JP2021055864A - 熱交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の熱交換面の単位面積当たりの熱交換能力を十分に確保することができる熱交換装置を提供する。【解決手段】熱源側ユニット１０（熱交換装置）は、熱交換面を有する熱源側熱交換器１３（熱交換器）と、プロペラファン１４とを備える。熱交換面は、第１平面部と、第２平面部と、接続部とから構成される。第２平面部は、第１平面部に対して所定の角度をなす。接続部は、第１平面部と第２平面部とを接続する。プロペラファン１４は、第１平面部と対向して配置される。熱交換面の有効面積をＳ平方メートルとし、プロペラファン１４の直径をＲメートルとしたとき、の関係が成立する。【選択図】図１

Description

空気調和装置などに用いられる熱交換装置

特許文献１（特開２０１４−１９４３０６号公報）には、熱交換器とプロペラファンとを備える熱交換装置が開示されている。

熱交換器の熱交換面の単位面積当たりの熱交換能力が十分でない場合がある。

第１観点の熱交換装置は、熱交換面を有する熱交換器と、プロペラファンとを備える。熱交換面は、第１平面部と、第２平面部と、接続部とから構成される。第２平面部は、第１平面部に対して所定の角度をなす。接続部は、第１平面部と第２平面部とを接続する。プロペラファンは、第１平面部と対向して配置される。熱交換面の有効面積をＳ平方メートルとし、プロペラファンの直径をＲメートルとしたとき、

の関係が成立する。

第１観点の熱交換装置は、熱交換器の熱交換面の単位面積当たりの熱交換能力を十分に確保することができる。

第２観点の熱交換装置は、第１観点の熱交換装置であって、

の関係が成立する、
第２観点の熱交換装置は、熱交換器の熱交換面の単位面積当たりの熱交換能力を十分に確保することができる。

第３観点の熱交換装置は、熱交換面を有する熱交換器と、プロペラファンとを備える。熱交換面は、１つの平面部から構成される。プロペラファンは、平面部と対向して配置される。熱交換面の有効長をＬメートルとし、プロペラファンの直径をＲメートルとしたとき、

の関係が成立する。

第３観点の熱交換装置は、熱交換器の熱交換面の単位面積当たりの熱交換能力を十分に確保することができる。

第４観点の熱交換装置は、第３観点の熱交換装置であって、

の関係が成立する。

第４観点の熱交換装置は、熱交換器の熱交換面の単位面積当たりの熱交換能力を十分に確保することができる。

第５観点の熱交換装置は、第１乃至第４観点のいずれか１つの熱交換装置であって、熱交換器は、アルミ製またはアルミ合金製である。

第５観点の熱交換装置は、熱交換器の熱交換能力を十分に確保することができる。

第６観点の熱交換装置は、第１乃至第５観点のいずれか１つの熱交換装置であって、圧縮機と、筐体とをさらに備える。筐体は、熱交換器、プロペラファンおよび圧縮機を収容する。筐体は、送風室と機械室とを有する。熱交換器およびプロペラファンは、送風室に配置される。圧縮機は、機械室に配置される。

第６観点の熱交換装置は、熱交換器の熱交換能力を十分に確保することができる。

第１実施形態のヒートポンプ装置１００の回路図である。 第１実施形態のプロペラファン１４の正面図である。 第１実施形態の熱源側ユニット１０の内部の平面図である。 第１実施形態の熱源側熱交換器１３の平面図である。 第１実施形態の熱源側熱交換器１３の正面図である。 第１熱交換比率に対する、熱源側熱交換器１３の熱交換面６０の単位面積当たりの熱交換能力の推移を示すグラフである。 第２実施形態の熱源側ユニット１０の内部の平面図である。 第２実施形態の熱源側熱交換器１１３の平面図である。 第２実施形態の熱源側熱交換器１１３の正面図である。 第２熱交換比率に対する、熱源側熱交換器１１３の熱交換面１６０の単位面積当たりの熱交換能力の推移を示すグラフである。

―第１実施形態―
（１）全体構成
図１は、本実施形態のヒートポンプ装置１００の回路図である。ヒートポンプ装置１００は、主として、熱源側ユニット１０と、利用側ユニット２０と、連絡配管３０とを備える。ヒートポンプ装置１００は、空気調和装置として用いられる。本開示の熱交換装置は、熱源側ユニット１０に相当する装置、または、熱源側ユニット１０に搭載される装置である。

（２）詳細構成
（２−１）熱源側ユニット１０
熱源側ユニット１０は、熱源として機能するヒートポンプユニットである。熱源側ユニット１０は、主として、圧縮機１１と、四路切換弁１２と、熱源側熱交換器１３と、プロペラファン１４と、膨張弁１５と、液閉鎖弁１７と、ガス閉鎖弁１８と、熱源側制御部１９と、筐体５１とを有する。筐体５１（図３を参照）は、圧縮機１１、熱源側熱交換器１３、プロペラファン１４、および、熱源側ユニット１０の内部配管などを収容する。

（２−１−１）圧縮機１１
圧縮機１１は、低圧ガス冷媒を吸入して圧縮し、高圧ガス冷媒を吐出する。圧縮機１１は、圧縮機モータ１１ａを有する。圧縮機モータ１１ａは、冷媒の圧縮に必要な動力を発生する。

（２−１−２）四路切換弁１２
四路切換弁１２は、熱源側ユニット１０の内部配管の接続を切り替える。ヒートポンプ装置１００が冷房運転を行う場合、四路切換弁１２は、図１の実線で示される接続を実現する。ヒートポンプ装置１００が暖房運転を行う場合、四路切換弁１２は、図１の破線で示される接続を実現する。

（２−１−３）熱源側熱交換器１３
熱源側熱交換器１３は、熱交換媒体と空気との間で熱交換を行う。ヒートポンプ装置１００で用いられる熱交換媒体は、冷媒である。ヒートポンプ装置１００が冷房運転を行う場合、熱源側熱交換器１３は、放熱器（または凝縮器）として機能する。ヒートポンプ装置１００が暖房運転を行う場合、熱源側熱交換器１３は、吸熱器（または蒸発器）として機能する。

（２−１−４）プロペラファン１４
プロペラファン１４は、熱源側熱交換器１３による熱交換を促進する空気流を形成する。熱源側熱交換器１３は、プロペラファン１４により形成される空気流の空気と、冷媒との間で熱交換を行う。プロペラファン１４は、プロペラファンモータ１４ａに接続される。プロペラファンモータ１４ａは、プロペラファン１４を動かすために必要な動力を発生する。

（２−１−５）膨張弁１５
膨張弁１５は、開度調整が可能な電子膨張弁である。膨張弁１５は、熱源側ユニット１０の内部配管を流れる冷媒を減圧させる。膨張弁１５は、熱源側ユニット１０の内部配管を流れる冷媒の流量を制御する。

（２−１−６）液閉鎖弁１７
液閉鎖弁１７は、冷媒流路を遮断することが可能な弁である。液閉鎖弁１７は、例えば、ヒートポンプ装置１００の設置時などにおいて、設置作業者によって開閉される。

（２−１−７）ガス閉鎖弁１８
ガス閉鎖弁１８は、冷媒流路を遮断することが可能な弁である。ガス閉鎖弁１８は、例えば、ヒートポンプ装置１００の設置時などにおいて、設置作業者によって開閉される。

（２−１−８）熱源側制御部１９
熱源側制御部１９は、ＣＰＵおよびメモリなどを有するマイクロコンピュータである。熱源側制御部１９は、圧縮機モータ１１ａ、四路切換弁１２、プロペラファンモータ１４ａおよび膨張弁１５などを制御する。

（２−２）利用側ユニット２０
利用側ユニット２０は、ヒートポンプ装置１００の利用者に冷熱または温熱を提供する。利用側ユニット２０は、主として、利用側熱交換器２２と、利用側ファン２３と、利用側制御部２９とを有する。

（２−２−１）利用側熱交換器２２
利用側熱交換器２２は、冷媒と空気との間で熱交換を行う。ヒートポンプ装置１００が冷房運転を行う場合、利用側熱交換器２２は、吸熱器（または蒸発器）として機能する。ヒートポンプ装置１００が暖房運転を行う場合、利用側熱交換器２２は、放熱器（または凝縮器）として機能する。

（２−２−２）利用側ファン２３
利用側ファン２３は、利用側熱交換器２２による熱交換を促進する空気流を形成する。利用側熱交換器２２は、利用側ファン２３により形成される空気流の空気と、冷媒との間で熱交換を行う。利用側ファン２３は、利用側ファンモータ２３ａに接続される。利用側ファンモータ２３ａは、利用側ファン２３を動かすために必要な動力を発生する。

（２−２−３）利用側制御部２９
利用側制御部２９は、ＣＰＵおよびメモリなどを有するマイクロコンピュータである。利用側制御部２９は、利用側ファンモータ２３ａなどを制御する。

利用側制御部２９は、通信線ＣＬを介して、熱源側制御部１９との間でデータおよびコマンドを送受信する。

（２−３）連絡配管３０
連絡配管３０は、熱源側ユニット１０と利用側ユニット２０との間を移動する冷媒を案内する。連絡配管３０は、液連絡配管３１と、ガス連絡配管３２とを有する。

（２−３−１）液連絡配管３１
液連絡配管３１は、主として、液冷媒または気液二相冷媒を案内する。液連絡配管３１は、液閉鎖弁１７と利用側ユニット２０とを接続する。

（２−３−２）ガス連絡配管３２
ガス連絡配管３２は、主として、ガス冷媒を案内する。ガス連絡配管３２は、ガス閉鎖弁１８と利用側ユニット２０とを接続する。

（３）全体動作
ヒートポンプ装置１００に用いられる冷媒は、熱源側熱交換器１３および利用側熱交換器２２において、凝縮または蒸発などの相転移を伴う変化を生じる。しかし、冷媒は、熱源側熱交換器１３および利用側熱交換器２２において、必ずしも相転移を伴う変化を生じなくてもよい。

（３−１）冷房運転
ヒートポンプ装置１００が冷房運転を行う場合、冷媒は、図１の矢印Ｃの方向に循環する。圧縮機１１から吐出された高圧ガス冷媒は、四路切換弁１２を経由して、熱源側熱交換器１３に到達する。熱源側熱交換器１３において、高圧ガス冷媒は、空気と熱交換されて凝縮し、高圧液冷媒に変化する。その後、高圧液冷媒は、膨張弁１５に到達する。膨張弁１５において、高圧液冷媒は減圧されて、低圧気液二相冷媒に変化する。その後、低圧気液二相冷媒は、液閉鎖弁１７および液連絡配管３１を経由して、利用側熱交換器２２に到達する。利用側熱交換器２２において、低圧気液二相冷媒は、空気と熱交換されて蒸発し、低圧ガス冷媒に変化する。この過程で、利用者がいる空間の空気の温度が低下する。その後、低圧ガス冷媒は、ガス連絡配管３２、ガス閉鎖弁１８および四路切換弁１２を経由して、圧縮機１１に到達する。その後、圧縮機１１は、低圧ガス冷媒を吸入する。

（３−２）暖房運転
ヒートポンプ装置１００が暖房運転を行う場合、冷媒は、図１の矢印Ｗの方向に循環する。圧縮機１１から吐出された高圧ガス冷媒は、四路切換弁１２、ガス閉鎖弁１８およびガス連絡配管３２を経由して、利用側熱交換器２２に到達する。利用側熱交換器２２において、高圧ガス冷媒は、空気と熱交換されて凝縮し、高圧液冷媒に変化する。この過程で、利用者がいる空間の空気の温度が上昇する。その後、高圧液冷媒は、液連絡配管３１および液閉鎖弁１７を経由して、膨張弁１５に到達する。膨張弁１５において、高圧液冷媒は減圧されて、低圧気液二相冷媒に変化する。その後、低圧気液二相冷媒は、熱源側熱交換器１３に到達する。熱源側熱交換器１３において、低圧気液二相冷媒は、空気と熱交換されて蒸発し、低圧ガス冷媒に変化する。その後、低圧ガス冷媒は、四路切換弁１２を経由して、圧縮機１１に到達する。その後、圧縮機１１は、低圧ガス冷媒を吸入する。

（４）熱源側ユニット１０の詳細構成
熱源側ユニット１０のプロペラファン１４、筐体５１および熱源側熱交換器１３の詳細構成について説明する。図２は、プロペラファン１４の正面図である。図３は、熱源側ユニット１０の内部の平面図である。図４は、熱源側熱交換器１３の平面図である。図５は、熱源側熱交換器１３の正面図である。

（４−１）プロペラファン１４
プロペラファン１４は、回転軸ＲＡを中心として回転する。プロペラファン１４は、複数枚の羽根を有する。例えば、図２に示されるように、プロペラファン１４は、ハブ１４０と、３枚の羽根１４１、１４２、１４３とを有する。プロペラファン１４の直径Ｒは、例えば、６３０ｍｍである。ハブ１４０の直径Ｐは、例えば、２００ｍｍである。図２および図３には、プロペラファン１４の直径Ｒが示されている。図２には、ハブ１４０の直径Ｐが示されている。

（４−２）筐体５１
筐体５１は、送風室５１ａと機械室５１ｂとを有する。送風室５１ａおよび機械室５１ｂは、筐体５１の内部の空間の一部である。筐体５１の内部には、送風室５１ａと機械室５１ｂとを仕切る仕切板５３が設置されている。熱源側熱交換器１３およびプロペラファン１４は、送風室５１ａに配置される。圧縮機１１は、機械室５１ｂに配置される。

送風室５１ａには、ベルマウス５２が配置される。図３に示されるように、ベルマウス５２は、吸込部５２ａと、円筒部５２ｂと、吹出部５２ｃを有する。円筒部５２ｂは、回転軸ＲＡに平行な円筒形状を有する。吸込部５２ａは、プロペラファン１４が生じさせる空気流の方向において、円筒部５２ｂよりも上流側に位置する。吹出部５２ｃは、プロペラファン１４が生じさせる空気流の方向において、円筒部５２ｂよりも下流側に位置する。

（４−３）熱源側熱交換器１３
熱源側熱交換器１３は、例えば、フィンアンドチューブ式の熱交換器である。フィンアンドチューブ式の熱交換器は、冷媒が内部を流れる伝熱管と、伝熱管に取り付けられている多数のフィンとを有する。フィンは、冷媒と熱交換される空気が接触する表面積を増大させる。熱源側熱交換器１３の伝熱管およびフィンは、アルミ製またはアルミ合金製である。

プロペラファン１４の回転によって形成される空気流によって、筐体５１の外部の空気は、筐体５１の内部の送風室５１ａに吸引される。この過程において、空気は、熱源側熱交換器１３を通過して冷媒と熱交換され、その後、ベルマウス５２を通過して筐体５１の外部に吐出される。

熱源側熱交換器１３は、図３および図４に示されるように、平面視においてＬ字型形状を有する。熱源側熱交換器１３は、熱交換面６０を有する。熱交換面６０とは、冷媒と熱交換される空気が通過する仮想的な面である。具体的には、熱交換面６０は、平面視においてプロペラファン１４側に位置する、熱源側熱交換器１３の側面に相当する。図４には、熱交換面６０に相当する箇所が太線で示されている。図４には、参考のために、プロペラファン１４の回転軸ＲＡが示されている。

熱交換面６０は、第１平面部６１と、第２平面部６２と、接続部６３とから構成される。第２平面部６２は、第１平面部６１に対して所定の角度をなす。接続部６３は、第１平面部６１と第２平面部６２とを接続する。熱源側熱交換器１３では、第２平面部６２は、第１平面部６１に対して実質的に直角をなし、接続部は、平面視において湾曲したＲ形状を有している。

プロペラファン１４は、第１平面部６１と対向して配置されている。具体的には、プロペラファン１４の回転軸ＲＡに沿って熱源側熱交換器１３を視た場合に、プロペラファン１４は、第１平面部６１と重なるように配置されている。言い換えると、図４に示されるように、プロペラファン１４は、回転軸ＲＡが第１平面部６１に対して実質的に直交するように配置されている。

以下において、熱交換面６０の有効面積を、プロペラファン１４の側から熱源側熱交換器１３を側面視した場合における、熱交換面６０が占める面積と定義する。具体的には、熱交換面６０の有効面積は、図４に示される太線の長さに、図５に示される熱源側熱交換器１３の高さ方向の寸法Ｈを乗じた値に実質的に等しい。

（５）熱源側ユニット１０の設計
本開示の実施者は、熱源側ユニット１０の各種寸法等を変えながら、熱源側熱交換器１３の熱交換能力の推移を調査した。ここで、熱交換能力とは、熱源側熱交換器１３の熱交換面６０の単位面積当たりの熱交換能力を意味する。

具体的には、本開示の実施者は、熱交換面６０の有効面積Ｓ、および、プロペラファン１４の直径Ｒを変えながら、熱交換面６０の単位面積当たりの熱交換能力を調査した。熱交換面６０の有効面積Ｓの単位は、平方メートルである。プロペラファン１４の直径Ｒの単位は、メートルである。図２および図３には、プロペラファン１４の直径Ｒが示されている。

図６は、第１熱交換比率に対する、熱源側熱交換器１３の熱交換面６０の単位面積当たりの熱交換能力（以下、「単位面積当たり熱交換能力」と記載する。）の推移を示すグラフである。第１熱交換比率とは、プロペラファン１４の有効面積と、熱交換面６０の有効面積Ｓとの比である。プロペラファン１４の有効面積とは、プロペラファン１４の直径Ｒと同じ直径を有する円の面積である。言い換えると、プロペラファン１４の有効面積は、プロペラファン１４の直径をＲとすると、（Ｒ／２）^２πで算出される。第１熱交換比率の値は、無次元である。

図６に示されるように、第１熱交換比率が小さいほど、単位面積当たり熱交換能力が低くなる。そのため、単位面積当たり熱交換能力をある程度確保するためには、第１熱交換比率は所定の値以上であることが好ましい。

具体的には、熱源側ユニット１０において、熱源側熱交換器１３の熱交換面６０の有効面積をＳ平方メートルとし、プロペラファン１４の直径をＲメートルとしたとき、

の関係が成立することが好ましい。上記の式の右側の項は、第１熱交換比率である。

また、図６に示されるように、第１熱交換比率が０．３５付近において、単位面積当たり熱交換能力は極大値を示し、第１熱交換比率が０．３５より大きくなるほど、単位面積当たり熱交換能力が低くなる。そのため、単位面積当たり熱交換能力をある程度確保するためには、第１熱交換比率は所定の値以下であることが好ましい。

具体的には、

の関係が成立することがより好ましい。上記の式の中央の項は、第１熱交換比率である。

（６）特徴
上述の構成によれば、熱源側ユニット１０は、熱源側熱交換器１３の熱交換面６０の単位面積当たりの熱交換能力を十分に確保することができる。

また、熱源側熱交換器１３を通過する空気の速さは、熱交換面６０において均一ではない。具体的には、接続部６３は、フィンの間隔が周囲よりも狭い箇所を有するため、接続部６３を通過する空気の速さは、第１平面部６１および第２平面部６２を通過する空気の速さより低い傾向がある。しかし、上述の構成によれば、熱源側ユニット１０は、熱交換面６０を通過する空気の風速分布が均一でない場合でも、熱交換面６０の単位面積当たりの熱交換能力を十分に確保することができる。従って、熱源側ユニット１０は、熱交換面６０の有効面積を十分に活用することができる。

また、熱源側熱交換器１３の伝熱管およびフィンは、アルミ製またはアルミ合金製であり熱交換効率に優れているため、上述の第１熱交換比率の式に基づく熱源側ユニット１０の設計を容易に行うことができる。
―第２実施形態―
本実施形態では、ヒートポンプ装置１００の熱源側ユニット１０は、第１実施形態の熱源側熱交換器１３とは異なる形状の熱源側熱交換器１１３を備える。本実施形態において、熱源側熱交換器１１３以外の構成要素は、第１実施形態と実質的に同じであるので、第１実施形態と同じ参照符号を使用する。

図７は、本実施形態の熱源側ユニット１０の内部の平面図である。図８は、熱源側熱交換器１１３の平面図である。図９は、熱源側熱交換器１１３の正面図である。

（１）熱源側ユニット１０の詳細構成
熱源側熱交換器１１３は、フィンアンドチューブ式の熱交換器である。熱源側熱交換器１１３は、アルミ製またはアルミ合金製である。

熱源側熱交換器１１３は、図７および図８に示されるように、平面視においてＩ字型形状を有する。熱源側熱交換器１１３は、熱交換面１６０を有する。熱交換面１６０とは、冷媒と熱交換される空気が通過する仮想的な面である。具体的には、熱交換面１６０は、平面視においてプロペラファン１４側に位置する、熱源側熱交換器１１３の側面に相当する。図８には、熱交換面１６０に相当する箇所が太線で示されている。図８には、参考のために、プロペラファン１４の回転軸ＲＡが示されている。

熱交換面１６０は、１つの平面部１６１から構成される。プロペラファン１４は、平面部１６１と対向して配置されている。具体的には、プロペラファン１４の回転軸ＲＡに沿って熱源側熱交換器１１３を視た場合に、プロペラファン１４は、平面部１６１と重なるように配置されている。言い換えると、図８に示されるように、プロペラファン１４は、回転軸ＲＡが平面部１６１に対して実質的に直交するように配置されている。

以下において、熱交換面１６０の有効長を、熱源側熱交換器１１３を平面視した場合における、熱交換面１６０の寸法と定義する。具体的には、熱交換面１６０の有効長は、図８に示される太線の長さに実質的に等しい。

（２）熱源側ユニット１０の設計
本開示の実施者は、熱源側ユニット１０の各種寸法等を変えながら、熱源側熱交換器１１３の熱交換能力の推移を調査した。ここで、熱交換能力とは、熱源側熱交換器１１３の熱交換面１６０の単位面積当たりの熱交換能力を意味する。

具体的には、本開示の実施者は、熱交換面１６０の有効長Ｌと、プロペラファン１４の直径Ｒを変えながら、熱交換面１６０の単位面積当たりの熱交換能力を調査した。熱交換面１６０の有効長Ｌ、および、プロペラファン１４の直径Ｒの単位は、メートルである。図７には、プロペラファン１４の直径Ｒが示されている。

図１０は、第２熱交換比率に対する、熱源側熱交換器１１３の熱交換面１６０の単位面積当たりの熱交換能力（以下、「単位面積当たり熱交換能力」と記載する。）の推移を示すグラフである。第２熱交換比率とは、プロペラファン１４の有効面積と、熱交換面１６０の有効長Ｌとの比である。プロペラファン１４の有効面積とは、プロペラファン１４の直径Ｒと同じ直径を有する円の面積である。言い換えると、プロペラファン１４の有効面積は、プロペラファン１４の直径をＲとすると、（Ｒ／２）^２πで算出される。第１熱交換比率の値は、無次元である。第２熱交換比率の値は、長さの次元を有し、具体的にはメートルである。

図１０に示されるように、第２熱交換比率が小さいほど、単位面積当たり熱交換能力が低くなる。そのため、単位面積当たり熱交換能力をある程度確保するためには、第２熱交換比率は所定の値以上であることが好ましい。

具体的には、熱源側ユニット１０において、熱源側熱交換器１１３の熱交換面１６０の有効長をＬメートルとし、プロペラファン１４の直径をＲメートルとしたとき、

の関係が成立することが好ましい。上記の式の右側の項は、第２熱交換比率である。

また、図１０に示されるように、第２熱交換比率が０．３８付近において、単位面積当たり熱交換能力は極大値を示し、第２熱交換比率が０．３８より大きくなるほど、単位面積当たり熱交換能力が低くなる。そのため、単位面積当たり熱交換能力をある程度確保するためには、第２熱交換比率は所定の値以下であることが好ましい。

具体的には、

の関係が成立することがより好ましい。上記の式の中央の項は、第２熱交換比率である。

（３）特徴
上述の構成によれば、熱源側ユニット１０は、熱源側熱交換器１１３の熱交換面１６０の単位面積当たりの熱交換能力を十分に確保することができる。

また、熱源側熱交換器１１３の伝熱管およびフィンは、アルミ製またはアルミ合金製であり熱交換効率に優れているため、上述の第２熱交換比率の式に基づく熱源側ユニット１０の設計を容易に行うことができる。
―変形例―
（１）変形例Ａ
実施形態のヒートポンプ装置１００では、本開示の熱交換装置は、熱源側ユニット１０に相当する装置、または、熱源側ユニット１０に搭載される装置である。しかし、本開示の熱交換装置は、利用側ユニット２０に相当する装置、または、利用側ユニット２０に搭載される装置であってもよい。

（２）変形例Ｂ
実施形態のヒートポンプ装置１００では、図４に示されるように、プロペラファン１４は、回転軸ＲＡが熱交換面６０の第１平面部６１に対して実質的に直交するように配置されている。しかし、プロペラファン１４が第１平面部６１と対向して配置されていれば、プロペラファン１４は、回転軸ＲＡが第１平面部６１に対して任意の角度をなして配置されてもよい。例えば、プロペラファン１４は、回転軸ＲＡが第１平面部６１と実質的に平行になるように配置されてもよい。

（３）変形例Ｃ
実施形態のヒートポンプ装置１００では、熱交換媒体として冷媒が用いられる。冷媒は、例えば、Ｒ４１０ＡおよびＲ３２などのフッ素系冷媒である。しかし、ヒートポンプ装置１００では、熱交換媒体として、水および二酸化炭素などの他の物質が用いられてもよい。

（４）変形例Ｄ
実施形態のヒートポンプ装置１００は、空気調和装置として用いられている。しかし、ヒートポンプ装置１００は、空気調和装置以外の装置として用いられてもよい。例えば、ヒートポンプ装置１００は、冷蔵庫、冷凍庫または給湯器などとして用いられてもよい。

（５）変形例Ｅ
実施形態のヒートポンプ装置１００では、ベルマウス５２は、吸込部５２ａおよび吹出部５２ｃを有している。しかし、ベルマウス５２は、吸込部５２ａおよび吹出部５２ｃの一方のみを有してもよい。また、ベルマウス５２は、吸込部５２ａおよび吹出部５２ｃを有していなくてもよい。

（６）変形例Ｆ
実施形態のヒートポンプ装置１００では、熱源側熱交換器１３，１１３は、フィンアンドチューブ式の熱交換器である。しかし、熱源側熱交換器１３，１１３は、冷媒と空気との間で熱交換を行うことができれば、他のタイプの熱交換器であってもよい。例えば、熱源側熱交換器１３，１１３は、冷媒が内部を流れる扁平多穴管と、扁平多穴管に取り付けられている多数のフィンとを有してもよい。扁平多穴管は熱交換効率に優れているため、上述の第１・第２熱交換比率の式に基づく熱源側ユニット１０の設計を容易に行うことができる。また、アルミ製またはアルミ合金製の扁平多穴管は熱交換効率に特に優れているため、熱源側ユニット１０の設計をより容易に行うことができる。

（７）変形例Ｇ
実施形態のヒートポンプ装置１００では、熱源側熱交換器１３，１１３の伝熱管およびフィンは、アルミ製またはアルミ合金製である。しかし、熱源側熱交換器１３，１１３の伝熱管およびフィンは、アルミ製またはアルミ合金製でなくてもよい。例えば、熱源側熱交換器１３，１１３は、銅製の伝熱管と、アルミ製またはアルミ合金製のフィンとを有してもよい。

（８）変形例Ｈ
実施形態のヒートポンプ装置１００では、図１に示されるように、熱源側ユニット１０の内部配管の接続を切り替えるための四路切換弁１２を備える。ヒートポンプ装置１００は、四路切換弁１２を制御することにより、冷房運転および暖房運転のいずれか一方を行うことができる。しかし、ヒートポンプ装置１００は、四路切換弁１２を備えていなくてもよい。この場合、ヒートポンプ装置１００は、例えば、冷房運転のみを行うことができる装置であってもよい。
―むすび―
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１０ 熱源側ユニット（熱交換装置）
１１ 圧縮機
１３ 熱源側熱交換器（熱交換器）
１４ プロペラファン
５１ 筐体
５１ａ 送風室
５１ｂ 機械室
６０ 熱交換面
６１ 第１平面部
６２ 第２平面部
６３ 接続部
１１３ 熱源側熱交換器（熱交換器）
１６０ 熱交換面
１６１ 平面部

特開２０１４−１９４３０６号公報

Claims (6)

1. 熱交換面（６０）を有する熱交換器（１３）と、
   プロペラファン（１４）と、
   を備え、
   前記熱交換面は、
   第１平面部（６１）と、
   前記第１平面部に対して所定の角度をなす第２平面部（６２）と、
   前記第１平面部と前記第２平面部とを接続する接続部（６３）と、
   から構成され、
   前記プロペラファンは、前記第１平面部と対向して配置され、
   前記熱交換面の有効面積をＳ平方メートルとし、前記プロペラファンの直径をＲメートルとしたとき、
   

   

   
   の関係が成立する、
   熱交換装置（１０）。
2. 

   
   の関係が成立する、
   請求項１に記載の熱交換装置。
3. 熱交換面（１６０）を有する熱交換器（１１３）と、
   プロペラファン（１４）と、
   を備え、
   前記熱交換面は、１つの平面部（１６１）から構成され、
   前記プロペラファンは、前記平面部と対向して配置され、
   前記熱交換面の有効長をＬメートルとし、前記プロペラファンの直径をＲメートルとしたとき、
   

   

   
   の関係が成立する、
   熱交換装置（１０）。
4. 

   
   の関係が成立する、
   請求項３に記載の熱交換装置。
5. 前記熱交換器は、アルミ製またはアルミ合金製である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換装置。
6. 圧縮機（１１）と、
   前記熱交換器、前記プロペラファンおよび前記圧縮機を収容する筐体（５１）と、
   をさらに備え、
   前記筐体は、送風室（５１ａ）と機械室（５１ｂ）とを有し、
   前記熱交換器および前記プロペラファンは、前記送風室に配置され、
   前記圧縮機は、前記機械室に配置される、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の熱交換装置。

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