特開 2023-17389 ヒートポンプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023017389

(43)【公開日】2023-02-07

(54)【発明の名称】ヒートポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 41/26 20210101AFI20230131BHJP

【ＦＩ】

F25B41/26 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021121636

(22)【出願日】2021-07-26

(71)【出願人】

【識別番号】399040106

【氏名又は名称】ゼネラルヒートポンプ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100180552

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 旭洋

(72)【発明者】

【氏名】柴 芳郎

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 澂雄

(57)【要約】

【課題】冷却運転と加熱運転との両方で対向流での熱交換を実現しつつ、設置コストを低減するヒートポンプ装置を提供する。
【解決手段】ヒートポンプ装置１１Ａは、第二切替部８２Ａと第三切替部８３Ａとを備えている。第二切替部８２Ａは、冷媒５３の流路７０を切り替えることで、冷却運転時と加熱運転時とで、第一熱交換器３５１に流れる方向を同じにして、第一熱交換器３５１において第一熱媒体５１と冷媒５３とを対向流にする。第三切替部８３Ａは、冷媒５３の流路７０を切り替えることで、冷却運転時と加熱運転時とで、第二熱交換器３５２に流れる方向を同じにして、第二熱交換器３５２おいて第二熱媒体５２と冷媒５３とを対向流にする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一熱媒体を熱源として第二熱媒体を冷却する冷却運転と、前記第一熱媒体を熱源として前記第二熱媒体を加熱する加熱運転とを切り替え可能なヒートポンプ装置であって、
前記第一熱媒体と冷媒とを熱交換する第一熱交換器と、
前記冷媒と前記第二熱媒体とを熱交換する第二熱交換器と、
前記冷媒を膨張させる膨張弁と、
前記冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記冷却運転時に、前記第二熱交換器から前記圧縮機を介して前記第一熱交換器に前記冷媒を流し、前記加熱運転時に、前記第一熱交換器から前記圧縮機を介して、前記第二熱交換器に前記冷媒を流すように、前記冷媒の流路を切り替える第一切替部と、
前記冷媒の流路を切り替えることで、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記第一熱交換器に前記冷媒が流れる方向を同じにして、前記第一熱交換器において前記第一熱媒体と前記冷媒とを対向流にする第二切替部と、
前記冷媒の流路を切り替えることで、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記第二熱交換器に前記冷媒が流れる方向を同じにして、前記第二熱交換器において前記冷媒と前記第二熱媒体とを対向流にする第三切替部と
を備えたことを特徴とするヒートポンプ装置。

【請求項2】

前記膨張弁は、一方向にのみ前記冷媒が流れる片方向膨張弁であり、
前記ヒートポンプ装置は、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで前記冷媒が流れる流路を切り替えて、前記片方向膨張弁に流れる前記冷媒の方向を前記一方向にする第四切替部を備えた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】

前記膨張弁は、一方向、及び、前記一方向の反対方向に前記冷媒が流れる両方向膨張弁であり、
前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記両方向膨張弁を前記冷媒が流れる方向が逆方向とな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4】

前記第二切替部は、前記冷媒の流路を切り替えることで、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記第一熱交換器に前記冷媒が流れる方向を同じにし、且つ、前記第一熱交換器において前記冷媒を重力方向に流すことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のヒートポンプ装置。

【請求項5】

前記第三切替部は、前記冷媒の流路を切り替えることで、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記第二熱交換器に前記冷媒が流れる方向を同じにし、且つ、前記第二熱交換器において前記冷媒を重力方向に流すことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のヒートポンプ装置。

【請求項6】

前記第一熱媒体は、空気であり、
前記第一熱交換器は、前記空気と前記冷媒とを熱交換し、
前記第二切替部は、前記冷媒の流路を切り替えることで、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記第一熱交換器に前記冷媒が流れる方向を同じにして、前記第一熱交換器において前記空気と前記冷媒とを対向流にすることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のヒートポンプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱交換を行うヒートポンプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、熱交換を行うヒートポンプ装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の液体供給装置は、ヒートポンプ及びファンコイルユニットを備えている。ヒートポンプは、２つの冷媒－水熱交換器（以下、第一の熱交換器、第二の熱交換器という場合がある。）、圧縮機、膨張弁、及び冷媒配管を備えている。

【0003】

ファンコイルユニットにおいて冷房が実施される場合、冷媒が、圧縮機、第一の熱交換器、膨張弁、第二の熱交換器の順に流れる。第一の熱交換器において、第一の液体と冷媒とが熱交換され、気体の冷媒が冷却されて凝縮して液体の冷媒となる。そして、第二の熱交換器において、冷媒と第二の液体とが熱交換され、気体と液体が共存する冷媒が加熱されて蒸発して全て気体となることにより、第二の液体が冷却される。冷却された第二の液体の熱は、ファンコイルユニットにおいて冷房に利用される。

【0004】

ファンコイルユニットにおいて暖房が実施される場合、冷媒が、膨張弁、第一の熱交換器、圧縮機、第二の熱交換器の順に流れる。第一の熱交換器において、第一の液体と冷媒とが熱交換され、気体と液体が共存する冷媒が加温されて蒸発して全て気体となる。そして、第二の熱交換器において、冷媒と第二の液体とが熱交換され、気体の冷媒が冷却されて凝縮して液体の冷媒となることにより、第二の液体が加温される。加温された第二の液体の熱は、ファンコイルユニットにおいて暖房に利用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－０８０８７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前記従来のヒートポンプ装置は、第二の熱交換器において第二の液体を冷却する場合と加温する場合とで、第一の熱交換器を流れる冷媒の向きは逆になる。また、第二の熱交換器を流れる冷媒の向きも逆になる。しかし、第一の液体と、第二の液体とのそれぞれが流れる向きは、変わらない。よって、第一の熱交換器において第一の液体と冷媒とが同じ方向に流れる場合がある。また、第二の熱交換器において第二の液体と冷媒とが同じ方向に流れる場合がある。このように熱交換器において液体と冷媒とが同じ方向に流れると、液体と冷媒とが逆方向に流れる対向流である場合に比べて、熱交換の効率が低下する。

【0007】

ここで、熱交換器において液体と冷媒とを対向流とするために、ヒートポンプの外側で、液体の流れる向きを、切り替えることが考えられる。しかし、ヒートポンプの外側に、液体の流れる向きを切り替える装置を設ける必要がある。ヒートポンプの外側の機器は、ヒートポンプを含むシステムが設置される現地で施工される場合が多い。液体の流れる向きを切り替える装置を現地で施工すると、ヒートポンプを含むシステムを設置する工数が増大し、設置コストが大きくなるという問題点がある。

【0008】

本発明の目的は、冷却運転と加熱運転との両方で対向流での熱交換を実現しつつ、設置コストを低減するヒートポンプ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係るヒートポンプ装置は、第一熱媒体を熱源として第二熱媒体を冷却する冷却運転と、前記第一熱媒体を熱源として前記第二熱媒体を加熱する加熱運転とを切り替え可能なヒートポンプ装置であって、前記第一熱媒体と冷媒とを熱交換する第一熱交換器と、前記冷媒と前記第二熱媒体とを熱交換する第二熱交換器と、前記冷媒を膨張させる膨張弁と、前記冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷却運転時に、前記第二熱交換器から前記圧縮機を介して前記第一熱交換器に前記冷媒を流し、前記加熱運転時に、前記第一熱交換器から前記圧縮機を介して、前記第二熱交換器に前記冷媒を流すように、前記冷媒の流路を切り替える第一切替部と、前記冷媒の流路を切り替えることで、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記第一熱交換器に前記冷媒が流れる方向を同じにして、前記第一熱交換器において前記第一熱媒体と前記冷媒とを対向流にする第二切替部と、前記冷媒の流路を切り替えることで、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記第二熱交換器に前記冷媒が流れる方向を同じにして、前記第二熱交換器において前記冷媒と前記第二熱媒体とを対向流にする第三切替部とを備えている。

【0010】

この場合、第二切替部と第三切替部とによって、冷媒の流路を切り替えることで、冷却運転時と加熱運転時との両方で、第一熱交換器において第一熱媒体と冷媒とを対向流にし、第二熱交換器において冷媒と第二熱媒体とを対向流にすることができる。よって、第一熱交換器において第一熱媒体と冷媒とが同じ方向に流れる場合に比べて、熱交換の効率が向上する。また、第二熱交換器において第一熱媒体と冷媒とが同じ方向に流れる場合に比べて、熱交換の効率が向上する。また、冷媒の流路を切り替えて対向流にすることができるので、第一熱媒体と第二熱媒体の流路を切り替えて対向流にする必要がない。第一熱媒体と第二熱媒体の流路は、ヒートポンプ装置が設置される現地で施工される場合が多い。しかし、本発明では第一熱媒体と第二熱媒体の流路を切り替えなくても、対向流にすることができるので、第一熱媒体と第二熱媒体の流れる向きを切り替える装置を現地で施工する必要がない。よって、ヒートポンプ装置を含むシステムを設置する工数が減少する。故に、ヒートポンプ装置を含むシステムの設置コストを低減することができる。

【0011】

前記ヒートポンプ装置において、前記膨張弁は、一方向にのみ前記冷媒が流れる片方向膨張弁であり、前記ヒートポンプ装置は、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで前記冷媒が流れる流路を切り替えて、前記片方向膨張弁に流れる前記冷媒の方向を前記一方向にする第四切替部を備えてもよい。この場合、第四切替部によって、冷却運転時と前記加熱運転時とで前記冷媒が流れる流路を切り替えて、片方向膨張弁に冷媒を流すことができる。これによって、ヒートポンプ装置に片方向膨張弁を使用して、冷却運転と加熱運転とを実現できる。

【0012】

前記ヒートポンプ装置において、前記膨張弁は、一方向、及び、前記一方向の反対方向に前記冷媒が流れる両方向膨張弁であり、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記両方向膨張弁を前記冷媒が流れる方向が逆方向となってもよい。この場合、ヒートポンプ装置に両方向膨張弁を使用して、冷却運転と加熱運転とを実現できる。

【0013】

前記ヒートポンプ装置において、前記第二切替部は、前記冷媒の流路を切り替えることで、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記第一熱交換器に前記冷媒が流れる方向を同じにし、且つ、前記第一熱交換器において前記冷媒を重力方向に流してもよい。冷媒には、油が含まれる場合がある。仮に、第一熱交換器において、冷媒が重力方向の反対方向に流れる場合、重力によって、冷媒に含まれる油が、重力方向の反対方向に流れにくい場合がある。これによって、第一熱交換器の冷媒の流路に油が溜まる場合がある。本発明では、第一熱交換器において冷媒が重力方向に流れるので、油も重力方向に流れ、第一熱交換器の外側に流れる。よって、第一熱交換器の冷媒の流路に油が溜まる可能性を低減できる。

【0014】

前記ヒートポンプ装置において、前記第三切替部は、前記冷媒の流路を切り替えることで、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記第二熱交換器に前記冷媒が流れる方向を同じにし、且つ、前記第二熱交換器において前記冷媒を重力方向に流してもよい。仮に、第二熱交換器において、冷媒が重力方向の反対方向に流れる場合、重力によって、冷媒に含まれる油が、重力方向の反対方向に流れにくい場合がある。これによって、第二熱交換器の冷媒の流路に油が溜まる場合がある。本発明では第二熱交換器において冷媒が重力方向に流れるので、油も重力方向に流れ、第二熱交換器の外側に流れる。よって、第二熱交換器の冷媒の流路に油が溜まる可能性を低減できる。

【0015】

前記ヒートポンプ装置において、前記第一熱媒体は、空気であり、前記第一熱交換器は、前記空気と前記冷媒とを熱交換し、前記第二切替部は、前記冷媒の流路を切り替えることで、前記冷却運転時と前記加熱運転時とで、前記第一熱交換器に前記冷媒が流れる方向を同じにして、前記第一熱交換器において前記空気と前記冷媒とを対向流にしてもよい。この場合、空気と冷媒とが対向流となるので、空気が冷媒と同じ方向に流れる場合に比べて、熱交換の効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】冷却運転時のヒートポンプシステム１Ａの物理的構成を示す模式図である。

【図2】加熱運転時のヒートポンプシステム１Ａの物理的構成を示す模式図である。

【図3】冷却運転時のヒートポンプシステム１Ｂの物理的構成を示す模式図である。

【図4】加熱運転時のヒートポンプシステム１Ｂの物理的構成を示す模式図である。

【図5】冷却運転時のヒートポンプシステム１Ｃの物理的構成を示す模式図である。

【図6】加熱運転時のヒートポンプシステム１Ｃの物理的構成を示す模式図である。

【図7】冷却運転時のヒートポンプシステム１Ｄの物理的構成を示す模式図である。

【図8】空気利用熱交換器６０の物理的構成を示す模式図である。

【図9】ユニット６１の物理的構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を具現化したヒートポンプ装置１１Ａを備えたヒートポンプシステム１Ａについて、図面を参照して説明する。ヒートポンプ装置１１Ａは、第一熱媒体５１を熱源として第二熱媒体５２を冷却する冷却運転と、第一熱媒体５１を熱源として第二熱媒体５２を加熱する加熱運転とを切り替え可能である。冷却又は加熱された第二熱媒体５２の熱は、例えば、負荷（図示外）で使用される。本実施形態では、一例として、第一熱媒体５１と第二熱媒体５２は、水であるとする。

【0018】

ヒートポンプ装置１１Ａは、第一熱交換器３５１、第二熱交換器３５２、圧縮機３８、膨張弁３４、気液分離器３７、油分離器３９、第一切替部３６、第二切替部８２Ａ、第三切替部８３Ａ、フィルタードライヤー３３、及び制御盤１９を備えている。なお、ヒートポンプ装置１１Ａは、以下で説明する複数の流路を備えているが、該流路の一部又は全体を表す場合、流路７０という場合がある。

【0019】

第一切替部３６は、冷却運転時に、第二熱交換器３５２から圧縮機３８を介して第一熱交換器３５１に冷媒５３を流し（図１参照）、加熱運転時に、第一熱交換器３５１から圧縮機３８を介して、第二熱交換器３５２に冷媒５３を流すように（図２参照）、冷媒５３の流路７０を切り替える。冷媒５３には、例えば、種々の冷媒を使用することができる。本実施形態では、一例として、冷媒５３は、常温常圧で気体の冷媒であるＲ１３４ａとする。また、本実施形態では、一例として、第一切替部３６は、四方弁である。

【0020】

第二切替部８２Ａは、開閉弁８５７，８５８を含む。第三切替部８３Ａは、開閉弁８５３，８５４を含む。第四切替部８４は、開閉弁８５１，８５２，８５５，８５６を含む。開閉弁８５１～８５８は、例えば、電磁弁又は電動弁である。なお、図１及び図２においては、開いている開閉弁を白抜きで表し、閉じている開閉弁を黒で塗りつぶして示している（図３～図７も同様）。制御盤１９は、ＣＰＵ１９１、その他、制御ソフトウェアを記憶する記憶媒体等の種々の回路を備えている。ＣＰＵ１９１は、ヒートポンプ装置１１Ａを制御し、冷却運転及び加熱運転を行う。ＣＰＵ１９１は、例えば、第一切替部３６、第二切替部８２Ａ、及び第三切替部８３Ａを制御し、流路７０を切り替える。ＣＰＵ１９１は、例えば、第二熱媒体５２の熱を使用する負荷（例えば、ファンコイルユニット等）からの入力によって、冷却運転と加熱運転とを切り替えてもよい。また、ＣＰＵ１９１は、例えば、図示しない操作部を介して入力される使用者の指示を検出し、冷却運転及び加熱運転を切り替えてもよい。

【0021】

第一熱交換器３５１は、流路７１１，７１２を備えている。流路７１１，７１２は、重力方向に延びる。第二熱交換器３５２は、流路７１３，７１４を備えている。流路７１３，７１４は、重力方向に延びる。

【0022】

ヒートポンプ装置１１Ａの外側の流路７８１は、流路７１１の重力方向側の端部に接続されている。ヒートポンプ装置１１Ａの外側の流路７８２は、流路７１１の重力方向とは反対側の端部に接続されている。ヒートポンプ装置１１Ａの外側の流路７８３は、流路７１３の重力方向側の端部に接続されている。ヒートポンプ装置１１Ａの外側の流路７８４は、流路７１３の重力方向とは反対側の端部に接続されている。

【0023】

ヒートポンプ装置１１Ａにおいて、流路７２１の一端は、流路７１２の重力方向側の端部に接続され、他端は分岐部８１１に接続されている。流路７２２の一端は分岐部８１１に接続され、他端は分岐部８１２に接続されている。流路７２２には、開閉弁８５１が設けられている。流路７２３の一端は、分岐部８１２に接続され、他端は分岐部８１３に接続されている。流路７２３には、開閉弁８５２が設けられている。

【0024】

流路７２４の一端は分岐部８１３に接続され、他端は第二熱交換器３５２の流路７１４の重力方向側の端部に接続されている。流路７２５の一端は流路７１４の重力方向とは反対側の端部に接続され、他端は分岐部８１４に接続されている。

【0025】

流路７２６の一端は分岐部８１４に接続され、他端は分岐部８１５に接続されている。流路７２６には、開閉弁８５３が設けられている。流路７２７の一端は分岐部８１５に接続され、他端は分岐部８１３に接続されている。流路７２７には、開閉弁８５４が設けられている。

【0026】

流路７２８の一端は分岐部８１４に接続され、他端は分岐部８１６に接続されている。流路７２８には、開閉弁８５５が設けられている。流路７２９の一端は分岐部８１６に接続され、他端は分岐部８１７に接続されている。流路７２９には、開閉弁８５６が設けられている。

【0027】

流路７３０の一端は分岐部８１７に接続され、他端は、第一熱交換器３５１の流路７１２の重力方向の反対方向側の端部に接続されている。流路７３１の一端は分岐部８１７に接続され、他端は分岐部８１８に接続されている。流路７３１には、開閉弁８５７が設けられている。流路７３２の一端は分岐部８１８に接続され、他端は分岐部８１１に接続されている。流路７３２には開閉弁８５８が設けられている。

【0028】

第一切替部３６は、接続口３６１，３６２，３６３，３６４を備えている。流路７３３の一端は分岐部８１８に接続され、他端は接続口３６１に接続されている。流路７３４の一端は接続口３６３に接続され、他端は分岐部８１５に接続されている。流路７３５の一端は接続口３６２に接続され、他端は気液分離器３７に接続されている。

【0029】

流路７３６の一端は気液分離器３７に接続され、他端は圧縮機３８に接続されている。流路７３７の一端は圧縮機３８に接続され、他端は油分離器３９に接続されている。流路７３８の一端は油分離器３９に接続され、他端は第一切替部３６の接続口３６４に接続されている。

【0030】

第一切替部３６は、ＣＰＵ１９１の制御によって、冷却運転時に、接続口３６１と接続口３６４とを接続し、接続口３６２と接続口３６３とを接続する（図１参照）。また、第一切替部３６は、ＣＰＵ１９１の制御によって、加熱運転時に、接続口３６１と接続口３６２とを接続し、接続口３６３と接続口３６４とを接続する（図２参照）。なお、図１及び図２においては、接続口３６１～３６４のうち、接続される接続口を、点線で結んで示している（後述する図３～図７も同様）。

【0031】

流路７３９の一端は分岐部８１２に接続され、他端は、フィルタードライヤー３３に接続されている。流路７４０の一端はフィルタードライヤー３３に接続され、他端は膨張弁３４に接続されている。流路７４１の一端は膨張弁３４に接続され、他端は分岐部８１６に接続されている。膨張弁３４は、一方向のみ冷媒５３が流れる片方向膨張弁である。本実施形態では、流路７４０から、膨張弁３４を介して、流路７４１に冷媒５３が流れる（図１の矢印２１及び図２の矢印２２参照）

【0032】

図１を参照し、ヒートポンプ装置１１Ａが冷却運転をする場合について説明する。冷却運転が実行される場合、第二切替部８２Ａ、第三切替部８３Ａ、及び第四切替部８４は、ＣＰＵ１９１の制御によって、開閉弁８５１，８５４，８５５，８５７を開き、開閉弁８５２，８５３，８５６，８５８を閉じる。また、第一切替部３６は、ＣＰＵ１９１の制御によって、接続口３６１と接続口３６４とを接続し、接続口３６２と接続口３６３とを接続する。これによって、「圧縮機３８→第一熱交換器３５１→膨張弁３４→第二熱交換器３５２→圧縮機３８」という冷媒５３の通路が形成される（矢印２１参照）。

【0033】

圧縮機３８は、冷媒５３を圧縮する。冷媒５３が圧縮されることによって、冷媒５３の温度が上昇する。冷媒５３は、圧縮機３８から、流路７３７を介して、油分離器３９に流れる。油分離器３９は、冷媒５３に含まれる油を分離する。

【0034】

冷媒５３は、油分離器３９から、流路７３８、第一切替部３６、流路７３３、流路７３１、及び流路７３０を介して、第一熱交換器３５１の流路７１２に流れる。第一熱媒体５１は、流路７８１から、第一熱交換器３５１の流路７１１に流れる。第一熱交換器３５１において、第一熱媒体５１と冷媒５３との間で熱交換が行われる。これによって、気体の冷媒５３が冷却されて凝縮して液体の冷媒となることにより、第一熱媒体５１が加熱される。第一熱交換器３５１において、冷媒５３は流路７１２を重力方向に流れ、第一熱媒体５１は流路７１１を重力方向とは反対方向に流れる。すなわち、第一熱媒体５１と冷媒５３とが対向流となっている。熱交換に使用された第一熱媒体５１は、流路７１１から流路７８２に流れる。

【0035】

なお、第一熱媒体５１は、図示しない供給源から流路７８１に供給され、流路７８２を介して、図示しない送出先に送出される。供給源は、例えば、井戸、水道、その他、種々の設備である。また、排出先は、例えば、井戸、下水道、その他、種々の設備である。また、供給源と排出先が同一の設備であり、第一熱媒体５１が、該設備と第一熱交換器３５１との間を循環してもよい。

【0036】

第一熱交換器３５１において冷却された冷媒５３は、流路７２１、流路７２２、及び流路７３９を介して、フィルタードライヤー３３に流れる。フィルタードライヤー３３は、例えば、冷媒５３に含まれる水分及び異物等の除去を行う。

【0037】

冷媒５３は、フィルタードライヤー３３から、流路７４０を介して、膨張弁３４に流れる。膨張弁３４は、冷媒５３を膨張させる。高温高圧液体の冷媒５３が膨張することによって、冷媒５３の温度が低下して低温低圧の気体と液体が共存する冷媒となる。

【0038】

冷媒５３は、膨張弁３４から、流路７４１、流路７２８、及び流路７２５を介して、第二熱交換器３５２の流路７１４に流れる。第二熱媒体５２は、流路７８３から、第二熱交換器３５２の流路７１３に流れる。第二熱交換器３５２において、第二熱媒体５２と冷媒５３との間で熱交換が行われる。これによって、気体と液体が共存する冷媒５３が加熱されて蒸発して全て気体となることにより、第二熱媒体５２が冷却される。第二熱交換器３５２において、冷媒５３は流路７１４を重力方向に流れ、第二熱媒体５２は流路７１３を重力方向とは反対方向に流れる。すなわち、第二熱媒体５２と冷媒５３とが対向流となっている。第二熱媒体５２は、流路７１３から流路７８４に流れる。冷却された第二熱媒体５２の冷熱は、例えば、建物の冷房等、種々の用途に利用可能である。

【0039】

なお、第二熱媒体５２は、図示しない供給源から流路７８３に供給され、流路７８４を介して、図示しない送出先である負荷に送出される。負荷において、第二熱媒体５２の熱が使用される。供給源は、例えば、井戸、水道、その他、種々の設備である。また、負荷は、例えば、空調を行うファンコイルユニット、蛇口、その他、種々の設備である。また、供給源と負荷が同一の設備であり、第二熱媒体５２が、該設備と第二熱交換器３５２とを循環してもよい。

【0040】

冷媒５３は、流路７２４、流路７２７、流路７３４、第一切替部３６、及び流路７３５を介して、気液分離器３７に流れる。気液分離器３７においては、冷媒５３に含まれる液体が、分離される。液体が分離された後の冷媒５３は、流路７３６を介して、圧縮機３８に流れる。以上のように、ヒートポンプ装置１１Ａにおいて、冷却運転が実行される。

【0041】

図２を参照し、第二熱媒体５２を加熱する加熱運転について説明する。加熱運転が実行される場合、第二切替部８２Ａ、第三切替部８３Ａ、及び第四切替部８４は、ＣＰＵ１９１の制御によって、開閉弁８５２，８５３，８５６，８５８を開き、開閉弁８５１，８５４，８５５，８５７を閉じる。また、第一切替部３６は、ＣＰＵ１９１の制御によって、接続口３６１と接続口３６２とを接続し、接続口３６３と接続口３６４とを接続する。これによって、「膨張弁３４→第一熱交換器３５１→圧縮機３８→第二熱交換器３５２→膨張弁３４」という冷媒５３の通路が形成される（矢印２２参照）。

【0042】

膨張弁３４は、冷媒５３を膨張させる。高温高圧の液体の冷媒５３が膨張することによって低温低圧の気体と液体が共存する冷媒となり、冷媒５３の温度が低下する。冷媒５３は、膨張弁３４から、流路７４１、流路７２９、及び流路７３０を介して、第一熱交換器３５１の流路７１２に流れる。第一熱媒体５１は、流路７８１から、第一熱交換器３５１の流路７１１に流れる。第一熱交換器３５１において、第一熱媒体５１と冷媒５３との間で熱交換が行われる。これによって、気体と液体が共存する冷媒５３が加熱されて蒸発して全て気体となることにより、第一熱媒体５１が冷却される。第一熱交換器３５１において、冷媒５３は流路７１２を重力方向に流れ、第一熱媒体５１は流路７１１を重力方向とは反対方向に流れる。すなわち、第一熱媒体５１と冷媒５３とが対向流となっている。熱交換に使用された第一熱媒体５１は、流路７１１から流路７８２に流れる。

【0043】

第一熱交換器３５１において加熱された冷媒５３は、流路７２１、流路７３２、流路７３３、第一切替部３６、及び流路７３５を介して、気液分離器３７に流れる。気液分離器３７においては、冷媒５３に含まれる液体が、分離される。液体が分離された後の冷媒５３は、流路７３６を介して、圧縮機３８に流れる。

【0044】

圧縮機３８において、冷媒５３が圧縮されることによって、冷媒５３の温度が上昇する。冷媒５３は、圧縮機３８から、流路７３７を介して、油分離器３９に流れる。油分離器３９は、冷媒５３に含まれる油を分離する。

【0045】

冷媒５３は、油分離器３９から、流路７３８、第一切替部３６、流路７３４、流路７２６、及び流路７２５を介して、第二熱交換器３５２の流路７１４に流れる。第二熱媒体５２は、流路７８３から、第二熱交換器３５２の流路７１３に流れる。第二熱交換器３５２において、第二熱媒体５２と冷媒５３との間で熱交換が行われる。これによって、気体の冷媒５３が冷却されて凝縮して液体の冷媒となることにより、第二熱媒体５２が加熱される。第二熱交換器３５２において、冷媒５３は流路７１４を重力方向に流れ、第二熱媒体５２は流路７１３を重力方向とは反対方向に流れる。すなわち、第二熱媒体５２と冷媒５３とが対向流となっている。

【0046】

第二熱媒体５２は、流路７１３から流路７８４に流れる。加熱された第二熱媒体５２の熱は、例えば、建物の暖房等、種々の用途に利用可能である。

【0047】

冷媒５３は、流路７２４、流路７２３、及び流路７３９を介して、フィルタードライヤー３３に流れる。冷媒５３は、フィルタードライヤー３３から、流路７４０を介して、膨張弁３４に流れる。以上のように、ヒートポンプ装置１１Ａにおいて、加熱運転が実行される。

【0048】

以上のように、ヒートポンプシステム１Ａにおいて、冷却運転及び加熱運転が実行される。本実施形態では、第二切替部８２Ａは、冷媒５３の流路７０を切り替えることで、冷却運転時と加熱運転時とで、第一熱交換器３５１に冷媒５３が流れる方向を同じにして、第一熱交換器３５１において、第一熱媒体５１と第二熱媒体５２とを対向流にする（図１及び図２参照）。また、第三切替部８３Ａは、冷媒５３の流路７０を切り替えることで、冷却運転時と加熱運転時とで、第二熱交換器３５２に冷媒５３が流れる方向を同じにして、第二熱交換器３５２において冷媒５３と第二熱媒体５２とを対向流にする（図１及び図２参照）。よって、第一熱交換器３５１において第一熱媒体５１と冷媒５３とが同じ方向に流れる場合に比べて、熱交換の効率が向上する。第二熱交換器３５２において第一熱媒体５１と冷媒５３とが同じ方向に流れる場合に比べて、熱交換の効率が向上する。また、冷媒５３の流路７０を切り替えて対向流にすることができるので、第一熱媒体５１と第二熱媒体５２の流路を切り替えて対向流にする必要がない。第一熱媒体５１と第二熱媒体５２の流路は、ヒートポンプ装置１１Ａが設置される現地で施工される場合が多い。しかし、本実施形態では第一熱媒体５１と第二熱媒体５２の流路を切り替えなくても、対向流にすることができるので、第一熱媒体５１と第二熱媒体５２の流れる向きを切り替える装置を現地で施工する必要がない。よって、ヒートポンプ装置１１Ａを含むヒートポンプシステム１Ａを設置する工数が減少する。故に、ヒートポンプ装置１１Ａを含むヒートポンプシステム１Ａの設置コストを低減することができる。

【0049】

また、膨張弁３４は、一方向のみ冷媒５３が流れる片方向膨張弁である。また、第四切替部８４は、冷却運転時と加熱運転時とで冷媒５３が流れる流路７０を切り替えて、膨張弁３４に冷媒５３を流すことができる（図１及び図２参照）。これによって、ヒートポンプ装置１１Ａに片方向膨張弁である膨張弁３４を使用して、冷却運転と加熱運転とを実現できる。

【0050】

また、第二切替部８２Ａは、冷媒５３の流路７０を切り替えることで、冷却運転時と加熱運転時とで、第一熱交換器３５１に冷媒５３が流れる方向を同じにし、且つ、第一熱交換器３５１において、冷媒５３を重力方向に流す。冷媒５３には、油が含まれる場合がある。仮に、第一熱交換器３５１において、冷媒５３が重力方向の反対方向に流れる場合、重力によって、冷媒５３に含まれる油が、重力方向とは反対方向に流れにくい場合がある。これによって、第一熱交換器３５１の冷媒５３の流路７１２に油が溜まる場合がある。本実施形態では、第一熱交換器３５１において冷媒５３が重力方向に流れるので、油も重力方向に流れ、第一熱交換器３５１の外側に流れる。よって、第一熱交換器３５１の冷媒５３の流路７１２に油が溜まる可能性を低減できる。油が溜まる可能性を低減できるので、第一熱交換器３５１に油を回収する機構を設ける必要がない。よって、ヒートポンプシステム１Ａの設置コストを低減できる。

【0051】

また、冷却運転が実行される場合、第一熱交換器３５１においては、冷媒５３が冷却される。このとき、第一熱交換器２５１は、冷媒５３が気体から液体に変化する凝縮器となる。冷媒５３は、第一熱交換器２５１の流路７１２を、液化しながら、重力に応じて下降する。よって、冷媒５３が、液化しながら重力の反対方向に上昇する場合に比べて、冷媒５３が移動しやすく、熱交換の効率が向上する。

【0052】

また、第三切替部８３Ａは、冷媒５３の流路７０を切り替えることで、冷却運転時と加熱運転時とで、第二熱交換器３５２に冷媒５３が流れる方向を同じにし、且つ、第二熱交換器３５２において冷媒５３を重力方向に流す。仮に、第二熱交換器３５２において、冷媒５３が重力方向の反対方向に流れる場合、重力によって、冷媒５３に含まれる油が、重力方向の反対方向に流れにくい場合がある。これによって、第二熱交換器３５２の冷媒５３の流路７１４に油が溜まる場合がある。本実施形態では第二熱交換器３５２において冷媒５３が重力方向に流れるので、油も重力方向に流れ、第二熱交換器３５２の外側に流れる。よって、第二熱交換器３５２の冷媒５３の流路７１４に油が溜まる可能性を低減できる。油が溜まる可能性を低減できるので、第二熱交換器３５２に油を回収する機構を設ける必要がない。よって、ヒートポンプシステム１Ａの設置コストを低減できる。

【0053】

また、暖房運転が実行される場合、第二熱交換器３５２においては、冷媒５３が冷却される。このとき、第二熱交換器２５２は、冷媒５３が気体から液体に変化する凝縮器となる。冷媒５３は、第二熱交換器２５２の流路７１４を、液化しながら、重力に応じて下降する。よって、冷媒５３が、液化しながら重力の反対方向に上昇する場合に比べて、冷媒５３が移動しやすく、熱交換の効率が向上する。

【0054】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、第二切替部８２Ａは、冷媒５３の流路７０を切り替えることで、第一熱交換器３５１において冷媒５３を重力方向に流していたが、これに限定されない。第二切替部８２Ａは、第一熱交換器３５１において重力方向とは異なる方向に、冷媒５３を流してもよい。

【0055】

また、第三切替部８３Ａは、冷媒５３の流路７０を切り替えることで、第二熱交換器３５２において冷媒５３を重力方向に流していたが、これに限定されない。第三切替部８３Ａは、第二熱交換器３５２において重力方向とは異なる方向に、冷媒５３を流してもよい。

【0056】

また、第一切替部３６は、四方弁であったが、これに限定されない。例えば、第一切替部３６は、複数の開閉弁を組み合わせて、冷却運転時に、第二熱交換器３５２から圧縮機３８を介して第一熱交換器３５１に冷媒５３を流し、加熱運転時に、第一熱交換器３５１から圧縮機３８を介して、第二熱交換器３５２に冷媒５３を流すように、冷媒５３の流路７０を切り替えてもよい。

【0057】

また、第二切替部８２Ａは、開閉弁８５７，８５８によって構成されていたが、これに限定されない。第三切替部８３Ａは、開閉弁８５３，８５４によって構成されていたが、これに限定されない。例えば、後述する図３及び図４に示す第二切替部８２Ｂ及び第三切替部８３Ｂ等、他の構成によって、第二切替部８２Ａ及び第三切替部８３Ａが構成されてもよい。また、第四切替部８４は、開閉弁８５１，８５２，８５５，８５６によって構成されていたが、これに限定されない。第四切替部８４は、他の構成によって構成されてもよい。

【0058】

また、第一熱交換器３５１及び第二熱交換器３５２には、種々の熱交換器を使用できる。例えば、第一熱交換器３５１及び第二熱交換器３５２に、プレート式熱交換器が使用されてもよい。プレート式熱交換器は、複数のプレートが組み合わされて、形成される。各プレートの面には、溝部が形成され、対向して配置されるプレート同士の溝部によって、流路が形成される。第一熱交換器３５１においては、個々のプレートを挟んで、第一熱媒体５１と冷媒５３とが流れ、熱交換される。このとき、本実施形態では、冷媒５３が重力方向に流れ、第一熱媒体５１が重力方向とは反対方向に流れる対向流となる。冷媒５３が重力方向に流れるので、プレートによって形成される流路（本実施形態では流路７１２）に油が溜まりにくい。同様に、第二熱交換器３５２においては、個々のプレートを挟んで、第二熱媒体５２と冷媒５３とが流れ、熱交換される。このとき、本実施形態では、冷媒５３が重力方向に流れ、第二熱媒体５２が重力方向とは反対方向に流れる対向流となる。冷媒５３が重力方向に流れるので、プレートによって形成される流路（本実施形態では流路７１４）に油が溜まりにくい。

【0059】

また、第一切替部３６、第二切替部８２Ａ、第三切替部８３Ｂ、及び第四切替部８４は、ＣＰＵ１９１によって制御され、流路が切り替えられていたが、これに限定されない。例えば、使用者の手動によって、流路が切り替えられてもよい。

【0060】

また、図３及び図４に示すヒートポンプシステム１Ｂのヒートポンプ装置１１Ｂのように、片方向膨張弁である膨張弁３４（図１及び図２参照）を、膨張弁３４１に変更してもよい。膨張弁３４１は、一方向、及び、該一方向の反対方向に冷媒５３が流れる両方向膨張弁である。以下の説明においては、図１及び図２と同じ構成は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。

【0061】

図３に示すように、ヒートポンプ装置１１Ｂは、第一熱交換器３５１、第二熱交換器３５２、圧縮機３８、膨張弁３４１、気液分離器３７、油分離器３９、第一切替部３６、第二切替部８２Ｂ、第三切替部８３Ｂ、フィルタードライヤー３３、及び制御盤１９を備えている。

【0062】

第二切替部８２Ｂは、開閉弁９８１，９８２，９８３，９８４を含む。第三切替部８３Ｂは、開閉弁９９１，９９２，９９３，９９４を含む。開閉弁９８１，９８２，９８３，９８４，９９１，９９２，９９３，９９４は、例えば、電磁弁又は電動弁である。ＣＰＵ１９１は、第一切替部３６、第二切替部８２Ｂ、及び第三切替部８３Ｂを制御し、流路７０を切り替える。

【0063】

ヒートポンプ装置１１Ｂの流路９０１の一端は第一切替部３６の接続口３６１に接続され、他端は分岐部９５１に接続されている。流路９０２の一端は分岐部９５１に接続され、他端は分岐部９５２に接続されている。流路９０２には、開閉弁９８１が設けられている。流路９０３の一端は分岐部９５２に接続され、他端は、第一熱交換器３５１の流路７１２の重力方向とは反対側の端部に接続されている。

【0064】

流路９０４の一端は、第一熱交換器３５１の流路７１２の重力方向側の端部に接続され、他端は分岐部９５３に接続されている。流路９０５の一端は分岐部９５３に接続され、他端は分岐部９５４に接続されている。流路９０５には、開閉弁９８２が設けられている。

【0065】

流路９０６の一端は分岐部９５３に接続され、他端は分岐部９５１に接続されている。流路９０６には開閉弁９８３が設けられている。流路９０７の一端は分岐部９５２に接続され、他端は分岐部９５４に接続されている。流路９０７には開閉弁９８４が設けられている。

【0066】

流路９０８の一端は分岐部９５４に接続され、他端はフィルタードライヤー３３に接続されている。流路９０９の一端はフィルタードライヤー３３に接続され、他端は、膨張弁３４１に接続されている。

【0067】

流路９１１の一端は第一切替部３６の接続口３６３に接続され、他端は分岐部９６１に接続されている。流路９１２の一端は分岐部９６１に接続され、他端は分岐部９６２に接続されている。流路９１２には、開閉弁９９１が設けられている。流路９１３の一端は分岐部９６２に接続され、他端は、第二熱交換器３５２の流路７１４の重力方向とは反対側の端部に接続されている。

【0068】

流路９１４の一端は、第二熱交換器３５２の流路７１４の重力方向側の端部に接続され、他端は分岐部９６３に接続されている。流路９１５の一端は分岐部９６３に接続され、他端は分岐部９６４に接続されている。流路９１５には、開閉弁９９２が設けられている。

【0069】

流路９１６の一端は分岐部９６３に接続され、他端は分岐部９６１に接続されている。流路９１６には開閉弁９９３が設けられている。流路９１７の一端は分岐部９６２に接続され、他端は分岐部９６４に接続されている。流路９１７には開閉弁９９４が設けられている。流路９１８の一端は分岐部９６４に接続され、他端は膨張弁３４１に接続されている。

【0070】

図３を参照し、ヒートポンプ装置１１Ｂが冷却運転を実行する場合について説明する。冷却運転が実行される場合、第二切替部８２Ｂ及び第三切替部８３Ｂは、ＣＰＵ１９１の制御によって、開閉弁９８１，９８２，９９３，９９４を開き、開閉弁９８３，９８４，９９１，９９２を閉じる。また、第一切替部３６は、ＣＰＵ１９１の制御によって、接続口３６１と接続口３６４とを接続し、接続口３６２と接続口３６３とを接続する。これによって、「圧縮機３８→第一熱交換器３５１→膨張弁３４１→第二熱交換器３５２→圧縮機３８」という冷媒５３の通路が形成される（矢印２３参照）。

【0071】

圧縮機３８において、冷媒５３が圧縮されることによって、冷媒５３の温度が上昇する。冷媒５３は、圧縮機３８から、流路７３７、油分離器３９、流路７３８、第一切替部３６、流路９０１、流路９０２、及び流路９０３を介して、第一熱交換器３５１の流路７１２に流れる。第一熱交換器３５１において、気体の冷媒５３が冷却されて凝縮して液体の冷媒となることにより、第一熱媒体５１が加熱される。第一熱交換器３５１において、冷媒５３は流路７１２を重力方向に流れ、第一熱媒体５１は流路７１１を重力方向とは反対方向に流れる。すなわち、第一熱媒体５１と冷媒５３とが対向流となっている。

【0072】

第一熱交換器３５１において冷却された冷媒５３は、流路９０４、流路９０５、及び流路９０８を介して、フィルタードライヤー３３に流れる。冷媒５３は、フィルタードライヤー３３から、流路９０９を介して、膨張弁３４１に流れる。膨張弁３４１において、高温高圧の液体の冷媒５３が膨張することによって、低温低圧の気体と液体が共存する冷媒となり、冷媒５３の温度が低下する。

【0073】

冷媒５３は、膨張弁３４１から、流路９１８、流路９１７、及び流路９１３を介して、第二熱交換器３５２の流路７１４に流れる。第二熱交換器３５２において、気体と液体が共存する冷媒５３が加熱されて蒸発して全て気体となることにより、第一熱媒体５１が冷却される。第二熱交換器３５２において、冷媒５３は流路７１４を重力方向に流れ、第二熱媒体５２は流路７１３を重力方向とは反対方向に流れる。すなわち、第二熱媒体５２と冷媒５３とが対向流となっている。

【0074】

第二熱媒体５２は、流路７１３から流路７８４に流れる。冷却された第二熱媒体５２の冷熱は、例えば、建物の冷房等、種々の用途に利用可能である。

【0075】

冷媒５３は、流路９１４、流路９１６、流路９１１、第一切替部３６、流路７３５、気液分離器３７、及び流路７３６を介して、圧縮機３８に流れる。以上のように、ヒートポンプ装置１１Ｂにおいて、冷却運転が実行される。

【0076】

図４を参照し、ヒートポンプ装置１１Ｂが加熱運転を実行する場合について説明する。加熱運転が実行される場合、第二切替部８２Ｂ及び第三切替部８３Ｂは、ＣＰＵ１９１の制御によって、開閉弁９８３，９８４，９９１，９９２を開き、開閉弁９８１，９８２，９９３，９９４を閉じる。また、第一切替部３６は、ＣＰＵ１９１の制御によって、接続口３６１と接続口３６２とを接続し、接続口３６３と接続口３６４とを接続する。これによって、「膨張弁３４１→第一熱交換器３５１→圧縮機３８→第二熱交換器３５２→膨張弁３４１」という冷媒５３の通路が形成される（矢印２４参照）。

【0077】

膨張弁３４１において、高温高圧の液体の冷媒５３が膨張することによって、低温低圧の気体と液体が共存する冷媒となり、冷媒５３の温度が低下する。冷媒５３は、膨張弁３４１から、流路９０９、フィルタードライヤー３３、流路９０８、流路９０７、及び流路９０３を介して、第一熱交換器３５１の流路７１２に流れる。第一熱交換器３５１において、冷媒５３が加熱され、第一熱媒体５１が冷却される。第一熱交換器３５１において、冷媒５３は流路７１２を重力方向に流れ、第一熱媒体５１は流路７１１を重力方向とは反対方向に流れる。すなわち、第一熱媒体５１と冷媒５３とが対向流となっている。

【0078】

第一熱交換器３５１において加熱された冷媒５３は、流路９０４、流路９０６、流路９０１、第一切替部３６、流路７３５、気液分離器３７、及び流路７３６を介して、圧縮機３８に流れる。圧縮機３８において冷媒５３が圧縮されることで、冷媒５３の温度は上昇する。冷媒５３は、圧縮機３８から、流路７３７、油分離器３９、流路７３８、第一切替部３６、流路９１１、流路９１２、及び流路９１３を介して、第二熱交換器３５２の流路７１４に流れる。第二熱交換器３５２において、気体の冷媒５３が冷却されて凝縮して液体の冷媒となることにより、第一熱媒体５１が加熱される。第二熱交換器３５２において、冷媒５３は流路７１４を重力方向に流れ、第二熱媒体５２は流路７１３を重力方向とは反対方向に流れる。すなわち、第二熱媒体５２と冷媒５３とが対向流となっている。

【0079】

第二熱媒体５２は、流路７１３から流路７８４に流れる。加熱された第二熱媒体５２の熱は、例えば、建物の暖房等、種々の用途に利用可能である。冷媒５３は、流路７１４から、流路９１４、流路９１５、及び流路９１８を介して、膨張弁３４１に流れる。

【0080】

以上のように、ヒートポンプ装置１１Ｂは、冷却運転及び加熱運転を行う。本変形例における膨張弁３４１は、一方向、及び、該一方向の反対方向に冷媒５３が流れる両方向膨張弁である（図３及び図４参照）。冷却運転時においては、流路９０９から、膨張弁３４１を介して、流路９１８に冷媒５３が流れる（図３参照）。加熱運転時においては、流路９１８から、膨張弁３４１を介して、流路９０９に冷媒５３が流れる（図４参照）。すなわち、冷却運転時と加熱運転時とで、両方向膨張弁である膨張弁３４１を冷媒５３が流れる方向が逆方向になる。このように、本変形例では、ヒートポンプ装置１１Ｂに両方向膨張弁である膨張弁３４１を使用して、冷却運転と加熱運転とを実現できる。

【0081】

なお、一方向、及び、該一方向の反対方向に冷媒５３が膨張弁を流れる機能を、片方向膨張弁を２つ使用して実現してもよい（図５及び図６参照）。図５及び図６において、図３及び図４と同じ構成は、同じ符号で表し、詳細の説明は省略する。

【0082】

図５に示すヒートポンプシステム１Ｃのヒートポンプ装置１１Ｃは、膨張弁３４２，３４３と、逆止弁３４８，３４９を備えている。膨張弁３４２，３４３は、一方向のみ冷媒５３が流れる片方向膨張弁である。流路９２１の一端は分岐部９５４に接続され、他端は分岐部９３１に接続されている。流路９２２の一端は分岐部９３１に接続され、他端は膨張弁３４２に接続されている。流路９２３の一端は膨張弁３４２に接続され、他端は分岐部９３２に接続されている。

【0083】

流路９２４の一端は分岐部９３２に接続され、他端はフィルタードライヤー３３に接続されている。流路９２５の一端はフィルタードライヤー３３に接続され、他端は、分岐部９３３に接続されている。流路９２６の一端は分岐部９３３に接続され、他端は膨張弁３４３に接続されている。流路９２７の一端は膨張弁３４３に接続され、他端は分岐部９３４に接続されている。流路９２８の一端は分岐部９３４に接続され、他端は分岐部９６４に接続されている。

【0084】

膨張弁３４２は、流路９２３から流路９２２に向けて、冷媒５３を流すことが可能であり、流路９２２から流路９２３に向けて冷媒５３は流れない。膨張弁３４３は、流路９２６から流路９２７に向けて、冷媒５３を流すことが可能であり、流路９２７から流路９２６に向けて冷媒５３は流れない。

【0085】

流路９２９の一端は分岐部９３１に接続され、他端は分岐部９３２に接続されている。流路９２９には、逆止弁３４８が設けられている。逆止弁３４８は、分岐部９３１から分岐部９３２に向けて、冷媒５３を流すことが可能であり、分岐部９３２から分岐部９３１に向けて冷媒５３は流れない。

【0086】

流路９３０の一端は分岐部９３３に接続され、他端は分岐部９３４に接続されている。流路９３０には、逆止弁３４９が設けられている。逆止弁３４９は、分岐部９３４から分岐部９３３に向けて、冷媒５３を流すことが可能であり、分岐部９３３から分岐部９３４に向けて冷媒５３は流れない。

【0087】

図５に示すように、冷却運転が実行される場合、冷媒５３は、第一熱交換器３５１の流路７１２から、流路９０４、流路９０５、流路９２１、流路９２９、流路９２４、フィルタードライヤー３３、流路９２５、流路９２６、膨張弁３４３、流路９２７、流路９２８、流路９１７、及び流路９１３を介して、第二熱交換器３５２の流路７１４に流れる（図５参照）。

【0088】

図６に示すように、加熱運転が実行される場合、冷媒５３は、第二熱交換器３５２の流路７１４から、流路９１４、流路９１５、流路９２８、流路９３０、流路９２５、フィルタードライヤー３３、流路９２４、流路９２３、膨張弁３４２、流路９２２、流路９２１、流路９０７、及び流路９０３を介して、第一熱交換器３５１の流路７１２に流れる（図６参照）。以上のように、本変形例においては、片方向膨張弁を２つ使用して、冷房運転と加熱運転を実行できる。

【0089】

図７に示すヒートポンプシステム１Ｄのヒートポンプ装置１１Ｄのように、第一熱交換器３５１（図１参照）を、空気利用熱交換器６０としてもよい。以下の説明において、ヒートポンプ装置１１Ａ（図１及び図２参照）と同じ構成は、同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。

【0090】

以下の説明においては、図８の紙面右側、左側、上側、下側を、空気利用熱交換器６０及びユニット６１の前側、後側、上側、下側とする。図９の紙面右側、左側、上側、下側を、ユニット６１の右側、左側、上側、下側とする。空気利用熱交換器６０は、フィンチューブ式熱交換器である。図８に示すように、空気利用熱交換器６０は、３つのユニット６１（図８及び図９参照）を備えている。

【0091】

図９に示すように、ユニット６１は、チューブ６２１と、フィン６３１とを備えている。チューブ６２１は、右方向に伸び、右端部の屈曲部６２２において下方に折れ曲がり、左方向に延び、左端部の屈曲部６２３において下方に折れ曲がり、右方向に延びるという形状を繰り返す。ユニット６１の左上部には、冷媒５３（図７参照）が流入又は流出する開口部６２４が設けられている。ユニット６１の右下部には、冷媒５３が流入又は流出する開口部６２５が設けられている。フィン６３１は、空気５５（図８参照）と冷媒５３（図８参照）との熱交換の効率を向上させる部位であり、チューブ６２１の外側に配置されている。本実施形態では、一例として、チューブ６２１は、銅管である。また、フィン６３１は、一例として、アルミニウム製の板状部材が複数組み合わされて形成されており、空気５５が流通する隙間が設けられている。

【0092】

図８に示すユニット６１は、図９に示すユニット６１を左側から右方向に見た場合における、ユニット６１に含まれる一部の部位の位置関係を示す概略図である。例えば、図８に示すユニット６１の内側の円は、チューブ６２１の左右方向に延びる部位を示している。図８に示すように、ユニット６１は、前後方向に３つ配置されている。以下の説明においては、最も前側のユニット６１をユニット６１１といい、前後方向中央のユニット６１をユニット６１２といい、最も後側のユニット６１をユニット６１３という場合がある。

【0093】

ユニット６１１のチューブ６２１の開口部６２４には、流路７３０（図７及び図８参照）が接続されている。ユニット６１１のチューブ６２１の開口部６２５には、接続チューブ６４１が接続されている。接続チューブ６４１は後方に延び、ユニット６１２のチューブ６２１の開口部６２５に接続されている。

【0094】

ユニット６１２のチューブ６２１の開口部６２４は、接続チューブ６４２に接続されている。接続チューブ６４２は後方に延び、ユニット６１３のチューブ６２１の開口部６２４に接続されている。ユニット６１３のチューブ６２１の開口部６２５には、流路７２１（図７及び図８参照）が接続されている。ユニット６１１の前方には、ファン６４６が設けられている。ファン６４６は空気５５を前方に送る（矢印６５９及び矢印６６０参照）。

【0095】

冷却運転が行われる場合、冷媒５３は、流路７３０からユニット６１１のチューブ６２１に流入する（図７の矢印２１及び図８の矢印６５１参照）。図８に示すように、冷媒５３は、ユニット６１１のチューブ６２１内を左右方向に流れながら、下方に移動する（矢印６５２参照）。冷媒５３は、接続チューブ６４１内を後方に移動し、ユニット６１２のチューブ６２１に流入する（矢印６５３参照）。冷媒５３は、ユニット６１２のチューブ６２１内を左右方向に流れながら、上方に移動する（矢印６５４参照）。

【0096】

冷媒５３は、接続チューブ６４２内を後方に移動し、ユニット６１３のチューブ６２１に流入する（矢印６５５参照）。冷媒５３は、ユニット６１３のチューブ６２１内を左右方向に流れながら、下方に移動する（矢印６５６参照）。冷媒５３は、ユニット６１３の開口部６２５から、流路７２１に流れる（図７の矢印２１及び図８の矢印６５７）。

【0097】

このように、冷媒５３は、上下方向及び左右方向に移動しつつ、ユニット６１１、ユニット６１２、及びユニット６１３の順に、後方に移動する（矢印６５８参照）。一方、ファン６４６が回転すると、空気５５は、図示しない開口から空気利用熱交換器６０内に入り、図示しない開口から空気利用熱交換器６０の外部に排出される。ファン６４６が、前方に空気５５を送ると（矢印６５９）、空気５５がユニット６１１，６１２，６１３のフィン６３１内を、前方に移動する（矢印６６０参照）。すなわち、空気利用熱交換器６０においては、冷媒５３が後方に移動しつつ、空気５５が前方に移動する対向流となっている（矢印６５８及び矢印６６０参照）。これによって、冷媒５３と空気５５との熱交換が行われ、冷媒５３が冷却される。

【0098】

なお、加熱運転の場合も、図２の場合と同様に流路７０が切り替えられる。第二切替部８２Ａは、冷却運転時と加熱運転時とで、空気利用熱交換器６０に冷媒５３が流れる方向を同じにする。冷媒５３は、流路７３０、ユニット６１１，６１２，６１３を介して、流路７２１に流れる。これによって、加熱運転の場合も、空気利用熱交換器６０においては、冷媒５３が後方に移動しつつ、空気５５が前方に移動する対向流となる（矢印６５８及び矢印６６０参照）。

【0099】

本変形例においては、空気利用熱交換器６０は、空気５５と冷媒５３とを熱交換する。また、第二切替部８２Ａは、冷却運転時と加熱運転時とで、空気利用熱交換器６０に冷媒５３が流れる方向を同じにして、空気５５と冷媒５３とを対向流にする。空気５５と冷媒５３とが対向流となるので、空気５５が冷媒５３と同じ方向に流れる場合に比べて、熱交換の効率が向上する。本変形例において空気利用熱交換器６０は本発明の「第一熱交換器」の一例である。空気５５は本発明の「第一熱媒体」の一例である。

【0100】

なお、フィン６３１は、設けられなくてもよい。また、冷媒５３と空気５５とが、対向流となればよく、チューブ６２１とファン６４６との位置関係は限定されない。例えば、ファン６４６は、上方向に空気５５を送るが、チューブ６２１が配置される位置では、空気５５が前方向に流れ、冷媒５３が後方向に流れる状態であってもよい。

【0101】

また、チューブ６２１の形状、数、配置位置も本実施形態に限定されない。例えば、チューブ６２１が、前後方向に離れて配置され、その間に、ファン６４６が上方向に向けて空気５５を送ってもよい。この場合、ファン６４６によって空気５５が移動し、後側のチューブ６２１においては、冷媒５３が後方向に流れ、空気５５は前方向に流れる。そして、前側のチューブ６２１においては冷媒５３が前方向に流れ、空気５５が後方向に流れる。また、複数のチューブ６２１が、上下方向に並べられてもよい。

【符号の説明】

【0102】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ ヒートポンプシステム
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ ヒートポンプ装置
１９ 制御盤
３４，３４１，３４２，３４３ 膨張弁
３６ 第一切替部
３８ 圧縮機
５１ 第一熱媒体
５２ 第二熱媒体
５３ 冷媒
５５ 空気
６０ 空気利用熱交換器
８２Ａ，８２Ｂ 第二切替部
８３Ａ，８３Ｂ 第三切替部
８４ 第四切替部
３５１ 第一熱交換器
３５２ 第二熱交換器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】