[发明专利]板式热交换器以及包括该板式热交换器的空气调节器

说明书

技术领域

本发明涉及空气调节器，更详细地说，涉及能够通过重叠多个传热板来完成制冷剂的传热的板式热交换器。

背景技术

最近，能够以一个装置实现制冷循环及热泵循环，并可选择性地完成室内的制冷及制热的冷暖用空气调节器(所谓热泵)的普及程度正在增加。通常，热泵包括具有热交换器的室内机、压缩机、具有热交换器的室外机以及膨胀器。

冷暖用空气调节器在以制冷模式使用时机理如下：将室内热交换器用作蒸发器，使所通过的低温、低压的液体状态的制冷剂蒸发来吸收室内的热量，由此对室内进行制冷。通过蒸发器后的中温、低压的制冷剂气体再次通过压缩机，由此变为高温、高压的制冷剂气体。相对于此，冷暖用空气调节器在制热模式下机理如下：将室内热交换器用作冷凝器，高温、高压的气体状态的制冷剂一边通过上述冷凝器，一边将热量放出到室内，由此对室内进行制热。即，室外机在夏季作为冷凝器来使用，而在冬季作为蒸发器来使用。

具有上述结构的冷暖用空气调节器中的在制冷时作为蒸发器来使用的热交换器，使用管壳(shell and tube)式热交换器与板式热交换器，其中最近多使用传热特性优越、且所占设置空间小的小型板式热交换器。板式热交换器通过重叠多个传热板来形成，制冷剂在传热板的一面流动，而传热流体在另一面流动，由此彼此进行传热。

然而，以往的板式热交换器存在如下问题，即，不能将所流入的制冷剂均匀地分配到各传热板，产生制冷剂的偏差，由此导致损失有效热交换面积。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于，提供一种通过均匀地分配所流入的工作流体而能够使热交换效率最大化的板式热交换器以及包括该板式热交换器的空气调节器。

为了达成上述目的，本发明提供一种板式热交换器，该板式热交换器具有多个传热板，并包括用于工作流体流入的流入管以及用于排出工作流体的排出管，在将所述板式热交换器的深度设为H(mm)、将所述工作流体的流入管的内径设为D(mm)、将所述工作流体的密度设为ρ(kg/m³)，并如下公式1定义有效分配指数(K)时，

[公式1]

K＝ρ/ln(D·H)

所述有效分配指数(K)的值大于0.1且小于1.2。

此外，上述流入管能够具有直接连接在上述板式热交换器上的直管部以及连接在上述直管部上的弯曲部。

此外，上述弯曲部的角度(θ)是20°＜θ＜90°即可。在这里，在将上述流入管内的工作流体的速度设为V(m/s)、将上述流入管的直管部的长度设为L(m)、将上述工作流体的流入管的内径设为D(m)、将上述工作流体的运动粘度系数设为λ(m²/s)，并如下公式2定义无量纲数(T)时，

[公式2]

T＝4.5·e^-9·sinθ·V·D²/(L·λ)

上述无量纲数的值可以小于0.15。

此外，上述弯曲部的角度(θ)是90°＜θ＜150°即可。在这里，在将上述流入管内的工作流体的速度设为V(m/s)、将上述流入管的直管部的长度设为L(m)、将上述工作流体的流入管的内径设为D(m)、将上述工作流体的运动粘度系数设为λ(m²/s)，并如下公式3定义无量纲数(dimensionless number)(T)时，

[公式3]

T＝4.5e^-9(1+1/sinθ)·V·D²/(L·λ)

上述无量纲数的值可以小于0.15。

此外，本发明提供一种空气调节器，该空气调节器包括技术方案1至3中任一项记载的板式热交换器，上述工作流体为制冷剂，液体制冷剂流入上述流入管之后，从上述排出管排出气体制冷剂。

在具有上述结构的本发明的实施方式的板式热交换器中，能够借助恰当的制冷剂的流动分布来提高热交换器的效率，并随着热交换器的效率的提高，减小循环系统的高压部分和低压部分之差，由此能够节约运行成本。

此外，在本发明的实施方式的板式热交换器中，利用制冷剂的均匀的流动分布来降低在板式热交换器中的压力损失，并减轻压缩机的负荷，由此能够节约运行成本。

此外，在本发明的实施方式的板式热交换器中，降低由流动正常化引起的低压损失，由此能防止板式热交换器的入口侧的结冰现象。

附图说明

图1是概略地示出了本发明的实施方式的空气调节器的图。

图2是概略地示出了在图1示出的板式热交换器的图。