JP4624146B2 - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Description

本発明は空気調和機の室内機に関し、より特定的には、フィン付き熱交換器を備えている空気調和機の室内機に関する。

近年、空気調和機の省エネルギー化の進行とともに、空気調和機を構成するフィン付き熱交換器の高効率化が要求されてきている。高効率化の１つの手段として、熱交換器を多段に折り曲げることや円弧状にすることにより、限られた空間内での伝熱交換可能な面積を増加させて、熱交換器の高性能化が図られている。また、別の手段として、熱交換器の風上側に過冷却促進用補助熱交換器を設けることにより、暖房運転時における熱交換器の高性能化が図られている。

また、熱交換器を構成する伝熱管等を工夫することにより、熱交換器の高効率化が図られている。熱交換器の伝熱管の管径と管配列に着目して高効率化を図る空気調和機は、たとえば特開２００１−１７４０４７号公報（特許文献１）に開示されている。風速分布に着目して高効率化を図る空気調和機は、たとえば特開平９−２６４５５５号公報（特許文献２）に開示されている。

図１０は、特許文献１に開示された空気調和機の室内機を示す概略側面図である。図１０を参照して、空気調和機の室内機１００は、送風機１５２と、フィン群と伝熱管群から構成される３台の熱交換器１２１とを備えている。熱交換器１２１は多段に折り曲げられて送風機１５２を囲むように配置されている。通風抵抗の最も高い前面部熱交換器１２２を送風機１５２の最も近い前面部に、次に通風抵抗が高い中央部熱交換器１２３を前面部熱交換器１２２の上位に位置する中央部に、最も通風抵抗の低い背面部熱交換器１２４を中央部熱交換器１２３の背面に配置している。前面部熱交換器１２２、中央部熱交換器１２３、および背面部熱交換器１２４は、径の異なる複数の伝熱管を用いている。これにより、通風抵抗の均一化による送風効率が改善されている。また、暖房運転時に冷媒を最太径伝熱管Ａから順次、中間径伝熱管Ｂ、最細径伝熱管Ｃへ流動させることにより、冷媒側の熱伝達率が向上されている。

図１１は、特許文献２に開示された空気調和機の熱交換器の空気調和機組込時の断面図である。図１１を参照して、空気調和機の熱交換器２００は、フィン２０４と伝熱管２０３から構成される前面側熱交換器２０１と、後面側熱交換器２０２とを備えている。熱交換器２００は、多段に折り曲げられ、前面側熱交換器２０１および後面側熱交換器２０２の一部における伝熱管２０３の列数を、後面側熱交換器２０２の他の部分における伝熱管２０３の列数より少なくしている。これにより、通風抵抗が削減でき、熱交換効率が低下した分を送風効率で補うことで性能を維持しながらコスト低減を図っている。
特開２００１−１７４０４７号公報 特開平９−２６４５５５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された空気調和機の室内機１００は、伝熱管の管径と管配列を工夫する必要があるので、前面部熱交換器１２２および背面部熱交換器１２４内における伝熱管の管径が異なっている。また、前面部熱交換器１２２、中央部熱交換器１２３、および背面部熱交換器１２４における伝熱管の配列が異なっているため、特殊なフィンや特殊な伝熱管を製造する必要がある。よって、生産効率が低下し、コストが上昇する。

また、特許文献２に開示された空気調和機の熱交換器２００は、伝熱管２０３の列数を少なくしているので熱交換可能な伝熱面積が減少する。よって、熱交換器の高性能化が図れない。

それゆえ本発明の目的は、高性能化が図れると共に、生産効率が上昇し、コスト低減を図ることのできる空気調和機の室内機を提供することである。

この発明に従った空気調和機の室内機は、送風機と、少なくとも３台の熱交換器とを備えている。熱交換器は、送風機の周囲に配置され、互いに間隔をへだてて配置されたフィン群と、フィン群に接続されて内部を冷媒が流動する伝熱管群とを有している。各熱交換器が有しているそれぞれの伝熱管群の管径は熱交換器毎に略同じである。少なくとも３台の熱交換器は、少なくとも２台の熱交換器からなる第１熱交換器グループと、第１熱交換器グループの熱交換器における伝熱管群の管径より大きい管径を有する伝熱管群を含む少なくとも１台の熱交換器からなる第２熱交換器グループとにより構成される。第２熱交換器グループを、第１熱交換器グループよりも送風機に近い位置に配置したことを特徴とする。フィン群を伝熱管群が貫通し、伝熱管群が貫通するフィン群の主表面における伝熱管群の貫通位置は、ある方向に整列した１以上の列を構成するように配置され、フィン群の主表面における列の延在方向に垂直な方向における幅を、列の数で割った値を伝熱管群の１列分のフィンの幅とし、第１熱交換器グループにおける伝熱管群の１列分のフィンの幅が、第２熱交換器グループにおける伝熱管群の１列分のフィンの幅より小さく、第１熱交換器グループの伝熱管群の列の数が、第２熱交換器グループの伝熱管群の列の数より多いことを特徴とする。

本発明の空気調和機の室内機によれば、第１熱交換器グループの伝熱管群の管径が細い熱交換器は通風抵抗が少なくなるため、熱交換器を通過する空気の風量が増加できる。そのため、熱交換器での空気と冷媒の熱交換量が向上し、熱交換器全体として効率が向上し、空気調和機の室内機の高性能化を果たすことができる。

また、各熱交換器が有しているそれぞれの伝熱管群の管径は熱交換器毎に略同じであるため、生産効率を上昇し、コストの低減を図ることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による空気調和機の室内機を示す側面図である。図１を参照して、実施の形態１による空気調和機の室内機を説明する。実施の形態１による空気調和機１０は、たとえば、図１に示すように、３台の熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、送風機１４とを備えている。３台の熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれ互いに間隔をへだてて配置されたフィン群１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、フィン群１２ａ、１２ｂ、１２ｃに接続されて内部を冷媒が流動する伝熱管群１３ａ、１３ｂ、１３ｃとを有している。

熱交換器１１ａが有している伝熱管群１３ａの管径は、略同じである。同様に、熱交換器１１ｂが有している伝熱管群１３ｂの管径は略同じであり、熱交換器１１ｃが有している伝熱管群１３ｃの管径は略同じである。また、伝熱管群１３ｃの管径は、伝熱管群１３ａ、１３ｂの管径よりも大きい。

第１熱交換器グループは、熱交換器１１ａと、熱交換器１１ｂからなる。第２熱交換器グループは、熱交換器１１ｃからなる。すなわち、第１熱交換器グループは少なくとも２台の熱交換器からなり、第２熱交換器グループは、第１熱交換器グループを構成する熱交換器の伝熱管群の管径より大きい管径の伝熱管群を有する熱交換器からなる。

図１に示すように、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、送風機１４の周囲に、送風機１４と近い順にそれぞれ配置されている。また、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおいて、伝熱管群１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、フィン群１２ａ、１２ｂ、１２ｃをそれぞれ貫通し、冷媒が伝熱管群１３ａ、１３ｂ、１３ｃの内部を流動する。熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおいて、送風機１４から送られた空気は、フィン群１２ａ、１２ｂ、１２ｃの間をそれぞれ流動する。

次に、空気調和機の室内機１０の動作方法について説明する。図１を参照して、送風機１４を運転して、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃに空気を送り込む。また、冷媒を伝熱管群１３ａ、１３ｂ、１３ｃに流動させる。よって、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃに送り込まれた空気は、伝熱管群１３ａ、１３ｂ、１３ｃを流れる冷媒により、冷却または過熱される。なお、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃを通過した風量を風量１５ａ、１５ｂ、１５ｃと示し、冷媒の流路は図示していない。

以上説明したように、実施の形態１に係る空気調和機の室内機１０によれば、第１熱交換器グループの２台の熱交換器１１ａ、１１ｂにおける伝熱管群の管径より大きい管径を有する伝熱管群を含む１台の熱交換器からなる第２熱交換器グループとにより構成される。よって、伝熱管群の管径が細い熱交換器１１ａ、１１ｂは通風抵抗が少なくなる。そのため、熱交換器１１ａ、１１ｂを通過する空気の風量１５ａ、１５ｂは増加できるので、熱交換器１１ａ、１１ｂでの空気と冷媒の熱交換量が向上する。したがって、熱交換器全体として効率が向上する。その結果、空気調和機の室内機１０は、高性能化を果たすことができる。

また、３台の熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃが有しているそれぞれの伝熱管群１３ａ、１３ｂ、１３ｃの管径が熱交換器毎に略同じである。よって、熱交換器において管径の異なる伝熱管群を配置する場合より、熱交換器の生産効率を上昇させることができる。その結果、空気調和機の室内機１０は、コストの低減を図ることができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における空気調和機の室内機を示す側面図である。図２を参照して、実施の形態２による空気調和機の室内機を説明する。図２を参照して、実施の形態２による空気調和機の室内機２０の構成は、基本的には図１に示した本発明の実施の形態１と同様であるが、管径の太い伝熱管群１３ｃより構成されている第２熱交換器グループを構成する熱交換器１１ｃを送風機１４に最も近い前面部に配置している点において異なる。

次に、空気調和機の室内機２０の動作方法について説明する。図２を参照して、送風機１４を運転して、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃに空気を送り込む。また、冷媒を伝熱管群１３ａ、１３ｂ、１３ｃに流動させる。よって、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃに送り込まれた空気は、伝熱管群１３ａ、１３ｂ、１３ｃを流れる冷媒により、冷却または過熱される。

以上説明したように、実施の形態２に係る空気調和機の室内機２０によれば、第２熱交換器グループを構成する熱交換器１１ｃを送風機の最も近い前面部に配置している。よって、熱交換器１１ｃの伝熱管群１３ｃの管径が大きいことから、熱交換器１１ｃは、３台の熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち最も通風抵抗が大きい。最も通風抵抗が大きい熱交換器１１ｃを送風機１４における最も風速の早い前面部分に配置しているので、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃに送り込まれる空気の風量１５ａ、１５ｂ、１５ｃは略同一となる。そのため、３台の熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおける風速分布が均一となり、３台の熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃのそれぞれが熱交換に有効に寄与することができる。その結果、空気調和機の室内機２０は、さらに高性能化を果たすことができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における空気調和機の室内機を示す側面図である。図３を参照して、実施の形態３による空気調和機の室内機を説明する。図３を参照して、実施の形態３による空気調和機の室内機３０の構成は、基本的には図２に示した本発明の実施の形態２と同様であるが、冷房運転時冷媒流入部３６ａと、暖房時冷媒流出部３６ｂと、冷房運転時冷媒流出部３７ａと、暖房時冷媒流入部３７ｂと、冷媒の流路３７ｃとを設けている点において異なる。

具体的には、暖房運転時には、第２熱交換器グループを構成する熱交換器１１ｃに暖房時冷媒流入部３７ｂを設けると共に、第１熱交換器グループを構成する熱交換器１１ａに暖房時冷媒流出部３６ｂを設けている。一方、冷房運転時には、第１熱交換器グループを構成する熱交換器１１ａに冷房時冷媒流入部３６ａを設けると共に、第２熱交換器グループを構成する熱交換器１１ｃに冷房時冷媒流出部３７ａを設けている。

また、空気調和機の室内機３０では、第１熱交換器グループを構成する熱交換器１１ａ、１１ｂは、それぞれの伝熱管群１３ａ、１３ｂの管径が互いに異なる構成としている。本実施の形態では、たとえば、熱交換器１１ａの伝熱管群１３ａの管径は、熱交換器１１ｂの管径よりも細い構成としている。

なお、冷媒流入部とは、冷媒を伝熱管群に流すために冷媒を投入するための部材を意味し、冷媒流出部とは、伝熱管群を流れた冷媒を排出するための部材を意味する。

暖房運転時の冷媒の流路３７ｃは、暖房時冷媒流入部３７ｂから冷媒が流入され、伝熱管群の管径が太い順に熱交換器１１ｃ、１１ｂ、１１ａにおける伝熱管群１３ｃ、１３ｂ、１３ａへと順次流れ、暖房時冷媒流出部３６ｂから排出されるように冷媒回路を構成している。

一方、冷房運転時の冷媒の流路３７ｃは、冷房時冷媒流入部３６aから冷媒が流入され、伝熱管群の管径が細い順に熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおける伝熱管群１３ａ、１３ｂ、１３ｃへと順次流れ、冷房時冷媒流出部３７ａから排出されるように冷媒回路を構成している。

次に、空気調和機の室内機３０の動作方法について説明する。図３を参照して、送風機１４を運転して、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃに空気を送り込む。

暖房運転時には、冷媒が暖房時冷媒流入部３７ｂから流入され、流路３７ｃを流れ、暖房時冷媒流出部３６ｂから排出される。よって、熱交換器１１ｃ、１１ｂ、１１ａに送り込まれた空気は、流路３７ｃを構成する伝熱管群１３ｃ、１３ｂ、１３ａを流れる冷媒により加熱される。

暖房運転時における暖房時冷媒流入部３７ｂでの冷媒の状態は、高温高圧の気体状態である。熱交換器１１ｃ、１１ｂ、１１ａの流路３７ｃを構成する伝熱管群１３ｃ、１３ｂ、１３ａ内を流動する際に、冷媒は空気と熱交換する。その際、冷媒は空気により冷却されるため、流路３７ｃの途中で気液二相状態となり、暖房時冷媒流出部３６ｂでは冷媒は低温高圧の液体へと変化する。

暖房運転時において、冷媒の流路３７ｃ中の冷媒は、暖房時冷媒流出部３６ｂに近づくにしたがって、二相状態の冷媒における液状態の比率が上昇していく。そのため、冷媒の流速は低下していき、空気と伝熱管群との熱伝達が低下していく。

しかしながら、空気調和機の室内機３０では、暖房時冷媒流出部３６ｂを構成する熱交換器１１ａ、１１ｂの伝熱管群１３ａ、１３ｂの管径は、相対的に伝熱管群１３ｃの管径より細い。そのため、液状態の比率が上昇している過冷却状態の冷媒の流速低下が抑制され、暖房時冷媒流出部３６ｂ付近における冷媒と伝熱管群内の熱伝達が促進される。

一方、冷房運転時には、冷媒が冷房時冷媒流入部３６ａから流入され、冷媒の流路３７ｃを流れ、冷房時冷媒流出部３７ａから排出される。よって、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃを流れる冷媒により、空気は冷却される。

冷房時における冷房時冷媒流入部３６ａでの冷媒の状態は、低温低圧の液比率の高い二相状態である。流路３７ｃを構成する熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおける伝熱管群１３ａ、１３ｂ、１３ｃ内を流動する際に、冷媒は空気と熱交換する。その際、冷媒は空気により過熱されるため、冷房時冷媒流出部３７ａでは冷媒は低温低圧の気体冷媒へと変化する。

冷房運転時において、流路３７ｃ中の冷媒は、冷房時冷媒流出部３７ａに近づくにしたがって、二相状態の冷媒における気体状態の比率が上昇していく。そのため、流路３７ｃを構成する伝熱管群１３ａ、１３ｂ、１３ｃを進むにつれ、その中での圧力損失が増大していく。その結果、熱交換器全体としての熱伝達率が低下していく。

しかしながら、空気調和機の室内機３０では、冷房時冷媒流出部３７ａを構成する熱交換器１１ｃの伝熱管群１３ｃの管径は太い。そのため、気体状態の比率が上昇している過熱状態の冷媒の圧力損失の増大が抑制され、熱伝達率の低下が抑制できる。

また、除湿運転時には、冷媒の流路３７ｃは冷房運転時と同様である。具体的には、風量を抑え、湿度を優先的に取り除くサイクル、すなわち弱冷房運転とする。よって、冷媒の流動状態も冷房運転時と同様である。

なお、冷房運転時冷媒流入部３６ａと暖房時冷媒流出部３６ｂは、冷媒の流入および排出を兼用する１の配管としても良いし、２の配管としても良い。同様に、冷房運転時冷媒流出部３７ａと暖房時冷媒流入部３７ｂは、冷媒の流入および排出を兼用する１の配管としても良いし、２の配管としても良い。

以上説明したように、実施の形態３における空気調和機の室内機３０によれば、暖房運転時には、第２熱交換器グループを構成する熱交換器の少なくとも１つに暖房時冷媒流入部３７ｂを設けると共に、第１熱交換器グループを構成する熱交換器の少なくとも１つに暖房時冷媒流出部３６ｂを設けている。そして、第２熱交換器グループを構成する熱交換器１１ｃから、第１熱交換器グループを構成する熱交換器１１ｂ、１１ａへ冷媒を流動させている。また、第１熱交換器グループのうち相対的に伝熱管群の管径の大きな熱交換器１１ｂから相対的に伝熱管群の管径の小さな熱交換器１１ａに順次流動させている。よって、高温高圧の冷媒が、流路３７ｃを進むにつれて低温高圧に変化しても、伝熱管群の管径が細くなるので、流速低下が抑制される。その結果、空気調和機の室内機３０は、高性能化を図ることができる。

また、冷房運転時には、第１熱交換器グループを構成する熱交換器の少なくとも１つに冷房時冷媒流入部３６ａを設けると共に、第２熱交換器グループを構成する熱交換器の少なくとも１つに冷房時冷媒流出部３７ａを設けている。そして、第１熱交換器グループを構成する熱交換器１１ａ、１１ｂから、第２熱交換器グループを構成する熱交換器１１ｃへ冷媒を流動させている。また、第１熱交換器グループのうち相対的に伝熱管群の管径の小さな熱交換器１１ａから相対的に伝熱管群の管径の大きな熱交換器１１ｂに順次流動させている。よって、低温低圧の液比率の高い二相状態の冷媒が流路３７ｃを進むにつれて、気体比率が高くなる場合であっても、伝熱管群の管径が太くなるので、伝熱管群内での圧力損失の増大を抑制できる。その結果、空気調和機の室内機３０は、高性能化を図ることができる。

（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における空気調和機の室内機を示す側面図である。図４を参照して、実施の形態４による空気調和機の室内機を説明する。図４を参照して、実施の形態４による空気調和機の室内機４０の構成は、基本的には図３に示した本発明の実施の形態３と同様であるが、第１熱交換器グループと第２熱交換器グループとを接続する冷媒の流路３７ｃに絞り手段４８を設けている点において異なる。

具体的には、第１熱交換器グループを構成している、フィン群１２ｂの幅がＬｂである熱交換器１１ｂの伝熱管群１３ｂと、第２熱交換器グループを構成している、フィン群１２ｃの幅がＬｃである熱交換器１１ｃの伝熱管群１３ｃとの間に絞り手段４８を設けている。

次に、空気調和機の室内機４０の動作方法について説明する。暖房運転時および冷房運転時については、実施の形態３における空気調和機の室内機３０と同様であるので、その説明は繰り返さない。なお、暖房運転時および冷房運転時においては、絞り手段４８は作用させない。以下、空気調和機の室内機４０の再熱除湿運転時について説明する。

再熱除湿運転時には、送風機１４を運転して、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃに空気を送り込む。冷媒は、冷房時冷媒流入部３６ａから流入され、伝熱管群１３ａ、１３ｂを流れ、絞り手段４８を通過して、伝熱管群１３ｃを流れ、冷房時冷媒流出部３７ａから排出される。そして、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃを流れる冷媒と、送り込まれた空気との間で熱交換が行なわれる。

次に、再熱除湿運転時における冷媒の流れについて説明する。再熱除湿運転時には、冷媒は、圧縮機、室外熱交換器などを経て高温高圧とされる。そして、高温高圧とされた冷媒は冷房時冷媒流入部３６ａより流入し、伝熱管群の管径の細い第１熱交換器グループを構成する熱交換器１１ａ、１１ｂを流動する。次いで、絞り手段４８を通過する際に、絞り手段４８により冷媒は減圧され低温低圧の状態になる。その後、第２熱交換器グループを構成する伝熱管群の管径の太い熱交換器１１ｃへ冷媒は流入し、冷房時冷媒流出部３７ａより流出する。すなわち、除湿運転時には、第１熱交換器グループ内では冷媒は高温であるため、第１熱交換器グループが凝縮部として作用し、第２熱交換器グループ内では冷媒は低温であるため、第２熱交換器グループが蒸発部として作用するように冷媒を流動させる。

熱交換器に送り込まれた空気は、熱交換器１１ｃでは、冷媒が低温低圧であるので除湿される。一方、熱交換器１１ａ、１１ｂでは、冷媒が高温高圧であるので、空気は過熱される。よって、第２熱交換器グループで冷却、除湿された空気は、第１熱交換器グループにより温められた空気と混合され、空気全体として温度を低下させることなく除湿を行わせる。

なお、絞り手段４８とは、再熱除湿運転時に第１熱交換器グループから第２熱交換器グループへ流れる冷媒を減圧する部材を意味する。絞り手段４８は、たとえば、電磁弁、キャピラリチューブ等で構成されている。

以上説明したように、実施の形態４における空気調和機の室内機４０によれば、第１熱交換器グループと第２熱交換器グループとを接続する冷媒の流路３７ｃに絞り手段４８を設けている。そのため、絞り手段４８を作用させることにより、再熱除湿運転が可能となる。

また、除湿運転時には、第１熱交換器グループが凝縮部で、第２熱交換器グループが蒸発部として作用するように冷媒を流動させている。よって、冷媒を第１熱交換器グループでは高温高圧とし、第２熱交換器グループでは低温低圧とすることができる。そして、凝縮部を構成する第１熱交換器グループは伝熱管群の管径が細いため、実施の形態３で示したように凝縮側の熱伝達率は向上する。一方、蒸発部を構成する第２熱交換器グループは伝熱管群の管径が太いため、同様に、蒸発側の熱伝達率は向上する。その結果、空気調和機の室内機４０は、大幅に除湿性能を向上させることが可能となり、さらに高性能化を図ることができる。

次に、実施の形態４における空気調和機の室内機４０の変形例を説明する。図５は、本発明の実施の形態４における空気調和機の室内機４０の変形例における熱交換器１１ａおよび１１ｃの側面図である。

図５を参照して、熱交換器１１ａ、１１ｃでは、フィン群１２ａ、１２ｃを伝熱管群１３ａ、１３ｃが貫通し、フィン群１２ａ、１２ｃの主表面における伝熱管群１３ａ、１３ｃの貫通位置は、ある方向（図において縦方向）に２列に並ぶように構成されている。

フィン群１２ａ、１２ｃの主表面における列の延在方向に垂直な方向（図において横方向）における幅を、列の数で割った値を伝熱管群１３ａ、１３ｃの１列分のフィンの幅とする。図５に示すように、熱交換器１１ａ、１１ｃの一列分のフィン１２ａ、１２ｃの幅は、それぞれＬc／２、Ｌa／２となる。本変形例では、それぞれの一列分のフィンの幅は、Ｌc／２＞Ｌa／２となる関係が成立している。

本変形例によれば、フィン群を伝熱管群が貫通し、伝熱管群が貫通するフィン群の主表面における伝熱管群の貫通位置は、ある方向に整列した１以上の列を構成するように配置され、第１熱交換器グループにおける伝熱管群の１列分のフィンの幅が、第２熱交換器グループにおける伝熱管群の１列分のフィンの幅より小さくしている。すなわち、送風機１４から近くに位置し、風速が早く、伝熱管群１３ｃの管径が太い第２熱交換器グループを構成する熱交換器１１ｃにおける一列分のフィンの幅を大きくしている。そのため、熱交換器１１ｃの熱伝達効率を向上させることが可能となる。一方、送風機１４から比較的遠くに位置し、風速が遅く、伝熱管群１３ａの管径が細い第１熱交換器グループを構成する熱交換器１１ａの一列分のフィンの幅を小さくしている。そのため、通風抵抗を低減し、送風機動力を削減することができ、送風機効率を改善することが可能となる。その結果、熱交換器全体としての効率を向上させることが可能となる。

（実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５における空気調和機の室内機を示す側面図である。図６を参照して、実施の形態５による空気調和機の室内機を説明する。図６を参照して、実施の形態５による空気調和機の室内機５０の構成は、基本的には図４に示した本発明の実施の形態４と同様であるが、第１熱交換器グループを構成する熱交換器１１ａ、１１ｂにおける伝熱管群１３ａ、１３ｂの列の数を２列から３列に増やしている点において異なる。

具体的には、図６に示すように、伝熱管群の管径が細い熱交換器１１ａ、１１ｂでは伝熱管群１３ａ、１３ｂの列の数が３列となっており、伝熱管群の管径が太い熱交換器１１ｃでは伝熱管群１３ｃの列の数が２列となっている。流路３７ｃは、基本的には実施の形態４による空気調和機の室内機４０と同様であるが、熱交換器１１ａ、１１ｂで列の数を１列ずつ増やした分が長くなる。なお、熱交換器１１ａ、１１ｂは、列の数を３列としているが、実施の形態４の変形例で示したように、フィン１２ａ、１２ｂの１列分の幅は、フィン１２ｃの１列分の幅より狭い点においては同様である。

空気調和機の室内機５０の動作方法については、暖房運転時、冷房運転時、再熱除湿運転時については、実施の形態４における空気調和機の室内機４０と同様であるので、その説明は繰り返さない。

なお、上述したように、流路３７ｃは、熱交換器１１ａ、１１ｂにおいて列の数が増えた分だけ長くなる。

以上説明したように、実施の形態５における空気調和機の室内機５０によれば、第１熱交換器グループの伝熱管群の列の数が、第２熱交換器グループの伝熱管群の列の数より多い構成としている。よって、列の数を増やした分だけ熱交換可能な表面積を増加させることが可能となる。その結果、熱伝達率をさらに向上させることができる。

また、列の数を増やしても、第１熱交換器グループにおける伝熱管群の１列分のフィンの幅が、第２熱交換機グループにおける伝熱管群の１列分のフィンの幅より小さくしている。よって、列の数を増加しても、大きく通風抵抗を悪化させることがない。その結果、空気調和機の室内機５０は、さらに高性能化を図ることができる。

（実施の形態６）
図７は、本発明の実施の形態６における空気調和機の室内機を示す側面図である。図７を参照して、実施の形態６による空気調和機の室内機を説明する。図７を参照して、実施の形態６による空気調和機の室内機６０の構成は、基本的には図６に示した本発明の実施の形態５と同様であるが、冷房運転時冷媒流入部６６ａと、暖房時冷媒流出部６６ｂとを、第１熱交換器グループを構成している熱交換器１１ａ、１１ｂの全てに設けている点において異なる。

具体的には、冷媒の流路３７ｃにおいて、冷媒が、第１熱交換器グループに流入または第１熱交換器グループから流出されるときに、第１熱交換器グループを構成する熱交換器１１ａ、１１ｂの双方から流入または流出できるようにしている。すなわち、冷房運転時冷媒流入部６６ａと、暖房時冷媒流出部６６ｂとを、第１熱交換器グループを構成する熱交換器１１ａ、１１ｂの双方に設けている。

次に、空気調和機の室内機６０の動作方法について説明する。暖房運転時、冷房運転時、再熱除湿運転時において、基本的には同様であるので、同様の説明は繰り返さないで、異なる点である暖房運転時の冷媒の状態について説明する。

暖房運転時には、暖房時冷媒流入部３７ｂより、高温高圧の冷媒が、伝熱管群の管径の太い熱交換器１１ｃから流入する。フィン群１２ｃを介し空気と熱交換することで、冷媒は凝縮液化していき、伝熱管群の管径が細い熱交換器１１ａ、１１ｂの出口部分で合流し、暖房時冷媒流出部６６ｂから流出する。

その際、流路３７ｃの後半における熱交換器１１ａ、１１ｂでは、冷媒は液化していき、冷媒の温度は低下していく。冷媒が液化している領域である過冷却域は、流速が低下し、熱伝達率も低下する。

しかしながら、空気調和機の室内機６０では、熱交換器１１ａ、１１ｂの双方の伝熱管群１３ａ、１３ｂの端部に暖房時冷媒流出部６６ｂを設けているので、過冷却域は熱交換器１１ａ、１１ｂにおける暖房時冷媒流出部６６ｂの近傍の一列の伝熱管群６７ａ、６７ｂである。そのため、暖房運転時に過冷却域が存在しても、熱交換器１１ａ、１１ｂの送風機に近い２列は過冷却域とはならない。よって、熱交換効率の大幅な低下を抑制できる。

以上説明したように、実施の形態５における空気調和機の室内機６０によれば、暖房運転時には、第１熱交換器グループを構成する熱交換器の全てに、暖房時冷媒流出部を設けている。そのため、過冷却域を増加させることがなくなり、熱交換器全体の熱伝達率が向上する。その結果、さらに高性能な空気調和機の室内機とすることができる。

（実施の形態７）
図８は、本発明の実施の形態７における空気調和機の室内機を示す側面図である。図８を参照して、実施の形態７による空気調和機の室内機を説明する。図８を参照して、実施の形態７による空気調和機の室内機７０の構成は、基本的には図７に示した本発明の実施の形態６と同様であるが、第２熱交換器グループを構成する熱交換器１１ａ、１１ｂの伝熱管群１３ａ、１３ｂにおける冷媒の流動経路が２列に並列に接続された流動経路部分を有している点において異なる。

具体的には、熱交換器１１ａ、１１ｂにおいて、冷媒の流路３７ｃは分岐して合流する経路をそれぞれ有している。したがって、第１熱交換器グループとしては、熱交換器１１ａ、１１ｂのそれぞれにおいて２列に並列に接続された流動経路部分を有している。すなわち、第１熱交換器グループを構成する熱交換器１１ａ、１１ｂの伝熱管群１３ａ、１３ｂにおける冷媒の流動経路は４列に並列に接続された流動経路部分を有している。なお、第２熱交換器グループを構成する熱交換器１１ｃの伝熱管群１３ｃにおける冷媒の流動経路が２列に並列に接続されている点においては、実施の形態６と同様である。

また、第１熱交換器グループを構成する伝熱管群１３ａ、１３ｂの管径を４ｍｍ以上６ｍｍ以下とし、第２熱交換器グループを構成する伝熱管群１３ｃの管径を７ｍｍ以上１３ｍｍ以下としている。伝熱管群１３ａ、１３ｂの管径を４ｍｍより小さくすると、ロウ付け作業時の詰まり等の生産性に問題が生じたり、伝熱管群の肉厚が減少して耐圧に問題を生じるからである。一方、伝熱管群１３ｃの管径を１３ｍｍより大きくすると、空気調和機の室内機７０に用いる上で、搭載可能な熱交換器１１ａ、１１ｂの大きさより制約されるからである。

次に、空気調和機の室内機７０の動作方法について説明する。図８を参照して、送風機１４を運転して、熱交換器１１ａ、１１ｂ、１１ｃに空気を送り込む。

暖房運転時においては暖房時冷媒流入部３７ｂより高温高圧の気体冷媒が伝熱管群の管径が太い熱交換器１１ｃに流入し、流路３７ｃで空気と熱交換する。その後、伝熱管群の管径が細い熱交換器１１ａ、１１ｂにおいて気液二相状態から液体の一相状態へと冷媒は変化し、暖房時冷媒流出部６６ｂより低温高圧の液冷媒として流出される。

その際、上述したように、冷媒が液化している過冷却域では、流速が低下し、伝熱管群内の熱伝達率も低下する。

しかしながら、空気調和機の室内機７０では、伝熱管群の管径が細い熱交換器１１ａ、１１ｂの出口に近い部分のそれぞれの合計の流路数が４流路から２流路へと減少しているため、過冷却域での冷媒の流速低下を抑制することが可能となり、伝熱管群内の熱伝達率を向上させることができる。

一方、冷房運転時には、冷房時冷媒流入部６６ａより低温低圧の二相状態の冷媒が、伝熱管群の管径が細い熱交換器１１ａ、１１ｂにそれぞれ流入し、フィン１２ａ、１２ｂを介して空気と熱交換を行う。熱交換が行なわれると、冷媒は徐々に気化し、管径の太い熱交換器１１ｃへと流入し、冷房時冷媒流出部３７ａより乾き度の進行した冷媒が排出される。

その際、冷媒は気化が進行すると、冷媒内の気体成分により伝熱管群内の圧力損失を増大させ、冷媒の循環量を低下させる。

しかしながら、空気調和機の室内機７０では、伝熱管群の管径の細い熱交換器１１ａ、１１ｂ内での流路数をそれぞれ２流路で合計４流路に拡大させている。したがって、熱交換器１１ａ、１１ｂ内での冷媒の気化による圧力損失の増大を抑制することが可能となる。その結果、冷房時の冷媒循環量の低下を抑制することが可能となり、冷房能力の向上が図れる。

以上説明したように、実施の形態７における空気調和機の室内機７０によれば、第１熱交換器グループを構成する熱交換器の伝熱管群における冷媒の流動経路が２〜４列の範囲内の２列に平行に接続された流動経路部分を有しており、第２熱交換器グループを構成する伝熱管群における冷媒の流動経路が２列に並列に接続された流動経路部分を有している。そのため、どの運転時においても、熱交換器全体の熱伝達率をさらに向上させることが可能となる。その結果、さらに高性能な空気調和機の室内機とすることができる。

（実施の形態８）
図９は、本発明の実施の形態８における空気調和機の室内機を示す側面図である。図９を参照して、実施の形態８による空気調和機の室内機を説明する。図９を参照して、実施の形態８による空気調和機の室内機８０の構成は、基本的には図８に示した本発明の実施の形態７と同様であるが、伝熱管群の管径が細い第１熱交換器グループを構成している熱交換器１１ａ、１１ｂの流路構成、およびベンドの配置が統一されている点において異なる。

なお、流路構成は、熱交換器１１ａ、１１ｂにおける冷媒が流れる流路３７ｃを意味する。具体的には、熱交換器１１ａ、１１ｂにおける冷媒が流れる流路３７ｃは、２流路に分岐する点および１流路に合流する点が略同じであり、その流路も略同一である。

次に、空気調和機の室内機７０の動作方法については、実施の形態６における空気調和機の室内機６０と同様であるので、その説明は繰り返さない。

以上説明したように、実施の形態８における空気調和機の室内機７０によれば、第１熱交換器グループを構成する熱交換器の全てにおいて、冷媒が流動する流路構成が略同じである。そのため、熱交換器１１ａ、１１ｂを同一に生産することが可能となり、生産時に混同したり、間違えたりすることを防止できる。その結果、生産効率の改善を図ることが可能となる。

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。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等な意味および範囲内でのすべての変更点が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機を示す側面図である。 本発明の実施の形態２における空位調和機の室内機を示す側面図である。 本発明の実施の形態３における空気調和機の室内機を示す側面図である。 本発明の実施の形態４における空気調和機の室内機を示す側面図である。 実施の形態４の変形例における空気調和機の室内機を示す側面図である。 本発明の実施の形態５における空気調和機の室内機を示す側面図である。 本発明の実施の形態６における空気調和機の室内機を示す側面図である。 本発明の実施の形態７における空気調和機の室内機を示す側面図である。 本発明の実施の形態８における空気調和機の室内機を示す側面図である。 特許文献１に開示された空気調和機の室内機を示す概略側面図である。 特許文献２に開示された空気調和機の熱交換器の空気調和機組込時の断面図である。

符号の説明

１０ 空気調和機の室内機、１１ａ 熱交換器、１１ｂ 熱交換器、１１ｃ 熱交換器、１２ａ フィン群、１２ｂ フィン群、１２ｃ フィン群、１３ａ 伝熱管群、１３ｂ 伝熱管群、１３ｃ 伝熱管群、１４ 送風機、１５ａ 風量、１５ｂ 風量、１５ｃ 風量、２０ 空気調和機の室内機、３０ 空気調和機の室内機、３６ａ 冷房時冷媒流入部、３６ｂ 暖房時冷媒流出部、３７ａ 冷房時冷媒流出部、３７ｂ 暖房時冷媒流入部、３７ｃ 流路、４０ 空気調和機の室内機、４８ 絞り手段、５０ 空気調和機の室内機、６０ 空気調和機の室内機、６６ａ 冷房時冷媒流入部、６６ｂ 暖房時冷媒流出部、６７ａ 伝熱管群、７０ 空気調和機の室内機、８０ 空気調和機の室内機。

Claims (4)

1. 送風機と、
   前記送風機の周囲に配置され、互いに間隔をへだてて配置されたフィン群と、前記フィン群に接続されて内部を冷媒が流動する伝熱管群とを有する少なくとも３台の熱交換器とを備え、
   前記各熱交換器が有しているそれぞれの前記伝熱管群の管径が熱交換器毎に略同じで、
   前記少なくとも３台の熱交換器は、
   少なくとも２台の熱交換器からなる第１熱交換器グループと、
   前記第１熱交換器グループの前記熱交換器における前記伝熱管群の管径より大きい管径を有する前記伝熱管群を含む少なくとも１台の熱交換器からなる第２熱交換器グループとにより構成され、
   前記第２熱交換器グループを、前記第１熱交換器グループよりも前記送風機に近い位置に配置したことを特徴とし、
   前記フィン群を前記伝熱管群が貫通し、前記伝熱管群が貫通する前記フィン群の主表面における前記伝熱管群の貫通位置は、ある方向に整列した１以上の列を構成するように配置され、
   前記フィン群の主表面における前記列の延在方向に垂直な方向における幅を、前記列の数で割った値を前記伝熱管群の１列分のフィンの幅とし、
   前記第１熱交換器グループにおける前記伝熱管群の１列分のフィンの幅が、前記第２熱交換器グループにおける前記伝熱管群の１列分のフィンの幅より小さく、
   前記第１熱交換器グループの前記伝熱管群の前記列の数が、前記第２熱交換器グループの前記伝熱管群の前記列の数より多いことを特徴とする、空気調和機の室内機。
2. 暖房運転時には、前記第２熱交換器グループを構成する前記熱交換器から、前記第１熱交換器グループを構成する前記熱交換器へ冷媒を流動させることを特徴とする、請求項１に記載の空気調和機の室内機。
3. 冷房運転時には、前記第１熱交換器グループを構成する前記熱交換器の少なくとも１つに冷房時冷媒流入部を設けると共に、前記第２熱交換器グループを構成する前記熱交換器の少なくとも１つに冷房時冷媒流出部を設けたことを特徴とする、請求項１または２に記載の空気調和機の室内機。
4. 前記第１熱交換器グループを構成する前記伝熱管群の管径を４ｍｍ以上６ｍｍ以下とし、前記第２熱交換器グループを構成する前記伝熱管群の管径を７ｍｍ以上１３ｍｍ以下とすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機の室内機。

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