特開 2024-142884 冷凍サイクル装置

(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】P2024142884

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20241003BHJP

   F25B 39/02 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

F25B1/00 396B

F25B39/02 H

F25B1/00 101Z

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055265

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】中島 駿

(72)【発明者】

【氏名】廣崎 佑

(57)【要約】

【課題】温度勾配のある非共沸混合冷媒を用いて室外熱交換器を蒸発器として利用する場合であっても、室外熱交換器に対する着霜を抑制して、室外熱交換器における熱交換量の低下を抑制する。
【解決手段】圧縮機１と、室内熱交換器２と、減圧機構３と、室外熱交換器４が冷媒配管で順次接続され、非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路Ｃを備える冷凍サイクル装置Ｓであって、室外熱交換器４は、空気の流れ方向に沿って配置される複数列の伝熱管４ａと、伝熱管４ａの長手方向に直交するように配置された複数のフィン４ｂと、を備え、伝熱管４ａによって構成される室外熱交換器４の冷媒経路Ｒは、入口側の第１の流路Ｒ１と、出口側の第３の流路Ｒ３と、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３とをつなぎ第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３よりもパス数が多い第２の流路Ｒ２とからなり、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３とは、列方向に隣り合っている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機と、室内熱交換器と、減圧機構と、室外熱交換器が冷媒配管で順次接続され、非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍サイクル装置であって、
前記室外熱交換器は、空気の流れ方向に沿って配置される複数列の伝熱管と、前記伝熱管の長手方向に直交するように配置された複数のフィンと、を備え、
前記伝熱管によって構成される前記室外熱交換器の冷媒経路は、
入口側の第１の流路と、出口側の第３の流路と、前記第１の流路と前記第３の流路とをつなぎ前記第１の流路と前記第３の流路よりもパス数が多い第２の流路とからなり、前記第１の流路と前記第３の流路とは、列方向に隣り合っていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項2】

圧縮機と、室内熱交換器と、減圧機構と、室外熱交換器が冷媒配管で順次接続され、非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍サイクル装置であって、
前記室外熱交換器は、空気の流れ方向に沿って配置される複数列の伝熱管と、前記伝熱管の長手方向に直交するように配置された複数のフィンと、を備え、
前記伝熱管によって構成される前記室外熱交換器の冷媒経路は、
入口側の第１の流路と、出口側の第３の流路と、前記第１の流路と前記第３の流路とをつなぎ、前記第１の流路と前記第３の流路よりも前記空気との熱交換量が大きな第２の流路とからなり、前記第１の流路と前記第３の流路とは、列方向に隣り合っていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項3】

前記室外熱交換器において、前記第１の流路は、前記空気の流れ方向において前記第３の流路よりも上流側に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項4】

前記室外熱交換器において、前記第１の流路は、前記空気の流れ方向において前記第３の流路よりも下流側に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項5】

前記第１の流路と前記第３の流路は、前記室外熱交換器の下部に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項6】

前記冷媒回路には、前記第１の流路、或いは、前記第３の流路への、前記非共沸混合冷媒の流入を回避するバイパス回路が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項7】

前記冷凍サイクル装置は、前記冷凍サイクル装置を制御する制御装置を備え、
前記バイパス回路には、三方弁が設けられ、
前記制御装置によって前記室外熱交換器において着霜の可能性がないと判定された場合に、前記制御装置は、前記三方弁を制御して前記非共沸混合冷媒を前記バイパス回路に流すことを特徴とする請求項６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】

本発明の実施の形態は、冷凍サイクル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、冷凍サイクル装置において単一冷媒が使用される場合、冷媒が二相状態であってかつ圧力が一定であれば、例えば、蒸発器において冷媒の温度は一定である。これに対して、例えば冷媒として非共沸混合冷媒を使用する場合、単一の冷媒とは異なり、等圧力の蒸発過程において二相領域でも冷媒の蒸発温度が変化し、いわゆる温度勾配（飽和液の温度と飽和蒸気の温度との差）が生じる。そのため、例えば蒸発器の下流側の冷媒の温度が上流側より低くなることがある。

【0003】

非共沸混合冷媒のような温度勾配が生じる冷媒は、蒸発器の出口側の冷媒流路において熱交換を行う空気と冷媒との温度差が単一冷媒を使用した場合と比較して小さくなる。その結果、空気調和機における熱交換量が減ることになるので、蒸発過程の場合は吸入過熱度が小さくなる。このことは空気調和機における運転効率の低下を招くことになりかねない。

【0004】

そのため、以下の特許文献１に開示されている発明では、空気の流れに対する冷媒の流れる向きを変更している。すなわち、蒸発器の出口側の冷媒流路における冷媒の流れを空気の流れに対向する向き（以下便宜上「対向流」と表す。）となるように流す。一方、蒸発器の入口側の冷媒流路における冷媒の流れについては、冷媒の流れと空気の流れとが互いに同じ向きにする（以下便宜上「並行流」と表す。）。このような構成とすることで、蒸発器の出口側の冷媒流路において熱交換を行う空気と冷媒との温度差を確保している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－１１５３２０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、例えば、空気調和機において暖房運転が行われる場合、室外熱交換器は蒸発器として用いられる。この場合、室外熱交換器に流入する冷媒の温度は、低い状態にある。また、上述した特許文献１に示されている空気調和機の場合、室外熱交換器における冷媒の流れは、並行流である。

【0007】

従って、室外熱交換器の入口側冷媒流路における冷媒と空気との温度差は、室外熱交換器の出口側冷媒流路における冷媒と空気との温度差よりも大きな状態となる。そのため、この状態では、冷媒の温度が低いことも相まって、熱交換器を通過した空気はほとんどが露点温度以下に冷却されるため室外熱交換器に結露が生じやすくなる。

【0008】

さらに、室外熱交換器の冷媒の入口はその下部にあるが、結露した凝縮水が室外熱交換器の上部から下部に向けて滴るとともに、下部は一般的に水はけが悪いことが多いため、室外熱交換器の下部には凝縮水が溜まりやすい。従って、室外熱交換器の入口側は結氷が生じやすい。室外熱交換器に着く氷の量が多くなると、室外熱交換器における空気と冷媒との間での熱交換量が低下し、ひいては、空気調和機全体の能力の低下を招きかねない。

【0009】

本発明は、温度勾配のある非共沸混合冷媒を用いて室外熱交換器を蒸発器として利用する場合であっても、室外熱交換器に対する着霜を抑制して、室外熱交換器における熱交換量の低下を抑制す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】

【0010】

本発明の一態様に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、室内熱交換器と、減圧機構と、室外熱交換器が冷媒配管で順次接続され、非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍サイクル装置であって、室外熱交換器は、空気の流れ方向に沿って配置される複数列の伝熱管と、伝熱管の長手方向に直交するように配置された複数のフィンと、を備え、伝熱管によって構成される室外熱交換器の冷媒経路は、入口側の第１の流路と、出口側の第３の流路と、第１の流路と第３の流路とをつなぎ第１の流路と第３の流路よりもパス数が多い第２の流路とからなり、第１の流路と第３の流路とは、列方向に隣り合っている。

【0011】

また本発明の一態様に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、室内熱交換器と、減圧機構と、室外熱交換器が冷媒配管で順次接続され、非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍サイクル装置であって、室外熱交換器は、空気の流れ方向に沿って配置される複数列の伝熱管と、伝熱管の長手方向に直交するように配置された複数のフィンと、を備え、伝熱管によって構成される室外熱交換器の冷媒経路は、入口側の第１の流路と、出口側の第３の流路と、第１の流路と第３の流路とをつなぎ、第１の流路と第３の流路よりも空気との熱交換量が大きな第２の流路とからなり、第１の流路と第３の流路とは、列方向に隣り合っている。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、温度勾配のある非共沸混合冷媒を用いて室外熱交換器を蒸発器として利用する場合であっても、室外熱交換器に対する着霜を抑制して、室外熱交換器における熱交換量の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の蒸発器として機能する室外熱交換器を模式的に示すとともに、冷媒の流れる方向を示す図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の蒸発器として機能する室外熱交換器における空気と冷媒との流れる向き、及び、両者の温度の推移を示す概念図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置における制御装置の内部構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の第２の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の蒸発器として機能する室外熱交換器を模式的に示すとともに、冷媒の流れる方向を示す図である。

【図6】本発明の第３の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の蒸発器として機能する室外熱交換器を模式的に示すとともに、冷媒の流れる方向を示す図である。

【図7】本発明の第４の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の蒸発器として機能する室外熱交換器を模式的に示すとともに、冷媒の流れる方向を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（第１の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置Ｓの構造を、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置Ｓの冷媒回路図である。冷凍サイクル装置Ｓは、後述する室内熱交換器２を蒸発器として利用し、室外熱交換器４を凝縮器として利用する場合には冷房運転に用いられる。一方、室内熱交換器２を凝縮器として利用し、室外熱交換器４を蒸発器として利用する場合には、暖房運転に用いられる。但し、本発明の実施の形態においては、室外熱交換器が蒸発器として機能する場合について説明する。

【0015】

図１に示されている本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置Ｓは、圧縮機１と、室内熱交換器２と、減圧機構３と、室外熱交換器４とが冷媒配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路Ｃを有する。

【0016】

また、圧縮機１と室内熱交換器２、或いは、圧縮機１と室外熱交換器４との間には、四方弁５が設けられている。四方弁５は、圧縮機から吐出された冷媒を室内熱交換器２側に流すか、室外熱交換器４側に流すかを切り替える。

【0017】

圧縮機１は、冷媒回路Ｃを循環した冷媒を吸入し、圧縮して冷媒回路Ｃへと吐出する。室内熱交換器２は、室内空間に設置される室内機の内部に配置される。室内熱交換器２は、例えば暖房運転の場合には、冷媒と室内機に流入する空気との間で熱交換を行い室内空間に冷媒から吸熱して暖められた空気を供給する。

【0018】

また、室内機の内部には、室内ファン２１が設けられている。室内ファン２１は、室内機の内部に空気を取り込むとともに、冷媒との間で熱交換が行われた空気を室内に供給する。

【0019】

冷媒回路Ｃにおいて、室内熱交換器２と室外熱交換器４との間には、減圧機構３が設けられている。減圧機構３は、例えば、膨張弁であり、室内熱交換器２、或いは、室外熱交換器４を通過した高圧の冷媒を減圧する。

【0020】

室外熱交換器４は、室外に設置される室外機の内部に配置される。例えば暖房運転の場合には、室外熱交換器４では、冷媒と室外機に流入する空気（外気）との間で熱交換が行われて外気の熱が冷媒に吸熱される、蒸発器としての役割を果たす。

【0021】

さらに室外機には、室外熱交換器４に流入する冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ４１が設けられている。冷媒温度センサ４１で測定された冷媒の温度に関する情報は、後述する制御装置６に送信され、適宜冷凍サイクル装置Ｓの制御に用いられる。室外機の内部には、室外ファン４２が設けられている。室外ファン４２は、室外機の内部に空気を取り込むとともに、冷媒との間で熱交換が行われた空気を外部に排出する。

【0022】

また、室外機の内部には、外気温を検出する外気温度センサ４３も設けられている。当該外気温度センサ４３では、室外機が設置されている付近の外気温度を測定する。また、外気温度センサ４３で測定された外気の温度に関する情報は、後述する制御装置６に送信され、適宜冷凍サイクル装置Ｓの制御に用いられる。

【0023】

冷凍サイクル装置Ｓが暖房運転を行う際の冷媒回路Ｃにおける冷媒の流れは以下の通りである。暖房運転が行われる際には、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁５を介して室内熱交換器２に流入する。室内熱交換器２では、室内の空気を吸入して冷媒との熱交換を行うことで、暖められた空気を室内に供給する。高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器２を通過する際の熱交換により放熱して高圧の液冷媒となる。

【0024】

室内熱交換器２から流出した高圧の液冷媒は、減圧機構３に流入する。高圧の液冷媒は減圧機構３を通過する際に減圧され低圧の二相冷媒となる。そして減圧機構３から流出した低圧の二相冷媒は、室外熱交換器４に流入する。室外熱交換器４では外気との間で熱交換が行われることで低圧の二相冷媒が吸熱して低圧のガス冷媒となり、四方弁５を介して圧縮機１へ吸入される。

【0025】

なおここで、本発明の実施の形態における冷凍サイクル装置Ｓの冷媒回路Ｃを循環する冷媒は、非共沸混合冷媒である。非共沸混合冷媒は蒸発過程において二相状態であっても温度が変化する性質（温度勾配）を備えている。当該非共沸混合冷媒としては、例えば、Ｒ４５４Ｃ（Ｒ３２冷媒とＲ１２３４ｙｆ冷媒との混合冷媒）を挙げることができる。

【0026】

次に、本発明の第１の実施の形態の室外熱交換器４Ａの内部を流れる冷媒の流路について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置Ｓの蒸発器として機能する室外熱交換器４Ａを模式的に示すとともに、冷媒の流れる方向を示す図である。

【0027】

なお、図２では、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元座標が示されている。ここで室外熱交換器４は、室外機が水平面上に設置された状態において、室外熱交換器４の上下方向が鉛直方向（図２において上下方向）に沿うように設置される。この鉛直方向をＺ方向と表す。

【0028】

また、室外機において室外ファン４２が設けられている側から見た場合における、図２における左右方向をＹ方向とし、Ｙ方向と上下方向であるＺ方向の両方に直交する方向（図２における紙面奥から手前の方向）をＸ方向と表す。なお、室外熱交換器４を模式的に示す図５ないし図７においても同様である。

【0029】

さらに、室外ファン４２により空気の流れる方向（以下、「空気の流れ方向」と表す）を大きな矢印Ａで示す。従って、図２、或いは、図５ないし図７（以下、適宜「図２等」と表す）において、室外熱交換器４のうち紙面において左側が風上（上流）側、右側が風下（下流）側となる。

【0030】

室外熱交換器４には、空気の流れ方向（室外熱交換器４の方向で言えば、Ｙ方向）に沿って複数列の伝熱管４ａが配置されている。伝熱管４ａは、例えば銅管やアルミ管である。図２等においては、伝熱管４ａは２列配置されており、以下においては、２列配置された場合を例に挙げて説明するが、複数列の伝熱管４ａが配置されていればその列数は問わない。

【0031】

図２等に示す室外熱交換器４においては、１列にＺ方向に１６段の伝熱管４ａが配置されている。このように本発明の実施の形態における室外熱交換器４では、伝熱管４ａは、Ｚ方向に複数段配置されるとともに、空気の流れ方向（Ｙ方向）に沿って複数列並んで配置されている。

【0032】

また、伝熱管４ａは、次に説明するフィン４ｂを貫通するようにＸ方向に伸びるように配置されている。従って、図２等においては、複数（１６段２列）の伝熱管４ａの断面が示されている。断面を見ると、略円形に示されているが、扁平形状であっても良い。また、いずれの伝熱管４ａの断面積も同じであるが、異なっていても良い。

【0033】

また室外熱交換器４には、伝熱管４ａの長手方向（Ｘ方向）に伝熱管４ａと直交するように複数のフィン４ｂが配置されている。フィン４ｂは、例えばアルミニウム等の金属で薄板状に形成されている。図２等においては、１つのフィン４ｂのみが見えているが、複数のフィン４ｂがＸ軸方向に一定の間隔で配置されている。

【0034】

室外熱交換器４は、２列の伝熱管４ａとフィン４ｂとが一体に形成されている。但し、例えば、１列に並んだ４つの伝熱管がフィンと一体に形成されたユニットなど、所定の数の伝熱管とフィンとを有するユニットを複数組み合わせることで、室外熱交換器４が形成されてもよい。

【0035】

例えば、図２等に示す室外熱交換器４においては、上述したように１列にＺ方向に１６段の伝熱管４ａが配置されており、最下部を除き、Ｚ方向に伝熱管４ａが３つずつ直列に接続されて１つの流路を形成している（最下部は４つ）。これら伝熱管４ａの内部には冷媒が流れ、空気との熱交換が行われる。従って、伝熱管４ａによって構成される室外熱交換器４の冷媒流路Ｒは、冷媒回路Ｃの一部を構成する。

【0036】

また、本発明の実施の形態における室外熱交換器４については、冷媒流路Ｒをさらに３つの流路に分けて考える。まず、室内熱交換器２から流出して減圧機構３を介して室外熱交換器４に流入する冷媒の入口側の流路を第１の流路Ｒ１と表す。一方、室外熱交換器４の内部を通り途中で空気との間で熱交換を行い、圧縮機１に冷媒が流出する冷媒の出口側の流路を第３の流路Ｒ３と表す。

【0037】

例えば、図２において、第１の流路Ｒ１は、室外熱交換器４の最下部、上流側に配置される４本の伝熱管４ａが該当する。一方図２において、第３の流路Ｒ３は、室外熱交換器４の最下部、下流側に配置される４本の伝熱管４ａが該当する。すなわち、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３とは、列方向に隣り合っている。

【0038】

そして、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３とをつなぐ流路を、第２の流路Ｒ２と表す。当該第２の流路Ｒ２は、室外熱交換器４において第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３よりＺ方向上部に配置されている。図２等に示す室外熱交換器４では、１列１２本、２列で２４本の伝熱管４ａが第２の流路Ｒ２に該当する。従って、第２の流路Ｒ２を構成する伝熱管４ａの数からも分かるように、第２の流路Ｒ２は第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３よりもパス数が多い。

【0039】

なお、図２等においては、第１の流路Ｒ１、第２の流路Ｒ２、及び、第３の流路Ｒ３を構成する伝熱管４ａについて、それぞれ一点鎖線で囲んで示している。

【0040】

図２に示す室外熱交換器４Ａでは、冷媒は空気の流れ方向Ａの上流側下部から、室外熱交換器４に流入する。すなわち、第１の流路Ｒ１の最下部に冷媒入口４ｃが設けられており、冷媒は当該冷媒入口４ｃから室外熱交換器４に流入する。

【0041】

冷媒入口４ｃから室外熱交換器４Ａに流入した冷媒は、第１の流路Ｒ１を構成する４本の伝熱管４ａを流れ、次第にＺ方向上方に向かって流れる。そして一旦室外熱交換器４Ａの外部に出て、再度室外熱交換器４Ａの内部（第２の流路Ｒ２）に入る。

【0042】

再度室外熱交換器４Ａに流入するに当たって、流路（パス）は４つに分岐する。すなわち、第２の流路Ｒ２は分岐した４つの流路（パス）を備えている。第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３は、図２に明らかなように１つの流路（パス）で構成されていることから、上述したように第２の流路Ｒ２は、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３よりもパス数が多い。

【0043】

図２の室外熱交換器４Ａに示すように、冷媒は第２の流路Ｒ２において空気の流れ方向Ａの下流側の伝熱管４ａから流入し、上流側の伝熱管４ａから流出する。

【0044】

第２の流路Ｒ２と第３の流路Ｒ３との間には、バイパス回路Ｂが設けられている。当該バイパス回路Ｂは、図２に示す室外熱交換器４Ａの場合、第２の流路Ｒ２を流れる冷媒を第３の流路Ｒ３に流さないようにするために設けられている。

【0045】

また、当該バイパス回路Ｂには、冷媒を第３の流路Ｒ３に流すか、或いは、バイパス回路Ｂに流すかの切り替えを行う三方弁４４が設けられている。三方弁４４は、後述する制御装置６によって制御される。従って、第２の流路Ｒ２から流出した冷媒を第３の流路Ｒ３に流さない場合には、制御装置６によって三方弁４４が切り換えられて、冷媒はバイパス回路Ｂに流れる。

【0046】

第２の流路Ｒ２から流出した冷媒をバイパス回路Ｂに流さない場合には、冷媒は第２の流路Ｒ２から第３の流路Ｒ３に流れる。すなわち、第２の流路Ｒ２から流出した冷媒は、第３の流路Ｒ３に流入し、さらにＺ方向下方へ流れる。

【0047】

図２に示す室外熱交換器４Ａでは、第３の流路Ｒ３の最下部に冷媒出口４ｄが設けられている。冷媒出口４ｄは、空気の流れ方向Ａの下流側に配置されている。従って、室外熱交換器４Ａの内部を、第１の流路Ｒ１、第２の流路Ｒ２、及び、第３の流路Ｒ３の順に流れた冷媒は、下流側に向けて流出し、四方弁５を介して圧縮機１に流入する。

【0048】

上述したように、冷凍サイクル装置Ｓにおいて暖房運転が行われる場合、室外熱交換器４は蒸発器として用いられ、室外熱交換器４に流入する冷媒の温度は、低い状態にある。そのため、室外熱交換器４の冷媒入口４ｃにおける冷媒と空気との温度差は、室外熱交換器４の冷媒出口４ｄにおける冷媒と空気との温度差よりも大きな状態となり、室外熱交換器４に結露が生じやすくなる。そして結露した水が冷やされることで着霜が発生しやすくなる。

【0049】

一方で、冷媒入口４ｃから室外熱交換器４Ａ内に流入した冷媒は、室外熱交換器４Ａ内を流れ冷媒出口４ｄから流出するまでの間に、空気との間で熱交換を行うため、その温度は次第に上昇する。従って、第１の流路Ｒ１の内部を流れる冷媒の温度と第３の流路Ｒ３の内部を流れる冷媒の温度とを比較すると、前者よりも後者の方が冷媒の温度が高い。

【0050】

つまり、第３の流路Ｒ３の内部を流れる冷媒の熱を第１の流路Ｒ１の内部を流れる冷媒に対して伝えることができれば、第１の流路Ｒ１の内部を流れる冷媒の温度を上昇させることができる。そのため、本発明の実施の形態における室外熱交換器４Ａでは、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３とが、列方向に隣り合うように配置されている。

【0051】

また、上述したように、伝熱管４ａはフィン４ｂを貫通するように設けられている。従って、第１の流路Ｒ１を構成する伝熱管４ａと第３の流路Ｒ３を構成する伝熱管４ａとは、フィン４ｂでつながっている。そのため、フィン４ｂを介して第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱を第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に伝えることができる。すなわち、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３とは、互いに熱的に干渉する。

【0052】

このように第１の流路Ｒ１に対して第３の流路Ｒ３が熱的に干渉していることから、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱が第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に伝わる。そのため、冷媒入口４ｃから流入し流路Ｒ１を流れる冷媒の温度は、例えば上述した特許文献１に示されている空気調和機の室外熱交換器を流れる冷媒の温度よりも高い温度となる。

【0053】

従って、流路Ｒ３を流れる冷媒の熱によって冷媒入口４ｃから流路Ｒ１に流入した冷媒の温度を上昇させることができ、室外熱交換器４Ａに対する結露の発生を抑制できる。また、室外熱交換器４の冷媒入口４ｃにおける冷媒と空気との温度差を、室外熱交換器４の冷媒出口４ｄにおける冷媒と空気との温度差に近づけることができ、室外熱交換器４における、特に冷媒入口４ｃ近傍において結露が発生することを抑制することができる。その結果、室外熱交換器４に対する着霜を抑制して、室外熱交換器４における熱交換量の低下を抑制することができる。

【0054】

このように本発明の実施の形態における室外熱交換器４においては、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の温度を第１の流路Ｒ１に伝えることができるように両者の間で熱干渉が起こるようにされている。

【0055】

室外熱交換器４Ａは凝縮器として機能する際に液相状態の冷媒が熱交換器内に溜まり込むことを防止するため、凝縮器として機能する際の冷媒出口は熱交換器の下部に配置されることが多い。凝縮器として機能する際の冷媒出口は、蒸発器として機能する際は冷媒入口となる。つまり、蒸発器として機能する際の冷媒入口４ｃは室外熱交換器４Ａの下部に配置される。

【0056】

上述したように室外熱交換器４が蒸発器として機能する際に室外熱交換器４に流入する冷媒の温度は低く、空気がフィン４ｂの表面で結露する可能性がある。また、室外熱交換器４を通過する冷媒の温度で最も高い温度を示すのは、冷媒出口４ｄにおける冷媒である。そのため意図的な冷媒同士の熱交換を行うことで着霜の抑制を図る位置は室外熱交換器４の下部とするのが効果的であり、その位置に配置されているのが第１の流路Ｒ１、及び、第３の流路Ｒ３である。そのためこの両者で熱干渉を起こさせる。

【0057】

なお、室外熱交換器４の上部、例えば、第２の流路Ｒ２において着霜することもあるが、上述した理由からより室外熱交換器４の下部の方が着霜しやすい。着霜は熱交換器の下部から始まり上部に向かって進んでいくため、室外熱交換器４の下部における着霜を抑制することで、室外熱交換器４全体における着霜の抑制を図っている。

【0058】

もちろん室外熱交換器４全体において一時に着霜が生ずる場合も考えられ、この場合には、これまで説明してきた方法ではなく、除霜運転を行うことによって着霜を解消することができる。但し、暖房運転から除霜運転へと切り換えた際にはユーザに対する快適性が損なわれることがないとは言えないことから、本発明の実施の形態において説明するような制御を行うことで室外熱交換器４への着霜を抑制しつつ、除霜運転に移行する時期を遅らせることができる。

【0059】

このような、室外熱交換器４Ａの内部を流れる冷媒の流れと温度の変化について、別に図を用いて説明すると以下の通りである。図３は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置Ｓの蒸発器として機能する室外熱交換器４における空気と冷媒との流れる向き、及び、両者の温度の推移を示す概念図である。

【0060】

図３に示す概念図において、横軸は室外熱交換器４における空気の流れ方向Ａを示しており、左側が空気の流れ方向Ａの上流側、右側が空気の流れ方向Ａの下流側を示している。一方、縦軸は温度を示している。

【0061】

また概念図の下側に室外熱交換器４Ａの空気流れ方向における冷媒の流れる位置を実線の矢印で示している。一方、概念図の上側には破線の矢印で示す空気の流れを示している。図２の室外熱交換器４Ａに示されているように、空気は、大きな矢印の方向に流れる。従って図３において破線で示されている空気の流れも矢印の向きは左側から右側に向けて示されており、上流側から下流側へと流れることを示している。

【0062】

これに対して室外熱交換器４を流れる冷媒については、上述したように、第１の流路Ｒ１、第２の流路Ｒ２、第３の流路Ｒ３の順に流れるが、このことが図３の概念図で示されている。すなわち、冷媒を示す実線の矢印のうち、もっとも下側に示されているのが第１の流路Ｒ１を流れる冷媒を示している（図３においては説明の便宜上、当該冷媒を示す矢印を「Ｒ１」と示している）。図２に示すように、冷媒入口４ｃから流路Ｒ１に流入した冷媒は、空気の流れ方向Ａの上流側で空気と熱交換して温度が上昇する。

【0063】

次に第２の流路Ｒ２を流れる冷媒は、上述したように、空気の流れ方向Ａの下流側の伝熱管４ａで空気と熱交換した後、上流側の伝熱管４ａで空気と熱交換して温度が上昇する。従って、空気の流れ方向下流側において縦軸に沿った上方向の矢印と空気の流れ方向上流側において縦軸に沿った上方向の矢印とで示されている（図３においては便宜上「Ｒ２」と示している）。そして第２の流路Ｒ２から流出した冷媒は、第３の流路Ｒ３を通って冷媒出口４ｄから室外熱交換器４Ａから流出するが、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒は、空気の流れ方向Ａの下流側で空気と熱交換して温度が上昇する（図３においては便宜上「Ｒ３」と示している）。

【0064】

次に温度の変化について見てみると、空気は室外熱交換器４を通過する際に室外熱交換器４の伝熱管４ａの内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う。従って上流側から下流側に流れるに従って空気の温度は下がる。図３の概念図では、破線で示す矢印をもって空気が上流側から下流側に流れ、徐々に温度が低下することを示している。

【0065】

一方、冷媒については空気との間での熱交換により徐々に温度が上がる。そのため、冷媒入口４ｃにおける冷媒の温度よりも冷媒出口４ｄにおける冷媒の温度の方が高い。図３では、第１の流路Ｒ１を示す矢印の始点の部分を便宜上、冷媒入口を示す符号「４ｃ」で示している。また、第３の流路Ｒ３を示す矢印の終点の部分を便宜上、冷媒出口を示す符号「４ｄ」で示している。

【0066】

室外熱交換器４に冷媒が流入する冷媒入口４ｃにおける温度は、図３の概念図において符号「４ｃ」で示す部分の温度である。一方、室外熱交換器４から冷媒が流出する冷媒出口４ｄにおける温度は、同様に符号「４ｄ」で示す部分の温度である。従って、冷媒入口４ｃにおける冷媒の温度よりも冷媒出口４ｄにおける冷媒の温度の方が高いことから、図３の概念図においてもそのように示されている。

【0067】

このように冷媒の温度は、室外熱交換器４の冷媒流路Ｒを流れるうちに徐々に上がる。従って、本来ならば第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３の内部を流れる冷媒の温度も徐々に上がることになる。

【0068】

すなわち、第２の流路Ｒ２を流れる冷媒の温度変化を基に考えると、第１の流路Ｒ１を流れる冷媒を示す矢印は、図３において符号Ｒ１で示される矢印のように空気の流れ方向上流側において縦軸に沿って上方向の矢印として示される。

【0069】

なお、第２の流路Ｒ２を流れる冷媒の温度変化を基に考えると、第１の流路Ｒ１と第２の流路Ｒ２とは連続していることから、第２の流路Ｒ２を示す矢印の始点における温度と第１の流路Ｒ１を示す矢印の終点（当該矢印において、符号「４ｃ」で示される側とは反対の側）における温度とは同じ冷媒の温度である。

【0070】

同様に、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒を示す矢印は、図３において符号Ｒ３で示される矢印のように空気の流れ方向下流側において縦軸に沿って上方向の矢印として示される。

【0071】

すなわち、第２の流路Ｒ２と第３の流路Ｒ３とは連続していることから、第２の流路Ｒ２を示す矢印の終点における冷媒の温度と第３の流路Ｒ３を示す矢印の始点における冷媒の温度とは同じ温度である。

【0072】

このとき、図３の概念図では、第１の流路Ｒ１を流れる冷媒の温度の上昇幅が第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の温度の上昇幅よりも大きくなるように示されている。これは、上述したように本発明の実施の形態における室外熱交換器４では第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３とは互いに熱的に干渉するように隣り合って配置されており、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱が第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に移ることになるからである。

【0073】

つまり第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に対しては、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱が移る。従って、第１の流路Ｒ１を流れる冷媒の温度の上昇幅が大きくなる。そのため、第１の流路Ｒ１を流れる冷媒の平均温度が従来技術と比較して上昇する。

【0074】

これに対して、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒に対しては、第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に熱が移る。従って、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の温度の上昇幅が小さくなる。

【0075】

なお、図３の概念図は、あくまでも本発明の実施の形態における室外熱交換器４への着霜の抑制のメカニズムを説明するために用いたものである。従って、必ずしも図３の概念図に示す通りの温度変化を示すわけではない。

【0076】

制御装置６は、圧縮機１の回転数や室外熱交換器４に設けられている三方弁４４の駆動を制御する。特に制御装置６が三方弁４４の制御を行うことによって、温度勾配のある非共沸混合冷媒を用いた場合であっても室外熱交換器４に対する着霜を抑制して、室外熱交換器４における熱交換量の低下を抑制することができる。

【0077】

図４は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置Ｓにおける制御装置６の内部構成を示すブロック図である。制御装置６は、温度検出部６１と、記憶部６２と、判定部６３と、駆動制御部６４と、を備えている。

【0078】

なお、この他制御装置６には、冷凍サイクル装置Ｓを制御するための様々な機能が備えられているが、以下、本発明の実施の形態の制御装置６においては、非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置Ｓの運転制御に必要な機能のみを説明する。

【0079】

すなわち制御装置６は、図２においては図示されていない、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ(Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及び入出力インターフェイスがバスを介して接続される構成を備えていても良い。また、当該入出力インターフェイスには、上述した各部が接続されているとともに、例えば、表示部や通信制御部、或いは、入力部といった各部が接続されていても良い。

【0080】

温度検出部６１は、上述した、例えば、冷媒温度センサ４１において検出された冷媒温度の情報を取得する。また温度検出部６１は、外気温度センサ４３において検出された冷凍サイクル装置Ｓの室外熱交換器４が設置されている場所における外気温度の情報を取得する。

【0081】

なお、温度検出部６１において取得された冷媒温度の情報や外気温度の情報については、次に説明する記憶部６２に記憶させても、或いは、温度検出部６１において保持していても良い。

【0082】

記憶部６２には、例えば、温度検出部６１において取得された冷媒温度や外気温度に関する情報や、予め定められている冷媒温度や外気温度との温度差と比較するための閾値に関する情報が格納されている。また、後述する判定部６３が判定を行う際に用いる判定プログラム等も格納されている。

【0083】

判定部６３は、第２の流路Ｒ２から流出した冷媒を、第３の流路Ｒ３に流すか、或いは、バイパス回路Ｂに流すかの判定を行う。上述したように、第３の流路Ｒ３に冷媒を流すのは、第３の流路Ｒ３から第１の流路Ｒ１に対する熱干渉を起こさせることによって第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱を第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に伝え、第１の流路Ｒ１を流れる冷媒の温度を上げ、室外熱交換器４に霜が着くことを抑制するためである。

【0084】

従って換言すれば、室外熱交換器４に着霜のおそれがない場合には、第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に対して第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱を伝える必要はない。このような場合にまで第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱を第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に伝えると、室外熱交換器４における空気との熱交換量を低下させることにもなりかねないからである。そこで、判定部６３が第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３との間で熱干渉を起こさせる必要があるか否かを判定する。

【0085】

具体的には、判定部６３は、例えば、温度検出部６１が取得した冷媒温度センサ４１が検出した冷媒入口４ｃにおける冷媒の温度を基に判定する。冷媒の温度が低いと、たとえ外気温度が高くても空気が結露してしまい、室外熱交換器４に霜が着く可能性があるからである。

【0086】

例えば、冷媒温度センサ４１において検出した冷媒の温度が０℃以下の場合には、判定部６３は、第２の流路Ｒ２から第３の流路Ｒ３に冷媒を流す判定を行う。上述したように、第３の流路Ｒ３に冷媒を流すことで第１の流路Ｒ１を流れる冷媒の温度を上昇させるためである。

【0087】

具体的には、判定部６３は、温度検出部６１が取得した冷媒入口４ｃにおける冷媒の温度の情報を記憶部６２、或いは、温度検出部６１から取得する。また併せて記憶部６２にアクセスして、冷媒の温度を基に第３の流路Ｒ３に冷媒を流すか否かの判定に用いる閾値を取得する。そして、取得した冷媒の温度と閾値とを比較する。判定部６３の比較の結果、もし冷媒の温度が閾値以下である場合には、第３の流路Ｒ３に冷媒を流すとの判定を行う。

【0088】

一方、冷媒の温度が閾値よりも大きな値である場合には、室外熱交換器４において着霜の恐れはないと判定できる。そこで、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３との間で熱干渉を起こす必要はないので、第２の流路Ｒ２から流出した冷媒を第３の流路Ｒ３には流さず、バイパス回路Ｂに流すとの判定を行う。

【0089】

一方、判定部６３は、冷媒入口４ｃにおける冷媒の温度を基に判定を行うのではなく、例えば、外気温度を基に判定することも可能である。外気温度センサ４３が検出した外気温度が、例えば、０℃以下の場合には、判定部６３は、第２の流路Ｒ２から第３の流路Ｒ３に冷媒を流す判定を行う。

【0090】

すなわち判定部６３は、温度検出部６１が取得した室外機が設置されている場所における外気温度の情報を取得する。また併せて記憶部６２にアクセスして、外気温度を基に第３の流路Ｒ３に冷媒を流すか否かの判定に用いる閾値を取得する。そして、取得した外気温と閾値とを比較する。判定部６３の比較の結果、もし外気温度が閾値以下である場合には、第３の流路Ｒ３に冷媒を流すとの判定を行う。

【0091】

一方、外気温度が閾値よりも大きな値である場合には、室外熱交換器４において着霜の恐れはないと判定できる。そこで、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３との間で熱干渉を起こす必要はないので、第２の流路Ｒ２から流出した冷媒を第３の流路Ｒ３には流さず、バイパス回路Ｂに流すとの判定を行う。

【0092】

なお、ここでは冷媒の温度、及び、外気温度のいずれについても閾値が０℃である場合を例に挙げたが、当該閾値を何度と設定するかは、任意に設定することができ、もちろん、冷媒の温度に関する閾値と外気温度に関する閾値とで異なる温度を設定することができる。

【0093】

駆動制御部６４は、三方弁４４の駆動を制御する。具体的には、判定部６３が冷媒の温度、或いは、外気温度と閾値とを比較した結果、冷媒の温度、或いは、外気温度の方が閾値以下であると判定した場合には、判定部６３は、駆動制御部６４に対して、第２の流路Ｒ２から流出した冷媒を第３の流路Ｒ３に流すよう指示する。駆動制御部６４では、当該指示に基づいて第２の流路Ｒ２から流出した冷媒が第３の流路Ｒ３に流れるように三方弁４４を切り替える。

【0094】

一方、判定部６３が冷媒の温度、或いは、外気温度と閾値とを比較した結果、冷媒の温度、或いは、外気温度の方が閾値より大きな値であると判定した場合には、判定部６３は、駆動制御部６４に対して、第２の流路Ｒ２から流出した冷媒をバイパス回路Ｂに流すよう指示する。駆動制御部６４では、当該指示に基づいて第２の流路Ｒ２から流出した冷媒がバイパス回路Ｂに流れるように三方弁４４を切り替える。

【0095】

以上説明した通り、非共沸混合冷媒を冷媒として用いる冷凍サイクル装置において、暖房運転が行われる際に流れる冷媒の熱を冷媒入口付近の冷媒流路を流れる冷媒に対して伝えて熱干渉を起こさせることで、室外熱交換器に対する着霜を抑制して、室外熱交換器における熱交換量の低下を抑制することができる。

【0096】

（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

【0097】

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る冷凍サイクル装置Ｓの蒸発器として機能する室外熱交換器４Ｂを模式的に示すとともに、冷媒の流れる方向を示す図である。

【0098】

第２の実施の形態における室外熱交換器４Ｂの構成は、第１の実施の形態における室外熱交換器４Ａと同じである。但し、室外熱交換器４Ｂでは、空気の流れ方向Ａの上流側に第３の流路Ｒ３が配置され、下流側に第１の流路Ｒ１が配置されている点が異なる。従って、第２の実施の形態における室外熱交換器４Ｂでは、上述した第１の実施の形態における室外熱交換器４Ａとは冷媒の流路が異なる。

【0099】

具体的な冷媒の流れる方向は、以下の通りである。図５に示す室外熱交換器４Ｂでは、冷媒は空気の流れ方向Ａの下流側下部から、室外熱交換器４Ｂに流入する。すなわち、下流側に第１の流路Ｒ１の最下部に冷媒入口４ｃが設けられており、冷媒は当該冷媒入口４ｃから室外熱交換器４に流入する。

【0100】

冷媒入口４ｃから室外熱交換器４Ｂに流入した冷媒は、第１の流路Ｒ１を構成する４本の伝熱管４ａを流れ、次第にＺ方向上方に向かって流れる。そして一旦室外熱交換器４Ｂの外部に出て、再度室外熱交換器４Ｂの内部（第２の流路Ｒ２）に入る。

【0101】

再度室外熱交換器４Ｂに流入するに当たって、流路（パス）は４つに分岐する。すなわち、第２の流路Ｒ２は分岐した４つの流路（パス）を備えている。第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３は、図５に明らかなように１つの流路（パス）で構成されていることから、上述したように第２の流路Ｒ２は、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３よりもパス数が多い。

【0102】

図５の室外熱交換器４Ｂに示すように、冷媒は第２の流路Ｒ２において空気の流れ方向Ａの下流側の伝熱管４ａから流入し、上流側の伝熱管４ａから流出する。

【0103】

第２の流路Ｒ２と第３の流路Ｒ３との間には、バイパス回路Ｂが設けられている。また、当該バイパス回路Ｂには、冷媒を第３の流路Ｒ３に流すか、或いは、バイパス回路Ｂに流すかの切り替えを行う三方弁４４が設けられている。

【0104】

第２の流路Ｒ２から流出した冷媒をバイパス回路Ｂに流さない場合には、冷媒は第２の流路Ｒ２から第３の流路Ｒ３に流れる。すなわち、第２の流路Ｒ２から流出した冷媒は、Ｚ方向下方へ流れ、空気の流れ方向Ａの下流側に向けて上流側から第３の流路Ｒ３に流入し、さらにＺ方向下方へ流れる。

【0105】

図５に示す室外熱交換器４Ｂでは、第３の流路Ｒ３の最下部に冷媒出口４ｄが設けられている。冷媒出口４ｄは、空気の流れ方向Ａの下流側から上流側に向けて冷媒が流れるように配置されている。従って室外熱交換器４Ｂの内部を、第１の流路Ｒ１、第２の流路Ｒ２、及び、第３の流路Ｒ３の順に流れた冷媒は、上流側に向けて流出し、四方弁５を介して圧縮機１に流入する。

【0106】

このように第２の実施の形態における室外熱交換器４Ｂは、第１の実施の形態における室外熱交換器４Ａとは第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３の配置位置が、前者が下流側、後者が上流側となり異なるが、同じように第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３とは、隣り合って配置されている。従って、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱を第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に伝えて熱干渉を起こさせることができる。

【0107】

このことにより、冷媒入口４ｃから室外熱交換器４Ｂの第１の流路Ｒ１に流入する冷媒の温度を上昇させることができるので、室外熱交換器４Ｂに着霜することを抑制することができるとともに、室外熱交換器４Ｂにおける熱交換量の低下を抑制することができる。

【0108】

（第３の実施の形態）
次に本発明における第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態において、上述の第１、または、第２の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

【0109】

図６は、本発明の第３の実施の形態に係る冷凍サイクル装置Ｓの蒸発器として機能する室外熱交換器４Ｃを模式的に示すとともに、冷媒の流れる方向を示す図である。

【0110】

第３の実施の形態における室外熱交換器４Ｃの構成は、第１の実施の形態における室外熱交換器４Ａと同じである。また、室外熱交換器４Ｃにおいても、空気の流れ方向Ａの上流側に第１の流路Ｒ１が配置され、下流側に第３の流路Ｒ３が配置されている。但し、第３の実施の形態における室外熱交換器４Ｃでは、上述した第１の実施の形態における室外熱交換器４Ａとは冷媒の流路が異なる。

【0111】

具体的な冷媒の流れる方向は、以下の通りである。図６に示す室外熱交換器４Ｃでは、冷媒は空気の流れ方向Ａの上流側下部から、室外熱交換器４に流入する。すなわち、第１の流路Ｒ１の最下部に冷媒入口４ｃが設けられており、冷媒は当該冷媒入口４ｃから室外熱交換器４に流入する。

【0112】

冷媒入口４ｃから室外熱交換器４Ａに流入した冷媒は、第１の流路Ｒ１を構成する４本の伝熱管４ａを流れ、次第にＺ方向上方に向かって流れる。そして第１の流路Ｒ１から流出した冷媒は、再度室外熱交換器４Ｃの内部（第２の流路Ｒ２）に入る。

【0113】

再度室外熱交換器４Ａに流入するに当たって、流路（パス）は４つに分岐する点は、第１の実施の形態における室外熱交換器４Ａと同じである。従って、第２の流路Ｒ２は、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３よりもパス数が多い。

【0114】

図６の室外熱交換器４Ｃに示すように、冷媒は第２の流路Ｒ２において空気の流れ方向Ａの上流側の伝熱管４ａから流入し、下流側の伝熱管４ａから流出する。

【0115】

第２の流路Ｒ２と第３の流路Ｒ３との間には、バイパス回路Ｂが設けられている。また、当該バイパス回路Ｂには、冷媒を第３の流路Ｒ３に流すか、或いは、バイパス回路Ｂに流すかの切り替えを行う三方弁４４が設けられている。

【0116】

第２の流路Ｒ２から流出した冷媒をバイパス回路Ｂに流さない場合には、冷媒は第２の流路Ｒ２から第３の流路Ｒ３に流れる。すなわち、第２の流路Ｒ２から流出した冷媒は、Ｚ方向下方へ流れ、空気の流れ方向Ａの上流側に向けて第３の流路Ｒ３に流入し、さらにＺ方向下方へ流れる。

【0117】

図６に示す室外熱交換器４Ｃでは、第３の流路Ｒ３の最下部に冷媒出口４ｄが設けられている。冷媒出口４ｄは、空気の流れ方向Ａの上流側から下流側に向けて冷媒が流れるように配置されている。従って、室外熱交換器４Ｃの内部を、第１の流路Ｒ１、第２の流路Ｒ２、及び、第３の流路Ｒ３の順に流れた冷媒は、室外熱交換器４Ｃから流出し、四方弁５を介して圧縮機１に流入する。

【0118】

このように第３の実施の形態における室外熱交換器４Ｃは、第１の実施の形態における室外熱交換器４Ａと同じように第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３とは、隣り合って配置されている。従って、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱を第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に伝えて熱干渉を起こさせることができる。

【0119】

このことにより、冷媒入口４ｃから室外熱交換器４Ｃの第１の流路Ｒ１に流入する冷媒の温度を上昇させることができるので、室外熱交換器４Ｃに着霜することを抑制することができるとともに、室外熱交換器４Ｂにおける熱交換量の低下を抑制することができる。

【0120】

（第４の実施の形態）
次に本発明における第４の実施の形態について説明する。なお、第４の実施の形態において、上述の第１ないし第３の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

【0121】

図７は、本発明の第４の実施の形態に係る冷凍サイクル装置Ｓの蒸発器として機能する室外熱交換器４Ｄを模式的に示すとともに、冷媒の流れる方向を示す図である。

【0122】

第４の実施の形態における室外熱交換器４Ｄの構成は、第１の実施の形態における室外熱交換器４Ａと同じである。但し、室外熱交換器４Ｄでは、空気の流れ方向Ａの上流側に第３の流路Ｒ３が配置され、下流側に第１の流路Ｒ１が配置されている点が異なる。従って、第４の実施の形態における室外熱交換器４Ｄでは、上述した第１の実施の形態における室外熱交換器４Ａとは冷媒の流路が異なる。

【0123】

具体的な冷媒の流れる方向は、以下の通りである。図７に示す室外熱交換器４Ｄでは、冷媒は空気の流れ方向Ａの下流側下部から、室外熱交換器４に流入する。すなわち、下流側の第１の流路Ｒ１の最下部に冷媒入口４ｃが設けられており、冷媒は当該冷媒入口４ｃから室外熱交換器４に流入する。

【0124】

冷媒入口４ｃから室外熱交換器４Ｄに流入した冷媒は、第１の流路Ｒ１を構成する４本の伝熱管４ａを流れ、次第にＺ方向上方に向かって流れる。そして第１の流路Ｒ１から流出した冷媒は、再度室外熱交換器４Ｄの内部（第２の流路Ｒ２）に入る。

【0125】

再度室外熱交換器４Ｄに流入するに当たって、流路（パス）は４つに分岐する点は、第１の実施の形態における室外熱交換器４Ａと同じである。従って、第２の流路Ｒ２は、第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３よりもパス数が多い。

【0126】

図７の室外熱交換器４Ｄに示すように、冷媒は第２の流路Ｒ２において空気の流れ方向Ａの上流側の伝熱管４ａから流入し、下流側の伝熱管４ａから流出する。

【0127】

第２の流路Ｒ２と第３の流路Ｒ３との間には、バイパス回路Ｂが設けられている。また、当該バイパス回路Ｂには、冷媒を第３の流路Ｒ３に流すか、或いは、バイパス回路Ｂに流すかの切り替えを行う三方弁４４が設けられている。

【0128】

第２の流路Ｒ２から流出した冷媒をバイパス回路Ｂに流さない場合には、冷媒は第２の流路Ｒ２から第３の流路Ｒ３に流れる。すなわち、第２の流路Ｒ２から流出した冷媒は、第３の流路Ｒ３に流入し、さらにＺ方向下方へ流れる。

【0129】

図７に示す室外熱交換器４Ｄでは、第３の流路Ｒ３の最下部に冷媒出口４ｄが設けられている。冷媒出口４ｄは、空気の流れ方向Ａの下流側から上流側に向けて冷媒が流れるように配置されており、室外熱交換器４Ａの内部を、第１の流路Ｒ１、第２の流路Ｒ２、及び、第３の流路Ｒ３の順に流れた冷媒は、室外熱交換器４Ｄから流出し、四方弁５を介して圧縮機１に流入する。

【0130】

このように第４の実施の形態における室外熱交換器４Ｄは、第１の実施の形態における室外熱交換器４Ａとは第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３の配置位置が、前者が下流側、後者が上流側と異なるが、同じように第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３とは、隣り合って配置されている。従って、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱を第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に伝えて熱干渉を起こさせることができる。

【0131】

このことにより、冷媒入口４ｃから室外熱交換器４Ｄの第１の流路Ｒ１に流入する冷媒の温度を上昇させることができるので、室外熱交換器４Ｄに着霜することを抑制することができるとともに、室外熱交換器４Ｄにおける熱交換量の低下を抑制することができる。

【0132】

なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、本発明の一例を示したものである。実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化でき、また、上記実施の形態には種々の変更又は改良を加えることが可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。

【0133】

例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよく、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0134】

なお、これまでの説明においては、第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱を第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に伝える必要がない場合には、第２の流路Ｒ２と第３の流路Ｒ３との間に設けられる三方弁４４を制御して第２の流路Ｒ２から流出した冷媒をバイパス回路Ｂへと流すことを説明した。

【0135】

但し、バイパス回路Ｂに冷媒を流すことで第１の流路Ｒ１と第３の流路Ｒ３との間での冷媒の熱の移動を回避する、という観点からは、例えば、第１の流路Ｒ１に室外熱交換器４に流入した冷媒を流さない、という制御も可能である。

【0136】

すなわちこの場合、第１の流路Ｒ１と第２の流路Ｒ２との間にバイパス回路Ｂを設け、三方弁４４を制御することによって、室外熱交換器４に流入する冷媒を第１の流路Ｒ１には流さず、直接第２の流路Ｒ２に流入するようにすることもできる。

【0137】

もちろんこの場合は、判定部６３によって第３の流路Ｒ３を流れる冷媒の熱を第１の流路Ｒ１を流れる冷媒に伝える必要がない、と判定されていることが前提になる。判定部６３によってこのように判定されるのであれば、そもそも室外熱交換器４に流入する冷媒によって着霜が生ずるという可能性が低いからである。

【0138】

また、これまでの説明では、第２の流路Ｒ２におけるパス数は、第１の流路Ｒ１や第３の流路Ｒ３のパス数よりも多い室外熱交換器４を例に挙げて説明した。但し、室外熱交換器としては、このような室外熱交換器でなくても良い。

【0139】

例えば、第２の流路Ｒ２における空気との熱交換量が第１の流路Ｒ１、或いは、第３の流路Ｒ３よりも大きな室外熱交換器であっても良い。熱交換量が大きくする例としては、例えば、伝熱管の容積が大きな場合や伝熱面積が大きな場合等、第２の流路Ｒ２の流路長を長くすることが挙げられる。

【0140】

このように第２の流路Ｒ２における熱交換量を大きくすることで、第２の流路Ｒ２における入口の冷媒の温度と出口の冷媒の温度との温度差を大きくすることができる。このように温度差を大きくすることによって、第１の流路Ｒ１を流れる冷媒の急熱量が増加することになり、結果として第１の流路Ｒ１を流れる冷媒の温度を上昇させ、着霜を抑制することが可能となる。

【0141】

なお、本発明の実施の形態において説明した技術については、以下のような構成を採用することもできる。
（１）圧縮機と、室内熱交換器と、減圧機構と、室外熱交換器が冷媒配管で順次接続され、非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍サイクル装置であって、
前記室外熱交換器は、空気の流れ方向に沿って配置される複数列の伝熱管と、前記伝熱管の長手方向に直交するように配置された複数のフィンと、を備え、
前記伝熱管によって構成される前記室外熱交換器の冷媒経路は、
入口側の第１の流路と、出口側の第３の流路と、前記第１の流路と前記第３の流路とをつなぎ前記第１の流路と前記第３の流路よりもパス数が多い第２の流路とからなり、前記第１の流路と前記第３の流路とは、列方向に隣り合っていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
（２）圧縮機と、室内熱交換器と、減圧機構と、室外熱交換器が冷媒配管で順次接続され、非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍サイクル装置であって、
前記室外熱交換器は、空気の流れ方向に沿って配置される複数列の伝熱管と、前記伝熱管の長手方向に直交するように配置された複数のフィンと、を備え、
前記伝熱管によって構成される前記室外熱交換器の冷媒経路は、
入口側の第１の流路と、出口側の第３の流路と、前記第１の流路と前記第３の流路とをつなぎ、前記第１の流路と前記第３の流路よりも前記空気との熱交換量が大きな第２の流路とからなり、前記第１の流路と前記第３の流路とは、列方向に隣り合っていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
（３）前記室外熱交換器において、前記第１の流路は、前記空気の流れ方向において前記第３の流路よりも上流側に配置されることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の冷凍サイクル装置。
（４）前記室外熱交換器において、前記第１の流路は、前記空気の流れ方向において前記第３の流路よりも下流側に配置されることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の冷凍サイクル装置。
（５）前記第１の流路と前記第３の流路は、前記室外熱交換器の下部に配置されていることを特徴とする上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
（６）前記冷媒回路には、前記第１の流路、或いは、前記第３の流路への、前記非共沸混合冷媒の流入を回避するバイパス回路が設けられていることを特徴とする上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
（７）前記冷凍サイクル装置は、前記冷凍サイクル装置を制御する制御装置を備え、
前記バイパス回路には、三方弁が設けられ、
前記制御装置によって前記室外熱交換器において着霜の可能性がないと判定された場合に、前記制御装置は、前記三方弁を制御して前記非共沸混合冷媒を前記バイパス回路に流すことを特徴とする上記（１）に記載の冷凍サイクル装置。

【符号の説明】

【0142】

１・・・圧縮機、２・・・室内熱交換器、２１・・・室内ファン、３・・・減圧機構、４・・・室外熱交換器、４１・・・冷媒温度センサ、４２・・・室外ファン、４３・・・外気温度センサ、４４・・・三方弁、５・・・四方弁、６・・・制御装置、６１・・・温度検出部、６２・・・記憶部、６３・・・判定部、６４・・・駆動制御部、Ａ・・・空気の流れ方向、Ｂ・・・バイパス回路、Ｃ・・・冷媒回路、Ｓ・・・冷凍サイクル装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2024-08-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機と、室内熱交換器と、減圧機構と、室外熱交換器が冷媒配管で順次接続され、非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍サイクル装置であって、
前記室外熱交換器は、空気の流れ方向に沿って配置される複数列の伝熱管と、前記伝熱管の長手方向に直交するように配置された複数のフィンと、を備え、
前記伝熱管によって構成される前記室外熱交換器の冷媒経路は、
室外熱交換器の入口側の最下部に配置される第１の流路と、室外熱交換器の出口側の最下部に配置される第３の流路と、前記第１の流路と前記第３の流路とをつなぎ前記第１の流路と前記第３の流路よりもパス数が多い第２の流路とからなり、前記第１の流路と前記第３の流路とは、列方向に隣り合っていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項2】

圧縮機と、室内熱交換器と、減圧機構と、室外熱交換器が冷媒配管で順次接続され、非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍サイクル装置であって、
前記室外熱交換器は、空気の流れ方向に沿って配置される複数列の伝熱管と、前記伝熱管の長手方向に直交するように配置された複数のフィンと、を備え、
前記伝熱管によって構成される前記室外熱交換器の冷媒経路は、
室外熱交換器の入口側の最下部に配置される第１の流路と、室外熱交換器の出口側の最下部に配置される第３の流路と、前記第１の流路と前記第３の流路とをつなぎ、前記第１の流路と前記第３の流路よりも前記空気との熱交換量が大きな第２の流路とからなり、前記第１の流路と前記第３の流路とは、列方向に隣り合っていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項3】

前記室外熱交換器において、前記第１の流路は、前記空気の流れ方向において前記第３の流路よりも上流側に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項4】

前記室外熱交換器において、前記第１の流路は、前記空気の流れ方向において前記第３の流路よりも下流側に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項5】

前記第１の流路と前記第３の流路は、前記室外熱交換器の下部に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項6】

前記冷媒回路には、前記第１の流路、或いは、前記第３の流路への、前記非共沸混合冷媒の流入を回避するバイパス回路が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項7】

前記冷凍サイクル装置は、前記冷凍サイクル装置を制御する制御装置を備え、
前記バイパス回路には、三方弁が設けられ、
前記制御装置によって前記室外熱交換器において着霜の可能性がないと判定された場合に、前記制御装置は、前記三方弁を制御して前記非共沸混合冷媒を前記バイパス回路に流すことを特徴とする請求項６に記載の冷凍サイクル装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0010】

本発明の一態様に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、室内熱交換器と、減圧機構と、室外熱交換器が冷媒配管で順次接続され、非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍サイクル装置であって、室外熱交換器は、空気の流れ方向に沿って配置される複数列の伝熱管と、伝熱管の長手方向に直交するように配置された複数のフィンと、を備え、伝熱管によって構成される室外熱交換器の冷媒経路は、室外熱交換器の入口側の最下部に配置される第１の流路と、室外熱交換器の出口側の最下部に配置される第３の流路と、第１の流路と第３の流路とをつなぎ第１の流路と第３の流路よりもパス数が多い第２の流路とからなり、第１の流路と第３の流路とは、列方向に隣り合っている。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0011】

また本発明の一態様に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、室内熱交換器と、減圧機構と、室外熱交換器が冷媒配管で順次接続され、非共沸混合冷媒が循環する冷媒回路を備える冷凍サイクル装置であって、室外熱交換器は、空気の流れ方向に沿って配置される複数列の伝熱管と、伝熱管の長手方向に直交するように配置された複数のフィンと、を備え、伝熱管によって構成される室外熱交換器の冷媒経路は、室外熱交換器の入口側の最下部に配置される第１の流路と、室外熱交換器の出口側の最下部に配置される第３の流路と、第１の流路と第３の流路とをつなぎ、第１の流路と第３の流路よりも空気との熱交換量が大きな第２の流路とからなり、第１の流路と第３の流路とは、列方向に隣り合っている。