WO2023281656A1

WO2023281656A1 - 熱交換器および冷凍サイクル装置

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Publication number: WO2023281656A1
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Inventors: 拓也松田
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Filing date: 2021-07-07
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Abstract

熱交換器（ＨＥ）は、複数の第１伝熱管（Ｔ１）を有する第１伝熱部（ＨＰ１）と、第１伝熱部（ＨＰ１）の複数の第１伝熱管（Ｔ１）を流れる非共沸混合冷媒とを備えている。複数の第１伝熱管（Ｔ１）は一列に並んで配置されている。第１伝熱部（ＨＰ１）は、複数の第１伝熱管（Ｔ１）を流れる非共沸混合冷媒の流れが第１伝熱部（ＨＰ１）を流れる空気の流れに対して直交するように配置された複数の第１伝熱管（Ｔ１）を有している。

Description

熱交換器および冷凍サイクル装置

　本開示は熱交換器および冷凍サイクル装置に関するものである。

　冷凍サイクル装置の熱交換器の性能向上手段として、伝熱管の多列化が提案されている。熱交換器は限られたスペースに実装されるため、多列化することで伝熱管の実装密度を向上させるとともに伝熱面積を拡大させることができる。例えば、特開２０１４－４０９８３号公報（特許文献１）に記載された空気調和装置の室内ユニットの熱交換器は、多列化された伝熱管を有している。

特開２０１４－４０９８３号公報

　多列化された伝熱管を有する熱交換器に非共沸混合冷媒が用いられる場合、非共沸混合冷媒に温度分布が生じる影響により、空気流れに対して並行に冷媒が流れると熱交換ロスが生じる。熱交換器が凝縮器として機能するときと熱交換器が蒸発器として機能するときとで、熱交換器を流れる冷媒の向きが反対となる。このため、凝縮器および蒸発器のいずれかで空気流れに対して並行に冷媒が流れる。したがって、凝縮器および蒸発器のいずれかで熱交換効率が低下する。

　本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、非共沸混合冷媒を用いつつ凝縮器および蒸発器で平均的に熱交換効率を確保することができる熱交換器および冷凍サイクル装置を提供することである。

　本開示の熱交換器は、複数の第１伝熱管を有する第１伝熱部と、第１伝熱部の複数の第１伝熱管を流れる非共沸混合冷媒とを備えている。複数の第１伝熱管は一列に並んで配置されている。第１伝熱部は、複数の第１伝熱管を流れる非共沸混合冷媒の流れが第１伝熱部を流れる空気の流れに対して直交するように配置された複数の第１伝熱管を有している。

　本開示の熱交換器によれば、非共沸混合冷媒を用いつつ凝縮器および蒸発器で平均的に熱交換効率を確保することができる。

実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。実施の形態１に係る熱交換器および吹出温度分布を示す図である。実施の形態１に係る熱交換器を概略的に示す斜視図である。実施の形態１に係る熱交換器の第１伝熱管および第２伝熱管を概略的に示す断面図である。実施の形態１に係る熱交換器のキャピラリーチューブを概略的に示す斜視図である。実施の形態１に係る熱交換器の第１伝熱管および第２伝熱管の変形例を概略的に示す断面図である。実施の形態１に係る熱交換器の変形例１を概略的に示す断面図である。実施の形態１に係る熱交換器の変形例２を概略的に示す正面図である。凝縮器および蒸発器での対向流、並行流、直交流の熱交換効率を示す図である。実施の形態１に係る熱交換器の凝縮器および蒸発器での冷媒流れと冷媒温度との関係を示す図である。実施の形態２に係る熱交換器および吹出温度分布を示す図である。実施の形態２に係る熱交換器の変形例を概略的に示す断面図である。実施の形態２に係る熱交換器の凝縮器および蒸発器での冷媒流れと冷媒温度との関係を示す図である。実施の形態３に係る熱交換器および吹出温度分布を示す図である。実施の形態３に係る熱交換器の変形例１を概略的に示す断面図である。実施の形態３に係る熱交換器の変形例２を概略的に示す断面図である。実施の形態３に係る熱交換器の凝縮器および蒸発器での冷媒流れと温度との関係を示す図である。

　以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。なお、図中において、同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

　実施の形態１．
　図１を参照して、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の構成について説明する。実施の形態１では、冷凍サイクル装置１００の一例として空気調和機について説明する。図１中実線矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを示している。図１中破線矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを示している。

　図１に示されるように、冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１と、四方弁２と、室外熱交換器３と、膨張弁４と、室内熱交換器５と、室外送風機６と、室内送風機７と、制御装置８とを備えている。実施の形態１に係る熱交換器ＨＥは、室外熱交換器３に適用されている。冷凍サイクル装置１００は、室外機１０１と、室外機１０１に接続された室内機１０２とを備えている。

　冷媒回路１０は、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４および室内熱交換器５を含んでいる。圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４および室内熱交換器５は、配管２０によって接続されている。冷媒回路１０は、冷媒を循環させるように構成されている。

　冷媒は、非共沸混合冷媒である。非共沸混合冷媒は、Ｒ３２を含み、他の冷媒としてＲ１２３４ｙｆを含んでいてもよい。非共沸混合冷媒は、他の冷媒としてＲ１１２３あるいはＲ１２３４ｚｅを含んでいてもよい。また、非共沸混合冷媒は、３種類以上の混合冷媒であってもよい。

　圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、室外送風機６および制御装置８は、室外機１０１に収容されている。室内熱交換器５および室内送風機７は、室内機１０２に収容されている。室外機１０１と室内機１０２とは、ガス管２１と液管２２とにより接続されている。配管２０の一部がガス管２１および液管２２を構成している。

　冷媒回路１０は、冷房運転時には、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、室内熱交換器５、四方弁２の順に冷媒が循環するように構成されている。また、冷媒回路１０は、暖房運転時には、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器５、膨張弁４、室外熱交換器３、四方弁２の順に冷媒が循環するように構成されている。

　圧縮機１は、冷媒を圧縮するように構成されている。圧縮機１は、熱交換器ＨＥに流入する非共沸混合冷媒を圧縮するためのものである。圧縮機１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するように構成されている。圧縮機１は、容量可変に構成されていてもよい。圧縮機１は、制御装置８からの指示に基づいて圧縮機１の回転数が調整されることにより容量が変化するように構成されていてもよい。

　四方弁２は、圧縮機１により圧縮された冷媒を室外熱交換器３または室内熱交換器５に流すように冷媒の流れを切替えるように構成されている。四方弁２は、第１ポートＰ１～第４ポートＰ４を有している。第１ポートＰ１は、圧縮機１の吐出側に接続されている。第２ポートＰ２は圧縮機１の吸入側に接続されている。第３ポートＰ３は、室外熱交換器３に接続されている。第４ポートＰ４は、室内熱交換器５に接続されている。四方弁２は、冷房運転時には圧縮機１から吐出された冷媒を室外熱交換器３に流すように構成されている。冷房運転時には、四方弁２において第１ポートＰ１に第３ポートＰ３が接続されているとともに第２ポートＰ２に第４ポートＰ４が接続されている。また、四方弁２は、暖房運転時には圧縮機１から吐出された冷媒を室内熱交換器５に流すように構成されている。暖房運転時には、四方弁２において第１ポートＰ１に第４ポートＰ４が接続されているとともに第２ポートＰ２に第３ポートＰ３が接続されている。

　室外熱交換器３は、室外熱交換器３の内部を流れる冷媒と室外熱交換器３の外部を流れる空気との間で熱交換を行うように構成されている。室外熱交換器３は、冷房運転時には冷媒を凝縮させる凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒を蒸発させる蒸発器として機能するように構成されている。

　膨張弁４は、凝縮器で凝縮された冷媒を膨張させることにより減圧させるように構成されている。膨張弁４は、冷房運転時には室外熱交換器３により凝縮された冷媒を減圧させ、暖房運転時には室内熱交換器５により凝縮された冷媒を減圧させるように構成されている。膨張弁４は、たとえば、電磁膨張弁である。

　室内熱交換器５は、室内熱交換器５の内部を流れる冷媒と室内熱交換器５の外部を流れる空気との間で熱交換を行うように構成されている。室内熱交換器５は、冷房運転時には冷媒を蒸発させる蒸発器として機能し、暖房運転時には冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するように構成されている。

　室外送風機６は、室外熱交換器３に室外の空気を送風するように構成されている。つまり、室外送風機６は、室外熱交換器３に対して空気を供給するように構成されている。

　室内送風機７は、室内熱交換器５に室内の空気を送風するように構成されている。つまり、室内送風機７は、室内熱交換器５に対して空気を供給するように構成されている。

　制御装置８は、演算、指示等を行って冷凍サイクル装置１００の各機器等を制御するように構成されている。制御装置８は、圧縮機１、四方弁２、膨張弁４、室外送風機６、室内送風機７などに電気的に接続されており、これらの動作を制御するように構成されている。

　図２～図５を参照して、実施の形態１に係る熱交換器ＨＥが適用された室外熱交換器３の構成について詳しく説明する。なお、実施の形態１に係る熱交換器ＨＥは、室内熱交換器５に適用されてもよい。図２は、熱交換器ＨＥの構造と空気の吹出温度分布との関係を示している。図３中実線矢印は冷媒の流れを示しており、図３中白抜き矢印は空気の流れを示している。

　図２および図３に示されるように、本実施の形態では、室外熱交換器３は、熱交換部３１と、ヘッダー分配器３２と、気液二相分配器３３と、非共沸冷媒とを有している。

　熱交換部３１は、第１熱交換部３１ａと、第２熱交換部３１ｂとを含んでいる。第１熱交換部３１ａは、空気流れ方向Ｄ１において風上側に配置されている。第１熱交換部３１ａは、空気流れ方向Ｄ１において第１列に配置されている。第２熱交換部３１ｂは、空気流れ方向Ｄ１において風下側に配置されている。第２熱交換部３１ｂは、空気流れ方向Ｄ１において第２列に配置されている。

　第１熱交換部３１ａは、第１伝熱部ＨＰ１を含んでいる。本実施の形態では第１熱交換部３１ａは、複数の第１伝熱部ＨＰ１を含んでいる。第２熱交換部３１ｂは、第２伝熱部ＨＰ２を含んでいる。本実施の形態では第２熱交換部３１ｂは、複数の第２伝熱部ＨＰ２を含んでいる。

　第１熱交換部３１ａは、複数の第１フィンＦ１と、複数の第１伝熱管Ｔ１と、複数の第１接続部Ｃ１とを有している。複数の第１フィンＦ１の各々は板状に構成されている。複数の第１フィンＦ１は互いに重なるように配置されている。複数の第１フィンＦ１の材料は、例えばアルミニウムである。

　複数の第１伝熱管Ｔ１は、複数の第１フィンＦ１を貫通している。複数の第１伝熱管Ｔ１は、空気流れ方向Ｄ１に直交する直交方向Ｄ２に直線状に延びるように構成されている。複数の第１接続部Ｃ１は複数の第１フィンＦ１の外側で第１伝熱管Ｔ１同士を接続する部分である。複数の第１伝熱管Ｔ１の各々が複数の第１接続部Ｃ１の各々によって接続されることで複数の第１伝熱管Ｔ１および複数の第１接続部Ｃ１は全体として蛇行するように構成されている。複数の第１伝熱管Ｔ１および複数の第１接続部Ｃ１の材料は、例えば銅またはアルミニウムである。

　第１伝熱部ＨＰ１は、複数の第１伝熱管Ｔ１を有する。複数の第１伝熱管Ｔ１は一列に並んで配置されている。複数の第１伝熱管Ｔ１は、空気流れ方向Ｄ１および直交方向Ｄ２に交差する段方向Ｄ３に並んで配置されている。

　第１伝熱部ＨＰ１は、複数の第１伝熱管Ｔ１を流れる非共沸混合冷媒の流れが第１伝熱部ＨＰ１を流れる空気の流れに対して直交するように配置された複数の第１伝熱管Ｔ１を有している。

　第２熱交換部３１ｂは、複数の第２フィンＦ２と、複数の第２伝熱管Ｔ２と、複数の第２接続部Ｃ２とを有している。複数の第２フィンＦ２の各々は板状に構成されている。複数の第２フィンＦ２は互いに重なるように配置されている。複数の第２フィンＦ２の材料は、例えばアルミニウムである。

　複数の第２伝熱管Ｔ２は、複数の第２フィンＦ２を貫通している。複数の第２伝熱管Ｔ２は、空気流れ方向Ｄ１に直交する直交方向Ｄ２に直線状に延びるように構成されている。複数の第２接続部Ｃ２は複数の第２フィンＦ２の外側で第２伝熱管Ｔ２同士を接続する部分である。複数の第２伝熱管Ｔ２の各々が複数の第２接続部Ｃ２の各々によって接続されることで複数の第２伝熱管Ｔ２および複数の第２接続部Ｃ２は全体として蛇行するように構成されている。複数の第２伝熱管Ｔ２および複数の第２接続部Ｃ２の材料は、例えば銅またはアルミニウムである。

　第２伝熱部ＨＰ２は、複数の第２伝熱管Ｔ２を有する。第２伝熱部ＨＰ２は、第１伝熱部ＨＰ１と隣り合うように配置されている。複数の第２伝熱管Ｔ２は一列に並んで配置されている。複数の第２伝熱管Ｔ２は、複数の第１伝熱管Ｔ１が並ぶ方向に沿って並んで配置されている。複数の第２伝熱管Ｔ２は、空気流れ方向Ｄ１および直交方向Ｄ２に交差する段方向Ｄ３に並んで配置されている。

　非共沸混合冷媒は、第１伝熱部ＨＰ１の複数の第１伝熱管Ｔ１を流れる。非共沸混合冷媒は、複数の第１伝熱管Ｔ１および複数の第１接続部Ｃ１を連続して流れる。非共沸混合冷媒は、第２伝熱部ＨＰ２の複数の第２伝熱管Ｔ２を流れる。非共沸混合冷媒は、複数の第２伝熱管Ｔ２および複数の第２接続部Ｃ２を連続して流れる。

　室外熱交換器３が凝縮器として機能する場合、熱交換器入口（凝縮器入口）にはヘッダー分配器３２が設けられており、熱交換器出口（凝縮器出口）には気液二相分配器３３が設けられている。気液二相分配器３３は、気液二相流を均等に分配することが可能に構成されている。気液二相分配器３３は、ディストリビュータ３３ａおよびキャピラリーチューブ３４を有している。

　図３および図４に示されるように、複数の第１伝熱管Ｔ１および複数の第１接続部Ｃ１の各々は、円管である。複数の第２伝熱管Ｔ２および複数の第２接続部Ｃ２の各々は、円管である。

　図２および図５に示されるように、キャピラリーチューブ３４は、第１列の第１熱交換部３１ａに接続された第１キャピラリーチューブ３４ａおよび第２列の第２熱交換部３１ｂに接続された第２キャピラリーチューブ３４ｂを含んでいる。第１キャピラリーチューブ３４ａの内径は、第２キャピラリーチューブ３４ｂの内径よりも大きくてもよい。第１キャピラリーチューブ３４ａの長さは、第２キャピラリーチューブ３４ｂの長さよりも長くてもよい。

　図６を参照して、実施の形態１に係る熱交換器ＨＥの第１伝熱管Ｔ１および第２伝熱管Ｔ２の変形例では、第１伝熱管Ｔ１および第２伝熱管Ｔ２は、扁平管である。

　続いて、図１～図３を参照して、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の動作について説明する。

　冷凍サイクル装置１００は、冷房運転と暖房運転とを選択的に行うことが可能である。冷房運転時には、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、室内熱交換器５、四方弁２の順に冷媒が冷媒回路１０を循環する。冷房運転時には室外熱交換器３は、凝縮器として機能する。室外熱交換器３を流れる冷媒と室外送風機６によって送風される空気との間で熱交換が行われる。冷房運転時には室内熱交換器５は、蒸発器として機能する。室内熱交換器５を流れる冷媒と室内送風機７によって送風される空気との間で熱交換が行われる。

　圧縮機１から吐出された高圧ガス冷媒は、熱交換器ＨＥのヘッダー分配器３２を経由して第１列の第１熱交換部３１ａの第１伝熱管Ｔ１および第２列の第２熱交換部３１ｂの第２伝熱管Ｔ２に流入し、空気流れに対して直交するように流れる。この際に、第１熱交換部３１ａの出口側に設置される第１キャピラリーチューブ３４ａの流路抵抗を、第２熱交換部３１ｂの出口側に設置される第２キャピラリーチューブ３４ｂの流路抵抗よりも小さくすることで、第１キャピラリーチューブ３４ａに第２キャピラリーチューブ３４ｂよりも多くの冷媒が流れる。高圧ガス冷媒は、複数の第１フィンＦ１、複数の第１伝熱管Ｔ１、複数の第２フィンＦ２、複数の第２伝熱管Ｔ２を介して空気と熱交換することにより高圧の液冷媒となる。

　暖房運転には、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器５、膨張弁４、室外熱交換器３、四方弁２の順に冷媒が冷媒回路１０を循環する。暖房運転時には室内熱交換器５は、凝縮器として機能する。室内熱交換器５を流れる冷媒と室内送風機７によって送風される空気との間で熱交換が行われる。暖房運転時には室外熱交換器３は、蒸発器として機能する。室外熱交換器３を流れる冷媒と室外送風機６によって送風される空気との間で熱交換が行われる。

　低乾き度の低圧気液二相冷媒は、熱交換器ＨＥの気液二相分配器３３のディストリビュータ３３ａで減圧され、攪拌されることにより、気液二相の噴霧状態において等乾き度で分配される。第１列の第１熱交換部３１ａに接続される第１キャピラリーチューブ３４ａの流路抵抗を、第２列の第２熱交換部３１ｂに接続される第２キャピラリーチューブ３４ｂの流路抵抗よりも小さくすることで、第１キャピラリーチューブ３４ａに第２キャピラリーチューブ３４ｂよりも多くの冷媒が流れる。低乾き度の低圧気液二相冷媒は、複数の第１フィンＦ１、複数の第１伝熱管Ｔ１、複数の第１フィンＦ１、複数の第２伝熱管Ｔ２を介して空気と熱交換することにより低圧のガス冷媒となる。

　続いて、実施の形態１に係る熱交換器ＨＥが適用された室外熱交換器３の変形例について説明する。

　図７を参照して、実施の形態１に係る室外熱交換器３の変形例１では、ヘッダー分配器３２および気液二相分配器３３は、列毎に複数配置されている。実施の形態１に係る室外熱交換器３の変形例１では、ヘッダー分配器３２および気液二相分配器３３は、２個ずつ配置されている。２個の気液二相分配器３３の各々の下流に２個の電子膨張弁３５の各々がそれぞれ配置されている。

　また、電子膨張弁３５が配置されない場合、第１列の第１熱交換部３１ａに接続される第１キャピラリーチューブ３４ａの内径は、第２列の第２熱交換部３１ｂに接続される第２キャピラリーチューブ３４ｂの内径よりも大きくする。さらに、第１列の第１熱交換部３１ａに接続される第１キャピラリーチューブ３４ａの長さは、第２列の第２熱交換部３１ｂに接続される第２キャピラリーチューブ３４ｂの長さよりも長くする。

　図８を参照して、実施の形態１に係る室外熱交換器３の変形例２では、説明の便宜のため第１熱交換部３１ａのみが示されている。第２熱交換部３１ｂは、第１熱交換部３１ａと同様に構成されている。

　実施の形態１に係る室外熱交換器３の変形例２では、複数の第１フィンＦ１は、コルゲートフィンである。複数の第１伝熱管Ｔ１は、直線状の扁平管である。複数の第１伝熱管Ｔ１の各々の間に複数の第１フィンＦ１の各々が配置されている。複数の第１伝熱管Ｔ１の各々の両端にヘッダー３６が接続されている。

　次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
　図９を参照して、凝縮器および蒸発器の対向流、並行流、直交流の熱交換効率について説明する。対向流、並行流、直交流は、空気流れに対する冷媒流れの関係を示している。凝縮器および蒸発器のいずれにおいても、対向流、直交流、並行流の順に熱交換効率が低下する。

　図１０を参照して、本実施の形態での熱交換器ＨＥが凝縮器または蒸発器として機能するときの冷媒流れに対する各パスの冷媒温度について説明する。凝縮器では、冷媒流れが増大するにつれて第１列および第２列とも冷媒温度が低くなる。第１列の冷媒温度は、第２列の冷媒温度よりも低くなる。蒸発器では、冷媒流れが増大するにつれて第１列および第２列とも冷媒温度が高くなる。第１列の冷媒温度は、第２列の冷媒温度よりも高くなる。

　本実施の形態に係る熱交換器ＨＥによれば、第１伝熱部ＨＰ１は、複数の第１伝熱管Ｔ１を流れる非共沸混合冷媒の流れが第１伝熱部ＨＰ１を流れる空気の流れに対して直交するように配置された複数の第１伝熱管Ｔ１を有している。このため、空気流れに対する非共沸混合冷媒の流れは直交流となる。これにより、熱交換器ＨＥが凝縮器および蒸発器のいずれとして機能するときでも並行流に比べて熱交換効率を高くすることができる。したがって、非共沸混合冷媒を用いつつ凝縮器および蒸発器で平均的に熱交換効率を確保することができる。

　なお、仮に凝縮器および蒸発器ともに対向流にしようとすると、次の問題がある。まず、凝縮器において気液二相分配器３３によって高圧ガス冷媒の圧力損失が増大する。また、出口ヘッダーの大容量化によって冷媒量が増大する。さらに延長配管部の圧力損失が増大する。本実施の形態に係る熱交換器ＨＥによれば、これらの問題が生じない。

　また、第１キャピラリーチューブ３４ａの流路抵抗を第２キャピラリーチューブ３４ｂの流路抵抗より小さくすることにより、熱負荷が大きい第１列の第１伝熱管Ｔ１に冷媒を多く流すことができる。このため、第１列の第１伝熱管Ｔ１と第２列の第２伝熱管Ｔ２とで冷媒の出口温度の差異が小さくなるため、熱交換効率を大きくすることができる。

　本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００によれば、上記の熱交換器ＨＥを備えている。このため、非共沸混合冷媒を用いつつ凝縮器および蒸発器で平均的に熱交換効率を確保することができる熱交換器ＨＥを備えた冷凍サイクル装置１００を提供することができる。

　実施の形態２．
　実施の形態２に係る熱交換器ＨＥは、特に説明しない限り、実施の形態１に係る熱交換器ＨＥと同一の構成、動作および作用効果を有している。

　図１１を参照して、実施の形態２に係る熱交換器ＨＥでは、第１伝熱部ＨＰ１および第２伝熱部ＨＰ２の各々の非共沸混合冷媒の入口および出口は、互いに反対側に配置されている。第１伝熱部ＨＰ１では、冷媒入口は最上段に配置されており、冷媒出口は最下段に配置されている。第２伝熱部ＨＰ２では、冷媒入口は最下段に配置されており、冷媒出口は最上段に配置されている。つまり、第１伝熱部ＨＰ１および第２伝熱部ＨＰ２の各々の非共沸混合冷媒の入口および出口は、互いに上下逆に配置されている。

　続いて、実施の形態２に係る熱交換器ＨＥが適用された室外熱交換器３の変形例について説明する。

　図１２を参照して、実施の形態２に係る室外熱交換器３の変形例では、熱交換部３１は、第３熱交換部３１ｃを含んでいる。第３熱交換部３１ｃは、空気流れ方向Ｄ１において第１熱交換部３１ａよりも風上側に配置されている。第３熱交換部３１ｃは、空気流れ方向Ｄ１において第１列に配置されている。

　第３熱交換部３１ｃは、第３伝熱部ＨＰ３を含んでいる。本実施の形態では第３熱交換部３１ｃは、複数の第３伝熱部ＨＰ３を含んでいる。第３熱交換部３１ｃは、複数の第３フィンＦ３と、複数の第３伝熱管Ｔ３と、複数の第３接続部Ｃ３（図示せず）とを有している。複数の第３フィンＦ３と、複数の第３伝熱管Ｔ３と、複数の第３接続部Ｃ３（図示せず）は、複数の第１フィンＦ１と、複数の第１伝熱管Ｔ１と、複数の第１接続部Ｃ１（図示せず）と同様に構成されている。非共沸混合冷媒は、第３伝熱部ＨＰ３の複数の第３伝熱管Ｔ３を流れる。非共沸混合冷媒は、複数の第３伝熱管Ｔ３および複数の第３接続部Ｃ３（図示せず）を連続して流れる。

　キャピラリーチューブ３４は、第３熱交換部３１ｃに接続された第３キャピラリーチューブ３４ｃを含んでいる。第３キャピラリーチューブ３４ｃの内径は、第１キャピラリーチューブ３４ａの内径よりも大きくてもよい。第３キャピラリーチューブ３４ｃの長さは、第１キャピラリーチューブ３４ａの長さよりも長くてもよい。

　次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
　図１３を参照して、本実施の形態での熱交換器ＨＥが凝縮器または蒸発器として機能するときの冷媒流れに対する各パスの冷媒温度について説明する。実施の形態１に比べて、凝縮器および蒸発器のいずれでも第１列および第２列の冷媒温度の差異が小さくなる。

　本実施の形態に係る熱交換器ＨＥによれば、第１伝熱部ＨＰ１および第２伝熱部ＨＰ２の各々の非共沸混合冷媒の入口および出口は、互いに反対側に配置されている。このため、熱交換器ＨＥの高さ方向の空気の吹出温度分布を平均化することができる。

　したがって、熱交換器ＨＥが室外熱交換器３に適用される場合、低外気時での着霜量が均一化されるため、平均暖房能力を向上させることができる。また、熱交換器ＨＥが室内熱交換器５に適用される場合、露飛びが発生し難いため、快適性および品質性能を向上させることができる。

　実施の形態３．
　実施の形態３に係る熱交換器ＨＥは、特に説明しない限り、実施の形態１および２に係る熱交換器ＨＥと同一の構成、動作および作用効果を有している。

　図１４を参照して、実施の形態３に係る熱交換器ＨＥでは、第１伝熱部ＨＰ１および第２伝熱部ＨＰ２は、第１パスＰＳ１および第２パスＰＳ２を有している。第１パスＰＳ１は、複数の第１伝熱管Ｔ１および複数の第２伝熱管Ｔ２を流れる非共沸混合冷媒の流れが第１伝熱部ＨＰ１および第２伝熱部ＨＰ２を流れる空気の流れに対して並行するように配置されている。第２パスＰＳ２は、複数の第１伝熱管Ｔ１および複数の第２伝熱管Ｔ２を流れる非共沸混合冷媒の流れが第１伝熱部ＨＰ１および第２伝熱部ＨＰ２を流れる空気の流れに対して対向するように配置されている。第１パスＰＳ１と第２パスＰＳ２とが組み合わされている。

　続いて、実施の形態３に係る熱交換器ＨＥが適用された室外熱交換器３の変形例について説明する。

　図１５を参照して、実施の形態３に係る室外熱交換器３の変形例１では、第１伝熱部ＨＰ１および第２伝熱部ＨＰ２の各々の非共沸混合冷媒の入口および出口は、互いに反対側に配置されている。

　図１６を参照して、実施の形態３に係る室外熱交換器３の変形例２では、熱交換部３１は、第３熱交換部３１ｃを含んでいる。第３熱交換部３１ｃは、空気流れ方向Ｄ１において第１熱交換部３１ａと第２熱交換部３１ｂとの間に配置されている。

　次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
　図１７を参照して、本実施の形態での熱交換器ＨＥが凝縮器または蒸発器として機能するときの冷媒流れに対する各パスの冷媒温度について説明する。実施の形態１に比べて、凝縮器および蒸発器のいずれでも第１列および第２列の冷媒温度の差異が小さくなる。

　本実施の形態に係る熱交換器ＨＥによれば、第１パスＰＳ１は、複数の第１伝熱管Ｔ１および複数の第２伝熱管Ｔ２を流れる非共沸混合冷媒の流れが第１伝熱部ＨＰ１および第２伝熱部ＨＰ２を流れる空気の流れに対して並行するように配置されている。第２パスＰＳ２は、複数の第１伝熱管Ｔ１および複数の第２伝熱管Ｔ２を流れる非共沸混合冷媒の流れが第１伝熱部ＨＰ１および第２伝熱部ＨＰ２を流れる空気の流れに対して対向するように配置されている。このため、熱交換器ＨＥの高さ方向の空気の吹出温度分布をさらに平均化することができる。これにより、各パスの熱負荷がさらに均一化されるため、熱交換効率を向上させることができる。

　また、実施の形態１のように電子膨張弁３５が配置されない場合でもキャピラリーチューブ３４の内径および長さの調整が不要となる。

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

　１　圧縮機、２　四方弁、３　室外熱交換器、４　膨張弁、５　室内熱交換器、６　室外送風機、７　室内送風機、８　制御装置、１０　冷媒回路、３１　熱交換部、３１ａ　第１熱交換部、３１ｂ　第２熱交換部、３１ｃ　第３熱交換部、３２　ヘッダー分配器、３３　気液二相分配器、１００　冷凍サイクル装置、ＨＥ　熱交換器、ＨＰ１　第１伝熱部、ＨＰ２　第２伝熱部、ＨＰ３　第３伝熱部、ＰＳ１　第１パス、ＰＳ２　第２パス、Ｔ１　第１伝熱管、Ｔ２　第２伝熱管、Ｔ３　第３伝熱管。

Claims

　複数の第１伝熱管を有する第１伝熱部と、
　前記第１伝熱部の前記複数の第１伝熱管を流れる非共沸混合冷媒とを備え、
　前記複数の第１伝熱管は一列に並んで配置されており、
　前記第１伝熱部は、前記複数の第１伝熱管を流れる前記非共沸混合冷媒の流れが前記第１伝熱部を流れる空気の流れに対して直交するように配置された前記複数の第１伝熱管を有している、熱交換器。
　複数の第２伝熱管を有する第２伝熱部をさらに備え、
　前記第２伝熱部は、前記第１伝熱部と隣り合うように配置されており、
　前記複数の第２伝熱管は一列に並んで配置されており、かつ前記複数の第１伝熱管が並ぶ方向に沿って並んで配置されており、
　前記非共沸混合冷媒は、前記第２伝熱部の前記複数の第２伝熱管を流れ、
　前記第２伝熱部は、前記複数の第２伝熱管を流れる前記非共沸混合冷媒の流れが前記第２伝熱部を流れる空気の流れに対して直交するように配置された前記複数の第２伝熱管を有している、請求項１に記載の熱交換器。
　前記第１伝熱部および前記第２伝熱部の各々の前記非共沸混合冷媒の入口および出口は、互いに反対側に配置されている、請求項２に記載の熱交換器。
　前記第１伝熱部および前記第２伝熱部は、第１パスおよび第２パスを有し、
　前記第１パスは、前記複数の第１伝熱管および前記複数の第２伝熱管を流れる前記非共沸混合冷媒の流れが前記第１伝熱部および前記第２伝熱部を流れる空気の流れに対して並行するように配置されており、
　前記第２パスは、前記複数の第１伝熱管および前記複数の第２伝熱管を流れる前記非共沸混合冷媒の流れが前記第１伝熱部および前記第２伝熱部を流れる空気の流れに対して対向するように配置されている、請求項２または３に記載の熱交換器。
　請求項１～４のいずれか１項に記載の前記熱交換器と、
　前記熱交換器に流入する前記非共沸混合冷媒を圧縮するための圧縮機とを備えた、冷凍サイクル装置。