(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流路切替弁と、第５〜第７ポートをそれぞれ有する第２流路切替弁及び第３流路切替弁と、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、吐出配管と第５ポートとを接続する第１高圧配管と、第１高圧配管に設けられたバイパス膨張弁と、第２流路切替弁の第７ポートに接続された第１室外熱交換器と、第３流路切替弁の第７ポートに接続された第２室外熱交換器と、制御装置と、を備え、制御装置は、第２流路切替弁又は第３流路切替弁を切替える際に、第１条件が満たされない場合、圧縮機の運転周波数を第１周波数とし、バイパス膨張弁の開度を第１開度とし、第１条件が満たされる場合、圧縮機の運転周波数を第１周波数よりも大きい第２周波数とする、又はバイパス膨張弁の開度を第１開度よりも大きい第２開度とする、差圧確保処理を実行する。
2020255430.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流路切替弁と、
第５ポート、第６ポート及び第７ポートをそれぞれ有し、差圧を利用して動作する第２流路切替弁及び第３流路切替弁と、
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流路切替弁及び前記第３流路切替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バイパス膨張弁と、
前記第２高圧配管に設けられた弁と、
前記吸入配管と前記第２流路切替弁及び前記第３流路切替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流路切替弁の前記第７ポートに接続された第１室外熱交換器と、
前記第３流路切替弁の前記第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、
前記圧縮機の運転周波数及び前記バイパス膨張弁の開度を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記第２流路切替弁又は前記第３流路切替弁を切替える際に、
第１条件が満たされない場合、前記圧縮機の前記運転周波数を第１周波数とし、前記バイパス膨張弁の開度を第１開度とし、
前記第１条件が満たされる場合、前記圧縮機の前記運転周波数を前記第１周波数よりも大きい第２周波数とする、又は前記バイパス膨張弁の開度を前記第１開度よりも大きい第２開度とする、差圧確保処理を実行する
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
外気温度を検出する外気温度センサと、
前記第１室外熱交換器及び前記第２室外熱交換器の温度をそれぞれ検出する２つの熱交温度センサと、をさらに備え、
前記第１条件は、前記外気温度が第１閾値以下の場合、前記外気温度と熱交温度との温度差が第２閾値以下の場合、前記外気温度が第３閾値以上の場合、前記外気温度と前記熱交温度との前記温度差が第４閾値以下の場合、前記圧縮機の前記運転周波数が第５閾値以下の場合、の少なくとも何れかを含むものであり、
前記熱交温度は、前記第１室外熱交換器の温度、前記第２室外熱交換器の温度、又は前記第１室外熱交換器の温度と前記第２室外熱交換器の温度との平均値である
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
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室外熱交換器又は前記第２室外熱交換器の一方が前記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前記凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行するものであり、
前記制御装置は、前記暖房運転から前記暖房除霜同時運転に切り替える際に、前記差圧確保処理を実行する
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、前記暖房運転から前記暖房除霜同時運転に切り替える際に、前記外気温度が前記第１閾値以下の場合、又は前記外気温度と前記熱交温度との前記温度差が前記第２閾値以下の場合に、前記第１条件を満たすと判断する
請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記暖房除霜同時運転は、前記第２室外熱交換器が前記蒸発器として機能し、前記第１室外熱交換器と前記室内熱交換器とが前記凝縮器として機能する第１運転と、前記第１室外熱交換器が前記蒸発器として機能し、前記第２室外熱交換器と前記室内熱交換器とが前記凝縮器として機能する第２運転と、を含み、
前記制御装置は、前記第１運転から前記第２運転に切り替える際に、前記差圧確保処理を実行する
請求項３又は４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記第１運転から前記第２運転に切り替える際に、前記外気温度が前記第３閾値以上の場合であって、かつ前記外気温度と前記熱交温度との前記温度差が前記第４閾値以下の場合に、前記第１条件を満たすと判断する
請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記第２室外熱交換器が蒸発器として機能し、前記第１室外熱交換器と前記室内熱交換器とが凝縮器として機能する第１運転と、前記第１室外熱交換器が前記蒸発器として機能し、前記第２室外熱交換器と前記室内熱交換器とが前記凝縮器として機能する第２運転と、を含む暖房除霜同時運転を実行するものであり、
前記第１運転から前記第２運転に切り替える際に、前記差圧確保処理を実行する
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記第１運転から前記第２運転に切り替える際に、前記外気温度が前記第３閾値以上の場合であって、かつ前記外気温度と前記熱交温度との前記温度差が前記第４閾値以下の場合に、前記第１条件を満たすと判断する
請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記第１閾値、前記第２閾値、前記第３閾値、前記第４閾値及び前記第５閾値は、前記第２流路切替弁又は前記第３流路切替弁の最低作動差圧に基づいて予め定められる
請求項２〜８の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
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流路切替弁と、
第５ポート、第６ポート及び第７ポートをそれぞれ有し、差圧を利用して動作する第２流路切替弁及び第３流路切替弁と、
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流路切替弁及び前記第３流路切替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バイパス膨張弁と、
前記第２高圧配管に設けられた弁と、
前記吸入配管と前記第２流路切替弁及び前記第３流路切替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流路切替弁の前記第７ポートに接続された第１室外熱交換器と、
前記第３流路切替弁の前記第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、
前記バイパス膨張弁は、閉状態の場合にも前記冷媒を通過させる流路を有する
冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記バイパス膨張弁は、
冷媒流出口が形成された台座と、
前記台座に向かう方向及び前記台座から離れる方向に移動し、前記冷媒流出口の開度を変更するニードルと、を備え、
前記流路は、前記ニードルと前記台座との間に形成される
請求項１０に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記台座及び前記ニードルの少なくとも何れか一方は、前記流路を形成する凹部又は凸部を有する
請求項１１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
前記閉状態は、前記台座と前記ニードルの少なくとも一部が当接している状態である
請求項１１又は１２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、圧縮機からの高温高圧の冷媒を第１熱交換器と第２熱交換器に流すことが可能なように、２つの流路切替弁が設けられている。流路切替弁は、四方弁を利用した三方弁により構成される。
【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、空気調和装置では、流路切替弁として差圧駆動式の弁が用いられる。差圧駆動式の弁は、例えば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、高圧と低圧との差圧を利用して動作する。差圧駆動式の弁では、弁を確実に動作させるための最低作動差圧が規定されている。高圧と低圧との差圧が最低作動差圧以下になった場合には、弁が正常に動作しなくなり、流路の切替が行われなくなってしまう。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、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において差圧駆動式の流路切替弁を正常に動作させることが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】
【０００６】
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流路切替弁と、第５ポート、第６ポート及び第７ポートをそれぞれ有し、差圧を利用して駆動する第２流路切替弁及び第３流路切替弁と、冷媒を吸入する吸入口及び冷媒を吐出する吐出口を有する圧縮機と、吐出口と第１ポートとを接続する吐出配管と、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２流路切替弁及び第３流路切替弁のそれぞれの第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高圧配管に設けられた分岐部とを接続する第２高圧配管と、第１高圧配管のうち、吐出配管と分岐部との間に設けられたバイパス膨張弁と、第２高圧配管に設けられた弁と、吸入配管と第２流路切替弁及び第３流路切替弁のそれぞれの第６ポートとを接続する低圧配管と、第２流路切替弁の第７ポートに接続された第１室外熱交換器と、第３流路切替弁の第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、圧縮機の運転周波数及びバイパス膨張弁の開度を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、第２流路切替弁又は第３流路切替弁を切替える際に、第１条件が満たされない場合、圧縮機の運転周波数を第１周波数とし、バイパス膨張弁の開度を第１開度とし、第１条件が満たされる場合、圧縮機の運転周波数を第１周波数よりも大きい第２周波数とする、又はバイパス膨張弁の開度を第１開度よりも大きい第２開度とする、差圧確保処理を実行するものである。
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流路切替弁と、第５ポート、第６ポート及び第７ポートをそれぞれ有し、差圧を利用して動作する第２流路切替弁及び第３流路切替弁と、冷媒を吸入する吸入口及び冷媒を吐出する吐出口を有する圧縮機と、吐出口と第１ポートとを接続する吐出配管と、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２流路切替弁及び第３流路切替弁のそれぞれの第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高圧配管に設けられた分岐部とを接続する第２高圧配管と、第１高圧配管のうち、吐出配管と分岐部との間に設けられたバイパス膨張弁と、第２高圧配管に設けられた弁と、吸入配管と第２流路切替弁及び第３流路切替弁のそれぞれの第６ポートとを接続する低圧配管と、第２流路切替弁の第７ポートに接続された第１室外熱交換器と、第３流路切替弁の第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、バイパス膨張弁は、閉状態の場合にも冷媒を通過させる流路を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第２流路切替弁又は第３流路切替弁を切替える際に差圧確保処理を実行することで、差圧駆動式の第２流路切替弁及び第３流路切替弁において最低作動差圧を確保することができる。その結果、どのような環境であっても、第２流路切替弁及び第３流路切替弁を正常に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。
【図２】実施の形態１に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の四方弁の概略構成を示す断面図である。
【図４】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５】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６】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うちの第１運転時の動作を示す図である。
【図７】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うちの第２運転時の動作を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１の第２流路切替弁における圧力と、外気温度との関係の一例を示す表である。
【図１０】実施の形態１の第２流路切替弁における圧力と、圧縮機の運転周波数との関係の一例を示す表である。
【図１１】実施の形態１の差圧確保処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態２の第２流路切替弁における圧力と、外気温度との関係の一例を示す表である。
【図１３】実施の形態２の第２流路切替弁における圧力と、圧縮機の運転周波数との関係の一例を示す表である。
【図１４】実施の形態２の暖房除霜同時運転の流れを示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態３に係る冷凍サイクル装置のバイパス膨張弁の概略構成図である。
【図１６】実施の形態３に係るバイパス膨張弁の台座の平面図である。
【図１７】実施の形態３に係るバイパス膨張弁の絞り部の断面図である。
【図１８】実施の形態３に係るバイパス膨張弁が閉状態の場合の絞り部の断面図である。
【図１９】実施の形態３の変形例に係るバイパス膨張弁の絞り部の断面図である。
【図２０】実施の形態３の別の変形例に係るバイパス膨張弁の絞り部の断面図である。
【図２１】バイパス膨張弁における開度とＣｖ値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１について説明する。図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１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１として空気調和機を例示している。図１に示すように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１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、圧縮機１１、第１流路切替弁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、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂを有している。後述するように、冷媒回路１０は、少なくとも、暖房運転、逆サイクル除霜運転（以下、単に「除霜運転」という。）、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流路切替弁１２、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂが除霜運転時と同様の状態に設定される。
【００１０】
また、冷凍サイクル装置１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流路切替弁１２、膨張弁１４、第１室外熱交換器１５ａ、第２室外熱交換器１５ｂ、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂ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。
【００１１】
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。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。
【００１２】
第１流路切替弁１２は、四方弁であり、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何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何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１流路切替弁１２は、図１に実線で示す第１状態と、図１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流路切替弁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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
第１室外熱交換器１５ａ及び第２室外熱交換器１５ｂは何れも、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。例えば、第１室外熱交換器１５ａが下に配置され、第２室外熱交換器１５ｂが上に配置される。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。
【００１６】
第２流路切替弁２１ａは、四方弁であり、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何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何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。第２流路切替弁２１ａは、図１に実線で示す第１状態と、図１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。第２流路切替弁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。
【００１７】
第３流路切替弁２１ｂは、四方弁であり、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何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何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。第３流路切替弁２１ｂは、図１に実線で示す第１状態と、図１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。第３流路切替弁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。
【００１８】
第１流路切替弁１２、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂは何れも、圧縮機１１の吐出側の圧力と吸入側の圧力との差圧を利用して動作する差圧駆動式の四方弁である。第１流路切替弁１２、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂとしては、同一構成の四方弁を用いることができる。
【００１９】
圧縮機１１の吐出口１１ｂと第１流路切替弁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何れにおいても、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流路切替弁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何れにおいても、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。
【００２０】
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、第２流路切替弁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、第３流路切替弁２１ｂの高圧用の第５ポートＯに接続されている。
【００２１】
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流路切替弁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。
【００２２】
第１高圧配管６７のうち分岐部６３と分岐部６５との間には、バイパス膨張弁１８が設けられている。バイパス膨張弁１８は、制御装置５０の制御により開度が制御される電子膨張弁である。バイパス膨張弁１８は、冷媒を減圧する機能も有している。バイパス膨張弁１８の動作については後述する。
【００２３】
第２高圧配管６４には、逆止弁２２が設けられている。逆止弁２２は、第１流路切替弁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。逆止弁２２の替りに、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。逆止弁２２に替えて開閉弁が用いられたときの動作については後述する。
【００２４】
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、第２流路切替弁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、第３流路切替弁２１ｂの低圧用の第６ポートＭに接続されている。
【００２５】
第１流路切替弁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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、第２流路切替弁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、第３流路切替弁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。
【００２９】
室外機の筐体には、室外機周辺の外気温度を検出する外気温度センサ９１が設けられる。室外機が屋内に設置される場合は、外気温度は室外機の周辺温度を意味するものとする。第１室外熱交換器１５ａには、第１室外熱交換器１５ａの温度を検出する熱交温度センサ９２ａが設けられる。第２室外熱交換器１５ｂには、第２室外熱交換器１５ｂの温度を検出する熱交温度センサ９２ｂが設けられる。外気温度センサ９１、熱交温度センサ９２ａ、熱交温度センサ９２ｂは、例えばサーミスタである。外気温度センサ９１、熱交温度センサ９２ａ、熱交温度センサ９２ｂによる検出結果は、制御装置５０に送信され、制御装置５０による制御に用いられる。冷媒回路１０は、上記以外の温度センサ又は圧力センサを備えていてもよい。
【００３０】
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。図２は、実施の形態１に係る制御装置５０の機能ブロック図である。図２に示すように、制御装置５０には、外気温度センサ９１、熱交温度センサ９２ａ及び熱交温度センサ９２ｂによる検出結果が入力される。制御装置５０に、冷媒回路１０に設けられたその他の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てもよい。
【００３１】
制御装置５０は、プログラムを実行することによって実現される機能部として、運転制御部５０１、条件判定部５０２、及び差圧確保部５０３を有する。制御装置５０は、さらにＲＯＭ又はＲＡＭなどのメモリからなる記憶部５０４を有する。運転制御部５０１は、入力された信号に基づき、冷凍サイクル装置１全体の動作を制御し、暖房運転、除霜運転、及び暖房除霜同時運転を実行する。具体的には、運転制御部５０１は、圧縮機１１の運転周波数、膨張弁１４の開度、第１流路切替弁１２、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂの切り替え、バイパス膨張弁１８の開度、及びファンを制御する。
【００３２】
条件判定部５０２は、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂが切り替えられる際に、外気温度センサ９１、熱交温度センサ９２ａ及び熱交温度センサ９２ｂの検出結果に基づき、第１条件が満たされるか否かを判定する。差圧確保部５０３は、条件判定部５０２により、第１条件が満たされると判定された場合に、バイパス膨張弁１８の開度を制御して、差圧を確保する。条件判定部５０２及び差圧確保部５０３については、後ほど詳述する。記憶部５０４は、運転制御部５０１、条件判定部５０２及び差圧確保部５０３の処理に用いられる各種データ及びプログラムを記憶する。
【００３３】
図３は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の第２流路切替弁２１ａの概略構成を示す断面図である。図３に示すように、第２流路切替弁２１ａは、弁本体１００とパイロット電磁弁１２０とを有している。第２流路切替弁２１ａは、差圧駆動式の四方弁である。
【００３４】
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。
【００３５】
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とともに、シリンダ１０１の中心軸方向に沿って移動する。
【００３６】
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。
【００３７】
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３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。
【００３８】
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。
【００３９】
第１状態及び第２状態の何れにおいても、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。
【００４０】
図示及び説明を省略するが、第３流路切替弁２１ｂ及び第１流路切替弁１２は、第２流路切替弁２１ａと同様の構成を有している。
【００４１】
次に、冷凍サイクル装置１の暖房運転時の動作について説明する。図４は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の暖房運転時の動作を示す図である。図４に示すように、暖房運転時には、第１流路切替弁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。第２流路切替弁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。第３流路切替弁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。
【００４２】
バイパス膨張弁１８は、開状態に設定される。ここでは、バイパス膨張弁１８の開度が全開に設定される。バイパス膨張弁１８が開状態に設定されることにより、第２流路切替弁２１ａの第５ポートＫ及び第３流路切替弁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の末端側が第２流路切替弁２１ａの第８ポートＪ及び第３流路切替弁２１ｂの第８ポートＮによって閉塞されている。そのため、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁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。第２流路切替弁２１ａの第６ポートＩ及び第３流路切替弁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、第２流路切替弁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、第３流路切替弁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。
【００４３】
第１高圧配管６７から第１流路切替弁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の替りに開閉弁が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流路切替弁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。
【００４４】
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流路切替弁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。
【００４５】
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。
【００４６】
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は何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。
【００４７】
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、第２流路切替弁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、第３流路切替弁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流路切替弁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。
【００４８】
暖房運転時には、第１流路切替弁１２の第１ポートＧ、第２流路切替弁２１ａの第５ポートＫ及び第３流路切替弁２１ｂの第５ポートＯは、何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流路切替弁１２の第２ポートＥ、第２流路切替弁２１ａの第６ポートＩ及び第３流路切替弁２１ｂの第６ポートＭは、何れも低圧に維持される。
【００４９】
次に、冷凍サイクル装置１の除霜運転時の動作について説明する。図５は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の除霜運転時の動作を示す図である。図５に示すように、除霜運転時には、第１流路切替弁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。第２流路切替弁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。第３流路切替弁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。
【００５０】
バイパス膨張弁１８は、例えば閉状態に設定される。第１流路切替弁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流路切替弁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。
【００５１】
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流路切替弁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、第２流路切替弁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、第３流路切替弁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は何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。
【００５２】
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流路切替弁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。
【００５３】
除霜運転時には、第１流路切替弁１２の第１ポートＧ、第２流路切替弁２１ａの第５ポートＫ及び第３流路切替弁２１ｂの第５ポートＯは、何れも高圧に維持される。また、除霜運転時には、第１流路切替弁１２の第２ポートＥ、第２流路切替弁２１ａの第６ポートＩ及び第３流路切替弁２１ｂの第６ポートＭは、何れも低圧に維持される。
【００５４】
次に、冷凍サイクル装置１の暖房除霜同時運転時の動作について説明する。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６は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の暖房除霜同時運転時のうちの第１運転時の動作を示す図である。
【００５５】
図６に示すように、第１運転時には、第１流路切替弁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。第２流路切替弁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。第３流路切替弁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。
【００５６】
バイパス膨張弁１８は、規定の開度において開状態に設定される。第１高圧配管６７から第１流路切替弁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流路切替弁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。
【００５７】
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、第２流路切替弁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。
【００５８】
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流路切替弁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。
【００５９】
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、第３流路切替弁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流路切替弁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。
【００６０】
暖房除霜同時運転の第１運転時には、第１流路切替弁１２の第１ポートＧ、第２流路切替弁２１ａの第５ポートＫ及び第３流路切替弁２１ｂの第５ポートＯは、何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流路切替弁１２の第２ポートＥ、第２流路切替弁２１ａの第６ポートＩ及び第３流路切替弁２１ｂの第６ポートＭは、何れも低圧に維持される。
【００６１】
図７は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の暖房除霜同時運転時のうちの第２運転時の動作を示す図である。図７に示すように、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、第２流路切替弁２１ａが第１状態に設定され、第３流路切替弁２１ｂが第２状態に設定される。第１流路切替弁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流路切替弁１２の第１ポートＧ、第２流路切替弁２１ａの第５ポートＫ及び第３流路切替弁２１ｂの第５ポートＯは、何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流路切替弁１２の第２ポートＥ、第２流路切替弁２１ａの第６ポートＩ及び第３流路切替弁２１ｂの第６ポートＭは、何れも低圧に維持される。
【００６２】
図８は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の動作の流れを示すフローチャートである。制御装置５０の運転制御部５０１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（Ｓ１）。暖房運転が開始されると、運転制御部５０１は、除霜判定条件を満たすか否かを判定する（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（Ｓ２：ＹＥＳ）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（Ｓ２：ＮＯ）ステップＳ２の処理を定期的に繰り返す。
【００６３】
ステップＳ３では、運転制御部５０１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（Ｓ３）。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。
【００６４】
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（Ｓ３：ＹＥＳ）、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（Ｓ３：ＮＯ）、ステップＳ７の処理に移行する。
【００６５】
ステップＳ４では、暖房運転から暖房除霜同時運転へ切り替える前に、条件判定部５０２及び差圧確保部５０３による差圧確保処理が実行される（Ｓ４）。差圧確保処理の内容については、後ほど詳述する。そして、差圧確保処理の後に、運転制御部５０１は、暖房除霜同時運転を所定時間実行する（Ｓ５）。暖房除霜同時運転では、まず第１室外熱交換器１５ａの除霜を行う第１運転が実行され、その後第２室外熱交換器１５ｂの除霜を行う第２運転が実行される。ここで、運転制御部５０１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。運転制御部５０１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。
【００６６】
次に、運転制御部５０１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（Ｓ６）。実行回数Ｎが閾値回数Ｎｔｈ以上である場合（Ｎ≧Ｎｔｈ）には（Ｓ６：ＹＥＳ）、ステップＳ８の処理に移行する。ステップＳ８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（Ｓ６：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って暖房運転を再開する。
【００６７】
ステップＳ７では、運転制御部５０１は、暖房運転をさらに所定時間継続する。その後、ステップＳ８の処理に移行する。ステップＳ８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、運転制御部５０１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。運転制御部５０１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。
【００６８】
次に、本実施の形態における差圧確保処理について説明する。以下では、差圧駆動式の弁として第２流路切替弁２１ａを例に説明するが、第１流路切替弁１２及び第３流路切替弁２１ｂの構成も同じである。第２流路切替弁２１ａには、動作に必要な最低作動差圧が規定されている。第２流路切替弁２１ａの高圧用ポートである第５ポートＫにおける冷媒の圧力と、低圧用ポートである第６ポートＩにおける冷媒の圧力の差が最低作動差圧以下となると、第２流路切替弁２１ａが駆動しない。第２流路切替弁２１ａが駆動しないとは、ポートの切り替えが行われないこと、又はポートの切り替えが途中で停止する中間止まりが発生することを含む。最低作動差圧は、第２流路切替弁２１ａの仕様によって異なるが、例えば０．１Ｍｐａ〜０．２Ｍｐａである。通常の動作環境においては、第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧が確保されるが、特定の状況においては、最低作動差圧が確保できない場合がある。
【００６９】
図９は、実施の形態１の第２流路切替弁２１ａにおける圧力と、外気温度との関係の一例を示す表である。図９の例では、暖房運転時において、バイパス膨張弁１８が閉じている状態での第２流路切替弁２１ａにおける圧力を示す。また、第２流路切替弁２１ａの最低作動差圧は０．２０Ｍｐａとする。外気飽和圧力は、外気温度に対応する飽和圧力であり、第２流路切替弁２１ａの高圧用ポート（第５ポートＫ）における冷媒の圧力に相当する。吸入圧力は、外気温度から外気温度と熱交温度との温度差を減算した吸入飽和温度に対応する圧力であり、第２流路切替弁２１ａの低圧用ポート（第６ポートＩ）における冷媒の圧力に相当する。限界バイパス圧力は、吸入圧力に最低作動差圧を加算したものであり、第２流路切替弁２１ａが動作するために必要な高圧用ポートの圧力である。誤差は、限界バイパス圧力から外気飽和圧力を減算した値である。言い換えると、誤差は第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧を確保するために必要な高圧用ポートの圧力と実際の高圧用ポートの圧力との差である。誤差が負の値の場合は、最低作動差圧を確保することができ、正の値の場合は、最低作動差圧を確保できない。
【００７０】
図９に示すように、外気温度が低いほど誤差が大きいことがわかる。具体的には、外気温度が５℃の場合、誤差は０．０６２Ｍｐａであるのに対し、外気温度が−１５℃の場合は、誤差が０．１１８Ｍｐａとなる。すなわち、外気温度が−１５℃の場合には、外気温度が５℃の場合に比べて、高圧用ポートの圧力を大きくしないと、第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧を確保することができなくなる。
【００７１】
図１０は、実施の形態１の第２流路切替弁２１ａにおける圧力と、圧縮機１１の運転周波数との関係の一例を示す表である。図１０の例では、暖房運転時において、バイパス膨張弁１８が閉じている状態での第２流路切替弁２１ａにおける圧力を示す。また、第２流路切替弁２１ａの最低作動差圧は０．２０Ｍｐａとする。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。また、暖房負荷は、外気温度と熱交温度との温度差と概ね比例する。熱交温度は、例えば熱交温度センサ９２ａにより検出される第１室外熱交換器１５ａの温度と、熱交温度センサ９２ｂにより検出される第２室外熱交換器１５ｂの温度との平均値である。なお、熱交温度は、第１室外熱交換器１５ａの温度、又は第２室外熱交換器１５ｂの温度の何れかであってもよい。図１０では、外気温度と熱交温度との温度差が、圧縮機１１の運転周波数を示すものとする。
【００７２】
外気飽和圧力は、外気温度に対応する飽和圧力であり、第２流路切替弁２１ａの高圧用ポート（第５ポートＫ）における冷媒の圧力に相当する。吸入圧力は、外気温度から外気温度と熱交温度との温度差を減算した吸入飽和温度に対応する圧力であり、第２流路切替弁２１ａの低圧用ポート（第６ポートＩ）における冷媒の圧力に相当する。限界バイパス圧力は、吸入圧力に最低作動差圧を加算したものであり、第２流路切替弁２１ａが動作するために必要な高圧用ポートにおける圧力である。誤差は、限界バイパス圧力と外気飽和圧力との差である。言い換えると、誤差は第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧を確保するために必要な高圧用ポートの圧力と実際の高圧用ポートの圧力との差を示す。誤差が負の値の場合は、最低作動差圧を確保することができ、正の値の場合は、最低作動差圧を確保できない。
【００７３】
図１０に示すように、外気温度と熱交温度との温度差が小さいほど、すなわち圧縮機１１の運転周波数が低いほど、誤差が大きいことがわかる。具体的には、外気温度が２℃で、温度差が１５℃の場合は誤差が−０．１４２Ｍｐａであり、最低作動差圧が確保できているのに対し、温度差が５℃の場合は誤差が０．０７２Ｍｐａとなり、最低作動差圧が確保できない。すなわち、外気温度が２℃の場合であって、温度差が５℃の場合には、温度差が１５℃の場合に比べて、高圧用ポートの圧力を大きくしないと、第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧を確保することができなくなる。
【００７４】
上記を踏まえると、外気温度が低い場合、又は外気温度と熱交温度の温度差が小さい場合、すなわち圧縮機１１の運転周波数が低い場合には、第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧が確保できない場合がある。そこで本実施の形態では、外気温度が低い場合、又は外気温度と熱交温度の温度差が小さい場合、すなわち圧縮機１１の運転周波数が低い場合を第１条件とし、第１条件を満たす場合に高圧用ポートの圧力が大きくなるようバイパス膨張弁１８の開度を制御する。
【００７５】
図１１は、実施の形態１の差圧確保処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、制御装置５０の条件判定部５０２及び差圧確保部５０３により実行される。本処理では、まず外気温度センサ９１により外気温度が検出される（Ｓ１０１）。そして、条件判定部５０２により、外気温度と熱交温度との温度差が算出される（Ｓ１０２）。具体的には、熱交温度センサ９２ａにより第１室外熱交換器１５ａの温度が検出され、熱交温度センサ９２ｂにより第２室外熱交換器１５ｂの温度が検出される。そして、これらの温度の平均値が熱交温度として算出される。その後、外気温度と熱交温度との温度差が算出される。
【００７６】
続いて、条件判定部５０２により、第１条件が満たされるか否かが判断される（Ｓ１０３）。第１条件は、例えば、外気温度が第１閾以下の場合、又は外気温度と熱交温度との温度差が第２閾値以下の場合である。第１閾値及び第２閾値は、予め設定され、制御装置５０の記憶部５０４に記憶される。例えば、第１閾値は０℃である。図９に示すように、外気温度が５℃以下の場合、誤差が正の値となる。そのため、５℃以下の任意の温度を第１閾値としてもよい。また、第２閾値は、例えば８．０５℃である。図１０に示すように、外気温度が２℃の場合、外気温度と熱交温度との温度差が８．０５℃のとき、誤差が０となる。これにより、外気温度が０℃より大きい場合であっても、温度差が８．０５℃よりも小さい場合は、最低作動差圧を確保できないと推定される。そのため、第２閾値を８．０５℃とする。
【００７７】
なお、第１条件は、上記に限定されるものではない。例えば、第１条件を外気温度が第１閾以下の場合のみとしてもよい。又は、第１条件を外気温度と熱交温度との温度差が第２閾値以下の場合のみとしてもよい。さらに、第１条件を、外気温度が第１閾以下の場合であって、かつ外気温度と熱交温度との温度差が第２閾値以下の場合としてもよい。また、第１条件が外気温度と熱交温度との温度差が第２閾値以下の場合を含む場合、第２閾値を外気温度に応じて複数設定してもよい。例えば図１０の例の場合、外気温度が０〜５℃のときの第２閾値＝８℃と、外気温度が０℃〜−５℃のときの第２閾値＝９．８５℃と、外気温度−５℃〜−１０℃のときの第２閾値を１１．５５℃とを有してもよい。そして、外気温度に応じて何れかの第２閾値を選択してもよい。また、第１閾値、第２閾値は、第２流路切替弁２１ａの最低作動差圧、冷凍サイクル装置１の仕様及び動作環境に応じて適宜設定されるものであり、上記の例に限定されるものではない。
【００７８】
第１条件が満たされない場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、バイパス膨張弁１８の開度は、規定の第１開度に設定される（Ｓ１０４）。一方、第１条件が満たされる場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、差圧確保部５０３により、バイパス膨張弁１８の開度が、第１開度より大きい第２開度に設定される（Ｓ１０５）。例えば、第２開度は、第１開度の１．５倍とする。これにより、差圧確保処理が終了し、図８のステップＳ６において第２流路切替弁２１ａが切り替えられ、暖房除霜同時運転の第１運転が実行される。このとき、第１条件が満たされた状況、すなわち第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧が確保されない状況では、バイパス膨張弁１８の開度が、第１開度より大きい第２開度に設定される。これにより、第２流路切替弁２１ａの高圧用ポート（第５ポートＫ）の圧力が上昇し、低圧用ポート（第６ポートＩ）との間で、最低作動差圧以上の差圧が確保される。
【００７９】
以上のように、本実施の形態によると、暖房運転から暖房除霜同時運転に切替えられる際に、差圧確保処理を実行することで、第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧を確保することができる。その結果、どのような環境であっても、第２流路切替弁２１ａを正常に動作させることができる。
【００８０】
実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、暖房除霜同時運転における第１運転から第２運転への切り替えの際に、差圧確保処理を行う点において実施の形態１と相違する。冷凍サイクル装置１のその他の構成及び制御については、実施の形態１と同じである。
【００８１】
図１２は、実施の形態２の第２流路切替弁２１ａにおける圧力と、外気温度との関係の一例を示す表である。図１２の例では、暖房除霜同時運転の第１運転時において、バイパス膨張弁１８が閉じている状態での第２流路切替弁２１ａにおける圧力を示す。また、第２流路切替弁２１ａの最低作動差圧は０．２０Ｍｐａである。吸入圧力は、外気温度から外気温度と熱交温度との温度差を減算した吸入飽和温度に対応する圧力であり、第２流路切替弁２１ａの低圧用ポート（第６ポートＩ）における冷媒の圧力に相当する。なお、本実施の形態における熱交温度は、熱交温度センサ９２ｂにより検出される第２室外熱交換器１５ｂの温度とする。限界バイパス圧力は、吸入圧力に最低作動差圧を加算したものであり、第２流路切替弁２１ａが動作するために必要な高圧ポートの圧力である。
【００８２】
バイパス圧力は、第２流路切替弁２１ａの高圧用ポート（第５ポートＫ）の圧力であり、本実施の形態では第１室外熱交換器１５ａの圧力である。本実施の形態において、第１室外熱交換器１５ａは除霜運転中であるため、第１室外熱交換器１５ａにおける冷媒の飽和温度は０℃〜５℃であり、圧力は０．８１３Ｍｐａ〜０．９５１Ｍｐａとなる。図１２の例では、バイパス圧力を０．８１３Ｍｐａ（飽和温度＝０℃）としている。誤差は、限界バイパス圧力からバイパス圧力を減算した値である。言い換えると、誤差は第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧を確保するために必要な高圧用ポートの圧力と実際の高圧用ポートの圧力との差である。誤差が負の値の場合は、最低作動差圧を確保することができ、正の値の場合は、最低作動差圧を確保できない。
【００８３】
図１２に示すように、本実施の形態では、外気温度が高いほど誤差が大きいことがわかる。具体的には、外気温度が１．４５℃より高くなると、誤差が正の値となり、最低作動差圧が確保できなくなる。なお、バイパス圧力を０．９５１Ｍｐａ（飽和温度＝５℃）とした場合は、外気温度が７℃の場合でも、誤差が負の値（０．９３８Ｍｐａ−０．９５１Ｍｐａ＝−０．０１３Ｍｐａ）となり、最低作動差圧を確保できる。そのため、バイパス圧力を０．９５１Ｍｐａ以下とすることで、着霜が発生する外気温度において第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂは確実に動作することとなるので、以下では、バイパス圧力として０．８１３Ｍｐａを採用し説明する。
【００８４】
図１３は、実施の形態２の第２流路切替弁２１ａにおける圧力と、圧縮機１１の運転周波数との関係の一例を示す表である。図１３の例では、暖房除霜同時運転の第１運転時において、バイパス膨張弁１８が閉じている状態での第２流路切替弁２１ａにおける圧力を示す。第２流路切替弁２１ａの最低作動差圧は０．２０Ｍｐａである。実施の形態１と同様に、外気温度と熱交温度との温度差が、圧縮機１１の運転周波数を示すものとする。なお、本実施の形態における熱交温度は、熱交温度センサ９２ｂにより検出される第２室外熱交換器１５ｂの温度とする。吸入圧力は、外気温度から外気温度と熱交温度との温度差を減算した吸入飽和温度に対応する圧力であり、第２流路切替弁２１ａの低圧用ポート（第６ポートＩ）における冷媒の圧力に相当する。限界バイパス圧力は、吸入圧力に最低作動差圧を加算したものであり、第２流路切替弁２１ａが動作するために必要な高圧ポートの圧力である。バイパス圧力は、第２流路切替弁２１ａの高圧用ポート（第５ポートＫ）の圧力であり、本実施の形態では第１室外熱交換器１５ａの圧力である。図１２の例では、バイパス圧力を０．８１３Ｍｐａ（飽和温度＝０℃）としている。誤差は、限界バイパス圧力からバイパス圧力を減算した値である。言い換えると、誤差は第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧を確保するために必要な高圧用ポートの圧力と実際の高圧用ポートの圧力との差である。誤差が負の値の場合は、最低作動差圧を確保することができ、正の値の場合は、最低作動差圧を確保できない。
【００８５】
図１３に示すように、外気温度と熱交温度との温度差が小さいほど、すなわち圧縮機１１の周波数が低いほど、誤差が大きいことがわかる。具体的には、外気温度が５℃で、温度差が１５℃の場合は誤差が−０．０３Ｍｐａであり、最低作動差圧が確保できているのに対し、温度差が１０℃の場合は誤差が０．０７８Ｍｐａとなり、最低作動差圧が確保できない。すなわち、外気温度が５℃の場合であって、温度差が１０℃の場合には、温度差が１５℃の場合に比べて、高圧用ポートの圧力を大きくしないと、第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧を確保することができなくなる。
【００８６】
上記を踏まえると、本実施の形態では、外気温度が高い場合、又は外気温度と熱交温度の温度差が小さい場合、すなわち圧縮機１１の運転周波数が低い場合には、最低作動差圧が確保できない場合があることがわかる。そこで本実施の形態では、外気温度が高い場合、又は外気温度と熱交温度の温度差が小さい場合、すなわち圧縮機１１の運転周波数が低い場合を第１条件とし、第１条件を満たす場合に高圧用ポートの圧力が大きくなるようバイパス膨張弁１８の開度を制御する。
【００８７】
図１４は、実施の形態２の暖房除霜同時運転の流れを示すフローチャートである。本処理は、制御装置５０の運転制御部５０１、条件判定部５０２及び差圧確保部５０３により実行される。本実施の形態では、図１４のステップＳ２０５〜ステップＳ２０９が差圧確保処理に相当する。暖房除霜同時運転では、まず、第１運転が実行される。具体的には、運転制御部５０１により、第２流路切替弁２１ａが第２状態に切り替えられる（Ｓ２０１）。このとき、第３流路切替弁２１ｂは、暖房運転時と同じ第１状態に維持される。そして、差圧確保処理の結果に応じて、バイパス膨張弁１８が、第１開度又は第２開度において開状態に設定され、第１室外熱交換器１５ａの除霜が開始される（Ｓ２０２）。そして、第１室外熱交換器１５ａの除霜が開始されてから所定時間が経過したか否かが判断される（Ｓ２０３）。所定時間は、第１室外熱交換器１５ａの除霜が完了する目安の時間であり、任意の時間が設定される。所定時間が経過した場合には（Ｓ２０３：ＹＥＳ）ステップＳ２０４の処理に移行し、所定時間が経過していない場合には（Ｓ２０３：ＮＯ）ステップＳ２０３の処理が定期的に繰り返される。
【００８８】
ステップＳ２０４では、条件判定部５０２により、熱交温度センサ９２ａによって検出される第１室外熱交換器１５ａの温度が５℃より高いか否かが判断される（Ｓ２０４）。そして、第１室外熱交換器１５ａの温度が５℃より高い場合は（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、ステップＳ２０８の処理に移行する。第１室外熱交換器１５ａの温度が５℃より高い場合は、バイパス圧力が０．９５１Ｍｐａとなり、外気温度が７℃の場合でも、最低作動差圧を確保できる。そのため、第１室外熱交換器１５ａの温度が５℃より高い場合は、差圧確保処理を行うことなく、ステップＳ２０８の処理へ移行する。
【００８９】
一方、第１室外熱交換器１５ａの温度が５℃以下である場合は（Ｓ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２０５の処理に移行する。ステップＳ２０５では、外気温度センサ９１により外気温度が検出される（Ｓ２０５）。そして、外気温度と熱交温度との温度差が算出される（Ｓ２０６）。具体的には、外気温度と、熱交温度センサ９２ｂにより検出される第２室外熱交換器１５ｂの温度との温度差が算出される。
【００９０】
続いて、条件判定部５０２により、第１条件が満たされるか否かが判断される（Ｓ２０７）。第１条件は、例えば、外気温度が第３閾以上の場合であって、かつ外気温度と熱交温度との温度差が第４閾値以下の場合である。第３閾値及び第４閾値は、予め設定され、制御装置５０のメモリに記憶される。例えば、第３閾値は１．４５℃である。また、第４閾値は、例えば１５．６℃である。図１３に示すように、外気温度が７℃の場合、温度差が１５．６℃より大きい場合は、誤差が負の値となる。これより、外気温度が１．４５℃以上の場合であっても、温度差が１５．６℃よりも大きい場合は、最低作動差圧を確保できることがわかる。そのため、第１条件を、外気温度が第３閾以上の場合であって、かつ外気温度と熱交温度との温度差が第４閾値以下の場合とすることで、差圧確保処理が不要な場合における無駄な制御を削減することができる。
【００９１】
なお、第１条件は、上記に限定されるものではない。例えば、第１条件を外気温度が第３閾以上の場合のみとしてもよい。又は、第１条件を外気温度と熱交温度との温度差が第４閾値以下の場合のみとしてもよい。さらに、第１条件を、外気温度が第３閾以上の場合、又は外気温度と熱交温度との温度差が第４閾値以下の場合としてもよい。また、第１条件が外気温度と熱交温度との温度差が第４閾値以下の場合を含む場合、第４閾値を外気温度に応じて複数設定してもよい。例えば、図１３の例の場合、外気温度が７℃のときの第４閾値＝１５．６℃と、外気温度が５℃のときの第４閾値＝１３．６℃とし、外気温度に応じて何れかの第４閾値を選択してもよい。また、第３閾値、第４閾値は、第２流路切替弁２１ａの最低作動差圧、冷凍サイクル装置１の仕様及び動作環境に応じて適宜設定されるものであり、上記の例に限定されるものではない。
【００９２】
第１条件が満たされない場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、バイパス膨張弁１８の開度は、規定の第１開度に設定される（Ｓ２０８）。一方、第１条件が満たされる場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、差圧確保部５０３により、バイパス膨張弁１８の開度が、第１開度より大きい第２開度に設定される（Ｓ２０９）。例えば、第２開度は、第１開度の１．５倍とする。これにより、差圧確保処理が終了し、暖房除霜同時運転の第２運転が実行される。具体的には、第２流路切替弁２１ａが第１状態に切り替えられ、第３流路切替弁２１ｂが第２状態に切り替えられる（Ｓ２１０）。そして、バイパス膨張弁１８が、第１開度又は第２開度において開状態に設定され、第２室外熱交換器１５ｂの除霜が開始される（Ｓ２１１）。このとき、第１条件が満たされた状況、すなわち第２流路切替弁２１ａにおいて最低作動差圧が確保されない状況では、バイパス膨張弁１８の開度が、第１開度より大きい第２開度に設定される。これにより、第２流路切替弁２１ａの高圧用ポート（第５ポートＫ）の圧力が上昇し、低圧用ポート（第６ポートＩ）との間で、最低作動差圧以上の差圧が確保される。なお、第３流路切替弁２１ｂにおいても、上記差圧確保処理が行われることにより、第２流路切替弁２１ａと同様に最低作動差圧を確保することができる。
【００９３】
以上のように、本実施の形態においては、暖房除霜同時運転の第１運転から第２運転へ切り替えられる際に、差圧確保処理を実行することで、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂにおいて最低作動差圧を確保することができる。その結果、どのような環境であっても、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂを正常に動作させることができる。
【００９４】
実施の形態３．
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３では、バイパス膨張弁１８が最低作動差圧を確保するための流路を備える点において実施の形態１と相違する。冷凍サイクル装置１のその他の構成については、実施の形態１と同じである。
【００９５】
図１５は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１のバイパス膨張弁１８の概略構成図である。バイパス膨張弁１８は、制御装置５０により開度が制御される電子膨張弁である。図１５に示すように、バイパス膨張弁１８は、本体１８０と、本体１８０内に配置される台座１８１及びニードル１８２と、ニードル１８２を駆動する駆動装置１８３と、を備える。
【００９６】
本体１８０は、例えば真鍮製の鋳造品を切削加工して形成される。本体１８０の内部には、冷媒が流入する弁室１８４が形成される。本体１８０の側面には、弁室１８４に冷媒を流入させるための冷媒流入口１８５が形成される。冷媒流入口１８５には、第１高圧配管６７のうち、分岐部６３側の配管（図１）が接続されている。
【００９７】
台座１８１は、本体１８０の底部を貫通して配置される。台座１８１は、円筒形状を有し、中央には軸方向に貫通した冷媒流出口１８６が形成される。冷媒流出口１８６には、第１高圧配管６７のうち、分岐部６５側の配管（図１）が接続されており、冷媒流出口１８６から、減圧された冷媒が流出する。台座１８１における冷媒流出口１８６の上流端には、上方に向かって広がる斜面部１８１ａが形成されている。
【００９８】
ニードル１８２は、円錐形状の先端部１８２ａを有し、弁室１８４内に配置される。ニードル１８２は、先端部１８２ａが台座１８１に形成された冷媒流出口１８６と対向するよう配置され、台座１８１に向かう方向及び台座１８１から離れる方向に移動するよう構成される。ニードル１８２の先端部１８２ａは、台座１８１の斜面部１８１ａに合った形状を有し、ニードル１８２の先端部１８２ａが台座１８１の斜面部１８１ａに嵌め込まれることで、冷媒流出口１８６が閉塞される。また、ニードル１８２を移動させて台座１８１との距離を変えることで、冷媒流出口１８６の開度を変更し、流出する冷媒の流量を変えることができる。すなわち、台座１８１とニードル１８２とにより、バイパス膨張弁１８の絞り部が形成される。
【００９９】
駆動装置１８３は、本体１８０の上部に設けられる。駆動装置１８３は、ステッピングモータ又は電磁コイルなどを含み、制御装置５０からの制御信号に応じて、ニードル１８２を台座１８１に向かう方向及び台座１８１から離れる方向に往復動作させる。
【０１００】
図１６は、実施の形態３に係るバイパス膨張弁１８の台座１８１の平面図であり、図１７は、実施の形態３に係るバイパス膨張弁１８の絞り部の断面図である。図１７は、絞り部を構成する台座１８１及びニードル１８２の一部を拡大し、図１６のＡ−Ａ断面に相当する断面を矢印方向から示したものである。図１６及び図１７に示すように、本実施の形態の台座１８１の斜面部１８１ａには、凹部１８７が形成されている。凹部１８７は、斜面部１８１ａの一部を上端から下端まで削って形成された溝である。本実施の形態では、４つの凹部１８７が周方向に等間隔に配置される。
【０１０１】
図１８は、実施の形態３に係るバイパス膨張弁１８が閉状態の場合の絞り部の断面図である。バイパス膨張弁１８が閉状態の場合とは、ニードル１８２の先端部１８２ａが、台座１８１の斜面部１８１ａに当接した状態である。従来技術においては、バイパス膨張弁１８が閉状態の場合は、台座とニードルとの間に隙間はなく、冷媒流出口１８６には冷媒が流れない。一方、本実施の形態においては、台座１８１の斜面部１８１ａに凹部１８７が設けられていることにより、バイパス膨張弁１８が閉状態であっても、台座１８１とニードル１８２との間に、図１８に破線で示すような流路が形成される。これにより、バイパス膨張弁１８が閉状態の場合も、弁室１８４内の冷媒を冷媒流出口１８６から流出させることができる。その結果、冷媒流出口１８６に接続された第１高圧配管６７を介して、第２流路切替弁２１ａの第５ポートＫ及び第３流路切替弁２１ｂの第５ポートＯに、常に一定量の高圧冷媒を流すことができる。
【０１０２】
これにより、第２流路切替弁２１ａの第５ポートＫ及び第３流路切替弁２１ｂの第５ポートＯを高圧に維持することができ、低圧用ポートである第６ポートＩ及び第６ポートＭとの間に最低作動差圧を確保することができる。従って、どのような環境であっても、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂを正常に動作させることができる。
【０１０３】
例えば、バイパス膨張弁１８を開状態とし、暖房除霜同時運転を行っている最中に、バイパス膨張弁１８の故障により閉状態となってしまった場合でも、一定量の高圧冷媒が凹部１８７を通って第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂに流れる。これにより、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂにおける最低作動差圧を確保することができ、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂを必要に応じて切替えることができる。
【０１０４】
また、暖房運転から暖房除霜同時運転に切り替わる場合に、バイパス膨張弁１８の故障により閉状態で固着してしまった場合も、一定量の高圧冷媒が凹部１８７を通って第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂに流れる。これにより、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂにおける最低作動差圧を確保することができ、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂを切替えることができる。その後、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂは切り替わったものの、バイパス膨張弁１８が閉状態のままであるため、暖房除霜同時運転における流量制御を行うことができず、誤動作が検知される。このとき、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂは正常に切り替えられているため、誤動作がバイパス膨張弁１８にて生じていることを容易に特定することができる。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２における差圧確保処理を行ってもよいし、行わなくてもよい。また、バイパス膨張弁１８における最低作動差圧を確保するための流路は、凹部１８７により形成されるものに限定されない。実施の形態３の変形例について、以下に説明する。
【０１０６】
図１９は、実施の形態３の変形例に係るバイパス膨張弁１８の絞り部の断面図である。図１９に示すように、台座１８１ではなく、ニードル１８２の先端部１８２ａに凹部１８７Ａを形成してもよい。凹部１８７Ａは、先端部１８２ａの一部を上端から下端にかけて削って形成された溝である。本変形例においても、バイパス膨張弁１８が閉状態であっても、台座１８１とニードル１８２との間に、冷媒が流れる流路が形成される。これにより、バイパス膨張弁１８が閉状態の場合も、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂに一定量の高圧冷媒を流すことができ、最低作動差圧を確保することができる。
【０１０７】
図２０は、実施の形態３の別の変形例に係るバイパス膨張弁１８の絞り部の断面図である。図２０に示すように、台座１８１の斜面部１８１ａに、凹部１８７に替えて凸部１８８を設けてもよい。また、ニードル１８２の先端部１８２ａに凸部１８８Ａを設けてもよい。凸部１８８及び凸部１８８Ａは、冷媒が流れるように、周方向において間隔を空けて設けられる。なお、図２０では、台座１８１及びニードル１８２の両方に凸部１８８及び凸部１８８Ａが設けられているが、台座１８１及びニードル１８２の少なくとも何れか一方に設けられていればよい。
【０１０８】
凸部１８８又は凸部１８８Ａが設けられる場合、台座１８１又はニードル１８２が凸部１８８Ａ又は凸部１８８と当接した状態がバイパス膨張弁１８の閉状態となる。この場合も、台座１８１とニードル１８２との間には隙間が形成され、当該隙間が流路となり冷媒が通過する。これにより、バイパス膨張弁１８が閉状態の場合も、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂに一定量の高圧冷媒を流すことができ、最低作動差圧を確保することができる。なお、凸部１８８又は凸部１８８Ａは、台座１８１又はニードル１８２と一体に形成されてもよいし、スペーサなどの別部材を台座１８１の斜面部１８１ａ上、又はニードル１８２の先端部１８２ａ上に配置し、凸部１８８又は凸部１８８Ａとしてもよい。
【０１０９】
また、本実施の形態に係るバイパス膨張弁１８の凹部１８７、１８７Ａ及び凸部１８８、１８８Ａの大きさ及び数は、最低作動差圧（例えば０．１Ｍｐａ〜０．２Ｍｐａ）が確保できるものであればよく、図１６〜図２０に示す例に限定されるものではない。例えば、凹部１８７、１８７Ａ及び凸部１８８、１８８Ａの数は、１つ以上であればよい。ただし、凹部１８７、１８７Ａ及び凸部１８８、１８８Ａの数が多すぎる場合、又は大きすぎる場合は、バイパス膨張弁１８を制御したいＣｖ値で制御できなくなってしまう。
【０１１０】
図２１は、バイパス膨張弁１８における開度とＣｖ値との関係を示すグラフである。図２１に示すように、バイパス膨張弁１８の開度が小さい場合は、Ｃｖ値が変わらない。すなわち、バイパス膨張弁１８の開度が小さい場合は、Ｃｖ値を制御することができない。ここで、バイパス膨張弁１８に凹部１８７、１８７Ａ及び凸部１８８、１８８Ａを設け、流路を形成した場合は、図２１に破線で示すように、Ｃｖ値を制御できない範囲が広くなる。そのため、凹部１８７、１８７Ａ及び凸部１８８、１８８Ａの大きさ及び数は、最低作動差圧を確保でき、且つＣｖ値を制御できる範囲に設定される。
【０１１１】
また、バイパス膨張弁１８の構成は、図１５に示されるものに限定されるものではなく、本体１８０、台座１８１及びニードル１８２の形状、ならびに冷媒流入口１８５及び冷媒流出口１８６の位置などは変更してもよい。
【０１１２】
以上が実施の形態の説明であるが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、冷凍サイクル装置１は、上記実施の形態１の差圧確保処理、又は上記実施の形態２の差圧確保処理の何れか一方のみを行ってもよいし、両方の差圧確保処理を行ってもよい。また、第２流路切替弁２１ａ及び第３流路切替弁２１ｂは、四方弁に限定されるものではなく、差圧駆動式の三方弁など、その他の弁又は弁の組み合わせであってもよい。
【０１１３】
また、上記実施の形態における差圧確保処理では、外気温度と熱交温度との温度差を圧縮機１１の運転周波数の指標としたが、これに限定されるものではない。例えば、圧縮機１１の運転周波数を測定し、温度差に替えて、圧縮機１１の運転周波数が第５閾値以下の場合を第１条件としてもよい。第５閾値は、最低作動差圧、圧縮機１１の仕様及び冷凍サイクル装置１の使用環境などに基づいて予め設定され、制御装置５０のメモリに記憶される。
【０１１４】
また、上記実施の形態では、第１条件が満たされる場合に、バイパス膨張弁１８の開度を規定の第１開度よりも大きい第２開度に設定することで、高圧用ポートの圧力を上昇させる構成としたが、これに限定されるものではない。バイパス膨張弁１８の開度を変更することに替えて、又は加えて、圧縮機１１の運転周波数を変更してもよい。具体的には、図１１のステップＳ１０３及び図１４のステップＳ２０７において、第１条件が満たされない場合、圧縮機１１の運転周波数は、規定の第１周波数に設定される。一方で、第１条件が満たされる場合、圧縮機１１の運転周波数は、第１周波数よりも大きい第２周波数に設定される。この場合も、第２流路切替弁２１ａの高圧用ポート（第５ポートＫ）の圧力が上昇し、低圧用ポート（第６ポートＩ）との間で、最低作動差圧以上の差圧を確保することができる。
【０１１５】
さらに、上記実施の形態又は変形例では、第１条件が満たされる場合は、バイパス膨張弁１８の開度を一律に第２開度に設定することとしたが、これに限定されるものではない。例えば、第１条件を外気温度が第１閾以下の場合とした場合、外気温度に応じて、バイパス膨張弁１８の開度を設定してもよい。具体的には、第１閾値を０℃とした場合、外気温度が０℃〜１５℃の場合には、バイパス膨張弁１８の開度を第２開度とし、外気温度が−５℃〜−１０℃の場合には、バイパス膨張弁１８の開度を第２開度よりも大きい第３開度としてもよい。又は、外気温度とバイパス膨張弁１８の開度との関係を定義したテーブル、又は式をメモリ等に記憶し、テーブル又は式を用いてバイパス膨張弁１８の開度を決めてもよい。第１条件をその他の例とした場合においても、同様にバイパス膨張弁１８の開度を決定することができる。バイパス膨張弁１８の開度に替えて、圧縮機１１の運転周波数を変更する場合においても、一律に第２周波数に設定することに限定されず、外気温度等に応じて設定することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１  冷凍サイクル装置、１０  冷媒回路、１１  圧縮機、１１ａ  吸入口、１１ｂ  吐出口、１２  第１流路切替弁、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、１７ａ  キャピラリチューブ、１７ｂ  キャピラリチューブ、１８  バイパス膨張弁、２１ａ  第２流路切替弁、２１ｂ  第３流路切替弁、２２  逆止弁、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、９１  外気温度センサ、９２ａ、９２ｂ  熱交温度センサ、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、１８０  本体、１８１  台座、１８１ａ  斜面部、１８２  ニードル、１８２ａ  先端部、１８３  駆動装置、１８４  弁室、１８５  冷媒流入口、１８６  冷媒流出口、１８７、１８７Ａ  凹部、１８８、１８８Ａ  凸部、５０１  運転制御部、５０２  条件判定部、５０３  差圧確保部、５０４  記憶部。
【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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【国際調査報告】
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