(57)【要約】【課題】外気温度が高いときに空調機を循環する冷媒量を増大させることができ、外気温度が低いときに空調機を循環する冷媒量を減少させることができる空調機を提供する。【解決手段】冷凍サイクル装置は、圧縮機１と、流路切替装置２と、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂを有する第１熱交換器４と、流路変換装置１０と、第１膨張弁８ａと、第２熱交換器９とを備えている。流路切替装置２は、圧縮機１により圧縮された冷媒を第１熱交換器４に流すか、第２熱交換器９に流すかを切り替えるように構成されている。流路変換装置１０は、第１熱交換部４ａと第２熱交換部４ｂとに順に冷媒を流すか、第１熱交換部４ａと第２熱交換部４ｂとに並行して冷媒を流すか、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂのいずれかに冷媒を流すかを切り替えるように構成されている。【選択図】図１
2020073854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機に接続された流路切替装置と、
前記流路切替装置に接続され、第１熱交換部および第２熱交換部を有する第１熱交換器と、
前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とを接続する流路変換装置と、
前記第１熱交換部および第２熱交換部に接続された第１膨張弁と、
前記第１膨張弁および前記流路切替装置に接続された第２熱交換器とを備え、
前記流路切替装置は、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒を前記第１熱交換器に流すか、前記第２熱交換器に流すかを切り替えるように構成されており、
前記流路変換装置は、前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに順に前記冷媒を流すか、前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに並行して前記冷媒を流すか、前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれかに前記冷媒を流すかを切り替えるように構成されている、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記第１熱交換部は、第１熱交換器容量および第１流路を有し、
前記第２熱交換部は、第２熱交換器容量および第２流路を有し、
前記第１熱交換器容量は前記第２熱交換器容量よりも大きく、
前記第１流路の数は前記第２流路の数よりも多い、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記流路変換装置は、
前記流路切替装置が前記圧縮機により圧縮された前記冷媒を前記第１熱交換器に流すときに、前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに順に前記冷媒を流すか、前記第１熱交換部のみに前記冷媒を流すかを切り替えるように構成されており、
前記流路切替装置が前記圧縮機により圧縮された前記冷媒を前記第２熱交換器に流すときに、前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに並行して前記冷媒を流すか、前記第２熱交換部のみに前記冷媒を流すかを切り替えるように構成されている、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記流路変換装置は、
前記流路切替装置が前記圧縮機により圧縮された前記冷媒を前記第１熱交換器に流すときに、前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに順に前記冷媒を流すか、前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか一方を選択して前記冷媒を流すかを切り替えるように構成されており、
前記流路切替装置が前記圧縮機により圧縮された前記冷媒を前記第２熱交換器に流すときに、前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに並行して前記冷媒を流すか、前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか一方を選択して前記冷媒を流すかを切り替えるように構成されている、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記流路変換装置は、
前記第１熱交換部と前記第１膨張弁との間に接続された第２膨張弁と、
前記第２熱交換部と前記第１膨張弁との間に接続された第３膨張弁とを有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記第１膨張弁、前記第２膨張弁および前記第３膨張弁の間に設けられた基盤冷却部をさらに備えて、請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記流路切替装置は、第１四方弁と、第２四方弁とを有し、
前記第１四方弁は、前記第１熱交換部に接続されており、
前記第２四方弁は、前記第２熱交換部および前記第１四方弁に接続されており、
前記第１四方弁および前記第２四方弁を切り替えることにより、前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか一方が用いられるときに、未使用の前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか他方が低圧状態となる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の少なくともいずれかは、２つ以上に分割されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷房運転時に２つの単位流路を直列に連結し、暖房運転時に２つの単位流路を並列に連結する空気調和機が知られている。このような空気調和機は、たとえば、特開２０１５−１１７９３６号公報（特許文献１）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１７９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記公報に記載された空気調和機では、高外気暖房時、低外気冷房時および低容量冷暖房時の運転は想定されていない。そのため、高外気暖房時、低外気冷房時および低容量冷暖房時の運転にあわせて熱交換器の容量を制御することはできないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱交換器の容量を制御することができる冷凍サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機と、流路切替装置と、第１熱交換器と、流路変換装置と、第１膨張弁と、第２熱交換器とを備えている。圧縮機は冷媒を圧縮する。流路切替装置は圧縮機に接続されている。第１熱交換器は流路切替装置に接続され、第１熱交換部および第２熱交換部を有する。流路変換装置は第１熱交換部と第２熱交換部とを接続する。第１膨張弁は第１熱交換部および第２熱交換部に接続されている。第２熱交換器は第１膨張弁および流路切替装置に接続されている。流路切替装置は、圧縮機により圧縮された冷媒を第１熱交換器に流すか、第２熱交換器に流すかを切り替えるように構成されている。流路変換装置は、第１熱交換部と第２熱交換部とに順に冷媒を流すか、第１熱交換部と第２熱交換部とに並行して冷媒を流すか、第１熱交換部および第２熱交換部のいずれかに冷媒を流すかを切り替えるように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の冷凍サイクル装置によれば、流路変換装置は、第１熱交換部と第２熱交換部とに順に冷媒を流すか、第１熱交換部と第２熱交換部とに並行して冷媒を流すか、第１熱交換部および第２熱交換部のいずれかに冷媒を流すかを切り替えるように構成されている。このため、流路変換装置は、第１熱交換部および第２熱交換部を切り替えることで第１熱交換器の容量を制御することができる。したがって、高外気暖房時、低外気冷房時および低容量冷暖房時の運転にあわせて熱交換器の容量を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。
【図２】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の熱交換器の冷媒の流れ（冷暖）を示す概略構成図である。
【図３】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の熱交換器の段方向、列方向の配置を示す概略構成図である。
【図４】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の熱交換器の構成を示す概略構成図である。
【図５】実施の形態１に係る冷凍サイクルのＰ‐ｈ線図を示す概略構成図である。
【図６】実施の形態１に係る空気−冷媒間の温度差比に対する流路数比（Ｎｂ／Ｎａ）の関係を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る空気−冷媒間の温度差比に対する熱交容量比（Ｖｂ／Ｖａ）の関係を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の流路変換装置の変形例を示す概略構成図である。
【図９】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の第１膨張弁の取付位置を室内機側にした場合を示す概略構成図である。
【図１０】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の第１膨張弁を第２開閉弁にした場合を示す概略構成図である。
【図１１】実施の形態１に係る冷暖でパス数を可変した時のＣＯＰのピークの差を示す概略構成図である。
【図１２】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。
【図１３】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の流路変換装置の変形例を示す概略構成図である。
【図１４】実施の形態３に係る冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。
【図１５】実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の膨張弁の取付位置を室内機側にした場合を示す概略構成図である。
【図１６】実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の中圧部に基盤冷却部を設けた場合を示す概略構成図である。
【図１７】図１６の基盤冷却部の断面を示す概略構成図である。
【図１８】実施の形態４に係る冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。
【図１９】実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の流路変換装置の変形例を示す概略構成図である。
【図２０】実施の形態５に係る冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。
【図２１】実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の変形例を示す概略構成図である。
【図２２】実施の形態６に係る冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。
【図２３】室内機に流路変換装置を設けた場合の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１と、流路切替装置２と、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとを有する第１熱交換器４と、流路変換装置１０（第１ヘッダ３ａと、第２ヘッダ３ｂと、第１分配器５ａと、第２分配器５ｂと、第１開閉弁６ａと、第１逆止弁７ａと、第２膨張弁８ｂ）と、第１膨張弁８ａと、第２熱交換器９とを備えている。これらの構成要素が配管を介して接続されることにより冷媒回路が構成されている。
【００１０】
冷凍サイクル装置は図示しない制御装置（コントローラー）を備えている。制御装置（コントローラー）は演算、指示等を行って冷凍装置の各手段、機器等を制御するように構成されている。具体的には、制御装置（コントローラー）は、たとえば、流路切替装置２および流路変換装置１０の弁の動作を制御するように構成されている。
【００１１】
図１では、第１熱交換器４は室外機熱交換器であり、第２熱交換器９は室内機熱交換器である。図１では、圧縮機１と、流路切替装置２と、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとを有する第１熱交換器４と、流路変換装置１０（第１ヘッダ３ａと、第２ヘッダ３ｂと、第１分配器５ａと、第２分配器５ｂと、第１開閉弁６ａと、第１逆止弁７ａと、第２膨張弁８ｂ）と、第１膨張弁８ａとは室外機に設けられている。第２熱交換器９は室内機に設けられている。
【００１２】
冷凍サイクル装置は、冷媒回路を流れる冷媒を有している。冷媒は、たとえば、Ｒ４１０ａ、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ等を用いることが可能である。
【００１３】
圧縮機１は、冷媒を圧縮するように構成されている。圧縮機１は、圧縮容量が一定の一定速圧縮機であってもよく、また圧縮容量が可変のインバーター圧縮機であってもよい。このインバーター圧縮機は、回転数を可変に制御可能に構成されている。具体的には、このインバーター圧縮機は、図示しない制御装置（コントローラー）からの指示に基づいて駆動周波数が変更されることにより、回転数が調整される。これにより、圧縮容量が変化する。この圧縮容量は単位時間あたりの冷媒を送り出す量である。
【００１４】
流路切替装置２は圧縮機１に接続されている。流路切替装置２は、冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り替えるように構成されている。流路切替装置２は四方弁である。なお、四方弁の代わりに三方弁を２つ組み合わせることも可能である。
【００１５】
第１熱交換器４は流路切替装置２に接続されている。第１膨張弁８ａは第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとに接続されている。第１膨張弁８ａは冷媒を膨張（減圧）させるように構成されている。第１膨張弁８ａはたとえば電子膨張弁である。なお、以下で説明する第２膨張弁８ｂ等も電子膨張弁であってもよい。
【００１６】
流路変換装置１０は、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとを接続している。流路変換装置１０は、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとを流れる冷媒の流路を切り換えるように構成されている。第２熱交換器９は第１膨張弁８ａおよび流路切替装置２に接続されている。第１熱交換器４および第２熱交換器９はそれぞれ冷媒と空気との熱交換を行うためのものである。第１熱交換器４および第２熱交換器９はそれぞれ、たとえばパイプとフィンとで構成されている。
【００１７】
図２は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂの伝熱面積Ａ及び流路数Ｎの関係を示す概略構成図である。
【００１８】
図２に示すように、冷房時には、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとが直列に接続される。流路数は、ガスリッチな入口側では流路数の多いＮａとなり、液リッチとなる出口側では流路数の少ないＮｂとなる。
【００１９】
暖房時には、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとが並列に接続される。流路数は、第１熱交換部４ａの流路数Ｎａと第２熱交換部４ｂの流路数Ｎｂとの和（Ｎａ＋Ｎｂ）となる。
【００２０】
図３は、図１および図２に記載された第１熱交換部４ａと第２熱交換部４ｂの段方向、列方向の配置を示す概略構成図である。第１熱交換部４ａと第２熱交換部４ｂの列数Ｒが同等の場合、熱交換器の段数Ｃは、第１熱交換部４ａの段数Ｃａおよび第２熱交換部４ｂの段数Ｃｂとして、Ｃａ＞Ｃｂの関係となる。また、第１熱交換部４ａと第２熱交換部４ｂの段数Ｃが同等の場合、熱交換器の列数Ｒは、第１熱交換部４ａの列数Ｒａおよび第２熱交換部４ｂの列数Ｒｂとして、Ｒａ＞Ｒｂの関係となる。
【００２１】
冷媒の凝縮時には流れが後流になるに従い液相比率が上がり、位置ヘッドの影響を受けるため、重力方向に向かって流れるよう熱交換器を設けることが好ましい。冷媒の蒸発時には流れが後流になるに従いガス相比率が上がり、位置ヘッドの影響を受けなくため、重力方向に逆らって流れるよう熱交換器を設けることが好ましい。
【００２２】
図４に示すように、同等の熱交容量および単位流路を有する熱交換器を並列に組み合わせて、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂとしてもよい。なお、熱交容量および単位流路の異なる熱交換器を組み合わせてもよい。製造の点から、同様の熱交換器を大量に生産し、組み合わせることが好ましい場合がある。
【００２３】
図５は冷凍サイクルのＰ‐ｈ線図を示す概略構成図である。本実施の形態の冷凍サイクル装置において、液部はガス・二相部より凝縮時の比率が小さい。このため、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂの各々について、伝熱面積ＡをＡａおよびＡｂとし、熱交容積ＶをＶａおよびＶｂとし、流路数ＮをＮａおよびＮｂとして、Ａａ＞Ａｂ、Ｖａ＞Ｖｂ、Ｎａ＞Ｎｂの関係とする。これにより、圧力損失の大きいガス・二相部の大半または全部を第１熱交換部４ａで熱交換させ、第２熱交換部４ｂを流れる冷媒の大半または全部が液相となるように第１熱交換器４（室外機熱交換器）を分割することが好ましい。
【００２４】
図６は、冷凍サイクルの空気−冷媒間の温度差比に対する第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂの流路数比（Ｎｂ／Ｎａ）の関係を示す図である。図６より温度差が小さくなるにしたがって流路数を小さくする方が好ましい。
【００２５】
熱交換器にて熱交換するため、乾き度は次第に低下し、圧力損失は低下する。そのため、流路数比は、少なくとも１００％より小さくなる。
【００２６】
また、圧力損失は、液比率増加に伴い、密度増加、流速低下により低下する。伝熱性能も低下するため、圧力損失を同等以下にしつつ、流速を増加させ伝熱性能を向上する必要がある。
【００２７】
図７は冷凍サイクルの空気−冷媒間の温度差比に対する第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂの熱交容量比（Ｖｂ／Ｖａ）の関係を示す図である。
【００２８】
ただし、熱交容量比は、０％＜熱交容量比＜５０％で示される比率の範囲内である。
熱交容量比が０％では第２熱交換部４ｂがないため、熱交容量比は少なくとも０％よりも大きくなる。熱交容量比が５０％以上となると、ガス・二相部となる伝熱性能の高い第１熱交換部４ａの熱交容量が第２熱交換部４ｂの熱交容量よりも小さくなるため、逆に性能が低下してしまう。
【００２９】
上記構成は本発明を実現可能かつ冷暖房運転が可能な最小要素であり、気液分岐器、レシーバー、アキュームレータ、高低圧熱交換器等の機器が接続されて冷凍サイクル装置が形成されてもよい。
【００３０】
第１熱交換器（室外機熱交換器）４及び第２熱交換器（室内機熱交換器）９は、たとえば、プレートフィン熱交換器、フィンアンドチューブ熱交換器、扁平管(多穴管)熱交換器、コルゲート型熱交換器のいずれであってもよい。
【００３１】
冷媒と熱交換させる熱交換媒体は、空気の他に、水、不凍液(例えばプロピレングリコール、エチレングリコール等)であってもよい。
【００３２】
熱交換器の種類およびフィンの形状等は室外機熱交換器および室内機熱交換器で別々であってもよい。例えば、室外機熱交換器は扁平管が適用され、室内機熱交換器はフィンアンドチューブ熱交換器が適用されてもよい。
【００３３】
また、本発明の実施の形態では、室外機が第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂを備える場合についてのみ記載しているが、室内機に関しても同様の回路構成を備え、冷房時に並列、暖房時に直列となるよう形成されていてもよい。なお、室外機と室内外機とで冷暖房時の役割が入替わるため直列・並列も入替わる。
【００３４】
本発明の実施の形態では、室外機熱交換器は第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂの２つに分割されているが、室内外機熱交換器の少なくともいずれかは３つ以上に分割されてもよい。例えば、ガス相・二相・液相の各相別に各室内外機熱交換器の熱交容量、流路数が変えられてもよい。
【００３５】
図８を参照して、本実施の形態における流路変換装置１０では、図１の第１分配器５ａおよび第２分配器５ｂが、第３ヘッダ３ｃおよび第４ヘッダ３ｄとなっていてもよい。
【００３６】
図９を参照して、本実施の形態における冷凍サイクル装置では、第１膨張弁８ａは室内機に設けられていてもよい。
【００３７】
図１０を参照して、本実施の形態における流路変換装置１０では、第２膨張弁８ｂが第２開閉弁６ｂとなっていてもよい。
【００３８】
次に、上記構成の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の動作について説明する。
まず、図１を参照して、基本的な冷房運転時の冷凍サイクル装置の動作を説明する。冷房時、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２に流入し、第１ヘッダ３ａを経由して第１熱交換部４ａに流入する。冷媒は第１熱交換部４ａで凝縮し、第１分配器５ａ、第１開閉弁６ａ、第２ヘッダ３ｂを経由して第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂにてさらに凝縮し、第２分配器５ｂを経由して第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａにて膨張した後、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で蒸発し、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。すなわち、冷房時には図１中において実線矢印で示すように冷媒が冷凍サイクル装置を循環する。
【００３９】
続いて、基本的な暖房運転時の冷凍サイクル装置の動作を説明する。暖房時、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２を経由して、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第２分配器５ｂに流れる第１流路と、第２膨張弁８ｂに流れる第２流路とに分岐する。第１流路では、冷媒は第２分配器５ｂを経由して、第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂで蒸発し、第２ヘッダ３ｂ、第１逆止弁７ａを経由して第１ヘッダ３ａに流入する。第２流路では、冷媒は第１分配器５ａを経由して、第１熱交換部４ａに流入する。冷媒は第１熱交換部４ａにて蒸発し、第１ヘッダ３ａに流入する。冷媒は第１ヘッダ３ａにて合流した後、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。すなわち、暖房時には図１中において破線矢印で示すように冷媒が冷凍サイクル装置を循環する。なお、以下の図においても冷房時の冷媒の流れが実線矢印で示されており、暖房時の冷媒の流れが破線矢印で示されている。
【００４０】
続いて、高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時の冷凍サイクル装置の動作を説明する。高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に、高圧低減・能力低減のために圧縮機周波数が低下すると、必要な圧縮比が確保できなくなるために、高圧低下により凝縮器出口で過冷却度を確保できず膨張弁入口側に二相冷媒が流入することがある。
【００４１】
また、圧縮機周波数を低減しても必要な能力以上の能力を発揮してしまう場合、頻繁に圧縮機が発停（起動および停止）を繰り返してしまうことがある。
【００４２】
上記のような動作をさせないため、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置は、高外気暖房運転、低外気冷房運転時または低容量冷暖房運転時に、第１開閉弁６ａと第２膨張弁８ｂを開又は閉止する。これにより、冷房時に第１熱交換部４ａのみに冷媒を流入させ、暖房時に第２熱交換部４ｂのみに冷媒を流入させる。このようにして、熱交換器容量（ＡＫ値）を下げる回路を形成することができる。
【００４３】
具体的には、低外気冷房運転および低容量冷房運転時、第１開閉弁６ａが閉止される。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２に流入し、第１ヘッダ３ａを経由して第１熱交換部４ａに流入する。冷媒は第１熱交換部４ａで凝縮し、第１分配器５ａ、第２膨張弁８ｂを経由して、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａにて膨張した後、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で蒸発し、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００４４】
また、高外気暖房運転および低容量暖房運転時、第１開閉弁６ａが閉止されると共に、第２膨張弁８ｂ（または図１０の第２開閉弁６ｂ）が閉止される。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２を経由して、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａにて膨張した後、第２分配器５ｂを経由して、第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂにて蒸発し、第２ヘッダ３ｂ、第１逆止弁７ａを経由して第１ヘッダ３ａへと流れ、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００４５】
次に、上記構成の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の効果について、説明する。
実施の形態１に係る冷凍サイクル装置によれば、流路変換装置１０は、第１熱交換部４ａと第２熱交換部４ｂとに順に冷媒を流すか、第１熱交換部４ａと第２熱交換部４ｂとに並行して冷媒を流すか、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂのいずれかに冷媒を流すかを切り替えるように構成されている。このため、流路変換装置１０は、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂを切り替えることで第１熱交換器４の容量を制御することができる。したがって、高外気暖房時、低外気冷房時および低容量冷暖房時の運転にあわせて熱交換器の容量を制御することができる。
【００４６】
また、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置によれば、流路切替装置２が圧縮機１により圧縮された冷媒を第２熱交換器９に流すときに、第１熱交換部４ａと第２熱交換部４ｂとに並行して冷媒を流すか、第２熱交換部４ｂのみに冷媒を流すかを切り替えるように構成されている。したがって、高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に、第１開閉弁６ａが閉止されると共に第２膨張弁８ｂ（または第２開閉弁６ｂ）が閉止されることで、熱交容量（ＡＫ値）を下げ、凝縮圧力を上げることで、圧縮比および過冷却度を確保することができる。
【００４７】
また、高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に、第１開閉弁６ａが閉止されると共に第２膨張弁８ｂ（または図１０の第２開閉弁６ｂ）が閉止されることで、圧縮機１の発停を防止することができる。
【００４８】
高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時でも運転を継続可能にすることで、冷凍サイクル装置の運転範囲を従来よりも拡大することができる。
【００４９】
高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に、流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで熱交換器の容量を変更することができる。
【００５０】
また、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置によれば、第１熱交換器容量は第２熱交換器容量よりも大きく、第１流路の数は第２流路の数よりも多い。このため、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂが冷房時に直列となり、暖房時に並列となると共に、第１熱交換部４ａが第２熱交換部４ｂよりも熱交換器容量が大きく、流路数が多くなることで、冷暖でそれぞれ最適な流路数を形成することができる。したがって、図１１に示すように、冷暖で流路数（パス数）を可変にすることができる。
【００５１】
また、最適な流路数を形成することで、冷房、暖房のそれぞれで成績係数（ＣＯＰ：Coefficient  of  Performance）を向上させることができると共に期間効率（ＡＰＦ：Annual  Performance  Factor）を向上させことができる。
【００５２】
また、冷房時に、第１熱交換部４ａの熱交換器容量を第２熱交換部４ｂの熱交換器容量よりも大きくすることで、第２熱交換部４ｂに流入する冷媒の流速の遅くなる液相領域比率を大きくすることができる。
【００５３】
また、冷房時に、第１熱交換部４ａの流路数を第２熱交換部４ｂの流路数よりも多くすることで、第２熱交換部４ｂに流入する冷媒の流速を上げることができる。
【００５４】
また、第１熱交換部４ａの流路数および熱交換器容量を第２熱交換部４ｂの流路数および熱交換器容量よりも多くすることで、ガス・二相領域の圧力損失を低減しつつ、圧力損失の小さい液相領域では伝熱性能を向上することができる。
【００５５】
また、伝熱性能を向上することで、凝縮時の圧力上昇を低減することができる。
また、凝縮時の圧力上昇を低減することで圧縮入力を低減することができる。
【００５６】
また、圧縮入力を低減することで成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。
また、暖房時に、流路数を第１熱交換部４ａの流路数と第２熱交換部４ｂの流路数との和となるようにすることで、各流路の長さを短くすることができる。
【００５７】
また、暖房時に、流路数を増加させ、流路の長さを短くすることで、蒸発時の圧力降下を低減することができる。
【００５８】
また、蒸発時の圧力降下を低減することで圧縮入力を低減することができる。
また、圧縮入力を低減することで成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。
【００５９】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、基本構成については実施形態１と同様であるが、第１逆止弁７ａおよび第２膨張弁８ｂを双方向に冷媒を流すことができる第２開閉弁６ｂ、第３開閉弁６ｃ（または図１３の第１三方弁１０ａ、第２三方弁１０ｂ)に変更している点で異なる。これにより、冷房時に第１熱交換部４ａまたは第２熱交換部４ｂ、暖房時に第１熱交換部４ａまたは第２熱交換部４ｂのいずれかを選択することで容量制御が可能となる。なお、実施の形態１と同一の構成要素については、同一の符号を付し、説明を繰り返さない。この点は、実施の形態３から実施の形態６についても同様である。
【００６０】
図１２を参照して、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１と、流路切替装置２と、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとを有する第１熱交換器４と、流路変換装置１０（第１ヘッダ３ａと、第２ヘッダ３ｂと、第１分配器５ａと、第２分配器５ｂと、第１開閉弁６ａと、第２開閉弁６ｂと、第３開閉弁６ｃ）と、第１膨張弁８ａと、第２熱交換器９とを備えている。
【００６１】
図１３を参照して、本実施の形態における流路変換装置１０では、図１２の第１開閉弁６ａと、第２開閉弁６ｂと、第３開閉弁６ｃとが、第１三方弁１０ａと、第２三方弁１０ｂとなっていてもよい。
【００６２】
また、実施の形態１と同様に流路変換装置１０の第１分配器５ａと、第２分配器５ｂとが、図８の第３ヘッダ３ｃおよび第４ヘッダ３ｄと置き換えられていてもよい。
【００６３】
次に、上記構成の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の動作について説明する。
基本的な冷暖房運転については実施の形態１と同様のため説明を繰り返さない。
【００６４】
図１２を参照して、低外気冷房運転および低容量冷房運転時に第１熱交換部４ａが用いられる場合、第１開閉弁６ａ、第３開閉弁６ｃが閉止されると共に、第２開閉弁６ｂが開かれる。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２に流入し、第１ヘッダ３ａを経由して第１熱交換部４ａに流入する。冷媒は第１熱交換部４ａで凝縮し、第１分配器５ａ、第２開閉弁６ｂを経由した後、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で蒸発し、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００６５】
また、低外気冷房運転および低容量冷房運転時に第２熱交換部４ｂが用いられる場合、第１開閉弁６ａ、第２開閉弁６ｂが閉止されると共に第３開閉弁６ｃが開かれる。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２に流入し、第１ヘッダ３ａ、第２ヘッダ３ｂを経由して第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂで凝縮し、第２分配器５ｂを経由した後、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で蒸発し、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００６６】
また、高外気暖房および低容量暖房時に第１熱交換部４ａが用いられる場合、第１開閉弁６ａ、第３開閉弁６ｃが閉止されると共に、第２開閉弁６ｂが開かれる。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２を経由して、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第２開閉弁６ｂ、第１分配器５ａを経由して、第１熱交換部４ａに流入する。冷媒は第１熱交換部４ａで蒸発し、第１ヘッダ３ａ、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００６７】
また、高外気暖房および低容量暖房時に第２熱交換部４ｂが用いられる場合、第１開閉弁６ａ、第２開閉弁６ｂが閉止されると共に、第３開閉弁６ｃが開かれる。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２を経由して、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第２分配器５ｂを経由して、第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂで蒸発し、第２ヘッダ３ｂ、第１ヘッダ３ａ、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００６８】
図１３を参照して、低外気冷房運転、低容量冷房運転時に第１熱交換部４ａが用いられる場合、第１三方弁１０ａが暖房モード（破線）、第２三方弁１０ｂが冷房モード（実線）に切換えられる。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２に流入し、第１ヘッダ３ａを経由して第１熱交換部４ａに流入する。冷媒は第１熱交換部４ａで凝縮し、第１分配器５ａ、第１三方弁１０ａを経由した後、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で蒸発し、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００６９】
また、低外気冷房運転および低容量冷房運転時に第２熱交換部４ｂが用いられる場合、第１三方弁１０ａが冷房モード（実線）、第２三方弁１０ｂが暖房モード（破線）に切換えられる。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２に流入し、第１ヘッダ３ａ、第２三方弁１０ｂ、第２ヘッダ３ｂを経由して第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂで凝縮し、第２分配器５ｂを経由した後、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で蒸発し、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００７０】
また、高外気暖房および低容量暖房時に第１熱交換部４ａが用いられる場合、第１三方弁１０ａが暖房モード（破線）、第２三方弁１０ｂが冷房モード（実線）に切換えられる。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２を経由して、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第１三方弁１０ａ、第１分配器５ａを経由して、第１熱交換部４ａに流入する。冷媒は第１熱交換部４ａで蒸発し、第１ヘッダ３ａ、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００７１】
また、高外気暖房および低容量暖房時に第２熱交換部４ｂが用いられる場合、第１三方弁１０ａが冷房モード（実線）、第２三方弁１０ｂが暖房モード（破線）に切換えられる。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２を経由して、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第２分配器５ｂを経由して、第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂで蒸発し、第２ヘッダ３ｂ、第２三方弁１０ｂ、第１ヘッダ３ａ、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００７２】
次に、上記構成の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の効果について説明する。
実施の形態２に係る冷凍サイクル装置によれば、流路変換装置１０は、流路切替装置２が冷媒を第１熱交換器４に流すときに第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂのいずれか一方を選択して冷媒を流すかを切り替えるように構成されている。そして、流路変換装置１０は、流路切替装置２が冷媒を第２熱交換器９に流すときに、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂのいずれか一方を選択して冷媒を流すかを切り替えるように構成されている。このため、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂのいずれか一方を選択することで熱交換器の容量制御が可能となる。
【００７３】
高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで熱交容量の異なる熱交換器を選択して変更することができる。
【００７４】
高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで熱交容量（ＡＫ値）を少なくとも分割した熱交換器の数だけ凝縮圧力を複数段階で上げることができる。
【００７５】
高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで熱交容量（ＡＫ値）を分割した熱交換器の数だけ凝縮圧力を複数段階で上げることで、過度な圧力上昇を防止することができる。
【００７６】
また、高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで、圧縮機１の発停を防止することができる。
【００７７】
高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時でも運転を継続可能にすることで、冷凍サイクル装置の運転範囲を従来よりも拡大することができる。
【００７８】
高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に、流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで熱交換器の容量を分割した熱交換器の数だけ変更することができる。
【００７９】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置は、基本構成については実施形態１と同様であるが、第３膨張弁８ｃを備えている点で異なる。これにより、冷暖で常に圧力を中間状態にすることが可能な領域を設けることができる。また、図示していない温度検出手段を第１熱交換部４ａ出口から第１ヘッダ３ａ出口間および第２熱交換部４ｂから第２ヘッダ３ｂ出口間、第２熱交換器９から圧縮機１入口間に少なくとも１点ずつ設けることにより冷房時に室内機熱交換器出口以降の過熱度を調整可能かつ暖房時に各室外機熱交換機出口以降の過熱度を調整可能にしている点が異なる。
【００８０】
図１４を参照して、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１と、流路切替装置２と、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとを有する第１熱交換器４と、流路変換装置１０（第１ヘッダ３ａと、第２ヘッダ３ｂと、第１分配器５ａと、第２分配器５ｂと、第１開閉弁６ａと、第１逆止弁７ａと、第２膨張弁８ｂと、第３膨張弁８ｃ）と、第１膨張弁８ａと、第２熱交換器９とを備えている。第２膨張弁８ｂは第１熱交換部４ａと第１膨張弁８ａとの間に接続されている。第３膨張弁８ｃは第２熱交換部４ｂと第１膨張弁８ａとの間に接続されている。
【００８１】
図１５を参照して、本実施の形態における冷凍サイクル装置では、第１膨張弁８ａは室内機に設けられていてもよい。
【００８２】
図１６を参照して、第１膨張弁８ａ、第２膨張弁８ｂと第３膨張弁８ｃとの間に中間圧力領域が形成されている。この中間圧力領域に基盤冷却部１１が設けられてもよい。基盤冷却部１１は、中間圧力領域において配管に取り付けられている。基盤冷却部１１は、冷凍サイクル装置の制御および起動停止等の信号を出している基盤に接触し、熱交換可能に構成されている。
【００８３】
図１７に一例として基盤冷却部１１の断面の概略構成図を示す。なお、同様の効果を奏する場合、別の形態がとられてもよい。
【００８４】
次に、上記構成の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の動作について説明する。
基本的な冷暖房運転については実施例１と同様のため説明を繰り返さない。
【００８５】
低外気冷房運転、低容量冷房運転時、第１開閉弁６ａ、第３膨張弁８ｃが閉止されると共に、第２膨張弁８ｂが開かれる。この結果、冷媒が圧縮機１より流路切替装置２へと流入し、第１ヘッダ３ａを経由して第１熱交換部４ａに流入する。冷媒は第１熱交換部４ａで凝縮し、第１分配器５ａ、第２膨張弁８ｂを経由した後、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で蒸発し、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００８６】
また、高外気暖房、低容量暖房時に第１熱交換部４ａが用いられる場合、第１開閉弁６ａ、第３膨張弁８ｃが閉止されると共に第２膨張弁８ｂが開かれる。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２を経由して、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第２膨張弁８ｂ、第１分配器５ａを経由して、第１熱交換部４ａに流入する。冷媒は第１熱交換部４ａで蒸発し、第１ヘッダ３ａ、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００８７】
また、高外気暖房、低容量暖房時に第２熱交換部４ｂが用いられる場合、第１開閉弁６ａ、第２膨張弁８ｂが閉止されると共に第３膨張弁８ｃが開かれる。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２を経由して、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第３膨張弁８ｃ、第２分配器５ｂを経由して、第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂで蒸発し、第２ヘッダ３ｂ、第２逆止弁７ｂ、第１ヘッダ３ａ、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【００８８】
次に、上記構成の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の効果について説明する。
実施の形態３に係る冷凍サイクル装置によれば、流路変換装置１０は、第１熱交換部４ａと第１膨張弁８ａとの間に接続された第２膨張弁８ｂと、第２熱交換部４ｂと第１膨張弁８ａとの間に接続された第３膨張弁８ｃとを有している。このため、第１膨張弁８ａ、第２膨張弁８ｂ、第３膨張弁８ｃの間に中間圧力領域（中圧部）を形成することができる。
【００８９】
高外気暖房時および低容量暖房運転時に流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで熱交容量の異なる熱交換器を選択して変更することができる。
【００９０】
低外気冷房時および低容量冷房運転時に流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで熱交容量を小さくすることができる。
【００９１】
高外気暖房時および低容量暖房運転時に流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで熱交容量（ＡＫ値）を少なくとも分割した熱交換器の数だけ凝縮圧力を複数段階で上げることができる。
【００９２】
低外気冷房時および低容量冷房運転時に流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで熱交容量（ＡＫ値）を小さくして凝縮圧力を上げることができる。
【００９３】
また、高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで、圧縮機１の発停を防止することができる。
【００９４】
また、高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時でも運転を継続可能にすることで、冷凍サイクル装置の運転範囲を従来よりも拡大することができる。
【００９５】
また、中圧部を形成することで、冷暖切り替え可能な冷凍サイクル装置において、常に中間温度とすることができる。
【００９６】
実施の形態３に係る冷凍サイクル装置によれば、第１膨張弁８ａ、第２膨張弁８ｂおよび第３膨張弁８ｃの間に設けられた基盤冷却部１１を備えている。これにより、第１膨張弁８ａと、第２膨張弁８ｂと、第３膨張弁８ｃ間に基盤冷却部１１を設けることで基盤の熱を冷媒へ放熱させることができる。
【００９７】
また、基盤冷却部１１にて基盤の熱を冷媒へ放熱させることで基盤の温度を下げることができる。
【００９８】
また、図示していない温度検出手段を第１熱交換部４ａ出口から第１ヘッダ３ａ出口間および第２熱交換部４ｂから第２ヘッダ３ｂ出口間、第２熱交換器９から圧縮機１入口間に少なくとも１点ずつ設けることにより冷房時に室内機熱交出口以降の過熱度を調整可能にし、かつ暖房時に各室外機熱交出口以降の過熱度を調整可能にすることができる。
【００９９】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置は、基本構成については実施形態３と同様であるが、第１逆止弁７ａを双方向に冷媒を流すことができる第３開閉弁６ｃに変更している点で異なっている。これにより、冷房時に第１熱交換部４ａまたは第２熱交換部４ｂ、暖房時に第１熱交換部４ａまたは第２熱交換部４ｂのいずれかを選択することで熱交換器の容量制御が可能となる。
【０１００】
図１８を参照して、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１と、流路切替装置２と、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとを有する第１熱交換器４と、流路変換装置１０（第１ヘッダ３ａと、第２ヘッダ３ｂと、第１分配器５ａと、第２分配器５ｂと、第３開閉弁６ｃと、第２膨張弁８ｂと、第３膨張弁８ｃ、第４膨張弁８ｄ）と、第１膨張弁８ａと、第２熱交換器９とを備えている。
【０１０１】
図１９を参照して、図１８の第４膨張弁８ｄは第１開閉弁６ａとなっていてもよい。
なお、第１膨張弁８ａは室内外のどちらに設けられていてもよい。
【０１０２】
また、暖房時に発生する着霜を検知するために、図示していない温度検知手段を室外機熱交換器が設けられ、除霜運転に運転を切換える除霜モードが設けられていてもよい。なお、温度検知手段の取付位置は可能なかぎり下部が好ましく、根氷を検出するため、最下部に取り付ける方がさらに好ましい。
【０１０３】
次に、上記構成の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の動作について説明する。
基本的な冷暖房運転については実施の形態１と同様のため説明を繰り返さない。
【０１０４】
低外気冷房運転、低容量冷房運転時に第１熱交換部４ａが用いられる場合は実施の形態３と同様のため説明を繰り返さない。
【０１０５】
図１９を参照して、低外気冷房運転、低容量冷房運転時に第２熱交換部４ｂが用いられる場合、第１開閉弁６ａ、第２膨張弁８ｂが閉止されると共に第３膨張弁８ｃ、第３開閉弁６ｃが開かれる。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２に流入し、第１ヘッダ３ａ、第３開閉弁６ｃ、第２ヘッダ３ｂを経由して第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂで凝縮し、第２分配器５ｂ、第３膨張弁８ｃを経由した後、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で蒸発し、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【０１０６】
高外気暖房時および低容量暖房運転時については実施の形態３と同様のため説明を繰り返さない。
【０１０７】
図１８を参照して、着霜防止回路について説明する。暖房時、第２開閉弁６ｂ、第２膨張弁８ｂが閉止されると共に第１膨張弁８ａ、第３膨張弁８ｃ、第４膨張弁８ｄの開度が調整される。この結果、冷媒は圧縮機１より流路切替装置２を経由して、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａで膨張した後、第３膨張弁８ｃで０℃以上の中間圧を形成し、第２分配器５ｂを経由して、第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂで蒸発し、第２ヘッダ３ｂを経由して、第４膨張弁８ｄで再膨張し、第１分配器５ａを経由して、第１熱交換部４ａで蒸発し、第１ヘッダ３ａ、流路切替装置２を経由して圧縮機１へ戻る。
【０１０８】
次に、上記構成の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の効果について説明する。
高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に流路変換装置１０の弁の開閉を切換えることで熱交容量の異なる熱交換器を選択して変更することができるとともに、第１膨張弁８ａと、第２膨張弁８ｂと、第３膨張弁８ｃ間に中圧部を形成することができる。
【０１０９】
また、暖房時の着霜を検知した際に下部に設けた熱交換器を中圧にすることで根氷を防止することができる。
【０１１０】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置は、基本構成については実施の形態１と同様であるが、流路切替装置２が第１四方弁２ａおよび第２四方弁２ｂを設けて回路を形成している点で異なる。
【０１１１】
図２０を参照して、本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１と、第１四方弁２ａと、第２四方弁２ｂとを有する流路切替装置２と、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとを有する第１熱交換器４と、流路変換装置１０（第１開閉弁６ａと、第２開閉弁６ｂと、第３開閉弁６ｃと、第２膨張弁８ｂと、第３膨張弁８ｃ）と、第１膨張弁８ａと、第２熱交換器とを備えている。第１四方弁２ａは、第１熱交換部４ａに接続されている。第２四方弁２ｂは、第２熱交換部４ｂに接続されている。第１四方弁２ａは第２四方弁２ｂに接続されている。第２膨張弁は第２熱交換部４ｂと第３開閉弁６ｃとの間に接続されている。
【０１１２】
図２１を参照して、本実施の形態における冷凍サイクル装置では、第２膨張弁８ｂは第２熱交換部４ｂと第２開閉弁６ｂとの間に接続されていてもよい。
【０１１３】
なお、第１膨張弁８ａは室外機側の第２膨張弁８ｂと、第３膨張弁８ｃとの分岐点間に設けられていてもよい。
【０１１４】
また、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂの前後には、図示していない第１ヘッダ３ａと、第２ヘッダ３ｂと、第１分配器５ａと、第２分配器５ｂ（または図８の第３ヘッダ３ｃ、第４ヘッダ３ｄ）とが備えられていてもよい。
【０１１５】
また、第１膨張弁８ａと、第２膨張弁８ｂと、第３膨張弁８ｃとの間に、図１６の基盤冷却部１１が設けられていてもよい。
【０１１６】
次に、上記構成の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の動作について説明する。
冷房時、第１四方弁２ａおよび第２四方弁２ｂが冷房モード（実線）に切り替えられる。また、第１開閉弁６ａ、第２開閉弁６ｂが開かれ、第３開閉弁６ｃが閉止され、第３膨張弁８ｃが閉止され、第２膨張弁８ｂが開かれる。これにより、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとが直列に接続される。この結果、冷媒は圧縮機１より第２四方弁２ｂに流入し、第１熱交換部４ａと流入する。冷媒は第１熱交換部４ａで凝縮し、第１開閉弁６ａ、第２開閉弁６ｂを経由して第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂでさらに凝縮し、第２膨張弁８ｂを経由して、第１膨張弁８ａにて膨張した後、第２熱交換器９で蒸発し、第１四方弁２ａを経由して圧縮機１へ戻る。
【０１１７】
暖房時、第１四方弁２ａおよび第２四方弁２ｂが暖房モード（破線）に切り替えられる。また、第１開閉弁６ａ、第２開閉弁６ｂ、第３開閉弁６ｃが開かれ、第３膨張弁８ｃが開かれ、第２膨張弁８ｂが閉止される。これにより、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂとが並列に接続される。この結果、冷媒は圧縮機１より第１四方弁２ａを経由して、第２熱交換器９に流入する。冷媒は第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａ、第３膨張弁８ｃを経由した後、第１開閉弁６ａと、第２開閉弁６ｂに分岐する。第１開閉弁６ａに流れた冷媒は第１熱交換部４ａにて蒸発し、第２四方弁２ｂを経由して圧縮機１へ戻る。第２開閉弁６ｂに流れた冷媒は第２熱交換部４ｂにて蒸発し、第３開閉弁６ｃ、第１四方弁２ａを経由して圧縮機１へ戻る。
【０１１８】
低外気冷房運転、低容量冷房運転時に第１熱交換部４ａが用いられる場合、第１四方弁２ａおよび第２四方弁２ｂが冷房モード（実線）に切り替えられる。また、第１開閉弁６ａが開かれ、第２開閉弁６ｂ、第３開閉弁６ｃが閉止され、第２膨張弁８ｂが閉止され、第３膨張弁８ｃが開かれる。この結果、冷媒は圧縮機１より第２四方弁２ｂを経由して第１熱交換部４ａに流入する。冷媒は第１熱交換部４ａで凝縮し、第１開閉弁６ａ、第３膨張弁８ｃを経由した後、第１膨張弁８ａに流入する。冷媒は第１膨張弁８ａにて膨張した後、第２熱交換器９で蒸発し、第１四方弁２ａを経由して圧縮機１へ戻る。
【０１１９】
低外気冷房運転、低容量冷房運転時に第２熱交換部４ｂが用いられる場合、第１四方弁２ａが冷房モード（実線）、第２四方弁２ｂが暖房モード（破線）に切り替えられる。また、第１開閉弁６ａが閉止され、第２開閉弁６ｂ、第３開閉弁６ｃが開かれ、第２膨張弁８ｂが閉止され、第３膨張弁８ｃが開かれる。この結果、冷媒は圧縮機１より第１四方弁２ａ、第３開閉弁６ｃを経由して第２熱交換部４ｂに流入する。冷媒は第２熱交換部４ｂで凝縮し、第２開閉弁６ｂ、第３膨張弁８ｃを経由した後、第１膨張弁８ａにて膨張した後、第２熱交換器９で蒸発し、第１四方弁２ａを経由して圧縮機１へ戻る。この時、第１熱交換部４ａは第２四方弁２ｂが暖房モード（破線）となることで低圧状態となる。
【０１２０】
高外気暖房、低容量暖房時に第１熱交換部４ａが用いられる場合、第１四方弁２ａ、第２四方弁２ｂが暖房モード（破線）に切り替えられる。また、第１開閉弁６ａが開かれ、第２開閉弁６ｂ、第３開閉弁６ｃ、第２膨張弁８ｂが閉止され、第３膨張弁８ｃが開かれる。この結果、冷媒は圧縮機１より第１四方弁２ａを経由して、第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａにて膨張した後、第３膨張弁８ｃ、第１開閉弁６ａを経由して、第１熱交換部４ａにて蒸発し、第２四方弁２ｂを経由して圧縮機１へ戻る。
【０１２１】
高外気暖房、低容量暖房時に第２熱交換部４ｂが用いられる場合、第１四方弁２ａ、第２四方弁２ｂが暖房モード（破線）に切り替えられる。また、第１開閉弁６ａが閉止され、第２開閉弁６ｂ、第３開閉弁６ｃが開かれ、第２膨張弁８ｂが閉止され、第３膨張弁８ｃが開かれる。この結果、冷媒は圧縮機１より第１四方弁２ａを経由して、第２熱交換器９で凝縮し、第１膨張弁８ａにて膨張した後、第３膨張弁８ｃ、第２開閉弁６ｂを経由して、第２熱交換部４ｂにて蒸発し、第１四方弁２ａを経由して圧縮機１へ戻る。この時、第１熱交換部４ａは第２四方弁２ｂが暖房モード（破線）となることで低圧状態となる。
【０１２２】
次に、上記構成の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の効果について説明する。
高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に流路変換装置の弁の開閉を切換えることで熱交容量の異なる熱交換器を選択して変更することができるとともに、第１膨張弁８ａと、第２膨張弁８ｂと、第３膨張弁８ｃ間に中圧部を形成することができる。
【０１２３】
図２１に示す回路構成とすることで、暖房時に各室外機熱交換器の手前にそれぞれ膨張弁を設けることができる。
【０１２４】
各室外機熱交換器の手前にそれぞれ膨張弁を設けることで各室外機熱交換器に流入する冷媒量を調整することができる。
【０１２５】
実施の形態５に係る冷凍サイクル装置によれば、第１四方弁２ａおよび第２四方弁２ｂを切り替えることにより、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂのいずれか一方が用いられるときに、未使用の第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂのいずれか他方が低圧状態となる。つまり、第１四方弁２ａおよび第２四方弁２ｂを切り替えることにより、第１熱交換部４ａおよび第２熱交換部４ｂのいずれかを用いる容量制御時に未使用熱交換部を低圧状態にすることができる。たとえば、第２熱交換部４ｂのみを用いる容量制御時に、未使用熱交換部（第１熱交換部４ａ）を低圧状態にすることができる。
【０１２６】
冷媒の流れのない熱交換器を低圧状態にすることで、物理的に回路を遮断(例えば第２開閉弁６ｂと、第３開閉弁６ｃと、第２膨張弁８ｂを閉止等)することなく自然放熱による冷媒凝縮を防止することができる。
【０１２７】
自然放熱による冷媒凝縮を防止することで使用していない熱交換器に冷媒が滞留することを防止することができる。
【０１２８】
冷媒滞留を防止することで容量制御時に冷媒不足になることを防止することができる。
実施の形態６．
本発明の実施の形態６に係る冷凍サイクル装置は、基本構成については実施の形態１と同様であるが、少なくとも室外機および室内機のいずれかが１台よりも多くなるよう組み合わせて回路が形成されている点が異なる。本発明の実施の形態６に係る冷凍サイクル装置では、第１熱交換器４および第２熱交換器９の少なくともいずれかは、２つ以上に分割されていればよい。
【０１２９】
図２２を参照して、本発明の実施の形態６に係る冷凍サイクル装置は、第１室外機と、第２室外機と、第１室内機と、第２室内機とを備えている。
【０１３０】
第１室外機は、第１圧縮機１ａと、第１四方弁２ａと、第１熱交換部４ａと、第２熱交換部４ｂを有する第１熱交換器４と、流路変換装置１０（第１ヘッダ３ａと、第２ヘッダ３ｂと、第１分配器５ａと、第２分配器５ｂと、第１開閉弁６ａと、第１逆止弁７ａと、第２膨張弁８ｂと、第３膨張弁８ｃ）を有している。
【０１３１】
第２室外機は、第２圧縮機１ｂと、第２四方弁２ｂと、第３熱交換部４ｃと、第４熱交換部４ｄを有する第１熱交換器４と、流路変換装置１０（第３ヘッダ３ｃと、第４ヘッダ３ｄと、第３分配器５ｃと、第４分配器５ｄと、第２開閉弁６ｂと、第２逆止弁７ｂと、第５膨張弁８ｅと、第６膨張弁８ｆ）とを有している。
【０１３２】
第１室内機は、第１膨張弁８ａと、第２熱交換器９ａとを有している。第２室内機は、第４膨張弁８ｄと、第２熱交換器９ｂとを有している。
【０１３３】
なお、第１室外機１台に対し、第１室内機から第Ｎ室内機、または、第１室外機から第Ｎ室外機に対し、第１室内機とする等、少なくとも室外機と室内機のいずれかが１台よりも多くなるよう組み合わせていればよい。
【０１３４】
また、流路変換装置は、図２２に示す構成のみでなく、用途に合せて別の実施の形態にて記載した流路変換装置が用いられてもよい。なお、同様の効果を奏する組合せであれば、流路変換装置に用いる要素を組み合わせて流路変換装置が形成されてもよい。
【０１３５】
また、中圧部には図示していない基盤冷却部１１（図１６参照）を設けてもよい。
また、図２３は、室内機熱交に関しても同様の流路変換装置を備えた構成を示す概略構成図である。冷房時に並列、暖房時に直列となると共に第１室内機熱交換器９ａ’が第２室内機熱交換器９’’よりも熱交換機容量が大きく、流路が多くなるよう形成されている。
【０１３６】
なお、室内機に関しても、図２３に示す構成のみでなく、用途に合せて別の実施の形態にて記載した流路変換装置が用いられてもよい。なお、同様の効果を奏する組合せであれば、流路変換装置に用いる要素を組み合わせて流路変換装置が形成されてもよい。また、実施の形態１〜５に関しても図２３に示す構成を用いて室内機が形成されてもよい。
【０１３７】
次に、上記構成の実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の動作について説明する。
基本的な動作については実施の形態３と同様のため説明を繰り返さない。
【０１３８】
なお、室内機の必要能力により、第１室外機または、第２室外機のみ運転させる動作をしてもよい。
【０１３９】
また、熱交容量を変更する場合、例えば、第１熱交換部４ａと、第３熱交換部４ｃを組合せたり、第２熱交換部４ｂと、第４熱交換部４ｄを組合せて容量を変更させたりしてもよい。
【０１４０】
次に、上記構成の実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の効果について説明する。
実施の形態６に係る冷凍サイクル装置によれば、第１熱交換器４および第２熱交換器９の少なくともいずれかは、２つ以上に分割されている。このため、複数の第１熱交換器４または第２熱交換器９により熱交換することができる。したがって、熱交換性能を向上することができる。
【０１４１】
高外気暖房、低外気冷房時および低容量冷暖房運転時に流路変換装置の弁の開閉を切換えることで熱交容量の異なる熱交換器を選択して変更することができるとともに、第１膨張弁８ａと、第２膨張弁８ｂと、第３膨張弁８ｃ、第４膨張弁８ｄと、第５膨張弁８ｅと、第６膨張弁８ｆ間に中圧部を形成することができる。
【０１４２】
少なくとも室外機と室内機のいずれかが１台よりも多くなるよう組み合わせても中圧となる領域を設けることで、第１室外機、第２室外機等の各室内機に流れる冷媒量をコントロール可能になり冷媒を均等に分配することができる。
【０１４３】
上記の各実施の形態は適宜組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４４】
１  圧縮機、２  流路切替装置、２ａ  第１四方弁、２ｂ  第２四方弁、３ａ  第１ヘッダ、３ｂ  第２ヘッダ、４  第１熱交換器、４ａ  第１熱交換部、４ｂ  第２熱交換部、５ａ  第１分配器、５ｂ  第２分配器、６ａ  第１開閉弁、６ｂ  第２開閉弁、７ａ  第１逆止弁、８ａ  第１膨張弁、８ｂ  第２膨張弁、９  第２熱交換器、１０  流路変換装置、１１  基盤冷却部。 
【図１】
2020073854.tif 000003
【図２】
2020073854.tif 000004
【図３】
2020073854.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020073854.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020073854.tif 000009
【図８】
2020073854.tif 000010
【図９】
2020073854.tif 000011
【図１０】
2020073854.tif 000012
【図１１】
2020073854.tif 000013
【図１２】
2020073854.tif 000014
【図１３】
2020073854.tif 000015
【図１４】
2020073854.tif 000016
【図１５】
2020073854.tif 000017
【図１６】
2020073854.tif 000018
【図１７】
2020073854.tif 000019
【図１８】
2020073854.tif 000020
【図１９】
2020073854.tif 000021
【図２０】
2020073854.tif 000022
【図２１】
2020073854.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年2月7日(2020.2.7)
【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】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機に接続された流路切替装置と、
前記流路切替装置に接続され、第１熱交換部および第２熱交換部を有する第１熱交換器と、
前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とを接続する流路変換装置と、
前記第１熱交換部および前記第２熱交換部に接続された第１膨張弁と、
前記第１膨張弁および前記流路切替装置に接続された第２熱交換器とを備え、
前記流路切替装置は、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒を前記第１熱交換器に流すか、前記第２熱交換器に流すかを切り替えるように構成されており、
前記流路変換装置は、前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに順に前記冷媒を流すか、前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに並行して前記冷媒を流すか、前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれかに前記冷媒を流すかを切り替えるように構成されており、
前記第１熱交換部は、第１熱交換器容量および第１流路を有し、
前記第２熱交換部は、第２熱交換器容量および第２流路を有し、
前記第１熱交換器容量は前記第２熱交換器容量よりも大きく、
前記第１流路の数は前記第２流路の数よりも多く、
前記流路変換装置は、
冷房時に前記流路切替装置が前記圧縮機により圧縮された前記冷媒を前記第１熱交換器に流すときに、前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに順に前記冷媒を流すか、前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか一方を選択して前記冷媒を流すかを切り替えるように構成されており、
暖房時に前記流路切替装置が前記圧縮機により圧縮された前記冷媒を前記第２熱交換器に流すときに、前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに並行して前記冷媒を流すか、前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか一方を選択して前記冷媒を流すかを切り替えるように構成されている、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記流路変換装置は、
前記第１熱交換部と前記第１膨張弁との間に接続された第２膨張弁と、
前記第２熱交換部と前記第１膨張弁との間に接続された第３膨張弁とを有している、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記第１膨張弁、前記第２膨張弁および前記第３膨張弁の間に設けられた基盤冷却部をさらに備えて、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記流路切替装置は、第１四方弁と、第２四方弁とを有し、
前記第１四方弁は、前記第１熱交換部に接続されており、
前記第２四方弁は、前記第２熱交換部および前記第１四方弁に接続されており、
前記第１四方弁および前記第２四方弁を切り替えることにより、前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか一方が用いられるときに、未使用の前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか他方が低圧状態となる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の少なくともいずれかは、２つ以上に分割されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機と、流路切替装置と、第１熱交換器と、流路変換装置と、第１膨張弁と、第２熱交換器とを備えている。圧縮機は冷媒を圧縮する。流路切替装置は圧縮機に接続されている。第１熱交換器は流路切替装置に接続され、第１熱交換部および第２熱交換部を有する。流路変換装置は第１熱交換部と第２熱交換部とを接続する。第１膨張弁は第１熱交換部および第２熱交換部に接続されている。第２熱交換器は第１膨張弁および流路切替装置に接続されている。流路切替装置は、圧縮機により圧縮された冷媒を第１熱交換器に流すか、第２熱交換器に流すかを切り替えるように構成されている。流路変換装置は、第１熱交換部と第２熱交換部とに順に冷媒を流すか、第１熱交換部と第２熱交換部とに並行して冷媒を流すか、第１熱交換部および第２熱交換部のいずれかに冷媒を流すかを切り替えるように構成されている。第１熱交換部は、第１熱交換器容量および第１流路を有している。第２熱交換部は、第２熱交換器容量および第２流路を有している。第１熱交換器容量は第２熱交換器容量よりも大きい。第１流路の数は第２流路の数よりも多い。流路変換装置は、冷房時に流路切替装置が圧縮機により圧縮された冷媒を第１熱交換器に流すときに、第１熱交換部と第２熱交換部とに順に冷媒を流すか、第１熱交換部および第２熱交換部のいずれか一方を選択して冷媒を流すかを切り替えるように構成されており、暖房時に流路切替装置が圧縮機により圧縮された冷媒を第２熱交換器に流すときに、第１熱交換部と第２熱交換部とに並行して冷媒を流すか、第１熱交換部および第２熱交換部のいずれか一方を選択して冷媒を流すかを切り替えるように構成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2020073854.tif 000026