CN109690224B - 集管、热交换器和空调装置 - Google Patents

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Abstract

集管具有多个支管和集管集合管，在流入集管集合管的制冷剂的流动形态为环状流或搅状流时，插入到集管集合管的支管的前端部连接成穿过液相的厚度δ[m]而到达气相。在此，在设制冷剂流速为G[kg/(m2s)]、制冷剂的干度为x、集管集合管的内径为D[m]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]、流入集管集合管的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准液体表观速度为ULS[m/s]时，液相的厚度δ[m]由δ＝G×(1－x)×D/(4ρL×ULS)来定义。另外，基准液体表观速度ULS[m/s]由G(1－x)/ρL来定义。

Description

集管、热交换器和空调装置
技术领域
本发明涉及将制冷剂从集管集合管向多个支管分配的集管、热交换器和空调装置。
背景技术
在以往的空调机中，在搭载于室内机的作为冷凝器而发挥作用的热交换器冷凝了的液体制冷剂由膨胀阀减压，成为气体制冷剂和液体制冷剂混合的气液二相状态。然后，气液二相状态的制冷剂流入搭载于室外机的作为蒸发器而发挥作用的热交换器。
在气液二相状态的制冷剂流入作为蒸发器而发挥作用的热交换器时，制冷剂向该热交换器的分配性能恶化。于是，为了改善制冷剂的分配性能，有的方法是采用集管作为搭载于室外机的热交换器的分配器，并通过设置集管内的分隔板或喷出孔等方式在集管内设置结构物。
但是，在上述那样追加集管内的结构物的情况下，尽管成本大幅增加，但分配性能的改善效果却很小。另外，在集管内部，随着压力损失的大幅增加，会引起能量效率的下降。此外，空调机的室外机中越靠近风扇的部分，风就越多地流动。因此，在比集管上部离风扇远的集管下部被分配了比集管上部多的制冷剂的情况下，制冷剂的分配性能和热交换器的性能会进一步恶化，从而会引起能量效率的进一步下降。
为了解决这样的课题，提出了如下的技术：将室外机热交换器上下分割，并使与靠近风扇的风量大的热交换器相连的集管集合管的管径比与远离风扇的风量小的热交换器相连的集管集合管的管径小(例如参照专利文献1)。根据专利文献1的技术，能够将液体制冷剂大量分配到集管上部。
另外，作为另一方法，提出了调整被插入集管集合管的支管的插入长度的技术(例如参照专利文献2)。根据专利文献2的技术，通过改变集管集合管的内部的流动阻力来实现制冷剂的分配性能的改善。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/178097号
专利文献2：日本专利第5626254号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1、2那样以往的手段中，由于依赖于制冷剂流量或制冷剂速度，所以有时只能在受限的狭窄的制冷剂流量或制冷剂速度的范围实现集管处的制冷剂分配性能的改善。因此，在根据实际的空调装置那样的环境负荷而以各种制冷剂流量运转的情况下，存在无法实现根据运转条件来改善集管处的制冷剂分配性能的课题。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种既通过结构的简单化来实现低成本化、又能在宽运转范围改善制冷剂从集管集合管向多个支管的分配性能从而提高能量效率的集管、热交换器和空调装置。
用于解决课题的手段
本发明的集管具有：多个支管；以及集管集合管，该集管集合管形成有流通空间，该流通空间与所述多个支管相连通且使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到所述多个支管；在流入所述集管集合管的制冷剂的流动形态为环状流或搅状流(日文：チャーン流)时，插入到所述集管集合管的所述支管的前端部连接成穿过液相的厚度δ[m]而到达气相。
在此，液相的厚度δ[m]在设制冷剂流速为G[kg/(m2s)]、制冷剂的干度为x、所述集管集合管的内径为D[m]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]、流入所述集管集合管的流通空间为制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准液体表观速度为ULS[m/s]时，由δ＝G×(1－x)×D/(4ρL×ULS)来定义。另外，基准液体表观速度ULS[m/s]由G(1－x)/ρL来定义。
本发明的热交换器具有：向两侧突出地上下并列地排列的多个传热管；与所述多个传热管各自的一方端部相连的第1集管；与所述多个传热管各自的另一方端部相连的第2集管；以及与各所述多个传热管接合的多个翅片；所述热交换器构成供制冷剂循环的制冷循环回路的一部分；所述第2集管是上述的集管；所述第2集管的所述集管集合管形成有流通空间，该流通空间与分别连接于所述多个传热管的多个支管相连通，且在所述热交换器作为蒸发器而发挥作用的情况下使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到所述多个支管。
本发明的空调装置具有压缩机、室内热交换器、节流装置和室外热交换器而构成供制冷剂循环的制冷循环回路；所述室外热交换器是上述的热交换器；所述空调装置具有控制装置，该控制装置构成为在制热额定运转时，将所述压缩机或所述节流装置控制成使得流入所述第2集管的制冷剂的干度x限制在0.05≤x≤0.30的范围。
发明效果
根据本发明的集管、热交换器和空调装置，在流入集管集合管的制冷剂的流动形态为环状流或搅状流时，插入了集管集合管的支管的前端部连接成穿过液相的厚度δ[m]而到达气相。因此，既通过结构的简单化来实现低成本化，又能在宽运转范围改善制冷剂从集管集合管向多个支管的分配性能，从而能提高能量效率。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的集管的概略图。
图2是表示液体制冷剂流量相对于本发明的实施方式1的集管集合管的通路位置的图。
图3是表示本发明的实施方式1的支管的前端部在集管集合管内的位置的一个例子的图。
图4是表示本发明的实施方式1的支管的前端部在集管集合管内的位置的其它例子的图。
图5是表示本发明的实施方式1的支管的前端部在集管集合管内的位置的其它例子的图。
图6是表示本发明的实施方式1的制冷剂的基准气体表观速度和分配性能的改善效果的关系的图。
图7是表示本发明的实施方式1的支管的前端部的位置和热交换器的性能的关系的图。
图8是表示本发明的实施方式1的支管的前端部在集管集合管内的位置的其它例子的图。
图9是表示本发明的实施方式1的支管的前端部在集管集合管内的位置的其它例子的图。
图10是表示本发明的实施方式1的集管集合管的下部的入口(日文：助走)部处的环状流发展的状况的示意图。
图11是表示本发明的实施方式1的集管的一个例子的概略图。
图12是表示本发明的实施方式1的集管的其它例子的概略图。
图13是表示本发明的实施方式1的集管的其它例子的概略图。
图14是表示本发明的实施方式1的集管的其它例子的概略图。
图15是表示本发明的实施方式1的集管的其它例子的概略图。
图16是表示本发明的实施方式2的集管的水平截面的说明图。
图17是表示本发明的实施方式2的集管的水平截面的一个例子的说明图。
图18是表示本发明的实施方式2的集管的水平截面的其它例子的说明图。
图19是表示本发明的实施方式2的集管的水平截面的其它例子的说明图。
图20是表示本发明的实施方式2的集管的水平截面的其它例子的说明图。
图21是表示本发明的实施方式3的集管的立体图。
图22是表示本发明的实施方式3的集管的一个例子的立体图。
图23是表示本发明的实施方式4的空调装置的室外机的侧视图。
图24是表示本发明的实施方式4的集管连接于室外热交换器的情况的侧面示意图。
图25是表示本发明的实施方式4的室外热交换器的图24的A-A截面的一个例子的立体图。
图26是表示本发明的实施方式4的室外热交换器的图24的A-A截面的其它例子的立体图。
图27是表示本发明的实施方式4的室外热交换器的图24的A-A截面的其它例子的立体图。
图28是汇总表示本发明的实施方式4的集管及室外热交换器中的液体制冷剂流量和风量分布的关系的图，图28的(a)是表示集管的概略图，图28的(b)是表示通路位置和液体制冷剂流量的关系的图，图28的(c)是表示通路位置和风量分布的关系的图。
图29是表示与本发明的实施方式4的制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/(31.6×A)和热交换器的性能的关系的图。
图30是表示与本发明的实施方式4的制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/31.6和热交换器的性能的关系的图。
图31是表示与本发明的实施方式4的制冷剂的液膜厚度相关联的参数x/(31.6×A)和热交换器的性能的关系的图。
图32是表示本发明的实施方式4的气体表观速度和分配性能的改善效果的关系的图。
图33是表示本发明的实施方式4的集管连接于室外热交换器的情况的一个例子的侧面示意图。
图34是表示本发明的实施方式4的集管和流入配管的连接关系的一个例子的示意图。
图35是表示本发明的实施方式4的集管和流入配管的连接关系的其它例子的示意图。
图36是表示本发明的实施方式5的室外热交换器的侧面概略图。
图37是表示本发明的实施方式5的集管和传热管的俯视图。
图38是表示本发明的实施方式6的室外热交换器的侧面概略图。
图39是表示本发明的实施方式7的空调装置的结构的图。
图40是表示本发明的实施方式8的空调装置的结构的图。
图41是表示本发明的实施方式9的空调装置的结构的图。
图42是表示本发明的实施方式9的气液分离器的结构的图。
图43是表示本发明的实施方式9的气液分离器的结构的一个例子的图。
图44是表示本发明的实施方式9的气液分离器的结构的其它例子的图。
图45是表示本发明的实施方式10的空调装置的制热运转时的结构的图。
图46是表示本发明的实施方式10的空调装置的制冷运转时的结构的图。
图47是汇总表示本发明的实施方式10的传热管内部的制冷剂的流动的概要的图，图47的(a)是传热管出口的S.C.＝5deg的情况，图47的(b)是传热管出口的S.C.＝10deg的情况。
图48是表示本发明的实施方式11的室外热交换器的侧面概略图。
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。
需要说明的是，在各图中，赋予相同的附图标记的是相同或与其相当的部件，这在说明书的全文中是通用的。
而且，说明书全文所示的构成要素的方式只不过是例示而并不限于这些记载。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的第2集管10的概略图。
如图1所示，第2集管10由第2集管集合管11和多个支管12构成。
第2集管集合管11在竖直方向延伸，水平面处的截面为圆管形状。第2集管集合管11的下部与制冷循环回路的制冷剂配管相连。
多个支管12分别在水平方向延伸，面向第2集管集合管11的竖直截面为圆管形状。多个支管12等间距地在上下方向排列。多个支管12分别与构成制冷循环回路的一部分的室外热交换器的传热管相连。
多个支管12的前端以向第2集管集合管11的内径中心突出的方式与第2集管集合管11相连通。
接下来，对在第2集管10的内部流通的气液二相状态的制冷剂的流动进行说明。
气液二相状态的制冷剂从第2集管集合管11的下部流入并作为上升流而逆着重力流动。而且，流入了第2集管集合管11的气液二相状态的制冷剂从第2集管集合管11的下部依次被分配到各支管12。
此时，在流入第2集管10的气液二相状态的制冷剂的流动形态为环状流或搅状流时，如图1所示，气相分布于第2集管集合管11的中心部，液相分布于第2集管集合管11的环状部。
图2是表示液体制冷剂流量相对于本发明的实施方式1的第2集管集合管11的通路位置的图。
如图2所示，能够得到如下的液体流量分布：在第2集管集合管11的下部，气体制冷剂被大量分配到支管12，并且，在第2集管集合管11的上部，液体制冷剂被大量分配到支管12。
通过达成这样的液体流量分布，能够解决由于重力的影响而导致的液体制冷剂不会流向第2集管集合管11的上部等集管特有的课题。由此，能够改善制冷剂的分配性能，能够提高热交换器的效率，能够提高能量效率。
支管12的前端部在第2集管集合管11内的位置最优选为大致中心。但是，根据发明者的实验结果，在流入第2集管集合管11的制冷剂的制冷剂流动形态为环状流或搅状流的情况下，只要支管12的前端部穿过在第2集管集合管11流动的制冷剂的液相即可，也可以在中心附近的扩展的范围。
图3是表示本发明的实施方式1的支管12的前端部在第2集管集合管11内的位置的一个例子的图。图4是表示本发明的实施方式1的支管12的前端部在第2集管集合管11内的位置的其它例子的图。图5是表示本发明的实施方式1的支管12的前端部在第2集管集合管11内的位置的其它例子的图。
在此所说的中心附近是指：如图3、图4、图5所示，在将第2集管集合管11的流通空间的水平面处的中心位置定义为0％而将第2集管集合管11的流通空间的水平面处的壁面位置定义为±100％时，多个支管12的前端部连接成限制于±50％以内的区域的区域。
在此，图3、图4、图5所示的A示出了插入了支管12的位置处的水平截面图中的有效流路截面积[m2]。
另外，根据发明者的实验和解析，在为环状流或搅状流时，在设制冷剂流速为G[kg/(m2s)]、制冷剂的干度为x、第2集管集合管11的内径为D[m]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]、流入第2集管集合管11的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准液体表观速度为ULS[m/s]时，液相的厚度δ[m]与式δ＝G×(1－x)×D/(4ρL×ULS)比较良好地一致。因此，与第2集管集合管11相连的多个支管12的前端部只要以至少比由上式求出的液相的厚度δ突出、却不到达第2集管集合管11内的突出前侧的液相而存在于气相的方式，穿过液相的厚度δ而到达气相即可。
在此，基准液体表观速度ULS[m/s]由G(1－x)/ρL来定义。
流动形态的判定由垂直上升流的流动形态线图来进行，基于向第2集管集合管11的流通空间流入的制冷剂流速的变动范围的最大值处的制冷剂的基准气体表观速度UGS[m/s]来进行。
流入第2集管集合管11的制冷剂的基准气体表观速度UGS[m/s]满足UGS≥α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)－0.22α×(g×D)0.5即可。而且，满足UGS≥3.1/(ρG 0.5)×[σ×g×(ρL－ρG)]0.25则更佳。
图6是表示本发明的实施方式1的制冷剂的基准气体表观速度UGS[m/s]和分配性能的改善效果的关系的图。
如图6所示，在上述规定的范围的制冷剂的基准气体表观速度为UGS[m/s]时，流向第2集管集合管11的制冷剂成为环状流或搅状流，能够期待分配性能的改善效果，能够提高热交换器的效率，能够提高能量效率。
在此，α是制冷剂空隙率α＝x/[x+(ρG/ρL)×(1－x)]，将L定义为入口距离[m]，将g定义为重力加速度[m/s2]，将D定义为第2集管集合管11的内径[m]，将x定义为制冷剂的干度，将ρG定义为制冷剂气体密度[kg/m3]，将ρL定义为制冷剂液体密度[kg/m3]，将σ定义为制冷剂表面张力[N/m]。制冷剂空隙率α例如通过利用了电阻的计测、或可视化的观察等来测定。另外，第2集管集合管11的流入部的入口距离L[m]由第2集管集合管11的流入部的位置和距流入部的位置最近的支管12的中心轴线的位置之间的距离来定义。
另外，基准气体表观速度USG通过测定流向第2集管集合管11的制冷剂流速G、制冷剂的干度x和制冷剂气体密度ρG来求出，由USG＝(G×x)/ρG来定义。
在此，如图6所示，分配性能提高效果通过满足USG≥α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)－0.22α×(g×D)0.5而急剧地增加。并且，通过满足USG≥3.1/(ρG 0.5)×[σ×g×(ρL－ρG)]0.25而使其效果尤其显著。
例如，关于在第2集管10搭载于空调装置的情况下向第2集管集合管11的流通空间流入的制冷剂流速的变动范围的最大值的流动，在第2集管集合管11为制热额定运转时，使气液二相制冷剂为上升流地流过第2集管集合管11的流通空间。
另外，在流入了第2集管10的第2集管集合管11的制冷剂的干度x限制于0.05≤x≤0.30的范围时，支管12向第2集管集合管11突出所带来的分配性能的改善和热交换器的性能的改善效果尤为变大，从而优选。
图7是表示本发明的实施方式1的支管12的前端部的位置和热交换器的性能的关系的图。图7示出了发明者的实验结果的一个例子。
需要说明的是，在此的支管12的前端部的位置如图3、图4、图5所示，是将第2集管集合管11的流通空间的水平面处的中心位置定义为0％而将第2集管集合管11的流通空间的水平面处的壁面位置定义为±100％时的位置。
在干度x＝0.30的情况下，在支管12的前端部比±75％靠外时，热交换器的性能急剧下降。
另一方面，在干度x＝0.05的情况下，干度x比干度x＝0.30时小，所以，液相厚。因此，在支管12的前端部比±50％靠外的区域，热交换器的性能急剧下降。但是，在支管12的前端部为±50％以内的区域，热交换器的性能的下降小。
因此，假定液相厚的干度x＝0.05的情况，通过使支管12的前端部限制于±50％以内的位置，能够得到分配性能的改善效果。
需要说明的是，通过使支管12的前端部限制于±50％以内的位置，能够使液体制冷剂大量分配到第2集管10的上部。但是，在将支管12的前端部配置于第2集管集合管11的内径中心即0％的位置时，能够在更大的制冷剂流量范围使液体制冷剂流向第2集管集合管11的上部，从而更好。
另外，在至此的说明中，提到了支管12在水平方向延伸的中心轴线和第2集管集合管11在竖直方向延伸的中心轴线交叉的情况。但是，也可以是例如支管12在水平方向延伸的中心轴线与第2集管集合管11在竖直方向延伸的中心轴线错开。
图8是表示本发明的实施方式1的支管12的前端部在第2集管集合管11内的位置的其它例子的图。图9是表示本发明的实施方式1的支管12的前端部在第2集管集合管11内的位置的其它例子的图。
在此，将第2集管集合管11的流通空间的水平面处的中心位置定义为0％。将第2集管集合管11的流通空间的水平面处的壁面位置定义为±100％。将多个支管12在水平面处的插入方向定义为X方向。将多个支管12在水平面处的与X方向正交的宽度方向定义为Y方向。
如图8所示，在支管12的中心轴线在Y方向偏移的情况下，能得到最大分配改善效果的是使支管12的前端部在X方向位于0％且支管12的中心轴线在Y方向位于0％时。
但是，只要使支管12的中心轴线在Y方向限制于±50％以内的区域，就能够得到利用了环状流或搅状流的流动形态的特性的分配性能的改善效果。
另外，如图9所示，在支管12的中心轴线在Y方向限制于±50％以内的区域且支管12的前端部在X方向限制于±50％以内的区域的情况下，通过使支管12的一部分以与第2集管集合管11的内壁接触的方式连接，能够易于管理突出长度。
在此，在支管12的中心轴线在Y方向限制于±25％以内的区域且支管12的前端部限制于±25％以内的区域的情况下，即使在制冷剂的干度低的条件下，也能稳定地得到分配性能的改善效果。
另外，优选多个支管12在第2集管集合管11内都是相同的插入量。但是，只要各支管12的前端部或支管12的中心轴线分别限制于±50％以内的区域，即使是不同的也没有问题。
另外，对支管12作为第2集管10的零部件进行了说明。但是，例如，也可以使热交换器的圆管形状的传热管延伸而由传热管的一部分来构成。
另外，支管12有时由传热管的一部分来代替，所以，可以在内面加工出槽等促进传热的形状。
需要说明的是，并未特别限定流过第2集管10的制冷剂种类。但是，在采用制冷剂气体密度大的R32、R410A或CO2中的任一种制冷剂时，由于原本具有液体制冷剂难以流向第2集管10的上部的特性，所以，热交换器的性能的改善效果大。
另外，在采用从R1234yf或R1234ze(E)等烯烃系制冷剂、R32等HFC制冷剂、丙烷或异丁烷等烃制冷剂、CO2、DME(二甲醚)等中混合了2种以上的制冷剂而得到的沸点差不同的混合制冷剂时，分配性能的改善所带来的热交换器的性能的改善效果大。
另外，图1示出了第2集管集合管11的流入部的入口距离L[m]。入口距离L[m]由第2集管集合管11的流入部的位置和距流入部的位置最近的支管12的中心轴线的位置的距离来定义。
本发明依赖于流过第2集管集合管11的气液二相状态的制冷剂的流动形态。因此，若是气液二相状态的制冷剂的流动充分发展了的状态就更好了。气液二相状态的制冷剂发展所需的入口距离L在设第2集管集合管11的内径为D[m]的情况下，根据发明者的实验，只要能确保满足L≥5D，就能够得到分配性能的改善效果。另外，入口距离L在能确保满足L≥10D时，效果进一步提高。
图10是表示本发明的实施方式1的第2集管集合管11的下部的入口部处的环状流发展的状况的示意图。
气液二相状态的制冷剂作为垂直上升流而从第2集管集合管11的下部流入。液相在流入部处厚，随着流动的发展，开始产生液滴而逐渐变薄。在环状流充分发展了的距离Li以上的上方部分，液相的厚度成为恒定。
图11是表示本发明的实施方式1的第2集管10的一个例子的概略图。
在将多个支管12中相邻的支管12之间的间距长度定义为Lp并将第2集管集合管11的上部的沉浸区域长度定义为Lt时，Lt≥2×Lp。
在此情况下，气液二相状态的制冷剂由于减轻了在第2集管集合管11的上部冲突的影响，流动形态稳定，从而分配性能的改善效果变大，进而优选。
以上，至此，对支管12从第2集管集合管11的侧方延伸出的情况进行了说明。但是，不限于此。
图12是表示本发明的实施方式1的第2集管10的其它例子的概略图。
如图12所示，多个支管12中最上方的支管12可以从上侧连接于第2集管集合管11的上端。
在此情况下，制冷剂在第2集管集合管11的上部冲突所导致的动压力的变动变小，流向第2集管集合管11的流通空间的制冷剂的流动形态稳定，热交换器的效率变高，从而优选。
图13是表示本发明的实施方式1的第2集管10的其它例子的概略图。
在图13中，对与第2集管集合管11相连的支管12进行说明。如图13所示，位于第2集管集合管11的下部的支管12的至少1个被弯曲成支管12的流入部和流出部的高度不同并连接成产生落差(日文：ヘッド差)。
在第2集管集合管11的下部以产生落差的方式连接支管12，从而液体制冷剂在落差的影响下难以流向第2集管集合管11的下部的支管12，能够将液体制冷剂大量地分配到第2集管集合管11的上部，进而更加优选。
图14是表示本发明的实施方式1的第2集管10的其它例子的概略图。
图14示出了采用叉管13作为支管的情况。叉管13相对于从第2集管集合管11起的流入口将流出口的数量增加成2个。
通过采用叉管13作为支管，能够抑制支管突出到第2集管集合管11所导致的动压力的变动。因此，能够抑制流动形态的变化，从而热交换器的效率变高，进而优选。
需要说明的是，在此，对流入口为1个而流出口为2个的叉管13进行了说明。但是，不限于此。支管只要是流出口比流入口的数量多即可。
另外，图14示出了支管都由叉管13构成的方式。但是，也可以仅一部分采用叉管13。
图15是表示本发明的实施方式1的第2集管10的其它例子的概略图。
在图15中，一部分采用叉管13，其它采用通常的流入口和流出口各1个的支管12。在一部分采用叉管13的情况下，流过第2集管集合管11的制冷剂流量大，并且，叉管13越靠近第2集管集合管11的下部，就越能够高效地抑制支管的突出所带来的动压力下降，从而优选。
根据实施方式1，第2集管10具有多个支管12。第2集管10具有第2集管集合管11，该第2集管集合管11与多个支管12相连通且形成有使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到多个支管12的流通空间。第2集管10构成为，插入了第2集管集合管11的支管12的前端部连接成穿过液相的厚度δ[m]而到达气相。在此，在设制冷剂流速为G[kg/(m2s)]、制冷剂的干度为x、所述集管集合管的内径为D[m]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]、流入所述集管集合管的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准液体表观速度为ULS[m/s]时，液相的厚度δ[m]由δ＝G×(1－x)×D/(4ρL×ULS)来定义。另外，基准液体表观速度ULS[m/s]由G(1－x)/ρL来定义。
根据该结构，在气液二相状态的制冷剂向上流动的第2集管集合管11中，成为环状流或搅状流。在该环状流或搅状流中，气体制冷剂大多分布于第2集管集合管11的中心附近，液体制冷剂大多分布于环状部附近。因此，通过将插入了第2集管集合管11的支管12的前端部连接成穿过液相的厚度δ而到达气相，能有选择地将气体制冷剂大量分配到第2集管集合管11的下部而使液体制冷剂易于流向第2集管集合管11的上部。因此，能够改善第2集管10的分配性能，能够改善热交换器的效率，能够提高能量效率。这样，既通过第2集管10的结构的简单化来实现低成本化，又能在宽运转范围改善制冷剂从第2集管集合管11向多个支管12的分配性能，从而能够提高能量效率。
也就是说，能够使在第2集管集合管11中向上流动的气液二相状态的制冷剂的流动形态成为环状流或搅状流。因此，气体制冷剂向第2集管集合管11的中心部偏流且液体制冷剂向第2集管集合管11的环状部偏流。由此，能够进行使气体制冷剂从比第2集管10的上部靠下部的位置有选择地大多流向支管12的分配。因此，从第2集管10的下部到上部，成为液体制冷剂的分配量增加的分配比，能够使制冷剂沿着轴流风扇(日文：トップフローファン)的风量分布来分配。由此，能够提高室外热交换器的性能。另外，制冷剂流量因安装着第2集管10的室外热交换器的运转条件或负荷的不同而大幅变化。而与之相对地，制冷剂的干度能够由安装于室外热交换器的制冷剂流动的上游侧的节流装置的开度来调整。由此，能够在宽运转条件下改善适于轴流风扇的制冷剂的分配性能。因此，能够在宽运转范围提高能量效率。需要说明的是，该效果在搭载了轴流风扇的室外热交换器的情况下能得到尤其高的效果。但是，在搭载了横流风扇的室外热交换器的情况下，也同样存在液体制冷剂难以流向第2集管集合管11的上部的课题，由于通过第2集管10而使液体制冷剂易于流向第2集管集合管11的上侧，所以能够改善分配性能，能够提高能量效率。
根据实施方式1，在第2集管10中，流入第2集管集合管11的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]，在设制冷剂空隙率为α、入口距离为L[m]、重力加速度为g[m/s2]、第2集管集合管11的内径为D[m]时，满足UGS≥α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)－0.22α×(g×D)0.5。在此，制冷剂空隙率α在设制冷剂的干度为x、制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，由x/[x+(ρG/ρL)×(1－x)]来定义。
根据该结构，在气液二相状态的制冷剂向上流动的第2集管集合管11中，成为环状流或搅状流。在该环状流或搅状流中，气体制冷剂大多分布于第2集管集合管11的中心附近，液体制冷剂大多分布于环状部附近。因此，通过满足UGS≥α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)－0.22α×(g×D)0.5，能有选择地将气体制冷剂大多分配到第2集管集合管11的下部而使液体制冷剂易于流向第2集管集合管11的上部。因此，能够改善第2集管10的分配性能，能够改善热交换器的效率，能够提高能量效率。这样，既通过第2集管10的结构的简单化来实现低成本化，又能在宽运转范围改善制冷剂从第2集管集合管11向多个支管12的分配性能，从而能够提高能量效率。
根据实施方式1，在第2集管10中，流入第2集管集合管11的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]，在设制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂表面张力为σ[N/m]、重力加速度为g[m/s2]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，满足UGS≥3.1/(ρG 0.5)×[σ×g×(ρL－ρG)]0.25。
根据该结构，在气液二相状态的制冷剂向上流动的第2集管集合管11中，成为环状流或搅状流。在该环状流或搅状流中，气体制冷剂大多分布于第2集管集合管11的中心附近，液体制冷剂大多分布于环状部附近。因此，通过满足UGS≥3.1/(ρG 0.5)×[σ×g×(ρL－ρG)]0.25，能有选择地将气体制冷剂大多分配到第2集管集合管11的下部而使液体制冷剂易于流向第2集管集合管11的上部。因此，能够改善第2集管10的分配性能，能够改善热交换器的效率，能够提高能量效率。这样，既通过第2集管10的结构的简单化来实现低成本化，又能在宽运转范围改善制冷剂从第2集管集合管11向多个支管12的分配性能，从而能够提高能量效率。
根据实施方式1，第2集管10具有多个支管12。第2集管10具有第2集管集合管11，该第2集管集合管11形成有流通空间，该流通空间与多个支管12相连通且使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到多个支管12。将第2集管集合管11的流通空间的水平面处的中心位置定义为0％。将第2集管集合管11的流通空间的水平面处的壁面位置定义为±100％。此时，插入了第2集管集合管11的支管12的前端限制于±50％以内的区域。流入第2集管集合管11的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]，在设制冷剂空隙率为α、入口距离为L[m]、重力加速度为g[m/s2]、第2集管集合管11的内径为D[m]时，满足UGS≥α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)－0.22α×(g×D)0.5。在此，制冷剂空隙率α在设制冷剂的干度为x、制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，由x/[x+(ρG/ρL)×(1－x)]来定义。
根据该结构，在气液二相状态的制冷剂向上流动的第2集管集合管11中，成为环状流或搅状流。在该环状流或搅状流中，气体制冷剂大多分布于第2集管集合管11的中心附近，液体制冷剂大多分布于环状部附近。因此，通过将支管12的前端部连接成限制于±50％以内的区域并满足UGS≥α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)－0.22α×(g×D)0.5，能有选择地将气体制冷剂大多分配到第2集管集合管11的下部而使液体制冷剂易于流向第2集管集合管11的上部。因此，能够改善第2集管10的分配性能，能够改善热交换器的效率，能够提高能量效率。这样，既通过第2集管10的结构的简单化来实现低成本化，又能在宽运转范围改善制冷剂从第2集管集合管11向多个支管12的分配性能，从而能够提高能量效率。
根据实施方式1，流入第2集管集合管11的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]，在设制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂表面张力为σ[N/m]、重力加速度为g[m/s2]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，满足UGS≥3.1/(ρG 0.5)×[σ×g×(ρL－ρG)]0.25。
根据该结构，在气液二相状态的制冷剂向上流动的第2集管集合管11中，成为环状流或搅状流。在该环状流或搅状流中，气体制冷剂大多分布于第2集管集合管11的中心附近，液体制冷剂大多分布于环状部附近。因此，通过将支管12的前端部连接成限制于±50％以内的区域并满足UGS≥3.1/(ρG 0.5)×[σ×g×(ρL－ρG)]0.25，能有选择地将气体制冷剂大多分配到第2集管集合管11的下部而使液体制冷剂易于流向第2集管集合管11的上部。因此，能够改善第2集管10的分配性能，能够改善热交换器的效率，能够提高能量效率。这样，既通过第2集管10的结构的简单化来实现低成本化，又能在宽运转范围改善制冷剂从第2集管集合管11向多个支管12的分配性能，从而能够提高能量效率。
根据实施方式1，将第2集管集合管11的流通空间的水平面处的中心位置定义为0％。将第2集管集合管11的流通空间的水平面处的壁面位置定义为±100％。将多个支管12在水平面处的插入方向定义为X方向。将多个支管12在水平面处的与X方向正交的宽度方向定义为Y方向。此时，多个支管12的所有前端部在X方向上限制于±50％以内的区域。多个支管12的所有中心轴线在Y方向上限制于±50％以内的区域。
根据该结构，在环状流或搅状流中，气体制冷剂大多分布于第2集管集合管11的中心附近，液体制冷剂大多分布于第2集管集合管11的环状部附近。此时，多个支管12的所有前端部在X方向上限制于±50％以内的区域。多个支管12的所有中心轴线在Y方向上限制于±50％以内的区域。由此，能有选择地将气体制冷剂大多分配到第2集管集合管11的下部而使液体制冷剂易于流向第2集管集合管11的上部。因此，能够改善第2集管10的分配性能，能够改善热交换器的效率，能够提高能量效率。
根据实施方式1，多个支管12的所有前端部在X方向上限制于±25％以内的区域。多个支管12的所有中心轴线在Y方向上限制于±25％以内的区域。
根据该结构，在环状流或搅状流中，气体制冷剂大多分布于第2集管集合管11的中心附近，液体制冷剂大多分布于第2集管集合管11的环状部附近。此时，多个支管12的所有前端部在X方向上限制于±25％以内的区域。多个支管12的所有中心轴线在Y方向上限制于±25％以内的区域。由此，即使在干度低的条件下，也能稳定地得到分配性能的改善效果，能够改善热交换器的效率，能够提高能量效率。
根据实施方式1，多个支管12的所有前端部在X方向上位于0％。多个支管12的所有中心轴线在Y方向上位于0％。
根据该结构，能特别大地得到分配性能的改善效果，能够改善热交换器的效率，能够提高能量效率。
根据实施方式1，支管12是使作为热交换器构成要素的传热管的一部分延伸而形成的。
根据该结构，通过将传热管的一部分用于多个支管12，无需支管12和传热管的连接接头，实现省空间化且实现压力损失的下降。
根据实施方式1，将多个支管12中相邻的支管12之间的间距长度定义为Lp，将第2集管集合管11的上部的沉浸区域长度定义为Lt。此时，Lt≥2×Lp。
根据该结构，能减轻在第2集管集合管11的上部的气液二相状态的制冷剂冲突的影响。由此，流动形态稳定，支管的突出所带来的分配性能的改善效果变大，能够改善热交换器的效率，能够提高能量效率。
根据实施方式1，多个支管12中最上方的支管12从上侧连接于第2集管集合管11的上端。
根据该结构，制冷剂在第2集管集合管11的上部冲突所导致的动压力的减少变小。由此，流动形态稳定，分配性能的改善效果变大，能够改善热交换器的效率，能够提高能量效率。
根据实施方式1，采用R32、R410A或CO2作为制冷剂。
根据该结构，由于上述制冷剂是制冷剂气体密度大的制冷剂，所以，支管12的突出所带来的分配性能的改善效果变大。
根据实施方式1，采用混合了烯烃系制冷剂、HFC制冷剂、烃制冷剂、CO2或DME中至少2种以上的制冷剂而得到的沸点差不同的混合制冷剂作为制冷剂。
根据该结构，通过采用混合制冷剂，能够改善制冷剂的分配恶化所带来的浓度分布之差。由此，分配性能的改善所带来的热交换器的效率改善的效果变大，从而能够提高能量效率。
实施方式2.
以下，对本发明的实施方式2进行说明。在此，对与实施方式1重复的部分，省略说明，而对与实施方式1相同的部分或相当的部分赋予相同的附图标记。
实施方式2由第2集管集合管11的水平截面并非圆管形状的流路构成。第2集管集合管11的水平截面为非圆管形状。
图16是表示本发明的实施方式2的第2集管10的水平截面的说明图。图17是表示本发明的实施方式2的第2集管10的水平截面的一个例子的说明图。
如图16、图17所示，第2集管集合管11的水平截面为矩形管形状，第2集管集合管11的流路为矩形流路。在这样的矩形流路中支管12也突出到中心附近，从而能够改善分配性能。
另外，如图17所示，水平截面为矩形管形状的第2集管集合管11与水平截面为圆管形状的第2集管集合管相比，能够减小到达被支管12插入的两侧的在宽度方向上的尺寸。因此，省空间性优良，从而优选。
另外，在水平截面为矩形管形状的第2集管集合管11中，与支管12接合的接合面成为正交面。这些金属的接合一般来说进行钎焊。此时，由于接合面为正交面，所以钎焊性良好，接合品质良好。
在此，在第2集管集合管11的流路为矩形流路的情况下，将其中心位置定义为矩形流路的对角线的交点。需要说明的是，在判定流动形态时，采用与矩形流路的流路截面积相当的等效圆的直径。
图18是表示本发明的实施方式2的第2集管10的水平截面的其它例子的说明图。
如图18所示，第2集管集合管11的水平截面为椭圆管形状，第2集管集合管11的流路为椭圆流路。在这样的椭圆流路中支管12也突出到中心附近，从而能够改善分配性能。
在此，将椭圆流路的中心点定义为长轴和短轴的交点。
通过使第2集管集合管的流路为椭圆流路，能够抑制支管12突出到中心附近所导致的流过椭圆流路的第2集管集合管11的制冷剂的压力损失的增大，使流动形态稳定，从而优选。
另外，通过采用朝向椭圆流路的长轴插入支管12的结构，与第2集管集合管的水平截面为圆管形状的情况相比，第2集管集合管11和支管12的钎焊面的曲率变小，钎焊性变好。
需要说明的是，在判定椭圆流路中的流动形态时，采用与椭圆流路截面积相当的等效圆的直径。
图19是表示本发明的实施方式2的第2集管10的水平截面的其它例子的说明图。
如图19所示，第2集管集合管11的水平截面为半圆管形状，第2集管集合管11的流路为半圆流路。在这样的半圆流路中支管12也突出到中心附近，从而能够改善分配性能。
在此，将半圆流路中的第2集管集合管11的中心点定义为连接相对于中心点的最接近位置和最远方位置的3个直线的交点。
在判定流动形态时，采用与半圆流路截面积相当的等效圆的直径。
在半圆流路的第2集管集合管11中，既能抑制宽度方向上的容积增加又能增加流路截面积，省空间性优良且为低压损，从而优选。另外，与支管12接合的接合面能够采用平坦的平面，钎焊性能优良，从而优选。
图20是表示本发明的实施方式2的第2集管10的水平截面的其它例子的说明图。
如图20所示，第2集管集合管11的水平截面为三角管形状，第2集管集合管11的流路为三角流路。在这样的三角流路中支管12也突出到中心附近，从而能够改善分配性能。
在此，将三角流路中的第2集管集合管11的中心点定义为连接最接近的各边的中点位置和最远方的角部位置的3个直线的交点。
在判定流动形态时，采用与三角流路截面积相当的等效圆的直径。
在三角流路的第2集管集合管11中，既能抑制宽度方向上的容积增加又能增加流路截面积，省空间性优良且为低压损，从而优选。另外，与支管12接合的接合面能够采用平坦的平面，钎焊性能优良，从而优选。
另外，在上述的矩形流路、椭圆流路、半圆流路和三角流路的第2集管集合管11中，与实施方式1同样地采用使支管12向第2集管集合管11突出的结构。另外，流入第2集管集合管11的制冷剂的流动形态成为环状流或搅状流。由此，能够得到分配性能的改善效果。另外，在干度x为0.05≤x≤0.30的范围，分配性能的改善效果大，从而优选。
实施方式3.
以下，对本发明的实施方式3进行说明。在此，对与实施方式1、2重复的部分，省略说明，而对与实施方式1相同的部分或相当的部分赋予相同的附图标记。
在实施方式3中，多个支管12为扁平管形状。
图21是表示本发明的实施方式3的第2集管10的立体图。图22是表示本发明的实施方式3的第2集管10的一个例子的立体图。
如图21、图22所示，多个支管12为扁平管形状。
通过这样采用扁平管形状的支管12，分支部处表面张力的影响变大，液体制冷剂在支管12内均匀地流动，热交换器的效率的改善效果大，从而优选。
在此，此时的支管12的上述定义的Y方向上的中心轴线的位置在以扁平流路的有效流路截面积考虑圆管的等效直径的情况下位于±50％以内的区域。
另外，扁平管形状的支管12也可以是空气热交换器的一部分。也就是说，支管12使构成空气热交换器的扁平传热管的一部分延伸而构成为扁平管形状。
另外，扁平管形状的支管12有时作为传热管的一部分来代替，所以，可以在内面加工出槽等促进传热的形状。
另外，如图22所示，在为在支管12的内侧具有分隔件12a的多孔扁平形状的支管12的情况下，强度变高，从而优选。
根据实施方式3，多个支管12为扁平管形状。
根据该结构，通过采用扁平管形状的支管12，分支部处表面张力的影响变大，液体制冷剂在支管12内均匀地流动，热交换器的效率的改善效果变大。
另外，通过将扁平管形状的支管12直接插入第2集管集合管11，能够削减零部件数量，实现低成本化。
实施方式4.
以下，对本发明的实施方式4进行说明。在此，对与实施方式1～3重复的部分，省略说明，而对与实施方式1～3相同的部分或相当的部分赋予相同的附图标记。
图23是表示本发明的实施方式4的空调装置的室外机100的侧视图。图24是表示本发明的实施方式4的第2集管10连接于室外热交换器20的情况的侧面示意图。图25是表示本发明的实施方式4的室外热交换器20的图24的A-A截面的一个例子的立体图。图26是表示本发明的实施方式4的室外热交换器20的图24的A-A截面的其它例子的立体图。图27是表示本发明的实施方式4的室外热交换器20的图24的A-A截面的其它例子的立体图。
需要说明的是，图中的实线箭头表示制热运转时的空调装置的室外机100中的制冷剂的流动，虚线箭头表示空气的流动。
在以下的说明中，为了容易理解，适当采用表示方向的术语(例如“上”、“下”、“右”、“左”、“前”、“后”等)。但是，这是为了说明。这些术语并非用来限定本发明。另外，在实施方式4中，在从正面观察室外机100的状态下使用“上”、“下”、“右”、“左”、“前”、“后”。并且，对后述的实施方式也是同样的。
图23所示的实施方式4的空调装置的室外机100搭载有图24所示的室外热交换器20。空调装置的室外机100是轴流型，使制冷剂在其与未图示的室内机之间循环，从而构成制冷循环回路。需要说明的是，室外机100例如用于大厦用多联空调的室外机等，被设置于大厦的屋顶等。
室外机100具有形成为箱状的壳体101。室外机100具有由壳体101的侧面的开口形成的吸入口102。室外机100具有以沿着吸入口102的方式配置于壳体101内的图24所示的室外热交换器20。室外机100具有由壳体101的上面的开口形成的吹出口103。室外机100具有可通风地设置成覆盖吹出口103的风扇护罩104。室外机100具有配置于风扇护罩104的内部的图24所示的轴流型的风扇30，该风扇30从吸入口102吸入外气并将外气从吹出口103排出。
搭载于空调机的室外机100的室外热交换器20用于使由风扇30从吸入口102吸入的外气和制冷剂进行热交换。如图24所示，室外热交换器20配置于风扇30的下方。室外热交换器20由隔开间隔地并列设置的多个翅片21、以及在翅片21的并列设置方向贯通这些翅片21的多个传热管22构成，所述多个传热管22从所述翅片的两侧突出地排列。
在多个传热管22各自的一方端部连接着第1集管40。在多个传热管22各自的另一方端部连接着第2集管10。
在第1集管40的下部连接着流出配管51。在第2集管10的下部连接着流入配管52。
需要说明的是，如图24所示，在实施方式4中，作为第2集管10的构成要素的多个支管是使作为室外热交换器20的构成要素的传热管22的一部分延伸而形成的。但是，不限于此，作为第2集管10的构成要素的多个支管也可以与作为室外热交换器20的构成要素的传热管22是分体的。
需要说明的是，实施方式4的室外热交换器20的传热管22可以是图25所示的截面为扁平形状的扁平管。但是，传热管22也可以是图26所示的截面为扁平形状且在内部形成有多个孔的扁平多孔管。另外，传热管22不限于扁平管，也可以是图27所示的截面为圆形状的圆管等，并不限定其形状。另外，这些传热管22也可以做成通过切出槽而实现传热面积的扩大的带槽面。或者，为了抑制压力损失的增加，而做成平滑面。
接下来，采用图24，对实施方式4的空调装置的室外机100的制热运转时的制冷剂的流动进行说明。
在制热运转时，在室外机100中，气液二相状态的制冷剂通过流入配管52而流入第2集管10。在第2集管10，制冷剂朝向第2集管集合管11的上部流动并被分别分配到与第2集管集合管11正交的多个传热管22。被分配到多个传热管22的制冷剂在室外热交换器20从周围的空气接受热而蒸发，成为气体制冷剂或含有大量气体的状态。在室外热交换器20进行了热交换的制冷剂在第1集管40合流，通过流出配管51而流出。
在此，如在实施方式1～3中说明的那样，流过流入配管52的制冷剂的干度x为0.05≤x≤0.30，第2集管10采用实施方式1～3所记载的集管。
图28是汇总表示本发明的实施方式4的第2集管10及室外热交换器20中的液体制冷剂流量和风量分布的关系的图，图28的(a)是表示第2集管10的概略图，图28的(b)是表示通路位置和液体制冷剂流量的关系的图，图28的(c)是表示通路位置和风量分布的关系的图。
如图28所示，液体制冷剂成为大多流向第2集管集合管11的上部的分布，能够进行沿着大量的风量流向轴流型的风扇30的上部的风量分布的分配，能够提高热交换器的效率。
图29是表示与本发明的实施方式4的液相的厚度相关联的参数(MR×x)/(31.6×A)和热交换器的性能的关系的图。
在沿着轴流型的风扇30的风量分布的制冷剂分配中，液相的厚度成为重要的参数。根据发明者的实验，在为轴流型的风扇30的室外热交换器20的情况下，在将流向第2集管10的最大制冷剂流量[kg/h]定义为MR、将制冷剂干度定义为x、将第2集管集合管11的有效流路截面积[m2]定义为A时，与制冷剂的液膜厚度(液相的厚度)相关联的参数(MR×x)/(31.6×A)在0.004×106≤(MR×x)/(31.6×A)≤0.120×106的范围。
另外，若与制冷剂的液膜厚度(液相的厚度)相关联的参数(MR×x)/(31.6×A)在0.010×106≤(MR×x)/(31.6)≤0.120×106的范围，则更优选。在此情况下，能够在宽运转条件范围得到分配性能的改善效果，从而更优选。
通过满足图29所示的范围的表示制冷剂的液膜厚度(液相的厚度)的参数(MR×x)/(31.6×A)，能够得到适于风量分布的制冷剂分配特性。需要说明的是，最大制冷剂流量作为制热额定运转时的制冷剂流量，能够通过压缩机输入、室内机能力、压缩机的转速、室内机的运转台数等来测定。
图30是表示与本发明的实施方式4的制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/31.6和热交换器的性能的关系的图。
如图30所示，在传热管22的传热管长度实质上相同的情况下，在第2集管集合管11的内径D[m]为0.010≤D≤0.018的范围满足0.427≤(MR×x)/31.6≤5.700即可。由此，制冷剂以最适的液膜厚度流向第2集管集合管11，能够改善分配性能。
图31是表示与本发明的实施方式4的制冷剂的液膜厚度相关联的参数x/(31.6×A)和热交换器的性能的关系的图。
如图31所示，只要其它与制冷剂的液膜厚度相关联的参数x/(31.6×A)满足1.4×10≤x/(31.6×A)≤8.7×10即可。在此情况下，不管制冷剂流量如何，都能够得到最适于轴流型的风扇30的风量分布的制冷剂分配性能。
图32是表示本发明的实施方式4的气体表观速度USG[m/s]和分配性能的改善效果的关系的图。
如图32所示，在气体表观速度USG满足1≤USG≤10的范围的情况下，能够使分配恶化所导致的性能下降为1/2以下。
在此，气体表观速度USG[m/s]在设流入第2集管集合管11的制冷剂流速为G[kg/(m2s)]、制冷剂的干度为x、制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]时，由USG＝(G×x)/ρG来定义。
另外，在此，制冷剂流速G[kg/(m2s)]在设流向第2集管10的最大流量为MR[kg/h]、第2集管集合管11的有效流路截面积为A[m2]时，由G＝MR/(3600×A)来定义。
另外，在实施方式4中，流出配管51与第1集管40的下部相连。但是，不限于此。
图33是表示本发明的实施方式4的第2集管10连接于室外热交换器20的情况的一个例子的侧面示意图。
如图33所示，流出配管51也可以与第1集管40的上部相连。在此情况下，液体制冷剂易于流向第2集管10的上部，从而优选。
图34是表示本发明的实施方式4的第2集管10和流入配管52的连接关系的一个例子的示意图。
如图34所示，流入配管52与第2集管10的下部相连。此时，若考虑流动形态的发展，则越是充分发展了的流动，则环状流的液膜厚度越薄，从而液体制冷剂易于流向第2集管集合管11的上部。一般来说，在设第2集管集合管11的内径为D[m]的情况下，从流入配管52的最下端部到配置于最下侧的支管12的中心位置为止的长度L1，直到液膜充分发展为止需要100D。但是，根据本发明者的实验结果，在设第2集管集合管11的内径为D[m]的情况下，长度L1只要是L1≥5D即可。据此，分配性能的改善效果与充分发展后的情况几乎相同。
需要说明的是，在此的说明中，流入配管52如图34所示，弯曲90度地与第2集管10相连。但是，这只不过是说明了一个例子。
图35是表示本发明的实施方式4的第2集管10和流入配管52的连接关系的其它例子的示意图。
流入配管52的方式或朝向以及安装角度例如如图35所示，流入配管52也可以倾斜地安装。
在此情况下，在将第2集管10的入口部和流入配管52的竖直连接部设为L2并将流入配管52的倾斜部设为L3的情况下，在(L2+L3)≥6D时，流动形态发展，从而优选。
根据实施方式4，在将制冷剂流量[kg/h]定义为MR、将制热额定运转时流入所述集管集合管的制冷剂的干度定义为x、将集管集合管的有效流路截面积[m2]定义为A时，流入第2集管集合管11的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，与制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/(31.6×A)在0.004×106≤(MR×x)/(31.6×A)≤0.120×106的范围。
根据该结构，能够将液体制冷剂大量分配到轴流型的风扇30附近的风量多的传热管22，能够改善室外热交换器20的效率，能够提高能量效率。
根据实施方式4，在将制冷剂流量[kg/h]定义为MR、将制热额定运转时流入所述集管集合管的制冷剂的干度定义为x、将第2集管集合管11的有效流路截面积[m2]定义为A时，流入第2集管集合管11的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，与制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/(31.6×A)在0.010×106≤(MR×x)/(31.6×A)≤0.120×106的范围。
根据该结构，能够将液体制冷剂更大量地分配到轴流型的风扇30附近的风量多的传热管22，能够进一步改善室外热交换器20的效率，能够进一步提高能量效率。
根据实施方式4，在将制冷剂流量[kg/h]定义为MR、将制热额定运转时流入第2集管集合管11的制冷剂的干度定义为x时，流入第2集管集合管11的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，第2集管集合管11的内径D[m]为0.010≤D≤0.018，与制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/31.6在0.427≤(MR×x)/31.6≤5.700的范围。
根据该结构，能够得到最适于轴流型的风扇30的风量分布的制冷剂分配，能够改善室外热交换器20的效率，能够提高能量效率。
根据实施方式4，在将制热额定运转时流入第2集管集合管11的制冷剂的干度定义为x、将第2集管集合管11的有效流路截面积[m2]定义为A时，流入第2集管集合管11的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，第2集管集合管11的内径D[m]为0.010≤D≤0.018，与制冷剂的液膜厚度相关联的参数x/(31.6×A)在1.4×10≤x/(31.6×A)≤8.7×10的范围。
根据该结构，能够得到最适于轴流型的风扇30的风量分布的制冷剂分配，能够改善室外热交换器20的效率，能够提高能量效率。
根据实施方式4，在将制热额定运转时流入第2集管集合管11的制冷剂的干度定义为x时，流入第2集管集合管11的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，流入第2集管集合管11的制冷剂的气体表观速度USG[m/s]在1≤USG≤10的范围。
在此，气体表观速度USG[m/s]在设流入第2集管集合管11的制冷剂流速为G[kg/(m2s)]、制冷剂的干度为x、制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]时，由USG＝(G×x)/ρG来定义。另外，制冷剂流速G[kg/(m2s)]在设制热额定运转时流入第2集管集合管11的制冷剂流量为MR[kg/h]、第2集管集合管11的有效流路截面积为A[m2]时，由G＝MR/(3600×A)来定义。
根据该结构，能够得到最适于轴流型的风扇30的风量分布的制冷剂分配，能够改善室外热交换器20的效率，能够提高能量效率。
根据实施方式4，室外热交换器20具有向两侧突出地排列的多个传热管22。室外热交换器20具有与多个传热管22各自的一方端部相连的第1集管40。室外热交换器20具有与多个传热管22各自的另一方端部相连的第2集管10。室外热交换器20具有与多个传热管22分别接合的多个翅片21。室外热交换器20构成供制冷剂循环的制冷循环回路的一部分。第2集管10是实施方式1～4所记载的集管。第2集管10的第2集管集合管11形成有流通空间，该流通空间与分别连接于多个传热管22的多个支管12相连通，且在室外热交换器作为蒸发器而发挥作用的情况下使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到多个支管12。
根据该结构，在第2集管10的第2集管集合管11中，气液二相状态的制冷剂向上流动，成为环状流或搅状流。由此，在环状流或搅状流中，气体制冷剂大多分布于第2集管集合管11的中心附近，液体制冷剂大多分布于环状部附近。因此，有选择地将气体制冷剂大多分配到第2集管集合管11的下部而使液体制冷剂易于流向第2集管集合管11的上部。由此，在第2集管10，能够改善制冷剂的分配性能，改善室外热交换器20的效率，提高能量效率。这样，既通过第2集管10的结构的简单化来实现低成本化，又能在宽运转范围改善制冷剂从第2集管集合管11向多个支管12的分配性能，从而能够提高能量效率。
实施方式5.
以下，对本发明的实施方式5进行说明。在此，对与实施方式1～4重复的部分，省略说明，而对与实施方式1～4相同的部分或相当的部分赋予相同的附图标记。
在实施方式5中，在第2集管10的多个支管12分别设置管形状转换接头23，该管形状转换接头23将插入了第2集管集合管11的支管12的前端部从与作为热交换器构成要素的扁平形状的传热管22相连的扁平管形状转换成圆管形状。
图36是表示本发明的实施方式5的室外热交换器20的侧面概略图。图37是表示本发明的实施方式5的第2集管10和传热管22的俯视图。
在实施方式5中，安装着管形状转换接头23，该管形状转换接头23将与第2集管10相连的圆管形状的支管12和室外热交换器20的扁平管形状的传热管22变形为管形状地加以连接。另外，安装着管形状转换接头24，该管形状转换接头24将与第1集管40相连的圆管形状的支管42和室外热交换器20的扁平管形状的传热管22变形为管形状地加以连接。
管形状转换接头23、24将插入第2集管10或第1集管40的支管12、42的形状从扁平管形状的传热管22转换为圆管形状。
通过将插入第2集管10或第1集管40的支管12、42的形状从扁平管形状转换成圆管形状，能够增大第2集管10和第1集管40的有效流路截面积，由此，能够抑制支管12、42的突出部所带来的压力损失的增加，能够抑制室外热交换器20的性能下降。尤其是，在使支管12在第2集管集合管11内突出到中心附近的第2集管10中，效果更显著。
另外，在第2集管集合管11中，能够减小支管12的突出部对制冷剂流动的影响，流动形态易于稳定，从而支管12的突出所带来的分配性能的改善效果变大。
另外，通过采用管形状转换接头23、24，能够减小第2集管10和第1集管40的水平截面处的直径，从而能够提供省空间的分配器。
在此，在图36中，为在第2集管10和第1集管40均使用管形状转换接头23、24的结构。但是，也可以仅在第2集管10的多个支管12的一部分连接管形状转换接头23。
在此情况下，在管形状转换接头23与靠近制冷剂流量相对大的集管流入口的支管12相连的情况下，压损的降低效果变大，从而有效。
另外，管形状转换接头不限于将扁平管形状的传热管22转换成圆管形状，例如在传热管22为圆管的情况下，也可以是使支管12成为比传热管22细径的管的转换接头。由此，只要是转换成第2集管集合管11的有效流路截面积比假定传热管22突出到第2集管集合管11的情况的有效流路截面积大的支管12即可。
根据实施方式5，在支管12上设置着管形状转换接头23，该管形状转换接头23将插入了第2集管集合管11的支管12的前端部从与作为热交换器构成要素的扁平管形状的传热管22相连的扁平管形状转换成圆管形状。
根据该结构，能够抑制插入所导致的第2集管集合管11的有效流路截面积的缩小，能够抑制流动形态的紊乱，从而分配性能的改善效果变大，能够改善室外热交换器20的效率、提高能量效率。
实施方式6.
以下，对本发明的实施方式6进行说明。在此，对与实施方式1～5重复的部分，省略说明，而对与实施方式1～5相同的部分或相当的部分赋予相同的附图标记。
在实施方式6中，第2集管10a、10b在高度方向至少分割成2个地连接在制热运转时制冷剂向室外热交换器20的流动的上游侧。
图38是表示本发明的实施方式6的室外热交换器20的侧面概略图。
如图38所示，在室外热交换器20的高度方向上进行分割而具有气液二相状态的制冷剂从第1流入配管52a流入的第2集管10a、以及气液二相状态的制冷剂从第2流入配管52b流入的第2集管10b。
通过在室外热交换器20的高度方向上分割出第2集管10a、10b，能够减小落差的影响，能够将液体制冷剂大量分配到采用轴流型的风扇30而风量多的室外热交换器20的上部。因此，与不分割第2集管的情况相比，能够改善室外热交换器20的性能的效率，能够提高能量效率。
需要说明的是，在实施方式6中，说明了将第2集管一分为二的情况。但是，并非限定第2集管的分割数量和分割时的各集管的支管的根数这些细项。
根据实施方式6，第2集管10a、10b在高度方向至少分割成2个地连接在制热运转时制冷剂向室外热交换器20的流动的上游侧。
根据该结构，能够减轻第2集管10a、10b中的落差的影响，从而提高分配性能的改善效果。
实施方式7.
以下，对本发明的实施方式7进行说明。在此，对与实施方式1～6重复的部分，省略说明，而对与实施方式1～6相同的部分或相当的部分赋予相同的附图标记。
在实施方式7中，采用了上述实施方式所记载的第2集管10的室外热交换器20通过制冷剂配管而与压缩机61、节流装置62和室内热交换器63相连，从而构成制冷循环回路，进而构成可进行制热运转的空调装置200。
图39是表示本发明的实施方式7的空调装置200的结构的图。
图39所示的空调装置200是将具有第2集管10和室外热交换器20的室外机100与室内机201相连。
在室外热交换器20的流入配管52的上游侧配置着膨胀阀等节流装置62。节流装置62和室内机201通过连接配管64而被配管连接。室内机201和压缩机61通过连接配管65而被配管连接。来自室外热交换器20的制冷剂通过流出配管51而流入压缩机61。
另外，设置着如下结构的控制装置70：在制热额定运转时，将压缩机61或节流装置62控制成使得流入第2集管10的制冷剂的干度x限制于0.05≤x≤0.30的范围。
控制装置70具有微机，该微机具有CPU、ROM、RAM、I/O端口等。
控制装置70经由无线或有线的控制信号线能接收检测值地与各种传感器相连。另外，经由无线或有线的控制信号线，能控制压缩机61的旋转速度或节流装置62的开度地与控制装置70相连。
在此，室内机201并不限定其种类或形状。但是，室内机201一般来说由室内热交换器63、未图示的风扇和膨胀阀等节流装置62构成。在室内机201中，在室内热交换器63的两侧连接着室内机用集管而使制冷剂在室内热交换器63的传热管流通。
接下来，采用图39，对实施方式7的空调装置200的制热运转时的制冷剂的流动进行说明。
图中的实线箭头表示制热运转时的制冷剂的流动。由压缩机61压缩而成为高温高压的气体制冷剂通过连接配管65而流入室内机201。流入了室内机201的制冷剂流入集管，被分配到室内热交换器63的多个传热管，然后流入室内热交换器63。制冷剂在室内热交换器63向周围的空气散热，以液体单相或气液二相状态流到集管而合流。在集管合流了的制冷剂通过连接配管64而流向节流装置62。在节流装置62，制冷剂成为低温低压的气液二相状态或液体单相状态，通过流入配管52而流入第2集管10。
气液二相状态的制冷剂流入第2集管10的下部，朝向第2集管集合管11的上部流通并被分配到多个传热管22。被分配了的制冷剂从流过传热管22外的空气接受热，随之液相状态变化成气相，然后流出到第1集管40。在第1集管40，制冷剂从各传热管22合流，从第1集管40的下部流出，再次流入压缩机61。
在此，压缩机61的频率根据室内机201所要求的室内热交换器63的能力而变化。
需要说明的是，在图39中，记载了相对于一台室外机100配置一台室内机201的情况。但是，并不限定室内机201和室外机100的连接台数。
另外，示出了在室内机201的室内热交换器63的传热管的两端连接着集管型的分配器的情况。但是，并不限定分配器的种类，例如也可以是分流型(日文：ディストリビュータ型)(冲突型)的分配器等与室内热交换器63的传热管相连。
另外，节流装置62的开度被控制成，在制热额定运转时使得流入第2集管10的制冷剂的干度x为0.05≤x≤0.30。作为控制的方法，通过预先记录与压缩机61的旋转速度相应的最适的节流装置62的开度的工作表的方式等进行控制。通过进行这样的控制，能够在宽运转条件下得到第2集管10处的支管12的突出所带来的分配性能的改善效果。
根据实施方式7，空调装置200具有压缩机61、室内热交换器63、节流装置62和室外热交换器20而构成供制冷剂循环的制冷循环回路。室外热交换器20是实施方式1～6所记载的热交换器。空调装置200具有如下结构的控制装置70：在制热额定运转时将压缩机61或节流装置62控制成使得流入第2集管10的制冷剂的干度x限制于0.05≤x≤0.30的范围。
根据该结构，能够在宽运转条件范围下稳定地得到第2集管10的分配性能的改善效果，能够改善室外热交换器20的效率，能够提高能量效率。
实施方式8.
图40是表示本发明的实施方式8的空调装置200的结构的图。在此，对与实施方式7重复的部分，省略说明，而对与实施方式7相同的部分或相当的部分赋予相同的附图标记。
在实施方式8中，在实施方式7所记载的空调装置200中，在连接配管64上具有检测室内机出口的温度的第1温度传感器66。另外，空调装置200在室内热交换器63具有检测在室内热交换器63的传热管流通的制冷剂的温度的第2温度传感器67。
并且，控制装置70在制热运转时，由第2温度传感器67测定制冷剂的冷凝饱和温度Tc，由室内机出口的第1温度传感器66测定制冷剂的冷凝器出口温度TRout。由此，控制装置70检测冷凝器出口的S.C.(＝Tc－Trout，也称为出口温度差)，从而控制成使得流入第2集管10的干度x为0.05≤x≤0.30。
需要说明的是，此时的S.C.的控制是通过节流装置62的开度调整来进行，能够例如通过预先调查压缩机61的频率、S.C.、干度的关系来进行调整。通过进行这样的控制，能够在宽运转条件下得到第2集管10的支管12的突出所带来的分配性能的改善效果。
根据实施方式8，空调装置200具有压缩机61、室内热交换器63、节流装置62和室外热交换器20而构成供制冷剂循环的制冷循环回路。室外热交换器20是实施方式1～6所记载的热交换器。空调装置200具有安装于制热运转时的室内热交换器63的下游侧的第1温度传感器66。空调装置200具有安装于室内热交换器的第2温度传感器67。空调装置200具有如下结构的控制装置70：在制热运转时基于第1温度传感器66的检测温度(冷凝器出口温度TRout)和第2温度传感器67的检测温度(冷凝饱和温度Tc)求出室内热交换器63的出口温度差S.C.(＝Tc－TRout)，在制热额定运转时将压缩机61或节流装置62控制成使得流入第2集管10的制冷剂的干度x限制于0.05≤x≤0.30的范围。
根据该结构，能够在宽运转条件范围下稳定地得到第2集管10的分配性能的改善效果，能够改善室外热交换器20的效率，能够提高能量效率。
实施方式9.
图41是表示本发明的实施方式9的空调装置200的结构的图。在此，对与实施方式7、8重复的部分，省略说明，而对与实施方式7、8相同的部分或相当的部分赋予相同的附图标记。
在实施方式9中，在实施方式7、8所记载的空调装置200的第2集管10与节流装置62之间具有气液分离器80。节流装置62和气液分离器80通过连接配管81而被配管连接。气液分离器80和流出配管51通过气体旁通配管82而被配管连接。气体旁通配管82使由气液分离器80分离出的气体制冷剂旁通到压缩机61。在气体旁通配管82的中途具有气体旁通调整阀83。气体旁通调整阀83能够由控制装置70来改变开度。
控制装置70根据运转条件来调整气体旁通调整阀83的开度，控制成使得流入第2集管10的制冷剂的干度x为0.05≤x≤0.30。
通过进行这样的控制，能够在宽运转条件下得到支管12的突出所带来的第2集管10的分配性能的改善。
而且，除此之外，通过采用气体旁通配管82而使气体制冷剂的一部分从室外热交换器20旁通，能够降低室外热交换器20的压力损失，能够改善室外热交换器20的效率。
另外，气体旁通调整阀83能改变开度，可以采用能够调整开度的电子膨胀阀等。但是，例如也可以用电磁阀和毛细管的组合、或止回阀和气体旁通配管82的流动阻力来代替，并不特别限定。
图42是表示本发明的实施方式9的气液分离器80的结构的图。图43是表示本发明的实施方式9的气液分离器80的结构的一个例子的图。图44是表示本发明的实施方式9的气液分离器80的结构的其它例子的图。
如图42所示，气液分离器80一般来说由气液分离容器84构成的形式很多。但是，不限于此。
例如，可以采用利用了图43所示那样的T字形状的分支配管85、或者图44所示那样的Y字形状的分支配管86等制冷剂配管的姿势的简易气液分离器80。
作为控制装置70的控制方法，例如控制成在制热额定运转时使得干度x为0.05≤x≤0.30。或者进行在制热额定运转时打开气体旁通调整阀83而在除此以外的条件下关闭气体旁通调整阀83的控制，则更优选。打开气体旁通调整阀83的开度是通过预先调查压缩机61的旋转速度与最适开度的关系等来设定。另外，打开气体旁通调整阀83的开度也可以通过预先调查室内机201的运转台数与最适开度的关系等来设定。
需要说明的是，在图41中，示出了气液分离器80配置于室外机100之外，但不特别限定于此。例如，气液分离器80也可以配置于室外机100之中。
根据实施方式9，空调装置200具有压缩机61、室内热交换器63、节流装置62和室外热交换器20而构成供制冷剂循环的制冷循环回路。室外热交换器20是实施方式1～6所记载的热交换器。空调装置200具有配置于室外热交换器20与节流装置62之间的气液分离器80。空调装置200具有使由气液分离器80分离出的气体制冷剂旁通到压缩机61的气体旁通配管82。空调装置200具有配置于气体旁通配管82的气体旁通调整阀83。空调装置200具有如下结构的控制装置70：根据运转条件，将气体旁通调整阀83控制成使得流入第2集管10的制冷剂的干度x限制于0.05≤x≤0.30的范围。
根据该结构，能够在宽运转条件范围下得到第2集管10的分配性能的改善效果，能够改善室外热交换器20的效率，能够提高能量效率。
实施方式10.
图45是表示本发明的实施方式10的空调装置200的制热运转时的结构的图。图中的实线箭头表示制热运转时的制冷剂的流动。图46是表示本发明的实施方式10的空调装置200的制冷运转时的结构的图。图中的实线箭头表示制冷运转时的制冷剂的流动。在此，对与实施方式7～9重复的部分，省略说明，而对与实施方式7～9相同的部分或相当的部分赋予相同的附图标记。
在实施方式10中，在实施方式9的气液分离器80与第2集管10之间的流入配管52的中途设置有集管前调整阀90。另外，在压缩机61之前设置着储液器91。在储液器91的上游侧设置着储液器流入配管92。在压缩机61的排出侧设置有压缩机排出配管93。而且，设置有根据制冷运转和制热运转来切换制冷剂的流动的四通阀94。
通过由控制装置70控制集管前调整阀90的开度，在制冷剂流量小的条件下，由气液分离器80将液体制冷剂完全分离，从而能够防止成为x＜0.05的情况，能够在宽运转范围下稳定地得到分配性能的改善所带来的室外热交换器20的效率的改善效果，能够提高能量效率。
另外，在压缩机61的跟前，为了抑制液体制冷剂向压缩机61流入或者为了预先贮存剩余制冷剂而设置着储液器91。在此，控制装置70通过调整节流装置62的开度和集管前调整阀90的开度，能够将位于节流装置62与集管前调整阀90之间的流入配管52和连接配管81以及气液分离器80作为贮液器来使用。在这样作为贮液器来加以利用时，能够相应地减小储液器91的容积，从而更加优选。
另外，在制冷运转时，控制装置70通过使集管前调整阀90为全开，能够将液体制冷剂贮存于流入配管52、气体旁通配管82的一部分、气液分离器80和连接配管81。因此，能够减小室外热交换器20的出口S.C.，在制冷运转时也能够改善室外热交换器20的效率，能够提高能量效率，从而优选。
以下，对制冷运转时的制冷剂的流动进行说明。
如图46所示，制冷剂离开压缩机61后，以高温高压气体的状态流过压缩机排出配管93、四通阀94和流出配管51，然后流入第1集管40。在第1集管40中，制冷剂以多个分支被分配到各传热管22。被分配了的制冷剂在室外热交换器20向周围散热，作为气液二相状态的制冷剂或液体制冷剂而在第2集管10合流，然后通过流入配管52而流出。然后，通过集管前调整阀90，通过气液分离器80和连接配管81，在节流装置62被节流而成为低压的气液二相状态的制冷剂或液体单相状态的制冷剂，流向室内机201。流到室内机201的制冷剂在室内机201的室内热交换器63从周围吸热、蒸发而成为气体单相或含有大量气体制冷剂的气液二相状态的制冷剂，通过集管和连接配管65而流过四通阀94、储液器流入配管92和储液器91，再次流入压缩机61。
接下来，对通过调整实施方式10的集管前调整阀90、节流装置62和气体旁通调整阀83而能够在制热运转和制冷运转的情况下都能够提高室外热交换器20的效率的理由进行说明。
在制热运转时，控制装置70通过由节流装置62调整开度而使制冷剂成为气液二相状态。此时，控制装置70通过使集管前调整阀90为全开并打开气体旁通调整阀83，能够降低流入第2集管10的制冷剂的气体流量。由此，使流入第2集管10的制冷剂的干度x为0.05≤x≤0.30，从而能实现支管12的突出所带来的分配性能的改善，能够改善室外热交换器20的效率，能够提高能量效率。
另外，在制冷运转时，控制装置70在需要大量制冷剂的条件下，使气体旁通调整阀83为全闭并由集管前调整阀90使制冷剂成为低压的气液二相状态，从而增加空调装置200中的气液二相区域。由此，能够最适当地调整制冷剂量，能够提高空调装置200的效率。另一方面，在制冷剂过剩的条件下，控制装置70使集管前调整阀90为全开，从而增加液体制冷剂的区域，能够削减室外热交换器20的液体制冷剂区域。由此，由于液体单相的传热区域被削减，所以，能够改善室外热交换器20的效率。
以下，对通过减少液体制冷剂的区域来改善室外热交换器20的效率的机理进行说明。
图47是汇总表示本发明的实施方式10的传热管22内部的制冷剂的流动的概要的图，图47的(a)是传热管出口的S.C.＝5deg的情况，图47的(b)是传热管出口的S.C.＝10deg的情况。
S.C.由传热管出口的制冷剂饱和温度与制冷剂温度之差来定义，呈现出S.C.越大则传热管22中的液体制冷剂的区域越多。
在液体制冷剂的区域多的情况下，传热管22的区域中的液体单相区域增加。由于管内的液体单相的热传递率比气液二相状态的制冷剂的热传递率小，所以，在传热管22中液体单相区域增加时，会引起室外热交换器20的效率的下降。
根据实施方式10，空调装置200具有压缩机61、四通阀94、室内热交换器63、节流装置62和室外热交换器20而构成供制冷剂循环的制冷循环回路，通过由四通阀94切换制冷剂的流动而能够进行制热运转和制冷运转。室外热交换器20是实施方式1～6所记载的热交换器。空调装置200具有配置于室外热交换器20与节流装置62之间的气液分离器80。空调装置200具有使由气液分离器80分离出的气体制冷剂旁通到压缩机61的气体旁通配管82。空调装置200具有配置于气体旁通配管82的气体旁通调整阀83。空调装置200具有配置于制热运转时的气液分离器80的下游侧的集管前调整阀90。空调装置200具有如下结构的控制装置70：在制热运转时，将节流装置62、气体旁通调整阀83和集管前调整阀90控制成使得流入第2集管10的制冷剂的干度x限制于0.05≤x≤0.30的范围，并且，在制冷运转时，控制集管前调整阀90而将气液分离器80作为贮液器来使用。
根据该结构，在制冷运转时和制热运转时的条件下都能够改善室外热交换器20的效率，能够提高能量效率。
实施方式11.
图48是表示本发明的实施方式11的室外热交换器20的侧面概略图。
如图48所示，室外热交换器20搭载有从横向受风的横流型的风扇30。
在搭载有横流型的风扇30的室外热交换器20的情况下，同样存在液体制冷剂难以流向第2集管集合管11的上部的课题。因此，通过采用第2集管10，能够使液体制冷剂易于流向第2集管集合管11的上侧。由此，能够改善分配性能，能够改善室外热交换器20的效率，能够提高能量效率。
附图标记说明
10第2集管、10a第2集管、10b第2集管、11第2集管集合管、12支管、12a分隔件、13叉管、20室外热交换器、21翅片、22传热管、23管形状转换接头、24管形状转换接头、30风扇、40第1集管、42支管、51流出配管、52流入配管、52a第1流入配管、52b第2流入配管、61压缩机、62节流装置、63室内热交换器、64连接配管、65连接配管、66第1温度传感器、67第2温度传感器、70控制装置、80气液分离器、81连接配管、82气体旁通配管、83气体旁通调整阀、84气液分离容器、85分支配管、86分支配管、90集管前调整阀、91储液器、92储液器流入配管、93压缩机排出配管、94四通阀、100室外机、101壳体、102吸入口、103吹出口、104风扇护罩、200空调装置、201室内机。

Claims (26)

1.一种集管，其特征在于，具有：
多个支管；以及
集管集合管，该集管集合管具有流通空间，该流通空间与所述多个支管相连通且使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到所述多个支管；
在流入所述集管集合管的制冷剂的流动形态为环状流或搅状流时，插入到所述集管集合管的所述支管的前端部连接成穿过液相的厚度δ[m]而到达气相；
在此，在设制冷剂流速为G[kg/(m2s)]、制冷剂的干度为x、所述集管集合管的内径为D[m]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]、流入所述集管集合管的流通空间的制冷剂的液体表观速度的变动范围的最大值即基准液体表观速度为ULS[m/s]时，液相的厚度δ[m]由δ＝G×(1－x)×D/(4ρL×ULS)来定义，另外，基准液体表观速度ULS[m/s]由G(1－x)/ρL来定义。
2.如权利要求1所述的集管，其特征在于，
在设制冷剂空隙率为α、入口距离为L[m]、重力加速度为g[m/s2]、所述集管集合管的内径为D[m]时，流入所述集管集合管的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]满足UGS≥α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)－0.22α×(g×D)0.5；
在此，在设制冷剂的干度为x、制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，制冷剂空隙率α由x/[x+(ρG/ρL)×(1－x)]来定义。
3.如权利要求2所述的集管，其特征在于，
在设制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂表面张力为σ[N/m]、重力加速度为g[m/s2]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，流入所述集管集合管的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]满足UGS≥3.1/(ρG 0.5)×[σ×g×(ρL－ρG)]0.25。
4.一种集管，其特征在于，具有：
多个支管；以及
集管集合管，该集管集合管形成有流通空间，该流通空间与所述多个支管相连通且使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到所述多个支管；
在将所述集管集合管的流通空间的水平面处的中心位置定义为0％、将所述集管集合管的流通空间的水平面处的壁面位置定义为±100％时，插入到所述集管集合管的所述支管的前端部限制于±50％以内的区域；
在设制冷剂空隙率为α、入口距离为L[m]、重力加速度为g[m/s2]、所述集管集合管的内径为D[m]时，流入所述集管集合管的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]满足UGS≥α×L×(g×D)0.5/(40.6×D)－0.22α×(g×D)0.5；
在此，在设制冷剂的干度为x、制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，制冷剂空隙率α由x/[x+(ρG/ρL)×(1－x)]来定义。
5.如权利要求4所述的集管，其特征在于，
在设制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]、制冷剂表面张力为σ[N/m]、重力加速度为g[m/s2]、制冷剂液体密度为ρL[kg/m3]时，流入所述集管集合管的流通空间的制冷剂的气体表观速度的变动范围的最大值即基准气体表观速度UGS[m/s]满足UGS≥3.1/(ρG 0.5)×[σ×g×(ρL－ρG)]0.25。
6.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
在将所述集管集合管的流通空间的水平面处的中心位置定义为0％、将所述集管集合管的流通空间的水平面处的壁面位置定义为±100％、将所述多个支管的所述水平面处的插入方向定义为X方向、将所述多个支管的所述水平面处的与X方向正交的宽度方向定义为Y方向时，所述多个支管的所有前端部在X方向上限制于±50％以内的区域，所述多个支管的所有中心轴线在Y方向上限制于±50％以内的区域。
7.如权利要求6所述的集管，其特征在于，
所述多个支管的所有前端部在X方向上限制于±25％以内的区域，所述多个支管的所有中心轴线在Y方向上限制于±25％以内的区域。
8.如权利要求7所述的集管，其特征在于，
所述多个支管的所有前端部在X方向上位于0％，所述多个支管的所有中心轴线在Y方向上位于0％。
9.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
在将制冷剂流量[kg/h]定义为MR、将制热额定运转时流入所述集管集合管的制冷剂的干度定义为x、将所述集管集合管的有效流路截面积[m2]定义为A时，流入所述集管集合管的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，与制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/(31.6×A)在0.004×106≤(MR×x)/(31.6×A)≤0.120×106的范围。
10.如权利要求9所述的集管，其特征在于，
在将制冷剂流量[kg/h]定义为MR、将制热额定运转时流入所述集管集合管的制冷剂的干度定义为x、将所述集管集合管的有效流路截面积[m2]定义为A时，流入所述集管集合管的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，与制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/(31.6×A)在0.010×106≤(MR×x)/(31.6×A)≤0.120×106的范围。
11.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
在将制冷剂流量[kg/h]定义为MR、将制热额定运转时流入所述集管集合管的制冷剂的干度定义为x时，流入所述集管集合管的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，所述集管集合管的内径D[m]为0.010≤D≤0.018，与制冷剂的液膜厚度相关联的参数(MR×x)/31.6在0.427≤(MR×x)/31.6≤5.700的范围。
12.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
在将制热额定运转时流入所述集管集合管的制冷剂的干度定义为x、将所述集管集合管的有效流路截面积[m2]定义为A时，流入所述集管集合管的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，所述集管集合管的内径D[m]为0.010≤D≤0.018，与制冷剂的液膜厚度相关联的参数x/(31.6×A)在1.4×10≤x/(31.6×A)≤8.7×10的范围。
13.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
在将制热额定运转时流入所述集管集合管的制冷剂的干度定义为x时，流入所述集管集合管的制冷剂的干度x满足0.05≤x≤0.30的条件，流入所述集管集合管的制冷剂的气体表观速度USG[m/s]在1≤USG≤10的范围；
在此，在设流入所述集管集合管的制冷剂流速为G[kg/(m2s)]、制冷剂的干度为x、制冷剂气体密度为ρG[kg/m3]时，气体表观速度USG[m/s]由USG＝(G×x)/ρG来定义；另外，在设制热额定运转时流入所述集管集合管的制冷剂流量为MR[kg/h]、所述集管集合管的有效流路截面积为A[m2]时，制冷剂流速G[kg/(m2s)]由G＝MR/(3600×A)来定义。
14.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
在所述支管的前端部设有管形状转换接头，该管形状转换接头与作为热交换器构成要素的扁平传热管相连。
15.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
所述支管是使作为热交换器构成要素的传热管的一部分延伸而形成的。
16.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
所述多个支管为扁平管形状。
17.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
在将所述多个支管中相邻的所述支管之间的间距长度定义为Lp、将所述集管集合管的上部的沉浸区域长度定义为Lt时，Lt≥2×Lp。
18.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
所述多个支管中最上方的支管从上侧连接于所述集管集合管的上端。
19.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
作为制冷剂，采用R32、R410A或CO2。
20.如权利要求1～5中任一项所述的集管，其特征在于，
作为制冷剂，采用混合了烯烃系制冷剂、HFC制冷剂、烃制冷剂、CO2和DME中至少2种以上的制冷剂而得到的沸点不同的混合制冷剂。
21.一种热交换器，其特征在于，具有：
从多个翅片的两侧突出地排列的多个传热管；
与所述多个传热管各自的一方端部相连的第1集管；
与所述多个传热管各自的另一方端部相连的第2集管；以及
与各所述多个传热管接合的所述多个翅片；
所述热交换器构成供制冷剂循环的制冷循环回路的一部分；
所述第2集管是权利要求1～20中任一项所述的集管；
所述第2集管的所述集管集合管形成有流通空间，该流通空间与分别连接于所述多个传热管的多个支管相连通，且在所述热交换器作为蒸发器而发挥作用的情况下使气液二相状态的制冷剂向上流动而流出到所述多个支管。
22.如权利要求21所述的热交换器，其特征在于，
所述第2集管在高度方向至少分割成2个地在制热运转时制冷剂向所述热交换器的流动的上游侧与所述传热管连结。
23.一种空调装置，其特征在于，具有压缩机、室内热交换器、节流装置和室外热交换器而构成供制冷剂循环的制冷循环回路；
所述室外热交换器是权利要求21或22所述的热交换器；
所述空调装置具有控制装置，该控制装置构成为在制热额定运转时将所述压缩机或所述节流装置控制成使得流入所述第2集管的制冷剂的干度x限制于0.05≤x≤0.30的范围。
24.一种空调装置，其特征在于，具有压缩机、室内热交换器、节流装置和室外热交换器而构成供制冷剂循环的制冷循环回路；
所述室外热交换器是权利要求21或22所述的热交换器；
所述空调装置具有：
位于制热运转时的所述室内热交换器的下游侧的第1温度传感器；
安装于所述室内热交换器的第2温度传感器；以及
控制装置，该控制装置构成为在制热运转时基于所述第1温度传感器的检测温度和所述第2温度传感器的检测温度求出所述室内热交换器的出口温度差，利用所述出口温度差，在制热额定运转时将所述压缩机或所述节流装置控制成使得流入所述第2集管的制冷剂的干度x限制于0.05≤x≤0.30的范围。
25.一种空调装置，其特征在于，具有压缩机、室内热交换器、节流装置和室外热交换器而构成供制冷剂循环的制冷循环回路；
所述室外热交换器是权利要求21或22所述的热交换器；
所述空调装置具有：
配置于所述室外热交换器与所述节流装置之间的气液分离器；
使由所述气液分离器分离出的气体制冷剂旁通到所述压缩机的气体旁通配管；
配置于所述气体旁通配管的气体旁通调整阀；以及
控制装置，该控制装置构成为根据运转条件将所述气体旁通调整阀控制成使得流入所述第2集管的制冷剂的干度x限制于0.05≤x≤0.30的范围。
26.一种空调装置，其特征在于，具有压缩机、四通阀、室内热交换器、节流装置和室外热交换器而构成供制冷剂循环的制冷循环回路，通过由所述四通阀切换制冷剂的流动而能够进行制热运转和制冷运转；
所述室外热交换器是权利要求21或22所述的热交换器；
所述空调装置具有：
配置于所述室外热交换器与所述节流装置之间的气液分离器；
使由所述气液分离器分离出的气体制冷剂旁通到所述压缩机的气体旁通配管；
配置于所述气体旁通配管的气体旁通调整阀；
配置于制热运转时的所述气液分离器的下游侧的集管前调整阀；以及
控制装置，该控制装置构成为，在制热运转时将所述节流装置、所述气体旁通调整阀和所述集管前调整阀控制成使得流入所述第2集管的制冷剂的干度x限制于0.05≤x≤0.30的范围，并且，在制冷运转时，控制所述集管前调整阀并将所述气液分离器作为贮液器来使用。
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