熱交換ユニット及び冷凍装置
【課題】水はけ性を向上できる熱交換ユニット及び冷凍装置を提供する。
【解決手段】第１熱交換器４０と、第２熱交換器６０と、導水フィン７０とを備える。第１熱交換器は、第１熱交換部４１を有する。第１熱交換部４１では、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気との間で熱交換が行われる。第２熱交換器６０は、第１熱交換器４０と一体化され、第２熱交換部６１を有する。第２熱交換部６１は、第１熱交換部４１の下方に配置され、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気との間で熱交換が行われる。導水フィン７０は、第１熱交換部４１と第２熱交換部６１との間に配置され、第１熱交換部４１で生じた結露水を第２熱交換部６１へと導く。
【解決手段】第１熱交換器４０と、第２熱交換器６０と、導水フィン７０とを備える。第１熱交換器は、第１熱交換部４１を有する。第１熱交換部４１では、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気との間で熱交換が行われる。第２熱交換器６０は、第１熱交換器４０と一体化され、第２熱交換部６１を有する。第２熱交換部６１は、第１熱交換部４１の下方に配置され、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気との間で熱交換が行われる。導水フィン７０は、第１熱交換部４１と第２熱交換部６１との間に配置され、第１熱交換部４１で生じた結露水を第２熱交換部６１へと導く。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換ユニット及び冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１（特開２０１１−９９６６４号公報）に開示の熱交換器に示されるように、さまざまなタイプの熱交換器が存在する。特許文献１に開示の熱交換器では、内部を流れる冷媒と、外方を通過する通過空気との間で熱交換が行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、従来、製造上の問題等から、複数の熱交換器を一体化して使用することがある。例えば、使用したい熱交換器のサイズが、製造の際に製造の際の作業効率上問題となるような比較的大きなサイズの場合、複数に分割した熱交換器を上下方向に並べて１つの熱交換ユニットとして使用することがある。
【０００４】
しかし、複数の熱交換器を組み立てると、各熱交換器の間に隙間ができると考えられる。このため、熱交換ユニットを蒸発器として機能させる場合に、結露水が上方に配置される熱交換器の下端部分に滞留しやすくなる。滞留した結露水が霜になると、熱交換ユニットにおける熱交換効率の低下が懸念される。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、水はけ性を向上できる熱交換ユニット及び冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係る熱交換ユニットは、第１熱交換器と、第２熱交換器と、導水部材とを備える。第１熱交換器は、第１熱交換部を有する。第１熱交換部では、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気との間で熱交換が行われる。第２熱交換器は、第１熱交換器と一体化され、第２熱交換部を有する。第２熱交換部は、第１熱交換部の下方に配置され、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気との間で熱交換が行われる。導水部材は、第１熱交換部と第２熱交換部との間に配置され、第１熱交換部で生じた結露水を第２熱交換部へと導く。
【０００７】
従来、製造上の問題等に鑑みて、複数の熱交換器を組み立てて１つの熱交換ユニットとして使用すると、各熱交換器の間に隙間ができるため、結露水が上方に配置される第１熱交換器の下端部分に滞留しやすくなるという問題がある。この滞留した結露水が霜になるとその熱交換器における熱交換効率の低下が懸念される。
【０００８】
そこで、本発明では、第１熱交換部と第１熱交換部の下方に配置される第２熱交換部との間に導水部材を配置している。これにより、第１熱交換部で生じた結露水を第２熱交換部へと導く、すなわち、下方へと導くことができるので、第１熱交換部の下端部分に結露水が滞留することを抑制できる。すなわち、熱交換ユニットにおける水はけ性を向上でき、第１熱交換器の熱交換効率の低下を抑制できる。
【０００９】
本発明の第２観点に係る熱交換ユニットは、本発明の第１観点に係る熱交換ユニットであって、第１熱交換器は、第１熱交換部の両端に接続され上下方向に延びる第１ヘッダをさらに有する。また、第２熱交換器は、第２熱交換部の両端に接続され上下方向に延びる第２ヘッダをさらに有する。そして、第１ヘッダの大きさと第２ヘッダの大きさとは、異なる。
【００１０】
本発明のように、ヘッダの大きさが異なるために複数の熱交換器を組み立てて熱交換ユニットとして使用するような場合であっても、第１熱交換部と第２熱交換部との間に導水部材が配置されているので、第１熱交換部で生じた結露水を第２熱交換部へと導く、すなわち、下方へと導くことができ、水はけ性を向上できる。
【００１１】
本発明の第３観点に係る熱交換ユニットは、本発明の第１観点又は第２観点に係る熱交換ユニットであって、導水部材は、伝熱フィンである。
【００１２】
本発明では、熱交換器に通常用いられるような伝熱フィンを導水部材として使用することで、簡易に、水はけ性を向上できる。また、伝熱面積をより広くすることができるので、熱交換ユニットにおける熱交換効率も向上できる。
【００１３】
本発明の第４観点に係る熱交換ユニットは、本発明の第１観点〜第３観点のいずれかに係る熱交換ユニットであって、第１熱交換部は、上下方向に並ぶ複数の第１扁平管と、各第１扁平管の間に配置される第１伝熱フィンとを有する。また、第２熱交換部は、上下方向に並ぶ複数の第２扁平管と、各第２扁平管の間に配置される第２伝熱フィンとを有する。導水部材は、第１伝熱フィン及び第２伝熱フィンと接触する。
【００１４】
本発明では、導水部材が、第１伝熱フィンと第２伝熱フィンとに接触している。これにより、第１熱交換部で生じた結露水をより第２熱交換部へと導きやすい、すなわち、下方へと導きやすい。
【００１５】
本発明の第５観点に係る冷凍装置は、第１発明〜第４発明のいずれかに係る熱交換ユニットと、圧縮機構と、中間冷媒管と、切換機構とを備える。圧縮機構は、冷媒を圧縮する第１圧縮要素と、第１圧縮要素によって圧縮された冷媒をさらに圧縮する第２圧縮要素と、を有する。中間冷媒管は、第１圧縮要素で圧縮された冷媒を第２圧縮要素に吸入させるための管である。切換機構は、第２圧縮要素で圧縮された冷媒の流れを切り換えることによって、冷房運転と暖房運転とを切換可能にする。そして、第２熱交換器は、中間冷媒管に設けられており、冷房運転時に第１圧縮要素で圧縮されて第２圧縮要素に吸入される冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時に第２圧縮要素で圧縮された冷媒の蒸発器として機能する。第１熱交換器は、冷房運転時に第２圧縮要素で圧縮された冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時に、第２熱交換器とともに第２圧縮要素で圧縮された冷媒の蒸発器として機能する。
【００１６】
ここで、本発明のように、冷房運転時における第１熱交換器と第２熱交換器との働きが異なることにより、第１熱交換器の出口における冷媒密度と第２熱交換器の出口における冷媒密度とが異なる場合がある。このため、複数の熱交換器を１の熱交換ユニットとして使用する場合がある。本発明では、このような状況があったとしても、導水部材が配置されていることにより、水はけ性を向上できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１観点に係る熱交換ユニットでは、水はけ性を向上できる。
【００１８】
本発明の第２観点に係る熱交換ユニットでは、ヘッダの大きさが異なるために複数の熱交換器を組み立てて１つの熱交換ユニットとして使用するような場合であっても、水はけ性を向上できる。
【００１９】
本発明の第３観点に係る熱交換ユニットでは、簡易に、水はけ性を向上できる。
【００２０】
本発明の第４観点に係る熱交換ユニットでは、第１熱交換部で生じた結露水をより第２熱交換部へと導きやすい。
【００２１】
本発明の第５観点に係る冷凍装置では、水はけ性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る熱交換ユニットを含む冷凍装置の一例としての空気調和装置の概略構成図。
【図２】制御部の制御ブロック図。
【図３】熱交換ユニットの概略構成図。
【図４】図３のＢ部の拡大図。
【図５】冷房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒圧力―エンタルピ線図。
【図６】冷房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒温度―エントロピ線図。
【図７】暖房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒圧力―エンタルピ線図。
【図８】暖房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒温度―エントロピ線図。
【図９】変形例Ｂに係る導水フィンを含む導水フィン７０の周辺を、扁平管の長手方向に沿って視た図。
【図１０】変形例Ｃに係る第１波形フィン、第２波形フィン、及び導水フィンの形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明に係る熱交換器ユニット４を含む冷凍装置の一例としての空気調和装置の実施形態について説明する。
【００２４】
（１）空気調和装置１の構成
図１は、本発明に係る熱交換ユニット４を含む冷凍装置の一例としての空気調和装置１の概略構成図である。
【００２５】
空気調和装置１は、冷房運転と暖房運転とを切換可能に構成された冷媒回路１０を有し、超臨界域で作動する冷媒（本実施形態では、二酸化炭素）を使用して二段圧縮式冷凍サイクルを行う装置である。
【００２６】
空気調和装置１の冷媒回路１０は、主として、圧縮機構２と、切換機構３と、熱交換ユニット４（第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０）と、膨張機構５と、利用側熱交換器６とを有している。以下、冷媒回路１０の構成要素について説明する。
【００２７】
（２）冷媒回路１０の構成要素
（２−１）圧縮機構２
圧縮機構２は、２つの圧縮要素で冷媒を二段圧縮する圧縮機から構成されている。圧縮機構２は、ケーシング２１ａ内に、圧縮機構駆動モータ２１ｂと、駆動軸２１ｃと、第１圧縮要素２ｃと、第２圧縮要素２ｄとが収容された密閉式構造となっている。圧縮機構駆動モータ２１ｂは、駆動軸２１ｃに連結されている。そして、この駆動軸２１ｃは、第１圧縮要素２ｃと第２圧縮要素２ｄとに連結されている。すなわち、圧縮機構２は、第１圧縮要素２ｃと第２圧縮要素２ｄとが単一の駆動軸２１ｃに連結されており、第１圧縮要素２ｃと第２圧縮要素２ｄとがともに圧縮機構駆動モータ２１ｂによって回転駆動される、いわゆる一軸二段圧縮構造となっている。第１圧縮要素２ｃ及び第２圧縮要素２ｄは、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素である。圧縮機構２は、吸入管２ａから冷媒を吸入し、この吸入された冷媒を第１圧縮要素２ｃによって圧縮した後に中間冷媒管８（後述する）に吐出し、中間冷媒管８に吐出された冷媒を第２圧縮要素２ｄに吸入させて冷媒をさらに圧縮した後に吐出管２ｂに吐出するように構成されている。ここで、中間冷媒管８は、第２圧縮要素２ｄの前段側に接続された第１圧縮要素２ｃで圧縮されて吐出された冷媒を、第１圧縮要素２ｃの後段側に接続された第２圧縮要素２ｄに吸入させるための冷媒管である。また、吐出管２ｂは、圧縮機構２から吐出された冷媒を第１熱交換器４０に送るための冷媒管である。吐出管２ｂには、油分離機構２２と、逆止機構２３とが設けられている。油分離機構２２は、圧縮機構２から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機構２の吸入側へ戻す機構であり、主として、圧縮機構２から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する油分離器２２ａと、油分離器２２ａに接続されており冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機構２の吸入管２ａに戻す油戻し管２２ｂとを有している。油戻し管２２ｂには、油戻し管２２ｂを流れる冷凍機油を減圧する減圧機構２２ｃが設けられている。減圧機構２２ｃは、キャピラリチューブが使用されている。逆止機構２３は、圧縮機構２の吐出側から切換機構３への冷媒の流れを許容し、且つ、切換機構３から圧縮機構２の吐出側への冷媒の流れを遮断するための機構であり、逆止弁が使用されている。
【００２８】
以上のように、圧縮機構２は、２つの圧縮要素２ｃ、２ｄを有しており、これらの圧縮要素２ｃ、２ｄのうちの前段側の第１圧縮要素２ｃで圧縮して吐出した冷媒を後段側の第２圧縮要素２ｄでさらに圧縮するように構成されている。尚、圧縮機構２としては、本実施形態のような１台の一軸二段圧縮構造の圧縮機構に限定されるものではなく、三段圧縮式等のような二段圧縮式よりも多段の圧縮機構であってもよいし、また、単一の圧縮要素が組み込まれた圧縮機及び／又は複数の圧縮要素が組み込まれた圧縮機を複数台直列に接続することで多段の圧縮機構を構成してもよいし、さらに、多段圧縮式の圧縮機を２系統以上並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機構であってもよい。
【００２９】
（２−２）切換機構３
切換機構３は、冷媒回路１０内における冷媒の流れ方向を切り換えるための機構である。切換機構３は、圧縮機構２の吸入側、圧縮機構２の吐出側、第１熱交換器４０及び利用側熱交換器６に接続された四路切換弁である。切換機構３は、冷房運転時には、第１熱交換器４０を圧縮機構２によって圧縮される冷媒の放熱器として、且つ、利用側熱交換器６を第１熱交換器４０において放熱された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機構２の吐出側と第１熱交換器４０の一端とを接続すると共に圧縮機構２の吸入側と利用側熱交換器６とを接続する（図１の切換機構３の実線を参照）。他方、切換機構３は、暖房運転時には、利用側熱交換器６を圧縮機構２によって圧縮される冷媒の放熱器として、且つ、第１熱交換器４０を利用側熱交換器６において放熱された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機構２の吐出側と利用側熱交換器６とを接続すると共に圧縮機構２の吸入側と第１熱交換器４０の一端とを接続する（図１の切換機構３の破線を参照）ことが可能である。尚、切換機構３は、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせる等によって、上述と同様に冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。
【００３０】
以上のように、切換機構３は、圧縮機構２（第２圧縮要素２ｄ）で圧縮された冷媒の流れを切り換えることによって、冷房運転と暖房運転とを切換可能に構成されている。
【００３１】
（２−３）熱交換ユニット４
熱交換ユニット４は、複数の熱交換器（本実施形態では、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０）を有し、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気Ａ（図４を参照）との間で熱交換を行うことによって、冷媒の放熱器又は蒸発器として機能する。第１熱交換器４０と第２熱交換器６０とは、一体化されている。以下、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０について説明する。
【００３２】
（２−３−１）第１熱交換器４０
第１熱交換器４０は、冷房運転時に圧縮機構２（第２圧縮要素２ｄ）で圧縮された冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時に、圧縮機構２（第２圧縮要素２ｄ）で圧縮されて利用側熱交換器６で放熱された冷媒の蒸発器として機能する。
【００３３】
第１熱交換器４０は、その一端が切換機構３に接続されており、その他端が膨張機構５に接続されている。第１熱交換器４０の具体的な構成については、後述する。尚、第１熱交換器４０の外を通過する通過空気は、ファン５０（図２を参照）によって供給される。ファン５０は、ファン駆動モータによって駆動される。
【００３４】
（２−３−２）第２熱交換器６０
第２熱交換器６０は、第１熱交換器４０の下方に配置されており、中間冷媒管８に設けられている。第２熱交換器６０は、その一端が第１圧縮要素２ｃに接続されるように、且つ、他端が第２圧縮要素２ｄに接続されるように構成されている。第２熱交換器６０は、冷房運転時には、冷房運転時における性能向上を図るために、前段側の第１圧縮要素２ｃで圧縮されて後段側の第２圧縮要素２ｄに吸入される、冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の放熱器として機能する。他方、暖房運転時には、暖房運転時における性能向上を図るために、第１熱交換器４０と共に、第２圧縮要素２ｄで圧縮されて利用側熱交換器６で放熱された冷媒の蒸発器として機能する。第２熱交換器６０の具体的な構成については、後述する。尚、第２熱交換器６０の外を通過する通過空気は、ファン５０によって供給される。
【００３５】
尚、中間冷媒管８には、さらに、切換機構としての三方弁１６と、第１電磁弁１７と、第２電磁弁１８とが設けられている。三方弁１６は、第１圧縮要素２ｃの吐出側と第２熱交換器６０の一端とを接続する第１状態と、圧縮機構２の吸入側（具体的には、第１圧縮要素２ｃの吸入側）と第２熱交換器６０の一端とを接続する第２状態とが切換可能な弁である。第１電磁弁１７及び第２電磁弁１８は、冷房運転時においてのみ第２熱交換器６０を第１圧縮要素２ｃで圧縮された冷媒の放熱器として機能させるために、開閉制御が行われる弁である。第１電磁弁１７は、後述する第５冷媒管８ｅに設けられており、第２電磁弁１８は、後述する第２冷媒管８ｂに設けられている。
【００３６】
中間冷媒管８は、主として、圧縮機構２の第１圧縮要素２ｃの吐出側と三方弁１６とを接続する第１冷媒管８ａと、三方弁１６と第２熱交換器６０の一端（冷房運転時における冷媒の入口側）とを接続する第２冷媒管８ｂと、第２熱交換器６０の他端と圧縮機構２の第２圧縮要素２ｄの吸入側とを接続する第３冷媒管８ｃと、三方弁１６と吸入管２ａとを接続する第４冷媒管８ｄと、第２冷媒管８ｂから第３冷媒管８ｃへバイパスさせるための第５冷媒管８ｅとを有している。
【００３７】
そして、本実施形態では、暖房運転時において第２熱交換器６０を蒸発器として機能させるために、第１熱交換器４０の暖房運転時における冷媒の入口側に、戻し管８ｆが設けられている。具体的には、戻し管８ｆは、暖房運転時において、利用側熱交換器６と第１熱交換器４０との間を流れる冷媒の一部を分岐して、第３冷媒管８ｃに戻すことが可能な冷媒管であり、膨張機構５と第１熱交換器４０との間の部分と、第３冷媒管８ｃとを接続するように構成されている。戻し管８ｆには、開閉制御が可能な戻し弁１９が設けられている。
【００３８】
（２−４）膨張機構５
膨張機構５は、冷媒を減圧する機構であり、電動膨張弁が使用されている。膨張機構５は、その一端が第１熱交換器４０に接続され、その他端が利用側熱交換器６に接続されている。また、膨張機構５は、冷房運転時には第１熱交換器４０において放熱された高圧の冷媒を利用側熱交換器６に送る前に減圧し、暖房運転時には、利用側熱交換器６において放熱された高圧の冷媒を第１熱交換器４０に送る前に減圧する。
【００３９】
（２−５）利用側熱交換器６
利用側熱交換器６は、冷媒の蒸発器又は放熱器として機能する熱交換器である。利用側熱交換器６は、その一端が膨張機構５に接続されており、その他端が切換機構３に接続されている。尚、ここでは図示しないが、利用側熱交換器６には、利用側熱交換器６を流れる冷媒と熱交換を行う加熱源又は冷却源としての水や空気が供給されるようになっている。
【００４０】
（３）制御部９
図２は、制御部９の制御ブロック図である。
【００４１】
空気調和装置１は、圧縮機構２、切換機構３、膨張機構５、ファン５０、三方弁１６、第１電磁弁１７、第２電磁弁１８、戻し弁１９等の空気調和装置１を構成する各部の動作を制御する制御部９を有している。
【００４２】
制御部９には、空気調和装置１に設けられる各種のセンサが接続されている。各種のセンサとは、例えば、第１熱交温度センサ５１、第２熱交出口温度センサ５２、空気温度センサ５３等である。第１熱交温度センサ５１は、第１熱交換器４０に設けられており、第１熱交換器４０を流れる冷媒の温度を検出するセンサである。第２熱交出口温度センサ５２は、第２熱交換器６０の出口に設けられており、第２熱交換器６０の出口における冷媒の温度を検出するセンサである。空気温度センサ５３は、空気調和装置１の本体に設けられており、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０の熱源としての空気の温度を検出するセンサである。
【００４３】
（４）熱交換ユニット４の構成
図３は、熱交換ユニット４の概略構成図である。図４は、図３のＢ部の拡大図である。
【００４４】
図３に示すように、熱交換ユニット４は、第１熱交換器４０の下方に第２熱交換器６０が配置される２段構造を有している。第１熱交換器４０と第２熱交換器６０とは、第１ヘッダ４２，４２と第２ヘッダ６２，６２とが、図示しないヘッダ接続部材によって接続されることにより一体化されている。以下、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０の詳細構成について説明する。尚、熱交換ユニット４（第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０）の外を通過する通過空気Ａは、第１熱交換部４１及び第２熱交換部６１の長手方向に対して直交する方向（具体的には、図３において紙面手前側から奥側に向かう方向、図４において矢印で示す方向）に流れる。
【００４５】
（４−１）第１熱交換器４０
第１熱交換器４０は、図３に示すように、主として、内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行わせる第１熱交換部４１と、第１熱交換部４１の長手方向（図３を紙面手前側から視た左右方向）の両端に接続される１対の第１ヘッダ４２，４２とを有する、マイクロチャンネル熱交換器である。
【００４６】
（４−１−１）第１熱交換部４１
第１熱交換部４１は、複数の第１扁平管４３と、各第１扁平管４３の間に配置される第１波形フィン４４とを有している。
【００４７】
（４−１−１−１）第１扁平管４３
第１扁平管４３は、第１ヘッダ４２，４２の長手方向（鉛直方向）に垂直な方向（具体的には、水平方向）に細長く延びる板状の金属製（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金）の管部材である。複数の第１扁平管４３は、水平方向に延びる幅広の平面部４３ｂが上下方向（鉛直方向）を向くように、且つ、各々が所定の間隔を空けるように、上下方向（鉛直方向）に並んで配置されている。第１扁平管４３には、その長手方向（水平方向）に貫通するように、冷媒を流通させるための複数の冷媒流路穴４３ａ（図４を参照）が形成されている。
【００４８】
（４−１−１−２）第１波形フィン４４
第１波形フィン４４は、波形形状を有する金属製（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金）の伝熱フィンである。具体的には、第１波形フィン４４は、第１扁平管４３の幅方向（具体的には、第１扁平管４３の長手方向に対して、水平方向に直交する方向）の長さＬ１よりも幅方向の長さＬ２が大きい板状部材が、第１扁平管４３の長手方向に沿って、山部分と谷部分とが形成されるように波形に折り曲げられることによって構成されている。第１波形フィン４４が各扁平管の間に配置されることによって、より広い伝熱面積が確保されるので、第１扁平管４３（複数の冷媒流路穴４３ａ）を流れる冷媒と、第１熱交換部４１の外を通過する通過空気とが、効率的に熱交換される。
【００４９】
第１波形フィン４４は、第１扁平管４３の長手方向に沿って視たときに、Ｈ字形状を有しており、図４に示すように、フィン本体部４５と、フィン縁部４６とを有している。
【００５０】
フィン本体部４５は、各第１扁平管４３の間（具体的には、第１扁平管４３の平面部４３ｂの上側の面である上面４３ｃと、この第１扁平管４３に上下方向に隣接する第１扁平管４３の平面部４３ｂの下側の面である下面４３ｄとの間）に配置される部分である。フィン本体部４５は、山部分の上端４５ａが下面４３ｄに接するように、且つ、谷部分の下端４５ｂが上面４３ｃに接するように、第１扁平管４３に対して固定されている。尚、第１扁平管４３とフィン本体部４５との接触箇所は、ロウ付け等によって接合されている。
【００５１】
フィン本体部４５には、熱交換効率を向上させるために、フィン本体部４５の上下方向中央部分を切り起こすことによって複数の切り起こし部４５ｃが形成されている。切り起こし部４５ｃは、ルーバー状に切り起こされており、通過空気Ａの流れ方向の上流側の部分と下流側の部分とで通過空気Ａの流れ方向に対する傾斜方向が逆になるように形成されている。
【００５２】
フィン縁部４６は、フィン本体部４５から第１扁平管４３の幅方向外方（具体的には、幅方向の両外方）に向かって突出する部分である。フィン縁部４６の上端部４６ａの上端の高さ位置は、第１扁平管４３の下面４３ｄよりも上方に位置しており、フィン縁部４６の下端部４６ｂの下端の高さ位置は、第１扁平管４３の上面４３ｃよりも下方に位置している。これは、予め板状部材の幅方向の両端部に幅方向に沿った切り込みを形成しておくことにより、板状部材を波形に折り曲げて第１波形フィン４４を形成するときに、フィン本体部４５のみが折り曲げられるようにしておくことによって実現される。すなわち、予め板状部材に上記の切り込みを形成しておくことによって、フィン縁部４６の上端部４６ａ及び下端部４６ｂが折り曲げられることなく切り起こされた状態に維持される。尚、フィン縁部４６の上端部４６ａの上端及び下端部４６ｂの下端は、水平方向に延びるように構成されている。
【００５３】
そして、本実施形態では、上下方向に隣り合う第１波形フィン４４のフィン縁部４６同士が接触するように（具体的には、フィン縁部４６の上端部４６ａの上端とフィン縁部４６の下端部４６ｂの下端とが接触するように）、第１波形フィン４４が構成されている。
【００５４】
（４−１−２）第１ヘッダ４２，４２
１対の第１ヘッダ４２，４２は、互いに離間して且つ各々が鉛直方向に延びるように配置されている。第１ヘッダ４２は、上下端が閉じられた円筒形状の金属製（具体的には、アルミニウムやアルミニウム合金等）の部材である。
【００５５】
第１ヘッダ４２，４２のうち一方のヘッダ４２の下方部分及び他方のヘッダ４２の上方部分には、冷媒を第１熱交換器４０に流入させるための、又は、冷媒を第１熱交換器４０から外に流出させるための開口４０ａが形成されている。また、第１ヘッダ４２には、内部に、開口４０ａに連通し、冷媒を流通させるための冷媒流路４２ａが形成されている。冷媒流路４２ａは、冷媒が鉛直方向に流れるように形成されており、第１扁平管４３に形成される複数の冷媒流路穴４３ａに連通している。
【００５６】
（４−１−３）第１熱交換器４０における冷媒の流れ
冷房運転時においては（第１熱交換器４０が冷媒の放熱器として機能する場合）、図３の紙面方向右側の第１ヘッダ４２（ここでは、説明の便宜上、第１右側ヘッダという）から図３の紙面方向左側の第１ヘッダ４２（ここでは、説明の便宜上、第１左側ヘッダという）へと冷媒が流れていく。具体的には、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、第１右側ヘッダの開口４０ａを介して、第１右側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入する。そして、第１右側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入した冷媒は、複数の第１扁平管４３に分流され、また、各第１扁平管４３に形成される複数の冷媒流路穴４３ａに分配されて、第１左側ヘッダに形成される冷媒流路４２ａへと流れていく。このとき、高圧の冷媒は、外を通過する通過空気と熱交換を行うことによって放熱されて冷却されていく。そして、第１左側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入した冷媒は、第１左側ヘッダに形成される開口４０ａを介して膨張機構５へと流れていく。
【００５７】
他方、暖房運転時においては（第１熱交換器４０が冷媒の蒸発器として機能する場合）、第１左側ヘッダから第１右側ヘッダへと冷媒が流れていく。具体的には、膨張機構５から流れてきた低圧の気液二相状態の冷媒は、第１左側ヘッダの開口４０ａを介して、第１左側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入する。第１左側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入した冷媒は、複数の第１扁平管４３に分流され、また、各第１扁平管４３に形成される複数の冷媒流路穴４３ａに分配されて、第１右側ヘッダに形成される冷媒流路４２ａへと流れていく。このとき、低圧の気液二相状態の冷媒は、外を通過する通過空気と熱交換を行うことによって加熱されて蒸発されていく。そして、第１右側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入した冷媒は、第１右側ヘッダに形成される開口４０ａを介して再び圧縮機構２へと流れていく。
【００５８】
以上のように、第１熱交換器４０内を流れる冷媒は、冷房運転時においては、上方から下方に向かって流れ、暖房運転時においては、下方から上方に向かって流れていく。
【００５９】
（４−２）第２熱交換器６０
第２熱交換器６０は、図３に示すように、主として、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気Ａとの間で熱交換を行わせる第２熱交換部６１と、第２熱交換部６１の両端に接続される１対の第２ヘッダ６２，６２とを有する、マイクロチャンネル熱交換器である。
【００６０】
（４−２−１）第２熱交換部６１
第２熱交換部６１は、複数の第２扁平管６３と、各第２扁平管６３の間に配置される第２波形フィン６４とを有している。
【００６１】
（４−２−１−１）第２扁平管６３
第２扁平管６３は、第２ヘッダ６２，６２の長手方向（鉛直方向）に垂直な方向（具体的には、水平方向）に細長く延びる板状の金属製（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金）の管部材である。複数の第２扁平管６３は、水平方向に延びる幅広の平面部６３ｂが上下方向（鉛直方向）を向くように、且つ、各々が所定の間隔を空けるように、上下方向（鉛直方向）に並んで配置されている。第２扁平管６３には、その長手方向（水平方向）に貫通するように、冷媒を流通させるための複数の冷媒流路穴６３ａ（図４を参照）が形成されている。
【００６２】
（４−２−１−２）第２波形フィン６４
第２波形フィン６４は、波形形状を有する金属製（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金）の伝熱フィンである。具体的には、第２波形フィン６４は、第２扁平管６３の幅方向（具体的には、第２扁平管６３の長手方向に対して、水平方向に直交する方向）の長さＬ３よりも幅方向の長さＬ４が大きい板状部材が、第２扁平管６３の長手方向に沿って、山部分と谷部分とが形成されるように波形に折り曲げられることによって構成されている。第２波形フィン６４が各扁平管の間に配置されることによって、広い伝熱面積が確保されるので、第２扁平管６３（複数の冷媒流路穴６３ａ）を流れる冷媒と、第２熱交換部６１の外を通過する通過空気とが、効率的に熱交換される。
【００６３】
第２波形フィン６４は、図４に示すように、フィン本体部６５と、フィン縁部６６とを有している。
【００６４】
フィン本体部６５は、各第２扁平管６３の間（具体的には、第２扁平管６３の平面部６３ｂの上側の面である上面６３ｃと、この第２扁平管６３に上下方向に隣接する第２扁平管６３の平面部６３ｂの下側の面である下面６３ｄとの間）に配置される部分である。フィン本体部６５は、山部分の上端６５ａが下面６３ｄに接するように、且つ、谷部分の下端６５ｂが上面６３ｃに接するように、第２扁平管６３に対して固定されている。尚、第２扁平管６３とフィン本体部６５との接触箇所は、ロウ付け等によって接合されている。
【００６５】
フィン本体部６５には、熱交換効率を向上させるために、フィン本体部６５の上下方向中央部分を切り起こすことによって複数の切り起こし部６５ｃが形成されている。切り起こし部６５ｃは、ルーバー状に切り起こされており、通過空気Ａの流れ方向の上流側の部分と下流側の部分とで通過空気Ａの流れ方向に対する傾斜方向が逆になるように形成されている。
【００６６】
フィン縁部６６は、フィン本体部６５から第２扁平管６３の幅方向外方（具体的には、幅方向の両外方）に向かって突出する部分である。フィン縁部６６の上端部６６ａの上端の高さ位置は、第２扁平管６３の下面６３ｄよりも上方に位置しており、フィン縁部６６の下端部６６ｂの下端の高さ位置は、第２扁平管６３の上面６３ｃよりも下方に位置している。これは、予め板状部材の幅方向の両端部に幅方向に沿った切り込みを形成しておくことにより、板状部材を波形に折り曲げて第２波形フィン６４を形成するときに、フィン本体部６５のみが折り曲げられるようにしておくことによって実現される。すなわち、予め板状部材に上記の切り込みを形成しておくことによって、フィン縁部６６の上端部６６ａ及び下端部６６ｂが折り曲げられることなく切り起こされた状態に維持される。尚、フィン縁部６６の上端部６６ａの上端及び下端部６６ｂの下端は、水平方向に延びるように構成されている。
【００６７】
そして、本実施形態では、上下方向に隣り合う第２波形フィン６４のフィン縁部６６同士が接触するように（具体的には、フィン縁部６６の上端部６６ａの上端とフィン縁部６６の下端部６６ｂの下端とが接触するように）、第２波形フィン６４が構成されている。
【００６８】
尚、本実施形態では、第１熱交換器４０の第１扁平管４３及び第２熱交換器６０の第２扁平管６３、及び、第１熱交換器４０の第１波形フィン４４及び第２熱交換器６０の第２波形フィン６４は、同様の構成を有するものとする。よって、長さＬ１と長さＬ３とは同じであり、長さＬ２と長さＬ４とは同じである。
【００６９】
（４−２−２）第２ヘッダ６２，６２
１対の第２ヘッダ６２，６２は、互いに離間して且つ各々が鉛直方向に延びるように配置されている。第２ヘッダ６２，６２は、上下端が閉じられた円筒形状の金属製（具体的には、アルミニウムやアルミニウム合金等）の部材である。
【００７０】
第２ヘッダ６２，６２のうち一方のヘッダ６２の下方部分及び他方のヘッダ６２の上方部分には、冷媒を第２熱交換器６０に流入させるための、又は、冷媒を第２熱交換器６０から外に流出させるための開口６０ａが形成されている。また、第２ヘッダ６２には、開口６０ａに連通し、内部に冷媒を流通させるための冷媒流路６２ａが形成されている。冷媒流路６２ａは、冷媒が鉛直方向に流れるように形成されており、第２扁平管６３に形成される複数の冷媒流路穴６３ａに連通している。
【００７１】
（４−２−３）第２熱交換器６０における冷媒の流れ
冷房運転時においては（第２熱交換器６０が冷媒の放熱器として機能する場合）、図３の紙面方向右側の第２ヘッダ６２（ここでは、説明の便宜上、第２右側ヘッダという）から図３の紙面方向左側の第２ヘッダ６２（ここでは、説明の便宜上、第２左側ヘッダという）へと冷媒が流れていく。具体的には、圧縮機構２の前段側の第１圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、第２右側ヘッダの開口６０ａを介して、第２右側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入する。そして、第２右側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入した冷媒は、複数の第２扁平管６３に分流され、また、各第２扁平管６３に形成される複数の冷媒流路穴６３ａに分配されて、第２左側ヘッダに形成される冷媒流路６２ａへと流れていく。このとき、中間圧の冷媒は、外を通過する通過空気と熱交換を行うことによって放熱されて冷却されていく。そして、第２左側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入した冷媒は、第２左側ヘッダに形成される開口６０ａを介して後段側の第２圧縮要素２ｄへと流れていく。
【００７２】
他方、暖房運転時においては（第２熱交換器６０が冷媒の蒸発器として機能する場合）、第２左側ヘッダから第２右側ヘッダへと冷媒が流れていく。具体的には、膨張機構５から戻し管８ｆを通じて流れてきた低圧の気液二相状態の冷媒は、第２左側ヘッダの開口６０ａを介して、第２左側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入する。第２左側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入した冷媒は、複数の第２扁平管６３に分流され、また、各第２扁平管６３に形成される複数の冷媒流路穴６３ａに分配されて、第２右側ヘッダに形成される冷媒流路６２ａへと流れていく。このとき、低圧の気液二相状態の冷媒は、外を通過する通過空気と熱交換を行うことによって、加熱されて蒸発されていく。そして、第２右側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入した冷媒は、第２右側ヘッダに形成される開口６０ａを介して再び圧縮機構２へと流れていく。
【００７３】
以上のように、第２熱交換器６０内を流れる冷媒は、冷房運転時においては、上方から下方に向かって流れ、暖房運転時においては、下方から上方に向かって流れていく。
【００７４】
ここで、本実施形態では、第２ヘッダ６２の内径（すなわち、冷媒流路６２ａを形成する冷媒流路形成部の直径）を、第１ヘッダ４２の内径（すなわち、冷媒流路４２ａを形成する冷媒流路形成部の直径）よりも大きくしている。すなわち、第１ヘッダ４２と第２ヘッダ６２との大きさが異なるように設計している。
【００７５】
これは、上述したように、冷房運転時における第１熱交換器４０と第２熱交換器６０との働きが異なることによるものである。具体的には、冷房運転時における、第１熱交換器４０の出口における冷媒（第１左側ヘッダから外に流出した冷媒）の密度は、第２熱交換器６０の出口における冷媒（第２左側ヘッダから外に流出した冷媒）の密度に対して約４倍程度大きい。このため、冷媒の圧力損失を低減する目的で、第２ヘッダ６２の内径を第１ヘッダ４２の内径よりも大きくしている。
【００７６】
（５）導水フィン７０
本実施形態では、上述したように、第１熱交換器４１の第１ヘッダ４２，４２と、第２ヘッダ６２，６２との大きさ（具体的には、内径）が異なっている。このように、それぞれの熱交換器を通る冷媒密度が異なることから、複数の熱交換器を組み立てて１の熱交換ユニットとして使用するような場合がある。しかし、複数の熱交換器を上下方向に並べて１の熱交換ユニットとして使用すると、各熱交換器の間（本実施形態の場合、第１熱交換器の第１熱交換部と第２熱交換器の第２熱交換部との間）に隙間ができることになる。
【００７７】
ここで、暖房運転時においては（すなわち、第１熱交換器及び第２熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる場合）、第１熱交換器及び第２熱交換器の外を通過する空気が扁平管の内部を流れる冷媒によって熱を奪われることにより、第１熱交換器及び第２熱交換器の表面に結露水が生じることがある。
【００７８】
このため、第１熱交換器と第２熱交換器との間に隙間があると、第１熱交換器で生じた結露水が下方に流れ、第１熱交換器の下端部で滞留することが考えられる。そして、結露水がより冷やされて霜となり第１熱交換器の下端部の表面に付着すると、第１熱交換器における熱交換効率の低下が懸念される。
【００７９】
そこで、本実施形態の熱交換ユニット４は、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０の他に、さらに、第１熱交換部４１で生じた結露水を第２熱交換部６１、ひいては、第２熱交換部６１の下方に位置している結露水を貯留するための結露水貯留部（図示せず）に導くための導水部材としての導水フィン７０を有している。
【００８０】
導水フィン７０は、第１熱交換部４１と第２熱交換部６１との間に配置され、伝熱性を有する伝熱フィンである。尚、本実施形態では、導水フィン７０に、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０で使用される波形フィン４４，６４と同じフィンを使用している。すなわち、導水フィン７０は、複数の第１扁平管４３のうち最も下段に配置される第１扁平管４３と、複数の第２扁平管６３のうち最も上段に配置される第２扁平管６３との間（具体的には、第１熱交換部４１のうち最も下段に配置される第１扁平管４３の下面４３ｄと、第２熱交換部６１のうち最も上段に配置される第２扁平管６３の上面６３ｃとの間）に配置されるフィン本体部７５と、フィン本体部７５から、扁平管４３，６３の幅方向両外方に向かって突出するフィン縁部７６とを有している。そして、フィン本体部７５には、熱交換効率を向上させるために、フィン本体部７５の上下方向中央部分を切り起こすことによって複数の切り起こし部７５ｃが形成されている。
【００８１】
本実施形態では、導水フィン７０を第１熱交換部４１と第２熱交換部６１との間に配置することによって、第１熱交換部４１と第２熱交換部４２との間の隙間を埋めることができる。また、第１熱交換部４１で生じた結露水を下方へと導きやすくなる。
【００８２】
また、導水フィン７０が、波形フィン４４，６４と同様の構成であることから、導水フィン７０のフィン縁部７６の上端部７６ａの上端は、第１扁平管４３の下面４３ｄよりも上方に位置しており、フィン縁部７６の下端部７６ｂの下端は、第２扁平管６３の上面６３ｃよりも下方に位置している。すなわち、導水フィン７０を、第１熱交換器４０の第１波形フィン４４（具体的には、最も下段に配置される第１波形フィン４４）と第２熱交換器６０の第２波形フィン６４（具体的には、最も上段に配置される第２波形フィン６４）とに接触するように、配置できる。より具体的には、導水フィン７０のフィン縁部７６の上端部７６ａの上端と、複数の第１波形フィン４４のうち最も下段に配置される第１波形フィン４４のフィン縁部４６の下端部４６ｂの下端とを接触するように、且つ、導水フィン７０のフィン縁部７６の下端部７６ｂの下端と、複数の第２波形フィン６４のうち最も上段に配置される第２波形フィン６４のフィン縁部６６の上端部６６ａの上端とを接触するように）、配置できる。よって、第１熱交換部４１で生じた結露水を、より下方へ導きやすくなる。また、導水フィン７０は伝熱フィンであるので、伝熱面積をより大きくでき、性能を向上できる。
【００８３】
以上のように、本実施形態では、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０に使用している波形フィン４４，６４と同様のフィンを、導水部材７０として使用することにより、簡易に、結露水を下方へと導くことができる。
【００８４】
（６）空気調和装置１の動作
図５は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒圧力―エンタルピ線図である。図６は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒温度―エントロピ線図である。図７は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒圧力―エンタルピ線図である。図８は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒温度―エントロピ線図である。
【００８５】
以下、空気調和装置１の動作について、図１、図５〜図８を用いて説明する。尚、以下の冷房運転及び暖房運転における運転制御は、上述の制御部９によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧（すなわち、図５及び図６の点ｄ，ｅにおける圧力や、図７及び図８の点ｄ，ｆにおける圧力）を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧（すなわち、図５及び図６の点ａ，ｆにおける圧力、図７及び図８の点ａ，ｅにおける圧力）を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧（すなわち、図５〜図８の点ｂ，ｃにおける圧力）を意味している。
【００８６】
（６−１）冷房運転
冷房運転時は、切換機構３が、図１の実線で示される状態に制御される。三方弁１６が第１状態に制御される。膨張機構５が、開度調節される。第２電磁弁１８が開の状態に制御される。第１電磁弁１７及び戻し弁１９が、閉の状態に制御される。
【００８７】
この冷媒回路１０の状態において、圧縮機構２を駆動すると、低圧の冷媒（図１、図５及び図６の点ａを参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、前段側の第１圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８（具体的には、第１冷媒管８ａ）に吐出される（図１、図５及び図６の点ｂを参照）。第１圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、三方弁１６及び第２冷媒管８ｂを経由して、第２熱交換器６０に送られる。第２熱交換器６０に送られた中間圧の冷媒は、第２熱交換器６０において、外を通過する冷却源としての空気と熱交換を行うことで放熱されて冷却される（図１、図５及び図６の点ｃを参照）。第２熱交換器６０において冷却された冷媒は、第３冷媒管８ｃを経由して、第１圧縮要素２ｃの後段側に接続された第２圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮される。そして、第２圧縮要素２ｄで圧縮された高圧の冷媒は、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１、図５及び図６の点ｄを参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素２ｃ，２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図５に示す臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。尚、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構２２を構成する油分離器２２ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器２２ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構２２を構成する油戻し管２２ｂに流入し、油戻し管２２ｂに設けられた減圧機構２２ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入されている。圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、逆止機構２３及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する第１熱交換器４０に送られる。そして、第１熱交換器４０に送られた高圧の冷媒は、第１熱交換器４０において、外を通過する冷却源としての空気と熱交換を行って放熱されて冷却される（図１、図５及び図６の点ｅを参照）。第１熱交換器４０において冷却された高圧の冷媒は、膨張機構５によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器６に送られる（図１、図５及び図６の点ｆを参照）。利用側熱交換器６に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水又は空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図１、図５及び図６の点ａを参照）。利用側熱交換器６において蒸発された低圧の冷媒は、切換機構３及び吸入管２ａを経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。空気調和装置１では、以上のようにして、冷房運転が行われている。
【００８８】
（６−２）暖房運転
暖房運転時は、切換機構３が図１の破線で示される状態に制御される。三方弁１６が第２状態に制御される。膨張機構５が、開度調節される。第１電磁弁１７及び戻し弁１９が、開の状態に制御される。第２電磁弁１８が閉の状態に制御される。暖房運転時においては、第２熱交換器６０は、第１圧縮要素２ｃで圧縮された冷媒の放熱器としては機能せず、第１熱交換器４０と共に、膨張機構５で減圧された冷媒の蒸発器として機能する。
【００８９】
この冷媒回路１０の状態において、圧縮機構２を駆動すると、低圧の冷媒（図１、図７及び図８の点ａを参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、前段側の第１圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８（具体的には、第１冷媒管８ａ）に吐出される（図１、図７及び図８の点ｂを参照）。第１圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、第２熱交換器６０を通過することなく三方弁１６及び第１電磁弁１７を経由して（図１、図７及び図８の点ｃを参照）、第１圧縮要素２ｃの後段側に接続される第２圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮される。そして、第２圧縮要素２ｄで圧縮された高圧の冷媒は、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１、図７及び図８の点ｄを参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様に、圧縮要素２ｃ，２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図７に示す臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。尚、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構２２を構成する油分離器２２ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器２２ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構２２を構成する油戻し管２２ｂに流入し、油戻し管２２ｂに設けられた減圧機構２２ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入されている。圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、逆止機構２３及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器６に送られる。利用側熱交換器６に送られた高圧の冷媒は、利用側熱交換器６において、冷却源としての水又は空気と熱交換を行って放熱されて冷却される（図１、図７及び図８の点ｆを参照）。利用側熱交換器６において放熱されて冷却された高圧の冷媒は、膨張機構５に送られ、膨張機構５において減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる（図１、図７及び図８の点ｅを参照）。膨張機構５において減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する第１熱交換器４０に送られると共に、戻し管８ｆ及び戻し弁１９を経由して、第１熱交換器４０と共に冷媒の蒸発器として機能する第２熱交換器６０に送られる。第１熱交換器４０に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての空気と熱交換を行って加熱され、蒸発する（図１、図７及び図８の点ａを参照）。他方、第２熱交換器６０に送られた低圧の気液二相状態の冷媒も、第１熱交換器４０と同様に、加熱源としての空気と熱交換を行って加熱され、蒸発する（図１、図７及び図８の点ａを参照）。そして、第１熱交換器４０において蒸発された低圧の冷媒は、切換機構３及び吸入管２ａを経由して、再び、圧縮機構２に吸入され、第２熱交換器６０において蒸発された低圧の冷媒は、第２冷媒管８ｂ、第２電磁弁１８、三方弁１６、第４冷媒管８ｄ及び吸入管２ａを経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。空気調和装置１では、以上のようにして、暖房運転が行われる。
【００９０】
（７）特徴
（７−１）
本実施形態では、第１熱交換部４１と第２熱交換部６１との間に、導水部材としての導水フィン７０を配置している。
【００９１】
これにより、第１熱交換部４１と第２熱交換部４２との間の隙間を埋めることができ、第１熱交換部４１で生じた結露水を、第１熱交換部４１の下方に位置する第２熱交換部６１へと導くことができ、ひいては、結露水を、結露水貯留部に導くことができる。すなわち、熱交換ユニット４における水はけ性を向上できる。よって、結露水が、第１熱交換部と第２熱交換部との間で滞留することを抑制できるので、第１熱交換器４１における熱交換効率の低下を抑制できる。
【００９２】
（７−２）
本実施形態では、導水フィン７０として伝熱性を有する伝熱フィンを使用している。これにより、結露水を下方へ導くことができるだけでなく、伝熱面積をより広く確保でき、熱交換ユニット４における熱交換効率をさらに向上できる。
【００９３】
また、本実施形態では、導水フィン７０として、第１波形フィン４４及び第２波形フィン６４と同じフィンを使用している。
【００９４】
よって、上述したように、導水フィン７０を、第１熱交換器４０の第１波形フィン４４と第２熱交換器６０の第２波形フィン６４とに接触させることができる。従って、第１熱交換部４１で生じた結露水は、導水フィン７０を伝って下方へと導かれやすくなり、さらに導水フィン７０を伝って下方に流れる結露水は、第２波形フィン６４を伝って下方へと導かれやすくなる。よって、熱交換ユニット４における水はけ性をより向上できる。
【００９５】
（８）変形例
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００９６】
（８−１）変形例Ａ
上記実施形態では、使用される条件が異なることから異なるサイズの熱交換器を１の熱交換ユニットとして使用する場合を挙げて説明したが、複数の熱交換器を１の熱交換ユニットとして使用する場合としては、この他にも、製造上の問題等に由るものがある。
【００９７】
例えば、使用したい熱交換器のサイズが、製造の際の作業効率上困難となるような比較的大きなサイズの場合が挙げられる。このような場合、使用したい熱交換器を分割したサイズの熱交換器を複数製造しておき、これらを組み立てたほうが、効率がよくなるので、複数の熱交換器を１の熱交換ユニットとして使用する場合がある。
【００９８】
（８−２）変形例Ｂ
図９は、本変形例Ｂに係る導水フィン１７０を含む導水フィン１７０の周辺を、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視た図である。
【００９９】
上記実施形態では、導水フィン７０は、第１波形フィン４４及び第２波形フィン６４と接触していると説明したが、例えば、図９に示すように、第１波形フィン４４及び第２波形フィン６４に接触していない導水フィン１７０を採用してもよい。
【０１００】
なお、導水フィン１７０が第１波形フィン４４及び第２波形フィン６４に接触しない場合、図９に示すように、導水フィン１７０のフィン縁部１７６の上端部１７６ａの上端は、第１波形フィン４４のフィン縁部４６の下端部４６ｂの下端と、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視た場合に平行になっていることが好ましく、フィン縁部１７６の下端部１７６ｂの下端は、第２波形フィン６４のフィン縁部６６の上端部６６ａの上端と、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視た場合に平行になっていることが好ましい。
【０１０１】
（８−３）変形例Ｃ
図１０は、第１波形フィン４４、第２波形フィン６４、及び導水フィン７０の代わりに、第１波形フィン２４４、第２波形フィン２６４、及び導水フィン２７０を採用した別形態を示す図である。
【０１０２】
上記実施形態では、第１波形フィン４４、第２波形フィン６４、及び、導水フィン７０の各フィン縁部４６，６６，７６は、上端及び下端が、水平方向に延びるように構成されていると説明したがこれに限られるものではない。
【０１０３】
例えば、上記実施形態とは別の形態として、第１波形フィン２４４のフィン縁部２４６と、第２波形フィン２６４のフィン縁部２６６とは、図１０に示すように、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視たときに、その上端及び下端が、フィン本体部２４５，２６５との接触点から上下方向（鉛直方向）外方に広がるように構成されていてもよい。すなわち、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視たときに、フィン縁部２４６の上端部２４６ａの上端及びフィン縁部２６６の上端部２６６ａの上端は、フィン本体部２４５，２６５との接触点から上方（斜め上方）へと延びていき、フィン縁部２４６の下端部２４６ｂの下端及びフィン縁部２６６の下端部２６６ｂの下端は、フィン本体部２４５，２６５との接触点から下方（斜め下方）へと延びていく。また、この場合、導水フィン２７０のフィン縁部２７６は、図１０に示すように、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視たときに、フィン本体部２７５と下底部分が接触するような台形形状を有していてもよい。この場合、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視たときに、フィン縁部２７６の上端部２７６ａの上端は、第１波形フィン２４４のフィン縁部２４６の下端部２４６ｂの下端と平行になっており、フィン縁部２７６の下端部２７６ｂの下端は、第２波形フィン２６４のフィン縁部２６６の上端部２６６ａの上端と平行になっている。
【０１０４】
尚、第１波形フィン４４、第２波形フィン６４、及び、導水フィン７０は、本変形例Ｃで記載したような２つの形状のいずれかを適宜採ってもよいし、これらの２つの形状を有するフィンを適宜組み合わせたものであってもよい。
【０１０５】
（８―４）変形例Ｄ
上記実施形態では、第１右側ヘッダと第１左側ヘッダとの大きさ、及び、第２右側ヘッダと第２左側ヘッダとの大きさは、同じであることを前提としているが、これに限られるものではない。
【０１０６】
例えば、上述したように、冷房運転時における第１熱交換器４０の出口における冷媒の密度が第２熱交換器６０の出口における冷媒の密度に対して約４倍程度大きいので、第２熱交換器６０の第２ヘッダ６２のうち、冷房運転時における出口側となる第２ヘッダ６２のみ、第１ヘッダ４２より大きくしてもよい。すなわち、冷房運転時における入口側となる第２ヘッダ６２と第１ヘッダ４２との大きさは同じであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明では、複数の熱交換器が組み立てられた熱交換ユニット、及び、複数の熱交換器を１の熱交換ユニットとして使用する冷凍装置に種々適用可能である。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 空気調和装置（冷凍装置）
２ 圧縮機構
２ｃ 第１圧縮要素
２ｄ 第２圧縮要素
３ 切換機構
４ 熱交換ユニット
８ 中間冷媒管
４０ 第１熱交換器
４１ 第１熱交換部
４２ 第１ヘッダ
４３ 第１扁平管
４４ 第１波形フィン（第１伝熱フィン）
６０ 第２熱交換器
６１ 第２熱交換部
６２ 第２ヘッダ
６３ 第２扁平管
６４ 第２波形フィン（第２伝熱フィン）
７０ 導水フィン（導水部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０９】
【特許文献１】特開２０１１−９９６６４号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換ユニット及び冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１（特開２０１１−９９６６４号公報）に開示の熱交換器に示されるように、さまざまなタイプの熱交換器が存在する。特許文献１に開示の熱交換器では、内部を流れる冷媒と、外方を通過する通過空気との間で熱交換が行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、従来、製造上の問題等から、複数の熱交換器を一体化して使用することがある。例えば、使用したい熱交換器のサイズが、製造の際に製造の際の作業効率上問題となるような比較的大きなサイズの場合、複数に分割した熱交換器を上下方向に並べて１つの熱交換ユニットとして使用することがある。
【０００４】
しかし、複数の熱交換器を組み立てると、各熱交換器の間に隙間ができると考えられる。このため、熱交換ユニットを蒸発器として機能させる場合に、結露水が上方に配置される熱交換器の下端部分に滞留しやすくなる。滞留した結露水が霜になると、熱交換ユニットにおける熱交換効率の低下が懸念される。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、水はけ性を向上できる熱交換ユニット及び冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係る熱交換ユニットは、第１熱交換器と、第２熱交換器と、導水部材とを備える。第１熱交換器は、第１熱交換部を有する。第１熱交換部では、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気との間で熱交換が行われる。第２熱交換器は、第１熱交換器と一体化され、第２熱交換部を有する。第２熱交換部は、第１熱交換部の下方に配置され、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気との間で熱交換が行われる。導水部材は、第１熱交換部と第２熱交換部との間に配置され、第１熱交換部で生じた結露水を第２熱交換部へと導く。
【０００７】
従来、製造上の問題等に鑑みて、複数の熱交換器を組み立てて１つの熱交換ユニットとして使用すると、各熱交換器の間に隙間ができるため、結露水が上方に配置される第１熱交換器の下端部分に滞留しやすくなるという問題がある。この滞留した結露水が霜になるとその熱交換器における熱交換効率の低下が懸念される。
【０００８】
そこで、本発明では、第１熱交換部と第１熱交換部の下方に配置される第２熱交換部との間に導水部材を配置している。これにより、第１熱交換部で生じた結露水を第２熱交換部へと導く、すなわち、下方へと導くことができるので、第１熱交換部の下端部分に結露水が滞留することを抑制できる。すなわち、熱交換ユニットにおける水はけ性を向上でき、第１熱交換器の熱交換効率の低下を抑制できる。
【０００９】
本発明の第２観点に係る熱交換ユニットは、本発明の第１観点に係る熱交換ユニットであって、第１熱交換器は、第１熱交換部の両端に接続され上下方向に延びる第１ヘッダをさらに有する。また、第２熱交換器は、第２熱交換部の両端に接続され上下方向に延びる第２ヘッダをさらに有する。そして、第１ヘッダの大きさと第２ヘッダの大きさとは、異なる。
【００１０】
本発明のように、ヘッダの大きさが異なるために複数の熱交換器を組み立てて熱交換ユニットとして使用するような場合であっても、第１熱交換部と第２熱交換部との間に導水部材が配置されているので、第１熱交換部で生じた結露水を第２熱交換部へと導く、すなわち、下方へと導くことができ、水はけ性を向上できる。
【００１１】
本発明の第３観点に係る熱交換ユニットは、本発明の第１観点又は第２観点に係る熱交換ユニットであって、導水部材は、伝熱フィンである。
【００１２】
本発明では、熱交換器に通常用いられるような伝熱フィンを導水部材として使用することで、簡易に、水はけ性を向上できる。また、伝熱面積をより広くすることができるので、熱交換ユニットにおける熱交換効率も向上できる。
【００１３】
本発明の第４観点に係る熱交換ユニットは、本発明の第１観点〜第３観点のいずれかに係る熱交換ユニットであって、第１熱交換部は、上下方向に並ぶ複数の第１扁平管と、各第１扁平管の間に配置される第１伝熱フィンとを有する。また、第２熱交換部は、上下方向に並ぶ複数の第２扁平管と、各第２扁平管の間に配置される第２伝熱フィンとを有する。導水部材は、第１伝熱フィン及び第２伝熱フィンと接触する。
【００１４】
本発明では、導水部材が、第１伝熱フィンと第２伝熱フィンとに接触している。これにより、第１熱交換部で生じた結露水をより第２熱交換部へと導きやすい、すなわち、下方へと導きやすい。
【００１５】
本発明の第５観点に係る冷凍装置は、第１発明〜第４発明のいずれかに係る熱交換ユニットと、圧縮機構と、中間冷媒管と、切換機構とを備える。圧縮機構は、冷媒を圧縮する第１圧縮要素と、第１圧縮要素によって圧縮された冷媒をさらに圧縮する第２圧縮要素と、を有する。中間冷媒管は、第１圧縮要素で圧縮された冷媒を第２圧縮要素に吸入させるための管である。切換機構は、第２圧縮要素で圧縮された冷媒の流れを切り換えることによって、冷房運転と暖房運転とを切換可能にする。そして、第２熱交換器は、中間冷媒管に設けられており、冷房運転時に第１圧縮要素で圧縮されて第２圧縮要素に吸入される冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時に第２圧縮要素で圧縮された冷媒の蒸発器として機能する。第１熱交換器は、冷房運転時に第２圧縮要素で圧縮された冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時に、第２熱交換器とともに第２圧縮要素で圧縮された冷媒の蒸発器として機能する。
【００１６】
ここで、本発明のように、冷房運転時における第１熱交換器と第２熱交換器との働きが異なることにより、第１熱交換器の出口における冷媒密度と第２熱交換器の出口における冷媒密度とが異なる場合がある。このため、複数の熱交換器を１の熱交換ユニットとして使用する場合がある。本発明では、このような状況があったとしても、導水部材が配置されていることにより、水はけ性を向上できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１観点に係る熱交換ユニットでは、水はけ性を向上できる。
【００１８】
本発明の第２観点に係る熱交換ユニットでは、ヘッダの大きさが異なるために複数の熱交換器を組み立てて１つの熱交換ユニットとして使用するような場合であっても、水はけ性を向上できる。
【００１９】
本発明の第３観点に係る熱交換ユニットでは、簡易に、水はけ性を向上できる。
【００２０】
本発明の第４観点に係る熱交換ユニットでは、第１熱交換部で生じた結露水をより第２熱交換部へと導きやすい。
【００２１】
本発明の第５観点に係る冷凍装置では、水はけ性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る熱交換ユニットを含む冷凍装置の一例としての空気調和装置の概略構成図。
【図２】制御部の制御ブロック図。
【図３】熱交換ユニットの概略構成図。
【図４】図３のＢ部の拡大図。
【図５】冷房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒圧力―エンタルピ線図。
【図６】冷房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒温度―エントロピ線図。
【図７】暖房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒圧力―エンタルピ線図。
【図８】暖房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒温度―エントロピ線図。
【図９】変形例Ｂに係る導水フィンを含む導水フィン７０の周辺を、扁平管の長手方向に沿って視た図。
【図１０】変形例Ｃに係る第１波形フィン、第２波形フィン、及び導水フィンの形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明に係る熱交換器ユニット４を含む冷凍装置の一例としての空気調和装置の実施形態について説明する。
【００２４】
（１）空気調和装置１の構成
図１は、本発明に係る熱交換ユニット４を含む冷凍装置の一例としての空気調和装置１の概略構成図である。
【００２５】
空気調和装置１は、冷房運転と暖房運転とを切換可能に構成された冷媒回路１０を有し、超臨界域で作動する冷媒（本実施形態では、二酸化炭素）を使用して二段圧縮式冷凍サイクルを行う装置である。
【００２６】
空気調和装置１の冷媒回路１０は、主として、圧縮機構２と、切換機構３と、熱交換ユニット４（第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０）と、膨張機構５と、利用側熱交換器６とを有している。以下、冷媒回路１０の構成要素について説明する。
【００２７】
（２）冷媒回路１０の構成要素
（２−１）圧縮機構２
圧縮機構２は、２つの圧縮要素で冷媒を二段圧縮する圧縮機から構成されている。圧縮機構２は、ケーシング２１ａ内に、圧縮機構駆動モータ２１ｂと、駆動軸２１ｃと、第１圧縮要素２ｃと、第２圧縮要素２ｄとが収容された密閉式構造となっている。圧縮機構駆動モータ２１ｂは、駆動軸２１ｃに連結されている。そして、この駆動軸２１ｃは、第１圧縮要素２ｃと第２圧縮要素２ｄとに連結されている。すなわち、圧縮機構２は、第１圧縮要素２ｃと第２圧縮要素２ｄとが単一の駆動軸２１ｃに連結されており、第１圧縮要素２ｃと第２圧縮要素２ｄとがともに圧縮機構駆動モータ２１ｂによって回転駆動される、いわゆる一軸二段圧縮構造となっている。第１圧縮要素２ｃ及び第２圧縮要素２ｄは、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素である。圧縮機構２は、吸入管２ａから冷媒を吸入し、この吸入された冷媒を第１圧縮要素２ｃによって圧縮した後に中間冷媒管８（後述する）に吐出し、中間冷媒管８に吐出された冷媒を第２圧縮要素２ｄに吸入させて冷媒をさらに圧縮した後に吐出管２ｂに吐出するように構成されている。ここで、中間冷媒管８は、第２圧縮要素２ｄの前段側に接続された第１圧縮要素２ｃで圧縮されて吐出された冷媒を、第１圧縮要素２ｃの後段側に接続された第２圧縮要素２ｄに吸入させるための冷媒管である。また、吐出管２ｂは、圧縮機構２から吐出された冷媒を第１熱交換器４０に送るための冷媒管である。吐出管２ｂには、油分離機構２２と、逆止機構２３とが設けられている。油分離機構２２は、圧縮機構２から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機構２の吸入側へ戻す機構であり、主として、圧縮機構２から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する油分離器２２ａと、油分離器２２ａに接続されており冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機構２の吸入管２ａに戻す油戻し管２２ｂとを有している。油戻し管２２ｂには、油戻し管２２ｂを流れる冷凍機油を減圧する減圧機構２２ｃが設けられている。減圧機構２２ｃは、キャピラリチューブが使用されている。逆止機構２３は、圧縮機構２の吐出側から切換機構３への冷媒の流れを許容し、且つ、切換機構３から圧縮機構２の吐出側への冷媒の流れを遮断するための機構であり、逆止弁が使用されている。
【００２８】
以上のように、圧縮機構２は、２つの圧縮要素２ｃ、２ｄを有しており、これらの圧縮要素２ｃ、２ｄのうちの前段側の第１圧縮要素２ｃで圧縮して吐出した冷媒を後段側の第２圧縮要素２ｄでさらに圧縮するように構成されている。尚、圧縮機構２としては、本実施形態のような１台の一軸二段圧縮構造の圧縮機構に限定されるものではなく、三段圧縮式等のような二段圧縮式よりも多段の圧縮機構であってもよいし、また、単一の圧縮要素が組み込まれた圧縮機及び／又は複数の圧縮要素が組み込まれた圧縮機を複数台直列に接続することで多段の圧縮機構を構成してもよいし、さらに、多段圧縮式の圧縮機を２系統以上並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機構であってもよい。
【００２９】
（２−２）切換機構３
切換機構３は、冷媒回路１０内における冷媒の流れ方向を切り換えるための機構である。切換機構３は、圧縮機構２の吸入側、圧縮機構２の吐出側、第１熱交換器４０及び利用側熱交換器６に接続された四路切換弁である。切換機構３は、冷房運転時には、第１熱交換器４０を圧縮機構２によって圧縮される冷媒の放熱器として、且つ、利用側熱交換器６を第１熱交換器４０において放熱された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機構２の吐出側と第１熱交換器４０の一端とを接続すると共に圧縮機構２の吸入側と利用側熱交換器６とを接続する（図１の切換機構３の実線を参照）。他方、切換機構３は、暖房運転時には、利用側熱交換器６を圧縮機構２によって圧縮される冷媒の放熱器として、且つ、第１熱交換器４０を利用側熱交換器６において放熱された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機構２の吐出側と利用側熱交換器６とを接続すると共に圧縮機構２の吸入側と第１熱交換器４０の一端とを接続する（図１の切換機構３の破線を参照）ことが可能である。尚、切換機構３は、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせる等によって、上述と同様に冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。
【００３０】
以上のように、切換機構３は、圧縮機構２（第２圧縮要素２ｄ）で圧縮された冷媒の流れを切り換えることによって、冷房運転と暖房運転とを切換可能に構成されている。
【００３１】
（２−３）熱交換ユニット４
熱交換ユニット４は、複数の熱交換器（本実施形態では、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０）を有し、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気Ａ（図４を参照）との間で熱交換を行うことによって、冷媒の放熱器又は蒸発器として機能する。第１熱交換器４０と第２熱交換器６０とは、一体化されている。以下、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０について説明する。
【００３２】
（２−３−１）第１熱交換器４０
第１熱交換器４０は、冷房運転時に圧縮機構２（第２圧縮要素２ｄ）で圧縮された冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時に、圧縮機構２（第２圧縮要素２ｄ）で圧縮されて利用側熱交換器６で放熱された冷媒の蒸発器として機能する。
【００３３】
第１熱交換器４０は、その一端が切換機構３に接続されており、その他端が膨張機構５に接続されている。第１熱交換器４０の具体的な構成については、後述する。尚、第１熱交換器４０の外を通過する通過空気は、ファン５０（図２を参照）によって供給される。ファン５０は、ファン駆動モータによって駆動される。
【００３４】
（２−３−２）第２熱交換器６０
第２熱交換器６０は、第１熱交換器４０の下方に配置されており、中間冷媒管８に設けられている。第２熱交換器６０は、その一端が第１圧縮要素２ｃに接続されるように、且つ、他端が第２圧縮要素２ｄに接続されるように構成されている。第２熱交換器６０は、冷房運転時には、冷房運転時における性能向上を図るために、前段側の第１圧縮要素２ｃで圧縮されて後段側の第２圧縮要素２ｄに吸入される、冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒の放熱器として機能する。他方、暖房運転時には、暖房運転時における性能向上を図るために、第１熱交換器４０と共に、第２圧縮要素２ｄで圧縮されて利用側熱交換器６で放熱された冷媒の蒸発器として機能する。第２熱交換器６０の具体的な構成については、後述する。尚、第２熱交換器６０の外を通過する通過空気は、ファン５０によって供給される。
【００３５】
尚、中間冷媒管８には、さらに、切換機構としての三方弁１６と、第１電磁弁１７と、第２電磁弁１８とが設けられている。三方弁１６は、第１圧縮要素２ｃの吐出側と第２熱交換器６０の一端とを接続する第１状態と、圧縮機構２の吸入側（具体的には、第１圧縮要素２ｃの吸入側）と第２熱交換器６０の一端とを接続する第２状態とが切換可能な弁である。第１電磁弁１７及び第２電磁弁１８は、冷房運転時においてのみ第２熱交換器６０を第１圧縮要素２ｃで圧縮された冷媒の放熱器として機能させるために、開閉制御が行われる弁である。第１電磁弁１７は、後述する第５冷媒管８ｅに設けられており、第２電磁弁１８は、後述する第２冷媒管８ｂに設けられている。
【００３６】
中間冷媒管８は、主として、圧縮機構２の第１圧縮要素２ｃの吐出側と三方弁１６とを接続する第１冷媒管８ａと、三方弁１６と第２熱交換器６０の一端（冷房運転時における冷媒の入口側）とを接続する第２冷媒管８ｂと、第２熱交換器６０の他端と圧縮機構２の第２圧縮要素２ｄの吸入側とを接続する第３冷媒管８ｃと、三方弁１６と吸入管２ａとを接続する第４冷媒管８ｄと、第２冷媒管８ｂから第３冷媒管８ｃへバイパスさせるための第５冷媒管８ｅとを有している。
【００３７】
そして、本実施形態では、暖房運転時において第２熱交換器６０を蒸発器として機能させるために、第１熱交換器４０の暖房運転時における冷媒の入口側に、戻し管８ｆが設けられている。具体的には、戻し管８ｆは、暖房運転時において、利用側熱交換器６と第１熱交換器４０との間を流れる冷媒の一部を分岐して、第３冷媒管８ｃに戻すことが可能な冷媒管であり、膨張機構５と第１熱交換器４０との間の部分と、第３冷媒管８ｃとを接続するように構成されている。戻し管８ｆには、開閉制御が可能な戻し弁１９が設けられている。
【００３８】
（２−４）膨張機構５
膨張機構５は、冷媒を減圧する機構であり、電動膨張弁が使用されている。膨張機構５は、その一端が第１熱交換器４０に接続され、その他端が利用側熱交換器６に接続されている。また、膨張機構５は、冷房運転時には第１熱交換器４０において放熱された高圧の冷媒を利用側熱交換器６に送る前に減圧し、暖房運転時には、利用側熱交換器６において放熱された高圧の冷媒を第１熱交換器４０に送る前に減圧する。
【００３９】
（２−５）利用側熱交換器６
利用側熱交換器６は、冷媒の蒸発器又は放熱器として機能する熱交換器である。利用側熱交換器６は、その一端が膨張機構５に接続されており、その他端が切換機構３に接続されている。尚、ここでは図示しないが、利用側熱交換器６には、利用側熱交換器６を流れる冷媒と熱交換を行う加熱源又は冷却源としての水や空気が供給されるようになっている。
【００４０】
（３）制御部９
図２は、制御部９の制御ブロック図である。
【００４１】
空気調和装置１は、圧縮機構２、切換機構３、膨張機構５、ファン５０、三方弁１６、第１電磁弁１７、第２電磁弁１８、戻し弁１９等の空気調和装置１を構成する各部の動作を制御する制御部９を有している。
【００４２】
制御部９には、空気調和装置１に設けられる各種のセンサが接続されている。各種のセンサとは、例えば、第１熱交温度センサ５１、第２熱交出口温度センサ５２、空気温度センサ５３等である。第１熱交温度センサ５１は、第１熱交換器４０に設けられており、第１熱交換器４０を流れる冷媒の温度を検出するセンサである。第２熱交出口温度センサ５２は、第２熱交換器６０の出口に設けられており、第２熱交換器６０の出口における冷媒の温度を検出するセンサである。空気温度センサ５３は、空気調和装置１の本体に設けられており、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０の熱源としての空気の温度を検出するセンサである。
【００４３】
（４）熱交換ユニット４の構成
図３は、熱交換ユニット４の概略構成図である。図４は、図３のＢ部の拡大図である。
【００４４】
図３に示すように、熱交換ユニット４は、第１熱交換器４０の下方に第２熱交換器６０が配置される２段構造を有している。第１熱交換器４０と第２熱交換器６０とは、第１ヘッダ４２，４２と第２ヘッダ６２，６２とが、図示しないヘッダ接続部材によって接続されることにより一体化されている。以下、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０の詳細構成について説明する。尚、熱交換ユニット４（第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０）の外を通過する通過空気Ａは、第１熱交換部４１及び第２熱交換部６１の長手方向に対して直交する方向（具体的には、図３において紙面手前側から奥側に向かう方向、図４において矢印で示す方向）に流れる。
【００４５】
（４−１）第１熱交換器４０
第１熱交換器４０は、図３に示すように、主として、内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行わせる第１熱交換部４１と、第１熱交換部４１の長手方向（図３を紙面手前側から視た左右方向）の両端に接続される１対の第１ヘッダ４２，４２とを有する、マイクロチャンネル熱交換器である。
【００４６】
（４−１−１）第１熱交換部４１
第１熱交換部４１は、複数の第１扁平管４３と、各第１扁平管４３の間に配置される第１波形フィン４４とを有している。
【００４７】
（４−１−１−１）第１扁平管４３
第１扁平管４３は、第１ヘッダ４２，４２の長手方向（鉛直方向）に垂直な方向（具体的には、水平方向）に細長く延びる板状の金属製（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金）の管部材である。複数の第１扁平管４３は、水平方向に延びる幅広の平面部４３ｂが上下方向（鉛直方向）を向くように、且つ、各々が所定の間隔を空けるように、上下方向（鉛直方向）に並んで配置されている。第１扁平管４３には、その長手方向（水平方向）に貫通するように、冷媒を流通させるための複数の冷媒流路穴４３ａ（図４を参照）が形成されている。
【００４８】
（４−１−１−２）第１波形フィン４４
第１波形フィン４４は、波形形状を有する金属製（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金）の伝熱フィンである。具体的には、第１波形フィン４４は、第１扁平管４３の幅方向（具体的には、第１扁平管４３の長手方向に対して、水平方向に直交する方向）の長さＬ１よりも幅方向の長さＬ２が大きい板状部材が、第１扁平管４３の長手方向に沿って、山部分と谷部分とが形成されるように波形に折り曲げられることによって構成されている。第１波形フィン４４が各扁平管の間に配置されることによって、より広い伝熱面積が確保されるので、第１扁平管４３（複数の冷媒流路穴４３ａ）を流れる冷媒と、第１熱交換部４１の外を通過する通過空気とが、効率的に熱交換される。
【００４９】
第１波形フィン４４は、第１扁平管４３の長手方向に沿って視たときに、Ｈ字形状を有しており、図４に示すように、フィン本体部４５と、フィン縁部４６とを有している。
【００５０】
フィン本体部４５は、各第１扁平管４３の間（具体的には、第１扁平管４３の平面部４３ｂの上側の面である上面４３ｃと、この第１扁平管４３に上下方向に隣接する第１扁平管４３の平面部４３ｂの下側の面である下面４３ｄとの間）に配置される部分である。フィン本体部４５は、山部分の上端４５ａが下面４３ｄに接するように、且つ、谷部分の下端４５ｂが上面４３ｃに接するように、第１扁平管４３に対して固定されている。尚、第１扁平管４３とフィン本体部４５との接触箇所は、ロウ付け等によって接合されている。
【００５１】
フィン本体部４５には、熱交換効率を向上させるために、フィン本体部４５の上下方向中央部分を切り起こすことによって複数の切り起こし部４５ｃが形成されている。切り起こし部４５ｃは、ルーバー状に切り起こされており、通過空気Ａの流れ方向の上流側の部分と下流側の部分とで通過空気Ａの流れ方向に対する傾斜方向が逆になるように形成されている。
【００５２】
フィン縁部４６は、フィン本体部４５から第１扁平管４３の幅方向外方（具体的には、幅方向の両外方）に向かって突出する部分である。フィン縁部４６の上端部４６ａの上端の高さ位置は、第１扁平管４３の下面４３ｄよりも上方に位置しており、フィン縁部４６の下端部４６ｂの下端の高さ位置は、第１扁平管４３の上面４３ｃよりも下方に位置している。これは、予め板状部材の幅方向の両端部に幅方向に沿った切り込みを形成しておくことにより、板状部材を波形に折り曲げて第１波形フィン４４を形成するときに、フィン本体部４５のみが折り曲げられるようにしておくことによって実現される。すなわち、予め板状部材に上記の切り込みを形成しておくことによって、フィン縁部４６の上端部４６ａ及び下端部４６ｂが折り曲げられることなく切り起こされた状態に維持される。尚、フィン縁部４６の上端部４６ａの上端及び下端部４６ｂの下端は、水平方向に延びるように構成されている。
【００５３】
そして、本実施形態では、上下方向に隣り合う第１波形フィン４４のフィン縁部４６同士が接触するように（具体的には、フィン縁部４６の上端部４６ａの上端とフィン縁部４６の下端部４６ｂの下端とが接触するように）、第１波形フィン４４が構成されている。
【００５４】
（４−１−２）第１ヘッダ４２，４２
１対の第１ヘッダ４２，４２は、互いに離間して且つ各々が鉛直方向に延びるように配置されている。第１ヘッダ４２は、上下端が閉じられた円筒形状の金属製（具体的には、アルミニウムやアルミニウム合金等）の部材である。
【００５５】
第１ヘッダ４２，４２のうち一方のヘッダ４２の下方部分及び他方のヘッダ４２の上方部分には、冷媒を第１熱交換器４０に流入させるための、又は、冷媒を第１熱交換器４０から外に流出させるための開口４０ａが形成されている。また、第１ヘッダ４２には、内部に、開口４０ａに連通し、冷媒を流通させるための冷媒流路４２ａが形成されている。冷媒流路４２ａは、冷媒が鉛直方向に流れるように形成されており、第１扁平管４３に形成される複数の冷媒流路穴４３ａに連通している。
【００５６】
（４−１−３）第１熱交換器４０における冷媒の流れ
冷房運転時においては（第１熱交換器４０が冷媒の放熱器として機能する場合）、図３の紙面方向右側の第１ヘッダ４２（ここでは、説明の便宜上、第１右側ヘッダという）から図３の紙面方向左側の第１ヘッダ４２（ここでは、説明の便宜上、第１左側ヘッダという）へと冷媒が流れていく。具体的には、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、第１右側ヘッダの開口４０ａを介して、第１右側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入する。そして、第１右側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入した冷媒は、複数の第１扁平管４３に分流され、また、各第１扁平管４３に形成される複数の冷媒流路穴４３ａに分配されて、第１左側ヘッダに形成される冷媒流路４２ａへと流れていく。このとき、高圧の冷媒は、外を通過する通過空気と熱交換を行うことによって放熱されて冷却されていく。そして、第１左側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入した冷媒は、第１左側ヘッダに形成される開口４０ａを介して膨張機構５へと流れていく。
【００５７】
他方、暖房運転時においては（第１熱交換器４０が冷媒の蒸発器として機能する場合）、第１左側ヘッダから第１右側ヘッダへと冷媒が流れていく。具体的には、膨張機構５から流れてきた低圧の気液二相状態の冷媒は、第１左側ヘッダの開口４０ａを介して、第１左側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入する。第１左側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入した冷媒は、複数の第１扁平管４３に分流され、また、各第１扁平管４３に形成される複数の冷媒流路穴４３ａに分配されて、第１右側ヘッダに形成される冷媒流路４２ａへと流れていく。このとき、低圧の気液二相状態の冷媒は、外を通過する通過空気と熱交換を行うことによって加熱されて蒸発されていく。そして、第１右側ヘッダの冷媒流路４２ａに流入した冷媒は、第１右側ヘッダに形成される開口４０ａを介して再び圧縮機構２へと流れていく。
【００５８】
以上のように、第１熱交換器４０内を流れる冷媒は、冷房運転時においては、上方から下方に向かって流れ、暖房運転時においては、下方から上方に向かって流れていく。
【００５９】
（４−２）第２熱交換器６０
第２熱交換器６０は、図３に示すように、主として、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気Ａとの間で熱交換を行わせる第２熱交換部６１と、第２熱交換部６１の両端に接続される１対の第２ヘッダ６２，６２とを有する、マイクロチャンネル熱交換器である。
【００６０】
（４−２−１）第２熱交換部６１
第２熱交換部６１は、複数の第２扁平管６３と、各第２扁平管６３の間に配置される第２波形フィン６４とを有している。
【００６１】
（４−２−１−１）第２扁平管６３
第２扁平管６３は、第２ヘッダ６２，６２の長手方向（鉛直方向）に垂直な方向（具体的には、水平方向）に細長く延びる板状の金属製（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金）の管部材である。複数の第２扁平管６３は、水平方向に延びる幅広の平面部６３ｂが上下方向（鉛直方向）を向くように、且つ、各々が所定の間隔を空けるように、上下方向（鉛直方向）に並んで配置されている。第２扁平管６３には、その長手方向（水平方向）に貫通するように、冷媒を流通させるための複数の冷媒流路穴６３ａ（図４を参照）が形成されている。
【００６２】
（４−２−１−２）第２波形フィン６４
第２波形フィン６４は、波形形状を有する金属製（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金）の伝熱フィンである。具体的には、第２波形フィン６４は、第２扁平管６３の幅方向（具体的には、第２扁平管６３の長手方向に対して、水平方向に直交する方向）の長さＬ３よりも幅方向の長さＬ４が大きい板状部材が、第２扁平管６３の長手方向に沿って、山部分と谷部分とが形成されるように波形に折り曲げられることによって構成されている。第２波形フィン６４が各扁平管の間に配置されることによって、広い伝熱面積が確保されるので、第２扁平管６３（複数の冷媒流路穴６３ａ）を流れる冷媒と、第２熱交換部６１の外を通過する通過空気とが、効率的に熱交換される。
【００６３】
第２波形フィン６４は、図４に示すように、フィン本体部６５と、フィン縁部６６とを有している。
【００６４】
フィン本体部６５は、各第２扁平管６３の間（具体的には、第２扁平管６３の平面部６３ｂの上側の面である上面６３ｃと、この第２扁平管６３に上下方向に隣接する第２扁平管６３の平面部６３ｂの下側の面である下面６３ｄとの間）に配置される部分である。フィン本体部６５は、山部分の上端６５ａが下面６３ｄに接するように、且つ、谷部分の下端６５ｂが上面６３ｃに接するように、第２扁平管６３に対して固定されている。尚、第２扁平管６３とフィン本体部６５との接触箇所は、ロウ付け等によって接合されている。
【００６５】
フィン本体部６５には、熱交換効率を向上させるために、フィン本体部６５の上下方向中央部分を切り起こすことによって複数の切り起こし部６５ｃが形成されている。切り起こし部６５ｃは、ルーバー状に切り起こされており、通過空気Ａの流れ方向の上流側の部分と下流側の部分とで通過空気Ａの流れ方向に対する傾斜方向が逆になるように形成されている。
【００６６】
フィン縁部６６は、フィン本体部６５から第２扁平管６３の幅方向外方（具体的には、幅方向の両外方）に向かって突出する部分である。フィン縁部６６の上端部６６ａの上端の高さ位置は、第２扁平管６３の下面６３ｄよりも上方に位置しており、フィン縁部６６の下端部６６ｂの下端の高さ位置は、第２扁平管６３の上面６３ｃよりも下方に位置している。これは、予め板状部材の幅方向の両端部に幅方向に沿った切り込みを形成しておくことにより、板状部材を波形に折り曲げて第２波形フィン６４を形成するときに、フィン本体部６５のみが折り曲げられるようにしておくことによって実現される。すなわち、予め板状部材に上記の切り込みを形成しておくことによって、フィン縁部６６の上端部６６ａ及び下端部６６ｂが折り曲げられることなく切り起こされた状態に維持される。尚、フィン縁部６６の上端部６６ａの上端及び下端部６６ｂの下端は、水平方向に延びるように構成されている。
【００６７】
そして、本実施形態では、上下方向に隣り合う第２波形フィン６４のフィン縁部６６同士が接触するように（具体的には、フィン縁部６６の上端部６６ａの上端とフィン縁部６６の下端部６６ｂの下端とが接触するように）、第２波形フィン６４が構成されている。
【００６８】
尚、本実施形態では、第１熱交換器４０の第１扁平管４３及び第２熱交換器６０の第２扁平管６３、及び、第１熱交換器４０の第１波形フィン４４及び第２熱交換器６０の第２波形フィン６４は、同様の構成を有するものとする。よって、長さＬ１と長さＬ３とは同じであり、長さＬ２と長さＬ４とは同じである。
【００６９】
（４−２−２）第２ヘッダ６２，６２
１対の第２ヘッダ６２，６２は、互いに離間して且つ各々が鉛直方向に延びるように配置されている。第２ヘッダ６２，６２は、上下端が閉じられた円筒形状の金属製（具体的には、アルミニウムやアルミニウム合金等）の部材である。
【００７０】
第２ヘッダ６２，６２のうち一方のヘッダ６２の下方部分及び他方のヘッダ６２の上方部分には、冷媒を第２熱交換器６０に流入させるための、又は、冷媒を第２熱交換器６０から外に流出させるための開口６０ａが形成されている。また、第２ヘッダ６２には、開口６０ａに連通し、内部に冷媒を流通させるための冷媒流路６２ａが形成されている。冷媒流路６２ａは、冷媒が鉛直方向に流れるように形成されており、第２扁平管６３に形成される複数の冷媒流路穴６３ａに連通している。
【００７１】
（４−２−３）第２熱交換器６０における冷媒の流れ
冷房運転時においては（第２熱交換器６０が冷媒の放熱器として機能する場合）、図３の紙面方向右側の第２ヘッダ６２（ここでは、説明の便宜上、第２右側ヘッダという）から図３の紙面方向左側の第２ヘッダ６２（ここでは、説明の便宜上、第２左側ヘッダという）へと冷媒が流れていく。具体的には、圧縮機構２の前段側の第１圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、第２右側ヘッダの開口６０ａを介して、第２右側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入する。そして、第２右側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入した冷媒は、複数の第２扁平管６３に分流され、また、各第２扁平管６３に形成される複数の冷媒流路穴６３ａに分配されて、第２左側ヘッダに形成される冷媒流路６２ａへと流れていく。このとき、中間圧の冷媒は、外を通過する通過空気と熱交換を行うことによって放熱されて冷却されていく。そして、第２左側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入した冷媒は、第２左側ヘッダに形成される開口６０ａを介して後段側の第２圧縮要素２ｄへと流れていく。
【００７２】
他方、暖房運転時においては（第２熱交換器６０が冷媒の蒸発器として機能する場合）、第２左側ヘッダから第２右側ヘッダへと冷媒が流れていく。具体的には、膨張機構５から戻し管８ｆを通じて流れてきた低圧の気液二相状態の冷媒は、第２左側ヘッダの開口６０ａを介して、第２左側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入する。第２左側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入した冷媒は、複数の第２扁平管６３に分流され、また、各第２扁平管６３に形成される複数の冷媒流路穴６３ａに分配されて、第２右側ヘッダに形成される冷媒流路６２ａへと流れていく。このとき、低圧の気液二相状態の冷媒は、外を通過する通過空気と熱交換を行うことによって、加熱されて蒸発されていく。そして、第２右側ヘッダの冷媒流路６２ａに流入した冷媒は、第２右側ヘッダに形成される開口６０ａを介して再び圧縮機構２へと流れていく。
【００７３】
以上のように、第２熱交換器６０内を流れる冷媒は、冷房運転時においては、上方から下方に向かって流れ、暖房運転時においては、下方から上方に向かって流れていく。
【００７４】
ここで、本実施形態では、第２ヘッダ６２の内径（すなわち、冷媒流路６２ａを形成する冷媒流路形成部の直径）を、第１ヘッダ４２の内径（すなわち、冷媒流路４２ａを形成する冷媒流路形成部の直径）よりも大きくしている。すなわち、第１ヘッダ４２と第２ヘッダ６２との大きさが異なるように設計している。
【００７５】
これは、上述したように、冷房運転時における第１熱交換器４０と第２熱交換器６０との働きが異なることによるものである。具体的には、冷房運転時における、第１熱交換器４０の出口における冷媒（第１左側ヘッダから外に流出した冷媒）の密度は、第２熱交換器６０の出口における冷媒（第２左側ヘッダから外に流出した冷媒）の密度に対して約４倍程度大きい。このため、冷媒の圧力損失を低減する目的で、第２ヘッダ６２の内径を第１ヘッダ４２の内径よりも大きくしている。
【００７６】
（５）導水フィン７０
本実施形態では、上述したように、第１熱交換器４１の第１ヘッダ４２，４２と、第２ヘッダ６２，６２との大きさ（具体的には、内径）が異なっている。このように、それぞれの熱交換器を通る冷媒密度が異なることから、複数の熱交換器を組み立てて１の熱交換ユニットとして使用するような場合がある。しかし、複数の熱交換器を上下方向に並べて１の熱交換ユニットとして使用すると、各熱交換器の間（本実施形態の場合、第１熱交換器の第１熱交換部と第２熱交換器の第２熱交換部との間）に隙間ができることになる。
【００７７】
ここで、暖房運転時においては（すなわち、第１熱交換器及び第２熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる場合）、第１熱交換器及び第２熱交換器の外を通過する空気が扁平管の内部を流れる冷媒によって熱を奪われることにより、第１熱交換器及び第２熱交換器の表面に結露水が生じることがある。
【００７８】
このため、第１熱交換器と第２熱交換器との間に隙間があると、第１熱交換器で生じた結露水が下方に流れ、第１熱交換器の下端部で滞留することが考えられる。そして、結露水がより冷やされて霜となり第１熱交換器の下端部の表面に付着すると、第１熱交換器における熱交換効率の低下が懸念される。
【００７９】
そこで、本実施形態の熱交換ユニット４は、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０の他に、さらに、第１熱交換部４１で生じた結露水を第２熱交換部６１、ひいては、第２熱交換部６１の下方に位置している結露水を貯留するための結露水貯留部（図示せず）に導くための導水部材としての導水フィン７０を有している。
【００８０】
導水フィン７０は、第１熱交換部４１と第２熱交換部６１との間に配置され、伝熱性を有する伝熱フィンである。尚、本実施形態では、導水フィン７０に、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０で使用される波形フィン４４，６４と同じフィンを使用している。すなわち、導水フィン７０は、複数の第１扁平管４３のうち最も下段に配置される第１扁平管４３と、複数の第２扁平管６３のうち最も上段に配置される第２扁平管６３との間（具体的には、第１熱交換部４１のうち最も下段に配置される第１扁平管４３の下面４３ｄと、第２熱交換部６１のうち最も上段に配置される第２扁平管６３の上面６３ｃとの間）に配置されるフィン本体部７５と、フィン本体部７５から、扁平管４３，６３の幅方向両外方に向かって突出するフィン縁部７６とを有している。そして、フィン本体部７５には、熱交換効率を向上させるために、フィン本体部７５の上下方向中央部分を切り起こすことによって複数の切り起こし部７５ｃが形成されている。
【００８１】
本実施形態では、導水フィン７０を第１熱交換部４１と第２熱交換部６１との間に配置することによって、第１熱交換部４１と第２熱交換部４２との間の隙間を埋めることができる。また、第１熱交換部４１で生じた結露水を下方へと導きやすくなる。
【００８２】
また、導水フィン７０が、波形フィン４４，６４と同様の構成であることから、導水フィン７０のフィン縁部７６の上端部７６ａの上端は、第１扁平管４３の下面４３ｄよりも上方に位置しており、フィン縁部７６の下端部７６ｂの下端は、第２扁平管６３の上面６３ｃよりも下方に位置している。すなわち、導水フィン７０を、第１熱交換器４０の第１波形フィン４４（具体的には、最も下段に配置される第１波形フィン４４）と第２熱交換器６０の第２波形フィン６４（具体的には、最も上段に配置される第２波形フィン６４）とに接触するように、配置できる。より具体的には、導水フィン７０のフィン縁部７６の上端部７６ａの上端と、複数の第１波形フィン４４のうち最も下段に配置される第１波形フィン４４のフィン縁部４６の下端部４６ｂの下端とを接触するように、且つ、導水フィン７０のフィン縁部７６の下端部７６ｂの下端と、複数の第２波形フィン６４のうち最も上段に配置される第２波形フィン６４のフィン縁部６６の上端部６６ａの上端とを接触するように）、配置できる。よって、第１熱交換部４１で生じた結露水を、より下方へ導きやすくなる。また、導水フィン７０は伝熱フィンであるので、伝熱面積をより大きくでき、性能を向上できる。
【００８３】
以上のように、本実施形態では、第１熱交換器４０及び第２熱交換器６０に使用している波形フィン４４，６４と同様のフィンを、導水部材７０として使用することにより、簡易に、結露水を下方へと導くことができる。
【００８４】
（６）空気調和装置１の動作
図５は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒圧力―エンタルピ線図である。図６は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒温度―エントロピ線図である。図７は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒圧力―エンタルピ線図である。図８は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された冷媒温度―エントロピ線図である。
【００８５】
以下、空気調和装置１の動作について、図１、図５〜図８を用いて説明する。尚、以下の冷房運転及び暖房運転における運転制御は、上述の制御部９によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧（すなわち、図５及び図６の点ｄ，ｅにおける圧力や、図７及び図８の点ｄ，ｆにおける圧力）を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧（すなわち、図５及び図６の点ａ，ｆにおける圧力、図７及び図８の点ａ，ｅにおける圧力）を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧（すなわち、図５〜図８の点ｂ，ｃにおける圧力）を意味している。
【００８６】
（６−１）冷房運転
冷房運転時は、切換機構３が、図１の実線で示される状態に制御される。三方弁１６が第１状態に制御される。膨張機構５が、開度調節される。第２電磁弁１８が開の状態に制御される。第１電磁弁１７及び戻し弁１９が、閉の状態に制御される。
【００８７】
この冷媒回路１０の状態において、圧縮機構２を駆動すると、低圧の冷媒（図１、図５及び図６の点ａを参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、前段側の第１圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８（具体的には、第１冷媒管８ａ）に吐出される（図１、図５及び図６の点ｂを参照）。第１圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、三方弁１６及び第２冷媒管８ｂを経由して、第２熱交換器６０に送られる。第２熱交換器６０に送られた中間圧の冷媒は、第２熱交換器６０において、外を通過する冷却源としての空気と熱交換を行うことで放熱されて冷却される（図１、図５及び図６の点ｃを参照）。第２熱交換器６０において冷却された冷媒は、第３冷媒管８ｃを経由して、第１圧縮要素２ｃの後段側に接続された第２圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮される。そして、第２圧縮要素２ｄで圧縮された高圧の冷媒は、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１、図５及び図６の点ｄを参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素２ｃ，２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図５に示す臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。尚、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構２２を構成する油分離器２２ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器２２ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構２２を構成する油戻し管２２ｂに流入し、油戻し管２２ｂに設けられた減圧機構２２ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入されている。圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、逆止機構２３及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する第１熱交換器４０に送られる。そして、第１熱交換器４０に送られた高圧の冷媒は、第１熱交換器４０において、外を通過する冷却源としての空気と熱交換を行って放熱されて冷却される（図１、図５及び図６の点ｅを参照）。第１熱交換器４０において冷却された高圧の冷媒は、膨張機構５によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器６に送られる（図１、図５及び図６の点ｆを参照）。利用側熱交換器６に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水又は空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図１、図５及び図６の点ａを参照）。利用側熱交換器６において蒸発された低圧の冷媒は、切換機構３及び吸入管２ａを経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。空気調和装置１では、以上のようにして、冷房運転が行われている。
【００８８】
（６−２）暖房運転
暖房運転時は、切換機構３が図１の破線で示される状態に制御される。三方弁１６が第２状態に制御される。膨張機構５が、開度調節される。第１電磁弁１７及び戻し弁１９が、開の状態に制御される。第２電磁弁１８が閉の状態に制御される。暖房運転時においては、第２熱交換器６０は、第１圧縮要素２ｃで圧縮された冷媒の放熱器としては機能せず、第１熱交換器４０と共に、膨張機構５で減圧された冷媒の蒸発器として機能する。
【００８９】
この冷媒回路１０の状態において、圧縮機構２を駆動すると、低圧の冷媒（図１、図７及び図８の点ａを参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、前段側の第１圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８（具体的には、第１冷媒管８ａ）に吐出される（図１、図７及び図８の点ｂを参照）。第１圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、第２熱交換器６０を通過することなく三方弁１６及び第１電磁弁１７を経由して（図１、図７及び図８の点ｃを参照）、第１圧縮要素２ｃの後段側に接続される第２圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮される。そして、第２圧縮要素２ｄで圧縮された高圧の冷媒は、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１、図７及び図８の点ｄを参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様に、圧縮要素２ｃ，２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図７に示す臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。尚、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構２２を構成する油分離器２２ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器２２ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構２２を構成する油戻し管２２ｂに流入し、油戻し管２２ｂに設けられた減圧機構２２ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入されている。圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、逆止機構２３及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器６に送られる。利用側熱交換器６に送られた高圧の冷媒は、利用側熱交換器６において、冷却源としての水又は空気と熱交換を行って放熱されて冷却される（図１、図７及び図８の点ｆを参照）。利用側熱交換器６において放熱されて冷却された高圧の冷媒は、膨張機構５に送られ、膨張機構５において減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる（図１、図７及び図８の点ｅを参照）。膨張機構５において減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する第１熱交換器４０に送られると共に、戻し管８ｆ及び戻し弁１９を経由して、第１熱交換器４０と共に冷媒の蒸発器として機能する第２熱交換器６０に送られる。第１熱交換器４０に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての空気と熱交換を行って加熱され、蒸発する（図１、図７及び図８の点ａを参照）。他方、第２熱交換器６０に送られた低圧の気液二相状態の冷媒も、第１熱交換器４０と同様に、加熱源としての空気と熱交換を行って加熱され、蒸発する（図１、図７及び図８の点ａを参照）。そして、第１熱交換器４０において蒸発された低圧の冷媒は、切換機構３及び吸入管２ａを経由して、再び、圧縮機構２に吸入され、第２熱交換器６０において蒸発された低圧の冷媒は、第２冷媒管８ｂ、第２電磁弁１８、三方弁１６、第４冷媒管８ｄ及び吸入管２ａを経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。空気調和装置１では、以上のようにして、暖房運転が行われる。
【００９０】
（７）特徴
（７−１）
本実施形態では、第１熱交換部４１と第２熱交換部６１との間に、導水部材としての導水フィン７０を配置している。
【００９１】
これにより、第１熱交換部４１と第２熱交換部４２との間の隙間を埋めることができ、第１熱交換部４１で生じた結露水を、第１熱交換部４１の下方に位置する第２熱交換部６１へと導くことができ、ひいては、結露水を、結露水貯留部に導くことができる。すなわち、熱交換ユニット４における水はけ性を向上できる。よって、結露水が、第１熱交換部と第２熱交換部との間で滞留することを抑制できるので、第１熱交換器４１における熱交換効率の低下を抑制できる。
【００９２】
（７−２）
本実施形態では、導水フィン７０として伝熱性を有する伝熱フィンを使用している。これにより、結露水を下方へ導くことができるだけでなく、伝熱面積をより広く確保でき、熱交換ユニット４における熱交換効率をさらに向上できる。
【００９３】
また、本実施形態では、導水フィン７０として、第１波形フィン４４及び第２波形フィン６４と同じフィンを使用している。
【００９４】
よって、上述したように、導水フィン７０を、第１熱交換器４０の第１波形フィン４４と第２熱交換器６０の第２波形フィン６４とに接触させることができる。従って、第１熱交換部４１で生じた結露水は、導水フィン７０を伝って下方へと導かれやすくなり、さらに導水フィン７０を伝って下方に流れる結露水は、第２波形フィン６４を伝って下方へと導かれやすくなる。よって、熱交換ユニット４における水はけ性をより向上できる。
【００９５】
（８）変形例
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００９６】
（８−１）変形例Ａ
上記実施形態では、使用される条件が異なることから異なるサイズの熱交換器を１の熱交換ユニットとして使用する場合を挙げて説明したが、複数の熱交換器を１の熱交換ユニットとして使用する場合としては、この他にも、製造上の問題等に由るものがある。
【００９７】
例えば、使用したい熱交換器のサイズが、製造の際の作業効率上困難となるような比較的大きなサイズの場合が挙げられる。このような場合、使用したい熱交換器を分割したサイズの熱交換器を複数製造しておき、これらを組み立てたほうが、効率がよくなるので、複数の熱交換器を１の熱交換ユニットとして使用する場合がある。
【００９８】
（８−２）変形例Ｂ
図９は、本変形例Ｂに係る導水フィン１７０を含む導水フィン１７０の周辺を、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視た図である。
【００９９】
上記実施形態では、導水フィン７０は、第１波形フィン４４及び第２波形フィン６４と接触していると説明したが、例えば、図９に示すように、第１波形フィン４４及び第２波形フィン６４に接触していない導水フィン１７０を採用してもよい。
【０１００】
なお、導水フィン１７０が第１波形フィン４４及び第２波形フィン６４に接触しない場合、図９に示すように、導水フィン１７０のフィン縁部１７６の上端部１７６ａの上端は、第１波形フィン４４のフィン縁部４６の下端部４６ｂの下端と、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視た場合に平行になっていることが好ましく、フィン縁部１７６の下端部１７６ｂの下端は、第２波形フィン６４のフィン縁部６６の上端部６６ａの上端と、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視た場合に平行になっていることが好ましい。
【０１０１】
（８−３）変形例Ｃ
図１０は、第１波形フィン４４、第２波形フィン６４、及び導水フィン７０の代わりに、第１波形フィン２４４、第２波形フィン２６４、及び導水フィン２７０を採用した別形態を示す図である。
【０１０２】
上記実施形態では、第１波形フィン４４、第２波形フィン６４、及び、導水フィン７０の各フィン縁部４６，６６，７６は、上端及び下端が、水平方向に延びるように構成されていると説明したがこれに限られるものではない。
【０１０３】
例えば、上記実施形態とは別の形態として、第１波形フィン２４４のフィン縁部２４６と、第２波形フィン２６４のフィン縁部２６６とは、図１０に示すように、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視たときに、その上端及び下端が、フィン本体部２４５，２６５との接触点から上下方向（鉛直方向）外方に広がるように構成されていてもよい。すなわち、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視たときに、フィン縁部２４６の上端部２４６ａの上端及びフィン縁部２６６の上端部２６６ａの上端は、フィン本体部２４５，２６５との接触点から上方（斜め上方）へと延びていき、フィン縁部２４６の下端部２４６ｂの下端及びフィン縁部２６６の下端部２６６ｂの下端は、フィン本体部２４５，２６５との接触点から下方（斜め下方）へと延びていく。また、この場合、導水フィン２７０のフィン縁部２７６は、図１０に示すように、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視たときに、フィン本体部２７５と下底部分が接触するような台形形状を有していてもよい。この場合、扁平管４３，６３の長手方向に沿って視たときに、フィン縁部２７６の上端部２７６ａの上端は、第１波形フィン２４４のフィン縁部２４６の下端部２４６ｂの下端と平行になっており、フィン縁部２７６の下端部２７６ｂの下端は、第２波形フィン２６４のフィン縁部２６６の上端部２６６ａの上端と平行になっている。
【０１０４】
尚、第１波形フィン４４、第２波形フィン６４、及び、導水フィン７０は、本変形例Ｃで記載したような２つの形状のいずれかを適宜採ってもよいし、これらの２つの形状を有するフィンを適宜組み合わせたものであってもよい。
【０１０５】
（８―４）変形例Ｄ
上記実施形態では、第１右側ヘッダと第１左側ヘッダとの大きさ、及び、第２右側ヘッダと第２左側ヘッダとの大きさは、同じであることを前提としているが、これに限られるものではない。
【０１０６】
例えば、上述したように、冷房運転時における第１熱交換器４０の出口における冷媒の密度が第２熱交換器６０の出口における冷媒の密度に対して約４倍程度大きいので、第２熱交換器６０の第２ヘッダ６２のうち、冷房運転時における出口側となる第２ヘッダ６２のみ、第１ヘッダ４２より大きくしてもよい。すなわち、冷房運転時における入口側となる第２ヘッダ６２と第１ヘッダ４２との大きさは同じであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明では、複数の熱交換器が組み立てられた熱交換ユニット、及び、複数の熱交換器を１の熱交換ユニットとして使用する冷凍装置に種々適用可能である。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 空気調和装置（冷凍装置）
２ 圧縮機構
２ｃ 第１圧縮要素
２ｄ 第２圧縮要素
３ 切換機構
４ 熱交換ユニット
８ 中間冷媒管
４０ 第１熱交換器
４１ 第１熱交換部
４２ 第１ヘッダ
４３ 第１扁平管
４４ 第１波形フィン（第１伝熱フィン）
６０ 第２熱交換器
６１ 第２熱交換部
６２ 第２ヘッダ
６３ 第２扁平管
６４ 第２波形フィン（第２伝熱フィン）
７０ 導水フィン（導水部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０９】
【特許文献１】特開２０１１−９９６６４号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気（Ａ）との間で熱交換が行われる第１熱交換部（４１）、を有する第１熱交換器（４０）と、
前記第１熱交換部の下方に配置され、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気との間で熱交換が行われる第２熱交換部（６１）、を有し、前記第１熱交換器と一体化される第２熱交換器（６０）と、
前記第１熱交換部と前記第２熱交換部との間に配置され、前記第１熱交換部で生じた結露水を前記第２熱交換部へと導く導水部材（７０，１７０，２７０）と、
を備える、熱交換ユニット（４）。
【請求項２】
前記第１熱交換器は、前記第１熱交換部の両端に接続され上下方向に延びる第１ヘッダ（４２）をさらに有し、
前記第２熱交換器は、前記第２熱交換部の両端に接続され上下方向に延びる第２ヘッダ（６２）をさらに有し、
前記第１ヘッダの大きさと前記第２ヘッダの大きさとは、異なる、
請求項１に記載の熱交換ユニット。
【請求項３】
前記導水部材は、伝熱フィンである、
請求項１又は２に記載の熱交換ユニット。
【請求項４】
前記第１熱交換部は、上下方向に並ぶ複数の第１扁平管（４３）と、各前記第１扁平管の間に配置される第１伝熱フィン（４４，２４４）と、を有し、
前記第２熱交換部は、上下方向に並ぶ複数の第２扁平管（６３）と、各前記第２扁平管の間に配置される第２伝熱フィン（６４，２６４）と、を有し、
前記導水部材は、前記第１伝熱フィン及び前記第２伝熱フィンと接触する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換ユニット（４）と、
冷媒を圧縮する第１圧縮要素（２ｃ）と、前記第１圧縮要素によって圧縮された冷媒をさらに圧縮する第２圧縮要素（２ｄ）と、を有する圧縮機構（２）と、
前記第１圧縮要素で圧縮された冷媒を前記第２圧縮要素に吸入させるための中間冷媒管（８）と、
前記第２圧縮要素で圧縮された冷媒の流れを切り換えることによって、冷房運転と暖房運転とを切換可能な切換機構（３）と、
を備え、
前記第２熱交換器は、前記中間冷媒管に設けられており、前記冷房運転時に前記第１圧縮要素で圧縮されて前記第２圧縮要素に吸入される冷媒の放熱器として機能し、前記暖房運転時に前記第２圧縮要素で圧縮された冷媒の蒸発器として機能し、
前記第１熱交換器は、前記冷房運転時に前記第２圧縮要素で圧縮された冷媒の放熱器として機能し、前記暖房運転時に、前記第２熱交換器とともに前記第２圧縮要素で圧縮された冷媒の蒸発器として機能する、
冷凍装置（１）。
【請求項１】
内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気（Ａ）との間で熱交換が行われる第１熱交換部（４１）、を有する第１熱交換器（４０）と、
前記第１熱交換部の下方に配置され、内部を流れる冷媒と外を通過する通過空気との間で熱交換が行われる第２熱交換部（６１）、を有し、前記第１熱交換器と一体化される第２熱交換器（６０）と、
前記第１熱交換部と前記第２熱交換部との間に配置され、前記第１熱交換部で生じた結露水を前記第２熱交換部へと導く導水部材（７０，１７０，２７０）と、
を備える、熱交換ユニット（４）。
【請求項２】
前記第１熱交換器は、前記第１熱交換部の両端に接続され上下方向に延びる第１ヘッダ（４２）をさらに有し、
前記第２熱交換器は、前記第２熱交換部の両端に接続され上下方向に延びる第２ヘッダ（６２）をさらに有し、
前記第１ヘッダの大きさと前記第２ヘッダの大きさとは、異なる、
請求項１に記載の熱交換ユニット。
【請求項３】
前記導水部材は、伝熱フィンである、
請求項１又は２に記載の熱交換ユニット。
【請求項４】
前記第１熱交換部は、上下方向に並ぶ複数の第１扁平管（４３）と、各前記第１扁平管の間に配置される第１伝熱フィン（４４，２４４）と、を有し、
前記第２熱交換部は、上下方向に並ぶ複数の第２扁平管（６３）と、各前記第２扁平管の間に配置される第２伝熱フィン（６４，２６４）と、を有し、
前記導水部材は、前記第１伝熱フィン及び前記第２伝熱フィンと接触する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換ユニット（４）と、
冷媒を圧縮する第１圧縮要素（２ｃ）と、前記第１圧縮要素によって圧縮された冷媒をさらに圧縮する第２圧縮要素（２ｄ）と、を有する圧縮機構（２）と、
前記第１圧縮要素で圧縮された冷媒を前記第２圧縮要素に吸入させるための中間冷媒管（８）と、
前記第２圧縮要素で圧縮された冷媒の流れを切り換えることによって、冷房運転と暖房運転とを切換可能な切換機構（３）と、
を備え、
前記第２熱交換器は、前記中間冷媒管に設けられており、前記冷房運転時に前記第１圧縮要素で圧縮されて前記第２圧縮要素に吸入される冷媒の放熱器として機能し、前記暖房運転時に前記第２圧縮要素で圧縮された冷媒の蒸発器として機能し、
前記第１熱交換器は、前記冷房運転時に前記第２圧縮要素で圧縮された冷媒の放熱器として機能し、前記暖房運転時に、前記第２熱交換器とともに前記第２圧縮要素で圧縮された冷媒の蒸発器として機能する、
冷凍装置（１）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８３３９４（Ｐ２０１３−８３３９４Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３３２２（Ｐ２０１１−２２３３２２）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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