热泵的制作方法

1.本发明涉及一种使制冷剂循环而进行冷却以及加热的热泵。


背景技术：

2.以往，在热泵中，利用热交换器进行制冷剂的热交换，从而进行制冷运转或制热运转。为了提高热交换的效率，提出了设置多个热交换器的热泵(例如，参照专利文献1)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2016－99067号公报


技术实现要素：

6.专利文献1所述的热泵具备：压缩机、以及机油分离器，在将机油从机油分离器返回到压缩机的回油路径上设置有开闭阀。另外，在室外机设置有：并联连接的2个热交换器。不过，在上述的热泵中，在又增加了热交换器之时，一旦将所有的热交换器进行并联连接，流入于各个热交换器的制冷剂的流速就会变慢，导致热传导效率恶化，从而产生无法适当地进行热交换的问题。
7.本发明是为了解决上述的课题而完成的，其目的在于，提供一种能够防止制冷剂的流速降低而提高热传导效率的热泵。
8.本发明所涉及的热泵是使制冷剂循环而进行冷却以及加热的热泵，其特征在于，该热泵具备：相互并联连接的第1室外热交换器及第2室外热交换器；供从所述第1室外热交换器和所述第2室外热交换器流出的制冷剂进行合流的合流部；以及与所述合流部连接的第3室外热交换器。
9.在本发明所涉及的热泵中，可以构成为：所述第3室外热交换器的翅片间距小于所述第1室外热交换器以及所述第2室外热交换器的翅片间距。
10.本发明所涉及的热泵可以构成为：具备对所述第1室外热交换器、所述第2室外热交换器以及所述第3室外热交换器进行收纳的壳体，所述第1室外热交换器和所述第2室外热交换器在所述壳体中分别沿着相互对置的对置侧面而配置，所述第3室外热交换器沿着与2个所述对置侧面相邻接的邻接侧面而配置。
11.在本发明所涉及的热泵中，可以构成为：在所述壳体的角部收纳有与所述第1室外热交换器、所述第2室外热交换器以及所述第3室外热交换器中的至少任意一个连接的配管。
12.本发明所涉及的热泵可以构成为：具备机油分离器；以及用于供给利用所述机油分离器分离出的气体制冷剂的第1气体制冷剂回路及第2气体制冷剂回路，所述第1气体制冷剂回路连接于：所述第1室外热交换器及所述第2室外热交换器的连接口与所述合流部之间，所述第2气体制冷剂回路连接于：所述第3室外热交换器的另一方的连接口侧。
13.本发明所涉及的热泵可以构成为：具备被收纳于壳体的机油分离器、四通阀及压
缩机；以及将所述壳体的内部分隔为第1室和第2室的分隔板，在所述第1室收纳有：所述第1室外热交换器、所述第2室外热交换器以及所述第3室外热交换器，在所述第2室收纳有：所述机油分离器、所述四通阀以及所述压缩机。
14.本发明所涉及的热泵可以构成为：具备用于供给利用所述机油分离器分离出的气体制冷剂的第1气体制冷剂回路及第2气体制冷剂回路，所述第1气体制冷剂回路连接于：所述第1室外热交换器及所述第2室外热交换器的连接口与所述合流部之间，所述第2气体制冷剂回路连接于：所述第3室外热交换器的另一方的连接口侧。
15.在本发明所涉及的热泵中，可以构成为：所述第1气体制冷剂回路在所述第1室中连接于构成所述合流部的配管，所述第2气体制冷剂回路在所述第2室中连接于与所述第3室外热交换器的另一方的连接口相连的配管，在所述分隔板设置有：供所述第1气体制冷剂回路通过的开口。
16.发明效果
17.根据本发明，通过使从第1室外热交换器以及第2室外热交换器流出的制冷剂进行合流，能够使得流入于第3室外热交换器的制冷剂的流速变快，从而能够提高热传导效率。
附图说明
18.图1是本发明的实施方式所涉及的热泵的简化后的制冷剂回路图。
19.图2是表示室外机的壳体的概要侧视图。
20.图3是图2所示的室外机的壳体的概要俯视图。
具体实施方式
21.下面，参照附图，说明本发明的实施方式所涉及的热泵。
22.图1是本发明的实施方式所涉及的热泵的简化后的制冷剂回路图。
23.热泵1具有：与外部空气进行热交换的室外机、以及与室内空气进行热交换的室内机。室外机具有：压缩机2、机油分离器3、四通阀4、室外热交换器(第1室外热交换器5a、第2室外热交换器5b、以及第3室外热交换器5c)、储液器(accumulator)7、蒸发用热交换器8、以及室外膨胀阀11。室内机具有室内热交换器6以及室内膨胀阀12。
24.压缩机2例如通过燃气发动机104(参照后面叙述的图2)等驱动源而被驱动。关于压缩机2，可以构成为：多个并联连接，多个压缩机2也可以由1个燃气发动机104借助皮带或飞轮而驱动，此外，也可以设置离合器而选择性地对多个压缩机2进行驱动。压缩机2的排出路径40经由机油分离器3而连接于四通阀4。
25.从压缩机2排出的高温/高压的气态制冷剂通过四通阀4而朝向室外热交换器或者室内热交换器6。四通阀4在制热运转(实线)的情况下，将气态制冷剂输送到室内热交换器6，在制冷运转(单点划线)的情况下，将气态制冷剂输送到室外热交换器。
26.在制热运转的情况下，借助室内热交换器6而使得热从制冷剂向室内空气移动，从而使得制冷剂变为低温/高压的液态。此后，制冷剂经由室内膨胀阀12以及室外膨胀阀11而被输送到室外热交换器。室内膨胀阀12以及室外膨胀阀11的开度通过控制装置等适当地控制。
27.在制热运转的情况下，液态的制冷剂通过室外膨胀阀11而膨胀，变为低温/低压的
液态(雾状)。此后，借助室外热交换器而使得热从外部空气向制冷剂移动，使得制冷剂变为低温/低压的气态。经过室外热交换器后的制冷剂从四通阀4通过并输送至压缩机2的吸入路径50。
28.关于室外热交换器，构成为包括：相互并联连接的第1室外热交换器5a及第2室外热交换器5b、以及、与第1室外热交换器5a及第2室外热交换器5b串联连接的第3室外热交换器5c。第1室外热交换器5a与第2室外热交换器5b的连接口彼此经由分支管93而通过合流部91被连接起来。而且，第3室外热交换器5c的一方的连接口(图1中左侧)连接于合流部91，其另一方的连接口(图1中右侧)经过连接配管92而与室外膨胀阀11相连。另外，在以下的说明中，有时将第1室外热交换器5a、第2室外热交换器5b、以及第3室外热交换器5c并称为室外热交换器。
29.具体而言，在制热运转的情况下，制冷剂从室外膨胀阀11经过连接配管92而被输送到第3室外热交换器5c。而且，制冷剂从第3室外热交换器5c经由合流部91而被输送到第1室外热交换器5a以及第2室外热交换器5b。此后，制冷剂从第1室外热交换器5a以及第2室外热交换器5b而朝向四通阀4。另外，在第1室外热交换器5a以及第2室外热交换器5b与四通阀4之间，与合流部91侧的连接口同样地，只要将分支管连接于第1室外热交换器5a与第2室外热交换器5b之间的连接口即可。
30.在四通阀4与压缩机2之间的路径上设置有储液器7。储液器7临时蓄积气态的制冷剂。气态的制冷剂中含有少量的液态的制冷剂，它们在储液器7内进行分离，液态的制冷剂被储存于储液器7。
31.另外，在四通阀4与储液器7之间设置有蒸发用热交换器8。蒸发用热交换器8例如为：通过压缩机2等的驱动源亦即燃气发动机104而进行加热的热交换器。蒸发用热交换器8也可以使燃气发动机104的冷却水流通，对所通过的制冷剂进行加热。
32.在将储液器7与压缩机2连接起来的吸入路径50设置有：收纳过滤器52的过滤器收纳部51。过滤器52用于吸附制冷剂中含有的异物。通过设置过滤器52，能够清除制冷剂或机油中的污垢，从而能够其清洁。另外，在设置多个压缩机2时，也可以在过滤器收纳部51而使路径分支。
33.另一方面，在制冷运转的情况下，从压缩机2排出的高温/高压的气态制冷剂经由四通阀4而被输送到室外热交换器，并与外部空气进行热交换，由此使得制冷剂变为低温/高压的液态。经过室外热交换器后的制冷剂从室外膨胀阀11通过而变为低温/低压的液态(雾状)。
34.具体而言，在制冷运转的情况下，制冷剂从四通阀4被输送到并联连接的第1室外热交换器5a和第2室外热交换器5b。而且，制冷剂在合流部91进行合流之后，经过第3室外热交换器5c而朝向室外膨胀阀11。这样，通过使从第1室外热交换器5a以及第2室外热交换器5b流出的制冷剂进行合流，能够使得流入于第3室外热交换器5c的制冷剂的流速变快，从而能够提高热传导效率。
35.此后，制冷剂经过室内膨胀阀12而被输送到室内热交换器6，并与室内空气进行热交换，由此使得制冷剂变为低温/低压的气态。而且，从室内热交换器6送来的制冷剂经过四通阀4以及储液器7而被输送到压缩机2的吸入路径。
36.在压缩机2与四通阀4之间设置有机油分离器3。机油分离器3用于分离制冷剂中含
有的机油。在机油分离器3连接有：将所分离的机油供给压缩机2的回油配管20。回油配管20连接于吸入路径50之中的过滤器收纳部51的下游。另外，也可以在回油配管20上设置电磁阀等，来对机油的供给进行控制。
37.另外，在机油分离器3连接有：供给所分离的气体制冷剂(热气体)的气体制冷剂回路80(第1气体制冷剂回路81以及第2气体制冷剂回路82)。第1气体制冷剂回路81连接于分支管93，第2气体制冷剂回路82连接于连接配管92。通过设置第1气体制冷剂回路81以及第2气体制冷剂回路82，将高温的气体制冷剂供给于室外热交换器，从而能够提高制热运转时的除霜功能。另外，也可以在第1气体制冷剂回路81以及第2气体制冷剂回路82设置电磁阀等，来对气体制冷剂的供给进行控制。
38.如上所述，在制热运转的情况下，在制冷剂的流通方向上，第1气体制冷剂回路81连接于：第1室外热交换器5a以及第2室外热交换器5b的上游的位置，第2气体制冷剂回路82连接于：第3室外热交换器5c的上游的位置。
39.假设在仅仅设置了第1气体制冷剂回路81的情况下，无法进行第3室外热交换器5c处的除霜，在仅仅设置了第2气体制冷剂回路82的情况下，会因为第3室外热交换器5c处的除霜而消耗热量，从而有可能无充分地进行第1室外热交换器5a以及第2室外热交换器5b处的除霜。根据本实施方式，通过连接于与第1室外热交换器5a以及第2室外热交换器5b、和第3室外热交换器5c相对应的部位，能够分别供给各自对应的气体制冷剂，从而能够充分发挥除霜功能。
40.图2是表示室外机的壳体的概要侧视图，图3是图2所示的室外机的壳体的概要俯视图。另外，图2及图3中，考虑到附图的易观察性，透视性地示出了壳体100。
41.室外机具备：收纳上述的各部件的壳体100。壳体100的内部通过分隔板103而被分隔为第1室101和第2室102，在本实施方式中，第1室101设置在壳体100的上层，第2室102设置在壳体100的下层。在第1室101收纳有：第1室外热交换器5a、第2室外热交换器5b、以及第3室外热交换器5c。在第2室102收纳有：机油分离器3、储液器7、压缩机2、四通阀4、以及燃气发动机104等、除室外热交换器以外的部件。另外，在图2中，虽然选取并示意性地示出收纳于壳体100的部件之中的一部分，但第2室102也可以适当收纳图2中未示出的其他部件。这样，通过将部件分开地收纳在第1室101和第2室102，能够抑制废热的移动，从而能够提高第1室101中的热交换效率。
42.第1室101在俯视观察时呈长方形状，具有：相互对置的对置侧面(第1对置侧面101a及第2对置侧面101b)、以及、与第1对置侧面101a及第2对置侧面101b相邻接且相互对置的邻接侧面(第1邻接侧面101c及第2邻接侧面101d)。对置侧面与俯视观察时的长边相对应，邻接侧面与俯视观察时的短边相对应。即，对置侧面的面积大于邻接侧面的面积。
43.第1室外热交换器5a沿着第1对置侧面101a而配置，第2室外热交换器5b沿着第2对置侧面101b而配置，第3室外热交换器5c沿着第1邻接侧面101c而配置。第1室外热交换器5a、第2室外热交换器5b、以及第3室外热交换器5c本身成为壳体100的侧面的一部分，并向外部露出。另外，并非限定于此，在是将室外热交换器收纳在壳体100的内侧的结构的情况下，也可以在壳体100之中的面对着室外热交换器的部分设置有开口，而将外部空气获取到壳体100内。这样，由于室外热交换器沿着侧面而配置，因此，扩宽了壳体100内部的空间，从而能够提高布局性。此外，通过沿着面积较大而容易获取外部空气的对置侧面来配置，能够
使得第1室外热交换器5a以及第2室外热交换器5b发挥较高的热交换效率。
44.另外，壳体100在对置侧面与邻接侧面相连接的角部设置有：对与第1室外热交换器5a、第2室外热交换器5b、或者第3室外热交换器5c连接的配管进行收纳的配管收纳部101e。第1室外热交换器5a以及第2室外热交换器5b在俯视观察时在沿着对置侧面的方向上，比对置侧面要短，且被配置成：离开设置有配管收纳部101e的拐角。第3室外热交换器5c在俯视观察时在沿着第1邻接侧面101c的方向上，比第1邻接侧面101c要短，且被配置成：离开设置有配管收纳部101e的拐角。即，第1室外热交换器5a、第2室外热交换器5b、以及第3室外热交换器5c被配置成：与设置在壳体100的角部的配管收纳部101e不重叠。所以，能够将室外热交换器高效地配置在壳体100内，且在角部设置配管收纳部101e，从而能够提高配管等的安装等时的作业性。
45.在配管收纳部101e收纳有：上述的分支管93或合流部91或连接配管92等。另外，在图2及图3，虽然选取并示出热泵1中的配管的一部分，但其他配管也可以适当地被收纳在壳体100。另外，在第1室101内，将一部分的配管收纳于配管收纳部101e，在因为各部件的布局状况而无法避免的情况下，也可以将其收纳在配管收纳部101e以外。
46.在分隔板103设置有：将收纳于第1室101的部件和收纳于第2室102的部件连接起来的配管能够通过的开口(第1开口103a以及第2开口103b)。具体而言，第1气体制冷剂回路81从设置在第2室102的机油分离器3延伸出来，经过第1开口103a后再穿过分隔板103，在第1室101中与分支管93连接。另外，连接配管92从设置在第1室101的第3室外热交换器5c延伸出来，经过第2开口103b后再穿过分隔板103，在第2室102中与从机油分离器3延伸出来的第2气体制冷剂回路82连接。这样，能够尽可能地消减设置在分隔板103的开口，从而能够维持分隔板103的活动，同时能够将气体制冷剂供给到适当的部位。
47.在本实施方式中，虽然设置了第1开口103a以及第2开口103b的2个开口，但并非限定于此，也可以将来往于第1室101与第2室102之间的配管归拢在1处，使之通过1个开口。通过消减开口数量，能够进一步提高由分隔板103带来的隔热效果。
48.第1室外热交换器5a、第2室外热交换器5b、以及第3室外热交换器5c构成为：具有多个翅片。关于第3室外热交换器5c，使用如下室外热交换器：第3翅片fb彼此间的间隔(第3翅片间距f12)小于第1室外热交换器5a中的第1翅片fa彼此间的间隔(第1翅片间距f11)。另外，关于第2室外热交换器5b，使用如下室外热交换器：形成为与第1室外热交换器5a同等程度的翅片间距。这样，通过使得翅片间距具有差异，能够提升对置侧面处的风速，从而能够提高冷凝功能。在本实施方式中，作为室外热交换器，虽然使用了微型管式的热交换器，但并非限定于此，也可以使用不同方式的热交换器。另外，在图2以及图3中，关于第1室外热交换器5a、第2室外热交换器5b、以及第3室外热交换器5c，为了容易理解翅片间距的差异，示意性性地示出的翅片的数量少于实际结构的数量。
49.另外，此次公开的实施方式在所有方面都是例示而已，不作为限定解释的根据。所以，本发明的技术范围并非只是通过上述的实施方式来解释的，而是基于权利要求书的描述来界定的。另外，包括与权利要求书的范围等同的含义以及范围内的所有变更。
50.另外，本技术基于2020年3月25日在日本提交的日本特愿2020-053962号而主张优先权。其内容通过引用并入本技术中。另外，通过在本说明书中引用的所有文献都通过引用而具体地并入。
51.附图标记说明
[0052]1…
热泵；2
…
压缩机；3
…
机油分离器；4
…
四通阀；5a
…
第1室外热交换器；5b
…
第2室外热交换器；5c
…
第3室外热交换器；6
…
室内热交换器；7
…
储液器；8
…
蒸发用热交换器；11
…
室外膨胀阀；12
…
室内膨胀阀；20
…
回油配管；40
…
排出路径；50
…
吸入路径；51
…
过滤器收纳部；52
…
过滤器；80
…
气体制冷剂回路；81
…
第1气体制冷剂回路；82
…
第2气体制冷剂回路；91
…
合流部；92
…
连接配管；93
…
分支管。