WO2021131038A1 - 熱交換器および冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a heat exchanger and a refrigeration cycle device.
- the non-azeotropic mixed refrigerant is a mixture of a refrigerant having a high boiling point and a refrigerant having a low boiling point. Therefore, in the non-co-boiling mixed refrigerant, the refrigerant having a low boiling point is gasified in the region of low dryness, and the refrigerant having a high boiling point is gasified in the region of high dryness, so that the saturation temperature changes depending on the degree of dryness. As a result, in the non-azeotropic mixed refrigerant, unlike the single refrigerant, the saturated gas temperature at the same pressure becomes higher than the saturated liquid temperature. That is, in the Moriel diagram (ph diagram), the isotherms of the non-azeotropic mixed refrigerant have a gradient in the two-phase region (hereinafter referred to as a temperature gradient).
- the refrigerant circulating in the refrigeration cycle device is a non-azeotropic mixed refrigerant
- the saturation temperature of the non-azeotropic mixed refrigerant on the refrigerant outlet side of the evaporator is on the refrigerant inlet side of the evaporator due to the influence of the above temperature gradient. It becomes higher than the saturation temperature of the non-azeotropic mixed refrigerant.
- the temperature difference between the non-co-boiling mixed refrigerant flowing on the refrigerant outlet side of the evaporator and the gas becomes smaller than the temperature difference between the non-co-boiling mixed refrigerant flowing on the refrigerant inlet side of the evaporator and the outside air, and the evaporator
- the amount of heat exchange on the refrigerant outlet side of the evaporator is lower than the amount of heat exchange on the refrigerant inlet side of the evaporator.
- a four-way valve or the like reverses the flow direction of the refrigerant and switches between a second state in which the heat exchanger acts as a condenser and a first state in which the heat exchanger acts as an evaporator.
- the condenser in the second state becomes a so-called parallel flow, and the heat exchange performance of the condenser deteriorates.
- the refrigerant flow path in the heat exchanger is divided into two at the central portion thereof and is centrally divided.
- the portion located on one side of the portion and the portion located on the other side are arranged so as to face the wind side regardless of whether the heat exchanger acts as a condenser or an evaporator.
- the heat exchangers that have been used are disclosed.
- the refrigerant flow path located on the inlet side of the refrigerant with respect to the central portion when acting as an evaporator is relatively on the windward side. It is configured by alternately connecting the heat transfer tubes located on the leeward side and the heat transfer tubes located on the leeward side in series. Therefore, in the refrigerant flow path, a region that becomes a so-called parallel flow by flowing from a heat transfer tube located relatively on the leeward side to a heat transfer tube located on the leeward side is located relatively on the leeward side.
- Regions that become so-called countercurrents by flowing from the heat transfer tubes to the heat transfer tubes located on the windward side are alternately arranged.
- the parallel flow means that the refrigerant flows from the windward side to the leeward side in the gas flow direction.
- Countercurrent means that the refrigerant flows from the leeward side to the leeward side in the gas flow direction.
- a main object of the present invention is that frost formation is suppressed even when used in a refrigeration cycle apparatus in which a non-coborous mixed refrigerant circulates as compared with the conventional heat exchanger described above, and the second state and the first It is an object of the present invention to provide a heat exchanger in which a decrease in heat exchange performance in each state is suppressed, and a refrigeration cycle apparatus including the heat exchanger.
- the heat exchanger according to the present invention is a heat exchanger in which the refrigerant flowing in the first direction and the gas flowing in the second direction intersecting the first direction exchange heat, and extend along the first direction. It is connected to each of the plurality of first heat transfer tubes and the plurality of second heat transfer tubes through which the refrigerant flows, and the plurality of first heat transfer tubes and the plurality of second heat transfer tubes, and the gas flows in the second direction. It is provided with at least one fin provided so as to form an air passage around each of the plurality of first heat transfer tubes and the plurality of second heat transfer tubes.
- a plurality of first heat transfer tubes are arranged side by side in the third direction and are arranged side by side in the third direction with the first heat transfer tubes of the first group connected in series with each other. Includes a second group of first heat transfer tubes connected in series.
- the first heat transfer tube of the first group is connected in series with the first heat transfer tube of the second group, and is arranged on the leeward side of the first heat transfer tube of the second group in the second direction.
- a plurality of second heat transfer tubes are arranged side by side in the third direction and are arranged side by side in the third direction with the second heat transfer tubes of the first group connected in series with each other.
- the second heat transfer tube of the first group is connected in series with the second heat transfer tube of the second group, and is arranged on the leeward side of the second heat transfer tube of the second group in the second direction.
- the first heat transfer tube of the first group, the first heat transfer tube of the second group, the second heat transfer tube of the second group, and the second heat transfer tube of the first group are connected in series in order.
- frost formation is suppressed even when used in a refrigeration cycle apparatus in which a non-coborous mixed refrigerant circulates, and the second state and the second state are described. It is possible to provide a heat exchanger in which a decrease in heat exchange performance in each of the one states is suppressed, and a refrigeration cycle apparatus including the heat exchanger.
- FIG. (A) is a graph showing each temperature change of the non-coborous mixed refrigerant and air that exchange heat in the first air passage of the heat exchanger when the heat exchanger according to the first embodiment acts as an evaporator.
- Is. (B) is a graph showing each temperature change of the non-coborous mixed refrigerant and air that exchange heat in the second air passage of the heat exchanger when the heat exchanger according to the first embodiment acts as an evaporator. Is.
- (A) is a graph showing each temperature change of the non-coborous mixed refrigerant and air that exchange heat in the second air passage of the heat exchanger when the heat exchanger according to the first embodiment acts as a condenser.
- (B) is a graph showing each temperature change of the non-coborous mixed refrigerant and air that exchange heat in the first air passage of the heat exchanger when the heat exchanger according to the first embodiment acts as a condenser.
- Is. It is a side view which shows the arrangement of the plurality of heat transfer tubes of the heat exchanger which concerns on Embodiment 2.
- the refrigerating cycle device 100 includes a refrigerant circuit in which a refrigerant circulates.
- the refrigerant circuit includes a compressor 101, a four-way valve 102 as a flow path switching unit, a pressure reducing unit 103, a first heat exchanger 1A, and a second heat exchanger 11.
- the refrigeration cycle apparatus 100 further includes a first fan 104 that blows air to the first heat exchanger 1A, and a second fan 105 that blows air to the second heat exchanger 11.
- the refrigeration cycle device 100 is, for example, an air conditioner.
- the first heat exchanger 1A is, for example, an outdoor heat exchanger.
- the second heat exchanger 11 is, for example, an indoor heat exchanger.
- the compressor 101 has a discharge port for discharging the refrigerant and a suction port for sucking the refrigerant.
- the pressure reducing unit 103 is, for example, an expansion valve.
- the decompression unit 103 is connected to the first inflow / outflow unit 5 of the first heat exchanger 1A.
- the first fan 104 forms an air flow along the second direction B, which will be described later, on the first heat exchanger 1A.
- the four-way valve 102 has a first port connected to the discharge port of the compressor 101 via a discharge pipe, a second port connected to the suction port of the compressor 101 via a suction pipe, and a first heat. It has a third port connected to the second inflow / outflow section 6 of the exchanger 1A and a fourth port connected to the second heat exchanger 11.
- the four-way valve 102 has a first state in which the second heat exchanger 11 acts as a condenser and the first heat exchanger 1A acts as an evaporator, and a second heat exchange in which the first heat exchanger 1A acts as a condenser and second heat exchange.
- the vessel 11 is provided to switch between a second state in which it acts as an evaporator.
- the refrigeration cycle device 100 is an air conditioner
- the first state is realized during the heating operation and the second state is realized during the cooling operation. In the first and second states, the direction of the airflow formed on the first heat exchanger 1A by the first fan 104 is constant.
- the solid arrow shown in FIG. 1 indicates the flow direction of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit when the refrigeration cycle device 100 is in the first state.
- the dotted arrow shown in FIG. 1 indicates the flow direction of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit when the refrigeration cycle device 100 is in the second state.
- the first heat exchanger 1A includes, for example, a plurality of fins 2, a plurality of first heat transfer tubes 3, a plurality of second heat transfer tubes 4, a first inflow / outflow section 5, and a second. It mainly includes an inflow / outflow section 6, a flow path switching section 7, and a plurality of connecting sections 8 and 9.
- the first heat exchanger 1A includes a refrigerant flowing along the first direction A inside each of the plurality of first heat transfer tubes 3 and the plurality of second heat transfer tubes 4, and a second direction B along the plurality of fins 2. It is provided so that the gas flowing along the (for example, outside air) exchanges heat.
- the first direction A is a direction that intersects with the second direction B, for example, a direction that is orthogonal to each other.
- the first direction A and the second direction B are, for example, horizontal directions.
- the third direction C, which intersects the first direction A and the second direction B, is, for example, a vertical direction.
- FIG. 2 is a side view of the first heat exchanger 1A as viewed from the first direction A. In FIG. 2, the gas flows from the right side to the left side with respect to the first heat exchanger 1A.
- each of the plurality of fins 2 extends along the second direction B and the third direction C.
- Each of the plurality of fins 2 is arranged at a distance from each other in the first direction A.
- Each of the plurality of fins 2 is connected to each of the plurality of first heat transfer tubes 3 and the plurality of second heat transfer tubes 4.
- Each of the plurality of fins 2 forms a first air passage AF1 in which the gas flows in the second direction B around each of the plurality of first heat transfer tubes 3, and a second air passage in which the gas flows in the second direction B.
- AF2 is provided so as to form around each of the plurality of second heat transfer tubes 4.
- each of the plurality of first heat transfer tubes 3 extends along the first direction A.
- Each of the plurality of first heat transfer tubes 3 is arranged side by side at intervals in the second direction B and the third direction C.
- the plurality of first heat transfer tubes 3 include a first heat transfer tube 3a in the first group and a first heat transfer tube 3b in the second group.
- a first air passage AF1 is formed around the first heat transfer tube 3a of the first group and the first heat transfer tube 3b of the second group.
- each of the plurality of second heat transfer tubes 4 extends along the first direction A.
- Each of the plurality of second heat transfer tubes 4 is arranged side by side at intervals in the second direction B and the third direction C.
- the plurality of second heat transfer tubes 4 include a second heat transfer tube 4a of the first group and a second heat transfer tube 4b of the second group.
- a second air passage AF2 is formed around the second heat transfer tube 4a of the first group and the second heat transfer tube 4b of the second group.
- the first air passage AF1 and the second air passage AF2 are arranged side by side in the third direction C.
- the gas blown by the first fan 104 flows through the first air passage AF1 and the second air passage AF2.
- a part passes through the first air passage AF1 and the other part passes through the second air passage AF2.
- the direction of the airflow flowing through the first air passage AF1 is the same as the direction of the airflow flowing through the second air passage AF2.
- the first air passage AF1 is connected to the second air passage AF2.
- Each of the first heat transfer tubes 3a of the first heat transfer tubes 3a of the first group are arranged side by side in the third direction C at intervals from each other.
- the first heat transfer tubes 3b of the first heat transfer tubes 3b of the second group are arranged side by side in the third direction C at intervals from each other.
- Each of the first heat transfer tubes 3a of the first heat transfer tube 3a of the first group is on the leeward side of the first air passage AF1 in the second direction B than each first heat transfer tube 3b of the first heat transfer tube 3b of the second group. Is located in.
- Each of the first heat transfer tubes 3b of the first heat transfer tube 3b of the second group is on the windward side of the first air passage AF1 with respect to each first heat transfer tube 3a of the first heat transfer tube 3a of the first group in the second direction B. Is located in.
- the second heat transfer tubes 4a of the second heat transfer tubes 4a of the first group are arranged side by side in the third direction C at intervals from each other.
- the second heat transfer tubes 4b of the second heat transfer tubes 4b of the second group are arranged side by side in the third direction C at intervals from each other.
- Each second heat transfer tube 4a of the second heat transfer tube 4a of the first group is leeward side of the second air passage AF2 in the second direction B than each second heat transfer tube 4b of the second heat transfer tube 4b of the second group. Is located in.
- Each of the second heat transfer tubes 4b of the second heat transfer tube 4b of the second group is on the windward side of the second air passage AF2 with respect to each second heat transfer tube 4a of the second heat transfer tube 4a of the first group in the second direction B. Is located in.
- the first heat transfer tube 3a of the first group is arranged side by side at a distance from the second heat transfer tube 4a of the first group in the third direction C.
- the first heat transfer tube 3a of the first group is arranged below the second heat transfer tube 4a of the first group.
- the second first heat transfer tube 3b is arranged side by side at a distance from the second heat transfer tube 4b of the second group in the third direction C.
- the first heat transfer tube 3b of the second group is arranged below the second heat transfer tube 4b of the second group.
- the first heat transfer tube 3a of the first group, the first heat transfer tube 3b of the second group, the second heat transfer tube 4a of the second group, and the second heat transfer tube 4b of the first group are connected in series in this order.
- Each first heat transfer tube 3a of the first heat transfer tube 3a of the first group is connected in series with each other via a connecting portion 8a.
- Each of the first heat transfer tubes 3b of the first heat transfer tubes 3b of the second group is connected in series with each other via a connecting portion 8b.
- the first heat transfer tube 3a of the first group is connected in series with the first heat transfer tube 3b of the second group via a connecting portion 8c (first connection line).
- the first heat transfer tube 3a of the first group and the plurality of connecting portions 8a form a first refrigerant flow path.
- the first heat transfer tube 3b of the second group and the plurality of connecting portions 8b form a second refrigerant flow path.
- the first refrigerant flow path is connected in series with the second refrigerant flow path via the connecting portion 8c.
- Each second heat transfer tube 4a of the second heat transfer tube 4a of the first group is connected in series with each other via a connecting portion 9a.
- Each second heat transfer tube 4b of the second heat transfer tube 4b of the second group is connected in series to each other via a connecting portion 9b.
- the second heat transfer tube 4a of the first group is connected in series with the second heat transfer tube 4b of the second group via a connecting portion 9c (second connection line).
- the second heat transfer tube 4a of the first group and the plurality of connecting portions 9a form a third refrigerant flow path.
- the second heat transfer tube 4b of the second group and the plurality of connecting portions 9b form a fourth refrigerant flow path.
- the fourth refrigerant flow path is connected in series with the third refrigerant flow path via the connecting portion 9c.
- the first heat transfer tube 3b of the second group is connected in series with the second heat transfer tube 4b of the second group via the flow path switching portion 7.
- the second refrigerant flow path is connected in series with the fourth refrigerant flow path via the flow path switching unit 7.
- the first refrigerant flow path, the second refrigerant flow path, the fourth refrigerant flow path, and the third refrigerant flow path are connected in series in this order. It is a thing.
- the total length of each of the plurality of first heat transfer tubes 3 in the first direction A is shorter than the total length of each of the plurality of second heat transfer tubes 4 in the first direction A.
- the lengths of the first direction A of each first heat transfer tube 3 are, for example, equal to each other.
- the lengths of the first directions A of the second heat transfer tubes 4 are, for example, equal to each other.
- the length of the first direction A of each first heat transfer tube 3 is equal to the length of the first direction A of each second heat transfer tube 4.
- the number of the first heat transfer tubes 3 is smaller than the number of the second heat transfer tubes 4.
- the number of the first heat transfer tubes 3a in the first group is smaller than the number of the second heat transfer tubes 4a in the first group.
- the number of the first heat transfer tubes 3b in the second group is smaller than the number of the second heat transfer tubes 4b in the second group.
- the number of the first heat transfer tubes 3a in the first group is equal to, for example, the number of the first heat transfer tubes 3b in the second group.
- the number of the second heat transfer tubes 4a in the first group is equal to, for example, the number of the second heat transfer tubes 4b in the second group.
- Each of the first heat transfer tubes 3a of the first heat transfer tube 3a of the first group is, for example, two first heat transfer tubes adjacent to the third direction C of the first heat transfer tubes 3b of the second group when viewed from the second direction B. It is arranged between 3b.
- Each of the first heat transfer tubes 3b of the first heat transfer tube 3b of the second group is two first heat transfer tubes adjacent to the third direction C of the first heat transfer tubes 3a of the first group when viewed from the second direction B. It is arranged between 3a.
- the first heat transfer tube 3a located at the lowest position of the first heat transfer tube 3a of the first group is arranged above the first heat transfer tube 3b located at the lowest position of the first heat transfer tube 3b of the second group, for example. Has been done.
- the first heat transfer tube 3a located at the uppermost position of the first heat transfer tube 3a of the first group is arranged above the first heat transfer tube 3b located at the uppermost position of the first heat transfer tube 3b of the second group, for example. Has been done.
- the second heat transfer tube 4a located at the lowest position of the second heat transfer tube 4a of the first group is arranged above the second heat transfer tube 4b located at the lowest position of the second heat transfer tube 4b of the second group, for example. Has been done.
- the second heat transfer tube 4a located at the uppermost position of the second heat transfer tube 4a of the first group is arranged above the second heat transfer tube 4b located at the uppermost position of the second heat transfer tube 4b of the second group, for example.
- the second heat transfer tube 4b located at the lowermost position of the second heat transfer tube 4b of the second group is, for example, higher than the first heat transfer tube 3a arranged at the uppermost position of the first heat transfer tube 3a of the first group. It is located in.
- Each of the second heat transfer tubes 4a of the second heat transfer tube 4a of the first group is, for example, two second heat transfer tubes adjacent to the third direction C of the second heat transfer tubes 4b of the second group when viewed from the second direction B. It is arranged between the heat tubes 4b.
- Each of the second heat transfer tubes 4b of the second heat transfer tube 4b of the second group is, for example, two second heat transfer tubes adjacent to the third direction C of the second heat transfer tubes 4a of the first group when viewed from the second direction B. It is arranged between the heat tubes 4a.
- the first heat transfer tube 3a arranged at the uppermost position of the first heat transfer tube 3a of the first group is arranged at the uppermost position of the first heat transfer tube 3b of the second group when viewed from the second direction B. It is arranged between the first heat transfer tube 3b and the second heat transfer tube 4b which is arranged at the lowermost position among the second heat transfer tubes 4b of the second group.
- the second heat transfer tube 4b arranged at the lowest position of the second heat transfer tube 4b of the second group is arranged at the uppermost position of the first heat transfer tube 3a of the first group when viewed from the second direction B.
- the first heat transfer tube 3a is the first heat transfer tube 3b arranged at the uppermost position among the first heat transfer tubes 3b of the second group and the second heat transfer tube 4a of the first group when viewed from the second direction B. It is arranged between the second heat transfer tube 4a, which is arranged at the lowest position.
- Each of the plurality of first heat transfer tubes 3 is not arranged side by side with each of the plurality of second heat transfer tubes 4 in the second direction B.
- Each of the first heat transfer tubes 3a of the first group is arranged on the leeward side and the leeward side of the second heat transfer tube 4a of the first group and the second heat transfer tube 4b of the second group in the second direction B, respectively. Absent.
- Each of the second heat transfer tubes 4a of the first group is arranged on the leeward side and the leeward side of the first heat transfer tube 3a of the first group and the first heat transfer tube 3b of the second group in the second direction B, respectively. Absent.
- the first air passage AF1 and the second air passage AF2 are arranged in parallel with each other.
- the gas flowing into the first air passage AF1 first exchanges heat with the refrigerant flowing through the first heat transfer tube 3b of the second group, then exchanges heat with the refrigerant flowing through the first heat transfer tube 3a of the first group, and then first. It flows out from the air passage AF1.
- the gas flowing into the second air passage AF2 first exchanges heat with the refrigerant flowing through the second heat transfer tube 4b of the second group, then exchanges heat with the refrigerant flowing through the second heat transfer tube 4a of the first group, and then the second. It flows out from the air passage AF2.
- Each configuration of the plurality of first heat transfer tubes 3 and the plurality of second heat transfer tubes 4 other than the above is, for example, equal to each other.
- the flow path cross-sectional areas of the plurality of first heat transfer tubes 3 and the plurality of second heat transfer tubes 4 are, for example, equal to each other.
- Each of the first heat transfer tubes 3a of the first group is arranged at equal intervals in, for example, the third direction C.
- Each of the first heat transfer tubes 3b of the second group is arranged at equal intervals, for example, in the third direction C.
- Each of the second heat transfer tubes 4a of the first group is arranged at equal intervals, for example, in the third direction C.
- Each of the second heat transfer tubes 4b of the second group is arranged at equal intervals, for example, in the third direction C.
- the distance between two adjacent first heat transfer tubes 3a in the third direction C is, for example, equal to the distance between two adjacent first heat transfer tubes 3b in the third direction C.
- the distance between two adjacent second heat transfer tubes 4a in the third direction C is, for example, equal to the distance between two adjacent second heat transfer tubes 4b in the third direction C.
- the distances between the adjacent first heat transfer tubes 3b and the second heat transfer tubes 4b are, for example, equal to each other.
- the first heat transfer tube 3a of the first group and the second heat transfer tube 4a of the first group are arranged on a straight line extending along the third direction C, for example.
- the first heat transfer tube 3b of the second group and the second heat transfer tube 4b of the second group are arranged on a straight line extending along, for example, the third direction C.
- the distance in the second direction B between the first heat transfer tube 3a of the first group and the first heat transfer tube 3b of the second group is, for example, the second heat transfer tube 4a of the first group and the second heat transfer tube of the second group. It is equal to the distance of the second direction B from 4b.
- the first inflow / outflow section 5 and the second inflow / outflow section 6 are portions where the refrigerant flows in and out of the refrigerant flow path of the first heat exchanger 1A.
- the first inflow / outflow portion 5 is connected to the first heat transfer tube 3a located at the lowermost position among the first heat transfer tubes 3a of the first group. In other words, the first inflow / outflow portion 5 is connected to the lower end of the first refrigerant flow path.
- the second inflow / outflow portion 6 is connected to the second heat transfer tube 4a located at the uppermost position among the second heat transfer tubes 4a of the first group. In other words, the second inflow / outflow section 6 is connected to the upper end of the third refrigerant flow path.
- the solid arrow shown in FIG. 2 indicates the flow direction of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit when the refrigeration cycle device 100 is in the first state.
- the dotted arrow shown in FIG. 2 indicates the flow direction of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit when the refrigeration cycle device 100 is in the second state.
- the first inflow / outflow section 5 is connected to the refrigerant circuit so as to act as an outflow section from which the refrigerant flows out in the first state and as an inflow section into which the refrigerant flows in in the second state.
- the second inflow / outflow section 6 is connected to the refrigerant circuit so as to act as an inflow section through which the refrigerant flows in in the first state and as an outflow section through which the refrigerant flows out in the second state.
- the flow path switching portion 7 is a portion for connecting the first heat transfer tube 3 corresponding to the first air passage AF1 and the second heat transfer tube 4 corresponding to the second air passage AF2 in series.
- the first heat exchanger 1A does not have to include the flow path switching unit 7.
- Each of the plurality of connecting portions 8a connects one end or each other end of the first direction A of two adjacent first heat transfer tubes 3a in the third direction C of the first heat transfer tubes 3 of the first group.
- Each of the plurality of connecting portions 8b connects one end or the other end of the first direction A of the two adjacent first heat transfer tubes 3b in the third direction C of the first heat transfer tubes 3b of the second group.
- the connection portion 8c is a first heat transfer tube 3a located at the uppermost position of the first heat transfer tube 3a of the first group, and a first heat transfer tube 3b located at the lowermost position of the first heat transfer tube 3b of the second group. , Each one end or each other end of the first direction A is connected.
- One end of the first heat transfer tube 3a located at the uppermost position of the first heat transfer tube 3a of the first group is connected to the adjacent first heat transfer tube 3a in the third direction C via the connecting portion 8a. Has been done.
- the other end of the first direction A of the first heat transfer tube 3a located at the uppermost position of the first heat transfer tube 3a of the first group is the lowermost position of the first heat transfer tube 3b of the second group via the connecting portion 8c. It is connected to the other end of the first direction A of the first heat transfer tube 3b located at.
- Each of the plurality of connecting portions 9a connects one end or each other end of the first direction A of two adjacent second heat transfer tubes 4a in the third direction C of the second heat transfer tubes 4 of the first group.
- Each of the plurality of connecting portions 9b connects one end or the other end of the first direction A of the two adjacent second heat transfer tubes 4b in the third direction C of the second heat transfer tubes 4b of the second group.
- the connection portion 9c is a second heat transfer tube 4a located at the lowermost position of the second heat transfer tube 4a of the first group, and a second heat transfer tube 4b located at the uppermost position of the second heat transfer tube 4b of the second group. , Each one end or each other end of the first direction A is connected.
- One end of the first heat transfer tube 3a located at the lowermost position of the second heat transfer tube 4a of the first group is connected to the adjacent second heat transfer tube 4a in the third direction C via the connecting portion 9a. Has been done.
- the other end of the first direction A of the second heat transfer tube 4a located at the lowermost position of the second heat transfer tube 4a of the first group is the uppermost position of the second heat transfer tube 4b of the second group via the connecting portion 9c. It is connected to the other end of the first direction A of the second heat transfer tube 4b located at.
- each of the connecting portions 8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 9c shown by the dotted line is connected to each one end of the plurality of first heat transfer tubes 3 and the plurality of second heat transfer tubes 4.
- Each of the connecting portions 8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 9c shown by a solid line is connected to each other end of the plurality of first heat transfer tubes 3 and the plurality of second heat transfer tubes 4.
- the upstream portion arranged on the inflow side of the refrigerant from the central portion of the refrigerant flow path is arranged on the windward side. It is configured by alternately connecting the heat transfer tubes arranged on the leeward side and the heat transfer tubes arranged on the leeward side in series. From a different point of view, in the upstream part when the heat exchanger acts as an evaporator, two heat transfer tubes arranged so as to be countercurrent and two heat transfer tubes arranged so as to be parallel flow. Are alternately connected in series.
- the first heat exchanger 1A does not include the upstream portion of the conventional heat exchanger.
- the plurality of first heat transfer tubes 3 of the first heat exchanger 1A are arranged side by side in the third direction C, and the first heat transfer tubes 3a of the first group are connected in series with each other.
- the first heat transfer tube 3b of the second group arranged side by side in the third direction C and connected in series with each other.
- the first heat transfer tube 3a of the first group is connected in series with the first heat transfer tube 3b of the second group, and in the second direction B, the first air passage AF1 is more than the first heat transfer tube 3b of the second group. It is located on the leeward side of.
- the plurality of second heat transfer tubes 4 are arranged side by side in the third direction C, and are arranged side by side in the third direction C with the second heat transfer tubes 4a of the first group which are connected in series with each other. It includes a second group of second heat transfer tubes 4b that are connected in series with each other.
- the second heat transfer tube 4a of the first group is connected in series with the second heat transfer tube 4b of the second group, and in the second direction B, the second air passage AF2 is more than the second heat transfer tube 4b of the second group. It is located on the leeward side of.
- the first heat transfer tube 3a of the first group, the first heat transfer tube 3b of the second group, the second heat transfer tube 4b of the second group, and the second heat transfer tube 4a of the first group are connected in series in this order.
- each of the plurality of first heat transfer tubes 3 is not arranged so as to have a parallel flow.
- the temperature of the refrigerant flowing through the first heat transfer tube 3b of the second group arranged on the windward side of the first air passage AF1 is arranged on the leeward side.
- the temperature is higher than the temperature of the refrigerant flowing through the first heat transfer tube 3a of the first group.
- the temperature of the refrigerant flowing through the second heat transfer tube 4b of the second group arranged on the windward side of the second air passage AF2 is the temperature of the first heat transfer tube of the second group arranged on the windward side of the first air passage AF1. It becomes even higher than the temperature of the refrigerant flowing through 3b.
- the first heat exchanger The first heat transfer tube 3a of the first group through which the lowest temperature refrigerant flows because it is arranged on the most upstream side when 1A acts as an evaporator is on the leeward side of the first heat transfer tube 3b of the second group. Have been placed. Therefore, the temperature of the gas flowing around the first heat transfer tube 3a of the first group is lower than the temperature of the gas flowing around the first heat transfer tube 3b of the second group.
- frost formation is suppressed in the first heat exchanger 1A as compared with the conventional heat exchanger described above.
- FIG. 3A shows the non-azeotropic mixed refrigerant and the first air passage flowing through each of the plurality of first heat transfer tubes 3 when the non-azeotropic mixed refrigerant flows through the first heat exchanger 1A acting as an evaporator. It is a graph which shows each temperature change of the gas flowing through AF1.
- FIG. 3B shows the non-azeotropic mixed refrigerant and the second air passage AF2 flowing through the plurality of second heat transfer tubes 4 when the non-azeotropic mixed refrigerant flows through the first heat exchanger 1A acting as an evaporator. It is a graph which shows each temperature change of a flowing gas.
- FIGS. 3A and 3B indicate the gas flow direction, the right side of the horizontal axis is the windward side, and the left side of the horizontal axis is the leeward side.
- the refrigerant flowing from the first refrigerant flow path to the second refrigerant flow path flows from the left side to the right side along the arrow.
- the refrigerant flowing from the fourth refrigerant flow path to the third refrigerant flow path flows from the right side to the left side along the arrow.
- the vertical axis of FIGS. 3A and 3B shows the temperatures of the non-azeotropic mixed refrigerant and the gas.
- the low-temperature two-phase refrigerant decompressed by the decompression section 103 flows into the inside of the first heat exchanger 1A from the first inflow / outflow section 5.
- the refrigerants are the first refrigerant flow path, the connection portion 8c, the second refrigerant flow path, the flow path switching portion 7, the fourth refrigerant flow path, the connection portion 9c, and the third refrigerant flow. It flows through the paths in order, exchanges heat with the gas flowing through the first air passage AF1, and then exchanges heat with the gas flowing through the second air passage AF2.
- the dryness of the two-phase refrigerant flowing through the evaporator gradually increases from the first inflow / outflow section 5 to the second inflow / outflow section 6.
- the refrigerant is a non-cobo-boiling mixed refrigerant
- the temperature of the refrigerant having a high degree of dryness is higher than the temperature of the refrigerant having a low degree of dryness due to the above temperature gradient. Therefore, when the refrigerant is a non-azeotropic mixed refrigerant, the temperature of the two-phase refrigerant flowing through the evaporator gradually increases from the first inflow / outflow section 5 to the second inflow / outflow section 6 due to the above temperature gradient. It gets higher.
- the first heat transfer tube 3a of the first group through which the coldest refrigerant flows is the first heat transfer tube 3b of the second group through which the refrigerant having a higher temperature than the first heat transfer tube 3a of the first group flows. It is located leeward than.
- heat exchange is performed between the refrigerant having a relatively high temperature and the gas having a relatively high temperature on the windward side of the first air passage AF1. Therefore, in the first heat exchanger 1A, frost formation on the windward side of the first air passage AF1 is suppressed.
- the temperature and humidity of the gas flowing around the first heat transfer tube 3a of the first group are heat-exchanged with the refrigerant flowing through the first heat transfer tube 3b of the second group, so that the first heat transfer tube of the second group It is lower than the temperature and humidity of the gas flowing around 3b.
- heat exchange is performed between the refrigerant having a relatively low temperature and the gas having a relatively low temperature. Therefore, in the first heat exchanger 1A, frost formation on the leeward side of the first air passage AF1 is suppressed.
- the temperature of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing through the second heat transfer tube 4b of the second group is higher than the temperature of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing through the first heat transfer tube 3b of the second group.
- heat exchange is performed between the refrigerant having a relatively high temperature and the gas having a relatively high temperature on the windward side of the second air passage AF2. Therefore, in the first heat exchanger 1A, frost formation is suppressed also in the second air passage AF2.
- the temperature difference between the gas flowing on the windward side and the gas flowing on the leeward side of the second air passage AF2, that is, the amount of decrease in the air temperature flowing through the second air passage AF2 is relatively small. Therefore, the degree of superheat of the refrigerant (super heat: SH) can be sufficiently secured.
- the first heat exchanger 1A when the first heat exchanger 1A acts as an evaporator, the first heat exchanger 1A has high heat exchange performance while suppressing frost formation.
- the first heat exchanger 1A acts as a condenser
- the high-temperature and highly dry refrigerant discharged from the compressor 101 flows into the inside of the first heat exchanger 1A from the second inflow / outflow section 6.
- the refrigerants are the third refrigerant flow path, the connection portion 9c, the fourth refrigerant flow path, the flow path switching portion 7, the second refrigerant flow path, the connection portion 8c, and the first refrigerant flow.
- the temperature of the refrigerant having a high degree of dryness is higher than the temperature of the refrigerant having a low degree of dryness due to the above temperature gradient.
- FIG. 4A shows the non-azeotropic mixed refrigerant and the second air passage flowing through each of the plurality of second heat transfer tubes 4 when the non-azeotropic mixed refrigerant flows through the first heat exchanger 1A acting as a condenser. It is a graph which shows each temperature change of the gas flowing through AF2.
- FIG. 4B shows the non-azeotropic mixed refrigerant and the first air passage AF1 flowing through the plurality of first heat transfer tubes 3 when the non-azeotropic mixed refrigerant flows through the first heat exchanger 1A acting as a condenser. It is a graph which shows each temperature change of a flowing gas.
- FIGS. 4A and 4B indicate the gas flow direction, the right side of the horizontal axis is the windward side, and the left side of the horizontal axis is the leeward side.
- the vertical axis of FIGS. 4A and 4B shows the temperatures of the non-azeotropic mixed refrigerant and the gas.
- the gas flowing through the second air passage AF2 first exchanges heat with the refrigerant flowing through the second heat transfer tube 4b of the second group, and then passes through the second heat transfer tube 4a of the first group. It exchanges heat with the flowing refrigerant. Therefore, the temperature of the gas flowing around the second heat transfer tube 4b of the second group is lower than the temperature of the gas flowing around the second heat transfer tube 4a of the first group.
- the temperature of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing through the second heat transfer tube 4b of the second group is higher than the temperature of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing through the second heat transfer tube 4a of the first group due to the above temperature gradient. Will also be low.
- the temperature of the non-azeotropic mixed refrigerant flowing through the second heat transfer tube 4b of the second group is sufficiently higher than the temperature of the gas flowing around the second heat transfer tube 4b of the second group.
- the relatively low temperature non-co-boiling mixed refrigerant flowing through the second heat transfer tube 4b of the second group and the relatively low temperature gas flowing toward the second heat transfer tube 4b of the second group is sufficiently higher than the temperature of the gas flowing around the second heat transfer tube 4b of the second group.
- the relatively low temperature non-co-boiling mixed refrigerant flowing through the second heat transfer tube 4b of the second group and the relatively low temperature gas flowing toward the second heat transfer tube 4b of the second group The temperature difference between the refrigerant and the relatively high temperature non-co-boiling mixed refrigerant flowing through the second heat transfer tube 4a of the first group and the relatively high temperature gas flowing toward the second heat transfer tube 4a of the first group. , Will be big enough. Therefore, the heat exchange performance of the first heat exchange
- the first air passage AF1, the first heat transfer tube 3a of the first group and the first heat transfer tube 3b of the second group arranged in the first air passage AF1 are the second arranged in the second air passage AF2. It acts as a supercooling region for supercooling the refrigerant whose dryness is sufficiently lowered by flowing through the second heat transfer tube 4a of the first group and the second heat transfer tube 4b of the second group.
- the plurality of first heat transfer tubes 3 The region of the heat transfer tube 3 that acts as a supercooling region becomes large.
- the heat exchange performance required for the first air passage AF1, the first heat transfer tube 3a of the first group, and the first heat transfer tube 3b of the second group is the second air passage AF2, the second heat transfer tube of the first group. It is lower than the heat exchange performance required for 4a and the second heat transfer tube 4b of the second group.
- the degree is the degree of influence of the heat exchange performance of the second air passage AF2, the second heat transfer tube 4a of the first group, and the second heat transfer tube 4b of the second group on the heat exchange performance of the first heat exchanger 1A. Compared to, it is low. Therefore, the heat exchange performance of the first heat exchanger 1A is not impaired by the heat exchange performance of the first air passage AF1, the first heat transfer tube 3a of the first group, and the first heat transfer tube 3b of the second group.
- the first heat exchanger 1A includes a first inflow / outflow portion 5 which is connected to the lower end of the first refrigerant flow path and in which the refrigerant flows in or out, and an upper end of the first refrigerant flow path and a lower end of the second refrigerant flow path.
- a connecting portion 8c connecting the above and a connecting portion 9c connecting the upper end of the second refrigerant flow path and the lower end of the third refrigerant flow path are further provided.
- the refrigerant is the first heat transfer tube 3a of the first group, the first heat transfer tube 3b of the second group, and the second transfer of the second group.
- Each of the heat tube 4b and the second heat transfer tube 4a of the first group flows from the lower side to the upper side.
- the flow directions of the refrigerants of the first heat transfer tube 3a of the first group and the first heat transfer tube 3b of the second group are the same.
- the difference from the temperature difference of the refrigerant flowing through each of the first heat transfer tube 3a and the first heat transfer tube 3b of the other set is the difference between the first heat transfer tube 3a of the first group and the first heat transfer tube 3b of the second group. It is smaller than the case where the flow direction of the refrigerant is reversed. Therefore, high heat exchange performance can be maintained in each of the set of the first heat transfer tubes 3a and the first heat transfer tubes 3b arranged side by side in the second direction B.
- the refrigeration cycle device 100 includes a first heat exchanger 1A.
- frost formation is suppressed in the first heat exchanger 1A. Therefore, when the refrigeration cycle device 100 and the refrigeration cycle device provided with the above-mentioned conventional heat exchanger are used under the same conditions, the number of defrosting operations per usage time of the former is smaller than that of the latter. As a result, according to the refrigeration cycle device 100, higher heat exchange performance and higher comfort are realized as compared with the conventional refrigeration cycle device.
- the first heat exchanger 1B according to the second embodiment has basically the same configuration as the first heat exchanger 1A according to the first embodiment, but has a plurality of second transmissions.
- the heat tube 4 is different from the first heat exchanger 1A according to the first embodiment in that the second heat transfer tube 4c of the third group and the second heat transfer tube 4d of the fourth group are further included.
- Each of the second heat transfer tubes 4c of the third group is arranged side by side in the third direction C and is connected in series with each other.
- Each of the second heat transfer tubes 4d of the fourth group is arranged side by side in the third direction and is connected in series with each other.
- the second heat transfer tube 4c of the third group is connected in series with the second heat transfer tube 4d of the fourth group, and in the second direction B, the second air passage AF2 is more than the second heat transfer tube 4d of the fourth group. It is located on the leeward side of.
- the second heat transfer tube 4c of the third group and the second heat transfer tube 4d of the fourth group are connected in parallel with the second heat transfer tube 4a of the first group and the second heat transfer tube 4b of the second group.
- Each of the second heat transfer tubes 4c of the second heat transfer tube 4c of the third group is on the leeward side of the second air passage AF2 in the second direction B than each second heat transfer tube 4d of the second heat transfer tube 4d of the fourth group. Is located in.
- Each of the second heat transfer tubes 4d of the second heat transfer tube 4d of the fourth group is on the windward side of the second air passage AF2 with respect to each second heat transfer tube 4c of the second heat transfer tube 4c of the third group in the second direction B. Is located in.
- the second heat transfer tube 4c of the third group is arranged side by side at a distance from the second heat transfer tube 4a of the first group in the third direction C, and is spaced from the first heat transfer tube 3a of the first group. Are arranged apart from each other.
- the second heat transfer tube 4c of the third group is arranged below the second heat transfer tube 4a of the first group, and is arranged above the first heat transfer tube 3a of the first group.
- the second heat transfer tube 4d of the fourth group is arranged side by side at a distance from the second heat transfer tube 4b of the second group in the third direction C, and is spaced from the first heat transfer tube 3b of the second group. Are arranged apart from each other.
- the second heat transfer tube 4d of the fourth group is arranged below the second heat transfer tube 4b of the second group, and is arranged above the first heat transfer tube 3b of the second group.
- the first heat transfer tube 3a of the first group, the first heat transfer tube 3b of the second group, the second heat transfer tube 4a of the second group, and the second heat transfer tube 4b of the first group are in this order.
- the first heat transfer tube 3a of the first group, the first heat transfer tube 3b of the second group, the second heat transfer tube 4d of the fourth group, and the second heat transfer tube 4c of the third group are connected in order. They are connected in series.
- Each second heat transfer tube 4c of the second heat transfer tube 4c of the third group is connected in series with each other via a connecting portion 9d.
- Each of the second heat transfer tubes 4d of the second heat transfer tube 4d of the fourth group is connected in series with each other via a connecting portion 9e.
- the second heat transfer tube 4c of the third group is connected in series with the second heat transfer tube 4d of the fourth group via the connecting portion 9f.
- the second heat transfer tube 4c of the third group and the plurality of connecting portions 9d form a fifth refrigerant flow path.
- the second heat transfer tube 4d of the fourth group and the plurality of connecting portions 9e form a sixth refrigerant flow path.
- the fifth refrigerant flow path is connected in series with the sixth refrigerant flow path via the connecting portion 9f.
- the first heat exchanger 1B further includes a third inflow / outflow section 10 in addition to the first inflow / outflow section 5 and the second inflow / outflow section 6.
- the third inflow / outflow section 10 is a portion in which the refrigerant flows in / out of the refrigerant flow path of the first heat exchanger 1B.
- the third inflow / outflow section 10 is connected to the second heat transfer tube 4c located at the uppermost position among the second heat transfer tubes 4c of the fifth group. In other words, the third inflow / outflow section 10 is connected to the upper end of the fifth refrigerant flow path.
- the connecting portion 9c (second connecting pipe line) is located at the uppermost position of the second heat transfer pipe 4a of the first group, and the second heat transfer pipe 4a and The second heat transfer tube 4b located at the uppermost position of the second heat transfer tube 4b of the second group is connected to each one end or each other end in the first direction A.
- the first heat transfer tube 3b of the second group is connected in series with the second heat transfer tube 4d of the fourth group via the flow path switching portion 7.
- the second refrigerant flow path is connected in series with the sixth refrigerant flow path via the flow path switching unit 7.
- the first heat exchanger 1B includes a refrigerant flow path in which a first refrigerant flow path, a second refrigerant flow path, a fourth refrigerant flow path, and a third refrigerant flow path are connected in series in order, and a first refrigerant flow path.
- a second refrigerant flow path, a sixth refrigerant flow path, and a refrigerant flow path in which the fifth refrigerant flow path is connected in series in this order are formed.
- the sum of the flow path cross-sectional areas of the plurality of second heat transfer tubes 4 is larger than the sum of the flow path cross-sectional areas of the plurality of first heat transfer tubes 3.
- the sum of the cross-sectional areas of the flow paths is the sum of the cross-sectional areas of the flow paths of the plurality of first heat transfer tubes 3 and the plurality of second heat transfer tubes 4 appearing in any one cross section orthogonal to the first direction A. is there.
- Each configuration of the plurality of first heat transfer tubes 3 and the plurality of second heat transfer tubes 4 other than the above is, for example, equal to each other.
- the flow path cross-sectional areas of the plurality of first heat transfer tubes 3 and the plurality of second heat transfer tubes 4 are, for example, equal to each other.
- the number of the second heat transfer tubes 4c in the third group is equal to, for example, the number of the second heat transfer tubes 4a in the first group.
- the number of the second heat transfer tubes 4d in the fourth group is equal to, for example, the number of the second heat transfer tubes 4b in the second group.
- first heat exchanger 1B according to the second embodiment has the same configuration as the first heat exchanger 1A according to the first embodiment, the same effect as that of the first heat exchanger 1A can be obtained.
- the dryness of the refrigerant flowing through the plurality of second heat transfer tubes 4 is higher than the dryness of the refrigerant flowing through the plurality of first heat transfer tubes 3 as described above. It gets higher. Therefore, for example, when the sum of the flow path cross-sectional areas of the plurality of second heat transfer tubes 4 is equal to the sum of the flow path cross-sectional areas of the plurality of first heat transfer tubes 3, the flow velocity of the refrigerant flowing through the plurality of second heat transfer tubes 4 Is faster than the flow velocity of the refrigerant flowing through the plurality of first heat transfer tubes 3. In this case, the pressure loss of the refrigerant flowing through the plurality of second heat transfer tubes 4 is higher than the pressure loss of the refrigerant flowing through the plurality of first heat transfer tubes 3.
- the second heat transfer tube 4c of the third group and the second heat transfer tube 4d of the fourth group are the first heat transfer tube 3a of the first group and the first transfer of the second group. It is connected in series with the heat pipe 3b, and is also connected in parallel with the second heat transfer tube 4a of the first group and the second heat transfer tube 4b of the second group.
- the sum of the flow path cross-sectional areas of the plurality of second heat transfer tubes 4 is a plurality of first. It is larger than the total cross-sectional area of the flow path of the heat transfer tube 3.
- the flow velocity of the refrigerant flowing through the plurality of second heat transfer tubes 4 is the case where the sum of the flow path cross-sectional areas of the plurality of second heat transfer tubes 4 is equal to the sum of the flow path cross-sectional areas of the plurality of first heat transfer tubes 3. It will be slower than that.
- the pressure loss of the refrigerant flowing through the plurality of second heat transfer tubes 4 is caused by the respective flows of the plurality of first heat transfer tubes 3 and the plurality of second heat transfer tubes 4. It can also be reduced if the road cross-sectional areas are provided equal to each other.
- the plurality of first heat transfer tubes 3 may have a configuration different from that of the plurality of second heat transfer tubes 4.
- the cross-sectional area of each flow path of the plurality of first heat transfer tubes 3 may be smaller than the cross-sectional area of each flow path of the plurality of second heat transfer tubes 4.
- the connecting portion 9c is the second transmission located at the lowermost position among the second heat transfer tubes 4a of the first group, similarly to the first heat exchanger 1A.
- One end or each other end of the first direction A of the heat tube 4a and the second heat transfer tube 4b located at the uppermost position of the second heat transfer tube 4b of the second group may be connected.
- the connecting portion 9f is the second heat transfer tube 4c located at the lowermost position of the second heat transfer tube 4c of the third group, and the second heat transfer tube 4d located at the uppermost position of the second heat transfer tube 4d of the fourth group.
- One end or each other end of the first direction A of the heat tube 4d may be connected.
- 1A, 1B 1st heat exchanger, 2 fins, 3,3a, 3b, 4a, 4c 1st heat transfer tube, 4,4a, 4b, 4c, 4d 2nd heat transfer tube, 5 1st outflow / inflow part, 6 2nd outflow Inlet 7-way switching section, 8,8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f connection section, 10th inflow / outflow section, 11 second heat exchanger, 100 refrigeration cycle device, 101 compressor, 102 four-way valve, 103 decompression unit, 104 first fan.
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Abstract
第1熱交換器(1)は、第1方向(A)に流れる冷媒と第2方向(B)に流れる気体とが熱交換する熱交換器である。第1熱交換器(1)は、第1群の第1伝熱管(3a)、第2群の第1伝熱管(3b)、第1群の第2伝熱管(4a)、および第2群の第2伝熱管(4b)を備える。第1群の第1伝熱管(3a)は、第3方向(C)に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている。第2群の第1伝熱管(3b)は、第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている。第1群の第2伝熱管(4a)は、第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている。第2群の第2伝熱管(4b)は、第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている。第1群の第1伝熱管(3a)は、第2群の第1伝熱管(3b)と直列に接続されており、かつ第2方向(B)において第2群の第1伝熱管(3b)よりも風下側に配置されている。第1群の第2伝熱管(4a)は、第2群の第2伝熱管(4b)と直列に接続されており、かつ第2方向(B)において第2群の第2伝熱管(4b)よりも風下側に配置されている。第1群の第1伝熱管(3a)は、第3方向(C)において第1群の第2伝熱管(3b)と並んで配置されており、第2群の第1伝熱管(3b)は、第3方向(C)において第2群の第2伝熱管(4b)と並んで配置されている。第1群の第1伝熱管(3a)、第2群の第1伝熱管(3b)、第2群の第2伝熱管(4b)、および第1群の第2伝熱管(4a)が、順に直列に接続されている。
Description
本発明は、熱交換器および冷凍サイクル装置に関する。
非共沸混合冷媒は、沸点の高い冷媒と低い冷媒との混合物である。そのため、非共沸混合冷媒では、乾き度の低い領域では沸点の低い冷媒がガス化し、乾き度の高い領域では沸点の高い冷媒がガス化するため、乾き度により飽和温度が変化する。その結果、非共沸混合冷媒では、単一冷媒とは異なり、同一圧力における飽和ガス温度が飽和液温度よりも高くなる。つまり、モリエル線図(ph線図)において、非共沸混合冷媒の等温線は二相領域内にて勾配を持つ(以下、温度勾配という)。
冷凍サイクル装置の蒸発器の冷媒の流入口側では、相対的に温度が低い二相冷媒と該冷媒よりも高温の気体(例えば外気)との熱交換が行われ、二相冷媒の乾き度が高められる。冷凍サイクル装置を循環する冷媒が非共沸混合冷媒である場合、上記温度勾配の影響により、蒸発器の冷媒流出口側での非共沸混合冷媒の飽和温度は蒸発器の冷媒流入口側での非共沸混合冷媒の飽和温度よりも高くなる。そのため、蒸発器の冷媒流出口側を流れる非共沸混合冷媒と気体との温度差が蒸発器の冷媒流入口側を流れる非共沸混合冷媒と外気との温度差よりも小さくなり、蒸発器の冷媒流出口側の熱交換量が蒸発器の冷媒流入口側の熱交換量よりも低下する。
蒸発器の熱交換性能を高める方法として、冷媒の流通方向と外気の通風方向とをいわゆる対向流とすることが挙げられる。しかし、例えば四方弁等により、冷媒の流通方向が反転して熱交換器が凝縮器として作用する第2状態と該熱交換器が蒸発器として作用する第1状態とが切り替えられる冷凍サイクル装置では、第1状態の蒸発器にて対向流が実現される場合、第2状態の凝縮器にていわゆる平行流となり、凝縮器の熱交換性能が低下する。
特開昭58-62469号公報には、上記第2状態および上記第1状態の各々での熱交換性能を高めるために、熱交換器内の冷媒流路をその中央部で2分し、中央部に対して一方の側に位置する部分と他方に位置する部分とが、該熱交換器が凝縮器として作用する場合にも蒸発器として作用する場合にも、風上側に面するように配置された熱交換器が開示されている。
しかしながら、特開昭58-62469号公報に記載された熱交換器では、蒸発器として作用するときに中央部に対して冷媒の流入口側に位置する冷媒流路は、相対的に風上側に位置する伝熱管と、相対的に風下側に位置する伝熱管とを交互に直列に接続することにより、構成されている。そのため、上記冷媒流路には、相対的に風上側に位置する伝熱管から相対的に風下側に位置する伝熱管に流れることによりいわゆる平行流となる領域と、相対的に風下側に位置する伝熱管から相対的に風上側に位置する伝熱管に流れることによりいわゆる対向流となる領域とが、交互に配置される。なお、平行流とは、冷媒が気体の流通方向の風上側から風下側に向かって流れることをいう。対向流とは、冷媒が気体の流通方向の風下側から風上側に向かって流れることをいう。
その結果、上記熱交換器では、上記冷媒流路において相対的に風上側に位置する伝熱管に低温の冷媒が流れることになり、当該伝熱管の周囲に着霜が生じやすい。その結果、上記熱交換器を備える冷凍サイクル装置では、除霜運転の回数が比較的多くなり、熱交換性能および快適性を十分に高めることが困難であった。
本発明の主たる目的は、上述した従来の熱交換器と比べて非共沸混合冷媒が循環する冷凍サイクル装置に使用されたときにも着霜が抑制され、かつ上記第2状態および上記第1状態の各々での熱交換性能の低下が抑制された熱交換器、および該熱交換器を備える冷凍サイクル装置を提供することにある。
本発明に係る熱交換器は、第1方向に流れる冷媒と第1方向と交差する第2方向に流れる気体とが熱交換する熱交換器であって、第1方向に沿って延在し、かつ内部を冷媒が流れる複数の第1伝熱管および複数の第2伝熱管と、複数の第1伝熱管および複数の第2伝熱管の各々と接続されており、かつ気体が第2方向に流れる風路を複数の第1伝熱管および複数の第2伝熱管の各々の周囲に形成するように設けられている少なくとも1つのフィンとを備える。複数の第1伝熱管は、第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている第1群の第1伝熱管と、第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている第2群の第1伝熱管とを含む。第1群の第1伝熱管は、第2群の第1伝熱管と直列に接続されており、かつ第2方向において第2群の第1伝熱管よりも風下側に配置されている。複数の第2伝熱管は、第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている第1群の第2伝熱管と、第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている第2群の第2伝熱管とを含む。第1群の第2伝熱管は、第2群の第2伝熱管と直列に接続されており、かつ第2方向において第2群の第2伝熱管よりも風下側に配置されている。第1群の第1伝熱管、第2群の第1伝熱管、第2群の第2伝熱管、および第1群の第2伝熱管が、順に直列に接続されている。
本発明によれば、上述した従来の熱交換器と比べて、非共沸混合冷媒が循環する冷凍サイクル装置に使用されたときにも、着霜が抑制され、かつ上記第2状態および上記第1状態の各々での熱交換性能の低下が抑制された熱交換器、および該熱交換器を備える冷凍サイクル装置を提供することができる。
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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。
実施の形態1.
<冷凍サイクル装置の構成>
図1に示されるように、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100は、冷媒が循環する冷媒回路を備える。冷媒回路は、圧縮機101、流路切替部としての四方弁102、減圧部103、第1熱交換器1A、および第2熱交換器11を含む。冷凍サイクル装置100は、第1熱交換器1Aに送風する第1ファン104と、第2熱交換器11に送風する第2ファン105とをさらに備える。冷凍サイクル装置100は、例えば空気調和機である。第1熱交換器1Aは、例えば室外熱交換器である。第2熱交換器11は、例えば室内熱交換器である。
<冷凍サイクル装置の構成>
図1に示されるように、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100は、冷媒が循環する冷媒回路を備える。冷媒回路は、圧縮機101、流路切替部としての四方弁102、減圧部103、第1熱交換器1A、および第2熱交換器11を含む。冷凍サイクル装置100は、第1熱交換器1Aに送風する第1ファン104と、第2熱交換器11に送風する第2ファン105とをさらに備える。冷凍サイクル装置100は、例えば空気調和機である。第1熱交換器1Aは、例えば室外熱交換器である。第2熱交換器11は、例えば室内熱交換器である。
圧縮機101は、冷媒と吐出する吐出口と、冷媒を吸入する吸入口とを有している。減圧部103は、例えば膨張弁である。減圧部103は、第1熱交換器1Aの第1流出入部5に接続されている。第1ファン104は、第1熱交換器1A上に後述する第2方向Bに沿った気流を形成する。
四方弁102は、圧縮機101の吐出口と吐出配管を介して接続されている第1ポートと、圧縮機101の吸入口と吸入配管を介して接続されている第2ポートと、第1熱交換器1Aの第2流出入部6に接続されている第3ポートと、第2熱交換器11に接続されている第4ポートとを有している。四方弁102は、第2熱交換器11が凝縮器として作用し第1熱交換器1Aが蒸発器として作用する第1状態と、第1熱交換器1Aが凝縮器として作用し第2熱交換器11が蒸発器として作用する第2状態とを切り替えるように設けられている。冷凍サイクル装置100が空気調和機である場合、第1状態は暖房運転時に実現され、第2状態は冷房運転時に実現される。第1状態および第2状態において、第1ファン104によって第1熱交換器1A上に形成される気流の向きは、一定である。
なお、図1に示される実線の矢印は、冷凍サイクル装置100が上記第1状態にあるときの上記冷媒回路を循環する冷媒の流通方向を示す。図1に示される点線の矢印は、冷凍サイクル装置100が上記第2状態にあるときの上記冷媒回路を循環する冷媒の流通方向を示す。
<第1熱交換器の構成>
図2に示されるように、第1熱交換器1Aは、例えば複数のフィン2と、複数の第1伝熱管3と、複数の第2伝熱管4と、第1流出入部5と、第2流出入部6と、流路切り替え部7と、複数の接続部8、9とを主に備える。第1熱交換器1Aは、複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の各々の内部を第1方向Aに沿って流れる冷媒と、複数のフィン2に沿って第2方向Bに沿って流れる気体(例えば外気)とが熱交換するように設けられている。
図2に示されるように、第1熱交換器1Aは、例えば複数のフィン2と、複数の第1伝熱管3と、複数の第2伝熱管4と、第1流出入部5と、第2流出入部6と、流路切り替え部7と、複数の接続部8、9とを主に備える。第1熱交換器1Aは、複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の各々の内部を第1方向Aに沿って流れる冷媒と、複数のフィン2に沿って第2方向Bに沿って流れる気体(例えば外気)とが熱交換するように設けられている。
第1方向Aは、第2方向Bと交差する方向であり、例えば直交する方向である。第1方向Aおよび第2方向Bは、例えば水平方向である。第1方向Aおよび第2方向Bと交差する第3方向Cは、例えば上下方向である。なお、図2は、第1熱交換器1Aを第1方向Aから視た側面図である。図2において、気体は第1熱交換器1Aに対し右側から左側へ流れる。
図2に示されるように、複数のフィン2の各々は、第2方向Bおよび第3方向Cに沿って延びている。複数のフィン2の各々は、第1方向Aにおいて互いに間隔を隔てて配置されている。複数のフィン2の各々は、複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の各々と接続されている。複数のフィン2の各々は、気体が第2方向Bに流れる第1風路AF1を複数の第1伝熱管3の各々の周囲に形成するとともに、気体が第2方向Bに流れる第2風路AF2を複数の第2伝熱管4の各々の周囲に形成するように設けられている。
図2に示されるように、複数の第1伝熱管3の各々は、第1方向Aに沿って延びている。複数の第1伝熱管3の各々は、第2方向Bおよび第3方向Cにおいて互いに間隔を隔てて並んで配置されている。複数の第1伝熱管3は、第1群の第1伝熱管3aと、第2群の第1伝熱管3bとを含む。第1群の第1伝熱管3a、および第2群の第1伝熱管3bの周囲には、第1風路AF1が形成される。
図2に示されるように、複数の第2伝熱管4の各々は、第1方向Aに沿って延びている。複数の第2伝熱管4の各々は、第2方向Bおよび第3方向Cにおいて互いに間隔を隔てて並んで配置されている。複数の第2伝熱管4は、第1群の第2伝熱管4aと、第2群の第2伝熱管4bとを含む。第1群の第2伝熱管4a、および第2群の第2伝熱管4bの周囲には、第2風路AF2が形成される。
第1風路AF1および第2風路AF2は、第3方向Cに並んで配置されている。第1風路AF1および第2風路AF2には、第1ファン104により送風された気体が流通する。第1ファン104により送風された気体のうち、一部が第1風路AF1を通り、他の一部が第2風路AF2を通る。第1風路AF1を流れる気流の向きは、第2風路AF2を流れる気流の向きと同じである。第1風路AF1は第2風路AF2と連なっている。
第1群の第1伝熱管3aの各第1伝熱管3aは、第3方向Cに互いに間隔を隔てて並んで配置されている。第2群の第1伝熱管3bの各第1伝熱管3bは、第3方向Cに互いに間隔を隔てて並んで配置されている。第1群の第1伝熱管3aの各第1伝熱管3aは、第2方向Bにおいて、第2群の第1伝熱管3bの各第1伝熱管3bよりも第1風路AF1の風下側に配置されている。第2群の第1伝熱管3bの各第1伝熱管3bは、第2方向Bにおいて、第1群の第1伝熱管3aの各第1伝熱管3aよりも第1風路AF1の風上側に配置されている。
第1群の第2伝熱管4aの各第2伝熱管4aは、第3方向Cに互いに間隔を隔てて並んで配置されている。第2群の第2伝熱管4bの各第2伝熱管4bは、第3方向Cに互いに間隔を隔てて並んで配置されている。第1群の第2伝熱管4aの各第2伝熱管4aは、第2方向Bにおいて、第2群の第2伝熱管4bの各第2伝熱管4bよりも第2風路AF2の風下側に配置されている。第2群の第2伝熱管4bの各第2伝熱管4bは、第2方向Bにおいて、第1群の第2伝熱管4aの各第2伝熱管4aよりも第2風路AF2の風上側に配置されている。
第1群の第1伝熱管3aは、第3方向Cにおいて、第1群の第2伝熱管4aと間隔を隔てて並んで配置されている。第1群の第1伝熱管3aは、第1群の第2伝熱管4aよりも下方に配置されている。
第2の第1伝熱管3bは、第3方向Cにおいて、第2群の第2伝熱管4bと間隔を隔てて並んで配置されている。第2群の第1伝熱管3bは、第2群の第2伝熱管4bよりも下方に配置されている。
第1群の第1伝熱管3a、第2群の第1伝熱管3b、第2群の第2伝熱管4a、および第1群の第2伝熱管4bは、順に直列に接続されている。
第1群の第1伝熱管3aの各第1伝熱管3aは、接続部8aを介して互いに直列に接続されている。第2群の第1伝熱管3bの各第1伝熱管3bは、接続部8bを介して互いに直列に接続されている。第1群の第1伝熱管3aは、接続部8c(第1接続管路)を介して、第2群の第1伝熱管3bと直列に接続されている。第1群の第1伝熱管3aおよび複数の接続部8aは、第1冷媒流路を構成している。第2群の第1伝熱管3bおよび複数の接続部8bは、第2冷媒流路を構成している。第1冷媒流路は、接続部8cを介して、第2冷媒流路と直列に接続されている。
第1群の第2伝熱管4aの各第2伝熱管4aは、接続部9aを介して互いに直列に接続されている。第2群の第2伝熱管4bの各第2伝熱管4bは、接続部9bを介して互いに直列に接続されている。第1群の第2伝熱管4aは、接続部9c(第2接続管路)を介して、第2群の第2伝熱管4bと直列に接続されている。第1群の第2伝熱管4aおよび複数の接続部9aは、第3冷媒流路を構成している。第2群の第2伝熱管4bおよび複数の接続部9bは、第4冷媒流路を構成している。第4冷媒流路は、接続部9cを介して、第3冷媒流路と直列に接続されている。
第2群の第1伝熱管3bは、流路切り替え部7を介して、第2群の第2伝熱管4bと直列に接続されている。第2冷媒流路は、流路切り替え部7を介して、第4冷媒流路と直列に接続されている。
このように、第1熱交換器1Aに形成される冷媒流路は、第1冷媒流路、第2冷媒流路、第4冷媒流路、および第3冷媒流路が順に直列に接続されたものである。
好ましくは、複数の第1伝熱管3の各々の第1方向Aの長さの総和は、複数の第2伝熱管4の各々の第1方向Aの長さの総和よりも短い。各第1伝熱管3の第1方向Aの長さは、例えば互いに等しい。各第2伝熱管4の第1方向Aの長さは、例えば互いに等しい。各第1伝熱管3の第1方向Aの長さは、各第2伝熱管4の第1方向Aの長さと等しい。好ましくは、第1伝熱管3の本数は、第2伝熱管4の本数よりも少ない。第1群の第1伝熱管3aの本数は、第1群の第2伝熱管4aの本数よりも少ない。第2群の第1伝熱管3bの本数は、第2群の第2伝熱管4bの本数よりも少ない。第1群の第1伝熱管3aの本数は、例えば第2群の第1伝熱管3bの本数と等しい。第1群の第2伝熱管4aの本数は、例えば第2群の第2伝熱管4bの本数と等しい。
第1群の第1伝熱管3aの各第1伝熱管3aは、例えば第2方向Bから視て第2群の第1伝熱管3bのうち第3方向Cに隣り合う2つの第1伝熱管3b間に配置されている。第2群の第1伝熱管3bの各第1伝熱管3bは、第2方向Bから視て、第1群の第1伝熱管3aのうち第3方向Cに隣り合う2つの第1伝熱管3a間に配置されている。
第1群の第1伝熱管3aのうち最も下方に位置する第1伝熱管3aは、例えば第2群の第1伝熱管3bのうち最も下方に位置する第1伝熱管3bよりも上方に配置されている。第1群の第1伝熱管3aのうち最も上方に位置する第1伝熱管3aは、例えば第2群の第1伝熱管3bのうち最も上方に位置する第1伝熱管3bよりも上方に配置されている。
第1群の第2伝熱管4aのうち最も下方に位置する第2伝熱管4aは、例えば第2群の第2伝熱管4bのうち最も下方に位置する第2伝熱管4bよりも上方に配置されている。第1群の第2伝熱管4aのうち最も上方に位置する第2伝熱管4aは、例えば第2群の第2伝熱管4bのうち最も上方に位置する第2伝熱管4bよりも上方に配置されている。第2群の第2伝熱管4bのうち最も下方に位置する第2伝熱管4bは、例えば第1群の第1伝熱管3aのうち最も上方に配置されている第1伝熱管3aよりも上方に配置されている。
第1群の第2伝熱管4aの各第2伝熱管4aは、例えば第2方向Bから視て、第2群の第2伝熱管4bのうち第3方向Cに隣り合う2つの第2伝熱管4b間に配置されている。第2群の第2伝熱管4bの各第2伝熱管4bは、例えば第2方向Bから視て、第1群の第2伝熱管4aのうち第3方向Cに隣り合う2つの第2伝熱管4a間に配置されている。
第1群の第1伝熱管3aのうち最も上方に配置されている第1伝熱管3aは、第2方向Bから視て、第2群の第1伝熱管3bのうち最も上方に配置されている第1伝熱管3bと、第2群の第2伝熱管4bのうち最も下方に配置されている第2伝熱管4bとの間に配置されている。
第2群の第2伝熱管4bのうち最も下方に配置されている第2伝熱管4bは、第2方向Bから視て、第1群の第1伝熱管3aのうち最も上方に配置されている第1伝熱管3aは、第2方向Bから視て、第2群の第1伝熱管3bのうち最も上方に配置されている第1伝熱管3bと、第1群の第2伝熱管4aのうち最も下方に配置されている第2伝熱管4aとの間に配置されている。
複数の第1伝熱管3の各々は、第2方向Bにおいて、複数の第2伝熱管4の各々と並んで配置されていない。第1群の第1伝熱管3aの各々は、第2方向Bにおいて、第1群の第2伝熱管4aおよび第2群の第2伝熱管4bの各々の風上側および風下側に配置されていない。第1群の第2伝熱管4aの各々は、第2方向Bにおいて、第1群の第1伝熱管3aおよび第2群の第1伝熱管3bの各々の風上側および風下側に配置されていない。
言い換えると、第1風路AF1および第2風路AF2は、互いに並列に配置される。第1風路AF1に流入した気体は、まず第2群の第1伝熱管3bを流れる冷媒と熱交換し、その後第1群の第1伝熱管3aを流れる冷媒と熱交換し、その後第1風路AF1から流出する。第2風路AF2に流入した気体は、まず第2群の第2伝熱管4bを流れる冷媒と熱交換し、その後第1群の第2伝熱管4aを流れる冷媒と熱交換し、その後第2風路AF2から流出する。
複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の上記以外の各構成は、例えば互いに等しい。複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の各流路断面積は、例えば互いに等しい。
第1群の第1伝熱管3aの各々は、例えば第3方向Cにおいて等間隔に配置されている。第2群の第1伝熱管3bの各々は、例えば第3方向Cにおいて等間隔に配置されている。第1群の第2伝熱管4aの各々は、例えば第3方向Cにおいて等間隔に配置されている。第2群の第2伝熱管4bの各々は、例えば第3方向Cにおいて等間隔に配置されている。第3方向Cにおいて隣り合う2つの第1伝熱管3a間の距離は、例えば第3方向Cにおいて隣り合う2つの第1伝熱管3b間の距離と等しい。第3方向Cにおいて隣り合う2つの第2伝熱管4a間の距離は、例えば第3方向Cにおいて隣り合う2つの第2伝熱管4b間の距離と等しい。第3方向Cにおいて隣り合う2つの第1伝熱管3a間の距離、第3方向Cにおいて隣り合う2つの第1伝熱管3b間の距離、第3方向Cにおいて隣り合う2つの第2伝熱管4a間の距離、第3方向Cにおいて隣り合う2つの第2伝熱管4b間の距離、第3方向Cにおいて隣り合う第1伝熱管3aと第2伝熱管4aとの間の距離、および第3方向Cにおいて隣り合う第1伝熱管3bと第2伝熱管4bとの間の距離は、例えば互いに等しい。
第1群の第1伝熱管3aと、第1群の第2伝熱管4aとは、例えば第3方向Cに沿って延びる直線上に配置されている。第2群の第1伝熱管3bと、第2群の第2伝熱管4bとは、例えば第3方向Cに沿って延びる直線上に配置されている。第1群の第1伝熱管3aと第2群の第1伝熱管3bとの間の第2方向Bの距離は、例えば第1群の第2伝熱管4aと第2群の第2伝熱管4bとの間の第2方向Bの距離と等しい。
第1流出入部5および第2流出入部6は、第1熱交換器1Aの上記冷媒流路に冷媒が流出入する部分である。第1流出入部5は、第1群の第1伝熱管3aのうち最も下方に位置する第1伝熱管3aに接続されている。言い換えると、第1流出入部5は、第1冷媒流路の下端に接続されている。第2流出入部6は、第1群の第2伝熱管4aのうち最も上方に位置する第2伝熱管4aに接続されている。言い換えると、第2流出入部6は、第3冷媒流路の上端に接続されている。
なお、図2に示される実線の矢印は、冷凍サイクル装置100が上記第1状態にあるときの上記冷媒回路を循環する冷媒の流通方向を示す。図2に示される点線の矢印は、冷凍サイクル装置100が上記第2状態にあるときの上記冷媒回路を循環する冷媒の流通方向を示す。第1流出入部5は、上記第1状態において冷媒が流出する流出部として作用し、上記第2状態において冷媒が流入する流入部として作用するように、上記冷媒回路に接続される。第2流出入部6は、上記第1状態において冷媒が流入する流入部として作用し、上記第2状態において冷媒が流出する流出部として作用するように、上記冷媒回路に接続される。
流路切り替え部7は、第1風路AF1に対応する第1伝熱管3および第2風路AF2に対応する第2伝熱管4を直列に接続する部分である。なお、第1熱交換器1Aは、流路切替部7を備えていなくてもよい。
複数の接続部8aの各々は、第1群の第1伝熱管3のうち第3方向Cにおいて隣り合う2つの第1伝熱管3aの第1方向Aの各一端または各他端間を接続している。複数の接続部8bの各々は、第2群の第1伝熱管3bのうち第3方向Cにおいて隣り合う2つの第1伝熱管3bの第1方向Aの各一端または各他端間を接続している。接続部8cは、第1群の第1伝熱管3aのうち最も上方に位置する第1伝熱管3a、および第2群の第1伝熱管3bのうち最も下方に位置する第1伝熱管3bの、第1方向Aの各一端または各他端間を接続している。第1群の第1伝熱管3aのうち最も上方に位置する第1伝熱管3aの第1方向Aの一端は、接続部8aを介して第3方向Cにおいて隣り合う第1伝熱管3aと接続されている。第1群の第1伝熱管3aのうち最も上方に位置する第1伝熱管3aの第1方向Aの他端は、接続部8cを介して第2群の第1伝熱管3bのうち最も下方に位置する第1伝熱管3bの第1方向Aの他端と接続されている。
複数の接続部9aの各々は、第1群の第2伝熱管4のうち第3方向Cにおいて隣り合う2つの第2伝熱管4aの第1方向Aの各一端または各他端間を接続している。複数の接続部9bの各々は、第2群の第2伝熱管4bのうち第3方向Cにおいて隣り合う2つの第2伝熱管4bの第1方向Aの各一端または各他端間を接続している。接続部9cは、第1群の第2伝熱管4aのうち最も下方に位置する第2伝熱管4a、および第2群の第2伝熱管4bのうち最も上方に位置する第2伝熱管4bの、第1方向Aの各一端または各他端間を接続している。第1群の第2伝熱管4aのうち最も下方に位置する第1伝熱管3aの第1方向Aの一端は、接続部9aを介して第3方向Cにおいて隣り合う第2伝熱管4aと接続されている。第1群の第2伝熱管4aのうち最も下方に位置する第2伝熱管4aの第1方向Aの他端は、接続部9cを介して第2群の第2伝熱管4bのうち最も上方に位置する第2伝熱管4bの第1方向Aの他端と接続されている。
なお、図2において、点線で示される接続部8a,8b,8c,9a,9b,9cの各々は、複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の各一端に接続されており、実線で示される接続部8a,8b,8c,9a,9b,9cの各々は、複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の各他端に接続されている。
<作用効果>
上述した従来の熱交換器の冷媒流路では、該熱交換器が蒸発器として作用するときに該冷媒流路の中央部よりも冷媒の流入側に配置される上流部が、風上側に配置された伝熱管と風下側に配置された伝熱管とが交互に直列に接続されることにより、構成されている。異なる観点から言えば、該熱交換器が蒸発器として作用するときの上流部では、対向流となるように配置された2つの伝熱管と、平行流となるように配置された2つの伝熱管とが、交互に直列に接続されている。これにより、上述した従来の熱交換器の上記上流部では、風上側に配置された伝熱管を流れる比較的低温の冷媒と当該伝熱管の周囲を流れる高温の気体との温度差が大きくなり、着霜がおこりやすい。
上述した従来の熱交換器の冷媒流路では、該熱交換器が蒸発器として作用するときに該冷媒流路の中央部よりも冷媒の流入側に配置される上流部が、風上側に配置された伝熱管と風下側に配置された伝熱管とが交互に直列に接続されることにより、構成されている。異なる観点から言えば、該熱交換器が蒸発器として作用するときの上流部では、対向流となるように配置された2つの伝熱管と、平行流となるように配置された2つの伝熱管とが、交互に直列に接続されている。これにより、上述した従来の熱交換器の上記上流部では、風上側に配置された伝熱管を流れる比較的低温の冷媒と当該伝熱管の周囲を流れる高温の気体との温度差が大きくなり、着霜がおこりやすい。
これに対し、第1熱交換器1Aは、上記従来の熱交換器の上記上流部を備えない。具体的には、第1熱交換器1Aの複数の第1伝熱管3は、第3方向Cに並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている第1群の第1伝熱管3aと、第3方向Cに並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている第2群の第1伝熱管3bとを含む。第1群の第1伝熱管3aは、第2群の第1伝熱管3bと直列に接続されており、かつ第2方向Bにおいて第2群の第1伝熱管3bよりも第1風路AF1の風下側に配置されている。複数の第2伝熱管4は、第3方向Cに並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている第1群の第2伝熱管4aと、第3方向Cに並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている第2群の第2伝熱管4bとを含む。第1群の第2伝熱管4aは、第2群の第2伝熱管4bと直列に接続されており、かつ第2方向Bにおいて第2群の第2伝熱管4bよりも第2風路AF2の風下側に配置されている。第1群の第1伝熱管3a、第2群の第1伝熱管3b、第2群の第2伝熱管4b、および第1群の第2伝熱管4aが、順に直列に接続されている。異なる観点から言えば、第1熱交換器1Aが蒸発器として作用するときに、第1熱交換器1の第3方向Cの中央部よりも冷媒の流入側に配置される上流部(第1風路AF1)において、複数の第1伝熱管3の各々は平行流となるように配置されていない。
そのため、第1熱交換器1Aが蒸発器として作用するときに、第1風路AF1の風上側に配置された第2群の第1伝熱管3bを流れる冷媒の温度は、風下側に配置された第1群の第1伝熱管3aを流れる冷媒の温度よりも高くなる。さらに、第2風路AF2の風上側に配置された第2群の第2伝熱管4bを流れる冷媒の温度は、第1風路AF1の風上側に配置された第2群の第1伝熱管3bを流れる冷媒の温度よりもさらに高くなる。
さらに、第1群の第1伝熱管3a、第2群の第1伝熱管3b、第2群の第2伝熱管4b、および第1群の第2伝熱管4aのうち、第1熱交換器1Aが蒸発器として作用するときに最も上流側に配置されているために最も低温の冷媒が流れる第1群の第1伝熱管3aは、第2群の第1伝熱管3bよりも風下側に配置されている。そのため、第1群の第1伝熱管3aの周囲を流れる気体の温度は、第2群の第1伝熱管3bの周囲を流れる気体の温度よりも低くなる。
その結果、第1熱交換器1Aでは、上述した従来の熱交換器と比べて、着霜が抑制されている。
図3(a)は、非共沸混合冷媒が蒸発器として作用する第1熱交換器1Aを流れるときに、複数の第1伝熱管3の各々を流れる非共沸混合冷媒および第1風路AF1を流れる気体の各温度変化を示すグラフである。図3(b)は、非共沸混合冷媒が蒸発器として作用する第1熱交換器1Aを流れるときに、複数の第2伝熱管4を流れる非共沸混合冷媒および第2風路AF2を流れる気体の各温度変化を示すグラフである。図3(a)および(b)の横軸は気体の流通方向を示し、横軸の右側が風上側であって、横軸の左側が風下側である。図3(a)では、第1冷媒流路から第2冷媒流路に流れる冷媒は矢印に沿って左側から右側に流れる。図3(b)では、第4冷媒流路から第3冷媒流路に流れる冷媒は矢印に沿って右側から左側に流れる。図3(a)および(b)の縦軸は、非共沸混合冷媒および気体の各温度を示す。
第1熱交換器1Aが蒸発器として作用するときに、減圧部103によって減圧された低温の二相冷媒が第1流出入部5から第1熱交換器1Aの内部に流入する。第1熱交換器1Aの内部において、冷媒は、第1冷媒流路、接続部8c、第2冷媒流路、流路切り替え部7、第4冷媒流路、接続部9c、および第3冷媒流路を順に流れ、第1風路AF1に流れる気体と熱交換し、その後第2風路AF2を流れる気体と熱交換する。
蒸発器を流れる二相冷媒の乾き度は、第1流出入部5から第2流出入部6に向かうにつれて、徐々に高くなる。冷媒が非共沸混合冷媒である場合には、上記温度勾配に起因して、乾き度が高い冷媒の温度は、乾き度が低い冷媒の温度より高くなる。そのため、冷媒が非共沸混合冷媒の場合には、上記温度勾配に起因して、蒸発器を流れる二相冷媒の温度も、第1流出入部5から第2流出入部6に向かうにつれて、徐々に高くなる。
第1熱交換器1Aでは、最も低温の冷媒が流れる第1群の第1伝熱管3aが、第1群の第1伝熱管3aよりも高温の冷媒が流れる第2群の第1伝熱管3bよりも風下に配置されている。その結果、図3(a)に示されるように、第1風路AF1の風上側では、比較的高温である冷媒と比較的高温である気体との間の熱交換が行われる。そのため、第1熱交換器1Aでは、第1風路AF1の風上側での着霜が抑制されている。
さらに、第1群の第1伝熱管3aの周囲を流れる気体の温度および湿度は、第2群の第1伝熱管3bを流れる冷媒と熱交換されることにより、第2群の第1伝熱管3bの周囲を流れる気体の温度および湿度と比べて低くなる。その結果、第1風路AF1の風下側では、比較的低温である冷媒と比較的低温である気体との間の熱交換が行われる。そのため、第1熱交換器1Aでは、第1風路AF1の風下側での着霜が抑制されている。
また、第2群の第2伝熱管4bを流れる非共沸混合冷媒の温度は、第2群の第1伝熱管3bを流れる非共沸混合冷媒の温度よりも高くなる。その結果、図3(b)に示されるように、第2風路AF2の風上側では、比較的高温である冷媒と比較的高温である気体との間の熱交換が行われる。そのため、第1熱交換器1Aでは、第2風路AF2においても着霜が抑制されている。
また、第2風路AF2の風上側を流れる気体と風下側を流れる気体との温度差、すなわち第2風路AF2を流れる気温の低下量は、比較的小さい。そのため、冷媒の過熱度(スーパーヒート:SH)が十分に確保され得る。
すなわち、第1熱交換器1Aが蒸発器として作用するときに、第1熱交換器1Aは、着霜が抑制されながらも、高い熱交換性能を有している。
第1熱交換器1Aが凝縮器として作用するときに、圧縮機101から吐出された高温かつ乾き度が高い冷媒が第2流出入部6から第1熱交換器1Aの内部に流入する。第1熱交換器1Aの内部において、冷媒は、第3冷媒流路、接続部9c、第4冷媒流路、流路切り替え部7、第2冷媒流路、接続部8c、および第1冷媒流路を順に流れることで、第2風路AF2に流れる気体と熱交換し、その後第1風路AF1を流れる気体と熱交換する。これにより、冷媒の乾き度は、徐々に低くなる。
特に、冷媒が非共沸混合冷媒である場合には、上記温度勾配に起因して、乾き度が高い冷媒の温度は、乾き度が低い冷媒の温度より高くなる。
図4(a)は、非共沸混合冷媒が凝縮器として作用する第1熱交換器1Aを流れるときに、複数の第2伝熱管4の各々を流れる非共沸混合冷媒および第2風路AF2を流れる気体の各温度変化を示すグラフである。図4(b)は、非共沸混合冷媒が凝縮器として作用する第1熱交換器1Aを流れるときに、複数の第1伝熱管3を流れる非共沸混合冷媒および第1風路AF1を流れる気体の各温度変化を示すグラフである。図4(a)および(b)の横軸は気体の流通方向を示し、横軸の右側が風上側であって、横軸の左側が風下側である。図4(a)および(b)の縦軸は、非共沸混合冷媒および気体の各温度を示す。
図4(a)に示されるように、第2風路AF2を流れる気体は、まず第2群の第2伝熱管4bを流れる冷媒と熱交換した後、第1群の第2伝熱管4aを流れる冷媒と熱交換する。そのため、第2群の第2伝熱管4bの周囲を流れる気体の温度は、第1群の第2伝熱管4aの周囲を流れる気体の温度よりも低くなる。一方で、第2群の第2伝熱管4bを流れる非共沸混合冷媒の温度は、上記温度勾配に起因して、第1群の第2伝熱管4aを流れる非共沸混合冷媒の温度よりも低くなる。しかし、第2群の第2伝熱管4bを流れる非共沸混合冷媒の温度は、第2群の第2伝熱管4bの周囲を流れる気体の温度よりも十分に高い。その結果、第2風路AF2内では、第2群の第2伝熱管4bを流れる比較的低温の非共沸混合冷媒と第2群の第2伝熱管4bに向かって流れる比較的低温の気体との温度差も、第1群の第2伝熱管4aを流れる比較的高温の非共沸混合冷媒と第1群の第2伝熱管4aに向かって流れる比較的高温の気体との温度差も、十分に大きくなる。そのため、第1熱交換器1Aの熱交換性能は、上述した従来の熱交換器の熱交換性能と同等あるいはそれ以上に高い。
なお、第1風路AF1と、第1風路AF1に配置された第1群の第1伝熱管3aおよび第2群の第1伝熱管3bとは、第2風路AF2に配置された第1群の第2伝熱管4aおよび第2群の第2伝熱管4bを流れることによって乾き度が十分に低下した冷媒を過冷却する過冷却領域として作用する。特に、複数の第1伝熱管3の各々の第1方向Aの長さの総和が複数の第2伝熱管4の各々の第1方向Aの長さの総和よりも短ければ、複数の第1伝熱管3のうち過冷却領域として作用する領域が大きくなる。
そのため、第1風路AF1、第1群の第1伝熱管3a、および第2群の第1伝熱管3bに求められる熱交換性能は、第2風路AF2、第1群の第2伝熱管4aおよび第2群の第2伝熱管4bに求められる熱交換性能よりも低い。言い換えると、第1熱交換器1Aの熱交換性能に対して第1風路AF1、第1群の第1伝熱管3a、および第2群の第1伝熱管3bでの熱交換性能が及ぼす影響度は、第1熱交換器1Aの熱交換性能に対して第2風路AF2、第1群の第2伝熱管4aおよび第2群の第2伝熱管4bでの熱交換性能が及ぼす影響度と比べて、低い。そのため、第1熱交換器1Aの熱交換性能は、第1風路AF1、第1群の第1伝熱管3a、および第2群の第1伝熱管3bでの熱交換性能によって損なわれない。
第1熱交換器1Aは、第1冷媒流路の下端に接続されておりかつ冷媒が流入または流出する第1流出入部5と、第1冷媒流路の上端と第2冷媒流路の下端とを接続している接続部8cと、第2冷媒流路の上端と第3冷媒流路の下端とを接続している接続部9cとをさらに備える。
このようにすれば、第1熱交換器1Aが凝縮器として作用するときに、冷媒は第1群の第1伝熱管3a、第2群の第1伝熱管3b、第2群の第2伝熱管4b、および第1群の第2伝熱管4aの各々を、下方から上方へ向かって流れる。第1群の第1伝熱管3aおよび第2群の第1伝熱管3bの各々の冷媒の流通方向は、同じである。そのため、第2方向Bに並んで配置された1組の第1伝熱管3aおよび第1伝熱管3bの各々を流れる冷媒の温度差と、第3方向Cにおいて当該1組と並んで配置された他の組の第1伝熱管3aおよび第1伝熱管3bの各々を流れる冷媒の温度差とのばらつきは、第1群の第1伝熱管3aおよび第2群の第1伝熱管3bの各々の冷媒の流通方向が反転する場合と比べて、小さい。そのため、第2方向Bに並んで配置された1組の第1伝熱管3aおよび第1伝熱管3bのそれぞれで高い熱交換性能を維持することができる。
実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100は、第1熱交換器1Aを備えている。冷凍サイクル装置100が上記第1状態にあるときに、第1熱交換器1Aでは着霜が抑制されている。そのため、冷凍サイクル装置100と上述した従来の熱交換器を備える冷凍サイクル装置とを同じ条件で使用したときに、前者の使用時間当たりの除霜運転の回数は、後者と比較して少なくなる。その結果、冷凍サイクル装置100によれば、従来の冷凍サイクル装置と比べて、高い熱交換性能および高い快適性が実現される。
実施の形態2.
図5に示されるように、実施の形態2に係る第1熱交換器1Bは、実施の形態1に係る第1熱交換器1Aと基本的に同様の構成を備えるが、複数の第2伝熱管4が、第3群の第2伝熱管4cおよび第4群の第2伝熱管4dをさらに含む点で、実施の形態1に係る第1熱交換器1Aとは異なる。
図5に示されるように、実施の形態2に係る第1熱交換器1Bは、実施の形態1に係る第1熱交換器1Aと基本的に同様の構成を備えるが、複数の第2伝熱管4が、第3群の第2伝熱管4cおよび第4群の第2伝熱管4dをさらに含む点で、実施の形態1に係る第1熱交換器1Aとは異なる。
第3群の第2伝熱管4cの各々は、第3方向Cに並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている。第4群の第2伝熱管4dの各々は、第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている。
第3群の第2伝熱管4cは、第4群の第2伝熱管4dと直列に接続されており、かつ第2方向Bにおいて第4群の第2伝熱管4dよりも第2風路AF2の風下側に配置されている。第3群の第2伝熱管4cおよび第4群の第2伝熱管4dは、第1群の第2伝熱管4aおよび第2群の第2伝熱管4bと並列に接続されている。
第3群の第2伝熱管4cの各第2伝熱管4cは、第2方向Bにおいて、第4群の第2伝熱管4dの各第2伝熱管4dよりも第2風路AF2の風下側に配置されている。第4群の第2伝熱管4dの各第2伝熱管4dは、第2方向Bにおいて、第3群の第2伝熱管4cの各第2伝熱管4cよりも第2風路AF2の風上側に配置されている。
第3群の第2伝熱管4cは、第3方向Cにおいて、第1群の第2伝熱管4aと間隔を隔てて並んで配置されており、かつ第1群の第1伝熱管3aと間隔を隔てて配置されている。第3群の第2伝熱管4cは、第1群の第2伝熱管4aよりも下方に配置されており、かつ第1群の第1伝熱管3aよりも上方に配置されている。
第4群の第2伝熱管4dは、第3方向Cにおいて、第2群の第2伝熱管4bと間隔を隔てて並んで配置されており、かつ第2群の第1伝熱管3bと間隔を隔てて配置されている。第4群の第2伝熱管4dは、第2群の第2伝熱管4bよりも下方に配置されており、かつ第2群の第1伝熱管3bよりも上方に配置されている。
第1熱交換器1Bでは、第1群の第1伝熱管3a、第2群の第1伝熱管3b、第2群の第2伝熱管4a、および第1群の第2伝熱管4bが順に直列に接続されているとともに、第1群の第1伝熱管3a、第2群の第1伝熱管3b、第4群の第2伝熱管4d、および第3群の第2伝熱管4cが順に直列に接続されている。
第3群の第2伝熱管4cの各第2伝熱管4cは、接続部9dを介して互いに直列に接続されている。第4群の第2伝熱管4dの各第2伝熱管4dは、接続部9eを介して互いに直列に接続されている。第3群の第2伝熱管4cは、接続部9fを介して、第4群の第2伝熱管4dと直列に接続されている。
第3群の第2伝熱管4cおよび複数の接続部9dは、第5冷媒流路を構成している。第4群の第2伝熱管4dおよび複数の接続部9eは、第6冷媒流路を構成している。第5冷媒流路は、接続部9fを介して、第6冷媒流路と直列に接続されている。
第1熱交換器1Bは、第1流出入部5および第2流出入部6に加え、第3流出入部10をさらに備える。第3流出入部10は、第1熱交換器1Bの上記冷媒流路に冷媒が流出入する部分である。第3流出入部10は、第5群の第2伝熱管4cのうち最も上方に位置する第2伝熱管4cに接続されている。言い換えると、第3流出入部10は、第5冷媒流路の上端に接続されている。
なお、図5に示される第1熱交換器1Bでは、接続部9c(第2接続管路)が、第1群の第2伝熱管4aのうち最も上方に位置する第2伝熱管4a、および第2群の第2伝熱管4bのうち最も上方に位置する第2伝熱管4bの、第1方向Aの各一端または各他端間を接続している。
第2群の第1伝熱管3bは、流路切り替え部7を介して、第4群の第2伝熱管4dと直列に接続されている。第2冷媒流路は、流路切り替え部7を介して、第6冷媒流路と直列に接続されている。
第1熱交換器1Bには、第1冷媒流路、第2冷媒流路、第4冷媒流路、および第3冷媒流路が順に直列に接続された冷媒流路と、第1冷媒流路、第2冷媒流路、第6冷媒流路、および第5冷媒流路が順に直列に接続された冷媒流路と、が形成されている。
複数の第2伝熱管4の流路断面積の総和は、複数の第1伝熱管3の流路断面積の総和よりも大きい。なお、流路断面積の総和とは、第1方向Aと直交する任意の1つの断面に現れる、複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の各流路断面積の総和である。
複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の上記以外の各構成は、例えば互いに等しい。複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の各流路断面積は、例えば互いに等しい。第3群の第2伝熱管4cの本数は、例えば第1群の第2伝熱管4aの本数と等しい。第4群の第2伝熱管4dの本数は、例えば第2群の第2伝熱管4bの本数と等しい。
実施の形態2に係る第1熱交換器1Bは、実施の形態1に係る第1熱交換器1Aと同様の構成を備えるため、第1熱交換器1Aと同様の効果を奏することができる。
なお、第1熱交換器1Aが蒸発器として作用する場合、上述のように複数の第2伝熱管4を流れる冷媒の乾き度は複数の第1伝熱管3を流れる冷媒の乾き度と比べて高くなる。そのため、例えば複数の第2伝熱管4の流路断面積の総和が複数の第1伝熱管3の流路断面積の総和と等しい場合には、複数の第2伝熱管4を流れる冷媒の流速は複数の第1伝熱管3を流れる冷媒の流速と比べて速くなる。この場合、複数の第2伝熱管4を流れる冷媒の圧力損失は複数の第1伝熱管3を流れる冷媒の圧力損失と比べて高くなる。
これに対し、第1熱交換器1Bでは、第3群の第2伝熱管4cおよび第4群の第2伝熱管4dが、第1群の第1伝熱管3aおよび第2群の第1伝熱管3bと直列に接続され、かつ第1群の第2伝熱管4aおよび第2群の第2伝熱管4bと並列に接続されている。
そのため、例えば複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の各流路断面積が互いに等しい場合にも、複数の第2伝熱管4の流路断面積の総和が複数の第1伝熱管3の流路断面積の総和よりも大きくなる。この場合の複数の第2伝熱管4を流れる冷媒の流速は、複数の第2伝熱管4の流路断面積の総和が複数の第1伝熱管3の流路断面積の総和と等しい場合のそれと比べて遅くなる。その結果、第1熱交換器1Bが蒸発器として作用するときに複数の第2伝熱管4を流れる冷媒の圧力損失は、複数の第1伝熱管3および複数の第2伝熱管4の各流路断面積が互いに等しく設けられている場合にも、低減され得る。
なお、実施の形態1および2に係る第1熱交換器1A,1Bでは、複数の第1伝熱管3は、複数の第2伝熱管4とは異なる構成を備えていてもよい。例えば、複数の第1伝熱管3の各々の流路断面積は、複数の第2伝熱管4の各々の流路断面積よりも小さくてもよい。
また、実施の形態2に係る第1熱交換器1Bにおいて、接続部9cは、第1熱交換器1Aと同様に、第1群の第2伝熱管4aのうち最も下方に位置する第2伝熱管4a、および第2群の第2伝熱管4bのうち最も上方に位置する第2伝熱管4bの、第1方向Aの各一端または各他端間を接続していてもよい。同様に、接続部9fは、第3群の第2伝熱管4cのうち最も下方に位置する第2伝熱管4c、および第4群の第2伝熱管4dのうち最も上方に位置する第2伝熱管4dの、第1方向Aの各一端または各他端間を接続していてもよい。
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、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を含むことが意図される。
1A,1B 第1熱交換器、2 フィン、3,3a,3b,4a,4c 第1伝熱管、4,4a,4b,4c,4d 第2伝熱管、5 第1流出入部、6 第2流出入部
7 路切り替え部、8,8a,8b,8c,9a,9b,9c,9d,9e,9f 接続部、10 第3流出入部、11 第2熱交換器、100 冷凍サイクル装置、101 圧縮機、102 四方弁、103 減圧部、104 第1ファン。
7 路切り替え部、8,8a,8b,8c,9a,9b,9c,9d,9e,9f 接続部、10 第3流出入部、11 第2熱交換器、100 冷凍サイクル装置、101 圧縮機、102 四方弁、103 減圧部、104 第1ファン。
Claims (8)
- 第1方向に流れる冷媒と前記第1方向と交差する第2方向に流れる気体とが熱交換する熱交換器であって、
前記第1方向に沿って延在する複数の第1伝熱管および複数の第2伝熱管と、
前記複数の第1伝熱管および前記複数の第2伝熱管の各々と接続されており、かつ気体が前記第2方向に流れる風路を前記複数の第1伝熱管および前記複数の第2伝熱管の周囲に形成するように設けられている少なくとも1つのフィンとを備え、
前記複数の第1伝熱管は、第1群の第1伝熱管と、第2群の第1伝熱管とを含み、
前記第1群の第1伝熱管は、前記第1方向および前記第2方向と交差する第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されており、
前記第2群の第1伝熱管は、前記第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されており、
前記第1群の第1伝熱管は、前記第2群の第1伝熱管と直列に接続されており、かつ前記第2方向において前記第2群の第1伝熱管よりも風下側に配置されており、
前記複数の第2伝熱管は、第1群の第2伝熱管と、第2群の第2伝熱管とを含み、
前記第1群の第2伝熱管は、前記第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されており、
前記第2群の第2伝熱管は、前記第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されており、
前記第1群の第2伝熱管は、前記第2群の第2伝熱管と直列に接続されており、かつ前記第2方向において前記第2群の第2伝熱管よりも風下側に配置されており、
前記第1群の第1伝熱管は、前記第3方向において前記第1群の第2伝熱管と並んで配置されており、前記第2群の第1伝熱管は、前記第3方向において前記第2群の第2伝熱管と並んで配置されており、
前記第1群の第1伝熱管、前記第2群の第1伝熱管、前記第2群の第2伝熱管、および前記第1群の第2伝熱管が、順に直列に接続されている、熱交換器。 - 前記複数の第1伝熱管の各々の前記第1方向の長さの総和は、前記複数の第2伝熱管の各々の前記第1方向の長さの総和よりも短い、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記第1群の第1伝熱管は、前記第1群の第2伝熱管と前記第3方向に並んで配置されており、
前記第2群の第1伝熱管は、前記第2群の第2伝熱管と前記第3方向に並んで配置されている、請求項1または2に記載の熱交換器。 - 前記第3方向は上下方向に沿っており、
前記第1群の第1伝熱管は、前記第1群の第2伝熱管よりも下方に配置されており、
前記第2群の第1伝熱管は、前記第2群の第2伝熱管よりも下方に配置されている、請求項3に記載の熱交換器。 - 前記第1群の第1伝熱管が直列に接続されて成る第1冷媒流路の下端に接続されており、かつ前記冷媒が流入または流出する第1流出入部と、
前記第1冷媒流路の上端と、前記第2群の第1伝熱管が直列に接続されて成る第2冷媒流路の下端とを接続している第1接続管路と、
前記第2冷媒流路の上端と、前記第2群の第2伝熱管が直列に接続されて成る第3冷媒流路の下端とを接続している第2接続管路とをさらに備える、請求項4に記載の熱交換器。 - 前記第3冷媒流路の上端と、前記第1群の第2伝熱管が直列に接続されて成る第4冷媒流路の下端とを接続している第3接続管路と、
前記第4冷媒流路の上端に接続されておりかつ前記冷媒が流入または流出する第2流出入部とをさらに備える、請求項5に記載の熱交換器。 - 前記複数の第2伝熱管は、前記第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている第3群の第2伝熱管と、前記第3方向に並んで配置されており、かつ互いに直列に接続されている第4群の第2伝熱管とをさらに含み、
前記第3群の第2伝熱管は、前記第4群の第2伝熱管と直列に接続されており、かつ前記第2方向において前記第4群の第2伝熱管よりも風下側に配置されており、
前記第3群の第2伝熱管と前記第4群の第2伝熱管とは、前記第1群の第2伝熱管および前記第2群の第2伝熱管と並列に接続されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の熱交換器。 - 圧縮機、流路切替部、減圧部、第1熱交換器、および第2熱交換器を備え、
前記流路切替部は、冷媒が前記圧縮機、前記第2熱交換器、前記減圧部、および前記第1熱交換器を順に流れる第1状態と、前記冷媒が前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記減圧部、および前記第2熱交換器を順に流れる第2状態と、を切り替えるように設けられており、
前記第1熱交換器は、請求項1~7のいずれか1項に記載の熱交換器として設けられており、かつ、前記第1状態では前記冷媒が前記第1群の第2伝熱管、前記第2群の第2伝熱管、前記第2群の第1伝熱管、および前記第1群の第1伝熱管を順に流れ、前記第2状態では前記冷媒が前記第1群の第1伝熱管、前記第2群の第1伝熱管、前記第2群の第2伝熱管、および前記第1群の第2伝熱管を順に流れる、冷凍サイクル装置。
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