(57)【要約】  本発明に係る熱源側ユニットは、温度センサが、列間接続部材のうち熱交換器の上下方向の中間位置よりも上方に位置している列間接続部材に設置されている。
2018138770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱交換部を備えた熱交換器及び前記熱交換器を流れる冷媒の温度を測定する温度センサが搭載された熱源側ユニットであって、
前記熱交換器は、
前記複数の熱交換部のうちの少なくとも１つである第１熱交換部に接続され、上下方向に並べられた複数の分岐部を有する第１ヘッダと、
前記複数の熱交換部のうちの少なくとも残りの１つである第２熱交換部に接続されている第２ヘッダと、
前記第１熱交換部を構成する伝熱管の一部と前記第２熱交換部を構成する伝熱管の一部とを接続する列間接続部材と、を有しており、
前記温度センサは、
前記列間接続部材のうち前記熱交換器の上下方向の中間位置よりも上方に位置している列間接続部材に設置されている
熱源側ユニット。
【請求項２】
前記温度センサは、
前記列間接続部材のうち最上段に位置している列間接続部材に設置されている
請求項１に記載の熱源側ユニット。
【請求項３】
前記第１熱交換部を構成する伝熱管の前記第１ヘッダ側の端部とは反対側の端部にはヘアピン部が設けられ、
前記第２熱交換部を構成する伝熱管の前記第２ヘッダ側の端部とは反対側の端部にはヘアピン部が設けられ、
前記列間接続部材は、
前記第１ヘッダ側及び前記第２ヘッダ側に設けられている
請求項１又は２に記載の熱源側ユニット。
【請求項４】
前記第１ヘッダは、
複数の板状部材を積層した積層型ヘッダである
請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱源側ユニット。
【請求項５】
前記伝熱管は、
扁平管である
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱源側ユニット。
【請求項６】
前記熱交換器に空気を供給する熱源側送風機を備え、
前記第１熱交換部及び前記第２熱交換部は、
前記熱源側送風機によって供給される空気の通過方向に並設される
請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱源側ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱源側ユニットと、
前記熱源側ユニットと接続された負荷側ユニットと、を備えた
冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッダを備えた熱交換器が搭載された熱源側ユニット、及び、この熱源側ユニットを備えた冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置又は給湯器などの冷凍サイクル装置が備える熱源側ユニットには熱交換器が搭載されている。一般的に、熱交換器は、伝熱管内を流れる冷媒の圧力損失を軽減するため、伝熱管を並列に複数本配置した流路（パス）を有している。各伝熱管の冷媒入口部及び冷媒出口部には、パス数に対応したヘッダが設けられている。そして、ヘッダに、伝熱管を流れる冷媒の温度を測定する温度センサを設けるようにしたものもある。【０００３】
このような熱交換器としては、例えば、「立設された２つのヘッダ集合管（５１，５２）と、該２つのヘッダ集合管（５１，５２）の間に上下方向に配列され、一端が一方のヘッダ集合管（５１，５２）へ差し込まれ、他端が他方のヘッダ集合管（５１，５２）へ差し込まれた複数の扁平管（５３）と、該扁平管（５３）に接合された複数のフィン（５５）とを備えた熱交換器であって、上記ヘッダ集合管（５１，５２）内の冷媒の温度を測定する温度センサ（１００）と、上記ヘッダ集合管（５１，５２）の外周面に固定され、上記温度センサ（１００）を上記ヘッダ集合管（５１，５２）に取り付ける取付部材（１１０）と、上記ヘッダ集合管（５１，５２）の外周面に固定され、上記温度センサ（１００）の取付位置を決めるための位置決め部材（１２０）とを備えている」ものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３１５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている熱交換器によれば、温度センサの取付位置に位置決め部材を取り付けることによって、ヘッダ集合管における温度センサを位置決めするようにしている。これにより、ヘッダ集合管と扁平管とをロウ付けした後に温度センサの位置決めを行っていたものに比較して、ロウ付け前に温度センサの位置決めを行うことができ、位置決めの作業性を向上できることになる。【０００６】
しかしながら、特許文献１においては、ヘッダ集合管の外周面における温度センサの固定位置を、位置決め部材により位置決めするものであり、ヘッダ集合管を流れる冷媒の状態については何ら考慮されていない。そのため、伝熱管の本数が少なく、サブクールラインの入口に温度センサが設けられた場合、二相冷媒の温度を測定できない。【０００７】
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、気液二相冷媒の温度測定の確実性を向上させるようにした熱源側ユニット、及び、この熱源側ユニットを備えた冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る熱源側ユニットは、複数の熱交換部を備えた熱交換器及び前記熱交換器を流れる冷媒の温度を測定する温度センサが搭載された熱源側ユニットであって、前記熱交換器は、前記複数の熱交換部のうちの少なくとも１つである第１熱交換部に接続され、上下方向に並べられた複数の分岐部を有する第１ヘッダと、前記複数の熱交換部のうちの少なくとも残りの１つである第２熱交換部に接続されている第２ヘッダと、前記第１熱交換部を構成する伝熱管の一部と前記第２熱交換部を構成する伝熱管の一部とを接続する列間接続部材と、を有しており、前記温度センサは、前記列間接続部材のうち前記熱交換器の上下方向の中間位置よりも上方に位置している列間接続部材に設置されているものである。【０００９】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記の熱源側ユニットを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る熱源側ユニットは、列間接続部材のうち熱交換器の上下方向の中間位置よりも上方に位置している列間接続部材に温度センサを設置したので、気液二相冷媒の温度測定の確実性が向上する。
本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記の熱源側ユニットを備えているので、各アクチュエータの制御を最適化ができ、効率的なシステム保護が実現可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の一例を概略的に示す回路構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の一例を概略的に示す回路構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る熱源側ユニットに搭載される熱交換器の一例を概略的に示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る熱源側ユニットに搭載される熱交換器の他の一例を概略的に示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る熱源側ユニットに搭載される熱交換器の一例を概略的に示す上面図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ線での概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る熱源側ユニットに搭載される熱交換器での冷媒の流れを説明する模式図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る熱源側ユニットに搭載される熱交換器での冷媒の状態遷移を概略的に示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態に係る熱源側ユニットに搭載される熱交換器の第１ヘッダを構成する上段分岐部の一例を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る熱源側ユニットに搭載される熱交換器の第１ヘッダを構成する上段分岐部の他の一例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る熱源側ユニットに搭載される熱交換器の第１ヘッダの構成の一例を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る熱源側ユニットに搭載される熱交換器の第１ヘッダの構成の他の一例を示す斜視図である。
【図１３】複数の分岐部を有していないヘッダの圧力損失を説明するためのグラフである。
【図１４】複数の分岐部を有しているヘッダの圧力損失を説明するためのグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態に係る熱源側ユニットに搭載される熱交換器の更に別の一例を概略的に示す斜視図である。
【図１６】伝熱管とヘッダ流路との組み合わせを説明するための表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る熱源側ユニット、及び、冷凍サイクル装置について、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成、動作等は、一例にすぎず、本発明に係る熱源側ユニット、及び、冷凍サイクル装置は、そのような構成、動作等である場合に限定されない。また、各図において、同一又は類似するものには、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
【００１３】
また、以下では、本発明に係る熱源側ユニットが、冷凍サイクル装置の一例である空気調和装置に適用される場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、冷媒循環回路を有する他の冷凍サイクル装置（例えば給湯器等）に適用されてもよい。また、冷凍サイクル装置が、加温運転と冷却運転とを切り替え可能なものである場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、加温運転又は冷却運転のみを行うものであってもよい。
【００１４】
図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置（以下、冷凍サイクル装置１００と称する）の冷媒回路構成の一例を概略的に示す回路構成図である。図１に基づいて、冷凍サイクル装置１００について説明する。なお、図１では、冷凍サイクル装置１００の一例として空気調和装置を例に説明するものとする。そのため、加温運転が暖房運転に該当し、冷却運転が冷房運転に該当する。また、図１では、暖房運転時の冷媒の流れを示し、図２では、冷房運転時の冷媒の流れを示している。
【００１５】
＜冷凍サイクル装置１００の構成＞
冷凍サイクル装置１００は、冷媒を循環させる冷媒回路を有しており、冷媒回路に冷媒を循環させることで冷房運転又は暖房運転を行うものである。
図１に示すように、冷凍サイクル装置１００は、熱源側ユニット１００Ａと、負荷側ユニット１００Ｂと、を備えている。
熱源側ユニット１００Ａと負荷側ユニット１００Ｂとは、それらに搭載されている各要素が冷媒配管１５で接続された冷媒回路を介して互いに接続されている。
各要素には、圧縮機１０、流路切替装置１１、熱交換器５０、絞り装置１２、及び、負荷側熱交換器１３が含まれる。
【００１６】
［熱源側ユニット１００Ａ］
熱源側ユニット１００Ａは、空調対象空間とは別空間（例えば屋外、屋根裏、又は、地下室等の室外空間）に設置され、負荷側ユニット１００Ｂに冷熱又は温熱を供給する機能を有する。
熱源側ユニット１００Ａには、圧縮機１０と、流路切替装置１１と、熱交換器（熱源側熱交換器）５０と、絞り装置１２と、熱源側送風機５０Ａと、制御装置４０と、温度センサ８０と、が搭載されている。
【００１７】
圧縮機１０は、冷媒回路を循環する冷媒を圧縮して吐出するものである。圧縮機１０で圧縮された冷媒は、吐出されて熱交換器５０又は負荷側熱交換器１３へ送られる。圧縮機１０は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、往復圧縮機等で構成することができる。
【００１８】
流路切替装置１１は、圧縮機１０の吐出側に設けられ、暖房運転と冷房運転とにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。つまり、流路切替装置１１は、冷房運転時には圧縮機１０と熱交換器５０とを接続するように切り替えられ、暖房運転時には圧縮機１０と負荷側熱交換器１３とを接続するように切り替えられる。なお、流路切替装置１１は、たとえば四方弁で構成するとよい。ただし、二方弁又は三方弁の組み合わせを流路切替装置１１として採用してもよい。
【００１９】
熱交換器５０は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能するものである。熱交換器５０が蒸発器として機能する場合、熱交換器５０では絞り装置１２から流出された低温低圧の冷媒と熱源側送風機５０Ａにより供給される空気とが熱交換し、低温低圧の液冷媒または二相冷媒が蒸発する。一方、熱交換器５０が凝縮器として機能する場合、熱交換器５０では圧縮機１０から吐出された高温高圧の冷媒と熱源側送風機５０Ａにより供給される空気とが熱交換し、高温高圧のガス冷媒が凝縮する。
なお、熱交換器５０については後段で詳細に説明するものとする。
【００２０】
絞り装置１２は、熱交換器５０又は負荷側熱交換器１３から流出した冷媒を膨張させて減圧するものである。絞り装置１２は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。なお、絞り装置１２としては、電動膨張弁だけでなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、または、キャピラリーチューブ等を適用することも可能である。
【００２１】
熱源側送風機５０Ａは、熱交換器５０に付設され、回転することで熱交換器５０に空気を供給する。熱源側送風機５０Ａは、例えば、プロペラファン及びターボファン等、種々の種類のファンのいずれかを用いることができる。なお、熱源側送風機５０Ａの回転数によって熱交換器５０の凝縮能力又は蒸発能力が調整される。
【００２２】
制御装置４０は、必要とする冷房能力又は暖房能力に応じて圧縮機１０の駆動周波数を制御する。また、制御装置４０は、必要とする冷房能力又は暖房能力に応じて絞り装置１２の開度を制御する。また、制御装置４０は、熱源側送風機５０Ａ及び負荷側送風機１３Ａの回転数を制御する。さらに、制御装置４０は、運転モードに応じて流路切替装置１１の切替を制御する。
【００２３】
つまり、制御装置４０は、ユーザからの運転指示に基づいて、後段で説明する温度センサ８０、それ以外の図示省略の各温度センサ、及び、図示省略の各圧力センサから送られる情報を利用し、各アクチュエータ（圧縮機１０、流路切替装置１１、絞り装置１２、熱源側送風機５０Ａ、及び、負荷側送風機１３Ａ）を制御する。なお、ここでは、制御装置４０が、熱源側ユニット１００Ａ内に備えられている場合を例に図示しているが、これに限定するものではない。たとえば、制御装置４０を負荷側ユニット１００Ｂ内に備えてもよく、熱源側ユニット１００Ａ及び負荷側ユニット１００Ｂの外部に備えてもよい。
【００２４】
なお、制御装置４０は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンまたはＣＰＵのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。
【００２５】
［負荷側ユニット１００Ｂ］
負荷側ユニット１００Ｂは、空調対象空間に冷熱又は温熱を供給する空間（例えば室内空間等の空調対象空間、又は、ダクトを介して空調対象空間と連通している空間）に設置され、熱源側ユニット１００Ａから供給される冷熱又は温熱により空調対象空間を冷房又は暖房する機能を有する。
負荷側ユニット１００Ｂには、負荷側熱交換器１３と、負荷側送風機１３Ａと、が搭載されている。
【００２６】
負荷側熱交換器１３は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能するものである。負荷側熱交換器１３が凝縮器として機能する場合、負荷側熱交換器１３では圧縮機１０から吐出された高温高圧の冷媒と負荷側送風機１３Ａにより供給される空気とが熱交換し、高温高圧のガス冷媒が凝縮する。一方、負荷側熱交換器１３が蒸発器として機能する場合、負荷側熱交換器１３では絞り装置１２から流出された低温低圧の冷媒と負荷側送風機１３Ａにより供給される空気とが熱交換し、低温低圧の液冷媒または二相冷媒が蒸発する。
【００２７】
負荷側熱交換器１３は、例えばフィン・アンド・チューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート熱交換器等で構成することができる。ここでは、負荷側熱交換器１３は、空気と冷媒とで熱交換を行う熱交換器である場合を例に示している。なお、負荷側送風機１３Ａの回転数によって負荷側熱交換器１３の凝縮能力又は蒸発能力が調整される。
【００２８】
負荷側送風機１３Ａは、負荷側熱交換器１３に付設され、回転することで負荷側熱交換器１３に空気を供給する。負荷側送風機１３Ａは、例えば、プロペラファン、クロスフローファン、シロッコファン及びターボファン等、種々の種類のファンのいずれかを用いることができる。
【００２９】
なお、図１では、１台の負荷側ユニット１００Ｂが、１台の熱源側ユニット１００Ａに接続されている場合を例に示しているが、熱源側ユニット１００Ａ及び負荷側ユニット１００Ｂの台数を特に限定するものではない。それぞれのユニットを複数台設けて、それぞれのユニットを並列又は直列に接続して冷凍サイクル装置１００を構成してもよい。
また、絞り装置１２を負荷側ユニット１００Ｂに搭載してもよい。
【００３０】
［冷凍サイクル装置１００に使用可能な冷媒］
冷凍サイクル装置１００に用いられる冷媒としては、非共沸混合冷媒、擬似共沸混合冷媒、又は、単一冷媒等がある。
【００３１】
非共沸混合冷媒には、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒であるＲ４０７Ｃ（Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ）等がある。この非共沸混合冷媒は、沸点が異なる冷媒の混合物であるので、液相冷媒と気相冷媒との組成比率が異なるという特性を有している。
擬似共沸混合冷媒には、ＨＦＣ冷媒であるＲ４１０Ａ（Ｒ３２／Ｒ１２５）、又は、Ｒ４０４Ａ（Ｒ１２５／Ｒ１４３ａ／Ｒ１３４ａ）等がある。この擬似共沸混合冷媒は、非共沸混合冷媒と同様の特性の他、Ｒ２２の約１．６倍の動作圧力という特性を有している。
【００３２】
単一冷媒には、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）冷媒であるＲ２２、又は、ＨＦＣ冷媒であるＲ１３４ａ等がある。この単一冷媒は、混合物ではないので、取扱いが容易であるという特性を有している。特に、従来の冷凍サイクル装置で用いられてきたＲ２２等のＨＣＦＣ冷媒は、ＨＦＣ冷媒と比較してオゾン破壊係数が高く環境面での悪影響が大きいことが指摘されている。このような背景から、近年では、オゾン破壊係数の小さい冷媒への移行が進んでいる。
【００３３】
＜冷凍サイクル装置１００が実行する運転＞
次に、冷凍サイクル装置１００が実行する運転について、冷媒の流れとともに説明する。
冷凍サイクル装置１００は、負荷側ユニット１００Ｂからの指示に基づいて、負荷側ユニット１００Ｂで冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。
なお、各アクチュエータの動作は、各種センサ（温度センサ８０を含めた温度センサ、圧力センサ）、及び、リモコンから送られる情報が入力された制御装置４０により制御される。
【００３４】
［暖房運転］
まず、冷凍サイクル装置１００が実行する暖房運転について説明する。冷凍サイクル装置１００が実行する暖房運転時の冷媒の流れについては図１に示している。
【００３５】
冷凍サイクル装置１００が暖房運転を実行する場合、熱源側ユニット１００Ａでは、圧縮機１０から吐出された冷媒を、負荷側熱交換器１３を経由し、熱交換器５０へ流入させるように、流路切替装置１１を切り替える。具体的には、暖房運転モードでは、圧縮機１０、流路切替装置１１、負荷側熱交換器１３、絞り装置１２、熱交換器５０の順に冷媒が流れるようになっている。
【００３６】
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって圧縮機１０から吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１１を経由して、負荷側熱交換器１３に流入する。負荷側熱交換器１３に流入した冷媒は、負荷側熱交換器５１に付設されている負荷側送風機１３Ａにより供給される空気と熱交換され（凝縮され）、高温高圧の液冷媒となって負荷側熱交換器１３から流出する。負荷側熱交換器１３において冷媒から空気に放熱することで空気が加熱され、加熱された空気が空調対象空間に供給されることで空調対象空間が暖房されることになる。
【００３７】
負荷側熱交換器１３から流出した高温高圧の液冷媒は、絞り装置１２によって低温低圧の液冷媒（又は二相冷媒）となる。この冷媒は、熱交換器５０に流入する。熱交換器５０に流入した冷媒は、熱交換器５０に付設されている熱源側送風機５０Ａにより供給される空気と熱交換され（蒸発され）、低温低圧のガス冷媒となって熱交換器５０から流出する。熱交換器５０から流出した冷媒は、流路切替装置１１を介して圧縮機１０へ再度吸入される。暖房運転の継続中、圧縮機１０からの冷媒吐出から圧縮機１０への冷媒吸入までのサイクルが繰り返される。
【００３８】
［冷房運転］
次に、冷凍サイクル装置１００が実行する冷房運転について説明する。冷凍サイクル装置１００が実行する冷房運転時の冷媒の流れについては図２に示している。
【００３９】
冷凍サイクル装置１００が冷房運転を実行する場合、熱源側ユニット１００Ａでは、圧縮機１０から吐出された冷媒を、熱交換器５０を経由し、負荷側熱交換器１３へ流入させるように、流路切替装置１１を切り替える。具体的には、冷房運転では、圧縮機１０、流路切替装置１１、熱交換器５０、絞り装置１２、負荷側熱交換器１３の順に冷媒が流れるようになっている。
【００４０】
低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって圧縮機１０から吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１１を経由して、熱交換器５０に流入する。熱交換器５０に流入した冷媒は、熱交換器５０に付設している熱源側送風機５０Ａにより供給される空気と熱交換され（凝縮され）、低温高圧の液冷媒となって熱交換器５０から流出する。
【００４１】
熱交換器５０から流出した低温高圧の液冷媒は、絞り装置１２によって低温低圧の液冷媒（又は二相冷媒）となり、負荷側熱交換器１３に流入する。負荷側熱交換器１３に流入した冷媒は、負荷側熱交換器１３に付設されている負荷側送風機１３Ａにより供給される空気と熱交換され（蒸発され）、低温低圧のガス冷媒となって負荷側熱交換器１３から流出する。負荷側熱交換器１３において冷媒が空気から吸熱することで空気が冷却され、冷却された空気が空調対象空間に供給されることで空調対象空間が冷房されることになる。負荷側熱交換器１３から流出した冷媒は、流路切替装置１１を介して圧縮機１０へ再度吸入される。冷房運転の継続中、圧縮機１０からの冷媒吐出から圧縮機１０への冷媒吸入までのサイクルが繰り返される。
【００４２】
＜熱源側ユニット１００Ａの詳細＞
次に、本発明の実施の形態に係る熱源側ユニット１００Ａの詳細について説明する。
図３は、熱源側ユニット１００Ａに搭載される熱交換器５０の一例を概略的に示す斜視図である。図４は、熱源側ユニット１００Ａに搭載される熱交換器５０の他の一例を概略的に示す斜視図である。図１及び図２に加え、図３及び図４を参照して、熱源側ユニット１００Ａについて詳細に説明する。
【００４３】
上述したように、熱源側ユニット１００Ａには、熱源側熱交換器として機能する熱交換器５０が搭載されている。
また、熱源側ユニット１００Ａには、熱交換器５０を流れる冷媒の温度を測定する温度センサ８０が搭載されている。温度センサ８０での測定された温度情報は、制御装置４０に送られて、各アクチュエータの制御に利用される。
【００４４】
熱交換器５０は、通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）の風上側に配設された第１熱交換部５１Ａと、風下側に配設された第２熱交換部５１Ｂと、第１熱交換部５１Ａに接続された第１ヘッダ６０と、第２熱交換部５１Ｂに接続された第２ヘッダ７０と、を有する。
なお、以下の説明において、第１熱交換部５１Ａ及び第２熱交換部５１Ｂをまとめて熱交換部と称する場合がある。また、第１ヘッダ６０及び第２ヘッダ７０をまとめてヘッダ部と称する場合がある。
【００４５】
第１熱交換部５１Ａ及び第２熱交換部５１Ｂは、熱交換器５０を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）に沿うように、並設される。
第１ヘッダ６０及び第２ヘッダ７０は、第１熱交換部５１Ａ及び第２熱交換部５１Ｂと同様に、熱交換器５０を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）に沿うように、並設される。
【００４６】
なお、本実施の形態では、熱交換器５０が、第１熱交換部５１Ａ及び第２熱交換部５１Ｂの２列で構成された例を示したが、３列以上で構成されてもよい。この場合、第１熱交換部５１Ａ又は第２熱交換部５１Ｂのいずれかと同等の構成を備えた熱交換部を追加すればよい。
【００４７】
［第１熱交換部５１Ａ］
第１熱交換部５１Ａは、複数の伝熱管５２Ａと、その複数の伝熱管５２Ａに、例えば、ロウ付け等で接合される複数のフィン５３Ａと、を有する。
伝熱管５２Ａは、例えば扁平管であり、内側に複数の流路が形成されている。
伝熱管５２Ａは、通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）と交差する方向に、複数段配設される。複数の伝熱管５２Ａのそれぞれの一方の端部と他方の端部とは、第１ヘッダ６０と対向するように第１ヘッダ６０側に並設される。
また、複数の伝熱管５２Ａのそれぞれは、一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられたヘアピン部５４Ａで接続される。
【００４８】
［第２熱交換部５１Ｂ］
第２熱交換部５１Ｂは、複数の伝熱管５２Ｂと、その複数の伝熱管５２Ｂに、例えば、ロウ付け等で接合される複数のフィン５３Ｂと、を有する。
伝熱管５２Ｂは、例えば扁平管であり、内側に複数の流路が形成されている。
伝熱管５２Ｂは、通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）と交差する方向に、複数段配設される。複数の伝熱管５２Ｂのそれぞれの一方の端部と他方の端部とは、第２ヘッダ７０と対向するように第２ヘッダ７０側に並設される。
また、複数の伝熱管５２Ｂのそれぞれは、一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられたヘアピン部５４Ｂで接続される。
【００４９】
なお、伝熱管５２Ａ及び伝熱管５２Ｂは、扁平管に限定されず、円管であってもよい。また、伝熱管５２Ａ及び伝熱管５２Ｂが、Ｕ字形状に折り曲げられたヘアピン部５４Ａ、ヘアピン部５４Ｂを有している例を示したが、ヘアピン部５４Ａ、ヘアピン部５４Ｂを伝熱管５２Ａ、伝熱管５２Ｂとは別部材として内部に流路が形成されたＵ字管等を用いて、流路を折り返してもよい。
【００５０】
［第１ヘッダ６０］
第１ヘッダ６０は、液ヘッダとして機能するものであり、縦方向に並べられた２つ以上の分岐部で構成されている。図３では、２つ以上の分岐部のうち縦方向上段に配置されている分岐部を上段分岐部６０ａとして図示し、２つ以上の分岐部のうち縦方向下段に配置されている分岐部を下段分岐部６０ｂとして図示している。上段分岐部６０ａ及び下段分岐部６０ｂのそれぞれは、分配数に応じた本数の伝熱管５２Ａと接続される。
なお、縦方向とは、熱交換器５０が熱源側ユニット１００Ａに搭載された状態において、上下方向のことを意味している。
【００５１】
第１ヘッダ６０を複数の分岐部で構成することで、伝熱管５２Ａの圧損によるパス間のヘッド差が緩和され、冷媒流量の差異が小さくなる。理由については後段で詳述する。
【００５２】
図４に示すように、上段分岐部６０ａには、接続配管６１ａを介して冷媒配管１５ａが接続される。
また、下段分岐部６０ｂには、接続配管６１ｂを介して冷媒配管１５ｂが接続される。
そして、冷媒配管１５ａ及び冷媒配管１５ｂは、分配器（デストリビュータ）８５を介して冷媒配管１５に接続される。
なお、接続配管６１ａ及び接続配管６１ｂは、例えば、円管である。
【００５３】
上段分岐部６０ａの内部には、少なくとも１つの分配合流流路６５ａが形成される。分配合流流路６５ａは、熱交換器５０が蒸発器として作用する場合に、冷媒配管１５ａから流入する冷媒を第１熱交換部５１Ａの複数の伝熱管５２Ａに分配して流出する分配流路となる。また、分配合流流路６５ａは、熱交換器５０が凝縮器（放熱器）として作用する場合に、第１熱交換部５１Ａの複数の伝熱管５２Ａから流入する冷媒を合流して冷媒配管１５ａに流出する合流流路となる。つまり、分配合流流路６５ａの一方側には複数の伝熱管５２Ａが接続され、他方側には冷媒配管１５ａが接続される。
【００５４】
下段分岐部６０ｂの内部には、少なくとも１つの分配合流流路６５ｂが形成される。分配合流流路６５ｂは、熱交換器５０が蒸発器として作用する場合に、冷媒配管１５ｂから流入する冷媒を第１熱交換部５１Ａの複数の伝熱管５２Ａに分配して流出する分配流路となる。また、分配合流流路６５ｂは、熱交換器５０が凝縮器（放熱器）として作用する場合に、第１熱交換部５１Ａの複数の伝熱管５２Ａから流入する冷媒を合流して冷媒配管１５ｂに流出する合流流路となる。つまり、分配合流流路６５ｂの一方側には複数の伝熱管５２Ａが接続され、他方側には冷媒配管１５ｂが接続される。
【００５５】
［第２ヘッダ７０］
第２ヘッダ７０は、ガスヘッダとして機能するものである。図３及び図４では、複数の分岐器で構成された第１ヘッダ６０に対して１つの第２ヘッダ７０が設けられている熱交換器５０を例に示している。なお、第２ヘッダ７０も、第１ヘッダ６０と同様に、複数の分岐部で構成してもよい。
【００５６】
図４に示すように、第２ヘッダ７０には、接続配管７１を介して、冷媒配管１５が接続される。接続配管７１は、例えば、円管である。
【００５７】
第２ヘッダ７０の内部には、分配合流流路７５が形成される。分配合流流路７５は、熱交換器５０が凝縮器（放熱器）として作用する場合に、冷媒配管１５から流入する冷媒を第２熱交換部５１Ｂの複数の伝熱管５２Ｂに分配して流出する分配流路となる。また、分配合流流路７５は、熱交換器５０が蒸発器として作用する場合に、第２熱交換部５１Ｂの複数の伝熱管５２Ｂから流入する冷媒を合流して冷媒配管１５に流出する合流流路となる。つまり、分配合流流路７５の一方側には複数の伝熱管５２Ｂが接続され、他方側には冷媒配管１５が接続される。
【００５８】
以上のように、熱交換器５０は、蒸発器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路６５ａ、分配合流流路６５ｂ）が形成される第１ヘッダ６０と、合流流路（分配合流流路７５）が形成される第２ヘッダ７０と、を別々に有している。
換言すれば、熱交換器５０は、凝縮器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路７５）が形成される第２ヘッダ７０と、合流流路（分配合流流路６５ａ、分配合流流路６５ｂ）が形成される第１ヘッダ６０と、を別々に有していることにもなる。
【００５９】
なお、伝熱管５２Ａ及び伝熱管５２Ｂは、例えばアルミニウム製である。
また、フィン５３Ａ及びフィン５３Ｂは、例えばアルミニウム製である。伝熱管４とフィン５とは、例えばロウ付けで接合される。
さらに、伝熱管５２Ａ及び伝熱管５２Ｂの本数を図３及び図４で示した本数に限定するものではない。
同様に、フィン５３Ａ及びフィン５３Ｂの枚数を図３及び図４で示した枚数に限定するものではない。
【００６０】
＜熱交換部とヘッダ部の接続＞
熱交換器５０の熱交換部とヘッダ部との接続について説明する。
図５は、熱源側ユニット１００Ａに搭載される熱交換器５０の一例を概略的に示す上面図である。図６は、図５におけるＡ−Ａ線での概略断面図である。図５及び図６に基づいて、熱交換部とヘッダ部との接続について説明する。なお、図５では、空気の流れを白抜き矢印で表している。
【００６１】
図５及び図６に示すように、伝熱管５２Ａの第１ヘッダ６０側の端部５２ａには、ジョイント部材５６Ａが接合される。ジョイント部材５６Ａの内部には流路が形成されている。この流路は、一方の端部が伝熱管５２Ａの外周面に沿う形状であり、他方の端部が円形状である。
また、同じく伝熱管５２Ｂの第２ヘッダ７０側の端部５２ｂには、ジョイント部材５６Ｂが接合される。ジョイント部材５６Ｂの内部には流路が形成されている。この流路は、一方の端部が伝熱管５２Ｂの外周面に沿う形状であり、他方の端部が円形状である。
【００６２】
ジョイント部材５６Ａと、ジョイント部材５６Ｂと、は、列間接続部材５７によって接続される。列間接続部材５７は、例えば、円弧状に曲げられた円管である。
伝熱管５２Ａの端部５２ａに接合されたジョイント部材５６Ａには、第１ヘッダ６０の接続配管６２が接続される。図５では、第１ヘッダ６０を構成している上段分岐部６０ａが図示されている。上段分岐部６０ａに接続されている接続配管６２については、接続配管６２ａとして表記するものとする。
伝熱管５２Ｂの端部５２ｂに接合されたジョイント部材５６Ｂには、第２ヘッダ７０の接続配管７２が接続される。
【００６３】
なお、ジョイント部材５６Ａと接続配管６２とが、一体化されていてもよい。また、ジョイント部材５６Ｂと接続配管７２とが、一体化されていてもよい。また、ジョイント部材５６Ａとジョイント部材５６Ｂと列間接続部材５７とが、一体化されていてもよい。
さらに、図６において列間接続部材５７が傾斜して接続されている状態を例に示しているが、列間接続部材５７が水平に接続されていてもよい。
【００６４】
＜熱交換器５０における冷媒の流れ＞
図７は、熱源側ユニット１００Ａに搭載される熱交換器５０での冷媒の流れを説明する模式図である。図８は、熱源側ユニット１００Ａに搭載される熱交換器５０での冷媒の状態遷移を概略的に示すグラフである。図７及び図８に基づいて、熱交換器５０における冷媒の流れについて説明する。図７では、熱交換器５０が凝縮器として作用している場合の冷媒の流れを（１）〜（５）として矢印で図示している。また、図８に示す（１）〜（５）は、図７の（１）〜（５）に対応させたものである。さらに、図８では、熱交換器５０における空気温度を破線で示している。
【００６５】
冷媒配管１５を流れる冷媒は、第２ヘッダ７０に流入して分配合流流路７５で複数に分配され、第２熱交換部５１Ｂの複数の伝熱管５２Ｂのそれぞれの端部５２ｂから流入する（矢印（１））。このときの冷媒は、圧縮機１０から吐出された冷媒の状態と同様に、ガス状態である（図８（１））。端部５２ｂから流入した冷媒は、伝熱管５２Ｂのもう一方の端部に向かって流れる。このとき、冷媒は、熱源側送風機５０Ａによって供給される空気と熱交換する。このときの冷媒は、過熱ガス状態である（図８（２））。
【００６６】
伝熱管５２Ｂのもう一方の端部まで流れた冷媒は、ヘアピン部５４Ｂを介して自身の上に位置する伝熱管５２Ｂにそれぞれ流入する（矢印（２））。もう一方の端部から流入した冷媒は、伝熱管５２Ｂの端部５２ｂに向かって流れる。このときも、冷媒は、熱源側送風機５０Ａによって供給される空気と熱交換する。
【００６７】
伝熱管５２Ｂの端部５２ｂまで流れた冷媒は、列間接続部材５７を介して第１熱交換部５１Ａに移動する（矢印（３））。このときの冷媒は、気液二相状態である（図８（３））。第１熱交換部５１Ａに移動した冷媒は、第１熱交換部５１Ａの複数の伝熱管５２Ａのそれぞれの端部５２ａから流入する。端部５２ａから流入した冷媒は、伝熱管５２Ａのもう一方の端部に向かって流れる。このとき、冷媒は、熱源側送風機５０Ａによって供給される空気と熱交換する。
【００６８】
伝熱管５２Ａのもう一方の端部まで流れた冷媒は、ヘアピン部５４Ａを介して自身の下に位置する伝熱管５２Ａにそれぞれ流入する（矢印（４））。もう一方の端部から流入した冷媒は、伝熱管５２Ａの端部５２ａに向かって流れる。このときも、冷媒は、熱源側送風機５０Ａによって供給される空気と熱交換する。このときの冷媒は、過冷却液状態である（図８（２））。伝熱管５２Ａの端部５２ａまで流れた冷媒は、第１ヘッダ６０に流入する（矢印（５））。第１ヘッダ６０に流入した冷媒は、第１ヘッダ６０で合流して、熱交換器５０から流出する。
【００６９】
なお、熱交換器５０が蒸発器として作用している場合においては、第１ヘッダ６０から第２ヘッダ７０に向かって冷媒が流れることになる。
また、温度センサ８０の設置位置については下段で説明するが、図７に示す矢印（３）を流れる冷媒の温度を測定できる位置、つまり熱交換器５０の高さ方向の中間位置よりも上方の位置に接続されている列間接続部材５７に温度センサ８０を設置すればよい。好ましくは、図７の上部に示す位置に温度センサ８０を設けるとよい。
【００７０】
＜温度センサ８０の設置位置＞
一般的に、冷凍サイクル装置は、冷媒回路を循環する冷媒の温度を測定する温度センサ、及び、冷媒回路を循環する冷媒の圧力を測定する圧力センサが、冷媒回路の所定箇所に設けられ、システムを保護するようになっている。すなわち、各センサで測定された温度情報及び圧力情報に基づいて各アクチュエータを制御するので、冷媒の状態を確実に測定することが、システムを保護する上で重要である。また、圧力センサの代わりに気液二相冷媒が流れる箇所に温度センサを設け、その温度センサにより測定した二相状態の冷媒温度から冷媒圧力に換算するものもある。
【００７１】
凝縮器として作用している熱交換器の場合、熱交換器を流れる冷媒は、過熱ガス状態、二相状態、過冷却液状態として状態遷移する。そのため、二相状態の冷媒温度を確実に測定することが、システムにとって非常に重要である。そこで、温度センサは、二相状態の冷媒を確実に測定できる位置に設置する必要がある。
【００７２】
よって、熱源側ユニット１００Ａでは、過冷却度が付きにくい位置に温度センサ８０を設置するようにしている。具体的には、図５に示すように、温度センサ８０を最上段に位置する列間接続部材５７の上部に設置するようにしている。この位置に温度センサ８０を設置すれば、熱交換器５０内において二相状態である冷媒の温度測定の確実性が向上することになる。
【００７３】
なお、熱交換器５０において過冷却度が付きにくい位置とは、上段分岐部６０ａの位置に対応する。上段分岐部６０ａと下段分岐部６０ｂとの離間位置は、熱交換器５０の上下方向の中間位置に相当する。つまり、温度センサ８０は、熱交換器５０の高さ方向の中間位置よりも上方の位置に接続されている列間接続部材５７に設置すればよい。ただし、図５に示すように、最上段に位置する列間接続部材５７の上部に温度センサ８０を設置することが好ましい。なお、列間接続部材５７の上部でなくても、列間接続部材５７の下部又は側部に温度センサ８０を設置するようにしてもよい。
【００７４】
［第１ヘッダ６０の詳細］
まず、第１ヘッダ６０の具体的な構成例について説明する。図９は、熱源側ユニット１００Ａに搭載される熱交換器５０の第１ヘッダ６０を構成する上段分岐部６０ａの一例を示す縦断面図である。図１０は、熱源側ユニット１００Ａに搭載される熱交換器５０の第１ヘッダ６０を構成する上段分岐部６０ａの他の一例を示す斜視図である。なお、図９では、説明の便宜上、板状体の厚さを概略的に均一として図示している。また、図９では、流体の流れ方向に沿って切った断面を示している。さらに、図９では、上段分岐部６０ａを図示しているが、下段分岐部６０ｂについても同様の構成である。
【００７５】
図９に示すように、第１ヘッダ６０は、板状体９０を有する積層型ヘッダとして構成することができる。板状体９０は、ベア材となる第１板状部材９１ａ〜第１板状部材９１ｄと、クラッド材となる第２板状部材９２ａ〜第２板状部材９２ｄと、が交互に積層されて形成される。板状体９０の積層方向の最も外側には、第１板状部材９１ａ、第１板状部材９１ｅが積層される。
なお、以下では、第１板状部材９１ａ〜第１板状部材９１ｅを総称して、第１板状部材９１と称する場合がある。同様に、第２板状部材９２ａ〜第２板状部材９２ｄを総称して、第２板状部材９２と記載する場合がある。
【００７６】
第１板状部材９１は、例えば、アルミニウム製である。第１板状部材９１には、ロウ材が塗布されない。第１板状部材９１のそれぞれには、分配合流流路６５となる貫通穴が形成される。貫通穴は、第１板状部材９１の表裏を貫通する。第１板状部材９１と第２板状部材９２とが積層されることで、第１板状部材９１に形成された貫通穴が、分配合流流路６５の一部として機能する。
【００７７】
第２板状部材９２は、例えば、アルミニウム製であり、第１板状部材９１と比較して薄く形成されている。第２板状部材９２の少なくとも表裏面には、ロウ材が塗布される。第２板状部材９２のそれぞれには、分配合流流路６５となる貫通穴が形成される。貫通穴は、第２板状部材９２の表裏を貫通する。第１板状部材９１と第２板状部材９２とが積層されることで、第２板状部材９２に形成された貫通穴が、分配合流流路６５の一部として機能する。
【００７８】
第１板状部材９１ａに形成される貫通穴には、接続配管６１ａが接続される。例えば、第１板状部材９１ａの冷媒の流入側の面に口金等が設けられ、その口金等を介して接続配管６１ａが接続されてもよく、また、第１板状部材９１ａに形成される貫通穴の内周面が、接続配管６１ａの外周面と嵌合する形状であり、口金等を用いずに、接続配管６１ａが直接接続されてもよい。
【００７９】
第１板状部材９１ｅに形成される貫通穴には、接続配管６２ａが接続される。例えば、第１板状部材９１ｅの冷媒の流入側の面に口金等が設けられ、その口金等を介して接続配管６２ａが接続されてもよく、また、第１板状部材９１ｅに形成される貫通穴の内周面が、接続配管６２ａの外周面と嵌合する形状であり、口金等を用いずに、接続配管６２ａが直接接続されてもよい。なお、接続配管６２ａを第１板状部材９１ｄの貫通穴にまで到達するように挿入して、接続配管６２ａを接続してもよい。
【００８０】
第１板状部材９１ａ及び第１板状部材９１ｃに形成される貫通穴は、例えば、流路断面Ｚ字状に貫通形成される。
なお、流路断面とは、流路を流体の流れと直交する方向で切った断面である。
【００８１】
第１板状部材９１と第２板状部材９２とが積層されると、第１板状部材９１に形成されている貫通穴と、第２板状部材９２に形成されている貫通穴と、が連通して分配合流流路６５が形成される。つまり、第１板状部材９１と第２板状部材９２とが積層されると、隣接する貫通穴同士が連通するとともに、連通する貫通穴以外の部分が隣接する第１板状部材９１又は第２板状部材９２に閉塞され、分配合流流路６５が形成されることになる。
なお、図９では、分配合流流路６５が、１つの流体入口部に対して４つの流体出口部を有している場合を例に図示しているが、分岐数を４分岐に限定するものではない。
【００８２】
接続配管６１ａから冷媒が流入する場合の上段分岐部６０ａにおける冷媒の流れについて説明する。
図９に示すように、接続配管６１ａを流れてきた冷媒は、第１板状部材９１ａの貫通穴を流体入口部として、上段分岐部６０ａの内部に流入する。この冷媒は、第２板状部材９２ａの貫通穴に流入する。
【００８３】
第２板状部材９２ａの貫通穴に流入した冷媒は、第１板状部材９１ｂの貫通穴の中心に流入する。第１板状部材９１ｂの貫通穴の中心に流入した冷媒は、隣接して積層される第２板状部材９２ｄの表面に当たって分岐し、第１板状部材９１ｂの貫通穴の端部に流れる。第１板状部材９１ｂの貫通穴の端部に至った冷媒は、第２板状部材９２ｂの貫通穴を通過して、第１板状部材９１ｃの貫通穴の中心に流入する。
【００８４】
第１板状部材９１ｃの貫通穴の中心に流入した冷媒は、隣接して積層される第２板状部材９２ｃの表面に当たって分岐し、第１板状部材９１ｃの貫通穴の端部に流れる。第１板状部材９１ｃの貫通穴の端部に至った冷媒は、第２板状部材９２ｃの貫通穴を通過して、第１板状部材９１ｄの貫通穴に流入する。第１板状部材９１ｄの貫通穴に流入した冷媒は、第２板状部材９２ｄの貫通穴を通過し、第１板状部材９１ｅの貫通穴内に位置する接続配管６２ａを介して伝熱管５２Ａに流入する。
【００８５】
第１ヘッダ６０を積層型ヘッダとして構成することで、第１ヘッダ６０における冷媒の分配の均一性が向上される。
なお、図９では、第１ヘッダ６０を積層型ヘッダとして構成した場合を例に示したが、図１０に示すように第１ヘッダ６０を筒型ヘッダとして構成してもよい。
【００８６】
次に、第１ヘッダ６０を構成する分岐部の構成例について説明する。図１１は、熱源側ユニット１００Ａに搭載される熱交換器５０の第１ヘッダ６０の構成の一例を示す斜視図である。図１２は、熱源側ユニット１００Ａに搭載される熱交換器５０の第１ヘッダ６０の構成の他の一例を示す斜視図である。
【００８７】
図１１に示すように、上段分岐部６０ａと下段分岐部６０ｂとを離間させて第１ヘッダ６０を構成することができる。この場合、上段分岐部６０ａ及び下段分岐部６０ｂのそれぞれを積層型ヘッダとして第１ヘッダ６０を構成してもよいし、それぞれを筒型ヘッダとして第１ヘッダ６０を構成してもよい。また、一方を積層型ヘッダとし、他方を筒型ヘッダとして第１ヘッダ６０を構成してもよい。
【００８８】
また、図１２に示すように、第１ヘッダ６０の全体を一体型に形成し、内部に仕切部６９を設け、上段分岐部６０ａ、下段分岐部６０ｂを形成するようにしてもよい。なお、図１２に示すように、仕切部６９を複数設け、中段分岐部６０ｃを形成するようにしてもよい。第１ヘッダ６０を積層型ヘッダとして構成する場合、板状体９０に複数の流体入口部を形成し、それぞれの流体入口部から流体出口部までの分配合流流路６５を連通させなければよい。また、第１ヘッダ６０を筒型ヘッダとして構成する場合には、図１２に示したように仕切部６９により内部空間を複数に区切ればよい。
【００８９】
次に、複数の分岐部を有する第１ヘッダ６０の作用について説明する。図１３は、複数の分岐部を有していないヘッダの圧力損失を説明するためのグラフである。図１４は、複数の分岐部を有しているヘッダの圧力損失を説明するためのグラフである。図１５は、熱源側ユニット１００Ａに搭載される熱交換器５０の更に別の一例を概略的に示す斜視図である。図１６は、伝熱管とヘッダ流路との組み合わせを説明するための表である。図１３〜図１６に基づいて、複数の分岐部を有するヘッダの作用について説明する。
【００９０】
なお、図１３及び図１４では、縦軸が圧力を、横軸が温度を、それぞれ表している。また、図１３及び図１４では、「Ａ」がサブクールライン入口を、「Ｂ」がヘッダ入口を、「Ｃ」が伝熱管入口を、「Ｄ」が伝熱管出口を、それぞれ示している。また、図１６では、上段が伝熱管の断面形状を、下段がヘッダ流路を、それぞれ表している。さらに、図１６では、左側が円管とヘッダ流路との組み合わせを、右側が扁平管とヘッダ流路との組み合わせを、それぞれ示している。
【００９１】
ところで、熱交換器を凝縮器として作用させる場合、ヘッダで分岐した冷媒は空気と熱交換して液化し、液化した冷媒の液ヘッドにより各パスの圧損にばらつきが発生する。具体的には、上側のパスほど冷媒が流れやすく冷媒流量が多くなるが、下側のパスほど冷媒が流れにくい。そこで、一般的には、図１５に示すように、凝縮器として作用する熱交換器では、熱交換性能を向上させるために伝熱管の下流側においてサブクールを付けるようにすることが多い。なお、サブクールを付けるための下流側の伝熱管をサブクールライン（図１５に示すサブクールライン５５）という。
【００９２】
図１５に示すサブクールラインに図１６の右側に示した断面長円形状の伝熱管（扁平管）を使用する場合を検討する。
なお、図１６の右側に示した扁平管の圧力損失の関係式は、ΔＰ∝ｕ＾２×Ｌ／ｄとなる。
ｕは「Ｇｒ／Ａ」、Ａは「πｄ＾２／４」、ΔＰは「圧力損失」、ｕは「流速」、Ｌは「配管長さ」、ｄは「水力直径」をそれぞれ表している。
【００９３】
図１６の左側に示すように、断面円形状の伝熱管と、断面円形状のヘッダ流路とを組み合わせた熱交換器においては、ヘッダ流路と伝熱管とを接続する配管にはキャピラリなどの細管を使っていた。そのため、水力直径が伝熱管＞分配器流路となり、液ヘッドの影響を受けにくく、冷房時の上下の流量差が小さいものとなっていた。
【００９４】
一方、図１６の右側に示すように、扁平管と、断面円形状のヘッダ流路とを組み合わせた熱交換器においては、ヘッダ流路と扁平管とをジョイント部材で接続していた。一般的に扁平管の水力直径は１ｍｍ以下と小さいため、水力直径が伝熱管＜分配器流路となり、ヘッダ流路での圧力損失が小さくなり、液ヘッドの影響を受けやすいものとなっている。つまり、熱交換器５０においても、ヘッダ流路と扁平管とをジョイント部材５６Ａで接続する構成を採用できるため、ヘッダ流路での圧力損失への対応が要求される。
【００９５】
冷媒流量と過冷却度の関係について説明する。
熱交換器における複数のパスのうちのあるパスの冷媒流量をＧｒ１、別のパスの冷媒流量がＧｒ２とし、Ｇｒ１＞Ｇｒ２の関係を有しているとする。そして、各パスでの交換熱量（Ｑ）、入口エンタルピ（Ｈｉ）が同じとすると、Ｑ＝Ｇｒ１×（Ｈｉ−Ｈｏ１）＝Ｇｒ２×（Ｈｉ−Ｈｏ２）という式が成立する。Ｇｒ１＞Ｇｒ２の関係を有していることから、別のパスの出口エンタルピ（Ｈｏ２）は、あるパスの出口エンタルピ（Ｈｏ１）よりも低くなることがわかる。つまり、冷媒流量が少ないと、過冷却度が付きやすいと言える。
【００９６】
ヘッダが複数の分岐部を有しておらず、サブクールラインを設けた熱交換器を蒸発器として作用させた場合、図１３に示すように、ヘッダ内における冷媒流路の圧損が大きく（図１３に示すΔＰ２）、ヘッダの入口部における冷媒温度が空気温度よりも高くなる。つまり、蒸発できない冷媒が多くなり、熱交換効率が悪く、無駄が多いものとなる。例えば、特許文献１に記載されているような従来の熱交換器では、下段をサブクールラインとして使用するために、細管を使って各パスを接続することで、圧損を付けてヘッド差を吸収するようにしている。しかしながら、これでは、ヘッダ内における冷媒流路の圧損が大きくなってしまい、熱交換効率の改善には至らない。
【００９７】
一方、熱交換器５０のように、ヘッダが複数の分岐部を有しており、サブクールラインを設けた熱交換器を蒸発器として作用させた場合、図１４に示すように、ヘッダ内における冷媒流路の圧損が小さく（図１４に示すΔＰ２）、ヘッダの入口部における冷媒温度が空気温度よりも低くなる。つまり、熱交換器の全体で冷媒を蒸発させることができ、熱交換効率がよいものとなる。
【００９８】
そこで、熱源側ユニット１００Ａでは、熱交換器５０の第１ヘッダ６０を、縦方向（上下方向）に並べられた２つ以上の分岐部で構成するようにしている。そのため、熱源側ユニット１００Ａでは、第１ヘッダ６０における伝熱管５２Ａの圧損によるパス間のヘッド差が緩和でき、伝熱管全体の冷媒流量の差異を小さくできる。したがって、熱源側ユニット１００Ａによれば、熱交換器５０の全体で熱交換ができ、熱交換効率が向上したものとなる。
【００９９】
また、熱源側ユニット１００Ａによれば、図４に示すような分配器８５を用いる場合であっても、第１ヘッダ６０を構成する分岐部の数に応じて分岐されることになるため、分配器本体のサイズアップ及び分配器８５に接続される配管本数の増加を抑制できる。そのため、熱源側ユニット１００Ａの内部スペースを必要以上に大きくする必要がなく、スペースを有効活用できる。
【０１００】
＜熱源側ユニット１００Ａ、冷凍サイクル装置１０００の奏する効果＞
以上のように、熱源側ユニット１００Ａは、複数の熱交換部（第１熱交換部５１Ａ、第２熱交換部５１Ｂ）を備えた熱交換器５０及び熱交換器５０を流れる冷媒の温度を測定する温度センサ８０が搭載され、熱交換器５０は、複数の熱交換部のうちの少なくとも１つである第１熱交換部５１Ａに接続され、上下方向に並べられた複数の分岐部（上段分岐部６０ａ、下段分岐部６０ｂ）を有する第１ヘッダ６０と、複数の熱交換部のうちの少なくとも残りの１つである第２熱交換部５１Ｂに接続されている第２ヘッダ７０と、第１熱交換部５１Ａを構成する伝熱管５２Ａの一部と第２熱交換部５１Ｂを構成する伝熱管５２Ｂの一部とを接続する列間接続部材５７と、を有しており、温度センサ８０は、列間接続部材５７のうち熱交換器５０の上下方向の中間位置よりも上方に位置している列間接続部材５７に設置されている。
【０１０１】
そのため、熱源側ユニット１００Ａによれば、列間接続部材５７を流れる気液二相冷媒の温度を測定するので、冷凍サイクル装置１００が有する各アクチュエータの制御に利用される二相冷媒の正確な温度を測定でき、システムを効率的に保護することが可能になる。
【０１０２】
また、熱源側ユニット１００Ａによれば、温度センサ８０が、列間接続部材５７のうち最上段に位置している列間接続部材５７に設置されているので、過冷却度が付きにくい位置に設置されている列間接続部材５７で冷媒温度を測定できる。そのため、二相冷媒の温度測定が更に確実化される。
【０１０３】
また、熱源側ユニット１００Ａは、第１熱交換部５１Ａを構成する伝熱管５２Ａの第１ヘッダ６０側の端部とは反対側の端部にはヘアピン部５４Ａが設けられ、第２熱交換部５１Ｂを構成する伝熱管５２Ｂの第２ヘッダ７０側の端部とは反対側の端部にはヘアピン部５４Ｂが設けられ、列間接続部材５７は、第１ヘッダ６０側及び第２ヘッダ７０側に設けられている。
そのため、熱源側ユニット１００Ａによれば、複雑な構成を採用することなく、列間接続部材５７に温度センサ８０を設置することができることになる。
【０１０４】
また、熱源側ユニット１００Ａによれば、第１ヘッダ６０が、複数の板状部材（第１板状部材９１、第２板状部材９２）を積層した積層型ヘッダであるので、冷媒の分配の均一性が向上される。
【０１０５】
また、熱源側ユニット１００Ａによれば、伝熱管（伝熱管５２Ａ、伝熱管５２Ｂ）が扁平管であるので、熱交換部における熱交換効率が向上したものになる。
【０１０６】
また、熱源側ユニット１００Ａによれば、熱交換器５０に空気を供給する熱源側送風機５０Ａを備え、第１熱交換部５１Ａ及び第２熱交換部５１Ｂは、熱源側送風機５０Ａによって供給される空気の通過方向に並設されるので、熱交換器５０が大型化することがない。
【０１０７】
さらに、冷凍サイクル装置１００によれば、上記の熱源側ユニット１００Ａと、熱源側ユニット１００Ａと接続された負荷側ユニット１００Ｂと、を備えたので、熱源側ユニット１００Ａの奏する効果を全部奏することになる。つまり、冷凍サイクル装置１００によれば、気液二相冷媒の温度測定の確実性が向上するので、各アクチュエータの制御が最適化され、効率的なシステム保護が実現する。
【符号の説明】
【０１０８】
４  伝熱管、５  フィン、１０  圧縮機、１１  流路切替装置、１２  絞り装置、１３  負荷側熱交換器、１３Ａ  負荷側送風機、１５  冷媒配管、１５ａ  冷媒配管、１５ｂ  冷媒配管、４０  制御装置、５０  熱交換器、５０Ａ  熱源側送風機、５１  負荷側熱交換器、５１Ａ  第１熱交換部、５１Ｂ  第２熱交換部、５２Ａ  伝熱管、５２Ｂ  伝熱管、５２ａ  端部、５２ｂ  端部、５３Ａ  フィン、５３Ｂ  フィン、５４Ａ  ヘアピン部、５４Ｂ  ヘアピン部、５５  サブクールライン、５６Ａ  ジョイント部材、５６Ｂ  ジョイント部材、５７  列間接続部材、６０  第１ヘッダ、６０ａ  上段分岐部、６０ｂ  下段分岐部、６０ｃ  中段分岐部、６１ａ  接続配管、６１ｂ  接続配管、６２  接続配管、６２ａ  接続配管、６５  分配合流流路、６５ａ  分配合流流路、６５ｂ  分配合流流路、６９  仕切部、７０  第２ヘッダ、７１  接続配管、７２  接続配管、７５  分配合流流路、８０  温度センサ、８５  分配器、９０  板状体、９１  第１板状部材、９１ａ  第１板状部材、９１ｂ  第１板状部材、９１ｃ  第１板状部材、９１ｄ  第１板状部材、９１ｅ  第１板状部材、９２  第２板状部材、９２ａ  第２板状部材、９２ｂ  第２板状部材、９２ｃ  第２板状部材、９２ｄ  第２板状部材、１００  冷凍サイクル装置、１００Ａ  熱源側ユニット、１００Ｂ  負荷側ユニット。
【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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【国際調査報告】
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