JP7799178B2 - Heat exchanger and air conditioning device - Google Patents
Heat exchanger and air conditioning deviceInfo
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Description
熱交換器および空気調和装置に関する。 Related to heat exchangers and air conditioning equipment.
複数の伝熱管が接続された筒状のヘッダを有する熱交換器が知られている。 A heat exchanger having a cylindrical header to which multiple heat transfer tubes are connected is known.
特許文献1(特開2016-125748号公報)は、複数の伝熱管(扁平管)の一端が接続されており、上下方向に沿って延びたヘッダ(ヘッダ集合管)を備える熱交換器を開示している。 Patent Document 1 (JP 2016-125748 A) discloses a heat exchanger equipped with a header (header manifold) that extends vertically and has one end of multiple heat transfer tubes (flat tubes) connected to it.
特許文献1の熱交換器が備えるヘッダは、内部空間を、伝熱管が接続された側の第1空間と、伝熱管が接続されない第2空間とに仕切る仕切部材を有している。仕切部材は、第1空間と、第2空間とを連通する連通路がヘッダの長手方向において所定距離離れた位置に2か所形成されている。これによりヘッダの内部にループ構造が形成され、ヘッダに流入した冷媒は、第1空間内をヘッダの一端側から他端側へ流れた後、第2空間内をヘッダの他端側から一端側へ流れる。この結果、ヘッダを流れる液相冷媒と、気相冷媒との混合が促進される。 The header of the heat exchanger in Patent Document 1 has a partition member that separates the internal space into a first space connected to a heat transfer tube and a second space to which no heat transfer tube is connected. The partition member has two communication passages formed in the header at positions a predetermined distance apart in the longitudinal direction of the header, connecting the first space with the second space. This creates a loop structure inside the header, and the refrigerant that flows into the header flows from one end of the header to the other within the first space, and then flows from the other end of the header to the first end within the second space. This promotes mixing of the liquid-phase refrigerant and gas-phase refrigerant flowing through the header.
また、特許文献1の熱交換器が備えるヘッダは、熱交換器が蒸発器として機能する場合に、第1空間内において上昇流れを生じさせるノズルが設けられている。これにより、流入口から第1空間内に流入する冷媒の流速を増加させて、流入口から離れた位置に接続された伝熱管への十分な冷媒の供給が図られている。 Furthermore, the header of the heat exchanger in Patent Document 1 is provided with a nozzle that generates an upward flow within the first space when the heat exchanger functions as an evaporator. This increases the flow rate of the refrigerant flowing into the first space from the inlet, ensuring a sufficient supply of refrigerant to the heat transfer tubes connected at a position away from the inlet.
しかしながらこのようなヘッダであっても、流入した冷媒の乾き度が高い場合には内部において圧力分布の不均衡が生じ、接続された複数の伝熱管において液相冷媒と、気相冷媒との分布に偏りが生じる偏流が発生することがある。 However, even with such a header, if the quality of the refrigerant flowing in is high, an imbalance in the pressure distribution can occur inside, causing a bias in the distribution of liquid and gas phase refrigerant among the multiple connected heat transfer tubes, resulting in a drift.
本開示の内容は、伝熱管における偏流の発生を抑制する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。 The purpose of this disclosure is to provide a heat exchanger and air conditioning device that suppresses the occurrence of uneven flow in heat transfer tubes.
第1観点に係る熱交換器は、複数の伝熱管と、筒状のヘッダとを備える熱交換器である。ヘッダは、複数の伝熱管に接続された冷媒流路が内部に形成されている。冷媒流路は、第1流路と、第1連通口と、第2流路とを有する。第1流路は、冷媒が流入する流入口からヘッダの長手方向である第1方向に沿ってヘッダの第1端側へ延びる。第1連通口は、第1流路の流入口とは反対側の端部と連通する。第2流路は、第1連通口と連通し、第1連通口から第1方向に沿ってヘッダの第2端側へ延びる。 A heat exchanger according to a first aspect is a heat exchanger comprising a plurality of heat transfer tubes and a cylindrical header. The header has a refrigerant flow path formed therein, connected to the plurality of heat transfer tubes. The refrigerant flow path has a first flow path, a first communication port, and a second flow path. The first flow path extends from an inlet through which the refrigerant flows toward a first end of the header along a first direction, which is the longitudinal direction of the header. The first communication port communicates with the end of the first flow path opposite the inlet. The second flow path communicates with the first communication port, and extends from the first communication port along the first direction toward a second end of the header.
複数の伝熱管は、第1方向に交差するように第1流路に接続されている。第1流路は、第1位置における流路断面積と、第1位置からヘッダの第1端側へ所定距離はなれた第2位置における流路断面積とが異なる。 The heat transfer tubes are connected to a first flow path so as to intersect in a first direction. The first flow path has a different flow path cross-sectional area at a first position than at a second position, which is a predetermined distance away from the first position toward the first end of the header.
本熱交換器によれば、第1流路の第1位置における流路面積と、第2位置における流路断面積とを異ならせることにより、第1流路を圧力分布の不均衡が抑制される形状とすることができる。したがって、熱交換器によれば、伝熱管における偏流の発生が抑制される。 With this heat exchanger, by making the flow path area of the first flow path at the first position different from the flow path cross-sectional area at the second position, the first flow path can be shaped to suppress imbalances in pressure distribution. Therefore, with this heat exchanger, the occurrence of uneven flow in the heat transfer tubes is suppressed.
第2観点に係る熱交換器は、第1観点に係る熱交換器であって、第1位置が、流入口の近傍である。 A heat exchanger according to a second aspect is the heat exchanger according to the first aspect, wherein the first position is near the inlet.
第3観点に係る熱交換器は、第1観点又は第2観点に係る熱交換器であって、第2流路が、第1連通口とは反対側の端部において第1流路と連通する第2連通口を有する。流入口から第1流路に流入した冷媒は、第1連通口から第2流路に流入した後、第2連通口を通って第1流路に流入する。 A heat exchanger according to a third aspect is a heat exchanger according to the first or second aspect, wherein the second flow path has a second communication port that communicates with the first flow path at an end opposite the first communication port. Refrigerant that flows into the first flow path from the inlet flows into the second flow path from the first communication port, and then flows into the first flow path through the second communication port.
本熱交換器は、第1流路と、第1連通口と、第2流路と、第2連通口とにより冷媒をループさせ、第1流路における圧力分布の不均衡を解消する。 This heat exchanger loops the refrigerant through the first flow path, the first communication port, the second flow path, and the second communication port, eliminating imbalances in pressure distribution in the first flow path.
第4観点に係る熱交換器は、第1観点から第3観点に係る熱交換器のいずれかであって、流路断面積が、第1位置から第2位置に向かうにしたがって増加する。 The heat exchanger according to the fourth aspect is any one of the heat exchangers according to the first aspect to the third aspect, in which the flow path cross-sectional area increases from the first position to the second position.
本熱交換器は、流入口から流入した冷媒の第1流路の上方への移動を促進して、第1流路における圧力分布の不均衡を解消する。 This heat exchanger promotes the upward movement of refrigerant flowing in from the inlet through the first flow path, eliminating imbalances in pressure distribution in the first flow path.
第5観点に係る熱交換器は、第4観点に係る熱交換器であって、第2位置が、第1方向における中央に位置する。流路断面積は、第2位置からヘッダの第1端側に向かうにしたがって減少する。 A heat exchanger according to a fifth aspect is the heat exchanger according to the fourth aspect, wherein the second position is located in the center in the first direction. The flow path cross-sectional area decreases from the second position toward the first end of the header.
本熱交換器は、流入口から流入した冷媒の第1流路の中央への移動を促進し、第1流路における圧力分布の不均衡を解消する。 This heat exchanger promotes the movement of refrigerant flowing in from the inlet toward the center of the first flow path, eliminating imbalances in pressure distribution in the first flow path.
第6観点に係る熱交換器は、第4観点又は第5観点に係る熱交換器であって、第1流路の流路断面が、第1位置からヘッダの第1端側に向かうにしたがって、第1流路の延伸方向から見た伝熱管の長手方向に直交する方向において形状が変化する。 A heat exchanger according to a sixth aspect is a heat exchanger according to the fourth or fifth aspect, in which the shape of the flow path cross section of the first flow path changes in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the heat transfer tube as viewed from the extension direction of the first flow path as it moves from the first position toward the first end side of the header.
第7観点に係る熱交換器は、第4観点から第6観点に係る熱交換器のいずれかであって、第1流路の流路断面が、第1位置からヘッダの第1端側に向かうにしたがって、第1流路の延伸方向から見た伝熱管の長手方向において形状が変化する。 A heat exchanger according to a seventh aspect is any of the heat exchangers according to the fourth to sixth aspects, in which the shape of the flow path cross section of the first flow path changes in the longitudinal direction of the heat transfer tube as viewed from the extension direction of the first flow path as it moves from the first position toward the first end side of the header.
第8観点に係る熱交換器は、第1観点から第7観点に係る熱交換器のいずれかであって、ヘッダの長手方向が鉛直方向に一致する。 The heat exchanger according to the eighth aspect is any one of the heat exchangers according to the first to seventh aspects, in which the longitudinal direction of the header coincides with the vertical direction.
第9観点に係る空気調和装置は、第1観点から第8観点に係る熱交換器のいずれか含む冷媒回路を備え、熱交換器の入口における冷媒の乾き度が0.25以上となる運転を実行する。 An air conditioning apparatus according to a ninth aspect includes a refrigerant circuit including any of the heat exchangers according to the first to eighth aspects, and operates so that the quality fraction of the refrigerant at the inlet of the heat exchanger is 0.25 or higher.
第10観点に係る空気調和装置は、第1観点から第8観点に係る熱交換器のいずれかを含む冷媒回路を備え、冷媒回路は、プロパン、CO2、及びイソブタンのいずれかからなる単一冷媒、または、プロパン、CO2、及びイソブタンのいずれかを含む混合冷媒が充填されている。 An air conditioning apparatus according to a tenth aspect comprises a refrigerant circuit including any of the heat exchangers according to the first to eighth aspects, and the refrigerant circuit is filled with a single refrigerant consisting of any of propane, CO2 , and isobutane, or a mixed refrigerant including any of propane, CO2 , and isobutane.
プロパン、CO2、及びイソブタン等の自然冷媒が充填された冷媒回路では、熱交換器の入口における乾き度が高くなり、伝熱管における偏流が発生しやすい。しかしながら、上述の熱交換器を備えた空気調和装置によれば、プロパン、CO2、及びイソブタン等の自然冷媒を用いても、伝熱管における偏流の発生が抑制される。 In a refrigerant circuit filled with a natural refrigerant such as propane, CO2 , or isobutane, the quality of the refrigerant at the inlet of the heat exchanger is high, and uneven flow in the heat transfer tubes is likely to occur. However, with the air conditioner equipped with the above-mentioned heat exchanger, uneven flow in the heat transfer tubes is suppressed even when using natural refrigerants such as propane, CO2 , or isobutane.
<第1実施形態>
(1)空気調和装置の構成
本開示の第1実施形態に係る熱交換器を備える空気調和装置1について図面を参照しながら説明する。
First Embodiment
(1) Configuration of the Air Conditioning Apparatus An air conditioning apparatus 1 including a heat exchanger according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、空気調和装置1の概略構成図である。 Figure 1 is a schematic diagram of the air conditioning unit 1.
空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことにより、空調対象空間における冷房運転および暖房運転を行う装置である。空調対象空間は、例えば、オフィスビル、商業施設、住居等の建物内の空間である。なお、空気調和装置は、冷媒サイクル装置の一例に過ぎず、本開示の熱交換器は、他の冷媒サイクル装置、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、給湯器、床暖房装置等に使用されるものであってもよい。 The air conditioning device 1 is a device that performs cooling and heating operations in a space to be air-conditioned by using a vapor compression refrigeration cycle. The space to be air-conditioned is, for example, a space within a building such as an office building, commercial facility, or residence. Note that an air conditioning device is merely one example of a refrigerant cycle device, and the heat exchanger disclosed herein may also be used in other refrigerant cycle devices, such as refrigerators, freezers, water heaters, and floor heating systems.
空気調和装置1は、図1のように、主として、室外ユニット2と、室内ユニット9と、液冷媒連絡管4およびガス冷媒連絡管5と、室外ユニット2および室内ユニット9を構成する機器を制御する制御部3とを有する。液冷媒連絡管4およびガス冷媒連絡管5は、室外ユニット2と、室内ユニット9とを接続する冷媒連絡管である。空気調和装置1では、室外ユニット2と、室内ユニット9とが、液冷媒連絡管4およびガス冷媒連絡管5を介して接続されることで冷媒回路6が構成される。 As shown in Figure 1, the air conditioning system 1 primarily comprises an outdoor unit 2, an indoor unit 9, a liquid refrigerant connection pipe 4, a gas refrigerant connection pipe 5, and a control unit 3 that controls the equipment that makes up the outdoor unit 2 and the indoor unit 9. The liquid refrigerant connection pipe 4 and the gas refrigerant connection pipe 5 are refrigerant connection pipes that connect the outdoor unit 2 and the indoor unit 9. In the air conditioning system 1, the outdoor unit 2 and the indoor unit 9 are connected via the liquid refrigerant connection pipe 4 and the gas refrigerant connection pipe 5 to form a refrigerant circuit 6.
冷媒回路6に充填される冷媒は、HFC冷媒、HFO冷媒、自然冷媒等の周知の冷媒である。詳細は後述するが、乾き度が高くなり易い、プロパン、CO2、及びイソブタン等の自然冷媒も、冷好適に用いられる。これらの自然冷媒は、単一冷媒として用いられてもよいし、混合冷媒として用いられてもよい。 The refrigerant filled in the refrigerant circuit 6 is a well-known refrigerant such as an HFC refrigerant, an HFO refrigerant, or a natural refrigerant. Natural refrigerants such as propane, CO 2 , and isobutane, which tend to have a high dryness, are also suitable for use, as will be described in detail later. These natural refrigerants may be used as a single refrigerant or as a mixed refrigerant.
なお、図1では、空気調和装置1は室内ユニット9を1台有するが、空気調和装置1は、液冷媒連絡管4およびガス冷媒連絡管5によって室外ユニット2に対して互いに並列に接続される複数の室内ユニット9を有してもよい。また、空気調和装置1は複数の室外ユニット2を有してもよい。また、空気調和装置1は、室外ユニット2と、室内ユニット9とが一体に形成されている、一体型の空気調和装置であってもよい。 In Figure 1, the air conditioning apparatus 1 has one indoor unit 9, but the air conditioning apparatus 1 may have multiple indoor units 9 connected in parallel to the outdoor unit 2 by liquid refrigerant connection pipes 4 and gas refrigerant connection pipes 5. The air conditioning apparatus 1 may also have multiple outdoor units 2. The air conditioning apparatus 1 may also be an integrated air conditioning apparatus in which the outdoor unit 2 and the indoor unit 9 are formed integrally.
(1-1)室外ユニット
室外ユニット2は、空調対象空間外、例えば、建物の屋上や建物の壁面近傍等に設置される。
(1-1) Outdoor Unit The outdoor unit 2 is installed outside the space to be air-conditioned, for example, on the roof of a building or near a wall of a building.
室外ユニット2は、主として、アキュムレータ7、圧縮機8、四路切換弁10、室外熱交換器11(熱交換器の一例)、膨張機構12、液側閉鎖弁13およびガス側閉鎖弁14、および室外ファン16を有している。 The outdoor unit 2 mainly includes an accumulator 7, a compressor 8, a four-way switching valve 10, an outdoor heat exchanger 11 (an example of a heat exchanger), an expansion mechanism 12, a liquid-side shut-off valve 13, a gas-side shut-off valve 14, and an outdoor fan 16.
室外ユニット2は、冷媒回路6を構成する各種機器を接続する冷媒管として、吸入管17、吐出管18、第1ガス冷媒管19、液冷媒管20、および第2ガス冷媒管21を主に有する。吸入管17は、四路切換弁10と、圧縮機8の吸入側とを接続する。吸入管17には、アキュムレータ7が設けられている。吐出管18は、圧縮機8の吐出側と、四路切換弁10とを接続する。第1ガス冷媒管19は、四路切換弁10と室外熱交換器11のガス側とを接続する。液冷媒管20は、室外熱交換器11の液側と液側閉鎖弁13とを接続する。液冷媒管20には、膨張機構12が設けられている。第2ガス冷媒管21は、四路切換弁10と、ガス側閉鎖弁14とを接続する。 The outdoor unit 2 mainly has refrigerant pipes connecting the various devices that make up the refrigerant circuit 6: a suction pipe 17, a discharge pipe 18, a first gas refrigerant pipe 19, a liquid refrigerant pipe 20, and a second gas refrigerant pipe 21. The suction pipe 17 connects the four-way switching valve 10 to the suction side of the compressor 8. The suction pipe 17 is provided with an accumulator 7. The discharge pipe 18 connects the discharge side of the compressor 8 to the four-way switching valve 10. The first gas refrigerant pipe 19 connects the four-way switching valve 10 to the gas side of the outdoor heat exchanger 11. The liquid refrigerant pipe 20 connects the liquid side of the outdoor heat exchanger 11 to the liquid-side shut-off valve 13. The liquid refrigerant pipe 20 is provided with an expansion mechanism 12. The second gas refrigerant pipe 21 connects the four-way switching valve 10 to the gas-side shut-off valve 14.
圧縮機8は、吸入管17から冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入し、図示しない圧縮機構で冷媒を圧縮して、圧縮した冷媒を吐出管18へと吐出する機器である。 The compressor 8 is a device that draws in low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle through the suction pipe 17, compresses the refrigerant using a compression mechanism (not shown), and discharges the compressed refrigerant into the discharge pipe 18.
四路切換弁10は、冷媒の流向を切り換えることで、冷媒回路6の状態を、冷房運転の状態と、暖房運転の状態との間で変更する機構である。冷媒回路6が冷房運転の状態にある時には、室外熱交換器11が冷媒の放熱器(凝縮器)として機能し、室内熱交換器91が冷媒の蒸発器として機能する。冷媒回路6が暖房運転の状態にある時には、室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能し、室内熱交換器91が冷媒の凝縮器として機能する。四路切換弁10が冷媒回路6の状態を冷房運転の状態とする場合には、四路切換弁10は、吸入管17を第2ガス冷媒管21と連通させ、吐出管18を第1ガス冷媒管19と連通させる(図1の四路切換弁10内の実線参照)。四路切換弁10が冷媒回路6の状態を暖房運転の状態とする場合には、四路切換弁10は、吸入管17を第1ガス冷媒管19と連通させ、吐出管18を第2ガス冷媒管21と連通させる(図1中の四路切換弁10内の破線参照)。 The four-way switching valve 10 is a mechanism that switches the refrigerant flow direction to change the state of the refrigerant circuit 6 between cooling operation and heating operation. When the refrigerant circuit 6 is in cooling operation, the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant radiator (condenser), and the indoor heat exchanger 91 functions as a refrigerant evaporator. When the refrigerant circuit 6 is in heating operation, the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator, and the indoor heat exchanger 91 functions as a refrigerant condenser. When the four-way switching valve 10 switches the refrigerant circuit 6 to cooling operation, the four-way switching valve 10 connects the suction pipe 17 to the second gas refrigerant pipe 21 and the discharge pipe 18 to the first gas refrigerant pipe 19 (see the solid lines within the four-way switching valve 10 in Figure 1). When the four-way switching valve 10 sets the refrigerant circuit 6 in heating operation, the four-way switching valve 10 connects the suction pipe 17 to the first gas refrigerant pipe 19 and the discharge pipe 18 to the second gas refrigerant pipe 21 (see the dashed lines within the four-way switching valve 10 in Figure 1).
室外熱交換器11(熱交換器の一例)は、内部を流れる冷媒と室外ユニット2の設置場所の空気(熱源空気)との間で熱交換を行わせる機器である。室外熱交換器11の詳細については後述する。 The outdoor heat exchanger 11 (an example of a heat exchanger) is a device that performs heat exchange between the refrigerant flowing inside and the air (heat source air) in the location where the outdoor unit 2 is installed. Details of the outdoor heat exchanger 11 will be described later.
膨張機構12は、冷媒回路6において室外熱交換器11と、室内熱交換器91との間に配置される。本実施形態では、膨張機構12は、室外熱交換器11と、液側閉鎖弁13との間の液冷媒管20に配置されている。なお、本空気調和装置1では、膨張機構12が室外ユニット2に設けられているが、これに代えて、膨張機構12は後述する室内ユニット9に設けられていてもよい。膨張機構12は、液冷媒管20を流れる冷媒の圧力や流量の調節を行う機構である。本実施形態では、膨張機構12は開度可変の電子膨張弁であるが、膨張機構12は感温筒式の膨張弁やキャピラリチューブであってもよい。 The expansion mechanism 12 is disposed in the refrigerant circuit 6 between the outdoor heat exchanger 11 and the indoor heat exchanger 91. In this embodiment, the expansion mechanism 12 is disposed in the liquid refrigerant pipe 20 between the outdoor heat exchanger 11 and the liquid-side shut-off valve 13. In this air conditioning device 1, the expansion mechanism 12 is provided in the outdoor unit 2, but the expansion mechanism 12 may alternatively be provided in the indoor unit 9, which will be described later. The expansion mechanism 12 adjusts the pressure and flow rate of the refrigerant flowing through the liquid refrigerant pipe 20. In this embodiment, the expansion mechanism 12 is an electronic expansion valve with a variable opening, but the expansion mechanism 12 may also be a temperature-sensing bulb-type expansion valve or a capillary tube.
アキュムレータ7は、流入する冷媒をガス冷媒と、液冷媒とに分離する気液分離機能を有する容器である。また、アキュムレータ7は、運転負荷の変動等に応じて発生する余剰冷媒の貯留機能を有する容器である。 The accumulator 7 is a container with a gas-liquid separation function that separates the incoming refrigerant into gas refrigerant and liquid refrigerant. The accumulator 7 also has a storage function for excess refrigerant that occurs in response to fluctuations in operating load, etc.
液側閉鎖弁13は、液冷媒管20と、液冷媒連絡管4との接続部に設けられている弁である。ガス側閉鎖弁14は、第2ガス冷媒管21と、ガス冷媒連絡管5との接続部に設けられている弁である。液側閉鎖弁13およびガス側閉鎖弁14は、空気調和装置1の運転時には開かれている。 The liquid-side shut-off valve 13 is a valve provided at the connection between the liquid refrigerant pipe 20 and the liquid refrigerant communication pipe 4. The gas-side shut-off valve 14 is a valve provided at the connection between the second gas refrigerant pipe 21 and the gas refrigerant communication pipe 5. The liquid-side shut-off valve 13 and the gas-side shut-off valve 14 are open when the air conditioning unit 1 is operating.
室外ファン16は、図示しない室外ユニット2のケーシング内に外部の熱源空気を吸入して室外熱交換器11に供給し、室外熱交換器11において冷媒と熱交換した空気を室外ユニット2のケーシング外に排出するためのファンである。室外ファン16は、例えばプロペラファンである。 The outdoor fan 16 is a fan that draws external heat source air into the casing of the outdoor unit 2 (not shown), supplies it to the outdoor heat exchanger 11, and discharges the air that has exchanged heat with the refrigerant in the outdoor heat exchanger 11 out of the casing of the outdoor unit 2. The outdoor fan 16 is, for example, a propeller fan.
(1-2)室内ユニット
室内ユニット9は、空調対象空間に設置されるユニットである。室内ユニット9は、例えば天井埋込式のユニットであるが、天井吊下式、壁掛式、または床置式のユニットであってもよい。また、室内ユニット9は、空調対象空間の外に設置されてもよい。例えば、室内ユニット9は、屋根裏、機械室、ガレージ等に設置されてもよい。この場合、室内熱交換器91において冷媒と熱交換した空気を、室内ユニット9から空調対象空間へと供給する空気通路が設置される。空気通路は、例えばダクトである。
(1-2) Indoor Unit The indoor unit 9 is a unit installed in the space to be air-conditioned. The indoor unit 9 is, for example, a ceiling-mounted unit, but may also be a ceiling-suspended, wall-mounted, or floor-standing unit. The indoor unit 9 may also be installed outside the space to be air-conditioned. For example, the indoor unit 9 may be installed in an attic, a machine room, a garage, or the like. In this case, an air passage is installed that supplies air that has exchanged heat with the refrigerant in the indoor heat exchanger 91 from the indoor unit 9 to the space to be air-conditioned. The air passage is, for example, a duct.
室内ユニット9は、室内熱交換器91および室内ファン92を主に有する。 The indoor unit 9 mainly includes an indoor heat exchanger 91 and an indoor fan 92.
室内熱交換器91では、室内熱交換器91を流れる冷媒と、空調対象空間の空気との間で熱交換が行われる。室内熱交換器91は、タイプを限定するものではないが、例えば、図示しない複数の伝熱管と、フィンとを有するフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室内熱交換器91の一端は、冷媒配管を介して液冷媒連絡管4と接続される。室内熱交換器91の他端は、冷媒配管を介してガス冷媒連絡管5と接続される。 In the indoor heat exchanger 91, heat is exchanged between the refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 91 and the air in the space to be air-conditioned. The indoor heat exchanger 91 may be, for example, a fin-and-tube heat exchanger having multiple heat transfer tubes and fins (not shown), although this type is not limited thereto. One end of the indoor heat exchanger 91 is connected to the liquid refrigerant connection pipe 4 via a refrigerant pipe. The other end of the indoor heat exchanger 91 is connected to the gas refrigerant connection pipe 5 via a refrigerant pipe.
室内ファン92は、室内ユニット9のケーシング(図示せず)内に空調対象空間内の空気を吸入して室内熱交換器91に供給し、室内熱交換器91において冷媒と熱交換した空気を空調対象空間へと吹き出す機構である。室内ファン92は、例えばターボファンである。ただし、室内ファン92のタイプは、ターボファンに限定されるものではなく適宜選択されればよい。 The indoor fan 92 is a mechanism that draws air from the space to be air-conditioned into the casing (not shown) of the indoor unit 9, supplies it to the indoor heat exchanger 91, and blows the air that has exchanged heat with the refrigerant in the indoor heat exchanger 91 into the space to be air-conditioned. The indoor fan 92 is, for example, a turbofan. However, the type of indoor fan 92 is not limited to a turbofan and may be selected as appropriate.
(1-3)制御部
制御部3は、空気調和装置1を構成する各種機器の動作を制御する機能部である。
(1-3) Control Unit The control unit 3 is a functional unit that controls the operations of the various devices that make up the air conditioning apparatus 1.
制御部3は、例えば、室外ユニット2の室外制御ユニット(図示せず)と、室内ユニット9の室内制御ユニット(図示せず)とが、伝送線(図示せず)を介して通信可能に接続されて構成されている。室外制御ユニットおよび室内制御ユニットは、例えば、マイクロコンピュータや、マイクロコンピュータが実施可能な、空気調和装置1の制御用の各種プログラムが記憶されているメモリ等を有するユニットである。なお、図1では、便宜上、室外ユニット2および室内ユニット9とは離れた位置に制御部3を描画している。 The control unit 3 is configured, for example, by connecting an outdoor control unit (not shown) of the outdoor unit 2 and an indoor control unit (not shown) of the indoor unit 9 so that they can communicate with each other via a transmission line (not shown). The outdoor control unit and the indoor control unit are units that include, for example, a microcomputer and memory that stores various programs for controlling the air conditioning apparatus 1 that can be executed by the microcomputer. For convenience, the control unit 3 is depicted in Figure 1 at a location separate from the outdoor unit 2 and the indoor unit 9.
なお、制御部3の機能は、室外制御ユニットおよび室内制御ユニットが協働することで実現される必要はない。例えば、制御部3の機能は、室外制御ユニットおよび室内制御ユニットのいずれか一方により実現されてもよいし、室外制御ユニットおよび室内制御ユニットとは異なる図示しない制御装置が制御部3の機能の一部または全部を実現してもよい。 Note that the functions of the control unit 3 do not have to be realized by cooperation between the outdoor control unit and the indoor control unit. For example, the functions of the control unit 3 may be realized by either the outdoor control unit or the indoor control unit, or some or all of the functions of the control unit 3 may be realized by a control device (not shown) that is separate from the outdoor control unit and the indoor control unit.
制御部3は、図1に示されるように、圧縮機8、四路切換弁10、膨張機構12、室外ファン16および室内ファン92を含む、室外ユニット2および室内ユニット9の各種機器と電気的に接続されている。また、制御部3は、室外ユニット2および室内ユニット9に設けられた図示しない各種センサと電気的に接続されている。また、制御部3は、空気調和装置1のユーザが操作する図示しないリモコンと通信可能に構成されている。 As shown in FIG. 1, the control unit 3 is electrically connected to various devices in the outdoor unit 2 and the indoor unit 9, including the compressor 8, four-way switching valve 10, expansion mechanism 12, outdoor fan 16, and indoor fan 92. The control unit 3 is also electrically connected to various sensors (not shown) provided in the outdoor unit 2 and the indoor unit 9. The control unit 3 is also configured to be able to communicate with a remote control (not shown) operated by a user of the air conditioning unit 1.
制御部3は、各種センサの計測信号や、図示しないリモコンから受信する指令等に基づいて、空気調和装置1の運転および停止や、空気調和装置1を構成する各種機器の動作を制御する。 The control unit 3 controls the operation and shutdown of the air conditioning unit 1 and the operation of the various devices that make up the air conditioning unit 1 based on measurement signals from various sensors and commands received from a remote control (not shown).
(2)室外熱交換器の構成
図面を参照しながら、室外熱交換器11の構成について説明する。
(2) Configuration of Outdoor Heat Exchanger The configuration of the outdoor heat exchanger 11 will be described with reference to the drawings.
図2は、室外熱交換器11の概略斜視図である。図3は、室外熱交換器11の、後述する熱交換部27の部分拡大図である。図4は、熱交換部27における後述するフィン29の扁平管28に対する取付状態を示す概略図である。図5は、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器11における冷媒流れの様子を示す説明図である。図5に示した熱交換部27の矢印は、暖房運転時(室外熱交換器11が蒸発器として機能する時)の冷媒の流れを示している。 Figure 2 is a schematic perspective view of the outdoor heat exchanger 11. Figure 3 is a partially enlarged view of the heat exchange section 27 (described later) of the outdoor heat exchanger 11. Figure 4 is a schematic diagram showing the attachment state of fins 29 (described later) to the flat tubes 28 in the heat exchange section 27. Figure 5 is an explanatory diagram showing the refrigerant flow in the outdoor heat exchanger 11, which functions as a refrigerant evaporator. The arrows in the heat exchange section 27 shown in Figure 5 indicate the refrigerant flow during heating operation (when the outdoor heat exchanger 11 functions as an evaporator).
なお、以下の説明において、向きや位置を説明するために、「上」、「下」、「左」、「右」、「前(前面)」、「後(背面)」等の表現を用いる場合がある。これらの表現は、特に断りの無い限り、図2中に描画した矢印の方向に従う。なお、これらの方向や位置を表す表現は、説明の便宜上用いられるものであって、特記無き場合、室外熱交換器11全体や室外熱交換器11の各構成の向きや位置を記載の表現の向きや位置に特定するものではない。 In the following description, terms such as "upper," "lower," "left," "right," "front," and "rear" may be used to describe orientations and positions. Unless otherwise specified, these terms refer to the directions of the arrows drawn in Figure 2. Note that these terms used to describe orientations and positions are used for convenience of explanation, and unless otherwise specified, do not specify the orientation or position of the outdoor heat exchanger 11 as a whole or each component of the outdoor heat exchanger 11 as the orientation or position of the terms used.
室外熱交換器11は、内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行わせる機器である。 The outdoor heat exchanger 11 is a device that performs heat exchange between the refrigerant flowing inside and the air.
室外熱交換器11は、分流器22と、複数の扁平管28を含む扁平管群28Gと、複数のフィン29と、液ヘッダ30(ヘッダの一例)と、ガスヘッダ70と、を主に有している。本実施形態では、分流器22、扁平管28、フィン29、液ヘッダ30およびガスヘッダ70は、全て、アルミニウム製、または、アルミニウム合金製である。 The outdoor heat exchanger 11 mainly includes a flow divider 22, a flat tube group 28G including a plurality of flat tubes 28, a plurality of fins 29, a liquid header 30 (an example of a header), and a gas header 70. In this embodiment, the flow divider 22, flat tubes 28, fins 29, liquid header 30, and gas header 70 are all made of aluminum or an aluminum alloy.
後述するように扁平管28と扁平管28に固定されるフィン29とは、熱交換部27を形成する。室外熱交換器11は、1列の熱交換部27を有するものであり、空気流れ方向に複数の扁平管28が並んだものではない。室外熱交換器11では、熱交換部27の扁平管28とフィン29とにより形成される通風路を空気が流れることで、扁平管28を流れる冷媒と、通風路を流れる空気との間で熱交換が行われる。熱交換部27は、上下方向に並んだ、第1熱交換部27aと、第2熱交換部27bと、第3熱交換部27cと、第4熱交換部27dと、第5熱交換部27eとに区画される。 As described below, the flat tubes 28 and the fins 29 fixed to the flat tubes 28 form a heat exchange section 27. The outdoor heat exchanger 11 has a single row of heat exchange sections 27, rather than multiple flat tubes 28 lined up in the airflow direction. In the outdoor heat exchanger 11, air flows through the ventilation passage formed by the flat tubes 28 and fins 29 of the heat exchange section 27, and heat exchange occurs between the refrigerant flowing through the flat tubes 28 and the air flowing through the ventilation passage. The heat exchange section 27 is divided into a first heat exchange section 27a, a second heat exchange section 27b, a third heat exchange section 27c, a fourth heat exchange section 27d, and a fifth heat exchange section 27e, arranged in the vertical direction.
(2-1)分流器
分流器22は、冷媒を分流させる機構である。また、分流器22は、冷媒を合流させる機構でもある。分流器22には、液冷媒管20が接続される。分流器22は、複数の分流管22a~22eを有する。分流器22は、液冷媒管20から分流器22流入した冷媒を複数の分流管22a~22eに分流させて、液ヘッダ30内に形成されている複数の空間に導く機能を有する。また、分流器22は、液ヘッダ30から分流管22a~22eを介して流入した冷媒を合流させて液冷媒管20へと導く機能を有する。具体的には、各分流管22a~22eと、液ヘッダ30内の複数の空間とは、それぞれ、分岐液冷媒接続管49a~49eを介して接続されている。
(2-1) Flow Divider The flow divider 22 is a mechanism for dividing the refrigerant. The flow divider 22 also functions as a mechanism for joining the refrigerant. The liquid refrigerant pipe 20 is connected to the flow divider 22. The flow divider 22 has multiple branch pipes 22a to 22e. The flow divider 22 has the function of dividing the refrigerant that flows into the flow divider 22 from the liquid refrigerant pipe 20 into multiple branch pipes 22a to 22e and guiding it to multiple spaces formed in the liquid header 30. The flow divider 22 also has the function of joining the refrigerant that flows in from the liquid header 30 via the branch pipes 22a to 22e and guiding it to the liquid refrigerant pipe 20. Specifically, each branch pipe 22a to 22e is connected to the multiple spaces in the liquid header 30 via branch liquid refrigerant connection pipes 49a to 49e, respectively.
(2-2)扁平管群
扁平管群28Gは、伝熱管群の例である。扁平管群28Gは、複数の伝熱管として、複数の扁平管28を含む。扁平管28は、図3のように伝熱面となる扁平面28aを上下に有する扁平な伝熱管である。扁平管28には、図3のように、冷媒が流れる冷媒通路28bが複数形成されている。例えば、扁平管28は、冷媒が流れる通路断面積が小さな冷媒通路28bが多数形成されている扁平多穴管である。これらの複数の冷媒通路28bは、本実施形態では空気流れ方向に並んで設けられている。なお、扁平管28の冷媒通路28bに垂直な断面における最大幅は、主ガス冷媒管接続部19aの外径の70%以上であってよく、85%以上であってもよい。
(2-2) Flat Tube Bundle The flat tube bundle 28G is an example of a heat transfer tube bundle. The flat tube bundle 28G includes a plurality of flat tubes 28 as the plurality of heat transfer tubes. As shown in FIG. 3 , the flat tubes 28 are flat heat transfer tubes having flat surfaces 28a on the top and bottom that serve as heat transfer surfaces. As shown in FIG. 3 , the flat tubes 28 are formed with a plurality of refrigerant passages 28b through which the refrigerant flows. For example, the flat tubes 28 are flat multi-hole tubes formed with a large number of refrigerant passages 28b with small cross-sectional areas through which the refrigerant flows. In this embodiment, these multiple refrigerant passages 28b are arranged side by side in the air flow direction. Note that the maximum width of the flat tubes 28 in a cross section perpendicular to the refrigerant passages 28b may be 70% or more, or may be 85% or more, of the outer diameter of the main gas refrigerant pipe connection portion 19a.
室外熱交換器11では、図5のように、液ヘッダ30側と、ガスヘッダ70側との間を水平方向に延びる扁平管28が、上下に並べて複数段配置されている。これにより、複数の扁平管28は、液ヘッダ30の長手方向に交差(室外熱交換器11では、直交)するように後述する上昇空間34zに接続されている。なお、本実施形態では、液ヘッダ30側と、ガスヘッダ70側との間を延びる扁平管28は、2箇所で曲げられて、扁平管28により構成される熱交換部27は平面視において略U字状に形成されている。本実施形態では、複数の扁平管28は、上下に一定の間隔をあけて配置されている。 In the outdoor heat exchanger 11, as shown in Figure 5, flat tubes 28 extending horizontally between the liquid header 30 side and the gas header 70 side are arranged in multiple rows, one above the other. As a result, the multiple flat tubes 28 are connected to the rising space 34z (described below) so as to intersect with the longitudinal direction of the liquid header 30 (orthogonal in the case of the outdoor heat exchanger 11). In this embodiment, the flat tubes 28 extending between the liquid header 30 side and the gas header 70 side are bent in two places, and the heat exchange section 27 formed by the flat tubes 28 is formed into a substantially U-shape in plan view. In this embodiment, the multiple flat tubes 28 are arranged vertically at regular intervals.
(2-3)フィン
複数のフィン29は、室外熱交換器11の伝熱面積を増大するための部材である。各フィン29は、扁平管28の並べられている段方向に延びる板状の部材である。室外熱交換器11は、複数の水平方向に延びる扁平管28が上下方向に並べて配置される態様で使用される。したがって、室外熱交換器11が室外ユニット2に設置された状態では、各フィン29は上下方向に延びる。
(2-3) Fins The multiple fins 29 are components for increasing the heat transfer area of the outdoor heat exchanger 11. Each fin 29 is a plate-shaped component extending in the row direction in which the flat tubes 28 are arranged. The outdoor heat exchanger 11 is used in a configuration in which multiple horizontally extending flat tubes 28 are arranged in a vertical direction. Therefore, when the outdoor heat exchanger 11 is installed in the outdoor unit 2, each fin 29 extends in the vertical direction.
各フィン29には、複数の扁平管28を差し込めるように、図4のように、扁平管28の差し込み方向に沿って延びる切り欠き29aが複数形成されている。切り欠き29aは、フィン29の延びる方向、および、フィン29の厚み方向と直交する方向に延びる。室外熱交換器11が室外ユニット2に設置された状態では、各フィン29に形成された切り欠き29aは水平方向に延びる。フィン29の切り欠き29aの形状は、扁平管28の断面の外形の形状にほぼ一致している。切り欠き29aは、フィン29に、扁平管28の配列間隔に対応する間隔を開けて形成されている。室外熱交換器11において、複数のフィン29は、扁平管28の延びる方向に沿って並べて配置される。複数のフィン29の、複数の切り欠き29aのそれぞれに扁平管28が差し込まれることで、隣り合う扁平管28の間が、空気が流れる複数の通風路に区画される。 As shown in Figure 4, each fin 29 has multiple notches 29a extending along the insertion direction of the flat tubes 28 so that multiple flat tubes 28 can be inserted. The notches 29a extend in the extension direction of the fins 29 and in a direction perpendicular to the thickness direction of the fins 29. When the outdoor heat exchanger 11 is installed in the outdoor unit 2, the notches 29a formed in each fin 29 extend horizontally. The shape of the notches 29a in the fins 29 roughly matches the outer shape of the cross section of the flat tubes 28. The notches 29a are formed in the fins 29 at intervals corresponding to the arrangement spacing of the flat tubes 28. In the outdoor heat exchanger 11, the multiple fins 29 are arranged side by side along the extension direction of the flat tubes 28. By inserting flat tubes 28 into each of the multiple cutouts 29a of the multiple fins 29, the space between adjacent flat tubes 28 is divided into multiple ventilation passages through which air flows.
各フィン29は、扁平管28に対して空気流れ方向の上流側または下流側において、上下方向に連通した連通部29bを有している。本実施形態では、扁平管28に対して風上側にフィン29の連通部29bが位置している。 Each fin 29 has a communication portion 29b that communicates in the vertical direction, located upstream or downstream of the flat tube 28 in the air flow direction. In this embodiment, the communication portion 29b of the fin 29 is located on the upwind side of the flat tube 28.
(2-4)ガスヘッダおよび液ヘッダ
ガスヘッダ70および液ヘッダ30は、冷媒流路が内部に形成された筒状の部材である。
(2-4) Gas Header and Liquid Header The gas header 70 and the liquid header 30 are cylindrical members having refrigerant flow paths formed therein.
図5に示すように、液ヘッダ30は、各扁平管28の一方側の端部が接続され、ガスヘッダ70は、各扁平管28の他方側の端部が接続される。室外熱交換器11は、液ヘッダ30およびガスヘッダ70の長手方向が鉛直方向(第1方向の一例)と概ね一致するように室外ユニット2の図示しないケーシング内に配置される。本実施形態では、室外熱交換器11の熱交換部27は、図2のように平面視U字形状に形成されている。液ヘッダ30は、室外ユニット2の図示しないケーシングの左前方角の近傍に配置される。ガスヘッダ70は、室外ユニット2の図示しないケーシングの右前方角の近傍に配置される。 As shown in FIG. 5, the liquid header 30 is connected to one end of each flat tube 28, and the gas header 70 is connected to the other end of each flat tube 28. The outdoor heat exchanger 11 is disposed within the casing (not shown) of the outdoor unit 2 so that the longitudinal directions of the liquid header 30 and the gas header 70 are generally aligned with the vertical direction (an example of the first direction). In this embodiment, the heat exchange section 27 of the outdoor heat exchanger 11 is formed in a U-shape in plan view, as shown in FIG. 2. The liquid header 30 is disposed near the left front corner of the casing (not shown) of the outdoor unit 2. The gas header 70 is disposed near the right front corner of the casing (not shown) of the outdoor unit 2.
(2-4-1)ガスヘッダ
ガスヘッダ70には、第1ガス冷媒管19におけるガスヘッダ70側の端部を構成する主ガス冷媒管接続部19aおよび分岐ガス冷媒管接続部19bが接続されている。なお、特に限定されないが、主ガス冷媒管接続部19aの外径は、例えば、分岐ガス冷媒管接続部19bの外径の3倍以上であってよく、5倍以上であってもよい。
(2-4-1) Gas Header Connected to the gas header 70 are a main gas refrigerant pipe connection 19a and a branch gas refrigerant pipe connection 19b which constitute the gas header 70 side ends of the first gas refrigerant pipe 19. Although not particularly limited, the outer diameter of the main gas refrigerant pipe connection 19a may be, for example, three or more times or five or more times the outer diameter of the branch gas refrigerant pipe connection 19b.
主ガス冷媒管接続部19aの一端は、ガスヘッダ70の高さ方向における中間位置において、ガスヘッダ70の冷媒流路であるガス側内部空間25と連通するように、ガスヘッダ70に接続されている。 One end of the main gas refrigerant pipe connection portion 19a is connected to the gas header 70 at a midpoint in the height direction of the gas header 70 so as to communicate with the gas-side internal space 25, which is the refrigerant flow path of the gas header 70.
分岐ガス冷媒管接続部19bの一端は、ガスヘッダ70の高さ方向における下端近傍においてガス側内部空間25と連通するように、ガスヘッダ70に接続されている。分岐ガス冷媒管接続部19bの他端は、主ガス冷媒管接続部19aに接続されている。分岐ガス冷媒管接続部19bは、主ガス冷媒管接続部19aよりも細い内径で、主ガス冷媒管接続部19aよりも下方においてガスヘッダ70に接続されることで、ガスヘッダ70の下端近傍に滞留している冷凍機油を、主ガス冷媒管接続部19aに引き込むことが可能であり、圧縮機8に戻すことが可能である。 One end of the branch gas refrigerant pipe connection portion 19b is connected to the gas header 70 so as to communicate with the gas-side internal space 25 near the lower end of the gas header 70 in the vertical direction. The other end of the branch gas refrigerant pipe connection portion 19b is connected to the main gas refrigerant pipe connection portion 19a. The branch gas refrigerant pipe connection portion 19b has a smaller inner diameter than the main gas refrigerant pipe connection portion 19a and is connected to the gas header 70 below the main gas refrigerant pipe connection portion 19a. This allows refrigeration oil accumulating near the lower end of the gas header 70 to be drawn into the main gas refrigerant pipe connection portion 19a and returned to the compressor 8.
(2-4-2)液ヘッダ
液ヘッダ30の液側内部空間23は、液ヘッダ30の冷媒流路である複数のサブ空間23a~23eに区画されている。
(2-4-2) Liquid Header The liquid-side internal space 23 of the liquid header 30 is partitioned into a plurality of sub-spaces 23 a to 23 e which are refrigerant flow paths of the liquid header 30 .
これらの複数のサブ空間23a~23eは、上下方向に並んでいる。各サブ空間23a~23eは、液ヘッダ30の液側内部空間23において連通していない。 These multiple sub-spaces 23a-23e are aligned vertically. The sub-spaces 23a-23e are not connected to each other in the liquid-side internal space 23 of the liquid header 30.
各サブ空間23a~23eには、分流器22が有する各分流管22a~22eに接続された各分岐液冷媒接続管49a~49eが、1対1に接続されている。これにより、冷房運転状態では、各サブ空間23a~23eに到達した冷媒は、各分岐液冷媒接続管49a~49eおよび各分流管22a~22eを流れることで分流器22において合流する。また、暖房運転状態では、分流器22において分流された冷媒は、各分流管22a~22eおよび各分岐液冷媒接続管49a~49eを流れることで、各サブ空間23a~23eに供給される。 The branched liquid refrigerant connection pipes 49a-49e, which are connected to the branch pipes 22a-22e of the flow diverter 22, are connected one-to-one to each of the sub-spaces 23a-23e. As a result, during cooling operation, the refrigerant that reaches each of the sub-spaces 23a-23e flows through the branched liquid refrigerant connection pipes 49a-49e and the branch pipes 22a-22e before joining at the flow diverter 22. During heating operation, the refrigerant branched at the flow diverter 22 flows through the branch pipes 22a-22e and the branched liquid refrigerant connection pipes 49a-49e to be supplied to each of the sub-spaces 23a-23e.
(3)室外熱交換器における冷媒の流れ
空気調和装置1が暖房運転を行うことで室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する場合には、液冷媒管20から分流器22に到達した気液二相状態の冷媒は、分流管22a~22eを経て、液ヘッダ30の液側内部空間23を構成する各サブ空間23a~23eに流入する。具体的には、分流管22aを流れた冷媒はサブ空間23aに、分流管22b流れた冷媒はサブ空間23bに、分流管22cを流れた冷媒はサブ空間23cに、分流管22dを流れた冷媒はサブ空間23dに、分流管22eを流れた冷媒はサブ空間23eに、それぞれ流れる。液側内部空間23のサブ空間23a~23eに流入した冷媒は、各サブ空間23a~23eに接続されている各扁平管28を流れる。各扁平管28を流れる冷媒は、空気と熱交換することで蒸発し、気相の冷媒となってガスヘッダ70のガス側内部空間25に流入することで、合流する。
(3) Refrigerant Flow in the Outdoor Heat Exchanger When the air conditioning apparatus 1 performs heating operation and the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator, the refrigerant in a gas-liquid two-phase state that reaches the diverter 22 from the liquid refrigerant pipe 20 flows through the diverter pipes 22a to 22e into each of the subspaces 23a to 23e that constitute the liquid-side internal space 23 of the liquid header 30. Specifically, the refrigerant that flows through the diverter pipe 22a flows into the subspace 23a, the refrigerant that flows through the diverter pipe 22b flows into the subspace 23b, the refrigerant that flows through the diverter pipe 22c flows into the subspace 23c, the refrigerant that flows through the diverter pipe 22d flows into the subspace 23d, and the refrigerant that flows through the diverter pipe 22e flows into the subspace 23e. The refrigerant that flows into the subspaces 23a to 23e of the liquid-side internal space 23 flows through the flat tubes 28 connected to each of the subspaces 23a to 23e. The refrigerant flowing through each flat tube 28 evaporates by exchanging heat with the air, and becomes gas-phase refrigerant, which flows into the gas-side internal space 25 of the gas header 70 and merges with the air.
空気調和装置1が冷房運転またはデフロスト運転を行う際には、冷媒回路6を暖房運転時とは逆向きに冷媒が流れる。具体的には、第1ガス冷媒管19の主ガス冷媒管接続部19aおよび分岐ガス冷媒管接続部19bを介してガスヘッダ70のガス側内部空間25に高温の気相の冷媒が流入する。ガスヘッダ70のガス側内部空間25に流入した冷媒は、分流されて各扁平管28に流入する。各扁平管28に流入した冷媒は、各扁平管28を通過して、液ヘッダ30の液側内部空間23のサブ空間23a~23eに流入する。液側内部空間23のサブ空間23a~23eに流入した冷媒は、分流器22で合流し、液冷媒管20へと流出する。 When the air conditioning unit 1 is in cooling or defrosting operation, refrigerant flows through the refrigerant circuit 6 in the opposite direction to that during heating operation. Specifically, high-temperature gas-phase refrigerant flows into the gas-side internal space 25 of the gas header 70 via the main gas refrigerant pipe connection 19a and branch gas refrigerant pipe connection 19b of the first gas refrigerant pipe 19. The refrigerant that flows into the gas-side internal space 25 of the gas header 70 is split and flows into each flat tube 28. The refrigerant that flows into each flat tube 28 passes through each flat tube 28 and flows into the sub-spaces 23a to 23e of the liquid-side internal space 23 of the liquid header 30. The refrigerant that flows into the sub-spaces 23a to 23e of the liquid-side internal space 23 merges at the flow splitter 22 and flows out into the liquid refrigerant pipe 20.
(4)液ヘッダの詳細
図6は、液ヘッダ30に対して分岐液冷媒接続管49a~49eが接続されている様子を示す側面視外観構成図である。図7は、液ヘッダ30の上端近傍部分の分解斜視図である(なお、図中、二点鎖線の矢印は、室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する場合の冷媒流れを示している。)。図8は、液ヘッダ30の平面視断面図である。図9は、液ヘッダ30に対して分岐液冷媒接続管49a~49eおよび扁平管28が接続されている様子を示す平面視断面図である。図10は、液ヘッダ30の上端近傍部分の断面斜視図である。
(4) Details of the Liquid Header Fig. 6 is a side view external configuration diagram showing how the branch liquid refrigerant connection pipes 49a to 49e are connected to the liquid header 30. Fig. 7 is an exploded perspective view of the portion near the upper end of the liquid header 30 (note that in the figure, the two-dot chain arrows indicate the refrigerant flow when the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator). Fig. 8 is a plan cross-sectional view of the liquid header 30. Fig. 9 is a plan cross-sectional view showing how the branch liquid refrigerant connection pipes 49a to 49e and the flat tubes 28 are connected to the liquid header 30. Fig. 10 is a cross-sectional perspective view of the portion near the upper end of the liquid header 30.
液ヘッダ30は、平面視における外形が、扁平管28の接続箇所を1つの辺として有する略四角形状となるように構成されている。液ヘッダ30は、第1液側部材31と、第2液側部材32と、第3液側部材33と、第4液側部材34と、第5液側部材35と、第6液側部材36と、第7液側部材37とを有している。液ヘッダ30は、第1液側部材31と、第2液側部材32と、第3液側部材33と、第4液側部材34と、第5液側部材35と、第6液側部材36と、第7液側部材37とが互いにロウ付けにより接合されて構成されている。 The liquid header 30 is configured so that its outer shape in a plan view is a substantially rectangular shape with the connection points of the flat tubes 28 as one side. The liquid header 30 has a first liquid side member 31, a second liquid side member 32, a third liquid side member 33, a fourth liquid side member 34, a fifth liquid side member 35, a sixth liquid side member 36, and a seventh liquid side member 37. The liquid header 30 is configured by joining the first liquid side member 31, the second liquid side member 32, the third liquid side member 33, the fourth liquid side member 34, the fifth liquid side member 35, the sixth liquid side member 36, and the seventh liquid side member 37 together by brazing.
図11は、第1液側部材31を後ろ側から見た概略図である。図12は、第2液側部材32を後ろ側から見た概略図である。図13は、第3液側部材33を後ろ側から見た概略図である。図14は、第4液側部材34を後ろ側から見た概略図である。図15は、第5液側部材35を後ろ側から見た概略図である。図16は、第6液側部材36を後ろ側から見た概略図である。図17は、第7液側部材37を後ろ側から見た概略図である。なお、これらの各図は、隣り合って配置される部材が有する各開口の位置関係を投影しつつ破線等で示している。 Figure 11 is a schematic view of the first liquid side member 31 seen from the rear. Figure 12 is a schematic view of the second liquid side member 32 seen from the rear. Figure 13 is a schematic view of the third liquid side member 33 seen from the rear. Figure 14 is a schematic view of the fourth liquid side member 34 seen from the rear. Figure 15 is a schematic view of the fifth liquid side member 35 seen from the rear. Figure 16 is a schematic view of the sixth liquid side member 36 seen from the rear. Figure 17 is a schematic view of the seventh liquid side member 37 seen from the rear. Note that in each of these figures, the positional relationship between the openings of adjacently arranged members is projected and indicated by dashed lines, etc.
第1液側部材31と、第3液側部材33と、第4液側部材34と、第5液側部材35と、第6液側部材36と、第7液側部材37とは、いずれも厚みが3mm以下の板材で構成されていることが好ましい。 It is preferable that the first liquid side member 31, the third liquid side member 33, the fourth liquid side member 34, the fifth liquid side member 35, the sixth liquid side member 36, and the seventh liquid side member 37 are all made of plate material with a thickness of 3 mm or less.
(4-1)第1液側部材
第1液側部材31は、主に、後述する第7液側部材37と共に液ヘッダ30の外形の周囲を構成する部材である。第1液側部材31は、ロウ材を有するクラッド層が表面に形成されていることが好ましい。
(4-1) First Liquid Side Member The first liquid side member 31 is a member that mainly constitutes the periphery of the outer shape of the liquid header 30 together with a seventh liquid side member 37 described later. It is preferable that the first liquid side member 31 has a clad layer containing a brazing material formed on its surface.
第1液側部材31は、液側扁平管接続板31aと、第1液側外壁31bと、第2液側外壁31cと、第1液側爪部31dと、第2液側爪部31eとを有している。 The first liquid side member 31 has a liquid side flat tube connecting plate 31a, a first liquid side outer wall 31b, a second liquid side outer wall 31c, a first liquid side claw portion 31d, and a second liquid side claw portion 31e.
特に限定されないが、本実施形態の第1液側部材31は、圧延により得られる1枚の板金を液ヘッダ30の長手方向(第1方向の一例)を折り目とした折り曲げ加工により形成することができる。この場合、第1液側部材31の各部分の板厚は、一様である。 Although not particularly limited, the first liquid side member 31 of this embodiment can be formed by bending a single sheet metal obtained by rolling, with the fold line running in the longitudinal direction of the liquid header 30 (an example of the first direction). In this case, the thickness of each portion of the first liquid side member 31 is uniform.
液側扁平管接続板31aは、上下方向および左右方向に広がった平板形状の部分である。液側扁平管接続板31aには、上下方向に並んで配置された複数の液側扁平管接続開口31xが形成されている。各液側扁平管接続開口31xは、液側扁平管接続板31aを板厚方向に貫通した開口である。この液側扁平管接続開口31xには、扁平管28の一端が完全に通過するように扁平管28が挿入された状態で、扁平管28がロウ付けにより接合される。ロウ付け接合された状態では、液側扁平管接続開口31xの内周面の全体と扁平管28の外周面の全体とは互いに接した状態となる。ここで、液側扁平管接続板31aを含む第1液側部材31の厚みは、例えば、1.0mm以上2.0mm以下程度に比較的薄く形成されているため、ガス側扁平管接続開口71xの内周面の板厚方向における長さを短くすることができている。このため、ロウ付けによる接合の前段階において、扁平管28を液側扁平管接続開口31xに挿入する作業を行う際に、液側扁平管接続開口31xの内周面と扁平管28の外周面との間で生じる摩擦を小さく抑え、挿入作業を容易にすることが可能である。 The liquid side flat tube connection plate 31a is a flat plate-shaped portion that extends vertically and horizontally. The liquid side flat tube connection plate 31a has multiple liquid side flat tube connection openings 31x arranged in a vertical line. Each liquid side flat tube connection opening 31x penetrates the liquid side flat tube connection plate 31a in the plate thickness direction. The flat tubes 28 are inserted into the liquid side flat tube connection openings 31x so that one end of each flat tube 28 passes completely through the opening, and then brazed to the flat tubes 28. When brazed, the entire inner circumferential surface of the liquid side flat tube connection opening 31x and the entire outer circumferential surface of the flat tube 28 are in contact with each other. The thickness of the first liquid side member 31, including the liquid side flat tube connection plate 31a, is relatively thin, for example, between 1.0 mm and 2.0 mm, thereby shortening the length of the inner circumferential surface of the gas side flat tube connection opening 71x in the plate thickness direction. Therefore, when inserting the flat tube 28 into the liquid side flat tube connection opening 31x, prior to joining by brazing, it is possible to minimize friction that occurs between the inner surface of the liquid side flat tube connection opening 31x and the outer surface of the flat tube 28, making the insertion process easier.
第1液側外壁31bは、液側扁平管接続板31aの左側(室外ユニット2の外側、ガスヘッダ70とは反対側)の端部の前側の面から、前側に向けて延び出した平面形状部分である。 The first liquid side outer wall 31b is a flat portion that extends forward from the front surface of the left end of the liquid side flat tube connecting plate 31a (outside the outdoor unit 2, opposite the gas header 70).
第2液側外壁31cは、液側扁平管接続板31aの右側(室外ユニット2の内側、ガスヘッダ70側)の端部の前側の面から、前側に向けて延び出した平面形状部分である。 The second liquid side outer wall 31c is a flat portion that extends forward from the front surface of the right end of the liquid side flat tube connecting plate 31a (inside the outdoor unit 2, on the gas header 70 side).
第1液側爪部31dは、第1液側外壁31bの前側端部から、右側に向けて延びだした部分である。第2液側爪部31eは、第2液側外壁31cの前側端部から、左側に向けて延びだした部分である。 The first liquid-side claw portion 31d extends to the right from the front end of the first liquid-side outer wall 31b. The second liquid-side claw portion 31e extends to the left from the front end of the second liquid-side outer wall 31c.
第1液側爪部31dと、第2液側爪部31eとは、平面視における第1液側部材31の内側に第2液側部材32、第3液側部材33、第4液側部材34、第5液側部材35、第6液側部材36、第7液側部材37が配置される前の状態では、それぞれ第1液側外壁31bと第2液側外壁31cとの延長上に延びた状態となっている。平面視における第1液側部材31の内側に第2液側部材32、第3液側部材33、第4液側部材34、第5液側部材35、第6液側部材36、第7液側部材37が配置された状態で、第1液側爪部31dと、第2液側爪部31eと、を互いに近づくように折り曲げることで、第2液側部材32と、第3液側部材33と、第4液側部材34と、第5液側部材35と、第6液側部材36と、第7液側部材37とは第1液側部材31によってカシメられ、互いに固定される。この状態で、炉中等でロウ付けが行われることで、互いの部材が接合されて完全に固定される。 When the second liquid side member 32, the third liquid side member 33, the fourth liquid side member 34, the fifth liquid side member 35, the sixth liquid side member 36, and the seventh liquid side member 37 are placed inside the first liquid side member 31 in a planar view, the first liquid side claw portion 31d and the second liquid side claw portion 31e are extended in the same direction as the first liquid side outer wall 31b and the second liquid side outer wall 31c, respectively. When the second liquid side member 32, third liquid side member 33, fourth liquid side member 34, fifth liquid side member 35, sixth liquid side member 36, and seventh liquid side member 37 are arranged inside the first liquid side member 31 in a plan view, the first liquid side claw portion 31d and the second liquid side claw portion 31e are bent toward each other, so that the second liquid side member 32, third liquid side member 33, fourth liquid side member 34, fifth liquid side member 35, sixth liquid side member 36, and seventh liquid side member 37 are crimped and fixed to each other by the first liquid side member 31. In this state, the members are joined and completely fixed to each other by brazing in a furnace or the like.
(4-2)第2液側部材
第2液側部材32は、板状のベース部32a、および、ベース部32aから液側扁平管接続板31a側に突出した凸部32bを複数有している。第2液側部材32は、ロウ材を有するクラッド層が表面に形成されていなくてもよい。
(4-2) Second Liquid Side Member The second liquid side member 32 has a plate-shaped base portion 32a and a plurality of protrusions 32b protruding from the base portion 32a toward the liquid side flat tube connecting plate 31a. The second liquid side member 32 does not need to have a clad layer containing a brazing material formed on its surface.
ベース部32aは、液側扁平管接続板31aと平行に広がっており、扁平管28が延びる方向を板厚方向とする板状の形状を有している。左右方向におけるベース部32aの幅は、左右方向における液側扁平管接続板31aの幅のうち両端部を除いた部分の幅と同じである。ベース部32aには、凸部32bが設けられている位置以外において、扁平管28と1対1に対応するように、上下方向に並んで設けられた複数の連通穴32xが形成されている。連通穴32xは、後ろ側から見た場合に、扁平管28の端部と概ね重複する形状である。 The base portion 32a extends parallel to the liquid side flat tube connecting plate 31a and has a plate-like shape with the thickness direction being the extension direction of the flat tubes 28. The width of the base portion 32a in the left-right direction is the same as the width of the liquid side flat tube connecting plate 31a in the left-right direction excluding both end portions. The base portion 32a has a plurality of communication holes 32x arranged in a vertical line in one-to-one correspondence with the flat tubes 28, except at the positions where the protrusions 32b are provided. The communication holes 32x are shaped so that they generally overlap the ends of the flat tubes 28 when viewed from the rear.
凸部32bは、ベース部32aのうち、隣り合う連通穴32xの間から後ろ側に向けて、液側扁平管接続板31aの前側の面に当たるまで水平方向に伸び出している。これにより、第1液側部材31の液側扁平管接続板31aの前側の面と、第1液側部材31の第1液側外壁31bおよび第2液側外壁31cと、第2液側部材32において上下に隣り合う凸部32bと、第2液側部材32のベース部32aの後ろ側の面のうちの連通穴32x以外の部分とによって囲まれた挿入スペース32sが形成されている。この挿入スペース32sは、液ヘッダ30の長手方向に複数並ぶようにして設けられている。挿入スペース32sには、扁平管28の端部が位置する。なお、前後方向における凸部32bの長さは、液ヘッダ30を構成する第1液側部材31、第3液側部材33、第4液側部材34、第5液側部材35、第6液側部材36、第7液側部材37のいずれの板厚よりも長くなるように調節されている。これにより、液ヘッダ30に対する扁平管28の挿入程度に誤差が生じたとしても、前後方向における凸部32bの長さの範囲内であれば、液ヘッダ30として完成させた際の冷媒の流れにおいて閉塞箇所や冷媒が流れ難い箇所が生じる等といった問題が生じにくい。また、ロウ付け接合時にロウ材が毛細管現象により移動して扁平管28の冷媒通路28bを塞いでしまうことを抑制することも可能になる。 The protrusions 32b extend horizontally from between adjacent communication holes 32x toward the rear of the base portion 32a until they contact the front surface of the liquid side flat tube connecting plate 31a. This forms an insertion space 32s surrounded by the front surface of the liquid side flat tube connecting plate 31a of the first liquid side member 31, the first liquid side outer wall 31b and the second liquid side outer wall 31c of the first liquid side member 31, the vertically adjacent protrusions 32b of the second liquid side member 32, and the portion of the rear surface of the base portion 32a of the second liquid side member 32 other than the communication holes 32x. Multiple insertion spaces 32s are arranged in a line along the longitudinal direction of the liquid header 30. The ends of the flat tubes 28 are positioned in the insertion spaces 32s. The length of the protrusion 32b in the front-to-rear direction is adjusted to be longer than the thickness of any of the first liquid side member 31, third liquid side member 33, fourth liquid side member 34, fifth liquid side member 35, sixth liquid side member 36, and seventh liquid side member 37 that make up the liquid header 30. This ensures that even if there is an error in the degree of insertion of the flat tubes 28 into the liquid header 30, problems such as blockages or areas where refrigerant flow is difficult are unlikely to occur in the completed liquid header 30, as long as the length of the protrusion 32b in the front-to-rear direction is within the range. This also makes it possible to prevent the brazing material from moving due to capillary action during brazing and blocking the refrigerant passages 28b of the flat tubes 28.
(4-3)第3液側部材
第3液側部材33は、第2液側部材32のベース部32aの前側(分岐液冷媒接続管49a~49eと液ヘッダ30との接続位置側)の面に面して接するように積層された部材である。この第3液側部材33の左右の長さは、第2液側部材32の左右の長さと同様である。第3液側部材33は、ロウ材を有するクラッド層が表面に形成されていることが好ましい。
(4-3) Third Liquid Side Member The third liquid side member 33 is a member laminated so as to face and contact the front surface (the connection position side between the branch liquid refrigerant connection pipes 49a to 49e and the liquid header 30) of the base portion 32a of the second liquid side member 32. The left-right length of this third liquid side member 33 is the same as the left-right length of the second liquid side member 32. It is preferable that the third liquid side member 33 has a clad layer containing a brazing material formed on its surface.
第3液側部材33は、第3内部板33aと、複数の分流開口33xと、を有している。 The third liquid side member 33 has a third internal plate 33a and multiple flow diversion openings 33x.
第3内部板33aは、上下方向および左右方向に広がった平板形状を有している。 The third internal plate 33a has a flat plate shape that extends in the vertical and horizontal directions.
複数の分流開口33xは、上下方向に並んで配置されており、第3内部板33aを板厚方向に貫通した開口である。本実施形態では、各分流開口33xは、左右方向における第3内部板33aの中央近傍に形成されている。また、各分流開口33xは、後ろ側から見た場合に、第2液側部材32の各連通穴32xと重複しており、互いに連通している。これにより、後述する上昇空間34zを流れる冷媒を、各分流開口33xに向けて分岐して流し、各分流開口33xに対応するように接続された各扁平管28に対して冷媒を分流させることができる。 The multiple diverter openings 33x are arranged in a vertical line and are openings that penetrate the third internal plate 33a in the plate thickness direction. In this embodiment, each diverter opening 33x is formed near the center of the third internal plate 33a in the left-right direction. When viewed from the rear, each diverter opening 33x overlaps with a corresponding communication hole 32x of the second liquid side member 32 and communicates with each other. This allows the refrigerant flowing through the ascending space 34z (described below) to branch off and flow toward each diverter opening 33x, and the refrigerant can be diverted to each flat tube 28 connected to each diverter opening 33x.
なお、第3内部板33aの前側の面のうち分流開口33xが形成されている部分以外の面は、後述する上昇空間34zの輪郭を形成している。 The front surface of the third internal plate 33a, excluding the portion where the flow-diversion opening 33x is formed, forms the outline of the ascending space 34z, which will be described later.
(4-4)第4液側部材
第4液側部材34は、第3液側部材33の第3内部板33aの前側(分岐液冷媒接続管49a~49eと液ヘッダ30との接続位置側)の面に面して接するように積層された部材である。この第4液側部材34の左右の長さは、第3液側部材33の左右の長さと同様である。第4液側部材34は、ロウ材を有するクラッド層が表面に形成されていなくてもよい。
(4-4) Fourth Liquid Side Member The fourth liquid side member 34 is a member laminated so as to face and contact the front surface (the connecting position side between the branch liquid refrigerant connecting pipes 49a to 49e and the liquid header 30) of the third internal plate 33a of the third liquid side member 33. The left-right length of this fourth liquid side member 34 is the same as the left-right length of the third liquid side member 33. The fourth liquid side member 34 does not need to have a clad layer containing a brazing material formed on its surface.
第4液側部材34は、第4内部板34aと、第1貫通部分34oとを有している。 The fourth liquid side member 34 has a fourth internal plate 34a and a first through portion 34o.
第4内部板34aは、上下方向および左右方向に広がった平板形状を有している。 The fourth internal plate 34a has a flat plate shape that extends in the vertical and horizontal directions.
第1貫通部分34oは、第4内部板34aにおいて板厚方向に貫通するように形成された開口であり、導入空間34xと、ノズル34yと、上昇空間34z(第1流路の一例)と、を有している。導入空間34xと、ノズル34yと、上昇空間34zとは、本実施形態では、下から順に鉛直方向に並ぶようにして設けられている。本実施形態では、前後方向における導入空間34xと、ノズル34yと、上昇空間34zの幅は同じである。 The first penetrating portion 34o is an opening formed through the fourth internal plate 34a in the plate thickness direction, and includes an introduction space 34x, a nozzle 34y, and an ascending space 34z (an example of a first flow path). In this embodiment, the introduction space 34x, the nozzle 34y, and the ascending space 34z are arranged vertically from bottom to top. In this embodiment, the introduction space 34x, the nozzle 34y, and the ascending space 34z have the same width in the front-to-rear direction.
導入空間34xと、ノズル34yと、上昇空間34zとは、第3液側部材33の第3内部板33aの前側の面と、後述する第5液側部材35の第5内部板35aの後ろ側の面と、で前後方向に挟まれた空間である。 The introduction space 34x, nozzle 34y, and rising space 34z are spaces sandwiched in the front-to-rear direction between the front surface of the third internal plate 33a of the third liquid side member 33 and the rear surface of the fifth internal plate 35a of the fifth liquid side member 35 (described below).
導入空間34xは、第3液側部材33の第3内部板33aのうちの壁部33aaに面しており、後ろ側から見た場合に分流開口33xとは重複しておらず、分流開口33xとは連通していない。なお、後ろ側から見た場合に、導入空間34xは、後述する第5液側部材35の第2連絡開口35xと重複しており、第2連絡開口35xと連通している。このように、導入空間34xの後側が第3内部板33aの壁部33aaで覆われているため、導入空間34xに流入した気相冷媒と、液相冷媒とは、壁部33aaに当たって混合した後、ノズル34yを介して上昇空間34zに送られる。 The introduction space 34x faces the wall portion 33aa of the third internal plate 33a of the third liquid side member 33, and does not overlap with the flow diversion opening 33x when viewed from the rear, and is not connected to the flow diversion opening 33x. When viewed from the rear, the introduction space 34x overlaps with the second communication opening 35x of the fifth liquid side member 35 (described below), and is connected to the second communication opening 35x. Because the rear side of the introduction space 34x is thus covered by the wall portion 33aa of the third internal plate 33a, the gas-phase refrigerant and liquid-phase refrigerant that flow into the introduction space 34x mix upon impact with the wall portion 33aa, and are then sent to the rising space 34z via the nozzle 34y.
ノズル34yは、第3液側部材33の第3内部板33aに面しており、後ろ側から見た場合に分流開口33xとは重複しておらず、分流開口33xとは連通していない。なお、ノズル34yは、後述する第5液側部材35の第5内部板35aに面しており、後ろ側から見た場合に、第2連絡開口35x、戻り流路35y、往き流路35zとは重複しておらず、これらとは互いに連通していない。ノズル34yは、左右方向における第4内部板34aの中心近傍に設けられている。 Nozzle 34y faces the third internal plate 33a of the third liquid side member 33, and does not overlap with the flow diversion opening 33x when viewed from the rear, and is not connected to the flow diversion opening 33x. Furthermore, nozzle 34y faces the fifth internal plate 35a of the fifth liquid side member 35 (described below), and does not overlap with the second communication opening 35x, return flow path 35y, or forward flow path 35z when viewed from the rear, and is not connected to any of these. Nozzle 34y is located near the center of the fourth internal plate 34a in the left-right direction.
上昇空間34zは、室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する場合に、ノズル34yを通過した冷媒が流入する流入口34eがノズル34yとの接続箇所に形成されている。上昇空間34zは、流入口34eから液ヘッダ30の長手方向に沿って液ヘッダ30の上端側(第1端側の一例)へ延びる流路である。上昇空間34zは、第3液側部材33の第3内部板33aと面しており、後ろ側から見た場合に複数の分流開口33xと重複しており、複数の分流開口33xと連通している。 When the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator, the rise space 34z has an inlet 34e formed at the connection with the nozzle 34y, through which refrigerant that has passed through the nozzle 34y flows. The rise space 34z is a flow path that extends from the inlet 34e along the longitudinal direction of the liquid header 30 to the upper end side (an example of the first end side) of the liquid header 30. The rise space 34z faces the third internal plate 33a of the third liquid side member 33, and overlaps with and is connected to multiple branch openings 33x when viewed from the rear.
上昇空間34zの流路断面積Aは、第1位置P1における流路断面積Aと、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側へ所定距離はなれた第2位置P2における流路断面積Aとが異なるように形成されている。第1位置P1は、流入口34eまたは流入口34eの近傍である。流路断面積Aは、第1位置P1から第2位置P2に向かうにしたがって増加する。室外熱交換器11では、第2位置P2は、上昇空間34zの上端に位置する。 The flow path cross-sectional area A of the rising space 34z is formed so that the flow path cross-sectional area A at the first position P1 differs from the flow path cross-sectional area A at the second position P2, which is a predetermined distance from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30. The first position P1 is at or near the inlet 34e. The flow path cross-sectional area A increases from the first position P1 toward the second position P2. In the outdoor heat exchanger 11, the second position P2 is located at the upper end of the rising space 34z.
室外熱交換器11では、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって、上昇空間34zの延伸方向(上下方向)から見た扁平管28の長手方向に直交する方向(本実施形態では、左右方向)において、上昇空間34zの流路断面形状が変化することにより、流路断面積Aが変化する。言い換えると、室外熱交換器11では、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって、上昇空間34zの左右方向における幅が変化することにより、流路断面積Aが変化する。 In the outdoor heat exchanger 11, as one moves from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30, the flow path cross-sectional area A changes due to the change in the flow path cross-sectional shape of the rise space 34z in a direction (left-right direction in this embodiment) perpendicular to the longitudinal direction of the flat tubes 28 as viewed from the extension direction (up-down direction) of the rise space 34z. In other words, in the outdoor heat exchanger 11, as one moves from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30, the flow path cross-sectional area A changes due to the change in the left-right width of the rise space 34z.
なお、上昇空間34zは、後述する第5液側部材35の第5内部板35aに面しており、後ろ側から見た場合に、第2連絡開口35xとは重複しておらず、戻り流路35yおよび往き流路35zとは重複している。また、上昇空間34zは、第2連絡開口35xとは連通しておらず、戻り流路35yおよび往き流路35zとは連通している。なお、液ヘッダ30の長手方向における上昇空間34zの長さは、液ヘッダ30の長手方向における導入空間34xの長さよりも長く、液ヘッダ30の長手方向におけるノズル34yの長さよりも長い。これにより、上昇空間34zを介して連通する扁平管28の本数を増大させることができる。 The ascending space 34z faces the fifth internal plate 35a of the fifth liquid side member 35 (described later), and when viewed from the rear, does not overlap with the second communication opening 35x, but overlaps with the return flow path 35y and the forward flow path 35z. Furthermore, the ascending space 34z does not communicate with the second communication opening 35x, but communicates with the return flow path 35y and the forward flow path 35z. The length of the ascending space 34z in the longitudinal direction of the liquid header 30 is longer than the length of the introduction space 34x in the longitudinal direction of the liquid header 30, and longer than the length of the nozzle 34y in the longitudinal direction of the liquid header 30. This allows for an increase in the number of flat tubes 28 communicating via the ascending space 34z.
なお、上昇空間34zは、液ヘッダ30の長手方向に沿って吹き上がるように流れる冷媒流路を、第3液側部材33の第3内部板33aの前側の面と、後述する第5液側部材35の第5内部板35aの後ろ側の面と、第4液側部材34の第4内部板34aの第1貫通部分34oの左右の縁の厚み部分とによって構成している。このため、製造に伴う流路断面積の誤差が生じにくく、安定的に上昇して冷媒を流すことが可能な液ヘッダ30を得やすい構造となっている。 The rising space 34z forms a refrigerant flow path, through which the refrigerant flows upward along the longitudinal direction of the liquid header 30, and is formed by the front surface of the third internal plate 33a of the third liquid side member 33, the rear surface of the fifth internal plate 35a of the fifth liquid side member 35 (described below), and the thickness portions of the left and right edges of the first through portion 34o of the fourth internal plate 34a of the fourth liquid side member 34. This structure makes it less likely for errors in the flow path cross-sectional area to occur during manufacturing, and makes it easier to obtain a liquid header 30 that can steadily rise and allow the refrigerant to flow.
左右方向におけるノズル34yの長さ(幅)は、左右方向における導入空間34xの長さよりも短く、且つ、左右方向における上昇空間34zの最小長さよりも短くなるように構成されている。これにより、室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として用いられる場合に、導入空間34xに送られた冷媒は、ノズル34yを通過する際に流速が高められ、上昇空間34zの上方への到達が促進される。左右方向におけるノズル34yの長さは、第4内部板34aの板厚よりも長くなるように設けられている。これにより、板厚に対する開口幅の大きさを大きくすることができる。このため、例えば、第4内部板34aにおいて第1貫通部分34oをパンチ加工により形成する場合の、ノズル34yに対応するパンチ部分にかかる負荷が軽減され、当該パンチ部分の破損が抑制される。前後方向から見た場合に、分岐液冷媒接続管49a~49eは、導入空間34xの左右方向における中心に接続されている。そして、前後方向から見た場合に、導入空間34xに対応する分岐液冷媒接続管49a~49eとの接続箇所と、ノズル34yと、上昇空間34zとは、鉛直方向に並んで配置されている。このため、分岐液冷媒接続管49a~49eを流れた冷媒は、後述の外部液管接続開口37xと、第1連絡開口36xと、第2連絡開口35xとを介して導入空間34xの左右方向における中心に流入し、左右方向への移動を伴うことなくまたは左右方向にあまり移動しないで、導入空間34xからノズル34yを介して上昇空間34zに向けて鉛直上方に向けて吹き上がることができる。後ろ側から見た場合において、第3液側部材33の複数の分流開口33xは、いずれも、ノズル34yを液ヘッダ30の長手方向に仮想的に延ばして得られる仮想領域(図14に記載の仮想線VLで左右方向から挟まれた領域)の範囲内において重なるように位置している。室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する場合に、ノズル34yを通過した冷媒は、流速が高まり、上方に向けて流れるが、上昇空間34zのうちノズル34yよりも僅かに上方の左右の空間では、液相冷媒が滞留しがちになる。これに対して、複数の分流開口33xと、ノズル34yとの配置関係を上記のようにすることで、上昇空間34zの最も下に位置する分流開口33xに対して、液相冷媒が集中的に流れることを避けることができる。 The length (width) of the nozzle 34y in the left-right direction is shorter than the length of the introduction space 34x in the left-right direction and shorter than the minimum length of the rise space 34z in the left-right direction. As a result, when the outdoor heat exchanger 11 is used as a refrigerant evaporator, the flow velocity of the refrigerant sent to the introduction space 34x increases as it passes through the nozzle 34y, facilitating its arrival at the upper part of the rise space 34z. The length of the nozzle 34y in the left-right direction is longer than the thickness of the fourth inner plate 34a. This allows for a larger opening width relative to the plate thickness. Therefore, for example, when forming the first through portion 34o in the fourth inner plate 34a by punching, the load on the punch portion corresponding to the nozzle 34y is reduced, preventing damage to the punch portion. When viewed from the front-to-rear direction, the branch liquid refrigerant connection pipes 49a-49e are connected to the left-to-right center of the introduction space 34x. When viewed from the front-to-rear direction, the connection points of the branch liquid refrigerant connecting pipes 49a-49e corresponding to the introduction space 34x, the nozzles 34y, and the rising space 34z are aligned vertically. Therefore, the refrigerant flowing through the branch liquid refrigerant connecting pipes 49a-49e flows into the center of the introduction space 34x in the left-right direction through the external liquid pipe connection openings 37x, the first communication openings 36x, and the second communication openings 35x (described later) and is then blown vertically upward from the introduction space 34x through the nozzles 34y toward the rising space 34z without or with significant left-to-right movement. When viewed from the rear, the multiple branch openings 33x of the third liquid side member 33 are all positioned to overlap within a virtual region (the region sandwiched between the virtual line VL in FIG. 14 ) obtained by virtually extending the nozzles 34y in the longitudinal direction of the liquid header 30. When the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator, the refrigerant that passes through the nozzle 34y increases in flow velocity and flows upward, but liquid refrigerant tends to stagnate in the left and right spaces of the rising space 34z slightly above the nozzle 34y. By arranging the multiple diverter openings 33x and the nozzle 34y as described above, it is possible to prevent liquid refrigerant from concentrating its flow toward the diverter opening 33x located at the lowest position in the rising space 34z.
(4-5)第5液側部材
第5液側部材35は、第4液側部材34の第4内部板34aの前側(分岐液冷媒接続管49a~49eと、液ヘッダ30との接続位置側)の面に面して接するように積層された部材である。この第5液側部材35の左右の長さは、第4液側部材34の左右の長さと同様である。第5液側部材35は、ロウ材を有するクラッド層が表面に形成されていることが好ましい。
(4-5) Fifth Liquid Side Member The fifth liquid side member 35 is a member laminated so as to face and contact the front surface (the side where the branch liquid refrigerant connecting pipes 49a to 49e are connected to the liquid header 30) of the fourth internal plate 34a of the fourth liquid side member 34. The left-right length of this fifth liquid side member 35 is the same as the left-right length of the fourth liquid side member 34. It is preferable that a clad layer containing a brazing material is formed on the surface of the fifth liquid side member 35.
第5液側部材35は、第5内部板35aと、第2連絡開口35xと、戻り流路35y(第2連通口の一例)と、往き流路35z(第1連通口の一例)と、を有している。 The fifth liquid side member 35 has a fifth internal plate 35a, a second communication opening 35x, a return flow path 35y (an example of a second communication port), and a forward flow path 35z (an example of a first communication port).
第5内部板35aは、上下方向および左右方向に広がった平板形状を有している。 The fifth internal plate 35a has a flat plate shape that extends in the vertical and horizontal directions.
第2連絡開口35xと、戻り流路35yと、往き流路35zとは、下から順に並んで配置された独立した開口であり、いずれも第5内部板35aを板厚方向に貫通した開口である。 The second communication opening 35x, the return flow path 35y, and the forward flow path 35z are independent openings arranged in a row from bottom to top, and all penetrate the fifth internal plate 35a in the plate thickness direction.
第2連絡開口35xは、後ろ側から見た場合に、第4液側部材34の第1貫通部分34oのうちの導入空間34xと重複しており、互いに連通している。また、第2連絡開口35xは、後ろ側から見た場合に、後述する第6液側部材36の第1連絡開口36xと重複しており、互いに連通している。第2連絡開口35xは、後ろ側から見た場合に、第4液側部材34の第1貫通部分34oのうちのノズル34yや上昇空間34zとは重複しておらず、連通もしていない。また、第2連絡開口35xは、後ろ側から見た場合に、後述する第6液側部材36の下降空間36yとは重複しておらず、連通もしていない。 When viewed from the rear, the second communication opening 35x overlaps with the introduction space 34x of the first through-portion 34o of the fourth liquid side member 34, and they are in communication with each other. When viewed from the rear, the second communication opening 35x also overlaps with the first communication opening 36x of the sixth liquid side member 36, which will be described later, and they are in communication with each other. When viewed from the rear, the second communication opening 35x does not overlap with or communicate with the nozzle 34y or the ascending space 34z of the first through-portion 34o of the fourth liquid side member 34. When viewed from the rear, the second communication opening 35x also does not overlap with or communicate with the descending space 36y of the sixth liquid side member 36, which will be described later.
戻り流路35yは、後ろ側から見た場合に、第4液側部材34の第1貫通部分34oのうちの上昇空間34zの下端近傍部分(往き流路35zとは反対側の端部)と重複しており、上昇空間34zの下端近傍部分と互いに連通している。また、戻り流路35yは、後ろ側から見た場合に、第6液側部材36の下降空間36yの下端近傍部分と重複しており、下降空間36yの下端近傍部分と互いに連通している。なお、戻り流路35yは、後ろ側から見た場合に、ノズル34yとは重複しておらず、ノズル34yとは連通していない。 When viewed from the rear, the return flow path 35y overlaps with a portion of the first penetrating portion 34o of the fourth liquid side member 34 near the bottom end of the ascending space 34z (the end opposite the forward flow path 35z), and is connected to the portion near the bottom end of the ascending space 34z. Also, when viewed from the rear, the return flow path 35y overlaps with a portion near the bottom end of the descending space 36y of the sixth liquid side member 36, and is connected to the portion near the bottom end of the descending space 36y. When viewed from the rear, the return flow path 35y does not overlap with the nozzle 34y, and is not connected to the nozzle 34y.
往き流路35zは、後ろ側から見た場合に、第4液側部材34の第1貫通部分34oのうちの上昇空間34zの上端近傍部分(流入口34eとは反対側の端部)と重複しており、上昇空間34zの上端近傍部分と互いに連通している。また、往き流路35zは、後ろ側から見た場合に、第6液側部材36の下降空間36yの上端近傍部分と重複しており、下降空間36yの上端近傍部分と互いに連通している。なお、本実施形態では、液ヘッダ30を各部材の積層方向から見た場合に、往き流路35zの面積は、戻り流路35yの面積よりも大きく形成されている。具体的には、本実施形態では、液ヘッダ30の長手方向における往き流路35zの幅が、液ヘッダ30の長手方向における戻り流路35yの幅よりも長く形成されている。これにより、上昇空間34zを上昇して上端近傍まで到達した冷媒が、往き流路35zを通過しやすい。また、本実施形態では、液ヘッダ30を各部材の積層方向から見た場合に、戻り流路35yの面積は、往き流路35zの面積よりも小さく形成されている。具体的には、本実施形態では、液ヘッダ30の長手方向における戻り流路35yの幅が、液ヘッダ30の長手方向における往き流路35zの幅よりも短く形成されている。これにより、上昇空間34zから戻り流路35yへ冷媒が逆流することが抑制される。 When viewed from the rear, the forward flow path 35z overlaps with a portion of the first through-port 34o of the fourth liquid side member 34 near the upper end of the ascending space 34z (the end opposite the inlet 34e), and is connected to the portion near the upper end of the ascending space 34z. When viewed from the rear, the forward flow path 35z also overlaps with a portion near the upper end of the descending space 36y of the sixth liquid side member 36, and is connected to the portion near the upper end of the descending space 36y. In this embodiment, when the liquid header 30 is viewed from the stacking direction of the components, the area of the forward flow path 35z is larger than the area of the return flow path 35y. Specifically, in this embodiment, the width of the forward flow path 35z in the longitudinal direction of the liquid header 30 is longer than the width of the return flow path 35y in the longitudinal direction of the liquid header 30. This allows refrigerant that rises in the ascending space 34z and reaches the vicinity of the upper end to easily pass through the forward flow path 35z. Furthermore, in this embodiment, when the liquid header 30 is viewed in the stacking direction of the components, the area of the return flow path 35y is smaller than the area of the forward flow path 35z. Specifically, in this embodiment, the width of the return flow path 35y in the longitudinal direction of the liquid header 30 is smaller than the width of the forward flow path 35z in the longitudinal direction of the liquid header 30. This prevents refrigerant from flowing back from the upflow space 34z to the return flow path 35y.
(4-6)第6液側部材
第6液側部材36は、第5液側部材35の第5内部板35aの前側(分岐液冷媒接続管49a~49eと液ヘッダ30との接続位置側)の面に面して接するように積層された部材である。この第6液側部材36の左右の長さは、第5液側部材35の左右の長さと同様である。第6液側部材36は、ロウ材を有するクラッド層が表面に形成されていなくてもよい。
(4-6) Sixth Liquid Side Member The sixth liquid side member 36 is a member laminated so as to face and contact the front surface (the connecting position side between the branch liquid refrigerant connecting pipes 49a to 49e and the liquid header 30) of the fifth internal plate 35a of the fifth liquid side member 35. The left-right length of this sixth liquid side member 36 is the same as the left-right length of the fifth liquid side member 35. The sixth liquid side member 36 does not need to have a clad layer containing a brazing material formed on its surface.
第6液側部材36は、第6内部板36aと、第1連絡開口36xと、下降空間36y(第2流路の一例)と、を有している。 The sixth liquid side member 36 has a sixth internal plate 36a, a first communication opening 36x, and a downward space 36y (an example of a second flow path).
第6内部板36aは、上下方向および左右方向に広がった平板形状を有している。 The sixth internal plate 36a has a flat plate shape that extends in the vertical and horizontal directions.
第1連絡開口36xと、下降空間36yとは、下から順に並んで配置された独立した開口であり、いずれも第6内部板36aを板厚方向に貫通した開口である。 The first communication opening 36x and the descending space 36y are independent openings arranged next to each other from the bottom up, and both penetrate the sixth internal plate 36a in the plate thickness direction.
第1連絡開口36xは、後ろ側から見た場合に、第5液側部材35の第2連絡開口35xと重複しており、互いに連通している。また、第1連絡開口36xは、後ろ側から見た場合に、後述する第7液側部材37の外部液管接続開口37xと重複しており、互いに連通している。 When viewed from the rear, the first communication opening 36x overlaps with the second communication opening 35x of the fifth liquid side member 35, and the two are in communication with each other. Furthermore, when viewed from the rear, the first communication opening 36x overlaps with the external liquid pipe connection opening 37x of the seventh liquid side member 37 (described below), and the two are in communication with each other.
下降空間36yは、往き流路35zと連通し、往き流路35zから液ヘッダ30の長手方向に沿って液ヘッダ30の下端側(第2端側の一例)へ延びる流路である。下降空間36yは、後ろ側から見た場合に、第5液側部材35の第5内部板35aの一部と、戻り流路35yと、往き流路35zと重複しており、戻り流路35yおよび往き流路35zと互いに連通している。なお、下降空間36yは、後ろ側から見た場合に、後述する第7液側部材37の外部液管接続開口37xとは重複しておらず、互いに連通もしていない。 The descending space 36y is connected to the forward flow path 35z and is a flow path that extends from the forward flow path 35z along the longitudinal direction of the liquid header 30 to the lower end side (an example of the second end side) of the liquid header 30. When viewed from the rear, the descending space 36y overlaps with a portion of the fifth internal plate 35a of the fifth liquid side member 35, the return flow path 35y, and the forward flow path 35z, and is connected to the return flow path 35y and the forward flow path 35z. When viewed from the rear, the descending space 36y does not overlap with the external liquid pipe connection opening 37x of the seventh liquid side member 37 (described later), nor are they connected to each other.
液ヘッダ30の長手方向において、下降空間36yの長さは、上昇空間34zの長さと同じである。このため、上昇空間34zと、下降空間36yとは、上端近傍において往き流路35zを介して連通し、下端近傍において戻り流路35yを介して連通している。したがって、上昇空間34zと、往き流路35zと、下降空間36yと、戻り流路35yとは、内部を冷媒がループ(循環)するループ構造を形成する。具体的には、流入口34eから上昇空間34zに流入した冷媒は、往き流路35zから下降空間36yに流入した後、戻り流路35yを通って上昇空間34zに流入する。 In the longitudinal direction of the liquid header 30, the length of the descending space 36y is the same as the length of the ascending space 34z. Therefore, the ascending space 34z and the descending space 36y are connected near the upper end via the forward flow path 35z, and near the lower end via the return flow path 35y. Therefore, the ascending space 34z, the forward flow path 35z, the descending space 36y, and the return flow path 35y form a loop structure in which the refrigerant loops (circulates) inside. Specifically, the refrigerant that flows into the ascending space 34z from the inlet 34e flows into the descending space 36y from the forward flow path 35z, then flows into the ascending space 34z through the return flow path 35y.
(4-7)第7液側部材
第7液側部材37は、第6液側部材36の第6内部板36aの前側(分岐液冷媒接続管49a~49eと液ヘッダ30との接続位置側)の面に面して接するように積層された部材である。この第7液側部材37の左右の長さは、第6液側部材36の左右の長さと同様である。第7液側部材37は、ロウ材を有するクラッド層が表面に形成されていることが好ましい。
(4-7) Seventh Liquid Side Member The seventh liquid side member 37 is a member laminated so as to face and contact the front surface (the connecting position side between the branch liquid refrigerant connecting pipes 49a to 49e and the liquid header 30) of the sixth internal plate 36a of the sixth liquid side member 36. The left-right length of this seventh liquid side member 37 is the same as the left-right length of the sixth liquid side member 36. It is preferable that the seventh liquid side member 37 has a clad layer containing a brazing material formed on its surface.
第7液側部材37は、液側外部板37aと、外部液管接続開口37xと、を有している。 The seventh liquid side member 37 has a liquid side external plate 37a and an external liquid pipe connection opening 37x.
液側外部板37aは、上下方向および左右方向に広がった平板形状を有している。 The liquid-side outer plate 37a has a flat plate shape that extends in the vertical and horizontal directions.
外部液管接続開口37xは、液側外部板37aを板厚方向に貫通した開口である。外部液管接続開口37xは、後ろ側から見た場合に、第6液側部材36の第1連絡開口36xの一部と重複しており、互いに連通している。なお、外部液管接続開口37xは、後ろ側から見た場合に、第6液側部材36の下降空間36yとは重複しておらず、連通もしていない。 The external liquid pipe connection opening 37x is an opening that penetrates the liquid side external plate 37a in the plate thickness direction. When viewed from the rear, the external liquid pipe connection opening 37x overlaps with a portion of the first communication opening 36x of the sixth liquid side member 36, and the two are in communication with each other. When viewed from the rear, the external liquid pipe connection opening 37x does not overlap with or communicate with the descending space 36y of the sixth liquid side member 36.
外部液管接続開口37xは、各分岐液冷媒接続管49a~49eのいずれか1つが挿入されて接続される円形の開口である。これにより、室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する場合に、各分岐液冷媒接続管49a~49eを流れる冷媒は、第1連絡開口36xと第2連絡開口35xとを介して、第1貫通部分34oのうちの導入空間34xに送られる。 The external liquid pipe connection opening 37x is a circular opening into which one of the branch liquid refrigerant connection pipes 49a-49e is inserted and connected. As a result, when the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator, the refrigerant flowing through each branch liquid refrigerant connection pipe 49a-49e is sent to the inlet space 34x of the first through-portion 34o via the first communication opening 36x and the second communication opening 35x.
なお、第7液側部材37は、前側の面が、第1液側部材31の第1液側爪部31dおよび第2液側爪部31eと接してカシメられている。 The front surface of the seventh liquid side member 37 is in contact with and crimped to the first liquid side claw portion 31d and the second liquid side claw portion 31e of the first liquid side member 31.
(4-8)サブ空間の形状の繰り返しについて
上記では、液ヘッダ30の液側内部空間23を構成する複数のサブ空間23a~23eのうち、分岐液冷媒接続管49a~49eのうちの1本が接続された1つのサブ空間23a~23eに着目して説明している。
(4-8) Regarding the repetition of the shapes of the sub-spaces The above description focuses on one of the sub-spaces 23a to 23e, which is connected to one of the branch liquid refrigerant connection pipes 49a to 49e, among the multiple sub-spaces 23a to 23e that constitute the liquid side internal space 23 of the liquid header 30.
したがって、例えば、第7液側部材37においては、各分岐液冷媒接続管49a~49eに対応した各外部液管接続開口37xが、1枚の液側外部板37aにおいて液ヘッダ30の長手方向に並んで形成されている。同様に、第4液側部材34においては、導入空間34xと、ノズル34yと、上昇空間34zとを含む第1貫通部分34oが、1枚の第4内部板34aにおいて液ヘッダ30の長手方向に並んで形成されている。 Therefore, for example, in the seventh liquid side member 37, the external liquid pipe connection openings 37x corresponding to the branch liquid refrigerant connection pipes 49a to 49e are formed in a single liquid side external plate 37a, aligned in the longitudinal direction of the liquid header 30. Similarly, in the fourth liquid side member 34, the first through portion 34o, which includes the introduction space 34x, nozzle 34y, and rising space 34z, is formed in a single fourth internal plate 34a, aligned in the longitudinal direction of the liquid header 30.
(5)液ヘッダにおける冷媒の流れ
以下では、室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する場合の液ヘッダ30における冷媒の流れを説明する。なお、室外熱交換器11が冷媒の凝縮器または放熱器として機能する場合には、冷媒の流れる方向は、蒸発器として機能する場合とは反対になる。
(5) Refrigerant Flow in the Liquid Header The following describes the refrigerant flow in the liquid header 30 when the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator. When the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant condenser or radiator, the refrigerant flows in the opposite direction to when the outdoor heat exchanger 11 functions as an evaporator.
まず、分流器22において複数の分流管22a~22eに分流して流れた液相冷媒または気液二相状態の冷媒は、分岐液冷媒接続管49a~49eを流れることで、第7液側部材37の液側外部板37aに形成された外部液管接続開口37xを通過して、液ヘッダ30の各サブ空間23a~23eに流入する。具体的には、冷媒は、各サブ空間23a~23eにおける第1連絡開口36xに流入する。 First, the liquid-phase refrigerant or gas-liquid two-phase refrigerant that is divided into multiple branch pipes 22a-22e in the flow divider 22 flows through the branch liquid refrigerant connection pipes 49a-49e, passes through the external liquid pipe connection openings 37x formed in the liquid-side external plate 37a of the seventh liquid-side member 37, and flows into each of the sub-spaces 23a-23e of the liquid header 30. Specifically, the refrigerant flows into the first communication openings 36x in each of the sub-spaces 23a-23e.
第1連絡開口36xに流入した冷媒は、第2連絡開口35xを介して、第4液側部材34の第1貫通部分34oのうちの導入空間34xに流入する。 The refrigerant that flows into the first communication opening 36x flows through the second communication opening 35x into the introduction space 34x in the first through portion 34o of the fourth liquid side member 34.
導入空間34xに流入した冷媒は、ノズル34yを通過する際に流速が高められた後、流入口34eから上昇空間34zに流入する。上昇空間34zに流入した冷媒は、各分流開口33xに向けて分流して流れながら、上昇空間34zの上端近傍に向かう。上昇空間34zの上端近傍に到達した冷媒は、往き流路35zを介して下降空間36yに流入する。 The refrigerant that flows into the introduction space 34x has its flow velocity increased as it passes through the nozzle 34y, and then flows into the ascending space 34z from the inlet 34e. The refrigerant that flows into the ascending space 34z branches off and flows toward each branch opening 33x, heading toward the upper end of the ascending space 34z. The refrigerant that reaches the upper end of the ascending space 34z flows into the descending space 36y via the forward flow path 35z.
下降空間36yに流入した冷媒は、下降し、戻り流路35yを介して再度、上昇空間34zの下方近傍であって、ノズル34yの上方の空間に戻される。ここで、上昇空間34zでは、ノズル34yを通過することで冷媒の流速が増しているため、上昇空間34zの戻り流路35y近傍部分は、下降空間36yの戻り流路35y近傍部分よりも静圧が小さくなる。このため、下降空間36yを下降した冷媒は、戻り流路35yを介して上昇空間34zに戻されやすい。 The refrigerant that flows into the descending space 36y descends and is returned via the return flow path 35y to the space above the nozzle 34y, near the bottom of the ascending space 34z. Because the flow rate of the refrigerant increases in the ascending space 34z as it passes through the nozzle 34y, the static pressure in the ascending space 34z near the return flow path 35y is lower than that in the descending space 36y near the return flow path 35y. Therefore, the refrigerant that descends in the descending space 36y is more likely to return to the ascending space 34z via the return flow path 35y.
このようにして、上昇空間34zと、往き流路35zと、下降空間36yと、戻り流路35yにより冷媒をループ(循環)させることが可能であるため、上昇空間34zを上昇して流れる際にいずれかの分流開口33xに分岐して流れなかった冷媒が生じても、再度、往き流路35zと、下降空間36yと、戻り流路35yとを介して上昇空間34zに戻すことができるため、いずれかの分流開口33xに流しやすい。また、気液二相状態の冷媒が流入した場合であっても、液相冷媒と、気相冷媒との混合が促進される。 In this way, the refrigerant can be looped (circulated) through the ascending space 34z, the forward flow path 35z, the descending space 36y, and the return flow path 35y. Even if refrigerant branches off into one of the branch openings 33x as it flows upward through the ascending space 34z and does not flow, it can be returned to the ascending space 34z via the forward flow path 35z, the descending space 36y, and the return flow path 35y, making it easier for it to flow into one of the branch openings 33x. Furthermore, even if a two-phase refrigerant flows in, mixing of the liquid and gas phase refrigerants is promoted.
以上のようにして、分流開口33xに分流して流れた冷媒は、分流された状態を維持したままで、挿入スペース32sを介して、各扁平管28に流入する。 In this way, the refrigerant that is diverted and flows through the diverter opening 33x flows into each flat tube 28 through the insertion space 32s while remaining in a diverted state.
(6)実施形態の特徴
(6-1)
室外熱交換器11は、複数の扁平管28と、筒状の液ヘッダ30とを備える。液ヘッダ30は、複数の扁平管28に接続されたサブ空間23a~23eが内部に形成される。サブ空間23a~23eは、上昇空間34zと、往き流路35zと、下降空間36yとを有する。上昇空間34zは、冷媒が流入する流入口34eから液ヘッダ30の長手方向に沿って液ヘッダ30の上端側へ延びる。往き流路35zは、上昇空間34zの流入口34eとは反対側の端部と連通する。下降空間36yは、往き流路35zと連通し、往き流路35zからから液ヘッダ30の長手方向に沿って液ヘッダ30の下端側へ延びる。複数の扁平管28は、液ヘッダ30の長手方向に交差するように上昇空間34zに接続されている。上昇空間34zは、第1位置P1における流路断面積Aと、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側へ所定距離はなれた第2位置P2における流路断面積Aとが異なる。
(6) Features of the embodiment (6-1)
The outdoor heat exchanger 11 includes a plurality of flat tubes 28 and a cylindrical liquid header 30. The liquid header 30 has sub-spaces 23a-23e formed therein, which are connected to the plurality of flat tubes 28. The sub-spaces 23a-23e each include an ascending space 34z, a forward flow path 35z, and a descending space 36y. The ascending space 34z extends from an inlet 34e, through which the refrigerant flows, to the upper end of the liquid header 30 along the longitudinal direction of the liquid header 30. The forward flow path 35z communicates with the end of the ascending space 34z opposite the inlet 34e. The descending space 36y communicates with the forward flow path 35z and extends from the forward flow path 35z to the lower end of the liquid header 30 along the longitudinal direction of the liquid header 30. The plurality of flat tubes 28 are connected to the ascending space 34z so as to intersect the longitudinal direction of the liquid header 30. The ascending space 34z has a flow path cross-sectional area A at the first position P1 that is different from the flow path cross-sectional area A at the second position P2 that is a predetermined distance away from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30.
空気調和装置1が暖房運転を行うことで室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する場合には、液冷媒管20から分流器22に到達した気液二相状態の冷媒が、分流管22a~22eを経て、液ヘッダ30の液側内部空間23を構成する各サブ空間23a~23eに流入する。この際、各サブ空間23a~23eに流入した気液二相状態の冷媒に圧力分布の不均衡が生じると、各サブ空間23a~23eに接続された複数の扁平管28において、液相冷媒および気相冷媒の分布に偏りが生じる偏流が発生することがある。 When the air conditioning unit 1 is in heating operation and the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator, the two-phase gas-liquid refrigerant that reaches the diverter 22 from the liquid refrigerant pipe 20 flows through the diverter pipes 22a-22e into each of the sub-spaces 23a-23e that make up the liquid-side internal space 23 of the liquid header 30. If an imbalance in pressure occurs in the two-phase gas-liquid refrigerant that has flowed into each of the sub-spaces 23a-23e, this can result in a biased flow in the distribution of liquid and gas refrigerant in the multiple flat tubes 28 connected to each of the sub-spaces 23a-23e.
室外熱交換器11では、上昇空間34zの第1位置P1と、第2位置P2とで流路断面積Aを異ならせてこれを解消し、扁平管28における偏流の発生を抑制する。具体的には、流路断面積Aが流入口34eから上端まで一定に形成された上昇空間(図示省略)におおいて液相冷媒の分布が少なくなる箇所を求めて、当該箇所における流路断面積Aを他の部分よりも大きく形成する。これにより、上昇空間34zにおける冷媒の圧力分布の不均衡が解消され、扁平管28における偏流の発生が抑制される。 In the outdoor heat exchanger 11, this is resolved by making the flow path cross-sectional area A different between the first position P1 and the second position P2 of the rising space 34z, thereby suppressing the occurrence of uneven flow in the flat tubes 28. Specifically, in the rising space (not shown) where the flow path cross-sectional area A is constant from the inlet 34e to the upper end, a location where the distribution of liquid-phase refrigerant is reduced is identified, and the flow path cross-sectional area A at that location is made larger than in other parts. This eliminates the imbalance in the pressure distribution of the refrigerant in the rising space 34z, suppressing the occurrence of uneven flow in the flat tubes 28.
(6-2)
第1位置P1は、流入口の近傍である。
(6-2)
The first position P1 is near the inlet.
(6-3)
下降空間36yは、往き流路35zとは反対側の端部において上昇空間34zと連通する戻り流路35yを有する。流入口34eから上昇空間34zに流入した冷媒は、往き流路35zから下降空間36yに流入した後、戻り流路35yを通って上昇空間34zに流入する。
(6-3)
The downflow space 36y has a return flow path 35y that communicates with the upflow space 34z at an end opposite to the forward flow path 35z. The refrigerant that flows into the upflow space 34z from the inlet 34e flows into the downflow space 36y from the forward flow path 35z, and then flows into the upflow space 34z through the return flow path 35y.
室外熱交換器11は、上昇空間34zと、往き流路35zと、下降空間36yと、戻り流路35yとにより冷媒をループ(循環)させ、液相冷媒と、気相冷媒との混合を促進させることで、上昇空間34zにおける圧力分布の不均衡を解消する。 The outdoor heat exchanger 11 loops (circulates) the refrigerant through the ascending space 34z, the forward flow path 35z, the descending space 36y, and the return flow path 35y, promoting mixing of the liquid-phase refrigerant and the gas-phase refrigerant, thereby eliminating imbalances in the pressure distribution in the ascending space 34z.
(6-4)
流路断面積Aは、第1位置P1から第2位置P2に向かうにしたがって増加する。
(6-4)
The flow path cross-sectional area A increases from the first position P1 toward the second position P2.
上述した扁平管28における偏流は、液ヘッダ30における冷媒の乾き度および冷媒循環量の大きさにより態様が異なる。具体的には、流路断面積Aが流入口34eから上端まで一定に形成された上昇空間34zでは、室外熱交換器11の冷媒入口(サブ空間23a~23eと分岐液冷媒接続管49a~49eとの接合部)における冷媒の乾き度が0.25より大きく、上昇空間34zにおける冷媒の平均流速Vmが2m/秒以下であると、上昇空間34zの上方に行くほど気相冷媒が多くなりやすく、この結果、扁平管群28Gの上方に位置する扁平管28に多くの気相冷媒が流入する傾向がある。 The above-mentioned drift in the flat tubes 28 varies depending on the dryness of the refrigerant in the liquid header 30 and the amount of refrigerant circulating. Specifically, in the ascending space 34z, where the flow path cross-sectional area A is constant from the inlet 34e to the upper end, if the dryness of the refrigerant at the refrigerant inlet of the outdoor heat exchanger 11 (the junction between the subspaces 23a-23e and the branched liquid refrigerant connecting pipes 49a-49e) is greater than 0.25 and the average flow velocity Vm of the refrigerant in the ascending space 34z is 2 m/sec or less, the amount of gas-phase refrigerant tends to increase toward the top of the ascending space 34z. As a result, more gas-phase refrigerant tends to flow into the flat tubes 28 located above the flat tube group 28G.
室外熱交換器11では、流路断面積Aが第1位置P1から第2位置P2に向かうにしたがって増加するように上昇空間34zが形成されている。このため、流入口34eから流入した冷媒は、上昇空間34zの上方への移動が促進される。この結果、室外熱交換器11は、流入口34eから流入した液相冷媒を気相冷媒とともに上昇空間34zの上方に移動させて、上昇空間34zにおける圧力分布の不均衡を解消する。 In the outdoor heat exchanger 11, the ascending space 34z is formed so that the flow path cross-sectional area A increases from the first position P1 toward the second position P2. Therefore, the refrigerant flowing in from the inlet 34e is encouraged to move upward in the ascending space 34z. As a result, the outdoor heat exchanger 11 moves the liquid-phase refrigerant flowing in from the inlet 34e together with the gas-phase refrigerant upward in the ascending space 34z, eliminating any imbalance in the pressure distribution in the ascending space 34z.
なお、冷媒の平均流速Vmは、次の式1により求めることができる。
The average flow velocity Vm of the refrigerant can be calculated by the following formula 1.
冷媒の循環量Grは、圧縮機8の回転数と、圧縮機8が吸入する冷媒の圧力および温度と、圧縮機8の吐出側を流れる冷媒の圧力と、圧縮機8におけるピストンの押しのけ量および効率を用いて公知の手法により求めることができる。 The refrigerant circulation rate Gr can be calculated using known methods based on the rotation speed of compressor 8, the pressure and temperature of the refrigerant drawn into compressor 8, the pressure of the refrigerant flowing through the discharge side of compressor 8, and the piston displacement and efficiency in compressor 8.
また、冷媒の平均密度ρmは、次の式2により求めることができる。
The average density ρm of the refrigerant can be calculated using the following equation 2.
(6-5)
上昇空間34zの流路断面は、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって、扁平管28の長手方向に直交する方向において形状が変化する。
(6-5)
The flow path cross section of the rising space 34z changes in shape in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the flat tubes 28 from the first position P1 toward the upper end side of the liquid header 30.
(6-6)
液ヘッダ30は、長手方向が鉛直方向に一致する。
(6-6)
The longitudinal direction of the liquid header 30 coincides with the vertical direction.
(6-7)
空気調和装置1は、室外熱交換器11の入口における冷媒の乾き度が0.25以上となる運転を実行する。
(6-7)
The air conditioner 1 performs an operation in which the quality fraction of the refrigerant at the inlet of the outdoor heat exchanger 11 is 0.25 or more.
上述したように、室外熱交換器11の冷媒入口における冷媒の乾き度が0.25以上の場合に、上昇空間34zにおける圧力分布の不均衡が生じやすい。このため、室外熱交換器11は、冷媒の乾き度が0.25以上となる運転を実行する空気調和装置1において、扁平管28における偏流の発生を好適に抑制できる。 As described above, when the quality of the refrigerant at the refrigerant inlet of the outdoor heat exchanger 11 is 0.25 or higher, an imbalance in the pressure distribution in the rising space 34z is likely to occur. Therefore, the outdoor heat exchanger 11 can effectively suppress the occurrence of uneven flow in the flat tubes 28 in an air conditioning apparatus 1 that operates with a quality of the refrigerant of 0.25 or higher.
冷媒の乾き度が0.25以上となる運転とは、例えば、気液二相状態の冷媒を液冷媒連絡管4に流して室外ユニット2から室内ユニット9に送る二相搬送を行う運転である。 Operation in which the refrigerant quality is 0.25 or higher is, for example, operation in which two-phase transport is performed, in which gas-liquid refrigerant flows through the liquid refrigerant connection pipe 4 and is sent from the outdoor unit 2 to the indoor unit 9.
(6-8)
冷媒回路6は、プロパン、CO2、及びイソブタンのいずれかからなる単一冷媒、または、プロパン、CO2、及びイソブタンのいずれかを含む混合冷媒が充填されている。
(6-8)
The refrigerant circuit 6 is filled with a single refrigerant made of any one of propane, CO 2 and isobutane, or a mixed refrigerant containing any one of propane, CO 2 and isobutane.
プロパン、CO2、及びイソブタン等の自然冷媒が充填された冷媒回路では、熱交換器の入口における乾き度が高くなりやすい。しかしながら、室外熱交換器11を採用することで、プロパン、CO2、及びイソブタン等の自然冷媒を用いても、扁平管28における偏流の発生が抑制される。 In a refrigerant circuit filled with a natural refrigerant such as propane, CO 2 , or isobutane, the quality of the refrigerant at the inlet of the heat exchanger tends to be high. However, by employing the outdoor heat exchanger 11, the occurrence of uneven flow in the flat tubes 28 is suppressed even when a natural refrigerant such as propane, CO 2 , or isobutane is used.
(7)変形例
(7-1)変形例1A
第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって流路断面積Aを変化させる態様は、上述の態様に限定されない。第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって、上昇空間34zの流路断面形状が、上昇空間34zの延伸方向から見た扁平管28の長手方向において変化することにより、流路断面積Aが変化してもよい。言い換えると、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって、上昇空間34zの前後方向における幅が変化することにより、流路断面積Aが変化してもよい。
(7) Modifications (7-1) Modification 1A
The manner in which the flow path cross-sectional area A is changed from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30 is not limited to the manner described above. The flow path cross-sectional area A may be changed by changing the flow path cross-sectional shape of the upflow space 34z in the longitudinal direction of the flat tubes 28 as viewed from the extension direction of the upflow space 34z from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30. In other words, the flow path cross-sectional area A may be changed by changing the width of the upflow space 34z in the front-to-rear direction from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30.
具体的には、例えば、第3内部板33aの上昇空間34zに対向する面を、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって後ろ側にくぼむように形成してもよい。同様に、第5内部板35aの上昇空間34zに対向する面を、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって前側にくぼむように形成してもよい。図18は、変形例1Aに係る室外熱交換器11の上昇空間34z周辺を右側から見た断面図である。図18に示された変形例1Aに係る室外熱交換器11の液ヘッダ30では、第3内部板33aおよび第5内部板35aの両方に、くぼみが形成されている。 Specifically, for example, the surface of the third internal plate 33a facing the rising space 34z may be formed so as to recess rearward as it moves from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30. Similarly, the surface of the fifth internal plate 35a facing the rising space 34z may be formed so as to recess forward as it moves from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30. Figure 18 is a cross-sectional view of the rising space 34z and its periphery in the outdoor heat exchanger 11 according to Modification 1A, viewed from the right side. In the liquid header 30 of the outdoor heat exchanger 11 according to Modification 1A shown in Figure 18, recesses are formed in both the third internal plate 33a and the fifth internal plate 35a.
(7-2)変形例1B
室外熱交換器11では、液ヘッダ30は、第1液側部材31と、第2液側部材32と、第3液側部材33と、第4液側部材34と、第5液側部材35と、第6液側部材36と、第7液側部材37とにより冷媒流路である複数のサブ空間23a~23eを形成した。しかしながら、複数のサブ空間23a~23eは、例えば複数の管状の部材を組み合わせて構成されてもよい。
(7-2) Modification 1B
In the outdoor heat exchanger 11, the liquid header 30 defines a plurality of sub-spaces 23a to 23e, which are refrigerant flow paths, by a first liquid side member 31, a second liquid side member 32, a third liquid side member 33, a fourth liquid side member 34, a fifth liquid side member 35, a sixth liquid side member 36, and a seventh liquid side member 37. However, the sub-spaces 23a to 23e may also be formed by combining a plurality of tubular members, for example.
したがって、上昇空間34zも、第1位置P1における流路断面積Aと、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側へ所定距離はなれた第2位置P2における流路断面積Aとが異なる管状の部材により形成されてもよい。 Therefore, the ascending space 34z may also be formed by a tubular member in which the flow path cross-sectional area A at the first position P1 is different from the flow path cross-sectional area A at the second position P2, which is a predetermined distance away from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30.
<第2実施形態>
本開示の第2実施形態に係る室外熱交換器(図示省略)について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。第2実施形態に係る室外熱交換器の室外熱交換器11との相違点は、液ヘッダ30の第4液側部材38に形成された上昇空間34z1の形状である。以下では、第1実施形態と同じ又は対応する特徴については、同じ符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment
An outdoor heat exchanger (not shown) according to a second embodiment of the present disclosure will be described, focusing on differences from the first embodiment. The outdoor heat exchanger according to the second embodiment differs from the outdoor heat exchanger 11 in the shape of the rising space 34z1 formed in the fourth liquid side member 38 of the liquid header 30. In the following, features that are the same as or correspond to those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and will not be described again.
(1)第4液側部材の上昇空間
図19は、第2実施形態に係る室外熱交換器が有する液ヘッダ30の上端近傍部分の分解斜視図である。図20は、第2実施形態に係る室外熱交換器が有する液ヘッダ30の第4液側部材38を後ろ側から見た概略図である。
(1) Rising Space of Fourth Liquid Side Member Fig. 19 is an exploded perspective view of a portion near the upper end of the liquid header 30 of the outdoor heat exchanger according to the second embodiment. Fig. 20 is a schematic view of the fourth liquid side member 38 of the liquid header 30 of the outdoor heat exchanger according to the second embodiment, viewed from the rear.
上昇空間34z1は、室外熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する場合に、ノズル34yを通過した冷媒が流入する流入口34eがノズル34yとの接続箇所に形成されている。上昇空間34z1は、流入口34eから液ヘッダ30の長手方向に沿って液ヘッダ30の上端側へ延びる流路である。上昇空間34z1は、第3液側部材33の第3内部板33aと面しており、後ろ側から見た場合に複数の分流開口33xと重複しており、複数の分流開口33xと連通している。 When the outdoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator, the rising space 34z1 has an inlet 34e formed at the connection with the nozzle 34y, through which refrigerant that has passed through the nozzle 34y flows. The rising space 34z1 is a flow path that extends from the inlet 34e to the upper end of the liquid header 30 along the longitudinal direction of the liquid header 30. The rising space 34z1 faces the third internal plate 33a of the third liquid side member 33, overlaps with multiple branch openings 33x when viewed from the rear, and is connected to multiple branch openings 33x.
上昇空間34z1の流路断面積Aは、第1位置P1における流路断面積Aと、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側へ所定距離はなれた第2位置P2における流路断面積Aとが異なるように形成されている。第1位置P1は、流入口34eまたは流入口34eの近傍である。流路断面積Aは、第1位置P1から第2位置P2に向かうにしたがって増加する。第2実施形態に係る室外熱交換器では、第2位置P2は、液ヘッダ30の長手方向における上昇空間34z1の略中央に位置する。また、上昇空間34z1の流路断面積Aは、第2位置P2から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって減少し、液ヘッダ30の上端側において第1位置P1と同じ流路断面積Aとなる。 The flow path cross-sectional area A of the rising space 34z1 is formed so that the flow path cross-sectional area A at the first position P1 differs from the flow path cross-sectional area A at the second position P2, which is a predetermined distance from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30. The first position P1 is near the inlet 34e or the inlet 34e. The flow path cross-sectional area A increases from the first position P1 toward the second position P2. In the outdoor heat exchanger according to the second embodiment, the second position P2 is located approximately in the center of the rising space 34z1 in the longitudinal direction of the liquid header 30. The flow path cross-sectional area A of the rising space 34z1 decreases from the second position P2 toward the upper end of the liquid header 30, and reaches the same flow path cross-sectional area A at the upper end of the liquid header 30 as the first position P1.
第2実施形態に係る室外熱交換器では、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって、上昇空間34z1の延伸方向(上下方向)から見た扁平管28の長手方向に直交する方向(本実施形態では、左右方向)において、上昇空間34z1の流路断面形状が変化することにより、流路断面積Aが変化する。言い換えると、第2実施形態に係る室外熱交換器では、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって、上昇空間34z1の左右方向における幅が変化することにより、流路断面積Aが変化する。 In the outdoor heat exchanger according to the second embodiment, the flow path cross-sectional area A changes as the flow path cross-sectional shape of the ascending space 34z1 changes in a direction (left-right direction in this embodiment) perpendicular to the longitudinal direction of the flat tubes 28 as viewed from the extension direction (up-down direction) of the ascending space 34z1 from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30. In other words, in the outdoor heat exchanger according to the second embodiment, the flow path cross-sectional area A changes as the flow path cross-sectional area A changes as the flow path cross-sectional shape of the ascending space 34z1 changes in the left-right direction as viewed from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30.
(2)特徴
第2実施形態に係る室外熱交換器では、上昇空間34z1は、第2位置P2が、液ヘッダ30の長手方向における中央に位置する。流路断面積Aは、第2位置P2から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって減少する。
(2) Features In the outdoor heat exchanger according to the second embodiment, the second position P2 of the rising space 34z1 is located at the center in the longitudinal direction of the liquid header 30. The flow path cross-sectional area A decreases from the second position P2 toward the upper end of the liquid header 30.
流路断面積Aが流入口34eから上端まで一定に形成された上昇空間34zでは、室外熱交換器11の冷媒入口における冷媒の乾き度が0.25より大きく、上昇空間34zにおける冷媒の平均流速Vmが2m/秒より大きいと、上昇空間34zの中央ほど気相冷媒が多くなりやすく、この結果、扁平管群28Gの上下方向における中央に位置する扁平管28に多くの気相冷媒が流入する傾向がある。 In the ascending space 34z, where the flow path cross-sectional area A is constant from the inlet 34e to the upper end, if the quality fraction of the refrigerant at the refrigerant inlet of the outdoor heat exchanger 11 is greater than 0.25 and the average flow velocity Vm of the refrigerant in the ascending space 34z is greater than 2 m/s, the amount of gas-phase refrigerant tends to increase toward the center of the ascending space 34z. As a result, more gas-phase refrigerant tends to flow into the flat tubes 28 located in the vertical center of the flat tube group 28G.
第2実施形態に係る室外熱交換器では、第2位置P2が液ヘッダ30の長手方向における上昇空間34z1の略中央に位置する。また、流路断面積Aは、第1位置P1から第2位置P2に向かうにしたがって増加した後、第2位置P2から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって減少するように形成されている。このため、流入口34eから流入した冷媒は、上下方向における上昇空間34zの中央への移動が促進される。この結果、第2実施形態に係る室外熱交換器は、流入口34eから流入した液相冷媒を気相冷媒とともに上昇空間34zの中央に移動させて、上昇空間34zにおける圧力分布の不均衡を解消する。 In the outdoor heat exchanger according to the second embodiment, the second position P2 is located approximately in the center of the ascending space 34z1 in the longitudinal direction of the liquid header 30. The flow path cross-sectional area A increases from the first position P1 toward the second position P2, and then decreases from the second position P2 toward the upper end of the liquid header 30. This promotes the vertical movement of the refrigerant flowing in from the inlet 34e toward the center of the ascending space 34z. As a result, the outdoor heat exchanger according to the second embodiment moves the liquid-phase refrigerant flowing in from the inlet 34e, together with the gas-phase refrigerant, to the center of the ascending space 34z, eliminating any imbalance in the pressure distribution in the ascending space 34z.
(3)変形例2A
第1位置P1から第2位置P2に向かうにしたがって流路断面積Aを増加させる態様は、上述の態様に限定されない。第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって、上昇空間34zの流路断面形状が、上昇空間34z1の延伸方向から見た扁平管28の長手方向において変化することにより、流路断面積Aが変化してもよい。言い換えると、第1位置P1から液ヘッダ30の上端側に向かうにしたがって、上昇空間34z1の前後方向における幅が増加することにより、流路断面積Aが増加してもよい。
(3) Modification 2A
The manner in which the flow path cross-sectional area A is increased from the first position P1 toward the second position P2 is not limited to the manner described above. The flow path cross-sectional area A may also be changed by changing the flow path cross-sectional shape of the upflow space 34z in the longitudinal direction of the flat tubes 28 as viewed from the extension direction of the upflow space 34z1 from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30. In other words, the flow path cross-sectional area A may also be increased by increasing the width of the upflow space 34z1 in the front-to-rear direction from the first position P1 toward the upper end of the liquid header 30.
具体的には、例えば、第3内部板33aの上昇空間34z1に対向する面を、第1位置P1及び液ヘッダ30の上端側から第2位置P2に向かうにしたがって後ろ側にくぼむように形成してもよい。同様に、第5内部板35aの上昇空間34z1に対向する面を、第1位置P1及び液ヘッダ30の上端側から第2位置P2に向かうにしたがって前側にくぼむように形成してもよい。図21は、変形例2Aに係る室外熱交換器の上昇空間34z1周辺を右側から見た断面図である。図21に示された変形例2Aに係る室外熱交換器の液ヘッダ30では、第3内部板33aおよび第5内部板35aの両方に、くぼみが形成されている。 Specifically, for example, the surface of the third internal plate 33a facing the rising space 34z1 may be formed so as to recess rearward from the first position P1 and the upper end of the liquid header 30 toward the second position P2. Similarly, the surface of the fifth internal plate 35a facing the rising space 34z1 may be formed so as to recess forward from the first position P1 and the upper end of the liquid header 30 toward the second position P2. Figure 21 is a cross-sectional view of the rising space 34z1 and its periphery of the outdoor heat exchanger according to Modification 2A, viewed from the right side. In the liquid header 30 of the outdoor heat exchanger according to Modification 2A shown in Figure 21, recesses are formed in both the third internal plate 33a and the fifth internal plate 35a.
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it will be understood that various changes in form and details may be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure as set forth in the claims.
1 空気調和装置
11 室外熱交換器(熱交換器)
23 液側内部空間
23a~23e サブ空間(冷媒流路)
28 扁平管(伝熱管)
30 液ヘッダ(ヘッダ)
34e 流入口
34z 上昇空間(第1流路)
35y 戻り流路(第2連通口)
35z 往き流路(第1連通口)
36y 下降空間(第2流路)
A 流路断面積
P1 第1位置
P2 第2位置
1 Air conditioning device 11 Outdoor heat exchanger (heat exchanger)
23 Liquid side internal space 23a to 23e Sub-spaces (refrigerant flow paths)
28 Flat tube (heat transfer tube)
30 Liquid header (header)
34e inlet 34z ascending space (first flow path)
35y Return flow path (second communication port)
35z Outgoing flow path (first communication port)
36y: descending space (second flow path)
A Flow path cross-sectional area P1 First position P2 Second position
Claims (9)
複数の前記伝熱管に接続された冷媒流路(23a~23e)が内部に形成された筒状のヘッダ(30)と
を備える熱交換器であって、
前記冷媒流路は、
冷媒が流入する流入口(34e)から前記ヘッダの長手方向である第1方向に沿って前記ヘッダの第1端側へ延びる第1流路(34z)と、
前記第1流路の前記流入口とは反対側の端部と連通する第1連通口(35z)と、
前記第1連通口と連通し、前記第1連通口から前記第1方向に沿って前記ヘッダの第2端側へ延びる第2流路(36y)と
を有し、
複数の前記伝熱管は、
前記第1方向に交差するように前記第1流路に接続され、
前記第1流路は、
第1位置(P1)における流路断面積(A)と、前記第1位置から前記ヘッダの前記第1端側へ所定距離はなれた第2位置(P2)における前記流路断面積とが異なり、
前記流路断面積は、
前記第1位置から前記第2位置に向かうにしたがって増加する、
熱交換器。 a plurality of heat transfer tubes (28);
a cylindrical header (30) having refrigerant flow paths (23a to 23e) connected to the plurality of heat transfer tubes formed therein,
The refrigerant flow path is
a first flow path (34z) extending from an inlet (34e) through which a refrigerant flows to a first end side of the header along a first direction which is the longitudinal direction of the header;
a first communication port (35z) communicating with an end of the first flow path opposite to the inlet;
a second flow path (36y) communicating with the first communication port and extending from the first communication port to a second end side of the header along the first direction;
The plurality of heat transfer tubes include
connected to the first flow path so as to intersect with the first direction,
The first flow path is
a flow path cross-sectional area (A) at a first position (P1) is different from the flow path cross-sectional area at a second position (P2) that is a predetermined distance away from the first position toward the first end of the header,
The flow path cross-sectional area is
increasing from the first position to the second position,
heat exchanger.
前記流入口の近傍である、
請求項1に記載の熱交換器。 The first position is
near the inlet,
The heat exchanger of claim 1 .
前記第2流路の前記第1連通口とは反対側の端部において前記第1流路と連通する第2連通口(35y)をさらに有し、
前記流入口から前記第1流路に流入した冷媒は、
前記第1連通口から前記第2流路に流入した後、前記第2連通口を通って前記第1流路に流入する、
請求項1または2に記載の熱交換器。 The refrigerant flow path is
The second flow path further has a second communication port (35y) communicating with the first flow path at an end of the second flow path opposite to the first communication port,
The refrigerant that flows into the first flow path from the inlet
the liquid flows from the first communication port into the second flow path, and then flows into the first flow path through the second communication port;
3. The heat exchanger according to claim 1 or 2.
前記第1方向における中央に位置し、
前記流路断面積は、
前記第2位置から前記ヘッダの前記第1端側に向かうにしたがって減少する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の熱交換器。 The second position is
Located at the center in the first direction,
The flow path cross-sectional area is
decreases from the second position toward the first end of the header.
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 3 .
前記第1位置から前記ヘッダの前記第1端側に向かうにしたがって、前記第1流路の延伸方向から見た前記伝熱管の長手方向に直交する方向において形状が変化する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の熱交換器。 The cross section of the first flow path is
a shape of the heat transfer tube changes in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the heat transfer tube as viewed from an extension direction of the first flow path, from the first position toward the first end side of the header;
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 4 .
前記第1位置から前記ヘッダの前記第1端側に向かうにしたがって、前記第1流路の延伸方向から見た前記伝熱管の長手方向において形状が変化する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の熱交換器。 The cross section of the first flow path is
a shape of the heat transfer tube in a longitudinal direction thereof as viewed from an extension direction of the first flow path changes from the first position toward the first end side of the header;
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 5 .
長手方向が鉛直方向に一致する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の熱交換器。 The header
The longitudinal direction coincides with the vertical direction.
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 6 .
複数の前記伝熱管に接続された冷媒流路(23a~23e)が内部に形成された筒状のヘッダ(30)と
を備え、
前記冷媒流路は、
冷媒が流入する流入口(34e)から前記ヘッダの長手方向である第1方向に沿って前記ヘッダの第1端側へ延びる第1流路(34z)と、
前記第1流路の前記流入口とは反対側の端部と連通する第1連通口(35z)と、
前記第1連通口と連通し、前記第1連通口から前記第1方向に沿って前記ヘッダの第2端側へ延びる第2流路(36y)と
を有し、
複数の前記伝熱管は、
前記第1方向に交差するように前記第1流路に接続され、
前記第1流路は、
第1位置(P1)における流路断面積(A)と、前記第1位置から前記ヘッダの前記第1端側へ所定距離はなれた第2位置(P2)における前記流路断面積とが異なる熱交換器を含む冷媒回路を備え、
前記熱交換器の入口における冷媒の乾き度が0.25以上となる運転を実行する、
空気調和装置。 a plurality of heat transfer tubes (28);
a cylindrical header (30) having refrigerant flow paths (23a to 23e) connected to the plurality of heat transfer tubes formed therein;
Equipped with
The refrigerant flow path is
a first flow path (34z) extending from an inlet (34e) through which a refrigerant flows to a first end side of the header along a first direction which is the longitudinal direction of the header;
a first communication port (35z) communicating with an end of the first flow path opposite to the inlet;
a second flow path (36y) communicating with the first communication port and extending from the first communication port toward a second end of the header along the first direction;
and
The plurality of heat transfer tubes include
connected to the first flow path so as to intersect with the first direction,
The first flow path is
a refrigerant circuit including a heat exchanger in which a flow path cross-sectional area (A) at a first position (P1) is different from the flow path cross-sectional area at a second position (P2) that is a predetermined distance away from the first position toward the first end of the header ;
An operation is performed such that the quality of the refrigerant at the inlet of the heat exchanger is 0.25 or more.
Air conditioning equipment.
前記冷媒回路は、
プロパン、CO2、及びイソブタンのいずれかからなる単一冷媒、または、プロパン、CO2、及びイソブタンのいずれかを含む混合冷媒が充填されている、
空気調和装置。 A refrigerant circuit including the heat exchanger according to any one of claims 1 to 7 ,
The refrigerant circuit includes:
The vehicle is filled with a single refrigerant consisting of propane, CO2, and isobutane, or a mixed refrigerant containing propane, CO2 , and isobutane.
Air conditioning equipment.
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