特許 6972348 冷凍サイクル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6972348

(24)【登録日】2021年11月5日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 39/00 20060101AFI20211111BHJP

   F25B 41/42 20210101ALI20211111BHJP

   F25B 13/00 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   F25B39/00 S

   F25B39/00 E

   F25B41/42

   F25B13/00 S

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2020-530852(P2020-530852)

(86)(22)【出願日】2018年7月20日

(86)【国際出願番号】JP2018027334

(87)【国際公開番号】WO2020017036

(87)【国際公開日】20200123

【審査請求日】2020年12月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松田 拓也

【審査官】 飯星 潤耶

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１８／０４７３３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１８／０４７４１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／０６３８５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１１２０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１８／０２９８１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１０７８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１７８２４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−０５３５１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ ５／００

Ｆ２５Ｂ １３／００

Ｆ２５Ｂ ３９／００−３９／０４

Ｆ２５Ｂ ４１／４２−４１／４８

Ｆ２８Ｄ １／００− １／０６

Ｆ２８Ｄ ７／００− ７／１６

Ｆ２８Ｆ １／００− １／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒が循環する冷媒回路を備え、
前記冷媒回路は、圧縮機、第１流路切替部、第２流路切替部、減圧部、室内熱交換器、および室外熱交換器を含み、
前記室外熱交換器は、第１方向に互いに間隔を隔てて配置されており、かつ前記第１方向と直交する第２方向に沿って延びている複数の扁平伝熱管と、前記複数の扁平伝熱管の各々と接続されており、かつ前記第２方向に互いに間隔を隔てて配置されている複数の板状部材と、前記複数の扁平伝熱管の前記第２方向の一端に接続されている第１分配器と、前記複数の扁平伝熱管の前記第２方向の他端に接続されている第２分配器とを有し、
前記複数の扁平伝熱管の前記第２方向の一端の数は、前記複数の扁平伝熱管の前記第２方向の他端の数に等しく、
前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向において、前記複数の扁平伝熱管の配列数は１列であり、
前記複数の扁平伝熱管は、前記第１方向に並んで配置された、複数の第１扁平伝熱管、複数の第２扁平伝熱管、および複数の第３扁平伝熱管とを有し、
前記第１分配器は、前記複数の第１扁平伝熱管の前記第２方向の各一端を並列に接続している第１分配管と、前記複数の第２扁平伝熱管の前記第２方向の各一端を並列に接続している第２分配管と、前記複数の第３扁平伝熱管の前記第２方向の各一端を並列に接続している第３分配管とを有し、
前記第２分配器は、前記複数の第１扁平伝熱管の前記第２方向の各他端を並列に接続している第４分配管と、前記複数の第２扁平伝熱管の前記第２方向の各他端を並列に接続している第５分配管と、前記複数の第３扁平伝熱管の前記第２方向の各他端を並列に接続している第６分配管とを有し、
前記第１流路切替部は、前記室外熱交換器が凝縮器として作用し前記室内熱交換器が蒸発器として作用する第１状態と、前記室外熱交換器が蒸発器として作用し前記室内熱交換器が凝縮器として作用する第２状態とを切り替え、
前記第２流路切替部は、冷媒が流出入する第１ポート、第２ポート、第３ポート、第４ポート、第５ポート、第６ポート、第７ポート、および第８ポートを有し、
前記第１ポートは、前記第１状態において前記第１流路切替部を介して前記圧縮機の吐出口に接続され、前記第２状態において前記第１流路切替部を介して前記圧縮機の吸入口に接続され、
前記第２ポートは、前記第１分配管に接続され、
前記第３ポートは、前記第２分配管に接続され、
前記第４ポートは、前記第３分配管に接続され、
前記第５ポートは、前記第４分配管に接続され、
前記第６ポートは、前記第５分配管に接続され、
前記第７ポートは、前記第６分配管に接続され、
前記第８ポートは、前記減圧部を介して前記室内熱交換器に接続され、
前記第２流路切替部は、
前記第１ポート、前記第２ポート、前記複数の第１扁平伝熱管、前記第５ポート、前記第４ポート、前記複数の第３扁平伝熱管、前記第７ポートおよび前記第８ポートが順に直列に接続されており、かつ前記第１ポート、前記第３ポート、前記複数の第２扁平伝熱管、前記第６ポート、前記第４ポート、前記複数の第３扁平伝熱管、前記第７ポートおよび前記第８ポートが順に直列に接続された第３状態と、
前記第５ポート、前記第６ポートおよび前記第７ポートが前記第８ポートに対し並列に接続され、かつ前記第２ポート、前記第３ポートおよび前記第４ポートが前記第１ポートに対し並列に接続された第４状態と、
前記第１ポート、前記第２ポート、前記複数の第１扁平伝熱管、前記第５ポート、および前記第８ポートが順に直列に接続されている第５状態と、
前記第１ポート、前記第３ポート、前記複数の第２扁平伝熱管、前記第６ポート、および前記第８ポートが順に直列に接続されている第６状態と、
前記第１ポート、前記第４ポート、前記複数の第３扁平伝熱管、前記第７ポート、および前記第８ポートが順に直列に接続されている第７状態とを切り替える、冷凍サイクル装置。

【請求項2】

前記室外熱交換器を前記第１方向から視たときに、前記複数の第１扁平伝熱管、前記複数の第２扁平伝熱管、および前記複数の第３扁平伝熱管の各々は、少なくとも１つの屈曲部を有しており、
前記第２方向に垂直な断面において、前記複数の第１扁平伝熱管、前記複数の第２扁平伝熱管、および前記複数の第３扁平伝熱管の短軸の長さに対する長軸の長さの比率が１５以上２３以下である、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項3】

前記少なくとも１つの屈曲部は、３つの屈曲部を有しており、
前記室外熱交換器を前記第１方向から視たときに、前記複数の第１扁平伝熱管、前記複数の第２扁平伝熱管、および前記複数の第３扁平伝熱管の各々は、前記第１方向に延びる軸を囲むように配置されている、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項4】

前記第１方向は重力方向に沿った方向であり、
前記複数の第１扁平伝熱管は、前記第１方向の一端側に配置されており、
前記複数の第３扁平伝熱管は、前記第１方向の他端側に配置されており、
前記第２方向に垂直な断面において、前記複数の第１扁平伝熱管、前記複数の第２扁平伝熱管、および前記複数の第３扁平伝熱管の長軸は、水平方向に対して傾斜しており、
前記複数の第２扁平伝熱管の前記長軸が水平方向に対して成す角度は、前記複数の第１扁平伝熱管の前記長軸が水平方向に対して成す角度よりも大きく、
前記複数の第３扁平伝熱管の前記長軸が水平方向に対して成す角度は、前記複数の第２扁平伝熱管の前記長軸が水平方向に対して成す角度よりも大きい、請求項１〜３のいずれか１項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、複数の扁平伝熱管を備え、各扁平伝熱管内を流通する冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器が知られている。

【0003】

このような熱交換器には、複数の扁平伝熱管が空気の流通方向と直交する方向にのみ配列され空気の流通方向には１列のみ配置された単列熱交換器（例えば特開２０１２−１６３３２８号公報参照）と、複数の扁平伝熱管が空気の流通方向に複数列並んで配置された複列熱交換器（例えば特開２０１６−２０５７４４号公報参照）とが存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１６３３２８号公報

【特許文献2】特開２０１６−２０５７４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般的な単列熱交換器では、その凝縮能力の向上を図るために、扁平伝熱管内に配置される冷媒流路の長さが比較的長くされている。そのため、上記単列熱交換器が蒸発器として作用する場合には、上記単列熱交換器が凝縮器として作用する場合と比べて、各扁平伝熱管内での冷媒の圧力損失が大きくなり、上記単列熱交換器の熱交換効率が低下する。

【0006】

また、複列熱交換器では、風上列部の各扁平伝熱管と風下列部の各扁平伝熱管とに冷媒を均等に分配した場合、風上列部の仕事量と風下列部の仕事量とが等しくならず、各扁平伝熱管の出口側を流れる冷媒の状態が風上列部と風下列部との間で異なることになる。この場合には、各扁平伝熱管の出口側を流れる冷媒の状態が風上列部と風下列部との間で同等である場合と比べて、上記複列熱交換器の熱交換効率が低下する。

【0007】

上記のような熱交換効率の低下を防ぐには、熱交換器内において互いに並列に接続された冷媒流路の数、各冷媒流路の長さ、または各冷媒流路を流れる冷媒の流量を冷房運転時と暖房運転時とで切り替える切替機構が必要となる。この場合、熱交換器の構造またはそれに接続された配管の取り回しが複雑化する。

【0008】

本発明の主たる目的は、室外熱交換器として上述した単列熱交換器または複列熱交換器を備える従来の冷凍サイクル装置と比べて、熱交換器の構造およびそれに接続された配管の取り回しが単純化されており、かつ室外熱交換器の熱交換効率が向上された冷凍サイクル装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る冷凍サイクル装置は、冷媒が循環する冷媒回路を備える。冷媒回路は、圧縮機、第１流路切替部、第２流路切替部、減圧部、室内熱交換器、および室外熱交換器を含む。室外熱交換器は、第１方向に互いに間隔を隔てて配置されており、かつ第１方向と交差する第２方向に沿って延びている複数の扁平伝熱管と、複数の扁平伝熱管の各々と接続されており、かつ第２方向に互いに間隔を隔てて配置されている複数の板状部材と、複数の扁平伝熱管の第２方向の一端に接続されている第１分配器と、複数の扁平伝熱管の第２方向の他端に接続されている第２分配器とを有している。複数の扁平伝熱管の第２方向の一端の数は、複数の扁平伝熱管の第２方向の他端の数に等しい。第１方向および第２方向と直交する第３方向において、複数の扁平伝熱管の配列数は１列である。複数の扁平伝熱管は、第１方向に並んで配置された、複数の第１扁平伝熱管、複数の第２扁平伝熱管、および複数の第３扁平伝熱管とを有している。第１分配器は、複数の第１扁平伝熱管の第２方向の各一端を並列に接続している第１分配管と、複数の第２扁平伝熱管の第２方向の各一端を並列に接続している第２分配管と、複数の第３扁平伝熱管の第２方向の各一端を並列に接続している第３分配管とを有している。第２分配器は、複数の第１扁平伝熱管の第２方向の各他端を並列に接続している第４分配管と、複数の第２扁平伝熱管の第２方向の各他端を並列に接続している第５分配管と、複数の第３扁平伝熱管の第２方向の各他端を並列に接続している第６分配管とを有している。第１流路切替部は、室外熱交換器が凝縮器として作用し室内熱交換器が蒸発器として作用する第１状態と、室外熱交換器が蒸発器として作用し室内熱交換器が凝縮器として作用する第２状態とを切り替える。第２流路切替部は、冷媒が流出入する第１ポート、第２ポート、第３ポート、第４ポート、第５ポート、第６ポート、第７ポート、および第８ポートを有している。第１ポートは、第１状態において第１流路切替部を介して圧縮機の吐出口に接続され、第２状態において第１流路切替部を介して圧縮機の吸入口に接続されている。第２ポートは、第１分配管に接続されている。第３ポートは、第２分配管に接続されている。第４ポートは、第３分配管に接続されている。第５ポートは、第４分配管に接続されている。第６ポートは、第５分配管に接続されている。第７ポートは、第６分配管に接続されている。第８ポートは、減圧部を介して室内熱交換器に接続されている。第２流路切替部は、第３状態と、第４状態とを切り替える。第３状態は、第１ポート、第２ポート、複数の第１扁平伝熱管、第４ポート、第３ポート、複数の第２扁平伝熱管、第５ポートおよび第６ポートが順に直列に接続されており、かつ第１ポート、第７ポート、複数の第３扁平伝熱管、第８ポート、第３ポート、複数の第２扁平伝熱管、第５ポートおよび第６ポートが順に直列に接続された状態である。第４状態は、第４ポート、第５ポートおよび第８ポートが第６ポートに対し並列に接続され、かつ第２ポート、第３ポートおよび第７ポートが第１ポートに対し並列に接続された状態である。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る冷凍サイクル装置の室外熱交換器は、３以上の熱交換部を有し、かつ複数の扁平伝熱管の第３方向の配列数が１列であるため、上記複列熱交換器と比べて、熱交換器の構造および配管の取り回しが単純化されており、かつ熱交換効率が向上されている。さらに、本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記室外熱交換器および第２流路切替部を備えるため、従来の単列熱交換器と比べて、熱交換器の構造および配管の取り回しが単純化されており、かつ熱交換効率が向上されている。つまり、本発明によれば、室外熱交換器として上述した単列熱交換器または複列熱交換器を備える従来の冷凍サイクル装置と比べて、熱交換器の構造およびそれに接続された配管の取り回しが単純化されており、かつ室外熱交換器の熱交換効率が向上された冷凍サイクル装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が第３状態にあるときの冷媒回路を示す図である。

【図2】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が第４状態にあるときの冷媒回路を示す図である。

【図3】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が第５状態にあるときの冷媒回路を示す図である。

【図4】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が第６状態にあるときの冷媒回路を示す図である。

【図5】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が第７状態にあるときの冷媒回路を示す図である。

【図6】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の扁平伝熱管およびフィンを示す図である。

【図7】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の扁平伝熱管およびフィンの変形例を示す図である。

【図8】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の扁平伝熱管およびフィンの他の変形例を示す図である。

【図9】実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の室外熱交換器を示す図である。

【図10】実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の室外熱交換器について、扁平伝熱管の短軸の長さに対する長軸の長さの比率と室外熱交換器の熱交換性能との関係、および該比率と室外熱交換器の歩留り率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】

【0012】

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、以下では、説明の便宜上、互いに直交する第１方向Ｚ、第２方向Ｘおよび第３方向Ｙが導入される。

【0013】

実施の形態１．
図１に示されるように、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、冷媒が循環する冷媒回路を備える。冷媒回路は、圧縮機１、第１流路切替部としての四方弁２、室外熱交換器３、減圧部４、室内熱交換器５、および第２流路切替部６を含む。圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、減圧部４、および第２流路切替部６は室外機内に収容されている。室内熱交換器５は室内機内に収容されている。冷凍サイクル装置１００は、室外熱交換器３に送風する図示しない室外ファンと、室内熱交換器５に送風する図示しない室内ファンとをさらに備える。

【0014】

圧縮機１は、冷媒と吐出する吐出口と、冷媒を吸入する吸入口とを有している。
四方弁２は、圧縮機１の吐出口と吐出配管を介して接続されている第１開口部と、圧縮機１の吸入口と吸入配管を介して接続されている第２開口部と、室内熱交換器５に接続されている第３開口部と、第２流路切替部６を介して室外熱交換器３に接続されている第４開口部とを有している。四方弁２の第４開口部は、第２流路切替部６の第１ポートＰ１に接続されている。四方弁２は、室外熱交換器３が凝縮器として作用し室内熱交換器５が蒸発器として作用する第１状態と、室外熱交換器３が蒸発器として作用し室内熱交換器５が凝縮器として作用する第２状態とを切り替える。なお、図１に示される実線の矢印は、冷凍サイクル装置１００が上記第１状態にあるときの上記冷媒回路を循環する冷媒の流通方向を示す。図１に示される点線の矢印は、冷凍サイクル装置１００が上記第２状態にあるときの上記冷媒回路を循環する冷媒の流通方向を示す。

【0015】

室外熱交換器３は、複数の扁平伝熱管７、複数の板状部材８、第１分配器９および第２分配器１０を有している。

【0016】

複数の扁平伝熱管７は、第１方向Ｚに互いに間隔を隔てて配置されており、かつ第１方向Ｚと交差する第２方向Ｘに沿って延びている。複数の扁平伝熱管７は、少なくとも複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃに区分される。複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃは、第１方向Ｚに１列に並んで配置されている。第３方向Ｙにおいて、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの配列数は１列である。つまり、室外熱交換器３は単列熱交換器である。

【0017】

複数の板状部材８は、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの各々と接続されており、かつ第２方向Ｘに互いに間隔を隔てて配置されている。

【0018】

第１分配器９は、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの第２方向Ｘの一端を並列に接続している。第１分配器９は、少なくとも第１分配管９Ａ、第２分配管９Ｂ、および第３分配管９Ｃに区分される。

【0019】

第２分配器１０は、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの第２方向Ｘの他端を並列に接続している。第２分配器１０は、少なくとも第４分配管１０Ａ、第５分配管１０Ｂ、および第６分配管１０Ｃに区分される。

【0020】

室外熱交換器３は、第１熱交換部３Ａ、第２熱交換部３Ｂ、および第３熱交換部３Ｃを有している。第１熱交換部３Ａ、第２熱交換部３Ｂ、および第３熱交換部３Ｃは、第１方向Ｚに順に並んで配置されている。第１熱交換部３Ａは第１方向Ｚの一端側に配置されている。第３熱交換部３Ｃは第１方向Ｚの他端側に配置されている。第２熱交換部３Ｂは第１方向Ｚにおいて第１熱交換部３Ａと第３熱交換部３Ｃとの間に配置されている。第１熱交換部３Ａ、第２熱交換部３Ｂ、および第３熱交換部３Ｃの各々は、例えば互いに同等の構成を有している。

【0021】

第１熱交換部３Ａは、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の板状部材８の各々の一部分、第１分配管９Ａ、および第４分配管１０Ａを有している。

【0022】

第２熱交換部３Ｂは、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、複数の板状部材８の各々の一部分、第２分配管９Ｂ、および第５分配管１０Ｂを有している。

【0023】

第３熱交換部３Ｃは、複数の第３扁平伝熱管７Ｃ、複数の板状部材８の各々の一部分、第３分配管９Ｃ、および第６分配管１０Ｃを有している。

【0024】

複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの各々の第２方向Ｘに垂直な断面形状は、扁平形状である。上記扁平形状の長軸は、例えば水平方向に沿っている。上記扁平形状の短軸の長さに対する上記扁平形状の長軸の長さの比率（アスペクト比）は、室外熱交換器３の熱交換性能を高める観点から、１５以上であり、好ましくは２０以上である。

【0025】

各板状部材８はプレートフィンである。各板状部材８は第１方向Ｚおよび第３方向Ｙに沿って延びる面を有しており、当該面には複数の挿入孔が設けられている。１つの板状部材８上に設けられた複数の挿入孔は、第１方向Ｚに互いに間隔を隔てて配置されている。各板状部材８に設けられた複数の挿入孔は、複数の板状部材８を第２方向Ｘから視たときに、重なるように設けられている。各挿入孔は、例えば複数の板状部材８の第３方向Ｙの一端に開口している切欠き部として構成されていてもよいし、全周が板状部材８に囲まれた貫通孔として構成されていてもよい。各挿入孔が上記切欠き部として構成されている場合には、第３方向Ｙにおいて切欠き部が開口している側が風下となるように、室外ファンが室外熱交換器３に送風する。

【0026】

第１分配管９Ａは、複数の第１扁平伝熱管７Ａの第２方向Ｘの各一端を並列に接続している。第４分配管１０Ａは、複数の第１扁平伝熱管７Ａの第２方向Ｘの各他端を並列に接続している。第１熱交換部３Ａでは、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、第１分配管９Ａ、および第４分配管１０Ａが、上記冷媒回路の一部を構成している。

【0027】

第２分配管９Ｂは、複数の第２扁平伝熱管７Ｂの第２方向Ｘの各一端を並列に接続している。第５分配管１０Ｂは、複数の第２扁平伝熱管７Ｂの第２方向Ｘの各他端を並列に接続している。第２熱交換部３Ｂでは、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、第２分配管９Ｂ、および第５分配管１０Ｂが、上記冷媒回路の一部を構成している。

【0028】

第３分配管９Ｃは、複数の第３扁平伝熱管７Ｃの第２方向Ｘの各一端を並列に接続している。第６分配管１０Ｃは、複数の第３扁平伝熱管７Ｃの第２方向Ｘの各他端を並列に接続している。第３熱交換部３Ｃでは、複数の第３扁平伝熱管７Ｃ、第３分配管９Ｃ、および第６分配管１０Ｃが、上記冷媒回路の一部を構成している。

【0029】

第１熱交換部３Ａ、第２熱交換部３Ｂ、および第３熱交換部３Ｃの各容量は、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。

【0030】

上記第１状態および上記第２状態において、第１分配管９Ａは第１熱交換部３Ａのガス冷媒側に配置され、第４分配管１０Ａは第１熱交換部３Ａの液冷媒側に配置されている。上記第１状態および上記第２状態において、第２分配管９Ｂは第２熱交換部３Ｂのガス冷媒側に配置され、第５分配管１０Ｂは第２熱交換部３Ｂの液冷媒側に配置されている。上記第１状態および上記第２状態において、第３分配管９Ｃは第３熱交換部３Ｃのガス冷媒側に配置され、第６分配管１０Ｃは第３熱交換部３Ｃの液冷媒側に配置されている。

【0031】

なお、各熱交換部の液冷媒側とは、各熱交換部が凝縮器として作用するときには液冷媒が流出し、かつ各熱交換部が蒸発器として作用するときには液冷媒が流入する側を意味する。なお、液冷媒は、液単相冷媒または気液２相冷媒であって液相冷媒を多く含む冷媒を意味する。一方、各熱交換部のガス冷媒側とは、各熱交換部が凝縮器として作用するときにはガス冷媒が流入し、かつ各熱交換部が蒸発器として作用するときにはガス冷媒が流出する側を意味する。なお、ガス冷媒は、ガス単相冷媒を意味する。

【0032】

第２流路切替部６は、冷媒が流出入する第１ポートＰ１、第２ポートＰ２、第３ポートＰ３、第４ポートＰ４、第５ポートＰ５、第６ポートＰ６、第７ポートＰ７、および第８ポートＰ８を有している。第２流路切替部６は、１つのユニットとして構成されている。

【0033】

第１ポートＰ１は、四方弁２の第４開口部に接続されている。これにより、第１ポートＰ１は、上記第１状態において四方弁２を介して圧縮機１の吐出口に接続され、上記第２状態において四方弁２を介して圧縮機１の吸入口に接続される。第２ポートＰ２は、第１分配管９Ａに接続されている。第３ポートＰ３は、第２分配管９Ｂに接続されている。第４ポートＰ４は、第３分配管９Ｃに接続されている。第５ポートＰ５は、第４分配管１０Ａに接続されている。第６ポートＰ６は、第５分配管１０Ｂに接続されている。第７ポートＰ７は、第６分配管１０Ｃに接続されている。第８ポートＰ８は、減圧部４を介して室内熱交換器５に接続されている。

【0034】

第２流路切替部６は、第１ポートＰ１と第８ポートＰ８とを接続する第１管路と、第１ポートＰ１から第８ポートＰ８に向かう第１管路の延在方向に沿って順に第１管路に接続された第２管路、第３管路、第４管路、第５管路、第６管路、および第７管路を含む。第１管路は、例えば直線状に延在している。

【0035】

第２管路は、第２ポートＰ２と第１管路とを接続している。第３管路は、第３ポートＰ３と第１管路とを接続している。第４管路は、第４ポートＰ４と第１管路とを接続している。第５管路は、第５ポートＰ５と第１管路とを接続している。第６管路は、第６ポートＰ６と第１管路とを接続している。第７管路は、第７ポートＰ７と第１管路とを接続している。

【0036】

第１管路と第２管路との接続部を第１接続部、第１管路と第３管路との接続部を第２接続部、第１管路と第４管路との接続部を第３接続部、第１管路と第５管路との接続部を第４接続部とする。第１管路と第６管路との接続部を第５接続部、第１管路と第７管路との接続部を第６接続部とする。

【0037】

図１〜図５に示されるように、第２流路切替部６は、例えば、第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、第４開閉弁１４、第５開閉弁１５、第６開閉弁１６、第７開閉弁１７、第８開閉弁１８および第９開閉弁１９を含む。

【0038】

第１開閉弁１１は、第２管路を開閉する。第３開閉弁１３は、第４管路を開閉する。第４開閉弁１４は、第５管路を開閉する。第６開閉弁１６は、第６管路を開閉する。第７開閉弁１７は、第１管路において上記第２接続部と上記第３接続部との間に位置する部分を開閉する。第８開閉弁１８は、第１管路において上記第３接続部と上記第４接続部との間に位置する部分を開閉する。第９開閉弁１９は、第１管路において上記第５接続部と上記第６接続部との間に位置する部分を開閉する。

【0039】

第２流路切替部６は、１つのユニットとして構成されている。第２流路切替部６は、例えば第１ブロックおよび第２ブロックと、第１ブロックと第２ブロックとの間に配置された第８開閉弁１８とに区分され得る。第１ブロックは、第１管路の一部、第２管路、第３管路、第４管路、第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、および第７開閉弁１７を有する。第２ブロックは、第１管路の他の一部、第４管路、第５管路、第６管路、第４開閉弁１４、第５開閉弁１５、第６開閉弁１６、第９開閉弁１９およびを有する。第１ブロックは、上記第１状態および上記第２状態において、第１熱交換部３Ａ、第２熱交換部２Ｂおよび第３熱交換部３Ｃに対しガス冷媒側に配置されている。第２ブロックは、上記第１状態および上記第２状態において、第１熱交換部３Ａ、第２熱交換部２Ｂおよび第３熱交換部３Ｃに対し液冷媒側に配置されている。

【0040】

第１ブロックに含まれる第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、および第７開閉弁１７の各Ｃｖ値は、例えば第２ブロックに含まれる第４開閉弁１４、第５開閉弁１５、第６開閉弁１６、および第９開閉弁１９の各Ｃｖ値と比べて、大きい。

【0041】

第１ブロックに含まれる第１管路の一部、第２管路、第３管路および第４管路の各内径は、例えば第２ブロックに含まれる第１管路の他の一部、第５管路、第６管路および第７管路の各内径と比べて、大きい。

【0042】

第２ポートＰ２，第３ポートＰ３、第４ポートＰ４、第５ポートＰ５、第７ポートＰ７および第８ポートＰ８は、例えば同一面上に配置されている。なお、第１ポートＰ１、第２ポートＰ２，第３ポートＰ３、第４ポートＰ４、第５ポートＰ５、第６ポートＰ６、第７ポートＰ７および第８ポートＰ８は、同一面上に配置されていてもよい。

【0043】

図１〜図５に示されるように、第２流路切替部６は、第３状態、第４状態、第５状態、第６状態、および第７状態を切り替える。

【0044】

図１に示されるように、上記第３状態では、第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、第４開閉弁１４、第５開閉弁１５、第６開閉弁１６、および第８開閉弁１８が開かれ、かつ第７開閉弁１７および第９開閉弁１９が閉じられる。

【0045】

図２に示されるように、上記第４状態では、第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、第４開閉弁１４、第５開閉弁１５、第６開閉弁１６、第７開閉弁１７、および第９開閉弁１９が開かれ、第８開閉弁１８が閉じされる。

【0046】

図３に示されるように、上記第５状態では、第１開閉弁１１、第４開閉弁１４、および第９開閉弁１９が開かれ、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、第５開閉弁１５、第６開閉弁１６、第７開閉弁１７、および第８開閉弁１８が閉じられる。

【0047】

図４に示されるように、上記第６状態では、第２開閉弁１２、第５開閉弁１５、および第９開閉弁１９が開かれ、第１開閉弁１１、第３開閉弁１３、第４開閉弁１４、第６開閉弁１６、第７開閉弁１７、および第８開閉弁１８が閉じられる。

【0048】

図５に示されるように、上記第７状態では、第３開閉弁１３、第６開閉弁１６、および第７開閉弁１７が開かれ、第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第４開閉弁１４、第５開閉弁１５、第８開閉弁１８、および第９開閉弁１９が閉じられる。

【0049】

＜冷凍サイクル装置の動作＞
次に、冷凍サイクル装置１００の動作について説明する。

【0050】

＜冷房運転＞
冷凍サイクル装置１００が冷房運転されるときには、冷房負荷に応じて、上記第３状態、上記第５状態、上記第６状態または上記第７状態が実現される。冷房負荷が比較的高い場合には、上記第３状態が選択される。冷凍サイクル装置１００が複数の室内熱交換器を備える場合、上記第３状態は例えば全冷房運転時に実現され、上記第５状態、上記第６状態および上記第７状態は例えば冷房主体運転時に実現される。

【0051】

図１に示されるように、上記第３状態では、第２流路切替部６によって、第１熱交換部３Ａと第３熱交換部３Ｃとが直列に接続され、かつ第２熱交換部３Ｂと第３熱交換部３Ｃとが上記第１回路部において直列に接続される。圧縮機１から吐出されたガス単相冷媒は、第１ポートＰ１から第２流路切替部６の上記第１管路に流入する。

【0052】

上記第３状態では、第１開閉弁１１および第２開閉弁１２が開いておりかつ第７開閉弁１７が閉じられている。そのため、第１管路に流入したガス単相冷媒の一部は、第２管路を通って第２ポートＰ２から第１分配管９Ａに流入し、第１熱交換部３Ａにおいて外気と熱交換して凝縮される。第１熱交換部３Ａにて凝縮された液単相冷媒または気液２相冷媒は、第４分配管１０Ａを通り、第５ポートＰ５から上記第５管路に流入する。また、第１管路に流入したガス単相冷媒の残部は、第３管路を通って第３ポートＰ３から第２分配管９Ｂに流入し、第２熱交換部３Ｂにおいて外気と熱交換して凝縮される。第２熱交換部３Ｂにて凝縮された液単相冷媒または気液２相冷媒は、第５分配管１０Ｂを通り、第６ポートＰ６から上記第６管路に流入する。

【0053】

第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、第５開閉弁１５および第６開閉弁１６が開いておりかつ第７開閉弁１７および第９開閉弁１９が閉じられているため、上記第６管路に流入した液単相冷媒または気液２相冷媒の全ては、第４ポートＰ４から第３分配管９Ｃに流入し、第３熱交換部３Ｃにおいて外気と熱交換して凝縮される。第３熱交換部３Ｃにて凝縮された液単相冷媒は、第６分配管１０Ｃを通り、第７ポートＰ７から上記第７管路に流入する。第６開閉弁１６が開いておりかつ第９開閉弁１９が閉じられているため、第７管路に流入した液単相冷媒の全ては、第８ポートＰ８から外部に流出する。第８ポートＰ８から流出した液単相冷媒は、減圧部４に流入する。

【0054】

図３に示されるように、上記第５状態では、第２熱交換部３Ｂおよび第３熱交換部３Ｃには冷媒が供給されず、第２熱交換部３Ｂおよび第３熱交換部３Ｃは凝縮器として作用しない。上記第５状態では、第１熱交換部３Ａのみが凝縮器として作用する。具体的には、圧縮機１から吐出されたガス単相冷媒は、第１ポートＰ１から第２流路切替部６の上記第１管路に流入する。第１開閉弁１１が開いておりかつ第２開閉弁１２および第７開閉弁１７が閉じられているため、第１管路に流入したガス単相冷媒の全ては、第２ポートＰ２を通って第１分配管９Ａに流入し、第１熱交換部３Ａにおいて外気と熱交換して凝縮される。第１熱交換部３Ａにて凝縮された液単相冷媒または気液２相冷媒は、第４分配管１０Ａを通り、第５ポートＰ５から上記第５管路に流入する。第４開閉弁１４および第９開閉弁１９が開いておりかつ第５開閉弁１５、第６開閉弁１６および第８開閉弁１８が閉じられているため、上記第５管路に流入した液単相冷媒または気液２相冷媒の全ては、第８ポートＰ８から第２流路切替部６の外部に流出する。

【0055】

図４に示されるように、上記第６状態では、第１熱交換部３Ａおよび第３熱交換部３Ｃには冷媒が供給されず、第１熱交換部３Ａおよび第３熱交換部３Ｃは凝縮器として作用しない。上記第７状態では、第２熱交換部３Ｂのみが凝縮器として作用する。具体的には、圧縮機１から吐出されたガス単相冷媒は、第１ポートＰ１から第２流路切替部６の上記第１管路に流入する。第２開閉弁１２が開いておりかつ第１開閉弁１１および第７開閉弁１７が閉じられているため、第１管路に流入したガス単相冷媒の全ては、第３管路を通って第２分配管９Ｂに流入し、第２熱交換部３Ｂにおいて外気と熱交換して凝縮される。第２熱交換部３Ｂにて凝縮された液単相冷媒または気液２相冷媒は、第５分配管１０Ｂを通り、第６ポートＰ６から上記第６管路に流入する。第５開閉弁１５および第９開閉弁１９が開いておりかつ第４開閉弁１４、第６開閉弁１６および第８開閉弁１８が閉じられているため、上記第６管路に流入した液単相冷媒または気液２相冷媒の全ては、第８ポートＰ８から第２流路切替部６の外部に流出する。

【0056】

図５に示されるように、上記第７状態では、第１熱交換部３Ａおよび第２熱交換部３Ｂには冷媒が供給されず、第１熱交換部３Ａおよび第２熱交換部３Ｂは凝縮器として作用しない。上記第５状態では、第３熱交換部３Ｃのみが凝縮器として作用する。具体的には、圧縮機１から吐出されたガス単相冷媒は、第１ポートＰ１から第２流路切替部６の上記第１管路に流入する。第３開閉弁１３および第７開閉弁１７が開いておりかつ第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、および第８開閉弁１８が閉じられているため、第１管路に流入したガス単相冷媒の全ては、第４管路を通って第３分配管９Ｃに流入し、第３熱交換部３Ｃにおいて外気と熱交換して凝縮される。第３熱交換部３Ｃにて凝縮された液単相冷媒または気液２相冷媒は、第６分配管１０Ｃを通り、第７ポートＰ７から上記第７管路に流入する。第６開閉弁１６が開いておりかつ第８開閉弁１８、および第９開閉弁１９が閉じられているため、上記第７管路に流入した液単相冷媒または気液２相冷媒の全ては、第８ポートＰ８から第２流路切替部６の外部に流出する。

【0057】

＜暖房運転＞
冷凍サイクル装置１０１が暖房運転されるときには、上記第４状態が実現される。図２に示されるように、上記第４状態では、第１熱交換部３Ａ、第３熱交換部３Ｃおよび第２熱交換部３Ｂが並列に接続される。具体的には、圧縮機１から吐出されたガス単相冷媒は、図１に示される室内熱交換器５にて凝縮され、液単相冷媒となる。液単相冷媒は、減圧部４にて減圧され、気液２相冷媒となる。気液２相冷媒は、第８ポートＰ８から第２流路切替部６の上記第１管路に流入する。

【0058】

上記第４状態では、第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、第４開閉弁１４、第５開閉弁１５、第６開閉弁１６、第７開閉弁１７、および第９開閉弁１９が開いており、かつ第８開閉弁１８が閉じられている。そのため、第８ポートＰ８から上記第１管路に流入した気液２相冷媒の一部は、第５ポートＰ５を通って第４分配管１０Ａに流入し、第１熱交換部３Ａにおいて外気と熱交換して蒸発され、ガス単相冷媒となる。また、第１管路に流入した気液２相冷媒の他の一部は、第６ポートＰ６を通って第５分配管１０Ｂに流入し、第２熱交換部３Ｂにおいて外気と熱交換して蒸発され、ガス単相冷媒となる。第１管路に流入した気液２相冷媒の残部は、第７ポートＰ７を通って第６分配管１０Ｃに流入し、第３熱交換部３Ｃにおいて外気と熱交換して蒸発され、ガス単相冷媒となる。

【0059】

第１熱交換部３Ａにて蒸発されたガス単相冷媒は、第１分配管９Ａを通り、第２ポートＰ２から上記第２管路に流入する。第２熱交換部３Ｂにて蒸発されたガス単相冷媒は、第２分配管９Ｂを通り、第３ポートＰ３から上記第３管路に流入する。第３熱交換部３Ｃにて蒸発されたガス単相冷媒は、第３分配管９Ｃを通り、第４ポートＰ４から上記第４管路に流入する。第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第３開閉弁１３、第４開閉弁１４、第５開閉弁１５、第６開閉弁１６、第７開閉弁１７、および第９開閉弁１９が開いており、かつ第８開閉弁１８が閉じられているため、ガス単相冷媒の全ては、第１ポートＰ１から第２流路切替部６の外部に流出する。第１ポートＰ１から流出したガス単相冷媒は、圧縮機１の吸入口に吸入される。

【0060】

＜作用効果＞
冷凍サイクル装置１００は、冷媒が循環する冷媒回路を備える。冷媒回路は、圧縮機１、第１流路切替部２、室外熱交換器３、減圧部４、室内熱交換器５、および第２流路切替部６を含む。室外熱交換器３は、第１方向Ｚに互いに間隔を隔てて配置されており、かつ第１方向Ｚと交差する第２方向Ｘに沿って延びている複数の扁平伝熱管７と、複数の扁平伝熱管７の各々と接続されており、かつ記第２方向に互いに間隔を隔てて配置されている複数の板状部材と、複数の扁平伝熱管７の第２方向の一端に接続されている第１分配器９と、複数の扁平伝熱管７の第２方向Ｘの他端に接続されている第２分配器１０とを有している。複数の扁平伝熱管７の第２方向Ｘの一端の数は、複数の扁平伝熱管７の第２方向Ｘの他端の数に等しい。第１方向Ｚおよび第２方向Ｘと直交する第３方向Ｙにおいて、複数の扁平伝熱管７の配列数は１列である。

【0061】

複数の扁平伝熱管７は、第１方向Ｚに並んで配置された、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃとを有している。

【0062】

第１分配器９は、複数の第１扁平伝熱管７Ａの第２方向Ｘの各一端を並列に接続している第１分配管９Ａと、複数の第２扁平伝熱管７Ｂの第２方向の各一端を並列に接続している第２分配管９Ｂと、複数の第３扁平伝熱管７Ｃの第２方向の各一端を並列に接続している第３分配管９Ｃとを有している。

【0063】

第２分配器１０は、複数の第１扁平伝熱管７Ａの第２方向の各他端を並列に接続している第４分配管１０Ａと、複数の第２扁平伝熱管７Ｂの第２方向の各他端を並列に接続している第５分配管１０Ｂと、複数の第３扁平伝熱管７Ｃの第２方向の各他端を並列に接続している第６分配管１０Ｃとを有している。

【0064】

第１流路切替部２は、室外熱交換器３が凝縮器として作用し室内熱交換器５が蒸発器として作用する第１状態と、室外熱交換器３が蒸発器として作用し室内熱交換器５が凝縮器として作用する第２状態とを切り替える。

【0065】

第２流路切替部６は、冷媒が流出入する第１ポートＰ１、第２ポートＰ２、第３ポートＰ３、第４ポートＰ４、第５ポートＰ５、第６ポートＰ６、第７ポートＰ７、および第８ポートＰ８を有している。第１ポートＰ１は、第１状態において第１流路切替部２を介して圧縮機１の吐出口に接続され、第２状態において第１流路切替部２を介して圧縮機１の吸入口に接続されている。第２ポートＰ２は、第１分配管９Ａに接続されている。第３ポートＰ３は、第２分配管９Ｂに接続されている。第４ポートは、第３分配管９Ｃに接続されている。第５ポートＰ５は、第４分配管１０Ａに接続されている。第６ポートＰ６は、第５分配管１０Ｂに接続されている。第７ポートＰ７は、第６分配管１０Ｃに接続されている。第８ポートＰ８は、減圧部４を介して室内熱交換器５に接続されている。

【0066】

第２流路切替部６は、第３状態と第４状態とを切り替える。第３状態では、第１ポートＰ１、第２ポートＰ２、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、第５ポートＰ５、第４ポートＰ４、複数の第３扁平伝熱管７Ｃ、第７ポートＰ７および第８ポートＰ８が順に直列に接続されており、かつ第１ポートＰ１、第３ポートＰ３、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、第６ポートＰ６、第４ポートＰ４、複数の第３扁平伝熱管７Ｃ、第７ポートＰ７および第８ポートＰ８が順に直列に接続されている。第４状態では、第５ポートＰ５、第６ポートＰ６、および第７ポートＰ７が第８ポートＰ８に対し並列に接続され、かつ第２ポートＰ２、第３ポートＰ３および第４ポートＰ４が第１ポートＰ１に対し並列に接続されている。

【0067】

冷凍サイクル装置１００によれば、第２流路切替部６が、第１熱交換部３Ａ、第２熱交換部３Ｂ、および第３熱交換部３Ｃが直列に接続された上記第３状態と、第１熱交換部３Ａ、第２熱交換部３Ｂ、および第３熱交換部３Ｃが並列に接続された上記第４状態とを切り替える。そのため、第２流路切替部６によって上記第３状態が冷房運転時に、上記第４状態が暖房運転時に実現されることにより、冷凍サイクル装置１００の室外熱交換器３の熱交換効率は、室外熱交換器３および第２流路切替部６の少なくともいずれかを備えず上記切り替えが行われない従来の冷凍サイクル装置の室外熱交換器の熱交換効率と比べて、高い。

【0068】

例えば、上記第３状態が上記冷房運転時に実現される冷凍サイクル装置１００では、上記第４状態が冷暖房運転時に維持される冷凍サイクル装置と比べて、冷房運転時の第１扁平伝熱管７Ａ、第２扁平伝熱管７Ｂ、および第３扁平伝熱管７Ｃの各々を流れる冷媒の流量が増加し、その流速が高めるられるため、管内熱伝達率が高い。その結果、冷凍サイクル装置１００の凝縮伝熱性能は上記冷凍サイクル装置の凝縮伝熱性能と比べて高くなり、冷凍サイクル装置１００の成績係数ＣＯＰは、上記冷凍サイクル装置の成績係数ＣＯＰと比べて高くなる。

【0069】

また、例えば、上記第４状態が上記暖房運転時に実現される冷凍サイクル装置１００では、上記第３状態が冷暖房運転時に維持される冷凍サイクル装置と比べて、暖房運転時の第１扁平伝熱管７Ａ、第２扁平伝熱管７Ｂ、および第３扁平伝熱管７Ｃの各々を流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。その結果、冷凍サイクル装置１００の成績係数ＣＯＰは、上記冷凍サイクル装置の成績係数ＣＯＰと比べて高くなる。

【0070】

さらに、冷凍サイクル装置１００では、第２流路切替部６が１つのユニットとして構成されている。そのため、上記第３状態、上記第４状態、上記第５状態、上記第６状態、および上記第７状態の切替は、第２流路切替部６の内部の流路の切替によって、実現される。その結果、第２流路切替部６の外部において、室外機内に配置される冷媒配管は、第２流路切替部６の各ポートと、四方弁２、室外熱交換器３および減圧部４の各々とを１対１で接続する配管のみとなる。そのため、冷凍サイクル装置１００における室外機内の配管の取り回しは、第２流路切替部６を備えずに上記切替を実現するように構成された冷凍サイクル装置の配管の取り回しと比べて、単純化されている。

【0071】

さらに、冷凍サイクル装置１００では、上記第３状態において、圧縮機１から吐出されたガス単相冷媒の一部が第１熱交換部３Ａにて凝縮して低下乾き度の気液２相冷媒とされ、かつガス単相冷媒の残部が第２熱交換部３Ｂにて凝縮して低下乾き度の気液２相冷媒とされる。その後、気液２相冷媒は第２流路切替部６内において合流し、第３熱交換部３Ｃにてさらに凝縮して液単相冷媒となる。

【0072】

そのため、上記冷凍サイクル装置１００と、冷媒封入量が上記冷凍サイクル装置１００と同等であるが直列に接続された複数の熱交換部のみを備える冷凍サイクル装置とを比較場合に、上記冷凍サイクル装置１００が上記第３状態にあるときに第１熱交換部３Ａおよび第２熱交換部３Ｂの各々を流れる冷媒の流量は、上記比較例を流れる冷媒の流量と比べて、少なくなる。そのため、冷凍サイクル装置１００の第１熱交換部３Ａおよび第２熱交換部３Ｂの各々を流れるガス単相冷媒または気液２相冷媒の流速は、上記比較例を流れるガス単相冷媒または気液２相冷媒の流速よりも遅くなる。その結果、冷凍サイクル装置１００が上記第３状態にあるときに第１熱交換部３Ａおよび第２熱交換部３Ｂの各々を流れるガス単相冷媒または気液２相冷媒の圧力損失は、上記比較例を流れるガス単相冷媒または気液２相冷媒の圧力損失よりも小さくなる。

【0073】

つまり、冷凍サイクル装置１００では、上記第３状態において第３熱交換部３Ｃを流れる液単相冷媒の流速が上記比較例を流れる液単相冷媒の流速と同等とされながらも、上記第３状態において第１熱交換部３Ａおよび第２熱交換部３Ｂを流れる気液２相冷媒の流速が上記比較例を流れる気液２相冷媒の流速よりも遅くされている。そのため、冷凍サイクル装置１００の冷房運転時の凝縮伝熱性能は、上記比較例の冷房運転時の凝縮伝熱性能と比べて、高められている。

【0074】

さらに、第２流路切替部６内の第１ポートＰ１、第２ポートＰ２、第３ポートＰ３、第４ポートＰ４、第５ポートＰ５、第６ポートＰ６、第７ポートＰ７および第８ポートＰ８の相対的な位置関係は、これらに接続される第１熱交換部３Ａ、第２熱交換部３Ｂおよび第３熱交換部３Ｃの仕様が変更される場合にも、変更される必要がない。そのため、第２流路切替部６は、馬力数等の異なる複数の冷凍サイクル装置１００間において、一定とされ得る。つまり、冷凍サイクル装置１００では、馬力数、普及期、およびいわゆる高性能機か否か等に応じて冷媒配管の取り回しを設計変更する必要が無い。つまり、冷凍サイクル装置１００では、室外機内に収容される上記冷媒配管の標準化設計が可能となる。

【0075】

また、冷凍サイクル装置１００では、冷凍サイクル装置の馬力数等に応じて逆止弁および電磁弁を含む冷媒配管の取り回しを設計する必要がある冷凍サイクル装置と比べて、室外機内の冷媒配管の取り回しを単純化して冷媒配管の長さを短くすることができる。その結果、室外機内の冷媒配管の設置スペースは上記冷凍サイクル装置と比べて縮小され、冷凍サイクル装置１００の製造コストは上記冷凍サイクル装置と比べて低減される。

【0076】

上記冷凍サイクル装置１００によれば、第２流路切替部６が、上記第３状態、上記第４状態に加え、第１熱交換部３Ａのみに冷媒が供給される上記第５状態、第２熱交換部３Ｂのみに冷媒が供給される上記第６状態、および第３熱交換部３Ｃのみに冷媒が供給される上記第７状態を切り替える。上記第５状態、上記第６状態および上記第７状態は、空調負荷が比較的小さい冷房運転時（冷房低負荷運転時）に実現される。

【0077】

凝縮器の放熱能力が過大となると、凝縮圧力が通常の冷房運転時のそれと比べて低下する。その結果、暖房運転している室内熱交換器に供給される気相冷媒の飽和温度が低下し、要求される暖房能力が得られなくなる。また、凝縮圧力の低下に伴い圧縮比（凝縮圧力／蒸発圧力）が低い状態が維持されると、圧縮機の信頼性が低下する。

【0078】

冷凍サイクル装置１００では、第２流路切替部６によって上記第５状態、上記第６状態または上記第７状態が実現されることで、凝縮器の放熱能力を低下させることができる。そのため、例えば外気温が低い環境下で冷房主体運転が実行される場合に、凝縮器の放熱能力が過大となることが抑制されているため、凝縮圧力が通常の冷房運転時のそれと比べて低下することが抑制される。その結果、冷凍サイクル装置１００では、外気温が低い環境下で冷房主体運転が実行される場合にも、要求される暖房能力を得ることができる。また、この場合、冷凍サイクル装置１００では凝縮圧力の低下が抑制されるために、圧縮機１の信頼性が確保されている。

【0079】

また、冷凍サイクル装置１００の第１熱交換部３Ａ、第２熱交換部３Ｂ、および第３熱交換部３Ｃの各容量が互いに異なるように設けられている場合には、上記第５状態、上記第６状態および上記第７状態間の切替により、冷凍サイクル装置１００の冷房運転時の凝縮伝熱性能を冷房負荷に応じて細かく制御することができる。

【0080】

実施の形態２．
実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、室外熱交換器３の複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの上記扁平形状の長軸が、水平方向に対して傾斜している点で異なる。実施の形態２において、第１方向Ｚは重力方向である。

【0081】

図６に示されるように、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの各扁平形状の長軸は、水平方向に沿って延びる水平線Ｈに対して角度θを成して傾斜している。複数の第１扁平伝熱管７Ａの上記長軸が水平線Ｈに対して成す傾斜角、複数の第２扁平伝熱管７Ｂの上記長軸が水平線Ｈに対して成す傾斜角、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの上記長軸が水平線Ｈに対して成す傾斜角は、例えば等しい。

【0082】

図６に示されるように、各第１扁平伝熱管７Ａ、各第２扁平伝熱管７Ｂ、および各第３扁平伝熱管７Ｃが挿通される板状部材８の各挿通孔が上記切欠き部として設けられている場合、第３方向Ｙにおいて切欠き部が開口している側が風下となるように、室外ファンが室外熱交換器３に送風する。

【0083】

実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と基本的に同様の構成を備えているため、冷凍サイクル装置１００と同様の効果を奏することができる。

【0084】

また、冷凍サイクル装置の暖房運転時には、室外の空気に含まれる水分が室外熱交換器３において凝縮されることにより、各扁平伝熱管の表面に凝縮水が発生する。この凝縮水の一部が各扁平伝熱管の表面に霜となって付着すると、該霜が室外の空気との間の熱交換を阻害するため、冷凍サイクル装置の暖房効率が低下する。各扁平伝熱管の長軸の長さが長くなるほど、凝縮水は扁平伝熱管の表面に滞留しやすくなって霜として付着しやすくなる。

【0085】

これに対し、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置では、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの各扁平形状の長軸の長さが比較的長くされた場合にも、室外熱交換器３の排水性が高められている。そのため、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、大馬力の冷凍サイクル装置に好適である。

【0086】

図７に示されるように、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置においても、板状部材８の各挿通孔が貫通孔として構成されていてもよい。この場合、室外熱交換器３への送風方向は、特に制限されない。

【0087】

好ましくは、図８に示されるように、室外熱交換器３の複数の第１扁平伝熱管７Ａの上記扁平形状の長軸が水平方向に対して成す傾斜角θ１、複数の第２扁平伝熱管７Ｂの上記扁平形状の長軸が水平方向に対して成す傾斜角θ２、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの上記扁平形状の長軸が水平方向に対して成す傾斜角θ３が、θ１＜θ２＜θ３の関係を満足する。

【0088】

上述した冷凍サイクル装置の暖房運転または除霜運転時には、複数の扁平伝熱管のうち、重力方向において相対的に下方に配置された扁平伝熱管はそれよりも上方に配置された扁平伝熱管の排水経路上に配置されている。そのため、重力方向において相対的に下方に配置されている扁平伝熱管の周囲には、それよりも上方に配置された扁平伝熱管と比べて多量の水が流通する。また、重力の影響により、重力方向において相対的に下方に配置されている扁平伝熱管の周囲には、それよりも上方に配置された扁平伝熱管と比べて水が滞留しやすい。このように、第３扁平伝熱管７Ｃには第２扁平伝熱管７Ｂと比べて高い排水性が要求され、第２扁平伝熱管７Ｂには第１扁平伝熱管７Ａと比べて高い排水性が要求される。そのため、θ１＜θ２＜θ３の関係が実現されている冷凍サイクル装置では、上記関係が実現されていない冷凍サイクル装置と比べて、室外熱交換器３が蒸発器として作用するときの熱交性能が向上されている。なお、この場合にも、板状部材８の各挿入孔は、例えば図８に示されるように上記切欠き部として構成されていてもよいし、上記貫通孔として構成されていてもよい。

【0089】

実施の形態３．
実施の形態３に係る冷凍サイクル装置は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、室外熱交換器３を第１方向Ｚから視たときに、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの各々が少なくとも１つの屈曲部を有している点で異なる。

【0090】

図９に示されるように、室外熱交換器３は、例えばいわゆるトップフロー型熱交換器である。室外ファン２０は、回転軸が第１方向Ｚに沿うように、室外熱交換器３の上方に配置されている。

【0091】

複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの各々は、例えば３つの屈曲部を有している。複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの各々の延在方向は、上記扁平形状の長軸が異なる方向を向くように、３箇所で曲げられている。室外熱交換器３を第１方向Ｚから視たときに、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの各々は、第１方向Ｚに延びる軸を囲むように配置されている。上記屈曲部は、直線状に延在する各扁平伝熱管と各板状部材８とを接合した後、各扁平伝熱管を屈曲させることにより、形成される。

【0092】

複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの各延在方向の両端間の最短距離は、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの各延在方向の両端間の沿面距離と比べて、短い。

【0093】

好ましくは、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの各扁平形状の長軸は、図６〜図８に示されるように、水平方向に沿って延びる水平線Ｈに対して角度θを成して傾斜している。この場合、室外熱交換器３を第１方向Ｚから視たときの各扁平伝熱管７の内周端部がその外周端部よりも上方に配置される。

【0094】

第２方向Ｘに垂直な断面において、複数の第１扁平伝熱管７Ａ、複数の第２扁平伝熱管７Ｂ、および複数の第３扁平伝熱管７Ｃの短軸の長さに対する長軸の長さの比率（アスペクト比）は、室外熱交換器３の熱交換性能を高める観点から、１５以上である。さらに、上記アスペクト比は、室外熱交換器３の歩留まり率を高める観点から、２３以下である。

【0095】

図１０は、理論的に算出された上記アスペクト比と室外熱交換器３の熱交換性能との関係、および経験的に算出された上記アスペクト比と室外熱交換器３の歩留まり率との関係を示すグラフである。図１０の横軸は、上記アスペクト比を示す。図１０の左縦軸は、熱交換部が空気の流通方向に２列並んで配置されており、各扁平伝熱管の上記アスペクト比が４であって、かつ各扁平伝熱管が３つの屈曲部を有している複列熱交換器、以下比較例の複列熱交換器という、の熱交換性能を１００％としたときの、図９に示される室外熱交換器３の熱交換性能の比率を示す。図１０の右縦軸は、上記比較例の複列熱交換器の歩留まり率を１００％としたときの、図９に示される室外熱交換器３の歩留まり率の比率を示す。なお、上記比較例の複列熱交換器は、図９に示される室外熱交換器に対し、複列であることおよび上記アスペクト比が４であることのみが異なるものとした。図１０中のプロットＤ１は上記比較例の複列熱交換器の上記アスペクト比と熱交換性能との関係を示し、プロットＤ２は上記比較例の複列熱交換器の上記アスペクト比と歩留まり率との関係を示している。

【0096】

図１０に示されるように、上記アスペクト比が大きくなるほど室外熱交換器３の伝熱面積が大きくなるため、室外熱交換器３の熱交換性能は高くなる。一方、上記アスペクト比が大きくなるほど、扁平伝熱管と板状部材とを接合した後に扁平伝熱管を屈曲させる際に扁平伝熱管が潰れたりまたは板状部材が倒れたりする不良が生じやすくなり、室外熱交換器３の歩留まり率は低くなる。上記アスペクト比が１５以上２０以下である室外熱交換器３は、上記比較例の複列熱交換器と比べて、高い熱交換性能を有しながらも、同等以上の歩留まり率を示している。また、上記アスペクト比が２０超え２３以下である室外熱交換器３は、上記比較例の複列熱交換器と比べて、極めて高い熱交換性能を有しながらも、歩留まり率の低下率が１０％以内に抑制されている。

【0097】

つまり、実施の形態３に係る室外熱交換器３は、上記アスペクト比が１５以上であるため高い熱交換性能を有しており、かつ上記アスペクト比が２３以下であるため、３つの屈曲部を有していても屈曲工程における歩留まり率の低下が抑制されている。

【0098】

さらに、複数の扁平伝熱管７の各延在方向の両端間の最短距離がその沿面距離と比べて短されている。そのため、室外熱交換器３の構造上のデッドスペースが十分に削減されている。

【0099】

さらに、室外熱交換器３がトップフロー型の熱交換器として構成されており、各扁平伝熱管７の内周端部がその外周端部よりも上方に配置されていることにより、各扁平伝熱管７の周囲で気体の流れに剥離が生じにくく、通風抵抗が低減されている。その結果、室外ファンの空力特性が向上し、ファンモータの入力および騒音が低減される。

【0100】

また、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と基本的に同様の構成を備えているため、冷凍サイクル装置１００と同様の効果を奏することができる。

【0101】

実施の形態１〜３に係る冷凍サイクル装置の室外熱交換器３は、例えば４つ以上の熱交換部を備えていてもよい。その場合、第２流路切替部６は熱交換部の数に応じてポートおよび電磁弁の数が増設される。このような第２流路切替部６によって、４つ以上の熱交換部が互いに直列に接続された上記第３状態が実現され得る。

【0102】

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、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を含むことが意図される。

【符号の説明】

【0103】

１ 圧縮機、２ 四方弁、２Ｂ，３Ｂ 第２熱交換部、３ 室外熱交換器、３Ａ 第１熱交換部、３Ｃ 第３熱交換部、４ 減圧部、５ 室内熱交換器、６ 第２流路切替部、７Ａ 第１扁平伝熱管、７Ｂ 第２扁平伝熱管、７Ｃ 第３扁平伝熱管、８ 板状部材、９Ａ 第１分配管、９Ｂ 第２分配管、９Ｃ 第３分配管、１０Ａ 第４分配管、１０Ｂ 第５分配管、１０Ｃ 第６分配管、１１ 第１開閉弁、１２ 第２開閉弁、１３ 第３開閉弁、１４ 第４開閉弁、１５ 第５開閉弁、１６ 第６開閉弁、１７ 第７開閉弁、１８ 第８開閉弁、１９ 第９開閉弁、１００，１０１ 冷凍サイクル装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】