WO2022224436A1 - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

空気調和機（１）には、ガス分配器（２３ａ）、第２部（１３ｂ）、第１部（１３ａ）および気液二相分配器（２１ａ）を順に接続する部分を含む流路（Ｒ１）が設けられている。また、ガス分配器（２３ｂ）、第３部（１５ａ）、第４部（１５ｂ）および気液二相分配器（２１ｂ）を順に接続する部分を含む流路（Ｒ２）が設けられている。流路（Ｒ１）と流路（Ｒ２）とは、気液二相分配器（２１ａ）と気液二相分配器（２１ｂ）とが接続されるとともに、ガス分配器（２３ａ）とガス分配器（２３ｂ）とが接続される態様で、冷凍サイクル回路（５１）に対して並列に接続されている。第１部（１３ａ）は、風上側に配置され、第２部（１３ｂ）は、風下側に配置されている。第３部（１５ａ）は、風上側に配置され、第４部（１５ｂ）は、風下側に配置されている。

Description

空気調和機

　本開示は、空気調和機に関する。

　空気調和機等の冷凍サイクル装置に使用される冷媒として、２種類以上の冷媒を混合した非共沸混合冷媒がある。このような非共沸混合冷媒を使用した冷凍サイクル装置を開示した特許文献として、特許文献１および特許文献２がある。

　非共沸混合冷媒を使用した冷凍サイクル装置における熱交換器では、冷媒と空気との間の熱交換効率を高めるために、熱交換器では、冷媒が、熱交換器を通過する空気の通風方向とは逆向きになる対向流として流れるようにすることが求められる。

　このため、熱交換器が凝縮器として機能する場合と、蒸発器として機能する場合との双方において、熱交換器を流れる冷媒の流れが対向流になるように、種々の提案がなされている。特開平０８－１７０８６４号公報（特許文献１）では、六方弁と膨張弁とを用いた空調装置が提案されている。また、特開平０９－１９６４８９号公報（特許文献２）では、逆止弁を使ったブリッジ回路を適用した空気調和機が提案されている。

特開平０８－１７０８６４号公報 特開平０９－１９６４８９号公報

　一般に、熱交換器が蒸発器として機能する場合、熱交換器に流れ込むガス冷媒と液冷媒との気液二相状態の冷媒を分配するために、熱交換器における冷媒の入口側には、気液二相分配器が配置されている。気液二相分配器の内部には、気液二相状態の冷媒を均等に分配するために、たとえば、オリフィスが配置されている。

　一方、熱交換器が凝縮器として機能する場合には、熱交換器に流れ込むガス冷媒の圧力損失を抑えるために、熱交換器における冷媒の入口側には、容積が比較的大きいガス分配器が配置される。

　一般的な冷媒を使用した熱交換器では、熱交換器が凝縮器として機能する場合と、蒸発器として機能する場合とでは、冷媒の流れの向きが反転する。このため、熱交換器の一方側には、気液二相分配器が配置され、他方側にはガス分配器が配置される。

　これに対して、非共沸混合冷媒を使用した熱交換器では、熱交換器が凝縮器として機能する場合と、蒸発器として機能する場合とにおいて、熱交換器では、冷媒は同じ向きに流れる。

　このため、熱交換器が凝縮器として機能する場合において、たとえば、ガス冷媒が、ディストリビュータが配置された気液二相分配器を流れると、圧力損失が大きくなる。また、熱交換器が蒸発器として機能する場合に、たとえば、熱交換された後のガス冷媒が、ディストリビュータが配置された気液二相分配器を流れると、圧力損失が大きくなる。

　本開示は、このような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的は、圧力損失を低減することができる、非共沸混合冷媒を使用した空気調和機を提供することである。

　本開示に係る空気調和機は、非共沸混合冷媒が循環する、室外機および室内機を含む冷凍サイクル回路を備えた空気調和機であって、室外機および室内機の少なくともいずれかは、第１熱交換器と、第２熱交換器と、第１気液二相分配器と、第１ガス分配器と、第２ガス分配器と、第２気液二相分配器と、第１流路と、第２流路とを備えている。第１熱交換器は、直列に接続された第１部および第２部を含む。第２熱交換器は、直列に接続された第３部および第４部を含む。第１気液二相分配器は、第１部に対して、第２部が接続されている側とは反対側に接続されている。第１ガス分配器は、第２部に対して、第１部が接続されている側とは反対側に接続されている。第２ガス分配器は、第３部に対して、第４部が接続されている側とは反対側に接続されている。第２気液二相分配器は、第４部に対して、第３部が接続されている側とは反対側に接続されている。第１流路は、第１ガス分配器、第２部、第１部および第１気液二相分配器を順に接続する部分を含む。第２流路は、第２ガス分配器、第３部、第４部および第２気液二相分配器を順に接続する部分を含む。第１熱交換器が配置された第１流路と、第２熱交換器が配置された第２流路とは、第１気液二相分配器と第２気液二相分配器とが接続されるとともに、第１ガス分配器と第２ガス分配器とが接続される態様で、冷凍サイクル回路に対して並列に接続されている。第１熱交換器および第２熱交換器が凝縮器として機能する第１運転モード、および、第１熱交換器および第２熱交換器が蒸発器として機能する第２運転モードを有する。第１熱交換器および第２熱交換器をそれぞれ通り抜ける空気の通風方向に対して、第１部は風上側に配置され、第２部は風下側に配置され、第３部は前記風上側に配置され、第４部は前記風下側に配置されている。

　本開示に係る空気調和機によれば、第１運転モードでは、ガス状態の非共沸混合冷媒は、第１流路では、第１ガス分波器に流れ込み、第１熱交換器において液冷媒となって、第１気液二相分配器を流れ、第２流路では、第２ガス分波器に流れ込み、第２熱交換器において液冷媒となって、第２気液二相分配器を流れることになる。第２運転モードでは、気液二相状態の非共沸混合冷媒は、第１流路では、第１気液二相分配器に流れ込み、第１熱交換器においてガス状態の冷媒となって、第１ガス分波器を流れ、第２流路では、第２気液二相分配器に流れ込み、第２熱交換器においてガス状態の冷媒となって、第１ガス分波器を流れることになる。これにより、冷凍サイクル回路を循環する非共沸混合冷媒の圧力損失を低減することができる。

実施の形態１に係る空気調和機の冷凍サイクル回路を示す図である。 同実施の形態において、室外機における室外熱交換器等の構造を模式的に示す斜視図である。 同実施の形態において、冷房動作時の室外熱交換器等における冷媒の流れを説明するための斜視図である。 同実施の形態において、暖房動作時の室外熱交換器等における冷媒の流れを説明するための斜視図である。 同実施の形態において、冷房動作時における室外熱交換器等による作用効果を説明するための、冷媒の温度に関するグラフおよび空気の温度に関するグラフを含む図である。 同実施の形態において、暖房動作時における室外熱交換器等による作用効果を説明するための、冷媒の温度に関するグラフおよび空気の温度に関するグラフを含む図である。 同実施の形態において、変形例に係る空気調和機の冷凍サイクル回路を示す図である。 実施の形態２に係る空気調和機の冷凍サイクル回路を示す図である。 同実施の形態において、室外機における室外熱交換器等の構造を模式的に示す斜視図である。 同実施の形態において、冷房動作時の室外熱交換器等における冷媒の流れを説明するための斜視図である。 同実施の形態において、暖房動作時の室外熱交換器等における冷媒の流れを説明するための斜視図である。 同実施の形態において、冷房動作時における室外熱交換器等による作用効果を説明するための、冷媒の温度に関するグラフおよび空気の温度に関するグラフを含む図である。 同実施の形態において、暖房動作時における室外熱交換器等による作用効果を説明するための、冷媒の温度に関するグラフおよび空気の温度に関するグラフを含む図である。 実施の形態３に係る空気調和機の冷凍サイクル回路を示す図である。 同実施の形態において、室外機における室外熱交換器等の構造を模式的に示す斜視図である。 同実施の形態において、冷房動作時の室外熱交換器等における冷媒の流れを説明するための斜視図である。 同実施の形態において、暖房動作時の室外熱交換器等における冷媒の流れを説明するための斜視図である。 同実施の形態において、冷房動作時における室外熱交換器等による作用効果を説明するための、冷媒の温度に関するグラフおよび空気の温度に関するグラフを含む図である。 同実施の形態において、暖房動作時における室外熱交換器等による作用効果を説明するための、冷媒の温度に関するグラフおよび空気の温度に関するグラフを含む図である。

　実施の形態１．
　実施の形態１に係る空気調和機の一例について説明する。図１に示すように、空気調和機１は、室外機３および室内機５を備えている。室外機３内には、圧縮機７、四方弁９、室外熱交換器１１および膨張弁１９等が収容されている。室内機５内には、室内熱交換器２７等が収容されている。

　圧縮機７、四方弁９、室外熱交換器１１、膨張弁１９、室内熱交換器２７が、冷媒配管４１によって接続されて、冷凍サイクル回路５１が構成されている。冷凍サイクル回路５１（冷媒配管４１）では、冷媒が循環する。空気調和機１では、冷媒として、非共沸混合冷媒４３が使用される。非共沸混合冷媒４３とは、複数の単一成分を混合した混合冷媒であって、気相と液相との間に成分差が生じる冷媒である。

　室外熱交換器１１等について、詳しく説明する。図１および図２に示すように、室外熱交換器１１は、第１熱交換器としての室外第１熱交換器１３と、第２熱交換器としての室外第２熱交換器１５とを備えている。ここでは、室外第１熱交換器１３の上に室外第２熱交換器１５が配置されている。室外第１熱交換器１３は、第１部１３ａと第２部１３ｂとを含む。第１部１３ａと第２部１３ｂとは、直列に接続されている。第１部１３ａと第２部１３ｂとは、通風方向（矢印ＹＡ参照）に沿って配置されている。第１部１３ａは、風上側に配置されている。第２部１３ｂは、風下側に配置されている。

　第１部１３ａに対して、第２部１３ｂが接続されている側と反対側には、第１気液二相分配器としての気液二相分配器２１ａが接続されている。第２部１３ｂに対して、第１部１３ａが接続されている側と反対側には、第１ガス分配器としてのガス分配器２３ａが接続されている。

　室外第２熱交換器１５は、第３部１５ａと第４部１５ｂとを含む。第３部１５ａと第４部１５ｂとは、直列に接続されている。第３部１５ａと第４部１５ｂとは、通風方向（矢印ＹＡ参照）に沿って配置されている。第３部１５ａは、風上側に配置されている。第４部１５ｂは、風下側に配置されている。

　第４部１５ｂに対して、第３部１５ａが接続されている側と反対側には、第２気液二相分配器としての気液二相分配器２１ｂが接続されている。第３部１５ａに対して、第４部１５ｂが接続されている側と反対側には、第２ガス分配器としてのガス分配器２３ｂが接続されている。

　空気調和機１には、ガス分配器２３ａ、第２部１３ｂ、第１部１３ａおよび気液二相分配器２１ａを順に接続する部分を含む、第１流路としての流路Ｒ１が設けられている。また、ガス分配器２３ｂ、第３部１５ａ、第４部１５ｂおよび気液二相分配器２１ｂを順に接続する部分を含む、第２流路としての流路Ｒ２が設けられている。

　室外第１熱交換器１３が配置された流路Ｒ１と、室外第２熱交換器１５が配置された流路Ｒ２とは、気液二相分配器２１ａと気液二相分配器２１ｂとが接続されるとともに、ガス分配器２３ａとガス分配器２３ｂとが接続される態様で、冷凍サイクル回路５１に対して並列に接続されている。すなわち、流路Ｒ１と流路Ｒ２とは、非共沸混合冷媒が循環する冷凍サイクル回路５１（主流路）に対して、並列になるように接続されている。

　次に、室内熱交換器２７等について説明する。図１に示すように、室内熱交換器２７は、室内第１熱交換器２９と室内第２熱交換器３１とを備えている。

　室内第１熱交換器２９の一端側には、気液二相分配器３３ａが接続されている。室内第１熱交換器２９の他端側には、ガス分配器３５ａが接続されている。室内第２熱交換器３１の一端側には、気液二相分配器３３ｂが接続されている。室内第２熱交換器３１の他端側には、ガス分配器３５ｂが接続されている。

　空気調和機１には、ガス分配器３５ａ、気液二相分配器３３ａ、室内第１熱交換器２９を順に接続する部分を含む流路Ｒ３が設けられている。また、ガス分配器３５ｂ、室内第２熱交換器３１、気液二相分配器３３ｂを順に接続する部分を含む流路Ｒ４が設けられている。

　室内第１熱交換器２９が配置された流路Ｒ３と、室内第２熱交換器３１が配置された室内第２熱交換器３１とは、気液二相分配器３３ａと気液二相分配器３３ｂとが接続されるとともに、ガス分配器３５ａとガス分配器３５ｂとが接続される態様で、冷凍サイクル回路５１に対して並列になるように接続されている。すなわち、流路Ｒ３と流路Ｒ４とは、非共沸混合冷媒が循環する冷凍サイクル回路５１（主流路）に対して、並列になるように接続されている。実施の形態１に係る空気調和機１は、上記のように構成される。

　次に、上述した空気調和機１（冷凍サイクル回路５１）の動作（冷媒の流れ）について説明する。

　（冷房運転）
　まず、空気調和機１（冷凍サイクル回路５１）の動作として、第１運転モードとしての冷房運転について説明する。この場合には、室外機３における室外熱交換器１１は、凝縮器として機能し、室内機５における室内熱交換器２７は、蒸発器として機能する。

　圧縮機７を駆動させることによって、圧縮機７から高温高圧のガス冷媒（単相）が吐出する。吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁９を介して室外機３へ送られる。室外機３では、送り込まれた冷媒は、室外熱交換器１１を流れる。このとき、冷媒は、室外第１熱交換器１３（流路Ｒ１）と室外第２熱交換器１５（流路Ｒ２）とを並列に流れる。室外熱交換器１１における冷媒の流れについては、後で詳しく説明する。

　室外熱交換器１１では、流れ込んだ冷媒と、プロペラファン（図示せず）によって供給される空気との間で熱交換が行われる。高温高圧のガス冷媒は、熱交換によって凝縮し高圧の液冷媒（単相）になる。

　室外熱交換器１１を流れて室外機３から送り出された高圧の液冷媒は、膨張弁１９によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との気液二相状態の冷媒になる。気液二相状態の冷媒は、室内機５に送られる。室内機５では、送り込まれた冷媒は、室内熱交換器２７を流れる。このとき、冷媒は、室内第１熱交換器２９（流路Ｒ３）と室内第２熱交換器３１（流路Ｒ４）とを並列に流れる。

　室内熱交換器２７では、流れ込んだ気液二相状態の冷媒と、ファン（図示せず）によって室内熱交換器２７に送り込まれた空気との間で熱交換が行われる。気液二相状態の冷媒は、熱交換によって液冷媒が蒸発し低圧のガス冷媒（単相）になる。熱交換が行われた空気は、室内熱交換器２７から室内に送り出されて、室内が冷房されることになる。

　室内熱交換器２７を流れて室内機５から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁９を介して圧縮機７に流れ込む。圧縮機７に流れ込んだ低圧のガス冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機７から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。

　（暖房運転）
　空気調和機１（冷凍サイクル回路５１）の動作として、第２運転モードとしての暖房運転について説明する。この場合には、室内機５における室内熱交換器２７は、凝縮器として機能し、室外機３における室外熱交換器１１は、蒸発器として機能する。

　圧縮機７を駆動させることによって、圧縮機７から高温高圧のガス冷媒（単相）が吐出する。吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、四方弁９を介して室内機５へ送られる。室内機５に送られた冷媒は、室内熱交換器２７を流れる。このとき、冷媒は、室内第１熱交換器２９（流路Ｒ３）と室内第２熱交換器３１（流路Ｒ４）とを並列に流れる。

　室内熱交換器２７では、流れ込んだガス冷媒と、ファン（図示せず）によって送り込まれる空気との間で熱交換が行われる。高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。熱交換が行われた空気は、室内熱交換器２７から室内に送り出されて、室内が暖房されることになる。室内熱交換器２７を流れて室内機５から送り出された高圧の液冷媒は、室外機へ送られる。

　室外機３に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁１９によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との気液二相状態の冷媒になる。気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器１１を流れる。このとき、冷媒は、室外第１熱交換器１３（流路Ｒ１）と室外第２熱交換器１５（流路Ｒ２）とを並列に流れる。

　室外熱交換器１１では、流れ込んだ気液二相状態の冷媒と、プロペラファン（図示せず）によって供給される空気との間で熱交換が行われる。気液二相状態の冷媒のうち、液冷媒が蒸発して、低圧のガス冷媒（単相）になる。

　室外熱交換器１１を流れて室外機３から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁９を介して圧縮機７に流れ込む。圧縮機７に流れ込んだ低圧のガス冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機７から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。

　（除霜運転）
　暖房運転においては、室外熱交換器１１が蒸発器として機能するため、室外熱交換器１１に霜が成長する場合がある。そのため、空気調和機１では、室外熱交換器１１に成長した霜を除去する除霜運転が行われる。除霜運転では、冷房運転と同じ運転を行うことによって、圧縮機７から吐出した高温高圧の冷媒を室外熱交換器１１へ送り込むことで、室外熱交換器１１に成長した霜が除去される。

　空気調和機１（冷凍サイクル回路５１）における冷媒の大局的な流れは、上述のとおりである。次に、室外熱交換器１１および室内熱交換器２７における冷媒の流れについて、より具体的に説明する。

　（冷房運転時の室外熱交換器１１における冷媒の流れ）
　図１および図３に示すように、圧縮機７から吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、四方弁９を介して室外機３へ送られる。室外機３では、冷媒は、分岐合流ポイントＰ１において、流路Ｒ１と流路Ｒ２とに分岐される。

　流路Ｒ１では、高温高圧のガス冷媒は、ガス分配器２３ａ、第２部１３ｂ、第１部１３ａおよび気液二相分配器２１ａを順次流れる。流路Ｒ１では、高温高圧のガス冷媒が、ガス分配器２３ａに流れ込み、室外第１熱交換器１３において凝縮し、高圧の液冷媒となって気液二相分配器２１ａを流れることになる。また、室外第１熱交換器１３では、冷媒は、風下側に配置された第２部１３ｂを流れた後、風上側に配置された第１部１３ａを流れる対向流として流れる。

　流路Ｒ２では、高温高圧のガス冷媒は、ガス分配器２３ｂ、第３部１５ａ、第４部１５ｂおよび気液二相分配器２１ｂを順次流れる。流路Ｒ２では、高温高圧のガス冷媒がガス分配器２３ｂに流れ込み、室外第２熱交換器１５において凝縮し、高圧の液冷媒となって気液二相分配器２１ｂを流れることになる。また、室外第２熱交換器１５では、冷媒は、風上側に配置された第３部１５ａを流れた後、風下側に配置された第４部１５ｂを流れる並行流として流れる。

　気液二相分配器２１ａを流れた高圧の液冷媒と、気液二相分配器２１ｂを流れた高圧の液冷媒とは、分岐合流ポイントＰ２において合流し、膨張弁１９を経て、低圧のガス冷媒と液冷媒との気液二相状態の冷媒になる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室内機５へ送られる（図１参照）。

　（冷房運転時の室内熱交換器２７における冷媒の流れ）
　次に、室内機５における冷媒の流れについて、室外機３に倣い簡単に説明する。図１に示すように、室内機５に流れ込んだ冷媒は、分岐合流ポイントＰ４において、流路Ｒ３と流路Ｒ４とに分岐される。

　流路Ｒ３では、気液二相状態の冷媒は、気液二相分配器３３ａ、室内第１熱交換器２９およびガス分配器３５ａを順次流れる。流路Ｒ３では、低圧の気液二相状態の冷媒が、気液二相分配器３３ａを流れ、室内第１熱交換器２９において蒸発し、低圧のガス冷媒となってガス分配器３５ａを流れることになる。また、室内第１熱交換器２９では、冷媒は並行流として流れる。

　流路Ｒ４では、気液二相状態の冷媒は、気液二相分配器３３ｂ、室内第２熱交換器３１およびガス分配器３５ｂを順次流れる。流路Ｒ４では、低圧の気液二相状態の冷媒が、気液二相分配器３３ｂを流れ、室内第２熱交換器３１において蒸発し、低圧のガス冷媒となってガス分配器３５ｂを流れることになる。また、室内第２熱交換器３１では、冷媒は対向流として流れる。

　（暖房運転時の室内熱交換器２７における冷媒の流れ）
　図１に示すように、圧縮機７から吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、四方弁９を介して室内機５へ送られる。室内機５では、冷媒は、分岐合流ポイントＰ３において、流路Ｒ３と流路Ｒ４とに分岐される。

　流路Ｒ３では、ガス冷媒は、ガス分配器３５ａ、室内第１熱交換器２９および気液二相分配器３３ａを順次流れる。流路Ｒ３では、高温高圧のガス冷媒が、ガス分配器３５ａに流れ込み、室内第１熱交換器２９において凝縮し、高圧の液冷媒となって気液二相分配器３３ａを流れることになる。また、室内第１熱交換器２９では、冷媒は対向流として流れる。

　流路Ｒ４では、ガス冷媒は、ガス分配器３５ｂ、室内第２熱交換器３１および気液二相分配器３３ｂを順次流れる。流路Ｒ４では、高温高圧のガス冷媒が、ガス分配器３５ｂに流れ込み、室内第２熱交換器３１において凝縮し、高圧の液冷媒となって気液二相分配器３３ｂを流れることになる。また、室内第２熱交換器３１では、冷媒は並行流として流れる。

　気液二相分配器３３ａを流れた高圧の液冷媒と、気液二相分配器３３ｂを流れた高圧の液冷媒とは、分岐合流ポイントＰ４において合流し、室外機３へ送られる。
（暖房運転時の室外熱交換器１１における冷媒の流れ）
　次に、室外機３における冷媒の流れについて説明する。図４に示すように、室外機３に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁１９を経て、低圧のガス冷媒と液冷媒との気液二相状態の冷媒になる。気液二相状態の冷媒は、分岐合流ポイントＰ２において、流路Ｒ１と流路Ｒ２とに分岐される。

　流路Ｒ１では、気液二相状態の冷媒は、気液二相分配器２１ａ、第１部１３ａ、第２部１３ｂおよびガス分配器２３ａを順次流れる。流路Ｒ１では、低圧の気液二相状態の冷媒が、気液二相分配器２１ａを流れ、第１部１３ａおよび第２部１３ｂにおいて蒸発し、低圧のガス冷媒となってガス分配器２３ａを流れることになる。また、室外第１熱交換器１３（第１部１３ａおよび第２部１３ｂ）では、冷媒は並行流として流れる。

　流路Ｒ２では、気液二相状態の冷媒は、気液二相分配器２１ｂ、第３部１５ａ、第４部１５ｂおよびガス分配器２３ｂを順次流れる。流路Ｒ２では、低圧の気液二相状態の冷媒が、気液二相分配器２１ｂを流れ、第４部１５ｂおよび第３部１５ａにおいて蒸発し、低圧のガス冷媒となってガス分配器２３ｂを流れることになる。また、室外第２熱交換器１５（第４部１５ｂおよび第３部１５ａ）では、冷媒は対向流として流れる。

　上述した、非共沸混合冷媒が循環する空気調和機１では、冷房運転および暖房運転のそれぞれにおいて、気液二相状態の冷媒は、気液二相分配器２１ａ、２１ｂ、３３ａ、３３ｂを流れた後に対応する室外熱交換器１１または室内熱交換器２７を流れてガス冷媒となる。また、対応する室外熱交換器１１または室内熱交換器２７においてガス冷媒となった冷媒は、ガス分配器２３ａ、２３ｂ、３５ａ、３５ｂを流れることになる。これにより、圧力損失等を低減することができる。このことについて説明する。

　まず、一般的に、熱交換器が蒸発器として機能する場合には、熱交換器に流れ込むガス冷媒と液冷媒との気液二相状態の冷媒を均等に分配するために、熱交換器における冷媒の入口側には、気液二相分配器が配置される。気液二相分配器の内部には、気液二相状態の冷媒を均等に分配するために、たとえば、オリフィスが配置されている。

　一方、熱交換器が凝縮器として機能する場合には、熱交換器に流れ込むガス冷媒の圧力損失を抑えるために、熱交換器における冷媒の入口側には、容積が比較的大きいガス分配器（ガスヘッダ）が配置される。

　非共沸混合冷媒以外の、一般的な冷媒を使用した空気調和機における熱交換器では、熱交換器が凝縮器として機能する場合と、蒸発器として機能する場合とでは、熱交換器を流れる冷媒の流れの向きが反転する。このため、熱交換器の一方側には、気液二相分配器が配置され、他方側にはガス分配器が配置される。

　これに対して、非共沸混合冷媒を使用した比較例（特許文献１、特許文献２）に係る熱交換器では、熱交換器が凝縮器として機能する場合と、蒸発器として機能する場合とで、冷媒の流れの向きは同じである。

　ここで、熱交換器の一方側に気液二相分配器が配置され、他方側にガス分配器が配置された熱交換器を想定する。

　熱交換器が蒸発器として機能する場合には、気液二相状態の冷媒は、気液二相分配器を流れた後に、熱交換器において熱交換が行われてガス冷媒となり、ガス分配器を流れる。一方、熱交換器が凝縮器として機能する場合には、ガス冷媒は、気液二相分配器を流れた後に、熱交換器において熱交換が行われて液冷媒となり、ガス分配器を流れる（第１ケース）。

　このため、特に、熱交換器が凝縮器として機能する場合において、ガス冷媒が、気液二相状態の冷媒を均等に分配する気液二相分配器を流れるために、冷媒の圧力損失が大きくなる。また、液冷媒が、比較的容積が大きいガスヘッダを流れるために、冷媒の量の増加を招くことになる。

　次に、熱交換器の一方側にガスヘッダが配置され、他方側に気液二相分配器が配置された熱交換器を想定する。

　熱交換器が凝縮器として機能する場合には、ガス冷媒は、ガス分配器を流れた後に、熱交換器において熱交換が行われて液冷媒となり、気液二相分配器を流れる。一方、熱交換器が蒸発器として機能する場合には、気液二相状態の冷媒は、ガス分配器を流れた後に、熱交換器において熱交換が行われてガス冷媒となり、気液二相分配器を流れる（第２ケース）。

　このため、特に、熱交換器が蒸発器として機能する場合において、気液二相状態の冷媒が、比較的容積の大きいガスヘッダを流れるため、冷媒を均等に分配することができず、蒸発器としての性能が低下する。また、ガス冷媒が、気液二相状態の冷媒を均等に分配する気液二相分配器を流れるために、冷媒の圧力損失が大きくなる。

　また、比較例に係る空気調和機では、室内機と室外機と接続する冷媒配管を冷媒が流れる向きは、冷房運転時と暖房運転時とで同じになる。冷房運転時において、室内機を流れたガス冷媒を、室外機へ送り込むために、圧力損失を抑えるために、冷媒配管としては、管径が比較的大きな冷媒配管を使用せざるを得ない。一方、暖房運転時においては、室内機を流れた液冷媒が、この管径が比較的大きい冷媒配管を流れることになる。このため、液冷媒が冷媒配管内に溜まりやすくなり、冷媒量が増加することになる。

　比較例に係る空気調和機に対して、上述した空気調和機１における熱交換器では、次のような効果が得られる。

　まず、第１運転モードとしての冷房運転の場合について説明する。この場合、室外機３（室外熱交換器１１）では、ガス冷媒が、ガスを適切に分配するガス分配器２３ａ、２３ｂを流れた後に、対応する室外第１熱交換器１３または室外第２熱交換器１５において熱交換が行われて液冷媒となり、気液二相分配器２１ａ、２１ｂを流れる。

　次に、室内機５（室内熱交換器２７）では、気液二相状態の冷媒が、気液二相状態の冷媒を均等に分配するディストリビュータが配置された気液二相分配器３３ａ、３３ｂを流れた後に、対応する室内第１熱交換器２９または室内第２熱交換器３１において熱交換が行われてガス冷媒となり、ガス分配器３５ａ、３５ｂを流れる。

　これにより、比較例における第１ケースのように、ガス冷媒が気液二相分配器を流れることがなくなり、冷媒の圧力損失を低減することができる。また、液冷媒が比較的容積の大きいガス分配器を流れることがなくなり、冷媒の量が増加するのを防止することができる。

　次に、第２運転モードとしての暖房運転について説明する。この場合、まず、室内機５（室内熱交換器２７）では、ガス冷媒が、ガスを適切に分配するガス分配器３５ａ、３５ｂを流れた後に、対応する室内第１熱交換器２９または室内第２熱交換器３１において熱交換が行われて液冷媒となり、気液二相分配器３３ａ、３３ｂを流れる。

　次に、室外機３（室外熱交換器１１）では、気液二相状態の冷媒が、気液二相状態の冷媒を均等に分配する気液二相分配器２１ａ、２１ｂを流れた後に、対応する室外第１熱交換器１３または室外第２熱交換器１５において熱交換が行われてガス冷媒となり、ガス分配器２３ａ、２３ｂを流れる。

　これにより、比較例における第２ケースのように、気液二相状態の冷媒が、比較的容積が大きいガス分配器を流れて冷媒が均等に分配されないことがなくなり、蒸発器としての性能を確保することができる。また、ガス冷媒が、気液二相分配器を流れることがなくなり、冷媒の圧力損失を低減することができる。さらに、ガス冷媒は、気液二相分配器ではなくガス分配器を流れることで、高圧過昇を抑制することができる。

　また、上述した空気調和機１では、室内機５と室外機３と接続する冷媒配管４１を冷媒が流れる向きは、冷房運転時と暖房運転時とで逆転する。これにより、比較例における空気調和機のように、冷房運転時を考慮して室内機５と室外機３と接続する冷媒配管４１の管径を大きくする必要がなく、暖房運転時において、液冷媒が冷媒配管４１に溜まることも抑制されて、冷媒量の増加を抑えることができる。

　次に、上述した空気調和機１における対向流による効果について説明する。ここでは、室外熱交換器１１を例に挙げて説明する。

　まず、第１運転モードとしての冷房運転時について説明する。図５では、冷房運転時における室外熱交換器１１を流れる冷媒の温度に関するグラフＧＲ１、ＧＲ２と、室外熱交換器１１を通り抜ける空気の温度に関するグラフＧＡ１、ＧＡ２とを示す。上段に、図３に示す室外熱交換器１１等を併せて示す。

　図５に示すように、グラフＧＲ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第１熱交換器１３に流れ込む直前の冷媒の温度は温度ＴＡｉｎであり、室外第１熱交換器１３を流れた直後の冷媒の温度は温度ＴＡｏｕｔである。

　グラフＧＲ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第２熱交換器１５に流れ込む直前の冷媒の温度は温度ＴＢｉｎであり、室外第２熱交換器１５を流れた直後の冷媒の温度は温度ＴＢｏｕｔである。

　グラフＧＡ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を通り抜ける空気の温度との関係を示す。グラフＧＡ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を通り抜ける空気の温度との関係を示す。

　図５の上段に示されるように、室外熱交換器１１のうち、室外第１熱交換器１３では、冷媒は、空気の流れ（矢印ＹＡ）と対向するように流れる対向流となる。室外第２熱交換器１５では、冷媒は、空気の流れ（矢印ＹＡ）と並行するように流れる並行流となる。

　非共沸混合冷媒では、二相状態で乾き度が小さくなるにしたがい、温度が下がっていく性質を有する。グラフＧＲ１に示すように、対向流となる冷媒は、空気の流れる方向と反対向きに流れるにしたがい、温度が下がっていく。一方、グラフＧＲ２に示すように、並行流となる冷媒は、空気の流れる方向と同じ方向に流れるにしたがい、温度が下がっていく。

　一方、グラフＧＡ１およびグラフＧＡ２に示すように、室外熱交換器１１を通り抜ける空気は、冷媒との熱交換によって温度が上がっていく。このため、並行流となる冷媒では、冷媒の温度と空気の温度との温度差が徐々に小さくなる。対向流となる冷媒では、並行流となる冷媒の場合と比べて、冷媒の温度と空気の温度との温度差を確保することができる。

　これにより、室外熱交換器１１では、室外第１熱交換器１３を通り抜けた空気の温度は、室外第２熱交換器１５を通り抜けた空気の温度よりも高くなり、室外熱交換器１１では、特に、室外第１熱交換器１３において冷媒と空気との熱交換量が増加する。その結果、空気調和機１として、冷房運転時の性能を向上させることができる。

　次に、第２運転モードとしての暖房運転時について説明する。図６では、暖房運転時における室外熱交換器１１を流れる冷媒の温度に関するグラフＧＲ１、ＧＲ２と、室外熱交換器１１を通り抜ける空気の温度に関するグラフＧＡ１、ＧＡ２とを示す。上段に、図４に示す室外熱交換器１１等を併せて示す。

　図６に示すように、グラフＧＲ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第１熱交換器１３に流れ込む直前の冷媒の温度は温度ＴＡｉｎであり、室外第１熱交換器１３を流れた直後の冷媒の温度は温度ＴＡｏｕｔである。

　グラフＧＲ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第２熱交換器１５に流れ込む直前の冷媒の温度は温度ＴＢｉｎであり、室外第２熱交換器１５を流れた直後の冷媒の温度は温度ＴＢｏｕｔである。

　グラフＧＡ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を通り抜ける空気の温度との関係を示す。グラフＧＡ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を通り抜ける空気の温度との関係を示す。

　図６の上段に示されるように、室外熱交換器１１のうち、室外第１熱交換器１３では、冷媒は、空気の流れ（矢印ＹＡ）と並行するように流れる並行流となる。室外第２熱交換器１５では、冷媒は、空気の流れ（矢印ＹＡ）と対向するように流れる対向流となる。

　上述したように、並行流となる冷媒では、冷媒の温度と空気の温度との温度差が徐々に小さくなる。対向流となる冷媒では、並行流となる冷媒の場合と比べて、冷媒の温度と空気の温度との温度差を確保することができる。

　これにより、室外熱交換器１１では、室外第２熱交換器１５を通り抜けた空気の温度は、室外第１熱交換器１３を通り抜けた空気の温度よりも低くなり、室外熱交換器１１では、特に、室外第２熱交換器１５において冷媒と空気との熱交換量が増加する。その結果、空気調和機１として、暖房運転時の性能を向上させることができる。

　なお、上述した空気調和機１では、冷凍サイクル回路５１に対して、室外第１熱交換器１３と室外第２熱交換器１５とが並列に接続されている。また、冷凍サイクル回路５１に対して、室内第１熱交換器１３と室外第２熱交換器１５とが並列に接続されている。

　そこで、図７に示すように、冷媒を、室外第１熱交換器１３と室外第２熱交換器１５とに均等に分配（合流）させるために、分岐合流ポイントＰ１および分岐合流ポイントＰ２のそれぞれに、Ｙ字型またはＴ字型の分岐部６１を設けるようにしてもよい。同様に、冷媒を、室内第１熱交換器２９と室内第２熱交換器３１とに均等に分配（合流）させるために、分岐合流ポイントＰ３および分岐合流ポイントＰ４のそれぞれに、Ｙ字型またはＴ字型の分岐部６１を設けるようにしてもよい。

　実施の形態２．
　実施の形態２に係る空気調和機の一例について説明する。図８および図９に示すように、室外熱交換器１１は、室外第１熱交換器１３および室外第２熱交換器１５に加えて、第３熱交換器としての室外第３熱交換器１７を備えている。室外第３熱交換器１７は、冷凍サイクル回路５１に対して、膨張弁１９と、並列に接続された室外第１熱交換器１３および室外第２熱交換器１５との間に直列に接続されている。室外第１熱交換器１３は、室外第１熱交換器１３および室外第２熱交換器１５の下方に配置されている。

　室外第１熱交換器１３における冷媒流路数は第１冷媒流路数であり、室外第２熱交換器１５における冷媒流路数は第２冷媒流路数であり、室外第３熱交換器１７における冷媒流路数は第３冷媒流路数である。第３冷媒流路数は、第１冷媒流路数および第２冷媒流路数よりも少ない。

　室外第３熱交換器１７は、第５部１７ａと第６部１７ｂとを含む。第５部１７ａと第６部１７ｂとは、直列に接続されている。第５部１７ａと第６部１７ｂとは、通風方向（矢印ＹＡ参照）に沿って配置されている。第５部１７ａは、風上側に配置されている。第６部１７ｂは、風下側に配置されている。

　第５部１７ａに対して、第６部１７ｂが接続されている側と反対側には、第３気液二相分配器としての気液二相分配器２１ｃが接続されている。第６部１７ｂに対して、第５部１７ａが接続されている側と反対側には、第３ガス分配器としてのガス分配器２３ｃが接続されている。

　空気調和機１には、ガス分配器２３ｃ、第６部１７ｂ、第５部１７ａおよび気液二相分配器２１ｃを順に接続する部分を含む、第３流路としての流路Ｒ５が設けられている。なお、これ以外の構成については、図１および図２に示す空気調和機１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

　次に、上述した空気調和機１（冷凍サイクル回路５１）の動作（冷媒の流れ）について説明する。なお、実施の形態１に係る空気調和機１における動作と重複する動作については、簡略化して説明する。

　（冷房運転）
　まず、冷房運転について説明する。図８および図１０に示すように、圧縮機７から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁９を介して室外機３へ送られる。室外機３へ送られた冷媒は、室外第１熱交換器１３（流路Ｒ１）と室外第２熱交換器１５（流路Ｒ２）とを並列に流れた後、室内第３熱交換器１７（流路Ｒ５）を流れる。

　室外機３では、冷媒は、流路Ｒ１と流路Ｒ２とを並列に流れた後、分岐合流ポイントＰ２において合流し、流路Ｒ５を流れる。流路Ｒ５では、冷媒は、ガス分配器２３ｃ、第６部１７ｂ、第５部１７ａおよび気液二相分配器２１ｃを順次流れる。室外第３熱交換器１７では、冷媒は、風下側に配置された第６部１７ｂを流れた後、風上側に配置された第５部１７ａを流れる対向流として流れる。

　室外機３を流れた冷媒（高圧の液冷媒）は、膨張弁１９を経て、低圧のガス冷媒と液冷媒との気液二相状態の冷媒になる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室内機５に流れ込み、低圧のガス冷媒となって、圧縮機７に流れ込む。以下、このサイクルが繰り返される。

　（暖房運転）
　次に、暖房運転について説明する。図８および図１１に示すように、圧縮機７から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁９を介して室内機５へ流れ込み、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、室外機３へ送られて、膨張弁１９を経て、低圧のガス冷媒と液冷媒との気液二相状態の冷媒になる。

　気液二相状態の冷媒は、室外第３熱交換器（流路Ｒ５）を流れた後、室外第１熱交換器１３（流路Ｒ１）と室外第２熱交換器１５（流路Ｒ２）とを並列に流れる。流路Ｒ５では、冷媒は、気液二相分配器２１ｃ、第５部１７ａ、第６部１７ｂおよびガス分配器２３ｃを順次流れる。室外第３熱交換器１７では、冷媒は、風上側に配置された第５部１７ａを流れた後、風下側に配置された第６部１７ｂを流れる並行流として流れる。

　室外第３熱交換器１７等を流れて室外機３から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁９を介して、圧縮機７に流れ込む。以下、このサイクルが繰り返される。

　上述した空気調和機１では、実施の形態１に係る空気調和機１について説明したのと同様に、冷媒の圧力損失を抑制する効果と冷媒量の増加を抑制する効果とが得られる。実施の形態２に係る空気調和機１では、さらに、次のような効果が得られる。

　まず、冷房運転の場合について説明する。図１２では、冷房運転における室外熱交換器１１を流れる冷媒の温度に関するグラフＧＲ１、ＧＲ２、ＧＲ３と、室外熱交換器１１を通り抜ける空気の温度に関するグラフＧＡ１、ＧＡ２、ＧＡ３とを示す。上段に、図１０に示す室外機熱交換器１１等を併せて示す。

　図１２に示すように、グラフＧＲ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第１熱交換器１３に流れ込む直前の冷媒の温度は温度ＴＡｉｎであり、室外第１熱交換器１３を流れた直後の冷媒の温度は温度ＴＡｏｕｔである。

　グラフＧＲ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第２熱交換器１５に流れ込む直前の冷媒の温度は温度ＴＢｉｎであり、室外第２熱交換器１５を流れた直後の冷媒の温度は温度ＴＢｏｕｔである。

　グラフＧＲ３は、空気の流れ（方向）と室外第３熱交換器１７を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第３熱交換器１７に流れ込む直前の冷媒の温度は温度ＴＣｉｎであり、室外第３熱交換器１７を流れた直後の冷媒の温度は温度ＴＣｏｕｔである。

　グラフＧＡ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を通り抜ける空気の温度との関係を示す。グラフＧＡ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を通り抜ける空気の温度との関係を示す。グラフＧＡ３は、空気の流れ（方向）と室外第３熱交換器１７を通り抜ける空気の温度との関係を示す。

　図１２の上段に示されるように、室外熱交換器１１のうち、室外第１熱交換器１３では、冷媒は、空気の流れ（矢印ＹＡ）と対向するように流れる対向流となる。室外第２熱交換器１５では、冷媒は、空気の流れ（矢印ＹＡ）と並行するように流れる並行流となる。室外第３熱交換器１７では、冷媒は、空気の流れ（矢印ＹＡ）と対向するように流れる対向流となる。

　一方、グラフＧＡ１～ＧＡ３に示すように、室外熱交換器１１を通り抜ける空気は、冷媒との熱交換によって温度が上がっていく。このため、並行流となる冷媒では、冷媒の温度と空気の温度との温度差が徐々に小さくなる。対向流となる冷媒では、並行流となる冷媒の場合と比べて、冷媒の温度と空気の温度との温度差を確保することができる。

　室外第３熱交換器１７には、室外第１熱交換器１３を流れた冷媒とともに、並行流として室外第２熱交換器１５を流れた冷媒が流れ込むことになる。室外第３熱交換器１７では、冷媒は対向流として流れる。

　すなわち、冷媒の温度と空気の温度との温度差が徐々に小さくなるように室外第２熱交換器１５を流れた冷媒を含む冷媒が、室外第３熱交換器１７において、対向流として流れることになる。これにより、冷媒の温度と空気の温度との温度差を確保することができ、室外第３熱交換器１７において冷媒と空気との熱交換量を増加させることができる。その結果、冷房運転時の性能をさらに向上させることができる。

　次に、暖房運転の場合について説明する。図１３では、暖房運転時における室外熱交換器１１を流れる冷媒の温度に関するグラフＧＲ１、ＧＲ２、ＧＲ３と、室外熱交換器１１を通り抜ける空気の温度に関するグラフＧＡ１、ＧＡ２、ＧＡ３とを示す。上段に、図１１に示す室外機熱交換器１１等を併せて示す。

　図１３に示すように、グラフＧＲ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第１熱交換器１３に流れ込む直前の冷媒の温度は温度ＴＡｉｎであり、室外第１熱交換器１３を流れた直後の冷媒の温度は温度ＴＡｏｕｔである。

　グラフＧＲ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第２熱交換器１５に流れ込む直前の冷媒の温度は温度ＴＢｉｎであり、室外第２熱交換器１５を流れた直後の冷媒の温度は温度ＴＢｏｕｔである。

　グラフＧＲ３は、空気の流れ（方向）と室外第３熱交換器１７を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第３熱交換器１７に流れ込む直前の冷媒の温度は温度ＴＣｉｎであり、室外第３熱交換器１７を流れた直後の冷媒の温度は温度ＴＣｏｕｔである。

　グラフＧＡ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を通り抜ける空気の温度との関係を示す。グラフＧＡ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を通り抜ける空気の温度との関係を示す。グラフＧＡ３は、空気の流れ（方向）と室外第３熱交換器１７を通り抜ける空気の温度との関係を示す。

　図１３の上段に示されるように、室外熱交換器１１のうち、室外第１熱交換器１３では、冷媒は、並行流として流れる。室外第２熱交換器１５では、冷媒は、対向流として流れる。室外第３熱交換器１７では、冷媒は、並行流として流れる。

　一方、グラフＧＡ１～ＧＡ３に示すように、室外熱交換器１１を通り抜ける空気は、冷媒との熱交換によって温度が下がっていく。

　室外機３に送られて、膨張弁１９を経て気液二相状態となった冷媒は、室外第３熱交換器１７を流れた後、室外第１熱交換器１３と室外第２熱交換器１５とを並列に流れる。室外第３熱交換器１７では、気液二相状態の冷媒は、並行流として流れる。

　室外第３熱交換器１７の第３冷媒流路数は、室外第１熱交換器１３の第１冷媒流路数および室外第２熱交換器１５の第２冷媒流路数よりも少ない。このため、室外第３熱交換器１７では、室外第１熱交換器１３および室外第２熱交換器１５に対して、冷媒の圧力損失が相対的に高くなる。

　これにより、室外第３熱交換器１７を流れる冷媒の温度（グラフＧＲ３参照）は、室外第１熱交換器１３を流れる冷媒の温度（グラフＧＲ１参照）および室外第２熱交換器１５を流れる冷媒の温度（グラフＧＲ２参照）よりも高くなる。

　室外第３熱交換器１７は、室外第１熱交換器１３および室外第２熱交換器１５の下方に配置されている。暖房運転においては、室外第１熱交換器１３および室外第２熱交換器１５に付着した結露水が、下方に配置された室外第３熱交換器１７に流れ落ちて、室外第３熱交換器１７に霜が成長しやすくなる。

　その室外第３熱交換器１７に、室外第１熱交換器１３を流れる冷媒の温度および室外第２熱交換器１５を流れる冷媒の温度よりも高い温度の冷媒が流れることで、室外第３熱交換器１７に霜が成長するのを抑えることができる。

　実施の形態３．
　実施の形態３に係る空気調和機の一例について説明する。図１４および図１５に示すように、室外機３では、室外第１流量調整弁２５ａと室外第２流量調整弁２５ｂとが配置されている。

　室外第１流量調整弁２５ａは、流路Ｒ１に配置されている。室外第１流量調整弁２５ａは、分岐合流ポイントＰ２と気液二相分配器２１ａとの間の流路Ｒ１の部分に配置されている。室外第２流量調整弁２５ｂは、流路Ｒ２に配置されている。室外第２流量調整弁２５ｂは、分岐合流ポイントＰ２と気液二相分配器２１ｂとの間の流路Ｒ２の部分に配置されている。

　室内機５では、室内第１流量調整弁３７ａと室内第２流量調整弁３７ｂとが配置されている。室内第１流量調整弁３７ａは、流路Ｒ３に配置されている。室内第１流量調整弁３７ａは、分岐合流ポイントＰ４と気液二相分配器３３ａとの間の流路Ｒ３の部分に配置されている。室内第２流量調整弁３７ｂは、分岐合流ポイントＰ４と気液二相分配器３３ｂとの間の流路Ｒ４の部分に配置されている。

　室外第１流量調整弁２５ａ、室外第２流量調整弁２５ｂ、室内第１流量調整弁３７ａおよび室内第２流量調整弁３７ｂとしては、たとえば、電磁弁または電子膨張弁を使用するができる。電子膨張弁を使用する場合には、膨張弁１９を省いてもよい。なお、これ以外の構成については、図１および図２に示す空気調和機１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

　次に、上述した空気調和機１（冷凍サイクル回路５１）の動作（冷媒の流れ）について説明する。なお、実施の形態１に係る空気調和機１における動作と重複する動作については、簡略化して説明する。

　（冷房運転）
　まず、冷房運転について説明する。図１４および図１６に示すように、圧縮機７から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁９を介して室外機３へ送られる。室外機３へ送られた冷媒は、流路Ｒ１（室外第１熱交換器１３）と流路Ｒ２（室外第２熱交換器１５とを並列に流れる。

　流路Ｒ１では、冷媒は、ガス分配器２３ａ、第２部１３ｂ、第１部１３ａ、気液二相分配器２１ａおよび室外第１流量調整弁２５ａを順次流れる。室外第１熱交換器１３では、冷媒は、風下側に配置された第２部１３ｂを流れた後、風上側に配置された第１部１３ａを流れる対向流として流れる。

　流路Ｒ２では、冷媒は、ガス分配器２３ｂ、第３部１５ａ、第４部１５ｂ、気液二相分配器２１ｂおよび室外第２流量調整弁２５ｂを順次流れる。室外第２熱交換器１５では、冷媒は、風上側に配置された第３部１５ａを流れた後、風下側に配置された第４部１５ｂを流れる並行流として流れる。

　流路Ｒ１を流れた冷媒と流路Ｒ２とを流れた冷媒とは合流し、膨張弁１９を経て、低圧のガス冷媒と液冷媒との気液二相状態の冷媒になる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室内機５へ送られる。室内機５へ送られた冷媒は、流路Ｒ３（室内第１熱交換器２９）と流路Ｒ４（室内第２熱交換器３１）とを並列に流れる。

　流路Ｒ３では、冷媒は、室内第１流量調整弁３７ａ、気液二相分配器３３ａ、室内第１熱交換器２９およびガス分配器３５ａを順次流れる。室内第１熱交換器２９では、冷媒は、並行流として流れる。流路Ｒ４では、冷媒は、室内第２流量調整弁３７ｂ、気液二相分配器３３ｂ、室内第２熱交換器３１およびガス分配器３５ｂを順次流れる。室内第２熱交換器３１では、冷媒は、対向流として流れる。

　流路Ｒ３を流れた冷媒と流路Ｒ４とを流れた冷媒とは合流して、圧縮機７に流れ込む。以下、このサイクルが繰り返される。

　（暖房運転）
　次に、暖房運転について説明する。図１４および図１７に示すように、圧縮機７から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁９を介して室内機５へ送られる。室内機５では、冷媒は、流路Ｒ３（室内第１熱交換器２９）と流路Ｒ４（室内第２熱交換器３１）とを並列に流れる。

　流路Ｒ３では、冷媒は、ガス分配器３５ａ、室内第１熱交換器２９、気液二相分配器３３ａおよび室内第１流量調整弁３７ａを順次流れる。室内第１熱交換器２９では、冷媒は、対向流として流れる。流路Ｒ４では、冷媒は、ガス分配器３５ｂ、室内第２熱交換器３１、気液二相分配器３３ｂおよび室内第２流量調整弁３７ｂを順次流れる。室内第２熱交換器３１では、冷媒は、並行流として流れる。

　流路Ｒ３を流れた冷媒と流路Ｒ４とを流れた冷媒とは合流して、室外機３へ送られ、膨張弁１９を経て、低圧のガス冷媒と液冷媒との気液二相状態の冷媒になる。気液二相状態となった冷媒は、流路Ｒ１（室外第１熱交換器１３）と流路Ｒ２（室外第２熱交換器１５）とを並列に流れる。

　流路Ｒ１では、冷媒は、室外第１流量調整弁２５ａ、気液二相分配器２１ａ、第１部１３ａ、第２部１３ｂおよびガス分配器２３ａを順次流れる。室外第１熱交換器１３では、冷媒は、並行流として流れる。流路Ｒ２では、冷媒は、室外第２流量調整弁２５ｂ、気液二相分配器２１ｂ、第４部１５ｂ、第３部１５ａおよびガス分配器２３ｂを順次流れる。室外第２熱交換器１５では、冷媒は、対向流として流れる。

　流路Ｒ１と流路Ｒ２とを流れた冷媒は合流し、四方弁９を経て、圧縮機７に流れ込む。以下、このサイクルが繰り返される。

　上述した空気調和機１では、実施の形態１に係る空気調和機１について説明したのと同様に、冷媒の圧力損失を抑制する効果と冷媒量の増加を抑制する効果とが得られる。実施の形態３に係る空気調和機１では、さらに、次のような効果が得られる。

　まず、冷房運転の場合について説明する。図１８では、冷房運転時における室外熱交換器１１を流れる冷媒の温度に関するグラフＧＲ１、ＧＲ２と、室外熱交換器１１を通り抜ける空気の温度に関するグラフＧＡ１、ＧＡ２とを示す。上段に、図１６に示す室外熱交換器１１等を併せて示す。

　図１８に示すように、グラフＧＲ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第１熱交換器１３に流れ込む直前の冷媒の温度は、温度ＴＡｉｎであり、室外第１熱交換器１３を流れた直後の冷媒の温度は、温度ＴＡｏｕｔである。

　グラフＧＲ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第２熱交換器１５に流れ込む直前の冷媒の温度は、温度ＴＢｉｎであり、室外第２熱交換器１５を流れた直後の冷媒の温度は、温度ＴＢｏｕｔである。

　グラフＧＡ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を通り抜ける空気の温度との関係を示す。グラフＧＡ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を通り抜ける空気の温度との関係を示す。

　図１８の上段に示されるように、室外第１熱交換器１３では、冷媒は、対向流として流れる。室外第２熱交換器１５では、冷媒は、並行流として流れる。

　一方、グラフＧＡ１、ＧＡ２に示すように、室外熱交換器１１を通り抜ける空気は、冷媒との熱交換によって温度が上がっていく。このため、並行流として流れる冷媒では、冷媒の温度と空気の温度との温度差が徐々に小さくなる。対向流として流れる冷媒では、並行流として流れる冷媒の場合と比較して、冷媒の温度と空気の温度との温度差が確保される。

　上述した空気調和機１では、室外第２流量調整弁２５ｂを調整することによって、室外第２熱交換器１５を並行流として流れる冷媒の流量を減少させ、その分、室外第１熱交換器１３を流れる冷媒の流量を増加させることができる。

　このため、室外第２熱交換器１５を流れた直後の冷媒の温度ＴＢｏｕｔは、室外第１流量調整弁２５ａおよび室外第２流量調整弁２５ｂが設けられていない場合（図５参照）と比べて、低くなる。また、室外第１熱交換器１３を流れた直後の冷媒の温度ＴＡｏｕｔは、室外第１流量調整弁２５ａおよび室外第２流量調整弁２５ｂが設けられていない場合（図５参照）と比べて、高くなる。

　このことは、室外第２流量調整弁２５ｂ等によって、温度ＴＡｏｕｔと温度ＴＢｏｕｔとの温度差を縮めることができることを意味する。したがって、室外第１熱交換器１３を流れた直後の冷媒の温度ＴＡｏｕｔ（出口側エンタルピー）と、室外第２熱交換器１５を流れた直後の冷媒の温度ＴＢｏｕｔ（出口側エンタルピー）とがほぼ同じ温度になるように、室外第２流量調整弁２５ｂ等によって冷媒の流量を調整することにより、室外熱交換器１１としての伝熱性能を向上させることができる。

　次に、暖房運転の場合について説明する。図１９では、暖房運転時における室外熱交換器１１を流れる冷媒の温度に関するグラフＧＲ１、ＧＲ２と、室外熱交換器１１を通り抜ける空気の温度に関するグラフＧＡ１、ＧＡ２とを示す。上段に、図１７に示す室外熱交換器１１等を併せて示す。

　図１９に示すように、グラフＧＲ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第１熱交換器１３に流れ込む直前の冷媒の温度は、温度ＴＡｉｎであり、室外第１熱交換器１３を流れた直後の冷媒の温度は、温度ＴＡｏｕｔである。

　グラフＧＲ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を流れる冷媒の温度との関係を示す。室外第２熱交換器１５に流れ込む直前の冷媒の温度は、温度ＴＢｉｎであり、室外第２熱交換器１５を流れた直後の冷媒の温度は、温度ＴＢｏｕｔである。

　グラフＧＡ１は、空気の流れ（方向）と室外第１熱交換器１３を通り抜ける空気の温度との関係を示す。グラフＧＡ２は、空気の流れ（方向）と室外第２熱交換器１５を通り抜ける空気の温度との関係を示す。

　図１９の上段に示されるように、室外第１熱交換器１３では、冷媒は、並行流として流れる。室外第２熱交換器１５では、冷媒は、対向流として流れる。

　一方、グラフＧＡ１、ＧＡ２に示すように、室外熱交換器１１を通り抜ける空気は、冷媒との熱交換によって温度が上がっていく。このため、並行流として流れる冷媒では、冷媒の温度と空気の温度との温度差が徐々に小さくなる。対向流として流れる冷媒では、並行流として流れる冷媒の場合と比較して、冷媒の温度と空気の温度との温度差が確保される。

　上述した空気調和機１では、室外第１流量調整弁２５ａを調整することによって、室外第１熱交換器１３を並行流として流れる冷媒の流量を減少させ、その分、室外第２熱交換器１５を流れる冷媒の流量を増加させることができる。

　このため、室外第１熱交換器１３を流れた直後の冷媒の温度ＴＡｏｕｔは、室外第１流量調整弁２５ａおよび室外第２流量調整弁２５ｂが設けられていない場合（図５参照）と比べて、高くなる。また、室外第２熱交換器１５を流れた直後の冷媒の温度ＴＢｏｕｔは、室外第１流量調整弁２５ａおよび室外第２流量調整弁２５ｂが設けられていない場合（図５参照）と比べて、低くなる。

　このことは、室外第１流量調整弁２５ａ等によって、温度ＴＡｏｕｔと温度ＴＢｏｕｔとの温度差を縮めることができることを意味する。したがって、室外第１熱交換器１３を流れた直後の冷媒の温度ＴＡｏｕｔ（出口側エンタルピー）と、室外第２熱交換器１５を流れた直後の冷媒の温度ＴＢｏｕｔ（出口側エンタルピー）とが、ほぼ同じ温度（たとえば、スーパーヒートが約０．５℃程度）になるように、室外第１流量調整弁２５ａ等によって冷媒の流量を調整することにより、室外熱交換器１１としての伝熱性能を向上させることができる。

　冷媒の温度をより精度よく測定するために、冷媒配管４１に、たとえば、サーミスタ等の温度センサを設置するようにしてもよい。

　図１５に示すように、室外第１熱交換器１３では、気液二相分配器２１ａに対して、第１部１３ａが接続されている側とは反対側に位置する冷媒配管４１の部分Ｓ１に温度センサＴ１を設置し、ガス分配器２３ａに対して、第２部１３ｂが接続されている側とは反対側に位置する冷媒配管４１の部分Ｓ２に温度センサＴ２を配置することが望ましい。

　室外第２熱交換器１５では、気液二相分配器２１ｂに対して、第４部１５ｂが接続されている側とは反対側に位置する冷媒配管４１の部分Ｓ４に温度センサＴ４を設置し、ガス分配器２３ｂに対して、第３部１５ａが接続されている側とは反対側に位置する冷媒配管４１の部分Ｓ３に温度センサＴ３を設置することが望ましい。

　なお、温度センサＴ１～Ｔ４の他に、冷媒配管４１（部分Ｓ１～Ｓ４）に、たとえば、圧力センサを設置するようにしてもよい。圧力センサによって、各出口側エンタルピをより正確に算出することができる。

　また、室外熱交換器１１等として、通風方向に第１部１３ａ（第３部１５ａ）と第２部１３ｂ（第４部１５ｂ）とを配置した、伝熱管の列数が２列構造を例に挙げたが、３列以上の多列構造であってもよい。さらに、室外熱交換器１１等に配置される伝熱管としては、断面形状が円形の円管を適用してもよいし、断面形状が扁平状の扁平管を適用してもよい。

　また、各実施の形態に係る空気調和機１においては、室外機３における室外熱交換器１１を代表として、作用効果を説明したが、室内機５における室内熱交換器２７についても、室外熱交換器１１と同様の効果が得られる。さらに、第１熱交換器および第２熱交換器としては、室外熱交換器１１および室内熱交換器２７の少なくともいずれかに適用されていればよい。

　各実施の形態において説明した空気調和機１については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。

　今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本開示は上記で説明した範囲ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

　本開示は、冷媒として、非共沸混合冷媒を使用した空気調和機に有効に利用される。

　１　空気調和機、３　室外機、５　室内機、７　圧縮機、９　四方弁、１１　室外熱交換器、１３　室外第１熱交換器、１３ａ　第１部、１３ｂ　第２部、２１ａ　気液二相分配器、２３ａ　ガス分配器、１５　室外第２熱交換器、１５ａ　第３部、１５ｂ　第４部、２１ｂ　気液二相分配器、２３ｂ　ガス分配器、１７　室外第３熱交換器、１７ａ　第５部、１７ｂ　第６部、２１ｃ　気液二相分配器、２３ｃ　ガス分配器、１９　膨張弁、２５ａ　室外第１流量調整弁、２５ｂ　室外第２流量調整弁、２７　室内熱交換器、２９　室内第１熱交換器、３３ａ　気液二相分配器、３５ａ　ガス分配器、３１　室内第２熱交換器、３３ｂ　気液二相分配器、３５ｂ　ガス分配器、３７ａ　室内第１流量調整弁、３７ｂ　室内第２流量調整弁、４１　冷媒配管、４３　非共沸混合冷媒、５１　冷凍サイクル回路、６１　分岐部、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４　分岐合流ポイント、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５　流路、ＴＡｉｎ、ＴＡｏｕｔ、ＴＢｉｎ、ＴＢｏｕｔ、ＴＣｉｎ、ＴＣｏｕｔ　温度、ＧＲ１、ＧＲ２、ＧＲ３、ＧＡ１、ＧＡ２、ＧＡ３　グラフ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４　部分、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４　温度センサ、ＹＡ、ＹＢ　矢印。

Claims (9)

1. 　非共沸混合冷媒が循環する、室外機および室内機を含む冷凍サイクル回路を備えた空気調和機であって、
   　前記室外機および前記室内機の少なくともいずれかは、
   　直列に接続された第１部および第２部を含む第１熱交換器と、
   　直列に接続された第３部および第４部を含む第２熱交換器と、
   　前記第１部に対して、前記第２部が接続されている側とは反対側に接続された第１気液二相分配器と、
   　前記第２部に対して、前記第１部が接続されている側とは反対側に接続された第１ガス分配器と、
   　前記第３部に対して、前記第４部が接続されている側とは反対側に接続された第２ガス分配器と、
   　前記第４部に対して、前記第３部が接続されている側とは反対側に接続された第２気液二相分配器と、
   　前記第１ガス分配器、前記第２部、前記第１部および前記第１気液二相分配器を順に接続する部分を含む第１流路と、
   　前記第２ガス分配器、前記第３部、前記第４部および前記第２気液二相分配器を順に接続する部分を含む第２流路と
   を備え、
   　前記第１熱交換器が配置された前記第１流路と、前記第２熱交換器が配置された前記第２流路とは、前記第１気液二相分配器と前記第２気液二相分配器とが接続されるとともに、前記第１ガス分配器と前記第２ガス分配器とが接続される態様で、前記冷凍サイクル回路に対して並列に接続され、
   　前記第１熱交換器および前記第２熱交換器が凝縮器として機能する第１運転モード、および、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器が蒸発器として機能する第２運転モードを有し、
   　前記第１熱交換器および前記第２熱交換器をそれぞれ通り抜ける空気の通風方向に対して、
   　前記第１部は風上側に配置され、
   　前記第２部は風下側に配置され、
   　前記第３部は前記風上側に配置され、
   　前記第４部は前記風下側に配置された、空気調和機。
2. 　前記第１運転モードの場合、
   　前記第１流路では、前記非共沸混合冷媒は、前記第１ガス分配器、前記風下側に配置された前記第２部、前記風上側に配置された前記第１部、前記第１気液二相分配器の順に流れる対向流となり、
   　前記第２流路では、前記非共沸混合冷媒は、前記第２ガス分配器、前記風上側に配置された前記第３部、前記風下側に配置された前記第４部および前記第２気液二相分配器の順に流れる並行流となる、請求項１記載の空気調和機。
3. 　前記第２運転モードの場合、
   　前記第１流路では、前記非共沸混合冷媒は、前記第１気液二相分配器、前記風上側に配置された前記第１部、前記風下側に配置された前記第２部、前記第１ガス分配器を順に流れる並行流となり、
   　前記第２流路では、前記非共沸混合冷媒は、前記第２気液二相分配器、前記風下側に配置された前記第４部、前記風上側に配置された前記第３部、前記第２ガス分配器を順に流れる対向流となる、請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 　直列に接続された第５部および第６部を含む第３熱交換器と、
   　前記第５部に対して、前記第６部が接続されている側とは反対側に接続された第３気液二相分配器と、
   　前記第６部に対して、前記第５部が接続されている側とは反対側に接続された第３ガス分配器と、
   　前記第３気液二相分配器、前記第５部、前記第６部、前記第３ガス分配器を順に接続する部分を含む第３流路と、
   　前記冷凍サイクル回路における前記室外機と前記室内機との間に配置された膨張弁と
   を備え、
   　前記第３熱交換器が配置された前記第３流路は、前記膨張弁と、並列に接続された前記第１流路および前記第２流路との間に直列に接続され、
   　前記第３熱交換器を通り抜ける前記空気の前記通風方向に対して、
   　前記第５部は前記風上側に配置され、
   　前記第６部は前記風下側に配置され、
   　前記第１熱交換器における前記非共沸混合冷媒が流れる冷媒流路数は、第１冷媒流路数であり、
   　前記第２熱交換器における前記非共沸混合冷媒が流れる冷媒流路数は、第２冷媒流路数であり、
   　前記第３熱交換器における前記非共沸混合冷媒が流れる冷媒流路数は、第３冷媒流路数であり、
   　前記第３冷媒流路数は、前記第１冷媒流路数および前記第２冷媒流路数よりも少なく、
   　前記第３熱交換器は、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器よりも下方に配置された、請求項２または３に記載の空気調和機。
5. 　前記第１運転モードの場合、前記非共沸混合冷媒は、並列に接続された前記第１流路および前記第２流路から前記第３流路へ流れ、
   　前記第３流路では、前記非共沸混合冷媒は、前記第３ガス分配器、前記第６部、前記第５部、前記第３気液二相分配器の順に流れる対向流となる、請求項４記載の空気調和機。
6. 　前記第２運転モードの場合、前記非共沸混合冷媒は、前記第３流路から、並列に接続された前記第１流路および前記第２流路へ流れ、
   　前記第３流路では、前記非共沸混合冷媒は、前記第３気液二相分配器、前記第５部、前記第６部、前記第３ガス分配器を順に流れる並行流となる。請求項４または５に記載の空気調和機。
7. 　前記第１気液二相分配器に対して、前記第１部が接続されている側と反対側に位置する前記第１流路の部分に配置された第１流量調整弁と、
   　前記第２気液二相分配器に対して、前記第４部が接続されている側と反対側に位置する前記第２流路の部分に配置された第２流量調整弁と
   を備えた、請求項１～６のいずれか１項に記載の空気調和機。
8. 　前記第１気液二相分配器に対して、前記第１部が接続されている側とは反対側の前記第１流路の部分と、
   　前記第１ガス分配器に対して、前記第２部が接続されている側とは反対側の前記第１流路の部分と、
   　前記第２気液二相分配器に対して、前記第４部が接続されている側とは反対側の前記第２流路の部分と、
   　前記第２ガス分配器に対して、前記第３部が接続されている側とは反対側の前記第２流路の部分と
   のそれぞれに、前記非共沸混合冷媒の温度を測定する温度センサおよび前記非共沸混合冷媒の圧力を測定する圧力センサのいずれかが設置された、請求項７記載の空気調和機。
9. 　前記第１流路と前記第２流路とが、前記冷凍サイクル回路に対して並列に接続されている箇所には、Ｔ字型分岐部およびＹ字型分岐部のいずれかが配置された、請求項１～８のいずれか１項に記載の空気調和機。

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