熱交換器和空調的製造方法
2023-05-15 02:02:16 1
熱交換器和空調的製造方法
【專利摘要】本發明的熱交換器是一種具有多列管排的熱交換器(10)，其包括：第一熱交換部(30)，其構成為在冷凝運轉時，使製冷劑的流向與空氣的流向相向，在蒸發運轉時，使製冷劑的流向與空氣的流向相同；和第二熱交換部(31)，其構成為在冷凝運轉時和蒸發運轉時，均使製冷劑的流向與空氣的流向相向，其中，第一熱交換部配置在比第二熱交換部更靠蒸發運轉時的製冷劑的流向的上遊的位置。
【專利說明】熱交換器和空調機
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱交換器以及具備該熱交換器的空調機。
【背景技術】
[0002]作為現有的空調機，已知有例如圖7所示的結構(例如，參照日本特開平8-178445號公報)。
[0003]如圖7所示，現有的空調機包括:壓縮製冷劑的壓縮機101 ;切換製冷供暖運轉時的製冷劑的路徑的四向閥102 ;使製冷劑與室內的空氣進行熱交換的室內熱交換器103 ;將製冷劑減壓的減壓裝置104 ;和使製冷劑與室外的空氣進行熱交換的室外熱交換器105。壓縮機101、四向閥102、室內熱交換器103、減壓裝置104、室外熱交換器105通過製冷劑配管成環狀連接，從而構成冷凍循環。
[0004]另外，現有的空調機包括:促進在室內熱交換器103的內部流動的製冷劑與室內的空氣的熱交換的室內扇106 ;和促進在室外熱交換器105的內部流動的製冷劑與室外的空氣的熱交換的室外扇107。
[0005]現有的空調機中，供暖時，如圖7的實線箭頭所示，製冷劑依次流經壓縮機101、四向閥102、室內熱交換器103、減壓裝置104、室外熱交換器105、四向閥102、壓縮機101。另一方面，製冷時，如圖7的虛線箭頭所示，製冷劑依次流經壓縮機101、四向閥102、室外熱交換器105、減壓裝置104、室內熱交換器103、四向閥102、壓縮機101。
[0006]室外熱交換器105相對於由室外扇107送來的空氣(風)的流向具有多排的管排的情況下，在供暖時，在室外熱交換器105中流動的製冷劑的流與由室外扇107送來的空氣的流成為相向流(相反方向的流)。另一方面，在製冷時，在室外熱交換器105中流動的製冷劑的流與由室外扇107送來的空氣的流成為同向流(相同方向的流)。
[0007]為了提高熱交換效率，已知從熱交換器的入口至出口都保持大的製冷劑與空氣的溫度差是有效的方法。在製冷劑的流與空氣的流是同向流的情況下，通常，製冷劑與空氣的溫度差變小。因此，現有的空調機存在熱交換效率低這一課題。
[0008]作為改善該課題的技術，例如有日本特開平7-280375號公報。
[0009]日本特開平7-280375號公報中公開了以下那樣的空調機:在壓縮機的排出側連接第一製冷劑流路切換裝置，並且在壓縮機的吸入側連接第二製冷劑流路切換裝置，使製冷劑的流和空氣的流在供暖運轉時和製冷運轉時均成為相向流。
[0010]現有技術文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本特開平8-178445號公報
[0013]專利文獻2:日本特開平7-280375號公報
【發明內容】
[0014]發明所要解決的問題
[0015]然而，日本特開平7-280375號公報所述的空調機中，雖然能夠獲得高的熱交換效率，但在熱交換器的外部需要設置多個製冷劑流路切換裝置等，具有裝置的小型化、低成本化等困難的問題。
[0016]所以，本發明的目的在於解決上述課題，通過與現有的結構不同的結構，提供能夠獲得高的熱交換效率的熱交換器以及具備該熱交換器的空調機。
[0017]用於解決課題的方法
[0018]為了解決上述課題，本發明是具有多列管排的熱交換器，其包括:
[0019]第一熱交換部，其構成為在冷凝運轉時，使製冷劑的流向與為了與上述製冷劑進行熱交換而被送來的空氣的流向相向，在蒸發運轉時，使上述製冷劑的流向與上述空氣的流向相同；和
[0020]第二熱交換部，其構成為在上述冷凝運轉時和上述蒸發運轉時，均使上述製冷劑的流向與上述空氣的流向相向，
[0021]上述第一熱交換部配置在比上述第二熱交換部更靠上述蒸發運轉時的上述製冷劑的流向的上遊的位置。
[0022]發明的效果
[0023]本發明所涉及的熱交換器通過與現有技術不同的結構，能夠獲得高的熱交換效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]本發明的這些以及其他的目的和特徵，通過關於對於下面所附帶的圖面的優選實施方式的記述明示。在該附圖中，
[0025]圖1是示意性地表示本發明的第一種實施方式的空調機的結構的說明圖，
[0026]圖2是示意性地表示具備圖1的空調機的室外熱交換器的結構的說明圖，
[0027]圖3是表示圖2的室外熱交換器在蒸發運轉時的各製冷劑流通管的溫度變化的一例的曲線圖，
[0028]圖4是表示圖2的室外熱交換器在冷凝運轉時的各製冷劑流通管的溫度變化的一例的曲線圖，
[0029]圖5是示意性地表示具備本發明的第二種實施方式的空調機的室外熱交換器的結構的說明圖，
[0030]圖6是表示圖5的室外熱交換器在蒸發運轉時的各製冷劑流通管的溫度變化的一例的曲線圖，
[0031]圖7是表不現有的空調機的結構的說明圖。
【具體實施方式】
[0032]本發明是具有多列管排的熱交換器，其包括:
[0033]第一熱交換部，其構成為在冷凝運轉時，使製冷劑的流向與為了與上述製冷劑進行熱交換而被送來的空氣的流向相向，在蒸發運轉時，使上述製冷劑的流向與上述空氣的流向相同；和
[0034]第二熱交換部，其構成為在上述冷凝運轉時和上述蒸發運轉時，均使上述製冷劑的流向與上述空氣的流向相向，上述第一熱交換部配置在比上述第二熱交換部更靠上述蒸發運轉時的上述製冷劑的流向的上遊的位置。
[0035]根據該結構中，在冷凝運轉時，使第一熱交換部的製冷劑的流與空氣的流成為相向流(相反方向的流)。另外，在冷凝運轉時和蒸發運轉時，均使第二熱交換部的製冷劑的流與空氣的流成為相向流。由此，能夠獲得高的熱交換效率。
[0036]另外，根據上述結構中，在蒸發運轉時，雖然使第一熱交換部的製冷劑的流與空氣的流成為同向流(相同方向的流)，但能夠獲得與該第一熱交換部的製冷劑的流與空氣的流成為相向流時相近的熱交換效率。其理由如下。
[0037]即，在蒸發運轉時，向熱交換器(室外熱交換器)的入口供給作為製冷劑的幹度(二相製冷劑中的氣相相對於氣相和液相之和的比例)小的氣液二相製冷劑。幹度小的氣液二相製冷劑具有對於在流經熱交換器內的製冷劑流通管時產生的壓力損失，比氣相或幹度大的氣液二相製冷劑小的性質。壓力損失小，則製冷劑流通管的溫度降低小。
[0038]根據上述結構，第一熱交換部配置在比第二熱交換部更靠蒸發運轉時的製冷劑的流向的上遊的位置。即，在流經熱交換器內的製冷劑流通管的製冷劑是幹度小的氣液二相製冷劑的地方配置有第一熱交換部。由此，能夠保持製冷劑與空氣的溫度差大，能夠抑制熱交換效率的降低。
[0039]另外，上述結構中，能夠不像如日本特開平7-280375號公報所述的空調機那樣在熱交換器的外部設置多個製冷劑流路切換裝置等，也能夠獲得高的熱交換效率，能夠達到小型化、低成本化的目的。
[0040]需要說明的是，上述第二熱交換部的製冷劑路徑數優選多於上述第一熱交換部的製冷劑路徑數。該結構中，由於第二熱交換部的製冷劑路徑數多，能夠降低壓力損失。另外，由於第一熱交換部的製冷劑路徑數少，能夠增加流經一個製冷劑路徑的製冷劑的量。由此，提升製冷劑的流速，能夠促進熱交換。
[0041]另外，上述第一熱交換部優選配置在比上述第二熱交換部更靠上述冷凝運轉時的製冷劑的流向的下遊的位置。該結構中，例如，在冷凝運轉時，即使經過製冷劑路徑數多的第二熱交換部的製冷劑的溫度不均勻，也能夠在經過製冷劑路徑數少的第一熱交換部時匯合而使之溫度均等化。由此，能夠提高熱交換效率。
[0042]另外，上述第一熱交換部優選包括:位於上述空氣的流向的上風側的上風側熱交換部；和位於上述空氣的流向的下風側且與上述上風側熱交換部相比製冷劑路徑數多的下風側熱交換部。該結構中，在蒸發運轉時，由於上風側熱交換部的製冷劑路徑數少，能夠增加流經一個製冷劑路徑的氣液二相製冷劑的量。由此，使氣液二相製冷劑的流速加快，能夠促進熱交換。另外，下風側熱交換部的製冷劑路徑數多，因此能夠降低壓力損失。由此，能夠保持製冷劑與空氣的大的溫度差，能夠提高熱交換效率。
[0043]另外，上述熱交換器優選包含由流通上述製冷劑的製冷劑流通管和將上述製冷劑的流向限制在單方向上的止回閥的組合構成。該結構中，熱交換器由簡易的部件構成，能夠達到小型化、低成本化的目的。
[0044]另外，上述第一熱交換部優選配置在比上述第二熱交換部更靠下方的位置。該結構中，例如，在冷凝運轉時，液相製冷劑能夠順重力流動，能夠抑制第一熱交換部的製冷劑流通管內多餘的液相製冷劑滯留。另外，將本發明所涉及的熱交換器作為室外熱交換器使用的情況下，在冷凝運轉時有相對高溫的製冷劑流經的第一熱交換部被配置在靠近室外機的底部的位置。由此，能夠抑制在熱交換器的底部與室外機的底部之間發生的霜的不完全融化。
[0045]在繼續本發明的記述之前，對附帶圖面中的相同部件附有相同的參照符號。
[0046]以下，對本發明的實施方式，參照圖面進行說明。需要說明的是，本發明不被該實施方式所限定。
[0047](第一種實施方式)
[0048]圖1是示意性地表示本發明的第一種實施方式的空調機的結構的說明圖。如圖1所示，本第一種實施方式的空調機I包括設置在室外的室外機2和設置在室內的室內機4。
[0049]室外機2的內部設有:壓縮製冷劑的壓縮機6 ;切換製冷供暖運轉時的製冷劑的路徑的四向閥8 ;使製冷劑與外氣進行熱交換的室外熱交換器10 ;和作為將製冷劑減壓的減壓裝置的一例的膨脹閥12。
[0050]室內機4的內部設有使製冷劑與室內的空氣進行熱交換的室內熱交換器14。壓縮閥6、四向閥8、室外熱交換器10、膨脹閥12和室內熱交換器14通過製冷劑配管成環狀連接，構成冷凍循環。
[0051]壓縮機6和室內熱交換器14通過製冷劑配管16相連接。該製冷劑配管16的中間部設有四向閥8。另外，室內熱交換器14和膨脹閥12通過製冷劑配管18相連接。製冷劑配管18設有防止異物進入膨脹閥12的濾網(strainer) 20。
[0052]膨脹閥12與室外熱交換器10通過製冷劑配管22相連接。另外，室外熱交換器10與壓縮機6通過製冷劑配管24相連接。製冷劑配管24的中間部設有四向閥8。另外，製冷劑配管24設有為了分離液相製冷劑和氣相製冷劑的儲液器(accumulator) 26。儲液器26配置在四向閥8與壓縮機6之間。
[0053]另外，室外機2的內部設有促進在室外熱交換器10內部流動的製冷劑與室外的空氣進行熱交換的室外扇(未圖示)。在室內機4的內部設有促進在室內熱交換器14內部流動的製冷劑與室內的空氣進行熱交換的室內扇(未圖示)。室內熱交換器14使由室內扇吸入到室內機4的內部的室內空氣與在室內熱交換器14內部流動的製冷劑進行熱交換，在供暖時向室內吹出通過熱交換加熱後的空氣，另一方面，在製冷時向室內吹出通過熱交換冷卻後的空氣。
[0054]另外，在室內機4的內部設有上下導板(未圖示)和左右導板(未圖示)。上下導板根據需要使從室內機4吹出的空氣的方向上下變化。左右導板根據需要使從室內機4吹出的空氣的方向左右變化。
[0055]接下來，對本第一種實施方式的空調機的供暖運轉時的動作進行說明。在圖1中，實線箭頭表示供暖運轉時的製冷劑的流向。
[0056]供暖運轉開始後，壓縮機6壓縮製冷劑生成高溫高壓的氣相製冷劑。該高溫高壓的氣相製冷劑經過製冷劑配管16、四向閥8被送至室內熱交換器14。
[0057]被送至室內熱交換器14的高溫高壓的氣相製冷劑通過與由室內扇吸入的空氣進行熱交換而散熱並冷凝，成為高壓的液相製冷劑。該高壓的液相製冷劑經過製冷劑配管18、濾網10被送至膨脹閥12。另一方面，吸收了上述高溫高壓的氣相製冷劑的熱而溫度得到提升的空氣由室內扇向室內吹出，向室內供暖。
[0058]被送至膨脹閥12的高壓的液相製冷劑通過膨脹閥12而被減壓成低溫低壓的氣液二相製冷劑。該氣液二相製冷劑經過製冷劑配管22被送至室外熱交換器10。被送至室外熱交換器10的氣液二相製冷劑,通過與由室外扇吸入的空氣進行熱交換而蒸發,成為氣相製冷劑。該氣相製冷劑經過製冷劑配管24、四向閥8、儲液器26返回到壓縮機6。
[0059]接下來，對於本第一種實施方式的空調機的製冷運轉時的動作進行說明。圖1中，虛線箭頭表示製冷運轉時的製冷劑的流向。
[0060]製冷運轉開始後，壓縮機6壓縮製冷劑，生成高溫高壓的氣相製冷劑。該高溫高壓的氣相製冷劑經過冷卻配管24和四向閥8被送至室外熱交換器10。被送至室外熱交換器10的高溫高壓的氣相製冷劑通過與由室外扇吸入的空氣進行熱交換而放熱，成為高壓的液相製冷劑。該高壓的液相製冷劑經過製冷劑配管22被送至膨脹閥12而被減壓，成為低溫低壓的氣液二相製冷劑。該低溫低壓的氣液二相製冷劑經過製冷劑配管18被送至室內熱交換器14。
[0061]被送至室內熱交換器14的低溫低壓的氣液二相製冷劑通過與由室內扇吸入的空氣進行熱交換吸熱而蒸發，成為低壓的氣相製冷劑。該低壓的氣相製冷劑經過製冷劑配管16、四向閥8、儲液器26返回到壓縮機6。另一方面，經低溫低壓的氣液二相製冷劑吸熱而溫度降低的空氣由室內扇向室內吹出，對室內製冷。
[0062]接下來，對於室外熱交換器10的結構進行說明。圖2是示意性地表示室外熱交換器的結構的說明圖。圖2中，實線箭頭表示室外熱交換器10作為蒸發器使用的蒸發運轉時(供暖運轉時)的製冷劑的流向。另外，圖2中，虛線箭頭表示室外熱交換器10作為冷凝器使用的冷凝運轉時(製冷運轉時)的製冷劑的流向。
[0063]如圖2所不,室外熱交換器10具有相對於由室外扇送風的空氣(風)的流動的位於上風側、下風側的兩列管排。另外，室外熱交換器10包括第一熱交換部30和第二熱交換部31。另外，第二熱交換部31的導熱面積大於第一熱交換部30的導熱面積。
[0064]第一熱交換部30構成為:在冷凝運轉時，使製冷劑的流向與空氣的流向相向，在蒸發運轉時，使製冷劑的流向與空氣的流向相同。第一熱交換部30配置在比第二熱交換部31更靠蒸發運轉時的製冷劑的流向的上遊的位置。第二熱交換部31構成為:在冷凝運轉時和蒸發運轉時，均使製冷劑的流向與空氣的流向相向。更加具體而言，第一熱交換部30和第二熱交換部31是如下的結構。
[0065]第一熱交換部30包括:位於空氣的流向的上風側的第一上風側熱交換部30a ;和位於空氣的流向的下風側的第一下風側熱交換部30b。第一下風側熱交換部30a包括製冷劑流通管32。製冷劑流通管32與製冷劑配管22相連接。第一下風側熱交換部30b包括製冷劑流通管33。製冷劑流通管33與製冷劑流通管32相連接，形成一條製冷劑流路。
[0066]第二熱交換部31包括:位於空氣的流向的上風側的第二上風側熱交換部31a ;和位於空氣的流向的下風側的第二下風側熱交換部31b。第二上風側熱交換部31a包括四條製冷劑流通管35a?35d。第二下風側熱交換部31b包括四條製冷劑流通管34a?34d。製冷劑流通管34a?34d與製冷劑流通管35a?35d分別連接，形成四條製冷劑流路。
[0067]製冷劑流通管34a?34d與製冷劑流通管36相連接。製冷劑流通管36與製冷劑配管24和製冷劑流通管33相連接。製冷劑配管24設有限制經過製冷劑流通管36的製冷劑不流入到製冷劑配管24側的止回閥40。製冷劑流通管36設有限制經過製冷劑流通管36的製冷劑不流入到製冷劑流通管33側的止回閥41。
[0068]製冷劑流通管35a?35d與製冷劑流通管37和製冷劑流通管38相連接。製冷劑流通管37與製冷劑配管24相連接。製冷劑流通管37設有限制經過製冷劑流通管37的製冷劑不流入到製冷劑配管35a?35d側的止回閥42。製冷劑流通管38與製冷劑流通管36相連接。製冷劑流通管38設有限制經過製冷劑流通管38的製冷劑不流入到製冷劑配管35a?35d側的止回閥43。
[0069]接下來，對室外熱交換器10的蒸發運轉時的動作進行說明。
[0070]蒸發運轉開始後，氣液二相製冷劑經過製冷劑配管22被送至第一熱交換部30。該氣液二相製冷劑經過第一上風側熱交換部30a的製冷劑流通管32、第一下風側熱交換部30b的製冷劑流通管33、止回閥41被送至製冷劑流通管36。在該過程中，氣液二相製冷劑與由室外扇送來的空氣進行熱交換。
[0071]之後，氣液二相製冷劑被送至第二熱交換部31。該氣液二相製冷劑被分配至第二下風側熱交換部31b的製冷劑流通管34a?34d後，被送至第二上風側熱交換部31a。之後，該被分配的氣液二相製冷劑經過第二上風側熱交換部31a的製冷劑流通管35a?35d被送至製冷劑流通管37。在該過程中，氣液二相製冷劑與由室外扇送來的空氣進行熱交換，氣液二相製冷劑蒸發成為氣相製冷劑。該氣相製冷劑在製冷劑流通管37中匯合，經過止回閥42被送至製冷劑配管24。
[0072]接下來，對室外熱交換器10的蒸發運轉時的各製冷劑流通管32、33、34a?34d、35a?35d的溫度變化進行說明。圖3表示蒸發運轉時的室外熱交換器的各製冷劑流通管的溫度變化的一例的曲線圖。需要說明的是，圖3所示數據是在室內溫度為20°C，室外溫度為TC (溼球溫度6°C)的條件下測定的。
[0073]在蒸發運轉時，向成為室外熱交換器10的入口的製冷劑配管22供給作為製冷劑的幹度小的氣液二相製冷劑。該氣液二相製冷劑具有對於經過製冷劑流通管時產生的壓力損失，比氣相或幹度大的氣液二相製冷劑小的性質。壓力損失小，則製冷劑流通管的溫度降低變小。因此，即使在流動幹度小的氣液二相製冷劑的第一熱交換部30中壓力損失變大，也能夠保持製冷劑與空氣的溫度差。加之，本第一種實施方式中，在流動相對壓力損失大的幹度大的氣液二相製冷劑的第二熱交換部31中，抑制了壓力損失的增加。因此，作為室外熱交換器10整體能夠獲得高的熱交換效率。
[0074]另外，本第一種實施方式中，由於經過製冷劑流通管33的氣液二相製冷劑被分配至製冷劑流通管34a?34d，所以壓力損失被抑制，製冷劑流通管的溫度降低也被抑制。而且，由於經過第一熱交換部30後，將製冷劑分配至製冷劑流通管34a?34d，因此能夠使分配的製冷劑量的不均勻程度變小。這是由於，分配幹度高的氣液二相製冷劑與分配幹度低的氣液二相製冷劑相比，更能夠使製冷劑量的不均勻程度變小。
[0075]另外,氣液二相製冷劑在經過製冷劑流通管34a?34d的過程中，與由室外扇送來的空氣進行熱交換而蒸發，成為氣相製冷劑。本第一種實施方式中，構成為使第二熱交換部31中的製冷劑的流向與空氣的流向相向，所以促進了熱交換，使氣相製冷劑的溫度大大提升。由此，即使在位於室外熱交換器10的出口側的製冷劑流通管35a?35d處取過熱度的情況下，也能夠保持製冷劑與空氣的溫度差大，能夠獲得高的熱交換效率。
[0076]接下來，對室外熱交換器10的冷凝運轉時的動作進行說明。
[0077]冷凝運轉開始後，氣相製冷劑經過製冷劑配管24、止回閥40被送至第二熱交換部31。該氣相製冷劑被分配到第二下風側熱交換部31b的製冷劑流通管34a?34d，並被送至第二上風側熱交換部31a的製冷劑流通管35a?35d。在該過程中，氣相製冷劑與由室外扇送來的空氣進行熱交換，氣相製冷劑冷凝而成為氣液二相製冷劑。
[0078]之後，流經製冷劑流通管35a?35d的氣液二相製冷劑在製冷劑流通管38匯合，經過止回閥43被送至第一熱交換部30。該氣液二相製冷劑流經第一下風側熱交換部30b的製冷劑流通管33、第一上風側熱交換部30a的製冷劑流通管32，被送至製冷劑配管22。在該過程中，氣液二相製冷劑與由室外扇送來的空氣進行熱交換，氣液二相製冷劑冷凝成為液相製冷劑。
[0079]接下來，對室外熱交換器10的冷凝運轉時的各製冷劑流通管32、33、34a?34d、35a?35d的溫度變化進行說明。圖4表示室外熱交換器的冷凝運轉時的各製冷劑流通管的溫度變化的一例的曲線圖。需要說明的是，圖4所示數據在室內溫度為27°C (溼球溫度190C )，室外溫度為35°C的條件下測定。
[0080]在冷凝運轉時，向作為室外熱交換器10的入口的製冷劑配管24供給作為製冷劑的氣相製冷劑。該氣相製冷劑在流經製冷劑流通管34a?34d、35a?35d的過程中，與由室外扇送來的空氣進行熱交換而冷凝，成為氣液二相製冷劑。本第一種實施方式中，構成為使第二熱交換部31中的製冷劑的流向與空氣的流向相向，所以促進了熱交換，使製冷劑的溫度大大降低。
[0081]另外，氣液二相製冷劑在流經製冷劑流通33?32的過程中，與由室外扇送來的空氣進行熱交換而蒸發，成為液相製冷劑。本第一種實施方式中，構成為使第一熱交換部30中的製冷劑的流向與空氣的流向相向，所以促進了熱交換，使液相製冷劑的溫度大大降低。由此，即使在位於室外熱交換器10的出口側的製冷劑流通管32取過冷卻度的情況下，也能夠保持製冷劑與空氣的溫度差大，能夠獲得高的熱交換效率。
[0082]本第一種實施方式中，在冷凝運轉時，使第一熱交換部30的製冷劑的流與空氣的流成為相向流。另外，在冷凝運轉時和蒸發運轉時，均使第二熱交換部31的製冷劑的流與空氣的流成為相向流。由此，能夠獲得高的熱交換效率。另外，構成為第二熱交換部31的導熱面積大於第一熱交換部30的導熱面積。因此，在冷凝運轉時和蒸發運轉時，均使室外熱交換器10的大部分的製冷劑的流與空氣的流成相向流。由此，能夠獲得高的熱交換效率。
[0083]另外，本第一種實施方式中，在蒸發運轉時，使第一熱交換部30中的製冷劑的流與空氣的流成為同向流。然而，在蒸發運轉時，由於向室外熱交換器10的入口供給的氣液二相製冷劑具有流速慢，且流經熱交換器內的製冷劑流通管時產生的壓力損失小的性質，所以能夠抑制製冷劑流通管的溫度降低。由此，能夠保持製冷劑與空氣的溫度差大，能夠抑制熱交換效率的降低。通過抑制該溫度降低，能夠使製冷劑流通管32的溫度降低。由此，能夠保持製冷劑與空氣的溫度差大，能夠獲得高的熱交換效率。
[0084]另外，本第一種實施方式中，由於無需在室外熱交換器10的外部設置多個製冷劑流路切換裝置便能夠獲得高的熱交換效率，所以能夠達到小型化、低成本化的目的。
[0085]另外，本第一種實施方式中，由於室外熱交換器10是由相對簡易的部件的製冷劑流通管與止回閥的組合而構成，所以能夠達到小型化、低成本化的目的。
[0086]另外，本第一種實施方式中，第二熱交換部31的製冷劑路徑數多，因此能夠降低壓力損失。另外，第一熱交換部30的製冷劑路徑數少，因此能夠增加流過一個製冷劑路徑的氣液二相製冷劑的量。由此，使氣液二相製冷劑的流速加快，能夠促進熱交換。
[0087]需要說明的是，如第二熱交換部31增多製冷劑路徑數的情況下，有可能產生製冷劑的分配或空氣的速度分布不均勻，使熱交換效率大大降低的情況。
[0088]對此，本第一種實施方式中，製冷劑路徑數少的第一熱交換部30被配置在比第二熱交換部31更靠冷凝運轉時的製冷劑的流向的下遊的位置，所以能夠使流經製冷劑流通管35a?35d的製冷劑在第一熱交換部30匯合而使之溫度均等化。即，本第一種實施方式中，即使在製冷劑的分配或空氣的速度分布中發生不均勻，也能夠抑制熱交換效率的降低。
[0089]需要說明的是，第一熱交換部30優選如圖2所示位於第二熱交換部31的下方。根據該結構，例如，在冷凝運轉時，液相製冷劑能夠順重力流動，能夠抑制第一熱交換部30的製冷劑流通管32、33內多餘的液相製冷劑滯留。
[0090]另外，在室外熱交換器10的底部與室外機2的底部之間，容易發生霜的不完全融化。對此，將第一熱交換部30置於第二熱交換部31的下方，由此，使冷凝運轉時流動相對高溫的製冷劑的第一熱交換部30配置於更靠近室外機2的底部的位置，所以能夠抑制室外熱交換器10的底部與室外機2的底部之間發生的霜的不完全融化。
[0091](第二種實施方式)
[0092]圖5表示本發明的第二種實施方式的具備了空調機的室外熱交換器的結構的說明圖。本第二種實施方式的空調機與上述第一種實施方式所涉及的空調機的不同點在於:室外熱交換器1A相對於由室外扇送來的空氣的流具有上風側、中央、下風側的三列管排，第一熱交換部的下風側的製冷劑流路多於上風側的製冷劑流路。需要說明的是，圖5中，實線箭頭表示將室外熱交換器1A作為蒸發器使用的蒸發運轉時(供暖運轉時)的製冷劑的流向。另外，圖5中，虛線箭頭表示將室外熱交換器1A作為冷凝器使用的冷凝運轉時(製冷運轉時)的製冷劑的流向。
[0093]如圖5所示，室外熱交換器1A包括第一熱交換部50和第二熱交換部51。另外，第二熱交換部51的導熱面積大於第一熱交換部50的導熱面積。
[0094]第一熱交換部50構成為:在冷凝運轉時，使製冷劑的流向與空氣的流向相向，在蒸發運轉時，使製冷劑的流向與空氣的流向相同。第一熱交換部50配置在比第二熱交換部51更靠蒸發運轉時的製冷劑的流向的上遊的位置。第二熱交換部51構成為在冷凝運轉時和蒸發運轉時，均使製冷劑的流向與空氣的流向相向。更加具體的說，第一熱交換部50和第二熱交換部51是如下的結構。
[0095]第一熱交換部50包括:位於空氣的流向的上風側的第一上風側熱交換部50a ;和位於空氣的流向的下風側且與第一上風側熱交換部50a相比製冷劑路徑數多的第一下風側熱交換部50c ;和位於第一上風側熱交換部50a與第一下風側熱交換部50c之間的第一中央熱交換部50b。第一上風側熱交換部50a包括製冷劑流通管52。製冷劑流通管52與製冷劑配管22相連接。第一下風側熱交換部50c包括製冷劑流通管53a、53b。第一中央熱交換部50b包括從製冷劑流通管52分支的，與製冷劑流通管53a、53b相連接的製冷劑流通管。
[0096]第二熱交換部51包括:位於空氣的流向的上風側的第二上風側熱交換部51a ;位於空氣的流向的下風側的第二下風側熱交換部51c ;和位於第二上風側熱交換部51a與第二下風側熱交換部51c之間的第二中央熱交換部51b。第二上風側熱交換部51a包括六條製冷劑流通管55a?55f。第二下風側熱交換部51c包括六條製冷劑流通管54a?54f。通過將製冷劑流通管54a?54f與製冷劑流通管55a?55f分別相連接，形成六條製冷劑流路。
[0097]製冷劑流通管54a?54f與製冷劑流通管36相連接。製冷劑流通管36與製冷劑配管24和製冷劑流通管53a、53b相連接。製冷劑流通管55a?55f與製冷劑流通管37和製冷劑流通管38相連接。
[0098]本第二種實施方式中，在冷凝運轉時，由於第一上風側熱交換部50a的製冷劑路徑數少，能夠增加流過一條製冷劑路徑的氣液二相製冷劑的量。由此，使氣液二相製冷劑的流速加快，能夠促進熱交換。另外，在蒸發運轉時，由於第一下風側熱交換部50c和第一中央熱交換部50b的製冷劑路徑數多，能夠降低壓力損失。由此，能夠保持製冷劑與空氣的溫度差大，能夠提高熱交換效率。
[0099]接下來，對室外熱交換器1A的蒸發運轉時的動作進行說明。
[0100]蒸發運轉開始後，氣液二相製冷劑經過製冷劑配管22被送至第一熱交換部50。該氣液二相製冷劑經過第一上風側熱交換部50a的製冷劑流通管52、第一下風側熱交換部50c的製冷劑流通管53a、53b，被送至製冷劑流通管36。在該過程中，氣液二相製冷劑與由室外扇送來的空氣進行熱交換。
[0101]之後，氣液二相製冷劑經過止回閥41被送至第二熱交換部51。該氣液二相製冷劑被分配至第二下風側熱交換部51c的製冷劑流通管54a?54f後,經由中央熱交換部51b被送至第二上風側熱交換部51a。之後，該被分配的氣液二相製冷劑經過第二上風側熱交換部51a的製冷劑流通管55a?55f被送至製冷劑流通管37。在該過程中，氣液二相製冷劑與由室外扇送來的空氣進行熱交換，氣液二相製冷劑蒸發成為氣相製冷劑。該氣相製冷劑在製冷劑流通管37中匯合，經過止回閥42被送至製冷劑配管24。
[0102]接下來，對室外熱交換器1A的蒸發運轉時的各製冷劑流通管52、53a、53b、54a?54f、55a?55f的溫度變化進行說明。圖6表示蒸發運轉時的室外熱交換器的各製冷劑流通管的溫度變化的一例的曲線圖。需要說明的是，圖6所示數據是在室內溫度為20°C，室外溫度為TC (溼球溫度6°C)的條件下測定的。
[0103]在蒸發運轉時，向成為室外熱交換器1A的入口的製冷劑配管22供給作為製冷劑的幹度小的氣液二相製冷劑。該氣液二相製冷劑具有對於經過製冷劑流通管時產生的壓力損失，比氣相或幹度大的氣液二相製冷劑小的性質。壓力損失小，則製冷劑流通管的溫度降低變小。因此，即使幹度小的氣液二相製冷劑所流動的第一熱交換部50中壓力損失變大，也能夠保持製冷劑與空氣的溫度差。加之，本第二種實施方式中，在流動壓力損失相對大的幹度大的氣液二相製冷劑的第二熱交換部51中，抑制了壓力損失的增加。因此，作為室外熱交換器10整體能夠獲得高的熱交換效率。因此，作為室外熱交換器1A整體能夠獲得高的熱交換效率。
[0104]另外，本第二種實施方式中，經過製冷劑流通管52的氣液二相製冷劑被分配至製冷劑流通管53a、53b，所以壓力損失被抑制，製冷劑流通管的溫度降低也被抑制。
[0105]另外，本第二種實施方式中，由於經過製冷劑流通管36的氣液二相製冷劑被分配至製冷劑流通管54a?54f，所以壓力損失進一步被抑制，製冷劑流通管的溫度降低也被進一步抑制。而且，經過第一熱交換部50後，由於將製冷劑分配至製冷劑流通管54a?54f，能夠使分配的製冷劑量的不均勻程度變小。這是由於，分配幹度高的氣液二相製冷劑與分配幹度低的氣液二相製冷劑相比，更能夠使製冷劑量的不均勻程度變小。
[0106]另外,氣液二相製冷劑在經過製冷劑流通54a?54f的過程中，與由室外扇送來的空氣進行熱交換而蒸發，成為氣相製冷劑。本第二種實施方式中，構成為使第二熱交換部51中的製冷劑的流向與空氣的流向相向，所以促進了熱交換，使氣相製冷劑的溫度大大提升。由此，即使在位於室外熱交換器1A的出口側的製冷劑流通管55a?55f處取過熱度的情況下，也能夠保持製冷劑與空氣的溫度差大，能夠獲得高的熱交換效率。
[0107]本第二種實施方式中，由於第一下風側熱交換部50c的製冷劑路徑數多於第一上風側熱交換部50a的製冷劑路徑數，能夠進一步保持製冷劑與空氣的溫度差，能夠獲得更高的熱交換效率。
[0108]需要說明的是，本發明不受上述實施方式所限定，能夠以其他各種方式實施。例如，上述中，對室外熱交換器10的結構進行了說明，但該結構也可以適用於室內熱交換器14。
[0109]另外，上述中，雖然室外熱交換器10由製冷劑流通管和止回閥的組合構成，但本發明不限定於此。例如，可以使用雙向閥代替止回閥。該情況下，由於不需在熱交換器的外部設置多個製冷劑流路切換裝置等，也能夠獲得高的熱交換效率，所以能夠達到小型化、低成本化的目的。
[0110]需要說明的是，能夠通過將上述各種實施方式中的任意的實施方式恰當地組合，使其發揮各自所具有的效果。
[0111]本發明雖然參照附帶圖面對與優選實施方式相關聯的內容進行了充分的記載，但對該技術熟練的人來說，各種的變形或修正是明確的。這樣的變形或修正只要不脫離附帶的權利要求的範圍內的本發明的範圍，就應理解為包含在其中。
[0112]2012年6月18日所提交的日本國特許申請N0.2012-136596號的說明書、圖面、以及權利要求的範圍內的公示內容作為整體參照，並收入本說明書中。
[0113]產業上利用的可能性
[0114]本發明所涉及的熱交換器的結構由於與現有的結構不同，能夠獲得高的熱交換效率，所以對於被要求小型化、低成本化的熱交換器以及具備該熱交換器的空調機是有用的。
[0115]符號的說明
[0116]2室外機
[0117]4室內機
[0118]6壓縮機
[0119]8 四向閥
[0120]10U0A室外熱交換器(熱交換器)
[0121]12膨脹閥(減壓裝置)
[0122]14室內熱交換器(熱交換器)
[0123]16、18、22、24 製冷劑配管
[0124]20 濾網
[0125]26儲液器
[0126]30,50第一熱交換部
[0127]30a、50a第一上風側熱交換部
[0128]30b,50c第一下風側熱交換部
[0129]31,51第二熱交換部
[0130]31a、51a第二上風側熱交換部
[0131]31b,51c第二下風側熱交換部
[0132]32、33、34a ?34d、35a ?35d、36、37、38、53a、53b、54a ?54f、55a ?55f 製冷劑流通管
[0133]50b第一中央熱交換部
[0134]51b第二中央熱交換部
[0135]40?43止回閥
【權利要求】
1.一種具有多列管排的熱交換器，其特徵在於，包括: 第一熱交換部，其構成為在冷凝運轉時，使製冷劑的流向與為了與所述製冷劑進行熱交換而被送來的空氣的流向相向，在蒸發運轉時，使所述製冷劑的流向與所述空氣的流向相同；和 第二熱交換部，其構成為在所述冷凝運轉時和所述蒸發運轉時，均使所述製冷劑的流向與所述空氣的流向相向， 所述第一熱交換部配置在比所述第二熱交換部更靠所述蒸發運轉時的所述製冷劑的流向的上遊的位置。
2.如權利要求1所述的熱交換器，其特徵在於: 所述第二熱交換部的製冷劑路徑數多於所述第一熱交換部的製冷劑路徑數。
3.如權利要求2所述的熱交換器，其特徵在於: 所述第一熱交換部配置在比所述第二熱交換部更靠所述冷凝運轉時的製冷劑的流向的下遊的位置。
4.如權利要求1?3中任一項所述的熱交換器，其特徵在於: 所述第一熱交換部包括: 位於所述空氣的流向的上風側的上風側熱交換部；和 位於所述空氣的流向的下風側且與所述上風側熱交換部相比製冷劑路徑數多的下風側熱交換部。
5.如權利要求1?4中任一項所述的熱交換器，其特徵在於: 所述熱交換器由流通所述製冷劑的製冷劑流通管和將所述製冷劑的流向限制在單方向上的止回閥的組合構成。
6.如權利要求1?5中任一項所述的熱交換器，其特徵在於: 所述第一熱交換部配置在比所述第二熱交換部更靠下方的位置。
7.—種空調機，其特徵在於: 具備權利要求1?6中任一項所述的熱交換器。
【文檔編號】F25B13/00GK104350341SQ201380029882
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年6月18日 優先權日:2012年6月18日
【發明者】山本憲昭 申請人:松下智慧財產權經營株式會社