JP2018115809A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍サイクルの効率を向上できる空気調和機を提供する。【解決手段】蛇行により複数段に配列して冷媒が流通する冷媒管５１と、複数段の冷媒管５１に跨って取り付けられるフィン５２とを有した熱交換器５０を備えた空気調和機１において、フィン５２が、段方向の両端から切り起こした状態の切起し片５２ｆを隣接する冷媒管５１間に設けた切起し部５２ａと、隣接する冷媒管５１間に切起し片５２ｆが非形成の平坦部５２ｂとを有し、互いに隣接して少なくとも一部に一相の冷媒が流通する段の冷媒管５１ａと二相の冷媒が流通する段の冷媒管５１ｂとの間に平坦部５２ｂを配した。【選択図】図４

Description

本発明は、フィンアンドチューブ型の熱交換器を備えた空気調和機に関する。

従来の空気調和機は特許文献１に開示されている。この空気調和機は、冷媒管にフィンを取り付けたフィンアンドチューブ型の熱交換器を備えている。熱交換器は圧縮機に接続され、冷媒の流通により冷凍サイクルが運転される。

熱交換器の冷媒管は蛇行により複数段に配列される。フィンは複数段の冷媒管に跨って取り付けられる薄板により形成され、切起し片を設けた切起し部により段方向に隣接する冷媒管の間を連結する。切起し片は薄板を段方向の両端から切り起こした状態に形成される。これにより、切起し片によってフィンの表面積を増加させるとともに乱流を発生させ、熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。

特開昭６１−２５２４９４号公報（第２頁、第３頁、第１図、第４図）

しかしながら、上記従来の空気調和機によると、切起し部の切起し片上で乱流が生じるため隣接する冷媒管の熱伝導性が高くなる。このため、隣接する冷媒管の一方に一相の冷媒が流通して他方に二相の冷媒が流通する際に、切起し部によって隣接する冷媒管の温度差が小さくなる。このため、冷凍サイクルの過冷却度または過加熱度が小さくなり、冷凍サイクルの効率が低下する問題があった。

本発明は、冷凍サイクルの効率を向上できる空気調和機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、蛇行により複数段に配列して冷媒が流通する冷媒管と、複数段の前記冷媒管に跨って取り付けられるフィンとを有した熱交換器を備えた空気調和機において、
前記フィンが、段方向の両端から切り起こした状態の切起し片を隣接する前記冷媒管間に設けた切起し部と、隣接する前記冷媒管間に前記切起し片が非形成の平坦部とを有し、
互いに隣接して少なくとも一部に一相の冷媒が流通する段の前記冷媒管と二相の冷媒が流通する段の前記冷媒管との間に前記平坦部を配したことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、前記平坦部を挟む一方の前記冷媒管の冷媒が過冷却域または過加熱域に配されると好ましい。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、前記熱交換器が室内機に配され、暖房運転時に前記平坦部を挟む一方の前記冷媒管の冷媒が過冷却域に配されると好ましい。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、過冷却域の互いに隣接する前記冷媒管間に前記平坦部を更に設けると好ましい。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、前記過冷却域は、前記熱交換器の風上側端部または風速が最も遅い箇所に配置されると好ましい。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、前記過冷却域は、複数の前記熱交換器のうち、前記冷媒管の列数が最も多い前記熱交換器に配置されると好ましい。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、再熱除湿運転時に前記熱交換器の前記冷媒管の流路を絞る弁を備え、前記弁を挟む一対の前記冷媒管間に前記平坦部を配すると好ましい。

本発明によると、熱交換器のフィンが隣接する冷媒管間に切起し片が非形成の平坦部を有する。そして、互いに隣接して少なくとも一部に一相の冷媒が流通する段の冷媒管と二相の冷媒が流通する段の冷媒管との間に平坦部を配している。これにより、両者間の熱伝導が低下して所望の温度差を確保することができる。したがって、空気調和機の冷凍サイクルの効率を向上させることができる。

本発明の第１実施形態の空気調和機を示す斜視図 本発明の第１実施形態の空気調和機を示す側面断面図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内熱交換器を示す正面図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内熱交換器のフィンを示す側面図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内熱交換器のフィンを示す正面断面図 本発明の第１実施形態の空気調和機の冷凍サイクルを示す図 本発明の第２実施形態の空気調和機の冷凍サイクルを示す図 本発明の第３実施形態の空気調和機の室内熱交換器を示す側面断面図 本発明の第３実施形態の空気調和機の室内熱交換器のフィンを示す側面図

以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。なお、本明細書では、室内機１０において、側壁面ＷＡに近接して対向する面を「背面」とするとともに「背面」に対向する面を「前面」とする。「背面」側から「前面」側に向かう方向（Ｙ１方向、図１、図２参照）を「前方」とするとともに「前面」側から「背面」側に向かう方向（Ｙ２方向、図１、図２参照）を「後方」とする。

また、室内機１０において、「前面」と「背面」とを連結して互いに対向する面を「側面」とし、「前面」側から室内機１０を見て右側の「側面」を「右側面」とするとともに左側の「側面」を「左側面」とする。「左側面」側から「右側面」側に向かう方向（Ｘ１方向、図１参照）を「右方」とするとともに「右側面」側から「左側面」側に向かう方向（Ｘ２方向、図１、図２参照）を「左方」とする。

また、室内機１０において、天井面ＣＬに近接して対向する面を「上面」とするとともに「上面」に対向する面を「下面」とする。「下面」側から「上面」側に向かう方向（Ｚ１方向、図１、図２参照）を「上方」とするとともに「上面」側から「下面」側に向かう方向（Ｚ２方向、図１、図２参照）を「下方」とする。

＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は第１実施形態の空気調和機の斜視図を示している。空気調和機１は室内機１０及び室外機２０を有する。室内機１０は居室内の側壁面ＷＡに設置され、屋外に設置された室外機２０に配線９０により接続される。空気調和機１はリモートコントローラ４０の操作により運転開始や運転停止等が指示される。

室内機１０はオープンパネル３を前面に配した筐体２により外面を覆われる。オープンパネル３は上端で枢支され、筐体２の前面を開閉可能に配される。筐体２の側面からは電源コード６が導出される。電源コード６は側壁面ＷＡに設けた電源コンセントＣに接続され、室内機１０及び室外機２０に電力を供給する。

筐体２の上面には吸込口４が左右方向に延びて開口し、筐体２の前面下部には吹出口５が左右方向に延びて開口する。

図２は室内機１０の側面断面図を示している。筐体２は居室内の側壁面ＷＡの天井面ＣＬに近い高さに据付板１５を介して取り付けられる。筐体２の内部には吸込口４と吹出口５とを連結する空気通路８が設けられる。空気通路８内には空気を送出する送風機９が配される。送風機９の駆動によって吸込口４から居室内の空気が矢印Ｓに示すように空気通路８に流入し、吹出口５から送出される。送風機９としてクロスフローファンが好適に用いられる。

空気通路８内の吸込口４と送風機９との間には複数（本実施形態では３個）の室内熱交換器５０（熱交換器）が配される。各々の室内熱交換器５０には段方向で蛇行する冷媒管５１が空気流通方向（矢印Ｓ）で３列に配置される。室外機２０に配した圧縮機２２（図６参照）に接続される。圧縮機２２が駆動されると冷凍サイクルが運転され、室内熱交換器５０は空気通路８を流通する空気と熱交換を行う。これにより、空気調和機１の冷房運転時及び暖房運転時に吹出口５からそれぞれ冷気及び暖気が居室内に送出される。

吸込口４と室内熱交換器５０との間には吸込口４に面して左右方向に延びるフィルタ（不図示）が筐体２に対して着脱可能に配される。フィルタは筐体２の前端部から後端部にわたって配され、吸込口４を介して空気通路８に流入する空気中の塵埃を捕集する。フィルタはＡＢＳ樹脂等の樹脂で形成された複数段複数列の窓部を有する矩形の枠部（不図示）に、ポリプロピレン製のメッシュ（不図示）を溶着して形成される。

空気通路８は送風機９と吹出口５との間にダクト状の吹出通路１３を有する。吹出通路１３の上下面は上壁１３ａ及び下壁１３ｂにより形成され、左右面は送風機９を軸支する側壁により形成される。また、上壁１３ａ及び下壁１３ｂは前方が下方に傾斜し、吹出通路１３は傾斜して気流を前方下方に案内する。

吹出通路１３内には下壁１３ｂ上に立設された複数の縦風向板１２が筐体２の左右方向に並べて配される。縦風向板１２は左右方向に回動可能に構成される。これにより、吹出口５から送出される空気の風向が左右方向に可変される。吹出口５の近傍には吹出口５から送出される空気の風向を上下方向に可変する横風向板１８が配される。

図１及び図２に示すように横風向板１８は空気調和機１の運転停止時には吹出口５を閉塞する閉塞位置に配される。これにより、空気調和機１の運転停止時に空気通路８内が視認されず、空気調和機１の美観を向上させることができる。

図３は室内熱交換器５０の正面図を示している。図中の矢印は暖房運転時の冷媒の流入方向を示している。室内熱交換器５０はいわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器であり、冷媒管５１及びフィン５２を有する。冷媒管５１は例えば銅管により形成され、蛇行により複数段に配列されて冷媒が流通する。フィン５２は例えばアルミニウム等の薄板により形成され、複数段の冷媒管５１に跨って取り付けられる。

図４はフィン５２の側面図を示している。図５はフィン５２の正面断面図を示している。フィン５２は切起し部５２ａ、平坦部５２ｂ及び挿通孔５２ｃを有する。複数の挿通孔５２ｃには冷媒管５１（図３参照）が挿通される。冷媒管５１は空気の流通方向（矢印Ｓ）で３列に配される。

切起し部５２ａは隣接する冷媒管５１間に設けられ、段方向（図中、上下方向）の両端から切り起こした状態の切起し片５２ｆを有する。これにより、フィン５２には前後に連通する通風孔５２ｇが形成される。切起し部５２ａによりフィン５２の表面積を増やすことができる。平坦部５２ｂは隣接する冷媒管５１間に切起し片５２ｆが非形成となっている。

図６は空気調和機１の冷凍サイクルを示す図である。室外機２０には圧縮機２２、室外熱交換器２３、四方弁２４及び膨張弁２５が設けられる。圧縮機２２は冷凍サイクルを運転する。室外熱交換器２３はいわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器であり、屋外の空気と熱交換を行う。四方弁２４は冷媒の流れを切り替える。膨張弁２５は冷媒を減圧膨張させる。圧縮機２２、四方弁２４、室内熱交換器５０、膨張弁２５及び室外熱交換器２３は冷媒管６０により接続される。

図中、矢印Ａは空気調和機１の暖房運転時の冷媒の流れを示している。暖房運転時に、四方弁２４内の流路は実線位置に切り替わる。圧縮機２２から吐出された高温高圧の気体状態の冷媒は、四方弁２４を経て室内熱交換器５０に流入する。この時、室内熱交換器５０は凝縮器として機能し、冷媒は居室内の空気に熱を放熱することで凝縮する。また、空気調和機１の暖房運転時には横風向板１８は図２に示す閉塞位置から下流端１８ａを下方に回動し、一点鎖線ＷＰに示す暖房位置に移動する。これにより、空気調和機１の暖房運転時に矢印Ｓｗ（図２参照）で示すように吹出口５から下方に向けて調和空気（暖気）が居室内に送出される。室内熱交換器５０を流通した冷媒は、膨張弁２５を経て室外熱交換器２３に流入する。

膨張弁２５は冷媒を減圧膨張させて冷媒の沸点を下げる。この時、室外熱交換器２３は蒸発器として機能し、膨張弁２５を通過して沸点が下がった液冷媒は室外熱交換器２３において屋外の空気から熱を奪って蒸発する。その後、冷媒は四方弁２４を通過して圧縮機２２に流入する。

図中、矢印Ｂは空気調和機１の冷房運転時の冷媒の流れを示している。冷房運転時に、四方弁２４内の流路は破線位置に切り替わる。圧縮機２２から吐出された高温高圧の気体状態の冷媒は四方弁２４を経て室外熱交換器２３に流入する。この時、室外熱交換器２３は凝縮器として機能し、冷媒は屋外の空気に熱を放熱することで凝縮する。室外熱交換器２３を流通した冷媒は膨張弁２５を通過して室内熱交換器５０に流入する。

この時、室内熱交換器５０は蒸発器として機能し、膨張弁２５を通過して沸点の下がった液冷媒は室内熱交換器５０において居室内の空気から熱を奪って蒸発する。また、冷房運転時には横風向板１８は図２に示す閉塞位置から下流端１８ａを下方に回動し、二点鎖線ＣＰに示すように閉塞位置と暖房位置との間の冷房位置に移動する。これにより、空気調和機１の冷房運転時に矢印Ｓｃで示すように吹出口５から略水平方向に調和空気（冷気）が居室内に送出される。その後、冷媒は四方弁２４を通過して圧縮機２２に流入する。

空気調和機１の暖房運転時に室内熱交換器５０に流入した高温高圧の気体状態の冷媒（気体比率の高い二相の冷媒）は空気と熱交換しながら冷媒管５１を流通する間に一相の液冷媒になる。そして、冷媒管５１を流通する液冷媒の温度は低下し、過冷却状態になる。

この時、互いに隣接して少なくとも一部に一相（液相）の冷媒が流通する段の冷媒管５１ａ（図３、図４参照）と二相（気相及び液相）の冷媒が流通する段の冷媒管５１ｂ（図３、図４参照）との間には平坦部５２ｂ（図４参照）が設けられる。平坦部５２ｂは空気の流通方向（矢印Ｓ）の上流側端部に配される。また、平坦部５２ｂは全てのフィン５２において冷媒管５１ａと冷媒管５１ｂとの間に設けられる。

これにより、平坦部５２ｂ上では切起し部５２ａ上よりも乱流が生じにくくなるため、冷媒管５１ａと冷媒管５１ｂとの間の熱伝導が低下して所望の温度差を確保することができる。また、フィン５２上に平坦部５２ｂを設けているため、室内熱交換器５０の通風抵抗を低減することができる。これにより、室内熱交換器５０に流入する空気の風量を増加させることができる。

空気調和機１の省エネルギー性能は通年エネルギー消費効率（ＡＰＦ：Annual Performance Factor）により評価される。通年エネルギー消費効率はJIS C9612に基づき、暖房定格運転、暖房中間運転、冷房定格運転、冷房中間運転を行った際に、暖房運転期間及び冷房運転期間を通じて室内側空気から除去する熱量（冷房能力）及び室内側空気に加える熱量（暖房能力）の総和と、暖房運転期間及び冷房運転期間内に消費する電力量の総和との比で示される。中間運転では定格運転の約５０％の能力を発揮するときの圧縮機２２の回転数に設定して運転したときの能力（冷房能力または暖房能力）と消費電力とを用いてＡＰＦを算出する。

ＡＰＦの寄与度が大きい暖房中間運転時に冷媒管５１ａには少なくとも一部に一相の冷媒が流通するとともに冷媒管５１ｂには二相の冷媒が流通するように構成すると、暖房中間運転時の冷凍サイクルの効率を向上させることができる。これにより、ＡＰＦを向上させることができ、空気調和機１の省エネルギー化を図ることができる。

なお、空気調和機１の製造の際に暖房運転に関する試験運転を行い、冷媒管５１の複数点の温度データを取得することにより、少なくとも一部に一相の冷媒が流通する段の冷媒管５１ａ及び二相の冷媒が流通する段の冷媒管５１ｂの位置を決定することができる。これにより、平坦部５２ｂの配置位置を決定することができる。

本実施形態によると、フィン５２が、段方向の両端から切り起こした状態の切起し片５２ｆを隣接する冷媒管５１間に設けた切起し部５２ａと、隣接する冷媒管５１間に切起し片５２ｆが非形成の平坦部５２ｂとを有する。そして、互いに隣接して少なくとも一部に一相（液相）の冷媒が流通する段の冷媒管５１ａと二相（気相及び液相）の冷媒が流通する段の冷媒管５１ｂとの間に平坦部５２ｂを配している。

これにより、平坦部５２ｂ上では切起し部５２ａ上よりも乱流が生じにくくなるため、冷媒管５１ａと冷媒管５１ｂとの間の熱伝導が低下して所望の温度差を確保することができる。したがって、空気調和機１の冷凍サイクルの効率を向上させることができる。

また、平坦部５２ｂを挟む一方の冷媒管５１ａの冷媒が過冷却域に配されてもよい。これにより、ＡＰＦの寄与度が大きい暖房中間運転時の冷凍サイクルの効率をより向上させることができる。したがって、ＡＰＦをより向上させることができ、空気調和機１の省エネルギー化を一層図ることができる。

また、室内熱交換器５０の風上側端部に配された冷媒管５１ａを流通する冷媒が過冷却域に配されてもよい。すなわち、冷媒の過冷却域を室内熱交換器５０の風上側端部に配してもよい。これにより、風上側端部の平坦部５２ｂでは乱流が一層生じにくくなるため、冷媒管５１ａと冷媒管５１ｂとの間の熱伝導がより低下して所望の温度差をより確保することができる。

また、冷媒管５１ａを流通する冷媒が過冷却域に配され、冷媒管５１ａが室内熱交換器５０のうち風速が最も遅い箇所に配されてもよい。すなわち、冷媒の過冷却域を風速が最も遅い箇所に配してもよい。これにより、乱流が一層生じにくくなるため、冷媒管５１ａと冷媒管５１ｂとの間の熱伝導がより低下して所望の温度差をより確保することができる。

また、本実施形態の複数の室内熱交換器５０ではそれぞれ冷媒管５１が空気流通方向（矢印Ｓ）で３列に配置されており冷媒管５１の列数は互いに同じになっているが、冷媒管５１の列数は互いに異なってもよい。この場合に、冷媒管５１ａを流通する冷媒が過冷却域に配され、冷媒管５１ａが冷媒管５１の列数が最も多い室内熱交換器５０に配されてもよい。すなわち、複数の室内熱交換器５０のうち、冷媒管５１の列数が最も多い室内熱交換器５０に冷媒の過冷却域を配してもよい。この場合でも、冷媒管５１ａと冷媒管５１ｂとの間の熱伝導がより低下して所望の温度差をより確保することができる。

また、空気調和機１の冷房運転時に膨張弁２５を通過した液冷媒（液体比率の高い二相の冷媒）は空気と熱交換しながら冷媒管５１を流通する間に一相の気冷媒になる。そして、冷媒管５１を流通する気冷媒の温度は上昇し、過加熱状態になる。

この時、互いに隣接して少なくとも一部に一相（気相）の冷媒が流通する段の冷媒管５１と二相（気相及び液相）の冷媒が流通する段の冷媒管５１との間に平坦部５２ｂを設けてもよい。すなわち、平坦部５２ｂを挟む一方の冷媒管５１の冷媒が過加熱域に配されてもよい。この場合でも、両冷媒管５１間の熱伝導が低下して所望の温度差を確保することができる。したがって、空気調和機１の冷凍サイクルの効率を向上させることができる。

また、室内熱交換器５０が室内機１０に配され、暖房運転時に平坦部５２ｂを挟む一方の冷媒管５１の冷媒が過冷却域に配されてもよい。これにより、ＡＰＦの寄与度が大きい暖房中間運転時の冷凍サイクルの効率を容易に向上させることができる。したがって、空気調和機１の省エネルギー化を容易に図ることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図７は第２実施形態の空気調和機の冷凍サイクルを示す図である。本実施形態の空気調和機１は電磁弁５５を備え、再熱除湿運転が可能である点で第１実施形態とは異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。説明の便宜上、前述の図１〜図６と同様の部分には同一の符号を付している。

室内機１０は室内熱交換器５０の冷媒管５１の冷媒の流路を絞る電磁弁５５（弁）を備える。再熱除湿運転時には冷房運転時と同様に矢印Ｂ方向に冷媒が流通し、横風向板１８は二点鎖線ＣＰ（図２参照）に示す冷房位置に配される。この時、膨張弁２５は全開されるとともに、電磁弁５５により冷媒管５１の冷媒の流路が絞られる。これにより、室内熱交換器５０において、再熱除湿運転時の冷媒流通方向（矢印Ｂ方向）で電磁弁５５よりも上流側は凝縮器として機能するとともに、下流側は蒸発器として機能する。したがって、再熱除湿運転時には居室内の温度の低下を低減しながら居室内を除湿することができる。

この時、電磁弁５５よりも上流側の冷媒管５１と、該冷媒管５１と段方向に隣接する下流側の冷媒管５１との間のフィン５２上には平坦部５２ｂが配される。すなわち、電磁弁５５を挟む一対の冷媒管５１間には平坦部５２が配される。これにより、両冷媒管５１間の熱伝導が低下して所望の温度差を確保することができる。

本実施形態によると、電磁弁５５を挟む一対の冷媒管５１間に平坦部５２を配している。これにより、両冷媒管５１間の熱伝導が低下して所望の温度差を確保することができる。したがって、空気調和機１の冷凍サイクルの効率を向上できるとともに、空気調和機１の再熱除湿機能を向上させることができる。

また、フィン５２上に平坦部５２ｂを設けているため、熱交換器５０の通風抵抗を低減することができる。これにより、室内熱交換器５０に流入する空気の風量を増加させることができる。

また、電磁弁５５よりも上流側の冷媒管５１が室内熱交換器５０の風上側端部に配され、該冷媒管５１を流通する冷媒が過冷却域に配されてもよい。すなわち、冷媒の過冷却域を室内熱交換器５０の風上側端部に配してもよい。これにより、上流側端部の平坦部５２ｂでは乱流が一層生じにくくなるため、電磁弁５５を挟む一対の冷媒管５１間の熱伝導がより低下して所望の温度差をより確保することができる。

また、電磁弁５５よりも上流側の冷媒管５１を流通する冷媒が過冷却域に配され、該冷媒管５１が室内熱交換器５０のうち風速が最も遅い箇所に配されてもよい。すなわち、冷媒の過冷却域を風速が最も遅い箇所に配してもよい。これにより、乱流が一層生じにくくなるため、電磁弁５５を挟む一対の冷媒管５１間の熱伝導がより低下して所望の温度差をより確保することができる。

また、本実施形態の複数の室内熱交換器５０では第１実施形態と同様にそれぞれ冷媒管５１が３列に配置されており冷媒管５１の列数は互いに同じになっているが、冷媒管５１の列数は互いに異なってもよい。この場合に、電磁弁５５よりも上流側の冷媒管５１を流通する冷媒が過冷却域に配され、該冷媒管５１が冷媒管５１の列数が最も多い室内熱交換器５０に配されてもよい。すなわち、冷媒管５１の列数が最も多い室内熱交換器５０に冷媒の過冷却域を配してもよい。これにより、電磁弁５５を挟む一対の冷媒管５１間の熱伝導がより低下して所望の温度差をより確保することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図８は第３実施形態の空気調和機の室内熱交換器を示す側面断面図である。本実施形態では熱交換器５０の冷媒管５１及びフィン５２の構成が第１実施形態とは異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。説明の便宜上、前述の図１〜図６と同様の部分には同一の符号を付している。

各々の室内熱交換器５０には段方向で蛇行する冷媒管５１が空気流通方向（矢印Ｓ）で４列に配置される。室内熱交換器５０はメイン部５０ｍ及びサブ部５０ｓを有する。サブ部５０ｓはメイン部５０ｍよりも空気の流通方向（矢印Ｓ）の上流側に配される。冷媒管５１は径大部５１ｓと、径大部５１ｓよりも径小の径小部５１ｍとを有する。径大部５１ｓ及び径小部５１ｍは蛇行により複数段に配列されて冷媒が流通する。また、径大部５１ｓ及び径小部５１ｍは空気の流通方向（矢印Ｓ）でそれぞれ１列及び３列に配される。

フィン５２はフィン５２ｍと、挿通孔５２ｃの径がフィン５２ｍの挿通孔５２ｃよりも大きいフィン５２ｓとを有する。フィン５２ｍ、５２ｓはそれぞれ複数段の径小部５１ｍ及び径大部５１ｓに跨って取り付けられる。径小部５１ｍ及びフィン５２ｍによりメイン部５０ｍが構成され、径大部５１ｓ及びフィン５２ｓによりサブ部５０ｓが構成される。

図９は本実施形態のフィン５２の側面図を示している。矢印Ｓは空気の流通方向を示している。本実施形態では平坦部５２ｂはサブ部５０ｓのフィン５２ｓに設けられ、段方向に平坦部５２ｂと切起し部５２ａとが交互に配置されている。

上記構成の空気調和機１において、暖房運転時に圧縮機２２から吐出された高温高圧の気体状態の冷媒はメイン部５０ｍから室内熱交換器５０に流入する。そして、メイン部５０ｍの径小部５１ｍを流通した冷媒はサブ部５０ｓに流入する。例えばサブ部５０ｓの上から一段目の径大部５１ｓでは二相（気相及び液相）の冷媒が流通し、上から二段目の径大部５１ｓでは少なくとも一部に一相の冷媒が流通している。この時、上から一段目の径大部５１ｓと二段目の径大部５１ｓとの間のフィン５２ｓには平坦部５２ｂが配される。これにより、第１実施形態と同様に、両径大部５１ｓ間の熱伝導が低下して所望の温度差を確保することができる。

また、暖房運転時に径大部５１ｓを流通する冷媒は空気と熱交換を行うことにより過冷却される。例えば上から三段目よりも下方の径大部５２ｓを流通する冷媒は過冷却域に配される。この時、過冷却域の互いに隣接する径大部５１ｓ間に平坦部５２ｂを更に設けている。これにより、過冷却域に配された冷媒が流通する径大部５１ｓによる他の径大部５１ｓへの影響を低減することができる。また、径大部５１ｓはメイン部５０ｍの径小部５１ｍよりも径大のため、流通する液冷媒の圧力損失を低減することができる。

また、サブ部５０ｓにおいて切起し部５２ａと平坦部５２ｂとを段方向に交互に設けているため、サブ部５０ｓの通風抵抗を低減することができる。したがって、室内熱交換器５０に流入する空気の風量を増加させることができる。

冷房運転時には、膨張弁２５を通過した液冷媒はサブ部５０ｓから室内熱交換器５０に流入する。そして、サブ部５０ｓの径大部５１ｓを流通した冷媒はメイン部５０ｍに流入する。この時、メイン部５０ｍの径小部５１ｍに流入した冷媒は途中から一相（気相）の冷媒になる。径小部５１ｍを流通する冷媒は空気と熱交換を行うことにより過加熱される。この時、メイン部５０ｍの径小部５１ｍはサブ部５０ｓの径大部５１ｓよりも径小のため、径小部５１ｍを流通する二相（気相及び液相）の冷媒の流速が増加し 、液体の冷媒が撹拌されながら流通する。これにより、空気調和機１の熱交換効率を向上させることができる。

本実施形態でも第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、過冷却域の互いに隣接する径大部５１ｓ（冷媒管）間に平坦部５２ｂを更に設けている。これにより、過冷却域に配された冷媒が流通する径大部５１ｓによる他の径大部５１ｓへの影響を低減することができる。また、サブ部５０ｓのフィン５２ｓにおいて切起し部５２ａと平坦部５２ｂとを段方向に交互に設けているため、サブ部５０ｓの通風抵抗を低減することができる。したがって、室内熱交換器５０に流入する空気の風量を増加させることができ、空気調和機１の熱交換効率を向上させることができる。

また、室内熱交換器５０の風上側端部に配された径大部５１ｓを流通する冷媒が過冷却域に配される。すなわち、冷媒の過冷却域を室内熱交換器５０の風上側端部に配する。これにより、上流側端部の平坦部５２ｂでは乱流が一層生じにくくなるため、互いに隣接する径大部５１ｓ間の熱伝導がより低下して所望の温度差をより確保することができる。

また、径大部５１ｓを流通する冷媒が過冷却域に配され、径大部５１ｓが室内熱交換器５０のうち風速が最も遅い箇所に配されてもよい。すなわち、冷媒の過冷却域を風速が最も遅い箇所に配してもよい。これにより、乱流が一層生じにくくなるため、互いに隣接する径大部５１ｓ間の熱伝導がより低下して所望の温度差をより確保することができる。

また、本実施形態の複数の室内熱交換器５０ではそれぞれ冷媒管５１が４列に配置されており冷媒管５１の列数は互いに同じになっているが、冷媒管５１の列数は互いに異なってもよい。この場合に、径大部５１ｓを流通する冷媒が過冷却域に配され、該径大部５１ｓが冷媒管５１の列数が最も多い室内熱交換器５０に配されてもよい。すなわち、冷媒管５１の列数が最も多い室内熱交換器５０に冷媒の過冷却域を配してもよい。これにより、径大部５１ｓと径小部５１ｍとの間の熱伝導がより低下して所望の温度差をより確保することができる。

暖房定格運転と、ＡＰＦの寄与度が大きい暖房中間運転（暖房能力が暖房定格運転の約半分程度の運転）とでは、冷媒管５１を流通する冷媒の循環量及び室内熱交換器５０を流通する空気の風量が異なる。このため、暖房定格運転時と暖房中間運転時とでは過冷却域の冷媒が流通する冷媒管５１の位置が異なる。例えば、暖房定格運転時には上から３段目よりも下方の径大部５１ｓで過冷却域の冷媒が流通し、暖房中間運転時には上から２段目よりも下方の径大部５１ｓで過冷却域の冷媒が流通する。

また、暖房中間運転では暖房定格運転と比べて、全入力（空気調和機１全体の消費電力）に対する送風入力（送風機９の回転に必要な電力）の割合が大きいため、暖房定格運転時と暖房中間運転時とでは室内熱交換器５０の通風抵抗による影響度が変わる。例えば、暖房定格運転時では送風入力は全入力の約６％〜８％であるのに対し、暖房中間運転時では送風入力は全入力の約９％〜１２％になる。

このため、第３実施形態において平坦部５２ｂを暖房中間運転時の過冷却の冷媒が流通する段の径大部５１ｓと二相の冷媒が流通する段の径大部５１ｓとの間に設けると、送風入力が低減するとともに両者間の熱伝導が抑えられる。これにより、ＡＰＦを向上させることができ、空気調和機１の省エネルギー化を図ることができる。

なお、サブ部５０ｓのフィン５２ｓから全ての切起し部５２ａを省いてもよいが、本実施形態のように段方向に切起し部５２ａと平坦部５２ｂとを交互に設けると、フィン５２ｓの強度を向上できるため望ましい。

また、第１実施形態〜第３実施形態において、フィンアンドチューブ型の室外熱交換器２３（熱交換器）の互いに隣接して少なくとも一部に一相の冷媒が流通する段の冷媒管と二相の冷媒が流通する段の冷媒管との間のフィンに平坦部５２ｂと同様の平坦部を配してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、本発明の実施形態のうちいくつか或いはすべてを組み合わせて用いてもよい。

本発明は、フィンアンドチューブ型の熱交換器を備えた空気調和機に利用することができる。

１ 空気調和機
２ 筐体
３ オープンパネル
４ 吸込口
５ 吹出口
６ 電源コード
８ 空気通路
９ 送風機
１０ 室内機
１２ 縦風向板
１３ 吹出通路
１５ 据付板
１８ 横風向板
２０ 室外機
２２ 圧縮機
２３ 室外熱交換器
２４ 四方弁
２５ 膨張弁
５０ 室内熱交換器
５０ｍ メイン部
５０ｓ サブ部
５１、５１ａ、５１ｂ 冷媒管
５２ フィン
５２ａ 切起し部
５２ｂ 平坦部
５２ｃ 挿通孔
５５ 電磁弁（弁）

Claims (7)

1. 蛇行により複数段に配列して冷媒が流通する冷媒管と、複数段の前記冷媒管に跨って取り付けられるフィンとを有した熱交換器を備えた空気調和機において、
   前記フィンが、段方向の両端から切り起こした状態の切起し片を隣接する前記冷媒管間に設けた切起し部と、隣接する前記冷媒管間に前記切起し片が非形成の平坦部とを有し、
   互いに隣接して少なくとも一部に一相の冷媒が流通する段の前記冷媒管と二相の冷媒が流通する段の前記冷媒管との間に前記平坦部を配したことを特徴とする空気調和機。
2. 前記平坦部を挟む一方の前記冷媒管の冷媒が過冷却域または過加熱域に配されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記熱交換器が室内機に配され、暖房運転時に前記平坦部を挟む一方の前記冷媒管の冷媒が過冷却域に配されることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
4. 過冷却域の互いに隣接する前記冷媒管間に前記平坦部を更に設けたことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
5. 前記過冷却域は、風上側端部または風速が最も遅い箇所に配置されることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の空気調和機。
6. 前記過冷却域は、複数の前記熱交換器のうち、前記冷媒管の列数が最も多い前記熱交換器に配置されることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載の空気調和機。
7. 再熱除湿運転時に前記熱交換器の前記冷媒管の流路を絞る弁を備え、
   前記弁を挟む一対の前記冷媒管間に前記平坦部を配したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の空気調和機。

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