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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024057108
(43)【公開日】2024-04-23
(54)【発明の名称】冷凍装置の熱源ユニット
(51)【国際特許分類】
F25B 1/10 20060101AFI20240416BHJP
F25B 1/00 20060101ALI20240416BHJP
F24F 1/50 20110101ALI20240416BHJP
F24F 1/16 20110101ALI20240416BHJP
【ＦＩ】
F25B1/10 A
F25B1/00 396D
F24F1/50
F24F1/16
【審査請求】有
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024037615
(22)【出願日】2024-03-11
(62)【分割の表示】P 2018139666の分割
【原出願日】2018-07-25
(71)【出願人】
【識別番号】000002853
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】吉岡 俊
(72)【発明者】
【氏名】松本 祥志
(72)【発明者】
【氏名】廣川 智己
(72)【発明者】
【氏名】坂巻 智彦
(57)【要約】
【課題】 ＣＯ２冷媒を用いた冷凍装置において、中間熱交換器をより効率的に作用させたい。
【解決手段】 冷凍装置１の熱源ユニット１０は、複数段圧縮を行う圧縮機２と、冷媒と流体とで熱交換を行う主熱交換器４、４５と、副熱交換器７、４６、４７とを備えている。副熱交換器７、４６、４７は、主熱交換器４、４５とは独立に配置され、流体の流れにおいて、主熱交換器４、４５の上流側または下流側に配置されている。
【選択図】 図８Ａ
【解決手段】 冷凍装置１の熱源ユニット１０は、複数段圧縮を行う圧縮機２と、冷媒と流体とで熱交換を行う主熱交換器４、４５と、副熱交換器７、４６、４７とを備えている。副熱交換器７、４６、４７は、主熱交換器４、４５とは独立に配置され、流体の流れにおいて、主熱交換器４、４５の上流側または下流側に配置されている。
【選択図】 図８Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＣＯ２冷媒を用い、前記ＣＯ２冷媒と他の流体との間で熱交換を行う冷凍装置（１）の熱源ユニット（１０）であって、
２以上の複数段圧縮を行う圧縮機（２）と、
前記冷媒と前記流体との間で熱交換を行う主熱交換器（４、４５）と、
前記主熱交換器とは独立に配置され、前記流体と熱交換を行う副熱交換器（７、４６、４７）であって、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側または下流側に配置された副熱交換器と、
を備えた、
冷凍装置の熱源ユニット。
２以上の複数段圧縮を行う圧縮機（２）と、
前記冷媒と前記流体との間で熱交換を行う主熱交換器（４、４５）と、
前記主熱交換器とは独立に配置され、前記流体と熱交換を行う副熱交換器（７、４６、４７）であって、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側または下流側に配置された副熱交換器と、
を備えた、
冷凍装置の熱源ユニット。
【請求項2】
前記副熱交換器は、前記圧縮機による第１段の圧縮の後、最終段の圧縮の前に、前記冷媒と前記流体を熱交換させる中間熱交換器（７）であり、
前記中間熱交換器は、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側に配置されている、
請求項１に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
前記中間熱交換器は、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側に配置されている、
請求項１に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
【請求項3】
前記流体は、空気であり、
前記熱源ユニットは、さらに、
前記主熱交換器に前記空気を送るためのファン（４０）と、
前記圧縮機、前記主熱交換器、前記ファン、前記中間熱交換器を収容する筐体（２０）と、
を備え、
前記ファンは、前記筐体の側面より吸込んだ前記空気を、前記筐体の上面より上向きに吹出す、
請求項２に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
前記熱源ユニットは、さらに、
前記主熱交換器に前記空気を送るためのファン（４０）と、
前記圧縮機、前記主熱交換器、前記ファン、前記中間熱交換器を収容する筐体（２０）と、
を備え、
前記ファンは、前記筐体の側面より吸込んだ前記空気を、前記筐体の上面より上向きに吹出す、
請求項２に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
【請求項4】
前記中間熱交換器は、前記主熱交換器の高さの半分より上の高さに配置されている、
請求項３に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
請求項３に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
【請求項5】
前記熱源ユニットは、さらに、
冷媒を膨張させる膨張機構（５）を備え、
前記副熱交換器（４６）は、冷媒回路において、前記主熱交換器（４５）と、前記膨張機構との間に接続され、
前記副熱交換器は、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側に配置されている、
請求項１に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
冷媒を膨張させる膨張機構（５）を備え、
前記副熱交換器（４６）は、冷媒回路において、前記主熱交換器（４５）と、前記膨張機構との間に接続され、
前記副熱交換器は、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側に配置されている、
請求項１に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
【請求項6】
前記流体は、空気であり、
前記熱源ユニットは、さらに、
前記主熱交換器に前記空気を送るためのファン（４０）と、
前記圧縮機、前記主熱交換器、前記ファン、前記副熱交換器を収容する筐体（２０）と、
を備え、
前記ファンは、前記筐体の側面より吸込んだ前記空気を、前記筐体の上面より上向きに吹出す、
請求項５に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
前記熱源ユニットは、さらに、
前記主熱交換器に前記空気を送るためのファン（４０）と、
前記圧縮機、前記主熱交換器、前記ファン、前記副熱交換器を収容する筐体（２０）と、
を備え、
前記ファンは、前記筐体の側面より吸込んだ前記空気を、前記筐体の上面より上向きに吹出す、
請求項５に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
【請求項7】
前記副熱交換器は、前記主熱交換器の高さの半分より上の高さに配置されている、
請求項６に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
請求項６に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
【請求項8】
前記熱源ユニットは、さらに、
冷媒を膨張させる膨張機構（５）を備え、
前記副熱交換器（４６）は、冷媒回路において、前記主熱交換器の冷媒出入り口の内で、前記膨張機構から遠い方に接続され、
前記副熱交換器は、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の下流側に配置されている、
請求項１に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
冷媒を膨張させる膨張機構（５）を備え、
前記副熱交換器（４６）は、冷媒回路において、前記主熱交換器の冷媒出入り口の内で、前記膨張機構から遠い方に接続され、
前記副熱交換器は、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の下流側に配置されている、
請求項１に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
【請求項9】
前記流体は、空気であり、
前記熱源ユニットは、さらに、
前記主熱交換器に前記空気を送るためのファン（４０）と、
前記圧縮機、前記主熱交換器、前記ファン、前記副熱交換器を収容する筐体（２０）と、
を備え、
前記ファンは、前記筐体の側面より吸込んだ前記空気を、前記筐体の上面より上向きに吹出す、
請求項８に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
前記熱源ユニットは、さらに、
前記主熱交換器に前記空気を送るためのファン（４０）と、
前記圧縮機、前記主熱交換器、前記ファン、前記副熱交換器を収容する筐体（２０）と、
を備え、
前記ファンは、前記筐体の側面より吸込んだ前記空気を、前記筐体の上面より上向きに吹出す、
請求項８に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
【請求項10】
前記副熱交換器は、前記主熱交換器の高さの半分より上の高さに配置されている、
請求項９に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
請求項９に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
ＣＯ２冷媒を用い、ＣＯ２冷媒と他の流体との間で熱交換を行う冷凍装置の熱源ユニット。
【背景技術】
【0002】
ＣＯ２冷媒を用いた冷凍装置において、二段圧縮を行う圧縮機、中間熱交換器を用いることが行われている。特許文献１（特開２００９－１５０６４１号公報）においては、中間熱交換器を熱源側熱交換器の上に配置している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ＣＯ２冷媒を用いた冷凍装置において、中間熱交換器をより効率的に作用させたいという要望がある。
【0004】
また、熱源側熱交換器が主熱交換器と副熱交換器を有する場合には、副熱交換器の効率を向上させたいという要望も存在する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
第１観点の熱源ユニットは、ＣＯ２冷媒を用い、ＣＯ２冷媒と他の流体との間で熱交換を行う冷凍装置の熱源ユニットである。熱源ユニットは、圧縮機と、主熱交換器と、副熱交換器と、を備えている。圧縮機は、２以上の複数段圧縮を行う。主熱交換器は、冷媒と流体との間で熱交換を行う。副熱交換器は、主熱交換器とは独立に配置され、流体と熱交換を行う。副熱交換器は、流体の流れにおいて、主熱交換器の上流側または下流側に配置されている。なお、ここで、独立とは、主熱交換器のフィンと、副熱交換器のフィンは繋がっておらず、かつ、主熱交換器と、副熱交換器は、別々の冷媒出入り口を有していることを意味している。
【0006】
第１観点の熱源ユニットは、熱交換器の中で温度変化の大きなＣＯ２冷媒を用いた熱源ユニットにおいて、流体と冷媒の温度差を確保し、熱交換の効率を高める。
【0007】
第２観点の熱源ユニットは、第１観点の熱源ユニットであって、副熱交換器は、中間熱交換器である。中間熱交換器は、圧縮機による第１段の圧縮の後、最終段の圧縮の前に、冷媒と流体を熱交換させる。中間熱交換器は、流体の流れにおいて、主熱交換器の上流側に配置されている。
【0008】
第２観点の熱源ユニットは、中間熱交換器が主熱交換器と独立に、かつ、上流側に配置されるため、流体と冷媒の十分な熱交換が可能になり、熱交換効率が向上する。
【0009】
第３観点の熱源ユニットは、第２観点の熱源ユニットであって、熱源ユニットは、さらに、ファンと、筐体とを備える。第３観点において、流体は、空気である。ファンは、主熱交換器に空気を送るためのものである。筐体は、圧縮機、主熱交換器、ファン、中間熱交換器を収容する。ファンは、筐体の側面より吸込んだ前記空気を、筐体の上面より上向きに吹出す。
【0010】
第３観点の熱源ユニットは、空気と冷媒の熱交換効率を高める。
【0011】
第４観点の熱源ユニットは、第３観点の熱源ユニットであって、中間熱交換器は、主熱交換器の高さの半分より上の高さに配置されている。
【0012】
第４観点の熱源ユニットは、中間熱交換器が風速の大きい位置に配置されているので、中間熱交換器の熱交換量が大きくなり、効率が向上する。
【0013】
第５観点の熱源ユニットは、第１観点の熱源ユニットであって、さらに、膨張機構を備える。副熱交換器は、冷媒回路において、主熱交換器と膨張機構との間に接続される。副熱交換器は、流体の流れにおいて、主熱交換器の上流側に配置されている。
【0014】
第５観点の熱源ユニットは、主熱交換器を放熱器として作用させる際に、副熱交換器が主熱交換器の上流側に配置されているため、副熱交換器を流れる温度の低い冷媒と、流体との温度差が確保でき、熱交換効率を高くすることができる。
中間熱交換器の熱交換量が大きくなり、効率が向上する。
中間熱交換器の熱交換量が大きくなり、効率が向上する。
【0015】
第６観点の熱源ユニットは、第５観点の熱源ユニットであって、さらに、ファンと、筐体とを備える。第６観点において、流体は、空気である。ファンは、主熱交換器に空気を送るためのものである。筐体は、圧縮機、主熱交換器、ファン、副熱交換器を収容する。ファンは、筐体の側面より吸込んだ前記空気を、筐体の上面より上向きに吹出す。
【0016】
第６観点の熱源ユニットは、空気と冷媒の熱交換効率を高める。
【0017】
第７観点の熱源ユニットは、第６観点の熱源ユニットであって、副熱交換器は、主熱交換器の高さの半分より上の高さに配置されている。
【0018】
第７観点の熱源ユニットは、副熱交換器が風速の大きい位置に配置されているので、副熱交換器の熱交換量が大きくなり、効率が向上する。
【0019】
第８観点の熱源ユニットは、第１観点の熱源ユニットであって、さらに、膨張機構を備える。副熱交換器は、冷媒回路において、主熱交換器の冷媒出入り口のうち、膨張機構から遠い方に接続される。副熱交換器は、流体の流れにおいて、主熱交換器の下流側に配置されている。
【0020】
第８観点の熱源ユニットは、主熱交換器を放熱器として作用させる際に、副熱交換器が主熱交換器の下流側に配置されているが、副熱交換器を流れる温度が高いため、流体との温度差が確保できる。全体として、熱交換効率を高くすることができる。
【0021】
第９観点の熱源ユニットは、第８観点の熱源ユニットであって、さらに、ファンと、筐体とを備える。第８観点において、流体は、空気である。ファンは、主熱交換器に空気を送るためのものである。筐体は、圧縮機、主熱交換器、ファン、副熱交換器を収容する。ファンは、筐体の側面より吸込んだ前記空気を、筐体の上面より上向きに吹出す。
【0022】
第９観点の熱源ユニットは、空気と冷媒の熱交換効率を高める。
【0023】
第１０観点の熱源ユニットは、第９観点の熱源ユニットであって、副熱交換器は、主熱交換器の高さの半分より上の高さに配置されている。
【0024】
第１０観点の熱源ユニットは、副熱交換器が風速の大きい位置に配置されているので、副熱交換器の熱交換量が大きくなり、効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】第１実施形態の冷凍装置１の冷媒回路図。
【図2】第１実施形態の熱源ユニット１０の概略斜視図。
【図3】第１実施形態の熱源側熱交換器４の一部の概略斜視図。
【図4A】第１実施形態の熱交換器４の折返し部３３付近の側面図。
【図4B】変形例１Ａの熱交換器４の折返し部３３付近の断面図。
【図5A】第１実施形態の継手３４の縦断面図。
【図5B】第１実施形態の継手３４の横断面図。
【図6A】変形例１Ｅの熱交換器において、伝熱管３０の断面Ｓにおける断面図。
【図6B】変形例１Ｄの熱交換器４において、伝熱管３０の断面Ｓにおける断面図。
【図7A】変形例１Ｄの熱交換器４において、第１端部４ａの側面図。
【図7B】変形例１Ｄの熱交換器４において、第２端部４ｂの側面図。
【図8A】第１実施形態の熱交換器４と、中間熱交換器７の上面図。
【図8B】第１実施形態の熱交換器４と、中間熱交換器７の断面Ｓにおける断面図。
【図9A】第２実施形態の熱交換器４と、副熱交換器４６の上面図。
【図9B】第２実施形態の熱交換器４と、副熱交換器４６の断面Ｓにおける断面図。
【図10A】第３実施形態の熱交換器４と、副熱交換器４７の上面図。
【図10B】第３実施形態の熱交換器４と、副熱交換器４７の断面Ｓにおける断面図。
【発明を実施するための形態】
【0026】
＜第１実施形態＞
（１）冷凍装置１の冷媒回路構成
第１実施形態の冷凍装置１の冷媒回路構成を図１に示す。本実施形態の冷凍装置１は、超臨界域で作動する冷媒である二酸化炭素を用い、二段圧縮式の冷凍サイクルを行う装置である。本実施形態の冷凍装置１は、冷暖房を行う空気調和装置、冷温水器などに用いることができる。
（１）冷凍装置１の冷媒回路構成
第１実施形態の冷凍装置１の冷媒回路構成を図１に示す。本実施形態の冷凍装置１は、超臨界域で作動する冷媒である二酸化炭素を用い、二段圧縮式の冷凍サイクルを行う装置である。本実施形態の冷凍装置１は、冷暖房を行う空気調和装置、冷温水器などに用いることができる。
【0027】
本実施形態の冷凍装置１の冷媒回路は、主に、圧縮機２、四方切換弁３、熱源側熱交換器４、膨張機構５と、利用側熱交換器６と、中間熱交換器７とを有している。
【0028】
圧縮機２は、２つの圧縮要素２ｃ、２ｄで冷媒を二段圧縮する二段圧縮機である。圧縮機２は、吸入管２ａから冷媒を吸入し、吸入された冷媒を第１段圧縮要素２ｃによって、圧縮した後に中間冷媒管８に吐出する。中間冷媒管８に吐出された冷媒は、さらに第２段圧縮要素２ｄに吸入されて、圧縮されて、吐出管２ｂに吐出される。吐出管２ｂは、圧縮機２から吐出された冷媒を四方切換弁３に送るための冷媒管である。吐出管２ｂには、油分離器４１と逆止弁４２とが設けられている。油分離器４１は、圧縮機２から吐出される冷媒に混ざる冷凍機油を冷媒から分離する。分離された油は、キャピラリーチューブ４１ｃで減圧され、油戻し管４１ｂを経由して、圧縮機２の吸入管２ａに戻される。
【0029】
なお、本実施形態の冷凍機油は、ＣＯ２冷媒で用いられる冷凍機油であれば、特に限定されない。冷凍機油の例としては、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール類）、ＰＯＥ（ポリオールエステル類）などがある。
【0030】
四方切換弁３は、熱源側熱交換器４、膨張機構５、利用側熱交換器６を繋ぐパスを流れる冷媒の流れを順方向と逆方向に切り換えることができる。冷房時には、圧縮機２から流出した冷媒を、熱源側熱交換器４から利用側熱交換器６に流す。このとき、熱源側熱交換器４は放熱器であり、利用側熱交換器６は蒸発器である。暖房時には、逆に、圧縮機２から流出した冷媒を、利用側熱交換器６から熱源側熱交換器４に流す。このとき、利用側熱交換器６は放熱器であり、熱源側熱交換器４は蒸発器である。
【0031】
中間冷媒管８の中途には、中間熱交換器７と、逆止弁１５が、設けられている。すなわち、第１段圧縮要素２ｃによって圧縮された後の冷媒は、中間熱交換器７にて、空気と熱交換を行い、再び第２段圧縮要素２ｄに流入する。
【0032】
また、中間冷媒管８には、中間熱交換器７をバイパスするように、中間熱交換器バイパス管９が設けられている。すなわち、第１段圧縮要素２ｃ、中間熱交換器バイパス管９を流れた冷媒は、中間熱交換器７を経由せずに、第２段圧縮要素２ｄに流入する。中間熱交換器７に冷媒を流すか、中間熱交換器バイパス管９に冷媒を流すかは、開閉弁１１、１２によって、切り換える。基本的に、利用側熱交換器６を蒸発器として利用する場合には、中間熱交換器７に冷媒を流し、逆に、利用側熱交換器６を放熱器として利用する場合には、中間熱交換器バイパス管９に冷媒を流すよう、制御する。つまり、基本的に、中間熱交換器７を使うのは、冷房の場合である。
【0033】
なお、本実施形態の冷凍装置１は二段圧縮の圧縮機を用いているが、圧縮機を２台用いた場合も同様である。また、三段以上の圧縮機、または、圧縮機構を用いてもよい。
【0034】
膨張機構５は、膨張弁、キャピラリーチューブ、膨張機のいずれかである。
【0035】
【0036】
熱源ユニット１０は、筐体２０の中に、ファン４０、圧縮機２、熱源側熱交換器４、中間熱交換器７、膨張機構５、四方切換弁３、油分離器４１を収容している。
【0037】
【0038】
本実施形態の熱源側熱交換器４は、図２に示すように、熱源ユニット１０の筐体２０の内側の３側面に配置されている。ファン４０が回転すると、筐体２０の周りの空気が、３側面から取り込まれ、熱源側熱交換器４を通過する。筐体２０の中に入った空気は、ファン４０を通過して、筐体２０の上面から、上向きに外へ吹出される。したがって、本実施形態の熱源ユニット１０は、上吹きタイプである。空気は、熱交換器４を通過中に冷媒と熱交換を行い、加熱または冷却される。
【0039】
本実施形態の熱源側熱交換器４の一側面の概略を図３の斜視図に示す。熱交換器４は、内部に冷媒を流す伝熱管３０と、冷媒と空気との熱交換を促進する金属フィン５０とを有している。本実施形態の伝熱管３０は、多穴扁平管である。多穴扁平管では、冷媒の流れる複数の穴が幅方向に並んでいる。
【0040】
本実施形態の熱交換器４においては、図２に示すように、冷媒は、熱交換器４の外部から、第１端部４ａで伝熱管３０に導入される。冷媒は、第１端部４ａから、２箇所で９０°折り曲げられた伝熱管３０の３側面を流れて、第２端部４ｂに達する。冷媒は、第２端部４ｂに達すると流れ方向を１８０°反転され、再び３側面を流れた後、第１端部４ａに戻る。冷媒は、第１端部４ａで、伝熱管３０より熱交換器４の外部に流出する。ここで、第１端部４ａから第２端部４ｂへと向かう冷媒流路を形成する伝熱管を第１伝熱管３０ａとし、その逆向きに冷媒を流す伝熱管を第２伝熱管３０ｂとする。
【0041】
本実施形態においては、図３に示すように、伝熱管３０は、空気の流れに対して２列配列されている。その各列において、第１伝熱管３０ａと第２伝熱管３０ｂは交互に、上下に配列されている。
【0042】
また、本明細書において、熱交換器４における冷媒の流れの向きは、基本的に、放熱器として用いる場合について説明している。蒸発器に用いる場合は冷媒の向きが逆転する。
【0043】
（２－３）折返し部３３の構成
本実施形態の熱源側熱交換器４の第２端部４ｂ付近の構成について、図面を用いて説明する。第２端部４ｂには、折返し部３３が配置される。図４は、冷媒の折返し部３３の縦断面図である。ここで、第１伝熱管３０ａの第２端部４ｂ付近の部分を第１直線部３１とし、第２伝熱管３０ｂの第２端部４ｂ付近の部分を第２直線部３２とする。
本実施形態の熱源側熱交換器４の第２端部４ｂ付近の構成について、図面を用いて説明する。第２端部４ｂには、折返し部３３が配置される。図４は、冷媒の折返し部３３の縦断面図である。ここで、第１伝熱管３０ａの第２端部４ｂ付近の部分を第１直線部３１とし、第２伝熱管３０ｂの第２端部４ｂ付近の部分を第２直線部３２とする。
【0044】
折返し部３３は、伝熱管３０（多穴扁平管３００）の第１直線部３１を流れてきた冷媒の向きを反転させて、第１直線部３１の下の第２直線部３２に流す。
【0045】
折返し部３３は、二つの継手３４ａ、３４ｂと、Ｕ字管３５０を用いて形成されている。継手３４ａ、３４ｂは、伝熱管３０と、Ｕ字管３５０を接続する。
【0046】
本実施形態において、伝熱管３０は、多穴扁平管であっても良いし、円管であってもよく、特に限定されない。本実施形態においては、多穴扁平管３００を用いている。多穴扁平管は、冷媒と、伝熱管との間の伝熱性能が高い。本実施形態の多穴扁平管３００では、複数の穴が一列に並んでおり、多穴扁平管の穴の配列方向を幅方向とし、幅方向および冷媒の流れ方向に垂直な方向を厚み方向と呼ぶ。多穴扁平管の厚み（厚み方向の長さ）をＴとし、幅（幅方向の長さ）をＷとすると、Ｗ＞Ｔである。
【0047】
本実施形態においては、多穴扁平管３００の複数の穴である流路を流れた冷媒が、折返し部３３において、一流路に集められる。そこで、折返し部３３、すなわち、継手３４ａ、３４ｂおよびＵ字管において、冷媒の均質化が測られる。
【0048】
本実施形態においては、伝熱管３０の鉛直方向の厚みＴは３ｍｍ以下である。また、第１直線部３１の中心と、第２直線部３２の中心の鉛直方向の距離ＤＰが、０ｍｍ～２１ｍｍである。
【0049】
本実施形態においては、ＣＯ２冷媒を用いた熱交換器４において、伝熱管３０の折返し部３３を挟んだ第１直線部３１と第２直線部３２を近くなるように配置している。そのために、通過空気の温度ムラが抑制できる。そのため、熱交換効率も向上する。
【0050】
本実施形態の熱交換器４において、第１直線部３１の中心と、第２直線部３２の中心の鉛直方向の距離ＤＰは、伝熱管３０の鉛直方向の厚みＴの５倍以下である。
【0051】
本実施形態においては、ＣＯ２冷媒を用いた熱交換器４において、伝熱管３０の折返し部３３を挟んだ第１直線部３１と第２直線部３２を近くなるように配置している。そのために、通過空気の温度ムラが抑制できる。
【0052】
本実施形態の熱交換器４は、さらに、複数のフィン５０を備えている。フィン５０は、伝熱管３０に固定され、伝熱管３０と空気との熱交換を促進する。複数のフィン５０のフィンピッチは、１．３ｍｍ以上、好ましくは１．４ｍｍ以上である。
【0053】
本実施形態の熱交換器４は、伝熱管３０の鉛直方向の厚みＴは３ｍｍ以下であり、フィンピッチを１．３ｍｍ以上とすることにより、熱交換効率を向上できる。
【0054】
本実施形態の熱交換器４が、放熱器として用いられたとき、熱交換器４の冷媒入口温度と、冷媒出口温度との温度差が４０℃以上である。
【0055】
本実施形態では、冷媒として、ＣＯ２冷媒を用いている。ＣＯ２冷媒は、超臨界で用いる冷媒であり、放熱器において、冷媒の温度低下は大きい。４０℃以上にもなる。冷媒の温度差が大きいため、第１直線部３１と第２直線部３２を近くなるように配置する効果も大きい。
【0056】
本実施形態の熱交換器４においては、第２直線部３２は、第１直線部３１の上、または、下に位置している。
【0057】
本実施形態の熱交換器４は、第１直線部３１、第２直線部３２が上下に位置しているので、両者の距離が近く、通過空気の温度ムラをより抑制できる。また、伝熱管３０の上下は、フィン５０が繋がっているため、フィン５０を通じて、周辺の温度は、接近する。
【0058】
また、以上は第１直線部３１を流れてきた冷媒を下向きに第２直線部３２に折り返す場合について説明した。上向きに折り返す場合も、全く同様である。
【0059】
（２－４）継手３４の詳細説明
図５Ａは、継手３４の縦断面図、図５Ｂは、継手３４の横断面図である。本実施形態の継手３４は、図５Ａ、５Ｂに示すように、多穴扁平管３００と、円管３５とを接続する。本実施形態では、円管３５は、Ｕ字管３５０である。内部に通す冷媒は、ＣＯ２冷媒である。
図５Ａは、継手３４の縦断面図、図５Ｂは、継手３４の横断面図である。本実施形態の継手３４は、図５Ａ、５Ｂに示すように、多穴扁平管３００と、円管３５とを接続する。本実施形態では、円管３５は、Ｕ字管３５０である。内部に通す冷媒は、ＣＯ２冷媒である。
【0060】
継手３４は、第１接続部３０１と、本体部３０２と、第２接続部３０３とを有している。第１接続部３０１は、多穴扁平管３００の端部の外部を覆っている。本体部３０２は、第１接続部３０１から連続している。第２接続部３０３は、本体部から連続している。第２接続部３０３は、円管３５の端部の外側を覆っている。
【0061】
縦方向に見ると、図５Ａに示すように、第１接続部３０１の縦方向の内径Ｌ３０１は、多穴扁平管３００の厚みＴよりもわずかに大きい。そして、本体部３０２の縦方向の内径Ｌ３０２は、第１接続部３０１の縦方向の内径Ｌ３０１よりも大きい。また、本体部３０２においては、第１接続部３０１から遠ざかる従い、縦方向の内径Ｌ３０２は増加し、ある部分で、一定となる。
【0062】
本実施形態の継手３４は、本体部３０２の縦方向の内径Ｌ３０２が、第１接続部の縦方向の内径Ｌ３０１よりも大きい。そのため、継手３４の内周面の接続部分周辺に油が滞留しにくい。
【0063】
また、本実施形態の継手３４は、さらに、本体部３０２は、第１接続部３０１から離れるに従い、縦方向の内径が、次第に大きくなっている領域を有している。このような構成を有しているために、さらに、継手３４の内周面の接続部分周辺に油が滞留しにくい。
【0064】
一方、横方向に見ると、図５Ｂに示すように、第１接続部３０１の横方向の内径Ｗ３０１は、多穴扁平管３００の幅Ｗよりもわずかに大きい。そして、本体部３０２の横方向の内径Ｗ３０２は、第１接続部３０１の横方向の内径Ｗ３０１よりも小さい。また、本体部３０２においては、第１接続部３０１から遠ざかる従い、横方向の内径Ｗ３０２は減少し、ある部分で、一定となる。横方向の内径Ｗ３０２が一定となった部分では、縦方向の内径Ｌ３０２が一定となった部分と同じ長さである。
【0065】
継手３４の本体部３０２の縦方向の内径Ｌ３０２が、第１接続部３０１の縦方向の内径Ｌ３０１よりも大きいために、第１接続部３０１の内周面で、多穴扁平管３００付近に油が滞留しにくい。
【0066】
また、図５Ａに示すように、本実施形態においては、継手３４の一方に接続される円管３５の内径は、継手３４の他方に接続される多穴扁平管３００の穴の、厚み方向の径よりも大きい。
【0067】
さらに、継手３４の管の厚みは、円管３５の厚みよりも厚い。継手３４の管の肉厚を厚くする理由は、継手３４は扁平な部分を有するため、円管３５よりも高い強度を必要とするからである。
【0068】
また、本実施形態の継手３４は、さらに、冷媒流路に、縦方向に延びて配置される補強部材３０４を有しているのが好ましい。補強部材３０４は、第１接続部３０１の近くに配置されている。第１補強部材３０４は、継手３４を構成する管の上下を繋いでおり、図５Ａで、管の上下から引っ張り応力を受ける場合も圧縮応力を受ける場合も補強の役割がある。ＣＯ２冷媒は圧力が高く、第１接続部３０１は扁平な形をしているために、補強部材３０４を用いるのが好ましい。
【0069】
（２－４－１）継手３４の製造方法
本実施形態の継手３４の製造方法を二通り説明する。
本実施形態の継手３４の製造方法を二通り説明する。
【0070】
継手３４の第１の製造方法は、円管を用いる方法である。
【0071】
円管は、内径が一定している通常の円管である。原料の円管の肉厚は、接続する円管３５の肉厚よりも厚い。第１接続部３０１を作るため、円管の一端を扁平に押しつぶす。そうして、端部の縦方向の内径Ｌ３０１が、多穴扁平管３００の厚みＴよりもわずかに大きくなるように、横方向の内径Ｗ３０１が多穴扁平管３００の幅Ｗよりもわずかに大きくなるように、加工する。
【0072】
以上説明したように、本実施形態の継手３４は、一製造方法において、円管の一端を加工して形成されている。この原料の円管の肉厚は、接続する円管３５の肉厚よりも厚い。そして、原料の円管の元の部分は、本体部３０２の一部分、内径Ｌ３０２、Ｗ３０２が一定の部分となっている。
【0073】
本実施形態の継手３４は、円管に簡単な加工を加えて製造できるので、製造コストを抑制できる。
【0074】
このような製造方法は、製造が比較的、容易ではあるが、補強部材３０４を挿入するのは困難である。したがって、補強部材３０４を用いない場合に利用する製造方法である。
【0075】
継手３４の第２の製造方法は、貼り合せ工法を用いる方法である。
【0076】
図５Ａに示す継手３４において、その中央部から上の部分と下の部分を別々に用意する。厳密に半分にする必要は無く、一方が大きくてもかまわない。
【0077】
補強部材３０４は、あらかじめ上の部分か、下の部分に、ロウ付け等で接着しておく。その上の部分と下の部分を、ロウ付け等で張り合わせて、継手３４を形成する。
【0078】
本実施形態の継手３４は、以上説明したように、２以上の部材の貼りあわせで製造しても良い。貼りあわせで製造することにより、補強部材３０４を備えるなど、複雑な構造の継手も容易に製造することができる。
【0079】
【0080】
本実施形態の中間熱交換器７は、図８Ａに示すように、筐体２０の内側、かつ、熱交換器４の外側に、熱交換器４とは独立に配置されている。なお、ここで、独立とは、熱交換器４のフィン５０と、中間熱交換器７のフィン（図示せず）は繋がっておらず、かつ、熱交換器４と、中間熱交換器７は、別々の冷媒出入り口を有していることを意味している。
【0081】
また、中間熱交換器は、図８Ｂに示すように、熱交換器４の配置している高さのうち、半分より上の高さに配置されている。
【0082】
本実施形態の熱源ユニット１０においては、ファン４０は、熱交換器４、中間熱交換器７の上に配置されており、熱交換器４の側面においても上に行くほど風速が増大する。
【0083】
中間熱交換器７は、熱交換器４よりも上流側に配置されており、空気と冷媒との温度差を十分に確保でき、熱交換量を大きくできる。
【0084】
また、中間熱交換器７は、上部に配置されているために、風量が比較的大きく、熱交換量を大きくすることができる。
【0085】
（３）特徴
（３－１）
本実施形態の熱源ユニット１０は、ＣＯ２冷媒を用い、ＣＯ２冷媒と他の流体との間で熱交換を行う冷凍装置１の熱源ユニット１０である。熱源ユニット１０は、圧縮機２と、熱源側熱交換器４と、中間熱交換器７と、を備えている。圧縮機２は、２以上の複数段圧縮を行う。熱源側熱交換器４は、冷媒と空気との間で熱交換を行う。中間熱交換器７は、圧縮機２による第１段の圧縮の後、最終段の圧縮の前に、冷媒と流体を熱交換させる。中間熱交換器７は、流体の流れにおいて、熱源側熱交換器４の上流側に、熱源側熱交換器４とは、独立に配置されている。ここで、独立とは、熱交換器４のフィン５０と、中間熱交換器７のフィン（図示せず）は繋がっておらず、かつ、熱交換器４と、中間熱交換器７は、別々の冷媒出入り口を有していることを意味している。
（３－１）
本実施形態の熱源ユニット１０は、ＣＯ２冷媒を用い、ＣＯ２冷媒と他の流体との間で熱交換を行う冷凍装置１の熱源ユニット１０である。熱源ユニット１０は、圧縮機２と、熱源側熱交換器４と、中間熱交換器７と、を備えている。圧縮機２は、２以上の複数段圧縮を行う。熱源側熱交換器４は、冷媒と空気との間で熱交換を行う。中間熱交換器７は、圧縮機２による第１段の圧縮の後、最終段の圧縮の前に、冷媒と流体を熱交換させる。中間熱交換器７は、流体の流れにおいて、熱源側熱交換器４の上流側に、熱源側熱交換器４とは、独立に配置されている。ここで、独立とは、熱交換器４のフィン５０と、中間熱交換器７のフィン（図示せず）は繋がっておらず、かつ、熱交換器４と、中間熱交換器７は、別々の冷媒出入り口を有していることを意味している。
【0086】
本実施形態の中間熱交換器７は、Ｃｏ２冷媒の温度が比較的低い場合であっても、熱源側熱交換器４よりも上流側に配置されているので、空気との温度差を確保しやすく、効率よい熱交換が可能である。
【0087】
（３－２）
本実施形態においては、熱源ユニット１０は、さらに、ファン４０と、筐体２０とを備える。ファン４０は、熱源側熱交換器４に空気を送るためのものである。筐体２０は、圧縮機２、熱源側熱交換器４、ファン４０、中間熱交換器７を収容する。ファン４０は、筐体の側面より吸込んだ空気を、筐体の上面より上向きに吹出す。
本実施形態においては、熱源ユニット１０は、さらに、ファン４０と、筐体２０とを備える。ファン４０は、熱源側熱交換器４に空気を送るためのものである。筐体２０は、圧縮機２、熱源側熱交換器４、ファン４０、中間熱交換器７を収容する。ファン４０は、筐体の側面より吸込んだ空気を、筐体の上面より上向きに吹出す。
【0088】
本実施形態の熱源ユニット１０においては、さらに、中間熱交換器７は、熱源側熱交換器４の高さの半分より上の高さに配置されている。
【0089】
本実施形態の熱源ユニット１０は、中間熱交換器７が風速の大きい位置に配置されているので、中間熱交換器７の熱交換量が大きくなり、効率が向上する。
【0090】
（４）変形例
（４－１）変形例１Ａ
第１実施形態では、折返し部３３として、継手３４とＵ字管３５０を用いて構成する場合について説明した。変形例１Ａでは、図４Ｂに示すように、一の伝熱管を折り曲げて、第１直線部３１、折返し部３３、第２直線部３２を形成している。変形例１Ａにおいては、伝熱管３０は、円管であっても、多穴扁平管であっても良い。変形例１Ａでは、多穴扁平管を選択する。多穴扁平管の幅方向はそのままで、厚み方向に１８０°折り曲げられている。伝熱管の鉛直方向の厚みＴは３ｍｍ以下である。本実施形態において、第１直線部３１の中心と、第２直線部３２の中心の鉛直方向の距離ＤＰは、２１ｍｍ以下である。
（４－１）変形例１Ａ
第１実施形態では、折返し部３３として、継手３４とＵ字管３５０を用いて構成する場合について説明した。変形例１Ａでは、図４Ｂに示すように、一の伝熱管を折り曲げて、第１直線部３１、折返し部３３、第２直線部３２を形成している。変形例１Ａにおいては、伝熱管３０は、円管であっても、多穴扁平管であっても良い。変形例１Ａでは、多穴扁平管を選択する。多穴扁平管の幅方向はそのままで、厚み方向に１８０°折り曲げられている。伝熱管の鉛直方向の厚みＴは３ｍｍ以下である。本実施形態において、第１直線部３１の中心と、第２直線部３２の中心の鉛直方向の距離ＤＰは、２１ｍｍ以下である。
【0091】
変形例１Ａの熱交換器４において、折返し部３３は、伝熱管３０を１の管で折り曲げて構成しているため、部品点数が少なくてすむ。また、接続箇所がないので、接続部で冷媒が漏れるなどの問題も生じにくい。
【0092】
（４－２）変形例１Ｂ
第１実施形態では、折返し部３３として、継手３４とＵ字管３５０を用いて構成する場合について説明した。変形例１Ｂでは、折返し部３３として、集合管を用いる。集合管では、複数の伝熱管３０ａを経由した冷媒がいったん混合された後に、冷媒の流れ方向を反転され、別の複数の伝熱管３０ｂに送り出される。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
第１実施形態では、折返し部３３として、継手３４とＵ字管３５０を用いて構成する場合について説明した。変形例１Ｂでは、折返し部３３として、集合管を用いる。集合管では、複数の伝熱管３０ａを経由した冷媒がいったん混合された後に、冷媒の流れ方向を反転され、別の複数の伝熱管３０ｂに送り出される。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【0093】
変形例１Ｂの折返し部３３では、集合管を用いているため、複数の伝熱管３０ａを流れた冷媒が、集合管において、合流させられる。そこで、冷媒温度の均質化が測られる。
【0094】
（４－３）変形例１Ｃ
第１実施形態においては、継手３４は、多穴扁平管３００と、円管３５と、別体であった。変形例１Ｃでは、継手３４は、円管３５と一体である。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
第１実施形態においては、継手３４は、多穴扁平管３００と、円管３５と、別体であった。変形例１Ｃでは、継手３４は、円管３５と一体である。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0095】
変形例１Ｃの継手３４は、第１実施形態の継手３４と同様に、本体部３０２の縦方向の内径Ｌ３０２が、第１接続部の縦方向の内径Ｌ３０１よりも大きい。そのため、継手３４の内周面の接続部分周辺に油が滞留しにくい。
【0096】
また、変形例１Ａの継手３４の応用として、図４に示すような折返し部３３として、継手３４ａ、Ｕ字管３５０、継手３４ｂを、一体物として構成しても良い。
【0097】
（４－４）変形例１Ｄ
（４－４－１）変形例１Ｄの熱交換器４の構成
第１実施形態および変形例１Ａの熱交換器４においては、伝熱管３０は、上下方向に折り返されていた。すなわち、第１直線部３１および第２直線部３２が同一の列に属する場合であった。変形例１Ｄの熱交換器４においては、伝熱管３０は列を跨いで折り返される。その他の変形例１Ｄの冷凍装置１の構成は、第１実施形態、変形例１Ａと同じである。
（４－４－１）変形例１Ｄの熱交換器４の構成
第１実施形態および変形例１Ａの熱交換器４においては、伝熱管３０は、上下方向に折り返されていた。すなわち、第１直線部３１および第２直線部３２が同一の列に属する場合であった。変形例１Ｄの熱交換器４においては、伝熱管３０は列を跨いで折り返される。その他の変形例１Ｄの冷凍装置１の構成は、第１実施形態、変形例１Ａと同じである。
【0098】
変形例１Ｄの熱交換器４の構成を図面を用いて説明する。第１端部４ａ、第２端部４ｂにおいて、冷媒の流れる方向から見た側面を図７Ａ、７Ｂに、第１端部４ａ、第２端部４ｂの中間における冷媒の流れる方向と垂直な断面Ｓにおける断面図を図６Ｂに示す。第１実施形態と同様に、第１伝熱管３０ａは、冷媒を第１端部４ａから第２端部４ｂへ流す伝熱管であり、第２伝熱管３０ｂはその逆である。また、変形例１Ｄにおいても、熱交換器４は放熱器として利用するものとして、冷媒の流れを説明する。蒸発器として利用する場合は、冷媒の流れは逆転する。変形例１Ｄにおいては、伝熱管は、多穴扁平管を用いている。伝熱管３０の鉛直方向の厚みＴは３ｍｍ以下である。
【0099】
変形例１Ｄの熱交換器４においては、冷媒は、図７Ａに示す第１冷媒出入り口４０１に入る。第１冷媒出入り口４０１より第１伝熱管３０ａを流れた冷媒は、熱交換器４の３側面を経由して空気と熱交換して、第２端部４ｂに達する。
【0100】
第２端部４ｂに達した冷媒は、折返し部３３によって、別の列（ここでは、隣の風上側の列）に折り返される。このとき、第１伝熱管３０ａ（第１直線部３１）の中心と、第２伝熱管３０ｂ（第２直線部３２）の中心の鉛直方向の距離ＤＰは、２１ｍｍ以下である。また、変形例１Ｄの折返し部３３の構成は、変形例１Ａの構成と同様であって、第１伝熱管３０ａと第２伝熱管３０ｂは、２つの継手３４と、それを繋ぐＵ字管３５０で接続されている。
【0101】
また、変形例１Ｄの伝熱管３０ａ、３０ｂは、上下に、周期Ｐで配列されている。第１伝熱管３０ａ（第１直線部３１）の中心と、第２伝熱管３０ｂ（第２直線部３２）の中心の鉛直方向の距離ＤＰは、０よりも大きく、かつ、ＤＰよりも小さく設定されている。つまり、０＜ＤＰ＜Ｐである。
【0102】
第２端部４ｂで折り返された冷媒は、第２伝熱管３０ｂを流れ、３側面を経由するうちに空気と熱交換をし、第１端部４ａに達する。第１端部に達した冷媒は、第２冷媒出入り口部４０２より、熱交換器４の外の冷媒回路へ流出する。
【0103】
以上、変形例１Ｄにおいては、第１伝熱管３０ａを風下に、第２伝熱管３０ｂを風上に置く場合について説明した。逆に配置しても良い。
【0104】
また、変形例１Ｄにおいては、伝熱管３０が、第１端部４ａと第２端部４ｂの間を一往復だけする場合について説明した。２往復以上する場合も本発明は有効である。
【0105】
（４－４－２）変形例１Ｄの熱交換器の特徴
（４－４－２－１）
変形例１Ｄの熱交換器４の折返し部３３前後の第１伝熱管３０ａ、第２伝熱管３０ｂは、隣接する別の列である。したがって、同一の列で見ると、冷媒温度の違う第１伝熱管３０ａと第２伝熱管３０ｂが並んでいるということが無く、列内での温度分布が抑制される。
（４－４－２－１）
変形例１Ｄの熱交換器４の折返し部３３前後の第１伝熱管３０ａ、第２伝熱管３０ｂは、隣接する別の列である。したがって、同一の列で見ると、冷媒温度の違う第１伝熱管３０ａと第２伝熱管３０ｂが並んでいるということが無く、列内での温度分布が抑制される。
【0106】
（４－４－２－２）
変形例１Ｄの熱交換器４において、折返し部３３前後の第１伝熱管３０ａ、第２伝熱管３０ｂは、隣接する別の列であり、かつ、第１伝熱管３０ａ（第１直線部３１）の中心と、第２伝熱管３０ｂ（第２直線部３２）の中心の鉛直方向の距離ＤＰは、０よりも大きく、かつ、ＤＰよりも小さく設定されている。
変形例１Ｄの熱交換器４において、折返し部３３前後の第１伝熱管３０ａ、第２伝熱管３０ｂは、隣接する別の列であり、かつ、第１伝熱管３０ａ（第１直線部３１）の中心と、第２伝熱管３０ｂ（第２直線部３２）の中心の鉛直方向の距離ＤＰは、０よりも大きく、かつ、ＤＰよりも小さく設定されている。
【0107】
この配置のために、風下にある第１伝熱管３０ａに対しても第２伝熱管３０ｂが障害になって風が当たりにくいということが無く、空気と冷媒の熱交換が促進される。
【0108】
（４－４－２－３）
また、変形例１Ｄの第１冷媒出入り口４０１、第２冷媒出入り口４０２はそれぞれ別の列に配列されている。したがって、たとえば、冷媒の出入り口に、別途、冷媒集合管を設けたときに、接続配管をシンプルに構成しやすい。
また、変形例１Ｄの第１冷媒出入り口４０１、第２冷媒出入り口４０２はそれぞれ別の列に配列されている。したがって、たとえば、冷媒の出入り口に、別途、冷媒集合管を設けたときに、接続配管をシンプルに構成しやすい。
【0109】
（４－５）変形例１Ｅ
変形例１Ｅの熱交換器４の第１端部４ａ、第２端部４ｂの中間において冷媒の流れる方向と垂直な断面Ｓの断面図を図６Ａに示す。変形例１Ｅは、第２端部４ｂにおける、冷媒の折返し部３３における、第１伝熱管３０ａ（第１直線部３１）の中心と、第２伝熱管３０ｂ（第２直線部３２）の中心の鉛直方向の距離ＤＰが０である点が、変形例１Ｄと異なる。その他の点は、変形例１Ｄと同じである。
変形例１Ｅの熱交換器４の第１端部４ａ、第２端部４ｂの中間において冷媒の流れる方向と垂直な断面Ｓの断面図を図６Ａに示す。変形例１Ｅは、第２端部４ｂにおける、冷媒の折返し部３３における、第１伝熱管３０ａ（第１直線部３１）の中心と、第２伝熱管３０ｂ（第２直線部３２）の中心の鉛直方向の距離ＤＰが０である点が、変形例１Ｄと異なる。その他の点は、変形例１Ｄと同じである。
【0110】
変形例１Ｅの熱交換器は、変形例１Ｄの熱交換器４と、（４－４－２－１）、（４－４－２－３）と同様の特徴を有する。
【0111】
（４－６）変形例１Ｆ
第１実施形態の熱源側熱交換器４は、内部を流れるＣＯ２冷媒と、空気との間に熱交換させるものであった。冷媒と熱交換する流体は、空気に限定されない。変形例１Ｆにおいては、流体は、水である。冷媒回路の構成は、図１と同様である。
第１実施形態の熱源側熱交換器４は、内部を流れるＣＯ２冷媒と、空気との間に熱交換させるものであった。冷媒と熱交換する流体は、空気に限定されない。変形例１Ｆにおいては、流体は、水である。冷媒回路の構成は、図１と同様である。
【0112】
変形例１Ｆの熱源ユニットにおいては、水の流れる配管において、上流側において、中間熱交換器７と水が熱交換し、下流側において、熱源側熱交換器４と水が熱交換する。
【0113】
変形例１Ｆの熱交換器においては、熱源側熱交換器４が放熱器として機能するとき、比較的温度の低い中間熱交換器７の冷媒と、水との温度差が確保しやすく、熱交換効率が向上する。
【0114】
＜第２実施形態＞
（５）副熱交換器４６
第１実施形態においては、熱源側熱交換器４は、一つの熱交換器で構成されていた。
（５）副熱交換器４６
第１実施形態においては、熱源側熱交換器４は、一つの熱交換器で構成されていた。
【0115】
第２実施形態においては、熱源側熱交換器４は、主熱交換器４５と副熱交換器４６とで、構成されている。主熱交換器４５が主に熱源側熱交換を担っている。副熱交換器４６は、冷媒回路において、主熱交換器４５（図１では熱源側熱交換器４に相当）と、膨張機構５との間に接続されている。また、第２実施形態においては、中間熱交換器は必須ではない。中間熱交換器７がある場合も、その配置は特に限定されない。第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0116】
【0117】
本実施形態の副熱交換器４６は、図９Ａに示すように、筐体２０の内側、かつ、主熱交換器４５の外側に、主熱交換器４５とは独立に配置されている。なお、ここで、独立とは、主熱交換器４５のフィン５０と、副熱交換器４６のフィン（図示せず）は繋がっておらず、かつ、主熱交換器４５と、副熱交換器４６は、別々の冷媒出入り口を有していることを意味している。また、冷媒回路において、主熱交換器４５と、副熱交換器４６との間に、さらに、冷媒集合部を配置しても良い。冷媒集合部を配置することにより、冷媒が一度集合されて、冷媒温度等が均質化される。
【0118】
また、副熱交換器４６は、図９Ｂに示すように、主熱交換器４５の配置している高さのうち、半分より上の高さに配置されている。
【0119】
本構成は、特に、熱源側熱交換器を放熱器として利用する際に、効果を発揮する。すなわち、ＣＯ２冷媒を用いた冷凍サイクルにおける放熱器は、冷媒入り口ほど冷媒の温度が高く、出口付近では冷媒の温度は低くなっている。つまり、本実施形態では、主熱交換器４５中で冷媒の温度が高く、副熱交換器４６中では冷媒の温度が低い。つまり、副熱交換器４６においては、冷媒と空気の温度差が小さい。
【0120】
本実施形態の熱源ユニット１０においては、ファン４０は、主熱交換器４５、副熱交換器４６の上に配置されており、熱交換器４の側面においても上に行くほど風速が増大する。
【0121】
副熱交換器４６は、主熱交換器４５よりも上流側に配置されており、空気と冷媒との温度差を十分に確保でき、熱交換量を大きくできる。
【0122】
また、副熱交換器４６は、上部に配置されているために、風量が比較的大きく、熱交換量を大きくすることができる。
【0123】
＜第３実施形態＞
（６）副熱交換器４７
第１実施形態においては、熱源側熱交換器４は、一つの熱交換器で構成されていた。
（６）副熱交換器４７
第１実施形態においては、熱源側熱交換器４は、一つの熱交換器で構成されていた。
【0124】
第３実施形態においては、熱源側熱交換器４は、主熱交換器４５と副熱交換器４７とで、構成されている。主熱交換器４５が主に熱源側熱交換を担っている。副熱交換器４７は、冷媒回路において、主熱交換器４５（図１では熱源側熱交換器４に相当）と、膨張機構５から遠い方に接続されている。また、第３実施形態においては、中間熱交換器は必須ではない。中間熱交換器７がある場合も、その配置は特に限定されない。第３実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0125】
【0126】
本実施形態の副熱交換器４７は、図１０Ａに示すように、筐体２０の内側、かつ、主熱交換器４５の内側に、主熱交換器４５とは独立に配置されている。なお、ここで、独立とは、主熱交換器４５のフィン５０と、副熱交換器４７のフィン（図示せず）は繋がっておらず、かつ、主熱交換器４５と、副熱交換器４７は、別々の冷媒出入り口を有していることを意味している。また、冷媒回路において、主熱交換器４５と、副熱交換器４７との間に、さらに、冷媒集合部を配置しても良い。冷媒集合部を配置することにより、冷媒が一度集合されて、冷媒温度等が均質化される。
【0127】
また、副熱交換器４７は、図１０Ｂに示すように、主熱交換器４５の配置している高さのうち、半分より上の高さに配置されている。
【0128】
本構成は、特に、熱源側熱交換器を放熱器として利用する際に、効果を発揮する。すなわち、ＣＯ２冷媒を用いた冷凍サイクルにおける放熱器は、冷媒入り口ほど冷媒の温度が高く、出口付近では冷媒の温度は低くなっている。つまり、本実施形態では、副熱交換器４７中では冷媒の温度が高く、主熱交換器４５中で冷媒の温度が少し低い。つまり、副熱交換器４７においては、冷媒と空気の温度差が大きい。
【0129】
本実施形態の熱源ユニット１０においては、ファン４０は、主熱交換器４５、副熱交換器４７の上に配置されており、熱交換器４の側面においても上に行くほど風速が増大する。
【0130】
副熱交換器４７は、主熱交換器４５よりも下流側に配置されているが、それでも、空気と冷媒との温度差を十分に確保できる。主熱交換器は、風上側に配置され、空気と冷媒との温度差を十分に確保でき、熱交換量を大きくできる。
【0131】
また、副熱交換器４７は、上部に配置されているために、風量が比較的大きく、熱交換量を大きくすることができる。
【0132】
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
【符号の説明】
【0133】
１ 冷凍装置
２ 圧縮機
３ 四方切換弁
４ 熱源側熱交換器
５ 膨張機構
６ 利用側熱交換器
７ 中間熱交換器
１０ 熱源ユニット
２０ 筐体
３０ 伝熱管
３０ａ 第１伝熱管
３０ｂ 第２伝熱管
３１ 第１直線部
３２ 第２直線部
３３ 折返し部
３５ 円管
３５０ Ｕ字管
４０ ファン
４５ 主熱交換器
４６、４７ 副熱交換器
５０ フィン
２ 圧縮機
３ 四方切換弁
４ 熱源側熱交換器
５ 膨張機構
６ 利用側熱交換器
７ 中間熱交換器
１０ 熱源ユニット
２０ 筐体
３０ 伝熱管
３０ａ 第１伝熱管
３０ｂ 第２伝熱管
３１ 第１直線部
３２ 第２直線部
３３ 折返し部
３５ 円管
３５０ Ｕ字管
４０ ファン
４５ 主熱交換器
４６、４７ 副熱交換器
５０ フィン
【先行技術文献】
【特許文献】
【0134】
【特許文献1】特開２００９－１５０６４１号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【手続補正書】
【提出日】2024-04-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＣＯ２冷媒を用い、前記ＣＯ２冷媒と他の流体との間で熱交換を行う冷凍装置（１）の熱源ユニット（１０）であって、
２以上の複数段圧縮を行う圧縮機（２）と、
前記冷媒と前記流体との間で熱交換を行う主熱交換器（４、４５）と、
前記主熱交換器とは独立に配置され、前記流体と熱交換を行う副熱交換器（７、４６、４７）であって、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側または下流側に配置された副熱交換器と、
を備え、
前記熱源ユニットは、さらに、
冷媒を膨張させる膨張機構（５）を備え、
前記副熱交換器（４６）は、冷媒回路において、前記主熱交換器（４５）と、前記膨張機構との間に接続され、
前記副熱交換器は、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側に配置されており、
前記流体は、空気であり、
前記熱源ユニットは、さらに、
前記主熱交換器に前記空気を送るためのファン（４０）と、
前記圧縮機、前記主熱交換器、前記ファン、前記副熱交換器を収容する筐体（２０）と、
を備え、
前記ファンは、前記筐体の側面より吸込んだ前記空気を、前記筐体の上面より上向きに吹出し、
前記副熱交換器は、前記主熱交換器の高さの半分より上の高さに配置されている、
冷凍装置の熱源ユニット。
２以上の複数段圧縮を行う圧縮機（２）と、
前記冷媒と前記流体との間で熱交換を行う主熱交換器（４、４５）と、
前記主熱交換器とは独立に配置され、前記流体と熱交換を行う副熱交換器（７、４６、４７）であって、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側または下流側に配置された副熱交換器と、
を備え、
前記熱源ユニットは、さらに、
冷媒を膨張させる膨張機構（５）を備え、
前記副熱交換器（４６）は、冷媒回路において、前記主熱交換器（４５）と、前記膨張機構との間に接続され、
前記副熱交換器は、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側に配置されており、
前記流体は、空気であり、
前記熱源ユニットは、さらに、
前記主熱交換器に前記空気を送るためのファン（４０）と、
前記圧縮機、前記主熱交換器、前記ファン、前記副熱交換器を収容する筐体（２０）と、
を備え、
前記ファンは、前記筐体の側面より吸込んだ前記空気を、前記筐体の上面より上向きに吹出し、
前記副熱交換器は、前記主熱交換器の高さの半分より上の高さに配置されている、
冷凍装置の熱源ユニット。
【請求項2】
ＣＯ２冷媒を用い、前記ＣＯ２冷媒と他の流体との間で熱交換を行う冷凍装置（１）の熱源ユニット（１０）であって、
２以上の複数段圧縮を行う圧縮機（２）と、
前記冷媒と前記流体との間で熱交換を行う主熱交換器（４、４５）と、
前記主熱交換器とは独立に配置され、前記流体と熱交換を行う副熱交換器（７、４６、４７）であって、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側または下流側に配置された副熱交換器と、
を備え、
前記熱源ユニットは、さらに、
冷媒を膨張させる膨張機構（５）を備え、
前記副熱交換器（４６）は、冷媒回路において、前記主熱交換器の冷媒出入り口の内で、前記膨張機構から遠い方に接続され、
前記副熱交換器は、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の下流側に配置されており、
前記流体は、空気であり、
前記熱源ユニットは、さらに、
前記主熱交換器に前記空気を送るためのファン（４０）と、
前記圧縮機、前記主熱交換器、前記ファン、前記副熱交換器を収容する筐体（２０）と、
を備え、
前記ファンは、前記筐体の側面より吸込んだ前記空気を、前記筐体の上面より上向きに吹出し、
前記副熱交換器は、前記主熱交換器の高さの半分より上の高さに配置されている、
冷凍装置の熱源ユニット。
２以上の複数段圧縮を行う圧縮機（２）と、
前記冷媒と前記流体との間で熱交換を行う主熱交換器（４、４５）と、
前記主熱交換器とは独立に配置され、前記流体と熱交換を行う副熱交換器（７、４６、４７）であって、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の上流側または下流側に配置された副熱交換器と、
を備え、
前記熱源ユニットは、さらに、
冷媒を膨張させる膨張機構（５）を備え、
前記副熱交換器（４６）は、冷媒回路において、前記主熱交換器の冷媒出入り口の内で、前記膨張機構から遠い方に接続され、
前記副熱交換器は、前記流体の流れにおいて、前記主熱交換器の下流側に配置されており、
前記流体は、空気であり、
前記熱源ユニットは、さらに、
前記主熱交換器に前記空気を送るためのファン（４０）と、
前記圧縮機、前記主熱交換器、前記ファン、前記副熱交換器を収容する筐体（２０）と、
を備え、
前記ファンは、前記筐体の側面より吸込んだ前記空気を、前記筐体の上面より上向きに吹出し、
前記副熱交換器は、前記主熱交換器の高さの半分より上の高さに配置されている、
冷凍装置の熱源ユニット。