(57)【要約】【課題】冷凍装置の熱源ユニットで用いる３列以上の熱交換器であって、熱交換効率に優れた熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器２３は、風上側の第１列Ｒ１を構成する第１伝熱管と、第２列Ｒ２を構成する第２伝熱管と、風下側の第３列Ｒ３を構成する第３伝熱管と、液側接続管７５と、ガス側接続管７６と、分流器７８とを備える。各列Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の下部に位置する伝熱管は、液側接続管７５と連通する第１流路Ｐ１を形成する。分流器７８は、第１流路Ｐ１を出た冷媒を、分岐流路Ｐ２〜Ｐ５に流す。分岐流路Ｐ２〜Ｐ５では、第３伝熱管、第２伝熱管、第１伝熱管の順に冷媒が流れる。【選択図】図４
2015141009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流れる冷媒と外気との間で熱交換をさせ冷媒を蒸発させる、冷凍装置（１０）の熱源ユニット（２０）の熱交換器（２３，１２３）であって、
上下方向に並び、最も外気の流れの風上側に位置する第１列（Ｒ１）を構成する、複数の第１伝熱管（７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅ）と、
上下方向に並び、最も外気の流れの風下側に位置する第３列（Ｒ３）を構成する、複数の第３伝熱管（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅ）と、
上下方向に並び、前記第１列よりも前記風下側に位置し前記第３列よりも前記風上側に位置する第２列（Ｒ２）を構成する、複数の第２伝熱管（７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ）と、
液相あるいは気液二相の冷媒の入口となる液側接続管（７５）と、
気相の冷媒の出口となるガス側接続管（７６）と、
冷媒を分流させる分流器（７８）と、
を備え、
前記第１列、前記第２列および前記第３列それぞれの下部に位置する前記第１伝熱管（７１ａ）、前記第２伝熱管（７２ａ）および前記第３伝熱管（７３ａ）が、互いに接続されて第１流路（Ｐ１）を形成し、
前記液側接続管は、前記第１流路に連通しており、
前記分流器は、前記液側接続管から前記第１流路に流れ前記第１流路を出た冷媒を、複数の分岐管（７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ，７８ｅ）に分流させ、
前記第１流路を形成する前記第１伝熱管、前記第２伝熱管および前記第３伝熱管を除く他の前記第１伝熱管（７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅ）、前記第２伝熱管（７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ）および前記第３伝熱管（７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅ）は、複数の前記分岐管それぞれを出た冷媒が流れる複数の分岐流路（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）を形成し、
複数の前記分岐流路は、それぞれ、前記第３伝熱管、前記第２伝熱管、前記第１伝熱管の順に冷媒が流れるように、前記第１伝熱管、前記第２伝熱管および前記第３伝熱管が互いに接続された流路であり、前記第１伝熱管から前記ガス側接続管へと冷媒が流れ出るように形成されている、
冷凍装置の熱源ユニットの熱交換器。
【請求項２】
前記液側接続管（７５）は、前記第１流路（Ｐ１）を形成する前記第１列（Ｒ１）の下部の前記第１伝熱管（７１ａ）に連通している、
請求項１に記載の冷凍装置の熱源ユニットの熱交換器。
【請求項３】
複数の前記分岐流路（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）それぞれの前記第１伝熱管（７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅ）と、前記ガス側接続管（７６）との間に配置される、ガス側ヘッダ（７９）
をさらに備えた、請求項１又は２に記載の冷凍装置の熱源ユニットの熱交換器。
【請求項４】
請求項３に記載の熱交換器（１２３）と、
前記第１流路（Ｐ１）と前記分流器（７８）との間に配置される第１流路切換機構（８１）と、
前記ガス側ヘッダ（７９）と前記ガス側接続管（７６）との間に配置される第２流路切換機構（８２）と、
を備え、
前記第１流路切換機構は、前記第１流路と前記分流器とが連通する第１状態と、前記第１流路と前記ガス側ヘッダとが連通する第２状態と、を切り換えることができ、
前記第２流路切換機構は、前記ガス側ヘッダと前記ガス側接続管とが連通する第３状態と、前記ガス側接続管と前記分流器の前記第１流路切換機構側とが連通する第４状態と、を切り換えることができる、
熱源ユニット（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置の熱源ユニットの熱交換器、および、それを備えた熱源ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空気調和機や給湯機などの冷凍装置において、空気と冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換器が用いられている。多数の伝熱管を備える熱交換器では、それらの伝熱管を風上側および風下側の２列に並べることが一般的であるが、最近では、３列以上並べたものも存在している。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００６−２３４２６４号公報）に示される熱交換器は、３列である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、３列以上に伝熱管を並べた熱交換器を冷凍装置の熱源ユニットで用いる場合に、２列の熱交換器と同じ様に冷媒を流すことにすると、熱交換器の一部の伝熱管が十分に熱交換の機能を果たさないことが想定される。外気から熱を汲み上げる冷凍装置の熱源ユニットにおいては、蒸発器として機能する熱交換器の内部を流れる冷媒と外気との温度差が小さくなることがあるため、熱交換器の各列をどのように冷媒が流れるかによって、熱交換の効率が異なるからである。
【０００５】
本発明の課題は、冷凍装置の熱源ユニットで用いる３列以上の熱交換器であって、熱交換効率に優れた熱交換器を提供することにある。また、本発明の別の課題は、冷凍装置の熱源ユニットの省エネ性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係る冷凍装置の熱源ユニットの熱交換器は、内部を流れる冷媒と外気との間で熱交換をさせ、冷媒を蒸発させる。この熱交換器は、複数の第１伝熱管と、複数の第２伝熱管と、複数の第３伝熱管と、液側接続管と、ガス側接続管と、冷媒を分流させる分流器とを備えている。液側接続管は、液相あるいは気液二相の冷媒の入口となる。ガス側接続管は、気相の冷媒の出口となる。複数の第１伝熱管は、上下方向に並び、最も外気の流れの風上側に位置する第１列を構成する。複数の第３伝熱管は、上下方向に並び、最も外気の流れの風下側に位置する第３列を構成する。複数の第２伝熱管は、上下方向に並び、第１列よりも風下側に位置し第３列よりも風上側に位置する第２列を構成する。第１列、第２列および第３列それぞれの下部に位置する第１伝熱管、第２伝熱管および第３伝熱管は、互いに接続されて、第１流路を形成している。その第１流路に、液側接続管は連通している。分流器は、液側接続管から第１流路に流れ第１流路を出た冷媒を、複数の分岐管に分流させる。第１流路を形成する第１伝熱管、第２伝熱管および第３伝熱管を除く他の第１伝熱管、第２伝熱管および第３伝熱管は、複数の分岐管それぞれを出た冷媒が流れる複数の分岐流路を形成している。これらの複数の分岐流路は、それぞれ、第３伝熱管、第２伝熱管、第１伝熱管の順に冷媒が流れるように、第１伝熱管、第２伝熱管および第３伝熱管が互いに接続された流路である。また、複数の分岐流路は、第１伝熱管からガス側接続管へと冷媒が流れ出るように形成されている。
【０００７】
ここでは、液相あるいは気液二相の冷媒が、まず液側接続管から第１流路に流れ込む。その後、第１流路を出た冷媒は、分流器を通って複数の分岐流路に分かれ、それぞれの分岐流路を流れる。これらの分岐流路は、第３伝熱管、第２伝熱管、第１伝熱管の順に冷媒が流れるように構成されており、冷媒は、風下側から風上側に向かって流れていくことになる。すなわち、分岐流路を流れる冷媒は、風向きと反対の方向に向かって流れることになり、温度が上がって第１伝熱管を流れている冷媒が、最も温度が高い風上側の空気と熱交換を行い、温度があまり上がっていない第３伝熱管を流れる冷媒が、既に第１、第２伝熱管と熱交換を行って温度が下がっている空気と熱交換を行う。これらの分岐流路を流れる冷媒は、空気の流れに対し、いわゆる対向流となっており、空気との熱交換の効率が良くなる。また、分岐流路における冷媒の過熱域が小さくなり、偏流も抑制される。第１流路や分岐流路において空気から熱を奪って蒸発した冷媒は、複数の分岐流路それぞれの第１伝熱管から、ガス側接続管へと流れ出ていく。
【０００８】
なお、冷凍装置の熱源ユニットの熱交換器は、蒸発器としてだけではなく凝縮器として用いられることもある。しかし、その凝縮器として用いられる場合においても、第１列、第２列および第３列それぞれの下部に位置する第１伝熱管、第２伝熱管および第３伝熱管から構成される第１流路と液側接続管とが連通するという構成を採っているため、凝縮して液相となった冷媒が熱交換器の内部に滞留することなく液側接続管から流れ出ていくことになる。
【０００９】
本発明の第２観点に係る冷凍装置の熱源ユニットの熱交換器は、第１観点に係る熱交換器であって、液側接続管は、第１流路を形成する第１列の下部の第１伝熱管に連通している。
【００１０】
熱交換器を凝縮器として使用する場合、冷媒は第１流路から液側接続管に流れ、液側接続管から流れ出ていくことになるが、ここでは、第１流路を形成する第１列の下部の第１伝熱管に液側接続管を連通させている。すなわち、第１流路を構成する第１伝熱管、第２伝熱管および第３伝熱管のうち、最も風上側に配置されている第１伝熱管から、液側接続管を通って液冷媒が流れ出ることになる。これにより、凝縮器として用いるときの熱交換器における冷媒の過冷却域を小さく抑えることができ、熱交換器の能力の低下が抑制される。
【００１１】
本発明の第３観点に係る冷凍装置の熱源ユニットの熱交換器は、第１観点又は第２観点に係る熱交換器であって、ガス側ヘッダをさらに備えている。ガス側ヘッダは、複数の分岐流路それぞれの第１伝熱管と、ガス側接続管との間、に配置されている。
【００１２】
ここでは、各分岐流路を通って蒸発した冷媒が、ガス側ヘッダに流れて集合し、ガス側接続管へと流れていく。
【００１３】
本発明に係る熱源ユニットは、第３観点に係る熱交換器と、第１流路切換機構と、第２流路切換機構と、を備えている。第１流路切換機構は、第１流路と分流器との間に配置される。第２流路切換機構は、ガス側ヘッダとガス側接続管との間に配置される。第１流路切換機構は、第１流路と分流器とが連通する第１状態と、第１流路とガス側ヘッダとが連通する第２状態と、を切り換えることができる。第２流路切換機構は、ガス側ヘッダとガス側接続管とが連通する第３状態と、ガス側接続管と分流器の第１流路切換機構側とが連通する第４状態と、を切り換えることができる。
【００１４】
この熱源ユニットでは、第１流路切換機構および第２流路切換機構の切り換えによって、対向流を維持しつつ、熱交換器を蒸発器として機能させることも凝縮器として機能させることも可能である。蒸発器として熱交換器を使うときには、第１流路切換機構を第１状態にして第２流路切換機構を第３状態にすることで、各分岐流路の冷媒の流れと空気の流れとを対向流にすることができる。また、凝縮器として熱交換器を使うときにも、第１流路切換機構を第２状態にして第２流路切換機構を第４状態にすることで、各分岐流路の冷媒の流れと空気の流れとを対向流にすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１観点に係る熱源ユニットの熱交換器によれば、分岐流路を流れる冷媒が、空気の流れに対し、いわゆる対向流となり、空気との熱交換の効率が良くなる。
【００１６】
本発明の第２観点に係る熱源ユニットの熱交換器によれば、凝縮器として用いるときの熱交換器における冷媒の過冷却域を小さく抑えることができ、熱交換器の能力の低下が抑制される。
【００１７】
本発明の第３観点に係る熱源ユニットの熱交換器によれば、分流器によって分岐した冷媒をガス側ヘッダによって集合させることができる。
【００１８】
本発明に係る熱源ユニットによれば、対向流を維持しつつ、熱交換器を蒸発器として機能させることも凝縮器として機能させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷凍装置である空気調和装置の冷媒回路。
【図２】本発明の一実施形態に係る室外熱源ユニットの斜視図。
【図３】右側板やポートケーシングが取り外された室外熱源ユニットを示す斜視図。
【図４】蒸発器として機能するときの室外熱交換器の冷媒の流れを示す図。
【図５】凝縮器として機能するときの室外熱交換器の冷媒の流れを示す図。
【図６】蒸発器として機能するときの、変形例Ｂに係る室外熱交換器の周りでの冷媒の流れを示す図。
【図７】凝縮器として機能するときの、変形例Ｂに係る室外熱交換器の周りでの冷媒の流れを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（１）空気調和装置の構成
本発明に係る冷凍装置の熱源ユニットとして、屋外の設置される空気調和装置の室外熱源ユニットを例に挙げて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置１０の冷媒回路である。空気調和装置１０は、マルチ型の空気調和装置であって、１台の室外熱源ユニット２０に対して５台の室内利用ユニット３０が並列に接続される構成となっている。
【００２１】
（１−１）冷媒回路
空気調和装置１０の冷媒回路１１は、主として、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、高圧レシーバ用電動弁２４、高圧レシーバ２７、５つの各室用電動弁２５、室内熱交換器３１、アキュムレータ２６および圧縮機用気液分離器２１ａが順に接続されたものである。この冷媒回路１１では、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行なわれる。冷媒回路１１は、室外熱源ユニット２０に形成される室外側冷媒回路１２と室内利用ユニット３０に形成される室内側冷媒回路１３とが接続された構成になっている。室外側冷媒回路１２には、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、高圧レシーバ用電動弁２４、５つの各室用電動弁２５、圧縮機用気液分離器２１ａ、アキュムレータ２６および高圧レシーバ２７が含まれ、室内側冷媒回路１３には室内熱交換器３１が含まれる。
【００２２】
室外熱源ユニット２０の室外側冷媒回路１２と室内利用ユニット３０の室内側冷媒回路１３との間は、５本のガス側冷媒連絡配管１７ａおよび５本の液側冷媒連絡配管１７ｂによって接続される。５本のガス側冷媒連絡配管１７ａは、室外熱源ユニット２０のガス管接続ポート１４に接続され、５本の液側冷媒連絡配管１７ｂは、室外熱源ユニット２０の液管接続ポート１５に接続される。ガス管接続ポート１４は、５本のガス側冷媒連絡配管１７ａを１本にまとめ、ガス側閉鎖弁１８を介して四路切換弁２２の第４ポートに接続される。この四路切換弁２２の第２ポートは、ガス冷媒配管２２ａを介して、室外熱交換器２３に接続されている。液管接続ポート１５は、５本の液側冷媒連絡配管１７ｂがそれぞれ５つの各室用電動弁２５の一端側に接続され、５つの各室用電動弁２５の他端側に接続される１本の液管が、液側閉鎖弁１９を介して高圧レシーバ２７に接続されている。高圧レシーバ２７は、高圧レシーバ用電動弁２４の他端側に接続される。高圧レシーバ用電動弁２４の一端側は、液冷媒配管２４ａを介して、室外熱交換器２３に接続されている。また、圧縮機２１の吐出側が四路切換弁２２の第１ポートに接続され、四路切換弁２２の第３ポートがアキュムレータ２６に接続されている。アキュムレータ２６は、圧縮機用気液分離器２１ａを介して、圧縮機２１の吸入側に接続されている。
【００２３】
室外熱源ユニット２０には、圧縮機２１、四路切換弁２２、高圧レシーバ用電動弁２４、各室用電動弁２５、室外ファン２８などを制御するための室外側制御部２９が設けられている。また、各室内利用ユニット３０には、室内ファン３２などを制御するための室内側制御部３３が設けられている。さらに、高圧レシーバ２７から電動弁２７ｂを介してアキュムレータ２６に繋がるバイパス経路が設けられている。
【００２４】
（１−２）室外熱源ユニットの構造
図２は、室外熱源ユニット２０の正面側の右斜め上方から見た外観を示す斜視図である。室外熱源ユニット２０は、本体ケーシング４０とポートケーシング５０とを備えている。本体ケーシング４０は、前板４１、天板４２、右側板４３、底板４６（図３参照）などを備えている。また、本体ケーシング４０の前板４１には、開口部４１ａの前に、室外ファン２８のプロペラ２８ａをカバーするためのグリル４４が取り付けられている。
【００２５】
本体ケーシング４０の右側板４３からさらに右に突出してポートケーシング５０が取り付けられている。ポートケーシング５０は、ガス管接続ポート１４や液管接続ポート１５などを覆うための樹脂製の筐体である。
【００２６】
図３は、室外熱源ユニット２０の後面側の右斜め上方から見た外観を示す斜視図である。図３においては、右側板４３やポートケーシング５０が取り外されて、本体ケーシング４０の内部の機械室Ｓ１に収容されているアキュムレータ２６および高圧レシーバ２７が露出している。図２に示されている室外ファン２８のプロペラ２８ａや図３に示されている室外熱交換器２３は、機械室Ｓ１から仕切られた送風機室に配置されている。室外熱交換器２３は、平面視においてＬ字形の形状を呈する。室外熱交換器２３のＬ字形の一辺は、本体ケーシング４０の後面側に対向している。本体ケーシング４０の後面側には、この室外熱交換器２３を覆う格子状の保護部材４５が配置されている。なお、図３においては、機械室Ｓ１に配置された圧縮機２１の図示も省略されている。
【００２７】
室外熱源ユニット２０の室外熱交換器２３については、後に詳述する。
【００２８】
（２）空気調和装置の動作
次に、この空気調和装置１０の冷房運転時および暖房運転時の動作について説明する。なお、以下の説明では、５台の室内利用ユニット３０が全て動作している場合について説明しているが、各室内利用ユニット３０は、空気調和装置１０の設定や環境状況によって動作したり、停止したりするものである。
【００２９】
（２−１）冷房運転
まず、冷房運転時は、四路切換弁２２が図１において実線で示す状態に切り換えられて第１ポートと第２ポートが接続され、第３ポートと第４ポートが接続される。つまり、圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３に接続され、圧縮機２１の吸入側がガス側閉鎖弁１８に接続される。このような冷房運転時の冷媒回路１１の回路構成により、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２およびガス冷媒配管２２ａを介して室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３で室外の空気（外気）と熱交換されることによって凝縮して液化する。室外熱交換器２３で液化した液冷媒は、液冷媒配管２４ａおよび高圧レシーバ用電動弁２４を介して、高圧レシーバ２７に流入する。高圧レシーバ２７に一時的に溜められた高圧の液冷媒は、高圧レシーバ２７から液側閉鎖弁１９を通過した後、５つに分流され、５つの分流が５つの各室用電動弁２５をそれぞれ通過する。液管接続ポート１５の５つの各室用電動弁２５を通過した液冷媒は、各室用電動弁２５を通過することで膨張し、それぞれ５本の液側冷媒連絡配管１７ｂを通って５台の室内利用ユニット３０にそれぞれ流入する。
【００３０】
各室内利用ユニット３０において、液冷媒は、室内熱交換器３１で室内空気と熱交換して蒸発する。そして、冷媒の蒸発によって冷却された室内空気は、室内ファン３２によって室内へと吹き出され、室内を冷房する。また、５台の室内熱交換器３１で蒸発して気化したガス冷媒は、５本のガス側冷媒連絡配管１７ａを通ってガス管接続ポート１４から室外熱源ユニット２０の室外側冷媒回路１２に戻る。室外側冷媒回路１２に戻ったガス冷媒は、四路切換弁２２からアキュムレータ２６および圧縮機用気液分離器２１ａを経由して圧縮機２１に吸入される。
【００３１】
（２−２）暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁２２が図１において破線で示す状態に切り換えられて、第１ポートと第４ポートが接続され、第２ポートと第３ポートが接続された状態となる。つまり、圧縮機２１の吐出側がガス側閉鎖弁１８に接続され、圧縮機２１の吸入側が室外熱交換器２３に接続される。このような暖房運転時の冷媒回路１１の回路構成により、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２およびガス側閉鎖弁１８を介して、ガス管接続ポート１４から５本のガス側冷媒連絡配管１７ａに流出する。そして、ガス冷媒は、これら５本のガス側冷媒連絡配管１７ａを通って各室内利用ユニット３０の室内熱交換器３１に流入し、室内熱交換器３１で室内空気と熱交換されることによって凝縮して液化する。冷媒の凝縮によって加熱された室内空気は、室内ファン３２によって室内へと吹き出され、室内を暖房する。５台の室内熱交換器３１において液化した液冷媒は、それぞれ５本の液側冷媒連絡配管１７ｂを通って、液管接続ポート１５から室外熱源ユニット２０の室外側冷媒回路１２に戻る。室外熱源ユニット２０に戻った液冷媒は、液管接続ポート１５において５つの各室用電動弁２５を通過する。５つの各室用電動弁２５を通過した液冷媒は、合流して液側閉鎖弁１９を通過し、高圧レシーバ２７に流入する。各室用電動弁２５を通過することで膨張して高圧レシーバ２７に一時的に溜められた液冷媒は、高圧レシーバ２７から高圧レシーバ用電動弁２４を通ってさらに減圧され、液冷媒配管２４ａを通って室外交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した液冷媒は、室外熱交換器２３で外気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器２３で蒸発して気化したガス冷媒は、ガス冷媒配管２２ａを通り、四路切換弁２２からアキュムレータ２６および圧縮機用気液分離器２１ａを経由して圧縮機２１に吸入される。
【００３２】
（３）室外熱源ユニットの室外熱交換器の詳細構成および熱交換動作
（３−１）室外熱交換器の詳細構成
室外熱交換器２３は、内部を流れる冷媒と外気との間で熱交換をさせ、冷媒を蒸発あるいは凝縮させる機器である。この室外熱交換器２３は、図４に示すように、多数の伝熱フィン７０と、複数の第１伝熱管７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅと、複数の第２伝熱管７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅと、複数の第３伝熱管７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅと、液側接続管７５と、ガス側接続管７６と、冷媒を分流させる分流器７８とを備えている。
【００３３】
液側接続管７５は、液冷媒配管２４ａを介して高圧レシーバ用電動弁２４に接続され、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するときには、液相あるいは気液二相の冷媒の入口となり、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するときには、液相の冷媒の出口となる。
【００３４】
ガス側接続管７６は、ガス冷媒配管２２ａを介して四路切換弁２２に接続され、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するときには、気相の冷媒の出口となり、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するときには、気相の冷媒の入口となる。
【００３５】
複数の第１伝熱管７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅは、上下方向に並び、最も外気の流れＷの風上側に位置する第１列Ｒ１を構成する。ここでは、４本の第１伝熱管７１ａ、その上に配置される４本の第１伝熱管７１ｂ、その上に配置される４本の第１伝熱管７１ｃ、その上に配置される４本の第１伝熱管７１ｄ、および、その上に配置される４本の第１伝熱管７１ｅから、第１列Ｒ１が構成されている。
【００３６】
複数の第３伝熱管７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅは、上下方向に並び、最も外気の流れＷの風下側に位置する第３列Ｒ３を構成する。ここでは、４本の第３伝熱管７３ａ、その上に配置される４本の第３伝熱管７３ｂ、その上に配置される４本の第３伝熱管７３ｃ、その上に配置される４本の第３伝熱管７３ｄ、および、その上に配置される４本の第３伝熱管７３ｅから、第３列Ｒ３が構成されている。
【００３７】
複数の第２伝熱管７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅは、上下方向に並び、第２列Ｒ２を構成している。第２列Ｒ２は、第１列Ｒ１よりも風下側に位置し、第３列Ｒ３よりも風上側に位置する。ここでは、４本の第２伝熱管７２ａ、その上に配置される４本の第２伝熱管７２ｂ、その上に配置される４本の第２伝熱管７２ｃ、その上に配置される４本の第２伝熱管７２ｄ、および、その上に配置される４本の第２伝熱管７２ｅから、第２列Ｒ２が構成されている。
【００３８】
各伝熱管７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅ，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅは、銅管であり、微少隙間を空けて多数が平行に並ぶアルミ製の伝熱フィン７０群を貫通している。
【００３９】
第１列Ｒ１、第２列Ｒ２および第３列Ｒ３それぞれの下部に位置する第１伝熱管７１ａ、第２伝熱管７２ａおよび第３伝熱管７３ａは、互いに接続されて、第１流路Ｐ１を形成している。液側接続管７５は、第１流路Ｐ１の４本の第１伝熱管７１ａの一番下に位置する第１伝熱管７１ａに接続されている。
【００４０】
分流器７８は、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するときに、液側接続管７５から第１流路Ｐ１に流れ第１流路Ｐ１を出た冷媒を、４つの分岐管７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ，７８ｅに分流させる。第１流路Ｐ１を形成する第１伝熱管７１ａ、第２伝熱管７２ａおよび第３伝熱管７３ａを除く他の第１伝熱管７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅ、第２伝熱管７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅおよび第３伝熱管７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅは、複数の分岐管７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ，７８ｅそれぞれを出た冷媒が流れる４つの分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を形成している。
【００４１】
分岐流路Ｐ２は、４つの第３伝熱管７３ｂ、４つの第２伝熱管７２ｂ、４つの第１伝熱管７１ｂの順に冷媒が流れるように、第１伝熱管７１ｂ、第２伝熱管７２ｂおよび第３伝熱管７３ｂが互いに接続された流路である。分岐流路Ｐ２の第１伝熱管７１ｂから、冷媒がガス側接続管７６へと流れ出る。
【００４２】
分岐流路Ｐ３は、４つの第３伝熱管７３ｃ、４つの第２伝熱管７２ｃ、４つの第１伝熱管７１ｃの順に冷媒が流れるように、第１伝熱管７１ｃ、第２伝熱管７２ｃおよび第３伝熱管７３ｃが互いに接続された流路である。分岐流路Ｐ３の第１伝熱管７１ｃから、冷媒がガス側接続管７６へと流れ出る。
【００４３】
分岐流路Ｐ４は、４つの第３伝熱管７３ｄ、４つの第２伝熱管７２ｄ、４つの第１伝熱管７１ｄの順に冷媒が流れるように、第１伝熱管７１ｄ、第２伝熱管７２ｄおよび第３伝熱管７３ｄが互いに接続された流路である。分岐流路Ｐ４の第１伝熱管７１ｄから、冷媒がガス側接続管７６へと流れ出る。
【００４４】
分岐流路Ｐ５は、４つの第３伝熱管７３ｅ、４つの第２伝熱管７２ｅ、４つの第１伝熱管７１ｅの順に冷媒が流れるように、第１伝熱管７１ｅ、第２伝熱管７２ｅおよび第３伝熱管７３ｅが互いに接続された流路である。分岐流路Ｐ５の第１伝熱管７１ｅから、冷媒がガス側接続管７６へと流れ出る。
【００４５】
４つの分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５と、ガス側接続管７６との間には、ガス側ヘッダ７９が設けられている。具体的には、分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の第１伝熱管７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅと、ガス側接続管７６との間に、ガス側ヘッダ７９が配置されている。分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の第１伝熱管７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅから流れ出た冷媒は、ヘッダ接続管７９ｂ，７９ｃ，７９ｄ，７９ｅを通ってガス側ヘッダ７９に流入し、ガス側ヘッダ７９の中で集合した後、ガス側ヘッダ７９の下部に接続されているガス側接続管７６へと流れ出る。
【００４６】
（３−２）蒸発器として機能するときの室外熱交換器の熱交換動作
上述の暖房運転時に、室外熱交換器２３は蒸発器として機能する。このとき、高圧レシーバ用電動弁２４で減圧されて液冷媒配管２４ａを流れてきた液相あるいは気液二相の冷媒が、まず液側接続管７５を通って第１流路Ｐ１に流れ込む。その後、第１流路Ｐ１を出た冷媒は、分流器７８の液側配管７８ａを経て分流器７８に入り、そこで４つの分岐管７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ，７８ｅに分かれ、さらに４つ分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５をそれぞれ流れる。これらの分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５は、第３伝熱管７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅ、第２伝熱管７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ、第１伝熱管７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅの順に冷媒が流れるように構成されており、冷媒は、風下側から風上側に向かって流れていくことになる（図４の白抜きの矢印を参照）。すなわち、分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を流れる冷媒は、外気の流れ（風向き）Ｗと反対の方向に向かって流れることになり、既に温度が上がって第１伝熱管７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅを流れている冷媒が、最も温度が高い風上側の外気と熱交換を行い、温度があまり上がっていない第３伝熱管７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅを流れる冷媒が、既に第１伝熱管７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅおよび第２伝熱管７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅと熱交換を行って少し温度が下がっている外気と熱交換を行う。これらの分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を流れる冷媒は、外気の流れＷに対し、いわゆる対向流となっており、外気との熱交換の効率が良くなっている。また、分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５における冷媒の過熱域が小さくなり、偏流も抑制される。第１流路Ｐ１や分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５において外気から熱を奪って蒸発した冷媒は、複数の分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５それぞれの第１伝熱管７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅから、ガス側ヘッダ７９を経てガス側接続管７６へと流れ出ていく。
【００４７】
（３−３）凝縮器として機能するときの室外熱交換器の熱交換動作
上述の冷房運転時に、室外熱交換器２３は凝縮器として機能する。このとき、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒が、図５に示すように、四路切換弁２２およびガス冷媒配管２２ａを介してガス側接続管７６に流れてくる。ガス側接続管７６からガス側ヘッダ７９に流れたガス冷媒は、分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に分かれて、風上側から風下側に向かって流れていく（図５の白抜きの矢印を参照）。これらの分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を流れる冷媒は、外気の流れＷに対し、いわゆる並行流となっている。
【００４８】
分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の第３伝熱管７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅを出た冷媒は、分岐管７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ，７８ｅを通って分流器７８に入り、分流器７８の液側配管７８ａから第１流路Ｐ１の第３伝熱管７３ａに流れ込む。そして、第１流路Ｐ１を流れて第１伝熱管７１ａを出た冷媒は、液側接続管７５から液冷媒配管２４ａへと流れ出る。
【００４９】
（４）特徴
（４−１）
一般に、屋外に置かれることが多い空気調和装置１０のような冷凍装置の熱源ユニットでは、熱交換器の内部を流れる冷媒と外気との温度差が小さくなることがある。このようなときには、熱交換器の内部を流れる冷媒が偏流したり、熱交換器の内部を流れる冷媒の過熱域が拡がったりすると、熱交換の効率が落ちる。
【００５０】
しかし、本発明の一実施形態に係る空気調和装置１０の室外熱交換器２３では、蒸発器として使用される場合、図４の白抜きの矢印が示すように、分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を流れる冷媒が、外気の流れＷに対し、いわゆる対向流となる。これにより、室外熱交換器２３は、中を流れる冷媒と外気との熱交換の効率が良くなっている。また、分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５における冷媒の過熱域が小さくなり、偏流も抑制されている。
【００５１】
（４−２）
本発明の一実施形態に係る空気調和装置１０の室外熱交換器２３では、凝縮器として使用される場合、図５の白抜きの矢印が示すように、冷媒は、第１流路Ｐ１から液側接続管７５に流れ、液側接続管７５から液冷媒配管２４ａへと流れ出ていくことになる。このような冷媒の流れに鑑み、室外熱交換器２３では、第１流路Ｐ１を形成する第１列Ｒ１の下部の第１伝熱管７１ａに液側接続管７５を接続している。すなわち、第１流路Ｐ１を構成する第１伝熱管７１ａ、第２伝熱管７２ａおよび第３伝熱管７３ａのうち、最も風上側に配置されている第１伝熱管７１ａから、液側接続管７５を通って液冷媒が流れ出ることになる。これにより、凝縮器として用いるときの室外熱交換器２３における冷媒の過冷却域を小さく抑えることができており、室外熱交換器２３の能力が確保されている。また、凝縮して液相となった冷媒が室外熱交換器２３の内部に滞留することなく液側接続管７５から流れ出ていくことになる。
【００５２】
（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態では、１台の室外熱源ユニット２０に５台の室内利用ユニット３０が接続されているマルチ型の空気調和装置１０について説明したが、１台の室外熱源ユニット２０に１台の室内利用ユニット３０が接続されているタイプの空気調和装置であっても、本発明に係る室外熱交換器２３を採用すれば熱交換効率の向上や能力アップの成果を得ることができる。
【００５３】
また、上記実施形態では空気調和装置１０の室外熱源ユニット２０の室外熱交換器２３に本発明を適用しているが、他の冷凍装置、例えばヒートポンプ式の給湯機を構成する熱源ユニットに本発明を適用してもよい。
【００５４】
（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態の室外熱交換器２３に代えて、図６に示す室外熱交換器１２３、第１切換弁８１および第２切換弁８２を、室外熱源ユニット２０の四路切換弁２２と高圧レシーバ用電動弁２４との間に組み込むことも有用である。変形例Ｂに係る室外熱源ユニット２０は、四路切換弁２２から延びるガス冷媒配管２２ａおよび高圧レシーバ用電動弁２４から延びる液冷媒配管２４ａの間に設けられる室外熱交換器１２３、第１切換弁８１および第２切換弁８２を除き、他の構成が上記実施形態と同様である。以下、図６および図７を参照しながら、室外熱交換器１２３、第１切換弁８１および第２切換弁８２について説明する。なお、図４および図６で同じ符号を用いている部材等については、上述のとおりの構成であるため、説明を省略する。
【００５５】
変形例Ｂに係る室外熱源ユニット２０では、ガス冷媒配管２２ａと液冷媒配管２４ａとの間に、室外熱交換器１２３、第１切換弁８１および第２切換弁８２が組み込まれている。これらと上述の室外熱交換器２３との大きな違いは、第１流路Ｐ１の第３伝熱管７３ａと分流器７８との間に第１切換弁８１が配置され、且つ、ガス側ヘッダ７９とガス側接続管７６との間に第２切換弁８２が配置されていることである。
【００５６】
第１切換弁８１は、２つの状態を切り換えることができる二方弁であり、第１流路Ｐ１と分流器７８とが連通する第１状態（図６参照）と、第１流路Ｐ１とガス側ヘッダ７９とが連通する第２状態（図７参照）と、を切り換えることができる。第１切換弁８１は、第１ポートが、冷媒配管８１ａによって第１流路Ｐ１の第３伝熱管７３ａと接続され、第２ポートが、分流器７８の液側配管７８ａによって分流器７８と接続され、第３ポートが、冷媒配管８１ｂによってガス側ヘッダ７９の出口配管７９ａに接続されている。第１状態のとき、第１切換弁８１の第１ポートと第２ポートとが連結され、第１流路Ｐ１と分流器７８とが連通する。一方、第２状態のときには、第１切換弁８１の第１ポートと第３ポートとが連結され、第１流路Ｐ１とガス側ヘッダ７９とが連通する。
【００５７】
第２切換弁８２は、２つの状態を切り換えることができる二方弁であり、ガス側ヘッダ７９とガス側接続管７６とが連通する第３状態（図６参照）と、ガス側接続管７６と分流器７８の液側配管７８ａ（分流器７８の第１切換弁８１側の配管）とが連通する第４状態（図７参照）と、を切り換えることができる。第２切換弁８２は、第１ポートが、ガス側接続管７６と接続され、第２ポートが、ガス側ヘッダ７９の出口配管７９ａに接続され、第３ポートが、冷媒配管８２ａによって分流器７８の液側配管７８ａに接続されている。第３状態のとき、第２切換弁８２の第１ポートと第２ポートとが連結され、ガス側ヘッダ７９とガス側接続管７６とが連通する。一方、第４状態のときには、第２切換弁８２の第１ポートと第３ポートとが連結され、ガス側接続管７６が冷媒配管８２ａを介して分流器７８の液側配管７８ａと連通する。
【００５８】
これらの室外熱交換器１２３、第１切換弁８１および第２切換弁８２を備える室外熱源ユニット２０では、第１切換弁８１および第２切換弁８２の切り換え制御によって、対向流を維持しつつ、室外熱交換器１２３を蒸発器として機能させることも凝縮器として機能させることも可能である。具体的には、蒸発器として使うときには、図６に示すように第１切換弁８１を第１状態にして第２切換弁８２を第３状態にすることで、上記実施形態と同様の冷媒の流れを生成する。そして、凝縮器として使うときには、図７に示すように、第１切換弁８１を第２状態にして第２切換弁８２を第４状態にすることで、各分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５冷媒の流れと外気の流れＷとを対向流にする。これにより、室外熱交換器１２３を蒸発器として使うときにも凝縮器として使うときにも、各分岐流路Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５冷媒の流れと外気の流れＷとを対向流に保つことができ、熱交換の効率の向上や偏流抑制を図ることができている。
【００５９】
（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態の室外熱交換器２３は、風上側から風下側に向かって伝熱管を３列に配置しているが、４列以上に多数の伝熱管を配置した熱交換器においても、本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    空気調和装置（冷凍装置）
２０    室外熱源ユニット
２３，１２３    室外熱交換器
７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅ    第１伝熱管
７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ    第２伝熱管
７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅ    第３伝熱管
７５    液側接続管
７６    ガス側接続管
７８    分流器
７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ，７８ｅ    分岐管
７９    ガス側ヘッダ
８１    第１切換弁（第１流路切換機構）
８２    第２切換弁（第２流路切換機構）
Ｐ１    第１流路
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５    分岐流路
Ｒ１    第１列
Ｒ２    第２列
Ｒ３    第３列
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２００６−２３４２６４号公報
【図１】
2015141009.tif 000003
【図２】
2015141009.tif 000004
【図３】
2015141009.tif 000005
【図４】
2015141009.tif 000006
【図５】
2015141009.tif 000007
【図６】
2015141009.tif 000008
【図７】
2015141009.tif 000009