CN112567192A - 热交换器、热交换器单元及制冷循环装置 - Google Patents

热交换器、热交换器单元及制冷循环装置 Download PDF

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Abstract

目的在于得到一种提高供制冷剂流通的管的耐压性能，使传热翅片的重量也降低，且制造也容易的热交换器、热交换器单元及制冷循环装置。本发明具备：第1扁平管组，具备管轴平行地排列的多个扁平管；第2扁平管组，与第1扁平管组相邻地配置，具备管轴平行地排列的多个扁平管；第1扁平管组所具备的多个扁平管中的1个即第1扁平管和第2扁平管组所具备的所述多个扁平管中的1个即第2扁平管；以及翅片，设置于第1扁平管和第2扁平管。翅片具备第1部分，该第1部分将第1扁平管的垂直于管轴的截面中的长轴的端部与第2扁平管的垂直于管轴的截面中的长轴的端部连接。

Description

热交换器、热交换器单元及制冷循环装置
技术领域
本发明涉及热交换器、具备热交换器的热交换器单元以及制冷循环装置，特别是涉及安装于扁平管的翅片的构造。
背景技术
在以往的热交换器中，已知有如下的多列管热交换器：为了提高热交换性能，将2张板贴合，将细径的管体部排列成交错构造，将管体部之间通过传热翅片连接。(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-084078号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1所示的以往的热交换器中，由于将2张板贴合而构成管体部，因此存在为了确保管体部的耐压性能而传热翅片也变厚、重量增加的课题。另外，存在将2张板贴合、接合的钎料进入管体部的内部的制冷剂流路这样的课题。
本发明是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于得到一种提高供制冷剂流通的管的耐压性能，使传热翅片的重量也降低，且制造也容易的热交换器、热交换器单元及制冷循环装置。
用于解决课题的手段
本发明的热交换器具备：第1扁平管组，具备管轴平行地排列的多个扁平管；第2扁平管组，与所述第1扁平管组相邻地配置，具备所述管轴平行地排列的所述多个扁平管；所述第1扁平管组所具备的所述多个扁平管中的1个即第1扁平管和所述第2扁平管组所具备的所述多个扁平管中的1个即第2扁平管；以及翅片，设置于所述第1扁平管和所述第2扁平管，所述翅片具备第1部分，所述第1部分将所述第1扁平管的垂直于所述管轴的截面中的长轴的端部与所述第2扁平管的垂直于所述管轴的截面中的所述长轴的端部连接。
本发明的热交换器单元具备上述热交换器。
本发明的制冷循环装置具备上述热交换器单元。
发明效果
根据本发明，通过翅片将由多个扁平管构成的多个扁平管组连接，因此，供制冷剂流通的管的耐压性能提高，且能够使翅片形成得薄，因此也能够降低翅片的重量。另外，能够得到热交换性能高且制造也容易的热交换器、热交换器单元及制冷循环装置。
附图说明
图1是表示实施方式1的热交换器的主视图。
图2是表示实施方式1的热交换器的侧视图。
图3是应用了实施方式1的热交换器的制冷循环装置的说明图。
图4是图2的热交换器的截面构造的说明图。
图5是实施方式1的热交换器的变形例的热交换器的侧视图。
图6是实施方式1的热交换器的变形例的热交换器的截面构造的说明图。
图7是狭缝的从x方向观察的放大图。
图8是实施方式1的热交换器的变形例的热交换器的截面构造的说明图。
具体实施方式
以下，对热交换器及热交换器单元的实施方式进行说明。此外，附图的方式是一例，并不限定本发明。另外，在各图中标注相同的附图标记的部分相同或与其相当，这在说明书的全文中是共通的。并且，在以下的附图中，有时各构成构件的大小的关系与实际不同。
实施方式1
图1是表示实施方式1的热交换器100的主视图。图2是表示实施方式1的热交换器100的侧视图。图3是应用了实施方式1的热交换器100的制冷循环装置1的说明图。图1及图2所示的热交换器100搭载于空调装置或冰箱等制冷循环装置1。如图3所示，制冷循环装置1通过制冷剂配管90连接压缩机3、四通阀4、室外热交换器5、膨胀装置6以及室内热交换器7，构成制冷剂回路。例如在制冷循环装置1为空调装置的情况下，制冷剂在制冷剂配管90内流通，通过四通阀4切换制冷剂的流动，从而能够切换为制热运转、制冷运转、或者除霜运转。
搭载于室外机8的室外热交换器5及搭载于室内机9的室内热交换器7在附近具备送风机2。在室外机8中，送风机2将外部空气送入室外热交换器5，在外部空气与制冷剂之间进行热交换。另外，在室内机9中，送风机2将室内的空气送入室内热交换器7，在室内的空气与制冷剂之间进行热交换，对室内的空气的温度进行调节。另外，热交换器100能够用作在制冷循环装置1中搭载于室外机8的室外热交换器5及搭载于室内机9的室内热交换器7，作为冷凝器或蒸发器发挥功能。此外，将搭载有热交换器100的室外机8及室内机9等设备特别称为热交换器单元。
图1所示的热交换器100具备2个扁平管组10。将2个扁平管组10中的一方称为第1扁平管组10a，将另一方称为第2扁平管组10b。另外，有时将各扁平管组10a、10b统称为扁平管组10。第1扁平管组10a和第2扁平管组10b在x方向上排列。扁平管组10具备多个扁平管20。多个扁平管20在图1及图2中表示为20a及20b。各扁平管组10的多个扁平管20使各自的管轴相互平行地在y方向上排列。在实施方式1中，多个扁平管20的管轴朝向z方向。在实施方式1中，z方向相反方向与重力方向一致，但热交换器100也可以使z轴相对于重力方向倾斜地配置。第1扁平管组10a的多个扁平管20a在管轴方向的下侧的端部处与下端集管50a连接，在管轴方向的上侧的端部处与上端集管51a连接。另外，第2扁平管组10b的多个扁平管20b也同样地在管轴方向的下侧的端部处与下端集管50b连接，在管轴方向的上侧的端部处与上端集管51b连接。此外，在实施方式1中，热交换器100具备2个扁平管组10a、10b，但也可以具备更多的扁平管组10。
图4是图2的热交换器100的截面构造的说明图。图4表示与多个扁平管组10各自具备的多个扁平管20的管轴垂直的截面，是与图2的A-A截面对应的截面的构造的说明图。此外，在图4中，表示构成各扁平管组10的多个扁平管20中的一部分。第1扁平管组10a的多个扁平管20a和第2扁平管组10b的多个扁平管20b在垂直于管轴的截面中将长轴沿着x方向配置，将短轴沿着y方向配置。另外，第1扁平管组10a的多个扁平管20a与第2扁平管组10b的多个扁平管20b交错地配置。也就是说，构成第2扁平管组10b的第2扁平管20b配置在从构成第1扁平管组10a的第1扁平管20a的长轴的延长线上向y方向偏移的位置，在从x方向观察时，在相邻的2个第1扁平管20a之间的间隙的延长线上配置有第2扁平管20b。以下，有时将第1扁平管20a和第2扁平管20b统称为扁平管20。
如图4所示，在第1扁平管组10a的第1扁平管20a和第2扁平管组10b的第2扁平管20b设置有翅片30。翅片30通过将1张板状构件弯曲而形成，并使板面沿着第1扁平管20a和第2扁平管20b设置。在实施方式1中，第1扁平管20a和第2扁平管20b的管轴与重力方向一致，因此，翅片30以板面沿着重力方向的方式配置。因此，热交换器100能够将在作为蒸发器发挥功能的情况下因结露而附着于翅片30的冷凝水、在发生了结霜的情况下因除霜(defrost)运转产生的霜的融化水从翅片30无滞留地排出。由此，热交换器100的热交换性能得以维持得高。
翅片30具备配置在第1扁平管20a与第2扁平管20b之间的第1部分31、与第1扁平管20a接合的第2部分32、与第2扁平管20b接合的第3部分33、从第1扁平管20a的端部21a向x方向相反方向延伸设置的第4部分34、以及从第2扁平管20b的端部22b向x方向延伸设置的第5部分35。
翅片30与第1扁平管20a在第2部分32处相接，通过钎焊等接合。第2部分32通过使板状构件弯曲而以沿着第1扁平管20a的侧面形状的方式形成有凹形状，第1扁平管20a嵌入该凹形状。另外，翅片30与第2扁平管20b在第3部分33处相接，通过钎焊等接合。第3部分33也通过使板状构件弯曲而以沿着第2扁平管20b的侧面形状的方式形成有凹形状，第2扁平管20b嵌入该凹形状。翅片30的第2部分32和第3部分33的凹形状朝向不同的方向。第2部分32的凹形状向y方向敞开凹形状，第3部分33的凹形状向y方向相反方向敞开凹形状。也就是说，在翅片30的朝向y方向的一方的板面38安装有第1扁平管20a，在翅片30的朝向y方向相反方向的另一方的板面39安装有第2扁平管20b。
如图4所示，第1扁平管20a和第2扁平管20b嵌入到1个翅片30的凹形状。通过这样的方式，在制造时，翅片30、第1扁平管20a和第2扁平管20b能够作为一体的部件进行处理。也就是说，能够在与下端集管50a、50b及上端集管51a、51b接合前，将2个扁平管20嵌入到1个翅片30的凹形状而使其成为一体，因此，在接合前2个扁平管20彼此的定位变得容易，能够提高组装作业性。
翅片30具备位于第1扁平管组10a与第2扁平管组10b之间的第1部分31。第1部分31配置成将供第1扁平管20a嵌入的凹形状的端部与供第2扁平管20b嵌入的凹形状的端部连接。换言之，第1部分31配置成将端部22a与端部21b连接，该端部22a是第1扁平管20a的端部中的位于第2扁平管组10b侧的端部，该端部21b是第2扁平管20b的端部中的位于第1扁平管组10a侧的端部。另外，在实施方式1中，第1部分31相对于第1扁平管20a和第2扁平管20b的长轴倾斜地配置。
如图4所示，在实施方式1中，空气相对于热交换器100沿x方向流入。如上所述，翅片30的第1部分31倾斜地配置，从而空气在第1扁平管20a、第2扁平管20b以及翅片30之间的间隙曲折流动。因此，热交换器100的传热面积扩大，并且传热性能提高。另外，在翅片30的第1部分31处，使风转弯，从而流动的空气与第2扁平管20b的侧壁23b碰撞。通过空气的碰撞而使第2扁平管20b之间的空气的流动紊乱，因此，与第2扁平管20b的各部分接触的空气的温度容易平均化，在第2扁平管20b内流动的制冷剂的干燥度得以均匀化。由此，热交换器100的热交换性能提高。
另外，翅片30具备平板状的第4部分34，该第4部分34从第1扁平管20a的端部中的朝向x方向相反方向的端部21a延伸设置。也就是说，第4部分34从第1扁平管20a的端部中的与延伸设置有第1部分31的端部22a相反的一侧的端部21a延伸设置。并且，翅片30具备平板状的第5部分35，该第5部分35从第2扁平管20b的端部中的朝向x方向的端部22b延伸设置。也就是说，第5部分35从第2扁平管20b的端部中的与延伸设置有第1部分31的端部21b相反的一侧的端部22b延伸设置。由于翅片30具备第4部分34和第5部分35，从而热交换器100的传热面积扩大，并且传热性能提高。
图5是实施方式1的热交换器100的变形例的热交换器100a的侧视图。图6是实施方式1的热交换器100的变形例的热交换器100a的截面构造的说明图。图7是狭缝41的从x方向观察的放大图。图6是与图5的B-B截面对应的截面构造的说明图。热交换器100a在位于翅片30的最上风侧且从第1扁平管20a的端部21a延伸设置的第4部分34设置有狭缝41。狭缝41通过将第4部分34的一部分向与板面垂直的方向切起而形成。如图7所示，板状的第4部分34形成有平行部45和立起部44，该平行部45是第4部分34的一部分被切起而成且位于与第4部分34大致平行的位置的部分，该立起部44是从平行部45的两端连接第4部分34的板面的部分。通过与翅片30的第4部分34的板面平行地设置平行部45，能够减小与第4部分34的表面平行地流动的空气的流动的边界层，能够提高传热性能并且抑制通风阻力的增加。
另外，热交换器100a在位于翅片30的最下风侧且从第2扁平管20b的端部21b延伸设置的第5部分35也设置有狭缝41。在第5部分35处，狭缝41也以与第4部分34同样的构造设置。因此，与第5部分35的表面平行地流动的空气的流动的边界层变小，能够提高传热性能并且抑制通风阻力的增加。
并且，热交换器100a在位于第1扁平管20a与第2扁平管20b之间的第1部分31具备百叶窗(louver)40。百叶窗40是将板状的第1部分31的一部分切起而形成、与第1扁平管20a和第2扁平管20b的长轴平行地向x方向延伸设置的舌状片。另外，在百叶窗40的根部形成有贯通第1部分31的板面的开口部。百叶窗40与通过第1扁平管20a之间的空气的流动平行地延伸设置。因此，空气通过第1部分31的设置有百叶窗40的部分的板面上形成的孔。由此，即使在设置有相对于第1扁平管20a倾斜的第1部分31的部位，也能够形成与扁平管20的长轴平行的空气的流动。因此，能够通过百叶窗40提高传热性能并且抑制热交换器100a的通风阻力的增加。
热交换器100、100a通过以下的工序制造。首先，将多个翅片30与第1扁平管组10a及第2扁平管组10b组合。各扁平管20嵌入到翅片30的凹形状。在第1扁平管20a、第2扁平管20b以及翅片30成为一体的状态下，第1扁平管20a和第2扁平管20b的管轴方向的端部***到下端集管50a、50b或者上端集管51a、51b。之后，从位于图4及图6的x方向的两端的第4部分34和第5部分35拉拽翅片30。由此，翅片30的第2部分32按压到第1扁平管20a上，第3部分33按压到第2扁平管20b上。由此，翅片30与多个扁平管20进一步接触，因此，翅片30相对于扁平管20的安装精度提高。在该状态下直接将多个扁平管20a、20b***到下端集管50a、50b及上端集管51a、51b。然后，在多个扁平管20a、20b与下端集管50a、50b及上端集管51a、51b的接合部、以及多个扁平管20a、20b与翅片30的接合部配置钎料，放入炉中进行钎焊。热交换器100、100a能够通过多个翅片30使第1扁平管组10a和第2扁平管组10b成为一体地进行处理，因此具有组装容易、制造变得容易的优点。
此外，在实施方式1中，第1扁平管20a和第2扁平管20b以长轴平行的方式配置成交错状，因此，第1部分31相对于第1扁平管20a和第2扁平管20b倾斜地配置，但并不限定于该方式。另外，作为实施方式1的热交换器100的变形例，对形成有百叶窗40和狭缝41这双方的热交换器100a进行了说明，但也可以是形成有百叶窗40和狭缝41中的任一方的热交换器。
图8是实施方式1的热交换器100的变形例的热交换器100b的截面构造的说明图。图8是相当于图2的A-A截面的截面的说明图。变形例的热交换器100b中，翅片30的第1部分31、供第1扁平管20a嵌入的第2部分32、以及供第2扁平管20b嵌入的第3部分33平行。翅片30中的位于最上风侧的第4部分34以及位于最下风侧的第5部分35相对于第1部分31、供第1扁平管20a嵌入的第2部分32以及供第2扁平管20b嵌入的第3部分33倾斜。因此，相对于热交换器100朝向x方向流入的空气与第1扁平管20a的侧壁23a碰撞。通过空气的碰撞而使第1扁平管20a之间的空气的流动紊乱，因此，与第1扁平管20a的各部分接触的空气的温度容易平均化，在第1扁平管20a内流动的制冷剂的干燥度得以均匀化。由此，热交换器100b的热交换性能提高。
实施方式1的热交换器100、100a、100b用于图3所示的制冷循环装置1的室外热交换器5和室内热交换器7中的至少一方，从而能够提供能量效率高的制冷循环装置1。在此，能量效率由“制热能量效率＝室内热交换器(冷凝器)能力/总输入”、以及“制冷能量效率＝室内热交换器(蒸发器)能力/总输入”定义。
另外，对于在上述的实施方式1中叙述的热交换器100、100a、100b、热交换器单元以及使用了该热交换器单元的制冷循环装置1，能够在R410A、R32、HFO1234yf等制冷剂的情况下实现其效果。并且，在实施方式1中，作为工作流体，示出了空气和制冷剂的例子，但使用其他的气体、液体、气液混合流体也起到同样的效果。
实施方式1的热交换器100、100a、100b各自的构造也能够适当组合。例如，也能够将热交换器100a的百叶窗40和狭缝41的双方或任一方应用于热交换器100b。
附图标记说明
1制冷循环装置、2送风机、3压缩机、4四通阀、5室外热交换器、6膨胀装置、7室内热交换器、8室外机、9室内机、10扁平管组、10a(第1)扁平管组、10b(第2)扁平管组、20扁平管、20a(第1)扁平管、20b(第2)扁平管、21a端部、21b端部、22a端部、22b端部、23a侧壁、23b侧壁、30翅片、31第1部分、32第2部分、33第3部分、34第4部分、35第5部分、38板面、39板面、40百叶窗、41狭缝、44立起部、45平行部、50下端集管、50a下端集管、50b下端集管、51上端集管、51a上端集管、51b上端集管、90制冷剂配管、100热交换器、100a热交换器、100b热交换器。

Claims (9)

1.一种热交换器，其中，具备：
第1扁平管组，具备管轴平行地排列的多个扁平管；
第2扁平管组，与所述第1扁平管组相邻地配置，具备所述管轴平行地排列的所述多个扁平管；
所述第1扁平管组所具备的所述多个扁平管中的1个即第1扁平管和所述第2扁平管组所具备的所述多个扁平管中的1个即第2扁平管；以及
翅片，设置于所述第1扁平管和所述第2扁平管，
所述翅片具备第1部分，所述第1部分将所述第1扁平管的垂直于所述管轴的截面中的长轴的端部与所述第2扁平管的垂直于所述管轴的截面中的所述长轴的端部连接。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，
所述第1扁平管组的所述多个扁平管和所述第2扁平管组的所述多个扁平管配置成交错状。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其中，
所述翅片具备：
第2部分，与所述第1扁平管的侧壁接合；以及
第3部分，与所述第2扁平管的侧壁接合，
所述第2部分与所述第1扁平管在该翅片的板面的一个面侧接合，
所述第3部分与所述第2扁平管在所述板面的另一面侧接合。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的热交换器，其中，
位于相邻的所述多个扁平管组之间的所述翅片的所述第1部分相对于所述多个扁平管的所述长轴倾斜。
5.根据权利要求4所述的热交换器，其中，
所述第1部分具备：
百叶窗，从所述板面向与所述管轴相交的方向延伸设置；
开口部，形成于所述百叶窗的所述板面侧的根部且贯通所述板面。
6.根据权利要求5所述的热交换器，其中，
所述百叶窗与所述多个扁平管的所述长轴平行。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的热交换器，其中，
所述翅片具备：
第4部分，从所述第1扁平管的所述长轴的端部中的、与延伸设置所述第1部分的端部相反的一侧的端部延伸设置；以及
第5部分，从所述第2扁平管的所述长轴的端部中的、与延伸设置所述第1部分的端部相反的一侧的端部延伸设置，
所述第4部分和所述第5部分中的至少一方在所述板面形成有狭缝。
8.一种热交换器单元，其中，具备权利要求1～7中任一项所述的热交换器。
9.一种制冷循环装置，其中，具备权利要求8所述的热交换器单元。
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