JP5864030B1 - 熱交換器、及び、この熱交換器を備えた冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2、3に記載されている熱交換器は、伝熱管間にスリット等の切欠きを設けて熱伝達を高めて熱交換器の性能を向上させるとともに、排水性を向上させるため、伝熱管間に排水経路を設ける等の工夫を施している。
特に、風路の上流側に位置する伝熱管部分で着霜が成長すると、着霜耐力が悪化し、空気が熱交換器の下流側まで届かず、着霜時に熱交換ができない、つまり着霜耐力の低いものとなってしまう。
図1は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器(以下、熱交換器50と称する)の一例が設置された熱源機60の内部構成を概略的に示す斜視図である。図2は、熱源機60の構成を説明するための説明図である。図1及び図2に基づいて、まず熱源機60の構成について説明する。
機械室62には、圧縮機10、四方弁11、膨張弁12、マフラー16、これらを接続する冷媒配管15等が設けられる。
送風機室63には、熱交換器50、送風ファン20、ファンモータ21、及びモータサポート22等が設けられる。
以下、機械室62及び送風機室63に設けられる各部材の詳細について説明する。
四方弁11は、運転に対応して冷媒の流れを切り替えるものである。負荷側に温熱を供給する温熱供給運転を実行している場合には、四方弁11は、図2の実線で示すように切り替えられる。負荷側に冷熱を供給する冷熱供給運転を実行している場合には、図2の破線で示すように切り替えられる。
膨張弁12は、冷媒を減圧して膨張させるものであり、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成される
マフラー16は、ガス冷媒を一定量溜めて圧縮機10に冷媒を流すことで冷媒の流量を安定させる役割を有する。
送風ファン20は、例えば軸流式ファン(プロペラファン)で構成される送風手段である。
ファンモータ21は、送風ファン20を回転させるためのものである。ファンモータ21は、モータサポート22に支持される。
モータサポート22は、ファンモータ21を支持する部材である。
圧縮機10が駆動されると、圧縮機10で冷媒が、昇圧され、高温・高圧の状態となって吐出される。圧縮機10から吐出された冷媒は、四方弁11を経由した後、図示省略の室内機に搭載されている熱交換器に供給され、空気と熱交換することで冷却され、低温・高圧の状態となる。このとき、室内機から暖房用の空気が供給され、空調対象空間の暖房を行う。この冷媒は、熱源機60に戻り、膨張弁12で膨張減圧され、低温・低圧の状態となる。この冷媒は、熱交換器50で加熱された後、再び圧縮機10に戻る。
図3では、空気の流れ上流側に配置されているフィン1をフィン1A、空気の流れ下流側に配置されているフィン1をフィン1B、として図示している。つまり、図3に示す例では、フィン1が2列構成となっている。
図5では、空気の流れ上流側に配置されているフィン1をフィン1A、空気の流れ下流側に配置されているフィン1をフィン1C、フィン1Aとフィン1Cとの間に配置されているフィン1をフィン1B、として図示している。つまり、図5に示す例では、フィン1が3列構成となっている。
なお、空気の流れ方向と平行な方向を「列方向」と定義する。
フィン1Aが、熱交換器50を流れる空気の流れの最上流側から見て「第1列のフィン」に相当する。
フィン1Bが、熱交換器50を流れる空気の流れの最上流側から見て「第2列のフィン」に相当する。
図3では、フィン1Aを貫通している伝熱管2を伝熱管2A、フィン1Bを貫通している伝熱管2を伝熱管2B、として図示している。つまり、図3に示す例では、伝熱管2が多段に配置されている。つまり、伝熱管2は、フィン1の列方向と直行する方向に多段に配置されている。
図5では、フィン1Aを貫通している伝熱管2を伝熱管2A、フィン1Bを貫通している伝熱管2を伝熱管2B、フィン1Cを貫通している伝熱管2を伝熱管2C、として図示している。つまり、図5に示す例では、伝熱管2が多段に配置されている。
なお、空気の流れ方向に直角な方向を「段方向」と定義する。また、伝熱管2Aが本発明の「第1伝熱管」に相当し、伝熱管2Bが本発明の「第2伝熱管」に相当する。
一方で、熱交換器50では、領域Lを含まない領域は伝熱促進部3が形成可能であり、伝熱促進部3が形成されていれば熱伝達が促進されることになる。
図8は、本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置100の基本的な冷媒回路構成を模式的に示す冷媒回路図である。図8に基づいて、冷凍サイクル装置100の構成及び動作について説明する。この冷凍サイクル装置100は、熱源機60及び室内機70を備え、これらに搭載されている要素機器に冷媒を循環させることで温熱供給運転(例えば、暖房運転)または冷熱供給運転(例えば、冷房運転)を実行できるものである。なお、実施の形態2では、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
室内機70には、利用側熱交換器71、送風ファン72が搭載されている。
送風ファン72は、例えば貫流式ファン(クロスフローファン)で構成される送風手段である。
[暖房運転]
圧縮機10が駆動されると、圧縮機10で冷媒が、昇圧され、高温・高圧の状態となって吐出される。圧縮機10から吐出された冷媒は、利用側熱交換器71に供給され、空気と熱交換することで冷却され、低温・高圧の状態となる。このとき、室内機70から暖房用の空気が供給され、空調対象空間の暖房を行う。この冷媒は、利用側熱交換器71から流出し、膨張弁12で膨張減圧され、低温・低圧の状態となる。この冷媒は、熱交換器50で加熱された後、再び圧縮機10に戻る。
圧縮機10が駆動されると、圧縮機10で冷媒が、昇圧され、高温・高圧の状態となって吐出される。圧縮機10から吐出された冷媒は、熱交換器50に供給され、空気と熱交換することで冷却され、低温・高圧の状態となる。この冷媒は、熱交換器50から流出し、膨張弁12で膨張減圧され、低温・低圧の状態となる。この冷媒は、利用側熱交換器71で加熱される。このとき、室内機70から冷房用の空気が供給され、空調対象空間の冷房を行う。利用側熱交換器71から流出した冷媒は、再び圧縮機10に戻る。
Claims (8)
- 平行に一定間隔をあけて配置された複数枚のフィンと、前記複数枚のフィンを貫通する伝熱管と、を有し、前記複数枚のフィンが多列構成で、前記伝熱管が前記複数枚のフィンの列方向と直交する方向に多段に配置されている熱交換器であって、
前記伝熱管は、
前記熱交換器を流れる空気の流れの最上流側から見て第1列のフィンに貫通された第1伝熱管と、
第2列のフィンに貫通され、前記第1伝熱管に一番近く、前記第1伝熱管よりも段方向において上方及び下方に位置している第2伝熱管とを含み、
列方向に並ぶ前記第1列のフィン及び前記第2列のフィンには、
少なくとも一部に伝熱促進部が形成される第1領域と、
前記伝熱促進部を形成しない第2領域とが設けられており、
前記第2領域は、
前記第1伝熱管の下端部と前記第2伝熱管の上端部との間の領域、及び、前記第1伝熱管の上端部と前記第2伝熱管の下端部との間の領域の少なくとも1つに設けられ、
前記第1列のフィン及び前記第2列のフィンに列方向に連続する平面部である
熱交換器。 - 前記第1領域は、
前記第2領域とは独立した領域である
請求項1に記載の熱交換器。 - 前記第2領域には、
少なくとも前記第1伝熱管の下端部と前記第2伝熱管の上端部との中央部分が含まれている
請求項1又は2に記載の熱交換器。 - 前記第2領域には、
少なくとも前記第1伝熱管の上端部と前記第2伝熱管の下端部との中央部分が含まれている
請求項1又は2に記載の熱交換器。 - 前記第2領域は、
前記伝熱管の周りのよどみ領域長さ除いた領域とする
請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱交換器。 - 前記第1領域は、
前記伝熱管の後流のよどみ領域長さを含んだ領域とし、この領域には少なくとも前記伝熱促進部を形成する
請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱交換器。 - 前記伝熱促進部は、
スリットである
請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱交換器。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱交換器が搭載された熱源機と、
前記熱源機と接続された利用側機と、を備えた
冷凍サイクル装置。
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