(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（１）と、
冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器（３）と、
冷媒と室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換器（４）と、
前記室内熱交換器（３）と前記室外熱交換器（４）との間に設けられ、暖房時に冷媒を減圧する暖房用減圧手段（１１ａ）と、
前記室内熱交換器（３）と前記室外熱交換器（４）との間に設けられ、冷房時に冷媒を減圧する冷房用減圧手段（１１ｂ）と、
前記圧縮機（１）より吐出された冷媒の循環方向を前記室内熱交換器（３）側と前記室外熱交換器（４）側とに切替える切替装置（２）と、
冷房時には前記室外熱交換器（４）にて凝縮された冷媒を気液分離して液冷媒のみを送りだす気液分離器（５）とを備えるヒートポンプ装置において、
冷房時には前記気液分離器（５）からの液冷媒を過冷却し、暖房時には前記暖房用減圧手段（１１ａ）で減圧膨張された冷媒を蒸発させる熱交換手段（９）を備え、前記熱交換手段（９）は、複数の冷媒流路（９２〜９４）を有し、暖房時には冷房時に比して冷媒が同時に流れる並列冷媒流路の数が多くなるものであり、
暖房時には、前記暖房用減圧手段（１１ａ）にて減圧された冷媒の一部が前記熱交換手段（９）に送られ、残りは前記室外熱交換器（４）に送られることを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記熱交換手段（９）は、冷房時には前記冷媒流路（９２〜９４）が直列関係に接続され、暖房時には前記冷媒流路（９２〜９４）が並列関係になるように切替える弁手段（７ｂ〜７ｉ、１０ａ〜１０ｆ）と、暖房時に、前記暖房用減圧手段（１１ａ）で減圧された冷媒を前記冷媒流路（９２〜９４）へ同時に分配する分配手段（９１）と、暖房時に、前記冷媒流路（９２〜９４）から出た冷媒が集められる集合部（９０）とを有するものであることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
さらに、暖房時に前記暖房用減圧手段（１１ａ）で減圧された冷媒が前記室外熱交換器（４）へ送られる補助回路（６、１４）と、
前記補助回路（６、１４）の途中部に設けられた分岐部（６ａ）と、
前記分岐部（６ａ）から分岐して前記分配手段（９１）に連通する分岐回路（１５）とが設けられており、
暖房時には、前記暖房用減圧手段（１１ａ）にて減圧された冷媒が前記補助回路（６、１４）を流れ前記分岐部（６ａ）で分流し、一部は前記熱交換手段（９）に導入され、残りは前記分岐回路（１５）から前記室外熱交換器（４）に導入されることを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（１）と、
冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器（３）と、
冷媒と室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換器（４）と、
前記室内熱交換器（３）と前記室外熱交換器（４）との間に設けられ、暖房時に冷媒を減圧する暖房用減圧手段（１１ａ）と、
前記室内熱交換器（３）と前記室外熱交換器（４）との間に設けられ、冷房時に冷媒を減圧する冷房用減圧手段（１１ｂ）と、
前記圧縮機（１）より吐出された冷媒の循環方向を前記室内熱交換器（３）側と前記室外熱交換器（４）側とに切替える切替装置（２）と、
冷房時には前記室外熱交換器（４）にて凝縮された冷媒を気液分離して液冷媒のみを送りだす気液分離器（５）とを備えるヒートポンプ装置において、
冷房時には前記気液分離器（５）からの液冷媒を過冷却し、暖房時には前記暖房用減圧手段（１１ａ）で減圧膨張された冷媒を蒸発させる熱交換手段（９）を備え、前記熱交換手段（９）は、複数の冷媒流路（９２〜９４）を有し、暖房時には冷房時に比して冷媒が同時に流れる並列冷媒流路の数が多くなるものであり、
前記熱交換手段（９）は、冷房時には前記冷媒流路（９２〜９４）が直列関係に接続され、暖房時には前記冷媒流路（９２〜９４）が並列関係になるように切替える弁手段（７ｂ〜７ｉ、１０ａ〜１０ｆ）と、暖房時に、前記暖房用減圧手段（１１ａ）で減圧された冷媒を前記冷媒流路（９２〜９４）へ同時に分配する分配手段（９１）と、暖房時に、前記冷媒流路（９２〜９４）から出た冷媒が集められる集合部（９０）とを有するものであり、
さらに、暖房時に前記暖房用減圧手段（１１ａ）で減圧された冷媒が前記室外熱交換器（４）へ送られる補助回路（６、１４）と、
前記補助回路（６、１４）の途中部に設けられた分岐部（６ａ）と、
前記分岐部（６ａ）から分岐して前記分配手段（９１）に連通する分岐回路（１５）とが設けられており、
暖房時には、前記暖房用減圧手段（１１ａ）にて減圧された冷媒が前記補助回路（６、１４）を流れ前記分岐部（６ａ）で分流し、一部は前記熱交換手段（９）に導入され、残りは前記分岐回路（１５）から前記室外熱交換器（４）に導入されることを特徴とするヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機で冷媒を循環させる冷暖房切り替え可能なヒ−トポンプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のヒートポンプ装置の従来技術として、冷凍サイクルの冷房時に、凝縮器となる室外熱交換器出口の液冷媒を過冷却熱交換器に導き、冷房能力の向上を図る手段がある。
これによると、冷凍サイクルの冷房時に、室外熱交換器にて凝縮された液冷媒が、過冷却熱交換器に導入され、過冷却熱交換器内の冷媒流路を流通する間に、外気と熱交換して過冷却されるものである。続いて、液冷媒は、膨張弁等によって減圧膨張されて、室内熱交換器入口に至り、室内熱交換器にて冷媒は蒸発して室内の空気が冷却される。
【０００３】
ここで、液冷媒は十分に過冷却されているため、蒸発器（室内熱交換器）入口と出口における冷媒のエンタルピー差が大きくでき、ヒートポンプの冷房能力が向上する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この種のヒートポンプ装置では、冷房時に、室外熱交換器にて凝縮された液冷媒を過冷却熱交換器に通し、冷房能力の向上を狙っているものの、暖房時には、室内熱交換器にて凝縮された冷媒は過冷却熱交換器をバイパスして流すなど、過冷却熱交換器は冷媒を蒸発させて外気吸熱を行う蒸発器として用いられていない。その理由は以下の様である。
【０００５】
すなわち、過冷却時には、過冷却熱交換器内を流れる冷媒が液相であり相変化しない。このような液冷媒においては、熱伝達率は冷媒流速の増加とともに大きくなることが知られている。そのため、従来においては、過冷却熱交換器内の冷媒流路を入口から出口まで１本の直列流路にすることによって、流速を減速させないようにして熱伝達率を確保している。ちなみに、複数の冷媒流路を同時に流すようにすると、冷媒が分配され流速が低下してしまうため、熱伝達率が低下し十分な過冷却が行われない。
【０００６】
一方、暖房時に、減圧膨張された冷媒を過冷却熱交換器に流して外気吸熱を行おうとすると、過冷却熱交換器内で低圧冷媒（気液二相冷媒）の蒸発が起こり、冷媒の比体積が大きくなるため、１本の直列な冷媒流路では圧力損失が過大となってしまう。その結果、冷媒を循環する圧縮機の吸入圧が低下して冷媒循環量の減少が起こり、十分な外気吸熱が行われず暖房能力の向上に対して有効に作用しないのである。
【０００７】
このように、冷房時に冷房能力向上のために付加した過冷却熱交換器が、暖房時の暖房能力向上に対して有効に作用しないという問題が生じている。
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、圧縮機で冷媒を循環させる冷暖房切り替え可能なヒ−トポンプ装置において、冷房時には冷媒を過冷却し暖房時には冷媒を蒸発させて外気吸熱を行うことのできる熱交換手段を提供し、暖房能力を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、過冷却熱交換器内の圧力損失に着目して鋭意検討を行い、以下の技術的手段を採用することとした。すなわち、請求項１、４の発明によれば、圧縮機（１）で冷媒を循環させる冷暖房切り替え可能なヒ−トポンプ装置において、冷房時には気液分離器（５）からの液冷媒を過冷却し、暖房時には暖房用減圧手段（１１ａ）で減圧膨張された冷媒を蒸発させる熱交換手段（９）を備え、この熱交換手段（９）は、複数の冷媒流路（９２〜９４）を有し、暖房時には冷房時に比して冷媒が同時に流れる並列冷媒流路の数が多くなるものであることを特徴とする。
【０００９】
それによって、冷房時には、室外熱交換器（４）で凝縮され気液分離器（５）で気液分離された液冷媒は熱交換手段（９）で過冷却されるので、冷房能力が向上できる共に、暖房時には、冷房時に比して熱交換手段（９）内の冷媒流路の圧力損失が低減できるので、冷媒循環量の減少が抑えられ十分な外気吸熱を行うことができ、暖房能力が向上できる。
【００１０】
ここで、熱交換手段（９）としては、具体的には請求項２の発明のように、熱交換手段（９）の複数の冷媒流路（９２〜９４）が、冷房時には直列関係となり、暖房時には並列関係となるように切替える弁手段（７ｂ〜７ｉ、１０ａ〜１０ｆ）と、暖房時に、暖房用減圧手段（１１ａ）で減圧された冷媒を冷媒流路（９２〜９４）へ同時分配する分配手段（９１）と、暖房時に冷媒流路（９２〜９４）から出た冷媒が集められる集合部（９０）とを有するものにすることができる。
【００１１】
それによって、冷房時には、室外熱交換器（４）で凝縮された冷媒が今度は同じ冷媒流路（９２〜９４）間を順次直列に流れ１本の流路を形成するため、流速が減速せずに熱伝達率が確保できる。一方、暖房時には、暖房用減圧手段（１１ａ）で減圧された冷媒が、分配手段（９１）によって各冷媒流路（９２〜９４）に同時分配されて、各冷媒流路（９２〜９４）を同時に並列に流れるため、圧力損失が低減できる。よって、熱交換手段（９）は冷房能力向上にも暖房能力向上にも有効に作用することができる。
【００１２】
また、請求項１の発明によれば、暖房時には、暖房用減圧手段（１１ａ）にて減圧された冷媒の一部が熱交換手段（９）に送られ、残りは室外熱交換器（４）に送られることを特徴とする。それによって、暖房時には、熱交換手段（９）と室外熱交換器（４）とで同時に外気吸熱を行うことができる。
【００１３】
また、請求項３、４の発明のように、分岐した補助回路（６、１４）を設け、暖房時に暖房用減圧手段（１１ａ）で減圧された冷媒が、この補助回路（６、１４）を流れ分岐部（６ａ）で分流して室外熱交換器（４）と熱交換手段（９）とへ導入されるものにすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
本実施形態では本発明に係るヒートポンプ装置を室内空調装置として用いている。図１は、その全体構成を示す回路図であり、冷媒を圧縮し吐出するコンプレッサ（圧縮機）１が設定され、本実施形態ではこのコンプレッサ１は図示しないエンジンによって駆動されるようになっている。
【００１５】
このコンプレッサ１からの吐出冷媒は、四方弁（切替装置）２に供給されるが、この四方弁２はコンプレッサ１からの吐出冷媒の循環方向を室内熱交換器３あるいは室外熱交換器４のいずれか一方に切替えて供給するもので、暖房時には図１中に実線で示すようにコンプレッサ１からの吐出冷媒を室内熱交換器３に導く。そして、冷房時には図１中に点線で示すようにコンプレッサ１からの吐出冷媒を室外熱交換器４に導く。
【００１６】
室内熱交換器３には室内ファン３ａが設定され、この室内ファン３ａで発生した空気流が室内熱交換器３を介して冷暖房しようとする室内に導かれるようにする。また、室外熱交換器４に対しては室外ファン４ａが設定され、この室外ファン４ａで発生した空気流が室外熱交換器４を介して室外に吹き出され、室外熱交換器４に流れる冷媒との熱交換が行われるようにしている。
【００１７】
ここで、室外熱交換器４は、複数（本実施形態では４本）のＵ字型の冷媒流路４０が並列に設けられ、これら冷媒流路４０の両端部が、それぞれ冷媒が集められるタンクであるヘッダ４１と、冷媒を分配および合流させる周知の分配器（ディストリビュータ）４２と接続されたものとなっている。このヘッダ４１と四方弁２とは冷媒配管によって接続されている。
【００１８】
そして、この室外熱交換器４の分配器４２と冷媒を気液分離して液冷媒のみを送りだすレシーバ（気液分離器）５とが冷媒配管６によって接続されている。ここで、冷媒配管６には、管路を開閉する電磁弁７ａが介在設定されている。さらに、冷媒配管８によってレシーバ５と後述する熱交換手段である熱交換器９とが接続されており、この冷媒配管８の熱交換器９寄りの途中部には、管路を開閉する電磁弁７ｂが介在設定されている。
【００１９】
なお、上述の電磁弁７ａ、電磁弁７ｂおよび本実施形態において後述されるその他の電磁弁７ｃ〜７ｋ（全１１個）は、いずれも通電によって管路（流路）を開閉するものである。
次に、熱交換器９について述べる。熱交換器９は、冷房時にはレシーバ５からの液冷媒を過冷却する過冷却器として作用し、暖房時には暖房用膨張弁１１ａで減圧膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器として作用するものである。
【００２０】
この熱交換手段９には、冷媒が集められるタンクであるヘッダ（集合部）９０および冷媒を同時分配させる分配手段である周知の分配器（ディストリビュータ）９１が備えられ、これらヘッダ９０と分配器９１の間には、両者を接続するＵ字型の冷媒流路（第１の冷媒流路９２、第２の冷媒流路９３、第３の冷媒流路９４）が並列に複数本（本実施形態では３本）設けられている。尚、これら冷媒流路の管径は同一となっている。
【００２１】
ここで、各々の冷媒流路には、分配器９１側からヘッダ９０側へ向かって、以下に示すように複数の弁が介在設定されている。すなわち、第１の冷媒流路９２には分配器側の電磁弁７ｃ、逆止弁１０ａおよびヘッダ側の電磁弁７ｄが、第２の冷媒流路９３には分配器側の電磁弁７ｅ、逆止弁１０ｂおよびヘッダ側の電磁弁７ｆが、第３の冷媒流路９４には分配器側の電磁弁７ｇ、逆止弁１０ｃおよびヘッダ側の電磁弁７ｈが、各々これらの順に介在設定されている。ここで、各逆止弁１０ａ〜１０ｃは、いずれも、分配器９１への冷媒の逆流を阻止するように設定されている。
【００２２】
さらに、第１の冷媒流路９２、第２の冷媒流路９３のおよび第３の冷媒流路９４には、各々、逆止弁とヘッダ側電磁弁との間の部位に２つの分岐部が設けられている。これら２つの分岐部のうち、逆止弁寄りの分岐部を第１の分岐部、ヘッダ側電磁弁寄りの分岐部を第２の分岐部とする。そして、各冷媒流路のＵ字型の屈曲部分はこれら２つの分岐部の間に位置し、これら２つの分岐部の間の流路長は、暖房時に流れる冷媒が十分に外気吸熱する所定の流路長となっている。
【００２３】
そして、第１の冷媒流路９２の第１の分岐部９２ａには、冷媒配管８が接続されており、これによって、上述したようにレシーバ５と熱交換器９とが接続されていることになる。さらに、第１の冷媒流路９２の第２の分岐部９２ｂと第２の冷媒流路９３の第２の分岐部９３ａとの間は、逆止弁１０ｄが介在設定された冷媒流路によってつながれており、第２の冷媒流路９３の第１の分岐部９３ｂと第３の冷媒流路９４の第２の分岐部９４ａとの間は、逆止弁１０ｅが介在設定された冷媒流路によってつながれている。このように、第１〜第３の冷媒流路９２〜９４を直列に接続する冷媒流路が形成されている。
【００２４】
また、第３の冷媒流路９４の第２の分岐部９４ｂと暖房時にのみ冷媒を減圧する暖房用膨張弁（暖房用減圧手段）１１ａとが、冷媒配管１２によって接続されている。この冷媒配管１２には、第２の分岐部９４ｂ側から暖房用膨張弁１１ａ側に向かって、電磁弁７ｉ、逆止弁１０ｆがこの順に介在設定されており、逆止弁１０ｆは第２の分岐部９４ｂ（熱交換器９）への冷媒の逆流を阻止するように設定されている。
【００２５】
以上のように、上述の各電磁弁７ｂ〜７ｉおよび逆止弁１０ａ〜１０ｆが、暖房時と冷房時とで、上記各冷媒流路を切替える熱交換器９の弁手段として構成されている。
また、暖房用膨張弁１１ａと室内熱交換器３との間には、冷房時にのみ冷媒を減圧する冷房用膨張弁（冷房用減圧手段）１１ｂが設けられている。ここで、暖房用膨張弁１１ａおよび冷房用膨張弁１１ｂとしては、周知のように、運転時に蒸発器となる方の熱交換器出口の冷媒温度および冷媒圧力を各々温度センサおよび圧力センサで検知し、これらセンサからの検知信号に応じて弁開度を制御する電子膨張弁が用いられる。これら、両膨張弁はキャピラリーチューブなどの１つの固定絞りで代替してもよい。
【００２６】
また、熱交換器９のヘッダ９０と室外熱交換器４のヘッダ４１とは、冷媒配管１３によって接続されており、この冷媒配管１３には逆止弁１０ｇが介在設定され、熱交換器９への冷媒の逆流を阻止するようになっている。
ところで、冷媒配管１２のうち逆止弁１０ｆと暖房用膨張弁１１ａとの間の部位には分岐部１２ａが設けられ、この分岐部１２ａからは、冷媒配管１４が分岐している。一方、冷媒配管６のうち室外熱交換器４と電磁弁７ａとの間の部位には分岐部６ａが設定されており、冷媒配管１４が接続されている。この冷媒配管１４には分岐部１２ａ側から冷媒配管６側に向かって、電磁弁７ｊ、逆止弁１０ｈがこの順に介在設定されており、逆止弁１０ｈは冷媒の分岐部１２ａへの逆流を阻止するように設定されている。そして、冷媒配管１４および冷媒配管６のうち分岐部６ａと分配器４２との間の部位は、暖房用膨張弁１１ａと室外熱交換器をつなぐ補助回路として構成されている。
【００２７】
さらに、冷媒配管６の分岐部６ａから分岐して熱交換器９の分配器９１と連通する冷媒配管１５が設けられ、この冷媒配管１５には電磁弁７ｋが介在設定されている。
また、暖房用膨張弁１１ａは、室内熱交換器３と接続し、さらに室内熱交換器３は四方弁２と接続されている。そして、四方弁２とコンプレッサ１の吸入側との間には、冷媒を気液分離してガス冷媒のみを送りだすアキュムレータ１６が介在設定されている。
【００２８】
尚、上述したエンジン（図示しない）、コンプレッサ１、四方弁２、膨張弁１１、室内ファン３ａ、室外ファン４ａおよび各電磁弁７ａ〜７ｋは図示しない電気回路によって構成される制御装置によって制御されるようになっている。また、この制御装置は、ヒ−トポンプ装置を暖房運転と冷房運転とに切り替える冷暖房切換スイッチを有している。
【００２９】
次に、上記した構成の作動について、図１および２を参照して述べる。
まず、冷房時の作動について述べる。ヒートポンプ装置の冷房スイッチが投入されると、図１の点線矢印で示すように冷媒が流れる。尚、この時の、１１個の電磁弁７ａ〜７ｋの開閉状態は、図２に示すように、電磁弁７ａ、７ｂおよび７ｉが開状態（図ではＯ）、残りの電磁弁７ｃ〜７ｈ、７ｊおよび７ｋは閉状態（図ではＳ）となっている。
【００３０】
すなわち、コンプレッサ１から吐出した高温高圧の冷媒は、四方弁２を介して室外熱交換器４のヘッダ４１に導入され、複数（４本）の並列な冷媒流路４０を流れ、室外ファン４ａにて発生する空気流と熱交換して冷却される。各冷媒流路４０から出た冷媒は室外熱交換器の分配器４２にて合流し、冷媒配管６を流れてレシーバ５へと至る。このレシーバ５にて、冷媒は気液分離され液冷媒のみがレシーバ５から出て冷媒配管８を流れ、熱交換器９の第１の冷媒流路９２の第１の分岐部９２ａへと至る。
【００３１】
続いて、冷媒は熱交換器９内を以下のように流れる。第１の分岐部９２ａから第１の冷媒流路９２内を流れ、第２の分岐部９２ｂから逆止弁１０ｄを通り第１の分岐部９３ａへと至る。続いて、第１の分岐部９３ａから第２の冷媒流路９３を流れ、第２の分岐部９３ｂ、逆止弁１０ｅ、第１の分岐部９４ａへと至り、第３の冷媒流路９４を流れ第２の分岐部９４ｂへと至る。このように、冷媒は１本の直列な冷媒流路を流れ過冷却される。
【００３２】
過冷却された冷媒は、全開となった暖房用膨張弁１１ａを通り、冷房用膨張弁１１ｂで減圧され室内熱交換器３で蒸発し、室内が冷房される。続いて、蒸発した冷媒は、四方弁２からアキュムレータ１６へと至り、気液分離されてガス冷媒はコンプレッサ１へ戻る。
次に、暖房時の作動について述べる。ヒートポンプ装置の暖房スイッチが投入されると、図１の実線矢印で示すように冷媒が流れる。尚、この時の、１１個の電磁弁７ａ〜７ｋの開閉状態は、図２に示すように、電磁弁７ａ、７ｂおよび７ｉが閉状態、残りの電磁弁７ｃ〜７ｈ、７ｊおよび７ｋは開状態となっている。
【００３３】
すなわち、コンプレッサ１から吐出した高温高圧の冷媒は、四方弁２を介して室内熱交換器３に導入され、室内熱交換器３で凝縮されて、室内を暖房する。続いて、全開となった冷房用膨張弁１１ｂを通り暖房用膨張弁１１ａで減圧される。そして、分岐部１２ａから冷媒配管１４を流れ、冷媒配管６の分岐部６ａにて、熱交換器９方向と室外熱交換器４方向とに分流される。
【００３４】
熱交換器９方向に分流された冷媒は、冷媒配管１５を流れ分配器９１にて３方向に均等に同時分配される。分配された冷媒は、各々第１〜第３の冷媒流路９２〜９４を並列に同時に流れて外気吸熱を行い、各冷媒流路を出た冷媒はヘッダ９０に集められる。このように、暖房時には、冷媒は熱交換器９の第１〜第３の冷媒流路９２〜９４を同時に並列に流れて外気吸熱を行う。
【００３５】
一方、室外熱交換器４方向に分流された冷媒は、そのまま冷媒配管６を流れ分配器４２から冷媒流路４０の各々へ同時に分配導入される。続いて、冷媒は各冷媒流路を流れ外気吸熱を行い、各冷媒流路から出た冷媒はヘッダ４１に集められる。そして、熱交換器９のヘッダ９０から逆止弁１０ｇを通ってきた冷媒と合流して四方弁２を通りアキュムレータ１６へと至り、気液分離されてガス冷媒はコンプレッサ１へ戻る。
【００３６】
ところで、本実施形態において、熱交換器９の第１〜第３の冷媒流路９２〜９４を、冷房時には直列に接続して１本の冷媒流路とし、暖房時には複数の並列の冷媒流路としているが、以下その理由について述べる。
通常、冷房時に過冷却器となる熱交換器で過冷却される冷媒は液相であり、相変化しないため、熱伝達率は冷媒流速の増加とともに大きくなる。
【００３７】
図３は、冷媒流路数の増加による冷媒流速の変化を模式的に示した図である。ここで、ｖおよびｔinは各々、熱交換器入口の冷媒流速および冷媒温度である。冷媒流路が１本の場合（冷房時）は、冷媒流路入口で冷媒流速ｖは変わらないが、冷媒流路がｎ本の場合（暖房時、本実施形態ではｎ＝３）は、冷媒がｎ本に分配されるため、冷媒流速はｖ／ｎに減少する。ここで、熱伝達率αは以下の式（Ａ）で表される。
【００３８】
α＝ｆ（Ｒｅ）、  ここで、Ｒｅ＝ｖ・ｄ／ν  ‥‥‥  （Ａ）
（ｄ：冷媒流路の管径、ν：冷媒の動粘性係数）
本実施形態では、冷房時と暖房時とで、同一管径の冷媒流路を直列と並列とに切換えており、また、冷媒は同じであるから、冷房時と暖房時での冷媒流路の管径ｄおよび動粘性係数νは変わらず定数とみなせる。そこで、冷媒流路が１本の場合の熱伝達率および過冷却温度（熱交換器出口の冷媒温度）を、各々αおよびｔout 、冷媒流路がｎ本の場合の熱伝達率および過冷却温度をα’およびｔ’out とすると、図３に示すようにα＞α’およびｔout ＜ｔ’out の関係となる。
【００３９】
よって、冷房時にも暖房時と同じように複数の並列な冷媒流路とすると、流速が低下して熱伝達率も減少し十分な過冷却が行われない。逆にいえば、暖房時にも冷房時と同じように１本の直列な冷媒流路とすると、低圧冷媒の蒸発によって冷媒の比体積が大きくなるため圧力損失が大きくなってしまい、コンプレッサ１の吸入圧が低下して冷媒循環量が減少し十分な外気吸熱が行われない。
【００４０】
以上の理由により、本実施形態の熱交換器９においては、冷房時には１本の直列の冷媒流路とし、暖房時には複数の並列な冷媒流路としている。そのため、冷房時には、室外熱交換器４で凝縮されレシーバ５から出た液冷媒が、熱交換器９で十分に過冷却され、一方、暖房時には、暖房用膨張弁１１ａで減圧された冷媒が、熱交換器９で蒸発して十分に外気吸熱される。よって、本実施形態においては、熱交換器９を冷房能力向上と暖房能力向上に対して有効に作用させることができる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、流れる冷媒が熱交換器９内でターンする数は、暖房時（１回）には、冷房時（５回）よりも回数を少なくできる。ここでターンとは、冷媒が流れる向きを変えることである。そのため、暖房時には、このターンによる圧力損失を低減させることができる。
また、本実施形態においては、熱交換器９の各冷媒流路９２〜９４中の分配器９１側の電磁弁７ｃ、７ｅ、７ｇについて、各開閉状態を制御することにより、冷媒流れの数を１本、２本あるいは３本と変えることができるため、暖房時の運転状態に応じて、熱交換器９の圧力損失の大きさを調節できる。
【００４２】
尚、本実施形態においては、暖房時には、熱交換器９と室外熱交換器４とで並列に冷媒を流して外気吸熱させているが、熱交換器９にて外気吸熱させた後、室外熱交換器４において冷媒を並列に流し、さらに外気吸熱させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるヒ−トポンプ装置の全体構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態の電磁弁の開閉状態を示す図表である。
【図３】本発明の実施形態における熱交換器の冷媒流路数の増加による冷媒流速変化を表す模式図である。
【符号の説明】
１…コンプレッサ、２…四方弁、３…室内熱交換器、４…室外熱交換器、
５…レシーバ、６…冷媒配管、６ａ…分岐部、７ｂ〜７ｉ…電磁弁、
９…熱交換器、１０ａ〜１０ｆ…逆止弁、１１ａ…暖房用膨張弁、
１１ｂ…冷房用膨張弁、１４…冷媒配管、１５…冷媒配管、９０…ヘッダ、
９１…分配器、９２…第１の冷媒流路、９３…第２の冷媒流路、
９４…第３の冷媒流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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