WO2018173256A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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WO2018173256A1
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liquid
pipe
header
heat exchanger
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洋次 尾中
松本 崇
皓亮 宮脇
博幸 岡野
孝典 小池
森本 修
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三菱電機株式会社
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    • F28F2210/02Heat exchange conduits with particular branching, e.g. fractal conduit arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner, and more particularly to a structure of a heat exchanger provided with a distribution header.
  • liquid refrigerant condensed by a heat exchanger functioning as a condenser mounted on an indoor unit is decompressed by an expansion valve, and a gas-liquid two-phase state in which gas refrigerant and liquid refrigerant are mixed become.
  • coolant of a gas-liquid two-phase state flows in into the heat exchanger which functions as an evaporator mounted in the outdoor unit.
  • Patent Document 1 a technique for adjusting the insertion length of the branch pipe inserted into the header collecting pipe has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the insertion length is equal among a plurality of branch pipes, and the refrigerant is evenly distributed to the heat exchanger by setting the flow velocity of the refrigerant in the distribution space between the header sets to an appropriate value. .
  • the airflow passing through the actual heat exchanger is distributed in the vertical direction of the heat exchanger.
  • the air volume is larger in the heat exchanger portion closer to the fan, and the air volume decreases as the distance from the fan increases.
  • the amount of air passing through is larger at a position closer to the boss center of the fan, and closer to the upper end or lower end near the casing panel of the outdoor unit. It gets smaller.
  • the refrigerant distribution is not optimal with respect to the air volume, so that the performance of the heat exchanger may be reduced and the energy efficiency of the air conditioner may be reduced. It was.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides an air conditioner capable of performing refrigerant distribution optimal for the amount of air passing through a heat exchanger while having a simple structure. With the goal.
  • An air conditioner according to the present invention is arranged with a plurality of heat transfer tubes that are arranged apart from each other in the vertical direction and through which the refrigerant flows and a distribution space that extends in the vertical direction inside, and that are arranged apart from each other in the vertical direction.
  • a heat exchanger having a header collecting pipe for allowing the refrigerant to flow into the plurality of heat transfer pipes from the branch pipes, and blades around the rotating boss, and a rotating surface of the blades with respect to the plurality of heat transfer tubes
  • a refrigerant circuit that causes the refrigerant to flow into the circulation space so that the refrigerant in a gas-liquid two-phase state flows upward and evaporates the refrigerant with the heat exchanger.
  • the flow mode of the refrigerant flowing in the header collecting pipe is an annular flow or a churn flow in which a gas phase refrigerant gathers at the center of the header collecting pipe and a liquid phase refrigerant gathers on the wall surface, and the center in the horizontal plane of the circulation space is 0%, said A plurality of the branch pipes whose height is within the range of rotation of the blades when the position of the wall surface of the tubder collecting pipe is 100% and the distance from the center in the horizontal plane is represented by 0 to 100% Of these, most of the branch pipes positioned below the height of the boss are inserted into the header collecting pipe so that the tip is 0 to 50% at a distance from the center, and are higher than the height of the boss. Most of the branch pipes located in the section are connected to the header collecting pipe so that the tip is larger than 50% in the distance from the center.
  • another air conditioner according to the present invention is arranged spaced apart in the vertical direction, has a plurality of heat transfer tubes through which the refrigerant flows, and a flow space extending in the vertical direction inside, and is arranged spaced apart in the vertical direction.
  • a heat exchanger having a header collecting pipe for allowing the refrigerant to flow from the plurality of branch pipes into the plurality of heat transfer pipes, a fan positioned above the plurality of heat transfer pipes, and a gas-liquid in the circulation space
  • a refrigerant circuit that causes the refrigerant to flow in so that the refrigerant in a two-phase state flows upward, and evaporates the refrigerant in the heat exchanger, and the flow pattern of the refrigerant flowing in the header collecting pipe is the header assembly
  • An annular flow or churn flow in which gas phase refrigerant gathers in the center of the tube and liquid phase refrigerant gathers on the wall surface, and the header collecting pipe is composed of a plurality of header collecting pipes arranged at different heights in the vertical direction.
  • the position closest to the fan is In one header collecting pipe, most of the branch pipes to be connected are inserted at a distance of 0 to 50% from the center, and are lower than the header collecting pipe located closest to the fan. In the header collecting pipe, the most of the branch pipes to be connected are connected such that the tip is larger than 50% in the distance from the center.
  • another air conditioner according to the present invention is arranged spaced apart in the vertical direction, has a plurality of heat transfer tubes through which the refrigerant flows, and a flow space extending in the vertical direction inside, and is arranged spaced apart in the vertical direction.
  • a heat exchanger having a header collecting pipe for allowing the refrigerant to flow from the plurality of branch pipes into the plurality of heat transfer pipes, a fan positioned above the plurality of heat transfer pipes, and a gas-liquid in the circulation space
  • a refrigerant circuit that causes the refrigerant to flow in so that the refrigerant in a two-phase state flows upward, and evaporates the refrigerant in the heat exchanger, and the flow pattern of the refrigerant flowing in the header collecting pipe is the header assembly
  • An annular flow or churn flow in which the gas phase refrigerant gathers in the center of the pipe and the liquid phase refrigerant gathers on the wall surface, the center in the horizontal plane of the circulation space is 0%, and the position of the wall surface of the header collecting pipe is 100%.
  • the header is configured so that most of the branch pipes connected to the header collecting pipe have a tip at 0 to 50% in the distance from the center.
  • the branch pipe that is inserted into the collecting pipe and is connected to the header collecting pipe and located at the uppermost part of the branch pipe is connected to the header collecting pipe so that the tip thereof is greater than 50% in the distance from the center. It is connected.
  • the insertion length of the plurality of branch pipes into the header collecting pipe is varied in the vertical direction of the heat exchanger according to the positional relationship between the heat exchanger and the fan or the axial flow fan. Yes.
  • the flow mode of the refrigerant flowing into the liquid header collecting pipe is an annular flow or a churn flow
  • the branch pipe is In the header region connected so as to be covered with the liquid layer, the liquid refrigerant flows in the lower part. Therefore, by combining such regions vertically, refrigerant distribution suitable for the wind speed distribution of the heat exchanger can be realized, and the performance of the heat exchanger can be improved.
  • FIG. 45 is a partial cross-sectional view showing a BB cross section of FIG. 44. It is the schematic which shows an example of the heat exchanger which concerns on Embodiment 10 of this invention. It is the schematic which showed the liquid header which concerns on Embodiment 10 of this invention, and the relationship between a liquid refrigerant
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a heat transfer tube according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the heat transfer tube according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of the heat transfer tube according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the heat exchanger 1 includes a liquid header 10, a gas header 40, a heat exchange unit 20, a plurality of branch pipes 12 that connect the liquid header 10 or the gas header 40 to the heat exchange unit 20, and the like. Consists of. Further, one axial fan 30 is disposed on the side surface of the heat exchanger 1. The heat exchanger 1 constitutes a part of the refrigeration cycle of the air conditioner.
  • the liquid header 10 is configured by connecting a plurality of branch pipes 12 to a liquid header main pipe 11.
  • a header collecting pipe one or a plurality of liquid header main pipes 11 constituting the liquid header 10 may be collectively referred to as a header collecting pipe.
  • the liquid header main pipe 11 is formed with a circulation space extending in the vertical direction (arrow Z direction) and has a circular pipe shape.
  • the lower part of the liquid header main pipe 11 is connected to an inflow pipe 52 whose upstream side is connected to the piping of the refrigerant circuit.
  • the liquid phase refrigerant Rb and the gas phase refrigerant Ra are distributed in the circulation space, and a liquid layer formed by collecting the liquid phase refrigerant Rb along the wall surface of the liquid header main pipe 11 is formed.
  • the run-up distance L [m] is defined as a distance from the position of the inflow portion of the liquid header 10 into which the refrigerant flows and the position of the central axis of the branch pipe 12 closest to the position of the inflow portion.
  • the gas header 40 is configured by connecting a plurality of branch pipes 12 to a circular gas header main pipe 41 having a circulation space formed therein.
  • an outflow pipe 51 through which the refrigerant flows out is connected to the lower part of the gas header 40.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a part of the AA cross section of the heat exchange section 20 shown in FIG.
  • the heat exchanging unit 20 has a plurality of fins 21 arranged in parallel in the direction of the arrow X at intervals, and penetrates the fins 21 in the juxtaposition direction of the fins 21 and protrudes on both sides.
  • a plurality of heat transfer tubes 22 and the like arranged in such a manner.
  • the heat transfer tubes 22 are arranged apart from each other in the vertical direction (arrow Z direction). One end of the heat transfer tube 22 is connected to the liquid header 10 and the other end is connected to the gas header 40 via the branch tube 12, and the refrigerant flows inside.
  • a flat tube having a flat cross section is shown as the heat transfer tube 22 of the heat exchange unit 20, but the type and shape are not limited.
  • the heat transfer tube 22 may be, for example, a flat porous tube 22a having a flat cross section as shown in FIG. 3 and having a plurality of holes formed therein, or a circular cross section as shown in FIG. It may be configured by a circular tube 22b having a shape. Further, the heat transfer tube 22 may be configured with a grooved surface that expands the heat transfer area by cutting the groove, or may be configured with a smooth surface to suppress an increase in pressure loss.
  • the axial fan 30 includes a boss 31 and blades 32 arranged around the boss 31, and supplies air to the heat exchanger 1.
  • the boss 31 is rotated by a motor or the like, and air is taken in from one side surface in the arrow Y direction and blown out from the other side surface.
  • the axial fan 30 is arranged such that the rotating surface of the blade 32 faces the plurality of heat transfer tubes 22 of the heat exchanger 1 in the horizontal direction.
  • the height of the center of the boss 31 in the vertical direction (arrow Z direction) is represented by the boss center line Ob.
  • the plurality of branch pipes 12 are arranged so as to be spaced apart in the vertical direction (arrow Z direction), connect the liquid header 10 or the gas header 40 and the plurality of heat transfer pipes 22, and allow refrigerant to flow therethrough.
  • branch pipes 12a positioned below the boss center line Ob are connected to the liquid header 10 so that the tip positions penetrate the liquid layer, and are positioned above the boss center line Ob.
  • the branch pipe 12b is connected so that the tip position is covered with the liquid phase refrigerant Rb. That is, the branch pipe 12a below the boss center line Ob has a longer insertion length into the liquid header main pipe 11 than the upper branch pipe 12b.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the wind speed distribution of the heat exchanger and the liquid refrigerant distribution of the liquid header according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5A is a schematic diagram of the heat exchanger 1
  • FIG. 5B shows the wind speed distribution of the airflow passing through the heat exchanger 1
  • FIG. 5C is the liquid refrigerant flow distribution of the liquid header 10.
  • Indicates. 5 (a) and 5 (b) the vertical axis represents the height of the heat exchanger 1 shown in FIG. 5 (a).
  • the wind speed flowing through the height position of the boss 31 of the axial fan 30 is high. Maximum.
  • the liquid refrigerant flow rate distribution of the liquid header 10 in the region from the lower end of the heat exchanger 1 to the boss center line Ob, the liquid refrigerant increases as it approaches the boss 31, and the heat exchanger starts from the boss center line Ob. In the region up to the upper end of 1, the liquid refrigerant becomes less distributed as the distance from the boss 31 increases.
  • the liquid refrigerant flow distribution of the liquid header 10 as described above is obtained by the difference in insertion amount between the branch pipe 12a and the branch pipe 12b.
  • the plurality of branch pipes 12a penetrate the liquid layer of the refrigerant flowing through the liquid header 10, so that the distribution of the liquid refrigerant below, that is, the lower part of the heat exchanger 1 is suppressed.
  • the plurality of branch pipes 12b remain in the liquid layer of the refrigerant flowing through the liquid header 10, so that the liquid refrigerant at the lower position, that is, at the height of the boss center line Ob.
  • the distribution of will increase.
  • the heat exchanger 1 can perform refrigerant distribution suitable for the wind speed distribution, and can improve the performance of the heat exchanger 1.
  • the plurality of branch pipes 12 a and 12 b whose insertion lengths are adjusted in this way are positioned on the upstream side of the liquid header 10. This is because when the area of the liquid header 10 is divided vertically with respect to the boss center line Ob, the upstream side structure has a greater influence on the liquid distribution characteristics than the downstream side in each area.
  • the connection between the liquid header 10 and the branch pipe 12a positioned below the boss center line Ob will be described.
  • the branch pipe 12 a located below the boss center line Ob is connected so that the tip position is located at the inner diameter center of the liquid header main pipe 11.
  • the distal end portion of the branch pipe 12a only needs to penetrate the liquid layer of the refrigerant flowing in the liquid header 10, and may be located in a range having a spread near the center.
  • a range having a spread near the center will be described.
  • FIG. 6 is a diagram showing positions in the liquid header of a plurality of branch pipe tip portions connected to a lower part than the boss center line according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of positions in the liquid header of a plurality of branch pipe tip portions connected to a lower part than the boss center line according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing another example of positions in the liquid header of a plurality of branch pipe tip portions connected to a lower part than the boss center line according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the vicinity of the center here means that the center position in the horizontal plane of the circulation space of the liquid header main pipe 11 is defined as 0% as shown in FIGS. 6, 7, and 8, and the circulation space of the liquid header main pipe 11 is defined.
  • the wall surface position on the horizontal plane is defined as ⁇ 100%, it means that the tip of the branch pipe 12 is connected so as to be within an area within ⁇ 50%.
  • a shown in FIGS. 6, 7, and 8 indicates the effective flow path cross-sectional area [m 2 ] in the horizontal cross-sectional view at the position where the branch pipe 12 is inserted.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between the tip positions of a plurality of branch pipes connected to the lower part of the boss center line according to Embodiment 1 of the present invention and the heat exchanger performance.
  • FIG. 9 shows an example of the experimental results of the inventors.
  • the horizontal axis represents the tip position of the branch pipe 12a, and the vertical axis represents the heat exchanger performance.
  • the distal end portion of the branch pipe 12 is placed within a position within ⁇ 50%, thereby obtaining an effect of improving the distribution performance. be able to.
  • the tip of the branch pipe 12a positioned below the boss center line Ob is placed within ⁇ 50%, so that the liquid refrigerant is moved upward, that is, in the boss area in the region from the lower end of the liquid header 10 to the boss center line Ob. A large amount can be distributed to the height near the center line Ob.
  • the tip of the branch pipe 12a is arranged at the center of the inner diameter of the liquid header main pipe 11, that is, at a position of 0%, the liquid in the region of the boss center line Ob from the lower end of the liquid header 10 in a wider refrigerant flow rate range. It is even better that a large amount of refrigerant can flow through the top.
  • the boss center line Ob In the upper end region of the liquid header 10, a large amount of liquid refrigerant can be allowed to flow downward.
  • the thickness ⁇ [m] of the liquid layer is such that when the dryness of the refrigerant flowing into the liquid header 10 is 0.05 ⁇ x ⁇ 0.30, the refrigerant flow rate G [ kg / (m 2 s)], the dryness x of the refrigerant, the inner diameter D [m] of the liquid header 10, the refrigerant liquid density ⁇ L [kg / m 3 ], and the apparent gas of the refrigerant flowing into the circulation space of the liquid header 10
  • U LS [m / s] which is the maximum value of the speed fluctuation range
  • the front ends of the plurality of branch pipes 12a connected to the liquid header 10 below the boss center line Ob protrude at least from the thickness ⁇ of the liquid layer obtained by the above formula, and the gas phase refrigerant Ra is in the circulation space. It only has to be reached.
  • the reference liquid apparent speed U LS [m / s] is defined by G (1-x) / ⁇ L.
  • the determination of the flow mode is performed from the flow mode diagram of the vertical upward flow, and the refrigerant reference gas apparent velocity U GS [m / s] at the maximum value of the fluctuation range of the refrigerant flow rate flowing into the circulation space of the liquid header main pipe 11.
  • the reference gas apparent velocity U GS [m / s] of the refrigerant flowing into the liquid header main pipe 11 is U GS ⁇ ⁇ ⁇ L ⁇ (g ⁇ D) 0.5 /(40.6 ⁇ D) ⁇ 0.22 ⁇ (G ⁇ D) 0.5 should be satisfied.
  • FIG. 10 is a diagram showing a relationship between the reference gas apparent speed U GS [m / s] of the refrigerant according to Embodiment 1 of the present invention and the effect of improving the distribution performance.
  • U GS [m / s] of the refrigerant in the range specified above, the refrigerant flowing in the liquid header 10 becomes an annular flow or a churn flow, and the effect of improving the distribution performance is obtained. I can expect.
  • L is the run-up distance [m]
  • g is the gravitational acceleration [m / s 2 ]
  • D is the inner diameter [m] of the liquid header 10
  • x is the dryness of the refrigerant
  • ⁇ G is the refrigerant gas density [kg / m 3 ]
  • ⁇ L is the refrigerant liquid density [kg / m 3 ]
  • is the refrigerant surface tension [ N / m].
  • the refrigerant void ratio ⁇ is measured by, for example, measurement using electric resistance or observation by visualization.
  • run-up distance L 2 [m] of the inflow portion of the liquid header 10 is defined by a distance from the position of the inflow portion of the liquid header 10 to the position of the central axis of the branch pipe 12 closest to the position of the inflow portion. To do.
  • the distribution performance improvement effect is as follows: U SG ⁇ ⁇ ⁇ L 2 ⁇ (g ⁇ D) 0.5 /(40.6 ⁇ D) ⁇ 0.22 ⁇ (g ⁇ D) The effect is increased rapidly by satisfying 0.5 . Then, in particular, the effect becomes remarkable by satisfying U SG ⁇ 3.1 / ( ⁇ G 0.5) ⁇ [ ⁇ ⁇ g ⁇ ( ⁇ L - ⁇ G)] 0.25.
  • the maximum value of the fluctuation range of the refrigerant flow rate flowing into the distribution space of the liquid header 10 is the distribution of the liquid header 10 when the liquid header 10 is in the heating rated operation.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows as an upward flow through the space.
  • the refrigerant flowing through the liquid header main pipe 11 has a large amount of liquid phase refrigerant Rb distributed near the wall surface. It becomes a flow pattern.
  • the improvement effect of the distribution performance by the protrusion of the branch pipe 12 and the improvement effect of the performance of the heat exchanger may be particularly large.
  • the central axis extending in the horizontal direction (arrow X direction) of the branch pipe 12a and the vertical direction (arrows) of the liquid header main pipe 11 are shown.
  • the case where the central axis extending in the (Z direction) intersects is mentioned.
  • the central axis extending in the horizontal direction of the branch pipe 12 a may be shifted from the central axis extending in the vertical direction of the liquid header main pipe 11.
  • FIG. 11 is a diagram showing another example of the positions in the liquid header 10 of a plurality of branch pipe tip portions connected to the lower part of the boss center line according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of the positions in the liquid header 10 of the plurality of branch pipe tip portions connected to the lower part of the boss center line according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the center position of the distribution space of the liquid header main pipe 11 in the horizontal plane is defined as 0%.
  • the wall surface position in the horizontal plane of the circulation space of the liquid header main pipe 11 is defined as ⁇ 100%.
  • the insertion direction of the plurality of branch pipes 12 on the horizontal plane is the X direction, and the width direction is the Y direction.
  • the liquid phase refrigerant Rb has a flow mode characteristic in which it is distributed in the vicinity of the wall surface of the liquid header main pipe 11. Useful distribution performance can be improved.
  • the central axis of the branch pipe 12a located below the boss center line Ob is accommodated in a region within ⁇ 50% in the Y direction, and the tip of the branch pipe 12a is When it is stored in an area within ⁇ 50% in the X direction, the protruding length can be easily managed by connecting so that a part of the branch pipe 12a contacts the inner wall of the liquid header main pipe 11. Good to be able.
  • each branch pipe 12a positioned below the boss center line Ob has the same insertion amount.
  • the insertion amount may not be the same.
  • the boiling point is a mixture of two or more of olefinic refrigerants such as R1234yf or R1234ze (E), HFC refrigerants such as R32, hydrocarbon refrigerants such as propane or isobutane, CO 2 , DME (dimethyl ether), and the like.
  • olefinic refrigerants such as R1234yf or R1234ze (E)
  • HFC refrigerants such as R32
  • hydrocarbon refrigerants such as propane or isobutane
  • CO 2 cyclobutane
  • DME dimethyl ether
  • the present invention depends on the flow mode of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing through the liquid header 10. For this reason, it is preferable that the refrigerant flow in the gas-liquid two-phase state is sufficiently developed.
  • the run-up distance L required for the development of the gas-liquid two-phase refrigerant satisfies L ⁇ 5D when the inner diameter of the liquid header main pipe 11 is D [m]. If secured, the effect of improving distribution performance is greater. Further, it is better that the approach distance L is secured so as to satisfy L ⁇ 10D.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a state in which the run-up distance Li of the liquid header and the gas-liquid two-phase refrigerant are developed according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows from the refrigerant inlet at the bottom of the liquid header 10 as a vertical upward flow.
  • the liquid layer is thick at the inflow portion, but gradually becomes thinner as droplets begin to be generated as the flow develops.
  • the thickness of the liquid layer is constant.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing another example of the liquid header according to the first embodiment of the present invention.
  • the pitch length between the adjacent branch pipes 12 among the plurality of branch pipes 12 is defined as Lp and the stagnation region length at the top of the liquid header 10 is defined as Lt, Lt ⁇ 2 ⁇ Lp.
  • the refrigerant in the gas-liquid two-phase state is less affected by collision at the top of the liquid header 10, and the effect of improving the distribution performance is increased by stabilizing the flow pattern.
  • FIG. 15 is a schematic view showing another example of the liquid header according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the end branch pipe 18b is connected to the upper end of the liquid header 10 from the upper side. According to this configuration, a decrease in dynamic pressure due to the collision of the refrigerant at the upper part of the liquid header 10 is suppressed. This stabilizes the flow pattern and increases the effect of improving the distribution performance.
  • branch pipe 12 described with respect to the position of the tip portion does not include, for example, an end branch pipe 18b connected from the upper end or the lower end of the liquid header main pipe 11.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing another example of the liquid header according to the first embodiment of the present invention.
  • the case where the bifurcated pipe 13 is used as the branch pipe 12 is shown.
  • the bifurcated pipe 13 has two outlets with respect to the inlet from the liquid header main pipe 11.
  • the bifurcated tube 13 By using the bifurcated tube 13 as the branch tube 12, it is possible to suppress fluctuations in dynamic pressure caused by causing the branch tube 12 a located below the boss center line Ob to protrude from the liquid header main tube 11. Therefore, the liquid header 10 can suppress the change in the flow mode, and can increase the efficiency of the heat exchanger 1.
  • FIG. 16 shows an example in which the plurality of branch pipes 12 are all composed of bifurcated pipes 13. However, only a part of the plurality of branch pipes 12 may be constituted by the bifurcated pipe 13.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing another example of the liquid header according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a bifurcated tube 13 is used for a part of the branch pipes, and a branch pipe 12 having one inlet and one outlet is used for the other branch pipes.
  • the bifurcated tube 13 may be provided at a position near the lower portion of the liquid header 10 where the flow rate of refrigerant flowing through the liquid header 10 is large. In this case, a decrease in dynamic pressure due to the branch pipe protruding may be effectively suppressed.
  • the branch pipe 12 is described as a part of the liquid header 10.
  • the circular heat transfer tube 22 of the heat exchanger 1 may be extended to be configured by a part of the heat transfer tube.
  • a heat transfer promotion shape such as a groove may be processed on the inner surface.
  • the inflow pipe 52 is connected to the lower end of the liquid header main pipe 11, but if the space of the liquid header main pipe 11 is formed by the lower end and the branch pipe 12 closest to the lower end, It may be connected.
  • FIG. 18 shows an example of the connection position between the liquid header and the inflow pipe according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the inflow pipe 52 when the inflow pipe 52 is connected to the side surface, the inflow pipe 52 may be eccentric with respect to the center line of the liquid header main pipe 11. In this case, the gas-liquid two-phase refrigerant flowing through the liquid header 10 easily transitions to the annular flow, and refrigerant distribution is improved.
  • the air conditioner has a plurality of heat transfer tubes 22 that are arranged apart from each other in the vertical direction and through which the refrigerant flows, and a distribution space that extends in the vertical direction (arrow Z direction).
  • the heat exchanger 1 having a header collecting pipe (liquid header main pipe 11) for allowing the refrigerant to flow into the plurality of heat transfer pipes 22 from the plurality of branch pipes 12 spaced apart in the vertical direction, and the rotating boss 31
  • the axial flow fan 30 having the rotating surface of the blade 32 facing the plurality of heat transfer tubes 22 in the horizontal direction so that the gas-liquid two-phase refrigerant flows upward in the circulation space.
  • a refrigerant circuit that flows in the refrigerant and evaporates the refrigerant in the heat exchanger 1, and the flow mode of the refrigerant flowing in the header collecting pipe is such that the gas-phase refrigerant Ra gathers in the center of the header collecting pipe and the liquid-phase refrigerant on the wall surface
  • An annular flow or channel where Rb collects When the center of the distribution space in the horizontal plane is 0%, the position of the wall surface of the header collecting pipe is 100%, and the distance from the center in the horizontal plane is 0 to 100%, the height of the blade 32 is Among the plurality of branch pipes 12 within the range of the rotating height, most of the branch pipes 12a located below the height of the boss 31 are set so that the tip is 0 to 50% in the distance from the center. Most of the branch pipes 12b inserted into the pipe and positioned above the height of the boss 31 are connected to the header collecting pipe so that the tip is larger than 50% in the distance from the center.
  • the air conditioner is connected so that the branch pipes 12 connected to the liquid header main pipe 11 are covered with the liquid layer at a position higher than the boss 31, and the branches at a position lower than the boss 31.
  • a tube is inserted through the liquid layer. Therefore, when a large amount of liquid phase refrigerant Rb is distributed on the wall surface in the liquid header 10, a large amount of liquid refrigerant flows in the lower part in the region above the boss 31, and a large amount of liquid refrigerant flows in the upper part in the region below the boss 31. . Therefore, the side flow heat exchanger 1 can obtain a liquid refrigerant flow rate distribution suitable for a wind speed distribution having a peak at a height near the boss center line Ob. As a result, the air conditioner can improve the performance of the heat exchanger 1 and improve the energy efficiency.
  • the tip is 0 to 50% of the distance from the center, and the tip of the branch pipe located on the most upstream side is a liquid phase refrigerant on the wall surface.
  • the tip is 50% at the distance from the center.
  • the tip of the branch pipe that is larger and located most upstream is in the liquid layer.
  • the plurality of branch pipes 12a connected to the lower portion than the height of the boss 31 need only penetrate at least the liquid layer having the thickness ⁇ [m] obtained by the above formula based on the experimental result.
  • the range of the adjustable insertion length can be widened.
  • the dryness x of the refrigerant flowing into the header collecting pipe is in the range of 0.05 ⁇ x ⁇ 0.30.
  • FIG. FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of a heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.
  • one axial flow fan 30 is arranged on the side surface of the heat exchanger 1, and the liquid header 10 has the liquid header main pipe 11 vertically above the boss center line Ob of the boss 31 of the axial flow fan 30.
  • the first liquid header main pipe 11a is formed at the lower part, and the second liquid header main pipe 11b is formed at the upper part.
  • a plurality of branch pipes 12a positioned below the boss center line Ob are connected to the first liquid header main pipe 11a and inserted to the vicinity of the inner diameter center of the first liquid header main pipe 11a so as to penetrate the liquid layer. It is.
  • the plurality of branch pipes 12b positioned above the boss center line Ob are connected to the second liquid header main pipe 11b so as to be covered with the liquid layer.
  • a first inflow pipe 52a is connected upstream of the first liquid header main pipe 11a
  • a second inflow pipe 52b is connected upstream of the second liquid header main pipe 11b.
  • the first inflow pipe 52a and the second inflow pipe 52b are each connected to the lower end of the first liquid header main pipe 11a or the second liquid header main pipe 11b, but the connection position is not particularly limited thereto.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing another example of the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.
  • each inflow pipe may be connected to the side surface of each liquid header main pipe as long as it is a space between the lower end of each liquid header main pipe and the branch pipe closest to the lower end.
  • the first liquid header main pipe 11a and the second liquid header main pipe 11b can be coaxially arranged vertically by connecting the second inflow pipe 52b to the side surface. For this reason, the liquid header 10 can easily manage the insertion of the branch pipe 12 and is excellent in manufacturability.
  • FIG. 21 is a schematic view showing another example of the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the end branch pipe 18a is connected to the upper end of the first liquid header main pipe 11a from the upper side.
  • the refrigerant can flow into the second liquid header main pipe 11b from the lower end to stabilize the flow mode, and the decrease in dynamic pressure due to the collision of the refrigerant at the upper part of the first liquid header main pipe 11a is suppressed. it can.
  • branch pipe 12 described with respect to the position of the tip portion does not include, for example, an end branch pipe 18a that is connected from the upper end or the lower end of each liquid header main pipe.
  • the plurality of branch pipes 12a connected to the lower part of the boss center line Ob are inserted to the vicinity of the inner diameter center of the first liquid header main pipe 11a, but as in the case of the first embodiment.
  • the thickness ⁇ [m] of the liquid layer may be penetrated.
  • the formula of the liquid layer thickness ⁇ [m] described in the first embodiment the position range of the tip portions of the plurality of branch pipes 12a
  • the effect of improving the distribution performance using the flow mode characteristics of the annular flow or the churn flow can be obtained.
  • the plurality of branch pipes 12b to be connected may have a length of insertion of the branch pipe 12b that is less than the thickness ⁇ [m] of the liquid layer.
  • FIG. 22 is a diagram showing positions in the second liquid header of a plurality of branch pipe tip portions connected to the second liquid header according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of positions in the second liquid header of a plurality of branch pipe tip portions connected to the second liquid header according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating another example of positions in the second liquid header of a plurality of branch pipe tip portions connected to the second liquid header according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the central position in the horizontal plane of the distribution space of the branch pipe 12b connected to the second liquid header main pipe 11b is defined as 0%, and the wall surface position in the horizontal plane of the distribution space of the second liquid header main pipe 11b is defined as ⁇ 100%.
  • the branch pipe 12b is connected along the wall surface of the second liquid header main pipe 11b.
  • the distal end portion of the branch pipe 12b is inserted at a position of ⁇ 51%, and in FIG. 24, it is inserted at a position of 70%.
  • the plurality of branch pipes 12b positioned on the upper portion of the liquid header 10 are housed in the region where the tip end is within ⁇ 100% to 51% or within 51% to 100% in the arrow X direction as the insertion direction. It is good that they are connected.
  • a shown in FIGS. 22 to 24 indicates the effective flow path cross-sectional area [m 2 ] in the horizontal cross-sectional view at the position where the branch pipe 12 is inserted.
  • FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the wind speed distribution and the liquid refrigerant flow rate distribution according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the air volume has a peak near the center of the boss 31, and the upper end of the heat exchanger 1 or The air volume becomes smaller as it approaches the lower end.
  • the liquid header 10 is vertically divided into two with respect to the boss center line Ob of the axial fan 30, and a plurality of branch pipes 12a connected to the lower first liquid header main pipe 11a are connected so as to penetrate the liquid layer.
  • the plurality of branch pipes 12b connected to the upper second liquid header main pipe 11b are connected so as to be covered with the liquid layer.
  • the liquid refrigerant flows in the upper part, that is, near the height of the boss center line Ob
  • the second liquid header main pipe 11b the liquid refrigerant flows in the lower part, that is, near the height of the boss center line Ob. A lot flows. Therefore, refrigerant distribution suitable for the side flow wind speed distribution can be performed in the heat exchanger 1, and the performance of the heat exchanger 1 is improved.
  • the air conditioner is connected to the second liquid header main pipe 11b at a position higher than the boss 31 such that the ends of the branch pipes 12b are covered with the liquid layer.
  • the plurality of branch pipes 12a are inserted so that the tips penetrate the liquid layer.
  • the side-flow heat exchanger 1 can obtain a liquid refrigerant flow distribution suitable for the wind speed distribution having a peak at a height near the boss center line Ob, The performance of the exchanger 1 is improved.
  • the header collecting pipe (liquid header main pipe 11) is divided into a plurality of vertical spaces in which the circulation space connected to the plurality of branch pipes 12 within the range of the height of rotation of the blades 32 is divided. Has been.
  • the heat exchanger 1 is easy to adjust so that it may become a refrigerant
  • FIG. 26 is a schematic diagram illustrating an example of a heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the main pipe of the liquid header 10 is divided into two in the vertical direction as in the second embodiment.
  • a first inflow pipe 52a is connected to the lower first liquid header main pipe 11a
  • a second inflow pipe 52b is connected to the upper second liquid header main pipe 11b.
  • the heat exchanger 1 is further provided with the 1st flow volume adjustment mechanism 53 arrange
  • the first flow rate adjusting mechanism 53 can adjust the flow rate of the refrigerant flowing into the first liquid header main pipe 11a and the second liquid header main pipe 11b, for example, by adjusting the opening degree.
  • the flow resistance becomes variable depending on the opening degree of the first flow rate adjusting mechanism 53, and the performance of the heat exchanger 1 can be improved in a wide operation range.
  • a pressure difference can be generated between the upstream and downstream sides of the first flow rate adjusting mechanism 53.
  • the heat exchanger 1 can adjust the dryness x of the refrigerant flowing into the first liquid header main pipe 11a to 0.05 ⁇ x ⁇ 0.30 in a wide operation range. Performance can be improved.
  • the first flow rate adjusting mechanism 53 is provided on the first inflow pipe 52a and the opening degree can be adjusted.
  • the first flow rate adjusting mechanism 53 only needs to adjust the flow resistance of the first inflow pipe 52a and the second inflow pipe 52b.
  • the first flow rate adjustment mechanism 53 may be adjusted by a capillary tube, a pipe diameter, a pipe length, or the like. good.
  • FIG. 27 is a schematic diagram showing another example of the heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention.
  • an upper temperature sensor 42 is provided on the uppermost branch pipe 12 among the plurality of branch pipes 12 connected to the gas header 40.
  • the upper temperature sensor 42 detects the temperature of the uppermost branch pipe 12 connected to the gas header 40, and when the temperature of the branch pipe 12 becomes higher than the saturation temperature, the opening degree of the first flow rate adjusting mechanism 53 is set. Control is made in the closing direction to cause a large amount of liquid refrigerant to flow in the second liquid header main pipe 11b, adjust the refrigerant distribution, and improve the performance of the heat exchanger 1.
  • the saturation temperature may be defined by the saturation temperature estimated from the pressure at the refrigerant outlet of the gas header 40 or the measured temperature at the refrigerant outlet of the gas header 40.
  • FIG. 28 is a schematic diagram showing another example of the heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention.
  • an outflow temperature sensor 43 is provided in an outflow pipe 51 connected to the gas header 40.
  • the outflow part temperature sensor 43 detects the temperature of the refrigerant flowing out of the gas header 40.
  • 27 and 28 show the case where the upper temperature sensor 42 is provided in the uppermost branch pipe among the plurality of branch pipes 12 connected to the gas header 40, but the present invention is not limited to this. Absent.
  • the position of the upper temperature sensor 42 is connected to the region of 75% to 100% when the distance in the height direction (arrow Z direction) of the gas header 40 is defined as 0% to 100% with the lower end as 0%.
  • the branch pipe 12 it may be disposed anywhere.
  • the opening degree of the first flow rate adjustment mechanism 53 is controlled in the closing direction so that the liquid refrigerant flows more in the second liquid header main pipe 11b, the refrigerant distribution is adjusted, and the performance of the heat exchanger 1 is improved.
  • the side-flow heat exchanger 1 is a liquid refrigerant suitable for a wind speed distribution having a peak at a height near the boss center line Ob. A flow distribution can be obtained, and the performance of the heat exchanger 1 is improved.
  • FIG. 29 is a schematic diagram illustrating an example of a heat exchanger according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the main pipe of the liquid header 10 is divided into upper and lower parts in the same manner as in the second embodiment.
  • a first inflow pipe 52a is connected to the lower first liquid header main pipe 11a
  • a second inflow pipe 52b is connected to the upper second liquid header main pipe 11b.
  • the size of the main pipe of the liquid header 10 is different between the upper and lower sides.
  • the branch pipe 12 is inserted so as to penetrate the liquid layer. Therefore, the flow path blockage area by the branch pipe 12 is larger than that of the second liquid header main pipe 11b. Therefore, the liquid header 10, the inner diameter of the first liquid header main 11a D 1 [m], the inner diameter of the second fluid header main 11b when defined as D 2 [m], so as to satisfy D 1> D 2 It is configured. In other words, the inner diameter D 1 of the first liquid header main 11a located below the liquid header 10 is made larger than the inner diameter D 2 of the second liquid header main 11b located above, an increase in flow resistance due to the branch pipe 12 Is suppressed.
  • the side-flow heat exchanger 1 is a liquid refrigerant suitable for a wind speed distribution having a peak at a height near the boss center line Ob. A flow distribution can be obtained, and the performance of the heat exchanger 1 is improved.
  • the header collecting pipe includes a plurality of header collecting pipes (first liquid header main pipe 11a, second liquid arranged at different heights in the vertical direction (arrow Z direction).
  • the header collecting pipe lower header collecting pipe to which the branch pipe 12a located below the height of the boss 31 is connected among the plurality of branch pipes 12 formed of the header main pipe 11b) and within the range of the height of rotation of the blade 32.
  • the first liquid header main pipe 11a) and the upper header collecting pipe (second liquid header main pipe 11b) to which the branch pipe 12b located above the height of the boss is connected include the distribution space of the lower header collecting pipe.
  • the inner diameter D 1 is larger than the inner diameter D 2 of the flow space of the upper header collecting pipe.
  • the inner diameter D 1 of the first liquid header main 11a is configured larger than the inner diameter D 2 of the second liquid header main 11b, suppress an increase in flow resistance due to the branch pipe 12a of the first fluid header main 11a it can.
  • the difference in flow resistance due to the difference in insertion amount of the branch pipe 12 at the top and bottom of the liquid header 10 is suppressed to be small, and the refrigerant can be made to flow into the upper and lower portions of the liquid header 10 in a state that is nearly equal.
  • FIG. 29 the case where the first liquid header main pipe 11a and the second liquid header main pipe 11b are arranged so that the centers of the inner diameters are located on the same straight line is shown as an example.
  • the positional relationship with the two-liquid header main pipe 11b is not particularly limited to this.
  • FIG. 30 is a schematic diagram showing another example of the heat exchanger according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the first liquid header main pipe 11 a and the second liquid header main pipe 11 b may be arranged so that the ends in the width direction (arrow X direction) are aligned.
  • the insertion amounts of the branch pipe 12a and the branch pipe 12b should be different even if the branch pipe 12 has the same length. Can do.
  • the heat exchanger 1 can reduce the types of components, and the insertion amount can be easily managed.
  • FIG. FIG. 31 is a schematic diagram showing an example of a heat exchanger according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the side flow heat exchanger 1 has a plurality of flow paths formed in the liquid header 10.
  • the same or corresponding configurations will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the liquid header 10 is divided into the flow path of the liquid header main pipe 11, and has a first liquid header flow path 13a and a second liquid header flow path 13b.
  • the first liquid header flow path 13 a and the second liquid header flow path 13 b are divided vertically with respect to the boss center line Ob of the axial flow fan 30 disposed on the side surface of the heat exchanger 1.
  • Each flow path constitutes a circulation space through which the refrigerant flows, and a partition wall 14 that partitions each flow path between the first liquid header flow path 13a located at the lower part and the second liquid header flow path 13b located at the upper part. Is provided.
  • the 1st inflow port 15a which penetrates the 1st liquid header flow path 13a is formed in the lower end of the liquid header main pipe 11, and a refrigerant
  • a second inflow port 15b penetrating the second liquid header flow path 13b is formed on the lower side surface of the second liquid header flow path 13b, and the refrigerant flows in from the second inflow pipe 52b. .
  • the plurality of branch pipes 12a positioned below the boss center line Ob of the axial fan 30 is inserted into the liquid header 10 so that the tip portion penetrates the liquid layer, and is connected to the first liquid header flow path 13a. Yes.
  • the plurality of branch pipes 12b positioned above the boss center line Ob are inserted into the liquid header 10 so that the tip ends are covered with the liquid layer, and are connected to the second liquid header flow path 13b.
  • liquid header 10 when the inner diameter of the first liquid header channel 13a is defined as D 1 [m] and the inner diameter of the second liquid header channel 13b is defined as D 2 [m], D 1 > D 2 is satisfied.
  • a flow path is preferably formed as described above. According to such a configuration, the difference in the flow resistance between the flow paths due to the difference in the amount of insertion of the branch pipes 12 can be kept small, and the refrigerant distribution to each flow path can be made to be in an almost equal state. it can.
  • the above-described side-flow heat exchanger 1 is easy to position when the branch pipe 12 is inserted, and has good manufacturability by forming a plurality of flow paths with a single header pipe.
  • the pressure resistance of the liquid header 10 is improved by the partition wall 14 that partitions each flow path.
  • the cross-sectional shape of the liquid header 10 on the horizontal plane is not circular, for example, an elliptical shape, a rectangular shape, a D shape, or a semicircular shape
  • the pressure resistance may be improved by partitioning each flow path.
  • the dryness x of the refrigerant flowing into the liquid header 10 is in the range of 0.05 ⁇ x ⁇ 0.30, the liquid phase refrigerant Rb is increased on the wall surface in the first liquid header channel 13a.
  • the distribution improvement effect by the distributed flow mode can be obtained.
  • the side-flow heat exchanger 1 is a liquid refrigerant suitable for a wind speed distribution having a peak near the boss center line Ob. A flow distribution can be obtained, and the performance of the heat exchanger 1 is improved.
  • the distribution space connected to the plurality of branch pipes 12 within the range of the rotating height of the blades is divided into a plurality in the vertical direction. ing.
  • the insertion length of a branch pipe should just be managed for every distribution space, and it is excellent in manufacturability.
  • the heat exchanger 1 is easy to adjust so that it may become a refrigerant
  • FIG. 32 is a schematic diagram illustrating an example of a heat exchanger according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the side-flow heat exchanger 101 includes two axial fans 30a and 30b on the upper and lower sides.
  • the liquid header 110 is divided into two upper and lower parts with respect to the boss center lines Ob1 and Ob2 of the bosses 31a and 31b, and is composed of four main pipes.
  • the same or corresponding configurations will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the two axial fans 30a and 30b are provided such that the rotating surfaces of the blades 32a and 32b face the plurality of heat transfer tubes 22 in the horizontal direction.
  • the liquid header 110 is positioned above the first liquid header main pipe 111a positioned below the boss center line Ob1 at the height of the rotational surface of the axial fan 30a disposed below the two axial fans.
  • the third liquid header main pipe 111c is located at the lower part of the boss center line Ob2 at the height of the rotational surface of the axial flow fan 30b that is divided into the second liquid header main pipe 111b and disposed above. It is divided into a fourth liquid header main pipe 111d.
  • a distributor 54 is provided upstream of the liquid header 110 in order to evenly distribute the refrigerant to the first liquid header main pipe 111a, the second liquid header main pipe 111b, the third liquid header main pipe 111c, and the fourth liquid header main pipe 111d. It has been.
  • the distributor 54 and each liquid header main pipe are connected by a first inflow pipe 52a, a second inflow pipe 52b, a third inflow pipe 52c, or a fourth inflow pipe 52d through which the refrigerant flows.
  • the outflow pipe 51 is connected to the upper part of the gas header 40 so that the liquid refrigerant easily flows to the upper part of the liquid header 110.
  • the connection position of the outflow pipe 51 is not particularly limited to this, and the outflow pipe 51 may be connected to the lower portion of the gas header 40 as in the case of the first embodiment.
  • a plurality of branch pipes connected to the first liquid header main pipe 111a arranged below. 112a is inserted in the vicinity of the center of the inner diameter so that the tip portion penetrates the liquid layer.
  • the plurality of branch pipes 112b connected to the second liquid header main pipe 111b disposed on the upper side with respect to the boss center line Ob1 are connected so that the tip ends are covered with the liquid phase refrigerant Rb.
  • the plurality of branch pipes 112d connected to the fourth liquid header main pipe 111d disposed on the upper side with respect to the boss center line Ob2 are connected so that the tip ends thereof are covered with the liquid phase refrigerant Rb.
  • the liquid phase refrigerant Rb is increased in the vicinity of the tube wall of each liquid header main pipe. It becomes a distributed flow pattern.
  • the heat exchanger 101 can obtain refrigerant distribution suitable for the airflow distribution of the side flow when the two axial fans 30a and 30b are arranged up and down.
  • FIG. 33 is an explanatory diagram showing an example of the air volume distribution of the heat exchanger of the sixth embodiment and the liquid refrigerant distribution of the liquid header.
  • the vertical axis represents the height of the heat exchanger 101 in the vertical direction (arrow Z direction)
  • the horizontal axis represents the wind speed distribution or the liquid header of the heat exchanger 101, respectively.
  • 110 represents the liquid refrigerant flow rate distribution.
  • the wind speed distribution has a peak at the height of the bosses 31a and 31b of each axial fan.
  • the heat exchanger 101 divides the liquid header 110 vertically with respect to the boss center lines Ob1 and Ob2, respectively, and varies the amount of insertion of the branch pipe 12, as shown in FIG. Refrigerant distribution suitable for the airflow distribution of the side flow when the two axial fans 30a and 30b are arranged vertically can be achieved.
  • the inner diameter of the first liquid header main pipe 111a is D 1 [m]
  • the inner diameter of the second liquid header main pipe 111b is D 2 [m]
  • the inner diameter of the third liquid header main pipe 111c is D 3 [m]
  • the fourth liquid is defined as D 4 [m] if D 1 > D 2 and D 3 > D 4 , the difference in flow resistance in each liquid header main pipe due to the difference in the amount of insertion of the branch pipe 12 Is still good to be reduced.
  • FIG. 34 shows another example of the heat exchanger according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the liquid header 110 is divided into four liquid header main pipes and arranged vertically.
  • the flow path is the first liquid header flow path inside one liquid header 110.
  • the structure may be divided into four parts: 113a, second liquid header flow path 113b, third liquid header flow path 113c, and fourth liquid header flow path 113d.
  • the liquid header 110 is composed of one header pipe, the amount of insertion of the branch pipe 12 can be easily managed, and the productivity is excellent.
  • the partition wall 14 is formed between the flow paths in the liquid header 110, the pressure strength is improved.
  • the side-flow heat exchanger 101 is suitable for a wind speed distribution having a peak at a height near the boss center lines Ob1 and Ob2.
  • a liquid refrigerant flow rate distribution can be obtained, and the performance of the heat exchanger 101 is improved.
  • the axial fan 30 includes a plurality of axial fans 30a and 30b arranged at different heights in the vertical direction (arrow Z direction), and the blades 32a and 32b of each axial fan.
  • the branch pipe 112b is inserted into the header collecting pipe (the first liquid header main pipe 111a and the third liquid header main pipe 111c) so as to be 0 to 50% and is positioned above the height of the bosses 31a and 31b of the axial fans.
  • 112d is connected so that the tip is larger than 50% in the distance from the center.
  • the liquid header 110 is configured by varying the insertion length of the branch pipe 12 with the height of the bosses 31a and 31b as the boundary for each of the axial fans 30a and 30b. Also in the side-flow heat exchanger 101 in which 30b is arranged in the vertical direction, refrigerant distribution suitable for the wind speed distribution passing through the heat exchanger 101 can be performed, and the performance of the heat exchanger 101 is improved.
  • Embodiment 7 FIG.
  • the liquid header 10 has a flow path in which the horizontal cross section of the liquid header main pipe 11 is noncircular.
  • FIG. 35 is a schematic cross-sectional view showing an example of a liquid header according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 36 is a schematic cross-sectional view showing another example of the liquid header according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 37 is an explanatory diagram showing an example of the center position of the liquid header according to the seventh embodiment of the present invention.
  • 35 and 36 show a case where the horizontal section of the liquid header main pipe 11 is rectangular and the flow path in the liquid header 10 is a rectangular flow path. Even in such a rectangular flow path, a plurality of branch pipes 12 connected to the liquid header main pipe 11 disposed below the boss center line Ob are connected so as to penetrate the liquid layer, thereby causing side flow.
  • the refrigerant distribution suitable for the wind speed distribution of the heat exchanger 1 can be realized, and the distribution can be improved.
  • the liquid header 10 having a rectangular horizontal cross section has a width direction extending to both sides into which the branch pipe 12 is inserted (as compared with the liquid header 10 having a circular cross section in the horizontal cross section) (The dimension in the direction of the arrow X) can be reduced, and space saving is excellent.
  • the joint surface between the liquid header main pipe 11 and the branch pipe 12 is an orthogonal plane. Since the joining of these metals is generally performed by brazing, the liquid header 10 having a rectangular horizontal cross section has a good brazing property of the joining surface during the joining, and the joining quality is improved.
  • the center position on the horizontal plane of the circulation space is defined as the intersection of diagonal lines of the rectangular flow path as shown in FIG.
  • the diameter of an equivalent circle corresponding to the channel cross-sectional area A of the rectangular channel is used.
  • the working fluid of the heat exchanger 1 uses a low-pressure fluorocarbon refrigerant such as R134a, an HFO refrigerant such as R1234yf and R1234ze (E), a hydrocarbon refrigerant such as DME (dimethyl ether), or propane as a pure refrigerant.
  • a low-pressure fluorocarbon refrigerant such as R134a, an HFO refrigerant such as R1234yf and R1234ze (E)
  • a hydrocarbon refrigerant such as DME (dimethyl ether)
  • propane propane
  • FIG. 38 is a schematic cross-sectional view showing another example of the liquid header according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 39 is an explanatory diagram showing an example of the center position of the liquid header according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the center position on the horizontal plane of the circulation space is defined as the intersection of the long axis and the short axis center line as shown in FIG. To do.
  • the branch pipe 12 protrudes to the vicinity of the center position of the circulation space, there is a concern about the pressure loss of the refrigerant due to the branch pipe 12 protruding into the liquid header 10, but in the liquid header 10 having an elliptical flow path, the liquid header 10 The increase in the pressure loss of the refrigerant flowing through can be suppressed, and the flow mode can be stabilized.
  • the liquid header 10 has a structure in which the branch pipe 12 is inserted toward the major axis of the elliptical flow path, that is, in the minor axis direction, so that the horizontal section of the liquid header 10 is circular.
  • the curvature of the brazing surface with the branch pipe 12 can be reduced, and the brazing property is improved.
  • the diameter of an equivalent circle corresponding to the channel cross-sectional area A of the elliptical channel is used.
  • FIG. 40 is a schematic cross-sectional view showing another example of the liquid header according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 41 is a schematic cross-sectional view showing another example of the liquid header according to Embodiment 7 of the present invention.
  • the flow path in the liquid header 10 is a semicircular flow path. Even in such a semicircular flow path, a plurality of branch pipes 12 connected to the liquid header main pipe 11 disposed below the boss center line Ob are connected so as to penetrate the liquid layer, thereby allowing the side Refrigerant distribution suitable for the wind speed distribution of the flow heat exchanger 1 can be realized, and distribution can be improved.
  • the center position on the horizontal plane of the circulation space is defined as an intersection of straight lines connecting the three closest approach positions and the farthest position with respect to the center.
  • the diameter of an equivalent circle corresponding to the channel cross-sectional area A of the semicircular channel is used.
  • the channel cross-sectional area A can be increased while suppressing an increase in the volume in the width direction (arrow X direction), which is excellent in space saving and low pressure loss. Moreover, such a liquid header 10 can make the joint surface with the branch pipe 12 into a flat plane, and is excellent in brazing.
  • FIG. 41 shows a case where the horizontal cross section of the liquid header main pipe 11 has a triangular tube shape, and the flow path in the liquid header 10 is a triangular flow path. Even in such a triangular flow path, a plurality of branch pipes 12 connected to the liquid header main pipe 11 disposed below the boss center line Ob are connected so as to penetrate the liquid layer. Refrigerant distribution suitable for the wind speed distribution of the heat exchanger 1 can be realized, and distribution can be improved.
  • the center position in the horizontal plane of the circulation space is a straight line connecting the midpoints of the three closest sides and the farthest corner position. Defined as the intersection of Further, when determining the flow mode, the diameter of an equivalent circle corresponding to the cross-sectional area of the triangular channel is used.
  • the channel cross-sectional area A can be increased while suppressing an increase in the volume in the width direction (arrow Y direction), which is excellent in space saving and low pressure loss.
  • such a liquid header 10 can make the joint surface with the branch pipe 12 into a flat plane, and is excellent in brazing.
  • the flow mode of the refrigerant flowing into the liquid header 10 may be configured to be an annular flow or a churn flow. .
  • the improvement effect of distribution performance is acquired in the liquid header 10 of various horizontal cross-sectional shapes.
  • the dryness x of the refrigerant flowing into the liquid header 10 is 0.05 ⁇ x ⁇ 0.30, a greater effect of improving the distribution performance can be obtained.
  • the heat exchanger 1 has a liquid refrigerant flow rate distribution suitable for the wind speed distribution having a peak near the boss center line Ob. Can be obtained, and the performance of the heat exchanger 1 is improved.
  • Embodiment 8 of the present invention will be described below.
  • the plurality of branch pipes 12 have a flat tube shape.
  • the description overlapping with the first to seventh embodiments is omitted, and the same reference numerals are given to the same or corresponding parts as those of the first to seventh embodiments.
  • FIG. 42 is a schematic perspective view showing an example of connection of branch pipes of the liquid header according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 43 is a schematic perspective view showing another example of connection of branch pipes of the liquid header 10 according to Embodiment 8 of the present invention.
  • the plurality of branch pipes 12 have a flat tube shape.
  • the position of the central axis in the Y direction defined above of the branch pipe 12 in this case is located in an area within ⁇ 50% considering the equivalent diameter of the circular pipe with the effective flow area of the flat flow path. It shall be.
  • the flat tube-shaped branch pipe 12 may be a part of the heat exchanger 1. That is, a part of the flat heat transfer tube constituting the heat exchanger 1 may be extended to be formed into a flat tube shape.
  • a heat transfer promotion shape such as a groove may be processed on the inner surface.
  • the plurality of branch pipes 12 connected to the liquid header 10 may have a flat and flat shape having a partition 16 inside the branch pipe 12, and in this case, the strength of the branch pipe 12 is improved. To do.
  • the heat exchanger 1 has a liquid refrigerant flow rate distribution suitable for the wind speed distribution having a peak near the boss center line Ob. Can be obtained, and the performance of the heat exchanger 1 is improved.
  • the plurality of branch pipes 12 are configured by the end portions of the plurality of heat transfer tubes 22. Thereby, the heat exchanger tube 22 of the heat exchange part 20 can be substituted for the branch tube 12, and the number of parts of the heat exchanger 1 can be reduced.
  • FIG. FIG. 44 is a schematic diagram showing an example of a heat exchanger according to Embodiment 9 of the present invention.
  • the heat exchanger 1 includes a joint pipe 23 that converts the pipe shapes of the heat transfer pipe 22 and the branch pipe 12.
  • the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the tube shape can be converted to the branch tube 12 in which the closed area of the liquid header 10 is smaller than the heat transfer tube 22 of the heat exchange unit 20. it can. Therefore, in the liquid header 10, as compared with the case where the heat transfer tube 22 is directly inserted as the branch tube 12, the pressure loss due to the branch tube 12 protruding into the flow path is reduced.
  • the joint tube 23 may have one end connected to the heat transfer tube 22 and the other end connected to the branch tube 12, or the branch tube 12 is integrally formed and one end connected to the heat transfer tube 22. It may be a thing.
  • the joint pipe 23 is not limited to use in the liquid header 10 but may be used for connection between the gas header 40 and the heat exchange unit 20. In this case, compared with the case where the heat transfer tube 22 is connected to the gas header main pipe 41, the pressure loss due to the insertion of the branch pipe 12 is reduced in the gas header 40.
  • FIG. 45 is a partial cross-sectional view showing a BB cross section of FIG.
  • the connection state of the heat transfer tube 22, the branch tube 12, and the liquid header main tube 11 when the joint tube 23 is used is shown in a cross-sectional view.
  • the width of the branch pipe 12 is defined as Lb [m] and the width of the heat transfer pipe 22 is defined as Lm [m] in the arrow Y direction
  • the pressure loss in the liquid header 10 can be reduced when Lb ⁇ Lm.
  • the side-flow heat exchanger 1 is a liquid refrigerant suitable for a wind speed distribution having a peak near the boss center line Ob. A flow distribution can be obtained, and the performance of the heat exchanger 1 is improved.
  • the plurality of branch pipes 12 are joint pipes 23 attached to the end portions of the plurality of heat transfer pipes 22.
  • FIG. FIG. 46 is a schematic diagram showing an example of a heat exchanger according to Embodiment 10 of the present invention.
  • FIG. 47 is a schematic diagram showing the relationship between the liquid header according to Embodiment 10 of the present invention, the liquid refrigerant flow rate, and the air volume distribution.
  • the heat exchanger 201 includes a liquid header 210, a gas header 40, a heat exchange unit 20, and a plurality of branch pipes 12 and 212 that connect the liquid header 210 and the gas header 40 to the heat exchange unit 20.
  • the heat exchanger 201 is a top-flow heat exchanger 201 in which the fan 35 is disposed on the upper surface.
  • symbol is attached
  • the liquid header 210 is configured by connecting a plurality of branch pipes 212 to a liquid header main pipe 211.
  • the liquid header 210 is disposed upstream of the heat exchange unit 20, and the heat exchange unit 20 and the liquid header 210 are connected by a plurality of branch pipes 212.
  • An inflow pipe 52 is connected to the lower end of the liquid header 210, and a gas-liquid two-phase refrigerant flows from the refrigerant circuit into the liquid header 210.
  • the fan 35 includes a boss 36 and blades 37 arranged around the boss 36, and supplies air to the heat exchanger 201 by rotation.
  • the fan 35 passes air from the side surface of the heat exchanger 201 and sends it upward in the vertical direction (arrow Z direction).
  • the wind speed becomes maximum at a position close to the fan 35, that is, at the top of the heat exchanger 201. Therefore, all the branch pipes 212 of the liquid header 210 may be inserted near the inner diameter center of the liquid header main pipe 211.
  • the vertical axis represents the height of the heat exchanger 201
  • FIG. 47A shows the configuration of the liquid header 210
  • FIG. 47B shows the liquid refrigerant flow rate distribution of the liquid header 210
  • FIG. The air volume distribution of the heat exchanger 201 is shown.
  • the airflow distribution of the top flow heat exchanger 201 is suitable. Refrigerant distribution is obtained and the performance of the heat exchanger is improved.
  • the heat exchanger 201 is connected to the height 75% to 100% of the plurality of branch pipes 212.
  • the upper branch pipe 212b is inserted into the liquid header main pipe 211 so that the tip is covered with the liquid layer. Even in this case, the characteristics of the liquid refrigerant distribution are almost the same as the above-described configuration in which all the branch pipes 212 are inserted to the vicinity of the center of the inner diameter. Therefore, the pressure loss may be reduced if the tip position of the branch pipe 212b connected to the height of 75% to 100% is not inserted into the liquid header 210.
  • the dryness x of the refrigerant is 0.05 ⁇ x ⁇ 0.30.
  • it is inserted to penetrate the liquid layer.
  • at least the lower branch pipe 212a among the plurality of branch pipes 212 connected to the liquid header 210 is inserted so as to penetrate the liquid layer, so that the top flow heat as shown in FIG. Liquid refrigerant distribution suitable for the exchanger 201 can be realized, the performance of the heat exchanger 201 is improved, and the energy efficiency is improved.
  • the amount of insertion of the branch pipe 212 is different with a 75% height position as a boundary, but the present invention is not limited to this.
  • most of the plurality of branch pipes 212 connected to the liquid header 210 are inserted so that the tip portion penetrates the liquid layer, and at least the uppermost branch pipe is covered with the liquid layer. It may be configured to be connected.
  • the majority of the plurality of branch pipes 212 means that more than half of all the branch pipes 212, and within this range, the height position serving as the above-mentioned boundary is the air volume distribution and liquid of the heat exchange unit 20. It may be determined according to the stagnation region length Lt at the top of the header 210 or the flow pattern of the refrigerant.
  • connection position of the inflow pipe 52 is not limited to the lower end of the liquid header 10, and is inserted anywhere as long as it is a space constituted by the lower end of the liquid header 10 and the center line of the branch pipe 12 closest to the lower end. It may be.
  • the heat transfer pipe 22 of the heat exchange unit 20 may be extended and connected to the liquid header main pipe 211.
  • the shape of the branch pipe 12 is not limited to a circular pipe, and may be a flat pipe, for example.
  • the plurality of connected branch pipes 212a only need to penetrate the liquid layer of the refrigerant flowing in the liquid header main pipe 211, and the tip portion is the center. You may be located in the range with the breadth of neighborhood.
  • FIG. 48 is an external view showing an example of an outdoor unit equipped with a top-flow heat exchanger according to Embodiment 10 of the present invention.
  • the broken line arrow in a figure represents the flow of air.
  • An outdoor unit 100 equipped with a top-flow heat exchanger 201 as shown in FIG. 48 constitutes a refrigeration cycle circuit by circulating a refrigerant with an indoor unit (not shown).
  • the outdoor unit 100 is used, for example, in a building multi-unit outdoor unit or the like, and is installed on the roof of a building.
  • the outdoor unit 100 includes a casing 102 formed in a box shape.
  • a suction port 103 is formed on the side surface of the casing 102 by an opening, and an air outlet 104 is formed on the upper surface by the opening.
  • the outdoor unit 100 includes the heat exchanger 201 in the casing 102 along the suction port 103.
  • the outdoor unit 100 includes a fan guard 105 that can ventilate so as to cover the air outlet 104.
  • the outdoor unit 100 includes a top flow type fan 35 that is disposed inside the fan guard 105 and sucks the outside air from the suction port 103 and discharges the outside air from the air outlet 104.
  • FIG. 49 is a diagram showing a relationship between a parameter (M R ⁇ x) / (31.6 ⁇ A) related to the thickness of the liquid phase and the performance of the heat exchanger according to the tenth embodiment of the present invention. .
  • the liquid phase thickness is an important parameter for refrigerant distribution along the airflow distribution of the top flow type fan 35.
  • the maximum refrigerant flow rate [kg / h] flowing through the liquid header 210 is M R
  • the refrigerant dryness is x
  • the liquid header is
  • the effective channel cross-sectional area [m 2 ] of the main pipe 211 is defined as A
  • the parameter (M R ⁇ x) / (31.6 ⁇ A) related to the liquid film thickness (liquid phase thickness) of the refrigerant is 0.010 ⁇ 10 6 ⁇ (M R ⁇ x) / (31 .6) It is even better if it is in the range of ⁇ 0.120 ⁇ 10 6 . In this case, the distribution performance can be improved over a wide range of operating conditions.
  • the maximum refrigerant flow rate M R can be the flow rate of refrigerant during the heating rated operation, to measure the compressor input and the indoor function forces, or by the number of operating units such as the speed and the indoor unit of the compressor.
  • FIG. 50 is a diagram showing a relationship between a parameter (M R ⁇ x) /31.6 related to the liquid film thickness of the refrigerant according to Embodiment 10 of the present invention and the performance of the heat exchanger.
  • M R ⁇ x parameter
  • the inner diameter D [m] of the liquid header 210 is in the range of 0.010 ⁇ D ⁇ 0.018 and 0. .427 ⁇ (M R ⁇ x) /31.6 ⁇ 5.700 is preferably satisfied.
  • coolant flows into the liquid header 210 with the optimal liquid film thickness, and distribution performance can be improved.
  • FIG. 51 is a diagram showing the relationship between the parameter x / (31.6 ⁇ A) representing the flow mode independent of the flow rate of the refrigerant and the performance of the heat exchanger according to the tenth embodiment of the present invention.
  • the parameter x / (31.6 ⁇ A) satisfies the condition of 1.4 ⁇ 10 ⁇ x / (31.6 ⁇ A) ⁇ 8.7 ⁇ 10.
  • the optimum refrigerant distribution performance for the airflow distribution of the top flow type fan 35 can be obtained regardless of the refrigerant flow rate.
  • FIG. 52 is a diagram showing a relationship between an apparent gas velocity U SG [m / s] and an effect of improving distribution performance according to Embodiment 10 of the present invention.
  • the gas apparent speed U SG satisfies the range of 1 ⁇ U SG ⁇ 10
  • the performance deterioration due to the deterioration of distribution can be reduced to 1 ⁇ 2 or less.
  • the apparent gas velocity U SG [m / s] is the refrigerant flow rate G [kg / (m 2 s)] flowing into the liquid header 210, the dryness x of the refrigerant, and the refrigerant gas density ⁇ G [kg / m 3].
  • the air conditioner has a plurality of heat transfer tubes 22 that are spaced apart from each other in the vertical direction (arrow Z direction) and that has a flow space that extends in the vertical direction.
  • a heat exchanger 201 having a header collecting pipe (liquid header main pipe 211) for allowing the refrigerant to flow into the plurality of heat transfer pipes 22 from the plurality of branch pipes 212 spaced apart in the vertical direction, and the plurality of heat transfer pipes 22, a fan 35 positioned above 22, and a refrigerant circuit that causes the refrigerant to flow into the flow space so that the refrigerant in a gas-liquid two-phase state flows upward, and evaporates the refrigerant in the heat exchanger 201
  • the refrigerant flowing through the pipe is an annular flow or churn flow in which the gas-phase refrigerant Ra gathers at the center of the header collecting pipe and the liquid-phase refrigerant Rb gathers on the wall surface, and the center in the horizontal plane of the
  • the branch pipes 212 connected to the header collecting pipe (for example, the branch pipe 212a) Is inserted into the header collecting pipe so that the distance from the center is 0 to 50%, and the branch pipe (for example, 212b) located at the uppermost part of the branch pipe connected to the header collecting pipe has a tip from the center. It is connected to the header collecting pipe so that it becomes larger than 50% at the distance of.
  • the top flow heat exchanger 201 in which the fan 35 is disposed above the heat exchanger 201 can obtain a liquid refrigerant flow rate distribution suitable for the wind speed distribution having a peak at a position closest to the fan 35.
  • the performance of the heat exchanger 1 is improved and energy efficiency is improved.
  • FIG. 53 is a schematic diagram showing an example of a heat exchanger according to Embodiment 11 of the present invention.
  • the liquid header 310 is divided into at least two.
  • the same components as those in the tenth embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different components are described.
  • the liquid header 310 is divided into upper and lower main pipes, and includes a lower first liquid header main pipe 311a and an upper second liquid header main pipe 311b. That is, the second liquid header main pipe 311 b is disposed at a position closest to the fan 35 in the liquid header 310.
  • the plurality of branch pipes 312b connected to the upper second liquid header main pipe 311b are inserted so as to penetrate the liquid layer.
  • the plurality of branch pipes 312a connected to the lower first liquid header main pipe 311a may be inserted so that the tip part penetrates the liquid layer, or connected so that the tip part is covered with the liquid layer. May be.
  • the inner diameter D 11 [m] of the first liquid header main pipe 311a is equal to the inner diameter D of the second liquid header main pipe 311b. It may be configured to be smaller than 12 [m].
  • all of the plurality of branch pipes 312b connected to the upper second liquid header main pipe 311b pass through the liquid layer of the refrigerant flowing through the liquid header 310, and are connected to the lower first liquid header main pipe 311a.
  • all of the plurality of branch pipes 312 a are connected so as to remain in the liquid layer of the refrigerant flowing through the liquid header 310.
  • more than half of the plurality of branch pipes 312b penetrate the liquid layer of the refrigerant flowing through the liquid header 310, and more than half of the plurality of branch pipes 312a remain in the liquid layer of the refrigerant flowing through the liquid header 310. If it is connected, the heat exchanger 301 can obtain the effect of distribution improvement.
  • FIG. 54 is a diagram showing an example of the liquid refrigerant flow rate distribution of the liquid header and the air volume distribution of the heat exchanger according to Embodiment 11 of the present invention.
  • the vertical axis represents the position of the branch pipe 312 in the vertical direction (arrow Z direction)
  • FIG. 54A shows the liquid refrigerant flow rate with respect to the branch pipe 312 position
  • FIG. 54B shows the position with respect to the branch pipe 312 position.
  • the air volume is shown.
  • a broken line C1 in the figure represents the liquid refrigerant flow rate suitable for the top flow air volume distribution.
  • the tip of the plurality of branch pipes 312b connected to the second liquid header main pipe 311b is connected so as to penetrate the liquid layer, so that the liquid refrigerant is placed above the liquid header 310 at a position close to the fan. Can be distributed more.
  • FIG. 55 is a diagram showing another example of the liquid refrigerant flow rate distribution of the liquid header according to Embodiment 11 of the present invention.
  • FIG. 55 shows the distribution of the liquid refrigerant when the tips of the plurality of branch pipes 312a connected to the first liquid header main pipe 311a are covered with the liquid layer.
  • tip position of the branch pipe 312 is small.
  • the distribution of the liquid refrigerant at the upper part of the liquid header 310 can be improved, which is indicated by a broken line C1. It is possible to approximate a liquid refrigerant distribution suitable for such a top flow air volume distribution.
  • the inner diameter D 11 of the first liquid header main 311a and the inner diameter D 12 of the second liquid header main 311b it is more preferable to is D 12> D 11.
  • the liquid header 310 may not be divided into a plurality of main pipes.
  • the flow path in the liquid header may be divided into a plurality of parts by the partition wall 14 or the like.
  • the air conditioner has a plurality of heat transfer tubes 22 that are spaced apart from each other in the vertical direction (arrow Z direction) and that has a flow space that extends in the vertical direction.
  • header collecting pipes first liquid header main pipe 311a and second liquid header main pipe 311b that allow the refrigerant to flow into the plurality of heat transfer pipes 22 from the plurality of branch pipes 312 that are spaced apart in the vertical direction.
  • the refrigerant is introduced into the exchanger 301, the fan 35 positioned above the plurality of heat transfer tubes 22, and the refrigerant so that the gas-liquid two-phase refrigerant flows upward, and the refrigerant is evaporated by the heat exchanger 301.
  • a refrigerant circuit, and a flow mode of the refrigerant flowing in the header collecting pipe is an annular flow or a churn flow in which the gas phase refrigerant Ra gathers in the center of the header collecting pipe and the liquid phase refrigerant Rb gathers on the wall surface.
  • the collecting pipe is composed of a plurality of header collecting pipes (first liquid header main pipe 311a, second liquid header main pipe 311b) arranged at different heights in the vertical direction, and is centered on the horizontal plane of the distribution space.
  • the header collecting pipe closest to the fan 35 (second liquid header main pipe 311b)
  • most of the branch pipes 312b to be connected are inserted such that the tip is 0 to 50% in the distance from the center, and the header collecting pipe located at a position lower than the header collecting pipe located closest to the fan 35.
  • most of the branch pipes 312a to be connected are connected such that the tip is larger than 50% in the distance from the center.
  • the air conditioner is inserted so that most of the branch pipe 312b penetrates the liquid layer. It is. Therefore, when the liquid phase refrigerant Rb is distributed on the wall surface in the liquid header 310, the second liquid header main pipe 311b closest to the fan 35 can distribute the liquid refrigerant in the upper part. Therefore, the top-flow heat exchanger 301 in which the fan 35 is disposed above the heat exchanger 301 can obtain a liquid refrigerant flow rate distribution suitable for the wind speed distribution having a peak at a position closest to the fan 35. As a result, in the air conditioner, the performance of the heat exchanger 301 is improved and energy efficiency is improved.
  • header collection pipe located closest to the fan 35 the inner diameter D 12 of the (second liquid header main 311b) circulation space of the header collection pipe located at a position lower than the header collection pipe located closest to the fan 35 larger than the inner diameter D 11 (first liquid header main 311a) distribution space.
  • the heat exchanger 301 can distribute a large amount of liquid refrigerant in the upper part of the liquid header 310 and perform refrigerant distribution suitable for the wind speed distribution of the top-flow heat exchanger 301.
  • FIG. 56 is a circuit diagram showing an example of a refrigerant circuit of the air-conditioning apparatus according to Embodiment 12 of the present invention.
  • the air conditioner 200 according to the twelfth embodiment may be mounted with any of the heat exchangers according to the first to eleventh embodiments.
  • a heat exchanger 201 (hereinafter referred to as an outdoor heat exchanger) using the liquid header 210 described in the tenth embodiment is replaced with a compressor 61, a first expansion device 62, and an indoor heat exchanger 26.
  • An air conditioner 200 that is connected to each other by a refrigerant pipe to form a refrigeration cycle circuit and is capable of heating operation will be described.
  • An air conditioner 200 shown in FIG. 56 connects an outdoor unit 100 including a liquid header 210 and an outdoor heat exchanger (heat exchanger 201) to an indoor unit 25 including an indoor heat exchanger 26 and the like.
  • the compressor 61 compresses the refrigerant
  • the first expansion device 62 depressurizes the refrigerant.
  • the air conditioning apparatus 200 includes a control device 70 that controls the operation.
  • the control device 70 is composed of a CPU, ROM, RAM, and a microcomputer provided with an I / O port.
  • the control device 70 is connected to various sensors via a wireless or wired control signal line, and is configured to receive detection information.
  • the control device 70 adjusts, for example, the dryness of the refrigerant flowing into the liquid header main pipe 211 according to the operating conditions. Specifically, the control device 70 controls the first throttling device 62 according to the operation mode, the number of connected indoor units 25, the frequency of the compressor 61, the outside air temperature, the indoor temperature, and the like. The dryness x of the refrigerant flowing in is adjusted.
  • the refrigerant becomes a high-temperature and high-pressure gas state in the compressor 61, flows through the compressor discharge pipe 93, and flows into the indoor unit 25.
  • the gas refrigerant is cooled by exchanging heat with room air in the indoor heat exchanger 26 in the indoor unit 25.
  • the liquid refrigerant that has become high pressure and low temperature in the indoor heat exchanger 26 flows through the indoor unit outlet pipe 17 and then flows into the first expansion device 62.
  • the refrigerant is depressurized to become a low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant or liquid refrigerant.
  • the refrigerant flows through the inflow pipe 52 and flows into the liquid header 210.
  • the refrigerant is distributed to the plurality of heat transfer tubes 22, absorbs heat in the heat exchange unit 20, and returns to the compressor 61 through the gas header 40 and the outflow tube 51.
  • the refrigerant returned to the compressor 61 is compressed again to become a high-temperature and high-pressure refrigerant and circulates in the refrigerant circuit.
  • control device 70 can adjust the degree of pressure reduction by changing the opening degree of the first expansion device 62 according to the operating conditions, and can adjust the dryness of the refrigerant in the liquid header 210.
  • the heating rated operation (100% heating operation)
  • refrigerant distribution suitable for the arrangement of the fan 35 and the heat exchanger 201 such as top flow or side flow can be realized in the liquid header 210, and the performance of the heat exchanger 201 can be improved.
  • the energy efficiency of the harmony device 200 is improved.
  • FIG. 57 is a circuit diagram showing an example of sensor arrangement of the air-conditioning apparatus according to Embodiment 12 of the present invention.
  • the air conditioning apparatus 200 includes a first temperature sensor 66, a second temperature sensor 67, a third temperature sensor 68, and the like.
  • the 1st temperature sensor 66 is installed in the heat exchanger tube of the indoor heat exchanger 26, for example, and measures the saturation temperature of the indoor heat exchanger 26.
  • the second temperature sensor 67 is installed in the indoor unit outlet pipe 17 and measures the temperature of the refrigerant flowing into the first expansion device 62.
  • the third temperature sensor 68 is installed in the inflow pipe 52 and measures the saturation temperature downstream of the first throttling device 62. Detection information of these temperature sensors is transmitted to the control device 70.
  • the air conditioner 200 estimates the refrigerant dryness x based on the detection information of the plurality of temperature sensors.
  • the air conditioner 200 can estimate the temperature and pressure of the refrigerant flowing into the first throttle device 62 by the first temperature sensor 66 and the second temperature sensor 67, and thereby flow into the first throttle device 62. It is possible to estimate the enthalpy of the refrigerant. Further, the air conditioner 200 assumes that the refrigerant change before and after passing through the first throttle device 62 is an isenthalpy process, and measures the saturation temperature downstream of the first throttle device 62 with the third temperature sensor 68. Then, the pressure of the refrigerant is estimated. Thereby, since the refrigerant
  • the air conditioner 200 includes a plurality of temperature sensors, so that the refrigerant dryness x is 0.05 ⁇ x ⁇ 0.30 even under various operating conditions.
  • the opening degree can be adjusted, and the appropriate range of refrigerant distribution in the liquid header 210 can be expanded.
  • temperature sensors may be substituted with pressure sensors or information such as compressor frequency, operating mode or number of indoor units.
  • the cooling operation and the heating operation may be switched.
  • the refrigerant flow is reversed from that during the heating operation, and high-temperature and high-pressure refrigerant gas flows through the outdoor heat exchanger (heat exchanger 201), and is cooled by heat exchange with the outside air.
  • the heat exchanger 201 of the air conditioner 200 is a liquid refrigerant suitable for the wind speed distribution having a peak at a position closest to the fan 35. A flow distribution can be obtained. As a result, the performance of the heat exchanger 1 is improved, and energy efficiency is improved in the air conditioner 200.
  • the air conditioner 200 includes the air conditioner described above and the control device 70 that adjusts the dryness x of the refrigerant flowing into the header collecting pipe (liquid header main pipe 211) according to the operating conditions.
  • the first expansion device 62 is provided upstream of the header collecting pipe in the refrigerant flow during the heating operation, and the control device 70 controls the first expansion device 62.
  • the air conditioner 200 can adjust the dryness x of the refrigerant in the liquid header 210 by controlling the first throttle device 62.
  • refrigerant distribution suitable for the arrangement of the fan 35 and the heat exchanger 201 can be realized in the liquid header 210, the performance of the heat exchanger 201 can be improved, and the energy efficiency of the air conditioner 200 can be improved. improves.
  • control device 70 adjusts the dryness x of the refrigerant flowing into the liquid header collecting pipe (liquid header main pipe 211) so as to be within the range of 0.05 ⁇ x ⁇ 0.30 during the heating operation.
  • the air conditioning apparatus 200 can extend the appropriate range of refrigerant distribution in the liquid header 210.
  • FIG. FIG. 58 is a circuit diagram showing an example of a refrigerant circuit of the air-conditioning apparatus according to Embodiment 13 of the present invention.
  • an air conditioner 200a is obtained by further providing a gas-liquid separation container 84 to the air conditioner 200 of the twelfth embodiment.
  • the same components as those in the twelfth embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only components different from those in the twelfth embodiment are described.
  • the gas-liquid separation container 84 is provided between the liquid header 210 and the first throttling device 62, and the first throttling device 62 and the gas-liquid separation container 84 are connected by a connection pipe 47.
  • An inflow pipe 52 connected to the liquid header 210 is connected to the lower part of the gas-liquid separation container 84.
  • a bypass pipe 82 connected to the outflow pipe 51 is connected to the upper part of the gas-liquid separation container 84, and a bypass adjustment valve 83 is provided on the bypass pipe 82.
  • the bypass pipe 82 bypasses the gas refrigerant separated in the gas-liquid separation container 84 to the compressor 61, and the opening of the bypass adjustment valve 83 can be changed by the control device 70.
  • FIG. 59 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a gas-liquid separation container according to Embodiment 13 of the present invention.
  • the connection pipe 47 on the upstream side of the gas-liquid separation container 84 is connected to the side surface of the gas-liquid separation container 84, and the bypass pipe 82 is the center of the connection pipe 47 in the gas-liquid separation container 84. Connected to the top of the line.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the connection pipe 47 flows into the gas-liquid separation container 84 and is separated into gas and liquid by gravity, the gas refrigerant flows into the bypass pipe 82, and the liquid refrigerant flows into the inflow pipe 52. It flows.
  • the control device 70 controls the bypass adjusting valve 83 to close when the dryness x of the refrigerant flowing through the inflow pipe 52 is x ⁇ 0.05, and when x> 0.30, By controlling the adjustment valve 83 in the opening direction, the dryness x of the refrigerant flowing into the liquid header 210 is controlled to 0.05 ⁇ x ⁇ 0.30.
  • the air conditioning apparatus 200a can appropriately distribute the refrigerant to the liquid header 210, improve the efficiency of the heat exchanger 201, and improve the energy efficiency. Further, the air conditioner 200a includes the gas-liquid separation container 84, so that the operating condition range in which distribution can be improved is further expanded.
  • FIG. 60 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the gas-liquid separation container according to Embodiment 13 of the present invention.
  • a gas-liquid separation container 84 is configured using a T-shaped pipe 85.
  • arrows indicate the flow of the refrigerant, and a configuration is shown in which the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the pipe 85, the gas refrigerant flows from above, and the liquid refrigerant flows out from below.
  • the air conditioning apparatus 200a can adjust the dryness x at low cost.
  • FIG. 61 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the gas-liquid separation container according to Embodiment 13 of the present invention.
  • a gas-liquid separation container 84 is configured using a Y-shaped tube 86.
  • the inflow pipe 52 has an inclination and is connected to the Y-shaped pipe 86, and as shown in FIG. 61, the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the Y-shaped pipe 86 and the gas and liquid are separated.
  • the liquid refrigerant having a higher density is more likely to flow to the lower pipe due to inertial force, and the gas-liquid separation efficiency is higher. Therefore, the operating condition range in which distribution can be improved can be expanded.
  • gas-liquid separation container has been described above, only an example of a collision-type gas-liquid separation container is shown here.
  • other collision type gas-liquid separation containers, gas-liquid separation containers using surface tension, or gas-liquid separation containers using centrifugal force may be employed.
  • the air conditioning apparatus 200a can reduce the gas refrigerant which flows into the heat exchanger 201 by bypassing the gas refrigerant using the gas-liquid separation container 84 as described above, and the pressure loss in the heat exchanger 201 can be reduced. Can be reduced. As a result, the air conditioner 200a can improve the performance of the heat exchanger 201 by reducing the pressure loss in addition to improving the refrigerant distribution.
  • the control device 70 may control the bypass adjustment valve 83 so that the dryness x of the refrigerant flowing into the liquid header 210 is 0.05 ⁇ x ⁇ 0.30 under the heating rated condition.
  • bypass adjustment valve 83 has been described as being capable of adjusting the opening, any configuration may be used as long as the refrigerant flow rate of the bypass pipe 82 can be adjusted (bypass flow rate adjustment mechanism).
  • the heat exchanger 201 of the air conditioner 200a is a liquid refrigerant suitable for the wind speed distribution having a peak at a position closest to the fan 35. A flow distribution can be obtained. As a result, the performance of the heat exchanger 201 is improved, and the energy efficiency of the air conditioner 200a is improved.
  • the refrigerant circuit includes a gas-liquid separation container 84 (gas-liquid separation container 84, pipe 85 or Y-shaped pipe 86) provided between the first throttle device 62 and the header collecting pipe (liquid header main pipe 211).
  • the bypass pipe 82 that connects the gas-liquid separation container 84 and the downstream of the heat exchanger 201 in the refrigerant flow during heating operation, and a bypass flow rate adjustment mechanism that is provided on the bypass pipe 82 and adjusts the flow rate of the refrigerant (for example, And a bypass regulating valve 83).
  • the air conditioning apparatus 200a separates the gas-liquid two-phase refrigerant in the gas-liquid separation container 84, and controls the bypass adjustment valve 83 to adjust the dryness x of the refrigerant flowing into the liquid header 210. be able to. Therefore, the air conditioner 200a can appropriately distribute the refrigerant to the liquid header 210, improve the efficiency of the heat exchanger 201, and improve energy efficiency.
  • FIG. FIG. 62 is a circuit diagram showing an example of a refrigerant circuit of the air-conditioning apparatus according to Embodiment 14 of the present invention.
  • the air conditioner 200b is configured to be able to switch between a heating operation and a cooling operation.
  • the solid arrow in the figure represents the refrigerant flow during the heating operation.
  • the description of the same components as those in the thirteenth embodiment is omitted, and the same or corresponding portions as those in the thirteenth embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the air conditioner 200b further includes a flow path switching device 94, an accumulator 91, and a second throttling device 90.
  • the flow path switching device 94 is composed of, for example, a four-way valve or the like, and switches the refrigerant flow between the cooling operation and the heating operation.
  • the accumulator 91 is provided on the suction side of the compressor 61, and an accumulator inflow pipe 92 is provided on the upstream side of the accumulator 91.
  • the second expansion device 90 is provided between the gas-liquid separation container 84 and the liquid header 10, that is, on the inflow pipe 52. The opening degree of the second expansion device 90 is adjusted by the control device 70.
  • the distribution may be improved.
  • the gas density of the refrigerant is increased, the flow velocity of the refrigerant flowing into the gas-liquid separation container 84 is reduced, and the small-sized gas-liquid separation is performed. Even in the container 84, high gas-liquid separation efficiency can be obtained.
  • the opening degree is controlled to be small so that the flow resistance of the second expansion device 90 is large.
  • FIG. 62 has been described with respect to the heating operation, the flow direction of the refrigerant is reversed by the flow path switching device 94 during cooling.
  • excess refrigerant can be stored in the gas-liquid separation container 84 by depressurizing the refrigerant in two stages of the second expansion device 90 and the first expansion device 62, and also function as an auxiliary device for the accumulator 91. be able to.
  • the processing amount of the surplus refrigerant is determined by adjusting the opening degree of the first expansion device 62 and the second expansion device 90, and can be changed by the pressure of the gas-liquid separation container 84.
  • the refrigerant amount can be easily adjusted even during the cooling operation, and the performance of the air conditioner 200b can be improved.
  • the gas-liquid separation container 84 can be used as an auxiliary device for the accumulator 91 during the cooling operation, the capacity of the accumulator 91 can be reduced.
  • the heat exchanger 201 is shown as an example of the form relating to the fan 35 having the top flow arrangement, but any heat exchanger may be used as long as it is the heat exchanger described in the first to thirteenth embodiments. good.
  • the heat exchanger 201 of the air conditioner 200b is a liquid refrigerant suitable for the wind speed distribution having a peak at a position closest to the fan 35. A flow distribution can be obtained. As a result, the performance of the heat exchanger 201 is improved and the energy efficiency of the air conditioner 200b is improved.
  • the refrigerant circuit of the air conditioner 200b further includes a flow path switching device 94 that switches the flow of the refrigerant, and a second provided between the heat exchanger 201 and the first expansion device 62.
  • the control device 70 controls the flow path switching device 94, the first throttle device 62, and the second throttle device 90.
  • the air conditioning apparatus 200b improves the gas-liquid separation efficiency in the gas-liquid separation container 84 and controls the dryness x of the refrigerant flowing into the liquid header 10 by the control of the second expansion device 90 during the heating operation.
  • the adjustable operating range is expanded. Further, since the air conditioner 200b includes the second throttle device 90 and the first throttle device 62, the refrigerant amount can be easily adjusted even during the cooling operation, and the performance of the air conditioner 200 can be improved. .
  • the embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made.
  • the case where the number of indoor units 25 is one has been described.
  • the present invention is not limited to this, and a plurality of indoor units 25 may be connected.

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Abstract

空気調和装置は、上下方向に離間して配列され、冷媒が流れる複数の伝熱管と、内部に上下方向にのびる流通空間を有し、上下方向に離間して配列された複数の枝管から複数の伝熱管に冷媒を流入させるヘッダー集合管と、を有する熱交換器と、回転するボスの周りに羽根を有し、羽根の回転面が複数の伝熱管に対して水平方向に対向する軸流ファンと、流通空間に気液二相状態の冷媒が上向きに流れるように冷媒を流入させ、熱交換器で冷媒を蒸発させる冷媒回路と、を備え、ヘッダー集合管に流れる冷媒の流動様式は、ヘッダー集合管の中央にガス相冷媒が集まり、壁面に液相冷媒が集まる環状流またはチャーン流であり、流通空間の水平面における中心を0%、ヘッダー集合管の壁面の位置を100%として、水平面における中心からの距離を0~100%であらわす場合に、高さが羽根の回転する高さの範囲内にある複数の枝管のうち、ボスの高さ以下に位置する枝管の大半は、先端が中心からの距離において0~50%にあるようにヘッダー集合管に挿入され、ボスの高さよりも上に位置する枝管の大半は、先端が中心からの距離において50%より大となるようにヘッダー集合管に接続されている。

Description

空気調和装置
 本発明は、空気調和装置に関し、特に、分配ヘッダーを備えた熱交換器の構造に関する。
 従来の空気調和装置において、室内機に搭載された凝縮器として機能する熱交換器で凝縮された液冷媒は、膨張弁によって減圧され、ガス冷媒と液冷媒とが混在する気液二相状態となる。そして、気液二相状態の冷媒は、室外機に搭載された蒸発器として機能する熱交換器に流入する。
 気液二相状態の冷媒が、蒸発器として機能する熱交換器に流入すると、その熱交換部への冷媒の分配性能が悪化する。そこで、冷媒の分配性能を改善するため、室外機に搭載される熱交換器の分配器としてヘッダーを用いて、ヘッダー内に仕切り板あるいは噴出孔を設置したものがある。
 しかしながら、上記のようにヘッダー集合管内に構造物を追加した場合には、コストの大幅な増加を伴う割には分配性能の改善効果が小さい。そこで、別の方法として、ヘッダー集合管に差し込まれる枝管の挿し込み長さを調整する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の発明では、差し込み長さは複数の枝管で互いに等しく、ヘッダー集合間の流通空間における冷媒の流速を適切な値に設定することで、熱交換器に均等に冷媒が分配される。
特許第5626254号公報
 しかしながら、実際の熱交換器を通過する気流は熱交換器の上下方向に対して分布がある。例えば、室外機または室外機の熱交換器の上面にファンが設置されているトップフロー配置の熱交換器においては、ファンに近い熱交換器部分ほど風量が大きく、ファンから離れるに従い、風量が小さくなる。また、室外機の側面にファンが配置されているサイドフローの熱交換器においても、通過する風量は、ファンのボス中心に近い位置ほど大きく、室外機の筐体パネルに近い上端または下端に近づくほど小さくなる。このため、熱交換器に冷媒を均等に分配しても、風量に対して最適な冷媒分配ではないため、熱交換器の性能が低下し、空気調和装置のエネルギー効率の低下を引き起こす場合があった。
 本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、構造が簡易でありながら、熱交換器を通過する風量に最適な冷媒分配を行うことができる空気調和装置を提供することを目的とする。
 本発明に係る空気調和装置は、上下方向に離間して配列され、冷媒が流れる複数の伝熱管と、内部に上下方向にのびる流通空間を有し、上下方向に離間して配列された複数の枝管から複数の前記伝熱管に前記冷媒を流入させるヘッダー集合管と、を有する熱交換器と、回転するボスの周りに羽根を有し、前記羽根の回転面が複数の前記伝熱管に対して水平方向に対向する軸流ファンと、前記流通空間に気液二相状態の冷媒が上向きに流れるように前記冷媒を流入させ、前記熱交換器で前記冷媒を蒸発させる冷媒回路と、を備え、前記ヘッダー集合管に流れる前記冷媒の流動様式は、前記ヘッダー集合管の中央にガス相冷媒が集まり、壁面に液相冷媒が集まる環状流またはチャーン流であり、前記流通空間の水平面における中心を0%、前記ヘッダー集合管の壁面の位置を100%として、前記水平面における前記中心からの距離を0~100%であらわす場合に、高さが前記羽根の回転する高さの範囲内にある複数の前記枝管のうち、前記ボスの高さ以下に位置する前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において0~50%にあるように前記ヘッダー集合管に挿入され、前記ボスの高さよりも上に位置する前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において50%より大となるように前記ヘッダー集合管に接続されているものである。
 また、本発明に係る別の空気調和装置は、上下方向に離間して配列され、冷媒が流れる複数の伝熱管と、内部に上下方向にのびる流通空間を有し、上下方向に離間して配列された複数の枝管から複数の前記伝熱管に前記冷媒を流入させるヘッダー集合管と、を有する熱交換器と、複数の前記伝熱管よりも上方に位置するファンと、前記流通空間に気液二相状態の冷媒が上向きに流れるように前記冷媒を流入させ、前記熱交換器で前記冷媒を蒸発させる冷媒回路と、を備え、前記ヘッダー集合管に流れる前記冷媒の流動様式は、前記ヘッダー集合管の中央にガス相冷媒が集まり、壁面に液相冷媒が集まる環状流またはチャーン流であり、前記ヘッダー集合管は、上下方向に異なる高さに配置された複数のヘッダー集合管で構成されたものであり、前記流通空間の水平面における中心を0%、前記ヘッダー集合管の壁面の位置を100%として、前記水平面における前記中心からの距離を0~100%であらわす場合に、前記ファンに最も近い位置にあるヘッダー集合管では、接続される前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において0~50%にあるように挿入され、前記ファンに最も近い位置にあるヘッダー集合管よりも低い位置にあるヘッダー集合管では、接続される前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において50%より大となるように接続されている。
 また、本発明に係る別の空気調和装置は、上下方向に離間して配列され、冷媒が流れる複数の伝熱管と、内部に上下方向にのびる流通空間を有し、上下方向に離間して配列された複数の枝管から複数の前記伝熱管に前記冷媒を流入させるヘッダー集合管と、を有する熱交換器と、複数の前記伝熱管よりも上方に位置するファンと、前記流通空間に気液二相状態の冷媒が上向きに流れるように前記冷媒を流入させ、前記熱交換器で前記冷媒を蒸発させる冷媒回路と、を備え、前記ヘッダー集合管に流れる前記冷媒の流動様式は、前記ヘッダー集合管の中央にガス相冷媒が集まり、壁面に液相冷媒が集まる環状流またはチャーン流であり、前記流通空間の水平面における中心を0%、前記ヘッダー集合管の壁面の位置を100%として、前記水平面における前記中心からの距離を0~100%であらわす場合に、前記ヘッダー集合管に接続される前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において0~50%にあるように前記ヘッダー集合管に挿入され、前記ヘッダー集合管に接続される前記枝管の少なくとも最上部に位置する前記枝管は、先端が前記中心からの距離において50%より大となるように前記ヘッダー集合管に接続されている。
 本発明の空気調和装置によれば、複数の枝管のヘッダー集合管への差し込み長さを、熱交換器とファンまたは軸流ファンとの位置関係により、熱交換器の上下方向で異ならせている。そして、液ヘッダー集合管に流入する冷媒の流動様式が環状流またはチャーン流であるとき、枝管が液層を貫くように差し込まれたヘッダー領域では上部に液冷媒が偏って流れ、枝管が液層に覆われる様に接続されたヘッダー領域では下部に液冷媒が偏って流れる。そのため、このような領域を上下に組み合わせることで、熱交換器の風速分布に適した冷媒分配が実現でき、熱交換器の性能を向上させることができる。
本発明の実施の形態1に係る熱交換器の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態1に係る伝熱管を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る伝熱管の一例を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る伝熱管の他の一例を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る熱交換器の風速分布と液ヘッダーの液冷媒分布の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管先端部の液ヘッダー内での位置を示す図である。 本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管先端部の液ヘッダー内での位置の一例を示す図である。 本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管先端部の液ヘッダー内での位置の他の一例を示す図である。 本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管先端部の位置と熱交換器性能との関係の一例を示した図である。 本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーに流入するガス見かけ速度と分配性能の改善効果、流動様式の関係を示した図である。 本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管先端部の液ヘッダー内での位置の他の一例を示す図である。 本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管先端部の液ヘッダー内での位置の他の一例を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーの助走距離Liと気液二相冷媒が発達する様子を示した模式図である。 本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーと流入管の接続位置の一例を示したものである。 本発明の実施の形態2に係る熱交換器の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態2に係る熱交換器の他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態2に係る熱交換器の他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態2に係る第2液ヘッダーに接続される複数の枝管先端部の第2液ヘッダー内での位置を示す図である。 本発明の実施の形態2に係る第2液ヘッダーに接続される複数の枝管先端部の第2液ヘッダー内での位置の一例を示す図である。 本発明の実施の形態2に係る第2液ヘッダーに接続される複数の枝管先端部の第2液ヘッダー内での位置の他の一例を示す図である。 本発明の実施の形態2に係る風速分布と液冷媒流量分布の関係を示した図である。 本発明の実施の形態3に係る熱交換器の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態3に係る熱交換器の他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態3に係る熱交換器の他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態4に係る熱交換器の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態4に係る熱交換器の他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態5に係る熱交換器の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態6に係る熱交換器の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態6に係る熱交換器の風量分布と液ヘッダーの液冷媒分布の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態6に係る熱交換器の他の一例を示したものである。 本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの一例を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの中心位置の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの中心位置の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態8に係る液ヘッダーの枝管の接続の一例を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態8に係る液ヘッダーの枝管の接続の他の一例を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態9に係る熱交換器の一例を示す概略図である。 図44のB-B断面を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態10に係る熱交換器の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態10に係る液ヘッダーと、液冷媒流量および風量分布の関係を示した概略図である。 本発明の実施の形態10に係るトップフローの室外機の一例を示した外観図である。 本発明の実施の形態10に係る冷媒の液膜厚さに関連するパラメータ(M×x)/(31.6×A)と熱交換器の性能との関係を示す図である。 本発明の実施の形態10に係る冷媒の液膜厚さに関連するパラメータ(M×x)/31.6と熱交換器の性能との関係を示す図である。 本発明の実施の形態10に係る冷媒の流量に依存しない流動様式を表すパラメータx/(31.6×A)と熱交換器の性能との関係を示す図である。 本発明の実施の形態10に係るガス見かけ速度USG[m/s]と分配性能の改善効果の関係を示した図である。 本発明の実施の形態11に係る熱交換器の一例を示した概略図である。 本発明の実施の形態11に係る液ヘッダーの液冷媒流量分布と熱交換器の風量分布の一例を示した図である。 本発明の実施の形態11に係る液ヘッダーの液冷媒流量分布の他の一例を示した図である。 本発明の実施の形態12に係る空気調和装置の冷媒回路の一例を示す回路図である。 本発明の実施の形態12に係る空気調和装置のセンサ配置の一例を示す回路図である。 本発明の実施の形態13に係る空気調和装置の冷媒回路の一例を示す回路図である。 本発明の実施の形態13に係る気液分離容器の構成の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態13に係る気液分離容器の構成の他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態13に係る気液分離容器の構成の他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態14に係る空気調和装置の冷媒回路の一例を示す回路図である。
 以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。さらに、明細書全文に示されている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
実施の形態1.
 図1~図4に基づき、熱交換器1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器の一例を示す概略図である。図2は、本発明の実施の形態1に係る伝熱管を示す図である。図3は、本発明の実施の形態1に係る伝熱管の一例を示す図である。図4は、本発明の実施の形態1に係る伝熱管の他の一例を示す図である。
 実施の形態1において、熱交換器1は、液ヘッダー10と、ガスヘッダー40と、熱交換部20と、熱交換部20に液ヘッダー10またはガスヘッダー40を接続する複数の枝管12等とで構成される。また、熱交換器1の側面には、1つの軸流ファン30が配置されている。熱交換器1は、空気調和装置の冷凍サイクルの一部を構成する。
 液ヘッダー10は、液ヘッダー主管11に、複数の枝管12が接続されて構成される。以下、液ヘッダー10を構成する1または複数の液ヘッダー主管11をまとめてヘッダー集合管と称する場合がある。液ヘッダー主管11は、内部に上下方向(矢印Z方向)に延びる流通空間が形成され、円管形状を有している。液ヘッダー主管11の下部は、上流側が冷媒回路の配管に接続された流入管52に接続されている。流通空間には液相冷媒Rbおよびガス相冷媒Raが分布し、液ヘッダー主管11の壁面に沿って液相冷媒Rbが集まってできた液層が形成されている。また、図1には、液ヘッダー10の流入部の助走距離L[m]と、液ヘッダー10の内径D[m]が示されている。助走距離L[m]は、冷媒が流入する液ヘッダー10の流入部の位置と、流入部の位置から最も近い枝管12の中心軸の位置とに至る距離で定義する。
 ガスヘッダー40は、内部に流通空間が形成された円管形状のガスヘッダー主管41に、複数の枝管12が接続されて構成される。また、ガスヘッダー40の下部には、冷媒が流出する流出管51が接続されている。
 図2には、図1に示される熱交換部20のA-A断面の一部が斜視図として示されている。図2に示されるように、熱交換部20は、間隔を空けて矢印X方向に並設された複数のフィン21と、フィン21の並設方向にこれらのフィン21を貫通し、両側に突出するように配列された複数の伝熱管22等とで構成されている。図1において、伝熱管22は上下方向(矢印Z方向)に離間して配列されている。伝熱管22は、枝管12を介して一端が液ヘッダー10に、他端がガスヘッダー40に接続され、内部に冷媒が流通する。
 なお、図2には、熱交換部20の伝熱管22として、断面が扁平形状の扁平管が示されているが、種類や形状を限定するものではない。伝熱管22は、例えば、図3に示すように断面が扁平形状であり、内部に複数の孔が形成されている扁平多孔管22aとしてもよいし、あるいは、図4に示すように断面が円形状の円管22b等で構成されてもよい。また伝熱管22は、溝を切ることで伝熱面積の拡大を図る溝付き面で構成されてもよく、あるいは、圧力損失の増加を抑制するために平滑面で構成されてもよい。
 軸流ファン30は、ボス31と、ボス31の周り配置された羽根32とを備え、熱交換器1に空気を供給するものである。軸流ファン30は、モータ等によりボス31が回転され、矢印Y方向の一方の側面から空気を取り込み、他方の側面から吹き出す。実施の形態1において、軸流ファン30は、羽根32の回転面が、熱交換器1の複数の伝熱管22に対して水平方向に対向するように配置されている。以降、上下方向(矢印Z方向)におけるボス31の中心の高さを、ボス中心線Obで表す。
 複数の枝管12は、上下方向(矢印Z方向)に離間して配列され、液ヘッダー10またはガスヘッダー40と複数の伝熱管22とを接続し、内部に冷媒が流通するものである。複数の枝管12において、ボス中心線Obよりも下方に位置する枝管12aは、先端位置が液層を貫くように液ヘッダー10に接続されており、ボス中心線Obよりも上方に位置する枝管12bは、先端位置が液相冷媒Rbに覆われるように接続されている。つまり、ボス中心線Obより下方の枝管12aは、上方の枝管12bに比べて、液ヘッダー主管11への差し込み長さが長くなっている。
 図5は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器の風速分布と液ヘッダーの液冷媒分布の一例を示す説明図である。図5(a)は熱交換器1の概略図であり、図5(b)は熱交換器1を通過する気流の風速分布を示し、図5(c)は液ヘッダー10の液冷媒流量分布を示す。図5(a)および図5(b)において、縦軸は、図5(a)に示す熱交換器1の高さを表している。
 実施の形態1のように、熱交換器1の側面に1つの軸流ファン30が配置されるサイドフローの熱交換器1では、軸流ファン30のボス31の高さ位置を流通する風速が最大となる。一方、熱交換器1の下端または上端に近づくほど流通する風速が小さくなる。これに対して、液ヘッダー10の液冷媒流量分布は、熱交換器1の下端からボス中心線Obまでの領域では、ボス31に近づくほど液冷媒が多くなり、ボス中心線Obから熱交換器1の上端までの領域では、ボス31から遠くなるほど液冷媒が少なくなる分布となる。
 上記のような液ヘッダー10の液冷媒流量分布は、枝管12aと枝管12bとの差し込み量の違い等によって得られる。ボス中心線Obに対して下方に位置する領域では、複数の枝管12aが液ヘッダー10を流れる冷媒の液層を貫くため、下方すなわち熱交換器1の下部への液冷媒の分配が抑制される。一方、ボス中心線Obに対して上方に位置する領域では、複数の枝管12bが液ヘッダー10を流れる冷媒の液層内にとどまるため、下方すなわちボス中心線Obの高さ位置での液冷媒の分配が多くなる。このような構成により、熱交換器1は、風速分布に適した冷媒分配ができ、熱交換器1の性能を向上させることができる。
 また、図1および図5ではボス中心線Obに対して下方に位置する複数の枝管12aの全てが液ヘッダー10を流れる冷媒の液層を貫いており、ボス中心線Obに対して上方に位置する複数の枝管12bの全てが液ヘッダー10を流れる冷媒の液層内にとどまる様に接続されている場合を示している。しかし、例えば、複数の枝管12aの半数以上が液ヘッダー10を流れる冷媒の液層を貫いており、複数の枝管12bの半数以上が液ヘッダー10を流れる冷媒の液層内にとどまる様に接続されていれば、熱交換器1は分配改善の効果を得ることができる。特に、このように差し込み長さが調整された複数の枝管12a,12bはそれぞれ、液ヘッダー10の上流側に位置することが好ましい。これは、ボス中心線Obに対して上下に液ヘッダー10の領域を分ける場合に、各領域において、下流側よりも上流側の構造の方が液分配特性に与える影響が大きいためである。
 次に、液ヘッダー10と、ボス中心線Obよりも下方に位置する枝管12aとの接続について説明する。図1では、ボス中心線Obよりも下方に位置する枝管12aは、先端位置が、液ヘッダー主管11の内径中心に位置するように接続されている。しかしながら、枝管12aの先端部は、液ヘッダー10に流れる冷媒の液層を貫いていれば良く、中心付近の広がりをもった範囲に位置しても良い。以下に、中心付近の広がりをもった範囲について説明する。
 図6は、本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管先端部の液ヘッダー内での位置を示す図である。図7は、本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管先端部の液ヘッダー内での位置の一例を示す図である。図8は、本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管先端部の液ヘッダー内での位置の他の一例を示す図である。
 したがって、ここでいう中心付近とは、図6、図7、図8に示すように、液ヘッダー主管11の流通空間の水平面での中心位置を0%と定義し、液ヘッダー主管11の流通空間の水平面での壁面位置を±100%と定義したときに、枝管12の先端部が±50%以内の領域に収められるように接続されていることをいう。枝管12は、矢印X方向において、図6では中心位置に、図7では-50%の位置に、図8では50%の位置に、先端部が配置された例が示されている。ここで、図6、図7、図8に示すAは、枝管12が差し込まれた位置での水平断面図における有効流路断面積[m]を示している。
 図9は、本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管の先端位置と熱交換器性能との関係の一例を示した図である。図9は、発明者らの実験結果の一例を示したものである。横軸は枝管12aの先端位置、縦軸は熱交換器性能を表す。
 乾き度x=0.30の場合には、枝管12aの先端部が±75%よりも外であると、熱交換器1の性能が急激に低下する。一方、乾き度x=0.05の場合には、乾き度x=0.30よりも乾き度xが小さいため、液層が厚い。このため、枝管12aの先端部が±50%よりも外の領域で熱交換器の性能が急激に低下する。しかし、枝管12aの先端部が±50%以内の領域では、熱交換器1の性能の低下が抑えられる。
 このように、液層の厚い乾き度x=0.05の場合を想定し、枝管12の先端部は、±50%以内の位置に収めるようにすることにより、分配性能の改善効果を得ることができる。ボス中心線Obに対して下部に位置する枝管12aの先端部を±50%以内の位置に収めることにより、液ヘッダー10の下端からボス中心線Obまでの領域で、液冷媒を上方すなわちボス中心線Ob付近の高さに多く分配させることができる。さらに、枝管12aの先端部が液ヘッダー主管11の内径中心すなわち0%の位置に配置される場合には、より幅広い冷媒流量範囲において、液ヘッダー10の下端からボス中心線Obの領域で液冷媒を上部に多く流すことができてなお良い。
 また、ボス中心線Obに対して上部に位置する枝管12bの先端部は、-100%以上-50%未満、または50%より大きく100%以下の範囲に収まっていると、ボス中心線Obから液ヘッダー10の上端の領域において、液冷媒を下部に多く流すことができてなお良い。
 ところで、発明者らの実験と解析によると、液層の厚みδ[m]は、液ヘッダー10に流入する冷媒の乾き度が0.05≦x≦0.30であるとき、冷媒流速G[kg/(ms)]、冷媒の乾き度x、液ヘッダー10の内径D[m]、冷媒液密度ρ[kg/m]、液ヘッダー10の流通空間に流入する冷媒のガス見かけ速度の変動範囲の最大値である基準液見かけ速度ULS[m/s]としたとき、δ=G×(1-x)×D/(4ρ×ULS)で比較的良く一致する。このため、ボス中心線Obより下方で液ヘッダー10に接続される複数の枝管12aの先端部は、少なくとも上記式で求められる液層の厚みδよりも突出し、流通空間においてガス相冷媒Raに到達していればよい。ここで、基準液見かけ速度ULS[m/s]はG(1-x)/ρで定義される。
 流動様式の判定は、垂直上昇流の流動様式線図から行い、液ヘッダー主管11の流通空間へ流入する冷媒流速の変動範囲の最大値での冷媒の基準ガス見かけ速度UGS[m/s]に基づいて設定される。液ヘッダー主管11に流入する冷媒の基準ガス見かけ速度UGS[m/s]が、UGS≧α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)-0.22α×(g×D)0.5を満たすと良い。加えて、UGS≧3.1/(ρ 0.5)×[σ×g×(ρ-ρ)]0.25を満たすと更に良い。
 図10は、本発明の実施の形態1に係る冷媒の基準ガス見かけ速度UGS[m/s]と分配性能の改善効果との関係を示す図である。図10に示すように、上記で規定した範囲の冷媒の基準ガス見かけ速度UGS[m/s]のときに、液ヘッダー10に流れる冷媒が環状流またはチャーン流となり、分配性能の改善効果が期待できる。
 ここで、αは冷媒ボイド率α=x/[x+(ρ/ρ)×(1-x)]であり、Lは助走距離[m]、gは重力加速度[m/s]、Dは液ヘッダー10の内径[m]、xは冷媒の乾き度、ρは冷媒ガス密度[kg/m]、ρは冷媒液密度[kg/m]、σは冷媒表面張力[N/m]と定義される。冷媒ボイド率αは、たとえば、電気抵抗を利用した計測、あるいは、可視化による観察などによって測定される。また、液ヘッダー10の流入部の助走距離L[m]は、液ヘッダー10の流入部の位置と、流入部の位置から最も近い枝管12の中心軸の位置と、に至る距離で定義する。
 また、基準ガス見かけ速度USGは液ヘッダー10に流れる冷媒流速G、冷媒の乾き度xおよび冷媒ガス密度ρを測定することによって求められ、USG=(G×x)/ρで定義される。
 ここで、図10に示しているように、分配性能向上効果は、USG≧α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)-0.22α×(g×D)0.5を満たすことで効果を急激に増加させる。そして、USG≧3.1/(ρ 0.5)×[σ×g×(ρ-ρ)]0.25を満たすことで特にその効果が顕著となる。
 例えば、空気調和装置に液ヘッダー10を搭載する場合には、液ヘッダー10の流通空間へ流入する冷媒流速の変動範囲の最大値は、液ヘッダー10が暖房定格運転時にて、液ヘッダー10の流通空間を気液二相冷媒が上昇流となって流れる。
 また、液ヘッダー10に流入した冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30の範囲に収まるときに、液ヘッダー主管11に流れる冷媒は、液相冷媒Rbが壁面近傍に多く分布する流動様式となる。このとき、枝管12の突き出しによる分配性能の改善および熱交換器の性能の改善効果が特に大きくなって良い。
 また、ここまでの説明では、ボス中心線Obに対して下部に位置する枝管12aに関しては、枝管12aの水平方向(矢印X方向)に延びる中心軸と液ヘッダー主管11の上下方向(矢印Z方向)に延びる中心軸とが交差する場合について言及している。しかし、例えば、枝管12aの水平方向に延びる中心軸が液ヘッダー主管11の上下方向に延びる中心軸からずれていてもよい。
 図11は、本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管先端部の液ヘッダー10内での位置の他の一例を示す図である。図12は、本発明の実施の形態1に係るボス中心線よりも下部に接続される複数の枝管先端部の液ヘッダー10内での位置の他の一例を示す図である。
 ここでは、液ヘッダー主管11の流通空間の水平面での中心位置を0%と定義する。液ヘッダー主管11の流通空間の水平面での壁面位置を±100%と定義する。また、複数の枝管12の水平面での差し込み方向をX方向、幅方向をY方向としている。
 図11に示すように、ボス中心線Obに対して下部に位置する枝管12aの中心軸をY方向にずらす場合には、分配改善効果を最も大きく得られるのは、枝管12aの先端部がX方向にて0%に位置し、枝管12aの中心軸がY方向にて0%に位置するときである。しかし、枝管12aの中心軸がY方向にて±50%以内の領域に収められていれば、環状流またはチャーン流の流動様式の特性を利用した分配性能の改善効果が得られる。また、液ヘッダー10に流入した冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30の範囲に収まるとき、液相冷媒Rbが液ヘッダー主管11の壁面近傍に多く分布する流動様式の特性を利用した分配性能の改善効果が得られる。
 また、図12に示すように、ボス中心線Obに対して下部に位置する枝管12aの中心軸がY方向にて±50%以内の領域に収められ、かつ、枝管12aの先端部がX方向にて±50%以内の領域に収められている場合には、枝管12aの一部が液ヘッダー主管11の内壁に接触する様に接続することで、突出長さを容易に管理することができて良い。
 また、ボス中心線Obに対して下部に位置する枝管12aは、全て同じ差し込み量であることが好ましい。しかし、各枝管12aの先端部または枝管12aの中心軸がそれぞれ±50%以内の領域に収められていれば、同じ差し込み量でなくても良い。
 また、冷媒は、R1234yfもしくはR1234ze(E)等のオレフィン系冷媒、R32等のHFC冷媒、プロパンもしくはイソブタン等の炭化水素冷媒、CO、およびDME(ジメチルエーテル)等のうちから2種類以上混合した沸点差の異なる混合冷媒を用いると、分配性能の改善による熱交換器1の性能の改善効果を大きくすることができる。
 また、本発明は、液ヘッダー10を流れる気液二相状態の冷媒の流動様式に依存する。このため、気液二相状態の冷媒の流れが十分に発達した状態であると良い。気液二相状態の冷媒が発達するのに必要な助走距離Lは、液ヘッダー主管11の内径をD[m]とした場合に、発明者らの実験によると、L≧5Dを満たすように確保されていれば、分配性能の改善効果がより大きい。また、助走距離Lは、L≧10Dを満たすように確保されているとなお良い。
 図13は、本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーの助走距離Liと気液二相冷媒が発達する様子を示した模式図である。気液二相状態の冷媒は、液ヘッダー10の下部の冷媒入口から垂直上昇流として流入する。液層は、流入部では厚いが、流れの発達に伴い液滴が発生し始めることで、次第に薄くなる。環状流が十分に発達した、冷媒入口からの距離が助走距離Li以上の上方部分では、液層の厚みが一定となる。
 図14は、本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略図である。複数の枝管12のうち隣接する枝管12の間のピッチ長さをLp、液ヘッダー10の上部の淀み領域長さをLtと定義したとき、Lt≧2×Lpである。この場合には、気液二相状態の冷媒は、液ヘッダー10の上部で衝突する影響が軽減され、流動様式が安定することにより分配性能の改善効果が大きくなる。
 図15は、本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略図である。図15では、液ヘッダー10の上端に端部枝管18bが上側から接続されている。この構成によれば、液ヘッダー10の上部での冷媒の衝突による動圧の減少が抑制される。これにより、流動様式が安定し、分配性能の改善効果が大きくなる。
 なお、先端部の位置について説明した上記の枝管12は、例えば端部枝管18bのように液ヘッダー主管11の上端または下端から接続されるものは含まないものとする。
 図16は、本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略図である。図16では、枝管12として二股管13を用いた場合を示している。二股管13は、液ヘッダー主管11からの流入口に対して、流出口の数を2つ有するものである。枝管12として二股管13を用いることにより、ボス中心線Obに対して下部に位置する枝管12aを液ヘッダー主管11に突出させることが原因で発生する動圧の変動を抑制できる。そのため、液ヘッダー10は、流動様式の変化を抑制でき、熱交換器1の効率を高めることができる。
 なお、ここでは1つの流入口に対して2つの流出口を有する二股管13に関して説明した。しかし、枝管12の構成はこれに限定されない。枝管12は、流入口に対して流出口の数が多くなっていれば良い。また、図16では、複数の枝管12が全て二股管13で構成されている場合を例に示している。しかし、複数の枝管12のうち一部のみが二股管13で構成されてもよい。
 図17は、本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略図である。図17では、一部の枝管に二股管13を用い、他の枝管には流入口と流出口とが1つずつの枝管12を用いている。一部に二股管13を用いる場合には、液ヘッダー10を流れる冷媒流量が大きい液ヘッダー10の下部に近い位置に設けるとよい。この場合、枝管の突出しによる動圧低下が効率的に抑制できて良い。
 なお、上記の説明において、枝管12は液ヘッダー10の部品として説明している。しかし、例えば、熱交換器1の円管形状の伝熱管22を延伸させて伝熱管の一部で構成されても良い。また、枝管12は、伝熱管22の一部で代用されている場合もあるため、内面に溝などの伝熱促進形状が加工されていても良い。
 また、図1では、流入管52は液ヘッダー主管11の下端に接続されているが、下端と、下端に最も近い枝管12とで形成される液ヘッダー主管11の空間であれば、側面に接続されていても良い。
 図18は、本発明の実施の形態1に係る液ヘッダーと流入管の接続位置の一例を示したものである。図18に示すように、流入管52が側面に接続される場合、流入管52は、液ヘッダー主管11の中心線に対して偏心させるとよい。この場合、液ヘッダー10を流れる気液二相冷媒が環状流に遷移し易く、冷媒分配が改善される。
 以上のように、実施の形態1において、空気調和装置は、上下方向に離間して配列され、冷媒が流れる複数の伝熱管22と、内部に上下方向(矢印Z方向)にのびる流通空間を有し、上下方向に離間して配列された複数の枝管12から複数の伝熱管22に冷媒を流入させるヘッダー集合管(液ヘッダー主管11)と、を有する熱交換器1と、回転するボス31の周りに羽根32を有し、羽根32の回転面が複数の伝熱管22に対して水平方向に対向する軸流ファン30と、流通空間に気液二相状態の冷媒が上向きに流れるように冷媒を流入させ、熱交換器1で冷媒を蒸発させる冷媒回路と、を備え、ヘッダー集合管に流れる冷媒の流動様式は、ヘッダー集合管の中央にガス相冷媒Raが集まり、壁面に液相冷媒Rbが集まる環状流またはチャーン流であり、流通空間の水平面における中心を0%、ヘッダー集合管の壁面の位置を100%として、水平面における中心からの距離を0~100%であらわす場合に、高さが羽根32の回転する高さの範囲内にある複数の枝管12のうち、ボス31の高さ以下に位置する枝管12aの大半は、先端が中心からの距離において0~50%にあるようにヘッダー集合管に挿入され、ボス31の高さよりも上に位置する枝管12bの大半は、先端が中心からの距離において50%より大となるようにヘッダー集合管に接続されている。
 これにより、空気調和装置は、液ヘッダー主管11に接続されている複数の枝管12が、ボス31より高い位置では枝管が液層に覆われる様に接続され、ボス31より低い位置では枝管が液層を貫くように差し込まれている。そのため、液ヘッダー10内で液相冷媒Rbが壁面に多く分布する場合には、ボス31より上方の領域では下部に液冷媒が多く流れ、ボス31より下方の領域では上部に液冷媒が多く流れる。したがって、サイドフローの熱交換器1は、ボス中心線Ob付近の高さでピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができる。その結果、空気調和装置は、熱交換器1の性能が向上し、エネルギー効率を向上させることができる。
 また、ボス31の高さ以下に位置する枝管12aのうち、先端が中心からの距離において0~50%にあり、かつ、最も上流側に位置する枝管の先端は、壁面に液相冷媒Rbが集まってできた厚さδ[m]の液層を貫いてガス相冷媒Raに至り、ボス31の高さよりも上に位置する枝管12bのうち、先端が中心からの距離において50%より大となり、かつ、最も上流側に位置する枝管の先端は、液層内にある。ここで、液層の厚さδ[m]は、冷媒流速G[kg/(ms)]、冷媒の乾き度x、ヘッダー集合管の内径D[m]、冷媒液密度ρ[kg/m]、ヘッダー集合管の流通空間に流入する冷媒のガス見かけ速度の変動範囲の最大値である基準液見かけ速度ULS[m/s]としたとき、δ=G×(1-x)×D/(4ρ×ULS)で定義される。また、基準液見かけ速度ULS[m/s]は、G(1-x)/ρで定義される。
 これにより、ボス31の高さより下部に接続される複数の枝管12aは、少なくとも、実験結果に基づく上記の式で得られる厚さδ[m]の液層を貫いていればよいので、液ヘッダー10において、調整可能な差し込み長さの範囲を広くすることができる。
 また、熱交換器1において、ヘッダー集合管(液ヘッダー主管11)に流入する冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30の範囲にある。これにより、液ヘッダー10において液相冷媒Rbが壁面に多く分布する流動様式となり易く、上記の枝管12の接続構成と併せて、分配改善効果を得ることができる。
実施の形態2.
 図19は、本発明の実施の形態2に係る熱交換器の一例を示す概略図である。実施の形態2において、1つの軸流ファン30は熱交換器1の側面に配置され、液ヘッダー10は、液ヘッダー主管11が軸流ファン30のボス31のボス中心線Obに対して上下に2分割され、下部が第1液ヘッダー主管11a、上部が第2液ヘッダー主管11bを構成している。液ヘッダー10において、ボス中心線Obよりも下部に位置する複数の枝管12aは、第1液ヘッダー主管11aに接続され、液層を貫くように第1液ヘッダー主管11aの内径中心付近まで差し込まれている。一方、ボス中心線Obよりも上部に位置する複数の枝管12bは、第2液ヘッダー主管11bに、液層に覆われるように接続されている。そして、第1液ヘッダー主管11aの上流には第1流入管52aが接続され、第2液ヘッダー主管11bの上流には第2流入管52bが接続される。図19では、第1流入管52aおよび第2流入管52bはそれぞれ、第1液ヘッダー主管11aまたは第2液ヘッダー主管11bの下端に接続されているが、接続位置は特にこれに限定されない。
 図20は、本発明の実施の形態2に係る熱交換器の他の一例を示す概略図である。図20に示すように、各流入管は、各液ヘッダー主管の下端と、下端に最も近い枝管との間の空間であれば、各液ヘッダー主管の側面に接続されていても良い。特に、第2液ヘッダー主管11bに関しては、第2流入管52bを側面に接続することで、第1液ヘッダー主管11aと第2液ヘッダー主管11bとが同軸上に上下に配置できる。このため、液ヘッダー10は、枝管12の差し込みの管理が容易にでき、製造性に優れたものとなる。
 図21は、本発明の実施の形態2に係る熱交換器の他の一例を示す概略図である。図21では、第1液ヘッダー主管11aの上端に上側から端部枝管18aが接続されている。これにより、液ヘッダー10において、第2液ヘッダー主管11bの下端に第2流入管52bを接続するためのスペースを確保し易い。また、この場合、第2液ヘッダー主管11bには冷媒を下端から流入させて流動様式を安定させることができるとともに、第1液ヘッダー主管11aの上部での冷媒の衝突による動圧の減少を抑制できる。
 なお、先端部の位置について説明した上記の枝管12は、例えば端部枝管18aのように各液ヘッダー主管の上端または下端から接続されるものは含まないものとする。
 なお、図19~図21では、ボス中心線Obより下部に接続される複数の枝管12aは第1液ヘッダー主管11aの内径中心付近まで差し込まれているが、実施の形態1の場合と同様に、液層の厚みδ[m]を貫いていれば良い。
 ここで、第1液ヘッダー主管11aについては、複数の枝管12aの接続に関し、実施の形態1で説明した液層の厚みδ[m]の式、複数の枝管12aの先端部の位置範囲、乾き度範囲、および流動様式の特性等を適用することで、環状流またはチャーン流の流動様式の特性を利用した分配性能の改善効果を得ることができる。
 一方、第2液ヘッダー主管11bについては、接続される複数の枝管12bは、枝管12bの差し込み長さが液層の厚さδ[m]未満であればよい。
 図22~図24に基づき、ボス中心線Obより下部に接続される複数の枝管12bの差し込み長さについて説明する。図22は、本発明の実施の形態2に係る第2液ヘッダーに接続される複数の枝管先端部の第2液ヘッダー内での位置を示す図である。図23は、本発明の実施の形態2に係る第2液ヘッダーに接続される複数の枝管先端部の第2液ヘッダー内での位置の一例を示す図である。図24は、本発明の実施の形態2に係る第2液ヘッダーに接続される複数の枝管先端部の第2液ヘッダー内での位置の他の一例を示す図である。
 第2液ヘッダー主管11bに接続される枝管12bの流通空間の水平面での中心位置を0%と定義し、第2液ヘッダー主管11bの流通空間の水平面での壁面位置を±100%と定義する。図22では、枝管12bは、第2液ヘッダー主管11bの壁面に沿って接続されている。図23では、枝管12bの先端部は、-51%の位置に差し込まれ、図24では、70%の位置に差し込まれている。このように、液ヘッダー10の上部に位置する複数の枝管12bは、差し込み方向である矢印X方向において、先端部が-100%~51%以内または51%~100%以内の領域に収められるように接続されているとよい。ここで、図22~図24に示すAは、枝管12が差し込まれた位置での水平断面図における有効流路断面積[m]を示している。
 図25は、本発明の実施の形態2に係る風速分布と液冷媒流量分布の関係を示した図である。上述のように、熱交換器1の側面に軸流ファン30が配置されるサイドフローの熱交換器1においては、ボス31の中心付近で風量がピークを有し、熱交換器1の上端または下端付近に近づくにつれて風量が小さくなる分布となる。このため、軸流ファン30のボス中心線Obに対して液ヘッダー10を上下に2分割し、下部の第1液ヘッダー主管11aに接続される複数の枝管12aは液層を貫く様に接続し、上部の第2液ヘッダー主管11bに接続される複数の枝管12bは液層に覆われる様に接続している。このような構成により、第1液ヘッダー主管11aでは液冷媒が上部すなわちボス中心線Obの高さ付近に多く流れ、第2液ヘッダー主管11bでは液冷媒が下部すなわちボス中心線Obの高さ付近に多く流れる。したがって、熱交換器1においてサイドフローの風速分布に適した冷媒分配ができ、熱交換器1の性能が向上する。
 以上のように、実施の形態2において、空気調和装置は、ボス31より高い位置にある第2液ヘッダー主管11bでは複数の枝管12bは先端が液層に覆われる様に接続され、ボス31より低い位置にある第1液ヘッダー主管11aでは複数の枝管12aは先端が液層を貫くように差し込まれている。
 これにより、実施の形態1の場合と同様に、サイドフローの熱交換器1は、ボス中心線Ob付近の高さでピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができ、熱交換器1の性能が向上する。
 また、実施の形態2において、ヘッダー集合管(液ヘッダー主管11)は、羽根32の回転する高さの範囲内にある複数の枝管12と接続される流通空間が、上下方向に複数に分割されている。
 これにより、それぞれの流通空間ごとに枝管の差し込み長さを管理すればよく、製造性に優れている。また、熱交換器1は、液ヘッダー10を1つの流通空間で構成する場合に比べて、上下の組合せによって風速分布に適した冷媒分布となるように調整し易い。
実施の形態3.
 図26は、本発明の実施の形態3に係る熱交換器の一例を示す概略図である。実施の形態3において、サイドフローの熱交換器1は、実施の形態2の場合と同様に液ヘッダー10の主管が上下に2つに分割されている。そして下部の第1液ヘッダー主管11aには第1流入管52aが接続され、上部の第2液ヘッダー主管11bには第2流入管52bが接続されている。また実施の形態3において、熱交換器1は、さらに、第1流入管52a上に配置された第1流量調整機構53を備える。以下、実施の形態3において、実施の形態2と異なる構成についてのみ説明し、同一または対応する構成については同一符号を付し、説明を省略する。
 第1流量調整機構53は、例えば開度の調整により、第1液ヘッダー主管11aおよび第2液ヘッダー主管11bにそれぞれ流入する冷媒の流量を調整できるものである。第1流量調整機構53の開度により流動抵抗が可変となり、幅広い運転範囲において熱交換器1の性能を向上することができる。また、第1流量調整機構53により流動抵抗を増加させる場合には、第1流量調整機構53の上流と下流で圧力差を生じさせることができる。これにより、熱交換器1は、幅広い運転範囲において、第1液ヘッダー主管11aに流入する冷媒の乾き度xを0.05≦x≦0.30に調整することができ、熱交換器1の性能を向上させることができる。
 なお、図26では、第1流量調整機構53は第1流入管52a上に設けられ、開度調整可能なものであるが、これに限定されるものではない。第1流量調整機構53は、第1流入管52aと第2流入管52bの流動抵抗を調整するものであればよく、例えば、キャピラリーチューブ、配管径、または配管長さ等により調整を行っても良い。
 図27は、本発明の実施の形態3に係る熱交換器の他の一例を示す概略図である。図27に示される熱交換器1は、ガスヘッダー40に接続された複数の枝管12のうち最上端の枝管12に、上部温度センサ42が設けられている。上部温度センサ42は、ガスヘッダー40に接続された最上端の枝管12の温度を検知し、枝管12の温度が飽和温度よりも高くなる場合には第1流量調整機構53の開度を閉じる方向に制御し、液冷媒を第2液ヘッダー主管11bに多く流動させ、冷媒分配を調整し、熱交換器1の性能を向上させる。ここで、飽和温度は、ガスヘッダー40の冷媒出口の圧力から推算した飽和温度、またはガスヘッダー40の冷媒出口の測定温度で定義するとよい。
 図28は、本発明の実施の形態3に係る熱交換器の他の一例を示す概略図である。図28に示される熱交換器1は、ガスヘッダー40に接続された流出管51に、流出部温度センサ43が設けられている。流出部温度センサ43は、ガスヘッダー40から流出する冷媒の温度を検知する。また、図27および図28では、上部温度センサ42はガスヘッダー40に接続される複数の枝管12のうち最上部の枝管に設けられた場合が示されているが、これに限るものではない。例えば、上部温度センサ42の位置は、ガスヘッダー40の高さ方向(矢印Z方向)の距離を、下端を0%として0%~100%で定義したとき、75%~100%の領域に接続される枝管12であればどこに配置されてもよい。
 また、図28に示すように、流出部温度センサ43が設けられる構成では、上部温度センサ42の温度をTtop、流出部温度センサ43の温度をTexitと定義したとき、Ttop>Texitである場合に、第1流量調整機構53の開度を閉じる方向に制御し、液冷媒を第2液ヘッダー主管11bに多く流動させ、冷媒分配を調整し、熱交換器1の性能を向上させる。
 以上のように、実施の形態3においても、実施の形態1の場合と同様に、サイドフローの熱交換器1は、ボス中心線Ob付近の高さでピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができ、熱交換器1の性能が向上する。
実施の形態4.
 図29は、本発明の実施の形態4に係る熱交換器の一例を示す概略図である。実施の形態4において、サイドフローの熱交換器1は、実施の形態2の場合と同様に、液ヘッダー10の主管が上下2つに分割されている。そして、下部の第1液ヘッダー主管11aには第1流入管52aが接続され、上部の第2液ヘッダー主管11bには第2流入管52bが接続されている。実施の形態4では、液ヘッダー10の主管のサイズが上下で異なる。以下、実施の形態4において、実施の形態2と異なる構成についてのみ説明し、同一または対応する構成には同一符号を付し、説明を省略する。
 下部の第1液ヘッダー主管11aでは、枝管12が液層を貫くように差し込まれているため、枝管12による流路閉塞面積は、第2液ヘッダー主管11bよりも大きい。そのため、液ヘッダー10は、第1液ヘッダー主管11aの内径をD[m]、第2液ヘッダー主管11bの内径をD[m]と定義したとき、D>Dを満たすように構成されている。つまり、液ヘッダー10の下部に位置する第1液ヘッダー主管11aの内径Dは、上部に位置する第2液ヘッダー主管11bの内径Dよりも大きく構成され、枝管12による流動抵抗の増加が抑制されている。
 以上のように、実施の形態4においても、実施の形態1の場合と同様に、サイドフローの熱交換器1は、ボス中心線Ob付近の高さでピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができ、熱交換器1の性能が向上する。
 また、実施の形態3において、ヘッダー集合管(液ヘッダー主管11)は、上下方向(矢印Z方向)に異なる高さに配置された複数のヘッダー集合管(第1液ヘッダー主管11a、第2液ヘッダー主管11b)で構成され、羽根32の回転する高さの範囲内にある複数の枝管12のうち、ボス31の高さより下に位置する枝管12aが接続される下部のヘッダー集合管(第1液ヘッダー主管11a)と、ボスの高さよりも上に位置する枝管12bが接続される上部のヘッダー集合管(第2液ヘッダー主管11b)とでは、下部のヘッダー集合管の流通空間の内径Dが上部のヘッダー集合管の流通空間の内径Dよりも大きい。
 これにより、第1液ヘッダー主管11aの内径Dは第2液ヘッダー主管11bの内径Dよりも大きく構成されるので、第1液ヘッダー主管11aでの枝管12aによる流動抵抗の増加を抑制できる。その結果、液ヘッダー10の上下における枝管12の差し込み量の違いによる流動抵抗の差が小さく抑えられ、液ヘッダー10の上部と下部に、均等に近い状態で冷媒を流入させることができる。
 なお、図29では、第1液ヘッダー主管11aと第2液ヘッダー主管11bとを内径中心が同一直線上に位置する様に配置した場合を例として示したが、第1液ヘッダー主管11aと第2液ヘッダー主管11bとの位置関係は特にこれに限定されない。
 図30は、本発明の実施の形態4に係る熱交換器の他の一例を示す概略図である。例えば、図30に示すように、熱交換器1において第1液ヘッダー主管11aと第2液ヘッダー主管11bの幅方向(矢印X方向)の端を揃える様に配置しても良い。この場合、第1液ヘッダー主管11aと第2液ヘッダー主管11bとは内径が異なるため、枝管12が同じ長さであっても枝管12aと枝管12bの差し込み量を異なるものとすることができる。これにより、熱交換器1は、部品種類を減らすことができ、また、差し込み量の管理が容易となる。
実施の形態5.
 図31は、本発明の実施の形態5に係る熱交換器の一例を示す概略図である。実施の形態5において、サイドフローの熱交換器1は、液ヘッダー10に流路が複数形成されている。以下、実施の形態2と異なる構成についてのみ説明し、同一または対応する構成については同一符号を付し、説明を省略する。
 図31に示すように、液ヘッダー10は、液ヘッダー主管11の流路が分割され、第1液ヘッダー流路13aと第2液ヘッダー流路13bとを有している。第1液ヘッダー流路13aと第2液ヘッダー流路13bとは、熱交換器1の側面に配置された軸流ファン30のボス中心線Obに対して上下に分割されている。各流路は冷媒が流れる流通空間を構成し、下部に位置する第1液ヘッダー流路13aと上部に位置する第2液ヘッダー流路13bとの間には、各流路を仕切る仕切り壁14が設けられている。そして、液ヘッダー主管11の下端には、第1液ヘッダー流路13aに貫通する第1流入口15aが形成され、第1流入管52aから冷媒が流入する。また液ヘッダー主管11において、第2液ヘッダー流路13bの下部の側面には、第2液ヘッダー流路13bに貫通する第2流入口15bが形成され、第2流入管52bから冷媒が流入する。
 軸流ファン30のボス中心線Obに対して下方に位置する複数の枝管12aは、先端部が液層を貫く様に液ヘッダー10に差し込まれ、第1液ヘッダー流路13aに接続されている。一方、ボス中心線Obに対して上方に位置する複数の枝管12bは、先端部が液層に覆われる様に液ヘッダー10に差し込まれ、第2液ヘッダー流路13bに接続されている。この様に差し込み量の異なる複数の流路を有する液ヘッダー10を用いることで、熱交換器1は、図25に示されるようなサイドフローの風量分布に適した冷媒分配ができ、熱交換器1の性能を向上させることができる。
 また、液ヘッダー10は、第1液ヘッダー流路13aの内径をD[m]、第2液ヘッダー流路13bの内径をD[m]と定義するとき、D>Dとなるように流路を形成するとよい。このような構成によれば、枝管12の差し込み量の違いによる、流路間の流路抵抗の差を小さく抑えることができ、各流路への冷媒分配を均等に近い状態にすることができる。
 上記のサイドフローの熱交換器1は、複数の流路を1本のヘッダー管で構成することで、枝管12差し込み時の位置決めがし易く、製造性が良い。また、各流路を仕切る仕切り壁14があることで、液ヘッダー10の耐圧強度が向上する。特に、液ヘッダー10の水平面での断面形状が円形ではなく、例えば、楕円形、矩形、D型、または半円形の場合に、各流路を仕切ることで耐圧強度が向上できてよい。
 また、液ヘッダー10に流入する冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30の範囲に収まる様に調整することで、第1液ヘッダー流路13aにおいて液相冷媒Rbが壁面に多く分布する流動様式による分配改善効果を得ることができる。
 以上のように、実施の形態5においても、実施の形態1の場合と同様に、サイドフローの熱交換器1は、ボス中心線Ob付近の高さでピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができ、熱交換器1の性能が向上する。
 また、実施の形態5において、ヘッダー集合管(液ヘッダー主管11)は、羽根の回転する高さの範囲内にある複数の枝管12と接続される流通空間が、上下方向に複数に分割されている。これにより、それぞれの流通空間ごとに枝管の差し込み長さを管理すればよく、製造性に優れている。また、熱交換器1は、液ヘッダー10を1つの流通空間で構成する場合に比べて、上下の組合せによって風速分布に適した冷媒分布となるように調整し易い。
実施の形態6.
 図32は、本発明の実施の形態6に係る熱交換器の一例を示す概略図である。実施の形態6において、サイドフローの熱交換器101は、側面に上下に2つの軸流ファン30a、30bを備えている。また実施の形態6において、液ヘッダー110は、各ボス31a、31bのボス中心線Ob1、Ob2に対してそれぞれ上下2つに分割され、4つの主管から構成されている。以下、実施の形態2と異なる構成についてのみ説明し、同一または対応する構成については同一符号を付し、説明を省略する。
 2つの軸流ファン30a、30bは、各羽根32a、32bの回転面が、複数の伝熱管22に対して水平方向に対向するように設けられている。液ヘッダー110は、2つの軸流ファンのうち下方に配置された軸流ファン30aの回転面の高さでは、ボス中心線Ob1に対して下部に位置する第1液ヘッダー主管111aと上部に位置する第2液ヘッダー主管111bとに分割され、上方に配置された軸流ファン30bの回転面の高さでは、ボス中心線Ob2に対して下部に位置する第3液ヘッダー主管111cと上部に位置する第4液ヘッダー主管111dとに分割されている。
 また、液ヘッダー110の上流には、第1液ヘッダー主管111a、第2液ヘッダー主管111b、第3液ヘッダー主管111cおよび第4液ヘッダー主管111dに冷媒を均等に分配するためにディストリビュータ54が設けられている。そして、ディストリビュータ54と各液ヘッダー主管は、それぞれ、冷媒が流れる第1流入管52a、第2流入管52b、第3流入管52cまたは第4流入管52dにより接続されている。
 また、図32において、流出管51はガスヘッダー40の上部に接続され、液冷媒が液ヘッダー110の上部に流れ易くなっている。なお、流出管51の接続位置は特にこれに限定されず、流出管51は、実施の形態1の場合と同様に、ガスヘッダー40の下部に接続されてもよい。
 実施の形態6では、下方の軸流ファン30aのボス中心線Ob1に対して上下に配置された液ヘッダー主管のうち、下部に配置された第1液ヘッダー主管111aに接続される複数の枝管112aは、先端部が液層を貫く様に内径中心付近に差し込まれている。一方、ボス中心線Ob1に対して上部に配置された第2液ヘッダー主管111bに接続される複数の枝管112bは、先端部が液相冷媒Rbに覆われるように接続されている。
 また、同様に、上方の軸流ファン30bのボス中心線Ob2に対して上下に配置された液ヘッダー主管のうち、下部に配置された第3液ヘッダー主管111cに接続される複数の枝管112cは、先端部が液層を貫く様に内径中心付近に差し込まれている。一方、ボス中心線Ob2に対して上部に配置された第4液ヘッダー主管111dに接続される複数の枝管112dは、先端部が液相冷媒Rbに覆われるように接続されている。
 ここで、液ヘッダー110に流入する冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30の領域に収まる様に調整することで、各液ヘッダー主管の管壁付近に液相冷媒Rbが多く分布する流動様式となる。これにより、熱交換器101は、2つの軸流ファン30a、30bを上下に配置した場合のサイドフローの風量分布に適した冷媒分配を得ることができる。
 図33は、実施の形態6の熱交換器の風量分布と液ヘッダーの液冷媒分布の一例を示す説明図である。図33(a)および図33(b)において、縦軸は、熱交換器101の上下方向(矢印Z方向)の高さを表し、横軸は、それぞれ熱交換器101の風速分布または液ヘッダー110の液冷媒流量分布を表す。図33に示すように、軸流ファン30a、30bを複数配置した構成でも、風速分布は、各軸流ファンのボス31a、31bの高さでピークを有する。
 上記のように、熱交換器101は、液ヘッダー110を各ボス中心線Ob1、Ob2に対してそれぞれ上下に分割し、枝管12の差し込み量を異ならせることで、図33に示すように、2つの軸流ファン30a、30bを上下に配置した場合のサイドフローの風量分布に適した冷媒分配ができる。
 また、第1液ヘッダー主管111aの内径をD[m]、第2液ヘッダー主管111bの内径をD[m]、第3液ヘッダー主管111cの内径をD[m]、第4液ヘッダー主管111dの内径をD[m]と定義したとき、D>DおよびD>Dであると、枝管12の差し込み量の違いによる各液ヘッダー主管での流動抵抗の差が低減されてなお良い。
 図34は、本発明の実施の形態6に係る熱交換器の他の一例を示したものである。図32では、液ヘッダー110は4つの液ヘッダー主管に分割されて上下に配置されているが、図34に示す様に、1本の液ヘッダー110の内部で流路が第1液ヘッダー流路113a、第2液ヘッダー流路113b、第3液ヘッダー流路113cおよび第4液ヘッダー流路113dの4つに分割されている構成でもよい。この場合、液ヘッダー110は、1本のヘッダー管から構成されるため、枝管12の差し込み量の管理が容易にでき、製造性に優れている。また液ヘッダー110は、流路間に仕切り壁14が形成されているので、耐圧強度が向上する。
 以上のように、実施の形態6においても、実施の形態1の場合と同様に、サイドフローの熱交換器101は、ボス中心線Ob1、Ob2付近の高さでピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができ、熱交換器101の性能が向上する。
 また、実施の形態6において、軸流ファン30は、上下方向(矢印Z方向)に異なる高さに配置された複数の軸流ファン30a、30bで構成され、各軸流ファンの羽根32a、32bの回転する高さの範囲内にある複数の枝管112のうち、各軸流ファンのボス31a、31bの高さ以下に位置する枝管112a、112cの大半は、先端が中心からの距離において0~50%にあるようにヘッダー集合管(第1液ヘッダー主管111a、第3液ヘッダー主管111c)に挿入され、各軸流ファンのボス31a、31bの高さよりも上に位置する枝管112b、112dの大半は、先端が中心からの距離において50%より大となるように接続されている。
 これにより、各軸流ファン30a、30bについて、ボス31a、31bの高さを境界に、枝管12の差し込み長さを異ならせて液ヘッダー110が構成されるため、複数の軸流ファン30a、30bが上下方向に配置されたサイドフローの熱交換器101においても、熱交換器101を通過する風速分布に適した冷媒分配ができ、熱交換器101の性能が向上する。
実施の形態7.
 以下、本発明の実施の形態7について説明する。ここで、実施の形態1~6と重複するものについては説明を省略し、実施の形態1~6と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。実施の形態7において、液ヘッダー10は、液ヘッダー主管11の水平断面が非円形状である流路を有している。
 まず、図35~図37に基づき、液ヘッダー主管11の水平断面が矩形状を有する場合について説明する。図35は、本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの一例を示す概略断面図である。図36は、本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略断面図である。図37は、本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの中心位置の一例を示す説明図である。
 図35および図36には、液ヘッダー主管11の水平断面が矩形状であり、液ヘッダー10内の流路が矩形流路である場合が示されている。このような矩形流路においても、ボス中心線Obに対して下部に配置される液ヘッダー主管11に接続される複数の枝管12が、液層を貫く様に接続されることで、サイドフローの熱交換器1の風速分布に適した冷媒分配が実現でき、分配改善ができる。
 また、図35に示すように、水平断面が矩形状である液ヘッダー10は、水平断面が円管形状である液ヘッダー10と比べて、枝管12が差し込まれた両脇に至る幅方向(矢印X方向)の寸法を小さくすることができ、省スペース性に優れている。
 また、水平断面が矩形状の液ヘッダー10では、液ヘッダー主管11と枝管12との接合面が直交面となる。これらの金属の接合は、一般的にロウ付けにより行われるため、水平断面が矩形状の液ヘッダー10では、接合の際に接合面のロウ付け性が良く、接合品質が向上する。
 ところで、実施の形態1~6では、液ヘッダー10内における枝管12の先端位置を示すために、流通空間の水平面での中心位置を定義する必要があった。ここで、液ヘッダー10の流路が矩形流路である場合には、流通空間の水平面での中心位置は、図37に示す様に、矩形流路の対角線の交点であると定義する。なお、流動様式を判定する際には、矩形流路の流路断面積Aに相当する等価円の直径を用いるものとする。
 また、熱交換器1の作動流体は、R134a等の低圧のフロン冷媒、R1234yf、R1234ze(E)等のHFO冷媒、DME(ジメチルエーテル)、もしくはプロパン等の炭化水素系冷媒等を純冷媒として使用してもよいし、あるいは、混合冷媒の成分の1つとして使用してもよい。混合冷媒を用いる場合には、圧力が小さく抑えられるため、耐圧強度上なお良い。
 次に、図38および図39に基づき、液ヘッダー10の水平断面が楕円形状を有する場合について説明する。図38は、本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略断面図である。図39は、本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの中心位置の一例を示す説明図である。
 図38には、液ヘッダー主管11の水平断面が楕円形状であり、液ヘッダー10内の流路が楕円流路である場合が示されている。このような楕円流路においても、ボス中心線Obに対して下部に配置される液ヘッダー主管11に接続される複数の枝管12が、液層を貫く様に接続されることで、サイドフローの熱交換器1の風速分布に適した冷媒分配が実現でき、分配改善ができる。
 ここで、液ヘッダー10の流路が楕円流路である場合には、流通空間の水平面での中心位置は、図39に示す様に、楕円の長軸と短軸の中心線の交点と定義する。枝管12が流通空間の中心位置付近まで突出す構成では、液ヘッダー10内に突き出した枝管12による冷媒の圧力損失が懸念されるが、楕円流路を有する液ヘッダー10では、液ヘッダー10を流れる冷媒の圧力損失の増加が抑制でき、流動様式を安定させることができる。
 また、図38に示す様に、液ヘッダー10は、楕円流路の長軸に向かって、すなわち短軸方向に枝管12を差し込む構造とすることにより、液ヘッダー10の水平断面が円形状である場合に比べ、枝管12とのロウ付け面の曲率が小さくでき、ロウ付け性が良くなる。なお、楕円流路における流動様式を判定する際には、楕円流路の流路断面積Aに相当する等価円の直径を用いるものとする。
 また、液ヘッダー10の水平断面の形状は、円形状、矩形状または楕円形状のものに限定されない。図40は、本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略断面図である。図41は、本発明の実施の形態7に係る液ヘッダーの他の一例を示す概略断面図である。
 図40には、液ヘッダー主管11の水平断面が半円形状であり、液ヘッダー10内の流路が半円流路である場合が示されている。このような半円流路においても、ボス中心線Obに対して下部に配置される液ヘッダー主管11に接続される複数の枝管12が、液層を貫く様に接続されることで、サイドフローの熱交換器1の風速分布に適した冷媒分配が実現でき、分配改善ができる。
 ここで、液ヘッダー10の流路が半円流路である場合には、流通空間の水平面での中心位置は、中心に対する3つの最接近位置と最遠方位置とを結ぶ直線の交点と定義する。また、流動様式を判定する際には、半円流路の流路断面積Aに相当する等価円の直径を用いるものとする。
 このような半円流路を有する液ヘッダー10では、幅方向(矢印X方向)の容積増加を抑えつつ、流路断面積Aを増やすことができ、省スペース性に優れ、低圧損である。また、このような液ヘッダー10は、枝管12との接合面を平坦な平面とすることができ、ロウ付け性に優れている。
 図41には、液ヘッダー主管11の水平断面が三角管形状であり、液ヘッダー10内の流路が三角流路である場合が示されている。このような三角流路においても、ボス中心線Obに対して下部に配置される液ヘッダー主管11に接続される複数の枝管12が、液層を貫く様に接続することで、サイドフローの熱交換器1の風速分布に適した冷媒分配が実現でき、分配改善ができる。
 ここで、液ヘッダー10の流路が三角流路である場合には、流通空間の水平面での中心位置は、3つの最接近する各辺の中点と最遠方の角部位置とを結ぶ直線の交点と定義する。また、流動様式を判定する際には、三角流路断面積に相当する等価円の直径を用いるものとする。
 このような三角流路を有する液ヘッダー10では、幅方向(矢印Y方向)の容積増加を抑えつつ、流路断面積Aを増やすことができ、省スペース性に優れ、低圧損である。また、このような液ヘッダー10は、枝管12との接合面を平坦な平面とすることができ、ロウ付け性に優れている。
 また、上記の矩形流路、楕円流路、半円流路または三角流路を有する液ヘッダー10において、液ヘッダー10に流入する冷媒の流動様式が環状流またはチャーン流となるように構成するとよい。これにより、多様な水平断面形状の液ヘッダー10にて、分配性能の改善効果が得られる。また、液ヘッダー10に流入する冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30である範囲では、より大きな分配性能の改善効果が得られる。
 以上のように、実施の形態7においても、実施の形態1の場合と同様に、熱交換器1は、ボス中心線Ob付近の高さでピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができ、熱交換器1の性能が向上する。
実施の形態8.
 以下、本発明の実施の形態8について説明する。実施の形態8では、複数の枝管12は、扁平管形状である。ここで、実施の形態1~7と重複するものについては説明を省略し、実施の形態1~7と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
 図42は、本発明の実施の形態8に係る液ヘッダーの枝管の接続の一例を示す概略斜視図である。図43は、本発明の実施の形態8に係る液ヘッダー10の枝管の接続の他の一例を示す概略斜視図である。図42および図43に示すように、複数の枝管12は、扁平管形状を有している。このように扁平管形状の枝管12を用いることにより、液ヘッダー主管11から枝管12への分岐部で表面張力の影響が大きくなり、枝管12内を流れる液冷媒が均一となり、熱交換器1の効率の改善効果が大きくなる。
 ここで、この場合の枝管12の上記で定義したY方向の中心軸の位置は、扁平流路の有効流路断面積で円管の等価直径を考え、±50%以内の領域に位置しているものとする。また、扁平管形状の枝管12は、熱交換器1の一部であっても良い。すなわち、熱交換器1を構成する扁平伝熱管の一部を延伸して扁平管形状に構成されても良い。また、扁平管形状の枝管12は、伝熱管22の一部として代用されている場合もあるため、内面に溝等の伝熱促進形状が加工されていても良い。
 また、図43に示すように、液ヘッダー10に接続される複数の枝管12は、枝管12内側に仕切り16を有する多孔扁平形状のものでもよく、この場合、枝管12の強度が向上する。
 以上のように、実施の形態8においても、実施の形態1の場合と同様に、熱交換器1は、ボス中心線Ob付近の高さでピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができ、熱交換器1の性能が向上する。
 また、実施の形態8において、複数の枝管12は、複数の伝熱管22の端部で構成される。これにより、熱交換部20の伝熱管22を枝管12として代用でき、熱交換器1の部品数を減らすことができる。
実施の形態9.
 図44は、本発明の実施の形態9に係る熱交換器の一例を示す概略図である。実施の形態9において、熱交換器1は、伝熱管22と枝管12の管形状を変換するジョイント管23を備えている。以下、実施の形態1と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
 図44に示す様に、管形状を変換するジョイント管23を用いた場合、熱交換部20の伝熱管22よりも液ヘッダー10の閉塞面積が小さい枝管12へ、管形状を変換することができる。そのため、液ヘッダー10では、枝管12として伝熱管22が直接差し込まれる場合に比べて、枝管12が流路へ突出することによる圧力損失が低減される。
 なお、ジョイント管23は、一端が伝熱管22に接続され他端が枝管12に接続されるものであってもよく、あるいは、枝管12が一体構成され、一端が伝熱管22に接続されるものであってもよい。
 また、ジョイント管23は液ヘッダー10での使用に限るものではなく、ガスヘッダー40と熱交換部20との接続にも用いてもよい。この場合、ガスヘッダー主管41へ伝熱管22を接続する場合に比べ、ガスヘッダー40において、枝管12の差し込みによる圧力損失が低減される。
 図45は、図44のB-B断面を示す部分断面図である。ジョイント管23を用いた場合の伝熱管22と枝管12と液ヘッダー主管11との接続状態が、横断面図で示されている。矢印Y方向において、枝管12の幅をLb[m]、伝熱管22の幅をLm[m]と定義するとき、Lb<Lmである場合に、液ヘッダー10での圧力損失が低減できる。
 以上のように、実施の形態9においても、実施の形態1の場合と同様に、サイドフローの熱交換器1は、ボス中心線Ob付近の高さでピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができ、熱交換器1の性能が向上する。
 また、実施の形態9において、複数の枝管12は、複数の伝熱管22の端部に取り付けられたジョイント管23である。これにより、伝熱管22よりも幅が小さい枝管12が液ヘッダー10に接続されるため、液ヘッダー10では、枝管12を流路へ突出させることによる圧力損失が低減できる。
実施の形態10.
 図46は、本発明の実施の形態10に係る熱交換器の一例を示す概略図である。図47は、本発明の実施の形態10に係る液ヘッダーと、液冷媒流量および風量分布の関係を示した概略図である。熱交換器201は、液ヘッダー210と、ガスヘッダー40と、熱交換部20と、熱交換部20に液ヘッダー210およびガスヘッダー40を接続する複数の枝管12、212等で構成される。実施の形態10において、熱交換器201は、上面にファン35が配置されたトップフローの熱交換器201である。以下、実施の形態10において、実施の形態1の場合と同様の構成については同一符号を付し、説明を省略する。
 図46に示す様に、液ヘッダー210は、液ヘッダー主管211に、複数の枝管212が接続されて構成される。液ヘッダー210は熱交換部20の上流に配置され、複数の枝管212により熱交換部20と液ヘッダー210とが接続されている。また、液ヘッダー210の下端には流入管52が接続され、冷媒回路から液ヘッダー210へ気液二相の冷媒が流入する。
 ファン35は、ボス36と、ボス36の周りに配置された羽根37とを備え、回転により熱交換器201に空気を供給する。ファン35は、例えば、熱交換器201の側面から空気を通過させて垂直方向(矢印Z方向)上向きに送出する。このようなトップフローの熱交換器201では、図47に示すように、ファン35に近い位置、すなわち熱交換器201の上部で風速が最大となる。そのため、液ヘッダー210の全ての枝管212は、液ヘッダー主管211の内径中心付近に差し込まれる構成であってもよい。図47において、縦軸は熱交換器201の高さを表し、図47(a)は液ヘッダー210の構成、図47(b)は液ヘッダー210の液冷媒流量分布、図47(c)は熱交換器201の風量分布を示している。
 実施の形態1の場合と同様に、液ヘッダー210に流入する冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30の領域であると、トップフローの熱交換器201の風量分布に適した冷媒分配が得られ、熱交換器の性能が向上する。
 図46では、熱交換器201において下端の高さを0%、上端の高さ100%と定義したとき、複数の枝管212のうち熱交換器201の高さ75%~100%に接続されている上部の枝管212bは、先端部が液層に覆われる様に液ヘッダー主管211に差し込まれている。この場合でも、全ての枝管212を内径中心付近まで差し込む上記の構成と、ほとんど液冷媒分配の特性は変わらない。このため、高さ75%~100%に接続されている枝管212bの先端位置は、液ヘッダー210に差し込まれていない方が、圧力損失が低減されてよい。
 一方、図46において、液ヘッダー主管211に高さ0%~75%で接続されている下部の枝管212aの先端位置は、冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30であるとき液層を貫く様に差し込まれている。このように、液ヘッダー210に接続されている複数の枝管212のうち少なくとも下部の枝管212aは液層を貫くよう差し込まれた構成とすることで、図47に示す様なトップフローの熱交換器201に適した液冷媒分配が実現でき、熱交換器201の性能が向上し、エネルギー効率が向上する。
 また、図46には、75%の高さ位置を境界として枝管212の差し込み量を異なるものとしているが、これに限定されない。例えば、液ヘッダー210に接続される複数の枝管212のうち、大半は、先端部が液層を貫くように差し込まれ、少なくとも最上部の枝管は、先端部が液層に覆われるように接続される構成でもよい。ここで、複数の枝管212の大半とは、全ての枝管212の半数を超えることを意味し、この範囲で、上記の境界となる高さ位置が、熱交換部20の風量分布、液ヘッダー210の上部の淀み領域長さLt、または冷媒の流動様式等に応じて決定されてもよい。
 なお、流入管52の接続位置は液ヘッダー10の下端に限るものではなく、液ヘッダー10の下端と、下端に最も近い枝管12の中心線とで構成される空間であれば、どこに差し込まれていてもよい。
 また、ここでは枝管12を用いた場合を例に説明しているが、熱交換部20の伝熱管22を延伸させて液ヘッダー主管211に接続させても良い。また、管形状を変換するジョイント管23を用いても良い。また、枝管12の形状は円管に限るものではなく、例えば扁平形状の管であっても良い。
 また、高さ0%~75%の液ヘッダー主管211については、接続されている複数の枝管212aは、液ヘッダー主管211に流れる冷媒の液層を貫いていれば良く、先端部が、中心付近の広がりをもった範囲に位置してもよい。
 ここで、高さ0%~75%の液ヘッダー主管211については、複数の枝管212aの接続に関し、実施の形態1で説明した、複数の枝管212aの先端部の位置範囲、乾き度範囲、および流動様式の特性等を適用することで、例えば図10に示す様な、環状流またはチャーン流の流動様式の特性を利用した分配性能の改善効果を得ることができる。
 図48は、本発明の実施の形態10に係るトップフローの熱交換器を搭載した室外機の一例を示す外観図である。なお、図中の破線矢印は空気の流れを表している。
 以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語(例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」など)を適宜用いる。しかし、これは説明のためのものである。これらの用語は、本発明を限定するものではない。また、実施の形態10では、室外機100を正面視した状態において「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」を使用する。
 図48に示す様なトップフローの熱交換器201を搭載した室外機100は、図示しない室内機との間で冷媒を循環させることにより、冷凍サイクル回路を構成する。なお、室外機100は、例えばビル用マルチの室外機等に用いられ、ビルの屋上等に設置される。
 室外機100は、箱状に形成されたケーシング102を備え、ケーシング102の側面には、開口により吸込口103が形成され、上面には、開口により吹出口104が形成されている。室外機100は、吸込口103に沿うようにケーシング102内に上記の熱交換器201を備えている。室外機100は、吹出口104を覆うように通風可能なファンガード105を備えている。また室外機100は、ファンガード105の内部に配置され、吸込口103から外気を吸い込み、吹出口104から外気を排出するトップフロー型のファン35を備えている。
 図49は、本発明の実施の形態10に係る液相の厚さに関連するパラメータ(M×x)/(31.6×A)と熱交換器の性能との関係を示す図である。トップフロー型のファン35の風量分布に沿った冷媒分配には、液相の厚さが重要なパラメータとなっている。発明者らの実験によると、トップフロー型のファン35の熱交換器201である場合には、液ヘッダー210に流れる最大冷媒流量[kg/h]をM、冷媒乾き度をx、液ヘッダー主管211の有効流路断面積[m]をAと定義するとき、冷媒の液膜厚さ(液相の厚さ)に関連するパラメータ(M×x)/(31.6×A)が、0.004×10≦(M×x)/(31.6×A)≦0.120×10の範囲である。
 また、冷媒の液膜厚さ(液相の厚さ)に関連するパラメータ(M×x)/(31.6×A)が0.010×10≦(M×x)/(31.6)≦0.120×10の範囲であるとなお良い。この場合、幅広い運転条件範囲で分配性能の改善効果を得ることができる。
 図49に示すような範囲の冷媒の液膜厚さ(液相の厚さ)を表すパラメータ(M×x)/(31.6×A)を満たすことにより、風量分布に適した冷媒分配特性が得られる。なお、最大冷媒流量Mは、暖房定格運転時における冷媒流量とし、圧縮機入力および室内機能力、または、圧縮機の回転数および室内機の運転台数等によって測定することができる。
 図50は、本発明の実施の形態10に係る冷媒の液膜厚さに関連するパラメータ(M×x)/31.6と熱交換器の性能との関係を示す図である。図50に示すように、伝熱管22の伝熱管長さが実質的に同じである場合には、液ヘッダー210の内径D[m]が0.010≦D≦0.018の範囲で、0.427≦(M×x)/31.6≦5.700を満たすと良い。これにより、最適な液膜厚さで液ヘッダー210に冷媒が流れ、分配性能が改善できる。
 図51は、本発明の実施の形態10に係る冷媒の流量に依存しない流動様式を表すパラメータx/(31.6×A)と熱交換器の性能との関係を示す図である。図51に示すように、上記のパラメータx/(31.6×A)が、1.4×10≦x/(31.6×A)≦8.7×10の条件を満足するとよい。この場合には、冷媒流量に依らず、トップフロー型のファン35の風量分布に最適な冷媒の分配性能が得られる。
 図52は、本発明の実施の形態10に係るガス見かけ速度USG[m/s]と分配性能の改善効果との関係を示す図である。図52に示すように、ガス見かけ速度USGが、1≦USG≦10の範囲を満足する場合には、分配悪化による性能低下が1/2以下にできる。ここで、ガス見かけ速度USG[m/s]は、液ヘッダー210に流入する冷媒流速G[kg/(ms)]、冷媒の乾き度x、冷媒ガス密度ρ[kg/m]としたときに、USG=(G×x)/ρで定義される。またここで、冷媒流速G[kg/(ms)]は、液ヘッダー210に流れる最大流量をM[kg/h]、液ヘッダー210の有効流路断面積A[m]としたときに、G=M/(3600×A)で定義される。
 以上のように、実施の形態10において、空気調和装置は、上下方向(矢印Z方向)に離間して配列され、冷媒が流れる複数の伝熱管22と、内部に上下方向にのびる流通空間を有し、上下方向に離間して配列された複数の枝管212から複数の伝熱管22に冷媒を流入させるヘッダー集合管(液ヘッダー主管211)と、を有する熱交換器201と、複数の伝熱管22よりも上方に位置するファン35と、流通空間に気液二相状態の冷媒が上向きに流れるように冷媒を流入させ、熱交換器201で冷媒を蒸発させる冷媒回路と、を備え、ヘッダー集合管に流れる冷媒の流動様式は、ヘッダー集合管の中央にガス相冷媒Raが集まり、壁面に液相冷媒Rbが集まる環状流またはチャーン流であり、流通空間の水平面における中心を0%、ヘッダー集合管の壁面の位置を100%として、水平面における中心からの距離を0~100%であらわす場合に、ヘッダー集合管に接続される枝管212の大半(例えば、枝管212a)は、先端が中心からの距離において0~50%にあるようにヘッダー集合管に挿入され、ヘッダー集合管に接続される枝管の少なくとも最上部に位置する枝管(例えば、212b)は、先端が中心からの距離において50%より大となるようにヘッダー集合管に接続されている。
 これにより、空気調和装置は、液ヘッダー主管211に接続される複数の枝管212うち、大半の枝管212aは、先端が液層を貫くように差し込まれ、少なくとも最上部の枝管212bは、先端が液層の覆われるように差し込まれている。そのため、液ヘッダー210内で液相冷媒Rbが壁面に多く分布する場合に、大半の枝管212aが接続される領域では、上部に液冷媒を多く分布させ、最上部の枝管212bが接続される領域では、枝管212bが流路に突出すことによる圧力損失が低減される。したがって、熱交換器201の上方にファン35が配置されるトップフローの熱交換器201は、ファン35に最も近い位置でピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができる。その結果、空気調和装置において、熱交換器1の性能が向上し、エネルギー効率が向上する。
実施の形態11.
 図53は、本発明の実施の形態11に係る熱交換器の一例を示した概略図である。実施の形態11において、トップフローの熱交換器301は、液ヘッダー310が少なくとも2つに分割されている。以下、実施の形態11において、実施の形態10と同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
 液ヘッダー310は主管が、上下に分割され、下部の第1液ヘッダー主管311aと、上部の第2液ヘッダー主管311bとにより構成されている。つまり、第2液ヘッダー主管311bは、液ヘッダー310においてファン35に最も近い位置に配置されている。
 実施の形態11において、上部の第2液ヘッダー主管311bに接続される複数の枝管312bは、液層を貫く様に差し込まれている。一方、下部の第1液ヘッダー主管311aに接続される複数の枝管312aは、先端部が液層を貫く様に差し込まれても良いし、あるいは先端部が液層に覆われる様に接続されてもよい。図53のように、複数の枝管312aが液層に覆われる様に接続される場合には、第1液ヘッダー主管311aの内径D11[m]は、第2液ヘッダー主管311bの内径D12[m]よりも小さく構成されるとよい。
 また、図53では、上部の第2液ヘッダー主管311bに接続される複数の枝管312bの全てが液ヘッダー310を流れる冷媒の液層を貫いており、下部の第1液ヘッダー主管311aに接続される複数の枝管312aの全てが液ヘッダー310を流れる冷媒の液層内にとどまる様に接続されている場合を示している。しかし、例えば、複数の枝管312bの半数以上が液ヘッダー310を流れる冷媒の液層を貫いており、複数の枝管312aの半数以上が液ヘッダー310を流れる冷媒の液層内にとどまる様に接続されていれば、熱交換器301は、分配改善の効果を得ることができる。
 図54は、本発明の実施の形態11に係る液ヘッダーの液冷媒流量分布と熱交換器の風量分布の一例を示した図である。縦軸は、上下方向(矢印Z方向)における枝管312の位置を表し、図54(a)は、枝管312位置に対する液冷媒流量を示し、図54(b)は、枝管312位置に対する風量を示している。また、図中の破線C1は、トップフローの風量分布に適した液冷媒流量を表している。
 上記のように、第2液ヘッダー主管311bに接続される複数の枝管312bの先端部が液層を貫く様に接続されることで、液ヘッダー310のファンに近い位置では、液冷媒を上部に多く分配することができる。
 図55は、本発明の実施の形態11に係る液ヘッダーの液冷媒流量分布の他の一例を示した図である。図55には、第1液ヘッダー主管311aに接続される複数の枝管312aの先端が液層に覆われている場合の液冷媒分布が示されている。このように、第2液ヘッダー主管311bの位置に比べてファン35から離れた第1液ヘッダー主管311aの位置では、枝管312の先端位置による液冷媒分布への影響は小さい。そのため、第2液ヘッダー主管311bに接続される複数の枝管312bの先端部が液層を貫く様に差し込まれていれば、液ヘッダー310上部での液冷媒分布を改善でき、破線C1で示すようなトップフローの風量分布に適した液冷媒分布に近づけることができる。ただし、このとき、上述したように、第1液ヘッダー主管311aの内径D11と第2液ヘッダー主管311bの内径D12とは、D12>D11であるとなお良い。
 なお、液ヘッダー310は、複数の主管に分割されているものでなくてもよい。例えば、図31に示す場合と同様に、液ヘッダー内の流路が、仕切り壁14等によって複数に分割される構成であってもよい。
 以上のように、実施の形態11において、空気調和装置は、上下方向(矢印Z方向)に離間して配列され、冷媒が流れる複数の伝熱管22と、内部に上下方向にのびる流通空間を有し、上下方向に離間して配列された複数の枝管312から複数の伝熱管22に冷媒を流入させるヘッダー集合管(第1液ヘッダー主管311a、第2液ヘッダー主管311b)と、を有する熱交換器301と、複数の伝熱管22よりも上方に位置するファン35と、流通空間に気液二相状態の冷媒が上向きに流れるように冷媒を流入させ、熱交換器301で冷媒を蒸発させる冷媒回路と、を備え、ヘッダー集合管に流れる冷媒の流動様式は、ヘッダー集合管の中央にガス相冷媒Raが集まり、壁面に液相冷媒Rbが集まる環状流またはチャーン流であり、ヘッダー集合管は、上下方向に異なる高さに配置された複数のヘッダー集合管(第1液ヘッダー主管311a、第2液ヘッダー主管311b)で構成されたものであり、流通空間の水平面における中心を0%、ヘッダー集合管の壁面の位置を100%として、水平面における中心からの距離を0~100%であらわす場合に、ファン35に最も近い位置にあるヘッダー集合管(第2液ヘッダー主管311b)では、接続される枝管312bの大半は、先端が中心からの距離において0~50%にあるように挿入され、ファン35に最も近い位置にあるヘッダー集合管よりも低い位置にあるヘッダー集合管(第1液ヘッダー主管311a)では、接続される枝管312aの大半は、先端が中心からの距離において50%より大となるように接続されている。
 これにより、空気調和装置は、液ヘッダー310に接続される複数の枝管212うち、ファン35に最も近い第2液ヘッダー主管311bでは、枝管312bの大半は先端が液層を貫くように差し込まれている。そのため、液ヘッダー310内で液相冷媒Rbが壁面に多く分布する場合に、ファン35に最も近い第2液ヘッダー主管311bでは、上部に液冷媒を多く分布させることができる。したがって、熱交換器301の上方にファン35が配置されるトップフローの熱交換器301は、ファン35に最も近い位置でピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができる。その結果、空気調和装置において、熱交換器301の性能が向上し、エネルギー効率が向上する。
 また、ファン35に最も近い位置にあるヘッダー集合管(第2液ヘッダー主管311b)の流通空間の内径D12は、ファン35に最も近い位置にあるヘッダー集合管よりも低い位置にあるヘッダー集合管(第1液ヘッダー主管311a)の流通空間の内径D11よりも大きい。
 これにより、液ヘッダー310では、ファン35に最も近い第2液ヘッダー主管311bにおいて、枝管12による流動抵抗の増加を抑制し、冷媒を流入し易くすることができる。その結果、熱交換器301は、液ヘッダー310の上部に液冷媒を多く分布させ、トップフローの熱交換器301の風速分布に適した冷媒分配を行うことができる。
実施の形態12.
 以下、本発明の実施の形態12について説明する。図56は、本発明の実施の形態12に係る空気調和装置の冷媒回路の一例を示す回路図である。ここで、実施の形態10と重複するものについては説明を省略し、実施の形態10と同じ部分または相当する部分については同じ符号を付す。なお、実施の形態12の空気調和装置200は、実施の形態1~11の熱交換器のいずれを搭載するものであってもよい。
 実施の形態12では、実施の形態10で記載した液ヘッダー210を用いた熱交換器201(以下、室外熱交換器という)を、圧縮機61、第1の絞り装置62および室内熱交換器26と冷媒配管で接続して冷凍サイクル回路を構成し、暖房運転が可能な空気調和装置200について説明する。図56に示す空気調和装置200は、液ヘッダー210および室外熱交換器(熱交換器201)等を備えた室外機100を、室内熱交換器26等を備える室内機25に接続している。圧縮機61は冷媒を圧縮するものであり、第1の絞り装置62は冷媒を減圧するものである。
 また空気調和装置200は、運転を制御する制御装置70を備える。制御装置70は、CPU、ROM、RAMおよびI/Oポートを備えたマイコン等で構成される。また制御装置70は、無線あるいは有線の制御信号線を介して各種センサと接続され、検出情報を受信できるように構成されている。
 制御装置70は、例えば、運転条件に応じて液ヘッダー主管211に流入する冷媒の乾き度を調整する。具体的には、制御装置70は、運転モード、室内機25の接続台数、圧縮機61の周波数、外気温度、および室内温度等に応じて第1の絞り装置62を制御し、液ヘッダー210に流入する冷媒の乾き度xを調整する。
 次に、実施の形態12における暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。冷媒は圧縮機61で高温高圧のガス状態になり、圧縮機吐出配管93を流れ、室内機25に流入する。ガス冷媒は室内機25において室内熱交換器26で室内空気と熱交換し、冷却される。室内熱交換器26で高圧低温となった液冷媒は、室内機出口配管17を流れ、第1の絞り装置62に流れて行く。第1の絞り装置62において冷媒は減圧され、低温低圧の気液二相冷媒または液冷媒となる。その後、冷媒は流入管52を流れ、液ヘッダー210に流入する。液ヘッダー210で冷媒は複数の伝熱管22に分配され、熱交換部20で吸熱し、ガスヘッダー40と流出管51を通って圧縮機61に戻る。圧縮機61に戻った冷媒は、再び圧縮されて高温高圧の冷媒となり、冷媒回路を循環する。
 ここで、制御装置70は、第1の絞り装置62の開度を運転条件によって変化させることで減圧の程度を調整し、液ヘッダー210の冷媒の乾き度を調整することができる。その際、暖房定格運転(100%暖房運転)において、冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30の範囲に収まるように制御するとよい。このような制御により、液ヘッダー210において、トップフローあるいはサイドフローといった、ファン35と熱交換器201の配置に適した冷媒分配が実現でき、熱交換器201の性能を向上させることができ、空気調和装置200のエネルギー効率が向上する。
 また、空気調和装置200は、さらに複数のセンサを備える構成であってもよい。図57は、本発明の実施の形態12に係る空気調和装置のセンサ配置の一例を示す回路図である。図57に示すように、空気調和装置200は、第1温度センサ66、第2温度センサ67および第3温度センサ68等を備えている。第1温度センサ66は、例えば室内熱交換器26の伝熱管に設置され、室内熱交換器26の飽和温度を測定する。第2温度センサ67は、室内機出口配管17に設置され、第1の絞り装置62に流入する冷媒温度を測定する。第3温度センサ68は、流入管52に設置され、第1の絞り装置62の下流の飽和温度を測定する。これらの温度センサの検出情報は制御装置70に送信される。
 空気調和装置200は、制御装置70において、上記の複数の温度センサの検出情報に基づき冷媒乾き度xを推定する。空気調和装置200は、第1温度センサ66および第2温度センサ67により、第1の絞り装置62に流入する冷媒の温度および圧力を推定することができ、それにより第1の絞り装置62に流入する冷媒のエンタルピーを推定することができる。また空気調和装置200は、第1の絞り装置62を通過する前後の冷媒変化が等エンタルピー過程であるものと仮定し、第3温度センサ68で第1の絞り装置62の下流の飽和温度を測定し、冷媒の圧力を推定する。これにより、第1の絞り装置62の下流の冷媒エンタルピーと圧力が求まるので、空気調和装置200は、冷媒乾き度を推定することができる。
 このように、空気調和装置200は、複数の温度センサを備えることで、様々な運転条件においても冷媒乾き度xが0.05≦x≦0.30になるように第1の絞り装置62の開度を調整することができ、液ヘッダー210における冷媒分配の適正化範囲を拡張することができる。
 なお、図57には、3つの温度センサを備えた形態を一例として示したが、これに限定されない。例えば、いくつかの温度センサは、圧力センサ、または、圧縮機周波数、運転モードもしくは室内機の台数等の情報で代用してもよい。
 また、暖房運転時に関して説明したが、冷房運転と暖房運転とを切り替え可能に構成してもよい。この場合、冷房運転時には冷媒の流れが暖房運転時とは逆になり、室外熱交換器(熱交換器201)には高温高圧の冷媒ガスが流れ、外気との熱交換によって冷却される。
 以上のように、実施の形態12においても、実施の形態10の場合と同様に、空気調和装置200の熱交換器201は、ファン35に最も近い位置でピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができる。その結果、熱交換器1の性能が向上し、空気調和装置200においてエネルギー効率が向上する。
 また、実施の形態12において、空気調和装置200は、上記の空気調和装置と、運転条件に応じてヘッダー集合管(液ヘッダー主管211)に流入する冷媒の乾き度xを調整する制御装置70と、を備え、冷媒回路は、暖房運転時の冷媒流れにおけるヘッダー集合管の上流に第1の絞り装置62が設けられ、制御装置70は、第1の絞り装置62を制御する。
 これにより、空気調和装置200は、第1の絞り装置62を制御して液ヘッダー210の冷媒の乾き度xを調整することができる。このような制御により、液ヘッダー210において、ファン35と熱交換器201の配置に適した冷媒分配が実現でき、熱交換器201の性能を向上させることができ、空気調和装置200のエネルギー効率が向上する。
 また、制御装置70は、暖房運転時に、液ヘッダー集合管(液ヘッダー主管211)に流入する冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30の範囲に収まるように調整する。これにより、空気調和装置200は、液ヘッダー210における冷媒分配の適正化範囲を拡張することができる。
実施の形態13.
 図58は、本発明の実施の形態13に係る空気調和装置の冷媒回路の一例を示す回路図である。実施の形態13において、空気調和装置200aは、実施の形態12の空気調和装置200に、さらに気液分離容器84を備えたものである。以下、実施の形態13において、実施の形態12と同一の構成については同一符号を付して説明を省略し、実施の形態12と異なる構成についてのみ説明する。
 気液分離容器84は、液ヘッダー210と第1の絞り装置62との間に設けられ、第1の絞り装置62と気液分離容器84とは接続配管47で接続されている。気液分離容器84の下部には、液ヘッダー210に繋がる流入管52が接続されている。また、気液分離容器84の上部には、流出管51と繋がるバイパス配管82が接続され、バイパス配管82上にはバイパス調整弁83が設けられている。バイパス配管82は、気液分離容器84で分離されたガス冷媒を圧縮機61にバイパスさせるものであり、バイパス調整弁83は、制御装置70により開度が変更可能である。
 図59は、本発明の実施の形態13に係る気液分離容器の構成の一例を示す概略図である。図59に示すように、気液分離容器84の上流側の接続配管47は、気液分離容器84の側面に接続されており、バイパス配管82は、気液分離容器84において接続配管47の中心線よりも上部に接続されている。
 冷媒回路において接続配管47に流入した気液二相状態の冷媒は、気液分離容器84に流入し、重力によって気液に分離され、ガス冷媒はバイパス配管82に、液冷媒は流入管52に流れていく。ここで、制御装置70は、流入管52に流れる冷媒の乾き度xが、x<0.05の場合にはバイパス調整弁83を閉じる方向に制御し、x>0.30の場合にはバイパス調整弁83を開く方向に制御することで、液ヘッダー210に流入する冷媒の乾き度xを0.05≦x≦0.30に制御する。これにより、空気調和装置200aは、液ヘッダー210に冷媒を適切に分配することができ、熱交換器201の効率を向上させ、エネルギー効率が向上する。また空気調和装置200aは、気液分離容器84を備えることで、分配改善可能な運転条件範囲がさらに拡張される。
 図60は、本発明の実施の形態13に係る気液分離容器の構成の他の一例を示す概略図である。図60では、T字状の配管85を用いて気液分離容器84が構成されている。図中、矢印は冷媒の流れを表しており、配管85に気液二相冷媒が流入し、上方からガス冷媒が、下方から液冷媒が流出する構成が示されている。気液分離容器84としてこの様な簡素的な構造を採用した場合、空気調和装置200aは、低コストで、乾き度xを調整することができる。
 図61は、本発明の実施の形態13に係る気液分離容器の構成の他の一例を示す概略図である。図61では、Y字管86を用いて気液分離容器84が構成されている。この場合、流入管52は傾斜を有してY字管86に接続され、図61に示すように、Y字管86に気液二相冷媒が流入し、気液が分離する。密度の大きい液冷媒ほど、慣性力で下部の配管に流れ易く、気液分離効率が高いため、分配改善可能な運転条件範囲が拡張できる。
 以上、気液分離容器に関して説明したが、ここではあくまで衝突型の気液分離容器の一例を示しただけである。例えば、他の衝突型の気液分離容器、表面張力を利用した気液分離容器、または遠心力を利用した気液分離容器等が採用されてもよい。
 また、空気調和装置200aは、上記のように気液分離容器84を用いてガス冷媒をバイパスさせることで、熱交換器201に流れるガス冷媒を減らすことができ、熱交換器201での圧力損失を低減することができる。その結果、空気調和装置200aは、冷媒の分配改善に加えて、圧力損失の低減により熱交換器201の性能を向上させることができる。
 また、気液分離容器84を搭載した効果は、暖房定格運転(100%暖房運転)の場合に、分配改善効果、および熱交換器201での圧力損失の低減効果が最も大きい。このため、制御装置70は、暖房定格条件のときに、液ヘッダー210に流入する冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30になるように、バイパス調整弁83を制御するとよい。
 なお、バイパス調整弁83は開度が調整できるものとして説明したが、バイパス配管82の冷媒流量を調整できる構成(バイパス流量調整機構)であればどのようなものでもよい。
 また、ここではトップフロー配置のファン35に関する形態を一例として示したが、実施の形態1~12に記載の熱交換器であれば、いずれに上記の構成を適用してもよい。
 以上のように、実施の形態13においても、実施の形態10の場合と同様に、空気調和装置200aの熱交換器201は、ファン35に最も近い位置でピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができる。その結果、熱交換器201の性能が向上し、空気調和装置200aのエネルギー効率が向上する。
 また、冷媒回路は、第1の絞り装置62とヘッダー集合管(液ヘッダー主管211)との間に設けられた気液分離容器84(気液分離容器84、配管85またはY字管86)と、気液分離容器84と、暖房運転時の冷媒流れにおける熱交換器201の下流とを接続するバイパス配管82と、バイパス配管82上に設けられ、冷媒の流量を調整するバイパス流量調整機構(例えば、バイパス調整弁83)と、を有する。
 これにより、空気調和装置200aは、気液分離容器84において気液二相状態の冷媒を分離し、また、バイパス調整弁83を制御して液ヘッダー210に流入する冷媒の乾き度xを調整することができる。そのため、空気調和装置200aは、液ヘッダー210に冷媒を適切に分配することができ、熱交換器201の効率を向上させ、エネルギー効率が向上する。
実施の形態14.
 図62は、本発明の実施の形態14に係る空気調和装置の冷媒回路の一例を示す回路図である。実施の形態14において、空気調和装置200bは、暖房運転と冷房運転とを切り替え可能に構成されている。図中の実線矢印は、暖房運転時の冷媒流れを表している。ここで、実施の形態13と重複する構成については説明を省略し、実施の形態13と同じ部分または相当する部分については同じ符号を付す。
 実施の形態14において、空気調和装置200bは、さらに、流路切替装置94、アキュムレータ91、および第2の絞り装置90を備えている。流路切替装置94は、例えば四方弁等で構成され、冷房運転と暖房運転とで冷媒流れを切り替える。アキュムレータ91は、圧縮機61の吸入側に設けられ、アキュムレータ91の上流側にはアキュムレータ流入配管92が設けられている。第2の絞り装置90は、気液分離容器84と液ヘッダー10との間、すなわち流入管52上に設けられている。第2の絞り装置90は、制御装置70によって開度が調整される。
 暖房運転時には液ヘッダー10に流入する冷媒の乾き度xを0.05≦x≦0.30とすると、分配が改善して良い。ここで、第2の絞り装置90によって気液分離容器84の圧力を増加させることで、冷媒のガス密度を増加させ、気液分離容器84に流入する冷媒流速を低減し、小型の気液分離容器84でも高い気液分離効率を得ることができる。また、冷媒流量が小さい場合に、気液分離容器84でガス冷媒が過剰にバイパスされているとき、第2の絞り装置90の流動抵抗が大きくなる様に開度が小さくなるように制御することで、液ヘッダー10に流入する冷媒の乾き度xを0.05≦x≦0.30に調整できる運転範囲が拡大する。
 また、図62は暖房運転時に関して説明したが、冷房時には流路切替装置94にて冷媒の流れ方向が逆になる。この際、第2の絞り装置90と第1の絞り装置62の2段階で冷媒を減圧させることによって、気液分離容器84に余剰冷媒を貯めることができ、アキュムレータ91の補助装置としても機能させることができる。余剰冷媒の処理量は、第1の絞り装置62と第2の絞り装置90の開度を調整することで決定し、気液分離容器84の圧力によって変化させることができる。これにより、冷房運転時においても冷媒量の調整が容易になり、空気調和装置200bの性能を向上させることができる。また、冷房運転時に、気液分離容器84をアキュムレータ91の補助装置として使用することができるため、アキュムレータ91の容量を小さくすることができる。
 なお、ここではトップフロー配置のファン35に関する形態の一例として、熱交換器201を示したが、実施の形態1~13に記載の熱交換器であれば、いずれの熱交換器を用いても良い。
 以上のように、実施の形態14においても、実施の形態10の場合と同様に、空気調和装置200bの熱交換器201は、ファン35に最も近い位置でピークを有する風速分布に適した液冷媒流量分布を得ることができる。その結果、熱交換器201の性能が向上し、空気調和装置200bのエネルギー効率が向上する。
 また、実施の形態14において、空気調和装置200bの冷媒回路はさらに、冷媒の流れを切り替える流路切替装置94と、熱交換器201と第1の絞り装置62との間に設けられた第2の絞り装置90と、を有し、制御装置70は、流路切替装置94と第1の絞り装置62と第2の絞り装置90とを制御する。
 これにより、空気調和装置200bは、暖房運転時には、第2の絞り装置90の制御により、気液分離容器84での気液分離効率を向上させ、液ヘッダー10に流入する冷媒の乾き度xを調整できる運転範囲が拡大する。また空気調和装置200bは、第2の絞り装置90および第1の絞り装置62を備えるため、冷房運転時においても冷媒量の調整が容易になり、空気調和装置200の性能を向上させることができる。
 なお、本発明の実施の形態は上記実施の形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、実施の形態では室内機25の台数が一台である場合について説明したが、これに限らず、複数台の室内機25が接続されてもよい。
 1、101、201、301 熱交換器、10、110、210、310 液ヘッダー、11、211 液ヘッダー主管、11a 第1液ヘッダー主管、11b 第2液ヘッダー主管、12(12a、12b)、112(112a、112b、112c、112d)、212(212a、212b)、312(312a、312b) 枝管、13 二股管、13a 第1液ヘッダー流路、13b 第2液ヘッダー流路、14 仕切り壁、15a 第1流入口、15b 第2流入口、16 仕切り、17 室内機出口配管、18a、18b 端部枝管、20 熱交換部、21 フィン、22 伝熱管、22a 扁平多孔管、22b 円管、23 ジョイント管、25 室内機、26 室内熱交換器、30、30a、30b 軸流ファン、31、31a、31b ボス、32、32a、32b 羽根、35 ファン、36 ボス、37 羽根、40 ガスヘッダー、41 ガスヘッダー主管、42 上部温度センサ、43 流出部温度センサ、47 接続配管、51 流出管、52 流入管、52a 第1流入管、52b 第2流入管、52c 第3流入管、52d 第4流入管、53 第1流量調整機構、54 ディストリビュータ、61 圧縮機、62 第1の絞り装置、66 第1温度センサ、67 第2温度センサ、68 第3温度センサ、70 制御装置、82 バイパス配管、83 バイパス調整弁、84 気液分離容器、85 配管、86 Y字管、90 第2の絞り装置、91 アキュムレータ、92 アキュムレータ流入配管、93 圧縮機吐出配管、94 流路切替装置、100 室外機、102 ケーシング、103 吸込口、104 吹出口、105 ファンガード、111a 第1液ヘッダー主管、111b 第2液ヘッダー主管、111c 第3液ヘッダー主管、111d 第4液ヘッダー主管、113a 第1液ヘッダー流路、113b 第2液ヘッダー流路、113c 第3液ヘッダー流路、113d 第4液ヘッダー流路、200、200a、200b 空気調和装置、311a 第1液ヘッダー主管、311b 第2液ヘッダー主管、Ob、Ob1、Ob2 ボス中心線、Ra ガス相冷媒、Rb 液相冷媒、x 乾き度、δ 液層の厚み。

Claims (14)

  1.  上下方向に離間して配列され、冷媒が流れる複数の伝熱管と、内部に上下方向にのびる流通空間を有し、上下方向に離間して配列された複数の枝管から複数の前記伝熱管に前記冷媒を流入させるヘッダー集合管と、を有する熱交換器と、
     回転するボスの周りに羽根を有し、前記羽根の回転面が複数の前記伝熱管に対して水平方向に対向する軸流ファンと、
     前記流通空間に気液二相状態の冷媒が上向きに流れるように前記冷媒を流入させ、前記熱交換器で前記冷媒を蒸発させる冷媒回路と、を備え、
     前記ヘッダー集合管に流れる前記冷媒の流動様式は、前記ヘッダー集合管の中央にガス相冷媒が集まり、壁面に液相冷媒が集まる環状流またはチャーン流であり、
     前記流通空間の水平面における中心を0%、前記ヘッダー集合管の壁面の位置を100%として、前記水平面における前記中心からの距離を0~100%であらわす場合に、高さが前記羽根の回転する高さの範囲内にある複数の前記枝管のうち、前記ボスの高さ以下に位置する前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において0~50%にあるように前記ヘッダー集合管に挿入され、前記ボスの高さよりも上に位置する前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において50%より大となるように前記ヘッダー集合管に接続されている
     空気調和装置。
  2.  前記ボスの高さ以下に位置する前記枝管のうち、先端が前記中心からの距離において0~50%にあり、かつ、最も上流側に位置する前記枝管の先端は、前記壁面に前記液相冷媒が集まってできた厚さδ[m]の液層を貫いて前記ガス相冷媒に至り、
     前記ボスの高さよりも上に位置する枝管のうち、先端が前記中心からの距離において50%より大となり、かつ、最も上流側に位置する枝管の先端は、前記液層内にある
     請求項1記載の空気調和装置。
     ここで、液層の厚さδ[m]は、冷媒流速G[kg/(ms)]、冷媒の乾き度x、前記ヘッダー集合管の内径D[m]、冷媒液密度ρ[kg/m]、前記ヘッダー集合管の流通空間に流入する冷媒のガス見かけ速度の変動範囲の最大値である基準液見かけ速度ULS[m/s]としたとき、δ=G×(1-x)×D/(4ρ×ULS)で定義される。また、基準液見かけ速度ULS[m/s]は、G(1-x)/ρで定義される。
  3.  前記ヘッダー集合管に流入する冷媒の乾き度が0.05≦x≦0.30の範囲にある
     請求項1又は2記載の空気調和装置。
  4.  前記ヘッダー集合管は、前記羽根の回転する高さの範囲内にある複数の前記枝管と接続される前記流通空間が、上下方向に複数に分割されている
     請求項1~3のいずれか一項記載の空気調和装置。
  5.  前記ヘッダー集合管は、上下方向に異なる高さに配置された複数のヘッダー集合管で構成され、前記羽根の回転する高さの範囲内にある複数の前記枝管のうち、前記ボスの高さより下に位置する前記枝管が接続される下部のヘッダー集合管と、前記ボスの高さよりも上に位置する前記枝管が接続される上部のヘッダー集合管とでは、下部の前記ヘッダー集合管の前記流通空間の内径が上部の前記ヘッダー集合管の前記流通空間の内径よりも大きい
     請求項4記載の空気調和装置。
  6.  前記軸流ファンは、上下方向に異なる高さに配置された複数の軸流ファンで構成され、各軸流ファンの前記羽根の回転する高さの範囲内にある複数の前記枝管のうち、各軸流ファンの前記ボスの高さ以下に位置する前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において0~50%にあるように前記ヘッダー集合管に挿入され、各軸流ファンの前記ボスの高さよりも上に位置する前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において50%より大となるように接続されている
     請求項1~3のいずれか一項記載の空気調和装置。
  7.  上下方向に離間して配列され、冷媒が流れる複数の伝熱管と、内部に上下方向にのびる流通空間を有し、上下方向に離間して配列された複数の枝管から複数の前記伝熱管に前記冷媒を流入させるヘッダー集合管と、を有する熱交換器と、
     複数の前記伝熱管よりも上方に位置するファンと、
     前記流通空間に気液二相状態の冷媒が上向きに流れるように前記冷媒を流入させ、前記熱交換器で前記冷媒を蒸発させる冷媒回路と、を備え、
     前記ヘッダー集合管に流れる前記冷媒の流動様式は、前記ヘッダー集合管の中央にガス相冷媒が集まり、壁面に液相冷媒が集まる環状流またはチャーン流であり、
     前記ヘッダー集合管は、上下方向に異なる高さに配置された複数のヘッダー集合管で構成されたものであり、
     前記流通空間の水平面における中心を0%、前記ヘッダー集合管の壁面の位置を100%として、前記水平面における前記中心からの距離を0~100%であらわす場合に、前記ファンに最も近い位置にあるヘッダー集合管では、接続される前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において0~50%にあるように挿入され、前記ファンに最も近い位置にあるヘッダー集合管よりも低い位置にあるヘッダー集合管では、接続される前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において50%より大となるように接続されている
     空気調和装置。
  8.  前記ファンに最も近い位置にあるヘッダー集合管の前記流通空間の内径は、前記ファンに最も近い位置にあるヘッダー集合管よりも低い位置にあるヘッダー集合管の前記流通空間の内径よりも大きい
     請求項7記載の空気調和装置。
  9.  上下方向に離間して配列され、冷媒が流れる複数の伝熱管と、内部に上下方向にのびる流通空間を有し、上下方向に離間して配列された複数の枝管から複数の前記伝熱管に前記冷媒を流入させるヘッダー集合管と、を有する熱交換器と、
     複数の前記伝熱管よりも上方に位置するファンと、
     前記流通空間に気液二相状態の冷媒が上向きに流れるように前記冷媒を流入させ、前記熱交換器で前記冷媒を蒸発させる冷媒回路と、を備え、
     前記ヘッダー集合管に流れる前記冷媒の流動様式は、前記ヘッダー集合管の中央にガス相冷媒が集まり、壁面に液相冷媒が集まる環状流またはチャーン流であり、
     前記流通空間の水平面における中心を0%、前記ヘッダー集合管の壁面の位置を100%として、前記水平面における前記中心からの距離を0~100%であらわす場合に、前記ヘッダー集合管に接続される前記枝管の大半は、先端が前記中心からの距離において0~50%にあるように前記ヘッダー集合管に挿入され、前記ヘッダー集合管に接続される前記枝管の少なくとも最上部に位置する前記枝管は、先端が前記中心からの距離において50%より大となるように前記ヘッダー集合管に接続されている
     空気調和装置。
  10.  複数の前記枝管は、複数の前記伝熱管の端部、または複数の前記伝熱管の端部に取り付けられたジョイント管である
     請求項1~9のいずれか一項記載の空気調和装置。
  11.  運転条件に応じて前記ヘッダー集合管に流入する前記冷媒の乾き度を調整する制御装置と、を備え
     前記冷媒回路は、暖房運転時の冷媒流れにおける前記ヘッダー集合管の上流に第1の絞り装置が設けられ、
     前記制御装置は、前記第1の絞り装置を制御する
     請求項1~10のいずれか一項記載の空気調和装置。
  12.  前記冷媒回路は、
     前記第1の絞り装置と前記ヘッダー集合管との間に設けられた気液分離容器と、
     前記気液分離容器と、暖房運転時の冷媒流れにおける前記熱交換器の下流とを接続するバイパス配管と、
     前記バイパス配管上に設けられ、前記冷媒の流量を調整するバイパス流量調整機構と、を有する
     請求項11記載の空気調和装置。
  13.  前記冷媒回路はさらに、
     前記冷媒の流れを切り替える流路切替装置と、
     前記熱交換器と前記第1の絞り装置との間に設けられた第2の絞り装置と、を有し、
     前記制御装置は、前記流路切替装置と前記第1の絞り装置と前記第2の絞り装置とを制御する
     請求項12記載の空気調和装置。
  14.  前記制御装置は、暖房運転時に、前記液ヘッダー集合管に流入する前記冷媒の乾き度xが0.05≦x≦0.30の範囲に収まるように調整する
     請求項11~13のいずれか一項記載の空気調和装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020162096A1 (ja) * 2019-02-06 2020-08-13 株式会社デンソー 熱交換器
CN113544454A (zh) * 2019-03-06 2021-10-22 三星电子株式会社 分配器、热交换器单元和空调
US20210356144A1 (en) * 2020-05-14 2021-11-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Distributor and air conditioner including the same
WO2022079763A1 (ja) * 2020-10-12 2022-04-21 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置、空気調和機、及び熱交換器
US11698234B2 (en) * 2019-03-06 2023-07-11 Samsung Electronics Co.. Ltd. Distributor, heat exchanger unit and air conditioner

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016017697A1 (ja) * 2014-07-29 2016-02-04 京セラ株式会社 熱交換器
WO2018047330A1 (ja) * 2016-09-12 2018-03-15 三菱電機株式会社 空気調和装置
EP3511668B1 (en) * 2016-09-12 2022-01-19 Mitsubishi Electric Corporation Header, heat exchanger, and air conditioner

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5626254B2 (ja) 1976-12-20 1981-06-17
JPH03177761A (ja) * 1989-12-06 1991-08-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器
JPH05223490A (ja) * 1992-02-13 1993-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器
JPH05264126A (ja) * 1992-03-23 1993-10-12 Matsushita Refrig Co Ltd 冷媒分流器
JP2012021682A (ja) * 2010-07-13 2012-02-02 Mitsubishi Electric Corp 熱交換器及びこの熱交換器を搭載したヒートポンプシステム
WO2015178097A1 (ja) * 2014-05-19 2015-11-26 三菱電機株式会社 空気調和装置
WO2016017430A1 (ja) * 2014-07-30 2016-02-04 三菱電機株式会社 室外機および冷凍サイクル装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304775A (ja) * 2000-04-26 2001-10-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車両用空気調和装置
US20060101849A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Carrier Corporation Parallel flow evaporator with variable channel insertion depth
CN2775569Y (zh) * 2005-02-04 2006-04-26 法雷奥汽车空调湖北有限公司 一种优化制冷剂流向的平行流冷凝器
JP2007003080A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Calsonic Kansei Corp 蒸発器
JP5626254B2 (ja) * 2012-04-05 2014-11-19 ダイキン工業株式会社 熱交換器
JP5901748B2 (ja) * 2012-04-26 2016-04-13 三菱電機株式会社 冷媒分配器、この冷媒分配器を備えた熱交換器、冷凍サイクル装置及び空気調和機
KR101615445B1 (ko) * 2014-08-14 2016-04-25 엘지전자 주식회사 공기 조화기

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5626254B2 (ja) 1976-12-20 1981-06-17
JPH03177761A (ja) * 1989-12-06 1991-08-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器
JPH05223490A (ja) * 1992-02-13 1993-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器
JPH05264126A (ja) * 1992-03-23 1993-10-12 Matsushita Refrig Co Ltd 冷媒分流器
JP2012021682A (ja) * 2010-07-13 2012-02-02 Mitsubishi Electric Corp 熱交換器及びこの熱交換器を搭載したヒートポンプシステム
WO2015178097A1 (ja) * 2014-05-19 2015-11-26 三菱電機株式会社 空気調和装置
WO2016017430A1 (ja) * 2014-07-30 2016-02-04 三菱電機株式会社 室外機および冷凍サイクル装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3605000A4

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020162096A1 (ja) * 2019-02-06 2020-08-13 株式会社デンソー 熱交換器
JP2020125896A (ja) * 2019-02-06 2020-08-20 株式会社デンソー 熱交換器
JP7255215B2 (ja) 2019-02-06 2023-04-11 株式会社デンソー 熱交換器
CN113544454A (zh) * 2019-03-06 2021-10-22 三星电子株式会社 分配器、热交换器单元和空调
CN113544454B (zh) * 2019-03-06 2023-06-13 三星电子株式会社 分配器、热交换器单元和空调
US11698234B2 (en) * 2019-03-06 2023-07-11 Samsung Electronics Co.. Ltd. Distributor, heat exchanger unit and air conditioner
US20210356144A1 (en) * 2020-05-14 2021-11-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Distributor and air conditioner including the same
WO2022079763A1 (ja) * 2020-10-12 2022-04-21 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置、空気調和機、及び熱交換器

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EP3605000B1 (en) 2023-01-11

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