JP2023051525A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】室外が低温時に暖房運転を行った場合、従来の熱交換器では、風上側又は風下側に、伝熱フィンの連通部がないため、うまく結露水が排水できず、着霜しやすい、という課題がある。【解決手段】室外熱交換器２４は、複数の扁平管２４３と、複数の第１の伝熱フィン２４１と、複数の第２の伝熱フィン２４２と、を備える。複数の第１の伝熱フィン２４１は、複数の扁平管２４３に対し、扁平管２４３の断面の風流れ方向の風上側から差し込まれる。複数の第２の伝熱フィン２４２は、複数の扁平管２４３に対し、扁平管２４３の断面の風流れ方向の風下側から差し込まれる。第１の伝熱フィン２４１の第１連通部２４１ｂは、複数の第１差込部２４１ａを接続する。第２の伝熱フィン２４２の第２連通部２４２ｂは、複数の第２差込部２４２ａを接続する。【選択図】図５

Description

熱交換器に関する。

特許文献１（特開２０１９－１５４１０号公報）に示されているように、扁平管の断面の長手方向の一方の端側から、伝熱フィンが差し込まれる、熱交換器が知られている。

室外が低温時に暖房運転を行った場合、特許文献１の熱交換器では、風上側又は風下側に、伝熱フィンの連通部がないため、うまく結露水が排水できず、着霜しやすい、という課題がある。

第１観点の熱交換器は、冷媒と空気との間で熱交換を行わせる。熱交換器は、複数の扁平管と、複数の第１の伝熱フィンと、複数の第２の伝熱フィンと、を備える。複数の扁平管は、断面の長手方向と交差する第１方向に沿って並び、内部を冷媒が流れる。複数の第１の伝熱フィンは、複数の扁平管に対し、扁平管の断面の長手方向の第１端側から差し込まれる。複数の第１の伝熱フィンは、複数の扁平管に接触している。複数の第１の伝熱フィンは、風上側に位置する。複数の第２の伝熱フィンは、複数の扁平管に対し、扁平管の断面の長手方向の第２端側から差し込まれる。複数の第２の伝熱フィンは、複数の扁平管に接触している。複数の第２の伝熱フィンは、風下側に位置する。第１の伝熱フィンは、複数の第１差込部と、第１連通部と、を有する。複数の第１差込部は、隣り合う扁平管の間に差し込まれる。第１連通部は、扁平管の断面の長手方向の第１端の外側において、複数の第１差込部を接続する。第１連通部は、第１方向に延びる。第２の伝熱フィンは、複数の第２差込部と、第２連通部と、を有する。複数の第２差込部は、隣り合う扁平管の間に差し込まれる。第２連通部は、扁平管の断面の長手方向の第２端の外側において、複数の第２差込部を接続する。第２連通部は、第１方向に延びる。

第１観点の熱交換器では、第１の伝熱フィンは、第１連通部を有する。第１連通部は、扁平管の断面の長手方向の第１端の外側において、複数の第１差込部を接続する。第１連通部は、第１方向に延びる。第２の伝熱フィンは、第２連通部を有する。第２連通部は、扁平管の断面の長手方向の第２端の外側において、複数の第２差込部を接続する。第２連通部は、第１方向に延びる。その結果、熱交換器は、扁平管の両側に、伝熱フィンの連通部を有することにより、排水性を向上させ、着霜を遅延させることができる。

第２観点の熱交換器は、第１観点の熱交換器であって、第１連通部の風流れ方向の幅は、第２連通部の風流れ方向の幅よりも広い。

第２観点の熱交換器は、第１の伝熱フィンの風上側端部を、扁平管から遠ざけることにより、第１の伝熱フィンの風上側端部の着霜を、遅延させることができる。

第３観点の熱交換器は、第１観点又は第２観点のいずれかの熱交換器であって、複数の第１の伝熱フィンのフィンピッチは、複数の第２の伝熱フィンのフィンピッチよりも広い。

第３観点の熱交換器は、このような構成により、複数の第１の伝熱フィンが、着霜により閉塞することを防止し、着霜を遅延させることができる。

第４観点の熱交換器は、第１観点から第３観点のいずれかの熱交換器であって、第１の伝熱フィンと、第２の伝熱フィンとの間の、風流れ方向の距離は、１ｍｍ以上である。

第４観点の熱交換器は、このような構成により、第２の伝熱フィンの風上側端部が、着霜により閉塞することを防止し、着霜を遅延させることができる。

第５観点の熱交換器は、第１観点から第３観点のいずれかの熱交換器であって、第１の伝熱フィンと、第２の伝熱フィンとの間の、風流れ方向の距離は、複数の第１の伝熱フィンのフィンピッチ以上であり、かつ複数の第２の伝熱フィンのフィンピッチ以上である。

第５観点の熱交換器は、このような構成により、第２の伝熱フィンの風上側端部が、着霜により閉塞することを防止し、着霜を遅延させることができる。

第６観点の熱交換器は、第１観点から第５観点のいずれかの熱交換器であって、第１の伝熱フィンと、第２の伝熱フィンとの間の、風流れ方向の距離は、扁平管の断面の長手方向の長さの２０％以下である。

第７観点の熱交換器は、第１観点から第６観点のいずれかの熱交換器であって、第１の伝熱フィンと、第２の伝熱フィンとは、フィンの形状が異なる。

第７観点の熱交換器は、このような構成により、例えば、第１の伝熱フィンを、着霜遅延の効果を有する形状とし、第２の伝熱フィンを、伝熱促進の効果を有する形状とする等、第１の伝熱フィンと第２の伝熱フィンの効果を、分けることができる。

第８観点の熱交換器は、第１観点から第７観点のいずれかの熱交換器であって、第１の伝熱フィンと、第２の伝熱フィンとは、切り込みの状態が異なる。

第９観点の熱交換器は、第１観点から第８観点のいずれかの熱交換器であって、第２の伝熱フィンの風上側の前縁に、切り込みが形成される。

第９観点の熱交換器は、このような構成により、第２の伝熱フィンの伝熱を、促進することができる。

第１０観点の熱交換器は、第１観点から第９観点のいずれかの熱交換器であって、第１の伝熱フィンと、第２の伝熱フィンとは、クラッド材から成形される。

第１０観点の熱交換器は、このような構成により、第１の伝熱フィン、及び第２の伝熱フィンの親水性を確保し、排水性を向上させることができる。

第１１観点の熱交換器は、第１観点から第１０観点のいずれかの熱交換器であって、第１の伝熱フィンと、第２の伝熱フィンとは、千鳥配列される。

第１１観点の熱交換器は、このような構成により、第２の伝熱フィンの風上側の縁部の伝熱を、促進することができる。

空気調和装置の冷媒回路を示す図である。 空気調和装置の制御ブロック図である。 室外熱交換器の外観斜視図である。 室外熱交換器の拡大斜視断面図である。 室外熱交換器の拡大断面図である。 室外熱交換器の概略上面図である。 従来の室外熱交換器の拡大断面図である。 検証結果を示すグラフである。

（１）全体構成
空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、対象空間の空気調和を行う装置である。図１は、空気調和装置１の冷媒回路４０を示す図である。図１に示すように、空気調和装置１は、主として、室内ユニット１０と、室外ユニット２０と、を有する。室内ユニット１０と、室外ユニット２０とが、液冷媒連絡配管４１及びガス冷媒連絡配管４２によって接続されることにより、冷媒回路４０が構成される。また、室内ユニット１０と、室外ユニット２０とは、通信線８０によって、通信可能に接続されている。

（２）詳細構成
（２－１）室内ユニット
室内ユニット１０は、空気調和装置１が設置される建物の室内等、空気調和の対象空間に設置される。室内ユニット１０は、例えば、壁掛け型のユニットや、天井埋込型のユニット等である。図１に示すように、室内ユニット１０は、主として、室内熱交換器１１と、室内ファン１２と、室内制御部１９と、を有する。また、室内ユニット１０は、室内温度センサ等の各種センサ（図示省略）を有する。また、室内ユニット１０は、室内熱交換器１１の液側端と液冷媒連絡配管４１とを接続する、液冷媒配管４４ａと、室内熱交換器１１のガス側端とガス冷媒連絡配管４２とを接続する、ガス冷媒配管４４ｂとを有する。

（２－１－１）室内熱交換器
室内熱交換器１１は、室内熱交換器１１を流れる冷媒と、対象空間の空気との間で熱交換を行わせる。室内熱交換器１１は、例えば、複数の伝熱フィンと、複数の伝熱管と、を有するフィン・アンド・チューブ型の熱交換器である。

図１に示すように、室内熱交換器１１の一端は、液冷媒配管４４ａを介して液冷媒連絡配管４１と接続される。室内熱交換器１１の他端は、ガス冷媒配管４４ｂを介してガス冷媒連絡配管４２と接続される。冷房運転時には、室内熱交換器１１に液冷媒配管４４ａから冷媒が流入し、室内熱交換器１１は冷媒の蒸発器として機能する。暖房運転時には、室内熱交換器１１にガス冷媒配管４４ｂから冷媒が流入し、室内熱交換器１１は冷媒の凝縮器として機能する。

（２－１－２）室内ファン
室内ファン１２は、室内熱交換器１１に、対象空間の空気を供給するファンである。室内ファン１２は、例えば、クロスフローファンである。図１に示すように、室内ファン１２は、室内ファンモータ１２ｍによって駆動される。室内ファンモータ１２ｍの回転数は、インバータによって制御可能である。

（２－１－３）室内制御部
室内制御部１９は、室内ユニット１０を構成する各部の動作を制御する。

室内制御部１９は、室内ファンモータ１２ｍを含む、室内ユニット１０が有する各種機器と、制御信号や情報のやりとりを行うことが可能となるように、電気的に接続されている。また、室内制御部１９は、室内ユニット１０に設けられている各種センサと通信可能に接続されている。

室内制御部１９は、制御演算装置及び記憶装置を有する。制御演算装置は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサである。記憶装置は、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリ等の記憶媒体である。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、プログラムに従って所定の演算処理を行うことで、室内ユニット１０を構成する各部の動作を制御する。また、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。

室内制御部１９は、操作用リモコン（図示省略）から送信される各種信号を、受信可能に構成されている。各種信号には、例えば、運転の開始及び停止を指示する信号や、各種設定に関する信号が含まれる。各種設定に関する信号には、例えば、設定温度や設定湿度に関する信号が含まれる。

室内制御部１９は、通信線８０を介して、室外ユニット２０の室外制御部２９との間で各種信号等のやりとりを行う。室内制御部１９及び室外制御部２９は、協働してコントローラ６０として機能する。コントローラ６０の機能については後述する。

（２－２）室外ユニット
室外ユニット２０は、例えば、空気調和装置１が設置される建物の庭やベランダ等の室外に設置される。図１に示すように、室外ユニット２０は、主として、圧縮機２１と、流路切換弁２２と、アキュムレータ２３と、室外熱交換器２４と、室外膨張弁２５と、室外ファン２６と、室外制御部２９と、を有する。また、室外ユニット２０は、室外温度センサ等の各種センサ（図示省略）を有する。

図１に示すように、室外ユニット２０は、吸入管４３ａと、吐出管４３ｂと、第１ガス冷媒管４３ｃと、液冷媒管４３ｄと、第２ガス冷媒管４３ｅと、を有する。吸入管４３ａは、流路切換弁２２と圧縮機２１の吸入端とを接続する。吸入管４３ａには、アキュムレータ２３が設けられる。吐出管４３ｂは、圧縮機２１の吐出端と流路切換弁２２とを接続する。第１ガス冷媒管４３ｃは、流路切換弁２２と室外熱交換器２４のガス側端とを接続する。液冷媒管４３ｄは、室外熱交換器２４の液側端と液冷媒連絡配管４１とを接続する。液冷媒管４３ｄには、室外膨張弁２５が設けられている。また、液冷媒管４３ｄの液冷媒連絡配管４１との接続部には、液閉鎖弁２７が設けられている。第２ガス冷媒管４３ｅは、流路切換弁２２とガス冷媒連絡配管４２とを接続する。第２ガス冷媒管４３ｅのガス冷媒連絡配管４２との接続部には、ガス閉鎖弁２８が設けられている。液閉鎖弁２７及びガス閉鎖弁２８は、手動で開閉される弁である。

（２－２－１）圧縮機
圧縮機２１は、低圧の冷媒を吸入し、圧縮機構（図示せず）によって冷媒を圧縮して、圧縮した冷媒を吐出する。圧縮機２１は、例えば、ロータリ式やスクロール式等の容積圧縮機である。圧縮機２１の圧縮機構は、圧縮機モータ２１ｍによって駆動される。圧縮機モータ２１ｍの回転数は、インバータにより制御可能である。

（２－２－２）流路切換弁
流路切換弁２２は、冷媒の流路を、第１状態と第２状態との間で切り換える機構である。流路切換弁２２は、第１状態のとき、図１の流路切換弁２２内の実線で示されるように、吸入管４３ａを第２ガス冷媒管４３ｅと連通させ、吐出管４３ｂを第１ガス冷媒管４３ｃと連通させる。流路切換弁２２は、第２状態のとき、図１の流路切換弁２２内の破線で示されるように、吸入管４３ａを第１ガス冷媒管４３ｃと連通させ、吐出管４３ｂを第２ガス冷媒管４３ｅと連通させる。

流路切換弁２２は、冷房運転時には、冷媒の流路を第１状態とする。このとき、圧縮機２１から吐出される冷媒は、冷媒回路４０内を、室外熱交換器２４、室外膨張弁２５、室内熱交換器１１の順に流れ、圧縮機２１へと戻る。第１状態では、室外熱交換器２４は凝縮器として機能し、室内熱交換器１１は蒸発器として機能する。

流路切換弁２２は、暖房運転時には、冷媒の流路を第２状態とする。このとき、圧縮機２１から吐出される冷媒は、冷媒回路４０内を、室内熱交換器１１、室外膨張弁２５、室外熱交換器２４の順に流れ、圧縮機２１へと戻る。第２状態では、室外熱交換器２４は蒸発器として機能し、室内熱交換器１１は凝縮器として機能する。

（２－２－３）アキュムレータ
アキュムレータ２３は、流入する冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分離する気液分離機能を有する。アキュムレータ２３に流入する冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、上部空間に集まるガス冷媒が、圧縮機２１へと流出する。

（２－２－４）室外熱交換器
室外熱交換器２４は、室外熱交換器２４の内部を流れる冷媒と、室外の空気との間で熱交換を行わせる。室外熱交換器２４の構造についての詳細は、後述する。

室外熱交換器２４の一端は、液冷媒管４３ｄを介して液冷媒連絡配管４１と接続される。室外熱交換器２４の他端は、第１ガス冷媒管４３ｃを介して流路切換弁２２と接続される。冷房運転時には、室外熱交換器２４に第１ガス冷媒管４３ｃから冷媒が流入し、室外熱交換器２４は冷媒の凝縮器として機能する。暖房運転時には、室外熱交換器２４に液冷媒管４３ｄから冷媒が流入し、室外熱交換器２４は冷媒の蒸発器として機能する。

（２－２－５）室外膨張弁
室外膨張弁２５は、冷媒回路４０を流れる冷媒の圧力や流量を調節するための機構である。室外膨張弁２５は、例えば、電子膨張弁である。

（２－２－６）室外ファン
室外ファン２６は、室外熱交換器２４に空気を供給するファンである。室外ファン２６は、例えば、プロペラファンである。室外ファン２６は、室外ファンモータ２６ｍによって駆動される。室外ファンモータ２６ｍの回転数は、インバータにより制御可能である。

（２－２－７）室外制御部
室外制御部２９は、室外ユニット２０を構成する各部の動作を制御する。

室外制御部２９は、圧縮機モータ２１ｍ、流路切換弁２２、室外膨張弁２５、室外ファンモータ２６ｍを含む、室外ユニット２０が有する各種機器と、制御信号や情報のやりとりを行うことが可能となるように、電気的に接続されている。また、室内制御部１９は、室外ユニット２０に設けられている各種センサと通信可能に接続されている。

室外制御部２９は、制御演算装置及び記憶装置を有する。制御演算装置は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサである。記憶装置は、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリ等の記憶媒体である。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、プログラムに従って所定の演算処理を行うことで、室外ユニット２０を構成する各部の動作を制御する。また、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。

室外制御部２９は、通信線８０を介して、室内ユニット１０の室内制御部１９との間で各種信号等のやりとりを行う。室内制御部１９及び室外制御部２９は、協働してコントローラ６０として機能する。コントローラ６０の機能については後述する。

（２－３）コントローラ
コントローラ６０は、室内制御部１９と、室外制御部２９とが、通信線８０を介して通信可能に接続されることによって構成される。コントローラ６０は、室内制御部１９及び室外制御部２９のそれぞれの制御演算装置が、それぞれの記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、空気調和装置１全体の動作を制御する。

図２は、空気調和装置１の制御ブロック図である。図２に示すように、コントローラ６０は、室内ファンモータ１２ｍ、圧縮機モータ２１ｍ、流路切換弁２２、及び室外膨張弁２５、室外ファンモータ２６ｍ、を含む、室内ユニット１０及び室外ユニット２０の各種機器と、制御信号や情報のやりとりを行うことが可能となるように、電気的に接続されている。また、コントローラ６０は、室内ユニット１０及び室外ユニット２０に設けられている各種センサと通信可能に接続されている。

コントローラ６０は、各種センサの計測信号や、室内制御部１９が操作用リモコンから受信する指令等に基づいて、空気調和装置１の運転の開始及び停止や、空気調和装置１の各種機器の動作を制御する。また、コントローラ６０は、今の運転状態等の情報や、各種報知を、操作用リモコンに送信することができる。

コントローラ６０は、主として、冷房運転と、暖房運転とを行う。

（２－３－１）冷房運転
冷房運転は、対象空間の温度を、設定温度まで冷ます運転である。

コントローラ６０は、例えば、操作用リモコンから、冷房運転開始及び設定温度の指示を受ける。コントローラ６０は、流路切換弁２２を、第１状態に切り換える。冷房運転時の流路切換弁２２は、圧縮機２１から吐出される高温高圧のガス冷媒を室外熱交換器２４に流す。室外熱交換器２４では、冷媒と、室外ファン２６により供給される室外の空気との間で熱交換が行われる。室外熱交換器２４で冷やされた冷媒は、室外膨張弁２５で減圧されて室内熱交換器１１に流れ込む。室内熱交換器１１では、冷媒と、室内ファン１２により供給される対象空間の空気と、の間で熱交換が行われる。室内熱交換器１１での熱交換により温められた冷媒は、流路切換弁２２及びアキュムレータ２３を経由して、圧縮機２１に吸入される。室内熱交換器１１で冷やされた対象空間の空気が、室内ユニット１０から対象空間に吹き出されることで、対象空間の冷房が行われる。

（２－３－２）暖房運転
暖房運転は、対象空間の温度を、設定温度まで温める運転である。

コントローラ６０は、例えば、操作用リモコンから、暖房運転開始及び設定温度の指示を受ける。コントローラ６０は、流路切換弁２２を、第２状態に切り換える。暖房運転時の流路切換弁２２は、圧縮機２１から吐出される高温高圧のガス冷媒を、室内熱交換器１１に流す。室内熱交換器１１では、冷媒と、室内ファン１２により供給される対象空間の空気と、の間で熱交換が行われる。室内熱交換器１１で冷やされた冷媒は、室外膨張弁２５で減圧されて室外熱交換器２４に流れ込む。室外熱交換器２４では、冷媒と、室外ファン２６により供給される対象空間の空気と、の間で熱交換が行われる。室外熱交換器２４での熱交換により温められた冷媒は、流路切換弁２２及びアキュムレータ２３を経由して、圧縮機２１に吸入される。室内熱交換器１１で温められた対象空間の空気が、室内ユニット１０から対象空間に吹き出されることで、対象空間の暖房が行われる。

（３）室外熱交換器の構造
図３は、室外熱交換器２４の外観斜視図である。図４は、室外熱交換器２４の拡大斜視断面図である。図５は、室外熱交換器２４の拡大断面図である。図６は、室外熱交換器２４の概略上面図である。

図３に示すように、室外熱交換器２４の外面は、直方体である室外ユニット２０の、左側面、後面、右側面、及び前面の右側部分、と向き合う。室外熱交換器２４の内面に囲われる空間には、上述の圧縮機２１、アキュムレータ２３、及び室外ファン２６等が配置される。室外ファン２６が前方向に向けて風を吹き出すことにより、室外熱交換器２４の外面側から内面側に向かって室外の空気が流れる。

図４に示すように、室外熱交換器２４は、複数の扁平管２４３と、複数の第１の伝熱フィン２４１と、複数の第２の伝熱フィン２４２と、を有する。

（３－１）扁平管
図３，４に示すように、複数の扁平管２４３は、断面Ｓの前後方向（長手方向）と交差する上下方向（第１方向）に沿って並び、内部を冷媒が流れる。複数の扁平管２４３はそれぞれ、伝熱面となる平面部２４３ａと、冷媒が流れる複数の（図４では９個の）内部流路２４３ｂと、を有する。扁平管２４３は、平面部２４３ａを上下に向けた状態で、間隔を空けて積み重なるように、複数段並べられる。

扁平管２４３は、アルミニウム、又はアルミニウム合金から成形されている。

（３－２）伝熱フィン
図４に示すように、複数の第１の伝熱フィン２４１は、複数の扁平管２４３に対し、扁平管２４３の断面Ｓの前後方向（長手方向）の後側（第１端側）から差し込まれる。複数の第１の伝熱フィン２４１は、複数の扁平管２４３の平面部２４３ａに接触している。複数の第１の伝熱フィン２４１は、風上側に位置する。

図５に示すように、第１の伝熱フィン２４１は、複数の第１差込部２４１ａと、第１連通部２４１ｂと、を有する。複数の第１差込部２４１ａは、隣り合う扁平管２４３の間に差し込まれる。第１連通部２４１ｂは、扁平管２４３の断面Ｓの前後方向（長手方向）の後端（第１端）の外側において、複数の第１差込部２４１ａを接続する。第１連通部２４１ｂは、上下方向（第１方向）に延びる。

第１差込部２４１ａには、リブ２４１ｃと、フィンタブ２４１ｄと、が形成されている。リブ２４１ｃは、左方向に、コの字状の山型に隆起させることにより形成される。フィンタブ２４１ｄは、左方向に切り起こすことにより形成される。フィンタブ２４１ｄは、隣り合う第１の伝熱フィン２４１の間隔（フィンピッチＬ１１）を保持する。

第１連通部２４１ｂには、リブ２４１ｅと、フィンタブ２４１ｆと、が形成されている。リブ２４１ｅは、左方向に、コの字状の山型に隆起させることにより形成される。フィンタブ２４１ｆは、左方向に切り起こすことにより形成される。フィンタブ２４１ｆは、隣り合う第１の伝熱フィン２４１同士の（フィンピッチＬ１１）を保持する。

図４に示すように、複数の第２の伝熱フィン２４２は、複数の扁平管２４３に対し、扁平管２４３の断面Ｓの前後方向（長手方向）の前側（第２端側）から差し込まれる。複数の第２の伝熱フィン２４２は、複数の扁平管２４３の平面部２４３ａに接触している。複数の第２の伝熱フィン２４２は、風下側に位置する。

図５に示すように、第２の伝熱フィン２４２は、複数の第２差込部２４２ａと、第２連通部２４２ｂと、を有する。複数の第２差込部２４２ａは、隣り合う扁平管２４３の間に差し込まれる。第２連通部２４２ｂは、扁平管２４３の断面Ｓの前後方向（長手方向）の前端（第２端）の外側において、複数の第２差込部２４２ａを接続する。第２連通部２４２ｂは、上下方向（第１方向）に延びる。

第２差込部２４２ａには、リブ２４２ｃと、フィンタブ２４２ｄと、が形成されている。リブ２４２ｃは、左方向に、コの字状の山型に隆起させることにより形成される。フィンタブ２４２ｄは、左方向に切り起こすことにより形成される。フィンタブ２４２ｄは、隣り合う第２の伝熱フィン２４２の間隔（フィンピッチＬ２１）を保持する。

第２連通部２４２ｂには、リブ２４２ｅと、フィンタブ２４２ｆと、が形成されている。リブ２４２ｅは、左方向に、コの字状の山型に隆起させることにより形成される。フィンタブ２４２ｆは、左方向に切り起こすことにより形成される。フィンタブ２４２ｆは、隣り合う第２の伝熱フィン２４２の間隔（フィンピッチＬ２１）を保持する。

図６に示すように、第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２とは、前後方向の位置が、概ね揃っている。複数の第１の伝熱フィン２４１のフィンピッチＬ１１と、複数の第２の伝熱フィン２４２のフィンピッチＬ２１とは、等しい。第１連通部２４１ｂの風流れ方向の幅Ｌ１２と、第２連通部２４２ｂの風流れ方向の幅Ｌ２２とは、等しい。複数の第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２との間の、風流れ方向の距離Ｌ３は、１ｍｍ以上であり、かつ、扁平管２４３の断面Ｓの前後方向（長手方向）の長さＬ４の２０％以下である。長さＬ４は、例えば、１０ｍｍ～２２ｍｍである。

本実施形態では、第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２とは、クラッド材から成形される。

（３－３）ヘッダ
図３に示すように、ヘッダ２４４は、冷房運転時には、圧縮機２１側から第１ガス冷媒管４３ｃを通って、室外熱交換器２４に（図３の実線矢印の向きに）流入し、後述するヘッダ２４５によって複数の扁平管２４３の内部流路２４３ｂに分流された冷媒を、合流させ、液冷媒管４３ｄに流入させる。また、ヘッダ２４４は、暖房運転時には、室外膨張弁２５側から液冷媒管４３ｄを通って、室外熱交換器２４に（図３の破線矢印の向きに）流入した冷媒を、複数の扁平管２４３の内部流路２４３ｂに分流させる。

ヘッダ２４５は、冷房運転時には、圧縮機２１側から第１ガス冷媒管４３ｃを通って、室外熱交換器２４に（図３の実線矢印の向きに）流入した冷媒を、複数の扁平管２４３の内部流路２４３ｂに分流させる。また、ヘッダ２４５は、暖房運転時には、室外膨張弁２５側から液冷媒管４３ｄを通って、室外熱交換器２４に（図３の破線矢印の向きに）流入し、ヘッダ２４４によって複数の扁平管２４３の内部流路２４３ｂに分流された冷媒を、合流させ、第１ガス冷媒管４３ｃに流入させる。

（４）検証
本検証では、室外が低温時に暖房運転を行った時の、本実施形態における室外熱交換器２４と、風下側から複数の伝熱フィン５１が差し込まれた従来の室外熱交換器５０と、の暖房能力を比較した。図７は、従来の室外熱交換器５０の拡大断面図である。

図６に示すように、本検証では、第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２との間の、風流れ方向の距離Ｌ３は、１．４ｍとし、第１の伝熱フィン２４１の風流れ方向の長さＬ１３と、第２の伝熱フィン２４２の風流れ方向の長さＬ２３とは、２０ｍｍとした。そのため、室外熱交換器２４の風流れ方向の長さ（Ｌ３＋Ｌ１３＋Ｌ２３）は、４１．４ｍｍである。一方、図７に示すように、室外熱交換器５０の風流れ方向の長さＬ５は、３０ｍｍとした。その他の伝熱面積、サイズ、扁平管５２，２４３の段数等は、概ね等しくした。

図８は、検証結果を示すグラフである。グラフＧ１は、室外熱交換器２４の暖房能力の時間変化を示している。グラフＧ２は、室外熱交換器５０の暖房能力の時間変化を示している。室外熱交換器２４と室外熱交換器５０とは、暖房運転の開始から約８００秒経過するまで、同様に暖房能力が増加している。その後、室外熱交換器２４は、約１４００秒経過した時に、暖房能力のピークを迎える。そして、室外熱交換器２４の暖房能力は、着霜により徐々に減少していき、約３２００秒経過した時に暖房能力がなくなる。一方、室外熱交換器５０は、約１２００秒経過した時に、（室外熱交換器２４よりも低い）暖房能力のピークを迎える。そして、室外熱交換器２４の暖房能力は、着霜により（室外熱交換器２４よりも急激に）減少していき、約２８００秒経過した時に暖房能力がなくなる。

室外熱交換器５０は、扁平管５２の風上側が露出しており、かつ扁平管５２の風上側に伝熱フィン５１の連通部がないため、うまく結露水が排水できず、着霜しやすい。そのため、室外熱交換器５０は、室外熱交換器２４よりも暖房能力のピークが低く、かつ室外熱交換器２４よりも暖房能力が急激に減少していくと考えられる。

また、暖房能力が減少していくことを見越して、適当なタイミングでデフロスト運転が行われる場合、本実施形態の室外熱交換器２４を有する空気調和装置１は、着霜が遅延するため、室外熱交換器５０を有する従来の空気調和装置と比較して、デフロスト運転の頻度を少なくし、暖房運転が行われている時間を長くすることができる。

（５）特徴
（５－１）
従来、扁平管の断面の長手方向の一方の端側から、伝熱フィンが差し込まれる、熱交換器が知られている。

室外が低温時に暖房運転を行った場合、従来の熱交換器では、風上側又は風下側に、伝熱フィンの連通部がないため、うまく結露水が排水できず、着霜しやすい、という課題がある。

本実施形態の室外熱交換器２４は、冷媒と空気との間で熱交換を行わせる。室外熱交換器２４は、複数の扁平管２４３と、複数の第１の伝熱フィン２４１と、複数の第２の伝熱フィン２４２と、を備える。複数の扁平管２４３は、断面Ｓの前後方向と交差する上下方向に沿って並び、内部を冷媒が流れる。複数の第１の伝熱フィン２４１は、複数の扁平管２４３に対し、扁平管２４３の断面Ｓの前後方向の後側から差し込まれる。複数の第１の伝熱フィン２４１は、複数の扁平管２４３に接触している。複数の第１の伝熱フィン２４１は、風上側に位置する。複数の第２の伝熱フィン２４２は、複数の扁平管２４３に対し、扁平管２４３の断面Ｓの前後方向の前側から差し込まれる。複数の第２の伝熱フィン２４２は、複数の扁平管２４３に接触している。複数の第２の伝熱フィン２４２は、風下側に位置する。第１の伝熱フィン２４１は、複数の第１差込部２４１ａと、第１連通部２４１ｂと、を有する。複数の第１差込部２４１ａは、隣り合う扁平管２４３の間に差し込まれる。第１連通部２４１ｂは、扁平管２４３の断面Ｓの前後方向の後端の外側において、複数の第１差込部２４１ａを接続する。第１連通部２４１ｂは、上下方向に延びる。第２の伝熱フィン２４２は、複数の第２差込部２４２ａと、第２連通部２４２ｂと、を有する。複数の第２差込部２４２ａは、隣り合う扁平管２４３の間に差し込まれる。第２連通部２４２ｂは、扁平管２４３の断面Ｓの前後方向の前端の外側において、複数の第２差込部２４２ａを接続する。第２連通部２４２ｂは、上下方向に延びる。

その結果、室外熱交換器２４は、扁平管２４３の両側に、第１の伝熱フィン２４１の第１連通部２４１ｂ、及び第２の伝熱フィン２４２の第２連通部２４２ｂを有することにより、排水性を向上させ、着霜を遅延させることができる。

（５－２）
本実施形態の室外熱交換器２４は、第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２との間の、風流れ方向の距離Ｌ３は、１ｍｍ以上であり、かつ、扁平管２４３の断面Ｓの前後方向の長さＬ４の２０％以下である。

その結果、室外熱交換器２４は、第２の伝熱フィン２４２の風上側端部が、着霜により閉塞することを防止し、着霜を遅延させることができる。

（５－３）
本実施形態の室外熱交換器２４では、第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２とは、クラッド材から成形される。

その結果、室外熱交換器２４は、第１の伝熱フィン２４１、及び第２の伝熱フィン２４２の親水性を確保し、排水性を向上させることができる。

（６）変形例
（６－１）変形例１Ａ
本実施形態では、第１連通部２４１ｂの風流れ方向の幅Ｌ１２と、第２連通部２４２ｂの風流れ方向の幅Ｌ２２とは、等しかった。しかし、第１連通部２４１ｂの風流れ方向の幅Ｌ１２は、第２連通部２４２ｂの風流れ方向の幅Ｌ２２より、広くてもよい。

その結果、室外熱交換器２４は、第１の伝熱フィン２４１の風上側端部を、扁平管２４３から遠ざけることにより、第１の伝熱フィン２４１の風上側端部の着霜を、遅延させることができる。

（６－２）変形例１Ｂ
本実施形態では、複数の第１の伝熱フィン２４１のフィンピッチＬ１１と、複数の第２の伝熱フィン２４２のフィンピッチＬ２１とは、等しかった。しかし、複数の第１の伝熱フィン２４１のフィンピッチＬ１１は、複数の第２の伝熱フィン２４２のフィンピッチＬ２１より、広くてもよい。

その結果、室外熱交換器２４は、複数の第１の伝熱フィン２４１が、着霜により閉塞することを防止し、着霜を遅延させることができる。

（６－３）変形例１Ｃ
本実施形態では、第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２との間の、風流れ方向の距離Ｌ３は、１ｍｍ以上であった。しかし、第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２との間の、風流れ方向の距離Ｌ３は、複数の第１の伝熱フィン２４１のフィンピッチＬ１１以上であり、かつ複数の第２の伝熱フィン２４２のフィンピッチＬ２１以上であってもよい。

その結果、室外熱交換器２４は、第２の伝熱フィン２４２の風上側端部が、着霜により閉塞することを防止し、着霜を遅延させることができる。

（６－４）変形例１Ｄ
第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２とは、フィンの形状が異なってもよい。例えば、第１の伝熱フィン２４１には、ワッフルを形成し、第２の伝熱フィン２４２には、ルーバーやスリットを形成してもよい。

その結果、室外熱交換器２４は、例えば、第１の伝熱フィン２４１を、着霜遅延の効果を有する形状とし、第２の伝熱フィン２４２を、伝熱促進の効果を有する形状とする等、第１の伝熱フィン２４１と第２の伝熱フィン２４２との効果を、分けることができる。

（６－５）変形例１Ｅ
第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２とは、切り込みの状態が異なってもよい。切り込みの状態は、切り込みの有無を含む。

（６－６）変形例１Ｆ
第２の伝熱フィン２４２の風上側の前縁には、ルーバーやスリット等の切り込みを形成してもよい。

その結果、室外熱交換器２４は、第２の伝熱フィン２４２の伝熱を、促進することができる。

（６－７）変形例１Ｇ
本実施形態では、第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２とは、前後方向の位置が、概ね揃っていた。しかし、第１の伝熱フィン２４１と、第２の伝熱フィン２４２とは、千鳥配列されてもよい。

その結果、室外熱交換器２４は、第２の伝熱フィン２４２の風上側の縁部の伝熱を、促進することができる。

（６－８）
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。

２４ 室外熱交換器（熱交換器）
２４１ 第１の伝熱フィン
２４１ａ 第１差込部
２４１ｂ 第１連通部
２４２ 第２の伝熱フィン
２４２ａ 第２差込部
２４２ｂ 第２連通部
２４３ 扁平管
Ｌ１１ 第１の伝熱フィンのフィンピッチ
Ｌ１２ 第１連通部の風流れ方向の幅
Ｌ２１ 第２の伝熱フィンのフィンピッチ
Ｌ２２ 第２連通部の風流れ方向の幅
Ｌ３ 第１の伝熱フィンと第２の伝熱フィンとの間の風流れ方向の距離
Ｌ４ 扁平管の断面の長手方向の長さ

特開２０１９－１５４１０号公報

Claims (11)

1. 冷媒と空気との間で熱交換を行わせる熱交換器（２４）であって、
   断面の長手方向と交差する第１方向に沿って並び、内部を冷媒が流れる、複数の扁平管（２４３）と、
   複数の前記扁平管に対し、前記扁平管の断面の長手方向の第１端側から差し込まれ、複数の前記扁平管に接触している、風上側に位置する、複数の第１の伝熱フィン（２４１）と、
   複数の前記扁平管に対し、前記扁平管の断面の長手方向の第２端側から差し込まれ、複数の前記扁平管に接触している、風下側に位置する、複数の第２の伝熱フィン（２４２）と、
   を備え、
   前記第１の伝熱フィンは、
   隣り合う前記扁平管の間に差し込まれる、複数の第１差込部（２４１ａ）と、
   前記扁平管の断面の長手方向の前記第１端の外側において、複数の前記第１差込部を接続する、前記第１方向に延びる、第１連通部（２４１ｂ）と、
   を有し、
   前記第２の伝熱フィンは、
   隣り合う前記扁平管の間に差し込まれる、複数の第２差込部（２４２ａ）と、
   前記扁平管の断面の長手方向の前記第２端の外側において、複数の前記第２差込部を接続する、前記第１方向に延びる、第２連通部（２４２ｂ）と、
   を有する、
   熱交換器（２４）。
2. 前記第１連通部の風流れ方向の幅（Ｌ１２）は、前記第２連通部の風流れ方向の幅（Ｌ２２）よりも広い、
   請求項１に記載の熱交換器（２４）。
3. 複数の前記第１の伝熱フィンのフィンピッチ（Ｌ１１）は、複数の前記第２の伝熱フィンのフィンピッチ（Ｌ２１）よりも広い、
   請求項１又は２に記載の熱交換器（２４）。
4. 前記第１の伝熱フィンと、前記第２の伝熱フィンとの間の、風流れ方向の距離（Ｌ３）は、１ｍｍ以上である、
   請求項１から３のいずれか１つに記載の熱交換器（２４）。
5. 前記第１の伝熱フィンと、前記第２の伝熱フィンとの間の、風流れ方向の距離（Ｌ３）は、複数の前記第１の伝熱フィンのフィンピッチ（Ｌ１１）以上であり、かつ複数の前記第２の伝熱フィンのフィンピッチ（Ｌ２１）以上である、
   請求項１から３のいずれか１つに記載の熱交換器（２４）。
6. 前記第１の伝熱フィンと、前記第２の伝熱フィンとの間の、風流れ方向の距離（Ｌ３）は、前記扁平管の断面の長手方向の長さ（Ｌ４）の２０％以下である、
   請求項１から５のいずれか１つに記載の熱交換器（２４）。
7. 前記第１の伝熱フィンと、前記第２の伝熱フィンとは、フィンの形状が異なる、
   請求項１から６のいずれか１つに記載の熱交換器（２４）。
8. 前記第１の伝熱フィンと、前記第２の伝熱フィンとは、切り込みの状態が異なる、
   請求項１から７のいずれか１つに記載の熱交換器（２４）。
9. 前記第２の伝熱フィンの風上側の前縁に、切り込みが形成される、
   請求項１から８のいずれか１つに記載の熱交換器（２４）。
10. 前記第１の伝熱フィンと、前記第２の伝熱フィンとは、クラッド材から成形される、
    請求項１から９のいずれか１つに記載の熱交換器（２４）。
11. 前記第１の伝熱フィンと、前記第２の伝熱フィンとは、千鳥配列される、
    請求項１から１０のいずれか１つに記載の熱交換器（２４）。

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