WO2021095452A1 - 熱交換器及び空気調和装置 - Google Patents

熱交換器及び空気調和装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2021095452A1
WO2021095452A1 PCT/JP2020/039308 JP2020039308W WO2021095452A1 WO 2021095452 A1 WO2021095452 A1 WO 2021095452A1 JP 2020039308 W JP2020039308 W JP 2020039308W WO 2021095452 A1 WO2021095452 A1 WO 2021095452A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fin
heat exchanger
refrigerant
louver
outdoor
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/039308
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤 健
智彦 坂巻
賢吾 内田
好男 織谷
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダイキン工業株式会社 filed Critical ダイキン工業株式会社
Publication of WO2021095452A1 publication Critical patent/WO2021095452A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/14Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units
    • F24F1/18Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units characterised by their shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/22Means for preventing condensation or evacuating condensate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/02Evaporators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements

Definitions

  • This disclosure relates to heat exchangers and air conditioners.
  • a heat exchanger equipped with a plurality of multi-hole pipes and fins to which a plurality of multi-hole pipes are attached is known to exchange heat with the air flowing while contacting the fins with the refrigerant flowing inside the multi-hole pipes.
  • louvers are formed between adjacent multi-hole tubes in the fins to promote heat transfer.
  • the louver described in FIG. 7 of Patent Document 1 has notches at both ends on the leeward side and the leeward side of a part of the fin, and the both ends are cut up by twisting the part between the both ends in the part. It is formed.
  • the refrigerant circuit of the air conditioner is provided with an outdoor heat exchanger that exchanges heat with the outdoor air.
  • an outdoor heat exchanger operating as an evaporator during a heating operation
  • dew condensation water is generated on the fin surface and the louver.
  • louvers are formed in the fins of the heat exchanger in order to increase the heat exchange efficiency. If a cut-up end is formed on the windward side of the louver as in Patent Document 1, dew condensation water may collect on the downstream side of the louver. As the condensed water collects on the downstream side of the louver in this way, the ventilation resistance around the opening of the louver increases, and the function of the louver deteriorates.
  • the heat exchanger of the present disclosure is A heat exchanger comprising a plurality of multi-hole tubes and fins to which the plurality of multi-hole tubes are mounted side by side in one direction.
  • the fin has a plurality of louvers arranged side by side in the air passage direction between the adjacent multi-hole pipes.
  • the majority of the louvers among the plurality of louvers are formed by cutting and raising the other end of the leeward side of the fin, starting from one end on the leeward side of the fin.
  • the cut-up end of the majority of the louvers is formed on the leeward side, so the condensed water adhering to the louver is blown off from the cut-up end on the leeward side to the leeward side.
  • the drainage property of the dew condensation water around the opening of the louver is improved, and it is possible to suppress the dew condensation water from accumulating in the vicinity of the opening of the louver.
  • all of the plurality of louvers are formed by cutting and raising the other end on the leeward side of the part, starting from one end on the leeward side of the part.
  • the fin has a plurality of notches on the windward side of the fin, and the multi-hole tube is inserted into the notch.
  • the fin has a pair of cut-up pieces cut up on the windward side of the plurality of louvers and on the leeward side of the plurality of louvers of the fin, and the pair of cut-up pieces are cut up.
  • the pieces are arranged between the adjacent multi-hole tubes. With such a configuration, the pitch between adjacent fins can be easily defined by a pair of cut-up pieces.
  • the fin has a convex portion extending from the windward side to the leeward side of the fin between the louver and the multi-hole pipe.
  • fins in which a plurality of louvers are cut and raised can be reinforced by convex portions.
  • the air conditioner of the present disclosure includes the heat exchanger according to any one of (1) to (5) above. In the air conditioner configured in this way, the drainage property of the condensed water adhering to the louver can be improved.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. It is a figure explaining the air flow by a louver of a fin.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 in which an outdoor heat exchanger 11 as a heat exchanger according to an embodiment is adopted.
  • the air conditioner 1 is a device capable of cooling and heating a room such as a building by performing a vapor compression refrigeration cycle.
  • the air conditioner 1 mainly includes an outdoor unit 2, indoor units 3a and 3b, a liquid refrigerant connecting pipe 4, a gas refrigerant connecting pipe 5, and a control unit 23.
  • the vapor compression type refrigerant circuit 6 of the air conditioner 1 is configured by connecting the outdoor unit 2 and the indoor units 3a and 3b via the liquid refrigerant connecting pipe 4 and the gas refrigerant connecting pipe 5.
  • the outdoor unit 2 is installed outdoors (on the roof of a building, near the wall surface of a building, etc.) or in a basement, and constitutes a part of the refrigerant circuit 6.
  • the outdoor unit 2 mainly includes an accumulator 7, a compressor 8, a four-way switching valve 10, an outdoor heat exchanger 11, an outdoor expansion valve 12 as an expansion mechanism, a liquid side closing valve 13, and a gas side closing. It has a valve 14 and an outdoor fan 15.
  • Each device 7, 8, 10, 11, 15 and valves 12 to 14 are connected by refrigerant pipes 16 to 22.
  • the indoor units 3a and 3b are installed indoors and form a part of the refrigerant circuit 6.
  • the indoor unit 3a mainly includes an indoor expansion valve 31a, an indoor heat exchanger 32a, and an indoor fan 33a.
  • the indoor unit 3b mainly has an indoor expansion valve 31b as an expansion mechanism, an indoor heat exchanger 32b, and an indoor fan 33b.
  • One end of the liquid refrigerant connecting pipe 4 is connected to the liquid side closing valve 13 of the outdoor unit 2, and the other end is connected to the liquid side ends of the indoor expansion valves 31a and 31b of the indoor units 3a and 3b.
  • One end of the gas refrigerant connecting pipe 5 is connected to the gas side closing valve 14 of the outdoor unit 2, and the other end is connected to the gas side ends of the indoor heat exchangers 32a and 32b of the indoor units 3a and 3b.
  • the control unit 23 is configured by communicating with a control board or the like (not shown) provided on the outdoor unit 2 or the indoor units 3a and 3b. In FIG. 1, the control unit 23 is shown at a position away from the outdoor unit 2 and the indoor units 3a and 3b for convenience.
  • the control unit 23 controls the constituent devices 8, 10, 12, 15, 31a, 31b, 33a, 33b of the air conditioner 1 (here, the outdoor unit 2 and the indoor units 3a, 3b), that is, the air conditioner 1. It is designed to control the overall operation.
  • the operation of the air conditioner 1 will be described with reference to FIG.
  • a cooling operation and a heating operation are performed.
  • the refrigerant flows in the order of the compressor 8, the outdoor heat exchanger 11, the outdoor expansion valve 12, the indoor expansion valves 31a and 31b, and the indoor heat exchangers 32a and 32b.
  • the heating operation the refrigerant flows in the order of the compressor 8, the indoor heat exchangers 32a and 32b, the indoor expansion valves 31a and 31b, the outdoor expansion valve 12, and the outdoor heat exchanger 11.
  • the cooling operation and the heating operation are performed by the control unit 23.
  • the four-way switching valve 10 is switched to the outdoor heat dissipation state (the state shown by the solid line in FIG. 1).
  • the low-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the compressor 8, compressed to a high pressure in the refrigeration cycle, and then discharged.
  • the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 8 is sent to the outdoor heat exchanger 11 through the four-way switching valve 10.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 11 is radiated by exchanging heat with the outdoor air supplied as a cooling source by the outdoor fan 15 in the outdoor heat exchanger 11 that functions as a radiator of the refrigerant. , Becomes a high-pressure liquid refrigerant.
  • the high-pressure liquid refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger 11 is sent to the indoor expansion valves 31a and 31b through the outdoor expansion valve 12, the liquid side closing valve 13, and the liquid refrigerant connecting pipe 4.
  • the refrigerant sent to the indoor expansion valves 31a and 31b is depressurized to the low pressure of the refrigeration cycle by the indoor expansion valves 31a and 31b to become a low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant decompressed by the indoor expansion valves 31a and 31b is sent to the indoor heat exchangers 32a and 32b.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the indoor heat exchangers 32a and 32b exchanges heat with the indoor air supplied as a heating source by the indoor heat exchangers 32a and 32b in the indoor heat exchangers 32a and 32b. Evaporates. As a result, the indoor air is cooled, and then the indoor air is supplied to the room to cool the room.
  • the low-pressure gas refrigerant evaporated in the indoor heat exchangers 32a and 32b is sucked into the compressor 8 again through the gas refrigerant connecting pipe 5, the gas side closing valve 14, the four-way switching valve 10, and the accumulator 7.
  • the four-way switching valve 10 is switched to the outdoor evaporation state (the state shown by the broken line in FIG. 1).
  • the low-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the compressor 8, compressed to a high pressure in the refrigeration cycle, and then discharged.
  • the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 8 is sent to the indoor heat exchangers 32a and 32b through the four-way switching valve 10, the gas side closing valve 14, and the gas refrigerant connecting pipe 5.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the indoor heat exchangers 32a and 32b exchanges heat with the indoor air supplied as a cooling source by the indoor heat exchangers 33a and 33b in the indoor heat exchangers 32a and 32b to dissipate heat. It becomes a high-pressure liquid refrigerant. As a result, the room air is heated, and then the room is heated by being supplied to the room.
  • the high-pressure liquid refrigerant radiated by the indoor heat exchangers 32a and 32b is sent to the outdoor expansion valve 12 through the indoor expansion valves 31a and 31b, the liquid refrigerant connecting pipe 4 and the liquid side closing valve 13.
  • the refrigerant sent to the outdoor expansion valve 12 is depressurized to the low pressure of the refrigeration cycle by the outdoor expansion valve 12 to become a low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant decompressed by the outdoor expansion valve 12 is sent to the outdoor heat exchanger 11.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 11 exchanges heat with the outdoor air supplied as a heating source by the outdoor fan 15 in the outdoor heat exchanger 11 that functions as a refrigerant evaporator. It goes and evaporates to become a low pressure gas refrigerant.
  • the low-pressure refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger 11 is sucked into the compressor 8 again through the four-way switching valve 10 and the accumulator 7.
  • the outdoor air temperature or the temperature of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 11 satisfies the predetermined operating condition conditions in the state where the outdoor heat exchanger 11 is functioning as a refrigerant evaporator during the heating operation, it is outdoors. Frost may adhere to the heat exchanger 11. If a large amount of the frost adheres, the air supplied from the outdoor fan 15 receives an excessive ventilation resistance when passing through the outdoor heat exchanger 11 to which the frost adheres, and the heat exchange efficiency decreases. There is a risk that it will end up.
  • the control unit 23 puts the four-way switching valve 10 in an outdoor heat dissipation state (in the solid line of FIG. 1). Switch to the indicated state) and perform defrost operation.
  • the control unit 23 again switches the four-way switching valve 10 to the outdoor evaporation state (the state shown by the broken line in FIG. 1) and restarts the heating operation. ..
  • FIG. 2 is an external perspective view of the outdoor unit 2.
  • the outdoor unit 2 is a top-blown heat exchange unit that sucks air from the side surface of the casing 40 and blows air out from the top surface of the casing 40.
  • the outdoor unit 2 mainly includes a substantially rectangular parallelepiped box-shaped casing 40, an outdoor fan 15 as a blower, and a refrigerant circuit component component forming a part of the refrigerant circuit 6.
  • Refrigerant circuit components include devices 7, 8, 11, such as compressors and outdoor heat exchangers, valves 10, 12 to 14 such as four-way switching valves and outdoor expansion valves, and refrigerant pipes 16 to 22 and the like.
  • top”, “bottom”, “left”, “right”, “front”, “rear”, “front”, and “back” are the outdoors shown in FIG. 2 unless otherwise specified. It means the direction when the unit 2 is viewed from the front (the front side diagonally to the left in the drawing).
  • the casing 40 mainly includes a bottom frame 42 spanning on a pair of installation legs 41 extending in the left-right direction, a support column 43 extending vertically from a corner of the bottom frame 42, and a fan module 44 attached to the upper end of the support column 43. And a front panel 45.
  • Air suction ports 40a, 40b, and 40c are formed on the side surfaces of the casing 40 (here, the back surface and the left and right side surfaces).
  • An air outlet 40d is formed on the top surface of the casing 40.
  • the bottom frame 42 forms the bottom surface of the casing 40, and the outdoor heat exchanger 11 is provided on the bottom frame 42.
  • the outdoor heat exchanger 11 is a heat exchanger having a substantially U-shape in a plan view facing the back surface and the left and right side surfaces of the casing 40, and substantially forms the back surface and the left and right side surfaces of the casing 40. ..
  • a fan module 44 is provided on the upper side of the outdoor heat exchanger 11 to form a front surface, a back surface of the casing 40, a portion above the columns 43 on both the left and right sides, and a top surface of the casing 40. ..
  • the fan module 44 is an aggregate in which the outdoor fan 15 is housed in a substantially rectangular parallelepiped box body in which the upper surface and the lower surface are open.
  • the opening on the top surface of the fan module 44 is an outlet 40d, and the outlet 40d is provided with an outlet grill 46.
  • the outdoor fan 15 is arranged in the casing 40 facing the air outlet 40d.
  • the outdoor fan 15 is a blower that takes in air from the suction ports 40a, 40b, 40c into the casing 40 and discharges the air from the air outlet 40d.
  • the flow of air from the suction port 40a by the outdoor fan 15 is indicated by arrows a1 and a2 in FIG.
  • the air flow from the suction port 40b by the outdoor fan 15 is indicated by arrows b1 and b2 in FIG.
  • the flow of air from the suction port 40c by the outdoor fan 15 is indicated by arrows c1 and c2 in FIG.
  • the front panel 45 is bridged between the columns 43 on the front side and forms the front surface of the casing 40.
  • Refrigerant circuit components other than the outdoor fan 15 and the outdoor heat exchanger 11 (in FIG. 2, the accumulator 7, the compressor 8 and the refrigerant pipes 16 to 18 are shown) are also housed in the casing 40.
  • the compressor 8 and the accumulator 7 are provided on the bottom frame 42.
  • the outdoor unit 2 has a casing 40 in which air suction ports 40a, 40b, 40c are formed on the side surfaces (here, the back surface and both left and right side surfaces) and an air outlet 40d is formed on the top surface, and the casing 40. It has an outdoor fan 15 arranged inside the air outlet 40d and an outdoor heat exchanger 11 arranged below the outdoor fan 15 in the casing 40.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the outdoor heat exchanger 11.
  • FIG. 4 is a configuration diagram for explaining the refrigerant flow in the outdoor heat exchanger 11.
  • the outdoor heat exchanger 11 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outdoor air, and mainly includes a first header collecting pipe 80, a second header collecting pipe 90, a plurality of multi-hole pipes 63, and a plurality of them.
  • the first header collecting pipe 80, the second header collecting pipe 90, the multi-hole pipe 63, and the fin 70 are all made of aluminum or an aluminum alloy, and are joined to each other by brazing or the like. The detailed structure of the multi-hole pipe 63 and the fin 70 will be described later.
  • Both the first header collecting pipe 80 and the second header collecting pipe 90 are vertically long hollow cylindrical members.
  • the first header collecting pipe 80 is provided on one end side (here, the left front end side in FIG. 3) of the outdoor heat exchanger 11.
  • the second header collecting pipe 90 is provided on the other end side (here, the right front end side in FIG. 3) of the outdoor heat exchanger 11.
  • the outdoor heat exchanger 11 has a heat exchange unit 60 configured by fixing fins 70 to a plurality of vertically arranged multi-hole pipes 63.
  • the heat exchange unit 60 has an upper heat exchange unit 60A on the upper stage side and a lower heat exchange unit 60B on the lower stage side.
  • the first header collecting pipe 80 has a gas side inlet / outlet communication space 80A and a liquid side inlet / outlet communication space 80B by partitioning the internal space vertically by a partition plate 81 extending in the horizontal direction. It is formed.
  • a multi-hole pipe 63 constituting the corresponding upper heat exchange section 60A communicates with the gas side inlet / outlet communication space 80A.
  • a multi-hole pipe 63 constituting the corresponding lower heat exchange section 60B communicates with the liquid side inlet / outlet communication space 80B.
  • a refrigerant pipe 19 that sends the refrigerant sent from the compressor 8 to the gas side inlet / outlet communication space 80A during the cooling operation is connected to the gas side inlet / outlet communication space 80A of the first header collecting pipe 80.
  • a refrigerant pipe 20 that sends the refrigerant sent from the outdoor expansion valve 12 to the liquid side inlet / outlet communication space 80B during the heating operation is connected to the liquid side inlet / outlet communication space 80B of the first header collecting pipe 80.
  • the second header collecting pipe 90 is provided between the partition plate 92 and the partition plate 93, while the internal space thereof is partitioned vertically by the partition plates 91, 92, 93, 94, respectively, which expand in the horizontal direction from the upper side. It is divided vertically by a partition plate 99 with a nozzle.
  • the first to third upper folded communication spaces 90A, 90B, 90C and the first to third lower folded communication spaces 90D, 90E, 90F arranged in order from the upper side are provided. It is formed.
  • the multi-hole pipe 63 in the corresponding upper heat exchange section 60A communicates with the first to third upper fold-back communication spaces 90A, 90B, 90C.
  • the multi-hole pipe 63 in the corresponding lower heat exchange section 60B communicates with the first to third lower fold back communication spaces 90D, 90E, 90F.
  • the third upper-stage folded-back communication space 90C and the first lower-stage folded-back communication space 90D are vertically separated by a nozzle-equipped partition plate 99, but the nozzle 99a provided so as to penetrate vertically in the nozzle-equipped partition plate 99 is used. It communicates up and down through.
  • the first upper-stage folded communication space 90A and the third lower-stage folded communication space 90F are connected via a first connection pipe 24 connected to the second header collecting pipe 90.
  • the second upper-stage folded communication space 90B and the second lower-stage folded communication space 90E are connected via a second connecting pipe 25 connected to the second header collecting pipe 90.
  • the refrigerant flowing from the refrigerant pipe 20 into the liquid side inlet / outlet communication space 80B of the first header collecting pipe 80 is the liquid side inlet / outlet communication space. It flows through the multi-hole tube 63 of the lower heat exchange section 60B connected to the 80B. The refrigerant flowing through the multi-hole pipe 63 of the lower heat exchange section 60B flows into the first to third lower folded communication spaces 90D, 90E, 90F of the second header collecting pipe 90.
  • the refrigerant that has flowed into the first lower folded communication space 90D flows into the third upper folded communication space 90C via the nozzle 99a of the partition plate 99 with a nozzle.
  • the refrigerant that has flowed into the third upper folded communication space 90C communicates with the gas side inlet / outlet of the first header collecting pipe 80 via the multi-hole pipe 63 of the upper heat exchange section 60A connected to the third upper folded communication space 90C. It flows into space 80A.
  • the refrigerant that has flowed into the second lower folded communication space 90E flows into the second upper folded communication space 90B via the second connecting pipe 25.
  • the refrigerant that has flowed into the second upper folded communication space 90B communicates with the gas side inlet / outlet of the first header collecting pipe 80 via the multi-hole pipe 63 of the upper heat exchange unit 60A connected to the second upper folded communication space 90B. It flows into space 80A.
  • the refrigerant that has flowed into the third lower folded communication space 90F flows into the first upper folded communication space 90A via the first connecting pipe 24.
  • the refrigerant that has flowed into the first upper folded communication space 90A communicates with the gas side inlet / outlet of the first header collecting pipe 80 via the multi-hole pipe 63 of the upper heat exchange unit 60A connected to the first upper folded communication space 90A. It flows into space 80A.
  • the refrigerant merged in the gas side inlet / outlet communication space 80A of the first header collecting pipe 80 flows to the outside of the outdoor heat exchanger 11 via the refrigerant pipe 19.
  • the refrigerant flow is opposite to that in the case where the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view of the heat exchange unit 60 shown in FIG.
  • FIG. 6 is a view of a part of the fin 70 to which the multi-hole pipe 63 is attached as viewed from the longitudinal direction of the multi-hole pipe 63.
  • a plurality of multi-hole pipes 63 are attached to the plurality of fins 70 arranged in the longitudinal direction of the multi-hole pipe 63 so as to be arranged in the vertical direction (one direction).
  • a plurality of multi-hole pipes 63 are arranged at predetermined intervals in the vertical direction.
  • the multi-hole tube 63 is not particularly limited, but is, for example, a flat tube formed by extrusion molding.
  • the multi-hole pipe 63 has flat flat surfaces 63a on the upper surface and the lower surface facing in the vertical direction, which are heat transfer surfaces, and a plurality of small passages 63b through which the refrigerant flows.
  • the plurality of passages 63b are provided side by side in the air passage direction. Both ends of each passage 63b are connected to the first header collecting pipe 80 and the second header collecting pipe 90 (see FIG. 4).
  • FIG. 7 is a diagram showing a part of the fin 70 before the multi-hole tube 63 is inserted.
  • the fins 70 are plate-shaped members that spread in the air passing direction and the vertical direction, and a plurality of fins 70 are arranged at predetermined intervals in the plate thickness direction (see FIG. 5).
  • the fin 70 has a plurality of notches 71 formed at predetermined intervals in the vertical direction on the windward side thereof.
  • the notch 71 is formed by being cut in the horizontal direction from the leeward edge of the fin 70 toward the leeward side to the front of the leeward edge.
  • the shape of the notch 71 substantially matches the outer shape of the multi-hole pipe 63, and the multi-hole pipe 63 is fixed to the notch 71 by brazing while being inserted (see FIG. 6).
  • the fin 70 has a communication portion 70a that extends continuously in the vertical direction on the leeward side of the notch 71, and a plurality of windward upper parts 70b that extend from the communication portion 70a to the windward side in the air passage direction.
  • the wind upper part 70b is formed between adjacent notches 71.
  • FIG. 8 is a view of the windward 70b of the fin 70 as viewed from the windward side.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
  • the fin 70 has a louver 74, a first cut-up piece 75, a second cut-up piece 76, a first rib 77, and a second rib 78 provided on the main surface 72 side thereof. , And a third rib 79.
  • a plurality of louvers 74 are arranged side by side in the air passing direction at each wind upper part 70b of the fin 70.
  • Each louver 74 is a part of the wind upper part 70b and is rectangular in the region between the first rib 77 and the second rib 78 and between the first cut-up piece 75 and the second cut-up piece 76. It is formed in the cut-out portion 70c of the shape.
  • the rectangular cut-up portion 70c has a longitudinal direction facing the vertical direction and a lateral direction facing the air passing direction.
  • each louver 74 is formed by cutting up a raised portion 70c so that only the leeward side of the louver 74 opens in order to improve the drainage property of the condensed water. Specifically, each louver 74 is formed by cutting and raising the other end 70e on the leeward side of the cut-up portion 70c, starting from one end 70d on the leeward side of the cut-up portion 70c.
  • each louver 74 is inclined so that the amount of protrusion of the fin 70 from the main surface 72 increases from the windward side to the leeward side.
  • the cut-out ends (the other end 70e) of all the louvers 74 arranged on each windward 70b of the fin 70 are formed on the leeward side.
  • An inflow side opening 74a through which air flows in is formed on the windward side (one end 70d side) of each louver 74, and an outflow side opening 74b through which air flows out is formed on the leeward side (other end 70e side) of each louver 74. It is formed.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the flow of air by the louver 74 of the fin 70.
  • the air flowing along the main surface 72 of the upper fin 70 in the drawing is guided to the lower fin 70 in the drawing along the louver 74 of the fin 70. ..
  • a part of the air guided to the lower fin 70 in the drawing flows along the upper surface (the surface opposite to the main surface 72) of the fin 70.
  • the other portion of the air guided to the lower fin 70 in the drawing flows from the inflow side opening 74a of the louver 74 of the fin 70 toward the outflow side opening 74b so as to pass in the plate thickness direction.
  • each louver 74 since the outflow side opening 74b is formed on the leeward side as described above, the opening area Sb of the outflow side opening 74b is smaller than the opening area Sa of the inflow side opening 74a. Therefore, when the air passes between the adjacent louvers 74, the wind speed Vb of the air at the outflow side opening 74b is faster than the wind speed Va of the air at the inflow side opening 74a. As a result, the condensed water accumulated between the louvers 74 can be efficiently blown downwind and drained. As a result, it is possible to prevent the condensed water from accumulating in the vicinity of the outflow side opening 74b of the louver 74.
  • the first cut-up piece 75 is formed by cutting up a portion of each windward 70b of the fin 70 on the windward side of the louver 74 arranged on the windward side.
  • the second cut-up piece 76 is formed by cutting up a portion of each leeward portion 70b of the fin 70 on the leeward side of the louver 74 arranged on the most leeward side.
  • the pair of upper and lower first and second cut-up pieces 75 and 76 in each wind upper part 70b are arranged between the adjacent multi-hole pipes 63, and each of the first and second cut-up pieces 75 and 76 is cut.
  • the raised end abuts on the adjacent fins 70 to define the pitch between the adjacent fins 70.
  • the first rib 77 is a convex portion formed so as to extend in the horizontal direction from the upper side of each wind upper portion 70b of the fin 70 to the communication portion 70a, and reinforces the fin 70.
  • the first rib 77 of the present embodiment is formed by projecting a portion of the fin 70 above the louver 74 from the main surface 72 by press working or the like. As a result, the first rib 77 extends from the windward side to the leeward side between the louver 74 of each windward 70b and the notch 71 (multi-hole pipe 63) immediately above the louver 74.
  • the first rib 77 has a narrow portion 77a formed on the leeward side and a wide portion 77b formed on the leeward side.
  • the narrow portion 77a extends from the windward end of the windward 70b to just before the leeward end of the notch 71.
  • the wide portion 77b is formed wider in the vertical direction than the narrow portion 77a, and extends from the leeward end of the narrow portion 77a to the leeward end of the communication portion 70a.
  • the windward end 77c of the wide portion 77b which is the change point of the width in the vertical direction of the first rib 77, is located on the windward side of the leeward end of the notch 71 in the air passage direction. ..
  • the second rib 78 is a convex portion formed so as to extend in the horizontal direction from the lower side of each wind upper portion 70b of the fin 70 to the communication portion 70a, and reinforces the fin 70.
  • the second rib 78 of the present embodiment is formed by projecting a portion of the fin 70 below the louver 74 from the main surface 72 by press working or the like. As a result, the second rib 78 extends from the windward side to the leeward side between the louver 74 of each windward 70b and the notch 71 (multi-hole pipe 63) immediately below the louver 74.
  • the second rib 78 has a narrow portion 78a formed on the leeward side and a wide portion 78b formed on the leeward side.
  • the narrow portion 78a extends from the windward end of the windward 70b to just before the leeward end of the notch 71.
  • the wide portion 78b is formed wider in the vertical direction than the narrow portion 78a, and extends from the leeward end of the narrow portion 78a to the leeward end of the communication portion 70a.
  • the windward end 78c of the wide portion 78b which is the change point of the width in the vertical direction of the second rib 78, is located on the windward side of the leeward end of the notch 71 in the air passage direction. ..
  • the change points of the first and second ribs 78 are located on the leeward side of the leeward end of the notch 71 in the air passage direction. At the leeward end of the notch 71, stress tends to concentrate when the multi-hole pipe 63 is inserted into the notch 71, but by positioning the change points of the first and second ribs 78 as described above, the multi-hole It is possible to prevent the fin 70 from bending when the tube 63 is inserted into the notch 71.
  • a plurality of third ribs 79 are formed in the communication portion 70a of the fin 70.
  • Each third rib 79 has a portion between the wide portion 77b of the first rib 77 and the wide portion 78b of the second rib 78 in the communication portion 70a on the leeward side of each notch 71, which is mainly formed by press working or the like. It is formed so as to project from the surface 72.
  • the drainage property of the dew condensation water around the outflow side opening 74b of the louver 74 is improved, and it is possible to suppress the dew condensation water from accumulating in the vicinity of the outflow side opening 74b of the louver 74.
  • the fin 70 has a notch 71 into which the multi-hole pipe 63 is inserted on the windward side, and has a communication portion 70a extending continuously in the vertical direction on the leeward side.
  • first cut-up piece 75 and the second cut-up piece 76 are provided on the leeward side and the leeward side of the louver 74 of the fin 70, these first and second cut-up pieces 75 and 76 are used. , The pitch between adjacent fins 70 can be easily defined.
  • a first rib 77 and a second rib 78 extending from the windward side to the leeward side of the fin 70 are formed so as to project from the main surface 72.
  • the fin 70 in which the plurality of louvers 74 are cut and raised can be reinforced by the first and second ribs 77 and 78.
  • the condensed water adhering to the louver 74 may freeze. In that case, if the frozen dew condensation water blocks the outflow side opening 74b of the louver 74, the louver 74 may not function.
  • the drainage property of the dew condensation water adhering to the louver 74 is improved, it is possible to suppress the dew condensation water from freezing around the outflow side opening 74b of the louver 74. Therefore, when the outside air temperature is low, the drainage property of the condensed water can be improved and the decrease in heat exchange efficiency can be suppressed.
  • the fin 70 of the above embodiment has ribs 77 and 78 on the upper side and the lower side of the louver 74, respectively, but it is sufficient that the fin 70 has ribs on either the upper side or the lower side of the louver 74.

Abstract

熱交換器11は、複数の多穴管63と、複数の多穴管63が一方向に並べて取り付けられたフィン70と、を備える。フィン70は、隣り合う多穴管63の間において空気の通過方向に並んで配置された複数のルーバー74を有する。複数のルーバー74のうち過半数のルーバー74は、それぞれフィン70の一部分70cにおける風上側の一端70dを起点として、一部分70cの風下側の他端70eを切り起こして形成されている。

Description

熱交換器及び空気調和装置
 本開示は、熱交換器及び空気調和装置に関する。
 従来より、複数の多穴管と、複数の多穴管が取り付けられたフィンとを備え、多穴管の内部を流れる冷媒を、フィンと接触しながら流れる空気と熱交換させる熱交換器が知られている。この種の熱交換器では、フィンにおける隣り合う多穴管の間に、伝熱を促進するためのルーバーが形成されている。特許文献1の図7に記載されたルーバーは、フィンの一部分における風上側及び風下側の両端に切り込みを入れ、前記一部分における前記両端の間の部分を捩じることにより前記両端を切り起こして形成されている。
特開2015-31491号公報
 空気調和装置の冷媒回路には、冷媒を室外空気と熱交換させる室外熱交換器が設けられる。暖房運転中に蒸発器として動作している室外熱交換器では、室外熱交換器内を低い温度の冷媒が流れると、フィンの表面ならびにルーバーに結露水が発生する。特許文献1に記載された熱交換器では、熱交換効率を上げるために、熱交換器のフィンにルーバーが形成されている。特許文献1のようにルーバーの風上側に切り起こし端が形成されると、ルーバーの下流側に結露水が溜まってしまうことがある。このように結露水がルーバーの下流側に溜まることによってルーバーの開口周辺の通風抵抗が上がり、ルーバーの機能が低下してしまう。
 本開示は、ルーバーに付着した結露水の排水性を向上することができる熱交換器及び空気調和装置を提供することを目的とする。
 (1)本開示の熱交換器は、
 複数の多穴管と、前記複数の多穴管が一方向に並べて取り付けられたフィンと、を備える熱交換器であって、
 前記フィンは、隣り合う前記多穴管の間において空気の通過方向に並んで配置された複数のルーバーを有し、
 前記複数のルーバーのうち過半数のルーバーは、それぞれ前記フィンの一部分における風上側の一端を起点として、前記一部分の風下側の他端を切り起こして形成されている。
 このように構成された熱交換器では、過半数のルーバーの切り起こし端は風下側に形成されるので、ルーバーに付着した結露水は風下側の切り起こし端から風下側へ吹き飛ばされる。これにより、ルーバーの開口周辺の結露水の排水性が向上し、結露水がルーバーの開口付近に溜まるのを抑制することできる。
 (2)好ましくは、前記複数のルーバーの全てが、それぞれ前記一部分における風上側の一端を起点として、前記一部分の風下側の他端を切り起こして形成されている。
 このような構成によって、すべてのルーバーの開口周辺の結露水の排水性が向上し、結露水がルーバーの開口付近に溜まるのを抑制することできる。
 (3)好ましくは、前記フィンは、当該フィンの風上側に複数の切り欠きを有し、前記多穴管が、前記切り欠きに差し込まれている。
 (4)好ましくは、前記フィンは、当該フィンの前記複数のルーバーよりも風上側及び前記複数のルーバーよりも風下側においてそれぞれ切り起こされた一対の切り起こし片を有し、前記一対の切り起こし片は、隣り合う前記多穴管の間に配置されている。
 このような構成によって、一対の切り起こし片により、隣り合うフィン間のピッチを容易に規定することができる。
 (5)好ましくは、前記フィンは、前記ルーバーと前記多穴管との間において前記フィンの風上側から風下側に延びる凸部を有する。
 このような構成によって、複数のルーバーが切り起こされたフィンを凸部により補強することができる。
 (6)本開示の空気調和装置は、前記(1)~(5)のいずれかに記載の熱交換器を備える。
 このように構成された空気調和装置では、ルーバーに付着した結露水の排水性を向上することができる。
実施形態に係る熱交換器が採用された空気調和装置の概略構成図である。 室外ユニットの外観斜視図である。 室外熱交換器の概略斜視図である。 室外熱交換器における冷媒流れを説明するための構成図である。 図3に示す熱交換部の部分拡大図である。 多穴管が取り付けられたフィンの一部を多穴管の長手方向から見た図である。 多穴管が挿入される前のフィンの一部を示す図である。 フィンの風上部を風上側から見た図である。 図7のI-I矢視断面図である。 フィンのルーバーによる空気の流れを説明する図である。
 以下、実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
 図1は、実施形態に係る熱交換器としての室外熱交換器11が採用された空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房および暖房を行うことが可能な装置である。
 <空気調和装置の全体構成>
 空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、室内ユニット3a,3bと、液冷媒連絡管4およびガス冷媒連絡管5と、制御部23と、を備えている。空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路6は、室外ユニット2と室内ユニット3a,3bとが、液冷媒連絡管4及びガス冷媒連絡管5を介して接続されることによって構成されている。
 室外ユニット2は、室外(建物の屋上や建物の壁面近傍等)または地下室などに設置されており、冷媒回路6の一部を構成している。室外ユニット2は、主として、アキュムレータ7と、圧縮機8と、四路切換弁10と、室外熱交換器11と、膨張機構としての室外膨張弁12と、液側閉鎖弁13と、ガス側閉鎖弁14と、室外ファン15と、を有している。各機器7,8,10,11,15および弁12~14間は、冷媒管16~22によって接続されている。
 室内ユニット3a,3bは、室内に設置されており、冷媒回路6の一部を構成している。室内ユニット3aは、主として、室内膨張弁31aと、室内熱交換器32aと、室内ファン33aと、を有している。室内ユニット3bは、主として、膨張機構としての室内膨張弁31bと、室内熱交換器32bと、室内ファン33bと、を有している。
 液冷媒連絡管4は、一端が室外ユニット2の液側閉鎖弁13に接続され、他端が室内ユニット3a,3bの室内膨張弁31a,31bの液側端に接続されている。ガス冷媒連絡管5は、一端が室外ユニット2のガス側閉鎖弁14に接続され、他端が室内ユニット3a,3bの室内熱交換器32a,32bのガス側端に接続されている。
 制御部23は、室外ユニット2や室内ユニット3a,3bに設けられた制御基板等(図示せず)が通信接続されることによって構成されている。なお、図1において、制御部23は、便宜上、室外ユニット2及び室内ユニット3a,3bとは離れた位置に図示している。制御部23は、空気調和装置1(ここでは、室外ユニット2や室内ユニット3a,3b)の構成機器8,10,12,15,31a,31b,33a,33bの制御、すなわち、空気調和装置1全体の運転制御を行うようになっている。
 <空気調和装置の動作>
 次に、図1を用いて、空気調和装置1の動作について説明する。空気調和装置1では、冷房運転と暖房運転とが行われる。冷房運転では、圧縮機8、室外熱交換器11、室外膨張弁12および室内膨張弁31a,31b、室内熱交換器32a,32bの順に冷媒が流れる。暖房運転では、圧縮機8、室内熱交換器32a,32b、室内膨張弁31a,31bおよび室外膨張弁12、室外熱交換器11の順に冷媒が流れる。冷房運転および暖房運転は、制御部23によって行われる。
 冷房運転時には、四路切換弁10が室外放熱状態(図1の実線で示される状態)に切り換えられる。冷媒回路6において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機8に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機8から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁10を通じて、室外熱交換器11に送られる。室外熱交換器11に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器11において、室外ファン15によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。
 室外熱交換器11において放熱した高圧の液冷媒は、室外膨張弁12、液側閉鎖弁13および液冷媒連絡管4を通じて、室内膨張弁31a,31bに送られる。室内膨張弁31a,31bに送られた冷媒は、室内膨張弁31a,31bによって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。室内膨張弁31a,31bで減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器32a,32bに送られる。
 室内熱交換器32a,32bに送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器32a,32bにおいて、室内ファン33a,33bによって加熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。室内熱交換器32a,32bにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管5、ガス側閉鎖弁14、四路切換弁10およびアキュムレータ7を通じて、再び、圧縮機8に吸入される。
 暖房運転時には、四路切換弁10が室外蒸発状態(図1の破線で示される状態)に切り換えられる。冷媒回路6において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機8に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機8から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁10、ガス側閉鎖弁14およびガス冷媒連絡管5を通じて、室内熱交換器32a,32bに送られる。室内熱交換器32a,32bに送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器32a,32bにおいて、室内ファン33a,33bによって冷却源として供給される室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱され、その後に、室内に供給されることで室内の暖房が行われる。
 室内熱交換器32a,32bで放熱した高圧の液冷媒は、室内膨張弁31a,31b、液冷媒連絡管4および液側閉鎖弁13を通じて、室外膨張弁12に送られる。室外膨張弁12に送られた冷媒は、室外膨張弁12によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。室外膨張弁12で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器11に送られる。
 室外熱交換器11に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器11において、室外ファン15によって加熱源として供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。室外熱交換器11で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁10およびアキュムレータ7を通じて、再び、圧縮機8に吸入される。
 なお、暖房運転中に室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能している状態において、外気温度や室外熱交換器11を流れる冷媒の温度が所定運転状況条件を満たした場合には、室外熱交換器11に霜が付着する場合がある。当該霜が多く付着してしまうと、室外ファン15から供給される空気が、霜が付着した室外熱交換器11を通過する際に過大な通風抵抗を受けてしまい、熱交換効率が低下してしまうおそれがある。
 したがって、所定運転状況条件を満たした状態が所定時間以上続く等の予め定めたデフロスト判定条件が成立した場合には、制御部23は、四路切換弁10を室外放熱状態(図1の実線で示される状態)に切り換えて、デフロスト運転を行う。なお、デフロスト運転が所定時間行われデフロスト処理が終了すると、再び、制御部23は、四路切換弁10を室外蒸発状態(図1の破線で示される状態)に切り換えて、暖房運転を再開させる。
 <室外ユニットの構成>
 図2は、室外ユニット2の外観斜視図である。室外ユニット2は、ケーシング40の側面から空気を吸い込んでケーシング40の天面から空気を吹き出す上吹き型の熱交換ユニットである。室外ユニット2は、主として、略直方体箱状のケーシング40と、送風機としての室外ファン15と、冷媒回路6の一部を構成する冷媒回路構成部品と、を有している。冷媒回路構成部品は、圧縮機や室外熱交換器等の機器7、8、11、四路切換弁や室外膨張弁等の弁10、12~14、および冷媒管16~22等を含む。
 以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「前面」、「背面」は、特にことわりのない限り、図2に示される室外ユニット2を前方(図面の左斜前側)から見た場合の方向を意味している。
 ケーシング40は、主として、左右方向に延びる一対の据付脚41上に架け渡される底フレーム42と、底フレーム42の角部から鉛直方向に延びる支柱43と、支柱43の上端に取り付けられるファンモジュール44と、前面パネル45と、を有している。ケーシング40の側面(ここでは、背面および左右両側面)には、空気の吸込口40a,40b,40cが形成されている。ケーシング40の天面には、空気の吹出口40dが形成されている。
 底フレーム42は、ケーシング40の底面を形成しており、底フレーム42上には、室外熱交換器11が設けられている。ここで、室外熱交換器11は、ケーシング40の背面および左右両側面に面する平面視略U字形状の熱交換器であり、ケーシング40の背面および左右両側面を実質的に形成している。
 室外熱交換器11の上側には、ファンモジュール44が設けられており、ケーシング40の前面、背面および左右両面の支柱43よりも上側の部分と、ケーシング40の天面と、を形成している。ここで、ファンモジュール44は、上面および下面が開口した略直方体形状の箱体に室外ファン15が収容された集合体である。ファンモジュール44の天面の開口は、吹出口40dであり、吹出口40dには、吹出グリル46が設けられている。
 室外ファン15は、ケーシング40内において吹出口40dに面して配置されている。室外ファン15は、空気を吸込口40a,40b,40cからケーシング40内に取り込んで吹出口40dから排出させる送風機である。室外ファン15による吸込口40aからの空気の流れは、図3において矢印a1,a2で示す。室外ファン15による吸込口40bからの空気の流れは、図3において矢印b1,b2で示す。室外ファン15による吸込口40cからの空気の流れは、図3において矢印c1,c2で示す。前面パネル45は、前面側の支柱43間に架け渡されており、ケーシング40の前面を形成している。
 ケーシング40内には、室外ファン15および室外熱交換器11以外の冷媒回路構成部品(図2においては、アキュムレータ7、圧縮機8および冷媒管16~18を図示)も収容されている。ここで、圧縮機8およびアキュムレータ7は、底フレーム42上に設けられている。
 このように、室外ユニット2は、側面(ここでは、背面および左右両側面)に空気の吸込口40a,40b,40cと天面に空気の吹出口40dとが形成されたケーシング40と、ケーシング40内において吹出口40dに面して配置された室外ファン15と、ケーシング40内において室外ファン15の下側に配置された室外熱交換器11と、を有している。
 <室外熱交換器>
 図3は、室外熱交換器11の概略斜視図である。図4は、室外熱交換器11における冷媒流れを説明するための構成図である。室外熱交換器11は、冷媒と室外空気との熱交換を行う熱交換器であり、主として、第1ヘッダ集合管80と、第2ヘッダ集合管90と、複数の多穴管63と、複数のフィン70と、を有している。ここでは、第1ヘッダ集合管80、第2ヘッダ集合管90、多穴管63およびフィン70のすべてが、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されており、互いにロウ付け等によって接合されている。なお、多穴管63とフィン70の詳細構造については、後述する。
 第1ヘッダ集合管80および第2ヘッダ集合管90はいずれも、縦長中空の円筒形状の部材である。第1ヘッダ集合管80は、室外熱交換器11の一端側(ここでは、図3の左前端側)に設けられている。第2ヘッダ集合管90は、室外熱交換器11の他端側(ここでは、図3の右前端側)に設けられている。
 室外熱交換器11は、図3に示すように、上下に複数並んだ多穴管63に対してフィン70が固定されて構成された熱交換部60を有している。熱交換部60は、上段側の上段熱交換部60Aと、下段側の下段熱交換部60Bと、を有している。
 第1ヘッダ集合管80には、図4に示すように、その内部空間が水平方向に広がった仕切板81によって上下に仕切られることで、ガス側出入口連通空間80Aと液側出入口連通空間80Bが形成されている。ガス側出入口連通空間80Aには、対応する上段熱交換部60Aを構成する多穴管63が連通している。液側出入口連通空間80Bには、対応する下段熱交換部60Bを構成する多穴管63が連通している。
 第1ヘッダ集合管80のガス側出入口連通空間80Aには、冷房運転時に圧縮機8から送られる冷媒をガス側出入口連通空間80Aに送る冷媒管19(図1参照)が接続されている。
 第1ヘッダ集合管80の液側出入口連通空間80Bには、暖房運転時に室外膨張弁12から送られる冷媒を液側出入口連通空間80Bに送る冷媒管20(図1参照)が接続されている。
 第2ヘッダ集合管90は、その内部空間が上側から順に水平方向に広がった仕切板91,92,93,94によってそれぞれ上下に仕切られつつ、仕切板92と仕切板93の間に設けられたノズル付き区切板99によって上下に区切られている。これにより、第2ヘッダ集合管90には、上側から順に並んだ第1~第3上段折り返し連通空間90A,90B,90Cと、第1~第3下段折り返し連通空間90D,90E,90Fと、が形成されている。
 第1~第3上段折り返し連通空間90A,90B,90Cには、対応する上段熱交換部60Aにおける多穴管63が連通している。第1~第3下段折り返し連通空間90D,90E,90Fには、対応する下段熱交換部60Bにおける多穴管63が連通している。第3上段折り返し連通空間90Cと第1下段折り返し連通空間90Dとは、ノズル付き区切板99によって上下に区切られているが、ノズル付き区切板99において上下に貫通するように設けられたノズル99aを介して上下に連通している。
 第1上段折り返し連通空間90Aと第3下段折り返し連通空間90Fとは、第2ヘッダ集合管90に接続されている第1接続配管24を介して接続されている。第2上段折り返し連通空間90Bと第2下段折り返し連通空間90Eとは、第2ヘッダ集合管90に接続されている第2接続配管25を介して接続されている。
 以上の構成により、室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する場合には、冷媒管20から第1ヘッダ集合管80の液側出入口連通空間80Bに流入した冷媒は、液側出入口連通空間80Bに接続されている下段熱交換部60Bの多穴管63を流れる。下段熱交換部60Bの多穴管63に流れた冷媒は、第2ヘッダ集合管90の第1~第3下段折り返し連通空間90D、90E、90Fに流入する。
 第1下段折り返し連通空間90Dに流入した冷媒は、ノズル付き区切板99のノズル99aを介して第3上段折り返し連通空間90Cに流入する。第3上段折り返し連通空間90Cに流入した冷媒は、第3上段折り返し連通空間90Cに接続されている上段熱交換部60Aの多穴管63を介して、第1ヘッダ集合管80のガス側出入口連通空間80Aに流入する。
 第2下段折り返し連通空間90Eに流入した冷媒は、第2接続配管25を介して第2上段折り返し連通空間90Bに流入する。第2上段折り返し連通空間90Bに流入した冷媒は、第2上段折り返し連通空間90Bに接続されている上段熱交換部60Aの多穴管63を介して、第1ヘッダ集合管80のガス側出入口連通空間80Aに流入する。
 第3下段折り返し連通空間90Fに流入した冷媒は、第1接続配管24を介して第1上段折り返し連通空間90Aに流入する。第1上段折り返し連通空間90Aに流入した冷媒は、第1上段折り返し連通空間90Aに接続されている上段熱交換部60Aの多穴管63を介して、第1ヘッダ集合管80のガス側出入口連通空間80Aに流入する。第1ヘッダ集合管80のガス側出入口連通空間80Aにおいて合流した冷媒は、冷媒管19を介して室外熱交換器11の外部に流れていくことになる。
 室外熱交換器11が冷媒の放熱器として用いられる場合には、上記の室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する場合とは反対の冷媒流れとなる。
 <多穴管>
 図5は、図3に示す熱交換部60の部分拡大図である。図6は、多穴管63が取り付けられたフィン70の一部を多穴管63の長手方向から見た図である。多穴管63の長手方向に並べられた複数のフィン70には、複数の多穴管63が上下方向(一方向)に並べて取り付けられている。
 多穴管63は、上下方向に所定の間隔をあけて複数配列されている。多穴管63は、特に限定されないが、例えば、押し出し成形により形成された扁平管である。多穴管63は、伝熱面となる鉛直方向を向く上面および下面の扁平面63aと、冷媒が流れる複数の小さな通路63bと、を有している。複数の通路63bは、空気の通過方向に並んで設けられている。各通路63bの両端は、第1ヘッダ集合管80および第2ヘッダ集合管90に接続されている(図4参照)。
 <フィン>
 図7は、多穴管63が挿入される前のフィン70の一部を示す図である。フィン70は、空気の通過方向および上下方向に広がる板状部材であり、板厚方向に所定の間隔で複数配置されている(図5参照)。
 フィン70は、その風上側において上下方向に所定間隔をあけて形成された複数の切り欠き71を有している。切り欠き71は、フィン70の風上側の縁部から風下側に向けて風下側の縁部の手前まで水平方向に切り込まれて形成されている。切り欠き71の形状は、多穴管63の外形にほぼ一致しており、切り欠き71には、多穴管63が差し込まれた状態でロウ付けにより固定される(図6参照)。
 フィン70は、切り欠き71よりも風下側において上下方向に連続して延びる連通部70aと、連通部70aから空気の通過方向の風上側に延びる複数の風上部70bと、を有している。風上部70bは、隣り合う切り欠き71の間に形成されている。
 図8は、フィン70の風上部70bを風上側から見た図である。図9は、図7のI-I矢視断面図である。図7~図9に示すように、フィン70は、その主面72側に設けられた、ルーバー74、第1切り起こし片75、第2切り起こし片76、第1リブ77、第2リブ78、及び第3リブ79をさらに有している。
 ルーバー74は、フィン70の各風上部70bにおいて空気の通過方向に並んで複数配置されている。各ルーバー74は、風上部70bの一部分であって、第1リブ77と第2リブ78との間、かつ、第1切り起こし片75と第2切り起こし片76との間の領域において、矩形状の切り起こし部分70cに形成されている。矩形状の切り起こし部分70cは、長手方向が上下方向を向き、短手方向が空気の通過方向を向いている。
 暖房運転中に蒸発器として動作する室外熱交換器11では、室外熱交換器11内を低い温度の冷媒が流れると、フィン70の表面ならびにルーバー74に結露水が発生する。各ルーバー74は、結露水の排水性を向上するために、ルーバー74の風下側のみが開口するように、切り起こし部分70cを切り起こして形成されている。具体的には、各ルーバー74は、切り起こし部分70cの風上側の一端70dを起点として、切り起こし部分70cの風下側の他端70eを切り起こして形成されている。
 上記のように切り起こし部分70cを切り起こすことで、各ルーバー74は、風上側から風下側へ向かうにつれて、フィン70の主面72からの突出量が大きくなるように傾斜している。これにより、フィン70の各風上部70bに配置された全てのルーバー74の切り起こし端(他端70e)は風下側に形成されている。各ルーバー74の風上側(一端70d側)には、空気が流入する流入側開口74aが形成され、各ルーバー74の風下側(他端70e側)には、空気が流出する流出側開口74bが形成されている。
 図10は、フィン70のルーバー74による空気の流れを説明する図である。図10に示すように、互いに隣接するフィンにおいて、図中上側のフィン70の主面72に沿って流れる空気は、当該フィン70のルーバー74に沿って、図中下側のフィン70へ導かれる。図中下側のフィン70へ導かれた空気の一部は、当該フィン70の上面(主面72と反対側の面)に沿って流れる。また、図中下側のフィン70へ導かれた空気の他部は、当該フィン70のルーバー74の流入側開口74aから流出側開口74bに向かって板厚方向に通過するように流れる。これにより、フィン70の各風上部70bに配置された全てのルーバー74が風下側のみに開口していても、各ルーバー74の流入側開口74a及び流出側開口74bにより空気を通過させることができる。
 各ルーバー74では、上記のように流出側開口74bが風下側に形成されているので、流入側開口74aの開口面積Saよりも、流出側開口74bの開口面積Sbのほうが小さくなる。このため、隣り合うルーバー74間を空気が通過する際には、流入側開口74aでの空気の風速Vaよりも、流出側開口74bでの空気の風速Vbのほうが速くなる。これにより、ルーバー74間に溜まった結露水を効率的に風下側に吹き飛ばして排水することができる。その結果、結露水がルーバー74の流出側開口74b付近に溜まるのを抑制することできる。
 以上のように構成されたルーバー74により、隣り合う多穴管63の間において空気の流れが乱れるので、凹凸の無い平板状のフィンよりも、空気とフィン70との間の伝熱を促進することができる。
 第1切り起こし片75は、フィン70の各風上部70bにおいて、最も風上側に配置されたルーバー74よりも更に風上側の部分を切り起こして形成されている。第2切り起こし片76は、フィン70の各風上部70bにおいて、最も風下側に配置されたルーバー74よりも更に風下側の部分を切り起こして形成されている。これにより、各風上部70bにおける上下一対の第1及び第2切り起こし片75,76は、隣り合う多穴管63の間に配置され、第1及び第2切り起こし片75,76の各切り起こし端部が隣りのフィン70に当接することで、隣接するフィン70間のピッチを規定している。
 第1リブ77は、フィン70の各風上部70bの上側から連通部70aまで水平方向に延びて形成された凸部であり、フィン70を補強している。本実施形態の第1リブ77は、フィン70におけるルーバー74よりも上側の部分を、プレス加工等により主面72から突出させて形成されている。これにより、第1リブ77は、各風上部70bのルーバー74とその直上の切り欠き71(多穴管63)との間において風上側から風下側に延びている。第1リブ77は、風上側に形成された幅狭部77aと、風下側に形成された幅広部77bと、を有している。
 幅狭部77aは、風上部70bの風上側端部から切り欠き71の風下側端の手前まで延びている。幅広部77bは、幅狭部77aよりも上下方向に幅広に形成されており、幅狭部77aの風下側端から連通部70aの風下側端部まで延びている。これにより、第1リブ77における上下方向の幅の変化点である、幅広部77bの風上側端77cは、空気の通過方向において、切り欠き71の風下側端よりも風上側に位置している。
 第2リブ78は、フィン70の各風上部70bの下側から連通部70aまで水平方向に延びて形成された凸部であり、フィン70を補強している。本実施形態の第2リブ78は、フィン70におけるルーバー74よりも下側の部分を、プレス加工等により主面72から突出させて形成されている。これにより、第2リブ78は、各風上部70bのルーバー74とその直下の切り欠き71(多穴管63)との間において風上側から風下側に延びている。第2リブ78は、風上側に形成された幅狭部78aと、風下側に形成された幅広部78bと、を有している。
 幅狭部78aは、風上部70bの風上側端部から切り欠き71の風下側端の手前まで延びている。幅広部78bは、幅狭部78aよりも上下方向に幅広に形成されており、幅狭部78aの風下側端から連通部70aの風下側端部まで延びている。これにより、第2リブ78における上下方向の幅の変化点である、幅広部78bの風上側端78cは、空気の通過方向において、切り欠き71の風下側端よりも風上側に位置している。
 本実施形態では、第1及び第2リブ78の前記変化点は、空気の通過方向において、切り欠き71の風下側端よりも風上側に離れた位置にある。切り欠き71の風下側端は多穴管63を切り欠き71に差し込むときに応力が集中しやすいが、第1及び第2リブ78の前記変化点を上記のように位置させることで、多穴管63を切り欠き71に差し込むときにフィン70が折れ曲がるのを抑制することができる。
 第3リブ79は、フィン70の連通部70aにおいて複数形成されている。各第3リブ79は、各切り欠き71よりも風下側の連通部70aにおいて、第1リブ77の幅広部77bと第2リブ78の幅広部78bとの間の部分を、プレス加工等により主面72から突出させて形成されている。第3リブ79は、第1リブ77及び第2リブ78と共に、フィン70を補強している。
 <実施形態の作用効果>
 本実施形態によれば、フィン70の各風上部70bにおける全てのルーバー74が、切り起こし部分70cの風上側の一端70dを起点として、切り起こし部分70cの風下側の他端70eを切り起こして形成されている。このため、ルーバー74の切り起こし端(他端70e)は風下側に形成されるので、ルーバー74に付着した結露水は、風下側の切り起こし端から風下側へ吹き飛ばされる。これにより、ルーバー74の流出側開口74b周辺の結露水の排水性が向上し、結露水がルーバー74の流出側開口74b付近に溜まるのを抑制することできる。
 また、フィン70は、風上側に多穴管63が差し込まれる切り欠き71を有し、風下側に上下方向に連続して延びる連通部70aを有している。これにより、ルーバー74の流出側開口74b周辺から風下側に吹き飛ばされた結露水は、フィン70の連通部70aを伝ってフィン70の風下側へ導かれる。これにより、結露水の排水性をさらに向上させることができる。
 また、フィン70のルーバー74の風上側及び風下側には、第1切り起こし片75及び第2切り起こし片76が設けられているので、これらの第1及び第2切り起こし片75,76により、隣り合うフィン70間のピッチを容易に規定することができる。
 また、フィン70におけるルーバー74と多穴管63との間には、フィン70の風上側から風下側に延びる第1リブ77及び第2リブ78が主面72から突出して形成されている。これにより、複数のルーバー74が切り起こされたフィン70を、第1及び第2リブ77,78により補強することができる。
 また、外気温が低いときには、ルーバー74に付着した結露水が凍結してしまう場合がある。その場合、凍結した結露水がルーバー74の流出側開口74bを塞いでしまうと、ルーバー74が機能しなくなるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、ルーバー74に付着した結露水の排水性を向上させているため、ルーバー74の流出側開口74b周辺で結露水が凍結するのを抑制することができる。したがって、外気温が低いときには、結露水の排水性を向上させるとともに、熱交換効率の低下を抑制することもできる。
 <変形例>
 上記実施形態では、フィン70の各風上部70bに配置された複数のルーバー74の全てが、風下側を切り起こして形成されているが、これら複数のルーバー74のうちの過半数が、風下側を切り起こして形成されていればよい。
 上記実施形態のフィン70は、ルーバー74の上側及び下側にそれぞれリブ77,78を有しているが、ルーバー74の上側及び下側のいずれか一方にリブを有していればよい。
 本開示は、以上の例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 1 空気調和装置
 11 室外熱交換器(熱交換器)
 63 多穴管
 70 フィン
 70c 切り起こし部分(一部分)
 70d 一端
 70e 他端
 71 切り欠き
 74 ルーバー
 75 第1切り起こし片(切り起こし片)
 76 第2切り起こし片(切り起こし片)
 77 第1リブ(凸部)
 78 第2リブ(凸部)

Claims (6)

  1.  複数の多穴管(63)と、前記複数の多穴管(63)が一方向に並べて取り付けられたフィン(70)と、を備える熱交換器であって、
     前記フィン(70)は、隣り合う前記多穴管(63)の間において空気の通過方向に並んで配置された複数のルーバー(74)を有し、
     前記複数のルーバー(74)のうち過半数のルーバー(74)は、それぞれ前記フィン(70)の一部分(70c)における風上側の一端(70d)を起点として、前記一部分(70c)の風下側の他端(70e)を切り起こして形成されている、熱交換器。
  2.  前記複数のルーバー(74)の全てが、それぞれ前記一部分(70c)における風上側の一端(70d)を起点として、前記一部分(70c)の風下側の他端(70e)を切り起こして形成されている、請求項1に記載の熱交換器。
  3.  前記フィン(70)は、当該フィン(70)の風上側に複数の切り欠き(71)を有し、
     前記多穴管(63)が、前記切り欠き(71)に差し込まれている、請求項1又は請求項2に記載の熱交換器。
  4.  前記フィン(70)は、当該フィン(70)の前記複数のルーバー(74)よりも風上側及び前記複数のルーバー(74)よりも風下側においてそれぞれ切り起こされた一対の切り起こし片(75,76)を有し、
     前記一対の切り起こし片(75,76)は、隣り合う前記多穴管(63)の間に配置されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の熱交換器。
  5.  前記フィン(70)は、前記ルーバー(74)と前記多穴管(63)との間において前記フィン(70)の風上側から風下側に延びる凸部(77,78)を有する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の熱交換器。
  6.  請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の熱交換器を備える空気調和装置。
PCT/JP2020/039308 2019-11-14 2020-10-20 熱交換器及び空気調和装置 WO2021095452A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019205896A JP2021081079A (ja) 2019-11-14 2019-11-14 熱交換器及び空気調和装置
JP2019-205896 2019-11-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021095452A1 true WO2021095452A1 (ja) 2021-05-20

Family

ID=75912043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/039308 WO2021095452A1 (ja) 2019-11-14 2020-10-20 熱交換器及び空気調和装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2021081079A (ja)
WO (1) WO2021095452A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140083664A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Heat exchanger
JP2016102592A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 株式会社富士通ゼネラル 熱交換器
JP2019015410A (ja) * 2017-07-03 2019-01-31 ダイキン工業株式会社 熱交換器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140083664A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Heat exchanger
JP2016102592A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 株式会社富士通ゼネラル 熱交換器
JP2019015410A (ja) * 2017-07-03 2019-01-31 ダイキン工業株式会社 熱交換器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021081079A (ja) 2021-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112204312B (zh) 空气调节装置的室外机及空气调节装置
CN110612425B (zh) 热交换器
EP3745075B1 (en) Indoor heat exchanger and air conditioning device
WO2019004139A1 (ja) 熱交換器
JP6765528B2 (ja) 熱交換器、冷凍サイクル装置および空気調和機
CN114450546A (zh) 蒸发器和具有该蒸发器的冷冻循环装置
KR20150119982A (ko) 열교환기
WO2018056209A1 (ja) 熱交換器
WO2019239990A1 (ja) 室内熱交換器及び空気調和装置
US20200200477A1 (en) Heat exchanger and heat exchange unit including the same
JP2004069228A (ja) 熱交換器
WO2021095452A1 (ja) 熱交換器及び空気調和装置
WO2021234953A1 (ja) 熱交換器、熱交換器を備えた室外機、および、室外機を備えた空気調和装置
JP7130116B2 (ja) 空気調和装置
JP6987227B2 (ja) 熱交換器及び冷凍サイクル装置
JP7089187B2 (ja) 熱交換器及び空気調和装置
WO2020178966A1 (ja) ガスヘッダ、熱交換器及び冷凍サイクル装置
US20200200476A1 (en) Heat exchanger
WO2021234957A1 (ja) 熱交換器及び該熱交換器を備えた空気調和機
JP2015169358A (ja) 熱交換器
WO2018020552A1 (ja) 熱交換器および空気調和装置
KR100660967B1 (ko) 히트 펌프식 공기조화기의 실외 열교환기
CN109219723A (zh) 空调装置的室外机
JP6340583B2 (ja) 熱交換器
JP2021085537A (ja) 熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20887722

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20887722

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1