(57)【要約】【課題】各伝熱管間で発生する熱授受を抑制することができる熱交換器およびそれを備えた空気調和機を提供する。【解決手段】熱交換器２０は、第１熱交換部２１と、第１熱交換部２１と向かい合い、かつ空気の流れにおいて第１熱交換部２１よりも風下に配置された第２熱交換部２２とを備えている。第１熱交換部２１は、第２熱交換部２２が延在する方向に沿って配置された第１熱交換領域２１Ａおよび第２熱交換領域２１Ｂを有している。第２熱交換領域２１Ｂは、第２熱交換部２２が延在する方向に沿って第１熱交換領域２１Ａから分離されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに積層された複数のフィンと、前記複数のフィンを貫通する伝熱管とを有し、前記伝熱管の内部を流れる冷媒と前記伝熱管の外部を流れる空気とを熱交換させることにより前記冷媒を凝縮させる熱交換器であって、
第１熱交換部と、
前記第１熱交換部と向かい合い、かつ前記空気の流れにおいて前記第１熱交換部よりも風下に配置された第２熱交換部とを備え、
前記第２熱交換部は、第１端と第２端とを有し、かつ前記第１端から前記第２端まで連続して延在しており、
前記第１熱交換部は、前記第２熱交換部が延在する方向に沿って配置された第１熱交換領域および第２熱交換領域を有し、
前記第２熱交換領域は、前記第２熱交換部が延在する方向に沿って前記第１熱交換領域から分離されている、熱交換器。
【請求項２】
前記第１熱交換部における前記伝熱管のパス数は、前記第２熱交換部における前記伝熱管のパス数よりも少ない、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１熱交換部において前記伝熱管は、第１伝熱管部と、前記第１伝熱管部に隣り合う第２伝熱管部を有し、
前記第１伝熱管部および前記第２伝熱管部の各々は、前記第２熱交換部が延在する方向に沿って折り返すように前記第１熱交換部を複数回通過しており、
前記第１熱交換部の入口および出口において、前記第１伝熱管部の前記第１熱交換領域および前記第２熱交換領域のいずれかを通過する回数は、前記第２伝熱管部の前記第１熱交換領域および前記第２熱交換領域のいずれかを通過する回数と同じである、請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１熱交換部は、前記第２熱交換部が延在する方向に沿って配置された第３熱交換領域および第４熱交換領域を有し、
前記第４熱交換領域は、前記第２熱交換部が延在する方向に沿って前記第３熱交換領域から分離されており、
前記第３熱交換領域および前記第４熱交換領域の各々は、前記第２熱交換部が延在する方向に沿って前記第１熱交換領域および前記第２熱交換領域の各々からそれぞれ分離されており、
前記第１熱交換部の中間で前記第１伝熱管部と前記第２伝熱管部とが隣り合う箇所において、前記第１伝熱管部の前記第１熱交換領域、前記第２熱交換領域、前記第３熱交換領域および前記第４熱交換領域のいずれかを通過する回数は、前記第２伝熱管部の前記第１熱交換領域、前記第２熱交換領域、前記第３熱交換領域および前記第４熱交換領域のいずれかを通過する回数と同じである、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器と、
前記熱交換器に送風する送風機とを備えた空気調和機。
【請求項６】
前記第１熱交換部および前記第２熱交換部は、前記送風機の四方に配置されている、請求項５に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器および空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機などにおいて、送風機（ファン）により供給される空気の流れ中に配置された複数のフィンおよび伝熱管を備えた熱交換器が用いられている。複数のフィンは互いに積み重ねられている。伝熱管は複数のフィンを貫通している。この熱交換器を備えた空気調和機は、例えば特開２０１１−１２２８１９号公報（特許文献１）に記載されている。この公報に記載された空気調和機は、天井に埋め込まれた状態で４方向に吹き出し可能な４方向天井カセット形の空気調和機である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２２８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記公報に記載された空気調和機では、熱交換器の積幅が長い。この積幅とは複数のフィンが積み重ねられた方向における熱交換器の長さである。熱交換器の積幅が長いと、熱交換器において冷媒が液単相となる液単相部の入口と出口とで伝熱管に温度差が生じ易い。液単相部の入口と出口とで伝熱管に温度差が生じると、液単相部の入口と出口とで伝熱管を流れる冷媒同士での熱授受量が増える。そのため、熱交換器の性能を十分に発揮できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液単相部の入口と出口とで伝熱管を流れる冷媒同士で発生する熱授受を抑制することができる熱交換器およびそれを備えた空気調和機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る熱交換器は、互いに積層された複数のフィンと、複数のフィンを貫通する伝熱管とを有し、伝熱管の内部を流れる冷媒と伝熱管の外部を流れる空気とを熱交換させることにより冷媒を凝縮させるものである。熱交換器は、第１熱交換部と、第１熱交換部と向かい合い、かつ空気の流れにおいて第１熱交換部よりも風下に配置された第２熱交換部とを備えている。第２熱交換部は、第１端と第２端とを有し、かつ第１端から第２端まで連続して延在している。第１熱交換部は、第２熱交換部が延在する方向に沿って配置された第１熱交換領域および第２熱交換領域を有している。第２熱交換領域は、第２熱交換部が延在する方向に沿って第１熱交換領域から分離されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の熱交換器によれば、第１熱交換部では第２熱交換領域は第２熱交換部が延在する方向に沿って第１熱交換領域から分離されている。このため、液単相部の入口と出口とで伝熱管を流れる冷媒同士で発生する熱授受を抑制することができる。したがって、熱交換器の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の冷房運転における冷凍サイクルを概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の暖房運転における冷凍サイクルを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の構成を概略的に示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の構成を概略的に示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る熱交換器のパスを概略的に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第１熱交換部を概略的に示す展開図である。
【図７】比較例に係る熱交換器の構成を概略的に示す平面図である。
【図８】比較例に係る熱交換器の構成を概略的に示す斜視図である。
【図９】比較例に係る熱交換器のパスを概略的に示す図である。
【図１０】比較例に係る熱交換器の第１熱交換部を概略的に示す展開図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第１熱交換部を概略的に示す展開図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る熱交換器の構成を概略的に示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る熱交換器の第１熱交換部を概略的に示す展開図である。
【図１４】本発明の実施の形態３の変形例に係る熱交換器の第１熱交換部を概略的に示す展開図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る空気調和機の室内機が天井に据え付けられた状態を概略的に示す斜視図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
実施の形態１．
図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る空気調和機１００の構成について説明する。図１は本実施の形態に係る空気調和機１００の構成を示す概略図である。また図１は本実施の形態に係る空気調和機１００の冷房運転における冷凍サイクルの概略図である。
【００１０】
図１に示されるように、空気調和機１００は、圧縮機１、室外機熱交換器２、膨張弁３、室内機熱交換器４、四方弁５、室外機用ファン６、室内機用ファン７および配管８を有している。圧縮機１、室外機熱交換器２、膨張弁３、室内機熱交換器４および四方弁５が配管８を介して連通されている。これにより、冷媒が圧縮機１、室外機熱交換器２、膨張弁３、室内機熱交換器４および四方弁５を循環する冷凍サイクルが構成される。
【００１１】
圧縮機１、室外機熱交換器２、膨張弁３、四方弁５および室外機用ファン６は室外機９内に配置されている。室内機熱交換器４および室内機用ファン７は室内機１０内に配置されている。空気調和機１００の一連の動作は図示しない制御装置によって制御される。
【００１２】
圧縮機１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するように構成されている。圧縮機１は、回転数を可変に制御可能に構成されている。具体的には、圧縮機１は、圧縮容量が可変のインバーター圧縮機であってもよい。このインバーター圧縮機では、制御装置からの指示に基づいて駆動周波数が変更されることにより、回転数が調整される。これにより、圧縮容量が変化する。また、圧縮機１は、圧縮容量が一定の一定速圧縮機であってもよい。
【００１３】
四方弁５は、圧縮機１と、室外機熱交換器２と、室内機熱交換器４とに接続されている。四方弁５は、圧縮機１から吐出された冷媒を室外機熱交換器２または室内機熱交換器４に切り替えて流すように構成されている。
【００１４】
室外機熱交換器２は、膨張弁３と、四方弁５とに接続されている。室外機熱交換器２は、冷媒と室外の空気との間で熱交換を行うためのものである。室外機熱交換器２は、冷房運転時には圧縮機１により圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器となる。室外機熱交換器２は、暖房運転時には膨張弁３により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器となる。
【００１５】
膨張弁３は、室外機熱交換器２と、室内機熱交換器４とに接続されている。膨張弁３は、冷房運転時には室外機熱交換器２により凝縮された冷媒を減圧する絞り装置となる。膨張弁３は、暖房運転時には室内機熱交換器４により凝縮された冷媒を減圧する絞り装置となる。膨張弁３は、たとえば電子膨張弁、キャピラリーチューブなどであってもよい。
【００１６】
室内機熱交換器４は、四方弁５と、膨張弁３とに接続されている。室内機熱交換器４は、冷媒と室内の空気との間で熱交換を行うためのものである。室内機熱交換器４は、冷房運転時には膨張弁３により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器となる。室内機熱交換器４は、暖房運転時には圧縮機１により圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器となる。
【００１７】
室外機用ファン６は、室外機熱交換器２に空気を流すためのものである。室外機用ファン６は、風を発生させる羽根と、羽根を回転させるファンモータとを有している。室内機用ファン７は、室内機熱交換器４に空気を流すためのものである。風を発生させる羽根と、羽根を回転させるファンモータとを有している。
【００１８】
室外機熱交換器２および室内機熱交換器４の各々は、室外機用ファン６および室内機用ファン７の各々から供給された空気と冷媒とを熱交換させるための複数のフィンＦＩおよび伝熱管ＰＩ（図３および図３参照）を有している。複数のフィンＦＩは伝熱管ＰＩの直線部分の外側に取り付けられている。伝熱管ＰＩは冷媒が内側を流れるように構成されている。伝熱管ＰＩは、複数のフィンＦＩを貫通している。
【００１９】
次に、図１および図２を参照して、本実施の形態に係る空気調和機１００の動作について説明する。図１を参照して空気調和機１００の冷房運転時の動作について説明する。冷房運転時には、空気調和機１００は、図１に示される冷媒回路を有している。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、四方弁５を通過し、室外機熱交換器２へ流入する。室外機熱交換器２は凝縮器として機能する。室外機熱交換器２内の冷媒は室外機用ファン６で送風された周囲の室外空気（外気）と熱交換する。このとき放熱によって冷媒は凝縮する。
【００２０】
凝縮した高圧液冷媒は、膨張弁３に流入し、膨張弁３で減圧され低圧の二相冷媒となる。膨張弁３で減圧された二相冷媒は室内機熱交換器４へ流入する。室内機熱交換器４は蒸発器として機能する。室内機熱交換器４内の冷媒は室内機用ファン７で送風された室内空気と熱交換する。室内空気は冷媒によって冷却され、冷媒は低圧ガス冷媒となる。室内機熱交換器４で低圧ガスとなった冷媒は、四方弁５を通過し、圧縮機１に流入し、再度、加圧されて吐出される。
【００２１】
暖房運転時には、空気調和機１００は、図２に示される冷媒回路を有している。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、四方弁５を通過し、室内機熱交換器４へ流入する。室内機熱交換器４は凝縮器として機能する。室内機熱交換器４内の冷媒は室内機用ファン７で送風された周囲の室内空気（内気）と熱交換する。このとき放熱によって冷媒は凝縮し、空気は加熱される。
【００２２】
凝縮した高圧液冷媒は、膨張弁３に流入し、膨張弁３で減圧され低圧の二相冷媒となる。膨張弁３で減圧された二相冷媒は室外機熱交換器２へ流入する。室外機熱交換器２は蒸発器として機能する。室外機熱交換器２内の冷媒は室外機用ファン６で送風された室外空気と熱交換する。冷媒は低圧ガス冷媒となる。室外機熱交換器２で低圧ガスとなった冷媒は、四方弁５を通過し、圧縮機１に流入し、再度、加圧されて吐出される。
【００２３】
次に、図１〜図６を参照して、本実施の形態に係る熱交換器２０の構造について説明する。本実施の形態に係る熱交換器２０が室内機熱交換器４に適用される場合を例に説明する。また、本実施の形態に係る熱交換器２０が業務用空気調和機の室内機１０に用いられる場合を例に説明する。しかしながら、本実施の形態に係る熱交換器２０はこの構造に限定されない。
【００２４】
図３および図４は、業務用４方向天井カセット形の室内機１０を示している。図３および図４に示されるように、室内機１０は、室内機熱交換器４としての熱交換器２０と、室内機用ファン７としての送風機３０と、冷媒の出入口（ガス側および液側）を構成するガス管および液管とを有している。送風機３０は、室内機１０の中心に設置されている。熱交換器２０は、送風機３０を囲むように配置されている。送風機３０は、熱交換器２０に送風するように構成されている。送風機３０は、熱交換器２０に対して四方に送風可能に構成されている。つまり、送風機３０は、図３中白抜き矢印で示すように、４方向に送風可能に構成されている。
【００２５】
熱交換器２０は、互いに積層された複数のフィンＦＩと、複数のフィンＦＩを貫通する伝熱管ＰＩとを有している。熱交換器２０は、伝熱管ＰＩの内部を流れる冷媒と複数の伝熱管ＰＩの外部を流れる空気とを熱交換させることにより冷媒を凝縮させるものである。熱交換器２０は、第１熱交換部２１と、第２熱交換部２２と、第３熱交換部２３と、第４熱交換部２４とを有している。第１熱交換部２１、第２熱交換部２２、第３熱交換部２３および第４熱交換部２４の各々は、複数のフィンＦＩおよび伝熱管ＰＩを有している。複数のフィンＦＩは、第１熱交換部２１、第２熱交換部２２、第３熱交換部２３および第４熱交換部２４の各々で一体化されていてもよく、分離されていてもよい。
【００２６】
第１熱交換部２１、第２熱交換部２２、第３熱交換部２３および第４熱交換部２４の各々は、送風機３０の周囲を取り囲むように配置されている。第１熱交換部２１および第２熱交換部２２は、送風機３０の四方に配置されている。また、第３熱交換部２３および第４熱交換部２４の各々は、送風機３０の四方に配置されている。
【００２７】
第１熱交換部２１、第２熱交換部２２、第３熱交換部２３および第４熱交換部２４の各々は、風上から風下に向かって第１熱交換部２１、第２熱交換部２２、第３熱交換部２３および第４熱交換部２４の順に配置されている。言い換えると、第１熱交換部２１、第２熱交換部２２、第３熱交換部２３および第４熱交換部２４の各々は、第１熱交換部２１、第２熱交換部２２、第３熱交換部２３および第４熱交換部２４の順に送風機３０から離れるように配置されている。
【００２８】
第２熱交換部２２は、第１熱交換部２１と向かい合うように配置されている。第２熱交換部２２は、送風機３０から供給される空気の流れにおいて第１熱交換部２１よりも風下に配置されている。第２熱交換部２２は、第１端と第２端とを有している。第２熱交換部２２は、第１端から第２端まで連続して延在している。第１熱交換部２１は、第２熱交換部２２が延在する方向に沿って配置された第１熱交換領域２１Ａおよび第２熱交換領域２１Ｂを有している。第２熱交換領域２１Ｂは、第２熱交換部２２が延在する方向に沿って第１熱交換領域２１Ａから分離されている。
【００２９】
第１熱交換領域２１Ａと第２熱交換領域２１Ｂとは第２熱交換部２２から分岐している。つまり、第１熱交換領域２１Ａと第２熱交換領域２１Ｂとは第２熱交換部２２に対して並列に接続されている。本実施の形態では、第１熱交換領域２１Ａと第２熱交換領域２１Ｂとは送風機３０を挟んで配置されている。第１熱交換領域２１Ａおよび第２熱交換領域２１Ｂの各々はＬ字状に構成されている。
【００３０】
第３熱交換部２３は、第２熱交換部２２と向かい合うように配置されている。第３熱交換部２３は、送風機３０から供給される空気の流れにおいて第２熱交換部２２よりも風下に配置されている。第４熱交換部２４は、第３熱交換部２３と向かい合うように配置されている。第４熱交換部２４は、送風機３０から供給される空気の流れにおいて第３熱交換部２３よりも風下に配置されている。
【００３１】
図４および図５を参照して、第１熱交換部２１における伝熱管ＰＩのパス数は、第２熱交換部２２における伝熱管ＰＩのパス数よりも少ない。このパス数は、冷媒流路の数である。つまり、このパス数は、互いに平行に冷媒を流す複数の冷媒流路の数である。本実施の形態では、第１熱交換部２１のパス数は４つであり、第２熱交換部２２のパス数は８つである。つまり、第２熱交換部２２の８つの伝熱パスは第１熱交換部２１の４つの伝熱パスに合流している。
【００３２】
続いて、本実施の形態に係る熱交換器２０のパス配置について、上部４段の伝熱パスを例にさらに詳しく説明する。２列目の第２熱交換部２２のＢ側を抜けた上部４段のうち上２段の伝熱パスは互いに合流し、１列目の第１熱交換部２１のＢ側（第２熱交換領域２１Ｂ）の伝熱パスへと流入する。冷媒が１列目の第１熱交換部２１のＢ側の上部に流入すると、第１熱交換部２１が第１熱交換領域２１Ａと第２熱交換領域２１Ｂとに分割されているため、冷媒は第１熱交換部２１のＡ側（第１熱交換領域２１Ａ）へは移動せず、分割されたＣ側で折り返すこととなる。この際、Ｃ側では１列目の第１熱交換部２１の段方向に伝熱管ＰＩが結合しているため、冷媒は、Ｃ側からＢ側へ折り返し、１列目の第１熱交換部２１のＢ側に流入した一つ下の段から流出する。冷媒は、この動きを繰り返すことで、第１熱交換部２１のＢ側の上部４段のうち最も下段から流出し、液管へと合流する。
【００３３】
２列目の第２熱交換部２２のＢ側を抜けた上部４段のうち下２段の伝熱パスは互いに合流し、１列目の第１熱交換部２１のＡ側の第１熱交換領域２１Ａに流入する。例えば、冷媒が１列目の第１熱交換部２１のＡ側の上部４段の内うち最も下段に流入すると、第１熱交換部２１が第１熱交換領域２１Ａと第２熱交換領域２１Ｂとに分割されているため、冷媒はＢ側へは移動せず、分割されたＣ側で折り返すこととなる。この際、Ｃ側では１列目の第１熱交換部２１の段方向に伝熱管ＰＩが結合しているため、冷媒は、Ｃ側からＡ側へ折り返し、１列目の第１熱交換部２１のＡ側に流入した一つ上の段から流出する。冷媒は、この動きを繰り返すことで、第１熱交換部２１のＡ側の上部４段のうち最も下段から流出し、液管へと合流する。
【００３４】
図６を参照して、本実施の形態では、最も風上側の１列目の第１熱交換部２１が積幅方向に分割されている。つまり、第１熱交換部２１は、Ａ側の第１熱交換領域２１ＡとＢ側の第２熱交換領域２１Ｂの２つに分けられている。これにより、第１熱交換部２１において隣り合う段方向の伝熱管ＰＩごとに生じる温度差を抑制することができる。
【００３５】
次に、本実施の形態の作用効果について比較例と対比して説明する。
図７〜図１０を参照して、比較例の熱交換器の構造について説明する。比較例の熱交換器２０は、主に第１熱交換部２１が一体に構成されており、第１熱交換領域および第２熱交換領域に分離されていない点で、本実施の形態の熱交換器２０と異なっている。
【００３６】
図７および図８を参照して、暖房運転における冷媒の流れを説明する。暖房運転では、熱交換器２０の第１端側（Ａ側）に設けられているガス配管から第４熱交換部２４に冷媒が流入する。冷媒は、熱交換器の第１端側（Ａ側）から第２端側（Ｂ側）へと流れ、Ｂ側に設けられたＵ字の配管によって風上側の列へ移動し、再度Ａ側へ戻る。その後、冷媒は、Ａ側に設置されたＵ字の配管によって風上側の列へ移動し、Ｂ側へ移動する。冷媒は、Ａ側からＢ側への移動を繰り返し、最も風上側に設置された１列目の第１熱交換部２１へ移動する。この間、冷媒は空気と熱交換を行うことによりガス相から液相へと変わる。１列目の第１熱交換部２１における伝熱管のＡ側で冷媒のほとんどは液化されている。各段の冷媒が合流し、膨張弁３へと移動する。冷房運転の場合、この冷媒の流れが逆となり、冷媒は液側から熱交換器２０に流入し、熱交換器２０からガス側へ流出する。
【００３７】
図８および図９を参照して、冷媒が相変化しガス相から液相へと変化すると、冷媒密度が高くなるため、冷媒の流速が低下する。冷媒の熱伝達率は流速と相関関係になるため、流速が低いと冷媒側の熱伝達率が低下する。この結果、比較例のように、第１熱交換部２１と第２熱交換部２２とで流路のパス数が変化しない場合、熱交換器２０の性能が低下する。
【００３８】
図１０を参照して、比較例では、最も風上側の１列目の第１熱交換部２１が一体に構成されており、積幅方向に分割されていない。このため、第１熱交換部２１において隣り合う段方向の伝熱パスごとに生じる温度差を抑制することができない。したがって、熱の授受が大きくなる。これにより、熱交換器２０の性能が低下する。
【００３９】
これに対して、本実施の形態に係る熱交換器２０によれば、第１熱交換部２１では第２熱交換領域２１Ｂは第２熱交換部２２が延在する方向に沿って第１熱交換領域２１Ａから分離されている。このため、図６に示されるように、液単相部である第１熱交換部２１の入口と出口で伝熱管ＰＩを流れる冷媒同士で発生する熱授受を抑制することができる。したがって、熱交換器２０の性能を向上させることができる。
【００４０】
本実施の形態に係る熱交換器２０によれば、第１熱交換部２１における伝熱管ＰＩのパス数は、第２熱交換部２２における伝熱管ＰＩのパス数よりも少ない。このため、第２熱交換部２２の複数の伝熱パスが第１熱交換部２１の伝熱パスに合流する。複数の伝熱パスが合流することによって液冷媒の流速が上昇するので、冷媒側の熱伝達率が上昇する。これにより、熱交換器２０の性能を向上させることができる。
【００４１】
本実施の形態の熱交換器２０によれば、積幅方向に生じていた伝熱管ＰＩの温度分布を第１熱交換部２１を分割することにより抑制することができる。このため、段方向に重ねられた伝熱パス同士の熱授受を抑制することができる。さらに、液相冷媒を合流させるにより冷媒の流速を上げることで伝熱管ＰＩ内の熱伝達率を上昇させることができる。これにより、熱交換器２０の性能をさらに有効に向上させることができる。
【００４２】
本実施の形態に係る空気調和機１００によれば、上記の熱交換器２０と、送風機３０とを備えているため、熱交換器２０の性能を向上させることができる空気調和機１００を提供することができる。
【００４３】
本実施の形態に係る空気調和機１００によれば、第１熱交換部２１および第２熱交換部２２は、送風機３０の四方に配置されている。このため、空気調和機１００を４方向天井カセット形に適用することができる。
【００４４】
実施の形態２．
図１１を参照して、本発明の実施の形態２に係る熱交換器２０について説明する。なお、以下の実施の形態２〜４においては、特に説明しない限り、上記の実施の形態１に係る熱交換器と同一の構成および効果を有している。したがって、上記の実施の形態１に係る熱交換器と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【００４５】
実施の形態２は、実施の形態１とは、１列目の第１熱交換部２１の流路が異なっている。実施の形態１では、図６に示されるように、２つの流路が第１熱交換領域２１Ａおよび第２熱交換領域２１Ｂの両方から流入している。これに対して実施の形態２では、図１１に示されるように、２つの流路が第２熱交換領域２１Ｂから流入している。
【００４６】
本実施の形態に係る熱交換器２０では、第１熱交換部２１において伝熱管ＰＩは、第１伝熱管部ＰＩ１と、第１伝熱管部ＰＩ１に隣り合う第２伝熱管部ＰＩ２を有している。第１伝熱管部ＰＩ１および第２伝熱管部ＰＩ２の各々は、第２熱交換部２２が延在する方向に沿って折り返すように第１熱交換部２１を複数回通過している。第１熱交換部２１の入口および出口において、第１伝熱管部ＰＩ１の第１熱交換領域２１Ａおよび第２熱交換領域２１Ｂのいずれかを通過する回数は、第２伝熱管部ＰＩ２の第１熱交換領域２１Ａおよび第２熱交換領域２１Ｂのいずれかを通過する回数と同じである。
【００４７】
本実施の形態では、１つの流路ＦＬ１は、Ｂ側の上部の伝熱パスに流入し、もう一つの流路ＦＬ２は、Ｂ側の上部から２番目の伝熱パスに流入する。流路ＦＬ１では、Ｂ側の上部の伝熱パスに流入した冷媒はＣ側から流出し、そのままＡ側の上部の伝熱パスに流入し、その後Ａ側の上部から２番目、３番目の伝熱パスを通り、液側へと合流する。流路ＦＬ２では、Ｂ側の上部から２番目の伝熱パスに流入した冷媒はＢ側の上部から３番目、４番目の伝熱パスに流入しＣ側を通ってＡ側の上部から４番目の伝熱パスに流入し、液側へと合流する。
【００４８】
図１１中破線で示されるように、本実施の形態に係る熱交換器２０では、流路ＦＬ１および流路ＦＬ２の伝熱パスが隣接する個所は、１列目の第１熱交換部２１に流入した箇所から数えて１番目と４番目の箇所である。冷媒が伝熱管ＰＩを通るたび空気と熱交換を行い、冷媒が冷却され、温度が低くなるので、１番目から４番目の箇所にかけて伝熱管ＰＩの温度が徐々に小さくなる。したがって、流路ＦＬ１と流路ＦＬ２における伝熱管ＰＩ同士の熱授受が小さくなる。
【００４９】
本実施の形態によれば、第１熱交換部２１の入口および出口において、第１伝熱管部ＰＩ１の第１熱交換領域２１Ａおよび第２熱交換領域２１Ｂのいずれかを通過する回数は、第２伝熱管部ＰＩ２の第１熱交換領域２１Ａおよび第２熱交換領域２１Ｂのいずれかを通過する回数と同じである。したがって、第１伝熱管部ＰＩ１と第２伝熱管部ＰＩ２との間の熱授受を抑制することができる。
【００５０】
実施の形態３．
図１２〜図１４を参照して、本発明の実施の形態３に係る熱交換器２０について説明する。図１２および図１３は本実施の形態に係る熱交換器２０を示している。図１４は本実施の形態の変形例に係る熱交換器２０を示している。図１２〜図１４に示されるように、本実施の形態に係る熱交換器２０では、第１熱交換部２１は積幅方向に４つに分割されている。また、図１３および図１４中破線で示されるように、冷媒の上流から数えて第１番目の伝熱管ＰＩ、第４番目の伝熱管ＰＩ、第５番目の伝熱管ＰＩ、第８番目の伝熱管ＰＩが隣り合うように配置されている。
【００５１】
本実施の形態および変形例に係る熱交換器２０では、第１熱交換部２１は、第２熱交換部２２が延在する方向に沿って配置された第３熱交換領域２１Ｃおよび第４熱交換領域２１Ｄを有している。第４熱交換領域２１Ｄは、第２熱交換部２２が延在する方向に沿って第３熱交換領域２１Ｃから分離されている。第３熱交換領域２１Ｃおよび第４熱交換領域２１Ｄの各々は、第２熱交換部２２が延在する方向に沿って第１熱交換領域２１Ａおよび第２熱交換領域２１Ｂの各々からそれぞれ分離されている。
【００５２】
第１熱交換部２１の中間で第１伝熱管部ＰＩ１と第２伝熱管部ＰＩ２とが隣り合う箇所において、第１伝熱管部ＰＩ１の第１熱交換領域２１Ａ、第２熱交換領域２１Ｂ、第３熱交換領域２１Ｃおよび第４熱交換領域２１Ｄのいずれかを通過する回数は、第２伝熱管部ＰＩ２の第１熱交換領域２１Ａ、第２熱交換領域２１Ｂ、第３熱交換領域２１Ｃおよび第４熱交換領域２１Ｄのいずれかを通過する回数と同じである。
【００５３】
本実施の形態および変形例に係る熱交換器２０では、第１熱交換部２１が積幅方向に４つに分割されているため、第１熱交換部２１が積幅方向に２つに分離されている場合に比べて、伝熱管ＰＩ同士の熱授受を軽減することができる。また、冷媒の上流から数えて第１番目の伝熱管ＰＩ、第４番目の伝熱管ＰＩ、第５番目の伝熱管ＰＩ、第８番目の伝熱管ＰＩが隣り合うように配置されているため、第１伝熱管部ＰＩ１と第２伝熱管部ＰＩ２との間の熱授受をさらに抑制することができる。したがって、熱交換器２０の性能をさらに向上させることができる。
【００５４】
実施の形態４．
図１５および図１６を参照して、本発明の実施の形態４に係る空気調和機１００の室内機１０について説明する。本実施の形態に係る空気調和機１００の室内機１０は、４方向天井カセット形の室内機１０である。図１５および図１６は、室内機１０が天井１５に設置された状態を示している。室内機１０は、ケース１１と、パネル１２と、熱交換器２０と、送風機３０とを有している。
【００５５】
ケース１１内に熱交換器２０および送風機３０が配置されている。ケース１１の大部分は天井１５の裏側（部屋と逆側）に埋設されている。パネル１２は部屋の室内に面している。パネル１２は、吸込口１２ａと、４つの吹出口１２ｂとを有している。吸込口１２ａの周囲の四方に各吹出口１２ｂが配置されている。送風機３０は、吸込口１２ａからケース１１内に吸い込んだ空気を、熱交換器２０を通過させて吹出口１２ｂから吹き出すように構成されている。４つの吹出口１２ｂは、吸込口１２ａの周囲に９０度ずつずれて配置されている。そのため、本実施の形態に係る空気調和機１００の室内機１０は、４つの吹出口１２ｂからそれぞれ吹き出すことにより、４方向に吹き出すことができる。
【００５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５７】
１  圧縮機、２  室外機熱交換器、３  膨張弁、４  室内機熱交換器、５  四方弁、６  室外機用ファン、７  室内機用ファン、８  配管、９  室外機、１０  室内機、２０  熱交換器、２１  第１熱交換部、２１Ａ  第１熱交換領域、２１Ｂ  第２熱交換領域、２１Ｃ  第３熱交換領域、２１Ｄ  第４熱交換領域、２２  第２熱交換部、２３  第３熱交換部、２４  第４熱交換部、３０  送風機、１００  空気調和機、ＦＩ  フィン、ＰＩ  伝熱管、ＰＩ１  第１伝熱管、ＰＩ２  第２伝熱管。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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