JPS63176969A - ヒ−トポンプ式空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、空気を熱源とするヒートポンプ式空気調和機
に関する。

従来の技術 従来空気熱源ヒートポンプ式空気調和機の室外熱交換器
は、Ｕベンドにより互いに接続された鋼管とアルミ等を
材料とするフィンよりなり、鋼管の内部を流れる冷媒と
フィン間を流れる空気が熱交換を行なう構成を有してい
た。この様な熱交換器は近年、小型、高性能化が要求さ
れているが、騒音等の観点からフィン間の空気流速は低
く押えられているため管内側の熱抵抗に比して空気側の
熱抵抗は高い。そこで現在は空気側の伝熱面積をフィン
表面にスリット、ルーバー等の加工を施して拡大するこ
とで管内側の熱抵抗との差を減少させる様に工夫して性
能を向上させているが、ヒートポンプ式空気調和機の室
外熱交換器として使用すると冬期に着霜が著しく、フラ
ットフィンの場合より頻繁に除霜の必要が生じ、又着霜
も強固である為、除霜方式は、大半が四方弁を切換えて
冷房サイクルとし、室外熱交換器を凝縮器、室内熱交換
器を蒸発器とする逆サイクル除霜方式で、この時コール
ドドラフト防止の為に室内ファンを停止していた。

発明が解決しようとする問題点 しかしこの方式では基本的に冷媒循環が少なく圧縮機入
力の増大がそれほど期待出来ないので、除霜時間が長く
なること、並びに除霜運転中の数分間は室内ファンが停
止するので、暖房感が欠如し快適性が損なわれること、
さらには除霜運転終了後の四方弁が切換って暖房運転に
復帰してからも室内熱交換器の温度が上昇するまでに時
間を要するなど使用者からすれば満足できるものではな
く、年間効率（ＳＥＥＲ）が低下する。それ故もっばら
ヒートポンプ式空気調和機の室外熱交換器にはフラット
フィンが使用されている。このため、室外機が大きくな
り、コスト的にも高くなることから何らかの改善が期待
されている。

そこで本発明は、室外熱交換器のバイパス及び伝熱管の
配置を工夫することによってフラットフィンの熱伝達率
を向上させることにより、難着箱で高性能な室外熱交換
器にし、除゛け運転時にも暖房運転時にも暖房運転を継
続することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明の技術的手段は、暖房運転時の室内熱交換器と室
外熱交換器を結ぶ冷媒回路を並列に構成された第三バイ
パスと第四バイパス、さらに並列に構成された第一バイ
パスと第二バイパス、サラに並列に！　成された第一バ
イパスと第二バイパス、室外熱交換器を順次環状に配管
で連結して冷凍サイクルを構成し、前記第三バイパスは
第一キャピラリーチューブを、第二バイパスは除霜運転
時開する電磁弁をそれぞれ有し、前記第一バイパスは並
列に分岐し、それぞれ第二キャピラリーチューブ、第三
キャピラリーチューブ、第四キャピラリーチューブ、第
五キャピラリーチューブを有して室外熱交換器に連結さ
れ、前記第二バイパスは前記第五キャピラリーチューブ
を有する第一バイパスと合流し、上流側伝熱管群に連結
されたものである。

作　　　用 この技術的手段により、（１）各伝熱管群内の伝熱管が
わずかずつ気流と垂直にずらしている為、上流側の管と
フィンの存在により発生する馬蹄部が下流側の管へ衝突
し、管表面に高い熱伝達域を生じる。（２）このような
上流側から発生する馬蹄部が、管表面に衝突し、管側側
へ分岐するため止水域が少なくなり有効な伝熱面積が増
加する。（３）伝熱管群間の距離が伝熱管群内の伝熱管
間の距離より広いので、圧力損失が少ない。Ａ伝熱管群
内の伝熱管が気流方向と垂直方向にずれて配置されてい
るので、気流方向に管を一列に並べた場合より伝熱管間
の距離が広くなり、水滴が付着した場合に落下しやすい
。（５）従って着霜性能も良く、又着霜時において上流
側に高温冷媒を流せば簡単に融解出来るという作用を生
じる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明の一実施例におけるヒートポンプ式空気
調和機の冷凍サイクル図を示すものである。同図におい
て１は圧縮機、２は四方弁、３は室内熱交換器、４は第
一バイパスで並列に分岐し上流側伝熱管群１６、伝熱管
群１７にそれぞれ連結し、さらに第一バイパス４と並列
に第二バイパス５が設けられ、電磁弁１０を有し上流側
伝熱管群１６と連続している。又第一バイパス４と第二
バイパス５と室内側熱交換器３の間に第一キャピラリー
チューブ８と逆止弁９を有する第三バイパス６及び第四
バイパス７が並列に備えられている。

次に第２図、第３図により前記室外熱交換器９の構成を
説明する。

第２図は本発明における室外熱交換器１６であり（ａ）
は平面図、（ｋ）は側面図である。）　２０　ｍ、　２
０ｂ。

は伝熱管であり内部を冷媒が循環している。その熱は、
伝熱管２０からフィンカラー１９、フィン１８へと順次
伝えられ、前方から流動する空気１４と熱の授受を行な
う。１６は上流側伝熱管群である。前記上流側伝熱管群
１６及び伝熱管群１１の配置は、伝熱管２０暑と２０ｂ
の関係のごとく上流側の伝熱管２０ｍの投影面２１に部
分的に伝熱管２０ｂが重なる様に構成されかつ伝熱管群
間のピッチｂは隣接伝熱管相互間の距離Ｃより大きい。

つまり常に上流側のどれかの伝熱管２０の投影面と下流
側の鋼管が重なる様に構成されている。

この一対の伝熱管の中心距離ａと熱伝達率及び圧力損失
の関係は第４図の如くなる。圧力損失はｂ　／　ｃが小
さくなれば増大するため、本実施例ではｂ＞ａと取って
いる。

また−男中心距離がフィンカラー直径の１／２近辺で熱
伝達率は最大となる。本実施例ではａを直径の１／２と
しているが、直径の２１５〜５／８近辺ではほぼ同等の
効果が期待出来る。この場合の圧損はちどり配列より小
さい。また、本実施例のごとく伝熱管距離が空気流と斜
めになり基盤目配列と比べて広、くなるため露落ちが良
い。従って室外熱交換器１５はフィン１８間の通風抵抗
が少なく又露落ちが良いため露の成長が抑制される。

次に以上のように構成されたヒートポンプ式空気調和機
の動作を説明する。通常の暖房運転時には、電磁弁１０
は閉の状態で暖房サイクルを形成するが、低外気時には
室外熱交換器１５に着霜が生じる。図示しない着霜検出
器により除霜運転が必要となれば、四方弁２はそのまま
の状態で電磁弁１０を開き第一キャピラリーチューブ８
を通過した高温の吐出ガスを第二バイパス５を通して上
流側伝熱管群１６へ流しこれらは着雪の融解に使用され
る。つまり第一キャピラリーチューブが他のものより流
量が大なるために比較的高圧のガスが室外熱交換器１５
へ送られる。このように四方弁２を暖房運転時の状態の
ままで室外熱交換器１５の上流伝達管群１６へ流入冷媒
温度が霜の融解するＯ’Ｃ以上となって霜を融解出来る
。

発明の効果 本発明によれば、 （１）上流側のフィンと伝熱管の存在によって発生する
馬蹄渦が後流の管表面に著しく高い熱伝達域を生じさせ
る。

（２）　　この馬蹄渦が後流の管によって分散され、伝
熱管群間へ入り込むため止水域が減少し、有効伝熱面が
増加する。

（３）伝熱管が空気流に対して斜めに設置されるために
伝熱管間距離が広くなり露落ちがよくなる。

（４）従って従来の熱交換器に比べ除霜運転においてバ
イパスすることにより暖房運転を継続したままで行なえ
る。

等の効果を生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるヒートポンプ式空気調
和機の冷凍サイクル図、第２図は本発明の一実施例のフ
ィン付熱交換器の斜視図、第３図（ａ）（ｂ）は同熱交
換器の平面図詔よび側面図、第４図は同熱交換器の特性
図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方弁、３・・
・・・・室内熱交換器、　４・・・・・・第一ハイハス
、５・・・・・・第二バイパス、６・・・・・・第三ハ
イハス、７・・・・・・第四バイパス、８・・・・・・
第一キャピラリチューブ、９・・・・・・逆止弁、１０
・・・・・・電磁弁、１１・・・・・・第二キャピラリ
チューブ、１２・・・・・・第三キャピラリチューブ、
１３・・・・・・第四キャピラリチューブ、１４・・・
・・・第五キャピラリチューブ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図 Ｌ（ＩＪ 第４図 Ｏｏ、５　　　　　　　　　　　／ 管中）Ｘミツ　距離　とχ フィンカラー１！蓬

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、四方弁、室内熱交換器、並列に構成され
   た第三バイパスと第四バイパス、さらに並列に構成され
   た第一バイパスと第二バイパス、室外熱交換器を順次環
   状に配管で連結して冷凍サイクルを構成し、前記第三バ
   イパスは第一キャピラリーチューブを、第二バイパスは
   除霜運転時開する電磁弁をそれぞれ有し、前記第一バイ
   パスは並列に分岐し、それぞれ第二キャピラリーチュー
   ブ、第三キャピラリーチューブ、第四キャピラリーチュ
   ーブ、第五キャピラリーチューブを有して室外熱交換器
   に連結され、又前記第二バイパスは前記第五キャピラリ
   ーチューブを有する第一バイパスと合流し、上流側伝熱
   管群に連結されたヒートポンプ式空気調和機。