(57)【要約】      （修正有）【課題】上下方向に配置された複数の伝熱管を流れる熱交換媒体の流量の不均衡を低コストな手段で解消する空気熱交換器を提供する。【解決手段】空気熱交換器は、内部に熱交換媒体が流れ、空気流に面して配置され、水平方向に沿って互いに異なる高さに配置される複数の伝熱管１２ａ〜１２ｊと、複数の伝熱管１２ａ〜１２ｊの入口に接続され、熱交換媒体を供給する入口ヘッダ１４と、複数の伝熱管１２ａ〜１２ｊの出口に接続され、熱交換媒体が排出される出口ヘッダ１６と、を備え、複数の伝熱管１２ａ〜１２ｊは、上方に設けられる第１伝熱管と、該第１伝熱管の下方に設けられ内径が第１伝熱管の内径より小さい第２伝熱管と、を含む。【選択図】図１
0003210094.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
内部に熱交換媒体が流れ空気流に面して配置される伝熱管を備える空気熱交換器であって、
水平方向に沿って互いに異なる高さに配置される複数の前記伝熱管と、
前記複数の伝熱管の入口に接続され、前記複数の伝熱管に前記熱交換媒体を供給する入口ヘッダと、
前記複数の伝熱管の出口に接続され、前記複数の伝熱管から前記熱交換媒体が排出される出口ヘッダと、
を備え、
前記複数の伝熱管は、上方に設けられる第１伝熱管と、該第１伝熱管の下方に設けられ内径が前記第１伝熱管の内径より小さい第２伝熱管と、を含むことを特徴とする空気熱交換器。
【請求項２】
前記複数の伝熱管は、水平方向に沿って互いに間隔を有して異なる高さに並列に配置される複数の伝熱管を含み、前記複数の伝熱管の間に前記空気流が流通可能になっていることを特徴とする請求項１に記載の空気熱交換器。
【請求項３】
前記複数の伝熱管は、内径が同一である複数の伝熱管より構成される伝熱管群を複数有し、
複数の前記伝熱管群は、該伝熱管群に属する前記伝熱管の内径が上方から下方に向かって順々に小さくなるように配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気熱交換器。
【請求項４】
前記複数の伝熱管の両端を夫々支持する一対の支持板を備え、
前記一対の支持板の間に前記空気流が前記複数の伝熱管の間を流れる熱交換領域が形成され、
前記入口ヘッダ及び前記出口ヘッダは前記領域の外側に設けられることを特徴とする請求項２又は３に記載の空気熱交換器。
【請求項５】
前記入口ヘッダ及び前記出口ヘッダは、上下方向に沿って配置されたパイプ形状を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の空気熱交換器。
【請求項６】
前記空気熱交換器は、前記複数の伝熱管が上下方向に並ぶように各々の前記伝熱管が水平方向に沿って延在し、前記複数の伝熱管を含み前記上下方向及び前記水平方向を含む平面に沿って延在するパネル状熱交換器を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の空気熱交換器。
【請求項７】
一つ以上の側面に空気取込口が形成され、上面に空気流出口が形成された箱形ケーシングと、
前記空気流出口に設けられ、前記空気取込口から流入し前記空気流出口から流出する空気流を形成するためのファンと、
少なくとも一方が前記パネル状熱交換器である一対の板状部材間の間隔が下方に向かうにつれて小さくなるように、前記一対の板状部材をそれぞれ上下方向に沿って配置し、前記箱形ケーシングの内部で前記空気流に面して設けられた請求項６に記載の空気熱交換器と、
を備え、
前記空気取込口から前記箱形ケーシングの内部に流入した前記空気流が前記空気熱交換器を通り抜け前記空気流出口から流出する空気流路を形成することを特徴とする熱交換ユニット。
【請求項８】
前記箱形ケーシング内の上部領域に設けられた請求項７に記載の熱交換ユニットと、
前記箱形ケーシング内の下部領域に設けられ、前記空気熱交換器が蒸発器として組み込まれるヒートポンプサイクル構成機器と、
を備えることを特徴とするヒートポンプユニット。
【請求項９】
前記熱交換媒体が前記ヒートポンプサイクル構成機器に含まれる圧縮機の出口側で超臨界状態となる熱交換媒体であることを特徴とする請求項８に記載のヒートポンプユニット。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、空気熱交換器、該空気熱交換器を備える熱交換ユニット、及び該熱交換ユニットを備えるヒートポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプサイクルを構成する機器を備える給湯ユニットにおいて、ＣＯ２を熱交換媒体として用い、圧縮機の出口側でＣＯ２を超臨界状態とすることで、９０℃以上の湯を供給できることが知られている。かかる給湯ユニットでは、空気を熱源としてＣＯ２などの熱交換媒体を蒸発させる蒸発器として空気熱交換器が用いられる。
特許文献１及び２には、ＣＯ２を熱交換媒体としてヒートポンプサイクルを構成し、上記空気熱交換器を備える給湯ユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８６１５７号公報
【特許文献２】特開２０１１−００２２０７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記空気熱交換器は、空気取込み口を有する箱形ケーシングの側面などに上下方向に配置される場合、上方に配置される伝熱管と下方に配置される伝熱管とでは、重力の影響と配管圧力損失の違いにより、上方に配置される伝熱管を流れる熱交換媒体の流量が低下するという現象が起こる。そのため、上方に配置される伝熱管の熱交換媒体と空気との熱交換効率が低下するという問題がある。
この対策として伝熱管に熱交換媒体を供給するヘッダ部にディストリビュータを設けることで、上下方向で熱交換媒体の流量を均一化することが考えられる。しかし、ＣＯ２などの熱交換媒体は超臨界状態で高圧となるため、耐圧性能を付与したディストリビュータでは形状が複雑化し、設置スペースを確保する必要が生じると共に、高コスト化するという問題がある。
【０００５】
本開示は、かかる従来技術の課題に鑑み、上下方向に配置された複数の伝熱管を流れる熱交換媒体の流量の不均衡を低コストな手段で解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）少なくとも一実施形態に係る空気熱交換器は、
内部に熱交換媒体が流れ空気流に面して配置される伝熱管を備える空気熱交換器であって、
水平方向に沿って互いに異なる高さに配置される複数の前記伝熱管と、
前記複数の伝熱管の入口に接続され、前記複数の伝熱管に前記熱交換媒体を供給する入口ヘッダと、
前記複数の伝熱管の出口に接続され、前記複数の伝熱管から前記熱交換媒体が排出される出口ヘッダと、
を備え、
前記複数の伝熱管は、上方に設けられる第１伝熱管と、該第１伝熱管の下方に設けられ内径が前記第１伝熱管の内径より小さい第２伝熱管と、を含む。
【０００７】
上記（１）の構成によれば、上方に設けられる第１伝熱管の内径を下方に設けられる第２伝熱管の内径より大きくすることで、異なる高さに配置される複数の伝熱管に流れる熱交換媒体の流量を均一化できる。従って、ディストリビュータなどを用いることなく、低コストで上方位置にある伝熱管の熱交換効率の低下を抑制できる。
【０００８】
（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記複数の伝熱管は、水平方向に沿って互いに間隔を有して異なる高さに並列に配置される複数の伝熱管を含み、前記複数の伝熱管の間に前記空気流が流通可能になっている。
上記（２）の構成によれば、複数の伝熱管が互いに間隔を有して配置されることで、伝熱管の間に空気流を形成でき、空気と熱交換媒体との熱交換が促進される。また、複数の伝熱管が水平方向に沿って異なる高さに並列に配置されることで、各伝熱管の間を通る空気流の乱れを抑制でき、これによって、各伝熱管で熱交換効率を向上できる。
【０００９】
（３）一実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、
前記複数の伝熱管は、内径が同一である複数の伝熱管より構成される伝熱管群を複数有し、
複数の前記伝熱管群は、該伝熱管群に属する前記伝熱管の内径が上方から下方に向かって順々に小さくなるように配置される。
上記（３）の構成によれば、複数の伝熱管群を上方から下方に向かって伝熱管の内径が順々に小さくなるように配置することで、異なる高さに配置された複数の伝熱管群を流れる熱交換媒体の流量を均一化できる。これによって、上方に配置された伝熱管群の熱交換効率の低下を抑制できる。
【００１０】
（４）一実施形態では、前記（２）又は（３）の構成において、
前記複数の伝熱管の両端を夫々支持する一対の支持板を備え、
前記一対の支持板の間に前記空気流が前記複数の伝熱管の間を流れる熱交換領域が形成され、
前記入口ヘッダ及び前記出口ヘッダは前記領域の外側に設けられる。
上記（４）の構成によれば、複数の伝熱管の両端を上記一対の支持板で支持し、これら一対の支持板の間に空気流と熱交換媒体とを熱交換させる熱交換領域を形成する。入口ヘッダ及び出口ヘッダをこの熱交換領域の外側に配置することで、この熱交換領域を確保できるため、熱交換性能を高く維持できる。
【００１１】
（５）一実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記入口ヘッダ及び前記出口ヘッダは、上下方向に沿って配置されたパイプ形状を有する。
上記（５）の構成によれば、入口ヘッダ及び出口ヘッダを上下方向に沿って配置されたパイプ形状とする簡易な構成とすることで低コスト化できる。
【００１２】
（６）一実施形態では、前記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記空気熱交換器は、前記複数の伝熱管が上下方向に並ぶように各々の前記伝熱管が水平方向に沿って延在し、前記複数の伝熱管を含み前記上下方向及び前記水平方向を含む平面に沿って延在するパネル状熱交換器を含む。
本明細書で「上下方向」とは、垂直線から多少の傾きを有する場合を含み、「水平方向」とは、水平線から多少の傾きを有する場合も含む。例えば、一対のパネル状熱交換器を互いに向かい合わせ、上方が下方より離れるＶ字形状に配置する場合も含む。
上記（４）の構成によれば、空気熱交換器を上記構成のパネル状熱交換器とすることで、例えば、給湯ユニットなどの空気熱交換器として用いる場合に、異なる高さに配置された複数の伝熱管において熱交換媒体の流量を均一化でき、熱交換効率の低下を抑制できる。また、パネル状熱交換器とすることでコンパクト化でき、給湯ユニットなどの箱形ケーシングに収納可能になる。
【００１３】
（７）少なくとも一実施形態に係る熱交換ユニットは、
一つ以上の側面に空気取込口が形成され、上面に空気流出口が形成された箱形ケーシングと、
前記空気流出口に設けられ、前記空気取込口から流入し前記空気流出口から流出する空気流を形成するためのファンと、
少なくとも一方が前記パネル状熱交換器である一対の板状部材間の間隔が下方に向かうにつれて小さくなるように、前記一対の板状部材をそれぞれ上下方向に沿って配置し、前記箱形ケーシングの内部で前記空気流に面して設けられた上記（６）の構成を有する空気熱交換器と、
を備え、
前記空気取込口から前記箱形ケーシングの内部に流入した前記空気流が前記空気熱交換器を通り抜け前記空気流出口から流出する空気流路を形成する。
【００１４】
上記（７）の構成によれば、上記構成の熱交換ユニットにおいて、上記空気熱交換器の伝熱管を流れる熱交換媒体の流量を上下方向で均一化でき、これによって、ディストリビュータなどを用いることなく、低コストで熱交換効率の低下を抑制できる。
【００１５】
（８）少なくとも一実施形態に係るヒートポンプユニットは、
前記箱形ケーシング内の上部領域に設けられた上記（７）の構成を有する熱交換ユニットと、
前記箱形ケーシング内の下部領域に設けられ、前記空気熱交換器が蒸発器として組み込まれるヒートポンプサイクル構成機器と、
を備える。
上記（８）の構成によれば、上記構成のヒートポンプユニットにおいて、上記空気熱交換器が空気と熱交換する蒸発器として働く場合に、空気熱交換器に含まれる複数の伝熱管を流れる熱交換媒体の流量を均一化できる。これによって、ディストリビュータなどを用いることなく、低コストで熱交換効率の低下を抑制できる。
【００１６】
（９）一実施形態では、前記（８）の構成において、
前記熱交換媒体が前記ヒートポンプサイクル構成機器に含まれる圧縮機の出口側で超臨界状態となる熱交換媒体である。
上記（９）の構成によれば、熱交換媒体が高圧の超臨界状態となる熱交換媒体である場合に、耐圧性能のディストリビュータなどを設けることなく、低コストで複数の伝熱管を流れる熱交換媒体の流量を均一化できる。
【考案の効果】
【００１７】
少なくとも一実施形態によれば、空気熱交換器を構成する複数の伝熱管を流れる熱交換媒体の流量の不均衡を低コストな手段で解消でき、これによって、熱交換効率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態に係る空気熱交換器の正面図である。
【図２】一実施形態に係る空気熱交換器の左側面図である。
【図３】一実施形態に係る空気熱交換器の右側面図である。
【図４】図３中のＡ部拡大図である。
【図５】一実施形態に係るヒートポンプユニットの斜視図である。
【図６】一実施形態に係るヒートポンプユニットの系統図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本考案の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本考案の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２０】
図１〜図４は、一実施形態に係る空気熱交換器１０を示す。空気熱交換器１０は、空気流ａに面して配置される複数の伝熱管１２を備える。伝熱管１２の内部に熱交換媒体が流れ、複数の伝熱管１２は水平方向に沿って互いに異なる高さに配置される。
図１及び図２に示すように、複数の伝熱管１２の入口に入口ヘッダ１４が接続され、入口ヘッダ１４から複数の伝熱管１２に熱交換媒体ｒが供給される。また、複数の伝熱管１２の出口に出口ヘッダ１６が接続され、複数の伝熱管１２を流れる間に空気流ａと熱交換した熱交換媒体ｒは出口ヘッダ１６に排出される。
複数の伝熱管１２のうち、上方に設けられる伝熱管１２は、下方に設けられる伝熱管１２の内径と比べて大きい内径を有している。
【００２１】
上記構成によれば、上方に設けられる伝熱管１２の内径を下方に設けられる伝熱管１２の内径より大きくすることで、異なる高さに配置される複数の伝熱管１２に流れる熱交換媒体ｒの流量を均一化できる。従って、ディストリビュータなどを用いることなく、低コストで上方位置にある伝熱管１２の熱交換効率の低下を抑制できる。
【００２２】
一実施形態では、空気熱交換器１０を冷凍サイクルを構成する機器に組み込んだ冷凍ユニットにおいて、空気を冷却媒体とする凝縮器として使用できる。
一実施形態では、空気熱交換器１０をヒートポンプサイクルを構成する機器に組み込んだヒートポンプユニットにおいて、空気を熱源とする蒸発器として使用できる。
一実施形態では、複数の伝熱管１２の間を流れる空気流ａは伝熱管１２の付近にファン（不図示）などを設けることで形成できる。
【００２３】
一実施形態では、図１に示すように、複数の伝熱管１２は、水平方向に沿って互いに間隔を有して異なる高さに並列に配置される複数の伝熱管を含む。
この実施形態によれば、複数の伝熱管１２が互いに間隔を有して配置されることで、各伝熱管１２の間に空気流を形成でき、空気と熱交換媒体との熱交換を促進できる。また、複数の伝熱管１２が水平方向に沿って異なる高さに並列に配置されることで、各伝熱管の間を通る空気流ａの乱れを抑制でき、これによって、各伝熱管で熱交換効率を向上できる。
一実施形態では、各伝熱管１２の間隔を均等とすることで、各伝熱管１２の間を通る空気流ａの流量を均等化でき、これによって、各伝熱管１２の熱交換効率を均等化できる。
【００２４】
一実施形態では、複数の伝熱管１２は、内径が同一である複数の伝熱管より構成される伝熱管群を複数有する。これら複数の伝熱管群は、伝熱管群に属する伝熱管１２の内径が上方から下方に向かって順々に小さくなるように配置される。
この実施形態によれば、複数の伝熱管群を上方から下方に向かって伝熱管１２の内径が順々に小さくなるように配置することで、異なる高さに配置された複数の伝熱管群を流れる熱交換媒体ｒの流量を上下方向で均一化できる。これによって、上方に配置される伝熱管群の熱交換効率の低下を抑制できる。
【００２５】
一実施形態では、図１〜図３に示すように、入口ヘッダ１４と出口ヘッダ１６との間に伝熱管１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊ）が架設される。各伝熱管１２（１２ａ〜１２ｊ）は、水平方向に沿って直線状に配置され、入口ヘッダ１４と出口ヘッダ１６との間で１回以上蛇行し、互いに間隔を有して配置された伝熱管群を形成する。
個々の伝熱管群において内径は長手方向で同一であり、複数の伝熱管群は、上方から下方に向かって伝熱管１２の内径が順々に小さくなる。
【００２６】
この実施形態によれば、複数の伝熱管１２（１２ａ〜１２ｊ）で構成される複数の伝熱管群は、上方から下方に向かって伝熱管１２の内径が順々に小さくなるため、伝熱管１２を流れる熱交換媒体ｒの流量を上下方向で均一化できる。これによって、上方に配置される伝熱管１２の熱交換効率の低下を抑制できる。
図１において、伝熱管１２（１２ａ〜１２ｊ）の直線部の一部は省略され、図２及び図３において、伝熱管１２（１２ａ〜１２ｊ）の曲げ加工部の一部は省略されている。
【００２７】
この実施形態では、例えば、伝熱管１２（１２ａ、１２ｂ）が同一内径を有し、伝熱管１２（１２ｃ〜１２ｆ）が同一内径を有し、伝熱管１２（１２ｇ、１２ｈ）が同一内径を有し、伝熱管１２（１２ｉ、１２ｊ）が同一内径を有する。各伝熱管の内径は、伝熱管１２（１２ａ、１２ｂ）＞伝熱管１２（１２ｃ〜１２ｆ）＞伝熱管１２（１２ｇ、１２ｈ）＞伝熱管１２（１２ｉ、１２ｊ）の大小関係を有する。
【００２８】
一実施形態では、図１〜図３に示すように、複数の伝熱管１２の両端を夫々支持する一対の支持板１８及び２０を備え、支持板１８及び２０の間に空気流ａが複数の伝熱管１２の間を流れる熱交換領域が形成される。入口ヘッダ１４及び出口ヘッダ１６は支持板１８及び２０の外側に設けられる。
この実施形態によれば、入口ヘッダ１４及び出口ヘッダ１６を支持板１８及び２０の外側に配置させることで、支持板間の領域を空気との熱交換領域として確保できる。これによって、熱交換媒体と空気流ａとの熱交換性能を高く維持できる。
一実施形態では、支持板１８及び２０に架設されたフレーム２２を備える。
【００２９】
一実施形態では、図１及び図２に示すように、入口ヘッダ１４及び出口ヘッダ１６は、上下方向に沿って配置されたパイプ形状を有する。
この実施形態によれば、入口ヘッダ１４及び出口ヘッダ１６を上下方向に沿って配置されたパイプ形状とする簡易な構成とすることで低コスト化できる。
一実施形態では、図１及び図２に示すように、入口ヘッダ１４及び出口ヘッダ１６は、支持板１８の外側に配置され、支持板１８の外側で上下方向に沿って配置されたパイプ形状を有する。
この実施形態では、入口ヘッダ１４及び出口ヘッダ１６を１か所に集約して配置できるため、これらの設置スペースを省スペース化できる。
【００３０】
一実施形態では、図１〜図３に示すように、空気熱交換器１０はパネル状の形状を有する熱交換器である。このパネル状熱交換器は、複数の伝熱管１２が上下方向に並ぶように各々の伝熱管１２が水平方向に沿って延在するものであり、複数の伝熱管１２を含み上下方向及び水平方向を含む平面に沿って延在する。
この実施形態によれば、空気熱交換器１０をパネル状熱交換器とすることで、例えば、給湯ユニットなどの空気熱交換器として用いる場合に、異なる高さに配置された複数の伝熱管１２において熱交換媒体の流量を均一化でき、熱交換効率の低下を抑制できる。また、パネル状熱交換器とすることでコンパクト化でき、給湯ユニットなどの箱形ケーシングに収納可能になる。
【００３１】
図４は、伝熱管１２（１２ａ〜１２ｊ）のうち、内径が長手方向で同一な伝熱管１２（１２ａ）によって形成される伝熱管群を例に取って、該伝熱管群における熱交換媒体の流れの順序を説明する。点ｂが流れの入口であり、この伝熱管群では熱交換媒体が矢印方向に順々に流れ、点ｃが出口となる。大まかには空気流ａの流れ方向に対して交流となるように流れる。
【００３２】
一実施形態に係る熱交換ユニット３０は、図５に示すように、箱形ケーシング３２と箱形ケーシング３２に設けられたファン３４とパネル状熱交換器３６とを備えている。箱形ケーシング３２は、一つ以上の側面（上面及び底面を除く面）に空気取込口３８が形成され、上面に空気流出口４０が形成されている。空気流出口４０にファン３４が設けられ、ファン３４が稼働することで、空気取込口３８から流入し、空気流出口４０から抽出する空気流ａが形成される。
【００３３】
パネル状熱交換器３６は、少なくとも一方がパネル状熱交換器である一対の板状部材を含む。これら一対の板状部材は夫々上下方向に沿って配置され、これら板状部材間の間隔は下方に向かうにつれて徐々に小さくなるように配置される。これら一対の板状部材は、箱形ケーシング３２の内部で空気流ａに面して設けられる。
箱形ケーシング３２の内部に、空気取込口３８から箱形ケーシング３２の内部に流入した空気流ａがパネル状熱交換器３６を通り抜け空気流出口４０から流出する空気流路が形成される。
【００３４】
上記構成の熱交換ユニット３０によれば、パネル状熱交換器３６は複数の伝熱管１２のうち上方位置に内径が大きい伝熱管１２が配置されているので、上方の伝熱管１２を流れる熱交換媒体の流量を上下方向で均一化できる。これによって、ディストリビュータなどを用いることなく、低コストで上方に配置された伝熱管１２の熱交換効率の低下を抑制できる。
【００３５】
一実施形態では、図５に示すように、箱形ケーシング３２の正面３２ａ及び背面３２ｂの上部領域に空気取込口３８が形成される。箱形ケーシング３２の内部に一対のパネル状熱交換器３６が設けられる。一対のパネル状熱交換器３６は２つの空気取込口３８に対面して設けられると共に、一対のパネル状熱交換器３６の間隔は下方に向かうにつれて小さくなるようにＶ字形に配置される。
箱形ケーシング３２の内部に、正面３２ａ及び背面３２ｂに設けられた空気取込口３８から流入し、一対のパネル状熱交換器３６を通り抜け、空気流出口４０に至る空気流ａが形成される。
【００３６】
この実施形態では、一対のパネル状熱交換器３６を設けることで、１個のパネル状熱交換器３６を設ける場合と比べて、熱交換量を２倍にすることができる。また、一対のパネル状熱交換器３６をＶ字形に配置することで、空気取込口３８から流入した空気がパネル状熱交換器３６を通り抜けて空気流出口４０に流入しやすい空気流路を形成できる。
一実施形態では、一対のパネル状熱交換器３６のうちの一方は、単なる仕切板としての機能を有する板状体であってもよい。
【００３７】
一実施形態に係るヒートポンプユニット５０は、図５に示すように、箱形ケーシング３２の内部の上部領域に熱交換ユニット３０が設けられ、箱形ケーシング３２の内部の下部領域に、パネル状熱交換器３６が蒸発器として組み込まれるヒートポンプサイクル構成機器５２を備える。
ヒートポンプユニット５０によれば、パネル状熱交換器３６が空気と熱交換する蒸発器として働く場合に、パネル状熱交換器３６に含まれる複数の伝熱管１２を流れる熱交換媒体の流量を均一化できる。これによって、ディストリビュータなどを用いることなく、低コストで熱交換効率の低下を抑制できる。
【００３８】
図６は、ヒートポンプユニット５０の一実施形態に係るヒートポンプサイクル構成機器５２を示す。
図６において、熱交換媒体循環路５４に圧縮機５６などのヒートポンプサイクル構成機器が設けられている。圧縮機５６で圧縮された熱交換媒体はガスクーラ５８で冷却水路６０を流れる冷却水によって冷却される。冷却水路６０には冷却水をガスクーラ５８に送る冷却水ポンプ６２が設けられる。ガスクーラ５８で冷却された熱交換媒体は内部熱交換器６４でパネル状熱交換器３６から送られる熱交換媒体と熱交換して加熱された後、膨張弁６６を経て減圧される。その後、熱交換媒体はパネル状熱交換器３６で空気を熱源として気化する。気化した熱交換媒体は、内部熱交換器６４でガスクーラ５８から送られる熱交換媒体と熱交換して加熱された後、再び圧縮機５６に送られて圧縮される。
【００３９】
ガスクーラ５８の下流側で分岐し、膨張弁６６の下流側で熱交換媒体循環路５４に接続されるバイパス路６８が設けられている。バイパス路６８には熱交換媒体タンク７０が設けられ、熱交換媒体タンク７０の上流側及び下流側に電磁弁７２及び７４が設けられている。熱交換媒体循環路５４を流れる熱交換媒体の一部を熱交換媒体タンク７０に貯留し、あるいは熱交換媒体タンク７０に貯留された熱交換媒体を熱交換媒体循環路５４に戻すことで、熱交換媒体循環路５４を流れる熱交換媒体の流量を調整できる。
このヒートポンプユニット５０では、ガスクーラ５８で加熱された温水を熱源として需要先に供給できる。
【００４０】
上記構成のヒートポンプユニット５０によれば、パネル状熱交換器３６が空気流ａと熱交換する蒸発器として働く場合に、パネル状熱交換器３６に含まれる複数の伝熱管１２は上方に配置される伝熱管１２の内径が下方に配置される伝熱管１２の内径より大きいために、複数の伝熱管１２を流れる熱交換媒体の流量を均一化できる。これによって、ディストリビュータなどを用いることなく、低コストで熱交換効率の低下を抑制できる。
【００４１】
一実施形態では、熱交換媒体がヒートポンプサイクル構成機器５２に含まれる圧縮機５６の出口側で超臨界状態となる熱交換媒体（例えばＣＯ２）が用いられる。
この実施形態によれば、熱交換媒体が高圧の超臨界状態となる熱交換媒体である場合に、空気熱交換器１０では、上下方向に沿って配置された複数の伝熱管１２において熱交換媒体がの流量が均一となる。そのため、耐圧性能のディストリビュータなどを設ける必要がなく、低コスト化できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
一実施形態によれば、上下方向に沿って配置された複数の伝熱管を有する空気熱交換器において、複数の伝熱管を流れる熱交換媒体の流量の不均衡を低コストな手段で解消できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０    空気熱交換器
１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊ）    伝熱管
１４    入口ヘッダ
１６    出口ヘッダ
１８、２０    支持板
２２    フレーム
３０    熱交換ユニット
３２    箱形ケーシング
３４    ファン
３６    パネル状熱交換器
３８    空気取込口
４０    空気流出口
５０    ヒートポンプユニット
５２    ヒートポンプサイクル構成機器
５４    熱交換媒体循環路
５６    圧縮機
５８    ガスクーラ
６０    冷却水路
６２    冷却水ポンプ
６４    内部熱交換器
６６    膨張弁
６８    バイパス路
７０    熱交換媒体タンク
７２、７４    電磁弁
ｒ      熱交換媒体
ａ      空気流
【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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