熱交換装置及びその製造方法
【課題】部品コスト及び製造コスト双方の大幅なコストダウンを図るとともに、品質や特性（性能）面における製品間のバラツキを低減する。また、製品の前後方向の厚さ（寸法）を薄くする。
【解決手段】冷凍サイクルにおける冷媒ｒが循環する冷媒回路に接続することにより、内部に流通する冷媒ｒと外部の空気との熱交換を行う冷媒管コイルを備える熱交換装置を構成するに際して、単一のフレーム部３と、このフレーム部３に支持される複数のフィン部４…と、このフィン部４…が付設されるとともに、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含し、かつ空気Ａの送風方向に対する直交方向に並置した第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂとを一体に構成した熱交換ユニット２を備える。
【解決手段】冷凍サイクルにおける冷媒ｒが循環する冷媒回路に接続することにより、内部に流通する冷媒ｒと外部の空気との熱交換を行う冷媒管コイルを備える熱交換装置を構成するに際して、単一のフレーム部３と、このフレーム部３に支持される複数のフィン部４…と、このフィン部４…が付設されるとともに、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含し、かつ空気Ａの送風方向に対する直交方向に並置した第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂとを一体に構成した熱交換ユニット２を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルにおける冷媒が循環する冷媒回路に接続する熱交換装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気の温度及び湿度を調整する空気調和装置は知られており、通常、この種の空気調和装置には、冷凍サイクルにおける冷媒が循環する冷媒回路に接続し、内部に流れる冷媒と外部の空気との熱交換を行う冷媒管コイルを用いた熱交換装置（ファンコイルユニット）を備えている。また、この熱交換装置は、空気の温度及び湿度を調整することから、空気の冷却を行う冷却器及び加熱を行う加熱器の双方を備えている。
【０００３】
従来、冷却器及び加熱器の双方を備える熱交換装置を用いた空気調和装置としては、特許文献１に開示される空調システム及び特許文献２に開示される温湿度調整装置が知られており、特許文献１には、吸気側に配置された除湿用の冷却コイルと、この冷却コイルの下流に配置され、冷却後の空気を加熱する廃熱媒体コイルとを備え、廃熱媒体コイルに別系装置で加熱された熱媒体を流通させて、廃熱媒体コイルを流通する別系装置の熱媒体と冷却コイルで冷却された空気との間で熱交換して、該空気を加熱するとともに、別系装置の熱媒体を冷却する空調システムが開示され、また、特許文献２には、空間ユニットの送風路内における上流側に冷却器を配し、かつ当該送風路内における下流側に加熱器を配した温湿度調整装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９８０７０号公報
【特許文献２】特開２０１０−００７９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した空気調和装置に備える従来の熱交換装置は、次のような解決すべき課題が存在した。
【０００６】
第一に、冷却器と加熱器は、それぞれ別体の部品として構成されることから、少なくとも二つの独立した完成部品が必要になる。したがって、単一の部品と比較した場合、部品点数が倍増するとともに、組付工数も倍増することになり、部品コスト及び製造コストの双方において大幅なコストアップを招くとともに、品質や特性（性能）面においても製品間のバラツキを生じやすい。
【０００７】
第二に、この種の空気調和装置の場合、室内等に対して設定温度に調整した空気を供給する必要があるため、冷却器と加熱器は、送風路に沿ってその前後（上流側と下流側）に配置するとともに、両者間における無用な干渉を回避するため、ある程度の間隔を置いて配置している。したがって、製品の前後方向の寸法が大きくなり、製品の薄化を図るにも限界がある。結局、壁面に付設した際の出張りをできるだけ少なくしたいなどの要請に十分に応えることができない。
【０００８】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した熱交換装置及びその製造方法の提供を目的するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る熱交換装置１は、上述した課題を解決するため、冷凍サイクルＣにおける冷媒ｒが循環する冷媒回路Ｃｃに接続することにより、内部に流通する冷媒ｒと外部の空気Ａとの熱交換を行う冷媒管コイルを備える熱交換装置を構成するに際して、単一のフレーム部３と、このフレーム部３に支持される複数のフィン部４…と、このフィン部４…が付設されるとともに、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含し、かつ空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置した第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂとを一体に構成した熱交換ユニット２を備えることを特徴とする。
【００１０】
一方、本発明に係る熱交換装置の製造方法は、冷凍サイクルＣにおける冷媒ｒが循環する冷媒回路Ｃｃに接続することにより、内部に流通する冷媒ｒと外部の空気Ａとの熱交換を行う冷媒管コイルを備える熱交換装置１を製造するに際し、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含する第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを製作する熱交換器製作工程と、単一のフレーム部３に複数のフィン部４…を組付けるフィン組付工程と、第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを、空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置してフィン部４…に組付ける熱交換器組付工程とを経ることにより、全体が一体に構成される熱交換ユニット２を得ることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、好適な実施の態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ前方には、角度を独立して変更可能なルーバ１１ａ，１１ｂをそれぞれ配設することができるとともに、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ後方には、少なくとも風量を独立して制御可能な送風ファン１２ａ，１２ｂをそれぞれ配設することができる。さらに、第一熱交換器５ａを上側に配し、かつ第二熱交換器５ｂを下側に配することにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を冷却器として機能させる冷却モードＭｃ，第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を加熱器として機能させる加熱モードＭｈ，第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させる第一除湿モードＭｄｘ，第一熱交換器５ａを冷却器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを加熱器として機能させる第二除湿モードＭｄｙ，のいずれかを選択して使用可能に構成することができ、この際、第二除湿モードＭｄｙの使用時において第一熱交換器５ａから発生するドレン水Ｗｄを、第二熱交換器５ｂにより蒸発させる簡易加湿器１３を設けることができる。また、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの隣り合う各接続口５ａｑ，５ｂｑは、冷媒ｒの流出口に選定することができる。他方、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積は、同一又は異ならせることができ、この際、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂは、単一の冷媒管コイルＫを三以上に分割して得る各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏを任意に組合わせることにより構成することができる。なお、熱交換装置１は、植物栽培を行う植物栽培室Ｈの空気調和を行う空気調和装置５０に用いて好適である。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明に係る熱交換装置１及びその製造方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１３】
（１） 単一のフレーム部３と、このフレーム部３に支持される複数のフィン部４…と、このフィン部４…が付設されるとともに、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含する第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂとを一体に構成してなる熱交換ユニット２を備えるため、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂが含まれるも、実質的には単一の部品として構成できる。したがって、部品点数の半減及びこれに伴う組付工数の半減により、部品コスト及び製造コスト双方の大幅なコストダウンを図れるとともに、品質や特性（性能）面においても製品間のバラツキを低減できる。
【００１４】
（２） 単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含し、かつ空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置した第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを備えるため、製品の前後方向の厚さ（寸法）を薄くすることができ、例えば、壁面に付設した際の出張りをできるだけ少なくしたいなどの要請にも十分に応えることができる。
【００１５】
（３） 好適な態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ前方に、角度を独立して変更可能なルーバ１１ａ，１１ｂをそれぞれ配設すれば、例えば、上側の第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ下側の第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させた際に、第一熱交換器５ａのルーバ１１ａにより斜め下方に送風し、第二熱交換器５ｂのルーバ１１ｂにより斜め上方に送風することにより、ルーバ１１ａ，１１ｂから排出された空気Ａを直後に混合（撹拌）することができる。したがって、加熱側の第一熱交換器５ａと冷却側の第二熱交換器５ｂを上下に配した場合であっても、空気Ａの温度の安定性を確保できる。
【００１６】
（４） 好適な態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ後方に、少なくとも風量を独立して制御可能な送風ファン１２ａ，１２ｂをそれぞれ配設すれば、例えば、上側に配する第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ下側に配する第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させた際に、加熱空気と冷却空気の量的な比率を容易に変更することができる。
【００１７】
（５） 好適な態様により、第一熱交換器５ａを上側に配し、かつ第二熱交換器５ｂを下側に配することにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を冷却器として機能させる冷却モードＭｃ，第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を加熱器として機能させる加熱モードＭｈ，第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させる第一除湿モードＭｄｘ，第一熱交換器５ａを冷却器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを加熱器として機能させる第二除湿モードＭｄｙ，のいずれかを選択して使用可能に構成すれば、第一除湿モードＭｄｘと第二除湿モードＭｄｙを利用できることに加え、冷却モードＭｃ時には第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ双方の冷却動作により冷却に係わる最大能力を発揮できるとともに、加熱モードＭｈ時には第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ双方を加熱動作により加熱に係わる最大能力を発揮できるなど、使用時の多様性及び応用性を高めることができる。
【００１８】
（６） 好適な態様により、第二除湿モードＭｄｙの使用時において第一熱交換器５ａから発生するドレン水Ｗｄを、第二熱交換器５ｂにより蒸発させる簡易加湿器１３を設ければ、別途の加湿機能を設けることなく、ある程度の加湿が可能となり、熱交換装置１の付加価値（機能性）をより高めることができる。
【００１９】
（７） 好適な態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの隣り合う各接続口５ａｑ，５ｂｑを、冷媒ｒの流出口に選定すれば、隣り合う接続口５ａｑと５ｂｑ間の温度勾配を最小にできるため、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ間における熱的な干渉を最小限に抑えることができる。
【００２０】
（８） 好適な態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積を異ならせれば、各種使用環境等に対応させた熱交換装置１の最適化を図ることができる。
【００２１】
（９） 好適な態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを、単一の冷媒管コイルＫを三以上に分割して得る各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏを任意に組合わせることにより構成すれば、各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏの組合わせ変更（接続変更）により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積の比率を容易に変更（選択）することができる。
【００２２】
（１０） 好適な態様により、熱交換装置１を、植物栽培を行う植物栽培室Ｈの空気調和を行う空気調和装置５０に用いれば、特に、植物栽培における適切な湿度環境を確保する観点から最適なパフォーマンスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の好適実施形態に係る熱交換装置に有する熱交換ユニットの正面構成図、
【図２】同熱交換装置の側面構成図、
【図３】同熱交換ユニットの部品図、
【図４】本発明の変更実施形態に係る熱交換ユニットの正面構成図、
【図５】本発明の他の変更実施形態に係る熱交換ユニットの正面構成図、
【図６】同熱交換ユニットの側面の一部を断面で示す機能説明図、
【図７】同熱交換装置を利用した空気調和装置の全体回路図、
【図８】同空気調和装置に備える制御系のブロック系統図、
【図９】同空気調和装置の設置例を示す植物栽培室の斜視図、
【図１０】同空気調和装置を霜取モードに切換えた状態を示す一部回路図、
【図１１】同空気調和装置の冷却モードにおける一部回路図、
【図１２】同空気調和装置の加熱モードにおける一部回路図、
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２５】
まず、本実施形態に係る熱交換装置１の構成について、図１〜図６を参照して具体的に説明する。
【００２６】
本実施形態に係る熱交換装置１は、図２に示すように、主要部品類として、第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを備える熱交換ユニット２、第一ルーバ１１ａ，第二ルーバ１１ｂ，第一送風ファン１２ａ及び第二送風ファン１２ｂを備えて構成する。
【００２７】
熱交換ユニット２は、単一のフレーム部３，第一熱交換器５ａ，第二熱交換器５ｂ及び複数のフィン部４…を備える。フレーム部３は、図３に示すように、縦長の長方形状に一体構成する。また、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂは、図３に示す単一の冷媒管コイルＫを利用して製作できる。即ち、冷媒管コイルＫは、冷媒配管Ｌをジグザグ経路に湾曲形成するため、この冷媒管コイルＫの中央部における半円形となる湾曲部分Ｋｒをカッティングし、二分割することにより、一対の熱交換器となる第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを得ることができる。なお、冷媒配管Ｌ自体は、熱伝導性の高い素材により形成し、内部に冷媒ｒを流通させることにより外部の空気Ａとの熱交換を行うことができる公知の冷媒配管を利用できる。さらに、フィン部４は、熱伝導性の高い素材により形成した細長い短冊状プレートであり、複数枚用意する。このように、熱交換ユニット２は、図３に示す三種類の部品により構成できる。
【００２８】
したがって、熱交換ユニット２を製作するに際しては、図３に示す単一のフレーム部３，単一の冷媒管コイルＫ及び複数のフィン部４…を含む三種類の部品を用意し、単一のフレーム部３の内側面に、複数のフィン部４…を組付けるとともに、このフィン部４…に冷媒管コイルＫを組付け、この後、冷媒管コイルＫの中央部における半円形の湾曲部分Ｋｒをカッティングすればよく、これにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂが、組付けと同時に得られるとともに、フレーム部３の長手方向に、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂが順次配される。即ち、第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂは、空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置され、図１に示す目的の熱交換ユニット２を得ることができる。なお、このような製作手法は、一例であり、予め、冷媒管コイルＫの湾曲部分Ｋｒをカッティングして第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを製作し、この第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂをフィン部４…を組付けてもよいし、予め、冷媒管コイルＫをフィン部４…に組付け、このアッセンブリをフレーム部３に組付けてもよい。
【００２９】
このように、熱交換ユニット２は、基本的な製造工程として、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含する第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを製作する熱交換器製作工程と、単一のフレーム部３に複数のフィン部４…を組付けるフィン組付工程と、第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを、空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置してフィン部４…に組付ける熱交換器組付工程とを備え、これらの製造工程を経ることにより、全体が一体に構成される熱交換ユニット２を得ることができる。
【００３０】
そして、第一熱交換器５ａの両端開口には、それぞれ継手等を取付けることにより、接続口５ａｐ，５ａｑを設けるとともに、第二熱交換器５ｂの両端開口には、それぞれ継手等を取付けることにより、接続口５ｂｐ，５ｂｑを設ける。この際、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの隣り合う各接続口５ａｑ，５ｂｑは、冷媒ｒの流出口に選定する。これにより、隣り合う接続口５ａｑと５ｂｑ間の温度勾配を最小にできるため、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ間における熱的な干渉を最小限に抑えることができる。
【００３１】
一方、熱交換ユニット２に対しては、第一ルーバ１１ａ及び第二ルーバ１１ｂ、さらには、第一送風ファン１２ａ及び第二送風ファン１２ｂを組付ける。即ち、図２に示すように、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ前方に、角度を独立して変更可能な第一ルーバ１１ａ及び第二ルーバ１１ｂをそれぞれ配設する。この場合、第一ルーバ１１ａ及び第二ルーバ１１ｂは、フレーム部３の内面を利用して取付けることができる。これにより、各ルーバ１１ａ，１１ｂは、独立して角度を変更させ、それぞれ上下方向における送風方向を任意に変更することができる。このような独立した第一ルーバ１１ａと第二ルーバ１１ｂを設ければ、例えば、上側の第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ下側の第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させた際に、第一ルーバ１１ａにより斜め下方に送風し、第二ルーバ１１ｂにより斜め上方に送風することにより、各ルーバ１１ａ，１１ｂから排出された空気Ａを直後に混合（撹拌）することができる。したがって、加熱側の第一熱交換器５ａと冷却側の第二熱交換器５ｂを上下に配した場合であっても、空気Ａの温度の安定性を確保できる。
【００３２】
また、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ後方には、少なくとも風量を独立して制御可能な第一送風ファン１２ａ及び第二送風ファン１２ｂをそれぞれ配設する。この場合、各送風ファン１２ａ，１２ｂは、図２に示すように、仮想線で示す補助フレーム３１ａ，３１ｂを利用し、フレーム部３の後端に取付けることができる。このような独立した第一送風ファン１２ａ及び第二送風ファン１２ｂを設ければ、例えば、上側に配する第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ下側に配する第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させた際に、加熱空気と冷却空気の量的な比率を容易に変更することができる。
【００３３】
ところで、熱交換ユニット２は、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを備えるため、第一熱交換器５ａを上側に配し、かつ第二熱交換器５ｂを下側に配することにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を冷却器として機能させる冷却モードＭｃ，第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を加熱器として機能させる加熱モードＭｈ，第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させる第一除湿モードＭｄｘ，第一熱交換器５ａを冷却器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを加熱器として機能させる第二除湿モードＭｄｙ，のいずれかを選択して使用可能に構成できる。これにより、第一除湿モードＭｄｘと第二除湿モードＭｄｙを利用できることに加え、冷却モードＭｃ時には第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ双方の冷却動作により冷却に係わる最大能力を発揮できるとともに、加熱モードＭｈ時には第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ双方を加熱動作により加熱に係わる最大能力を発揮できるなど、使用時の多様性及び応用性を高めることができる。
【００３４】
特に、図２は、上側に配した第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ下側に配した第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させる第一除湿モードＭｄｘの使用態様を示している。この場合、第一ルーバ１１ａの設定により、斜め下方に加熱された空気Ａを送風するとともに、第二ルーバ１１ｂの設定により、斜め上方に冷却された空気Ａを送風することができる。したがって、前述したように、第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂから送られる冷却空気Ａと加熱空気Ａを直後に混合（撹拌）することができ、加熱側の第一熱交換器５ａと冷却側の第二熱交換器５ｂを上下に配した場合であっても、温度の安定した空気Ａが供給される。その他、図中、３２は、第二熱交換器５ｂから落下するドレン水Ｗを受けるドレン水トレイを示す。
【００３５】
次に、熱交換装置１の変更実施形態について説明する。図１に示した実施形態は、単一の冷媒管コイルＫの中央部の位置をカッティングすることにより二分割した場合を示したものであり、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積は同一となる。これに対して、必要により冷媒管コイルＫの中央部以外の位置をカッティングしてもよい。これにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積を異ならせることができるため、各種使用環境等に対応させた熱交換装置１の最適化を図ることができる。
【００３６】
また、図４に示す変更実施形態は、単一の冷媒管コイルＫを三つに分割して得る各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏを任意に組合わせることにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを構成するものである。特に、図４は、中間のコイルメンバＫｎを上側のコイルメンバＫｍに直列に接続したものであり、これにより、第一熱交換器５ａの熱交換面積を第二熱交換器５ｂの熱交換面積よりも大きくすることができる。これに対して、中間のコイルメンバＫｎを下側のコイルメンバＫｏに直列に接続すれば、第二熱交換器５ｂの熱交換面積を第一熱交換器５ａの熱交換面積よりも大きくすることができる。図４中、仮想線で示すＬｊは、接続用の冷媒配管を示す。なお、このような接続の切換は、人為的に切換えてもよいし、電磁開閉弁等を利用して自動で切換えてもよい。図４は、単一の冷媒管コイルＫを三つに分割した場合を示したが、必要により四つ以上に分割してもよい。このように、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを、単一の冷媒管コイルＫを三以上に分割して得る各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏを任意に組合わせることにより構成すれば、各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏの組合わせ変更（接続変更）により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積の比率を容易に変更（選択）することができる。
【００３７】
さらに、図５及び図６に示す変更実施形態は、第一熱交換器５ａを冷却器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを加熱器として機能させる第二除湿モードＭｄｙの使用を前提とし、この第二除湿モードＭｄｙの使用時に、第一熱交換器５ａから発生するドレン水Ｗｄを、第二熱交換器５ｂにより蒸発させる簡易加湿器１３を付設したものである。この場合、図５及び図６に示すように、上下中間位置におけるフィン部４…の一部を切断することにより所定の空間を形成し、この空間内に一対のドレン水回収板４１，４２を配設するとともに、ドレン水回収板４１と４２間にはスリット４３を設ける。また、スリット４３の下方には、断面が半円形の樋４４を配設する。この樋４４は、スリット４３に沿わせ、やや傾斜させるとともに、樋４４の一端に結合したロータリソレノイド４５により、軸心を支点に１８０〔゜〕回動変位可能に構成する。さらに、樋４４の下方における第一熱交換器５ａの適所には、吸水紙等の吸水材４６…を配設する。なお、４７は、樋４４から流れ出たドレン水Ｗをドレン水トレイ３２に導く縦樋を示す。
【００３８】
これにより、ロータリソレノイド４５を制御し、図６（ａ）に示すように、樋４４を回収位置Ｘｕにセットすれば、第二熱交換器５ｂ（冷却器）から落下したドレン水Ｗは、樋４４により回収され、縦樋４７を通してドレン水トレイ３２に導かれるため、簡易加湿器１３は機能しない。これに対して、ロータリソレノイド４５を制御し、図６（ｂ）に示すように、樋４４を非回収位置Ｘｎにセットすれば、第二熱交換器５ｂのドレン水Ｗは、樋４４により回収されることなく下方へ落下し、吸水材４６…に吸水保持される。吸水材４６…は、第一熱交換器５ａ（加熱器）により加熱されているため、吸水材４６…により保持されるドレン水Ｗは蒸発する。このように、図５（図６）に示す室内側熱交換器４は、ドレン水Ｗを利用した簡易加湿器１３として機能させることができる。したがって、何らかの要因により空気Ａが乾燥し過ぎている場合には、この簡易加湿器１３を使用することにより、簡易的な加湿を行うことができるとともに、ドレン水Ｗの回収を不要にすることができる。よって、このような簡易加湿器１３を設ければ、別途の加湿機能を設けることなく、ある程度の加湿が可能となり、熱交換装置１の付加価値（機能性）をより高めることができる。
【００３９】
このように、本実施形態に係る熱交換装置１及びその製造方法によれば、単一のフレーム部３と、このフレーム部３に支持される複数のフィン部４…と、このフィン部４…が付設されるとともに、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含する第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂとを一体に構成してなる熱交換ユニット２を備えるため、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂが含まれるも、実質的には単一の部品として構成できる。したがって、部品点数の半減及びこれに伴う組付工数の半減により、部品コスト及び製造コスト双方の大幅なコストダウンを図れるとともに、品質や特性（性能）面においても製品間のバラツキを低減できる。また、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含し、かつ空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置した第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを備えるため、製品の前後方向の厚さ（寸法）を薄くすることができ、例えば、壁面に付設した際の出張りをできるだけ少なくしたいなどの要請にも十分に応えることができる。
【００４０】
次に、このような構成を有する本実施形態に係る熱交換装置１を用いて好適な空気調和装置５０について、図７〜図９を参照して説明する。
【００４１】
空気調和装置５０は、図９に示すように、室外機Ｕｏ，室内機Ｕｉ及びコントローラＵｃを備え、この室外機Ｕｏと室内機Ｕｉにより冷媒回路Ｃｃを有する冷凍サイクルＣを構成する。
【００４２】
室外機Ｕｏは、図７に示すように、冷媒回路Ｃｃに接続する主要部品として、圧縮機５１，室外側熱交換器５２，モード切換用の電磁式三方弁５３，モード切換用の電磁式四方弁５４，室外側第一電子膨張弁５５ｐ及び室外側第二電子膨張弁５５ｑを備える。この場合、圧縮機５１は冷媒ｒを吐出する吐出口５１ｓ及び戻された冷媒ｒを吸入する吸入口５１ｉを有し、この吐出口５１ｓは、室外側第一ストレーナ（フィルタ）５７ｐ及び室外側第一電子膨張弁５５ｐの直列接続を介して三方弁５３の第一接続口５３ａに接続するとともに、さらに、吐出口５１ｓは、室外側第二ストレーナ５７ｑ及び室外側第二電子膨張弁５５ｑの直列接続を介して四方弁５４の第一共有接続口５４ｘに接続する。
【００４３】
また、圧縮機５１の吸入口５１ｉは、三方弁５３の第二接続口５３ｂ及び四方弁５４の第二共有接続口５４ｙにそれぞれ接続する。一方、室外側熱交換器５２の一端の接続口５２ｐは、室外機Ｕｏの第一外部接続口５８に接続するとともに、室外側熱交換器５２の他端の接続口５２ｑは、四方弁５４の第一接続口５４ａに接続する。さらに、四方弁５４の第二接続口５４ｂは、室外機Ｕｏの第二外部接続口５９に接続するとともに、三方弁５３の共有接続口５３ｘは、室外機Ｕｏの第三外部接続口６０に接続する。なお、室外機Ｕｏにおいて、６１は室外側熱交換器５２に対して送風を行う送風ファンを示す。
【００４４】
他方、室内機Ｕｉは、図７に示すように、冷媒回路Ｃｃに接続する主要部品として、本実施形態に係る熱交換装置（室内側熱交換器）１，室内側第一電子膨張弁７１ｐ，室内側第二電子膨張弁７１ｑ，電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑ及び霜取用の電磁式四方弁７３を備える。図７中、熱交換装置１は仮想線で囲んだ部分となり熱交換ユニット２を備える。熱交換ユニット２は第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを有し、この第一熱交換器５ａの他端の接続口５ａｑは、室内側第一電子膨張弁７１ｐ及び室内側第一ストレーナ７４ｐの直列接続を介して室内機Ｕｉの第一外部接続口７５に接続するとともに、第二熱交換器５ｂの一端の接続口５ｂｐは、室内側第二電子膨張弁７１ｑ及び室内側第二ストレーナ７４ｑの直列接続を介して室内機Ｕｉの第一外部接続口７５に接続する。また、室内側第一電子膨張弁７１ｐには、電磁開閉弁７２ｐを並列接続するとともに、室内側第二電子膨張弁７１ｑには、電磁開閉弁７２ｑを並列接続する。
【００４５】
一方、第一熱交換器５ａの一端の接続口５ａｐは、四方弁７３の第一接続口７３ａに接続するとともに、第二熱交換器５ｂの他端の接続口５ｂｑは、四方弁７３の第二接続口７３ｂに接続する。四方弁７３の第一共有接続口７３ｘは、室内側ストレーナ７８を介して室内機Ｕｉの第二外部接続口７６に接続するとともに、四方弁７３の第二共有接続口７３ｙは、室内機Ｕｉの第三外部接続口７７に接続する。なお、図７中、１１ａ及び１１ｂは前述した第一ルーバ及び第二ルーバを示すとともに、１２ａ及び１２ｂは前述した第一送風ファン及び第二送風ファンをそれぞれ示す。また、送風路となる送風ファン１２ａ，１２ｂの後方には、温度センサ８１及び湿度センサ８２を配設する。
【００４６】
他方、コントローラＵｃは、空気調和装置１の全体制御を司るとともに、少なくとも、上述した三方弁５３及び四方弁５４，７３をそれぞれ切換制御する。コントローラＵｃは、図８に示すように、マイクロコンピュータ等を利用したコントローラ本体８３を備え、このコントローラ本体８３は、各種制御処理及び演算処理等を行うコンピューティング機能を有する。特に、後述する第一除湿モードＭｄｘ，第二除湿モードＭｄｙ，冷却モードＭｃ及び加熱モードＭｈ等の各種制御を実行するためのプログラムを格納したプログラムメモリ８３ｐを備えるとともに、各種データ（設定データ及びデータベースを含む）を書込んだデータメモリ８３ｄを備えている。また、コントローラ本体８３には、温度及び湿度等の各種データを表示可能な表示部８４が付属するとともに、各種操作キーを有する入力部８５が付属し、この入力部８５には、温度設定部８５ｔ，湿度設定部８５ｈ及びモード切換部８５ｓ等が含まれる。
【００４７】
したがって、コントローラ本体８３の入力ポートには、前述した温度センサ８１及び湿度センサ８２をそれぞれ接続するとともに、コントローラ本体８３の出力ポートには、圧縮機５１、三方弁５３、四方弁５４，７３、室外側第一電子膨張弁５５ｐ、室外側第二電子膨張弁５５ｑ、室内側第一電子膨張弁７１ｐ、室内側第二電子膨張弁７１ｑ、電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑ、送風ファン６１，１２ｐ，１２ｑをそれぞれ接続する。これにより、コントローラ本体８３から、圧縮機５１、室外側第一電子膨張弁５５ｐ、室外側第二電子膨張弁５５ｑ、室内側第一電子膨張弁７１ｐ、室内側第二電子膨張弁７１ｑ、送風ファン６１，１２ｐ，１２ｑに対して、それぞれ制御信号が付与されるとともに、電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑ、三方弁５３、四方弁５４，７３は、それぞれ切換信号が付与される。
【００４８】
次に、本実施形態に係る熱交換装置１を含む空気調和装置５０の設置例及び動作について、図１〜図１２を参照して説明する。
【００４９】
図９は、空気調和装置５０の設置例を示す。本実施形態に係る空気調和装置５０は、特に、図９に示すような植物栽培を行う園芸ハウス等の植物栽培室Ｈに付設して最適である。通常、この種の植物栽培室Ｈでは、植物や土壌から発生する蒸気により湿度が上昇し、湿度が高い場合には、植物の表面に結露を生じ、植物の割れ等の品質低下や病害等を招きやすい。本実施形態に係る空気調和装置５０は、温度及び湿度（除湿）を正確かつ安定にコントロールできるため、このような植物栽培室Ｈに付設することにより、植物栽培における適切な湿度環境を確保する観点から最適なパフォーマンスを得ることができる。
【００５０】
図９において、Ｕｏは植物栽培室Ｈの外部に設置した室外機を示すとともに、Ｕｉは植物栽培室Ｈの内部に設置した室内機を示す。また、コントローラボックスにより構成するコントローラＵｃは植物栽培室Ｈの入口Ｈｉ付近に設置することができる。そして、コントローラＵｃは、ケーブルを用いた信号ラインＬｅを介して室内機Ｕｉに接続するとともに、室内機Ｕｉと室外機Ｕｏは、信号ラインＬｍ及び配管ラインＬｐにより接続する。この場合、配管ラインＬｐには、図７に示すように、室外機Ｕｏの第一外部接続口５８と室内機Ｕｉの第一外部接続口７５を接続する冷媒配管Ｌａ、室外機Ｕｏの第二外部接続口５９と室内機Ｕｉの第二外部接続口７６を接続する冷媒配管Ｌｂ、室外機Ｕｏの第三外部接続口６０と室内機Ｕｉの第三外部接続口７７を接続する冷媒配管Ｌｃの三本の冷媒配管が含まれる。なお、例示は、室外機Ｕｏと室内機Ｕｉをそれぞれ一台ずつ（一組）設置した場合を示すが、通常、植物栽培室Ｈの規模や栽培植物等に応じて複数台（複数組）設置される。
【００５１】
次に、空気調和装置１の動作について説明する。今、コントローラＵｃのモード切換部８５ｓを操作し、第一除湿モードＭｄｘをＯＮにした場合を想定する。これにより、三方弁５３，四方弁５４及び７３は、それぞれ図７に示す除湿側のポジションにセットされる。これにより、圧縮機５１の吐出口５１ｓは、三方弁５３及び四方弁７３を介して第一熱交換器５ａの一端の接続口５ａｐ側に接続されるとともに、さらに、吐出口５１ｓは四方弁５４を介して室外側熱交換器５２の他端の接続口５２ｑ側に接続される。また、圧縮機５１の吸入口５１ｉは四方弁５４及び７３を介して第二熱交換器５ｂの他端の接続口５ｂｑ側に接続される。図７中、回路に沿った点線矢印は冷媒ｒの流通方向を示している。なお、第一除湿モードＭｄｘでは、電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑはＯＦＦからＯＮ（開）に切換えられるとともに、室内側第一電子膨張弁７１ｐが閉側に制御される。このように、コントローラＵｃのモード切換部８５ｓの操作により、第一除湿モードＭｄｘへは容易かつ迅速に切換えることができる。これにより、第一除湿モードＭｄｘでは、第一熱交換器５ａは凝縮器として機能、即ち、加熱器（再熱器）として動作するとともに、第二熱交換器５ｂは蒸発器として機能、即ち、冷却器（除湿器）として動作可能となる。
【００５２】
次いで、コントローラＵｃの湿度設定部８５ｈにより具体的な湿度（設定湿度）の大きさを数値入力又は選択等により設定する。第一除湿モードＭｄｘは、除湿を目的とするため、設定湿度は、通常、現在の湿度、即ち、湿度センサ８２により検出される検出湿度よりも低く設定される。したがって、第一除湿モードＭｄｘでは、湿度センサ８２により湿度が検出され、検出された湿度（検出湿度）が設定湿度になるように、湿度に対するフィードバック制御が行われる。この場合、コントローラＵｃにより、室内側第二電子膨張弁７１ｑがより開側に制御される。なお、室内側第二電子膨張弁７１ｑの制御のみでは十分に制御できないときは、必要に応じて、第二送風ファン１２ｂの回転数、圧縮機５１の吐出圧力、室外側第二電子膨張弁５５ｑの開度等の制御を併用することができる。このように、第一除湿モードＭｄｘにおいて、湿度センサ８２により湿度を検出し、検出した湿度が設定湿度になるように、少なくとも室内側第二電子膨張弁７１ｑを可変することにより、湿度に対するフィードバック制御を行えば、温度制御の安定性を確保しつつ目的の湿度環境を正確かつ安定に維持できる。この後、湿度は、第一除湿モードＭｄｘをＯＦＦにするまで設定湿度に維持される。
【００５３】
一方、室内側第二電子膨張弁７１ｑが開側に制御されることにより温度が低下する。温度は、温度センサ８１により検出されるため、設定温度に維持する制御が行われる。即ち、通常、温度（設定温度）は、温度設定部８５ｔにより設定され、設定温度になるように、温度に対するフィードバック制御が行われる。この場合、温度を上昇させるため、加熱変更要素となる室内側第一電子膨張弁７１ｐの開度をはじめ、第一送風ファン１２ａの回転数、圧縮機５１の吐出圧力、室外側第一電子膨張弁５５ｐの開度等に対する制御を行う。したがって、温度は、第一除湿モードＭｄｘによる動作状態に拘わらず、常に設定温度に維持される。
【００５４】
このように、第一除湿モードＭｄｘ時には、第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させ、第一熱交換器５ａを加熱器として機能させるとともに、第二熱交換器５ｂを室内側第二電子膨張弁７１ｑにより制御し、かつ第一熱交換器５ａを室内側第一電子膨張弁７１ｐにより制御するようにしたため、室内側第二電子膨張弁７１ｑの制御により湿度を低下させた際に、温度が低下しても室内側第一電子膨張弁７１ｐ等の制御により温度を一定に維持することができ、湿度と温度の双方に対する正確かつ安定した制御を同時に実現することができる。
【００５５】
ところで、第一除湿モードＭｄｘでは、上側の第一熱交換器５ａが加熱器（再熱器）として機能し、下側の第二熱交換器５ｂが冷却器として機能するため、下側の第二熱交換器５ｂには霜が発生しやすくなる。第二除湿モードＭｄｙは霜取用に設けたものであり、モード切換部８５ｓを操作し、第二除湿モードＭｄｙをＯＮにすることにより、四方弁７３は、図１０に示す霜取側のポジションにセットされる。これにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの機能が反転し、上側の第一熱交換器５ａが冷却器として機能するとともに、下側の第二熱交換器５ｂが加熱器（再熱器）として機能するため、第二熱交換器５ｂにおける霜取が行われる。なお、第一除湿モードＭｄｘから第二除湿モードＭｄｙへの切換は、四方弁７３の切換のみでよい。
【００５６】
他方、冷却モードＭｃを選択した場合には、冷却モードＭｃによる運転（制御）が行われる。冷却モードＭｄでは、図１１に示すように、三方弁５３及び四方弁５５はそれぞれ冷却側のポジションにセットされる。即ち、第一除湿モードＭｄｘ（図７）に対して、三方弁５３の切換が行われ、圧縮機５１の吸入口５１ｉは、三方弁５３を介して室外機Ｕｏの第三外部接続口６０に接続される。なお、室内機Ｕｉ側における電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑは共にＯＦＦ（閉）に切換えられるとともに、室内側第一電子膨張弁７１ｐは開側に制御される。これにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ａは、共に蒸発器として機能、即ち、冷却器として動作し、空気Ａに対する冷却が行われる。このような冷却モードＭｃでは、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を冷却動作させるため、冷却に係わる最大能力を発揮させることができる。
【００５７】
さらに、加熱モードＭｈを選択した場合には、加熱モードＭｈによる運転（制御）が行われる。加熱モードＭｈでは、図１２に示すように、三方弁５３及び四方弁５５はそれぞれ加熱側のポジションにセットされる。即ち、第一除湿モードＭｄｘ（図７）に対して、四方弁５４の切換が行われ、圧縮機５１の吐出口５１ｓは、四方弁５４を介して室外機Ｕｏの第二外部接続口５９に接続されるとともに、圧縮機５１の吸入口５１ｉは、四方弁５４を介して室外側熱交換器５２の他端接続口５２ｑ側に接続される。なお、室内機Ｕｉ側における電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑは共にＯＦＦ（閉）に切換えられるとともに、室内側第一電子膨張弁７１ｐは開側に制御される点は、冷却モードＭｃと同じである。これにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ａは、共に凝縮器として機能、即ち、加熱器として動作し、空気Ａに対する加熱が行われる。このような加熱モードＭｈでは、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を加熱動作させるため、加熱に係わる最大能力を発揮させることができる。
【００５８】
以上、好適実施形態及び変更実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、角度を独立して変更可能なルーバ１１ａ，１１ｂは、手動タイプであってもよいし、電動（自動）タイプであってもよい。風量を独立して制御可能な二つの送風ファン１２ａ，１２ｂを配設した例を示したが、単一の送風ファンを排除するものではない。また、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの隣り合う各接続口５ａｑ，５ｂｑは、冷媒ｒの流出口に選定することが好適であるが、流入口に選定する場合を排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係る熱交換装置１は、室外機と室内機により冷凍サイクルを構成する空気調和装置をはじめ、室外機と室内機を一体化した単体の空気調和装置など、各種空気調和装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１：熱交換装置，２：熱交換ユニット，３：フレーム部，４…：フィン部，５ａ：第一熱交換器，５ｂ：第二熱交換器，５ａｑ：接続口，５ｂｑ：接続口，１１ａ：ルーバ（第一ルーバ），１１ｂ：ルーバ（第二ルーバ），１２ａ：送風ファン（第一送風ファン），１２ｂ：送風ファン（第二送風ファン），１３：簡易加湿器，５０：空気調和装置，Ｃ：冷凍サイクル，Ｃｃ：冷媒回路，ｒ：冷媒，Ａ：空気，Ｋ：冷媒管コイル，Ｋｍ：コイルメンバ，Ｋｎ：コイルメンバ，Ｋｏ：コイルメンバ，Ｆｗ：送風方向，Ｆｃ：直交方向，Ｗｄ：ドレン水，Ｈ：植物栽培室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルにおける冷媒が循環する冷媒回路に接続する熱交換装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気の温度及び湿度を調整する空気調和装置は知られており、通常、この種の空気調和装置には、冷凍サイクルにおける冷媒が循環する冷媒回路に接続し、内部に流れる冷媒と外部の空気との熱交換を行う冷媒管コイルを用いた熱交換装置（ファンコイルユニット）を備えている。また、この熱交換装置は、空気の温度及び湿度を調整することから、空気の冷却を行う冷却器及び加熱を行う加熱器の双方を備えている。
【０００３】
従来、冷却器及び加熱器の双方を備える熱交換装置を用いた空気調和装置としては、特許文献１に開示される空調システム及び特許文献２に開示される温湿度調整装置が知られており、特許文献１には、吸気側に配置された除湿用の冷却コイルと、この冷却コイルの下流に配置され、冷却後の空気を加熱する廃熱媒体コイルとを備え、廃熱媒体コイルに別系装置で加熱された熱媒体を流通させて、廃熱媒体コイルを流通する別系装置の熱媒体と冷却コイルで冷却された空気との間で熱交換して、該空気を加熱するとともに、別系装置の熱媒体を冷却する空調システムが開示され、また、特許文献２には、空間ユニットの送風路内における上流側に冷却器を配し、かつ当該送風路内における下流側に加熱器を配した温湿度調整装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９８０７０号公報
【特許文献２】特開２０１０−００７９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した空気調和装置に備える従来の熱交換装置は、次のような解決すべき課題が存在した。
【０００６】
第一に、冷却器と加熱器は、それぞれ別体の部品として構成されることから、少なくとも二つの独立した完成部品が必要になる。したがって、単一の部品と比較した場合、部品点数が倍増するとともに、組付工数も倍増することになり、部品コスト及び製造コストの双方において大幅なコストアップを招くとともに、品質や特性（性能）面においても製品間のバラツキを生じやすい。
【０００７】
第二に、この種の空気調和装置の場合、室内等に対して設定温度に調整した空気を供給する必要があるため、冷却器と加熱器は、送風路に沿ってその前後（上流側と下流側）に配置するとともに、両者間における無用な干渉を回避するため、ある程度の間隔を置いて配置している。したがって、製品の前後方向の寸法が大きくなり、製品の薄化を図るにも限界がある。結局、壁面に付設した際の出張りをできるだけ少なくしたいなどの要請に十分に応えることができない。
【０００８】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した熱交換装置及びその製造方法の提供を目的するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る熱交換装置１は、上述した課題を解決するため、冷凍サイクルＣにおける冷媒ｒが循環する冷媒回路Ｃｃに接続することにより、内部に流通する冷媒ｒと外部の空気Ａとの熱交換を行う冷媒管コイルを備える熱交換装置を構成するに際して、単一のフレーム部３と、このフレーム部３に支持される複数のフィン部４…と、このフィン部４…が付設されるとともに、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含し、かつ空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置した第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂとを一体に構成した熱交換ユニット２を備えることを特徴とする。
【００１０】
一方、本発明に係る熱交換装置の製造方法は、冷凍サイクルＣにおける冷媒ｒが循環する冷媒回路Ｃｃに接続することにより、内部に流通する冷媒ｒと外部の空気Ａとの熱交換を行う冷媒管コイルを備える熱交換装置１を製造するに際し、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含する第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを製作する熱交換器製作工程と、単一のフレーム部３に複数のフィン部４…を組付けるフィン組付工程と、第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを、空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置してフィン部４…に組付ける熱交換器組付工程とを経ることにより、全体が一体に構成される熱交換ユニット２を得ることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、好適な実施の態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ前方には、角度を独立して変更可能なルーバ１１ａ，１１ｂをそれぞれ配設することができるとともに、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ後方には、少なくとも風量を独立して制御可能な送風ファン１２ａ，１２ｂをそれぞれ配設することができる。さらに、第一熱交換器５ａを上側に配し、かつ第二熱交換器５ｂを下側に配することにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を冷却器として機能させる冷却モードＭｃ，第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を加熱器として機能させる加熱モードＭｈ，第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させる第一除湿モードＭｄｘ，第一熱交換器５ａを冷却器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを加熱器として機能させる第二除湿モードＭｄｙ，のいずれかを選択して使用可能に構成することができ、この際、第二除湿モードＭｄｙの使用時において第一熱交換器５ａから発生するドレン水Ｗｄを、第二熱交換器５ｂにより蒸発させる簡易加湿器１３を設けることができる。また、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの隣り合う各接続口５ａｑ，５ｂｑは、冷媒ｒの流出口に選定することができる。他方、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積は、同一又は異ならせることができ、この際、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂは、単一の冷媒管コイルＫを三以上に分割して得る各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏを任意に組合わせることにより構成することができる。なお、熱交換装置１は、植物栽培を行う植物栽培室Ｈの空気調和を行う空気調和装置５０に用いて好適である。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明に係る熱交換装置１及びその製造方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１３】
（１） 単一のフレーム部３と、このフレーム部３に支持される複数のフィン部４…と、このフィン部４…が付設されるとともに、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含する第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂとを一体に構成してなる熱交換ユニット２を備えるため、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂが含まれるも、実質的には単一の部品として構成できる。したがって、部品点数の半減及びこれに伴う組付工数の半減により、部品コスト及び製造コスト双方の大幅なコストダウンを図れるとともに、品質や特性（性能）面においても製品間のバラツキを低減できる。
【００１４】
（２） 単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含し、かつ空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置した第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを備えるため、製品の前後方向の厚さ（寸法）を薄くすることができ、例えば、壁面に付設した際の出張りをできるだけ少なくしたいなどの要請にも十分に応えることができる。
【００１５】
（３） 好適な態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ前方に、角度を独立して変更可能なルーバ１１ａ，１１ｂをそれぞれ配設すれば、例えば、上側の第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ下側の第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させた際に、第一熱交換器５ａのルーバ１１ａにより斜め下方に送風し、第二熱交換器５ｂのルーバ１１ｂにより斜め上方に送風することにより、ルーバ１１ａ，１１ｂから排出された空気Ａを直後に混合（撹拌）することができる。したがって、加熱側の第一熱交換器５ａと冷却側の第二熱交換器５ｂを上下に配した場合であっても、空気Ａの温度の安定性を確保できる。
【００１６】
（４） 好適な態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ後方に、少なくとも風量を独立して制御可能な送風ファン１２ａ，１２ｂをそれぞれ配設すれば、例えば、上側に配する第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ下側に配する第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させた際に、加熱空気と冷却空気の量的な比率を容易に変更することができる。
【００１７】
（５） 好適な態様により、第一熱交換器５ａを上側に配し、かつ第二熱交換器５ｂを下側に配することにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を冷却器として機能させる冷却モードＭｃ，第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を加熱器として機能させる加熱モードＭｈ，第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させる第一除湿モードＭｄｘ，第一熱交換器５ａを冷却器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを加熱器として機能させる第二除湿モードＭｄｙ，のいずれかを選択して使用可能に構成すれば、第一除湿モードＭｄｘと第二除湿モードＭｄｙを利用できることに加え、冷却モードＭｃ時には第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ双方の冷却動作により冷却に係わる最大能力を発揮できるとともに、加熱モードＭｈ時には第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ双方を加熱動作により加熱に係わる最大能力を発揮できるなど、使用時の多様性及び応用性を高めることができる。
【００１８】
（６） 好適な態様により、第二除湿モードＭｄｙの使用時において第一熱交換器５ａから発生するドレン水Ｗｄを、第二熱交換器５ｂにより蒸発させる簡易加湿器１３を設ければ、別途の加湿機能を設けることなく、ある程度の加湿が可能となり、熱交換装置１の付加価値（機能性）をより高めることができる。
【００１９】
（７） 好適な態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの隣り合う各接続口５ａｑ，５ｂｑを、冷媒ｒの流出口に選定すれば、隣り合う接続口５ａｑと５ｂｑ間の温度勾配を最小にできるため、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ間における熱的な干渉を最小限に抑えることができる。
【００２０】
（８） 好適な態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積を異ならせれば、各種使用環境等に対応させた熱交換装置１の最適化を図ることができる。
【００２１】
（９） 好適な態様により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを、単一の冷媒管コイルＫを三以上に分割して得る各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏを任意に組合わせることにより構成すれば、各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏの組合わせ変更（接続変更）により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積の比率を容易に変更（選択）することができる。
【００２２】
（１０） 好適な態様により、熱交換装置１を、植物栽培を行う植物栽培室Ｈの空気調和を行う空気調和装置５０に用いれば、特に、植物栽培における適切な湿度環境を確保する観点から最適なパフォーマンスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の好適実施形態に係る熱交換装置に有する熱交換ユニットの正面構成図、
【図２】同熱交換装置の側面構成図、
【図３】同熱交換ユニットの部品図、
【図４】本発明の変更実施形態に係る熱交換ユニットの正面構成図、
【図５】本発明の他の変更実施形態に係る熱交換ユニットの正面構成図、
【図６】同熱交換ユニットの側面の一部を断面で示す機能説明図、
【図７】同熱交換装置を利用した空気調和装置の全体回路図、
【図８】同空気調和装置に備える制御系のブロック系統図、
【図９】同空気調和装置の設置例を示す植物栽培室の斜視図、
【図１０】同空気調和装置を霜取モードに切換えた状態を示す一部回路図、
【図１１】同空気調和装置の冷却モードにおける一部回路図、
【図１２】同空気調和装置の加熱モードにおける一部回路図、
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２５】
まず、本実施形態に係る熱交換装置１の構成について、図１〜図６を参照して具体的に説明する。
【００２６】
本実施形態に係る熱交換装置１は、図２に示すように、主要部品類として、第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを備える熱交換ユニット２、第一ルーバ１１ａ，第二ルーバ１１ｂ，第一送風ファン１２ａ及び第二送風ファン１２ｂを備えて構成する。
【００２７】
熱交換ユニット２は、単一のフレーム部３，第一熱交換器５ａ，第二熱交換器５ｂ及び複数のフィン部４…を備える。フレーム部３は、図３に示すように、縦長の長方形状に一体構成する。また、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂは、図３に示す単一の冷媒管コイルＫを利用して製作できる。即ち、冷媒管コイルＫは、冷媒配管Ｌをジグザグ経路に湾曲形成するため、この冷媒管コイルＫの中央部における半円形となる湾曲部分Ｋｒをカッティングし、二分割することにより、一対の熱交換器となる第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを得ることができる。なお、冷媒配管Ｌ自体は、熱伝導性の高い素材により形成し、内部に冷媒ｒを流通させることにより外部の空気Ａとの熱交換を行うことができる公知の冷媒配管を利用できる。さらに、フィン部４は、熱伝導性の高い素材により形成した細長い短冊状プレートであり、複数枚用意する。このように、熱交換ユニット２は、図３に示す三種類の部品により構成できる。
【００２８】
したがって、熱交換ユニット２を製作するに際しては、図３に示す単一のフレーム部３，単一の冷媒管コイルＫ及び複数のフィン部４…を含む三種類の部品を用意し、単一のフレーム部３の内側面に、複数のフィン部４…を組付けるとともに、このフィン部４…に冷媒管コイルＫを組付け、この後、冷媒管コイルＫの中央部における半円形の湾曲部分Ｋｒをカッティングすればよく、これにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂが、組付けと同時に得られるとともに、フレーム部３の長手方向に、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂが順次配される。即ち、第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂは、空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置され、図１に示す目的の熱交換ユニット２を得ることができる。なお、このような製作手法は、一例であり、予め、冷媒管コイルＫの湾曲部分Ｋｒをカッティングして第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを製作し、この第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂをフィン部４…を組付けてもよいし、予め、冷媒管コイルＫをフィン部４…に組付け、このアッセンブリをフレーム部３に組付けてもよい。
【００２９】
このように、熱交換ユニット２は、基本的な製造工程として、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含する第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを製作する熱交換器製作工程と、単一のフレーム部３に複数のフィン部４…を組付けるフィン組付工程と、第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを、空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置してフィン部４…に組付ける熱交換器組付工程とを備え、これらの製造工程を経ることにより、全体が一体に構成される熱交換ユニット２を得ることができる。
【００３０】
そして、第一熱交換器５ａの両端開口には、それぞれ継手等を取付けることにより、接続口５ａｐ，５ａｑを設けるとともに、第二熱交換器５ｂの両端開口には、それぞれ継手等を取付けることにより、接続口５ｂｐ，５ｂｑを設ける。この際、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの隣り合う各接続口５ａｑ，５ｂｑは、冷媒ｒの流出口に選定する。これにより、隣り合う接続口５ａｑと５ｂｑ間の温度勾配を最小にできるため、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ間における熱的な干渉を最小限に抑えることができる。
【００３１】
一方、熱交換ユニット２に対しては、第一ルーバ１１ａ及び第二ルーバ１１ｂ、さらには、第一送風ファン１２ａ及び第二送風ファン１２ｂを組付ける。即ち、図２に示すように、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ前方に、角度を独立して変更可能な第一ルーバ１１ａ及び第二ルーバ１１ｂをそれぞれ配設する。この場合、第一ルーバ１１ａ及び第二ルーバ１１ｂは、フレーム部３の内面を利用して取付けることができる。これにより、各ルーバ１１ａ，１１ｂは、独立して角度を変更させ、それぞれ上下方向における送風方向を任意に変更することができる。このような独立した第一ルーバ１１ａと第二ルーバ１１ｂを設ければ、例えば、上側の第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ下側の第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させた際に、第一ルーバ１１ａにより斜め下方に送風し、第二ルーバ１１ｂにより斜め上方に送風することにより、各ルーバ１１ａ，１１ｂから排出された空気Ａを直後に混合（撹拌）することができる。したがって、加熱側の第一熱交換器５ａと冷却側の第二熱交換器５ｂを上下に配した場合であっても、空気Ａの温度の安定性を確保できる。
【００３２】
また、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの送風方向Ｆｗ後方には、少なくとも風量を独立して制御可能な第一送風ファン１２ａ及び第二送風ファン１２ｂをそれぞれ配設する。この場合、各送風ファン１２ａ，１２ｂは、図２に示すように、仮想線で示す補助フレーム３１ａ，３１ｂを利用し、フレーム部３の後端に取付けることができる。このような独立した第一送風ファン１２ａ及び第二送風ファン１２ｂを設ければ、例えば、上側に配する第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ下側に配する第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させた際に、加熱空気と冷却空気の量的な比率を容易に変更することができる。
【００３３】
ところで、熱交換ユニット２は、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを備えるため、第一熱交換器５ａを上側に配し、かつ第二熱交換器５ｂを下側に配することにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を冷却器として機能させる冷却モードＭｃ，第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を加熱器として機能させる加熱モードＭｈ，第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させる第一除湿モードＭｄｘ，第一熱交換器５ａを冷却器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを加熱器として機能させる第二除湿モードＭｄｙ，のいずれかを選択して使用可能に構成できる。これにより、第一除湿モードＭｄｘと第二除湿モードＭｄｙを利用できることに加え、冷却モードＭｃ時には第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ双方の冷却動作により冷却に係わる最大能力を発揮できるとともに、加熱モードＭｈ時には第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂ双方を加熱動作により加熱に係わる最大能力を発揮できるなど、使用時の多様性及び応用性を高めることができる。
【００３４】
特に、図２は、上側に配した第一熱交換器５ａを加熱器として機能させ、かつ下側に配した第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させる第一除湿モードＭｄｘの使用態様を示している。この場合、第一ルーバ１１ａの設定により、斜め下方に加熱された空気Ａを送風するとともに、第二ルーバ１１ｂの設定により、斜め上方に冷却された空気Ａを送風することができる。したがって、前述したように、第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂから送られる冷却空気Ａと加熱空気Ａを直後に混合（撹拌）することができ、加熱側の第一熱交換器５ａと冷却側の第二熱交換器５ｂを上下に配した場合であっても、温度の安定した空気Ａが供給される。その他、図中、３２は、第二熱交換器５ｂから落下するドレン水Ｗを受けるドレン水トレイを示す。
【００３５】
次に、熱交換装置１の変更実施形態について説明する。図１に示した実施形態は、単一の冷媒管コイルＫの中央部の位置をカッティングすることにより二分割した場合を示したものであり、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積は同一となる。これに対して、必要により冷媒管コイルＫの中央部以外の位置をカッティングしてもよい。これにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積を異ならせることができるため、各種使用環境等に対応させた熱交換装置１の最適化を図ることができる。
【００３６】
また、図４に示す変更実施形態は、単一の冷媒管コイルＫを三つに分割して得る各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏを任意に組合わせることにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを構成するものである。特に、図４は、中間のコイルメンバＫｎを上側のコイルメンバＫｍに直列に接続したものであり、これにより、第一熱交換器５ａの熱交換面積を第二熱交換器５ｂの熱交換面積よりも大きくすることができる。これに対して、中間のコイルメンバＫｎを下側のコイルメンバＫｏに直列に接続すれば、第二熱交換器５ｂの熱交換面積を第一熱交換器５ａの熱交換面積よりも大きくすることができる。図４中、仮想線で示すＬｊは、接続用の冷媒配管を示す。なお、このような接続の切換は、人為的に切換えてもよいし、電磁開閉弁等を利用して自動で切換えてもよい。図４は、単一の冷媒管コイルＫを三つに分割した場合を示したが、必要により四つ以上に分割してもよい。このように、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂを、単一の冷媒管コイルＫを三以上に分割して得る各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏを任意に組合わせることにより構成すれば、各コイルメンバＫｍ，Ｋｎ，Ｋｏの組合わせ変更（接続変更）により、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの熱交換面積の比率を容易に変更（選択）することができる。
【００３７】
さらに、図５及び図６に示す変更実施形態は、第一熱交換器５ａを冷却器として機能させ、かつ第二熱交換器５ｂを加熱器として機能させる第二除湿モードＭｄｙの使用を前提とし、この第二除湿モードＭｄｙの使用時に、第一熱交換器５ａから発生するドレン水Ｗｄを、第二熱交換器５ｂにより蒸発させる簡易加湿器１３を付設したものである。この場合、図５及び図６に示すように、上下中間位置におけるフィン部４…の一部を切断することにより所定の空間を形成し、この空間内に一対のドレン水回収板４１，４２を配設するとともに、ドレン水回収板４１と４２間にはスリット４３を設ける。また、スリット４３の下方には、断面が半円形の樋４４を配設する。この樋４４は、スリット４３に沿わせ、やや傾斜させるとともに、樋４４の一端に結合したロータリソレノイド４５により、軸心を支点に１８０〔゜〕回動変位可能に構成する。さらに、樋４４の下方における第一熱交換器５ａの適所には、吸水紙等の吸水材４６…を配設する。なお、４７は、樋４４から流れ出たドレン水Ｗをドレン水トレイ３２に導く縦樋を示す。
【００３８】
これにより、ロータリソレノイド４５を制御し、図６（ａ）に示すように、樋４４を回収位置Ｘｕにセットすれば、第二熱交換器５ｂ（冷却器）から落下したドレン水Ｗは、樋４４により回収され、縦樋４７を通してドレン水トレイ３２に導かれるため、簡易加湿器１３は機能しない。これに対して、ロータリソレノイド４５を制御し、図６（ｂ）に示すように、樋４４を非回収位置Ｘｎにセットすれば、第二熱交換器５ｂのドレン水Ｗは、樋４４により回収されることなく下方へ落下し、吸水材４６…に吸水保持される。吸水材４６…は、第一熱交換器５ａ（加熱器）により加熱されているため、吸水材４６…により保持されるドレン水Ｗは蒸発する。このように、図５（図６）に示す室内側熱交換器４は、ドレン水Ｗを利用した簡易加湿器１３として機能させることができる。したがって、何らかの要因により空気Ａが乾燥し過ぎている場合には、この簡易加湿器１３を使用することにより、簡易的な加湿を行うことができるとともに、ドレン水Ｗの回収を不要にすることができる。よって、このような簡易加湿器１３を設ければ、別途の加湿機能を設けることなく、ある程度の加湿が可能となり、熱交換装置１の付加価値（機能性）をより高めることができる。
【００３９】
このように、本実施形態に係る熱交換装置１及びその製造方法によれば、単一のフレーム部３と、このフレーム部３に支持される複数のフィン部４…と、このフィン部４…が付設されるとともに、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含する第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂとを一体に構成してなる熱交換ユニット２を備えるため、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂが含まれるも、実質的には単一の部品として構成できる。したがって、部品点数の半減及びこれに伴う組付工数の半減により、部品コスト及び製造コスト双方の大幅なコストダウンを図れるとともに、品質や特性（性能）面においても製品間のバラツキを低減できる。また、単一の冷媒管コイルＫの分割構造を包含し、かつ空気Ａの送風方向Ｆｗに対する直交方向Ｆｃに並置した第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを備えるため、製品の前後方向の厚さ（寸法）を薄くすることができ、例えば、壁面に付設した際の出張りをできるだけ少なくしたいなどの要請にも十分に応えることができる。
【００４０】
次に、このような構成を有する本実施形態に係る熱交換装置１を用いて好適な空気調和装置５０について、図７〜図９を参照して説明する。
【００４１】
空気調和装置５０は、図９に示すように、室外機Ｕｏ，室内機Ｕｉ及びコントローラＵｃを備え、この室外機Ｕｏと室内機Ｕｉにより冷媒回路Ｃｃを有する冷凍サイクルＣを構成する。
【００４２】
室外機Ｕｏは、図７に示すように、冷媒回路Ｃｃに接続する主要部品として、圧縮機５１，室外側熱交換器５２，モード切換用の電磁式三方弁５３，モード切換用の電磁式四方弁５４，室外側第一電子膨張弁５５ｐ及び室外側第二電子膨張弁５５ｑを備える。この場合、圧縮機５１は冷媒ｒを吐出する吐出口５１ｓ及び戻された冷媒ｒを吸入する吸入口５１ｉを有し、この吐出口５１ｓは、室外側第一ストレーナ（フィルタ）５７ｐ及び室外側第一電子膨張弁５５ｐの直列接続を介して三方弁５３の第一接続口５３ａに接続するとともに、さらに、吐出口５１ｓは、室外側第二ストレーナ５７ｑ及び室外側第二電子膨張弁５５ｑの直列接続を介して四方弁５４の第一共有接続口５４ｘに接続する。
【００４３】
また、圧縮機５１の吸入口５１ｉは、三方弁５３の第二接続口５３ｂ及び四方弁５４の第二共有接続口５４ｙにそれぞれ接続する。一方、室外側熱交換器５２の一端の接続口５２ｐは、室外機Ｕｏの第一外部接続口５８に接続するとともに、室外側熱交換器５２の他端の接続口５２ｑは、四方弁５４の第一接続口５４ａに接続する。さらに、四方弁５４の第二接続口５４ｂは、室外機Ｕｏの第二外部接続口５９に接続するとともに、三方弁５３の共有接続口５３ｘは、室外機Ｕｏの第三外部接続口６０に接続する。なお、室外機Ｕｏにおいて、６１は室外側熱交換器５２に対して送風を行う送風ファンを示す。
【００４４】
他方、室内機Ｕｉは、図７に示すように、冷媒回路Ｃｃに接続する主要部品として、本実施形態に係る熱交換装置（室内側熱交換器）１，室内側第一電子膨張弁７１ｐ，室内側第二電子膨張弁７１ｑ，電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑ及び霜取用の電磁式四方弁７３を備える。図７中、熱交換装置１は仮想線で囲んだ部分となり熱交換ユニット２を備える。熱交換ユニット２は第一熱交換器５ａ及び第二熱交換器５ｂを有し、この第一熱交換器５ａの他端の接続口５ａｑは、室内側第一電子膨張弁７１ｐ及び室内側第一ストレーナ７４ｐの直列接続を介して室内機Ｕｉの第一外部接続口７５に接続するとともに、第二熱交換器５ｂの一端の接続口５ｂｐは、室内側第二電子膨張弁７１ｑ及び室内側第二ストレーナ７４ｑの直列接続を介して室内機Ｕｉの第一外部接続口７５に接続する。また、室内側第一電子膨張弁７１ｐには、電磁開閉弁７２ｐを並列接続するとともに、室内側第二電子膨張弁７１ｑには、電磁開閉弁７２ｑを並列接続する。
【００４５】
一方、第一熱交換器５ａの一端の接続口５ａｐは、四方弁７３の第一接続口７３ａに接続するとともに、第二熱交換器５ｂの他端の接続口５ｂｑは、四方弁７３の第二接続口７３ｂに接続する。四方弁７３の第一共有接続口７３ｘは、室内側ストレーナ７８を介して室内機Ｕｉの第二外部接続口７６に接続するとともに、四方弁７３の第二共有接続口７３ｙは、室内機Ｕｉの第三外部接続口７７に接続する。なお、図７中、１１ａ及び１１ｂは前述した第一ルーバ及び第二ルーバを示すとともに、１２ａ及び１２ｂは前述した第一送風ファン及び第二送風ファンをそれぞれ示す。また、送風路となる送風ファン１２ａ，１２ｂの後方には、温度センサ８１及び湿度センサ８２を配設する。
【００４６】
他方、コントローラＵｃは、空気調和装置１の全体制御を司るとともに、少なくとも、上述した三方弁５３及び四方弁５４，７３をそれぞれ切換制御する。コントローラＵｃは、図８に示すように、マイクロコンピュータ等を利用したコントローラ本体８３を備え、このコントローラ本体８３は、各種制御処理及び演算処理等を行うコンピューティング機能を有する。特に、後述する第一除湿モードＭｄｘ，第二除湿モードＭｄｙ，冷却モードＭｃ及び加熱モードＭｈ等の各種制御を実行するためのプログラムを格納したプログラムメモリ８３ｐを備えるとともに、各種データ（設定データ及びデータベースを含む）を書込んだデータメモリ８３ｄを備えている。また、コントローラ本体８３には、温度及び湿度等の各種データを表示可能な表示部８４が付属するとともに、各種操作キーを有する入力部８５が付属し、この入力部８５には、温度設定部８５ｔ，湿度設定部８５ｈ及びモード切換部８５ｓ等が含まれる。
【００４７】
したがって、コントローラ本体８３の入力ポートには、前述した温度センサ８１及び湿度センサ８２をそれぞれ接続するとともに、コントローラ本体８３の出力ポートには、圧縮機５１、三方弁５３、四方弁５４，７３、室外側第一電子膨張弁５５ｐ、室外側第二電子膨張弁５５ｑ、室内側第一電子膨張弁７１ｐ、室内側第二電子膨張弁７１ｑ、電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑ、送風ファン６１，１２ｐ，１２ｑをそれぞれ接続する。これにより、コントローラ本体８３から、圧縮機５１、室外側第一電子膨張弁５５ｐ、室外側第二電子膨張弁５５ｑ、室内側第一電子膨張弁７１ｐ、室内側第二電子膨張弁７１ｑ、送風ファン６１，１２ｐ，１２ｑに対して、それぞれ制御信号が付与されるとともに、電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑ、三方弁５３、四方弁５４，７３は、それぞれ切換信号が付与される。
【００４８】
次に、本実施形態に係る熱交換装置１を含む空気調和装置５０の設置例及び動作について、図１〜図１２を参照して説明する。
【００４９】
図９は、空気調和装置５０の設置例を示す。本実施形態に係る空気調和装置５０は、特に、図９に示すような植物栽培を行う園芸ハウス等の植物栽培室Ｈに付設して最適である。通常、この種の植物栽培室Ｈでは、植物や土壌から発生する蒸気により湿度が上昇し、湿度が高い場合には、植物の表面に結露を生じ、植物の割れ等の品質低下や病害等を招きやすい。本実施形態に係る空気調和装置５０は、温度及び湿度（除湿）を正確かつ安定にコントロールできるため、このような植物栽培室Ｈに付設することにより、植物栽培における適切な湿度環境を確保する観点から最適なパフォーマンスを得ることができる。
【００５０】
図９において、Ｕｏは植物栽培室Ｈの外部に設置した室外機を示すとともに、Ｕｉは植物栽培室Ｈの内部に設置した室内機を示す。また、コントローラボックスにより構成するコントローラＵｃは植物栽培室Ｈの入口Ｈｉ付近に設置することができる。そして、コントローラＵｃは、ケーブルを用いた信号ラインＬｅを介して室内機Ｕｉに接続するとともに、室内機Ｕｉと室外機Ｕｏは、信号ラインＬｍ及び配管ラインＬｐにより接続する。この場合、配管ラインＬｐには、図７に示すように、室外機Ｕｏの第一外部接続口５８と室内機Ｕｉの第一外部接続口７５を接続する冷媒配管Ｌａ、室外機Ｕｏの第二外部接続口５９と室内機Ｕｉの第二外部接続口７６を接続する冷媒配管Ｌｂ、室外機Ｕｏの第三外部接続口６０と室内機Ｕｉの第三外部接続口７７を接続する冷媒配管Ｌｃの三本の冷媒配管が含まれる。なお、例示は、室外機Ｕｏと室内機Ｕｉをそれぞれ一台ずつ（一組）設置した場合を示すが、通常、植物栽培室Ｈの規模や栽培植物等に応じて複数台（複数組）設置される。
【００５１】
次に、空気調和装置１の動作について説明する。今、コントローラＵｃのモード切換部８５ｓを操作し、第一除湿モードＭｄｘをＯＮにした場合を想定する。これにより、三方弁５３，四方弁５４及び７３は、それぞれ図７に示す除湿側のポジションにセットされる。これにより、圧縮機５１の吐出口５１ｓは、三方弁５３及び四方弁７３を介して第一熱交換器５ａの一端の接続口５ａｐ側に接続されるとともに、さらに、吐出口５１ｓは四方弁５４を介して室外側熱交換器５２の他端の接続口５２ｑ側に接続される。また、圧縮機５１の吸入口５１ｉは四方弁５４及び７３を介して第二熱交換器５ｂの他端の接続口５ｂｑ側に接続される。図７中、回路に沿った点線矢印は冷媒ｒの流通方向を示している。なお、第一除湿モードＭｄｘでは、電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑはＯＦＦからＯＮ（開）に切換えられるとともに、室内側第一電子膨張弁７１ｐが閉側に制御される。このように、コントローラＵｃのモード切換部８５ｓの操作により、第一除湿モードＭｄｘへは容易かつ迅速に切換えることができる。これにより、第一除湿モードＭｄｘでは、第一熱交換器５ａは凝縮器として機能、即ち、加熱器（再熱器）として動作するとともに、第二熱交換器５ｂは蒸発器として機能、即ち、冷却器（除湿器）として動作可能となる。
【００５２】
次いで、コントローラＵｃの湿度設定部８５ｈにより具体的な湿度（設定湿度）の大きさを数値入力又は選択等により設定する。第一除湿モードＭｄｘは、除湿を目的とするため、設定湿度は、通常、現在の湿度、即ち、湿度センサ８２により検出される検出湿度よりも低く設定される。したがって、第一除湿モードＭｄｘでは、湿度センサ８２により湿度が検出され、検出された湿度（検出湿度）が設定湿度になるように、湿度に対するフィードバック制御が行われる。この場合、コントローラＵｃにより、室内側第二電子膨張弁７１ｑがより開側に制御される。なお、室内側第二電子膨張弁７１ｑの制御のみでは十分に制御できないときは、必要に応じて、第二送風ファン１２ｂの回転数、圧縮機５１の吐出圧力、室外側第二電子膨張弁５５ｑの開度等の制御を併用することができる。このように、第一除湿モードＭｄｘにおいて、湿度センサ８２により湿度を検出し、検出した湿度が設定湿度になるように、少なくとも室内側第二電子膨張弁７１ｑを可変することにより、湿度に対するフィードバック制御を行えば、温度制御の安定性を確保しつつ目的の湿度環境を正確かつ安定に維持できる。この後、湿度は、第一除湿モードＭｄｘをＯＦＦにするまで設定湿度に維持される。
【００５３】
一方、室内側第二電子膨張弁７１ｑが開側に制御されることにより温度が低下する。温度は、温度センサ８１により検出されるため、設定温度に維持する制御が行われる。即ち、通常、温度（設定温度）は、温度設定部８５ｔにより設定され、設定温度になるように、温度に対するフィードバック制御が行われる。この場合、温度を上昇させるため、加熱変更要素となる室内側第一電子膨張弁７１ｐの開度をはじめ、第一送風ファン１２ａの回転数、圧縮機５１の吐出圧力、室外側第一電子膨張弁５５ｐの開度等に対する制御を行う。したがって、温度は、第一除湿モードＭｄｘによる動作状態に拘わらず、常に設定温度に維持される。
【００５４】
このように、第一除湿モードＭｄｘ時には、第二熱交換器５ｂを冷却器として機能させ、第一熱交換器５ａを加熱器として機能させるとともに、第二熱交換器５ｂを室内側第二電子膨張弁７１ｑにより制御し、かつ第一熱交換器５ａを室内側第一電子膨張弁７１ｐにより制御するようにしたため、室内側第二電子膨張弁７１ｑの制御により湿度を低下させた際に、温度が低下しても室内側第一電子膨張弁７１ｐ等の制御により温度を一定に維持することができ、湿度と温度の双方に対する正確かつ安定した制御を同時に実現することができる。
【００５５】
ところで、第一除湿モードＭｄｘでは、上側の第一熱交換器５ａが加熱器（再熱器）として機能し、下側の第二熱交換器５ｂが冷却器として機能するため、下側の第二熱交換器５ｂには霜が発生しやすくなる。第二除湿モードＭｄｙは霜取用に設けたものであり、モード切換部８５ｓを操作し、第二除湿モードＭｄｙをＯＮにすることにより、四方弁７３は、図１０に示す霜取側のポジションにセットされる。これにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの機能が反転し、上側の第一熱交換器５ａが冷却器として機能するとともに、下側の第二熱交換器５ｂが加熱器（再熱器）として機能するため、第二熱交換器５ｂにおける霜取が行われる。なお、第一除湿モードＭｄｘから第二除湿モードＭｄｙへの切換は、四方弁７３の切換のみでよい。
【００５６】
他方、冷却モードＭｃを選択した場合には、冷却モードＭｃによる運転（制御）が行われる。冷却モードＭｄでは、図１１に示すように、三方弁５３及び四方弁５５はそれぞれ冷却側のポジションにセットされる。即ち、第一除湿モードＭｄｘ（図７）に対して、三方弁５３の切換が行われ、圧縮機５１の吸入口５１ｉは、三方弁５３を介して室外機Ｕｏの第三外部接続口６０に接続される。なお、室内機Ｕｉ側における電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑは共にＯＦＦ（閉）に切換えられるとともに、室内側第一電子膨張弁７１ｐは開側に制御される。これにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ａは、共に蒸発器として機能、即ち、冷却器として動作し、空気Ａに対する冷却が行われる。このような冷却モードＭｃでは、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を冷却動作させるため、冷却に係わる最大能力を発揮させることができる。
【００５７】
さらに、加熱モードＭｈを選択した場合には、加熱モードＭｈによる運転（制御）が行われる。加熱モードＭｈでは、図１２に示すように、三方弁５３及び四方弁５５はそれぞれ加熱側のポジションにセットされる。即ち、第一除湿モードＭｄｘ（図７）に対して、四方弁５４の切換が行われ、圧縮機５１の吐出口５１ｓは、四方弁５４を介して室外機Ｕｏの第二外部接続口５９に接続されるとともに、圧縮機５１の吸入口５１ｉは、四方弁５４を介して室外側熱交換器５２の他端接続口５２ｑ側に接続される。なお、室内機Ｕｉ側における電磁開閉弁７２ｐ，７２ｑは共にＯＦＦ（閉）に切換えられるとともに、室内側第一電子膨張弁７１ｐは開側に制御される点は、冷却モードＭｃと同じである。これにより、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ａは、共に凝縮器として機能、即ち、加熱器として動作し、空気Ａに対する加熱が行われる。このような加熱モードＭｈでは、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの双方を加熱動作させるため、加熱に係わる最大能力を発揮させることができる。
【００５８】
以上、好適実施形態及び変更実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、角度を独立して変更可能なルーバ１１ａ，１１ｂは、手動タイプであってもよいし、電動（自動）タイプであってもよい。風量を独立して制御可能な二つの送風ファン１２ａ，１２ｂを配設した例を示したが、単一の送風ファンを排除するものではない。また、第一熱交換器５ａと第二熱交換器５ｂの隣り合う各接続口５ａｑ，５ｂｑは、冷媒ｒの流出口に選定することが好適であるが、流入口に選定する場合を排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係る熱交換装置１は、室外機と室内機により冷凍サイクルを構成する空気調和装置をはじめ、室外機と室内機を一体化した単体の空気調和装置など、各種空気調和装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１：熱交換装置，２：熱交換ユニット，３：フレーム部，４…：フィン部，５ａ：第一熱交換器，５ｂ：第二熱交換器，５ａｑ：接続口，５ｂｑ：接続口，１１ａ：ルーバ（第一ルーバ），１１ｂ：ルーバ（第二ルーバ），１２ａ：送風ファン（第一送風ファン），１２ｂ：送風ファン（第二送風ファン），１３：簡易加湿器，５０：空気調和装置，Ｃ：冷凍サイクル，Ｃｃ：冷媒回路，ｒ：冷媒，Ａ：空気，Ｋ：冷媒管コイル，Ｋｍ：コイルメンバ，Ｋｎ：コイルメンバ，Ｋｏ：コイルメンバ，Ｆｗ：送風方向，Ｆｃ：直交方向，Ｗｄ：ドレン水，Ｈ：植物栽培室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルにおける冷媒が循環する冷媒回路に接続することにより、内部に流通する冷媒と外部の空気との熱交換を行う冷媒管コイルを備える熱交換装置において、単一のフレーム部と、このフレーム部に支持される複数のフィン部と、このフィン部が付設されるとともに、単一の冷媒管コイルの分割構造を包含し、かつ前記空気の送風方向に対する直交方向に並置した第一熱交換器及び第二熱交換器とを一体に構成した熱交換ユニットを備えることを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の送風方向前方には、角度を独立して変更可能なルーバをそれぞれ配設してなることを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の送風方向後方には、少なくとも風量を独立して制御可能な送風ファンをそれぞれ配設してなることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記第一熱交換器を上側に配し、かつ前記第二熱交換器を下側に配することにより、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の双方を冷却器として機能させる冷却モード，前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の双方を加熱器として機能させる加熱モード，前記第一熱交換器を加熱器として機能させ、かつ前記第二熱交換器を冷却器として機能させる第一除湿モード，前記第一熱交換器を冷却器として機能させ、かつ前記第二熱交換器を加熱器として機能させる第二除湿モード，のいずれかを選択して使用可能に構成することを特徴とする請求項１，２又は３記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記第二除湿モードの使用時において前記第一熱交換器から発生するドレン水を、前記第二熱交換器により蒸発させる簡易加湿器を備えることを特徴とする請求項４記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の隣り合う各接続口は、冷媒の流出口に選定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項７】
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の熱交換面積は、同一又は異ならせることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項８】
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器は、単一の冷媒管コイルを三以上に分割して得る各コイルメンバを任意に組合わせることにより構成することを特徴とする請求項７記載の熱交換装置。
【請求項９】
植物栽培を行う植物栽培室の空気調和を行う空気調和装置に用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項１０】
冷凍サイクルにおける冷媒が循環する冷媒回路に接続することにより、内部に流通する冷媒と外部の空気との熱交換を行う冷媒管コイルを備える熱交換装置の製造方法において、単一の冷媒管コイルの分割構造を包含する第一熱交換器と第二熱交換器を製作する熱交換器製作工程と、単一のフレーム部に複数のフィン部を組付けるフィン組付工程と、前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器を、前記空気の送風方向に対する直交方向に並置して前記フィン部に組付ける熱交換器組付工程とを経ることにより、全体が一体に構成される熱交換ユニットを得ることを特徴とする熱交換装置の製造方法。
【請求項１１】
単一の冷媒管コイルを三以上のコイルメンバに分割し、各コイルメンバを任意に組合わせることにより、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器を構成することを特徴とする請求項１０記載の熱交換装置の製造方法。
【請求項１】
冷凍サイクルにおける冷媒が循環する冷媒回路に接続することにより、内部に流通する冷媒と外部の空気との熱交換を行う冷媒管コイルを備える熱交換装置において、単一のフレーム部と、このフレーム部に支持される複数のフィン部と、このフィン部が付設されるとともに、単一の冷媒管コイルの分割構造を包含し、かつ前記空気の送風方向に対する直交方向に並置した第一熱交換器及び第二熱交換器とを一体に構成した熱交換ユニットを備えることを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の送風方向前方には、角度を独立して変更可能なルーバをそれぞれ配設してなることを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の送風方向後方には、少なくとも風量を独立して制御可能な送風ファンをそれぞれ配設してなることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記第一熱交換器を上側に配し、かつ前記第二熱交換器を下側に配することにより、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の双方を冷却器として機能させる冷却モード，前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の双方を加熱器として機能させる加熱モード，前記第一熱交換器を加熱器として機能させ、かつ前記第二熱交換器を冷却器として機能させる第一除湿モード，前記第一熱交換器を冷却器として機能させ、かつ前記第二熱交換器を加熱器として機能させる第二除湿モード，のいずれかを選択して使用可能に構成することを特徴とする請求項１，２又は３記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記第二除湿モードの使用時において前記第一熱交換器から発生するドレン水を、前記第二熱交換器により蒸発させる簡易加湿器を備えることを特徴とする請求項４記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の隣り合う各接続口は、冷媒の流出口に選定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項７】
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器の熱交換面積は、同一又は異ならせることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項８】
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器は、単一の冷媒管コイルを三以上に分割して得る各コイルメンバを任意に組合わせることにより構成することを特徴とする請求項７記載の熱交換装置。
【請求項９】
植物栽培を行う植物栽培室の空気調和を行う空気調和装置に用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項１０】
冷凍サイクルにおける冷媒が循環する冷媒回路に接続することにより、内部に流通する冷媒と外部の空気との熱交換を行う冷媒管コイルを備える熱交換装置の製造方法において、単一の冷媒管コイルの分割構造を包含する第一熱交換器と第二熱交換器を製作する熱交換器製作工程と、単一のフレーム部に複数のフィン部を組付けるフィン組付工程と、前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器を、前記空気の送風方向に対する直交方向に並置して前記フィン部に組付ける熱交換器組付工程とを経ることにより、全体が一体に構成される熱交換ユニットを得ることを特徴とする熱交換装置の製造方法。
【請求項１１】
単一の冷媒管コイルを三以上のコイルメンバに分割し、各コイルメンバを任意に組合わせることにより、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器を構成することを特徴とする請求項１０記載の熱交換装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−９７９１１（Ｐ２０１２−９７９１１Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４３２６０（Ｐ２０１０−２４３２６０）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００１０３９２１）オリオン機械株式会社 (450)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００１０３９２１）オリオン機械株式会社 (450)
【Ｆターム（参考）】
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