熱交換器、制冷循環(huán)裝置以及熱交換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備傳熱管的熱交換器、使用該熱交換器的制冷循環(huán)裝置以及熱交換器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往已知有具備多個翅片和傳熱管的熱交換器，所述多個翅片空開間隔地配置且在其之間流動氣體(例如空氣)，所述傳熱管插入該多個翅片且在內(nèi)部流動有介質(zhì)(例如制冷劑)。
[0003]在這樣的熱交換器中，提出有通過傳熱管的列間距和排間距的適當(dāng)化以及翅片的狹縫化來提高傳熱性能的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利2604722號公報(圖1)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]在以往的熱交換器中，當(dāng)通過擴(kuò)管將傳熱管固定于翅片之際，若熱管的外表面和翅片之間的密接性下降，則存在熱交換器的傳熱性能下降，熱交換能力下降的課題。
[0009]近年來，作為熱交換器的翅片以及傳熱管的材料，考慮到再循環(huán)性和耐腐蝕性等而使用例如銅或銅合金等銅系金屬材料。
[0010]但是，由于銅系金屬材料的變形抗力低，因此，當(dāng)為了將傳熱管固定于翅片而進(jìn)行擴(kuò)管時，傳熱管的外表面和翅片之間的密接性下降，導(dǎo)熱系數(shù)下降。故而存在熱交換器的傳熱性能下降，熱交換能力下降的課題。
[0011]本發(fā)明為解決上述課題而作出，其目的在于獲得一種能夠抑制熱交換能力的下降的熱交換器、制冷循環(huán)裝置以及熱交換器的制造方法。
[0012]本發(fā)明的熱交換器的特征在于，包括:多個翅片，所述多個翅片空開間隔地配置，且氣體在其之間流動；多個傳熱管，所述多個傳熱管插入所述多個翅片，并通過擴(kuò)管而與所述多個翅片接合，所述多個傳熱管在沿著所述氣體的流動方向的列方向上排列5列以上的列，并在與所述氣體的流動方向交叉的排方向上交替錯開地進(jìn)行交錯排列，所述多個翅片形成為平板狀，且連續(xù)地連接所述多個傳熱管的列方向之間，當(dāng)將所述多個傳熱管的擴(kuò)管前的外徑設(shè)為D、將擴(kuò)管后的外徑設(shè)為Da、將連結(jié)相鄰的所述傳熱管的中心的距離設(shè)為L時，所述多個傳熱管滿足1.055D彡Da彡1.068DU.56Da彡L彡2.58Da的關(guān)系。
[0013]發(fā)明效果
[0014]本發(fā)明能夠抑制傳熱管的外表面和翅片之間的密接性的下降。并且，能夠抑制熱交換器的熱交換能力的下降。
【附圖說明】
[0015]圖1是示出本發(fā)明的實施方式I的空氣調(diào)節(jié)機的結(jié)構(gòu)的圖。
[0016]圖2是示出基于機械擴(kuò)管方式的擴(kuò)管狀況的圖。
[0017]圖3是示出本發(fā)明的實施方式I的熱交換器的圖。
[0018]圖4是示出熱交換器的傳熱管的擴(kuò)管率和熱交換率的關(guān)系的線圖。
[0019]圖5是示出熱交換器的傳熱管的各傳熱管中心部之間的距離L和熱交換率的關(guān)系的線圖。
[0020]圖6是示出表示熱交換器的傳熱管的突起總計的條數(shù)和熱交換率的關(guān)系的線圖。
[0021]圖7是示出熱交換器的翅片在層疊方向上的翅片間距Fp和熱交換率的關(guān)系的線圖。
[0022]圖8是示出熱交換器的翅片的厚度Ft和熱交換率的關(guān)系的線圖。
【具體實施方式】
[0023]實施方式I
[0024]圖1是示出本發(fā)明的實施方式I的空氣調(diào)節(jié)機的結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]在本實施方式I中，作為本發(fā)明的制冷循環(huán)裝置的一例而說明空調(diào)裝置。
[0026]如圖1所示，空氣調(diào)節(jié)機具備制冷劑回路，該制冷劑回路通過制冷劑配管依次連接壓縮機5、四通閥8、室外側(cè)熱交換器3、膨脹閥7以及室內(nèi)側(cè)熱交換器2而成，并使制冷劑循環(huán)。需要說明的是，膨脹閥7相當(dāng)于本發(fā)明中的“膨脹機構(gòu)”。
[0027]四通閥8通過切換制冷劑回路內(nèi)的制冷劑的流動方向而進(jìn)行制熱運轉(zhuǎn)、制冷運轉(zhuǎn)的切換。需要說明的是，在形成制冷專用或制熱專用的空氣調(diào)節(jié)機時，可以省略四通閥8。
[0028]室內(nèi)側(cè)熱交換器2搭載于室內(nèi)機。室內(nèi)側(cè)熱交換器2在制冷運轉(zhuǎn)時作為制冷劑的蒸發(fā)器而發(fā)揮功能。室內(nèi)側(cè)熱交換器2在制熱運轉(zhuǎn)時作為制冷劑的冷凝器而發(fā)揮功能。
[0029]室外側(cè)熱交換器3搭載于室外機。室外側(cè)熱交換器3在制冷運轉(zhuǎn)時，作為利用制冷劑的熱加熱空氣等的冷凝器而發(fā)揮功能。室外側(cè)熱交換器3在制熱運轉(zhuǎn)時，作為使制冷劑蒸發(fā)并利用此時的氣化熱冷卻空氣等的蒸發(fā)器而發(fā)揮功能。
[0030]壓縮機5壓縮從蒸發(fā)器排出的制冷劑，使其成為高溫而向冷凝器供給。
[0031]膨脹閥7使從冷凝器排出的制冷劑膨脹，使其成為低溫而向蒸發(fā)器供給。
[0032]作為制冷劑，使用HC單一制冷劑、包括HC的混合制冷劑、R32、R410A、R407C、二氧化碳、R1234yf、包括R1234yf的至少一種的混合制冷劑、R1234ze、包括R1234ze的至少一種的混合制冷劑的任一種。
[0033]這些制冷劑是在傳熱管20內(nèi)的管內(nèi)壓力損失小的制冷劑。因此，通過使用這些制冷劑的任一種，能夠在不增加傳熱管20的管內(nèi)壓力損失的情況下提高管內(nèi)傳熱性能。故能夠提供高效率的熱交換器I。尤其是，當(dāng)對傳熱管20進(jìn)行細(xì)徑化時，需要加厚傳熱管20的槽21 (后述)的底的板厚，因此其效果顯著。
[0034]需要說明的是，在以下的說明中，當(dāng)不區(qū)別室內(nèi)側(cè)熱交換器2和室外側(cè)熱交換器3時，稱為熱交換器I。
[0035]圖2是示出基于機械擴(kuò)管方式的擴(kuò)管狀況的圖。
[0036]機械擴(kuò)管方式指的是，將在前端具有擴(kuò)管球30的桿31通過傳熱管20的管內(nèi)部而對傳熱管20的外徑進(jìn)行擴(kuò)展，由此使傳熱管20和翅片10密接的接合方式，其中，擴(kuò)管球30的直徑比傳熱管20的內(nèi)徑稍大
[0037]在此，如圖2所示，將擴(kuò)管前的傳熱管20的外徑設(shè)為D。另外，將擴(kuò)管后的外徑設(shè)為Da0
[0038]以下，對本實施方式I中的熱交換器I的制造方法的一例進(jìn)行說明。
[0039]將傳熱管20在長度方向的中央部以規(guī)定的彎曲間距彎曲加工成發(fā)夾彎(hairpin)狀。
[0040]在翅片10中形成貫通孔，貫通孔空開間隔地配置。需要說明的是，在翅片10的貫通孔中形成有翅片凸邊11。
[0041]將傳熱管20插入空開間隔地配置的多個翅片10的貫通孔中。
[0042]然后，利用機械擴(kuò)管方式對傳熱管20進(jìn)行擴(kuò)管，使傳熱管20的外表面和翅片10的翅片凸邊11密接而接合傳熱管20和翅片10。
[0043]需要說明的是，在圖2所示的示例中示出了將傳熱管20彎曲加工成發(fā)夾彎狀的情況，但本發(fā)明不限定于此。
[0044]圖3是示出本發(fā)明實施方式I的熱交換器的圖。圖3中示出了從側(cè)面?zhèn)扔^察熱交換器I的剖面的一部分。另外，圖3中的局部放大圖示出了在傳熱管20的內(nèi)壁面形成的槽。
[0045]熱交換器I具備多個翅片10和多個傳熱管20。
[0046]多個翅片10空開間隔地配置，氣體(例如空氣)在其之間流動。
[0047]多個傳熱管20在內(nèi)部流動有介質(zhì)(例如制冷劑)。
[0048]多個傳熱管20在與氣體的流動方向(氣流方向)交叉的排方向上配置有多排。另夕卜，多個傳熱管20在沿著氣體的流動方向(氣流方向)的列方向上配置有5列以上。
[0049]另外，多個傳熱管20被進(jìn)行例如交錯排列。在此，交錯排列指的是，相鄰列的傳熱管20在排方向上交替錯開的排列。即，相鄰列的傳熱管20以在排方向上不重合的方式相互交錯地配置。例如，在傳熱管20的排方向的間隔的一半的位置處配置相鄰列的傳熱管20。
[0050]當(dāng)在制冷循環(huán)裝置的蒸發(fā)器以及冷凝器的至少一方使用熱交換器I時，傳熱管20成為制冷循環(huán)裝置中的制冷劑回路的一部分。
[0051]熱交換器I使在傳熱管20的內(nèi)部流動的制冷劑和在多個翅片10之間通過的空氣進(jìn)行熱交換。
[0052]這樣，熱交換器I通過經(jīng)由翅片10將傳熱管20的內(nèi)部的熱(熱能或冷能)傳給空氣而使成為與空氣接觸的接觸面的傳熱面積得以擴(kuò)展。因此，能夠效率良好地進(jìn)行制冷劑和空氣之間的熱交換。<