JP2008008541A - 熱交換器および熱交換器を備えた空気調和装置の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、ドレンが伝熱フィンの間に停滞することを抑制し、空気が通過しやすい熱交換器、およびこの熱交換器を備えた空気調和装置の室内機を提供することにある。
【解決手段】熱交換器６，６ｂ，６ｃは、冷媒に超臨界冷媒を利用して前記冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器であって、伝熱フィン群７１〜７４，７１ｃ〜７８ｃと、複数の伝熱管１２とを備える。伝熱フィン群は、所定の間隔をあけて鉛直方向と平行に配置される板状の複数の伝熱フィン１１により形成される。複数の伝熱管は、伝熱フィン群を貫通する。伝熱フィン群は、鉛直方向に複数群配置されており、上部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチよりも下部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチの方が大きい。
【選択図】図４

Description

冷房時のドレン対策を施した熱交換器、およびこの熱交換器を備えた空気調和装置の室内機に関する。

従来、空気調和装置の室内機に備えられている熱交換器には、クロスフィン式で冷媒と空気とを熱交換させるものがある。このクロスフィン式の熱交換器は、空気流の流れ方向に略平行な複数枚のフィンを所定間隔で配置するとともに、これら各フィンをその板厚方向に貫通する多列の伝熱管群を配置して構成されている（特許文献１参照）。
特開平１１−２２９９５号公報 ところで、熱交換器では、冷房時にドレンが発生することがある。ドレンは、伝熱フィンを伝って上部から下部へと落ちるが、伝熱フィンと伝熱フィンとの間に停滞して目詰まりを起こしてしまう場合がある。このような場合、それが大きな空気抵抗となり冷房能力の低下を引き起こすことになる。

本発明の課題は、ドレンが伝熱フィンの間に停滞することを抑制し、空気が通過しやすい熱交換器、およびこの熱交換器を備えた空気調和装置の室内機を提供することにある。

第１発明に係る熱交換器は、冷媒に超臨界冷媒を利用して前記冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器であって、伝熱フィン群と、複数の伝熱管とを備える。伝熱フィン群は、所定の間隔をあけて鉛直方向と平行に配置される板状の複数の伝熱フィンにより形成される。複数の伝熱管は、伝熱フィン群を貫通する。伝熱フィン群は、鉛直方向に複数群配置されており、上部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチよりも下部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチの方が大きい。

本発明では、熱交換器の下部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチを上部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチよりも大きくすることで、冷房時にドレンが発生した場合に、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが複数の伝熱フィンの間に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。このため、冷房能力の低下を抑えることができる。

第２発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、複数の伝熱管は、空気の流れと交差する方向に配置されて伝熱管列を形成している。伝熱管列は、空気の流れの上流から下流に向かって、複数列並んでいる。

超臨界冷媒を利用する熱交換器において、例えば暖房運転時における室内熱交換器として利用する場合に、熱交換器はガスクーラとして利用される。このガスクーラとして利用する際に、本発明の熱交換器では、冷媒と空気との伝熱量を多くするため、多列熱交換器を用いている。このような熱交換器では、冷房時にドレンが発生した場合に、ドレンが熱交換器の外（下）に落下するまでの距離が長くなる。これにより、ドレンが複数の伝熱フィンの間などに停滞しやすくなり、伝熱フィンの間などがドレンによる目詰まりを起こしやすくなる。

本発明では、このような熱交換器においても、熱交換器の下部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチを上部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチよりも大きくすることで、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが複数の伝熱フィンの間に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

第３発明に係る熱交換器は、第２発明に係る熱交換器であって、伝熱管列は４列以上形成される。

この熱交換器では、４列以上の多列熱交換器を用いている。このような熱交換器においても、熱交換器の下部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチを上部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチよりも大きくすることで、冷房時にドレンが発生した場合に、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが複数の伝熱フィンの間に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

第４発明に係る熱交換器は、第２発明または第３発明に係る熱交換器であって、伝熱管列は、鉛直方向に複数列並んでおり、複数の伝熱管列のうち、上部の伝熱管列に属する伝熱管の管ピッチよりも下部の伝熱管列に属する伝熱管の管ピッチの方が大きい。

超臨界冷媒を利用する熱交換器において、例えば暖房運転時などの空気を加熱する運転を行う際に、冷媒と空気との伝熱量を多くするため、多列熱交換器を用いている。このような熱交換器では、冷房時にドレンが発生した場合に、多数本ある伝熱管が邪魔になってドレンが熱交換器から自然に落ちにくい。したがって、停滞したドレンが大きな空気抵抗となり、冷房能力が低下する恐れがある。

本発明では、熱交換器の下部の伝熱管列に属する伝熱管の管ピッチを上部のものよりも大きくすることにより、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが伝熱管の周辺に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

第５発明に係る熱交換器は、第２発明から第４発明のいずれかに係る熱交換器であって、伝熱管列は、伝熱フィン群１つにつき列単位で貫通している。

超臨界冷媒を用いた熱交換器では、例えば暖房運転時などの空気を加熱する運転を行う際に、室内機内の熱交換器は冷媒を冷却するガスクーラとなっている。ガスクーラでは、熱交換器全体において冷媒の入口側と出口側とで温度が異なる。このため、隣り合う伝熱管列同士が伝熱フィンにより接続されていると、伝熱管同士で伝熱フィンを介した熱交換を行ってしまい、熱損失が生じる恐れがある。

本発明では、伝熱フィンを隣り合う伝熱管列の間で分割することで、伝熱フィンを介した熱交換を行わないようにしている。このため、この熱交換によって生じる熱損失を抑えることができる。

第６発明に係る熱交換器は、第５発明に係る熱交換器であって、伝熱管列は、伝熱フィン群１つにつき１列が貫通している。

この熱交換器では、１列の伝熱管列は、１つの伝熱フィン群と対応して貫通している。隣り合う伝熱管列同士は、互いに別々の伝熱フィン群を貫通している。したがって、より多くの伝熱管同士が伝熱フィンを介した熱交換を行うことを低減することができる。

第７発明に係る空気調和装置の室内機は、熱交換器と、ファンとを備える。熱交換器は、第１発明から第６発明のいずれかに係るものである。ファンは、空気の流れを生成する。

この空気調和装置の室内機では、熱交換器は、冷房時にドレンが発生した場合に、ドレンを熱交換器の外（下）に落下させやすくしている。このため、熱交換器が効率よく熱交換することができ、空気調和装置の室内機の運転を効率よく行うことができる。

第８発明に係る空気調和装置の室内機は、第７発明に係る空気調和装置の室内機であって、冷媒は、暖房運転の際に、空気の流れの下流側の伝熱管列に属する伝熱管から、空気の流れの上流側の伝熱管列に属する伝熱管へ流れる。

この空気調和装置の室内機では、暖房運転の際に、冷媒の流れ方向と空気の流れの方向とを対向させることで、熱交換器全体における冷媒と空気との温度差を大きく保つことができる。このため、効率よく暖房運転を行うことができる。

第９発明に係る空気調和装置の室内機は、第７発明または第８発明に係る空気調和装置の室内機であって、空気の流れは、熱交換器の下部から上部へと流れる。

空気の流れが熱交換器の下部から上部へと流れる下吸い込み上吹き出し型室内機では、ドレンが熱交換器の下部からの風により落下しにくくなる。このような熱交換器においても、冷房時にドレンが発生した場合に、ドレンの目詰まりを抑制している。したがって、ドレンが複数の伝熱フィンの間に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

第１０発明に係る空気調和装置の室内機は、第７発明から第９発明のいずれかに係る空気調和措置の室内機であって、冷媒は、ＣＯ２である。

この空気調和装置の室内機では、冷媒にＣＯ２冷媒を利用している。ＣＯ２冷媒は、従来の冷媒、例えばＨＦＣ系のフルオロカーボン冷媒などと比べて、オゾン破壊係数が０のためオゾン層を破壊することがほとんどない。また、ＣＯ２冷媒は、地球温暖化係数が１であり、数百から１万程度のフルオロカーボン冷媒よりも遙かに低い。

このため、ＣＯ２冷媒を利用することで、環境負荷が小さく、地球環境が悪化することを抑えることができる。

第１１発明に係る熱交換器は、冷媒に超臨界冷媒を利用して前記冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器であって、伝熱フィン群と、複数の伝熱管とを備える。伝熱フィン群は、所定の間隔をあけて鉛直方向と平行に配置される板状の複数の伝熱フィンにより形成される。複数の伝熱管は、伝熱フィン群を貫通する。複数の伝熱管は、空気の流れと交差する方向に、複数本配置されて伝熱管列を形成する。伝熱管列は、鉛直方向に複数列並んでおり、複数の伝熱管列のうち、上部の伝熱管列に属する複数の伝熱管の管ピッチよりも下部の伝熱管列に属する複数の伝熱管の管ピッチの方が大きい。

本発明では、熱交換器の下部の伝熱管列に属する伝熱管の管ピッチを上部のものよりも大きくすることにより、冷房時にドレンが発生した場合に、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが伝熱管の周辺に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

第１発明に係る熱交換器では、熱交換器の下部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチを上部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチよりも大きくすることで、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが複数の伝熱フィンの間に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。このため、冷房能力の低下を抑えることができる。

第２発明に係る熱交換器では、熱交換器の下部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチを上部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチよりも大きくすることで、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが複数の伝熱フィンの間に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

第３発明に係る熱交換器では、熱交換器の下部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチを上部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチよりも大きくすることで、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが複数の伝熱フィンの間に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

第４発明に係る熱交換器では、熱交換器の下部の伝熱管列に属する伝熱管の管ピッチを上部のものよりも大きくすることにより、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが伝熱管の周辺に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

第５発明に係る熱交換器では、伝熱フィンを隣り合う伝熱管列の間で分割することで、伝熱フィンを介した熱交換を行わないようにしている。このため、この熱交換によって生じる熱損失を抑えることができる。

第６発明に係る熱交換器では、より多くの伝熱管同士が伝熱フィンを介した熱交換を行うことを低減することができる。

第７発明に係る空気調和装置の室内機では、熱交換器が効率よく熱交換することができ、空気調和装置の室内機の運転を効率よく行うことができる。

第８発明に係る空気調和装置の室内機では、暖房運転の際に、冷媒の流れ方向と空気の流れの方向とを対向させることで、熱交換器全体における冷媒と空気との温度差を大きく保つことができる。このため、効率よく暖房運転を行うことができる。

第９発明に係る空気調和装置の室内機では、ドレンが複数の伝熱フィンの間に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

第１０発明に係る空気調和装置の室内機では、ＣＯ２冷媒を利用することで、環境負荷が小さく、地球環境が悪化することを抑えることができる。

第１１発明に係る熱交換器では、熱交換器の下部の伝熱管列に属する伝熱管の管ピッチを上部のものよりも大きくすることにより、ドレンを落下させやすくしています。したがって、ドレンが伝熱管の周辺に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

（第１実施形態）
＜空気調和装置の冷凍回路＞
図１は、ＣＯ２冷媒を使用した空気調和装置１の冷凍回路である。空気調和装置１は、圧縮機２、四路切換弁３、室外熱交換器４、膨張弁５、および室内熱交換器６を、冷媒配管７で連結した冷凍回路を有する。図１において、実線および破線の矢印は冷媒の流れ方向を示している。空気調和装置１は、四路切換弁３で冷媒の流れ方向を切り換える事により、暖房運転と冷房運転とを切り換えることができる。

冷房運転時においては、室外熱交換器４がガスクーラとなり、室内熱交換器６が蒸発器となる。一方、暖房運転時においては、室外熱交換器４が蒸発器となり、室内熱交換器６がガスクーラとなる。室外熱交換器４および室内熱交換器６は、それぞれ伝熱フィン１１（図３参照）と伝熱管１２（図３参照）とから成り、伝熱管１２内の冷媒が空気流を介して伝熱フィン１１と熱交換を行う。

図１において、Ａ点は暖房運転時における圧縮機２の吸入側であり、Ｂ点は暖房運転時における圧縮機２の吐出側である。Ｃ点は暖房運転時における室内熱交換器６の冷媒出口側であり、Ｄ点は暖房運転時における室外熱交換器４の冷媒入口側である。

図２（ａ）は、ＣＯ２冷媒の圧力−エンタルピー状態図であり、縦軸が圧力Ｐ、横軸がエンタルピーｈを表す。Ｔｋは臨界点Ｋを通る等温線であり、Ｔｘは温度Ｔｘの等温線である。Ｔｘ＞Ｔｋであり等温線Ｔｋの右側では、ＣＯ２冷媒が液化も２相化も起こらない。等温線Ｔｋの右側で臨界圧Ｐｋ以上の領域を超臨界状態と呼び、本実施形態の熱交換器を使用する空気調和装置１では、超臨界状態を含む冷凍サイクルで運転される。図２（ａ）のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、図１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの点に対応した冷媒の状態を表している。

図２（ｂ）は、ＣＯ２冷媒の温度−エントロピー状態図であり、縦軸は温度Ｔ、横軸はエントロピーｓを表す。図２（ｂ）のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、図１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの点に対応した冷媒の状態を表している。冷媒の温度は、圧縮機２の吐出側であるＢ点を出てから、室内熱交換器６の冷媒出口であるＣ点へ至るまでの間に低下する。このため、室内熱交換器６表面の温度は、冷媒の上流側の温度が高く下流側の温度が低くなる温度分布となっている。したがって、空気流が、冷媒の下流側から冷媒の上流側に向かって通過する方が、空気と室内熱交換器６との温度差が安定し、空気と室内熱交換器６との熱交換量が増加する。

＜室内熱交換器の構造＞
図３は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室内熱交換器の斜視図である。室内熱交換器６は、クロスフィン式の熱交換器である。伝熱フィン１１は、薄いアルミニウム製の平板であり、一枚の伝熱フィン１１には複数の貫通孔１４が形成されている。伝熱管１２は、伝熱フィン１１の貫通孔１４に挿入される直管１２ａと、隣り合う直管１２ａの端部同士を連結するＵ字管１２ｂとから成る。なお、本実施形態の伝熱管１２は、直管１２ａとＵ字管１２ｂとが一体に形成されており、図３背面側のＵ字管（図示せず）は、直管１２ａが伝熱フィン１１の貫通孔１４に挿入された後で、溶接などによって直管１２ａの端部に連結される。

空気流と交差する方向に並ぶ伝熱管１２の伝熱管列６１〜６８が、空気流の上流から空気流の下流に向かって８列配置されている。冷媒は、暖房時に、空気流の下流側の伝熱管列６８に属する伝熱管１２から、空気流の上流側の伝熱管列６１に属する伝熱管１２に流れる。この冷媒の流通経路はパス８１（図５参照）と呼ばれ、このパス８１によって、空気流と冷媒の流れとは、対向するようになり、対向しないものと比べて熱交換量が増加する。但し、実験によって、伝熱管列が３列以下の熱交換器では、空気流と冷媒の流れとが対向しても対向しなくても、効果に大差がないことがわかっている。また、冷媒は、冷房時に、空気流の上流側の伝熱管列６１に属する伝熱管１２から、空気流の下流側の伝熱管列６８に属する伝熱管１２に流れる。冷房時には、空気流と冷媒の流れとは、並行するように流れる。冷房時に、室内熱交換器６は蒸発器となり、室内熱交換器６の冷媒の上流側と冷媒の下流側とには温度差が生じない。このため、対向流の場合との効果にほとんど差はない。

なお、図３の伝熱管１２内に描いた破線の矢印は、上述した冷媒が流れるパス８１（図５参照）であり、接続管１２ｄ、接続管１２ｅ（図５参照）が隣り合う伝熱管列６１〜６８の互いに反対の方向の端に位置する伝熱管１２同士を接続している。

伝熱フィン１１は、伝熱管列６２と伝熱管列６３との間で分割されている。この分割は、伝熱管列６４と伝熱管列６５との間、および伝熱管列６６と伝熱管列６７との間でも実施されている。伝熱フィン１１は、伝熱管列６１および伝熱管列６２が挿入されている伝熱フィン群７１と、伝熱管列６３および伝熱管列６４が挿入されている伝熱フィン群７２と、伝熱管列６５および伝熱管列６６が挿入されている伝熱フィン群７３と、伝熱管列６７および伝熱管列６８が挿入されている伝熱フィン群７４とに分けられる。これによって、伝熱フィン１１表面の熱は分割部１３を超えて移動することは、ほとんどできなくなる。

図４に、室内熱交換器６を伝熱管１２の直管１２ａの垂直方向からみた側面図を示す。伝熱フィン群７１のフィンピッチＰＦ１と、伝熱フィン群７２のフィンピッチＰＦ２と、伝熱フィン群７３のフィンピッチＰＦ３と、伝熱フィン群７４のフィンピッチＰＦ４とは、ＰＦ４＜ＰＦ３＜ＰＦ２＜ＰＦ１となっている。室内熱交換器６は、室内機５１が冷房運転をする際に、蒸発器となる。このため、ドレンが発生する。室内熱交換器６の下部の伝熱フィン群のフィンピッチを上部よりも大きくすることで、ドレンを落下させやすくしている。これにより、ドレンによる目詰まりを低減しており、室内熱交換器６内部に空気が通りやすくしている。

＜空気調和装置の構成＞
図５は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室内機の縦断面図である。室内機５１は、ケーシング５２内部に室内熱交換器６を搭載している。室内熱交換器６の上方には、空気流を発生させるファン５３が配置されており、ファン５３の上方には、空気吹出口５２ａが設けられている。室内熱交換器６の下方には、空気吸込口５２ｂが設けられている。なお、本実施形態で使用するファン５３は、シロッコファンである。

伝熱管１２の中心間を結ぶ線は、暖房運転時に冷媒が流れるパス８１を示しており、実線は図の手前側にあるＵ字管１２ｂを示し、破線は、反対側にあるＵ字管（図示せず）および接続管（図示せず）を示す。暖房運転時、冷媒は室内熱交換器６のパス８１内を上方から下方へ向かって流れ、空気流は、室内熱交換器６の下方から上方へ向かって流れる。このため、空気流は、空気吹出口５２ａに近づくにつれてより高い温度の冷媒と熱交換を行ない温度上昇するので、室内熱交換器６がガスクーラとして機能するときの放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。

＜第１実施形態の特徴＞
（１）
本発明では、室内熱交換器６の伝熱フィン群７１〜７４は鉛直方向に並んでおり、上部から伝熱フィン群７４、伝熱フィン群７３、伝熱フィン群７２、伝熱フィン群７１の順に並んでいる。これらのフィンピッチをＰＦ４＜ＰＦ３＜ＰＦ２＜ＰＦ１とすることで、上部よりも下部の伝熱フィン群に属する伝熱フィン１１のフィンピッチを大きくし、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが複数の伝熱フィン１１の間に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。このため、冷房能力の低下を抑えることができる。

（２）
超臨界冷媒を利用した空気調和装置１において、暖房運転時に冷媒と空気との伝熱量を多くするため、室内熱交換器６として伝熱管１２の直管１２ａが伝熱管列６１〜６８の８列配置される多列熱交換器を用いている。このような室内熱交換器６では、ドレンが室内熱交換器６の外（下）に落下するまでの距離が長くなる。これにより、ドレンが複数の伝熱フィン１１の間などに停滞しやすくなり、ドレンによる目詰まりを起こしやすくなる。

本発明では、このような熱交換器においても、上部よりも下部の伝熱フィン群に属する伝熱フィン１１のフィンピッチを大きくし、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが複数の伝熱フィン１１の間に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

（３）
超臨界冷媒を用いた空気調和装置１では、暖房運転時に、室内機５１内の室内熱交換器６は冷媒を冷却するガスクーラとなっている。ガスクーラでは、熱交換器全体において冷媒の入口側と出口側とで温度が異なる。このため、隣り合う伝熱管列同士が伝熱フィンにより接続されていると、伝熱管同士で伝熱フィンを介した熱交換を行ってしまい、熱損失が生じる恐れがある。

本発明では、伝熱フィン１１は、伝熱管列６２と伝熱管列６３との間、伝熱管列６４と伝熱管列６５との間、および伝熱管列６６と伝熱管列６７との間で分割されている。このため、伝熱フィン１１を介した熱交換を抑えることができ、熱損失を抑えることができる。

（４）
この空気調和装置１の室内機５１では、暖房運転の際に、冷媒の流れ方向と空気の流れの方向とを対向させることで、室内熱交換器６全体における冷媒と空気との温度差を大きく保つことができる。このため、効率よく暖房運転を行うことができる。

（５）
この空気調和装置１の室内機５１では、空気の流れが室内熱交換器６の下部から上部へと流れる下吸い込み上吹き出し型室内機である。このため、ドレンが熱交換器の下部からの風により落下しにくくなっている。このような室内熱交換器６においても、ドレンの目詰まりを抑制している。したがって、ドレンが複数の伝熱フィン１１の間に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

（６）
この空気調和装置１の室内機５１では、冷媒にＣＯ２を利用している。ＣＯ２は、従来の冷媒、例えばＨＦＣ系のフロン冷媒などと比べて、オゾン破壊係数が０のためオゾン層を破壊することがほとんどない。また、ＣＯ２は、地球温暖化係数が１であり、数百から１万程度のフロン冷媒よりも遙かに低い。

このため、ＣＯ２は、環境負荷が小さい。このＣＯ２を冷媒として利用することで、地球環境が悪化することを抑えることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る熱交換器について、以下に、主として第１実施形態の空気調和装置１の室内機５１との相違点について説明する。

＜室内熱交換器の構造＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る空気調和装置１ａの縦断面図である。室内熱交換器６ａは、クロスフィン式の熱交換器であり、主に、伝熱フィン１１ａと伝熱管１２とから構成されている。

伝熱管１２は、空気流と交差する方向に並んでおり、伝熱管列６１ａ〜６８ａが空気流の上流から空気流の下流に向かって８列配置されている。冷媒は、空気流の下流側の伝熱管列６８ａに属する伝熱管１２から、空気流の上流側の伝熱管列６１ａに属する伝熱管１２に流れる。この冷媒の流通経路はパス８１ａ（図６参照）と呼ばれ、このパス８１ａによって、空気流と冷媒の流れとは、対向するようになり、対向しないものと比べて熱交換量が増加する。

これらの伝熱管列６１ａ〜６８ａでは、上部よりも下部の方にある伝熱管列の管ピッチが２列ごとに大きくなっている。すなわち、伝熱管列６１ａおよび伝熱管列６２ａの管ピッチＰＰ１と、伝熱管列６３ａおよび伝熱管列６４ａの管ピッチＰＰ２と、伝熱管列６５ａおよび伝熱管列６６ａの管ピッチＰＰ３と、伝熱管列６７ａおよび伝熱管列６８ａの管ピッチＰＰ４とは、ＰＰ４＜ＰＰ３＜ＰＰ２＜ＰＰ１となっている。室内熱交換器６ａは、室内機５１ａが冷房運転をする際に、蒸発器となっている。このため、ドレンが発生する。室内熱交換器６ａの下部の伝熱管列の管ピッチを上部よりも大きくすることで、ドレンを落下させやすくしている。これにより、ドレンによる目詰まりを低減しており、室内熱交換器６ａ内部に空気が通りやすくしている。

伝熱フィン１１は、伝熱管列６１と伝熱管列６２との間で分割されている。これは、伝熱管列６３と伝熱管列６４との間、伝熱管列６５と伝熱管列６６との間および伝熱管列６７と伝熱管列６８との間にも実施されている。これによって、伝熱フィン１１表面の熱は分割部１３を超えて移動することはできなくなる。

＜第２実施形態の特徴＞
超臨界冷媒を利用した空気調和装置１ａの室内機５１ａにおいて、暖房運転時に冷媒と空気との伝熱量を多くするため、室内熱交換器６ａとして伝熱管１２の直管１２ａが伝熱管列６１ａ〜６８ａの８列配置される多列熱交換器を用いている。このような室内熱交換器６ａでは、多数本ある伝熱管１２が邪魔になってドレンが室内熱交換器６ａから自然に落下しにくい。したがって、停滞したドレンが大きな空気抵抗となり、冷房能力が低下する恐れがある。

本発明では、室内熱交換器６ａの伝熱管列６１ａ〜６８ａは鉛直方向に並んでおり、上部から伝熱管列６８ａ、伝熱管列６７ａ、伝熱管列６６ａ、伝熱管列６５ａ、伝熱管列６４ａ、伝熱管列６３ａ、伝熱管列６２ａ、伝熱管列６１ａの順に並んでいる。これらの管ピッチをＰＰ４＜ＰＰ３＜ＰＰ２＜ＰＰ１とすることで、上部よりも下部の伝熱管列に属する伝熱管１２の管ピッチを大きし、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが伝熱管の周辺に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

＜変形例＞
（１）
第１実施形態と第２実施形態とを合わせたものであっても構わない（図５と図６との組み合わせ）。すなわち、室内熱交換器６ｂの伝熱フィン群のフィンピッチＰＦ１〜ＰＦ４が上部よりも下部に行くほど大きく、かつ、室内熱交換器６ｂの伝熱管列の管ピッチＰＰ１〜ＰＰ４が上部よりも下部に行くほど大きいものであっても良い。

この変形例では、空気調和装置１ｂの室内機５１ｂに搭載される室内熱交換器６ｂにおいて、下部の伝熱フィン群に属する伝熱フィンのフィンピッチを上部のフィンピッチよりも大きくし、かつ、下部の伝熱管列に属する伝熱管の管ピッチを上部の管ピッチよりも大きくすることにより、ドレンを落下させやすくしている。したがって、ドレンが伝熱管１２の周辺に停滞することを抑制でき、空気を通過させやすくすることができる。

また、ここでは、管ピッチの大きさが２列下部に行くごとに大きくなっているが、これに限らず、１列ずつ、３列ずつなどでも構わない。

（２）
上記実施形態に係る空気調和装置１の室内機５１では、伝熱フィン群１つに対して伝熱管列が２列貫通しているが、これに限らず、伝熱フィン群１つに対して伝熱管列が１列貫通する構成にしても構わない。

この空気調和装置１ｃの室内機５１ｃでは、１列の伝熱管列６１〜６８は、１つの伝熱フィン群７１ｃ〜７８ｃと対応して貫通している。隣り合う伝熱管列同士は、互いに別々の伝熱フィン群を貫通している。したがって、より多くの伝熱管同士が伝熱フィンを介した熱交換を行うことを低減することができる。

（３）
上記実施形態に係る空気調和装置１の室内機５１では、床置き型の空気調和装置であるが、これに限らず、壁掛型、天井埋め込み型、壁埋め込み型などであっても構わない。

（４）
上記実施形態に係る空気調和装置１の室内機５１では、冷媒にＣＯ２を利用したものであるが、これに限らず、ＨＦＣ系などのフルオロカーボン冷媒であっても構わない。

本発明に係る熱交換器は、冷房能力の低下を抑制することができ、冷房時のドレン対策を施した熱交換器を備えた熱交換器等として有用である

ＣＯ２冷媒を使用した空気調和装置の冷凍回路。 （ａ） ＣＯ２冷媒の圧力−エンタルピー状態図。 （ｂ） ＣＯ２冷媒の温度−エントロピー状態図。 第１実施形態に係る空気調和装置の室内熱交換器の斜視図。 伝熱管の直管に対して垂直方向から見た室内熱交換器の側面図。 空気調和装置の縦断面図。 第２実施形態に係る空気調和装置の縦断面図。 変形例（２）に係る空気調和装置の縦断面図。

符号の説明

１〜１ｃ 空気調和装置
６〜６ｃ 室内熱交換器（熱交換器）
１１，１１ａ 伝熱フィン
１２ 伝熱管
５１〜５１ｃ 室内機
５３ ファン
６１〜６８，６１ａ〜６８ａ 伝熱管列
７１〜７４，７１ａ〜７４ａ，７１ｃ〜７８ｃ 伝熱フィン群
ＰＦ１〜ＰＦ４ フィンピッチ
ＰＰ１〜ＰＰ８ 管ピッチ

Claims (11)

1. 冷媒に超臨界冷媒を利用して前記冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器であって、
   所定の間隔をあけて鉛直方向と平行に配置される板状の複数の伝熱フィン（１１）により形成される伝熱フィン群（７１〜７４，７１ｃ〜７８ｃ）と、
   前記伝熱フィン群を貫通する複数の伝熱管（１２）と、
   を備え、
   前記伝熱フィン群は、鉛直方向に複数群配置されており、上部の前記伝熱フィン群に属する前記伝熱フィンのフィンピッチよりも下部の前記伝熱フィン群に属する前記伝熱フィンのフィンピッチの方が大きい、
   熱交換器（６，６ｂ，６ｃ）。
2. 前記複数の伝熱管は、前記空気の流れと交差する方向に配置されて伝熱管列（６１〜６８）を形成しており、
   前記伝熱管列は、前記空気の流れの上流から前記空気の流れの下流に向かって、複数列並んでいる、
   請求項１に記載の熱交換器（６，６ｂ，６ｃ）。
3. 前記伝熱管列は４列以上形成される、
   請求項２に記載の熱交換器（６，６ｂ，６ｃ）。
4. 前記伝熱管列は、鉛直方向に複数列並んでおり、
   複数の前記伝熱管列のうち、上部の前記伝熱管列に属する前記伝熱管の管ピッチよりも下部の前記伝熱管列に属する前記伝熱管の管ピッチが大きい、
   請求項２または３に記載の熱交換器（６，６ｂ，６ｃ）。
5. 前記伝熱管列は、前記伝熱フィン群１つにつき列単位で貫通している、
   請求項２から４のいずれかに記載の熱交換器（６，６ｂ，６ｃ）。
6. 前記伝熱管列は、前記伝熱フィン群１つにつき１列が貫通している、
   請求項５に記載の熱交換器（６，６ｂ，６ｃ）。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の熱交換器（６〜６ｃ）と、
   前記空気の流れを生成するファン（５３）と、
   を備えた空気調和装置（１，１ｂ，１ｃ）の室内機（５１，５１ｂ，５１ｃ）。
8. 前記冷媒は、暖房運転の際に、前記空気の流れの下流側の前記伝熱管列に属する前記伝熱管から、前記空気の流れの上流側の前記伝熱管列に属する前記伝熱管へ流れる、
   請求項７に記載の空気調和装置（１，１ｂ，１ｃ）の室内機（５１，５１ｂ，５１ｃ）。
9. 前記空気の流れは、前記熱交換器の下部から上部へと流れる、
   請求項７または８に記載の空気調和装置（１，１ｂ，１ｃ）の室内機（５１，５１ｂ，５１ｃ）。
10. 前記冷媒は、ＣＯ２である、
    請求項７から９のいずれかに記載の空気調和装置（１，１ｂ，１ｃ）の室内機（５１，５１ｂ，５１ｃ）。
11. 冷媒に超臨界冷媒を利用して前記冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器であって、
    所定の間隔をあけて鉛直方向と平行に配置される板状の複数の伝熱フィン（１１ａ）により形成される伝熱フィン群（７１ａ〜７４ａ）と、
    前記伝熱フィン群を貫通する複数の伝熱管（１２）と、
    を備え、
    前記複数の伝熱管は、前記空気の流れと交差する方向に、複数本配置されて伝熱管列（６１ａ〜６８ａ）を形成し、
    前記伝熱管列は、鉛直方向に複数列並んでおり、複数の前記伝熱管列のうち、上部の前記伝熱管列に属する前記複数の伝熱管の管ピッチよりも下部の前記伝熱管列に属する前記複数の伝熱管の管ピッチの方が大きい、
    熱交換器（６ａ）。

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