JPWO2019077744A1 - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

空気調和機は、筐体と、筐体内に配置された送風機および冷媒回路とを備えている。送風機は、空気を送風するように構成されている。冷媒回路は、圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を有し、かつ圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器の順に冷媒を循環させるように構成されている。凝縮器（３）は、冷媒が流れ、かつ第１外径を有する第１伝熱管（１２）を有している。蒸発器（５）は、冷媒が流れ、かつ第２外径を有する第２伝熱管（１４）を有している。蒸発器（５）は、凝縮器（３）よりも風上に配置されている。凝縮器（３）の第１伝熱管（１２）の第１外径は、蒸発器（５）の第２伝熱管（１４）の第２外径よりも小さい。

Description

本発明は、空気調和機に関するものである。

空気調和機の一例として除湿装置がある。除湿装置は、例えば特開２００１−２２１４５８号公報（特許文献１）に開示されている。上記公報に記載された除湿装置においては、蒸発器は凝縮器よりも風上に配置されている。一般的に除湿装置においては、蒸発器における伝熱管の外径と凝縮器における伝熱管の外径とは同一である。

特開２００１−２２１４５８号公報

蒸発器における伝熱管の外径と凝縮器における伝熱管の外径とが同一である場合には、蒸発器における伝熱管の周りを流れる空気の流路の通風抵抗が凝縮器における伝熱管の周りを流れる空気の流路において維持される。そのため、凝縮器における伝熱管の周りを流れる空気の流路の通風抵抗は、蒸発器における伝熱管の周りを流れる空気の流路の通風抵抗よりも低減されない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、凝縮器における伝熱管の周りを流れる空気の流路の通風抵抗を蒸発器における伝熱管の周りを流れる空気の流路の通風抵抗よりも低減することができる空気調和機を提供することである。

本発明に係る空気調和機は、筐体と、筐体内に配置された送風機および冷媒回路とを備えている。送風機は、空気を送風するように構成されている。冷媒回路は、圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を有し、かつ圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器の順に冷媒を循環させるように構成されている。凝縮器は、冷媒が流れ、かつ第１外径を有する第１伝熱管を有している。蒸発器は、冷媒が流れ、かつ第２外径を有する第２伝熱管を有している。蒸発器は、凝縮器よりも風上に配置されている。凝縮器の第１伝熱管の第１外径は、蒸発器の第２伝熱管の第２外径よりも小さい。

本発明によれば、凝縮器の第１伝熱管の第１外径は、凝縮器よりも風上に配置された蒸発器の第２伝熱管の第２外径よりも小さいため、凝縮器における第１伝熱管の周りを流れる空気の流路の通風抵抗を蒸発器における第２伝熱管の周りを流れる空気の流路の通風抵抗よりも低減することができる。

本発明の実施の形態１に係る除湿装置の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る除湿装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る除湿装置の蒸発器および凝縮器の断面図である。 本発明の実施の形態３に係る除湿装置の蒸発器および凝縮器の断面図である。 本発明の実施の形態４に係る除湿装置の蒸発器および凝縮器の断面図である。 本発明の実施の形態４の比較例に係る除湿装置の蒸発器および凝縮器の断面図である。 本発明の実施の形態５に係る除湿装置における蒸発器容積に対する凝縮器容積の割合と蒸発器容積に対する凝縮器の容積変化時の冷媒量／燃焼限界下限濃度時の冷媒量との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態６に係る除湿装置の蒸発器と送風機の吸込口との位置関係を示す図である。 本発明の実施の形態７に係る除湿装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態８に係る除湿装置の蒸発器および凝縮器の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照符号が付され、その説明は繰り返されない。以下の各実施の形態においては、空気調和機の一例として除湿装置について説明する。

実施の形態１．
図１および図２を参照して、本発明の実施の形態１に係る空気調和機としての除湿装置１の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る除湿装置１の冷媒回路図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る除湿装置１の構成を示す概略図である。

図１および図２に示されるように、除湿装置１は、圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４および蒸発器５を有する冷媒回路１０と、送風機６と、筐体２０とを備えている。冷媒回路１０および送風機６は筐体２０内に配置されている。筐体２０は、除湿装置１が除湿対象とする外部空間（室内空間）に面している。

冷媒回路１０は、圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４、蒸発器５の順に冷媒を循環させるように構成されている。具体的には、冷媒回路１０は、圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４、蒸発器５の順に配管で接続されることにより構成されている。そして、冷媒は、この配管内を通って冷媒回路１０を圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４、蒸発器５の順に循環する。

圧縮機２は冷媒を圧縮するように構成されている。具体的には、圧縮機２は吸入口から低圧冷媒を吸入して圧縮し、高圧冷媒として吐出口から吐出するように構成されている。圧縮機２は、冷媒の吐出容量が可変に構成されていてもよい。具体的には、圧縮機２はインバータ圧縮機であってもよい。圧縮機２が冷媒の吐出容量を可変に構成されている場合には、除湿装置１内の冷媒循環量は、圧縮機２の吐出容量を調整することにより制御することが可能となる。

凝縮器３は、圧縮機２で昇圧された冷媒を凝縮して冷却するように構成されている。凝縮器３は、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。凝縮器３は、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。凝縮器３の冷媒の入口は圧縮機２の吐出口に配管で接続されている。

減圧装置４は、凝縮器３にて冷却された冷媒を減圧させて膨張させるように構成されている。減圧装置４は、例えば膨張弁である。この膨張弁は電子制御弁であってもよい。なお、減圧装置４は、膨張弁に限られず、キャピラリーチューブであってもよい。減圧装置４は、凝縮器３の冷媒の出口と蒸発器５の冷媒の入口との各々に配管でそれぞれ接続されている。

蒸発器５は、減圧装置４にて減圧されて膨張された冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させるように構成されている。蒸発器５は、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。蒸発器５は、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。蒸発器５の冷媒の出口は圧縮機２の吸込口に配管で接続されている。蒸発器５は、送風機６によって発生する空気の流れにおいて凝縮器３よりも上流に配置されている。つまり、蒸発器５は、凝縮器３よりも風上に配置されている。

送風機６は空気を送風するように構成されている。そして、送風機６は、空気を筐体２０の外部から内部に取り込んで凝縮器３および蒸発器５に送風可能に構成されている。具体的には、送風機６は、外部空間（室内空間）から空気を筐体２０内に取り込んで蒸発器５および凝縮器３を通過させた後に筐体２０外に吐き出すように構成されている。

本実施の形態では、送風機６は、軸６ａと、軸６ａを中心に回転するファン６ｂとを有している。ファン６ｂが軸６ａを中心に回転することによって、図中矢印Ａで示すように外部空間（室内空間）から取り込まれた空気が蒸発器５および凝縮器３を順に通過した後に、図中矢印Ｂで示すように再び外部空間（室内空間）へ吐き出される。このようにして、空気は、除湿装置１を経由して外部空間（室内空間）を循環する。

本実施の形態では、送風機６は、送風機６によって発生する空気の流れにおいて凝縮器３よりも下流に配置されている。なお、送風機６は、送風機６によって発生する空気の流れにおいて、凝縮器３と蒸発器５との間に配置されていてもよく、蒸発器５よりも上流に配置されていてもよい。また、送風機６は、例えば１台であってもよい。

筐体２０には、除湿対象とする外部空間（室内空間）から筐体２０の内部に空気を入れるための吸込口２１と、筐体２０の内部から外部空間（室内空間）に空気を吹き出すための吹出口２２とが設けられている。また、筐体２０は、吸込口２１と吹出口２２とをつなぐ風路（空気の流路）２３を有している。風路２３には蒸発器５、凝縮器３、送風機６が配置されている。したがって、蒸発器５と凝縮器３とは同一の風路２３内に配置されている。

風路２３内において、図中矢印Ｃで示されるように、ファン６ｂが軸６ａを中心に回転することによって筐体２０の外部から吸込口２１を通って筐体２０の内部に吸込まれた空気が蒸発器５、凝縮器３、送風機６の順に通過し、吹出口２２を通って筐体２０の外部に吹出される。

なお、除湿装置１において、風路２３内には、凝縮器３、蒸発器５、送風機６の他に冷媒回路を構成する任意の部材が配置されていてもよい。例えば風路２３内には、減圧装置４が配置されていてもよい。

また、筐体２０は風路２３を第１領域２３ａと第２領域２３ｂとを仕切る仕切部２４を含んでいる。つまり、筐体２０の内部には、仕切部２４によって仕切られた第１領域２３ａと、第２領域２３ｂとの２つの領域が設けられている。第１領域２３ａ内には、凝縮器３、蒸発器５が配置されている。また、第２領域２３ｂには送風機６が配置されている。送風機６によって発生する空気の流れにおいて、第１領域２３ａは第２領域２３ｂよりも風上に位置している。

図２を参照して、仕切部２４は、第１領域２３ａと第２領域２３ｂとをつなぐように構成された送風機６の吸込口２４ａを有している。仕切部２４は、例えば平板状に形成されている。送風機６の軸６ａが延びる方向（軸方向）に沿って第１領域２３ａから吸込口２４ａを見たときに、ファン６ｂは吸込口２４ａ内に配置されている。つまり、ファン６ｂの外径は吸込口２４ａの内径よりも小さい。吸込口２４ａは、ファン６ｂの吸込み面積を閉塞しないように構成されている。

なお、空気調和機が室内に設置される場合、凝縮器３の熱が室外へ放熱されることにより、室内が冷却されてもよい。この室外への放熱のため、排気ダクトの機器への搭載および機器自体が窓側に設置されてもよい。

続いて、図３を参照して、凝縮器３および蒸発器５の構成を詳しく説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る凝縮器３および蒸発器５の断面図である。

本実施の形態の除湿装置１では、凝縮器３は、複数のフィン１１および第１伝熱管１２を有している。複数のフィン１１の各々は薄板状に構成されている。複数のフィン１１は互いに積層するように配置されている。第１伝熱管１２は互いに積層された複数のフィン１１を積層方向に貫通するように配置されている。第１伝熱管１２は、この積層方向に直線状に延びる複数の第１直線部と、複数の第１直線部をつなぐ複数の第１湾曲部とを有している。複数の第１直線部の各々と複数の第１湾曲部の各々とが互いに直列に接続されることにより、第１伝熱管１２は蛇行するように構成されている。本実施の形態では、第１伝熱管１２は円管である。

蒸発器５は、複数のフィン１３および第２伝熱管１４を有している。複数のフィン１３の各々は薄板状に構成されている。複数のフィン１３は互いに積層するように配置されている。第２伝熱管１４は互いに積層された複数のフィン１３を積層方向に貫通するように配置されている。第２伝熱管１４は、この積層方向に直線状に延びる複数の第２直線部と、複数の第２直線部をつなぐ複数の第２湾曲部とを有している。複数の第２直線部の各々と複数の第２直線部の各々とが互いに直列に接続されることにより、第２伝熱管１４は蛇行するように構成されている。本実施の形態では、第２伝熱管１４は円管である。

図３は、凝縮器３の複数のフィン１１の積層方向および蒸発器の複数のフィン１３の積層方向のそれぞれに直交する断面における断面図である。凝縮器３では、図３に示される断面において、複数の第１伝熱管１２における第１直線部が配置されている。これらの複数の第１伝熱管１２における第１直線部の外径（第１外径）および内径（第１内径）は互いに同一であってもよい。

本実施の形態では、これらの複数の第１伝熱管１２における第１直線部は、列方向に３列に並んで配置されている。これらの３列の列方向における各列に配置された第１伝熱管１２における第１直線部間の間隔は互いに同一であってもよい。なお、この間隔は、列方向における隣り合う各列に配置された第１伝熱管１２における第１直線部の中心間の距離である。本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第１伝熱管１２における第１直線部は、段方向に互いにずれるように配置されている。つまり、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第１伝熱管１２における第１直線部の中心は、列方向に一直線状に配置されていない。

また、本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第１伝熱管１２における第１直線部は、列方向に互いに重ならないように配置されている。さらに、本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第１伝熱管１２における第１直線部は、段方向に互いに部分的に重ならないように配置されている。

本実施の形態では、これらの複数の第１伝熱管１２における第１直線部は各列において段方向に４段に並んで配置されている。また、本実施の形態では、これらの複数の第１伝熱管１２における第１直線部は各列において段方向に直線状に並んで配置されている。つまり、各列において段方向に並んで配置された複数の第１伝熱管１２における第１直線部の中心は一直線に配置されている。さらに、本実施の形態では、これらの３列の列方向における両端の各列に配置された複数の第１伝熱管１２における第１直線部の段方向の位置は互いに同一である。また、これらの３列の列方向における中央の列に配置された第１伝熱管１２における第１直線部の段方向の位置は、両端の各列に配置された複数の第１伝熱管１２における第１直線部の段方向の位置間の中央に配置されている。

蒸発器５では、図３に示される断面において、複数の第２伝熱管１４における第２直線部が配置されている。これらの複数の第２伝熱管１４における第２直線部の外径（第２外径）および内径（第２内径）は互いに同一であってもよい。

本実施の形態では、これらの複数の第２伝熱管１４における第２直線部は、列方向に３列に並んで配置されている。これらの３列の列方向における各列に配置された第２伝熱管１４における第２直線部間の間隔は互いに同一であってもよい。なお、この間隔は、列方向における隣り合う各列に配置された第２伝熱管１４における第２直線部の中心間の距離である。本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第２伝熱管１４における第２直線部は、段方向に互いにずれるように配置されている。つまり、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第２伝熱管１４における第２直線部の中心は、列方向に一直線状に配置されていない。

また、本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第２伝熱管１４における第２直線部は、列方向に互いに部分的に重なるように配置されている。さらに、本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第２伝熱管１４は、段方向に互いに部分的に重なるように配置されている。

本実施の形態では、これらの複数の第２伝熱管１４における第２直線部は各列において段方向に４段に並んで配置されている。また、本実施の形態では、これらの複数の第２伝熱管１４における第２直線部は各列において段方向に直線状に並んで配置されている。つまり、各列において段方向に並んで配置された複数の第２伝熱管１４における第２直線部の中心は一直線に配置されている。さらに、本実施の形態では、これら３列の列方向における両端の各列に配置された複数の第２伝熱管１４における第２直線部の段方向の位置は互いに同一である。また、これらの３列の列方向における中央の列に配置された第２伝熱管１４における第２直線部の段方向の位置は、両端の各列に配置された複数の第２伝熱管１４における第２直線部の段方向の位置間の中央に配置されている。

凝縮器３の第１伝熱管１２の第１外径は、蒸発器５の第２伝熱管１４の第２外径よりも小さい。凝縮器３の第１伝熱管１２の第１内径は、蒸発器５の第２伝熱管１４の第２内径よりも小さい。凝縮器３における３列の列方向における両端の各列に配置された複数の第１伝熱管１２における第１直線部の中心の位置と、蒸発器５における３列の列方向における中央の列に配置された複数の第２伝熱管１４における第２直線部の中心の位置とは、段方向において互いに同一である。凝縮器３における３列の列方向における中央の列に配置された複数の第１伝熱管１２における第１直線部の中心の位置と、蒸発器５における３列の列方向における両端の各列に配置された複数の第２伝熱管１４における第２直線部の中心の位置とは、段方向において互いに同一である。

隣り合う第１伝熱管１２における第１直線部の間の最短距離は、隣り合う第２伝熱管１４における第２直線部の最短距離よりも大きい。なお、この最短距離は、隣り合う伝熱管の外周面間において最も短い距離である。したがって、第１伝熱管１２の周りを流れる空気の流路の幅は、第２伝熱管１４の周りを流れる空気の流路の幅よりも大きくなる。そのため、第１伝熱管１２の周りを流れる空気の流路の通風抵抗は、第２伝熱管１４の周りを流れる空気の流路の通風抵抗よりも低減される。

なお、図３においては、凝縮器３と蒸発器５とは、列方向（水平方向）に並列に配置されている。しかしながら、凝縮器３と蒸発器５とは、段方向（垂直方向）に並列に配置されていてもよい。例えば凝縮器３が上側であり、蒸発器５が下側であっても、蒸発器５が風上側であり、凝縮器３が風下側であって、凝縮器３および蒸発器５が同一の風路内に設置されていれば良い。第１伝熱管１２および第２伝熱管１４は、円管に限られず、冷媒が流れる伝熱管の管断面積が円管相当に変換された場合に凝縮器３の伝熱管の相当直径が蒸発器５の伝熱管の相当直径よりも小さければよい。なお、この相当直径は、（４×管断面積／π）＾０．５で規定される。

次に、図１および図２を参照して、除湿装置１の除湿運転時の動作について説明する。
圧縮機２から吐出された過熱ガス状態の冷媒は、風路２３内に配置された凝縮器３に流入する。凝縮器３に流入した過熱ガス状態の冷媒は、吸込口２１を通じて外部空間から風路２３内に取り込まれた空気と熱交換されることにより冷却されて気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状体の冷媒はさらに冷却されて過冷却状態の冷媒となる。

凝縮器３から流出した過冷却液状態の冷媒は、減圧装置４を通過することにより減圧され、気液二相状態の冷媒となった後、風路２３内に配置された蒸発器５に流入する。蒸発器５に流入した気液二相状態の冷媒は、吸込口２１を通じて外部空間から風路２３内に取り込まれた空気と熱交換されることにより加熱されて過熱ガス状態の冷媒となる。この過熱ガス状態の冷媒が圧縮機２に吸入され、圧縮機２で圧縮されて再び吐出される。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の除湿装置１によれば、凝縮器３の第１伝熱管１２の第１外径は、凝縮器３よりも風上に配置された蒸発器５の第２伝熱管１４の第２外径よりも小さいため、凝縮器３での空気の流路の幅が蒸発器５での空気の流路の幅よりも大きくなる。そのため、凝縮器３における第１伝熱管１２の周りを流れる空気の流路の通風抵抗を蒸発器５における第２伝熱管１４の周りを流れる空気の流路の通風抵抗よりも低減することができる。したがって、通風抵抗を低減することにより送風機６の入力（ファン入力）を低減することができる。よって、省エネルギー性能が高い除湿装置１を提供することができる。

また、凝縮器３の第１伝熱管１２の外径が蒸発器５の第２伝熱管１４の外径よりも小さいため、凝縮器３の内容積を蒸発器５の内容積よりも減らすことが可能となる。これにより、所望の蒸発能力に対する必要冷媒量を低減することができる。さらに、冷媒量を低減することにより製品のコストを低減することができる。

また、凝縮器３の第１伝熱管１２の細径化により、凝縮器３内で熱伝達の悪い液冷媒の流速を増加させて熱伝達率を向上させることができる。このため、凝縮器３の熱交換性能を改善することができる。ガス冷媒領域または気液二相冷媒領域における伝熱管の分岐数よりも、液冷媒領域における伝熱管の分岐数を減らすことにより、冷媒の流速を増加することができるため、更に凝縮性能を改善することができる。凝縮性能の改善により冷媒回路内の凝縮圧力と蒸発圧力の差を低減することができるため、圧縮機２の仕事量を低減することができる。これにより、圧縮機２の消費電力量を低減することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２の除湿装置１は、凝縮器３に蒸発器５の孔食電位よりも高い材料が使用されている点で実施の形態１の除湿装置１と異なっている。本実施の形態の除湿装置１においては、凝縮器３の材料の孔食電位は、蒸発器５の材料の孔食電位よりも高い。

一般的に孔食電位の低い材料ほど腐食し易い。凝縮器３の材料の孔食電位が蒸発器５の材料の孔食電位よりも高いと、蒸発器５で除湿された水（除湿水）が凝縮器３へ飛散した場合に、凝縮器３の腐食が抑制される。

凝縮器３の材料の孔食電位が蒸発器５の材料の孔食電位よりも低いと、蒸発器５の材料が含まれた除湿水が凝縮器へ飛散した場合、または、蒸発器５と凝縮器３とが接触した場合、凝縮器３の材料の腐食が進行し易い。

除湿装置１の動作中、凝縮器３は蒸発器５よりも高圧になる。したがって、特に孔食等の腐食が進むと蒸発器５よりも凝縮器３は破壊し易いため、凝縮器３からの冷媒漏洩のリスクが高くなる。例えば、蒸発器５および凝縮器３の材料がアルミニウムの場合、蒸発器５の材料はアルミニウム合金１０５０（孔食電位−７４５．８ｍＶ）であり、凝縮器３の材料はアルミニウム合金３００３（孔食電位−７１９．３ｍＶ）である組合せが良い。

凝縮器３のうちフィン１３は腐食しても冷媒漏洩のリスクは高くならないため、凝縮器３のうち第１伝熱管１２の材料の孔食電位が蒸発器５の第２伝熱管１４の材料の孔食電位よりも高ければよい。孔食電位を蒸発器のフィン≦凝縮器のフィン＜蒸発器の伝熱管＜凝縮器の伝熱管の順にすると、伝熱管の腐食による冷媒漏洩を防ぐ効果が高くなる。

本実施の形態の空気調和機によれば、凝縮器３の材料の孔食電位は蒸発器５の材料の孔食電位よりも高い。したがって、蒸発器５で除湿した水が凝縮器３に飛散しても、凝縮器３の腐食耐力が蒸発器５の腐食耐力よりも大きいため、凝縮器３の腐食を抑制することができる。

実施の形態３．
図４を参照して、本発明の実施の形態３の除湿装置１は、凝縮器３の第１伝熱管１２が実施の形態１の除湿装置１と異なっている。図４は、凝縮器３の複数のフィン１１の積層方向および蒸発器の複数のフィン１３の積層方向のそれぞれに直交する断面における断面図である。

蒸発器５の第２伝熱管１４は円管である。凝縮器３の第１伝熱管１２は扁平管である。第１伝熱管１２の断面形状は、蒸発器５と凝縮器３とが並ぶ方向に延びるように構成されている。また、第１伝熱管１２は、第１伝熱管１２は、この積層方向に直線状に延びる複数の第１直線部と、複数の第１直線部をつなぐヘッダとを有している。第１伝熱管１２の複数の第１直線部の各々は複数の細径の管路を有している。

本実施の形態の除湿装置１よれば、蒸発器５の第２伝熱管１４として排水性に優れた円管が用いられ、凝縮器３の第１伝熱管１２として内径が細径であり且つ全体が扁平形状である扁平管が用いられている。このため、凝縮器３の通風抵抗を小さくすることができる。

また、除湿装置１の蒸発器５において、除湿水がフィン１３又は第２伝熱管１４に滞留すると、空気と冷媒間の熱伝達の阻害の要因および通風抵抗の悪化の要因となる。特に室内で設置される除湿装置１では、除湿水の室内への漏水につながる。プレートフィンと円管とを組み合わせた熱交換器は、円管の径方向における両側からプレートフィンに沿って除湿水が排水されるため、扁平管等の熱交換器に比べ、排水性に優れるので、除湿水の滞留による熱交換性能の低下も抑制できる。一方、凝縮器３に扁平管を備えた熱交換器を用いることにより、細径化により凝縮器３の内容積を減らすことができ、かつ扁平形状により通風抵抗を減らすことができる。

なお、細径円管を複数用いても内容積を減らすことは可能であるが、熱交換性能(管外面積)を補うために多大な本数の細径円管が必要になるため、通風抵抗およびコストが増加する。多穴の扁平管であれば、複数の流路が一本に集約されているため、細径円管よりも本数を減らすことが可能である。そのため、通風抵抗の低減によるファン入力の低減および安価に凝縮器３を構成できる。

扁平管は水平方向に配置されても良いし、鉛直方向に配置されても良い。プレートフィン、コルゲートフィン等の凝縮器３のフィン形状は、所望の性能や扁平管の設置姿勢により選択される。以上から、省エネルギー性能に優れ、安価な除湿装置１の提供が可能になる。

実施の形態４．
図５を参照して、本発明の実施の形態４の除湿装置１は、凝縮器３の第１伝熱管１２が実施の形態１の除湿装置１と異なっている。図５および図６は、凝縮器３の複数のフィン１１の積層方向および蒸発器の複数のフィン１３の積層方向のそれぞれに直交する断面における断面図である。

図５中矢印で示されるように、通風方向に対し、蒸発器５の第２伝熱管１４の本数が少ない領域に凝縮器３の第１伝熱管１２が配置されている。凝縮器３の第１伝熱管１２は、蒸発器５と凝縮器３とが並ぶ方向において、蒸発器５の第２伝熱管１４が少ない領域に配置されている。

図５に示されるように、通風方向(列方法)において、蒸発器５の第２伝熱管１４の本数の少ない領域に凝縮器３の第１伝熱管１２が配置されているため、通風方向の通風抵抗を段方向に均一化することができる。このため、最上流の蒸発器５に入る空気の風速分布を均一にすることができるため、熱交換効率が高くなる。

また、蒸発器５の空気に偏流が生じると部分的に風速が増速するため、通風抵抗が悪化するのでファン入力が悪化する。風速が均一であれば、蒸発器前面の平均風速が低下するため、ファン入力を低下させることができる。

図６に示されるように、比較例においては、蒸発器５と凝縮器３とが並ぶ方向に、蒸発器５の第２伝熱管１４の多い領域に凝縮器３の第１伝熱管１２が配置されている。この場合には、蒸発器５の第２伝熱管１４の後縁が熱交換量の小さい死水域となるため、凝縮器３の第１伝熱管１２の前縁での熱交換効率が悪くなる。

これに対して、本実施の形態の除湿装置１によれば、図５に示されるように、蒸発器５の第２伝熱管１４が少ない領域に凝縮器３の第１伝熱管１２が配置される。このため、蒸発器５の第２伝熱管の後縁の影響が小さい状態で、凝縮器３の第１伝熱管１２を空気が通過する。したがって、凝縮器３の第１伝熱管１２の前縁での熱伝達が可能になり、熱交換効率を高めることができる。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５の除湿装置１においては、冷媒は炭化水素（ＨＣ）系の可燃性冷媒であってよい。冷媒は、具体的には、例えばＲ２９０等であってもよい。蒸発器５の容積に対する凝縮器３の容積は１００％以下である。

図７を参照して、冷媒について、炭化水素（ＨＣ）系の可燃性冷媒であるＲ２９０を例に説明する。図７は、冷媒の流路容積を示す蒸発器５の容積に対する凝縮器容積の割合と蒸発器容積に対する凝縮器３の容積変化時の冷媒量／燃焼限界下限濃度時の冷媒量との関係を示している。図７中横軸において蒸発器容積に対する凝縮器容積の割合は、蒸発器容積と凝縮器容積とが同等の場合に１００％である。また、図７中縦軸の蒸発器容積に対する凝縮器容積変化時の冷媒量／燃焼限界下限濃度時の冷媒量は、燃焼限界下限濃度の冷媒量と蒸発器容積に対する凝縮器の容積変化時の冷媒量が同等の場合が１００％である。この比率が１００％以下であると燃えない冷媒量となる。

既存のプレートフィン型の円管の熱交換器では、蒸発器容積に対する凝縮器容積の割合は２００％以上であり、燃焼限界下限濃度を超える。凝縮器３の伝熱管を細径円管、扁平管等を用いて凝縮器３の容積を蒸発器５の容積に対し１００％以下にすると、Ｒ２９０の燃焼限界下限濃度未満の冷媒量で使用可能な除湿装置１を提供できる。能力が大きくなると設置される部屋の広さも大きくなるため、蒸発器容積に対する凝縮器容積の割合が１００％以下であれば、能力帯に依らず燃焼下限未満の濃度は維持される。Ｒ２９０の燃焼限界下限濃度は２％であり、本実施の形態であれば室内の容積に対し２％未満の冷媒量で除湿装置１を構成可能になる。

なお、冷媒はＲ２９０を例に説明したがこれに限定されない。Ｒ６００ａ等他の炭化水素（ＨＣ）系冷媒の違いによる液密度の差は小さいが、所望の冷媒に応じて凝縮器３の容積の大きさを調整しても良い。

実施の形態６．
図８は、蒸発器５と吸込口２４ａとが重なる方向において、吸込口２４ａと反対側から蒸発器５を見たときの蒸発器５と吸込口２４ａとの位置関係を示す図である。図８を参照して、本発明の実施の形態６の除湿装置１においては、フィンと伝熱管による熱交換面積が送風機６の吸込口２４ａにより形成される面積よりも大きい。つまり、凝縮器３および蒸発器５の各々の面積は、送風機６の吸込口２４ａの面積よりも大きい。

本実施の形態の除湿装置１によれば、凝縮器３および蒸発器５の各々の面積が送風機６の吸込口２４ａの面積よりも大きいため、凝縮器３および蒸発器５の各々の面積が送風機６の吸込口２４ａの面積よりも小さい場合に比べ、凝縮器３および蒸発器５に流入する空気の風速を小さくすることが可能になる。これにより、通風抵抗を低減できる。したがって、ファン入力を低減ですることができる。

実施の形態７．
図９を参照して、本発明の実施の形態７の除湿装置１においては、凝縮器３と送風機６の吸込口２４ａとの間に所望の隙間ｔがある。

本実施の形態によれば、凝縮器３と送風機６の吸込口２４ａに隙間ｔがあるため、隙間ｔが無い場合に比べ、送風機６の吸込口２４ａの面積よりも広く凝縮器３および蒸発器５を通過する空気を集められ、熱交換器の有効熱交換面積を拡げられる。これにより、熱交換性能を向上できるため、蒸発性能および凝縮性能の向上により省エネルギー性能に優れた除湿装置１を提供することができる。

実施の形態８．
図１０を参照して、本発明の実施の形態８の除湿装置１は、凝縮器３の下方に配置されたドレン皿１８を備えている。ドレン皿１８は除湿水（ドレン水）を貯留可能に構成されている。凝縮器３とドレン皿１８との間に隙間が設けられている。つまり、垂直方向に凝縮器３の底面とドレン皿１８の上面とは離れている。また、本実施の形態では、隣り合う第１伝熱管１２の間にフィン１１が配置されている。このフィン１１はコルゲートフィンであってもよい。なお、フィン１１又は第１伝熱管１２とドレン皿１８との間の隙間は、ヘッダ（図示せず）を支柱にして構成されていても良い。

本実施の形態の除湿装置１によれば、凝縮器３とドレン皿１８との間に隙間が設けられている。このため、除湿水を介した蒸発器５と凝縮器３の電位差による凝縮器３のフィン１１および第１伝熱管１２の孔食を抑制することができる。

また、一般的なプレートフィン型の熱交換器を用いた場合、凝縮器３の下端部のフィン１１により除湿水１９が保持される。これにより、除湿水１９がドレンタンクへ流れ難くなるため、除湿水１９の漏水の要因になる。

本実施の形態の除湿装置１によれば、凝縮器３のフィン１１または第１伝熱管１２が、ドレン皿１８と接触しないように隙間が設けられている。そのため、凝縮器３の下端部のフィン１１により除湿水１９が保持されることが抑制される。したがって、除湿水１９がドレンタンク（図示せず）へ流れ難くなることが抑制されるため、除湿水１９の漏水を抑制することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 除湿装置、２ 圧縮機、３ 凝縮器、４ 減圧装置、５ 蒸発器、６ 送風機、１０ 冷媒回路、１２ 第１伝熱管、１４ 第２伝熱管、１８ ドレン皿、２０ 筐体、２４ａ 吸込口 ｔ 隙間。

Claims (8)

1. 筐体と、
   前記筐体内に配置された送風機および冷媒回路とを備え、
   前記送風機は、空気を送風するように構成されており、
   前記冷媒回路は、圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を有し、かつ前記圧縮機、前記凝縮器、前記減圧装置、前記蒸発器の順に冷媒を循環させるように構成されており、
   前記凝縮器は、前記冷媒が流れ、かつ第１外径を有する第１伝熱管を有し、
   前記蒸発器は、前記冷媒が流れ、かつ第２外径を有する第２伝熱管を有し、
   前記蒸発器は、前記凝縮器よりも風上に配置されており、
   前記凝縮器の前記第１伝熱管の前記第１外径は、前記蒸発器の前記第２伝熱管の前記第２外径よりも小さい、空気調和機。
2. 前記凝縮器の材料の孔食電位は、前記蒸発器の材料の孔食電位よりも高い、請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記蒸発器の前記第２伝熱管は円管であり、
   前記凝縮器の前記第１伝熱管は扁平管であり、
   前記第１伝熱管の断面形状は、前記蒸発器と前記凝縮器とが並ぶ方向に延びるように構成されている、請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 前記凝縮器の前記第１伝熱管は、前記蒸発器と前記凝縮器とが並ぶ方向において、前記蒸発器の前記第２伝熱管が少ない領域に配置されている、請求項３に記載の空気調和機。
5. 前記冷媒は、炭化水素系の可燃性冷媒であり、
   前記蒸発器の容積に対する前記凝縮器の容積は１００％以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
6. 前記凝縮器および前記蒸発器の各々の面積は、前記送風機の吸込口の面積よりも大きい、請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機。
7. 前記凝縮器と前記送風機の前記吸込口との間に隙間が設けられている、請求項６に記載の空気調和機。
8. 前記凝縮器の下方に配置されたドレン皿を備え、
   前記凝縮器と前記ドレン皿との間に隙間が設けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気調和機。

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