(57)【要約】  冷凍サイクル装置（１０）は、非共沸混合冷媒が圧縮機（１）、凝縮器（２）、膨張装置（３）、蒸発器（４）の順に循環するように構成された冷媒回路を備える。蒸発器（４）は、成績係数（ＣＯＰ）が高い領域に対応する第１の圧力損失を有するように構成される。蒸発器（４）が第１の圧力損失を有する場合、蒸発器（４）の冷媒入口における冷媒と空気の温度差と蒸発器（４）の冷媒出口における冷媒と空気の温度差とが等しくなるような第２の圧力損失を有する場合よりも、冷凍サイクル装置（１０）の成績係数が改善される。
2020217379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非共沸混合冷媒を使用する冷凍サイクル装置であって、
前記非共沸混合冷媒が圧縮機、凝縮器、膨張装置、蒸発器の順に循環するように構成された冷媒回路を備え、
前記蒸発器は、第１の圧力損失を有するように構成され、
前記蒸発器が前記第１の圧力損失を有する場合、前記蒸発器の冷媒入口における冷媒と空気の温度差と前記蒸発器の冷媒出口における冷媒と空気の温度差が等しくなるような第２の圧力損失を有する場合よりも、前記冷凍サイクル装置の成績係数が改善される、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記蒸発器は、圧力損失を調整可能な圧力損失調整機構を備える、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記蒸発器は、互いに並列に接続された圧力損失が互いに異なる複数の蒸発ユニットをさらに備え、
前記圧力損失調整機構は、前記複数の蒸発ユニットの一部を選択して前記非共沸混合冷媒を流すように構成される、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記圧力損失調整機構は、前記圧縮機の運転周波数に基づいて、前記非共沸混合冷媒を流す蒸発ユニットを選択するように構成される、請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記圧力損失調整機構は、圧力損失を変更するように構成された弁を備える、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記弁は、前記圧縮機の運転周波数に基づいて、圧力損失が決定されるように構成される、請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記蒸発器は、圧力損失を調整可能な圧力損失調整機構を備え、
前記圧力損失調整機構は、前記第１の圧力損失と前記第２の圧力損失とに前記蒸発器の圧力損失を変更することが可能に構成される、請求項１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】
蒸発過程において温度勾配を有する非共沸混合冷媒を使用する場合には、蒸発器の温度が一様でないため、偏着霜を生じる。このため、蒸発器の熱交換性能が低下する。【０００３】
特開平９−１３３４３３号公報（特許文献１）は、着霜を効果的に抑制でき、かつ熱交換性能も向上させることが可能となる熱交換器を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１３３４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開平９−１３３４３３号公報（特許文献１）では、蒸発過程における圧力を徐々に低下させるように蒸発器が構成され、それにより、蒸発過程における冷媒の温度上昇を効果的に抑制する。【０００６】
しかし、蒸発器の圧力損失を大きくすると、圧縮比が大きくなるため冷凍サイクル装置の運転性能が著しく低下する可能性がある。【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、偏着霜を抑えつつ、運転効率の低下を抑制す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】
【０００８】
本開示は、非共沸混合冷媒を使用する冷凍サイクル装置に関する。冷凍サイクル装置は、非共沸混合冷媒が圧縮機、凝縮器、膨張装置、蒸発器の順に循環するように構成された冷媒回路を備える。蒸発器は、第１の圧力損失を有するように構成される。蒸発器が第１の圧力損失を有する場合、蒸発器の冷媒入口における冷媒と空気の温度差と蒸発器の冷媒出口における冷媒と空気の温度差が等しくなるような第２の圧力損失を有する場合よりも、冷凍サイクル装置の成績係数が改善される。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の冷凍サイクル装置によれば、成績係数で示される効率を低下させないように蒸発器の圧力損失が設定されているので、偏着霜の抑制と運転効率の低下の抑制を共に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
【図２】非共沸混合冷媒を使用する冷凍サイクル装置のｐ−ｈ線図の例である。
【図３】蒸発器の圧力損失と成績係数（ＣＯＰ）との関係を示した図である。
【図４】通常の圧力損失の熱交換器の例を示す図である。
【図５】圧力損失を増加させた熱交換器の第１例を示す図である。
【図６】圧力損失を増加させた熱交換器の第２例を示す図である。
【図７】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
【図８】蒸発ユニット１０４Ａ〜１０４Ｃの切替制御について説明するための図である。
【図９】実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１２】
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の構成を示す図である。図１を参照して、冷凍サイクル装置１０は、非共沸混合冷媒が圧縮機１、凝縮器２、膨張装置３、蒸発器４の順に循環するように構成された冷媒回路と、凝縮器２に送風するためのファン５と、蒸発器４に送風するためのファン６と、配管１１〜１４とを備える。
【００１３】
配管１１は、圧縮機１の吐出口と凝縮器２の冷媒入口とを接続する。配管１２は、凝縮器２の冷媒出口と膨張装置３の冷媒入口とを接続する。配管１３は、膨張装置３の冷媒出口と蒸発器４の冷媒入口とを接続する。配管１４は、蒸発器４の冷媒出口と圧縮機１の吸入口とを接続する。
【００１４】
例えば、組成が質量比率でＲ３２が４９wt%、Ｒ１２５が１１．５wt%、ＣＦ３Ｉが３９．５wt%であるＲ４６６Ａを冷凍サイクル装置１０の非共沸混合冷媒として使用することができる。
【００１５】
膨張装置３としては、開度が変更可能な電子膨張弁を使用することができるが、温度式自動膨張弁または開度が固定されたキャピラリーチューブなどを使用しても良い。
【００１６】
図２は、非共沸混合冷媒を使用する冷凍サイクル装置のｐ−ｈ線図の例である。一般に、図１の冷媒回路において非共沸冷媒を用いた場合、ｐ−ｈ線図上での等温線は図２のＴ＝Ｔ１、Ｔ＝Ｔ２（ただし、Ｔ１＞Ｔ２）に示すように傾きを有する。これに対して蒸発器に圧力損失がなく、圧力が一定の場合にはｐ−ｈ線図上での蒸発器の部分は、ほぼ水平である。
【００１７】
蒸発器に圧力損失がある場合には、比エンタルピーが増加するに従い圧力が低下するが、一般的な蒸発器の圧力損失は小さい。このため、蒸発器の冷媒入口部分の冷媒温度を基準とすると、蒸発器の圧力損失による蒸発器の冷媒出口部の温度降下よりも、非共沸冷媒の温度勾配による蒸発器の冷媒出口部の温度上昇の方が大きい。したがって冷媒入口側に対して冷媒出口側の方が温度が高くなる。蒸発器の圧力損失が無い場合には、図２では蒸発器の冷媒入口（点Ｄ）の温度はＴ＝Ｔ２であり冷媒出口（点Ａ’）の温度はＴ＝Ｔ１である。
【００１８】
一方、冷却器として動作する場合、蒸発器を通過する風の温度は蒸発器の冷媒入口側および冷媒出口側で等しい。このため、非共沸冷媒の温度勾配により冷媒出口側の冷媒温度は、冷媒入口側と比較して、空気との温度差が小さくなるため、熱交換性能が低下してしまう。空気の温度が仮にＴ＝Ｔ１であるとすると、蒸発器の冷媒入口（点Ｄ）側ではΔＴ＝（Ｔ１−Ｔ２）の温度差があり、空気からの熱によって冷媒を蒸発させることができるが、蒸発器の冷媒出口（点Ａ’）側ではΔＴ≒０となって冷媒を蒸発させることができず、熱交換性能が低下する。
【００１９】
そこで、非共沸冷媒を用いた場合、図２のＤ−Ａに示すように、蒸発器の冷媒入口から冷媒出口までに生じる温度勾配による温度上昇と、蒸発器の圧力損失相当の飽和温度の低下とを同程度に調整することが考えられる。その場合、蒸発器の冷媒温度はＴ＝Ｔ２で均一となる。したがって、冷媒入口（点Ｄ）から冷媒出口（点Ａ）に至る部分の冷媒温度Ｔ２と空気温度Ｔ１との温度差ΔＴ＝（Ｔ１−Ｔ２）は一定となる。したがって、温度勾配に対して圧力損失相当の飽和温度低下分が小さい一般的な蒸発器（Ｄ−Ａ’）の場合より、蒸発器の冷媒出口部における空気と冷媒の温度差が大きくなるので、熱交換能力を向上させることができる。
【００２０】
また、蒸発器の冷媒入口での冷媒温度と空気の温度差と冷媒出口での冷媒温度と空気の温度差とを同程度に調整することによって、蒸発器への着霜は均等に生じるようになる。したがって、偏着霜によって蒸発器の一部において目詰まりが進行し、蒸発器の性能が低下することを防ぐことができる。また、蒸発器に全く着霜しないように除霜運転を行なっている場合には、着霜が生じにくくなるため、除霜運転の頻度を下げて暖房効率を上げることができる。
【００２１】
しかし、蒸発器の圧力損失を大きくするほど、蒸発器の冷媒出口側の冷媒温度と空気の温度に温度差が生じ熱交換の能力が向上するが、その分圧縮機の圧縮比も大きくなるため圧縮機の入力が悪化する。したがって、本実施の形態では、蒸発器能力を圧縮機の入力で除した効率である成績係数（ＣＯＰ：Coefficient  Of  Performance）が最も高くなるように圧力損失を調整する。
【００２２】
図３は、蒸発器の圧力損失と成績係数（ＣＯＰ）との関係を示した図である。図３では、横軸に蒸発器の圧力損失に対応する飽和温度（Ｋ）が示され、縦軸にはＣＯＰが示されている。図３に示す特性は、圧力損失が異なる熱交換器を複数用意して予め実験的に求めておいても良いし、シミュレーションで熱交換器の圧力損失を変化させて調べても良い。図３に示すように、飽和温度ＴＰにおいてＣＯＰは最大となる。この飽和温度ＴＰの前後の温度範囲ＴＬ〜ＴＨが高ＣＯＰ領域である。実施の形態１では、図３において、圧力損失に相当する飽和温度が高ＣＯＰ領域となるように蒸発器４の圧力損失が調整される。
【００２３】
図４は、通常の圧力損失の熱交換器の例を示す図である。図５は、圧力損失を増加させた熱交換器の第１例を示す図である。図６は、圧力損失を増加させた熱交換器の第２例を示す図である。熱交換器の圧力損失は、伝熱管の内径、長さなど熱交換器の構造により変えることができる。
【００２４】
図５に示す熱交換器４Ａは、図４の配管４２に比べて、配管４４の長さを長くして圧力損失を増加させている。その結果、図５のフィン４３の数も図４のフィン４１の数よりも増えている。
【００２５】
図６に示す熱交換器４Ｂは、図４の配管４２に比べて、配管４６の径を細くして圧力損失を増加させている。この場合、図６のフィン４５の数は、図４のフィン４１の数と変わらない。
【００２６】
このように、蒸発器の配管の長さまたは配管の径を調整することによって、図３に示すＣＯＰが最大値に近づくような蒸発器を作ることができる。
【００２７】
以上説明したように、実施の形態１では、蒸発器４は、高ＣＯＰ領域（図３のＴＬ〜ＴＨ）に対応する第１の圧力損失を有するように構成される。蒸発器４が第１の圧力損失を有する場合、蒸発器４の冷媒入口における冷媒と空気の温度差と蒸発器４の冷媒出口における冷媒と空気の温度差とが等しくなるような第２の圧力損失を有する場合（図２のＤ−Ａに対応する）よりも、冷凍サイクル装置１０の成績係数が改善される。
【００２８】
このように、非共沸冷媒を用いた際に、蒸発器４に積極的に圧力損失が生じるように構成することによって、蒸発器の冷媒入口と冷媒出口での冷媒と空気の温度差が大幅に異なることを避けることに加えて、ＣＯＰが高領域に収まるように蒸発器４の圧力損失を調整することができる。
【００２９】
これにより、冷凍機または空調機などの冷凍サイクル装置に温度勾配が生じる非共沸混合冷媒を用いたとしても、運転性能を向上させることができる。具体的には、混合冷媒の温度勾配に対応した蒸発器の圧力損失で温度を略均一にし、蒸発器の伝熱性能を最適化して、冷凍サイクル装置全体の運転性能向上を実現する。また蒸発器の圧力損失を空気と冷媒の温度差を略一定に保つように設定することで、偏着霜を抑制しつつ、熱交換器の性能向上と除霜時間の短縮とが可能となる。
【００３０】
実施の形態２．
実施の形態１では、蒸発器性能を確保するために圧力損失を大きくしすぎると、圧縮機の圧縮比が大きくなり、冷凍サイクル装置全体の効率が低下するので、ＣＯＰが高領域となるように圧力損失を調整した。
【００３１】
しかし、冷凍サイクル装置に要求される冷凍能力は変動するので、蒸発器の圧力損失を固定すると運転条件によってはＣＯＰが低くなる場合も考えられる。
【００３２】
そこで、実施の形態２では、圧力損失の異なる複数の蒸発器を用意し、使用する蒸発器を切り替えることによって蒸発器の圧力損失をフレキシブルに調整し、様々な条件においてもＣＯＰを高領域に保つように制御する。
【００３３】
図７は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。図７を参照して、冷凍サイクル装置２０は、非共沸混合冷媒が圧縮機１０１、凝縮器１０２、膨張装置１０３、蒸発器１０４の順に循環するように構成された冷媒回路と、凝縮器１０２に送風するためのファン１０７と、蒸発器１０４に送風するためのファン１０６と、配管１１１〜１１４とを備える。
【００３４】
配管１１１は、圧縮機１０１の吐出口と凝縮器１０２の冷媒入口とを接続する。配管１１２は、凝縮器１０２の冷媒出口と膨張装置１０３の冷媒入口とを接続する。配管１１３は、膨張装置１０３の冷媒出口と蒸発器１０４の冷媒入口とを接続する。配管１１４は、蒸発器１０４の冷媒出口と圧縮機１０１の吸入口とを接続する。
【００３５】
例えば、組成が質量比率でＲ３２が４９wt%、Ｒ１２５が１１．５wt%、ＣＦ３Ｉが３９．５wt%であるＲ４６６Ａを冷凍サイクル装置２０の非共沸混合冷媒として使用することができる。
【００３６】
膨張装置１０３としては、開度が変更可能な電子膨張弁を使用することができるが、温度式自動膨張弁または開度が固定されたキャピラリーチューブなどを使用しても良い。
【００３７】
蒸発器１０４は、圧力損失が互いに異なる複数の蒸発ユニット１０４Ａ〜１０４Ｃと、圧力損失調整機構１０５とを備える。圧力損失調整機構１０５は、蒸発ユニット１０４Ａ〜１０４Ｃの冷媒入口部にそれぞれ配置された電磁弁１０５Ａ〜１０５Ｃを含む。
【００３８】
蒸発ユニット１０４Ａ〜１０４Ｃは、冷媒回路において並列に設置されている。電磁弁１０５Ａ〜１０５Ｃのうちいずれか１つの切替弁を開き、他の切替弁を閉じることによって使用される蒸発ユニットが決められる。
【００３９】
冷凍サイクル装置２０は、蒸発器１０４の圧力損失を切り替える制御装置１２０をさらに備える。
【００４０】
制御装置１２０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１２１と、メモリ１２２（ＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＲＡＭ（Random  Access  Memory））と、各種信号を入出力するための入出力バッファ（図示せず）等を含んで構成される。ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、制御装置１２０の処理手順が記されたプログラムである。制御装置１２０は、これらのプログラムに従って、冷凍サイクル装置２０における各機器（圧縮機１０１、ファン１０６，１０７、膨張装置１０３、電磁弁１０５Ａ〜１０５Ｃ）の制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００４１】
例えば、圧縮機１０１がインバータ制御されていた場合、運転周波数によって冷媒回路内の流速は変動する。圧力損失は流速に依存するため、その際、蒸発器１０４の圧力損失も変化し、最適な圧力損失ではなくなる可能性もある。したがって、実施の形態２では、随時最適な圧力損失となるように使用する蒸発ユニットを切り替える。
【００４２】
図８は、蒸発ユニット１０４Ａ〜１０４Ｃの切替制御について説明するための図である。制御装置１２０は、圧縮機の運転周波数と使用する蒸発ユニットとの関係を示したマップをメモリ１２２に予め保持している。このマップに従って、次のように制御装置１２０は電磁弁１０５Ａ〜１０５Ｃを制御する。
【００４３】
圧縮機の運転周波数がｆ１〜ｆ２の間にある場合には、蒸発ユニット１０４Ａが使用される。このとき制御装置１２０は、電磁弁１０５Ａを開き、電磁弁１０５Ｂ，１０５Ｃを閉じる。
【００４４】
圧縮機の運転周波数がｆ２〜ｆ３の間にある場合には、蒸発ユニット１０４Ｂが使用される。このとき制御装置１２０は、電磁弁１０５Ｂを開き、電磁弁１０５Ａ，１０５Ｃを閉じる。
【００４５】
圧縮機の運転周波数がｆ３〜ｆ４の間にある場合には、蒸発ユニット１０４Ｃが使用される。このとき制御装置１２０は、電磁弁１０５Ｃを開き、電磁弁１０５Ａ，１０５Ｂを閉じる。
【００４６】
すると、圧縮機の運転周波数がｆ１〜ｆ４の間で変動しても、蒸発器の圧力損失に対応する冷媒の飽和温度はＴＬ〜ＴＨの範囲に保たれるので、冷凍サイクル装置２０を高ＣＯＰ領域で動作させることができる。
【００４７】
実施の形態２に示した冷凍サイクル装置２０は、圧力損失の異なる複数の蒸発ユニットを並列に接続し、必要な圧力損失に応じて使用する蒸発ユニットを切り替えることが可能に構成される。
【００４８】
蒸発ユニットを切り替えることによって、蒸発器１０４は、高ＣＯＰ領域（図３のＴＬ〜ＴＨ）に対応する第１の圧力損失を有するように構成される。蒸発器１０４が第１の圧力損失を有する場合、蒸発器１０４の冷媒入口における冷媒と空気の温度差と蒸発器１０４の冷媒出口における冷媒と空気の温度差とが等しくなるような第２の圧力損失を有する場合よりも、冷凍サイクル装置２０の成績係数が改善される。
【００４９】
好ましくは、蒸発器１０４は、圧力損失を調整可能な圧力損失調整機構１０５を備える。
【００５０】
より好ましくは、蒸発器１０４は、互いに並列に接続された圧力損失が互いに異なる複数の蒸発ユニット１０４Ａ〜１０４Ｃをさらに備える。圧力損失調整機構１０５は、複数の蒸発ユニット１０４Ａ〜１０４Ｃの一部を選択して非共沸混合冷媒を流すように構成される。
【００５１】
さらに好ましくは、図８に示すように、圧力損失調整機構１０５は、圧縮機１０１の運転周波数に基づいて、蒸発ユニット１０４Ａ〜１０４Ｃから非共沸混合冷媒を流す蒸発ユニットを選択するように構成される。圧力損失調整機構１０５は、蒸発ユニット１０４Ａ〜１０４Ｃにそれぞれ対応する電磁弁１０５Ａ〜１０５Ｃを含む。
【００５２】
実施の形態１で記載した通り、蒸発器１０４の圧力損失を調整することで、蒸発器の偏着霜の抑制、能力の向上、ＣＯＰの最適化が可能であるとともに、実施の形態２では、さらに、圧力損失の異なる蒸発ユニット１０４Ａ〜１０４Ｃを切り替えて使用することが可能に構成される。これにより、蒸発器１０４の圧力損失をフレキシブルに調整することができるので、様々な条件においても冷凍サイクル装置２０のＣＯＰが最大となる制御が可能となる。
【００５３】
また、圧力損失調整機構１０５は、第１の圧力損失（効率重視）と第２の圧力損失（冷凍能力重視）とに蒸発器２０４の圧力損失を変更することが可能に構成されてもよい。たとえば、蒸発ユニット１０４Ａ〜１０４Ｃのうちの１つを効率を重視した圧力損失に設計し、他の１つを冷凍能力重視の圧力損失に設計して、適宜これらを選択すれば良い。このように、蒸発器１０４の圧力損失を可変とすることによって、冷凍能力を優先する場合は、蒸発器の冷媒入口および冷媒出口において空気と冷媒の温度差が同程度となるよう圧力損失を調整し、効率を優先する場合は、ＣＯＰが最大となる圧力損失へと調整することも可能である。
【００５４】
実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態２のように蒸発器の圧力損失を可変とする他の構成について説明する。
【００５５】
図９は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。図９を参照して、冷凍サイクル装置３０は、非共沸混合冷媒が圧縮機２０１、凝縮器２０２、膨張装置２０３、蒸発器２０４の順に循環する冷媒回路と、蒸発器２０４に送風するためのファン２０８と、凝縮器２０２に送風するためのファン２０９と、配管２１１〜２１４とを備える。
【００５６】
配管２１１は、圧縮機２０１の吐出口と凝縮器２０２の冷媒入口とを接続する。配管２１２は、凝縮器２０２の冷媒出口と膨張装置２０３の冷媒入口とを接続する。配管２１３は、膨張装置２０３の冷媒出口と蒸発器２０４の冷媒入口とを接続する。配管２１４は、蒸発器２０４の冷媒出口と圧縮機２０１の吸入口とを接続する。
【００５７】
例えば、組成が質量比率でＲ３２が４９wt%、Ｒ１２５が１１．５wt%、ＣＦ３Ｉが３９．５wt%であるＲ４６６Ａを冷凍サイクル装置３０の非共沸混合冷媒として使用することができる。
【００５８】
膨張装置２０３としては、開度が変更可能な電子膨張弁を使用することができるが、温度式自動膨張弁または開度が固定されたキャピラリーチューブなどを使用しても良い。
【００５９】
蒸発器２０４は、冷媒回路において直列に配置される蒸発ユニット２０５，２０６と、蒸発ユニット２０５，２０６の間に配置される圧力損失調整機構２０７とを含む。
【００６０】
圧力損失調整機構２０７は、圧力損失を変更することが可能に構成される。
冷凍サイクル装置３０は、圧力損失調整機構２０７の圧力損失を変更する制御装置２２０をさらに備える。
【００６１】
制御装置２２０は、ＣＰＵ２２１と、メモリ２２２（ＲＯＭおよびＲＡＭ）と、各種信号を入出力するための入出力バッファ（図示せず）等を含んで構成される。ＣＰＵ２２１は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、制御装置２２０の処理手順が記されたプログラムである。制御装置２２０は、これらのプログラムに従って、冷凍サイクル装置３０における各機器（圧縮機２０１、ファン２０８，２０９、膨張装置２０３、圧力損失調整機構２０７）の制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００６２】
例えば、圧縮機２０１がインバータ制御されていた場合、圧縮機２０１の運転周波数によって冷媒回路内の流速は変動する。圧力損失は流速に依存するため、その際、蒸発器２０４の圧力損失も変化し、最適な圧力損失ではなくなる可能性もある。したがって、実施の形態３では、随時最適な圧力損失となるように圧力損失調整機構２０７の圧力損失を変更する。
【００６３】
再び図９を参照して、冷凍サイクル装置３０は、非共沸混合冷媒が圧縮機２０１、凝縮器２０２、膨張装置２０３、蒸発器２０４の順に循環するように構成された冷媒回路を備える。蒸発器２０４は、高ＣＯＰ領域（図３のＴＬ〜ＴＨ）に対応する第１の圧力損失を有するように構成される。蒸発器２０４が第１の圧力損失を有する場合、蒸発器２０４の冷媒入口における冷媒と空気の温度差と蒸発器２０４の冷媒出口における冷媒と空気の温度差とが等しくなるような第２の圧力損失を有する場合よりも、冷凍サイクル装置３０の成績係数が改善される。
【００６４】
好ましくは、蒸発器２０４は、圧力損失を調整可能な圧力損失調整機構２０７を備える。圧力損失調整機構２０７は、電気信号によって圧力損失を変更可能に構成されていればよい。
【００６５】
より好ましくは、図９に示すように、圧力損失調整機構２０７は、圧力損失を変更するように構成された弁２３０を備える。弁２３０としては、例えば、電子膨張弁などを使用することができる。
【００６６】
圧縮機２０１の運転周波数が変化すると、ＣＯＰが最大となる蒸発器の圧力損失も変化する場合がある。そこで好ましくは、弁２３０は、圧縮機２０１の運転周波数に基づいて、圧力損失が決定されるように構成される。
【００６７】
また、圧力損失調整機構２０７は、高ＣＯＰ領域に対応する第１の圧力損失と冷凍能力が最大となる第２の圧力損失とに蒸発器２０４の圧力損失を変更することが可能に構成される。このように、蒸発器２０４の圧力損失を可変とすることによって、冷凍能力を優先する場合は、蒸発器の冷媒入口および冷媒出口において空気と冷媒の温度差が同程度となるよう圧力損失を調整し、効率を優先する場合は、ＣＯＰが最大となる圧力損失へと調整することも可能である。
【００６８】
このように、実施の形態３では、蒸発器２０４の中間点に圧力損失を調整可能な弁２３０を備え、必要に応じて圧力損失を調整する。これにより、実施の形態２と同様に、冷媒の流速に応じ変化する蒸発器の圧力損失を随時目標の圧力損失へと調整し、最適なＣＯＰを維持することが可能である。
【００６９】
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、上記した実施の形態の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及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】
【００７０】
１，１０１，２０１  圧縮機、２，１０２，２０２  凝縮器、３，１０３，２０３  膨張装置、４，１０４，２０４  蒸発器、４Ａ，４Ｂ  熱交換器、５，１０６，１０７，２０８，２０９  ファン、１０，２０，３０  冷凍サイクル装置、１１〜１４，４２，４４，４６，１１１〜１１４，２１１〜２１４  配管、４１，４３，４５  フィン、１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，２０５，２０６  蒸発ユニット、１０５，２０７  圧力損失調整機構、１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ  電磁弁、１２０，２２０  制御装置、１２１，２２１  ＣＰＵ、１２２，２２２  メモリ、２３０  弁。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年3月22日(2021.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非共沸混合冷媒を使用する冷凍サイクル装置であって、
前記非共沸混合冷媒が圧縮機、凝縮器、膨張装置、蒸発器の順に循環するように構成された冷媒回路を備え、
前記蒸発器は、
互いに並列に接続することが可能に構成された複数の冷媒流路と、
圧力損失を調整可能な圧力損失調整機構と、
前記圧力損失調整機構を制御する制御装置とを備え、
前記圧力損失調整機構は、各々が前記複数の冷媒流路の少なくとも一部を用いた複数の熱交換流路の１つを選択して前記非共沸混合冷媒を流すように構成され、
前記複数の熱交換流路は、互いに圧力損失が異なるように構成される、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記複数の冷媒流路は、圧力損失が互いに異なる複数の蒸発ユニットに形成された冷媒流路であり、
前記圧力損失調整機構は、前記複数の蒸発ユニットの１つを選択して前記非共沸混合冷媒を流すように構成され、
前記複数の蒸発ユニットは、少なくとも第１〜第３の蒸発ユニットを含み、
前記制御装置は、
（ａ）前記圧縮機の運転周波数が第１周波数の場合には、前記第１の蒸発ユニットを選択し、前記第２蒸発ユニットおよび前記第３蒸発ユニットを非選択とするように前記圧力損失調整機構を制御し、
（ｂ）前記圧縮機の運転周波数が前記第１周波数より高い第２周波数の場合には、前記第２の蒸発ユニットを選択し、前記第１蒸発ユニットおよび前記第３蒸発ユニットを非選択とするように前記圧力損失調整機構を制御し、
（ｃ）前記圧縮機の運転周波数が前記第２周波数より高い第３周波数の場合には、前記第３の蒸発ユニットを選択し、前記第１蒸発ユニットおよび前記第２蒸発ユニットを非選択とするように前記圧力損失調整機構を制御するように構成される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記圧力損失調整機構は、前記複数の蒸発ユニットにそれぞれ前記非共沸混合冷媒を流す量を変更可能な複数の弁を備える、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記複数の弁は、前記圧縮機の運転周波数に基づいて決定される前記蒸発器の圧力損失を実現するように開閉される、請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
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