CN111801538A - 热交换器单元和使用它的空气调节机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有多个热交换器(1)的热交换器单元(100),多个热交换器(1)的各自包括:制冷剂流入的第1配管(6);与第1配管(6)的流出侧连通的第1集管流路;配置在第1集管流路的下游的第2集管流路;使第1集管流路与第2集管流路连通的多个制冷剂流路;和与第2集管流路的流出侧连通的第2配管(7)。另外,热交换器单元(100)包括:设置在多个热交换器(1)的至少任一者的第1配管(6)的第1流量调节部(81);和设置在多个热交换器(1)的至少任一者的第2配管(7)的第2流量调节部(82)。
Description
技术领域
本发明涉及将多个热交换器并联连接而构成的热交换器单元和使用它的空气调节机。尤其涉及热交换器为板翅片层叠型热交换器的情况下适合的热交换器单元和使用它的空气调节机。
背景技术
通常,空气调节机使由压缩机压缩了的制冷剂在冷凝器和蒸发器等的热交换器中循环,与空气进行热交换,由此来进行供冷或者供暖等。热交换器除了一个热交换器单独使用的情况以外,也有将多个热交换器组合而形成组件化的热交换器组使用的情况。在这样的情况下,优选使制冷剂在各热交换器中大致均等地流动,使各热交换器的热交换效率大致相同。
因此,在现有的热交换器单元中,以经由分配器将制冷剂分流,将制冷剂大致均等地供给到各热交换器的方式构成(例如,参照专利文献1)。
图13表示专利文献1中记载的现有的热交换器单元的概略结构。3个热交换器101并联连接,在制冷剂的分支部设置有分配器102。另外,在分配器102与其下游侧的热交换器101的入口配管部分之间设置有流量调节部103。并且,利用分配器102将制冷剂分流。并且,由流量调节部103进行制冷剂的流量调节、即调节压力损失(以下称为压损),向各热交换器101供给制冷剂。
通过上述的结构,将制冷剂大致均等地供给到各热交换器101。
在上述专利文献1所记载的结构中,通过分配器102分流了的制冷剂由流量调节部103进行流量调节而流入到各热交换器101。但是,如果出口配管的压损不同,则在多个热交换器101之间,入口的干燥度发生变化,分流量产生差异,有时不能向多个热交换器均等地分流。即,在热交换器入口部分如果由流量调节部103进行流量调节、换言之压损调节,虽然与没有进行压损调节的情况相比分流的均等化提高,但是该分流的均等化程度还不够充分,存在改善的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国专利第6104893号公报
发明内容
本发明提供一种提高制冷剂向多个热交换器被分流时的均等化程度,发挥良好的热交换性能的热交换器单元,和使用它的高性能的空气调节机。
具体而言,本发明的热交换器单元包括多个热交换器,其中,多个热交换器的各自包括:制冷剂流入的第1配管;与第1配管的流出侧连通的第1集管流路;配置在第1集管流路的下游的第2集管流路;使第1集管流路与第2集管流路连通的多个制冷剂流路;和与第2集管流路的流出侧连通的第2配管。并且包括:将制冷剂向多个热交换器各自的第1配管分流的分流部;将来自多个热交换器各自的第2配管的制冷剂合流的合流部;设置在多个热交换器的至少任一者的第1配管的第1流量调节部;和设置在多个热交换器的至少任一者的第2配管的第2流量调节部。
由此,调节流量调节部使得各热交换器的入口侧的压损和出口侧的压损成为等同的,则能够使制冷剂的干燥度和循环量等同,对各热交换器进行分配。因此,能够提高在热交换器间的制冷剂的分流的均等化度。即,能够使向各热交换器的制冷剂的均等分流更可靠,能够实现在多个热交换器间的热交换效率的均等化,能够使作为热交换器单元整体的热交换性能提高。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的热交换器单元的概略结构的图。
图2是从下方观察图1的热交换器单元的热交换器的分解立体图。
图3是构成图1的热交换器单元的热交换器的板翅片的平面图。
图4是将图3的板翅片的一部分放大表示的分解立体图。
图5是表示图1的热交换器单元的热交换器中的制冷剂流路部分的截面的立体图。
图6是表示图5的热交换器的集管流路部分的截面的立体图。
图7是表示本发明的实施方式2的热交换器单元的概略结构的图。
图8是表示图7中由a所示的部分的概略结构的图。
图9是本发明的实施方式3的空气调节机的制冷循环的图。
图10是表示从右侧观察该实施方式3的空气调节机时的截面结构的图。
图11是表示从上方观察该同实施方式3的空气调节机时的截面结构的图。
图12是表示关于实施方式3的空气调节机的热交换器的配置结构的图。
图13是表示现有的热交换器单元的概略结构的图。
具体实施方式
(本发明的基础知识)
本发明者等关于向多个热交换器的制冷剂的分流进行了深入的研究,其结果是得到了以下的知识。
本发明者们根据所进行的实验可知,多通型细径热交换器那样的、热交换器自身的内部压损较小的热交换器的情况下,热交换器之间的制冷剂的分流的均等化程度较低。因此,需要通过某种方法来改善分流的均等化程度。
作为多通型细径热交换器之一例如有板翅片层叠型热交换器。板翅片层叠型热交换器中,入口部分的集管(header)与出口部分的集管之间的传热流路的细径化容易,并且能够增加传热流路数量(通路数)。因此,作为空气调节机的室内用热交换器使用的情况下,能够获得较大的效果。
但是,本发明者们发现,将多个该板翅片层叠型热交换器并联连接,即使在各热交换器的入口侧设置流量调节部,将入口配管的压损调节为在多个热交换器之间成为等同的,如果出口配管的长度不等同,其压损在多个热交换器间变得不同时,不能实现向各热交换器的制冷剂的均等的分流。本发明者们关于其原因进行了以下的考察。即,在板翅片层叠型热交换器那样的多通型细径热交换器中,即使在热交换器的入口部进行了流量调节,由于热交换器自身的内部压损非常少,在出口配管产生的压损在多个热交换器之间不同时,受到该不同的影响而热交换器的入口的制冷剂的干燥度发生变化。然后,其结果是,制冷剂的分流时的均等化程度变低,不能实现均等的分流。
因此,即使通过使用对于传热流路的细径化和传热流路数(通路数)的增加有利的板翅片层叠型热交换器尝试提高热交换器的热交换效率,也无法充分地利用由传热流路的细径化和传热流路数(通路数)的增加产生的热交换效率的提高效果,不能获得良好的热交换性能。
因此,如专利文献1所记载,将多个热交换器相组合的热交换器单元在被用作室外机的情况下,多个热交换器分别面向不同的吹出口,因此,在多个热交换器间即使热交换效率稍微不同也没有问题。另一方面,将多个热交换器并联地组合的热交换器单元作为室内机以面向一个吹出口的方式使用时,热交换器间的热交换效率不同,直接导致热交换后的空气的温度差。因此,对使用者造成不舒适。因此,需要进一步提高向各热交换器的分流的均等化程度。
基于上述新的见解,本发明者进行了以下内容的公开。
本发明的一个方式的热交换器单元包括多个热交换器,其中,多个热交换器的各自包括:制冷剂流入的第1配管;与第1配管的流出侧连通的第1集管流路;配置在第1集管流路的下游的第2集管流路;使第1集管流路与第2集管流路连通的多个制冷剂流路;和与第2集管流路的流出侧连通的第2配管。并且包括:将制冷剂向多个热交换器各自的第1配管分流的分流部;将来自多个热交换器各自的第2配管的制冷剂合流的合流部;设置在多个热交换器的至少任一者的第1配管的第1流量调节部;和设置在多个热交换器的至少任一者的第2配管的第2流量调节部。
由此,调节流量调节部使得各热交换器的入口侧的压损和出口侧的压损成为等同的,则能够使制冷剂的干燥度和循环量等同,对各热交换器进行分配。因此,能够提高在热交换器间的制冷剂的分流的均等化度。即,能够使向各热交换器的制冷剂的均等分流更可靠,能够实现在多个热交换器间的热交换效率的均等化,能够使作为热交换器单元整体的热交换性能提高。
本发明的另一方式的热交换器单元,多个热交换器的各自是具有多个板翅片的板翅片层叠型热交换器,多个板翅片各自由2个板状部件重叠而构成,并且由形成在2个板状部件的至少任一者的凹状槽形成多个制冷剂流路,且具有配置第1集管流路和第2集管流路的至少任一者的集管区域。
由此,能够使上游的第1集管流路与下游的第2集管流路之间的传热流路细径化并使通路数增多。因此,能够形成热交换器自身的内部压损少的热交换器。另外,即使在这样的热交换器自身的内部压损少的情况下,也能够调节流量调节部并以在各热交换器间入口侧的压损和出口侧的压损成为等同的方式进行调节。因此,能够使制冷剂的干燥度和循环量等同地对各热交换器进行分配。由此,能够实现各热交换器的热交换效率的均等化,能够使作为热交换器单元整体的热交换效率提高。
本发明的另一方式的热交换器单元,可以是在制冷剂的分流部设置有分配器的结构。
由此,对于并联连接的多个热交换器能够将制冷剂大致均等地分配,能够使作为热交换器单元整体的热交换效率良好。
本发明的另一方式的热交换器单元可以构成为,在制冷剂的分流部设置有分支管,在比分支管靠上游侧,设置有具有比分支管的入口的管径小的管径的节流管。
由此,制冷剂通过节流管而将制冷剂的流速加速,以使紧接节流管之后的制冷剂的流动成为环状流的方式进行作用。因此,这样的制冷剂从分支管的入口流入,由此能够将制冷剂以大致同样的气液平衡分流,而对各热交换器供给。由此,能够使各热交换器的热交换效率大致均等,能够使作为热交换器单元整体的热交换效率良好。
本发明的一个方式的空气调节机,其包括室内机和室外机,该空气调节机中,室内机和室外机的至少任一者具有上述的热交换器单元。
由此,能够获得具有热交换效率高的热交换器单元、并且节能性高的高性能的空气调节机。
本发明的一个方式的空气调节机,其室内机室内机包括:壳体;配置在壳体内的热交换器单元;形成在壳体内的风路;和配置在风路的出口的吹出口。并且,热交换器单元的多个热交换器在风路内沿着横穿风路的第1方向并排设置。
由此,即使多个热交换器排列配置的情况下,能够使从室内机的吹出口吹出的空气的温度成为大致均匀的温度。因此,使用热交换效率高的翅片式层叠型热交换器使热交换性能提高,并且,能够获得来自吹出口的空气的温度不均少的、高效率且高品质的空气调节机。
本发明的另一方式的空气调节机可以构成为,在比并排设置的多个热交换器的在第1方向的一端靠外侧,配置分流部和合流部,多个热交换器各自的第1配管和第2配管配置于,集管区域的投影到与在风路流动的风的方向垂直的面上的、或者投影到垂直的、且与第1方向平行的面上的投影范围内。
由此,以横穿风路的方式并排设置的热交换器中,位于与合流部的相反侧分离的位置的热交换器的上游集管流路和下游集管流路所连接的第1配管和第2配管横穿风路。但是,横穿风路的第1配管和第2配管,位于热交换器的设置有上游集管流路和下游集管流路的至少任一者且不用于热交换的集管区域中。因此,能够抑制第1配管和第2配管横穿风路导致的热交换效率的降低。因此,能够充分利用热交换器具有的高热交换效率而获得节能性高的高性能的空气调节机。
以下,关于本发明的实施方式,参照附图进行说明。此外,实施方式中,以本发明的应用最有效果的板翅片层叠型热交换器为例进行说明,但本发明并不限定于此,也包括与以下的实施方式中说明的技术思想等同的热交换器的结构。
(实施方式1)
[1-1.结构]
图1是表示本发明的实施方式1的热交换器单元的概略结构的图。
如图1所示,本实施方式的热交换器单元100具有多个热交换器1(在本实施方式为两个热交换器1a、1b)。热交换器1a、1b在图1中的左右方向(第1方向)上并排设置。
热交换器1a、1b的各自如后文所述包括:第1集管流路28;配置在第1集管流路的下游的第2集管流路29;和使第1集管流路与第2集管流路连通的多个制冷剂流路31(图3参照)。
如图1所示,热交换器1a、1b各自具有经由入口配管2a、2b连通于第1集管流路28(图3参照)的流入配管6a、6b。另外,热交换器1a、1b各自具有经由出口配管3a、3b连通于第2集管流路29(图3参照)的流出配管7a、7b。入口配管2a和流入配管6a、以及入口配管2b和流入配管6b,分别构成热交换器1a、1b中的第1配管。出口配管3a和流出配管7a、以及出口配管3b和流出配管7b,分别构成热交换器1a、1b中的第2配管。
另外,热交换器单元100具有:向热交换器1a、1b各自中的第1配管6a、6b分流制冷剂的分流器(分流部)4;和将来自热交换器1a、1b各自中的第2配管7a、7b的制冷剂合流的合流器(合流部)5。由此,热交换器单元100构成为,从主配管70流入热交换器单元100中的制冷剂在热交换器1a、1b中并行地流动。换言之,热交换器1a、1b的制冷剂回路彼此并联地连接。
例如,热交换器1a、1b作为蒸发器使用的情况下,制冷剂由分流器4分支而流入第1配管6a、6b,并且在第2配管7a、7b中流动的制冷剂由合流器5合流。制冷剂从主配管70供给到热交换器单元100,从热交换器单元100流出而返回到主配管70。
在本实施方式中,热交换器1a、1b如图1所示以边界部分为基准相互左右对称,即构成为镜像的关系。
另外,在多个热交换器1a、1b的至少一个的第1配管设置有流量调节部81。另外,在多个热交换器1a、1b的至少一个的第2配管设置有流量调节部82。即,热交换器单元100在热交换器1的上游侧和下游侧的两者分别设置有至少一个流量调节部。
在本实施方式中,在热交换器1a、1b之中的、从分流器4至包含热交换器的合流器5为止的压损较小一者的热交换器的、流入配管6和流出配管7的双方,分别设置有流量调节部81和流量调节部82。在图1所示的例子中,右侧的热交换器1b的压损比左侧的热交换器1a的压损小。因此,在右侧的热交换器1b的流入配管6b设置有流量调节部81,而在其流出配管7b设置有流量调节部82。
流量调节部81例如由比流入配管6的管径小的管径的细径管构成。另外,流量调节部82例如由比流出配管7的管径小的管径的细径管构成。流量调节部81以从左右两个热交换器1a、1b的各自至分流器4的入口配管2a、2b的配管压损实质上等同的方式构成。同样地,流量调节部82以从左右两个热交换器1a、1b的各自至合流器5的出口配管3a、3b的配管压损实质上等同的方式构成。此外,为了从热交换器1a、1b至合流器5的入口配管2a、2b的配管压力实质上等同,流量调节部81用比流入配管6的管径大的管径的粗径管构成。另外,为了从热交换器1a、1b至合流器5的出口配管3a、3b的配管压损实质上等同,流量调节部82用比流出配管7的管径大的管径的粗径管构成。即,关于第1配管和第2配管,能够通过使各自的一部分管径与其它部分的管径不同,而构成流量调节部81和流量调节部82。
此外,在本实施方式中,表示了流量调节部81和流量调节部82仅设置于多个热交换器1a、1b之中的、从分流器4至包含热交换器1a、1b的合流器5的压损较小一者的热交换器的情况。但是,流量调节部81和流量调节部82也可以设置在热交换器1a、1b的各自的流入配管6a、6b和流出配管7a、7b。即,可以对于多个热交换器1a、1b的各自进行压损的调节。
图2是从下方看图1的热交换器单元的热交换器的分解立体图。
在本实施方式中,热交换器单元100的热交换器1(1a、1b)为板翅片层叠型热交换器。
热交换器1如图2所示包括:多个板翅片21层叠而构成的板翅片层叠体22;成为制冷剂的入口的入口配管2;和成为制冷剂的出口的出口配管3。
此外,入口配管2和出口配管3,在热交换器1a、1b作为蒸发器使用的情况下和作为冷凝器使用的情况下,制冷剂出入的方向变成相反的。在本实施方式中,以热交换器1a、1b作为蒸发器使用的情况为例进行说明。因此,作为第1配管特定为入口配管2a、2b,作为第2配管特定为出口配管3a、3b来进行说明。
板翅片21为长方形的板状。在板翅片层叠体22的层叠方向的两侧(图2中为左侧和右侧)设置有端板23、24。端板23、24由平板构成。端板23、24的俯视时的形状与板翅片21的在图3所示的俯视图中的形状实质上相同。端板23、24由具有刚性的板材形成。端板23、24例如通过铝、铝合金和不锈钢等的金属材料通过磨削并进行金属加工而形成。
端板23、24和多个板翅片21在它们被层叠了的状态下通过钎焊而彼此接合形成一体化。
另外,在本实施方式中,板翅片层叠体22的两侧的端板23、24的各自通过螺栓和螺母、或者铆销轴等的连结部件25与板翅片层叠体22连结,并且被固定。连结部件25在端板23、24的俯视时的长边方向的两端将端板23、24与板翅片层叠体22连结。即,板翅片层叠体22的两侧的端板23、24以夹持着板翅片层叠体22的状态与板翅片层叠体22机械性地连结,并且被固定。
图3是构成图1的热交换器单元的热交换器的板翅片的平面图。
图4是将图3的板翅片的一部分放大地表示的分解立体图。
如图3所示,板翅片21具有制冷剂流路31。制冷剂流路31由相互并行地配置的、在内部流动作为第1流体的制冷剂的、多个制冷剂流路(第1制冷剂流路31a、第2制冷剂流路31b)构成。即,制冷剂流路31由一组的第1制冷剂流路31a和第2制冷剂流路31b构成。即,制冷剂流路31配置成大致U字状。具体而言,在图3中,制冷剂在第1制冷剂流路31a的内部从左侧向右侧流动并在右端折返,并且在第2制冷剂流路31b的内部从右侧向左侧流动。与此相连的入口配管2和出口配管3归总在板翅片层叠体22的一方侧(图2中的右侧)的端板23a的长边方向的一端部侧而配置。
如图3所示,板翅片21具有并行地配置的多个传热流路(以下称为制冷剂流路31)。制冷剂流路31与上游集管流路(第1集管流路)28和下游集管流路(第2集管流路)29相连。与多个制冷剂流路31相连的上游集管流路28和下游集管流路29归总于板翅片21的长边方向的一端部侧而配置。此外,上游集管流路28和下游集管流路29也可以在板翅片21的长边方向的两端部侧彼此分开地配置。
另外,如图3所示,配置有集管流路的区域作为集管区域H,配置有制冷剂流路31的区域作为流路区域P。
上游集管流路28在热交换器1作为蒸发器使用的情况下,成为制冷剂的入口,在热交换器1作为冷凝器使用的情况下成为制冷剂的出口。另一方面,下游集管流路29与其相反。即,下游集管流路29在热交换器1作为蒸发器使用的情况下成为制冷剂的出口,在热交换器1作为冷凝器使用的情况下成为制冷剂的入口。
如图4所示,板翅片21通过一对第1板状部件26a和第2板状部件26b相向地配置,并且彼此通过钎焊接合而构成。多个制冷剂流路31如上所述,形成为大致U字状。
图5是表示表示图1的热交换器单元的热交换器中的制冷剂流路部分的截面的立体图。
图6是表示图5的热交换器的集管流路部分的截面的立体图。
如图5、图6所示,多个板翅片21层叠,构成形成热交换器1的主体的板翅片层叠体22。
在板翅片21中,在板翅片21的俯视时的长边方向的两端部以及制冷剂流路31之间,适当地设置有多个突起27(参照图3)。在板翅片21彼此之间,由多个突起27形成间隙d(参照图5和图6),作为第2流体的空气在间隙d中流动。
此外,制冷剂流路31由形成于第1板状部件26a和第2板状部件26b的凹状槽形成。因此,能够容易地将制冷剂流路31细径化。此外,制冷剂流路31也可以由设置于第1板状部件26a和第2板状部件26b的至少任一者的凹状槽构成。
另外,制冷剂流路31包括:与上游集管流路28相连的上游集管流路侧制冷剂流路(第1制冷剂流路)31a;和与下游集管流路29相连的下游集管流路侧制冷剂流路(第2制冷剂流路)31b。此外,在本实施方式中,第1集管流路28与第1制冷剂流路31a经由通路部34a连通,第2集管流路29与第2制冷剂流路31b经由通路部34b连通。
在第1制冷剂流路31a与第2制冷剂流路31b之间配置有狭缝槽35(参照图3)。狭缝槽35如图3所示,从板翅片21的配置有上游集管流路28和下游集管流路29一侧的端部(图3的左侧)形成至制冷剂流路31的折返部分的附近。利用狭缝槽35能够防止第1制冷剂流路31a与第2制冷剂流路31b之间的直接的热移动。
另外,第2制冷剂流路31b的个数比第1制冷剂流路31a的个数多。并且,在下游集管流路29的与通路部34b相对的部分配置有无孔部36,没有形成制冷剂流路。由此,在热交换器1作为冷凝器使用时,从下游集管流路29向第2制冷剂流路31b流动的制冷剂与无孔部36的壁部36a碰撞,向第2制冷剂流路31b均等地流动。
[1-2.动作]
关于如上所述构成的热交换器单元100说明其动作和作用。
在此,关于热交换器单元100的热交换器1a、1b作为蒸发器使用的情况进行说明。
作为第1流体的制冷剂从设置于热交换器1a、1b的各个入口侧(上游侧)的入口配管2a、2b流入到热交换器1a、1b。制冷剂经由上游集管流路28流入到在构成板翅片层叠体22的多个板翅片21的各自所设置的第1制冷剂流路31a。制冷剂在多个第1制冷剂流路31a的长边方向上并行地流动,并U型掉头折返,在多个第2制冷剂流路31b的长边方向上并行地流动。之后,制冷剂经由下游集管流路29通过设置于热交换器1a、1b的出口侧(下游侧)的出口配管3a、3b而流出。
另一方面,与制冷剂(第1流体)进行了热交换的空气(第2流体)穿过在构成板翅片层叠体22的板翅片21彼此之间形成的间隙d(参照图5和图6)。由此,进行作为第1流体的制冷剂与作为第2流体的空气之间的热交换。
像这样,热交换器1a、1b进行制冷剂与空气之间的热交换。另外,制冷剂被热交换器1的入口侧(上游侧)的分流器4分流,从2个入口配管2a、2b分别被供给到热交换器1a、1b内。并且,通过了热交换器1a、1b的制冷剂从出口配管3a、3b被排出,之后由合流器5合流。
在此,将多个(本实施方式中为2台)热交换器1并列地配置使用的情况下,制冷剂被分配到各热交换器。这时,优选向各热交换器1a、1b流入的制冷剂的干燥度是等同的。另外,优选向各热交换器流入的制冷剂的流量是均等的。
但是,热交换器1a、1b各自中的流入配管6的长度彼此不同的情况下,或者,热交换器1a、1b各自中的流出配管7的长度彼此不同的情况下,认为在热交换器1a、1b中的压力损失彼此不同。因此,分流器4、合流器5和热交换器1a、1b像这样配置的情况下,向各热交换器流入的制冷剂的干燥度和流量平衡被破坏。
例如,在上述的现有技术例中,仅在入口配管侧、即热交换器的上游侧设置流量调节部来进行了压力的调节。并且,在上述的现有技术例子中,由于使用的热交换器中的制冷剂流路31部分的压损非常小,因此流入到入口配管的制冷剂分别受到出口配管侧(下游侧)的配管压力的不同的影响。因此,流入到各个热交换器的制冷剂的干燥度在每一个热交换器变得不同。因此,不能以流入到各热交换器的制冷剂的流量成为均等的方式来分流。即,流入制冷剂的分流时的均等化程度变低,不能向各热交换器进行均等地分流。
相对于此,在本实施方式中,不仅在热交换器1a、1b的上游侧、而且在出口配管3a、3b侧(下游侧)也设置有流量调节部82。即,在热交换器1a、1b的入口侧和出口侧的两者进行压力的调节。由此,热交换器1a、1b的入口侧的压损变得等同,并且能够使热交换器1a、1b的出口侧的压损也等同。因此,能够使在热交换器1a、1b的入口的各自的制冷剂的状态、即制冷剂的干燥度等同。由此,制冷剂能够相对于多个热交换器1a、1b均等地分流。即,能够使制冷剂分流的均等化率大幅提高,将制冷剂分流,使其均等地向热交换器1a、1b流入。
因此,能够提高热交换器1a、1b中的热交换效率的均等化率,并能够使作为热交换器单元整体的热交换性能提高。
在本实施方式中,例示的板翅片层叠型热交换器具有多个将上游集管流路28与下游集管流路29相连的第1制冷剂流路31a和第2制冷剂流路31b(通路数较多)。因此,制冷剂流路31整体的压损、即作为热交换器的内部压损低至翅片管式热交换器的内部压损的十几分之一程度。因此,即使对入口配管2a、2b侧(上游侧)的压力进行了调节的情况下,从入口配管2a、2b流入的制冷剂的干燥度,受到出口配管3a、3b侧(下游侧)的配管压力的不同的影响,在每个热交换器1a、1b中变得不同。因此,不能将制冷剂均等地对多个热交换器1a、1b分流。
但是,在本实施方式中,在出口配管3a、3b侧(下游侧)也设置有流量调节部82。由此,在制冷剂的入口侧和出口侧都能够进行压力调节,能够使热交换器1a、1b的入口侧的压损等同,并且能够使出口侧的压损也等同。由此,由于能够使流入到热交换器1a、1b的制冷剂的干燥度等同,因此能够将制冷剂相对于热交换器1a、1b均等地分流。
因此,如本实施方式所示,即使作为构成热交换器单元100的多个热交换器1a、1b使用了板翅片层叠型热交换器的情况下,也能够提高向各热交换器1a、1b流入的制冷剂的分流的均等化程度,使作为热交换器单元整体的热交换性能提高。
如上所述,通过作为热交换器1a、1b使用板翅片层叠型热交换器,能够实现上游集管流路28与下游集管流路29之间的制冷剂流路31的细径化,使制冷剂流路31的通路数增多,能够使热交换器1a、1b中的热交换效率提高。另外,本实施方式的热交换器单元100,能够使制冷剂向与多个热交换器1a、1b连通的多个配管均等地分流而向热交换器1a、1b流入。因此,能够实现具有良好的热交换性能的热交换器单元100。
[1-3.效果等]
如以上所述,在本实施方式中,是具有热交换器1a和热交换器1b的热交换单元100,该热交换单元100包括:与供给制冷剂的主配管70连接,并将制冷剂向第1配管6a和第1配管6b分支的分流器4;将从热交换器1a供给的制冷剂供给到主配管70的第2配管7a;将从热交换器1b供给的制冷剂供给到主配管70的第2配管7b;与第2配管7a、第2配管7b和主配管70连接的、将从第2配管7a和第2配管2b供给的制冷剂供给到主配管70的合流器5。
第1配管6a将由分流器4分流了的制冷剂供给到热交换器1a,第1配管6b将由分流器4分流了的制冷剂供给到热交换器1b。
热交换器1a具有第1集管流路28a和第2集管流路29a,热交换器1b具有第1集管流路28a和第2集管流路29b。
第1配管6a与第1集管流路28a连接,第1配管6b与第1集管流路28b连接,第2配管7a与第2集管流路29a连接,第2配管7b与第2集管流路29b连接。
在第1配管6a和第1配管6b的至少一者配置第1流量调节部81,在第2配管7a和第2配管7b的至少一者配置第2流量调节部82。
第1流量调节部81和第2流量调节部82分别对在配管流动的制冷剂的流量进行调节。
由此,如果调节第1流量调节部81和第2流量调节部82使各热交换器1a、1b的入口侧的压损和出口侧的压损变成等同的,则能够使制冷剂的干燥度和循环量等同,对各热交换器1a、1b进行分配。因此,能够提高在热交换器1a、1b之间的制冷剂的分流的均等化度。因此,能够使向各热交换器1a、1b的制冷剂的均等分流更可靠,实现热交换效率的均等化,能够使作为热交换器单元100整体的热交换性能提高。
(实施方式2)
图7是表示本发明的实施方式2的热交换器单元的概略结构的图。图8是表示在图7中由a表示的部分的概略结构的图。
如图7所示,本实施方式的热交换器单元110为,在热交换器1a、1b的入口配管2a、2b的上游侧部分设置有分支管9,使流入到热交换器单元110的制冷剂向热交换器1a、1b分支的结构。另外,在分支管9的入口侧(上游侧)设置有节流管10。
其他的结构和热交换器1a、1b自身的结构与实施方式1是相同的,对于相同的部分标注相同的附图标记而省略说明。
如图7所示,在向多个热交换器1a、1b各自的第1配管6a、6b分流制冷剂的分流部设置有分支管9。在本实施方式中,作为分支管9使用了分支为2支的Y分支管。另外,如图8所示,在分支管9的入口侧(上游侧)设置有比分支管9的入口的入口管9a的管径小的管径的节流管10。
在本实施方式中,从分支管9的入口管9a流入的制冷剂由位于其上游侧的节流管10节流而流速加快,形成环状流。因此,在分支管9(Y分支管)中,能够使制冷剂均等地分流。由此,对于热交换器1a、1b能够供给大致相同的气液平衡的制冷剂。因此,能够使热交换器1a、1b的热交换效率变得大致均等,能够使作为热交换器单元110整体的热交换效率良好。
另外,如本实施方式所示,通过使分支管9为Y分支管,即使分支管9以稍微倾斜了的状态被设置,在分流时制冷剂不容易受到重力的影响。因此,由节流管10节流,通过分支管9被分流了的制冷剂,能够不破坏其气液分离比率地将制冷剂供给到热交换器1a、1b。由此,能够更加可靠地提高各热交换器1a、1b的热交换效率,使作为热交换器单元110整体的热交换效率良好。
此外,代替上述的分支管(Y分支管)9和节流管10的组合,也可以在第1配管6a、6b的上游侧设置分配器。通过设置分配器,能够相对于并联地连接的多个热交换器1a、1b的各自大致均等地分配制冷剂。因此,能够使作为热交换器单元110整体的热交换效率良好。
(实施方式3)
[3-1.结构]
图9是本实施方式3的空气调节机的制冷循环图。
本实施方式的空气调节机200使用实施方式1和实施方式2中所示的任意者的热交换器单元来构成。
如图9所示,空气调节机200包括室外机51和与室外机51连接的室内机52而构成。
在室外机51设置有:压缩制冷剂的压缩机53;根据供冷运转和供暖运转而切换制冷剂回路的四通阀54;进行制冷剂与外部空气之间的热交换的室外热交换器55;对制冷剂进行减压的减压器56;和室外风机59。
另外,在室内机52设置有在制冷剂与室内空气之间进行热交换的室内热交换器57和室内风机58。
连结压缩机53、四通阀54、室内热交换器57、减压器56和室外热交换器55,构成制冷剂流动的制冷剂回路,由此形成热泵式制冷循环。
图10是表示从右侧观察实施方式3的空气调节机的室内机时的截面结构的图。此外,图11是表示从上侧观察实施方式3的室内机时的截面结构的图。
如图10所示,室内热交换器57包括:壳体64;配置在壳体64内的热交换器单元60;在壳体64内构成的热交换用送风通路(风路)62。作为热交换器单元60,能够使用实施方式1和2中所示的任意者的热交换器单元100、110。在风路62的出口配置有吹出口61。另外,在风路的入口配置有吸入口63。
如图10和图11所示,构成热交换器单元60的室内热交换器57配置在风路62内。另外,如图11所示,室内热交换器57通过沿着横穿风路62的第1方向并排设置热交换器1a、1b而构成。在本实施方式中,室内热交换器57配置在风路62的整个宽度上。具体而言,热交换器1a、1b在室内机52的俯视时以面对一个吹出口61的方式在图11的左右方向上排列配置。
本实施方式的制冷剂回路中,能够将四氟丙烯或者三氟丙烯、以及二氟甲烷、五氟乙烷或者四氟乙烷以单体作为制冷剂使用,或者分别将2种成分混合或将3种成分混合作为制冷剂使用。
[3-2.动作]
如以上所述构成的空气调节机200通过将四通阀切换,能够切换供冷运转与供暖运转。
在供冷运转时,四通阀54以压缩机53的排出侧与室外热交换器55连通的方式进行切换。由此,通过压缩机53压缩了的制冷剂成为高温高压的制冷剂,通过四通阀54而被输送到室外热交换器55。并且,制冷剂通过与外部空气进行热交换而放热并且冷凝,变成高压的液态制冷剂,向减压器56被输送。制冷剂通过减压器56被减压而成为低温低压的二相制冷剂,向室内机52输送。在室内机52,制冷剂流入室内热交换器57。并且,制冷剂通过与室内空气进行热交换而吸热并且蒸发气化变成低温的气体制冷剂。这时,室内空气通过与制冷剂进行热交换而被冷却,对室内进行供冷。并且,从室内热交换器57流出的制冷剂返回室外机51,经由四通阀54返回压缩机53。
另一方面,在供暖运转时,四通阀54以压缩机53的排出侧与室内机52连通的方式被切换。由此,通过压缩机53被压缩了的制冷剂成为高温高压的制冷剂而通过四通阀54,输送到室内机52。高温高压的制冷剂进入室内热交换器57,与室内空气进行热交换而放热,被冷却。由此,制冷剂冷凝,变成高压的液态制冷剂。这时,室内空气与制冷剂进行热交换而被加热,对室内进行供暖。之后,制冷剂被输送到减压器56,在减压器56中被减压而变成低温低压的二相制冷剂,被输送到室外热交换器55。在室外热交换器55中,制冷剂与外部空气进行热交换而蒸发气化,经由四通阀54向压缩机53返回。
本实施方式的空气调节机200,在构成室内机的热交换器单元60中,热交换器1a、1b的热交换效率不会不一致而是均等化的。因此,能够使从吹出口61吹出的冷风或者暖风的温度在吹出口的宽度方向上大致是均匀的。因此,即使作为热交换器1a、1b使用了翅片式层叠型热交换器的情况下,也能够降低吹出的空气的温度不均,提高可靠性,获得高品质的空气调节机200。
另外,通过作为热交换器1a、1b使用翅片式层叠型热交换器,能够实现制冷剂流路31的细径化和制冷剂流路31的通路数的多通化。由此,能够提高热交换器1a、1b的热交换效率,能够获得节能性高的高性能的空气调节机200。
此外,在本实施方式中,例示了对于室内机52使用实施方式1和2中所示的任意者的热交换器单元100、110的例子,但也可以是用于室外机51和室内机52的至少任一者的结构。由此,对于室外热交换器55和室内热交换器57的至少任一者,能够提高热交换效率,能够提高空气调节机200的节能性。
(实施方式4)
图12是表示关于实施方式3的空气调节机的热交换器的配置结构的图。
本实施方式中,关于空气调节机200的室内机52中的、多个热交换器1a、1b的第1配管6和第2配管7的配置的详细情况进行说明。
在实施方式3所说明的空气调节机200中,在室内机52的壳体64内,如图10所示,以多个热交换器1a、1b在倾斜的状态下配置的情况为例进行说明。热交换器1a、1b之中,一方的热交换器1的、与上游集管流路28连接的入口配管2(第1配管6)、和与下游集管流路29连接的出口配管3(第2配管7),按图12所示方式配置。即,热交换器1(1a、1b)的一方的热交换器1的第1配管6和第2配管7配置于,将热交换器1的配置上游集管流路28和下游集管流路29的集管区域H投影于与和空气的流动B(图10和图12参照)大致平行的方向垂直的面的投影范围W内。
此外,热交换器1(1a、1b)的一方的热交换器1的第1配管6和第2配管7也可以配置于,将热交换器1的配置上游集管流路28和下游集管流路29的集管区域H投影于垂直的且与第1方向平行的面内的投影范围W内。
例如,关于沿着第1方向(图11中的左右方向)并排设置的热交换器1a、1b,在左右任意一方侧设置有向第1配管6a和第1配管6b分流制冷剂的分流部(分流器4或者分支管9)、以及将来自第2配管7a和第2配管7b的制冷剂合流的合流部(合流器5)的情况下,位于与设置有这些分流部和合流部一侧的相反侧分离的位置的热交换器1的第1配管6和第2配管7,沿着热交换器1a、1b并排设置的方向(第1方向)延伸设置。因此,该第1配管6和第2配管7配置在设置有上游集管流路28和下游集管流路29的至少任一者的集管区域H的、上述投影范围W内。
以横穿风路62的方式沿着第1方向并排设置的热交换器1a、1b之中,位于与设置有将制冷剂向第1配管6a和第1配管6b分流的分流部(分流器4或者分支管9)、以及将来自第2配管7a和第2配管7b的制冷剂合流的合流部(合流器5)的一侧的相反侧分离的位置的、热交换器1的第1配管6和第2配管7横穿风路62。但是,通过上述的结构,该第1配管6和第2配管7位于热交换器1a、1b的、设置有上游集管流路28和下游集管流路29而不用于热交换的、集管区域H的尾流范围(集管区域H的背后)。因此,能够将第1配管6和第2配管7横穿风路62(通风阻碍)而产生的热交换效率的降低抑制为最小限度。
由此,能够充分利用热交换器1a、1b具有的高热交换效率,能够获得节能性高的高性能的空气调节机200。
并且,横穿风路62的第1配管6和第2配管7被配置在集管区域H的上述投影范围W内即可,第1配管6和第2配管7能够使其管径增大至集管区域H的投影面范围W。因此,在热交换器1作为冷凝器使用的情况下,能够使该第1配管6和第2配管7作为制冷剂的液体池发挥功能。
此外,在本实施方式中,使第1配管6和第2配管7的配置位置在设置有上游集管流路28和下游集管流路29的两者的集管区域H的投影面范围W内。但是,在上游集管流路28和下游集管流路29分开设置于板翅片21的两端的情况下,可以是设置有任一者的集管区域H的投影面范围W内。
以上,关于本发明的热交换器单元和使用它的空气调节机使用上述实施方式进行了说明,但是本发明并不限定于此。即,所公开的实施方式的全部内容均为例示,而不应该认为是限定性的内容。并且,本发明的范围并不是上述的说明,而是权利要求的范围所示的范围,也包括在与权利要求的范围等同的意义和范围内的全部的变更。
工业上的可利用性
本发明能够提供使并联连接的多个热交换器的各自的热交换效率均等化,并且能够发挥良好的热交换性能的热交换器单元,和使用它的节能性高的高性能的空气调节机。由此,能够适用于家庭用和工业用的各种热交换器以及空调等的空气调节机。
附图标记说明
1、1a、1b 热交换器
2、2a、2b 入口配管(第1配管)
3、3a、3b 出口配管(第2配管)
4 分流器(分流部)
5 合流器(合流部)
6、6a、6b 流入配管(第1配管)
7、7a、7b 流出配管(第2配管)
81 流量调节部(第1流量调节部)
82 流量调节部(第2流量调节部)
9 分支管
9a 入口管
10 节流管
21 板翅片
22、22a、22b 板翅片层叠体
23、23a、23b 端板
24、24a、24b 端板
25 连结部件
26a 第1板状部件
26b 第2板状部件
27 突起
28、28a、28b 上游集管流路(第1集管流路)
29、29a、29b 下游集管流路(第2集管流路)
31 制冷剂流路
31a 上游集管流路侧制冷剂流路(第1制冷剂流路)
31b 下游集管流路侧制冷剂流路(第2制冷剂流路)
34a、34b 通路部
35 狭缝槽
36 无孔部
36a 壁部
51 室外机
52 室内机
53 压缩机
54 四通阀
55 室外热交换器
56 减压器
57 室内热交换器
58 室内风机
59 室外风机
60 热交换器单元
61 吹出口
62 热交换用风路(风路)
63 吸入口
64 壳体
70 主配管
100、110 热交换器单元
200 空气调节机。
Claims (7)
1.一种热交换器单元,其包括多个热交换器,所述热交换器单元的特征在于:
所述多个热交换器的各自包括:
制冷剂流入的第1配管;
与所述第1配管的流出侧连通的第1集管流路;
配置在所述第1集管流路的下游的第2集管流路;
使所述第1集管流路与第2集管流路连通的多个制冷剂流路;和
与所述第2集管流路的流出侧连通的第2配管,
所述热交换器单元包括:
将所述制冷剂向所述多个热交换器各自的所述第1配管分流的分流部;
将来自所述多个热交换器各自的所述第2配管的所述制冷剂合流的合流部;
设置在所述多个热交换器的至少任一者的所述第1配管的第1流量调节部;和
设置在所述多个热交换器的至少任一者的所述第2配管的第2流量调节部。
2.如权利要求1所述的热交换器单元,其特征在于:
所述多个热交换器的各自是具有多个板翅片的板翅片层叠型热交换器,
所述多个板翅片各自
由2个板状部件重叠而构成,并且由形成在所述2个板状部件的至少任一者的凹状槽形成所述多个制冷剂流路,
且具有配置所述第1集管流路和所述第2集管流路的至少任一者的集管区域。
3.如权利要求1或2所述的热交换器单元,其特征在于:
在所述合流部设置有分配器。
4.如权利要求1或2所述的热交换器单元,其特征在于:
在所述合流部设置有分支管,
在比所述分支管靠上游侧,设置有具有比所述分支管的入口的管径小的管径的节流管。
5.一种空气调节机,其包括室内机和室外机,所述空气调节机的特征在于:
所述室内机和所述室外机的至少任一者具有权利要求1~4的任一项所述的热交换器单元。
6.如权利要求5所述的空气调节机,其特征在于:
所述室内机包括:
壳体;
配置在所述壳体内的所述热交换器单元;
形成在所述壳体内的风路;和
配置在所述风路的出口的吹出口,
所述热交换器单元的所述多个热交换器在所述风路内沿着横穿所述风路的第1方向并排设置。
7.如权利要求6所述的空气调节机,其特征在于:
所述分流部和所述合流部配置在比并排设置的所述多个热交换器的在所述第1方向的一端靠外侧,
所述多个热交换器各自的第1配管和第2配管配置于,所述集管区域的投影到与在所述风路流动的风的方向垂直的面上的、或者投影到垂直的、且与所述第1方向平行的面上的投影范围内。
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