专利名称：热交换器及安装有该热交换器的空气调节机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及横流型的并流式热交换器以及安装有该热交换器的空气调节机。
背景技术：
在汽车空调器和建筑物用空气调节机中广泛应用并流式热交换器，这种并流式热交换器是在两根总管之间配置多根扁平管，且使扁平管内部的多个制冷剂通道与总管的内部连通，并且在扁平管之间配置波纹状散热片等散热片。这种热交换器的例子可以参照专利文献1、2。在空气调节机中，根据制冷剂流动的热交换器的温度进行动作控制也是一种常用的技术手段。这种空气调节机的例子可以参照专利文献3。通常，如专利文献4所示，在空气调节机室内机的热交换器上设置有与室外机连接的辅助配管。室外机上除了需要制冷剂配管以外，还需要连接电源线和信号线。为便于·和制冷剂配管一体配置，通常在辅助配管的旁边配置电气盒，该电气盒收纳有连接电源线、信号线的控制基板等。在并流式热交换器中，多根扁平管分为数组，制冷剂通过第一组扁平管并从第一总管流向第二总管后，通过第二组扁平管并从第二总管返回第一总管，再通过第三组扁平管并再次从第一总管流向第二总管，制冷剂常常是以沿锯齿形路径前进的方式流动。在第一总管和第二总管之间制冷剂流动方向的改变次数，如专利文献2中记载的那样被称为“折返次数”。专利文献I :日本专利公开公报特开昭63-34466号专利文献2 :日本专利公开公报特开平6-213534号专利文献3 :日本专利公开公报特开2009-41829号专利文献4 :日本专利公开公报特开2000-297948号为了保证空气调节机运转时的安全性，需要掌握热交换器的内部压力，并根据所述压力进行控制。实际上不是直接测量压力，而是通过测量制冷剂的温度来推测压力。当热交换器用作冷凝器时，制冷剂以过热气体的状态流入，并随着热交换的进行而成为气液二相的状态，如果进一步凝结则处于过冷状态而成为液体。在气体、气液二相和液体的各状态下，制冷剂温度不同。为了推测压力，需要测量温度稳定的气液二相状态的制冷剂温度。
实用新型内容本实用新型的目的是使制冷剂在水平扁平管中流动的所谓横流型的并流式热交换器中所测量的制冷剂温度有益于控制。为了实现上述目的，本实用新型提供一种横流型的并流式热交换器，其包括两根总管，隔开间隔平行配置；以及多根扁平管，配置在所述两根总管之间，设置在所述多根扁平管内部的制冷剂通道与所述总管的内部连通，所述横流型的并流式热交换器的特征在于，所述多根扁平管以构成一次以上的折返次数的方式组成，并且在所述两根总管中的一根上的、气液二相状态的制冷剂流动的部位上，配置有制冷剂温度检测用的感温元件。按照上述结构，通过测量能被看作制冷剂凝结温度或制冷剂蒸发温度的气液二相状态的制冷剂温度，可以准确地推测制冷剂压力。在上述结构的热交换器中，优选的是，配置有所述感温元件的所述总管是制冷剂配管连接侧的总管。在由室外机和室内机构成的空气调节机中，通常制冷剂配管和电源布线或信号线一体地进行配管、布线。如果在制冷剂配管侧的总管上配置感温元件，则不仅便于向感温元件进行布线，而且还可以缩短布线长度，从而降低材料成本。在上述结构的热交换器中，优选的是，折返次数设定为3以上的奇数。如果是这样的折返次数，则可以将制冷剂的入口和出口配置在同一总管上，并且 可以在该总管中确保气液二相状态的制冷剂流动的部分。在上述结构的热交换器中，优选的是，所述感温元件利用金属配件安装在所述总管上，所述金属配件包括感温元件插入部和总管把持部。按照上述结构，即使不对总管进行加工也能容易地安装感温元件。此外，本实用新型还提供一种空气调节机，其特征在于，在室内机上安装有上述结构的热交换器。按照上述结构，可以提供一种空气调节机，能准确地推测室内机的热交换器的制冷剂压力并适当地进行控制。此外，本实用新型还提供另一种空气调节机，其特征在于，在室外机上安装有上述结构的热交换器。按照上述结构，可以提供一种空气调节机，能准确地推测室外机的热交换器的制冷剂压力并适当地进行控制。按照本实用新型，能准确地推测流过热交换器的制冷剂的压力，并且可以可靠地进行各种控制。同时也容易进行空气调节机运转时的异常检测。
图I是说明本实用新型实施方式的热交换器的示意性铅垂断面图。图2是沿图I的A-A线剖切后的热交换器的铅垂断面图。图3是说明感温元件安装方法的热交换器的局部正视图。图4是感温元件安装用金属配件的主视图。图5是感温元件安装用金属配件的俯视图。图6是安装有本实用新型热交换器的空气调节机的简要结构图，表示暖气装置运转时的状态。图7是安装有本实用新型热交换器的空气调节机的简要结构图，表示冷气装置运转时的状态。附图标记说明I热交换器2、3 总管[0036]4扁平管5制冷剂通道6波纹状散热片9a、9b、9c 隔板11感温元件12金属配件
具体实施方式
参照图I说明本实用新型实施方式的横流型的并流式热交换器的结构。图I中纸面上侧为铅垂方向的上侧，纸面下侧为铅垂方向的下侧。热交换器I沿水平方向隔开间隔平行配置有两根铅垂的总管2、3，且总管2、3之间沿铅垂方向以规定间距配置有多根水平的扁平管4。扁平管4为将金属挤压成型后的细长成型品，其内部形成有使制冷剂流通的制冷剂通道5。由于扁平管4配置成使作为长边方向的挤压成型方向为水平方向，所以制冷剂通道5的制冷剂流通方向也为水平方向。沿图I的进深方向排列断面形状及断面面积相等的多个制冷剂通道5，因此，扁平管4的铅垂断面如图2所示呈口琴状。各制冷剂通道5与总管2、3的内部连通。相邻的扁平管4之间配置有波纹状散热片6。上下排列的波纹状散热片6中，在最上层的散热片和最下层的散热片的外侧配置有侧板10。总管2和3、扁平管4、波纹状散热片6和侧板10全部由铝等高导热性金属制成，扁平管4与总管2、3之间、波纹状散热片6与扁平管4之间、侧板10与波纹状散热片6之间，分别利用钎焊或熔焊来固定。热交换器I为横流型，仅在总管3 —侧设置有制冷剂出入口 7、8。S卩，总管3是制冷剂配管连接侧的总管。总管3的内部沿上下方向隔开间隔设置有两个隔板9a、9c，总管2的内部在与隔板9a、9c中间闻度相对的位置上设有隔板9b。当将热交换器I用作冷凝器时，制冷剂如图I实线箭头所示从上侧的制冷剂出入口 7流入。从制冷剂出入口 7进入的制冷剂被隔板9a阻挡并经由扁平管4流向总管2。上述制冷剂的流动方向由向左的中空箭头表示。进入总管2的制冷剂被隔板9b阻挡并经由另一根扁平管4流向总管3。这是第一次折返，折返后的制冷剂的流动方向由向右的中空箭头表示。进入总管3的制冷剂被隔板9c阻住并再经由另一根扁平管4再次流向总管2。这是第二次折返，折返后的制冷剂的流动方向由向左的中空箭头表示。进入总管2的制冷剂折返并再经由另一根扁平管4再次流向总管3。这是第三次折返，折返后的制冷剂的流动方向由向右的中空箭头表示。制冷剂最终从制冷剂出入口 8流出。这样，制冷剂边重复折返边沿锯齿形的路径从上向下流动。此处表示了隔板的数量为三个的情况，但这仅为一个例子，隔板的数量以及作为其结果带来的折返次数，可以根据需要任意设定。图I的结构中，位于制冷剂出入口 7和隔板9a之间高度区域的多个扁平管4构成一个整体流路，位于隔板9a和隔板9b之间高度区域的多个扁平管4构成另一个整体流路，并且位于隔板9b和隔板9c之间高度区域的多个扁平管4构成又一个整体流路，位于隔板9c和制冷剂出入口 8之间高度区域的多个扁平管4构成再一个整体流路。这些整体流路按照说明顺序称为“第一流路”、“第二流路”、“第三流路”、“第四流路”。[0048]当将热交换器I用作蒸发器时，制冷剂的流向相反。即，制冷剂如图I虚线箭头所示从制冷剂出入口 8进入总管3，被隔板9c阻挡并经由第四流路流向总管2，在总管2中被隔板9b阻挡并经由第三流路流向总管3，而后在总管3中被隔板9a阻挡并经由第二流路再次流向总管2，并在总管2折返且经由第一流路再次流向总管3，最终从制冷剂出入口 7如虚线箭头所示流出。为了测量流过热交换器I内部的制冷剂的温度，安装有在金属制外壳中封入热敏电阻而构成的感温元件11。感温元件11配置在总管3的与第二流路或第三流路对应的部位上。选择上述部位的原因如下。当将热交换器I用作冷凝器时，制冷剂以过热状态从上侧的制冷剂出入口 7流入，此时的状态为气体。如果此后在第一流路的中途进行热交换，则制冷剂的状态变化为气液二相状态并逐渐凝结。在制冷剂流出的第四流路的出口附近，制冷剂处于过冷状态而成为液体。由于气液二相状态的制冷剂的温度(二相温度)可以被看作制冷剂凝结温度或制冷剂蒸发温度，而适于作为控制的基准温度，所以把感温元件11配置在可以测量二相温度的 部位上。当将热交换器I用作蒸发器时，制冷剂以气液二相状态从下侧的制冷剂出入口 8流入。此后保持气液二相的状态进行热交换，并逐渐汽化。在制冷剂流出的第一流路的出口附近，制冷剂为气液二相状态或气体状态。由于气液二相状态的制冷剂的温度(二相温度)可以被看作制冷剂蒸发温度，而适于作为控制的基准温度，所以把感温元件11配置在可以测量二相温度的部位上。如上所述，空气调节机室内机的热交换器上设置有与室外机连接的辅助配管。室外机上除了需要制冷剂配管以外，还需要连接电源线和信号线。为了便于和制冷剂配管一体配置，通常在辅助配管的旁边配置电气盒，该电气盒收纳有连接电源线、信号线的控制基板等。由于从该电气盒开始布线，所以考虑布线长度优选将感温元件11安装在热交换器I的辅助配管一侧。在作为横流型的并流式热交换器的热交换器I中，总管3为制冷剂配管连接侧的总管，并且除了制冷剂配管以外，电源布线和信号线也延伸至附近。因此，将感温元件11安装在总管3上，并将与第二次折返对应的部位(优选隔板9a和隔板9c的中间位置)作为感温元件11的配置部位。下面说明折返的数量。假设仅存在一次折返，当把热交换器I用作冷凝器时，制冷剂入口配管和制冷剂出口配管与一个总管连接，该总管中制冷剂入口侧被过热状态的制冷剂充满，而制冷剂出口侧被过冷状态的制冷剂充满，从而在该总管中没有气液二相状态的制冷剂存在的空间。当将热交换器I用作冷凝器时，为了能满足气液二相状态的制冷剂存在、并且使从制冷剂配管连接侧总管出发的制冷剂的流动最终必需返回制冷剂配管连接侧总管的条件，只要使折返次数为3以上的奇数即可。实施方式的折返次数3是满足最小限度要求的数量。感温元件11利用图3到图5所示金属配件12安装在总管3上。金属配件12由富有弹性的钢板构成，并包括将感温元件11压入的感温元件插入部13、以及环抱总管3的总管把持部14。总管把持部14的入口部上形成有一对导向片15，所述导向片15呈锥状张开以导入总管3。[0056]在感温元件插入部13中、且在距总管把持部14最远的部位上，形成有半径较小的弯曲部16。弯曲部16起到保持金属配件12把持力的作用。在感温元件插入部13和总管把持部14的边界上，沿感温元件11的外表面形成有弯曲的保持片17。保持片17不仅起到保持感温元件11的作用，还可以起到使感温元件11不和总管3接触的作用。从热传导良好和易加工的角度出发，感温元件11的金属制外壳的材料大多使用铜，但如果铜和铝制的总管3接触，则铝因电腐蚀作用被腐蚀，总管3有穿孔的危险。如果存在保持片17，则通过使其介于总管3和感温元件11之间，可以防止铝和铜接触，从而可以避免电腐蚀问题。热交换器I可以安装在分离式空气调节机上。分离式空气调节机由室外机和室内机构成，室外机包括压缩机、四通阀、膨胀阀、室外侧热交换器和室外侧送风机等，室内机包括室内侧热交换器和室内侧送风机等。暖气装置运转时室外侧热交换器作为蒸发器发挥功 能，冷气装置运转时室外侧热交换器作为冷凝器发挥功能。暖气装置运转时室内侧热交换器作为冷凝器发挥功能，冷气装置运转时室内侧热交换器作为蒸发器发挥功能。图6表示了使用热泵循环系统作为制冷循环系统的分离式空气调节机的基本结构。热泵循环系统101以环状连接压缩机102、四通阀103、室外侧热交换器104、减压膨胀装置105和室内侧热交换器106。压缩机102、四通阀103、热交换器104和减压膨胀装置105收容在室外机的箱体中，热交换器106收容在室内机的箱体中。热交换器104与室外侧送风机107组合在一起，热交换器106与室内侧送风机108组合在一起。送风机107具有螺旋桨式风扇，送风机108具有横流风扇。本实用新型的横流型的并流式热交换器I可以用作室内机的热交换器106。热交换器106由两个热交换器I组合成“ < ”形。图6表示暖气装置运转时的状态。此时，从压缩机102喷出的高温高压的制冷剂进入室内侧热交换器106，并在此散热、凝结。流出热交换器106的制冷剂从减压膨胀装置105进入室外侧热交换器104并在此膨胀，并且在从室外空气中吸收了热量后返回压缩机102。由室内侧送风机108生成的气流促进热交换器106散热，由室外侧送风机107生成的气流促进热交换器104吸热。图7表示冷气装置运转时或除霜运转时的状态。此时通过切换四通阀103使制冷剂的流动方向与暖气装置运转时相反。即，从压缩机102喷出的高温高压的制冷剂进入室外侧热交换器104并在此散热、凝结。流出热交换器104的制冷剂从减压膨胀装置105进入室内侧热交换器106并在此膨胀，并且在从室内空气中吸热后返回压缩机102。由室外侧送风机107生成的气流促进热交换器104散热，由室内侧送风机108生成的气流促进热交换器106吸热。如上所述，通过将热交换器I用作室内机的热交换器106，能正确推测流过热交换器106的制冷剂的压力，从而可以可靠地进行各种控制。也容易进行空气调节机运转时的异常检测。也可以将热交换器I用作室外机的热交换器104。在这种情况下，也可以准确推测流过热交换器104的制冷剂的压力，从而可靠地进行各种控制。也容易进行空气调节机运转时的异常检测。以上说明了本实用新型的实施方式，本实用新型的范围不限于此，在不脱离本实用新型宗旨的范围内可以实施各种变更。工业实用性 本实用新型可以广泛应用于横流型的并流式热交换器。
权利要求1.一种横流型的并流式热交换器，包括两根总管，隔开间隔平行配置；以及多根扁平管，配置在所述两根总管之间，设置在所述多根扁平管内部的制冷剂通道与所述总管的内部连通， 所述横流型的并流式热交换器的特征在于， 所述多根扁平管以构成一次以上的折返次数的方式组成，并且在所述两根总管中的一根上的、气液二相状态的制冷剂流动的部位上，配置有制冷剂温度检测用的感温元件。
2.根据权利要求I所述的热交换器，其特征在于，配置有所述感温元件的所述总管是制冷剂配管连接侧的总管。
3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述折返次数设定为3以上的奇数。
4.根据权利要求I至3中任意一项所述的热交换器，其特征在于，所述感温元件利用金属配件安装在所述总管上，所述金属配件包括感温元件插入部和总管把持部。
5.一种空气调节机，其特征在于，在室内机上安装有权利要求1-4中任意一项所述的热交换器。
6.一种空气调节机，其特征在于，在室外机上安装有权利要求1-4中任意一项所述的热交换器。
专利摘要本实用新型提供热交换器及安装有该热交换器的空气调节机，该热交换器(1)包括两根铅垂的总管(2、3)，隔开间隔平行配置；水平的多根扁平管(4)，配置在所述总管之间，设置在所述多根扁平管(4)内部的制冷剂通道(5)与所述总管的内部连通；以及波纹状散热片(6)，配置在所述扁平管之间。所述扁平管以构成一次以上的折返次数的方式组成。在制冷剂配管连接侧的所述总管上的、气液二相状态的制冷剂流动的部位上，配置有制冷剂温度检测用的感温元件(11)。所述感温元件利用金属配件(12)安装在所述总管上。
文档编号F28F9/02GK202581982SQ20109000125
公开日2012年12月5日 申请日期2010年9月15日 优先权日2009年10月19日
发明者三代一寿, 铃木正一 申请人:夏普株式会社