(57)【要約】  熱交換器（１２）は、空気調和を行う主回路の主管（４）が接続される主熱交換器（４０）と、主熱交換器（４０）に接続され、制御機器の冷却を行う副回路の副管（５）が接続される副熱交換器（４１）と、を備え、主熱交換器（４０）は、上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の主扁平管（５０）と、複数の主扁平管（５０）の上端が挿入され、冷媒を集配する主上部ヘッダ（５１）と、複数の主扁平管（５０）の下端が挿入され、冷媒を集配する主下部ヘッダ（５２）と、複数の主扁平管（５０）に設けられ、空気と複数の主扁平管（５０）の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の主フィン（５３）と、を有し、副熱交換器（４１）は、上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の副扁平管（６０）と、主上部ヘッダ（５１）に接続されると共に、複数の副扁平管（６０）の上端が挿入され、冷媒を集配する副上部ヘッダ（６１）と、主下部ヘッダ（５２）に接続されると共に、複数の副扁平管（６０）の下端が挿入され、冷媒を集配する副下部ヘッダ（６２）と、複数の副扁平管（６０）に設けられ、空気と複数の副扁平管（６０）の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の副フィン（６３）と、を有し、副下部ヘッダ（６２）には、副管（５）が接続され、冷媒を副下部ヘッダ（６２）から流出する副熱交換器出口（６５）が形成されている。
2020235052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和を行う主回路の主管が接続される主熱交換器と、  前記主熱交換器に接続され、制御機器の冷却を行う副回路の副管が接続される副熱交換器と、を備え、  前記主熱交換器は、  上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の主扁平管と、  前記複数の主扁平管の上端が挿入され、冷媒を集配する主上部ヘッダと、  前記複数の主扁平管の下端が挿入され、冷媒を集配する主下部ヘッダと、  前記複数の主扁平管に設けられ、空気と前記複数の主扁平管の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の主フィンと、を有し、  前記副熱交換器は、  上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の副扁平管と、  前記主上部ヘッダに接続されると共に、前記複数の副扁平管の上端が挿入され、冷媒を集配する副上部ヘッダと、  前記主下部ヘッダに接続されると共に、前記複数の副扁平管の下端が挿入され、冷媒を集配する副下部ヘッダと、  前記複数の副扁平管に設けられ、空気と前記複数の副扁平管の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の副フィンと、を有し、  前記副下部ヘッダには、  前記副管が接続され、冷媒を前記副下部ヘッダから流出する副熱交換器出口が形成されている  熱交換器。
【請求項２】
前記副上部ヘッダには、  前記副管が接続され、冷媒を前記副上部ヘッダに流入する副熱交換器入口が形成されている  請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記副下部ヘッダには、  前記副管が接続され、冷媒を前記副下部ヘッダに流入する副熱交換器入口が更に形成されている  請求項１記載の熱交換器。
【請求項４】
冷媒を圧縮する圧縮機と、  請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器と、  冷媒を膨張させる膨張部と、  前記熱交換器が蒸発器として作用する際に、凝縮器として作用すると共に、前記熱交換器が凝縮器として作用する際に、蒸発器として作用する熱交換器と、を備える  空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、熱交換器及び熱交換器を備える空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、空気調和装置の冷凍サイクルの冷媒を用いて、制御機器を冷却する空気調和装置が知られている。そのような空気調和装置において、制御機器を冷却する際に、冷凍サイクルの低圧側の低温の冷媒を用いた場合、制御機器が空気の露点以下まで冷却されることで、制御機器内部に結露が発生することがある。特許文献１には、開度が制御可能な二つの膨張弁と、二つの膨張弁の間に設けられ中圧の冷媒を用いて制御機器を冷却する冷却器と、熱交換器とが直列に接続される空気調和装置が開示されている。特許文献１は、これにより、空気調和装置の負荷及び制御機器の発熱量が大きく変動しても、制御機器の冷却を安定して行おうとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０２３０８１号公報
【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、特許文献１に開示された空気調和装置で用いられる冷却器は、熱交換器に直列に設けられている。したがって、特許文献１の冷却器には、冷媒回路の全冷媒が流れる管径が大きい冷媒配管が接続されることとなる。管径が大きい冷媒配管は、曲がり難いため、配管の取り回しが難しくなる。概して、このような場合では、冷媒配管を主管と副管との二つに分け、副管を冷却器に接続する手段がとられ得る。一方で、このような手段を講じても、熱交換器が主回路側と副回路側との二つに分割される必要があるため、空気調和を行う主回路側の熱交換器の容量が制限されてしまう。これにより、冷却器付近での配管の取り回しの容易さを確保しようとすると、空気調和の効率が低下する虞がある。【０００５】  本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷却器付近での配管の取り回しを容易にしつつ、空気調和の効率が低下することを抑制する熱交換器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明に係る熱交換器は、空気調和を行う主回路の主管が接続される主熱交換器と、主熱交換器に接続され、制御機器の冷却を行う副回路の副管が接続される副熱交換器と、を備え、主熱交換器は、上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の主扁平管と、複数の主扁平管の上端が挿入され、冷媒を集配する主上部ヘッダと、複数の主扁平管の下端が挿入され、冷媒を集配する主下部ヘッダと、複数の主扁平管に設けられ、空気と複数の主扁平管の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の主フィンと、を有し、副熱交換器は、上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の副扁平管と、主上部ヘッダに接続されると共に、複数の副扁平管の上端が挿入され、冷媒を集配する副上部ヘッダと、主下部ヘッダに接続されると共に、複数の副扁平管の下端が挿入され、冷媒を集配する副下部ヘッダと、複数の副扁平管に設けられ、空気と複数の副扁平管の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の副フィンと、を有し、副下部ヘッダには、副管が接続され、冷媒を副下部ヘッダから流出する副熱交換器出口が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】  本発明によれば、冷媒は、副上部ヘッダから各副扁平管に流入して、副下部ヘッダに流れる。即ち、副扁平管の内部を流れる冷媒は、副扁平管の上部から下部に流れる下降流となる。冷媒が下降して流れる扁平管は、冷媒が上昇して流れる扁平管に比べ、管内熱伝達率が高い。これにより、副回路側の副熱交換器の熱交換量を維持したまま、副熱交換器の容量を縮小させ、空気調和を行う主回路側の主熱交換器の容量が大きく減少しないようにする。このため、冷却器付近での配管の取り回しを容易にしつつ、空気調和の効率が低下することを抑制する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１における空気調和装置１を示す回路図である。
【図２】実施の形態１における熱源側熱交換器１２を示す正面図である。
【図３】熱源側熱交換器１２及び熱源側熱交換器１１２の管内伝熱特性を示す図である。
【図４】実施の形態２における熱源側熱交換器１１２を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  実施の形態１．  以下、熱交換器及び空気調和装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施の形態１における空気調和装置１を示す回路図である。この図１に基づいて、空気調和装置１について説明する。図１に示すように、空気調和装置１は、室外機２、室内機３、主管４、副管５、吸入管６及び吐出管７を有する。
【００１０】  室外機２は、圧縮機１０、流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、熱源側送風機１３、アキュームレータ１４、制御機器１５、副膨張部１６及び冷却器１７を有する。また、室内機３は、主膨張部１８、負荷側熱交換器１９及び負荷側送風機２０を有する。
【００１１】  主管４は、圧縮機１０と、吐出管７と、流路切替装置１１と、熱源側熱交換器１２と、主膨張部１８と、負荷側熱交換器１９と、吸入管６と、アキュームレータ１４とを接続し、空気調和を行う主回路８を構成するものである。副管５は、主回路８から分岐し、熱源側熱交換器１２と、副膨張部１６と、冷却器１７とを接続し、制御機器１５の冷却を行う副回路９を構成するものである。
【００１２】  吸入管６は、流路切替装置１１と圧縮機１０の吸入側とを接続する配管であり、圧縮機１０に冷媒を吸入する。吸入管６の途中には、アキュームレータ１４が接続されている。また、吸入管６には、副管５が接続され、主管４と副管５とを流れる冷媒が合流する。吐出管７は、流路切替装置１１と圧縮機１０の吐出側とを接続する配管であり、圧縮機１０から吐出される冷媒が流出する。また、吐出管７には、副管５が接続され、圧縮機１０から吐出される冷媒が主管４と副管５とに分流する。
【００１３】  圧縮機１０は、吸入管６から流入した冷媒を高温且つ高圧に圧縮し、圧縮した冷媒を吐出管７に吐出するものである。流路切替装置１１は、冷媒の流通方向を切り替えるものであり、例えば、四方弁である。なお、室外機２は、冷媒回路部品として、流路切替装置１１のほかに、電磁弁、逆止弁又は二方弁等の弁を有していてもよい。
【００１４】  図２は、実施の形態１における熱源側熱交換器１２を示す正面図である。熱源側熱交換器１２は、冷媒と熱媒体である室外空気とを熱交換するものである。図２に示すように、熱源側熱交換器１２は、主熱交換器４０及び副熱交換器４１を有する。
【００１５】  （主熱交換器４０）  主熱交換器４０は、複数の主扁平管５０、主上部ヘッダ５１、主下部ヘッダ５２及び複数の主フィン５３を有する。
【００１６】  （主扁平管５０）  各主扁平管５０は、上下方向に延びる長尺状の部材であり、内部には、冷媒が流れる流路が形成されている。
【００１７】  （主上部ヘッダ５１）  主上部ヘッダ５１は、主熱交換器４０の上部に設けられている。主上部ヘッダ５１は、各主扁平管５０の上端が挿入され、冷媒を集配するものである。更に、主上部ヘッダ５１には、主管４が接続され、主管４を流れる冷媒を主上部ヘッダ５１に流入する主熱交換器入口５４が形成されている。これにより、主上部ヘッダ５１は、主管４を通して流入した冷媒を各主扁平管５０に分配する。
【００１８】  （主下部ヘッダ５２）  主下部ヘッダ５２は、主熱交換器４０の下部に設けられている。主下部ヘッダ５２は、各主扁平管５０の下端が挿入され、冷媒を集配するものである。更に、主下部ヘッダ５２には、主管４が接続され、冷媒を主下部ヘッダ５２から主管４に流出する主熱交換器出口５５が形成されている。これにより、主下部ヘッダ５２は、各主扁平管５０から合流した冷媒を主管４に流出する。
【００１９】  （主フィン５３）  各主フィン５３は、波状に形成されたコルゲートフィンであり、各主扁平管５０の間に挟み込まれ、波形の山となる部分が接するように設けられる。各主フィン５３は、室外空気と各主扁平管５０の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する。なお、主フィン５３は、コルゲートフィンではなく、プレートフィンであってもよい。
【００２０】  （副熱交換器４１）  副熱交換器４１は、複数の副扁平管６０、副上部ヘッダ６１、副下部ヘッダ６２及び複数の副フィン６３を有する。
【００２１】  （副扁平管６０）  各副扁平管６０は、上下方向に延びる長尺状の部材であり、上下方向には、冷媒が流れる流路が形成されている。
【００２２】  （副上部ヘッダ６１）  副上部ヘッダ６１は、副熱交換器４１の上部に設けられ、副上部ヘッダ６１内部の空間と主上部ヘッダ５１内部の空間とを隔てる上部ヘッダ仕切り６６を介して主上部ヘッダ５１と接続されている。副上部ヘッダ６１は、各副扁平管６０の上端が挿入され、冷媒を集配するものである。更に、副上部ヘッダ６１には、副管５が接続され、副管５を流れる冷媒を副上部ヘッダ６１に流入する副熱交換器入口６４が形成されている。これにより、副上部ヘッダ６１は、副管５を通して流入した冷媒を各副扁平管６０に分配する。
【００２３】  （副下部ヘッダ６２）  副下部ヘッダ６２は、副熱交換器４１の下部に設けられ、副下部ヘッダ６２内部の空間と主下部ヘッダ５２内部の空間とを隔てる下部ヘッダ仕切り６７を介して主下部ヘッダ５２と接続されている。副下部ヘッダ６２は、各副扁平管６０の下端が挿入され、冷媒を集配するものである。更に、副下部ヘッダ６２には、副管５が接続され、冷媒を副下部ヘッダ６２から副管５に流出する副熱交換器出口６５が形成されている。これにより、副下部ヘッダ６２は、各副扁平管６０から合流した冷媒を副管５に流出する。
【００２４】  （副フィン６３）  各副フィン６３は、波状に形成されたコルゲートフィンであり、各副扁平管６０の間に挟み込まれるように設けられる。各副フィン６３は、室外空気と各副扁平管６０の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する。なお、副フィン６３は、コルゲートフィンではなく、プレートフィンであってもよい。
【００２５】  ここで、前述の如く、副上部ヘッダ６１には、副管５を流れる冷媒を副上部ヘッダ６１に流入する副熱交換器入口６４が形成され、副下部ヘッダ６２には、冷媒を副下部ヘッダ６２から副管５に流出する副熱交換器出口６５が形成されている。このため、冷媒は、副上部ヘッダ６１から各副扁平管６０に流入して、副下部ヘッダ６２に流れる。即ち、各副扁平管６０の内部を流れる冷媒は、副扁平管６０の上部から下部に流れる下降流となる。
【００２６】  熱源側送風機１３は、熱源側熱交換器１２に熱媒体である室外空気を送るものである。アキュームレータ１４は、圧縮機１０の吸入管６に接続される。アキュームレータ１４は、余剰となった冷媒を貯留し、圧縮機１０に液バックをすることを抑制するものである。
【００２７】  制御機器１５は、室外機２の内部に格納される。制御機器１５は、空気調和装置１の各機器を制御するものであり、空気調和装置１の駆動により発熱するインバータ（図示せず）及びコンデンサ（図示せず）等を有する。なお、制御機器１５は、室外機２の外に設けられていてもよい。
【００２８】  副膨張部１６は、室外機２の内部に格納される。副膨張部１６は、副管５に接続され、副管５を流れる冷媒を膨張及び減圧するものである。冷却器１７は、室外機２の内部に格納される。また、冷却器１７は、副管５に接続されると共に、制御機器１５に接するように設けられる。これにより、冷却器１７は、副管５から流入した低温且つ低圧の液冷媒と制御機器１５との間で熱交換を行う。即ち、冷却器１７は、制御機器１５から発生した熱を吸収することで、冷却器１７の内部を流れる冷媒を蒸発させると共に、制御機器１５を冷却する。なお、冷却器１７は、制御機器１５の設けられた場所に合わせて、室外機２の外に設けられていてもよい。
【００２９】  主膨張部１８は、主管４を流れる冷媒を膨張及び減圧するものである。負荷側熱交換器１９は、冷媒と室内空気とを熱交換するものである。負荷側送風機２０は、負荷側熱交換器１９に室内空気を送るものである。
【００３０】  次に、空気調和装置１の動作について説明する。先ず、冷房運転について説明する。冷媒は、圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出される。吐出された冷媒は、吐出管７において、主管４と副管５とに分流する。
【００３１】  主管４を流れる冷媒は、流路切替装置１１を通過して、熱源側熱交換器１２の凝縮器として作用する主熱交換器４０に流入する。主熱交換器４０に流入した冷媒は、熱媒体である室外空気と熱交換されて凝縮される。凝縮された冷媒は、室内機３の主膨張部１８に流入し、主膨張部１８によって膨張及び減圧される。減圧された冷媒は、蒸発器として作用する負荷側熱交換器１９に流入する。負荷側熱交換器１９に流入した冷媒は、室内空気と熱交換されて蒸発される。その際、室内空気が冷却されて室内が冷房される。その後、蒸発された冷媒は、流路切替装置１１を通過して、吸入管６にて副回路９を流れる冷媒と合流する。
【００３２】  副管５を流れる冷媒は、熱源側熱交換器１２の凝縮器として作用する副熱交換器４１に流入する。副熱交換器４１に流入した冷媒は、熱媒体である室外空気と熱交換されて凝縮される。凝縮された冷媒は、室外機２の副膨張部１６に流入し、副膨張部１６によって膨張及び減圧される。減圧された冷媒は、冷却器１７に流入する。冷却器１７に流入した冷媒は、制御機器１５と熱交換されて蒸発される。その際、制御機器１５が冷却される。その後、蒸発された冷媒は、吸入管６にて主回路８を流れる冷媒と合流する。合流した冷媒は、アキュームレータ１４に流入し、圧縮機１０に吸入される。
【００３３】  次に、暖房運転について説明する。冷媒は、圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出される。吐出された冷媒は、吐出管７において、主管４と副管５とに分流する。
【００３４】  主管４を流れる冷媒は、流路切替装置１１を通過して、室内機３の凝縮器として作用する負荷側熱交換器１９に流入する。負荷側熱交換器１９に流入した冷媒は、室内空気と熱交換されて凝縮される。その際、室内空気が加熱されて室内が暖房される。凝縮された冷媒は、主膨張部１８に流入し、主膨張部１８によって膨張及び減圧される。減圧された冷媒は、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２の主熱交換器４０に流入する。主熱交換器４０に流入した冷媒は、熱媒体である室外空気と熱交換されて蒸発される。その後、蒸発された冷媒は、流路切替装置１１を通過して、吸入管６にて、副回路９を流れる冷媒と合流する。
【００３５】  副管５を流れる冷媒は、熱源側熱交換器１２の凝縮器として作用する副熱交換器４１に流入する。この際、副熱交換器４１と蒸発器として作用する主熱交換器４０との間には上部ヘッダ仕切り６６及び下部ヘッダ仕切り６７が設けられているため、副熱交換器４１を流れる冷媒と主熱交換器４０を流れる冷媒とが混ざり合うことはない。副熱交換器４１に流入した冷媒は、熱媒体である室外空気と熱交換されて凝縮される。凝縮された冷媒は、室外機２の副膨張部１６に流入し、副膨張部１６によって膨張及び減圧される。減圧された冷媒は、冷却器１７に流入する。冷却器１７に流入した冷媒は、制御機器１５と熱交換されて蒸発される。その際、制御機器１５が冷却される。その後、蒸発された冷媒は、吸入管６にて主回路８側を流れる冷媒と合流する。合流した冷媒は、アキュームレータ１４に流入し、圧縮機１０に吸入される。
【００３６】  本実施の形態１によれば、冷媒は、副上部ヘッダ６１から各副扁平管６０に流入して、副下部ヘッダ６２に流れる。即ち、副扁平管６０の内部を流れる冷媒は、副扁平管６０の上部から下部に流れる下降流となる。
【００３７】  ここで、図３は、熱源側熱交換器１２及び熱源側熱交換器１１２の管内伝熱特性を示す図である。図３において、縦軸は、管内熱伝達率［Ｗ／（ｍ２・Ｋ）］を示し、横軸は、乾き度を示す。概して、冷媒の流速は、冷媒が管内を流れる向きを考慮した際に、重力加速度により受ける正の影響が大きいほど速くなる。また、扁平管の管内熱伝達率は、冷媒の流速が速いほど高くなる。即ち、下降流は、重力方向に流れるため、上昇流と比較して、重力加速度により受ける正の影響が大きく、流速が速くなる。このようにして、図３に示すように、冷媒が下降して流れる扁平管は、冷媒が上昇して流れる扁平管に比べ、管内熱伝達率が高い。
【００３８】  したがって、実施の形態１における熱源側熱交換器１２は、熱源側熱交換器１２が水平方向に配置され、冷媒が副扁平管６０を水平方向にのみ流れる場合と比べて、熱交換効率が向上する。また、実施の形態１における熱源側熱交換器１２は、副下部ヘッダ６２に副熱交換器入口６４が形成されると共に副上部ヘッダ６１に副熱交換器出口６５が形成される場合と比べて、熱交換効率が向上する。
【００３９】  これにより、副熱交換器４１の熱交換量を維持したまま、副熱交換器４１の容量を縮小させ、空気調和を行う主熱交換器４０の容量が大きく減少しないように出来る。このため、空気調和の効率が低下することを抑制することが出来る。また、冷媒配管を主管４と副管５との二つに分けることが可能なため、冷却器１７付近での配管の取り回しが容易である。このように、冷却器１７付近での配管の取り回しを容易にしつつ、空気調和の効率が低下することを抑制することが出来る。
【００４０】  実施の形態２．  図４は、本実施の形態２における熱源側熱交換器１１２を示す正面図である。図４に示すように、本実施の形態２は、副熱交換器入口１６４及び副熱交換器出口１６５のいずれもが副下部ヘッダ１６２に形成されている点で実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と同一の部分は同一の符合を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００４１】  副上部ヘッダ１６１には、実施の形態１と異なり、副管５が接続されていない。副上部ヘッダ１６１は、各副扁平管６０から合流した冷媒を副下部ヘッダ１６２から副上部ヘッダ１６１に冷媒が流れる副扁平管６０とは別の副扁平管６０に分配する。副下部ヘッダ１６２には、副熱交換器入口１６４及び副熱交換器出口１６５のいずれもが形成されている。副熱交換器入口１６４には、副下部ヘッダ１６２に冷媒を流入する副管５が接続されている。副熱交換器出口１６５には、副下部ヘッダ１６２から冷媒を流出する副管５が接続されている。また、副下部ヘッダ１６２は、副熱交換器入口１６４と副熱交換器出口１６５との間に、副下部ヘッダ１６２を副熱交換器入口１６４側の空間と副熱交換器出口１６５側の空間とに隔てる副下部ヘッダ仕切り１７１を有する。各副フィン６３は、各副扁平管６０の間に挟み込まれるように設けられる。
【００４２】  ここで、副熱交換器１４１内の冷媒の流れを説明する。先ず、冷媒は、副熱交換器入口１６４から副下部ヘッダ１６２に流入する。このとき、副下部ヘッダ仕切り１７１が設けられていることで、副熱交換器入口１６４側の冷媒と副熱交換器出口１６５側の冷媒とが混ざることはない。次に、副下部ヘッダ１６２に流入した冷媒は、各副扁平管６０に分配され、副上部ヘッダ１６１で合流する。そして、副上部ヘッダ１６１で合流した冷媒は、冷媒が副下部ヘッダ１６２から副上部ヘッダ１６１に流れる副扁平管６０とは別の副扁平管６０に分配され、再度、副下部ヘッダ１６２で合流する。このとき、副扁平管６０の内部を流れる冷媒は、上部から下部に流れる下降流となる。
【００４３】  また、副熱交換器入口１６４及び副熱交換器出口１６５のいずれもが副下部ヘッダ１６２に形成されることにより、副熱交換器１４１を流れる冷媒は、冷媒の凝縮が進み、冷媒の乾き度が低くなっている際に、下降流となる。
【００４４】  本実施の形態２によれば、副扁平管６０の内部を流れる冷媒は、副熱交換器１４１による冷媒の凝縮が進み、冷媒の乾き度が低くなる際に、上部から下部に流れる下降流となる。図３に示されるように、冷媒が下降して流れる扁平管は、冷媒が上昇して流れる扁平管に比べ、管内熱伝達率が高い。したがって、本実施の形態２における熱源側熱交換器１１２は、熱源側熱交換器１１２が水平方向に配置され、冷媒が副扁平管６０を水平方向にのみ流れる場合と比べて、熱交換効率が向上する。また、実施の形態２における熱源側熱交換器１１２は、副下部ヘッダ１６２に副熱交換器入口１６４が形成されると共に副上部ヘッダ１６１に副熱交換器出口１６５が形成される場合と比べて、熱交換効率が向上する。
【００４５】  また、特に、図３に示すように、冷媒が下降して流れる扁平管と冷媒が上昇して流れる扁平管との管内熱伝達率の差は、冷媒の乾き度が低い場合において極めて大きくなる。したがって、本実施の形態２における熱源側熱交換器１１２は、副熱交換器入口１６４及び副熱交換器出口１６５のいずれもが副上部ヘッダ１６１に形成される場合と比べても、熱交換効率が向上する。これにより、副熱交換器１４１の熱交換量を維持したまま、副熱交換器１４１の容量を縮小させ、空気調和を行う主熱交換器４０の容量が大きく減少しないように出来る。このため、空気調和の効率が低下することを抑制することが出来る。また、冷媒配管を主管４と副管５との二つに分けることが可能なため、冷却器１７付近での配管の取り回しが容易である。このように、冷却器１７付近での配管の取り回しを容易にしつつ、空気調和の効率が低下することを抑制することが出来る。
【００４６】  更に、副熱交換器入口１６４及び副熱交換器出口１６５のいずれもが、一般的に室外機内の空間に余裕のある高さ方向のうち、下方に形成されることにより、室外機２内の空間を有効に活用することが出来る。したがって、熱源側熱交換器１１２及び配管の取り回しを更に容易にすることが出来る。
【００４７】  ここで、従来の空気調和装置において、冷却器は、二つの膨張弁の間に設けられ、中圧の冷媒を用いて制御機器を冷却するものである。そして、従来の空気調和装置は、運転モード、空気調和装置の負荷及び制御機器の発熱量に応じて、二つの膨張弁の開度を連動して調整するため、複雑な制御が必要となる。一方、実施の形態１及び実施の形態２において、冷却器１７は、常に蒸発器として作用し、副管５を流れる低温且つ低圧の冷媒によって、制御機器１５を冷却する。このため、実施の形態１及び実施の形態２の空気調和装置１は、副管５を流れる冷媒の流量を主膨張部１８単体で調整すればよいため、主膨張部１８の複雑な制御を必要としない。
【００４８】  なお、実施の形態１において、副熱交換器入口６４は、副上部ヘッダ６１に形成されていた。また、実施の形態２において、副熱交換器入口１６４は、副下部ヘッダ１６２に形成されていた。しかし、副熱交換器出口６５及び副熱交換器出口１６５が副下部ヘッダ６２及び副下部ヘッダ１６２に形成されていれば、副熱交換器入口６４及び副熱交換器入口１６４が形成される位置は規定されていなくてもよい。この場合も、冷媒は、副扁平管６０を下降して流れる。したがって、副熱交換器４１及び副熱交換器１４１の熱交換量を維持したまま、副熱交換器４１及び副熱交換器１４１の容量を縮小させ、空気調和を行う主熱交換器４０の容量が大きく減少しないように出来る。このため、空気調和の効率が低下することを抑制することが出来る。また、冷媒配管を主管４と副管５との二つに分けることが可能なため、冷却器１７付近での配管の取り回しが容易である。このように、冷却器１７付近での配管の取り回しを容易にしつつ、空気調和の効率が低下することを抑制することが出来る。
【００４９】  更に、実施の形態１及び実施の形態２において、熱源側熱交換器１２及び熱源側熱交換器１１２が主熱交換器４０と副熱交換器４１及び副熱交換器１４１との二つからなる構成としていた。しかし、負荷側熱交換器１９が主熱交換器と副熱交換器の二つからなる構成としてもよい。この場合も、副熱交換器の熱交換量を維持したまま、副熱交換器の容量を縮小させ、空気調和を行う主熱交換器の容量が大きく減少しないように出来る。このため、空気調和の効率が低下することを抑制することが出来る。また、冷媒配管を主管４と副管５との二つに分けることが可能なため、冷却器１７付近での配管の取り回しが容易である。このように、冷却器１７付近での配管の取り回しを容易にしつつ、空気調和の効率が低下することを抑制することが出来る。
【符号の説明】
【００５０】  １  空気調和装置、２  室外機、３  室内機、４  主管、５  副管、６  吸入管、７  吐出管、８  主回路、９  副回路、１０  圧縮機、１１  流路切替装置、１２  熱源側熱交換器、１３  熱源側送風機、１４  アキュームレータ、１５  制御機器、１６  副膨張部、１７  冷却器、１８  主膨張部、１９  負荷側熱交換器、２０  負荷側送風機、４０  主熱交換器、４１  副熱交換器、５０  主扁平管、５１  主上部ヘッダ、５２  主下部ヘッダ、５３  主フィン、５４  主熱交換器入口、５５  主熱交換器出口、６０  副扁平管、６１  副上部ヘッダ、６２  副下部ヘッダ、６３  副フィン、６４  副熱交換器入口、６５  副熱交換器出口、６６  上部ヘッダ仕切り、６７  下部ヘッダ仕切り、１１２  熱源側熱交換器、１４１  副熱交換器、１６１  副上部ヘッダ、１６２  副下部ヘッダ、１６４  副熱交換器入口、１６５  副熱交換器出口、１７１  副下部ヘッダ仕切り。
【図１】
2020235052.tif 000003
【図２】
2020235052.tif 000004
【図３】
2020235052.tif 000005
【図４】
2020235052.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月3日(2021.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る熱交換器は、空気調和を行う主回路の主管が接続される主熱交換器と、主熱交換器に接続され、制御機器の冷却を行う副回路の副管が接続される副熱交換器と、を備え、主熱交換器は、上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の主扁平管と、複数の主扁平管の上端が挿入され、冷媒を集配する主上部ヘッダと、複数の主扁平管の下端が挿入され、冷媒を集配する主下部ヘッダと、複数の主扁平管に設けられ、空気と複数の主扁平管の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の主フィンと、を有し、副熱交換器は、上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の副扁平管と、主上部ヘッダに接続されると共に、複数の副扁平管の上端が挿入され、冷媒を集配する副上部ヘッダと、主下部ヘッダに接続されると共に、複数の副扁平管の下端が挿入され、冷媒を集配する副下部ヘッダと、複数の副扁平管に設けられ、空気と複数の副扁平管の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の副フィンと、を有し、副下部ヘッダの下方には、副管が接続され、冷媒を副下部ヘッダに流入する副熱交換器入口と、副管が接続され、冷媒を副下部ヘッダから流出する副熱交換器出口と、が形成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和を行う主回路の主管が接続される主熱交換器と、
前記主熱交換器に接続され、制御機器の冷却を行う副回路の副管が接続される副熱交換器と、を備え、
前記主熱交換器は、
上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の主扁平管と、
前記複数の主扁平管の上端が挿入され、冷媒を集配する主上部ヘッダと、
前記複数の主扁平管の下端が挿入され、冷媒を集配する主下部ヘッダと、
前記複数の主扁平管に設けられ、空気と前記複数の主扁平管の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の主フィンと、を有し、
前記副熱交換器は、
上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の副扁平管と、
前記主上部ヘッダに接続されると共に、前記複数の副扁平管の上端が挿入され、冷媒を集配する副上部ヘッダと、
前記主下部ヘッダに接続されると共に、前記複数の副扁平管の下端が挿入され、冷媒を集配する副下部ヘッダと、
前記複数の副扁平管に設けられ、空気と前記複数の副扁平管の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の副フィンと、を有し、
前記副下部ヘッダの下方には、
前記副管が接続され、冷媒を前記副下部ヘッダに流入する副熱交換器入口と、
前記副管が接続され、冷媒を前記副下部ヘッダから流出する副熱交換器出口と、が形成されている
熱交換器。
【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
請求項１に記載の熱交換器と、
冷媒を膨張させる膨張部と、
前記熱交換器が蒸発器として作用する際に、凝縮器として作用すると共に、前記熱交換器が凝縮器として作用する際に、蒸発器として作用する熱交換器と、を備える
空気調和装置。
【請求項３】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
熱交換器と、
制御機器と、
前記制御機器を冷却する冷却器と、
空気調和を行う主回路の主管と、
前記圧縮機の吐出側に接続された吐出管と、
前記圧縮機の吸入側に接続された吸入管と、
前記冷却器を有する副回路の副管と、備え、
熱交換器は、
前記主管が接続される主熱交換器と、
前記主熱交換器に接続され、前記副管が接続される副熱交換器と、を備え、
前記主熱交換器は、
上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の主扁平管と、
前記複数の主扁平管の上端が挿入され、冷媒を集配する主上部ヘッダと、
前記複数の主扁平管の下端が挿入され、冷媒を集配する主下部ヘッダと、
前記複数の主扁平管に設けられ、空気と前記複数の主扁平管の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の主フィンと、を有し、
前記副熱交換器は、
上下方向に延び、内部に冷媒が流れる流路が形成されている複数の副扁平管と、
前記主上部ヘッダに接続されると共に、前記複数の副扁平管の上端が挿入され、冷媒を集配する副上部ヘッダと、
前記主下部ヘッダに接続されると共に、前記複数の副扁平管の下端が挿入され、冷媒を集配する副下部ヘッダと、
前記複数の副扁平管に設けられ、空気と前記複数の副扁平管の内部を流れる冷媒との熱交換を促進する複数の副フィンと、を有し、
前記副下部ヘッダには、
前記副管が接続され、冷媒を前記副下部ヘッダから流出する副熱交換器出口が形成されており、
前記副管は、前記吐出管から分岐し、前記副熱交換器、及び前記冷却器を順に接続して、前記吸入管に合流する
空気調和装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2020235052.tif 000007
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2020235052.tif 000008
【国際調査報告】
2020235052.tif 000009
2020235052.tif 000010
2020235052.tif 000011
2020235052.tif 000012