本發(fā)明涉及一種熱泵裝置，特別是涉及熱泵裝置所具備的空氣熱交換器。

背景技術(shù)：
一直以來，使用熱泵裝置作為從溫度低的一方向溫度高的一方傳遞熱量的機器。作為熱泵裝置的結(jié)構(gòu)，包括壓縮機、冷凝器(利用側(cè)熱交換器)、膨脹閥、蒸發(fā)器(空氣熱交換器)、以及連結(jié)上述構(gòu)件的配管，在該配管之中循環(huán)即使在低溫條件下也具有蒸發(fā)特性的制冷劑。制冷劑在空氣熱交換器從空氣等熱源吸收熱量而蒸發(fā)并被吸入壓縮機，被壓縮成高溫高壓的氣體而被送至利用側(cè)熱交換器。在此，制冷劑釋放出熱量而成為液體，進而被膨脹閥減壓而再次返回到空氣熱交換器。關(guān)于熱泵裝置、以及熱泵裝置所使用的利用側(cè)熱交換器、空氣熱交換器，開發(fā)有各種結(jié)構(gòu)。例如，專利文獻1公開有一種熱泵裝置，該熱泵裝置具有壓縮機、空氣熱交換器、利用側(cè)熱交換器以及切換閥，并將上述構(gòu)件連接而形成冷溫水循環(huán)。在該熱泵裝置中，利用側(cè)熱交換器由板式熱交換器構(gòu)成，在該板式熱交換器設置制冷劑氣體的供給返回通路以及制冷劑液的供給返回通路，制冷劑液的供給返回通路包括：制冷劑供給通路，該制冷劑供給通路具有在開放冷氣時使潮濕制冷劑液分布于板的各渠道的流口(orifice)；以及制冷劑返回通路，該制冷劑返回通路與在開放暖氣時通過制冷劑液的所述流口的出口側(cè)連通，進而成為在制冷劑返回通路的出口側(cè)設置緩沖槽的結(jié)構(gòu)。此外，上述熱泵裝置的空氣熱交換器為V型的板翅管圈(platefincoil)式。即，專利文獻1的空氣熱交換器具有供熱交換的制冷劑液流通的管(tube)貫通多個薄板傳熱板的結(jié)構(gòu)(板翅管圈結(jié)構(gòu))，具備該結(jié)構(gòu)的管圈元件被配置為V字型?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2000-161806號公報發(fā)明要解決的問題專利文獻1的空氣熱交換器所采用的板翅管圈式的熱交換器被家庭用空調(diào)的室外機等所采用，是非常流行的熱交換器。然而，利用這種板翅管圈式的熱交換器在大廈空調(diào)用、工業(yè)用中進行大量的換熱的情況下，需要增大薄板傳熱板(板翅)的面積，存在熱交換器本身形成為大型化的難點。因此，在要將專利文獻1所公開的熱泵裝置配備于狹窄的場所的情況下，所述板翅管圈式的熱交換器的體積大、大型化成為瓶頸，產(chǎn)生設置變得困難的問題。例如，作為電車的冷氣系統(tǒng)，在采用專利文獻1所公開的熱泵裝置的情況下，有時將空氣熱交換器配備于車輛的地板下面。然而，由于在地板下面具有電車的驅(qū)動馬達和控制機器，因此其設置場所必然變得狹窄。為了應對電車的地板下面的狹窄的設置場所，而將空氣熱交換器形成為小型化時，可能導致熱泵裝置本身的效率降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
因此，本發(fā)明鑒于上述問題點，其目的在于提供一種小型但具備高效率的空氣熱交換器的熱泵裝置。為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中謀求以下的技術(shù)性方法。本發(fā)明所涉及的熱泵裝置，在供制冷劑循環(huán)的循環(huán)流路中設置壓縮制冷劑的壓縮機、使熱從外部的空氣向制冷劑移動的空氣熱交換器、以及使熱從制冷劑向利用側(cè)移動的利用側(cè)熱交換器而成，所述熱泵裝置的特征在于，所述空氣熱交換器是對在內(nèi)部流通制冷劑的制冷劑用板單元(plateelement)、以及在內(nèi)部流通空氣的空氣用板單元進行層疊而成的板翅型的熱交換器，在所述制冷劑用板單元設置有增大在內(nèi)部流通制冷劑的流速的制冷劑增速機構(gòu)。優(yōu)選地，在所述空氣用板單元形成有供所述空氣流通的直線流路，設置于所述制冷劑用板單元的制冷劑增速機構(gòu)為蛇行流路即可，該蛇行流路供所述制冷劑流通，寬度比該制冷劑用板單元的寬度窄且以蛇行的方式形成。優(yōu)選地，所述制冷劑用板單元以其厚度方向(流路高度方向)朝向前后方向的方式縱向設置，所述蛇行流路以在被縱向設置的制冷劑用板單元的內(nèi)部從下向上進行蛇行的方式配設即可。優(yōu)選地，在所述制冷劑用板單元的下端側(cè)設置制冷劑的入口，并且在所述制冷劑用板單元的上端側(cè)設置制冷劑的出口即可。優(yōu)選地，所述空氣用板單元的直線流路的高度(散熱片高度)被設定為比所述制冷劑用板單元的蛇行流路的高度(散熱片高度)高即可。優(yōu)選地，所述空氣用板單元的層疊層數(shù)比制冷劑用板單元的層疊層數(shù)多即可。優(yōu)選地，以夾入所述制冷劑用板單元的方式層疊空氣用板單元即可。優(yōu)選地，在所述空氣熱交換器設置有強制地向該空氣熱交換器導入空氣的風扇即可。發(fā)明的效果本發(fā)明的熱泵裝置小型且具備高效率的空氣熱交換器，由此能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的換熱。附圖說明圖1是簡要示出本發(fā)明所涉及的熱泵裝置的圖。圖2中，(a)是示出本發(fā)明所涉及的空氣熱交換器的結(jié)構(gòu)的立體分解圖，(b)是簡要示出本發(fā)明所涉及的空氣熱交換器的外觀的立體圖。圖3是示出制冷劑側(cè)板單元的內(nèi)部的圖。圖4是示出本發(fā)明所涉及的空氣熱交換器的結(jié)構(gòu)的立體分解圖。圖5是簡要示出本發(fā)明所涉及的空氣熱交換器的剖面結(jié)構(gòu)的圖。圖6是示出現(xiàn)有的空氣熱交換器的結(jié)構(gòu)的立體分解圖。附圖標記說明如下：1熱泵裝置2壓縮機3利用側(cè)熱交換器4膨脹閥5空氣熱交換器6配管7風扇8制冷劑用板單元9空氣用板單元10散熱片部11側(cè)桿構(gòu)件12隔離板13R制冷劑的入口13A空氣的入口14R制冷劑的出口14A空氣的出口15蛇行流路16制冷劑增速機構(gòu)17封閉桿構(gòu)件18散熱片構(gòu)件19直線流路50現(xiàn)有型的空氣熱交換器51(現(xiàn)有型的空氣熱交換器所具備的)直線流路R制冷劑(二次側(cè)的介質(zhì))A空氣(一次側(cè)的介質(zhì))具體實施方式以下，基于附圖對本發(fā)明所涉及的熱泵裝置進行說明。熱泵裝置本發(fā)明在熱泵裝置1所具備的空氣熱交換器5具有特征性的結(jié)構(gòu)。在進行該空氣熱交換器5的說明之前，首先對熱泵裝置1進行說明。如圖1所示，熱泵裝置1是使熱量從低溫側(cè)向高溫側(cè)移動的裝置。熱泵裝置1具備壓縮機2、利用側(cè)熱交換器3(冷凝器)、膨脹閥4、以及空氣熱交換器5(蒸發(fā)器)，上述壓縮機2、利用側(cè)熱交換器3、膨脹閥4以及空氣熱交換器5被配管6連接。配管6成為供制冷劑R循環(huán)的循環(huán)流路。配管6內(nèi)的制冷劑R在空氣熱交換器5中通過進行從外部的空氣A向制冷劑R的熱移動來吸收熱量，從而蒸發(fā)并被吸入壓縮機2，在該壓縮機2被壓縮成高溫高壓的氣體并被送至利用側(cè)熱交換器3。進而，制冷劑R在利用側(cè)熱交換器3中釋放出熱量而成為液體，被膨脹閥4減壓而再次返回到空氣熱交換器5，從液體向氣體發(fā)生相變化。此外，制冷劑R被設為即使在低溫條件下也具有蒸發(fā)特性的制冷劑R(代替弗利昂，即氫化含氯氟烴(HCFC)、氫氟碳化合物(HFC)等)。在圖1的熱泵裝置1中，為了提高熱交換的效率，設置有強制地向空氣熱交換器5導入空氣A的風扇7。那么，作為上述熱泵裝置1的空氣熱交換器5，在采用板翅型的熱交換器的情況下，要求采用的板翅型的熱交換器的效率(從空氣A向制冷劑R的熱傳遞效率)高。然而，在適合于熱泵裝置1那樣提高板翅型的熱交換器的熱傳遞性的情況下，如在“發(fā)明要解決的問題”中所述，存在熱交換器本身形成為大型化的問題，難以將具備現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的板翅型的熱交換器50(參照圖6)用作熱泵裝置1的空氣熱交換器5。因此，采用圖1～圖5所示的小型但熱傳遞性高的板翅型的空氣熱交換器5?？諝鉄峤粨Q器以下，基于圖1～圖5對本發(fā)明的熱泵裝置1所采用的空氣熱交換器5進行說明。此外，在每次說明中，將圖3中的左右方向設為說明中的左右方向，將圖3中的上下方向設為說明中的上下方向。將圖3中的紙面的貫通方向設為說明中的前后方向。首先，如圖2(a)所示，熱泵裝置1所采用的空氣熱交換器5具有：在內(nèi)部供制冷劑R流通的板狀的元件亦即“制冷劑用板單元8”、以及在內(nèi)部供空氣A流通的板狀的元件亦即“空氣用板單元9”，以將上述構(gòu)件層疊為多層的方式構(gòu)成。在該空氣熱交換器5中，空氣用板單元9的層數(shù)設定為比制冷劑用板單元8的層數(shù)多。如圖2(b)所示，在該實施方式中，在一座制冷劑用板單元8的前后方向兩側(cè)各配備有一座空氣用板單元9。換言之，以夾住制冷劑用板單元8的方式配置有空氣用板單元9。制冷劑用板單元如圖2(a)、圖3所示，制冷劑用板單元8具有：散熱片部10，該散熱片部10由鋁或不銹鋼等形成，且形成有凹凸槽；配備成左右一對的側(cè)桿構(gòu)件11；以及配備成前后一對的隔離板12。在散熱片部10被一對側(cè)桿構(gòu)件11從寬度方向夾住的基礎(chǔ)上，以從前后方向覆蓋散熱片部10以及側(cè)桿構(gòu)件11的方式安裝隔離板12，從而構(gòu)成一座制冷劑用板單元8。該制冷劑用板單元8以其厚度方向朝向前后方向的方式被縱向設置。在被縱向設置的制冷劑用板單元8的下端側(cè)設置有制冷劑R的入口13R，并且在制冷劑用板單元8的上端側(cè)設置有供從元件內(nèi)部流過來的制冷劑R向外部流出的出口14R。在制冷劑用板單元8的內(nèi)部設置有蛇行流路15，該蛇行流路15的寬度比制冷劑用板單元8的寬度窄，且以蛇行那樣的方式形成。蛇行流路15與設置于制冷劑用板單元8的下端側(cè)的入口13R連通，并且通向出口14R，制冷劑R在流路內(nèi)流通。該蛇行流路15內(nèi)作為增大在內(nèi)部流通的制冷劑R的流速的制冷劑增速機構(gòu)16而起作用。以下，對構(gòu)成制冷劑用板單元8的各部分的詳情進行說明。構(gòu)成制冷劑用板單元8的側(cè)桿構(gòu)件11是由鋁或不銹鋼等形成的長條的方棒體。該側(cè)桿構(gòu)件11的長邊方向朝向上下方向，并且在左右以隔開規(guī)定間隔分離的狀態(tài)配備。一對側(cè)桿構(gòu)件11之間的距離為制冷劑用板單元8的寬度，側(cè)桿構(gòu)件11的長度為制冷劑用板單元8的長度。側(cè)桿構(gòu)件11的厚度為供制冷劑R流通的流路的高度。在側(cè)桿構(gòu)件11的下端側(cè)配備有封閉桿構(gòu)件17，該封閉桿構(gòu)件17具有側(cè)桿構(gòu)件11之間的距離的大致一半的長度。該封閉桿構(gòu)件17是由鋁或不銹鋼等形成的長條的方棒體。封閉桿構(gòu)件17的長邊方向朝向左右方向，并且該封閉桿構(gòu)件17的右端與右側(cè)的側(cè)桿構(gòu)件11相接。所以，雖然在封閉桿構(gòu)件17的左端與左側(cè)的側(cè)桿構(gòu)件11之間產(chǎn)生空間，但該空間成為制冷劑R的入口13R。即，朝向左右方向的封閉桿構(gòu)件17閉塞制冷劑用板單元8的下端部的右側(cè)，由此，形成具有制冷劑用板單元8的寬度的約1/2的寬度的入口13R。此外，雖然在一對側(cè)桿構(gòu)件11的上端之間也產(chǎn)生空間，但該空間成為制冷劑R的出口14R。如圖3所示，在一對側(cè)桿構(gòu)件11之間配備散熱片部10，該散熱片部10是通過將鋁或不銹鋼等板折曲成凹凸狀而形成的。本實施方式的散熱片部10是通過組合多個散熱片構(gòu)件18而構(gòu)成的。散熱片構(gòu)件18呈三角形或平行四邊形的形狀。對三角形的散熱片構(gòu)件18，與該三角形的底邊平行地實施折曲加工，在所述底邊形成有平行的凹凸槽。平行四邊形的散熱片構(gòu)件18被實施與上邊以及下邊平行的折曲加工，在所述上邊以及下邊形成有平行的凹凸槽。各散熱片構(gòu)件18的凹凸槽的間距大致相同。如圖3所示，在制冷劑用板單元8的入口13R連結(jié)有以凹凸槽朝向上下方向的方式形成的三角形的散熱片構(gòu)件18。進而，在該三角形的散熱片構(gòu)件18連結(jié)有以凹凸槽朝向左右方向的方式形成的平行四邊形的散熱片構(gòu)件18。三角形的散熱片構(gòu)件18的左右寬度與平行四邊形的散熱片構(gòu)件18的上下寬度相同，約為制冷劑用板單元8的寬度的1/2。上述平行四邊形的散熱片構(gòu)件18還與三角形的散熱片構(gòu)件18相連，這種重復連續(xù)到制冷劑用板單元8的上端側(cè)、即出口14R為止。如上所述，利用由多個散熱片構(gòu)件18的組合構(gòu)成的一系列的凹凸槽的連接，構(gòu)成從入口13R以之字形向出口14R延伸的蛇行流路15。該蛇行流路15的流路寬度由散熱片構(gòu)件18的寬度決定。蛇行流路15的流路寬度為制冷劑用板單元8的寬度的約1/2，換言之，為現(xiàn)有型的制冷劑用板單元50所具備的朝向上下方向的直線流路51(參照圖6)的約1/2。此外，蛇行流路15的流路長度為制冷劑用板單元8的上下長度的約2倍，換言之，為現(xiàn)有型的制冷劑用板單元50所具備的朝向上下方向的直線流路51(參照圖6)的流路長的約2倍。因此，流入本實施方式的制冷劑用板單元8的制冷劑R與現(xiàn)有型的制冷劑用板單元50相比，其流速增大。換句話說，蛇行流路15作為制冷劑增速機構(gòu)16而發(fā)揮作用。以上所述的一對側(cè)桿構(gòu)件11、以及在該側(cè)桿構(gòu)件11之間從寬度方向被夾住的散熱片部10被前后一對隔離板12夾持。隔離板12也由鋁或不銹鋼等形成且呈矩形形狀。關(guān)于形成于散熱片構(gòu)件18的凹凸槽，以凹部的底部以及凸部的頂部與隔離板12相接的方式構(gòu)成。上述側(cè)桿構(gòu)件11、散熱片構(gòu)件18、以及隔離板12通過釬焊或擴散接合等而被相互固定，從而穩(wěn)固地形成一體化了的制冷劑用板單元8。在以上述方式構(gòu)成的制冷劑用板單元8中，通過使制冷劑R的流路蛇行，使在流路中流通的制冷劑R的流速變快并提高熱傳遞特性。并且，由于在從入口13R到出口14R之間供制冷劑R流通的距離變長，因此制冷劑R與隔離板12之間的接觸面積增大，從而能夠增加熱移動?？諝庥冒鍐卧硪环矫?，如圖2(a)、圖4所示，空氣用板單元9具有：形成有凹凸槽的散熱片部10；配備成上下一對的側(cè)桿構(gòu)件11；以及配備成前后一對的隔離板12。在散熱片部10被一對側(cè)桿構(gòu)件11從上下方向夾住的基礎(chǔ)上，以從前后方向覆蓋散熱片部10以及側(cè)桿構(gòu)件11的方式安裝隔離板12，從而構(gòu)成一座空氣用板單元9。該空氣用板單元9以其厚度方向朝向前后方向的方式被縱向設置。在縱向設置的空氣用板單元9的右端側(cè)設置有成為熱源的空氣A的入口13A，并且在空氣用板單元9的左端側(cè)設置有供從元件內(nèi)部流過來的空氣A向外部流出的出口14A。此外，即使空氣A的入口13A與出口14A相反設置也沒有任何問題。以下，對構(gòu)成空氣用板單元9的各部分的詳情進行說明。如圖4所示，在本實施方式的空氣用板單元9設置有沿上下配備的一對側(cè)桿構(gòu)件11。該側(cè)桿構(gòu)件11是由鋁或不銹鋼等形成的方棒體，并以長邊方向朝向左右方向的方式配備。側(cè)桿構(gòu)件11的長度為空氣用板單元9的寬度。側(cè)桿構(gòu)件11的厚度(前后方向的厚度)為供空氣A流通的流路的高度。空氣用板單元9被層疊于所述制冷劑用板單元8，成為空氣熱交換器5(板翅熱交換器)的芯部。因此，空氣用板單元9的上下方向長度與制冷劑用板單元8的上下方向長度相等，空氣用板單元9的寬度與制冷劑用板單元8的寬度相等。在上下一對側(cè)桿構(gòu)件11之間配備有朝向空氣用板單元9的散熱片部10。本實施方式的散熱片部10由嵌入上下一對側(cè)桿構(gòu)件11之間的一張板(一張散熱片構(gòu)件18)構(gòu)成。散熱片構(gòu)件18呈矩形形狀，且與矩形的上邊以及下邊平行地沖壓形成有直線狀的凹凸槽。該直線狀的凹凸槽作為直線流路19而發(fā)揮作用，該直線流路19的右端與空氣用板單元9的入口13A相連，直線流路19的左端與空氣用板單元9的出口14A相連。因此，從入口13A進入的空氣A沿著直線流路19的長邊方向向左側(cè)流通，并從出口14A向外部排出。以上所述的一對側(cè)桿構(gòu)件11、以及被夾持在該側(cè)桿構(gòu)件11之間的散熱片部10被前后一對隔離板12夾持。隔離板12也由鋁或不銹鋼等形成。關(guān)于形成于散熱片構(gòu)件18上的凹凸槽，以凹部的底部以及凸部的頂部與隔離板12相接的方式構(gòu)成。上述側(cè)桿構(gòu)件11、散熱片構(gòu)件18、以及隔離板12通過焊接等相互固定，從而形成牢固地一體化了的空氣用板單元9。概括地說，由于空氣用板單元9具有沿左右方向延伸的直線流路19，因此從入口13A導入的空氣A直到出口14A為止沿著凹凸槽而水平地流通，其壓力損失也非常低。芯部以上所述的制冷劑用板單元8以及空氣用板單元9交互裝載，從而構(gòu)成空氣熱交換器5(空氣熱交換器5的芯部)。即，如圖2、圖4(b)所示，制冷劑用板單元8以制冷劑R的入口13R在下側(cè)、制冷劑R的出口14R在上側(cè)的方式被縱向設置。在此基礎(chǔ)上，以縱向設置的狀態(tài)層疊空氣用板單元9，以便夾入上述縱向設置的制冷劑用板單元8?？v向設置的空氣用板單元9以空氣A的入口13A以及出口14A朝向左右方向的方式形成。此時，如圖5所示，空氣用板單元9的直線流路19的高度比制冷劑用板單元8的蛇行流路15的高度高(例如，形成為約2倍)即可。眾所周知，空氣A的熱傳遞率比制冷劑R低，通過增加空氣A的流量，能夠提高空氣用板單元9側(cè)的(表觀的)熱傳遞。此外，如圖1所示，當層疊各元件時，將制冷劑用板單元8與空氣用板單元9之間的隔離板12設為一張，在該隔離板12的一方側(cè)流通制冷劑R，在隔離板12的另一方側(cè)流通空氣A。工作方式接著，對熱泵裝置1、特別是熱泵裝置1所具備的空氣熱交換器5的工作方式進行說明。在圖1的熱泵裝置1中，在利用側(cè)熱交換器3釋放出熱量而成為液體的制冷劑R被膨脹閥4減壓而返回到空氣熱交換器5。返回的液體的制冷劑R從構(gòu)成空氣熱交換器5的制冷劑用板單元8的入口13R(下側(cè))被導向制冷劑用板單元8內(nèi)的蛇行流路15。在蛇行流路15的前半段，換言之在制冷劑用板單元8的下方側(cè)，制冷劑R呈液體狀態(tài)。該液體的制冷劑R(二次側(cè)的介質(zhì))在通過制冷劑用板單元8的內(nèi)部的蛇行流路15期間從空氣用板單元9的空氣A(一次側(cè)的介質(zhì))帶走熱量，由此制冷劑R逐漸氣化，在制冷劑用板單元8的出口14R(上側(cè))，氣化大致結(jié)束。制冷劑用板單元8的入口13R的寬度形成為比出口14R的寬度小，且蛇行流路15的流路寬度比制冷劑用板單元8的寬度窄，換言之，比圖6所示的現(xiàn)有型的板翅型熱交換器所具備的制冷劑用板單元50的直線流路51的寬度狹，因此制冷劑R的流速增大。所以，作為制冷劑用板單元8整體的熱傳遞效率增大。并且，蛇行流路15的長度比圖6的現(xiàn)有型的制冷劑用板單元50的流路長，與散熱片部10以及隔離板12之間的接觸面積也增大。此外，因蛇行流路15而導致制冷劑R的流動變得復雜，從而也能夠期待亂流產(chǎn)生效果。根據(jù)上述作用，作為制冷劑用板單元8整體的熱傳遞效率增大。另一方面，成為向液體的制冷劑R供給熱量的熱源的空氣A，被風扇7等的強制力從以與制冷劑用板單元8相接的方式配備的空氣用板單元9的入口13A(右側(cè))導入。從空氣用板單元9的入口13A進入的空氣A在直線流路19向左側(cè)流通，經(jīng)空氣用板單元9的散熱片構(gòu)件18以及隔離板12(與制冷劑用板單元8共用的隔離板12)而向制冷劑R供給熱量，并從空氣用板單元9的出口14A(左側(cè))向外部排出。換言之，空氣用板單元9內(nèi)的空氣A以與制冷劑用板單元8內(nèi)的制冷劑R的流動(之字形的流動)的一部分對置的方式流通，形成局部的疑似對置流。被空氣熱交換器5氣化的制冷劑R、即從制冷劑用板單元8的出口14R排出的制冷劑R通過配管6而被吸入壓縮機2，并在該壓縮機2被壓縮成高溫高壓的氣體并被送至利用側(cè)熱交換器3。這樣，在本發(fā)明中，使用空氣熱交換器5來實現(xiàn)高效率的熱泵裝置1，該空氣熱交換器5采用制冷劑用板單元8，該制冷劑用板單元8具備能夠?qū)崿F(xiàn)制冷劑R的蛇行流動的蛇行流路15。因此，本發(fā)明的熱泵裝置1能夠設置在例如電車的地板下面等狹窄的設置場所或設置場所受到空間性限制的場所。此外，此次公開的實施方式在全部的方面都是例示，應認為并不是限制性的實施方式。特別是，在此次公開的實施方式中，未明確公開的事項，例如，運轉(zhuǎn)條件、操作條件、各種參數(shù)、構(gòu)成物的尺寸、重量、體積等，并未脫離本領(lǐng)域技術(shù)人員通常實施的范圍，只要是普通的本領(lǐng)域技術(shù)人員，就能容易地采用可假定的值。