(57)【要約】【課題】熱交換器に対して同一方向から流入する冷媒の状態が異なる場合であっても偏流を抑制することが可能な冷凍装置を提供する。【解決手段】冷暖切換可能な冷媒回路１０を備える空気調和装置１００であって、冷媒回路１０は、冷房時と暖房時とで室外熱交換器２を流れる冷媒流れ方向が共通化されている。室外ファン１２は、冷暖いずれの運転状態でも、室外熱交換器２を流れる冷媒と対向する方向に空気流れを形成させる。室外熱交換器２は、熱交換器本体２５と、ヘッダ２１と、分流器６１とを有している。ヘッダ２１は、冷房運転時に、熱交換器本体２５に向けて冷媒を分配して送ることができる。分流器６１は、暖房運転時に、熱交換器本体２５に向けて液ガス混合状態の冷媒を分配して送ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置（１００）であって、
第１熱交換器（２）と、
第２熱交換器（４）と、
前記第１熱交換器（２）を冷媒の放熱器として機能させつつ前記第２熱交換器（４）を冷媒の蒸発器として機能させる第１運転と、前記第１熱交換器（２）を冷媒の蒸発器として機能させつつ前記第２熱交換器（４）を冷媒の放熱器として機能させる第２運転と、を切り換えることが可能な切換機構（５）を有し、前記第１運転時に前記第１熱交換器（２）に流れる冷媒の向きと前記第２運転時に前記第１熱交換器（２）に流れる冷媒の向きとが同じになるように設けられた冷媒回路（１０）と、
前記第１運転時および前記第２運転時において前記第１熱交換器（２）を流れる冷媒流れ方向に対向する向きに流体を流す流体流し部（１２）と、
を備え、
前記第１熱交換器（２）は、
複数の熱交換流路（２５ａ〜ｅ）を含む熱交換器本体（２５）と、
前記第１運転時に、前記複数の熱交換流路（２５ａ〜ｅ）に向けて冷媒を分配して送るためのヘッダ（２１）と、
前記第２運転時に、前記複数の熱交換流路（２５ａ〜ｅ）に向けて液ガス混合状態の冷媒を分配して送るための分流器（６１）と、
を有している、
冷凍装置（１００、４００、５００）。
【請求項２】
前記ヘッダ（２１）は、前記複数の熱交換流路（２５ａ〜ｅ）に向けて延びている複数の連絡管（２３ａ〜ｅ）を有し、
前記分流器（６１）は、前記複数の熱交換流路（２５ａ〜ｅ）に向けて延びている複数の流量調節流路（６２ａ〜ｅ）を有し、
前記流量調節流路（６２ａ〜ｅ）の内径は、前記連絡管（２３ａ〜ｅ）の内径よりも小さい、
請求項１に記載の冷凍装置（１００、４００、５００）。
【請求項３】
前記複数の流量調節流路（６２ａ〜ｅ）は、前記複数の連絡管（２３ａ〜ｅ）の途中にそれぞれ接続されている、
請求項２に記載の冷凍装置（１００、４００、５００）。
【請求項４】
前記複数の連絡管（２３ａ〜ｅ）は、前記複数の熱交換流路（２５ａ〜ｅ）の最下端以上の高さ位置に配置されている、
請求項２または３に記載の冷凍装置（１００、４００、５００）。
【請求項５】
前記ヘッダ（２１）は、前記複数の連絡管（２３ａ〜ｅ）の入口側同士を接続する共通部分（２２）を有しており、
前記共通部分（２２）の下端から水平もしくは下方に向けて延びており前記冷媒回路（１０）の少なくとも一部に接続された冷媒逃がし回路（Ｐｘ）をさらに備えた、
請求項２または３に記載の冷凍装置（１００、４００、５００）。
【請求項６】
前記冷媒回路（１０）は、前記第２運転時に前記分流器（６１）に向けて流れる冷媒を減圧させることが可能な第２減圧機構（６）を有している、
請求項１から５のいずれか１項に記載の冷凍装置（１００、４００、５００）。
【請求項７】
第１減圧機構（３）と、冷媒を圧縮させる圧縮機構（１）と、をさらに備え、
前記冷媒回路（１０）は、
前記圧縮機構（１）から前記切換機構（５）まで延びる第１配管（Ａ）と、
前記切換機構（５）から前記第１熱交換器（２）の入口側まで延びる第２配管（Ｂ、Ｃ）と、
前記第２配管（Ｃ）に設けられ、前記切換機構（５）から前記第１熱交換器（２）の入口側に向かう冷媒流れのみを許容する第２逆止機構（７）と、
前記第１熱交換器（２）の出口側から前記第１減圧機構（３）まで延びる第３配管（Ｄ、Ｅ、Ｆ）と、
前記第３配管（Ｄ、Ｅ、Ｆ）に設けられ、前記第１熱交換器（２）の出口側から前記第１減圧機構（３）に向かう冷媒流れのみを許容する第３逆止機構（８）と、
前記第１減圧機構（３）から前記第２熱交換器（４）まで延びる第４配管（Ｇ）と、
前記第２熱交換器（４）から前記切換機構（５）まで延びる第５配管（Ｈ）と、
前記切換機構（５）から前記圧縮機構（１）まで延びる第６配管（Ｉ）と、
前記第３配管（Ｄ、Ｅ，Ｆ）のうち前記第３逆止機構（８）と前記第１減圧機構（３）との間の逆止下流側分岐部分（Ｚ）から分岐して、前記第１熱交換器（２）の入口側まで延びており前記第２減圧機構（６）を含む第７配管（Ｊ、Ｋ）と、
前記第３配管（Ｄ、Ｅ、Ｆ）のうち前記第１熱交換器（２）の出口側と前記第３逆止機構（８）との間の逆止上流側分岐部分（Ｙ）から分岐して、前記第２配管（Ｂ、Ｃ）のうち前記切換機構（５）と前記第２逆止機構（７）との間の合流分岐部分（Ｘ）まで延びており、前記合流分岐部分（Ｘ）側に向かう冷媒流れのみを許容する第４逆止機構（９）を含む第８配管（Ｌ）と、
を有している、
請求項６に記載の冷凍装置（１００、４００、５００）。
【請求項８】
前記第１熱交換器は室外熱交換器（２）であり、前記第２熱交換器は室内熱交換器（４）である、
請求項１から７のいずれか１項に記載の冷凍装置（１００、４００、５００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１（特開平７−１９０５２８号公報）に記載されているように、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことができる冷凍装置において、冷房運転時においても暖房運転時においても熱交換器に対する冷媒流入方向が同じになるように逆止弁を有するブリッジ回路を設けた冷媒回路が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の特許文献１（特開平７−１９０５２８号公報）に記載されているような冷凍装置では、熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する場合の流入冷媒の状態は気液二相状態となっており、熱交換器が冷媒の凝縮器として機能する場合の流入冷媒の状態はガス状態となっている。このため、気液二相状態で熱交換器に流入させる場合には、熱交換器に流入する冷媒の状態を均等にすることが難しく、液成分が多い領域とガス成分が多い領域とに偏ってしまうおそれがある。
【０００４】
本発明の課題は、熱交換器に対して同一方向から流入する冷媒の状態が異なる場合であっても偏流を抑制することが可能な冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明の冷凍装置は、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、第１熱交換器、第２熱交換器、冷媒回路、および、流体流し部を備えている。冷媒回路は、第１運転と第２運転とを切り換えることが可能な切換機構を有している。第１運転では、第１熱交換器を冷媒の放熱器として機能させつつ、第２熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる。第２運転では、第１熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させつつ、第２熱交換器を冷媒の放熱器として機能させる。冷媒回路は、第１運転時に第１熱交換器に流れる冷媒の向きと、第２運転時に第１熱交換器に流れる冷媒の向きと、が同じになるように設けられている。流体流し部は、第１運転時および第２運転時において第１熱交換器を流れる冷媒流れ方向に対向する向きに流体を流す。第１熱交換器は、熱交換器本体と、ヘッダと、分流器とを有している。熱交換器本体は、複数の熱交換流路を含んでいる。ヘッダは、第１運転時に、複数の熱交換流路に向けて冷媒を分配して送ることができる。分流器は、第２運転時に、複数の熱交換流路に向けて液ガス混合状態の冷媒を分配して送ることができる。
【０００６】
この冷凍装置は、第１運転時だけでなく第２運転時においても、第１熱交換器において、冷媒の流れる向きと流体が流れる向きとを対向させることができるため、第１熱交換器の性能を向上させることが可能になる。そして、第１熱交換器に対して同一方向から流入する冷媒の状態が第１運転時と第２運転時とで異なる場合であっても、液ガス混合状態の冷媒の隔たりを少なくして第１熱交換器に流入する冷媒の偏流を小さく抑えることが可能になる。
【０００７】
第２発明の冷凍装置は、第１発明の冷凍装置において、ヘッダは、複数の熱交換流路に向けて延びている複数の連絡管を有している。分流器は、複数の熱交換流路に向けて延びている複数の流量調節流路を有している。流量調節流路の内径は、連絡管の内径よりも小さい。
【０００８】
この冷凍装置は、第２運転時に第１熱交換器に送る冷媒が気液二相状態であったとしても、流量調節流路の内径が連絡管の内径よりも小さいため、偏流をより効果的に低減させることが可能になる。
【０００９】
第３発明の冷凍装置は、第２発明の冷凍装置において、複数の流量調節流路は、複数の連絡管の途中にそれぞれ接続されている。
【００１０】
この冷凍装置は、簡易な構造によって偏流を抑制させることが可能になる。
【００１１】
第４発明の冷凍装置は、第２発明または第３発明のいずれかの冷凍装置において、複数の連絡管は、複数の熱交換流路の最下端以上の高さ位置に配置されている。
【００１２】
この冷凍装置は、液状態の冷媒がヘッダの内部に溜まってしまうことを抑制させることが可能になる。
【００１３】
第５発明の冷凍装置は、第４発明の冷凍装置において、冷媒逃がし回路をさらに備えている。ヘッダは、複数の連絡管の入口側同士を接続する共通部分を有している。冷媒逃がし回路は、共通部分の下端から水平もしくは下方に向けて延びており冷媒回路の少なくとも一部に接続されている。
【００１４】
この冷凍装置は、ヘッダの共通部分に冷媒が溜まりそうな状況が生じても、冷媒逃がし回路を用いて冷媒の滞留を回避させることが可能になる。
【００１５】
第６発明の冷凍装置は、第１発明から第５発明のいずれかの冷凍装置において、冷媒回路は、第２運転時に分流器に向けて流れる冷媒を減圧させることが可能な第２減圧機構を有している。
【００１６】
この冷凍装置は、第２減圧機構によって冷媒が気液二相状態に分けられる場合であっても、第２運転時における第１熱交換器内の偏流を抑制させることが可能となる。
【００１７】
第７発明の冷凍装置は、第６発明の冷凍装置において、第１減圧機構と、冷媒を圧縮させる圧縮機構と、をさらに備えている。冷媒回路は、第１配管〜第８配管、第２逆止機構および第３逆止機構を有している。第１配管は、圧縮機構から切換機構まで延びている。第２配管は、切換機構から第１熱交換器の入口側まで延びている。第２逆止機構は、第２配管に設けられ、切換機構から第１熱交換器の入口側に向かう冷媒流れのみを許容する。第３配管は、第１熱交換器の出口側から第１減圧機構まで延びている。第３逆止機構は、第３配管に設けられ、第１熱交換器の出口側から第１減圧機構に向かう冷媒流れのみを許容する。第４配管は、第１減圧機構から第２熱交換器まで延びている。第５配管は、第２熱交換器から切換機構まで延びている。第６配管は、切換機構から圧縮機構まで延びている。第７配管は、第３配管のうち第３逆止機構と第１減圧機構との間の逆止下流側分岐部分から分岐して、第１熱交換器の入口側まで延びており、第２減圧機構を含んでいる。第８配管は、第３配管のうち第１熱交換器の出口側と第３逆止機構との間の逆止上流側分岐部分から分岐して、第２配管のうち切換機構と第２逆止機構との間の合流分岐部分まで延びており、合流分岐部分側に向かう冷媒流れのみを許容する第４逆止機構を含んでいる。
【００１８】
この冷凍装置は、簡易な冷媒回路によって第１熱交換器における冷媒流れ方向を第１運転と第２運転とで共通化させることが可能になる。
【００１９】
第８発明の冷凍装置は、第１発明から第７発明のいずれかの冷凍装置において、第１熱交換器は室外熱交換器であり、第２熱交換器は室内熱交換器である。
【００２０】
この冷凍装置は、第１熱交換器を流れる冷媒流れ方向が第１運転と第２運転とで共通化されている場合においても、室外熱交換器を流れる冷媒を暖めた流体の温度もしくは室外熱交換器を流れる冷媒を冷やした流体の温度について自由度がある場合には、第１熱交換器の出口を通過する冷媒温度の調節が容易になる。例えば、室内熱交換器については、吹き出し温度が設定温度等に制限されている場合があるが、室外熱交換器はそのような制限がない場合には、第１熱交換器としての室外熱交換器の出口を通過する冷媒温度の調節が容易になる。
【発明の効果】
【００２１】
第１発明の冷凍装置では、第１熱交換器の性能を向上させつつ、第１熱交換器に流入する冷媒の偏流を小さく抑えることが可能になる。
【００２２】
第２発明の冷凍装置では、偏流をより効果的に低減させることが可能になる。
【００２３】
第３発明の冷凍装置では、簡易な構造によって偏流を抑制させることが可能になる。
【００２４】
第４発明の冷凍装置では、液状態の冷媒がヘッダの内部に溜まってしまうことを抑制させることが可能になる。
【００２５】
第５発明の冷凍装置では、ヘッダにおける冷媒の滞留を回避させることが可能になる。
【００２６】
第６発明の冷凍装置では、減圧機構によって冷媒が気液二相状態に分けられる場合であっても、第２運転時における第１熱交換器内の偏流を抑制させることが可能となる。
【００２７】
第７発明の冷凍装置では、簡易な冷媒回路によって第１熱交換器における冷媒流れ方向を第１運転と第２運転とで共通化させることが可能になる。
【００２８】
第８発明の冷凍装置では、第１熱交換器の出口を通過する冷媒温度の調節が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の冷房運転状態を示す冷媒回路の概略図である。
【図２】室外熱交換器の要部拡大概略構成図である。
【図３】冷房運転時の室外熱交換器における対向流による冷媒冷却を示す図である。
【図４】空気調和装置の暖房運転状態を示す冷媒回路の概略図である。
【図５】暖房運転時の室外熱交換器における対向流による冷媒加熱を示す図である。
【図６】他の実施形態（Ａ）にかかる室外熱交換器の要部拡大概略構成図である。
【図７】他の実施形態（Ｂ）にかかる室外熱交換器の要部拡大概略構成図である。
【図８】他の実施形態（Ｃ）にかかる冷媒回路の概略図である。
【図９】他の実施形態（Ｃ）にかかる室外熱交換器の要部拡大概略構成図である。
【図１０】他の実施形態（Ｄ）にかかる冷媒回路の概略図である。
【図１１】従来のヘッダの構成を示す図である。
【図１２】従来の室外熱交換器における並行流による冷媒冷却を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜１＞
＜１−１＞空気調和装置の概略構成
図１に、本発明の一実施形態が採用された空気調和装置１００およびその冷媒回路１０の概略構成図を示す。なお、この図１に示された冷媒回路１０は、冷房運転時の状態を示している。
【００３１】
空気調和装置１００は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことが可能な冷媒回路１０と、室外ファン１２、室外ファンモータ１２ｍ、室内ファン１４および室内ファンモータ１４ｍを備えている。
【００３２】
冷媒回路１０は、圧縮機１、室内熱交換器２、室内膨張弁３、室外熱交換器４、四路切換弁５、室外膨張弁６、暖房時第２逆止弁７、暖房時第１逆止弁８、冷房時逆止弁９および冷媒配管Ａ〜Ｌ等を有している。
【００３３】
圧縮機１の吐出側は、冷媒配管Ａを介して、四路切換弁５のポートの１つに接続されている。また、四路切換弁５のポートの１つは、冷媒配管Ｂを介して分岐点Ｘに接続されている。分岐点Ｘは、冷媒配管Ｃを介して室外熱交換器２の一部に接続されている。冷媒配管Ｃは、分岐点Ｘから室外熱交換器２の一部に向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁７が設けられている。室外熱交換器２の他の部分は、冷媒配管Ｄを介して、分岐点Ｙに接続されている。分岐点Ｙは、冷媒配管Ｅを介して分岐点Ｚに接続されている。冷媒配管Ｅには、分岐点Ｙから分岐点Ｚに向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁８が設けられている。分岐点Ｚは、冷媒配管Ｆを介して、室内膨張弁３に接続されている。室内膨張弁３は、冷媒配管Ｇを介して室内熱交換器４の一部に接続されている。室内熱交換器４の他の部分は、冷媒配管Ｈを介して四路切換弁５のポートの１つに接続されている。四路切換弁５のポートの１つは、冷媒配管Ｉを介して圧縮機１の吸入側に接続されている。
【００３４】
分岐点Ｘは、冷媒配管Ｌを介して分岐点Ｙと接続されている。冷媒配管Ｌは、分岐点Ｙから分岐点Ｘに向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁９が設けられている。
【００３５】
分岐点Ｚは、冷媒配管Ｊを介して室外膨張弁６と接続されている。室外膨張弁６は、冷媒配管Ｋを介して分流器６１と接続されている。分流器６１からは、キャピラリチューブ６２が、室外熱交換器２の冷媒配管Ｃ側まで延びている。
【００３６】
＜１−２＞室外熱交換器周辺の概略構成
図２は、室外熱交換器２、分流器６１およびキャピラリチューブ６２ａ〜ｅ等の配置関係を示す概略構成図である。
【００３７】
室外熱交換器２は、室外熱交換器本体２５、ヘッダ２１を有している。室外熱交換器本体２５は、分流された冷媒をそれぞれ通過させるための複数の熱交換流路２５ａ〜ｅを有している。ヘッダ２１は、共通部分２２と複数の連絡管２３ａ〜ｅを有している。共通部分２２には、冷媒配管Ｃを介して冷媒が流入する。複数の連絡管２３ａ〜ｅは、それぞれ共通部分２２の各所から、室外熱交換器本体２５まで延びている。複数の連絡管２３ａ〜ｅのそれぞれは、共通部分と、複数の熱交換流路２５ａ〜ｅのそれぞれを、各々が接続している。このヘッダ２１は、複数の熱交換流路２５ａ〜ｅの最下端以上の高さ位置に配置されている。具体的には、ヘッダ２１の複数の連絡管２３ａ〜ｅのうちの最下端である連絡管２３ａの下端部分は、複数の熱交換流路２５ａ〜ｅのうちの最下端である熱交換流路２５ａの下端部分の高さ位置以上の高さに配置されている。なお、連絡管２３ａ〜ｅのうちの最下端のものは、共通部分２２の下端から下方に伸びるようにして設けられている。
【００３８】
分流器６１は、冷媒配管Ｋを介して流れてきた冷媒を分流して、キャピラリチューブ６２ａ〜ｅに送る。キャピラリチューブ６２ａ〜ｅは、それぞれ、分流器６１からヘッダ２１の複数の連絡管２３ａ〜ｅの途中を接続している。なお、キャピラリチューブ６２ａ〜ｅの各内径は、ヘッダ２１の連絡管２３ａ〜ｅの各内径よりも小さくなっている。
【００３９】
なお、室外熱交換器２から延びる冷媒配管Ｄは、室外熱交換器本体２５の複数の熱交換流路２５ａ〜ｅのうちの最上端よりも高く配置されている部分を有している。これは、後述するように、冷媒回路１０が暖房運転される場合には、室外熱交換器２は冷媒の加熱器として機能するが、冷媒や運転状況によっては冷媒の蒸発器として機能する。そして、室外熱交換器２から流れ出る冷媒は、主としてガス状態となって冷媒配管Ｄ、冷媒配管Ｌ、冷媒配管Ｂ、冷媒配管Ｉを通過して圧縮機１に吸入されることになる。このように、本実施形態の冷媒回路１０では、従来の冷媒回路と異なり、室外熱交換器２の冷媒配管Ｄ側は液状態の冷媒だけでなくガス状態の冷媒も通過しうるため、従来の冷媒回路のように室外熱交換器２のガス冷媒出口側だけを高く位置づけるだけでは、暖房運転時に蒸発しきれなかった液状態冷媒が圧縮機１まで到達して液圧縮が生じるおそれがある。これに対して、本実施形態の冷媒回路１０では、冷媒配管Ｄには複数の熱交換流路２５ａ〜ｅのうちの最上端よりも高く配置されている部分が設けられているため、暖房運転時においてガス冷媒を通じる場合においても、圧縮機１での液圧縮の発生を抑制できている。
【００４０】
＜１−３＞冷房運転
冷媒回路１０が冷房運転を行う場合には、四路切換弁５が冷媒配管Ａと冷媒配管Ｂとを接続して冷媒配管Ｈと冷媒配管Ｉとを接続し、室外膨張弁６を全閉状態にする。これにより、室外熱交換器２は冷媒の放熱器として機能して冷媒を凝縮等させ、室内熱交換器４は冷媒の加熱器として機能して冷媒を蒸発等させる。
【００４１】
冷房運転では、圧縮機１から吐出された冷媒は、図１の点線部分では流れずに実線部分を流れ、冷媒配管Ａ、四路切換弁５、冷媒配管Ｂ、分岐点Ｘ、冷媒配管Ｃ、室外熱交換器２、冷媒配管Ｄ、分岐点Ｙ、冷媒配管Ｅ、分岐点Ｚ、冷媒配管Ｆ、室内膨張弁３、冷媒配管Ｇ、室内熱交換器４、冷媒配管Ｈ、四路切換弁５、冷媒配管Ｉの順に流れ、圧縮機１に吸入される。
【００４２】
冷媒の状態については、圧縮機１をガス状態で吐出され、室外熱交換器２において凝縮された後、液状態の冷媒が室内膨張弁３において減圧されて気液二相状態となり、室内熱交換器４で蒸発された後、ガス状態の冷媒が圧縮機１に吸入される。
【００４３】
このように流れるのは、分岐点Ｘから冷媒配管Ｌに向かおうとする冷媒流れが逆止弁９で遮られ、室外膨張弁６が全閉されていることから冷媒配管Ｊおよび冷媒配管Ｋに冷媒が流れないためである。
【００４４】
ここでは、冷房運転が行われている状態において、室外熱交換器２に流れる冷媒の向きと、室外熱交換器２に対して室外ファン１２から送られる空気流れとは、概ね対向している。このような対向流における室外熱交換器２での冷媒の温度変化と、室外熱交換器２に送られる空気の温度変化との関係を図３のグラフに示す。このような対向流形式の熱交換によって、室外熱交換器２を通過する冷媒をより効率的に冷却させることができている。運転条件が所定条件を満たせば、室外ファン１２から送られて室外熱交換器２を通過した空気流れの温度よりも、より低い温度まで冷媒を冷却させることも可能になる。
【００４５】
＜１−４＞暖房運転
冷媒回路１０が冷房運転を行う場合には、四路切換弁５が冷媒配管Ａと冷媒配管Ｈとを接続して冷媒配管Ｂと冷媒配管Ｉとを接続し、室外膨張弁６を開きつつ開度調節制御を行う。これにより、室内熱交換器４は冷媒の放熱器として機能して冷媒を凝縮等させ、室外熱交換器２は冷媒の加熱器として機能して冷媒を蒸発等させる。
【００４６】
暖房運転では、圧縮機１から吐出された冷媒は、図４の点線部分では流れずに実線部分を流れ、冷媒配管Ａ、四路切換弁５、冷媒配管Ｈ、室内熱交換器４、冷媒配管Ｇ、室内膨張弁３、冷媒配管Ｆ、分岐点Ｚ、冷媒配管Ｊ、室外膨張弁６、冷媒配管Ｋ、分流器６１、複数のキャピラリチューブ６２、室外熱交換器２、冷媒配管Ｄ、分岐点Ｙ、冷媒配管Ｌ、分岐点Ｘ、冷媒配管Ｂ、四路切換弁５、冷媒配管Ｉの順に流れ、圧縮機１に吸入される。
【００４７】
冷媒の状態については、圧縮機１をガス状態で吐出され、室内熱交換器４において凝縮された後、全開状態に制御されている室内膨張弁３を通過し、液状態の冷媒が室外膨張弁６において減圧されることで気液二相状態となり、室外熱交換器２で蒸発された後、ガス状態の冷媒が圧縮機１に吸入される。
【００４８】
このように流れるのは、次の機能による。すなわち、分岐点Ｚから冷媒配管Ｅに向かおうとする冷媒流れが逆止弁８で遮られる。そして、室外膨張弁６が開かれていることから、冷媒配管Ｊおよび冷媒配管Ｋに冷媒が流れる。ここで、室外熱交換器２から冷媒配管Ｃに向かおうとする冷媒流れが逆止弁７で遮られる。冷媒配管Ｄから分岐点Ｙを介して冷媒配管Ｅおよび分岐点Ｚ側に向かおうとする冷媒流れは、冷媒圧力が高くなる方向には冷媒が流れることができないため、流れが遮られ、分岐点Ｙから冷媒配管Ｌに向けて流れる。分岐点Ｘから冷媒配管Ｃ側に向けて流れようとする冷媒も同様に、冷媒圧力が高くなる方向には冷媒が流れることができないため、流れが遮られ、分岐点Ｘから冷媒配管Ｂに向けてながれる。このようにして、暖房運転の冷媒流れが実現される。
【００４９】
ここでは、暖房運転が行われている状態において、室外熱交換器２に流れる冷媒の向きと、室外熱交換器２に対して室外ファン１２から送られる空気流れとは、上記冷房運転時と同様に、概ね対向している。このような対向流における室外熱交換器２での冷媒の温度変化と、室外熱交換器２に送られる空気の温度変化との関係を図５のグラフに示す。このような対向流形式の熱交換によって、室外熱交換器２を通過する冷媒をより効率的に加熱させることができている。運転条件が所定条件を満たせば、室外ファン１２から送られて室外熱交換器２を通過した空気流れの温度よりも、より高い温度まで冷媒を加熱させることも可能になる。
【００５０】
＜１−５＞本実施形態の特徴
（１）
従来の冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことができる空気調和装置では、室外熱交換器を流れる冷媒の向きは、冷房運転時と暖房運転時とで異なっている。このため、暖房運転もしくは冷房運転の少なくともいずれかで、室外熱交換器を流れる冷媒の向きと室外熱交換器に送られる空気流れの向きとが、対向流ではなくて、並行流となる。このように、並行流となる場合には、図１１に示すように、室外熱交換器の性能を良好にすることができない。
【００５１】
これに対して、本実施形態の空気調和装置１００の冷媒回路１０では、室外熱交換器２を流れる冷媒と、室外熱交換器２に送られる空気流れ方向とが、冷房運転時においても暖房運転時においても、いずれも対向流とさせることができる。これにより、冷房運転時においても暖房運転時においても、いずれの運転時においても室外熱交換器２の能力を良好にすることができる。
【００５２】
そして、本実施形態の空気調和装置１００の冷媒回路１０では、室外熱交換器２に流入させる冷媒を、冷房運転時においては、ガス冷媒をヘッダ２１の共通部分２２から連絡管２３ａ〜ｅに送る際に分流することができる。また、暖房運転時においては、分流器６１で分流した気液二相状態の冷媒を連絡管２３ａ〜ｅよりも内径が細いキャピラリチューブ６２ａ〜ｅを介して偏流を抑えながら各連絡管２３ａ〜ｅのそれぞれに送ることができる。このため、冷房運転においても暖房運転においても室外熱交換器２における対向流が実現される回路であっても、室外熱交換器２に流入する冷媒の偏流を、冷房運転および暖房運転のいずれにおいても抑制させることができている。
【００５３】
さらに、室外熱交換器２の冷媒配管Ｄ側の出口側において、従来のような分流器やキャピラリチューブが設けられていないため、暖房運転時に冷媒配管Ｄ側をガス冷媒が通過させた場合であっても、大きな圧力損失を受けることなく運転することができる。
【００５４】
（２）
従来のヘッダ９２１は、例えば、図１２に示すように、共通部分９２２、複数の連絡管９２３ａ〜ｌを有している。そして、このようなヘッダ９２１に、本実施形態の冷媒回路１０を適用しようとすると、暖房運転時には、キャピラリチューブを介して最下端の連絡管９２３ａに気液二相状態の冷媒が流れ込み、共通部分９２２の下端部９２１ｘに液冷媒が溜まり込んでしまうおそれがある。
【００５５】
これに対して、本実施形態の空気調和装置１００の冷媒回路１０では、室外熱交換器２のヘッダ２１の共通部分２２の最下端からさらに下方に向けて連絡管２３ａが延びている。このため、暖房運転時に、キャピラリチューブ６２ａを介して気液二相状態の冷媒が連絡管２３ａに流入したとしても、共通部分２２内に液冷媒が溜まることを回避させることができている。
【００５６】
＜２＞他の実施形態
（Ａ）
上記実施形態では、ヘッダ２１の共通部分２２から下方に伸びた連絡管２３ａが採用されている場合を例に挙げて説明した。
【００５７】
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図６に示す室外熱交換器２０２の連絡管２２３ａのように、共通部分２２の下端から室外熱交換器本体２５側に近づくにつれて下方に向かうようにして傾斜した構造としてもよい。これにより、暖房運転時に、キャピラリチューブ６２ａを介して連絡管２２３ａに流入した液冷媒が、共通部分２２に溜まり込むことをより確実に抑えることができる。
【００５８】
（Ｂ）
上記実施形態では、ヘッダ２１の共通部分２２から下方に伸びた連絡管２３ａが採用されている場合を例に挙げて説明した。
【００５９】
しかし、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、図７に示す室外熱交換器３０２の連絡管３２３ａのように、連絡管３２３ａの下端と、共通部分２２の下端と、複数の熱交換流路２５ａ〜ｅのうちの最下端と、が水平方向（もしくは略水平方向）に並んで配置された構造としてもよい。この場合であっても、連絡管３２３ａや共通部分２２に冷媒が流れ込んだとしても、熱交換流路２５ａ〜ｅに向けて抵抗なく送り出すことができるため、共通部分２２に溜まり込むことをより確実に抑えることができる。
【００６０】
（Ｃ）
上記実施形態では、ヘッダ２１の共通部分２２に流入した冷媒の全てを室外熱交換器本体２５側に送る冷媒回路１０を例に挙げて説明した。
【００６１】
しかし、本発明は、これに限られるものではなく、図８、図９に示すように、室外熱交換器４０２のヘッダ２１の共通部分２２の下端Ｐから下方もしくは水平方向に向けて延びた後、他の部分に接続される冷媒逃がし回路Ｐｘを有する冷媒回路４１０を備えた空気調和装置４００としてもよい。この冷媒逃がし回路Ｐｘの接続先は、例えば、図８に示すように、冷媒配管Ｃとすることができる。
【００６２】
この場合には、図９に示すように、室外熱交換器４０２の連絡管４２３ａが熱交換器本体２５側に向かうにつれて下方に傾斜させる構造を採用する等して、暖房運転時にキャピラリチューブ６２ａから流れてきた気液二相冷媒をより確実に熱交換器本体２５に流入させることが好ましい。
【００６３】
なお、冷媒の意図しないバイパス流れを抑制させるためには、共通部分２２の下端Ｐから延びる冷媒逃がし回路Ｐｘは、連絡管４２３ａ等よりも内径が細いことが好ましい。
【００６４】
（Ｄ）
上記実施形態では、室内熱交換器４と室外熱交換器２とが一対一に設けられた冷媒回路１０を例に挙げて説明した。
【００６５】
しかし、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、図１０に示すように、室内熱交換器５０４ならびに室内膨張弁５０３がさらに設けられた冷媒回路５１０、室内ファン５１４および室内ファンモータ５１４ｍを備えた空気調和装置５００としてもよい。
【００６６】
この冷媒回路５１０では、冷媒配管Ｆから分岐した冷媒回路Ｓが室内膨張弁５０３まで延びている。冷媒配管Ｔは、室内膨張弁５０３と室内熱交換器５０４とを接続している。冷媒配管Ｕは、室内熱交換器５０４と、冷媒配管Ｈとを接続している。
【００６７】
この冷媒回路５１０では、室内熱交換器４、５０４毎に、それぞれ室内膨張弁３、５０３が設けられているため、いずれかのみを利用する場合や、各室内熱交換器４、５０４をいずれも利用する場合であっても流量に差を設ける場合等、各室内熱交換器４、５０４の能力を調節することが可能になる。
【００６８】
（Ｅ）
上記実施形態では、空気調和装置１００において用いられる冷媒回路１０について例に挙げて説明した。
【００６９】
しかし、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、室外熱交換器２の外側には、空気を流す代わりに、水や他の熱媒体等の流体を流す場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
また、対象空間の空気温度を調節する空気調和装置に限られず、給湯システム等を含めた一般的な冷凍装置として利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の冷凍装置は、熱交換器に対して同一方向から流入する冷媒の状態が異なる場合であっても偏流を抑制することが可能なため、熱交換器に流入させる冷媒の状態が異なるような運転が採用される冷凍装置において特に有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１  圧縮機（圧縮機構）
２  室内熱交換器（第１熱交換器）
３  室内膨張弁（第１減圧機構）
４  室外熱交換器（第２熱交換器）
５  四路切換弁（切換機構）
６  室外膨張弁（第２減圧機構）
７  暖房時第２逆止弁（第２逆止機構）
８  暖房時第１逆止弁（第３逆止機構）
９  冷房時逆止弁（第４逆止機構）
１０  冷媒回路
１２  室外ファン（流体流し部）
１４  室内ファン
２１  ヘッダ
２２  共通部分
２３ａ〜ｅ  複数の連絡管
Ｐｘ  冷媒逃がし回路
２５  室外熱交換器本体（熱交換器本体）
２５ａ〜ｅ  複数の熱交換流路
６１  分流器
６２ａ〜ｅ  複数のキャピラリチューブ（複数の流量調節流路）
１００、５００、６００  空気調和装置（冷凍装置）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７３】
【特許文献１】特開平７−１９０５２８号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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