JP7092987B2 - 室内熱交換器および空気調和装置 - Google Patents
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Description
図1に、空気調和装置1の概略構成図を示す。
(2-1)室外ユニットの概略構成
室外ユニット2は、室外(建物の屋上や建物の壁面近傍等)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、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、ケーシング40と、を有している。
図4に、室外熱交換器11の概略外観斜視図を示す。
図5に、室外扁平管90の内部の流路90cが延びる方向に垂直な断面で切断した状態で、当該流路90cが延びる方向から見た室外フィン91と室外扁平管90との位置関係を示す。
室外フィン91は、空気流れ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おり、室外扁平管90に固定されている。
(3-1)室内ユニットの概略構成
図6に、室内ユニット3の外観斜視図を示す。図7に、室内ユニット3の天板を取り除いた状態を示す概略平面図を示す。図8に、図7中にA-Aで示す切断面における室内ユニット3の概略側面断面図を示す。
図9に、室内熱交換器51の概略外観斜視図を示す。図10に、室内熱交換器51の複数の室内フィン60の風上側の部分拡大外観斜視図を示す。
図11に、室内扁平管55の内部の流路55cが延びる方向に垂直な断面で切断した状態で、当該流路55cが延びる方向から見た室内フィン60と室内扁平管55との位置関係を示す。
室内フィン60は、空気流れ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おり、室内扁平管55に固定されている。なお、風上熱交換部70を構成する室内フィン60と、風下熱交換部80を構成する室内フィン60とは、本実施形態では、空気流れ方向視において、それぞれ概ね互いに重なるように配置されている。また、風上熱交換部70を構成する室内フィン60の風下側端部と、風下熱交換部80を構成する室内フィン60の風上側端部は、少なくとも一部分において互いに接触するように配置されている。
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、圧縮機8、室外熱交換器11、室外膨張弁12、室内熱交換器51の順に冷媒を流す冷房運転と、圧縮機8、室内熱交換器51、室外膨張弁12、室外熱交換器11の順に冷媒を流す暖房運転と、が行われる。
冷房運転時には、室外熱交換器11が冷媒の放熱器となり室内熱交換器51が冷媒の蒸発器となるように、四路切換弁10の接続状態が切り換えられる(図1の実線参照)。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。この高圧の液冷媒は、室外膨張弁12を通過する際に冷凍サイクルにおける低圧になるまで減圧され、気液二相状態の冷媒となって、液側閉鎖弁13および液冷媒連絡管4を通じて、室内ユニット3に送られる。
暖房運転時には、室外熱交換器11が冷媒の蒸発器となり室内熱交換器51が冷媒の放熱器となるように、四路切換弁10の接続状態が切り換えられる(図1の破線参照)。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、室内ユニット3に送られる。
(5-1)
一般に、室内熱交換器における室内フィンの熱伝達率は、室内扁平管を設ける間隔を狭めるほど高くすることができる。しかし、室内扁平管を設ける間隔を狭めてしまうと、室内扁平管の間を通過する空気流れの流速が増大してしまい、結露水が飛散してしまいやすい。また、室内扁平管の上下方向の高さが大きい場合についても、同様に、室内扁平管の間を通過する空気流れの流速が増大してしまい、結露水が飛散してしまいやすい。他方で、室内扁平管を設ける間隔を広くすると、室内フィンの熱伝達率が低下することから、室内熱交換器における冷媒の蒸発温度を下げざるを得ず、結露水が生じやすい環境になってしまう。
一般に、空気調和装置の室外ユニットにおいて用いられる室外熱交換器では、冷媒の蒸発器として機能させる際の室外フィンでの着霜により、通風抵抗が増大しがちになることから、室外扁平管のピッチを広くとることが求められる。このような扁平管のピッチが広い構造の室外熱交換器と同じ構造の熱交換器を、室内熱交換器にも流用しようとすると、扁平管のピッチが広いために室内フィンの熱伝達率が低下し、室内熱交換器における冷媒の蒸発温度を下げざるを得ず、結露水が生じやすくなってしまう。
本実施形態の室内熱交換器51では、風上熱交換部70と風下熱交換部80を有しており、少なくとも室内扁平管55が2列以上配置された構造が採用されている。
本実施形態の室内熱交換器51では、室内フィン60は、室内扁平管55の風下側に室内連通部64が設けられている。このため、室内扁平管55で生じた結露水を、空気流れ方向における下流側に位置している室内フィン60の室内連通部64に伝わせながら下方に導いて排水させやすい。したがって、室内フィン60の空気流れ方向の下流側端部からの結露水の飛散を抑制することが可能になる。
本実施形態の室内熱交換器51では、WFを空気流れ方向における室内フィン60の長さとし、WLを空気流れ方向における室内連通部64の長さとした場合に、0.2≦WL/WF≦0.5の関係を満たすようにしている。このように、室内フィン60においてWL/WFの値を0.2以上とすることで、室内連通部64の空気流れ方向の幅を十分に確保し、室内熱交換器51において生じた結露水を室内連通部64を介して下方に排水させやすくしている。また、室内フィン60においてWL/WFの値を0.5以下とすることで、室内フィン60の領域のうち室内扁平管55から遠く離れて伝熱性能の向上に寄与しにくい領域を小さく抑えることで、室内フィン60の性能を維持しつつ材料費を抑制させることが可能になる。
本実施形態の室内熱交換器51では、室内フィン60において、空気流れ方向に開口が生じるように切り起こされて構成されたメインスリット62および連通位置スリット63が設けられている。このため、室内熱交換器51に供給される空気を、室内フィン60に十分に接するようにすることが可能となり、空気熱源を十分に利用することが可能となる。
(6-1)変形例A
上記実施形態では、室内フィン60の下流側端部が平坦な形状である場合を例に挙げて説明した。
上記実施形態では、室内熱交換器51が風上熱交換部70と風下熱交換部80を有し、室内扁平管55が2列に並んで設けられている場合を例に挙げて説明した。
上記実施形態では、室内熱交換器51において、風上熱交換部70に属する複数の室内扁平管55と、風下熱交換部80に属する複数の室内扁平管55とが、空気流れ方向視において互いに重なるように配置される場合を例に挙げて説明した。
上記実施形態では、室内熱交換器51の室内フィン60において、室内フィン60の主面61に対して板厚方向の一方側にスリット片全体が位置するように切り起こされて構成されるメインスリット62や連通位置スリット63が設けられている場合を例に挙げて説明した。
2 室外ユニット(室外機)
3 室内ユニット(室内機)
11 室外熱交換器
51 室内熱交換器
55 室内扁平管
55c 流路
60 室内フィン(伝熱フィン)
62 メインスリット(切り起こし部)
63 連通位置スリット(切り起こし部)
64 室内連通部(連通部)
65 風上部(上下に並んだ前記扁平管同士の間に位置する各部分)
90 室外扁平管(扁平管)
90c 流路
91 室外フィン
97a 連通部
97b 風下部
Claims (4)
- 空気調和装置(1)の室内機(3)に用いられる室内熱交換器(51)であって、
内部に冷媒を通過させる流路(55c)を有しており、上下に並んだ複数の扁平管(55)と、
複数の前記扁平管に接合された複数の伝熱フィン(60)と、
を備え、
前記伝熱フィンは、上下に並んだ前記扁平管同士の間に位置する各部分(65)と繋がっており、空気流れ方向における前記扁平管の風下側に位置し、上下に延びた連通部(64)と、長手方向が上下方向である切り起こし部(62、63)と、を有しており、
前記扁平管の高さをHTとし、上下に並んだ前記扁平管のピッチをDPとした場合に、
4.6≦DP/HT≦8.0の関係を満たす、
室内熱交換器。 - 前記扁平管は、空気流れ方向の上流側に配置された複数の上流側扁平管と、前記上流側扁平管よりも空気流れ方向の下流側に配置された複数の下流側扁平管と、を有している、
請求項1に記載の室内熱交換器。 - 空気流れ方向における前記伝熱フィンの長さをWFとし、空気流れ方向における前記連通部の長さをWLとした場合に、
0.2≦WL/WF≦0.5の関係を満たす、
請求項1または2に記載の室内熱交換器。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の室内熱交換器(51)を有する室内機(3)と、
室外熱交換器(11)を有する室外機(2)と、
を備えた空気調和装置(1)。
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