JP6040633B2 - 空気調和装置の熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置の熱交換器に関する。

従来、空気調和装置において、外部を通過する空気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行うことにより、空気を冷却又は加熱する熱交換器が設けられている。例えば、特許文献１（特開２０１０−６５８９９号公報）に開示の空気調和装置では、室内における熱交換器として、前側熱交換器と後側熱交換器とから構成される室内熱交換器の他に、前側熱交換器の前面及び後面にそれぞれ取り付けられる補助熱交換器が設けられている。そして、この空気調和装置では、補助熱交換器を設けることにより、冷媒と空気との熱交換を助長している。

ここで、空気調和装置では、省エネ性を確保するために、熱交換器が凝縮器として機能する場合に、熱交換器において、凝縮された後の液冷媒を過冷却する制御が行われることがある。しかし、特許文献１に開示の空気調和装置の熱交換器では、液冷媒を十分に過冷却するには、補助熱交換器の冷媒が通る経路長さが短いと考えられる。また、この空気調和装置において、熱交換器における液冷媒を十分に過冷却するために、例えば、補助熱交換器の冷媒が通る経路長さを長くすると、熱交換器が蒸発器として機能する場合に、補助熱交換器における冷媒の圧力損失が大きくなることが懸念される。

そこで、本発明の課題は、凝縮器として機能する場合に冷媒を十分に過冷却することができ、且つ、蒸発器として機能する場合に冷媒の圧力損失の増大を抑制できる、空気調和装置の熱交換器を提供することにある。

本発明の第１観点に係る空気調和装置の熱交換器は、主熱交換部と、分流機構と、合流機構と、補助熱交換部とを備える。主熱交換部は、複数の第１群主伝熱フィン及び複数の第２群主伝熱フィンと、複数の第１群主伝熱フィンを貫通する複数の第１群主伝熱管と、複数の第２群主伝熱フィンを貫通する複数の第２群主伝熱管と、を含んでいる。主熱交換部は、複数の第１群主伝熱管から複数の第２群主伝熱管に冷媒が並列に流れる複数の主冷媒経路を有している。また、主熱交換部は、外部を通過する空気と、第１群主伝熱管及び第２群主伝熱管の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。分流機構は、主熱交換部の冷媒流れ方向の上流側に配置され、複数の主冷媒経路に冷媒を分流する。合流機構は、主熱交換部の冷媒流れ方向の下流側に配置され、複数の主冷媒経路の冷媒を合流する。補助熱交換部は、複数の第１群補助伝熱フィン及び複数の第２群補助伝熱フィンと、複数の第１群補助伝熱フィンを貫通する複数の小径伝熱管と、複数の第２群補助伝熱フィンを貫通し且つ小径伝熱管よりも管径が大きい複数の大径伝熱管と、を含んでいる。また、補助熱交換部は、外部を通過する空気と小径伝熱管及び大径伝熱管の１つの補助冷媒経路の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。補助熱交換部は、蒸発器として機能する場合、分流機構の冷媒流れ方向の上流側に配置されて分流される前の冷媒の熱交換を行い、凝縮器として機能する場合、前記合流機構の冷媒流れ方向の下流側に配置されて合流された後の冷媒の熱交換を行う。第１群補助伝熱フィン及び小径伝熱管は、第１群主伝熱フィン及び第１群主伝熱管の空気流れ方向上流側に配置されている。第２群補助伝熱フィン及び大径伝熱管は、第２群主伝熱フィン及び第２群主伝熱管の空気流れ方向上流側に配置されている。この熱交換器では、蒸発器として機能する場合、補助熱交換部から主熱交換部へと冷媒が流れ、補助熱交換部において、冷媒入口側の小径伝熱管から大径伝熱管へと冷媒が流れる。

本発明では、主熱交換部の他に補助熱交換部が設けられている。よって、凝縮器として機能する場合に、例えば、補助熱交換部の全体を、液冷媒を過冷却する過冷却域として用いることができるように制御すれば、液冷媒を十分に過冷却液にすることができる。他方、蒸発器として機能する場合は、冷媒は液状態からガス状態へと変化するため圧力損失が大きくなることが懸念されるが、冷媒入口側に小径伝熱管を配置し、小径伝熱管の冷媒流れ方向下流側に大径伝熱管を配置しているため、冷媒の圧力損失の増大を抑制できる。

本発明の第２観点に係る空気調和装置の熱交換器は、本発明の第１観点に係る空気調和装置の熱交換器であって、主熱交換部は、前面側主熱交換部と前記前面側主熱交換部の背面側に位置する背面側主熱交換部とが側面視において逆Ｖ字形状に組み合わされて構成されている。補助熱交換部は、前面側補助熱交換部と、背面側補助熱交換部とを有している。前面側補助熱交換部は、前面側主熱交換部の空気流れ方向上流側に取り付けられる。背面側補助熱交換部は、背面側主熱交換部の空気流れ方向上流側に取り付けられる。また、第１群主伝熱フィン及び第１群主伝熱管は前面側主熱交換部に含まれ、第２群主伝熱フィン及び第２群主伝熱管は背面側主熱交換部に含まれ、第１群補助伝熱フィン及び小径伝熱管は前面側補助熱交換部に含まれ、第２群補助伝熱フィン及び大径伝熱管は背面側補助熱交換部に含まれる。

本発明では、例えば、補助熱交換部が主熱交換部の空気流れ方向上流側を多く覆うような長さを有している場合、その補助熱交換部を過冷却域として用いれば、冷媒の過冷却度を大きくとることが可能になる。よって、空気調和装置の省エネ性を向上しやすくなっている。なお、補助熱交換部は、主熱交換部の空気流れ方向上流側を９５％以上覆っていることが好ましい。

本発明の第３観点に係る空気調和装置の熱交換器は、本発明の第１観点又は第２観点に係る空気調和装置の熱交換器であって、補助熱交換部は、補助伝熱管を含む１の冷媒経路を有している。

本発明では、補助熱交換部の冷媒経路が１の冷媒経路となっている場合であっても、冷媒入口側の小径伝熱管から大径伝熱管へと冷媒が流れるようにしているので、冷媒の圧力損失を抑制できるようになっている。

本発明の第４観点に係る空気調和装置の熱交換器は、本発明の第１観点〜第３観点のいずれかに係る空気調和装置の熱交換器であって、大径伝熱管の管径は、小径伝熱管の管径の１２５％〜１５０％である。

ここで、冷媒の圧力損失は、管径が大きいほど小さくなる。よって、本発明では、蒸発器として機能する場合に、冷媒入口側の小径伝熱管から大径伝熱管へと冷媒が流れるようにすることで、同条件で小径伝熱管からこれと同じ管径の伝熱管へと冷媒を流す場合と比較して、冷媒の圧力損失を抑制できるようになっている。さらに、本発明では、同条件で小径伝熱管からこれと同じ管径の伝熱管へと冷媒を流す場合と比較して、大径伝熱管における単位時間当たりの単位面積を流れる冷媒の質量を小さくできる。よって、さらに冷媒の圧力損失を抑制できるようになっている。

なお、例えば、大径伝熱管と小径伝熱管との組合せとしては、外径が７ｍｍの大径伝熱管と外径が５ｍｍの小径伝熱管、外径が６．３５ｍｍの大径伝熱管と外径が５ｍｍの小径伝熱管、などが想定される。

本発明の第１観点に係る空気調和装置の熱交換器では、凝縮器として機能する場合に冷媒を十分に過冷却することができ、且つ、蒸発器として機能する場合に冷媒の圧力損失の増大を抑制できる。

本発明の第２観点に係る空気調和装置の熱交換器では、空気調和装置の省エネ性を向上しやすくなっている。

本発明の第３観点及び第４観点に係る空気調和装置の熱交換器では、冷媒の圧力損失を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る熱交換器を備える空気調和装置の概略構成図。 室内ユニットの概略の外観図。 室内ユニットの概略の縦断面図。 冷房運転時の室内熱交換器における冷媒流れを示す室内熱交換器及び室内ファンの模式図。 暖房運転時の室内熱交換器における冷媒流れを示す室内熱交換器及び室内ファンの模式図。

以下、本発明の一実施形態に係る熱交換器を備える一実施形態の空気調和装置について、図面を参照しつつ詳述する。

（１）空気調和装置の構成及び動作
図１は、本発明の一実施形態に係る熱交換器を備える空気調和装置１の概略構成図である。空気調和装置１は、冷房運転と暖房運転とが切換可能な空気調和装置であり、室外ユニット２と、室内ユニット４と、室外ユニット２及び室内ユニット４とを接続する冷媒連絡配管７，８と、を有している。そして、室外ユニット２と、室内ユニット４と、冷媒連絡配管７，８とにより、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。

（１−１）室外ユニット
室外ユニット２は、冷媒回路１０の一部を構成する室外側冷媒回路１０ａを有している。室外側冷媒回路１０ａは、主として、圧縮機２１と、室外熱交換器２２と、四路切換弁２３と、膨張機構２４とを有している。

圧縮機２１は、吸入冷媒を圧縮するために用いられるインバータ式の圧縮機である。室外熱交換器２２は、複数の伝熱管と複数の伝熱フィンとから構成されるクロスフィン型の熱交換器であり、外部を通過する空気と伝熱管の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。そして、これにより、室外熱交換器２２は、冷房運転時に冷媒を冷却する凝縮器として機能し、暖房運転時に冷媒を加熱する蒸発器として機能する。尚、室外ファン２５によって空気流れが生成されることにより室外熱交換器２２の外部を空気が通過する。四路切換弁２３は、冷媒回路１０を流れる冷媒の流れ方向を切り換えることにより、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルとを切り換える。四路切換弁２３は、冷房運転時に、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２２の一端とを接続すると共に、圧縮機２１の吸入側と室内熱交換器４２の一端とを接続する（図１の四路切換弁２３の実線を参照）。他方、四路切換弁２３は、暖房運転時に、圧縮機２１の吐出側と室内熱交換器４２の一端とを接続すると共に、圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２２の一端とを接続する（図１の四路切換弁２３の点線を参照）。膨張機構２４は、室外熱交換器２２と室内熱交換器４２との間に設けられる電動膨張弁であり、室外熱交換器２２又は室内熱交換器４２から流れてくる高圧冷媒を冷凍サイクルにおける低圧付近まで減圧する。

（１−２）室内ユニット
室内ユニット４は、室外側冷媒回路１０ａと共に冷媒回路１０を構成する室内側冷媒回路１０ｂを有している。室内側冷媒回路１０ｂは、主として、室内熱交換器４２を有している。室内熱交換器４２は、外部を通過する空気と内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。そして、これにより、室内熱交換器４２は、冷房運転時に、冷媒を加熱する蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時に、冷媒を冷却する凝縮器として機能して室内空気を加熱する。尚、室内ファン４３によって空気流れが生成されることにより室内熱交換器４２の外部を空気が通過する。

尚、室内ユニットの構成については、後にも説明する。

（１−３）動作
以上のような冷媒回路１０を有する空気調和装置１の冷房運転時及び暖房運転時の動作を、図１を用いて、冷媒回路１０を循環する冷媒の流れに基づいて説明する。尚、空気調和装置１における種々の機器は、制御部（図示せず）によって制御される。例えば、制御部によって、膨張機構２４の開度、室外ファン２５及び室内ファン４３の回転数、圧縮機２１の回転数、四路切換弁２３の切換等が制御される。

（１−３−１）冷房運転時
圧縮機２１が駆動されると、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機２１に吸入される。圧縮機２１に吸入された低圧の冷媒は、圧縮機２１によって冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮されて吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、図１の実線状態に切り換えられた四路切換弁２３を介して室外熱交換器２２に送られる。室外熱交換器２２に送られた高圧の冷媒は、室外熱交換器２２内で外部を通過する空気と熱交換されて冷却される。冷却された高圧の冷媒は、膨張機構２４に送られる。膨張機構２４に送られた高圧の冷媒は、膨張機構２４を通過する際に減圧されて、冷凍サイクルにおける低圧且つ気液二相状態の冷媒となり、冷媒連絡配管７を通じて室内ユニット４へと送られる。そして、室内ユニット４へと送られた低圧且つ気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器４２において外部を通過する空気と熱交換されて加熱され蒸発する。加熱された低圧の冷媒は、冷媒連絡配管８を介して室外ユニット２へと送られ、再び圧縮機２１に吸入される。

（１−３−２）暖房運転時
圧縮機２１が駆動されると、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機２１に吸入される。圧縮機２１に吸入された低圧の冷媒は、圧縮機２１によって冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮されて吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、図１の点線状態に切り換えられた四路切換弁２３及び冷媒連絡配管８を介して室内ユニット４に送られる。室内ユニット４に送られた高圧の冷媒は、室内熱交換器４２において外部を通過する空気と熱交換されて冷却される。室内熱交換器４２において冷却された高圧の冷媒は、冷媒連絡配管７を通じて室外ユニット２に送られる。室外ユニット２に送られた高圧の冷媒は、膨張機構２４を通過する際に減圧されて、冷凍サイクルにおける低圧且つ気液二相状態の冷媒となり、室外熱交換器２２に送られる。室外熱交換器２２に送られた低圧且つ気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器２２内で外部を通過する空気と熱交換されて加熱され蒸発する。加熱された低圧の冷媒は、再び圧縮機２１に吸入される。

（２）室内ユニットの詳細構成
図２は、室内ユニット４の概略の外観図である。図３は、室内ユニット４の概略の縦断面図である。室内ユニット４は、室内の壁面等に取り付けられており、図２及び図３に示すように、主として、ケーシング４１と、上述した室内熱交換器４２及び室内ファン４３（図３を参照）と、底フレーム４４（図３を参照）と、を有している。以下の説明においては、「上」「下」「左」「右」「前面」「背面」等の方向を示す表現を適宜用いるが、これらは、特にことわりのない限り、室内ユニット４が図２の状態で室内の壁面等に設置された状態での方向を意味するものとする。

（２−１）ケーシング
ケーシング４１は、壁面に沿って細長く延びる箱状形状を有している。具体的には、ケーシング４１は、図２及び図３に示すように、天面板４１ａ、前面板４１ｂ及び背面板４１ｃを有している。そして、ケーシング４１の内部に、図３に示すように、室内熱交換器４２、室内ファン４３及び底フレーム４４が収容されている。

天面板４１ａは、主として、ケーシング４１の天面を構成する。天面板４１ａには、前側領域に、天面吸込口４８が形成されている。天面吸込口４８は、ケーシング４１の内部に臨む開口であり、天面吸込口４８周辺の室内空気をケーシング４１の内部に導入する開口である。尚、図３の太線且つ点線の矢印は、室内ファン４３によって生成される、ケーシング４１の内部における空気流れを示している。

前面板４１ｂは、主として、ケーシング４１の前面を構成する。尚、前面板４１ｂは、その上端が天面板４１ａに支持されており、天面板４１ａとの接触部分を中心として回動できるようになっている。背面板４１ｃは、主として、ケーシング４１の背面を構成している。この背面板４１ｃが、室内の壁面等に設置された取り付け板（図示せず）にビス止め等によって取り付けられることで、室内ユニット４が室内の壁面等に設置される。

ケーシング４１の下面は、主として、底フレーム４４の底部４４ａ（後述する）によって構成されている。そして、ケーシング４１の下面には、下面吸込口４９と、吹出口５１とが形成されている（図２も参照）。下面吸込口４９及び吹出口５１は、ケーシング４１の長手方向に沿って延びるように形成されている。下面吸込口４９は、吹出口５１よりも背面側に設けられている。また、下面吸込口４９は、ケーシング４１の内部に形成される吸込流路５２に臨んでおり、下面吸込口４９周辺の室内空気をケーシング４１の内部に導入する。ここで、吸込流路５２は、底フレーム４４の流路形成部４４ｂ（後述する）の背面に沿って流路形成部４４ｂの背面側に形成される空間である。

吹出口５１は、下面吸込口４９よりも前面側に設けられており、ケーシング４１の内部に形成される吹出流路５３に臨む開口である。吹出口５１は、ケーシング４１の内部において熱交換された空気を室内へと吹き出す。ここで、吹出流路５３は、底フレーム４４の流路形成部４４ｂの前面に沿って流路形成部４４ｂの前面側に形成される空間である。すなわち、吸込流路５２及び吹出流路５３は、底フレーム４４の流路形成部４４ｂを挟んで互いに隣接して位置している。吹出口５１付近には、水平フラップ５１ａがケーシング４１に対して回動自在に取り付けられている。水平フラップ５１ａは、フラップ用モータ（図示せず）によって駆動し、室内ユニット４の運転状態に応じて吹出口５１を開閉する。さらに、水平フラップ５１ａは、吹出口５１から吹き出される熱交換後の空気がユーザの所望する方向へと案内されるように、熱交換後の空気の吹き出し方向を変更する役割を担う。尚、図２は、水平フラップ５１ａが吹出口５１を閉じている状態を示し、図３は、水平フラップ５１ａが吹出口５１を開けている状態を示している。

（２−２）室内ファン
室内ファン４３は、ケーシング４１の長手方向に沿って延びる略円筒形状のクロスフローファンである。室内ファン４３は、ケーシング４１の長手方向に延びる駆動軸がファンモータ（図示せず）に接続されており、ファンモータの駆動により駆動軸を介して回転する。そして、室内ファン４３は、回転することで、図３の点線且つ太線の矢印で示す空気流れを生成する。具体的には、室内ファン４３は、回転することで、天面吸込口４８及び下面吸込口４９のそれぞれからケーシング４１の内部に導入されて室内熱交換器４２を通過し最終的に吹出口５１から室内へと吹き出される空気流れ、を生成する。

（２−３）底フレーム
底フレーム４４は、底部４４ａと流路形成部４４ｂとから構成されている。

底部４４ａは、ケーシング４１の下面の一部を構成しており、その下面が外部（室内空間）に面している。流路形成部４４ｂは、底部４４ａの前端部から上方に延びている。流路形成部４４ｂは、室内ファン４３の形状に沿って湾曲する円弧状部４４ｃと、円弧状部４４ｃの上下方向における途中から後方に向かって分岐する分岐部４４ｄとから構成されている。流路形成部４４ｂの背面には、断熱材５４が設けられている。

（２−４）室内熱交換器
（２−４−１）構成
室内熱交換器４２は、図３に示すように、側面視において両端が下方に向くように曲がる逆Ｖ字形状を有している。また、室内熱交換器４２の上下方向における略中央部より下方且つ空気流れ方向下流側には、室内ファン４３が位置している。室内熱交換器４２は、底フレーム４４の一部分（具体的には、分岐部４４ｄ）に取り付けられている。室内熱交換器４２は、主として、主熱交換部６０と、主熱交換部６０の空気流れ方向上流側に配置される補助熱交換部６３と、を有している。

（２−４−１−１）主熱交換部
主熱交換部６０は、主として、空気流れ方向下流側に位置する第１主熱交換部６１と、空気流れ方向上流側に位置する第２主熱交換部６２と、から構成されている。すなわち、室内熱交換器４２は、空気流れ方向の最も下流側に位置する第１主熱交換部６１の空気流れ方向下流側部分が室内ファン４３と対向するように、配置されている。

（２−４−１−１−１）第１主熱交換部
第１主熱交換部６１は、前面側に位置する第１前面側主熱交換部６４と、第１前面側主熱交換部６４の背面側に位置する背面側主熱交換部６５と、を有している。そして、第１前面側主熱交換部６４と背面側主熱交換部６５とは、側面視において、逆Ｖ字形状に組み合わされるように構成されている。

背面側主熱交換部６５は、壁面に対して平行に延びる鉛直面に対して前面側に倒れるように傾斜して配置されている。背面側主熱交換部６５は、複数の背面側主伝熱フィン６５ａと、複数の背面側主伝熱フィン６５ａの厚み方向に貫通する複数の背面側主伝熱管６５ｂと、を有している。背面側主伝熱フィン６５ａは、幅広の平面部がケーシング４１の長手方向を向くように配置されている。背面側主伝熱管６５ｂは、ケーシング４１の長手方向に延びる直管から構成されている。尚、隣接する背面側主伝熱管６５ｂの長手方向一端同士は、Ｕ字管（図示せず）によって接続されている。背面側主熱交換部６５は、背面側主伝熱管６５ｂの空気流れ方向における列数が複数（本実施形態では、２列）となるように構成されている。また、背面側主熱交換部６５は、背面側主伝熱管６５ｂの、空気流れに直交する方向における段数が１０段となるように構成されている。

さらに、第１主熱交換部６１は、第１前面側主熱交換部６４が上下方向に折り曲げられることにより後方に向かって開く「く」の字形状となるように構成されている。具体的には、第１前面側主熱交換部６４は、背面側主熱交換部６５との接触部分から前方且つ下方に向かって傾斜する第１上方熱交換部６６と、第１上方熱交換部６６との接触部分から後方且つ下方に向かって傾斜する第１下方熱交換部６７と、を有している。

第１上方熱交換部６６は、複数の第１上方伝熱フィン６６ａと、複数の第１上方伝熱フィン６６ａの厚み方向に貫通する複数の第１上方伝熱管６６ｂと、を有している。第１上方伝熱フィン６６ａは、幅広の平面部がケーシング４１の長手方向を向くように配置されている。第１上方伝熱管６６ｂは、ケーシング４１の長手方向に延びる直管から構成されている。尚、隣接する第１上方伝熱管６６ｂの長手方向一端同士は、Ｕ字管（図示せず）によって接続されている。第１上方熱交換部６６は、第１上方伝熱管６６ｂの空気流れ方向における列数が複数（本実施形態では、３列）となるように構成されている。また、第１上方熱交換部６６は、第１上方伝熱管６６ｂの、空気流れに直交する方向における段数が８段となるように構成されている。

第１下方熱交換部６７は、複数の第１下方伝熱フィン６７ａと、複数の第１下方伝熱フィン６７ａの厚み方向に貫通する複数の第１下方伝熱管６７ｂと、を有している。第１下方伝熱フィン６７ａは、幅広の平面部がケーシング４１の長手方向を向くように配置されている。第１下方伝熱管６７ｂは、ケーシング４１の長手方向に延びる直管から構成されている。尚、隣接する第１下方伝熱管６７ｂの長手方向一端同士は、Ｕ字管（図示せず）によって接続されている。第１下方熱交換部６７は、第１上方熱交換部６６と同様に、第１下方伝熱管６７ｂの空気流れ方向における列数が複数（本実施形態では、３列）となるように構成されている。また、第１下方熱交換部６７は、第１下方伝熱管６７ｂの、空気流れに直交する方向における段数が６段となるように構成されている。

（２−４−１−１−２）第２主熱交換部
第２主熱交換部６２は、第１主熱交換部６１の冷媒経路を延長して第１主熱交換部６１における熱交換量を増大させるために第１主熱交換部６１の空気流れ方向上流側に接続される熱交換部である。第２主熱交換部６２は、第１主熱交換部６１よりも小さく構成されている。第２主熱交換部６２は、上方に位置する第２上方熱交換部６８と、下方に位置する第２下方熱交換部６９と、から構成されている。第２上方熱交換部６８は、第１上方熱交換部６６の空気流れ方向上流側に取り付けられている。第２下方熱交換部６９は、第１下方熱交換部６７の空気流れ方向上流側に取り付けられている。つまり、第２主熱交換部６２は、前面側にのみ配置されており、背面側には配置されていない。そして、主熱交換部６０のうち前面側に位置する部分（具体的には、第１前面側主熱交換部６４及び第２主熱交換部６２）と背面側主熱交換部６５とに着目してみても、これらは、側面視において、逆Ｖ字形状に組み合わされるように構成されている。尚、主熱交換部６０のうち前面側に位置する部分、すなわち、第１前面側主熱交換部６４及び第２主熱交換部６２を、以下では、適宜、前面側主熱交換部という。

第２上方熱交換部６８は、複数の第２上方伝熱フィン６８ａと、複数の第２上方伝熱フィン６８ａの厚み方向に貫通する複数の第２上方伝熱管６８ｂと、を有している。第２上方伝熱フィン６８ａは、幅広の平面部がケーシング４１の長手方向を向くように配置されている。第２上方伝熱管６８ｂは、ケーシング４１の長手方向に延びる直管から構成されている。尚、隣接する第２上方伝熱管６８ｂの長手方向一端同士は、Ｕ字管（図示せず）によって接続されている。第２上方熱交換部６８は、第２上方伝熱管６８ｂの空気流れ方向における列数が１列となるように、つまり、第２上方伝熱管６８ｂの側面視における配列が１列をなすように、構成されている。また、第２上方熱交換部６８は、第２上方伝熱管６８ｂの空気流れに直交する方向における段数が８段となるように構成されている。

第２下方熱交換部６９は、複数の第２下方伝熱フィン６９ａと、複数の第２下方伝熱フィン６９ａの厚み方向に貫通する複数の第２下方伝熱管６９ｂと、を有している。第２下方伝熱フィン６９ａは、幅広の平面部がケーシング４１の長手方向を向くように配置されている。第２下方伝熱管６９ｂは、ケーシング４１の長手方向に延びる直管から構成されている。尚、隣接する第２下方伝熱管６９ｂの長手方向一端同士は、Ｕ字管（図示せず）によって接続されている。第２下方熱交換部６９は、第２上方熱交換部６８と同様に、第２下方伝熱管６９ｂの空気流れ方向における列数が１列となるように構成されている。また、第２下方熱交換部６９は、第２下方伝熱管６９ｂの空気流れに直交する方向における段数が６段となるように構成されている。

そして、第２上方熱交換部６８は、第１上方熱交換部６６と同様に、側面視において右上がりに傾斜しており、第２下方熱交換部６９は、第１下方熱交換部６７と同様に、側面視において右下がりに傾斜している。そして、第２上方熱交換部６８と第１上方熱交換部６６との鉛直面（壁面に対して平行に延びる鉛直面）に対する傾斜角度は同様であり、第２下方熱交換部６９と第１下方熱交換部６７との鉛直面（壁面に対して平行に延びる鉛直面）に対する傾斜角度は同様である。このように、第２主熱交換部６２は、第２上方熱交換部６８と第２下方熱交換部６９とが後方に向かって開く「く」の字形状を有するように配置されている。尚、本実施形態では、第２上方熱交換部６８と、第２下方熱交換部６９とは、上下方向に分割されているが、これに限られるものではなく、一体成形されていてもよい。

以上のように、第１上方伝熱フィン６６ａ、第１下方伝熱フィン６７ａ、第２上方伝熱フィン６８ａ、第２下方伝熱フィン６９ａ及び背面側主伝熱フィン６５ａが、主熱交換部６０における伝熱フィンである「主伝熱フィン」を構成している。また、第１上方伝熱管６６ｂ、第１下方伝熱管６７ｂ、第２上方伝熱管６８ｂ、第２下方伝熱管６９ｂ及び背面側主伝熱管６５ｂが、主伝熱フィンを貫通する「主伝熱管」を構成している。そして、主熱交換部６０では、外部を通過する空気と上記主伝熱管の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせることにより、外部を通過する空気を冷却又は加熱している。

（２−４−１−２）補助熱交換部
補助熱交換部６３は、主熱交換部６０の冷媒経路を延長するために主熱交換部６０の空気流れ方向上流側に配置される熱交換部であり、空気流れ方向の最も上流側に位置する熱交換部である。また、補助熱交換部６３は、暖房運転時（凝縮器として機能する場合）に液冷媒を過冷却する過冷却域として機能する熱交換部である。尚、本実施形態では、制御部によって、暖房運転時に、補助熱交換部６３に概ね液冷媒が流れるように制御している。

補助熱交換部６３は、主として、前面側に位置する前面側補助熱交換部７０と、背面側に位置する背面側補助熱交換部７１と、から構成されており、主熱交換部６０の空気流れ方向上流側部分を９５％以上覆っている。前面側補助熱交換部７０と背面側補助熱交換部７１とは、側面視において略ハの字形状を有するように配置されている。前面側補助熱交換部７０は、前面側主熱交換部（第１前面側主熱交換部６４及び第２主熱交換部６２）の空気流れ方向上流側に取り付けられている。そして、前面側補助熱交換部７０は、より具体的には、第２主熱交換部６２の空気流れ方向上流側に取り付けられている。背面側補助熱交換部７１は、背面側主熱交換部６５の空気流れ方向上流側に取り付けられている。

前面側補助熱交換部７０は、後方に向かって開く「く」の字形状を有するように、上下方向における略中央部で折り曲げられている。そして、これにより、前面側補助熱交換部７０は、側面視において右上がりに傾斜し上方に位置する上方補助熱交換部７２と、側面視において右下がりに傾斜し下方に位置する下方補助熱交換部７３と、を有している。上方補助熱交換部７２と第１上方熱交換部６６及び第２上方熱交換部６８との鉛直面（壁面に対して平行に延びる鉛直面）に対する傾斜角度は同様であり、下方補助熱交換部７３と第１下方熱交換部６７及び第２下方熱交換部６９との鉛直面（壁面に対して平行に延びる鉛直面）に対する傾斜角度は同様である。尚、本実施形態では、上方補助熱交換部７２と下方補助熱交換部７３とは、一体成形されているが、これに限られるものではなく、上下方向に分割されていてもよい。

上方補助熱交換部７２は、複数の上方補助伝熱フィン７２ａと、複数の上方補助伝熱フィン７２ａを厚み方向に貫通する複数の上方補助伝熱管７２ｂと、を有している。上方補助伝熱フィン７２ａは、幅広の平面部がケーシング４１の長手方向を向くように配置されている。上方補助伝熱管７２ｂは、ケーシング４１の長手方向に延びる直管から構成されている。尚、隣接する上方補助伝熱管７２ｂの長手方向一端同士は、Ｕ字管（図示せず）によって接続されている。上方補助熱交換部７２は、上方補助伝熱管７２ｂの空気流れ方向における列数が１列となるように構成されている。また、上方補助熱交換部７２は、上方補助伝熱管７２ｂの空気流れに直交する方向における段数が６段となるように構成されている。

下方補助熱交換部７３は、複数の下方補助伝熱フィン７３ａと、複数の下方補助伝熱フィン７３ａを厚み方向に貫通する複数の下方補助伝熱管７３ｂと、を有している。下方補助伝熱フィン７３ａは、幅広の平面部がケーシング４１の長手方向を向くように配置されている。下方補助伝熱管７３ｂは、ケーシング４１の長手方向に延びる直管から構成されている。尚、隣接する下方補助伝熱管７３ｂの長手方向一端同士は、Ｕ字管（図示せず）によって接続されている。また、下方補助伝熱管７３ｂの管径は、上方補助伝熱管７２ｂの管径と同じである。下方補助熱交換部７３は、上方補助熱交換部７２と同様に、下方補助伝熱管７３ｂの空気流れ方向における列数が１列となるように構成されている。また、下方補助熱交換部７３は、下方補助伝熱管７３ｂの空気流れに直交する方向における段数が６段となるように構成されている。

背面側補助熱交換部７１は、その鉛直面（壁面に対して平行に延びる鉛直面）に対する傾斜角度が、背面側主熱交換部６５の鉛直面（壁面に対して平行に延びる鉛直面）に対する傾斜角度と同様である。背面側補助熱交換部７１は、複数の背面側補助伝熱フィン７１ａと、複数の背面側補助伝熱フィン７１ａの厚み方向に貫通する複数の背面側補助伝熱管７１ｂと、を有している。背面側補助伝熱フィン７１ａは、幅広の平面部がケーシング４１の長手方向を向くように配置されている。背面側補助伝熱管７１ｂは、ケーシング４１の長手方向に延びる直管から構成されている。尚、隣接する背面側補助伝熱管７１ｂの長手方向一端同士は、Ｕ字管（図示せず）によって接続されている。背面側補助伝熱管７１ｂは、管径が、上方補助伝熱管７３ａ及び下方補助伝熱管７３ｂの管径よりも大きく構成されている。具体的には、背面側補助伝熱管７１ｂの管径は、上方補助伝熱管７３ａ及び下方補助伝熱管７３ｂの管径の１２５％となっている。

背面側補助熱交換部７１は、背面側補助伝熱管７１ｂの空気流れ方向における列数が１列となるように構成されている。また、背面側補助熱交換部７１は、背面側補助伝熱管７１ｂの空気流れに直交する方向における段数が８段となるように構成されている。

以上のように、上方補助伝熱フィン７２ａ、下方補助伝熱フィン７３ａ及び背面側補助伝熱フィン７１ａは、補助熱交換部６３における伝熱フィンである「補助伝熱フィン」を構成している。また、上方補助伝熱管７２ｂ、下方補助伝熱管７３ｂ及び背面側補助伝熱管７１ｂは、補助伝熱フィンを貫通する「補助伝熱管」を構成している。そして、補助熱交換部６３では、外部を通過する空気と、補助伝熱管の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせることにより、外部を通過する空気を冷却又は加熱している。

ここで、本実施形態では、背面側補助伝熱管７１ｂは、その管径が、上方補助伝熱管７３ａ及び下方補助伝熱管７３ｂの管径よりも大きく構成されている。つまり、補助伝熱管は、小径伝熱管としての上方補助伝熱管７３ａ及び下方補助伝熱管７３ｂと、これらよりも管径が大きい大径伝熱管としての背面側補助伝熱管７１ｂとから構成されていることになる。

尚、室内熱交換器４２には、その空気流れ方向上流側に、ケーシング４１の内部に着脱可能に装着される樹脂製のフィルタ（図示せず）が配置されている。フィルタは、室内熱交換器４２の表面が室内空気中の塵埃によって汚染されるのを防ぐために設けられている。

（２−４−１−３）その他の構成
図４は、冷房運転時の室内熱交換器４２における冷媒流れを示す室内熱交換器４２及び室内ファン４３の模式図である。図５は、暖房運転時の室内熱交換器４２における冷媒流れを示す室内熱交換器４２及び室内ファン４３の模式図である。尚、図４及び図５の配管に沿って示す矢印が、冷媒の流れを表している。

室内熱交換器４２は、主熱交換部６０及び補助熱交換部６３の他に、図４及び図５に示すように、第１分流器８１と、連絡配管８１ａと、複数（本実施形態では、２つ）の第１分岐管８２ａ，８２ｂと、第２分流器８３と、複数（本実施形態では、４つ）の第２分岐管８４ａ〜８４ｄと、第３分流器８５と、複数（本実施形態では、４つ）の第３分岐管８６ａ〜８６ｄと、第４分流器８７と、第４分岐管８８ａ〜８８ｄと、を有している。

第１分流器８１は、冷媒流れ方向における補助熱交換部６３（具体的には、背面側補助熱交換部７１）と主熱交換部６０（具体的には、前面側主熱交換部）との間に配置されている。そして、第１分流器８１は、一端が連絡配管８１ａに接続されており、他端が第１分岐管８２ａ，８２ｂに接続されている。第１分流器８１は、冷房運転時に背面側補助熱交換部７１から連絡配管８１ａを介して流れてくる冷媒を複数の第１分岐管８２ａ，８２ｂに分流させ、暖房運転時に主熱交換部６０から第１分岐管８２ａ，８２ｂを介して流れてくる冷媒を合流して１の連絡配管８１ａに流す機能を有している。

連絡配管８１ａは、一端が背面側補助伝熱管７１ｂに接続され他端が第１分流器８１に接続されている。

第１分岐管８２ａ，８２ｂは、各々、一端が第１分流器８１に接続されている。そして、第１分岐管８２ａは、他端が第２分流器８３に接続されている。第１分岐管８２ｂは、他端が第３分流器８５に接続されている。

第２分流器８３は、冷媒流れ方向における補助熱交換部６３（具体的には、背面側補助熱交換部７１）と主熱交換部６０（具体的には、前面側主熱交換部における第２上方熱交換部６８）との間に配置されている。そして、第２分流器８３は、一端が第１分岐管８２ａに接続されており、他端が第２分岐管８４ａ〜８４ｄに接続されている。第２分流器８３は、冷房運転時に背面側補助熱交換部７１から第１分岐管８２ａを介して流れてくる冷媒を第２分岐管８４ａ〜８４ｄに分流させ、暖房運転時に主熱交換部６０から第２分岐管８４ａ〜８４ｄを介して流れてくる冷媒を合流して１の第１分岐管８２ａに流す機能を有している。

第３分流器８５は、冷媒流れ方向における補助熱交換部６３（具体的には、背面側補助熱交換部７１）と主熱交換部６０（具体的には、前面側主熱交換部における第１下方熱交換部６７及び第２下方熱交換部６９）との間に配置されている。そして、第３分流器８５は、一端が第１分岐管８２ｂに接続されており、他端が第３分岐管８６ａ〜８６ｄに接続されている。第３分流器８５は、冷房運転時に背面側補助熱交換部７１から第１分岐管８２ｂを介して流れてくる冷媒を第３分岐管８６ａ〜８６ｄに分流させ、暖房運転時に主熱交換部６０から第３分岐管８６ａ〜８６ｄを介して流れてくる冷媒を合流して１の第１分岐管８２ｂに流す機能を有している。

第２分岐管８４ａ〜８４ｄは、各々、一端が第２分流器８３に接続されており、他端が第２上方熱交換部６８の別々の第２上方伝熱管６８ｂに接続されている。第３分岐管８６ａ〜８６ｄは、各々、一端が第３分流器８５に接続されており、他端が第２下方熱交換部６９の別々の第２下方伝熱管６９ｂや第１下方熱交換部６７の第１下方伝熱管６７ｂに接続されている。

第４分流器８７は、主熱交換部６０（具体的には、背面側主熱交換部６５）の冷房運転時における冷媒流れ方向下流側に配置されている。第４分流器８７は、一端が第４分岐管８８ａ〜８８ｄに接続されており、他端が冷媒連絡配管８に接続される冷媒配管（図示せず）に接続されている。第４分流器８７は、冷房運転時に背面側主熱交換部６５から第４分岐管８８ａ〜８８ｄを介して流れてくる冷媒を合流させて１の上記冷媒配管に流し、暖房運転時に上記冷媒配管から流れてくる冷媒を第４分岐管８８ａ〜８８ｄに分流させる機能を有している。

第４分岐管８８ａ〜８８ｄは、各々、一端が第４分流器８７に接続されており、他端が背面側主熱交換部６５の別々の背面側主伝熱管６５ｂに接続されている。

以上のように、本実施形態では、前面側補助熱交換部７０の下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂ、背面側補助熱交換部７１の背面側補助伝熱管７１ｂ、第２上方熱交換部６８の第２上方伝熱管６８ｂ、第２下方熱交換部６９の第２下方伝熱管６９ｂ、第１上方熱交換部６６の第１上方伝熱管６６ｂ、第１下方熱交換部６７の第１下方伝熱管６７ｂ、背面側主熱交換部６５の背面側主伝熱管６５ｂ、上述した各Ｕ字管、連絡配管８１ａ、第１分流器８１、第１分岐管８２ａ，８２ｂ、第２分流器８３、第２分岐管８４ａ〜８４ｄ、第３分流器８５、第３分岐管８６ａ〜８６ｄ、第４分流器８７及び第４分岐管８８ａ〜８８ｄによって、室内熱交換器４２における冷媒が流れるための冷媒経路が形成されている。そして、前面側補助熱交換部７０の下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂと、接続配管（図示せず）と、背面側補助伝熱管７１ｂと、各Ｕ字管とによって、補助熱交換部６３における冷媒が流れるための冷媒経路が形成されている。尚、接続配管とは、上方補助伝熱管７２ｂの冷媒流れ方向下流側と背面側補助伝熱管７１ｂの冷媒流れ方向上流側とを接続する配管である。このように、本実施形態の補助熱交換部６３は、補助伝熱管及び接続配管から構成される１の冷媒経路を有しており、この１の冷媒経路を冷媒が流れるようになっている。

（２−４−２）冷媒流れ
以下、図４及び図５を用いて、冷暖房運転時の室内熱交換器４２における冷媒流れについて説明する。

（２−４−２−１）冷房運転時
冷房運転時は、室内熱交換器４２は、冷媒の蒸発器として機能する。そして、冷房運転時、室内熱交換器４２において、冷媒は、補助熱交換部６３から主熱交換部６０へと流れていく（図４の配管に沿った太線の矢印を参照）。具体的に説明すると、まず、膨張機構２４で減圧された気液二相状態の冷媒は、冷媒連絡配管７及びこれに接続される冷媒配管（図示せず）を介して、補助熱交換部６３の下方補助熱交換部７３の下から１段目の伝熱管７３ｂに流入する。すなわち、冷房運転時は、補助熱交換部６３の下方補助熱交換部７３の下方補助伝熱管７３ｂが、室内熱交換器４２に冷媒を導入するための冷媒入口を構成している。そして、補助熱交換部６３の下方補助伝熱管７３ｂを流れた冷媒は、上方補助熱交換部７２の上方補助伝熱管７２ｂへと流れる。そして、接続配管を介して、最終的に、背面側補助熱交換部７１の背面側補助伝熱管７１ｂを流れていく。ここで、補助熱交換部６３（補助伝熱管）においては、冷媒が液状態からガス状態へと変化するため、冷媒の体積が大きくなる。そこで、本実施形態では、背面側補助伝熱管７１ｂの管径を、前面側補助熱交換部における上方補助伝熱管７２ｂ及び下方補助伝熱管７３ｂの管径よりも大きくしている。すなわち、冷媒入口側の小径伝熱管としての下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂから、大径伝熱管としての背面側補助伝熱管７１ｂへと冷媒が流れるようになっている。よって、上述の通り、１の冷媒経路を冷媒が流れる場合であっても、冷媒の圧力損失を抑制できている。

そして、背面側補助伝熱管７１ｂを流れた冷媒は、連絡配管８１ａを介して補助熱交換部６３の外部に流れていく。具体的には、連絡配管８１ａに流れた冷媒は、第１分流器８１において、複数（本実施形態では、２つ）の第１分岐管８２ａ，８２ｂに分岐される。

第１分岐管８２ａを流れた冷媒は、第２分流器８３において、複数（本実施形態では、４つ）の第２分岐管８４ａ〜８４ｄに分岐される。他方、第１分岐管８２ｂを流れた冷媒は、第３分流器８５において、複数（本実施形態では、４つ）の第３分岐管８６ａ〜８６に分岐される。第２分岐管８４ａ〜８４ｄ及び第３分岐管８６ａ〜８６ｄに分岐された冷媒は、それぞれ、主熱交換部６０（具体的には、前面側主熱交換部）に流入する。具体的には、第２分岐管８４ａ〜８４ｄを流れる冷媒は、各々、第２主熱交換部６２の別々の第２上方伝熱管６８ｂに流入し、第３分岐管８６ａ〜８６ｄを流れる冷媒は、各々、第２主熱交換部６２の別々の第２下方伝熱管６９ｂや第１主熱交換部６１の第１下方伝熱管６７ｂに流入する。その後、主熱交換部６０において、冷媒は、前面側主熱交換部（第１上方熱交換部６６、第１下方熱交換部６７、第２上方熱交換部６８及び第２下方熱交換部６９）の各伝熱管６６ｂ，６７ｂ，６８ｂ，６９ｂから背面側主熱交換部６５の背面側主伝熱管６５ｂへと流れていく。そして、背面側主熱交換部６５の背面側主伝熱管６５ｂを流れる冷媒は、背面側主熱交換部６５の背面側主伝熱管６５ｂに接続される第４分岐管８８ａ〜８８ｄに流入する。尚、主熱交換部６０を８の冷媒経路で流れる冷媒は、図示はしないが、途中で、各々の出口側が第４分岐管８８ａ〜８８ｄに接続される４の冷媒経路に変更されている。そして、第４分岐管８８ａ〜８８ｄに流入した冷媒は、第４分流器８７で合流されて冷媒連絡配管８に接続される冷媒配管に流れることになる。このように、冷房運転時は、第４分流器８７が、室内熱交換器４２を流れる冷媒を外部へと流出させる冷媒出口を構成している。

（２−４−２−２）暖房運転時
暖房運転時は、室内熱交換器４２は、冷媒の凝縮器として機能する。そして、暖房運転時、室内熱交換器４２において、冷媒は、主熱交換部６０から補助熱交換部６３へと流れていく（図５の配管に沿った太線の矢印を参照）。すなわち、冷房運転時における冷媒流れの方向と逆の方向に冷媒が流れることになる。具体的に説明すると、まず、圧縮機２１から吐出されて冷媒連絡配管８に接続される冷媒配管を流れてくる高圧のガス冷媒は、第４分流器８７を介して主熱交換部６０（具体的には、背面側主熱交換部６５の背面側主伝熱管６５ｂ）に流入する。すなわち、暖房運転時は、第４分流器８７が、室内熱交換器４２に冷媒を導入するための冷媒入口を構成している。具体的には、冷媒連絡配管８に接続される冷媒配管を流れてくる冷媒は、第４分流器８７において、複数（本実施形態では、４つ）の第４分岐管８８ａ〜８８ｄに分岐される。第４分岐管８８ａ〜８８ｄに分岐された冷媒は、各々、背面側主熱交換部６５の別々の背面側主伝熱管６５ｂに流入する。そして、背面側主熱交換部６５の背面側主伝熱管６５ｂに流入した冷媒は、その後、前面側主熱交換部（第１上方熱交換部６６、第１下方熱交換部６７、第２上方熱交換部６８及び第２下方熱交換部６９）の各伝熱管６６ｂ，６７ｂ，６８ｂ，６９ｂを流れ、第２分岐管８４ａ〜８４ｄ及び第３分岐管８６ａ〜８６ｄに流入する。尚、主熱交換部６０を４の冷媒経路で流れる冷媒は、図示はしないが、途中で、各々の出口側が第２分岐管８４ａ〜８４ｄ及び第３分岐管８６ａ〜８６ｄに接続される８の冷媒経路に変更されている。そして、第２分岐管８４ａ〜８４ｄに流入した冷媒は、第２分流器８３で合流されて第１分岐管８２ａへと流れる。他方、第３分岐管８６ａ〜８６ｄに流入した冷媒は、第３分流器８５で合流されて第１分岐管８２ｂへと流れる。

第１分岐管８２ａ及び第１分岐管８２ｂを流れる冷媒は、第１分流器８１において合流され、連絡配管８１ａを介して、背面側補助熱交換部７１の背面側補助伝熱管７１ｂに流入する。そして、背面側補助伝熱管７１ｂを流れる冷媒は、次に、前面側補助熱交換部７０へと流れる。具体的には、前面側補助熱交換部７０では、冷媒は、まず、上方補助熱交換部７２の上方補助伝熱管７２ｂを流れ、その後、下方補助熱交換部７３の下方補助伝熱管７３ｂへと流れる。最終的に、下方補助熱交換部７３の下から１段目の伝熱管７３ｂを介して、室内熱交換器４２の外部、すなわち、冷媒連絡配管７に接続される冷媒配管に流れることになる。このように、暖房運転時は、下方補助熱交換部７３の下方補助伝熱管７３ｂが、室内熱交換器４２を流れる冷媒を外部へと流出させる冷媒出口を構成している。

（３）特徴
（３−１）
従来、空気調和装置では、省エネ性を確保するために、熱交換器が凝縮器として機能する場合に、熱交換器において、凝縮された後の液冷媒を過冷却する制御が行われることがある。しかし、特許文献１（特開２０１０−６５８９９号公報）に開示の空気調和装置の熱交換器では、液冷媒を十分に過冷却するには、補助熱交換器の冷媒が通る冷媒経路の長さが短いと考えられる。

そこで、本実施形態では、暖房運転時（凝縮器として機能する場合）に、室内熱交換器４２において、主熱交換部６０から補助熱交換部６３へと冷媒が流れるようにし、補助熱交換部６３を、液冷媒を過冷却する過冷却域として使用するように、制御部によって制御している。すなわち、暖房運転時における補助熱交換部６３の冷媒経路の入口（具体的には、背面側補助伝熱管７１ｂ）において、概ね液冷媒が流入するように制御している。よって、暖房運転時、室内熱交換器４２では、補助熱交換部６３において、液冷媒を十分に過冷却液にすることができるようになっている。そして、これにより、空気調和装置１の省エネ性を向上することができる。

他方、冷房運転時（蒸発器として機能する場合）には、室内熱交換器４２において、補助熱交換部６３から主熱交換部６０へと冷媒が流れるようにしている。ここで、冷房運転時は、補助熱交換部６３の冷媒経路（具体的には、下方補助伝熱管７３ｂ、上方補助伝熱管７２ｂ、接続配管、背面側補助伝熱管７１ｂ及び各Ｕ字管の内部空間）において、冷媒が液状態からガス状態へと変化する。このため、相変化によって冷媒の体積が大きくなり、補助熱交換部６３における冷媒の圧力損失が増大することが懸念される。

そこで、本実施形態では、冷房運転時の冷媒入口側における伝熱管、すなわち、下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂの管径よりも、これらの冷媒流れ方向下流側に配置される背面側補助伝熱管７１ｂの管径のほうを大きくしている。言い換えれば、背面側補助伝熱管７１ｂの内部空間における冷媒流れ方向に直交する断面積を、下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂの内部空間における冷媒流れ方向に直交する断面積よりも大きくしている。つまり、補助熱交換部６３の冷媒経路（具体的には、下方補助伝熱管７３ｂ、上方補助伝熱管７２ｂ及び背面側補助伝熱管７１ｂの内部空間）では、その途中で、冷媒流れ方向に直交する断面積が変更されていることになる。

そして、冷房運転時は、補助熱交換部６３において、小径の伝熱管（下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂ）から大径の伝熱管（背面側補助伝熱管７１ｂ）へと冷媒が流れるようにしている。

このように、本実施形態では、補助伝熱管を小径伝熱管（上方補助伝熱管７２ｂ及び下方補助伝熱管７３ｂ）と大径伝熱管（背面側補助伝熱管７１ｂ）とから構成することにより、冷房運転時に、冷媒の体積が大きくなる補助熱交換部６３の冷媒経路の途中で、その冷媒流れ方向に直交する断面積が大きくなるように変更できている。よって、冷媒入口側の小径の伝熱管から同径の伝熱管にそのまま冷媒を流す場合を比べると、補助熱交換部６３の冷媒経路における冷媒の圧力損失の増大を抑制できる。従って、室内熱交換器４２の性能を維持できている。

以上のように、本実施形態の室内熱交換器４２では、凝縮器として機能する場合に冷媒を十分に過冷却することができ、蒸発器として機能する場合に冷媒の圧力損失の増大を抑制できている。

（３−２）
本実施形態では、補助熱交換部６３は、主熱交換部６０の空気流れ方向上流側部分を、空気流れ方向上流側から９５％以上覆っている。すなわち、本実施形態では、過冷却域として使用される補助熱交換部６３の冷媒経路をできるだけ長くとっている。よって、補助熱交換部６３の冷媒経路において、十分に冷媒を過冷却することができるので、冷媒の過冷却度を大きくとることができるようになっている。よって、本実施形態の空気調和装置１では、省エネ性を向上しやすい。

尚、過冷却域として使用される補助熱交換部６３の冷媒経路をできるだけ長くとっていることで、蒸発器として機能する場合、補助熱交換部６３における冷媒の圧力損失が増大することが懸念されるが、本実施形態では、上述したように、補助熱交換部６３の冷媒経路の途中で、冷媒流れ方向に直交する断面積が大きくなるように変更しているので、冷媒の圧力損失の増大は抑制される。

（３−３）
上述したように、補助熱交換部６３の冷媒経路の途中で、冷媒流れ方向に直交する断面積が大きくなるように変更しているので、本実施形態のように、補助熱交換部６３の冷媒経路が１の経路から構成されていたとしても、冷媒の圧力損失を抑制できている。

（３−４）
本実施形態では、室内熱交換器４２が蒸発器として機能する場合、補助熱交換部６３の冷媒経路の途中で冷媒流れ方向に直交する断面積を大きくするために、補助伝熱管を、小径伝熱管としての下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂと大径伝熱管としての背面側補助伝熱管７１ｂとから構成していると説明した。そして、これにより、補助熱交換部６３における冷媒の圧力損失を抑制できると説明した。これに関して、以下により具体的に説明する。

ここで、伝熱管内を流れる冷媒の圧力損失ΔＰ（ｍ^-1・ｋｇ・ｓ^-2）は、一般に、以下の数式１を用いて表される。尚、λは摩擦係数、Ｇは流束（ｋｇ・ｍ^-2・ｓ^-1）、ρは伝熱管内における冷媒密度（ｋｇ／ｍ³）、Ｄは伝熱管の内径（ｍ）、Ｌは伝熱管の長さ（ｍ）である。

（数式１）：
本実施形態の室内熱交換器４２では、蒸発器として機能する場合、補助熱交換部６３において、冷媒入口側の小径（内径Ｄ１とする）の下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂから、大径（内径Ｄ２とする、Ｄ２＞Ｄ１）の背面側補助伝熱管７１ｂへと冷媒が流れる。よって、背面側補助伝熱管７１ｂにおける流束Ｇ（すなわち、単位時間当たりの単位面積を通過する冷媒の質量）は、小径伝熱管としての下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂからこれらと同じ管径の伝熱管にそのまま冷媒が流される場合と比べると、（Ｄ１／Ｄ２）²となる。また、管径Ｄは、下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂからこれらと同じ管径の伝熱管にそのまま冷媒が流される場合と比べると、Ｄ２／Ｄ１となる。従って、補助熱交換部６３において、小径の下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂから、大径の背面側補助伝熱管７１ｂへと冷媒が流れるようにすれば、同条件で下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂからこれらと同じ管径の伝熱管にそのまま冷媒が流される場合と比べると、冷媒の圧力損失ΔＰが、（Ｄ１／Ｄ２）⁵となる。

このように、本実施形態では、蒸発器として機能する場合に、補助熱交換部６３において、小径の下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂから大径の背面側補助伝熱管７１ｂへと冷媒が流れるようにすることで、冷媒の圧力損失を抑制できている。

尚、本実施形態では、小径の下方補助伝熱管７３ｂ及び上方補助伝熱管７２ｂから大径の背面側補助伝熱管７１ｂへと冷媒が流れるようにすることで、伝熱管（具体的には、背面側補助伝熱管７１ｂ）の長さＬを短くすることが可能になる。よって、冷媒の過冷却度が多少小さくなっても冷媒の圧力損失をより抑制したい場合は、伝熱管の長さＬを短くしても構わない。

（４）変形例
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

具体的には、上記実施形態では、背面側補助伝熱管７１ｂの管径は、上方補助伝熱管７３ａ及び下方補助伝熱管７３ｂの管径の１２５％となっていると説明したが、背面側補助伝熱管７１ｂの管径は、上方補助伝熱管７３ａ及び下方補助伝熱管７３ｂの管径の１２５％を超えてもよい。尚、管径を大きくすれば圧力損失は低減されるけれども管内の冷媒の熱伝達率が低下していくため、背面側補助伝熱管７１ｂの管径は、上方補助伝熱管７３ａ及び下方補助伝熱管７３ｂの管径の１２５％を超えて１５０％までとなるのが好ましい。

以上のように、本発明は、主熱交換部と補助熱交換部とを備える熱交換器であれば、種々適用できる。

１ 空気調和装置
４２ 室内熱交換器（熱交換器）
６０ 主熱交換部
６２，６４ 第２主熱交換部，第１前面側主熱交換部（前面側主熱交換部）
６３ 補助熱交換部
６５ 背面側主熱交換部
６５ａ 背面側主伝熱フィン（主伝熱フィン）
６５ｂ 背面側主伝熱管（主伝熱管）
６６ａ 第１上方伝熱フィン（主伝熱フィン）
６６ｂ 第１上方伝熱管（主伝熱管）
６７ａ 第１下方伝熱フィン（主伝熱フィン）
６７ｂ 第１下方伝熱管（主伝熱管）
６８ａ 第２上方伝熱フィン（主伝熱フィン）
６８ｂ 第２上方伝熱管（主伝熱管）
６９ａ 第２下方伝熱フィン（主伝熱フィン）
６９ｂ 第２下方伝熱管（主伝熱管）
７０ 前面側補助熱交換部
７１ 背面側補助熱交換部
７１ａ 背面側補助伝熱フィン（補助伝熱フィン）
７１ｂ 背面側補助伝熱管（補助伝熱管、大径伝熱管）
７２ａ 上方補助伝熱フィン（補助伝熱フィン）
７２ｂ 上方補助伝熱管（補助伝熱管、小径伝熱管）
７３ａ 下方補助伝熱フィン（補助伝熱フィン）
７３ｂ 下方補助伝熱管（補助伝熱管、小径伝熱管）

特開２０１０−６５８９９号公報

Claims (3)

1. 複数の第１群主伝熱フィン（６６ａ，６７ａ，６８ａ，６９ａ）及び複数の第２群主伝熱フィン（６５ａ）と、複数の前記第１群主伝熱フィンを貫通する複数の第１群主伝熱管（６６ｂ，６７ｂ，６８ｂ，６９ｂ）と、複数の前記第２群主伝熱フィンを貫通する複数の第２群主伝熱管（６５ｂ）と、を含み、複数の第１群主伝熱管から複数の第２群主伝熱管（６５ｂ）に冷媒が並列に流れる複数の主冷媒経路を有し、外部を通過する空気と前記第１群主伝熱管及び前記第２群主伝熱管の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる主熱交換部（６０）と、
   前記主熱交換部の冷媒流れ方向の上流側に配置され、複数の前記主冷媒経路に冷媒を分流する分流機構と、
   前記主熱交換部の冷媒流れ方向の下流側に配置され、複数の前記主冷媒経路の冷媒を合流する合流機構と、
   複数の第１群補助伝熱フィン（７２ａ，７３ａ）及び複数の第２群補助伝熱フィン（７１ａ）と、複数の前記第１群補助伝熱フィンを貫通する複数の小径伝熱管（７２ｂ，７３ｂ）と、複数の前記第２群補助伝熱フィンを貫通し且つ前記小径伝熱管よりも管径が大きい複数の大径伝熱管（７１ｂ）と、を含み、外部を通過する空気と前記小径伝熱管及び前記大径伝熱管の１つの補助冷媒経路の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる補助熱交換部（６３）と、
   を備え、
   前記補助熱交換部は、蒸発器として機能する場合、前記分流機構の冷媒流れ方向の上流側に配置されて分流される前の冷媒の熱交換を行い、凝縮器として機能する場合、前記合流機構の冷媒流れ方向の下流側に配置されて合流された後の冷媒の熱交換を行い、
   前記第１群補助伝熱フィン及び前記小径伝熱管は、前記第１群主伝熱フィン及び前記第１群主伝熱管の空気流れ方向上流側に配置され、
   前記第２群補助伝熱フィン及び前記大径伝熱管は、前記第２群主伝熱フィン及び前記第２群主伝熱管の空気流れ方向上流側に配置され、
   蒸発器として機能する場合、前記補助熱交換部から前記分流機構を経由して前記主熱交換部へと冷媒が流れ、前記補助熱交換部において、冷媒入口側の前記小径伝熱管から前記大径伝熱管へと冷媒が流れる、
   空気調和装置（１）の熱交換器（４２）。
2. 前記主熱交換部は、前面側主熱交換部（６４，６２）と前記前面側主熱交換部の背面側に位置する背面側主熱交換部（６５）とが側面視において逆Ｖ字形状に組み合わされて構成されており、
   前記補助熱交換部は、前記前面側主熱交換部の空気流れ方向上流側に取り付けられる前面側補助熱交換部（７０）と、前記背面側主熱交換部の空気流れ方向上流側に取り付けられる背面側補助熱交換部（７１）と、を有しており、
   前記第１群主伝熱フィン及び前記第１群主伝熱管は前記前面側主熱交換部に含まれ、
   前記第２群主伝熱フィン及び前記第２群主伝熱管は前記背面側主熱交換部に含まれ、
   前記第１群補助伝熱フィン及び前記小径伝熱管は前記前面側補助熱交換部に含まれ、
   前記第２群補助伝熱フィン及び前記大径伝熱管は前記背面側補助熱交換部に含まれる、
   請求項１に記載の空気調和装置の熱交換器。
3. 前記大径伝熱管の管径は、前記小径伝熱管の管径の１２５％〜１５０％である、
   請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置の熱交換器。

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