JP2010002102A - 熱交換器ユニット及びそれを備えた空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】結露現象や着霜現象、また除霜行為によってパラレルフロータイプやサーペンタインタイプの熱交換器の熱交換性能が低下することを防ぎ、これらの熱交換器の特徴である熱交換効率の高さが十分に発揮されるようにする。
【解決手段】熱交換器ユニット１は、フィンアンドチューブタイプの第１の熱交換器とパラレルフロータイプの第２の熱交換器２０またはサーペンタインタイプの第２の熱交換器を備える。熱交換器は、送風機が生成する気流中に、第１の熱交換器１０を風上側、第２の熱交換器２０または３０を風下側とする形で配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は空気調和機等に用いられる熱交換器ユニットに関する。

空気調和機等に用いられる熱交換器には、フィンアンドチューブタイプ、パラレルフロータイプ、サーペンタインタイプといった種類のものがある。フィンアンドチューブタイプは、多数の平行するフィンを１本または複数本のチューブが蛇行しつつ貫通する形のものであって、一般的に良く用いられている。パラレルフロータイプは、２本のヘッダパイプの間に複数の偏平チューブを配置して偏平チューブ内部の冷媒通路をヘッダパイプの内部に連通させるとともに、偏平チューブ間にコルゲートフィン等のフィンを配置したものである。サーペンタインタイプは、２本のヘッダパイプの間に偏平チューブを配置するところまではパラレルフロータイプと同じであるが、偏平チューブの数が１本であり、この１本の偏平チューブが蛇行し、蛇行する偏平チューブの間にコルゲートフィン等のフィンが配置されている。フィンアンドチューブタイプの例は特許文献１に見ることができ、パラレルフロータイプとサーペンタインタイプの例は特許文献２に見ることができる。

熱交換器ユニットでは、熱交換量を多くするため、複数の熱交換器を前後して通風路中に配置するということもしばしば行われる。特許文献１にはフィンアンドチューブタイプの熱交換器を前後して複数列配置する構成が記載されている。特許文献２にはパラレルフロータイプやサーペンタインタイプの熱交換器を２台以上平行に配置する構成が記載されている。
特開平７−１９８１６６号公報 特開２００５−５５１０８号公報

上記した熱交換器は、凝縮器としても蒸発器としても使用できる。ヒートポンプ式空気調和機にあっては、室外機の熱交換器が、冷房時には凝縮器として用いられ、暖房時には蒸発器として用いられることになる。熱交換器が蒸発器として用いられ、外気温が低温の場合、チューブ内を外気温より低温の冷媒が流れ、チューブやフィンの表面温度が０℃以下に低下する。これにより、空気中の水分がチューブやフィンの表面に霜となって付着するという現象（着霜現象）が起きる。着霜が生じるとチューブやフィンから空気への冷熱伝達が悪くなり、また着霜による目詰まりでフィンの間隔が狭められて空気が流れにくくなるので、熱交換効率が低下する。このため、時々は蒸発器と凝縮器の役割を逆転する除霜運転が行われ、霜が溶かされる。

霜が溶けた水、すなわち除霜水がチューブやフィンに付着したままであると、除霜運転から通常運転に戻ったときにそれが結氷し、熱交換効率を低下させてしまう。従って除霜水は速やかに排水する必要がある。

また、空気調和機の室内機では、冷房運転の際に室内空気との熱交換で熱交換器に結露が生じる。空気調和機の室外機では、暖房運転の際に室外空気との熱交換で熱交換器に結露が生じる。結露水も、空気流通路の断面積を狭めて熱交換性能を低下させる原因となるので、速やかに排水する必要がある。

パラレルフロータイプやサーペンタインタイプの熱交換器は、熱交換効率は高いが、除霜水や結露水の排水という点で問題を抱える。すなわちこれらの熱交換器では、コルゲートフィンの間に水の表面張力で水の膜が張る、いわゆるブリッジ現象が生じやすい。つまり、水がコルゲートフィンの端まで垂れて来ても、そこに膜を張るのみで、滴下に至らない。ブリッジ現象が生じないよう、コルゲートフィンの山−谷ピッチを大きくしたとすれば、コルゲートフィンの放熱面積が減少し、熱交換性能の低下を招く。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、結露現象や着霜現象、また除霜行為によってパラレルフロータイプやサーペンタインタイプの熱交換器の熱交換性能が低下することを防ぎ、これらの熱交換器の特徴である熱交換効率の高さが十分に発揮されるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、フィンアンドチューブタイプの第１の熱交換器と、パラレルフロータイプまたはサーペンタインタイプの第２の熱交換器を備え、送風機が生成する気流中に、前記第１の熱交換器を風上側、前記第２の熱交換器を風下側とする形で配置される熱交換器ユニットであることを特徴としている。

空気中の水分による結露現象や着霜現象は、風下側の第２の熱交換器よりも風上側の第１の熱交換器においてより多く起きる。つまり第１の熱交換器が結露や着霜の多くを引き受け、その分だけ第２の熱交換器の結露や着霜は軽減されることになる。このため、パラレルフロータイプまたはサーペンタインタイプの第２の熱交換器は、それを特徴づけている熱交換効率の高さをそれほど低下させずに済む。また、第２の熱交換器に留まる水の量が少ないから、ブリッジ現象も大きな問題とはならない。

一方で第１の熱交換器はフィンアンドチューブタイプなので、着霜が悪影響を及ぼし始めるまでの時間がパラレルフロータイプやサーペンタインタイプに比べて長い。またパラレルフロータイプやサーペンタインタイプに比べて排水性が良いから、結露した水が溜まりにくく、着霜したとしても除霜運転すれば除霜水として簡単に流し去ることができる。つまり結露や着霜が発生したとしても、その量が多くても、悪影響を軽微にとどめることができる。

また、熱交換器ユニットを凝縮器として使用する場合、冷媒を飽和温度以下の過冷却状態にするとエンタルピー差がとれて能力が上がるが、パラレルフロータイプは過冷却状態では温度効率がフィンアンドチューブタイプに比べ低下する。フィンアンドチューブタイプでは温度効率の低下がパラレルフロータイプに比べ小さく、効率的に過冷却をとれる。すなわち凝縮性能を引き出すことができる。

このように、フィンアンドチューブタイプの熱交換器とパラレルフロータイプまたはサーペンタインタイプの熱交換器は異なる特性を有し、その特性が互いに補完し合うので、結露や着霜に強い上、熱交換効率も高い熱交換器ユニットとすることができる。

上記構成の熱交換器ユニットにおいて、前記第１の熱交換器のフィン素材金属と前記第２の熱交換器の素材金属を同一種類とすることが好ましい。

フィンアンドチューブタイプの第１の熱交換器を風上側に配置し、パラレルフロータイプまたはサーペンタインタイプの第２の熱交換器を風下側に配置する形で熱交換器ユニットを構成すると、第１の熱交換器のフィンと第２の熱交換器との間で接触が生じる可能性が高い。接触を生じる可能性のあるもの同士を同一種類の素材金属で形成しておけば、万一接触が生じたとしても、異種金属の接触による腐食といった問題は生じない。つまり接触を気にすることなく第１の熱交換器と第２の熱交換器を近接配置することができるので、熱交換器ユニットのコンパクト化設計が容易になる。

上記構成の熱交換器ユニットにおいて、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器の素材金属を同一種類とすることが好ましい。

このような構成にすれば、第１の熱交換器のどの部分が第２の熱交換器に接触したとしても、異種金属の接触による腐食といった問題は生じない。つまり接触を気にすることなく第１の熱交換器と第２の熱交換器を近接配置することができるので、熱交換器ユニットのコンパクト化設計が容易になる。

上記構成の熱交換器ユニットにおいて、蒸発器として使用される場合、前記第１の熱交換器に先に冷媒が流入することが好ましい。

このような構成にすれば、第１の熱交換器による熱交換量が多くなるので、第１の熱交換器により多く着霜させることができ、第２の熱交換器の着霜を低減することができる。

また本発明は、上記構成の熱交換器ユニットを空気調和機の室外機の熱交換器ユニットとして用いたことを特徴としている。

この構成によると、結露や着霜に強く、熱交換効率も高い空気調和機を得ることができる。

本発明によると、フィンアンドチューブタイプの熱交換器の特性とパラレルフロータイプまたはサーペンタインタイプの熱交換器の特性が補完し合う形にして、結露や着霜に強く、熱交換効率も高い熱交換器ユニットを得ることができる。また、結露や着霜に強く、熱交換効率も高い空気調和機を得ることができる。

以下本発明の第１実施形態を図１及び図２に基づき説明する。図１は熱交換器ユニットの側面図にして、第２の熱交換器のみ断面図で示したもの、図２は熱交換器ユニットの模式的概略構成図である。なお図１でも図２でも、紙面の上側が熱交換器ユニットの上側である。

熱交換器ユニット１は、第１の熱交換器１０と第２の熱交換器２０により構成される。第１の熱交換器１０は図示しない送風機が生成する気流（図１の矢印が気流を表す）の中で風上側に配置され、第２の熱交換器２０は第１の熱交換器１０に前後する形で風下側に配置される。第１の熱交換器１０と第２の熱交換器２０は互いに平行である。

第１の熱交換器１０はフィンアンドチューブタイプであり、矩形のフィン１１を多数、それぞれの長手方向が上下方向に整列するように平行に配置し、この多数のフィンを水平方向に貫通する形で、蛇行形状のチューブ１２を配置したものである。蒸発器として用いる場合、チューブ１２の上の方の端に設けられたポート１３が冷媒流入口となり、下の方の端に設けられたポート１４が冷媒流出口となる。凝縮器として用いる場合、冷媒は逆に流れるので、チューブ１２の下の方のポート１４が冷媒流入口となり、上の方のポート１３が冷媒流出口となる。しかしながら、蒸発器として用いる場合にチューブ１２の下の方のポート１４が冷媒流入口で上の方のポート１３が冷媒流出口であったとしても、また凝縮器として用いる場合にチューブ１２の上の方のポート１３が冷媒流入口で下の方のポート１４が冷媒流出口であったとしても、格別の支障はない。

フィン１１とチューブ１２は、フィン１１の穴にチューブ１２を通した後、チューブ１２を内側から押し拡げる拡管処理を行って圧着する。フィン１１もチューブ１２も熱伝導の良い金属、例えばアルミニウムからなる。なお、チューブ１２が銅でフィン１１がアルミニウムという構成であってもよい。

第２の熱交換器２０はパラレルフロータイプである。第２の熱交換器２０は、２本の水平なヘッダパイプ２１、２２を上下に間隔を置いて平行に配置し、ヘッダパイプ２１、２２の間に垂直な偏平チューブ２３を所定ピッチで複数配置したものである。偏平チューブ２３はアルミニウム等熱伝導の良い金属を押出成型した細長い成型品であり、内部には冷媒を流通させる冷媒通路２４が形成されている。偏平チューブ２３は押出成型方向を垂直にする形で配置されるので、冷媒通路２４の冷媒流通方向も垂直になる。冷媒通路２４は断面形状及び断面面積の等しいものが図２の奥行き方向に複数個並び、そのため偏平チューブ２３はハーモニカのような断面を呈している。各冷媒通路２４はヘッダパイプ２１、２２の内部に連通する。

偏平チューブ２３同士の間にはコルゲートフィン２５が配置される。ヘッダパイプ２１、２２と偏平チューブ２３、及び偏平チューブ２３とコルゲートフィン２５はそれぞれロウ付けまたは溶着により固定される。偏平チューブ２３の他、ヘッダパイプ２１、２２及びコルゲートフィン２５もアルミニウム等熱伝導の良い金属からなる。

上側のヘッダパイプ２１の一端には、冷媒流入口または冷媒流出口として用いられるポート２６が設けられる。下側のヘッダパイプ２２の一端には、冷媒流出口または冷媒流入口として用いられるポート２７が、ポート２６と対角をなす位置に設けられている。

ヘッダパイプ２１、２２の間に多数の偏平チューブ２３を設け、偏平チューブ２３間にコルゲートフィン２５を設けた構造であるから、第２の熱交換器２０の放熱（吸熱）面積は大きく、効率的に熱交換を行うことができる。また、第１の熱交換器１０では拡管したチューブ１２とフィン１１との間に隙間が残り、この隙間が抵抗となって熱交換効率が上がらないことがあるが、第２の熱交換器２０では、偏平チューブ２３とコルゲートフィン２５とはロウ付けまたは溶着で固定されるため、それらの間に隙間が生じない。このことも、第１の熱交換器１０に比べて熱交換効率が向上する要因となっている。

第２の熱交換器２０は、蒸発器として用いられる場合、下側のヘッダパイプ２２のポート２７が冷媒流入口となり、上側のヘッダパイプ２１のポート２６が冷媒流出口となる。凝縮器として用いられる場合、冷媒の流れは逆になるので、上側のヘッダパイプ２１のポート２６が冷媒流入口となり、下側のヘッダパイプ２２のポート２７が冷媒流出口となる。しかしながら、蒸発器として用いられる場合に上側のヘッダパイプ２１のポート２６が冷媒流入口となり、下側のヘッダパイプ２２のポート２７が冷媒流出口となる構成であっても、また凝縮器として用いられる場合に下側のヘッダパイプ２２のポート２７が冷媒流入口となり、上側のヘッダパイプ２１のポート２６が冷媒流出口となる構成であっても、大きな支障が生じるということはない。

第１の熱交換器１０のポート１４（冷媒流出口）は第２の熱交換器２０のポート２７（冷媒流入口）に接続される。これにより、第１の熱交換器１０のポート１３（冷媒流入口）から始まって第２の熱交換器のポート２６（冷媒流出口）まで続く、１個の連続した冷媒流路が形成されることになる。

熱交換器ユニット１を蒸発器として用い、ポート１３（冷媒流入口）からポート２６（冷媒流出口）へと低温の冷媒を流すと、空気中の水分が表面に結露し、霜を生じる。結露現象や着霜現象は、風下側の第２の熱交換器２０よりも風上側の第１の熱交換器１０においてより多く起きるので、第１の熱交換器１０が結露や着霜の多くを引き受け、その分だけ第２の熱交換器２０の結露や着霜は軽減されることになる。このため、パラレルフロータイプの第２の熱交換器２０は、特徴となっている熱交換効率の高さをそれほど低下させずに済む。また、第２の熱交換器２０に留まる水の量が少ないから、ブリッジ現象も大きな問題とはならない。

フィンアンドチューブタイプの第１の熱交換器１０は、着霜が悪影響を及ぼし始めるまでの時間が第２の熱交換器２０に比べて長い。また第２の熱交換器２０に比べて排水性が良いから、結露した水が溜まりにくく、着霜したとしても除霜運転すれば除霜水として簡単に流し去ることができる。つまり結露や着霜が発生したとしても、その量が多くても、悪影響を軽微にとどめることができる。

また、熱交換器ユニット１を凝縮器として使用する場合、冷媒は、ポート２６（冷媒流入口）からポート１３（冷媒流出口）へと流れる。冷媒を飽和温度以下の過冷却状態まで冷却すると、エンタルピー差がとれて能力が上がる。第１の熱交換器１０で過冷却状態にすることにより、凝縮性能を引き出すことができる。

このように、第１実施形態の熱交換器ユニット１では、フィンアンドチューブタイプの第１の熱交換器１０とパラレルフロータイプの第２の熱交換器２０の特性が互いに補完し合い、結露や着霜に強い上、熱交換効率も高い熱交換器ユニット１を得ることができる。

第１の熱交換器１０と第２の熱交換器２０の素材金属を同一種類としておけば、例えば素材金属を両方ともアルミニウムとしておけば、第１の熱交換器１０と第２の熱交換器２０が接触したとしても、異種金属の接触による腐食といった問題は生じないので、接触を気にすることなく第１の熱交換器１０と第２の熱交換器２０を近接配置することができ、熱交換器ユニット１のコンパクト化設計が容易になる。

なお、第１の熱交換器１０の中でもフィン１１が特に第２の熱交換器２０と接触する可能性が高いので、少なくともフィン１１だけでも第２の熱交換器２０と同一種類の素材金属で形成しておくのがよい。もちろん、第１の熱交換器１０の全体を第２の熱交換器２０と同一種類の素材金属で形成しておけば、第１の熱交換器１０のどの部分が第２の熱交換器２０に接触するかということを気にする必要もなくなる。

第１実施形態では、フィンアンドチューブタイプの第１の熱交換器１０のチューブ１２は１本であるものとしたが、平行して蛇行する複数本のチューブ１２を備え、各チューブ１２に分流器で分流した冷媒を流し、各チューブ１２の出口のところで冷媒を合流させて流出させる構成のものを用いることとしてもよい。

第１の熱交換器１０と第２の熱交換器２０は１個の連続した冷媒流路を形成するように直列接続されているが、並列接続とする構成も可能である。その構成を第２実施形態として図３に示す。

第２実施形態における第１の熱交換器１０は、チューブ１２の下の方のポート１４が冷媒流入口となり、上の方のポート１３が冷媒流出口となる。第２の熱交換器２０は、下側のヘッダパイプ２２のポート２７が冷媒流入口となり、上側のヘッダパイプ２１のポート２６が冷媒流出口となる。なおポート２６は、ポート２７と対角をなす位置ではなく、ポート２７と同じ側に設けられている。そしてポート１４、２７は共通の冷媒流入口２８に接続され、ポート１３、２６は共通の冷媒流出口２９に接続されている。

第２実施形態の熱交換器ユニット１では、冷媒流入口２８から流入した冷媒はポート１４とポート２７に分流し、第１の熱交換器１０と第２の熱交換器２０をそれぞれ流れた後、冷媒流出口２９のところで合流して流出することになる。なお言うまでもなく、第１の熱交換器１０は風上側に位置し、第２の熱交換器２０は風下側に位置するものである。

第２実施形態の冷媒流入口２８と冷媒流出口２９の配置は一例であり、これに限定されるものではない。例えば上方のポート１３、２６に対して冷媒流入口２８を設け、下方のポート１４、２７に対して冷媒流出口２９を設けることも可能である。また、ポート１３とポート２７、ポート１４とポート２６をそれぞれクロス接続しておき、そのクロス接続の一方に冷媒流入口２８を設け、他方に冷媒流出口２９を設けるという構成も可能である。

続いて本発明の第３実施形態を図４及び図５に基づき説明する。図４は熱交換器ユニットの側面図にして、第２の熱交換器のみ断面図で示したもの、図５は熱交換器ユニットの模式的概略構成図である。なお、第１実施形態と共通する構成要素には第１実施形態の説明で使用したのと同じ符号を付し、説明は省略する。

熱交換器ユニット１は、図示しない送風機が生成する気流の中で風上側に配置される第１の熱交換器１０と、風下側に配置される第２の熱交換器３０により構成される。第１の熱交換器１０は第１実施形態と同じくフィンアンドチューブタイプであるが、第２の熱交換器３０はサーペンタインタイプである。

第２の熱交換器３０は、２本の水平なヘッダパイプ３１、３２を水平方向に間隔を置いて平行に配置し、ヘッダパイプ３１、３２の間に１本の蛇行する偏平チューブ３３を配置したものである。偏平チューブ３３はアルミニウム等熱伝導の良い金属を押出成型した細長い成型品であり、内部には冷媒を流通させる冷媒通路３４が形成されている。冷媒通路３４は断面形状及び断面面積の等しいものが図４においては左右方向、図５においては奥行き方向に複数個並び、そのため偏平チューブ３３はハーモニカのような断面を呈している。各冷媒通路３４はヘッダパイプ３１、３２の内部に連通する。

蛇行する偏平チューブ３３の平行部分の間にはコルゲートフィン３５が配置される。ヘッダパイプ３１、３２と偏平チューブ３３、及び偏平チューブ３３とコルゲートフィン３５はロウ付けまたは溶着により固定される。偏平チューブ３３の他、ヘッダパイプ３１、３２及びコルゲートフィン３５もアルミニウム等熱伝導の良い金属からなる。

蛇行する偏平チューブ３３の平行部分の間にコルゲートフィン３５を設けた構造であるから、第２の熱交換器３０の放熱（吸熱）面積は大きく、効率的に熱交換を行うことができる。一方のヘッダパイプ３１の一端には冷媒流入口または冷媒流出口として用いられるポート３６が設けられ、他方のヘッダパイプ３２の一端には冷媒流出口または冷媒流入口として用いられるポート３７が設けられている。

第１の熱交換器１０の上の方のポート１３は第２の熱交換器３０のポート３６に接続される。これにより、第１の熱交換器１０のポート１４と第２の熱交換器のポート３７とを結ぶ、１個の連続した冷媒流路が形成されることになる。

熱交換器ユニット１を蒸発器として用い、ポート１４（冷媒流入口）からポート３７（冷媒流出口）へと低温の冷媒を流すと、空気中の水分が表面に結露し、霜を生じる。結露現象や着霜現象は、風下側の第２の熱交換器３０よりも風上側の第１の熱交換器１０においてより多く起きるので、第１の熱交換器１０が結露や着霜の多くを引き受け、その分だけ第２の熱交換器３０の結露や着霜は軽減されることになる。このため、サーペンタインタイプの第２の熱交換器３０は、特徴となっている熱交換効率の高さをそれほど低下させずに済む。また、第２の熱交換器３０に留まる水の量が少ないから、ブリッジ現象も大きな問題とはならない。

フィンアンドチューブタイプの第１の熱交換器１０は、着霜が悪影響を及ぼし始めるまでの時間が第２の熱交換器３０に比べて長い。また第２の熱交換器３０に比べて排水性が良いから、結露した水が溜まりにくく、着霜したとしても除霜運転すれば除霜水として簡単に流し去ることができる。つまり結露や着霜が発生したとしても、その量が多くても、悪影響を軽微にとどめることができる。

また、熱交換器ユニット１を凝縮器として使用する場合、冷媒は、ポート３７（冷媒流入口）からポート１４（冷媒流出口）へと流れる。冷媒を飽和温度以下の過冷却状態まで冷却すると、エンタルピー差がとれて能力が上がる。第１の熱交換器１０で過冷却状態にすることにより、凝縮性能を引き出すことができる。

このように、第３実施形態の熱交換器ユニット１では、フィンアンドチューブタイプの第１の熱交換器１０とサーペンタインタイプの第２の熱交換器３０の特性が互いに補完し合い、結露や着霜に強い上、熱交換効率も高い熱交換器ユニット１を得ることができる。

第１の熱交換器１０と第２の熱交換器３０の素材金属を同一種類としておけば、例えば素材金属を両方ともアルミニウムとしておけば、第１の熱交換器１０と第２の熱交換器３０が接触したとしても、異種金属の接触による腐食といった問題は生じないので、接触を気にすることなく第１の熱交換器１０と第２の熱交換器３０を近接配置することができ、熱交換器ユニット１のコンパクト化設計が容易になる。

なお、第１の熱交換器１０の中でもフィン１１が特に第２の熱交換器３０と接触する可能性が高いので、少なくともフィン１１だけでも第２の熱交換器３０と同一種類の素材金属で形成しておくのがよい。もちろん、第１の熱交換器１０の全体を第２の熱交換器３０と同一種類の素材金属で形成しておけば、第１の熱交換器１０のどの部分が第２の熱交換器３０に接触するかということを気にする必要もなくなる。

第３実施形態では、フィンアンドチューブタイプの第１の熱交換器１０のチューブ１２は１本であるものとしたが、平行して蛇行する複数本のチューブ１２を備え、各チューブ１２に分流器で分流した冷媒を流し、各チューブ１２の出口のところで冷媒を合流させて流出させる構成のものを用いることとしてもよい。

第１の熱交換器１０と第２の熱交換器３０は１個の連続した冷媒流路を形成するように直列接続されているが、並列接続とする構成も可能である。その構成を第４実施形態として図６に示す。

第４実施形態における第１の熱交換器１０は、チューブ１２の上の方のポート１３が冷媒流入口となり、下の方のポート１４が冷媒流出口となる。そして第１の熱交換器１０のポート１３と第２の熱交換器３０のポート３６は共通の冷媒流入口３８に接続されている。

第４実施形態の熱交換器ユニット１では、冷媒流入口３８から流入した冷媒はポート１３とポート３６に分流し、第１の熱交換器１０と第２の熱交換器３０をそれぞれ流れた後、ポート１４（冷媒流出口）とポート３７（冷媒流出口）から流出することになる。なお言うまでもなく、第１の熱交換器１０は風上側に位置し、第２の熱交換器３０は風下側に位置するものである。

第１実施形態から第４実施形態までの熱交換器ユニット１は、室外機と室内機からなるヒートポンプ式空気調和機の室外機の熱交換器ユニットとして用いることができる。そのような空気調和機の構成例を図７に示す。

空気調和機は、冷凍サイクルとしてヒートポンプサイクル１０１を用いている。ヒートポンプサイクル１０１は、圧縮機１０２、四方弁１０３、室外機の熱交換器ユニット１０４、減圧膨張装置１０５、及び室内機の熱交換器ユニット１０６をループ状に接続したものである。

冷房運転時は、圧縮機１０２から吐出された高温高圧の冷媒は四方弁１０３から熱交換器ユニット１０４に入ってそこで放熱し、凝縮する。熱交換器ユニット１０４を出た冷媒は減圧膨張装置１０５から室内機の熱交換器ユニット１０６に入ってそこで膨張し、室内空気から熱を取り込んだ後、四方弁１０３を経て圧縮機１０２に戻る。

暖房運転時には冷媒の流れが逆になり、圧縮機１０２から吐出された高温高圧の冷媒は四方弁１０３から室内機の熱交換器ユニット１０６に入ってそこで放熱し、凝縮する。熱交換器ユニット１０６を出た冷媒は減圧膨張装置１０５から室外機の熱交換器ユニット１０４に入ってそこで膨張し、室外空気から熱を取り込んだ後、四方弁１０３を経て圧縮機１０２に戻る。

第１実施形態から第４実施形態までの熱交換器ユニット１を室外機の熱交換器ユニット１０４として用いることにより、フィンアンドチューブタイプの熱交換器の特性とパラレルフロータイプまたはサーペンタインタイプの熱交換器の特性が補完し合い、結露や着霜に強く、熱交換効率も高い熱交換器ユニットを備えた、効率の良い空気調和機を提供することができる。

以上、本発明の各実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は複数の熱交換器を組み合わせる熱交換器ユニットに広く利用可能である。

第１実施形態に係る熱交換器ユニットの側面図にして、第２の熱交換器のみ断面図で示したもの 第１実施形態の熱交換器ユニットの模式的概略構成図 第２実施形態に係る熱交換器ユニットの模式的概略構成図 第３実施形態に係る熱交換器ユニットの側面図にして、第２の熱交換器のみ断面図で示したもの 第３実施形態の熱交換器ユニットの模式的概略構成図 第４実施形態に係る熱交換器ユニットの模式的概略構成図 本発明熱交換器ユニットが用いられる空気調和機の冷凍サイクル図

符号の説明

１ 熱交換器ユニット
１０ フィンアンドチューブタイプの第１の熱交換器
２０ パラレルフロータイプの第２の熱交換器
３０ サーペンタインタイプの第２の熱交換器

Claims (5)

1. フィンアンドチューブタイプの第１の熱交換器と、パラレルフロータイプまたはサーペンタインタイプの第２の熱交換器を備え、送風機が生成する気流中に、前記第１の熱交換器を風上側、前記第２の熱交換器を風下側とする形で配置されることを特徴とする熱交換器ユニット。
2. 前記第１の熱交換器のフィン素材金属と前記第２の熱交換器の素材金属を同一種類としたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器ユニット。
3. 前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器の素材金属を同一種類としたことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器ユニット。
4. 蒸発器として使用される場合、前記第１の熱交換器に先に冷媒が流入することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器ユニット。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器ユニットを室外機の熱交換器ユニットとして用いたことを特徴とする空気調和機。

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