JPWO2018180279A1 - 空調室内ユニット - Google Patents

Abstract

熱交換性能の高い空調室内ユニットを提供する。空調室内ユニット（４）では、熱交換器ユニット（４２）を凝縮器として用いたときに、ドレンパン（４０）の壁部（４０ｗ）の上端（４０ｕ）よりも低い位置に、熱交換器ユニット（４２）の過冷却領域（Ｓｃ１，Ｓｃ２）の少なくとも一部が配置される。

Description

本発明は、空調室内ユニットに関する。

従来、調和空気を吹き出す空調室内ユニットが利用されている。例えば、特許文献１（特開２０１１−０９９６０９号公報）には、フィン・アンド・チューブ型熱交換器を搭載した空調室内ユニットが開示されている。

近年では、空調室内ユニットに、扁平多穴管を用いたマイクロチャネル型熱交換器を搭載することが検討されている。扁平多穴管を用いた熱交換器では、冷媒流路の分割数の異なる熱交換領域が形成されることがある。また、空調室内ユニットでは、内部構造等の影響で、遠心ファンによる空気流の風速分布が位置に応じて大きく変動することがある。そのため、扁平多穴管を用いた熱交換器を搭載した空調室内ユニットでは、内部の風速分布と熱交換器の配置される位置とに応じて、熱交換性能が大幅に低下することがある。

本発明の課題は、熱交換性能の高い空調室内ユニットを提供することである。

本発明の第１観点に係る空調室内ユニットは、室内に設置されるケーシングと、ケーシング内に設けられるファンと、ケーシング内に配置され、上下に並ぶ、複数の扁平多穴管を有する熱交換器と、熱交換器の下方に設けられるドレンパンと、を備える。ここで、熱交換器は、上側熱交換領域及び下側熱交換領域に区切られているものである。また、この熱交換器が凝縮器として用いられるときに、内部を流れる冷媒を過冷却する、１以上の前記扁平多穴管からなる過冷却領域を下側熱交換領域に形成する。また、ドレンパンは、熱交換器の下方に設けられる底部と、底部から立設し、熱交換器の風下側に設けられる壁部と、を有する。そして、この空調室内ユニットでは、ドレンパンの壁部の上端よりも低い位置に、過冷却領域の少なくとも一部が配置される。

第１観点に係る空調室内ユニットでは、ドレンパンの壁部の上端よりも低い位置に熱交換器の過冷却領域の少なくとも一部が配置されるので、熱交換効率を向上することができる。

なお、本発明において、「室内」という用語は、他室と区別する意味で用いられており、壁面で区画される室内空間のみならず、例えば室内天井の裏側の空間を含む意味で用いられる。

また、本発明において、複数の扁平多穴管が「上下に並ぶ」構成は、各扁平多穴管の重心位置が上下に並ぶ任意の構成を意味する。したがって、この構成では、各扁平多穴管の上面及び／又は下面が水平方向に沿って上下に並ぶものに限らず、扁平多穴管の上面及び／又は下面が水平方向から傾斜した方向に上下に並ぶものを含む。また、この構成では、複数の扁平多穴管が垂直方向に沿って上下に並ぶものに限らず、垂直方向から傾斜した方向に上下に並ぶものを含む。

本発明の第２観点に係る空調室内ユニットは、第１観点の空調室内ユニットにおいて、上側熱交換領域の面積が下側熱交換領域の面積よりも大きいものである。

第２観点に係る空調室内ユニットでは、上側熱交換領域の面積が下側熱交換領域の面積よりも大きいので、熱交換効率の高い空調室内ユニットを提供できる。

本発明の第３観点に係る空調室内ユニットは、第１観点又は第２観点の空調室内ユニットにおいて、過冷却領域の少なくとも一部が、ドレンパンの壁部の上端近傍に配置される。このような構成により、ガス冷媒及び空気の間での熱交換する領域の大きい熱交換器をドレンパンの上方に配置できる。

本発明の第４観点に係る空調室内ユニットは、第１観点から第３観点のいずれかの空調室内ユニットにおいて、過冷却領域の少なくとも一部が、ドレンパンの壁部の上端を跨ぐ位置に配置される。このような構成により、ドレンパンの上方に、ガス冷媒と熱交換する割合の高い熱交換器を配置できる。

本発明の第５観点に係る空調室内ユニットは、第１観点から第４観点のいずれかの空調室内ユニットにおいて、ケーシングが吸出口を下方に有し、ファンが遠心ファンであり、熱交換器がケーシング内で前記遠心ファンを囲むようにして配置されるものである。

第５観点に係る空調室内ユニットでは、例えば天井埋込型の空調室内ユニットにおいて、熱交換効率を向上することができる。

本発明の第６観点に係る空調室内ユニットは、第１観点から第４観点のいずれかの空調室内ユニットにおいて、ケーシングが吸出口を側方に有し、ケーシングの内部に仕切り板が設けられる。ここで、仕切り板は、吸出口に連通し熱交換器が配置される熱交換器室と、熱交換器室に連通しファンが配置される送風室とを形成するための部材である。

第６観点に係る空調室内ユニットでは、例えばダクト型の空調室内ユニットにおいて、熱交換効率を向上することができる。

本発明の第７観点に係る空調室内ユニットは、第１観点から第６観点のいずれかの空調室内ユニットにおいて、熱交換器として、複数の熱交換器から構成される熱交換器ユニットが用いられるものである。

第７観点に係る空調室内ユニットでは、複数の熱交換器から構成される熱交換器ユニットを搭載する空調室内ユニットにおいて、熱交換効率を向上することができる。

本発明の第８観点に係る空調室内ユニットは、第７観点の空調室内ユニットにおいて、熱交換器ユニットのうち、ファンに対して最も風下に配置される熱交換器の過冷却領域の少なくとも一部が、ドレンパンの壁部の上端よりも低い位置に配置されるものである。

第８観点に係る空調室内ユニットでは、複数の熱交換器から構成される熱交換器ユニットを搭載する空調室内ユニットにおいて、熱交換効率をさらに向上することができる。

第１観点に係る空調室内ユニットでは、熱交換効率を向上することができる。

第２観点に係る空調室内ユニットでは、熱交換効率の高い空調室内ユニットを提供できる。

第３観点に係る空調室内ユニットは、ガス冷媒及び空気の間での熱交換する領域の大きい熱交換器をドレンパンの上方に配置できる。

第４観点に係る空調室内ユニットは、ドレンパンの上方に、ガス冷媒と熱交換する割合の高い熱交換器を配置できる。

第５観点に係る空調室内ユニットでは、例えば天井埋込型の空調室内ユニットにおいて、熱交換効率を向上することができる。

第６観点に係る空調室内ユニットでは、例えばダクト型の空調室内ユニットにおいて、熱交換効率を向上することができる。

第７観点に係る空調室内ユニットでは、複数の熱交換器から構成される熱交換器ユニットを搭載する空調室内ユニットにおいて、熱交換効率を向上することができる。

第８観点に係る空調室内ユニットでは、複数の熱交換器から構成される熱交換器ユニットを搭載する空調室内ユニットにおいて、熱交換効率をさらに向上することができる。

本発明の第１実施形態に係る空気調和装置１の概略構成図である。 同実施形態に係る天井設置型空気調和装置の室内ユニット４の外観斜視図である。 同実施形態に係る天井設置型空気調和装置の室内ユニット４の概略側面断面図である。 同実施形態に係る天井埋込型の室内ユニット４の天板３３を取り除いた状態を示す概略平面図である。 同実施形態に係るドレス水受け溝４０ｉの構成を説明するための一部拡大図である。 同実施形態に係る熱交換器ユニット４２で用いられる熱交換器４２ａの概略斜視図である。 同実施形態に係る熱交換器ユニット４２で用いられる熱交換器の概略縦断面図である。 同実施形態に係る熱交換器ユニット４２で用いられる熱交換器４２ａの他の例を示す概略斜視図である。 同実施形態に係る熱交換器ユニット４２の構成を示す模式図である。 同実施形態に係る熱交換器ユニット４２の構成を示す模式図である。 同実施形態に係る第１熱交換器５２の構成を示す模式図である。 同実施形態に係る第２熱交換器６２の構成を示す模式図である。 同実施形態に係る熱交換器ユニット４２を凝縮器として用いたときの内部状態を説明するための図である。 同実施形態に係るドレンパン４０とケーシング３１の内壁との間での風速分布を示す図である。 同実施形態に係るドレンパン４０とケーシング３１の内壁との間での空気流の流線分布を示す図である。 同実施形態に係る熱交換器ユニット４２の平面形状を示す模式図である。 変形例１Ａに係る室内熱交換器の構成を示す模式図である。 変形例１Ａに係る室内熱交換器の構成を示す模式図である。 変形例１Ｂに係る熱交換器ユニットの例を示す模式図である。 変形例１Ｄに係る熱交換器ユニットの例を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係るダクト型の室内ユニット４Ｓの概略断面図である。 同実施形態に係る室内ユニット４Ｓの変形例を示す模式図である。

以下、本発明に係る空気調和装置の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。なお、本発明に係る空気調和装置の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例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。

＜第１実施形態＞
（１）空気調和装置の概要
（１−１）空気調和装置の基本構成
図１は本発明の第１実施形態に係る空気調和装置１の概略構成図である。

空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と室内ユニット４とが接続されることによって構成される。ここで、室外ユニット２と室内ユニット４とは、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して接続される。また、空気調和装置１は、室内制御部８ａ及び室外制御部８を含む制御部８によって各種運転が制御される。制御部８は、各種センサからの検出信号に基づいて各種機器及び弁等を制御する。

なお、ここでは、１台の室内ユニット４に１台の室外ユニット２が接続されているペア型の空気調和装置１を図示しているが、本実施形態に係る空気調和装置１は、１台の室外ユニットに複数台の室内ユニットが接続されるマルチ型の空気調和装置であってもよいものである。

（１−２）空気調和装置の基本動作
次に、空気調和装置１の基本動作について説明する。空気調和装置１は、基本動作として、冷房運転及び暖房運転を行うことが可能である。その他、空気調和装置１は、除霜運転及び油戻し運転等を行なうことも可能である。これらの運転は制御部８により制御される。

（１−２−１）冷房運転
冷房運転では、四路切換弁２２が図１の実線で示される冷媒回路１０となる。この冷媒回路１０では、低圧のガス冷媒が、圧縮機２１で圧縮されて高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を通じて室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２３において室外空気と熱交換して凝縮する。これにより、高圧のガス冷媒が高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、膨張弁２４において減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒連絡管５及び液側接続管５ａを通じて室内熱交換器４２に送られる。そして、この冷媒は、室内熱交換器４２において室内ファン４１から吹き出される空気と熱交換して蒸発する。これにより、室内熱交換器４２に送られた冷媒は、低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、ガス側接続管６ａ、ガス冷媒連絡管６、及び四路切換弁２２を通じて圧縮機２１に再び送られる。

（１−２−２）暖房運転
暖房運転では、四路切換弁２２が図１の破線で示される冷媒回路１０となる。この冷媒回路１０では、低圧のガス冷媒が、圧縮機２１で圧縮されて高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２、ガス冷媒連絡管６及びガス側接続管６ａを通じて室内熱交換器４２に送られる。室内熱交換器４２に送られた高圧のガス冷媒は、室内ファン４１から吹き出される空気と熱交換して凝縮する。これにより、高圧のガス冷媒が高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、液側接続管５ａ及び液冷媒連絡管５を通じて膨張弁２４に送られる。高圧の液冷媒は、膨張弁２４で減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器２３に送られる。そして、この冷媒は、室外熱交換器２３において室外空気と熱交換して蒸発する。これにより、室外熱交換器２３に送られた冷媒は、低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を通じて圧縮機２１に再び送られる。

（２）室内ユニットの構成
本実施形態に係る空気調和装置は、上述した基本構成を備えに加えて、室内ユニットが以下の構成を具備する。

なお、本実施形態において、「室内」という用語は、他室と区別する意味で用いられており、壁面で区画される室内空間のみならず、例えば室内天井の裏側の空間を含む意味で用いられる。

（２−１）室内ユニットの基本構成
室内ユニット４は、室内に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成する。室内ユニット４は、主として、室内ファン４１、室内熱交換器４２、及び室内制御部８ａを有する。

室内ファン４１は、室内ユニット４内に室内空気を吸入するものである。これにより、室内熱交換器４２において室内空気と冷媒とを熱交換させることができる。また、室内ファン４１は、室内熱交換器４２で熱交換した室内空気を、供給空気として室内に供給する。室内ファン４１としては、遠心ファンや多翼ファン等が使用される。なお、室内ファン４１は、回転数の制御が可能な室内ファン用モータによって駆動される。

室内熱交換器４２は、冷房運転時には冷媒の「蒸発器」として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の「凝縮器」（放熱器）として機能して室内空気を加熱する。室内熱交換器４２は、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６に接続される。室内熱交換器４２の更なる詳細については後述する。

室内制御部８ａは、室内ユニット４を構成する各部の動作を制御するものである。具体的に、室内制御部８ａは、マイクロコンピュータ及びメモリ等を有しており、室内ユニット４内に設けられた各種センサ等の検出値等に基づいて室内ユニット４の動作を制御する。また、室内制御部８ａは、室内ユニット４を個別に操作するためのリモコン（図示せず）との間で制御信号を通信したり、室外制御部８ｂとの間で伝送線を介して制御信号を通信したりする。

その他、室内ユニット４には、各種センサが設けられている。これにより、室内熱交換器４２における冷媒の温度、室内ユニット４内に吸入される室内空気の温度等が検出される。

（２−２）天井埋込型の室内ユニット
本実施形態に係る室内ユニット４は、天井埋込型と呼ばれるタイプの構成を採用することができる。図２は本実施形態に係る天井埋込型の室内ユニット４の外観斜視図である。図３は本実施形態に係る天井埋込型の室内ユニット４の概略断面図である。ここでは、図３は後述する図４におけるＡ−Ｏ−Ａ断面を示している。図４は本実施形態に係る天井埋込型の室内ユニット４の天板３３を取り除いた状態を示す概略平面図である。

天井埋込型の室内ユニットは、ケーシング３１内に、室内ファン４１、及び室内熱交換器４２を収納する。また、ケーシング３１の下部にはドレンパン４０が装着される。

（２−２−１）ケーシング
ケーシング３１は、各種構成機器を内部に収納するものである。ケーシング３１は、主に、ケーシング本体３１ａと、ケーシング本体３１ａの下側に配置された化粧パネル３２とを有する。ケーシング本体３１ａは、図３に示されるように、調和空気が提供される室内の天井Ｕに配置される。天井Ｕには開口が形成されており、この天井Ｕの開口にケーシング本体３１ａが挿入される。そして、化粧パネル３２が、天井Ｕの開口に嵌め込まれるように配置される。

ケーシング本体３１ａは、図３及び図４に示すように、その平面視において、長辺と短辺とが交互に形成された略８角形状の下面が開口した箱状体である。詳しくは、ケーシング本体３１ａは、長辺と短辺とが交互に連続して形成された略８角形状の天板３３と、天板３３の周縁部から下方に延びる側板３４とを有している。側板３４は、天板３３の長辺に対応する側板３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄと、天板３３の短辺に対応する側板３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈとから構成される。また、側板３４ｈは、液側接続管５ａ及びガス側接続管６ａが貫通する部分を有し、冷媒連絡管５，６を室内熱交換器４２に接続可能になっている。

化粧パネル３２は、図２〜４に示すように、平面視が略４角形状の板状体であり、主として、ケーシング本体３１ａの下端部に固定されたパネル本体３２ａから構成される。パネル本体３２ａは、その略中央に空調室内の空気を吸入する吸入口３５と、平面視における吸入口３５の周囲を囲むように形成された空調室内に空気を吹き出す吹出口３６とを有する。吸入口３５は、略４角形状の開口である。吸入口３５には、吸入グリル３７と、吸入口３５から吸入された空気中の塵埃を除去するためのフィルタ３８とが設けられる。吹出口３６は、略４角環状の開口である。吹出口３６には、パネル本体３２ａの４角形の各辺に対応するように、空調室内に吹き出される空気の風向を調節する水平フラップ３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄが設けられる。

（２−２−２）ドレンパン
ドレンパン４０は、室内熱交換器４２において空気中の水分が凝縮されて生じるドレン水を受けるための部材である。ドレンパン４０は、ケーシング本体３１ａの下部に装着される。ドレンパン４０には、吹出孔４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆ，４０ｇと、吸入孔４０ｈと、ドレン水受け溝４０ｉとが形成される。吹出孔４０ａ〜４０ｇは、化粧パネル３２の吹出口３６に連通するように形成される。吸入孔４０ｈは、化粧パネル３２の吸入口３５に連通するように形成される。ドレン水受け溝４０ｉは、室内熱交換器４２の下側に形成される。また、ドレンパン４０の吸入孔４０ｈには、吸入口３５から吸入される空気を室内ファンの羽根車４１ｂへ案内するためのベルマウス４１ｃが配置される。

ドレス水受け溝４０ｉは、図５に示すように、室内熱交換器４２の下方に設けられる底部４０ｔと、底部４０ｔから立設し、室内熱交換器４２の風下側に設けられる壁部４０ｗと、を有する。ところで、室内熱交換器４２は、凝縮器として用いられるときに、内部を流れる冷媒を過冷却する、１以上の扁平多穴管からなる過冷却領域Ｓｃを形成する。本実施形態に係る室内ユニット４は、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも低い位置に、室内熱交換器４２の過冷却領域Ｓｃの少なくとも一部が配置されるように構成される。なお、このような構成としては、過冷却領域Ｓｃの全てがドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも低い位置に配置される構成、過冷却領域Ｓｃの一部が上端４０ｕの近傍に配置される構成、及び、過冷却領域Ｓｃの一部が上端４０ｕを跨ぐ位置に配置される構成等が挙げられる。

（２−２−３）室内ファン
室内ファン４１は、遠心送風機により構成される。ここでは、室内ファン４１は、室内の空気を化粧パネル３２の吸入口３５を通じてケーシング本体３１ａ内に吸入し、化粧パネル３２の吹出口３６を通じてケーシング本体３１ａから吹き出すものである。具体的には、室内ファン４１は、ケーシング本体３１ａの天板３３の中央に設けられたファンモータ４１ａと、ファンモータ４１ａに連結されて回転駆動される羽根車４１ｂとを有する。羽根車４１ｂは、ターボ翼を有する。この羽根車４１ｂにより、羽根車４１ｂの内部に下方から空気が吸入され、平面視における羽根車４１ｂの外周側に向かって、吸入された空気が吹き出される。

（２−２−４）室内熱交換器
室内熱交換器４２は、平面視における室内ファン４１の周囲を囲むように曲げられてケーシング３１内部に配置される。室内熱交換器４２の液側は、液側接続管５ａを介して液冷媒連絡管５に接続される。また、室内熱交換器４２のガス側は、ガス側接続管６ａを介してガス冷媒連絡管６に接続される。そして、室内熱交換器４２は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能する。これにより、室内熱交換器４２は、室内ファン４１から吹き出された空気と熱交換を行って、冷房運転時には空気を冷却し、暖房運転時には空気を加熱する。

（２−２−４−１）熱交換器の基本構成
図６は室内熱交換器４２で用いられる熱交換器４２ａの基本構成を示す概略斜視図である。図６では、冷媒管及び連通管等の図示は省略している。図７は熱交換器４２ａで用いられる熱交換器の概略縦断面図である。

熱交換器４２ａは、主として、扁平多穴管からなる伝熱管４２１と、多数のフィン４２２と、２つのヘッダ４２３，４２４と、有する差込フィン式の積層型熱交換器である。

伝熱管４２１は、扁平多穴管により実現される。ここでは、伝熱管４２１は、両端が各ヘッダ４２３，４２４のそれぞれに接続されている。また、伝熱管４２１は、平面部を上下に向けた状態で、間隔をあけて複数段配列されている。具体的には、伝熱管４２１は、伝熱面となる上下の平面部と、冷媒が流れる多数の小さな冷媒流路４２１ａとを有している。冷媒流路４２１ａとしては、内径が１ｍｍ以下の円形又はこれに同等の断面積を有する多角形の小さな流路穴を有するものが使用される。なお、伝熱管４２１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で成形される。

フィン４２２は、各ヘッダ４２３，４２４の間に配列された複数段の伝熱管４２１に対して差し込まれる。詳しくは、フィン４２２には、水平に細長く延びる複数の切り欠き４２２ａが形成される。また、この切り欠き４２２ａの形状は、伝熱管４２１の断面の外形にほぼ一致する。したがって、この切り欠き４２２ａと伝熱管４２１の外面とが係合することで、伝熱管４２１に接するようにして差し込むことが可能となる。なお、フィン４２２は、アルミニウム製またはアルミニウム合金で成形される。また、フィン４２２は、種々の形状を採ることができ、例えば図８に示すような、波形のものであってもよい。

２つのヘッダ４２３，４２４は、それぞれ、伝熱管４２１を支持する機能と、冷媒を伝熱管４２１の冷媒流路４２１ａに導く機能と、冷媒流路４２１ａから出てきた冷媒を集合させる機能と、を有するものである。

（２−２−４−２）熱交換器ユニットの構成
本実施形態に係る室内熱交換器４２は、上述した熱交換器４２ａを複数組み合わせた熱交換器ユニットにより構成される。以下の説明においては、便宜上、熱交換器ユニットを説明する際には、室内熱交換器を示す「符号４２」を付して説明する。また、熱交換器ユニット４２は、少なくとも第１熱交換器５２及び第２熱交換器６２を備えるものとする。ここで、第１熱交換器５２及び第２熱交換器６２は、上述した熱交換器４２ａの同様の構成を具備するものであるが、便宜上、符号を置き換えて説明する。具体的には、以下の説明において、熱交換器ユニット全体の構成を説明するときには符号の最初の数字を「４」とし、第１熱交換器５２を説明するときには符号の最初の数字を「５」に置き換え、第２熱交換器６２を説明するときは符号の最初の数字を「６」に置き換えて説明する。例えば第１熱交換器５２又は第２熱交換器６２の伝熱管は、上述の伝熱管４２１と同様の構成を具備するものではあるが、符号４２１ではなく、それぞれ「符号５２１」又は「符号６２１」を付して説明する。

図９は本実施形態に係る熱交換器ユニット４２の構成を示す模式図である。熱交換器ユニット４２は、室内ファン（ファン）４１による空気流の風上側に配置される第１熱交換器５２と、室内ファン４１による空気流の風下側に第１熱交換器５２に並設して配置される第２熱交換器６２とを備える。ここでは、第１熱交換器５２の第１ヘッダ５２３から第２ヘッダ５２４に向かう冷媒流れの第１方向Ｄ１と、第２熱交換器６２の上側第３ヘッダ５２３Ｕから上側第４ヘッダ６２４Ｕに向かう冷媒流れの第２方向Ｄ２とが対向するものとする。なお、図９においては、説明の便宜上、第１熱交換器５２及び第２熱交換器６２を離して図示しているが、これらは一体として機能するように十分に近接して配置されるものである（図１０参照）。

第１熱交換器５２は、第１ヘッダ５２３及び第２ヘッダ５２４と、第１ヘッダ５２３及び第２ヘッダ５２３のそれぞれに接続される複数の扁平多穴管（伝熱管）からなる第１扁平管群５００と、を有する。第１扁平管群５００には、複数の扁平多穴管が上下に並んでいる。また、第１扁平管群５００では、図１１に示すように、上側の１以上の扁平多穴管が上側第１熱交換領域５００Ｕを形成し、下側の１以上の扁平多穴管が下側第１熱交換領域５００Ｌを形成する。

第１ヘッダ５２３は、図１１に示すように、上側第１熱交換領域５００Ｕに接続する上側第１ヘッダ５２３Ｕと、下側第１熱交換領域５００Ｌに接続する下側第１ヘッダ５２３Ｌとを有する。上側第１ヘッダ５２３Ｕには、ガス状冷媒が流れるガス側接続管６ａ（ガス冷媒配管）が接続される。また、下側第１ヘッダ５２３Ｌには、連結管５２５，５２６が接続される。これにより、上側第２ヘッダ５２４Ｕと下方第１ヘッダ５２３Ｌとが連結する。なお、第１ヘッダ５２３は、仕切り板５２３ａによって内部空間が上下（ここでは、２つ）に仕切られる。これにより、上側第１ヘッダ５２３Ｕと下側第１ヘッダ５２３Ｌとが、内部で連通しないような構成をとる。

第２ヘッダ５２４は、図１１に示すように、上側第１熱交換領域５００Ｕに接続する上側第２ヘッダ５２４Ｕと、下側第１熱交換領域５００Ｌに接続する下側第２ヘッダ５２４Ｌとを有する。上側第２ヘッダ５２４Ｕには、連結管５２５，５２６が接続される。これにより、上側第２ヘッダ５２４Ｕと下側第１ヘッダ５２３Ｌとが連結する。また、下側第２ヘッダ５２４Ｌには、液状冷媒が流れる液側接続管５ａが接続される。なお、第２ヘッダ５２４は、仕切り板５２４ａによって内部空間が上下（ここでは、２つ）に仕切られる。これにより、上側第２ヘッダ５２４Ｕと下側第２ヘッダ５２４Ｌとが、内部で連通しないような構成をとる。

連結管５２５，５２６は、上側第２ヘッダ５２４Ｕと下方第１ヘッダ５２３Ｌとを連結する配管である。なお、連結管５２５，５２６には、冷媒の温度を計測するための温度計測器が取り付けられている。

第２熱交換器６２は、第３ヘッダ６２３及び第４ヘッダ６２４と、第３ヘッダ６２３及び第４ヘッダ６２４のそれぞれに接続される複数の扁平多穴管からなる第２扁平管群６００と、を有する。第２扁平管群６００には、複数の扁平多穴管が上下に並んでいる。また、第２扁平管群６００では、図１２に示すように、上側の１以上の扁平多穴管が上側第２熱交換領域６００Ｕを形成し、下側の１以上の扁平多穴管が下側第２熱交換領域６００Ｌを形成する。

第３ヘッダ６２３は、図１２に示すように、上側第２熱交換領域６００Ｕに接続する上側第３ヘッダ６２３Ｕと、下側第２熱交換領域６００Ｌに接続する下側第３ヘッダ６２３Ｌとを有する。詳しくは、第３ヘッダ６２３は、仕切り板６２３ａによって内部空間が上下（ここでは、２つ）に仕切られる。そして、仕切り板６２３ａの上側の空間６２３ｇが上側第２熱交換領域６００Ｕに接続し、仕切り板の下側の空間６２３ｈが下側第２熱交換領域６００Ｌに接続する。また、上側第３ヘッダ６２３Ｕには、ガス側接続管６ａが接続される。また、下側第３ヘッダ６２３Ｌには、液側接続管５ａが接続される。

第４ヘッダ６２４は、図１２に示すように、上側第２熱交換領域６００Ｕに接続する上側第４ヘッダ６２４Ｕと、下側第２熱交換領域６００Ｌに接続する下側第４ヘッダ６２４Ｌとを有する。詳しくは、第４ヘッダ６２４は、仕切り板６２４ａによって内部空間が上下（ここでは、２つ）に仕切られる。そして、仕切り板６２４ａの上側の空間６２４ｉが上側第２熱交換領域６００Ｕに接続し、仕切り板６２４ａの下側の空間６２４ｊが下側第２熱交換領域６００Ｌに接続する。また、第４ヘッダ６２４は、上側第４ヘッダ６２４Ｕと下側第４ヘッダ６２４Ｌとを連結して、第３ヘッダ６２３側から流入する冷媒を第３ヘッダ６２３側へ折り返す「折り返し部」を有する。具体的には、第４ヘッダ６２４は、折り返し部として、上側第４ヘッダ６２４Ｕと下側第４ヘッダ６２４Ｌとを連結する連結管６２５を有する。なお、連結管６２５には、冷媒の温度を計測するための温度計測器が取り付けられている。

（３）特徴
（３−１）
上述したような熱交換器ユニット４２は、第１熱交換器５２が上側第１熱交換領域５００Ｕ及び下側第１熱交換領域５００Ｌを形成し、上側第１熱交換領域５００Ｕにガス側接続管６ａとの接続口が配置され、下側第１熱交換領域５００Ｌに液側接続管５ａとの接続口が配置される。また、第２熱交換器６２が上側第２熱交換領域６００Ｕ及び下側第２熱交換領域６００Ｌを形成し、上側第２熱交換領域６００Ｕにガス側接続管６ａとの接続口が配置され、下側第２熱交換領域６００Ｌに液側接続管５ａとの接続口が配置される。

したがって、熱交換器ユニット４２を凝縮器として用いたときには、熱交換領域の内部状態が図１３に示すような状態となり、１以上の扁平多穴管からなる過冷却領域Ｓｃ１、Ｓｃ２が、下側第１熱交換領域５００Ｌ及び下側第２熱交換領域６００Ｌに形成される。なお、図１３においては、領域Ｓｃ１、Ｓｃ２のハッチングが、冷媒が過冷却される過冷却領域を示しており、領域Ｓｈ１、Ｓｈ２のハッチングが、冷媒が過熱される過熱領域を示している。

ここで、本実施形態に係る室内ユニット４（空調室内ユニット）では、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも低い位置に、熱交換器ユニット４２の過冷却領域Ｓｃ１，Ｓｃ２の少なくとも一部が配置される。そのため、本実施形態に係る室内ユニット４では、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも高い位置に過冷却領域Ｓｃの全てが配置される構成に比して、熱交換効率を向上することができる。

補足すると、本発明者らの検討によれば、室内ユニット４では、ドレンパン４０の上方空間で空気流の流速（風速）が速くなる。具体的には、ドレンパン４０とケーシング３１の内壁との間での風速分布は、図１４に示すグラフのように表される。ここで、図１４においては、縦軸がケーシング３１内部での上下方向の位置を示しており、横軸が風速を示している。図１４から認識されるように、室内ユニット４では、ドレンパン４０の上方空間で風速が早くなる。なお、ドレンパン４０とケーシング３１の内壁との間での空気流の流線分布は図１５に示すように表される。

そして、本実施形態に係る室内ユニット４の構成では、液冷媒及び空気の間での熱交換が行なわれる熱交換領域（主に下側熱交換領域５００Ｌ，６００Ｌ）がドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも下方に配置されることになり、ガス冷媒及び空気の間での熱交換が行なわれる熱交換領域（主に上側熱交換領域５００Ｕ，６００Ｕ）がドレンパン４０の上方空間に配置されることになる。要するに、本実施形態に係る熱交換器ユニット４２を凝縮器として用いた場合、空気流の風速の早いドレンパン４０の上方空間に、冷媒の流速の早い上側第１熱交換領域５００Ｕ及び上側第２熱交換領域６００Ｕが多く配置される構成となり、熱交換効率の高い室内ユニット４を提供できる。

（３−２）
本実施形態に係る第１熱交換器５２では、上側第１熱交換領域５００Ｕの面積が下側第２熱交換領域５００Ｌの面積よりも大きいものである。これにより、下側第１熱交換領域５００Ｌの冷媒流路の分割数が上側第１熱交換領域５００Ｕの冷媒流路の分割数よりも少ないものとなる。そのため、第１熱交換器５２では、下側第１熱交換領域５００Ｌにおいて、上側第１熱交換領域５００Ｕよりも冷媒流速を上げることが可能となる。

そして、第１熱交換器５２が凝縮器として用いられるときには、下側第１熱交換領域５００Ｌに過冷却領域Ｓｃが形成される。そのため、本実施形態に係る室内ユニット４では、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも高い位置に全ての過冷却領域Ｓｃが配置される構成に比して、熱交換効率を向上することができる。

なお、第２熱交換器６２についても、第１熱交換器５２と同様の議論が成立する。そのため、下側第２熱交換器領域６００Ｌにおける熱伝達率を向上することができる。

（３−３）
上述したように、本実施形態に係る室内ユニット４では、ケーシング３１が吹出口３６を下方に有し、室内熱交換器４２がケーシング３１内で遠心ファン４１を囲むようにして配置される。すなわち、室内ユニット４は、図１６に示すように、平面視における室内ファン４１の周囲を囲むように曲げられてケーシング３１内部に配置される。そのため、例えば天井埋込型の室内ユニット４において、熱交換効率を向上することができる。

（３−４）
上述したように、本実施形態に係る熱交換器ユニット４２では、複数の熱交換器５２，６２から搭載するので、熱交換効率を向上することができる。また、図１３に示すように、第１熱交換器５２の内部を流れる冷媒流れの方向Ｄ１と、第２熱交換器６２（上側第２熱交換領域６００Ｕ）の内部を流れる冷媒流れの方向Ｄ２とが対向するように配置した場合には、吹出し空気における温度むらが抑制される。したがって、本実施形態に係る熱交換器ユニット４２は、温度むらの少ない吹出し空気を提供できる。

なお、熱交換器ユニット４２が複数の熱交換器５２，６２を有する場合、それらの熱交換器５２，６２のうち、室内ファン４１に対して最も風下に配置される熱交換器（図１３の例では第１熱交換器５２）の過冷却領域Ｓｃの少なくとも一部が、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも低い位置に配置されることが好ましい。

（４）変形例
（４−１）変形例１Ａ
上記説明においては、室内熱交換器として熱交換器ユニット４２を用いて説明したが、本実施形態に係る室内熱交換器は、単一の熱交換器により構成されていてもよい。例えば図１７，１８に示すように、室内熱交換器４２は、第１熱交換器５２又は第２熱交換器６２のみの構成であってもよい。このような構成であっても、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも低い位置に、第１熱交換器５２又は第２熱交換器６２の過冷却領域Ｓｃ１，Ｓｃ２の少なくとも一部が配置されていれば、熱交換効率を向上することができる。

（４−２）変形例１Ｂ
上記説明においては、室内熱交換器として熱交換器ユニット４２を用いて説明したが、本実施形態に係る熱交換器ユニットは、任意の構成の熱交換器５２，６２の組み合わせにより構成されていてもよい。例えば、熱交換器ユニット４２の他の形態として、図１９に示すような構成であってもよい。このような構成であっても、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも低い位置に、第１熱交換器５２又は第２熱交換器６２の過冷却領域Ｓｃ１，Ｓｃ２の少なくとも一部が配置されていれば、熱交換効率を向上することができる。

（４−３）変形例１Ｃ
なお、本実施形態に係る室内ユニット４では、室内熱交換器４２が凝縮器として用いられるときに、過冷却領域Ｓｃの少なくとも一部がドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕの近傍に配置されるものであればよい。要するに、本実施形態に係る室内ユニット４は、熱交換器ユニット４２の過冷却領域Ｓｃの全てがドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも低い位置に形成されるものである必要はない。

本発明者らの検討によれば、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕ近傍では、図１３に示すように、局所的に風速が早くなるとの知見が得られた。したがって、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも低い位置の全てに過冷却領域Ｓｃが形成されていなくても、少なくとも上端４０ｕ近傍に過冷却領域Ｓｃが形成されていれば、冷媒の過冷却度を大きくすることができる。

さらに、本実施形態に係る室内ユニット４では、室内熱交換器４２が凝縮器として用いられるときに、過冷却領域Ｓｃの少なくとも一部が、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕを跨ぐ位置に配置されるものでもよい。このような配置により、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕを跨ぐ位置で、液冷媒及び空気が熱交換する割合が高くなるので、過冷却領域Ｓｃでの冷媒の過冷却度を大きくすることができる。

（４−４）変形例１Ｄ
本実施形態に係る熱交換器ユニット４２では、第１熱交換器５２及び第２熱交換器６２のそれぞれで上側及び下側を定義したが、本実施形態に係る熱交換器ユニット４２は全体として上側及び下側を定義してもよいものである。具体的には、熱交換器ユニット４２が第１熱交換器５２及び第２熱交換器６２が連結管で接続されていて一体化されている場合には、ガス側接続管６ａとの接続口側を「上側」と定義し、液側接続管５ａとの接続口側を「下側」と定義する。そして、この場合は、熱交換器ユニット４２の上側熱交換領域の面積が下側熱交換領域の面積よりも大きいものが形成される。要するに、本実施形態に係る室内熱交換器は、単一の第１熱交換器５２又は第２熱交換器６２においては、上側熱交換領域（５００Ｕ又は６００Ｕ）の面積が下側熱交換領域（５００Ｌ又は６００Ｌ）の面積よりも大きくなくても、全体として、上側熱交換領域の面積が下側熱交換領域の面積よりも大きいものを含むものである。例えば、本実施形態に係る室内熱交換器は、図２０に示すような構成のように、第１熱交換器５２及び第２熱交換器６２が連結管４２７，４２８で接続されていて一体化されているものを含む。この図２０の例では、第１熱交換器５２にのみ過冷却領域Ｓｃ１，Ｓｃ２が形成されるが、熱交換器ユニット４２全体としては、上述した定義における上側熱交換領域の面積が下側熱交換領域の面積よりも大きなものとなっている。

なお、変形例１Ｄの形態においては、熱交換器ユニット４２を凝縮器として用いたときに、風下側の第２熱交換器６２よりも風上側の第１熱交換器５２に、過冷却領域Ｓｃが形成されることが好ましい。

＜第２実施形態＞
以下、既に説明した部分と同一の部分には略同一の符号を付し、重複した説明を省略する。なお、他の実施形態と区別するために、本実施形態では添え字Ｓを付すことがある。

本発明の第２実施形態に係る空気調和装置１Ｓは、第１実施形態に係る空気調和装置１とは、室内ユニット４Ｓの具体的形態が異なるものである。具体的に、本実施形態における室内ユニット４Ｓは、ダクト型と呼ばれるタイプの構成が採用される。

図２１は本実施形態に係るダクト型の室内ユニット４Ｓの概略断面図である。このようなダクト型の室内ユニット４Ｓでは、ケーシング３１Ｓは吹出口３６Ｓを側方に有する。また、ダクト型の室内ユニット４Ｓでは、ケーシング３１Ｓの内部に、吹出口３６Ｓに連通する熱交換器室３１Ｈと、熱交換器室３１Ｈに仕切り板Ｂを介して連通する送風室３１Ｓとが形成される。そして、室内熱交換器４２が熱交換器室３１Ｈに設置される。また、室内ファン４１が送風室３１Ｓに設置される。ここで、室内熱交換器４２の構成については第１実施形態と同様である。

このような構成の室内ユニット４Ｓであっても、ドレンパン４０Ｓの壁部４０Ｓｗの上端４０Ｓｕよりも低い位置に室内熱交換器４２Ｓの過冷却領域Ｓｃの少なくとも一部が配置されている場合には、ドレンパン４０Ｓの壁部４０Ｓｗの上端４０Ｓｕよりも高い位置に全ての過冷却領域Ｓｃが配置される構成に比して、熱交換効率を向上することができる。

なお、本実施形態において、室内熱交換器４２Ｓにおける、複数の扁平多穴管が「上下に並ぶ」構成は、各扁平多穴管の上面及び／又は下面が水平方向に沿って上下に並ぶものではなく、図２１に示すように、扁平多穴管の上面及び／又は下面が水平方向から傾斜した方向に上下に並ぶものである。このような構成の熱交換器等であれば他の型式の熱交換器をそのまま搭載することができ、熱交換器等を容易に製造することができる。

ただし、本実施形態に係る熱交換器４２Ｓの構成はこれに限らず、図２２に示すように、複数の扁平多穴管が垂直方向から傾斜した方向に上下に並ぶものでもよい。このような構成の熱交換器等であれば流速の早い空気流を熱交換領域に通過させることができ、冷媒及び空気の間での熱交換効率を向上することができる。

なお、上述した室内熱交換器４２Ｓは、複数の熱交換器から構成される熱交換器ユニットであっても、単一の熱交換器であってもよい。これについては、第１実施形態と同様である。すなわち、複数の熱交換器５２Ｓ，６２Ｓから構成される熱交換器ユニット４２Ｓを搭載した場合には、単一のものに比して熱交換効率を向上することができる。さらに、第１熱交換器５２Ｓの内部を流れる冷媒流れの方向Ｄ１と、第２熱交換器６２Ｓの内部を流れる冷媒流れの方向Ｄ２とが対向する場合には、吹出し空気における温度むらを抑制することができる。

なお、熱交換器ユニット４２が複数の熱交換器を有する場合は、風下側の熱交換器よりも、風上側の熱交換器に過冷却領域が形成されることが好ましい。また、風下側の熱交換器における過冷却領域よりも、風上側の熱交換器における過冷却領域が、ドレンパン４０の壁部４０ｗの上端４０ｕよりも低い位置に配置されることが好ましい。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例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。例えば、上記の実施形態及びその変形例では、天井埋込型及びダクト型の空気調和装置に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、装置全体が天井の下方に配置される天井吊下型と呼ばれる空気調和装置に本発明を適用してもよい。

４ 室内ユニット（空調室内ユニット）
４Ｓ 室内ユニット（空調室内ユニット）
３１ ケーシング
３１Ｓ ケーシング
３１Ｈ 熱交換器室
３１Ｗ 送風室
３６ 吹出口
３６Ｓ 吹出口
４０ ドレンパン
４０Ｓ ドレンパン
４０ｔ ドレンパンの底部
４０ｗ ドレンパンの壁部
４０ｕ ドレンパンの壁部の上端
４１ 室内ファン（ファン）
４１Ｓ 室内ファン（ファン）
４２ 室内熱交換器、熱交換器ユニット（熱交換器）
４２Ｓ 室内熱交換器、熱交換器ユニット（熱交換器）
５２ 第１熱交換器（熱交換器）
６２ 第２熱交換器（熱交換器）
５００Ｕ 上側第１熱交換領域（上側熱交換領域）
５００Ｌ 下側第１熱交換領域（下側熱交換領域）
６００Ｕ 上側第２熱交換領域（上側熱交換領域）
６００Ｌ 下側第２熱交換領域（下側熱交換領域）
Ｂ 仕切り板
Ｓｃ 過冷却領域
Ｓｃ１ 過冷却領域
Ｓｃ２ 過冷却領域

特開２０１１−０９９６０９号公報

Claims (8)

1. 室内に設置されるケーシング（３１，３１Ｓ）と、
   前記ケーシング内に設けられるファン（４１，４１Ｓ）と、
   前記ケーシング内に配置され、上下に並ぶ、複数の扁平多穴管を有する熱交換器（４２，４２Ｓ，５２，６２）と、
   前記熱交換器の下方に設けられるドレンパン（４０，４０Ｓ）と、
   を備える空調室内ユニット（４，４Ｓ）であって、
   前記熱交換器は、
   上側熱交換領域（５００Ｕ，６００Ｕ）及び下側熱交換領域（５００Ｌ，６００Ｌ）に区切られており、
   凝縮器として用いられるときに、内部を流れる冷媒を過冷却する、１以上の前記扁平多穴管からなる過冷却領域（Ｓｃ，Ｓｃ１，Ｓｃ２）を前記下側熱交換領域に形成し、
   前記ドレンパンは、前記熱交換器の下方に設けられる底部（４０ｔ）と、前記底部から立設し、前記熱交換器の風下側に設けられる壁部（４０ｗ）と、を有し、
   前記ドレンパンの壁部の上端（４０ｕ）よりも低い位置に、前記過冷却領域の少なくとも一部が配置される、
   空調室内ユニット。
2. 前記上側熱交換領域の面積が前記下側熱交換領域の面積よりも大きいものである、
   請求項１に記載の空調室内ユニット。
3. 前記過冷却領域の少なくとも一部は、前記ドレンパンの壁部の上端近傍に配置される、
   請求項１または２に記載の空調室内ユニット。
4. 前記過冷却領域の少なくとも一部は、前記ドレンパンの壁部の上端を跨ぐ位置に配置される、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の空調室内ユニット。
5. 前記ケーシングは吹出口（３６）を下方に有し、
   前記ファンは遠心ファンであり、
   前記熱交換器は前記ケーシング内で前記遠心ファンを囲むようにして配置される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の空調室内ユニット。
6. 前記ケーシングは吹出口（３６Ｓ）を側方に有し、
   前記ケーシング内部に、前記吹出口に連通する熱交換器室（３１Ｈ）と、前記熱交換器室に仕切り板（Ｂ）を介して連通する送風室（３１Ｗ）とが形成され、
   前記熱交換器は前記熱交換器室に設置され、
   前記ファンは前記送風室に設置される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の空調室内ユニット。
7. 前記熱交換器は、複数の熱交換器から構成される熱交換器ユニットである、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の空調室内ユニット。
8. 前記熱交換器ユニットのうち、前記ファンに対して最も風下に配置される熱交換器の過冷却領域の少なくとも一部が、前記ドレンパンの壁部の上端よりも低い位置に配置される、
   請求項７に記載の空調室内ユニット。

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