JP2018084374A - 熱交換器および冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱管と伝熱管支持部材との間に生じる熱応力を低減させつつ、電着塗装による塗膜を十分に形成させやすい熱交換器および冷凍装置を提供する。【解決手段】ヘッダ６９と、ヘッダから直接伸び出したヘッダ連結伝熱管６６ａと、ヘッダ連結伝熱管６６ａに対して冷媒流れ方向におけるヘッダ６９側とは反対側に接続されている分流器側伝熱管６６ｂと、ヘッダ連結伝熱管６６ａを貫通させる主管板側大型貫通孔６３ａおよび分流器側伝熱管６６ｂを貫通させる主管板側小型貫通孔６３ｂが設けられており分流器側伝熱管６６ｂを支持する主管板６３と、を備え、ヘッダ連結伝熱管６６ａと主管板側大型貫通孔６３ａとの隙間寸法が、分流器側伝熱管６６ｂと主管板側小型貫通孔６３ｂとの隙間寸法よりも大きい部分を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、熱交換器および冷凍装置に関する。

従来より、腐食性物質が浮遊する環境下においても使用される熱交換器がある。このような熱交換器では、腐食性物質が付着することにより伝熱管に腐食が生じてしまうおそれがある。

このような課題に対処した熱交換器として、例えば、特許文献１（特開２０１０−１５１４０２号公報）に記載されている熱交換器では、伝熱管を樹脂被包材で覆うことが提案されている。

このような熱交換器は、冷凍装置において異なる温度や圧力の冷媒が供給されて用いられることがある。特に、熱交換器のヘッダ側から流入する冷媒の温度や圧力が大きく変化する場合には、ヘッダから伸びる伝熱管が管板に対して完全に密着固定された構造では、ヘッダから伸びる伝熱管と管板の密着部分において熱応力が生じやすく、当該箇所において損傷が生じるおそれがある。

他方で、熱交換器の腐食を抑制させるために表面に防食性塗膜を形成させることがあり、塗膜が様々な箇所に十分に設けられるように、塗装方法として電着塗装が採用されることがある。このような電着塗装を、例えば、管板に電極を付けて行う場合には、管板と伝熱管の間に隙間が生じていると、十分な通電を確保することが困難であり、防食性塗膜を十分に形成させることができないおそれがある。

本願発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、本願発明の課題は、伝熱管と伝熱管支持部材との間に生じる熱応力を低減させつつ、電着塗装による塗膜を十分に形成させやすい熱交換器および冷凍装置を提供することにある。

第１観点に係る熱交換器は、ヘッダと、第１伝熱管と、第２伝熱管と、伝熱管支持部材と、を備えている。第１伝熱管は、ヘッダから直接伸び出している。第２伝熱管は、第１伝熱管に対して、冷媒流れ方向におけるヘッダ側とは反対側に接続されている。伝熱管支持部材は、第１伝熱管を貫通させる第１貫通孔と、第２伝熱管を貫通させる第２貫通孔と、を有している。伝熱管支持部材は、第２伝熱管を支持する。第１伝熱管と第１貫通孔との隙間寸法が、第２伝熱管と第２貫通孔との隙間寸法よりも大きい部分を有している。

ここで、第１伝熱管と第１貫通孔との隙間寸法とは、第１伝熱管の外周と第１貫通孔の内周との隙間のうち最も広い部分の長さをいう。例えば、第１伝熱管の外周と第１貫通孔の内周がいずれも円である場合であって、第１伝熱管の外周が第１貫通孔の内周とが同心円の関係にある場合には、第１貫通孔の内周の直径から第１伝熱管の外周の直径を差し引いて得られる値を２で除したものが上記隙間寸法となる。

同様に、第２伝熱管と第２貫通孔との隙間寸法とは、第２伝熱管の外周と第２貫通孔の内周との隙間のうち最も広い部分の長さをいう。例えば、第２伝熱管の外周と第２貫通孔の内周がいずれも円である場合であって、第２伝熱管の外周が第２貫通孔の内周とが同心円の関係にある場合には、第２貫通孔の内周の直径から第２伝熱管の外周の直径を差し引いて得られる値を２で除したものが上記隙間寸法となる。

この熱交換器では、第２伝熱管が伝熱管支持部材によって支持されており、第２伝熱管と伝熱管支持部材とは十分に接触箇所を確保することが可能になっている。また、第１伝熱管は、第２伝熱管と直接的または間接的に接続されているため、第１伝熱管についても、第２伝熱管を介して伝熱管支持部材と連続した状態となっている。このため、熱交換器において防食性塗膜等の塗膜を形成させる場合において、電極を伝熱管支持部材に当てた状態で全体的な通電を確保することができるため、電着塗装によって熱交換器の全体に塗膜を十分に形成させることが可能になる。特に、第１伝熱管や第２伝熱管やヘッダやフィン等に電極を当てることなく電着塗装を行うことにより、第１伝熱管や第２伝熱管やヘッダやフィン等のダメージを抑制させることができる。

そして、この熱交換器は、第１伝熱管と第１貫通孔との隙間寸法が、第２伝熱管と第２貫通孔との隙間寸法よりも大きい部分を有している。このため、ヘッダ内を流れる冷媒の温度や圧力が大きく変化しうるような冷媒回路にこの熱交換器が接続されて、当該冷媒回路において冷凍サイクルが行われたとしても、第１伝熱管と第１貫通孔との隙間寸法を大きくしていることにより、第１伝熱管と伝熱管支持部材との間における熱応力を小さく抑制することが可能になっている。

以上により、伝熱管と伝熱管支持部材との間に生じる熱応力を低減させつつ、電着塗装による塗膜を十分に形成させることが可能になっている。

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、防食用塗膜が形成されている。

この熱交換器では、防食用塗膜が形成されているため、腐食の発生を抑制することが可能になる。

第３観点に係る熱交換器は、第１観点または第２観点に係る熱交換器であって、伝熱管支持部材は、ヘッダ側に設けられたヘッダ側支持部材と、ヘッダ側とは反対側に設けられた反ヘッダ側支持部材と、を有している。ヘッダ側支持部材は、第１伝熱管を貫通させる第１ヘッダ側貫通孔および第２伝熱管を貫通させる第２ヘッダ側貫通孔を有している。反ヘッダ側支持部材は、第１伝熱管を貫通させる第１反ヘッダ側貫通孔および第２伝熱管を貫通させる第２反ヘッダ側貫通孔を有している。この熱交換器は、以下の第１関係〜第６関係のいずれかの寸法関係を有している。第１関係では、第１伝熱管と第１ヘッダ側貫通孔との隙間寸法が、第２伝熱管と第２ヘッダ側貫通孔との隙間寸法よりも大きい。第２関係では、第１伝熱管と第１ヘッダ側貫通孔との隙間寸法が、第２伝熱管と第２反ヘッダ側貫通孔との隙間寸法よりも大きい。第３関係では、第１伝熱管と第１反ヘッダ側貫通孔との隙間寸法が、第２伝熱管と第２ヘッダ側貫通孔との隙間寸法よりも大きい。第４関係では、第１伝熱管と第１反ヘッダ側貫通孔との隙間寸法が、第２伝熱管と第２反ヘッダ側貫通孔との隙間寸法よりも大きい。第５関係では、第１伝熱管と第１ヘッダ側貫通孔との隙間寸法と第１伝熱管と第１反ヘッダ側貫通孔との隙間寸法のいずれについても、第２伝熱管と第２ヘッダ側貫通孔との隙間寸法よりも大きい。第６関係では、第１伝熱管と第１ヘッダ側貫通孔との隙間寸法と第１伝熱管と第１反ヘッダ側貫通孔との隙間寸法のいずれについても、第２伝熱管と第２反ヘッダ側貫通孔との隙間寸法よりも大きい。

この熱交換器では、第２伝熱管と第２ヘッダ側貫通孔との隙間寸法と第２伝熱管と第２反ヘッダ側貫通孔との隙間寸法のいずれかよりも大きな隙間寸法が、第１伝熱管と第１ヘッダ側貫通孔または第１反ヘッダ側貫通孔との隙間において確保されているため、当該箇所についての熱応力を小さく抑えることが可能になる。

第４観点に係る熱交換器は、第１観点から第３観点のいずれかに係る熱交換器であって、第２伝熱管の外周と、伝熱管支持部材の第２貫通孔の内周とは、密着している。

この熱交換器では、第２伝熱管の外周と伝熱管支持部材の第２貫通孔の内周とが密着しているため、伝熱管支持部材が伝熱管を十分に支持することが可能になる。

第５観点に係る冷凍装置は、利用ユニットと、熱源ユニットと、を備えている。利用ユニットは、第１観点から第４観点のいずれかに係る熱交換器を利用側熱交換器として有している。熱源ユニットは、利用ユニットと接続されており、圧縮機、切換弁、および熱源側熱交換器を有している。この冷凍装置は、冷房専用である。この冷凍装置は、切換弁の接続状態を切り換えることにより、利用側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる冷却運転と、利用側熱交換器に対して圧縮機から吐出される冷媒を供給するデフロスト運転と、を切り換える。

なお、冷房専用の冷凍装置としては、特に限定されないが、例えば、圧縮機の吐出側が利用側熱交換器に接続された状態で運転される場合には利用側熱交換器に供給される空気流れの無いもの（例えば、利用側ファンの駆動が停止されるもの）を挙げることができる。

冷却運転を行って利用側熱交換器が配置されている空間の温度を低下させるために用いられる冷房専用の冷凍装置であっても、利用側熱交換器に対して圧縮機から吐出される冷媒を供給するデフロスト運転が可能な場合には、冷却運転とデフロスト運転とが切り換えられる際にヘッダに接続されている伝熱管を流れる冷媒の温度が大きく変化する。このように、デフロスト運転が行われる冷房専用の冷凍装置においても、ヘッダから伸びる伝熱管と伝熱管支持部材との間における熱応力の発生を抑制させつつ、電着塗装による塗膜を十分に形成させることが可能になる。

第１観点に係る熱交換器では、伝熱管と伝熱管支持部材との間に生じる熱応力を低減させつつ、電着塗装による塗膜を十分に形成させることが可能になっている。

第２観点に係る熱交換器では、腐食の発生を抑制することが可能になる。

第３観点に係る熱交換器では、第２伝熱管と第２ヘッダ側貫通孔との隙間寸法と第２伝熱管と第２反ヘッダ側貫通孔との隙間寸法のいずれかよりも大きな隙間寸法が、第１伝熱管と第１ヘッダ側貫通孔または第１反ヘッダ側貫通孔との隙間において確保されているため、当該箇所についての熱応力を小さく抑えることが可能になる。

第４観点に係る熱交換器では、伝熱管支持部材が伝熱管を十分に支持することが可能になる。

第５観点に係る冷凍装置では、デフロスト運転が行われる冷房専用の冷凍装置においても、ヘッダから伸びる伝熱管と伝熱管支持部材との間における熱応力の発生を抑制させつつ、電着塗装による塗膜を十分に形成させることが可能になる。

本発明の一実施形態に係る冷凍装置の全体構成図。 利用側熱交換器の概略外観構成図。 利用側熱交換器の主管板における伝熱管の貫通状態を説明する説明図。 利用側熱交換器の対向管板における伝熱管の貫通状態を説明する説明図。 コントローラの概略構成と、コントローラに接続される各部と、を模式的に示したブロック図。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る冷凍装置１００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、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

（１）冷凍装置１００
図１は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置１００の概略構成図である。冷凍装置１００は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、冷蔵倉庫や店舗のショーケースの庫内等の利用側空間の冷却を行う装置である。

冷凍装置１００は、主として、熱源ユニット２と、利用ユニット５０と、熱源ユニット２と利用ユニット５０とを接続する液側冷媒連絡配管６およびガス側冷媒連絡配管７と、入力装置および表示装置としてのリモコン５０ａと、冷凍装置１００の動作を制御するコントローラ７０と、を有している。

冷凍装置１００では、熱源ユニット２に対して、液側冷媒連絡配管６およびガス側冷媒連絡配管７を介して、利用ユニット５０が接続されることで、冷媒回路１０が構成されている。冷凍装置１００では、冷媒回路１０内に封入された冷媒が、圧縮され、冷却又は凝縮され、減圧され、加熱又は蒸発された後に、再び圧縮される、という冷凍サイクルが行われる。なお、特に限定されるものではないが、本実施形態では、冷媒回路１０には、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うための冷媒としてＲ３２が充填されている。

（１−１）熱源ユニット２
熱源ユニット２は、液側冷媒連絡配管６およびガス側冷媒連絡配管７を介して利用ユニット５０が接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。熱源ユニット２は、主として、圧縮機２１と、油分離器２３、四路切換弁２４と、熱源側熱交換器２５と、熱源側ファン４５と、レシーバ２７と、過冷却器３１と、熱源側膨張弁２８と、インジェクション管３０と、過冷却膨張弁３２と、インジェクション弁３３と、油戻し管３８と、油戻し弁３９と、第１分岐管３４と、第２分岐管３６と、液側閉鎖弁４８と、ガス側閉鎖弁４９と、を有している。

また、熱源ユニット２は、圧縮機２１の吐出側から四路切換弁２４の接続ポートの１つを接続しており途中に油分離器２３が設けられている吐出側配管４１と、圧縮機２１の吸入側から四路切換弁２４の接続ポートの１つとを接続する吸入側配管４２と、熱源側熱交換器２５の液側とレシーバ２７とを接続する第１熱源液側配管４３と、レシーバ２７の熱源側熱交換器２５側とは反対側の端部と液側閉鎖弁４８とを接続する第２熱源液側配管４４と、を有している。

圧縮機２１は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。本実施形態の圧縮機２１は、互いに並列に接続された第１圧縮機２１ａと、第２圧縮機２１ｂと、第３圧縮機２１ｃと、によって構成されている。これらの第１圧縮機２１ａ、第２圧縮機２１ｂおよび第３圧縮機２１ｃは、本実施形態では、いずれも全密閉式高圧ドーム型のスクロール圧縮機である。このうち、第１圧縮機２１ａは、容量可変（回転数が可変）の圧縮機であり、インバータが設けられている。第２圧縮機２１ｂおよび第３圧縮機２１ｃは、容量固定（回転数が固定）の圧縮機であり、インバータは設けられていない。

第１圧縮機２１ａ、第２圧縮機２１ｂ、第３圧縮機２１ｃのそれぞれの吸入側には、個別吸入管が接続されている。これらの個別吸入管は、最上流側において１つにまとまっている。これらの個別吸入管の最上流側のまとまった箇所と、四路切換弁２４とは、吸入側配管４２によって接続されている。

第１圧縮機２１ａ、第２圧縮機２１ｂ、第３圧縮機２１ｃのそれぞれの吐出側には、個別吐出管が接続されている。これらの個別吐出管は、最下流側において１つにまとまっている。これらの個別吐出管の最下流側のまとまった箇所と、四路切換弁２４とは、吐出側配管４１によって接続されている。なお、第１圧縮機２１ａの吐出側には、吐出流れのみを許容する逆止弁２２ａが設けられている。第２圧縮機２１ｂの吐出側にも同様に、吐出流れのみを許容する逆止弁２２ｂが設けられており、第３圧縮機２１ｃの吐出側にも同様に、吐出流れのみを許容する逆止弁２２ｃが設けられている。

油分離器２３は、圧縮機２１から吐出された冷媒から主として冷凍機油を分離するための容器であり、吐出側配管４１の途中に設けられている。この油分離器２３は、圧縮機２１を構成する複数の圧縮機である第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂと第３圧縮機２１ｃから吐出された流体（冷媒と冷凍機油を含む）をまとめて流入させ、主として冷凍機油を分離する。

この吐出側配管４１の途中に設けられた油分離器２３からは、油戻し管３８が分岐するようにして延び出している。この油戻し管３８の他端は、後述するインジェクション管３０の途中であって、過冷却器３１と第１〜第３インジェクション分流管３３ｘ、３３ｙ、３３ｚとの間に接続されている。また、油戻し管３８の途中には、弁開度を制御可能な電子膨張弁によって構成された油戻し弁３９が設けられている。

四路切換弁２４は、吐出側配管４１の下流側端部に接続されている。この四路切換弁２４は、接続状態を切り換えることにより、圧縮機２１の吐出側と熱源側熱交換器２５とが接続されてガス側閉鎖弁４９と圧縮機２１の吸入側とが接続された冷却運転状態（通常運転の状態）と、圧縮機２１の吐出側とガス側閉鎖弁４９とが接続されて熱源側熱交換器２５と圧縮機２１の吸入側とが接続された加温運転状態（デフロスト運転の状態）と、を切り換えることが可能になっている。

熱源側熱交換器２５は、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の放熱器として機能すると共に、低圧の冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器２５は、一端が四路切換弁２４側から伸びた冷媒配管に接続されており、他端が第１熱源液側配管４３に接続されている。

熱源側ファン４５は、熱源ユニット２内に庫外空気（熱源側空気）を取り込んで、熱源側熱交換器２５において冷媒と熱交換させた後に、外部に排出させるための空気流れを形成する。熱源側ファン４５は、熱源側ファンモータＭ４５によって回転駆動される。熱源側ファン４５の風量は、熱源側ファンモータＭ４５の回転数を調節することにより制御される。

第１熱源液側配管４３の途中には、熱源側熱交換器２５側からレシーバ２７側に向かう冷媒流れのみを許容する第１熱源液側逆止弁２６が設けられている。

レシーバ２７は、冷媒を一時的に溜める容器であり、第１熱源液側配管４３の熱源側熱交換器２５側とは反対側に設けられている。ここで、第１熱源液側配管４３は、レシーバ２７の上方における気相部分に接続されている。

熱源側膨張弁２８は、弁開度を制御可能な電動膨張弁によって構成されており、第２熱源液側配管４４に（より詳細には過冷却器３１の下流側の部分に）配置されている。

過冷却器３１は、レシーバ２７において一時的に溜められた冷媒を利用ユニット５０に送る前にさらに冷却する熱交換器であり、第２熱源液側配管４４のレシーバ２７と熱源側膨張弁２８との間に配置されている。

インジェクション管３０は、第２熱源液側配管４４の過冷却器３１と熱源側膨張弁２８との間から分岐するように伸び出しており、圧縮機２１の圧縮工程の途中に接続されている。

過冷却膨張弁３２は、弁開度を制御可能な電動膨張弁によって構成されており、インジェクション管３０の途中であって、過冷却器３１よりも上流側に設けられている。過冷却器３１では、レシーバ２７から流れ出た第２熱源液側配管４４を流れる冷媒と、インジェクション管３０を流れる冷媒であって過冷却膨張弁３２によって減圧された冷媒と、の間で熱交換が行われる。これにより、第２熱源液側配管４４を流れる冷媒は過冷却されて、熱源側膨張弁２８に向けて流れる。他方、インジェクション管３０において過冷却器３１を通過した冷媒は、さらにインジェクション管３０の下流側に向けて流れる。

インジェクション管３０における油戻し管３８との合流部分よりもさらに下流側（圧縮機２１側）は、第１〜第３インジェクション分流管３３ｘ、３３ｙ、３３ｚを介して、圧縮機２１まで伸びている。具体的には、インジェクション管３０における油戻し管３８との合流部分よりもさらに下流側（圧縮機２１側）は、第１圧縮機２１ａの圧縮工程の途中に合流するように流れる第１インジェクション分流管３３ｘと、第２圧縮機２１ｂの圧縮工程の途中に合流するように流れる第２インジェクション分流管３３ｙと、第３圧縮機２１ｃの圧縮工程の途中に合流するように流れる第３インジェクション分流管３３ｚと、に分岐している。

インジェクション弁３３は、弁開度を制御可能な電動膨張弁によって構成されており、インジェクション管３０における第１〜第３インジェクション分流管３３ｘ、３３ｙ、３３ｚの途中にそれぞれ設けられている。

第２熱源液側配管４４には、熱源側膨張弁２８と液側閉鎖弁４８との間において、熱源側膨張弁２８側から液側閉鎖弁４８側に向かう冷媒流れのみを許容する第２熱源液側逆止弁２９が設けられている。

第１分岐管３４は、第２熱源液側配管４４の途中であって、第２熱源液側逆止弁２９と液側閉鎖弁４８との間から分岐し、第１熱源液側配管４３の途中であって第１熱源液側逆止弁２６とレシーバ２７との間の部分に合流するように設けられた冷媒配管である。この第１分岐管３４の途中には、第２熱源液側配管４４側から第１熱源液側配管４３側に向かう冷媒流れのみを許容する第１分岐逆止弁３５が設けられている。

第２分岐管３６は、第２熱源液側配管４４の途中であって、熱源側膨張弁２８と第２熱源液側逆止弁２９との間から分岐し、第１熱源液側配管４３の途中であって熱源側熱交換器２５と第１熱源液側逆止弁２６との間の部分に合流するように設けられた冷媒配管である。この第２分岐管３６の途中には、第２熱源液側配管４４側から第１熱源液側配管４３側に向かう冷媒流れのみを許容する第２分岐逆止弁３７が設けられている。

液側閉鎖弁４８は、第２熱源液側配管４４と液側冷媒連絡配管６との接続部分に配置された手動弁である。

ガス側閉鎖弁４９は、四路切換弁２４から伸びる配管とガス側冷媒連絡配管７との接続部分に配置された手動弁である。

熱源ユニット２には、各種センサが配置されている。具体的には、吸入側配管４２には、圧縮機２１の吸入側における冷媒の圧力である吸入圧力を検出する低圧センサ４０ａが設けられている。また、第１圧縮機２１ａの個別吐出管の途中には、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力である吐出圧力を検出する高圧センサ４０ｃが設けられている。さらに、インジェクション管３０の途中であって、インジェクション管３０と油戻し管３８との合流部分と、過冷却器３１と、の間には、冷凍サイクルにおける中間圧力を検出する中間圧センサ４０ｂが設けられている。さらに、熱源側熱交換器２５又は熱源側ファン４５の周辺には、熱源ユニット２内に吸入される熱源側空気の温度を検出する熱源側空気温度センサ４６が配置されている。そして、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度を検知するための吐出温度センサ４７が、吐出側配管４１の途中（本実施形態では油分離器２３の上流側であって、第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂと第３圧縮機２１ｃの吐出冷媒の合流後の位置）に設けられている。

熱源ユニット２は、熱源ユニット２を構成する各部の動作を制御する熱源ユニット制御部２０を有している。熱源ユニット制御部２０は、ＣＰＵやメモリ等を含むマイクロコンピュータを有している。熱源ユニット制御部２０は、利用ユニット５０の利用ユニット制御部５７と通信線を介して接続されており、制御信号等の送受信を行う。

（１−２）利用ユニット５０
利用ユニット５０は、液側冷媒連絡配管６およびガス側冷媒連絡配管７を介して熱源ユニット２と接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。

利用ユニット５０は、利用側膨張弁５４と、利用側熱交換器６０と、を有している。また、利用ユニット５０は、利用側熱交換器６０の液側端と液側冷媒連絡配管６とを接続する利用側液冷媒管５９と、利用側熱交換器６０のガス側端とガス側冷媒連絡配管７とを接続する利用側ガス冷媒管５８と、を有している。

利用側膨張弁５４は、弁開度を制御可能な電動膨張弁によって構成されており、利用側液冷媒管５９の途中に設けられている。

利用側熱交換器６０は、冷凍サイクルにおける冷却運転時には低圧の冷媒の蒸発器として機能して庫内空気（利用側空気）を冷却し、デフロスト運転等の加温運転時には冷媒の放熱器として機能する熱交換器であり、詳細は後述する。

ここで、利用ユニット５０は、利用ユニット５０内に利用側空気を吸入して、利用側熱交換器６０において冷媒と熱交換させた後に、利用側空間に供給するための利用側ファン５３を有している。利用側ファン５３は、利用側熱交換器６０を流れる冷媒の加熱源としての利用側空気を利用側熱交換器６０に供給するためのファンである。利用側ファン５３は、利用側ファンモータＭ５３によって回転駆動される。

また、利用ユニット５０は、利用ユニット５０を構成する各部の動作を制御する利用ユニット制御部５７を有している。利用ユニット制御部５７は、ＣＰＵやメモリ等を含むマイクロコンピュータを有している。利用ユニット制御部５７は、熱源ユニット制御部２０と通信線を介して接続されており、制御信号等の送受信を行う。

（１−３）リモコン５０ａ
リモコン５０ａは、利用ユニット５０のユーザが冷凍装置１００の運転状態を切り換えるための各種指示を入力するための入力装置である。また、リモコン５０ａは、冷凍装置１００の運転状態や所定の報知情報を表示するための表示装置としても機能する。リモコン５０ａは、利用ユニット制御部５７と通信線を介して接続されており、相互に信号の送受信を行っている。

（２）利用側熱交換器６０の詳細
図２に、利用側熱交換器６０を空気流れ方向から見た概略外観構成図を示す。また、図３に、利用側熱交換器６０の主管板６３における伝熱管６６の貫通状態を説明する説明図を示す。図４に、利用側熱交換器６０の対向管板６４における伝熱管６６の貫通状態を説明する説明図を示す。

利用側熱交換器６０は、分流器６１と、熱交換器本体６２と、ヘッダ６９と、を有して構成されている。

分流器６１は、熱交換器本体６２に対して利用側膨張弁５４側に設けられており、冷却運転時には利用側膨張弁５４を通過して熱交換器本体６２に向かう冷媒を分流する。分流器６１は、分流された各冷媒流れを導く複数の分流管６１ａを有している。この複数の分流管６１ａは、熱交換器本体６２において伝熱管６６と接続されている。より具体的には、分流管６１ａは、伝熱管６６のうちの分流器側伝熱管６６ｂに接続されている。この分流管６１ａは、分流器側伝熱管６６ｂに接続される箇所近傍において、一度下方に向けて撓んだ形状を有している。

ヘッダ６９は、熱交換器本体６２に対してガス側冷媒連絡配管７側に設けられており、冷却運転時には熱交換器本体６２を通過した冷媒を合流させて、ガス側冷媒連絡配管７に導く。ヘッダ６９には、熱交換器本体６２から伸び出した複数の伝熱管６６が接続されている。より具体的には、ヘッダ６９には、伝熱管６６のうちヘッダ連結伝熱管６６ａが接続されている。本実施形態においては、ヘッダ連結伝熱管６６ａは、ヘッダ６９から対向Ｕ字管６７に到るまで直線的に延びている。

熱交換器本体６２は、複数の伝熱管６６と、各伝熱管６６が固定された複数のフィン６５と、主管板６３と、対向管板６４と、対向Ｕ字管６７と、主Ｕ字管６８と、を有している。

複数の伝熱管６６は、複数のヘッダ連結伝熱管６６ａと、複数の分流器側伝熱管６６ｂと、を有している。ヘッダ連結伝熱管６６ａは、ヘッダ６９から対向Ｕ字管６７に到るまで直線的に延びている。分流器側伝熱管６６ｂは、ヘッダ連結伝熱管６６ａと、分流管６１ａと、を対向Ｕ字管６７および主Ｕ字管６８を介して接続するように設けられている。より具体的には、ヘッダ連結伝熱管６６ａと、最もヘッダ連結伝熱管６６ａに近い分流器側伝熱管６６ｂとは、対向Ｕ字管６７を介して接続されている。さらに、分流器側伝熱管６６ｂ同士が、対向Ｕ字管６７を介して接続されている箇所と、主Ｕ字管６８を介して接続されている箇所と、が交互に設けられている。そして、最もヘッダ連結伝熱管６６ａから遠い分流器側伝熱管６６ｂには、分流管６１ａが接続されている。なお、特に限定されないが、伝熱管６６は、銅、銅合金等の金属により構成されている。

フィン６５は、複数の伝熱管６６を貫通させる複数の開口を有している。各伝熱管６６の外周部は、フィン６５の複数の開口の内周縁に対して、伝熱管６６が拡管されることにより密着固定されている。これにより、フィン６５と伝熱管６６との熱伝達効率が向上し、熱交換効率を高めることができている。フィン６５は、特に限定されないが、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属により構成されている。

主管板６３は、フィン６５よりも厚みがある、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属により構成された板金部材である。主管板６３には、伝熱管６６のうちのヘッダ連結伝熱管６６ａを貫通させる主管板側大型貫通孔６３ａと、伝熱管６６のうちの分流器側伝熱管６６ｂを貫通させる主管板側小型貫通孔６３ｂと、が板厚方向に貫通するように設けられている。

そして、主管板６３は、ヘッダ連結伝熱管６６ａと主管板側大型貫通孔６３ａとの隙間寸法が、分流器側伝熱管６６ｂと主管板側小型貫通孔６３ｂとの隙間寸法よりも大きくなるように構成されている。

より具体的には、主管板側大型貫通孔６３ａの内径は、拡管されているヘッダ連結伝熱管６６ａの外径よりも大きく、ヘッダ連結伝熱管６６ａの外周面が主管板側大型貫通孔６３ａの内周縁に接触しないように構成されている。ここで、主管板側大型貫通孔６３ａの中心と、ヘッダ連結伝熱管６６ａの軸とは、重なるように配置されている。このため、主管板側大型貫通孔６３ａの内周縁とヘッダ連結伝熱管６６ａの外周面との隙間寸法は、主管板側大型貫通孔６３ａの内周縁の直径からヘッダ連結伝熱管６６ａの外周面の直径を差し引いて得られる値を２で除した値となっている。

また、主管板側小型貫通孔６３ｂの内径は、拡管されている分流器側伝熱管６６ｂの外径と同じであり、フィン６５の開口と分流器側伝熱管６６ｂとの関係と同様に、分流器側伝熱管６６ｂが拡管されることで分流器側伝熱管６６ｂの外周部が主管板側小型貫通孔６３ｂの内縁に密着固定されている。このため、分流器側伝熱管６６ｂの外周面と主管板側小型貫通孔６３ｂの内周縁との隙間は、本実施形態においてはゼロである。

このように、複数の伝熱管６６のうちの分流器側伝熱管６６ｂが、主管板６３に対して密着固定されていることで、各分流器側伝熱管６６ｂ同士の位置関係を定めて熱交換器本体６２の強度を高めることができている。

対向管板６４も、主管板６３と同様に、フィン６５よりも厚みがある、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属により構成された板金部材である。対向管板６４は、熱交換器本体６２において複数のフィン６５を主管板６３との間において板厚方向に挟むようにして、主管板６３と対向するように設けられている。

対向管板６４には、伝熱管６６のうちのヘッダ連結伝熱管６６ａを貫通させる対向管板側大型貫通孔６４ａと、伝熱管６６のうちの分流器側伝熱管６６ｂを貫通させる対向管板側小型貫通孔６４ｂと、が板厚方向に貫通するように設けられている。

そして、本実施形態においては、対向管板６４は、主管板６３と同様に、ヘッダ連結伝熱管６６ａと対向管板側大型貫通孔６４ａとの隙間寸法が、分流器側伝熱管６６ｂと対向管板側小型貫通孔６４ｂとの隙間寸法よりも大きくなるように構成されている。

より具体的には、対向管板側大型貫通孔６４ａの内径は、拡管されているヘッダ連結伝熱管６６ａの外径よりも大きく、ヘッダ連結伝熱管６６ａの外周面が対向管板側大型貫通孔６４ａの内周縁に接触しないように構成されている。ここで、対向管板側大型貫通孔６４ａの中心と、ヘッダ連結伝熱管６６ａの軸とは、重なるように配置されている。このため、対向管板側大型貫通孔６４ａの内周縁とヘッダ連結伝熱管６６ａの外周面との隙間寸法は、対向管板側大型貫通孔６４ａの内周縁の直径からヘッダ連結伝熱管６６ａの外周面の直径を差し引いて得られる値を２で除した値となっている。

また、対向管板側小型貫通孔６４ｂの内径は、拡管されている分流器側伝熱管６６ｂの外径と同じであり、フィン６５の開口と分流器側伝熱管６６ｂとの関係と同様に、分流器側伝熱管６６ｂが拡管されることで分流器側伝熱管６６ｂの外周部が対向管板側小型貫通孔６４ｂの内縁に密着固定されている。このため、分流器側伝熱管６６ｂの外周面と対向管板側小型貫通孔６４ｂの内周縁との隙間は、本実施形態においてはゼロである。

このように、複数の伝熱管６６のうちの分流器側伝熱管６６ｂが、主管板６３だけでなく、対向管板６４に対しても密着固定されていることで、各分流器側伝熱管６６ｂ同士の位置関係を定めて熱交換器本体６２の強度を高めることができている。また、伝熱管６６のうちのヘッダ連結伝熱管６６ａについては、このように強度が確保された最寄りの分流器側伝熱管６６ｂに対して対向Ｕ字管６７を介して固定されているため、十分な強度を確保することができている。

以上の熱交換器本体６２は、特に限定されないが、例えば、複数のフィン６５と主管板６３と対向管板６４とに複数の伝熱管６６が貫通している状態で、伝熱管６６が拡管されることにより互いに固定して製造することができる。そして、このようにして得られた熱交換器本体６２に対して、ヘッダ６９側とは冷媒流れにおいて反対側となる分流器側伝熱管６６ｂの端部と分流管６１ａの一端とを溶接固定することで、分流器６１を固定することができる。また、熱交換器本体６２から伸び出しているヘッダ連結伝熱管６６ａの端部をヘッダ６９に溶接固定することで、ヘッダ６９を固定することができる。

以上のようにして得られた利用側熱交換器６０は、公知の電着塗装により防食性塗膜が形成される。電着塗装としては、カチオン電着塗料を用いたカチオン電着塗装であることが好ましい。また、電着塗装によって形成される塗膜は、一層であってもよいし、複数層であってもよい。なお、電着塗装に用いる塗料としては、特に限定されないが、熱交換器に対して用いられる公知の水溶性塗料であってよく、防食性塗料であることが好ましい。このような防食性塗料としては、例えば、エポキシ樹脂等を用いることができる。また、防食性塗膜の外側にはアクリル樹脂によって構成されたトップコートを形成させてもよい。

以上のように構成された利用側熱交換器６０のうち、主管板６３または対向管板６４に対して電極をあてがうことで利用側熱交換器６０の全体を通電させて電着塗装を行うことができる。

（３）コントローラ７０の詳細
冷凍装置１００では、熱源ユニット制御部２０と、利用ユニット制御部５７と、が通信線を介して接続されることで、冷凍装置１００の動作を制御するコントローラ７０が構成されている。

図５は、コントローラ７０の概略構成と、コントローラ７０に接続される各部と、を模式的に示したブロック図である。

コントローラ７０は、複数の制御モードを有し、遷移している制御モードに応じて冷凍装置１００の運転を制御する。例えば、コントローラ７０は、制御モードとして、平常時に行われる冷却運転モードと、逆サイクルデフロスト時に行われる加温運転モードと、を有している。

コントローラ７０は、熱源ユニット２に含まれる各アクチュエータ（具体的には、圧縮機２１、四路切換弁２４、熱源側膨張弁２８、過冷却膨張弁３２、インジェクション弁３３、油戻し弁３９、および熱源側ファン４５（熱源側ファンモータＭ４５））と、各種センサ（低圧センサ４０ａ、中間圧センサ４０ｂ、高圧センサ４０ｃ、および熱源側空気温度センサ４６、吐出温度センサ４７等）と、電気的に接続されている。また、コントローラ７０は、利用ユニット５０に含まれるアクチュエータ（具体的には、利用側ファン５３（利用側ファンモータＭ５３）、利用側膨張弁５４）と電気的に接続されている。また、コントローラ７０は、リモコン５０ａと、電気的に接続されている。

コントローラ７０は、主として、記憶部７１と、通信部７２と、モード制御部７３と、アクチュエータ制御部７４と、表示制御部７５と、を有している。なお、コントローラ７０内におけるこれらの各部は、熱源ユニット制御部２０および／又は利用ユニット制御部５７に含まれる各部が一体的に機能することによって実現されている。

（３−１）記憶部７１
記憶部７１は、例えば、ROM、RAM、およびフラッシュメモリ等で構成されており、揮発性の記憶領域と不揮発性の記憶領域を含む。記憶部７１には、コントローラ７０の各部における処理を定義した制御プログラムが格納されている。また、記憶部７１は、コントローラ７０の各部によって、所定の情報（例えば、各センサの検出値、リモコン５０ａに入力されたコマンド等）を、所定の記憶領域に適宜格納される。

（３−２）通信部７２
通信部７２は、コントローラ７０に接続される各機器と、信号の送受信を行うための通信インターフェースとしての役割を果たす機能部である。通信部７２は、アクチュエータ制御部７４からの依頼を受けて、指定されたアクチュエータに所定の信号を送信する。また、通信部７２は、各種センサ、リモコン５０ａから出力された信号を受けて、記憶部７１の所定の記憶領域に格納する。

（３−３）モード制御部７３
モード制御部７３は、制御モードの切り換え等を行う機能部である。モード制御部７３は、利用側熱交換器６０における霜の付着に関する所定デフロスト条件が満たされていない状態で運転を行う場合には、冷却運転モードとする。また、モード制御部７３は、冷却運転モードにおいて、所定デフロスト条件が満たされた場合には、加温運転モードに切り換える。

（３−４）アクチュエータ制御部７４
アクチュエータ制御部７４は、制御プログラムに沿って、状況に応じて、冷凍装置１００に含まれる各アクチュエータ（例えば圧縮機２１等）の動作を制御する。

アクチュエータ制御部７４は、冷却運転モード時には、四路切換弁２４の接続状態を圧縮機２１の吐出側と熱源側熱交換器２５とが接続されてガス側閉鎖弁４９と圧縮機２１の吸入側とが接続された状態として、熱源側膨張弁２８が全開状態となるように制御しつつ、設定温度や各種センサの検出値等に応じて、圧縮機２１の回転数、熱源側ファン４５、過冷却膨張弁３２の開度、油戻し弁３９の開度、第１〜第３インジェクション弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃの各弁開度、利用側膨張弁５４の開度、利用側ファン５３の回転数等をリアルタイムに制御する。なお、冷却運転モード実行中は、第１〜第３インジェクション弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、いずれも全閉状態以外の状態に制御される。

また、アクチュエータ制御部７４は、加温運転モード時には、四路切換弁２４の接続状態を圧縮機２１の吐出側とガス側閉鎖弁４９とが接続されて熱源側熱交換器２５と圧縮機２１の吸入側とが接続された状態として、過冷却膨張弁３２は全閉状態となるように制御し、利用側膨張弁５４は全開状態となるように制御し、利用側ファン５３を停止させるように制御しつつ、各種センサの検出値等に応じて、圧縮機２１の回転数、熱源側ファン４５、熱源側膨張弁２８の開度、油戻し弁３９の開度、第１〜第３インジェクション弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃの各弁開度等をリアルタイムに制御する。なお、加温運転モード実行中においても、第１〜第３インジェクション弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、いずれも全閉状態以外の状態に制御される。

（３−５）表示制御部７５
表示制御部７５は、表示装置としてのリモコン５０ａの動作を制御する機能部である。

表示制御部７５は、運転状態や状況に係る情報を管理者に対して表示すべく、リモコン５０ａに所定の情報を出力させる。

例えば、表示制御部７５は、冷却運転実行中には、設定温度等の各種情報をリモコン５０ａに表示させる。

（４）冷却運転モードの冷媒の流れ
以下、冷却運転モードにおける冷媒回路１０における冷媒の流れについて説明する。

冷凍装置１００では、運転時に、冷媒回路１０に充填された冷媒が、主として、圧縮機２１、熱源側熱交換器２５、レシーバ２７、過冷却器３１、熱源側膨張弁２８、利用側膨張弁５４、利用側熱交換器６０の順に循環する冷却運転（冷凍サイクル運転）が行われる。

冷却運転が開始されると、冷媒回路１０内において、冷媒が圧縮機２１に吸入されて圧縮された後に吐出される。ここで、冷凍サイクルにおける低圧は、低圧センサ４０ａによって検出される吸入圧力であり、冷凍サイクルにおける高圧は、高圧センサ４０ｃによって検出される吐出圧力であり、冷凍サイクルにおける中間圧は、中間圧センサ４０ｂによって検出される吐出圧力である。

圧縮機２１では、利用ユニット５０で要求される冷却負荷に応じた容量制御が行われる。具体的には、吸入圧力の目標値が利用ユニット５０で要求される冷却負荷に応じて設定され、吸入圧力が目標値になるように圧縮機２１の回転数が制御される。

圧縮機２１から吐出されたガス冷媒は、吐出側配管４１を経て、熱源側熱交換器２５のガス側端に流入する。ここで、吐出側配管４１の途中に設けられた油分離器２３は、圧縮機２１から吐出された冷媒から冷凍機油を分離し、油戻し管３８側に導く。

熱源側熱交換器２５のガス側端に流入したガス冷媒は、熱源側熱交換器２５において、熱源側ファン４５によって供給される熱源側空気と熱交換を行って放熱して凝縮し、液冷媒となって熱源側熱交換器２５の液側端から流出する。

熱源側熱交換器２５の液側端から流出した液冷媒は、第２分岐管３６側に分岐して流れることなく、第１熱源液側配管４３および第１熱源液側逆止弁２６を通過して、レシーバ２７の入口に流入する。レシーバ２７に流入した液冷媒は、レシーバ２７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２７の出口から流出する。

レシーバ２７の出口から流出した液冷媒は、第２熱源液側配管４４を流れて過冷却器３１に流入する。

過冷却器３１に流入した液冷媒は、過冷却器３１において、インジェクション管３０を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却されて過冷却状態の液冷媒になり、過冷却器３１の熱源側膨張弁２８側の出口から流出する。なお、ここで、過冷却膨張弁３２の弁開度は、コントローラ７０によって、過冷却器３１から熱源側膨張弁２８に向けて流れる冷媒が所定の正の過冷却度を有するようにしつつ、中間圧センサの検知値が所定の中間圧条件を満たすように制御される。

過冷却器３１の熱源側膨張弁２８側の出口から流出した液冷媒は、第２熱源液側配管４４における過冷却器３１と熱源側膨張弁２８との間の部分を経て、熱源側膨張弁２８に流入する。このとき、過冷却器３１の熱源側膨張弁２８側の出口から流出した液冷媒の一部は、第２熱源液側配管４４における過冷却器３１と熱源側膨張弁２８との間の部分から分岐しているインジェクション管３０に向けて流れるようになっている。

インジェクション管３０を流れる冷媒は、過冷却膨張弁３２によって冷凍サイクルにおける中間圧になるまで減圧される。過冷却膨張弁３２によって減圧された後のインジェクション管３０を流れる冷媒は、過冷却器３１のインジェクション管３０側の入口に流入する。過冷却器３１のインジェクション管３０側の入口に流入した冷媒は、過冷却器３１において、第２熱源液側配管４４側を流れる冷媒と熱交換を行って加熱されてガス冷媒になる。そして、過冷却器３１において加熱された冷媒は、インジェクション管３０の下流側まで流れ、油戻し管３８を介して流れてきた冷凍機油と合流することで混合され、第１〜第３インジェクション分流管３３ｘ、３３ｙ、３３ｚにそれぞれ分流されて、第１〜第３圧縮機２１ａ、２１ｂ、２１ｃの圧縮工程の途中に合流する。ここで、第１〜第３インジェクション分流管３３ｘ、３３ｙ、３３ｚを流れる冷媒量は、第１〜第３インジェクション弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃの各弁開度によって調整される。

熱源側膨張弁２８は、冷却運転モードでは全開状態に制御されているため、第２熱源液側配管４４から熱源側膨張弁２８に流入した液冷媒は、減圧されることなく熱源側膨張弁２８を通過し、その後に、液側閉鎖弁４８、および液側冷媒連絡配管６を経て、運転中の利用ユニット５０に流入する。

利用ユニット５０に流入した冷媒は、利用側液冷媒管５９の一部を経て、利用側膨張弁５４に流入する。利用側膨張弁５４に流入した冷媒は、利用側膨張弁５４によって冷凍サイクルにおける低圧になるまで減圧されて、利用側液冷媒管５９を経て利用側熱交換器６０の液側端に流入する。

利用側熱交換器６０の液側端に流入した低圧の冷媒（図１の実線矢印参照）は、分流器６１において分流されて熱交換器本体６２に流入する。熱交換器本体６２に流入した冷媒は、複数の伝熱管６６のうち、まず先に、分流器側伝熱管６６ｂを流れる。この伝熱管６６の分流器側伝熱管６６ｂを流れる冷媒は、利用側ファン５３によって供給される利用側空気と熱交換を行って、蒸発する。その後、ヘッダ連結伝熱管６６ａを流れる冷媒は、さらに蒸発することで低温低圧のガス冷媒となって利用側熱交換器６０のヘッダ６９に集められ、利用側熱交換器６０のガス側端から流出する。利用側熱交換器６０のガス側端から流出したガス冷媒は、利用側ガス冷媒管５８を介して、ガス側冷媒連絡配管７に流れていく。

このようにして、利用ユニット５０から流出した冷媒は、ガス側閉鎖弁４９、四路切換弁２４および吸入側配管４２を経て、再び、圧縮機２１に吸入される。

（５）加温運転モードの冷媒の流れ
以下、利用側熱交換器６０に付着した霜を除去するため等に行われる加温運転モードにおける冷媒回路１０における冷媒の流れについて説明する。

なお、本実施形態では、利用側熱交換器６０の周囲に電気ヒータは設けられておらず、電気ヒータにより加熱することによるデフロストは行われない。本実施形態では、冷却運転とは逆の冷凍サイクルを実現することにより（加温運転により）、圧縮機２１から吐出される高温高圧冷媒によって利用側熱交換器６０に付着した霜の融解除去（デフロスト）を行う。

具体的には、加温運転は、コントローラ７０が冷却運転時に所定の加温運転開始条件を満たしたと判断した場合に（例えば、冷却運転が所定時間の間実行された場合または除霜対象の熱交換器の温度が所定温度以下に低下した場合）、開始される。

冷凍装置１００では、冷媒回路１０に充填された冷媒が、主として、圧縮機２１、利用側熱交換器６０、利用側膨張弁５４、レシーバ２７、熱源側膨張弁２８、熱源側熱交換器２５の順に循環する加温運転（冷凍サイクル運転）が行われる。

加温運転が開始されると、冷媒回路１０内において、冷媒が圧縮機２１に吸入されて圧縮された後に吐出される。

圧縮機２１では、特に限定されないが、例えば最大回転数となるように制御される。具体的には、第１圧縮機２１ａの回転数を最大としつつ、第２圧縮機２１ｂおよび第３圧縮機２１ｃについては固定回転数となるように制御される。

圧縮機２１から吐出されたガス冷媒は、吐出側配管４１、四路切換弁２４、ガス側冷媒連絡配管７を経て、利用側熱交換器６０のガス側端に流入する（図１の点線矢印参照）。

利用側熱交換器６０のガス側端に流入した高温高圧のガス冷媒は、利用側熱交換器６０のヘッダ６９に流入する。ヘッダ６９において分流された冷媒は、複数の伝熱管６６のうちまず先にヘッダ連結伝熱管６６ａを通過しながら放熱することで凝縮する。その後、伝熱管６６のうちの分流器側伝熱管６６ｂを流れる冷媒は、さらに放熱して、凝縮して、分流器６１において合流する。これにより、利用側熱交換器６０に付着している霜を融解させる。なお、このとき、利用側ファン５３の駆動は停止している。

利用側熱交換器６０で霜を融解させて凝縮した冷媒は、全開状態に制御されている利用側膨張弁５４を通過し、液側冷媒連絡配管６を介して熱源ユニット２の液側に流入する。

熱源ユニット２の液側閉鎖弁４８を通過した冷媒は、第１分岐管３４における第１分岐逆止弁３５を通過するように流れ（第２熱源液側配管４４には第２熱源液側逆止弁２９が設けられているため、当該方向には流れない。）、レシーバ２７に流入する。レシーバ２７に流入した冷媒は、第２熱源液側配管４４を流れ、過冷却器３１を通過して、熱源側膨張弁２８において冷凍サイクルにおける低圧になるまで減圧された後、第２分岐管３６の第２分岐逆止弁３７を通過するように流れる。なお、加温運転時には過冷却膨張弁３２は全閉状態に制御されているため、インジェクション管３０の上流側には冷媒は流れない。また、加温運転時には油戻し弁３９は開度制御されているため、油戻し管３８を流れた冷凍機油は、インジェクション管３０の下流側部分を介して第１〜第３圧縮機２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれに送られる。

上述の第２分岐管３６の第２分岐逆止弁３７を通過するように流れた冷媒は、第１熱源液側配管４３を介して熱源側熱交換器２５に流入する。熱源側熱交換器２５の液側端に流入した冷媒は、熱源側熱交換器２５において、熱源側ファン４５によって供給される熱源側空気と熱交換を行って蒸発し、ガス冷媒となって熱源側熱交換器２５のガス側端から流出する。

熱源側熱交換器２５から流出したガス冷媒は、四路切換弁２４および吸入側配管４２を経て、再び、圧縮機２１に吸入される。

なお、加温運転は、コントローラ７０が加温運転開始から所定の加温運転終了条件を満たしたと判断した場合に（例えば、所定時間の経過または除霜対象の熱交換器の温度が所定温度以上となること等）、終了され、通常の冷却運転が再開される。

（６）本実施形態の利用側熱交換器６０および冷凍装置１００の特徴
（６−１）
本実施形態に係る利用側熱交換器６０は、冷蔵倉庫や店舗のショーケースの庫内等に用いられ、チルド品などの食品の冷却に用いられることがある。このような場合には、冷却対象から生じる腐食性ガスによって、利用側熱交換器６０が腐食してしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態の利用側熱交換器６０は、防食性塗膜が形成されているため、伝熱管６６やフィン６５等の金属構造部品が腐食してしまうことを抑制することができている。

しかも、防食性塗膜は、電着塗装によって形成されるため、利用側熱交換器６０の表面全体に渡って十分に塗膜を形成することが可能になる。そして、当該電着塗装時には、電極を伝熱管６６やフィン６５やヘッダ６９や分流器６１等にあてがうのではなく、主管板６３または対向管板６４に電極をあてがうことで通電を行っている。これにより、伝熱管６６やフィン６５やヘッダ６９や分流器６１が電極と接触していることによる損傷を抑制し、フィン６５の熱交換性能の劣化を抑制しつつ、耐圧部品である伝熱管６６やヘッダ６９や分流器６１に損傷が生じることを抑制させることができる。なお、主管板６３や対向管板６４は、熱交換に寄与する度合いが小さく、耐圧性が求められる部品でもないことから、電極との接触箇所に損傷が生じても、問題が生じにくい。

そして、伝熱管６６のうちの分流器側伝熱管６６ｂと主管板６３や対向管板６４は、分流器側伝熱管６６ｂが拡管されることにより主管板６３や対向管板６４と圧着されるようにして十分な接触面積を確保することができているため、利用側熱交換器６０の全体において十分な通電を確保しやすいとともに、伝熱管６６のうちのヘッダ連結伝熱管６６ａについても分流器側伝熱管６６ｂと対向Ｕ字管６７を介して接続されているために、通電を確保することができ、防食性塗膜を十分に設けることが可能となる。

（６−２）
本実施形態の冷凍装置１００では、冷却運転時に利用側熱交換器６０に霜が付着した場合には、逆サイクルの加温運転（デフロスト）が行われることで、利用側熱交換器６０に付着した霜を融解させることができる。

この際に、冷却運転時には低温低圧の冷媒が通過していたヘッダ６９に対して、高温高圧の冷媒が供給されることになるため、ヘッダ６９およびヘッダ６９に接続されている伝熱管６６であるヘッダ連結伝熱管６６ａにおいては、温度変化や圧力変化による膨張や伸縮が生じやすい。

これに対して、本実施形態の利用側熱交換器６０では、伝熱管６６のうちヘッダ６９から直接伸び出しているヘッダ連結伝熱管６６ａについては、主管板６３の主管板側大型貫通孔６３ａの内側を隙間を確保しつつ通過するように構成されており、主管板６３において直接的には固定されていない。このため、主管板６３とヘッダ連結伝熱管６６ａとの間で大きな熱応力が生じることが無く、温度や圧力の変化による損傷を防ぐことができている。

特に、本実施形態の利用側熱交換器６０では、主管板６３だけでなく、対向管板６４においても、対向管板６４の対向管板側大型貫通孔６４ａの内側を隙間を確保しつつ通過するように構成されており、ヘッダ連結伝熱管６６ａが固定されていない。このため、対向管板６４とヘッダ連結伝熱管６６ａとの間で大きな熱応力が生じることが無く、温度や圧力の変化による損傷を防ぐことができている。

他方で、伝熱管６６のうち分流器側伝熱管６６ｂについては、主管板６３に対しても対向管板６４に対しても密着固定されているため、利用側熱交換器６０の構造強度を高めることができている。また、分流器側伝熱管６６ｂは主管板６３や対向管板６４に固定されているものの、ヘッダ連結伝熱管６６ａと比べて、冷媒流れにおいてヘッダ６９からは遠い位置に設けられている。このため、冷却運転から加温運転に切り換えられた場合であっても、分流器側伝熱管６６ｂには、ヘッダ連結伝熱管６６ａを通過した後の温度が低下した冷媒が供給される。このため、分流器側伝熱管６６ｂと主管板６３および対向管板６４との固定箇所において熱応力はさほど生じない。

（７）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。

（７−１）変形例Ａ
上記実施形態では、伝熱管６６のヘッダ連結伝熱管６６ａが、主管板６３にも対向管板６４にも固定されていない場合を例に挙げて説明した。

これに対して、伝熱管６６のヘッダ連結伝熱管６６ａは、主管板６３に固定されつつ対向管板６４には固定されていない形態としてもよいし、主管板６３には固定されておらず対向管板６４には固定されている形態としてもよい。この場合であっても、最も温度変化の大きいヘッダ連結伝熱管６６ａの長手方向における少なくとも一端を固定しない構造とすることにより、ヘッダ連結伝熱管６６ａに生じる熱応力を小さく抑えることが可能となる。

（７−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、利用側熱交換器６０に防食性塗膜が形成される場合を例に挙げて説明した。

これに対して、利用側熱交換器６０に形成される塗膜としては、防食性塗膜に限られず、電着塗装によって形成される公知各種機能性塗膜を形成してもよい。

（７−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、熱源ユニット２に対して１台の利用ユニット５０が接続されている冷凍装置１００を例に挙げて説明した。

これに対して、熱源ユニット２に対して、互いに並列に設けられた複数台の利用ユニットが接続されていてもよい。

（７−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、冷蔵倉庫や店舗のショーケースの庫内の冷却を行う冷凍装置１００を例に挙げて説明した。

しかし、これに限定されず、輸送コンテナ内の冷却を行う冷凍装置としてもよいし、建物内の冷房等を行うことで空気調和を実現する空調システム（エアコン）としてもよい。

本発明は、熱交換器および冷凍装置に利用可能である。

２ ：熱源ユニット
６ ：液側冷媒連絡配管
７ ：ガス側冷媒連絡配管
１０ ：冷媒回路
２０ ：熱源ユニット制御部
２１ ：圧縮機
２３ ：油分離器
２４ ：四路切換弁（切換弁）
２５ ：熱源側熱交換器
２７ ：レシーバ
２８ ：熱源側膨張弁
３１ ：過冷却器
４０ａ ：低圧センサ
４０ｂ ：中間圧センサ
４０ｃ ：高圧センサ
４５ ：熱源側ファン
４７ ：吐出温度センサ
５０ ：利用ユニット
５２ ：利用側熱交換器
５４ ：利用側膨張弁
５７ ：利用ユニット制御部
６０ ：利用側熱交換器（熱交換器）
６１ ：分流器
６１ａ ：分流管
６２ ：熱交換器本体
６３ ：主管板（伝熱管支持部材、ヘッダ側支持部材）
６３ａ ：主管板側大型貫通孔（第１貫通孔、第１ヘッダ側貫通孔）
６３ｂ ：主管板側小型貫通孔（第２貫通孔、第２ヘッダ側貫通孔）
６４ ：対向管板（伝熱管支持部材、反ヘッダ側支持部材）
６４ａ ：対向管板側大型貫通孔（第１貫通孔、第１反ヘッダ側貫通孔）
６４ｂ ：対向管板側小型貫通孔（第２貫通孔、第２反ヘッダ側貫通孔）
６５ ：フィン
６６ ：伝熱管
６６ａ ：ヘッダ連結伝熱管（第１伝熱管）
６６ｂ ：分流器側伝熱管（第２伝熱管）
６９ ：ヘッダ
７０ ：コントローラ
１００：冷凍装置

特開２０１０−１５１４０２号公報

Claims (5)

1. ヘッダ（６９）と、
   前記ヘッダから直接伸び出している第１伝熱管（６６ａ）と、
   前記第１伝熱管に対して、冷媒流れ方向における前記ヘッダ側とは反対側に接続されている第２伝熱管（６６ｂ）と、
   前記第１伝熱管（６６ａ）を貫通させる第１貫通孔（６３ａ、６４ａ）と、前記第２伝熱管（６６ｂ）を貫通させる第２貫通孔（６３ｂ、６４ｂ）と、を有しており、前記第２伝熱管（６６ｂ）を支持する伝熱管支持部材（６３、６４）と、
   を備え、
   前記第１伝熱管（６６ａ）と前記第１貫通孔（６３ａ）との隙間寸法が、前記第２伝熱管（６６ｂ）と前記第２貫通孔（６３ｂ）との隙間寸法よりも大きい部分を有している、
   熱交換器（６０）。
2. 防食用塗膜が形成されている、
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記伝熱管支持部材（６３、６４）は、前記ヘッダ（６９）側に設けられたヘッダ側支持部材（６３）と、前記ヘッダ側とは反対側に設けられた反ヘッダ側支持部材（６４）と、を有しており、
   前記ヘッダ側支持部材（６３）は、前記第１伝熱管（６６ａ）を貫通させる第１ヘッダ側貫通孔（６３ａ）および前記第２伝熱管（６６ｂ）を貫通させる第２ヘッダ側貫通孔（６３ｂ）を有しており、
   前記反ヘッダ側支持部材（６４）は、前記第１伝熱管（６６ａ）を貫通させる第１反ヘッダ側貫通孔（６４ａ）および前記第２伝熱管（６６ｂ）を貫通させる第２反ヘッダ側貫通孔（６４ｂ）を有しており、
   前記第１伝熱管（６６ａ）と前記第１ヘッダ側貫通孔（６３ａ）との隙間寸法および／または前記第１伝熱管（６６ａ）と前記第１反ヘッダ側貫通孔（６４ａ）との隙間寸法が、前記第２伝熱管（６６ｂ）と前記第２ヘッダ側貫通孔（６３ｂ）との隙間寸法または前記第２伝熱管（６６ｂ）と前記第２反ヘッダ側貫通孔（６４ｂ）との隙間寸法よりも大きい、
   請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記第２伝熱管（６６ｂ）の外周と、前記伝熱管支持部材（６３、６４）の前記第２貫通孔（６３ｂ、６４ｂ）の内周とは、密着している、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器を利用側熱交換器（６０）として有する利用ユニット（５０）と、
   前記利用ユニットと接続されており、圧縮機（２１）、切換弁（２４）、および熱源側熱交換器（２５）を有する熱源ユニット（２）と、
   を備え、
   前記切換弁（２４）の接続状態を切り換えることにより、前記利用側熱交換器（６０）を冷媒の蒸発器として機能させる冷却運転と、前記利用側熱交換器（６０）に対して前記圧縮機（２１）から吐出される冷媒を供給するデフロスト運転と、を切り換え、
   冷房専用である、
   冷凍装置（１００）。

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