.
- the air conditioner when the air conditioner is switched to the heating operation while the condensed water 9a, 9b, 9c, 9d is attached to the hairpin portion 6a, the condensed water 9a, 9b, 9c, 9d is frozen again. Moreover, the hairpin part 6a newly frosts with the passing air.
- the air conditioner is switched to the defrosting operation again, the frost on the hairpin portion 6a during the heating operation and the ice formed by freezing the dew condensation water remaining during the previous defrosting operation melt.
- the ice formed in the hairpin portion 6a as described above grows so as to connect the upper horizontal portion 6b and the lower horizontal portion 6d, and presses the horizontal portion 6b and the horizontal portion 6d in the vertical direction. Therefore, the heat transfer tube 1 is destroyed starting from a portion pressed by ice. As mentioned above, since the outdoor unit 100a in the comparative example does not have the air passage shield 50, the hairpin portion 6a is frozen and the heat transfer tube 1 is destroyed.
- the airway shielding object 50 is installed so as to cover only the hairpin portion 6a, that is, to shield the airway 63 in a range from the fin end portion 7a to the inner wall surface 51a of the front panel 51. Therefore, the air passing through the fins 2 is not shielded, and the performance of the outdoor heat exchanger 90 is not deteriorated.
- FIG. 10 is a diagram in which the height of the airway shield 50 shown in FIG. 7 is changed.
- the height H from the inner wall surface 51a of the front panel 51 of the airway shield 50 is set to be equal to or greater than the distance q from the inner wall surface 51a of the front panel 51 to the fin end 7a.
- the height H is set to be larger than the distance q, and the air path shield 50 and the fins 2 of the downstream heat exchange unit 92 are overlapped, thereby causing dimensional variations during manufacturing. Even if there exists, it can suppress that air flows into the hairpin part 6a.
- the outdoor heat exchanger 90 includes a heat transfer tube 1 through which a refrigerant passes and fins 2 attached to the heat transfer tube 1.
- the heat transfer tube 1 has a hairpin portion 6a which is a portion where the heat transfer tube 1 is bent and folded and is not attached with the fins 2.
- the airway shield 50 covers the hairpin portion 6a.
- the airway shielding object 50 includes a wall surface 51a that forms the airway 63 on the side where the hairpin portion 6a is disposed in the airway 63 and an end surface of the fin 2 on the side where the hairpin portion 6a is disposed. Shield the space between.
- the outdoor unit 100 of the air conditioner can suppress the air outside the outdoor unit 100 from flowing into the hairpin portion 6a of the outdoor heat exchanger 90. Since air does not flow into the hairpin portion 6a, it is possible to suppress the occurrence of dew condensation and frost formation on the hairpin portion 6a, and thus it is possible to prevent the hairpin portion 6a from being frozen and damaged.
- the air passage shield 50 is erected on the wall surface 51a that forms the air passage 63 on the side where the hairpin portion 6a is disposed,
- the height of the airway shield 50 from the wall surface 51a is set to be equal to or greater than the distance q from the fin end 7a closest to the wall surface 51a to the wall surface 51a.
- the heat transfer tube 1 is inserted into the notch 3 provided in the fin 2, and the notch 3 is the longitudinal length of the fin 2.
- One end of the direction orthogonal to the direction is opened and extends from one end to the other end, and the outdoor heat exchanger 90 faces the other end of the fin 2 toward the side where the air passage shield 50 is disposed.
- the outdoor unit 100 of the air conditioner has the edge 2b of the fin 2 between the air passage shield 50 and the heat transfer tube 1, and therefore the air passage shield 50 and the heat transfer tube 1 And are not in direct contact. Thereby, since the air-path shielding object 50 and the heat exchanger tube 1 do not contact also at the time of the assembly of the outdoor unit 100, damage to the heat exchanger tube 1 can be prevented.
- the tip of the air path shield 50 is in contact with the fin 2.
- the outdoor unit 100 of the air conditioner can prevent a gap from being formed between the fin end portion 7a and the air passage shield 50, and thus the hairpin portion 6a of the outdoor heat exchanger 90. It is possible to more reliably suppress the air outside the outdoor unit 100 from flowing in.
- the air path shield 50 is located on the downstream side of the air flow with respect to the outdoor heat exchanger 90.
- the heat transfer tube 1 has a flat cross-sectional shape, and is arranged with the longitudinal direction of the flat shape oriented horizontally. To do. With such a configuration, the outdoor unit 100 of the air conditioner is advantageous for heat exchange, but a flat tube in which condensed water is difficult to remove can be used as the heat transfer tube 1. Condensation and frost formation can be suppressed with respect to a flat tube from which condensed water is difficult to remove, and damage due to freezing of the hairpin portion 6a can be prevented.
- Embodiment 1 since the L-shaped upstream heat exchange section 91 and the downstream heat exchange section 92 are arranged side by side on the upstream side and the downstream side of the air passage 63, the end of the hairpin section 6a is arranged. If the lengths of the heat transfer tubes 1 are different, the lengths of the heat transfer tubes 1 are different. When the outdoor heat exchanger 90 is configured in this manner, the number of parts increases in manufacturing, and therefore, the heat transfer tubes 1 having the same length are used in the upstream heat exchange section 91 and the downstream heat exchange section 92. Is also possible.
- FIG. 11 is a side view of hairpin portion 6a of outdoor heat exchanger 90 of outdoor unit 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
- (A) is explanatory drawing of the hairpin part 6a at the time of making the length of the heat exchanger tube 1 of the outdoor heat exchanger 90 the same.
- (B) shows the hairpin portion 6a when the length of the heat transfer tube 1 of the outdoor heat exchanger 90 according to Embodiment 1 of the present invention is changed between the upstream heat exchange portion 91 and the downstream heat exchange portion 92.
- the heat transfer tube 1 of the upstream heat exchange unit 91 is indicated by a solid line
- the heat transfer tube 1 of the downstream heat exchange unit 92 is indicated by a broken line.
- the heat transfer tubes 1 of the upstream heat exchange section 91 and the heat transfer tubes 1 of the downstream heat exchange section 92 are displayed while being shifted up and down.
- the outdoor heat exchanger 90 when the outdoor heat exchanger 90 is configured with the upstream heat exchange section 91 and the downstream heat exchange section 92 having the same length of the heat transfer tubes 1 and the fin ends 7a aligned.
- the upstream side heat exchanging portion 91 located outside that is bent into an L shape has a shorter hairpin portion 6a.
- FIG. 11 (b) if the length of the heat transfer tube 1 is changed between the upstream heat exchanging portion 91 and the downstream heat exchanging portion 92, the end of the hairpin portion 6a is aligned with the fin end portion 7a. Can be arranged.
- the outdoor heat exchanger 90 is configured by making the lengths of the heat transfer tubes 1 the same in the upstream heat exchange section 91 and the downstream heat exchange section 92 and aligning the fin ends 7a as shown in FIG.
- the heat transfer tubes 1 having the same length can be used.
- the end portions of the hairpin portion 6 a cannot be aligned, and the hairpin portion 6 a of the upstream heat exchange portion 91 is more in FIG. 11 than the hairpin portion 6 a of the downstream heat exchange portion 92. It is retracted in the y direction.
- the heat transfer tubes 1 are configured with the same length in the upstream heat exchange section 91 and the downstream heat exchange section 92 in FIG.
- the outdoor heat exchanger 90 sets the length of the heat transfer tube 1 of the upstream heat exchange unit 91 to be longer than the length of the heat transfer tube 1 of the downstream heat exchange unit 92. It is more advantageous to configure so that the ends of the hairpin portion 6a are aligned.
- FIG. The outdoor unit 200 of the air-conditioning apparatus according to Embodiment 2 of the present invention is obtained by changing the position of the airway shield 50 with respect to the outdoor unit 100 according to Embodiment 1.
- the outdoor unit 200 according to the second embodiment will be described with a focus on changes from the first embodiment.
- components having the same function in each drawing are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment.
- FIG. 12 is an explanatory diagram showing a horizontal cross section of the outdoor unit 200 for an air-conditioning apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
- FIG. 13 is an enlarged view around the hairpin portion 6a of the outdoor heat exchanger 90 of FIG.
- the cross section shown in FIG. 12 corresponds to the AA cross section in FIG. 2 of the first embodiment.
- the airway shield 250 is disposed on the upstream side of the hairpin portion 6 a of the upstream heat exchange unit 91.
- the air passage shield 250 extends from the front panel 51 toward the inside of the air passage 63 in parallel with the longitudinal direction of the heat transfer tube 1, that is, the direction in which the refrigerant flowing inside the heat transfer tube 1 flows.
- the height H from the inner wall surface 51a of the front panel 51 of the airway shield 250 is set to be equal to or more than the distance q from the front panel 51 to the fin end portion 7a as in the first embodiment.
- the airway shield 250 is erected from the inner wall surface 51 a of the front panel 51, but is not limited to this configuration.
- the air passage shield 250 may be formed integrally with the back panel 55. That is, the airway shield 250 only needs to shield the upstream side of the hairpin portion 6a of the upstream heat exchange portion 91 and suppress the inflow of air into the space between the front panel 51 and the fin end portion 7a.
- the cutout portion 3 of the fin 2 of the upstream heat exchange section 91 is provided so as to open the downstream side, and as shown in FIGS. 12 and 13, the upstream heat exchange is performed.
- the heat transfer tube 1 of the portion 91 is disposed closer to the downstream side.
- the outdoor unit 100 according to the first embodiment since the heat transfer tube 1 is arranged at a distance from the air passage shield 250, damage due to contact between the heat transfer tube 1 and the air passage shield 250 is prevented. Can do.
- the outdoor unit 200 of the air-conditioning apparatus According to the outdoor unit 200 of the air-conditioning apparatus according to Embodiment 2, the air passage shield 250 is located on the upstream side of the air flow with respect to the outdoor heat exchanger 90. With this configuration, the same effects as (1) to (6) described in the first embodiment can be obtained. Moreover, since the outdoor unit 200 of the air conditioning apparatus which concerns on Embodiment 2 can prevent the inflow of the air to the upstream heat exchange part 91 where condensation and frosting generate
- the air path shield 250 of the outdoor unit 200 shields the upstream side of the air path 63, it is possible to prevent intrusion of dust, snow, water, and the like flying from the outside of the outdoor unit 200.
- the outdoor unit 200 not only suppresses the inflow of air into the hairpin unit 6a, but also can prevent other flying objects from entering, so the hairpin unit 6a Highly effective in preventing damage.
- the air passage shield 250 on the upstream side of the upstream heat exchange unit 91, the air that has passed through the fins 2 of the upstream heat exchange unit 91 is converted into the upstream heat exchange unit 91 and the downstream heat exchange unit. 92 may flow into the hairpin portion 6a of the downstream heat exchanging portion 92 from between.
- the air that has passed through the fins 2 of the upstream heat exchanging portion 91 is dehumidified by heat exchange in the upstream heat exchanging portion 91, so that frost formation is unlikely to occur even if it flows into the hairpin portion 6a.
- the effect of suppressing the inflow of air into the hairpin portion 6a by bringing the tip portion 250a of the airway shield 250 into contact with the fin 2 can be enhanced.
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Abstract
室外熱交換器の端部のヘアピン部の凍結による損傷を抑制する空気調和装置の室外機を提供することを目的としている。空気調和装置の室外機は、筐体の内部に設置されている風路と、風路に設置され、複数の熱交換部から構成された室外熱交換器と、室外熱交換器に空気を導入する室外機ファンと、風路に設置され空気の流れを遮る風路遮蔽物と、を備える。室外熱交換器は、内部に冷媒を通す伝熱管と、伝熱管に取り付けられるフィンと、を備える。伝熱管は、伝熱管が曲げて折り返された部分であって、フィンが取り付けられていない部分であるヘアピン部を有する。風路遮蔽物は、ヘアピン部を覆う。
Description
本発明は、熱交換器を備えた空気調和装置の室外機に関するものである。
伝熱管の形状として断面形状が長方形を角取りした形状の扁平管などを有するフィンチューブ式の熱交換器を搭載した空気調和装置の室外機が知られている。ここで、扁平管を使用した熱交換器を「扁平管熱交換器」というものとする。
扁平管熱交換器として、U字形状の切り欠きをフィンの幅方向の一端から幅方向に形成し、その切り欠きに扁平管を圧入したものが知られている。扁平管熱交換器においては、伝熱管は、1本の扁平管をU字に曲げ加工されている。扁平管熱交換器は、複数の扁平管を扁平形状の長手方向を揃えて並べられ、扁平管にフィンを複数所定の隙間を持って並べて取り付けられた熱交換部を複数有している。扁平管熱交換器は、フィンの長手方向に沿った方向から見ると、通常L字状又はコの字状に曲げられている。
同じ長さの扁平管を使用した熱交換器を、複数列並べL字状に曲げると、L字曲げの外側に位置する熱交換器と内側に位置する熱交換器とでは、曲げ半径が異なる。そのため、曲げの内側にある熱交換器と外側にある熱交換器とでは熱交換器の一方の端部であるU字曲げ加工された部分(以下、「ヘアピン部」とも称する)又は他方の端部であるヘッダ接続部分の位置が揃わない。特許文献1に係る熱交換器においては、一方の端部であるヘアピン部を揃えて複数列の熱交換部を並べて構成されている。
従来の扁平管熱交換器において、扁平管のヘアピン部が揃っていない状態で配列されていると、L字曲げの外側に位置する上流側熱交換器のヘアピン部とL字曲げの内側に位置する下流側熱交換器のフィンとが重なって風路に配置される。この扁平管熱交換器が空気調和装置の冷凍サイクルにおいて蒸発器として使用されると、下流側熱交換器のフィンと重なっている上流側熱交換器のヘアピン部にも空気が通過し、扁平管のヘアピン部に結露が生じる。低温外気条件下で暖房運転を行った場合には、扁平管のヘアピン部に着霜する。
空気調和装置は、低温外気条件下で暖房運転する場合は、暖房運転と除霜運転とを交互に繰り返す。扁平管は、U字形状になっている部分の一方の直線部分を上に、他方の直線部分を下に位置させて配置されており、ヘアピン部の上の直線部分に付着した水分は、ヘアピン部のU字形状の円弧形状部分を伝って下の直線部分へ流れる。また、扁平管は、断面形状において幅広の平坦部を上下方向に向けられているため、ヘアピン部の下の直線部分に流れてきた水分が平坦部から流れ落ちにくく、水分が溜まりやすい。扁平管のヘアピン部に着霜している場合、除霜運転で霜が融けるが、融けた水分が扁平管上から流しきれずに残っていると、結露水は暖房運転時に凍結し、氷ができる。
その氷が除霜運転時に一部溶かしきれないと、そこにまた水分が集まり暖房運転時に凍結する。そして暖房運転と除霜運転とを繰り返しているうちに、氷は次第に成長する。熱交換器は、ヘアピン部のU字形状になっている部分の一方の直線部分を上に、他方の直線部分を下に位置させて配置されており、成長した氷は、上下の直線部分を繋ぐように成長する。成長した氷は、扁平管を圧迫し、管の破壊に至る可能性がある。
一方、特許文献1に開示されているところでは、熱交換器は、複数列の熱交換部のそれぞれのヘアピン部を揃えて配置されているが、それぞれの熱交換部のフィン部は、フィンとフィンとの間の空間が狭く、ヘアピン部と較べると空気が通過しにくい。そのため、室外機に吸入された空気は、空気が通過しやすいヘアピン部にも流れ、上記の従来の扁平管熱交換器と同様に着霜する。よって、扁平管に付着する水分が凍結し氷となり、氷の成長により、管が破壊に至る可能性がある。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、熱交換器のヘアピン部に付着し成長する氷による伝熱管の破壊を未然に防止することを目的としている。
本発明に係る空気調和装置の室外機は、筐体の内部に設置されている風路と、該風路に設置されている室外熱交換器と、該室外熱交換器に空気を導入する室外機ファンと、前記風路の一部分の前記空気の流れを遮る風路遮蔽物と、を備え、前記室外熱交換器は、内部に冷媒を通す伝熱管と、前記伝熱管に取り付けられるフィンと、を備え、前記伝熱管は、当該伝熱管が曲げて折り返された部分であって、前記フィンが取り付けられていない部分であるヘアピン部を有し、前記風路遮蔽物は、前記ヘアピン部を覆う。
本発明に係る空気調和装置の室外機によれば、上記構成により、ヘアピン部へ流れる空気を遮蔽し、ヘアピン部での着霜及び凍結を抑制することができる。また、風路遮蔽物は、熱交換器のフィン部分を遮蔽することがないため熱交換性能を下げることがない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外機100を含む冷媒回路10を示す回路図である。実施の形態1について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外機100を含む冷媒回路10を示す回路図である。実施の形態1について、図面を参照しながら説明する。
<空気調和装置の冷媒回路10>
実施の形態1に係る空気調和装置は、図1に示される冷媒回路10を有している。冷媒回路10は、圧縮機11、流路切替装置14、室外熱交換器90、減圧装置12、室内熱交換器13が順次冷媒配管により接続され、冷凍サイクル回路を構成している。冷媒回路10のうち、点線で囲まれている部分は、室外機100を示している。室外機100には、圧縮機11、流路切替装置14、室外熱交換器90、減圧装置12を備え、室外熱交換器90の近傍には室外熱交換器90に空気を送り込むための室外機ファン60が設置されている。また、冷媒回路10のうち、二点鎖線で囲まれている部分は、室内機101を示している。室内機101は、室内熱交換器13を備え、室内熱交換器13の近傍には、室内の空気を室内熱交換器13に送り込むための室内機ファン15が設置されている。
実施の形態1に係る空気調和装置は、図1に示される冷媒回路10を有している。冷媒回路10は、圧縮機11、流路切替装置14、室外熱交換器90、減圧装置12、室内熱交換器13が順次冷媒配管により接続され、冷凍サイクル回路を構成している。冷媒回路10のうち、点線で囲まれている部分は、室外機100を示している。室外機100には、圧縮機11、流路切替装置14、室外熱交換器90、減圧装置12を備え、室外熱交換器90の近傍には室外熱交換器90に空気を送り込むための室外機ファン60が設置されている。また、冷媒回路10のうち、二点鎖線で囲まれている部分は、室内機101を示している。室内機101は、室内熱交換器13を備え、室内熱交換器13の近傍には、室内の空気を室内熱交換器13に送り込むための室内機ファン15が設置されている。
圧縮機11は、冷媒を吸引および圧縮して高温高圧の状態にするものであって、たとえばスクロール型圧縮機、ベーン型圧縮機等により構成されている。流路切替装置14は、冷房運転又は暖房運転などの運転モードに応じて暖房流路と冷房流路との切替を行うものであって、例えば四方弁からなっている。流路切替装置14は、暖房運転時において、圧縮機11の吐出側と室内熱交換器13とを接続するとともに、室外熱交換器90と圧縮機11の吸入側を接続する。この時、冷媒は、図1の冷媒回路図における流路切替装置14の実線で示された経路を流れる。一方、流路切替装置14は、冷房運転時において、圧縮機11の吐出側と室外熱交換器90を接続するとともに、室内熱交換器13と圧縮機11の吸入側とを接続する。この時、冷媒は、図1の冷媒回路図における流路切換器の破線で示された経路を流れる。なお、流路切替装置14として四方弁を用いた場合について例示しているが、これに限らずたとえば複数の二方弁等を組み合わせて構成してもよい。
室外熱交換器90は、冷媒と外気との間で熱交換を行うものである。室外熱交換器90の近傍に設置されている室外機ファン60は、外気を室外熱交換器90に送風するものである。
減圧装置12は、室内熱交換器13と室外熱交換器90との間に設けられており、流量を調整することにより冷媒の状態を調整するものである。例えば、絞り装置や開閉により冷媒の流れのON/OFFを行う開閉弁等からなっている。
<暖房運転時の冷媒回路10の動作>
次に、実施の形態1における冷凍サイクルの動作例について説明する。まず、室外熱交換器90が蒸発器として動作する暖房運転の場合の冷媒回路10の動作例について説明する。図1において、暖房時は、図中の実線で示された矢印の方向に冷媒が流れ、流路切替装置14も実線で示された経路を冷媒が流れる。冷媒は、圧縮機11において圧縮され高温高圧のガス冷媒になる。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置14を介して室内熱交換器13へと流入する。室内熱交換器13に流入した高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器13において放熱され、気体から液体へと凝縮される。なお、室内熱交換器13において放熱された熱は、室内機101が設置されている室内の空気を暖める。室内熱交換器13において凝縮した冷媒は、室内熱交換器13から減圧装置12へ流入し、減圧されることにより気液二相状態となる。減圧された気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器90へ流入し、室外機ファン60により室外熱交換器90送りこまれた空気から吸熱することで蒸発し、流路切替装置14を経て圧縮機11に吸入される。
次に、実施の形態1における冷凍サイクルの動作例について説明する。まず、室外熱交換器90が蒸発器として動作する暖房運転の場合の冷媒回路10の動作例について説明する。図1において、暖房時は、図中の実線で示された矢印の方向に冷媒が流れ、流路切替装置14も実線で示された経路を冷媒が流れる。冷媒は、圧縮機11において圧縮され高温高圧のガス冷媒になる。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置14を介して室内熱交換器13へと流入する。室内熱交換器13に流入した高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器13において放熱され、気体から液体へと凝縮される。なお、室内熱交換器13において放熱された熱は、室内機101が設置されている室内の空気を暖める。室内熱交換器13において凝縮した冷媒は、室内熱交換器13から減圧装置12へ流入し、減圧されることにより気液二相状態となる。減圧された気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器90へ流入し、室外機ファン60により室外熱交換器90送りこまれた空気から吸熱することで蒸発し、流路切替装置14を経て圧縮機11に吸入される。
<冷房運転及び除霜運転時の冷媒回路10の動作>
次に、室外熱交換器90が凝縮器として動作する冷房運転の場合の冷媒回路10の動作例について説明する。冷房時は、図中の破線で示された矢印の方向に冷媒が流れ、流路切替装置14も破線で示された経路を冷媒が流れる。冷媒は、圧縮機11において圧縮され高温高圧のガス冷媒になる。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置14を介して室外熱交換器90へと流入する。室外熱交換器90に流入した高温高圧のガス冷媒は、室外機ファン60から送られる空気と熱交換され、放熱され、気体から液体へと凝縮される。室外熱交換器90において凝縮した冷媒は、室外熱交換器90から減圧装置12へ流入し、減圧されることにより気液二相状態となる。減圧された気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器13へ流入し、室内機ファン15により送り込まれた室内の空気と熱交換して蒸発し、流路切替装置14を経て圧縮機11へと吸入される。
次に、室外熱交換器90が凝縮器として動作する冷房運転の場合の冷媒回路10の動作例について説明する。冷房時は、図中の破線で示された矢印の方向に冷媒が流れ、流路切替装置14も破線で示された経路を冷媒が流れる。冷媒は、圧縮機11において圧縮され高温高圧のガス冷媒になる。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置14を介して室外熱交換器90へと流入する。室外熱交換器90に流入した高温高圧のガス冷媒は、室外機ファン60から送られる空気と熱交換され、放熱され、気体から液体へと凝縮される。室外熱交換器90において凝縮した冷媒は、室外熱交換器90から減圧装置12へ流入し、減圧されることにより気液二相状態となる。減圧された気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器13へ流入し、室内機ファン15により送り込まれた室内の空気と熱交換して蒸発し、流路切替装置14を経て圧縮機11へと吸入される。
<室外機100の構成>
図2は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外機100の斜視図である。図3は、図2に示す室外機100の外観カバー部品を取り外した状態の斜視図である。図4は、図2のA-A断面を示す説明図である。なお、以下の各図においてに示されているx、y、z方向は、それぞれ対応している。
室外機100は、例えば、略直方体の筐体を有するものである。すなわち、室外機100は、図2に示すように、室外機100の筐体の前面側を構成する前面パネル51と、筐体の側面側を構成する側面パネル52と、筐体の天面側を構成する天面パネル53とを備える。また、図4に示されるように、室外機100は、室外機100の背面側及び側面パネル52と対向する側の側面側を覆う背面パネル55を備える。背面パネル55は、室外機100の内部に空気を取り込む空気吸込口59が設けられている。室外機100の前面パネル51には、外部に空気を排気する空気吹出口62が設けられている。空気吹出口62は、外側をファンガード61により覆われている。なお、室外機100の筐体の構成は上記の構成のみに限られず、適宜変更することができる。前面パネル51などの室外機100の筐体を構成する各パネルは、組み合わせて一体に形成されていても良い。また、各パネルは、さらに複数の別体のパネルにより構成されていても良い。
図2は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外機100の斜視図である。図3は、図2に示す室外機100の外観カバー部品を取り外した状態の斜視図である。図4は、図2のA-A断面を示す説明図である。なお、以下の各図においてに示されているx、y、z方向は、それぞれ対応している。
室外機100は、例えば、略直方体の筐体を有するものである。すなわち、室外機100は、図2に示すように、室外機100の筐体の前面側を構成する前面パネル51と、筐体の側面側を構成する側面パネル52と、筐体の天面側を構成する天面パネル53とを備える。また、図4に示されるように、室外機100は、室外機100の背面側及び側面パネル52と対向する側の側面側を覆う背面パネル55を備える。背面パネル55は、室外機100の内部に空気を取り込む空気吸込口59が設けられている。室外機100の前面パネル51には、外部に空気を排気する空気吹出口62が設けられている。空気吹出口62は、外側をファンガード61により覆われている。なお、室外機100の筐体の構成は上記の構成のみに限られず、適宜変更することができる。前面パネル51などの室外機100の筐体を構成する各パネルは、組み合わせて一体に形成されていても良い。また、各パネルは、さらに複数の別体のパネルにより構成されていても良い。
室外機100の内部の空間は、セパレータ64により、機械室80と風路63とに仕切られている。機械室80には、圧縮機11、減圧装置12、流路切替装置14、が収納されている。風路63には、上流側に室外熱交換器90が配置され、下流側に室外機ファン60が配置されている。室外熱交換器90は、図4に示されているように、一端が機械室80内に配置されている。室外熱交換器90の機械室80内に配置されている一端には、ジョイント部6eが設けられている。ジョイント部6eは、室外熱交換器90の各伝熱管1の一端に接続されている。図3及び図4においては図示省略されているが、機械室80内に配置されている室外熱交換器90のジョイント部6eは、減圧装置12、流路切替装置14と冷媒配管により接続されており、冷媒回路10を構成するものである。
図4中において矢印で示されているように、風路63に設置された室外機ファン60は、室外機100の外部の空気を空気吸込口59から内部に吸込み、空気吹出口62から吹出す。室外熱交換器90は、図4に示されているように、天面側から見るとL字形になっており、背面パネル55に設けられている空気吸込口59に沿って配置されている。すなわち、空気吸込口59から空気吹出口62までの間の空気の流れを遮るように風路63の全域にわたって室外熱交換器90が配置されている。このように構成されていることにより、空気吸込口59から室外機100の内部の風路63に流入した空気は、室外熱交換器90を通過し、室外熱交換器90の内部を流れる冷媒と熱交換され、空気吹出口62から吹出される。なお、実施の形態1において室外熱交換器90はL字形状に曲げられているが、例えば矩形の一方の辺を開放した形状、つまりコの字形状の2箇所以上曲げられた形状等でも良い。
図3及び図4に示されているように、室外熱交換器90は、2つの熱交換部から構成されており、風路63の上流側に配置されている上流側熱交換部91及び下流側に配置されている下流側熱交換部92より構成されている。上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92は、それぞれ伝熱管1の冷媒流路に沿って複数のフィン2を所定の間隔をもって並べて取り付けることにより構成されている。上流側熱交換部91と下流側熱交換部92とは、それぞれのフィン2が配列されている部分であるフィン設置部7bが重なるように、風路63の空気が流れる方向に並べて配置されている。
室外機100の下部にはベースパネル56が配置されており、室外機100の筐体の底面側を構成するものである。ベースパネル56は、室外熱交換器90、室外機ファン60、機械室80に収納されている圧縮機11、減圧装置12、流路切替装置14などを支持するものである。
<室外熱交換器90>
室外熱交換器90は、上記のように2つの熱交換部から構成されており、風路63の上流側に配置されている上流側熱交換部91及び下流側に配置されている下流側熱交換部92より構成されている。実施の形態1においては、室外熱交換器90は、2列の熱交換部により構成されているが、2列に限定されず、3列以上の熱交換部を風路63の上流側から下流側に並べて配置してもよい。
室外熱交換器90は、上記のように2つの熱交換部から構成されており、風路63の上流側に配置されている上流側熱交換部91及び下流側に配置されている下流側熱交換部92より構成されている。実施の形態1においては、室外熱交換器90は、2列の熱交換部により構成されているが、2列に限定されず、3列以上の熱交換部を風路63の上流側から下流側に並べて配置してもよい。
<伝熱管1>
図5は、図2~図4に示されている室外熱交換器90のヘアピン部6a側の端部を示す斜視図である。
上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92は、図5に示されるように、複数の伝熱管1をz方向に並べ、その複数の伝熱管1に直交するようにフィン2を取り付けて構成されている。伝熱管1は、それぞれ室外機100の天面側から見るとL字形に曲げられている。フィン2は、L字形に曲げられている伝熱管1の冷媒流路に沿った方向に複数並べられ、複数のフィン2同士は、所定の間隔を持って取り付けられている。上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92を構成する伝熱管1は、それぞれ機械室80側の端部であるジョイント部6eから他方の端部へ延び、他方の端部で下方に曲げられて折り返され、機械室80へ戻るように構成されている。他方の端部において、伝熱管1は、フィン2が取り付けられておらず露出しており、U字形に曲げられている。他方の端部において露出している伝熱管1の一部を特にヘアピン部6aと称する。1本の伝熱管1において、ジョイント部6eとヘアピン部6aとの間の配管部6fは室外機100の上下に配置され平行であり、室外機100の天面から見ると上下の配管部6fは同じ経路を通っている。なお、配管部6fは、図4において、点線で示されている部分であり、この部分にはフィン2が取り付けられ、フィン設置部7bとなっている。
図5は、図2~図4に示されている室外熱交換器90のヘアピン部6a側の端部を示す斜視図である。
上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92は、図5に示されるように、複数の伝熱管1をz方向に並べ、その複数の伝熱管1に直交するようにフィン2を取り付けて構成されている。伝熱管1は、それぞれ室外機100の天面側から見るとL字形に曲げられている。フィン2は、L字形に曲げられている伝熱管1の冷媒流路に沿った方向に複数並べられ、複数のフィン2同士は、所定の間隔を持って取り付けられている。上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92を構成する伝熱管1は、それぞれ機械室80側の端部であるジョイント部6eから他方の端部へ延び、他方の端部で下方に曲げられて折り返され、機械室80へ戻るように構成されている。他方の端部において、伝熱管1は、フィン2が取り付けられておらず露出しており、U字形に曲げられている。他方の端部において露出している伝熱管1の一部を特にヘアピン部6aと称する。1本の伝熱管1において、ジョイント部6eとヘアピン部6aとの間の配管部6fは室外機100の上下に配置され平行であり、室外機100の天面から見ると上下の配管部6fは同じ経路を通っている。なお、配管部6fは、図4において、点線で示されている部分であり、この部分にはフィン2が取り付けられ、フィン設置部7bとなっている。
図4に示されているように、伝熱管1のヘアピン部6aが接続されている側とは反対側の端部側には、図示省略のヘッダーパイプが接続されるジョイント部6eが設けられている。伝熱管1の内部は、冷媒の流路になっており、冷媒がジョイント部6e側から流入し、ヘアピン部6aで折り返し、またジョイント部6e側に戻るように流れる。上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92を構成する各伝熱管1は、ジョイント部6e側に配置されている伝熱管1の2つの端部の一方から冷媒が流入し、一方の配管部6fを通り、ヘアピン部6aで折り返し、他方の配管部6fを通り、ジョイント部6e側に戻り、室外熱交換器90から流出する。なお、伝熱管1内を流れる熱交換媒体としては、たとえば、水、冷媒、ブラインなどの流体が使用される。
実施の形態1においては、伝熱管1として特に扁平管が使用されている。伝熱管1の断面形状は、長方形の角を丸めた形状になっており、その長方形が所定のアスペクト比となっている。また、伝熱管1は、アルミニウム又は銅などの熱伝導性の良好な中空金属管で構成されるものである。なお、実施の形態1では、伝熱管1として扁平管を使用しているが、これに限定されず、断面形状が円形のものを使用してもよい。
<フィン2>
フィン2は、薄い板状に形成されており、伝熱管1が挿入される切り欠き部3が複数形成されている。この切り欠き部3は、フィン2の長手方向に沿って一定ピッチで複数形成されている。フィン2は、図3に示すように、断面形状が、長方形の角を丸めた形状を有している。つまり、切り欠き部3は、伝熱管1が挿入可能なように、伝熱管1の断面形状に合わせて形成されている。フィン2は、切り欠き部3に伝熱管1が挿入され、切り欠き部3において伝熱管1と例えばロウ付けなどにより固定される。フィン2は、伝熱管1の長手方向、すなわち伝熱管1の内部の冷媒流路方向に沿って所定の隙間を持って複数並べられ、取り付けられる。ただし、伝熱管1のヘアピン部6aの周辺にはフィン2は取り付けられておらず、伝熱管1が露出している。
フィン2は、薄い板状に形成されており、伝熱管1が挿入される切り欠き部3が複数形成されている。この切り欠き部3は、フィン2の長手方向に沿って一定ピッチで複数形成されている。フィン2は、図3に示すように、断面形状が、長方形の角を丸めた形状を有している。つまり、切り欠き部3は、伝熱管1が挿入可能なように、伝熱管1の断面形状に合わせて形成されている。フィン2は、切り欠き部3に伝熱管1が挿入され、切り欠き部3において伝熱管1と例えばロウ付けなどにより固定される。フィン2は、伝熱管1の長手方向、すなわち伝熱管1の内部の冷媒流路方向に沿って所定の隙間を持って複数並べられ、取り付けられる。ただし、伝熱管1のヘアピン部6aの周辺にはフィン2は取り付けられておらず、伝熱管1が露出している。
図6は、図5のB-B断面を示す説明図である。フィン2の切り欠き部3は、フィン2の長手方向に直交する向きの一方の端部から他方の端部に向かって延びている。実施の形態1においては、切り欠き部3は、風路63の上流側が開放されている。なお、図5においては、切り欠き部3の表示は省略されている。このようにすると、フィン2を切り欠いた後の残りの板がつながっている部分である縁部2bにより、伝熱管1が風路遮蔽物50から離れて配置される。そのため、室外機100を組み立てる際に風路遮蔽物50が伝熱管1に接触するのを防止することができ、ヘアピン部6aの損傷を防ぐことができる。なお、風路遮蔽物50が室外熱交換器90の上流側にある場合は、切り欠き部3の開放側を下流側に向けてフィン2を配置すれば同様の効果が得られる。
<室外熱交換器90の配置>
図4に示されるように、室外熱交換器90は、室外機100の内部の風路63に配置され、空気吸込口59に沿って配置されている。そして、上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92のフィン設置部7bが、空気吸込口59の全域を覆う様に配置されている。このように配置されることにより、空気吸込口59から流入した空気が複数のフィン2の間を通過し、伝熱管1内を流動する冷媒との熱交換が促進される。
図4に示されるように、室外熱交換器90は、室外機100の内部の風路63に配置され、空気吸込口59に沿って配置されている。そして、上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92のフィン設置部7bが、空気吸込口59の全域を覆う様に配置されている。このように配置されることにより、空気吸込口59から流入した空気が複数のフィン2の間を通過し、伝熱管1内を流動する冷媒との熱交換が促進される。
実施の形態1において、上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92は、ヘアピン部6aの端を揃えて配置されている。言い換えると、上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92は、ヘアピン部6aの端の伝熱管1の冷媒流路に沿った方向における位置が揃っている。ヘアピン部6aは、前面パネル51の近傍に配置されており、ヘアピン部6aの端は、前面パネル51から所定の隙間pを持って配置されている。また、上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92のフィン2が配置されている部分の端部であるフィン端部7aも、伝熱管1の長手方向における位置が揃えられて配置されている。フィン端部7aは、前面パネル51から所定の距離qを持って配置されている。上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92のフィン端部7aの位置が揃えて配置されていることにより、上流側熱交換部91のフィン2の間を通過した空気は、下流側熱交換部のフィン2を通過する。
<風路遮蔽物50の構成>
実施の形態1において、室外熱交換器90のヘアピン部6aの近傍に風路遮蔽物50が配置されている。風路遮蔽物50は、前面パネル51の内側の壁面51aに設置されており、風路63内の空気の流れを遮るように前面パネル51の内側の壁面51aに立設されている。風路遮蔽物50は、例えば壁面51aに一体に設けられている。または、風路遮蔽物50は、ネジ止め等の手段で壁面51aに固定されていても良い。
実施の形態1において、室外熱交換器90のヘアピン部6aの近傍に風路遮蔽物50が配置されている。風路遮蔽物50は、前面パネル51の内側の壁面51aに設置されており、風路63内の空気の流れを遮るように前面パネル51の内側の壁面51aに立設されている。風路遮蔽物50は、例えば壁面51aに一体に設けられている。または、風路遮蔽物50は、ネジ止め等の手段で壁面51aに固定されていても良い。
図7は、図4の室外熱交換器90のヘアピン部6a周辺の拡大図である。
実施の形態1において、風路遮蔽物50は、下流側熱交換部92のヘアピン部6a及びフィン端部7aの下流側に配置されている。風路遮蔽物50は、前面パネル51の内側の壁面51aから下流側熱交換部92のフィン端部7aが設置されている方向へ向けて延びている。風路遮蔽物50の前面パネル51の内側の壁面51aからの高さHは、前面パネル51の内側の壁面51aからフィン端部7aまでの距離q以上に設定されている。また、風路遮蔽物50は、図6に示される断面形状で室外機100の上下方向に延びており、下流側熱交換部92が有する複数のヘアピン部6a全てを風路の下流側から覆う様に設置されている。このように構成されていることにより、空気吸込口59から流入する空気は、室外熱交換器90のフィン設置部7b側を通る。ヘアピン部6aは、風路63の下流側が遮蔽されているため、空気が流れ込まない。なお、風路遮蔽物50は、ヘアピン部6aを全て覆うように設置される場合に限られず、一部に切り欠きを設け、ヘアピン部6aの一部が覆われていない構成であっても良い。この場合は、一部のヘアピン部6aに空気が流入し凍結が生じる可能性があるが、一部のヘアピン部6aに限られるため、除霜運転の制御等により凍結を防止することが可能である。また、風路遮蔽物50の一部に切り欠き部があった場合であっても、例えば室外熱交換器90の近傍にある別部品で切り欠き部を塞ぐ様にしても良い。
実施の形態1において、風路遮蔽物50は、下流側熱交換部92のヘアピン部6a及びフィン端部7aの下流側に配置されている。風路遮蔽物50は、前面パネル51の内側の壁面51aから下流側熱交換部92のフィン端部7aが設置されている方向へ向けて延びている。風路遮蔽物50の前面パネル51の内側の壁面51aからの高さHは、前面パネル51の内側の壁面51aからフィン端部7aまでの距離q以上に設定されている。また、風路遮蔽物50は、図6に示される断面形状で室外機100の上下方向に延びており、下流側熱交換部92が有する複数のヘアピン部6a全てを風路の下流側から覆う様に設置されている。このように構成されていることにより、空気吸込口59から流入する空気は、室外熱交換器90のフィン設置部7b側を通る。ヘアピン部6aは、風路63の下流側が遮蔽されているため、空気が流れ込まない。なお、風路遮蔽物50は、ヘアピン部6aを全て覆うように設置される場合に限られず、一部に切り欠きを設け、ヘアピン部6aの一部が覆われていない構成であっても良い。この場合は、一部のヘアピン部6aに空気が流入し凍結が生じる可能性があるが、一部のヘアピン部6aに限られるため、除霜運転の制御等により凍結を防止することが可能である。また、風路遮蔽物50の一部に切り欠き部があった場合であっても、例えば室外熱交換器90の近傍にある別部品で切り欠き部を塞ぐ様にしても良い。
また、壁面51aから風路63の内側方向に延びる風路遮蔽物50の先端部50aをフィン設置部7bに当接させても良い。先端部50aとフィン設置部7bとを当接させる部分にゴムシートなどの干渉部材を介しても良い。このように構成されることで、フィン設置部7bと風路遮蔽物50との間に空気が流れる隙間が生じず、ヘアピン部6aへの空気の流入を抑制する効果が向上させることができる。
<比較例>
図8及び図9は、比較例としての空気調和装置の室外機100aの室外熱交換器90のヘアピン部6aを示す拡大図である。なお、比較例の空気調和装置の室外機100aは、風路遮蔽物50が設けられていない点において室外機100と異なる。それ以外の構成については、室外機100と室外機100aとは同じである。よって、以下の説明において共通する部分については同一の符号を付して説明する。
図8及び図9は、比較例としての空気調和装置の室外機100aの室外熱交換器90のヘアピン部6aを示す拡大図である。なお、比較例の空気調和装置の室外機100aは、風路遮蔽物50が設けられていない点において室外機100と異なる。それ以外の構成については、室外機100と室外機100aとは同じである。よって、以下の説明において共通する部分については同一の符号を付して説明する。
空気調和装置が暖房運転をしている場合、室外熱交換器90は、蒸発器として作用する。よって、空気吸込口59に流れ込んだ空気に湿気が多く含まれていると、室外熱交換器90には結露水が発生する。特に空気の温度が低い場合は結露水が凍結し、フィン2や伝熱管1に霜が付着する。室外熱交換器90に霜が付着すると、フィン2が目詰まりしを空気が通過しにくくなるため、熱交換効率が低下する。すると、冷凍サイクルの効率も下がるため、空気調和装置の空調能力が低下することになる。よって、空気調和装置においては、暖房運転と除霜運転とを交互に繰り返すことにより、室外熱交換器90に付着した霜を融かし、熱交換効率が下がらないように制御されている。
比較例の室外機100aには、風路遮蔽物50が設置されていないため、室外熱交換器90のヘアピン部6aには空気吸込口59から流れ込んだ空気が通過しやすくなっている。ヘアピン部6aにはフィン2は設けられていないが、伝熱管1には空気吸込口59から流れ込んだ空気が接触するため、着霜する。ヘアピン部6aに付着した霜は、除霜運転により融かされて結露水となるが、図8及び図9に示される様に、結露水の一部は、ヘアピン部6aの上側の水平部6bに付着したまま残り、流れる結露水もヘアピン部6aの円弧部6cを伝って図8及び図9中の矢印の方向に流れ、下側の水平部6dに流れる。このように、除霜運転時に結露水9a、9b、9c、9dがヘアピン部6aの水平部6b、6dに付着する。
上記のように、結露水9a、9b、9c、9dがヘアピン部6aに付着したまま、空気調和装置が暖房運転に切り替わると、結露水9a、9b、9c、9dは再度凍結する。また、ヘアピン部6aは、通過する空気により新たに着霜する。そして、再度空気調和装置が除霜運転に切り替わると、暖房運転時にヘアピン部6aについた霜及び前回の除霜運転時に残った結露水が凍結してできた氷が融ける。しかし、ヘアピン部6aに融かしきれない氷が残ると、その氷に融けた霜や氷による結露水がさらに付着し、暖房運転時に凍結するため、氷が例えば図9の氷8aに示される様に徐々に大きくなり、さらに氷8bに示されるように下側の水平部6d上に溜まった結露水9dが凍結してできた氷とつながる。
上記の様にヘアピン部6aにできた氷は、上側の水平部6bと下側の水平部6dとを繋ぐように成長し、水平部6bと水平部6dとを上下方向に圧迫する。そのため、伝熱管1は、氷により圧迫された部分を起点として破壊に至る。以上のように、比較例における室外機100aは、風路遮蔽物50を有していないことからヘアピン部6aに凍結が発生し、伝熱管1の破壊に至る。
<実施の形態1の効果>
実施の形態1及び比較例において、伝熱管1に扁平管が使用されることにより、結露水が伝熱管1上に残りやすい。よって、室外熱交換器90に扁平管を使用する場合には、断面円形の管を伝熱管1として使用する場合と比較して、ヘアピン部6aに空気が当たらないように対策する必要性が高くなる。実施の形態1に係る室外機100は、図6に示される様に風路遮蔽物50により、ヘアピン部6aを空気が通過しにくい構成になっていることから、比較例に係るヘアピン部6aのように凍結が生じるのを抑えることができる。よって、伝熱管1の破損を未然に防止することができる。また、風路遮蔽物50は、ヘアピン部6aのみを覆うように、つまりフィン端部7aから前面パネル51の内側の壁面51aまでの範囲の風路63を遮蔽するように設置されている。そのため、フィン2を通過する空気を遮蔽することが無く、室外熱交換器90の性能を低下させることがない。
実施の形態1及び比較例において、伝熱管1に扁平管が使用されることにより、結露水が伝熱管1上に残りやすい。よって、室外熱交換器90に扁平管を使用する場合には、断面円形の管を伝熱管1として使用する場合と比較して、ヘアピン部6aに空気が当たらないように対策する必要性が高くなる。実施の形態1に係る室外機100は、図6に示される様に風路遮蔽物50により、ヘアピン部6aを空気が通過しにくい構成になっていることから、比較例に係るヘアピン部6aのように凍結が生じるのを抑えることができる。よって、伝熱管1の破損を未然に防止することができる。また、風路遮蔽物50は、ヘアピン部6aのみを覆うように、つまりフィン端部7aから前面パネル51の内側の壁面51aまでの範囲の風路63を遮蔽するように設置されている。そのため、フィン2を通過する空気を遮蔽することが無く、室外熱交換器90の性能を低下させることがない。
図10は、図7に示されている風路遮蔽物50の高さを変更した図である。
風路遮蔽物50の前面パネル51の内側の壁面51aからの高さHは、前面パネル51の内側の壁面51aからフィン端部7aまでの距離q以上に設定されている。図10に示されるように、高さHを距離qよりも大きめに設定し、風路遮蔽物50と下流側熱交換部92のフィン2とを重なるようにすることで、製造時の寸法ばらつきがあってもヘアピン部6aへ空気が流れ込むことを抑制することができる。
風路遮蔽物50の前面パネル51の内側の壁面51aからの高さHは、前面パネル51の内側の壁面51aからフィン端部7aまでの距離q以上に設定されている。図10に示されるように、高さHを距離qよりも大きめに設定し、風路遮蔽物50と下流側熱交換部92のフィン2とを重なるようにすることで、製造時の寸法ばらつきがあってもヘアピン部6aへ空気が流れ込むことを抑制することができる。
(1)実施の形態1に係る空気調和装置の室外機100によれば、筐体の内部に設置されている風路63と、風路63に設置されている室外熱交換器90と、室外熱交換器90に空気を導入する室外機ファン60と、風路63の一部分の空気の流れを遮る風路遮蔽物50と、を備える。室外熱交換器90は、内部に冷媒を通す伝熱管1と、伝熱管1に取り付けられるフィン2と、を備える。伝熱管1は、伝熱管1が曲げて折り返された部分であって、フィン2が取り付けられていない部分であるヘアピン部6aを有する。風路遮蔽物50は、ヘアピン部6aを覆う。
または、風路遮蔽物50は、風路63のうち、ヘアピン部6aが配置されている側の風路63を形成する壁面51aとヘアピン部6aが配置されている側のフィン2の端面との間の空間を遮蔽する。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、室外熱交換器90のヘアピン部6aに室外機100の外部の空気が流入するのを抑制することができる。ヘアピン部6aに空気が流入しないため、ヘアピン部6aに結露及び着霜が生じるのを抑制でき、ひいてはヘアピン部6aが凍結して損傷するのを防止することができる。
または、風路遮蔽物50は、風路63のうち、ヘアピン部6aが配置されている側の風路63を形成する壁面51aとヘアピン部6aが配置されている側のフィン2の端面との間の空間を遮蔽する。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、室外熱交換器90のヘアピン部6aに室外機100の外部の空気が流入するのを抑制することができる。ヘアピン部6aに空気が流入しないため、ヘアピン部6aに結露及び着霜が生じるのを抑制でき、ひいてはヘアピン部6aが凍結して損傷するのを防止することができる。
(2)実施の形態1に係る空気調和装置の室外機100によれば、風路遮蔽物50は、ヘアピン部6aが配置されている側の風路63を形成する壁面51aに立設され、風路遮蔽物50の壁面51aからの高さは、壁面51aから最も近いフィン端部7aから壁面51aまでの距離qと同じ、又は距離qよりも大きく設定されている。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、フィン端部7aと風路遮蔽物50との間に隙間が生じないようにできるため、室外熱交換器90のヘアピン部6aに室外機100の外部の空気が流入するのをより確実に抑制することができる。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、フィン端部7aと風路遮蔽物50との間に隙間が生じないようにできるため、室外熱交換器90のヘアピン部6aに室外機100の外部の空気が流入するのをより確実に抑制することができる。
(3)実施の形態1に係る空気調和装置の室外機100によれば、伝熱管1は、フィン2に設けられている切り欠き部3に挿入され、切り欠き部3は、フィン2の長手方向に直交する方向の一端が開放され、一端から他端に向けて延びており、室外熱交換器90は、フィン2の他端を風路遮蔽物50が配置されている側に向けている。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、風路遮蔽物50と伝熱管1との間にフィン2の縁部2bがあるため、風路遮蔽物50と伝熱管1とが直接接触しないようになっている。これにより、室外機100の組み立て時においても風路遮蔽物50と伝熱管1とが接触することがないため、伝熱管1の損傷を防止することができる。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、風路遮蔽物50と伝熱管1との間にフィン2の縁部2bがあるため、風路遮蔽物50と伝熱管1とが直接接触しないようになっている。これにより、室外機100の組み立て時においても風路遮蔽物50と伝熱管1とが接触することがないため、伝熱管1の損傷を防止することができる。
(4)実施の形態1に係る空気調和装置の室外機100によれば、風路遮蔽物50は、先端部がフィン2に当接している。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、フィン端部7aと風路遮蔽物50との間に隙間が生じないようにできるため、室外熱交換器90のヘアピン部6aに室外機100の外部の空気が流入するのをより確実に抑制することができる。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、フィン端部7aと風路遮蔽物50との間に隙間が生じないようにできるため、室外熱交換器90のヘアピン部6aに室外機100の外部の空気が流入するのをより確実に抑制することができる。
(5)実施の形態1に係る空気調和装置の室外機100によれば、風路遮蔽物50は、室外熱交換器90に対し空気の流れの下流側に位置する。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、上記(1)と同様な効果を得ることができる。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、上記(1)と同様な効果を得ることができる。
(6)実施の形態1に係る空気調和装置の室外機100によれば、伝熱管1は、断面形状が扁平形状であり、扁平形状の長手方向を水平に向けて配置されることを特徴とする。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、熱交換に有利であるが、結露水が除去されにくい扁平管を伝熱管1として使用することができる。結露水が除去されにくい扁平管に対し結露、着霜を抑制し、ヘアピン部6aの凍結による損傷を防止することができる。
このように構成されることにより、空気調和装置の室外機100は、熱交換に有利であるが、結露水が除去されにくい扁平管を伝熱管1として使用することができる。結露水が除去されにくい扁平管に対し結露、着霜を抑制し、ヘアピン部6aの凍結による損傷を防止することができる。
<実施の形態1の変形例>
なお、実施の形態1においては、L字形の上流側熱交換部91と下流側熱交換部92とを風路63の上流側と下流側とに並べて配置しているため、ヘアピン部6aの端を揃えるように構成すると、伝熱管1の長さがそれぞれ異なる。このように室外熱交換器90を構成した場合、製造上は部品点数が増えてしまうため、上流側熱交換部91と下流側熱交換部92とで同じ長さの伝熱管1を使用することも可能である。
なお、実施の形態1においては、L字形の上流側熱交換部91と下流側熱交換部92とを風路63の上流側と下流側とに並べて配置しているため、ヘアピン部6aの端を揃えるように構成すると、伝熱管1の長さがそれぞれ異なる。このように室外熱交換器90を構成した場合、製造上は部品点数が増えてしまうため、上流側熱交換部91と下流側熱交換部92とで同じ長さの伝熱管1を使用することも可能である。
図11は、本発明の実施の形態1に係る室外機100の室外熱交換器90のヘアピン部6aの側面図である。(a)は、室外熱交換器90の伝熱管1の長さを同じにした場合のヘアピン部6aの説明図である。(b)は、本発明の実施の形態1に係る室外熱交換器90の伝熱管1の長さを上流側熱交換部91と下流側熱交換部92とで変えた場合のヘアピン部6aの説明図である。図11においては、上流側熱交換部91の伝熱管1を実線で示し、下流側熱交換部92の伝熱管1を破線で示している。また、図示をわかりやすくするために、上流側熱交換部91の伝熱管1と下流側熱交換部92の伝熱管1とを上下にずらして表示している。
図11(a)に示される様に、上流側熱交換部91と下流側熱交換部92とで伝熱管1の長さを同じにしフィン端部7aを揃えて室外熱交換器90を構成すると、L字形に曲げられている外側に位置する上流側熱交換部91は、ヘアピン部6aが短くなる。一方、図11(b)に示される様に、上流側熱交換部91と下流側熱交換部92とで伝熱管1の長さを変えれば、フィン端部7aを揃えつつヘアピン部6aの端を揃えることが可能となる。
図11(a)のように、上流側熱交換部91と下流側熱交換部92とで伝熱管1の長さを同じにしフィン端部7aを揃えて室外熱交換器90を構成した場合、同じ長さの伝熱管1を使用できるというメリットがある。しかし、図11(a)のように、ヘアピン部6aの端部を揃えることができず、上流側熱交換部91のヘアピン部6aは下流側熱交換部92のヘアピン部6aよりも図11のy方向に引っ込んで配置される。図11(a)の上流側熱交換部91及び下流側熱交換部92と、図11(b)の下流側熱交換部92とをそれぞれ伝熱管1を同じ長さで構成した場合、図11(a)の上流側熱交換部91のヘアピン部6aだけ短くなるため、ヘアピン部6aの円弧部6cがフィン端部7aに近づく。すると、上流側熱交換部91と下流側熱交換部92とでフィン端部7aを揃えるために、本来、上流側熱交換部91よりもフィン2を多く取り付けることができる下流側熱交換部92も、上流側熱交換部91に合わせてフィン2の数を減らさなくてはならない。よって、上記より、熱交換性能の観点から、室外熱交換器90は、上流側熱交換部91の伝熱管1の長さを下流側熱交換部92の伝熱管1の長さよりも長く設定し、ヘアピン部6aの端を揃えるように構成する方が有利である。
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の室外機200は、実施の形態1に係る室外機100に対し、風路遮蔽物50の位置を変更したものである。実施の形態2に係る室外機200においては、実施の形態1に対する変更点を中心に説明する。実施の形態2に係る室外機200の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態1の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。
本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の室外機200は、実施の形態1に係る室外機100に対し、風路遮蔽物50の位置を変更したものである。実施の形態2に係る室外機200においては、実施の形態1に対する変更点を中心に説明する。実施の形態2に係る室外機200の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態1の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。
図12は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室外機200の水平断面を示す説明図である。図13は、図12の室外熱交換器90のヘアピン部6a周辺の拡大図である。なお、図12に示す断面は、実施の形態1の図2におけるA-A断面に相当する。
実施の形態2においては、風路遮蔽物250は、上流側熱交換部91のヘアピン部6aの上流側に配置されている。風路遮蔽物250は、伝熱管1の長手方向、すなわち伝熱管1の内部を流れる冷媒の流動する方向と平行に前面パネル51から風路63の内側に向かって延びている。また、風路遮蔽物250の前面パネル51の内側の壁面51aからの高さHは、実施の形態1と同様に前面パネル51からフィン端部7aまでの距離q以上に設定されている。
実施の形態2においては、風路遮蔽物250は、上流側熱交換部91のヘアピン部6aの上流側に配置されている。風路遮蔽物250は、伝熱管1の長手方向、すなわち伝熱管1の内部を流れる冷媒の流動する方向と平行に前面パネル51から風路63の内側に向かって延びている。また、風路遮蔽物250の前面パネル51の内側の壁面51aからの高さHは、実施の形態1と同様に前面パネル51からフィン端部7aまでの距離q以上に設定されている。
なお、図12及び図13において、風路遮蔽物250は、前面パネル51の内側の壁面51aから立設しているが、この構成に限られない。例えば、風路遮蔽物250を背面パネル55と一体に形成しても良い。つまり、風路遮蔽物250は、上流側熱交換部91のヘアピン部6aの上流側を遮蔽し、前面パネル51からフィン端部7aまでの間の空間への空気の流入を抑制できれば良い。
また、実施の形態2において、上流側熱交換部91のフィン2の切り欠き部3は、下流側を開放するように設けられており、図12及び図13に示されるように上流側熱交換部91の伝熱管1は、下流側に寄って配置されている。実施の形態1に係る室外機100と同様に、伝熱管1が風路遮蔽物250から距離をおいて配置されるため、伝熱管1と風路遮蔽物250との接触による損傷を防止することができる。
<実施の形態2の効果>
(7)実施の形態2に係る空気調和装置の室外機200によれば、風路遮蔽物250は、室外熱交換器90に対し前記空気の流れの上流側に位置する。
このように構成されることにより、実施の形態1に記載した(1)~(6)と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態2に係る空気調和装置の室外機200は、より結露、着霜が生じやすい上流側熱交換部91への空気の流入を防止できることから、実施の形態1に係る室外機100と比較して凍結を抑制する効果が高い。さらに、室外機200の風路遮蔽物250は、風路63の上流側を遮蔽しているため、室外機200の外部から飛来するゴミや雪、水などの侵入を防止することができる。これにより、室外機200は、実施の形態1の室外機100と比較して、ヘアピン部6aへの空気の流入を抑制するだけでなく、その他の飛来物の侵入も防止できるため、ヘアピン部6aの損傷を防止する効果が高い。
(7)実施の形態2に係る空気調和装置の室外機200によれば、風路遮蔽物250は、室外熱交換器90に対し前記空気の流れの上流側に位置する。
このように構成されることにより、実施の形態1に記載した(1)~(6)と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態2に係る空気調和装置の室外機200は、より結露、着霜が生じやすい上流側熱交換部91への空気の流入を防止できることから、実施の形態1に係る室外機100と比較して凍結を抑制する効果が高い。さらに、室外機200の風路遮蔽物250は、風路63の上流側を遮蔽しているため、室外機200の外部から飛来するゴミや雪、水などの侵入を防止することができる。これにより、室外機200は、実施の形態1の室外機100と比較して、ヘアピン部6aへの空気の流入を抑制するだけでなく、その他の飛来物の侵入も防止できるため、ヘアピン部6aの損傷を防止する効果が高い。
また、風路遮蔽物250を上流側熱交換部91の上流側に配置することにより、上流側熱交換部91のフィン2を通過した空気が、上流側熱交換部91と下流側熱交換部92との間から下流側熱交換部92のヘアピン部6aに流れ込む場合がある。しかし、上流側熱交換部91のフィン2を通過した空気は、上流側熱交換部91で熱交換されることで除湿されているため、ヘアピン部6aに流れ込んでも着霜が生じにくい。また、実施の形態1と同様に、風路遮蔽物250の先端部250aをフィン2に当接させて、更にヘアピン部6aへの空気の流入を抑制させる効果を高めることもできる。
1 伝熱管、2 フィン、2b 縁部、3 切り欠き部、4 圧縮機、6a ヘアピン部、6b 水平部、6c 円弧部、6d 水平部、6e ジョイント部、6f 配管部、7a フィン端部、7b フィン設置部、8a 氷、8b 氷、9a 結露水、9b 結露水、9c 結露水、9d 結露水、10 冷媒回路、11 圧縮機、12 減圧装置、13 室内熱交換器、14 流路切替装置、15 室内機ファン、50 風路遮蔽物、50a 先端部、51 前面パネル、51a 壁面、52 側面パネル、53 天面パネル、55 背面パネル、56 ベースパネル、59 空気吸込口、60 室外機ファン、62 空気吹出口、63 風路、64 セパレータ、80 機械室、90 室外熱交換器、91 上流側熱交換部、92 下流側熱交換部、100 室外機、100a 室外機、101 室内機、200 室外機、250 風路遮蔽物、250a 風路遮蔽物、H 高さ、p 隙間、q 距離。
Claims (8)
- 筐体の内部に設置されている風路と、
該風路に設置されている室外熱交換器と、
該室外熱交換器に空気を導入する室外機ファンと、
前記風路の一部分の前記空気の流れを遮る風路遮蔽物と、を備え、
前記室外熱交換器は、
内部に冷媒を通す伝熱管と、
前記伝熱管に取り付けられるフィンと、を備え、
前記伝熱管は、
当該伝熱管が曲げて折り返された部分であって、前記フィンが取り付けられていない部分であるヘアピン部を有し、
前記風路遮蔽物は、
前記ヘアピン部を覆う、空気調和装置の室外機。 - 筐体の内部に設置されている風路と、
該風路に設置されている室外熱交換器と、
該室外熱交換器に空気を導入する室外機ファンと、
前記風路の一部分の前記空気の流れを遮る風路遮蔽物と、を備え、
前記室外熱交換器は、
内部に冷媒を通す伝熱管と、
前記伝熱管に取り付けられるフィンと、を備え、
前記伝熱管は、
当該伝熱管が曲げて折り返された部分であって、前記フィンが取り付けられていない部分であるヘアピン部を有し、
前記風路遮蔽物は、
前記風路のうち、前記ヘアピン部が配置されている側の前記風路を形成する壁面と前記ヘアピン部が配置されている側の前記フィンの端面との間の空間を遮蔽する、空気調和装置の室外機。 - 前記風路遮蔽物は、
前記ヘアピン部が配置されている側の前記風路を形成する壁面に立設され、
前記風路遮蔽物の前記壁面からの高さは、
前記壁面から最も近い前記室外熱交換器のフィン端部から前記壁面までの距離と同じ、又は前記距離より大きく設定されている、請求項1又は2に記載の空気調和装置の室外機。 - 前記伝熱管は、
前記フィンに設けられている切り欠き部に挿入され、
前記切り欠き部は、
前記フィンの長手方向に直交する方向の一端が開放され、該一端から他端に向けて延びており、
前記室外熱交換器は、
前記フィンの前記他端を前記風路遮蔽物側に向けて配置されている、請求項1~3の何れか1項に記載の空気調和装置の室外機。 - 前記風路遮蔽物は、
先端部が前記フィンに当接している、請求項1~4の何れか1項に記載の空気調和装置の室外機。 - 前記風路遮蔽物は、
前記室外熱交換器に対し前記空気の流れの下流側に配置される、請求項1~5の何れか1項に記載の空気調和装置の室外機。 - 前記風路遮蔽物は、
前記室外熱交換器に対し前記空気の流れの上流側に配置される、請求項1~6の何れか1項に記載の空気調和装置の室外機。 - 前記伝熱管は、
断面形状が扁平形状であり、扁平形状の長手方向を水平に向けて配置されることを特徴とする請求項1~7の何れか1項に記載の空気調和装置の室外機。
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