КОНДИЦИОНЕР
CONDITIONER

Область техники, к которой относится изобретение
[1] Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к наружному блоку, имеющему повышенную эффективность, и кондиционеру, содержащему его.
Предпосылки изобретения
[2] В основном, кондиционер является устройством для поддержания чистого воздуха в помещении с использованием холодильного цикла, который является пригодным для человеческой жизнедеятельности. Известный кондиционер может охлаждать или нагревать воздух вокруг теплообменника в соответствии с изменением фазы хладагента, проходящего через теплообменник, и может выпускать охлажденный или нагретый воздух в помещение, таким образом, поддерживая соответствующим образом температуру внутри помещения.
[3] Такой кондиционер имеет холодильный цикл, в котором хладагент циркулирует через компрессор, конденсатор, расширительный клапан и испаритель в прямом направлении или обратном направлении. Компрессор генерирует газообразный хладагент высокой температуры и высокого давления, и конденсатор генерирует жидкий хладагент комнатной температуры и высокого давления. Расширительный клапан понижает давление жидкого хладагента комнатной температуры и высокого давления, и испаритель превращает не находящийся под давлением хладагент в газообразное состояние с низкой температурой.
[4] Кондиционер может подразделяться на кондиционер раздельного типа, в котором внутренний блок и наружный блок установлены отдельно, и кондиционер объединенного типа, в котором внутренний блок и наружный блок установлены как одно целое.
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
[5] Следовательно, аспектом настоящего изобретения является создание наружного блока с повышенной эффективностью теплообмена и кондиционера, содержащего его.
Решение проблемы
[6] Дополнительные аспекты и/или преимущества будут изложены частично в описании, приведенном ниже, и частично будут понятны из описании или могут быть изучены посредством применения изобретения на практике.
[7] В соответствии с аспектом настоящего изобретения кондиционер включает в себя наружный блок, включающий в себя теплообменник и узел вентилятора, причем теплообменник выполнен с множеством слоев, каждый из которых включает в себя множество труб циркуляции хладагента и узел ребер, и теплообменник включает в себя первый слой и второй слой, и первая труба циркуляции хладагента первого слоя соединена с первой трубой циркуляции хладагента и второй трубой циркуляции хладагента второго слоя на одном конце теплообменника.
[8] Теплообменник может дополнительно включать в себя третий слой, и на другом конце теплообменника первая труба циркуляции хладагента второго слоя может быть соединена с первой трубой циркуляции хладагента третьего слоя, и вторая труба циркуляции хладагента второго слоя может быть соединена со второй трубой циркуляции хладагента третьего слоя.
[9] На другом конце теплообменника первая труба циркуляции хладагента первого слоя может быть соединена со второй трубой циркуляции хладагента первого слоя.
[10] Теплообменник может дополнительно включать в себя трубопровод хладагента, соединенный со второй трубой циркуляции хладагента первого слоя на одном конце теплообменника.
[11] Теплообменник может дополнительно включать в себя трубопровод хладагента, соединенный с первой трубой циркуляции хладагента третьего слоя и второй трубой циркуляции хладагента третьего слоя на другом конце теплообменника.
[12] Множество труб циркуляции хладагента первого слоя и множество труб циркуляции хладагента второго слоя могут быть расположены в направлении вперед и назад с возможностью чередования друг с другом и, таким образом, без возможности перекрытия.
[13] Трубы циркуляции хладагента второго слоя и третьего слоя могут быть расположены в направлении вперед и назад с возможностью чередования друг с другом и, таким образом, без возможности перекрытия.
[14] Первая труба циркуляции хладагента первого слоя и вторая труба циркуляции хладагента первого слоя могут быть соединены U-образной соединительной трубой.
[15] Первая труба циркуляции хладагента первого слоя, первая труба циркуляции хладагента второго слоя и вторая труба циркуляции хладагента второго слоя могут быть соединены соединительной трубой с тремя ответвлениями.
[16] Первая труба циркуляции хладагента второго слоя и первая труба циркуляции хладагента третьего слоя могут быть соединены по диагонали U-образной соединительной трубой, и вторая труба циркуляции хладагента второго слоя и вторая труба циркуляции хладагента третьего слоя могут быть соединены по диагонали U-образной соединительной трубой.
[17] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения кондиционер включает в себя наружный блок, включающий в себя теплообменник и узел вентилятора, причем теплообменник включает в себя первый слой, второй слой и третий слой, которые расположены друг над другом в направлении вперед и назад, и каждый из которых включает в себя множество труб циркуляции хладагента и узел ребер, и выполнен таким образом, что хладагент, проходящий с возможностью совершения возвратно-поступательного движения в первом слое, распределяется в две трубы циркуляции хладагента второго слоя и проходит в одном направлении, и хладагент, прошедший через второй слой в одном направлении, подается в третий слой и проходит в одном направлении.
[18] Узел вентилятора может быть расположен на верхнем участке теплообменника, и теплообменник может включать в себя множество узлов теплообменника, расположенных вертикально.
[19] Множество узлов теплообменника может включать в себя узлы ребер, выполненных с ребрами, имеющими разные шаги между ребрами или разные формы.
[20] Теплообменник может включать в себя первый узел теплообменника, расположенный рядом с узлом вентилятора, и второй узел теплообменника, расположенный под первым узлом теплообменника, и узел ребер первого узла теплообменника может быть выполнен с ребром для высокоскоростного режима, имеющим шаг между ребрами и форму ребра, которые являются предпочтительными для высокоскоростного воздушного потока, и узел ребер второго узла теплообменника может быть выполнен с ребром для низкоскоростного режима, имеющим шаг между ребрами и форму ребра, которые являются предпочтительными для низкоскоростного воздушного потока.
[21] Шаг между ребрами узла ребер первого узла теплообменника может быть образован меньше шага между ребрами узла ребер второго узла теплообменника.
[22] Теплообменное ребро узла ребер первого узла теплообменника может быть образовано в форме, имеющей более широкую площадь и более высокое сопротивление воздуху, чем площадь и сопротивление теплообменного ребра узла ребер второго узла теплообменника.
[23] Шаг между ребрами узла ребер первого узла теплообменника может быть выполнен меньше шага между ребрами узла ребер второго узла теплообменника, и теплообменное ребро узла ребер первого узла теплообменника может быть образовано в форме, имеющей более широкую площадь и более высокое сопротивление воздуху, чем площадь и сопротивление теплообменного ребра узла ребер второго узла теплообменника.
[24] Теплообменник может включать в себя первый узел теплообменника, расположенный рядом с узлом вентилятора, второй узел теплообменника, расположенный под первым узлом теплообменника, первый трубопровод хладагента, соединенный с трубами циркуляции хладагента первого слоя первого узла теплообменника, второй трубопровод хладагента, соединенный с трубами циркуляции хладагента первого слоя второго узла теплообменника, первый клапанный узел, выполненный с возможностью управления хладагентом, проходящим в первый трубопровод хладагента, и второй клапанный узел, выполненный с возможностью управления хладагентом, проходящим во второй трубопровод хладагента.
[25] Первый клапанный узел может включать в себя первый расширительный клапан, выполненный с возможностью расширения хладагента при подаче хладагента в первый трубопровод хладагента, и первый обратный клапан, выполненный с возможностью обеспечения потока хладагента только в направлении выпуска при выпуске хладагента из первого трубопровода хладагента, и второй клапанный узел может включать в себя второй расширительный клапан, выполненный с возможностью расширения хладагента при подаче хладагента во второй трубопровод хладагента, и второй обратный клапан, выполненный с возможностью обеспечения потока хладагента только в направлении выпуска при выпуске хладагента из второго трубопровода хладагента.
[26] Количество хладагента в единицу времени, который проходит через первый клапанный узел, может быть больше количества хладагента в единицу времени, который проходит через второй клапанный узел.
[27] Узел вентилятора может быть расположен на верхнем участке теплообменника, и, по меньшей мере, один из первого слоя, второго слоя и третьего слоя теплообменника может включать в себя множество узлов ребер, расположенных вертикально и выполненных с теплообменными ребрами, имеющими разные шаги между ребрами или разные формы.
[28] Множество узлов ребер может включать в себя первый узел ребер, расположенный рядом с узлом вентилятора, и второй узел ребер, расположенный под первым узлом ребер, и первый узел ребер может быть выполнен с ребрами для высокоскоростного режима, имеющими шаг между ребрами и форму ребра, которые являются предпочтительными для высокоскоростного воздушного потока, и второй узел ребер может быть выполнен с ребрами для низкоскоростного режима, имеющими шаг между ребрами и форму ребра, которые являются предпочтительными для низкоскоростного воздушного потока.
[29] Узлы ребер, по меньшей мере, два из первого слоя, второго слоя и третьего слоя теплообменника могут быть выполнены с теплообменными ребрами, имеющими разные шаги между ребрами или разные формы.
Положительные результаты изобретения
[30] В соответствии с теплообменником в соответствии с аспектом настоящего изобретения можно увеличить эффективность охлаждения и нагрева кондиционера с использованием разных типов теплообменников.
[31] Эффективность теплообменника также можно увеличить за счет улучшения равномерности скорости потока воздуха, проходящего через теплообменник.
[32] Разность температур между трубопроводами хладагента, которые осуществляют теплообмен с воздухом, может быть уменьшена путем усовершенствования конструкции трубопровода хладагента, и, таким образом, эффективность теплообмена может быть повышена.
[33] Скорость потока хладагента, проходящего через трубопровод хладагента, может регулироваться клапаном, и, таким образом, эффективность теплообмена может быть повышена.
Краткое описание чертежей
[34] Фиг.1 - вид кондиционера в соответствии с вариантом осуществления;
[35] фиг.2 - вид теплообменника и узла вентилятора наружного блока в соответствии с вариантом осуществления;
[36] фиг.3 - схематичный вид одной боковой поверхности теплообменника в соответствии с вариантом осуществления;
[37] фиг.4A - вид, иллюстрирующий изменение эффективности теплообмена относительно высоты наружного блока в соответствии с вариантом осуществления;
[38] фиг.4B - вид, иллюстрирующий изменение объема воздуха относительно высоты наружного блока в соответствии с вариантом осуществления;
[39] фиг.5 - схематичный вид одной боковой поверхности теплообменника в соответствии с другим вариантом осуществления;
[40] фиг.6A - вид одного конца теплообменника на фиг.2;
[41] фиг.6B - вид другого конца теплообменника на фиг.2;
[42] фиг.7 - вид, иллюстрирующий положение, в котором клапан для регулировки скорости потока поступающего хладагента расположен на каждом из верхнего участка и нижнего участка теплообменника в соответствии с вариантом осуществления; и
[43] фиг.8 - вид теплообменника в соответствии с другим вариантом осуществления.
Вариант осуществления изобретения
[44] Ссылка будет подробно сделана на варианты осуществления, примеры которых показаны на сопроводительных чертежах, причем подобные ссылочные позиции обозначают подобные элементы на чертежах. Варианты осуществления описаны ниже для объяснения настоящего изобретения путем ссылки на чертежи.
[45] Варианты осуществления, раскрытые в данном документе, и конструкции, проиллюстрированные в описании и на чертежах, являются только наиболее предпочтительным вариантом осуществления, и другие различные эквиваленты и модификации, используемые вместо вариантов осуществления и чертежей описания, могут иметь место на момент заявления изобретения.
[46] Кроме того, подобные ссылочные позиции или символы обозначают, по существу, подобные или соответствующие элементы или конструкции на каждом из чертежей в описании.
[47] Кроме того, термины, используемые в описании, используются для объяснения вариантов осуществления, и следует понимать, что термины «содержит», «включает в себя» или «имеет» предназначены для указания наличия признаков, чисел, этапов, процессов, элементов и компонентов, описанных в описании, или наличие их сочетаний, и не исключают наличие одного или более других признаков, чисел, этапов, процессов, элементов и компонентов, наличие их сочетаний или дополнительных возможностей.
[48] Кроме того, термины, включающие в себя порядковые числительные, такие как «первый», «второй» и т.д., могут использоваться для описания различных компонентов, но компоненты не ограничиваются этими терминами. Термины используются только с целью отличия одного компонента от другого. Например, первый компонент может называться вторым компонентом, и, подобным образом, второй компонент может называться первым компонентом без отхода от объема прав на изобретение. Термин «и/или» включает в себя сочетания множества элементов или любой из множества элементов.
[49] Ниже наружный блок и кондиционер, содержащий его, в соответствии с вариантом осуществления будут описаны подробно со ссылкой на чертежи.
[50] Фиг.1 - вид кондиционера в соответствии с вариантом осуществления.
[51] Как показано на фиг.1, кондиционер 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения включает в себя внутренний блок 10, например, внутренний участок кондиционера и наружный блок 12, например, наружный участок кондиционера. Внутренний блок 10 и наружный блок 12 могут быть соединены друг с другом с помощью трубопровода 13 хладагента. Кондиционер 1 может быть кондиционером как для охлаждения, так и нагревания. Кондиционер 1 может быть кондиционером только для охлаждения или нагревания. Ниже, будет описан пример, в котором кондиционер 1 осуществляет нагревание.
[52] Трубопровод 13 хладагента может включать в себя первый трубопровод 13b хладагента и второй трубопровод 13a хладагента. Хладагент, испаренный в наружном блоке 12, может проходить во внутренний блок 10 через первый трубопровод 13b хладагента. Хладагент для теплообмена с воздухом помещения во внутреннем блоке 10 может перемещаться в наружный блок 12 через второй трубопровод 13a хладагента. Хладагент может циркулировать между трубой циркуляции хладагента, расположенной во внутреннем блоке 10, и трубой циркуляции хладагента, расположенной в наружном блоке 12, через трубопровод 13 хладагента.
[53] Внутренний блок 10 может поддерживать температуру помещения при соответствующей температуре посредством выпуска воздуха, осуществившего теплообмен с хладагентом, расширенным и испаренным в наружном блоке 12, в помещение. Внутренний блок 10 может включать в себя теплообменник. Воздух помещения может нагреваться посредством выпуска воздуха, нагретого хладагентом, сконденсированным в теплообменнике, в помещение. Узел вентилятора для подачи охлажденного воздуха, так что воздух, нагретый хладагентом, равномерно выпускается в помещение, может быть расположен во внутреннем блоке 10. При увеличении объема воздуха узла вентилятора эффективность нагрева может быть дополнительно повышена.
[54] Внутренний блок 10 может быть установлен на потолке. По меньшей мере, часть внутреннего блока 10 кондиционера 1 может быть установлена внутри потолка.
[55] Внутренний блок 10 кондиционера 1 включает в себя кожух 100, имеющий впускное отверстие 20 и выпускное отверстие 21. Кожух 100 может иметь приблизительно круглую форму, если смотреть в вертикальном направлении. Кожух 100 может включать в себя верхний кожух 101, расположенный внутри потолка, средний кожух 102, соединенный с нижней стороной верхнего кожуха 101, и нижний кожух 103, соединенный с нижней стороной среднего кожуха 102.
[56] Впускное отверстие 20, через которое воздух может всасываться, образовано в центре нижнего кожуха 103, и выпускное отверстие 21, через которое воздух выпускается, может быть образовано на радиальной наружной стороне впускного отверстия 20. Выпускное отверстие 21 может иметь приблизительно круглую форму, если смотреть в вертикальном направлении. Выпускное отверстие 21 может включать в себя множество дугообразных форм, отделенных друг от друга перегородкой 70, если смотреть в вертикальном направлении.
[57] Внутренний блок 10 кондиционера 1 может всасывать воздух со своей нижней стороны, может охлаждать и нагревать воздух и затем может выпускать снова воздух через свою нижнюю сторону. Решетка 15 может быть соединена с нижней поверхностью нижнего кожуха 103 для фильтрации пыли из воздуха, всасываемого через впускное отверстие 20.
[58] При увеличении объема воздуха, подаваемого узлом вентилятора, эффективность внутреннего блока 10 может быть повышена. При увеличении объема воздуха узла вентилятора охлажденный воздух может достигать положения, которое является более удаленным от внутреннего блока 10, и температура воздуха помещения очень скоро может быть повышена.
[59] Наружный блок 12 может включать в себя кожухи 120 и 122, образующие внешний вид. Кожухи 120 и 122 могут включать в себя боковой кожух 120 и верхний кожух 122. Теплообменник и узел 30 вентилятора могут быть расположены внутри кожухов 120 и 122. Теплообменник служит для испарения хладагента, и при этом хладагент поглощает внешнее тепло.
[60] Впускное отверстие 121, через которое наружный воздух подается в наружный блок 12, может быть образовано на наружном блоке 12. Выпускное отверстие 123, через которое выпускается воздух, осуществивший теплообмен с помощью теплообменника, может быть дополнительно образовано на наружном блоке 12. Например, впускное отверстие 121 может быть образовано на боковом кожухе 120. Выпускное отверстие 123 может быть образовано на верхнем кожухе 122. Узел 30 вентилятора может быть расположен на стороне выпускного отверстия 123, так что воздух, подаваемый через впускное отверстие 121, подается для выпуска через выпускное отверстие 123 через теплообменника.
[61] Множество внутренних блоков 10 может быть соединено с наружным блоком 12. Когда соединено множество внутренних блоков 10, количество хладагента, который будет осуществлять теплообмен, увеличивается, и, таким образом, мощность теплообменника должна быть дополнительно увеличена в отличие от мощности теплообменника в случае, в котором один внутренний блок 10 соединен с наружным блоком 12. Однако, поскольку имеется ограничение в повышении мощности теплообменника, требуется наружный блок 12, имеющий высокую эффективность теплообмена.
[62] Фиг.2 - вид теплообменника и узла вентилятора наружного блока в соответствии с вариантом осуществления, фиг.3 - схематичный вид одной боковой поверхности теплообменника в соответствии с вариантом осуществления, фиг.4A - вид, иллюстрирующий изменение эффективности теплообмена относительно высоты наружного блока в соответствии с вариантом осуществления, и фиг.4B - вид, иллюстрирующий изменение объема воздуха относительно высоты наружного блока в соответствии с вариантом осуществления.
[63] Как показано на фиг.2-4B, наружный блок 12 в соответствии с вариантом осуществления может включать в себя теплообменник 40 и узел 30 вентилятора. Узел 30 вентилятора может быть расположен на верхнем участке теплообменника 40.
[64] Теплообменник 40 может быть расположен по внутреннему периметру бокового кожуха 120. Теплообменник 40 может быть расположен на одной внутренней поверхности бокового кожуха 120 или может быть расположен вдоль двух или более внутренних поверхностей бокового кожуха 120 для увеличения эффективности теплообмена.
[65] Поскольку узел 30 вентилятора расположен на стороне выпускного отверстия 123, расположенного на верхнем участке наружного блока 12, скорость потока на нижнем участке наружного блока 12 может быть ниже скорости потока на его верхнем участке (см., например, фиг.4B). Вследствие такого неравномерного распределения скорости потока эффективность теплообмена теплообменника 40 не может быть оптимальной. Поскольку эффективность теплообмена на нижнем участке теплообменника 40 является недостаточной, необходимо повысить эффективность теплообмена.
[66] В теплообменнике 40 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения множество узлов 41 и 42 теплообменника, типы которых отличаются друг от друга, может быть расположено вертикально для повышения эффективности теплообмена на нижнем участке теплообменника 40. Узлы ребер, образующие множество разных типов узлов 41 и 42 теплообменника, могут иметь шаги между ребрами, отличающиеся друг от друга и могут быть выполнены с ребрами, имеющими разные формы. Будет описан вариант осуществления, в котором первый узел 41 и второй узел 42 теплообменника 40 расположены вертикально. Количество разных типов теплообменников, включенных в наружный блок 12, не ограничивается этим.
[67] Теплообменник 40 может включать в себя первый узел 41 теплообменника, расположенный на его верхнем участке, и второй узел 42 теплообменника, расположенный на нижнем участке первого узла 41 теплообменника. То есть, первый узел 41 теплообменника может быть расположен рядом с узлом 30 вентилятора, и второй узел 42 теплообменника может быть расположен на нижнем участке первого узла 41 теплообменника.
[68] Первый узел 41 теплообменника включает в себя множество труб 412 циркуляции хладагента и узел 413 ребер. Узел 413 ребер может быть соединен с наружными поверхностями множества труб 412 циркуляции хладагента. Каждый из трубопроводов 410 и 411 хладагента для распределения хладагента во множество труб 412 циркуляции хладагента или сбора хладагента из множества труб 412 циркуляции хладагента, может быть соединен с одним концом каждой из множества труб 412 циркуляции хладагента.
[69] Каждая из множества труб 412 циркуляции хладагента может быть выполнена в цилиндрической форме или в форме плоской пластины. Канал, через который проходит хладагент, может быть образован внутри каждой из труб 412 циркуляции хладагента. Множество труб 412 циркуляции хладагента может быть расположено вертикально друг над другом на равном расстоянии друг от друга.
[70] Хладагент может осуществлять теплообмен с наружным воздухом, в то время как его фаза изменяется (конденсируется) из газообразного состояния в жидкое состояние, или может осуществлять теплообмен с наружным воздухом, в то время как его фаза изменяется (испаряется) из жидкого состояния в газообразное состояние. При изменении фазы хладагента из газообразного состояния в жидкое состояние, теплообменник 40 используется как конденсатор, и при изменении фазы хладагента из жидкого состояния в газообразное состояние, теплообменник 40 используется как испаритель.
[71] Трубопроводы 410 и 411 хладагента могут включать в себя первый трубопровод 410 хладагента и второй трубопровод 411 хладагента. Первый трубопровод 410 хладагента и второй трубопровод 411 хладагента могут быть соединены с одним концом каждой из множества труб 412 циркуляции хладагента, и другой конец трубы 412 циркуляции хладагента, один конец которой соединен с первым трубопроводом 410 хладагента, и другой конец трубы 412 циркуляции хладагента, один конец которой соединен со вторым трубопроводом 411 хладагента, соединены с помощью U-образной соединительной трубки, так что множество труб 412 циркуляции хладагента находятся в сообщении друг с другом. Первый трубопровод 410 хладагента и второй трубопровод 411 хладагента могут быть соединены с одним концом каждой из множества труб 412 циркуляции хладагента таким образом, что множество труб 412 циркуляции хладагента находятся в сообщении друг с другом, и, таким образом, хладагент может проходить через множество труб 412 циркуляции хладагента. Каждый из первого трубопровода 410 хладагента и второго трубопровода 410 хладагента может быть выполнен в форме полой трубы.
[72] Хладагент конденсируется или испаряется при перемещении через канал, образованный в трубах 412 циркуляции хладагента, для излучения или поглощения тепла вокруг них. Узел 413 ребер может быть соединен с трубами 412 циркуляции хладагента таким образом, что хладагент эффективно излучает или поглощает тепло при конденсации или испарении.
[73] Теплообменное ребро, образующее узел 413 ребер, может быть расположено для прохождения в продольном направлении, расположенных друг над другом труб 412 циркуляции хладагента. То есть, когда трубы 412 циркуляции хладагента расположены друг над другом в вертикальном направлении, теплообменное ребро, образующее узел 413 ребер, может быть расположено с возможностью прохождения в вертикальном направлении и, таким образом, пересечения труб 412 циркуляции хладагента. Множество теплообменных ребер узла 413 ребер может быть расположено на равном расстоянии друг от друга. Узел 413 ребер может быть соединен с наружными поверхностями труб 412 циркуляции хладагента для увеличения площади теплообмена между наружным воздухом, проходящим через узел 413 ребер, и трубами 412 циркуляции хладагента. Узел 413 ребер может направлять конденсат, образованный на поверхностях труб 412 циркуляции хладагента, для прохождения вниз.
[74] Второй узел 42 теплообменника включает в себя множество труб 422 циркуляции хладагента и узел 423 ребер. Узел 423 ребер может быть соединен с наружными поверхностями множества труб 422 циркуляции хладагента. Один конец каждой из множества труб 422 циркуляции хладагента может быть соединен с трубопроводами 410 и 411 хладагента. Трубы 422 циркуляции хладагента и трубопроводы 410 и 411 хладагента могут использоваться подобно трубам 412 циркуляции хладагента и трубопроводам 410 и 411 хладагента в первом узле 41 теплообменника.
[75] Узел 413 ребер первого узла 41 теплообменника может быть выполнен как ребро для высокоскоростного режима, имеющее шаг между ребрами и форму ребра, которые являются предпочтительными для высокоскоростного воздушного потока, и узел 423 ребер второго узла 42 теплообменника может быть выполнен как ребро для низкоскоростного режима, имеющее шаг между ребрами и форму ребра, которые являются предпочтительными для низкоскоростного воздушного потока.
[76] Относительно варианта осуществления, плотность узла 423 ребер на втором узле 42 теплообменника может быть ниже плотности узла 413 ребер на первом узле 41 теплообменника. То есть, узел 413 ребер на первом узле 41 теплообменника может иметь меньшее расстояние между теплообменными ребрами, т.е., меньший шаг между ребрами по сравнению с шагом между ребрами узла 423 на втором узле 42 теплообменника.
[77] Поскольку плотность узла 413 ребер на первом узле 41 теплообменника выше плотности узла 423 ребер на втором узле 42 теплообменника, величина теплообмена в единицу времени между узлом 413 ребер и воздухом, проходящим через первый узел 41 теплообменника, может быть больше величины теплообмена в единицу времени между узлом 423 ребер и воздухом, проходящим через второй узел 42 теплообменника.
[78] Поскольку первый узел 41 теплообменника может быть расположен на верхнем участке теплообменника 40 ближе к узлу 30 вентилятора, скорость потока воздуха на стороне первого узла 41 теплообменника может быть выше скорости потока воздуха на стороне второго узла 42 теплообменника. Следовательно, узел 413 ребер на стороне первого узла 41 теплообменника может быть расположен плотно, так что теплообмен осуществляется с высокой скоростью. Однако, вследствие узла 413 ребер, имеющего шаг между ребрами меньше шага между ребрами узла 423 ребер второго узла 42 теплообменника, воздух, проходящий через первый узел 41 теплообменника, может иметь большее сопротивление, чем сопротивление во втором узле 42 теплообменника.
[79] Узел 423 ребер, имеющий больший шаг между ребрами, чем шаг между ребрами узла 413 ребер первого узла 41 теплообменника, может быть расположен на втором узле 42 теплообменника. Поскольку поток воздуха во втором узле 42 теплообменника за счет узла 30 вентилятора может быть медленнее потока воздуха в первом узле 41 теплообменника, узел 423 ребер может иметь теплообменное ребро, имеющее больший шаг между ребрами, чем шаг между ребрами теплообменного ребра узла 413 ребер первого узла 41 теплообменника, для уменьшения сопротивления при прохождении воздуха. Соответственно, эффективность теплообмена в первом узле 41 теплообменника и втором узле 42 теплообменника может быть достигнута относительно равномерно.
[80] Как показано на фиг.4A, эффективность теплообмена во втором узле 42 теплообменника может иметь картину, подобную картине эффективности теплообмена в первом узле 41 теплообменника. Поскольку скорость потока может постепенно уменьшаться от верхнего участка первого узла 41 теплообменника к его нижнему участку, эффективность теплообмена в первом узле 41 теплообменника может постепенно уменьшаться от его верхнего участка к его нижнему участку. Поскольку скорость потока может постепенно уменьшаться к нижнему участку второго узла 42 теплообменника, эффективность теплообмена во втором узле 42 теплообменника может постепенно уменьшаться от его верхнего участка к его нижнему участку.
[81] Поскольку узел 413 ребер, имеющий меньший шаг между ребрами, может быть расположен на первом узле 41 теплообменника, расположенном на верхней стороне, и узел 423 ребер, имеющий больший шаг между ребрами, чем шаг между ребрами первого узла 41 теплообменника, может быть расположен на втором узле 42 теплообменника, расположенном на нижней стороне, теплообмен может равномерно осуществляться в первом узле 41 теплообменника и втором узле 42 теплообменника.
[82] Фиг.5 - схематичный вид одной боковой поверхности теплообменника в соответствии с другим вариантом осуществления.
[83] Как показано на фиг.5, теплообменник 40' в соответствии с вариантом осуществления может включать в себя первый узел 41a теплообменника, расположенный на его верхней стороне, и второй узел 42a теплообменника, расположенный под первым узлом 41a теплообменника. Первый узел 41a теплообменника и второй узел 42a теплообменника могут включать в себя множество труб 412 и 422 циркуляции хладагента и узлов 414 и 424 ребер, соединенных с наружными поверхностями множества труб 412 и 422 циркуляции хладагента, соответственно. Каждый из трубопроводов 410 и 411 хладагента может быть соединен с каждым из одних концов множества труб 412 и 422 циркуляции хладагента.
[84] Теплообменное ребро узла 414 ребер, расположенного на первом узле 41a теплообменника, может быть выполнено в форме, имеющей большую площадь и более высокое сопротивление воздуху, чем форма теплообменного ребра узла 424 ребер, расположенного на втором узле 42a теплообменника.
[85] Например, когда теплообменное ребро узла 424 ребер, расположенного на втором узле 42a теплообменника, может быть выполнено в форме пластины, теплообменное ребро узла 414 ребер, расположенного на первом узле 41a теплообменника, может быть выполнено в форме с криволинейной поверхностью. В качестве другого примера теплообменное ребро узла 414 ребер, расположенного на первом узле 41a теплообменника, может быть выполнено в форме с прорезью или может быть выполнено в форме, имеющей выступающий участок.
[86] Форма теплообменного ребра узла 414 ребер, расположенного на первом узле 41a теплообменника, и форма теплообменного ребра узла 424 ребер, расположенного на втором узле 42a теплообменника, не ограничиваются вышеописанными формами.
[87] Скорость потока в первом узле 41a теплообменника может быть выше скорости потока во втором узле 42a теплообменника вследствие влияния узла 30 вентилятора. Следовательно, первый узел 41a теплообменника может быть выполнен таким образом, что площадь контакта между узлом 414 ребер и воздухом может быть увеличена, и, таким образом, теплообмен между узлом 414 ребер и воздухом может осуществляться быстро.
[88] Второй узел 42a теплообменника может находиться под меньшим влиянием узла 30 вентилятора, чем первый узел 41a теплообменника, и, таким образом, скорость потока может быть низкой. Следовательно, узел 424 ребер, расположенный на втором узле 42a теплообменника, может быть выполнен с возможностью уменьшения сопротивления воздуху.
[89] Поскольку узел 414 ребер, расположенный на первом узле 41a теплообменника, может быть выполнен с большей площадью поверхности и более высоким сопротивлением, чем площадь поверхности и сопротивление узла 424 ребер, расположенного на втором узле 42a теплообменника, теплообмен на стороне первого узла 41a теплообменника и стороне второго узла 42a теплообменника может осуществляться относительно равномерно.
[90] Различие между формой теплообменного ребра узла 414 ребер, расположенного на первом узле 41a теплообменника, и формой теплообменного ребра узла 424 ребер, расположенного на втором узле 42a теплообменника, было описано. Форма теплообменного ребра узла 414 ребер, расположенного на первом узле 41a теплообменника, может отличаться от формы теплообменного ребра узла 424 ребер, расположенного на втором узле 42a теплообменника, и плотность узла 414 ребер, расположенного на первом узле 41a теплообменника, может быть выше плотности узла 424 ребер, расположенного на втором узле 42a теплообменника.
[91] Шаг между ребрами и форма ребра узла 414 ребер, расположенного на первом узле 41a теплообменника, могут быть определены различным образом для обеспечения преимущества при теплообмене, в то время как воздух проходит с высокой скоростью, и шаг между ребрами и форма ребра узла 424 ребер, расположенного на втором узле 42a теплообменника, могут быть определены различным образом для обеспечения преимущества при теплообмене, в то время как воздух проходит с низкой скоростью.
[92] Фиг.6A - вид одного конца A теплообменника на фиг.2, и фиг.6B - вид другого конца B теплообменника на фиг.2.
[93] Как показано на фиг.6A и 6B, теплообменник 40 в соответствии с вариантом осуществления может быть образован путем расположения друг над другом множества слоев в направлении вперед и назад. Каждый из множества слоев, образующих теплообменник 40, может включать в себя множество труб циркуляции хладагента и узел ребер.
[94] Например, теплообменник 40 наружного блока 12 может быть выполнен путем размещения друг над другом первого слоя 46, второго слоя 47, расположенного внутри первого слоя 46, и третьего слоя 48, расположенного внутри второго слоя 47, в направлении вперед и назад.
[95] Множество труб циркуляции хладагента, включенных в первый слой 46, и множество труб циркуляции хладагента, включенных во второй слой 47, могут быть расположены с возможностью пересечения друг с другом и, таким образом, без возможности перекрытия друг с другом в направлении вперед и назад, и множество труб циркуляции хладагента, включенных во второй слой 47, и множество труб циркуляции хладагента, включенных в третий слой 48, расположены с возможностью пересечения друг с другом и, таким образом, без возможности перекрытия друг с другом в направлении вперед и назад. Можно считать, что один конец теплообменника 40 соответствует A на фиг.2, и другой конец наружного теплообменника соответствует B на фиг.2. Хладагент может подаваться на сторону труб циркуляции хладагента, расположенных в первом слое 46 и затем выпускаться через трубы циркуляции хладагента, расположенные во втором слое 47 и третьем слое 48.
[96] Отверстие, образованное на одном конце каждой из первой трубы 460 циркуляции хладагента и второй трубы 461 циркуляции хладагента из множества труб циркуляции хладагента в первом слое 46, которые расположены рядом друг с другом, может называться первым отверстием 460a и вторым отверстием 461a. Отверстие, образованное на одном конце каждой из первой трубы 470 циркуляции хладагента и второй трубы 471 циркуляции хладагента, которые расположены во втором слое 47 рядом со второй трубой 461 циркуляции хладагента первого слоя 46, может называться третьим отверстием 470a и четвертым отверстием 471a.
[97] Хладагент, поданный в первое отверстие 460a первого слоя 46 на одном конце теплообменника 40, проходит через первую трубу 460 циркуляции хладагента и вторую трубу 461 циркуляции хладагента. На другом конце теплообменника 40 первая труба 460 циркуляции хладагента и вторая труба 461 циркуляции хладагента могут быть соединены U-образной соединительной трубкой 416. То есть, отверстия 460b и 461b, образованные на других концах первой трубы 460 циркуляции хладагента и второй трубы 461 циркуляции хладагента могут быть соединены U-образной соединительной трубой 416.
[98] На одном конце теплообменника 40 вторая труба 461 циркуляции хладагента первого слоя 46 может быть соединена с первой трубой 470 циркуляции хладагента и второй трубой 471 циркуляции хладагента второго слоя 47. То есть, второе отверстие 461a может быть соединено с третьим отверстием 470a и четвертым отверстием 471a.
[99] Второе отверстие 461a, третье отверстие 470a и четвертое отверстие 471a могут быть соединены соединительной трубой 415 с тремя ответвлениями. Соединительная труба 415 может включать в себя первую соединительную трубу 415a, соединенную со вторым отверстием 461a, вторую соединительную трубу 415b, ответвленную от первой соединительной трубы 415a и соединенную с третьим отверстием 470a, и третью соединительную трубу 415c, ответвленную от первой соединительной трубы 415a и соединенную с четвертым отверстием 471a.
[100] Хладагент, выпущенный через второе отверстие 461b, проходит через первую соединительную трубу 415a, и хладагент из первой соединительной трубы 415a может отводиться во вторую соединительную трубу 415b и третью соединительную трубу 415c и проходить через вторую соединительную трубу 415b и третью соединительную трубу 415c. Соответственно, хладагент, фаза которого изменяется при прохождении через первую трубу 460 циркуляции хладагента и вторую трубу 461 циркуляции хладагента первого слоя 46, может распределяться и подаваться в первую трубу 470 циркуляции хладагента и вторую трубу 471 циркуляции хладагента второго слоя 47.
[101] Хладагент, поданный в третье отверстие 470a и четвертое отверстие 471a второго слоя 47 на одном конце теплообменника 40, может проходить через первую трубу 470 циркуляции хладагента и вторую трубу 471 циркуляции хладагента и затем может подаваться в первую трубу 480 циркуляции хладагента и вторую трубу 481 циркуляции хладагента третьего слоя 48 на другом конце теплообменника 40. То есть, на другом конце теплообменника 40 первая труба 470 циркуляции хладагента второго слоя 47 может быть соединена с первой трубой 480 циркуляции хладагента третьего слоя 48, и вторая труба 471 циркуляции хладагента второго слоя 47 может быть соединена со второй трубой 481 циркуляции хладагента третьего слоя 48.
[102] Поскольку трубы циркуляции хладагента второго слоя 47 и трубы циркуляции хладагента третьего слоя 48 расположены в направлении вперед и назад с возможностью пересечения друг с другом и, таким образом, без возможности перекрытия друг с другом, отверстие 470b, образованное на другом конце первой трубы 470 циркуляции хладагента второго слоя 47, может быть соединено по диагонали с отверстием 480b, образованном на первой трубе 480 циркуляции хладагента третьего слоя 48, U-образной соединительной трубой 417, и отверстие 471b, образованное на другом конце второй трубы 471 циркуляции хладагента второго слоя 47, может быть соединено по диагонали с отверстием 481b, образованном на второй трубе 481 циркуляции хладагента третьего слоя 48, U-образной соединительной трубой 417.
[103] Хладагент, прошедший через каждую из первой трубы 480 циркуляции хладагента и второй трубы 481 циркуляции хладагента третьего слоя 48, может выпускаться в пятое отверстие 480a, образованное на одном конце первой трубы 480 циркуляции хладагента, и шестое отверстие 481a, образованное на одном конце второй трубы 481 циркуляции хладагента.
[104] Трубопроводы 410 и 411 хладагента для подачи и сбора хладагента в/из труб циркуляции хладагента теплообменника 40 могут быть расположены на одном конце теплообменника 40. Первый трубопровод 410 хладагента для распределения хладагента может быть соединен с первой трубой 460 циркуляции хладагента первого слоя 46 на одном конце теплообменника 40. Кроме того, второй трубопровод 411 хладагента для сбора хладагента может быть соединен с первой трубой 480 циркуляции хладагента и второй трубой 481 циркуляции хладагента третьего слоя 48 на одном конце теплообменника 40.
[105] Хладагент, поданный из первого трубопровода 410 хладагента в первое отверстие 460a первого слоя 46, проходит с возможностью возвратно-поступательного движения в первом слое 46 через первую трубу 460 циркуляции хладагента и вторую трубу 461 циркуляции хладагента, и хладагент, выпущенный через второе отверстие 461a первого слоя 46, может распределяться и подаваться в третье отверстие 470a и четвертое отверстие 470b второго слоя 47.
[106] Поскольку хладагент, поданный в третье отверстие 470a, проходит во втором слое 47 и третьем слое 48 через первую трубу 470 циркуляции хладагента второго слоя 47 и первую трубу 480 циркуляции хладагента третьего слоя 48 только в одном направлении и может выпускаться в пятое отверстие 480a третьего слоя 48, и хладагент, поданный в четвертое отверстие 471a, проходит только в одном направлении через вторую трубу 471 циркуляции хладагента второго слоя 47 и вторую трубу 481 циркуляции хладагента третьего слоя 48 и может выпускаться в шестое отверстие 481a третьего слоя 48, температура хладагента, выпущенного в пятое отверстие 480a и шестое отверстие 481a, может быть равномерной.
[107] Поскольку температура хладагента, выпущенного через пятое отверстие 480a и шестое отверстие 481a, может быть равномерной, эффективность теплообмена может быть дополнительно повышена по сравнению с эффективностью теплообмена известного теплообменника, в котором температура хладагента, выпущенного через каждое из выпускных отверстий, может быть неравномерной. При осуществлении процесса нагревания проблема, связанная с образованием инея на поверхности теплообменника, может быть устранена.
[108] Фиг.7 - вид, иллюстрирующий положение, в котором клапан для регулировки скорости потока поступающего хладагента может быть расположен на каждом из верхнего участка и нижнего участка теплообменника в соответствии с вариантом осуществления.
[109] Как показано на фиг.7, теплообменник 40 в соответствии с вариантом осуществления может включать в себя первый клапанный узел 440 для регулировки количества хладагента, проходящего в первый узел 41 теплообменника, расположенный на верхней стороне, и второй клапанный узел 450 для регулировки количества хладагента, проходящего во второй узел 42 теплообменника, расположенный под первым узлом 41 теплообменника.
[110] Хладагент, поданный в наружный блок 12 через подводящий трубопровод 43, соединенный с трубопроводом 13 хладагента, может подаваться в первый узел 41 теплообменника через первый ответвленный трубопровод 431 и может также подаваться во второй узел 42 теплообменника через второй ответвленный трубопровод 432. Первый клапанный узел 440 может быть расположен между первым ответвленным трубопроводом 431 и первым трубопроводом 410 хладагента, соединенным с трубой циркуляции хладагента первого слоя первого узла 41 теплообменника, и, таким образом, количество хладагента, подаваемого в первый трубопровод 410 хладагента через первый ответвленный трубопровод 431, может регулироваться. Второй клапанный узел 450 может быть расположен между вторым ответвленным трубопроводом 432 и третьим трубопроводом 420 хладагента, соединенным с трубой циркуляции хладагента первого слоя второго узла 42 теплообменника, и, таким образом, количество хладагента, подаваемого в третий трубопровод 420 хладагента через второй ответвленный трубопровод 432, может регулироваться.
[111] Поскольку узел 30 вентилятора может быть расположен на верхнем участке теплообменника 40, скорость потока воздуха, проходящего через первый узел 41 теплообменника, может быть выше скорости потока воздуха, проходящего через второй узел 42 теплообменника. Поскольку скорость потока воздуха на стороне первого узла 41 теплообменника может быть выше скорости потока воздуха на стороне второго узла 42 теплообменника, большее количество воздуха осуществляет теплообмен в течение такого же времени на стороне первого узла 41 теплообменника. Контроллер (не показан), расположенный в кондиционере 1, может управлять соответственно первым клапанным узлом 440 и вторым клапанным узлом 450 таким образом, что большее количество хладагента в единицу времени проходит в первый узел 41 теплообменника.
[112] Поскольку первый узел 41 теплообменника может быть выполнен таким образом, что проходит большее количество хладагента в единицу времени по сравнению с количеством хладагента в единицу времени во втором узле 42 теплообменника, теплообмен в основном может осуществляться равномерно в теплообменнике 40.
[113] Хладагент, поданный в первый узел 41 теплообменника и второй узел 42 теплообменника, может собираться во втором трубопроводе 411 хладагента. Однако, когда кондиционер 1 используется как охладитель, хладагент может распределяться в первый узел 41 теплообменника и второй узел 42 теплообменника через второй трубопровод 411 хладагента и затем может собираться через первый трубопровод 410 хладагента и третий трубопровод 420 хладагента.
[114] Следовательно, первый клапанный узел 440 может включать в себя первый расширительный клапан 441 для расширения хладагента при регулировке количества хладагента, когда хладагент подается в первый трубопровод 410 хладагента, и первый обратный клапан 442 для обеспечения потока хладагента только в направлении выпуска хладагента, когда хладагент выпускается из первого трубопровода 410 хладагента.
[115] Второй клапанный узел 450 может включать в себя второй расширительный клапан 451 для расширения хладагента при регулировке количества хладагента, когда хладагент подается в третий трубопровод 420 хладагента, и второй обратный клапан 452 для обеспечения потока хладагента только в направлении выпуска хладагента, когда хладагент выпускается из третьего трубопровода 420 хладагента. Фиг.8 - вид теплообменника в соответствии с вариантом осуществления.
[116] Как показано на фиг.8, теплообменник 40' может быть выполнен с множеством слоев, которые расположены в направлении вперед и назад, и каждый из которых включает в себя множество труб циркуляции хладагента. Например, теплообменник 40' может включать в себя первый слой 46, второй слой 47, расположенный внутри первого слоя 46, и третий слой 48, расположенный внутри второго слоя 47.
[117] По меньшей мере, один из множества слоев, образующих теплообменник 40', может включать в себя множество узлов ребер, расположенных вертикально и образованных теплообменными ребрами, имеющими разные шаги между ребрами или формы. Например, по меньшей мере, один из первого слоя 46, второго слоя 47 и третьего слоя 48 может включать в себя множество узлов ребер, расположенных вертикально и образованных теплообменными ребрами, имеющими разные шаги между ребрами или формы.
[118] Первый слой 46 может включать в себя один узел 463 ребер. То есть, узел 463 ребер первого слоя 46 может быть выполнен с равномерной плотностью во всем первом слое 46.
[119] Первые узлы 473 и 483 ребер, расположенные на верхних участках второго слоя 47 и третьего слоя 48, могут быть выполнены с ребрами для высокоскоростного режима, имеющими шаг между ребрами и форму ребер, которые являются предпочтительными для высокоскоростного воздушного потока. Кроме того, вторые узлы 474 и 484 ребер, расположенные на нижних участках второго слоя 47 и третьего слоя 48, могут быть выполнены с ребрами для низкоскоростного режима, имеющими шаг между ребрами и форму ребра, которые являются предпочтительными для низкоскоростного воздушного потока.
[120] Разные типы узлов ребер, имеющих разные шаги между ребрами, могут быть расположены на верхних и нижних участках второго слоя 47 и третьего слоя 48, соответственно. То есть, узел ребер, расположенный на их верхнем участке, может быть выполнен таким образом, что теплообменные ребра расположены довольно плотно по сравнению с теплообменными ребрами узла ребер, расположенного на их нижнем участке.
[121] Узлы ребер, по меньшей мере, двух слоев из первого слоя 46, второго слоя 47 и третьего слоя 48 теплообменника 40', могут быть выполнены с теплообменными ребрами, имеющими шаги между ребрами или формы, отличные друг от друга.
[122] Например, шаг между ребрами узла 463 ребер, расположенных в первом слое 46, может быть выполнен больше шагов между ребрами узлов 473 и 483, расположенных на верхних участках второго слоя 47 и третьего слоя 48. То есть, теплообменные ребра узлов 473 и 483 ребер, расположенных на верхних участках второго слоя 47 и третьего слоя 48, могут быть расположены более плотно, чем теплообменные ребра узла 463 ребер, расположенного в первом слое 46.
[123] Узел 463 ребер, имеющий шаг между ребрами больше плотности каждого из узлов 473 и 483 ребер, расположенных на верхних участках второго слоя 47 и третьего слоя 48, может быть расположен во всем первом слое 46. Соответственно, сопротивление воздуха, проходящего через первый слой 46, который меньше находится под влиянием узла 30 вентилятора, может быть уменьшено, и, таким образом, теплообмен может осуществляться более эффективно.
[124] В вышеприведенном описании был описан вариант осуществления, в котором шаг между ребрами узла 463 ребер, расположенного в первом слое 46, больше шага между ребрами каждого из узлов 473 и 483 ребер, расположенных на верхних участках второго слоя 47 и третьего слоя 48. Однако, также возможно, чтобы сопротивление воздуха в узле 463 ребер, расположенном в первом слое 46, было меньше сопротивления воздуха в каждом из узлов 473 и 483 ребер, расположенных на верхних участках второго слоя 47 и третьего слоя 48.
[125] Был описан пример, в котором теплообменник 40, расположенный в наружном блоке 12, включает в себя первый узел 41 теплообменника и второй узел 42 теплообменника, которые расположены на его верхнем и нижнем участках. Сущность настоящего изобретения может быть также подобным образом применена к случаю, в котором расположены три или более разных типов теплообменников.
[126] Хотя были показаны и описаны несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники должны понимать, что возможны изменения в этих вариантах осуществления без отхода от принципов и сущности изобретения, объем которых определен в формуле изобретения и ее эквивалентах.