JP6727398B2 - 熱交換器および空気調和機 - Google Patents
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Description
また、分配器の取り付け角度によっては、分配性能が変わってしまうという問題点もあった。
図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和機100の冷媒回路構成の一例を示す図である。空気調和機100は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、屋内等の空調対象空間の冷房又は暖房に使用される。
また、空気調和機100は、圧縮機1、流路切替装置2、第1熱交換器3、減圧装置4、および、第2熱交換器5が冷媒配管15によって接続されて構成される冷媒回路を備える。
圧縮機1、流路切替装置2、第1熱交換器3、減圧装置4が熱源ユニット10に搭載され、第2熱交換器5が負荷側ユニット20に搭載されている。
また、空気調和機100は、全体を制御する制御装置30を備える。
流路切替装置2は、暖房運転と冷房運転とにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。つまり、流路切替装置2は、暖房運転時には圧縮機1と第2熱交換器5とを接続するように切り替えられ、冷房運転時には圧縮機1と第1熱交換器3とを接続するように切り替えられる。なお、流路切替装置2は、たとえば四方弁で構成するとよい。ただし、二方弁又は三方弁の組み合わせを流路切替装置2として採用してもよい。
なお、第1熱交換器3を、冷媒−水熱交換器で構成してもよい。この場合、第1熱交換器3では、冷媒と、水などの熱媒体とで熱交換が実行される。
なお、第2熱交換器5の構成については、図2以降で説明する。
なお、制御装置30は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンまたはCPUのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。
次に、空気調和機100の動作について、冷媒の流れとともに説明する。ここでは、第1熱交換器3および第2熱交換器5での熱交換流体が空気である場合を例に、空気調和機100の動作について説明する。
圧縮機1を駆動させることによって、圧縮機1から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出される。圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒(単相)は、凝縮器として作用する第1熱交換器3に流れ込む。第1熱交換器3では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、送風機6によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒(単相)になる。
圧縮機1を駆動させることによって、圧縮機1から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出される。圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒(単相)は、凝縮器として作用する第2熱交換器5に流れ込む。第2熱交換器5では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、送風機7によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒(単相)になる。
負荷側ユニット20は、空調対象空間に冷熱又は温熱を供給できる空間(例えば、屋内等の空調対象空間、又は、ダクトなど介して空調対象空間と接続された別の空間)に設置され、熱源ユニット10から供給される冷熱又は温熱により空調対象空間を冷却又は加温する機能を有する。
筐体20aは、前面が開口しており、この前面の開口部分を前面パネル23で覆われている。筐体20aは、左右側面を側面パネル(図示省略)で覆われている。筐体20aは、背面を背面パネル(図示省略)で覆われている。筐体20aは、下面を背面パネル、下面パネル26、および、上下風向板28で覆われている。筐体20aは、天面を天面パネル27で覆われている。
なお、筐体20aの形状を横長の直方体状に限定するものではない。
また、前面パネル23は、負荷側ユニット20の前面側の意匠面を構成するものである。前面パネル23は、筐体20aの前面を開閉可能な構造となっている。
さらに、筐体20aの上下風向板28で覆われる部分は開口されており、この開口が吹出口22となる。
なお、筐体20aの第2熱交換器5の上流側に、吸込口21から流入した空気の中に含まれる埃を捕集するフィルターを設置するとよい。
また、吹出口22には、上下風向板28が設置されている。送風機7から吹出口22に至る風路20bには、左右風向板29が設置されている。
上下風向板28は、吹出口22から吹き出す空気の風向を上下方向に調整するものであり、運転停止時には吹出口22を閉じ、負荷側ユニット20の下面部の意匠面を兼ねるように構成されている。
左右風向板29は、上下風向板28の上流側に設置されており、吹出口22から吹き出す空気の風向を左右方向に調整するものである。
フィン5aは、第2熱交換器5を側面視した状態において長手方向を有する長方形状の板状部材で構成されている。フィン5aは、例えばアルミ製である。
伝熱管5bは、銅又はアルミ製の円管又は扁平管などである。第2熱交換器5の左右方向に延びるようにしてフィン5aを貫通している。一部の伝熱管5bの一端側には分配器55が接続され、残りの伝熱管5bの一端側にはUベント部51aが接続され、複数の全部の伝熱管5bの他端側にはUベント部51bが接続されている。
折り返し部55bは、流入部55aに連続し、U字状に折り曲げられたものである。
第1流出部55cは、折り返し部55bに連続し、流入部55aと並行に伸びる直線状に形成されており、冷媒の出口部の一つとなるものである。
第2流出部55dは、第1流出部55cに連続し、第1流出部55cから分岐して直線状に形成されており、冷媒の出口部の一つとなるものである。
接続配管55eは、前記第2流出部55dに連続し、複数の曲げ部が形成されたものである。
また、下段熱交換部5−3に分配器55を設ける場合には、分配器55は、第2流出部55dから流出する冷媒を、下段熱交換部5−3ではなく、境界部5a−2により隔てられている上段左熱交換部5−1、又は、境界部5a−1および境界部5a−2により隔てられている上段右熱交換部5−2に分配することができる。
減圧装置4を経由した気液二相冷媒が、第2熱交換器5に流入することになる。第2熱交換器5では、上段左熱交換部5−1の一端側に形成されている冷媒入口52から上段左熱交換部5−1を構成する伝熱管5bに流入する。上段左熱交換部5−1に流入した冷媒は、上段左熱交換部5−1の他端側に流れ、Uベント部51bで折り返され、上段左熱交換部5−1の一端側に戻ってくる。
そのため、第2熱交換器5によれば、それぞれの熱交換部での熱交換効率の偏りを低減でき、全体としての熱交換効率が向上することになる。
そのため、第2熱交換器5によれば、管軸cと管軸d2とが角度θを持つ分配器55を備えたので、分配器55を取り付ける場所に合わせた角度に調整して設計することができ、スペースの制約があっても狙いの分配比に冷媒を分配することが可能になる。
そのため、第2熱交換器5によれば、管軸d2を鉛直方向に対して傾斜させたので、分配器55を取り付ける場所に合わせた角度に調整して設計することができ、スペースの制約があっても狙いの分配比に冷媒を分配することが可能になる。
そのため、空気調和機100によれば、第2熱交換器5の設置に対して負荷側ユニット20の大型化を招くことがなく、第2熱交換器5を備えたことによって熱交換効率が向上したものになる。
Claims (5)
- 長手方向を有する板状のフィンと、
前記フィンを貫通する複数の伝熱管と、
冷媒を前記複数の伝熱管のうち2つの前記伝熱管に分配する分配器と、を有し、
前記分配器は、
前記複数の伝熱管のうち1つに接続された直線状の流入部と、
前記流入部に連続する折り返し部と、
前記折り返し部に連続し、前記流入部と並行に伸びる直線状の第1流出部と、
前記第1流出部に連続し、前記第1流出部から分岐する直線状の第2流出部と、
前記第2流出部に連続し、複数の曲げ部が形成された接続配管と、を備え、
前記第2流出部を、前記接続配管を介して前記第1流出部に接続する前記伝熱管とは隣接しない前記伝熱管に接続するものであり、
前記第2流出部の両端の中心を結ぶ直線が、
前記第1流出部の両端の中心を結ぶ直線と直交し、
かつ、
前記第2流出部の両端の中心を結ぶ直線が、
前記折り返し部を側面視した状態において前記折り返し部の両端の中心を結ぶ直線と角度θを有している
熱交換器。 - 前記角度θの取り得る範囲は、
0<θ<90°である
請求項1に記載の熱交換器。 - 前記熱交換器は、前記フィンの長手方向に対して区画された複数の熱交換部で構成されており、
前記分配器は、
異なる前記熱交換部に冷媒を分配する
請求項1又は2に記載の熱交換器。 - 前記分配器が使用可能な状態に設置されたとき、
前記折り返し部を側面視した状態において前記折り返し部の両端の中心を結ぶ直線が、鉛直方向に対して傾斜している
請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱交換器。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱交換器を室内熱交換器として用いた
空気調和機。
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