JPWO2017199393A1 - 室外ユニットおよびそれを備えた冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

室外ユニット（１０）の室外熱交換器（１１）は、主熱交換部（１３）および補助熱交換部（１５）を備えている。主熱交換部（１３）では、冷媒パス群（１４ａ〜１４ｄ）が形成されている。補助熱交換部（１５）では、冷媒パス（１６ａ〜１６ｄ）が形成されている。主熱交換部（１３）に最も近い、補助熱交換部（１５）における冷媒パス（１６ｄ）と、主熱交換部（１３）において、通り抜ける外気の風速が相対的に大きい領域に配置された冷媒パス群（１４ｂ）とが接続されている。この他、冷媒パス（１６ａ）と冷媒パス群（１４ａ）とが接続されている。冷媒パス（１６ｂ）と冷媒パス群（１４ｄ）とが接続されている。冷媒パス（１６ｃ）と冷媒パス群（１４ｃ）とが接続されている。

Description

本発明は室外ユニットおよびそれを備えた冷凍サイクル装置に関し、特に、主熱交換部および補助熱交換部を備えた室外熱交換器を含む室外ユニットと、その室外ユニットを備えた冷凍サイクル装置とに関するものである。

冷凍サイクル装置としての空気調和装置は、室内ユニットと室外ユニットと含む冷媒回路を備えている。このような空気調和装置では、四方弁等を用いて冷媒回路の流路を切り換えることによって、冷房運転と暖房運転とを行うことが可能とされる。

室内ユニットには、室内熱交換器が設けられている。室内熱交換器では、冷媒回路を流れる冷媒と、室内ファンによって送り込まれる室内の空気との間で熱交換が行われる。室外ユニットには、室外熱交換器が設けられている。室外熱交換器では、冷媒回路を流れる冷媒と、室外ファンによって送り込まれる外気との間で熱交換が行われる。

空気調和装置において使用されている室外熱交換器には、板状の複数のフィンを貫通するように伝熱管を配置させた室外熱交換器がある。このような室外熱交換器は、フィンアンドチューブ型熱交換器と呼ばれている。このフィンアンドチューブ型熱交換器では、熱交換を効率的に行うために、細径化された伝熱管を使用する場合がある。さらに、そのような伝熱管として、断面形状が扁平状の扁平型断面形状を有する扁平管が使用される場合がある。

また、この種の室外熱交換器には、凝縮用の主熱交換部と過冷却用の補助熱交換器とを備えたタイプがある。一般に、主熱交換部は、補助熱交換部の上に配置されている。空気調和装置を冷房運転させる場合には、室外熱交換器は凝縮器として機能する。室外熱交換器に送り込まれた冷媒は、主熱交換部を流れる間に、空気との間で熱交換が行われて凝縮し、液冷媒になる。主熱交換部を流れた後、液冷媒は補助熱交換部を流れることで、さらに冷却されることになる。

一方、空気調和装置を暖房運転させる場合は、室外熱交換器は蒸発器として機能する。室外熱交換器に送り込まれた冷媒は、補助熱交換部から主熱交換部を流れる間に、空気との間で熱交換が行われて蒸発し、ガス冷媒になる。なお、この種の室外熱交換器を備えた空気調和装置を開示した特許文献の一例として、特許文献１がある。

特開２０１３−８３４１９号公報

空気調和装置を暖房運転または冷房運転させる際には、室外熱交換器には、室外ファンによって送り込まれた外気が通過することになる。このとき、室外熱交換器と室外ファンとの配置関係等によっては、室外熱交換器を通過する外気の風速が大きい領域と、外気の風速が小さい領域とが生じる。このため、室外熱交換器では、冷媒と外気との熱交換にばらつきが生じ、熱交換が効率的に行われないことがある。

また、伝熱管として、細径化された伝熱管を使用する場合には、並列接続される冷媒パスの数が増えるため、冷媒パスの接続順序によって伝熱管内の液冷媒とガス冷媒との相状態を均一にすることが難しくなる。

さらに、キャピラリーチューブと呼ばれる細径管を冷媒パスのそれぞれに接続させて、各冷媒パスに流れ込む冷媒の摩擦による圧力損失を調整することによって、各冷媒パスに流れ込む冷媒量のバランスを調整する手法もある。

ところが、この手法では、たとえば、室外熱交換器に霜が付着した状態で除霜運転を行う場合に、冷媒の流速もばらついてしまうため、霜の融解にばらつきが生じることになる。その結果、除霜時間が長くなって消費電力が増えてしまうことになる。また、一定時間当たりの暖房能力が低下することになる。さらに、霜が完全に融解する前に暖房運転を行うことを繰り返すことで、残存する霜が成長し、室外熱交換器を損傷させることがある。

このように、室外ユニットでは、室外熱交換器を通過する外気の風速の分布に起因して熱交換性能が低下することがある。このため、より熱交換性能の高い室外ユニットが求められている。

本発明は、その開発の一環としてなされたものであり、一つの目的は熱交換性能の向上が図られる室外ユニットを提供することであり、他の目的は、そのような室外ユニットを備えた冷凍サイクル装置を提供することである。

本発明に係る一の室外ユニットは、室外熱交換器を備えた室外ユニットである。室外熱交換器は、第１熱交換部と、第１熱交換部と接触するように配置された第２熱交換部とを含む。第１熱交換部は、複数の第１冷媒パスを有している。第２熱交換部は、複数の第２冷媒パスを有している。複数の第１冷媒パスのうち、第２熱交換部に最も近い位置に配置された第１パスと、複数の第２冷媒パスのうち、第２熱交換部を通り抜ける流体の流速が相対的に大きい領域に配置された第２パスとが、接続されている。

本発明に係る他の室外ユニットは、室外熱交換器を備えた室外ユニットである。室外熱交換器は、第１熱交換部と、第１熱交換部と接触するように配置された第２熱交換部とを含む。第１熱交換部は、複数の第１冷媒パスを有している。第２熱交換部は、複数の第２冷媒パスを有している。複数の第１冷媒パスのうち、第２熱交換部から最も離れた位置に配置された第１パスと、複数の第２冷媒パスのうち、第２熱交換部を通り抜ける流体の流速が相対的に大きい領域に配置された第２パスとが、接続されている。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記一の室外ユニットまたは他の室外ユニットを備えた冷凍サイクル装置である。

本発明に係る一の室外ユニットによれば、複数の第１冷媒パスのうち、第２熱交換部に最も近い位置に配置された第１パスと、複数の第２冷媒パスのうち、第２熱交換部を通り抜ける流体の流速が相対的に大きい領域に配置された第２パスとが、接続されている。これにより、室外熱交換器を蒸発器として運転させた場合に、液冷媒をより多く含む冷媒が、第１パスから、第２熱交換部を通り抜ける流体の流速が相対的に大きい領域に配置された第２パスに流れる。その結果、室外ユニットの室外熱交換器の熱交換性能を向上させることができる。

本発明に係る他の室外ユニットによれば、複数の第１冷媒パスのうち、第２熱交換部から最も離れた位置に配置された第１パスと、複数の第２冷媒パスのうち、第２熱交換部を通り抜ける流体の流速が相対的に大きい領域に配置された第２パスとが、接続されている。これにより、室外熱交換器を蒸発器として運転させた場合に、液冷媒をより多く含む冷媒が、第１パスから、第２熱交換部を通り抜ける流体の流速が相対的に大きい領域に配置された第２パスに流れる。その結果、室外ユニットの室外熱交換器の熱交換性能を向上させることができる。

本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、上記一の室外ユニットまたは他の室外ユニットを備えていることで、冷凍サイクル装置の熱交換性能を向上させることができる。

各実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路の一例を示す図である。 実施の形態１に係る室外熱交換器を示す斜視図である。 同実施の形態において、伝熱管の冷媒通路の一例を示す断面図である。 同実施の形態において、伝熱管の冷媒通路の他の例を示す断面図である。 同実施の形態において、空気調和装置の動作を説明するための冷媒回路における冷媒の流れを示す図である。 同実施の形態において、室外熱交換器を凝縮器として運転させている場合の、室外熱交換器における冷媒の流れを示す図である。 同実施の形態において、室外熱交換器を蒸発器として運転させている場合の、室外熱交換器における冷媒の流れを示す図である。 同実施の形態において、伝熱管内蒸発熱伝達率と乾き度との関係と、熱交換器性能と乾き度のとの関係とをそれぞれ示すグラフである。 同実施の形態において、室外熱交換器および室外熱交換器を通り抜ける外気の風速分布を示す図である。 比較例に係る室外熱交換器における冷媒の分布と風速の分布とを模式的に示す図である。 同実施の形態において、室外熱交換器における冷媒の分布と風速の分布とを模式的に示す図である。 同実施の形態において、伝熱管内の摩擦圧力損失と乾き度との関係を示すグラフである。 同実施の形態において、全熱交換器の摩擦圧力損失に対する補助熱交換器の摩擦圧力損失の比と、補助熱交換部の冷媒パス数に対する主熱交換部の冷媒パス数の比との関係を示すグラフである。 実施の形態２に係る室外熱交換器を示す斜視図である。 同実施の形態において、室外熱交換器を蒸発器として運転させている場合の、室外熱交換器における冷媒の流れを示す図である。 同実施の形態において、室外熱交換器および室外熱交換器を通り抜ける外気の風速分布を示す図である。

実施の形態１
はじめに、冷凍サイクル装置としての空気調和装置の全体の構成（冷媒回路）について説明する。図１に示すように、空気調和装置１は、圧縮機３、室内熱交換器５、室内ファン７、絞り装置９、室外熱交換器１１、室外ファン２１、四方弁２３および制御部５１を備えている。圧縮機３、室内熱交換器５、絞り装置９、室外熱交換器１１および四方弁２３が、冷媒配管によって繋がっている。

室内熱交換器５および室内ファン７は、室内ユニット４内に配置されている。室外熱交換器１１および室外ファン２１は、室外ユニット１０内に配置されている。空気調和装置１の一連の動作は、制御部５１によって制御される。

次に、その室外熱交換器１１について説明する。図２に示すように、室外熱交換器１１は、主熱交換部１３（第２熱交換部）および補助熱交換部１５（第１熱交換部）を備えている。補助熱交換部１５の上に主熱交換部１３が配置されている。主熱交換部１３では、第１列目に主熱交換部１３ａが配置され、第２列目に主熱交換部１３ｂが配置されている。補助熱交換部１５では、第１列目に補助熱交換部１５ａが配置され、第２列目に補助熱交換部１５ｂが配置されている。

主熱交換部１３（１３ａ、１３ｂ）では、板状の複数のフィン３１を貫通するように、複数の伝熱管３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）（第２冷媒パス）が配置されている。補助熱交換部１５（１５ａ、１５ｂ）では、板状の複数のフィン３１を貫通するように、複数の伝熱管３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）（第１冷媒パス）が配置されている。

その伝熱管３２、３３として、たとえば、長径と短径を有する扁平断面形状の扁平管が使用されている。その扁平管の一例として、図３に、一つの冷媒通路３４が形成された扁平管を示す。扁平管の他の例として、図４に、複数の冷媒通路３４が形成された扁平管を示す。なお、伝熱管３２、３３としては、扁平管に限られず、たとえば、断面形状が円形または楕円形等の伝熱管であってもよい。

室外熱交換器１１では、伝熱管３２、３３によって冷媒パスが形成される。主熱交換部１３では、冷媒パス群１４ａ、冷媒パス群１４ｂ、冷媒パス群１４ｃおよび冷媒パス群１４ｄが形成されている。冷媒パス群１４ａでは、伝熱管３２ａによって形成された一の冷媒パスを含む複数の冷媒パスが形成されている。冷媒パス群１４ｂでは、伝熱管３２ｂによって形成された一の冷媒パスを含む複数の冷媒パスが形成されている。冷媒パス群１４ｃでは、伝熱管３２ｃによって形成された一の冷媒パスを含む複数の冷媒パスが形成されている。冷媒パス群１４ｄでは、伝熱管３２ｄによって形成された一の冷媒パスを含む複数の冷媒パスが形成されている。

補助熱交換部１５では、伝熱管３３によって冷媒パス１６ａ、冷媒パス１６ｂ、冷媒パス１６ｃおよび冷媒パス１６ｄが形成されている。冷媒パス１６ａは、伝熱管３３ａによって形成されている。冷媒パス１６ｂは、伝熱管３３ｂによって形成されている。冷媒パス１６ｃは、伝熱管３３ｃによって形成されている。冷媒パス１６ｄは、伝熱管３３ｄによって形成されている。

主熱交換部１３の冷媒パス群１４ａ〜１４ｄの一端側と補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａ〜１６ｄの一端側とが、分配器２９ａ〜２９ｄを介して接続配管３５によって接続されている。より具体的には、冷媒パス１６ａと冷媒パス群１４ａとが接続されている。冷媒パス１６ｂと冷媒パス群１４ｄとが接続されている。冷媒パス１６ｃと冷媒パス群１４ｃとが接続されている。冷媒パス１６ｄ（第１パス）と冷媒パス群１４ｂ（第２パス）とが接続されている。

主熱交換部の冷媒パス群１４ａ〜１４ｄの他端側は、ヘッダ２７に接続されている。補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａ〜１６ｄの他端側は、接続配管３６によって分配器２５に接続されている。室外熱交換器１１は、上記のように構成される。

次に、上述した室外熱交換器１１を有する室外ユニット１０（図１参照）を備えた空気調和装置の動作として、まず、冷房運転の場合について説明する。

図５に示すように、圧縮機３を駆動させることによって、圧縮機３から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。以下、点線矢印にしたがって冷媒が流れる。吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、四方弁２３を介して室外ユニット１０の室外熱交換器１１に流れ込む。室外熱交換器１１では、流れ込んだ冷媒と、室外ファン２１によって供給される流体としての外気（空気）との間で熱交換が行われる。高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。

室外熱交換器１１から送り出された高圧の液冷媒は、絞り装置９によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、室内ユニット４の室内熱交換器５に流れ込む。室内熱交換器５では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、室内ファン７によって供給される空気との間で熱交換が行われる。二相状態の冷媒は、液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。この熱交換によって、室内が冷却されることになる。室内熱交換器５から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁２３を介して圧縮機３に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機３から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。

次に、冷房運転時の室外熱交換器１１における冷媒の流れについて詳しく説明する。図６に示すように、室外熱交換器１１では、圧縮機から送られてきた冷媒は、主熱交換部１３を流れ、次に、補助熱交換部１５を流れる。その主熱交換部１３および補助熱交換部１５に対して、室外ファン２１によって送り込まれた空気は、第１列目（風上側）の主熱交換部１３ａおよび補助熱交換部１５ａから、第２列目（風下列）の主熱交換部１３ｂおよび補助熱交換部１５ｂへ向かって流れる（太い矢印参照）。

圧縮機３から送られた高温高圧のガス冷媒は、まず、ヘッダ２７に流れ込む。ヘッダ２７に流れ込んだ冷媒は、主熱交換部１３の冷媒パス群１４ａ〜１４ｄを、矢印に示す向きに流れる。冷媒パス群１４ａを流れた冷媒は、分配器２９ａに流れ込む。冷媒パス群１４ｂを流れた冷媒は、分配器２９ｂに流れ込む。冷媒パス群１４ｃを流れた冷媒は、分配器２９ｃに流れ込む。冷媒パス群１４ｄを流れた冷媒は、分配器２９ｄに流れ込む。分配器２９ａ〜２９ｄのそれぞれに流れ込んだ冷媒は、それぞれの分配器２９ａ〜２９ｄ内において合流する。

次に、合流した冷媒は、分配器２９ａ〜２９ｄのそれぞれから、接続配管３５を経て補助熱交換部１５に流れ込む。補助熱交換部１５に流れ込んだ冷媒は、冷媒パス１６ａ〜１６ｄを、矢印に示す向きに流れる。分配器２９ａから送られた冷媒が冷媒パス１６ａを流れる。分配器２９ｂから送られた冷媒が冷媒パス１６ｄを流れる。分配器２９ｃから送られた冷媒が冷媒パス１６ｃを流れる。分配器２９ｄから送られた冷媒が冷媒パス１６ｂを流れる。

冷媒パス１６ａ〜１６ｄのそれぞれを流れた冷媒は、接続配管３６を経て分配器２５に流れ込む。分配器２５内では、流れ込んだ冷媒が合流し、接続配管３７を流れて室外熱交換器１１の外へ送り出される。

室外熱交換器１１が凝縮器として動作する場合、一般に、冷媒は、ガス冷媒（単相）として、過熱度を有した状態で室外熱交換器１１に流れ込む。室外熱交換器１１では、冷媒は、伝熱特性がよいとされる液冷媒とガス冷媒との二相状態のもとで、外気（空気）と熱交換される。熱交換された冷媒は、過冷却度を有する液冷媒（単相）となって室外熱交換器１１から送り出される。

液冷媒（単相）では、二相状態の冷媒に比べて、伝熱管内の熱伝達率と圧力損失とが小さい。また、伝熱管内では、冷媒の過冷却度が大きくなるため、冷媒の温度と伝熱管の外の温度との温度差が小さくなる。このため、室外熱交換器としての性能が大きく低下することになる。

そのため、この室外熱交換器１１の補助熱交換部１５では、補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａ〜１６ｄの数が、主熱交換部１３の冷媒パス１４ａ〜１４ｄの数よりも少なく配置される。これにより、補助熱交換部１５における伝熱管３３内の冷媒の流速を上げることができ、伝熱管３３内の熱伝達率を向上させることができる。

また、補助熱交換部１５における伝熱管３３には、冷媒として液冷媒（単相）が流れる。このため、伝熱管３３内の圧力損失も小さく、室外熱交換器１１の性能に悪影響を及ぼさずに、室外熱交換器の性能を向上させることができる。特に、伝熱管内の流路断面積が小さい場合には、伝熱管内の圧力損失を増加させないようにするために、冷媒パス一つあたりの冷媒の流速を小さくする。これにより、伝熱管内の液冷媒の伝熱を促進させる効果を大いに発揮させることができる。

次に、暖房運転の場合について説明する。図５に示すように、圧縮機３を駆動させることによって、圧縮機３から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。以下、実線矢印にしたがって冷媒が流れる。吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、四方弁２３を介して室内熱交換器５に流れ込む。室内熱交換器５では、流れ込んだガス冷媒と、室内ファン７によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。この熱交換によって、室内が暖房されることになる。室内熱交換器５から送り出された高圧の液冷媒は、絞り装置９によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。

二相状態の冷媒は、室外熱交換器１１に流れ込む。室外熱交換器１１では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、室外ファン２１によって供給される流体としての外気（空気）との間で熱交換が行われて、二相状態の冷媒は、液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。室外熱交換器１１から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁２３を介して圧縮機３に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機３から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。

次に、暖房運転時の室外熱交換器１１における冷媒の流れについて詳しく説明する。図７に示すように、室外熱交換器１１では、送られてきた冷媒は、補助熱交換部１５を流れ、次に、主熱交換部１３を流れる。その主熱交換部１３および補助熱交換部１５に対して、室外ファン２１によって送り込まれた空気は、第１列目（風上側）の主熱交換部１３ａおよび補助熱交換部１５ａから、第２列目（風下列）の主熱交換部１３ｂおよび補助熱交換部１５ｂへ向かって流れる（太い矢印参照）。

室内熱交換器５から絞り装置９を経て送られてきた二相状態の冷媒は、まず、分配器２５に流れ込む。分配器２５に流れ込んだ冷媒は、補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａ〜１６ｄを矢印に示す向きに流れる。冷媒パス１６ａを流れた冷媒は、接続配管３５を経て分配器２９ａに流れ込む。冷媒パス１６ｂを流れた冷媒は、接続配管３５を経て分配器２９ｄに流れ込む。冷媒パス１６ｃを流れた冷媒は、接続配管３５を経て分配器２９ｃに流れ込む。冷媒パス１６ｄを流れた冷媒は、接続配管３５を経て分配器２９ｂに流れ込む。

次に、分配器２９ａ〜２９ｄのそれぞれに流れ込んだ冷媒は、主熱交換部１３の冷媒パス群１４ａ〜１４ｄを、矢印に示す向きに流れる。分配器２９ａに流れ込んだ冷媒は、冷媒パス群１４ａを流れる。分配器２９ｂに流れ込んだ冷媒は、冷媒パス群１４ｂを流れる。分配器２９ｃに流れ込んだ冷媒は、冷媒パス群１４ｃを流れる。分配器２９ｄに流れ込んだ冷媒は、冷媒パス群１４ｄを流れる。冷媒パス群１４ａ〜１４ｄをそれぞれ流れた冷媒は、ヘッダ２７に流れ込む。ヘッダ２７に流れ込んだ冷媒は、室外熱交換器１１の外へ送り出される。

室外熱交換器１１を流れた冷媒は、圧縮機３へ送られる。このとき、冷媒が液冷媒の状態で圧縮機３に流れ込むと、液圧縮を起こして圧縮機３の故障の原因となることがある。このため、室外熱交換器１１が蒸発器として機能する暖房運転では、室外熱交換器１１から送り出される冷媒は、ガス冷媒（単相）になっていることが望ましい。

このように、暖房運転時では、室外ファン２１によって室外ユニット１０内に送り込まれる外気と、室外熱交換器１１に送り込まれる冷媒との間で熱交換が行われる。この熱交換が行われる際に、外気（空気）中の水分が凝縮し、室外熱交換器１１の表面に水滴が成長する。成長した水滴は、フィン３１と伝熱管３２、３３とによって構成された室外熱交換器１１の排水路を通じて下方へ流れ、ドレン水として排出される。

また、暖房運転の場合、凝縮した空気中の水分が、霜として室外熱交換器１１に付着することがある。このため、空気調和装置１では、外気が一定の温度（たとえば、０℃（凝固点））以下となったときに、霜を除去するための除霜運転が行われる。

除霜運転とは、蒸発器として機能する室外熱交換器１１に霜が付着するのを防ぐために、圧縮機３から室外熱交換器１１に、高温高圧のガス冷媒（ホットガス）を送り込む運転のことである。除霜運転は、暖房運転の継続時間が所定値（例えば、３０分）に達した場合に行われるようにしてもよい。また、除霜運転は、外気の温度が一定温度（たとえば、マイナス６℃）以下の場合に、暖房運転を行う前に実施するようにしてもよい。室外熱交換器１１に付着した霜（および氷）は、室外熱交換器１１に送り込まれた高温高圧の冷媒によって融解される。

この空気調和装置１では、圧縮機３から吐出する高温高圧のガス冷媒は、四方弁２３を介して室外熱交換器１１へ送り込むことができる。この他に、たとえば、圧縮機３と室外熱交換器１１との間に、バイパス用の冷媒配管（図示せず）を設けてもよい。

上述したように、室外熱交換器１１を蒸発器として機能させる場合、室外熱交換器１１を流れる間に、液冷媒とガス冷媒との二相状態で流れ込んだ冷媒が蒸発してガス冷媒になる。ここで、二相状態の冷媒の乾き度ｘと伝熱管内の蒸発熱伝達率αｉの関係（関係Ａ）と、二相状態の冷媒の乾き度ｘと蒸発器としての熱交換器性能ＡＵ値との関係（関係Ｂ）について説明する。図８に、関係Ａのグラフ（実線のグラフ）と関係Ｂのグラフ（点線のグラフ）とをそれぞれ示す。

また、伝熱管外の熱抵抗をＲｏ、伝熱管内の熱抵抗をＲｉ、伝熱管壁内での熱抵抗をＲｄとすると、ＡＵ値は、次の式によって表される。

ＡＵ値＝１／（Ｒｏ＋Ｒｉ＋Ｒｄ）
熱抵抗の値が小さくなることでＡＵ値は高くなり、熱交換性能は向上する。たとえば、伝熱管外の熱抵抗Ｒｏを小さくするには、伝熱管外の伝熱面積を増加するか、伝熱管外の流体の流速を上げるか、または、伝熱管外の熱伝達率を向上させる機構を備えている必要がある。また、伝熱管内の熱抵抗Ｒｉを小さくするには、伝熱管内の蒸発熱伝達率αｉを上げるか、または、伝熱管内の伝熱面積を大きくする必要がある。

一般に、二相状態の冷媒が流れ込んだ室外熱交換器１１の伝熱管３２、３３内では、液冷媒とガス冷媒とが混在している。液冷媒は、伝熱管３２、３３の内壁面に付着した薄い液膜として存在する。このため、伝熱管３２、３３内の二相状態の冷媒が蒸発するときは、単相の冷媒（液冷媒またはガス冷媒）の場合と比べて、伝熱管内の蒸発熱伝達率が高く、熱交換器性能ＡＵ値も高い値を示す。

二相状態の冷媒では、液冷媒が蒸発するにしたがい、ガス冷媒の割合が増えて、単相のガス冷媒だけの状態に近づく。すなわち、冷媒の乾き度が高い状態になる。乾き度が高い状態になると、伝熱管３２、３３内の内壁面に形成されている液冷媒（液膜）が乾いてしまうドライアウトという現象が起きる。このため、図８に示すように、伝熱管３２、３３内の蒸発熱伝達率αｉは急激に低下することになる。また、熱交換器性能ＡＵ値も、急激に低い値になる。

次に、室外熱交換器１１を通り抜ける外気（空気）の風速分布について説明する。ここで、室外熱交換器１１を収容した室外ユニット１０（図１参照）が、たとえば、横吹き室外ユニットである場合を想定する。横吹き室外ユニットでは、図９に示すように、室外熱交換器１１と対向するように室外ファン２１が配置される。室外ファン２１が回転することによって、室外ユニット（図示せず）の一の側面部分から外気が室外ユニット内に送り込まれる。送り込まれた外気は、室外熱交換器１１を通り抜けた後、室外ユニットの他の側面部分から室外ユニットの外へ送り出される。

ここで、室外熱交換器１１を通り抜ける外気の風速には、室外ファン２１との位置関係によって分布が生じる。室外ファン２１から近い位置にある室外熱交換器１１の部分ほど、その室外熱交換器１１の部分を通り抜ける外気の風速は大きくなる。一方、室外ファン２１から離れた位置にある室外熱交換器１１の部分ほど、その室外熱交換器１１の部分を通り抜ける外気の風速は小さくなる。

特に、図９に示すように、室外ファン２１と対向している室外熱交換器１１の部分を通り抜ける外気の風速は、室外ファン２１と対向していない室外熱交換器１１の部分を通り抜ける外気の風速よりも大きくなる。すなわち、室外熱交換器１１における、室外ファン２１の投影面（二点鎖線の領域）の内側に位置する部分を通り抜ける外気の風速は、投影面の外側に位置する部分を通り抜ける外気の風速よりも大きい。

このような風速分布が生じることによって、全体の熱交換量に対して室外熱交換器１１の各部分が熱交換に寄与する割合が、室外熱交換器１１の部分によって変わってくる。その熱交換に寄与する割合は、室外ファン２１から近い位置にある室外熱交換器１１の部分では相対的に高く、室外ファン２１から離れた位置にある室外熱交換器１１の部分では相対的に低くなる。

この室外ユニット１０では、たとえば、冷媒パス群１４ｂを通り抜ける外気の風速（平均値）は、冷媒パス群１４ｄを通り抜ける外気の風速（平均値）よりも大きくなる。このため、冷媒パス群１４ｂが熱交換に寄与する割合は、冷媒パス群１４ｄが熱交換に寄与する割合よりも高くなる。このように、各冷媒パス（群）における熱交換量が、風速分布によって変わってくる。

ここで、室外熱交換器１１の主熱交換部１３における各冷媒パス群１４ａ〜１４ｄについて、各冷媒パス群１４ａ〜１４ｄを流れる冷媒と、その冷媒と外気との熱交換性能とについて説明する。まず、比較例として、分配器２９ａ〜２９ｄのそれぞれに、液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒が均等に流れ込んだ場合について説明する。

この場合には、図１０に示すように、分配器２９ａ〜２９ｄのそれぞれに均等に流れ込んだ冷媒（液冷媒）は、各冷媒パス群１４ａ〜１４ｄを流れる間に外気との間で熱交換が行われてガス冷媒になる。特に、主熱交換部１３では、冷媒はガス冷媒（単相）となって主熱交換部１３から送り出されるため、風速の相対的に大きい冷媒パス群１４ｂ、１４ｃを流れる液冷媒は、冷媒パス群１４ｂ、１４ｃの途中において蒸発が完了してしまい、ガス冷媒になる。

一方、風速の相対的に小さい冷媒パス群１４ａ、１４ｄを流れる液冷媒は、冷媒パス群１４ａ、１４ｄの出口においても蒸発が完了しないため、冷媒をさらに加熱してガス冷媒にする必要がある。このため、主熱交換部１３では、熱交換が完了した冷媒が存在する一方、熱交換が十分に行われていない冷媒が存在することで、一つの室外熱交換器１１として見た場合の熱交換性能は低下することになる。

比較例に対して、実施の形態１では、図１１に示すように、風速分布に応じて冷媒分布が調整される。この場合、後述するように、風速の相対的に大きい冷媒パス群１４ｂ、１４ｃへ、液冷媒をより多く含む冷媒が流れ込むように、主熱交換部１３と補助熱交換部１５とが配置されている。

暖房運転時に、補助熱交換部１５に流れ込んだ冷媒は、分配器２５において分配された後、冷媒パス１６ａ〜１６ｄ、分配器２９ａ〜２９ｄ、冷媒パス群１４ａ〜１４およびヘッダ２７を順次流れることになる。ここで、補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａ〜１６ｄにおいて、冷媒の摩擦圧力損失に変動が生じる場合には、冷媒パス１６ａ〜１６ｄおよび冷媒パス群１４ａ〜１４を流れる冷媒の流量比が変化する。

まず、伝熱管内の液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒の乾き度と冷媒の摩擦圧力損失との関係について説明する。乾き度とは、湿り蒸気（液冷媒＋ガス冷媒）の質量に対するガス冷媒の質量の割合（比）をいう。図１２に、そのグラフを示す。横軸は乾き度であり、縦軸は伝熱管内の圧力損失である。

乾き度が高いほど、ガス冷媒の量が多い。蒸発器として機能する室外熱交換器１１では、乾き度が低い冷媒が流れ込み、その冷媒が、外気の熱によって蒸発することで、乾き度が高くなる。図１２に示すように、冷媒の摩擦圧力損失は、乾き度が比較的低い領域では、乾き度が高くなるにしたがい増加する。一方、乾き度が低くなるにしたがい、摩擦圧力損失も単調に減少する。

蒸発器として機能する室外熱交換器１１に流れ込んだ冷媒は、液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒であるため、温度は圧力に応じた飽和温度になる。ただし、冷媒の摩擦圧力損失等によって、圧力が低下する場合には、飽和温度も低下することになる。

蒸発器としての室外熱交換器１１では、冷媒は、補助熱交換部１５から主熱交換部１３へ流れる。補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａ〜１６ｄは、主熱交換部１３の冷媒パス群１４ａ〜１４ｄと比べてパス数が少ない。これにより、補助熱交換部１５では、冷媒パス１６ａ〜１６ｄを流れる冷媒の流量が多くなり、冷媒の摩擦圧力損失も大きくなる。このため、補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａ〜１６ｄを流れる冷媒（冷媒Ａ）と、主熱交換部１３の冷媒パス群１４ａ〜１４ｄを流れる冷媒（冷媒Ｂ）とでは、温度差があり、冷媒Ａの温度は冷媒Ｂの温度よりも高くなる（冷媒Ａ＞冷媒Ｂ）。

補助熱交換部１５は、主熱交換部１３に接触するように主熱交換部１３の下に配置されている。その補助熱交換部１５では、冷媒パス１６ｄが、主熱交換部１３に最も近い位置に配置されている。このため、冷媒Ａが流れる冷媒パス１６ｄから主熱交換部１３へ熱が伝導することで、冷媒パス１６ｄでは、二相状態の冷媒が冷却されて凝縮するため、冷媒の乾き度が低くなる。冷媒の乾き度が低くなることで、冷媒の摩擦圧力損失も減少する。

これにより、補助熱交換部１５では、冷媒パス１６ｄを流れる冷媒（液冷媒）の流量は、他の冷媒パスを流れる冷媒（液冷媒）の流量に比べて多くなる。上述した室外熱交換器１１では、液冷媒がより多く流れる冷媒パス１６ｄ（第１パス）が、通り抜ける外気の風速が相対的に大きい冷媒パス群１４ｂ（第２パス）に接続されている。これにより、図１１に示されるように、液冷媒をより多く含む冷媒が効率的に熱交換されて蒸発し、ガス冷媒になる。その結果、室外熱交換器１１の性能を向上させることができる。

ここで、補助熱交換部１５と主熱交換部１３との冷媒の摩擦圧力損失の比率と、補助熱交換部と主熱交換部との冷媒パス数の比率との関係を図１３に示す。なお、冷媒はＲ３２と仮定した。冷媒パス一つあたりの伝熱管の本数は同じとした。主熱交換部１３と補助熱交換部１５との間の圧力を、０．８０ＭＰａ（飽和温度−０．５℃）とした。主熱交換部の摩擦圧力損失をパラメータとして計算した。

主熱交換部１３の摩擦圧力損失にかかわらず、補助熱交換部１５に対して、主熱交換部１３の冷媒パス数が２倍以上ある場合には、冷媒の摩擦圧力損失の比率が、補助熱交換部において、室外熱交換器１１内の全圧力損失の半分以上になる。このため、冷媒の摩擦圧力損失が、補助熱交換部１５において支配的になり、補助熱交換部１５における圧力損失の変化によって、主熱交換部１３の冷媒パス群１４ａ〜１４ｄへ、冷媒を分配しやすくすることができる。

さらに、暖房運転の際に適宜行われる除霜運転では、冷媒は、主熱交換部１３から補助熱交換部１５へ流れることになる。主熱交換部１３を流れる冷媒は、主熱交換部１３に付着した霜を融解させるために放熱される。このため、補助熱交換部１５を流れる際には、冷媒は、十分に凝縮して液冷媒になっている。

主熱交換部１３に最も近い位置に配置されている補助熱交換部１５の冷媒パス１６ｄでは、冷媒パス１６ｄを流れる冷媒が相変化を起こすことはない。また、冷媒の摩擦圧力損失の変動もほとんど生じない。このため、除霜運転を行う際に冷媒の分配に影響を与えることなく、蒸発器として運転（暖房運転）させる際の、冷媒と外気との熱交換性を向上させることができる。

冷媒パス１６ｄが、主熱交換部１３のうち補助熱交換部１５に最も近い位置に配置された冷媒パス群１４ａに接続されていない場合に、以下の手法を採ることで霜を残さないようにすることができる。たとえば、冷媒パス１６ｄの伝熱管の流路断面積を狭くする。あるいは、冷媒パス１６ｄと分配器とを接続する接続配管の径を小さくする。

こうすることで、冷媒パス１６ｄも圧力抵抗が大きくなり、室外熱交換器１１を蒸発器として運転させる際の補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａ〜１６ｄの冷媒の分流比を一定に保ちながら、除霜運転させる際には、冷媒パス１６ｄ以外の冷媒パスの分流比を大きくすることができる。これにより、熱量が必要とされる、主熱交換部１３の一番下に配置された冷媒パス群１４ａに、より多くの冷媒を流すことができ、霜を確実に融解させることができる。

実施の形態２
実施の形態２に係る室外ユニットの室外熱交換器について説明する。図１４に示すように、室外熱交換器１１は、主熱交換部１３（第２熱交換部）と補助熱交換部１５（第１熱交換部）とを備えている。主熱交換部１３では、冷媒パス群１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（第２冷媒パス）が形成されている。補助熱交換部１５では、冷媒パス１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ（第１冷媒パス）が形成されている。

実施の形態２に係る室外熱交換器１１では、冷媒パス群１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと冷媒パス１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄとの接続態様が、実施の形態１に係る室外熱交換器１１の接続態様と異なる。補助熱交換部１５の最下段に配置された冷媒パス１６ａ（第１パス）と、主熱交換部１３の冷媒パス群１４ａ〜１４ｄのうち、通り抜ける外気の風速が相対的に大きい冷媒パス群１４ｂ（第２パス）とが接続されている。

冷媒パス１６ｂと冷媒パス群１４ａとが接続されている。冷媒パス１６ｃと冷媒パス群１４ｄとが接続されている。冷媒パス１６ｄと冷媒パス群１４ｃとが接続されている。なお、これ以外の構成については、図２に示す室外熱交換器１１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

次に、上述した室外熱交換器１１を有する室外ユニットを備えた空気調和装置１の動作について説明する。空気調和装置１の動作は、実施の形態１に係る空気調和装置１の動作と基本的に同じである。

まず、冷房運転では、圧縮機３から吐出した冷媒は、四方弁２３、室外熱交換器１１、絞り装置９および室内熱交換器５を順次流れて圧縮機３に戻る（図５の点線矢印参照）。室外熱交換器１１では、高温高圧のガス冷媒と外気との間で熱交換が行われる。高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。

絞り装置９では、高圧の液冷媒が、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。室内熱交換器５では、二相状態の冷媒と外気との間で熱交換が行われる。液冷媒は蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。この熱交換によって、室内が冷却される。以下、このサイクルが繰り返される。

次に、暖房運転では、圧縮機３から吐出した冷媒は、四方弁２３、室内熱交換器５、絞り装置９および室外熱交換器１１を順次流れて圧縮機３に戻る（図５の実線矢印参照）。室内熱交換器５では、高温高圧のガス冷媒と外気との間で熱交換が行われる。高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。この熱交換によって、室内が暖房される。

絞り装置９では、高圧の液冷媒が、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。室外熱交換器１１では、二相状態の冷媒と外気との間で熱交換が行われる。液冷媒は蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。以下、このサイクルが繰り返される。

次に、暖房運転時の室外熱交換器１１における冷媒の流れについて詳しく説明する。図１５に示すように、室内熱交換器５から絞り装置９を経て送られてきた二相状態の冷媒は、まず、分配器２５に流れ込む。分配器２５に流れ込んだ冷媒は、補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａ〜１６ｄを矢印に示す向きに流れる。冷媒パス１６ａを流れた冷媒は、接続配管３５を経て分配器２９ｂに流れ込む。冷媒パス１６ｂを流れた冷媒は、接続配管３５を経て分配器２９ａに流れ込む。冷媒パス１６ｃを流れた冷媒は、接続配管３５を経て分配器２９ｄに流れ込む。冷媒パス１６ｄを流れた冷媒は、接続配管３５を経て分配器２９ｃに流れ込む。

次に、分配器２９ａ〜２９ｄのそれぞれに流れ込んだ冷媒は、主熱交換部１３の冷媒パス群１４ａ〜１４ｄを、矢印に示す向きに流れる。分配器２９ａに流れ込んだ冷媒は、冷媒パス群１４ａを流れる。分配器２９ｂに流れ込んだ冷媒は、冷媒パス群１４ｂを流れる。分配器２９ｃに流れ込んだ冷媒は、冷媒パス群１４ｃを流れる。分配器２９ｄに流れ込んだ冷媒は、冷媒パス群１４ｄを流れる。冷媒パス群１４ａ〜１４ｄをそれぞれ流れた冷媒は、ヘッダ２７に流れ込む。ヘッダ２７に流れ込んだ冷媒は、室外熱交換器１１の外へ送り出される。

前述したように、暖房運転時では、室外ファン２１によって室外ユニット１０内に送り込まれる外気と、室外熱交換器１１に送り込まれる冷媒との間で熱交換が行われる。この熱交換が行われる際に、外気（空気）中の水分が凝縮し、室外熱交換器１１の表面に水滴が成長する。成長した水滴は、フィン３１と伝熱管３２、３３とによって構成された室外熱交換器１１の排水路を通じて下方へ流れ、ドレン水として排出される。

このとき、ドレン水は、主に重力によって、室外熱交換器１１の上部から下部へ向かって排出されるため、相対的に室外熱交換器１１の下部では水分量は多い。その室外熱交換器１１の下部では、フィン３１または伝熱管３３の腐食によって室外熱交換器１１が損傷するのを防ぐための対策が採られている。すなわち、室外熱交換器１１の下部は、室外ユニットの筐体とは一部のみ接触するか、または、絶縁体と接触している場合が多い。

このため、室外熱交換器１１の下部ではドレン水が滞留しやすい。特に、補助熱交換部１５の最も下に配置された冷媒パス１６ａでは、他の冷媒パス１６ｂ〜１６ｄと比べて、ドレン水が滞留しやすくなる。

また、伝熱管として、断面形状が扁平型の扁平管を使用した場合、伝熱管の下面の表面張力が、断面形状が一般的な円形型の伝熱管の場合と比べ大きくなる。このため、補助熱交換部１５の最下段では水滴が滞留しやすくなる。

ドレン水は、外気中に含まれる水分が凝縮して生じた低温の水である。その低温のドレン水が、冷媒パス１６ａに滞留しやすくなることで、冷媒パス１６ａを流れる二相状態の冷媒が冷却されて、ガス冷媒が凝縮する。ガス冷媒が凝縮することで、冷媒の乾き度が減少し、冷媒パス１６ａを流れる冷媒は、伝熱管３３ａ内の摩擦圧力損失が減少する（図１２参照）。これにより、冷媒パス１６ａを流れる冷媒（液冷媒）の流量が増加し、冷媒パス１６ａを流れる冷媒の流量は、他の冷媒パス１６ｂ〜１６ｄを流れる冷媒の流量よりも増えることになる。

図１６に示すように、その補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａと主熱交換部１３の冷媒パス群１４ｂとが、接続配管３５によって接続されている。冷媒パス群１４ｂでは、通り抜ける外気の風速が相対的に大きい。これにより、液冷媒をより多く含む冷媒が効率的に熱交換されて蒸発し、ガス冷媒になる。その結果、室外熱交換器１１の性能を向上させることができる。

なお、冷媒パス１６ａ〜１６ｄおよび冷媒パス群１４ａ〜１４ｄへの冷媒の分配量を調整するために、分配器２５または分配器２９ａ〜２９ｄの内部の流路形状を変えてもよい。また、分配器２５と冷媒パス１６ａ〜１６ｄとを接続する接続配管３６の寸法を調整してもよい。さらに、分配器２９ａ〜２９ｄと冷媒パス群１６ａ〜１６ｄとを接続する接続配管の寸法を調整してもよい。

また、前述したように、暖房運転の際に適宜行われる除霜運転では、主熱交換部１３を流れる冷媒は、主熱交換部１３に付着した霜を融解させるために放熱されるため、補助熱交換部１５を流れる際には、冷媒は、十分に凝縮して液冷媒になっている。

これにより、除霜運転時に発生するドレン水によって、冷媒パス１６ａ〜１６ｄを流れる冷媒が相変化を起こすことはない。また、冷媒の摩擦圧力損失の変動もほとんど生じない。このため、除霜運転を行う際に冷媒の分配に影響を与えることなく、蒸発器として運転（暖房運転）させる際の、冷媒と外気との熱交換性を向上させることができる。

冷媒パス１６ａが、主熱交換部１３のうち補助熱交換部１５に最も近い位置に配置された冷媒パス群１４ａに接続されていない場合に、以下の手法を採ることで霜を残さないようにすることができる。たとえば、冷媒パス１６ａの伝熱管の流路断面積を狭くする。あるいは、冷媒パス１６ａと分配器とを接続する接続配管の径を小さくする。

こうすることで、冷媒パス１６ａも圧力抵抗が大きくなり、蒸発器として運転させる際の補助熱交換部の冷媒パスの冷媒の分流比を一定に保ちながら、除霜運転させる際には、冷媒パス１６ａ以外の冷媒パスの分流比を大きくすることができる。これにより、熱量が必要とされる、主熱交換部１３の一番下に配置された冷媒パス群１４ａに、より多くの冷媒を流すことができ、霜を確実に融解させることができる。

上述した各実施の形態において説明した空気調和装置１に用いる冷媒としては、冷媒Ｒ４１０Ａ、冷媒Ｒ４０７Ｃ、冷媒Ｒ３２、冷媒Ｒ５０７Ａ、冷媒ＨＦＯ１２３４ｙｆ等、どのような冷媒を用いても、除霜時の分配に影響を及ぼすことなく、蒸発器として運転させる際の熱交換器性能を向上させることが可能となる。

また、空気調和装置１に用いる冷凍機油としては、適用される冷媒との相互溶解性を考慮して適合性を有する冷凍機油が使用される。たとえば、冷媒Ｒ４１０Ａ等のフルオロカーボン系冷媒では、アルキルベンゼン油系、エステル油系またはエーテル油系の冷凍機油が使用される。これらの他に、鉱油系またはフッ素油系等の冷凍機油を用いてもよい。

なお、各実施の形態において説明した室外熱交換器を備えた空気調和装置については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、主熱交換部および補助熱交換部を備えた室外熱交換器を有する空気調和装置に有効に利用される。

１ 空気調和装置、３ 圧縮機、４ 室内ユニット、５ 室内熱交換器、７ 室内ファン、９ 絞り装置、１０ 室外ユニット、１１ 室外熱交換器、１３、１３ａ、１３ｂ 主熱交換部、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 冷媒パス群、１５、１５ａ、１５ｂ 補助熱交換部、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 冷媒パス、２１ 室外ファン、２３ 四方弁、２５ 分配器、２７ ヘッダ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ 分配器、３１ フィン、３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 伝熱管、３５、３６、３７ 接続配管、５１ 制御部。

また、この種の室外熱交換器には、凝縮用の主熱交換部と過冷却用の補助熱交換部とを備えたタイプがある。一般に、主熱交換部は、補助熱交換部の上に配置されている。空気調和装置を冷房運転させる場合には、室外熱交換器は凝縮器として機能する。室外熱交換器に送り込まれた冷媒は、主熱交換部を流れる間に、空気との間で熱交換が行われて凝縮し、液冷媒になる。主熱交換部を流れた後、液冷媒は補助熱交換部を流れることで、さらに冷却されることになる。

本発明に係る一の室外ユニットは、室外熱交換器を備えた室外ユニットである。室外熱交換器は、第１熱交換部と、第１熱交換部と接触するように配置された第２熱交換部とを含む。第１熱交換部は、複数の第１冷媒パスを有している。第２熱交換部は、複数の第２冷媒パスを有している。複数の第１冷媒パスのうち、第２熱交換部に最も近い位置に配置された第１パスと、複数の第２冷媒パスのうち、第２熱交換部を通り抜ける流体の流速が相対的に大きい領域に配置された第２パスとが、複数の第２冷媒パスのうち、第１熱交換部に最も近いパスと最も遠いパスとを除く態様で、接続されている。

本発明に係る他の室外ユニットは、室外熱交換器を備えた室外ユニットである。室外熱交換器は、第１熱交換部と、第１熱交換部と接触するように配置された第２熱交換部とを含む。第１熱交換部は、複数の第１冷媒パスを有している。第２熱交換部は、複数の第２冷媒パスを有している。複数の第１冷媒パスのうち、第２熱交換部から最も離れた位置に配置された第１パスと、複数の第２冷媒パスのうち、第２熱交換部を通り抜ける流体の流速が相対的に大きい領域に配置された第２パスとが、接続されている。複数の第１冷媒パスのうち、第２熱交換部に最も近い位置に配置された第３パスと、複数の第２冷媒パスのうち、第２熱交換部を通り抜ける流体の流速が相対的に大きい領域に配置された第４パスとが、複数の第２冷媒パスのうち、第１熱交換部に最も近いパスと最も遠いパスとを除く態様で、接続されている。

各実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路の一例を示す図である。 実施の形態１に係る室外熱交換器を示す斜視図である。 同実施の形態において、伝熱管の冷媒通路の一例を示す断面図である。 同実施の形態において、伝熱管の冷媒通路の他の例を示す断面図である。 同実施の形態において、空気調和装置の動作を説明するための冷媒回路における冷媒の流れを示す図である。 同実施の形態において、室外熱交換器を凝縮器として運転させている場合の、室外熱交換器における冷媒の流れを示す図である。 同実施の形態において、室外熱交換器を蒸発器として運転させている場合の、室外熱交換器における冷媒の流れを示す図である。 同実施の形態において、伝熱管内蒸発熱伝達率と乾き度との関係と、熱交換器性能と乾き度のとの関係とをそれぞれ示すグラフである。 同実施の形態において、室外熱交換器および室外熱交換器を通り抜ける外気の風速分布を示す図である。 比較例に係る室外熱交換器における冷媒の分布と風速の分布とを模式的に示す図である。 同実施の形態において、室外熱交換器における冷媒の分布と風速の分布とを模式的に示す図である。 同実施の形態において、伝熱管内の摩擦圧力損失と乾き度との関係を示すグラフである。 同実施の形態において、全熱交換器の摩擦圧力損失に対する補助熱交換部の摩擦圧力損失の比と、補助熱交換部の冷媒パス数に対する主熱交換部の冷媒パス数の比との関係を示すグラフである。 実施の形態２に係る室外熱交換器を示す斜視図である。 同実施の形態において、室外熱交換器を蒸発器として運転させている場合の、室外熱交換器における冷媒の流れを示す図である。 同実施の形態において、室外熱交換器および室外熱交換器を通り抜ける外気の風速分布を示す図である。

そのため、この室外熱交換器１１の補助熱交換部１５では、補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａ〜１６ｄの数が、主熱交換部１３の冷媒パス群１４ａ〜１４ｄの数よりも少なく配置される。これにより、補助熱交換部１５における伝熱管３３内の冷媒の流速を上げることができ、伝熱管３３内の熱伝達率を向上させることができる。

暖房運転時に、補助熱交換部１５に流れ込んだ冷媒は、分配器２５において分配された後、冷媒パス１６ａ〜１６ｄ、分配器２９ａ〜２９ｄ、冷媒パス群１４ａ〜１４ｄおよびヘッダ２７を順次流れることになる。ここで、補助熱交換部１５の冷媒パス１６ａ〜１６ｄにおいて、冷媒の摩擦圧力損失に変動が生じる場合には、冷媒パス１６ａ〜１６ｄおよび冷媒パス群１４ａ〜１４ｄを流れる冷媒の流量比が変化する。

なお、冷媒パス１６ａ〜１６ｄおよび冷媒パス群１４ａ〜１４ｄへの冷媒の分配量を調整するために、分配器２５または分配器２９ａ〜２９ｄの内部の流路形状を変えてもよい。また、分配器２５と冷媒パス１６ａ〜１６ｄとを接続する接続配管３６の寸法を調整してもよい。さらに、分配器２９ａ〜２９ｄと冷媒パス１６ａ〜１６ｄとを接続する接続配管の寸法を調整してもよい。

Claims (10)

1. 室外熱交換器を備えた室外ユニットであって、
   前記室外熱交換器は、
   第１熱交換部と、
   前記第１熱交換部と接触するように配置された第２熱交換部と
   を含み、
   前記第１熱交換部は、複数の第１冷媒パスを有し、
   前記第２熱交換部は、複数の第２冷媒パスを有し、
   前記複数の第１冷媒パスのうち、前記第２熱交換部に最も近い位置に配置された第１パスと、前記複数の第２冷媒パスのうち、前記第２熱交換部を通り抜ける流体の流速が相対的に大きい領域に配置された第２パスとが、接続された、室外ユニット。
2. 前記複数の第１冷媒パスの数は、前記複数の第２冷媒パスの数よりも少ない、請求項１記載の室外ユニット。
3. 前記室外熱交換器と対向するように配置され、前記室外熱交換器へ前記流体を送り込む送風部を備え、
   前記送風部から前記室外熱交換器を見て、前記第２パスは、前記送風部と前記第２熱交換部とが平面視的に重なる領域に位置するように配置された、請求項１記載の室外ユニット。
4. 前記複数の第１冷媒パスのそれぞれおよび前記複数の第２冷媒パスのそれぞれは、伝熱管を含み、
   前記伝熱管の断面形状は扁平型である、請求項１記載の室外ユニット。
5. 室外熱交換器を備えた室外ユニットであって、
   前記室外熱交換器は、
   第１熱交換部と、
   前記第１熱交換部と接触するように配置された第２熱交換部と
   を含み、
   前記第１熱交換部は、複数の第１冷媒パスを有し、
   前記第２熱交換部は、複数の第２冷媒パスを有し、
   前記複数の第１冷媒パスのうち、前記第２熱交換部から最も離れた位置に配置された第１パスと、前記複数の第２冷媒パスのうち、前記第２熱交換部を通り抜ける流体の流速が相対的に大きい領域に配置された第２パスとが、接続された、室外ユニット。
6. 前記第１熱交換部は、前記第２熱交換部の下方に配置され、
   前記第１パスは、前記第１熱交換部における最下段に配置された、請求項５記載の室外ユニット。
7. 前記複数の第１冷媒パスの数は、前記複数の第２冷媒パスの数よりも少ない、請求項５記載の室外ユニット。
8. 前記室外熱交換器と対向するように配置され、前記室外熱交換器へ前記流体を送り込む送風部を備え、
   前記送風部から前記室外熱交換器を見て、前記第２パスは、前記送風部と前記第２熱交換部とが平面視的に重なる領域に位置するように配置された、請求項５記載の室外ユニット。
9. 前記複数の第１冷媒パスのそれぞれおよび前記複数の第２冷媒パスのそれぞれは、伝熱管を含み、
   前記伝熱管の断面形状は扁平型である、請求項５記載の室外ユニット。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の室外ユニットを備えた冷凍サイクル装置であって、
    前記室外熱交換器が蒸発器として動作する状態では、前記第１熱交換部から前記第２熱交換部へ冷媒が流れる、冷凍サイクル装置。

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