(57)【要約】  冷凍サイクル装置は、第１〜第４ポートを有する第１四方弁と、第５〜第８ポートをそれぞれ有する第２四方弁及び第３四方弁と、圧縮機と、圧縮機の吐出口と第１ポートとを接続する吐出配管と、圧縮機の吸入口と第２ポートとを接続する吸入配管と、吐出配管と第５ポートとを接続する第１高圧配管と、第３ポートと第１高圧配管とを接続する第２高圧配管と、第１高圧配管に設けられた第１弁と、第２高圧配管に設けられた第２弁と、吸入配管と第６ポートとを接続する低圧配管と、第２四方弁の第７ポートに接続された第１室外熱交換器と、第３四方弁の第７ポートに接続された第２室外熱交換器と、第４ポートに接続された室内熱交換器と、を備える。
2019146139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポート、第２ポート、第３ポート及び第４ポートを有する第１四方弁と、
第５ポート、第６ポート、第７ポート、及び閉塞された第８ポートをそれぞれ有する第２四方弁及び第３四方弁と、
冷媒を吸入する吸入口及び前記冷媒を吐出する吐出口を有する圧縮機と、
前記吐出口と前記第１ポートとを接続する吐出配管と、
前記吸入口と前記第２ポートとを接続する吸入配管と、
前記吐出配管と前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれの前記第５ポートとを接続する第１高圧配管と、
前記第３ポートと前記第１高圧配管に設けられた分岐部とを接続する第２高圧配管と、
前記第１高圧配管のうち前記吐出配管と前記分岐部との間に設けられた第１弁と、
前記第２高圧配管に設けられた第２弁と、
前記吸入配管と前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれの前記第６ポートとを接続する低圧配管と、
前記第２四方弁の前記第７ポートに接続された第１室外熱交換器と、
前記第３四方弁の前記第７ポートに接続された第２室外熱交換器と、
前記第４ポートに接続された室内熱交換器と、
を備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記第１室外熱交換器及び前記第２室外熱交換器が蒸発器として機能し、前記室内熱交換器が凝縮器として機能する暖房運転と、
前記第１室外熱交換器及び前記第２室外熱交換器が凝縮器として機能する除霜運転と、
前記第１室外熱交換器又は前記第２室外熱交換器の一方が蒸発器として機能し、前記第１室外熱交換器又は前記第２室外熱交換器の他方と前記室内熱交換器とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行可能に構成されており、
前記暖房運転では、
前記第１四方弁は、前記第１ポートと前記第４ポートとが連通するとともに前記第２ポートと前記第３ポートとが連通するように設定され、
前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれは、前記第５ポートと前記第８ポートとが連通するとともに前記第６ポートと前記第７ポートとが連通するように設定され、
前記第２弁は、前記分岐部から前記第３ポートに向かう前記冷媒の流れを阻止し、
前記除霜運転では、
前記第１四方弁は、前記第１ポートと前記第３ポートとが連通するとともに前記第２ポートと前記第４ポートとが連通するように設定され、
前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれは、前記第５ポートと前記第７ポートとが連通するとともに前記第６ポートと前記第８ポートとが連通するように設定され、
前記第２弁は、前記第３ポートから前記分岐部に向かう前記冷媒の流れを許容し、
前記暖房除霜同時運転では、
前記第１四方弁は、前記第１ポートと前記第４ポートとが連通するとともに前記第２ポートと前記第３ポートとが連通するように設定され、
前記第２四方弁又は前記第３四方弁の一方は、前記第５ポートと前記第８ポートとが連通するとともに前記第６ポートと前記第７ポートとが連通するように設定され、
前記第２四方弁又は前記第３四方弁の他方は、前記第５ポートと前記第７ポートとが連通するとともに前記第６ポートと前記第８ポートとが連通するように設定され、
前記第１弁は、開状態に設定され、
前記第２弁は、前記分岐部から前記第３ポートに向かう前記冷媒の流れを阻止する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
制御装置をさらに備え、
前記圧縮機は、あらかじめ設定された運転周波数範囲に含まれる可変の運転周波数で運転するように構成されており、
前記制御装置は、
前記暖房運転の実行中において、前記運転周波数範囲の上限である最大運転周波数から前記圧縮機の運転周波数を減じた値が閾値以上である場合には、前記暖房運転の後に前記暖房除霜同時運転を実行し、
前記暖房運転の実行中において、前記最大運転周波数から前記圧縮機の運転周波数を減じた値が前記閾値よりも小さい場合には、前記暖房運転の後に前記除霜運転を実行するように構成されている請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記除霜運転が最後に実行されてからの前記暖房除霜同時運転の実行回数が閾値回数に達した場合には、前記除霜運転を実行するように構成されている請求項３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、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行可能な冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の図１には、空気調和装置が開示されている。この空気調和装置は、第１熱交換器と第２熱交換器とを含む室外熱交換器を有している。この空気調和装置では、第１熱交換器及び第２熱交換器の除霜が交互に実行されることにより、暖房を停止せずに室外熱交換器の除霜を行うことができる。この空気調和装置には、除霜する熱交換器に圧縮機からの高温高圧の冷媒を流すことが可能なように、流路切替部が設けられている。流路切替部は、２つの四方弁を含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０９４１４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、空気調和装置は、冷房運転と暖房運転とを切り替える機構として、差圧駆動式の四方弁を有している。差圧駆動式の四方弁は、圧縮機の吐出側に接続される高圧用ポートと、圧縮機の吸入側に接続される低圧用ポートと、を有している。差圧駆動式の四方弁は、高圧と低圧との差圧を利用して動作する。このため、冷房運転時及び暖房運転時のいずれにおいても、高圧用ポートは高圧に維持される必要があり、低圧用ポートは低圧に維持される必要がある。高圧用ポートの圧力が低圧用ポートの圧力よりも低くなった場合、差圧駆動式の四方弁は正常に動作しない。【０００５】
特許文献１の流路切替部に用いられている四方弁では、冷房運転時に高圧に維持されるポートは暖房運転時には低圧に維持され、冷房運転時に低圧に維持されるポートは暖房運転時には高圧に維持される。このため、この流路切替部には、一般的な差圧駆動式の四方弁を用いることができない。したがって、特許文献１の空気調和装置には、冷媒回路の構成が複雑化してしまうという課題があった。【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行可能な冷媒回路の構成をより簡素化できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、第１ポート、第２ポート、第３ポート及び第４ポートを有する第１四方弁と、第５ポート、第６ポート、第７ポート、及び閉塞された第８ポートをそれぞれ有する第２四方弁及び第３四方弁と、冷媒を吸入する吸入口及び前記冷媒を吐出する吐出口を有する圧縮機と、前記吐出口と前記第１ポートとを接続する吐出配管と、前記吸入口と前記第２ポートとを接続する吸入配管と、前記吐出配管と前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれの前記第５ポートとを接続する第１高圧配管と、前記第３ポートと前記第１高圧配管に設けられた分岐部とを接続する第２高圧配管と、前記第１高圧配管のうち前記吐出配管と前記分岐部との間に設けられた第１弁と、前記第２高圧配管に設けられた第２弁と、前記吸入配管と前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれの前記第６ポートとを接続する低圧配管と、前記第２四方弁の前記第７ポートに接続された第１室外熱交換器と、前記第３四方弁の前記第７ポートに接続された第２室外熱交換器と、前記第４ポートに接続された室内熱交換器と、を備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、暖房運転時、除霜運転時及び暖房除霜同時運転時のいずれにおいても、第２四方弁及び第３四方弁のそれぞれの第５ポートの圧力は、第２四方弁及び第３四方弁のそれぞれの第６ポートの圧力よりも高い圧力に維持される。このため、第２四方弁及び第３四方弁のそれぞれには、差圧駆動式の四方弁を用いることができる。したがって、本発明によれば、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行可能な冷媒回路の構成をより簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の制御装置５０で実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置において、暖房運転と暖房除霜同時運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の例を示すグラフである。
【図７】暖房運転と暖房除霜同時運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の比較例を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置において、暖房運転と除霜運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の例を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成の変形例を示す冷媒回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の四方弁２１ａの概略構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置について説明する。
【００１１】
特開２０１２−１３３６３号公報には、冷凍サイクルを備えた空気調和機が記載されている。冷凍サイクルは、圧縮機と、四方弁と、互いに並列に接続された複数の室外熱交換器と、複数の室外熱交換器の入口側にそれぞれ設けられた複数の減圧装置と、室内熱交換器と、を備えている。この冷凍サイクルは、暖房運転と、逆サイクル除霜運転と、一部の室外熱交換器が凝縮器として機能し他の室外熱交換器が蒸発器として機能する除霜暖房運転と、を実行できるように構成されている。
【００１２】
特開２０１２−１３３６３号公報の空気調和機では、除霜暖房運転を実行することにより、暖房を継続しながら室外熱交換器の除霜を行うことができる。しかしながら、除霜暖房運転時には、冷凍サイクルの除霜能力の一部が暖房にも利用されるため、除霜を完了させるのに要する時間が逆サイクル除霜運転と比較して長くなってしまう。したがって、この空気調和機では、除霜暖房運転を実行することによって、除霜完了から暖房運転を挟んで次の除霜完了までの１サイクル当たりの平均暖房能力が低下してしまう場合があるという課題があった。
【００１３】
本実施の形態は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、平均暖房能力をより向上できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【００１４】
本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、第１室外熱交換器、第２室外熱交換器及び室内熱交換器を有する冷媒回路と、前記冷媒回路を制御する制御装置と、を備え、前記圧縮機は、あらかじめ設定された運転周波数範囲に含まれる可変の運転周波数で運転するように構成されており、前記冷媒回路は、前記第１室外熱交換器及び前記第２室外熱交換器が蒸発器として機能し、前記室内熱交換器が凝縮器として機能する暖房運転と、前記第１室外熱交換器及び前記第２室外熱交換器が凝縮器として機能する除霜運転と、前記第１室外熱交換器又は前記第２室外熱交換器の一方が蒸発器として機能し、前記第１室外熱交換器又は前記第２室外熱交換器の他方と前記室内熱交換器とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行可能に構成されており、前記制御装置は、前記暖房運転の実行中において、前記運転周波数範囲の上限である最大運転周波数から前記圧縮機の運転周波数を減じた値が閾値以上である場合には、前記暖房運転の後に前記暖房除霜同時運転を実行し、前記暖房運転の実行中において、前記最大運転周波数から前記圧縮機の運転周波数を減じた値が前記閾値よりも小さい場合には、前記暖房運転の後に前記除霜運転を実行するように構成されているものである。
【００１５】
本実施の形態によれば、暖房運転の後に暖房除霜同時運転及び除霜運転のいずれを実行するかをより的確に決定することができるため、除霜完了から暖房運転を挟んで次の除霜完了までの１サイクル当たりの平均暖房能力をより向上できる。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。本実施の形態では、冷凍サイクル装置として空気調和機を例示している。図１に示すように、冷凍サイクル装置は、冷媒を循環させる冷媒回路１０を有している。冷媒回路１０は、圧縮機１１、第１流路切替装置１２、室内熱交換器１３、膨張弁１４、第１室外熱交換器１５ａ、第２室外熱交換器１５ｂ及び第２流路切替装置１６を有している。後述するように、冷媒回路１０は、暖房運転、逆サイクル除霜運転（以下、単に「除霜運転」という。）、暖房除霜同時運転及び冷房運転を実行できるように構成されている。
【００１７】
また、冷凍サイクル装置は、室外に設置される室外機と、室内に設置される室内機と、を有している。圧縮機１１、第１流路切替装置１２、膨張弁１４、第１室外熱交換器１５ａ、第２室外熱交換器１５ｂ及び第２流路切替装置１６は室外機に収容されており、室内熱交換器１３は室内機に収容されている。さらに、冷凍サイクル装置は、冷媒回路１０を制御する制御装置５０を有している。
【００１８】
圧縮機１１は、低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する流体機械である。圧縮機１１としては、運転周波数を調整可能なインバータ駆動の圧縮機が用いられる。圧縮機１１には、運転周波数範囲があらかじめ設定されている。圧縮機１１は、制御装置５０の制御により、運転周波数範囲に含まれる可変の運転周波数で運転するように構成されている。
【００１９】
第１流路切替装置１２は、冷媒回路１０内の冷媒の流れ方向を切り替えるものである。第１流路切替装置１２としては、４つのポートＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈを備える四方弁が用いられている。第１流路切替装置１２は、ポートＥとポートＦとが連通するとともにポートＧとポートＨとが連通する第１状態と、ポートＥとポートＨとが連通するとともにポートＦとポートＧとが連通する第２状態と、をとり得る。第１流路切替装置１２は、制御装置５０の制御により、暖房運転時及び暖房除霜同時運転時には第１状態に設定され、除霜運転時及び冷房運転時には第２状態に設定される。第１流路切替装置１２としては、複数の二方弁又は三方弁の組合せを用いることもできる。
【００２０】
室内熱交換器１３は、内部を流通する冷媒と、室内機に収容された室内ファン（図示せず）により送風される空気と、の熱交換を行う熱交換器である。室内熱交換器１３は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能する。
【００２１】
膨張弁１４は、冷媒を減圧させる弁である。膨張弁１４としては、制御装置５０の制御により開度を調整可能な電子膨張弁が用いられている。
【００２２】
第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂはいずれも、内部を流通する冷媒と、室外機に収容された室外ファン（図示せず）により送風される空気と、の熱交換を行う熱交換器である。第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂは、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能する。第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂは、冷媒回路１０において互いに並列に接続されている。第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂは、例えば、１つの熱交換器が上下に２分割されることにより構成されている。この場合、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂは、空気の流れに対しても互いに並列に配置される。
【００２３】
第２流路切替装置１６は、暖房運転時、除霜運転時及び冷房運転時と、暖房除霜同時運転時とで冷媒の流れを切り替えるものである。第２流路切替装置１６としては、４つのポートＡ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃを備える四方弁が用いられている。第２流路切替装置１６は、第１状態、第２状態及び第３状態をとり得る。第１状態では、ポートＣとポートＢ１及びポートＢ２の双方とが連通し、ポートＡはポートＢ１及びポートＢ２のいずれとも連通しない。第２状態では、ポートＡとポートＢ１とが連通するとともにポートＣとポートＢ２とが連通する。第３状態では、ポートＡとポートＢ２とが連通するとともにポートＣとポートＢ１とが連通する。第２流路切替装置１６は、制御装置５０の制御により、暖房運転時、除霜運転時及び冷房運転時には第１状態に設定され、暖房除霜同時運転時には第２状態又は第３状態に設定される。第２流路切替装置１６としては、例えば、国際公開第２０１７／０９４１４８号に記載の流路切替弁が用いられる。
【００２４】
圧縮機１１、第１流路切替装置１２、室内熱交換器１３、膨張弁１４、第１室外熱交換器１５ａ、第２室外熱交換器１５ｂ及び第２流路切替装置１６は、管３０〜３８等の冷媒配管を介して接続されている。管３０は、圧縮機１１の吐出口と第１流路切替装置１２のポートＧとを接続している。管３１は、第１流路切替装置１２のポートＨと室内熱交換器１３とを接続している。管３２は、室内熱交換器１３と膨張弁１４とを接続している。管３３は途中から管３３ａ、３３ｂに分岐しており、膨張弁１４と第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれとを接続している。管３３ａ、３３ｂには、キャピラリチューブ１７ａ、１７ｂがそれぞれ設けられている。管３４は、第１室外熱交換器１５ａと第２流路切替装置１６のポートＢ１とを接続している。管３５は、第２室外熱交換器１５ｂと第２流路切替装置１６のポートＢ２とを接続している。管３６は、第２流路切替装置１６のポートＣと第１流路切替装置１２のポートＦとを接続している。管３７は、第１流路切替装置１２のポートＥと圧縮機１１の吸入口とを接続している。
【００２５】
管３８は、管３０と第２流路切替装置１６のポートＡとを接続している。管３８は、圧縮機１１から吐出されたガス冷媒の一部を第１室外熱交換器１５ａ又は第２室外熱交換器１５ｂに供給するホットガスバイパス流路を構成する。管３８には、バイパス膨張弁１８が設けられている。バイパス膨張弁１８としては、電子膨張弁が用いられている。バイパス膨張弁１８は、制御装置５０の制御により、暖房運転時、除霜運転時及び冷房運転時には閉状態に設定され、暖房除霜同時運転時には開状態に設定される。
【００２６】
制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えたマイクロコンピュータを有している。制御装置５０には、冷媒回路１０に設けられた温度センサ及び圧力センサからの検出信号と、ユーザによる操作を受け付ける操作部からの操作信号とが入力される。制御装置５０は、入力された信号に基づき、圧縮機１１、第１流路切替装置１２、膨張弁１４、第２流路切替装置１６、バイパス膨張弁１８、室内ファン及び室外ファンを含む冷凍サイクル装置全体の動作を制御する。
【００２７】
次に、冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作について説明する。図２は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作を示す図である。図２に示すように、暖房運転時には、第１流路切替装置１２は、ポートＥとポートＦとが連通するとともにポートＧとポートＨとが連通する第１状態に設定される。第２流路切替装置１６は、ポートＣとポートＢ１及びポートＢ２の双方とが連通する第１状態に設定される。バイパス膨張弁１８は、例えば閉状態に設定される。
【００２８】
圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒は、第１流路切替装置１２を経由し、室内熱交換器１３に流入する。暖房運転時には、室内熱交換器１３は凝縮器として機能する。すなわち、室内熱交換器１３では、内部を流通する冷媒と、室内ファンにより送風される室内空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が室内空気に放熱される。これにより、室内熱交換器１３に流入したガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。また、室内ファンにより送風される室内空気は、冷媒からの放熱によって加熱される。
【００２９】
室内熱交換器１３から流出した液冷媒は、膨張弁１４で減圧されて低圧の二相冷媒となる。膨張弁１４から流出した二相冷媒は、管３３ａと管３３ｂとに分流する。管３３ａに流入した二相冷媒は、キャピラリチューブ１７ａでさらに減圧され、第１室外熱交換器１５ａに流入する。一方、管３３ｂに流入した二相冷媒は、キャピラリチューブ１７ｂでさらに減圧され、第２室外熱交換器１５ｂに流入する。
【００３０】
暖房運転時には、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂはいずれも蒸発器として機能する。すなわち、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれでは、内部を流通する冷媒と、室外ファンにより送風される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が室外空気から吸熱される。これにより、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれに流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれから流出したガス冷媒は、第２流路切替装置１６で合流し、第１流路切替装置１２を経由して圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。暖房運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返される。
【００３１】
暖房運転が長時間継続されると、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂに霜が付着し、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの熱交換効率が低下する場合がある。したがって、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂに付着した霜を融解させるため、除霜運転又は暖房除霜同時運転が定期的に行われる。除霜運転は、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの双方に高温高圧のガス冷媒を供給し、冷媒からの放熱によって第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの双方の除霜を行う運転である。暖房除霜同時運転は、第１室外熱交換器１５ａ又は第２室外熱交換器１５ｂの一方に高温高圧のガス冷媒を供給して当該一方の除霜を行いながら、第１室外熱交換器１５ａ又は第２室外熱交換器１５ｂの他方を蒸発器として機能させて暖房を継続する運転である。
【００３２】
冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作について説明する。図３は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作を示す図である。図３に示すように、除霜運転時には、第１流路切替装置１２は、ポートＥとポートＨとが連通するとともにポートＦとポートＧとが連通する第２状態に設定される。第２流路切替装置１６は、ポートＣとポートＢ１及びポートＢ２の双方とが連通する第１状態に設定される。バイパス膨張弁１８は、例えば閉状態に設定される。除霜運転時の第１流路切替装置１２、第２流路切替装置１６及びバイパス膨張弁１８の設定は、冷房運転時のこれらの設定と同様である。
【００３３】
圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒は、第１流路切替装置１２を経由して第２流路切替装置１６で分流し、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれに流入する。除霜運転時には、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂはいずれも凝縮器として機能する。すなわち、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれでは、内部を流通する冷媒からの放熱によって、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれに付着した霜が融解する。これにより、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜が行われる。また、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれに流入したガス冷媒は、凝縮して液冷媒となる。
【００３４】
第１室外熱交換器１５ａから流出した液冷媒は、キャピラリチューブ１７ａで減圧される。第２室外熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、キャピラリチューブ１７ｂで減圧される。これらの液冷媒は、合流して膨張弁１４でさらに減圧され、低圧の二相冷媒となる。膨張弁１４から流出した二相冷媒は、室内熱交換器１３に流入する。除霜運転時には、室内熱交換器１３は蒸発器として機能する。すなわち、室内熱交換器１３では、内部を流通する冷媒の蒸発熱が室内空気から吸熱される。これにより、室内熱交換器１３に流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。室内熱交換器１３から流出したガス冷媒は、第１流路切替装置１２を経由して圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。除霜運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返される。
【００３５】
次に、冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作について説明する。図４は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作を示す図である。ここで、暖房除霜同時運転には、第１運転と第２運転とが含まれている。第１運転時には、第１室外熱交換器１５ａ及び室内熱交換器１３が凝縮器として機能し、第２室外熱交換器１５ｂが蒸発器として機能する。これにより、第１室外熱交換器１５ａの除霜が行われるとともに暖房が継続される。第２運転時には、第２室外熱交換器１５ｂ及び室内熱交換器１３が凝縮器として機能し、第１室外熱交換器１５ａが蒸発器として機能する。これにより、第２室外熱交換器１５ｂの除霜が行われるとともに暖房が継続される。１回の暖房除霜同時運転において、第１運転及び第２運転は、少なくとも１回ずつ交互に実行される。図４では、暖房除霜同時運転のうちの第１運転時の動作を示している。
【００３６】
図４に示すように、暖房除霜同時運転のうちの第１運転時には、第１流路切替装置１２は、ポートＥとポートＦとが連通するとともにポートＧとポートＨとが連通する第１状態に設定される。第２流路切替装置１６は、ポートＡとポートＢ１とが連通するとともにポートＣとポートＢ２とが連通する第２状態に設定される。バイパス膨張弁１８は、所定開度での開状態に設定される。
【００３７】
圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒の一部は、管３０から管３８に分流する。管３８に分流したガス冷媒は、バイパス膨張弁１８で減圧され、第２流路切替装置１６を経由して第１室外熱交換器１５ａに流入する。第１室外熱交換器１５ａでは、内部を流通する冷媒からの放熱によって、付着した霜が融解する。これにより、第１室外熱交換器１５ａの除霜が行われる。また、第１室外熱交換器１５ａに流入したガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒又は二相冷媒となって第１室外熱交換器１５ａから流出し、キャピラリチューブ１７ａで減圧される。
【００３８】
圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒のうち、管３８に分流した一部以外のガス冷媒は、第１流路切替装置１２を経由して室内熱交換器１３に流入する。室内熱交換器１３では、内部を流通する冷媒と、室内ファンにより送風される室内空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が室内空気に放熱される。これにより、室内熱交換器１３に流入したガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。また、室内ファンにより送風される室内空気は、冷媒からの放熱によって加熱される。
【００３９】
室内熱交換器１３から流出した液冷媒は、膨張弁１４で減圧されて低圧の二相冷媒となる。膨張弁１４から流出した二相冷媒は、キャピラリチューブ１７ａで減圧された液冷媒又は二相冷媒と合流し、キャピラリチューブ１７ｂを経由して第２室外熱交換器１５ｂに流入する。第２室外熱交換器１５ｂでは、内部を流通する冷媒と、室外ファンにより送風される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が室外空気から吸熱される。これにより、第２室外熱交換器１５ｂに流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。第２室外熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、第２流路切替装置１６及び第１流路切替装置１２を経由して圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。暖房除霜同時運転のうちの第１運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返されることにより、第１室外熱交換器１５ａの除霜が行われるとともに暖房が継続される。
【００４０】
図示を省略するが、暖房除霜同時運転のうちの第２運転時には、第１流路切替装置１２は、第１運転時と同様に第１状態に設定される。第２流路切替装置１６は、ポートＡとポートＢ２とが連通するとともにポートＣとポートＢ１とが連通する第３状態に設定される。これにより、第２運転時には、第２室外熱交換器１５ｂの除霜が行われるとともに暖房が継続される。
【００４１】
図５は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の制御装置５０で実行される処理の流れを示すフローチャートである。制御装置５０は、操作部からの暖房運転開始信号等に基づき、暖房運転を開始する（ステップＳ１）。暖房運転が開始されると、制御装置５０は、除霜判定条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２）。除霜判定条件は、例えば、暖房運転が開始されてからの経過時間が閾値時間（例えば、２０分）を超えたことである。除霜判定条件を満たすと判定した場合にはステップＳ３の処理に移行し、除霜判定条件を満たさないと判定した場合にはステップＳ２の処理を定期的に繰り返す。
【００４２】
ステップＳ３では、制御装置５０は、現時点での圧縮機１１の運転周波数の値、又は暖房運転が開始されてから現時点までの圧縮機１１の運転周波数の平均値を運転周波数ｆとして取得する。その後、制御装置５０は、圧縮機１１の最大運転周波数ｆｍａｘから運転周波数ｆを減じた周波数差の値（ｆｍａｘ−ｆ）が閾値ｆｔｈ以上であるか否かを判定する。ここで、最大運転周波数ｆｍａｘは、圧縮機１１の運転周波数範囲の上限値である。最大運転周波数ｆｍａｘ及び閾値ｆｔｈの値は、制御装置５０のＲＯＭにあらかじめ記憶されている。圧縮機１１は暖房負荷が大きくなるほど運転周波数が大きくなるように制御されるため、圧縮機１１の運転周波数は暖房負荷と概ね比例関係にある。
【００４３】
最大運転周波数ｆｍａｘから運転周波数ｆを減じた値が閾値ｆｔｈ以上である場合（ｆｍａｘ−ｆ≧ｆｔｈ）には、ステップＳ４の処理に移行する。一方、最大運転周波数ｆｍａｘから運転周波数ｆを減じた値が閾値ｆｔｈよりも小さい場合（ｆｍａｘ−ｆ＜ｆｔｈ）には、ステップＳ６の処理に移行する。
【００４４】
ステップＳ４では、制御装置５０は、暖房運転を終了し、暖房除霜同時運転を所定時間実行する。ここで、制御装置５０は、暖房除霜同時運転の実行回数Ｎを記憶するカウンタを有している。カウンタの初期値は０である。制御装置５０は、暖房除霜同時運転を実行した場合、カウンタに記憶されている実行回数Ｎの値に１を加算する。
【００４５】
次に、ステップＳ５では、制御装置５０は、暖房除霜同時運転の実行回数Ｎが閾値回数Ｎｔｈ以上であるか否かを判定する。実行回数Ｎが閾値回数Ｎｔｈ以上である場合（Ｎ≧Ｎｔｈ）には、ステップＳ７の処理に移行する。ステップＳ７の処理に移行する前に、暖房運転を実行するようにしてもよい。一方、実行回数Ｎが閾値回数Ｎｔｈよりも小さい場合（Ｎ＜Ｎｔｈ）には、ステップＳ１に戻って暖房運転を再開する。
【００４６】
ステップＳ６では、制御装置５０は、必要であれば暖房運転をさらに所定時間継続する。その後、ステップＳ７の処理に移行する。
【００４７】
ステップＳ７では、制御装置５０は、暖房運転又は暖房除霜同時運転を終了し、除霜運転を所定時間実行する。通常、除霜運転の実行時間は、暖房除霜同時運転の実行時間よりも短くなっている。また、制御装置５０は、除霜運転を実行した場合、カウンタを初期化し、暖房除霜同時運転の実行回数Ｎの値を０に設定する。制御装置５０は、除霜運転の終了後、ステップＳ１に戻って暖房運転を再開する。
【００４８】
図６は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、暖房運転と暖房除霜同時運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の例を示すグラフである。図６の横軸は時間を表しており、縦軸は圧縮機１１の運転周波数を表している。ここで、圧縮機１１の運転周波数範囲の下限値を最小運転周波数ｆｍｉｎとする。また、運転周波数ｆ１は、ｆｍａｘ−ｆ１＝ｆｔｈの関係を満たしている。図６並びに後述する図７及び図８において、ハッチングを付した部分は、除霜に振り向けられる圧縮機１１の能力を概念的に表している。
【００４９】
図６に示す例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間、及び時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間に、圧縮機１１が運転周波数ｆ１で運転する暖房運転が実行されている。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間、及び時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間には、圧縮機１１が最大運転周波数ｆｍａｘで運転する暖房除霜同時運転が実行されている。通常、暖房除霜同時運転（第１運転及び第２運転を含む）の実行時間は、一定の時間に設定されている。暖房除霜同時運転の実行時間、すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間及び時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間のそれぞれは、例えば１３分である。また、通常、暖房除霜同時運転が終了してから次の暖房除霜同時運転が開始されるまでの暖房運転の連続実行時間は、一定の時間に設定されている。暖房運転の連続実行時間、すなわち、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間及び時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間のそれぞれは、例えば２０分である。暖房運転の連続実行時間を２０分とし、暖房除霜同時運転の実行時間を１３分とした場合、暖房運転及び暖房除霜同時運転の繰返し周期は３３分となる。閾値ｆｔｈは、例えば、１回の暖房除霜同時運転の実行時間内で第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜を完了させるために必要な圧縮機１１の運転周波数と等しくなるように設定されている。
【００５０】
暖房運転時の圧縮機１１の運転周波数ｆ１は、ｆｍａｘ−ｆ１≧ｆｔｈの関係を満たしている。このため、暖房除霜同時運転時には、最大運転周波数ｆｍａｘ以下での圧縮機１１の運転により、暖房運転時と同等の暖房能力と、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜に必要な除霜能力と、を確保することができる。したがって、ｆｍａｘ−ｆ１≧ｆｔｈの関係を満たす場合には、暖房運転と暖房除霜同時運転とが交互に実行されることによって、必要な暖房能力を維持しつつ第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜を行うことができる。これにより、暖房を長時間継続することができる。
【００５１】
図７は、暖房運転と暖房除霜同時運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の比較例を示すグラフである。図７に示す例では、暖房運転時の圧縮機１１の運転周波数ｆ２が運転周波数ｆ１よりも大きいため、ｆｍａｘ−ｆ２≧ｆｔｈの関係を満たしていない。このため、暖房除霜同時運転時には、圧縮機１１が最大運転周波数ｆｍａｘで運転したとしても、暖房運転時と同等の暖房能力を維持できないか、又は、決められた時間内に第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜を完了させることができない。
【００５２】
図８は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、暖房運転と除霜運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の例を示すグラフである。図８に示す例では、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの時間、及び時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの時間に、圧縮機１１が運転周波数ｆ２で運転する暖房運転が実行されている。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの時間、及び時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの時間には、圧縮機１１が最大運転周波数ｆｍａｘで運転する除霜運転が実行されている。通常、除霜運転の実行時間は、一定の時間に設定されている。除霜運転の実行時間、すなわち、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの時間及び時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの時間のそれぞれは、例えば３分である。また、通常、除霜運転が終了してから次の除霜運転が開始されるまでの暖房運転の連続実行時間は、一定の時間に設定されている。暖房運転の連続実行時間、すなわち、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの時間及び時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの時間のそれぞれは、例えば３０分である。暖房運転の連続実行時間を３０分とし、除霜運転の実行時間を３分とした場合、暖房運転及び除霜運転の繰返し周期は３３分となる。
【００５３】
図８に示す例では、暖房運転時の圧縮機１１の運転周波数ｆ２は、ｆｍａｘ−ｆ２≧ｆｔｈの関係を満たしていない。この場合、暖房運転の後に暖房除霜同時運転を実行したとしても、暖房運転時と同等の暖房能力を維持できないか、又は、決められた時間内に第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜を完了させることができない。したがって、本実施の形態では、暖房運転時の圧縮機１１の運転周波数ｆ２がｆｍａｘ−ｆ２≧ｆｔｈの関係を満たしていない場合には、暖房運転の後に、暖房除霜同時運転ではなく除霜運転が実行される。除霜運転の実行中には、暖房が一時的に中断されるものの、高い除霜能力で第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜を行うことができる。このため、除霜運転を実行することにより、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜を確実にかつ短時間で行うことができる。
【００５４】
図９は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の構成の変形例を示す冷媒回路図である。本変形例の冷媒回路１０は、図１に示した冷媒回路１０と比較すると、第２流路切替装置１６に代えて、２つの四方弁２１ａ、２１ｂと逆止弁２２とを有している。四方弁２１ａ、２１ｂは、制御装置５０により制御される。本変形例の冷媒回路１０は、図１に示した冷媒回路１０よりも構成が複雑になるものの、図１に示した冷媒回路１０と同様に、少なくとも暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行できるように構成されている。本実施の形態は、本変形例の冷媒回路１０を備えた冷凍サイクル装置にも適用可能である。また、本実施の形態は、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂが蒸発器として機能し室内熱交換器１３が凝縮器として機能する暖房運転と、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂが凝縮器として機能する除霜運転と、第１室外熱交換器１５ａ又は第２室外熱交換器１５ｂの一方が蒸発器として機能し、第１室外熱交換器１５ａ又は第２室外熱交換器１５ｂの他方と室内熱交換器１３とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行可能に構成されていれば、本変形例の冷媒回路１０以外の冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置にも適用可能である。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１１、第１室外熱交換器１５ａ、第２室外熱交換器１５ｂ及び室内熱交換器１３を有する冷媒回路１０と、冷媒回路１０を制御する制御装置５０と、を備えている。圧縮機１１は、あらかじめ設定された運転周波数範囲に含まれる可変の運転周波数で運転するように構成されている。冷媒回路１０は、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂが蒸発器として機能し、室内熱交換器１３が凝縮器として機能する暖房運転と、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂが凝縮器として機能する除霜運転と、第１室外熱交換器１５ａ又は第２室外熱交換器１５ｂの一方が蒸発器として機能し、第１室外熱交換器１５ａ又は第２室外熱交換器１５ｂの他方と室内熱交換器１３とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行可能に構成されている。制御装置５０は、暖房運転の実行中において、運転周波数範囲の上限である最大運転周波数ｆｍａｘから圧縮機１１の運転周波数ｆを減じた値が閾値ｆｔｈ以上である場合には、暖房運転の後に暖房除霜同時運転を実行し、暖房運転の実行中において、最大運転周波数ｆｍａｘから圧縮機１１の運転周波数ｆを減じた値が閾値ｆｔｈよりも小さい場合には、暖房運転の後に除霜運転を実行するように構成されている。
【００５６】
この構成によれば、最大運転周波数ｆｍａｘから暖房運転中の運転周波数ｆを減じた値（ｆｍａｘ−ｆ）が閾値ｆｔｈよりも大きい場合、すなわち暖房負荷が小さく暖房能力の余力が大きい場合には、暖房運転の後に暖房除霜同時運転が実行される。暖房負荷が小さい場合の暖房除霜同時運転では、暖房運転時の暖房能力を維持しつつ、決められた時間内に第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜を完了させることができる。このため、暖房負荷が小さい場合には、暖房運転及び暖房除霜同時運転が交互に実行されることにより、暖房を長時間継続することができる。一方、ｆｍａｘ−ｆが閾値ｆｔｈ以下である場合、すなわち暖房負荷が大きく暖房能力の余力が小さい場合には、暖房運転の後に除霜運転が実行される。これにより、暖房負荷が大きい場合には、除霜運転によって第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜を確実にかつ短時間で行うことができる。したがって、暖房運転の後に暖房除霜同時運転及び除霜運転のいずれを実行するかを暖房負荷に基づいて的確に決定することができるため、除霜完了から暖房運転を挟んで次の除霜完了までの１サイクル当たりの平均暖房能力をより向上できる。よって、冷凍サイクル装置を空気調和機に適用した場合には、室内の快適性をより向上できる。
【００５７】
また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、制御装置５０は、除霜運転が最後に実行されてからの暖房除霜同時運転の実行回数Ｎが閾値回数Ｎｔｈに達した場合には、最大運転周波数ｆｍａｘから暖房運転中の運転周波数ｆを減じた値に関わらず、除霜運転を実行するように構成されている。
【００５８】
この構成によれば、暖房負荷に関わらず、除霜運転を定期的に行うことができる。このため、仮に暖房除霜同時運転で第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜が完了しなかったとしても、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂに残存した霜を除霜運転によって確実に融解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について説明する。図１０は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。本実施の形態では、冷凍サイクル装置として空気調和機を例示している。図１０に示すように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、冷媒回路１０と、冷媒回路１０を制御する制御装置５０と、を有している。本実施の形態の冷媒回路１０は、図９に示した冷媒回路１０と同一の構成を有している。本実施の形態の制御装置５０は、図５に示した実施の形態１と同様の制御を実行するように構成されていてもよいし、実施の形態１とは別の制御を実行するように構成されていてもよい。
【００６０】
冷媒回路１０は、少なくとも、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行できるように構成されている。冷媒回路１０は、冷房運転を実行できるように構成されていてもよい。冷房運転時には、第１流路切替装置１２、四方弁２１ａ及び四方弁２１ｂが除霜運転時と同様の状態に設定される。
【００６１】
圧縮機１１は、冷媒を吸入する吸入口１１ａと、圧縮された冷媒を吐出する吐出口１１ｂと、を有している。吸入口１１ａは吸入圧力すなわち低圧に維持され、吐出口１１ｂは吐出圧力すなわち高圧に維持される。
【００６２】
第１流路切替装置１２として用いられる四方弁は、４つのポートＥ、Ｆ、Ｇ及びＨを有している。以下の説明では、ポートＧ、ポートＥ、ポートＦ及びポートＨをそれぞれ「第１ポートＧ」、「第２ポートＥ」、「第３ポートＦ」及び「第４ポートＨ」という場合がある。第１ポートＧは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても高圧に維持される高圧用のポートである。第２ポートＥは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても低圧に維持される低圧用のポートである。既に説明したように、第１流路切替装置１２は、図１０に実線で示す第１状態と、図１０に破線で示す第２状態と、をとり得る。第１状態では、第１ポートＧと第４ポートＨとが連通するとともに、第２ポートＥと第３ポートＦとが連通する。第２状態では、第１ポートＧと第３ポートＦとが連通するとともに、第２ポートＥと第４ポートＨとが連通する。第１流路切替装置１２は、制御装置５０の制御により、暖房運転時及び暖房除霜同時運転時には第１状態に設定され、除霜運転時には第２状態に設定される。
【００６３】
四方弁２１ａは、４つのポートＩ、Ｊ、Ｋ及びＬを有している。以下の説明では、ポートＫ、ポートＩ、ポートＬ及びポートＪをそれぞれ「第５ポートＫ」、「第６ポートＩ」、「第７ポートＬ」及び「第８ポートＪ」という場合がある。第５ポートＫは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても高圧に維持される高圧用のポートである。第６ポートＩは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても低圧に維持される低圧用のポートである。第８ポートＪは、冷媒が漏れ出すことのないように閉塞されている。四方弁２１ａは、図１０に実線で示す第１状態と、図１０に破線で示す第２状態と、をとり得る。第１状態では、第５ポートＫと第８ポートＪとが連通するとともに、第６ポートＩと第７ポートＬとが連通する。第２状態では、第５ポートＫと第７ポートＬとが連通するとともに、第６ポートＩと第８ポートＪとが連通する。四方弁２１ａは、制御装置５０の制御により、暖房運転時には第１状態に設定され、除霜運転時には第２状態に設定され、暖房除霜同時運転時には後述するように第１状態又は第２状態に設定される。
【００６４】
四方弁２１ｂは、４つのポートＭ、Ｎ、Ｏ及びＰを有している。以下の説明では、ポートＯ、ポートＭ、ポートＰ及びポートＮをそれぞれ「第５ポートＯ」、「第６ポートＭ」、「第７ポートＰ」及び「第８ポートＮ」という場合がある。第５ポートＯは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても高圧に維持される高圧用のポートである。第６ポートＭは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても低圧に維持される低圧用のポートである。第８ポートＮは、冷媒が漏れ出すことにないように閉塞されている。四方弁２１ｂは、図１０に実線で示す第１状態と、図１０に破線で示す第２状態と、をとり得る。第１状態では、第５ポートＯと第８ポートＮとが連通するとともに、第６ポートＭと第７ポートＰとが連通する。第２状態では、第５ポートＯと第７ポートＰとが連通するとともに、第６ポートＭと第８ポートＮとが連通する。四方弁２１ｂは、制御装置５０の制御により、暖房運転時には第１状態に設定され、除霜運転時には第２状態に設定され、暖房除霜同時運転時には後述するように第１状態又は第２状態に設定される。
【００６５】
第１流路切替装置１２、四方弁２１ａ及び四方弁２１ｂはいずれも、吐出圧力及び吸入圧力の差圧によって動作する差圧駆動式の四方弁である。第１流路切替装置１２、四方弁２１ａ及び四方弁２１ｂとしては、同一構成の四方弁を用いることができる。
【００６６】
圧縮機１１の吐出口１１ｂと第１流路切替装置１２の第１ポートＧとの間は、吐出配管６１により接続されている。吐出配管６１には、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても、圧縮機１１の吐出口１１ｂから吐出された高圧の冷媒が流通する。圧縮機１１の吸入口１１ａと第１流路切替装置１２の第２ポートＥとの間は、吸入配管６２により接続されている。吸入配管６２には、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても、圧縮機１１の吸入口１１ａに吸入される低圧の冷媒が流通する。
【００６７】
吐出配管６１の途中に設けられた分岐部６３には、第１高圧配管６７の一端が接続されている。第１高圧配管６７の他端側は、分岐部６８で第１高圧配管６７ａと第１高圧配管６７ｂとに分岐している。第１高圧配管６７ａは、四方弁２１ａの高圧用の第５ポートＫに接続されている。第１高圧配管６７ｂは、四方弁２１ｂの高圧用の第５ポートＯに接続されている。
【００６８】
第１高圧配管６７のうち分岐部６３と分岐部６８との間には、別の分岐部６５が設けられている。第１高圧配管６７の分岐部６５と第１流路切替装置１２の第３ポートＦとの間は、第２高圧配管６４により接続されている。
【００６９】
第１高圧配管６７のうち分岐部６３と分岐部６５との間には、第１弁として、バイパス膨張弁１８が設けられている。第１弁は、制御装置５０の制御により開閉する開閉弁である。第１弁としては、電子膨張弁以外に電磁弁又は電動弁を用いることもできる。第１弁は、冷媒を減圧する機能も有している。第１弁の動作については後述する。
【００７０】
第２高圧配管６４には、第２弁として、逆止弁２２が設けられている。逆止弁２２は、第１流路切替装置１２の第３ポートＦから第１高圧配管６７に向かう方向の冷媒の流れを許容し、第１高圧配管６７から第３ポートＦに向かう方向の冷媒の流れを阻止するように構成されている。第２弁としては、制御装置５０の制御により開閉する電磁弁又は電動弁等の開閉弁を用いることもできる。第２弁として開閉弁が用いられたときの動作については後述する。
【００７１】
吸入配管６２の途中に設けられた分岐部６９には、低圧配管７０の一端が接続されている。低圧配管７０の他端側は、分岐部７１で低圧配管７０ａと低圧配管７０ｂとに分岐している。低圧配管７０ａは、四方弁２１ａの低圧用の第６ポートＩに接続されている。低圧配管７０ｂは、四方弁２１ｂの低圧用の第６ポートＭに接続されている。
【００７２】
第１流路切替装置１２の第４ポートＨは、冷媒配管８０を介して、室内熱交換器１３の一方の流出入口に接続されている。冷媒配管８０の一部は、室外機と室内機とを接続する延長配管によって構成されている。冷媒配管８０のうち延長配管よりも室外機側の位置には、不図示のストップバルブが設けられている。
【００７３】
室内熱交換器１３の他方の流出入口は、冷媒配管８１を介して、膨張弁１４の一方の流出入口に接続されている。冷媒配管８１の一部は、室外機と室内機とを接続する延長配管によって構成されている。冷媒配管８１のうち延長配管よりも室外機側の位置には、不図示のストップバルブが設けられている。
【００７４】
膨張弁１４の他方の流出入口には、冷媒配管８２の一端が接続されている。冷媒配管８２の他端側は、分岐部８４で冷媒配管８２ａと冷媒配管８２ｂとに分岐している。冷媒配管８２ａには、キャピラリチューブ１７ａ等の減圧装置が設けられている。冷媒配管８２ａは、第１室外熱交換器１５ａの一方の流出入口に接続されている。冷媒配管８２ｂには、キャピラリチューブ１７ｂ等の減圧装置が設けられている。冷媒配管８２ｂは、第２室外熱交換器１５ｂの一方の流出入口に接続されている。すなわち、膨張弁１４の他方の流出入口は、冷媒配管８２を介して、第１室外熱交換器１５ａの一方の流出入口と第２室外熱交換器１５ｂの一方の流出入口とに接続されている。また、第１室外熱交換器１５ａの一方の流出入口は、冷媒配管８２ａ及び冷媒配管８２ｂを介して、第２室外熱交換器１５ｂの一方の流出入口に接続されている。
【００７５】
第１室外熱交換器１５ａの他方の流出入口は、冷媒配管８３ａを介して、四方弁２１ａの第７ポートＬに接続されている。第２室外熱交換器１５ｂの他方の流出入口は、冷媒配管８３ｂを介して、四方弁２１ｂの第７ポートＰに接続されている。少なくとも暖房運転時及び除霜運転時の冷媒回路１０では、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂは、互いに並列に接続されている。
【００７６】
図１１は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の四方弁２１ａの概略構成を示す断面図である。図１１に示すように、四方弁２１ａは、弁本体１００とパイロット電磁弁１２０とを有している。四方弁２１ａは、差圧駆動式の四方弁である。
【００７７】
弁本体１００は、シリンダ１０１と、シリンダ１０１の内壁の一部に形成されたスライド台１０２と、シリンダ１０１の中心軸方向に沿ってスライド台１０２上を摺動するスライド弁１０３と、を有している。シリンダ１０１の中心軸方向においてスライド台１０２の中央部には、低圧用のポートである第６ポートＩが設けられている。シリンダ１０１の中心軸方向において第６ポートＩを挟んだ両側には、第７ポートＬ及び第８ポートＪが設けられている。シリンダ１０１の中心軸を挟んで第６ポートＩと対向する位置には、高圧用のポートである第５ポートＫが設けられている。
【００７８】
スライド弁１０３は、スライド台１０２に向かって開口したドーム状の形状を有している。シリンダ１０１の中心軸方向においてスライド弁１０３の一端側には、スライド弁１０３と連結されたピストン１０４が設けられている。シリンダ１０１の一端とピストン１０４との間には、第１室１０６が形成されている。シリンダ１０１の中心軸方向においてスライド弁１０３の他端側には、スライド弁１０３と連結されたピストン１０５が設けられている。シリンダ１０１の他端とピストン１０５との間には、第２室１０７が形成されている。ピストン１０４及び１０５は、シリンダ１０１の内壁面に沿って摺動自在に設けられている。ピストン１０４及び１０５は、スライド弁１０３と共に、シリンダ１０１の中心軸方向に沿って移動する。
【００７９】
パイロット電磁弁１２０は、４本のパイロット管１１０、１１１、１１２、１１３のそれぞれを介して弁本体１００に接続されている。パイロット管１１０は、弁本体１００の第５ポートＫに接続されている。パイロット管１１１は、弁本体１００の第６ポートＩに接続されている。パイロット管１１２は、弁本体１００の第１室１０６に接続されている。パイロット管１１３は、弁本体１００の第２室１０７に接続されている。
【００８０】
パイロット電磁弁１２０は、制御装置５０の制御により第１状態と第２状態とに切り替えられる。第１状態では、パイロット管１１０とパイロット管１１３とがパイロット電磁弁１２０の内部で連通するとともに、パイロット管１１１とパイロット管１１２とがパイロット電磁弁１２０の内部で連通する。このため、第１状態では、第５ポートＫと第２室１０７とが連通することにより第２室１０７の圧力が高圧になり、第６ポートＩと第１室１０６とが連通することにより第１室１０６の圧力が低圧になる。スライド弁１０３は、第１室１０６と第２室１０７との圧力差によって第１室１０６側に移動し、図１１に示す状態になる。これにより、第６ポートＩと第７ポートＬとが連通するとともに、第５ポートＫと第８ポートＪとが連通する。
【００８１】
第２状態では、パイロット管１１０とパイロット管１１２とがパイロット電磁弁１２０の内部で連通するとともに、パイロット管１１１とパイロット管１１３とがパイロット電磁弁１２０の内部で連通する。このため、第２状態では、第５ポートＫと第１室１０６とが連通することにより第１室１０６の圧力が高圧になり、第６ポートＩと第２室１０７とが連通することにより第２室１０７の圧力が低圧になる。スライド弁１０３は、第１室１０６と第２室１０７との圧力差によって第２室１０７側に移動する。これにより、第６ポートＩと第８ポートＪとが連通するとともに、第５ポートＫと第７ポートＬとが連通する。
【００８２】
第１状態及び第２状態のいずれにおいても、第５ポートＫの圧力が第６ポートＩの圧力よりも高いため、スライド弁１０３は圧力差によってスライド台１０２に対して押し付けられる。これにより、スライド弁１０３での冷媒の漏れが抑制される。
【００８３】
図示及び説明を省略するが、四方弁２１ｂ及び第１流路切替装置１２は、四方弁２１ａと同様の構成を有している。
【００８４】
次に、冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作について説明する。図１２は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作を示す図である。図１２に示すように、暖房運転時には、第１流路切替装置１２は、第１ポートＧと第４ポートＨとが連通するとともに第２ポートＥと第３ポートＦとが連通する第１状態に設定される。四方弁２１ａは、第５ポートＫと第８ポートＪとが連通するとともに第６ポートＩと第７ポートＬとが連通する第１状態に設定される。四方弁２１ｂは、第５ポートＯと第８ポートＮとが連通するとともに第６ポートＭと第７ポートＰとが連通する第１状態に設定される。
【００８５】
バイパス膨張弁１８すなわち第１弁は、開状態に設定される。バイパス膨張弁１８が開状態に設定されることにより、四方弁２１ａの第５ポートＫ及び四方弁２１ｂの第５ポートＯの圧力が高圧又は中間圧に維持される。ここで、中間圧とは、圧縮機１１の吸入圧力よりも高く圧縮機１１の吐出圧力よりも低い圧力のことである。バイパス膨張弁１８が開状態に設定された場合、第１高圧配管６７の末端側が四方弁２１ａの第８ポートＪ及び四方弁２１ｂの第８ポートＮによって閉塞されているため、四方弁２１ａ及び四方弁２１ｂの他のポートから冷媒が流出することはない。バイパス膨張弁１８は、閉状態に設定されてもよい。四方弁２１ａの第６ポートＩ及び四方弁２１ｂの第６ポートＭの圧力は、低圧に維持される。このため、バイパス膨張弁１８が閉状態に設定されたとしても、四方弁２１ａの第５ポートＫの圧力は第６ポートＩの圧力よりも高い圧力に維持され、四方弁２１ｂの第５ポートＯの圧力は第６ポートＭの圧力よりも高い圧力に維持される。
【００８６】
第１高圧配管６７から第１流路切替装置１２の第３ポートＦに向かう方向の冷媒の流れは、逆止弁２２によって阻止される。逆止弁２２ではなく開閉弁が第２弁として用いられている場合、開閉弁は閉状態に設定される。これにより、第１高圧配管６７から第１流路切替装置１２の第３ポートＦに向かう方向の冷媒の流れは、開閉弁によって阻止される。
【００８７】
圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒は、吐出配管６１、第１流路切替装置１２及び冷媒配管８０を経由し、室内熱交換器１３に流入する。暖房運転時には、室内熱交換器１３は凝縮器として機能する。すなわち、室内熱交換器１３では、内部を流通する冷媒と、室内ファンにより送風される室内空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が室内空気に放熱される。これにより、室内熱交換器１３に流入したガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。また、室内ファンにより送風される室内空気は、冷媒からの放熱によって加熱される。
【００８８】
室内熱交換器１３から流出した液冷媒は、冷媒配管８１を経由し、膨張弁１４に流入する。膨張弁１４に流入した液冷媒は、減圧されて低圧の二相冷媒となる。膨張弁１４から流出した二相冷媒は、冷媒配管８２を経由し、冷媒配管８２ａと冷媒配管８２ｂとに分流する。冷媒配管８２ａに分流した二相冷媒は、キャピラリチューブ１７ａでさらに減圧され、第１室外熱交換器１５ａに流入する。冷媒配管８２ｂに分流した二相冷媒は、キャピラリチューブ１７ｂでさらに減圧され、第２室外熱交換器１５ｂに流入する。
【００８９】
暖房運転時には、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂはいずれも蒸発器として機能する。すなわち、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれでは、内部を流通する冷媒と、室外ファンにより送風される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が室外空気から吸熱される。これにより、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれに流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。
【００９０】
第１室外熱交換器１５ａから流出したガス冷媒は、冷媒配管８３ａ、四方弁２１ａ、低圧配管７０ａ、低圧配管７０及び吸入配管６２を経由し、圧縮機１１に吸入される。第２室外熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、冷媒配管８３ｂ、四方弁２１ｂ及び低圧配管７０ｂを経由し、第１室外熱交換器１５ａから流出したガス冷媒と合流し、圧縮機１１に吸入される。すなわち、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれから流出したガス冷媒は、第１流路切替装置１２を経由せずに圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。暖房運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返される。
【００９１】
暖房運転時には、第１流路切替装置１２の第１ポートＧ、四方弁２１ａの第５ポートＫ及び四方弁２１ｂの第５ポートＯは、いずれも高圧又は中間圧に維持される。また、暖房運転時には、第１流路切替装置１２の第２ポートＥ、四方弁２１ａの第６ポートＩ及び四方弁２１ｂの第６ポートＭは、いずれも低圧に維持される。
【００９２】
次に、冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作について説明する。図１３は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作を示す図である。図１３に示すように、除霜運転時には、第１流路切替装置１２は、第１ポートＧと第３ポートＦとが連通するとともに第２ポートＥと第４ポートＨとが連通する第２状態に設定される。四方弁２１ａは、第５ポートＫと第７ポートＬとが連通するとともに第６ポートＩと第８ポートＪとが連通する第２状態に設定される。四方弁２１ｂは、第５ポートＯと第７ポートＰとが連通するとともに第６ポートＭと第８ポートＮとが連通する第２状態に設定される。
【００９３】
バイパス膨張弁１８すなわち第１弁は、例えば閉状態に設定される。第１流路切替装置１２の第３ポートＦから第１高圧配管６７に向かう方向の冷媒の流れは、逆止弁２２によって許容される。逆止弁２２ではなく開閉弁が第２弁として用いられている場合、開閉弁は開状態に設定される。これにより、第１流路切替装置１２の第３ポートＦから第１高圧配管６７に向かう方向の冷媒の流れは、開閉弁によって許容される。
【００９４】
圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒は、吐出配管６１、第１流路切替装置１２、第２高圧配管６４及び第１高圧配管６７を経由し、第１高圧配管６７ａと第１高圧配管６７ｂとに分流する。第１高圧配管６７ａに分流したガス冷媒は、四方弁２１ａ及び冷媒配管８３ａを経由し、第１室外熱交換器１５ａに流入する。第１高圧配管６７ｂに分流したガス冷媒は、四方弁２１ｂ及び冷媒配管８３ｂを経由し、第２室外熱交換器１５ｂに流入する。除霜運転時には、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂはいずれも凝縮器として機能する。すなわち、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれでは、内部を流通する冷媒からの放熱によって、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれに付着した霜が融解する。これにより、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂの除霜が行われる。また、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂのそれぞれに流入したガス冷媒は、凝縮して液冷媒となる。
【００９５】
第１室外熱交換器１５ａから流出した液冷媒は、キャピラリチューブ１７ａで減圧され、冷媒配管８２ａ及び冷媒配管８２を経由し、膨張弁１４に流入する。第２室外熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、キャピラリチューブ１７ｂで減圧され、冷媒配管８２ｂを経由し、第１室外熱交換器１５ａから流出した液冷媒と合流し、膨張弁１４に流入する。膨張弁１４に流入した液冷媒は、減圧されて低圧の二相冷媒となる。膨張弁１４から流出した二相冷媒は、冷媒配管８１を経由し、室内熱交換器１３に流入する。除霜運転時には、室内熱交換器１３は蒸発器として機能する。すなわち、室内熱交換器１３では、内部を流通する冷媒の蒸発熱が室内空気から吸熱される。これにより、室内熱交換器１３に流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。室内熱交換器１３から流出したガス冷媒は、冷媒配管８０、第１流路切替装置１２及び吸入配管６２を経由し、圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。除霜運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返される。
【００９６】
除霜運転時には、第１流路切替装置１２の第１ポートＧ、四方弁２１ａの第５ポートＫ及び四方弁２１ｂの第５ポートＯは、いずれも高圧に維持される。また、除霜運転時には、第１流路切替装置１２の第２ポートＥ、四方弁２１ａの第６ポートＩ及び四方弁２１ｂの第６ポートＭは、いずれも低圧に維持される。
【００９７】
次に、冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作について説明する。図１４は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作を示す図である。暖房除霜同時運転には、第１運転と第２運転とが含まれている。第１運転時には、第１室外熱交換器１５ａ及び室内熱交換器１３が凝縮器として機能し、第２室外熱交換器１５ｂが蒸発器として機能する。これにより、第１室外熱交換器１５ａの除霜が行われるとともに暖房が継続される。第２運転時には、第２室外熱交換器１５ｂ及び室内熱交換器１３が凝縮器として機能し、第１室外熱交換器１５ａが蒸発器として機能する。これにより、第２室外熱交換器１５ｂの除霜が行われるとともに暖房が継続される。図１４では、暖房除霜同時運転のうちの第１運転時の動作を示している。
【００９８】
図１４に示すように、第１運転時には、第１流路切替装置１２は、第１ポートＧと第４ポートＨとが連通するとともに第２ポートＥと第３ポートＦとが連通する第１状態に設定される。四方弁２１ａは、第５ポートＫと第７ポートＬとが連通するとともに第６ポートＩと第８ポートＪとが連通する第２状態に設定される。四方弁２１ｂは、第５ポートＯと第８ポートＮとが連通するとともに第６ポートＭと第７ポートＰとが連通する第１状態に設定される。
【００９９】
バイパス膨張弁１８すなわち第１弁は、開状態に設定される。第１高圧配管６７から第１流路切替装置１２の第３ポートＦに向かう方向の冷媒の流れは、逆止弁２２によって阻止される。逆止弁２２ではなく開閉弁が第２弁として用いられている場合、開閉弁は閉状態に設定される。これにより、第１高圧配管６７から第１流路切替装置１２の第３ポートＦに向かう方向の冷媒の流れは、開閉弁によって阻止される。
【０１００】
圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒の一部は、吐出配管６１から第１高圧配管６７に分流する。第１高圧配管６７に分流したガス冷媒は、バイパス膨張弁１８で中間圧に減圧され、第１高圧配管６７ａ、四方弁２１ａ及び冷媒配管８３ａを経由し、第１室外熱交換器１５ａに流入する。第１室外熱交換器１５ａでは、内部を流通する冷媒からの放熱によって、付着した霜が融解する。これにより、第１室外熱交換器１５ａの除霜が行われる。第１室外熱交換器１５ａに流入したガス冷媒は、凝縮して中間圧の液冷媒又は二相冷媒となって第１室外熱交換器１５ａから流出し、キャピラリチューブ１７ａで減圧される。
【０１０１】
圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒のうち、第１高圧配管６７に分流した一部以外のガス冷媒は、第１流路切替装置１２及び冷媒配管８０を経由し、室内熱交換器１３に流入する。室内熱交換器１３では、内部を流通する冷媒と、室内ファンにより送風される室内空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が室内空気に放熱される。これにより、室内熱交換器１３に流入したガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。また、室内ファンにより送風される室内空気は、冷媒からの放熱によって加熱される。
【０１０２】
室内熱交換器１３から流出した液冷媒は、冷媒配管８１を経由し、膨張弁１４に流入する。膨張弁１４に流入した液冷媒は、減圧されて低圧の二相冷媒となる。膨張弁１４から流出した二相冷媒は、冷媒配管８２を経由し、キャピラリチューブ１７ａで減圧された液冷媒又は二相冷媒と合流し、キャピラリチューブ１７ｂでさらに減圧されて第２室外熱交換器１５ｂに流入する。第２室外熱交換器１５ｂでは、内部を流通する冷媒と、室外ファンにより送風される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が室外空気から吸熱される。これにより、第２室外熱交換器１５ｂに流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。第２室外熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、冷媒配管８３ｂ、四方弁２１ｂ、低圧配管７０ｂ、低圧配管７０及び吸入配管６２を経由し、圧縮機１１に吸入される。すなわち、第２室外熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、第１流路切替装置１２を経由せずに圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。暖房除霜同時運転のうちの第１運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返されることにより、第１室外熱交換器１５ａの除霜が行われるとともに暖房が継続される。
【０１０３】
暖房除霜同時運転の第１運転時には、第１流路切替装置１２の第１ポートＧ、四方弁２１ａの第５ポートＫ及び四方弁２１ｂの第５ポートＯは、いずれも高圧又は中間圧に維持される。また、第１運転時には、第１流路切替装置１２の第２ポートＥ、四方弁２１ａの第６ポートＩ及び四方弁２１ｂの第６ポートＭは、いずれも低圧に維持される。
【０１０４】
図示を省略するが、暖房除霜同時運転のうちの第２運転時には、第１運転時とは逆に、四方弁２１ａが第１状態に設定され、四方弁２１ｂが第２状態に設定される。第１流路切替装置１２及びバイパス膨張弁１８は、第１運転時と同じ状態に設定される。これにより、第２運転時には、第２室外熱交換器１５ｂの除霜が行われるとともに暖房が継続される。第２運転時には、第１流路切替装置１２の第１ポートＧ、四方弁２１ａの第５ポートＫ及び四方弁２１ｂの第５ポートＯは、いずれも高圧又は中間圧に維持される。また、第２運転時には、第１流路切替装置１２の第２ポートＥ、四方弁２１ａの第６ポートＩ及び四方弁２１ｂの第６ポートＭは、いずれも低圧に維持される。
【０１０５】
以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、第１流路切替装置１２、四方弁２１ａ、四方弁２１ｂ、圧縮機１１、吐出配管６１、吸入配管６２、第１高圧配管６７、第２高圧配管６４、バイパス膨張弁１８、逆止弁２２、低圧配管７０、第１室外熱交換器１５ａ、第２室外熱交換器１５ｂ及び室内熱交換器１３を備えている。第１流路切替装置１２は、第１ポートＧ、第２ポートＥ、第３ポートＦ及び第４ポートＨを有している。四方弁２１ａは、第５ポートＫ、第６ポートＩ、第７ポートＬ、及び閉塞された第８ポートＪを有している。四方弁２１ｂは、第５ポートＯ、第６ポートＭ、第７ポートＰ、及び閉塞された第８ポートＮを有している。圧縮機１１は、冷媒を吸入する吸入口１１ａ及び冷媒を吐出する吐出口１１ｂを有している。吐出配管６１は、圧縮機１１の吐出口１１ｂと第１流路切替装置１２の第１ポートＧとを接続している。吸入配管６２は、圧縮機１１の吸入口１１ａと第１流路切替装置１２の第２ポートＥとを接続している。第１高圧配管６７は、吐出配管６１と四方弁２１ａの第５ポートＫ及び四方弁２１ｂの第５ポートＯのそれぞれとを接続している。第２高圧配管６４は、第１流路切替装置１２の第３ポートＦと第１高圧配管６７に設けられた分岐部６５とを接続している。バイパス膨張弁１８は、第１高圧配管６７のうち吐出配管６１と分岐部６５との間に設けられている。逆止弁２２は、第２高圧配管６４に設けられている。低圧配管７０は、吸入配管６２と四方弁２１ａの第６ポートＩ及び四方弁２１ｂの第６ポートＭのそれぞれとを接続している。第１室外熱交換器１５ａは、四方弁２１ａの第７ポートＬに接続されている。第２室外熱交換器１５ｂは、四方弁２１ｂの第７ポートＰに接続されている。室内熱交換器２９は、第１流路切替装置１２の第４ポートＨに接続されている。ここで、第１流路切替装置１２は第１四方弁の一例である。四方弁２１ａは第２四方弁の一例である。四方弁２１ｂは第３四方弁の一例である。バイパス膨張弁１８は第１弁の一例である。逆止弁２２は第２弁の一例である。
【０１０６】
この構成によれば、暖房運転時、除霜運転時及び暖房除霜同時運転時のいずれにおいても、四方弁２１ａの第５ポートＫ及び四方弁２１ｂの第５ポートＯの圧力は、四方弁２１ａの第６ポートＩ及び四方弁２１ｂの第６ポートＭの圧力よりも高い圧力に維持される。このため、四方弁２１ａ及び四方弁２１ｂのそれぞれには、差圧駆動式の四方弁を用いることができる。したがって、本実施の形態によれば、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行可能な冷媒回路１０の構成をより簡素化できる。
【０１０７】
また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂが蒸発器として機能し、室内熱交換器１３が凝縮器として機能する暖房運転と、第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂが凝縮器として機能する除霜運転と、第１室外熱交換器１５ａ又は第２室外熱交換器１５ｂの一方が蒸発器として機能し、第１室外熱交換器１５ａ又は第２室外熱交換器１５ｂの他方と室内熱交換器１３とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行可能に構成されている。暖房運転では、第１流路切替装置１２は、第１ポートＧと第４ポートＨとが連通するとともに第２ポートＥと第３ポートＦとが連通するように設定される。四方弁２１ａは、第５ポートＫと第８ポートＪとが連通するとともに第６ポートＩと第７ポートＬとが連通するように設定される。四方弁２１ｂは、第５ポートＯと第８ポートＮとが連通するとともに第６ポートＭと第７ポートＰとが連通するように設定される。逆止弁２２は、分岐部６５から第３ポートＦに向かう冷媒の流れを阻止する。除霜運転では、第１流路切替装置１２は、第１ポートＧと第３ポートＦとが連通するとともに第２ポートＥと第４ポートＨとが連通するように設定される。四方弁２１ａは、第５ポートＫと第７ポートＬとが連通するとともに第６ポートＩと第８ポートＪとが連通するように設定される。四方弁２１ｂは、第５ポートＯと第７ポートＰとが連通するとともに第６ポートＭと第８ポートＮとが連通するように設定される。逆止弁２２は、第３ポートＦから分岐部６５に向かう冷媒の流れを許容する。暖房除霜同時運転では、第１流路切替装置１２は、第１ポートＧと第４ポートＨとが連通するとともに第２ポートＥと第３ポートＦとが連通するように設定される。四方弁２１ａは、第５ポートＫと第７ポートＬとが連通するとともに第６ポートＩと第８ポートＪとが連通するように設定される。四方弁２１ｂは、第５ポートＯと第８ポートＮとが連通するとともに第６ポートＭと第７ポートＰとが連通するように設定される。バイパス膨張弁１８は、開状態に設定される。逆止弁２２は、分岐部６５から第３ポートＦに向かう冷媒の流れを阻止する。
【０１０８】
上記実施の形態１及び２は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  冷媒回路、１１  圧縮機、１１ａ  吸入口、１１ｂ  吐出口、１２  第１流路切替装置、１３  室内熱交換器、１４  膨張弁、１５ａ  第１室外熱交換器、１５ｂ  第２室外熱交換器、１６  第２流路切替装置、１７ａ、１７ｂ  キャピラリチューブ、１８  バイパス膨張弁、２１ａ、２１ｂ  四方弁、２２  逆止弁、３０、３１、３２、３３、３３ａ、３３ｂ、３４、３５、３６、３７、３８  管、５０  制御装置、６１  吐出配管、６２  吸入配管、６３、６５、６８、６９、７１、８４  分岐部、６４  第２高圧配管、６７、６７ａ、６７ｂ  第１高圧配管、７０、７０ａ、７０ｂ  低圧配管、８０、８１、８２、８２ａ、８２ｂ、８３ａ、８３ｂ  冷媒配管、１００  弁本体、１０１  シリンダ、１０２  スライド台、１０３  スライド弁、１０４、１０５  ピストン、１０６  第１室、１０７  第２室、１１０、１１１、１１２、１１３  パイロット管、１２０  パイロット電磁弁。
【図１】
2019146139.tif 000003
【図２】
2019146139.tif 000004
【図３】
2019146139.tif 000005
【図４】
2019146139.tif 000006
【図５】
2019146139.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019146139.tif 000009
【図８】
2019146139.tif 000010
【図９】
2019146139.tif 000011
【図１０】
2019146139.tif 000012
【図１１】
2019146139.tif 000013
【図１２】
2019146139.tif 000014
【図１３】
2019146139.tif 000015
【図１４】
2019146139.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月27日(2020.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、第１ポート、第２ポート、第３ポート及び第４ポートを有する第１四方弁と、第５ポート、第６ポート、第７ポート、及び閉塞された第８ポートをそれぞれ有する第２四方弁及び第３四方弁と、冷媒を吸入する吸入口及び前記冷媒を吐出する吐出口を有する圧縮機と、前記吐出口と前記第１ポートとを接続する吐出配管と、前記吸入口と前記第２ポートとを接続する吸入配管と、前記吐出配管と前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれの前記第５ポートとを接続する第１高圧配管と、前記第３ポートと前記第１高圧配管に設けられた分岐部とを接続する第２高圧配管と、前記第１高圧配管のうち前記吐出配管と前記分岐部との間に設けられた電子膨張弁である第１弁と、前記第２高圧配管に設けられた第２弁と、前記吸入配管と前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれの前記第６ポートとを接続する低圧配管と、前記第２四方弁の前記第７ポートに接続された第１室外熱交換器と、前記第３四方弁の前記第７ポートに接続された第２室外熱交換器と、前記第４ポートに接続された室内熱交換器と、を備えるものである。
【手続補正２】
【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】
第１ポート、第２ポート、第３ポート及び第４ポートを有する第１四方弁と、
第５ポート、第６ポート、第７ポート、及び閉塞された第８ポートをそれぞれ有する第２四方弁及び第３四方弁と、
冷媒を吸入する吸入口及び前記冷媒を吐出する吐出口を有する圧縮機と、
前記吐出口と前記第１ポートとを接続する吐出配管と、
前記吸入口と前記第２ポートとを接続する吸入配管と、
前記吐出配管と前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれの前記第５ポートとを接続する第１高圧配管と、
前記第３ポートと前記第１高圧配管に設けられた分岐部とを接続する第２高圧配管と、
前記第１高圧配管のうち前記吐出配管と前記分岐部との間に設けられた電子膨張弁である第１弁と、
前記第２高圧配管に設けられた第２弁と、
前記吸入配管と前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれの前記第６ポートとを接続する低圧配管と、
前記第２四方弁の前記第７ポートに接続された第１室外熱交換器と、
前記第３四方弁の前記第７ポートに接続された第２室外熱交換器と、
前記第４ポートに接続された室内熱交換器と、
を備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記第２弁は、逆止弁である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記第１室外熱交換器及び前記第２室外熱交換器が蒸発器として機能し、前記室内熱交換器が凝縮器として機能する暖房運転と、
前記第１室外熱交換器及び前記第２室外熱交換器が凝縮器として機能する除霜運転と、
前記第１室外熱交換器又は前記第２室外熱交換器の一方が蒸発器として機能し、前記第１室外熱交換器又は前記第２室外熱交換器の他方と前記室内熱交換器とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行可能に構成されており、
前記暖房運転では、
前記第１四方弁は、前記第１ポートと前記第４ポートとが連通するとともに前記第２ポートと前記第３ポートとが連通するように設定され、
前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれは、前記第５ポートと前記第８ポートとが連通するとともに前記第６ポートと前記第７ポートとが連通するように設定され、
前記第２弁は、前記分岐部から前記第３ポートに向かう前記冷媒の流れを阻止し、
前記除霜運転では、
前記第１四方弁は、前記第１ポートと前記第３ポートとが連通するとともに前記第２ポートと前記第４ポートとが連通するように設定され、
前記第２四方弁及び前記第３四方弁のそれぞれは、前記第５ポートと前記第７ポートとが連通するとともに前記第６ポートと前記第８ポートとが連通するように設定され、
前記第２弁は、前記第３ポートから前記分岐部に向かう前記冷媒の流れを許容し、
前記暖房除霜同時運転では、
前記第１四方弁は、前記第１ポートと前記第４ポートとが連通するとともに前記第２ポートと前記第３ポートとが連通するように設定され、
前記第２四方弁又は前記第３四方弁の一方は、前記第５ポートと前記第８ポートとが連通するとともに前記第６ポートと前記第７ポートとが連通するように設定され、
前記第２四方弁又は前記第３四方弁の他方は、前記第５ポートと前記第７ポートとが連通するとともに前記第６ポートと前記第８ポートとが連通するように設定され、
前記第１弁は、開状態に設定され、
前記第２弁は、前記分岐部から前記第３ポートに向かう前記冷媒の流れを阻止する請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
制御装置をさらに備え、
前記圧縮機は、あらかじめ設定された運転周波数範囲に含まれる可変の運転周波数で運転するように構成されており、
前記制御装置は、
前記暖房運転の実行中において、前記運転周波数範囲の上限である最大運転周波数から前記圧縮機の運転周波数を減じた値が閾値以上である場合には、前記暖房運転の後に前記暖房除霜同時運転を実行し、
前記暖房運転の実行中において、前記最大運転周波数から前記圧縮機の運転周波数を減じた値が前記閾値よりも小さい場合には、前記暖房運転の後に前記除霜運転を実行するように構成されている請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記除霜運転が最後に実行されてからの前記暖房除霜同時運転の実行回数が閾値回数に達した場合には、前記除霜運転を実行するように構成されている請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記第１室外熱交換器又は前記第２室外熱交換器の一方が蒸発器として機能し、前記第１室外熱交換器又は前記第２室外熱交換器の他方と前記室内熱交換器とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転を実行可能に構成されており、
前記制御装置は、前記暖房除霜同時運転において、前記圧縮機から吐出され、前記吐出配管から前記第１高圧配管に分流された高圧のガス冷媒を中間圧に減圧するよう、前記第１弁の開度を制御する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2019146139.tif 000017
2019146139.tif 000018
2019146139.tif 000019
2019146139.tif 000020