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(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】
(24)【登録日】2024-04-18
(45)【発行日】2024-04-26
(54)【発明の名称】熱交換ユニット
(51)【国際特許分類】
F25B 39/00 20060101AFI20240419BHJP
F25B 13/00 20060101ALI20240419BHJP
F28F 9/02 20060101ALI20240419BHJP
【ＦＩ】
F25B39/00 M
F25B13/00 N
F28F9/02 301F
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021033433
(22)【出願日】2021-03-03
(65)【公開番号】P2022134359
(43)【公開日】2022-09-15
【審査請求日】2022-03-01
【審判番号】
【審判請求日】2023-03-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000002853
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】加治 隆平
(72)【発明者】
【氏名】藤野 宏和
(72)【発明者】
【氏名】前田 尚志
【合議体】
【審判長】水野 治彦
【審判官】岩▲崎▼ 則昌
【審判官】間中 耕治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－２４７５８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１３３６２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３０８１５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２５８５０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５－７１８０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６０－５５９５６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１５－１１４０４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１５３１４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３２４９０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１２２３５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１０８７６３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
F25B 39/00
F25B 13/00
F28F 9/02
F16K 31/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷凍サイクル装置（１）の熱交換ユニットであって、冷媒が流れる複数の冷媒流路（１２０）と、
少なくとも１つの前記冷媒流路に設けられ、前記冷媒流路を流れる冷媒の流量を調整する流量調整部（１４０）と、
を備え、
前記流量調整部が冷媒を減圧する圧力範囲は、前記冷凍サイクル装置の動作中に生じる冷媒の高圧及び低圧の差の最大値である最大差圧値の１／２０以下の範囲内である、
熱交換ユニット（１００）。
【請求項2】
前記流量調整部が冷媒を減圧する圧力範囲は、前記最大差圧値の１／３０以下の範囲内である、請求項１に記載の熱交換ユニット。
【請求項3】
前記流量調整部は、最小開度時に、上流側及び下流側を連通させる細路を含む、請求項１または２に記載の熱交換ユニット。
【請求項4】
前記流量調整部に所定値以上の差圧がかかると、前記流量調整部をバイパスするバイパス部（１５０）をさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の熱交換ユニット。
【請求項5】
前記流量調整部は、印加電圧により作動し、前記印加電圧をオン状態にする時間と、オフ状態にする時間と、を変えるように制御する制御部（２８）をさらに備える、
請求項１～４のいずれか１項に記載の熱交換ユニット。
【請求項6】
前記流量調整部は、印加電圧により作動し、前記印加電圧を増減させるように制御する制御部（２８）をさらに備える、
請求項１～４のいずれか１項に記載の熱交換ユニット。
【請求項7】
前記流量調整部は、冷媒の流入口（１４１ａ）と、冷媒の流出口（１４１ｂ）と、前記流入口と前記流出口とを連通する流路（１４１ｃ）と、を有する本体部（１４１）と、
印加電圧により変形する圧電性を有する材料で構成された圧電体（１４２ｂ）と、前記圧電体と積層され、金属材料で構成された金属体（１４２ａ）と、を有する板状部材（１４２）と、
を含み、
前記本体部には、前記板状部材と対向する弁座（１４１ｄ）が設けられ、
前記流路は、前記弁座と前記板状部材とで区画される調整流路（１４１ｃ１）を有し、
印加電圧により前記圧電体に生じる変位により、前記調整流路の下流側の断面積を変える、
請求項１～６のいずれか１項に記載の熱交換ユニット。
【請求項8】
前記圧電体が変位する方向と、前記流入口における前記流路の延びる方向とは、交差する、請求項７に記載の熱交換ユニット。
【請求項9】
前記流量調整部は、前記圧電体と接続される電極（１４３）と、
前記電極と前記本体部とを絶縁する絶縁材料で構成された絶縁部材（１４４）と、
をさらに含み、
前記電極の一部は、前記本体部から大気中に突出する、
請求項７または８に記載の熱交換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
熱交換ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１（特許５１９７８１９号）には、複数の冷媒流路を流れる冷媒を均等に分配する分配管を備える冷凍サイクル装置が開示されている。特許文献１の冷凍サイクル装置の分配器は、冷媒が流入する鉛直管と、この鉛直管に上下方向に並べて略水平に接続される複数の分岐管と、流量制御ユニットと、を備える。流量制御ユニットは、複数の分配管毎に設けられるキャピラリーチューブ及び流路制御弁を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
特許文献１の流路制御弁は、冷媒流路を開閉させている。このため、全閉時の圧力差が大きい場合に作動させるためには、流路制御弁は大型になってしまう。
【課題を解決するための手段】
【0004】
第１観点に係る熱交換ユニットは、冷凍サイクル装置の熱交換ユニットであって、複数の冷媒流路と、流量調整部と、を備える。複数の冷媒流路には、冷媒が流れる。流量調整部は、少なくとも１つの冷媒流路に設けられ、冷媒流路を流れる冷媒の流量を調整する。流量調整部は、冷凍サイクル装置の動作中に生じる冷媒の高圧及び低圧の差の最大値である最大差圧値の１／２０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧する。
【0005】
本発明者が大型化を抑制するために鋭意検討した結果、特許文献１の流路制御弁のように圧力差が大きい場合ではなく、圧力差が小さい場合に作動させる流量調整部を用いることに着眼して本開示を完成させた。第１観点に係る熱交換ユニットは、最大差圧値の１／２０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧する流量調整部を備える。このため、最大差圧値の１／２０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧する流量調整部を用いればよいので、流量調整部の大型化を抑制できる。したがって、熱交換ユニットの大型化を抑制できる。
【0006】
第２観点に係る熱交換ユニットは、第１観点の熱交換ユニットであって、流量調整部は、最大差圧値の１／３０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧する。
【0007】
第２観点に係る熱交換ユニットでは、最大差圧値の１／３０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧する流量調整部を用いればよいので、流量調整部の大型化をより抑制できる。
【0008】
第３観点に係る熱交換ユニットは、第１観点または第２観点の熱交換ユニットであって、流量調整部は、最小開度時に、上流側及び下流側を連通させる細路を含む。
【0009】
第３観点に係る熱交換ユニットでは、最小開度時にも冷媒を連通させることができるので、流量調整部における圧力差を低減できる。このため、流量調整部に求められる発生力を低減できる。したがって、流量調整部の大型化をより抑制できる。
【0010】
第４観点に係る熱交換ユニットは、第１観点から第３観点の熱交換ユニットであって、流量調整部に所定値以上の差圧がかかると、流量調整部をバイパスするバイパス部をさらに備える。
【0011】
第４観点に係る熱交換ユニットでは、所定値以上の差圧が流量調整部にかかると、冷媒をバイパス部に流すことができる。
【0012】
第５観点に係る熱交換ユニットは、第１観点から第４観点の熱交換ユニットであって、流量調整部は、印加電圧により作動する。熱交換ユニットは、印加電圧をオン状態にする時間と、オフ状態にする時間と、を変えるように制御する制御部をさらに備える。
【0013】
第５観点に係る熱交換ユニットでは、流量調整部を作動させる印加電圧のオン状態の時間とオフ状態の時間と、を変えるように制御することによって、冷媒の流量を調整することができる。
【0014】
第６観点に係る熱交換ユニットは、第１観点から第４観点の熱交換ユニットであって、流量調整部は、印加電圧により作動する。熱交換ユニットは、印加電圧を増減させるように制御する制御部をさらに備える。
【0015】
第６観点に係る熱交換ユニットでは、流量調整部を作動させる印加電圧を増減させるように制御することによって、冷媒の流量を調整することができる。
【0016】
第７観点に係る熱交換ユニットは、第１観点から第６観点の熱交換ユニットであって、流量調整部は、本体部と、板状部材と、を含む。本体部は、冷媒の流入口と、冷媒の流出口と、流入口と流出口とを連通する流路と、を有する。板状部材は、圧電体と、金属体と、を有する。圧電体は、印加電圧により変形する圧電性を有する材料で構成される。金属体は、圧電体と積層され、金属材料で構成される。本体部には、板状部材と対向する弁座が設けられる。流路は、弁座と板状部材とで区画される調整流路を有する。印加電圧により圧電体に生じる変位により、調整流路の下流側の断面積を変える。
【0017】
第７観点に係る熱交換ユニットでは、圧電体に電圧が印加されることで生じる変位により、調整流路の断面積を増やすことと、減らすことと、ができる。このため、所定の圧力範囲内において、冷媒の流量を容易に調整できる。
【0018】
第８観点に係る熱交換ユニットは、第７観点の熱交換ユニットであって、圧電体が変位する方向と、流入口における流路の延びる方向とは、交差する。
【0019】
第８観点に係る熱交換ユニットでは、圧電体に加えられる力を減らすことができるので、流量を調整できる範囲を広くすることができる。
【0020】
第９観点に係る熱交換ユニットは、第７観点または第８観点の熱交換ユニットであって、流量調整部は、電極と、絶縁部材と、をさらに含む。電極は、圧電体と接続される。絶縁部材は、電極と本体部とを絶縁する絶縁材料で構成される。電極の一部は、本体部から大気中に突出する。
【0021】
第９観点に係る熱交換ユニットでは、電極から圧電体に電圧を印加する構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】実施形態に係る熱交換ユニットを備える冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。
【図2】実施形態に係る熱交換ユニットの概略構成図である。
【図3】実施形態に係る流量調整部を概略的に示す断面図である。
【図4】実施形態に係る板状部材及び電極を概略構成図である。
【図5】実施形態に係る板状部材及び電極を概略構成図である。
【図6】実施形態に係る板状部材及び電極を概略構成図である。
【図7】実施形態に係る制御を説明するための図である。
【図8】変形例に係る流量調整部を概略的に示す断面図である。
【図9】変形例に係る流量調整部を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本開示の一実施形態に係る熱交換ユニット、及び、熱交換ユニットを備える冷凍サイクル装置について、図面を参照しながら説明する。
【0024】
（１）冷凍サイクル装置
（１－１）全体構成
図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。冷凍サイクル装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット３と、液冷媒連絡管４と、ガス冷媒連絡管５と、を備える。液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５は、室外ユニット２と室内ユニット３とを接続する。そして、冷凍サイクル装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路６は、室外ユニット２と、室内ユニット３とが冷媒連絡管４、５を介して接続されることによって構成されている。
（１－１）全体構成
図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。冷凍サイクル装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット３と、液冷媒連絡管４と、ガス冷媒連絡管５と、を備える。液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５は、室外ユニット２と室内ユニット３とを接続する。そして、冷凍サイクル装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路６は、室外ユニット２と、室内ユニット３とが冷媒連絡管４、５を介して接続されることによって構成されている。
【0025】
（１－２）詳細構成
（１－２－１）室内ユニット
室内ユニット３は、室内（居室や天井裏空間等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室内ユニット３は、主として、室内熱交換器３１を有している。室内熱交換器３１は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。室内熱交換器３１の液側は液冷媒連絡管４に接続されており、室内熱交換器３１のガス側はガス冷媒連絡管５に接続されている。
（１－２－１）室内ユニット
室内ユニット３は、室内（居室や天井裏空間等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室内ユニット３は、主として、室内熱交換器３１を有している。室内熱交換器３１は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。室内熱交換器３１の液側は液冷媒連絡管４に接続されており、室内熱交換器３１のガス側はガス冷媒連絡管５に接続されている。
【0026】
（１－２－２）室外ユニット
室外ユニット２は、室外（建物の屋上や建物の壁面近傍等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室外ユニット２は、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、アキュムレータ２５と、液閉鎖弁２６と、ガス閉鎖弁２７と、を有している。
室外ユニット２は、室外（建物の屋上や建物の壁面近傍等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室外ユニット２は、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、アキュムレータ２５と、液閉鎖弁２６と、ガス閉鎖弁２７と、を有している。
【0027】
圧縮機２１は、低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。ここでは、圧縮機２１として、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）が圧縮機用モータによって回転駆動される密閉式構造の圧縮機が使用されている。
【0028】
四路切換弁２２は、室外ユニット２の内部配管の接続状態を切り替える。冷凍サイクル装置１が冷房運転を行う場合、四路切換弁２２は、図１の破線で示される接続状態を実現する。冷凍サイクル装置１が暖房運転を行う場合、四路切換弁２２は、図１の実線で示される接続状態を実現する。
【0029】
室外熱交換器２３は、冷媒回路６を循環する冷媒と、室外空気との熱交換を行う。室外熱交換器２３は、冷房運転時には冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。
【0030】
図２に示すように、本実施形態の室外熱交換器２３は、複数の熱交換部２３ａ～２３ｉを含む。熱交換部２３ａ～２３ｉは、冷媒と室外空気とが、熱交換を行う部分である。図２では、９つの熱交換部２３ａ～２３ｉが下から順に配置されている。熱交換部２３ａ～２３ｉは、冷媒が流れる冷媒流路と、室外空気と接する伝熱フィンと、を有する。各熱交換部２３ａ～２３ｉは、伝熱フィンを共有する。
【0031】
図１に戻り、室外膨張弁２４は、開度調整が可能な電動弁または電磁弁である。室外膨張弁２４は、室外ユニット２の内部配管を流れる冷媒を減圧させる。室外膨張弁２４は、室外ユニット２の内部配管を流れる冷媒の流量を制御する。
【0032】
アキュムレータ２５は、圧縮機２１の吸入側の配管に設置される。アキュムレータ２５は、冷媒回路６を流れる気液混合冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分離して、液冷媒を貯留する。アキュムレータ２５で分離されたガス冷媒は、圧縮機２１の吸入ポートに送られる。
【0033】
液閉鎖弁２６及びガス閉鎖弁２７は、冷媒流路を遮断することが可能な弁である。液閉鎖弁２６は、室内熱交換器３１と室外膨張弁２４との間に設置される。ガス閉鎖弁２７は、室内熱交換器３１と四路切換弁２２との間に設置される。液閉鎖弁２６及びガス閉鎖弁２７は、例えば、冷凍サイクル装置１の設置時等において、作業者によって開閉される。
【0034】
制御部２８は、熱交換ユニット１００を含む室外ユニット２の構成機器を制御する。制御部２８は、コンピュータにより実現されるものである。制御部２８は、制御演算装置と記憶装置とを備える。制御演算装置には、ＣＰＵまたはＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の画像処理や演算処理を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。
【0035】
（１－２－３）冷媒連絡管
液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５は、冷媒回路６を備える冷凍サイクル装置１をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニット２と室内ユニット３との組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５は、冷媒回路６を備える冷凍サイクル装置１をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニット２と室内ユニット３との組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
【0036】
なお、液冷媒連絡管４に流れる冷媒は、液体であってもよく、気液二相であってもよい。
【0037】
（１－３）動作
図１を参照して、冷凍サイクル装置１の動作について説明する。冷凍サイクル装置１では、冷房運転と、暖房運転と、が行われる。
図１を参照して、冷凍サイクル装置１の動作について説明する。冷凍サイクル装置１では、冷房運転と、暖房運転と、が行われる。
【0038】
（１－３－１）暖房運転
冷凍サイクル装置１が暖房運転を行う場合、四路切換弁２２が室外蒸発状態（図１の実線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２、ガス閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡管５を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器３１において、室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱される。室内熱交換器３１で放熱した液冷媒は、液冷媒連絡管４及び液閉鎖弁２６を通じて、室外膨張弁２４に送られる。室外膨張弁２４に送られた冷媒は、室外膨張弁２４によって冷凍サイクルの低圧まで減圧でされる。室外膨張弁で減圧された低圧の冷媒は、室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３に送られた低圧の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器２３において、室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器２３で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁２２及びアキュムレータ２５を通じて、再び、圧縮機に吸入される。
冷凍サイクル装置１が暖房運転を行う場合、四路切換弁２２が室外蒸発状態（図１の実線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２、ガス閉鎖弁２７及びガス冷媒連絡管５を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器３１において、室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱される。室内熱交換器３１で放熱した液冷媒は、液冷媒連絡管４及び液閉鎖弁２６を通じて、室外膨張弁２４に送られる。室外膨張弁２４に送られた冷媒は、室外膨張弁２４によって冷凍サイクルの低圧まで減圧でされる。室外膨張弁で減圧された低圧の冷媒は、室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３に送られた低圧の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器２３において、室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器２３で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁２２及びアキュムレータ２５を通じて、再び、圧縮機に吸入される。
【0039】
（１－３－２）冷房運転
冷凍サイクル装置１が冷房運転を行う場合、四路切換弁２２が室外放熱状態（図１の破線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を通じて、室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器２３において、室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、室外膨張弁２４、液閉鎖弁２６及び液冷媒連絡管４を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器３１において、室内空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。これにより、室内空気は冷却される。室内熱交換器３１において蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡管５、ガス閉鎖弁２７、四路切換弁２２及びアキュムレータ２５を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。
冷凍サイクル装置１が冷房運転を行う場合、四路切換弁２２が室外放熱状態（図１の破線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を通じて、室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器２３において、室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、室外膨張弁２４、液閉鎖弁２６及び液冷媒連絡管４を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器３１において、室内空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。これにより、室内空気は冷却される。室内熱交換器３１において蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡管５、ガス閉鎖弁２７、四路切換弁２２及びアキュムレータ２５を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。
【0040】
（２）熱交換ユニット
（２－１）全体構成
熱交換ユニット１００は、上述した冷凍サイクル装置１に含まれる。本実施形態の熱交換ユニット１００は、室外ユニット２に設けられる。このため、熱交換ユニット１００は、室外熱交換器２３を含む。
（２－１）全体構成
熱交換ユニット１００は、上述した冷凍サイクル装置１に含まれる。本実施形態の熱交換ユニット１００は、室外ユニット２に設けられる。このため、熱交換ユニット１００は、室外熱交換器２３を含む。
【0041】
【0042】
（２－２）詳細構成
（２－２－１）分流器
分流器１１０は、室外膨張弁２４と室外熱交換器２３との間に設けられる。図２では、分流器１１０は、熱交換部２３ａ～２３ｉの一端側（図２における左側）に配置されている。なお、図２では、分流器１１０は、熱交換部２３ａ～２３ｉの下方に図示されているが、熱交換部２３ａ～２３ｉの側方に配置されてもよい。
（２－２－１）分流器
分流器１１０は、室外膨張弁２４と室外熱交換器２３との間に設けられる。図２では、分流器１１０は、熱交換部２３ａ～２３ｉの一端側（図２における左側）に配置されている。なお、図２では、分流器１１０は、熱交換部２３ａ～２３ｉの下方に図示されているが、熱交換部２３ａ～２３ｉの側方に配置されてもよい。
【0043】
分流器１１０は、暖房運転時に、冷媒回路６において室外熱交換器２３に向かう冷媒を、図２の矢印に示すように、複数の冷媒流路１２０のそれぞれに分岐させる。この場合、分流器１１０には、液冷媒が流入する。図２では、分流器１１０により、９本の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉに分岐されている。なお、分岐される冷媒流路の数は、特に限定されない。
【0044】
（２－２－２）冷媒流路
分流器１１０により分岐された複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉには、冷媒が流れる。冷媒流路１２０は、内部に冷媒が流れる配管である。この配管の内径は、例えば１０ｍｍ以下であり、好ましくは７ｍｍ以下である。各冷媒流路１２０ａ～１２０ｉの一端部は、分流器１１０に接続され、各冷媒流路１２０ａ～１２０ｉの他端部は、ヘッダ１３０に接続されている。
分流器１１０により分岐された複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉには、冷媒が流れる。冷媒流路１２０は、内部に冷媒が流れる配管である。この配管の内径は、例えば１０ｍｍ以下であり、好ましくは７ｍｍ以下である。各冷媒流路１２０ａ～１２０ｉの一端部は、分流器１１０に接続され、各冷媒流路１２０ａ～１２０ｉの他端部は、ヘッダ１３０に接続されている。
【0045】
図２に示す各冷媒流路１２０ａ～１２０ｉは、上下方向に延びる部分と、左右方向に延びる部分と、を有する。上下に延びる部分は、分流器１１０から上方に延びる。左右に延びる部分は、室外熱交換器２３の熱交換部２３ａ～２３ｉの一部を構成する。言い換えると、室外熱交換器２３の各熱交換部２３ａ～２３ｉは、各冷媒流路１２０ａ～１２０ｉを含む。ここでは、各熱交換部２３ａ～２３ｉには、上下に並ぶ３本の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉがそれぞれ配置される。３本の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉは、１つの冷媒流路が２回折り返されてなる。そして、複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉには、共通の複数の伝熱フィンが配置される。
【0046】
（２－２－３）ヘッダ
ヘッダ１３０は、複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉと接続される。ここでは、ヘッダ１３０は、熱交換部２３ａ～２３ｉの他端側（図２における右側）に立設されている。ヘッダ１３０は、筒状の部材である。
ヘッダ１３０は、複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉと接続される。ここでは、ヘッダ１３０は、熱交換部２３ａ～２３ｉの他端側（図２における右側）に立設されている。ヘッダ１３０は、筒状の部材である。
【0047】
ヘッダ１３０は、暖房運転時に、複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉを流れる冷媒を合流させる。この場合、ヘッダ１３０には、ガス冷媒が流入する。このガス冷媒は、冷媒回路６において四路切換弁２２に送られる。
【0048】
（２－２－４）流量調整部
流量調整部１４０は、少なくとも１つの冷媒流路１２０に設けられる。図２では、複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉのそれぞれに、１つの流量調整部１４０ａ～１４０ｉが設けられている。言い換えると、流量調整部１４０の数は、複数の冷媒流路１２０の数と同じである。流量調整部１４０は、冷媒流路１２０である配管に取り付けられる。
流量調整部１４０は、少なくとも１つの冷媒流路１２０に設けられる。図２では、複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉのそれぞれに、１つの流量調整部１４０ａ～１４０ｉが設けられている。言い換えると、流量調整部１４０の数は、複数の冷媒流路１２０の数と同じである。流量調整部１４０は、冷媒流路１２０である配管に取り付けられる。
【0049】
流量調整部１４０は、室外膨張弁２４と室外熱交換器２３との間に設けられる。具体的には、複数の流量調整部１４０ａ～１４０ｉは、分流器１１０と熱交換部２３ａ～２３ｉとの間に設けられる。この場合、偏流を防止できる。
【0050】
流量調整部１４０は、冷媒流路１２０を流れる冷媒の流量を調整する。言い換えると、流量調整部１４０は、開度に応じて、冷媒流路１２０を流れる冷媒の流量を増減させる。流量調整部１４０は、冷凍サイクル装置１の動作中に生じる冷媒の高圧及び低圧の差の最大値である最大差圧値の１／２０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧する。流量調整部１４０は、最大差圧値の１／３０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧することが好ましく、最大差圧値の１／４０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧することがより好ましい。なお、流量調整部１４０が冷媒を減圧する圧力範囲は、大型化を抑制する観点から、最大差圧値の１／２０以下の範囲内で低いことが好ましいが、下限値は、例えば最大差圧値の１／２００である。
【0051】
ここで、「最大差圧値」は、冷凍サイクル装置１の動作中に生じ得る冷媒の最も高い圧力と最も低い圧力との差である。具体的には、冷凍サイクル装置１の動作中に生じ得る最も高い圧力は、「使用する冷媒の設計圧力」である。冷凍サイクル装置１の動作中に生じ得る最も低い圧力は、「使用する環境下で発生する最低圧力」である。より具体的には、「最大差圧値」は、例えば０．１ＭＰａ以上４．３ＭＰａ以下である。
【0052】
流量調整部１４０は、流量調整部１４０が減圧できる最大圧力以下の圧力範囲において、流量を細かく調整できる。
【0053】
図３に示すように、流量調整部１４０は、主に、本体部１４１と、板状部材１４２と、電極１４３と、絶縁部材１４４と、側壁１４５と、を含む。本実施形態の流量調整部１４０は、室外膨張弁２４に用いられる電磁弁または電動弁と異なり、圧電素子を用いている。このため、流量調整部１４０は、印加電圧により作動する。ここでは、流量調整部１４０は、電磁弁に使用される電磁コイルよりも小さい発生力のバイモルフ型圧電素子を用いている。
【0054】
本体部１４１は、冷媒流路１２０と連結されている。本体部１４１は、上本体部及び下本体部で構成される。上本体部及び下本体部は、１つの部材で構成されてもよいが、ここでは別部材で構成される。本体部１４１には、空間が形成されている。空間の一部は、冷媒が通る流路である。
【0055】
本体部１４１は、冷媒の流入口１４１ａと、冷媒の流出口１４１ｂと、冷媒の流路１４１ｃと、弁座１４１ｄと、を有する。なお、以下の説明では、図３の矢印に示す暖房運転時の冷媒の流れを基準に、流入及び流出としている。
【0056】
本実施形態では、流入口１４１ａは、一方端部（図３における右端部）に設けられ、流出口１４１ｂは、他方端部（図３における左端部）に設けられる。流入口１４１ａ及び流出口１４１ｂのそれぞれは、冷媒流路１２０と連通する。図３では、流入口１４１ａの径は、冷媒流路１２０の径と同じである。また流出口１４１ｂの径は、冷媒流路１２０の径よりも小さい。
【0057】
流路１４１ｃは、流入口１４１ａと流出口１４１ｂとを連通する。図３では、流路１４１ｃは、概ね右方向に延びる。流路１４１ｃは、調整流路１４１ｃ１と、入口流路１４１ｃ２と、出口流路１４１ｃ３と、を有する。
【0058】
調整流路１４１ｃは、冷媒の流量を調整するために、断面積が変化する部分である。調整流路１４１ｃ１は、弁座１４１ｄと板状部材１４２とで区画される。言い換えると、調整流路１４１ｃ１は、弁座１４１ｄと板状部材１４２との間に設けられる隙間である。印加電圧により後述する圧電体１４２ｂに生じる変位により、調整流路１４１ｃ１の下流側の断面積を変える。ここでは、印加電圧により板状部材１４２が変位することにより、調整流路１４１ｃ１の下流側の断面積が変化する。
【0059】
調整流路１４１ｃ１は、最小開度時に、上流側及び下流側を連通させる細路である。言い換えると、最小開度時でも、調整流路１４１ｃ１には冷媒が流れる。
【0060】
入口流路１４１ｃ２は、流入口１４１ａと弁座１４１ｄとの間に形成される。図３では、入口流路１４１ｃ２は、左側に向かって上方に傾斜する流路と、左右方向に延びる流路と、を有する。
【0061】
出口流路１４１ｃ３は、弁座１４１ｄと流出口１４１ｂとの間に形成される。図３では、出口流路１４１ｃ３は、流出口１４１ｂに向けて断面積が大きくなる。
【0062】
弁座１４１ｄは、弁体としての板状部材１４２と対向する。弁座１４１ｄは、冷媒の流量を調整するために上下に移動する板状部材１４２を受ける。
【0063】
弁体としての板状部材１４２は、弁座１４１ｄに近接する。板状部材１４２は、本体部１４１の空間に配置され、図３では左右方向に延びる。板状部材１４２は、一端部（図３における右端部）が支持されて、他端部（図３における左端部）が支持されていない、片持ちの構造を有する。具体的には、板状部材１４２の一端部は絶縁部材１４４に取り付けられた電極１４３に固定されている。板状部材１４２の他端部は、自由端を含み、弁座１４１ｄと対向する。
【0064】
板状部材１４２及び電極１４３は、圧電素子を構成する。図４～図６に示すように、板状部材１４２は、金属体１４２ａと、圧電体１４２ｂと、を有する。ここでは、板状部材１４２は、第１の圧電体１４２ｂと、第１の圧電体１４２ｂ上に形成された金属体１４２ａと、金属体１４２ａ上に形成された第２の圧電体１４２ｂと、を有する。
【0065】
金属体１４２ａは、金属材料で構成されている。圧電体１４２ｂは、金属体１４２ａと積層されている。また圧電体１４２ｂは、印加電圧により変形する圧電性を有する材料（圧電材料）で構成されている。長手方向において、金属体１４２ａは、圧電体１４２ｂよりも長い。ここでは、金属体１４２ａ及び圧電体１４２ｂの他端（図４～図６における左端）は揃っている。金属体１４２ａの一端部（図４～６における右端部）は、圧電体１４２ｂの一端（図４～６における右端）から突出している。金属体１４２ａは、プラスまたはマイナスの接点１４２ａ１を有する。
【0066】
なお、図３では、金属体１４２ａの長手方向と、流入口１４１ａが形成された冷媒流路１２０及び流出口１４１ｂが形成された冷媒流路１２０とは、互いに平行である。
【0067】
圧電体１４２ｂは、電圧が印加されると、圧電体１４２ｂの長手方向と交差する方向に変位する。具体的には、圧電体１４２ｂの自由端側の他端部は、図３～図６における上下方向に変位する。具体的には、圧電体１４２ｂは、図４に示すように、左右方向にまっすぐに延びる状態と、図５に示すように、他端部が下方に移動した状態と、図６に示すように、他端部が上方に移動した状態と、になり得る。
【0068】
圧電体１４２ｂが変位する方向は、流入口１４１ａにおける流路１４１ｃの延びる方向と交差する。図３では、流入口１４１ａにおける流路１４１ｃの延びる方向は、左右方向（水平方向）に対して４５度である。圧電体１４２ｂの変位する方向は、左右方向（水平方向）に対して１８０度である。
【0069】
また、板状部材１４２の積層方向と冷媒の流れ方向とは、交差する。ここでは、板状部材１４２の積層方向と冷媒の流れ方向とは、直交する。板状部材１４２の積層方向は、上下方向であるので、左右方向に対して１８０度である。冷媒の流れ方向は、圧電体１４２ｂの変位する他方端部（調整流路１４１ｃ１）において冷媒が流れる方向であるので、左右方向に対して０度である。
【0070】
電極１４３は、圧電体１４２ｂと接続される。図４～図６では、電極１４３は、圧電体１４２ｂ及び金属体１４２ａと接続される。具体的には、電極１４３は、第１接点１４３ａと、第２接点１４３ｂと、を有する。第１接点１４３ａは、上側の圧電体１４２ｂに接続されるプラスの接点である。第２接点１４３ｂは、下側の圧電体１４２ｂに接続されるマイナスの接点である。第１接点１４３ａ及び第２接点１４３ｂは、金属体１４２ａの接点１４２ａ１と接続可能に構成されている。
【0071】
図４に示すように、金属体１４２ａの接点１４２ａ１が第１接点１４３ａ及び第２接点１４３ｂに接続されていない場合には、圧電体１４２ｂに電圧が印加されない。この時には、圧電体１４２ｂは、左右方向にまっすぐ延びる。図５に示すように、接点１４２ａ１が第１接点１４３ａに接続される場合には、第１接点１４３ａと接続される圧電体１４２ｂにプラスの電圧が印加される。このオフ状態では、圧電体１４２ｂの他端部は下方に変位する。図６に示すように、接点１４２ａ１が第２接点１４３ｂに接続される場合には、第２接点１４３ｂと接続される圧電体１４２ｂにマイナスの電圧が印加される。このオン状態では、圧電体１４２ｂの他端部は上方に変位する。
【0072】
このように、圧電体１４２ｂを有する板状部材１４２は、印加電圧によって、図３において上下方向に変位する。これにより、板状部材１４２と弁座１４１ｄとで区画される調整流路１４１ｃ１の断面積が変化する。言い換えると、板状部材１４２を変形させて、板状部材１４２と弁座１４１ｄとの隙間を変えることで、調整流路１４１ｃ１の断面積を増減させる。具体的には、板状部材１４２が図４から図５に示すように下方に変位すると、調整流路１４１ｃ１の断面積は減少するので、冷媒の流量を減らすことができる。板状部材１４２が図４から図６に示すように上方に変位すると、調整流路１４１ｃ１の断面積は増加するので、冷媒の流量を増やすことができる。ここでは、板状部材１４２が最も下方に変位する最小開度時に、調整流路１４１ｃ１は上流及び下流を連通させる。
【0073】
ここで、調整流路１４１ｃ１の断面積は、例えば、１ｍｍ２以上５ｍｍ２以下である。板状部材１４２と弁座１４１ｄとの隙間の高さｔ（上下方向の距離）は、例えば、０ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
【0074】
電極１４３は、導電性材料で構成される。また、電極１４３は、流量調整部１４０の動作圧力に耐えることができる。
【0075】
図３に示すように、電極１４３の一部は、本体部１４１から大気中に突出する。電極１４３の残部は、本体部１４１の内部に位置する。ここでは、電極１４３の一端部は、本体部１４１から大気中に露出している。電極１４３の他端部は、本体部１４１の内部に収容され、板状部材１４２に接続されている。
【0076】
絶縁部材１４４は、電極１４３と本体部１４１とを絶縁する。絶縁部材１４４は、絶縁材料で構成される。図３では、本体部１４１の右端の中央部の空間を閉じるように、絶縁部材１４４が配置されている。絶縁部材１４４により、気密性を保つことができる。
【0077】
側壁１４５は、絶縁部材１４４の上下のそれぞれに設けられる。側壁１４５は、金属で構成される。図３では、本体部１４１の左端の上部及び下部にも、側壁１４５が配置されている。
【0078】
（２－２－５）制御部
図１に示す制御部２８は、熱交換ユニット１００の流量調整部１４０を制御する。本実施形態では、制御部２８は、図７に示すように、印加電圧をオン状態にする時間ｔ１と、オフ状態にする時間ｔ２と、を変えるように制御する。ここでは、流量調整部１４０へ入力する電気信号は、制御部２８からのパルス信号であり、パルスの周期に対してオンの幅とオフの幅とを変更することで、印加電圧のオン時間ｔ１及びオフ時間ｔ２を変えている。
図１に示す制御部２８は、熱交換ユニット１００の流量調整部１４０を制御する。本実施形態では、制御部２８は、図７に示すように、印加電圧をオン状態にする時間ｔ１と、オフ状態にする時間ｔ２と、を変えるように制御する。ここでは、流量調整部１４０へ入力する電気信号は、制御部２８からのパルス信号であり、パルスの周期に対してオンの幅とオフの幅とを変更することで、印加電圧のオン時間ｔ１及びオフ時間ｔ２を変えている。
【0079】
具体的には、制御部２８は、流量を減らす場合には、図５に示すように、接点１４２ａ１を第１接点１４３ａに接続してオフ状態にするように、流量調整部１４０にパルス信号を送信する。制御部２８は、オフ状態にする時間ｔ２を制御する。また制御部２８は、流量を増やす場合には、図６に示すように、第３接点１４２ａ１を第２接点１４３ｂに接続してオン状態にするように、流量調整部１４０にパルス信号を送信する。制御部２８は、オン状態にする時間ｔ１を制御する。
【0080】
制御部２８は、冷媒流路１２０を流れる冷媒の温度を取得して、その温度から流量調整部１４０における冷媒の流量を増加させるか減少させるかを判断し、その判断に基づいて流量調整部１４０の開度を制御する。ここでは、制御部２８は、暖房運転時における熱交換部２３ａ～２３ｉの冷媒流路１２０の出口近傍の冷媒の温度を取得する。具体的には、本実施形態では、制御部２８は、熱交換部２３ａ～２３ｉの冷媒流路１２０の出口近傍に設けられた温度センサ、冷媒流路１２０を形成する配管の表面温度を非接触で検出するアレイセンサなどから、冷媒の温度を取得する。そして、制御部２８は、複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉの中で、相対的に温度が高い冷媒流路を流れる冷媒の量を増加するように、及び／又は、相対的に温度が低い冷媒流路を流れる冷媒の量を減少させるように、各流量調整部１４０ａ～１４０ｂの開度を制御する。
【0081】
（２－３）動作
次に、熱交換ユニット１００における冷媒の流れについて説明する。
次に、熱交換ユニット１００における冷媒の流れについて説明する。
【0082】
（２－３－１）暖房運転
冷凍サイクル装置１が暖房運転を行う場合、室外膨張弁２４で減圧された低圧の液冷媒は、図２に示す分流器１１０に流入する。分流器１１０に流入した液冷媒は、複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉに分岐され、各流量調整部１４０ａ～１４０ｉに流入する。
冷凍サイクル装置１が暖房運転を行う場合、室外膨張弁２４で減圧された低圧の液冷媒は、図２に示す分流器１１０に流入する。分流器１１０に流入した液冷媒は、複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉに分岐され、各流量調整部１４０ａ～１４０ｉに流入する。
【0083】
図３に示すように、各流量調整部１４０の流入口１４１ａに流入した液冷媒は、入口流路１４１ｃ２を通り、調整流路１４１ｃ１に流入する。冷媒の流量を減らす場合には、制御部２８により、図５に示すように、板状部材１４２の圧電体１４２ｂに印加電圧を加えて、板状部材１４２の他方端部を下方に変位させることにより、調整流路１４１ｃ１の下流側の断面積を減らす。これにより、冷媒の流量を減らすことができる。また、冷媒の流量を増やす場合には、制御部２８により、図６に示すように、板状部材１４２の圧電体１４２ｂに印加電圧を加えて、板状部材１４２の他方端部を上方に変位させることにより、調整流路１４１ｃ１の下流側の断面積を増やす。これにより、冷媒の流量を増やすことができる。流量が調整された冷媒は、出口流路１４１ｃ３を通り、流出口１４１ｂから冷媒流路１２０に流れる。冷媒流路１２０を流れる冷媒は、図２に示す各熱交換部２３ａ～２３ｉに流入する。
【0084】
各熱交換部２３ａ～２３ｉに流入した液冷媒は、各熱交換部２３ａ～２３ｉにおいて、室外空気と熱交換を行って蒸発してガス冷媒となり、ヘッダ１３０流入する。各熱交換部２３ａ～２３ｉを通った各冷媒流路１２０ａ～１２０ｉを流れる冷媒は、ヘッダ１３０で合流する。ヘッダ１３０で合流したガス冷媒は、四路切換弁２２に向けて流れる。
【0085】
（２－３－２）冷房運転
冷凍サイクル装置１が冷房運転を行う場合、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を通じて、図２に示すヘッダ１３０に流入する。ヘッダ１３０に流入したガス冷媒は、複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉに分岐され、各熱交換部２３ａ～２３ｉに流入する。各熱交換部２３ａ～２３ｉに流入したガス冷媒は、熱交換部２３ａ～２３ｉにおいて、室外空気と熱交換を行って放熱して液冷媒となり、流量調整部１４０ａ～１４０ｉに流入する。
冷凍サイクル装置１が冷房運転を行う場合、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を通じて、図２に示すヘッダ１３０に流入する。ヘッダ１３０に流入したガス冷媒は、複数の冷媒流路１２０ａ～１２０ｉに分岐され、各熱交換部２３ａ～２３ｉに流入する。各熱交換部２３ａ～２３ｉに流入したガス冷媒は、熱交換部２３ａ～２３ｉにおいて、室外空気と熱交換を行って放熱して液冷媒となり、流量調整部１４０ａ～１４０ｉに流入する。
【0086】
図３に示すように、各流量調整部１４０の流出口１４１ｂに流入した液冷媒は、調整流路１４１ｃ１に流入する。冷媒の流量を減らす場合には、制御部２８により、図５に示すように、板状部材１４２の圧電体１４２ｂに印加電圧を加えて、板状部材１４２の他方端部を下方に変位させることにより、調整流路１４１ｃ１の上流側（暖房運転時の下流側）の断面積を減らす。これにより、冷媒の流量を減らすことができる。また、冷媒の流量を増やす場合には、制御部２８により、図６に示すように、板状部材１４２の圧電体１４２ｂに印加電圧を加えて、板状部材１４２の他方端部を上方に変位させることにより、調整流路１４１ｃ１の上流側（暖房運転時の下流側）の断面積を増やす。これにより、冷媒の流量を増やすことができる。流量が調整された冷媒は、入口流路１４１ｃ２を通り、流入口１４１ａから冷媒流路１２０に流れる。図２に示す各冷媒流路１２０ａ～１２０ｉを流れ、冷媒流路１２０ａ～１２０ｉから流出した液冷媒は、分流器１１０に流入する。分流器１１０で合流した液冷媒は、室外膨張弁２４に向けて流れる。
【0087】
（３）特徴
（３－１）
本実施形態に係る熱交換ユニット１００は、冷凍サイクル装置１の熱交換ユニットであって、複数の冷媒流路１２０、１２０ａ～１２０ｉと、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉと、を備える。複数の冷媒流路１２０、１２０ａ～１２０ｉには、冷媒が流れる。流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、少なくとも１つの冷媒流路１２０、１２０ａ～１２０ｉに設けられ、冷媒流路１２０、１２０ａ～１２０ｉを流れる冷媒の流量を調整する。流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、冷凍サイクル装置１の動作中に生じる冷媒の高圧及び低圧の差の最大値である最大差圧値の１／２０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧する。
（３－１）
本実施形態に係る熱交換ユニット１００は、冷凍サイクル装置１の熱交換ユニットであって、複数の冷媒流路１２０、１２０ａ～１２０ｉと、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉと、を備える。複数の冷媒流路１２０、１２０ａ～１２０ｉには、冷媒が流れる。流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、少なくとも１つの冷媒流路１２０、１２０ａ～１２０ｉに設けられ、冷媒流路１２０、１２０ａ～１２０ｉを流れる冷媒の流量を調整する。流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、冷凍サイクル装置１の動作中に生じる冷媒の高圧及び低圧の差の最大値である最大差圧値の１／２０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧する。
【0088】
本実施形態に係る熱交換ユニット１００は、最大差圧値の１／２０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧する流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉを備える。これにより、熱交換ユニット１００の流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、最大差圧値の１／２０を超える圧力の大きな範囲で冷媒を減圧する必要がない。このように、最大差圧値の１／２０以下の圧力の小さな範囲でのみ冷媒を減圧する流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉを用いればよいので、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉの大型化を抑制できる。したがって、熱交換ユニット１００の大型化を抑制できる。
【0089】
また、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、最大差圧値の１／２０以下の圧力の小さな範囲でのみ冷媒を減圧するので、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉの簡素化を図ることができる。また、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、圧力が小さく、かつ狭い範囲でのみ冷媒を減圧するので、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉのコストを低減することができる。
【0090】
（３－２）
本実施形態では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、最大差圧値の１／３０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧する。これにより、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉの大型化をより抑制できる。
本実施形態では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、最大差圧値の１／３０以下の圧力範囲でのみ冷媒を減圧する。これにより、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉの大型化をより抑制できる。
【0091】
（３－３）
本実施形態では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、最小開度時に、上流側及び下流側を連通させる細路を含む。ここでは、最小開度時にも冷媒を連通させることができるので、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉにおける圧力差を低減できる。このため、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉに求められる発生力を低減できる。したがって、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉの大型化をより抑制できる。
本実施形態では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、最小開度時に、上流側及び下流側を連通させる細路を含む。ここでは、最小開度時にも冷媒を連通させることができるので、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉにおける圧力差を低減できる。このため、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉに求められる発生力を低減できる。したがって、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉの大型化をより抑制できる。
【0092】
（３－４）
本実施形態では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、印加電圧により作動する。熱交換ユニット１００は、印加電圧をオン状態にする時間ｔ１と、オフ状態にする時間ｔ２と、を変えるように制御する制御部２８をさらに備える。これにより、冷媒の流量を容易に調整することができる。
本実施形態では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、印加電圧により作動する。熱交換ユニット１００は、印加電圧をオン状態にする時間ｔ１と、オフ状態にする時間ｔ２と、を変えるように制御する制御部２８をさらに備える。これにより、冷媒の流量を容易に調整することができる。
【0093】
（３－５）
本実施形態では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、本体部１４１と、板状部材１４２と、を含む。本体部１４１は、冷媒の流入口１４１ａと、冷媒の流出口１４１ｂと、流入口１４１ａと流出口１４１ｂとを連通する流路１４１ｃと、を有する。板状部材１４２は、圧電体１４２ｂと、金属体１４２ａと、を有する。圧電体１４２ｂは、印加電圧により変形する圧電性を有する材料で構成される。金属体１４２ａは、圧電体１４２ｂと積層され、金属材料で構成される。本体部１４１には、板状部材１４２と対向する弁座１４１ｄが設けられる。流路１４１ｃは、弁座１４１ｄと板状部材１４２とで区画される調整流路１４１ｃ１を有する。印加電圧により圧電体１４２ｂに生じる変位により、調整流路１４１ｃ１の下流側の断面積を変える。
本実施形態では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、本体部１４１と、板状部材１４２と、を含む。本体部１４１は、冷媒の流入口１４１ａと、冷媒の流出口１４１ｂと、流入口１４１ａと流出口１４１ｂとを連通する流路１４１ｃと、を有する。板状部材１４２は、圧電体１４２ｂと、金属体１４２ａと、を有する。圧電体１４２ｂは、印加電圧により変形する圧電性を有する材料で構成される。金属体１４２ａは、圧電体１４２ｂと積層され、金属材料で構成される。本体部１４１には、板状部材１４２と対向する弁座１４１ｄが設けられる。流路１４１ｃは、弁座１４１ｄと板状部材１４２とで区画される調整流路１４１ｃ１を有する。印加電圧により圧電体１４２ｂに生じる変位により、調整流路１４１ｃ１の下流側の断面積を変える。
【0094】
これにより、圧電体１４２ｂに電圧が印加されることで生じる変位により、調整流路１４１ｃ１の断面積を増やすことと、減らすことと、ができる。このため、最大差圧値の１／２０以下の圧力範囲内において、冷媒の流量を容易に調整できる。
【0095】
なお、圧電体１４２ｂの変位は、電磁コイルに比べて小さいが、本実施形態のように、流量の調整には適用できる。
【0096】
また、印加電圧を制御することにより、最大差圧値の１／２０以下の範囲内において、圧電体１４２ｂを細かく変位させることができる。このため、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、流量調整部１４０が減圧できる最大圧力以下の圧力範囲において、冷媒の流量を細かく調整できる。
【0097】
（３－６）
本実施形態では、圧電体１４２ｂが変位する方向と、流入口１４１ａにおける流路１４１ｃの延びる方向とは、交差する。これにより、圧電体１４２ｂに加えられる力を減らすことができるので、流量を調整できる範囲を広くすることができる。
本実施形態では、圧電体１４２ｂが変位する方向と、流入口１４１ａにおける流路１４１ｃの延びる方向とは、交差する。これにより、圧電体１４２ｂに加えられる力を減らすことができるので、流量を調整できる範囲を広くすることができる。
【0098】
この観点から、板状部材１４２の変位する方向と、冷媒の流れ方向とが、直交することが好ましい。言い換えると、圧電体１４２ｂの長手方向と、入口流路１４１ｃ２とが、平行であることが好ましい。さらに言い換えると、板状部材１４２の長手方向と水平な方向に流入口１４１ａが位置することが好ましい。この場合、板状部材１４２の延びる方向に主に力が加えられるので、板状部材１４２に加えられる力を大幅に減らすことができる。
【0099】
なお、本発明者は、圧電体１４２ｂが変位する方向と、流入口１４１ａにおける流路１４１ｃの延びる方向とが直交する板状部材１４２は、圧電体１４２ｂが変位する方向と、流入口１４１ａにおける流路１４１ｃの延びる方向とが平行の板状部材１４２に比べて、流量調整範囲を約３倍広くすることができるという知見を有している。
【0100】
（３－７）
本実施形態では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、電極１４３と、絶縁部材１４４と、をさらに含む。電極１４３は、圧電体１４２ｂと接続される。絶縁部材１４４は、電極１４３と本体部１４１とを絶縁する絶縁材料で構成される。電極１４３の一部は、本体部１４１から大気中に突出する。これにより、電極１４３から圧電体１４２ｂに電圧を印加する構造を実現できる。
本実施形態では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉは、電極１４３と、絶縁部材１４４と、をさらに含む。電極１４３は、圧電体１４２ｂと接続される。絶縁部材１４４は、電極１４３と本体部１４１とを絶縁する絶縁材料で構成される。電極１４３の一部は、本体部１４１から大気中に突出する。これにより、電極１４３から圧電体１４２ｂに電圧を印加する構造を実現できる。
【0101】
（４）変形例
（４－１）変形例Ａ
上述した実施形態では、圧電体１４２ｂの変位する方向と、冷媒の流れ方向とが、交差する流量調整部１４０を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例の流量調整部１４０では、図８に示すように、圧電体１４２ｂの変位する方向と、冷媒の流れ方向とは、平行である。
（４－１）変形例Ａ
上述した実施形態では、圧電体１４２ｂの変位する方向と、冷媒の流れ方向とが、交差する流量調整部１４０を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例の流量調整部１４０では、図８に示すように、圧電体１４２ｂの変位する方向と、冷媒の流れ方向とは、平行である。
【0102】
具体的には、本体部１４１に形成される調整流路１４１ｃ１は、実施形態と同様に左右方向に延びる。入口流路１４１ｃ２は、左右方向に延びる部分と、上下方向に延びる部分と、を有する。出口流路１４１ｃ３は、上下方向に延びる部分と、左右方向に延びる部分と、を有する。このため、暖房運転時の流れを示す図８の矢印のように、流入口１４１ａに流入した冷媒は、入口流路１４１ｃ２において、左に向かって流れた後に、上に向かって流れ、調整流路１４１ｃ１において左に向かって流れ、出口流路１４１ｃ３において、下に向かって流れた後に、左に向かって流れる。このため、本変形例では、圧電体１４２ｂが変位する方向と、流入口１４１ａにおける流路１４１ｃの延びる方向とは、平行である。
【0103】
【0104】
具体的にはバイパス部１５０は、流量調整部１４０に所定値以上の差圧がかかると、流量調整部１４０をバイパスする。本変形例のバイパス部１５０は、逆止弁であり、暖房運転時に機能し、冷房運転時に機能しない。
【0105】
バイパス部１５０は、本体部１４１の入口流路１４１ｃ２と出口流路１４１ｃ３とを仕切る突出部分に設けられる。バイパス部１５０は、入口流路１４１ｃ２及び出口流路１４１ｃ３の左右に延びる部分を連結する。
【0106】
バイパス部１５０は、冷媒が流れる流路部１５１と、流路部を遮断する遮断部１５２と、を有する。流路部１５１は、左右方向に延びる。遮断部１５２は、流路部１５１の内部に配置される。遮断部１５２は、ボール部材及び弾性部材を有する。ボール部材は、弾性部材と接続されている。流量調整部１４０に所定値未満の差圧がかかる時には、ボール部材が弾性部材で押さえられていて、流路部１５１をボール部材で遮断している。このため、冷媒は、流路部１５１に流れず、入口流路１４１ｃ２、調整流路１４１ｃ１及び出口流路１４１ｃ３を流れる。一方、流量調整部１４０に所定値以上の圧力がかかると、ボール部材が移動して、流路部１５１が開放される。このため、流路部１５１は、入口流路１４１ｃ２及び出口流路１４１ｃ３と連通するので、流路部１５１に冷媒が流れる。
【0107】
なお、所定値は、最大差圧値の１／２０以下であり、ここでは、流量調整部１４０が減圧できる最大圧力以下である。
【0108】
（４－２－２）特徴
本変形例では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉに所定値以上の差圧がかかると、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉをバイパスするバイパス部１５０をさらに備える。これにより、所定値以上の差圧が流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉにかかると、冷媒をバイパス部１５０に流すことができる。このため、熱交換ユニットの安全性を向上することができる。
本変形例では、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉに所定値以上の差圧がかかると、流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉをバイパスするバイパス部１５０をさらに備える。これにより、所定値以上の差圧が流量調整部１４０、１４０ａ～１４０ｉにかかると、冷媒をバイパス部１５０に流すことができる。このため、熱交換ユニットの安全性を向上することができる。
【0109】
（４－３）変形例Ｃ
上述した実施形態では、制御部２８は、流量調整部１４０を作動させる印加電圧のオン状態の時間とオフ状態の時間とを変えるように制御しているが、これに限定されない。本変形例では、制御部２８は、印加電圧を増減させるように制御する。具体的には、流量調整部１４０へ入力する電気信号は、制御部２８からの電圧を増減させる信号である。制御部２８が電圧を増減させる信号を流量調整部１４０へ送ることで、流量調整部１４０の電極１４３に印加される電圧を増減させる。このような制御では、オン状態にかける電圧を変えることで、圧電体１４２ｂの変位を増減させることによって、冷媒の流量を調整することができる。
上述した実施形態では、制御部２８は、流量調整部１４０を作動させる印加電圧のオン状態の時間とオフ状態の時間とを変えるように制御しているが、これに限定されない。本変形例では、制御部２８は、印加電圧を増減させるように制御する。具体的には、流量調整部１４０へ入力する電気信号は、制御部２８からの電圧を増減させる信号である。制御部２８が電圧を増減させる信号を流量調整部１４０へ送ることで、流量調整部１４０の電極１４３に印加される電圧を増減させる。このような制御では、オン状態にかける電圧を変えることで、圧電体１４２ｂの変位を増減させることによって、冷媒の流量を調整することができる。
【0110】
（４－４）変形例Ｄ
上述した実施形態では、流量調整部１４０は圧電素子により冷媒の流量を調整しているが、これに限定されない。流量調整部１４０は、例えば、静電容量式の構造を有することにより、冷媒の流量を調整してもよい。
上述した実施形態では、流量調整部１４０は圧電素子により冷媒の流量を調整しているが、これに限定されない。流量調整部１４０は、例えば、静電容量式の構造を有することにより、冷媒の流量を調整してもよい。
【0111】
（４－５）変形例Ｅ
上述した実施形態では、熱交換ユニット１００は、室外ユニット２に設けられているが、これに限定されず、室内ユニット３に設けられてもよい。
上述した実施形態では、熱交換ユニット１００は、室外ユニット２に設けられているが、これに限定されず、室内ユニット３に設けられてもよい。
【0112】
（４－６）変形例Ｆ
上述した実施形態では、流量調整部１４０ａ～１４０ｉは、分流器１１０と熱交換部２３ａ～２３ｉとの間に配置されているが、これに限定されない。例えば、流量調整部１４０ａ～１４０ｉは、熱交換部２３ａ～２３ｉとヘッダ１３０との間に配置されてもよい。
上述した実施形態では、流量調整部１４０ａ～１４０ｉは、分流器１１０と熱交換部２３ａ～２３ｉとの間に配置されているが、これに限定されない。例えば、流量調整部１４０ａ～１４０ｉは、熱交換部２３ａ～２３ｉとヘッダ１３０との間に配置されてもよい。
【0113】
（４－７）変形例Ｇ
上述した実施形態では、流量調整部１４０の数は、複数の冷媒流路１２０の数と同じであるが、これに限定されない。流量調整部１４０は、複数の冷媒流路１２０のうちの少なくとも１つに配置されていればよい。ただし、流量調整部１４０の数をｘとし、複数の冷媒流路の数をｙとすると、ｘは、ｙと同じ、または、ｙ－１であることが好ましい。ｙ－１の場合、１つの冷媒流路には、流量調整部１４０が配置されておらず、残部の冷媒流路には、１つの流量調整部１４０が配置される。
上述した実施形態では、流量調整部１４０の数は、複数の冷媒流路１２０の数と同じであるが、これに限定されない。流量調整部１４０は、複数の冷媒流路１２０のうちの少なくとも１つに配置されていればよい。ただし、流量調整部１４０の数をｘとし、複数の冷媒流路の数をｙとすると、ｘは、ｙと同じ、または、ｙ－１であることが好ましい。ｙ－１の場合、１つの冷媒流路には、流量調整部１４０が配置されておらず、残部の冷媒流路には、１つの流量調整部１４０が配置される。
【0114】
（４－８）変形例Ｈ
上述した実施形態では、室外熱交換器２３の熱交換部２３ａ～２３ｉは、フィンを共有しているが、これに限定されない。本変形例では、熱交換部２３ａ～２３ｉの下方に位置する熱交換部２３ａ、２３ｂが共有するフィンと、中央及び上方に位置する熱交換部２３ｃ～２３ｈが共有するフィンとは、分離している。
上述した実施形態では、室外熱交換器２３の熱交換部２３ａ～２３ｉは、フィンを共有しているが、これに限定されない。本変形例では、熱交換部２３ａ～２３ｉの下方に位置する熱交換部２３ａ、２３ｂが共有するフィンと、中央及び上方に位置する熱交換部２３ｃ～２３ｈが共有するフィンとは、分離している。
【0115】
（４－９）変形例Ｉ
上述した実施形態では、冷凍サイクル装置１の室内ユニット３は１つの室内熱交換器３１を含んでいるが、これに限定されない。本変形例の室内ユニット３は、複数の室内熱交換器を含む。
上述した実施形態では、冷凍サイクル装置１の室内ユニット３は１つの室内熱交換器３１を含んでいるが、これに限定されない。本変形例の室内ユニット３は、複数の室内熱交換器を含む。
【0116】
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
【符号の説明】
【0117】
１ ：冷凍サイクル装置
２ ：室外ユニット
３ ：室内ユニット
２８ ：制御部
１００ ：熱交換ユニット
１１０ ：分流器
１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ，１２０ｅ，１２０ｆ，１２０ｇ，１２０ｈ，１２０ｉ ：冷媒流路
１４０，１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ，１４０ｅ，１４０ｆ，１４０ｇ，１４０ｈ，１４０ｉ ：流量調整部
１４１ ：本体部
１４１ａ ：流入口
１４１ｂ ：流出口
１４１ｃ ：流路
１４１ｃ１ ：調整流路
１４１ｄ ：弁座
１４２ ：板状部材
１４２ａ ：金属体
１４２ｂ ：圧電体
１４３ ：電極
１４４ ：絶縁部材
１４５ ：側壁
１５０ ：バイパス部
２ ：室外ユニット
３ ：室内ユニット
２８ ：制御部
１００ ：熱交換ユニット
１１０ ：分流器
１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ，１２０ｅ，１２０ｆ，１２０ｇ，１２０ｈ，１２０ｉ ：冷媒流路
１４０，１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ，１４０ｅ，１４０ｆ，１４０ｇ，１４０ｈ，１４０ｉ ：流量調整部
１４１ ：本体部
１４１ａ ：流入口
１４１ｂ ：流出口
１４１ｃ ：流路
１４１ｃ１ ：調整流路
１４１ｄ ：弁座
１４２ ：板状部材
１４２ａ ：金属体
１４２ｂ ：圧電体
１４３ ：電極
１４４ ：絶縁部材
１４５ ：側壁
１５０ ：バイパス部
【先行技術文献】
【特許文献】
【0118】
【文献】特許５１９７８１９号
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】