CN109073290B - 室外单元及具备该室外单元的制冷循环装置 - Google Patents

室外单元及具备该室外单元的制冷循环装置 Download PDF

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Abstract

室外单元(10)的室外热交换器(11)具备主热交换部(13)及辅助热交换部(15)。在主热交换部(13)中形成有制冷剂通路组(14a～14d)。在辅助热交换部(15)中形成有制冷剂通路(16a～16d)。辅助热交换部(15)中的最接近主热交换部(13)的制冷剂通路(16d)与主热交换部(13)中的配置于穿过的外气的风速相对大的区域的制冷剂通路组(14b)连接。此外，制冷剂通路(16a)与制冷剂通路组(14a)连接。制冷剂通路(16b)与制冷剂通路组(14d)连接。制冷剂通路(16c)与制冷剂通路组(14c)连接。

Description

室外单元及具备该室外单元的制冷循环装置
技术领域
本发明涉及室外单元及具备该室外单元的制冷循环装置，特别是涉及包括具备主热交换部及辅助热交换部的室外热交换器的室外单元和具备该室外单元的制冷循环装置。
背景技术
作为制冷循环装置的空气调节装置具备包括室内单元和室外单元的制冷剂回路。在这样的空气调节装置中，使用四通阀等来切换制冷剂回路的流路，由此能够进行制冷运转和制热运转。
在室内单元设有室内热交换器。在室内热交换器中，在流动于制冷剂回路的制冷剂与通过室内风扇送入的室内的空气之间进行热交换。在室外单元设有室外热交换器。在室外热交换器中，在流动于制冷剂回路的制冷剂与通过室外风扇送入的外气之间进行热交换。
在空气调节装置中使用的室外热交换器包括使传热管以贯通板状的多个翅片的方式配置的室外热交换器。这样的室外热交换器被称为翅片管式热交换器。在该翅片管式热交换器中，为了有效地进行热交换而有时使用细径化的传热管。此外，作为这样的传热管，有时使用具有截面形状为扁平状的扁平型截面形状的扁平管。
另外，在这种室外热交换器中，存在具备冷凝用的主热交换部和过冷却用的辅助热交换器的类型。通常，主热交换部配置在辅助热交换部之上。在使空气调节装置进行制冷运转时，室外热交换器作为冷凝部发挥功能。向室外热交换器送入的制冷剂在主热交换部内流动期间，与空气之间进行热交换而冷凝，成为液体制冷剂。在主热交换部内流动之后，液体制冷剂在辅助热交换部内流动，由此被进一步冷却。
另一方面，在使空气调节装置进行制热运转时，室外热交换器作为蒸发器发挥功能。向室外热交换器送入的制冷剂在从辅助热交换部流动于主热交换部内期间，与空气之间进行热交换而蒸发，成为气体制冷剂。需要说明的是，作为公开了具备这种室外热交换器的空气调节装置的专利文献的一例，存在专利文献1。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-83419号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使空气调节装置进行制热运转或制冷运转时，通过室外风扇送入的外气通过室外热交换器。此时，根据室外热交换器与室外风扇的配置关系等，会产生在室外热交换器内通过的外气的风速大的区域和外气的风速小的区域。因此，在室外热交换器中，制冷剂与外气的热交换产生不均，有时无法有效地进行热交换。
另外，在使用细径化的传热管作为传热管时，并联的制冷剂通路的条数增加，因此由于制冷剂通路的连接顺序而使传热管内的液体制冷剂与气体制冷剂的相状态难以均匀。
此外，也存在使被称为毛细管的细径管与制冷剂通路分别连接，通过调整因向各制冷剂通路流入的制冷剂的摩擦而产生的压力损失来调整向各制冷剂通路流入的制冷剂量的平衡的手法。
然而，在该手法中，例如在室外热交换器附着有霜的状态下进行除霜运转时，制冷剂的流速也不均，因此霜的融化产生不均。其结果是，除霜时间变长而使消耗电力增加。而且，每个恒定时间段的制热能力下降。此外，当在霜完全融化之前反复进行制热运转时，残存的霜生长，有时会使室外热交换器损伤。
这样，在室外单元中，以在室外热交换器内通过的外气的风速的分布为起因而有时会使热交换性能下降。因此，要求热交换性能更高的室外单元。
本发明是作为其开发的一环而作出的发明，一个目的在于提供一种能实现热交换性能的提高的室外单元，另一目的在于提供一种具备这样的室外单元的制冷循环装置。
用于解决课题的方案
本发明涉及的一室外单元是具备室外热交换器的室外单元。室外热交换器包括第一热交换部和以与第一热交换部接触的方式配置的第二热交换部。第一热交换部具有多个第一制冷剂通路。第二热交换部具有多个第二制冷剂通路。多个第一制冷剂通路中的配置在最接近第二热交换部的位置的第一通路与多个第二制冷剂通路中的配置于在第二热交换部中穿过的流体的流速相对大的区域的第二通路连接。
本发明的另一室外单元是具备室外热交换器的室外单元。室外热交换器包括第一热交换部和以与第一热交换部接触的方式配置的第二热交换部。第一热交换部具有多个第一制冷剂通路。第二热交换部具有多个第二制冷剂通路。多个第一制冷剂通路中的配置在距第二热交换部最远的位置的第一通路与多个第二制冷剂通路中的配置于在第二热交换部中穿过的流体的流速相对大的区域的第二通路连接。
本发明的制冷循环装置是具备上述一室外单元或另一室外单元的制冷循环装置。
发明效果
根据本发明的一室外单元，多个第一制冷剂通路中的配置于最接近第二热交换部的位置的第一通路与多个第二制冷剂通路中的配置于在第二热交换部中穿过的流体的流速相对大的区域的第二通路连接。由此，在使室外热交换器作为蒸发器运转时，包含更多液体制冷剂的制冷剂从第一通路向配置于在第二热交换部中穿过的流体的流速相对大的区域的第二通路流动。其结果是，能够提高室外单元的室外热交换器的热交换性能。
根据本发明的另一室外单元，多个第一制冷剂通路中的配置于距第二热交换部最远的位置的第一通路与多个第二制冷剂通路中的配置于在第二热交换部中穿过的流体的流速相对大的区域的第二通路连接。由此，在使室外热交换器作为蒸发器运转时，包含更多液体制冷剂的制冷剂从第一通路向配置于在第二热交换部中穿过的流体的流速相对大的区域的第二通路流动。其结果是，能够提高室外单元的室外热交换器的热交换性能。
根据本发明的制冷循环装置，通过具备上述一室外单元或另一室外单元，能够提高制冷循环装置的热交换性能。
附图说明
图1是表示各实施方式的空气调节装置的制冷剂回路的一例的图。
图2是表示实施方式1的室外热交换器的立体图。
图3是在该实施方式中，表示传热管的制冷剂通路的一例的剖视图。
图4是在该实施方式中，表示传热管的制冷剂通路的另一例的剖视图。
图5是在该实施方式中，表示用于说明空气调节装置的动作的制冷剂回路中的制冷剂的流动的图。
图6是在该实施方式中，表示使室外热交换器作为冷凝器运转时的室外热交换器中的制冷剂的流动的图。
图7是在该实施方式中，表示使室外热交换器作为蒸发器运转时的室外热交换器中的制冷剂的流动的图。
图8是在该实施方式中，分别表示传热管内蒸发传热系数与干度的关系、热交换器性能与干度的关系的图表。
图9是在该实施方式中，表示室外热交换器及在室外热交换器中穿过的外气的风速分布的图。
图10是示意性地表示比较例的室外热交换器中的制冷剂的分布和风速的分布的图。
图11是在该实施方式中，示意性地表示室外热交换器中的制冷剂的分布和风速的分布的图。
图12是在该实施方式中，表示传热管内的摩擦压力损失与干度的关系的图表。
图13是在该实施方式中，表示辅助热交换部的摩擦压力损失相对于全部热交换器的摩擦压力损失之比与主热交换部的制冷剂通路数相对于辅助热交换部的制冷剂通路数之比的关系的图表。
图14是表示实施方式2的室外热交换器的立体图。
图15是在该实施方式中，表示使室外热交换器作为蒸发器运转时的室外热交换器中的制冷剂的流动的图。
图16是在该实施方式中，表示室外热交换器及在室外热交换器中穿过的外气的风速分布的图。
具体实施方式
实施方式1
首先，说明作为制冷循环装置的空气调节装置的整体的结构(制冷剂回路)。如图1所示，空气调节装置1具备压缩机3、室内热交换器5、室内风扇7、节流装置9、室外热交换器11、室外风扇21、四通阀23及控制部51。压缩机3、室内热交换器5、节流装置9、室外热交换器11及四通阀23由制冷剂配管连结。
室内热交换器5及室内风扇7配置在室内单元4内。室外热交换器11及室外风扇21配置在室外单元10内。空气调节装置1的一连串动作由控制部51控制。
接下来，说明该室外热交换器11。如图2所示，室外热交换器11具备主热交换部13(第二热交换部)及辅助热交换部15(第一热交换部)。在辅助热交换部15之上配置主热交换部13。在主热交换部13中，在第一列配置主热交换部13a，在第二列配置主热交换部13b。在辅助热交换部15中，在第一列配置辅助热交换部15a，在第二列配置辅助热交换部15b。
在主热交换部13(13a、13b)中，以贯通板状的多个翅片31的方式配置有多个传热管32(32a、32b、32c、32d)(第二制冷剂通路)。在辅助热交换部15(15a、15b)中，以贯通板状的多个翅片31的方式配置有多个传热管33(33a、33b、33c、33d)(第一制冷剂通路)。
作为该传热管32、33，可使用例如具有长径和短径的扁平截面形状的扁平管。作为该扁平管的一例，图3示出形成有一个制冷剂通路34的扁平管。作为扁平管的另一例，图4示出形成有多个制冷剂通路34的扁平管。需要说明的是，作为传热管32、33，并不局限于扁平管，可以是例如截面形状为圆形或椭圆形等的传热管。
在室外热交换器11中，由传热管32、33形成制冷剂通路。在主热交换部13中，形成有制冷剂通路组14a、制冷剂通路组14b、制冷剂通路组14c及制冷剂通路组14d。在制冷剂通路组14a中，形成有包括由传热管32a形成的一个制冷剂通路在内的多个制冷剂通路。在制冷剂通路组14b中，形成有包括由传热管32b形成的一个制冷剂通路在内的多个制冷剂通路。在制冷剂通路组14c中，形成有包括由传热管32c形成的一个制冷剂通路在内的多个制冷剂通路。在制冷剂通路组14d中，形成有包括由传热管32d形成的一个制冷剂通路在内的多个制冷剂通路。
在辅助热交换部15中，由传热管33形成制冷剂通路16a、制冷剂通路16b、制冷剂通路16c及制冷剂通路16d。制冷剂通路16a由传热管33a形成。制冷剂通路16b由传热管33b形成。制冷剂通路16c由传热管33c形成。制冷剂通路16d由传热管33d形成。
主热交换部13的制冷剂通路组14a～14d的一端侧与辅助热交换部15的制冷剂通路16a～16d的一端侧经由分配器29a～29d而由连接配管35连接。更具体而言，将制冷剂通路16a与制冷剂通路组14a连接。将制冷剂通路16b与制冷剂通路组14d连接。将制冷剂通路16c与制冷剂通路组14c连接。将制冷剂通路16d(第一通路)与制冷剂通路组14b(第二通路)连接。
主热交换部的制冷剂通路组14a～14d的另一端侧连接于集管27。辅助热交换部15的制冷剂通路16a～16d的另一端侧通过连接配管36而连接于分配器25。室外热交换器11如上所述构成。
接下来，作为具备具有上述室外热交换器11的室外单元10(参照图1)的空气调节装置的动作，首先，说明制冷运转的情况。
如图5所示，通过驱动压缩机3而从压缩机3排出高温高压的气体状态的制冷剂。以下，制冷剂按照虚线箭头流动。排出的高温高压的气体制冷剂(单相)经由四通阀23向室外单元10的室外热交换器11流入。在室外热交换器11中，在流入的制冷剂与通过室外风扇21供给的作为流体的外气(空气)之间进行热交换。高温高压的气体制冷剂进行冷凝而成为高压的液体制冷剂(单相)。
从室外热交换器11送出的高压的液体制冷剂通过节流装置9而成为低压的气体制冷剂与液体制冷剂的二相状态的制冷剂。二相状态的制冷剂向室内单元4的室内热交换器5流入。在室内热交换器5中，在流入的二相状态的制冷剂与通过室内风扇7供给的空气之间进行热交换。二相状态的制冷剂中，液体制冷剂蒸发而成为低压的气体制冷剂(单相)。通过该热交换而冷却室内。从室内热交换器5送出的低压的气体制冷剂经由四通阀23向压缩机3流入，被压缩而成为高温高压的气体制冷剂，再次从压缩机3排出。以下，该循环反复进行。
接下来，详细说明制冷运转时的室外热交换器11中的制冷剂的流动。如图6所示，在室外热交换器11中，从压缩机送来的制冷剂在主热交换部13中流动，接下来，在辅助热交换部15中流动。相对于该主热交换部13及辅助热交换部15，由室外风扇21送入的空气从第一列(上风侧)的主热交换部13a及辅助热交换部15a朝向第二列(下风列)的主热交换部13b及辅助热交换部15b流动(参照粗箭头)。
从压缩机3传送的高温高压的气体制冷剂首先向集管27流入。向集管27流入的制冷剂在主热交换部13的制冷剂通路组14a～14d中向箭头所示的方向流动。在制冷剂通路组14a中流动的制冷剂向分配器29a流入。在制冷剂通路组14b中流动的制冷剂向分配器29b流入。在制冷剂通路组14c中流动的制冷剂向分配器29c流入。在制冷剂通路组14d中流动的制冷剂向分配器29d流入。向分配器29a～29d分别流入的制冷剂在各个分配器29a～29d内汇合。
接下来，汇合的制冷剂从分配器29a～29d分别经由连接配管35向辅助热交换部15流入。向辅助热交换部15流入的制冷剂在制冷剂通路16a～16d中向箭头所示的方向流动。从分配器29a传送的制冷剂在制冷剂通路16a中流动。从分配器29b传送的制冷剂在制冷剂通路16d中流动。从分配器29c传送的制冷剂在制冷剂通路16c中流动。从分配器29d传送的制冷剂在制冷剂通路16b中流动。
分别在制冷剂通路16a～16d中流动的制冷剂经由连接配管36向分配器25流入。在分配器25内，流入的制冷剂汇合，在连接配管37中流动而向室外热交换器11之外送出。
在室外热交换器11作为冷凝器进行动作时，通常，制冷剂作为气体制冷剂(单相)，以具有过热度的状态向室外热交换器11流入。在室外热交换器11中，制冷剂在传热特性良好的液体制冷剂与气体制冷剂的二相状态的基础上，与外气(空气)进行热交换。热交换后的制冷剂成为具有过冷却度的液体制冷剂(单相)而从室外热交换器11送出。
在液体制冷剂(单相)中，与二相状态的制冷剂相比，传热管内的传热系数和压力损失小。而且，在传热管内，由于制冷剂的过冷却度增大，因此制冷剂的温度与传热管之外的温度的温度差减小。因此，作为室外热交换器的性能大幅下降。
因此，在该室外热交换器11的辅助热交换部15中，辅助热交换部15的制冷剂通路16a～16d的条数配置得比主热交换部13的制冷剂通路组14a～14d的条数少。由此，能够提高辅助热交换部15的传热管33内的制冷剂的流速，能够提高传热管33内的传热系数。
另外，液体制冷剂(单相)作为制冷剂在辅助热交换部15的传热管33中流动。因此，传热管33内的压力损失也小，能够避免对室外热交换器11的性能造成不良影响地提高室外热交换器的性能。特别是在传热管内的流路截面积小的情况下，为了避免使传热管内的压力损失增加而减小每一条制冷剂通路的制冷剂的流速。由此，能够较大地发挥促进传热管内的液体制冷剂的传热的效果。
接下来，说明制热运转的情况。如图5所示，通过驱动压缩机3而从压缩机3排出高温高压的气体状态的制冷剂。以下，制冷剂按照实线箭头流动。排出的高温高压的气体制冷剂(单相)经由四通阀23向室内热交换器5流入。在室内热交换器5中，在流入的气体制冷剂与通过室内风扇7供给的空气之间进行热交换，高温高压的气体制冷剂冷凝而成为高压的液体制冷剂(单相)。通过该热交换，对室内进行制热。从室内热交换器5送出的高压的液体制冷剂通过节流装置9而成为低压的气体制冷剂与液体制冷剂的二相状态的制冷剂。
二相状态的制冷剂向室外热交换器11流入。在室外热交换器11中，在流入的二相状态的制冷剂与通过室外风扇21供给的作为流体的外气(空气)之间进行热交换，二相状态的制冷剂中，液体制冷剂蒸发而成为低压的气体制冷剂(单相)。从室外热交换器11送出的低压的气体制冷剂经由四通阀23向压缩机3流入，被压缩而成为高温高压的气体制冷剂，再次从压缩机3排出。以下，该循环反复进行。
接下来，详细说明制热运转时的室外热交换器11中的制冷剂的流动。如图7所示，在室外热交换器11中，传送来的制冷剂在辅助热交换部15中流动，接下来，在主热交换部13中流动。相对于该主热交换部13及辅助热交换部15，通过室外风扇21送入的空气从第一列(上风侧)的主热交换部13a及辅助热交换部15a朝向第二列(下风列)的主热交换部13b及辅助热交换部15b流动(参照粗箭头)。
从室内热交换器5经由节流装置9传送来的二相状态的制冷剂首先向分配器25流入。流入到分配器25的制冷剂在辅助热交换部15的制冷剂通路16a～16d中向箭头所示的方向流动。在制冷剂通路16a中流动的制冷剂经由连接配管35向分配器29a流入。在制冷剂通路16b中流动的制冷剂经由连接配管35向分配器29d流入。在制冷剂通路16c中流动的制冷剂经由连接配管35向分配器29c流入。在制冷剂通路16d中流动的制冷剂经由连接配管35向分配器29b流入。
接下来，分别流入到分配器29a～29d的制冷剂在主热交换部13的制冷剂通路组14a～14d中向箭头所示的方向流动。流入到分配器29a的制冷剂在制冷剂通路组14a中流动。流入到分配器29b的制冷剂在制冷剂通路组14b中流动。流入到分配器29c的制冷剂在制冷剂通路组14c中流动。流入到分配器29d的制冷剂在制冷剂通路组14d中流动。分别在制冷剂通路组14a～14d中流动的制冷剂向集管27流入。流入到集管27的制冷剂向室外热交换器11之外送出。
在室外热交换器11中流动的制冷剂向压缩机3传送。此时，当制冷剂以液体制冷剂的状态向压缩机3流入时，存在引起液体压缩而成为压缩机3的故障的原因的情况。因此，在室外热交换器11作为蒸发器发挥功能的制热运转中，希望从室外热交换器11送出的制冷剂为气体制冷剂(单相)。
这样，在制热运转时，在通过室外风扇21向室外单元10内送入的外气与向室外热交换器11送入的制冷剂之间进行热交换。在进行该热交换时，外气(空气)中的水分冷凝，水滴在室外热交换器11的表面生长。生长的水滴在由翅片31和传热管32、33构成的室外热交换器11的排水路中通过并向下方流动，作为泄放水而排出。
另外，在制热运转的情况下，冷凝的空气中的水分有时作为霜而附着于室外热交换器11。因此，在空气调节装置1中，在外气成为了一定温度(例如，0℃(凝固点))以下时，进行用于除去霜的除霜运转。
除霜运转是指为了防止霜附着于作为蒸发器发挥功能的室外热交换器11而从压缩机3向室外热交换器11送入高温高压的气体制冷剂(热气体)的运转。除霜运转可以在制热运转的持续时间达到规定值(例如，30分钟)时进行。而且，除霜运转也可以在外气的温度为一定温度(例如，-6℃)以下时，在进行制热运转之前实施。附着于室外热交换器11的霜(及冰)通过送入到室外热交换器11的高温高压的制冷剂而融化。
在该空气调节装置1中，从压缩机3排出的高温高压的气体制冷剂能够经由四通阀23向室外热交换器11送入。此外，例如，在压缩机3与室外热交换器11之间可以设置旁通用的制冷剂配管(未图示)。
如上所述，在使室外热交换器11作为蒸发器发挥功能时，在室外热交换器11中流动期间，以液体制冷剂与气体制冷剂的二相状态流入的制冷剂蒸发而成为气体制冷剂。在此，说明二相状态的制冷剂的干度x与传热管内的蒸发传热系数αi的关系(关系A)、二相状态的制冷剂的干度x与作为蒸发器的热交换器性能AU值的关系(关系B)。图8分别示出关系A的图表(实线的图表)和关系B的图表(虚线的图表)。
另外，当将传热管外的热阻设为Ro，将传热管内的热阻设为Ri，将传热管壁内的热阻设为Rd时，AU值由下式表示。
AU值＝1/(Ro+Ri+Rd)
通过使热阻的值减小，AU值升高，热交换性能提高。例如，为了减小传热管外的热阻Ro，需要具备增加传热管外的传热面积，或者提高传热管外的流体的流速，或者提高传热管外的传热系数的机构。而且，为了减小传热管内的热阻Ri，需要提高传热管内的蒸发传热系数αi或者增大传热管内的传热面积。
通常，在供二相状态的制冷剂流入的室外热交换器11的传热管32、33内，液体制冷剂与气体制冷剂混杂。液体制冷剂作为附着于传热管32、33的内壁面的薄液膜而存在。因此，在传热管32、33内的二相状态的制冷剂蒸发时，与单相的制冷剂(液体制冷剂或气体制冷剂)的情况相比，传热管内的蒸发传热系数高，热交换器性能AU值也表现出高的值。
在二相状态的制冷剂中，随着液体制冷剂的蒸发，气体制冷剂的比例增加，接近于仅为单相的气体制冷剂的状态。即，成为制冷剂的干度高的状态。当成为干度高的状态时，会产生在传热管32、33内的内壁面形成的液体制冷剂(液膜)变干的过早干燥(dryout)的现象。因此，如图8所示，传热管32、33内的蒸发传热系数αi急剧下降。而且，热交换器性能AU值也急剧地成为低的值。
接下来，说明在室外热交换器11中穿过的外气(空气)的风速分布。在此，可设想收容有室外热交换器11的室外单元10(参照图1)例如为横吹室外单元的情况。在横吹室外单元中，如图9所示，以与室外热交换器11相对的方式配置室外风扇21。通过室外风扇21的旋转而从室外单元(未图示)的一侧面部分将外气送入室外单元内。送入的外气在室外热交换器11中穿过之后，从室外单元的另一侧面部分向室外单元之外送出。
在此，在室外热交换器11中穿过的外气的风速根据与室外风扇21的位置关系而产生分布。越是处于距室外风扇21近的位置的室外热交换器11的部分，则在该室外热交换器11的部分穿过的外气的风速越大。另一方面，越是处于距室外风扇21远的位置的室外热交换器11的部分，则在该室外热交换器11的部分穿过的外气的风速越小。
特别是如图9所示，在与室外风扇21相对的室外热交换器11的部分穿过的外气的风速大于在与室外风扇21不相对的室外热交换器11的部分穿过的外气的风速。即，在室外热交换器11中，在位于室外风扇21的投影面(双点划线的区域)的内侧的部分穿过的外气的风速大于在位于投影面的外侧的部分穿过的外气的风速。
通过产生这样的风速分布，室外热交换器11的各部分相对于整体的热交换量而对热交换起作用的比例根据室外热交换器11的部分而变化。该对热交换起作用的比例在处于距室外风扇21近的位置的室外热交换器11的部分相对高，在处于距室外风扇21远的位置的室外热交换器11的部分相对低。
在该室外单元10中，例如，在制冷剂通路组14b中穿过的外气的风速(平均值)大于在制冷剂通路组14d中穿过的外气的风速(平均值)。因此，制冷剂通路组14b对热交换起作用的比例高于制冷剂通路组14d对热交换起作用的比例。这样，各制冷剂通路(组)中的热交换量根据风速分布而变化。
在此，关于室外热交换器11的主热交换部13中的各制冷剂通路组14a～14d，说明在各制冷剂通路组14a～14d中流动的制冷剂、该制冷剂与外气的热交换性能。首先，作为比较例，说明液体制冷剂与气体制冷剂的二相状态的制冷剂向分配器29a～29d分别均等地流入的情况。
这种情况下，如图10所示，分别均等地流入到分配器29a～29d的制冷剂(液体制冷剂)在各制冷剂通路组14a～14d中流动期间，与外气之间进行热交换而成为气体制冷剂。特别是在主热交换部13中，由于制冷剂成为气体制冷剂(单相)而从主热交换部13送出，因此在风速相对大的制冷剂通路组14b、14c中流动的液体制冷剂在制冷剂通路组14b、14c的中途完成蒸发，成为气体制冷剂。
另一方面，在风速相对小的制冷剂通路组14a、14d中流动的液体制冷剂即使在制冷剂通路组14a、14d的出口处蒸发也未完成，因此需要对制冷剂进一步加热以使其成为气体制冷剂。因此，在主热交换部13中，存在热交换完成了的制冷剂，另一方面，也存在热交换未充分进行的制冷剂，由此，看作一个室外热交换器11时的热交换性能下降。
相对于比较例，在实施方式1中，如图11所示，根据风速分布来调整制冷剂分配。这种情况下，如后所述，以使包含更多液体制冷剂的制冷剂向风速相对大的制冷剂通路组14b、14c流入的方式配置主热交换部13和辅助热交换部15。
在制热运转时，流入到辅助热交换部15的制冷剂在分配器25处被分配之后，依次在制冷剂通路16a～16d、分配器29a～29d、制冷剂通路组14a～14d及集管27中流动。在此，在辅助热交换部15的制冷剂通路16a～16d中，在制冷剂的摩擦压力损失产生变动时，在制冷剂通路16a～16d及制冷剂通路组14a～14d中流动的制冷剂的流量比变化。
首先，说明传热管内的液体制冷剂与气体制冷剂的二相状态的制冷剂的干度与制冷剂的摩擦压力损失的关系。干度是指气体制冷剂的质量相对于湿蒸气(液体制冷剂+气体制冷剂)的质量的比例(比)。图12示出其图表。横轴为干度，纵轴为传热管内的压力损失。
干度越高，则气体制冷剂的量越多。在作为蒸发器发挥功能的室外热交换器11中，干度低的制冷剂流入，该制冷剂通过外气的热量而蒸发，由此干度升高。如图12所示，制冷剂的摩擦压力损失在干度比较低的区域中，随着干度升高而增加。另一方面，随着干度降低，摩擦压力损失也单调地减少。
流入到作为蒸发器发挥功能的室外热交换器11的制冷剂是液体制冷剂与气体制冷剂的二相状态的制冷剂，因此温度成为与压力对应的饱和温度。但是，在由于制冷剂的摩擦压力损失等而压力下降时，饱和温度也下降。
在作为蒸发器的室外热交换器11中，制冷剂从辅助热交换部15向主热交换部13流动。辅助热交换部15的制冷剂通路16a～16d与主热交换部13的制冷剂通路组14a～14d相比通路数少。由此，在辅助热交换部15中，在制冷剂通路16a～16d中流动的制冷剂的流量增多，制冷剂的摩擦压力损失也增大。因此，在辅助热交换部15的制冷剂通路16a～16d中流动的制冷剂(制冷剂A)与在主热交换部13的制冷剂通路组14a～14d中流动的制冷剂(制冷剂B)存在温度差，制冷剂A的温度高于制冷剂B的温度(制冷剂A>制冷剂B)。
辅助热交换部15以与主热交换部13接触的方式配置在主热交换部13的下方。在该辅助热交换部15中，制冷剂通路16d配置在最接近主热交换部13的位置。因此，从制冷剂A流动的制冷剂通路16d向主热交换部13传导热量，由此在制冷剂通路16d中，二相状态的制冷剂被冷却而冷凝，因此制冷剂的干度降低。由于制冷剂的干度降低，制冷剂的摩擦压力损失也减少。
由此，在辅助热交换部15中，在制冷剂通路16d中流动的制冷剂(液体制冷剂)的流量比在其他的制冷剂通路中流动的制冷剂(液体制冷剂)的流量多。在上述的室外热交换器11中，更多地流动有液体制冷剂的制冷剂通路16d(第一通路)连接于穿过的外气的风速相对大的制冷剂通路组14b(第二通路)。由此，如图11所示，包含更多液体制冷剂的制冷剂有效地进行热交换而蒸发成气体制冷剂。其结果是，能够提高室外热交换器11的性能。
在此，图13示出辅助热交换部15与主热交换部13的制冷剂的摩擦压力损失的比率和辅助热交换部与主热交换部的制冷剂通路数的比率的关系。需要说明的是，制冷剂假定为R32。每一条制冷剂通路的传热管的根数相同。主热交换部13与辅助热交换部15之间的压力设为0.80MPa(饱和温度-0.5℃)。计算了主热交换部的摩擦压力损失作为参数。
无论主热交换部13的摩擦压力损失如何，在主热交换部13相对于辅助热交换部15其制冷剂通路数为2倍以上时，制冷剂的摩擦压力损失的比率在辅助热交换部处都成为室外热交换器11内的整体压力损失的一半以上。因此，制冷剂的摩擦压力损失在辅助热交换部15中占主导，通过辅助热交换部15中的压力损失的变化，能够容易向主热交换部13的制冷剂通路组14a～14d分配制冷剂。
此外，在制热运转时适当进行的除霜运转中，制冷剂从主热交换部13向辅助热交换部15流动。在主热交换部13中流动的制冷剂为了使附着于主热交换部13的霜融化而散热。因此，在辅助热交换部15中流动时，制冷剂充分地冷凝而成为液体制冷剂。
在配置于最接近主热交换部13的位置的辅助热交换部15的制冷剂通路16d中，在制冷剂通路16d内流动的制冷剂不会产生相变化。而且，制冷剂的摩擦压力损失也几乎不会产生变动。因此，在进行除霜运转时不会对制冷剂的分配造成影响，能够提高作为蒸发器运转(制热运转)时的制冷剂与外气的热交换性。
在制冷剂通路16d未连接于主热交换部13中的配置在最接近辅助热交换部15的位置的制冷剂通路组14a的情况下，可以采用以下的手法来避免霜残留。例如，缩窄制冷剂通路16d的传热管的流路截面积。或者，减小将制冷剂通路16d与分配器连接的连接配管的直径。
由此，制冷剂通路16d的压力阻力也增大，能够将使室外热交换器11作为蒸发器运转时的辅助热交换部15的制冷剂通路16a～16d的制冷剂的分流比保持为恒定，并且在除霜运转时，能够增大制冷剂通路16d以外的制冷剂通路的分流比。由此，能够使更多的制冷剂流向需要热量且配置于主热交换部13的最下方的制冷剂通路组14a，能够可靠地使霜融化。
实施方式2
对实施方式2的室外单元的室外热交换器进行说明。如图14所示，室外热交换器11具备主热交换部13(第二热交换部)和辅助热交换部15(第一热交换部)。在主热交换部13中，形成有制冷剂通路组14a、14b、14c、14d(第二制冷剂通路)。在辅助热交换部15中，形成有制冷剂通路16a、16b、16c、16d(第一制冷剂通路)。
在实施方式2的室外热交换器11中，制冷剂通路组14a、14b、14c、14d和制冷剂通路16a、16b、16c、16d的连接形态与实施方式1的室外热交换器11的连接形态不同。在辅助热交换部15的最下段配置的制冷剂通路16a(第一通路)与主热交换部13的制冷剂通路组14a～14d中的穿过的外气的风速相对大的制冷剂通路组14b(第二通路)连接。
制冷剂通路16b与制冷剂通路组14a连接。制冷剂通路16c与制冷剂通路组14d连接。制冷剂通路16d与制冷剂通路组14c连接。需要说明的是，由于除此以外的结构与图2所示的室外热交换器11的结构相同，因此对于同一构件标注同一附图标记，除了必要的情况之外，不重复其说明。
接下来，说明具备具有上述室外热交换器11的室外单元的空气调节装置1的动作。空气调节装置1的动作与实施方式1的空气调节装置1的动作基本相同。
首先，在制冷运转中，从压缩机3排出的制冷剂在四通阀23、室外热交换器11、节流装置9及室内热交换器5中依次流动而返回压缩机3(参照图5的虚线箭头)。在室外热交换器11中，在高温高压的气体制冷剂与外气之间进行热交换。高温高压的气体制冷剂冷凝而成为高压的液体制冷剂(单相)。
在节流装置9中，高压的液体制冷剂成为低压的气体制冷剂与液体制冷剂的二相状态的制冷剂。在室内热交换器5中，在二相状态的制冷剂与外气之间进行热交换。液体制冷剂蒸发而成为低压的气体制冷剂(单相)。通过该热交换而将室内冷却。以下，该循环反复进行。
接下来，在制热运转中，从压缩机3排出的制冷剂在四通阀23、室内热交换器5、节流装置9及室外热交换器11中依次流动而返回压缩机3(参照图5的实线箭头)。在室内热交换器5中，在高温高压的气体制冷剂与外气之间进行热交换。高温高压的气体制冷剂冷凝而成为高压的液体制冷剂(单相)。通过该热交换，对室内进行制热。
在节流装置9中，高压的液体制冷剂成为低压的气体制冷剂与液体制冷剂的二相状态的制冷剂。在室外热交换器11中，在二相状态的制冷剂与外气之间进行热交换。液体制冷剂蒸发而成为低压的气体制冷剂(单相)。以下，该循环反复进行。
接下来，详细说明制热运转时的室外热交换器11中的制冷剂的流动。如图15所示，从室内热交换器5经由节流装置9传送来的二相状态的制冷剂首先向分配器25流入。向分配器25流入的制冷剂在辅助热交换部15的制冷剂通路16a～16d中向箭头所示的方向流动。在制冷剂通路16a中流动的制冷剂经由连接配管35向分配器29b流入。在制冷剂通路16b中流动的制冷剂经由连接配管35向分配器29a流入。在制冷剂通路16c中流动的制冷剂经由连接配管35向分配器29d流入。在制冷剂通路16d中流动的制冷剂经由连接配管35向分配器29c流入。
接下来，分别流入到分配器29a～29d的制冷剂在主热交换部13的制冷剂通路组14a～14d中向箭头所示的方向流动。流入到分配器29a的制冷剂在制冷剂通路组14a中流动。流入到分配器29b的制冷剂在制冷剂通路组14b中流动。流入到分配器29c的制冷剂在制冷剂通路组14c中流动。流入到分配器29d的制冷剂在制冷剂通路组14d中流动。在制冷剂通路组14a～14d中分别流动的制冷剂向集管27流入。流入到集管27的制冷剂向室外热交换器11之外送出。
如前所述，在制热运转时，在通过室外风扇21向室外单元10内送入的外气与向室外热交换器11送入的制冷剂之间进行热交换。在进行该热交换时，外气(空气)中的水分冷凝，水滴在室外热交换器11的表面生长。生长的水滴在由翅片31和传热管32、33构成的室外热交换器11的排水路中通过并向下方流动，作为泄放水而排出。
此时，泄放水主要通过重力从室外热交换器11的上部朝向下部排出，因此相对地在室外热交换器11的下部水分量多。在该室外热交换器11的下部，采取用于防止因翅片31或传热管33的腐蚀而使室外热交换器11损伤的对策。即，室外热交换器11的下部与室外单元的框体仅局部接触，或者与绝缘体接触的情况多。
因此，泄放水容易滞留在室外热交换器11的下部。特别是在辅助热交换部15的最下方配置的制冷剂通路16a中，与其他的制冷剂通路16b～16d相比，泄放水容易滞留。
另外，作为传热管，在使用了截面形状为扁平型的扁平管的情况下，传热管的下表面的表面张力比截面形状为普通圆形的传热管的下表面的表面张力大。因此，在辅助热交换部15的最下段，水滴容易滞留。
泄放水是在外气中含有的水分冷凝而产生的低温的水。该低温的泄放水容易滞留于制冷剂通路16a，由此在制冷剂通路16a中流动的二相状态的制冷剂被冷却，气体制冷剂冷凝。由于气体制冷剂的冷凝，制冷剂的干度减少，在制冷剂通路16a中流动的制冷剂在传热管33a内的摩擦压力损失减少(参照图12)。由此，在制冷剂通路16a中流动的制冷剂(液体制冷剂)的流量增加，在制冷剂通路16a中流动的制冷剂的流量与在其他制冷剂通路16b～16d中流动的制冷剂的流量相比增加。
如图16所示，该辅助热交换部15的制冷剂通路16a与主热交换部13的制冷剂通路组14b由连接配管35连接。在制冷剂通路组14b中，穿过的外气的风速相对大。由此，包含更多液体制冷剂的制冷剂有效地进行热交换而蒸发，成为气体制冷剂。其结果是，能够提高室外热交换器11的性能。
需要说明的是，为了调整制冷剂向制冷剂通路16a～16d及制冷剂通路组14a～14d的分配量而可以改变分配器25或分配器29a～29d的内部的流路形状。而且，可以调整将分配器25与制冷剂通路16a～16d连接的连接配管36的尺寸。此外，可以调整将分配器29a～29d与制冷剂通路16a～16d连接的连接配管的尺寸。
另外，如前所述，在制热运转时适当进行的除霜运转中，在主热交换部13中流动的制冷剂为了使附着于主热交换部13的霜融化而散热，因此在辅助热交换部15中流动时，制冷剂充分冷凝而成为液体制冷剂。
由此，不会发生由于在除霜运转时产生的泄放水而使在制冷剂通路16a～16d中流动的制冷剂产生相变化的情况。而且，制冷剂的摩擦压力损失也几乎不会产生变动。因此，在进行除霜运转时不会给制冷剂的分配造成影响，能够提高作为蒸发器而运转(制热运转)时的制冷剂与外气的热交换性。
当制冷剂通路16a未连接于主热交换部13中的配置于最接近辅助热交换部15的位置的制冷剂通路组14a时，可以通过采用以下的手法来避免霜的残留。例如，缩窄制冷剂通路16a的传热管的流路截面积。或者，减小将制冷剂通路16a与分配器连接的连接配管的直径。
由此，制冷剂通路16a的压力阻力也增大，能够将作为蒸发器运转时的辅助热交换部的制冷剂通路的制冷剂的分流比保持为恒定，并在除霜运转时，增大制冷剂通路16a以外的制冷剂通路的分流比。由此，能够使更多的制冷剂流向需要热量并在主热交换部13的最下方配置的制冷剂通路组14a，能够可靠地使霜融化。
作为在上述各实施方式中说明的空气调节装置1使用的制冷剂，使用制冷剂R410A、制冷剂R407C、制冷剂R32、制冷剂R507A、制冷剂HFO1234yf等，不论使用哪种制冷剂，都不会对除霜时的分配造成影响，能够提高作为蒸发器运转时的热交换器性能。
另外，作为空气调节装置1使用的冷冻机油，可考虑与应用的制冷剂的相互溶解性而使用具有适合性的冷冻机油。例如，在制冷剂R410A等碳氟化合物系制冷剂中，使用烷基苯油系、酯油系或醚油系的冷冻机油。除此之外，也可以使用矿物油系或氟油系等冷冻机油。
需要说明的是，关于具备在各实施方式中说明的室外热交换器的空气调节装置，可以根据需要进行各种组合。
本次公开的实施方式为例示而没有限定于此。本发明不是由上述说明的范围公开，而是由权利要求书公开，并包括与权利要求书等同的意思及范围内的全部变更。
工业实用性
本发明能有效用于具有具备主热交换部及辅助热交换部的室外热交换器的空气调节装置。
附图标记说明
1空气调节装置，3压缩机，4室内单元，5室内热交换器，7室内风扇，9节流装置，10室外单元，11室外热交换器，13、13a、13b主热交换部，14a、14b、14c、14d制冷剂通路组，15、15a、15b辅助热交换部，16a、16b、16c、16d制冷剂通路，21室外风扇，23四通阀，25分配器，27集管，29a、29b、29c、29d分配器，31翅片，32、32a、32b、32c、32d、33、33a、33b、33c、33d传热管，35、36、37连接配管，51控制部。

Claims (10)

1.一种室外单元，所述室外单元具备室外热交换器，
所述室外热交换器包括：
第一热交换部；及
第二热交换部，所述第二热交换部以与所述第一热交换部接触的方式配置，
所述室外单元的特征在于，
所述第一热交换部具有多个第一制冷剂通路，
所述第二热交换部具有多个第二制冷剂通路，
除所述多个第二制冷剂通路中的距离所述第一热交换部最近的通路和距离所述第一热交换部最远的通路之外，所述多个第一制冷剂通路中的配置在最接近所述第二热交换部的位置的第一通路与所述多个第二制冷剂通路中的配置于在所述第二热交换部中穿过的流体的流速相对大的区域的第二通路连接。
2.根据权利要求1所述的室外单元，其特征在于，
所述多个第一制冷剂通路的数量比所述多个第二制冷剂通路的数量少。
3.根据权利要求1所述的室外单元，其特征在于，
所述室外单元具备以与所述室外热交换器相对的方式配置并向所述室外热交换器送入所述流体的送风部，
从所述送风部观察所述室外热交换器时，所述第二通路以位于所述送风部与所述第二热交换部在俯视观察下重叠的区域的方式配置。
4.根据权利要求1所述的室外单元，其特征在于，
所述多个第一制冷剂通路的每一个及所述多个第二制冷剂通路的每一个分别包括传热管，
所述传热管的截面形状为扁平型。
5.一种室外单元，所述室外单元具备室外热交换器，
所述室外热交换器包括：
第一热交换部；及
第二热交换部，所述第二热交换部以与所述第一热交换部接触的方式配置，
所述室外单元的特征在于，
所述第一热交换部具有多个第一制冷剂通路，
所述第二热交换部具有多个第二制冷剂通路，
所述多个第一制冷剂通路中的配置在距所述第二热交换部最远的位置的第一通路与所述多个第二制冷剂通路中的配置于在所述第二热交换部中穿过的流体的流速相对大的区域的第二通路连接，
除所述多个第二制冷剂通路中的距离所述第一热交换部最近的通路和距离所述第一热交换部最远的通路之外，所述多个第一制冷剂通路中的配置在最接近所述第二热交换部的位置的第三通路与所述多个第二制冷剂通路中的配置于在所述第二热交换部中穿过的流体的流速相对大的区域的第四通路连接。
6.根据权利要求5所述的室外单元，其特征在于，
所述第一热交换部配置在所述第二热交换部的下方，
所述第一通路配置在所述第一热交换部中的最下段。
7.根据权利要求5所述的室外单元，其特征在于，
所述多个第一制冷剂通路的数量比所述多个第二制冷剂通路的数量少。
8.根据权利要求5所述的室外单元，其特征在于，
所述室外单元具备以与所述室外热交换器相对的方式配置并向所述室外热交换器送入所述流体的送风部，
从所述送风部观察所述室外热交换器时，所述第二通路以位于所述送风部与所述第二热交换部在俯视观察下重叠的区域的方式配置。
9.根据权利要求5所述的室外单元，其特征在于，
所述多个第一制冷剂通路的每一个及所述多个第二制冷剂通路的每一个分别包括传热管，
所述传热管的截面形状为扁平型。
10.一种制冷循环装置，具备权利要求1～9中任一项所述的室外单元，其特征在于，
在所述室外热交换器作为蒸发器进行动作的状态下，制冷剂从所述第一热交换部向所述第二热交换部流动。
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