JP2009287837A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍サイクル装置において、並列する複数の冷媒流路での冷媒の偏流を抑制し、省エネルギー性を高めること。
【解決手段】冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器３、減圧装置及び蒸発器を順次冷媒配管１１で接続してサイクル流路を構成している。凝縮器３は、複数の冷媒流路３ａ〜３ｄが並列に接続されると共に、上下に位置して設けられている。凝縮器３の入口３ａ１側が上に位置する冷媒流路３ａにおける運転時に内部の冷媒が液状態となる流路出口３ａ２側を、当該凝縮器３の入口３ｂ１側が下に位置する冷媒流路３ｂにおける運転時に内部の冷媒が液状態となる流路出口３ｂ２側よりも下側に位置させている。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に係り、特に凝縮器を備えた蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に好適なものである。

蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮機により圧縮し、圧縮された冷媒の熱を凝縮器により、例えば大気またはその他の媒体中に放熱させて冷媒を凝縮させ、凝縮された冷媒を減圧装置により減圧し、減圧された冷媒を蒸発器で蒸発させることにより、例えば空気や水、不凍液などの媒体を冷却するものである。前記凝縮器では、冷媒は、ガス状態で流入され、凝縮器内で凝縮され、液状態で流出される。そのため、凝縮器の入口と出口とでは、内部の冷媒の密度が大きく異なる。

このような冷凍サイクル装置として、図７に示すような室外熱交換器３を凝縮器に用いる冷凍サイクル装置がある（従来技術１）。この室外熱交換器３は、複数の冷媒流路３ａ〜３ｆで構成されている。第１冷媒流路３ａは入口部３ａ１から出口部３ａ２に至る流路で構成され、第２冷媒流路３ｂは入口部３ｂ１から出口部３ｂ２に至る流路で構成され、第３冷媒流路３ｃは入口部３ｃ１５から出口部３ｃ２に至る流路で構成され、第４冷媒流路３ｄは入口部３ｄ１から出口部３ｄ２に至る流路で構成され、第５冷媒流路３ｅは入口部３ｅ１から出口部３ｅ２に至る流路で構成され、第６冷媒流路３ｆは入口部３ｆ１から出口部３ｆ２に至る流路で構成されている。

室外熱交換器３の冷媒配管１１から流入するガス状冷媒は、分流器１２ａ〜１２ｃを経て４分配され、第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄに流入され、外部に熱を放出し凝縮が行われる。第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの出口部３ａ２〜３ｄ２においては、冷媒は凝縮が終了し、液状冷媒になっている。そして、第１冷媒流路３ａと第２冷媒流路３ｂから流出された液冷媒は、分流器１３にて合流され、第５冷媒流路３ｅに流れ込み、更に外部に放熱する。また、第３冷媒流路３ｃと第４冷媒流路３ｄから流出された液冷媒は、分流器１４にて合流され、第６冷媒流路３ｆに流れ込み、更に外部に放熱する。そして、第５冷媒流路３ｅ、第６冷媒流路３ｆの出口部３ｅ２、３ｆ２から流出された液冷媒は、分流器１５にて合流され、冷媒配管１１に流出される。

一方、空気調和機用熱交換器として、特開平１０−２６７４６９号公報（特許文献１）に示されたものがある（従来技術２）。この従来技術２では、蒸発器として用いられる熱交換器を複数の並列の冷媒流路で構成し、各冷媒流路に設けられた細管部の長さを変えることで、各冷媒流路の圧力損失を調整し、冷媒の偏流を防止するようにしている。

特開平１０−２６７４６９号公報（第７頁、図５）

従来技術１の室外熱交換器３では、内部の冷媒密度が大きい出口部３ａ２〜３ｄ２の空間的高さが第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄで違うため、各出口部３ａ２〜３ｄ２では、高さの差と内部の冷媒の密度、及び重力に起因する圧力の差、すなわちヘッド差による圧力の差が生ずる。そのため、各出口部３ａ２〜３ｄ２の内部の冷媒の圧力は、高さの最も高い出口部３ａ２が最も低く、高さの最も低い出口部３ｄ２が最も高い。

なお、第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの入口部３ａ１〜３ｄ１においても、空間的高さの違いに伴う内部の冷媒の圧力に差異があるが、入口部では、冷媒の状態がガス状態であり、液体に比べ密度が小さいため、出口部に比べてその圧力の差異は小さい。

そのため、空間的に上方に存在する冷媒流路は、冷媒流路の入口と出口の圧力差が大きくなる。流路の内部の冷媒は、流路の入口と出口との圧力差を駆動力として流動するため、上方に存在する冷媒流路に流れる冷媒の流量が大きくなりやすい。

このように冷媒の偏流が起こると、各冷媒流路３ａ〜３ｄでの交換熱量にばらつきが発生するため、有効に利用できる熱交換器の伝熱面積が減少する。有効伝熱面積の減少は、冷媒の凝縮圧力を増大させ、冷媒の圧縮動力を増加させるので、冷凍サイクルの運転時のエネルギー消費を増大させてしまう。従って、従来技術１では、省エネルギー性が低下してしまう、という問題を有していた。

一方、従来技術２では、冷媒流路に圧力損失を付加するため、圧縮機の仕事が増大し、省エネルギー性が低下してしまう、という問題を有していた。

本発明の目的は、並列する複数の冷媒流路での冷媒の偏流を抑制し、省エネルギー性に優れた冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するための本発明の第１の態様では、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次冷媒配管で接続してサイクル流路を構成し、前記凝縮器は、複数の冷媒流路が並列に接続されると共に、上下に位置して設けられている冷凍サイクル装置において、前記凝縮器の入口側が上に位置する冷媒流路における運転時に内部の冷媒が液状態となる流路出口側を、当該凝縮器の入口側が下に位置する冷媒流路における運転時に内部の冷媒が液状態となる流路出口側よりも下側に位置させたことにある。

係る本発明の第１の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記凝縮器の複数の冷媒流路における運転時の内部の冷媒が液状態となる流路出口側の高さの差が小さくなるように当該複数の冷媒流路が構成されていること。
（２）前記凝縮器は伝熱管及びフィンからなるクロスフィンチューブ型熱交換器で構成されていること。
（３）前記凝縮器の複数の冷媒流路のうちの空間的に最も高い位置の入口側伝熱管を含む冷媒流路は、中間パイプを介して、上流流路と下流流路とに空間的に分離されて配置されており、前記下流流路は前記上流流路よりも低い位置に配置されており、前記上流流路と下流流路とを接続する前記中間パイプ内の冷媒状態が気液二相となるように運転されること。
（４）前記凝縮器の複数の冷媒流路のうちの空間的に最も低い位置の入口側伝熱管を含む冷媒流路は、中間パイプを介して、上流流路と下流流路とに空間的に分離されて配置されており、前記下流流路は前記上流流路よりも高い位置に配置されており、前記上流流路と下流流路を接続する前記中間パイプ内の冷媒状態が気液二相となるように運転されること。
（５）前記圧縮機から吐出される冷媒の流れ方向及び当該圧縮機へ吸入される冷媒の流れ方向を切り替える切替弁を備え、前記凝縮器が室外熱交換器で構成され、前記蒸発器が室外熱交換器で構成されていること。

また、本発明の第２の態様では、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次冷媒配管で接続してサイクル流路を構成し、前記凝縮器は、複数の冷媒流路が並列に接続されると共に、上下に位置して設けられている冷凍サイクル装置において、前記凝縮器の複数の冷媒流路における運転時の内部の冷媒が液状態となる流路出口側の高さの差が小さくなるように当該複数の冷媒流路が構成されているものである。

本発明によれば、並列する複数の冷媒流路での冷媒の偏流を抑制し、省エネルギー性に優れた冷凍サイクル装置を提供することができる。

以下、本発明の複数の実施形態について図１から図６を用いて説明する。各実施形態及び従来例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の冷凍サイクル装置１０を備えた空気調和機２０を図１から図５を用いて説明する。

まず、本実施形態の空気調和機２０の全体に関して図１を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施形態の冷凍サイクル装置１０を備えた空気調和機２０の構成図である。

空気調和機２０は、室外機８と室内機９とからなる分離型の空気調和機であり、冷凍サイクル装置１０、室外ファン装置６及び室内ファン装置７等を備えて構成されている。

冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１、四方切替弁２、室外熱交換器３、減圧装置４、室内熱交換器５を冷媒配管１１で順次接続してサイクル流路を構成している。冷凍サイクル装置１０の内部には冷媒が封入されており、本実施形態では冷媒Ｒ４１０Ａが封入されているが、その他の冷媒、例えばアンモニアや炭化水素、二酸化炭素等の冷媒を用いても構わない。

室外機８には、圧縮機１、四方切替弁２、室外熱交換器３、減圧装置４、室外ファン装置６、圧縮機駆動装置、温度センサ、各要素を接続する配管や電気配線などが搭載されている。

室内機９には、室内熱交換器５、室内ファン装置７、温度センサ、各要素を接続する配管や電気配線などが搭載されている。

冷房運転時に四方切替弁２が実線に示すように切り替えられることにより、室外熱交換器３を凝縮器として機能させると共に、室内熱交換器５を蒸発器として機能させる冷房サイクルの冷凍サイクル装置１０が構成される。また、暖房運転時に四方切替弁２が破線に示すように切り替えられることにより、室内熱交換器５を凝縮器として機能させると共に、室外熱交換器３を蒸発器として機能させる暖房サイクルの冷凍サイクル装置１０が構成される。

室内ファン装置６は、室外ファン６Ａと、これを駆動するモータ６ｂとからなっている。室外熱交換器３では、室外ファン６Ａの回転により通風される室外空気と、内部を流れる冷媒とが熱交換される。また、室内ファン装置７は、室内ファン７Ａと、これを駆動するモータ７ｂとからなっている。室内熱交換器５では、室内ファン７Ａの回転により通風される室内空気と、内部を流れる冷媒とが熱交換される。

係る構成にて、圧縮機１、室外ファン６、室内ファン７が駆動されると、冷凍サイクル装置１０の内部の冷媒がサイクル内を循環し、冷凍サイクルとして機能する。すなわち、冷房運転時において、冷媒は、圧縮機１にて圧縮されて高温高圧のガス状冷媒となり、四方切替弁２を通して室外熱交換器３に流入される。室外熱交換器３では、内部の冷媒が室外空気によって冷却され、徐々にガスから液へと状態を変え、室外熱交換器３の出口では冷媒が全て液状になる。この場合、室外熱交換器３は凝縮器として機能している。室外熱交換器３を出た高圧の液状冷媒は、減圧装置４で減圧され、ガスと液の混ざった、いわゆる気液二相状態となる。減圧装置４にて気液二相となった冷媒は、さらに室内熱交換器５に流入され、室内空気から熱を奪い、冷媒自身は気液二相状態からガス状態へと変化する。この場合、室内熱交換器５は蒸発器として機能している。室内熱交換器５を出たガス状冷媒は圧縮機１に戻り、冷房サイクルが形成される。

尚、四方切替弁２を破線のように切り替えることにより、冷媒の流れ方向が変更され、室内熱交換器５が凝縮器として機能し、また、室外熱交換器３が蒸発器として機能することで、暖房サイクルが形成される。

次に、図２から図５を参照しながら、冷房サイクル時の凝縮器、すなわち室外熱交換器３に本発明を適用する場合について詳しく説明する。

図２は図１の空気調和機２０の室外熱交換器３の基本構成要素を分解して示す図である。室外熱交換器３は、複数枚並置されたアルミニウム製のフィン３１と、このフィン３１を貫通して蛇行状に延びる銅製の伝熱管３２と、からなるクロスフィンチューブ型熱交換器で構成されている。図２では、室外熱交換器３の基本構成要素を部分的に示している。

伝熱管３２は、複数枚のフィン３１を貫通する複数のＵ字型の伝熱管３２ａと、この伝熱管３２ａの端部３２ａ１に溶接されて伝熱管３２ａと共に蛇行状の冷媒流路を形成する配管部品であるリターンパイプ３２ｂとから構成されている。蛇行状に延びる伝熱管３２は上下に多段の冷媒流路を形成している。そして、室外熱交換器３は、図２に示す熱交換器要素を空気の流れ方向に２つ重ねて配置する、いわゆる２列の熱交換器になっている。

このような室外熱交換器３では、伝熱管３２ｂの外側を流れる空気は、伝熱管３２ａの管軸に交差する方向、すなわち、フィン３１間の隙間に沿って流れる。

図３は図１の空気調和機１０の室外機８の透視図である。室外熱交換器３は、略Ｌ字状に曲げられて形成され、室外ファン６ａの吸込み側に配置されている。なお、図２では、簡略のために、室外熱交換器３の伝熱管３２を１つの冷媒流路として表わしてあるが、実際には図４に示すような複数の冷媒流路からなっている。

図４は図１の空気調和機１０の室外熱交換器３における配管部品が取り付けられたる側から見た側面図、図５は図４の室外熱交換器の冷媒流路を模式的に表わす図である。室外熱交換器３は、複数の冷媒流路である第１〜第６冷媒流路３ａ〜３ｆを備えて構成されている。

第１冷媒流路３ａは入口部３ａ１から出口部３ａ２に至る流路で構成され、第２冷媒流路３ｂは入口部３ｂ１から出口部３ｂ２に至る流路で構成され、第３冷媒流路３ｃは入口部３ｃ１から出口部３ｃ２に至る流路で構成され、第４冷媒流路３ｄは入口部３ｄ１から出口部３ｄ２に至る流路で構成され、第５冷媒流路３ｅは入口部３ｅ１から出口部３ｅ２に至る流路で構成され、第６冷媒流路３ｆは入口部３ｆ１から出口部３ｆ２に至る流路で構成されている。

第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの入口部３ａ１〜３ｄ１は、室外熱交換器３の第１列側にこの順の高さ位置に設けられると共に、分流器１２を介して冷媒配管１１に接続されている。つまり、冷媒配管１１による冷媒流路は、分流器１１を介して、第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄへ分岐されている。分流器１２は、室外熱交換器３の高さ方向に沿って延び、冷媒配管１１及び第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄより大きな流路断面積を有している。

第１〜第２冷媒流路３ａ〜３ｂは、並列に接続されると共に、上下に多段に設けられている。第３〜第４冷媒流路３ｃ〜３ｄは、並列に接続されると共に、上下に多段に設けられている。従って、第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄは並列流路を構成している。

第１冷媒流路３ａは、中間パイプ３ａ４を介して、上流流路３ａ３と下流流路３ａ５とに空間的に分離されて配置されている。また、第２冷媒流路３ｂは、中間パイプ３ｂ４を介して、上流流路３ｂ３と下流流路３ｂ５とに空間的に分離されて配置されている。第１冷媒流路３ａの上流流路３ａ３は、１列目が４段、２列目が４段の合計８段で形成され、２列目の２段で形成された下流流路３ａ５よりも長く形成されている。第２冷媒流路３ｂの上流流路３ｂ３は、１列目が６段、２列目が２段の合計８段で形成され、２列目の２段で形成された下流流路３ａ５よりも長く形成されている。

第３冷媒流路３ｃは、１列目が４段、２列目が６段の合計１０段で形成されている。第４冷媒流路３ｄは、１列目が６段、２列目が４段の合計１０段で形成されている。

第５冷媒流路３ｅは、第１〜第２冷媒流路３ａ〜３ｂの並列流路と直列に接続されている。第６冷媒流路３ｆは、第３〜第４冷媒流路３ｃ〜３ｄの並列流路と直列に接続されている。従って、第５〜第６冷媒流路３ｅ〜３ｆは並列流路を構成し、第１〜第６冷媒流路３〜３ｆは直並列流路を構成している。第５冷媒流路３ｅは１列目に形成された２段で構成され、第６冷媒流路３ｄは２列目に形成された２段で構成されている。

第１冷媒流路３ａの上流流路３ａ３、第２冷媒流路３ｂの上流流路３ｂ３、第３冷媒流路３ｃ及び第４冷媒流路３ｄは、上からこの順に設けられている。すなわち、第１冷媒流路３ａの上流流路３ａ３は室外熱交換器３の最上部の位置に設けられ、第２冷媒流路３ｂの上流流路３ｂ３は第１冷媒流路３ａの上流流路３ａ３の下側で且つ室外熱交換器３の２番目の高さ位置に設けられ、第３冷媒流路３ｃは第２冷媒流路３ｂの上流流路の下側で且つ室外熱交換器３の３番目の高さ位置に設けられ、第４冷媒流路３ｄは第３冷媒流路３ｃの下側で且つ室外熱交換器３の４番目の高さ位置に設けられている。

また、第１冷媒流路３ａの下流流路３ａ５は、第２冷媒流路３ｂの下流流路３ｂ５より下側に位置されている。これらの第１冷媒流路３ａの下流流路３ａ５、第２冷媒流路３ｂの下流流路３ｂ５は、第４冷媒流路４ｄの１列目の冷媒流路の空気上流側の２列目に位置して設けられている。さらに、第１冷媒流路３ａの下流流路３ａ５、第２冷媒流路３ｂの下流流路３ｂ５は、第３冷媒流路３ｃの出口部３ｃ２、第４冷媒流路３ｄの出口部３ｄ２よりも下方に位置されていると共に、第５冷媒流路３ｅ、第６冷媒流路３ｆよりも上側に位置されている。

以上のような室外熱交換器３を用い、中間パイプ３ａ４、３ｂ４内の冷媒が気液二相状態となり、第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの出口部３ａ２〜３ｄ２が液状態となるように、冷媒封入量、圧縮機１の回転速度、室外ファン６ａの回転速度、室内ファン７ａの回転速度、及び減圧装置４を調整して冷房運転をすると、室外熱交換器３内の冷媒の流れは次のようになる。

圧縮機１で圧縮室されたガス状冷媒は、冷媒配管１１から分流器１２を経て４分配されて第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄに流入され、外部（室外空気）に熱を放出し凝縮され、これらの冷媒流路３ａ〜３ｄの出口部３ａ２〜３ｄ２においては凝縮が終了し、液状冷媒となる。そして、第１冷媒流路３ａと第２冷媒流路３ｂから流出された液冷媒は、分流器１３にて合流され、第５冷媒流路３ｅに流れ込み、更に外部（室外空気）に放熱する。また、第３冷媒流路３ｃと第４冷媒流路３ｄから流出された液冷媒は、分流器１４にて合流され、第６冷媒流路３ｆに流れ込み、更に外部（室外空気）に放熱する。そして、第５冷媒流路３ｅ、第６冷媒流路３ｆの出口部３ｅ２、３ｆ２から流出された液冷媒は、分流器１５にて合流され、冷媒配管１１に流出される。

ここで、内部の冷媒が液状になっている第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの出口部３ａ２〜３ｄ２の高さの差に注目すると、一番高い位置に存在する第３冷媒流路３ｃの出口部３ｃ２と一番低い位置に存在する第１冷媒流路３ａの出口部３ａ２との差は、熱交換器の段数では８段になっている。一方、図７に示した従来の室外熱交換器３の第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの出口部３ａ２〜３ｄ２の高さの差に注目すると、一番高い位置に存在する第１冷媒流路３ａの出口部３ａ２と、一番低い位置に存在する第４冷媒流路３ｄの出口部３ｄ２との差は、熱交換器の段数では１４段になっている。すなわち、本実施形態の室外熱交換器３の第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの出口部３ａ２〜３ｄ２の高さの差は、図７に示す従来の室外熱交換器３の第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの出口部３ａ２〜３ｄ２の高さの差よりも小さくなっている。これによって、本実施形態の室外熱交換器３の第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの出口部における内部の冷媒の圧力の差が従来例よりも小さくなる。その結果、各冷媒流路の出入り口の圧力差を均一化することができる。すなわち、各冷媒流路の冷媒の流量を均一化することができ、冷媒の偏流が低減されるので、冷凍サイクルの省エネルギー性を高めることができる。

また、第１冷媒流路３ａ及び第２冷媒流路３ｂの入口側及び出口側の高さに注目すると、入口側が上段である第１冷媒流路３ａにおける運転時に内部の冷媒が液状態となる流路出口部３ａ２側を、入口側が下段である第２冷媒流路３ｂにおける運転時に内部の冷媒が液状態となる流路出口部３ｂ２側よりも下側に位置させている。これによって、第１冷媒流路３ａと第２冷媒流路３ｂとの圧力差が小さくなり、冷媒の偏流が低減されるので、冷凍サイクルの省エネルギー性を高めることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６を用いて説明する。図６は本発明の第２実施形態の空気調和機１０の室外熱交換器３の側面図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。なお、図６は図４に対応するものである。

この第２実施形態では、室外熱交換器３の並列流路を構成する第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄのうち、空間的に最も低い位置の伝熱管を含む冷媒流路である第４冷媒流路３ｄは、中間パイプ３ｄ４により上流流路３ｄ３と下流流路３ｄ５とに空間的に分離されて配置されており、かつ、下流流路３ｄ５は上流流路３ｄ３に対して高い位置に配置されている。また、第３冷媒流路３ｃについても、中間パイプ３ｃ４により上流流路３ｃ３と下流流路３ｃ５とに空間的に分離されて配置されており、かつ、下流流路３ｃ５は上流流路３ｃ３に対して高い位置に配置されている。

以上のような室外熱交換器３を用い、中間パイプ３ｃ４、３ｄ４内の冷媒が気液二相状態となるように冷媒封入量、圧縮機１の回転速度、室外ファン６ａの回転速度、室内ファン７ａの回転速度、及び減圧装置４を調整して運転すると、室外熱交換器３内の冷媒の流れは次のようになる。

冷媒配管１１から流入したガス状冷媒は、分流器１２を経て４分配され、第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄに流入され、外部に熱を放出し凝縮が行われる。第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの出口部３ａ２〜３ｄ２においては、冷媒は凝縮が終了し、液状冷媒となる。そして、第１冷媒流路３ａと第２冷媒流路３ｂから流出した液冷媒は、分流器１３にて合流し、第５冷媒流路３ｅに流れ込み、更に外部に放熱する。また、第３冷媒流路３ｃと第４冷媒流路３ｄから流出した液冷媒は、分流器１４にて合流し、第５冷媒流路３ｆに流れ込み、更に外部に放熱する。そして、第５冷媒流路３ｅ、第６冷媒流路３ｆの出口部３ｅ２、３ｆ２から流出した液冷媒は、分流器１５にて合流し、冷媒配管１１に至る。

第１冷媒流路３ａは、１列目が６段、２列目が４段の合計１０段で形成されている。第２冷媒流路３ｂは、１列目が６段、２列目が４段の合計１０段で形成されている。

第３冷媒流路３ｃは、中間パイプ３ｃ４を介して、上流流路３ｃ３と下流流路３ｃ５とに空間的に分離されて配置されている。また、第４冷媒流路３ｄは、中間パイプ３ｂｄを介して、上流流路３ｄ３と下流流路３ｄ５とに空間的に分離されて配置されている。第３冷媒流路３ｃの上流流路３ｃ３は、１列目が４段、２列目が４段の合計８段で形成され、２列目の２段で形成された下流流路３ｃ５よりも長く形成されている。第４冷媒流路３ｄの上流流路３ｄ３は、１列目が４段、２列目が４段の合計８段で形成され、２列目の２段で形成された下流流路３ａ５よりも長く形成されている。

ここで、内部の冷媒が液状になっている第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの出口部３ａ２〜３ｄ２の高さの差に注目すると、一番高い位置に存在する第４冷媒流路３ｄの出口部３ｄ２と一番低い位置に存在する第２冷媒流路３ｂの出口部３ｂ２との差は、熱交換器の段数では１０段になっている。この１０段の差は、図７に示した従来の室外熱交換器３の一番高い位置に存在する第１冷媒流路３ａの出口部３ａ２と一番低い位置に存在する第４冷媒流路３ｄの出口部３ｄ２との差の１４段より小さくなっている。つまり、この第２実施形態の第１〜第４冷媒流路３ａ〜３ｄの出口部における、内部の冷媒の圧力の差が小さくなっており、冷媒の偏流が低減されている。すなわち、冷凍サイクルの省エネルギー性が高められている。

（その他の実施形態）
上述した実施形態では、冷凍サイクル装置の一例として、分離型の空気調和機を例に取り上げて説明したが、クロスフィンチューブ型で、複数の冷媒流路が略鉛直方向に上下多段で構成され、並列の冷媒流路を備えている凝縮器を備えた冷凍サイクル装置であれば、例えば冷凍機や冷水供給装置、給湯装置等にも本発明を適用し、省エネルギー性を高めることができる。

本発明の第１実施形態の冷凍サイクル装置を備えた空気調和機の構成図である。 図１の空気調和機の室外熱交換器の基本構成要素を分解して示す図である。 図１の空気調和機の室外機の透視図である。 図１の空気調和機の室外熱交換器における配管部品が取り付けられた側から見た側面図である。 図４の室外熱交換器の冷媒流路を模式的に表わす図である。 本発明の第２実施形態の空気調和機の室外熱交換器の側面図である。 従来の空気調和機の室外熱交換器の側面図である。

符号の説明

１…圧縮機、２…四方切替弁、３…室外熱交換器、３ａ…第１冷媒流路、３ａ１…入口部、３ａ２…出口部、３ａ３…上流流路、３ａ４…中間パイプ、３ａ５…下流流路、３ｂ…第２冷媒流路、３ｂ１…入口部、３ｂ２…出口部、３ｂ３…上流流路、３ｂ４…中間パイプ、３ｂ５…下流流路、３ｃ…第３冷媒流路、３ｃ１…入口部、３ｃ２…出口部、３ｄ…第４冷媒流路、３ｄ１…入口部、３ｄ２…出口部、３ｅ…第５冷媒流路、３ｅ１…入口部、３ｅ２…出口部、３ｆ…第６冷媒流路、３ｆ１…入口部、３ｆ２…出口、４…減圧装置、５…室内熱交換器、６…室外ファン装置、６Ａ…室外ファン、６Ｂ…モータ、７…室内ファン装置、７Ａ…室内ファン、７Ｂ…モータ、８…室外機、９…室内機、１０…冷凍サイクル装置、１１…冷媒配管、１２…分流器、２０…空気調和機、３１…フィン、３２…伝熱管、３２ａ…Ｕ字型の伝熱管、３２ｂ…リターンパイプ。

Claims (7)

1. 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次冷媒配管で接続してサイクル流路を構成し、
   前記凝縮器は、複数の冷媒流路が並列に接続されると共に、上下に位置して設けられている冷凍サイクル装置において、
   前記凝縮器の入口側が上に位置する冷媒流路における運転時に内部の冷媒が液状態となる流路出口側を、当該凝縮器の入口側が下に位置する冷媒流路における運転時に内部の冷媒が液状態となる流路出口側よりも下側に位置させた
   ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 請求項１において、前記凝縮器の複数の冷媒流路における運転時の内部の冷媒が液状態となる流路出口側の高さの差が小さくなるように当該複数の冷媒流路が構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
3. 請求項１または２において、前記凝縮器は伝熱管及びフィンからなるクロスフィンチューブ型熱交換器で構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
4. 請求項１から３の何れかにおいて、前記凝縮器の複数の冷媒流路のうちの空間的に最も高い位置の入口側伝熱管を含む冷媒流路は、中間パイプを介して、上流流路と下流流路とに空間的に分離されて配置されており、前記下流流路は前記上流流路よりも低い位置に配置されており、前記上流流路と下流流路とを接続する前記中間パイプ内の冷媒状態が気液二相となるように運転されることを特徴とする冷凍サイクル装置。
5. 請求項１から３の何れかにおいて、前記凝縮器の複数の冷媒流路のうちの空間的に最も低い位置の入口側伝熱管を含む冷媒流路は、中間パイプを介して、上流流路と下流流路とに空間的に分離されて配置されており、前記下流流路は前記上流流路よりも高い位置に配置されており、前記上流流路と下流流路を接続する前記中間パイプ内の冷媒状態が気液二相となるように運転されることを特徴とする冷凍サイクル装置。
6. 請求項１から５のいずれかにおいて、前記圧縮機から吐出される冷媒の流れ方向及び当該圧縮機へ吸入される冷媒の流れ方向を切り替える切替弁を備え、前記凝縮器が室外熱交換器で構成され、前記蒸発器が室外熱交換器で構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
7. 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次冷媒配管で接続してサイクル流路を構成し、
   前記凝縮器は、複数の冷媒流路が並列に接続されると共に、上下に位置して設けられている冷凍サイクル装置において、
   前記凝縮器の複数の冷媒流路における運転時の内部の冷媒が液状態となる流路出口側の高さの差が小さくなるように当該複数の冷媒流路が構成されている
   ことを特徴とする冷凍サイクル装置。

Images