JPH02290493A

JPH02290493A - ヒートポンプ式ルームエアコン室内ユニットの熱交換器

Info

Publication number: JPH02290493A
Application number: JP1107557A
Authority: JP
Inventors: Kenji Umetsu; 健児梅津
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-11-30
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: JP2907864B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えばヒートポンブ式ルームエアコンに用い
る熱交換器に関する。

（従来の技術）スプリット型ルームエアコン等の室内ユニットの騒音は
直接室内にいる使用者の快適性に悪影響を与えるため、
多くの低減化努力が払われている。その騒音の約９０％
以上はファンの送風音であり、残りの約１０％は熱媒の
流動音等である。

そして、熱交換器の熱交換能力を高めるために風量を増
加すると、この風量の増大に従い騒音も増大するという
欠点があった。このため、熱交換能力を高くしても騒音
の増大を招かないような何らかの改善が必要であった。

一般的な熱交換器には第２図に示されるものがある。こ
の熱交換器１は複数枚のフィン２・・・が所定間隔で層
状体に配列され、これら複数枚のフィン２・・・に対し
て配列方向に複数本のパイブ３・・・が貫通して結合さ
れている。これら、バイブ３・・・は上下方向に２列で
、千鳥状に配列されている。

ここで、上記熱交換器１は上記フィン２・・・の層状構
造により輪郭形状が矩形箱状に形成されている。そして
、ルームエアコンの室内ユニット等においては一方の側
面側に例えば横流ファン４が設けられて、強制的に上記
熱交換器１に対して空気を循環するようになっている。

そして、上記横流ファン４によって発生した矢印Ａ，Ｂ
，Ｃで示される空気の流れの、上記熱交換器１に対する
流入側面に近接して上下方向に並んだ１列は、隣接する
パイブ３・・・どうしの端部が順次連通するように接続
されている。

また、上記熱交換器１に対する空気の流出側に近接して
上下方向に並んだ１列は、隣接するパイブ３・・・どう
しの端部が順次連通ずるように接続されており、略中央
部に位置する２本のパイプ３、３の隣接する一端部は上
部側か熱媒の流入口５、下部側か熱媒の吐出口６となっ
ている。

そして、空気の流れ方向の上流側の１列と下流側の１列
との上下端のバイプ３・・・は互いの一方の端部が連通
接続されており、上記吸込口５から流入された熱媒は上
記バイブの内部を順次流れ、吐出口６がら吐出されるよ
うになっている。

こうした熱交換器１は風の通りをよくするために、極力
細径のバイブ３・・・が使われているが騒音低減および
熱交換性を高める効果が十分に得られないとった欠点が
あった。

上記熱交換器１は例えば熱媒の流入側のフィン２の温度
が約７５℃であり、熱媒の吐出側のフィン２の温度が約
４８℃である場合、複数枚のフィン２・・・全体が一体
的で熱伝導状態にあるので、フィン２・・・の全体の温
度は略一定となる。そして、上記フィン２・・・の温度
が全体的に約５０゜Ｃとなり通過された空気は４８℃ま
で上昇される。

ところが、熱媒の流入口５と吐出口６とは互いに近接し
て設けられているので、熱媒の流入側と吐出側との間で
熱交換をしてしまうものであった。

つまり、通過される空気への熱交換が十分に行えない構
造であった。

（発明が解決しようとする課題）一般的な熱交換器は熱媒の流入口と吐出口とがフィンに
よって熱伝導状態に接合されており、流入される熱媒と
吐出される熱媒とがフィンを通じて熱交換してしまい、
効率の高い熱交換ができなかった。また、パイプの直径
が大きく通過する空気の抵抗となり、騒音を発生する原
因となっていた。

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、熱交
換の効率が高く、かつ、通風時の騒音の発生を低減でき
る熱交換器を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は暖房時の空気の流れの上流側に位置され複数枚
のフィンに対して複数本のパイプを貫通しこれらパイプ
の端部どうしを連通接続した第１の熱交換部を設け、こ
の第１の熱交換部におけるいずれかのパイプの接続端に
吐出口を形成し、暖房時の空気の流れの下流側に位置さ
れ複数枚のフィンに対して複数本のバイブを貫通しこれ
らバイブの端部どうしを連通接続した第２の熱交換部を
設け、この熱交換部における２本以上のパイプの接続端
にそれぞれ２つ以上の吸込口を形成し、上記第１および
第２の熱交換部のそれぞれの最端側に位置するパイプの
端部を連通接続する接続部を設けた熱交換器にある。

（作　用）暖房時にフィンを通過する空気の流れ方向の上流側と下
流側に熱的に分割し、かつ、暖房時における熱媒の吸込
口を空気流れの下流側に２つ以上設け、上記空気流れの
上流側に吐出口を設けることで、熱媒の通過するバイブ
の直径が小さくても十分な熱交換を行うことができる。

（実施例）本発明における一実施例を第１図を参照して説明する。

図中に示される熱交換器１０は例えばスブリット型ルー
ムエアコンの室内ユニットに使用されるものであり、横
流ファン１１によって強制的に循環される空気が通過す
るようになっている。

なお、暖房時において上記横流ファン１１は矢印Ａ，Ｂ
，Ｃで示される方向に風を送るようになっている。

そして、上記熱交換器１０は上記空気の流れ方向の上流
側に位置する第１の熱交換部１２と、この第１の熱交換
部１２の下流に位置する第２の熱交換部１３とからなっ
ている。上記第１の熱交換部１２は複数枚のフィン１４
・・・が互いに所定間隔をもって左右方向に層状に配列
されており、これらのフィン１４・・・の厚さ方向に複
数本のパイブ１５・・・が貫通状態に結合されている。

これらのパイプ１５・・・は上下方向に所定間隔をもっ
て配列されており、それぞれの端部は左右方向の最端部
に位置するフィンに開口されている。

そして、これらバイブ１５・・・の端部は上下に位置す
るどうしか接続管１６・・・によって連通接続されてい
る。

なお、図中に示される接続管の構造について説明すると
、最上部に位置されるパイプ１５ａはー端側か後述する
接続部１７によって上記第２の熱交換部１３の最上端の
バイブ２２ａに連通接続されている。

上側から２番目および３番目に位置されるバイブ１５ｂ
，１５ｃの一方の端部は互いに合流部１８を有する接続
管１９によって接続されている。

この接続管１９は合流部１８によって上側から７番目に
位置するバイブ１５ｇの一端に接続されている。

さらに、上側から４番目と５番目に位置されるバイブ１
５ｄ，１５ｅの一端はそれぞれ接続管１６によって接続
されている。そして、上側から６番目のパイプ１５ｆの
一端は暖房時における吐出口２０が形成されている。ま
た、上側から８番また、上記９番目のパイブ１５ｉの他
端側は後述する第２の熱交換部１３の最下端のバイブ２
２ｉの他端側に図示しない接続部によって連通接続され
ている。

上述のように構成された第１の熱交換部１２は暖房時に
おいて、上下端側のバイブ１５ａ，１５ｉからそれぞれ
熱媒が流れ込み、下側からの熱媒はバイブ１５ｉ，１５
ｈ，１５ｇを順次上方に移動し、上記合流部１８を通過
してバイブ１５ｃに流入する。

また、最上端のパイプ１５ａからの熱媒はパイブ１５ｂ
，１５ｃと順次降下し上記合流部１８から流れ込む熱媒
と合流される。

そして、この合流された熱媒はパイブ１５ｄ，１５ｅ，
１５ｆを順次降下し、吐出口２０が吐出されるようにな
っている。

以下、上記第２の熱交換部１３の構造について説明する
。この第２の熱交換部１３は空気の流れ方向の下流側に
位置しており、上記第１の熱交換部１３と同様に複数枚
のフィン２１・・・が所定間隔をもって層状に配列され
ており、この配列方向に向かって複数本のパイプ２２・
・・が貫通状態に結合されている。これらパイプ２２・
・・は上下方向に所定間隔をもって棲や配列されており
、それぞれの端部は左右方向の端部に位置するフィン２
１に開口されている。

そして、これらのバイブ２２・・・は上記第１の熱交換
部１２に設けられたパイプ１５・・・に対して千鳥状に
なるように配置されている。

最上部に位置されるパイプ２２ａの他端側は下側に位置
するパイプ２２ｂの他端部に図示しない接続管により接
続されている。このパイプ２２ｂの一端側は上側から３
番目のパイプ２２ｃの一端に接続管１６により接続され
ている。さらに、このパイプ２２ｃの他端は図示しない
接続管によって上側から４番目のバイブ２２ｄの他端に
接続されている。このパイプ２２ｄの一端は吸込口２３
として開口されている。

また、上側から５＠目のパイプ２２ｅは一端が上述した
吸込口２３同様に吸込口２４が形成されている。さらに
、このパイプ２２ｅの他端は上側から６番目のバイブ２
２ｆの他端に図示しない接続管によって接続されている
。そして、以下７番目のパイプ２２ｇ，２２ｈ，２２ｉ
のそれぞれの一端は順次接続管１つによって接続されて
おり、また図示しない他端も同様に接続管によって接続
されている。そして、この第２の熱交換部１３の上下端
のそれぞれのパイプ２２ａ，２２ｉはそれぞれが上述の
如く上記第１の熱交換部１２の上下端のバイブ１５ａ，
１５ｔに接続されている。

上述のように構成されることで、上記２つの吸込口２３
．２４からそれぞれ吸込まれた熱媒は上方と下方とにそ
れぞれ流れ、第２の熱交換部１３の上下端部から第１の
熱交換部１２の上下端にそれぞれ流入される。

以下、上記熱交換器２０の暖房時における熱交換の状態
を従来構造に比較して説明する。従来例で述べた熱交換
器１はフィン２・・・が全体に一体的に設けられている
ので、熱媒の人口側のフィンの温度と出口側のフィンの
温度との差に影響を受けずに、略一定となる。つまり、
熱媒の流入口５の温度が約９０℃である場合に、フィン
２・・・全体の温度は約５０℃となる。これらのフィン
２・・・に流入された２１℃の空気は約４８℃まで上昇
される。

こうした熱交換器１は、熱媒の流入口５と吐出口６とが
互いに近接して設けられているので、熱媒の流入側と吐
出側との間で熱交換をしてしまうものであった。

これに対して、上記熱交換器１０は、２つの吸込口２３
．２４から吸込まれる熱媒の温度が上述同様約９０℃で
ある場合に、この熱交換器１０に流入された約２１℃の
空気は約５０℃まで上昇される。熱媒の温度は吸込口２
３．２４で約９０℃であり。順次吐出側に向かって温度
が降下していく。上記パイブ２ａで約６０℃、バイブ１
５Ｃで約５０℃、そして、吐出口２０で約４０℃となる
。

ここで、フィン１４・・・，２１・・・の温度は上記温
度分布に沿って変化している。そして、吐出口２０近傍
では約２１℃の空気に接触することで、凝縮温度が約５
０℃の熱媒が約４５℃まで冷却される。

このようにアンダークールを増大できるので、より効率
の高い熱交換ができる。

また、このような構造は、吸込口２３．２４を２つ設け
ることで、熱媒の流量が同一であっても熱交換面積を増
大しているので、空気の流量を増大させずに十分な熱交
換ができる。これにより従来構造に比較して高い効率で
熱交換できる。

さらに、第１の熱交換部１２と第２の熱交換部１３とに
分割し、空気の流れ方向に沿って上流側と下流側とに配
設し、さらに、上流側に位置する第１の熱交換部１２に
吐出口２０を設け、下流側に位置する第２の熱交換部１
３に吸込口１３を設けることで、カウンターフロー効果
を発生させ、効率の商い熱交換ができる。さらに、各熱
交換部１２．１３のそれぞれのフィン１４・・・，２１
・・・は所定の隙間をもって、分離されているのでスリ
ット効果を発生できる。つまり、熱媒の吸込み側と吐出
側との直接的な熱交換を防止でき、空気側への熱交換の
みとなる。

この結果、少風量でも十分な熱交換ができる。

そして、従来構造に比較して同一の熱交換量を得るのに
送風による騒音の低減を計ることができる。

例えば従来構造においては所定の熱交換量を得るために
室内ユニットの前方１ｍの位置で４２ｄＢの騒音が発生
していたが、上述の構造とすることで３５ｄＢに低減す
ることができた。

なお、本発明は上記一実施例にのみ限定されるものでは
ない。例えば熱媒が凝縮された液状態で流動する第１の
熱交換器１２のバイブ１５・・・を内面リップルチュー
ブとすることで、より高い熱交換効率が得られる。ここ
で、リップルチューブは内面に伝熱効果を高める溝が形
成されたものである。第１の熱交換部１２と第２の熱交
換部１３とは分離されているので、ことなるパイプ構造
とすることが容易である。

また、第１の熱交換部１２と第２の熱交換部１３とは、
構造上分離されていなくとも本発明に含まれる。つまり
、゛双方間の伝熱を低減する熱的分離構造、例えば切り
欠き構造等があれば同様の効果を得ることができる。

風上側のパイプ径を風下側のパイプより細径化すること
により、騒音を低減する効果を一層だ高めることができ
る。

［発明の効果］暖房時における風上側に位置する第１の熱交換部に熱媒
の吐出口を設け、この第１の熱交換部と熱的に分離され
て、風下側に位置する第２の熱交換部に熱媒の吸込口を
２つ以上設けることにより、吸込口から流入された熱媒
の熱を、吐出側の熱媒に伝えることを防止することで、
通過する空気への熱交換の効率を高めることができる。

また、吸込口を２つ以上設けることにより、熱媒のパイ
プを細径化し、空気の通過に対する抵抗を低減すること
で、空気の通過による騒音を低減できる。

これにより、高効率かつ静粛性の高い熱交換器を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における熱交換器の一実施例を示す斜視
図、第２図は従来における熱交換器を示す斜視図である
。１２・・・第１の熱交換器、１３・・・第２の熱交換器
、１４・・・フィン、１５・・・バイブ、１７・・・接
続部、２０・・・吐出口、２１・・・フィン、２２・・
・パイプ、２４・・・吸込口。

Claims

【特許請求の範囲】

複数枚のフィンに対して複数本のパイプが貫通されこれ
らパイプの端部どうしが連通接続され暖房時の空気の流
れの上流側に位置された第１の熱交換部と、この第１の
熱交換部におけるいずれかのパイプの接続端に形成され
た暖房時の吐出口と、複数枚のフィンに対して複数本の
パイプが貫通されこれらパイプの端部どうしが連通接続
され暖房時の空気の流れの下流側に位置され上記第１の
熱交換部と熱的に分離された第２の熱交換部と、この第
２の熱交換部における２本以上のパイプの接続端にそれ
ぞれ形成された２つ以上の暖房時の吸込口と、上記第１
および第２の熱交換部のそれぞれの量端側に位置するパ
イプの端部を連通接続する接続部とを具備することを特
徴とする熱交換器。