JP2017219216A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷媒がレシーバに流入する際の騒音を抑制する熱交換器を提供する。
【解決手段】室外熱交換器13は、流入口(A1/A2)から流入した冷媒が2回折り返した後に流出口(A2/A1)から流出するように冷媒の流路を形成され、複数の伝熱管45を含む熱交換部40と、伝熱管45から流出した冷媒を折り返して他の伝熱管45に流入させる折返し流路RPを形成するヘッダ集合管50(51、52)と、レシーバ60と、を備える。ヘッダ集合管50は、熱交換部40における冷媒流路の容積の50%以上を流れた冷媒を折り返す下流側折返し流路RP(RP2、RP3、RP5)を形成する下流側折返し部(512、513、552)を含む。レシーバ60の冷媒貯留空間60aは、下流側折返し流路RPに液冷媒が溜まった時に冷媒貯留空間60aに液冷媒が流入するように下流側折返し流路RP(RP2)と連通している。
【選択図】図5
【解決手段】室外熱交換器13は、流入口(A1/A2)から流入した冷媒が2回折り返した後に流出口(A2/A1)から流出するように冷媒の流路を形成され、複数の伝熱管45を含む熱交換部40と、伝熱管45から流出した冷媒を折り返して他の伝熱管45に流入させる折返し流路RPを形成するヘッダ集合管50(51、52)と、レシーバ60と、を備える。ヘッダ集合管50は、熱交換部40における冷媒流路の容積の50%以上を流れた冷媒を折り返す下流側折返し流路RP(RP2、RP3、RP5)を形成する下流側折返し部(512、513、552)を含む。レシーバ60の冷媒貯留空間60aは、下流側折返し流路RPに液冷媒が溜まった時に冷媒貯留空間60aに液冷媒が流入するように下流側折返し流路RP(RP2)と連通している。
【選択図】図5
Description
本発明は、熱交換器に関する。
従来、冷媒系統に充填されている冷媒量に関連して、運転状況に応じて冷媒を貯留するレシーバを配置された熱交換器が知られている。例えば特許文献1(特許第3355844号公報)には、扁平管群に接続されるヘッダに隣接して配置されヘッダ内の空間と連通するレシーバを有するレシーバ一体型熱交換器が開示されている。
ここで、特許文献1のような従来の熱交換器では、一の扁平管を通過してヘッダ内に流入した冷媒が折り返して他の扁平管に流入する際に必ずレシーバを通過する構造となっている。このため、流速の大きい冷媒がレシーバに流入する際には騒音が生じることが想定される。
そこで、本発明の課題は、冷媒がレシーバに流入する際の騒音を抑制する熱交換器を提供することである。
本発明の第1観点に係る熱交換器は、流入口から流入した冷媒が複数回折り返した後に流出口から流出するように冷媒の流路を形成された熱交換器において、本体部と、折返し部と、液溜め部と、を備える。本体部は、複数の扁平管を含む。複数の扁平管は、所定の扁平管延伸方向に沿って延びる。複数の扁平管は、所定の扁平管積層方向に沿って並べられる。折返し部は、本体部の扁平管延伸方向の一端に配置される。折返し部は、複数の扁平管の一端と連通する。折返し部は、折返し流路を形成する。折返し流路は、扁平管の一端から流出した冷媒を、折り返して他の扁平管の一端に流入させる。液溜め部は、貯留空間を形成する。貯留空間は、液冷媒を溜める空間である。折返し部は、下流側折返し部を含む。下流側折返し部は、下流側折返し流路を形成する。下流側折返し流路は、本体部において各扁平管によって形成される冷媒流路の流路容積の50%以上を流れた冷媒を折り返す折返し流路である。貯留空間は、下流側折返し流路に液冷媒が溜まった時に貯留空間に液冷媒が流入するように、下流側折返し流路と連通している。
本発明の第1観点に係る熱交換器では、本体部において各扁平管によって形成される冷媒流路の流路容積の50%以上を流れた冷媒、を折り返す下流側折返し流路に液冷媒が溜まった時に、貯留空間に液冷媒が流入するように下流側折返し流路と連通している。これにより、冷媒が2回以上折り返して流れる熱交換器において、後半の冷媒流路(すなわち、流出口に近い冷媒流路)がレシーバ内の貯留空間と連通するように熱交換器が構成される。その結果、折返し部に流入した冷媒が必ずしもレシーバ内の貯留空間に流入しなくなる。すなわち、通常時は一の扁平管を通過した冷媒に関し、レシーバに流入させることなく他の扁平管に流入させる一方で、下流側折返し流路において液冷媒が溜まった時に当該液冷媒を貯留空間へ流入させるように熱交換器を構成することが可能となる。つまり、一の扁平管を通過して折返し流路に流入した冷媒が、通常、レシーバに流入することなく冷媒流れ下流側に位置する他の扁平管へと流入する(すなわち、レシーバをバイパスする)ように熱交換器を構成することが可能となる。このため、流速の大きい冷媒がレシーバへ流入することが抑制される。よって、冷媒がレシーバに流入する際の騒音が抑制される。
また、第1観点に係る熱交換器では、レシーバに流入する冷媒は、冷媒が2回以上折り返して流れる熱交換器の本体部において、冷媒流路の流路容積の50%以上を流れた後にレシーバに流入する。その結果、本体部において熱交換(凝縮)した冷媒を主として、レシーバに流入させることが可能となる。よって、熱交換器の性能低下についても抑制される。
なお、ここでの折返し部は、折返し流路を形成するものであれば、特に限定されないが、例えば扁平管積層方向に沿って延びるヘッダ集合管である。
本発明の第2観点に係る熱交換器は、第1観点に係る熱交換器であって、貯留空間は、下流側折返し部の下端近傍部分において、下流側折返し流路と連通している。
これにより、熱交換器における冷媒の流出口近傍において折返し流路とレシーバの貯留空間とを連通させることが可能となる。その結果、冷媒が本体部において十分に熱交換(凝縮)した後に、レシーバに冷媒を流入させることが可能となる。このため、流速の大きい冷媒がレシーバに流入することで生じる騒音が特に抑制される。
また、本体部において十分に熱交換(凝縮)した冷媒を主として、レシーバに流入させることが可能となる。よって、熱交換器の性能低下についても特に抑制される。
本発明の第3観点に係る熱交換器は、第1観点又は第2観点に係る熱交換器であって、貯留空間は、複数の連通空間を介して下流側折返し流路と連通している。
これにより、レシーバに冷媒を流入させる流入口とは別に、レシーバから冷媒を排出させるための抜き穴を形成することが可能となる。その結果、レシーバへの冷媒の流入、及びレシーバからの冷媒若しくは冷凍機油の流出が円滑に行われる。よって、熱交換器の性能低下がさらに抑制される。また、これに関連して、圧縮機において、液冷媒が流入し圧縮される液バック現象が抑制され、潤滑性低下が抑制され、冷媒が過度に高圧となることも抑制される。すなわち、圧縮機の信頼性低下も抑制される。
本発明の第1観点に係る熱交換器では、通常時は一の扁平管を通過した冷媒に関し、レシーバに流入させることなく他の扁平管に流入させる一方で、下流側折返し流路において液冷媒が溜まった時に当該液冷媒を貯留空間へ流入させるように熱交換器を構成することが可能となる。つまり、一の扁平管を通過して折返し流路に流入した冷媒が、通常、レシーバに流入することなく冷媒流れ下流側に位置する他の扁平管へと流入するように熱交換器を構成することが可能となる。このため、流速の大きい冷媒がレシーバへ流入することが抑制される。よって、冷媒がレシーバに流入する際の騒音が抑制される。また、本体部において熱交換(凝縮)した冷媒を主として、レシーバに流入させることが可能となる。よって、熱交換器の性能低下についても抑制される。
本発明の第2観点に係る熱交換器では、熱交換器における冷媒の流出口近傍において折返し流路とレシーバの貯留空間とを連通させることが可能となる。その結果、冷媒が本体部において十分に熱交換(凝縮)した後に、レシーバに冷媒を流入させることが可能となる。このため、流速の大きい冷媒がレシーバに流入することで生じる騒音が特に抑制される。また、本体部において十分に熱交換(凝縮)した冷媒を主として、レシーバに流入させることが可能となる。よって、熱交換器の性能低下についても特に抑制される。
本発明の第3観点に係る熱交換器では、レシーバに冷媒を流入させる流入口とは別に、レシーバから冷媒を排出させるための抜き穴を形成することが可能となる。その結果、レシーバへの冷媒の流入、及びレシーバからの冷媒若しくは冷凍機油の流出が円滑に行われる。よって、熱交換器の性能低下がさらに抑制される。また、圧縮機の信頼性低下が抑制される。
以下、本発明の一実施形態に係る室外熱交換器13について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施形態において、室外熱交換器13は、空調システム100に適用されている。以下、空調システム100の概要について説明した後、室外熱交換器13の詳細について説明する。
(1)空調システム100
図1は、空調システム100の概略構成図である。空調システム100は、家屋等の屋内に含まれる対象空間(居住空間)において冷房や暖房等の空気調和を実現するシステムである。
図1は、空調システム100の概略構成図である。空調システム100は、家屋等の屋内に含まれる対象空間(居住空間)において冷房や暖房等の空気調和を実現するシステムである。
空調システム100は、冷媒回路RCを含み、冷媒回路RCにおいて冷媒を循環させて蒸気圧縮方式の冷凍サイクルを行うことにより、対象空間の冷房又は暖房を行う。空調システム100は、主として、熱源ユニットとしての1台の室外ユニット10と、利用ユニットとしての複数(ここでは3台)の室内ユニット30(具体的には第1室内ユニット30a、第2室内ユニット30b、第3室内ユニット30c)と、を備えている。
空調システム100では、室外ユニット10と、各室内ユニット30と、がガス連絡配管GP及び液連絡配管LPで個別に接続されることで冷媒回路RCが構成されている。すなわち、空調システム100は、同一の冷媒系統に複数の室内ユニット30が接続された、いわゆるマルチタイプの空調システムである。冷媒回路RCには、例えば、R32やR410AのようなHFC冷媒が封入されている。なお、冷媒回路RCにおいては、HFC冷媒以外の冷媒が封入されていてもよい。
(1−1)室外ユニット10
室外ユニット10は、室外(対象空間外)に設置される。室外ユニット10は、主として、複数の冷媒配管(第1配管P1―第5配管P5)と、圧縮機11と、四路切換弁12と、室外熱交換器13と、複数の膨張弁16(第1膨張弁16a、第2膨張弁16b及び第3膨張弁16c)と、室外ファン17と、室外ユニット制御部18と、を有している。
室外ユニット10は、室外(対象空間外)に設置される。室外ユニット10は、主として、複数の冷媒配管(第1配管P1―第5配管P5)と、圧縮機11と、四路切換弁12と、室外熱交換器13と、複数の膨張弁16(第1膨張弁16a、第2膨張弁16b及び第3膨張弁16c)と、室外ファン17と、室外ユニット制御部18と、を有している。
第1配管P1は、ガス連絡配管GPと四路切換弁12とを接続する冷媒配管である。第1配管P1は、一端が四路切換弁12の1つのポートと接続されており、他端側において室内ユニット30の数に応じて(ここでは3つに)分岐し各室内ユニット30まで延びるガス連絡配管GPと個別に接続されている。
第2配管P2は、四路切換弁12と圧縮機11の吸入ポート(図示省略)とを接続する吸入配管である。第3配管P3は、圧縮機11の吐出ポート(図示省略)と四路切換弁12とを接続する吐出配管である。第4配管P4は、四路切換弁12と室外熱交換器13のガス側とを接続する冷媒配管である。
第5配管P5は、室外熱交換器13の液側と各膨張弁16とを接続する冷媒配管である。より詳細には、第5配管P5は、一端が室外熱交換器13の液側と接続されており、他端側において膨張弁16の数に応じて(ここでは3つに)分岐し各膨張弁16と個別に接続されている。
圧縮機11は、低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮して吐出する機構である。圧縮機11は、圧縮機モータ11aを内蔵された密閉式の構造を有している。圧縮機11では、圧縮機ケーシング(図示省略)内に収容されたロータリ式やスクロール式等の圧縮要素(図示省略)が、圧縮機モータ11aを駆動源として駆動される。圧縮機モータ11aは、運転中、インバータ制御され、状況に応じて回転数を調整される。圧縮機11は、駆動時に、吸入ポートから冷媒を吸入し、圧縮後、吐出ポートから吐出する。
四路切換弁12は、冷媒回路RCにおいて冷媒の流れる方向を切り換えるための切換弁である。四路切換弁12は、第1配管P1、第2配管P2、第3配管P3及び第4配管P4と個別に接続されている。四路切換弁12は、冷房運転時には、第1配管P1と第2配管P2とが接続されるとともに、第3配管P3と第4配管P4とが接続されるように、流路を切り換える(図1の四路切換弁12の実線を参照)。また、四路切換弁12は、暖房運転時には、第1配管P1と第3配管P3とが接続されるとともに、第2配管P2と第4配管P4とが接続されるように、流路を切り換える(図1の四路切換弁12の破線を参照)。
室外熱交換器13は、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器13は、冷媒が流れる伝熱管45(図4等参照)と、伝熱面積を増大する伝熱フィン46(図4等参照)と、を含む。室外熱交換器13は、運転時において、伝熱管45内の冷媒と、室外ファン17によって生成される空気流AF(後述)と、が熱交換可能なように配置されている。室外熱交換器13は、レシーバ60(液溜め部)を含んでいる。すなわち、室外熱交換器13は、レシーバ60と一体に構成されたレシーバ一体型の熱交換器である。室外熱交換器13の詳細については後述する。
膨張弁16(減圧機構)は、開度調整が可能な電動弁である。膨張弁16は、運転時には状況に応じて開度を適宜調整され、開度に応じて、冷媒を減圧する若しくは冷媒循環量を増減させる。各膨張弁16は、いずれかの室内ユニット30に対応しており、対応する室内ユニット30の運転状況に応じて開度を適宜調整される。具体的に、第1膨張弁16aは、第1室内ユニット30aに対応しており、第1室内ユニット30aに接続される液連絡配管LPと接続されている。第2膨張弁16bは、第2室内ユニット30bに対応しており、第2室内ユニット30bに接続される液連絡配管LPと接続されている。第3膨張弁16cは、第3室内ユニット30cに対応しており、第3室内ユニット30cに接続される液連絡配管LPと接続されている。
室外ファン17は、例えばプロペラファンである。室外ファン17は、室外ファンモータ17aの出力軸に接続されており、室外ファンモータ17aに連動して駆動する。室外ファン17は、駆動すると、外部から室外ユニット10内に流入し室外熱交換器13を通過してから室外ユニット10外へ流出する空気流AFを生成する。
室外ユニット制御部18は、CPUやメモリ等で構成されるマイクロコンピュータである。室外ユニット制御部18は、室外ユニット10における各アクチュエータの動作を制御する。室外ユニット制御部18は、後述する各室内ユニット30の室内ユニット制御部35と、通信線cb1を介して接続されており、相互に信号の送受信を行う。
(1−2)室内ユニット30
本実施形態において、各室内ユニット30(30a、30b、30c)は、対象空間の内壁や天井等に設置される。各室内ユニット30は、室外ユニット10とともに冷媒回路RCを構成している。各室内ユニット30は、主として、複数の冷媒配管(第10配管P10、第11配管P11)と、室内熱交換器31と、室内ファン33と、を有している。また、各室内ユニット30は、室内ユニット制御部35を有している。
本実施形態において、各室内ユニット30(30a、30b、30c)は、対象空間の内壁や天井等に設置される。各室内ユニット30は、室外ユニット10とともに冷媒回路RCを構成している。各室内ユニット30は、主として、複数の冷媒配管(第10配管P10、第11配管P11)と、室内熱交換器31と、室内ファン33と、を有している。また、各室内ユニット30は、室内ユニット制御部35を有している。
第10配管P10は、液連絡配管LPと室内熱交換器31の液側とを接続する冷媒配管である。第11配管P11は、ガス連絡配管GPと室内熱交換器31のガス側とを接続する冷媒配管である。
室内熱交換器31は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能する熱交換器である。室内熱交換器31は、例えば、伝熱管として円管を有するクロス・フィン・チューブ熱交換器である。室内熱交換器31は、液側が液連絡配管LPまで延びる第10配管P10に接続され、ガス側がガス連絡配管GPまで延びる第11配管P11に接続されている。室内熱交換器31は、運転時において、伝熱管内の冷媒と、室内ファン33によって生成される空気流と、が熱交換可能なように配置されている。
室内ファン33は、室内ファンモータに連動して駆動する。室内ファン33は、駆動すると、室内ユニット30内に吸い込まれて室内熱交換器31を通過した後に対象空間へと吹き出される空気流を生成する送風機である。
室内ユニット制御部35は、CPUやメモリ等で構成されるマイクロコンピュータである。室内ユニット制御部35は、室内ユニット30におけるアクチュエータ(例えば室内ファン33等)の動作を制御する。室内ユニット制御部35は、室外ユニット制御部18と、通信線cb1を介して信号の送受信を行う。また、室内ユニット制御部35は、図示しないリモコンと無線通信又は有線通信により信号の送受信を行う。
(2)空調システム100の各運転
リモコンにおいて運転開始コマンドが入力され、冷房運転又は暖房運転が開始されると、四路切換弁12が所定の状態に切り換えられ、圧縮機11及び室外ファン17が起動する。また、運転開始コマンドを入力されたリモコンに対応する室内ユニット30(以下、「運転室内ユニット30」と称する)が運転状態となる。冷房運転時及び暖房運転時においては、運転室内ユニット30に対応する膨張弁16の開度及び圧縮機11の回転数が適宜調整されており、冷媒回路RCを流れる冷媒が高循環量になる場合と、低循環量になる場合がある。運転室内ユニット30以外の室内ユニット30(すなわち、運転開始コマンドを入力されていない室内ユニット30)に対応する膨張弁16については最小開度に設定される。
リモコンにおいて運転開始コマンドが入力され、冷房運転又は暖房運転が開始されると、四路切換弁12が所定の状態に切り換えられ、圧縮機11及び室外ファン17が起動する。また、運転開始コマンドを入力されたリモコンに対応する室内ユニット30(以下、「運転室内ユニット30」と称する)が運転状態となる。冷房運転時及び暖房運転時においては、運転室内ユニット30に対応する膨張弁16の開度及び圧縮機11の回転数が適宜調整されており、冷媒回路RCを流れる冷媒が高循環量になる場合と、低循環量になる場合がある。運転室内ユニット30以外の室内ユニット30(すなわち、運転開始コマンドを入力されていない室内ユニット30)に対応する膨張弁16については最小開度に設定される。
(2−1)冷房運転
冷房運転時には、四路切換弁12が冷房サイクル状態(図1の四路切換弁12の実線で示された状態)に切り換えられる。係る状態で各アクチュエータが起動すると、冷媒が、第2配管P2を介して圧縮機11に吸入され、圧縮される。圧縮機11から吐出された冷媒は、第3配管P3、四路切換弁12、及び第4配管P4を通過して室外熱交換器13に流入する。室外熱交換器13に流入した冷媒は、室外ファン17が生成する空気流AFと熱交換して凝縮する。室外熱交換器13において凝縮した液冷媒の一部は、レシーバ60に流入する。レシーバ60に流入した液冷媒は、レシーバ60において飽和状態の液冷媒として一時的に溜められた後に、レシーバ60の出口から流出して室外熱交換器13の伝熱管45に戻される。
冷房運転時には、四路切換弁12が冷房サイクル状態(図1の四路切換弁12の実線で示された状態)に切り換えられる。係る状態で各アクチュエータが起動すると、冷媒が、第2配管P2を介して圧縮機11に吸入され、圧縮される。圧縮機11から吐出された冷媒は、第3配管P3、四路切換弁12、及び第4配管P4を通過して室外熱交換器13に流入する。室外熱交換器13に流入した冷媒は、室外ファン17が生成する空気流AFと熱交換して凝縮する。室外熱交換器13において凝縮した液冷媒の一部は、レシーバ60に流入する。レシーバ60に流入した液冷媒は、レシーバ60において飽和状態の液冷媒として一時的に溜められた後に、レシーバ60の出口から流出して室外熱交換器13の伝熱管45に戻される。
室外熱交換器13から流出した冷媒は、第5配管P5を通過して運転室内ユニット30に対応する膨張弁16に流入する。膨張弁16に流入した冷媒は、膨張弁16の開度に応じて減圧される。膨張弁16から流出した冷媒は、液連絡配管LPを通過して運転室内ユニット30の室内熱交換器31に流入する。すなわち、冷房運転時においては、膨張弁16は、運転室内ユニット30の冷媒流れの上流側に位置し、運転室内ユニット30の室内熱交換器31に流入する冷媒を減圧する。
運転室内ユニット30の室内熱交換器31に流入した冷媒は、室内ファン33によって生成される空気流と熱交換して蒸発する。室内熱交換器31から流出した冷媒は、ガス連絡配管GPを通過して室外ユニット10に流入する。
室外ユニット10に流入した冷媒は、第1配管P1、四路切換弁12、及び第2配管P2を通過して、再び圧縮機11に吸入されて圧縮される。
(2−2)暖房運転
暖房運転時には、四路切換弁12が暖房サイクル状態(図1の四路切換弁12の破線で示された状態)に切り換えられる。係る状態で各アクチュエータが起動すると、冷媒が、第2配管P2を介して圧縮機11に吸入され、圧縮される。圧縮機11から吐出された冷媒は、第3配管P3、四路切換弁12、第1配管P1、及びガス連絡配管GPを通過して運転室内ユニット30に流入する。
暖房運転時には、四路切換弁12が暖房サイクル状態(図1の四路切換弁12の破線で示された状態)に切り換えられる。係る状態で各アクチュエータが起動すると、冷媒が、第2配管P2を介して圧縮機11に吸入され、圧縮される。圧縮機11から吐出された冷媒は、第3配管P3、四路切換弁12、第1配管P1、及びガス連絡配管GPを通過して運転室内ユニット30に流入する。
運転室内ユニット30に流入した冷媒は、室内熱交換器31に流入し、室内ファン33が生成する空気流と熱交換して凝縮する。室内熱交換器31から流出した冷媒は、液連絡配管LPを通過して室外ユニット10に流入する。
室外ユニット10に流入した冷媒は、運転室内ユニット30に対応する膨張弁16に流入し、膨張弁16の開度に応じて減圧される。膨張弁16から流出した冷媒は、第5配管P5を通過して室外熱交換器13に流入する。室外熱交換器13に流入した冷媒は、室外ファン17によって生成される空気流AFと熱交換して蒸発する。室外熱交換器13から流出した冷媒は、第4配管P4、四路切換弁12、及び第2配管P2を通過して、再び圧縮機11に吸入されて圧縮される。
(3)室外熱交換器13の詳細な構成
以下、室外熱交換器13の詳細な構成について説明する。図2は、室外熱交換器13を概略的に示した模式図である。なお、図2―図8において、x方向は水平方向であり、伝熱管延伸方向(特許請求の範囲記載の「扁平管延伸方向」に相当)に対応する。また、図2―図8において、y方向は鉛直方向であり、伝熱管積層方向(特許請求の範囲記載の「扁平管積層方向」に相当)に対応する。また、図2―図8において、z方向は、x方向に交差する水平方向であり、空気流AFが流れる方向(空気流れ方向)である。
以下、室外熱交換器13の詳細な構成について説明する。図2は、室外熱交換器13を概略的に示した模式図である。なお、図2―図8において、x方向は水平方向であり、伝熱管延伸方向(特許請求の範囲記載の「扁平管延伸方向」に相当)に対応する。また、図2―図8において、y方向は鉛直方向であり、伝熱管積層方向(特許請求の範囲記載の「扁平管積層方向」に相当)に対応する。また、図2―図8において、z方向は、x方向に交差する水平方向であり、空気流AFが流れる方向(空気流れ方向)である。
室外熱交換器13は、主として、熱交換部40と、複数(ここでは2つ)のヘッダ集合管50と、レシーバ60と、を有している。
(3−1)熱交換部40(本体部)
図3は、熱交換部40の拡大斜視図である。熱交換部40は、通過する空気流AFと冷媒とを熱交換させる部分である。熱交換部40は、2つのヘッダ集合管50の間において、空気流AFの進行方向(すなわち空気流れ方向)に対して交差する方向に広がる領域であり、x方向又はy方向に沿って延びている。本実施形態において、熱交換部40は、主として、4つの熱交換領域41(具体的には、第1熱交換領域41a、第2熱交換領域41b、第3熱交換領域41c及び第4熱交換領域41d)に分けられる。
図3は、熱交換部40の拡大斜視図である。熱交換部40は、通過する空気流AFと冷媒とを熱交換させる部分である。熱交換部40は、2つのヘッダ集合管50の間において、空気流AFの進行方向(すなわち空気流れ方向)に対して交差する方向に広がる領域であり、x方向又はy方向に沿って延びている。本実施形態において、熱交換部40は、主として、4つの熱交換領域41(具体的には、第1熱交換領域41a、第2熱交換領域41b、第3熱交換領域41c及び第4熱交換領域41d)に分けられる。
第1熱交換領域41aは、各熱交換領域41のうち最上方に位置する。具体的に、第1熱交換領域41aは、図2において、熱交換部40のうち二点鎖線L1よりも上方に位置する部分である。本実施形態において、第1熱交換領域41aは、7本の伝熱管45を含んでいる。
第2熱交換領域41bは、第1熱交換領域41aの下方に位置する。具体的に、第2熱交換領域41bは、図2において、熱交換部40のうち二点鎖線L1と二点鎖線L2の間に位置する部分である。本実施形態において、第2熱交換領域41bは、5本の伝熱管45を含んでいる。
第3熱交換領域41cは、第2熱交換領域41bの下方に位置する。具体的に、第3熱交換領域41cは、図2において、熱交換部40のうち二点鎖線L2と二点鎖線L3の間に位置する部分である。本実施形態において、第3熱交換領域41cは、4本の伝熱管45を含んでいる。
第4熱交換領域41dは、第3熱交換領域41cの下方に位置し、各熱交換領域41のうち最下方に位置する。具体的に、第4熱交換領域41dは、図2において、熱交換部40のうち二点鎖線L3よりも下方に位置する部分である。本実施形態において、第4熱交換領域41dは、2本の伝熱管45を含んでいる。
熱交換部40は、冷媒が流れる複数の伝熱管45と、伝熱管45内の冷媒と空気流AFとの熱交換を促進させる複数の伝熱フィン46と、を含んでいる。
(3−1−1)伝熱管45
図4は、図2のIV-IV線断面の一部を示した模式図である。伝熱管45は、扁平形状を呈し、内部に複数の冷媒流路451を形成されたいわゆる扁平多穴管である。伝熱管45は、アルミニウム製若しくはアルミニウム合金製である。伝熱管45は、伝熱管延伸方向(x方向)に沿って延びている。各伝熱管45は、熱交換部40において、他の伝熱管45とともに伝熱管積層方向(ここではy方向)に沿って間隔を空けて並べられている。
図4は、図2のIV-IV線断面の一部を示した模式図である。伝熱管45は、扁平形状を呈し、内部に複数の冷媒流路451を形成されたいわゆる扁平多穴管である。伝熱管45は、アルミニウム製若しくはアルミニウム合金製である。伝熱管45は、伝熱管延伸方向(x方向)に沿って延びている。各伝熱管45は、熱交換部40において、他の伝熱管45とともに伝熱管積層方向(ここではy方向)に沿って間隔を空けて並べられている。
すなわち、熱交換部40においては、空気流れ方向(z方向)に交差する伝熱管延伸方向(x方向)に沿って延びる複数の伝熱管45が、同じく空気流れ方向に交差する伝熱管積層方向(y方向)に沿って並べられるように配置されている。本実施形態においては、熱交換部40において、第1熱交換領域41aにおいて7本の伝熱管45が含まれ、第2熱交換領域41bにおいて5本の伝熱管45が含まれ、第3熱交換領域41cにおいて4本の伝熱管45が含まれ、第4熱交換領域41dにおいて2本の伝熱管45が含まれるように、18本の伝熱管45が伝熱管積層方向に沿って並べられている。
このような態様で各伝熱管45が配置される室外熱交換器13では、第1熱交換領域41a及び第2熱交換領域41bに含まれる伝熱管45(冷媒流路451)によって構成される冷媒流路の容積は、熱交換部40の全ての伝熱管45によって構成される冷媒流路の容積の50パーセント以上を占めている。
(3−1−2)伝熱フィン46
伝熱フィン46は、伝熱管45と空気流AFとの伝熱面積を増大させる平板状の部材である。伝熱フィン46は、アルミニウム製もしくはアルミニウム合金製である。伝熱フィン46は、熱交換部40において、伝熱管45に交差するように伝熱管積層方向(y方向)に沿って延びている。伝熱フィン46には、伝熱管積層方向に沿って複数のスリット461が間隔を空けて並べて形成されており、各スリット461に伝熱管45が挿入されている。
伝熱フィン46は、伝熱管45と空気流AFとの伝熱面積を増大させる平板状の部材である。伝熱フィン46は、アルミニウム製もしくはアルミニウム合金製である。伝熱フィン46は、熱交換部40において、伝熱管45に交差するように伝熱管積層方向(y方向)に沿って延びている。伝熱フィン46には、伝熱管積層方向に沿って複数のスリット461が間隔を空けて並べて形成されており、各スリット461に伝熱管45が挿入されている。
各伝熱フィン46は、熱交換部40において、他の伝熱フィン46とともに伝熱管延伸方向(x方向)に沿って間隔を空けて並べられている。すなわち、熱交換部40においては、伝熱管延伸方向に交差する伝熱管積層方向に沿って延びる伝熱フィン46が、伝熱管延伸方向に沿って多数並ぶように配置されている。なお、熱交換部40に含まれる伝熱フィン46の数については、伝熱管45の伝熱管延伸方向(x方向)の長さ寸法に応じて選択され、設計仕様に応じて適宜選択、変更が可能である。
(3−2)ヘッダ集合管50(折返し部)
室外熱交換器13は、ヘッダ集合管50として、第1ヘッダ集合管51と、第2ヘッダ集合管55と、を含んでいる。各ヘッダ集合管50は、長手方向(ここでは伝熱管積層方向)に延びる筒状を呈している。各ヘッダ集合管50は、各伝熱管45の一端又は他端と接続されて冷媒流路451と連通している。各ヘッダ集合管50は、内部が複数の空間に仕切られており、各空間において、流入した冷媒を折り返させる冷媒流路(折返し流路RP)を形成している。
室外熱交換器13は、ヘッダ集合管50として、第1ヘッダ集合管51と、第2ヘッダ集合管55と、を含んでいる。各ヘッダ集合管50は、長手方向(ここでは伝熱管積層方向)に延びる筒状を呈している。各ヘッダ集合管50は、各伝熱管45の一端又は他端と接続されて冷媒流路451と連通している。各ヘッダ集合管50は、内部が複数の空間に仕切られており、各空間において、流入した冷媒を折り返させる冷媒流路(折返し流路RP)を形成している。
(3−2−1)第1ヘッダ集合管51
第1ヘッダ集合管51は熱交換部40の伝熱管延伸方向(x方向)の一端に配置され、各伝熱管45の一端に接続されている。第1ヘッダ集合管51内には上仕切板52及び下仕切板53が上下に配置されることで、第1ヘッダ集合管51内の空間が3つの空間(具体的には第1ヘッダ上空間51a、第1ヘッダ中央空間51b及び第1ヘッダ下空間51c)に分割されている。本実施形態において、上仕切板52は、二点鎖線L1(図2)と重畳するように配置され、第1ヘッダ上空間51aと第1ヘッダ中央空間51bとを仕切っている。下仕切板53は、二点鎖線L3と重畳するように配置され、第1ヘッダ中央空間51bと第1ヘッダ下空間51cとを仕切っている。
第1ヘッダ集合管51は熱交換部40の伝熱管延伸方向(x方向)の一端に配置され、各伝熱管45の一端に接続されている。第1ヘッダ集合管51内には上仕切板52及び下仕切板53が上下に配置されることで、第1ヘッダ集合管51内の空間が3つの空間(具体的には第1ヘッダ上空間51a、第1ヘッダ中央空間51b及び第1ヘッダ下空間51c)に分割されている。本実施形態において、上仕切板52は、二点鎖線L1(図2)と重畳するように配置され、第1ヘッダ上空間51aと第1ヘッダ中央空間51bとを仕切っている。下仕切板53は、二点鎖線L3と重畳するように配置され、第1ヘッダ中央空間51bと第1ヘッダ下空間51cとを仕切っている。
第1ヘッダ上空間51a、第1ヘッダ中央空間51b及び第1ヘッダ下空間51cは、対応する熱交換領域41に含まれる伝熱管45内の冷媒流路451と連通している。第1ヘッダ上空間51aは各空間のうち最上方に形成される空間であり、第1熱交換領域41aに対応している。第1ヘッダ中央空間51bは第1ヘッダ上空間51aと第1ヘッダ下空間51cの間に形成される空間であり、第2熱交換領域41b及び第3熱交換領域41cに対応している。第1ヘッダ下空間51cは各空間のうち最下方に形成される空間であり、第4熱交換領域41dに対応している。
以下の説明においては、第1ヘッダ集合管51のうち、第1ヘッダ上空間51aを構成する部分を第1ヘッダ上部511と称し、第1ヘッダ中央空間51bを構成する部分を第1ヘッダ中部512と称し、第1ヘッダ下空間51cを構成する部分を第1ヘッダ下部513と称する。
(3−2−1−1)第1ヘッダ上部511
第1ヘッダ上部511には、冷媒の流入口又は流出口として機能する上開口A1が形成されている。上開口A1は、第4配管P4の一端に接続されている。これにより、第1ヘッダ上空間51aは第4配管P4と連通しており、冷房運転時には第1ヘッダ上空間51aへ高圧のガス冷媒が流入し、暖房運転時には第1ヘッダ上空間51aから低圧の気液二相冷媒が流出するようになっている。すなわち、上開口A1は、冷房運転時には室外熱交換器13の冷媒流入口として機能し、暖房運転時には室外熱交換器13の冷媒流出口として機能する。
第1ヘッダ上部511には、冷媒の流入口又は流出口として機能する上開口A1が形成されている。上開口A1は、第4配管P4の一端に接続されている。これにより、第1ヘッダ上空間51aは第4配管P4と連通しており、冷房運転時には第1ヘッダ上空間51aへ高圧のガス冷媒が流入し、暖房運転時には第1ヘッダ上空間51aから低圧の気液二相冷媒が流出するようになっている。すなわち、上開口A1は、冷房運転時には室外熱交換器13の冷媒流入口として機能し、暖房運転時には室外熱交換器13の冷媒流出口として機能する。
また、第1ヘッダ上部511には第1熱交換領域41aに含まれる各伝熱管45の一端が接続されており、第1ヘッダ上空間51aは第1熱交換領域41aに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451と連通している。これにより、冷房運転時には、第1ヘッダ上空間51aに流入した冷媒が、第1熱交換領域41aに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入するようになっている。一方、暖房運転時には、第1熱交換領域41aに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒が、第1ヘッダ上空間51aに流入し、上開口A1を介して第4配管P4へ流出するようになっている。
換言すると、第1ヘッダ上部511には、第4配管P4及び第1熱交換領域41aの各伝熱管45の一方から流出した冷媒を折り返させて他方に流入させる折返し流路RP(以下、「第1ヘッダ上側折返し流路RP1」と称する)が形成されている(図5及び図6参照)。すなわち、第1ヘッダ上部511は、第1ヘッダ上側折返し流路RP1を形成するための「折返し部」に相当する。
(3−2−1−2)第1ヘッダ中部512
第1ヘッダ中部512には、レシーバ60の出口管62を接続するための上連通口H2が形成されている。これにより、第1ヘッダ中央空間51bは、レシーバ60内の冷媒貯留空間60a(後述)と連通している。具体的に、上連通口H2は、冷媒貯留空間60aから冷媒を流出させる抜き穴として機能する。
第1ヘッダ中部512には、レシーバ60の出口管62を接続するための上連通口H2が形成されている。これにより、第1ヘッダ中央空間51bは、レシーバ60内の冷媒貯留空間60a(後述)と連通している。具体的に、上連通口H2は、冷媒貯留空間60aから冷媒を流出させる抜き穴として機能する。
また、第1ヘッダ中部512には、その下端近傍において、レシーバ60の入口管61を接続するための下連通口H1が形成されている。これにより、第1ヘッダ中央空間51bは、レシーバ60内の冷媒貯留空間60aと連通している。具体的に、下連通口H1は、第1ヘッダ中央空間51bに溜まった液冷媒を冷媒貯留空間60aへ流入させる流入口として機能する。下連通口H1は、第1ヘッダ集合管51の下端近傍において下開口A2の上方に位置している。
また、第1ヘッダ中部512には第2熱交換領域41b及び第3熱交換領域41cに含まれる各伝熱管45の一端が接続されており、第1ヘッダ中央空間51bは第2熱交換領域41b及び第3熱交換領域41cに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451と連通している。これにより、冷房運転時には、第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒が、第1ヘッダ中央空間51bに流入するとともに折り返して、第3熱交換領域41cに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入するようになっている。一方、暖房運転時には、第3熱交換領域41cに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒が、第1ヘッダ中央空間51bに流入するとともに折り返して、第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入するようになっている。
換言すると、第1ヘッダ中央空間51bには、第2熱交換領域41b及び第3熱交換領域41cの一方の各伝熱管45から流出した冷媒を折り返させて他方の伝熱管45に流入させる折返し流路RP(以下、「第1ヘッダ中央折返し流路RP2」と称する)が形成されている(図5及び図6参照)。すなわち、第1ヘッダ中部512は、第1ヘッダ中央折返し流路RP2を形成する「折返し部」に相当する。
特に、冷房運転時には、第1ヘッダ中央折返し流路RP2は、第1熱交換領域41a及び第2熱交換領域41bにおいて構成される冷媒流路を通過した冷媒(すなわち、熱交換部40の全ての伝熱管45で構成される冷媒流路の容積の50%以上を流れた冷媒)を折り返す「下流側折返し流路」に相当し、第1ヘッダ中部512は、「下流側折返し流路」を形成する「下流側折返し部」に相当する。
(3−2−1−3)第1ヘッダ下部513
第1ヘッダ下部513には第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の一端が接続されており、第1ヘッダ下空間51cは第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451と連通している。これにより、冷房運転時には、第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒が、第1ヘッダ下空間51cに流入するようになっている。一方、暖房運転時には、第1ヘッダ下空間51cに流入した冷媒が、第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入するようになっている。
第1ヘッダ下部513には第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の一端が接続されており、第1ヘッダ下空間51cは第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451と連通している。これにより、冷房運転時には、第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒が、第1ヘッダ下空間51cに流入するようになっている。一方、暖房運転時には、第1ヘッダ下空間51cに流入した冷媒が、第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入するようになっている。
また、第1ヘッダ下部513は、その下端近傍において、冷媒の流出口又は流入口として機能する下開口A2が形成されている。下開口A2は、第5配管P5の一端に接続されている。これにより、第1ヘッダ下空間51cは第5配管P5と連通しており、冷房運転時には第1ヘッダ下空間51cから第5配管P5へ高圧の液冷媒が流出し、暖房運転時には第5配管P5から第1ヘッダ下空間51cへ低圧の気液二相冷媒が流入するようになっている。すなわち、下開口A2は、冷房運転時には室外熱交換器13の冷媒流出口として機能し、暖房運転時には室外熱交換器13の冷媒流入口として機能する。
換言すると、第1ヘッダ下空間51cには、第4熱交換領域41dの伝熱管45及び第5配管P5の一方から流出した冷媒を折り返させて他方に流入させる折返し流路RP(以下、「第1ヘッダ下側折返し流路RP3」と称する)が形成されている(図5及び図6参照)。すなわち、第1ヘッダ下部513は、第1ヘッダ下側折返し流路RP3を形成するための「折返し部」に相当する。
特に、冷房運転時には、第1ヘッダ下側折返し流路RP3は、全ての熱交換領域41において構成される冷媒流路を通過した冷媒(すなわち、熱交換部40の全ての伝熱管45で構成される冷媒流路の容積の50%以上(より詳細には100%)を流れた冷媒)を折り返す「下流側折返し流路」に相当し、第1ヘッダ下部513は、「下流側折返し流路」を形成する「下流側折返し部」に相当する。
(3−2−2)第2ヘッダ集合管55
第2ヘッダ集合管55は熱交換部40の伝熱管延伸方向(x方向)の他端に配置され、各伝熱管45の他端に接続されている。第2ヘッダ集合管55内には中央仕切板56が上下に配置されており、第2ヘッダ集合管55内の空間が2つの空間(具体的には第2ヘッダ上空間55a及び第2ヘッダ下空間55b)に分割されている。本実施形態において、中央仕切板56は、二点鎖線L2(図2)と重畳するように配置され、第2ヘッダ上空間55aと第2ヘッダ下空間55bとを上下に仕切っている。
第2ヘッダ集合管55は熱交換部40の伝熱管延伸方向(x方向)の他端に配置され、各伝熱管45の他端に接続されている。第2ヘッダ集合管55内には中央仕切板56が上下に配置されており、第2ヘッダ集合管55内の空間が2つの空間(具体的には第2ヘッダ上空間55a及び第2ヘッダ下空間55b)に分割されている。本実施形態において、中央仕切板56は、二点鎖線L2(図2)と重畳するように配置され、第2ヘッダ上空間55aと第2ヘッダ下空間55bとを上下に仕切っている。
以下の説明においては、第2ヘッダ集合管55のうち、第2ヘッダ上空間55aを構成する部分を第2ヘッダ上部551と称し、第2ヘッダ下空間55bを構成する部分を第2ヘッダ下部552と称する。
(3−2−2−1)第2ヘッダ上部551
第2ヘッダ上部551には第1熱交換領域41a及び第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の他端が接続されており、第2ヘッダ上空間55aは第1熱交換領域41a及び第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451と連通している。
第2ヘッダ上部551には第1熱交換領域41a及び第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の他端が接続されており、第2ヘッダ上空間55aは第1熱交換領域41a及び第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451と連通している。
これにより、冷房運転時には、第1熱交換領域41aに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒が、第2ヘッダ上空間55aに流入するとともに折り返して、第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入するようになっている。一方、暖房運転時には、第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒が、第2ヘッダ上空間55aに流入するとともに折り返して、第1熱交換領域41aに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入するようになっている。
換言すると、第2ヘッダ上空間55aには、第1熱交換領域41a及び第2熱交換領域41bの一方の各伝熱管45から流出した冷媒を折り返させて他方の伝熱管45に流入させる折返し流路RP(以下、「第2ヘッダ上側折返し流路RP4」と称する)が形成されている(図5及び図6参照)。すなわち、第2ヘッダ上部551は、第2ヘッダ上側折返し流路RP4を形成する「折返し部」に相当する。
(3−2−2−2)第2ヘッダ下部552
第2ヘッダ下部552には第3熱交換領域41c及び第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の他端が接続されており、第2ヘッダ下空間55bは第3熱交換領域41c及び第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451と連通している。
第2ヘッダ下部552には第3熱交換領域41c及び第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の他端が接続されており、第2ヘッダ下空間55bは第3熱交換領域41c及び第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451と連通している。
これにより、冷房運転時には、第3熱交換領域41cに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒が、第2ヘッダ下空間55bに流入するとともに折り返して、第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入するようになっている。一方、暖房運転時には、第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒が、第2ヘッダ下空間55bに流入するとともに折り返して、第3熱交換領域41cに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入するようになっている。
換言すると、第2ヘッダ下空間55bには、第3熱交換領域41c及び第4熱交換領域41dの一方の各伝熱管45から流出した冷媒を折り返させて他方の伝熱管45に流入させる折返し流路RP(以下、「第2ヘッダ下側折返し流路RP5」と称する)が形成されている(図5及び図6参照)。すなわち、第2ヘッダ下部552は、第2ヘッダ下側折返し流路RP5を形成するための「折返し部」に相当する。
特に、冷房運転時には、第2ヘッダ下側折返し流路RP5は、第3熱交換領域41c及び第4熱交換領域41dにおいて構成される冷媒流路を通過した冷媒(すなわち、熱交換部40の全ての伝熱管45で構成される冷媒流路の容積の50%以上を流れた冷媒)を折り返す「下流側折返し流路」に相当し、第2ヘッダ下部552は、「下流側折返し流路」を形成する「下流側折返し部」に相当する。
(3−3)レシーバ60(液溜め部)
レシーバ60は、伝熱管45の冷媒流路451を通過する際に凝縮した液冷媒の一部を一時的に溜める容器である。レシーバ60内には、冷媒を貯留するための冷媒貯留空間60aが形成されている。冷媒貯留空間60aの容量は、冷媒回路RCに封入される冷媒充填量に応じて適宜選択される。レシーバ60は、入口管61と、出口管62と、を含んでいる。
レシーバ60は、伝熱管45の冷媒流路451を通過する際に凝縮した液冷媒の一部を一時的に溜める容器である。レシーバ60内には、冷媒を貯留するための冷媒貯留空間60aが形成されている。冷媒貯留空間60aの容量は、冷媒回路RCに封入される冷媒充填量に応じて適宜選択される。レシーバ60は、入口管61と、出口管62と、を含んでいる。
入口管61は、第1ヘッダ中央空間51bから冷媒貯留空間60aへ冷媒を流入させる配管である。入口管61は、下連通口H1を介して第1ヘッダ中部512に接続されている。入口管61内には、冷媒貯留空間60aと第1ヘッダ中央空間51bとを連通する連通空間CP1が形成されている。すなわち、入口管61は、第1ヘッダ集合管51の下端近傍部分において、冷媒貯留空間60aと第1ヘッダ中央空間51bとを連通する「連通空間」を形成している。
出口管62は、冷媒貯留空間60aから第1ヘッダ中央空間51bへ冷媒を流出させる配管である。出口管62は、上連通口H2を介して第1ヘッダ中部512に接続されており、冷媒貯留空間60aと第1ヘッダ中央空間51bとを連通している。出口管62内には、冷媒貯留空間60aと第1ヘッダ中央空間51bとを連通する連通空間CP2が形成されている。すなわち、出口管62は、第1ヘッダ集合管51において、冷媒貯留空間60aと第1ヘッダ中央空間51bとを連通する「連通空間」を形成している。
(4)室外熱交換器13における冷媒の流れ
室外熱交換器13においては、運転状況に応じて以下のように冷媒が流れる。なお、運転時においては、圧縮機11の回転数、室外ファン17の回転数、及び各膨張弁16の開度等に応じて、室外熱交換器13を流れる冷媒が高循環量になる場合と、低循環量になる場合がある。
室外熱交換器13においては、運転状況に応じて以下のように冷媒が流れる。なお、運転時においては、圧縮機11の回転数、室外ファン17の回転数、及び各膨張弁16の開度等に応じて、室外熱交換器13を流れる冷媒が高循環量になる場合と、低循環量になる場合がある。
また、冷房運転時及び暖房運転時において、第1ヘッダ中央空間51bに流入した冷媒の一部は、状況(具体的には第1ヘッダ集合管51内の液冷媒の量の大きさ)に応じて、下連通口H1を介してレシーバ60(冷媒貯留空間60a)へ流出する。すなわち、第1ヘッダ集合管51内の液冷媒の液面の高さが下連通口H1に到達している時には、第1ヘッダ中央空間51bにおいて下連通口H1の高さ位置以上に位置する冷媒が、下連通口H1及び入口管61(連通空間CP1)を介して冷媒貯留空間60aへと流入するようになっている。
レシーバ60に流入した液冷媒は、冷媒貯留空間60aにおいて一時的に貯留され気液分離される。冷媒貯留空間60aのガス冷媒は、出口管62(連通空間CP2)及び上連通口H2を介して、第1ヘッダ中央空間51bに戻される。
(4−1)冷房運転時
図5は、冷房運転時の室外熱交換器13における冷媒の流れを概略的に示した模式図である。図5において、破線矢印は冷媒の流れ方向を示しており、1点鎖線矢印は各ヘッダ集合管50において構成される冷媒流路(折返し流路RP)を示している。
図5は、冷房運転時の室外熱交換器13における冷媒の流れを概略的に示した模式図である。図5において、破線矢印は冷媒の流れ方向を示しており、1点鎖線矢印は各ヘッダ集合管50において構成される冷媒流路(折返し流路RP)を示している。
冷房運転時には、第4配管P4を通過した高圧のガス冷媒が、第1ヘッダ上空間51aへ流入する。第1ヘッダ上空間51aに流入した冷媒は、第1ヘッダ上側折返し流路RP1に沿って流れ、第1熱交換領域41aに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入し、第1熱交換領域41aを通過する際に空気流AFと熱交換を行う。第1熱交換領域41aに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒は、第2ヘッダ上空間55aに流入する。
第2ヘッダ上空間55aに流入した冷媒は、第2ヘッダ上側折返し流路RP4に沿って流れ、流れ方向を折り返して第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入し、第2熱交換領域41bを通過する際に空気流AFと熱交換を行う。第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒は、第1ヘッダ中央空間51bに流入する。
第1ヘッダ中央空間51bに流入した冷媒は、第1ヘッダ中央折返し流路RP2に沿って流れ、流れ方向流れを折り返して第3熱交換領域41cに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入し、第3熱交換領域41cを通過する際に空気流AFと熱交換を行う。第3熱交換領域41cに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒は、第2ヘッダ下空間55bに流入する。
第2ヘッダ下空間55bに流入した冷媒は、第2ヘッダ下側折返し流路RP5に沿って流れ、流れ方向を折り返して第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入し、第4熱交換領域41dを通過する際に空気流AFと熱交換を行う。第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒は、第1ヘッダ下空間51cに流入する。
第1ヘッダ下空間51cに流入した冷媒は、主として、第1ヘッダ下側折返し流路RP3に沿って流れ、下開口A2を介して第5配管P5へ流出する。
このような態様で冷媒が流れる冷房運転時には、室外熱交換器13を流れる冷媒は、主として、第1熱交換領域41a及び第2熱交換領域41bを流れる際に、凝縮して気液二相冷媒となる。また、冷房運転時に室外熱交換器13を流れる冷媒は、主として、第3熱交換領域41c及び第4熱交換領域41dを流れる際に、過冷却されて過冷却度のついた液冷媒となる。すなわち、冷房運転時には、熱交換部40のうち、第1熱交換領域41a及び第2熱交換領域41bがメインの熱交換領域41であり、第3熱交換領域41c及び第4熱交換領域41dがサブの熱交換領域41である。
(4−2)暖房運転時
図6は、暖房運転時の室外熱交換器13における冷媒の流れを概略的に示した模式図である。図6において、破線矢印は冷媒の流れ方向を示しており、1点鎖線矢印は各ヘッダ集合管50において構成される冷媒流路(折返し流路RP)を示している。
図6は、暖房運転時の室外熱交換器13における冷媒の流れを概略的に示した模式図である。図6において、破線矢印は冷媒の流れ方向を示しており、1点鎖線矢印は各ヘッダ集合管50において構成される冷媒流路(折返し流路RP)を示している。
暖房運転時には、第5配管P5を通過した低圧の液冷媒が、第1ヘッダ下空間51cへ流入する。第1ヘッダ下空間51cに流入した冷媒は、主として、第1ヘッダ下側折返し流路RP3に沿って流れ、第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入する。第4熱交換領域41dに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入した冷媒は、第4熱交換領域41dを通過する際に空気流AFと熱交換を行う。第1熱交換領域41aに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒は、第2ヘッダ下空間55bに流入する。
第2ヘッダ下空間55bに流入した冷媒は、第2ヘッダ下側折返し流路RP5に沿って流れ、流れ方向を折り返して流れを折り返して第3熱交換領域41cに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入し、第3熱交換領域41cを通過する際に空気流AFと熱交換を行う。第3熱交換領域41cに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒は、第1ヘッダ中央空間51bに流入する。
第1ヘッダ中央空間51bに流入した冷媒は、第1ヘッダ中央折返し流路RP2に沿って流れ、流れを折り返して第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入し、第2熱交換領域41bを通過する際に空気流AFと熱交換を行う。第2熱交換領域41bに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒は、第2ヘッダ上空間55aに流入する。
第2ヘッダ上空間55aに流入した冷媒は、第2ヘッダ上側折返し流路RP4に沿って流れ、流れを折り返して第1熱交換領域41aに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451に流入し、第1熱交換領域41aを通過する際に空気流AFと熱交換を行う。第1熱交換領域41aに含まれる各伝熱管45の冷媒流路451を通過した冷媒は、第1ヘッダ上空間51aに流入する。
第1ヘッダ上空間51aに流入した冷媒は、第1ヘッダ上側折返し流路RP1に沿って流れ、上開口A1を介して第4配管P4へ流出する。
(5)室外熱交換器13の特徴
(5−1)
室外熱交換器13では、冷媒がレシーバ60に流入する際の騒音が抑制されている。
(5−1)
室外熱交換器13では、冷媒がレシーバ60に流入する際の騒音が抑制されている。
従来、冷媒系統に充填されている冷媒量に関連して運転状況に応じて冷媒を貯留するレシーバを配置された熱交換器では、一の扁平管を通過してヘッダ内に流入した冷媒が折り返して他の扁平管に流入する際に必ずレシーバを通過する構造となっていた。
つまり、図7に示すような従来の熱交換器130では、室外熱交換器13の第1ヘッダ中央空間51bに相当する空間を仕切板54によって第1ヘッダ中央上空間51b1と第1ヘッダ中央下空間51b2とに仕切られた第1ヘッダ510を有している。そのうえで、第1ヘッダ中央上空間51b1とレシーバ600の冷媒貯留空間600aとが上連通管63を介して連通し、第1ヘッダ中央下空間51b2とレシーバ600の冷媒貯留空間600aとが下連通管64を介して連通している。このため、冷房運転時には、第2熱交換領域41bに含まれる伝熱管45を流れて第1ヘッダ中央上空間51b1に流入した冷媒が、必ず、レシーバ600の冷媒貯留空間600aに上連通管63を介して流入し、冷媒貯留空間600aから下連通管64を介して第1ヘッダ中央下空間51b2へ流入するようになっている。
特に、このような従来の熱交換器130によると、冷媒が、熱交換部40全体において各伝熱管45によって形成される冷媒流路の流路容積の50%以上を通過する前に、冷媒貯留空間600aに流入することとなる。その結果、冷媒は、流速が大きい状態で、上連通管63を介して冷媒貯留空間600aに流入しやすい。このため、流速の大きい冷媒がレシーバ600に流入する際の騒音が懸念される。
この点、室外熱交換器13では、従来の熱交換器130とは異なり、第1ヘッダ中央空間51bを上下に仕切る仕切板54に相当する構成が省略されるとともに、上連通管63が冷媒貯留空間60aから冷媒を戻す出口管62として機能し、下連通管64が冷媒貯留空間60aへ冷媒を流入させる入口管61として機能している。すなわち、室外熱交換器13では、熱交換部40全体において各伝熱管45によって形成される冷媒流路の流路容積の50%以上を流れた冷媒を折り返す下流側折返し流路RP(RP2、RP3、RP5)に液冷媒が溜まった時に、冷媒貯留空間60aに液冷媒が流入するように下流側折返し流路RP(ここでは第1ヘッダ中央折返し流路RP2)と連通している。
このように、室外熱交換器13は、冷媒が2回以上折り返して流れる冷媒流路において、後半の冷媒流路がレシーバ60内の冷媒貯留空間60aと連通するように構成されている。その結果、折返し部(第1ヘッダ集合管51)に流入した冷媒が必ずしもレシーバ60内の冷媒貯留空間60aに流入しないようになっている。つまり、室外熱交換器13は、通常時には一の伝熱管45を通過した冷媒に関し、レシーバ60に流入させることなく他の伝熱管45に流入させる(つまりレシーバ60をバイパスさせる)一方で、下流側折返し流路RPにおいて液冷媒が溜まった時には当該液冷媒を冷媒貯留空間60aへ流入させるように構成されている。
その結果、室外熱交換器13では、一の伝熱管45を通過して折返し流路RPに流入した冷媒は、通常、レシーバ60に流入することなく冷媒流れ下流側に位置する他の伝熱管45へと流入するようになっている。このため、流速の大きい冷媒がレシーバ60へ流入することが抑制されている。よって、冷媒がレシーバ60に流入する際の騒音が抑制されている。
また、室外熱交換器13では、レシーバ60に流入する冷媒は、冷媒が2回以上折り返して流れる室外熱交換器13の熱交換部40において各伝熱管45によって形成される冷媒流路の流路容積の50%以上を流れた後に、レシーバ60に流入するようになっている。その結果、特に冷房運転時には、熱交換部40において凝縮した冷媒を主として、レシーバ60に流入させられるようになっている。よって、室外熱交換器13の性能低下についても抑制されている。
(5−2)
室外熱交換器13では、冷媒貯留空間60aは、「下流側折返し部」(第1ヘッダ中部512)の下端近傍部分において、下流側折返し流路RP(ここでは第1ヘッダ中央折返し流路RP2)と連通している。
室外熱交換器13では、冷媒貯留空間60aは、「下流側折返し部」(第1ヘッダ中部512)の下端近傍部分において、下流側折返し流路RP(ここでは第1ヘッダ中央折返し流路RP2)と連通している。
これにより、室外熱交換器13における冷媒の流出口(下開口A2)近傍において折返し流路RPとレシーバ60の冷媒貯留空間60aとを連通させられるようになっている。その結果、冷媒が熱交換部40において十分に凝縮した後に、冷媒をレシーバ60に流入させられるようになっている。このため、流速の大きい冷媒がレシーバ60に流入することで生じる騒音が特に抑制されている。
また、室外熱交換器13では、熱交換部40において十分に凝縮した冷媒を主として、レシーバ60に流入させられるようになっている。よって、室外熱交換器13の性能低下についても特に抑制されている。
(5−3)
室外熱交換器13では、冷媒貯留空間60aは、複数の連通空間(CP1、CP2)を介して下流側折返し流路RP(ここでは第1ヘッダ中央折返し流路RP2)と連通している。
室外熱交換器13では、冷媒貯留空間60aは、複数の連通空間(CP1、CP2)を介して下流側折返し流路RP(ここでは第1ヘッダ中央折返し流路RP2)と連通している。
すなわち、室外熱交換器13では、レシーバ60において、冷媒を流入させる流入口(下連通口H1)とは別に、冷媒を排出させるための抜き穴(上連通口H2)が形成されている。その結果、レシーバ60への冷媒の流入、及びレシーバ60からの冷媒若しくは冷凍機油の流出が円滑に行われるようになっている。よって、室外熱交換器13の性能低下がさらに抑制されている。また、これに関連して、圧縮機11において、液冷媒が流入し圧縮される液バック現象が抑制され、潤滑性低下が抑制され、冷媒が過度に高圧となることも抑制される。すなわち、圧縮機11の信頼性低下も抑制されている。
(6)変形例
上記実施形態は、以下の変形例に示すように適宜変形が可能である。なお、各変形例は、矛盾が生じない範囲で他の変形例と組み合わせて適用されてもよい。
上記実施形態は、以下の変形例に示すように適宜変形が可能である。なお、各変形例は、矛盾が生じない範囲で他の変形例と組み合わせて適用されてもよい。
(6−1)変形例A
上記実施形態では、レシーバ60は、冷媒貯留空間60aと第1ヘッダ集合管51内の空間とが配管を介して連通するように、第1ヘッダ集合管51に隣接して配置されていた。しかし、レシーバ60は必ずしも係る態様で配置される必要はなく、レシーバ60の配置態様については適宜変更が可能である。
上記実施形態では、レシーバ60は、冷媒貯留空間60aと第1ヘッダ集合管51内の空間とが配管を介して連通するように、第1ヘッダ集合管51に隣接して配置されていた。しかし、レシーバ60は必ずしも係る態様で配置される必要はなく、レシーバ60の配置態様については適宜変更が可能である。
例えば、レシーバ60は、図8に示す室外熱交換器13aのように、冷媒貯留空間60aと第2ヘッダ集合管55内の空間(第2ヘッダ下空間55b)とが配管(入口管61´及び出口管62´)を介して連通するように、第2ヘッダ集合管55に隣接して配置されてもよい。
図8においては、第2ヘッダ下部552には、その下端近傍(具体的には、第3熱交換領域41cに対応する高さ位置)において、レシーバ60´の入口管61´を接続するための下連通口H1´が形成されている。下連通口H1´は、第2ヘッダ下空間55bに溜まった液冷媒を冷媒貯留空間60a´へ流入させる流入口として機能する。
また、第2ヘッダ下部552には、下連通口H1´の上方において(具体的には、第2熱交換領域41bに対応する高さ位置)にレシーバ60´の出口管62´を接続するための上連通口H2´が形成されている。上連通口H2´は、冷媒貯留空間60a´から冷媒を流出させる抜き穴として機能する。
このような室外熱交換器13aにおいても、上記(5−1)乃至(5−3)で述べた室外熱交換器13の特徴と略同一の特徴を有し、略同一の作用効果を奏する。
なお、室外熱交換器13aでは、レシーバ60´とともに、第1ヘッダ集合管51´に連通するレシーバ60が室外熱交換器13における配置態様と同様の態様で配置されてもよい。
(6−2)変形例B
上記実施形態では、熱交換部40は、流入口から流入した冷媒が2回折り返して流れた後に流出口から流出するように冷媒流路が構成されていた。しかし、熱交換部40は、流入口から流入した冷媒が3回以上折り返して流れた後に流出口から流出するように冷媒流路が構成されてもよい。
上記実施形態では、熱交換部40は、流入口から流入した冷媒が2回折り返して流れた後に流出口から流出するように冷媒流路が構成されていた。しかし、熱交換部40は、流入口から流入した冷媒が3回以上折り返して流れた後に流出口から流出するように冷媒流路が構成されてもよい。
係る場合にも、一の伝熱管45を通過して折返し流路RPに流入した冷媒は、通常、レシーバ60に流入することなく冷媒流れ下流側に位置する他の伝熱管45へと流入させることが可能であり、流速の大きい冷媒がレシーバ60へ流入することを抑制可能である。
また、係る場合にも、レシーバ60に流入する冷媒は、冷媒が3回以上折り返して流れる室外熱交換器13の熱交換部40において各伝熱管45によって形成される冷媒流路の流路容積の50%以上を流れた後にレシーバ60に流入させることが可能である。その結果、特に冷房運転時には、熱交換部40において凝縮した冷媒を主として、レシーバ60に流入させられる。よって、室外熱交換器13の性能低下を特に抑制可能である。
(6−3)変形例C
上記実施形態では、室外熱交換器13は、ヘッダ集合管50として第1ヘッダ集合管51と第2ヘッダ集合管55とを有していた。しかし、レシーバ60と連通していないヘッダ集合管50(上記実施形態では第2ヘッダ集合管55)については必ずしも必要ではなく、適宜省略が可能である。
上記実施形態では、室外熱交換器13は、ヘッダ集合管50として第1ヘッダ集合管51と第2ヘッダ集合管55とを有していた。しかし、レシーバ60と連通していないヘッダ集合管50(上記実施形態では第2ヘッダ集合管55)については必ずしも必要ではなく、適宜省略が可能である。
係る場合、例えば、伝熱管延伸方向(x方向)に沿って延びる伝熱管45が空気流れ方向(z方向)に沿って2列以上に並び、空気流れ方向に沿って2列以上に並べられた一組の伝熱管45が伝熱管積層方向に沿って複数並ぶように、室外熱交換器13が構成されればよい。そして、各伝熱管45が第1ヘッダ集合管51と接続される一端から伝熱管延伸方向に沿って延びた後、同一の高さ位置で折り返して再び伝熱管延伸方向を反対側に延びて他端において第1ヘッダ集合管51に接続されるように、室外熱交換器13が構成されればよい。すなわち、各熱交換領域41において、伝熱管45が複数列多段構成に並べられるように、室外熱交換器13が構成されてもよい。
このような態様で室外熱交換器13を構成した場合であっても、熱交換部40において各伝熱管45によって形成される冷媒流路の流路容積の50%以上を流れた冷媒を折り返す下流側折返し流路RPに液冷媒が溜まった時に、冷媒貯留空間60aに液冷媒が流入するように下流側折返し流路RPと連通するように室外熱交換器13を構成することが可能である。また、レシーバ60に流入する冷媒が、冷媒が2回以上折り返して流れる熱交換部40において各伝熱管45によって形成される冷媒流路の流路容積の50%以上を流れた後にレシーバ60に流入するように、室外熱交換器13を構成することも可能である。よって、上記実施形態と同様の作用効果を実現しうる。
(6−4)変形例D
上記実施形態では、冷媒貯留空間60aは、下流側折返し部(具体的には第1ヘッダ中部512)の下端近傍部分において、下流側折返し流路RP(具体的には第1ヘッダ中央折返し流路RP2)と連通していた。
上記実施形態では、冷媒貯留空間60aは、下流側折返し部(具体的には第1ヘッダ中部512)の下端近傍部分において、下流側折返し流路RP(具体的には第1ヘッダ中央折返し流路RP2)と連通していた。
この点、室外熱交換器13における冷媒の流出口(下開口A2)近傍において折返し流路RPとレシーバ60の冷媒貯留空間60aとを連通させるという観点によれば、下流側折返し部(第1ヘッダ中部512)の下端近傍部分において、冷媒貯留空間60aと第1ヘッダ下側折返し流路RP3を連通させることが好ましい。
しかし、通常時には一の伝熱管45を通過した冷媒に関しレシーバ60に流入させることなく他の伝熱管45に流入させる(つまりレシーバ60をバイパスさせる)一方で、下流側折返し流路RPにおいて液冷媒が溜まった時には当該液冷媒を冷媒貯留空間60aへ流入させるように室外熱交換器13を構成する、という観点によれば、冷媒貯留空間60aは、必ずしも下流側折返し部(第1ヘッダ中部512)の下端近傍部分において第1ヘッダ下側折返し流路RP3と連通している必要はない。すなわち、冷媒貯留空間60aは、下流側折返し部(第1ヘッダ中部512)の中央部分又は上端近傍部分において、下流側折返し流路RP(第1ヘッダ中央折返し流路RP2)と連通していてもよい。
(6−5)変形例E
上記実施形態では、冷媒貯留空間60aは、複数の連通空間(CP1、CP2)を介して下流側折返し流路RP(具体的には第1ヘッダ中央折返し流路RP2)と連通していた。この点、レシーバ60において、冷媒を流入させる流入口(下連通口H1)とは別に、冷媒を排出させるための抜き穴(上連通口H2)を形成する、という観点によれば、係る態様で冷媒貯留空間60aが下流側折返し流路RPと連通していることが好ましい。
上記実施形態では、冷媒貯留空間60aは、複数の連通空間(CP1、CP2)を介して下流側折返し流路RP(具体的には第1ヘッダ中央折返し流路RP2)と連通していた。この点、レシーバ60において、冷媒を流入させる流入口(下連通口H1)とは別に、冷媒を排出させるための抜き穴(上連通口H2)を形成する、という観点によれば、係る態様で冷媒貯留空間60aが下流側折返し流路RPと連通していることが好ましい。
しかし、通常時には一の伝熱管45を通過した冷媒に関しレシーバ60に流入させることなく他の伝熱管45に流入させる(つまりレシーバ60をバイパスさせる)一方で、下流側折返し流路RPにおいて液冷媒が溜まった時には当該液冷媒を冷媒貯留空間60aへ流入させるように室外熱交換器13を構成する、という観点によれば、冷媒貯留空間60aは、必ずしも複数の連通空間(CP1、CP2)を介して下流側折返し流路RPと連通している必要はない。すなわち、冷媒貯留空間60aは、単一の連通空間(CP1)を介して下流側折返し流路RP(例えば第1ヘッダ中央折返し流路RP2)と連通するように構成されてもよい。
(6−6)変形例F
上記実施形態では、室外熱交換器13は、レシーバ60の入口管61が第1ヘッダ中部512と接続されることで、状況に応じて第1ヘッダ下空間51cから冷媒貯留空間60aへ液冷媒が流入するように構成されていた。しかし、室外熱交換器13は、レシーバ60の入口管61が第1ヘッダ下部513とは異なる下流側折返し部に接続され、状況に応じて第1ヘッダ中央空間51bとは異なる空間から冷媒貯留空間60aへ液冷媒が流入するように構成されてもよい。
上記実施形態では、室外熱交換器13は、レシーバ60の入口管61が第1ヘッダ中部512と接続されることで、状況に応じて第1ヘッダ下空間51cから冷媒貯留空間60aへ液冷媒が流入するように構成されていた。しかし、室外熱交換器13は、レシーバ60の入口管61が第1ヘッダ下部513とは異なる下流側折返し部に接続され、状況に応じて第1ヘッダ中央空間51bとは異なる空間から冷媒貯留空間60aへ液冷媒が流入するように構成されてもよい。
例えば、室外熱交換器13は、レシーバ60の入口管61が第1ヘッダ下部513又は第2ヘッダ下部552と接続されることで、状況に応じて第1ヘッダ下空間51c又は第2ヘッダ下空間55bから冷媒貯留空間60aへ液冷媒が流入するように構成されてもよい。係る場合にも上記(5−1)乃至(5−3)で記載した作用効果と略同一の作用効果を実現しうる。
(6−7)変形例G
上記実施形態では、室外熱交換器13は、レシーバ60の出口管62が第1ヘッダ中部512と接続されることで、状況に応じて冷媒貯留空間60aから第1ヘッダ中央空間51bへ液冷媒が流出するように構成されていた。しかし、室外熱交換器13は、レシーバ60の出口管62が第1ヘッダ中部512とは異なる「折返し部」(511、513、551、又は552)に接続され、状況に応じて冷媒貯留空間60aから第1ヘッダ中央空間51bとは異なる空間(51a、51c、55a又は55b)へ液冷媒が流出するように構成されてもよい。係る場合にも上記(5−1)乃至(5−3)で記載した作用効果と略同様の作用効果を実現しうる。
上記実施形態では、室外熱交換器13は、レシーバ60の出口管62が第1ヘッダ中部512と接続されることで、状況に応じて冷媒貯留空間60aから第1ヘッダ中央空間51bへ液冷媒が流出するように構成されていた。しかし、室外熱交換器13は、レシーバ60の出口管62が第1ヘッダ中部512とは異なる「折返し部」(511、513、551、又は552)に接続され、状況に応じて冷媒貯留空間60aから第1ヘッダ中央空間51bとは異なる空間(51a、51c、55a又は55b)へ液冷媒が流出するように構成されてもよい。係る場合にも上記(5−1)乃至(5−3)で記載した作用効果と略同様の作用効果を実現しうる。
(6−8)変形例H
上記実施形態では、熱交換部40において、第1熱交換領域41aにおいて7本の伝熱管45含まれ、第2熱交換領域41bにおいて5本の伝熱管45が含まれ、第3熱交換領域41cにおいて4本の伝熱管45が含まれ、第4熱交換領域41dにおいて2本の伝熱管45が含まれるように、18本の伝熱管45が伝熱管積層方向(y方向)に沿って並べられていた。しかし、熱交換部40及び各熱交換領域41に含まれる伝熱管45の列や本数については、設計仕様や設置環境に応じて適宜変更が可能である。
上記実施形態では、熱交換部40において、第1熱交換領域41aにおいて7本の伝熱管45含まれ、第2熱交換領域41bにおいて5本の伝熱管45が含まれ、第3熱交換領域41cにおいて4本の伝熱管45が含まれ、第4熱交換領域41dにおいて2本の伝熱管45が含まれるように、18本の伝熱管45が伝熱管積層方向(y方向)に沿って並べられていた。しかし、熱交換部40及び各熱交換領域41に含まれる伝熱管45の列や本数については、設計仕様や設置環境に応じて適宜変更が可能である。
すなわち、第1熱交換領域41aにおいて8本以上又は6本以下の伝熱管45が含まれるように、室外熱交換器13を構成してもよい。また、第2熱交換領域41bにおいて6本以上又は4本以下の伝熱管45が含まれるように、室外熱交換器13を構成してもよい。また、第3熱交換領域41cにおいて、5本以上又は3本以下の伝熱管45が含まれるように、室外熱交換器13を構成してもよい。また、第4熱交換領域41dにおいて、3本以上又は1本の伝熱管45が含まれるように、室外熱交換器13を構成してもよい。また、熱交換部40全体に含まれる伝熱管45の数は、19本以上又は17本以下であってもよい。
(6−9)変形例I
上記実施形態では、熱交換部40が4つの熱交換領域41を含む場合について説明した。しかし、熱交換部40全体において冷媒が2回以上折り返して流れるように冷媒流路が構成される限り、熱交換部40に含まれる熱交換部40の数については、特に限定されず、適宜変更が可能である。すなわち、室外熱交換器13は、熱交換部40において5つ以上又は3つ以下の熱交換領域41が含むように構成されてもよい。
上記実施形態では、熱交換部40が4つの熱交換領域41を含む場合について説明した。しかし、熱交換部40全体において冷媒が2回以上折り返して流れるように冷媒流路が構成される限り、熱交換部40に含まれる熱交換部40の数については、特に限定されず、適宜変更が可能である。すなわち、室外熱交換器13は、熱交換部40において5つ以上又は3つ以下の熱交換領域41が含むように構成されてもよい。
(6−10)変形例J
上記実施形態では、伝熱管延伸方向がx方向に対応し、伝熱管積層方向がy方向に対応し、空気流れ方向がz方向に対応するように、室外熱交換器13が構成されていた。しかし、各方向の対応関係については、設計仕様や設置環境に応じて適宜変更が可能である。
上記実施形態では、伝熱管延伸方向がx方向に対応し、伝熱管積層方向がy方向に対応し、空気流れ方向がz方向に対応するように、室外熱交換器13が構成されていた。しかし、各方向の対応関係については、設計仕様や設置環境に応じて適宜変更が可能である。
例えば、伝熱管延伸方向がy方向又はz方向に対応するように、室外熱交換器13が構成されてもよい。また、伝熱管積層方向がx方向又はz方向に対応するように、室外熱交換器13が構成されてもよい。また、空気流れ方向がx方向又はy方向に対応するように、室外熱交換器13が構成されてもよい。
(6−11)変形例K
上記実施形態では、伝熱管45は、内部に複数の冷媒流路451を形成された扁平多穴管であった。しかし、伝熱管45の構成態様については適宜変更が可能である。例えば、内部に1つの冷媒流路451が形成された扁平管を伝熱管45として採用してもよい。
上記実施形態では、伝熱管45は、内部に複数の冷媒流路451を形成された扁平多穴管であった。しかし、伝熱管45の構成態様については適宜変更が可能である。例えば、内部に1つの冷媒流路451が形成された扁平管を伝熱管45として採用してもよい。
(6−12)変形例L
上記実施形態では、室外熱交換器13(特に熱交換部40)の形状については特に言及していなかったが、室外熱交換器13の形状については、設計仕様や設置環境に応じて適宜選択されればよい。例えば、室外熱交換器13(特に熱交換部40)は、伝熱管積層方向から見て、略I字状に構成されてもよいし、略L字状、略V字状又は多角形状に屈曲した形状に構成されてもよい。
上記実施形態では、室外熱交換器13(特に熱交換部40)の形状については特に言及していなかったが、室外熱交換器13の形状については、設計仕様や設置環境に応じて適宜選択されればよい。例えば、室外熱交換器13(特に熱交換部40)は、伝熱管積層方向から見て、略I字状に構成されてもよいし、略L字状、略V字状又は多角形状に屈曲した形状に構成されてもよい。
(6−13)変形例M
上記実施形態では、本発明が、空調システム100の室外ユニット10内に配置される室外熱交換器13に適用される例について説明した。しかし、本発明は、室外熱交換器13以外の熱交換器に適用されてもよい。例えば、本発明は、室内ユニット30内に配置される室内熱交換器31に適用されてもよい。係る場合、室内ファン33によって生成される空気流が上記実施形態における空気流AFに相当する。
上記実施形態では、本発明が、空調システム100の室外ユニット10内に配置される室外熱交換器13に適用される例について説明した。しかし、本発明は、室外熱交換器13以外の熱交換器に適用されてもよい。例えば、本発明は、室内ユニット30内に配置される室内熱交換器31に適用されてもよい。係る場合、室内ファン33によって生成される空気流が上記実施形態における空気流AFに相当する。
また、本発明は、空調システム(エアコン)以外の他の冷凍装置(例えば冷媒回路及び送風機を含む給湯器、製氷機、冷水機、又は除湿機等)の熱交換器として適用されてもよい。
(6−14)変形例N
上記実施形態では、冷媒回路RCにおいて、各膨張弁16は室外ユニット10に配置されていた。しかし、各膨張弁16は、必ずしも室外ユニット10に配置される必要はなく、他のユニット内に配置されてもよい。例えば、膨張弁16は、対応する各室内ユニット30内に配置されてもよい。また、膨張弁16は、室外ユニット10と室内ユニット30との間に独立して配置される中間ユニット内に配置されてもよい。
上記実施形態では、冷媒回路RCにおいて、各膨張弁16は室外ユニット10に配置されていた。しかし、各膨張弁16は、必ずしも室外ユニット10に配置される必要はなく、他のユニット内に配置されてもよい。例えば、膨張弁16は、対応する各室内ユニット30内に配置されてもよい。また、膨張弁16は、室外ユニット10と室内ユニット30との間に独立して配置される中間ユニット内に配置されてもよい。
(6−15)変形例O
空調システム100は、複数台の室内ユニット30を有する、いわゆる室内機マルチタイプの空調システムであった。しかし、これに限定されず、空調システム100は、1台の室内ユニット30を有する空調システムであってもよい。
空調システム100は、複数台の室内ユニット30を有する、いわゆる室内機マルチタイプの空調システムであった。しかし、これに限定されず、空調システム100は、1台の室内ユニット30を有する空調システムであってもよい。
(6−16)変形例P
上記実施形態では、空調システム100は、室外ユニット10内に四路切換弁12を配置され、暖房運転が可能なように構成されていた。しかし、空調システム100は、必ずしも暖房運転が可能なように構成される必要はなく、四路切換弁12については適宜省略が可能である。
上記実施形態では、空調システム100は、室外ユニット10内に四路切換弁12を配置され、暖房運転が可能なように構成されていた。しかし、空調システム100は、必ずしも暖房運転が可能なように構成される必要はなく、四路切換弁12については適宜省略が可能である。
本発明は、熱交換器に適用可能である。
10 :室外ユニット
11 :圧縮機
13、13a :室外熱交換器(熱交換器)
16 :膨張弁
17 :室外ファン
30 :室内ユニット
40 :熱交換部(本体部)
41 :熱交換領域
41a :第1熱交換領域
41b :第2熱交換領域
41c :第3熱交換領域
41d :第4熱交換領域
45 :伝熱管(扁平管)
46 :伝熱フィン
50 :ヘッダ集合管(折返し部)
51 :第1ヘッダ集合管(折返し部)
51a :第1ヘッダ上空間
51b :第1ヘッダ中央空間
51c :第1ヘッダ下空間
52 :上仕切板
53 :下仕切板
55 :第2ヘッダ集合管(折返し部)
55a :第2ヘッダ上空間
55b :第2ヘッダ下空間
56 :中央仕切板
60 :レシーバ(液溜め部)
60a :冷媒貯留空間(貯留空間)
61 :入口管
62 :出口管
63 :上連通管
64 :下連通管
100 :空調システム
451 :冷媒流路
511 :第1ヘッダ上部(折返し部)
512 :第1ヘッダ中部(折返し部、下流側折返し部)
513 :第1ヘッダ下部(折返し部、下流側折返し部)
551 :第2ヘッダ上部(折返し部)
552 :第2ヘッダ下部(折返し部、下流側折返し部)
A1 :上開口(流入口/流出口)
A2 :下開口(流入口/流出口)
AF :空気流
CP1、CP2 :連通空間
H1 :下連通口
H2 :上連通口
RC :冷媒回路
RP :折返し流路
RP1 :第1ヘッダ上側折返し流路
RP2 :第1ヘッダ中央折返し流路(下流側折返し流路)
RP3 :第1ヘッダ下側折返し流路(下流側折返し流路)
RP4 :第2ヘッダ上側折返し流路
RP5 :第2ヘッダ下側折返し流路(下流側折返し流路)
11 :圧縮機
13、13a :室外熱交換器(熱交換器)
16 :膨張弁
17 :室外ファン
30 :室内ユニット
40 :熱交換部(本体部)
41 :熱交換領域
41a :第1熱交換領域
41b :第2熱交換領域
41c :第3熱交換領域
41d :第4熱交換領域
45 :伝熱管(扁平管)
46 :伝熱フィン
50 :ヘッダ集合管(折返し部)
51 :第1ヘッダ集合管(折返し部)
51a :第1ヘッダ上空間
51b :第1ヘッダ中央空間
51c :第1ヘッダ下空間
52 :上仕切板
53 :下仕切板
55 :第2ヘッダ集合管(折返し部)
55a :第2ヘッダ上空間
55b :第2ヘッダ下空間
56 :中央仕切板
60 :レシーバ(液溜め部)
60a :冷媒貯留空間(貯留空間)
61 :入口管
62 :出口管
63 :上連通管
64 :下連通管
100 :空調システム
451 :冷媒流路
511 :第1ヘッダ上部(折返し部)
512 :第1ヘッダ中部(折返し部、下流側折返し部)
513 :第1ヘッダ下部(折返し部、下流側折返し部)
551 :第2ヘッダ上部(折返し部)
552 :第2ヘッダ下部(折返し部、下流側折返し部)
A1 :上開口(流入口/流出口)
A2 :下開口(流入口/流出口)
AF :空気流
CP1、CP2 :連通空間
H1 :下連通口
H2 :上連通口
RC :冷媒回路
RP :折返し流路
RP1 :第1ヘッダ上側折返し流路
RP2 :第1ヘッダ中央折返し流路(下流側折返し流路)
RP3 :第1ヘッダ下側折返し流路(下流側折返し流路)
RP4 :第2ヘッダ上側折返し流路
RP5 :第2ヘッダ下側折返し流路(下流側折返し流路)
Claims (3)
- 流入口(A1/A2)から流入した冷媒が複数回折り返した後に流出口(A2/A1)から流出するように冷媒の流路(451、RP)を形成された熱交換器(13)において、
所定の扁平管延伸方向(x)に沿って延びるとともに所定の扁平管積層方向(y)に沿って並べられた複数の扁平管(45)を含む本体部(40)と、
前記本体部の前記扁平管延伸方向の一端に配置され、複数の前記扁平管の一端と連通し、前記扁平管の一端から流出した冷媒を折り返して他の前記扁平管の一端に流入させる折返し流路(RP)を形成する折返し部(50)と、
液冷媒を溜める貯留空間(60a)を形成する液溜め部(60)と、を備え、
前記折返し部は、前記本体部において各前記扁平管によって形成される冷媒流路(451)の流路容積の50%以上を流れた冷媒を折り返す前記折返し流路である下流側折返し流路(RP2、RP3、RP5)を形成する下流側折返し部(512、513、552)を含み、
前記貯留空間は、前記下流側折返し流路に液冷媒が溜まった時に前記貯留空間に液冷媒が流入するように、前記下流側折返し流路と連通している、
熱交換器(13、13a)。 - 前記貯留空間は、前記下流側折返し部の下端近傍部分において前記下流側折返し流路と連通している、
請求項1に記載の熱交換器(13、13a)。 - 前記貯留空間は、複数の連通空間(CP1、CP2)を介して前記下流側折返し流路と連通している、
請求項1又は2に記載の熱交換器(13、13a)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016112264A JP2017219216A (ja) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016112264A JP2017219216A (ja) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 熱交換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017219216A true JP2017219216A (ja) | 2017-12-14 |
Family
ID=60657918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016112264A Pending JP2017219216A (ja) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 熱交換器 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2017219216A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020008590A1 (ja) | 2018-07-05 | 2020-01-09 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
-
2016
- 2016-06-03 JP JP2016112264A patent/JP2017219216A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020008590A1 (ja) | 2018-07-05 | 2020-01-09 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
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