(57)【要約】【課題】気液分離器を利用した蒸発器ガスバイパスを有する冷凍サイクル装置において、高信頼性と高効率性を兼ね備えた装置を実現すること。【解決手段】圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、主膨張弁５、気液分離器６、室内熱交換器７の順に接続された冷凍サイクル装置１において、気液分離器６からは、全閉塞可能なバイパス膨張弁９、電気回路１１の放熱部１２と熱交換する熱交換手段１３の順に接続されているバイパス管８が備えつけられており、バイパス管８の一方は、圧縮機アキュムレータ１０の手前に接続されているとともに、暖房運転時には、気液分離器６をバイパス管８への冷媒分配手段として使用することで、バイパス管８から液相冷媒が圧縮機２へ吸入されることを抑止しつつ、電気回路１１の冷却をバイパス管８内冷媒で実施することで、高信頼性と高効率化を実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、主膨張弁、気液分離器、室内熱交換器の順に接続され、前記気液分離器から、バイパス膨張弁を介して、圧縮機アキュムレータ手前に接続されるバイパス管を有している冷凍サイクル装置において、前記バイパス管の前記バイパス膨張弁より下流側の少なくとも一部と、前記冷凍サイクル装置の電気回路の放熱部とが、熱交換手段によって接続され、前記気液分離器を暖房運転時には、前記バイパス管への冷媒の分配手段として使用することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記熱交換手段を介した、前記バイパス管の上下流側には、測定誤差が同じ温度検出手段が設置され、前記測定誤差がΔＴ、前記バイパス膨張弁の制御可能な最小の温度差分がｄｔならば、前記温度検出手段の下流側温度が上流側温度よりも２ΔＴ＋ｄｔ高くなるように、前記バイパス膨張弁の開度を制御することを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
請求項１記載のバイパス膨張弁を全閉塞可能とし、前記バイパス膨張弁の開閉を間欠動作させることを特徴とする請求項１または２記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記バイパス管と、前記電気回路の前記熱交換手段との接触位置は、前記バイパス管の鉛直方向最下点を少なくとも含むことを特徴とする請求項１から３記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記バイパス管と、前記電気回路の前記熱交換手段との接触位置において、前記バイパス管の内壁面を溝付き面形状としたことを特徴とする請求項１から４記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記バイパス管と、前記電気回路の前記熱交換手段との接触位置において、前記バイパス管の流路断面積を拡大したことを特徴とする請求項１から５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、気液分離器を有する冷凍サイクルに関し、本来はガスをバイパスするバイパス管に液が流入した場合の圧縮機吸入部への進入抑止、ならびに、バイパス管を利用したインバータ等に代表される電気回路の冷却を図ることによって、より一層の高性能化ならびに高信頼性を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、冷凍サイクルの高効率化の手段のひとつとして、主回路の膨張弁と、蒸発器入口の間に気液分離器を設置した上で、気液分離器からガスのみを分離、抽出し、バイパス管を介して、圧縮機へガスをバイパスする技術がある。
【０００３】
例えば、この冷凍サイクルが冷房用途などの冷却用途として用いられる場合、周囲媒体（空気やブラインなど）を冷却するに当たってのガスの寄与量は液相のそれに比べて小さい一方、比容積が大きい（密度が小さい）ために、ガス量が多いと、圧力損失が大きくなり、蒸発器出口下流に位置する圧縮機入口の圧力（吸入圧力）の低下を招く。
【０００４】
転じて、凝縮器内の冷媒圧力（凝縮圧力）を考えると、凝縮圧力が低下すると、冷媒凝縮温度も低下する。この凝縮温度低下は、冷媒と熱交換する周囲媒体温度との温度差減少を招き、熱交換性能悪化を招く。そのため、凝縮圧力低下を避ける必要がある。
【０００５】
上述の背景から、凝縮圧力低下を避ける必要があるので、ある所定の圧縮機吸入圧力から、その圧力が減少した場合には、その吸入圧力低下の相当する圧力分の追加的圧縮を圧縮機で行う必要性が生じる。その結果、追加的圧縮仕事の分、圧縮機への入力電力を増やす必要があるので、冷凍サイクルのＣＯＰ（能力係数＝冷房・暖房能力／入力）が低下する懸念がある。
【０００６】
そこで、前述の通りに、気液分離器を設置し、蒸発器入口へ流れるガス量を最小限にすることで、蒸発器内の圧力損失を抑止し、ＣＯＰ上昇を狙った形態がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
気液分離器内での分離プロセスが常に理想的な状態で行われていれば問題はないが、実際には、冷凍サイクルの始動時などでの過渡運転時においては、時々刻々と気液分離器内の気液二相の様相が変化する状態に追従できずに、少量の液がバイパス管に進入してしまう恐れもある。
【０００８】
液冷媒がガスバイパス管へ進入すると、その液相当分量は、冷却能力として活用できないばかりか、液相冷媒が圧縮機へ吸入されると信頼性の問題が生じる恐れもある。
【０００９】
そこで、特許文献１においては、図８のように、蒸発器の伝熱管の一部をバイパス管８４として使用することで、バイパス管８４に液冷媒が進入した場合でも、圧縮機２入口に至る前に液冷媒をガス化することで、前述の問題の解決を試みている。
【００１０】
ここで、特許文献１の発明を、冷暖兼用のリバーシブルな冷凍サイクルに活用する場合を考えると、図９の通りになると考えられる。
【００１１】
すなわち、図８の冷凍サイクル装置８１において、冷媒を逆方向に流動可能とすべく、四方弁３が取り付けられるとともに、暖房、冷房モードでの運転に応じて、室内外熱交換
器のそれぞれが「蒸発器」「凝縮器」双方の役割をこなすことになる。
【００１２】
もし、気液分離器６を冷房運転時で使用すると考えると、図９の矢印のように冷媒が流れることになり、暖房運転時には、気液分離器６は膨張弁５の上流に位置することになる。さらに、気液分離器６のガスバイパス管８４は、「凝縮」熱交換器７の一部分をなす構成用要素となり、気液分離器６は「凝縮」熱交換器７から出た冷媒の合流部として機能することになる。
【００１３】
一方、冷凍サイクルにおいて、高効率化技術の一つとして、インバータ回路を用いて、圧縮機の構成要素である電動機の回転数を入力電力の周波数に依らずに、自在に制御することはよく知られている。
【００１４】
非特許文献１によれば、インバータを使用することで、圧縮機、送風機、ポンプなどの容量制御が非常に容易になり、その結果、省エネルギー（冷凍サイクルの高効率化）を実現できるので、冷凍サイクルにおいて、非常に多く使用されている。
【００１５】
インバータに代表される電気回路の信頼性を保つには、これらが高温になるのを当然避ける必要がある。そのため、電気回路の電力用半導体素子には、放熱フィンが設けられ、空冷作用によって回路を放熱して、電気回路の動作に支障がないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】国際公開第２００７／０５５３８６号
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】日本冷凍空調学会編、「初級標準テキスト冷凍空調技術」日本冷凍空調学会、２００２年１２月１日、Ｐ．９９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
特許文献１の構成において、さらなる高性能化を目指し、圧縮機２の回転数を制御するインバータ回路を設置すると、まず、インバータ回路を冷却する手段が必要となる。そこで、一般的には、室外熱交換器４を構成する風路部分（図示せず）に、先のインバータ回路の放熱要素（例えば、放熱フィン）を設置する方法が主としてとられるが、その放熱フィン自体が風路損失要素として影響を及ぼして、室外熱交換器４本体の性能低下を招く恐れがあった。
【００１９】
さらに、図８で示した特許文献１の気液分離器６からの熱交換器を兼ねたバイパス管８４に関していえば、インバータ回路設置による圧縮機２の回転数制御、あるいは、冷凍サイクル装置８１Ｒの立ち上がり時に、気液分離器６から抽出されるガス量が刻々と変化する恐れがあるので、気液分離装置としての機能が低下し、結果、ガス冷媒が主回路側に侵入し、本来、液相が流れるべき熱交換器にガスが不均一に進入してしまい、熱交換器７の性能が悪化する懸念があった。
【００２０】
本発明は、気液分離器を有する冷凍サイクルについて、効率面、ならびに、信頼性の面で、効果的な活用方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、主膨張弁、気液分離器、室内熱交換器の順に接続されており、気液分離器か
らは、全閉塞可能なバイパス膨張弁、電気回路の放熱部と熱交換する熱交換手段の順に接続されているバイパス管が備えつけられており、バイパス管の一方は、圧縮機アキュムレータの手前に接続されているとともに、暖房運転時には、気液分離器をバイパス管への冷媒分配手段として使用することを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明において、電気回路の放熱部との熱交換手段の上下流には、測定誤差が同じΔＴである温度検出手段が設置されており、バイパス膨張弁での温度制御可能な最小の温度差分がｄｔである場合には、熱交換手段下流側温度検出手段の検出値が上流側のそれよりも２ΔＴ＋ｄｔ高くなるように、バイパス膨張弁を制御することを特徴とするものである。
【００２３】
これによって、暖房運転においては、冷媒分配手段として機能する気液分離器から、凝縮器として機能している室内熱交換器を出た冷媒の一部を取り出し、バイパス膨張弁で膨張して、低温低圧の二相冷媒として、電気回路からの排熱を吸熱することができるので、電気回路の放熱フィンを不要とするか、もしくは、最小化することが可能となる。さらには、バイパス冷媒量は、バイパス膨張弁によって、電気回路からの吸熱により全量ガス化できる量に制御されるので、圧縮機吸入側への液相冷媒流入を防ぐことが可能となる。
【００２４】
一方で、冷房運転時においては、バイパス膨張弁開度は、わずかに液相冷媒が含まれる、低温低圧のガスリッチ冷媒がバイパス管へ流入するように制御される、換言すると、電気回路から発生する排熱によって全液量をガス化できる量に、分岐膨張弁開度が制御されるので、圧縮機吸入側への液相冷媒流入を防ぐことが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の冷凍サイクル装置は、より効果的な気液分離を可能とするとともに、電気回路冷却をバイパス冷媒で実施することで、高信頼性、高効率性を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷房モードの状態を示す概略構成図
【図２】本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の暖房モードの状態を示す概略構成図
【図３】本発明の実施の形態に係るバイパス管と熱交換装置、電気回路の放熱部の配置概要図
【図４】本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置の冷房運転時のモリエル線図
【図５】本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置の暖房運転時のモリエル線図
【図６】温度検出手段による真値と温度測定誤差との関係を示した図
【図７】本発明の実施の形態の変形例におけるバイパス管の概略断面図
【図８】従来例の冷凍サイクル装置の概略構成図
【図９】従来例の冷凍サイクル装置のリバーシブルモードを示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
第１の発明は、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、主膨張弁５、気液分離器６、室内熱交換器７の順に接続され、気液分離器６から、全閉塞可能なバイパス膨張弁９を介して、圧縮機アキュムレータ１０手前へ接続されるバイパス管８を有する冷凍サイクル装置において、バイパス膨張弁９と圧縮機アキュムレータ１０の間のバイパス管８と、冷凍サイクル装置の電気回路１１の放熱部１２との間に熱交換手段１３が設けられており、暖房運転時には、気液分離器６をバイパス管８への冷媒分配手段として使用するものである。
【００２８】
本発明によって、暖房運転時においては、気液分離器６を冷媒分配手段として、高圧中
温の液冷媒の一部を分流し、バイパス膨張弁９によって、低温低圧の二相冷媒とした後に、熱交換手段１３を介して、電気回路１１から熱を奪いつつ、冷媒は吸熱反応によって、低圧低温のガスとなり、圧縮機２吸入側へ流す。
【００２９】
一方で、冷房運転時には、気液分離器６において、低圧低温のガスが分離されて、バイパス管８へ導かれつつ、電気回路１１から熱を奪った後、低圧中温のガスとなって、圧縮機２吸入側へとバイパスされる、もしくは、低圧低温のガス中に、低圧低温の液冷媒が含まれる場合には、液冷媒は吸熱反応によってガスされ、低圧低温〜中温のガス単相となって、圧縮機２吸入側へとバイパスされることによって、電気回路１１の冷却に必要な放熱フィンを無くす、もしくは、その容積を最小化できる。
【００３０】
また、バイパス膨張弁９の弁開度制御によって、バイパス管８を流れる冷媒量を常に適切に制御できるので、電気回路１１の冷却に必要なバイパス冷媒量と、冷房モードにおいては、室内熱交換器７へのガス冷媒流入量を最小に制御することが可能となる。
【００３１】
更には、暖房、冷房いずれの運転条件においても、バイパス管８は圧縮機アキュムレータ１０上流に接続されているので、熱交換手段１３でも、ガス化されなかった液冷媒があった場合でも、圧縮機アキュムレータ１０でトラップできる。
【００３２】
以上によって、室外機もしくは室内機の送風回路に設けられた電気回路１１の放熱フィンを最小化できるので、冷凍サイクルの高効率化が実現でき、さらには、圧縮機２吸入側への液冷媒の進入を防ぐことができるので、高信頼性も実現することができる。
【００３３】
第２の発明は、第１の発明の熱交換手段１３を介した、バイパス管８の上、下流には、測定誤差が同じ温度検出手段が設置され、その測定誤差がΔＴ、第１の発明のバイパス膨張弁９の制御範囲（温度）がｄｔならば、温度検出手段の下流側温度が上流側温度よりも２ΔＴ＋ｄｔ高くなるように、バイパス膨張弁９の開度を制御することにより、測定誤差を踏まえても、圧縮機２吸入側へと流される冷媒を常にガス化する制御が可能となるので、更なる高信頼性を実現できる。
【００３４】
第３の発明は、第１、第２の発明の冷凍サイクル装置において、バイパス膨張弁９を全閉塞可能のものとした上で、バイパス膨張弁９の開閉を間欠動作させることにより、過渡運転時や、高負荷運転時など、バイパス管８へ液冷媒が過度に流入するような事態が生じる場合でも、バイパス管８から圧縮機アキュムレータ１０にかけての冷媒がすべてガス化するまで、一時的に、バイパス管８を全閉することが可能となるので、更なる高信頼性を実現できる。
【００３５】
第４の発明は、第１から第３の発明の冷凍サイクル装置のバイパス管８において、電気回路１１の熱交換手段１３との接続位置において、バイパス管８の鉛直方向最下点を含めることにより、バイパス管８内の液冷媒のよどみ位置を熱交換手段１３と一致されることができ、冷媒の蒸発熱伝達による吸熱が容易になりつつ、液冷媒の圧縮機２吸入側への流入を抑止しやすくできるので、更なる電気回路１１冷却による高効率化と、高信頼性を実現できる。
【００３６】
第５の発明は、第１から第４の発明の冷凍サイクル装置のバイパス管８において、電気回路１１の熱交換手段１３との接続位置において、バイパス管８の内壁面を溝付き壁形状とすることにより、バイパス管８へ液冷媒が流入する場合には、溝付き部に液をトラップし、液冷媒を圧縮機２吸入側へ流れにくくでき、その部位で熱交換手段１３を介した、冷媒の蒸発熱伝達による吸熱、もしくは、冷媒とバイパス管８との接触面積拡大による伝熱促進が容易となるので、電気回路１１冷却に伴う高効率化と、高信頼性を実現できる。
【００３７】
第６の発明は、第１から第５の発明の冷凍サイクル装置のバイパス管８において、電気回路１１の熱交換手段１３との接続位置では、バイパス管８の流路断面積を拡大した上で、バイパス管８の鉛直下部に熱交換手段１３を設けることにより、流路断面積拡大部位での冷媒流速を減速させることが可能となるので、その部位で液を落下させて、電気回路１１からの排熱を液冷媒へ吸熱させやすくでき、さらには、圧縮機２吸入側へ液冷媒を流れにくくできるので、電気回路１１冷却に伴う高効率化と高効率化を実現できる。
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における冷凍サイクル装置１の回路図を示すものである。
【００３８】
図１において、本冷凍サイクル装置１は、圧縮機アキュムレータ１０、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、主膨張弁５、気液分離器６、室内熱交換器７の順に接続されている。さらに、気液分離器６からは、バイパス管８が接続され、バイパス膨張弁９、電気回路１１との熱交換手段１３をすぎた後、圧縮機アキュムレータ１０手前に接続されている。この冷凍サイクル装置１を冷房として用いる場合には、四方弁３の連通方向を圧縮機２の吐出側から室外熱交換器４へ連通される。一方で、暖房用途として用いられる場合には、図２に示す通り、四方弁３の連通方向を圧縮機２の吐出側から室内熱交換器７へと連通される。
【００３９】
バイパス管８の一部は、図３に示すように、鉛直上方から、バイパス管８、熱交換手段１３、電気回路１１の放熱体（例えば、インバータのパワー半導体など）の順に密着接続されて配置されている。
【００４０】
バイパス管８と電気回路１１の放熱体との熱交換手段１３としては、熱伝導性の高い部材、例えば、放熱グリスのようなものが用いられる。もしくは、アルミや銅などの熱伝導性の高いプレート（以下、高熱伝導体プレート）を用いてもよい。なお、高熱伝導体プレートが用いられる場合、バイパス管８と高熱伝導体プレートは溶接、もしくは、ろう付けによって接着され、高熱伝導体プレートと電気回路１１の放熱体との間は放熱グリスで密着接続されている。
【００４１】
なお、バイパス管８の熱交換手段１３との接触部位は、そのバイパス管８の配管経路において、鉛直方向最下点に位置している部位に設けられている。
【００４２】
さらに、熱交換手段１３との接触部位におけるバイパス管８の内壁面は、溝付き面となっている。この溝は、フィンチューブ型熱交換器の冷媒管に用いられているものと同様である。
【００４３】
電気回路１１との熱交換手段１３の上流、下流側のバイパス管８には、測定温度誤差が同一である温度検出手段が設置されている。温度検出手段で検出された温度は、電気的信号として、バイパス膨張弁制御ユニット１４へ電送される。バイパス膨張弁制御ユニット１４からは、バイパス膨張弁９へと電気信号が送信され、バイパス膨張弁９の弁開度を制御する仕組みとなっている。
【００４４】
以上のように構成された冷凍サイクル装置１について、以下でその動作、作用を説明する。
【００４５】
（冷房運転時）
冷媒は、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、主膨張弁５、気液分離器６、室内熱交換器７、四方弁３、圧縮機アキュムレータ１０の順に循環する。モリエル線図上で示すと、図４のようになる。
【００４６】
圧縮機２において、圧縮され高温高圧となったガス冷媒は、室外熱交換器４にて、空気へ放熱され、高圧中温の液相冷媒となる。その後、主膨張弁５で膨張され、低圧低温の二相冷媒となり、気液分離器６へ導かれる。
【００４７】
気液分離器６で、二相冷媒は、液とガスに気液分離され、液は室内熱交換器７へ導かれる。液は、室内熱交換器７において、自身の蒸発熱によって、空気から熱を吸熱し、液冷媒は低圧低温のガスとなって四方弁３、圧縮機アキュムレータ１０へと達する。吸熱された空気は、室内機に設置された横流ファンなどの送風機構によって、部屋内へと供給される。
【００４８】
上記の通り、蒸発器手前で、循環する冷媒を液とガスに分離して、液のみを熱交換器に用いるのは、背景技術で述べた通り、公知の技術である。
【００４９】
一方、ガスは、バイパス管８へと導かれ、バイパス膨張弁９を通った後、電気回路１１との熱交換手段１３の設置部位を通る際に、熱交換され、過熱ガスとなって、圧縮機アキュムレータ１０手前にて、室内熱交換器７を流動してきた冷媒と合流する。
【００５０】
理想的に、冷媒循環量が一定、かつ、周囲媒体の熱的条件が変化しない場合は、気液分離器６内の冷媒状態（冷媒の乾き度等）は、上記の通りとなるが、実際の冷凍サイクル装置においては、装置の立ち上がり、停止時などの過渡状態、周囲媒体の熱的条件の変化や、高効率化を目指して、圧縮機２の回転数を変化させる容量制御などの結果、冷媒循環量、冷媒の様相とも変化する。すなわち、気液分離器６内のガスと液の分率は絶えず変化してしまう状況になり得る。
【００５１】
ある冷媒循環量において、気液分離が達成されている状態であっても、急峻な循環量変動（特に流量が多くなる場合）、冷媒の乾き度の変化が生じると、バイパス管８へ液相冷媒が進入してしまう恐れが生じる。もし、バイパス管８の中へ流入した液相冷媒が蒸発してガス化することなく、圧縮機２の吸入室へ流入してしまうと、圧縮機２の効率が低下するばかりか信頼性の問題を引き起こす恐れがある。
【００５２】
そのため、本実施の形態においては、バイパス膨張弁９の開度制御、電気回路１１の放熱体との熱交換手段１３を用いたバイパス管８内冷媒の加熱、バイパス管８の戻り口の圧縮機アキュムレータ１０手前への接続の３つの手段を用いることで、圧縮機２への液冷媒流入抑止、室内熱交換器７へのガス冷媒の過度の流入の抑止を可能としている。
【００５３】
一方、電気回路１１の放熱部１２からの視点で考えると、電気回路１１を適切に放熱しなければ、その動作に支障が生じる。従来技術で述べた通り、これまでは、放熱体を冷却するために、放熱体にフィン等を取り付けた上、室外機熱交換器等の送風路に設置し、放熱を促す方法が主としてとられていたが、本方法だと、送風性能に影響を与える恐れがある。
【００５４】
そこで、本実施の形態においては、電気回路１１の放熱部１２からの熱をバイパス管８内冷媒に吸熱させることで、上述の問題を解決しつつ、バイパス管８内に液冷媒が進入した場合でも、冷媒をガス化できる構成とした。
【００５５】
以上の構成とすることによって、仮に気液分離器６で気液分離が完全に達成できず、液がバイパス管８へ進入した場合でも、圧縮機２吸入側への液相冷媒進入を抑止することによる信頼性の確保と、電気回路１１の放熱体を室外熱交換器４等の送風路に設置する必要がなくなることによる送風性能の高効率化の双方の実現を可能としている。
【００５６】
また、前述の電気回路１１の放熱体としては、圧縮機２のインバータを構成するパワー半導体を用いる場合、パワー半導体が最も加熱するのは、圧縮機２が高負荷運転する際、つまり、高周波数、高電力印加の運転下にある場合である。また、この条件は、冷媒循環量も最も多い条件で、気液分離の上でも最も厳しい、つまり、バイパス管８に液冷媒が侵入しやすい条件下でもある。
【００５７】
気液分離、電気回路１１の放熱条件が最も厳しく（発熱量が最も大きく）、液冷媒も流入しやすい高負荷条件において、本実施の形態を用いると、バイパス管８を通って流入する液相冷媒は、電気回路１１からの吸熱による蒸発（ガス化）作用が促進される（同時に、電気回路１１の冷却も同時に促進される）ので、高負荷条件における信頼性確保が容易に実現できる。
【００５８】
また、高負荷条件のような高循環量下や過渡状態下でも気液分離を完全に達成するようにするために、気液分離器６を大型化する必要があるが、本実施の形態であれば、バイパス管８への液相冷媒進入がある程度まで（電気回路１１からの放熱で液相冷媒を全て気化できる量まで）許されるので、気液分離器６を小型化できるメリットもある。
【００５９】
（暖房運転時）
冷媒は、圧縮機２、四方弁３、室内熱交換器７、気液分離器６、主膨張弁５、室外熱交換器４、四方弁３、圧縮機アキュムレータ１０の順に循環する。モリエル線図で示すと、図５のようになる。
【００６０】
圧縮機２において、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、室内熱交換器７にて、周囲空気へ熱を伝える。ガス冷媒は、はじめ、温度低下し、飽和蒸気に達した後、凝縮し、高圧中温の二相冷媒、そして、液冷媒へと変化しつつ、周囲空気へと放熱する。熱を受け取った空気は室内機から部屋内へ送風される。
【００６１】
高圧中温の液となった冷媒は、気液分離器６を通過するが、主膨張弁５側と、一部の冷媒はバイパス管８へとバイパスされる。主膨張弁５、バイパス管８内のバイパス膨張弁９で冷媒は膨張し、低圧低温の二相冷媒となって、それぞれ、室外熱交換器４と電気回路１１の放熱部１２の熱交換手段１３へと達する。
【００６２】
室外熱交換器４において、冷媒は周囲空気から吸熱し、自身は蒸発して、低圧低温のガス冷媒となって、圧縮機２へと戻る。
【００６３】
一方、バイパス管８へとバイパスされた冷媒は、電気回路１１の放熱部１２から吸熱しつつ（電気回路１１を冷却しつつ）、自身は蒸発して、低圧低温のガス冷媒となって室外熱交換器４を流れた冷媒と合流する。
【００６４】
このように、暖房運転においては、気液分離器６は電気回路１１の冷却に用いる冷媒の分流手段として使用されることになる。
【００６５】
（バイパス膨張弁９の制御方法）
図６に、熱交換手段１３を介して、バイパス管８の上下流に設けられた、温度検出手段について、真値（Ｔとおく）と、温度測定誤差（ΔＴ）との関係を示した図を示す。図６において、１５は上流側、１６は下流側を示し、１５ｃ、１６ｃは温度の真値、１５ｏ、１６ｏは測定誤差により過大評価された表示値、１５ｕ、１６ｕは、測定誤差により過小評価された表示値である。
【００６６】
図６（ａ）は、電気回路１１からの受熱によって、バイパス管８を流れる冷媒が確実にガス化した状態を示す。ガス化した冷媒が受熱すると、その温度は上昇する（下流側の冷媒は過熱蒸気である）。
【００６７】
図６（ｂ）には、電気回路１１から受熱した後も冷媒中に液相が残留している状態を示す。このとき冷媒の受熱は、二相状態で行われるため（蒸発熱伝達）、その温度は変化しない。
【００６８】
ここに、バイパス膨張弁９の弁開度の制御によって制御可能な、温度検出手段の上流から下流にかけての最小温度上昇をｄｔとおき、この最小温度上昇の条件で、開度制御が実施された後の状態（図６（ａ））と、そのような制御が行われていない、下流側湿り状態、すなわち、液冷媒が残留している状態（図６（ｂ））を考える。
【００６９】
弁開度制御されている状態において、温度検出手段が出力し得る温度測定値は、上流側の真値をＴとするならば、上流側において、Ｔ−ΔＴ  ≦Ｔ１５  ≦Ｔ＋ΔＴであり、下流側の真値をＴ＋ｄｔとするならば、Ｔ＋ｄｔ−ΔＴ≦Ｔ１６≦Ｔ＋ｄｔ＋ΔＴである。
【００７０】
一方、下流側湿り状態において、温度検出手段が出力し得る温度測定値は、上流、下流双方の真値をＴとするならば、それぞれ、Ｔ−ΔＴ≦Ｔ１５≦Ｔ＋ΔＴ、Ｔ−ΔＴ≦Ｔ１６≦Ｔ＋ΔＴである。
【００７１】
吸熱反応において、蒸発作用による吸熱（このとき、冷媒の様相は二相で、温度は一定下で行われる）から過熱での吸熱（冷媒はガスのみ）へ変化すると、冷媒の温度が上昇するので、温度上昇した場合に、冷媒が乾いた（ガス化した）とみなすことができる。
【００７２】
しかし、温度検出手段に温度測定誤差があり、仮に、上流側温度検出手段での測定値が過小評価値（Ｔ１５Ｕ＝Ｔ−ΔＴ）で、下流側温度検出手段での測定値が過大評価値（Ｔ１６Ｏ＝Ｔ＋ΔＴ）で評価されてしまうと、下流側が湿り（液相冷媒が残留している気液二相の状態）のままの場合でも、下流側の温度測定値が２ΔＴ高い測定値と評価され、温度測定値の上では、下流側の冷媒状態は乾き（過熱状態）と判定されてしまう恐れがあり（図６（ｂ）参照）、バイパス管８を流れる冷媒が熱交換手段１３をすぎた場合でも、湿り状態のままで圧縮機２吸入側へと達する恐れがある。
【００７３】
冷媒が湿り状態のままで、バイパス管８を出て、圧縮機２吸入側へと達すると、前述した通り、信頼性の問題が生じる恐れがある。
【００７４】
一方で、バイパス管８を流れる冷媒が過度な過熱度状態で、圧縮機２吸入側へと達すると、冷媒の昇圧に必要な動力が大きくなるので、効率低下を招く。そのため、圧縮機２吸入側へ導かれる理想的な冷媒の様相は、信頼性の観点からは湿り状態でないこと、効率の観点からは過熱度が小さい条件（理想的には、乾き度１＝飽和蒸気線上の条件）が好ましい。
【００７５】
そこで、図６（ａ）に示す通り、測定誤差量と、バイパス膨張弁９の制御可能な最小の温度差分値を考慮し、上下流温度検出手段の温度差は、２ΔＴ＋ｄｔだけ下流側冷媒が高い温度測定値を乾き条件とする閾値と定めて、バイパス膨張弁９の開度を制御することで、熱交換手段１３下流の冷媒を確実にガス単相とすることが可能とするとともに、このバイパス膨張弁９で制御可能な最小過熱度条件で、圧縮機２吸入側への冷媒バイパスを可能としている。
【００７６】
なお、本実施例において、バイパス膨張弁９は全閉塞可能である。これは弁制御におい
て、弁開をある時間実施した結果、液相冷媒が過度にバイパス管８へ進入する場合に、弁開閉を間欠的に実施する制御を行い、圧縮機２吸入側への液相バイパスを防ぐ措置をとることができるようにするためである。
【００７７】
さらに、バイパス管８と圧縮機２の吸入側との接続箇所を圧縮機アキュムレータ１０の上流に設置することで、仮に上記のような手段によっても液相冷媒が圧縮機２の吸入側へ達してしまった場合においても、圧縮機アキュムレータ１０によって、液をトラップして、信頼性を確保できる構成としている。
【００７８】
（変形例）
図７には、本実施の形態のバイパス管８についての変形例を示す。なお、本構成以外の要素については、上述の実施例の構成と同一である。
【００７９】
本変形例においては、熱交換手段１３との接触位置において、バイパス管８の流路断面積を拡大した上、バイパス管８の下部に熱交換手段１３を設置する特徴がある。
【００８０】
図６では、バイパス管８の流路断面積を拡大することで、冷媒流速を減速して、液を自重落下しやすくしたものである。
【００８１】
さらに、液の自重落下位置直下（つまり、バイパス管８の流路面積拡大部）に、熱交換手段１３を配置することで、電気回路１１の放熱部１２からの放熱される熱を自重落下した液で吸熱しやすくしたものである。
【００８２】
本方法によって、バイパス管８内の液相冷媒はさらにガス化しやすくなり、さらなる高信頼性を確保することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本発明にかかる冷凍サイクル装置は、気液分離器６からバイパスされる冷媒を確実にガス冷媒として、圧縮機２吸入側へ戻すことができ、さらには、バイパス冷媒を電気回路１１の冷却に使用することができるので、圧縮機２吸入側への液冷媒進入抑止、ならびに、電気回路１１冷却による高信頼性の獲得と、電気回路１１の冷却をバイパス管８内冷媒で行うことによる、室外機もしくは室内機の送風性能改善による高効率化を実現できる。
【符号の説明】
【００８４】
１  冷凍サイクル装置
１Ｈ  暖房モードに切り換えられた冷凍サイクル装置
２  圧縮機、もしくは、圧縮機での冷媒変化
３  四方弁
４  室外熱交換器、もしくは、当熱交換器での冷媒変化
５  主膨張弁、もしくは、当膨張弁での冷媒変化
６  気液分離器、もしくは、気液分離器での冷媒変化・作用
７  室内熱交換器、もしくは、当熱交換器での
８  バイパス管
９  バイパス膨張弁、もしくは、当膨張弁での冷媒変化・作用
１０  圧縮機アキュムレータ
１１  電気回路、もしくは、電気回路ユニット
１２  放熱部
１３  熱交換手段、もしくは、当熱交換手段との接触部における冷媒変化・作用
１４  バイパス膨張弁制御ユニット
１５  温度検出手段（上流）
１６  温度検出手段（下流）
１７  モリエル線図（冷房運転時）
１８  モリエル線図（暖房運転時）
１９  バイパス管拡大部
２０  液相
８１  従来の冷凍サイクル装置
８１Ｒ  リバーシブルサイクルとして用いた場合の従来の冷凍サイクル装置
８２  凝縮器
８３  蒸発器
８４  バイパス管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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