(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロチャネル熱交換器にＨＦＣ３２冷媒を採用した場合において、冷媒封入量を少なくしつつ、圧力損失を低減し、小型化を図る。【解決手段】内部に冷媒を流す第１のパイプと、該第１のパイプより下側に配置され、内部に冷媒を流す第２のパイプと、両者を接続する複数の扁平伝熱管と、を備え、これらの扁平伝熱管は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製であり、隔壁により複数の冷媒流路が形成されたもので、前記第１のパイプからの冷媒は、前記複数の冷媒流路のそれぞれの流入部から流入し、各冷媒流路を流れた後に前記第２のパイプに流れるように構成された空気調和機のマイクロチャネル熱交換器であって、前記冷媒流路は、ＨＦＣ４１０Ａを採用した場合の冷媒流路の径Ｄ４１０に対してＨＦＣ３２冷媒を単一、又は７０％以上が封入された場合の径Ｄ３２を、０．８５＊Ｄ４１０＜Ｄ３２＜０．９５＊Ｄ４１０の範囲のサイズとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内熱交換器を備えた室内機と室外熱交換器を備えた室外機とが冷媒配管により接続されるとともに、
ＨＦＣ３２冷媒が単一で又は全冷媒のうち７０％以上が封入されて冷凍サイクルが構成され、前記室内熱交換器又は前記室外熱交換器にはマイクロチャネル熱交換器が採用され、
該マイクロチャネル熱交換器は、
内部に冷媒を流す第１のパイプと、
該第１のパイプより下側に配置され、内部に冷媒を流す第２のパイプと、
前記第１のパイプと前記第２のパイプとを接続する複数の扁平伝熱管と、を備え、
これらの扁平伝熱管は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製により構成されるとともに、扁平伝熱管の内部には、複数の冷媒流路が形成され
前記第１のパイプからの冷媒は、前記複数の冷媒流路のそれぞれの流入部から流入し、それぞれの冷媒流路を流れた後に前記第２のパイプに流れるように構成された空気調和機において、
前記マイクロチャネル熱交換器の前記冷媒流路は、ＨＦＣ４１０Ａを採用した場合の冷媒流路の径Ｄ４１０に対してＨＦＣ３２冷媒を単一、又は７０％以上が封入された場合の径Ｄ３２を、０．８５＊Ｄ４１０＜Ｄ３２＜０．９５＊Ｄ４１０の範囲のサイズとすることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチャネル型の熱交換器を備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、近年、特開２０１２−１３２６４１号公報（特許文献１）に示すようなアルミニウム製またはアルミニウム合金製の扁平管とヘッダー集合管とを有したマイクロチャネル熱交換器が使用されるようになってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３２６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に熱交換器の管内熱伝達率は管の流路断面寸法の逆数に比例することが知られており、上記特許文献１に記載の熱交換器のように、熱交換器をマイクロチャンネル化した場合、伝熱面密度（熱交換の体積に対する伝熱面積）を大幅に向上させることができ高い熱伝達率が得られることとなる。これにより従来の熱交換器よりも小型化を図ることが可能となる。
【０００５】
ところで近年、地球温暖化防止の観点から、冷媒回路の冷媒としてＨＦＣ３２冷媒が注目されている。このＨＦＣ３２冷媒は、微燃性はあるものの、従来のＨＦＣ４１０Ａ冷媒と比べてＧＷＰ（地球温暖化係数）が低く、更には、蒸発潜熱が大きいことから冷媒充填量が少なくて済み、冷凍装置のＣＯＰ（成績係数）の向上も図れるといった多くの利点を有する。
【０００６】
現状で主流となっているＨＦＣ４１０Ａをマイクロチャネル熱交換器に採用することがすでに行われているが、このマイクロチャネル熱交換器に対してＨＦＣ３２冷媒を採用した場合において、冷媒封入量を少なくしつつ、圧力損失を低減すること、あるいはマイクロ熱交換器の小型化を図ることが望まれる。
【０００７】
そこで本発明は、マイクロチャネル熱交換器に対してＨＦＣ３２冷媒を採用した場合において、冷媒封入量を少なくしつつ、圧力損失を低減し、さらにマイクロ熱交換器の小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、「室内熱交換器を備えた室内機と室外熱交換器を備えた室外機とが冷媒配管により接続されるとともに、  
ＨＦＣ３２冷媒が単一で又は全冷媒のうち７０％以上が封入されて冷凍サイクルが構成され、前記室内熱交換器又は前記室外熱交換器にはマイクロチャネル熱交換器が採用され、  
該マイクロチャネル熱交換器は、  
内部に冷媒を流す第１のパイプと、  
該第１のパイプより下側に配置され、内部に冷媒を流す第２のパイプと、  
前記第１のパイプと前記第２のパイプとを接続する複数の扁平伝熱管と、を備え、  
これらの扁平伝熱管は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製により構成されるとともに、扁平伝熱管の内部には、複数の冷媒流路が形成され  
前記第１のパイプからの冷媒は、前記複数の冷媒流路のそれぞれの流入部から流入し、  それぞれの冷媒流路を流れた後に前記第２のパイプに流れるように構成された空気調和機において、  
前記マイクロチャネル熱交換器の前記冷媒流路は、ＨＦＣ４１０Ａを採用した場合の冷媒流路の径Ｄ４１０に対してＨＦＣ３２冷媒を単一、又は７０％以上が封入された場合の径Ｄ３２を、０．８５＊Ｄ４１０＜Ｄ３２＜０．９５＊Ｄ４１０の範囲のサイズとすること」を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マイクロチャネル熱交換器に対してＨＦＣ３２冷媒を採用した場合において、冷媒封入量を少なくしつつ、圧力損失を低減し、さらにマイクロ熱交換器の小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるマイクロチャネル熱交換器の構成図の例である。
【図２】図１のマイクロチャネル熱交換器の扁平伝熱管の形状の例である。
【図３】本発明による冷媒流路径と冷媒流路の圧力損失の関係のイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
本実施例では、空気調和装置の蒸発器としてマイクロチャネル熱交換器を使用する例を説明する。なお、図示していないが本実施例のマイクロチャネル熱交換器は、室内熱交換器を備えた室内機と室外熱交換器を備えた室外機とが冷媒配管により接続される空気調和機において、室内熱交換器又は室外熱交換器に採用されるものである。
【００１３】
図１は、本発明を適用したマイクロチャネル熱交換器である。蒸発器として使用している状態である。空気は奥側から手前に通過する。冷媒は、例えば冷媒上部出入口６から流入して上部ヘッダ２を経由して複数の扁平伝熱管４に分流し、空気と熱交換の後に下部ヘッダ３にて合流し、冷媒下部出入口７から流出する。扁平伝熱管４は、内部に複数の冷媒通路を持ち扁平な断面を持っている。扁平伝熱管４の空気側熱伝達面積を増加させるために、伝熱管４同士の間にフィン５が設置されている。
【００１４】
より具体的に説明すると本実施例のマイクロチャネル熱交換器は、内部に冷媒を流す第１のパイプ（上部ヘッダ２）と、第１のパイプ（上部ヘッダ２）より下側に配置され、内部に冷媒を流す第２のパイプ（下部ヘッダ３）と、第１のパイプ（上部ヘッダ２）と第２のパイプ（下部ヘッダ３）とを接続する複数の扁平伝熱管４と、を備え、これらの扁平伝熱管はアルミニウム製またはアルミニウム合金製により構成される。そして扁平伝熱管４の内部には、複数の冷媒流路８が形成され、これらの冷媒流路８の径は約１ｍｍでありとても薄く、これを多数設けることにより、伝熱面積を増やすことで熱交換能力を向上することが可能となる。第１のパイプ（上部ヘッダ２）からの冷媒は、複数の冷媒流路８のそれぞれの流入部から流入し、それぞれの冷媒流路８を流れた後に第２のパイプ（下部ヘッダ３）に流れる。
【００１５】
図２は、図１に示すマイクロチャネル型熱交換器の扁平伝熱管４を抜きだして示した図である。扁平伝熱管４の内部に冷媒流路８が複数あり、この冷媒流路８の内部を冷媒が流れて外側の空気と熱交換することになる。
【００１６】
ＨＦＣ３２冷媒の液密度は、ＨＦＣ４１０Ａ冷媒の液密度の約９２％〜９３％である。熱交換器内の冷媒質量としては液密度が支配的であるため、同じサイズの熱交換器の場合、ＨＦＣ４１０Ａ冷媒の場合と比較して、ＨＦＣ３２冷媒の場合は、必要冷媒質量が約９２％〜９３％となり、冷媒をＨＦＣ４１０ＡからＨＦＣ３２に変更しただけでも、熱交換器に対応する必要封入冷媒質量は７％〜８％削減となる。以下においては、ＨＦＣ３２冷媒が単一で冷凍サイクルを流れる場合、あるいはＨＦＣ３２冷媒が７０％以上の割合で封入される場合について説明する。
【００１７】
本発明ではさらに、マイクロチャネル型熱交換器の冷媒流路の径を小さくする。ここで図２に示す冷媒流路８は断面が略正方形で形成されており、冷媒流路の径とはこの略正方形の一辺を示す。よって、冷媒流路８の径を小さくすることで冷媒流路８の断面積を小さくなり冷媒が存在する内容積を小さくし、封入冷媒量低減を図る。
【００１８】
ここで同等の能力を考えるために、凝縮温度および蒸発温度が同じであり、同じ定格能力の冷凍サイクルにてＨＦＣ４１０Ａ冷媒とＨＦＣ３２冷媒とを比較して考える。すると、物性の違いにより同じ定格能力の場合、ＨＦＣ４１０Ａ冷媒の冷凍サイクルに比べて、ＨＦＣ３２冷媒の冷凍サイクルにおいては、蒸発器出入口での比エンタルピ差は、１４０％〜２００％程度となる。空気流量を得るためのファンにより発生する熱量などを無視すれば、比エンタルピ差に冷媒流量を乗じたものが冷媒の熱交換量すなわち能力であるので、ＨＦＣ４１０Ａ冷媒と同等の能力を得るためにはＨＦＣ３２冷媒で必要な質量流量は、ＨＦＣ４１０Ａ冷媒の質量流量の５０％〜７０％程度である。
【００１９】
図３は、冷媒流路径と冷媒圧力損失の関係を模式的に示したイメージ図である。必要な質量流量の冷媒が流れる場合、ＨＦＣ４１０Ａ冷媒の場合の圧力損失（○印）に比べてＨＦＣ３２冷媒の場合の圧力損失（△印）は小さくなる。およそ５０％〜７０％の圧力損失である。ここで、熱交換器の小型化および冷媒封入量削減を目的として、冷媒流路径を小さくし、冷媒流路の断面積を減少させることを検討する。冷媒流路径を小さくして冷媒流路の圧力損失が増大すると熱交換器の能力が低下したり効率が低下するなどの悪影響が出る恐れがあるので、ＨＦＣ４１０Ａ冷媒の場合の圧力損失を上回らない範囲で冷媒流路径を下げる必要がある。
【００２０】
図３における▲印である、ＨＦＣ３２にてＨＦＣ４１０Ａ同等の圧力損失となる径とした場合が、そのポイントとなる。同一の定格能力の空気調和機の冷凍サイクルにＨＦＣ３２冷媒を採用した場合において、必要な質量流量が流れる場合に、ＨＦＣ４１０Ａ冷媒の場合の圧力損失相当の圧力損失となる冷媒流路の断面積は、ＨＦＣ４１０Ａ冷媒の場合の０．７２倍〜０．９０倍である。このとき、冷媒流路の径は、ＨＦＣ４１０Ａの場合における冷媒流路径の０．８５倍〜０．９５倍となる。
【００２１】
つまり、ＨＦＣ３２冷媒が単一で又は全冷媒のうち７０％以上が封入されて冷凍サイクルが構成される空気調和機では、室内熱交換器又は室外熱交換器に採用されるマイクロチャネル熱交換器において、ＨＦＣ４１０Ａを採用した場合の冷媒流路８の径Ｄ４１０に対してＨＦＣ３２冷媒を単一、又は７０％以上が封入された場合の径Ｄ３２を、０．８５＊Ｄ４１０＜Ｄ３２＜０．９５＊Ｄ４１０の範囲のサイズとする。
【００２２】
これにより、扁平伝熱管の冷媒流路サイズが小さくなることで、扁平伝熱管を小さくすることができ、マイクロチャネル型熱交換器の小型化が図れる。また、マイクロチャネル熱交換器が小さくなることで、材料費の低減が可能である。また、熱交換器の内容量が小さくなることで、必要冷媒量が低減され、冷媒費用削減および万が一の冷媒漏洩時の環境への負荷低減が図れる。
【００２３】
ここで、マイクロチャネル型熱交換器の扁平伝熱管の冷媒流路サイズを小さくした場合に、冷媒回路における圧力損失が増大し、必要な能力が出ない、効率が落ちる、などの影響が出る可能性が考えられるが、上記したように圧力損失を、ＨＦＣ４１０Ａを利用した場合の圧力損失と同等の圧力損失レベルにおさえることができる。
【符号の説明】
【００２４】
１    熱交換器
２    冷媒上部ヘッダ
３    冷媒下部ヘッダ
４    熱交換器伝熱管（断面扁平形状）
５    熱交フィン
６    冷媒上部出入口
７    冷媒下部出入口
８    冷媒流路チャネル
【図１】
2014190547.tif 000003
【図２】
2014190547.tif 000004
【図３】
2014190547.tif 000005