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CN107003082A - 热交换器以及制冷循环装置 - Google Patents

热交换器以及制冷循环装置 Download PDF

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CN107003082A
CN107003082A CN201580064401.6A CN201580064401A CN107003082A CN 107003082 A CN107003082 A CN 107003082A CN 201580064401 A CN201580064401 A CN 201580064401A CN 107003082 A CN107003082 A CN 107003082A
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CN
China
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exchange unit
heat exchange
heat
row
leeward
Prior art date
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Application number
CN201580064401.6A
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English (en)
Inventor
中村伸
前山英明
石桥晃
东井上真哉
伊东大辅
松井繁佳
宇贺神裕树
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

在热交换器(100)中，第1热交换单元是将被形成为平面状的第3热交换单元通过L字弯曲加工进行弯曲而构成的，第2热交换单元是将被形成为平面状的第4热交换单元与第3热交换单元独立地通过L字弯曲加工进行弯曲而构成的，将第1热交换单元和第2热交换单元配置成沿着框体(17)的相邻的两个侧面(18、19)之间的拐角部(20)而相互相向。

Description

热交换器以及制冷循环装置
技术领域
本发明涉及热交换器以及制冷循环装置。
背景技术
作为构成制冷循环装置的热交换器，存在具备圆形形状的传热管的热交换器。但是，从实现热交换器的高性能化的目的出发，传热管的细径化得以发展，近年来还存在扁平多孔管被用作传热管的热交换器。
在将细径圆管(例如直径4mm等)或者扁平多孔管用作传热管的情况下，细径圆管或者扁平多孔管的流路截面面积比普通的圆管的流路截面面积小。因此，在以与使用普通的圆管的传热管的方式同等的路径数量构成热交换器的情况下，传热管内的压损增大，制冷循环的运转效率下降。
压损的降低能够通过增加热交换器的路径数量或使1个路径的传热管长度缩短来实现。例如在专利文献1所公开那样的以往的热交换器中，在作为冷凝器进行运转时，在设置于上部的主热交换器中，利用集管而使制冷剂进行多个分支而并行地流动，使制冷剂冷凝，使得从气体制冷剂相变化为液相的比例大的二相制冷剂，在相反侧的折返集管再次合流，之后在设置于下部的副热交换器中，减少路径数量，提升流速，从二相制冷剂实施液体制冷剂的过冷却处理。另一方面，在用作蒸发器时，制冷剂从副热交换器流入，利用主热交换器而使二相制冷剂蒸发成气体制冷剂。副热交换器由于路径数量少，所以压损大，与空气的热交换量少，但能够提高制冷剂温度，能够防止残留于下部的冷凝水成为坚固的冰块而损坏传热管或者翅片。
专利文献1：国际公开第2013/161311号
发明内容
发明要解决的课题
在多列的热交换器包括弯曲部的情况下，容易发生热交换器弯曲时的翅片压弯，性能以及制造性发生下降。特别在使用如扁平多孔管那样的传热管的热交换器中，由于形状扁平，所以截面二次力矩变大，使热交换器弯曲所需的弯曲力矩变大，所以发生翅片压弯的问题变显著。
本发明的目的在于提供能够减少翅片压弯的发生的热交换器。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明涉及一种热交换器，具备第1热交换单元和第2热交换单元，该第1热交换单元和该第2热交换单元被收纳于框体，分别具有翅片和传热管，其中，所述第1热交换单元是将被形成为平面状的第3热交换单元通过L字弯曲加工进行弯曲而构成的，所述第2热交换单元是将被形成为平面状的第4热交换单元与所述第3热交换单元独立地通过L字弯曲加工进行弯曲而构成的，将所述第1热交换单元和所述第2热交换单元配置成沿着所述框体的相邻的两个侧面之间的拐角部而相互相向。
另外，用于达到相同的目的的本发明涉及一种热交换器，具备第1热交换单元和第2热交换单元，该第1热交换单元和该第2热交换单元被收纳于框体，分别具有翅片和传热管，其中，所述第2热交换单元具备被配置成沿着所述两个侧面之间的拐角部的弯曲部、和与该弯曲部相邻的平面部，所述第1热交换单元被形成为平面状，并且被配置成与所述平面部相向。
发明效果
根据本发明，能够提供能够减少翅片压弯的发生的热交换器。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的制冷循环装置的结构的图。
图2是本发明的实施方式1的室外热交换器的立体图。
图3是说明本发明的实施方式1的单独弯曲方式的俯视图。
图4是说明作为说明例的同时弯曲方式的图。
图5是说明本发明的实施方式2的第1弯曲方式的俯视图。
图6是说明本发明的实施方式2的第2弯曲方式的俯视图。
图7是说明本发明的实施方式3的热交换器的特征的俯视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在图中，相同附图标记设为表示相同或者对应部分。
实施方式1
图1是表示本实施方式1的制冷循环装置的结构的图。制冷循环装置1具备回路3，制冷剂在该回路3中循环。回路3至少包括压缩机5、室外热交换器100、膨胀部7以及室内热交换器9。
制冷循环装置1能够进行制热运转以及制冷运转(除霜运转)这两方，在回路3设置有进行该运转的切换的四通阀11。另外，在图1中，制冷运转(除霜运转)时的制冷剂的流动用虚线箭头表示，制热运转时的制冷剂的流动用实线箭头表示。
以制冷运转时的制冷剂的流动的朝向为基准说明回路3的构成要素。在本申请说明书中，以制冷运转时的制冷剂的流动的朝向为基准，使用入口以及出口这样的用语。
首先，压缩机5的出口经由四通阀11连接于室外热交换器100的入口。室外热交换器100的出口连接于膨胀部7的入口。膨胀部7例如由膨胀阀构成。
膨胀部7的出口连接于室内热交换器9的入口。室内热交换器9的出口经由四通阀11连接于压缩机5的入口。
另外，在图中，箭头W表示与制冷剂进行热交换的流体的流动。作为具体的例子，箭头W表示与制冷剂进行热交换的空气的流动。此外，在后述图2～图7中也是同样的。
在室内热交换器9的上风侧设置有风扇9a。利用该风扇9a积极地产生出相对于室内热交换器9的空气的流动。这些室内热交换器9以及风扇9a被收纳在室内机15的箱体内，室内机15被配置于室内空间。
另一方面，在室外热交换器100的上风侧设置有风扇100a。利用该风扇100a积极地产生出相对于室外热交换器100的空气的流动W。室外热交换器100、风扇100a、压缩机5、膨胀部7以及四通阀11被收纳在室外机的箱体17内。
基于图1以及图2，对室外热交换器100的详细内容进行说明。图2是室外热交换器的立体图。此外，使图的清楚性优先，在图1中省略后述翅片的图示。
室外热交换器100具备作为第1热交换单元的上风列(第1列)101和作为第2热交换单元的下风列(第2列)102。上风列101具备多个铝制的上风传热管(第1传热管)111和与多个上风传热管111交叉的多个铝制的上风翅片(第1翅片)113。下风列102具备多个铝制的下风传热管(第2传热管)112和与多个下风传热管112交叉的多个铝制的下风翅片(第2翅片)114。多个上风传热管111以及多个下风传热管112分别是扁平管或者直径为4mm以下的圆管。
上风列101和下风列102在沿着与制冷剂进行热交换的空气的流动W的方向即排列方向上排列。
上风列101与下风列102相比更接近室外机的箱体(框体)17的空气取入面17a。换言之，下风列102与上风列101相比更接近设置于室外机的箱体(框体)17的空气排出面17b。即，对于由被收纳于框体的风扇的动作产生的气流，第1热交换单元与第2热交换单元相比配置在上风处。
在上风列101，多个上风传热管111在与排列方向正交的上下方向Y上排列。同样地，在下风列102，多个下风传热管112也在与排列方向正交的上下方向Y上排列。
多个上风翅片113在俯视时与多个上风传热管111交叉。同样地，多个下风翅片114在俯视时与多个下风传热管112交叉。
多个上风传热管111的入口端连接于共同的上风入口集管(上风第1集管)103，多个上风传热管111的出口端连接于共同的上风出口集管(上风第2集管)105。另外，多个下风传热管112的入口端连接于共同的下风入口集管(下风第1集管)104，多个下风传热管112的出口端连接于共同的下风出口集管(上风第2集管)106。
上风入口集管103和下风入口集管104经由多个(在本实施方式1中两个)入口分配管121连接于入口集合管123的分支部。另外，上风出口集管105和下风出口集管106经由多个(在本实施方式1中两个)出口分配管125连接于出口集合管127的分支部。
上风传热管111、上风翅片113、上风入口集管103以及上风出口集管105利用钎焊接合而做成一体。同样地，下风传热管112、下风翅片114、下风入口集管104以及下风出口集管106也另外利用钎焊接合而做成一体。
接下来，对上述本实施方式1的制冷循环装置的动作进行说明。首先，对制热运转进行说明。在制热运转时，在图中，制冷剂如虚线箭头所示那样流动。从压缩机5送出的高温高压的气体制冷剂通过四通阀11，向室内热交换器9流入。流入到室内热交换器9的制冷剂利用与室内空气的热交换而冷却，之后向膨胀部7流入，被减压。减压后的低温的制冷剂向室外热交换器100流入。
流入到室外热交换器100的制冷剂经过图1所示的出口集合管127、分支部而流入到上风出口集管105以及下风出口集管106。流入到上风出口集管105以及下风出口集管106的制冷剂分别分开地在多个上风传热管111以及多个下风传热管112中流动。然后，制冷剂在流经上风传热管111以及下风传热管112的期间，利用由风扇100a送出的空气而被加热蒸发。
之后，所蒸发的制冷剂在上风入口集管103以及下风入口集管104合流，进而，经过分支部而在入口集合管123合流。流出了室外热交换器100的制冷剂经过四通阀11而返回到压缩机5。即，本实施方式1中的室外热交换器100在和与制冷剂进行热交换的流体(空气)的流动大致平行的方向(排列方向)上具有多个列，在和与制冷剂进行热交换的流体(空气)的流动大致正交的方向上，在遍及多个列的范围，所有的传热管内的制冷剂的流动被设定为同一方向。即，室外热交换器100是多列直行流类型的热交换器。
在本实施方式1中，上风列101包括第1弯曲部101a，下风列102包括第2弯曲部102a。而且，第1弯曲部101a的弯曲内侧和第2弯曲部102a的弯曲内侧都处于下风列102的一个面140侧。即，上风列101与下风列102相向地弯曲。
如图3所示，在本实施方式1中，上风列101和下风列102被单独地弯曲。图3是说明本发明的实施方式1的单独弯曲方式的俯视图。使用图3更具体地进行说明，作为第1热交换单元的变形后的上风列101是将作为第3热交换单元的平面状的变形前的上风列101’通过L字弯曲加工进行弯曲而构成的。另外，作为第2热交换单元的变形后的下风列102是将作为第4热交换单元的平面状的变形前的下风列102’通过L字弯曲加工进行弯曲而构成的，即，第2热交换单元是与第3热交换单元独立地将第4热交换单元通过L字弯曲加工进行弯曲而构成的。而且，作为第1热交换单元的变形后的上风列101和作为第2热交换单元的变形后的下风列102被配置成沿着框体17的相邻的两个侧面18、19(参照图1)之间的拐角部20(参照图1)相互相向。通过这样的结构，在如图2所示的多列的平行流热交换器的情况下，利用集管进行制冷剂分配，所以能够通过不在列间连接传热管，而仅连接集管彼此来构成热交换器。因此，能够如图3所示将上风列101和下风列102分别地进行L弯曲。而且，通过分别地进行L弯曲，从而能够使在将上风列以及下风列同时进行L弯曲的情况下产生的列间的压缩力以及摩擦力的影响降低。另外，弯曲所需的弯曲力矩的大小与列数成比例，所以通过将每一列进行L弯曲，从而也能够使弯曲力矩的大小降低。
另外，在将多列同时进行L弯曲的情况下，如图4所示，无法开设列间的间隙，列彼此接触。特别在由于弯曲而容易施加力的弯曲部，接触的程度变大。在该情况下，发生翅片压弯，在接触部产生热损耗，热交换器效率下降。但是，如本实施方式1那样，在将各列单独地进行弯曲的方式中，在对各自的形状进行组合时，调整成列彼此不接触(例如，调整各个列的弯曲部的曲率半径)，从而能够降低这样的热损耗，能够高效地使用热交换器。
根据以上说明的本实施方式1，能够提供能够使与弯曲相伴的列间的压缩力以及摩擦力的影响降低、减少翅片压弯的发生的热交换器。
实施方式2
接下来，基于图5以及图6，对本发明的实施方式2进行说明。图5是说明本实施方式2的第1弯曲方式的俯视图。图6是说明本实施方式2的第2弯曲方式的俯视图。此外，本实施方式2除了以下说明的部分之外，与上述实施方式1相同。
在本实施方式2中的第1方式中，如图5所示，仅作为第2热交换单元的下风列(第2列)202被弯曲，作为第1热交换单元的上风列(第1列)201未被弯曲。即，下风列202包括下风弯曲部202a，另一方面，上风列201不包括弯曲部，即，在俯视时笔直地延伸。
另外，本实施方式2中的第2方式也如图6所示，仅下风列(第2列)202被弯曲，上风列(第1列)201未被弯曲。即，下风列202包括下风弯曲部202a，另一方面，上风列201不包括弯曲部，即，在俯视时笔直地延伸。而且，在第2方式中，上风列201的延长长度L1与下风列202的直线部的延长长度L2(从下风弯曲部202a的相反侧的端部至弯曲开始部202b为止的长度)相同或者比其短。反过来说，在第1方式中，如图5所示，上风列201的延长长度比下风列202的直线部的延长长度长。
另外，本实施方式2的第1方式以及第2方式都是下风列202向下风侧弯曲地延伸。
换言之，本实施方式2的第1方式以及第2方式都是第2热交换单元具备被配置成沿着框体17的两个侧面18、19之间的拐角部20的弯曲部(下风弯曲部202a)、和与该弯曲部相邻的平面部，第1热交换单元被形成为平面状，并且被配置成与平面部相向。
此外，虽然省略详细的图示，但本实施方式2的第1方式以及第2方式都与实施方式1同样地，上风列201具备多个上风传热管、和与多个上风传热管交叉的多个上风翅片，下风列202具备多个下风传热管、和与多个下风传热管交叉的多个下风翅片。
根据这样构成的本实施方式2，能够提供能够降低在列间L弯曲部发生的压缩力以及摩擦力、能够减少翅片压弯的发生的热交换器。另外，能够将这样的热交换器同时制造多列(两列)。另外，由于仅将下风列进行弯曲，所以易于调整热交换器的延长宽度(延长长度)。
进而，在对热交换器进行炉中钎焊时，能够进行上风列的集管与下风列的集管的接合，能够使火焰钎焊的件数减少，能够实现生产率的提高。
实施方式3
接下来，基于图7，对本发明的实施方式3进行说明。图7是说明本发明的实施方式3的热交换器的特征的俯视图。此外，本实施方式3除了以下说明的部分之外，与上述实施方式1相同。
在本实施方式3中，如图7所示，以作为第1热交换单元的上风列301的延伸的长度比作为第2热交换单元的下风列302的延伸的长度短为特征。换言之，第1热交换单元具有与作为框体17的两个侧面18、19的一个侧面的第1侧面18相向的第1平面部，第2热交换单元具有与第1侧面18相向的第2平面部，第1平面部的延伸的长度(水平方向长度)比第2平面部的延伸的长度(水平方向长度)短。
此外，图7是针对上述实施方式1的特征而应用了本实施方式3的特征的图。即，是针对上风列和下风列这双方被弯曲的热交换器而实施的情况。因此，在针对上述实施方式2的特征(仅将下风列进行弯曲的方式)而提供本实施方式3的特征的情况下，成为图5所示的内容或者图6所示的内容。根据图6所示的内容，第2热交换单元的平面部的延伸的长度(水平方向长度)比第1热交换单元的延伸的长度(水平方向长度)长。
根据本实施方式3，除了能够获得上述实施方式1或者2的优点之外，还能够获得如下优点。首先，在多列的平行流热交换器中，制冷剂流动成为正交流，流入到下风列的空气已经在上风列接受了与制冷剂的热交换，所以流入到下风列的空气与制冷剂的温度差或者焓差比流入到上风列的空气与制冷剂的温度差或者焓差小，可能产生在热交换量中产生差而无法使传热管的出口侧的制冷剂的状态一致的问题。即，可能产生在各列产生作为热交换器无法有效地使用的区域而热交换器效率下降的问题。
相对于此，在本实施方式3中，上风列延伸的长度比下风列延伸的长度短，所以能够使上风列中的压损比下风列的压损小，在上风列使更多的制冷剂流过。进而，下风列的传热面积比上风列的传热面积大。因此，能够减轻流入到下风列的空气与制冷剂的温度差或者焓差、和流入到上风列的空气与制冷剂的温度差或者焓差之间的不均匀的程度。因此，能够使传热管的出口侧的制冷剂的状态接近于列间一致的状况，能够实现热交换器效率的提高。
以上，参照优选的实施方式具体地说明了本发明的内容，但基于本发明的基本的技术思想以及教导，只要是本领域技术人员，就能够采用各种改变方式，这是显而易见的。
在上述实施方式中，说明了作为空气调节机的制冷循环装置，但本发明并非限定于此，能够广泛地应用于具备包括压缩机、膨胀部、室内热交换器、室外热交换器的制冷回路的制冷循环装置。因此，例如，本发明还能够当作作为热水器的制冷循环装置而实施。
另外，在上述实施方式中，关于室外热交换器，说明了两列的热交换器，但本发明并非限定于此，还能够应用于3列以上的热交换器。在该情况下，本发明设为上述下风列为3列以上的热交换器中的最下风侧的列而实施。
应用本发明的热交换器也可以具备主热交换器部和副热交换器部。在该情况下，在作为冷凝器进行运转时，在设置于上部的主热交换器中，利用集管使制冷剂进行多个分支而并行地流动，使制冷剂冷凝，使得从气体制冷剂相变化为液相的比例大的二相制冷剂，在相反侧的折返集管中再次合流，之后在设置于下部的副热交换器中，从二相制冷剂实施液体制冷剂的过冷却处理。另一方面，在用作蒸发器时，制冷剂从副热交换器流入，在主热交换器使二相制冷剂蒸发成气体制冷剂。
附图标记说明
1：制冷循环装置；3：回路；5：压缩机；7：膨胀部；9：室内热交换器；17：框体；18、19：侧面；20：拐角部；100：室外热交换器；101、201、301：上风列(第1热交换单元)；101’：上风列(第3热交换单元)；102、202、302：下风列(第2热交换单元)；102’：下风列(第4热交换单元)；101a：第1弯曲部；102a：第2弯曲部；103：上风入口集管(上风第1集管)；104：下风入口集管(下风第1集管)；105：上风出口集管(上风第2集管)；106：下风出口集管(上风第2集管)；111：上风传热管(第1传热管)；112：下风传热管(第2传热管)；113：上风翅片(第1翅片)；114：下风翅片(第2翅片)；140：一个面。

Claims (5)

1.一种热交换器，具备第1热交换单元和第2热交换单元，该第1热交换单元和该第2热交换单元被收纳于框体，分别具有翅片和传热管，其中，
所述第1热交换单元是将被形成为平面状的第3热交换单元通过L字弯曲加工进行弯曲而构成的，
所述第2热交换单元是将被形成为平面状的第4热交换单元与所述第3热交换单元独立地通过L字弯曲加工进行弯曲而构成的，
将所述第1热交换单元和所述第2热交换单元配置成沿着所述框体的相邻的两个侧面之间的拐角部而相互相向。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，
对于由被收纳于所述框体的风扇的动作产生的气流，所述第1热交换单元与所述第2热交换单元相比配置在上风处，
所述第1热交换单元具有与作为所述两个侧面的一个侧面的第1侧面相向的第1平面部，
所述第2热交换单元具有与所述第1侧面相向的第2平面部，
所述第1平面部的水平方向长度比所述第2平面部的水平方向长度短。
3.一种热交换器，具备第1热交换单元和第2热交换单元，该第1热交换单元和该第2热交换单元被收纳于框体，分别具有翅片和传热管，其中，
所述第2热交换单元具备被配置成沿着所述两个侧面之间的拐角部的弯曲部、和与该弯曲部相邻的平面部，
所述第1热交换单元被形成为平面状，并且被配置成与所述平面部相向。
4.根据权利要求3所述的热交换器，其中，
对于由被收纳于所述框体的风扇的动作产生的气流，所述第1热交换单元与所述第2热交换单元相比配置在上风处，
所述平面部的水平方向长度比所述第1热交换单元的水平方向长度长。
5.一种制冷循环装置，其中，
该制冷循环装置具备包括压缩机、室外热交换器、膨胀部以及室内热交换器在内的回路，
所述室外热交换器是权利要求1～4中任意一项所述的热交换器。
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