本发明涉及设有多个制冷剂的路径的热交换器。
背景技术:
近年来,能源枯竭问题、全球变暖问题备受关注,一直希望将空调机、制冷机的冷冻循环高效率化。作为冷冻循环的构成要素之一的热交换器对冷冻循环的性能具有很大的影响,一直在实现高性能化。特别是近年来已知提高低负荷时的性能非常有助于全年的节能,并且已经将技术指向该方向。在低负荷时,因为制冷剂为低流量,因此在多路径的冷凝器中,相较于上部路径,液化后的制冷剂受重力的影响不易在下部路径流动,从而引起性能降低。例如,在专利文献1中,在使用限定为两个路径的热交换器作为冷凝器的情况下,通过形成为在热交换器的下部不滞留液态制冷剂的结构来实现性能提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-130496号公报
技术实现要素:
发明所有解决的课题
另外,在热交换器中使用的导热管通常为细管形状,因此,为了减小制冷剂的流动阻力的目的,设置多路径,形成各路径在热交换器内部往返的结构。在将热交换器作为冷凝器使用的情况下,因为以密度较小的气体流入热交换器内,以密度较大的液体从热交换器流出,因此,由于重力的影响,在重力方向下部的路径变得不易流动。
图11(a)、(b)、(c)是用于以制冷剂流量说明重力如何影响的图。如图11(a)所示,蒸汽制冷剂(气态制冷剂)例如被分割成五个路径而向热交换器内流入,各路径在热交换器内部往返,在此之间与由通风机送入的空气进行热交换进行液化(冷凝),然后变成液体或基本变成液体后流出并合流。在此,各路径的压力受由于流动而引起的压力降低(压力变化)和由于重力而引起的压差的影响。因此,制冷剂在上部路径由于重力而易于流动,而在下部路径则不易流动。
图11(b)是表示制冷容量所需的制冷剂流量较多的情况下(高流量时)的、上部路径和下部路径的压力变化的示意图。在图11(b)中,左侧表示流动引起的压力降低,右侧表示重力带来的影响。因为路径的入口和出口连接成一根,所以在制冷剂的入口与出口的上部路径和下部路径为相同的压力。该情况下,向各路径的流量分配根据流动阻力决定,虽然存在重力的影响,但是,整体上流动阻力的影响较大且占主要地位,因此,重力的影响变小。
另一方面,图11(c)是表示低流量时的上部路径与下部路径的压力变化的示意图。该情况下,理所当然流动阻力变小(图中的直线的斜率变小),但是由于重力的影响基本由形状(高度)决定,因此不存在流量的差。其结果,下部路径因为没有抵抗重力的流动阻力,所以不易流动,根据条件,也有时不流动。
此外,图11(a)记载了将液态侧(出口侧)的汇合部P1配置于热交换器的上下方向的中心的情况,但是,由于存在上部路径与下部路径的相对的影响,因此,该汇合部P1的位置在本质上没有影响。也就是,将汇合部P1配置于上侧或配置于下侧,都不能改善重力的影响。在这种状况下,不仅不能良好地使用热交换器,而且由于下部路径的制冷剂进入热交换器后立刻液化,因此,制冷剂滞留于热交换器的内部,由于冷冻循环整体的制冷剂不足,而导致效率降低。
作为其对策,在专利文献1记载的发明中,限定于两个路径,并且形成为在下部路径不滞留液态制冷剂的结构。但是,在路径数增加的情况下则无法进行对应。
本发明是为了解决上述的现有问题而做出的,目的在于提供一种能够降低重力的影响,而且使流动阻力降低的热交换器。
用于解决课题的方案
本发明的特征在于,具备热交换部,上述热交换部包括供制冷剂流通的多个路径和使上述制冷剂与空气进行热交换的多列翅板,在上述热交换部作为冷凝器发挥作用时,使上述制冷剂从集管经由上述多个路径流入上述热交换部,上述多个路径使上述制冷剂通过至少一列上述翅板后,使每两路上述路径合流,然后通过另一列上述翅板,而从上述热交换部流出,上述热交换部构成为,从该热交换部导出的多个上述路径中的、铅垂方向上最高的路径的高度与最低的路径的高度的差为上述热交换部的高度的一半以下。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够降低重力的影响,而且使流动阻力降低的热交换器。
附图说明
图1是表示代表性的空调机的冷冻循环的结构图。
图2是第一实施方式的热交换器的制冷剂的流动图。
图3是表示第一实施方式的热交换器的路径的示意图。
图4是第二实施方式的热交换器的制冷剂的流动图。
图5是表示第二实施方式的热交换器的路径的示意图。
图6是第三实施方式的热交换器的制冷剂的流动图。
图7是表示第三实施方式的热交换器的路径的示意图。
图8是表示第四实施方式的热交换器的路径的示意图。
图9是第五实施方式的热交换器的制冷剂的流动图。
图10是表示第五实施方式的热交换器的路径的示意图。
图11(a)是表示热交换器的示意图,(b)是说明高流量时的重力的影响的制冷剂压力图,(c)是说明低流量时的重力的影响的制冷剂压力图。
符号的说明
10—翅片;11A—翅板(一列翅板);11B—翅板(另一列翅板);12、12A—集管;20a~20c、21a~21c、22a~22c、23a~23c、24a~24e、25a~25e、40a、41a、42a、43a、45a、45b、46a、46b、47a、47b、48a、48b、49a、49b—导热管;24c、25c、44a、44b、71a~71f、72a~72c—分支合流管;37a~37h、38a~38d、50a、50b、62a~62f—连接管;3、30A、30B、30C、30D、30E—热交换器;100—空调机;100A—室外机;100B—室内机;HE—热交换部;HE1—上部热交换部(区域);HE2—下部热交换部(区域)。
具体实施方式
以下,一边参照适当的附图,一边对用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)详细进行说明。以下,对于冷冻循环,在未特别另外指明进行记载的情况下,是指能够在制冷或加热、或在双方中使用的冷冻循环。另外,为了便于说明,对在各附图中共通的部件添加相同的符号,并省略重复的说明。对于正面、背面、上、下、左、右的方向轴,根据各图的记载确定。
图1是表示代表性的空调机的冷冻循环的结构图。
如图1所示,空调机100具备以下部件而构成:压缩机1;四通阀2,在制冷模式和制热模式下切换制冷剂的流动方向;翅片管型热交换器3;室外机100A,包括向热交换器3送入空气的通风机4及室外机侧减压装置5;室内机侧减压装置6;室内机100B,包括翅片管型热交换器7及向热交换器7送入空气的通风机8;以及配管100L、100V,将室外机100A和室内机100B连接。
连接配管100L流通液体及基本变成液体的制冷剂,连接配管100V流通气体或基本变成气体的制冷剂。当切换四通阀2时,室外机100A的热交换器3和室内机100B的热交换器7切换作为冷凝器和蒸发器的功能。
(第一实施方式)
图2是本发明的第一实施方式的热交换器的制冷剂的流动图。此外,以下虽然以设于室外机100A的热交换器30A(3)为例进行说明,但是,也能够适用于室内机100B的热交换器70。另外,在图2中仅示出了热交换器30A的左右方向的一端侧。另外,图2的实线箭头表示热交换器30A作为冷凝器发挥功能时的制冷剂的流动方向,虚线箭头表示热交换器30A作为蒸发器发挥功能时的制冷剂的流动方向。
如图2所示,热交换器30A是例如交叉翅片管型热交换器,其具备在厚度方向上排列多个铝制的翅片10而成的翅板11A、11B以及制冷剂配管20而构成。
翅板11A、11B在空气的流动方向上配置有两列(多列)。此外,不限定于两列,也可以为三列以上。
制冷剂配管20构成供制冷剂流通的流路,并且为贯通翅板11A、11B的各翅片10的结构。此外,制冷剂配管20在大致水平方向(与铅垂方向正交的方向,图1的左右方向)上延伸,并且配置成在翅板11A、11B内蜿蜒曲折(往返)。
另外,制冷剂配管20具备连接四根导热管20a、21a、22a、23a的集管12,并且连接于翅板11A的一端(图示左端)。此外,在热交换器30作为冷凝器发挥功能的情况下,集管12作为分配器发挥功能,在热交换器30作为蒸发器发挥功能的情况下,集管12作为合流器发挥功能。
导热管20a将翅板11A(一列翅板)从一端贯通到另一端,并且在翅板11A的另一端与回转弯头(U字管)30a的一端连接。此外,回转弯头30a设于翅板11A的另一端侧,为了便于说明,使用细实线表示,省略详细的图示(对于其它的回转弯头也同样地进行图示)。在导热管20a的上方设有配置成横跨翅板11A、11B的导热管20b,该导热管20b的一端部与回转弯头30a的另一端连接。导热管20b的另一端部在翅板11B(另一列翅板)的另一端(图2的右端)与回转弯头30b的一端连接。在导热管20b的下方设有将翅板11B从一端贯通到另一端的导热管20c,该导热管20c与回转弯头30b的另一端连接。此外,也可以将回转弯头30a等作为U字导热管,并且将后面叙述的导热管24d等作为回转弯头,构成为在图2的后方侧(纸面背侧)无接缝(弯头)。
导热管21a将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头31a的一端连接。在导热管21a的下方设有配置成横跨翅板11A、11B的导热管21b,该导热管21b的一端部与回转弯头31a的另一端连接。导热管21b的另一端部在翅板11B的另一端与回转弯头31b的一端连接。在导热管21b的上方设有将翅板11B从一端贯通到另一端的导热管21c,该导热管21c与回转弯头31b的另一端连接。
导热管22a将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头32a的一端连接。在导热管22a的上方设有配置成横跨翅板11A、11B的导热管22b,该导热管22b的一端部与回转弯头32a的另一端连接。导热管22b的另一端部在翅板11B的另一端与回转弯头32b的一端连接。在导热管22b的下方设有将翅板11B从一端贯通到另一端的导热管22c,该导热管22c与回转弯头32b的另一端连接。
导热管23a将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头33a的一端连接。在导热管23a的下方设有配置成横跨翅板11A、11B的导热管23b,该导热管23b的一端部与回转弯头33a的另一端连接。导热管23b的另一端部在翅板11B的另一端与回转弯头33b的一端连接。在导热管23b的上方设有将翅板11B从一端贯通到另一端的导热管23c,该导热管23c与回转弯头33b的另一端连接。
从而,在热交换器30A中,构成为经由集管12成为四个路径(多个路径)。另外,在热交换器30A中,导热管20a~20c位于热交换器30A的最上部,导热管21a~21c位于导热管20a~20c的下方,导热管22a~22c位于导热管21a~21c的下方,导热管23a~23c位于导热管22a~22c的下方。此外,图2表示的路径的个数只是一个示例,并非对本实施方式进行限定,也可以超过四个。
另外,热交换器30A在导热管23a~23c的下方具备导热管24a、24b、分支合流管24c、导热管24d、24e、导热管25a、25b、分支合流管25c、以及导热管25d、25e。
导热管24a将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头34a的一端连接。导热管24b位于导热管24a的下方,将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头34b的一端连接。
分支合流管24c为三叉形状,其位于导热管24a与导热管24b之间,并且在作为冷凝器发挥作用时,将两个路径合流至一个路径。此外,分支合流管24c在作为蒸发器发挥作用时,将一个路径分支成两个路径。另外,分支合流管24c中的两根将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头34a、34b的另一端连接。另外,分支合流管24c中剩余的一根将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头34c的一端连接。
另外,在分支合流管24c的上方设有U字形状的导热管24d,该导热管24d将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头34c的另一端、回转弯头34d的一端连接。在导热管24d的上方设有导热管24e,该导热管24e将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头34d的另一端连接。另外,导热管24e与分支合流部件41连接。
导热管25a将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头35a的一端连接。导热管25b位于导热管25a的下方,其将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头35b的一端连接。
分支合流管25c为三叉形状,其位于导热管25a与导热管25b之间,并且在作为冷凝器发挥作用时,将两个路径合流至一个路径。此外,分支合流管25c在作为蒸发器发挥作用时,将一个路径分支成两个路径。另外,分支合流管25c中的两根将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头35a、35b的另一端连接。另外,分支合流管25c中剩余的一根将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头35c的一端连接。
另外,在分支合流管25c的上方设有U字形状的导热管25d,该导热管25d将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头35c的另一端、回转弯头35d的一端连接。在导热管25d的上方设有导热管25e,该导热管25e将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头35d的另一端连接。另外,导热管25e与分支合流部件41连接。
另外,在翅板11A、11B的外侧,导热管20c和导热管24a通过连接管37a(参照图2的粗虚线)连接。在翅板11A、11B的外侧,导热管21c和导热管24b通过连接管37b(参照图2的粗虚线)连接。在翅板11A、11B的外侧,导热管22c和导热管25a通过连接管37c(参照图2的粗虚线)连接。在翅板11A、11B的外侧,导热管23c和导热管25b通过连接管37d(参照图2的粗虚线)连接。从而,连接管37a~37d维持铅垂方向(上下方向)上高度的顺序进行连接。也就是,翅板11B侧的导热管20c、21c、22c、23c中的铅垂方向上最高的导热管20c和翅板11A侧的导热管24a、24b、25a、25b中的铅垂方向上最高的导热管24a连接。同样地,铅垂方向上第二高的导热管21c和第二高的导热管24b连接,第三高的导热管22c和第三高的的导热管25a连接,最低的导热管23c和最低的导热管25b连接。
从而,在热交换器30A中,构成第一路径(AV1-AL1-aV1-aL),其包括:导热管20a、回转弯头30a、导热管20b、回转弯头30b、导热管20c、连接管37a、导热管24a、回转弯头34a、分支合流管24c、回转弯头34c、导热管24d、回转弯头34d以及导热管24e。另外,在热交换器30A中,构成第二路径(AV2-AL2-aV2-aL),其包括:导热管21a、回转弯头31a、导热管21b、回转弯头31b、导热管21c、连接管37b、导热管24b、回转弯头34b、分支合流管24c、回转弯头34c、导热管24d、回转弯头34d以及导热管24e。另外,在热交换器30A中,构成第三路径(BV1-BL1-bV1-bL),其包括:导热管22a、回转弯头32a、导热管22b、回转弯头32b、导热管22c、连接管37c、导热管25a、回转弯头35a、分支合流管25c、回转弯头35c、导热管25d、回转弯头35d以及导热管25e。另外,在热交换器30A中,构成第四路径(BV2-BL2-bV2-bL),其包括:导热管23a、回转弯头33a、导热管23b、回转弯头33b、导热管23c、连接管37d、导热管25b、回转弯头35b、分支合流管25c、回转弯头35c、导热管25d、回转弯头35d以及导热管25e。
在此,在热交换器30A中,将翅板11A、11B和导热管的除了从翅板11A、11B的左右两端突出的部分以外的、有助于热交换的部分设为热交换部HE。另外,在热交换部HE中,将比连接管37a、37b、37c、37d更靠上游侧的、有助于热交换的部分设为上部热交换部HE1(图3中用中间的粗虚线划分的上侧),将靠下游侧的、有助于热交换的部分设为下部热交换部HE2(图3中用中间的粗虚线换分的下侧)。
在这样构成的热交换器30A中,在作为冷凝器发挥作用时,高温的气体制冷剂在热交换器30A的上部(上部热交换部HE1)流动进行热交换。然后,各路径的制冷剂在热交换器30A的下部(下部热交换部HE2)流动。在热交换器30A的下部,形成使每两个路径集合的结构。制冷剂在热交换器30A的内部引起气体—液体的相变。另外,在相同的质量的流量下,液体和气体的密度不同,因此,气体的流速为液体的约10倍以上。其结果,在主要为气体的区域中,由于流速增大而引起压力损失的增大,从而引起效率的降低,在主要为液体的区域中,由于流速降低而引起传热系数降低,从而引起效率的降低。因此,在第一实施方式中,在作为蒸发器发挥作用时,在热交换器30A的下部(下部热交换部HE2)的中途,使路径分支(作为冷凝器发挥作用时为合流),从而降低主要为气体的区域(上部热交换部HE1侧)的流速,防止压力损失变大。
在图3中,对通过这样构成的路径来减小重力的影响的效果进行说明。图3是表示本发明的第一实施方式的热交换器的路径的示意图。
如图3所示,假设将热交换器30A分割成多个区域,各路径按照分割的热交换部的区域依次流动。即,在各路径中,在热交换器30A的上部(上部热交换部HE1)流动后,再在热交换器30A的下部(下部热交换部HE2)流动。制冷剂以气体密度ρV流入热交换器30A,以液体密度ρL从热交换器30A流出。此外,在不将热交换器分割成上下的情况下(例如,图11(a)的情况)下,作为上部路径和下部路径的差,承受下式(1)的重力带来的影响(压力差)。
Δp0=(ρL-ρV)·g·H (1)
(H≈热交换器的高度,g:重力加速度)
在通常的制冷剂中,因为ρV<<ρL,所以,当忽略气体的密度时,得到下式(2)。
Δp0=ρL·g·H (2)
另一方面,在第一实施方式中,通过使制冷剂的出口集中到热交换器30A的下部(下部热交换部HE2),缩小了由于重力产生影响的高度。作为上部路径与下部路径的差而承受下式(3)的重力带来的影响(压力差)Δp1。
Δp1=ρL·g·h (3)
此外,式(3)中的h能够以铅垂方向上的最高的路径的高度(导热管24e)与最低的路径的高度(导热管25e)的差来表示。该差h设定为热交换器30A的高度H(实际上是比热交换器30A稍低的高度)的一半以下(二分之一以下)。因此,(2)式与(3)式的关系为以下的(4)式。
Δp1≤Δp0/2 (4)
因此,在第一实施方式中,能够使重力的影响降低至一半以下。另外,如上所述,在下部热交换部HE2的中途使路径分支,从而在作为蒸发器发挥功能的情况下,降低主要为气体的区域的流速,防止压力损失变大。而且,在作为冷凝器发挥功能的情况下,构成为路径数减少,因此,在使制冷剂的出口集中时,能够构成为进一步缩小铅垂方向上最高路径与最低路径的差h。对于气体侧的制冷剂的入口的最高路径与最低路径的差,也能够将上述差h形成为一半以下。
另外,在第一实施方式中,就连接上部热交换部HE1和下部热交换部HE2的多个连接管37a、37b、37c、37d而言,使其在铅垂方向上保持高度并进行连接,也就是连接管37a、37b、37c、37d彼此不交叉,因此,容易制造热交换器30A。
(第二实施方式)
图4是本发明的第二实施方式的热交换器的制冷剂的流动图,图5是表示本发明的第二实施方式的热交换器的路径的示意图。此外,在第二实施方式中,对于与第一实施方式相同的结构,添加相同的符号并省略说明(对于其它实施方式也同样)。
如图4所示,第二实施方式的热交换器30B构成为取代第一实施方式的连接管37a、37b、37c、37d,设置连接管38a、38b、38c、38d。
连接管38a在翅板11A、11B的外侧与导热管20c和导热管25b连接。连接管38b在翅板11A、11B的外侧与导热管21c和导热管25a连接。连接管38c在翅板11A、11B的外侧与导热管22c和导热管24b连接。连接管38d在翅板11A、11B的外侧与导热管23c和导热管24a连接。因此,在第二实施方式中,连接管38a、38b、38c、38d以调换铅垂方向上的高度的顺序的方式进行连接。
如图5所示,在第二实施方式中,构成为连接管38a使在上部热交换部HE1中的最高位置的路径(导热管20c)在下部热交换部HE2为最低位置的路径(导热管25b)。此外,第二实施方式中的流出侧的重力的影响虽然与第一实施方式相同,但是,在连接侧(连接管38a、38b、38c、38d所连接的一侧),在上部热交换部HE1的上部路径(导热管20a)中,制冷剂易于流动,另一方面在流出侧,在下部热交换部HE2的下部路径(导热管25e)不易流动,因此,在抵消相互的影响的方向上作用力。在连接部(连接管38a),上部路径与下部路径的铅垂方向的差约为H,但是,因为制冷剂为气液二相状态,所以,产生影响的密度小于液体的密度。
若使用气体的体积占有率、即,孔隙率α,则重力对连接管38a的上部路径与下部路径的影响为下面的式(5)。
Δpc=ρL·(1-α)·g·H+ρV·α·g·H (5)
由于相比于液体密度,气体密度非常小,因此,当省略气体密度时,得到下面的式(6)。
Δpc=ρL·(1-α)·g·H (6)
其中,作为连接部的气液质量流量比率的干度,与孔隙率相关,因为干度为0.2~0.5,所以孔隙率α为0.5~0.7左右。其结果,重力的影响以与流出部(第一实施方式)的差进行标示,则为下面的式(7)。
Δp2=Δp1-Δpc=ρL·g·{h-(1-α)·H} (7)
其中,h≈H/2,α=0.5~0.7,所以,相比于Δp0,Δp2变小。假设,代入h=H/2、α=0.6,则得到下面的式(8)。
Δp2’=0.1·ρL·g·H=0.1Δp0 (8)
从而,为现有方法(Δp0)的10%左右。
因此,根据第二实施方式,能够比第一实施方式减小重力的影响,另外使之成为现有方法(图11(a))的10%左右。另外,与第一实施方式同样,在下部热交换部HE2的中途使路径进行分支(分支合流管24c、25c),从而能够防止压力损失变大。
(第三实施方式)
图6是本发明的第三实施方式的热交换器的制冷剂的流动图,图7是表示本发明的第三实施方式的热交换器的路径的示意图。此外,第三实施方式的热交换器30C替代如第一实施方式的热交换器30A那样在下部热交换部HE2设置分支合流管24c、25c的结构,而是在上部热交换部HE1设有分支合流管44a、44b的结构。
如图6所示,热交换器30C具备连接有四根导热管40a、41a、42a、43a的集管12,并且连接于翅板11A的一端(图示左端)。此外,在热交换器30C作为冷凝器发挥功能的情况下,集管12作为分配器发挥作用,在热交换器30C作为蒸发器发挥功能的情况下,集管12作为合流器发挥作用。
热交换器30C具备导热管40a、41a、42a、43a、分支合流管44a、44b、以及导热管45a、45b、46a、46b、47a、47b、48a、48b、49a、49b。
导热管40a将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头51a的一端连接。导热管41a将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头51b的一端连接。
分支合流管44a为三叉形状,其位于导热管40a与导热管41a之间,其中的两根将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头51a,51b的另一端连接。另外,分支合流管44a的剩余的一根将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头51c的一端连接。
导热管45a为U字形状,其将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头51c的另一端连接,且与回转弯头51d的一端连接。导热管46a将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头51d的另一端连接。
导热管42a将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头52a的一端连接。导热管43a将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头52b的一端连接。
分支合流管44b为三叉形状,并位于导热管42a与导热管43a之间,其中的两根将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头52a、52b的另一端连接。另外,分支合流管44b的剩余的一根将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头52c的一端连接。
导热管45b为U字形状,其将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头52c的另一端连接、并与回转弯头52d的一端连接。导热管46b将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头52d的另一端连接。
导热管47a位于导热管43a的下方,将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头53a的一端连接。导热管48a位于导热管47a的上方,横跨翅板11A、11B进行配置,并且一端部与回转弯头53a的另一端连接,另一端部与回转弯头53c的一端连接。导热管49a位于导热管48a的下方,将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头53c的另一端连接。
导热管47b位于导热管47a的下方,将翅板11A从一端贯通到另一端,并且与回转弯头53b的一端连接。导热管48b位于导热管47b的下方,横跨翅板11A、11B进行配置,并且一端部与回转弯头53b的另一端连接,另一端部与回转弯头53d的一端连接。导热管49b位于导热管48b的上方,将翅板11B从一端贯通到另一端,并且与回转弯头53d的另一端连接。
另外,导热管46a和导热管47a通过连接管50a连接。导热管46b和导热管47b通过连接管50b连接。
如图7所示,在上部热交换部HE1(连接管50a的上游侧)配置有分支合流管44a、44b。从而,在热交换器30C中,在作为冷凝器发挥功能的情况下,在入口侧为四个路径,在连接侧(连接管50a、50b)的上游侧为两个路径,在下部热交换部HE2(连接侧的下游)为两个路径,在流出侧为两个路径。这样一来,在热交换器30C中主要为两个路径。
从而,通过减少路径数,能够加快制冷剂的流速,由于流速变快,制冷剂的传热系数提高,传热性能提高。另外,因为连接热交换器30C的上部路径和下部路径的配管(连接管50a、50b)的数量变少,所以热交换器30C的制造变得简单。
(第四实施方式)
图8是表示本发明的第四实施方式的热交换器的路径的示意图。此外,在第四实施方式中,省略与图2、4、6对应的图。第四实施方式的热交换器30D为组合了第一实施方式至第三实施方式的结构。
如图8所示,热交换器30D具备集管12A,并且与翅板11A的一端连接,集管12A连接有十二根导热管61a、61b、61c、61d、61e、61f、61g、61h、61i、61j、61k、61l。此外,在图8示出了热交换器30D作为冷凝器发挥功能的情况下的制冷剂的流动。
另外,热交换器30D构成为在上部热交换部HE1通过分支合流部71a、71b、71c、71d、71e、71f(与图6的分支合流管44a、44b相对应),在热交换器30D作为蒸发器发挥功能的情况下六个路径分支成十二个路径。上部热交换部HE1和下部热交换部HE2通过连接管62a、62b、62c、62d、62e、62f连接。另外,热交换器30D构成为在下部热交换部HE2通过分支合流部72a、72b、72c(与图2的分支合流管24c、25c相对应),在作为蒸发器发挥功能的情况下,三个路径分支成六个路径。
另外,热交换器30D设定为从下部热交换部HE2流出的多个路径(导热管63a、63b、63c)中的在铅垂方向上最高的路径(导热管63a)与最低的路径(导热管63c)的差h为热交换部HE的高度H的一半以下。从而,能够得到与第一实施方式及第三实施方式相同的效果。
另外,在热交换器30D中,在上部热交换部HE1和下部热交换部HE2双方设有分支合流管71a~71f、72a~72c,因此,能够提高两倍于第三实施方式所说明的分支合流部的分支的效果。也就是,在作为冷凝器发挥功能的情况下,制冷剂以气体(气态)从集管12A进入,以液体从导热管63a、63b、63c流出,但是,由于气体的流速更快,因此阻力变大。为了防止该问题,通过利用分支合流管71a~71f、72a~72c使其进行分支,能够缩小气态侧的阻力。相反,在液体侧(作为冷凝器发挥功能的情况下的流出侧),由于阻力变小,因此期望提高流速从而提高传热系数。期望在液体侧尽量减少分支的数量,在气体侧尽量增多分支的数量。在第三实施方式中(参照图7的粗实线),相对于液体侧(导热管49a)为一个路径,气体侧(导热管42a、43a)为两个路径,与之相对,在第四实施方式中(参照图8的粗实线),相对于液体侧(导热管63c)为一个路径,气体侧(导热管61a~61d)为四个路径。
因此,在上部热交换部HE1和下部热交换部HE2的中途,分别使路径进行分支(分支合流管71a~71f、72a~72c),从而在将热交换器30D作为蒸发器使用的情况下,相比于第三实施方式,能够有效地防止压力损失变大。另外,在将热交换器30D作为冷凝器使用的情况下,通过减少路径数,能够加快制冷剂(液体)的流速,由于流速变快,制冷剂的传热系数提高,从而导热性能提高。另外,因为构成为路径数比其它实施方式更少,所以能够形成进一步减小制冷剂流出的路径高度的差h的结构。
(第五实施方式)
图9是第五实施方式的热交换器的制冷剂的流动图,图10是表示第五实施方式的热交换器的路径的示意图。第五实施方式的热交换器30E相对于第一实施方式的热交换器30A,构成为将制冷剂的导入侧和流出侧上下颠倒。
如图9所示,热交换器30E构成为,在该热交换器30E的下部具备集管12、导热管20a~20c、21a~21c、22a~22c、23a~23c,并在该热交换器30E的上部具备导热管24a、24b、25a、25b、分支合流管24c、25c、导热管24d、24e、25d、25e。
另外,导热管20c和导热管24a通过连接管37e连接。导热管21c和导热管24b通过连接管37f连接。导热管22c和导热管25a通过连接管37g连接。导热管23c和导热管25b通过连接管37h连接。
如图10所示,在热交换器30E作为冷凝器发挥作用时,在制冷剂的流出侧,将铅垂方向的最高路径(导热管24e)的高度与最低路径(导热管25e)的高度的差h设置为热交换器30E的高度H(实际上是比热交换器30E稍低的高度)的一半以下(二分之一以下)。
这样,在第五实施方式中,与第一实施方式同样地能够使重力的影响降低到一半以下。另外,如上所述,在作为蒸发器发挥功能的情况下,在上部热交换部HE1的中途使路径进行分支,从而降低主要为气体的区域(下部热交换部HE2侧)的流速,防止压力损失变大。
另外,在第五实施方式中,就连接下部热交换部HE2和上部热交换部HE1的多个连接管37e、37f、37g、37h而言,使其在铅垂方向上保持高度并进行连接,也就是,连接管37e、37f、37g、37h彼此不交差,因此热交换器30A的制造变得简单。
另外,在将热交换器用于室外机的情况下,根据条件,可能在制热运行中(热交换器为蒸发器)在热交换器上附着霜。对于融化这样的霜的运行,通常切换到制冷循环来将热交换器作为冷凝器运行,通过向热交换器导入高温的制冷剂将霜融化。该情况下,热交换器的下部的霜妨碍融解水的流出,因此希望快速融化。因此,在第五实施方式中,在除霜时,从蒸发器切换成冷凝器,然后从热交换器30E的下部(下部热交换部HE2)导入制冷剂,从而热的制冷剂先在热交换器30E的下部流动,所以能够将热交换器30E的下部的霜比上部先融化,能够防止对融解水造成妨碍。
此外,本发明不限定于上述的实施方式,在本发明的范围内能够进行各种变形。例如,也可以将第一实施方式至第五实施方式中的多个适当地进行组合来使用。