JP2019011940A - 熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニット - Google Patents

熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニット Download PDF

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Abstract

【課題】上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路が形成された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有する熱交換器が、暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置に採用される場合に、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間を短くする。
【解決手段】熱交換器（１１）を構成する扁平管（６３）は、上下に並ぶ複数の熱交換部（６０Ａ〜６０Ｉ）に区分されている。各熱交換部は、メイン熱交換部（６１Ａ〜６１Ｉ）と、下方においてメイン熱交換部に直列に接続されたサブ熱交換部（６２Ａ〜６２Ｉ）と、を有する。最下段の熱交換部（６０Ａ）におけるサブ熱交換部（６２Ａ）を構成する扁平管の数に対するメイン熱交換部（６１Ａ）を構成する扁平管の数の比率が、他の熱交換部（６０Ｂ〜６０Ｉ）における比率の平均値よりも大きくなるように設定されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニット、特に、上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路が形成された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有する熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニットに関する。
空気調和装置の室外ユニット（熱交換ユニット）に収容される熱交換器として、上下に配列された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有する、熱交換器が採用される場合がある。そして、このような熱交換器として、例えば、特許文献１（特開２０１２−１６３３１３号公報）に示すように、複数の扁平管が、上下に並ぶ複数の熱交換部に区分されており、各熱交換部が、メイン熱交換部と、メイン熱交換部の下方においてメイン熱交換部に直列に接続されたサブ熱交換部と、を有するように形成されたものがある。
上記従来の熱交換器は、暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置に採用されることがある。ここで、空気調和装置が暖房運転を行う場合には、上記従来の熱交換器が冷媒の蒸発器として使用され、空気調和装置が除霜運転を行う場合には、上記従来の熱交換器が冷媒の放熱器として使用される。具体的には、上記従来の熱交換器が冷媒の蒸発器として使用される場合には、気液二相状態の冷媒が分岐して各熱交換部を構成するサブ熱交換部に流入し、サブ熱交換部に流入した気液二相状態の冷媒は、サブ熱交換部、メイン熱交換部の順に通過して加熱され、各熱交換部から流出して合流する。また、上記従来の熱交換器が冷媒の放熱器として使用される場合には、ガス状態の冷媒が分岐して各熱交換部のメイン熱交換部に流入し、メイン熱交換部に流入したガス状態の冷媒は、メイン熱交換部、サブ熱交換部の順に通過して冷却され、各熱交換部から流出して合流する。
しかし、上記従来の熱交換器を採用した空気調和装置では、除霜運転時に、最下段の熱交換部を構成する熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間が、最下段の熱交換部よりも上段側の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間よりも長くなりやすい。特に、熱交換器が背の高い形態になると、この傾向が顕著になる。このため、除霜運転後においても最下段の熱交換部において霜の融け残りが発生して除霜が不十分となる場合があり、また、最下段の熱交換部における霜の融け残りの発生を抑えるために除霜運転の時間を長くする必要がある。
本発明の課題は、上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路が形成された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有する熱交換器が、暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置に採用される場合に、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間を短くすることにある。
第１の観点にかかる熱交換器は、上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路が形成された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有している。扁平管は、上下に並ぶ複数の熱交換部に区分されており、各熱交換部は、メイン熱交換部と、メイン熱交換部の下方においてメイン熱交換部に直列に接続されたサブ熱交換部と、を有している。そして、ここでは、各熱交換部においてサブ熱交換部を構成する扁平管の数に対するメイン熱交換部を構成する扁平管の数の比率をメイン−サブ本数比率とすると、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率が、他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定されている。
ここでは、上記のように、メイン熱交換部と、メイン熱交換部の下方においてメイン熱交換部に直列に接続されたサブ熱交換部と、を有する熱交換部が、上下に複数並んだ構成を有している。この構成を有する熱交換器が暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置に採用されると、除霜運転時にガス状態の冷媒が分岐して各熱交換部に流入する際に、冷媒の液ヘッドの影響を受けて、最下段の熱交換部（特に、サブ熱交換部）に液溜まりが発生し、上段側の熱交換部に比べて最下段の熱交換部に流入するガス状態の冷媒の流量が少なくなり、最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなってしまう。特に、熱交換器が背の高い形態になると、冷媒の液ヘッドが大きくなり、除霜運転時に最下段の熱交換部に流入するガス状態の冷媒の流量がさらに少なくなる。このように、メイン熱交換部と、メイン熱交換部の下方においてメイン熱交換部に直列に接続されたサブ熱交換部と、を有する熱交換部が、上下に複数並んだ構成を有する熱交換器では、除霜運転時に冷媒の液ヘッドの影響を受けて最下段の熱交換部に液溜まりが発生することが、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなる原因となっている。
そこで、ここでは、上記のように、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定している。すなわち、ここでは、最下段の熱交換部については、上段側の熱交換部に比べて、サブ熱交換部における流路抵抗が大きくなるようにしている。このため、ここでは、上段側の熱交換部に比べて、最下段の熱交換部における圧力損失を大きくすることができるようになり、除霜運転時に、最下段の熱交換部における液溜まりの発生を抑えて、最下段の熱交換部に流入するガス状態の冷媒の流量が少なくなるのを防ぐことができる。これにより、ここでは、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
このように、ここでは、上記の構成を有する熱交換器を暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置に採用することによって、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
第２の観点にかかる熱交換器は、第１の観点にかかる熱交換器において、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率が、複数の熱交換部の中で最大になるように設定されている。
ここでは、最下段の熱交換部については、すべての上段側の熱交換部よりも、サブ熱交換部における流路抵抗を大きくすることができる。これにより、ここでは、上段側の熱交換部に比べて、最下段の熱交換部における圧力損失を確実に大きくすることができるようになり、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間を確実に短くすることができる。
第３の観点にかかる熱交換器は、第１又は第２の観点にかかる熱交換器において、フィンが、空気が通風路を通過する通風方向の風下側から風上側に沿って延びており扁平管が挿入される複数の切り欠き部と、隣り合う切り欠き部間に挟まれた複数のフィン主部と、切り欠き部よりも通風方向の風上側に複数の前記フィン主部と連続して延びるフィン風上部と、を有している。
ここでは、上記のように、フィンに扁平管が挿入される切り欠き部が通風方向の風下側から風上側に沿って延びるように形成され、かつ、切り欠き部よりも通風方向の風上側に切り欠き部間に挟まれる複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部が形成された構成を有している。この構成を有する熱交換器では、除霜運転時にフィン風上部に付着する霜の量が多くなりやすいため、最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなるおそれがある。
しかし、ここでは、上記のように、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定した構成を採用しているため、フィン風上部に付着する霜を含めた最下段の熱交換部に付着する霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
第４の観点にかかる熱交換ユニットは、側面に空気の吸込口と天面に空気の吹出口とが形成されたケーシングと、ケーシング内において吹出口に面して配置された送風機と、ケーシング内において送風機の下側に配置された第１〜第３の観点のいずれかにかかる熱交換器と、を有している。
ここでは、上記のように、ケーシングの側面から空気を吸い込んでケーシングの天面から空気を吹き出す上吹き型の熱交換ユニットを構成する熱交換器として、メイン熱交換部と、メイン熱交換部の下方においてメイン熱交換部に直列に接続されたサブ熱交換部と、を有する熱交換部が、上下に複数並んだ構成を有する熱交換器を採用している。この熱交換ユニットの構成では、上段側の熱交換部に比べて下段側の熱交換部で空気の風速が遅くなるため、特に、最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなるおそれがある。
しかし、ここでは、上記のように、熱交換ユニットを構成する熱交換器として、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定した構成を有する熱交換器を採用しているため、空気の風速が遅くなるにもかかわらず、最下段の熱交換部に付着する霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
第５の観点にかかる熱交換ユニットは、第４の観点にかかる熱交換ユニットにおいて、各熱交換部を構成する扁平管の数が、送風機によって得られる空気の風速が速い部分に対応する熱交換部の扁平管の数よりも、送風機によって得られる空気の風速が遅い部分に対応する熱交換部の扁平管の数のほうが多くなるようにしている。
冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器では、空気の風速が速い部分ほど熱交換効率が高く、空気の風速が遅い部分ほど熱交換効率が低くなる関係にある。
そこで、ここでは、このような風速分布と熱交換効率との関係を考慮して、上記のように、空気の風速が大きい熱交換部の扁平管の数よりも、空気の風速が小さい熱交換部の扁平管の数のほうが多くなるようにしているため、各熱交換部の伝熱面積を風速分布に応じたものにすることができ、これにより、各熱交換部を通過した後の冷媒の状態を均等にすることができる。
第６の観点にかかる熱交換ユニットは、第５の観点にかかる熱交換ユニットにおいて、最下段の熱交換部におけるサブ熱交換部を構成する扁平管の数が、下から２段目の熱交換部におけるサブ熱交換部を構成する扁平管の数よりも少なくなるようにしている。
ここでは、上記のように、最下段のサブ熱交換部を構成する扁平管の数を下から２段目のサブ熱交換部を構成する扁平管の数よりも少なくすることで、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定している。このため、ここでは、風速分布に応じた複数の熱交換部の構成を採用しつつ、最下段の熱交換部における液溜まりの発生を確実に抑えることができる。
以上の説明に述べたように、本発明によれば、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率を他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定した構成を有する熱交換器を暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置に採用することによって、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
本発明の一実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニットとしての室外ユニットが採用された空気調和装置の概略構成図である。 室外ユニットの外観斜視図である。 室外ユニットの正面図（室外熱交換器以外の冷媒回路構成部品を除いて図示）である。 室外熱交換器の概略斜視図である。 図４の熱交換部の部分拡大斜視図である。 室外熱交換器の概略構成図である。 室外熱交換器の概略構成を一覧表化した図である。
以下、本発明にかかる熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニットの実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニットの具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器１１及びそれを備えた熱交換ユニットとしての室外ユニット２が採用された空気調和装置１の概略構成図である。
空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット３ａ、３ｂと、室外ユニット２と室内ユニット３ａ、３ｂとを接続する液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５と、室外ユニット２及び室内ユニット３ａ、３ｂの構成機器を制御する制御部２３と、を有している。そして、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路６は、室外ユニット２と、室内ユニット３ａ、３ｂとが冷媒連絡管４、５を介して接続されることによって構成されている。
室外ユニット２は、室外（建物の屋上や建物の壁面近傍等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室外ユニット２は、主として、アキュムレータ７、圧縮機８と、四路切換弁１０と、室外熱交換器１１と、膨張機構としての室外膨張弁１２と、液側閉鎖弁１３と、ガス側閉鎖弁１４と、室外ファン１５と、を有している。各機器及び弁間は、冷媒管１６〜２２によって接続されている。
室内ユニット３ａ、３ｂは、室内（居室や天井裏空間等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室内ユニット３ａは、主として、室内膨張弁３１ａと、室内熱交換器３２ａと、室内ファン３３ａと、を有している。室内ユニット３ｂは、主として、膨張機構としての室内膨張弁３１ｂと、室内熱交換器３２ｂと、室内ファン３３ｂと、を有している。
冷媒連絡管４、５は、空気調和装置１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管４の一端は、室内ユニット２の液側閉鎖弁１３に接続され、液冷媒連絡管４の他端は、室内ユニット３ａ、３ｂの室内膨張弁３１ａ、３１ｂの液側端に接続されている。ガス冷媒連絡管５の一端は、室内ユニット２のガス側閉鎖弁１４に接続され、ガス冷媒連絡管５の他端は、室内ユニット３ａ、３ｂの室内熱交換器３２ａ、３２ｂのガス側端に接続されている。
制御部２３は、室外ユニット２や室内ユニット３ａ、３ｂに設けられた制御基板等（図示せず）が通信接続されることによって構成されている。尚、図１においては、便宜上、室外ユニット２や室内ユニット３ａ、３ｂとは離れた位置に図示している。制御部２３は、空気調和装置１（ここでは、室外ユニット２や室内ユニット３ａ、３ｂ）の構成機器８、１０、１２、１５、３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂの制御、すなわち、空気調和装置１全体の運転制御を行うようになっている。
（２）空気調和装置の動作
次に、図１を用いて、空気調和装置１の動作について説明する。空気調和装置１では、圧縮機８、室外熱交換器１１、室外膨張弁１２及び室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、室内熱交換器３２ａ、３２ｂの順に冷媒を循環させる冷房運転と、圧縮機８、室内熱交換器３２ａ、３２ｂ、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ及び室外膨張弁１２、室外熱交換器１１の順に冷媒を循環させる暖房運転と、が行われる。また、暖房運転時においては、室外熱交換器１１に付着した霜を融解させるための除霜運転が行われる。ここでは、冷房運転時と同様に、圧縮機８、室外熱交換器１１、室外膨張弁１２及び室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、室内熱交換器３２ａ、３２ｂの順に冷媒を循環させる逆サイクル除霜運転が行われる。尚、冷房運転、暖房運転及び除霜運転は、制御部２３によって行われる。
冷房運転時には、四路切換弁１０が室外放熱状態（図１の実線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機８に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機８から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１０を通じて、室外熱交換器１１に送られる。室外熱交換器１１に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器１１において、室外ファン１５によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。室外熱交換器１１において放熱した高圧の液冷媒は、室外膨張弁１２、液側閉鎖弁１３及び液冷媒連絡管４を通じて、室内膨張弁３１ａ、３１ｂに送られる。室内膨張弁３１ａ、３１ｂに送られた冷媒は、室内膨張弁３１ａ、３１ｂによって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。室内膨張弁３１ａ、３１ｂで減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて、室内ファン３３ａ、３３ｂによって加熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管５、ガス側閉鎖弁１４、四路切換弁１０及びアキュムレータ７を通じて、再び、圧縮機８に吸入される。
暖房運転時には、四路切換弁１０が室外蒸発状態（図１の破線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機８に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機８から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１０、ガス側閉鎖弁１４及びガス冷媒連絡管５を通じて、室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて、室内ファン３３ａ、３３ｂによって冷却源として供給される室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱され、その後に、室内に供給されることで室内の暖房が行われる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂで放熱した高圧の液冷媒は、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、液冷媒連絡管４及び液側閉鎖弁１３を通じて、室外膨張弁１２に送られる。室外膨張弁１２に送られた冷媒は、室外膨張弁１２によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。室外膨張弁１２で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器１１に送られる。室外熱交換器１１に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器１１において、室外ファン１５によって加熱源として供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。室外熱交換器１１で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１０及びアキュムレータ７を通じて、再び、圧縮機８に吸入される。
上記の暖房運転時において、室外熱交換器１１における冷媒の温度が所定温度よりも低くなる等によって室外熱交換器１１における着霜が検知された場合、すなわち、室外熱交換器１１の除霜を開始する条件に達した場合には、室外熱交換器１１に付着した霜を融解させる除霜運転を行う。
除霜運転は、冷房運転時と同様に、四路切換弁２２を室外放熱状態（図１の実線で示される状態）に切り換えて室外熱交換器１１を冷媒の放熱器として機能させることによって行われる。これにより、室外熱交換器１１に付着した霜を融解させることができる。除霜運転は、除霜前における暖房運転の状態等を考慮して設定された除霜時間が経過するまで、又は、室外熱交換器１１における冷媒の温度が所定温度よりも高くなる等によって室外熱交換器１１における除霜が完了したものと判定されるまで、行われ、その後、暖房運転に復帰する。尚、除霜運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れは、冷房運転と同様であるため、ここでは説明を省略する。
（３）室外ユニットの構成
図２は、室外ユニット２の外観斜視図である。図３は、室外ユニット２の正面図（室外熱交換器１１以外の冷媒回路構成部品を除いて図示）である。図４は、室外熱交換器１１の概略斜視図である。図５は、図４の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉの部分拡大図である。図６は、室外熱交換器１１の概略構成図である。図７は、室外熱交換器１１の概略構成を一覧表化した図である。
＜全体＞
室外ユニット２は、ケーシング４０の側面から空気を吸い込んでケーシング４０の天面から空気を吹き出す上吹き型の熱交換ユニットである。室外ユニット２は、主として、略直方体箱状のケーシング４０と、送風機としての室外ファン１５と、圧縮機や室外熱交換器等の機器７、８、１１、四路切換弁や室外膨張弁等の弁１０、１２〜１４及び冷媒管１６〜２２等を含み冷媒回路６の一部を構成する冷媒回路構成部品と、を有している。尚、以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「前面」、「背面」は、特にことわりのない限り、図２に示される室外ユニット２を前方（図面の左斜前側）から見た場合の方向を意味している。
ケーシング４０は、主として、左右方向に延びる一対の据付脚４１上に架け渡される底フレーム４２と、底フレーム４２の角部から鉛直方向に延びる支柱４３と、支柱４３の上端に取り付けられるファンモジュール４４と、前面パネル４５と、を有しており、側面（ここでは、背面及び左右両側面）に空気の吸込口４０ａ、４０ｂ、４０ｃと天面に空気の吹出口４０ｄとが形成されている。
底フレーム４２は、ケーシング４０の底面を形成しており、底フレーム４２上には、室外熱交換器１１が設けられている。ここで、室外熱交換器１１は、ケーシング４０の背面及び左右両側面に面する平面視略Ｕ字形状の熱交換器であり、ケーシング４０の背面及び左右両側面を実質的に形成している。また、底フレーム４２は、室外熱交換器１１の下端部分に接しており、冷房運転や除霜運転時に室外熱交換器１１において発生するドレン水を受けるドレンパンとして機能する。
室外熱交換器１１の上側には、ファンモジュール４４が設けられており、ケーシング４０の前面、背面及び左右両面の支柱４３よりも上側の部分と、ケーシング４０の天面と、を形成している。ここで、ファンモジュール４４は、上面及び下面が開口した略直方体形状の箱体に室外ファン１５が収容された集合体である。ファンモジュール４４の天面の開口は、吹出口４０ｄであり、吹出口４０ｄには、吹出グリル４６が設けられている。室外ファン１５は、ケーシング４０内において吹出口４０ｄに面して配置されており、空気を吸込口４０ａ、４０ｂ、４０ｃからケーシング４０内に取り込んで吹出口４０ｄから排出させる送風機である。
前面パネル４５は、前面側の支柱４３間に架け渡されており、ケーシング４０の前面を形成している。
ケーシング４０内には、室外ファン１５及び室外熱交換器１１以外の冷媒回路構成部品（図２においては、アキュムレータ７及び圧縮機８を図示）も収容されている。ここで、圧縮機８及びアキュムレータ７は、底フレーム４２上に設けられている。
このように、室外ユニット２は、側面（ここでは、背面及び左右両側面）に空気の吸込口４０ａ、４０ｂ、４０ｃと天面に空気の吹出口４０ｄとが形成されたケーシング４０と、ケーシング４０内において吹出口４０ｄに面して配置された室外ファン１５（送風機）と、ケーシング４０内において室外ファン１５の下側に配置された室外熱交換器１１と、を有している。そして、このような上吹き型のユニット構成では、図３に示すように、室外ファン１５の下側に室外熱交換器１１が配置されるため、室外熱交換器１１を通過する空気の風速は、室外熱交換器１１の上部のほうが室外熱交換器１１の下部に比べて速くなる傾向がある。
＜室外熱交換器＞
室外熱交換器１１は、冷媒と室外空気との熱交換を行う熱交換器であり、主として、第１ヘッダ集合管８０と、第２ヘッダ集合管９０と、複数の扁平管６３と、複数のフィン６４と、を有している。ここでは、第１ヘッダ集合管８０、第２ヘッダ集合管９０、扁平管６３及びフィン６４のすべてが、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されており、互いにロウ付け等によって接合されている。
第１ヘッダ集合管８０及び第２ヘッダ集合管９０はいずれも、上端及び下端が閉じた縦長中空の円筒形状の部材である。第１ヘッダ集合管８０は、室外熱交換器１１の一端側（ここでは、図４の左前端側、又は、図６の左端側）に立設されており、第２ヘッダ集合管９０は、室外熱交換器１１の他端側（ここでは、図４の右前端側、又は、図６の右端側）に立設されている。
扁平管６３は、伝熱面となる鉛直方向を向く平面部６３ａと、内部に形成された冷媒が流れる多数の小さな通路６３ｂと、を有する扁平多穴管である。扁平管６３は、上下に複数配列されており、両端が第１ヘッダ集合管８０及び第２ヘッダ集合管９０に接続されている。フィン６４は、隣り合う扁平管６３の間を空気が流れる複数の通風路に区画しており、複数の扁平管６３を差し込むための複数の切り欠き６４ａが形成されている。ここでは、扁平管６３の平面部６３ａが向く方向が上下方向であり、かつ、扁平管６３の長手方向がケーシング４０の側面（ここでは、左右両側面）及び背面に沿う水平方向であるため、切り欠き部６４ａが延びる方向は、扁平管６３の長手方向に交差する水平方向を意味しており、ケーシング４０内における通風方向とも略一致している。切り欠き部６４ａは、扁平管６３が通風方向の風下側から風上側に向かって挿入されるように水平方向に細長く延びている。フィン６４の切り欠き６４ａの形状は、扁平管６３の断面の外形にほぼ一致している。フィン６４の切り欠き部６４ａは、フィン６４の上下方向に所定の間隔を空けて形成されている。フィン６４は、上下方向に隣り合う切り欠き部６４ａ間に挟まれた複数のフィン主部６４ｃと、複数の切り欠き部６４ａよりも通風方向の風上側に複数のフィン主部６４ｃと連続して延びるフィン風上部６４ｄと、を有している。
室外熱交換器１１では、複数の扁平管６３が上下に並ぶ複数（ここでは、９個）の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに区分されている。具体的には、ここでは、下から上に向かって順に、最下段の熱交換部である第１熱交換部６０Ａ、第２熱交換部６０Ｂ・・・第８熱交換部６０Ｈ、第９熱交換部６０Ｉが形成されている。第１熱交換部６０Ａは、１１本の扁平管６３を有している。第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃはそれぞれ、１２本の扁平管６３を有している。第４熱交換部６０Ｄは、１１本の扁平管６３を有している。第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆはそれぞれ、９本の扁平管６３を有している。第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈはそれぞれ、８本の扁平管６３を有している。第９熱交換部６０Ｉは、７本の扁平管６３を有している。
第１ヘッダ集合管８０は、その内部空間が仕切板８１によって上下に仕切られることによって、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに対応する出入口連通空間８２Ａ〜８２Ｉが形成されている。また、各出入口連通空間８２Ａ〜８２Ｉは、仕切板８３によって上下２つに仕切られることによって、上側のガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉと、下側の液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉと、が形成されている。
そして、第１ガス側出入口連通空間８４Ａは、第１熱交換部６０Ａを構成する扁平管６３のうち上から８本に連通し、第１液側出入口連通空間８５Ａは、第１熱交換部６０Ａを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している。第２及び第３ガス側出入口連通空間８４Ｂ、８４Ｃはそれぞれ、第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃを構成する扁平管６３のうち上から８本に連通し、第２及び第３液側出入口連通空間８５Ｂ、８５Ｃはそれぞれ、第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃを構成する扁平管６３の残り４本の扁平管６３に連通している。第４ガス側出入口連通空間８４Ｄは、第４熱交換部６０Ｄを構成する扁平管６３のうち上から７本に連通し、第４液側出入口連通空間８５Ｄは、第４熱交換部６０Ｄを構成する扁平管６３の残り４本の扁平管６３に連通している。第５及び第６ガス側出入口連通空間８４Ｅ、８４Ｆはそれぞれ、第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆを構成する扁平管６３のうち上から６本に連通し、第５及び第６液側出入口連通空間８５Ｅ、８５Ｆはそれぞれ、第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している。第７及び第８ガス側出入口連通空間８４Ｇ、８４Ｈはそれぞれ、第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する扁平管６３のうち上から５本に連通し、第７及び第８液側出入口連通空間８５Ｇ、８５Ｈはそれぞれ、第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している。第９ガス側出入口連通空間８４Ｉは、第９熱交換部６０Ｉを構成する扁平管６３のうち上から５本に連通し、第９液側出入口連通空間８５Ｉは、第９熱交換部６０Ｉを構成する扁平管６３の残り２本の扁平管６３に連通している。
ここで、ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに連通する扁平管６３をメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉとし、各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに連通する扁平管６３をサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉとする。すなわち、第１出入口連通空間８２Ａでは、第１ガス側出入口連通空間８４Ａが第１熱交換部６０Ａを構成する扁平管６３のうち上から８本に連通し（第１メイン熱交換部６１Ａ）、第１液側出入口連通空間８５Ａが第１熱交換部６０Ａを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している（第１サブ熱交換部６２Ａ）。第２及び第３出入口連通空間８２Ｂ、８２Ｃではそれぞれ、第２及び第３ガス側出入口連通空間８４Ｂ、８２Ｃが第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃを構成する扁平管６３のうち上から８本に連通し（第２及び第３メイン熱交換部６１Ｂ、６１Ｃ）、第２及び第３液側出入口連通空間８５Ｂ、８５Ｃが第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃを構成する扁平管６３の残り４本の扁平管６３に連通している（第２及び第３サブ熱交換部６２Ｂ、６２Ｃ）。第４出入口連通空間８２Ｄでは、第４ガス側出入口連通空間８４Ｄが第４熱交換部６０Ｄを構成する扁平管６３のうち上から７本に連通し（第４メイン熱交換部６１Ｄ）、第４液側出入口連通空間８５Ｄが第４熱交換部６０Ｄを構成する扁平管６３の残り４本の扁平管６３に連通している（第４サブ熱交換部６２Ｄ）。第５及び第６出入口連通空間８２Ｅ、８２Ｆではそれぞれ、第５及び第６ガス側出入口連通空間８４Ｅ、８４Ｆが第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆを構成する扁平管６３のうち上から６本に連通し（第５及び第６メイン熱交換部６１Ｅ、６１Ｆ）、第５及び第６液側出入口連通空間８５Ｅ、８５Ｆが第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している（第５及び第６サブ熱交換部６２Ｅ、６０Ｆ）。第７及び第８出入口連通空間８２Ｇ、８２Ｈではそれぞれ、第７及び第８ガス側出入口連通空間８４Ｅ、８４Ｆが第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する扁平管６３のうち上から５本に連通し（第７及び第８メイン熱交換部６１Ｇ、６１Ｈ）、第７及び第８液側出入口連通空間８５Ｇ、８５Ｈが第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している（第７及び第８サブ熱交換部６２Ｇ、６０Ｈ）。第９出入口連通空間８２Ｉでは、第９ガス側出入口連通空間８４Ｉが第９熱交換部６０Ｉを構成する扁平管６３のうち上から５本に連通し（第９メイン熱交換部６１Ｉ）、第９液側出入口連通空間８５Ｉが第９熱交換部６０Ｉを構成する扁平管６３の残り２本の扁平管６３に連通している（第９サブ熱交換部６２Ｉ）。
また、第１ヘッダ集合管８０には、暖房運転時に室外膨張弁１２（図１参照）から送られる冷媒を各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに分流して送る液側分流部材７０と、冷房運転時に圧縮機８（図１参照）から送られる冷媒を各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに分流して送るガス側分流部材７５と、が接続されている。
液側分流部材７０は、冷媒管２０（図１参照）に接続される液側冷媒分流器７１と、液側冷媒分流器７１から延びており各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに接続される液側冷媒分流管７２Ａ〜７２Ｉと、を有している。ここで、液側冷媒分流管７２Ａ〜７２Ｉは、キャピラリチューブを有しており、サブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉへの分流比率に応じた長さや内径のものが使用されている。
ガス側分流部材７５は、冷媒管１９（図１参照）に接続されるガス側冷媒分流母管７６と、ガス側冷媒分流母管７６から延びており各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに接続されるガス側冷媒分流枝管７７Ａ〜７７Ｉと、を有している。
第２ヘッダ集合管９０は、その内部空間が仕切板９１によって上下に仕切られることで、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに対応する折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉが形成されている。尚、第２ヘッダ集合管９０の内部空間は、上記のように、仕切板９１によって仕切られただけの構成に限定されるものではなく、第２ヘッダ集合管９０内における冷媒の流れ状態を良好に維持するための工夫がなされた構成であってもよい。
そして、各折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉは、対応する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉを構成する扁平管６３のすべてに連通している。すなわち、第１折り返し連通空間９２Ａは、第１熱交換部６０Ａを構成する１１本の扁平管６３のすべてに連通している。第２及び第３折り返し連通空間９２Ｂ、９２Ｃはそれぞれ、第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃを構成する１２本の扁平管６３のすべてに連通している。第４折り返し連通空間９２Ｄは、第４熱交換部６０Ｄを構成する１１本の扁平管６３のすべてに連通している。第５及び第６折り返し連通空間９２Ｅ、９２Ｆはそれぞれ、第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆを構成する９本の扁平管６３のすべてに連通している。第７及び第８折り返し連通空間９２Ｇ、９２Ｈはそれぞれ、第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する８本の扁平管６３のすべてに連通している。第９折り返し連通空間９２Ｉは、第９熱交換部６０Ｉを構成する７本の扁平管６３のすべてに連通している。
これにより、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉは、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉと、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉの下方においてメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉに直列に接続されたサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉと、を有している。すなわち、第１熱交換部６０Ａは、第１ガス側出入口連通空間８４Ａに連通する第１メイン熱交換部６１Ａを構成する８本の扁平管６３と、第１メイン熱交換部６１Ａの直下に位置しており第１液側出入口連通空間８５Ａに連通する第１サブ熱交換部６２Ａを構成する３本の扁平管６３と、が第１折り返し連通空間９２Ａを通じて直列に接続された構成を有している。第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃはそれぞれ、第２及び第３ガス側出入口連通空間８４Ｂ、８４Ｃに連通する第２及び第３メイン熱交換部６１Ｂ、６１Ｃを構成する８本の扁平管６３と、第２及び第３メイン熱交換部６１Ｂ、６１ｃの直下に位置しており第２及び第３液側出入口連通空間８５Ｂ、８５Ｃに連通する第２及び第３サブ熱交換部６２Ｂ、６２Ｃを構成する４本の扁平管６３と、が第２及び第３折り返し連通空間９２Ｂ、９２Ｃを通じて直列に接続された構成を有している。第４熱交換部６０Ｄは、第４ガス側出入口連通空間８４Ｄに連通する第４メイン熱交換部６１Ｄを構成する７本の扁平管６３と、第４メイン熱交換部６１Ｄの直下に位置しており第４液側出入口連通空間８５Ｄに連通する第４サブ熱交換部６２Ｄを構成する４本の扁平管６３と、が第４折り返し連通空間９２Ｄを通じて直列に接続された構成を有している。第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆはそれぞれ、第５及び第６ガス側出入口連通空間８４Ｅ、８４Ｆに連通する第５及び第６メイン熱交換部６１Ｅ、６１Ｆを構成する６本の扁平管６３と、第５及び第６メイン熱交換部６１Ｅ、６１Ｆの直下に位置しており第５及び第６液側出入口連通空間８５Ｅ、８５Ｆに連通する第５及び第６サブ熱交換部６２Ｅ、６２Ｆを構成する３本の扁平管６３と、が第５及び第６折り返し連通空間９２Ｅ、９２Ｆを通じて直列に接続された構成を有している。第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈはそれぞれ、第７及び第８ガス側出入口連通空間８４Ｇ、８４Ｈに連通する第７及び第８メイン熱交換部６１Ｇ、６１Ｈを構成する５本の扁平管６３と、第７及び第８メイン熱交換部６１Ｇ、６１Ｈの直下に位置しており第７及び第８液側出入口連通空間８５Ｇ、８５Ｈに連通する第７及び第８サブ熱交換部６２Ｇ、６２Ｈを構成する３本の扁平管６３と、が第７及び第８折り返し連通空間９２Ｇ、９２ｈを通じて直列に接続された構成を有している。第９熱交換部６０Ｉは、第９ガス側出入口連通空間８４Ｉに連通する第９メイン熱交換部６１Ｉを構成する５本の扁平管６３と、第９液側出入口連通空間８５Ｉに連通する第９サブ熱交換部６２Ｉを構成する２本の扁平管６３と、が第９折り返し連通空間９２Ｉを通じて直列に接続された構成を有している。
このように、ここでは、上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路６３ｂが形成された複数の扁平管６３と、隣り合う扁平管６３の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィン６４と、を有している。扁平管６３は、複数の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに区分されており、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉは、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉと、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉの下方においてメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉに直列に接続されたサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉと、を有している。そして、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉにおいてサブ熱交換部６２Ａ〜６０Ｉを構成する扁平管６３の数に対するメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉを構成する扁平管６３の数の比率をメイン−サブ本数比率とすると、最下段の熱交換部である第１熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率（＝８／３＝２．７）が、他の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉにおけるメイン−サブ本数比率の平均値（＝５０／２６＝１．９）よりも大きくなるように設定されている。尚、第１熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率は、２．７に限定されるものではないが、２．５以上にすることが好ましい。
また、ここでは、第１熱交換部６０Ａ（最下段の熱交換部）におけるメイン−サブ本数比率（＝２．７）が、複数の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉの中で最大になるように設定されている。
また、ここでは、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉを構成する扁平管６３の数が、室外ファン１５（送風機）によって得られる空気の風速が速い部分に対応する熱交換部の扁平管６３の数よりも、室外ファン１５（送風機）によって得られる空気の風速が遅い部分に対応する熱交換部の扁平管６３の数のほうが多くなるようにしている。具体的には、空気の風速が最も大きい第９熱交換部６０Ｉを構成する扁平管６３の本数（７本）よりも、第９熱交換部６０Ｉよりも空気の風速が小さい第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する扁平管６３の本数（８本）のほうが多くなる、というように、空気の風速が遅い下側の熱交換部ほど、熱交換部を構成する扁平管６３の本数が多くなるようにしている。
また、最下段の熱交換部としての第１熱交換部６０Ａにおけるサブ熱交換部６２Ａを構成する扁平管６３の数（３本）が、下から２段目の熱交換部としての第２熱交換部６０Ｂにおけるサブ熱交換部６２Ａを構成する扁平管６３の数（４本）よりも少なくなるようにしている。尚、ここでは、最下段のサブ熱交換部６２Ａを構成する扁平管６３の数を下から２段目のサブ熱交換部６２Ｂを構成する扁平管６３の数よりも１本少なくしているが、これに限定されるものではなく、２本や３本少なくしてもよい。
次に、上記の構成を有する室外熱交換器１１における冷媒の流れについて説明する。
冷房運転時には、室外熱交換器１１は、圧縮機８（図１参照）から吐出された冷媒の放熱器として機能する。
圧縮機８（図１参照）から吐出された冷媒は、冷媒管１９（図１参照）を通じてガス側分流部材７５に送られる。ガス側分流部材７５に送られた冷媒は、ガス側冷媒分流母管７６から各ガス側冷媒分流枝管７７Ａ〜７７Ｉに分流されて、第１ヘッダ集合管８０の各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに送られる。
各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに送られた冷媒は、対応する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉのメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉを構成する扁平管６３に分流される。各扁平管６３に送られた冷媒は、その通路６３ｂを流れる間に室外空気との熱交換によって放熱して、第２ヘッダ集合管９０の各折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉにおいて合流する。すなわち、冷媒は、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉを通過するのである。このとき、冷媒は、過熱ガス状態から気液二相状態又は飽和状態に近い液状態になるまで放熱する。
各折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉにおいて合流した冷媒は、対応する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉのサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉを構成する扁平管６３に分流される。各扁平管６３に送られた冷媒は、その通路６３ｂを流れる間に室外空気との熱交換によって放熱して、第１ヘッダ集合管８０の各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉにおいて合流する。すなわち、冷媒は、サブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉを通過するのである。このとき、冷媒は、気液二相状態又は飽和状態に近い液状態から過冷却液状態になるまでさらに放熱する。
各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに送られた冷媒は、液側冷媒分流部材７０の液側冷媒分流管７２Ａ〜７２Ｉに送られて、液側冷媒分流器７１において合流する。液側冷媒分流器７１において合流した冷媒は、冷媒管２０（図１参照）を通じて室外膨張弁１２（図１参照）に送られる。
暖房運転時には、室外熱交換器１１は、室外膨張弁１２（図１参照）において減圧された冷媒の蒸発器として機能する。
室外膨張弁１２において減圧された冷媒は、冷媒管２０（図１参照）を通じて液側冷媒分流部材７０に送られる。液側冷媒分流部材７０に送られた冷媒は、液側冷媒分流器７１から各液側冷媒分流管７２Ａ〜７２Ｉに分流されて、第１ヘッダ集合管８０の各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに送られる。
各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに送られた冷媒は、対応する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉのサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉを構成する扁平管６３に分流される。各扁平管６３に送られた冷媒は、その通路６３ｂを流れる間に室外空気との熱交換によって蒸発して、第２ヘッダ集合管９０の各折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉにおいて合流する。すなわち、冷媒は、サブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉを通過するのである。このとき、冷媒は、液成分の多い気液二相状態からガス成分の多い気液二相状態又は飽和状態に近いガス状態になるまで蒸発する。
各折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉにおいて合流した冷媒は、対応する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉのメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉを構成する扁平管６３に分流される。各扁平管６３に送られた冷媒は、その通路６３ｂを流れる間に室外空気との熱交換によって蒸発して（加熱されて）、第１ヘッダ集合管８０の各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉにおいて合流する。すなわち、冷媒は、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉを通過するのである。このとき、冷媒は、ガス成分の多い気液二相状態又は飽和状態に近いガス状態から過熱ガス状態になるまでさらに蒸発する（加熱される）。
各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに送られた冷媒は、ガス側冷媒分流部材７５のガス側冷媒分流枝管７７Ａ〜７７Ｉに送られて、ガス側冷媒分流母管７６において合流する。ガス側冷媒分流母管７６において合流した冷媒は、冷媒管１９（図１参照）を通じて圧縮機８（図１参照）の吸入側に送られる。
除霜運転時には、室外熱交換器１１は、冷房運転時と同様に、圧縮機８（図１参照）から吐出された冷媒の放熱器として機能する。尚、除霜運転時の室外熱交換器１１における冷媒の流れは、冷房運転時と同様であるため、ここでは説明を省略する。但し、冷房運転時とは異なり、除霜運転時は、冷媒が、主として、熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに付着した霜を融解させつつ放熱することになる。
（４）特徴
本実施形態の室外熱交換器１１（熱交換器）及びそれを備えた室外ユニット２（熱交換ユニット）には、以下のような特徴がある。
＜Ａ＞
ここでは、上記のように、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉと、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉの下方においてメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉに直列に接続されたサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉと、を有する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉが、上下に複数並んだ構成を有している。この構成を有する室外熱交換器１１（熱交換器）が暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置１に採用されると、除霜運転時にガス状態の冷媒が分岐して各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに流入する際に、冷媒の液ヘッドの影響を受けて、最下段の熱交換部としての第１熱交換部６０Ａ（特に、第１サブ熱交換部６２Ａ）に液溜まりが発生し、上段側の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉに比べて最下段の熱交換部６０Ａに流入するガス状態の冷媒の流量が少なくなり、最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなってしまう。特に、熱交換器１１が背の高い形態になると、冷媒の液ヘッドが大きくなり、除霜運転時に最下段の熱交換部６０Ａに流入するガス状態の冷媒の流量がさらに少なくなる。このように、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉと、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉの下方においてメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉに直列に接続されたサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉと、を有する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉが、上下に複数並んだ構成を有する熱交換器１１では、除霜運転時に冷媒の液ヘッドの影響を受けて最下段の熱交換部６０Ａに液溜まりが発生することが、除霜運転時に最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなる原因となっている。
そこで、ここでは、上記のように、最下段の熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉにおけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定している。すなわち、ここでは、最下段の熱交換部６０Ａについては、上段側の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉに比べて、サブ熱交換部における流路抵抗が大きくなるようにしている。このため、ここでは、上段側の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉに比べて、最下段の熱交換部６０Ａにおける圧力損失を大きくすることができるようになり、除霜運転時に、最下段の熱交換部６０Ａにおける液溜まりの発生を抑えて、最下段の熱交換部６０Ａに流入するガス状態の冷媒の流量が少なくなるのを防ぐことができる。これにより、ここでは、除霜運転時に最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
＜Ｂ＞
また、ここでは、上記のように、最下段の熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率が、複数の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉの中で最大になるように設定されている。このため、ここでは、最下段の熱交換部６０Ａについては、すべての上段側の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉよりも、サブ熱交換部における流路抵抗を大きくすることができる。これにより、ここでは、上段側の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉに比べて、最下段の熱交換部６０Ａにおける圧力損失を確実に大きくすることができるようになり、除霜運転時に最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間を確実に短くすることができる。
＜Ｃ＞
また、ここでは、上記のように、フィン６４に扁平管６３が挿入される切り欠き部６４ａが通風方向の風下側から風上側に沿って延びるように形成され、かつ、切り欠き部６４ａよりも通風方向の風上側に切り欠き部６４ａ間に挟まれる複数のフィン主部６４ｂと連続して延びるフィン風上部６４ｃが形成された構成を有している。この構成を有する熱交換器１１では、除霜運転時にフィン風上部６４ｃに付着する霜の量が多くなりやすいため、最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなるおそれがある。
しかし、ここでは、上記＜Ａ＞のように、最下段の熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉにおけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定した構成を採用しているため、フィン風上部６４ｃに付着する霜を含めた最下段の熱交換部６０Ａに付着する霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
＜Ｄ＞
また、ここでは、上記のように、ケーシング４０の側面から空気を吸い込んでケーシング４０の天面から空気を吹き出す上吹き型の熱交換ユニット２を構成する熱交換器１１として、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉと、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉの下方においてメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉに直列に接続されたサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉと、を有する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉが、上下に複数並んだ構成を有する熱交換器１１を採用している。この熱交換ユニット２の構成では、上段側の熱交換部に比べて下段側の熱交換部で空気の風速が遅くなるため、特に、最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなるおそれがある。
しかし、ここでは、上記のように、熱交換ユニット２を構成する熱交換器１１として、最下段の熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉにおけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定した構成を有する熱交換器１１を採用しているため、空気の風速が遅くなるにもかかわらず、最下段の熱交換部６０Ａに付着する霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
＜Ｅ＞
冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器では、空気の風速が速い部分ほど熱交換効率が高く、空気の風速が遅い部分ほど熱交換効率が低くなる関係にある。
そこで、ここでは、このような風速分布と熱交換効率との関係を考慮して、上記のように、空気の風速が大きい熱交換部の扁平管６３の数よりも、空気の風速が小さい熱交換部の扁平管６３の数のほうが多くなるようにしているため、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉの伝熱面積を風速分布に応じたものにすることができ、これにより、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉを通過した後の冷媒の状態を均等にすることができる。
＜Ｆ＞
ここでは、上記のように、最下段のサブ熱交換部６２Ａを構成する扁平管６３の数を下から２段目のサブ熱交換部６２Ｂを構成する扁平管６３の数よりも少なくすることで、最下段の熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉにおけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定している。このため、ここでは、風速分布に応じた複数の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉの構成を採用しつつ、最下段の熱交換部６０Ａにおける液溜まりの発生を確実に抑えることができる。
（５）変形例
上記実施形態では、９つの熱交換部６０Ａ〜６０Ｉを有する室外熱交換器１１に対して本発明を適用したが、これに限定されるものではなく、熱交換部の数は９つよりも少なくてもよいし、９つよりも多くてもよい。
また、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉを構成する扁平管６３の本数や、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉにおけるメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉとサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉの本数の分け方も、上記実施形態に限定されるものではない。
本発明は、上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路が形成された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有する熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニットに対して、広く適用可能である。
２ 室外ユニット（熱交換ユニット）
１１ 室外熱交換器（熱交換器）
１５ 室外ファン（送風機）
４０ ケーシング
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 吸込口
４０ｄ 吹出口
６０Ａ〜６０Ｉ 熱交換部
６０Ａ 第１熱交換部（最下段の熱交換部）
６０Ｂ 第２熱交換部（下から２段目の熱交換部）
６１Ａ〜６１Ｉ メイン熱交換部
６１Ａ 第１メイン熱交換部
６２Ａ〜６２Ｉ サブ熱交換部
６２Ａ 第１サブ熱交換部（最下段のサブ熱交換部）
６２Ｂ 第２サブ熱交換部（下から２段目のサブ熱交換部）
６３ 扁平管
６３ｂ 通路
６４ フィン
６４ａ 切り欠き部
６４ｂ フィン主部
６４ｃ フィン風上部
特開２０１２−１６３３１３号公報
本発明は、熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニット、特に、上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路が形成された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有する熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニットに関する。
空気調和装置の室外ユニット（熱交換ユニット）に収容される熱交換器として、上下に配列された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有する、熱交換器が採用される場合がある。そして、このような熱交換器として、例えば、特許文献１（特開２０１２−１６３３１３号公報）に示すように、複数の扁平管が、上下に並ぶ複数の熱交換部に区分されており、各熱交換部が、メイン熱交換部と、メイン熱交換部の下方においてメイン熱交換部に直列に接続されたサブ熱交換部と、を有するように形成されたものがある。
上記従来の熱交換器は、暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置に採用されることがある。ここで、空気調和装置が暖房運転を行う場合には、上記従来の熱交換器が冷媒の蒸発器として使用され、空気調和装置が除霜運転を行う場合には、上記従来の熱交換器が冷媒の放熱器として使用される。具体的には、上記従来の熱交換器が冷媒の蒸発器として使用される場合には、気液二相状態の冷媒が分岐して各熱交換部を構成するサブ熱交換部に流入し、サブ熱交換部に流入した気液二相状態の冷媒は、サブ熱交換部、メイン熱交換部の順に通過して加熱され、各熱交換部から流出して合流する。また、上記従来の熱交換器が冷媒の放熱器として使用される場合には、ガス状態の冷媒が分岐して各熱交換部のメイン熱交換部に流入し、メイン熱交換部に流入したガス状態の冷媒は、メイン熱交換部、サブ熱交換部の順に通過して冷却され、各熱交換部から流出して合流する。
しかし、上記従来の熱交換器を採用した空気調和装置では、除霜運転時に、最下段の熱交換部を構成する熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間が、最下段の熱交換部よりも上段側の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間よりも長くなりやすい。特に、熱交換器が背の高い形態になると、この傾向が顕著になる。このため、除霜運転後においても最下段の熱交換部において霜の融け残りが発生して除霜が不十分となる場合があり、また、最下段の熱交換部における霜の融け残りの発生を抑えるために除霜運転の時間を長くする必要がある。
本発明の課題は、上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路が形成された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有する熱交換器が、暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置に採用される場合に、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間を短くすることにある。
第１の観点にかかる熱交換器は、上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路が形成された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有している。扁平管は、上下に並ぶ複数の熱交換部に区分されており、各熱交換部は、ガス側出入口連通空間に連通するメイン熱交換部と、メイン熱交換部の下方においてメイン熱交換部に直列に接続され液側出入口連通空間に連通するサブ熱交換部と、を有している。そして、ここでは、各熱交換部においてサブ熱交換部を構成する扁平管の数に対するメイン熱交換部を構成する扁平管の数の比率をメイン−サブ本数比率とすると、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率が、他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定されている。
ここでは、上記のように、メイン熱交換部と、メイン熱交換部の下方においてメイン熱交換部に直列に接続されたサブ熱交換部と、を有する熱交換部が、上下に複数並んだ構成を有している。この構成を有する熱交換器が暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置に採用されると、除霜運転時にガス状態の冷媒が分岐して各熱交換部に流入する際に、冷媒の液ヘッドの影響を受けて、最下段の熱交換部（特に、サブ熱交換部）に液溜まりが発生し、上段側の熱交換部に比べて最下段の熱交換部に流入するガス状態の冷媒の流量が少なくなり、最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなってしまう。特に、熱交換器が背の高い形態になると、冷媒の液ヘッドが大きくなり、除霜運転時に最下段の熱交換部に流入するガス状態の冷媒の流量がさらに少なくなる。このように、メイン熱交換部と、メイン熱交換部の下方においてメイン熱交換部に直列に接続されたサブ熱交換部と、を有する熱交換部が、上下に複数並んだ構成を有する熱交換器では、除霜運転時に冷媒の液ヘッドの影響を受けて最下段の熱交換部に液溜まりが発生することが、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなる原因となっている。
そこで、ここでは、上記のように、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定している。すなわち、ここでは、最下段の熱交換部については、上段側の熱交換部に比べて、サブ熱交換部における流路抵抗が大きくなるようにしている。このため、ここでは、上段側の熱交換部に比べて、最下段の熱交換部における圧力損失を大きくすることができるようになり、除霜運転時に、最下段の熱交換部における液溜まりの発生を抑えて、最下段の熱交換部に流入するガス状態の冷媒の流量が少なくなるのを防ぐことができる。これにより、ここでは、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
このように、ここでは、上記の構成を有する熱交換器を暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置に採用することによって、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
第２の観点にかかる熱交換器は、第１の観点にかかる熱交換器において、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率が、複数の熱交換部の中で最大になるように設定されている。
ここでは、最下段の熱交換部については、すべての上段側の熱交換部よりも、サブ熱交換部における流路抵抗を大きくすることができる。これにより、ここでは、上段側の熱交換部に比べて、最下段の熱交換部における圧力損失を確実に大きくすることができるようになり、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間を確実に短くすることができる。
第３の観点にかかる熱交換器は、第１又は第２の観点にかかる熱交換器において、フィンが、空気が通風路を通過する通風方向の風下側から風上側に沿って延びており扁平管が挿入される複数の切り欠き部と、隣り合う切り欠き部間に挟まれた複数のフィン主部と、切り欠き部よりも通風方向の風上側に複数の前記フィン主部と連続して延びるフィン風上部と、を有している。
ここでは、上記のように、フィンに扁平管が挿入される切り欠き部が通風方向の風下側から風上側に沿って延びるように形成され、かつ、切り欠き部よりも通風方向の風上側に切り欠き部間に挟まれる複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部が形成された構成を有している。この構成を有する熱交換器では、除霜運転時にフィン風上部に付着する霜の量が多くなりやすいため、最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなるおそれがある。
しかし、ここでは、上記のように、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定した構成を採用しているため、フィン風上部に付着する霜を含めた最下段の熱交換部に付着する霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
第４の観点にかかる熱交換ユニットは、側面に空気の吸込口と天面に空気の吹出口とが形成されたケーシングと、ケーシング内において吹出口に面して配置された送風機と、ケーシング内において送風機の下側に配置された第１〜第３の観点のいずれかにかかる熱交換器と、を有している。
ここでは、上記のように、ケーシングの側面から空気を吸い込んでケーシングの天面から空気を吹き出す上吹き型の熱交換ユニットを構成する熱交換器として、メイン熱交換部と、メイン熱交換部の下方においてメイン熱交換部に直列に接続されたサブ熱交換部と、を有する熱交換部が、上下に複数並んだ構成を有する熱交換器を採用している。この熱交換ユニットの構成では、上段側の熱交換部に比べて下段側の熱交換部で空気の風速が遅くなるため、特に、最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなるおそれがある。
しかし、ここでは、上記のように、熱交換ユニットを構成する熱交換器として、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定した構成を有する熱交換器を採用しているため、空気の風速が遅くなるにもかかわらず、最下段の熱交換部に付着する霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
第５の観点にかかる熱交換ユニットは、第４の観点にかかる熱交換ユニットにおいて、各熱交換部を構成する扁平管の数が、送風機によって得られる空気の風速が速い部分に対応する熱交換部の扁平管の数よりも、送風機によって得られる空気の風速が遅い部分に対応する熱交換部の扁平管の数のほうが多くなるようにしている。
冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器では、空気の風速が速い部分ほど熱交換効率が高く、空気の風速が遅い部分ほど熱交換効率が低くなる関係にある。
そこで、ここでは、このような風速分布と熱交換効率との関係を考慮して、上記のように、空気の風速が大きい熱交換部の扁平管の数よりも、空気の風速が小さい熱交換部の扁平管の数のほうが多くなるようにしているため、各熱交換部の伝熱面積を風速分布に応じたものにすることができ、これにより、各熱交換部を通過した後の冷媒の状態を均等にすることができる。
第６の観点にかかる熱交換ユニットは、第５の観点にかかる熱交換ユニットにおいて、最下段の熱交換部におけるサブ熱交換部を構成する扁平管の数が、下から２段目の熱交換部におけるサブ熱交換部を構成する扁平管の数よりも少なくなるようにしている。
ここでは、上記のように、最下段のサブ熱交換部を構成する扁平管の数を下から２段目のサブ熱交換部を構成する扁平管の数よりも少なくすることで、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定している。このため、ここでは、風速分布に応じた複数の熱交換部の構成を採用しつつ、最下段の熱交換部における液溜まりの発生を確実に抑えることができる。
以上の説明に述べたように、本発明によれば、最下段の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率を他の熱交換部におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定した構成を有する熱交換器を暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置に採用することによって、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
本発明の一実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニットとしての室外ユニットが採用された空気調和装置の概略構成図である。 室外ユニットの外観斜視図である。 室外ユニットの正面図（室外熱交換器以外の冷媒回路構成部品を除いて図示）である。 室外熱交換器の概略斜視図である。 図４の熱交換部の部分拡大斜視図である。 室外熱交換器の概略構成図である。 室外熱交換器の概略構成を一覧表化した図である。
以下、本発明にかかる熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニットの実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニットの具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器１１及びそれを備えた熱交換ユニットとしての室外ユニット２が採用された空気調和装置１の概略構成図である。
空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット３ａ、３ｂと、室外ユニット２と室内ユニット３ａ、３ｂとを接続する液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５と、室外ユニット２及び室内ユニット３ａ、３ｂの構成機器を制御する制御部２３と、を有している。そして、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路６は、室外ユニット２と、室内ユニット３ａ、３ｂとが冷媒連絡管４、５を介して接続されることによって構成されている。
室外ユニット２は、室外（建物の屋上や建物の壁面近傍等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室外ユニット２は、主として、アキュムレータ７、圧縮機８と、四路切換弁１０と、室外熱交換器１１と、膨張機構としての室外膨張弁１２と、液側閉鎖弁１３と、ガス側閉鎖弁１４と、室外ファン１５と、を有している。各機器及び弁間は、冷媒管１６〜２２によって接続されている。
室内ユニット３ａ、３ｂは、室内（居室や天井裏空間等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室内ユニット３ａは、主として、室内膨張弁３１ａと、室内熱交換器３２ａと、室内ファン３３ａと、を有している。室内ユニット３ｂは、主として、膨張機構としての室内膨張弁３１ｂと、室内熱交換器３２ｂと、室内ファン３３ｂと、を有している。
冷媒連絡管４、５は、空気調和装置１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管４の一端は、室内ユニット２の液側閉鎖弁１３に接続され、液冷媒連絡管４の他端は、室内ユニット３ａ、３ｂの室内膨張弁３１ａ、３１ｂの液側端に接続されている。ガス冷媒連絡管５の一端は、室内ユニット２のガス側閉鎖弁１４に接続され、ガス冷媒連絡管５の他端は、室内ユニット３ａ、３ｂの室内熱交換器３２ａ、３２ｂのガス側端に接続されている。
制御部２３は、室外ユニット２や室内ユニット３ａ、３ｂに設けられた制御基板等（図示せず）が通信接続されることによって構成されている。尚、図１においては、便宜上、室外ユニット２や室内ユニット３ａ、３ｂとは離れた位置に図示している。制御部２３は、空気調和装置１（ここでは、室外ユニット２や室内ユニット３ａ、３ｂ）の構成機器８、１０、１２、１５、３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂの制御、すなわち、空気調和装置１全体の運転制御を行うようになっている。
（２）空気調和装置の動作
次に、図１を用いて、空気調和装置１の動作について説明する。空気調和装置１では、圧縮機８、室外熱交換器１１、室外膨張弁１２及び室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、室内熱交換器３２ａ、３２ｂの順に冷媒を循環させる冷房運転と、圧縮機８、室内熱交換器３２ａ、３２ｂ、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ及び室外膨張弁１２、室外熱交換器１１の順に冷媒を循環させる暖房運転と、が行われる。また、暖房運転時においては、室外熱交換器１１に付着した霜を融解させるための除霜運転が行われる。ここでは、冷房運転時と同様に、圧縮機８、室外熱交換器１１、室外膨張弁１２及び室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、室内熱交換器３２ａ、３２ｂの順に冷媒を循環させる逆サイクル除霜運転が行われる。尚、冷房運転、暖房運転及び除霜運転は、制御部２３によって行われる。
冷房運転時には、四路切換弁１０が室外放熱状態（図１の実線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機８に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機８から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１０を通じて、室外熱交換器１１に送られる。室外熱交換器１１に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器１１において、室外ファン１５によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。室外熱交換器１１において放熱した高圧の液冷媒は、室外膨張弁１２、液側閉鎖弁１３及び液冷媒連絡管４を通じて、室内膨張弁３１ａ、３１ｂに送られる。室内膨張弁３１ａ、３１ｂに送られた冷媒は、室内膨張弁３１ａ、３１ｂによって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。室内膨張弁３１ａ、３１ｂで減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて、室内ファン３３ａ、３３ｂによって加熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管５、ガス側閉鎖弁１４、四路切換弁１０及びアキュムレータ７を通じて、再び、圧縮機８に吸入される。
暖房運転時には、四路切換弁１０が室外蒸発状態（図１の破線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機８に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機８から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１０、ガス側閉鎖弁１４及びガス冷媒連絡管５を通じて、室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて、室内ファン３３ａ、３３ｂによって冷却源として供給される室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱され、その後に、室内に供給されることで室内の暖房が行われる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂで放熱した高圧の液冷媒は、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、液冷媒連絡管４及び液側閉鎖弁１３を通じて、室外膨張弁１２に送られる。室外膨張弁１２に送られた冷媒は、室外膨張弁１２によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。室外膨張弁１２で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器１１に送られる。室外熱交換器１１に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器１１において、室外ファン１５によって加熱源として供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。室外熱交換器１１で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１０及びアキュムレータ７を通じて、再び、圧縮機８に吸入される。
上記の暖房運転時において、室外熱交換器１１における冷媒の温度が所定温度よりも低くなる等によって室外熱交換器１１における着霜が検知された場合、すなわち、室外熱交換器１１の除霜を開始する条件に達した場合には、室外熱交換器１１に付着した霜を融解させる除霜運転を行う。
除霜運転は、冷房運転時と同様に、四路切換弁２２を室外放熱状態（図１の実線で示される状態）に切り換えて室外熱交換器１１を冷媒の放熱器として機能させることによって行われる。これにより、室外熱交換器１１に付着した霜を融解させることができる。除霜運転は、除霜前における暖房運転の状態等を考慮して設定された除霜時間が経過するまで、又は、室外熱交換器１１における冷媒の温度が所定温度よりも高くなる等によって室外熱交換器１１における除霜が完了したものと判定されるまで、行われ、その後、暖房運転に復帰する。尚、除霜運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れは、冷房運転と同様であるため、ここでは説明を省略する。
（３）室外ユニットの構成
図２は、室外ユニット２の外観斜視図である。図３は、室外ユニット２の正面図（室外熱交換器１１以外の冷媒回路構成部品を除いて図示）である。図４は、室外熱交換器１１の概略斜視図である。図５は、図４の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉの部分拡大図である。図６は、室外熱交換器１１の概略構成図である。図７は、室外熱交換器１１の概略構成を一覧表化した図である。
＜全体＞
室外ユニット２は、ケーシング４０の側面から空気を吸い込んでケーシング４０の天面から空気を吹き出す上吹き型の熱交換ユニットである。室外ユニット２は、主として、略直方体箱状のケーシング４０と、送風機としての室外ファン１５と、圧縮機や室外熱交換器等の機器７、８、１１、四路切換弁や室外膨張弁等の弁１０、１２〜１４及び冷媒管１６〜２２等を含み冷媒回路６の一部を構成する冷媒回路構成部品と、を有している。尚、以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「前面」、「背面」は、特にことわりのない限り、図２に示される室外ユニット２を前方（図面の左斜前側）から見た場合の方向を意味している。
ケーシング４０は、主として、左右方向に延びる一対の据付脚４１上に架け渡される底フレーム４２と、底フレーム４２の角部から鉛直方向に延びる支柱４３と、支柱４３の上端に取り付けられるファンモジュール４４と、前面パネル４５と、を有しており、側面（ここでは、背面及び左右両側面）に空気の吸込口４０ａ、４０ｂ、４０ｃと天面に空気の吹出口４０ｄとが形成されている。
底フレーム４２は、ケーシング４０の底面を形成しており、底フレーム４２上には、室外熱交換器１１が設けられている。ここで、室外熱交換器１１は、ケーシング４０の背面及び左右両側面に面する平面視略Ｕ字形状の熱交換器であり、ケーシング４０の背面及び左右両側面を実質的に形成している。また、底フレーム４２は、室外熱交換器１１の下端部分に接しており、冷房運転や除霜運転時に室外熱交換器１１において発生するドレン水を受けるドレンパンとして機能する。
室外熱交換器１１の上側には、ファンモジュール４４が設けられており、ケーシング４０の前面、背面及び左右両面の支柱４３よりも上側の部分と、ケーシング４０の天面と、を形成している。ここで、ファンモジュール４４は、上面及び下面が開口した略直方体形状の箱体に室外ファン１５が収容された集合体である。ファンモジュール４４の天面の開口は、吹出口４０ｄであり、吹出口４０ｄには、吹出グリル４６が設けられている。室外ファン１５は、ケーシング４０内において吹出口４０ｄに面して配置されており、空気を吸込口４０ａ、４０ｂ、４０ｃからケーシング４０内に取り込んで吹出口４０ｄから排出させる送風機である。
前面パネル４５は、前面側の支柱４３間に架け渡されており、ケーシング４０の前面を形成している。
ケーシング４０内には、室外ファン１５及び室外熱交換器１１以外の冷媒回路構成部品（図２においては、アキュムレータ７及び圧縮機８を図示）も収容されている。ここで、圧縮機８及びアキュムレータ７は、底フレーム４２上に設けられている。
このように、室外ユニット２は、側面（ここでは、背面及び左右両側面）に空気の吸込口４０ａ、４０ｂ、４０ｃと天面に空気の吹出口４０ｄとが形成されたケーシング４０と、ケーシング４０内において吹出口４０ｄに面して配置された室外ファン１５（送風機）と、ケーシング４０内において室外ファン１５の下側に配置された室外熱交換器１１と、を有している。そして、このような上吹き型のユニット構成では、図３に示すように、室外ファン１５の下側に室外熱交換器１１が配置されるため、室外熱交換器１１を通過する空気の風速は、室外熱交換器１１の上部のほうが室外熱交換器１１の下部に比べて速くなる傾向がある。
＜室外熱交換器＞
室外熱交換器１１は、冷媒と室外空気との熱交換を行う熱交換器であり、主として、第１ヘッダ集合管８０と、第２ヘッダ集合管９０と、複数の扁平管６３と、複数のフィン６４と、を有している。ここでは、第１ヘッダ集合管８０、第２ヘッダ集合管９０、扁平管６３及びフィン６４のすべてが、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されており、互いにロウ付け等によって接合されている。
第１ヘッダ集合管８０及び第２ヘッダ集合管９０はいずれも、上端及び下端が閉じた縦長中空の円筒形状の部材である。第１ヘッダ集合管８０は、室外熱交換器１１の一端側（ここでは、図４の左前端側、又は、図６の左端側）に立設されており、第２ヘッダ集合管９０は、室外熱交換器１１の他端側（ここでは、図４の右前端側、又は、図６の右端側）に立設されている。
扁平管６３は、伝熱面となる鉛直方向を向く平面部６３ａと、内部に形成された冷媒が流れる多数の小さな通路６３ｂと、を有する扁平多穴管である。扁平管６３は、上下に複数配列されており、両端が第１ヘッダ集合管８０及び第２ヘッダ集合管９０に接続されている。フィン６４は、隣り合う扁平管６３の間を空気が流れる複数の通風路に区画しており、複数の扁平管６３を差し込むための複数の切り欠き６４ａが形成されている。ここでは、扁平管６３の平面部６３ａが向く方向が上下方向であり、かつ、扁平管６３の長手方向がケーシング４０の側面（ここでは、左右両側面）及び背面に沿う水平方向であるため、切り欠き部６４ａが延びる方向は、扁平管６３の長手方向に交差する水平方向を意味しており、ケーシング４０内における通風方向とも略一致している。切り欠き部６４ａは、扁平管６３が通風方向の風下側から風上側に向かって挿入されるように水平方向に細長く延びている。フィン６４の切り欠き６４ａの形状は、扁平管６３の断面の外形にほぼ一致している。フィン６４の切り欠き部６４ａは、フィン６４の上下方向に所定の間隔を空けて形成されている。フィン６４は、上下方向に隣り合う切り欠き部６４ａ間に挟まれた複数のフィン主部６４ｃと、複数の切り欠き部６４ａよりも通風方向の風上側に複数のフィン主部６４ｃと連続して延びるフィン風上部６４ｄと、を有している。
室外熱交換器１１では、複数の扁平管６３が上下に並ぶ複数（ここでは、９個）の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに区分されている。具体的には、ここでは、下から上に向かって順に、最下段の熱交換部である第１熱交換部６０Ａ、第２熱交換部６０Ｂ・・・第８熱交換部６０Ｈ、第９熱交換部６０Ｉが形成されている。第１熱交換部６０Ａは、１１本の扁平管６３を有している。第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃはそれぞれ、１２本の扁平管６３を有している。第４熱交換部６０Ｄは、１１本の扁平管６３を有している。第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆはそれぞれ、９本の扁平管６３を有している。第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈはそれぞれ、８本の扁平管６３を有している。第９熱交換部６０Ｉは、７本の扁平管６３を有している。
第１ヘッダ集合管８０は、その内部空間が仕切板８１によって上下に仕切られることによって、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに対応する出入口連通空間８２Ａ〜８２Ｉが形成されている。また、各出入口連通空間８２Ａ〜８２Ｉは、仕切板８３によって上下２つに仕切られることによって、上側のガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉと、下側の液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉと、が形成されている。
そして、第１ガス側出入口連通空間８４Ａは、第１熱交換部６０Ａを構成する扁平管６３のうち上から８本に連通し、第１液側出入口連通空間８５Ａは、第１熱交換部６０Ａを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している。第２及び第３ガス側出入口連通空間８４Ｂ、８４Ｃはそれぞれ、第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃを構成する扁平管６３のうち上から８本に連通し、第２及び第３液側出入口連通空間８５Ｂ、８５Ｃはそれぞれ、第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃを構成する扁平管６３の残り４本の扁平管６３に連通している。第４ガス側出入口連通空間８４Ｄは、第４熱交換部６０Ｄを構成する扁平管６３のうち上から７本に連通し、第４液側出入口連通空間８５Ｄは、第４熱交換部６０Ｄを構成する扁平管６３の残り４本の扁平管６３に連通している。第５及び第６ガス側出入口連通空間８４Ｅ、８４Ｆはそれぞれ、第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆを構成する扁平管６３のうち上から６本に連通し、第５及び第６液側出入口連通空間８５Ｅ、８５Ｆはそれぞれ、第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している。第７及び第８ガス側出入口連通空間８４Ｇ、８４Ｈはそれぞれ、第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する扁平管６３のうち上から５本に連通し、第７及び第８液側出入口連通空間８５Ｇ、８５Ｈはそれぞれ、第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している。第９ガス側出入口連通空間８４Ｉは、第９熱交換部６０Ｉを構成する扁平管６３のうち上から５本に連通し、第９液側出入口連通空間８５Ｉは、第９熱交換部６０Ｉを構成する扁平管６３の残り２本の扁平管６３に連通している。
ここで、ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに連通する扁平管６３をメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉとし、各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに連通する扁平管６３をサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉとする。すなわち、第１出入口連通空間８２Ａでは、第１ガス側出入口連通空間８４Ａが第１熱交換部６０Ａを構成する扁平管６３のうち上から８本に連通し（第１メイン熱交換部６１Ａ）、第１液側出入口連通空間８５Ａが第１熱交換部６０Ａを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している（第１サブ熱交換部６２Ａ）。第２及び第３出入口連通空間８２Ｂ、８２Ｃではそれぞれ、第２及び第３ガス側出入口連通空間８４Ｂ、８２Ｃが第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃを構成する扁平管６３のうち上から８本に連通し（第２及び第３メイン熱交換部６１Ｂ、６１Ｃ）、第２及び第３液側出入口連通空間８５Ｂ、８５Ｃが第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃを構成する扁平管６３の残り４本の扁平管６３に連通している（第２及び第３サブ熱交換部６２Ｂ、６２Ｃ）。第４出入口連通空間８２Ｄでは、第４ガス側出入口連通空間８４Ｄが第４熱交換部６０Ｄを構成する扁平管６３のうち上から７本に連通し（第４メイン熱交換部６１Ｄ）、第４液側出入口連通空間８５Ｄが第４熱交換部６０Ｄを構成する扁平管６３の残り４本の扁平管６３に連通している（第４サブ熱交換部６２Ｄ）。第５及び第６出入口連通空間８２Ｅ、８２Ｆではそれぞれ、第５及び第６ガス側出入口連通空間８４Ｅ、８４Ｆが第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆを構成する扁平管６３のうち上から６本に連通し（第５及び第６メイン熱交換部６１Ｅ、６１Ｆ）、第５及び第６液側出入口連通空間８５Ｅ、８５Ｆが第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している（第５及び第６サブ熱交換部６２Ｅ、６０Ｆ）。第７及び第８出入口連通空間８２Ｇ、８２Ｈではそれぞれ、第７及び第８ガス側出入口連通空間８４Ｅ、８４Ｆが第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する扁平管６３のうち上から５本に連通し（第７及び第８メイン熱交換部６１Ｇ、６１Ｈ）、第７及び第８液側出入口連通空間８５Ｇ、８５Ｈが第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する扁平管６３の残り３本の扁平管６３に連通している（第７及び第８サブ熱交換部６２Ｇ、６０Ｈ）。第９出入口連通空間８２Ｉでは、第９ガス側出入口連通空間８４Ｉが第９熱交換部６０Ｉを構成する扁平管６３のうち上から５本に連通し（第９メイン熱交換部６１Ｉ）、第９液側出入口連通空間８５Ｉが第９熱交換部６０Ｉを構成する扁平管６３の残り２本の扁平管６３に連通している（第９サブ熱交換部６２Ｉ）。
また、第１ヘッダ集合管８０には、暖房運転時に室外膨張弁１２（図１参照）から送られる冷媒を各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに分流して送る液側分流部材７０と、冷房運転時に圧縮機８（図１参照）から送られる冷媒を各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに分流して送るガス側分流部材７５と、が接続されている。
液側分流部材７０は、冷媒管２０（図１参照）に接続される液側冷媒分流器７１と、液側冷媒分流器７１から延びており各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに接続される液側冷媒分流管７２Ａ〜７２Ｉと、を有している。ここで、液側冷媒分流管７２Ａ〜７２Ｉは、キャピラリチューブを有しており、サブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉへの分流比率に応じた長さや内径のものが使用されている。
ガス側分流部材７５は、冷媒管１９（図１参照）に接続されるガス側冷媒分流母管７６と、ガス側冷媒分流母管７６から延びており各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに接続されるガス側冷媒分流枝管７７Ａ〜７７Ｉと、を有している。
第２ヘッダ集合管９０は、その内部空間が仕切板９１によって上下に仕切られることで、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに対応する折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉが形成されている。尚、第２ヘッダ集合管９０の内部空間は、上記のように、仕切板９１によって仕切られただけの構成に限定されるものではなく、第２ヘッダ集合管９０内における冷媒の流れ状態を良好に維持するための工夫がなされた構成であってもよい。
そして、各折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉは、対応する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉを構成する扁平管６３のすべてに連通している。すなわち、第１折り返し連通空間９２Ａは、第１熱交換部６０Ａを構成する１１本の扁平管６３のすべてに連通している。第２及び第３折り返し連通空間９２Ｂ、９２Ｃはそれぞれ、第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃを構成する１２本の扁平管６３のすべてに連通している。第４折り返し連通空間９２Ｄは、第４熱交換部６０Ｄを構成する１１本の扁平管６３のすべてに連通している。第５及び第６折り返し連通空間９２Ｅ、９２Ｆはそれぞれ、第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆを構成する９本の扁平管６３のすべてに連通している。第７及び第８折り返し連通空間９２Ｇ、９２Ｈはそれぞれ、第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する８本の扁平管６３のすべてに連通している。第９折り返し連通空間９２Ｉは、第９熱交換部６０Ｉを構成する７本の扁平管６３のすべてに連通している。
これにより、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉは、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉと、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉの下方においてメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉに直列に接続されたサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉと、を有している。すなわち、第１熱交換部６０Ａは、第１ガス側出入口連通空間８４Ａに連通する第１メイン熱交換部６１Ａを構成する８本の扁平管６３と、第１メイン熱交換部６１Ａの直下に位置しており第１液側出入口連通空間８５Ａに連通する第１サブ熱交換部６２Ａを構成する３本の扁平管６３と、が第１折り返し連通空間９２Ａを通じて直列に接続された構成を有している。第２及び第３熱交換部６０Ｂ、６０Ｃはそれぞれ、第２及び第３ガス側出入口連通空間８４Ｂ、８４Ｃに連通する第２及び第３メイン熱交換部６１Ｂ、６１Ｃを構成する８本の扁平管６３と、第２及び第３メイン熱交換部６１Ｂ、６１ｃの直下に位置しており第２及び第３液側出入口連通空間８５Ｂ、８５Ｃに連通する第２及び第３サブ熱交換部６２Ｂ、６２Ｃを構成する４本の扁平管６３と、が第２及び第３折り返し連通空間９２Ｂ、９２Ｃを通じて直列に接続された構成を有している。第４熱交換部６０Ｄは、第４ガス側出入口連通空間８４Ｄに連通する第４メイン熱交換部６１Ｄを構成する７本の扁平管６３と、第４メイン熱交換部６１Ｄの直下に位置しており第４液側出入口連通空間８５Ｄに連通する第４サブ熱交換部６２Ｄを構成する４本の扁平管６３と、が第４折り返し連通空間９２Ｄを通じて直列に接続された構成を有している。第５及び第６熱交換部６０Ｅ、６０Ｆはそれぞれ、第５及び第６ガス側出入口連通空間８４Ｅ、８４Ｆに連通する第５及び第６メイン熱交換部６１Ｅ、６１Ｆを構成する６本の扁平管６３と、第５及び第６メイン熱交換部６１Ｅ、６１Ｆの直下に位置しており第５及び第６液側出入口連通空間８５Ｅ、８５Ｆに連通する第５及び第６サブ熱交換部６２Ｅ、６２Ｆを構成する３本の扁平管６３と、が第５及び第６折り返し連通空間９２Ｅ、９２Ｆを通じて直列に接続された構成を有している。第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈはそれぞれ、第７及び第８ガス側出入口連通空間８４Ｇ、８４Ｈに連通する第７及び第８メイン熱交換部６１Ｇ、６１Ｈを構成する５本の扁平管６３と、第７及び第８メイン熱交換部６１Ｇ、６１Ｈの直下に位置しており第７及び第８液側出入口連通空間８５Ｇ、８５Ｈに連通する第７及び第８サブ熱交換部６２Ｇ、６２Ｈを構成する３本の扁平管６３と、が第７及び第８折り返し連通空間９２Ｇ、９２ｈを通じて直列に接続された構成を有している。第９熱交換部６０Ｉは、第９ガス側出入口連通空間８４Ｉに連通する第９メイン熱交換部６１Ｉを構成する５本の扁平管６３と、第９液側出入口連通空間８５Ｉに連通する第９サブ熱交換部６２Ｉを構成する２本の扁平管６３と、が第９折り返し連通空間９２Ｉを通じて直列に接続された構成を有している。
このように、ここでは、上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路６３ｂが形成された複数の扁平管６３と、隣り合う扁平管６３の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィン６４と、を有している。扁平管６３は、複数の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに区分されており、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉは、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉと、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉの下方においてメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉに直列に接続されたサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉと、を有している。そして、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉにおいてサブ熱交換部６２Ａ〜６０Ｉを構成する扁平管６３の数に対するメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉを構成する扁平管６３の数の比率をメイン−サブ本数比率とすると、最下段の熱交換部である第１熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率（＝８／３＝２．７）が、他の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉにおけるメイン−サブ本数比率の平均値（＝５０／２６＝１．９）よりも大きくなるように設定されている。尚、第１熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率は、２．７に限定されるものではないが、２．５以上にすることが好ましい。
また、ここでは、第１熱交換部６０Ａ（最下段の熱交換部）におけるメイン−サブ本数比率（＝２．７）が、複数の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉの中で最大になるように設定されている。
また、ここでは、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉを構成する扁平管６３の数が、室外ファン１５（送風機）によって得られる空気の風速が速い部分に対応する熱交換部の扁平管６３の数よりも、室外ファン１５（送風機）によって得られる空気の風速が遅い部分に対応する熱交換部の扁平管６３の数のほうが多くなるようにしている。具体的には、空気の風速が最も大きい第９熱交換部６０Ｉを構成する扁平管６３の本数（７本）よりも、第９熱交換部６０Ｉよりも空気の風速が小さい第７及び第８熱交換部６０Ｇ、６０Ｈを構成する扁平管６３の本数（８本）のほうが多くなる、というように、空気の風速が遅い下側の熱交換部ほど、熱交換部を構成する扁平管６３の本数が多くなるようにしている。
また、最下段の熱交換部としての第１熱交換部６０Ａにおけるサブ熱交換部６２Ａを構成する扁平管６３の数（３本）が、下から２段目の熱交換部としての第２熱交換部６０Ｂにおけるサブ熱交換部６２Ａを構成する扁平管６３の数（４本）よりも少なくなるようにしている。尚、ここでは、最下段のサブ熱交換部６２Ａを構成する扁平管６３の数を下から２段目のサブ熱交換部６２Ｂを構成する扁平管６３の数よりも１本少なくしているが、これに限定されるものではなく、２本や３本少なくしてもよい。
次に、上記の構成を有する室外熱交換器１１における冷媒の流れについて説明する。
冷房運転時には、室外熱交換器１１は、圧縮機８（図１参照）から吐出された冷媒の放熱器として機能する。
圧縮機８（図１参照）から吐出された冷媒は、冷媒管１９（図１参照）を通じてガス側分流部材７５に送られる。ガス側分流部材７５に送られた冷媒は、ガス側冷媒分流母管７６から各ガス側冷媒分流枝管７７Ａ〜７７Ｉに分流されて、第１ヘッダ集合管８０の各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに送られる。
各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに送られた冷媒は、対応する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉのメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉを構成する扁平管６３に分流される。各扁平管６３に送られた冷媒は、その通路６３ｂを流れる間に室外空気との熱交換によって放熱して、第２ヘッダ集合管９０の各折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉにおいて合流する。すなわち、冷媒は、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉを通過するのである。このとき、冷媒は、過熱ガス状態から気液二相状態又は飽和状態に近い液状態になるまで放熱する。
各折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉにおいて合流した冷媒は、対応する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉのサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉを構成する扁平管６３に分流される。各扁平管６３に送られた冷媒は、その通路６３ｂを流れる間に室外空気との熱交換によって放熱して、第１ヘッダ集合管８０の各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉにおいて合流する。すなわち、冷媒は、サブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉを通過するのである。このとき、冷媒は、気液二相状態又は飽和状態に近い液状態から過冷却液状態になるまでさらに放熱する。
各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに送られた冷媒は、液側冷媒分流部材７０の液側冷媒分流管７２Ａ〜７２Ｉに送られて、液側冷媒分流器７１において合流する。液側冷媒分流器７１において合流した冷媒は、冷媒管２０（図１参照）を通じて室外膨張弁１２（図１参照）に送られる。
暖房運転時には、室外熱交換器１１は、室外膨張弁１２（図１参照）において減圧された冷媒の蒸発器として機能する。
室外膨張弁１２において減圧された冷媒は、冷媒管２０（図１参照）を通じて液側冷媒分流部材７０に送られる。液側冷媒分流部材７０に送られた冷媒は、液側冷媒分流器７１から各液側冷媒分流管７２Ａ〜７２Ｉに分流されて、第１ヘッダ集合管８０の各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに送られる。
各液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに送られた冷媒は、対応する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉのサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉを構成する扁平管６３に分流される。各扁平管６３に送られた冷媒は、その通路６３ｂを流れる間に室外空気との熱交換によって蒸発して、第２ヘッダ集合管９０の各折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉにおいて合流する。すなわち、冷媒は、サブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉを通過するのである。このとき、冷媒は、液成分の多い気液二相状態からガス成分の多い気液二相状態又は飽和状態に近いガス状態になるまで蒸発する。
各折り返し連通空間９２Ａ〜９２Ｉにおいて合流した冷媒は、対応する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉのメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉを構成する扁平管６３に分流される。各扁平管６３に送られた冷媒は、その通路６３ｂを流れる間に室外空気との熱交換によって蒸発して（加熱されて）、第１ヘッダ集合管８０の各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉにおいて合流する。すなわち、冷媒は、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉを通過するのである。このとき、冷媒は、ガス成分の多い気液二相状態又は飽和状態に近いガス状態から過熱ガス状態になるまでさらに蒸発する（加熱される）。
各ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに送られた冷媒は、ガス側冷媒分流部材７５のガス側冷媒分流枝管７７Ａ〜７７Ｉに送られて、ガス側冷媒分流母管７６において合流する。ガス側冷媒分流母管７６において合流した冷媒は、冷媒管１９（図１参照）を通じて圧縮機８（図１参照）の吸入側に送られる。
除霜運転時には、室外熱交換器１１は、冷房運転時と同様に、圧縮機８（図１参照）から吐出された冷媒の放熱器として機能する。尚、除霜運転時の室外熱交換器１１における冷媒の流れは、冷房運転時と同様であるため、ここでは説明を省略する。但し、冷房運転時とは異なり、除霜運転時は、冷媒が、主として、熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに付着した霜を融解させつつ放熱することになる。
（４）特徴
本実施形態の室外熱交換器１１（熱交換器）及びそれを備えた室外ユニット２（熱交換ユニット）には、以下のような特徴がある。
＜Ａ＞
ここでは、上記のように、ガス側出入口連通空間８４Ａ〜８４Ｉに連通するメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉと、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉの下方においてメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉに直列に接続され液側出入口連通空間８５Ａ〜８５Ｉに連通するサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉと、を有する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉが、上下に複数並んだ構成を有している。この構成を有する室外熱交換器１１（熱交換器）が暖房運転と除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置１に採用されると、除霜運転時にガス状態の冷媒が分岐して各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉに流入する際に、冷媒の液ヘッドの影響を受けて、最下段の熱交換部としての第１熱交換部６０Ａ（特に、第１サブ熱交換部６２Ａ）に液溜まりが発生し、上段側の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉに比べて最下段の熱交換部６０Ａに流入するガス状態の冷媒の流量が少なくなり、最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなってしまう。特に、熱交換器１１が背の高い形態になると、冷媒の液ヘッドが大きくなり、除霜運転時に最下段の熱交換部６０Ａに流入するガス状態の冷媒の流量がさらに少なくなる。このように、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉと、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉの下方においてメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉに直列に接続されたサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉと、を有する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉが、上下に複数並んだ構成を有する熱交換器１１では、除霜運転時に冷媒の液ヘッドの影響を受けて最下段の熱交換部６０Ａに液溜まりが発生することが、除霜運転時に最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなる原因となっている。
そこで、ここでは、上記のように、最下段の熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉにおけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定している。すなわち、ここでは、最下段の熱交換部６０Ａについては、上段側の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉに比べて、サブ熱交換部における流路抵抗が大きくなるようにしている。このため、ここでは、上段側の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉに比べて、最下段の熱交換部６０Ａにおける圧力損失を大きくすることができるようになり、除霜運転時に、最下段の熱交換部６０Ａにおける液溜まりの発生を抑えて、最下段の熱交換部６０Ａに流入するガス状態の冷媒の流量が少なくなるのを防ぐことができる。これにより、ここでは、除霜運転時に最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
＜Ｂ＞
また、ここでは、上記のように、最下段の熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率が、複数の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉの中で最大になるように設定されている。このため、ここでは、最下段の熱交換部６０Ａについては、すべての上段側の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉよりも、サブ熱交換部における流路抵抗を大きくすることができる。これにより、ここでは、上段側の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉに比べて、最下段の熱交換部６０Ａにおける圧力損失を確実に大きくすることができるようになり、除霜運転時に最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間を確実に短くすることができる。
＜Ｃ＞
また、ここでは、上記のように、フィン６４に扁平管６３が挿入される切り欠き部６４ａが通風方向の風下側から風上側に沿って延びるように形成され、かつ、切り欠き部６４ａよりも通風方向の風上側に切り欠き部６４ａ間に挟まれる複数のフィン主部６４ｂと連続して延びるフィン風上部６４ｃが形成された構成を有している。この構成を有する熱交換器１１では、除霜運転時にフィン風上部６４ｃに付着する霜の量が多くなりやすいため、最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなるおそれがある。
しかし、ここでは、上記＜Ａ＞のように、最下段の熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉにおけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定した構成を採用しているため、フィン風上部６４ｃに付着する霜を含めた最下段の熱交換部６０Ａに付着する霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
＜Ｄ＞
また、ここでは、上記のように、ケーシング４０の側面から空気を吸い込んでケーシング４０の天面から空気を吹き出す上吹き型の熱交換ユニット２を構成する熱交換器１１として、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉと、メイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉの下方においてメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉに直列に接続されたサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉと、を有する熱交換部６０Ａ〜６０Ｉが、上下に複数並んだ構成を有する熱交換器１１を採用している。この熱交換ユニット２の構成では、上段側の熱交換部に比べて下段側の熱交換部で空気の風速が遅くなるため、特に、最下段の熱交換部６０Ａに付着した霜を融かすのに必要な時間が長くなるおそれがある。
しかし、ここでは、上記のように、熱交換ユニット２を構成する熱交換器１１として、最下段の熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉにおけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定した構成を有する熱交換器１１を採用しているため、空気の風速が遅くなるにもかかわらず、最下段の熱交換部６０Ａに付着する霜を融かすのに必要な時間を短くすることができる。
＜Ｅ＞
冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器では、空気の風速が速い部分ほど熱交換効率が高く、空気の風速が遅い部分ほど熱交換効率が低くなる関係にある。
そこで、ここでは、このような風速分布と熱交換効率との関係を考慮して、上記のように、空気の風速が大きい熱交換部の扁平管６３の数よりも、空気の風速が小さい熱交換部の扁平管６３の数のほうが多くなるようにしているため、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉの伝熱面積を風速分布に応じたものにすることができ、これにより、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉを通過した後の冷媒の状態を均等にすることができる。
＜Ｆ＞
ここでは、上記のように、最下段のサブ熱交換部６２Ａを構成する扁平管６３の数を下から２段目のサブ熱交換部６２Ｂを構成する扁平管６３の数よりも少なくすることで、最下段の熱交換部６０Ａにおけるメイン−サブ本数比率を、他の熱交換部６０Ｂ〜６０Ｉにおけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定している。このため、ここでは、風速分布に応じた複数の熱交換部６０Ａ〜６０Ｉの構成を採用しつつ、最下段の熱交換部６０Ａにおける液溜まりの発生を確実に抑えることができる。
（５）変形例
上記実施形態では、９つの熱交換部６０Ａ〜６０Ｉを有する室外熱交換器１１に対して本発明を適用したが、これに限定されるものではなく、熱交換部の数は９つよりも少なくてもよいし、９つよりも多くてもよい。
また、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉを構成する扁平管６３の本数や、各熱交換部６０Ａ〜６０Ｉにおけるメイン熱交換部６１Ａ〜６１Ｉとサブ熱交換部６２Ａ〜６２Ｉの本数の分け方も、上記実施形態に限定されるものではない。
本発明は、上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路が形成された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有する熱交換器及びそれを備えた熱交換ユニットに対して、広く適用可能である。
２ 室外ユニット（熱交換ユニット）
１１ 室外熱交換器（熱交換器）
１５ 室外ファン（送風機）
４０ ケーシング
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 吸込口
４０ｄ 吹出口
６０Ａ〜６０Ｉ 熱交換部
６０Ａ 第１熱交換部（最下段の熱交換部）
６０Ｂ 第２熱交換部（下から２段目の熱交換部）
６１Ａ〜６１Ｉ メイン熱交換部
６１Ａ 第１メイン熱交換部
６２Ａ〜６２Ｉ サブ熱交換部
６２Ａ 第１サブ熱交換部（最下段のサブ熱交換部）
６２Ｂ 第２サブ熱交換部（下から２段目のサブ熱交換部）
６３ 扁平管
６３ｂ 通路
６４ フィン
６４ａ 切り欠き部
６４ｂ フィン主部
６４ｃ フィン風上部
特開２０１２−１６３３１３号公報

Claims (6)

  1. 上下に配列されるとともに内部に冷媒の通路（６３ｂ）が形成された複数の扁平管（６３）と、
    隣り合う前記扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィン（６４）と、
    を有しており、
    前記扁平管は、上下に並ぶ複数の熱交換部（６０Ａ〜６０Ｉ）に区分されており、
    各前記熱交換部は、メイン熱交換部（６１Ａ〜６１Ｉ）と、前記メイン熱交換部の下方において前記メイン熱交換部に直列に接続されたサブ熱交換部（６２Ａ〜６２Ｉ）と、を有しており、
    各前記熱交換部において前記サブ熱交換部を構成する前記扁平管の数に対する前記メイン熱交換部を構成する前記扁平管の数の比率をメイン−サブ本数比率とすると、
    最下段の前記熱交換部（６０Ａ）におけるメイン−サブ本数比率は、他の前記熱交換部（６０Ｂ〜６０Ｉ）におけるメイン−サブ本数比率の平均値よりも大きくなるように設定されている、
    熱交換器（１１）。
  2. 最下段の前記熱交換部におけるメイン−サブ本数比率は、複数の前記熱交換部の中で最大になるように設定されている、
    請求項１に記載の熱交換器。
  3. 前記フィンは、前記空気が前記通風路を通過する通風方向の風下側から風上側に沿って延びており前記扁平管が挿入される複数の切り欠き部（６４ａ）と、隣り合う前記切り欠き部間に挟まれた複数のフィン主部（６４ｂ）と、前記切り欠き部よりも前記通風方向の風上側に複数の前記フィン主部と連続して延びるフィン風上部（６４ｃ）と、を有している、
    請求項１又は２に記載の熱交換器。
  4. 側面に空気の吸込口（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と天面に前記空気の吹出口（４０ｄ）とが形成されたケーシング（４０）と、
    前記ケーシング内において前記吹出口に面して配置された送風機（１５）と、
    前記ケーシング内において前記送風機の下側に配置された請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器と、
    を備えた熱交換ユニット（２）。
  5. 各前記熱交換部を構成する前記扁平管の数は、前記送風機によって得られる前記空気の風速が速い部分に対応する前記熱交換部の前記扁平管の数よりも、前記送風機によって得られる前記空気の風速が遅い部分に対応する前記熱交換部の前記扁平管の数のほうが多くなるようにしている、
    請求項４に記載の熱交換ユニット。
  6. 最下段の前記熱交換部における前記サブ熱交換部（６２Ａ）を構成する前記扁平管の数は、下から２段目の前記熱交換部（６０Ｂ）における前記サブ熱交換部（６２Ｂ）を構成する前記扁平管の数よりも少なくなるようにしている、
    請求項５に記載の熱交換ユニット。
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