專利名稱：空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)構(gòu)成的空調(diào)器機(jī)，尤其涉及室內(nèi)機(jī)中的翅片管型(fin-tube type)熱交換器。
背景技術(shù)：
作為家用空調(diào)機(jī)，通常采用由室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)構(gòu)成，并通過冷媒管和電氣線路連接室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)而形成的空調(diào)機(jī)。配置在上述室內(nèi)機(jī)中的熱交換器，在間隔并列設(shè)置的多個翅片中貫通傳熱管的翅片管型成為主流。
對于這種熱交換器，為了提高熱交換效率已提出了各種方案。例如，在翅片的傳熱管貫通部分之間形成突起，增加與空氣的接觸面積，或者通過在傳熱管貫通部分設(shè)置套環(huán)(collar)，增加與傳熱管的接觸面積。
此外，特開平8-313049號公報中公開了通過設(shè)置輔助熱交換器來增加傳熱管列數(shù)和行數(shù)的結(jié)構(gòu)。
發(fā)明所要解決的技術(shù)課題但是，僅在翅片上形成突起和在傳熱管貫通部分設(shè)置套環(huán)很難顯著提高熱交換效率。此外，由于僅僅單獨增加傳熱管的列數(shù)增加了通風(fēng)阻力和減少了風(fēng)量，因此同樣也不能夠使熱交換效率顯著增加。此外，后者還會增加構(gòu)成零部件的數(shù)量和組裝工序數(shù)量，降低生產(chǎn)效率。
此外，由于增加氣流方向和垂直方向并列布置的傳熱管的行數(shù)，使熱交換器本身的體積變大，導(dǎo)致室內(nèi)機(jī)大型化，就必須占據(jù)更大的空間(space)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器，該熱交換器可提高熱交換性能，外形小，構(gòu)成部件和組裝工序數(shù)量少，由此生產(chǎn)效率提高。
解決上述課題的手段為了解決上述課題，實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明的第一種形式是一種空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器，使傳熱管貫通以一定間隔并列設(shè)置的多個翅片，在該空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器中沿空氣流動方向上至少并排設(shè)置3列上述傳熱管，
將上述翅片傳熱管貫通部分上設(shè)置的翅片套環(huán)的外徑Dc設(shè)定為5.5mm≤Dc≤8.7mm，對于沿垂直于翅片通風(fēng)氣流方向并列設(shè)置的上述傳熱管的行間距L1，沿氣流方向并列設(shè)置的傳熱管的列間距L2與上述翅片套環(huán)外徑Dc之間的關(guān)系設(shè)定為1.2≤(L1-Dc)/L2≤1.5此外，為了解決上述課題實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明的第二種形式為在上述翅片管型熱交換器中，沿著由翅片通風(fēng)的氣流方向上至少并排設(shè)置3列上述傳熱管，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時，冷媒以過冷卻狀態(tài)流動的傳熱管的管徑Ds和冷媒以氣液兩相狀態(tài)流動的傳熱管的管徑Db之間的關(guān)系設(shè)定為0.8≤Ds/Db≤0.9。
本發(fā)明的實施方式下面將參照


本發(fā)明的實施例。
圖1是表示由室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)構(gòu)成的本發(fā)明空調(diào)器的室內(nèi)機(jī)大致構(gòu)成的剖面圖。該室內(nèi)機(jī)1的箱體由前面板2A和后面板2B構(gòu)成。前面板2A向前彎曲并突出。后板2B安裝在空調(diào)房間的壁面上，用于支撐上述前面板2A和構(gòu)成室內(nèi)機(jī)熱交換器的其它零件。
在前面板2A的正面開設(shè)有嵌入格柵3a的前部吸入口3，在前面板2A的上面開設(shè)有嵌入格柵4a的上部吸入口4。前面板2A的內(nèi)側(cè)，在前部和上部吸入口3，4處，安裝有圖中未表示的能夠安裝和拆卸的過濾器，用于捕捉和去除吸入室內(nèi)機(jī)的空氣中所含的灰塵。
在室內(nèi)機(jī)1內(nèi)，安裝有由前側(cè)熱交換器部分5A和后側(cè)熱交換器部分5B組合成的從側(cè)面看大體成V字形的翅片管型熱交換器5。此外，后面將描述該翅片管型熱交換器5的詳細(xì)構(gòu)成。
由于上述前側(cè)熱交換器部分5A彎曲，使前部吸入口3和上部吸入口4的一部分相互對置。該前側(cè)熱交換器部分5A的前面?zhèn)壬习惭b有空氣凈化裝置6，室內(nèi)機(jī)1內(nèi)吸入的空氣進(jìn)一步得到凈化。后側(cè)熱交換器部分5B做成直形，以相對于上部吸入口4傾斜的位置設(shè)置。
在由上述前側(cè)熱交換器部分5A和后側(cè)熱交換器部分5B構(gòu)成的V字形空間內(nèi)，與該5A、5B平行地設(shè)置圓形的橫流風(fēng)扇7。該橫流風(fēng)扇7的軸向長度與前后側(cè)熱交換器部分5A、5B的寬度方向上的長度相同。橫流風(fēng)扇7的回轉(zhuǎn)軸由圖中未表示出的風(fēng)扇電機(jī)連接并驅(qū)動。
上述翅片管型熱交換器5和橫流風(fēng)扇7一起通過圖中沒有表示出的支撐裝置支撐，并且安裝在上述后板2B上。此外，前側(cè)熱交換器部分5A的下端插入前排水盤8A，后側(cè)熱交換器部分5B的下端插入與后板2B一體成形的后排水盤8B內(nèi)。
將前排水盤8A和后排水盤8B由附圖中沒有表示出的通路連通起來。后排水盤8B比前排水盤8A的位置高，通過后排水盤8B接收的排水通過上述通路流向前排水盤8A。
上述箱體的下面設(shè)置有吹出口9。借助該吹出口9處設(shè)置有由橫向葉片和縱向葉片構(gòu)成的葉片裝置10，能夠在水平方向和垂直方向上改變吹出口9吹出的空氣方向。
上述后板2B的上端部與前面板2A的上后端部連接。此外，上述后板2B的中部和上述后排水盤8B一體成型。尤其是，上述后板2B下端部分向前突出，與上述前排水盤2A的下端之間劃分出上述吹出口9。此外，從上述后板2B的中間部到下端部，與前排水盤8A的下面形成朝向吹出口9吹出的內(nèi)部空氣通路11。
下面將詳細(xì)描述上述翅片型熱交換器5。
現(xiàn)在開始參照圖2和3說明本發(fā)明的第一實施例。
圖2是表示本發(fā)明第一實施例的翅片型熱交換器5的詳細(xì)構(gòu)造的部分側(cè)面圖。
該翅片管型熱交換器5由按照一定間隔并列設(shè)置的多個翅片F(xiàn)和穿過這些翅片F(xiàn)的傳熱管D構(gòu)成。
上述傳熱管沿氣流方向至少并設(shè)有3列，并安裝在上述翅片上。
由于上述翅片F(xiàn)的傳熱管D的貫通部分上形成有翅片F(xiàn)和翅片套環(huán)K，傳熱管D和翅片F(xiàn)之間的導(dǎo)熱性能提高。此外，為了提高翅片F(xiàn)對空氣的對流放熱和吸熱性能，也可以在翅片F(xiàn)上設(shè)置突起。
上述翅片套環(huán)K的外徑設(shè)定為5.5mm≤Dc≤8.7mm。
更進(jìn)一步，上述翅片套環(huán)K的外徑Dc和傳熱管D的行間距L1和列間距L2之間的管徑設(shè)定為1.2≤(L1-Dc)/L2≤1.5 (1)下面將參照圖3描述(1)式的設(shè)定理由。
圖3(A)、(B)表示取(L1-Dc)/L2的具體數(shù)值作為橫坐標(biāo)，取翅片效率和通風(fēng)阻力作為縱坐標(biāo)時的特征圖。此外，圖3(A)是表示作為本發(fā)明一個特征的沿氣流方向(翅片F(xiàn)的寬度方向)設(shè)置有三列傳熱管時本發(fā)明的特征圖，而圖3(B)是表示作為比較例的、沿著相同方向設(shè)置有兩列傳熱管時本發(fā)明的特征圖。
從圖3(A)、(B)可以知道，在傳熱管為3列和2列的何種情況下，翅片效率和通風(fēng)阻力一起隨(L1-Dc)/L2值變大而減小。
但是，在圖3(A)中所示的傳熱管是3列的情況下，(L1-Dc)/L2的值大約為1.5左右時，翅片效率的降低緩慢，大約為1.2以上時，通風(fēng)阻力減小緩慢。
因此，當(dāng)沿氣流方向設(shè)置3列傳熱管來構(gòu)成本發(fā)明時，在(1)式表示的大范圍內(nèi)得到(L1-Dc)/L2的最佳值。
相反，在圖3(B)表示的有兩列傳熱管的情況下，當(dāng)(L1-Dc)/L2值超過約1.15時，翅片效率急劇降低，大約在0.95以下時，通風(fēng)阻力也急劇降低。
因此，當(dāng)沿氣流方向設(shè)置2列傳熱管D來構(gòu)成比較實例時，在下式表示的狹小范圍內(nèi)不能得到(L1-Dc)/L2的最佳值，該式為0.95≤(L1-Dc)/L2≤1.15.
并且，最佳值的范圍與傳熱管為3列的情況下不同。因此，只在原來2列的基礎(chǔ)上增加1列形成3列，不能提高翅片效率，通風(fēng)阻力增大，傳熱性能得不到提高。
接著將參照圖4至圖6說明本發(fā)明的第二實施例。
圖4是表示本發(fā)明的第二實施例中翅片管形熱交換器5的詳細(xì)構(gòu)造的部分側(cè)面圖。
上述翅片管形熱交換器5由按一定間隔并列設(shè)置的多個翅片F(xiàn)和貫通這些翅片F(xiàn)的傳熱管D構(gòu)成。
沿氣流方向至少并列設(shè)置有三列傳熱管，并安裝在翅片F(xiàn)上。
上述翅片F(xiàn)的傳熱管D的貫通部上形成有翅片F(xiàn)和翅片套環(huán)K，從而提高傳熱管D和翅片F(xiàn)的緊密接合性能。上述結(jié)構(gòu)和前述第一實施例的情況相同。
本發(fā)明的第2實施例的特征在于，傳熱管D中上風(fēng)側(cè)的第一列傳熱管D的管徑Ds設(shè)計得比下風(fēng)側(cè)的兩列傳熱管D的管徑Db小。
近年來，翅片管型熱交換器設(shè)計成，在采暖運(yùn)行時不僅使冷媒以汽液兩相狀態(tài)流動，而且使冷媒以過冷卻狀態(tài)在一部分傳熱管內(nèi)流動。通過這樣做，焓增大了，熱交換能力也提高了。
由于冷媒以過冷卻狀態(tài)流過的傳熱管D比冷媒以兩相狀態(tài)流過的傳熱管D的冷媒管摩擦阻力小，因此可減小其管徑。
因此，在本發(fā)明的第二實施例中，上風(fēng)側(cè)第一列傳熱管D中，流動過冷卻狀態(tài)冷媒的傳熱管D的管徑Ds小于流動兩相狀態(tài)冷媒的傳熱管D的管徑Db。
這樣，雖然流動過冷卻狀態(tài)冷媒的傳熱管D的管徑小的一方熱交換能力高，通風(fēng)阻力也減小，但是管徑變小時，冷媒流量變小，有降低熱交換器的熱交換量的缺點。
因此，將流動過冷卻狀態(tài)冷媒的傳熱管D的管徑Ds和流動兩相狀態(tài)的冷媒的傳熱管D的直徑Db的關(guān)系設(shè)定為0.8≤Ds/Db≤0.9 (2)接著將參照圖5描述(2)式的設(shè)定理由。
圖5是取上述管徑Ds和管徑Db之比(Ds/Db)為橫坐標(biāo)，取根據(jù)該值的各種變化測定的傳熱量和通風(fēng)阻力作為縱坐標(biāo)表示的特征圖。
如圖5所示，傳熱量在Ds/Db值大約為0.8至0.9時達(dá)到最大，在該范圍以下和以上時都急劇降低。一方面，Ds/Db值越大，通風(fēng)阻力越增加，特別是在該值超過大約0.9時急劇增加。
根據(jù)上述結(jié)果，第二實施例通過第(2)式給出了得到良好的翅片效率及通風(fēng)阻力的Ds/Db值的最佳范圍。
圖6是說明本發(fā)明第二實施例中冷媒流動的圖。翅片F(xiàn)外裝有輸送管(jumping pipe)Pa、Pb，輸送管Pb上裝有除濕用節(jié)流裝置20。
圖中實線箭頭表示采暖運(yùn)行時冷媒的流動，虛線箭頭表示制冷運(yùn)行時和除濕運(yùn)行時冷媒流動。除濕用節(jié)流裝置20被控制成在采暖運(yùn)行時和制冷運(yùn)行時全開，在除濕運(yùn)行時發(fā)揮節(jié)流作用。圖中，用涂黑實地表示的位置是采暖運(yùn)行時過冷卻狀態(tài)的冷媒流動的傳熱管部分。
作為本發(fā)明的特征之一，分別構(gòu)成前側(cè)熱交換器部分5A和后側(cè)熱交換器部分5B的翅片F(xiàn)均與每列傳熱管D構(gòu)成不可分割的整體翅片。
這樣，通過并列設(shè)置三列傳熱管，比在設(shè)置兩列傳熱管的主熱交換器上加設(shè)1列傳熱管構(gòu)成輔助熱交換器結(jié)構(gòu)簡單，也簡化了生產(chǎn)工藝。而且由于不會發(fā)生主、輔熱交換器翅片之間位置產(chǎn)生偏差的現(xiàn)象，也能夠防止通風(fēng)阻力增加。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明第3實施例的翅片管型熱交換器5的側(cè)面圖。
上述翅片管型熱交換器5由間隔并列設(shè)置的多個翅片F(xiàn)和貫通這些翅片F(xiàn)的傳熱管D構(gòu)成。
在上述翅片F(xiàn)上，沿氣流方向至少并列安裝有3列傳熱管。
此外，雖然圖中沒有表示，但是圖6中表示的配管也同樣直接適用于該翅片管型熱交換器5。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的翅片管型熱交換器5，為了在除濕運(yùn)轉(zhuǎn)時阻斷冷媒蒸發(fā)區(qū)域蒸發(fā)部分Z和冷媒冷凝區(qū)域冷凝部分G之間的熱傳遞，在翅片F(xiàn)上形成了大體為橫向的刻槽Ca和大體為縱向的刻槽Cb。
這樣，造成除濕運(yùn)轉(zhuǎn)時阻斷冷媒蒸發(fā)區(qū)域蒸發(fā)部分Z和冷媒冷凝區(qū)域冷凝部分G之間的為溫差增大，在這些區(qū)域之間產(chǎn)生直接熱傳遞，可以防止與熱交換空氣之間的傳熱受損。
同樣，采暖運(yùn)行時，為了在除濕運(yùn)轉(zhuǎn)時阻斷冷媒以過冷卻狀態(tài)流動區(qū)域的過冷卻部分W，和位于該過冷卻部分W下風(fēng)側(cè)的冷媒以兩相狀態(tài)流動的流動區(qū)域之間的熱傳遞，通過在翅片F(xiàn)上形成大體為橫向的刻槽Ca和大體為縱向的刻槽Cb，以便不僅提高除濕性能，同時也提高采暖性能。
圖8說明上述實施例的設(shè)定理由，是采暖運(yùn)行時室內(nèi)熱交換器(冷凝器)的溫度分布特性圖。取冷凝器位置為橫坐標(biāo)，取冷媒溫度為縱坐標(biāo)來比較本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。
雖然在冷媒以氣液兩相流動的流動區(qū)域內(nèi)，本發(fā)明的構(gòu)造和現(xiàn)有構(gòu)造的冷媒溫度基本不存在差別，但是在冷媒以液態(tài)單相流動的區(qū)域，與現(xiàn)有構(gòu)造的熱交換器相比，具有本發(fā)明構(gòu)造的熱交換器的冷媒溫度可降低。
換言之，在具有本發(fā)明的構(gòu)造的室內(nèi)熱交換器中，在與具有現(xiàn)有構(gòu)造的室內(nèi)熱交換器的冷媒充填量相同的情況下，不僅能夠減少冷媒以液態(tài)單相流動的區(qū)域，而且能夠減少貫通翅片的傳熱管的數(shù)量。
此外，如圖1和6及8所示，室內(nèi)機(jī)1的箱體的前部吸入口3和上部吸入口4相對，從側(cè)面看形成圓弧狀的前側(cè)熱交換器部分5A包圍送風(fēng)扇7一部分周面。這樣，就得到構(gòu)成前側(cè)熱交換器部分5A的翅片F(xiàn)，這樣包圍橫流風(fēng)扇7一部分周面，比折曲的情況可減少制造工序。
發(fā)明效果根據(jù)上述的本發(fā)明，還具有能夠提高翅片管型熱交換器的熱交換性能，使熱交換器小型化，減少安裝工序和零部件數(shù)量，提高生產(chǎn)率等的效果。
附圖簡要說明圖1表示構(gòu)成本發(fā)明的空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)的概略剖面圖。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的室內(nèi)熱交換器的部分側(cè)面圖。
圖3表示本發(fā)明的第一實施例的特性(A)和現(xiàn)有技術(shù)的比較實例的特性(B)對比圖。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的室內(nèi)熱交換器的一部分的側(cè)面圖。
圖5表示本發(fā)明第二實施例的特性(A)的圖。
圖6表示本發(fā)明第二實施例中冷媒流動的圖。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例，說明翅片管型熱交換器在采暖運(yùn)行時冷媒狀態(tài)區(qū)域的。
圖8表示在本發(fā)明第三實施例中冷媒狀態(tài)與現(xiàn)有技術(shù)比較實例中冷媒狀態(tài)區(qū)域的對比圖。
符號說明F翅片 D傳熱管 K翅片套環(huán) 5翅片管型熱交換器
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器，其特征在于，其是通過使傳熱管在以一定間隔并列設(shè)置的多個翅片上貫通形成，在該空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器中沿空氣主要流動方向上至少并排設(shè)置3列上述傳熱管，將上述翅片的傳熱管貫通部分的翅片套環(huán)的外徑Dc設(shè)定為5.5mm≤Dc≤8.7mm，對于沿垂直于翅片通風(fēng)氣流方向并列設(shè)置的上述傳熱管的行間距L1，沿氣流方向并列設(shè)置的傳熱管的列間距L2與上述翅片套環(huán)外徑Dc之間的關(guān)系設(shè)定為1.2≤(L1-Dc)/L2≤1.5。
2.一種空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器，其特征在于，其是通過使傳熱管在以一定間隔并列設(shè)置的多個翅片上貫通形成，在該空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器中沿著由翅片通風(fēng)的氣流方向上至少并排設(shè)置3列上述傳熱管，在采暖運(yùn)行期間，冷媒以過冷卻狀態(tài)流動的傳熱管的管徑Ds和冷媒以氣液兩相狀態(tài)流動的傳熱管的管徑Db之間的關(guān)系設(shè)定為0.8≤Ds/Db≤0.9。
3.如權(quán)利要求1或2所述的空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器，其特征在于上述翅片與每列傳熱管是不可分割的一體型結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器，其目的是提高室內(nèi)機(jī)中所具備的熱交換器的熱交換性能，同時通過進(jìn)一步減小熱交換器的外形，構(gòu)成部件和組裝工序，來提高生產(chǎn)效率。其解決手段是一種空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器5，其配置在由室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)構(gòu)成的空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)中，通過使傳熱管D在以一定間隔并列設(shè)置的多個翅片F(xiàn)上貫通形成，在該空調(diào)機(jī)的翅片管型熱交換器中除了使設(shè)置在翅片的傳熱管貫通部分的翅片套環(huán)的外徑Dc為5.5mm≤Dc≤8.7mm以外，還沿氣流方向上設(shè)置3列傳熱管，并將沿垂直于傳熱管氣流方向的行間距L1與翅片套環(huán)外徑Dc的差值與氣流方向上列間距L2之間的關(guān)系設(shè)定為1.2≤(L1－Dc)/L2≤1.5。
文檔編號F24F1/00GK1550727SQ200410045138
公開日2004年12月1日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月7日
發(fā)明者北野龍兒 申請人:東芝開利株式會社