JP7183447B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、空調対象空間の空気を調和する冷凍サイクル装置に関する。

従来の空気調和装置において、上下に配列され、内部に冷媒の通路が形成された複数の扁平管と、隣り合う扁平管の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィンと、を有する熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された熱交換器は、メイン熱交換部と、メイン熱交換部と上下方向の異なる位置に設けられ、メイン熱交換部と直列に接続されるサブ熱交換部とを有する。そして、メイン熱交換部には、メイン熱交換部の下流側に位置するサブ熱交換部よりも扁平管が多く設けられている。また、熱交換器の最下段の扁平管がサブ熱交換部よりも上流側のメイン熱交換器に設けられている。この構成により、除霜運転時に最下段の熱交換部に付着した霜を融かすのに必要な時間の短縮を図っている。

特開２０１９－１１９４１号公報

特許文献１に開示された空気調和装置においては、除霜運転の際、圧縮機から吐出される冷媒は、メイン熱交換部を通過した後にサブ熱交換部に流入する。つまり、圧縮機から吐出される冷媒は、メイン熱交換部の除霜が終了した後も、サブ熱交換部に流入する前に、メイン熱交換部を流通する。そのため、冷媒の熱は、サブ熱交換部に到達する前に、除霜を必要としないメイン熱交換部において冷媒と空気とが熱交換され、無駄に放出されてしまうことになる。その結果、除霜を効率的に行うことができない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、除霜を効率的に行うことができる冷凍サイクル装置を提供するものである。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、前記冷媒を減圧して膨張させる膨張弁と、前記膨張弁と接続される負荷側熱交換器と、前記圧縮機および前記負荷側熱交換器と接続される流路切替装置と、前記流路切替装置と前記膨張弁との間において並列に接続される第１熱源側熱交換器および第２熱源側熱交換器を含む熱源側熱交換器と、前記第１熱源側熱交換器と接続される第１ガス配管と、前記第２熱源側熱交換器と接続される第２ガス配管とを合流して前記流路切替装置に接続するガス配管と、複数の第１伝熱管が設けられた前記第１熱源側熱交換器に前記流路切替装置を介して前記圧縮機から流入する前記冷媒を、前記複数の第１伝熱管に分流する第１ガスヘッダと、複数の第２伝熱管が設けられた前記第２熱源側熱交換器に前記流路切替装置を介して前記圧縮機から流入する前記冷媒を、前記複数の第２伝熱管に分流する第２ガスヘッダと、除霜運転時に流通する前記冷媒の前記第２熱源側熱交換器の下流側に設けられた開閉弁と、前記除霜運転を行う際、前記圧縮機から吐出される前記冷媒が前記熱源側熱交換器に流入するように前記流路切替装置を制御する制御装置と、を有し、前記複数の第１伝熱管の本数は、前記複数の第２伝熱管の本数よりも多く、前記第１ガス配管は、重力方向に対して前記第１ガスヘッダの中央部と接続され、前記第２ガス配管は、前記重力方向に対して前記第２ガスヘッダの中央部と接続され、前記制御装置は、前記除霜運転が開始されるとき、前記開閉弁を開状態から閉状態に切り替える第１除霜手段と、除霜対象の切り替えのタイミングを決定する判定手段と、前記判定手段によって決定される前記タイミングにしたがって、前記開閉弁を閉状態から開状態に切り替える第２除霜手段と、を有するものである。

本発明によれば、第１除霜手段は、除霜開始時に開閉弁を閉じるので、圧縮機から吐出された冷媒は、２つの熱源側熱交換器のうち、第１熱源側熱交換器に集中的に流れる。その後、第２除霜手段が開閉弁を開くと、冷媒の熱の多くが第２熱源側熱交換器の除霜に費やされる。そのため、直列に接続される２つの熱源側熱交換器を同時に除霜する場合よりも、冷媒の熱が無駄に消費されることが抑制される。その結果、２つの熱源側熱交換器を効率的に除霜することができる。

実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 図１に示した制御装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 図２に示した制御装置の一構成例を示すハードウェア構成図である。 図２に示した制御装置の別の構成例を示すハードウェア構成図である。 図１に示した冷凍サイクル装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。 変形例１の冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 変形例１における制御装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 変形例２の冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 変形例２における制御装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 図８に示した冷凍サイクル装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。 変形例３の冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 図１２に示した第１熱源側熱交換器の一構成例を示す側面図である。 図１２に示した第２熱源側熱交換器の一構成例を示す側面図である。 比較例の冷凍サイクル装置の構成例を示す冷媒回路図である。 図１５に示した比較例の冷凍サイクル装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。 除霜運転時において、冷媒流量と熱源側熱交換器の位置との関係の一例を示すグラフである。 実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 図１８に示した熱源側ユニットの一構成例を示す外観斜視図である。 図１８に示した熱源側ユニットについて、図１９の場合と異なる方向から見たときの外観斜視図である。 図２０に示した熱源側ユニットを上から見たときの熱源側熱交換器のレイアウトを示す模式図である。 図１９に示した第１分割熱交換器の一構成例を示す側面図である。 図２０に示した第２熱源側熱交換器の一構成例を示す側面図である。 変形例４の冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。

実施の形態１．
本実施の形態１の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、熱源側ユニット１０と、負荷側ユニット２０ａおよび２０ｂと、熱源側ユニット１０、負荷側ユニット２０ａおよび２０ｂに含まれる冷媒機器を制御する制御装置３０とを有する。図１は、冷凍サイクル装置１が負荷側ユニット２０ａおよび２０ｂの２台の負荷側ユニットを有する場合を示しているが、負荷側ユニットは１台であってもよく、３台以上であってもよい。

熱源側ユニット１０は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２と、冷媒を外気と熱交換させる熱源側熱交換器１５と、流路切替装置５と、アキュムレータ６と、開閉弁７とを有する。熱源側熱交換器１５は、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４を有する。負荷側ユニット２０ａは、冷媒を負荷側ユニット２０ａが設置される室内の空気と熱交換させる負荷側熱交換器２１ａと、冷媒を減圧して膨張させる膨張弁２２ａとを有する。負荷側ユニット２０ｂは、冷媒を負荷側ユニット２０ｂが設置される室内の空気と熱交換させる負荷側熱交換器２１ｂと、冷媒を減圧して膨張させる膨張弁２２ｂとを有する。

第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４は、流路切替装置５と膨張弁２２ａおよび２２ｂとの間に並列に接続されている。第１熱源側熱交換器３の２つの冷媒出入口のうち、一方の冷媒出入口は第１ガス配管４３ａと接続され、他方の冷媒出入口は第１液配管４４ａと接続されている。第２熱源側熱交換器４の２つの冷媒出入口のうち、一方の冷媒出入口は第２ガス配管４３ｂと接続され、他方の冷媒出入口は第２液配管４４ｂと接続されている。第１ガス配管４３ａおよび第２ガス配管４３ｂは、ガス配管４１に合流して流路切替装置５と接続されている。第１液配管４４ａおよび第２液配管４４ｂは、液配管４７に合流して膨張弁２２ａおよび２２ｂと接続されている。開閉弁７は第２液配管４４ｂに設けられている。

流路切替装置５は、冷媒配管４２を介して負荷側熱交換器２１ａおよび２１ｂと接続され、冷媒配管４８を介してアキュムレータ６と接続されている。また、流路切替装置５は、冷媒配管４９を介して、圧縮機２およびアキュムレータ６と接続されている。アキュムレータ６は圧縮機２の冷媒吸込口と接続されている。圧縮機２と、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４と、膨張弁２２ａと、負荷側熱交換器２１ａとが冷媒配管４２等の配管で接続され、冷媒回路６０ａが構成される。また、圧縮機２と、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４と、膨張弁２２ｂと、負荷側熱交換器２１ｂとが冷媒配管４２等の配管で接続され、冷媒回路６０ｂが構成される。

第２熱源側熱交換器４には、冷媒の温度Ｔｅを検出する熱交換器温度センサ１１が設けられている。第２液配管４４ｂには、第２液配管４４ｂを流通する冷媒の温度Ｔｎ２を検出する冷媒温度センサ１２が設けられている。負荷側ユニット２０ａには、負荷側ユニット２０ａが設置された室内の空気の温度を検出する室温センサ２３ａが設けられている。負荷側ユニット２０ｂには、負荷側ユニット２０ｂが設置された室内の空気の温度を検出する室温センサ２３ｂが設けられている。熱交換器温度センサ１１と、冷媒温度センサ１２と、室温センサ２３ａおよび２３ｂとは、例えば、サーミスタである。熱交換器温度センサ１１は、第２熱源側熱交換器４の代わりに、第１熱源側熱交換器３側に設けられていてもよい。

圧縮機２は、容量を変えることができる圧縮機であり、例えば、インバータ圧縮機である。アキュムレータ６は圧縮機２に液冷媒が吸い込まれるのを防ぐ容器である。膨張弁２２ａおよび２２ｂは、例えば、電子膨張弁である。流路切替装置５は、圧縮機２から吐出される冷媒の流通方向を、ガス配管４１または冷媒配管４２に切り替える。流路切替装置５は、例えば、四方弁である。開閉弁７は、例えば、閉状態および開状態のうち、一方の状態から他方の状態に切り替えることができる遮断弁である。開閉弁７は、流通する冷媒の流量を調整する電子膨張弁であってもよい。第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４と、負荷側熱交換器２１ａおよび２１ｂとは、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器である。

制御装置３０は、図に示さない信号線を介して、圧縮機２と、流路切替装置５と、膨張弁２２ａおよび２２ｂと、開閉弁７との各機器と接続される。また、制御装置３０は、図に示さない信号線を介して、室温センサ２３ａおよび２３ｂと、熱交換器温度センサ１１と、冷媒温度センサ１２との各センサと接続される。制御装置３０と、圧縮機２、流路切替装置５、膨張弁２２ａ、膨張弁２２ｂおよび開閉弁７の各機器との通信接続は、有線に限らず、無線であってもよい。センサに関しても、制御装置３０と、室温センサ２３ａ、室温センサ２３ｂ、熱交換器温度センサ１１および冷媒温度センサ１２の各センサとの通信接続は、有線に限らず、無線であってもよい。

図１に示す制御装置３０の構成について説明する前に、冷凍サイクル装置１の各運転モードにおける冷媒の流れを簡単に説明する。ここでは、冷媒回路６０ａの場合について説明する。また、開閉弁７は開状態であるものとする。

［冷房運転］
はじめに、図１を参照して、冷凍サイクル装置１が冷房運転を行う場合の冷媒の流れを説明する。冷凍サイクル装置１が冷房運転を行う場合、制御装置３０は、圧縮機２から吐出される冷媒が第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４に流入するように、流路切替装置５の流路を切り替える。低温低圧の冷媒が圧縮機２によって圧縮されることで、高温高圧のガス冷媒が圧縮機２から吐出される。圧縮機２から吐出されたガス冷媒は、流路切替装置５を経由して、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４に流入する。第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４に流入した冷媒は、これら並列に接続された熱交換器において、空気と熱交換することで凝縮し、低温高圧の液冷媒となって、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４から流出する。

第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４から流出した液冷媒は、膨張弁２２ａによって低温低圧の液冷媒になる。液冷媒は、負荷側熱交換器２１ａに流入する。負荷側熱交換器２１ａに流入した冷媒は、負荷側熱交換器２１ａにおいて、空気と熱交換することで蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって負荷側熱交換器２１ａから流出する。負荷側熱交換器２１ａにおいて、冷媒が室内の空気から吸熱することで、室内の空気が冷却される。負荷側熱交換器２１ａから流出した冷媒は、流路切替装置５を介して圧縮機２に吸入される。冷房運転の間、圧縮機２から吐出される冷媒が第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４と、膨張弁２２ａと、負荷側熱交換器２１ａとを順に流通した後、圧縮機２に吸引されるまでのサイクルが繰り返される。

［暖房運転］
次に、図１を参照して、冷凍サイクル装置１が暖房運転を行う場合の冷媒の流れを説明する。冷凍サイクル装置１が暖房運転を行う場合、制御装置３０は、圧縮機２から吐出される冷媒が負荷側熱交換器２１ａに流入するように、流路切替装置５の流路を切り替える。低温低圧の冷媒が圧縮機２によって圧縮されることで、高温高圧のガス冷媒が圧縮機２から吐出される。圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置５を経由して、負荷側熱交換器２１ａに流入する。負荷側熱交換器２１ａに流入した冷媒は、負荷側熱交換器２１ａにおいて、空気と熱交換することで凝縮され、高温高圧の液冷媒となって負荷側熱交換器２１ａから流出する。負荷側熱交換器２１ａにおいて、冷媒が室内の空気に放熱することで、室内の空気が暖められる。

負荷側熱交換器２１ａから流出した高温高圧の液冷媒は、膨張弁２２ａによって低温低圧の液冷媒になる。液冷媒は、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４に流入する。第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４において、冷媒は空気と熱交換することで蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４から流出する。第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４から流出した冷媒は、流路切替装置５を介して圧縮機２に吸入される。冷凍サイクル装置１が暖房運転を行っている間、圧縮機２から吐出される冷媒が、負荷側熱交換器２１ａと、膨張弁２２ａと、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４とを順に流通した後、圧縮機２に吸引されるまでのサイクルが繰り返される。

［除霜運転］
図１を参照して、冷凍サイクル装置１が除霜運転を行う場合の冷媒の流れを説明する。冷凍サイクル装置１が運転モードを暖房運転から除霜運転に切り替える場合、制御装置３０は、圧縮機２から吐出される冷媒が第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４に流入するように、流路切替装置５の流路を切り替える。また、制御装置３０は、膨張弁２２ａを全開状態に制御する。除霜運転の場合、冷媒回路６０ａにおける冷媒の流通方向は冷房運転の場合と同じになるため、冷媒の流れについての詳細な説明を省略する。

次に、図１に示した制御装置３０の構成を説明する。図２は、図１に示した制御装置の一構成例を示す機能ブロック図である。

制御装置３０は、冷凍サイクル制御手段５１と、判定手段５２と、タイマ５３と、第１除霜手段５４と、第２除霜手段５５とを有する。制御装置３０は、マイクロコンピュータなどの演算装置がソフトウェアを実行することにより各種機能が実現される。また、制御装置３０は、各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで構成されてもよい。設定温度Ｔｓ１が、負荷側ユニット２０ａを利用するユーザによって、図に示さないリモートコントローラを介して制御装置３０に入力される。設定温度Ｔｓ２が、負荷側ユニット２０ｂを利用するユーザによって、図に示さないリモートコントローラを介して制御装置３０に入力される。なお、図１に示した冷凍サイクル装置１において、制御装置３０の設置位置は限定されず、制御装置３０は、熱源側ユニット１０に設けられてもよく、負荷側ユニット２０ａまたは２０ｂに設けられてもよい。

冷凍サイクル制御手段５１は、冷凍サイクル装置１の運転モードに対応して流路切替装置５を制御する。冷凍サイクル制御手段５１は、室温センサ２３ａおよび２３ｂから受け取る検出値と設定温度Ｔｓ１およびＴｓ２とに基づいて、圧縮機２の運転周波数と、膨張弁２２ａおよび２２ｂの開度とを制御する。具体的には、冷凍サイクル制御手段５１は、室温センサ２３ａの検出値が設定温度Ｔｓ１に近づくように、室温センサ２３ｂの検出値が設定温度Ｔｓ２に近づくように、圧縮機２の運転周波数と、膨張弁２２ａおよび２２ｂの開度とを制御する。

冷凍サイクル装置１の暖房運転中に、冷凍サイクル制御手段５１は、熱交換器温度センサ１１から受信する冷媒の温度Ｔｅを監視し、冷媒の温度Ｔｅが予め決められた温度閾値Ｔ０以下であるか否かを判定する。温度閾値Ｔ０は、例えば、０℃である。冷凍サイクル制御手段５１は、冷媒の温度Ｔｅが温度閾値Ｔ０以下になると、流路切替装置５を制御して流路を切り替えるとともに、除霜運転を開始したことを示す除霜開始情報を判定手段５２に送信する。冷凍サイクル制御手段５１は、除霜終了情報を判定手段５２から受信すると、流路切替装置５を制御して流路を切り替え、運転モードを除霜運転から暖房運転に切り替える。

タイマ５３は、時間を計測し、計測時間の情報を判定手段５２に提供する。判定手段５２は、除霜開始から経過する時間と冷媒温度センサ１２が検出する冷媒の温度Ｔｎ２とのうち、少なくともいずれかの値に基づいて、除霜対象の切り替えのタイミングを決定する。判定手段５２は、冷凍サイクル制御手段５１から除霜開始情報を受信すると、除霜開始情報を第１除霜手段５４に転送するとともに、除霜開始からの経過時間である時間ｔ１を監視する。判定手段５２は、時間ｔ１が予め決められた時間閾値ｔｔｈ１以上であるか否かを判定する。時間閾値ｔｔｈ１は、第１熱源側熱交換器３の除霜が完全に終了する前の時間に設定されている。判定手段５２は、時間ｔ１が時間閾値ｔｔｈ１以上になると、開閉弁７の状態の切り替えを指示する旨の切替指示情報を第２除霜手段５５に送信する。

また、判定手段５２は、切替指示情報を第２除霜手段５５に送信した後、冷媒温度センサ１２から受信する冷媒の温度Ｔｎ２を監視し、冷媒の温度Ｔｎ２が予め決められた温度閾値Ｔｂ以上であるか否かを判定する。温度閾値Ｔｂは、例えば、７℃である。判定手段５２は、冷媒の温度Ｔｎ２が温度閾値Ｔｂ以上になると、除霜が終了したことを示す除霜終了情報を冷凍サイクル制御手段５１に送信する。

第１除霜手段５４は、除霜開始情報を判定手段５２から受信すると、開閉弁７を開状態から閉状態に切り替える。第２除霜手段５５は、切替指示情報を判定手段５２から受信すると、開閉弁７を閉状態から開状態に切り替える。

ここで、図２に示した制御装置３０のハードウェアの一例を説明する。図３は、図２に示した制御装置の一構成例を示すハードウェア構成図である。制御装置３０の各種機能がハードウェアで実行される場合、図２に示した制御装置３０は、図３に示すように、処理回路３１で構成される。図２に示した、冷凍サイクル制御手段５１、判定手段５２、タイマ５３、第１除霜手段５４および第２除霜手段５５の各機能は、処理回路３１により実現される。

各機能がハードウェアで実行される場合、処理回路３１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものに該当する。冷凍サイクル制御手段５１、判定手段５２、タイマ５３、第１除霜手段５４および第２除霜手段５５の各手段の機能のそれぞれを処理回路３１で実現してもよく、各手段の機能を１つの処理回路３１で実現してもよい。

また、図２に示した制御装置３０の別のハードウェアの一例を説明する。図４は、図２に示した制御装置の別の構成例を示すハードウェア構成図である。制御装置３０の各種機能がソフトウェアで実行される場合、図２に示した制御装置３０は、図４に示すように、プロセッサ７１およびメモリ７２で構成される。冷凍サイクル制御手段５１、判定手段５２、タイマ５３、第１除霜手段５４および第２除霜手段５５の各機能は、プロセッサ７１およびメモリ７２により実現される。図４は、プロセッサ７１およびメモリ７２が互いに通信可能に接続されることを示している。

各機能がソフトウェアで実行される場合、冷凍サイクル制御手段５１、判定手段５２、タイマ５３、第１除霜手段５４および第２除霜手段５５の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ７２に格納される。プロセッサ７１は、メモリ７２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各手段の機能を実現する。

メモリ７２として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）およびＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）等の不揮発性の半導体メモリが用いられる。また、メモリ７２として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の揮発性の半導体メモリが用いられてもよい。さらに、メモリ７２として、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の着脱可能な記録媒体が用いられてもよい。

次に、本実施の形態１の冷凍サイクル装置１の動作を説明する。図５は、図１に示した冷凍サイクル装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。図５は、冷凍サイクル装置１が除霜運転を行う場合の動作手順の一例を示す。冷凍サイクル装置１は図５に示す動作手順を開始する前、暖房運転を行っており、開閉弁７は開状態であるものとする。

冷凍サイクル制御手段５１は、熱交換器温度センサ１１から受信する、冷媒の温度Ｔｅが温度閾値Ｔ０以下になったか否かを判定する（ステップＳ１０１）。冷凍サイクル制御手段５１は、ステップＳ１０１において、冷媒の温度Ｔｅが温度閾値Ｔ０以下になると、熱源側熱交換器１５に霜が付着したと判定し、流路切替装置５を制御して流路を切り替える（ステップＳ１０２）。これにより、圧縮機２から吐出される冷媒は、流路切替装置５を経由して熱源側熱交換器１５に流入する。また、冷凍サイクル制御手段５１は、ステップＳ１０２において、除霜開始情報を判定手段５２に送信する。

判定手段５２は、冷凍サイクル制御手段５１から除霜開始情報を受信すると、除霜開始情報を第１除霜手段５４に転送するとともに、タイマ５３によって計測される時間ｔ１を監視する。第１除霜手段５４は、除霜開始情報を判定手段５２から受信すると、開閉弁７を閉じる（ステップＳ１０３）。判定手段５２は、時間ｔ１が時間閾値ｔｔｈ１以上になったか否かを判定する（ステップＳ１０４）。判定手段５２は、ステップＳ１０４において、時間ｔ１が時間閾値ｔｔｈ１以上になると、切替指示情報を第２除霜手段５５に送信する。

第２除霜手段５５は、切替指示情報を判定手段５２から受信すると、開閉弁７を開く（ステップＳ１０５）。判定手段５２は、切替指示情報を第２除霜手段５５に送信した後、冷媒温度センサ１２から受信する、冷媒の温度Ｔｎ２が温度閾値Ｔｂ以上になったか否かを判定する（ステップＳ１０６）。判定手段５２は、冷媒の温度Ｔｎ２が温度閾値Ｔｂ以上になると、熱源側熱交換器１５の除霜が終了したと判定し、除霜終了情報を冷凍サイクル制御手段５１に送信する。

冷凍サイクル制御手段５１は、除霜終了情報を判定手段５２から受信すると、流路切替装置５を制御して流路を切り替える（ステップＳ１０７）。これにより、圧縮機２から吐出される冷媒は、流路切替装置５を経由して負荷側ユニット２０ａおよび２０ｂに流入する。冷凍サイクル装置１の運転モードが除霜運転から暖房運転に戻る。

このようにして、冷凍サイクル装置１が除霜を開始してから時間ｔ１が時間閾値ｔｔｈ１に到達するまで、第１熱源側熱交換器３が集中的に除霜される。その後、冷凍サイクル装置１は、第１熱源側熱交換器３の除霜が完了する前に第２熱源側熱交換器４の除霜を開始するが、第１熱源側熱交換器３への冷媒の流通が継続される。その後、判定手段５２が第２熱源側熱交換器４の下流側の冷媒の温度Ｔｎ１によって第２熱源側熱交換器４の除霜が終了したか否かを判定する。第２熱源側熱交換器４の下流側の冷媒の温度によって第２熱源側熱交換器の除霜の完了が判定されたとき、第１熱源側熱交換器３の除霜も完了している。

なお、図１に示す構成例においては、冷媒温度センサ１２が第２液配管４４ｂに設けられているが、第１液配管４４ａおよび第２液配管４４ｂの合流点近くの液配管４７に冷媒温度センサ１２が設けられていてもよい。この場合、図５に示したステップＳ１０４においては、判定手段５２は、冷媒の温度Ｔｎ２が予め決められた温度閾値Ｔａ以上か否かを判定する。そして、ステップＳ１０４の判定の結果、判定手段５２は、冷媒の温度Ｔｎ２が温度閾値Ｔａ以上である場合、切替指示情報を第２除霜手段５５に送信すればよい。温度閾値ＴａおよびＴｂは、例えば、Ｔａ＞Ｔｂの関係である。Ｔａ＞Ｔｂの関係により第１熱源側熱交換器３の除霜が完全に終了する前に、冷凍サイクル装置１がステップＳ１０５の処理に進んでも、第１熱源側熱交換器３にも冷媒が流通するため、除霜が行われる。また、液配管４７に冷媒温度センサ１２が設けられている場合、制御装置３０にタイマ５３が設けられていなくてもよい。

本実施の形態１の冷凍サイクル装置１は、圧縮機２と、膨張弁２２ａと、負荷側熱交換器２１ａと、流路切替装置５と、熱源側熱交換器１５と、開閉弁７と、制御装置３０とを有する。熱源側熱交換器１５は、流路切替装置５と膨張弁２２ａとの間に並列に接続される第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４を有する。開閉弁７は、除霜運転時に流通する冷媒の第２熱源側熱交換器４の下流側に設けられている。制御装置３０は、除霜運転を行う際、圧縮機２から吐出される冷媒が熱源側熱交換器１５に流入するように流路切替装置５を制御する。制御装置３０は、第１除霜手段５４と、判定手段５２と、第２除霜手段５５とを有する。第１除霜手段５４は、除霜運転が開始されるとき、開閉弁７を開状態から閉状態に切り替える。判定手段５２は、除霜対象の切り替えのタイミングを決定する。第２除霜手段は、判定手段５２によって決定されるタイミングにしたがって、開閉弁７を閉状態から開状態に切り替える。

本実施の形態１によれば、第１除霜手段５４は、除霜開始時に開閉弁７を閉じるので、圧縮機２から吐出された冷媒は、２つの熱源側熱交換器のうち、第１熱源側熱交換器３に集中的に流れる。その後、第２除霜手段５５が開閉弁７を開く。これにより、冷媒は、第２熱源側熱交換器４に流れるようになるが、第１熱源側熱交換器３にも流れる。２つの熱源側熱交換器に冷媒が流れる際、冷媒の熱の多くが第２熱源側熱交換器４で費やされるとともに、第１熱源側熱交換器３に残った霜が溶ける。そのため、直列に接続される２つの熱源側熱交換器を同時に除霜する場合よりも、冷媒の熱が無駄に消費されることが抑制される。その結果、２つの熱源側熱交換器を効率的に除霜することができる。

（変形例１）
変形例１は、図１に示した冷凍サイクル装置１において、冷媒温度センサ１２が設けられていない場合である。変形例１においては、図１～図５を参照して説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

変形例１の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図６は、変形例１の冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図７は、変形例１における制御装置の一構成例を示す機能ブロック図である。

冷凍サイクル装置１ａの熱源側ユニット１０ａには、図１に示した冷媒温度センサ１２が設けられていない。判定手段５２は、切替指示情報を第２除霜手段５５に送信した後、タイマ５３が計測する時間ｔ１が予め決められた時間閾値ｔｔｈ２以上であるか否かを判定する。時間閾値ｔｔｈ１およびｔｔｈ２は、ｔｔｈ１＜ｔｔｈ２の関係である。判定手段５２は時間ｔ１が時間閾値ｔｔｈ２以上になると、除霜終了情報を冷凍サイクル制御手段５１に送信する。

変形例１の冷凍サイクル装置１ａの動作を、図５を参照して説明する。ここでは、図５に示した処理と異なる処理について説明し、図５を参照して説明した処理と同様な処理についての詳細な説明を省略する。

ステップＳ１０６において、判定手段５２は、タイマ５３が計測する時間ｔ１が時間閾値ｔｔｈ２以上になったか否かを判定する。ステップＳ１０６の判定の結果、判定手段５２は、時間ｔ１が時間閾値ｔｔｈ２以上になると、除霜終了情報を冷凍サイクル制御手段５１に送信する。

変形例１によれば、冷媒温度センサ１２が設けられていなくても、本実施の形態１の効果が得られる。

（変形例２）
変形例２は、図１に示した冷凍サイクル装置１において、流量調整弁および冷媒温度センサが第１液配管４４ａに設けられている場合である。変形例２においては、図１～図７を参照して説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

変形例２の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図８は、変形例２の冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図９は、変形例２における制御装置の一構成例を示す機能ブロック図である。図８に示すように、冷凍サイクル装置１ｂの熱源側ユニット１０ｂの第１液配管４４ａには、冷媒温度センサ１２ａおよび流量調整弁９が設けられている。冷媒温度センサ１２ａは、第１液配管４４ａを流通する冷媒の温度Ｔｎ１を検出する。流量調整弁９は、閉状態および開状態のうち、一方の状態から他方の状態に切り替えることができる。また、流量調整弁９は、開度を変化させることで、流通する冷媒の流量を調整することができる。図９に示すように、変形例２の制御装置３０は図２に示したタイマ５３を有していない。制御装置３０は、冷媒の温度Ｔｎ１について、除霜対象の切り替えのタイミングを決める判定基準になる値として温度閾値Ｔａを予め記憶している。ＴａおよびＴｂは同じ値でもよく、異なる値でもよい。

次に、変形例２の冷凍サイクル装置１ｂの動作を説明する。図１０は、図８に示した冷凍サイクル装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。冷凍サイクル装置１ｂは図１０に示す動作手順を開始する前、暖房運転を行っており、流量調整弁９および開閉弁７は開状態であるものとする。図１０に示すステップＳ２０１およびＳ２０２の処理は、図５を参照して説明したステップＳ１０１およびＳ１０２の処理と同様なため、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ２０１の判定の後、判定手段５２は、冷凍サイクル制御手段５１から除霜開始情報を受信すると、除霜開始情報を第１除霜手段５４に転送するとともに、冷媒温度センサ１２ａによって検出される冷媒の温度Ｔｎ１を監視する。第１除霜手段５４は、除霜開始情報を判定手段５２から受信すると、開閉弁７を閉じる（ステップＳ２０３）。判定手段５２は、冷媒の温度Ｔｎ１が温度閾値Ｔａ以上になったか否かを判定する（ステップＳ２０４）。判定手段５２は、ステップＳ２０４において、冷媒の温度Ｔｎ１が温度閾値Ｔａ以上になると、切替指示情報を第２除霜手段５５に送信する。

第２除霜手段５５は、切替指示情報を判定手段５２から受信すると、開閉弁７を開き（ステップＳ２０５）、流量調整弁９を閉じる（ステップＳ２０６）。判定手段５２は、切替指示情報を第２除霜手段５５に送信した後、冷媒温度センサ１２ｂによって検出される冷媒の温度Ｔｎ２が温度閾値Ｔｂ以上になったか否かを判定する（ステップＳ２０７）。判定手段５２は、冷媒の温度Ｔｎ２が温度閾値Ｔｂ以上になると、熱源側熱交換器１５の除霜が終了したと判定し、除霜終了情報を第２除霜手段５５および冷凍サイクル制御手段５１に送信する。

第２除霜手段５５は、除霜終了情報を判定手段５２から受信すると、流量調整弁９を開く（ステップＳ２０８）。冷凍サイクル制御手段５１は、除霜終了情報を判定手段５２から受信すると、流路切替装置５を制御して流路を切り替える（ステップＳ２０９）。これにより、圧縮機２から吐出される冷媒は、流路切替装置５を経由して負荷側ユニット２０ａおよび２０ｂに流入する。冷凍サイクル装置１の運転モードが除霜運転から暖房運転に戻る。

なお、図１０に示したステップＳ２０６において、第２除霜手段５５は、流量調整弁９を閉じているが、流量調整弁９を完全に閉めないで、流量調整弁９の開度を小さくして冷媒を少し流通させてもよい。この場合、ステップＳ２０８において、第２除霜手段５５は、流量調整弁９を全開にする。

変形例２によれば、並列に接続される第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４のそれぞれの液配管に冷媒の流通を遮断する弁が設けられている。変形例２の冷凍サイクル装置１ｂが、除霜運転の際、各弁の開閉を制御して、はじめに第１熱源側熱交換器３を集中的に除霜した後、残りの第２熱源側熱交換器４を集中的に除霜することで、確実、かつ効率よく除霜を行うことができる。

また、判定手段５２は、主な除霜対象が第１熱源側熱交換器３から第２熱源側熱交換器４に切り替えるタイミングを冷媒の温度Ｔｎ１によって判定している。そのため、判定手段５２は、タイマ５３によって計測される時間ｔ１よりも、第１熱源側熱交換器３に霜が残っているか否かの状態をより正確に判定できる。また、変形例２によれば、制御装置３０にタイマ５３が設けられていなくてもよい。

（変形例３）
変形例３は、図１に示した冷凍サイクル装置１において、３つ以上の熱源側熱交換器が並列に接続される場合である。変形例３においては、図１～図１０を参照して説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

変形例２の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図１１は、変形例３の冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図１１に示すように、冷凍サイクル装置１ｃの熱源側ユニット１０ｃにおいて、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４と並列に接続される第３熱源側熱交換器８が設けられている。第３熱源側熱交換器８は、第３ガス配管４３ｃを介してガス配管４１と接続され、第３液配管４４ｃを介して液配管４７と接続されている。

第３液配管４４ｃには、冷媒温度センサ１２ｃおよび第２流量調整弁９ｂが設けられている。冷媒温度センサ１２ｃは、第３液配管４４ｃを流通する冷媒の温度Ｔｎ３を検出する。判定手段５２は、冷媒の温度Ｔｎ３と予め決められた温度閾値Ｔｄと比較し、冷媒の温度Ｔｎ３が温度閾値Ｔｄ以上になると、除霜対象を切り替える。なお、第１流量調整弁９ａおよび第２流量調整弁９ｂは流量調整弁９と同様な構成であり、冷媒温度センサ１２ｃは冷媒温度センサ１２と同様な構成であるため、これらの詳細な説明を省略する。

変形例２の冷凍サイクル装置１ｃの動作を、図１０を参照して説明する。ここでは、図１０に示した処理と異なる処理について説明し、図１０を参照して説明した処理と同様な処理についての詳細な説明を省略する。初期状態として、開閉弁７、第１流量調整弁９ａおよび第２流量調整弁９ｂは開状態である。

ステップＳ２０３において、第１除霜手段５４は、除霜開始情報を判定手段５２から受信すると、第１流量調整弁９ａの開状態を維持し、開閉弁７および第２流量調整弁９ｂを閉じる。ステップＳ２０６において、第２除霜手段５５は、第１流量調整弁９ａを閉じる。ステップＳ２０７において、判定手段５２は、冷媒の温度Ｔｎ２が温度閾値Ｔｂ以上になると、切替指示情報を第２除霜手段５５に送信する。第２除霜手段５５は、ステップＳ２０６の後、切替指示情報を判定手段５２から受信すると、開閉弁７を閉じ、第２流量調整弁９ｂを開く。

判定手段５２は、ステップＳ２０７の判定結果により切替指示情報を第２除霜手段５５に送信した後、冷媒温度センサ１２ｃによって検出される冷媒の温度Ｔｎ３が温度閾値Ｔｄ以上になったか否かを判定する。判定手段５２は、冷媒の温度Ｔｎ３が温度閾値Ｔｄ以上になると、熱源側熱交換器１５の除霜が終了したと判定し、除霜終了情報を第２除霜手段５５および冷凍サイクル制御手段５１に送信する。その後、制御装置３０は、ステップＳ２０８およびＳ２０９の処理を行う。

なお、図１１は、３つの熱源側熱交換器が並列に接続される場合を示しているが、並列接続される熱源側熱交換器は４つ以上であってもよい。この場合、各熱源側熱交換器の液配管側に、流量調整装置および冷媒温度センサが設けられている。また、図１１に示す冷凍サイクル装置１ｃにおいて、判定手段５２は、除霜対象の切り替えのタイミングを、図２に示したタイマ５３によって計測される時間ｔ１に基づいて判定してもよい。この場合、冷媒温度センサ１２ａ～１２ｃが設けられていなくてもよい。

変形例３によれば、並列に接続される熱源側熱交換器の数が３つ以上であっても、効率よく除霜することができる。

実施の形態２．
本実施の形態２の冷凍サイクル装置は、流通する冷媒を分流および合流するヘッダが熱源側熱交換器に設けられた場合である。実施の形態２においては、実施の形態１において説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施の形態２の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図１２は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。冷凍サイクル装置１ｄは、熱源側ユニット１０ｄを有する。熱源側ユニット１０ｄにおいて、第１熱源側熱交換器３の第１ガス配管４３ａ側に第１ガスヘッダ６１が設けられ、第１熱源側熱交換器３の第１液配管４４ａ側に第１液ヘッダ６２が設けられている。また、熱源側ユニット１０ｄにおいて、第２熱源側熱交換器４の第２ガス配管４３ｂ側に第２ガスヘッダ６３が設けられ、第２熱源側熱交換器４の第２液配管４４ｂ側に第２液ヘッダ６４が設けられている。

図１３は、図１２に示した第１熱源側熱交換器の一構成例を示す側面図である。図１４は、図１２に示した第２熱源側熱交換器の一構成例を示す側面図である。図１３および図１４において、説明の便宜上、方向を定義するためにＸ軸およびＺ軸を図に示している。図１３および図１４に示すＺ軸矢印の反対方向が重力方向である。図１３および図１４に示す実線矢印は、冷凍サイクル装置１が冷房運転および除霜運転を行うときの冷媒の流通方向を示す。図１３および図１４に示す破線矢印は、冷凍サイクル装置１が暖房運転を行うときの冷媒の流通方向を示す。

図１３に示すように、第１熱源側熱交換器３は、複数の伝熱管４５ａと、複数の放熱フィン４６ａとを有する。第１ガスヘッダ６１に第１ガス配管４３ａが接続されている。第１ガス配管４３ａが第１ガスヘッダ６１に接続される位置は、第１ガスヘッダ６１の地面に対して垂直方向（Ｚ軸矢印方向）の長さである高さの中央部である。中央部は、第１ガスヘッダ６１の高さの正確な中心の位置に限らず、中心の位置を基準とした一定の範囲の高さを含む。第１液ヘッダ６２の下部に第１液配管４４ａが接続されている。第１ガスヘッダ６１は、冷凍サイクル装置１が冷房運転および除霜運転を行う際、第１ガス配管４３ａから流入する冷媒を複数の伝熱管４５ａに分流する。第１ガスヘッダ６１は、冷凍サイクル装置１が暖房運転を行う際、複数の伝熱管４５ａから流入する冷媒を合流して第１ガス配管４３ａに流出する。

図１４に示すように、第２熱源側熱交換器４は、複数の伝熱管４５ｂと、複数の放熱フィン４６ｂとを有する。第２ガスヘッダ６３に第２ガス配管４３ｂが接続されている。第２ガス配管４３ｂが第２ガスヘッダ６３に接続される位置は、第２ガスヘッダ６３の地面に対して垂直方向（Ｚ軸矢印方向）の長さである高さの中央部である。中央部は、第２ガスヘッダ６３の高さの正確な中心の位置に限らず、中心の位置を基準とした一定の範囲の高さを含む。第２液ヘッダ６４の下部に第２液配管４４ｂが接続されている。第２ガスヘッダ６３は、冷凍サイクル装置１が冷房運転および除霜運転を行う際、第２ガス配管４３ｂから流入する冷媒を複数の伝熱管４５ｂに分流する。第２ガスヘッダ６３は、冷凍サイクル装置１が暖房運転を行う際、複数の伝熱管４５ｂから流入する冷媒を合流して第２ガス配管４３ｂに流出する。

本実施の形態２においては、第１熱源側熱交換器３の高さと第２熱源側熱交換器４の高さとが同等であり、伝熱管４５ａの本数と伝熱管４５ｂの本数とが同じ場合である。図１３および図１４において、伝熱管４５ａの本数および伝熱管４５ｂの本数が１３本の場合を示しているが、伝熱管４５ａおよび４５ｂの本数は１３本の場合に限らない。

なお、本実施の形態２の冷凍サイクル装置１ｄの動作は、図５を参照して説明した動作手順と同様になるため、その詳細な説明を省略する。

本実施の形態２の冷凍サイクル装置１ｄによる作用および効果をわかりやすく説明するために、比較例の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図１５は、比較例の冷凍サイクル装置の構成例を示す冷媒回路図である。図１および図１２を参照して説明した構成と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１５に示すように、比較例の冷凍サイクル装置１００は、熱源側ユニット１１０と、負荷側ユニット２０ａおよび２０ｂと、制御装置１３０とを有する。除霜運転時に冷媒が流通する方向を基準として、第１液配管４４ａおよび第２液配管４４ｂが合流する位置よりも下流側の液配管４７に冷媒温度センサ１２１が設けられている。冷媒温度センサ１２１は、液配管４７を流通する冷媒の温度Ｔｒを検出し、冷媒の温度Ｔｒの情報を制御装置１３０に送信する。制御装置１３０のハードウェア構成は図３および図４を参照して説明した構成と同様なため、その詳細な説明を省略する。

図１２に示した構成と比較すると、図１５に示す熱源側ユニット１１０の第２液配管４４ｂには、図１に示した開閉弁７が設けられていない。冷凍サイクル装置１００が除霜運転を行う場合、制御装置１３０は、冷媒の温度Ｔｒと予め決められた温度閾値Ｔｃとを比較する。そして、制御装置１３０は、冷媒の温度Ｔｒが温度閾値Ｔｃ以上になると、除霜が終了したと判定する。温度閾値Ｔｃは、例えば、１０℃である。温度閾値ＴｂおよびＴｃは、Ｔｃ＞Ｔｂの関係である。また、温度閾値をＴｃは、変形例２で述べた温度閾値Ｔａと比較すると、Ｔａ＜Ｔｃの関係である。

次に、図１５に示した比較例の冷凍サイクル装置１００の動作を、図１６を参照して説明する。図１６は、図１５に示した比較例の冷凍サイクル装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。冷凍サイクル装置１００は、図１６に示す動作手順を開始する前、暖房運転を行っているものとする。

制御装置１３０は、冷媒の温度Ｔｅが温度閾値Ｔ０以上になったか否かを判定する（ステップＳ１００１）。制御装置１３０は、ステップＳ１００１において、冷媒の温度Ｔｅが温度閾値Ｔ０以下になると、熱源側熱交換器１５に霜が付着したと判定し、流路切替装置５を制御して流路を切り替える（ステップＳ１００２）。これにより、圧縮機２から吐出される冷媒は、流路切替装置５を経由して熱源側熱交換器１５に流入する。

続いて、制御装置１３０は、冷媒の温度Ｔｒが温度閾値Ｔｃ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１００３）。制御装置１３０は、ステップＳ１００３において、冷媒の温度Ｔｒが温度閾値Ｔｃ以上になると、熱源側熱交換器１５の除霜が終了したと判定し、流路切替装置５を制御して流路を切り替える（ステップＳ１００４）。冷凍サイクル装置１００の運転モードが除霜運転から暖房運転に戻る。

冷凍サイクル装置１００の除霜運転中、図１３に示した第１熱源側熱交換器３において、第１ガスヘッダ６１の中央部に第１ガス配管４３ａからガス冷媒が流入する。第１ガスヘッダ６１に流入したガス冷媒は複数の伝熱管４５ａに分流するが、圧力損失によって、第１熱源側熱交換器３の下段側の伝熱管４５ａに冷媒が滞留しやすくなる。図１４示した第２熱源側熱交換器４についても、第１熱源側熱交換器３と同様に、除霜運転の際、第２熱源側熱交換器４の下段側の伝熱管４５ｂに冷媒が滞留しやすくなる。

図１７は、除霜運転時において、冷媒流量と熱源側熱交換器の位置との関係の一例を示すグラフである。図１７の横軸は冷媒の流量を示し、縦軸は図１３に示した第１熱源側熱交換器３の垂直方向（Ｚ軸矢印方向）における伝熱管４５ａの高さＨｕを示す。図１７の縦軸において、第１熱源側熱交換器３の複数の伝熱管４５ａのうち、最下段の伝熱管４５ａの高さをＨｕ１とし、最上段の伝熱管４５ａの高さをＨｕｎとしている。また、図１７において、実線のグラフは本実施の形態２の冷凍サイクル装置１ｄの場合であり、破線のグラフは図１５に示した比較例の冷凍サイクル装置１００の場合である。さらに、第２熱源側熱交換器４についても、図１７に示したグラフと同様な傾向になるため、ここでは、第２熱源側熱交換器４の場合の説明を省略する。

比較例の冷凍サイクル装置１００の除霜運転の際、冷媒が第１熱源側熱交換器および第２熱源側熱交換器に分流すると、図１７の破線のグラフに示すように、熱源側熱交換器１５における上段側に比べて下段側の冷媒の流量が小さくなっている。これは、図１３および図１４を参照して説明したように、ヘッダの中央部から複数の伝熱管に冷媒が分流する場合、圧力損失が原因で冷媒の流れがわるくなり、下段側で冷媒が滞留しやすくなるためである。

そのため、比較例の冷凍サイクル装置１００においては、熱源側熱交換器１５の下段側の伝熱管に流れる冷媒の流量を考慮して、熱源側熱交換器１５の除霜を終了するまで長い時間を必要とし、温度閾値Ｔｃが高い値に設定される。その結果、図１７の破線のグラフに示すように、熱源側熱交換器１５の下段側の伝熱管の除霜が終了するまで、上段側において冷媒が無駄に流れてしまうことになる。

これに対して、本実施の形態２の冷凍サイクル装置１ｄは、図１７の実線のグラフに示すように、冷媒流量は第１熱源側熱交換器３における伝熱管４５ａの高さの違いに対する影響が比較例に比べて小さく、複数の伝熱管４５ａにより均等に冷媒が流通する。そのため、温度閾値Ｔｂを温度閾値Ｔｃよりも低い温度に設定することができ、比較例に比べて、効率よく除霜を行うことができる。

本実施の形態２の冷凍サイクル装置１ｄは、除霜運転の際、第１熱源側熱交換器３に流入する冷媒を複数の伝熱管４５ａに分流する第１ガスヘッダ６１と、第２熱源側熱交換器４に流入する冷媒を複数の伝熱管４５ｂに分流する第２ガスヘッダ６３と有する。第１ガス配管４３ａは、重力方向に対して第１ガスヘッダ６１の中央部と接続され、第２ガス配管４３ｂは、重力方向に対して第２ガスヘッダ６３の中央部と接続される。

本実施の形態２において、除霜運転の際、実施の形態１において説明したように開閉弁７の開度を調整することで、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４のそれぞれに流れる冷媒の流量が増加する。本実施の形態２によれば、伝熱管の高さの違いに起因して熱源側熱交換器の下段側に冷媒が滞留することが抑制され、下段側の冷媒の流量が増加する。その結果、熱源側熱交換器の下段側に付着した霜を確実、かつ効率的に除霜することができる。温度閾値ＴａおよびＴｂを比較例の温度閾値Ｔｃよりも小さい値に設定できるため、比較例に比べて除霜時間が短くなり、効率的に除霜できる。

実施の形態３．
本実施の形態３の冷凍サイクル装置は、第１熱源側熱交換器の伝熱管の本数と第２熱源側熱交換器の伝熱管の本数とが異なる場合である。本実施の形態３においては、実施の形態１および２において説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施の形態３の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図１８は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。冷凍サイクル装置１ｅは、熱源側ユニット１０ｅを有する。熱源側ユニット１０ｅに設けられた第１熱源側熱交換器３は、第１分割熱交換器３－１および第２分割熱交換器３－２が並列に接続された構成である。

第１ガス配管４３ａはガス分岐配管４３ａ－１および４３－２に分岐している。ガス分岐配管４３ａ－１は第１分割熱交換器３－１に接続され、ガス分岐配管４３ａ－２は第２分割熱交換器３－２に接続されている。第１液配管４４ａは液分岐配管４４ａ－１および４４ａ－２に分岐している。液分岐配管４４ａ－１は第１分割熱交換器３－１に接続され、液分岐配管４４ａ－２は第２分割熱交換器３－２に接続されている。

第１分割熱交換器３－１において、ガス分岐配管４３ａ－１側に第１ガスヘッダ６１が設けられ、液分岐配管４４ａ－１側に第１液ヘッダ６２が設けられている。第２分割熱交換器３－２において、ガス分岐配管４３ａ－２側に第１ガスヘッダ６５が設けられ、液分岐配管４４ａ－２側に第１液ヘッダ６６が設けられている。第１ガスヘッダ６５は第１ガスヘッダ６１と同様な構成であり、第１液ヘッダ６６は第１液ヘッダ６２と同様な構成であるため、これらの詳細な説明を省略する。

図１９は、図１８に示した熱源側ユニットの一構成例を示す外観斜視図である。図２０は、図１８に示した熱源側ユニットについて、図１９の場合と異なる方向から見たときの外観斜視図である。第１分割熱交換器３－１および第２分割熱交換器３－２は、地面に対して垂直方向（Ｚ軸矢印方向）の長さである高さは同じであり、その高さをＬ１とする。第２熱源側熱交換器４の高さをＬ２とすると、高さＬ１およびＬ２は、Ｌ２＜Ｌ１の関係である。図１９および図２０に示す構成例は、例えば、Ｌ２＝Ｌ１×（２／３）の関係である。

図２１は、図２０に示した熱源側ユニットを上から見たときの熱源側熱交換器のレイアウトを示す模式図である。第１分割熱交換器３－１および第２分割熱交換器３－２を上から見たときの形状は、図２１に示すように、Ｌ字状である。第２熱源側熱交換器４を上から見たときの形状は、図２１に示すように、直線状である。図２１に示す構成例において、第１分割熱交換器３－１はＬ字状であるが第１分割熱交換器３－１を直線状に伸ばした場合、第１分割熱交換器３－１の直線状の長さと第２熱源側熱交換器４の直線状の長さとは同等になる。

図２２は、図１９に示した第１分割熱交換器の一構成例を示す側面図である。第２分割熱交換器３－２は第１分割熱交換器３－１と同じ構成であるため、図２２に示すことを省略している。また、図２２は、図２１に示したＬ字状の第１分割熱交換器３－１を直線状に伸ばした場合の状態を示す。図２３は、図２０に示した第２熱源側熱交換器の一構成例を示す側面図である。図２２および図２３には、説明の便宜上、方向を定義するためにＸ軸およびＺ軸を図に示しているが、Ｘ軸矢印は図１９および図２０に示したＸ軸矢印と対応していなくてもよい。

図２２に示す第１分割熱交換器３－１の伝熱管４５ａの本数は１３本である。図２３に示す第２熱源側熱交換器４の伝熱管４５ｂの本数は９本である。第１分割熱交換器３－１の伝熱管４５ａの本数の方が第２熱源側熱交換器４の伝熱管４５ｂの本数よりも多い。第１分割熱交換器３－１の伝熱管４５ａの本数と第２熱源側熱交換器４の伝熱管４５ｂの本数との比は、第１熱源側熱交換器３の高さＬ１と第２熱源側熱交換器４の高さＬ２との比（Ｌ１：Ｌ２）＝３：２に近い値になっている。

本実施の形態３において、図２２に示す伝熱管４５ａの長さと図２３に示す伝熱管４５ｂの長さとが同じと仮定して、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４について、除霜対象の伝熱管の本数を比べてみる。第１分割熱交換器３－１の伝熱管４５ａの本数は、Ｌ１／Ｌ２の比から、第２熱源側熱交換器４の伝熱管４５ｂの本数の（３／２）倍である。第１分割熱交換器３－１および第２分割熱交換器３－２は伝熱管４５ａの本数が同じなので、第１熱源側熱交換器３の伝熱管４５ａの本数は第２熱源側熱交換器４の伝熱管４５ｂの本数の３倍となる。なお、第１分割熱交換器３－１および第２分割熱交換器３－２の伝熱管４５ａの本数と、第２熱源側熱交換器４の伝熱管４５ｂの本数とは、図２２および図２３に示した場合に限らない。

なお、本実施の形態３の冷凍サイクル装置１ｅの動作は、図５を参照して説明した動作手順と同様になるため、その詳細な説明を省略する。

図５を参照すると、ステップＳ１０２の処理による除霜運転の開始から時間ｔ１が時間閾値ｔｔｈ１に到達するまで、開閉弁７が閉じているため、第１熱源側熱交換器３の除霜が集中的に行われる。その後、開閉弁７が開き、第２熱源側熱交換器４の除霜が開示されるが、第１熱源側熱交換器３にも冷媒が流れる。第１熱源側熱交換器３に流れる冷媒の量が第２熱源側熱交換器４に流れる冷媒の量よりも多くなる。そのため、第１熱源側熱交換器３の伝熱管４５ａの本数が第２熱源側熱交換器４の伝熱管４５ｂの本数よりも多くても、冷凍サイクル装置１ｅは、第２熱源側熱交換器４の除霜終了のタイミングに合わせて、第１熱源側熱交換器３の除霜を終了させることができる。

本実施の形態３の冷凍サイクル装置１ｅは、第１熱源側熱交換器３の伝熱管４５ａの本数が第２熱源側熱交換器４の伝熱管の本数よりも多い。本実施の形態３によれば、第１熱源側熱交換器３に流れる冷媒の量が第２熱源側熱交換器４に流れる冷媒の量よりも多いため、第２熱源側熱交換器４の除霜終了のタイミングに合わせて、第１熱源側熱交換器３の除霜を終了させることができる。

（変形例４）
変形例４の冷凍サイクル装置は、図１８に示した冷媒回路６０ａおよび６０ｂにおいて、第１液配管４４ａに流量調整弁９が設けられた場合である。変形例４においては、図１８～図２３を参照して説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

変形例４の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図２４は、変形例４の冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。冷凍サイクル装置１ｆの熱源側ユニット１０ｆにおいて、第１液配管４４ａに流量調整弁９が設けられている。

なお、冷凍サイクル装置１ｆの動作は、図１０に示すステップＳ２０７において、タイマ５３によって計測される時間ｔ１に基づいて、除霜対象の切り替えのタイミングを決定することを除いて、図１０に示した手順と同様になるため、その詳細な説明を省略する。冷媒温度センサ１２は、第２液配管４４ｂの代わりに、第１液配管４４ａおよび第２液配管４４ｂの合流点に近い液配管４７に設けられていてもよい。

変形例４によれば、第１熱源側熱交換器３および第２熱源側熱交換器４のそれぞれの液配管に冷媒の流通を遮断する弁が設けられている。変形例４の冷凍サイクル装置１ｆが、除霜運転の際、各弁の開閉を制御して、はじめに第１熱源側熱交換器３を除霜した後、残りの第２熱源側熱交換器４を除霜することで、確実、かつ効率よく除霜を行うことができる。

なお、本実施の形態３において、実施の形態２で説明した冷凍サイクル装置１ｄをベースに説明したが、本実施の形態３を実施の形態１で説明した冷凍サイクル装置１に適用してもよい。また、実施の形態２および３の各実施の形態において、変形例１～３のうち、いずれの変形例を組み合わせてもよい。

１、１ａ～１ｆ 冷凍サイクル装置、２ 圧縮機、３ 第１熱源側熱交換器、３－１ 第１分割熱交換器、３－２ 第２分割熱交換器、４ 第２熱源側熱交換器、５ 流路切替装置、６ アキュムレータ、７ 開閉弁、８ 第３熱源側熱交換器、９ 流量調整弁、９ａ 第１流量調整弁、９ｂ 第２流量調整弁、１０ａ～１０ｆ 熱源側ユニット、１１ 熱交換器温度センサ、１２、１２ａ～１２ｃ 冷媒温度センサ、１５ 熱源側熱交換器、２０ａ、２０ｂ 負荷側ユニット、２１ａ、２１ｂ 負荷側熱交換器、２２ａ、２２ｂ 膨張弁、２３ａ、２３ｂ 室温センサ、３０ 制御装置、３１ 処理回路、４１ ガス配管、４２ 冷媒配管、４３ａ 第１ガス配管、４３ａ－１、４３ａ－２ ガス分岐配管、４３ｂ 第２ガス配管、４３ｃ 第３ガス配管、４４ａ 第１液配管、４４ａ－１、４４ａ－２ 液分岐配管、４４ｂ 第２液配管、４４ｃ 第３液配管、４５ａ、４５ｂ 伝熱管、４６ａ、４６ｂ 放熱フィン、４７ 液配管、４８、４９ 冷媒配管、５１ 冷凍サイクル制御手段、５２ 判定手段、５３ タイマ、５４ 第１除霜手段、５５ 第２除霜手段、６０ａ、６０ｂ 冷媒回路、６１ 第１ガスヘッダ、６２ 第１液ヘッダ、６３ 第２ガスヘッダ、６４ 第２液ヘッダ、６５ 第１ガスヘッダ、６６ 第１液ヘッダ、７１ プロセッサ、７２ メモリ、１００ 冷凍サイクル装置、１１０ 熱源側ユニット、１２１ 冷媒温度センサ、１３０ 制御装置。

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
   前記冷媒を減圧して膨張させる膨張弁と、
   前記膨張弁と接続される負荷側熱交換器と、
   前記圧縮機および前記負荷側熱交換器と接続される流路切替装置と、
   前記流路切替装置と前記膨張弁との間において並列に接続される第１熱源側熱交換器および第２熱源側熱交換器を含む熱源側熱交換器と、
   前記第１熱源側熱交換器と接続される第１ガス配管と、前記第２熱源側熱交換器と接続される第２ガス配管とを合流して前記流路切替装置に接続するガス配管と、
   複数の第１伝熱管が設けられた前記第１熱源側熱交換器に前記流路切替装置を介して前記圧縮機から流入する前記冷媒を、前記複数の第１伝熱管に分流する第１ガスヘッダと、
   複数の第２伝熱管が設けられた前記第２熱源側熱交換器に前記流路切替装置を介して前記圧縮機から流入する前記冷媒を、前記複数の第２伝熱管に分流する第２ガスヘッダと、
   除霜運転時に流通する前記冷媒の前記第２熱源側熱交換器の下流側に設けられた開閉弁と、
   前記除霜運転を行う際、前記圧縮機から吐出される前記冷媒が前記熱源側熱交換器に流入するように前記流路切替装置を制御する制御装置と、
   を有し、
   前記複数の第１伝熱管の本数は、前記複数の第２伝熱管の本数よりも多く、
   前記第１ガス配管は、重力方向に対して前記第１ガスヘッダの中央部と接続され、
   前記第２ガス配管は、前記重力方向に対して前記第２ガスヘッダの中央部と接続され、
   前記制御装置は、
   前記除霜運転が開始されるとき、前記開閉弁を開状態から閉状態に切り替える第１除霜手段と、
   除霜対象の切り替えのタイミングを決定する判定手段と、
   前記判定手段によって決定される前記タイミングにしたがって、前記開閉弁を閉状態から開状態に切り替える第２除霜手段と、を有する、
   冷凍サイクル装置。
2. 前記第２熱源側熱交換器の前記下流側に設けられ、前記冷媒の温度を検出する温度センサをさらに有し、
   前記判定手段は、
   前記温度センサの検出値が予め決められた温度閾値以上になるときを、前記タイミングに決定する、
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記除霜運転時に流通する前記冷媒の前記第１熱源側熱交換器の下流側に設けられた流量調整弁をさらに有し、
   前記第１除霜手段は、前記除霜運転が開始されるとき、前記流量調整弁の開状態を維持し、前記開閉弁を開状態から閉状態に切り替え、
   前記第２除霜手段は、前記判定手段によって決定される前記タイミングにしたがって、前記流量調整弁を開状態から閉状態に切り替え、前記開閉弁を閉状態から開状態に切り替える、
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記第１熱源側熱交換器の前記下流側に設けられ、前記冷媒の温度を検出する温度センサをさらに有し、
   前記判定手段は、
   前記温度センサの検出値が予め決められた温度閾値以上になるときを、前記タイミングに決定する、
   請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記制御装置は、時間を計測するタイマをさらに有し、
   前記判定手段は、
   前記除霜運転の開始から前記タイマによって計測される時間が予め決められた時間閾値以上になるときを、前記タイミングに決定する、
   請求項１または３に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記流路切替装置と前記膨張弁との間において前記第１熱源側熱交換器および前記第２熱源側熱交換器と並列に接続される第３熱源側熱交換器と、
   前記除霜運転時に流通する前記冷媒の前記第１熱源側熱交換器の下流側に設けられた第１流量調整弁と、
   前記除霜運転時に流通する前記冷媒の前記第３熱源側熱交換器の下流側に設けられた第２流量調整弁と、をさらに有し、
   前記第１除霜手段は、
   前記除霜運転が開始されるとき、前記第１流量調整弁の開状態を維持し、前記開閉弁および前記第２流量調整弁を開状態から閉状態に切り替え、
   前記第２除霜手段は、
   前記判定手段によって決定される前記タイミングにしたがって、前記第１流量調整弁を開状態から閉状態に切り替え、前記開閉弁を閉状態から開状態に切り替え、
   前記第２除霜手段は、
   前記開閉弁を閉状態から開状態に切り替えた後、前記判定手段によって決定される前記タイミングにしたがって、前記開閉弁を開状態から閉状態に切り替え、前記第２流量調整弁を閉状態から開状態に切り替える、
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。

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