JP2019158308A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気液分離器を通過した液単相冷媒が再び膨張弁を通過することがない冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】第１切替弁２は、圧縮機１の出力と第１熱交換器３とが接続され、かつ第２熱交換器７と圧縮機１の入力とが接続されるようにする第１状態と、圧縮機１の出力と第２熱交換器７とが接続され、かつ第１熱交換器３と圧縮機１の入力とが接続されるようにする第２状態との切替が可能である。第２切替弁４は、第１熱交換器３と膨張弁５とが接続され、かつ気液分離器６と第２熱交換器７とが接続されるようにする第３状態と、第２熱交換器７と膨張弁５とが接続され、かつ気液分離器６と第１熱交換器３とが接続されるようにする第４状態との切替が可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関する。

圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器を備える冷凍サイクル装置において、膨張弁を通過した低圧の気液二相冷媒をガス単相と液単相に分離して、ガス単相冷媒または高乾き度の冷媒を圧縮機の吸入配管にバイパスさせ、液単相冷媒または低乾き度の冷媒を蒸発器に流通させる気液分離器を備えたものが知られている。

しかしながら、室外熱交換器と室内熱交換器とを備え、流路切換え弁によって冷房運転と暖房運転とを切り替えることができる空気調和機では、冷房運転と暖房運転とが切り替わった際に流路方向が逆転するため、冷房運転または暖房運転のいずれかにおいて気液分離器を経てから膨張弁に流通することになる。このような場合には、気液分離器は、機能しないという課題があった。

このような課題に対して、特開２０１３−１２００２８号広報には、冷媒の双方向流れに対応した気液分離器が開示されている。この気液分離器によれば、冷房運転と暖房運転との切り替えによって、流路方向が切り替わっても気液分離が可能となる。

しかしながら、この気液分離器では気液分離器を挟むように膨張弁が二つ必要となり、気液分離器を通過した液単相冷媒が再び膨張弁を通過することになる。その結果、圧力が損失し、再び気液二相冷媒に戻るといった課題がある。

特開２０１３−１２００２８号公報

特許文献１（特開２０１３−１２００２８号公報）に記載の装置では、気液分離器を通過した液単相冷媒が再び膨張弁を通過することになる。その結果、冷媒の圧力が減少し、液単相冷媒が再び気液二相冷媒に戻ることになるため、運転効率が悪い。

それゆえに、本発明の目的は、気液分離器を通過した液単相冷媒が再び膨張弁を通過することがない冷凍サイクル装置を提供することである。

本発明のある局面の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を熱交換させる第１熱交換器および第２熱交換器と、冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁から流出した低圧の気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離し、または凝縮器として作用する第１熱交換器または第２熱交換器で過冷却された液冷媒を貯める気液分離器と、気液分離器で分離された飽和ガスを圧縮機の吸入配管へ導通させるバイパス配管と、圧縮機の出力と第１熱交換器とが接続され、かつ第２熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにする第１状態と、圧縮機の出力と第２熱交換器とが接続され、かつ第１熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにする第２状態との切替えが可能な第１切替弁と、第１熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第２熱交換器とが接続されるようにする第３状態と、第２熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第１熱交換器とが接続されるようにする第４状態との切替えが可能な第２切替弁とを備える。

本発明の別の局面の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を熱交換させる第１熱交換器および第２熱交換器と、冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁から流出した低圧の気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離する気液分離器と、気液分離器で分離された飽和ガスを圧縮機の吸入配管へ導通させるバイパス配管と、第１モードにおいて、圧縮機の出力と第１熱交換器とが接続され、かつ第２熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、第１熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第２熱交換器とが接続されるようにし、第２モードにおいて、圧縮機の出力と第２熱交換器とが接続され、かつ第１熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、第２熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第１熱交換器とが接続されるようにする八方弁とを備える。

本発明のある局面によれば、第２切替弁が、第１熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第２熱交換器とが接続されるようにする第３状態と、第２熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第１熱交換器とが接続されるようにする第４状態とを切替える。

本発明の別の局面によれば、八方弁が、第１モードにおいて、圧縮機の出力と第１熱交換器とが接続され、かつ第２熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、第１熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第２熱交換器とが接続されるようにし、第２モードにおいて、圧縮機の出力と第２熱交換器とが接続され、かつ第１熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、第２熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第１熱交換器とが接続されるようにする。

上記２つの構成によれば、気液分離器を通過した液単相冷媒が再び膨張弁を通過することがないため、高効率な運転が可能となる。

実施の形態１の冷凍サイクル装置１００および第１モードにおける冷媒の流れを表わす図である。 実施の形態１の冷凍サイクル装置１００および第２モードにおける冷媒の流れを表わす図である。 実施の形態１の冷凍サイクル装置１００および第３モードにおける冷媒の流れを表わす図である。 実施の形態１の冷凍サイクル装置１００および第４モードにおける冷媒の流れを表わす図である。 第１〜第４モードにおける第１切替弁２と、第２切替弁４の状態を表わす図である。 気液分離器を備えない冷凍サイクル装置の動作および気液分離器を備える冷凍サイクル装置の動作を表わすモリエリ線図である。 実施の形態３の冷凍サイクル装置１００の動作手順を表わす図である。 実施の形態４の冷凍サイクル装置１００を表わす図である。 実施の形態４の冷凍サイクル装置１００の動作手順を表わす図である。 実施の形態５の冷凍サイクル装置１００を表わす図である。 実施の形態６の冷凍サイクル装置１００を表わす図である。 （ａ）は、第１モードにおける八方弁３０の状態を表わす図である。（ｂ）は、第２モードにおける八方弁３０の状態を表わす図である。 ブリッジ回路２０を備えた冷凍サイクル装置を表わす図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の冷凍サイクル装置１００および第１モードにおける冷媒の流れを表わす図である。図２は、実施の形態１の冷凍サイクル装置１００および第２モードにおける冷媒の流れを表わす図である。図３は、実施の形態１の冷凍サイクル装置１００および第３モードにおける冷媒の流れを表わす図である。図４は、実施の形態１の冷凍サイクル装置１００および第４モードにおける冷媒の流れを表わす図である。

図１〜図４に示されるように、冷凍サイクル装置１００は、空気調和機であって、圧縮機１、第１切替弁２、第１熱交換器３、第２切替弁４、膨張弁５、気液分離器６、第２熱交換器７、バイパス配管２１、およびキャピラリーチューブ８を備える。

第２熱交換器７は、室内機９０に含まれる。圧縮機１、第１切替弁２、第１熱交換器３、第２切替弁４、膨張弁５、気液分離器６、バイパス配管２１、およびキャピラリーチューブ８は、室外機８０に含まれる。

図１〜図４において、第１熱交換器３および第２熱交換器７内の網掛け部分は冷媒の液相割合を表わす。

圧縮機１は、冷媒を圧縮する。
第１熱交換器３は、室外熱交換器であって、冷媒を熱交換させる。

第２熱交換器７は、室内熱交換器であって、冷媒を熱交換させる。
膨張弁５は、冷媒を膨張させる。

気液分離器６は、膨張弁５から流出した低圧の気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離する、あるいは、凝縮器として作用する第１熱交換器３または第２熱交換器７で過冷却された液冷媒を貯める。

バイパス配管２１は、気液分離器６で分離された飽和ガスを圧縮機１の吸入配管へ導通させる。

図５は、第１〜第４モードにおける第１切替弁２と、第２切替弁４の状態を表わす図である。

第１モードにおいては、第１切替弁２は、状態Ａに設定され、第２切替弁４は、状態Ｃに設定される。第２モードにおいては、第１切替弁２は、状態Ｂに設定され、第２切替弁４は、状態Ｄに設定される。第３モードにおいては、第１切替弁２は、状態Ａに設定され、第２切替弁４は、状態Ｄに設定される。第４モードにおいては、第１切替弁２は、状態Ｂに設定され、第２切替弁４は、状態Ｃに設定される。

第１切替弁２の状態Ａでは、圧縮機１の出力と第１熱交換器３とが接続され、かつ第２熱交換器７と圧縮機１の入力とが接続される。第１切替弁２の状態Ｂでは、圧縮機１の出力と第２熱交換器７とが接続され、かつ第１熱交換器３と圧縮機１の入力とが接続される。

第２切替弁４の状態Ｃでは、第１熱交換器３と膨張弁５とが接続され、かつ気液分離器６と第２熱交換器７とが接続される。第２切替弁４の状態Ｄでは、第２熱交換器７と膨張弁５とが接続され、かつ気液分離器６と第１熱交換器３とが接続される。

以下では、図１および図２に示される冷凍サイクル装置１００の第１モードおよび第２モードの動作について説明する。

第１モードは、冷房運転時に設定され、第２モードは、暖房運転時に設定される。
図１に示すように、第１モード（冷房運転時）には、圧縮機１から吐出された冷媒が第１熱交換器３の方向に流れ、かつ第２熱交換器７から流出された冷媒が圧縮機１の方向に流れる。

図１に示すように、第１モード（冷房運転時）には、気液分離器６で分離された飽和液が第２熱交換器７の方向に流れ、かつ第１熱交換器３から流出された冷媒が膨張弁５の方向へ流れる。

図２に示すように、第２モード（暖房運転時）には、圧縮機１から吐出された冷媒が第２熱交換器７の方向に流れ、かつ第１熱交換器３から流出された冷媒が圧縮機１の方向に流れる。

図２に示すように、第２モード（暖房運転時）には、気液分離器６で分離された飽和液が第１熱交換器３の方向に流れ、かつ第２熱交換器７から流出された冷媒が膨張弁５の方向へ流れる。

第１モード（冷房運転時）には、冷媒は、圧縮機１、第１切替弁２、第１熱交換器３、第２切替弁４、膨張弁５、気液分離器６、第２切替弁４、第２熱交換器７、第１切替弁２を経て、圧縮機１に戻る。

第２モード（暖房運転時）には、冷媒は、圧縮機１、第１切替弁２、第２熱交換器７、第２切替弁４、膨張弁５、気液分離器６、第２切替弁４、第１熱交換器３、第１切替弁２を経て、圧縮機１に戻る。

図１および図２に示すように、気液分離器６は、膨張弁５で減圧された気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離する。飽和ガスはキャピラリーチューブ８を通り、圧縮機１の吸入配管にバイパスされる。一方、気液分離器６で分離された飽和液は、第２切替弁４によって、蒸発器として機能する第１熱交換器３または第２熱交換器７へ流入する。

図６は、気液分離器を備えない冷凍サイクル装置の動作および気液分離器を備える冷凍サイクル装置の動作を表わすモリエリ線図である。

上記冷凍サイクル装置１００の奏する効果を図６に示すモリエル線図を用いて説明する。気液分離器を有さない冷凍サイクル装置内を流れる冷媒は、圧縮機の吸入状態の点Ａを起点としてＡＢ間で圧縮、ＢＣ間で凝縮、ＣＤ間で膨張、ＤＡ間で蒸発する。

ＤＡ間の蒸発過程では、凝縮過程より冷媒の密度が小さいため流速が速くなり、それに伴い冷媒の圧力損失が大きくなる。この圧力低下は、点Ａの冷媒密度の低下を招くとともに、循環流量とＡＢ間のエンタルピー差の積で求められる圧縮機消費電力の増加を招く。その結果、効率が悪化する。

一方、気液分離器を備えた冷凍サイクル装置では、蒸発器入口の点Ｄが飽和液Ｄ′と飽和ガスＥ′とに分離される。そして飽和液Ｄ′を蒸発器に流通させ、蒸発に寄与しない飽和ガスＥ′を蒸発器に流さないことで、伝熱性能を落とさないようにすることができるとともに、蒸発器に流れる冷媒の流速を遅く、すなわち圧力損失を小さくすることができる。このとき圧縮過程は、Ａ′−Ｂ′となるため、気液分離器を有さないＡ−Ｂよりエンタルピー差が小さくなり高効率な運転が可能となる。

また、蒸発器入口の冷媒を飽和液またはそれに近い乾き度にすることができるため、第１熱交換器３または第２熱交換器７の入口の伝熱管流路が分配構造となっている場合でも均等に流れやすくなる。

ここで、通常の気液分離器を備えた冷凍サイクル装置では、膨張弁と気液分離器の間の流れ方向が冷房運転と暖房運転で逆転するため、冷房運転または暖房運転のどちらか一方のみ気液分離が可能となる。

しかしながら、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００では、第１切替弁２によって冷房運転、暖房運転が切り替えられた場合でも膨張弁から気液分離器に至る経路を選択できるため、冷房運転、暖房運転いずれにおいても膨張弁５を経て気液分離器６を通るように第２切替弁４を制御すれば、運転状態に関わらず気液分離をさせて液単相またはそれに近い乾き度の冷媒を蒸発器として機能する熱交換器に流入させることができる。

したがって、冷凍サイクル装置１００では、冷房運転、暖房運転いずれにおいても高効率な運転が可能となる。

実施の形態２．
以下では、図３および図４に示される冷凍サイクル装置１００の第３モードおよび第４モードの動作について説明する。

図３に示すように、第３モードには、圧縮機１から吐出された冷媒が第１熱交換器３の方向に流れ、かつ第２熱交換器７から流出された冷媒が圧縮機１の方向に流れる。

図３に示すように、第３モードには、第１熱交換器３から流出された冷媒が気液分離器６に流れ、かつ膨張弁５からの冷媒が第２熱交換器７へ流れる。

図４に示すように、第４モードには、圧縮機１から吐出された冷媒が第２熱交換器７の方向に流れ、かつ第１熱交換器３から流出された冷媒が圧縮機１の方向に流れる。

図４に示すように、第４モードには、第２熱交換器７から流出された冷媒が気液分離器６に流れ、かつ膨張弁５からの冷媒が第１熱交換器３へ流れる。

第３モードには、冷媒は、圧縮機１、第１切替弁２、第１熱交換器３、第２切替弁４、気液分離器６、膨張弁５、第２切替弁４、第２熱交換器７、第１切替弁２を経て、圧縮機１に戻る。

第４モードには、冷媒は、圧縮機１、第１切替弁２、第２熱交換器７、第２切替弁４、気液分離器６、膨張弁５、第２切替弁４、第１熱交換器３、第１切替弁２を経て、圧縮機１に戻る。

第３モードおよび第４モードでは、第２切替弁４の方向が気液分離器６から膨張弁５に至るように設定されるので、気液分離器６は、凝縮器で過冷却された液冷媒を貯める容器として作用する。

実施の形態３．
実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００は、第１切替弁２と第２切替弁４とを個別に制御する。

第１切替弁２に動作指令、すなわち冷房運転と暖房運転とを切り替える指令が出された際に、まず、第２切替弁４が気液分離器６から膨張弁５に至るように切り替えられ、一定定時間経過後に、第１切替弁２が切り替えられる。

第１モード（冷房運転中）または第２モード（暖房運転中）に第２切替弁４のみが気液分離器６から膨張弁５に至るように切り替えたときは、凝縮器内の過冷却液冷媒が気液分離器６にも溜まるようになるため、凝縮器内の液冷媒量が減少していく。ここで、冷房運転中には、第１熱交換器３が凝縮器であり、暖房運転中には、第２熱交換器７が凝縮器である。このとき、凝縮器内の液冷媒がある程度減少する一定時間経過した後に、第１切替弁２を切り替えることで、急激に液冷媒が圧縮機１の吸入に戻り液圧縮となることを抑制することができる。

これは、暖房運転時に第１切替弁２を切り替えて、室外熱交換器の霜を溶かす除霜運転時において特に有効である。

図７は、実施の形態３の冷凍サイクル装置１００の動作手順を表わす図である。
ステップＳ１０１において、第１モード（冷房運転中）の場合、処理がステップＳ１０２に進む。冷房運転中には、第１切替弁２が状態Ａに設定され、第２切替弁４が状態Ｃに設定されている。第１切替弁２の状態Ａでは、圧縮機１の出力と第１熱交換器３とが接続され、かつ第２熱交換器７と圧縮機１の入力とが接続される。第２切替弁４の状態Ｃでは、第１熱交換器３と膨張弁５とが接続され、かつ気液分離器６と第２熱交換器７とが接続される。

ステップＳ１０２において、暖房運転への切替指示が入力された場合、処理がステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、第２切替弁４が状態Ｄに設定される。これによって、冷凍サイクル装置１００は、第３モードに設定される。

ステップＳ１０４において、一定時間経過後、処理がステップＳ１０５に進む。
ステップＳ１０５において、第１切替弁２が状態Ｂに設定される。これによって、冷凍サイクル装置１００は、第２モード（暖房運転中）に設定される。

ステップＳ１０６において、第２モード（暖房運転中）の場合、処理がステップＳ１０７に進む。暖房運転中には、第１切替弁２が状態Ｂに設定され、第２切替弁４が状態Ｄに設定されている。第１切替弁２の状態Ｂでは、圧縮機１の出力と第２熱交換器７とが接続され、かつ第１熱交換器３と圧縮機１の入力とが接続される。第２切替弁４の状態Ｄでは、第２熱交換器７と膨張弁５とが接続され、かつ気液分離器６と第１熱交換器３とが接続される。

ステップＳ１０７において、冷房運転への切替指示が入力された場合、処理がステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８において、第２切替弁４が状態Ｃに設定される。これによって、冷凍サイクル装置１００は、第４モードに設定される。

ステップＳ１０９において、一定時間経過後、処理がステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１１０において、第１切替弁２が状態Ａに設定される。これによって、冷凍サイクル装置１００は、第１モード（冷房運転中）に設定される。

実施の形態４．
実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１０４は、実施の形態３と同様に、第１切替弁２と第２切替弁４とを個別に制御する。

図８は、実施の形態４の冷凍サイクル装置１００を表わす図である。
実施の形態４の冷凍サイクル装置１００は、温度センサ６１，６２，６３，６４を備える。

温度センサ６１は、第１熱交換器３が凝縮器として機能するときに、第１熱交換器３の伝熱管中間温度を計測する。温度センサ６２は、第１熱交換器３が凝縮器として機能するときに、第１熱交換器３の伝熱管出口温度を計測する。温度センサ６１は、第２熱交換器７が凝縮器として機能するときに、第２熱交換器７の伝熱管中間温度を計測する。温度センサ６２は、第２熱交換器７が凝縮器として機能するときに、第２熱交換器７の伝熱管出口温度を計測する。

凝縮器として機能する熱交換器の伝熱管中間温度Ｔ１と、凝縮器として機能する熱交換器の伝熱管出口温度Ｔ２との温度差ΔＴが検知される。

第１切替弁２に動作指令、すなわち冷房運転と暖房運転を切り替える指令が出された際に、まず第２切替弁４が気液分離器６から膨張弁５に至るように切り替えられる。その後温度差ΔＴが閾値以下となった後、第１切替弁２が切り替えられる。

温度差ΔＴは、凝縮器で凝縮した冷媒の過冷却度に相当する。実施の形態３と同様、気液分離器６を第２切替弁４のみ気液分離器６から膨張弁５に至るように切り替えた場合、凝縮器内の液冷媒量が減少していくため過冷却度ΔＴが小さくなる。

図９は、実施の形態４の冷凍サイクル装置１００の動作手順を表わす図である。
ステップＳ１０１において、第１モード（冷房運転中）の場合、処理がステップＳ１０２に進む。冷房運転中には、第１切替弁２が状態Ａに設定され、第２切替弁４が状態Ｃに設定されている。第１切替弁２の状態Ａでは、圧縮機１の出力と第１熱交換器３とが接続され、かつ第２熱交換器７と圧縮機１の入力とが接続される。第２切替弁４の状態Ｃでは、第１熱交換器３と膨張弁５とが接続され、かつ気液分離器６と第２熱交換器７とが接続される。

ステップＳ１０２において、暖房運転への切替指示が入力された場合、処理がステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、第２切替弁４が状態Ｄに設定される。これによって、冷凍サイクル装置１００は、第３モードに設定される。

ステップＳ２０４において、温度センサ６１が、凝縮器として機能する第１熱交換器３の伝熱管中間温度Ｔ１を計測する。温度センサ６２は、凝縮器として機能する第１熱交換器３の伝熱管出口温度Ｔ２を計測する。温度差ΔＴ（＝Ｔ１−Ｔ２）が閾値ＴＨ１以下となったときに、処理がステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、第１切替弁２が状態Ｂに設定される。これによって、冷凍サイクル装置１００は、第２モード（暖房運転中）に設定される。

ステップＳ１０６において、第２モード（暖房運転中）の場合、処理がステップＳ１０７に進む。暖房運転中には、第１切替弁２が状態Ｂに設定され、第２切替弁４が状態Ｄに設定されている。第１切替弁２の状態Ｂでは、圧縮機１の出力と第２熱交換器７とが接続され、かつ第１熱交換器３と圧縮機１の入力とが接続される。第２切替弁４の状態Ｄでは、第２熱交換器７と膨張弁５とが接続され、かつ気液分離器６と第１熱交換器３とが接続される。

ステップＳ１０７において、冷房運転への切替指示が入力された場合、処理がステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８において、第２切替弁４が状態Ｃに設定される。これによって、冷凍サイクル装置１００は、第４モードに設定される。

ステップＳ２０９において、温度センサ６３が、凝縮器として機能する第２熱交換器７の伝熱管中間温度Ｔ１を計測する。温度センサ６４は、凝縮器として機能する第２熱交換器７の伝熱管出口温度Ｔ２を計測する。温度差ΔＴ（＝Ｔ１−Ｔ２）が閾値ＴＨ１以下となったときに、処理がステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０において、第１切替弁２が状態Ａに設定される。これによって、冷凍サイクル装置１００は、第１モード（冷房運転中）に設定される。

本実施の形態では、過冷却度ΔＴを検知し、第２切替弁４を気液分離器６から膨張弁５に至るように切り替え、ΔＴが閾値以下となったのちに第１切替弁２を切り替えるため、実施の形態４よりも確実に、第１切替弁２を切り替えることによる液圧縮を抑制することができる。

実施の形態５．
図１０は、実施の形態５の冷凍サイクル装置１００を表わす図である。

図１０の冷凍サイクル装置１００が、図１の冷凍サイクル装置１００と相違する点は、キャピラリーチューブ８を圧力調整弁９に置き換えた点である。

キャピラリーチューブ８を圧力調整弁９に置き換えることによって、圧縮機１にバイパスする冷媒流量を任意に調節することが可能となる。その結果、冷凍サイクル装置の更なる性能改善が望める。

実施の形態６．
図１１は、実施の形態６の冷凍サイクル装置１００を表わす図である。

本実施の形態は、冷凍サイクル装置１００は、第１モードと第２モードとで動作するが、第３モードと第４モードでは動作しない。

実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００は、第１切替弁２と第２切替弁４とが一体構造された八方弁３０を備える。

図１２（ａ）は、第１モードにおける八方弁３０の状態を表わす図である。図１２（ｂ）は、第２モードにおける八方弁３０の状態を表わす図である。

図１２（ａ）および（ｂ）における点ａ〜ｈは、図１１における冷凍サイクル装置１００との接続箇所を表わす。八方弁３０は、ロータリー構造を有する。八方弁３０の中央の円盤が９０度回転することによって、冷房運転と暖房運転とを切り替えることができる。

本実施の形態では冷房運転と暖房運転が切り替わっても、常に膨張弁５を経て気液分離器６を通ることになる。

図１３に示すように、逆止弁を４つ用いることで冷媒の流路方向を一定にするブリッジ回路２０を備えた冷凍サイクル装置は公知であるが、配管の溶接箇所が多い、多くのスペースを必要とする、逆止弁でのチャタリングや圧力損失が生ずる、といった課題がある。

しかしながら、冷凍サイクル装置１００では八方弁３０を用いることで、比較的単純な構成で圧力損失を抑えながら冷媒の流路方向を一定にできる。

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特許請求の範囲によって示され、特許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。

１ 圧縮機、２ 第１切替弁、３ 第１熱交換器、４ 第２切替弁、５ 膨張弁、６ 気液分離器、７ 第２熱交換器、８ キャピラリーチューブ、９ 圧力調整弁、２１ バイパス配管、３０ 八方弁、６１，６２，６３，６４ 温度センサ、８０ 室外機、９０ 室内機、１００ 冷凍サイクル装置。

Claims (10)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記冷媒を熱交換させる第１熱交換器および第２熱交換器と、
   前記冷媒を膨張させる膨張弁と、
   前記膨張弁から流出した低圧の気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離し、または凝縮器として作用する前記第１熱交換器または前記第２熱交換器で過冷却された液冷媒を貯める気液分離器と、
   前記気液分離器で分離された飽和ガスを前記圧縮機の吸入配管へ導通させるバイパス配管と、
   前記圧縮機の出力と前記第１熱交換器とが接続され、かつ前記第２熱交換器と前記圧縮機の入力とが接続されるようにする第１状態と、前記圧縮機の出力と前記第２熱交換器とが接続され、かつ前記第１熱交換器と前記圧縮機の入力とが接続されるようにする第２状態との切替が可能な第１切替弁と、
   前記第１熱交換器と前記膨張弁とが接続され、かつ前記気液分離器と前記第２熱交換器とが接続されるようにする第３状態と、前記第２熱交換器と前記膨張弁とが接続され、かつ前記気液分離器と前記第１熱交換器とが接続されるようにする第４状態との切替が可能な第２切替弁とを備えた、冷凍サイクル装置。
2. 第１モードにおいて、前記第１切替弁が前記第１状態に設定され、前記第２切替弁が前記第３状態に設定され、
   第２モードにおいて、前記第１切替弁が前記第２状態に設定され、前記第２切替弁が前記第４状態に設定され、
   第３モードにおいて、前記第１切替弁が前記第１状態に設定され、前記第２切替弁が前記第４状態に設定され、
   第４モードにおいて、前記第１切替弁が前記第１状態に設定され、前記第２切替弁が前記第３状態に設定される、請求項１記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記冷凍サイクル装置が冷房運転中に前記第１モードに設定され、前記冷凍サイクル装置が暖房運転中に前記第２モードに設定される、請求項２記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記冷凍サイクル装置が冷房運転中に暖房運転への切替指示を受けたときに、前記第３モードに移行した後、前記第２モードに移行する、請求項３記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記冷凍サイクル装置が暖房運転中に冷房運転への切替指示を受けたときに、前記第４モードに移行した後、前記第１モードに移行する、請求項３記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記第１切替弁と前記第２切替弁とが個別に制御される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記第２切替弁の切替えがなされた後、一定時間後に、前記第１切替弁が切替えられる、請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記第２切替弁の切替えがなされた後、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器のうち、凝縮器として機能する熱交換器の伝熱管中間温度と凝縮器として機能する熱交換器の伝熱管出口温度との温度差が閾値以下となった後、前記第１切替弁が切替えられる、請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
9. 前記バイパス配管に配置される圧力調整弁を備える、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
10. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
    前記冷媒を熱交換させる第１熱交換器および第２熱交換器と、
    前記冷媒を膨張させる膨張弁と、
    前記膨張弁から流出した低圧の気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離する気液分離器と、
    前記気液分離器で分離された飽和ガスを前記圧縮機の吸入配管へ導通させるバイパス配管と、
    第１モードにおいて、前記圧縮機の出力と前記第１熱交換器とが接続され、かつ前記第２熱交換器と前記圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、前記第１熱交換器と前記膨張弁とが接続され、かつ前記気液分離器と前記第２熱交換器とが接続されるようにし、第２モードにおいて、前記圧縮機の出力と前記第２熱交換器とが接続され、かつ前記第１熱交換器と前記圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、前記第２熱交換器と前記膨張弁とが接続され、かつ前記気液分離器と前記第１熱交換器とが接続されるようにする八方弁とを備えた冷凍サイクル装置。
    

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