并流式熱交換器和安裝有該并流式熱交換器的空氣調節機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及橫流型的并流式熱交換器和安裝有該并流式熱交換器的空氣調節機。
【背景技術】
[0002]并流式熱交換器在多個總管之間配置有多個扁平管，使扁平管內部的多個制冷劑通道與總管的內部連通，并且在扁平管之間配置有波紋狀散熱片等散熱片，上述并流式熱交換器廣泛地應用于汽車空調器和建筑物空氣調節機的室外側單元等。
[0003]圖1表示并流式熱交換器的結構例。圖1中紙面上側為熱交換器的上側、紙面下側為熱交換器的下側。并流式熱交換器I為橫流型，具有兩根垂直方向的總管2、3和配置在它們之間的多根水平方向的扁平管4。總管2、3在水平方向隔開間隔平行配置，扁平管4在垂直方向以規定間距配置。在實際安裝在設備上的階段中，由于熱交換器I按照設計的要求以各種角度放置，所以本說明書中的“垂直方向”、“水平方向”并未嚴格地表示上述方向。應當理解為僅是大體的方向。
[0004]扁平管4是對金屬進行擠壓成形后的細長的成型品，如圖2所示，在內部形成有使制冷劑流通的制冷劑通道5。由于扁平管4以使作為長邊方向的擠壓成形方向為水平方向的方式配置，所以制冷劑通道5的制冷劑流通方向也為水平方向。沿圖2的左右方向排列有多個斷面形狀和斷面面積相等的制冷劑通道4。因此，扁平管4的垂直斷面呈口琴狀。各制冷劑通道5與總管2、3的內部連通。
[0005]在扁平管4的扁平面上安裝有散熱片6。在此，作為散熱片6使用波紋狀散熱片，但是也可以是板狀散熱片。上下排列的散熱片6中，在最上層的散熱片和最下層的散熱片的外側配置有側板7。
[0006]總管2、3、扁平管4、散熱片6和側板7均由鋁等高導熱性的金屬構成，扁平管4相對于總管2、3、散熱片6相對于扁平管4、側板7相對于散熱片6分別通過釬焊或熔焊來進行固定。
[0007]總管2的內部由兩個隔板P1、P2分割成三個區域S1、S2、S3。隔板Pl、P2將多根扁平管4區分為三個扁平管組。區域S1、S2、S3分別與多根扁平管4連接。
[0008]總管3的內部由一個隔板P3分割成兩個區域S4、S5。隔板P3將多根扁平管4區分為兩個扁平管組。區域S4、S5分別與多根扁平管4連接。
[0009]區域SI與制冷劑出入管8連接。區域S3與制冷劑出入管9連接。
[0010]熱交換器I的功能如下所述。熱交換器I用作凝結器時，制冷劑通過制冷劑出入管8向區域SI供給。進入區域SI的制冷劑通過連接區域SI和區域S4的多根扁平管4向區域S4流動。上述多根扁平管4構成的扁平管組構成制冷劑路徑A。制冷劑路徑A由中空箭頭表示。除此以外的制冷劑路徑也由中空箭頭表示。
[0011]進入區域S4的制冷劑在此折返，并且通過連接區域S4和區域S2的多根扁平管4向區域S2流動。上述多根扁平管4構成的扁平管組構成制冷劑路徑B。
[0012]進入區域S2的制冷劑在此折返，并且通過連接區域S2和區域S5的多根扁平管4向區域S5流動。上述多根扁平管4構成的扁平管組構成制冷劑路徑C。
[0013]進入區域S5的制冷劑在此折返，并且通過連接區域S5和區域S3的多根扁平管4向區域S3流動。上述多根扁平管4構成的扁平管組構成制冷劑路徑D。進入區域S3的制冷劑從制冷劑出入管9流出。
[0014]在本說明書中，將從制冷劑出入管8或制冷劑出入管9到最初的折返、或折返和下一折返之間的區間稱為“單向”。制冷劑路徑A、B、C、D都稱為單向制冷劑路徑。
[0015]熱交換器I用作蒸發器時，制冷劑通過制冷劑出入管9向區域S3供給。此后的制冷劑的流動與熱交換器I用作凝結器時的制冷劑路徑相反。即，制冷劑以制冷劑路徑D —制冷劑路徑C —制冷劑路徑B —制冷劑路徑A的路徑進入區域SI，并從制冷劑出入管8流出。
[0016]在并流式熱交換器中，為了提高性能，在設計上進行了各種改進。在專利文獻I?3中可以查詢到上述例子。
[0017]在專利文獻I記載的并流式熱交換器中，在連接兩根總管的多根扁平管的內部形成有多個平行的流體直徑為0.015英寸(約0.38毫米)到0.07英寸(約1.78毫米)范圍的制冷劑通道。上述制冷劑通道的斷面的輪廓具有匯合的兩個以上的相對直線狀的部分和在它們匯合的部位形成的至少一個凹陷部。并且，按照上述結構，由扁平管封閉的空氣側的前面面積小，所以不會使空氣側壓力的下降增加，從而能夠使空氣側熱傳遞表面增大。
[0018]在專利文獻2中記載的并流式熱交換器中，將扁平管內制冷劑通道的高度設定為0.35毫米到0.8毫米。由此，使由通風阻力產生的散熱性能下降部分和由管壓損失產生的散熱性能下降部分的和變小，從而提高了散熱性能。
[0019]在專利文獻3中記載的并流式熱交換器中，使分流參數γ在0.5以上，所述分流參數γ是扁平管的阻力參數β相對于制冷劑的入口側總管的阻力參數α的比。由此，防止制冷劑在與總管的制冷劑入口的壓力最高部分連接的扁平管中集中流動，能夠使向各扁平管施加的壓力均勻，從而得到良好的分流狀態，因此能夠發揮良好的熱交換性能。
[0020]專利文獻1:日本專利公開公報特開平5-87752號
[0021]專利文獻2:日本專利公開公報特開2001-165532號
[0022]專利文獻3:日本專利公開公報特開2000-111274號
【發明內容】
[0023]將并流式熱交換器用作蒸發器時，當考慮在制冷劑路徑內流動的制冷劑時，希望不產生“偏流”狀態，該“偏流”狀態是指大量的液體制冷劑在某一扁平管內流動，并且大量的氣體制冷劑在其他扁平管內流動。本發明的目的在于提供一種橫流型的并流式熱交換器，從不產生偏流的觀點出發，對構成制冷劑路徑的扁平管的根數進行最佳設計。特別是本發明的目的在于使氣體制冷劑的比例大的制冷劑路徑的扁平管根數最佳化。
[0024]本發明提供一種并流式熱交換器，其包括:兩根垂直方向的總管；以及連接所述總管之間的多根水平方向的扁平管。所述多根水平方向的扁平管被進一步分組、并以多根為一組，各組構成使制冷劑從所述兩根垂直方向的總管中的一根向另一根流動的單向制冷劑路徑。構成所述單向制冷劑路徑的所述扁平管的根數的上限，通過由以下算式A得到的數值±2來確定，
[0025]當將所述并流式熱交換器用于空氣調節機的室外機時，
[0026]η < 3.0Xl(T4XQ+8.0...(A)
[0027]當將所述并流式熱交換器用于空氣調節機的室內機時，
[0028]η < 4.2Xl(T4XQ+7.9...(A)
[0029]其中，η是構成單向制冷劑路徑的扁平管的根數，Q是額定能力并將W作為單位。Q在用于室外機時使用制熱額定能力，在用于室內機時使用制冷額定能力。
[0030]優選的是，當上述結構的并流式熱交換器用于空氣調節機的室外機時，構成所述單向制冷劑路徑的所述扁平管的根數的下限由以下算式B確定，
[0031]η > (α Q+β ) X {(1.4X1(T16) XL/(dXA，2)}°.5...(B)
[0032]其中，α =0.0161、β = 8.86，d是水力直徑并將m作為單位，Α’是一根扁平管的制冷劑通道的斷面面積并將m2作為單位。
[0033]優選的是，當上述結構的并流式熱交換器用于空氣調節機的室內機時，構成所述單向制冷劑路徑的所述扁平管的根數的下限由以下算式B確定，
[0034]η > (α Q+β ) X {(1.4X1(T16) XL/(dXA，2)}°.5...(B)
[0035]其中，α = 0.0228、β = 6.62，d是水力直徑并將m作為單位，A’是一根扁平管的制冷劑通道的斷面面積并將m2作為單位。
[0036]此外，本發明還提供一種空氣調節機，該空氣調節機將上述結構的并流式熱交換器安裝在室外機或室內機內。
[0037]按照本發明，可以得到一種橫流型的并流式熱交換器，不會因制冷劑的循環量而產生偏流。
【附圖說明】
[0038]圖1是橫流型的并流式熱交換器的簡要結構圖。
[0039]圖2是沿圖1的I1-1I線的斷面圖。
[0040]圖3是扁平管的實驗品的規格