WO2019151217A1 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器 Download PDF

Info

Publication number
WO2019151217A1
WO2019151217A1 PCT/JP2019/002900 JP2019002900W WO2019151217A1 WO 2019151217 A1 WO2019151217 A1 WO 2019151217A1 JP 2019002900 W JP2019002900 W JP 2019002900W WO 2019151217 A1 WO2019151217 A1 WO 2019151217A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
assembly
flat tube
pipe
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/002900
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤 健
正憲 神藤
好男 織谷
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダイキン工業株式会社 filed Critical ダイキン工業株式会社
Publication of WO2019151217A1 publication Critical patent/WO2019151217A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/02Evaporators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • a heat exchanger with a flat tube and a refrigerant assembly A heat exchanger with a flat tube and a refrigerant assembly.
  • the second header connected to the first header collecting pipe is further added.
  • a device using a header collecting pipe has been proposed (for example, see Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2012-163313).
  • the second header collecting pipe is disposed relatively upward in order to collect the gas refrigerant.
  • the upper portion of the first header collecting pipe or the heat transfer pipe is empty when it is stored in a normal casing.
  • the heat exchanger is unnecessarily enlarged.
  • the heat exchanger according to the first aspect is used for a refrigeration cycle apparatus.
  • the heat exchanger according to the first aspect includes a plurality of flat tubes, first and second refrigerant assembly portions on the gas side, and connection tubes connecting the first and second refrigerant assembly portions.
  • the flat tubes are lined up and down. The end of the flat tube is connected to the first refrigerant assembly.
  • the first refrigerant collecting portion and the second refrigerant collecting portion extend in the vertical direction.
  • the height of the upper end of the second refrigerant assembly portion is equal to or lower than the height of the upper end of the first refrigerant assembly portion.
  • the heat exchanger according to the first aspect has an effect that the space formed in the upper part of the flat tube is suppressed due to such a configuration.
  • the heat exchanger according to the second aspect is the heat exchanger according to the first aspect, and further includes a curved portion connected on the second refrigerant assembly portion.
  • the heat exchanger according to the third aspect is the heat exchanger according to the second aspect, and the height of the highest portion of the curved portion is equal to or lower than the height of the upper end of the first refrigerant assembly portion.
  • the space above the flat tube is more reliably suppressed.
  • the heat exchanger according to the fourth aspect is the heat exchanger according to the second aspect or the third aspect, and the second refrigerant assembly is made of aluminum or an aluminum alloy.
  • a copper tube is directly or indirectly connected to the curved portion on the opposite side of the curved portion from the second refrigerant assembly portion.
  • the heat exchanger of the fourth aspect can reduce the pressure loss of the gas refrigerant flowing inside the pipe as compared with the case where the copper pipe is connected in the circumferential direction of the second refrigerant assembly. It has the effect of being able to.
  • the heat exchanger of the fifth aspect is the heat exchanger of any of the first to fourth aspects, and there are three or more connecting pipes.
  • the heat exchanger according to the fifth aspect reduces the pressure loss of the refrigerant flowing from the second refrigerant assembly to the first refrigerant assembly as compared with the case of one or two connecting pipes. Has the effect of being able to.
  • the heat exchanger according to the sixth aspect is the heat exchanger according to the fifth aspect, and when the connection pipe is a first connection pipe, a second connection pipe, and a third connection pipe in order from the top, The distance between the two connecting pipes is shorter than the distance between the second connecting pipe and the third connecting pipe.
  • the heat exchanger of the sixth aspect is effective in suppressing the height of the second refrigerant assembly part by keeping the uppermost first connecting pipe low.
  • a heat exchanger according to a seventh aspect is the heat exchanger according to any one of the first to sixth aspects, and further includes a liquid side third refrigerant assembly portion extending in the vertical direction.
  • the refrigerant is configured to flow in the order of the first refrigerant collecting portion, the flat tube, and the third refrigerant collecting portion, or in the reverse order.
  • a heat exchanger is the heat exchanger according to any one of the first to sixth aspects, wherein when the flat tube according to the first aspect is the first flat tube, the second flat tube and the liquid side A third refrigerant assembly.
  • the second flat tubes are lined up and down.
  • the third refrigerant assembly is connected to the end of the second flat tube and extends in the vertical direction.
  • the refrigerant is configured to flow in the order of the first refrigerant collecting portion, the first flat tube, the second flat tube, and the third refrigerant collecting portion, or vice versa.
  • the 2nd flat tube is arrange
  • the heat exchanger according to the ninth aspect is the heat exchanger according to any one of the first to eighth aspects, and the diameter in the vertical direction of the cross section of the connecting pipe is larger than the diameter in the horizontal direction.
  • the heat exchanger according to the ninth aspect can increase the flow passage cross-sectional area of the connecting pipe without increasing the horizontal diameter of the second refrigerant assembly portion because of such a configuration, There is an effect that the pressure loss of the refrigerant flowing from the refrigerant collecting portion to the first refrigerant collecting portion can be further reduced.
  • the heat exchanger according to the tenth aspect is the heat exchanger according to any one of the first to ninth aspects, and the cross-sectional area of the first refrigerant aggregate portion is smaller than the cross-sectional area of the second refrigerant aggregate portion.
  • FIG. 6 is a diagram depicting only the vicinity of a gas side refrigerant assembly in the heat exchanger of FIG. 5. It is a schematic perspective view of the heat exchanger of modification 1A. It is a schematic perspective view of the heat exchanger of the modification 1B.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 is an air conditioner capable of cooling and heating a room such as a building by performing a vapor compression refrigeration cycle.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 mainly includes an outdoor unit 2, indoor units 3a and 3b, a liquid refrigerant communication tube 4 and a gas refrigerant communication tube 5 that connect the outdoor unit 2 and the indoor units 3a and 3b, an outdoor unit 2 and And a control unit 23 that controls the constituent devices of the indoor units 3a and 3b.
  • the vapor compression refrigerant circuit 6 of the refrigeration cycle apparatus 1 is configured by connecting the outdoor unit 2 and the indoor units 3a and 3b via the refrigerant communication pipes 4 and 5, respectively.
  • the outdoor unit 2 is installed outside the building (on the roof of the building, near the wall of the building, etc.) and constitutes a part of the refrigerant circuit 6.
  • the outdoor unit 2 mainly includes an accumulator 7, a compressor 8, a four-way switching valve 10, an outdoor heat exchanger 11, an outdoor expansion valve 12 as an expansion mechanism, a liquid side closing valve 13, and a gas side closing.
  • a valve 14 and an outdoor fan 15 are provided. Each device and the valve are connected by refrigerant pipes 16 to 22.
  • the indoor units 3 a and 3 b are installed in a room (such as a living room or a ceiling space) and constitute a part of the refrigerant circuit 6.
  • the indoor unit 3a mainly has an indoor expansion valve 31a, an indoor heat exchanger 32a, and an indoor fan 33a.
  • the indoor unit 3b mainly includes an indoor expansion valve 31b as an expansion mechanism, an indoor heat exchanger 32b, and an indoor fan 33b.
  • Refrigerant communication pipes 4 and 5 are refrigerant pipes that are constructed on-site when the refrigeration cycle apparatus 1 is installed at an installation location such as a building.
  • One end of the liquid refrigerant communication tube 4 is connected to the liquid side closing valve 13 of the outdoor unit 2, and the other end of the liquid refrigerant communication tube 4 is connected to the liquid side ends of the indoor expansion valves 31a and 31b of the indoor units 3a and 3b.
  • One end of the gas refrigerant communication pipe 5 is connected to the gas side shut-off valve 14 of the outdoor unit 2, and the other end of the gas refrigerant communication pipe 5 is connected to the gas side end of the indoor heat exchangers 32a and 32b of the indoor units 3a and 3b. It is connected.
  • the control unit 23 is configured by communication connection of control boards or the like (not shown) provided in the outdoor unit 2 and the indoor units 3a and 3b. In FIG. 1, for the sake of convenience, the outdoor unit 2 and the indoor units 3a and 3b are illustrated at positions away from each other.
  • the control unit 23 controls the components 8, 10, 12, 15, 31a, 31b, 33a, 33b of the refrigeration cycle apparatus 1 (here, the outdoor unit 2 and the indoor units 3a, 3b), that is, the refrigeration cycle apparatus 1 The whole operation control is performed.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 has three types of operation modes of cooling operation, heating operation, and defrosting operation. Selection of the operation mode and control of each operation mode are performed by the control unit 23.
  • the refrigerant is circulated in the order of the compressor 8, the outdoor heat exchanger 11, the outdoor expansion valve 12, the indoor expansion valves 31a and 31b, and the indoor heat exchangers 32a and 32b.
  • the refrigerant is circulated in the order of the compressor 8, the indoor heat exchangers 32a and 32b, the indoor expansion valves 31a and 31b, the outdoor expansion valve 12, and the outdoor heat exchanger 11.
  • a defrosting operation for melting frost adhering to the outdoor heat exchanger 11 is performed.
  • the refrigerant flow during the defrosting operation is the same as that during the cooling operation.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the outdoor unit 2.
  • the outdoor unit 2 mainly includes a substantially rectangular parallelepiped box-shaped casing 40, an outdoor fan 15 as a blower, an accumulator 7, a compressor 8, an outdoor heat exchanger 11, a four-way switching valve 10, and an outdoor expansion valve 12. And refrigerant pipes 16-22.
  • top”, “bottom”, “left”, “right”, “front”, “back”, “front”, and “back” are shown in FIG. 2 unless otherwise specified.
  • the direction when the outdoor unit 2 to be viewed is viewed from the front (left oblique front side of the drawing) is meant.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view
  • FIG. 4 is an enlarged view of a straight line portion on the rear surface
  • 5 is a view of the left front portion of the outdoor heat exchanger 11 as viewed from the gas side first refrigerant assembly portion 70 side (right front side)
  • FIG. 6 is the same portion of the liquid side refrigerant assembly portion 80 side (left front side). It is the figure seen from.
  • FIG. 7 is a view showing only the vicinity of the gas-side refrigerant assembly.
  • the outdoor heat exchanger 11 is a heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and the outdoor air.
  • the outdoor heat exchanger 11 includes a gas-side second refrigerant assembly portion 50, a connecting pipe 77, a gas-side first refrigerant assembly portion 70, a liquid-side branching portion 84, a liquid-side refrigerant assembly portion 80, and a connected refrigerant assembly.
  • a portion 90, a plurality of flat tubes 63, and a plurality of fins 64 are provided.
  • the gas-side second refrigerant assembly 50, the connecting pipe 77, the gas-side refrigerant assembly 70, the liquid-side refrigerant assembly 80, the connected refrigerant assembly 90, the flat tubes 63, and the fins 64 are all made of aluminum or an aluminum alloy. And are joined together by brazing or the like.
  • the gas side first refrigerant collecting portion 70 is a cylindrical and hollow member extending in the vertical direction. The upper end and the lower end are closed.
  • the gas side first refrigerant assembly part 70 divides a lowermost first path, which will be described later, and other paths by a single partition part 73.
  • the gas-side second refrigerant collecting portion 50 is a cylindrical hollow member extending in the vertical direction. The lower end is closed. The cross-sectional area of the gas side second refrigerant assembly portion 50 is larger than the cross-sectional area of the gas side first refrigerant assembly portion 70.
  • the gas side second refrigerant assembly part 50 is connected to the gas side first refrigerant assembly part 70 by a connecting pipe 77.
  • the connection pipe 77 is arranged so that one or more connection pipes 77 are connected to the gas-side second refrigerant assembly part 50.
  • the number of connecting pipes 77 is 30 or less. Here, the number is 16.
  • the diameter in the vertical direction of the cross section of the connecting pipe 77 is larger than the diameter in the horizontal direction.
  • a curved portion 51 is connected to the upper end of the gas side second refrigerant collecting portion 50.
  • the bending portion 51 is a U-shaped tube.
  • the bending portion 51 is further connected to the copper tube 52.
  • the bending portion 51 may not be directly connected to the copper tube 52 but may be connected between the bending portion 51 and the copper tube 52 with an aluminum tube interposed therebetween. Gas refrigerant is exchanged between the outdoor heat exchanger 11 and the other part of the refrigeration cycle apparatus 1 through the curved portion 51 arranged at a high position in this way.
  • the height H2 of the upper end of the second refrigerant assembly portion 50 is equal to or lower than the height H1 of the upper end of the first refrigerant assembly portion 70.
  • the height H2 is lower than the height H1.
  • the height means a height from a common reference plane, for example, a height from the bottom of the casing 44. Since it is sufficient if the heights can be compared relatively, the reference plane may be selected as appropriate.
  • coolant assembly part 50 as shown in FIG.
  • coolant assembly part 50 and the curved part 51 when the connection part of the 2nd refrigerant
  • coolant gathering part 50 and the curved part 51 is not clear, for example, when both are comprised integrally, it defines at the uppermost part of a linear part.
  • the height H2 of the second refrigerant assembly 50 is suppressed as compared to the height H1 of the first refrigerant assembly 70. Therefore, the height of the curved portion 51 connected to the second refrigerant assembly portion 50 is suppressed.
  • the curved portion 51 is higher than the first refrigerant collecting portion 70, a large space is formed above the flat tubes 63 and the fins 64 and below the outdoor fan 15. Then, the subject that the casing 40 becomes large arises. Moreover, since the distance between the fan 15 and the heat exchanger 11 is increased, there is a problem that efficiency is lowered.
  • the height H3 of the highest portion of the curved portion 51 is equal to or less than the height H1 of the upper end of the first refrigerant assembly portion 70.
  • the height H3 and the height H1 are substantially the same.
  • connection pipe 77 connecting the first refrigerant assembly 70 and the second refrigerant assembly 50 has the following characteristics.
  • the distance d1 between the first first connecting pipe 77a and the second second connecting pipe 77b from the top is shorter than the distance d2 between the second connecting pipe 77b and the third third connecting pipe 77c from the top.
  • the reason for adopting such a configuration is to place the first connecting pipe 77a as low as possible. By doing so, it becomes possible to arrange
  • the liquid side refrigerant collecting part 80 has a vertically long hollow cylindrical pipe 81 extending vertically and a closing part 82 closing the opening of the end of the pipe 81.
  • the liquid side refrigerant collecting unit 80 further includes a plurality of partition parts 83, and the inside of the pipe 81 is divided into a plurality of refrigerant collecting spaces 85 by the partition parts 83.
  • One or more upwind flat tubes 63a are connected to each refrigerant collecting space 85.
  • the number of connected flat tubes is, for example, 1 or more and 10 or less.
  • the connected refrigerant assembly 90 includes a vertically long cylindrical tube 91 extending vertically and a closing portion 92 that closes the opening at the end of the tube 91.
  • the connected refrigerant assembly 90 further includes a plurality of partitions 93, and the inside of the pipe 91 partitions between the ends in the longitudinal direction of the flat tubes adjacent in the step direction, and the flat adjacent in the tube row direction.
  • a plurality of refrigerant spaces 95 in which one end portions in the longitudinal direction of the pipe communicate with each other are formed.
  • the flat tube 63 has a flat plate shape and has a plurality of through holes for circulating the refrigerant.
  • FIG. 4 is a perspective view of the rear straight portion of FIG. As shown in FIG. 4, in the flat tube 63, the windward flat tube 63a and the leeward flat tube 63b are arranged in two rows. And the fin 64 is arrange
  • the flow of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 11 will be described with reference to FIG.
  • the arrow of FIG. 3 has shown the direction of the flow of the refrigerant
  • the refrigerant that has flowed into the gas-side second refrigerant assembly 50 from the compressor 8 flows in a plurality of connection pipes 77 and collects at the gas-side first refrigerant assembly 70.
  • the refrigerant that has flowed out from the gas-side first refrigerant assembly portion 70 is divided into a plurality of leeward flat tubes 63b and flows into the refrigerant spaces 95 of the respective leeward flat tubes 63b of the connected refrigerant assembly portion 90.
  • the refrigerant that has flowed into each refrigerant space 95 of the connected refrigerant assembly 90 flows into each windward flat tube 63a connected to each refrigerant space 95, and is nth from the bottom of the liquid refrigerant assembly 80 (n is An integer from 2 to 9.
  • the first pass is divided into the refrigerant collecting space 85 and flows in later.
  • the refrigerant is divided into a plurality of refrigerant paths corresponding to the plurality of refrigerant collecting spaces 85 in the liquid side refrigerant collecting portion 80.
  • the number of passes is set to 9, but the number of passes is set as appropriate.
  • the number of paths is 2 or more and 30 or less.
  • the refrigerant passes through the nth liquid side branch pipe 87 from the nth refrigerant collecting space 85 and reaches the liquid side branch section 84. In the liquid side branching portion 84, the refrigerants that have flowed through the nine refrigerant paths merge and are sent to the indoor expansion valves 31a and 31b.
  • the refrigerant flowing into the liquid side diverting portion 84 through the reverse path is divided into respective paths in the liquid side refrigerant collecting portion 80 and exchanges heat with air, and merges in the gas side second refrigerant collecting portion 50.
  • the lowermost first pass is exceptionally the case where the refrigerant passes between the gas-side first refrigerant assembly 70 (or the liquid-side refrigerant assembly 80) and the connected refrigerant assembly 90 in the other paths. It is configured to flow twice as much as twice. The reason for this is to prevent frost formation.
  • the refrigerant is separated from the liquid side diverter 84, and after heat exchange, the refrigerant is merged in the gas side second refrigerant assembly 50, and conversely during cooling, the refrigerant is reversed. Is configured to flow.
  • the heat exchanger according to the present embodiment is configured such that the height H2 of the upper end of the second refrigerant assembly portion 50 is equal to or lower than the height H1 of the upper end of the first refrigerant assembly portion 70 to which the flat tube 63 is connected. ing. Due to such a configuration, the height of the highest portion in the vicinity of the gas side refrigerant assembly portion is suppressed. When this part becomes high, a large space is formed above the flat tubes 63 and the fins 64 and below the outdoor fan 15. That is, as shown in FIG. 7, the distance H4 between the fan 15 and the flat tube 63 or the fin 64 is increased. Then, the subject that the casing 40 becomes large arises. Moreover, since the distance H4 between the fan 15 and the heat exchanger 11 (particularly, the flat tube 63 and the fin 64) is increased, there is a problem that efficiency is lowered.
  • the height H3 of the highest portion of the curved portion 51 is set to be equal to or less than the height H1 of the upper end of the first refrigerant assembly portion 70, the occurrence of the dead space can be more reliably suppressed.
  • connection pipe 77 connecting the first refrigerant assembly 70 and the second refrigerant assembly 50 has the following characteristics.
  • the distance d1 between the first first connecting pipe 77a and the second second connecting pipe 77b from the top is shorter than the distance d2 between the second connecting pipe 77b and the third third connecting pipe 77c from the top.
  • the first connecting pipe 77a can be set as low as possible. By doing so, it becomes possible to arrange
  • the bending portion 51 is connected to the second refrigerant assembly portion 50 made of aluminum or aluminum alloy, and the copper tube 52 is connected directly or indirectly to the bending portion 51.
  • the pressure loss of the gas refrigerant flowing inside the pipe can be reduced as compared with the case where the copper pipe 52 is connected in the circumferential direction of the second refrigerant assembly 50.
  • connection pipes 77 of the heat exchanger of this embodiment is three or more. Compared to the case of one or two connecting pipes, there is an effect that the pressure loss of the refrigerant flowing from the second refrigerant collecting portion to the first refrigerant collecting portion can be reduced.
  • the diameter of the up-down direction of the cross section of the connection pipe 77 is larger than the diameter of a horizontal direction.
  • FIG. 8 shows a heat exchanger 11 a corresponding to the outdoor heat exchanger 11 in the refrigeration cycle apparatus 1.
  • the refrigerant flow during the cooling operation is the reverse of this arrow.
  • the refrigerant that has flowed into the heat exchanger 11 a from the compressor 8 reaches the second refrigerant assembly 50 via the curved portion 51.
  • the refrigerant that has reached the second refrigerant collecting portion 50 reaches the first refrigerant collecting portion 70 via the plurality of connecting pipes 77.
  • the refrigerant exchanges heat with air while flowing through the flat tube 63 and dissipates heat until the superheated gas state changes to the saturated liquid state or the supercooled state.
  • the refrigerant flows through the flat tube 63 and then reaches each refrigerant collecting space 85 of the liquid-side refrigerant collecting unit 80.
  • the refrigerant further gathers at the liquid side branching portion 84 and is sent to the indoor expansion valves 31a and 31b.
  • the vicinity of the gas side first and second refrigerant collecting portions 70 and 50 in the modified example 1A is the same as that in the first embodiment shown in FIG. That is, the height H2 of the upper end of the second refrigerant assembly 50 is configured to be equal to or lower than the height H1 of the upper end of the first refrigerant assembly 70. Therefore, the distance H4 between the fan 15 and the flat tube 63 or the fin 64 can be reduced. Further, the distance d1 between the first first connecting pipe 77a and the second second connecting pipe 77b from the top is shorter than the distance d2 between the second connecting pipe 77b and the third third connecting pipe 77c from the top. .
  • the heat exchanger of the modified example 1A can suppress the occurrence of dead space above the flat tubes 63 and the fins 64 and below the outdoor fan 15.
  • the refrigerant flow during the cooling operation is the reverse of this arrow.
  • the flow of the refrigerant during the cooling operation will be described.
  • the refrigerant that has flowed into the heat exchanger 11 from the compressor 8 reaches the second refrigerant assembly 50 through the curved portion 51.
  • the refrigerant that has reached the second refrigerant collecting unit 50 reaches the first refrigerant collecting unit 70 via the connection pipe 77.
  • the refrigerant reaches each upper refrigerant space 95 of the connected refrigerant aggregate portion 90 from the gas-side first refrigerant aggregate portion 70 via the upper flat tube 63c.
  • the refrigerant path of the upper flat tube 63c is a main heat exchange part, and main heat exchange is performed.
  • the refrigerant moves from each upper refrigerant space 95 to each lower refrigerant collecting space 96 via the communication pipe 94.
  • the liquid side refrigerant collecting section 80 is divided into refrigerant collecting spaces 85 corresponding to the respective paths.
  • One or more lower flat tubes 63 d are connected to each refrigerant collecting space 85.
  • the liquid side refrigerant collecting portion 80 is formed of a cylinder continuous with the gas side first refrigerant collecting portion 70, and is used separately in the vertical direction.
  • the liquid side refrigerant collecting unit 80 may be separate from the gas side first refrigerant collecting unit 70.
  • the refrigerant path to which the lower flat tube 63d belongs is a sub heat exchange unit, and performs auxiliary heat exchange. The refrigerant exchanges heat with air while flowing through the main heat exchange unit and the sub heat exchange unit, and dissipates heat until the superheated gas state changes to the saturated liquid state or the supercooled state.
  • the refrigerant further gathers at the liquid side branching portion 84 and is sent to the indoor expansion valves 31a and 31b.
  • the vicinity of the gas side first and second refrigerant collecting portions 70 and 50 in the modified example 1B is the same as that in the first embodiment shown in FIG. That is, the height H2 of the upper end of the second refrigerant assembly 50 is configured to be equal to or lower than the height H1 of the upper end of the first refrigerant assembly 70. Therefore, the distance H4 between the fan 15 and the flat tube 63 or the fin 64 can be reduced. Further, the distance d1 between the first first connecting pipe 77a and the second second connecting pipe 77b from the top is shorter than the distance d2 between the second connecting pipe 77b and the third third connecting pipe 77c from the top. .
  • the heat exchanger of the modified example 1A can suppress the occurrence of dead space above the flat tubes 63 and the fins 64 and below the outdoor fan 15.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Abstract

冷凍サイクル装置を構成する熱交換器において、ガス側の冷媒集合部において、上部よりガス冷媒を外部とやり取りする場合に、ガス側の冷媒集合部の上部に配管が飛び出し、扁平管、フィンの上部にデッドスペースが出来る懸念があった。 本開示の熱交換器(11)は、扁平管(63)を接続したガス側の第1冷媒集合部(70)が、接続管(77)を介して、第2冷媒集合部(50)に接続され、第2冷媒集合部(50)の上端の高さH2が、前記第1冷媒集合部(70)の上端の高さH1以下となるように構成されている。

Description

熱交換器
 扁平管と、冷媒集合部を備えた熱交換器。
熱交換器の性能を向上させるために、伝熱管の接続されたガス側のヘッダ集合管(第1のヘッダ集合管と呼ぶ)に加え、さらに第1のヘッダ集合管に接続された第2のヘッダ集合管を用いたものが提案されている(たとえば、特許文献1:特開2012-163313号公報参照)。
特許文献1において、上記第2のヘッダ集合管は、ガス冷媒を集めるため、比較的上方に配置されていた。この第2のヘッダ集合管または、それに接続される配管を、第1のヘッダ集合管よりも上部に配置すると、通常のケーシングに収める際、第1のヘッダ集合管や伝熱管の上部が空きスペースとなり、無駄に、熱交換器が肥大化してしまうという課題があった。
 第1観点の熱交換器は、冷凍サイクル装置に用いるものである。第1観点の熱交換器は、複数の扁平管と、ガス側の第1、第2冷媒集合部と、第1、第2冷媒集合部を結ぶ接続管と、を備えている。扁平管は、上下方向に並んでいる。扁平管の端部は、第1冷媒集合部に接続されている。第1冷媒集合部、第2冷媒集合部は、上下方向に延びている。第2冷媒集合部の上端の高さは、前記第1冷媒集合部の上端の高さ以下である。
 第1観点の熱交換器は、このような構成のために、扁平管の上部にできるスペースが抑制されるという効果を有する。
 第2観点の熱交換器は、第1観点の熱交換器であって、第2冷媒集合部の上に接続されている湾曲部をさらに備える。
 第3観点の熱交換器は、第2観点の熱交換器であって、湾曲部の最高部の高さが、第1冷媒集合部の上端の高さ以下である。
 第3観点の熱交換器は、扁平管上部のスペースがより確実に抑制される。
 第4観点の熱交換器は、第2観点または第3観点の熱交換器であって、第2冷媒集合部は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である。また、湾曲部の第2冷媒集合部と反対側には、湾曲部に銅管が直接または間接に接続されている。
 第4観点の熱交換器は、このような構成のために、銅管が第2冷媒集合部の周方向に接続される場合と比べて、管内部を流れるガス冷媒の圧損を小さくすることができるという効果を有する。
 第5観点の熱交換器は、第1~第4観点のいずれかの熱交換器であって、接続管は、3本以上である。
 第5観点の熱交換器は、このような構成のために、接続管が1本や2本の場合と比べて、第2冷媒集合部から第1冷媒集合部に流れる冷媒の圧損を小さくすることができるという効果を有する。
 第6観点の熱交換器は、第5観点の熱交換器であって、接続管を上から順に第1接続管、第2接続管、第3接続管としたとき、第1接続管と第2接続管の距離は、第2接続管と第3接続管の距離よりも短い。
 第6観点の熱交換器は、最も上の第1接続管を低く抑えることにより、第2冷媒集合部の高さを抑制するのに効果がある。
 第7観点の熱交換器は、第1~第6観点のいずれかの熱交換器であって、上下方向に延びる液側の第3冷媒集合部をさらに備えている。冷媒は、第1冷媒集合部、扁平管、第3冷媒集合部の順、または、その逆順に流れるように構成されている。
 第8観点の熱交換器は、第1~第6観点のいずれかの熱交換器であって、第1観点の扁平管を第1扁平管としたとき、第2扁平管と、液側の第3冷媒集合部とをさらに備える。第2扁平管は、上下に並んでいる。第3冷媒集合部は、第2扁平管の端部が接続され、上下方向に延びている。冷媒は、第1冷媒集合部、第1扁平管、第2扁平管、第3冷媒集合部の順、またはその逆順に流れるように構成されている。第2扁平管は、第1扁平管の上部、または、下部に配置されている。
 第9観点の熱交換器は、第1~第8観点のいずれかの熱交換器であって、接続管の断面の上下方向の径は、水平方向の径よりも大きい。
 第9観点の熱交換器は、このような構成のために、第2冷媒集合部の水平方向の径を大きくせずに、接続管の流路断面積を大きくすることができるため、第2冷媒集合部から第1冷媒集合部に流れる冷媒の圧損をより小さくすることができるという効果を有する。
 第10観点の熱交換器は、第1~第9観点のいずれかの熱交換器であって、第1冷媒集合部の断面積は、第2冷媒集合部の断面積よりも小さい。
第1実施形態の冷凍サイクル装置の概略構成図である。 第1実施形態の室外ユニットの外観斜視図である。 第1実施形態に係る熱交換器の概略斜視図である。 図3の熱交換器の部分拡大図である。 図3の熱交換器のガス側冷媒集合部付近の図である。 図3の熱交換器の液側冷媒集合部付近の図である。 図5の熱交換機において、ガス側冷媒集合部付近のみを描いた図である。 変形例1Aの熱交換器の概略斜視図である。 変形例1Bの熱交換器の概略斜視図である。
 <第1実施形態>
 (1)冷凍サイクル装置の構成
 熱交換器としての室外熱交換器11を用いた冷凍サイクル装置1について、図面を用いて説明する。冷凍サイクル装置1の概略構成図を図1に示す。
 冷凍サイクル装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な空気調和装置である。冷凍サイクル装置1は、主として、室外ユニット2と、室内ユニット3a、3bと、室外ユニット2と室内ユニット3a、3bとを接続する液冷媒連絡管4及びガス冷媒連絡管5と、室外ユニット2及び室内ユニット3a、3bの構成機器を制御する制御部23と、を有している。そして、冷凍サイクル装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路6は、室外ユニット2と、室内ユニット3a、3bとが冷媒連絡管4、5を介して接続されることによって構成されている。
 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と、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、を有している。各機器及び弁間は、冷媒管16~22によって接続されている。
 室内ユニット3a、3bは、室内(居室や天井裏空間等)に設置されており、冷媒回路6の一部を構成している。室内ユニット3aは、主として、室内膨張弁31aと、室内熱交換器32aと、室内ファン33aと、を有している。室内ユニット3bは、主として、膨張機構としての室内膨張弁31bと、室内熱交換器32bと、室内ファン33bと、を有している。
 冷媒連絡管4、5は、冷凍サイクル装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管4の一端は、室外ユニット2の液側閉鎖弁13に接続され、液冷媒連絡管4の他端は、室内ユニット3a、3bの室内膨張弁31a、31bの液側端に接続されている。ガス冷媒連絡管5の一端は、室外ユニット2のガス側閉鎖弁14に接続され、ガス冷媒連絡管5の他端は、室内ユニット3a、3bの室内熱交換器32a、32bのガス側端に接続されている。
 制御部23は、室外ユニット2や室内ユニット3a、3bに設けられた制御基板等(図示せず)が通信接続されることによって構成されている。尚、図1においては、便宜上、室外ユニット2や室内ユニット3a、3bとは離れた位置に図示している。制御部23は、冷凍サイクル装置1(ここでは、室外ユニット2や室内ユニット3a、3b)の構成機器8、10、12、15、31a、31b、33a、33bの制御、すなわち、冷凍サイクル装置1全体の運転制御を行うようになっている。
 (2)冷凍サイクル装置の動作
 冷凍サイクル装置1は、冷房運転と、暖房運転と、除霜運転との3種類の運転モードがある。運転モードの選択、および、各運転モードの制御は、制御部23によって行われる。冷房運転時には、冷媒を、圧縮機8、室外熱交換器11、室外膨張弁12及び室内膨張弁31a、31b、室内熱交換器32a、32bの順に循環させる。暖房運転時には、冷媒を、圧縮機8、室内熱交換器32a、32b、室内膨張弁31a、31b及び室外膨張弁12、室外熱交換器11の順に循環させる。暖房運転時においては、室外熱交換器11に付着した霜を融解させるための除霜運転が行われる。除霜運転時の冷媒の流れは、冷房運転時と同じである。
 (3)室外ユニットの構成
 図2は、室外ユニット2の外観斜視図である。
 室外ユニット2は、主として、略直方体箱状のケーシング40と、送風機としての室外ファン15と、アキュムレータ7と、圧縮機8と、室外熱交換器11と、四路切換弁10や室外膨張弁12と、冷媒管16~22を含んでいる。尚、以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「前面」、「背面」は、特にことわりのない限り、図2に示される室外ユニット2を前方(図面の左斜前側)から見た場合の方向を意味している。
 室外ファン15(送風機)の回転によって、側面(ここでは、背面及び左右両側面)の吸込口40a、40b、40cから空気が吸い込まれ、室外熱交換器11において冷媒と空気の熱交換が行われ、天面の吹出口40dから空気が排出される。
 (4)室外熱交換器の構成と動作
 第1実施形態の室外熱交換器11について、図面を用いて説明する。図3は概略斜視図、図4は後面の直線部分の拡大図、である。図5は室外熱交換器11の左前部分を、ガス側第1冷媒集合部70側(右前側)から見た図、図6は、同じ部分を、液側冷媒集合部80側(左前側)から見た図である。図7は、ガス側冷媒集合部付近のみを取り出して示した図である。
 室外熱交換器11は、冷媒と室外空気との熱交換を行う熱交換器である。室外熱交換器11は、ガス側第2冷媒集合部50と、接続管77と、ガス側第1冷媒集合部70と、液側分流部84と、液側冷媒集合部80と、連結冷媒集合部90と、複数の扁平管63と、複数のフィン64と、を備えている。ここでは、ガス側第2冷媒集合部50、接続管77、ガス側冷媒集合部70、液側冷媒集合部80、連結冷媒集合部90、扁平管63及びフィン64のすべてが、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されており、互いにロウ付け等によって接合されている。
 ガス側第1冷媒集合部70は、上下方向に延びた筒形状で中空の部材である。上端、および下端は、閉塞されている。ガス側第1冷媒集合部70は、一枚の仕切り部73によって、後述する最下部の第1パスとその他のパスを仕切っている。
 ガス側第2冷媒集合部50は、図5、7に示すように、上下方向に延びた筒形状で中空の部材である。下端は、閉塞されている。ガス側第2冷媒集合部50の断面積は、ガス側第1冷媒集合部70の断面積よりも、大きい。ガス側第2冷媒集合部50は、接続管77によって、ガス側第1冷媒集合部70に接続されている。ガス側第1冷媒集合部70は、ガス側第2冷媒集合部50に対して、1以上の接続管77が繋がるように、接続管77は配置されている。接続管77は、3本以上である。接続管77は、30本以下である。ここでは、16本である。接続管77の断面の上下方向の径は、水平方向の径よりも大きい。
 ガス側第2冷媒集合部50の上端には、湾曲部51が接続されている。湾曲部51はU字管である。湾曲部51は、さらに、銅管52に接続されている。湾曲部51は、このように、直接銅管52に接続されていなくても、湾曲部51と銅管52との間に、さらにアルミ管を挟んで接続されていてもよい。このように高い位置に配置された湾曲部51を介して、室外熱交換器11と、冷凍サイクル装置1の他の部分との間でガス冷媒をやり取りしている。
 第1実施形態においては、図7に示すように、第2冷媒集合部50の上端の高さH2が、第1冷媒集合部70の上端の高さH1以下である。図7においては、高さH2は、高さH1よりも低い。ここで、高さとは、共通の基準面からの高さ、たとえば、ケーシング44の底からの高さを意味している。相対的に高さを比較できればよいので、基準面は、適宜選択すればよい。なお、第2冷媒集合部50の上端の高さH2について、図7に示すように、第2冷媒集合部50と湾曲部51の接続部が明確である場合には、その接続部の上端を取る。第2冷媒集合部50と湾曲部51の接続部が明確で無い場合、たとえば、両者が一体で構成されている場合には、直線部分の最上部で定義する。
 このように本実施形態においては、第2冷媒集合部50の高さH2が第1冷媒集合部70の高さH1に比べて抑制されている。したがって、第2冷媒集合部50に接続される湾曲部51の高さが抑制される。湾曲部51が、第1冷媒集合部70に比して高いと、扁平管63およびフィン64の上、室外ファン15の下に大きなスペースが出来る。そうすると、ケーシング40が大きくなってしまう課題が生じる。また、ファン15と熱交換器11との距離が遠くなってしまうため効率が低下するという課題も生じる。
 また、湾曲部51の最高部の高さH3は、第1冷媒集合部70の上端の高さH1以下である。本字実施形態においては、高さH3と、高さH1は、ほぼ同じである。
 さらに、本実施形態の熱交換器11においては、第1冷媒集合部70と、第2冷媒集合部50を接続する接続管77は次の特徴がある。1番上の第1接続管77aと、上から2番目の第2接続管77bの距離d1は、第2接続管77bと上から3番目の第3接続管77cの距離d2よりも短い。このような構成をとる理由は、第1接続管77aをなるべく低い位置につけるという趣旨である。そうすることによって、第2冷媒集合部50、または、湾曲部51を低い位置に配置することが可能になる。
 液側冷媒集合部80は、上下に延びた縦長中空の筒形状の管81と、管81の端の開口を閉塞する閉塞部82と、を有している。液側冷媒集合部80は、さらに、複数の仕切り部83を有しており、管81の内部は、仕切り部83によって、複数の冷媒集合空間85に分けられている。各冷媒集合空間85には、1以上の風上側扁平管63aが接続されている。接続されている扁平管の数は、たとえば、1本以上10本以下である。
 連結冷媒集合部90は、上下に延びた縦長中空の筒形状の管91と、管91の端の開口を閉塞する閉塞部92と、を有している。連結冷媒集合部90は、さらに、複数の仕切り部93を有しており、管91の内部は、段方向に隣り合う扁平管の長手方向の一端部間を仕切り、管列方向に隣り合う扁平管の長手方向の一端部同士が連通する複数の冷媒空間95が形成されている。
 扁平管63は、平たい板状の形状であり、冷媒を流通させるための貫通穴を複数有している。図4は、図3の後面の直線部を切り取り、斜視した図である。図4に示すように、扁平管63は、風上側扁平管63a、風下側扁平管63bが2列に配列されている。そして、その扁平管63に垂直に、かつ、空気の流れ方向に平行になるように、フィン64が配置されている。フィン64は、扁平管63にロウ付け等で接着されている。フィン64は、扁平管63の中を流れる冷媒と、空気との熱交換を促進する。
 室外熱交換器11における冷媒の流れを、図3を用いて説明する。図3の矢印は、暖房時の扁平管中の冷媒の流れの向きを示している。そして、冷房運転時は矢印と逆向きに冷媒が流れる。冷房運転時の冷媒の流れを次に説明する。圧縮機8よりガス側第2冷媒集合部50に流入した冷媒は、複数の接続管77に分かれて流れ、ガス側第1冷媒集合部70で集合する。ガス側第1冷媒集合部70より流出した冷媒は複数の風下側扁平管63bに分かれて流れて、連結冷媒集合部90の各風下側扁平管63bごとの各冷媒空間95に流れ込む。次に、連結冷媒集合部90の各冷媒空間95に流入した冷媒は、各冷媒空間95に接続された各風上側扁平管63aに流れ込み、液側冷媒集合部80の下からn番目(nは2から9の整数。1番目のパスは、後述する。)の冷媒集合空間85に分かれて流入する。冷媒は、液側冷媒集合部80において、複数の冷媒集合空間85に対応する複数の冷媒パスに分かれている。ここでは、パス数を9としているが、パス数は、適宜設定される。たとえば、2パス以上30パス以下である。冷媒は、n番目の冷媒集合空間85から、n番目の液側分流管87を通過して、液側分流部84に達する。液側分流部84では、9つの冷媒パスを流れた冷媒が合流して、室内膨張弁31a、31bに送られる。暖房運転時には、逆の経路で、液側分流部84に流れ込んだ冷媒は、液側冷媒集合部80でそれぞれのパスに分かれて空気と熱交換を行いガス側第2冷媒集合部50で合流してアキュムレータ7へ流出する。
 本実施形態において、最下部の第1パスは、例外的に、ガス側第1冷媒集合部70(または液側冷媒集合部80)~連結冷媒集合部90の間を冷媒が他のパスの2倍である2往復流れるように構成されている。このようにしている理由は、着霜対策のためである。ただ、他の冷媒パスと同様に、暖房時に、液側分流部84より分離して、熱交換後、ガス側第2冷媒集合部50にて冷媒を合流させており、冷房時にはこの逆に冷媒が流れるように構成されている。
 (5)特徴
 (5-1)
 本実施形態の熱交換器は、第2冷媒集合部50の上端の高さH2が、扁平管63の接続された前記第1冷媒集合部70の上端の高さH1以下となるように構成されている。このような構成のため、ガス側冷媒集合部付近全体の最高部の高さが抑制される。この部分が、高くなると、扁平管63およびフィン64の上、室外ファン15の下に大きなスペースが出来る。すなわち、図7に示すように、ファン15と扁平管63またはフィン64との距離H4が大きくなってしまう。そうすると、ケーシング40が大きくなってしまう課題が生じる。また、ファン15と熱交換器11(特に、扁平管63と、フィン64)との距離H4が大きくなってしまうため効率が低下するという課題も生じる。
 さらに、湾曲部51の最高部の高さH3を、第1冷媒集合部70の上端の高さH1以下とすることにより、上記デッドスペースの発生をより確実に抑制することが出来る。
 (5-2)
 また、本実施形態の熱交換器11においては、第1冷媒集合部70と、第2冷媒集合部50を接続する接続管77は次の特徴がある。1番上の第1接続管77aと、上から2番目の第2接続管77bの距離d1は、第2接続管77bと上から3番目の第3接続管77cの距離d2よりも短い。このような構成により、第1接続管77aをなるべく低い位置につけることができるようになる。そうすることによって、第2冷媒集合部50、または、湾曲部51を低い位置に配置することが可能になる。その結果、(5-1)と同様に、扁平管63およびフィン64の上、室外ファン15の下のデッドスペースの発生を抑制することが出来る。
 (5-3)
 さらに、本実施形態の熱交換器においては、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の第2冷媒集合部50に対して、湾曲部51が接続され、さらに、湾曲部51に銅管52が直接または間接に接続されている。このような構成のために、銅管52が第2冷媒集合部50の周方向に接続される場合と比べて、管内部を流れるガス冷媒の圧損を小さくすることができるという効果を有する。
 (5-4)
 また、本実施形態の熱交換器の接続管77は、3本以上である。接続管が1本や2本の場合と比べて、第2冷媒集合部から第1冷媒集合部に流れる冷媒の圧損を小さくすることができるという効果を有する。
 (5-5)
また、本実施形態の熱交換器においては、接続管77の断面の上下方向の径は、水平方向の径よりも大きい。このような構成をとることにより、第2冷媒集合部50の水平方向の径を大きくせずに、接続管77の流路断面積を大きくすることができるため、第2冷媒集合部50から第1冷媒集合部70に流れる冷媒の圧損をより小さくすることができるという効果を有する。
 (6)変形例
 (6-1)変形例1A
 第1実施形態では、空気流に対して、2列に扁平管を並べて、かつ、ガス側(液側)冷媒集合部70,80と、連結冷媒集合部90の間、冷媒を往復させる形態であった。しかし冷媒のパスが別の形をとる場合でも、本開示は有効である。
 変形例1Aでは、図8に示すように、空気流に対して、扁平管は1列である。また、ガス側扁平管から液側扁平管への冷媒の流れは、片道である。図8は、冷凍サイクル装置1において、室外熱交換器11に相当する熱交換器11aを示している。
 図8の矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。冷房運転時の冷媒の流れはこの矢印の逆である。冷房運転時の冷媒の流れを説明すると、圧縮機8より熱交換器11aに流入した冷媒は、湾曲部51を介して、第2冷媒集合部50に達する。第2冷媒集合部50に達した冷媒は、複数の接続管77を経由して、第1冷媒集合部70に達する。冷媒は扁平管63を流れる間に、空気と熱交換を行い、過熱ガス状態から飽和液状態または過冷却状態になるまで放熱する。冷媒は扁平管63を流れた後、液側の冷媒集合部80の各冷媒集合空間85に達する。冷媒は、さらに、液側分流部84で集合して、室内膨張弁31a、31bに送られる。
 変形例1Aにおけるガス側第1、第2冷媒集合部70,50付近は、図7に示す第1実施形態の場合と同様である。すなわち、第2冷媒集合部50の上端の高さH2が、前記第1冷媒集合部70の上端の高さH1以下となるように構成されている。したがって、ファン15と扁平管63またはフィン64との距離H4を小さく出来る。また、1番上の第1接続管77aと、上から2番目の第2接続管77bの距離d1は、第2接続管77bと上から3番目の第3接続管77cの距離d2よりも短い。その他の、第1、ガス側第2冷媒集合部70,50付近の構成の特徴も実施形態1と同じである。したがって、変形例1Aの熱交換器は、扁平管63およびフィン64の上、室外ファン15の下のデッドスペースの発生を抑制することが出来る。
 (6-2)変形例1B
 変形例1Bの熱交換器11bでは、図9に示すように、ガス側(液側)冷媒集合部70,80と、連結冷媒集合部90との間、冷媒を往復させる点は、第1実施形態と共通である。変形例1Bの熱交換器11bでは、上下に扁平管を並べて、冷媒を往復させるのに対して、図3の第1実施形態の熱交換器11では、空気流に対して、2列に扁平管を並べて冷媒を往復させる点が異なっている。
 図9の矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。冷房運転時の冷媒の流れはこの矢印の逆である。冷房運転時の冷媒の流れを説明すると、圧縮機8より熱交換器11に流入した冷媒は、湾曲部51を介して、第2冷媒集合部50に達する。第2冷媒集合部50に達した冷媒は、接続管77を経由して、第1冷媒集合部70に達する。冷媒は、ガス側第1冷媒集合部70から、上部扁平管63cを経由して、連結冷媒集合部90の各上部冷媒空間95に達する。この上部扁平管63cの冷媒パスがメイン熱交換部であり、主な熱交換が行われる。冷媒は各上部冷媒空間95から連通管94を経由し、各下部冷媒集合空間96に移動する。各下部冷媒集合空間96より、下部扁平管63dを流れた後、液側の冷媒集合部80の各冷媒集合空間85に達する。液側の冷媒集合部80は、各パスに相当する冷媒集合空間85に分かれている。各冷媒集合空間85には1以上の下部扁平管63dが接続されている。本変形例において、液側冷媒集合部80は、ガス側第1冷媒集合部70と連続した筒から構成されており、上下に使い分けている。液側冷媒集合部80は、ガス側第1冷媒集合部70とは、別々でもよい。下部扁平管63dの属する冷媒パスは、サブ熱交換部であり、補助的な熱交換を行う。冷媒は、メイン熱交換部およびサブ熱交換部を流れる間に、空気と熱交換を行い、過熱ガス状態から飽和液状態または過冷却状態になるまで放熱する。冷媒は、さらに、液側分流部84で集合して、室内膨張弁31a、31bに送られる。
 変形例1Bにおけるガス側第1、第2冷媒集合部70,50付近は、図7に示す第1実施形態の場合と同様である。すなわち、第2冷媒集合部50の上端の高さH2が、前記第1冷媒集合部70の上端の高さH1以下となるように構成されている。したがって、ファン15と扁平管63またはフィン64との距離H4を小さく出来る。また、1番上の第1接続管77aと、上から2番目の第2接続管77bの距離d1は、第2接続管77bと上から3番目の第3接続管77cの距離d2よりも短い。その他の、ガス側第1、第2冷媒集合部70,50付近の構成の特徴も実施形態1と同じである。したがって、変形例1Aの熱交換器は、扁平管63およびフィン64の上、室外ファン15の下のデッドスペースの発生を抑制することが出来る。
 以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
1            冷凍サイクル装置
2            室外ユニット
11、11a、11b 室外熱交換器
63                 扁平管
64                 フィン
70                 ガス側第1冷媒集合部
50                 ガス側第2冷媒集合部
77                 接続管
80                 液側冷媒集合部
84                 液側分流部
87                 液側分流管
特開2012-163313号公報

Claims (10)

  1.  上下方向に並ぶ複数の扁平管(63)と、
     前記扁平管(63)の端部が接続され、上下方向に延びる、ガス側の第1冷媒集合部(70)と、
     前記第1冷媒集合部(70)から延びる接続管(77)と、
     前記接続管(77)によって前記第1冷媒集合部(70)と結ばれ、上下方向に延びる第2冷媒集合部(50)と、
    を備え、
     前記第2冷媒集合部(50)の上端の高さが、前記第1冷媒集合部(70)の上端の高さ以下である、
    熱交換器(11)。
  2.  前記第2冷媒集合部(50)の上に接続されている湾曲部(51)
    をさらに備える、
    請求項1に記載の熱交換器(11)。
  3.  前記湾曲部(51)の最高部の高さが、前記第1冷媒集合部(70)の上端の高さ以下である、
    請求項2に記載の熱交換器(11)。
  4.  前記第2冷媒集合部(50)は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であり、
     前記湾曲部(51)の前記第2冷媒集合部(50)と反対側には、前記湾曲部(51)に銅管(52)が直接または間接に接続されている、
    請求項2または3に記載の熱交換器(11)。
  5.  前記接続管(77)は、3本以上である、
    請求項1~4のいずれか1項に記載の熱交換器(11)。
  6.  前記接続管(77)を上から順に第1接続管(77a)、第2接続管(77b)、第3接続管(77c)としたとき、
     前記第1接続管(77a)と前記第2接続管(77b)の距離(d1)は、前記第2接続管(77b)と前記第3接続管(77c)の距離(d2)よりも短い、
    請求項5に記載の熱交換器(11)。
  7.  前記熱交換器(11)は、
     上下方向に延びる液側の第3冷媒集合部(80)
    をさらに備え、
     冷媒は、前記第1冷媒集合部(70)、前記扁平管(63)、前記第3冷媒集合部(80)の順、または、その逆順に流れるように構成されている、
    請求項1~6のいずれか1項に記載の熱交換器(11)。
  8.  前記熱交換器(11)は、
     前記扁平管を第1扁平管(63c)としたとき、上下方向に並ぶ複数の第2扁平管(63d)と、
     前記第2扁平管(63d)の端部が接続され、上下方向に延びる、液側の第3冷媒集合部(80)と
    をさらに備え、
     冷媒は、前記第1冷媒集合部(70)、前記第1扁平管(63c)、前記第2扁平管(63d)、前記第3冷媒集合部(80)の順、またはその逆順に流れるように構成されており、
     前記第2扁平管(63d)は、前記第1扁平管(63c)の上部、または、下部に配置されている、
    請求項1~6のいずれか1項に記載の熱交換器(11)。
  9.  前記接続管(77)の断面の上下方向の径は、水平方向の径よりも大きい、
    請求項1~8のいずれか1項に記載の熱交換器(11)。
  10.  前記第1冷媒集合部(70)の断面積は、前記第2冷媒集合部(50)の断面積よりも小さい、
    請求項1~9のいずれか1項に記載の熱交換器(11)。
PCT/JP2019/002900 2018-01-31 2019-01-29 熱交換器 WO2019151217A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-015303 2018-01-31
JP2018015303A JP6587003B2 (ja) 2018-01-31 2018-01-31 熱交換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019151217A1 true WO2019151217A1 (ja) 2019-08-08

Family

ID=67479237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/002900 WO2019151217A1 (ja) 2018-01-31 2019-01-29 熱交換器

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6587003B2 (ja)
WO (1) WO2019151217A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6939869B2 (ja) * 2019-11-14 2021-09-22 ダイキン工業株式会社 熱交換器
JP7048901B2 (ja) * 2019-11-14 2022-04-06 ダイキン工業株式会社 空気調和機

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009186084A (ja) * 2008-02-06 2009-08-20 Hitachi Appliances Inc 空気調和機の室外機
WO2013161311A1 (ja) * 2012-04-27 2013-10-31 ダイキン工業株式会社 熱交換器
JP2014115057A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Daikin Ind Ltd 熱交換器
JP2015052439A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 ダイキン工業株式会社 熱交換器
JP2015087073A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 ダイキン工業株式会社 熱交換器および空気調和装置
JP2016084993A (ja) * 2014-10-27 2016-05-19 ダイキン工業株式会社 熱交換器
JP2018138826A (ja) * 2017-02-24 2018-09-06 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
WO2018181337A1 (ja) * 2017-03-27 2018-10-04 ダイキン工業株式会社 熱交換器および空気調和装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009186084A (ja) * 2008-02-06 2009-08-20 Hitachi Appliances Inc 空気調和機の室外機
WO2013161311A1 (ja) * 2012-04-27 2013-10-31 ダイキン工業株式会社 熱交換器
JP2014115057A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Daikin Ind Ltd 熱交換器
JP2015052439A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 ダイキン工業株式会社 熱交換器
JP2015087073A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 ダイキン工業株式会社 熱交換器および空気調和装置
JP2016084993A (ja) * 2014-10-27 2016-05-19 ダイキン工業株式会社 熱交換器
JP2018138826A (ja) * 2017-02-24 2018-09-06 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
WO2018181337A1 (ja) * 2017-03-27 2018-10-04 ダイキン工業株式会社 熱交換器および空気調和装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019132534A (ja) 2019-08-08
JP6587003B2 (ja) 2019-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4827882B2 (ja) 熱交換器モジュール、熱交換器、室内ユニット及び空調冷凍装置、並びに熱交換器の製造方法
CN112204312A (zh) 空气调节装置的室外机及空气调节装置
WO2012098917A1 (ja) 熱交換器および空気調和機
WO2019151217A1 (ja) 熱交換器
WO2018154972A1 (ja) 熱交換ユニット
JP6791196B2 (ja) 室外ユニット
US20200200477A1 (en) Heat exchanger and heat exchange unit including the same
JP6793831B2 (ja) 熱交換器、及び冷凍サイクル装置
JP2018138826A (ja) 空気調和装置
JP6198976B2 (ja) 熱交換器、及び冷凍サイクル装置
JP2014066502A (ja) 熱交換器および冷凍装置
JP7357785B2 (ja) 熱交換器、熱交換器を備えた室外機、および、室外機を備えた空気調和装置
JP6599056B1 (ja) ガスヘッダ、熱交換器及び冷凍サイクル装置
JP2018048766A (ja) パラレルフロー熱交換器、及び冷凍サイクル装置
JP7037076B2 (ja) 熱交換器、ヒートポンプ装置および熱交換器の製造方法
US11692748B2 (en) Heat exchanger and air conditioning apparatus including the same
JP2012202636A (ja) 空気調和機の室外機
US20200200476A1 (en) Heat exchanger
JP7137092B2 (ja) 熱交換器
JP6863431B2 (ja) 熱交換器及びそれを備えた空気調和装置
JP2019060513A (ja) 熱交換器及びそれを備えた空気調和装置
JP7025270B2 (ja) 熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニット
JP2016148483A (ja) 冷凍装置
JP2019035535A (ja) 熱交換器
JP5849697B2 (ja) 室外ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19747880

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19747880

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1