(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が、第１圧縮機、第１熱交換器、第１膨張弁、および第２熱交換器の順の第１循環方向に循環する冷凍サイクル装置であって、
前記第１膨張弁と前記第２熱交換器との間に接続されているとともに、前記第２熱交換器と前記第１圧縮機との間に接続された第１流路切替部と、
前記第１流路切替部を制御して、前記第２熱交換器を通過する前記冷媒の通過方向を、第１通過方向と、前記第１通過方向とは逆の第２通過方向との間で切り替えるように構成された制御装置と、
前記第２熱交換器において前記冷媒と熱交換する流体を、前記第１通過方向に対向する方向に移動させるように構成された流体移動部と、
前記冷媒の循環方向を、前記第１循環方向と、前記第１圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１膨張弁、および前記第１熱交換器の順の第２循環方向との間で切り替えるように構成された第２切替弁とを備え、
前記第１流路切替部は、第１切替弁を含み、
前記第１切替弁は、前記制御装置によって制御されるモータと、前記モータによって直線的に移動される弁体と、前記弁体の位置によって前記第１切替弁内における連通状態が切替わる第１〜第４弁ポートとを有し、
前記第２熱交換器は、第１および第２ポートを含み、
前記第１流路切替部は、逆止弁をさらに含み、
前記第１弁ポートは、前記第２ポートに接続され、
前記第２弁ポートは、前記第１膨張弁と前記第１流路切替部との間の第１流路に接続され、
前記第３弁ポートは、前記第１ポートに接続され、
前記第４弁ポートは、前記第１圧縮機と前記第１流路切替部との間の第２流路に接続され、
前記逆止弁は、前記第２ポートと前記第２流路との間において、前記第２ポートからの前記冷媒が前記第２流路に向かって通過可能なように接続されており、
前記制御装置は、
前記循環方向が前記第２循環方向である第１の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第１通過方向とするように構成され、前記モータを制御して前記第１弁ポートと前記第２弁ポートとを連通させるとともに、前記第３弁ポートと前記第４弁ポートとを連通させ、
前記循環方向が前記第１循環方向である第２の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第１通過方向とし、前記モータを制御して前記第２弁ポートと前記第３弁ポートとを連通させるように構成されている、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
冷媒が、第１圧縮機、第１熱交換器、第１膨張弁、および第２熱交換器の順の第１循環方向に循環する冷凍サイクル装置であって、
前記第１膨張弁と前記第２熱交換器との間に接続されているとともに、前記第２熱交換器と前記第１圧縮機との間に接続された第１流路切替部と、
前記第１流路切替部を制御して、前記第２熱交換器を通過する前記冷媒の通過方向を、第１通過方向と、前記第１通過方向とは逆の第２通過方向との間で切り替えるように構成された制御装置と、
前記第２熱交換器において前記冷媒と熱交換する流体を、前記第１通過方向に対向する方向に移動させるように構成された流体移動部と、
前記冷媒の循環方向を、前記第１循環方向と、前記第１圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１膨張弁、および前記第１熱交換器の順の第２循環方向との間で切り替えるように構成された第２切替弁と、
開閉弁とを備え、
前記第１流路切替部は、第１切替弁を含み、
前記第１切替弁は、前記制御装置によって制御されるモータと、前記モータによって直線的に移動される弁体と、前記弁体の位置によって前記第１切替弁内における連通状態が切替わる第１〜第４弁ポートとを有し、
前記第２熱交換器は、第１および第２ポートを含み、
前記第１通過方向は、前記第１ポートから前記第２ポートへ向かう方向であり、
前記第１弁ポートは、前記第２ポートに接続され、
前記第２弁ポートは、前記第１膨張弁と前記第１流路切替部との間の第１流路に接続され、
前記第３弁ポートは、前記第１ポートに接続され、
前記第４弁ポートは、前記第１圧縮機と前記第１流路切替部との間の第２流路に接続され、
前記開閉弁は、前記第２ポートと前記第２流路との間に接続され、
前記制御装置は、
前記循環方向が前記第２循環方向である第１の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第１通過方向とし、前記モータを制御して前記第１弁ポートと前記第２弁ポートとを連通させとともに、前記第３弁ポートと前記第４弁ポートとを連通させ、
前記循環方向が前記第１循環方向であり、かつ前記第１ポートにおける前記冷媒の第１温度が前記第２ポートにおける前記冷媒の第２温度よりも小さい第２の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第１通過方向とし、前記モータを制御して前記第２弁ポートと前記第３弁ポートとを連通させるとともに、前記開閉弁を開放し、
前記循環方向が前記第１循環方向であり、かつ前記第１温度が前記第２温度よりも大きい第３の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第２通過方向とし、前記モータを制御して前記第１弁ポートと前記第２弁ポートとを連通させ、前記第３弁ポートと前記第４弁ポートとを連通させ、前記開閉弁を閉止するように構成されている、冷凍サイクル装置。
【請求項３】
冷媒が、第１圧縮機、第１熱交換器、第１膨張弁、および第２熱交換器の順の第１循環方向に循環する冷凍サイクル装置であって、
前記第１膨張弁と前記第２熱交換器との間に接続されているとともに、前記第２熱交換器と前記第１圧縮機との間に接続された第１流路切替部と、
前記第１流路切替部を制御して、前記第２熱交換器を通過する前記冷媒の通過方向を、第１通過方向と、前記第１通過方向とは逆の第２通過方向との間で切り替えるように構成された制御装置と、
前記第２熱交換器において前記冷媒と熱交換する流体を、前記第１通過方向に対向する方向に移動させるように構成された流体移動部と、
前記冷媒の循環方向を、前記第１循環方向と、前記第１圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１膨張弁、および前記第１熱交換器の順の第２循環方向との間で切り替えるように構成された第２切替弁とを備え、
前記第１流路切替部は、第１切替弁を含み、
前記第１切替弁は、前記制御装置によって制御されるモータと、前記モータによって直線的に移動される弁体と、前記弁体の位置によって前記第１切替弁内における連通状態が切替わる第１〜第５弁ポートとを有し、
前記第２熱交換器は、第１および第２ポートを含み、
前記第１通過方向は、前記第１ポートから前記第２ポートへ向かう方向であり、
前記第１および第５弁ポートは、前記第１ポートに接続され、
前記第２弁ポートは、前記第１膨張弁と前記第１流路切替部との間の第１流路に接続され、
前記第３弁ポートは、前記第２ポートに接続され、
前記第４弁ポートは、前記第１圧縮機と前記第１流路切替部との間の第２流路に接続され、
前記制御装置は、
前記循環方向が前記第２循環方向である第１の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第１通過方向とし、前記モータを制御して前記第２弁ポートと前記第３弁ポートとを連通させるとともに、前記第４弁ポートと前記第５弁ポートとを連通させ、
前記循環方向が前記第１循環方向であり、かつ前記第１ポートにおける前記冷媒の第１温度が前記第２ポートにおける前記冷媒の第２温度よりも小さい第２の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第１通過方向とし、前記モータを制御して前記第１弁ポートと前記第２弁ポートとを連通させるとともに、前記第３弁ポートと前記第４弁ポートとを連通させ、
前記循環方向が前記第１循環方向であり、かつ前記第１温度が前記第２温度よりも大きい第３の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第２通過方向とし、前記モータを制御して前記第２弁ポートと前記第３弁ポートとを連通させるとともに、前記第４弁ポートと前記第５弁ポートとを連通させるように構成されている、冷凍サイクル装置。
【請求項４】
冷媒が、第１圧縮機、第１熱交換器、第１膨張弁、および第２熱交換器の順の第１循環方向に循環する冷凍サイクル装置であって、
前記第１膨張弁と前記第２熱交換器との間に接続されているとともに、前記第２熱交換器と前記第１圧縮機との間に接続された第１流路切替部と、
前記第１流路切替部を制御して、前記第２熱交換器を通過する前記冷媒の通過方向を、第１通過方向と、前記第１通過方向とは逆の第２通過方向との間で切り替えるように構成された制御装置と、
前記第２熱交換器において前記冷媒と熱交換する流体を、前記第１通過方向に対向する方向に移動させるように構成された流体移動部と、
前記冷媒の循環方向を、前記第１循環方向と、前記第１圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１膨張弁、および前記第１熱交換器の順の第２循環方向との間で切り替えるように構成された第２切替弁とを備え、
前記第１流路切替部は、第１切替弁を含み、
前記第１切替弁は、前記制御装置によって制御されるモータと、前記モータによって直線的に移動される弁体と、前記弁体の位置によって前記第１切替弁内における連通状態が切替わる第１〜第６弁ポートとを有し、
前記第２熱交換器は、第１および第２ポートを含み、
前記第１通過方向は、前記第１ポートから前記第２ポートへ向かう方向であり、
前記第１および第６弁ポートは、前記第１ポートに接続され、
前記第２弁ポートは、前記第１膨張弁と前記第１流路切替部との間の第１流路に接続され、
前記第３および第４弁ポートは、前記第２ポートに接続され、
前記第５弁ポートは、前記第１圧縮機と前記第１流路切替部との間の第２流路に接続され、
前記制御装置は、
前記循環方向が前記第２循環方向である第１の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第１通過方向とし、前記モータを制御して前記第２弁ポートと前記第３弁ポートとを連通させるとともに、前記第５弁ポートと前記第６弁ポートとを連通させ、
前記循環方向が前記第１循環方向であり、かつ前記第１ポートにおける前記冷媒の第１温度が前記第２ポートにおける前記冷媒の第２温度よりも小さい第２の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第１通過方向とし、前記モータを制御して前記第１弁ポートと前記第２弁ポートとを連通させるとともに、前記第４弁ポートと前記第５弁ポートとを連通させ、
前記循環方向が前記第１循環方向であり、かつ前記第１温度が前記第２温度よりも大きい第３の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第２通過方向とし、前記モータを制御して前記第２弁ポートと前記第３弁ポートとを連通させるとともに、前記第５弁ポートと前記第６弁ポートとを連通させるように構成されている、冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記流体は、空気を含み、
前記流体移動部は、前記空気を前記第１通過方向に対向する方向に向かって送風するファンを含む、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】
第３熱交換器をさらに備え、
前記流体移動部は、ポンプを含み、
前記ポンプは、前記流体を前記第２熱交換器と前記第３熱交換器との間で循環させるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記第１圧縮機と前記第１熱交換器との間に接続されているとともに、前記第１熱交換器と前記第１膨張弁との間に接続された第２流路切替部をさらに備え、
前記制御装置は、前記第２流路切替部を制御して、前記第１熱交換器を通過する前記冷媒の通過方向を、第３通過方向と、前記第３通過方向とは逆の第４通過方向との間で切り替えるように構成されている、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】
第２圧縮機と、
第３熱交換器と、
第２膨張弁とをさらに備え、
前記冷媒は、前記第１循環方向に循環するとともに、前記第２圧縮機、前記第３熱交換器、前記第２膨張弁、および前記第２熱交換器の順に循環する、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９】
第２膨張弁と、
第３熱交換器と、
前記第２膨張弁と前記第３熱交換器との間に接続されているとともに、前記第３熱交換器と前記第１圧縮機との間に接続された第２流路切替部とをさらに備え、
前記冷凍サイクル装置の運転モードは、第１および第２モードを含み、
前記第１モードにおいて前記冷媒は、前記第２循環方向に循環するとともに、前記第１圧縮機、前記第３熱交換器、前記第２膨張弁、および前記第１熱交換器の順に循環し、
前記第２モードにおいて前記冷媒は、前記第１循環方向に循環するとともに、前記第１圧縮機、前記第１熱交換器、前記第２膨張弁、および前記第３熱交換器の順に循環し、
前記制御装置は、前記第２流路切替部を制御して、前記第３熱交換器を通過する前記冷媒の通過方向を、第３通過方向と、前記第３通過方向とは逆の第４通過方向との間で切り替えるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
冷媒が、第１圧縮機、第１熱交換器、第１膨張弁、および第２熱交換器の順の第１循環方向に循環する冷凍サイクル装置であって、
前記第１膨張弁と前記第２熱交換器との間に接続されているとともに、前記第２熱交換器と前記第１圧縮機との間に接続された第１流路切替部と、
前記第１流路切替部を制御して、前記第２熱交換器を通過する前記冷媒の通過方向を、第１通過方向と、前記第１通過方向とは逆の第２通過方向との間で切り替えるように構成された制御装置と、
前記第２熱交換器において前記冷媒と熱交換する流体を、前記第１通過方向に対向する方向に移動させるように構成された流体移動部とを備え、
前記第１流路切替部は、第１切替弁を含み、
前記第１切替弁は、前記制御装置によって制御されるモータと、前記モータによって移動される弁体と、前記弁体の位置によって前記第１切替弁内における連通状態が切替わる複数の弁ポートとを有し、
前記冷凍サイクル装置は、前記冷媒の循環方向を、前記第１循環方向と、前記第１圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１膨張弁、および前記第１熱交換器の順の第２循環方向との間で切り替えるように構成された第２切替弁とをさらに備え、
前記制御装置は、前記循環方向が前記第２循環方向である第１の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第１通過方向とするように構成され、
前記第２熱交換器は、第１および第２ポートを含み、
前記第１通過方向は、前記冷媒が前記第２熱交換器を前記第１ポートから前記第２ポートへ通過する方向であり、
前記制御装置は、
前記第２ポートにおける前記冷媒と熱交換する前記流体の第１温度と、前記第２ポートにおける前記冷媒の第２温度との第１差分、および前記第１ポートにおける前記冷媒と熱交換する前記流体の第３温度と前記第１ポートにおける前記冷媒の第４温度との第２差分から対数平均温度差を算出し、
前記循環方向が前記第１循環方向であり、かつ、前記通過方向が前記第１通過方向である場合の前記対数平均温度差である第１対数平均温度差が、前記通過方向が前記第２通過方向である場合の前記対数平均温度差である第２対数平均温度差よりも大きい第２の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第１通過方向とし、
前記循環方向が前記第１循環方向であり、かつ、前記第１対数平均温度差が前記第２対数平均温度差よりも小さい第３の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第２通過方向とするように構成されている、冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
冷媒が、第１圧縮機、第１熱交換器、第１膨張弁、および第２熱交換器の順の第１循環方向に循環する冷凍サイクル装置であって、
前記第１膨張弁と前記第２熱交換器との間に接続されているとともに、前記第２熱交換器と前記第１圧縮機との間に接続された第１流路切替部と、
前記第１流路切替部を制御して、前記第２熱交換器を通過する前記冷媒の通過方向を、第１通過方向と、前記第１通過方向とは逆の第２通過方向との間で切り替えるように構成された制御装置とを備え、
前記第１流路切替部は、第１切替弁を含み、
前記第１切替弁は、前記制御装置によって制御されるモータと、前記モータによって移動される弁体と、前記弁体の位置によって前記第１切替弁内における連通状態が切替わる複数の弁ポートとを有し、
前記制御装置は、前記通過方向を切り替える場合、前記第１圧縮機を制御して前記第１圧縮機が単位時間に吐出する冷媒量を基準量より小さくするように構成されている、冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記冷媒量が前記基準量よりも小さくなった後に、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を切り替えるように構成されている、請求項１１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
冷媒が、第１圧縮機、第１熱交換器、第１膨張弁、および第２熱交換器の順の第１循環方向に循環する冷凍サイクル装置であって、
前記第１膨張弁と前記第２熱交換器との間に接続されているとともに、前記第２熱交換器と前記第１圧縮機との間に接続された第１流路切替部と、
第２膨張弁と、
第３熱交換器と、
前記第２膨張弁と前記第３熱交換器との間に接続されているとともに、前記第３熱交換器と前記第１圧縮機との間に接続された第２流路切替部と、
前記第１膨張弁と、前記第２熱交換器と、前記第１流路切替部とを収容する第１室内機と、
前記第２膨張弁と、前記第３熱交換器と、前記第２流路切替部とを収容する第２室内機と、
前記第１流路切替部を制御して、前記第２熱交換器を通過する前記冷媒の通過方向を、第１通過方向と、前記第１通過方向とは逆の第２通過方向との間で切り替えるように構成された制御装置と、
前記制御装置によって制御されて、前記第１圧縮機からの前記冷媒を前記第１および第２室内機に分配するように構成された分流器とを備え、
前記第１流路切替部は、第１切替弁を含み、
前記第１切替弁は、前記制御装置によって制御されるモータと、前記モータによって移動される弁体と、前記弁体の位置によって前記第１切替弁内における連通状態が切替わる複数の弁ポートとを有し、
前記冷凍サイクル装置は、前記冷媒の循環方向を、前記第１循環方向と、前記第１圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１膨張弁、および前記第１熱交換器の順の第２循環方向との間で切り替えるように構成された第２切替弁とをさらに備え、
前記制御装置は、前記循環方向が前記第２循環方向である第１の場合、前記第１流路切替部を制御して前記通過方向を前記第１通過方向とするように構成され、
前記制御装置は、前記第２流路切替部を制御して、前記第３熱交換器を通過する前記冷媒の通過方向を、第３通過方向と、前記第３通過方向とは逆の第４通過方向との間で切り替えるように構成され、
前記冷凍サイクル装置の運転モードは、第１〜第４モードを含み、
前記第１モードにおいて前記冷媒は、前記第２循環方向に循環するとともに、前記第１圧縮機、前記第３熱交換器、前記第２膨張弁、および前記第１熱交換器の順に循環し、
前記第２モードにおいて前記冷媒は、前記第１循環方向に循環するとともに、前記第１圧縮機、前記第１熱交換器、前記第２膨張弁、および前記第３熱交換器の順に循環し、
前記第３モードにおいて前記冷媒は、前記第１圧縮機、前記分流器、前記第１室内機、前記分流器、および前記第１熱交換器の順に循環するとともに、前記第１圧縮機、前記分流器、前記第１室内機、前記第２室内機、前記分流器の順に循環し、
前記第４モードにおいて前記冷媒は、前記第１圧縮機、前記第１熱交換器、前記分流器、前記第１室内機、前記第２室内機、および前記分流器の順に循環する、冷凍サイクル装置。
【請求項１４】
前記第１圧縮機と、前記第１熱交換器と、前記第２切替弁とを収容する室外機とをさらに備え、
前記冷凍サイクル装置は、前記室外機と前記分流器とが２つの配管によって接続された二管式の冷凍サイクル装置である、請求項１３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１５】
前記第１圧縮機と、前記第１熱交換器と、前記第２切替弁とを収容する室外機とをさらに備え、
前記冷凍サイクル装置は、前記室外機と前記分流器とが３つの配管によって接続された三管式の冷凍サイクル装置である、請求項１３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。
【背景技術】
【０００２】
従来から、運転モードを変化させることなく、冷媒が熱交換器を通過する方向を切り替えることが可能な冷凍サイクル装置が知られている。たとえば特開２０１２−２０２６２４号公報（特許文献１）には、非共沸混合冷媒が使用され、室内熱交換器の入口における冷媒温度と、室内熱交換器の出口における冷媒温度との大小関係に応じて、室内熱交換器を通過する冷媒の方向を、室内機に配置された四方弁によって切り替える冷凍サイクル装置が開示されている。当該冷凍サイクル装置によれば、熱交換器の熱交換損失の増大を抑制して当該冷凍サイクル装置の性能の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０２６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開２０１２−２０２６２４号公報（特許文献１）に開示されている冷凍サイクル装置において、室外機に配置されている四方弁（室外四方弁）は、冷媒の循環方向を、暖房モードおよび冷房モードの各々に対応した循環方向に切り替える。暖房モードおよび冷房モードのいずれにおいても、圧縮機から吐出された高圧の冷媒および蒸発器として機能する熱交換器からの低圧の冷媒が室外四方弁を通過する。室外四方弁においては冷媒の差圧が十分に確保することができる。室外四方弁が冷媒の差圧によって駆動する差圧駆動式の四方弁であっても、室外四方弁は、所望のタイミングで冷媒の循環方向を切り替えることができる。【０００５】
一方、室内機に配置されている四方弁（室内四方弁）に関して、暖房モードでは圧縮機からの高圧の冷媒および凝縮器として機能する室内熱交換器からの高圧の冷媒が室内四方弁を通過する。冷房モードでは、膨張弁からの低圧の冷媒および蒸発器として機能する室内熱交換器からの低圧の冷媒が室内四方弁を通過する。室内四方弁において確保することができる冷媒の差圧は、冷媒が室内熱交換器等を通過したときに生じる圧力損失程度である。室内四方弁が差圧駆動式の四方弁である場合、室内四方弁が動作するのに必要な差圧に当該圧力損失が達するまで、室内四方弁は動作することができない。そのため、特開２０１２−２０２６２４号公報（特許文献１）に開示されている冷凍サイクル装置によっては、冷媒が室内熱交換器を通過する方向を所望のタイミングで切り替えることができない可能性がある。【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、その目的は、冷媒の差圧を要することなく、冷媒が熱交換器を通過する方向を所望のタイミングで切り替えることにより、熱交換器の熱交換能力を向上させることである。
【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においては、冷媒が、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、および第２熱交換器の順に循環する。冷凍サイクル装置は、流路切替部と、制御装置とを備える。流路切替部は、膨張弁と第２熱交換器との間に接続されている。流路切替部は、第２熱交換器と圧縮機との間に接続されている。制御装置は、流路切替部を制御して、第２熱交換器を通過する冷媒の通過方向を、第１通過方向と、第１通過方向とは逆の第２通過方向との間で切り替える。流路切替部は、切替弁を含む。切替弁は、モータと、弁体と、複数の弁ポートを有する。モータは、制御装置によって制御される。弁体は、モータによって移動される。切替弁内の複数の弁ポートの連通状態は、弁体の位置によって切替わる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、制御装置によってモータが駆動されることにより、冷媒が熱交換器を通過する通過方向を切り替える。冷媒の差圧は不要であるため、当該通過方向を所望のタイミングで切り替えることができ、熱交換器の熱交換能力を向上させることができる。その結果、冷凍サイクル装置の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の機能構成および暖房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図２】図１の切替弁の概略構成図である。
【図３】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の機能構成および冷房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図４】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の機能構成および冷房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の通過方向が対向流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。
【図５】図４の冷凍サイクル装置における非共沸混合冷媒の圧力とエンタルピとの関係を示すＰ−ｈ線図である。
【図６】図５に示される凝縮過程において、蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の方向が対向流である場合の冷媒の温度変化および空気の温度変化を併せて示す図である。
【図７】図５に示される凝縮過程において、蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の方向が並行流である場合の冷媒の温度変化および空気の温度変化を併せて示す図である。
【図８】図５のＰ−ｈ線図の凝縮過程における圧力損失が、圧縮機の駆動周波数の増加等により図５に示される場合よりも大きくなった場合のＰ−ｈ線図である。
【図９】図８に示される凝縮過程において、蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の方向が対向流である場合の冷媒の温度変化および空気の温度変化を併せて示す図である。
【図１０】図８に示される凝縮過程において、蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の方向が並行流である場合の冷媒の温度変化および空気の温度変化を併せて示す図である。
【図１１】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２の機能構成および冷房モードにおいて熱交換器を通過する冷媒の通過方向が並行流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。
【図１２】冷房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の通過方向を切り替えるために、図４の制御装置によって行なわれる処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図４の制御装置によって行なわれる処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１４】図４の圧縮機の駆動周波数の変化を示すタイムチャートである。
【図１５】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の機能構成および暖房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図１６】実施の形態２の変形例１に係る冷凍サイクル装置の機能構成および冷房モードにおいて熱交換器を通過する冷媒の通過方向が対向流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。
【図１７】実施の形態２の変形例１に係る冷凍サイクル装置の機能構成および冷房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の方向が並行流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。
【図１８】実施の形態２の変形例１に係る冷凍サイクル装置の機能構成および暖房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図１９】実施の形態２の変形例２に係る冷凍サイクル装置の機能構成および冷房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の方向が対向流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。
【図２０】実施の形態２の変形例２に係る冷凍サイクル装置の機能構成および冷房モードにおいて熱交換器を通過する冷媒の方向が並行流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。
【図２１】実施の形態２の変形例２に係る冷凍サイクル装置の機能構成および暖房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図２２】実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の機能構成および暖房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の通過方向が対向流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。
【図２３】図２２の冷凍サイクル装置３の機能構成および暖房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の通過方向が並行流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。
【図２４】暖房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の通過方向を切り替えるために、図２２の制御装置によって行なわれる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２５】図２２の冷凍サイクル装置の機能構成および冷房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の通過方向が対向流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。
【図２６】図２２の冷凍サイクル装置の機能構成および冷房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の通過方向が並行流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。
【図２７】実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の機能構成を示す図である。
【図２８】実施の形態４の変形例１に係る冷凍サイクル装置の機能構成を示す図である。
【図２９】実施の形態４の変形例２に係る冷凍サイクル装置の機能構成を示す図である。
【図３０】実施の形態４の変形例３に係る冷凍サイクル装置の機能構成を示す図である。
【図３１】実施の形態４の変形例４に係る冷凍サイクル装置の機能構成を示す図である。
【図３２】実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の機能構成および冷房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図３３】実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の機能構成および暖房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図３４】実施の形態５の変形例に係る冷凍サイクル装置の機能構成を示す図である。
【図３５】実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の機能構成および全暖モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図３６】実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の機能構成および全冷モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図３７】実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の機能構成および暖主モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図３８】実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の機能構成および冷主モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図３９】実施の形態６の変形例１に係る冷凍サイクル装置の機能構成を示す図である。
【図４０】実施の形態６の変形例２に係る冷凍サイクル装置の機能構成を示す図である。
【図４１】実施の形態６の変形例３に係る冷凍サイクル装置の室外機の機能構成および全暖モード，暖主モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図４２】実施の形態６の変形例３に係る冷凍サイクル装置の室外機の機能構成および全冷モード，冷主モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図４３】実施の形態６の変形例４に係る冷凍サイクル装置の機能構成および全冷モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図４４】実施の形態７に係る冷凍サイクル装置の機能構成および全暖モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図４５】実施の形態７に係る冷凍サイクル装置の機能構成および全冷モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図４６】実施の形態７に係る冷凍サイクル装置の機能構成および暖主モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図４７】実施の形態７に係る冷凍サイクル装置の機能構成および冷主モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。
【図４８】実施の形態７の変形例１に係る冷凍サイクル装置の室外機の機能構成を示す図である。
【図４９】実施の形態７の変形例２に係る冷凍サイクル装置の室外機の機能構成を示す図である。
【図５０】実施の形態７の変形例３に係る冷凍サイクル装置の室外機の機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付している。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の機能構成および暖房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。冷凍サイクル装置１の運転モードは、暖房モード、冷房モードを含む。図１に示されるように、冷凍サイクル装置１は、室外に配置されている室外機１０と、室内に配置されている室内機２０とを備える。室外機は、圧縮機１１０と、切替弁である六方弁１２０と、熱交換器１３０と、膨張弁１４０と、制御装置１７０とを収容する。室内機２０は、流路切替部１６０と、熱交換器１５０と、室内ファン１８０とを収容する。室外機１０と室内機２０とは、配管ＰＰ１１および配管ＰＰ１２によって接続されている。
【００１２】
暖房モードにおいて冷媒は、圧縮機１１０、六方弁１２０、配管ＰＰ１２、流路切替部１６０、熱交換器１５０、流路切替部１６０、配管ＰＰ１１、膨張弁１４０、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０の順に循環する。暖房モードにおいては、配管ＰＰ１１を液体の冷媒（液冷媒）が通過し、配管ＰＰ１２を、気体の冷媒（ガス冷媒）が通過する。
【００１３】
圧縮機１１０は、低圧のガス冷媒を断熱圧縮し、高圧のガス冷媒を吐出する。
暖房モードにおいて六方弁１２０は、圧縮機１１０の吐出口と配管ＰＰ１２とを接続する。六方弁１２０は、膨張弁１４０と熱交換器１３０とを接続する。六方弁１２０は、熱交換器１３０と圧縮機１１０の吸入口とを接続する。六方弁１２０は、差圧駆動式の切替弁でもよいが、差圧駆動式の切替弁は冷媒の流れを瞬時に切替えるため、冷媒が配管に衝突するウォータハンマー現象等が生じ易い。そのため、後に説明する流路切替部１６０の切替弁４０のように、六方弁１２０も制御装置１７０によって電子制御されるモータ駆動式の切替弁であることが望ましい。六方弁１２０は、四方弁と、４つ逆止弁（または４つの開閉弁）を組み合わせたローレンツサイクルとを組み合わせた構成としてもよい。
【００１４】
熱交換器１５０は、ポートＰ１５１とＰ１５２とを含む。ポートＰ１５１およびＰ１５２の各々は、流路切替部１６０に接続されている。熱交換器１５０は、暖房モードにおいては凝縮器として機能する。圧縮機１１０からのガス冷媒は、熱交換器１５０において凝縮熱を放出して凝縮し、液冷媒となる。
【００１５】
室内ファン１８０は、熱交換器１５０と熱交換する空気の流れ方向ＡＤ１を形成している。室内ファン１８０は、本発明の流体移動部に対応する。
【００１６】
流路切替部１６０は、膨張弁１４０と熱交換器１５０との間に接続されている。流路切替部１６０は、熱交換器１５０と圧縮機１１０との間に接続されている。流路切替部１６０は、制御装置１７０によって制御されて、冷媒が熱交換器１５０を通過する方向を、ポートＰ１５１からＰ１５２へ向かう方向とポートＰ１５２からＰ１５１へ向かう方向との間で切り替える。ポートＰ１５１からＰ１５２へ向かう方向は、空気の流れ方向ＡＤ１と対向する方向（対向流）である。ポートＰ１５２からＰ１５１へ向かう方向は、空気の流れ方向ＡＤ１に沿う方向（並行流）である。
【００１７】
流路切替部１６０は、切替弁４０と、逆止弁１００とを含む。図２は、切替弁４０の概略構成図である。図２に示されるように、切替弁４０は、複数の弁ポートＰ４１〜Ｐ４４と、弁体ＶＢ４５と、モータＭ４０とを含む。弁体ＶＢ４５は、不図示のねじ機構にかみ合っている。複数の弁ポートＰ４１〜Ｐ４４は、弁体ＶＢ４５の位置によって、切替弁４０内の連通状態が切替わる。モータＭ４０は、弁体ＶＢ４５の長手方向に延びる中心軸を回転軸として弁体ＶＢ４５を回転させる。弁体ＶＢ４５の回転運動は、不図示のねじ機構によって直線運動に変換される。弁体ＶＢ４５は、図２（ａ）に示される位置と図２（ｂ）に示される位置との間を移動する。弁体ＶＢ４５が図２（ａ）に示される位置にある場合、弁ポートＰ４１とＰ４２とが連通するとともに、弁ポートＰ４３とＰ４４とが連通している。弁体ＶＢ４５が図２（ｂ）に示される位置にある場合、弁ポートＰ４２とＰ４３とが連通している。
【００１８】
再び図１を参照して、逆止弁１００は、ポートＰ１５２と配管ＰＰ１２との間に接続されている。弁ポートＰ４１は、ポートＰ１５２に接続されている。弁ポートＰ４２は、膨張弁１４０と流路切替部１６０との間の流路である配管ＰＰ１１に接続されている。弁ポートＰ４３は、ポートＰ１５１に接続されている。弁ポートＰ４４は、圧縮機１１０と流路切替部１６０との間の流路である配管ＰＰ１２に接続されている。
【００１９】
暖房モードにおいては、弁ポートＰ４１とＰ４２とが切替弁４０内で連通している。弁ポートＰ４３とＰ４４とが切替弁４０内で連通している。配管ＰＰ１２からの冷媒は、弁ポートＰ４４からＰ４３へ向かって切替弁４０を通過した後、熱交換器１５０のポートＰ１５１に至る。冷媒は、熱交換器１５０をポートＰ１５１からＰ１５２へ向かって通過する。ポートＰ１５２からの冷媒は、弁ポートＰ４１からＰ４２へ向かって切替弁４０を通過した後、配管ＰＰ１１を経由して膨張弁１４０に至る。
【００２０】
膨張弁１４０は、液冷媒を断熱膨張させて減圧し、気液二相状態の冷媒（湿り蒸気）として流出させる。膨張弁１４０としては、たとえば電子制御式膨張弁（ＬＥＶ：Linear  Expansion  Valve）を用いることができる。
【００２１】
熱交換器１３０は、ポートＰ１３１とＰ１３２とを含む。ポートＰ１３１とＰ１３２とは各々は、六方弁１２０に接続されている。暖房モードにおいてポートＰ１３１は、膨張弁１４０に接続されている。暖房モードにおいてポートＰ１３２は、圧縮機１１０の吸入口に接続されている。熱交換器１３０は、暖房モードにおいては蒸発器として機能する。熱交換器１３０において膨張弁１４０からの湿り蒸気が、外気からの気化熱を吸収して気化する。
【００２２】
制御装置１７０は、冷凍サイクル装置１の運転モードを切り替える。制御装置１７０は、圧縮機１１０の駆動周波数を制御して圧縮機１１０が単位時間あたりに吐出する冷媒量を制御する。制御装置１７０は、六方弁１２０を制御して、冷媒の循環方向を暖房モードおよび冷房モードの各々に対応した循環方向に切り替える。制御装置１７０は、膨張弁１４０の開度を制御する。制御装置１７０は、室内ファン１８０の単位時間の送風量を制御する。制御装置１７０は、熱交換器１５０の熱交換能力を高めるため、切替弁４０のモータＭ４０を制御して、冷媒が熱交換器１５０を通過する方向を、暖房モードおよび冷房モードのいずれにおいても対向流とする。制御装置１７０は、室内機２０に配置されていてもよいし、室外機１０および室内機２０以外に配置されてもよい。
【００２３】
図３は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の機能構成および冷房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。図３に示されるように、冷房モードにおいて冷媒は、圧縮機１１０、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０、膨張弁１４０、配管ＰＰ１１、流路切替部１６０、熱交換器１５０、流路切替部１６０、配管ＰＰ１２、および六方弁１２０の順に循環する。冷房モードにおいては、配管ＰＰ１１を湿り蒸気が通過し、配管ＰＰ１２をガス冷媒が通過する。
【００２４】
冷房モードにおいては、弁ポートＰ４２とＰ４３とが切替弁４０内で連通している。配管ＰＰ１１からの冷媒は、弁ポートＰ４２からＰ４３へ向かって切替弁４０を通過した後、熱交換器１５０のポートＰ１５１に至る。冷媒は、熱交換器１５０をポートＰ１５１からＰ１５２へ向かって通過する。ポートＰ１５２からの冷媒は、逆止弁１００を通過した後、配管ＰＰ１２を経由して六方弁１２０に至る。
【００２５】
冷凍サイクル装置１において、室外機１０に配置されている六方弁１２０は、冷媒の循環方向を、暖房モードおよび冷房モードの各々に対応した循環方向に切り替える。暖房モードおいては、圧縮機１１０から吐出された高圧の冷媒および蒸発器として機能する熱交換器１３０からの低圧の冷媒が六方弁１２０を通過する。冷房モードおいては、圧縮機１１０から吐出された高圧の冷媒および蒸発器として機能する熱交換器１５０からの低圧の冷媒が六方弁１２０を通過する。すなわち、暖房モードおよび冷房モードのいずれにおいても、圧縮機１１０から吐出された高圧の冷媒および蒸発器として機能する熱交換器からの低圧の冷媒が六方弁１２０を通過する。六方弁１２０においては冷媒の差圧が十分に確保することができる。六方弁１２０が差圧駆動式の切替弁であっても、六方弁１２０は、所望のタイミングで冷媒の循環方向を切り替えることができる。
【００２６】
一方、室内機２０に配置されている切替弁４０に関して、暖房モードでは圧縮機１１０からの高圧の冷媒および凝縮器として機能する熱交換器１５０からの高圧の冷媒が切替弁４０を通過する。冷房モードでは、膨張弁１４０からの低圧の冷媒および蒸発器として機能する熱交換器１５０からの低圧の冷媒が切替弁４０を通過する。切替弁４０において確保することができる冷媒の差圧は、冷媒が熱交換器１５０等を通過したときに生じる圧力損失程度である。切替弁４０が差圧駆動式の切替弁である場合、切替弁が動作するのに必要な差圧に当該圧力損失が達するまで、切替弁４０は動作することができない。そのため、差動駆動式の切替弁によると、冷媒が熱交換器１５０を通過する方向を所望のタイミングで切り替えることができない可能性がある。
【００２７】
そこで、実施の形態１においては、モータ駆動式の切替弁４０が用いられる。再び図２を参照しながら、切替弁４０においては、モータＭ４０によって弁体ＶＢ４５が移動される。弁体ＶＢ４５に位置によって、複数の弁ポートＰ４１〜Ｐ４４の切替弁４０内の連通状態が切り替えられる。切替弁４０は、複数の弁ポートＰ４１〜Ｐ４４の連通状態を切り替えるのに、冷媒の差圧を必要としない。そのため、冷凍サイクル装置１によれば、所望のタイミングで冷媒が熱交換器１５０を通過する方向を切り替えることができ、熱交換器１５０の熱交換能力を向上させることができる。その結果、冷凍サイクル装置１の性能を向上させることができる。冷凍サイクル装置１の性能としては、たとえば成績係数（ＣＯＰ：Coefficient  Of  Performance）を挙げることができる。
【００２８】
図１および図３を参照して、配管ＰＰ１１を通過する冷媒は、暖房モードにおいては液冷媒であり、冷房モードにおいては湿り蒸気である。一方、配管ＰＰ１２を通過する冷媒は、暖房モードおよび冷房モードのいずれにおいてもガス冷媒である。ガス冷媒は、冷媒の密度が液冷媒よりも小さいため、配管を通過する時の圧力損失が大きくなり易い。ガス冷媒が配管ＰＰ１１のＰＰ１２のいずれも通過する場合、圧力損失を低減するためには、配管ＰＰ１１およびＰＰ１２の双方の径を大きくする必要がある。しかし、配管ＰＰ１１およびＰＰ１２を大径化すると、冷凍サイクル装置１を循環する冷媒量が増加する。そのため、ガス冷媒が配管ＰＰ１１のＰＰ１２のいずれも通過する場合、冷凍サイクル装置１の製造コストおよび冷凍サイクル装置の運転に要するコスト（運用コスト）が増加してしまう。冷凍サイクル装置１においては、ガス冷媒が通過するのは配管ＰＰ１２であるため、配管ＰＰ１１を大径化する必要はなく、配管ＰＰ１２を大径化すれば圧力損失を低減することができる。冷凍サイクル装置１によれば、圧力損失の低減に伴う配管コストの増加、冷媒量の増加を抑制することができる。その結果、冷凍サイクル装置１の製造コストおよび運用コストを抑制することができる。
【００２９】
以上、実施の形態１によれば、モータ駆動式の切替弁を用いることにより、所望のタイミングで冷媒が熱交換器を通過する方向を切り替えることができ、熱交換器の熱交換能力を向上させることができる。その結果、冷凍サイクル装置の性能を向上させることができる。
【００３０】
実施の形態２．
実施の形態１においては、暖房モードおよび冷房モードのいずれにおいても室内機に収容されている熱交換器を冷媒が通過する方向を対向流とする場合について説明した。冷媒が非共沸混合冷媒である場合、対向流とすることで、却って熱交換器の熱交換能力が低下する場合がある。実施の形態２においては、熱交換器の熱交換器能力が低下する場合に、冷媒が熱交換器を通過する方向を対向流と並行流との間で切り替える場合について説明する。なお、実施の形態２においては温度センサを実施の形態１の図１等において図示していた室内ファン１８０付近に図示する。熱交換器において冷媒と熱交換する空気の流れを形成する室内ファン１８０等のファンは、図を見易くするため実施の形態２においては図示していない。実施の形態３以降においても同様である。
【００３１】
実施の形態２と実施の形態１との違いは、冷房モードにおいて冷媒が熱交換器を通過する方向を対向流と並行流との間で切り替える制御を行なう点である。それ以外の構成については同様であるため説明を繰り返さない。
【００３２】
図４は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２の機能構成および冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向が対向流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。冷凍サイクル装置２を循環する冷媒は、非共沸混合冷媒である。非共沸混合冷媒としては、たとえば低沸点冷媒としてＲ３２を含み、他の冷媒としてＲ１２３４ｙｆを含む。冷凍サイクル装置１で用いられる非共沸混合冷媒は、地球温暖化係数（ＧＷＰ：Global  Warming  Potential）を下げるためＲ１１２３あるいはＲ１２３４ｚｅを含んでいてもよい。冷凍サイクル装置１で用いられる非共沸混合冷媒は、３種類以上の冷媒を含んでいてもよい。
【００３３】
図４に示されるように、冷凍サイクル装置２は、冷凍サイクル装置１の構成に加えて、温度センサＴＳ１１，ＴＳ１２，ＴＳ２１，ＴＳ２２をさらに含む。冷凍サイクル装置２においては、冷凍サイクル装置１の制御装置１７０が制御装置１７２に置き換えられている。冷凍サイクル装置２においては、冷凍サイクル装置１の流路切替部１６０が流路切替部１６２に置き換えられている。流路切替部１６２においては、流路切替部１６０の逆止弁１００が開閉弁２００に置き換えられている。図４において開閉弁２００は、開放されている。
【００３４】
開閉弁２００は、冷媒の差圧を十分に確保することができない室内器２２内で動作する必要があるため、切替弁４０と同様にモータおよびネジ機構によって弁体を移動させる開閉弁であることが望ましい。開閉弁２００として、たとえば電磁石（ソレノイド）によって鉄片（プランジャ）を動かすことによって弁体を移動させるソレノイド弁を使用することができる。
【００３５】
温度センサＴＳ１１は、ポートＰ１５１付近の配管に配置されている。温度センサＴＳ１１は、ポートＰ１５１を通過する冷媒の温度を測定して、制御装置１７２に出力する。温度センサＴＳ１２は、ポートＰ１５２付近の配管に配置されている。温度センサＴＳ１２は、ポートＰ１５２を通過する冷媒の温度を測定して、当該温度を制御装置１７２に出力する。
【００３６】
温度センサＴＳ２１は、ポートＰ１５２付近に配置されている。温度センサＴＳ２１は、ポートＰ１５２を通過する冷媒と熱交換する空気の温度を測定して、当該温度を制御装置１７２に出力する。温度センサＴＳ２２は、ポートＰ１５１付近に配置されている。温度センサＴＳ２２は、ポートＰ１５１を通過する冷媒と熱交換する空気の温度を測定して、当該温度を制御装置１７２に出力する。
【００３７】
制御装置１７２は、温度センサＴＳ１１，ＴＳ１２，ＴＳ２１，ＴＳ２２から温度を受けて、冷媒が熱交換器１５０を通過する方向を対向流と並行流との間で切り替える。制御装置１７２において行なわれる処理については、後に図１１を用いて詳細に説明する。
【００３８】
冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向が対向流である場合、弁ポートＰ４２とＰ４３とが切替弁４０内で連通している。配管ＰＰ１１からの冷媒は、弁ポートＰ４２からＰ４３へ向かって切替弁４０を通過した後、熱交換器１５０のポートＰ１５１に至る。冷媒は、熱交換器１５０をポートＰ１５１からＰ１５２へ向かって通過する。ポートＰ１５２からの冷媒は、開閉弁２００を通過した後、配管ＰＰ１２を経由して六方弁１２０に至る。
【００３９】
以下では、図５〜図１０を用いて、冷房モードにおいて対向流と並行流とを切り替える理由について説明する。図５は、図４の冷凍サイクル装置２における非共沸混合冷媒の圧力とエンタルピとの関係を示すＰ−ｈ線図である。図５において、曲線ＬＣ１は、飽和液線である。曲線ＧＣ１は、飽和蒸気線である。点ＣＰ１は、臨界点である。曲線ＩＳ１，ＩＳ２，ＩＳ３は、それぞれ温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）の等温線である。
【００４０】
臨界点ＣＰ１は、液冷媒とガス冷媒との間で相変化が生じ得る範囲の限界を示す点である。臨界点は、飽和液線ＬＣ１と飽和蒸気線ＧＣ１との交点となる。臨界点ＣＰ１の圧力より冷媒の圧力が高くなると液冷媒とガス冷媒との間で相変化が生じなくなる。飽和液線ＬＣ１よりエンタルピが低い領域においては、冷媒は液体である。飽和液線ＬＣ１と飽和蒸気線ＧＣ１とで挟まれた領域においては、冷媒は湿り蒸気である。飽和蒸気線ＧＣ１よりもエンタルピが高い領域においては冷媒は気体である。
【００４１】
図５において、冷凍サイクル装置２における冷媒の循環は、状態Ｒ１１Ａから、状態Ｒ１２、Ｒ１３、およびＲ１４を経て状態Ｒ１１Ａへ戻るサイクルとして表される。状態Ｒ１１ＡからＲ１２への状態変化は、圧縮機１１０による冷媒の圧縮過程を表す。状態Ｒ１２からＲ１３への状態変化は、熱交換器１３０による冷媒の凝縮過程を表す。状態Ｒ１３から状態Ｒ１４への状態変化は、膨張弁１４０による冷媒の断熱膨張過程を表す。状態Ｒ１４からＲ１１Ａへの状態変化は、熱交換器１５０による冷媒の蒸発過程を表す。状態Ｒ１４は、図４の熱交換器１５０のポートＰ１５１を通過する冷媒の状態に対応する。状態Ｒ１１Ａは、ポートＰ１５２を通過する冷媒の状態に対応する。
【００４２】
図５の等温線ＩＳ１〜ＩＳ３が示すように、非共沸混合冷媒の湿り蒸気の圧力は、温度が一定である場合、エンタルピの増加に伴い低下する。また、状態Ｒ１４からＲ１１Ａまでの凝縮過程においては熱交換器１５０における圧力損失が発生する。そのため、状態Ｒ１１Ａにおける冷媒の圧力は、状態Ｒ１４における冷媒の圧力よりも小さい。
【００４３】
状態Ｒ１４が等温線ＩＳ２上にあり、状態Ｒ１１Ａが等温線ＩＳ３上にあるとする。状態Ｒ１４の冷媒の温度は温度Ｔ２であり、状態Ｒ１１Ａの冷媒の温度は温度Ｔ３（＞Ｔ２）である。
【００４４】
図６は、図５に示される蒸発過程において、蒸発器として機能する熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が対向流である場合の冷媒の温度変化および空気の温度変化を併せて示す図である。図６において、曲線ＣＡ１は、空気の流れ方向ＡＤ１に沿った、温度センサＴＳ２１からの距離と当該距離における空気の温度との関係を表す。曲線ＣＲ１は、空気の流れ方向ＡＤ１に沿った、温度センサＴＳ１２からの距離と冷媒の温度との関係を表す。温度差ＬＭＴＤ１０は、対数平均温度差（ＬＭＴＤ：Logarithmic  Mean  Temperature  Difference）を表す。対数平均温度差ＬＭＴＤ１０は、距離が０の位置において熱交換を行なう空気の温度（点ＰＡ１１の温度）と冷媒の温度（点ＰＲ１２の温度）との差、および距離がＬ１の位置において熱交換を行なう空気の温度（点ＰＡ１２の温度）と冷媒の温度（点ＰＲ１１の温度）との差から算出される。
【００４５】
図４〜図６を参照しながら、点ＰＡ１１は、温度センサＴＳ２１によって温度が測定される空気の位置および温度を表す。すなわち、点ＰＡ１１の温度は、ポートＰ１５２を通過する冷媒と熱交換する、ポートＰ１５２付近の空気の位置および温度を表す。点ＰＡ１２は、温度センサＴＳ２２によって温度が測定される空気の位置および温度を表す。すなわち、点ＰＡ１２は、ポートＰ１５１を通過する冷媒と熱交換する、ポートＰ１５１付近の空気の位置および温度を表す。
【００４６】
点ＰＲ１１は、温度センサＴＳ１１によって温度が測定される冷媒の位置および温度を表す。すなわち、点ＰＲ１１は、ポートＰ１５１を通過する冷媒の位置および温度を表し、図５の状態Ｒ１４に対応する冷媒の位置および温度を表す。図６の点ＰＲ１２は、温度センサＴＳ１２によって温度が測定される冷媒の位置および温度を表す。すなわち、点ＰＲ１２は、ポートＰ１５２を通過する冷媒の位置および温度を表し、図５の状態Ｒ１１Ａに対応する冷媒の位置および温度を表す。
【００４７】
図７は、図５に示される蒸発過程において、蒸発器として機能する熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が並行流である場合の冷媒の温度変化および空気の温度変化を併せて示す図である。図７において、曲線ＣＡ２，ＣＲ２は、図６の曲線ＣＡ１，ＣＲ１にそれぞれ対応する。点ＰＡ２１，ＰＡ２２，ＰＲ２１，ＰＲ２２は、図６の点ＰＡ１１，ＰＡ１２，ＰＲ１１，ＰＲ１２にそれぞれ対応する。温度差ＬＭＴＤ２０は、対数平均温度差を表す。対数平均温度差ＬＭＴＤ２０は、距離が０の位置において熱交換を行なう空気の温度（点ＰＡ２１の温度）と冷媒の温度（点ＰＲ２２の温度）との差、および距離がＬ１の位置において熱交換を行なう空気の温度（点ＰＡ２２の温度）と冷媒の温度（点ＰＲ２１の温度）との差から算出される。
【００４８】
図５〜図７を参照しながら、蒸発過程の開始温度Ｔ２（状態Ｒ１４の温度）は、蒸発過程の終了温度Ｔ３（状態Ｒ１１Ａの温度）よりも小さい。このように、蒸発過程の開始温度が終了温度よりも小さい場合、対向流の対数平均温度差ＬＭＴＤ１０は、並行流の対数平均温度差ＬＭＴＤ２０よりも大きい。対数平均温度差が大きいほど、熱交換器１５０の熱交換能力は大きくなる。したがって、蒸発過程の開始温度が終了温度よりも小さい場合、蒸発器として機能する熱交換器１５０の熱交換能力は、冷媒の通過方向が対向流であるときの方が並行流であるときよりも大きい。
【００４９】
図８は、図５のＰ−ｈ線図の蒸発過程における圧力損失が、圧縮機１１０の駆動周波数の増加等により図５に示される場合よりも大きくなった場合のＰ−ｈ線図である。図８においては、蒸発過程の圧力損失が図５に示される場合よりも大きくなったことにより、蒸発過程の終了状態である状態Ｒ１１Ｂが、状態Ｒ１１Ａよりも圧力の小さい状態となっている。状態Ｒ１１Ｂは、等温線ＩＳ１上にあるとする。状態Ｒ１１Ｂの温度は、温度Ｔ１（＜Ｔ２）である。
【００５０】
図９は、図８に示される蒸発過程において、蒸発器として機能する熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が対向流である場合の冷媒の温度変化および空気の温度変化を併せて示す図である。図９において、曲線ＣＡ３，ＣＲ３は、図６の曲線ＣＡ１，ＣＲ１にそれぞれ対応する。点ＰＡ３１，ＰＡ３２，ＰＲ３１，ＰＲ３２は、図６の点ＰＡ１１，ＰＡ１２，ＰＲ１１，ＰＲ１２にそれぞれ対応する。温度差ＬＭＴＤ３０は、対数平均温度差を表す。対数平均温度差ＬＭＴＤ３０は、距離が０の位置において熱交換を行なう空気の温度（点ＰＡ３１の温度）と冷媒の温度（点ＰＲ３２の温度）との差、および距離がＬ１の位置において熱交換を行なう空気の温度（点ＰＡ３２の温度）と冷媒の温度（点ＰＲ３１の温度）との差から算出される。
【００５１】
図１０は、図８に示される蒸発過程において、蒸発器として機能する熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が並行流である場合の冷媒の温度変化および空気の温度変化を併せて示す図である。図１０において、曲線ＣＡ４，ＣＲ４は、図６の曲線ＣＡ１，ＣＲ１にそれぞれ対応する。点ＰＡ４１，ＰＡ４２，ＰＲ４１，ＰＲ４２は、図６の点ＰＡ１１，ＰＡ１２，ＰＲ１１，ＰＲ１２にそれぞれ対応する。温度差ＬＭＴＤ４０は、対数平均温度差を表す。対数平均温度差ＬＭＴＤ４０は、距離が０の位置において熱交換を行なう空気の温度（点ＰＡ４１の温度）と冷媒の温度（点ＰＲ４２の温度）との差、および距離がＬ１の位置において熱交換を行なう空気の温度（点ＰＡ４２の温度）と冷媒の温度（点ＰＲ４１の温度）との差から算出される。
【００５２】
図８〜図１０を参照しながら、蒸発過程の開始温度Ｔ２（状態Ｒ１４の温度）は、蒸発過程の終了温度Ｔ１（状態Ｒ１１Ａの温度）よりも大きい。このように蒸発過程の開始温度が終了温度よりも大きい場合、対向流の対数平均温度差ＬＭＴＤ３０は、並行流の対数平均温度差ＬＭＴＤ４０よりも小さい。したがって、蒸発過程の開始温度が終了温度よりも大きい場合、蒸発器として機能する熱交換器１５０の熱交換能力は、冷媒の通過方向が並行流であるときの方が対向流であるときよりも大きい。
【００５３】
以上をまとめると、蒸発過程の開始温度が終了温度よりも小さい場合、蒸発器として機能する熱交換器１５０の熱交換能力は、熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が、並行流であるときよりも対向流であるときの方が大きい。一方、蒸発過程の開始温度が終了温度よりも大きい場合、熱交換器１５０の熱交換能力は、熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が、対向流であるときよりも並行流であるときの方が大きい。そこで、実施の形態２においては、冷房モードにおいて、蒸発過程の開始温度が終了温度より小さい場合、熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向を対向流とし、蒸発過程の開始温度が終了温度以上である場合、当該通過方向を並行流とする。
【００５４】
図１１は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２の機能構成および冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向が並行流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。図１１に示されるように、冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向が並行流である場合、開閉弁２００は、閉止されている。弁ポートＰ４１とＰ４２とが切替弁４０内で連通している。弁ポートＰ４３とＰ４４とが切替弁４０内で連通している。配管ＰＰ１２からの冷媒は、弁ポートＰ４２からＰ４１へ向かって切替弁４０を通過した後、熱交換器１５０のポートＰ１５２に至る。冷媒は、熱交換器１５０をポートＰ１５２からＰ１５１へ向かって通過する。ポートＰ１５１からの冷媒は、弁ポートＰ４３からＰ４４へ向かって切替弁４０内を通過した後、配管ＰＰ１２を経由して六方弁１２０に至る。
【００５５】
図１２は、冷房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向を切り替えるために、図４の制御装置１７２によって行なわれる処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示される処理は、ユーザからの運転モードの入力があった場合に、不図示のメインルーチンによって呼び出される。以下ではステップを単にＳと記載する。
【００５６】
図１２に示されるように、制御装置１７２は、Ｓ１０１においてユーザからの運転モードの入力を受け付けて、処理をＳ１０２に進める。制御装置１７２は、Ｓ１０２において初期設定を行なう。具体的には、制御装置１７２は、Ｓ１０２において、目標温度Ｔｇｏａｌの設定、運転開始時の室温の取得、室内機の熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向の設定、圧縮機１１０の駆動周波数の設定、および膨張弁１４０の開度の設定等を行なう。熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向は、冷房モードおよび暖房モードのいずれにおいても、運転開始時においては対向流に設定される。温度センサＴＳ２１から取得される温度Ｔ２１が室温とされる。温度センサＴＳ２２から取得される温度Ｔ２２が室温とされてもよい。
【００５７】
制御装置１７２は、Ｓ１０２において初期設定を行なった後、処理をＳ１０３に進める。制御装置１７２は、Ｓ１０３において目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２１（室温）との差の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する。目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２１との差の絶対値が閾値よりも大きい場合（Ｓ１０３においてＮＯ）、制御装置１７２は、室温を目標温度Ｔｇｏａｌに近づけるためＳ１０４において圧縮機１１０の駆動周波数および膨張弁１４０の開度を変更する。具体的には、目標温度Ｔｇｏａｌが温度Ｔ２１より大きい場合、制御装置１７２は駆動周波数を一定数増加させる。目標温度Ｔｇｏａｌが温度Ｔ２１より小さい場合、制御装置１７２は駆動周波数を一定数減少させる。また、熱交換器１５０と圧縮機１１０との間を流れる冷媒の温度（たとえば熱交換器１５０から流出する冷媒の温度、あるいは圧縮機１１０に吸入される冷媒の温度）が飽和ガス温度よりも低い場合、膨張弁１４０の開度を絞り、熱交換器１５０と圧縮機１１０との間を流れる冷媒の温度が飽和ガス温度よりも高い場合、膨張弁１４０の開度を開くことで、熱交換器１５０と圧縮機１１０との間を流れる冷媒の温度が飽和ガス温度に近づくように膨張弁１４０を制御する。なお、飽和ガス温度は理想的な状態におけるガス冷媒の温度である。実際の機器制御・要求運転状態においては、湿り蒸気の場合、湿り蒸気の乾き度Ｘが０．８５＜Ｘ＜１．００の範囲で事前に設定された目標値となるように制御される。ガス冷媒の場合、ガス冷媒の過熱度ＳＨが０＜ＳＨ＜２０ｄｅｇの範囲で事前に設定された目標値となるよう制御される。また、膨張弁１４０は、圧縮機１１０に吸入される冷媒の乾き度または過熱度だけではなく、圧縮機１１０から吐出された冷媒の温度、あるいは熱交換器から流出する冷媒の過冷却度ＳＣを制御してもよい。制御装置１７２は、Ｓ１０４の後、処理をＳ１０３に戻す。目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２１との差の絶対値が閾値以下である場合（Ｓ１０３においてＹＥＳ）、制御装置１７２は、室温がほぼ目標温度に達したとして、処理をＳ１０５に進める。
【００５８】
制御装置１７２は、Ｓ１０５において運転モードが冷房モードであり、かつ温度センサＴＳ１１から取得される温度Ｔ１１が、温度センサＴＳ１２から取得される温度Ｔ１２以上であるか否かを判定する。運転モードが暖房モードである場合、あるいは温度Ｔ１１が温度Ｔ１２より小さい場合（Ｓ１０５においてＮＯ）、制御装置１７２は、熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向を対向流に維持したまま処理をメインルーチンに返す。運転モードが冷房モードであり、かつ温度Ｔ１１が温度Ｔ１２以上である場合（Ｓ１０５においてＹＥＳ）、熱交換器１５０の圧力損失により熱交換器１５０の熱交換能力が低下しているとして、処理をＳ１０６に進める。
【００５９】
制御装置１７２は、Ｓ１０６において以下の式（１）〜（３）から対数平均温度差ＬＭＴＤを計算する。Ｓ１０６において算出される対数平均温度差をＬＭＴＤ１とする。
【００６０】
【数１】
0006798009.tif 000002
【００６１】
制御装置１７２は、Ｓ１０６において対数平均温度差ＬＭＴＤ１を算出した後、処理をＳ１０７に進める。制御装置１７２は、Ｓ１０７において圧縮機１１０の基準値以下に低減する。Ｓ１０７において、圧縮機１１０は停止されてもよい。また、膨張弁１４０の開度が目標値（たとえば過熱度、吐出温度、および過冷却度等）となるように制御してもよい。制御装置１７２は、Ｓ１０７の後、処理をＳ１０８に進める。
【００６２】
制御装置１７２は、Ｓ１０８において流路切替部１６２の切替弁４０を駆動して、処理をＳ１０９に進める。制御装置１７２は、Ｓ１０９において切替弁４０の弁ポートＰ４１〜Ｐ４４の切替弁４０内の連通状態が切替わるまで待機した後、処理をＳ１１０に進める。
【００６３】
制御装置１７２は、Ｓ１１０において目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２１との差の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する。目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２１との差の絶対値が閾値よりも大きい場合（Ｓ１１０においてＮＯ）、制御装置１７２は、室温を目標温度Ｔｇｏａｌに近づけるため、Ｓ１１１において圧縮機１１０の駆動周波数および膨張弁１４０の開度を変更した後、処理をＳ１１０に戻す。目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２１との差の絶対値が閾値以下である場合（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、制御装置１７２は、室温がほぼ目標温度に達したとして、処理をＳ１１２に進める。
【００６４】
制御装置１７２は、Ｓ１１２において上記の式（１）〜（３）から対数平均温度差ＬＭＴＤ２を算出し、処理をＳ１１３に進める。制御装置１７２は、Ｓ１１３において、対数平均温度差ＬＭＴＤ２がＬＭＴＤ１以上であるか否かを判定する。対数平均温度差ＬＭＴＤ２がＬＭＴＤ１以上である場合（Ｓ１１３においてＹＥＳ）、制御装置１７２は、処理をメインルーチンに戻す。対数平均温度差ＬＭＴＤ２がＬＭＴＤ１より小さい場合（Ｓ１１３においてＮＯ）、処理をＳ１０７に戻す。
【００６５】
図１３は、図４の制御装置１７２によって行なわれる処理の他の例を示すフローチャートである。図１２に示される処理において制御装置１７２は、室内機２０の熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向が対向流である場合の対数平均温度差と並行流である場合の対数平均温度差をそれぞれ算出して、対数平均温度差の大きい方の通過方向を選択する。しかし、必ずしも対数平均温度差を計算する必要はなく、熱交換器１５０のポートＰ１５１を通過する冷媒の温度Ｔ１１およびポートＰ１５２を通過する冷媒の温度Ｔ１２の大小関係によって、熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向を切り替えても良い。対数平均温度差を用いない処理においては、熱交換器１５０の熱交換能力の低下が検出される精度が低下するものの、対数平均温度差を算出しないため、対向流と並行流との切替処理を高速化することができる。また、室温を検出する温度センサが１つで済むため、冷凍サイクル装置２の製造コストを低減することができる。
【００６６】
図１３に示されるように、制御装置１７２は、Ｓ１０１〜Ｓ１０５においては図１２に示される処理と同様の処理を行なう。制御装置１７２は、Ｓ１０５の後、Ｓ１０７〜Ｓ１１１において図１２に示される処理と同様の処理を行なう。
【００６７】
図１４は、図４の圧縮機１１０の駆動周波数の変化を示すタイムチャートである。図１４において、時刻ｔｍ０は、図４の冷凍サイクル装置２の運転が開始された時刻である。図１４に示されるように、制御装置１７２は、圧縮機１１０の駆動周波数を、時刻ｔｍ０から時刻ｔｍ１まで増加させ、時刻ｔｍ１からｔｍ２まで駆動周波数ｆ２に維持する。制御装置１７２は、熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向を切り替えるため、時刻ｔｍ２から圧縮機１１０の駆動周波数を減少させて、時刻ｔｍ３において図１２のＳ１０７の基準値である駆動周波数ｆ１（＜ｆ２）とする。圧縮機１１０の駆動周波数を駆動周波数ｆ１よりも小さくしてもよく、圧縮機を停止させてもよい。駆動周波数ｆ１は０であってもよい。制御装置１７２は、時刻ｔｍ２以降に切替弁４０の駆動を開始する。制御装置１７２は、切替弁４０の切替が完了した以降の時刻ｔｍ４から圧縮機１１０の駆動周波数を増加させる。このように、熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向を切り替える場合に圧縮機１１０の駆動周波数を低下させることにより、切替弁４０の動作中に冷媒の流れが不安定となることを抑制することができる。その結果、切替弁４０の動作中の冷媒の流動音の発生を抑制することができる。切替弁４０は、圧縮機１１０の周波数が基準値以下となり、冷媒の流れがある程度緩やかとなる時刻ｔｍ３以降に動作させるのが望ましい。
【００６８】
図１５は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２の機能構成および暖房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。図１５に示されるように、暖房モードにおいては開閉弁２００は閉止されている。弁ポートＰ４１とＰ４２とが切替弁４０内で連通している。弁ポートＰ４３とＰ４４とが切替弁４０内で連通している。配管ＰＰ１２からの冷媒は、弁ポートＰ４４からＰ４３へ向かって切替弁４０を通過した後、熱交換器１５０のポートＰ１５１に至る。冷媒は、熱交換器１５０をポートＰ１５１からＰ１５２へ向かって通過する。ポートＰ１５２からの冷媒は、弁ポートＰ４１からＰ４２へ向かって切替弁４０内を通過した後、配管ＰＰ１２を経由して膨張弁１４０に至る。
【００６９】
冷凍サイクル装置２の暖房モードにおいては熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向は対向流に設定される。冷房モードとは異なり、熱交換器１５０が凝縮器として機能する暖房モードにおいては、当該通過方向は、対向流と並行流との間で切り替えられない。
【００７０】
凝縮過程において、冷媒は、気体（ガス冷媒）、気液二相状態（湿り蒸気）、および液体（液冷媒）の順に状態が変化する。凝縮器として機能する熱交換器１５０の圧力損失によらず、冷媒が気体である凝縮過程の開始状態の温度は、冷媒が液体となる凝縮過程の終了状態の温度よりも高い。凝縮過程においては、蒸発過程とは異なり、開始温度と終了温度との大小関係が変化することがほとんどない。暖房モードにおいては、熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向を対向流とした方が、熱交換器１５０の熱交換能力を向上させることができる。
【００７１】
実施の形態２の変形例１および２．
実施の形態１および実施の形態２においては、切替弁が４つの弁ポートを有する場合について説明した。切替弁が有する弁ポート数は４つに限定されない。切替弁はモータによって移動される弁体によって複数の弁ポートの連通状態が切り替えられるものであればどのようなものでもよい。以下では、変形例１において切替弁が６つの弁ポートを有する場合について説明し、変形例２において切替弁が５つの弁ポートを有する場合について説明する。
【００７２】
変形例１．
図１６は、実施の形態２の変形例１に係る冷凍サイクル装置２Ａの機能構成および冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向が対向流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。図１６に示されるように、冷凍サイクル装置２Ａにおいては、図４の流路切替部１６２が流路切替部１６２Ａに置き換えられている。流路切替部１６２Ａは、切替弁６０を含む。
【００７３】
切替弁６０は、弁ポートＰ６１〜Ｐ６６を有する。切替弁６０は、図２の切替弁４０と同様に、モータによって弁体が駆動させるモータ駆動式の切替弁である。図１６を参照しながら、弁ポートＰ６１およびＰ６６は、ポートＰ１５１に接続されている。弁ポートＰ６２は、配管ＰＰ１１に接続されている。弁ポートＰ６３およびＰ６４は、ポートＰ１５２に接続されている。弁ポートＰ６５は、配管ＰＰ１２に接続されている。
【００７４】
冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が対向流である場合、弁ポートＰ６１とＰ６２とが切替弁６０内で連通している。弁ポートＰ６４とＰ６５とが切替弁６０内で連通している。配管ＰＰ１１からの冷媒は、弁ポートＰ６２からＰ６１へ向かって切替弁６０を通過した後、熱交換器１５０のポートＰ１５１に至る。冷媒は、熱交換器１５０をポートＰ１５１からＰ１５２へ向かって通過する。ポートＰ１５２からの冷媒は、弁ポートＰ６４からＰ６５へ向かって切替弁６０を通過した後、配管ＰＰ１２を経由して六方弁１２０に至る。
【００７５】
図１７は、実施の形態２の変形例１に係る冷凍サイクル装置２Ａの機能構成および冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が並行流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が並行流である場合、弁ポートＰ６２とＰ６３とが切替弁６０内で連通している。弁ポートＰ６５とＰ６６とが切替弁６０内で連通している。配管ＰＰ１１からの冷媒は、弁ポートＰ６２からＰ６３へ向かって切替弁６０を通過した後、熱交換器１５０のポートＰ１５２に至る。冷媒は、熱交換器１５０をポートＰ１５２からＰ１５１へ向かって通過する。ポートＰ１５１からの冷媒は、弁ポートＰ６６からＰ６５へ向かって切替弁６０を通過した後、配管ＰＰ１２を経由して六方弁１２０に至る。
【００７６】
図１８は、実施の形態２の変形例１に係る冷凍サイクル装置２Ａの機能構成および暖房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。暖房モードの場合、弁ポートＰ６２とＰ６３とが切替弁６０内で連通している。弁ポートＰ６５とＰ６６とが切替弁６０内で連通している。配管ＰＰ１２からの冷媒は、弁ポートＰ６５からＰ６６へ向かって切替弁６０を通過した後、熱交換器１５０のポートＰ１５１に至る。冷媒は、熱交換器１５０をポートＰ１５１からＰ１５２へ向かって通過する。ポートＰ１５２からの冷媒は、弁ポートＰ６３からＰ６２へ向かって切替弁６０を通過した後、配管ＰＰ１１を経由して膨張弁１４０に至る。
【００７７】
変形例２．
図１９は、実施の形態２の変形例２に係る冷凍サイクル装置２Ｂの機能構成および冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が対向流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。図１９に示されるように、冷凍サイクル装置２Ｂにおいては、図４の流路切替部１６２が流路切替部３６１に置き換えられている。流路切替部３６１は、切替弁５０を含む。
【００７８】
切替弁５０は、弁ポートＰ５１〜Ｐ５５を有する。切替弁５０は、図２の切替弁４０と同様に、モータによって弁体が駆動させるモータ駆動式の切替弁である。図１９を参照しながら、弁ポートＰ５１およびＰ５５は、ポートＰ１５１に接続されている。弁ポートＰ５２は、配管ＰＰ１１に接続されている。弁ポートＰ５３は、ポートＰ１５２に接続されている。弁ポートＰ５４は、配管ＰＰ１２に接続されている。
【００７９】
冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が対向流である場合、弁ポートＰ５１とＰ５２とが切替弁５０内で連通している。弁ポートＰ５３とＰ５４とが切替弁５０内で連通している。配管ＰＰ１１からの冷媒は、弁ポートＰ５２からＰ５１へ向かって切替弁５０を通過した後、熱交換器１５０のポートＰ１５１に至る。冷媒は、熱交換器１５０をポートＰ１５１からＰ１５２へ向かって通過する。ポートＰ１５２からの冷媒は、弁ポートＰ５３からＰ５４へ向かって切替弁５０を通過した後、配管ＰＰ１２を経由して六方弁１２０に至る。
【００８０】
図２０は、実施の形態２の変形例２に係る冷凍サイクル装置２Ｂの機能構成および冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が並行流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。冷房モードにおいて熱交換器１５０を通過する冷媒の方向が並行流である場合、弁ポートＰ５２とＰ５３とが切替弁５０内で連通している。弁ポートＰ５４とＰ５５とが切替弁５０内で連通している。配管ＰＰ１１からの冷媒は、弁ポートＰ５２からＰ５３へ向かって切替弁５０を通過した後、熱交換器１５０のポートＰ１５２に至る。冷媒は、熱交換器１５０をポートＰ１５２からＰ１５１へ向かって通過する。ポートＰ１５１からの冷媒は、弁ポートＰ５５からＰ５４へ向かって切替弁５０を通過した後、配管ＰＰ１２を経由して六方弁１２０に至る。
【００８１】
図２１は、実施の形態２の変形例２に係る冷凍サイクル装置２Ｂの機能構成および暖房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。暖房モードの場合、弁ポートＰ５２とＰ５３とが切替弁５０内で連通している。弁ポートＰ５４とＰ５５とが切替弁５０内で連通している。配管ＰＰ１２からの冷媒は、弁ポートＰ５４からＰ５５へ向かって切替弁５０を通過した後、熱交換器１５０のポートＰ１５１に至る。冷媒は、熱交換器１５０をポートＰ１５１からＰ１５２へ向かって通過する。ポートＰ１５２からの冷媒は、弁ポートＰ５３からＰ５２へ向かって切替弁５０を通過した後、配管ＰＰ１２を経由して膨張弁１４０に至る。
【００８２】
以上、実施の形態２、変形例１、および変形例２に係る冷凍サイクル装置によれば、実施の形態１と同様に、熱交換器の熱交換能力を向上させることができ、冷凍サイクル装置の性能を向上させることができる。
【００８３】
また、実施の形態２、変形例１、および変形例２に係る冷凍サイクル装置によれば、冷房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器を通過する冷媒の通過方向を対向流と並行流との間で適宜切り替えることにより、当該熱交換器の熱交換能力を向上せることができ、冷凍サイクル装置の性能をさらに向上させることができる。
【００８４】
さらに、実施の形態２、変形例１、および変形例２に係る冷凍サイクル装置によれば、熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向を切り替える場合に圧縮機１１０の駆動周波数を低下させることにより、当該通過方向を切り替える場合に生じる冷媒の流動音を抑制することができる。
【００８５】
実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２においては、冷凍サイクル装置が備える２つの熱交換器のうち、一方の熱交換器を通過する冷媒の通過方向を切り替え可能とする場合について説明した。実施の形態３においては、冷凍サイクル装置が備える２つの熱交換器の各々を通過する冷媒の通過方向を切り替え可能とする場合について説明する。
【００８６】
図２２は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置３の機能構成および暖房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器１３０を通過する冷媒の通過方向が対向流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。図２２に示されるように、冷凍サイクル装置３は、室外機１３と、室内機２３とを備える。室内機２３は、図２１の室内機２３と同様である。室外機１３においては、図２１の六方弁１２０および制御装置１７２が四方弁１２４および制御装置１７３にそれぞれ置き換えられているとともに、熱交換器１３０のための流路切替部３６２、温度センサＴＳ１３，ＴＳ１４，ＴＳ２３，ＴＳ２４とが加えられている。
【００８７】
暖房モードにおいて冷媒は、圧縮機１１０、四方弁１２４、配管ＰＰ１２、流路切替部３６１、熱交換器１５０、流路切替部３６１、配管ＰＰ１１、膨張弁１４０、流路切替部３６２、熱交換器１３０、流路切替部３６２、四方弁１２４の順に循環する。
【００８８】
温度センサＴＳ１３は、ポートＰ１３１付近の配管に配置されている。温度センサＴＳ１３は、ポートＰ１３１を通過する冷媒の温度を測定して、制御装置１７３に出力する。温度センサＴＳ１４は、ポートＰ１３２付近の配管に配置されている。温度センサＴＳ１４は、ポートＰ１３２を通過する冷媒の温度を測定して、当該温度を制御装置１７３に出力する。
【００８９】
温度センサＴＳ２３は、ポートＰ１３２付近に配置されている。温度センサＴＳ２３は、ポートＰ１３２を通過する冷媒と熱交換する空気の温度を測定して、当該温度を制御装置１７３に出力する。温度センサＴＳ２４は、ポートＰ１３１付近に配置されている。温度センサＴＳ２４は、ポートＰ１３１を通過する冷媒と熱交換する空気の温度を測定して、当該温度を制御装置１７３に出力する。
【００９０】
流路切替部３６２は、切替弁５２を含む。切替弁５２は、切替弁５１と同様にモータ駆動式の切替弁である。切替弁５２は、弁ポートＰ５２１〜Ｐ５２５を有する。弁ポートＰ５２１およびＰ５２５は、熱交換器１３０のポートＰ１３１に接続されている。弁ポートＰ５２２は、膨張弁１４０に接続されている。弁ポートＰ５２３は、熱交換器１３０のポートＰ１３２に接続されている。弁ポートＰ５２４は、四方弁１２４に接続されている。
【００９１】
暖房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器１３０を通過する冷媒の方向が対向流である場合、弁ポートＰ５２１とＰ５２２とが切替弁５２内で連通している。弁ポートＰ５２３とＰ５２４とが切替弁５２内で連通している。膨張弁１４０からの冷媒は、弁ポートＰ５２２からＰ５２１へ向かって切替弁５２を通過し、熱交換器１３０のポートＰ１３１に至る。ポートＰ１３１からの冷媒は、ポートＰ１３１からＰ１３２へ向かって熱交換器１３０を通過する。ポートＰ１３２からの冷媒は、弁ポートＰ５２３からＰ５２４へ向かって切替弁５０を通過し、四方弁１２４に至る。
【００９２】
制御装置１７３は、冷凍サイクル装置３の運転モードを切り替える。制御装置１７３は、圧縮機１１０の駆動周波数を制御して圧縮機１１０が単位時間あたりに吐出する冷媒量を制御する。制御装置１７３は、四方弁１２４を制御して、冷媒の循環方向を暖房モードおよび冷房モードの各々に対応した循環方向に切り替える。制御装置１７３は、膨張弁１４０の開度を制御する。制御装置１７３は、流路切替部３６１，３６２を制御する。
【００９３】
制御装置１７３は、熱交換器１３０の熱交換能力を高めるため、流路切替部３６２を制御して、暖房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器１３０を通過する冷媒の通過方向を対向流と並行流との間で切り替える。制御装置１７３は、温度センサＴＳ１３，ＴＳ１４，ＴＳ２３，ＴＳ２４からの各温度を受けて、冷媒が熱交換器１３０を通過する方向を対向流と並行流との間で切り替える。熱交換器１３０を通過する冷媒の通過方向を切り替えるために、制御装置１７３において行なわれる処理については、後に図２４を用いて詳細に説明する。
【００９４】
図２３は、図２２の冷凍サイクル装置３の機能構成および暖房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器１３０を通過する冷媒の通過方向が並行流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。図２３に示されるように、暖房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器１３０を通過する冷媒の方向が並行流である場合、弁ポートＰ５２２とＰ５２３とが切替弁５２内で連通している。弁ポートＰ５２４とＰ５２５とが切替弁５２内で連通している。膨張弁１４０からの冷媒は、弁ポートＰ５２２からＰ５２３へ向かって切替弁５２を通過し、熱交換器１３０のポートＰ１３２に至る。ポートＰ１３２からの冷媒は、ポートＰ１３２からＰ１３１へ向かって熱交換器１３０を通過する。ポートＰ１３１からの冷媒は、弁ポートＰ５２５からＰ５２４へ向かって切替弁５０を通過し、四方弁１２４に至る。
【００９５】
図２４は、暖房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器１３０を通過する冷媒の通過方向を切り替えるために、図２２の制御装置１７３によって行なわれる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図２４に示される処理は、ユーザからの運転モードの入力があった場合に、不図示のメインルーチンによって呼び出される。
【００９６】
図２４に示されるように、制御装置１７３は、Ｓ３０１で、ユーザからの運転モードの入力を受け付けて、処理をＳ３０２に進める。制御装置１７３は、Ｓ３０２において初期設定を行なう。具体的には、制御装置１７３は、Ｓ３０２において、目標温度Ｔｇｏａｌの設定、運転開始時の室温Ｔ２１の取得、室外機１３の熱交換器１３０を通過する冷媒の通過方向の設定、圧縮機１１０の駆動周波数の設定等を行なう。熱交換器１３０を通過する冷媒の通過方向は、冷房モードおよび暖房モードのいずれにおいても、運転開始時においては対向流に設定される。
【００９７】
制御装置１７３は、Ｓ３０２において初期設定を行なった後、処理をＳ３０３に進める。制御装置１７３は、Ｓ３０３において目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２１（室温）との差の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する。目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２１との差の絶対値が閾値よりも大きい場合（Ｓ３０３においてＮＯ）、制御装置１７３は、室温を目標温度Ｔｇｏａｌに近づけるためＳ３０４において圧縮機１１０の駆動周波数を変更する。具体的には、目標温度Ｔｇｏａｌが温度Ｔ２１より大きい場合、制御装置１７３は駆動周波数を一定数増加させる。目標温度Ｔｇｏａｌが温度Ｔ２１より小さい場合、制御装置１７３は駆動周波数を一定数減少させる。また、熱交換器１５０と圧縮機１１０との間を流れる冷媒の温度（たとえば熱交換器１５０から流出する冷媒の温度、あるいは圧縮機１１０に吸入される冷媒の温度）が飽和ガス温度よりも低い場合、膨張弁１４０の開度を絞り、熱交換器１５０と圧縮機１１０との間を流れる冷媒の温度が飽和ガス温度よりも高い場合、膨張弁１４０の開度を開くことで、熱交換器１５０と圧縮機１１０との間を流れる冷媒の温度が飽和ガス温度に近づくように膨張弁１４０を制御する。なお、飽和ガス温度は理想的な状態におけるガス冷媒の温度である。実際の機器制御・要求運転状態においては、湿り蒸気の場合、湿り蒸気の乾き度Ｘが０．８５＜Ｘ＜１．００の範囲で事前に設定された目標値となるように制御される。ガス冷媒の場合、ガス冷媒の過熱度ＳＨが０＜ＳＨ＜２０ｄｅｇの範囲で事前に設定された目標値となるよう制御される。また、膨張弁１４０は、圧縮機１１０に吸入される冷媒の乾き度または過熱度だけではなく、圧縮機１１０から吐出された冷媒の温度、あるいは熱交換器から流出する冷媒の過冷却度ＳＣを制御してもよい。制御装置１７３は、Ｓ３０４の後、処理をＳ３０３に戻す。目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２１との差の絶対値が閾値以下である場合（Ｓ３０３においてＹＥＳ）、制御装置１７３は、室温がほぼ目標温度に達したとして、処理をＳ３０５に進める。
【００９８】
制御装置１７３は、Ｓ３０５において運転モードが暖房モードであり、かつ温度センサＴＳ１３から取得される温度Ｔ１３が、温度センサＴＳ１４から取得される温度Ｔ１４以上であるか否かを判定する。運転モードが冷房モードである場合、あるいは温度Ｔ１３が温度Ｔ１４より小さい場合（Ｓ３０５においてＮＯ）、制御装置１７３は、熱交換器１３０を通過する冷媒の通過方向を対向流に維持したまま処理をメインルーチンに返す。運転モードが暖房モードであり、かつ温度Ｔ１３が温度Ｔ１４以上である場合（Ｓ３０５においてＹＥＳ）、熱交換器１３０の圧力損失により、熱交換器１３０の熱交換能力が低下しているとして、処理をＳ３０６に進める。
【００９９】
制御装置１７３は、Ｓ３０６において以下の式（４）〜（６）から対数平均温度差ＬＭＴＤを計算する。Ｓ３０６において算出される対数平均温度差をＬＭＴＤ３とする。
【０１００】
【数２】
0006798009.tif 000003
【０１０１】
制御装置１７３は、Ｓ３０６において対数平均温度差ＬＭＴＤ３を算出した後、処理をＳ３０７に進める。制御装置１７３は、Ｓ３０７において圧縮機１１０の基準値以下に低減する。Ｓ３０７において、圧縮機１１０は停止されてもよい。また、膨張弁１４０の開度が目標値(たとえば過熱度、吐出温度、および過冷却度等)となるように制御してもよい。制御装置１７３は、Ｓ３０７の後、処理をＳ３０８に進める。
【０１０２】
制御装置１７３は、Ｓ３０８において流路切替部３６２の切替弁５２を駆動して、処理をＳ３０９に進める。制御装置１７３は、Ｓ３０９においてポートＰ５２１〜Ｐ５２５の切替弁５２内の連通状態が切替わるまで待機した後、処理をＳ３１０に進める。
【０１０３】
制御装置１７３は、Ｓ３１０において目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２１との差の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する。目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２１との差の絶対値が閾値よりも大きい場合（Ｓ３１０においてＮＯ）、制御装置１７３は、室温を目標温度Ｔｇｏａｌに近づけるため、Ｓ３１１において圧縮機１１０の駆動周波数および膨張弁１４０の開度を変更した後、処理をＳ３１０に戻す。目標温度Ｔｇｏａｌと温度Ｔ２３との差の絶対値が閾値以下である場合（Ｓ３１０においてＹＥＳ）、制御装置１７３は、室温がほぼ目標温度に達したとして、処理をＳ３１２に進める。
【０１０４】
制御装置１７３は、Ｓ３１２において上記の式（４）〜（６）から対数平均温度差ＬＭＴＤ４を算出し、処理をＳ３１３に進める。制御装置１７３は、Ｓ３１３において、対数平均温度差ＬＭＴＤ４がＬＭＴＤ３以上であるか否かを判定する。対数平均温度差ＬＭＴＤ４がＬＭＴＤ３以上である場合（Ｓ３１３においてＹＥＳ）、制御装置１７３は、処理をメインルーチンに戻す。対数平均温度差ＬＭＴＤ４がＬＭＴＤ３より小さい場合（Ｓ３１３においてＮＯ）、処理をＳ３０７に戻す。
【０１０５】
暖房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器１３０を通過する冷媒の通過方向を切り替えるために制御装置１７３において行なわれる処理は、図１３に示される処理のように対数平均温度を算出せずに、熱交換器１３０のポートＰ１３１を通過する冷媒の温度Ｔ１３およびポートＰ１３２を通過する冷媒の温度Ｔ１４の大小関係によって、熱交換器１３０を通過する冷媒の通過方向を切り替える処理でも良い。
【０１０６】
図２５は、図２２の冷凍サイクル装置３の機能構成および冷房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向が対向流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。図２６は、図２２の冷凍サイクル装置３の機能構成および冷房モードにおいて蒸発器として機能する熱交換器１５０を通過する冷媒の通過方向が並行流である場合の冷媒の流れを併せて示す図である。冷房モードにおいては、熱交換器１３０は凝縮器として機能するため、制御装置１７３は、熱交換器１３０を通過する冷媒の通過方向を対向流とする。図２５に示される室内機２３における冷媒の流れは、図１９に示される室内機２３における冷媒の流れと同様であるため説明を繰り返さない。また、図２６に示される室内機２３における冷媒の流れは図２０に示される冷媒の流れと同様であるため、説明を繰り返さない。
【０１０７】
図２５および図２６に示されるように、冷房モードにおいては弁ポートＰ５２２とＰ５２３とが切替弁５２内で連通している。弁ポートＰ５２４とＰ５２５とが切替弁５２内で連通している。圧縮機１１０からの冷媒は、弁ポートＰ５２４からＰ５２５へ向かって切替弁５２を通過し、熱交換器１３０のポートＰ１３１に至る。ポートＰ１３１からの冷媒は、ポートＰ１３１からＰ１３２へ向かって熱交換器１３０を通過する。ポートＰ１３２からの冷媒は、弁ポートＰ５２３からＰ５２２へ向かって切替弁５０内を通過し、膨張弁１４０に至る。
【０１０８】
以上、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置によれば、実施の形態１と同様に、熱交換器の熱交換能力を向上させることができ、冷凍サイクル装置の性能を向上させることができる。また、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置によれば、冷凍サイクル装置が備える２つの熱交換器の各々を通過する冷媒の通過方向を切り替え可能とすることにより、各熱交換器の熱交換能力を向上せることができ、冷凍サイクル装置の性能をさらに向上させることができる。
【０１０９】
実施の形態４．
実施の形態４では、冷媒と空気とが、水あるいはブライン（塩水）等の熱媒体を介して熱交換を行なうカスケード式の冷凍サイクル装置について説明する。
【０１１０】
図２７は、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置４の機能構成を示す図である。図２７に示される冷凍サイクル装置４の構成は、図１９に示される冷凍サイクル装置２Ｂの熱交換器１５０、制御装置１７２、温度センサＴＳ２１、およびＴＳ２２が、カスケード熱交換器４００、制御装置１７４、温度センサＴＳ４１、およびＴＳ４２にそれぞれ置き換えられているとともに、ポンプ４１０および熱交換器４２０が追加されている。
【０１１１】
図２７に示されるように、熱交換器４２０は、ポートＰ４２１，Ｐ４２２を含む。カスケード熱交換器４００は、ポートＰ４５１〜Ｐ４５４を含む。ポートＰ４５１，Ｐ４５２の各々は、冷媒が通過するポートである。ポートＰ４５１とＰ４５２とは、図１９に示される冷凍サイクル装置２Ｂの熱交換器１５０のポートＰ１５１およびＰ１５２にそれぞれ対応する。ポートＰ４５１は、切替弁５０の弁ポートＰ５１およびＰ５５に接続されている。ポートＰ４５２は、切替弁５０の弁ポートＰ５３に接続されている。
【０１１２】
ポートＰ４５３，Ｐ４５４の各々は、熱媒体が通過するポートである。ポートＰ４５３，Ｐ４５４を通過する熱媒体は、ポートＰ４５２，Ｐ４５１をそれぞれ通過する冷媒と熱交換する。ポートＰ４５３，Ｐ４５４の各々は、ポートＰ４５２，Ｐ４５１の付近にそれぞれ配置されている。ポートＰ４５３は、熱交換器４２０のポートＰ４２２に接続されている。ポートＰ４５４は、ポンプ４１０に接続されている。
【０１１３】
カスケード熱交換器４００は、二重管を有する熱交換器であってもよいし、複数の板状のプレートを積層したプレート式熱交換器であってもよい。
【０１１４】
ポンプ４１０は、ポートＰ４５４と熱交換器４２０のポートＰ４２１との間に接続されている。ポンプ４１０は、制御装置１７４に制御されて、熱媒体を熱交換器４００と熱交換器４２０との間で循環させる。ポンプ４１０は、本発明の流体移動部に対応する。
【０１１５】
温度センサＴＳ１１は、ポートＰ４５１付近の配管に配置されている。温度センサＴＳ１１は、ポートＰ４５１を通過する冷媒の温度を測定して、制御装置１７４に出力する。温度センサＴＳ１２は、ポートＰ４５２付近の配管に配置されている。温度センサＴＳ１２は、ポートＰ４５２を通過する冷媒の温度を測定して、当該温度を制御装置１７４に出力する。
【０１１６】
温度センサＴＳ４１は、ポートＰ４５３付近の配管に配置されている。温度センサＴＳ４１は、ポートＰ４５３を通過する熱媒体の温度を測定して、制御装置１７４に出力する。温度センサＴＳ４２は、ポートＰ４５４付近の配管に配置されている。温度センサＴＳ４２は、ポートＰ４５４を通過する熱媒体の温度を測定して、当該温度を制御装置１７４に出力する。
【０１１７】
制御装置１７４は、冷凍サイクル装置３の運転モードを切り替える。制御装置１７４は、圧縮機１１０の駆動周波数を制御して圧縮機１１０が単位時間あたりに吐出する冷媒量を制御する。制御装置１７４は、六方弁１２０を制御して、冷媒の循環方向を暖房モードおよび冷房モードの各々に対応した循環方向に切り替える。制御装置１７４は、膨張弁１４０の開度を制御する。制御装置１７４は、温度センサＴＳ１１，ＴＳ１２，ＴＳ４１，ＴＳ４２の各々から温度を受けて、流路切替部３６１を制御することにより、冷媒がカスケード熱交換器４００を通過する方向を対向流と並行流との間で切り替える。
【０１１８】
実施の形態４の変形例１．
実施の形態４では、カスケード熱交換器４００および流路切替部３６１が室内機２４に収容されている場合について説明した。カスケード熱交換器４００および流路切替部３６１は、図２８に示される冷凍サイクル装置４Ｂのように、室外機１４Ａに収容されていてもよい。このような構成とすることにより、冷媒は室外機１４Ａ内を循環することになり、室外機１４Ａと室内機２４Ａとをつなぐ配管を通過することがなくなる。室外機１４Ａと室内機２４Ａとをつなぐ配管（延長配管）は両者が離れている場合に他の配管よりも長くなることがある。そのため、当該配管を通過させないことにより、冷凍サイクル装置４Ａに必要な冷媒量を削減することができる。その結果、冷凍サイクル装置４Ａの運用コストを削減することができる。
【０１１９】
実施の形態４の変形例２．
実施の形態４においては、熱媒体が通過する熱交換器が１つである場合について説明した。実施の形態４の変形例２においては、熱媒体が通過する熱交換器が複数である場合について説明する。
【０１２０】
図２９は、実施の形態４の変形例２に係る冷凍サイクル装置４Ｂの機能構成を示す図である。図２９に示される冷凍サイクル装置４Ｂにおいては、図２７に示される冷凍サイクル装置４の熱交換器４２０に替えて、熱交換器４２１〜４２３および流調弁４３１〜４３４が備えられている。また、図２７に示される冷凍サイクル装置４の制御装置１７４が、制御装置１７４Ｂに置き換えられている。
【０１２１】
図２９に示されるように、熱交換器４２１と流調弁４３１とは、ポンプ４１０とカスケード熱交換器４００との間で直列に接続されている。熱交換器４２２と流調弁４３２とは、ポンプ４１０とカスケード熱交換器４００との間で直列に接続されている。熱交換器４２３と流調弁４３３とは、ポンプ４１０とカスケード熱交換器４００との間で直列に接続されている。
【０１２２】
直列に接続された熱交換器４２１および流調弁４３１、直列に接続された熱交換器４２２および流調弁４３２、直列に接続された熱交換器４２３および流調弁４３３、並びに流調弁４３４は、ポンプ４１０とカスケード熱交換器４００との間で並列に接続されている。
【０１２３】
制御装置１７４Ｂは、流調弁４３１〜４３４の開度を制御する。制御装置１７４Ｂは、ポンプ４１０が単位時間当たりに一定量の熱媒体を吐出するようにポンプ４１０を制御する。冷凍サイクル装置４Ｂにおいては、ポンプ４１０が単位時間当たりに吐出する熱媒体の量は一定量であるため、ポンプ４１０から吐出された熱媒体の全てが熱交換器４２１〜４２３を通過することができない事態が想定される。そのような場合に、熱交換器４２１〜４２３を通過することができなかった熱媒体が循環を継続することができるように、冷凍サイクル装置４Ｂにおいては流調弁４３４を経由するバイパス流路が設けられている。
【０１２４】
実施の形態４の変形例３．
実施の形態４の変形例２においては、ポンプ４１０が単位時間当たりに吐出する熱媒体の量が一定である場合について説明した。インバータによる制御により、ポンプ４１０が単位時間当たりに吐出する熱媒体の量をリアルタイムに変更可能である場合には、図３０に示される冷凍サイクル装置４Ｃのように、バイパス流路を設けなくてもよい。
【０１２５】
実施の形態４の変形例４．
実施の形態４においては、室外機が１つである場合について説明した。実施の形態４の変形例４においては、室外機が複数である場合について説明する。
【０１２６】
図３１は、実施の形態４の変形例４に係る冷凍サイクル装置４Ｄの機能構成を示す図である。図３１に示される冷凍サイクル装置４Ｄの構成は、図２８に示される冷凍サイクル装置４Ａの制御装置１７４が制御装置１７４Ｄに置き換えられているとともに、冷凍サイクル装置４Ａの構成に室外機１４Ｄが加えられた構成である。
【０１２７】
図３１に示されるように、室外機１４Ｄは、圧縮機１１２、六方弁１２２、熱交換器１３２、および膨張弁１４２を収容する。圧縮機１１２、六方弁１２２、熱交換器１３２、および膨張弁１４２は、室外機１４Ａの圧縮機１１０、六方弁１２０、熱交換器１３０、膨張弁１４０にそれぞれ対応している。膨張弁１４２は、切替弁５０の弁ポートＰ５２に接続されている。六方弁１２２は、切替弁５０の弁ポートＰ５３に接続されている。
【０１２８】
以上、実施の形態４および変形例１〜４に係る冷凍サイクル装置によれば、実施の形態１と同様に、熱交換器の熱交換能力を向上させることができ、冷凍サイクル装置の性能を向上させることができる。さらに、実施の形態４および変形例１〜４に係る冷凍サイクル装置においては、空気と冷媒とが熱媒体を介して熱交換を行うため、冷凍サイクル装置に必要な冷媒量を削減することができる。熱媒体として冷媒よりもコストの低い熱媒体（たとえば水あるいはブライン）を用いることにより、冷凍サイクル装置の運用コストを削減することができる。
【０１２９】
実施の形態５．
実施の形態５においては、室内機に複数の熱交換器と、各熱交換器に対応する膨張弁とが設けられる場合について説明する。
【０１３０】
図３２は、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置５の機能構成および冷房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。図３２に示されるように、冷凍サイクル装置５は、室外機１５と室内機２５とを備える。室外機１５の構成は、図１９に示される室外機１０の制御装置１７２が制御装置１７５に置き換えられているともに、室外機１０の構成から膨張弁１４０が除かれた構成である。室内機２５は、膨張弁１４１，１４２と、流路切替部５６１，５６２と、熱交換器１５１，１５２とを収容する。流路切替部５６１，５６２は、切替弁５１，５２をそれぞれ含む。
【０１３１】
図３２に示されるように、膨張弁１４１は、配管ＰＰ１１と切替弁５１の弁ポートＰ５１２の間に接続されている。弁ポートＰ５１１，Ｐ５１５は、熱交換器１５１の一方のポートに接続されている。弁ポートＰ５１３は、熱交換器１５１の他方のポートに接続されている。弁ポートＰ５１４は、配管ＰＰ１２に接続されている。
【０１３２】
膨張弁１４２は、配管ＰＰ１１と切替弁５２の弁ポートＰ５２２の間に接続されている。弁ポートＰ５２１，Ｐ５２５は、熱交換器１５２の一方のポートに接続されている。弁ポートＰ５２３は、熱交換器１５２の他方のポートに接続されている。弁ポートＰ５２４は、配管ＰＰ１２に接続されている。膨張弁１４１と１４２とは、配管ＰＰ１１とＰＰ１２との間で並列に接続されている。
【０１３３】
制御装置１７５は、切替弁５１を制御することにより熱交換器１５１を通過する冷媒の方向を切り替える。制御装置１７５は、切替弁５２を制御することにより熱交換器１５２を通過する冷媒の方向を切り替える。制御装置１７５は、熱交換器１５１の状態に合わせて膨張弁１４１の開度を適当な値に制御する。制御装置１７５は、熱交換器１５２の状態に合わせて膨張弁１４２の開度を適当な値に制御する。
【０１３４】
冷房モードにおいて冷媒は、圧縮機１１０、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０、膨張弁１４１、流路切替部５６１、熱交換器１５１、流路切替部５６１、および六方弁１２０の順に循環する。また、冷媒は、圧縮機１１０、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０、膨張弁１４２、流路切替部５６２、熱交換器１５２、流路切替部５６２、および六方弁１２０の順に循環する。
【０１３５】
図３３は、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置５の機能構成および暖房モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。図３３に示されるように、暖房モードにおいて冷媒は、圧縮機１１０、流路切替部５６１、熱交換器１５１、流路切替部５６１、膨張弁１４１、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０の順に循環する。また、冷媒は、圧縮機１１０、流路切替部５６２、熱交換器１５２、流路切替部５６２、膨張弁１４１、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０の順に循環する。
【０１３６】
図３４は、実施の形態５の変形例に係る冷凍サイクル装置５Ａの機能構成を示す図である。冷凍サイクル装置５Ａは、カスケード式の冷凍サイクル装置である。冷凍サイクル装置５Ａの構成は、図３２に示される冷凍サイクル装置５の制御装置１７５および熱交換器１５１，１５２が制御装置１７５Ａおよびカスケード熱交換器４０１，４０２にそれぞれ置換されているとともに、ポンプ４１１，４１２、および熱交換器４２１，４２２が加えられている。
【０１３７】
制御装置１７５Ａは、流路切替部５６１を制御して、カスケード熱交換器４０１を通過する冷媒の通過方向を切り替える。制御装置１７５Ａは、流路切替部５６２を制御して、カスケード熱交換器４０２を通過する冷媒の通過方向を切り替える。制御装置１７５Ａは、ポンプ４１１を制御して、熱媒体をカスケード熱交換器４０１と熱交換器４２１との間で循環させる。制御装置１７５Ａは、ポンプ４１２を制御して、熱媒体をカスケード熱交換器４０２と熱交換器４２２との間で循環させる。
【０１３８】
以上、実施の形態５および変形例に係る冷凍サイクル装置によれば、実施の形態１と同様に、熱交換器の熱交換能力を向上させることができ、冷凍サイクル装置の性能を向上させることができる。さらに、実施の形態５および変形例に係る冷凍サイクル装置においては、室内機に設けられた複数の熱交換器の各々に対応する膨張弁を個別に制御することにより、１つの膨張弁が室外機に設けられている場合よりも、各熱交換器の熱交換能力を向上させることができる。
【０１３９】
実施の形態６．
実施の形態６においては、複数の室内機を備え、暖房と冷房とを同時に行なうことができる冷凍サイクル装置について説明する。以下では、全ての室内機において暖房が行なわれる運転モードを全暖モードと呼び、全ての室内機において冷房が行なわれる運転モードを全冷モードと呼ぶ。室外機の熱交換器を蒸発器として機能させながら、暖房と冷房とが同時に行なわれる運転モードを暖主モードと呼ぶ。室外機の熱交換器を凝縮器として機能させながら、暖房と冷房とが同時に行なわれる運転モードを冷主モードと呼ぶ。
【０１４０】
図３５は、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置６の機能構成および全暖モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。図３５に示されるように、冷凍サイクル装置６は、室外機１６と、分流器３６と、室内機２６１，２６２とを備える。なお、室外機１６内の六方弁１２０は、四方弁と、逆止弁または電磁弁等とを組合せたローレンツサイクルとして構成してもよい。
【０１４１】
室外機１６の構成は、図１９の室外機１０から膨張弁１４０が除かれるとともに、図１９の制御装置１７２が制御装置１７６に置き換えられた構成である。室外機１６は、配管ＰＰ１１およびＰＰ１２によって分流器３６に接続されている。冷凍サイクル装置６は、二管式の冷凍サイクル装置である。
【０１４２】
分流器３６は、制御装置１７６に制御されて、室外機１６からの冷媒を室内機２６１，２６２に分配する。分流器３６は、開閉弁１８１〜１８４と、膨張弁１４１，６４２と、気液分離器５００とを含む。気液分離器５００は、配管ＰＰ１２に接続されている。開閉弁１８１および１８２は、気液分離器５００と、室内機２６２との間に接続されている。開閉弁１８３および１８４は、気液分離器５００と室内機２６１との間に接続されている。膨張弁１４２は、室内機２６１と配管ＰＰ１１との間に接続されているとともに、室内機２６２と配管ＰＰ１１との間に接続されている。膨張弁１４１は、室内機２６１と気液分離器５００との間に接続されているとともに、室内機２６２と気液分離器５００との間に接続されている。
【０１４３】
室内機２６１は、切替弁５１を有する流路切替部５６１と、膨張弁１４１と、熱交換器１５１とを含む。切替弁５１の弁ポートＰ５１１およびＰ５１５は、熱交換器１５１の一方のポートに接続されている。弁ポートＰ５１２は、開閉弁１８３，１８４に接続されている。弁ポートＰ５１３は、熱交換器１５１の他方のポートに接続されている。弁ポートＰ５１４は、膨張弁１４１に接続されている。膨張弁１４１は、膨張弁６４１および６４２に接続されている。
【０１４４】
室内機２６２は、切替弁５２を有する流路切替部５６２と、膨張弁１４２と、熱交換器１５２とを含む。切替弁５２の弁ポートＰ５２１およびＰ５２５は、熱交換器１５２の一方のポートに接続されている。弁ポートＰ５２２は、開閉弁１８１，１８２に接続されている。弁ポートＰ５２３は、熱交換器１５２の他方のポートに接続されている。弁ポートＰ５２４は、膨張弁１４２に接続されている。弁ポートＰ５２５は、熱交換器１５２の一方のポートに接続されている。膨張弁１４２は、膨張弁６４１および６４２に接続されている。
【０１４５】
制御装置１７６は、圧縮機１１０および六方弁１２０を制御する。制御装置１７６は、開閉弁１８１〜１８４を制御する。制御装置１７６は、膨張弁１４１，１４２，６４１、６４２を制御する。制御装置１７６は、切替弁５１，５２を制御する。
【０１４６】
全暖モードにおいて制御装置１７６は、開閉弁１８１，１８３を開放するとともに、開閉弁１８２，１８４を閉止する。制御装置１７６は、膨張弁６４１を閉止するとともに膨張弁６４２を開放する。冷媒は、圧縮機１１０、六方弁１２０、配管ＰＰ１２、気液分離器５００、開閉弁１８３、流路切替部５６１、熱交換器１５１、流路切替部５６１、膨張弁１４１、膨張弁６４２、配管ＰＰ１１、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０の順に循環する。また、冷媒は、圧縮機１１０、六方弁１２０、配管ＰＰ１２、気液分離器５００、開閉弁１８１、流路切替部５６２、熱交換器１５２、流路切替部５６２、膨張弁１４２、膨張弁６４２、配管ＰＰ１１、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０の順に循環する。
【０１４７】
図３６は、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置６の機能構成および全冷モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。全冷モードにおいて制御装置１７６は、開閉弁１８１，１８３を閉止するとともに、開閉弁１８２，１８４を開放する。制御装置１７６は、膨張弁６４１を開放するとともに膨張弁６４２を閉止する。冷媒は、圧縮機１１０、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０、配管ＰＰ１２、気液分離器５００、膨張弁６４１、膨張弁１４１、流路切替部５６１、熱交換器１５１、流路切替部５６１、開閉弁１８４、配管ＰＰ１１、六方弁１２０の順に循環する。また、冷媒は、圧縮機１１０、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０、配管ＰＰ１２、気液分離器５００、膨張弁６４１、膨張弁１４２、流路切替部５６２、熱交換器１５２、流路切替部５６２、開閉弁１８２、配管ＰＰ１１、六方弁１２０の順に循環する。なお、膨張弁６４２は、冷凍サイクル装置６の運転状態によっては開かれて、配管ＰＰ１２からの冷媒を配管ＰＰ１１へバイパスしてもよい。たとえば、図２９に示される冷凍サイクル装置４Ｂのように、室内に冷媒を分配する必要がない冷凍サイクル装置においては、配管ＰＰ１２からの冷媒が配管ＰＰ１１へバイパスされてもよい。また、冷凍サイクル装置６の運転状態により、熱交換器１３０の出口での冷媒の状態は、液体または気液二相状態のどちらであってもよい。そのため、配管ＰＰ１２を流れる冷媒は、冷凍サイクル装置６の運転状態により液冷媒または湿り蒸気となる。配管ＰＰ１２を流れる冷媒を液冷媒より密度の小さい湿り蒸気とすることで、配管ＰＰ１２内の冷媒量を削減することができる。
【０１４８】
図３７は、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置６の機能構成および暖主モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。暖主モードにおいて制御装置１７６は、開閉弁１８１，１８４を閉止するとともに、開閉弁１８２，１８３を開放する。制御装置１７６は、膨張弁６４１を閉止するとともに膨張弁６４２を開放する。冷媒は、圧縮機１１０、六方弁１２０、配管ＰＰ１２、気液分離器５００、開閉弁１８３、流路切替部５６１、熱交換器１５１、流路切替部５６１、膨張弁１４１、膨張弁６４２、配管ＰＰ１１、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０の順に循環する。暖主モードにおいては、室内機２６１において暖房が行なわれる。また、冷媒は、圧縮機１１０、六方弁１２０、配管ＰＰ１２、気液分離器５００、開閉弁１８３、流路切替部５６１、熱交換器１５１、流路切替部５６１、膨張弁１４１、膨張弁１４２、流路切替部５６２、熱交換器１５２、流路切替部５６２、開閉弁１８２、配管ＰＰ１１、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０の順に循環する。暖主モードにおいては、室内機２６２において冷房が行なわれる。
【０１４９】
図３８は、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置６の機能構成および冷主モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。冷主モードにおいて制御装置１７６は、開閉弁１８１，１８４を閉止するとともに、開閉弁１８２，１８３を開放する。制御装置１７６は、膨張弁６４２を閉止する。冷媒は、圧縮機１１０、六方弁１２０、熱交換器１３０、六方弁１２０、配管ＰＰ１２、および気液分離器５００の順に流れ、気液分離器５００において、液冷媒とガス冷媒とに分離される。気液分離器５００からのガス冷媒は、開閉弁１８３、流路切替部５６１、熱交換器１５１、流路切替部５６１、膨張弁１４１の順に流れる。気液分離器５００からの液冷媒は、膨張弁６４１を通過した後、膨張弁１４１からの湿り蒸気と合流し、膨張弁１４２、流路切替部５６２、熱交換器１５２、流路切替部５６２、開閉弁１８２、配管ＰＰ１１、六方弁１２０の順に流れる。冷主モードにおいては、室内機２６１において暖房が行なわれ、室内機２６２において冷房が行なわれる。なお、膨張弁６４２は、冷凍サイクル装置６の運転状態によっては開かれて、配管ＰＰ１２からの冷媒を配管ＰＰ１１へバイパスしてもよい。また、冷凍サイクル装置６の運転状態により、熱交換器１３０の出口での冷媒の状態は、液体または気液二相状態のどちらであってもよい。そのため、配管ＰＰ１２を流れる冷媒は、冷凍サイクル装置６の運転状態により液冷媒または湿り蒸気となる。
【０１５０】
図３９は、実施の形態６の変形例１に係る冷凍サイクル装置６Ａの機能構成を示す図である。図３９に示される冷凍サイクル装置６Ａの構成は、図３５に示される分流器３６の開閉弁１８１，１８２が分流器３６Ａの三方弁１９１に置き換えられているとともに、開閉弁１８３，１８４が三方弁１９２に置き換えられている。
【０１５１】
図３９に示されるように、三方弁１９１は、配管ＰＰ１１と流路切替部５６２との間に接続されているとともに、気液分離器５００と流路切替部５６２との間に接続されている。三方弁１９２は、配管ＰＰ１１と流路切替部５６１との間に接続されているとともに、気液分離器５００と流路切替部５６１との間に接続されている。制御装置１７６Ａは、三方弁１９１，１９２を制御する。
【０１５２】
図３５に示される分流器３６は、４つの開閉弁１８１〜１８４を含む。一方、図３９に示される分流器３６Ａは、２つの三方弁１９１，１９２を含む。開閉弁に替えて三方弁を用いることにより、冷凍サイクル装置に必要な部品点数を削減することができる。
【０１５３】
図４０は、実施の形態６の変形例２に係る冷凍サイクル装置６Ｂの機能構成を示す図である。図４０に示される室内機２６１Ｂの構成は、図３５に示される室内機２６１の熱交換器１５１がカスケード熱交換器４０１に置き換えられているともに、室内機２６１の構成にポンプ４１１、および熱交換器４２１が加えられた構成である。また、図４０に示される室内機２６２Ｂの構成は、図３５に示される室内機２６２の熱交換器１５２がカスケード熱交換器４０２に置き換えられているともに、室内機２６２の構成にポンプ４１２、および熱交換器４２２が加えられた構成である。冷凍サイクル装置６Ｂは、二管式かつカスケード式の冷凍サイクル装置である。制御装置１７６Ｂは、ポンプ４１１を制御してカスケード熱交換器４０１と熱交換器４２１との間で熱媒体を循環させる。制御装置１７６Ｂは、ポンプ４１２を制御してカスケード熱交換器４０２と熱交換器４２２との間で熱媒体を循環させる。
【０１５４】
図３５に示される室外機１６に収容されている六方弁１２０を替えて、図４１および図４２に示される室外機１６Ｃのように、八方弁を用いることができる。図４１は全暖モード，暖主モードにおける冷媒の流れを示し、図４２は全冷モード，冷主モードにおける冷媒の流れを示している。図４１および図４２に示されるように、八方弁１２８を用いることにより、運転モードによらず、熱交換器１３０を通過する冷媒の向きを対向流あるいは並行流に維持することができる。
【０１５５】
図４３は、実施の形態６の変形例４に係る冷凍サイクル装置６Ｄの機能構成および全冷モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。図４３に示される冷凍サイクル装置４Ｄの構成は、図３６に示される冷凍サイクル装置６の制御装置１７６が制御装置１７６Ｄに置き換えられているとともに、内部熱交換器６００が加えられた構成である。内部熱交換器６００は、膨張弁６４１と膨張弁６４１との間に接続されているとともに、膨張弁６４２と配管ＰＰ１１との間に接続されている。制御装置１７６Ｄは、全冷モードにおいて膨張弁６４２を開放する。
【０１５６】
膨張弁６４１からの冷媒の一部は、膨張弁６４２に向かう。冷媒は、膨張弁６４２を通過するとき断熱膨張し、低温低圧の冷媒となる。内部熱交換器６００においては、膨張弁６４１からの冷媒が膨張弁６４２からの冷媒によって冷却される。室内機２６１，２６２に流入する冷媒の過冷却度が増加する。その結果、熱交換器１５１，１５２の熱交換効率を向上させることができる。
【０１５７】
以上、実施の形態６および変形例に係る冷凍サイクル装置によれば、実施の形態１と同様に、熱交換器の熱交換能力を向上させることができ、冷凍サイクル装置の性能を向上させることができる。
【０１５８】
実施の形態７．
実施の形態６では、複数の室内機を備え、暖房と冷房とを同時に行なうことができる二管式の冷凍サイクル装置について説明した。実施の形態７では、暖房と冷房とを同時に行なうことができる三管式の冷凍サイクル装置について説明する。
【０１５９】
図４４は、実施の形態７に係る冷凍サイクル装置７の機能構成および全暖モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。図４４に示されるように、冷凍サイクル装置７は、室外機１７と、分流器３７と、室内機２６１〜２６３と、制御装置１７７とを備える。
【０１６０】
室外機１７は、圧縮機１１０と、四方弁１２４と、熱交換器１３０と、膨張弁７４１，７４２と、内部熱交換器７００とを収容する。室外機１７は、配管ＰＰ７１〜ＰＰ７３によって分流器３７に接続されている。圧縮機１１０の吐出口および四方弁１２４は、配管ＰＰ７１に接続されている。圧縮機１１０の吸入口、四方弁１２４、および内部熱交換器６００は、配管ＰＰ７２に接続されている。膨張弁７４１，７４２は、配管ＰＰ７３に接続されている。圧縮機１１０の吸入口は、四方弁１２４および内部熱交換器７００に接続されている。熱交換器１３０は、四方弁１２４と膨張弁７４２との間に接続されている。内部熱交換器７００は、膨張弁７４１と圧縮機１１０の吸入口との間に接続されているとともに、膨張弁７４２と配管ＰＰ７３の間に接続されている。
【０１６１】
分流器３７は、制御装置１７７に制御されて、室外機１７からの冷媒を室内機２６１〜２６３に分配する。分流器３７は、開閉弁７８１〜７８９と、膨張弁７４３と、気液分離器５００とを含む。
【０１６２】
開閉弁７８１は、配管ＰＰ７１と室内機２６３との間に接続されている。開閉弁７８２は、配管ＰＰ７１と室内機２６２との間に接続されている。開閉弁７８３は、配管ＰＰ７１と室内機２６１との間に接続されている。
【０１６３】
開閉弁７８４は、配管ＰＰ７２と室内機２６３との間に接続されている。開閉弁７８５は、配管ＰＰ７２と室内機２６２との間に接続されている。開閉弁７８６は、配管ＰＰ７２と室内機２６１との間に接続されている。
【０１６４】
気液分離器５００は、配管ＰＰ７３に接続されている。開閉弁７８７は、気液分離器５００と室内機２６１との間に接続されている。開閉弁７８８は、気液分離器５００と室内機２６２との間に接続されている。開閉弁７８９は、気液分離器５００と室内機２６３との間に接続されている。膨張弁７４３は、配管ＰＰ７２と気液分離器５００との間に接続されている。
【０１６５】
室内機２６１において、切替弁５１の弁ポートＰ５１１およびＰ５１５は、熱交換器１５１の一方のポートに接続されている。弁ポートＰ５１２は、開閉弁７８３，７８６に接続されている。弁ポートＰ５１３は、熱交換器１５１の他方のポートに接続されている。弁ポートＰ５１４は、膨張弁１４１に接続されている。膨張弁１４１は、開閉弁７８７に接続されている。
【０１６６】
室内機２６２において、切替弁５２の弁ポートＰ５２１およびＰ５２５は、熱交換器１５２の一方のポートに接続されている。弁ポートＰ５２２は、開閉弁７８２，７８５に接続されている。弁ポートＰ５２３は、熱交換器１５１の他方のポートに接続されている。弁ポートＰ５２４は、膨張弁１４２に接続されている。膨張弁１４２は、開閉弁７８８に接続されている。
【０１６７】
室内機２６３は、切替弁５３を有する流路切替部５６３と、膨張弁１４３と、熱交換器１５３とを含む。切替弁５３の弁ポートＰ５３１およびＰ５３５は、熱交換器１５３の一方のポートに接続されている。弁ポートＰ５３２は、開閉弁７８１，７８４に接続されている。弁ポートＰ５３３は、熱交換器１５３の他方のポートに接続されている。弁ポートＰ５３４は、膨張弁１４３に接続されている。膨張弁１４３は、開閉弁７８９に接続されている。
【０１６８】
制御装置１７７は、圧縮機１１０および四方弁１２４を制御する。制御装置１７７は、開閉弁７８１〜７８９を制御する。制御装置１７７は、膨張弁１４１〜１４３，７４１〜７４３を制御する。制御装置１７６は、切替弁５１〜５３を制御する。
【０１６９】
全暖モードにおいて制御装置１７７は、開閉弁７８１〜７８３，７８７〜７８９を開放するとともに、開閉弁７８４〜７８６を閉止する。制御装置１７７は、膨張弁７４３を閉止する。
【０１７０】
冷媒は、圧縮機１１０、配管ＰＰ７１、開閉弁７８１、切替弁５３の弁ポートＰ５３２、弁ポートＰ５３３、熱交換器１５３、弁ポートＰ５３５、弁ポートＰ５３４、膨張弁１４３、開閉弁７８９、気液分離器５００、配管ＰＰ７３、膨張弁７４２、熱交換器１３０、四方弁１２４の順に循環する。
【０１７１】
冷媒は、圧縮機１１０、配管ＰＰ７１、開閉弁７８２、切替弁５２の弁ポートＰ５２２、弁ポートＰ５２３、熱交換器１５２、弁ポートＰ５２５、弁ポートＰ５２４、膨張弁１４２、開閉弁７８８、気液分離器５００、配管ＰＰ７３、膨張弁７４２、熱交換器１３０、四方弁１２４の順に循環する。
【０１７２】
冷媒は、圧縮機１１０、配管ＰＰ７１、開閉弁７８３、切替弁５１の弁ポートＰ５１２、弁ポートＰ５１３、熱交換器１５１、弁ポートＰ５１５、弁ポートＰ５１４、膨張弁１４１、開閉弁７８７、気液分離器５００、配管ＰＰ７３、膨張弁７４２、熱交換器１３０、四方弁１２４の順に循環する。
【０１７３】
気液分離器５００において分離されたガス冷媒は、膨張弁７４３および配管ＰＰ７２を経由して圧縮機１１０の吸入口に至る。
【０１７４】
図４５は、実施の形態７に係る冷凍サイクル装置７の機能構成および全冷モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。全冷モードにおいて制御装置１７７は、開閉弁７８１〜７８３を閉止するとともに，開閉弁７８５〜７８６，７８７〜７８９を開放する。制御装置１７７は、膨張弁７４３を閉止する。なお、膨張弁７４３は、冷凍サイクル装置７の運転状態によっては開かれて、配管ＰＰ７３からの冷媒を配管ＰＰ７２にバイパスしてもよい。
【０１７５】
冷媒は、圧縮機１１０、四方弁１２４、熱交換器１３０、膨張弁７４２、配管ＰＰ７３、気液分離器５００、開閉弁７８７、膨張弁１４１、切替弁５１の弁ポートＰ５１４、弁ポートＰ５１３、熱交換器１５１、弁ポートＰ５１１、弁ポートＰ５１２、開閉弁７８６、配管ＰＰ７２の順に循環する。
【０１７６】
冷媒は、圧縮機１１０、四方弁１２４、熱交換器１３０、膨張弁７４２、配管ＰＰ７３、気液分離器５００、開閉弁７８８、膨張弁１４２、切替弁５２の弁ポートＰ５２４、弁ポートＰ５２３、熱交換器１５２、弁ポートＰ５２１、弁ポートＰ５２２、開閉弁７８５、配管ＰＰ７２の順に循環する。
【０１７７】
冷媒は、圧縮機１１０、四方弁１２４、熱交換器１３０、膨張弁７４２、配管ＰＰ７３、気液分離器５００、開閉弁７８９、膨張弁１４３、切替弁５３の弁ポートＰ５３４、弁ポートＰ５３３、熱交換器１５３、弁ポートＰ５３１、弁ポートＰ５３２、開閉弁７８４、配管ＰＰ７２の順に循環する。
【０１７８】
図４６は、実施の形態７に係る冷凍サイクル装置７の機能構成および暖主モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。暖主モードにおいて制御装置１７７は、開閉弁７８１，７８２，７８６〜７８９を開放するとともに，開閉弁７８３〜７８５を閉止する。制御装置１７７は、膨張弁７４３を開放する。
【０１７９】
冷媒は、圧縮機１１０、配管ＰＰ７１、開閉弁７８１、切替弁５３の弁ポートＰ５３２、弁ポートＰ５３３、熱交換器１５３、弁ポートＰ５３５、弁ポートＰ５３４、膨張弁１４３、開閉弁７８９、気液分離器５００、配管ＰＰ７３、膨張弁７４２、熱交換器１３０、四方弁１２４の順に循環する。暖主モードにおいては、室内機２６３で暖房が行なわれる。
【０１８０】
冷媒は、圧縮機１１０、配管ＰＰ７１、開閉弁７８２、切替弁５２の弁ポートＰ５２２、弁ポートＰ５２３、熱交換器１５２、弁ポートＰ５２５、弁ポートＰ５２４、膨張弁１４２、開閉弁７８８、気液分離器５００、配管ＰＰ７３、膨張弁７４２、熱交換器１３０、四方弁１２４の順に循環する。暖主モードにおいては、室内機２６２で暖房が行なわれる。
【０１８１】
冷媒は、圧縮機１１０、配管ＰＰ７１、開閉弁７８１、切替弁５３の弁ポートＰ５３２、弁ポートＰ５３３、熱交換器１５３、弁ポートＰ５３５、弁ポートＰ５３４、膨張弁１４３、開閉弁７８９、開閉弁７８７、膨張弁１４１、切替弁５１の弁ポートＰ５１４、弁ポートＰ５１３、熱交換器１５１、弁ポートＰ５１１、弁ポートＰ５１２、開閉弁７８６、および配管ＰＰ７２の順に循環する。また、冷媒は、圧縮機１１０、配管ＰＰ７１、開閉弁７８２、切替弁５２の弁ポートＰ５２２、弁ポートＰ５２３、熱交換器１５２、弁ポートＰ５２５、弁ポートＰ５２４、膨張弁１４２、開閉弁７８８、開閉弁７８７、膨張弁１４１、切替弁５１の弁ポートＰ５１４、弁ポートＰ５１３、熱交換器１５１、弁ポートＰ５１１、弁ポートＰ５１２、開閉弁７８６、および配管ＰＰ７２の順に循環する。暖主モードにおいては、室内機２６１で冷房が行なわれる。
【０１８２】
気液分離器５００において分離されたガス冷媒は、膨張弁７４３および配管ＰＰ７２を経由して圧縮機１１０の吸入口に至る。
【０１８３】
図４７は、実施の形態７に係る冷凍サイクル装置７の機能構成および冷主モードにおける冷媒の流れを併せて示す図である。冷主モードにおいて制御装置１７７は、開閉弁７８１，７８５〜７８９を開放するとともに，開閉弁７８２〜７８４を閉止する。制御装置１７７は、膨張弁７４３を開放する。
【０１８４】
冷媒は、圧縮機１１０、四方弁１２４、熱交換器１３０、膨張弁７４２、配管ＰＰ７３、気液分離器５００、開閉弁７８７、膨張弁１４１、切替弁５１の弁ポートＰ５１４、弁ポートＰ５１３、熱交換器１５１、弁ポートＰ５１１、弁ポートＰ５１２、開閉弁７８６、および配管ＰＰ７２の順に循環する。冷主モードにおいては、室内機２６１で冷房が行なわれる。
【０１８５】
冷媒は、圧縮機１１０、四方弁１２４、熱交換器１３０、膨張弁７４２、配管ＰＰ７３、気液分離器５００、開閉弁７８８、膨張弁１４２、切替弁５２の弁ポートＰ５２４、弁ポートＰ５２３、熱交換器１５２、弁ポートＰ５２１、弁ポートＰ５２２、開閉弁７８５、および配管ＰＰ７２の順に循環する。冷主モードにおいては、室内機２６２で冷房が行なわれる。
【０１８６】
冷媒は、圧縮機１１０、配管ＰＰ７１、開閉弁７８１、切替弁５３の弁ポートＰ５３２、弁ポートＰ５３３、熱交換器１５３、弁ポートＰ５３５、弁ポートＰ５３４、膨張弁１４３、開閉弁７８９、気液分離器５００、膨張弁７４３、および配管ＰＰ７２の順に循環する。冷主モードにおいては、室内機２６３で暖房が行なわれる。
【０１８７】
室外機１７に収容される内部熱交換器７００は、必須の構成ではない。たとえば図４８に示される室外機１７Ａのように、内部熱交換器６００が配置されていなくてもよい。また、室外機１７に収容されている四方弁１２４は、図４９に示される室外機１７Ｂおよび図５０に示される室外機１７Ｃのように、六方弁１２０に置き換えることができる。図４９は、室外機１７Ｂが内部熱交換器７００を収容している場合を示し、図５０は室外機１７Ｃが内部熱交換器を収容していない場合を示す。
【０１８８】
以上、実施の形態７および変形例に係る冷凍サイクル装置によれば、実施の形態１と同様に、熱交換器の熱交換能力を向上させることができ、冷凍サイクル装置の性能を向上させることができる。
【０１８９】
今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて実施することも予定されている。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請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲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】
【０１９０】
１，２〜７，２Ａ，２Ｂ，４Ａ〜４Ｄ，５Ａ，６Ａ，６Ｂ，６Ｄ，７  冷凍サイクル装置、１０，１３，１４Ａ，１４Ｄ，１５，１６，１６Ｃ，１７，１７Ａ〜１７Ｃ  室外機、２０，２３，２４，２４Ａ，２５，２６１，２６１Ｂ，２６２，２６２Ｂ，２６３  室内機、３６，３６Ａ，３７  分流器、４０，５０〜５３，６０  切替弁、１００  逆止弁、１１０，１１２  圧縮機、１２０，１２２  六方弁、１２４  四方弁、１２８  八方弁、１３０，１３２，１５０〜１５３，４００〜４０２，４２０〜４２３  熱交換器、６００，７００  内部熱交換器、１４０〜１４３，６４１，６４２，７４１〜７４３  膨張弁、１６０，１６２，１６２Ａ，３６１，３６２，５６１〜５６３  流路切替部、１７０，１７２，１７３，１７４，１７４Ｂ，１７４Ｄ，１７５，１７５Ａ，１７６，１７６Ａ，１７６Ｂ，１７６Ｄ，１７７  制御装置、１８０  室内ファン、１８１〜１８４，２００，７８１〜７８９  開閉弁、１９１，１９２  三方弁、４１０〜４１２  ポンプ、４３１〜４３４  流調弁、５００  気液分離器、Ｍ４０  モータ、Ｐ４１〜Ｐ４４，Ｐ５１〜Ｐ５５，Ｐ６１〜Ｐ６６，Ｐ５１１〜Ｐ５１５，Ｐ５２１〜Ｐ５２５，Ｐ５３１〜Ｐ５３５  弁ポート、Ｐ１３１，Ｐ１３２，Ｐ１５１，Ｐ１５２，Ｐ４２１，Ｐ４２２，Ｐ４５１，Ｐ４５２，Ｐ４５３，Ｐ４５４，Ｐ５２１，Ｐ５２５  ポート、ＰＰ１１，ＰＰ１２，ＰＰ７１〜ＰＰ７３  配管、ＶＢ４５  弁体。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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