JP2012026615A - Outdoor unit, and refrigeration cycle apparatus with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒回路の要素機器の一つである熱源側熱交換器が搭載された室外機及びこの室外機を備えた冷凍サイクル装置に関し、特に側面から取り込んだ気体(空気)を上方(トップフロー方向)から吹き出すようにした上吹き型の室外機及びこの室外機を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to an outdoor unit equipped with a heat source side heat exchanger, which is one of element devices of a refrigerant circuit, and a refrigeration cycle apparatus including the outdoor unit, and in particular, a gas (air) taken from a side is upward (top). The present invention relates to a top-blow type outdoor unit blown out from the flow direction) and a refrigeration cycle apparatus provided with the outdoor unit.
従来から、扁平伝熱管を備えたフィンチューブ熱交換器が提案されている。そのようなものとして、「空気調和機に用いられる熱交換器であって、多数平行に配置され、且つ気体の流れ通過方向の下流側に切り欠き部を設けた板状フィンと、該板状フィンの切り欠き部へ気体の流れ通過方向の下流側から挿入され、気体の流れ通過方向に対して直角方向に複数段設けられ、且つ、断面が気体の流れ通過方向に対して軸長さが大きく、また、下流側においてフィンの切り欠き部端面と扁平管端面が概ね一致するような形状を有する扁平伝熱管とを備えた」フィンチューブ熱交換器が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1には、更に「扁平伝熱管の気体の流れ通過方向の上流側の部分を重力方向下方へ傾けた」ということが記載されている。
Conventionally, fin tube heat exchangers having flat heat transfer tubes have been proposed. As such, “a heat exchanger used in an air conditioner, a plate-like fin arranged in parallel and provided with a notch on the downstream side in the gas flow direction, and the plate-like fin It is inserted into the notch of the fin from the downstream side in the gas flow passage direction, provided in a plurality of stages in a direction perpendicular to the gas flow passage direction, and the cross section has an axial length with respect to the gas flow passage direction. A fin-tube heat exchanger that is large and has a flat heat transfer tube having a shape such that the end face of the notch of the fin and the end face of the flat tube substantially coincide with each other on the downstream side has been proposed (for example, Patent Document 1). reference).
ビル用マルチエアコンの室外機等、設置スペースの制約を受ける室外機は、ユニット同士を横に並べて設置されることが多くなるため、側面から取り込んだ気体を他の側面(サイドフロー方向)に吹き出す構造ではなく、トップフロー方向に吹き出す構造とすることが多い。このような室外機では、側面に吸込口が形成され、上面(天面)に吹出口が形成され、吸込口に熱源側熱交換器を、吹出口にプロペラファンを、それぞれ設置して、内部に気体を取り込み、外部に気体を吹き出すような構成とすることが一般的である。 Since outdoor units that are subject to installation space restrictions such as outdoor units of multi air conditioners for buildings are often installed side by side, the gas taken in from the side is blown out to the other side (side flow direction). It is often a structure that blows in the top flow direction instead of the structure. In such an outdoor unit, a suction port is formed on the side surface, a blower outlet is formed on the upper surface (top surface), a heat source side heat exchanger is installed in the suction port, and a propeller fan is installed in the blower port. In general, the gas is taken in and blown out to the outside.
室外機をこのような構造とした場合、プロペラファンに近い熱源側熱交換器の上部(室外機の上面付近)の風速は速く、熱源側熱交換器の下部の風速は遅くなるという傾向が生じる。つまり、上吹き型の室外機においては、熱源側熱交換器を通過する気体の風速分布が不均一となっていた。このように、熱源側熱交換器を通過する気体の風速分布が不均一となると、効率的な熱交換が期待できないことになってしまう。 When the outdoor unit has such a structure, the wind speed in the upper part of the heat source side heat exchanger close to the propeller fan (near the upper surface of the outdoor unit) is fast, and the wind speed in the lower part of the heat source side heat exchanger tends to be slow. . That is, in the top blow type outdoor unit, the wind speed distribution of the gas passing through the heat source side heat exchanger is not uniform. Thus, if the wind speed distribution of the gas passing through the heat source side heat exchanger becomes non-uniform, efficient heat exchange cannot be expected.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、熱源側熱交換器を通過する気体の風速分布を改善することにより、熱交換効率を向上させた室外機及びこの室外機を備えた冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an outdoor unit having improved heat exchange efficiency by improving the wind speed distribution of gas passing through the heat source side heat exchanger, and the outdoor unit. It aims at providing the refrigerating-cycle apparatus provided with.
本発明に係る室外機は、側面から取り込んだ気体を上方から吹き出すようにした上吹き型の室外機であって、側面の少なくとも一部に吸込口が、上面に吹出口が、形成されている筐体と、前記筐体の上面に配置され、前記吸込口から気体を取り込み、前記吹出口から気体を吹き出すファンと、複数枚の板状フィン、及び、前記板状フィンに直交するように挿入され、流路断面形状を扁平形状とし、内部に複数の隔壁が設けられた扁平伝熱管を有し、前記吸込口から取り込まれた気体と前記扁平伝熱管の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行なう熱交換器と、を備え、前記熱交換器は、前記筐体内の前記吸込口近傍に配置されており、前記熱交換器の上部では前記扁平伝熱管を気体の流れ方向下流側部分を重力方向下方へ所定の角度で傾けて前記板状フィンに挿入し、前記熱交換器の下部では前記扁平伝熱管を気体の流れ方向上流側部分を重力方向下方へ所定の角度で傾けて前記板状フィンに挿入し、前記熱交換器を通過する空気の風速分布を前記熱交換器の全部分でほぼ均一にしていることを特徴とする。 The outdoor unit according to the present invention is a top-blowing type outdoor unit in which gas taken in from a side is blown out from above, and a suction port is formed in at least a part of the side surface, and a blow-out port is formed in an upper surface. A casing, a fan that is disposed on the top surface of the casing, takes in gas from the suction port, and blows out gas from the outlet, a plurality of plate-like fins, and inserted so as to be orthogonal to the plate-like fins The flow passage has a flat cross-sectional shape and has a flat heat transfer tube provided with a plurality of partition walls, and heat is generated between the gas taken in from the suction port and the refrigerant flowing in the flat heat transfer tube. A heat exchanger for exchanging, wherein the heat exchanger is disposed in the vicinity of the suction port in the housing, and the flat heat transfer tube is disposed on the downstream side in the gas flow direction at the upper part of the heat exchanger Tilt forward at a predetermined angle downward in the direction of gravity The flat heat transfer tube is inserted into the plate fin at a predetermined angle in the lower part of the heat exchanger at a predetermined angle downward in the direction of gravity. The air velocity distribution of the passing air is made substantially uniform in all parts of the heat exchanger.
本発明に係る室外機は、側面から取り込んだ気体を上方から吹き出すようにした上吹き型の室外機であって、側面の少なくとも一部に吸込口が、上面に吹出口が、形成されている筐体と、前記筐体の上面に配置され、前記吸込口から気体を取り込み、前記吹出口から気体を吹き出すファンと、複数枚の板状フィン、及び、前記板状フィンに直交するように挿入され、流路断面形状を扁平形状とし、内部に複数の隔壁が設けられた扁平伝熱管を有し、前記吸込口から取り込まれた気体と前記扁平伝熱管の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行なう熱交換器と、を備え、前記熱交換器は、上下に複数に分割された状態で前記筐体内の前記吸込口近傍に配置されており、上方に設けられる熱交換器を、その上部を前記筐体の内部方向に向かって所定の角度で傾けるように配置し、下方に設けられる熱交換器を、その下部を前記筐体の内部方向に向かって所定の角度で傾けるように配置し、前記熱交換器を通過する空気の風速分布を前記熱交換器の全部分でほぼ均一にしていることを特徴とする。 The outdoor unit according to the present invention is a top-blowing type outdoor unit in which gas taken in from a side is blown out from above, and a suction port is formed in at least a part of the side surface, and a blow-out port is formed in an upper surface. A casing, a fan that is disposed on the top surface of the casing, takes in gas from the suction port, and blows out gas from the outlet, a plurality of plate-like fins, and inserted so as to be orthogonal to the plate-like fins The flow passage has a flat cross-sectional shape and has a flat heat transfer tube provided with a plurality of partition walls, and heat is generated between the gas taken in from the suction port and the refrigerant flowing in the flat heat transfer tube. A heat exchanger for exchanging, wherein the heat exchanger is arranged in the vicinity of the suction port in the casing in a state of being divided into a plurality of parts, and a heat exchanger provided above is provided. Predetermined upward toward the inside of the housing Distributing the heat exchanger disposed at an angle and disposing the heat exchanger provided below at a predetermined angle toward the inner direction of the housing, and the wind speed distribution of air passing through the heat exchanger Is substantially uniform in all parts of the heat exchanger.
本発明に係る室外機は、側面から取り込んだ気体を上方から吹き出すようにした上吹き型の室外機であって、側面の少なくとも一部に吸込口が、上面に吹出口が、形成されている筐体と、前記筐体の上面に配置され、前記吸込口から気体を取り込み、前記吹出口から気体を吹き出すファンと、複数枚の板状フィン、前記板状フィンに直交するように挿入され、流路断面形状を扁平形状とし、内部に複数の隔壁が設けられた扁平伝熱管、及び、前記板状フィンに直交するように挿入され、流路断面形状を円形状として円筒伝熱管を有し、前記吸込口から取り込まれた気体と前記扁平伝熱管及び前記円筒伝熱管の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行なう熱交換器と、を備え、前記熱交換器は、前記筐体内の前記吸込口近傍に配置されており、前記熱交換器の上方では前記円筒伝熱管を前記板状フィンに挿入し、前記熱交換器の下方では前記扁平伝熱管を気体の流れ方向上流側部分を重力方向下方へ所定の角度で傾けて前記板状フィンに挿入し、前記熱交換器を通過する空気の風速分布を前記熱交換器の全部分でほぼ均一にしていることを特徴とする。 The outdoor unit according to the present invention is a top-blowing type outdoor unit in which gas taken in from a side is blown out from above, and a suction port is formed in at least a part of the side surface, and a blow-out port is formed in an upper surface. A housing, disposed on the top surface of the housing, takes in gas from the suction port, blows out gas from the blowout port, a plurality of plate-like fins, inserted so as to be orthogonal to the plate-like fins, The flow passage cross-sectional shape is a flat shape, a flat heat transfer tube provided with a plurality of partition walls inside, and a cylindrical heat transfer tube that is inserted so as to be orthogonal to the plate fin and has a circular flow cross-sectional shape. A heat exchanger for exchanging heat between the gas taken in from the suction port and the refrigerant flowing in the flat heat transfer tube and the cylindrical heat transfer tube, and the heat exchanger is provided in the casing. Located in the vicinity of the suction port, the front Above the heat exchanger, the cylindrical heat transfer tube is inserted into the plate-like fin, and below the heat exchanger, the flat heat transfer tube is inclined at a predetermined angle downward in the direction of gravity at a predetermined angle with respect to the upstream side in the gas flow direction. The air velocity distribution of the air that is inserted into the plate-like fins and passes through the heat exchanger is made substantially uniform in all parts of the heat exchanger.
本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記の室外機が搭載されたことを特徴とする。 The refrigeration cycle apparatus according to the present invention is characterized in that the outdoor unit described above is mounted.
本発明に係る室外機によれば、熱交換器の上下方向の風速分布を改善することにより、熱交換効率の向上を実現することができる。また、本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、上記の室外機が搭載されているので、同様に熱交換効率の向上を実現することができる。 According to the outdoor unit according to the present invention, it is possible to improve the heat exchange efficiency by improving the vertical wind speed distribution of the heat exchanger. Moreover, according to the refrigeration cycle apparatus according to the present invention, since the outdoor unit described above is mounted, it is possible to improve the heat exchange efficiency in the same manner.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る室外機1の平面構成を示す概略平面図である。図2は、室外機1の内部の一部を透視して示す概略正面図である。図1及び図2に基づいて、室外機1の構成及び動作について説明する。この室外機1は、側面から取り込んだ気体(たとえば外気等の空気、以下単に空気と称する)を上方(トップフロー方向)に吹き出すようにした上吹き型の室外機である。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view showing a planar configuration of an
図1及び図2に示すように、室外機1は、室外機1の外郭を構成する筐体2と、筐体2の内部に配置された熱交換器4と、筐体2の内部又は外部に取り付けられたファン3と、を含む構成をしている。なお、図1及び図2には図示していないが、冷媒回路を構成する他の要素機器である圧縮機やアキュムレーター等も配管接続された状態で筐体2の内部に配置されている(実施の形態4で説明する冷凍サイクル装置100を参照)。また、熱交換器4の内部構成については、図4で詳細に説明するものとする。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
筐体2は、直方体形状に構成され、空気を内部に取り込むための吸込口が側面の全部又は一部に、空気を外部に吹き出すための吹出口が上面(天面)に、それぞれ形成されており、内部に冷媒回路の要素機器等を収容できるようになっている。ファン3は、室外機1の上部に配置されており、図示しない電動機により回転させられて、筐体2の側面に設けられた吸込口から空気を筐体2の内部に取り込み、筐体2の上面に設けられた吹出口から室外機1の外部に空気を吹き出すものである。熱交換器4は、冷媒回路の要素機器の一つである熱源側熱交換器として機能するものであり、吸込口から取り込まれた空気と内部を流れる冷媒とで熱交換を行なうものである。図1においては、熱交換器4は、筐体2の左側面、背側面、及び、右側面にコの字型に配置された状態を例に示している。
The
室外機1では、ファン3が回転駆動することにより空気が吸込口から筐体2内部に取り込まれる。この空気は、熱交換器4を通過する際に熱交換器4を流れる冷媒と熱交換することで加温又は冷却される。加温又は冷却された空気は、熱交換器4を通過して、筐体2の内部をトップフロー方向に流れ、ファン3を経由した後、筐体2の外部に吹き出されることになる。
In the
上吹き型の室外機1には以下のようなメリットがある。複数の室外機1を並べる場合に、熱交換した後(吹き出された後)の空気を吸い込んでしまうショートサイクルを抑制することができる。また、室外機1の上部にファン3を配置しているので、筐体2内に収容する機器(たとえば、熱交換器4や図示省略の配管等)を下部に設置することができ、よりコンパクト化(省スペース化)を図れる。さらに、室外機1の上部にファン3を配置しているので、多方面(たとえば、図1に示すような3面)から空気を吸い込むことが可能となり、効率がよいものとなる。
The top blow type
図3は、一般的な上吹き型の室外機(室外機1’と称する)の空気の流れを模式化して示す模式図である。図3に基づいて、ファン(ファン3’と称する)が回転駆動することによって筐体(筐体2’と称する)の外部及び内部に生じる空気の流れについて説明する。なお、図3では、筐体2’とファン3’のみを図示している。また、図3では、空気の流れを白抜き矢印で表している。さらに、白抜き矢印の大きさの違いは、風速の違いを表しており、白抜き矢印が大きい程、風速が速いことを表している。
FIG. 3 is a schematic view schematically showing the air flow of a general top-blowing outdoor unit (referred to as
図3から、室外機1’では、ファン3’に近いほど風速が速く、ファン3’から離れるにつれて風速が遅くなっているということがわかる。また、上吹き型の室外機1’では、空気の流れの向きに関しても、ファン3’から離れるにつれて、水平方向の速度成分より垂直方向の速度成分の方が速くなっているのがわかる(図3に示す実線矢印)。つまり、室外機1’において、熱交換器を通過する空気の風速分布が不均一となっていた。熱交換器を通過する空気の風速分布が不均一となると、効率的な熱交換が期待できない。そこで、室外機1では、以下に説明するような対策で、このような問題を解消するようにしている。
From FIG. 3, it can be seen that in the
図4は、熱交換器4の一部を拡大して示す概略拡大図である。図5は、室外機1の空気の流れを模式化して示す模式図である。図6は、シミュレーションによる上吹き型の室外機における風速分布の傾向を示すグラフである。図7は、室外機1の内部の一部を透視して扁平伝熱管6の配置例を示す概略正面図である。図8は、室外機1の内部の一部を透視して扁平伝熱管6の別の配置例を示す概略正面図である。図4〜図8に基づいて、ファン3が回転駆動することによって筐体2の外部及び内部に生じる空気の流れについて説明する。なお、図4では、空気の流れ方向を実線矢印で表している。また、図5では、空気の流れを白抜き矢印で表している。さらに、白抜き矢印の大きさの違いは、風速の違いを表しており、白抜き矢印が大きい程、風速が速いことを表している。
FIG. 4 is a schematic enlarged view showing a part of the
図4に示すように、熱交換器4は、所定間隔で平行に積層され、その間を空気が通過する複数枚の板状フィン5と、この板状フィン5に直交するように挿入され、流路断面形状を扁平形状とし、内部に複数の隔壁が設けられた扁平伝熱管6と、を備えて構成されている。板状フィン5は、所定の厚みを有した金属板で構成したものである。扁平伝熱管6は、内部には複数の隔壁が設けられており、この隔壁により隔てられた複数の流路に冷媒を導通させるものである。また、扁平伝熱管6は、流路断面における短辺方向の一方側の幅(空気の流れ上流側)が、他方側の幅(空気の流れ下流側)に対して狭くなっている。なお、扁平伝熱管6を構成する材料を特に限定するものではないが、たとえばアルミニウムまたはその合金を材料に構成するとよい。
As shown in FIG. 4, the
実施の形態1においては、風速が速くなる熱交換器4の上部(図4に示す範囲X)では、板状フィン5に対して扁平伝熱管6を空気の流れ方向下流側部分を重力方向下方へ傾け、空気の通過の妨げとなるように敢えて圧損がつくように配置するようにしている。逆に、風速が遅くなる熱交換器4の下部(図4に示す範囲Y)では、板状フィン5に対して扁平伝熱管6を空気の流れ方向上流側部分を重力方向下方へ傾け、空気の通過の妨げにならないように圧損がつきにくいように配置するようにしている。なお、範囲X及び範囲Yは、扁平伝熱管6の段数(上下に並ぶように配置されている扁平伝熱管6の本数)を2等分した場合における上方範囲及び下方範囲を表している。つまり、扁平伝熱管6の角度を複数本単位で設定している。
In the first embodiment, in the upper part (range X shown in FIG. 4) of the
実施の形態1では、たとえば範囲Xにおける扁平伝熱管6は、下流側部分を45°重力方向下方へ傾け、範囲Yにおける扁平伝熱管6は、上流側部分を45°重力方向下方へ傾けて配置している。この角度は、熱交換器4の下部からファン3に向く速度ベクトルの平均値とし、図5に示すように熱交換器4の全部分を通過する空気の風速分布がほぼ均一になるように定めている。
In the first embodiment, for example, the flat
図6のシミュレーション結果より、全ての扁平伝熱管6を角度を付けずに使用した場合(図6に示す(ア))、横軸に示す段数が大きくなるほど(つまり、下段にいくほど)、縦軸に示す風速が遅くなるということが分かる。一方、図6のシミュレーション結果より、図4に示すように範囲Xにおける扁平伝熱管6と範囲Yにおける扁平伝熱管6とに角度を設けて使用した場合(図6に示す(イ))、段数の違いによる風速の変化が少なくなるということが分かる。これから、上下に並んで配置される扁平伝熱管6の傾き角度を細かく調整すれば、風速分布の不均一を更に解消することができるということが分かった。
From the simulation result of FIG. 6, when all the flat
ただし、扁平伝熱管6の最適な傾き角度に関しては、熱交換器4の段数、列数及び風量等によって異なってくるため、熱交換器4における風速分布をより均一にするには、室外機1に応じて各扁平伝熱管6の傾き角度を細かく調整することが必要になる。なお、この扁平伝熱管6の傾き角度をこれに限るものではなく、上部、中部、下部の3つの範囲に分けて決定してもよいし、更に範囲を細分化して決定してもよい。たとえば、図7に示すように、熱交換器4上部から下部にかけて一本単位で、きめ細かく扁平伝熱管6の傾き角度を変化させれば、熱交換器4を通過する空気の風速を、より均一に近づけることも可能である。また、図8に示すように、熱交換器4の列によって扁平伝熱管6の傾き角度を変化させるようにしてもよい。
However, since the optimum inclination angle of the flat
以上のように構成された室外機1の具体的な作用について説明する。
上述したように、ファン3が回転すると、室外機1内の空気が上方に吹き出されると同時に、室外機1内に熱交換器4を通過して外部から空気が流入することになる。空気が熱交換器4を通過する際、熱交換器4を通過する空気と、熱交換器4の内部(詳しくは扁平伝熱管6の内部)を流れる冷媒との間で熱交換が行なわれる。
A specific operation of the
As described above, when the fan 3 rotates, air in the
このとき、熱交換器4の範囲Xでは、扁平伝熱管6が空気の流れ方向の下流側部分が重力方向下方へ傾けて配置されているので、扁平伝熱管6によって空気の流れが妨げられ、空気抵抗となる。したがって、熱交換器4の範囲Xにおいては、空気の流れを妨げ、空気抵抗となるように扁平伝熱管6を配置しているので、熱交換器4の上部を通過する空気は大幅に減速されることになる。一方、熱交換器4の範囲Yでは、扁平伝熱管6が空気の流れ方向の上流側部分が重力方向下方へ傾けて配置されているので、扁平伝熱管6によって空気の流れがほとんど妨げられることはない。したがって、熱交換器4の範囲Yにおいては、空気の流れに沿うように扁平伝熱管6を配置しているので、熱交換器4の下部を通過する空気はあまり減速されないことになる。
At this time, in the range X of the
このようにして、室外機1では、扁平伝熱管6の段数に応じて配置角度を変化させることにより、熱交換器4全体としての風速分布が略均一となるように改善することができる。つまり、室外機1では、熱交換器4の熱交換能力を十分に発揮させることは可能にしているのである。なお、扁平伝熱管6の配置角度は、図4に示すように熱交換器4の2段階(範囲X、範囲Y)で変化させてもよいし、状況に応じて図6に示すように熱交換器4の上部から下部にかけて徐々に変化させてもよい。図6に示すように扁平伝熱管6を配置すれば、さらに風速分布が改善され、高い効果を得ることができることになる。
In this way, in the
また、実施の形態1では熱交換器4を2列としている状態を図示して説明しているが、これに限定するものではなく、何列でも上記効果を得ることができることは言うまでもない。さらに、図8に示すように、1列目(外側)は風速分布が改善されるように(図6に示すように)扁平伝熱管6を傾け、2列目(内側)はファン3のベクトル方向に向くように扁平伝熱管6を配置するようにしてもよい。このように、列毎に扁平伝熱管6の配置角度を変化させることによっても、同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the state in which the
実施の形態2.
図9は、本発明の実施の形態2に係る室外機(以下、室外機1Aと称する)の内部の一部を透視して示す概略正面図である。図10は、熱交換器(以下、熱交換器4Aと称する)の一部を拡大して示す概略拡大図である。図11は、室外機1Aの内部の一部を透視して熱交換器4Aの配置例を示す概略正面図である。図9〜図11に基づいて、熱交換器4Aについて説明する。この室外機1Aは、実施の形態1に係る室外機1と同様に、側面から取り込んだ空気上方に吹き出すようにした上吹き型の室外機である。なお、この実施の形態2では上述した実施の形態1との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付している。
FIG. 9 is a schematic front view showing a part of the interior of the outdoor unit (hereinafter referred to as outdoor unit 1A) according to
実施の形態1では、扁平伝熱管6の板状フィン5への挿入角度を変化させるように扁平伝熱管6を配置させ、熱交換器4を通過する空気の風速分布をほぼ均一とさせるようにしたが、実施の形態2では、熱交換器4A自体の取り付け角度を変化させ、熱交換器4Aを通過する空気の風速分布をほぼ均一とさせるようにしている。このようにすることにより、実施の形態1に係る室外機1が有する効果に加え、複数種類の板状フィン(以下、板状フィン5Aと称する)を用意しなくて済み、生産性が更に向上することになり、コスト面でも有利になる。
In the first embodiment, the flat
図9に示すように、室外機1Aは、筐体2と、筐体2の内部に配置された熱交換器4Aと、ファン3と、を含む構成をしている。熱交換器4Aは、冷媒回路の要素機器の一つである熱源側熱交換器として機能するものであり、吸込口から取り込まれた空気と内部を流れる冷媒とで熱交換を行なうものである。図9においては、熱交換器4Aは、上下方向のほぼ中央で、角度が変化するように筐体2内に取り付けられている。なお、筐体2及びファン3については、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
As shown in FIG. 9, the
図10に示すように、熱交換器4Aは、所定間隔で平行に積層され、その間を空気が通過する複数枚の板状フィン5Aと、この板状フィン5Aに直交するように挿入されている扁平伝熱管6と、を備えて構成されている。板状フィン5Aは、所定の厚みを有した金属板で構成したものである。実施の形態1で説明した板状フィン5には全部又は一部の扁平伝熱管6が異なる角度で挿入されるようになっているが、板状フィン5Aには全部の扁平伝熱管6が同一の角度で挿入されるようになっている。なお、扁平伝熱管6については、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
As shown in FIG. 10, the
そして、室外機1Aでは、同一列に配置される熱交換器4Aを上下方向で複数に分割し、分割した部分で熱交換器4Aの取り付け角度を変化させるようにしている。実施の形態2においては、風速が速くなる熱交換器4Aの上部(図4に示す範囲Xと同様)では、熱交換器4Aの上部を45°で筐体2の内部方向に向かって傾け、空気の通過の妨げとなるように敢えて圧損がつくように配置するようにしている。逆に、風速が遅くなる熱交換器4Aの下部(図4に示す範囲Yと同様)では、熱交換器4Aの下部を45°で筐体2の内部方向に向かって傾け、空気の通過の妨げにならないように圧損がつきにくいように配置するようにしている。このようにして、実施の形態1と同様の効果を得るようにしている。
In the outdoor unit 1A, the
つまり、室外機1Aでは、熱交換器4A自体の配置角度を変化させることにより、熱交換器4A全体としての風速分布が略均一となるように改善することができる。したがって、室外機1Aでは、熱交換器4Aの熱交換能力を十分に発揮させることを可能にしているのである。この角度は、熱交換器4Aの下部からファン3に向く速度ベクトルの平均値とし、熱交換器4A全体の風速分布がほぼ均一になるように定めている。
That is, in the outdoor unit 1A, by changing the arrangement angle of the
なお、熱交換器4Aの配置は、図9及び図10に示すように2段階で変化させてもよいし、状況に応じて図11に示すように上下方向を更に複数に分割して変化させてもよい。たとえば、図11に示すように、熱交換器4Aを上下方向に3分割し、上部、中部、下部の3段階で角度を変えて熱交換器4Aを配置すれば、さらに風速分布が改善され、高い効果を得ることができることになる。つまり、熱交換器4Aを更に領域を細分化して角度を変える(上段の熱交換器4Aの上部を45°で筐体2の内部方向に向かって傾け、中段の熱交換器4Aは角度を付けずに、下段の熱交換器の下部を45°で筐体2の内部方向に向かって傾ける)ように配置すれば、熱交換器4Aを通過する空気の風速をより均一に近づけることも可能である。
The arrangement of the
また、実施の形態2では熱交換器4Aを2列としている状態を図示して説明しているが、これに限定するものではなく、何列でも上記効果を得ることができることは言うまでもない。さらに、1列目(外側)における熱交換器4Aの配置角度と、2列目(内側)における熱交換器4Aの配置角度を同様にする必要はなく、列毎に配置角度を決定してもよい。このように、列毎に熱交換器4Aの配置角度を変化させることによっても、同様の効果を得ることができる。
In the second embodiment, the state in which the
実施の形態3.
図12は、本発明の実施の形態3に係る室外機に搭載される熱交換器(以下、熱交換器4Bと称する)の一部を拡大して示す概略拡大図である。図13は、熱交換器4Bでの空気の流れを説明するための説明図である。図12及び図13に基づいて、熱交換器4Bについて説明する。この室外機1Bは、実施の形態1に係る室外機1と同様に、側面から取り込んだ空気上方に吹き出すようにした上吹き型の室外機である。なお、この実施の形態3では上述した実施の形態1及び実施の形態2との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態1及び実施の形態2と同一部分には、同一符号を付している。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 12 is a schematic enlarged view showing a part of a heat exchanger (hereinafter referred to as
実施の形態1及び実施の形態2では、熱交換器(熱交換器4、熱交換器4A)を構成する伝熱管の全部を扁平伝熱管6としたが、実施の形態3では、熱交換器4Bを構成する伝熱管の一部を円筒伝熱管7とし、残りを扁平伝熱管6としている。このようにすることにより、実施の形態1及び実施の形態2のように熱交換器を構成する伝熱管の全部を扁平伝熱管6とするものに比べ、コスト面で有利になる。
In the first embodiment and the second embodiment, all of the heat transfer tubes constituting the heat exchanger (the
図12に示すように、熱交換器4Bは、所定間隔で平行に積層され、その間を空気が通過する複数枚の板状フィン(以下、板状フィン5Bと称する)と、板状フィン5Bに直交するように挿入され、流路断面形状を扁平形状とし、内部に複数の隔壁が設けられた複数本の扁平伝熱管6と、板状フィン5Bに直交するように挿入され、流路断面形状を円形状とした複数本の円筒伝熱管7と、を備えて構成されている。板状フィン5Bは、所定の厚みを有した金属板で構成したものである。実施の形態1及び実施の形態2で説明した板状フィン(板状フィン5、板状フィン5A)には扁平伝熱管6だけが挿入されるようになっているが、板状フィン5Bには扁平伝熱管6だけでなく、円筒伝熱管7も挿入されるようになっている。
As shown in FIG. 12, the
実施の形態3においては、風速が速くなる熱交換器4Bの上部(図4に示す範囲Xと同様)では、円筒伝熱管7を配置するようにしている。逆に、風速が遅くなる熱交換器4Bの下部(図4に示す範囲Yと同様)では、板状フィン5に対して扁平伝熱管6を空気の流れ方向上流側部分を重力方向下方へ傾け、空気の通過の妨げにならないように圧損がつきにくいように配置するようにしている。実施の形態3では、たとえば範囲Yにおける扁平伝熱管6は、上流側部分を45°重力方向下方へ傾けて配置している。この角度は、熱交換器4の下部からファン3に向く速度ベクトルの平均値とし、熱交換器4B全体の風速分布がほぼ均一になるように定めている。
In the third embodiment, the cylindrical heat transfer tube 7 is arranged in the upper part of the
すなわち、実施の形態3では、熱交換器4Bを、熱交換器4Bの上部を空気の流れに対する正面面積が大きく風路圧損の大きい円筒伝熱管7により構成し、熱交換器4Bの下部を空気の流れに対する正面面積が小さく風路圧損の小さい扁平伝熱管6で構成している。さらに、熱交換器4Bでは、板状フィン5に対して扁平伝熱管6を空気の流れ方向上流側部分を重力方向下方に45°の角度をつけて配置するようにしている。このようにして、熱交換器4B全体の風速分布をほぼ均一にするようにし、実施の形態1と同様の効果を得るようにしている。
That is, in the third embodiment, the
つまり、実施の形態3に係る室外機では、熱交換器4Bを構成する伝熱管を使い分けることにより、熱交換器4B全体としての風速分布が略均一となるように改善することができる。したがって、実施の形態3に係る室外機1Bでは、熱交換器4Bの熱交換能力を十分に発揮させることを可能にしているのである。
That is, in the outdoor unit according to the third embodiment, by appropriately using the heat transfer tubes constituting the
なお、伝熱管の使い分けは、図12に示すように2段階で使い分けてもよいし、状況に応じて上下方向を更に複数に分割して使い分けてもよい。つまり、伝熱管を更に領域を細分化して使い分けるようにすれば、熱交換器4Bを通過する空気の風速をより均一に近づけることも可能である。また、実施の形態3では熱交換器4Bを2列としている状態を図示して説明しているが、これに限定するものではなく、何列でも上記効果を得ることができることは言うまでもない。この場合、列毎に扁平伝熱管6の配置角度を変化させることによっても、同様の効果を得ることができる。さらに、扁平伝熱管6の配置角度は、熱交換器4Bの上部から下部にかけて徐々に変化させてもよい。このように扁平伝熱管6を配置すれば、さらに風速分布が改善され、高い効果を得ることができることになる。
Note that the heat transfer tubes may be used in two stages as shown in FIG. 12, or may be used by dividing the vertical direction into a plurality of parts depending on the situation. That is, if the heat transfer tubes are further divided into different areas and used properly, the wind speed of the air passing through the
実施の形態4.
図14は、本発明の実施の形態4に係る冷凍サイクル装置100の主な冷媒回路構成を示す概略構成図である。図14に基づいて、冷凍サイクル装置100の構成及び動作について説明する。この冷凍サイクル装置100は、実施の形態1〜3に係る室外機のいずれかを備えているものである。この冷凍サイクル装置100は、冷凍サイクルを使用した装置であればよく、たとえば家屋やビル等に設置されるルームエアコン等として利用される空気調和装置や、給湯機、冷凍装置等に適用することが可能なものである。なお、冷凍サイクル装置100を構成している熱源側熱交換器62が、実施の形態1〜3に係る室外機のいずれかである。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing a main refrigerant circuit configuration of the
この冷凍サイクル装置100は、圧縮機61と、熱源側熱交換器62と、絞り装置63と、利用側熱交換器64とを冷媒配管65で順次接続して構成されている。圧縮機61は、冷媒配管65を流れる冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態とするものである。熱源側熱交換器62は、凝縮器(あるいは放熱器)又は蒸発器として機能し、冷媒配管65を導通する冷媒と流体(空気や水、冷媒等)との間で熱交換を行なうものである。絞り装置63は、冷媒配管65を導通する冷媒を減圧して膨張させるものである。この絞り装置63は、たとえば毛細管や電磁弁等で構成するとよい。利用側熱交換器64は、凝縮器(あるいは放熱器)又は蒸発器として機能し、冷媒配管65を導通する冷媒と流体との間で熱交換を行なうものである。
The
ここで、冷凍サイクル装置100の動作について簡単に説明する。
[暖房運転]
圧縮機61で圧縮されて高温・高圧となった冷媒は、利用側熱交換器64に流入する。この利用側熱交換器64では、冷媒が流体と熱交換して凝縮し、低温・高圧の液冷媒又は気液二相冷媒となる。このとき、室内空気は、加熱されて暖房用空気となる。利用側熱交換器64から流出した冷媒は、絞り装置63で減圧され、低温・低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となって熱源側熱交換器62に流入する。熱源側熱交換器62では、冷媒が流体(空気等)と熱交換して蒸発し、高温・低圧の冷媒ガスとなり、圧縮機61に再度吸入される。
Here, the operation of the
[Heating operation]
The refrigerant that has been compressed by the
[冷房運転]
圧縮機61で圧縮されて高温・高圧となった冷媒は、熱源側熱交換器62に流入する。この熱源側熱交換器62では、冷媒が流体と熱交換して凝縮し、低温・高圧の液冷媒又は気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器62から流出した冷媒は、絞り装置63で減圧され、低温・低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となって利用側熱交換器64に流入する。利用側熱交換器64では、冷媒が流体と熱交換して蒸発し、高温・低圧の冷媒ガスとなる。このとき、室内空気は、冷却されて冷房用空気となる。そして、利用側熱交換器64から流出した冷媒は、圧縮機61に再度吸入される。
[Cooling operation]
The refrigerant compressed to high temperature and high pressure by the
したがって、冷凍サイクル装置100は、搭載される室外機(室外機1、室外機1A、室外機1B)によって、その室外機が有する効果を有することになる。つまり、冷凍サイクル装置100に搭載される室外機は、上述したように熱源側熱交換器62(熱交換器4、熱交換器4A、熱交換器4B)の熱交換性能を向上することができるので、冷凍サイクル装置100もそれに応じて性能が向上したものになる。
Therefore, the
なお、本発明の室外機における実施の形態を実施の形態1〜3に分けて説明したが、各実施の形態の特徴事項を適宜組み合わせるようにしてもよい。たとえば、扁平伝熱管6の板状フィンへの挿入角度を変化させたものと、熱交換器4Aの取り付け角度を変化させたものとを、列毎に組み合わせたり、側面毎に組み合わせたりしてもよい。
In addition, although embodiment in the outdoor unit of this invention was divided into Embodiment 1-3, you may make it combine the characteristic matter of each embodiment suitably. For example, what changed the insertion angle to the plate-like fin of the flat
1 室外機、1A 室外機、1B 室外機、2 筐体、3 ファン、4 熱交換器、
4A 熱交換器、4B 熱交換器、5 板状フィン、5A 板状フィン、5B 板状フィン、6 扁平伝熱管、7 円筒伝熱管、61 圧縮機、62 熱源側熱交換器、63 絞り装置、64 利用側熱交換器、65 冷媒配管、100 冷凍サイクル装置。
1 outdoor unit, 1A outdoor unit, 1B outdoor unit, 2 housing, 3 fan, 4 heat exchanger,
4A heat exchanger, 4B heat exchanger, 5 plate fin, 5A plate fin, 5B plate fin, 6 flat heat transfer tube, 7 cylindrical heat transfer tube, 61 compressor, 62 heat source side heat exchanger, 63 expansion device, 64 use side heat exchanger, 65 refrigerant piping, 100 refrigeration cycle apparatus.
Claims (9)
側面の少なくとも一部に吸込口が、上面に吹出口が、形成されている筐体と、
前記筐体の上面に配置され、前記吸込口から気体を取り込み、前記吹出口から気体を吹き出すファンと、
複数枚の板状フィン、及び、前記板状フィンに直交するように挿入され、流路断面形状を扁平形状とし、内部に複数の隔壁が設けられた扁平伝熱管を有し、前記吸込口から取り込まれた気体と前記扁平伝熱管の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行なう熱交換器と、を備え、
前記熱交換器は、
前記筐体内の前記吸込口近傍に配置されており、
前記熱交換器の上部では前記扁平伝熱管を気体の流れ方向下流側部分を重力方向下方へ所定の角度で傾けて前記板状フィンに挿入し、
前記熱交換器の下部では前記扁平伝熱管を気体の流れ方向上流側部分を重力方向下方へ所定の角度で傾けて前記板状フィンに挿入し、
前記熱交換器を通過する空気の風速分布を前記熱交換器の全部分でほぼ均一にしている
ことを特徴とする室外機。 A top blow type outdoor unit that blows out gas taken from the side from above,
A housing in which a suction port is formed in at least a part of the side surface, and a blowout port is formed in the upper surface;
A fan that is disposed on the upper surface of the housing, takes in gas from the inlet, and blows out gas from the outlet;
A plurality of plate-like fins, and a flat heat transfer tube that is inserted so as to be orthogonal to the plate-like fins, has a flat cross-sectional shape of the flow path, and is provided with a plurality of partition walls therein, from the suction port A heat exchanger that performs heat exchange between the taken-in gas and the refrigerant flowing inside the flat heat transfer tube,
The heat exchanger is
It is arranged near the suction port in the housing,
In the upper part of the heat exchanger, the flat heat transfer tube is inserted into the plate-like fin by inclining the downstream portion in the gas flow direction at a predetermined angle downward in the direction of gravity,
In the lower part of the heat exchanger, the flat heat transfer tube is inserted into the plate fin by inclining the upstream portion in the gas flow direction at a predetermined angle downward in the direction of gravity,
An outdoor unit characterized in that the wind speed distribution of the air passing through the heat exchanger is substantially uniform in all parts of the heat exchanger.
前記扁平伝熱管1本単位又は複数本単位で設定している
ことを特徴とする請求項1に記載の室外機。 The predetermined angle,
The outdoor unit according to claim 1, wherein the flat heat transfer tube is set in units of one or a plurality of units.
前記所定の角度を前記列毎に設定している
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の室外機。 In arranging the heat exchanger in a plurality of rows,
The outdoor unit according to claim 1 or 2, wherein the predetermined angle is set for each row.
側面の少なくとも一部に吸込口が、上面に吹出口が、形成されている筐体と、
前記筐体の上面に配置され、前記吸込口から気体を取り込み、前記吹出口から気体を吹き出すファンと、
複数枚の板状フィン、及び、前記板状フィンに直交するように挿入され、流路断面形状を扁平形状とし、内部に複数の隔壁が設けられた扁平伝熱管を有し、前記吸込口から取り込まれた気体と前記扁平伝熱管の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行なう熱交換器と、を備え、
前記熱交換器は、
上下に複数に分割された状態で前記筐体内の前記吸込口近傍に配置されており、
上方に設けられる熱交換器を、その上部を前記筐体の内部方向に向かって所定の角度で傾けるように配置し、
下方に設けられる熱交換器を、その下部を前記筐体の内部方向に向かって所定の角度で傾けるように配置し、
前記熱交換器を通過する空気の風速分布を前記熱交換器の全部分でほぼ均一にしている
ことを特徴とする室外機。 A top blow type outdoor unit that blows out gas taken from the side from above,
A housing in which a suction port is formed in at least a part of the side surface, and a blowout port is formed in the upper surface;
A fan that is disposed on the upper surface of the housing, takes in gas from the inlet, and blows out gas from the outlet;
A plurality of plate-like fins, and a flat heat transfer tube that is inserted so as to be orthogonal to the plate-like fins, has a flat cross-sectional shape of the flow path, and is provided with a plurality of partition walls therein, from the suction port A heat exchanger that performs heat exchange between the taken-in gas and the refrigerant flowing inside the flat heat transfer tube,
The heat exchanger is
It is arranged in the vicinity of the suction port in the housing in a state of being divided into a plurality of upper and lower,
An upper heat exchanger is disposed so that the upper part thereof is inclined at a predetermined angle toward the inner direction of the housing,
The heat exchanger provided below is arranged so that its lower part is inclined at a predetermined angle toward the inner direction of the housing,
An outdoor unit characterized in that the wind speed distribution of the air passing through the heat exchanger is substantially uniform in all parts of the heat exchanger.
前記所定の角度を前記列毎に設定している
ことを特徴とする請求項4に記載の室外機。 In arranging the heat exchanger in a plurality of rows,
The outdoor unit according to claim 4, wherein the predetermined angle is set for each row.
側面の少なくとも一部に吸込口が、上面に吹出口が、形成されている筐体と、
前記筐体の上面に配置され、前記吸込口から気体を取り込み、前記吹出口から気体を吹き出すファンと、
複数枚の板状フィン、前記板状フィンに直交するように挿入され、流路断面形状を扁平形状とし、内部に複数の隔壁が設けられた扁平伝熱管、及び、前記板状フィンに直交するように挿入され、流路断面形状を円形状として円筒伝熱管を有し、前記吸込口から取り込まれた気体と前記扁平伝熱管及び前記円筒伝熱管の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行なう熱交換器と、を備え、
前記熱交換器は、
前記筐体内の前記吸込口近傍に配置されており、
前記熱交換器の上方では前記円筒伝熱管を前記板状フィンに挿入し、
前記熱交換器の下方では前記扁平伝熱管を気体の流れ方向上流側部分を重力方向下方へ所定の角度で傾けて前記板状フィンに挿入し、
前記熱交換器を通過する空気の風速分布を前記熱交換器の全部分でほぼ均一にしている
ことを特徴とする室外機。 A top blow type outdoor unit that blows out gas taken from the side from above,
A housing in which a suction port is formed in at least a part of the side surface, and a blowout port is formed in the upper surface;
A fan that is disposed on the upper surface of the housing, takes in gas from the inlet, and blows out gas from the outlet;
A plurality of plate-like fins, a flat heat transfer tube that is inserted so as to be orthogonal to the plate-like fins, has a flat cross-sectional shape, and has a plurality of partition walls inside, and orthogonal to the plate-like fins And having a cylindrical heat transfer tube with a circular cross-sectional shape of the flow path, and heat exchange between the gas taken in from the suction port and the refrigerant flowing inside the flat heat transfer tube and the cylindrical heat transfer tube A heat exchanger to perform,
The heat exchanger is
It is arranged near the suction port in the housing,
Above the heat exchanger, the cylindrical heat transfer tube is inserted into the plate fin,
Below the heat exchanger, the flat heat transfer tube is inserted into the plate fins by inclining the upstream portion of the gas flow direction at a predetermined angle downward in the direction of gravity,
An outdoor unit characterized in that the wind speed distribution of the air passing through the heat exchanger is substantially uniform in all parts of the heat exchanger.
前記扁平伝熱管1本単位又は複数本単位で設定している
ことを特徴とする請求項6に記載の室外機。 The predetermined angle,
The outdoor unit according to claim 6, wherein the flat heat transfer tube is set in units of one or a plurality of units.
前記所定の角度を前記列毎に設定している
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の室外機。 In arranging the heat exchanger in a plurality of rows,
The outdoor unit according to claim 6 or 7, wherein the predetermined angle is set for each row.
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle apparatus comprising the outdoor unit according to any one of claims 1 to 8.
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