WO2021161439A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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WO2021161439A1
WO2021161439A1 PCT/JP2020/005487 JP2020005487W WO2021161439A1 WO 2021161439 A1 WO2021161439 A1 WO 2021161439A1 JP 2020005487 W JP2020005487 W JP 2020005487W WO 2021161439 A1 WO2021161439 A1 WO 2021161439A1
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WO
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heat exchanger
unit
refrigerant
outdoor
air conditioner
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/005487
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩之 豊田
禎夫 関谷
先金 ▲孫▼
安田　源
Original Assignee
日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/14—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units
    • F24F1/16—Arrangement or mounting thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/14—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units
    • F24F1/18—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units characterised by their shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/46—Component arrangements in separate outdoor units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/46—Component arrangements in separate outdoor units
    • F24F1/48—Component arrangements in separate outdoor units characterised by air airflow, e.g. inlet or outlet airflow
    • F24F1/50—Component arrangements in separate outdoor units characterised by air airflow, e.g. inlet or outlet airflow with outlet air in upward direction

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner, and particularly to an air conditioner in which a plurality of indoor units are assigned to one outdoor unit.
  • the heat exchanger of the outdoor unit absorbs the heat of the outside air in the case of heating operation that heats the room, and the heat exchange of the outdoor unit in the case of cooling operation that cools the room. It has a function to release heat to the outside air by a vessel.
  • the air conditioner is composed of an outdoor unit installed outdoors and an indoor unit installed indoors.
  • the indoor unit and the outdoor unit are a heat exchanger that exchanges heat between air and a refrigerant, and a heat exchanger. It is equipped with a blower fan that allows air to flow and a refrigerant pipe that connects the outdoor unit and the indoor unit.
  • VRF Very refrigerant flow
  • indoor units connected to the outdoor unit by a refrigerant pipe
  • An air conditioner is used.
  • Such an air conditioner is a so-called "multi air conditioner system”.
  • the outdoor unit that distributes the refrigerant to the plurality of indoor units is configured as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-102662 (Patent Document 1).
  • the outdoor unit in Patent Document 1 is an outdoor unit called a top-flow type having an air exhaust fan (hereinafter referred to as an outdoor fan) at the upper part of the outdoor unit. Therefore, the heat exchanger is arranged so as to extend vertically from the bottom installation plate toward the outdoor fan from the bottom installation plate (drain pan) of the housing for accommodating the functional parts of the outdoor unit. That is, the heat exchangers are arranged along the direction of gravity, and the heat exchangers have a flat plate-shaped heat exchanger bent along the side surface of the housing.
  • Increasing the air suction area of the heat exchanger not only has the effect of expanding the heat transfer area, but also can reduce the wind speed flowing into the heat exchanger if the air volume of the outdoor unit is the same. Therefore, the ventilation resistance of the air when passing through the heat exchanger is reduced, and the input of the outdoor fan can be reduced if the air volume is the same. On the contrary, if the input of the outdoor fan is the same, the larger the air suction area, the more the air volume can be increased. This increase in air volume is effective in improving the heat exchange capacity and energy saving.
  • the number of refrigerant paths is the number of paths (flow paths) through which the refrigerant branches and flows inside the heat exchanger.
  • the wind speed of the air flowing into the heat exchanger tends to be faster at the upper part near the outdoor fan and slower at the lower part far from the outdoor fan. be. Therefore, during the heating operation, it is conceivable that the refrigerant first passes through the lower region of the heat exchanger having a low wind speed, and then passes through the upper region of the heat exchanger having a high wind speed. As a result, the influence of the wind speed distribution can be reduced by allowing the refrigerant to flow in both the slow wind speed region and the high wind speed region in the refrigerant path.
  • the refrigerant flows through the lower region of the heat exchanger and then further to the upper region of the heat exchanger, so that the length of the refrigerant path is long and the refrigerant pressure loss tends to be too large.
  • An object of the present invention is to provide an air conditioner capable of solving at least one of the above-mentioned problems.
  • the first feature of the present invention is that the heat exchangers constituting the top-flow type outdoor unit are divided into a plurality of unit heat exchangers and arranged side by side, and the unit heat exchangers are arranged at the bottom of the housing of the outdoor unit.
  • the unit heat exchanger is arranged so as to extend vertically from the bottom installation plate toward the outdoor fan from the installation plate, and the cross section of the unit heat exchanger perpendicular to the bottom installation plate is a linear first. Between a side and a pair of linear second sides that are bent and connected to both sides of this first side and longer than the length of the first side, and between adjacent second sides of adjacent unit heat exchangers. A gap is formed in the space, and the first side is aligned along the long side of the bottom installation plate.
  • the second feature of the present invention is that the heat exchangers constituting the top-flow type outdoor unit are divided into four or more unit heat exchangers and arranged side by side, and the unit heat exchanger is the bottom installation plate of the outdoor unit. It is arranged so as to extend vertically from the bottom installation plate from the side toward the outdoor fan, and the refrigerant path of the unit heat exchanger covers at least both the lower region and the upper region of the unit heat exchanger once. Is being passed, where it is.
  • the total air suction area of the heat exchanger can be expanded as compared with the air suction area of the heat exchanger arranged along the periphery of the housing of the outdoor unit.
  • the flow rate of the refrigerant flowing through one unit heat exchanger can be reduced, and the refrigerant pressure loss can be reduced.
  • FIG. 1 It is a block diagram explaining the outline of the air conditioner. It is external perspective view of the outdoor unit of the air conditioner which becomes embodiment of this invention. It is an external perspective view explaining the structure of the heat exchanger used for the outdoor unit. It is external perspective view of the heat exchanger used for the outdoor unit of the air conditioner which becomes the embodiment of this invention. It is a top view which shows the upper surface of the heat exchanger shown in FIG. It is a top view which shows the upper surface of the unit heat exchanger shown in FIG. It is external perspective view of the outdoor unit in the state which the housing part was removed from the outdoor unit shown in FIG. It is a front view which looked at the outdoor unit shown in FIG. 1 from the front panel side. Internal devices are shown by broken lines. FIG.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the outdoor unit in a state where the upper housing is removed from the outdoor unit shown in FIG. It is a block diagram explaining the 1st modification of the Embodiment of this invention. It is a block diagram explaining the 2nd modification of the Embodiment of this invention. It is a block diagram explaining the 3rd modification of embodiment of this invention. It is a characteristic diagram which shows the wind speed of the heat exchanged air of the heat exchanger extending in the vertical direction from the bottom part of an installation. It is explanatory drawing explaining the relationship between the piping structure of the heat exchanger which becomes the embodiment of this invention, and a refrigerant path.
  • FIG. 1 shows an outline of a refrigerating cycle in a VRF type air conditioner, and particularly describes a refrigerating cycle during a heating operation.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the refrigerant pipe 11 and the four-way valve 12 and flows to the gas side blocking valve 13. From here, the indoor unit 15 and the gas side blocking valve 13 are connected by the gas refrigerant pipe 14. The gas refrigerant flowing out from the gas side blocking valve 13 flows to the indoor heat exchanger 16 in the indoor unit 15.
  • the indoor unit 15 is provided in two living rooms A and B. Of course, it can be installed in more rooms.
  • Air is flowing through the indoor heat exchanger 16 by the indoor fan 17, and the air takes away the heat of the refrigerant and is supplied to the room. Inside the indoor heat exchanger 16, the refrigerant is cooled and liquefied. The liquefied liquid refrigerant flows through the liquid refrigerant pipe 18 to the liquid side blocking valve 19.
  • the refrigerant flowing into the outdoor unit 20 from the liquid side blocking valve 19 is decompressed by the outdoor expansion valve 21 housed in the outdoor unit 20, becomes a low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase state, and goes outdoors via the refrigerant tank 22. It flows to the heat exchanger 23. Outdoor air is flowing through the outdoor heat exchanger 23 by the outdoor fan 24, and the refrigerant is depressurized so as to be lower than the outdoor air temperature flowing through the heat exchanger 23. Therefore, the heat exchanger 23. At 23, the heat of the outdoor air is absorbed and evaporated.
  • the gas refrigerant evaporated and gasified by the outdoor heat exchanger 23 passes through the four-way valve 12, passes through the accumulator 25, returns to the compressor 10, and is again compressed into a high-temperature and high-pressure gas by the compressive action of the compressor 10. ..
  • the heating operation can be continued by repeating these steps.
  • the four-way valve 12 connects the discharge pipe of the compressor 10 and the outdoor heat exchanger 23, and the connection is switched so that the gas side blocking valve 19 and the accumulator 25 are connected.
  • the flow directions of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 23 and the indoor heat exchanger 16 are reversed.
  • the gas refrigerant condenses and liquefies, and in the indoor heat exchanger 16, the liquid refrigerant evaporates and gasifies. By repeating these steps, the cooling operation can be continued.
  • FIG. 2 shows the appearance of the top-flow type outdoor unit 20 in the VRF type air conditioner.
  • the outdoor unit 20 is composed of a lower housing 20BM and an upper housing 20UP attached above the lower housing 20BM.
  • a front panel 26 is attached to the front side of the lower housing 20BM so that the front panel 26 can be opened with one side as the center of rotation for repair and maintenance while improving the appearance.
  • the lower housing 20BM is mounted on the bottom installation plate 31.
  • Various components constituting the outdoor unit 20 are housed in the lower housing 20BM.
  • a heat exchanger, a compressor, an accumulator, a refrigerant tank, a control box, etc. are housed, and since the lower housing 20BM is mounted on the bottom installation plate 31, these components are also mounted on the bottom installation plate 31. It will be placed.
  • two bellmouth-shaped air outlets 27 are formed in the upper housing 20UP, and an outdoor fan 24 is arranged in these two air outlets 27. Therefore, when the outdoor fan 24 is rotated, the air to be heat-exchanged is sucked from the back surface 20B side of the lower housing 20BM and the side surface 20S side of the lower housing 20BM as shown by the arrows, and the sucked air. Is heat-exchanged by an internal heat exchanger and discharged from the air discharge port 27 as shown by an arrow.
  • FIG. 3 shows the appearance of a general heat exchanger 23, and shows the configuration of the fin tube type heat exchanger 23 used in the outdoor unit 20.
  • the heat exchanger 23 is composed of at least a heat transfer tube 28 through which a refrigerant flows and a plate-shaped heat transfer fin 29.
  • the heat transfer fin 29 is made of a material having good heat transfer property such as an aluminum alloy, and its plate thickness is about 0.1 mm.
  • the heat transfer tube 28 is also made of a material having good heat transfer property such as copper or an aluminum alloy.
  • the heat transfer fins 29 are defined at a predetermined interval (Pf), and air flows through the interval Pf.
  • the heat transfer tube 28 is used in a state where one end face is bent into a "U" shape in order to reduce the number of brazing points.
  • a plate-shaped heat transfer fin 29 is inserted in a place where a plurality of heat transfer tubes 28 whose one end surface is bent in a "U" shape are arranged side by side. Then, by expanding the heat transfer tube 28 after that, the heat transfer tube 28 and the heat transfer fin 29 come into close contact with each other.
  • the heat transfer tube 28 penetrates a plurality of heat transfer fins 29 in a form orthogonal to the plane portion of the heat transfer fins 29.
  • the distance between the adjacent heat transfer tubes in the longitudinal direction of the heat transfer fins 29 is determined to be a predetermined interval (Pt), and the distance between the adjacent heat transfer tubes 28 in the lateral direction is determined to be a predetermined interval (Pc).
  • Pt predetermined interval
  • Pc predetermined interval
  • the number of heat transfer tubes 28 in the height direction (gravity direction) of the heat exchanger 23 is referred to as the number of stages, and the number in the direction in which air flows is referred to as the number of rows.
  • the heat exchanger 23 has “4 rows and 12 stages”.
  • 4 and 5 show typical embodiments of the present invention.
  • 4 and 5 show the outdoor heat exchanger (hereinafter, simply referred to as a heat exchanger) 30 and the bottom installation plate 31 according to the present embodiment extracted from the outdoor unit 20.
  • the heat exchanger 30 is housed within the range of the bottom installation plate 31.
  • the component parts of the outdoor unit 20 are placed on the bottom installation plate 31, and also function as a so-called drain pan.
  • the bottom installation plate 31 is formed in a rectangular shape including a long side and a short side, and unit heat exchangers described later are linearly arranged and installed along the long side.
  • the bottom installation plate 31 of the outdoor unit 20 is installed at an installation location such as the roof of a building, and the heat exchanger 30 is mounted on the bottom installation plate 31. It is placed.
  • the heat exchanger 30 is divided into a plurality of (here, four) unit heat exchangers 30U.
  • each unit heat exchanger 30U is configured such that the longitudinal direction of the heat transfer fins 29 extends along the vertical direction (gravitational direction) from the bottom installation plate 31 toward the outdoor fan 24. There is.
  • Each unit heat exchanger 30U has the same shape and the same dimensions, thereby improving productivity.
  • the unit heat exchanger 30U is determined to have a special shape in order to expand the air suction area. That is, a shape crossed by a plane orthogonal to the longitudinal direction of the heat transfer fin 29 is formed in an "isosceles trapezoid", and among the sides forming this "isosceles trapezoid", the opposite sides are long sides parallel to each other. The shape is such that the side (lower bottom) is removed. In other words, this "isosceles trapezoid" can be said to be a modified "V" shape.
  • the heat exchangers 30 constituting the top-flow type outdoor unit 20 are divided into a plurality of unit heat exchangers 30U and arranged side by side so as to be aligned linearly.
  • the unit heat exchanger 30U is arranged so as to extend vertically from the bottom installation plate 31 toward the air fan 24 from the bottom installation plate 31 of the outdoor unit 20.
  • the cross-sectional shape of the unit heat exchanger 30U crossed in a plane extending in the vertical direction extending from the bottom installation plate 31 is connected to the linear first side 32 so as to be bent on both sides of the first side 32.
  • the shape is an "isosceles trapezoid" formed from a pair of linear second sides 33 longer than the length of the first side 32.
  • the first side 32 of the plurality of unit heat exchangers 30U are arranged side by side along the long side of the bottom installation plate 31.
  • the connecting portion between the first side 32 which is the "upper bottom” and the second side 33 which is the "leg” is formed in an arc shape having a predetermined curvature. This ensures a smooth flow of refrigerant.
  • the space connecting the second side 33 on the side facing the first side 32 is the open side, and the compressor 10, the refrigerant tank 22, and the accumulator 25 are arranged on this open side as described later. .. Then, as shown in FIG. 5, the heat-exchanged air flows through the first side 32 and the second side 33 into the space on the open side as shown by the arrows. The heat-exchanged air that has flowed into the open side is exhausted from the air discharge port 27 by the outdoor fan 24.
  • the angle between the first side 32 and the second side 33 of the unit heat exchanger 30U is the first side 32 and the second side when viewed on the open side where the heat exchanged air flows out.
  • the angle formed by the two sides 33 is set to a inferior angle ( ⁇ s) of 90 ° or more and less than 180 °. In this embodiment, it is set to about 100 °.
  • the length of the second side (leg) 33 is formed longer than the length of the first side (upper base) 32.
  • the cross-sectional shape of the unit heat exchanger 30U cross-sectionald in a plane extending in the vertical direction extending from the bottom installation plate 31 is such that the second sides 33 on both sides of the first side 32 face each other outward. In other words, it is tilted away.
  • the second sides 33 of the adjacent unit heat exchangers 30U facing each other have a spread angle ( ⁇ ) of about 20 °. Therefore, even if the unit heat exchangers 30U are arranged side by side so as to be adjacent to each other, a space through which air passes is formed between the second sides 33, and the heat exchange capacity can be improved. Further, since it has a spreading angle ( ⁇ ), a sufficient amount of air can be sent to the second side 33.
  • the vertical length (Lh) of the unit heat exchanger 30U is determined to be longer than the projected length (Ldh1) of the second side 33 of the unit heat exchanger 30U, and has an elongated shape as a whole. It is said that.
  • the projected length (Ldh1) corresponds to the height of the "isosceles trapezoid".
  • the first side 32 of the plurality of unit heat exchangers 30U is arranged in a straight line along the long side of the bottom installation plate 31. Since the unit heat exchanger 30U has the second side 33, it is practically difficult to arrange it on the short side of the bottom installation plate 31, and it is not arranged on the short side in the present embodiment. ..
  • the bottom installation plate 31 has a long side determined to be the length (Lw) and a short side determined to be the length (Ld). Then, four unit heat exchangers 30U are arranged in a straight line along the long side of the bottom installation plate 31. Therefore, four times the length (Lwh1) on the open side of the unit heat exchanger 30U is substantially equal to the length (Lw) of the long side of the bottom installation plate 31.
  • the length (Lwh1) on the open side of the unit heat exchanger 30U is formed to be longer than the length (Lwh2) of the first side 32.
  • the length (Lwh1) on the open side of the unit heat exchanger 30U is determined to be about twice the length (Lwh2) of the first side 32. ..
  • the short side of the bottom installation plate 31 is divided into two regions, a heat exchanger arranging region and a mechanical component arranging region, and the short side length (Ldh1) region is defined as a heat exchanger arranging region.
  • the region of the length of the short side (Ldh2) is defined as the mechanical component placement region.
  • Ldh1 / LLd ⁇ 0.7, and the length of the short side (Ldh2) of the mechanical component arrangement region is determined to be 200 mm or more. The reason for setting such a length is to arrange the compressor 10, the refrigerant tank 22, and the accumulator 25.
  • the air suction area of the heat exchanger is formed in a flat shape when the length in the height direction (gravity direction) is the same, for example, in the heat exchanger as in Patent Document 1.
  • the air suction area of the heat exchanger is determined by the length in the height direction and the length in the width direction.
  • a plurality of unit heat exchangers 30U formed in an isosceles trapezoidal shape are connected to form a "bellows" shape. Since the length of the second side 33, which is an isosceles trapezoidal "leg", is added, the air suction area of the heat exchanger can be increased.
  • FIGS. 7 and 8 as described above, in this embodiment, four unit heat exchangers 30U are provided. Then, one outdoor fan 24 is assigned to the two unit heat exchangers 30U, and each outdoor fan 24 is built in the upper housing 10UP.
  • the heat exchangers 30U are arranged in the heat exchanger arrangement area (area indicated by the short side Ldh1) of the bottom installation plate 31, and the mechanical component arrangement area (indicated by the short side Ldh2) of the bottom installation plate 31.
  • a compressor 10, a refrigerant tank 22, and an accumulator 25 are arranged in the region).
  • the mechanical component placement area is arranged closer to the front panel 26 (see FIG. 2).
  • the compressor 10, the refrigerant tank 22, and the accumulator 25 are installed so as to have an axis perpendicular to the bottom installation plate 31.
  • the compressor 10 is provided corresponding to the two unit heat exchangers 30U, and the refrigerant tank 22 and the accumulator 25 are shared by one each. It is advantageous that the accumulator 25 is close to the compressor 10 in terms of layout, and the accumulator 25 is arranged between the compressors 10.
  • the control box 34 in which the inverter for controlling the compressor 10 and the outdoor fan 24, the control circuit for controlling the four-way valve 12 and the outdoor expansion valve 21, the temperature sensor input, and the like are housed is also a mechanical component arrangement area. It can be installed in the space above the space, and the space utilization rate can be improved.
  • control box 34 is arranged above the refrigerant tank 22 and the compressor 10 adjacent thereto, but as shown in FIG. 8, above the accumulator 25 and the compressor 10 adjacent thereto.
  • the control box 34 can also be arranged.
  • the compressor 10 and the control box 34 often require parts replacement during maintenance and repair.
  • a compressor, a control box, and the like are installed inside covered with a heat exchanger. For this reason, when parts are replaced during maintenance or repair, it is necessary to reach inside the heat exchanger, which causes a problem that maintenance and repair are complicated and take a lot of time.
  • the mechanical component arrangement area (the area indicated by the short side Ldh2) is arranged adjacent to the front panel 26. Therefore, if the front panel 26 is opened, the mechanical component can be immediately touched. By receiving the message, it is possible to achieve the effect and effect of easy maintenance and repair.
  • the outdoor fan 24 is arranged above the partition plate 35, and the bellmouth-shaped air outlet 27 is arranged above the outdoor fan 24.
  • the bell mouth-shaped air discharge port 27 has an effect of reducing the resistance due to the blowing of air and improving the fan air volume by gently expanding the air flow from the outdoor fan 24.
  • one outdoor fan 24 corresponds to two unit heat exchangers 30U.
  • the unit heat exchanger 30U is configured to flow air for heat exchange from the outside to the inside open side of the first side 32 and the second side 33. Therefore, when the outer portion and the outdoor fan 24 communicate with each other, air flows into the outdoor fan 24 without passing through the unit heat exchanger 30U.
  • the partition plate 35 is arranged above the unit heat exchanger 30U so as to close the space formed between the adjacent unit heat exchangers 30U and the outdoor fan 24.
  • the partition plate 35 is formed in a shape that follows the shape of the upper surface of the unit heat exchanger 30U, and the air to be heat exchanged is below the partition plate 35 when viewed in the height direction. It flows to the outdoor fan 24 side through the heat transfer fin 29 in the region. It is also possible to provide an outdoor fan 24 for each unit heat exchanger 30U. In this case, each unit heat exchanger 30U may be made independent and one outdoor fan 24 may be installed.
  • the heat exchanger is arranged along the side surface of the housing of the outdoor unit. For this reason, mechanical parts such as a compressor are arranged inside the heat exchanger. Then, for example, when taking out the compressor placed inside the housing for repair, it is necessary to take care not to damage the heat exchanger, which causes a problem that maintenance is complicated and it takes a long time to do so. rice field.
  • the unit heat exchangers 30U are arranged in a straight line along the long side of the bottom installation plate 31.
  • an area for arranging the mechanical parts can be secured adjacent to the front panel 26. That is, the bottom installation plate 31 is divided into two regions along the short side, one region is used as a heat exchanger arrangement region, and the other region is used as a mechanism component arrangement region.
  • the heat exchanger is divided with the shape in which the heat exchanger is arranged around the housing of the outdoor unit as in Patent Document 1, the bent portions of the heat transfer tubes are always formed at both ends of each of the divided heat exchangers. And the pop-out of piping groups such as distributors and capillary tubes connected to control the flow of refrigerant requires extra space, which leads to a reduction in the heat transfer area of the heat exchanger. Become.
  • the ends of adjacent unit heat exchangers 30U are unlikely to interfere with each other, so that the heat transfer area can be increased while increasing the number of divisions of the heat exchanger. It is possible to increase.
  • the number of outdoor units described above is one, but two outdoor units may be used.
  • the arrangement configuration of the heat exchanger in this case will be briefly described.
  • FIG. 10 shows a configuration in which the unit heat exchangers 30U of the two outdoor units 20 are arranged close to the long side of the bottom installation plate 31.
  • a spread angle ( ⁇ ) is formed between the second sides 33 adjacent to each other. Even if the housings of the outdoor units 20 are installed side by side in close contact with each other, a sufficient amount of air can flow from the formed portion of the spreading angle ( ⁇ ) to the unit heat exchanger due to the presence of the spreading angle ( ⁇ ). ..
  • FIG. 11 shows a configuration in which the two outdoor units 20 are arranged in close contact with each other so as to be staggered.
  • the outdoor unit 20 on the left side sucks air only from the upper side in the figure
  • the outdoor unit 20 on the right side sucks air only from the lower side in the figure. This makes it easier for each outdoor unit 20 to suck in a sufficient amount of air.
  • the outdoor units 20 can be arranged close to each other, so that two outdoor units can be arranged in a limited installation place, and the installation density of the outdoor units 20 can be improved. can.
  • the actions and effects of the embodiment shown in FIG. 5 described above are exhibited.
  • FIG. 12 shows a modified example of the unit heat exchanger 30U.
  • the shape of the unit heat exchanger 30U shown in FIG. 5 described above is an “isosceles trapezoid” or a modified “V” shape, but the shape of the unit heat exchanger 30U shown in FIG. 12 is a “U” shape.
  • Each unit heat exchanger 30U has the same shape and the same dimensions.
  • the cross-sectional shape of the unit heat exchanger 30U cross-sectionald in a plane extending in the vertical direction extending from the bottom installation plate 31 is a linear first side 32-1 and the first side 32-1. It is connected so as to be bent on both sides of the above, and has a "U" shape formed from a pair of linear second sides 33-1 longer than the length of the first side 32-1.
  • the first side 32-1 of the plurality of unit heat exchangers 30U are arranged side by side along the long side of the bottom installation plate 31.
  • the connecting portion between the first side 32-1 and the second side 33-1 is formed in an arc shape having a predetermined curvature. This ensures a smooth flow of refrigerant.
  • the space connecting the second side 33-1 on the side facing the first side 32-1 is the open side, and the compressor 10, the refrigerant tank 22, and the accumulator 25 are arranged on this open side as described later. Will be. Then, the heat-exchanged air flows into the space on the open side through the first side 32-1 and the second side 33-1. The heat-exchanged air that has flowed into the open side is exhausted from the air discharge port 27 by the outdoor fan 24.
  • the angle between the first side 32-1 and the second side 33-1 of the unit heat exchanger 30U is the first when viewed on the open side where the heat-exchanged air flows out.
  • the angle formed by the side 32-1 and the second side 33-1 is set to an inferior angle of 90 °.
  • the space forming member 36 is arranged between the adjacent second sides 33-1 of the adjacent unit heat exchangers 30U.
  • the space forming member 36 prevents the adjacent second sides 33-1 of the adjacent unit heat exchangers 30U from coming into close contact with each other.
  • the space forming member 36 may be configured to prevent air from passing through, or may be a part of the unit heat exchanger 30U.
  • a plurality of unit heat exchangers 30U formed in a "U" shape are connected to form a "bellows" shape, so that the second side 33- Since the length of 1 is added, the air suction area of the exchanger can be increased.
  • FIG. 13 shows the wind speed distribution in the height direction of the heat exchanger of the outdoor unit called the top flow type shown in FIG.
  • the wind speed in the upper region of the heat exchanger near the outdoor fan 24 is high, and the wind speed in the lower region of the heat exchanger far from the outdoor fan 24 is slow. This is caused by the ventilation resistance of the air flowing from the lower region to the upper region of the heat exchanger inside the heat exchanger. Therefore, the higher the height of the heat exchanger, the larger the wind speed difference.
  • the relationship between the wind speed and the pipe length of the refrigerant path will be described later.
  • the heat exchanger is composed of one as a whole.
  • the unit heat exchanger 30U of the present embodiment is configured by being divided into a plurality of units. Therefore, the width of the unit heat exchanger 30U can be reduced according to the number of divisions, as compared with the width of one heat exchanger as a whole as described in Patent Document 1.
  • the width means the length from one end to the other end of the heat exchanger when cross-sectioned in a plane orthogonal to the height direction.
  • the entire length of the heat exchanger along the side surface of the housing is the width.
  • the unit heat exchanger 30U as shown in FIG. 6, the length from the end of one second side 33 to the end of the other second side 33 passes through the first side 32 is the width. Therefore, assuming that the width of the entire heat exchanger is the same, the width of one unit heat exchanger 30U corresponds to the number of divisions.
  • the width of the unit heat exchanger 30U is "1/4" because the number of divisions is "4" as compared with the heat exchanger of Patent Document 1, and one unit heat exchanger is used.
  • the width of 30U is the length obtained by multiplying the above-mentioned increase in the air suction area by 1.3, that is, 0.325 times.
  • the length of the piping through which the refrigerant flows can be shortened by the amount that the width of one unit heat exchanger 30U is shortened, so that the pressure loss of the refrigerant inside the heat exchanger can be reduced. ..
  • the amount of refrigerant circulating in one unit heat exchanger 30U is "1/4" because the number of divisions is "4", which also makes it possible to reduce the pressure loss of the refrigerant inside the heat exchanger.
  • FIG. 18 shows the configuration of the refrigerant path of a general heat exchanger.
  • the liquid refrigerant flowing into the lower left outdoor expansion valve 60 is decompressed and expanded by the outdoor expansion valve 60, and then distributed to each refrigerant path by the liquid distributor 61.
  • eight refrigerant paths are provided.
  • a capillary tube 62 is connected after the liquid distributor 61, and the amount of refrigerant is controlled by this pressure loss.
  • the refrigerant is gasified inside the heat transfer tube 63 of each refrigerant path of the heat exchanger, flows to the gas distributor 64, merges, and then flows to the suction side of the compressor 10 via the four-way valve 12. (See Fig. 1)
  • To accommodate the large heat exchange capacity it is necessary to flow a large amount of refrigerant through the heat exchanger. Especially during heating operation, it is necessary to gasify a large amount of liquid refrigerant in the heat exchanger.
  • the number of heat transfer tubes 63 in the lower region (LA) and the upper region (UA) indicates the “number of stages” in the height direction of the heat exchanger, and is orthogonal to the height direction.
  • the number of heat transfer tubes 63 in the direction (direction in which air flows) indicates the "number of rows”. Therefore, the heat exchanger shown in FIG. 18 has "3 rows and 16 stages". The original number of stages of the heat exchanger is close to 60, and the number of stages shown in FIG. 18 shows an outline of the refrigerant path by cutting out a part thereof.
  • the number of pipes in the air flow direction is the minimum number of pipes required by design.
  • the refrigerant has flowed. Since two heat transfer tubes 63 bent in a "U" shape form a set in the step direction, the number of pipes is set to two steps as the minimum unit, and one refrigerant path is formed by six lines for three rows. doing.
  • the refrigerant in each refrigerant path shown in FIG. 18 is heat. It will pass through the lower region (LA) and upper region (UA) of the exchanger independently.
  • the velocity of the air flowing into the heat exchanger is high in the upper region (UA) near the outdoor fan 24 and in the lower region (LA) far from the outdoor fan 24. Become slow. Therefore, the amount of the refrigerant is adjusted by using the capillary tube 62 so that a large amount of the refrigerant flows in the upper region (UA) where the wind speed is high and a small amount of the refrigerant flows in the lower region (LA) where the wind speed is slow.
  • the gas refrigerant flows in the opposite direction to that during the heating operation, and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the gas distributor 64 through the four-way valve 12 and heats through the gas distributor 64.
  • Gas refrigerant flows into each refrigerant path of the exchanger.
  • the gas refrigerant is cooled, liquefied, and flows into the liquid distributor 61.
  • FIG. 14 shows the configuration of the refrigerant path proposed in the present embodiment.
  • the heat transfer tubes of the heat exchanger shown in FIG. 14 have the same number of rows and stages as the heat transfer tubes of FIG. 18, facilitating comparison.
  • the width of one heat exchanger is shortened and the amount of refrigerant flowing through one heat exchanger is reduced to 1/4.
  • the pressure loss can be reduced by shortening the pipe length of one refrigerant path and reducing the amount of refrigerant flowing through one refrigerant path.
  • the liquid refrigerant flowing into the outdoor expansion valve 37 at the lower left is decompressed and expanded by the outdoor expansion valve 37, and then distributed to each refrigerant path by the liquid distributor 38. Will be done.
  • the liquid refrigerant that reached the liquid distributor 38 was only divided into two refrigerant paths. In the example shown in FIG. 18, since the number of divisions of the refrigerant path was eight, the number of refrigerant paths on the liquid side is 1/4.
  • the refrigerant in the two refrigerant paths flowing in the upper region (UA) is further divided into two, and the four refrigerant paths are formed and flow to the gas distributor 41.
  • the heat transfer tubes 40 are formed as a set by two as in FIG. 18, the number of pipes is set to the minimum unit of two stages, and one refrigerant path is formed by six pipes for three rows. Then, the four refrigerant paths flow to the gas distributor 41, merge, and then flow to the suction side of the compressor 10 via the four-way valve 12.
  • the refrigerant first passes through the lower region (LA) of the heat exchanger with a slow wind speed, and then passes through the upper region (UA) with a high wind speed to distribute the gas. It is a refrigerant path leading to the vessel 41. Since the refrigerant flowing in one refrigerant path passes through both the slow wind speed portion and the high wind speed portion, the influence of the wind speed distribution can be reduced.
  • two-thirds is the upper region (UA) and one-third is the lower region (LA) when viewed in the height direction of the heat exchanger. Therefore, the number of heat transfer tubes also corresponds to this.
  • the gas refrigerant flows to the upper region (UA) of the heat exchanger and then gradually condenses and liquefies. While flowing to the lower region (LA), the refrigerant becomes a gas flow ⁇ gas + liquid two-phase flow ⁇ liquid flow, and the refrigerant can flow smoothly by the action of gravity, improving the performance of heat exchange capacity. Can be done.
  • the amount of the refrigerant flowing through one unit heat exchanger 30U is reduced, and as shown in FIG. Since the refrigerant path flows from LA) to the upper region (UA), it is possible to obtain a highly energy-saving refrigerant path.
  • the heat exchanger considering the amount of refrigerant circulating in each refrigerant path in the lower region (LA) of the heat exchanger, the heat exchanger itself is divided into four, and further divided into two by the distributor 38. Therefore, 1/8 of the total amount of refrigerant flows in one refrigerant path.
  • the configuration of the refrigerant path as shown in FIG. 18 is known as an example of the refrigerant path in which the number of refrigerant paths is increased as much as possible.
  • This refrigerant path will be referred to as the "maximum split refrigerant path".
  • the number of refrigerant paths that improve the condensation performance during cooling operation always pass through the upper region (UA) and lower region (LA) of the heat exchanger is reduced.
  • this refrigerant path will be referred to as a "upper and lower region passing refrigerant path".
  • the number of refrigerant passes in the upper region (UA) is doubled with respect to the number of refrigerant passes in the lower region (LA) of the heat exchanger. That is, the number of refrigerant passes in the upper region (UA) of the heat exchanger, which is the gas side inlet during cooling operation, is set to 2/3 of the number of heat transfer tubes in the height direction of the heat exchanger, and the lower region (LA) on the liquid side.
  • the number of refrigerant passes in the above was set to 1/3 of the number of heat transfer tubes in the height direction of the heat exchanger.
  • This upper and lower region passing refrigerant path has fewer refrigerant paths on the gas side than the maximum split refrigerant path, and the length of the piping per path is more than doubled. Therefore, the pressure loss of the refrigerant inside the heat exchanger becomes large and the performance deteriorates.
  • the pressure loss is reduced by dividing the heat exchanger into the optimum number.
  • X divisions of the heat exchanger that reduces the pressure loss of the refrigerant inside the heat exchanger during the heating operation while using the configuration of the refrigerant path passing through the upper and lower regions.
  • the pressure loss ( ⁇ P) of the refrigerant inside the heat exchanger during the heating operation is calculated by the following equation (number) from the flow velocity of the refrigerant (V), the pipe flow path length (L) of one refrigerant path, and the inner diameter of the heat transfer tube ( ⁇ d). It is given by equation 1).
  • the heating capacity (Q) is an alternative value representing the refrigerant circulation amount. It is assumed that this refrigerant circulation amount is equally distributed to each refrigerant path according to the number of divisions (X) and the number of refrigerant passes (Ng) on the gas side in one unit heat exchanger 30U.
  • the coefficient (C 1 ) is a proportional coefficient, and if the usage conditions are close, it is treated as a constant.
  • Equation 4 the maximum split refrigerant path is given by the following equation (Equation 4).
  • Equation 5 the following equation (Equation 5) is used.
  • pipe flow path length (L) of one refrigerant path is defined as the width length (Lo) of the entire heat exchanger.
  • the maximum split refrigerant path is given by the following equation (Equation 6).
  • the pressure loss ( ⁇ P) of the refrigerant inside the heat exchanger during the heating operation is defined as the pressure loss ( ⁇ P 1 ) in the case of the maximum split refrigerant path and the pressure loss ( ⁇ P) in the case of the refrigerant path passing through the upper and lower regions. 2 ), the following equations (Equation 8) and Equation (Equation 9) are obtained.
  • the inner diameter of the heat transfer tube is " ⁇ d”.
  • the number of refrigerant paths on the liquid side is smaller than that of the maximum split refrigerant path, the number of capillary tubes for adjusting the refrigerant distribution amount can be reduced, leading to cost reduction. Further, in the upper and lower region passing refrigerant paths, the speed difference of the wind speed received for each refrigerant path becomes small, so that the amount of refrigerant distributed may be close to even distribution, which also makes it possible to shorten the length of the capillary tube used. Connect.
  • the maximum value of the number of divisions (X) of the heat exchanger should be determined so that the gas flow velocity is as follows.
  • the heat exchanger When the heat exchanger is used as an evaporator during heating, if the number of divisions (X) of the heat exchanger is increased, the amount of refrigerant circulating per unit heat exchanger is reduced and the pressure loss is reduced. Along with this, increasing the number of divisions (X) improves the performance. On the other hand, the performance of the two-phase refrigerant flow inside the heat exchanger deteriorates due to the decrease in the flow velocity, but the performance particularly deteriorates when the flow state of the refrigerant inside the heat transfer tube becomes a laminar flow.
  • 16 and 17 show an example in which the second side 33 of the unit heat exchanger 30U is extended to the front panel 26 side.
  • the unit heat exchanger 30U is installed on the upper side by a predetermined distance from the bottom installation plate 31, and forms a storage space between the two. Therefore, the length in the height direction is shorter than that of the embodiment shown in FIG. The reason for shortening the length in the height direction in this way is to reduce the influence of the wind speed distribution in the height direction, as shown in FIG.
  • the air suction area will be reduced by the amount that the length in the height direction is shortened.
  • the end face of the second side 33 of the unit heat exchanger 30U is extended to the vicinity of the front panel 26 (see FIG. 2). As a result, it is possible to compensate for the decrease in the air suction area due to the shortening in the height direction.
  • two compressors 10 and an accumulator 25 are arranged when viewed from the front panel 26 side, and a refrigerant tank 22 and a control box 34 are arranged behind them. Is placed.
  • the compressor 10, the accumulator 25, and the refrigerant tank 22 are laid down and fixed to the bottom installation plate 31 in the lateral direction.
  • the air suction area is obtained by dividing the heat exchanger into a plurality of unit heat exchangers formed in an “isosceles trapezoid” or “U” shape. Can be increased.
  • the flow rate of the refrigerant flowing through one unit heat exchanger can be reduced, and further, after the liquid refrigerant is passed through the lower region in the height direction of the heat exchanger during the heating operation, the upper portion is used. It can be a refrigerant path that flows into the region and is gasified. This makes it less susceptible to the wind speed distribution in the height direction of the heat exchanger.
  • the gas refrigerant flows from the upper region of the heat exchanger and gradually condenses and liquefies to reach the lower region.
  • the refrigerant can flow smoothly by the action of gravity, and the performance of the heat exchange capacity can be improved.
  • the heat exchangers constituting the top-flow type outdoor unit are divided into a plurality of unit heat exchangers and arranged side by side, and the unit heat exchanger is the housing of the outdoor unit.
  • the unit heat exchanger is arranged so as to extend vertically from the bottom installation plate toward the outdoor fan from the bottom installation plate, and the cross section of the unit heat exchanger perpendicular to the bottom installation plate is linear. It is connected to one side so as to be bent on both sides of this first side, is formed from a pair of linear second sides longer than the length of the first side, and is the opposite second side of adjacent unit heat exchangers. A gap was formed between them, and the first side was aligned along the long side of the bottom installation plate.
  • the total air suction area of the heat exchanger can be expanded as compared with the air suction area of the heat exchanger arranged along the periphery of the housing of the outdoor unit.
  • the heat exchangers constituting the top-flow type outdoor unit are divided into four or more unit heat exchangers and arranged side by side, and the unit heat exchangers are arranged on the bottom installation plate of the outdoor unit. It is arranged so as to extend vertically from the bottom installation plate from the side toward the outdoor fan, and the refrigerant path of the unit heat exchanger is at least once in both the lower region and the upper region of the unit heat exchanger. It was made into a structure that has been passed.
  • the flow rate of the refrigerant flowing through the unit heat exchanger can be reduced, and the refrigerant pressure loss can be reduced.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations.
  • it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.

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Abstract

トップフロー形の室外機に使用される熱交換器の空気吸い込み面積を拡大することができる空気調和装置、及び空気調和装置に用いられる室外機を提供する。　トップフロー形の室外機を構成する熱交換器が、複数個の単位熱交換器３０Ｕに分割されて並べて配置され、単位熱交換器３０Ｕは室外機の筐体の底部設置板３１の方から室外ファンの方に向かって底部設置板３１から垂直方向に延びるように配置されていると共に、底部設置板３１に対する垂直方向に直交する単位熱交換器３０Ｕの断面が、直線状の第１辺３２と、この第１辺の両側に折り曲げられるようにして接続され、第１辺の長さより長い一対の直線状の第２辺３３から形成され、隣り合う単位熱交換器３０Ｕの向かい合う第２辺３３の間に隙間が形成され、しかも第１辺３２が底部設置板３１の長辺に沿って整列されている。

Description

空気調和装置
　本発明は空気調和装置に係り、特に１つの室外機に対して複数の室内機が割り当てられる空気調和装置に関するものである。
　居室の暖房や冷房を行なう空気調和装置において、室内を加熱する暖房運転の場合は室外機の熱交換器によって外部空気の熱を吸収し、室内を冷却する冷房運転の場合は室外機の熱交換器によって外部空気へ熱を放出する機能を備えている。
　そして、空気調和装置は室外に設置された室外機と室内に設置される室内機によって構成され、室内機と室外機には、空気と冷媒とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器に空気を流す送風ファンと、室外機と室内機を接続する冷媒配管とが備えられている。
　ところで、商用ビルなどの建築物では、例えば、ＶＲＦ(Variable refrigerant flow)方式と呼ばれる、1台から複数台の室外機と、この室外機と冷媒配管で接続された複数台の室内機を備えた空気調和装置が使用されている。このような空気調和装置は、いわゆる「マルチエアコンディショナーシステム」と呼ばれている。そして、複数の室内機に冷媒を分配する室外機は、例えば特開２０１１-１０２６６２号公報(特許文献１)にあるような構成とされている。
　この特許文献１にある室外機は、室外機の上部に空気排出ファン(以下、室外ファンと表記する)を有するトップフロー形と呼ばれる室外機である。このため、熱交換器は室外機の機能部品を収納する筐体の底部設置板(ドレインパン)から室外ファンに向かって、底部設置板から垂直方向に延びるように配置されている。つまり、熱交換器は重力方向に沿って配置されており、また熱交換器は、平板形状の熱交換器を筐体の側面に沿って折り曲げた形状とされている。
特開２０１１-１０２６６２号公報
　上述したように、商用ビルなどの建築物に使用される空気調和装置において、室外機は建築物の屋上といった限られた場所に設置されることなる。したがって、その限られた設置場所を有効に利用するために、室外機の熱交換能力(＝冷房/暖房能力)の向上が求められている。
　そして、この室外機の設置場所の面積の拡大を抑制して、熱交換能力の向上と省エネ性の向上を両立するには、熱交換器の空気吸い込み面積、及び伝熱面積を拡大するといったアプローチや、熱交換器内を通過する冷媒パス数を考慮した最適な熱交換器数を設定するといったアプローチが効果的である。
　熱交換器の空気吸い込み面積の拡大は、伝熱面積の拡大による効果だけではなく、室外機の風量が同じであれば、熱交換器に流入する風速を低下させることができる。したがって、熱交換器を通過した際の空気の通風抵抗が低下し、同じ風量であれば室外ファンの入力を低下することができる。逆に室外ファンの入力を同じとすれば、空気吸い込み面積が広いほうが、風量を増加することができる。この風量の増加は、熱交換能力の向上、及び省エネ性の向上に効果がある。
　しかしながら、特許文献１にあるような熱交換器の形状では、空気吸い込み面積を拡大することは困難であり、空気吸い込み面積を拡大することができる熱交換器が求められている。
　また、熱交換能力を向上するには、室外機の熱交換器で大量の液冷媒を蒸発させる必要がある。このためには冷媒パス数を増加することが有効である。尚、冷媒パス数は、熱交換器内部で冷媒が分岐して流れるパス(流路)の数である。
　この冷媒パス数が少ないと冷媒がガス化した際に、パスの内部で冷媒の流速が非常に速くなる。これによって熱交換器内部での冷媒の圧力損失が大きくなってしまうことになる。この冷媒の圧力損失は、熱交換器内に不要な温度分布を作る要因となるだけでなく、圧縮機に吸い込まれる冷媒の圧力を低下させてしまい、省エネ性の低下につながる。このため、熱交換能力の向上には、冷媒パス数の増加が必要である。
　一方で、室外機の上部に室外ファンを有するトップフロー形の室外機においては、熱交換器に流入する空気の風速が室外ファンから近い上部では速く、室外ファンから遠い下部とでは遅くなる傾向にある。このため、暖房運転時には冷媒をまず風速の低い熱交換器の下部領域を通過させ、その後に風速の速い熱交換器の上部領域を通過させることが考えられる。これによって、冷媒パスの中で、冷媒を風速の遅い領域と速い領域の両方に流すことで風速分布の影響を小さくすることができる。
　この方法は冷媒を熱交換器の下部領域を流した後に、更に熱交換器の上部領域へ流すため、冷媒パスの配管長さが長くなり、冷媒圧損が大きくなり過ぎる傾向がある。
　しかしながら、特許文献１にあるような熱交換器では冷媒パスの配管長さを短くすることは困難であり、熱交換器を最適な数に分割して冷媒パスの配管長さを短くすることが求められている。
　本発明の目的は、上述した課題の少なくとも１つを解決することができる空気調和装置を提供することにある。
　本発明の第１の特徴は、トップフロー形の室外機を構成する熱交換器が、複数個の単位熱交換器に分割されて並べて配置され、単位熱交換器は室外機の筐体の底部設置板の方から室外ファンの方に向かって底部設置板から垂直方向に延びるように配置されていると共に、底部設置板に対する垂直方向に直交する単位熱交換器の断面が、直線状の第１辺と、この第１辺の両側に折り曲げられるようにして接続され、第１辺の長さより長い一対の直線状の第２辺から形成され、隣り合う単位熱交換器の向かい合う第２辺の間に隙間が形成され、しかも第１辺が底部設置板の長辺に沿って整列されている、ところにある。
　本発明の第２の特徴は、トップフロー形の室外機を構成する熱交換器が、４個以上の単位熱交換器に分割されて並べて配置され、単位熱交換器は室外機の底部設置板の方から室外ファンの方に向かって底部設置板から垂直方向に延びるように配置されていると共に、単位熱交換器の冷媒パスは少なくとも単位熱交換器の下部領域と上部領域の両領域を一度は通過されている、ところにある。
　本発明の第１の特徴によれば、室外機の筐体の周囲に沿って配置した熱交換器の空気吸い込み面積に比べて、熱交換器の全体の空気吸い込み面積を拡大できる。
　本発明の第２の特徴によれば、室外熱交換器を最適な数に分割することで、1つの単位熱交換器に流れる冷媒流量を少なくでき、冷媒圧損を小さくすることができる。
空気調和装置の概略を説明する構成図である。 本発明の実施形態になる空気調和装置の室外機の外観斜視図である。 室外機に使用される熱交換器の構成を説明する外観斜視図である。 本発明の実施形態になる空気調和装置の室外機に使用される熱交換器の外観斜視図である。 図４に示す熱交換器の上面を示す上面図である。 図５に示す単位熱交換器の上面を示す上面図である。 図１に示す室外機から、筐体部分を取り外した状態の室外機の外観斜視図である。 図１に示す室外機を前面パネル側から見た正面図である。尚、内部機器は破線で示している、 図１に示す室外機から、上部筐体を取り外した状態の室外機の外観斜視図である。 本発明の実施形態の第１の変形例を説明する構成図である。 本発明の実施形態の第２の変形例を説明する構成図である。 本発明の実施形態の第３の変形例を説明する構成図である。 設置底面部から垂直方向に延びる熱交換器の、熱交換された空気の風速を示す特性図である。 本発明の実施形態になる熱交換器の配管構成と冷媒パスの関係を説明する説明図である。 冷媒パスの圧力損失と単位熱交換器の分割数の関係を説明する説明図である。 本発明の他の実施形態を説明する外観斜視図である。 図１７に示す室外機を前面パネル側から見た正面図である。尚、内部機器は破線で示している、 従来の熱交換器の配管構成と冷媒パスの関係を説明する説明図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
　図１は、ＶＲＦ方式の空気調和装置における冷凍サイクルの概要を示しており、特に暖房運転時の冷凍サイクルを記載している。
　圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管１１、四方弁１２を通過してガス側阻止弁１３に流れる。ここからガス冷媒配管１４によって室内機１５とガス側阻止弁１３が接続されている。ガス側阻止弁１３より流れ出たガス冷媒は室内機１５内の室内熱交換器１６に流れる。尚、室内機１５は２つの居室Ａ、Ｂに設けられている。もちろん、これ以上の居室に設けることも可能である。
　室内熱交換器１６には、室内ファン１７によって空気が流されており、空気は冷媒の熱を奪って室内に供給される。この室内熱交換器１６内部で、冷媒は冷却され液化する。液化した液冷媒は、液冷媒配管１８を通って、液側阻止弁１９に流れる。
　液側阻止弁１９から室外機２０に流入した冷媒は、室外機２０内に収納された室外膨張弁２１にて減圧され、低温低圧の気液２相状態となり、冷媒タンク２２を経由して室外熱交換器２３に流れる。室外熱交換器２３には、室外ファン２４によって室外の空気が流されており、冷媒は、熱交換器２３を流れる室外の空気温度よりも低い温度になるよう減圧されているため、熱交換器２３で室外の空気の熱を吸熱して蒸発する。
　室外熱交換器２３で蒸発してガス化したガス冷媒は、四方弁１２を通過し、アキュムレータ２５を経て、圧縮機１０に戻り、再び圧縮機１０の圧縮作用によって高温高圧のガスに圧縮される。これらの繰り返しによって暖房運転を継続することができる。
　一方、冷房運転時には、四方弁１２によって、圧縮機１０の吐出配管と室外熱交換器２３が接続され、ガス側阻止弁１９とアキュムレータ２５が接続されるように、接続が切り替えられる。これによって室外熱交換器２３及び室内熱交換器１６に流れる冷媒の流れ方向が逆転する。また、室外熱交換器２３ではガス冷媒が凝縮して液化し、室内熱交換器１６では、液冷媒が蒸発してガス化する。これらの繰り返しによって冷房運転を継続することができる。
　次に、本発明の対象となるトップフロー形の室外機２０について説明する。図２は、ＶＲＦ方式の空気調和装置におけるトップフロー形の室外機２０の外観を示している。
　室外機２０は、下部筐体２０ＢＭと、この下部筐体２０ＢＭの上方に取り付けられた上部筐体２０ＵＰから構成されている。下部筐体２０ＢＭの前面側には、前面パネル２６が取り付けられており、見映えを良くすると共に、修理やメンテナンスのため、一方側を回転中心として開くことができる。尚、下部筐体２０ＢＭは、底部設置板３１に載置されている。
　下部筐体２０ＢＭには、室外機２０を構成する各種の構成部品が収納されている。例えば、熱交換器、圧縮機、アキュムレータ、冷媒タンク、制御箱等が収納されており、下部筐体２０ＢＭが底部設置板３１に載置されているので、これらの構成部品も底部設置板３１に載置されることになる。
　また、上部筐体２０ＵＰには、ベルマウス状の２つの空気排出口２７が形成されており、この２つの空気排出口２７に室外ファン２４が配置されている。したがって、室外ファン２４が回転されると、熱交換される空気は下部筐体２０ＢＭの背面部２０Ｂ側、及び下部筐体２０ＢＭの側面部２０Ｓ側から矢印に示すように吸い込まれ、吸い込まれた空気は、内部の熱交換器によって熱交換されて空気排出口２７から矢印に示すように排出される。
　図３は一般的な熱交換器２３の外観を示しており、室外機２０で使用されるフィンチューブ形の熱交換器２３の構成を示している。
　この熱交換器２３は、少なくとも冷媒が流れる伝熱管２８と、板状の伝熱フィン２９から構成されている。一般的に、伝熱フィン２９は、アルミニウム合金などの熱伝達性の良い材料で作成されており、その板厚は０.１ｍｍ程度である。また、伝熱管２８は、これも銅、またはアルミニウム合金などの伝熱性の良い材料で作成されている。
伝熱フィン２９の間は、所定の間隔(Ｐｆ)に決められており、この間隔Ｐｆの間を通って空気が流れることになる。
　伝熱管２８は、蝋付け点数を減らすため、片側の端面を「Ｕ」字状に曲げた状態で使用されている。この片側の端面を「Ｕ」字状に曲げられた伝熱管２８が複数本並べられたところに、板状の伝熱フィン２９が差し込まれる。そして、その後で伝熱管２８を拡管することで、伝熱管２８と伝熱フィン２９が密着するようになっている。伝熱管２８は、伝熱フィン２９の平面部分に直交する形態で、複数の伝熱フィン２９を貫通している。
　伝熱フィン２９の長手方向の隣り合う伝熱管の間は所定の間隔(Ｐｔ)に決められており、また短手方向の隣り合う伝熱管２８の間は所定の間隔(Ｐｃ)に決められている。尚、以下に説明する実施形態において、熱交換器２３の高さ方向(重力方向)の伝熱管２８の本数を段数、空気が流れる方向の本数を列数と呼ぶことにする。例えば図３に示す熱交換器２３の例では、「４列１２段」の熱交換器２３となる。
　次に、空気吸い込み面積を拡大することができる熱交換器の実施形態について説明を行なう。尚、以下では、高さ方向と重力方向は同じ意味として説明するので、高さ方向、重力方向の両方を用いて説明する場合もある。
　図４、図５は、本発明の典型的な実施形態を示している。図４、図５は、室外機２０から本実施形態になる室外熱交換器(以下、単に熱交換器と表記する)３０と底部設置板３１を抜き出して示している。そして、底部設置板３１の範囲内に熱交換器３０が収められている。
　底部設置板３１には、室外機２０の構成部品が載置され、また、いわゆるドレインパンとして機能する。底部設置板３１は、長辺と短辺からなる矩形状に形成されており、長辺に沿って後述する単位熱交換器が直線状に整列して設置されている。
　図４に示しているように、室外機２０の底部設置板３１は、建築物の屋上のような設置場所に設置されるものであり、この底部設置板３１の上に熱交換器３０が載置されている。この熱交換器３０は、複数個(ここでは４個)の単位熱交換器３０Ｕに分割されている。
　夫々の単位熱交換器３０Ｕは、図３に示すように伝熱フィン２９の長手方向が、底部設置板３１から室外ファン２４に向けた垂直方向(重力方向)に沿って延びるように構成されている。そして、夫々の単位熱交換器３０Ｕは、同一形状で且つ同一寸法に形成されており、これによって、生産性を向上している。
　図４、図５にあるように、単位熱交換器３０Ｕは、空気吸い込み面積を拡大するため特別な形状に決められている。すなわち、伝熱フィン２９の長手方向に直交する平面で断面した形状が「等脚台形」に形成され、この「等脚台形」を形成する各辺の内、対辺が互いに平行である辺の長い方(下底)の辺を取り去った形状とされている。尚、この「等脚台形」は、言い換えれば変形「Ｖ」字状ともいえるものである。
　つまり、図４、図５にあるように、トップフロー形の室外機２０を構成する熱交換器３０が、複数個の単位熱交換器３０Ｕに分割されて直線状に整列するように並べて配置され、この単位熱交換器３０Ｕは、室外機２０の底部設置板３１から空外ファン２４に向かって底部設置板３１から垂直方向に延びるように配置されている。
　そして、底部設置板３１から延びる垂直方向に直交する平面で断面した単位熱交換器３０Ｕの断面形状が、直線状の第１辺３２と、この第１辺３２の両側に折り曲げられるようにして接続され、第１辺３２の長さより長い一対の直線状の第２辺３３から形成された「等脚台形」の形状とされている。複数の単位熱交換器３０Ｕの第１辺３２は、底部設置板３１の長辺に沿って並べて配置されている。尚、「上底」である第１辺３２と「脚」である第２辺３３の接続部は、所定の曲率を持った円弧状に形成されている。これによって、円滑な冷媒の流れを確保している。
　第１辺３２に対向する側の第２辺３３を結ぶ空間は開放側とされており、この開放側に後述するように、圧縮機１０、冷媒タンク２２、アキュムレータ２５が配置されることになる。そして、図５に示すように熱交換される空気は、第１辺３２及び第２辺３３を通って矢印で示すように開放側の空間に流れ込む。開放側に流れ込んだ熱交換された空気は、室外ファン２４によって空気排出口２７から排気されることになる。
　ここで、図６に示すように、単位熱交換器３０Ｕの第１辺３２と第２辺３３の間の角度は、熱交換された空気が流れ出す開放側で見て、第１辺３２と第２辺３３によって形成される角度が、９０°以上で１８０°未満の劣角(θs)に設定されている。本実施形態では、約１００°に設定されている。更に第２辺(脚)３３の長さは、第１辺(上底)３２の長さより長く形成されている。
　尚、別の表現をすると、底部設置板３１から延びる垂直方向に直交する平面で断面した単位熱交換器３０Ｕの断面形状は、第１辺３２の両側の第２辺３３が外側に向けて互いに離れる方向に傾斜されている、と言い換えることができる。
　また、図５に示すように、隣り合う単位熱交換器３０Ｕの互いに対向する第２辺３３は、約２０°の広がり角(θ)を有している。このため、単位熱交換器３０Ｕを隣り合うように並べて配置しても、第２辺３３の間に空気が通過する空間が形成され、熱交換能力を向上することができる。また、広がり角(θ)を有しているので、充分な量の空気を第２辺３３に送り込むことができる。
　図４に戻って、単位熱交換器３０Ｕの垂直方向の長さ(Ｌｈ)は、単位熱交換器３０Ｕの第２辺３３の投影長さ(Ｌｄｈ１)より長く決められており、全体として細長い形状とされている。尚、投影長さ(Ｌｄｈ１)は「等脚台形」の高さに相当する。そして、複数の単位熱交換器３０Ｕの第１辺３２は、底部設置板３１の長辺に沿って、直線状に整列して配置されている。尚、単位熱交換器３０Ｕは第２辺３３を備えているので、底部設置板３１の短辺には配置するのは実質的に困難であり、本実施形態では短辺には配置していない。
　また、図５に示すように、底部設置板３１は、長辺が長さ(Ｌｗ)に決められ、短辺は長さ(Ｌｄ)に決められている。そして、底部設置板３１の長辺に沿って直線状に４個の単位熱交換器３０Ｕが整列して配置されている。したがって、単位熱交換器３０Ｕの開放側の長さ(Ｌｗｈ１)の４倍が、底部設置板３１の長辺の長さ(Ｌｗ)に略等しくなっている。
　ここで、単位熱交換器３０Ｕの開放側の長さ(Ｌｗｈ１)は、第１辺３２の長さ(Ｌｗｈ２)より長く形成されている。本実施形態では、Ｌｗｈ２/Ｌｗｈ１≒０.５とされ、単位熱交換器３０Ｕの開放側の長さ(Ｌｗｈ１)は、第１辺３２の長さ(Ｌｗｈ２)の約２倍に決められている。
　また、底部設置板３１の短辺側は、熱交換器配置領域と機構部品配置領域の２領域に分割されており、短辺の長さ(Ｌｄｈ１)の領域は熱交換器配置領域とされ、短辺の長さ(Ｌｄｈ２)の領域は機構部品配置領域とされている。本実施形態では、Ｌｄｈ１/ＬＬｄ≒０.７とされ、更に機構部品配置領域の短辺の長さ(Ｌｄｈ２)は２００ｍｍ以上に決められている。このような長さに設定するのは、圧縮機１０、冷媒タンク２２、アキュムレータ２５を配置するためである。
　熱交換器の空気吸い込み面積は、高さ方向(重力方向)の長さを同一としたとき、例えば特許文献１のような熱交換器においては、その形状が平面状に形成されているので、熱交換器の空気吸い込み面積は、高さ方向の長さと幅の長さによって決まる。
　これに対して、本実施形態においては、高さ方向の長さを同一としたとき、等脚台形の形状に形成した複数個の単位熱交換器３０Ｕを連結して「蛇腹」状としたため、等脚台形の「脚」である第２辺３３の長さが加算されるので、熱交換器の空気吸い込み面積を大きくすることができる。
　次に、１個の室外機２０の主要な構成部品の配置状態について説明する。図７、図８において、上述したように本実施形態では、４個の単位熱交換器３０Ｕが設けられている。そして、２個の単位熱交換器３０Ｕに対して１個の室外ファン２４が割り当てられており、夫々の室外ファン２４は、上部筐体１０ＵＰに内蔵されている。
　底部設置板３１の熱交換器配置領域(短辺Ｌｄｈ１で示す領域)には、４個の単位熱交換器３０Ｕが配置されており、底部設置板３１の機構部品配置領域(短辺Ｌｄｈ２で示す領域)には、圧縮機１０、冷媒タンク２２、及びアキュムレータ２５が配置されている。機構部品配置領域は前面パネル２６(図２参照)の側に寄せて配置されている。
　尚、圧縮機１０、冷媒タンク２２、及びアキュムレータ２５は、底部設置板３１に対して垂直方向に軸線が存在するように立てて設置されている。ここで、圧縮機１０は２個の単位熱交換器３０Ｕに対応して設けられ、冷媒タンク２２、及びアキュムレータ２５は、共用するようにして夫々１個とされている。アキュムレータ２５は、圧縮機１０に接近していた方がレイアウトの関係から有利であり、夫々の圧縮機１０の間に配置されている。
　また、図７に示しているように、圧縮機１０、冷媒タンク２２、及びアキュムレータ２５等は、単位熱交換器３０Ｕの高さに比べて低いため、その上部側には空間が形成されることになる。このため、圧縮機１０や室外ファン２４を制御するインバータや、四方弁１２や室外膨張弁２１の制御、温度センサの入力などを行う制御回路等が収納された制御箱３４も、機構部品配置領域の上方の空間に設置することができ、空間利用率を向上できる。
　尚、図７では冷媒タンク２２、及びこれに隣接する圧縮機１０の上方に制御箱３４を配置しているが、図８に示すようにアキュムレータ２５、及びこれに隣接する圧縮機１０の上方に制御箱３４を配置することもできる。
　圧縮機１０や制御箱３４は、メンテナンスや修理時に部品交換が必要となることが往々にして発生する。特許文献１にあるように、従来の室外機においては、熱交換器に覆われた内部に圧縮機や制御箱等が設置されている。このため、メンテナンスや修理時に部品交換を行なう場合は、熱交換器の内部へ手を伸ばす必要があったため、メンテナンスや修理が煩雑となり、且つ時間も多くかかるという不具合がある。
　これに対して、本実施形態では、機構部品配置領域(短辺Ｌｄｈ２で示す領域)が、前面パネル２６に隣接して配置されているので、前面パネル２６を開放すれば、直ぐに機構部品に手が届くことで、メンテナンスや修理がやり易いという作用、効果を奏することができる。
　また、図８、図９に示すように、室外ファン２４は、仕切板３５より上側に配置されており、この室外ファン２４より上部にベルマウス状の空気排出口２７が配置されている。ベルマウス状の空気排出口２７は、室外ファン２４からの空気流を緩やかに拡大することで、空気の吹き出しに伴う抵抗を低減してファン風量を向上させる効果を有している。また、本実施例では図示しないが、仕切板３５に整流板を設け、室外ファン２４へ流れ込む空気の流れを整流し、ファン性能を向上することも可能である。
　図９にあるように、２個の単位熱交換器３０Ｕに対して、１個の室外ファン２４が対応している。単位熱交換器３０Ｕは、第１辺３２、及び第２辺３３の外側から内側の開放側へ熱交換させる空気を流す構成である。したがって、外側部分と室外ファン２４とが連通していると、空気が単位熱交換器３０Ｕを通過せずに室外ファン２４へ流れ込むようになる。
　これを防ぐために、隣り合う単位熱交換器３０Ｕの間に形成される空間と室外ファン２４の間を塞ぐように、仕切板３５を単位熱交換器３０Ｕの上部に配置している。図９にあるように、仕切板３５は単位熱交換器３０Ｕの上面の形状に沿った形状に形成されており、熱交換される空気は、高さ方向で見て仕切板３５より下側の領域の伝熱フィン２９を通って室外ファン２４側に流れる。尚、単位熱交換器３０Ｕ毎に室外ファン２４を設けることも可能である。この場合は、夫々の単位熱交換器３０Ｕを独立させて１個の室外ファン２４を設置すればよい。
　特許文献１に示すように、従来の室外熱交換器においては、室外機の筐体の側面に沿うように熱交換器が配置されていた。このため、熱交換器で囲まれた内部に圧縮機等の機構部品を配置している。そして、例えば筐体内部に配置した圧縮機を修理のために取り出す際には、熱交換器を傷つけないように配慮する必要があり、メンテナンスの煩雑さや、そのための時間が長くかかるという不具合があった。
　これに対して、本実施形態では、単位熱交換器３０Ｕを底部設置板３１の長辺に沿って、直線状に並べる配置構成としている。これによって前面パネル２６に隣接して機構部品を配置する領域が確保できる。つまり、底部設置板３１を短辺に沿って２領域に分割し、一方の領域を熱交換器配置領域とし、他方の領域を機構部品配置領域とした。
　本実施形態の例では、従来の熱交換器の空気吸い込み面積に対して１．３倍以上の空気吸い込み面積を確保することができ、熱交換器の熱交換能力を向上することができる。また、これに加えて、前面パネル２６に隣接して機構部品を配置できるので、メンテナンスや修理における作業の煩雑化を抑制でき、またこれに伴う作業時間を短縮することができる。
　また、特許文献１のような室外機の筐体周囲に熱交換器を配置した形状のまま熱交換器を分割すると、その分割された熱交換器毎の両端には、必ず伝熱管の折り曲げ部の飛び出しと、冷媒の流れを制御するよう接続された分配器やキャピラリチューブ等の配管群の飛び出しがあり、余分な空間を必要とし、このため熱交換器の伝熱面積の減少に結びつくことになる。
　これに対して、本実施形態の単位熱交換器３０Ｕの構成であれば、隣り合う単位熱交換器３０Ｕの端部が干渉しにくいので、熱交換器の分割数を増やしながら、伝熱面積を増加することが可能となる。
　ここで、上述した室外機の数は１個であるが、２個の室外機を使用する場合もある。この場合の熱交換器の配置構成について簡単に説明する。
　図１０は２個の室外機２０の単位熱交換器３０Ｕが、底部設置板３１の長辺の側に寄せられて配置された構成を示している。このような構成を採用すると、一方の室外機２０と他方の室外機２０が密着するように向き合ったとき、互いに隣り合う第２辺３３の間に広がり角(θ)が形成されるので、夫々の室外機２０の筐体を密着させて並べて設置したとしても、広がり角(θ)の存在によって、充分な量の空気を広がり角(θ)の形成部分から単位熱交換器に流すことができる。
　また、図１１は２個の室外機２０を互い違いになるように、密着して配置した構成を示している。このように配置構成にすると、左側の室外機２０は図中の上側からのみ空気を吸い、右側の室外機２０は図中下側からのみ空気を吸うこととなるため、吸い込み空気流れの干渉がなくなり、夫々の室外機２０が充分な量の空気を吸い込みやすくなる。
　このような何れかの配置構成をとることで、室外機２０を近接して配置できるので、限られた設置場所に２個の室外機を配置でき、室外機２０の設置密度を向上することができる。もちろん、上述した図５に示す実施形態の作用、効果を奏することはいうまでもない。
　図１２は、単位熱交換器３０Ｕの変形例を示している。上述した図５に示す単位熱交換器３０Ｕの形状は「等脚台形」或いは変形「Ｖ」字状であるが、図１２に示す単位熱交換器３０Ｕの形状は「Ｕ」字状となっており、夫々の単位熱交換器３０Ｕは、同一形状で且つ同一寸法に形成されている。
　図１２に示すように、底部設置板３１から延びる垂直方向に直交する平面で断面した単位熱交換器３０Ｕの断面形状が、直線状の第１辺３２-１と、この第１辺３２-１の両側に折り曲げられるようにして接続され、第１辺３２-１の長さより長い一対の直線状の第２辺３３-１から形成された「Ｕ」字状の形状とされている。
　そして、複数の単位熱交換器３０Ｕの第１辺３２-１は、底部設置板３１の長辺に沿って並べて配置されている。尚、第１辺３２-１と第２辺３３-１の接続部は、所定の曲率を持った円弧状に形成されている。これによって、円滑な冷媒の流れを確保している。
　第１辺３２-１に対向する側の第２辺３３-１を結ぶ空間は開放側とされており、この開放側に後述するように、圧縮機１０、冷媒タンク２２、アキュムレータ２５が配置されることになる。そして、熱交換される空気は、第１辺３２-１及び第２辺３３-１を通って開放側の空間に流れ込む。開放側に流れ込んだ熱交換された空気は、室外ファン２４によって空気排出口２７から排気されることになる。
　ここで、図１２に示すように、単位熱交換器３０Ｕの第１辺３２-１と第２辺３３-１の間の角度は、熱交換された空気が流れ出す開放側で見て、第１辺３２-１と第２辺３３-１によって形成される角度が、９０°の劣角に設定されている。
　また、隣り合う単位熱交換器３０Ｕの対向する第２辺３３-１の間には空間形成部材３６が配置されている。この空間形成部材３６によって、隣り合う単位熱交換器３０Ｕの対向する第２辺３３-１が密着するのを避けている。また、空間形成部材３６は空気を通過させない構成であっても良く、また、単位熱交換器３０Ｕの一部であっても良い。
　本実施形態においても、高さ方向の長さを同一としたとき、「Ｕ」字状に形成した複数個の単位熱交換器３０Ｕを連結して「蛇腹」状としたため、第２辺３３-１の長さが加算されるので、交換器の空気吸い込み面積を大きくすることができる。
　次に、熱交換器を最適な数に分割して冷媒パスの配管長さを短くする熱交換器の実施形態について説明を行なう。
　図１３は、図２に示すトップフロー型と呼ばれる室外機の熱交換器の高さ方向の風速分布である。室外ファン２４から近い熱交換器の上部領域の風速は早く、室外ファン２４から遠い熱交換器の下部領域は風速が遅くなる。これは、熱交換器の内側で熱交換器の下部領域から上部領域へ流れる空気の送風抵抗により生じるものである。したがって、熱交換器の高さが高ければ高いほど風速差は大きくなる。尚、この風速と冷媒パスの配管長さについての関係は後述する。
　特許文献１にあるような従来の熱交換器では、熱交換器は全体的に１個で構成されている。これに対して、本実施形態の単位熱交換器３０Ｕは、複数個に分割して構成されている。このため、特許文献１にあるような全体で１個の熱交換器の幅に比べて、単位熱交換器３０Ｕは、分割数に対応して幅を小さくできる。ここで幅とは、高さ方向に直交する平面で断面した時の、熱交換器の一方端から他方端までの長さを意味している。
　つまり、特許文献１では筐体の側面に沿った熱交換器の全体の長さが幅となる。一方、単位熱交換器３０Ｕでは、図６にあるように一方の第２辺３３の端部から第１辺３２を通り、他方の第２辺３３の端部までの長さが幅となる。したがって、仮に全体の熱交換器の幅を同じと仮定すると、１個の単位熱交換器３０Ｕの幅は、分割数に対応することになる。
　このように本実施形態の場合は、特許文献１の熱交換器と比べ、分割数が「４」なので単位熱交換器３０Ｕの幅は「１/４」になり、１個の単位熱交換器３０Ｕの幅は、上述した空気吸い込み面積の増大分１.３を乗じた長さ、つまり０．３２５倍となる。
　このように熱交換器として見ると、１個の単位熱交換器３０Ｕの幅が短くなった分だけ、冷媒が流れる配管長さを短くできるので、熱交換器内部の冷媒の圧力損失を小さくできる。これに加えて、１個の単位熱交換器３０Ｕに流れる冷媒循環量は、分割数が「４」なので「１/４」となり、これによっても熱交換器内部の冷媒の圧力損失を小さくできる。
　ここで、以下に説明する事項は、単位熱交換器３０Ｕは上述した「等脚台形」の形状ではなく、平板状の単位熱交換器の場合でも適用できるものである。もちろん、「等脚台形」の形状であれば、上述したように空気吸い込み面積を増加できるという作用、効果を合せた相乗的な熱交換能力の向上を図ることができる。
　図１８は、一般的な熱交換器の冷媒パスの構成を示している。暖房運転時には、左下の室外膨張弁６０に流入した液冷媒は、室外膨張弁６０で減圧膨張され、その後に、液分配器６１で各冷媒パスに分配される。この例では８個の冷媒パスが設けられている。
　また、液分配器６１の後にキャピラリチューブ６２が接続されており、この圧力損失によって冷媒量が制御されている。熱交換器の各冷媒パスの伝熱管６３の内部で冷媒はガス化し、ガス分配器６４に流れ、合流した後に四方弁１２を経て圧縮機１０の吸い込み側へ流れる。(図１参照)
　大きな熱交換能力に対応するには、熱交換器に大量の冷媒を流す必要がある。特に暖房運転時には、熱交換器において、大量の液冷媒をガス化させる必要がある。液冷媒からガス冷媒に相変化することで、同一質量当たりの冷媒体積が急激に増加するため、熱交換器内部の伝熱管６３内でガス冷媒の流速が高くなり、大きな圧力損失の原因となる。この圧力損失は、熱交換器内部での冷媒の温度分布を発生させる原因ともなり、熱交換器の性能を低下させる。
　ここで図１８においては、下部領域(ＬＡ)と上部領域（ＵＡ）の伝熱管６３の本数が、熱交換器の高さ方向の「段数」を示しており、また、高さ方向に直交する方向(空気が流れる方向)の伝熱管６３の本数が「列数」を示している。したがって、図１８に示す熱交換器は、「３列１６段」である。本来の熱交換器の段数は、６０段近くあり、図１８に示す段数はあくまで、その一部を切り取って冷媒パスの概要を示している。
　一般的な方法として図１８に示すように、熱交換器の中の冷媒の流路数である冷媒パス数を増やすため、空気の流れ方向の配管を設計的に必要な最低限の配管数で冷媒を流してきた。尚、段方向には「Ｕ」字形状に曲げた伝熱管６３が２本で一組となるため、配管本数は２段を最小単位として、３列分の６本で1つの冷媒パスを形成している。
　ここで、熱交換器の高さ方向の破線で示す所定位置より上側を上部領域(ＵＡ)とし、下側を下部領域(ＬＡ)とすると、図１８で示した各冷媒パスの冷媒は、熱交換器の下部領域(ＬＡ)と上部領域(ＵＡ)に夫々独立に通過することとなる。
　図１３に示すようにトップフロー形の室外機においては、熱交換器に流入する空気の速度は、室外ファン２４に近い上部領域(ＵＡ)では速く、室外ファン２４から遠い下部領域(ＬＡ)では遅くなる。このため、風速の速い上部領域(ＵＡ)には冷媒が多く流れ、風速の遅い下部領域(ＬＡ)には冷媒が少なく流れるように、キャピラリチューブ６２を用いて冷媒量が調整されている。
　したがって、図１８に示す冷媒パスの構成では、風速の遅い下部領域(ＬＡ)では、冷媒循環量を少なくするため冷媒の流速が遅くなり、冷媒と伝熱管６３の間の熱伝達率係数が低下するため非効率的である。一方、風速の速い上部領域(ＵＡ)では、冷媒循環量を多くするため冷媒流速が速くなり、圧力損失が高くなるため非効率的である。
　更に、冷房運転時にはガス冷媒は暖房運転時と逆に流れ、圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒が、四方弁１２を経てガス分配器６４に流入し、ガス分配器６４を経て熱交換器の夫々の冷媒パスへガス冷媒が流れる。ここで、ガス冷媒は冷却されて液化して液分配器６１に流れ込む。
　一方、本実施形態で提案する冷媒パスの構成を図１４に示している。この図１４に示す熱交換器の伝熱管は、図１８の伝熱管と同じ列数と段数にして、比較を容易にしている。
　本実施形態では、４個の単位熱交換器３０Ｕを使用することで、１個の熱交換器の幅を短くすると共に、１個の熱交換器に流れる冷媒量を１/４にした。これによって、一つの冷媒パスの配管長を短くし、且つ一つの冷媒パスに流れる冷媒量を少なくすることで圧力損失を低減させることができる。
　本実施形態では図１４に示すように、暖房運転時には、左下の室外膨張弁３７に流入した液冷媒は、室外膨張弁３７で減圧膨張され、その後に、液分配器３８で各冷媒パスに分配される。液分配器３８に至った液冷媒は２つの冷媒パスに分割するのみとした。図１８に示す例では、冷媒パスの分割数は８分割であったので、液側の冷媒パス数としては１/４になっている。
　熱交換器の下部領域(ＬＡ)においては、４つの冷媒パス(図１８)であったものを、２つの伝熱管グループ３９に分割して２つの冷媒パスを形成している。また、この２つの冷媒パスはガス分配器４１に流れることなく、上部領域(ＵＡ)の伝熱管４０に流れる構成とされている。そして、下部領域(ＬＡ)では、１つの伝熱管グループ３９が４本で一組となるため、配管本数は４段を最小単位として、３列分の１２本で1つの冷媒パスを形成している。
　一方、上部領域(ＵＡ)に流れた２つの冷媒パスの冷媒は、更に夫々２つに分割されて、４つの冷媒パスとされてガス分配器４１へ流れる構成となっている。この場合は、図１８と同様に伝熱管４０が２本で一組となるため、配管本数は２段を最小単位として、３列分の６本で1つの冷媒パスを形成している。そして、４つの冷媒パスはガス分配器４１に流れ、合流した後に四方弁１２を経て圧縮機１０の吸い込み側へ流れる。
　このように、熱交換器に流入したすべての冷媒が、熱交換器の下部領域(ＬＡ)を通過した後に、ガス分配器４１に流れず上部領域(ＵＡ)を流れるため、図１３に示す風速分布の影響が抑制される。したがって、冷媒が多く流れる冷媒パスと、冷媒が少なく流れる冷媒パスを形成する必要がなく、これにより熱交換器全体を効率よく使用することができる。
　図１４に示すように本実施形態では、暖房運転時には冷媒をまず風速の遅い熱交換器の下部領域(ＬＡ)を通過させ、その後に風速の速い上部領域(ＵＡ)を通過させて、ガス分配器４１に至る冷媒パスとしている。一つの冷媒パスの中を流れる冷媒が、風速の遅い部分と速い部分の両方を通過するようにしているので、風速分布の影響を小さくすることができる。ここで、本実施形態では、熱交換器の高さ方向で見て２/３が上部領域(ＵＡ)とされ、１/３が下部領域(ＬＡ)とされている。したがって、伝熱管の本数もこれに対応した本数となっている。
　また、本実施形態の冷媒パスでは、冷房運転時に冷媒が暖房運転時とは逆に流れた際に、ガス冷媒が熱交換器の上部領域(ＵＡ)に流れた後に、徐々に凝縮して液化しながら下部領域(ＬＡ)に流れるため、冷媒がガス流⇒ガス＋液の２相流⇒液流となり、重力の作用によって円滑に冷媒を流すことができ、熱交換能力の性能向上を図ることができる。
　一般的に暖房運転時には、熱交換器の下部領域(ＬＡ)から上部領域(ＵＡ)へ冷媒を流すには、一つの冷媒パスの配管長が長くなりやすく、冷媒圧損が大きくなり過ぎる傾向がある。このため、従来は図１８に示すような、上部領域(ＵＡ)と下部領域(ＬＡ)に独立して分割された冷媒パスが使用されてきた。
　これに対して、本実施形態では、熱交換器の分割数を増やすことで、１個の単位熱交換器３０Ｕに流れる冷媒量を低減し、しかも図１４に示すように、冷媒を下部領域(ＬＡ)から上部領域(ＵＡ)に流す冷媒パスとしたので省エネ性の高い冷媒パスとすることができる。
　例えば、図１８に示す熱交換器と図１４に示す本実施形態の熱交換器において、1個の室外機で蒸発させる冷媒循環量が同じであったとすると次のことが言える。
　本実施形態では、熱交換器の下部領域(ＬＡ)の夫々の冷媒パスへ流れる冷媒循環量を考えると、熱交換器自体が４個に分割されており、更に分配器３８で２分割されているので、１つの冷媒パスには全体の１/８の冷媒量が流れることとなる。
　これは、図１８の液分配器６１で８分割された冷媒パスの1つと同じ流量である。一方で、本実施形態では、分配器３８からガス分配器４１までの1つの冷媒パスが通過する伝熱管の本数が３倍に増えているが、１個の単位熱交換器３０Ｕの幅が短くなっている(およそ０．３２５倍)ので、冷媒の圧力損失は、むしろ本実施形態の方が小さくなる。
　次に、熱交換器の分割数について説明する。室外機(例えば上述したＶＲＦ方式に使用される)においては、暖房運転時に熱交換器で多量の冷媒を蒸発させるため、ガス化した冷媒によって圧力損失が高まらないように冷媒パス数をできるだけ多くすることが必要である。
　冷媒パス数をできるだけ多くした冷媒パスの例として図１８に示すような冷媒パスの構成が知られている。この冷媒パスでは、伝熱管が段方向に「Ｕ」字状に曲げられて使用されるため、冷媒パス数(Ｎ)は、高さ方向の伝熱管本数(Ｎｃ)に対して「Ｎ＝Ｎｃ/２」となる。この冷媒パスを「最大分割冷媒パス」と呼ぶことにする。
　これに対して、冷房運転時の凝縮性能を向上する冷媒パスを、必ず熱交換器の上部領域(ＵＡ)と下部領域(ＬＡ)を通過させる冷媒パスのパス数は少なくなる。以下、この冷媒パスを「上下領域通過冷媒パス」と呼ぶ。特に、冷房運転での熱交換能力を向上するには、液化した冷媒の流速を速めるように熱交換器の下部領域(ＬＡ)での冷媒パス数を少なくすることが有利である。
　したがって本実施形態では、熱交換器の下部領域(ＬＡ)の冷媒パス数に対して、上部領域(ＵＡ)の冷媒パス数を２倍とした。すなわち、冷房運転時にガス側入口となる熱交換器の上部領域(ＵＡ)の冷媒パス数を熱交換器の高さ方向の伝熱管本数の２/３とし、液側となる下部領域(ＬＡ)の冷媒パス数を熱交換器の高さ方向の伝熱管本数の１/３とした。
　この上下領域通過冷媒パスは、 最大分割冷媒パスに比べてガス側の冷媒パス数が少なくなるうえに、1つのパスあたりの配管の長さも２倍以上となる。したがって、熱交換器内部の冷媒の圧力損失が大きくなってしまい性能が低下する。
　この課題に対応するために本実施形態では、熱交換器を最適な数に分割することで圧力損失を低減するようにした。ここで、上下領域通過冷媒パスの構成を用いながら、暖房運転時の熱交換器内部の冷媒の圧力損失を小さくする熱交換器の分割数(Ｘ)を考える。
　暖房運転時の熱交換器内部の冷媒の圧力損失(ΔＰ)は、冷媒の流速(Ｖ)、1つの冷媒パスの配管流路長(Ｌ)と伝熱管内径(φｄ)から以下の式(数１)式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　使用する暖房能力や省エネ性能が近い条件であれば、冷媒を循環させる圧力条件、温度条件が近くなり、物性値等も近い値になることから、この比例関係の係数(Ｃｏ)は、ある程度の誤差を許容すれば定数値と考えられる。したがって、以下の式(数２)で表せる
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　また、冷媒循環量が熱交換能力(ここでは室内に供給する暖房能力で規定する)に比例することから、暖房能力(Ｑ)が冷媒循環量を表す代替値となる。１個の単位熱交換器３０Ｕには、この冷媒循環量が分割数(Ｘ)、ガス側の冷媒パス数(Ｎｇ)によって各冷媒パスに等分配されるとする。
　ここで、パス分割数としてガス側の冷媒パス数(Ｎｇ)を用いたのは、蒸発の条件ではガス側の圧力損失が大きいことからである。伝熱管内の流路断面積が伝熱管内径(φｄ)の二乗に比例することから、1つの冷媒パスにおける伝熱管内部の冷媒の流速(Ｖ)は、以下の式(数３)で表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
ここで係数(Ｃ１)は比例係数であり、使用条件が近いと定数として扱う。
　ここでガス側の冷媒パス数(Ｎｇ)は、熱交換器の高さ方向の伝熱管本数(Ｎｃ)とすると、最大分割冷媒パスでは以下の式(数４)となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
また本実施形態の上下領域通過冷媒パスでは、以下の式(数５)となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　また1つの冷媒パスの配管流路長(Ｌ)は、熱交換器全体の幅長(Ｌｏ)として、
最大分割冷媒パスでは以下の式(数６)となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
また本実施形態の上下領域通過冷媒パスでは、少なくとも熱交下部と上部を通過することから２倍の値になるとして以下の式(数７)の関係が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　以上のことから、暖房運転時の熱交換器内部の冷媒の圧力損失（ΔＰ）は、最大分割冷媒パスの場合を圧力損失(ΔＰ１)とし、上下領域通過冷媒パスの場合を圧力損失(ΔＰ２)とすると、以下の式(数８)、式(数９)となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　ここで、最大分割冷媒パスを使用した比較例として２分割した熱交換器を使用し、また、上下領域通過冷媒パスを使用した本実施形態として４分割した熱交換器を使用した。また、これらの熱交換器は同一の動作条件とし、暖房能力「Ｑ＝７７．５ｋＷ」、熱交換器の分割数「Ｘ＝２」、 熱交換器全体の幅長「Ｌ０＝２．９ｍ」、熱交換器の高さ方向の伝熱管本数「Ｎｃ＝６０本」、伝熱管内径「φｄ＝６．７９ｍｍ」とした。これらの数値(単位系は表示のまま)を式(数８)式に代入すると、以下の式(数１０)となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　ここで、同じ条件で冷媒圧損が最大分割冷媒パスの時よりも上下領域通過冷媒パスの時のほうが小さくなるためには、以下の式(数１１)の関係が成り立つ必要がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　例えば、暖房能力「Ｑ＝７７．５ｋＷ」、熱交換器全体の幅長「Ｌ０＝２．９ｍ」、熱交換器の高さ方向の伝熱管本数「Ｎｃ＝６０本」、伝熱管内径「φｄ＝６．７９ｍｍ」とすると、図１５に示すように「Ｘ＞４」のときに上述の大小関係が成り立つようになる。尚、圧力損失(ΔＰ)が「１．７×１０-４」を設計的に許容できる閾値としている。これらのことから、上下領域通過冷媒パスを採用しつつ、以下の式(数１２)を満たす分割数(Ｘ＞４)を採用することで、最大分割冷媒パスを採用した冷媒パスに対して、少なくとも暖房性能を維持しながら、冷房性能の向上が得られることになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　また、液側の冷媒パス数が最大分割冷媒パスに比べて少なくなるため、冷媒分配量を調整するキャピラリチューブの本数を少なくすることができ、コスト低減につながる。更に、上下領域通過冷媒パスにおいては、冷媒パス毎に受ける風速の速度差が小さくなるので、冷媒分配量は均等分配に近い条件で良く、これは使用するキャピラリチューブの長さを短くできることにもつながる。
　尚、熱交換器の分割数(Ｘ)の最大値は、以下のガス流速になるようにして決められるのが良い。
　暖房時に熱交換器を蒸発器として用いる場合において、熱交換器の分割数(Ｘ)を増やすと１個の単位熱交換器当たりの冷媒循環量は低下して圧力損失は低下する。これに伴って、分割数(Ｘ)を増やすと性能が向上する。一方で、熱交換器の内部で冷媒２相流は、流速の低下により性能が低下するが、特に伝熱管の内部の冷媒の流動状態が層流状流となると性能が大きく低下する。
　したがって、少なくとも熱交換器のガス側出口でのガス流速(Ｖ)が２ｍ/ｓを超えるように設計するのが良い。これは、冷媒循環量(Ｇｒ（ｋｇ/ｓ）)、ガス側冷媒パス数(Ｎｇ)、冷媒ガス密度(ρｇ)として、Ｖ=Ｇｒ/（Ｎｇ・ρｇ）＞２ｍ/ｓで求められる。
　次に本発明の他の実施形態について説明する。図１６、図１７においては、単位熱交換器３０Ｕの第２辺３３を前面パネル２６側に延長した例を示している。
　これらの図において、単位熱交換器３０Ｕは、底部設置板３１から所定距離だけ上側に離れて設置されており、両者の間に収納空間を形成している。このため図７に示す実施形態に比べて、高さ方向の長さが短くなっている。このように高さ方向の長さを短くする理由は、図１３にあるように、高さ方向の風速分布の影響を少なくするためである。
　一方、高さ方向の長さ短くした分だけ空気吸い込み面積の減少を伴うことになる。この空気吸込み面積の減少を補うため、単位熱交換器３０Ｕの第２辺３３の端面は、前面パネル２６(図２参照)の付近まで延長されている。これによって、高さ方向に短くなった分の空気吸い込み面積の減少を補償することができる。
　また、単位熱交換器３０Ｕの下側の収納空間には、前面パネル２６の側から見て、２個の圧縮機１０、アキュムレータ２５が配置され、これらの背後に冷媒タンク２２、及び制御箱３４が配置されている。尚、圧縮機１０、アキュムレータ２５、及び冷媒タンク２２は、底部設置板３１に対して、横方向に寝かされて固定されている。
　この実施形態でも、前面パネル２６に隣接して機構部品を配置できるので、メンテナンスや修理における作業の煩雑化を抑制でき、またこれに伴う作業時間を端出することができる。
　上述した図１から図１７に示した実施形態によれば、熱交換器を「等脚台形」や「Ｕ」字状に形成された複数の単位熱交換器に分割することで、空気吸い込み面積を増大することができる。
　また、熱交換器を分割することで、１個の単位熱交換器に流れる冷媒流量を少なくでき、更に暖房運転時に液冷媒を熱交換器の高さ方向の下部領域を通過させた後に、上部領域へ流してガス化させる冷媒パスとすることができる。これによって、熱交換器の高さ方向の風速分布の影響を受け難くなる。
　また、このような冷媒パスによって、冷房運転時に冷媒が暖房とは逆に流れた際に、ガス冷媒が熱交換器の上部領域から流入して徐々に凝縮、液化しながら下部領域に至るため、重力の作用によって円滑に冷媒を流すことができ、熱交換能力の性能向上を図ることができる。
　以上述べた通り、本発明においては、トップフロー形の室外機を構成する熱交換器が、複数個の単位熱交換器に分割されて並べて配置され、単位熱交換器は室外機の筐体の底部設置板の方から室外ファンの方に向かって底部設置板から垂直方向に延びるように配置されていると共に、底部設置板に対する垂直方向に直交する単位熱交換器の断面が、直線状の第１辺と、この第１辺の両側に折り曲げられるようにして接続され、第１辺の長さより長い一対の直線状の第２辺から形成され、隣り合う単位熱交換器の向かい合う第２辺の間に隙間が形成され、しかも第１辺が底部設置板の長辺に沿って整列されている、構成とした。
　これによれば、室外機の筐体の周囲に沿って配置した熱交換器の空気吸い込み面積に比べて、熱交換器の全体の空気吸い込み面積を拡大できる。
　また、本発明にいては、トップフロー形の室外機を構成する熱交換器が、４個以上の単位熱交換器に分割されて並べて配置され、単位熱交換器は室外機の底部設置板の方から室外ファンの方に向かって底部設置板から垂直方向に延びるように配置されていると共に、単位熱交換器の冷媒パスは少なくとも単位熱交換器の下部領域と上部領域の両領域を一度は通過されている、構成とした。
　これによれば、室外熱交換器を最適な数に分割することで、1つ単位熱交換器に流れる冷媒流量を少なくでき、冷媒圧損を小さくすることができる。
　尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　１０…圧縮機、２２…冷媒タンク、２３…熱交換器、２４…室外ファン、２５…アキュムレータ、２６…前面パネル、２７…空気排出口、３０Ｕ…単位熱交換器、３１…底部設置板、３２…第１辺、３３…第２辺、３４…制御箱、３５…仕切板、３７…室外膨張弁、３８…分配器、４１…ガス分配器、ＵＡ… 熱交換器の上部領域、ＬＡ… 熱交換器の下部領域。

Claims (12)

  1. 　圧縮機、上部に室外ファンを備えたトップフロー形の室外熱交換器、及び室外膨張弁を有する室外機と、室内熱交換器、及び室内膨張弁を有する室内機を、液冷媒配管、及びガス冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成すると共に、前記室外熱交換器は、複数枚の伝熱フィンと、前記伝熱フィンに直交するように貫通し内部を冷媒が流通する複数の伝熱管と、複数の伝熱管が接続される液分配器、及びガス分配器を備えている空気調和装置であって、
    　前記室外熱交換器が複数の単位熱交換器に分割されていると共に、前記単位熱交換器は前記室外機の底部設置板の方から前記室外ファンの方に向かって前記底部設置板から垂直方向に延びるように配置されており、
    　前記底部設置板に対する垂直方向に直交する前記単位熱交換器の断面が、直線状の第１辺と、前記第１辺の両側に折り曲げられるようにして接続され、前記第１辺の長さより長い一対の直線状の第２辺から形成されており、
    　更に、隣り合う前記単位熱交換器の向かい合う前記第２辺の間に隙間が形成され、しかも複数の前記単位熱交換器の前記第１辺が前記底部設置板の長辺に沿って整列されている
    ことを特徴とする空気調和装置。
  2. 　請求項１に記載の空気調和装置において、
    　前記単位熱交換器の夫々は、同一形状で且つ同一寸法に形成された前記単位熱交換器である
    ことを特徴とする空気調和装置。
  3. 　請求項２に記載の空気調和装置において、
    　前記底部設置板は、前記長辺に沿って熱交換器配置領域と機構部品配置領域が形成されており、前記熱交換器配置領域には複数の前記単位熱交換器が直線状に整列して配置され、前記機構部品配置領域には、前記圧縮機、及び前記冷凍サイクルを構成するアキュムレータ、冷媒タンクが配置されている
    ことを特徴とする空気調和装置。
  4. 　請求項３に記載の空気調和装置において、
    　前記機構部品配置領域は、前記室外機の筐体を構成する前面パネルの側に寄せて形成されている
    ことを特徴とする空気調和装置。
  5. 　請求項２に記載の空気調和装置において、
    　前記底部設置板と複数の前記単位熱交換器の間には収納空間が形成されており、前記収納空間には、前記圧縮機、及び前記冷凍サイクルを構成するアキュムレータ、冷媒タンクが配置されていると共に、複数の前記単位熱交換器の前記第２辺が、前記室外機の筐体を構成する前面パネルの付近まで延びている
    ことを特徴とする空気調和装置。
  6. 　請求項３、或いは請求項５に記載の空気調和装置において、
    　前記底部設置板から延びる垂直方向に直交する平面で断面した前記単位熱交換器の断面形状は、前記第１辺と、前記第１辺の両側に折り曲げられるようにして接続された前記第２辺から形成された「等脚台形」の形状とされ、前記第１辺に対向する側の前記第２辺を結ぶ空間が開放側とされている
    ことを特徴とする空気調和装置。
  7. 　請求項３、或いは請求項５に記載の空気調和装置において、
    　前記底部設置板から延びる垂直方向に直交する平面で断面した前記単位熱交換器の断面形状は、前記第１辺と、前記第１辺の両側に９０°の角度で折り曲げられるようにして接続された前記第２辺から形成された「Ｕ」字状の形状とされ、前記第１辺に対向する側の前記第２辺を結ぶ空間が開放側とされていると共に、
    　隣り合う前記単位熱交換器の対向する前記第２辺の間には空間形成部材が配置されて、対向する前記第２辺の間に空気が流れる空間が形成されている
    ことを特徴とする空気調和装置。
  8. 　請求項６、或いは請求項７に記載の空気調和装置において、
    　前記単位熱交換器は垂直方向で見て上部領域と下部領域に分割されていると共に、前記下部領域に配置されている前記伝熱管は、前記ガス分配器に接続されずに前記上部領域の前記伝熱管と接続され、前記上部領域の前記伝熱管は、前記ガス分配器に接続されている
    ことを特徴とする空気調和装置。
  9. 　請求項８に記載の空気調和装置において、
    　前記液分配器から前記単位熱交換器の前記下部領域の前記伝熱管、及び前記上部領域の前記伝熱管を通って前記ガス分配器に至る冷媒パスは、前記下部領域の冷媒パスの数に比べて前記上部領域の冷媒パスの数の方が多く決められている
    ことを特徴とする空気調和装置。
  10. 　請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の空気調和装置において、
    　少なくとも２個の前記室外機が近接して並べて配されると共に、２個の前記室外機の前記単位熱交換器は同じ側に配置されているか、或いは互い違いの側に配置されている
    ことを特徴とする空気調和装置。
  11. 　圧縮機、上部に室外ファンを備えたトップフロー形の室外熱交換器、及び室外膨張弁を有する室外機と、室内熱交換器、及び室内膨張弁を有する室内機を、液冷媒配管、及びガス冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成すると共に、前記室外熱交換器は、複数枚の伝熱フィンと、前記伝熱フィンに直交するように貫通し内部を冷媒が流通する複数の伝熱管と、複数の伝熱管が接続される液分配器、及びガス分配器を備えている空気調和装置であって、
    　前記室外熱交換器が４個以上の単位熱交換器に分割されて並べて配置され、前記単位熱交換器は前記室外機の底部設置板の方から前記室外ファンの方に向かって前記底部設置板から垂直方向に延びるように配置されていると共に、前記単位熱交換器の冷媒パスは、少なくとも前記単位熱交換器の下部領域と上部領域の両領域を一度は通過されている
    ことを特徴とする空気調和装置。
  12. 　請求項１１に記載の空気調和装置において、
    　前記底部設置板に対する垂直方向に直交する前記単位熱交換器の断面が、直線状の第１辺と、前記第１辺の両側に折り曲げられるようにして接続され、前記第１辺の長さより長い一対の直線状の第２辺から形成されており、
    　更に、隣り合う前記単位熱交換器の向かい合う前記第２辺の間に隙間が形成され、しかも複数の前記単位熱交換器の前記第１辺が前記底部設置板の長辺に沿って整列されている
    ことを特徴とする空気調和装置。
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