JP2020101298A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房運転中に室外熱交換器で発生した霜の融け残りの抑制する空気調和装置を提供する。【解決手段】室外熱交換器２３は、第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとを有する。第１冷媒流路２３ａの長さは、第２冷媒流路２３ｂより長くされている。また、ヘッダ２９は、四方弁２２と室外熱交換器２３の間に配置されており、ヘッダ２９の上下方向に各第１冷媒流路２３ａおよび各第２冷媒流路２３ｂのそれぞれの一端が接続されている。第１冷媒流路２３ａの長さが第２冷媒流路２３ｂより長くされているため、ヘッダ２９との接続部から各冷媒流路の冷媒出口側までを冷媒が流れる間の流路抵抗は、第１冷媒流路２３ａを流れる場合より第２冷媒流路２３ｂを流れる場合のほうが小さくなる。【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和装置に関わり、特に室外熱交換器に複数の冷媒流路を有する空気調和装置に関する。

空気調和装置に備えられるフィンアンドチューブ型の熱交換器は、複数本のヘアピン管と複数本のＵ字管とを組み合わせて形成され冷媒が流れる複数組の冷媒流路と、冷媒流路の長手方向に沿って所定の間隔で配置される複数枚の板状のフィンとを有する。具体的には、複数組の冷媒流路は、上下方向に１列に並べて配置される、あるいは、複数本の冷媒流路を上下方向に１列に並べたものが空気の流れ方向に沿って複数列配置される。また、複数枚のフィンはアルミニウム材などで形成され、各フィンに冷媒配管のヘアピン管の直管部が挿通されている。このような熱交換器が室外熱交換器に用いられる場合、一般的には、熱交換器の複数の冷媒流路の一方の冷媒出入り口がヘッダを介して四方弁に接続され、熱交換器の複数の冷媒流路の他方の冷媒出入り口が分流器を介して膨張弁に接続される。

ところで、空気調和装置が暖房運転を行う際は、室外熱交換器が蒸発器として機能する。このとき、外気温度や外気の湿度によっては室外熱交換器に着霜する場合がある。空気調和装置は、暖房運転中に室外熱交換器で発生した霜を融かすための除霜運転が行えるように構成されており、例えば、特許文献１には、暖房運転中に室外熱交換器で霜が発生した場合に、暖房運転を中断し四方弁を切り替えて室外熱交換器が凝縮器として機能するようにすることで、圧縮機から吐出された高温の冷媒を室外熱交換器に流して霜を融かす空気調和装置が提案されている。

特開平１１−３０４６１号公報

上述した室外熱交換器では、上下方向に並べて配置される冷媒流路のうちのいくつかが、分流器より下方に配置される場合がある。このような分流器より下方に配置される冷媒流路では、分流器より上方に配置される冷媒流路と異なり、室外熱交換器が凝縮器として機能する場合に室外熱交換器から流出した液冷媒もしくは気液二相冷媒を、当該冷媒流路より上方に位置する分流器へと重力に逆らって流さなければならない。

通常、熱交換器では、各冷媒流路の長さは同じとされる場合が多い。この場合、当該熱交換器が凝縮器として機能するときは、分流器より下方に配置される冷媒流路における冷媒の入口側（ヘッダとの接続部）から冷媒出口側（分流器との接続部）までの間を流れる冷媒が受ける流路抵抗は、上記のように重力に逆らって流さなければならない区間がある分、分流器より上方に配置されることで分流器に向かって冷媒が重力で流れ落ちる冷媒流路と比べて大きくなる。そして、このような熱交換器を室外熱交換器に適用した空気調和装置で特許文献１に記載の除霜運転を行うと、分流器より下方に配置される冷媒流路では、分流器より上方に配置される冷媒流路と比べて冷媒流量が減少し、室外熱交換器における当該冷媒流路付近で冷媒流量不足に起因して霜の融け残りが発生する恐れがあった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、除霜運転時に霜の融け残りを抑制できる空気調和装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機と、室外膨張弁と、一端がヘッダを介して圧縮機に接続され他端が分流器を介して膨張弁に接続される複数の冷媒流路を有する室外熱交換器とを室外機に備え、複数の冷媒流路のうち、分流器より下方に配置される冷媒流路の長さが、当該分流器より上方に配置される冷媒流路の長さより短い。

上記のように構成した本発明の空気調和装置は、除霜運転時に室外熱交換器における分流器より下方に配置される冷媒流路付近で霜が融け残ることを抑制できる。

本発明の実施形態における空気調和装置の冷媒回路図ある。 本発明の実施形態における室外熱交換器の説明図である。 図２における矢視Ａの方向からみた、室外熱交換器の側部の下方を示す図面である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に３台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、１台の室外機２と、室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機を備えている。より詳細には、室外機２の閉鎖弁２５と室内機５ａ〜５ｃの各液管接続部５３ａ〜５３ｃとが液管８で接続されている。また、室外機２の閉鎖弁２６と室内機５ａ〜５ｃの各ガス管接続部５４ａ〜５４ｃとがガス管９で接続されている。このように、室外機２と室内機が５ａ〜５ｃとが液管８およびガス管９で接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１０が形成されている。

＜室外機の構成＞
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９が接続された閉鎖弁２６と、アキュムレータ２７と、室外ファン２８と、ヘッダ２９とを備えている。そして、室外ファン２８を除くこれら各装置が、以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路２０を形成している。

圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａと吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、アキュムレータ２７の冷媒流出側と吸入管４２で接続されている。

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側と吐出管４１で接続されている。ポートｂは、後述する室外熱交換器２３のヘッダ２９と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２７の冷媒流入側と冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管４５で接続されている。

室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２８の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。図２に示すように、室外熱交換器２３は、複数組（本実施形態では３３組。図２ではこのうちの４組を描画）の第１冷媒流路２３ａと、複数組（本実施形態では６組）の第２冷媒流路２３ｂと、アルミニウム材あるいはアルミニウム合金材からなる複数枚のフィン２３ｃを有する。

第１冷媒流路２３ａは、銅管をヘアピン形状に折り曲げて形成された３本のヘアピン管２３ａ１と、銅管をＵ字形状に折り曲げて形成された２本のＵ字管２３ａ２を接続して形成される。具体的には、３本のヘアピン管２３ａ１が上下方向に並べられ、上部のヘアピン管２３ａ１の一端がヘッダ２９に接続され、下部のヘアピン２３ａ１の一端が分流器３０ａに接続されている。そして、上部のヘアピン管２３ａ１の他端と中央部のヘアピン管２３ａ１の一端とが、また、中央部のヘアピン管２３ａ１の他端と下部のヘアピン管２３ａ１の他端とが、それぞれＵ字管２３ａ２で接続されている。このように形成された第１冷媒流路２３ａは、一方の冷媒出入口がヘッダ２９に接続され他方の冷媒出入口が分流器３０ａに接続されて、上下方向に１１組並べて配置されている。このように、第１冷媒流路２３ａが上下方向に１１組並べて配置されたものを１列として、図３に示す空気の流れ方向における風上側から風下側に向かう方向に並列に３列配置されている。つまり、室外熱交換器２３には、第１冷媒流路２３ａが３３組設けられている。

第２冷媒流路２３ｂは、銅管をヘアピン形状に折り曲げて形成した２本のヘアピン管２３ｂ１と、銅管をＵ字形状に折り曲げて形成された１本のＵ字管２３ｂ２を接続して形成される。具体的には、２本のヘアピン管２３ｂ１が上下方向に並べられ、上部のヘアピン管２３ｂ１の一端がヘッダ２９に接続され、下部のヘアピン２３ｂ１の一端が分流器３０ｂに接続されている。そして、上部のヘアピン管２３ｂ１の他端と下部のヘアピン管２３ｂ１の他端とが、Ｕ字管２３ｂ２で接続されている。このように形成された第２冷媒流路２３ｂは、一方の冷媒出入口がヘッダ２９に接続され他方の冷媒出入口が分流器３０ｂに接続されて、上下方向に２組並べて配置されている。このように、第２冷媒流路２３ｂが上下方向に２組並べて配置されたものを１列として、図３に示す空気の流れ方向における風上側から風下側に向かう方向に並列に３列配置されている。つまり、室外熱交換器２３には、第２冷媒流路２３ｂが６組設けられている。
なお、本実施形態では、ヘアピン２３ａ１とヘアピン２３ｂ１とが同じ長さとされ、Ｕ字管２３ａ２とＵ字管２３ｂ２とが同じ長さとされている。

図２に示すように、１１組の第１冷媒流路２３ａと２組の第２冷媒流路２３ｂとが上下に並べて配置され、かつ、２組の第２冷媒流路２３ｂが第１冷媒流路２３ａの下方に配置されている。また、本実施形態の空気調和装置１では、各第２冷媒流路２３ｂより上方に分流器３０ｂが配置される。このため、各第２冷媒流路２３ｂにおける分流器３０ｂに接続される側の端部は、図２に示すように上方に折り曲げられて分流器３０ｂに接続される。

また、上述したように、第１冷媒流路２３ａは３本のヘアピン管２３ａ１と２本のＵ字管２３ａ２とで形成され、第２冷媒流路２３ｂは２本のヘアピン管２３ｂ１と２本のＵ字管２３ｂ２とで形成されている。このため、第２冷媒流路２３ｂの長さの方が第１冷媒流路２３ａの長さより短い。つまり、第２冷媒流路２３ｂを流れる冷媒が受ける流路抵抗は、第１冷媒流路２３ａを流れる冷媒が受ける流路抵抗より小さくなる。

各第１冷媒流路２３ａおよび各第２冷媒流路２３ｂには、上述した複数枚のフィン２３ｃが所定の間隔（例えば、０．５ｍｍ）で組み付けられている。具体的には、フィン２３ｃには各冷媒配管のヘアピン管の直管部を挿通させる複数個の孔が設けられており、この孔に各直管部を通したのちに各直管部を拡管することで、各第１冷媒流路２３ａおよび各第２冷媒流路２３ｂに複数枚のフィン２３ｃが組み付けられる。

室外膨張弁２４は、室外機液管４４に組み付けられている。室外膨張弁２４は図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、パルスモータに与えられるパルス数によって開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量が調整される。室外膨張弁２４の開度は、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合は、圧縮機２１の吐出温度が所定の目標温度となるようにその開度が調整され、冷房運転を行っている場合はその開度が全開とされる。

アキュムレータ２７は、前述したように、冷媒流入側が四方弁２２のポートｃと冷媒配管４６で接続されるとともに、冷媒流出側が圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。アキュムレータ２７は、冷媒配管４６からアキュムレータ２７の内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させる。

室外ファン２８は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２８は、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。

ヘッダ２９は、銅材を円筒形状に形成して形成されており、四方弁２２のポートｂと室外熱交換器２３の間に配置されている。図２に示すように、ヘッダ２９の上部に冷媒配管４３が接続されている。また、ヘッダ２９の上下方向に各第１冷媒流路２３ａおよび各第２冷媒流路２３ｂのそれぞれの一端が接続されている。このように、ヘッダ２９に冷媒配管４３と各第１冷媒流路２３ａおよび各第２冷媒流路２３ｂがそれぞれ接続されているため、室外熱交換器２３の下部に向かうほど、ヘッダ２９における冷媒配管４３の接続部と各冷媒流路の接続部との距離が長くなる。このため、ヘッダ２９内において冷媒配管４３の接続部から各冷媒流路の接続部までを流れる冷媒が受ける流路抵抗は、室外熱交換器２３の下部に向かうほど大きくなる。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。冷媒配管４６におけるアキュムレータ２８の冷媒流入口近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸込温度センサ３４とが設けられている。

室外機液管４４における室外熱交換器２３と室外膨張弁２４との間には、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度検出手段である外気温度センサ３６が備えられている。

＜各室内機の構成＞
次に、室内機５ａ〜５ｃについて説明する。室内機５ａ〜５ｃは、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃと、液管接続部５３ａ〜５３ｃと、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃと、室内ファン５５ａ〜５５ｃを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｃを除くこれら各構成装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｃを構成している。

室内機５ａ〜５ｃは全て同じ構成を有するため、以下の説明では室内機５ａについてのみ各構成の説明を行い、室内機５ｂ、５ｃの各構成については説明を省略する。尚、図１では、室内機５ａの各構成装置に付与した各番号の末尾をａからｂあるいはｃにそれぞれ変更したものが、室内機５ａの各構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの各構成装置となる。

室内熱交換器５１ａは、冷媒と、後述する室内ファン５５ａの回転により図示しない吸込口から室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものである。室内熱交換器５１ａの一方の冷媒出入口と液管接続部５３ａとが室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口とガス管接続部５４ａとが室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、空気調和装置１が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、空気調和装置１が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａには、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに組み込まれている。室内膨張弁５２ａは電子膨張弁であり、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合すなわち室内機５ａが冷房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（ガス管接続部５４ａ側）での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整される。また、室内膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合すなわち室内機５ａが暖房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（液管接続部５３ａ側）での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度や目標冷媒過冷却度とは、室内機５ａで十分な冷房能力あるいは暖房能力を発揮するのに必要な冷媒過熱度および冷媒過冷却度である

室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａの内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ放出する。

以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａの内部に流入する室内空気の温度、すなわち吸込温度を検出する吸込温度センサ６３ａが備えられている。

＜冷媒回路の動作＞
次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１を用いて説明する。尚、以下の説明ではまず、空気調和装置１が暖房運転を行う場合について説明し、次に、空気調和装置１が冷房運転あるいは除霜運転を行う場合について説明する。尚、図１において実線矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示し、破線矢印は冷房運転時あるいは除霜運転時の冷媒の流れを示している。

＜暖房運転時＞
図１に示すように、空気調和装置１が暖房運転を行う場合は、四方弁２２が実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂが連通するよう、また、ポートｃとポートｄが連通するよう、切り換えられる。これにより、冷媒回路１０は、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃがそれぞれ凝縮器として機能するとともに、室外熱交換器２３が蒸発器として機能する暖房サイクルとなる。

冷媒回路１０が暖房サイクルとされて圧縮機２１が駆動されると、圧縮機２１から吐出された冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管４５へと流れる。室外機ガス管４５を流れる冷媒は、閉鎖弁２６を介して室外機２からガス管９へと流出する。室外熱交換器２３に流入する。

ガス管９を流れる冷媒は、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃを介して室内機５ａ〜５ｃに分流する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行って暖められた室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の暖房が行われる。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから室内機液管７１ａ〜７１ｃに流出した冷媒は、室内機５ａ〜５ｃでそれぞれ要求される暖房能力に応じた開度とされている室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過する際に減圧される。液管接続部５３ａ〜５３ｃを介して室内機５ａ〜５ｃから液管８に流出して合流した冷媒は、閉鎖弁２５を介して室外機２に流入する。

室外機２に流入した冷媒は室外機液管４４を流れ、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じた開度とされた室外膨張弁２４を通過する際にさらに減圧されて気液二相状態となる。室外膨張弁２４で減圧された冷媒は、室外熱交換器２３の第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂのそれぞれに分流され、各冷媒流路において室外ファン２８の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。

室外熱交換器２３の第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂのそれぞれからヘッダ２９に流入して合流した冷媒は、ヘッダ２９から冷媒配管４３へと流出し、四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２７、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

＜冷房運転＞
図１に示すように、空気調和装置１が冷房運転を行う場合は、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂが連通するよう、また、ポートｃとポートｄが連通するよう、切り換えられる。これにより、冷媒回路１０は、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃがそれぞれ蒸発器として機能するとともに、室外熱交換器２３が凝縮器として機能する冷房サイクルとなる。

冷媒回路１０が冷房サイクルとされて圧縮機２１が駆動されると、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管４３を流れてヘッダ２９に流入する。ヘッダ２９に流入した冷媒は、室外熱交換器２３の各第１冷媒流路２３ａおよび各第２冷媒流路２３ｂのそれぞれに分流し、室外ファン２８の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。

室外熱交換器２３の各第１冷媒流路２３ａおよび各第２冷媒流路２３ｂのそれぞれから室外機液管４４に流出した冷媒は、全開とされている室外膨張弁２４を通過し、液管接続部５２ａ〜５２ｃを介して室内機５ａ〜５ｃに流入する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内機５ａ〜５ｃでそれぞれ要求される冷房能力に応じた開度とされている室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過する際に減圧される。

室内膨張弁５２ａ〜５２ｃで減圧された冷媒は、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入し、室内ファン５４ａ〜５４ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃがそれぞれ蒸発器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない室内機５ａ〜５ｃの吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された各部屋の冷房が行われる。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから室内機ガス管７２ａ〜７２ｃに流出した冷媒は、ガス管接続部５３ａ〜５３ｃを介してガス管９に流出する。ガス管９で合流した冷媒は閉鎖弁２６を介して室外機２に流入し、室外機ガス分管４５、四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２７、吸入管４２の順に流れて圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

＜除霜運転＞
空気調和装置１が暖房運転を行っているとき、除霜運転開始条件が成立していれば暖房運転を中断して以下に説明する除霜運転を実行する。ここで、除霜運転開始条件とは、予め試験等を行って定められているものであり、室外熱交換器２３での着霜量が暖房運転に支障をきたすレベルであることを示すものである。尚、除霜運転開始条件としては、例えば、暖房運転が３時間以上継続して行われている場合や、低圧センサ３２で検出した圧力を用いて算出した低圧飽和温度（＝室外熱交換温度）が外気温度センサ３６で検出した外気温度より５℃以上低い状態が１０分間継続した場合、等である。

暖房運転中に除霜運転開始条件が成立した場合は、暖房運転を停止する。具体的には、室外機２では、圧縮機２１および室外ファン２６が停止され、室外膨張弁２４の開度が全開とされる。また、室内機５ａ〜５ｃでは、室内ファン５４ａ〜５４ｃが停止され、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃが全開とされる。

圧縮機２１を停止した後、冷媒回路１０の高圧側（圧縮機２１の吐出側）と低圧側（圧縮機２１の吸入側）との圧力差が所定値（例えば、０．２ＭＰａ）以下となるまで待って、四方弁２２を切り換えて冷媒回路１０を冷房サイクルとする。尚、上記圧力差は、高圧センサ３１で検出した高圧と低圧センサ３２で検出した低圧を用いて算出すればよい。また、圧力差を求める代わりに、圧力差が所定値となるのに必要な時間を予め試験などを行って求めておき、圧縮機２１の停止から記憶した時間が経過するのを待って四方弁２２を切り換えてもよい。

冷媒回路１０が冷房サイクルとされた後、圧縮機２１が起動されてその回転数が所定回転数、例えば、７０ｒｐｓとされる。尚、除霜運転中は圧縮機２１の回転数は変化させない。また、除霜運転中は室外ファン２８と室内ファン５５ａ〜５５ｃは停止させたままとする。また、除霜運転中は、室外膨張弁２４と室内膨張弁５２ａ〜５２ｃの開度はそれぞれ全開のままとされる。

圧縮機２１が起動すると、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は吐出管４１から四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管４３を流れてヘッダ２９に流入する。ヘッダ２９に流入した冷媒は、室外熱交換器２３の各第１冷媒流路２３ａおよび各第２冷媒流路２３ｂのそれぞれに分流する。

＜第１冷媒流路と第２冷媒流路の長さの違いによる効果＞
前述したように、本実施形態の室外熱交換器２３では、各第２冷媒流路２３ｂより上方に分流器３０ｂが配置される。このため、各第２冷媒流路２３ｂにおける分流器３０ｂに接続される側の端部は、上方に折り曲げられて分流器３０ｂに接続される。

室外熱交換器２３において、各冷媒流路が全て第１冷媒流路２３ａとされており、かつ、分流器３０ａや分流器３０ｂより下方に配置される第１冷媒流路２３が存在する場合、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するときは、分流器３０ａや分流器３０ｂより下方に配置される第１冷媒流路２３ａにおける冷媒の入口側（ヘッダ２９との接続部）から冷媒出口側（分流器３０ｂとの接続部）までの間を流れる冷媒が受ける流路抵抗は、分流器３０ａや分流器３０ｂより上方に配置される第１冷媒流路２３ａと比べて、重力に逆らって分流器３０ａや分流器３０ｂに流さなければならない区間がある分、大きくなる。そして、このような室外熱交換器２３の除霜運転を行うと、他の第１冷媒流路２３ａと比べて分流器３０ａや分流器３０ｂより下方に配置される第１冷媒流路２３ａでの冷媒流量が減少し、室外熱交換器２３における当該第１冷媒流路２３ａ付近で冷媒流量不足に起因して霜の融け残りが発生する恐れがあった。

そこで、本実施形態の空気調和装置１では、第２冷媒流路２３ｂは２本のヘアピン管２３ｂ１と２本のＵ字管２３ｂ２とで形成することで、第２冷媒流路２３ｂの長さを、３本のヘアピン管２３ａ１と２本のＵ字管２３ａ２とで形成される第１冷媒流路２３ａより短くする。そして、第２冷媒流路２３ｂの長さを第１冷媒流路２３ａの長さより短くすることで第２冷媒流路２３ｂを流れる冷媒が受ける流路抵抗が小さくして、第２冷媒流路２３ｂにおけるヘッダ２９への接続部から分流器３０ｂまでを流れる冷媒が受ける流路抵抗を、第１冷媒流路２３ａにおけるヘッダ２９への接続部から分流器３０ａまでを流れる冷媒が受ける流路抵抗よりも小さくしている。

このように、第２冷媒流路２３ｂにおけるヘッダ２９への接続部から分流器３０ｂまでを流れる冷媒が受ける流路抵抗を、第１冷媒流路２３ａにおけるヘッダ２９への接続部から分流器３０ａまでを流れる冷媒が受ける流路抵抗より小さくすることで、除霜運転時に各第２冷媒流路２３ｂを流れる冷媒量を、当該第２冷媒流路２３ｂが第１冷媒流路２３ａとされた場合と比べて多くできる。これにより、除霜運転中に室外熱交換器２３における各第２冷媒流路２３ｂ付近で霜の融け残りの発生を抑制できる。また、下方の第２冷媒流路２３ｂは、図示しない室外機２の筐体の底板に滞留する水分が凍結している場合にこれを融かすことができるので、底板に設けた排水孔を凍結した氷で塞がれて排水ができない、といった問題も解決できる。

なお、本実施形態の空気調和装置１のように、冷媒配管４３とヘッダ２９との接続部はヘッダ２９の上部に設けられている場合（図２参照）は、前述したように、ヘッダ２９内において冷媒配管４３の接続部から各冷媒流路の接続部までを流れる冷媒が受ける流路抵抗は、室外熱交換器２３の下部に向かうほど大きくなる。この場合、上記ヘッダ２９内を流れる冷媒が受ける流路抵抗の大きさの違いも加味して、第２冷媒流路２３ｂの長さを決定すればよい。

室外熱交換器２３の各第１冷媒流路２３ａおよび各第２冷媒流路のそれぞれから室外機液管４４に流出した冷媒は、全開とされている室外膨張弁２４を通過し、閉鎖弁２５を介して液管８に流入する。液管８を流れる冷媒は、液管接続部５３ａ〜５３ｃを介して室内機５ａ〜５ｃに流入する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入し、暖房運転時に凝縮器として機能していた室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから吸熱する。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから吸熱した冷媒は室内機ガス管７２ａ〜７２ｃに流出し、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃを介してガス管９に流出する。ガス管９で合流した冷媒は、閉鎖弁２６を介して室外機２に流入し、室外機ガス管４５、四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２７、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１は、除霜運転時に高温の冷媒がヘッダ２９からヘッダ２９内に流入し、ヘッダ２９から室外熱交換器２３の各冷媒流路に分流する際に、分流器３０ｂより下方に配置される第２冷媒流路２３ｂの長さを第１冷媒流路２３ａよりも短くする。これにより、第２冷媒流路２３ｂにおけるヘッダ２９との接続部から分流器３０ｂの接続部までを流れる冷媒が受ける流路抵抗が、第１冷媒流路２３ａにおけるヘッダ２９との接続部から分流器３０ａの接続部までを流れる冷媒が受ける流路抵抗と同じ、もしくは、小さくなるので、除霜運転時に第２冷媒流路２３ｂにおける冷媒流量の減少を抑制することができるので、室外熱交換器２３における第２冷媒流路２３ｂ付近の霜の融け残りを抑制できる。

１ 空気調和装置
２ 室外機
５ａ〜５ｃ 室内機
１０ 冷媒回路
２３ 室外熱交換器
２３ａ 第１冷媒流路
２３ａ１ ヘアピン管
２３ａ２ Ｕ字管
２３ｂ 第２冷媒流路
２３ｂ１ ヘアピン管
２３ｂ２ Ｕ字管
２９ ヘッダ
３０ａ 分流器
３０ｂ 分流器
２４ 室外膨張弁
５１ａ〜５１ｃ 室内熱交換器
５２ａ〜５２ｃ 室内膨張弁

Claims (3)

1. 圧縮機と、室外膨張弁と、一端がヘッダを介して前記圧縮機に接続され他端が分流器を介して前記膨張弁に接続される複数の冷媒流路を有する室外熱交換器とを室外機に備える空気調和装置であって、
   複数の前記冷媒流路のうち、前記分流器より下方に配置される冷媒流路の長さが、当該分流器より上方に配置される冷媒流路の長さより短い、
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記分流器より下方に配置される冷媒流路は、前記分流器より上方に配置される冷媒流路の下方に配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記ヘッダにおける前記圧縮機から吐出された冷媒の流入口が、前記ヘッダにおける前記分流器より下方に配置される冷媒流路への流出口より上方に配置される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の空気調和装置。

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