WO2019239445A1 - 冷媒分配器、熱交換器及び空気調和装置 - Google Patents
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- F28F9/0273—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple holes
Definitions
- the present invention relates to a refrigerant distributor, a heat exchanger, and an air conditioner through which a gas-liquid two-phase refrigerant flows when the heat exchanger functions as an evaporator.
- the liquid refrigerant condensed by the heat exchanger functioning as a condenser mounted on the indoor unit is decompressed by the expansion device.
- coolant flows into the heat exchanger which functions as an evaporator mounted in the outdoor unit in a gas-liquid two-phase state in which a gas refrigerant and a liquid refrigerant are mixed.
- the refrigerant flows into the heat exchanger that functions as an evaporator in a gas-liquid two-phase state, the performance of distributing the refrigerant to the heat exchanger deteriorates.
- the flat tubes of the heat exchanger installed in the outdoor unit are arranged vertically upwards, the refrigerant distributor is arranged horizontally, the influence of gravity is reduced, and the distribution is improved so that the refrigerant distribution performance is improved.
- the refrigerant distributor is arranged horizontally as described above, there are problems such as fluctuation in distribution performance depending on the flow rate of refrigerant flowing through the refrigerant distributor or the dryness. For this reason, even if the flow condition of the refrigerant slightly deviates from the design center value, there is a problem that the distribution performance is lowered, the heat exchange performance of the heat exchanger is deteriorated, and the energy efficiency is lowered.
- Patent Document 1 when a flat tube is used as the heat transfer tube, it is necessary to use an outer tube having a width larger than at least the long axis of the flat tube, and there is a problem that the outer tube volume of the double tube becomes large. there were. Further, during the condensation operation, a large amount of refrigerant liquid stays in the refrigerant distributor, causing a problem that heat exchange efficiency is lowered.
- This invention is for solving the said subject, and it aims at providing the refrigerant
- the refrigerant distributor according to the present invention is a refrigerant distributor having a double tube structure including an inner tube and an outer tube, and a plurality of the outer tubes are provided, and the outer tubes adjacent to each other among the plurality of outer tubes.
- a space is formed between the inner tubes, and one inner tube is provided continuously with respect to the plurality of outer tubes, and a plurality of heat transfer tubes are provided in the outer tube in the extending direction of the outer tubes.
- the refrigerant that is connected and flows between the inner tube and the outer tube is distributed to the plurality of heat transfer tubes.
- the heat exchanger according to the present invention includes the above refrigerant distributor.
- An air-conditioning apparatus includes the above heat exchanger, and the inner pipe of the refrigerant distributor of the heat exchanger is held in a horizontal direction in a pipe extending direction, and the liquid refrigerant starts from one end of the inner pipe. A refrigerant containing is introduced.
- a plurality of outer tubes are provided, a space is formed between adjacent outer tubes among the plurality of outer tubes, and a plurality of inner tubes are provided.
- One is provided continuously with respect to the outer tube. For this reason, when the refrigerant distributor distributes the refrigerant to the plurality of heat exchangers, the refrigerant flows only in the outer pipe adjacent to the inner pipe. Therefore, the amount of refrigerant can be reduced.
- an interval is formed between adjacent outer tubes, and one inner tube is provided continuously to the plurality of outer tubes, so that the refrigerant distributor can be miniaturized and the heat exchanger can be mounted with high density.
- the heat exchanger functions as a condenser, a decrease in heat exchange efficiency due to the stagnation of the liquid refrigerant inside the refrigerant distributor can be suppressed. Therefore, the volume of the refrigerant distributor is small, and the heat exchange efficiency is improved.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a refrigerant distributor according to Embodiment 1 of the present invention, taken along the line AA in FIG. It is sectional drawing which shows another example of the refrigerant distributor which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is sectional drawing which shows another example of the refrigerant distributor which concerns on Embodiment 1 of this invention.
- FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing an air-conditioning apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
- an outdoor unit 101 and an indoor unit 102 are connected by a gas refrigerant pipe 103 and a liquid refrigerant pipe 104.
- the outdoor unit 101 includes a compressor 105, a four-way valve 106, an outdoor heat exchanger 107, and an expansion valve 108.
- Compressor 105 compresses and discharges the sucked refrigerant.
- the compressor 105 may change an operation frequency arbitrarily, for example with an inverter circuit etc., and may change the capacity
- FIG. 1
- the four-way valve 106 is a valve that switches the flow of the refrigerant between, for example, a cooling operation and a heating operation.
- the outdoor heat exchanger 107 performs heat exchange between the refrigerant and the outdoor air.
- the outdoor heat exchanger 107 functions as a condenser during the cooling operation, and condenses and liquefies the refrigerant.
- the outdoor heat exchanger 107 functions as an evaporator during heating operation, and evaporates and evaporates the refrigerant.
- the expansion valve 108 is a flow control valve, and decompresses the refrigerant to expand it.
- the expansion valve 108 is constituted by an electronic expansion valve, for example, the opening degree can be adjusted based on an instruction from a control device (not shown).
- the indoor unit 102 has an indoor heat exchanger 109.
- the indoor heat exchanger 109 performs heat exchange between air to be air-conditioned and a refrigerant, for example.
- the indoor heat exchanger 109 functions as an evaporator during the cooling operation, and evaporates and evaporates the refrigerant.
- the indoor heat exchanger 109 functions as a condenser during heating operation, and condenses and liquefies the refrigerant.
- the refrigerant flow is switched by the four-way valve 106 of the outdoor unit 101, and the cooling operation or the heating operation can be realized.
- FIG. 2 is a side view showing the outdoor unit 101 of the air-conditioning apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. Broken line arrows in the figure represent the flow of air.
- the outdoor unit 101 of the air conditioner 100 is equipped with an outdoor heat exchanger 107.
- the outdoor unit 101 of the air conditioner 100 is a top flow type, and constitutes a refrigeration cycle circuit by circulating a refrigerant between the outdoor unit 101 and the indoor unit 102.
- the outdoor unit 101 is used, for example, in a multi-building outdoor unit for buildings, and is installed on the roof of a building.
- the outdoor unit 101 includes a casing 101a formed in a box shape.
- the outdoor unit 101 is formed with a suction port 101b opened on the side surface of the casing 101a.
- the outdoor unit 101 includes an outdoor heat exchanger 107 disposed in the casing 101a along the suction port 101b.
- the outdoor unit 101 is formed with an outlet 101c that is open on the upper surface of the casing 101a.
- the outdoor unit 101 includes a fan guard 101d provided so as to be able to ventilate the air outlet 101c.
- the outdoor unit 101 includes a top flow type fan 90 that is disposed inside the fan guard 101d, sucks outside air from the suction port 101b, and discharges exhausted air after heat exchange from the blower port 101c.
- FIG. 3 is a schematic side view showing the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 1 of the present invention.
- the black arrow in the figure represents the flow of refrigerant when functioning as an evaporator.
- the outdoor heat exchanger 107 mounted on the outdoor unit 101 of the air conditioner 100 exchanges heat between the outside air sucked from the suction port 101b by the fan 90 and the refrigerant.
- the outdoor heat exchanger 107 is disposed below the fan 90.
- the outdoor heat exchanger 107 includes a plurality of fins 2 arranged side by side at intervals, a plurality of heat transfer tubes 1 arranged side by side so as to sandwich the plurality of fins 2, gravity, And a refrigerant distributor 30 arranged in a horizontal direction. At least two outdoor heat exchangers 107 are provided.
- the refrigerant distributor 30 has a double pipe structure including an inner pipe 31 and outer pipes 32a and 32b. At least two or more outer tubes 32 a and 32 b are provided so as to be the number of outdoor heat exchangers 107. A space 36 is formed between adjacent outer tubes 32a and 32b among the plurality of outer tubes 32a and 32b. One inner tube 31 is continuously provided for the plurality of outer tubes 32a and 32b. A plurality of heat transfer tubes 1 are connected to the outer tubes 32 a and 32 b in the extending direction of the outer tubes 32 a and 32 b, and refrigerant flowing between the inner tube 31 and the outer tubes 32 a and 32 b is supplied to the plurality of heat transfer tubes 1. Distribute.
- the refrigerant distributor 30 includes an upstream outer pipe 32a and a downstream outer pipe 32b.
- the refrigerant distributor 30 includes only one inner pipe 31 continuously.
- the inner tube 31 is held horizontally in the tube extending direction, and refrigerant including liquid refrigerant flows from one end of the inner tube 31.
- the inner pipe 31 is sealed by being provided with a cap 35 at the most downstream end of the refrigerant flow when the outdoor heat exchanger 107 functions as an evaporator.
- the inner pipe 31 is connected to the refrigerant pipe 62 of the refrigeration cycle circuit at the most upstream end of the refrigerant flow when the outdoor heat exchanger 107 functions as an evaporator.
- This structure can reduce the outer tube volume of the connecting portion of the outdoor heat exchanger 107 that does not contribute to the refrigerant distribution performance. In addition, the amount of refrigerant flowing through the refrigerant distributor 30 can be reduced. In addition, since only the inner pipe 31 continuously connects the two outer pipes 32a and 32b, the outdoor heat exchanger 107 can be easily bent by bending only the inner pipe 31. Thereby, the outdoor heat exchanger 107 can be mounted with high density.
- the inner pipe 31 is spaced apart in the extending direction of the inner pipe 31 by a plurality of double pipe portions 33a, 33b that form a double pipe structure with the outer pipes 32a, 32b and the inner pipe 31, respectively.
- Refrigerant outflow holes 34 are formed as a plurality of holes arranged side by side.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the refrigerant distributor 30 according to Embodiment 1 of the present invention, taken along the line AA in FIG.
- the refrigerant distributor 30 shown in FIG. 4 has a configuration in which rectangular tubes are used for the outer tubes 32a and 32b, a circular tube is used for the inner tube 31, and the refrigerant outflow holes 34 are provided downward.
- rectangular tubes for the outer tubes 32a and 32b the size of the refrigerant distributor 30 in the column direction can be reduced when a flat tube is used for the heat transfer tube 1.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the refrigerant distributor 30 according to Embodiment 1 of the present invention.
- the description of the same configuration as the above embodiment is omitted, and only the characteristic part will be described.
- the refrigerant distributor 30 or the header collecting pipes 40 and 41 can be arranged without a step. For this reason, the front surface area of the outdoor heat exchanger 107 can be increased.
- the connection part of the heat exchanger tube 1 which is a flat tube becomes a straight line, a brazing allowance can be taken uniformly and brazing property is good.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the refrigerant distributor 30 according to Embodiment 1 of the present invention.
- the refrigerant distributor 30 uses circular pipes for the outer pipes 32 a and 32 b and the inner pipe 31, and forms a refrigerant outflow hole 34 downward.
- the pressure resistance of the refrigerant distributor 30 is excellent.
- radial radial intervals are uniform in a cross section in a direction orthogonal to the tube extending direction in the space between the outer tubes 32 a and 32 b and the inner tube 31.
- the tube shapes of the outer tubes 32 a and 32 b and the tube shape of the inner tube 31 of the refrigerant distributor 30 have been described with examples. However, the present invention is not limited to these shapes. In the present embodiment, only the downward direction of the refrigerant outflow hole 34 of the inner pipe 31 of the refrigerant distributor 30 has been described. However, it is shown as an example to the last, and is not limited to this. Moreover, in this Embodiment, the case where it mounted in a top flow outdoor unit as an example to the last was demonstrated. However, it is not limited to this.
- the outdoor heat exchanger 107 including the refrigerant distributor 30 may be mounted as, for example, a side-flow outdoor unit such as a room air conditioner or a packaged air conditioner outdoor unit or a heat exchanger such as an indoor unit.
- the refrigerant distributor 30 has a double pipe structure including the inner pipe 31 and the outer pipes 32a and 32b.
- a plurality of outer tubes 32a and 32b are provided.
- a space 36 is formed between adjacent outer tubes 32a and 32b among the plurality of outer tubes 32a and 32b.
- One inner tube 31 is continuously provided for the plurality of outer tubes 32a and 32b.
- a plurality of heat transfer tubes 1 are connected to the outer tubes 32 a and 32 b in the extending direction of the outer tubes 32 a and 32 b, and refrigerant flowing between the inner tube 31 and the outer tubes 32 a and 32 b is supplied to the plurality of heat transfer tubes 1. Distribute.
- the refrigerant distributor 30 distributes the refrigerant to the plurality of outdoor heat exchangers 107, the refrigerant flows only in the outer pipes 32a and 32b adjacent to the inner pipe 31. Therefore, the amount of refrigerant can be reduced.
- a space is formed between the adjacent outer tubes 32a and 32b, and one inner tube 31 is provided continuously to the plurality of outer tubes 32a and 32b. Therefore, the refrigerant distributor 30 is reduced in size and has a high density.
- the outdoor heat exchanger 107 can be mounted on the outside.
- the outdoor heat exchanger 107 functions as a condenser, a decrease in heat exchange efficiency due to stagnation of the liquid refrigerant inside the refrigerant distributor 30 can be suppressed. Therefore, the volume of the refrigerant distributor 30 is small, and the heat exchange efficiency is improved.
- the inner pipe 31 includes a plurality of double pipe portions 33a and 33b that form a double pipe structure with the plurality of outer pipes 32a and 32b and the inner pipe 31, respectively.
- Refrigerant outflow holes 34 are formed as a plurality of holes arranged at intervals in the extending direction.
- the gas-liquid two-phase refrigerant flows through the inner pipe 31 and passes through the refrigerant outlet hole 34.
- the inside of each outer pipe 32a, 32b of the double pipe part 33a of the inner pipe 31 and the upstream outer pipe 32a, and the double pipe part 33b of the inner pipe 31 and the downstream outer pipe 32b The gas-liquid two-phase refrigerant flows in the space while being stirred.
- the refrigerant passes through the refrigerant outflow hole 34 and is agitated, whereby the refrigerant becomes a flow close to a homogeneous flow, the refrigerant distribution performance is improved, and the performance of the outdoor heat exchanger 107 can be improved.
- the outdoor heat exchanger 107 includes the refrigerant distributor 30 described above.
- the volume of the refrigerant distributor 30 is small, and the heat exchange efficiency is improved.
- the air conditioner 100 includes the outdoor heat exchanger 107 described above.
- the inner pipe 31 of the refrigerant distributor 30 is installed horizontally in the pipe extending direction, and a refrigerant containing liquid refrigerant is introduced from one end of the inner pipe 31.
- the liquid refrigerant can easily flow to the other end of the inner pipe 31, and the refrigerant distribution is good.
- the volume of the refrigerant distributor 30 is small, and the heat exchange efficiency is improved.
- FIG. 7 is a schematic side view showing the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 2 of the present invention.
- the plurality of outer tubes 32 a and 32 b of the refrigerant distributor 30 connected to the plurality of outdoor heat exchangers 107 are divided for each of the plurality of outdoor heat exchangers 107, and only the inner tube 31 is a plurality.
- the plurality of outdoor heat exchangers 107 are connected to the refrigerant pipe 61 from the header collecting pipe 40 at the upper part.
- the pipe diameter of the inner pipe 31 is divided into a plurality of double pipe portions 33a and 33b that form a double pipe structure with the plurality of outer pipes 32a and 32b and the inner pipe 31, respectively, and are different.
- the outdoor heat exchanger 107 functions as an evaporator
- the gas-liquid two-phase refrigerant flows through the inner pipe 31 from the refrigerant pipe 62, and the inner pipe 31a of the double pipe section 33a on the upstream side of the illustrated white arrow.
- the pipe diameter of the inner pipe 31b of the double pipe section 33b on the downstream side is smaller than the pipe diameter of the inner pipe 31a of the double pipe section 33a on the upstream side.
- the change position of the diameter of the inner pipe 31 is determined based on, for example, a general refrigerant flow pattern diagram such as a modified Baker diagram, and the inner pipe 31 is configured so that most of the inner pipe 31 does not become a separated flow. Change the tube diameter.
- FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the refrigerant flow state and distribution characteristics in the inner pipe 31 according to Embodiment 2 of the present invention.
- FIG. 8 shows the refrigerant outflow holes 34 when the refrigerant flowing through the inner pipe 31 in FIG. 8A is an annular flow and when the refrigerant flowing through the inner pipe 31 in FIG. 8B is a separated flow. It represents the flow ratio of the liquid refrigerant that passes.
- the relationship of FIG. 8 is the result obtained by the inventors' experiments and calculations.
- a position near the refrigerant inflow portion is A
- a position far from the refrigerant inflow portion is G in alphabetical order.
- the broken line in the figure represents the range of influence of each refrigerant outflow hole 34, and the refrigerant in the broken line passes through the refrigerant outflow hole 34 and is distributed at a certain time.
- the flow mode of the refrigerant in FIG. 8A is an annular flow
- the thin liquid film 5 is formed so as to cover the entire inner side of the inner tube 31, and the thickness of the thin liquid film 5 is the tube of the inner tube 31. It becomes almost the same for the extending direction. For this reason, the liquid refrigerant is distributed by the same amount in almost all the refrigerant outflow holes 34.
- the refrigerant liquid film 6 is thicker than the annular flow. Also, a large amount of liquid refrigerant is distributed in the lower part due to the influence of gravity. For this reason, as the position is closer to the refrigerant inflow portion, more liquid refrigerant is distributed in the refrigerant outflow holes 34, the refrigerant distribution performance is deteriorated, and the heat exchange efficiency is reduced.
- FIG. 9 is a schematic side view showing another example of the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 2 of the present invention.
- the tube diameter of the inner tube 31 is different depending on the extending direction of the inner tube 31.
- the upstream side is formed with a larger diameter than the downstream side.
- the pipe diameter of the inner pipe 31a changes in the double pipe section 33a on the upstream side.
- the pipe diameter of the inner pipe 31 corresponding to the flow mode can be finely changed, and the refrigerant distribution performance can be improved.
- FIG. 10 is a schematic side view showing another example of the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 2 of the present invention.
- the tube diameters of the outer tubes 32 a and 32 b are different depending on the extending direction of the inner tube 31.
- the pipe diameter of the outer pipe 32a of the double pipe section 33a on the upstream side of the illustrated arrow in which the gas-liquid two-phase refrigerant flows through the inner pipe 31 when the outdoor heat exchanger 107 functions as an evaporator is: It is larger than the pipe diameter of the outer pipe 32b of the double pipe part 33b on the downstream side.
- the pipe diameters of the inner pipe 31b and the outer pipe 32b of the downstream double pipe section 33b are larger than the pipe diameters of the inner pipe 31a and the outer pipe 32a of the upstream double pipe section 33a. small.
- the amount of refrigerant flowing through the refrigerant distributor 30 can be reduced. Further, when the outdoor heat exchanger 107 functions as a condenser, it is difficult for the refrigerant liquid to accumulate inside the refrigerant distributor 30, and a decrease in heat exchange efficiency can be suppressed.
- FIG. 11 is a schematic side view showing another example of the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 2 of the present invention.
- the center of the outer pipe 32b of the downstream double pipe portion 33b is eccentric to the upper side with respect to the center of the inner pipe 31b of the downstream double pipe portion 33b.
- the position of the upper surface part of the outer pipe 32a of the upstream double pipe part 33a and the outer pipe 32b of the downstream double pipe part 33b is made to coincide, and the flat pipe inserted into the two outer pipes 32a and 32b
- the insertion lengths of the heat transfer tubes 1 are the same.
- the brazing allowance of the heat transfer tube 1 which is a flat tube can be made substantially equal in the plurality of double tube portions 33a and 33b, and the brazing property is excellent.
- the heat transfer tubes 1 that are flat tubes of the same length need only be provided side by side in the plurality of outdoor heat exchangers 107, and it is not necessary to prepare the heat transfer tubes 1 that are a plurality of types of flat tubes, resulting in excellent productivity.
- the outdoor heat exchanger 107 functions as a condenser, it is difficult for the refrigerant liquid to accumulate inside the refrigerant distributor 30, and a decrease in heat exchange efficiency can be suppressed.
- the pipe diameter of the inner pipe 31 is divided into a plurality of double pipe portions 33a and 33b that form a double pipe structure with each of the plurality of outer pipes 32a and 32b and the inner pipe 31. Different.
- the pipe diameter of the inner pipe 31 can be changed corresponding to the flow mode of the refrigerant flowing through the inner pipe 31, and the refrigerant distribution performance can be improved.
- the diameter of the inner pipe 31 is different depending on the extending direction of the inner pipe 31.
- the pipe diameter of the inner pipe 31 can be finely changed according to the flow mode of the refrigerant flowing through the inner pipe 31, and the refrigerant distribution performance can be further improved.
- the tube diameters of the outer tubes 32a and 32b are different depending on the extending direction of the inner tube 31.
- the amount of refrigerant flowing through the refrigerant distributor 30 can be reduced. Further, when the outdoor heat exchanger 107 functions as a condenser, it is difficult for the refrigerant liquid to accumulate inside the refrigerant distributor 30, and a decrease in heat exchange efficiency can be suppressed.
- FIG. 12 is a schematic side view illustrating an example of the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 3 of the present invention.
- the description of the same configuration as the above embodiment is omitted, and only the characteristic part will be described.
- each of the outer tubes 32 a and 32 b of the refrigerant distributor 30 connected to the plurality of outdoor heat exchangers 107 is divided for each of the plurality of outdoor heat exchangers 107.
- the inner pipe 31 includes a plurality of double pipe parts 33a and 33b that form a double pipe structure with each of the plurality of outer pipes 32a and 32b and the inner pipe 31, and between the adjacent double pipe parts 33a and 33b. It has a bent portion 31c. Specifically, the inner pipe 31 between the adjacent double pipe portions 33a and 33b is connected in an L shape.
- the inner pipe 31 is connected to the L-shaped bent portion 31c. Accordingly, for example, when the plurality of outdoor heat exchangers 107 are arranged in an L shape in a top view using the L-shaped bending inner pipe 31, the bending radius of the bending pipe can be reduced, and the outdoor heat exchanger The mounting area 107 can be increased, and the heat exchange efficiency can be improved.
- FIG. 13 is a schematic top view illustrating an example of the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 3 of the present invention.
- the refrigerant distributor 30 in the case where a plurality of outdoor heat exchangers 107 are arranged in an L shape in a top view is shown.
- the present invention is not limited to the case where the plurality of outdoor heat exchangers 107 are arranged in an L shape in a top view.
- FIG. 14 is a schematic top view illustrating another example of the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 3 of the present invention.
- the description of the same configuration as the above embodiment is omitted, and only the characteristic part will be described.
- the same effect can be obtained even when the inner tube 31 is arranged at an obtuse angle.
- the position of the pipe diameter of the inner pipe 31b to be reduced is a bent connecting pipe. It is not limited to the downstream side of the part 31c.
- the position immediately after the inner pipe 31 formed in the bent portion 31c such as an L-shape is likely to disturb the flow of the refrigerant. Therefore, if the inner pipe 31 is reduced in diameter at this position, the refrigerant flow rate increases. However, the refrigerant may easily transition to the annular flow.
- the outdoor heat exchanger 107 functions as a condenser, the refrigerant liquid hardly accumulates inside the refrigerant distributor 30, and a decrease in heat exchange efficiency can be suppressed.
- the inner pipe 31 is an adjacent double pipe among the plurality of double pipe portions 33a and 33b that form a double pipe structure with each of the plurality of outer pipes 32a and 32b and the inner pipe 31.
- a bent portion 31c is provided between the portions 33a and 33b.
- FIG. 15 is a schematic top view illustrating an example of the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 4 of the present invention.
- the diameters of the plurality of refrigerant outflow holes 34 are divided into a plurality of double pipe portions 33a and 33b that form a double pipe structure with the plurality of outer pipes 32a and 32b and the inner pipe 31, respectively. And different.
- the hole diameters of the plurality of refrigerant outflow holes 34 in the upstream double pipe portion 33a through which the gas-liquid two-phase refrigerant flows through the inner pipe 31 are:
- the plurality of refrigerant outflow holes 34 in the downstream double pipe portion 33b are formed to have a smaller diameter. More specifically, in the plurality of outdoor heat exchangers 107 connected only by the L-shaped bent portion 31c of the inner pipe 31, the hole diameters of the plurality of refrigerant outflow holes 34 of the upstream double pipe portion 33a are: It is smaller than the hole diameter of the plurality of refrigerant outflow holes 34 of the downstream double pipe portion 33b.
- the pipe diameters of the inner pipe 31 of the upstream double pipe section 33a and the downstream double pipe section 33b are the same.
- the pipe diameter of the inner pipe 31b of the downstream double pipe section 33b is preferably smaller than the pipe diameter of the inner pipe 31a of the upstream double pipe section 33a. In this case, the influence of the reduced flow resistance at the portion where the tube diameter of the inner tube 31 changes can be reduced by the difference in the tube diameter of the inner tube 31.
- the refrigerant outlet holes 34 which are a plurality of holes, have a plurality of double pipe portions 33a, each of which has a double pipe structure composed of the plurality of outer pipes 32a and 32b and the inner pipe 31. 33b is divided into different parts.
- FIG. 16 is a schematic side view illustrating an example of the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 5 of the present invention.
- the positions of the plurality of refrigerant outflow holes 34 are divided into a plurality of double pipe portions 33a and 33b that form a double pipe structure with the plurality of outer pipes 32a and 32b and the inner pipe 31, respectively. And different.
- the positions of the plurality of refrigerant outflow holes 34 provided in the inner pipe 31a of the upstream double pipe portion 33a are on the downstream side. It is higher than the position of the plurality of refrigerant outflow holes 34 provided in the double pipe portion 33b.
- the liquid refrigerant can sufficiently flow to the downstream of the refrigerant distributor 30 under the condition that the refrigerant flow velocity is small.
- the positions of the refrigerant outflow holes 34 which are a plurality of holes, are a plurality of double pipe portions 33a that each form a double pipe structure with the plurality of outer pipes 32a and 32b and the inner pipe 31. 33b is divided into different parts.
- the liquid refrigerant can sufficiently flow to the downstream of the refrigerant distributor 30 when the refrigerant flow rate is low.
- FIG. 17 is a schematic side view illustrating an example of the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 6 of the present invention.
- the description of the same configuration as the above embodiment is omitted, and only the characteristic part will be described.
- the diameters of the plurality of refrigerant outflow holes 34 are different depending on the extending direction of the inner pipe 31.
- the height positions of the plurality of refrigerant outflow holes 34 are different depending on the extending direction of the inner pipe 31.
- the range in which the plurality of refrigerant outflow holes 34 are formed is divided by the extending direction of the inner pipe 31, and the range in which the low-position refrigerant outflow holes 34 are small and the high-position refrigerant outflow holes 34 are formed large.
- the range in which the plurality of refrigerant outflow holes 34 are formed includes a range in which the refrigerant outflow holes 34 with low positions are large and the refrigerant outflow holes 34 with high positions are formed small.
- a plurality of outdoor heat exchangers 107 are connected only by the inner pipe 31, and the inner pipe 31 of the upstream double pipe section 33a and the downstream double pipe section 33b has a height and A plurality of refrigerant outflow holes 34 of at least two types having different hole diameters are formed. More specifically, the hole diameters of the plurality of refrigerant outflow holes 34 below the upstream double pipe part 33a are larger than the hole diameters of the refrigerant outlet holes 34 below the downstream double pipe part 33b. small.
- the diameter of the plurality of refrigerant outflow holes 34 at the upper position of the upstream double pipe section 33a is larger than the diameter of the plurality of refrigerant outflow holes 34 at the upper position of the downstream double pipe section 33b.
- a plurality of refrigerant outlet holes 34 at the upper and lower positions of the double pipe section 33a on the upstream side and a plurality of refrigerant outlet holes 34 at the upper and lower positions of the double pipe section 33b on the downstream side respectively.
- Liquid refrigerant can be distributed, and refrigerant distribution performance can be improved. That is, refrigerant distribution performance can be improved over a wide range of operating conditions.
- the diameters of the refrigerant outflow holes 34 which are a plurality of holes, are divided by the extending direction of the inner pipe 31, and are different.
- the refrigerant distribution performance can be improved according to the refrigerant flow velocity in a wide range of operating conditions.
- the height positions of the refrigerant outflow holes 34 which are a plurality of holes, are different depending on the extending direction of the inner pipe 31.
- the refrigerant distribution performance can be improved according to the refrigerant flow velocity in a wide range of operating conditions.
- the range in which the refrigerant outflow holes 34, which are a plurality of holes, are formed is divided by the extending direction of the inner pipe 31, the refrigerant outflow holes 34 having low positions are small, and There is a range in which the high refrigerant outflow hole 34 is formed large and a range in which the low position refrigerant outflow hole 34 is large and the high coolant outflow hole 34 is formed small.
- the flow of the refrigerant becomes a flow close to the separation flow under the condition where the refrigerant flow rate is small. For this reason, since the hole diameter of the refrigerant outflow hole 34 having a low upstream position is small, excessive distribution of the liquid refrigerant to the upstream side can be suppressed, and the liquid refrigerant can sufficiently flow downstream. Moreover, the flow of the refrigerant becomes a flow close to an annular flow under the condition of a high refrigerant flow rate.
- liquid refrigerant can be distributed by the refrigerant outlet hole 34 having a high upstream position and the refrigerant outlet hole 34 having a low position, and the refrigerant outlet hole 34 having a high position downstream and the refrigerant outlet hole 34 having a low position.
- Refrigerant distribution performance can be improved. That is, the refrigerant distribution performance can be improved according to the refrigerant flow rate in a wide range of operating conditions.
- FIG. 18 is a schematic side view illustrating an example of the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 7 of the present invention.
- the description of the same configuration as the above embodiment is omitted, and only the characteristic part will be described.
- a plurality of outdoor heat exchangers 107 connected only by the L-shaped bent portion 31c of the inner tube 31 are used.
- the outdoor heat exchangers 107 are arranged on the four surfaces of the plurality of outdoor heat exchangers 107 so as to surround the fan 90.
- the plurality of outdoor heat exchangers 107 are connected only by the L-shaped bent portion 31 c of the inner pipe 31, the plurality of outdoor heat exchangers 107 are arranged at high density around the fan 90.
- the heat transfer area of the plurality of outdoor heat exchangers 107 can be increased. Thereby, the energy efficiency can be improved.
- the refrigerant flow rate can be increased, the refrigerant flow mode can be brought close to an annular flow, and the refrigerant distribution performance can be improved.
- FIG. 19 is a schematic side view showing another example of the outdoor heat exchanger 107 according to Embodiment 7 of the present invention.
- the description of the same configuration as the above embodiment is omitted, and only the characteristic part will be described.
- two sets of a plurality of outdoor heat exchangers 107 connected only by the L-shaped bent portion 31 c of the inner pipe 31 are used.
- four outdoor heat exchangers 107 connected only by the L-shaped bent portion 31c of the inner tube 31 may be connected in series.
- the distance of the refrigerant distributor 30 in the pipe extending direction becomes long.
- coolant flow velocity which flows through the inner pipes 31a and 31b becomes large in the upstream and downstream of the refrigerant
- coolant tends to become a separated flow in the downstream inner pipe 31b.
- coolant distribution performance by narrowing the pipe diameter of the downstream inner pipe 31b becomes large especially.
- the first to seventh embodiments of the present invention may be combined or applied to other parts.
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Abstract
冷媒分配器は、内管と外管とを備える2重管構造の冷媒分配器であって、外管は、複数設けられ、複数の外管のうち隣り合う外管の間には、間隔が形成され、内管は、複数の外管に対して連続して1つ設けられ、外管には、外管の延出方向に複数の伝熱管が接続され、内管と外管との間に流入した冷媒を複数の伝熱管に分配する。
Description
本発明は、熱交換器が蒸発器として機能する場合に、気液二相状態の冷媒が流れる冷媒分配器、熱交換器及び空気調和装置に関する。
従来の空気調和装置では、室内機に搭載された凝縮器として機能する熱交換器で凝縮された液冷媒が絞り装置によって減圧される。そして、冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とが混在する気液二相状態となって室外機に搭載された蒸発器として機能する熱交換器に流入する。冷媒が気液二相状態で蒸発器として機能する熱交換器に流入すると、熱交換器への冷媒の分配性能が悪化する。そこで、冷媒の分配性能が改善するように、室外機に搭載された熱交換器の扁平管が鉛直上向きに配置され、冷媒分配器が水平に配置され、重力の影響が軽減され、分配が改善される方法などがある。しかし、上記のように冷媒分配器が水平に配置された場合でも、冷媒分配器内部を流動する冷媒流量あるいは乾き度に依存し、分配性能が変動するなどの課題がある。このため、冷媒の流動条件が設計中心値から少しずれただけで、分配性能が低下し、熱交換器の熱交性能が悪化し、エネルギー効率の低下が引き起こされるという課題があった。
このような課題を解決するために、冷媒分配器が二重管に構成され、内管に多数の冷媒流出孔が並設され、冷媒分配性能が改善される技術が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
特許文献1の技術では、伝熱管に扁平管が用いられる場合に、少なくとも扁平管の長軸よりも幅の大きい外管が用いられる必要があり、二重管の外管容積が大きくなる課題があった。また、凝縮運転時には、冷媒液が冷媒分配器に多く滞留することにより、熱交換効率が低下する課題があった。
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、冷媒分配器の容積が小さく、熱交換効率が改善される冷媒分配器、熱交換器及び空気調和装置を提供することを目的とする。
本発明に係る冷媒分配器は、内管と外管とを備える2重管構造の冷媒分配器であって、前記外管は、複数設けられ、複数の前記外管のうち隣り合う前記外管の間には、間隔が形成され、前記内管は、複数の前記外管に対して連続して1つ設けられ、前記外管には、前記外管の延出方向に複数の伝熱管が接続され、前記内管と前記外管との間に流入した冷媒を複数の前記伝熱管に分配するものである。
本発明に係る熱交換器は、上記の冷媒分配器を備えるものである。
本発明に係る空気調和装置は、上記の熱交換器を備え、当該熱交換器の前記冷媒分配器の前記内管は、管延出方向を水平に保持され、前記内管の一端から液冷媒を含む冷媒が導入されるものである。
本発明に係る冷媒分配器、熱交換器及び空気調和装置によれば、外管が複数設けられ、複数の外管のうち隣り合う外管の間には間隔が形成され、内管が複数の外管に対して連続して1つ設けられる。このため、冷媒分配器が複数の熱交換器に冷媒を分配する際に、冷媒が内管と隣り合う外管のみを流動する。したがって、冷媒量が削減できる。また、隣り合う外管の間には間隔が形成され、内管が複数の外管に連続して1つ設けられるため、冷媒分配器が小型化されて高密度に熱交換器が実装できる。さらに、熱交換器が凝縮器として機能する際には、冷媒が冷媒分配器の内部での液冷媒の滞留による熱交換効率の低下が抑制できる。したがって、冷媒分配器の容積が小さく、熱交換効率が改善される。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、断面図の図面においては、視認性に鑑みて適宜ハッチングを省略している。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
実施の形態1.
<空気調和装置100の構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100を示す冷媒回路図である。図1に示す空気調和装置100は、室外機101と室内機102とをガス冷媒配管103及び液冷媒配管104によって接続されている。
<空気調和装置100の構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100を示す冷媒回路図である。図1に示す空気調和装置100は、室外機101と室内機102とをガス冷媒配管103及び液冷媒配管104によって接続されている。
室外機101は、圧縮機105、四方弁106、室外熱交換器107及び膨張弁108を有する。
圧縮機105は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機105は、たとえばインバータ回路などにより、運転周波数を任意に変化させ、圧縮機105の単位時間あたりの冷媒を送り出す容量を変化させてもよい。
四方弁106は、たとえば冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り換える弁である。
室外熱交換器107は、冷媒と室外の空気との熱交換を行う。室外熱交換器107は、冷房運転時に凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。室外熱交換器107は、暖房運転時に蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させて気化させる。
膨張弁108は、流量制御弁であり、冷媒を減圧して膨張させる。膨張弁108は、たとえば電子式膨張弁などで構成された場合には、図示しない制御装置などの指示に基づいて開度調整を行える。
室内機102は、室内熱交換器109を有する。室内熱交換器109は、たとえば空調対象の空気と冷媒との熱交換を行う。室内熱交換器109は、冷房運転時に蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させて気化させる。室内熱交換器109は、暖房運転時に凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。
以上のように空気調和装置100を構成することにより、室外機101の四方弁106によって冷媒の流れを切り換え、冷房運転又は暖房運転が実現できる。
<空気調和装置100の室外機101の構成>
図2は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の室外機101を示す側面図である。図中の破線矢印は空気の流れを表している。
図2は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の室外機101を示す側面図である。図中の破線矢印は空気の流れを表している。
空気調和装置100の室外機101は、室外熱交換器107を搭載している。空気調和装置100の室外機101は、トップフロー型であり、室内機102との間で冷媒を循環させることにより、冷凍サイクル回路を構成している。なお、室外機101は、たとえばビル用マルチの室外機などに用いられ、ビルの屋上などに設置される。
図2に示すように、室外機101は、箱状に形成されたケーシング101aを備える。室外機101には、ケーシング101aの側面に開口した吸込口101bが形成されている。室外機101は、吸込口101bに沿うようにケーシング101a内に配置された室外熱交換器107を備える。室外機101には、ケーシング101aの上面に開口した吹出口101cが形成されている。室外機101は、吹出口101cを覆うように通風可能に設けられたファンガード101dを備える。室外機101は、ファンガード101dの内部に配置され、吸込口101bから外気を吸い込み、吹出口101cから熱交換後の排気を排出するトップフロー型のファン90を備える。
<室外熱交換器107>
図3は、本発明の実施の形態1に係る室外熱交換器107を示す側面模式図である。図中の黒矢印は蒸発器として機能する場合の冷媒の流れを表している。
図3は、本発明の実施の形態1に係る室外熱交換器107を示す側面模式図である。図中の黒矢印は蒸発器として機能する場合の冷媒の流れを表している。
空気調和装置100の室外機101に搭載された室外熱交換器107は、ファン90によって吸込口101bから吸い込まれた外気と冷媒とを熱交換する。室外熱交換器107は、ファン90の下方に配置されている。
図3に示すように、室外熱交換器107は、間隔を空けて並んで設けられた複数のフィン2と、複数のフィン2を挟み込むように並んで設けられた複数の伝熱管1と、重力に対し水平方向に配置された冷媒分配器30と、を備える。室外熱交換器107は、少なくとも2つ以上設けられている。
<冷媒分配器30>
図3に示すように、冷媒分配器30は、内管31と外管32a、32bとを備える2重管構造である。外管32a、32bは、室外熱交換器107の数であるように少なくとも2つ以上設けられている。複数の外管32a、32bのうち隣り合う外管32a、32bの間には、間隔36が形成されている。内管31は、複数の外管32a、32bに対して連続して1つ設けられている。外管32a、32bには、外管32a、32bの延出方向に複数の伝熱管1が接続され、内管31と外管32a、32bとの間に流入した冷媒を複数の伝熱管1に分配する。
図3に示すように、冷媒分配器30は、内管31と外管32a、32bとを備える2重管構造である。外管32a、32bは、室外熱交換器107の数であるように少なくとも2つ以上設けられている。複数の外管32a、32bのうち隣り合う外管32a、32bの間には、間隔36が形成されている。内管31は、複数の外管32a、32bに対して連続して1つ設けられている。外管32a、32bには、外管32a、32bの延出方向に複数の伝熱管1が接続され、内管31と外管32a、32bとの間に流入した冷媒を複数の伝熱管1に分配する。
すなわち、冷媒分配器30は、上流側の外管32aと下流側の外管32bとを分割して備える。一方、冷媒分配器30は、内管31を連続して1つのみ備える。内管31は、管延出方向を水平に保持され、内管31の一端から液冷媒を含む冷媒が流入する。内管31は、室外熱交換器107が蒸発器として機能する場合の冷媒の流れの最下流端部にキャップ35が設けられて封止されている。なお、内管31は、室外熱交換器107が蒸発器として機能する場合の冷媒の流れの最上流端部に冷凍サイクル回路の冷媒配管62が接続されている。
この構造では、冷媒分配性能に寄与しない室外熱交換器107の接続部分の外管容積が削減できる。そして、冷媒分配器30を流動する冷媒量が削減できる。また、内管31のみが連続して2つの外管32a、32bの間を接続しているので、内管31のみが屈曲することにより、室外熱交換器107が容易に曲げられる。これにより、高密度に室外熱交換器107が実装できる。
内管31には、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bに、内管31の延出方向に間隔を空けて並ぶ複数の孔としての冷媒流出孔34が形成されている。このような内管31に複数並んで設けられた冷媒流出孔34を有することにより、室外熱交換器107が蒸発器として機能する場合に、気液二相冷媒が内管31を流動し、冷媒流出孔34を通過する。そして、内管31と上流側の外管32aとで構成される空間、及び、内管31と下流側の外管32bとで構成される空間に、気液二相冷媒が攪拌された状態で流動する。このように冷媒流出孔34に冷媒を通過させ、気液二相冷媒が攪拌されることにより、冷媒が均質流に近い流れとなる。これにより、冷媒分配性能が改善され、室外熱交換器107の性能が向上できる。加えて、室外熱交換器107が凝縮器として機能する場合には、冷媒液が冷媒分配器30の内部に溜まり難いため、熱交換効率の低下が抑制できる。
<冷媒分配器30の断面詳細>
図4は、本発明の実施の形態1に係る冷媒分配器30の一例を図3のA-A線の断面にて示す断面図である。図4に示す冷媒分配器30は、外管32a、32bに矩形管を用い、内管31に円管を用い、冷媒流出孔34を下向きに設けた構成である。外管32a、32bに矩形管が用いられることにより、伝熱管1に扁平管が用いられた場合に冷媒分配器30の列方向の寸法が小さくできる。
図4は、本発明の実施の形態1に係る冷媒分配器30の一例を図3のA-A線の断面にて示す断面図である。図4に示す冷媒分配器30は、外管32a、32bに矩形管を用い、内管31に円管を用い、冷媒流出孔34を下向きに設けた構成である。外管32a、32bに矩形管が用いられることにより、伝熱管1に扁平管が用いられた場合に冷媒分配器30の列方向の寸法が小さくできる。
<冷媒分配器30の変形例1>
図5は、本発明の実施の形態1に係る冷媒分配器30の別の一例を示す断面図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図5に示すように、室外熱交換器107を2列に配置する場合に、冷媒分配器30あるいはヘッダー集合管40、41が段差なく配置できる。このため、室外熱交換器107の前面面積が増やせる。また、扁平管である伝熱管1の接続部分が直線になるため、ロウ付け代を均一にとれ、ロウ付け性が良い。
図5は、本発明の実施の形態1に係る冷媒分配器30の別の一例を示す断面図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図5に示すように、室外熱交換器107を2列に配置する場合に、冷媒分配器30あるいはヘッダー集合管40、41が段差なく配置できる。このため、室外熱交換器107の前面面積が増やせる。また、扁平管である伝熱管1の接続部分が直線になるため、ロウ付け代を均一にとれ、ロウ付け性が良い。
<冷媒分配器30の変形例2>
図6は、本発明の実施の形態1に係る冷媒分配器30の別の一例を示す断面図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図6に示すように、冷媒分配器30は、外管32a、32bと内管31とに円管を用い、冷媒流出孔34を下向きに形成している。外管32a、32bと内管31とに円管が用いられることにより、冷媒分配器30の耐圧性が優れる。また、外管32a、32bと内管31との間の空間における管延出方向との直交方向断面にて放射状の径方向の間隔が均一である。これにより、攪拌された冷媒が均質のまま伝熱管1に分配できる。
図6は、本発明の実施の形態1に係る冷媒分配器30の別の一例を示す断面図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図6に示すように、冷媒分配器30は、外管32a、32bと内管31とに円管を用い、冷媒流出孔34を下向きに形成している。外管32a、32bと内管31とに円管が用いられることにより、冷媒分配器30の耐圧性が優れる。また、外管32a、32bと内管31との間の空間における管延出方向との直交方向断面にて放射状の径方向の間隔が均一である。これにより、攪拌された冷媒が均質のまま伝熱管1に分配できる。
なお、本実施の形態では、冷媒分配器30の外管32a、32bの管形状及び内管31の管形状について例を出して説明した。しかし、本発明はこれらの形状に限るものではない。また、本実施の形態では、冷媒分配器30の内管31の冷媒流出孔34の向きは下向きについてのみ説明した。しかし、あくまで一例として示しているものであり、これに限るものではない。また、本実施の形態では、あくまで一例としてトップフロー室外機に搭載した場合について説明した。しかし、これに限るものではない。冷媒分配器30を備える室外熱交換器107は、たとえば、ルームエアコンあるいはパッケージエアコンの室外機などのサイドフロー室外機又は室内機などの熱交換器として搭載しても良い。
<実施の形態1の効果>
実施の形態1によれば、冷媒分配器30は、内管31と外管32a、32bとを備える2重管構造である。外管32a、32bは、複数設けられている。複数の外管32a、32bのうち隣り合う外管32a、32bの間には、間隔36が形成されている。内管31は、複数の外管32a、32bに対して連続して1つ設けられている。外管32a、32bには、外管32a、32bの延出方向に複数の伝熱管1が接続され、内管31と外管32a、32bとの間に流入した冷媒を複数の伝熱管1に分配する。
実施の形態1によれば、冷媒分配器30は、内管31と外管32a、32bとを備える2重管構造である。外管32a、32bは、複数設けられている。複数の外管32a、32bのうち隣り合う外管32a、32bの間には、間隔36が形成されている。内管31は、複数の外管32a、32bに対して連続して1つ設けられている。外管32a、32bには、外管32a、32bの延出方向に複数の伝熱管1が接続され、内管31と外管32a、32bとの間に流入した冷媒を複数の伝熱管1に分配する。
この構成によれば、冷媒分配器30が複数の室外熱交換器107に冷媒を分配する際に、冷媒が内管31と隣り合う外管32a、32bのみを流動する。したがって、冷媒量が削減できる。また、隣り合う外管32a、32bの間には間隔が形成され、内管31が複数の外管32a、32bに連続して1つ設けられるため、冷媒分配器30が小型化されて高密度に室外熱交換器107が実装できる。さらに、室外熱交換器107が凝縮器として機能する際には、冷媒が冷媒分配器30の内部での液冷媒の滞留による熱交換効率の低下が抑制できる。したがって、冷媒分配器30の容積が小さく、熱交換効率が改善される。
実施の形態1によれば、内管31には、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bに、内管31の延出方向に間隔を空けて並ぶ複数の孔としての冷媒流出孔34が形成されている。
この構成によれば、室外熱交換器107が蒸発器として機能する場合に、気液二相冷媒が内管31を流動して冷媒流出孔34を通過する。そして、内管31と上流側の外管32aとの2重管部33aと、内管31と下流側の外管32bとの2重管部33bと、のそれぞれの外管32a、32bの内部空間に気液二相冷媒が攪拌された状態で流動する。このように冷媒流出孔34を冷媒が通過して攪拌されることにより、冷媒が均質流に近い流れとなり、冷媒分配性能が改善され、室外熱交換器107の性能が向上できる。
実施の形態1によれば、室外熱交換器107は、上記の冷媒分配器30を備える。
この構成によれば、冷媒分配器30を備える室外熱交換器107では、冷媒分配器30の容積が小さく、熱交換効率が改善される。
実施の形態1によれば、空気調和装置100は、上記の室外熱交換器107を備える。特に、冷媒分配器30の内管31が管延出方向を水平に設置され、内管31の一端から液冷媒を含む冷媒が導入されると良い。この場合には、液冷媒が内管31の他端まで容易に流動でき、冷媒分配が良好となる。
この構成によれば、室外熱交換器107を備える空気調和装置100では、冷媒分配器30の容積が小さく、熱交換効率が改善される。
実施の形態2.
<室外熱交換器107>
図7は、本発明の実施の形態2に係る室外熱交換器107を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図7に示すように、複数の室外熱交換器107に接続された冷媒分配器30の複数の外管32a、32bは、複数の室外熱交換器107ごとに分割され、内管31のみが複数の外管32a、32bに連続して接続されている。なお、複数の室外熱交換器107は、上部にて、ヘッダー集合管40から冷媒配管61に接続されている。
<室外熱交換器107>
図7は、本発明の実施の形態2に係る室外熱交換器107を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図7に示すように、複数の室外熱交換器107に接続された冷媒分配器30の複数の外管32a、32bは、複数の室外熱交換器107ごとに分割され、内管31のみが複数の外管32a、32bに連続して接続されている。なお、複数の室外熱交換器107は、上部にて、ヘッダー集合管40から冷媒配管61に接続されている。
内管31の管径は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bそれぞれに区分けして、異なっている。具体的には、室外熱交換器107が蒸発器として機能する場合の気液二相冷媒が冷媒配管62から内管31を流動する図示白矢印の上流側の2重管部33aの内管31aの管径は、下流側の2重管部33bの内管31bの管径よりも大きい。言い換えれば、下流側の2重管部33bの内管31bの管径は、上流側の2重管部33aの内管31aの管径よりも小さい。
この構造であると、内管31aの入口付近に対し、冷媒流量の小さくなる内管31bの下流側において、環状流から分離流となり、冷媒流出孔34を通過する冷媒分配性能の悪化が抑制できる。内管31の管径の変更位置は、たとえば、修正Baker線図などの一般的な冷媒の流動様式線図を基に決定し、内管31の大部分が分離流とならないように内管31の管径を変更する。
<内管31での冷媒の流動状態と分配特性の関係>
図8は、本発明の実施の形態2に係る内管31での冷媒の流動状態と分配特性の関係を示す図である。図8には、図8(A)の内管31を流れる冷媒が環状流の場合と、図8(B)の内管31を流れる冷媒が分離流の場合と、の各冷媒流出孔34を通過する液冷媒の流量比を表している。図8の関係は、発明者らの実験と計算とにより得られた結果である。図中の冷媒流出孔34は、冷媒流入部に近い位置をAとし、冷媒流入部から遠い位置をアルファベット順にGとする。図中の破線は各冷媒流出孔34の影響範囲を表し、ある時間において、破線内の冷媒が冷媒流出孔34を通過し、分配される。図8(A)の冷媒の流動様式が環状流である場合には、薄液膜5が内管31の内側全体を覆うように形成され、薄液膜5の厚さが内管31の管延出方向に対し、ほぼ同じになる。このため、ほぼ全ての冷媒流出孔34で液冷媒が同じ量だけ分配される。
図8は、本発明の実施の形態2に係る内管31での冷媒の流動状態と分配特性の関係を示す図である。図8には、図8(A)の内管31を流れる冷媒が環状流の場合と、図8(B)の内管31を流れる冷媒が分離流の場合と、の各冷媒流出孔34を通過する液冷媒の流量比を表している。図8の関係は、発明者らの実験と計算とにより得られた結果である。図中の冷媒流出孔34は、冷媒流入部に近い位置をAとし、冷媒流入部から遠い位置をアルファベット順にGとする。図中の破線は各冷媒流出孔34の影響範囲を表し、ある時間において、破線内の冷媒が冷媒流出孔34を通過し、分配される。図8(A)の冷媒の流動様式が環状流である場合には、薄液膜5が内管31の内側全体を覆うように形成され、薄液膜5の厚さが内管31の管延出方向に対し、ほぼ同じになる。このため、ほぼ全ての冷媒流出孔34で液冷媒が同じ量だけ分配される。
一方、図8(B)の冷媒の流動様式が分離流である場合には、環状流と比べて冷媒液膜6が厚い。また、重力の影響で下部に液冷媒が多く分布する。このため、冷媒流入部に近い位置ほど冷媒流出孔34で液冷媒が多く分配され、冷媒分配性能が悪化し、熱交換効率の低下が引き起こされる。
<変形例3>
図9は、本発明の実施の形態2に係る室外熱交換器107の別の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図9に示すように内管31の管径は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。具体的には、室外熱交換器107が蒸発器として機能する場合の気液二相冷媒が内管31を流動する図示黒矢印の上流側の2重管部33a内の内管31aの管径は、内管31aの延出方向の途中にて、上流側を下流側よりも大径に形成されている。
図9は、本発明の実施の形態2に係る室外熱交換器107の別の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図9に示すように内管31の管径は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。具体的には、室外熱交換器107が蒸発器として機能する場合の気液二相冷媒が内管31を流動する図示黒矢印の上流側の2重管部33a内の内管31aの管径は、内管31aの延出方向の途中にて、上流側を下流側よりも大径に形成されている。
このように、上流側の2重管部33aの中で、内管31aの管径が変化している。この構造では、流動様式に対応した内管31の管径の変更が細かく行え、冷媒分配性能が改善できる。
<変形例4>
図10は、本発明の実施の形態2に係る室外熱交換器107の別の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図10に示すように、外管32a、32bの管径は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。具体的には、室外熱交換器107が蒸発器として機能する場合の気液二相冷媒が内管31を流動する図示矢印の上流側の2重管部33aの外管32aの管径は、下流側の2重管部33bの外管32bの管径よりも大きい。より具体的には、下流側の2重管部33bの内管31b及び外管32bのそれぞれの管径は、上流側の2重管部33aの内管31a及び外管32aの管径よりも小さい。
図10は、本発明の実施の形態2に係る室外熱交換器107の別の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図10に示すように、外管32a、32bの管径は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。具体的には、室外熱交換器107が蒸発器として機能する場合の気液二相冷媒が内管31を流動する図示矢印の上流側の2重管部33aの外管32aの管径は、下流側の2重管部33bの外管32bの管径よりも大きい。より具体的には、下流側の2重管部33bの内管31b及び外管32bのそれぞれの管径は、上流側の2重管部33aの内管31a及び外管32aの管径よりも小さい。
この構造であると、冷媒分配性能の改善に加えて、冷媒分配器30を流動する冷媒量がより少なくできる。また、室外熱交換器107が凝縮器として機能する際に、冷媒液が冷媒分配器30の内部に溜まり難く、熱交換効率の低下が抑制できる。
<変形例5>
図11は、本発明の実施の形態2に係る室外熱交換器107の別の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図11に示すように、下流側の2重管部33bの外管32bの中心は、下流側の2重管部33bの内管31bの中心に対して上部に偏心している。そして、上流側の2重管部33aの外管32aと下流側の2重管部33bの外管32bとの上面部の位置を一致させ、2つの外管32a、32bに差し込まれた扁平管である伝熱管1の差し込み長さが同じに形成されている。
図11は、本発明の実施の形態2に係る室外熱交換器107の別の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図11に示すように、下流側の2重管部33bの外管32bの中心は、下流側の2重管部33bの内管31bの中心に対して上部に偏心している。そして、上流側の2重管部33aの外管32aと下流側の2重管部33bの外管32bとの上面部の位置を一致させ、2つの外管32a、32bに差し込まれた扁平管である伝熱管1の差し込み長さが同じに形成されている。
この構造であると、扁平管である伝熱管1のロウ付け代が複数の2重管部33a、33bにおいてほぼ等しくでき、ロウ付け性が優れる。また、複数の室外熱交換器107において同じ長さの扁平管である伝熱管1が併設されれば良く、複数の種類の扁平管である伝熱管1を準備する必要がなく、製造性が優れる。さらに、室外熱交換器107が凝縮器として機能する際に、冷媒液が冷媒分配器30の内部に溜まり難く、熱交換効率の低下が抑制できる。
<実施の形態2の効果>
実施の形態2によれば、内管31の管径は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bそれぞれに区分けして、異なる。
実施の形態2によれば、内管31の管径は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bそれぞれに区分けして、異なる。
この構成によれば、内管31を流動する冷媒の流動様式に対応して内管31の管径が変更でき、冷媒分配性能が改善できる。
実施の形態2によれば、内管31の管径は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。
この構成によれば、内管31を流動する冷媒の流動様式に対応して内管31の管径が細かく変更でき、冷媒分配性能がより改善できる。
実施の形態2によれば、外管32a、32bの管径は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。
この構成によれば、冷媒分配性能の改善に加えて、冷媒分配器30を流動する冷媒量がより少なくできる。また、室外熱交換器107が凝縮器として機能する際に、冷媒液が冷媒分配器30の内部に溜まり難く、熱交換効率の低下が抑制できる。
実施の形態3.
<室外熱交換器107>
図12は、本発明の実施の形態3に係る室外熱交換器107の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図12に示すように、複数の室外熱交換器107に接続された冷媒分配器30の外管32a、32bのそれぞれは、複数の室外熱交換器107ごとに分割されている。
<室外熱交換器107>
図12は、本発明の実施の形態3に係る室外熱交換器107の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図12に示すように、複数の室外熱交換器107に接続された冷媒分配器30の外管32a、32bのそれぞれは、複数の室外熱交換器107ごとに分割されている。
内管31は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bのうち隣り合う2重管部33a、33bの間に、屈曲部31cを有する。具体的には、隣り合う2重管部33a、33bの間の内管31は、L字形状に接続されている。
隣り合う室外熱交換器107の間を内管31のみがL字形状の屈曲部31cに形成されて接続される。これにより、たとえば、L字形状の曲げ内管31を用いて複数の室外熱交換器107を上面視にてL字型に配置する際に、曲げ配管の曲げ半径が小さくでき、室外熱交換器107の実装面積が増やせ、熱交換効率が向上できる。
<室外熱交換器107の上面視>
図13は、本発明の実施の形態3に係る室外熱交換器107の一例を示す上面模式図である。なお、ここでは一例として、複数の室外熱交換器107が上面視にてL字型に配置されている場合の冷媒分配器30が示されている。しかし、複数の室外熱交換器107が上面視にてL字型に配置される場合のみに限るものではない。
図13は、本発明の実施の形態3に係る室外熱交換器107の一例を示す上面模式図である。なお、ここでは一例として、複数の室外熱交換器107が上面視にてL字型に配置されている場合の冷媒分配器30が示されている。しかし、複数の室外熱交換器107が上面視にてL字型に配置される場合のみに限るものではない。
<変形例6>
図14は、本発明の実施の形態3に係る室外熱交換器107の別の一例を示す上面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図14に示すように、内管31が鈍角に屈曲させて配置される場合でも同様の効果が得られる。また、下流側の2重管部33bの内管31bの管径が細径化される際には、細径化される内管31bの管径の位置は、屈曲された接続配管である屈曲部31cの下流側に限るものではない。しかし、L字形状などの屈曲部31cに形成された内管31の直後の位置は、冷媒の流れが乱れ易いため、この位置にて内管31が細径化されると、冷媒流速が増加し、冷媒が環状流に遷移し易くなって良い。また、室外熱交換器107が凝縮器として機能する際に、冷媒液が冷媒分配器30の内部に溜まり難く、熱交換効率の低下が抑制できる。
図14は、本発明の実施の形態3に係る室外熱交換器107の別の一例を示す上面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図14に示すように、内管31が鈍角に屈曲させて配置される場合でも同様の効果が得られる。また、下流側の2重管部33bの内管31bの管径が細径化される際には、細径化される内管31bの管径の位置は、屈曲された接続配管である屈曲部31cの下流側に限るものではない。しかし、L字形状などの屈曲部31cに形成された内管31の直後の位置は、冷媒の流れが乱れ易いため、この位置にて内管31が細径化されると、冷媒流速が増加し、冷媒が環状流に遷移し易くなって良い。また、室外熱交換器107が凝縮器として機能する際に、冷媒液が冷媒分配器30の内部に溜まり難く、熱交換効率の低下が抑制できる。
<実施の形態3の効果>
実施の形態3によれば、内管31は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bのうち隣り合う2重管部33a、33bの間に、屈曲部31cを有する。
実施の形態3によれば、内管31は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bのうち隣り合う2重管部33a、33bの間に、屈曲部31cを有する。
この構成によれば、内管31のみが屈曲部31cを有して連続するので、曲げ配管の曲げ半径が小さくでき、室外熱交換器107の実装面積が増やせ、熱交換効率が向上できる。
実施の形態4.
<室外熱交換器107>
図15は、本発明の実施の形態4に係る室外熱交換器107の一例を示す上面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図15に示すように、複数の冷媒流出孔34の孔径は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bそれぞれに区分けして、異なる。具体的には、室外熱交換器107が蒸発器として機能する場合の気液二相冷媒が内管31を流動する上流側の2重管部33a内の複数の冷媒流出孔34の孔径は、下流側の2重管部33b内の複数の冷媒流出孔34の孔径よりも小径に形成されている。より具体的には、内管31のL字形状の屈曲部31cによってのみ接続された複数の室外熱交換器107において、上流側の2重管部33aの複数の冷媒流出孔34の孔径は、下流側の2重管部33bの複数の冷媒流出孔34の孔径よりも小さい。
<室外熱交換器107>
図15は、本発明の実施の形態4に係る室外熱交換器107の一例を示す上面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図15に示すように、複数の冷媒流出孔34の孔径は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bそれぞれに区分けして、異なる。具体的には、室外熱交換器107が蒸発器として機能する場合の気液二相冷媒が内管31を流動する上流側の2重管部33a内の複数の冷媒流出孔34の孔径は、下流側の2重管部33b内の複数の冷媒流出孔34の孔径よりも小径に形成されている。より具体的には、内管31のL字形状の屈曲部31cによってのみ接続された複数の室外熱交換器107において、上流側の2重管部33aの複数の冷媒流出孔34の孔径は、下流側の2重管部33bの複数の冷媒流出孔34の孔径よりも小さい。
この構造であると、L字形状などの屈曲部31cの衝突部による流動抵抗により、上流側の2重管部33aに分配される冷媒が多くなることが抑制でき、冷媒分配性能の改善が図れる。
また、図15では、上流側の2重管部33aと下流側の2重管部33bとの内管31の管径は、同じである。しかし、これに限るものではない。たとえば、下流側の2重管部33bの内管31bの管径は、上流側の2重管部33aの内管31aの管径に対して細径であると、なお良い。この場合には、内管31の管径が変化する部分での縮小流動抵抗の影響が内管31の管径の差によって低減できる。
<実施の形態4の効果>
実施の形態4によれば、複数の孔である冷媒流出孔34の孔径は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bそれぞれに区分けして、異なる。
実施の形態4によれば、複数の孔である冷媒流出孔34の孔径は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bそれぞれに区分けして、異なる。
この構成によれば、隣り合う2重管部33a、33bの間の内管31の屈曲部31cなどでの衝突による冷媒の流動抵抗により、冷媒の上流側に対する過剰な分配が抑制でき、冷媒分配性能が改善できる。
実施の形態5.
<室外熱交換器107>
図16は、本発明の実施の形態5に係る室外熱交換器107の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図16に示すように、複数の冷媒流出孔34の位置は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bそれぞれに区分けして、異なる。具体的には、屈曲部31cによってのみ接続された複数の室外熱交換器107において、上流側の2重管部33aの内管31aに設けられた複数の冷媒流出孔34の位置は、下流側の2重管部33bに設けられた複数の冷媒流出孔34の位置よりも高い。
<室外熱交換器107>
図16は、本発明の実施の形態5に係る室外熱交換器107の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図16に示すように、複数の冷媒流出孔34の位置は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bそれぞれに区分けして、異なる。具体的には、屈曲部31cによってのみ接続された複数の室外熱交換器107において、上流側の2重管部33aの内管31aに設けられた複数の冷媒流出孔34の位置は、下流側の2重管部33bに設けられた複数の冷媒流出孔34の位置よりも高い。
発明者らの実験と解析とによると、この構造では、冷媒流速が小さい条件において、液冷媒が冷媒分配器30の下流まで十分に流動させられる。
<実施の形態5の効果>
実施の形態5によれば、複数の孔である冷媒流出孔34の位置は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bそれぞれに区分けして、異なる。
実施の形態5によれば、複数の孔である冷媒流出孔34の位置は、複数の外管32a、32bそれぞれと内管31とで2重管構造を構成する複数の2重管部33a、33bそれぞれに区分けして、異なる。
この構成によれば、冷媒流速が小さい条件の場合に、液冷媒が冷媒分配器30の下流まで十分に流動させられる。
実施の形態6.
<室外熱交換器107>
図17は、本発明の実施の形態6に係る室外熱交換器107の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図17に示すように、複数の冷媒流出孔34の孔径は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。複数の冷媒流出孔34の高さ位置は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。複数の冷媒流出孔34の形成される範囲は、内管31の延出方向で区分けして、位置の低い冷媒流出孔34が小さく、かつ、位置の高い冷媒流出孔34が大きく形成される範囲を有する。また、複数の冷媒流出孔34の形成される範囲は、位置の低い冷媒流出孔34が大きく、かつ、位置の高い冷媒流出孔34が小さく形成される範囲を有する。
<室外熱交換器107>
図17は、本発明の実施の形態6に係る室外熱交換器107の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図17に示すように、複数の冷媒流出孔34の孔径は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。複数の冷媒流出孔34の高さ位置は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。複数の冷媒流出孔34の形成される範囲は、内管31の延出方向で区分けして、位置の低い冷媒流出孔34が小さく、かつ、位置の高い冷媒流出孔34が大きく形成される範囲を有する。また、複数の冷媒流出孔34の形成される範囲は、位置の低い冷媒流出孔34が大きく、かつ、位置の高い冷媒流出孔34が小さく形成される範囲を有する。
具体的には、複数の室外熱交換器107が内管31でのみ接続され、上流側の2重管部33aと下流側の2重管部33bとの内管31には、それぞれ高さ及び孔径の異なる少なくとも2種類の複数の冷媒流出孔34が形成されている。より具体的には、上流側の2重管部33aの下位置の複数の冷媒流出孔34の孔径は、下流側の2重管部33bの下位置の複数の冷媒流出孔34の孔径よりも小さい。一方、上流側の2重管部33aの上位置の複数の冷媒流出孔34の孔径は、下流側の2重管部33bの上位置の複数の冷媒流出孔34の孔径よりも大きい。
この構造であると、冷媒流速が小さい条件においては、分離流に近い流れになる。このため、上流側の2重管部33aの下位置の複数の冷媒流出孔34では、孔径が小さいことにより、液冷媒の多くの分配が抑制され、下流側の2重管部33bに液冷媒が十分に流動させられる。また、冷媒流速が大きい条件においては、環状流に近い流れになる。このため、上流側の2重管部33aの上位置及び下位置の複数の冷媒流出孔34と、下流側の2重管部33bの上位置及び下位置の複数の冷媒流出孔34にてそれぞれ液冷媒が分配でき、冷媒分配性能が改善できる。すなわち、幅広い運転条件範囲において冷媒分配性能が改善できる。
<実施の形態6の効果>
実施の形態6によれば、複数の孔である冷媒流出孔34の孔径は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。
実施の形態6によれば、複数の孔である冷媒流出孔34の孔径は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。
この構成によれば、幅広い運転条件範囲において冷媒流速に応じて冷媒分配性能が改善できる。
実施の形態6によれば、複数の孔である冷媒流出孔34の高さ位置は、内管31の延出方向で区分けして、異なる。
この構成によれば、幅広い運転条件範囲において冷媒流速に応じて冷媒分配性能が改善できる。
実施の形態6によれば、複数の孔である冷媒流出孔34の形成される範囲は、内管31の延出方向で区分けして、位置の低い冷媒流出孔34が小さく、かつ、位置の高い冷媒流出孔34が大きく形成される範囲と、位置の低い冷媒流出孔34が大きく、かつ、位置の高い冷媒流出孔34が小さく形成される範囲と、を有する。
この構成によれば、冷媒流速が小さい条件において冷媒の流動が分離流に近い流れになる。このため、上流の位置の低い冷媒流出孔34の孔径が小さいことにより、液冷媒の上流側に対しての過剰な分配が抑制でき、下流側に液冷媒が十分に流動できる。また、冷媒流速が大きい条件において冷媒の流動が環状流に近い流れになる。このため、上流の位置の高い冷媒流出孔34及び位置の低い冷媒流出孔34と、下流の位置の高い冷媒流出孔34及び位置の低い冷媒流出孔34と、にて、それぞれ液冷媒が分配でき、冷媒分配性能が改善できる。すなわち、幅広い運転条件範囲において冷媒流速に応じて冷媒分配性能が改善できる。
実施の形態7.
<室外熱交換器107>
図18は、本発明の実施の形態7に係る室外熱交換器107の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図18には、内管31のL字形状の屈曲部31cのみにて接続された複数の室外熱交換器107を2組用いて構成している。これにより、複数の室外熱交換器107は、ファン90を囲い込むように4面に室外熱交換器107が配置されている。
<室外熱交換器107>
図18は、本発明の実施の形態7に係る室外熱交換器107の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図18には、内管31のL字形状の屈曲部31cのみにて接続された複数の室外熱交換器107を2組用いて構成している。これにより、複数の室外熱交換器107は、ファン90を囲い込むように4面に室外熱交換器107が配置されている。
この構成であると、内管31のL字形状の屈曲部31cのみにて複数の室外熱交換器107が接続されるので、複数の室外熱交換器107がファン90の周りに高密度に配置でき、複数の室外熱交換器107の伝熱面積を増やせる。これにより、エネルギー効率の向上が図れる。また、下流側の室外熱交換器107において、内管31の管径を細くすることにより、冷媒流速が増加でき、冷媒の流動様式が環状流に近づけられ、冷媒分配性能の向上も図れる。
<変形例7>
図19は、本発明の実施の形態7に係る室外熱交換器107の別の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図18では、内管31のL字形状の屈曲部31cのみにて接続された複数の室外熱交換器107が2組用いられていた。しかし、これに限られない。図19に示すように、内管31のL字形状の屈曲部31cのみにて接続された4つの室外熱交換器107が直列に接続されても良い。
図19は、本発明の実施の形態7に係る室外熱交換器107の別の一例を示す側面模式図である。ここでは、上記実施の形態と同構成については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。図18では、内管31のL字形状の屈曲部31cのみにて接続された複数の室外熱交換器107が2組用いられていた。しかし、これに限られない。図19に示すように、内管31のL字形状の屈曲部31cのみにて接続された4つの室外熱交換器107が直列に接続されても良い。
この場合には、冷媒分配器30の管延出方向の距離が長くなる。このため、冷媒分配器30の上流側と下流側とで内管31a、31bを流れる冷媒流速の差が大きくなり、下流側の内管31b内では冷媒が分離流になり易い。それにより、下流側の内管31bの管径を細くすることによる冷媒分配性能の向上効果が特に大きくなる。
なお、本発明の実施の形態1~7を組み合わせてもよいし、他の部分に適用してもよい。
1 伝熱管、2 フィン、5 薄液膜、6 冷媒液膜、30 冷媒分配器、31、31a、31b 内管、31c 屈曲部、32a、32b 外管、33a、33b 2重管部、34 冷媒流出孔、35 キャップ、40 ヘッダー集合管、41 ヘッダー集合管、61 冷媒配管、62 冷媒配管、90 ファン、100 空気調和装置、101 室外機、101a ケーシング、101b 吸込口、101c 吹出口、101d ファンガード、102 室内機、103 ガス冷媒配管、104 液冷媒配管、105 圧縮機、106 四方弁、107 室外熱交換器、108 膨張弁、109 室内熱交換器。
Claims (13)
- 内管と外管とを備える2重管構造の冷媒分配器であって、
前記外管は、複数設けられ、
複数の前記外管のうち隣り合う前記外管の間には、間隔が形成され、
前記内管は、複数の前記外管に対して連続して1つ設けられ、
前記外管には、前記外管の延出方向に複数の伝熱管が接続され、前記内管と前記外管との間に流入した冷媒を複数の前記伝熱管に分配する冷媒分配器。 - 前記内管には、複数の前記外管それぞれと前記内管とで2重管構造を構成する複数の2重管部に、前記内管の延出方向に間隔を空けて並ぶ複数の孔が形成される請求項1に記載の冷媒分配器。
- 前記内管の管径は、複数の前記外管それぞれと前記内管とで2重管構造を構成する複数の2重管部それぞれに区分けして、異なる請求項1又は2に記載の冷媒分配器。
- 複数の前記孔の孔径は、複数の前記外管それぞれと前記内管とで2重管構造を構成する複数の2重管部それぞれに区分けして、異なる請求項2又は3に記載の冷媒分配器。
- 複数の前記孔の位置は、複数の前記外管それぞれと前記内管とで2重管構造を構成する複数の2重管部それぞれに区分けして、異なる請求項2~4のいずれか1項に記載の冷媒分配器。
- 前記内管の管径は、前記内管の延出方向で区分けして、異なる請求項1~5のいずれか1項に記載の冷媒分配器。
- 前記外管の管径は、前記内管の延出方向で区分けして、異なる請求項1~6のいずれか1項に記載の冷媒分配器。
- 複数の前記孔の孔径は、前記内管の延出方向で区分けして、異なる請求項2~7のいずれか1項に記載の冷媒分配器。
- 複数の前記孔の高さ位置は、前記内管の延出方向で区分けして、異なる請求項2~8のいずれか1項に記載の冷媒分配器。
- 複数の前記孔の形成される範囲は、前記内管の延出方向で区分けして、位置の低い前記孔が小さく、かつ、位置の高い前記孔が大きく形成される範囲と、位置の低い前記孔が大きく、かつ、位置の高い前記孔が小さく形成される範囲と、を有する請求項2~9のいずれか1項に記載の冷媒分配器。
- 前記内管は、複数の前記外管それぞれと前記内管とで2重管構造を構成する複数の2重管部のうち隣り合う前記2重管部の間に、屈曲部を有する請求項1~10のいずれか1項に記載の冷媒分配器。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の冷媒分配器を備える熱交換器。
- 請求項12に記載の熱交換器を備え、
当該熱交換器の前記冷媒分配器の前記内管は、管延出方向を水平に保持され、前記内管の一端から液冷媒を含む冷媒が導入される空気調和装置。
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