JP7332882B2 - 冷凍サイクル装置及び四方弁 - Google Patents

Description

冷媒の流れを切り換える切換機構を備える冷凍サイクル装置、及び冷媒の流れを切り換える四方弁

従来から、四方弁を備え、四方弁により冷媒の流れを切り換える冷凍サイクル装置が実用化されている。例えば、特許文献１（特開２０１８－１２３９７２号公報）には、ロータリ式の四路切換弁（四方弁）により冷凍サイクル装置である空気調和装置の冷媒の流れを切り換える技術が開示されている。特許文献１に記載されている空気調和装置では、四方弁により冷媒の流れの切り換えを行って、冷房運転と暖房運転とを切り換えている。

特許文献１では言及されていないが、実際の製品では、冷媒を溜めるために、レシーバまたはレシーバの役割を果たすアキュムレータなどの容器を空気調和装置が備えている。特許文献１に記載されている空気調和装置では、冷房運転と暖房運転の切り換え時に、冷媒の圧力の高い熱交換器から冷媒の圧力の低い容器に多量の冷媒が流入するため、容器の容量を大きくする必要がある。冷媒を溜める容器を備えていない冷凍サイクル装置では、液状の冷媒が多量に圧縮機の吸入側に流れるという問題が生じる。

四方弁で冷媒の流れを切り換えることによって複数の冷凍サイクルを使い分ける冷凍サイクル装置には、四方弁の切り換え時に冷媒の圧力の高い熱交換器から圧力の低い容器または圧縮機の吸入側に多量の冷媒が流れるのを抑制するという課題がある。

第１観点の冷凍サイクル装置は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、第１サイクルで放熱器として機能し且つ第２サイクルで蒸発器として機能する第１熱交換器と、第１サイクルで蒸発器として機能し且つ第２サイクルで放熱器として機能する第２熱交換器と、第１通路を有し、第１接続状態、第２接続状態及び第３接続状態を切り換える切換機構とを備える。冷凍サイクル装置は、第１接続状態では、圧縮機、第１熱交換器、第２熱交換器及び圧縮機の順に冷媒を流して第１サイクルを繰返し、第２接続状態では、圧縮機、第２熱交換器、第１熱交換器及び圧縮機の順に冷媒を流して第２サイクルを繰返し、第３接続状態では、圧縮機と第１熱交換器及び第２熱交換器との間を閉鎖し且つ第１熱交換器と第２熱交換器の間を第１通路で連通させる。

第１観点の冷凍サイクル装置は、切換機構が第１接続状態と第２接続状態とを切り換える途中で切換機構が第３接続状態に切り換えることにより、第１通路により第１熱交換器と第２熱交換器とを連通させることができる。その結果、冷凍サイクル装置は、第１接続状態と第２接続状態の切り換え時に、第１熱交換器と第２熱交換器の中の冷媒の圧力差を小さくして、第１熱交換器または第２熱交換器から冷媒の圧力の低い箇所に多量の冷媒が流れるのを抑制することができる。切換機構の切り換え時に、冷媒の圧力の高い熱交換器から圧力の低い容器または圧縮機の吸入側に多量の冷媒が流れるのを抑制することができる。

第２観点の冷凍サイクル装置は、第１観点の冷凍サイクル装置であって、切換機構は、第１ポート、第２ポート、第３ポート及び第４ポートを有する。切換機構は、第１ポートに圧縮機で圧縮された冷媒が流入し、第２ポートが第１熱交換器に連通し、第３ポートから圧縮機で吸入される冷媒が流出し、第４ポートが第２熱交換器に連通し、第１接続状態では第１ポートと第２ポートを連通させ且つ第３ポートと第４ポートを連通させ、第２接続状態では第１ポートと第４ポートを連通させ且つ第２ポートと第３ポートを連通させ、第３接続状態では第２ポートと第４ポートを連通させるように構成されている。

第２観点の冷凍サイクル装置は、第３接続状態では、第２ポートと第４ポートを通して第１熱交換器と第２熱交換器の間で冷媒を流通させることができ、第１熱交換器または第２熱交換器の中の冷媒の圧力を下げることができる。その結果、第１接続状態または第２接続状態に切り換えたときに、第１熱交換器または第２熱交換器から冷媒の圧力の低い箇所に多量の冷媒が流れるのを抑制することができる。

第３観点の冷凍サイクル装置は、第２観点の冷凍サイクル装置であって、第１通路は、第２ポートと第４ポートとに連通している第１バイパス配管と、第１バイパス配管に設けられ、第１バイパス配管の開通と閉鎖を切り換える第１開閉弁とを備える。第１通路は、第１接続状態及び第２接続状態のときには第１開閉弁で第１バイパス配管を閉鎖し、第３接続状態のときには第１開閉弁で第１バイパス配管を開通させる。

第３観点の冷凍サイクル装置は、第１接続状態と第２接続状態の切り換え時に冷媒の圧力の低い箇所に多量の冷媒が流れるのを抑制する構成を、第１バイパス配管と第１開閉弁という簡単な構成で実現できる。

第４観点の冷凍サイクル装置は、第２観点の冷凍サイクル装置であって、第３接続状態のときに、第１ポートと第３ポートとを連通させる第２通路を備える。

第４観点の冷凍サイクル装置は、切換機構の第１接続状態と第２接続状態の切り換えの途中で第３接続状態にすることにより、第２通路により圧縮機の吸入側と吐出側とを連通させることができる。その結果、冷凍サイクル装置は、圧縮機の吐出側の冷媒の圧力を小さくして、第１接続状態と第２接続状態の切り換え時に、圧縮機の吐出側から冷媒の圧力の低い箇所に冷媒が流れることによる不具合を抑制することができる。

第５観点の冷凍サイクル装置は、第４観点の冷凍サイクル装置であって、第２通路は、第１ポートと第３ポートとに連通している第２バイパス配管と、第２バイパス配管に設けられ、第２バイパス配管の開通と閉鎖を切り換える第２開閉弁とを備えている。第２通路は、第１接続状態及び第２接続状態のときには第２開閉弁で第２バイパス配管を閉鎖し、第３接続状態のときには第２開閉弁で第２バイパス配管を開通させる。

第５観点の冷凍サイクル装置は、第３接続状態を用いて圧縮機の吐出側から冷媒の圧力の低い箇所に冷媒が流れるのを抑制する構成を、第２バイパス配管と第２開閉弁という簡単な構成で実現することができる。

第６観点の冷凍サイクル装置は、第２観点の冷凍サイクル装置であって、切換機構は、第１通路としての第１バイパス通路を有する。切換機構は、第３接続状態のときに第１バイパス通路により第２ポートと第４ポートを連通させ、第１接続状態及び第２接続状態のときには第１バイパス通路を閉鎖する。

第６観点の冷凍サイクル装置は、第３接続状態を用いて第１熱交換器または第２熱交換器から冷媒の圧力の低い箇所に多量の冷媒が流れるのを抑制する構成を、切換機構の第１バイパス通路という簡単な構成で実現することができる。

第７観点の冷凍サイクル装置は、第６観点の冷凍サイクル装置であって、切換機構は、第２バイパス通路を有する。切換機構は、第３接続状態のときに第２バイパス通路により第１ポートと第３ポートを連通させ、第１接続状態及び第２接続状態のときには第２バイパス通路を閉鎖する。

第７観点の冷凍サイクル装置は、第３接続状態を用いて圧縮機の吐出側から冷媒の圧力の低い箇所に冷媒が流れるのを抑制する構成を、切換機構の第２バイパス通路という簡単な構成で実現することができる。

第８観点の冷凍サイクル装置は、第７観点の冷凍サイクル装置であって、第１バイパス通路が、第２バイパス通路よりも大きなＣｖ値を持つ。

第８観点の冷凍サイクル装置は、第２バイパス通路による圧力差の解消に要する時間に比べて、第１バイパス通路による圧力差の解消に要する時間が掛かりすぎるのを防止することができる。その結果、第１バイパス通路のＣｖ値を第２バイパス通路と同じにした場合に比べて、第３接続状態に要する時間を短くすることができる。

第９観点の冷凍サイクル装置は、第６観点から第８観点のいずれかの冷凍サイクル装置であって、切換機構が、回転速度を変更することができるように構成されているロータリ弁である。

第９観点の冷凍サイクル装置は、例えば、第１熱交換器と第２熱交換器の中の冷媒の圧力差が大きいときには回転速度を小さくし、圧力差の大きさにかかわらず十分な圧力差の解消を行えるように動作することができる。

第１０観点に係る四方弁は、第１ポート、第２ポート、第３ポート、第４ポート及び第１バイパス通路を有する。四方弁は、第１接続状態では第１ポートと第２ポートを連通させ、第３ポートと第４ポートを連通させ且つ第１バイパス通路を閉鎖し、第２接続状態では第１ポートと第４ポートを連通させ、第２ポートと第３ポートを連通させ且つ第１バイパス通路を閉鎖し、第３接続状態では第１バイパス通路により第２ポートと第４ポートを連通させる。

第１０観点の四方弁は、第２ポートに接続される冷媒回路部分または第４ポートに接続される冷媒回路部分から冷媒の圧力の低い箇所に冷媒が流れるのを抑制する構成を、四方弁の第１バイパス通路という簡単な構成で実現できる。

第１１観点の四方弁は、第１０観点の四方弁であって、第２バイパス通路を有する。四方弁は、第１接続状態では第１ポートと第２ポートを連通させ、第３ポートと第４ポートを連通させ且つ第１バイパス通路と第２バイパス通路を閉鎖する。四方弁は、第２接続状態では第１ポートと第４ポートを連通させ、第２ポートと第３ポートを連通させ且つ第１バイパス通路と第２バイパス通路を閉鎖する。四方弁は、第３接続状態では第１バイパス通路により第２ポートと第４ポートを連通させ且つ第２バイパス通路により第１ポートと第３ポートを連通させる。

第１１観点の四方弁は、第１ポートに接続される冷媒回路部分または第３ポートに接続される冷媒回路部分から冷媒の圧力の低い箇所に冷媒が流れるのを抑制する構成を、切換機構の第２バイパス通路という簡単な構成で実現できる。

第１２観点の四方弁は、第１１観点の四方弁であって、第１バイパス通路は、第２バイパス通路よりも大きなＣｖ値を持つ。

第１２観点の四方弁は、第２バイパス通路による圧力差の解消に要する時間に比べて、第１バイパス通路による圧力差の解消に要する時間が掛かりすぎるのを防止することができる。その結果、第１バイパス通路のＣｖ値を第２バイパス通路と同じにした場合に比べて、第３接続状態に要する時間を短くすることができる。

第１実施形態に係る冷凍サイクル装置の第１接続状態を示す回路図。 第１実施形態に係る冷凍サイクル装置の第２接続状態を示す回路図。 第１実施形態に係るコントローラを説明するためのブロック図。 第２実施形態に係る冷凍サイクル装置の第１接続状態を示す回路図。 第２実施形態に係る冷凍サイクル装置の第３接続状態を示す回路図。 第２実施形態に係る冷凍サイクル装置の第２接続状態を示す回路図。 第２実施形態に係るコントローラを説明するためのブロック図。 第３実施形態に係る冷凍サイクル装置の第１接続状態を示す回路図。 第３実施形態に係る冷凍サイクル装置の第３接続状態を示す回路図。 第３実施形態に係る冷凍サイクル装置の第２接続状態を示す回路図。 第３実施形態に係るコントローラを説明するためのブロック図。

＜第１実施形態＞
（１）概要
図１及び図２に示されている冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０と、第１熱交換器２０と、第２熱交換器３０と、切換機構４０とを備えている。圧縮機１０は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。第１熱交換器２０は、第１サイクルで放熱器として機能し且つ第２サイクルで蒸発器として機能する。第２熱交換器３０は、第１サイクルで蒸発器として機能し且つ第２サイクルで放熱器として機能する。図１には、第１サイクルで動作している冷凍サイクル装置１が示されている。図２には、第２サイクルで動作している冷凍サイクル装置１が示されている。

例えば、第１熱交換器２０が、室外の空気と冷媒との間の熱交換を行う。例えば、第２熱交換器３０が、室内の空気と冷媒との間の熱交換を行う。このように冷凍サイクル装置１が用いられている場合は、第１サイクルでは、第２熱交換器３０によって冷やされた室内の空気で室内の冷房が行われる。第２サイクルでは、第２熱交換器３０によって温められた室内の空気で室内の暖房が行われる。この場合の冷凍サイクル装置１は、空気調和機である。以下においては、冷凍サイクル装置１が空気調和機である場合について説明するが、冷凍サイクル装置１は空気調和機に限られるものではない。ここでの冷凍サイクル装置１は、冷媒を循環させて、蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返す装置である。例えば、ヒートポンプ給湯器、冷蔵庫、及び庫内を冷却する冷却装置に、冷凍サイクル装置を適用することができる。

切換機構４０は、第１接続状態、第２接続状態及び第３接続状態を切り換える。冷凍サイクル装置１は、第１接続状態で、圧縮機１０、第１熱交換器２０、第２熱交換器３０及び圧縮機１０の順に冷媒を流して第１サイクルを繰返す。冷凍サイクル装置１は、第２接続状態で、圧縮機１０、第２熱交換器３０、第１熱交換器２０及び圧縮機１０の順に冷媒を流して第２サイクルを繰返す。冷凍サイクル装置１は、第３接続状態で、圧縮機１０と第１熱交換器２０及び第２熱交換器３０との間を閉鎖する。また、冷凍サイクル装置１は、第３接続状態で、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０の間を第１通路Ｆ１で連通させる。第１接続状態、第２接続状態及び第３接続状態における冷凍サイクル装置１の各部の動作の詳細については後述する。

冷凍サイクル装置１は、切換機構４０が第１接続状態と第２接続状態とを切り換える途中で第３接続状態にする。第３接続状態では、第１通路Ｆ１により第１熱交換器２０と第２熱交換器とを連通させることができる。その結果、冷凍サイクル装置１は、第１接続状態と第２接続状態の切り換え時に、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０の中の冷媒の圧力差を小さくして、第１熱交換器２０または第２熱交換器３０から冷媒の圧力の低い箇所に多量の冷媒が流れるのを抑制することができる。

（２）詳細構成
（２－１）冷凍サイクル装置１の切換機構４０の概要
冷凍サイクル装置１の切換機構４０は、第１ポート４１、第２ポート４２、第３ポート４３及び第４ポート４４を有する。第１ポート４１には、圧縮機１０で圧縮された冷媒が流入する。第２ポート４２は、第１熱交換器２０に連通している。第３ポート４３からは、圧縮機１０で吸入される冷媒が流出する。図１及び図２に示されている冷凍サイクル装置１では、第３ポート４３と圧縮機１０の吸入口とが、レシーバ１１を介して接続されている。第４ポート４４は、第２熱交換器３０に連通している。

切換機構４０は、図１に示されている第１接続状態では、第１ポート４１と第２ポート４２を連通させ且つ第３ポート４３と第４ポート４４を連通させる。切換機構４０は、図２に示されている第２接続状態では、第１ポート４１と第４ポート４４を連通させ且つ第２ポート４２と第３ポート４３を連通させる。

（２－２）切換機構４０の構成
図１及び図２に示されている切換機構４０は、四方弁４６と第１開閉弁５１と第２開閉弁５２と第３開閉弁５３と第４開閉弁５４と第５開閉弁５５と第６開閉弁５６と第１バイパス配管Ｐ１と第２バイパス配管Ｐ２とを有している。四方弁４６は、内部の弁体が一つの直線に沿ってスライドするスライド式の切換弁である。第１通路Ｆ１は、第１バイパス配管Ｐ１と第１開閉弁５１とを備えている。第２通路Ｆ２は、第２バイパス配管Ｐ２と第２開閉弁５２とを備えている。第１バイパス配管Ｐ１は、第２ポート４２と第４ポート４４とに連通している。第２バイパス配管Ｐ２は、第１ポート４１と第３ポート４３とに連通している。

第１開閉弁５１は、第１バイパス配管Ｐ１に設けられている。第２開閉弁５２は、第２バイパス配管Ｐ２に設けられている。第１通路Ｆ１では、第１接続状態及び第２接続状態のときに、第１開閉弁５１が第１バイパス配管Ｐ１を閉鎖する。第２通路Ｆ２では、第１接続状態及び第２接続状態のときに、第２開閉弁５２が第２バイパス配管Ｐ２を閉鎖する。第３接続状態のときには、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が開いて、第１バイパス配管Ｐ１及び第２バイパス配管Ｐ２を開通させる。

圧縮機１０の吐出口及び第２バイパス配管Ｐ２の接続部と、四方弁４６のａポート４６ａとの間に、第３開閉弁５３が接続されている。第２ポート４２及び第１バイパス配管Ｐ１の接続部と、四方弁４６のｂポート４６ｂとの間に、第４開閉弁５４が接続されている。第３ポート４３及び第２バイパス配管Ｐ２の接続部と、四方弁４６のｃポート４６ｃとの間に、第５開閉弁５５が接続されている。第４ポート４４及び第１バイパス配管Ｐ１の接続部と、四方弁４６のｄポート４６ｄとの間に、第５開閉弁５５が接続されている。

（２－３）冷凍サイクル装置１の回路構成と回路の中の冷媒の流れ
図１及び図２に示されている冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０、切換機構４０、第１熱交換器２０、複数の第２熱交換器３０、第１膨張弁６１、第２膨張弁６２、第３膨張弁６３、レシーバ１１を備えている。図１には、２つの第２熱交換器３１,３２を備える冷凍サイクル装置１が示されている。しかし、第２熱交換器３０の台数は、２台には限られず、３台以上であってもよく、１台であってもよい。ここでは、冷凍サイクル装置１の冷媒が二酸化炭素である場合について説明する。しかし、冷凍サイクル装置１に用いられる冷媒は、二酸化炭素には限られない。冷凍サイクル装置１には、例えば、フロン系の冷媒またはアンモニア冷媒を用いることができる。

第１サイクルでは、冷凍サイクル装置１は、第１接続状態になる。第１接続状態（図１に示されている状態）おいては、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２が閉じられ、第３開閉弁５３から第６開閉弁５６が開いている。圧縮機１０の吐出口から吐出された超臨界状態の冷媒は、切換機構４０の第１ポート４１から第２ポート４２を経由して、第１熱交換器２０に流入する。第１熱交換器２０は、高温高圧の冷媒と空気との間で熱交換を行わせ、冷媒から放熱させる。第１膨張弁６１は、全開状態になっている。第１膨張弁６１を通過した冷媒は、第２膨張弁６２と第３膨張弁６３で減圧膨張されて、第２熱交換器３１，３２にそれぞれ流入する。なお、第２熱交換器３１，３２のうちの一方が使用されない場合には、第２膨張弁６２と第３膨張弁６３のうちの使用されない方の膨張弁が閉じられる。第２熱交換器３１，３２は、流入した低温低圧の冷媒と空気との熱交換を行う。第２熱交換器３１，３２から流出した冷媒は、切換機構４０の第４ポート４４と第３ポートを経由して、レシーバ１１に流れる。レシーバ１１に溜められている冷媒のうちのガス冷媒が、圧縮機１０の吸入口から吸い込まれる。

第２サイクルでは、冷凍サイクル装置１は、第２接続状態になる。第２接続状態（図２に示されている状態）おいては、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２が閉じられ、第３開閉弁５３から第６開閉弁５６が開いている。圧縮機１０の吐出口から吐出された超臨界状態の冷媒は、切換機構４０の第１ポート４１から第４ポート４４を経由して、第２熱交換器３１，３２に流入する。第２熱交換器３１，３２は、高温高圧の冷媒と空気との間で熱交換を行わせ、冷媒から放熱させる。第２膨張弁６２及び第３膨張弁６３は、全開状態になっている。第２膨張弁６２または第３膨張弁６３を通過した冷媒は、第１膨張弁６１と第３膨張弁６３で減圧膨張されて、第１熱交換器２０に流入する。なお、第２熱交換器３１，３２のうちの一方が使用されない場合には、第２膨張弁６２と第３膨張弁６３のうちの使用されない方の膨張弁が閉じられる。第１熱交換器２０は、流入した低温低圧の冷媒と空気との熱交換を行う。第１熱交換器２０から流出した冷媒は、切換機構４０の第２ポート４２と第３ポートを経由して、レシーバ１１に流れる。レシーバ１１に溜められている冷媒のうちのガス冷媒が、圧縮機１０の吸入口から吸い込まれる。

（２－４）冷凍サイクル装置１の第１サイクルと第２サイクルの切換
第１実施形態において、第１サイクルと第２サイクルを切り換えるためには、第１接続状態と第２接続状態が切り換えられる。第１接続状態から第２接続状態に切り換わる途中で、または、第２接続状態から第１接続状態に切り換わる途中で、切換機構４０は、第３接続状態をとる。第３接続状態においては、第３開閉弁５３から第６開閉弁５６が閉じられ、その後第１開閉弁５１と第２開閉弁５２が開かれる。

第１接続状態から第２接続状態に切り換わる場合には、第１接続状態にあるときに、第１熱交換器２０の中の冷媒が高圧になり、第２熱交換器３１，３２（３０）の中の冷媒が低圧になっている。またこのとき、圧縮機１０の吐出口の下流にある冷媒が高圧になり、圧縮機１０の吸入口の上流にある冷媒が低圧になる。第２接続状態から第１接続状態に切り換わる場合には、第２接続状態にあるときに、第１熱交換器２０の中の冷媒が低圧になり、第２熱交換器３１，３２（３０）の中の冷媒が高圧になっている。またこのとき、圧縮機１０の吐出口の下流にある冷媒が高圧になり、圧縮機１０の吸入口の上流にある冷媒が低圧になっている。

第１接続状態から第２接続状態に切り換わる途中で、切換機構４０は、第３接続状態になる。切換機構４０が第３接続状態になることにより、第１通路Ｆ１（第１バイパス配管Ｐ１と第１開閉弁５１）を通って、第１熱交換器２０から第２熱交換器３１，３２（３０）に冷媒が流れる。第１熱交換器２０から第２熱交換器３１，３２（３０）に冷媒が流れることにより、第１熱交換器２０の中の冷媒と第２熱交換器３１，３２（３０）の中の冷媒の圧力差が小さくなるか、または圧力差がなくなる。

第２接続状態から第１接続状態に切り換わる途中で、切換機構４０は、第３接続状態になる。切換機構４０が第３接続状態になることにより、第１通路Ｆ１（第１バイパス配管Ｐ１と第１開閉弁５１）を通って、第２熱交換器３１，３２（３０）から第１熱交換器２０に冷媒が流れる。第２熱交換器３１，３２（３０）から第１熱交換器２０に冷媒が流れることにより、第１熱交換器２０の中の冷媒と第２熱交換器３１，３２（３０）の中の冷媒の圧力差が小さくなるか、または圧力差がなくなる。

切換機構４０が第３接続状態になることにより、第２通路Ｆ２（第２バイパス配管Ｐ２と第２開閉弁５２）を通って、圧縮機１０の吐出口の下流から圧縮機１０の吸入口の上流のレシーバ１１に冷媒が流れる。圧縮機１０からレシーバ１１に冷媒が流れることにより、圧縮機１０の吐出口の下流と圧縮機１０の吸入口の上流の冷媒の圧力差が小さくなるか、または圧力差がなくなる。

（２－５）冷凍サイクル装置１の制御
第１実施形態の冷凍サイクル装置１は、内部の機器に上述のような動作を行わせるため、図３に示されているコントローラ９０を備えている。コントローラ９０は、例えば、コンピュータにより実現されるものである。コンピュータは、例えば、制御演算装置と記憶装置とを備える。制御演算装置には、プロセッサを使用できる。図３のコントローラ９０は、プロセッサとしてのＣＰＵ９１を備えている。制御演算装置は、例えば、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、演算処理またはシーケンス処理を行う。さらに、制御演算装置は、例えば、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。記憶装置は、データベースとして用いることができる。コントローラ９０は、記憶装置としてのメモリ９２を備えている。

コントローラ９０は、圧縮機１０、第１膨張弁６１、第２膨張弁６４、第３膨張弁６３及び切換機構４０を制御する。コントローラ９０は、四方弁４６、第１開閉弁５１から第６開閉弁５６の６つの弁を制御することにより、切換機構４０の切り換えを制御する。そのために、第１開閉弁５１から第６開閉弁５６の６つの弁には、例えば、コントローラ９０からの信号に応じて開状態と閉状態を切り換える電磁弁を用いることができる。

第１接続状態のとき、コントローラ９０は、四方弁４６を図１に示されている状態（ａポート４６ａとｂポート４６ｂが連通し且つｃポート４６ｃとｄポート４６ｄが連通している状態）にする。第１接続状態のとき、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を閉じ、第３開閉弁５３から第６開閉弁５６の４つの弁を開いている。第１接続状態から第３接続状態に切り換えるとき、コントローラ９０は、四方弁４６は第１接続状態のままにして、第３開閉弁５３から第６開閉弁５６の４つの弁を閉じる。次に、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を開く。第３接続状態から第２接続状態にするとき、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を閉じる。次に、コントローラ９０は、四方弁４６を図２に示されている状態（ａポート４６ａとｄポート４６ｄが連通し且つｃポート４６ｃとｂポート４６ｂが連通している状態）にして、第３開閉弁５３から第６開閉弁５６の４つの弁を開く。

第２接続状態のとき、コントローラ９０は、四方弁４６を図２に示されている状態にする。第２接続状態のとき、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を閉じ、第３開閉弁５３から第６開閉弁５６の４つの弁を開いている。第２接続状態から第３接続状態に切り換えるとき、コントローラ９０は、四方弁４６は第２接続状態のままにして、第３開閉弁５３から第６開閉弁５６の４つの弁を閉じる。次に、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を開く。第３接続状態から第２接続状態にするとき、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を閉じる。次に、コントローラ９０は、四方弁４６を図１に示されている状態にして、第３開閉弁５３から第６開閉弁５６の４つの弁を開く。

＜第２実施形態＞
（３）概要
図４、図５及び図６に示されている第２実施形態の冷凍サイクル装置１は、図１及び図２に示されている第１実施形態の冷凍サイクル装置１と同様に、圧縮機１０と、第１熱交換器２０と、第２熱交換器３０と、切換機構４０とを備えている。第２実施形態の冷凍サイクル装置１の概要は、第１実施形態の冷凍サイクル装置１について説明した「（１）概要」と同じ内容になるので説明を省略する。

（４）詳細構成
（４－１）冷凍サイクル装置１の切換機構４０の概要
図４から図６に示されている冷凍サイクル装置１の切換機構４０は、第１ポート４１、第２ポート４２、第３ポート４３及び第４ポート４４を有する。第１ポート４１には、圧縮機１０で圧縮された冷媒が流入する。第２ポート４２は、第１熱交換器２０に連通している。第３ポート４３からは、圧縮機１０で吸入される冷媒が流出する。図４から図６に示されている冷凍サイクル装置１では、第３ポート４３と圧縮機１０の吸入口とが、レシーバ１１を介して接続されている。第４ポート４４は、第２熱交換器３０に連通している。

切換機構４０は、図４に示されている第１接続状態では、第１ポート４１と第２ポート４２を連通させ且つ第３ポート４３と第４ポート４４を連通させる。切換機構４０は、図５に示されている第３接続状態では、第２ポート４２と第４ポート４４を連通させ且つ第１ポート４１と第３ポート４３を連通させる。切換機構４０は、図６に示されている第２接続状態では、第１ポート４１と第４ポート４４を連通させ且つ第２ポート４２と第３ポート４３を連通させる。

（４－２）切換機構４０の構成
図４から図６に示されている切換機構４０は、四方弁４７と第１開閉弁５１と第２開閉弁５２と第１バイパス配管Ｐ１と第２バイパス配管Ｐ２とを有している。四方弁４７は、内部の弁体４７ｖが回転するロータリ式の切換弁である。言い換えると、四方弁４７は、ロータリ弁である。弁体４７ｖは、第１内部流路４７ａと第２内部流路４７ｂを有している。弁体４７ｖはモータ４７ｍ（図７参照）で回転する。四方弁４７は、弁体４７ｖを９０度回転することにより、第１接続状態と第２接続状態を切り換えることができる。四方弁４７は、第１ポート４１と第２ポート４２を連通させ且つ第３ポート４３と第４ポート４４を連通させている状態から、弁体４７ｖを９０度回転することにより、第１ポート４１と第４ポート４４を連通させ且つ第２ポート４２と第３ポート４３を連通させている状態に切り換えることができる。四方弁４７は、例えば、弁体４７ｖを４５度回転することにより、第１接続状態または第２接続状態から第３接続状態に切り換えることができる。なお、ここでは、弁体４７ｖを９０度と４５度回転する場合について説明するが、四方弁４７を切り換えるための回転角は、９０度と４５度には限られない。他の回転角度で切り換えられるように四方弁４７を構成することもできる。

第１通路Ｆ１は、第１バイパス配管Ｐ１と第１開閉弁５１とを備えている。第２通路Ｆ２は、第２バイパス配管Ｐ２と第２開閉弁５２とを備えている。第１バイパス配管Ｐ１は、第２ポート４２と第４ポート４４とに連通している。第２バイパス配管Ｐ２は、第１ポート４１と第３ポート４３とに連通している。

第１開閉弁５１は、第１バイパス配管Ｐ１に設けられている。第２開閉弁５２は、第２バイパス配管Ｐ２に設けられている。第１通路Ｆ１では、第１接続状態及び第２接続状態のときに、第１開閉弁５１が第１バイパス配管Ｐ１を閉鎖する。第２通路Ｆ２では、第１接続状態及び第２接続状態のときに、第２開閉弁５２が第２バイパス配管Ｐ２を閉鎖する。第３接続状態のときには、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２が開いて、第１バイパス配管Ｐ１及び第２バイパス配管Ｐ２を開通させる。

（４－３）冷凍サイクル装置１の回路構成と回路の中の冷媒の流れ
第２実施形態の冷凍サイクル装置１の回路構成と第１実施形態の冷凍サイクル装置１の回路構成は、切換機構４０の中の構成を除いて、同じである。そのため、第２実施形態の冷凍サイクル装置１の回路構成と回路の中の冷媒の流れの説明を省略する。

（４－４）冷凍サイクル装置１の第１サイクルと第２サイクルの切換
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１サイクルと第２サイクルを切り換えるために、第１接続状態と第２接続状態が切り換えられる。第１接続状態から第２接続状態に切り換わる途中で、または、第２接続状態から第１接続状態に切り換わる途中で、切換機構４０は、第３接続状態をとる。第１接続状態または第２接続状態から第３接続状態になるときに、弁体４７ｖが４５度回転する。弁体４７ｖが４５度回転した結果、第１内部流路４７ａ及び第２内部流路４７ｂは、第１ポート４１から第４ポート４４の４つのポートのいずれとも接続されない。言い換えると、弁体４７ｖによっては、第１ポート４１から第４ポート４４の４つのポートが互いに連通しない。第１接続状態または第２接続状態から第３接続状態になるときに、切換機構４０は、弁体４７ｖの回転後、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２とを開く。

第２実施形態において、切換機構４０が第３接続状態になることにより、第１熱交換器２０の中の冷媒と第２熱交換器３１，３２（３０）の中の冷媒の圧力差が小さくなるか、または圧力差がなくなるのは、第１実施形態と同様である。また、第２実施形態において、切換機構４０が第３接続状態になることにより、圧縮機１０の吐出口の下流と圧縮機１０の吸入口の上流の冷媒の圧力差が小さくなるか、または圧力差がなくなるのも、第１実施形態と同様である。

（４－５）冷凍サイクル装置１の制御
第２実施形態の冷凍サイクル装置１は、内部の機器に上述のような動作を行わせるため、図７に示されているコントローラ９０を備えている。第２実施形態のコントローラ９０がプロセッサとしてのＣＰＵ９１と、記憶装置としてのメモリ９２とを備えているのは、第１実施形態のコントローラ９０と同様である。

第２実施形態のコントローラ９０が第１実施形態のコントローラ９０と異なるのは、切換機構４０の制御である。そのため、ここでは、コントローラ９０による切換機構４０の制御について説明する。第２実施形態のコントローラ９０は、四方弁４７、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２を制御することにより、切換機構４０の切り換えを制御する。そのために、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２には、例えば、コントローラ９０からの信号に応じて開状態と閉状態を切り換える電磁弁を用いることができる。また、四方弁４７のモータ４７ｍには、例えば、コントローラ９０からの信号に応じて回転角度を調節できるステッピングモータを用いることができる。

第１接続状態のとき、コントローラ９０は、四方弁４７を例えば図４に示されている状態（第１ポート４１と第２ポート４２が連通し且つ第３ポート４３と第４ポート４４が連通している状態）にする。第１接続状態のとき、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を閉じている。第１接続状態から第３接続状態に切り換えるとき、コントローラ９０は、モータ４７ｍを制御して四方弁４７の弁体４７ｖを４５度回転させる（図５参照）。次に、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を開く。第３接続状態から第２接続状態にするとき、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を閉じる。次に、コントローラ９０は、四方弁４７の弁体４７ｖを４５度回転させ、弁体４７ｖを第１状態のときに比べて９０度回転した状態にする。その結果、切換機構４０は、図６に示されている状態（第１ポート４１と第４ポート４４が連通し且つ第３ポート４３と第２ポート４２が連通している状態）になる。

第２接続状態のとき、コントローラ９０は、四方弁４７を例えば図６に示されている状態にする。第２接続状態のとき、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を閉じている。第２接続状態から第３接続状態に切り換えるとき、コントローラ９０は、モータ４７ｍを制御して四方弁４７の弁体４７ｖを４５度回転させる（図５参照）。次に、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を開く。第３接続状態から第２接続状態にするとき、コントローラ９０は、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２を閉じる。次に、コントローラ９０は、四方弁４７の弁体４７ｖを４５度回転させ、弁体４７ｖを第１状態のときに比べて９０度回転した状態にする。その結果、切換機構４０は、図４に示されている状態（第１ポート４１と第４ポート４４が連通し且つ第３ポート４３と第２ポート４２が連通している状態）になる。

なお、上述の説明では、第１接続状態から第２接続状態に切り換えるときには弁体４７ｖを時計回りに回転し、第２接続状態から第１接続状態に切り換えるときには弁体４７ｖを反時計回りに回転している。しかし、弁体４７ｖの制御は、前述のように弁体４７ｖを回転させる制御に限られない。コントローラ９０は、例えば、１接続状態から第２接続状態に切り換えるときには弁体４７ｖを時計回りに回転させ、第２接続状態から第１接続状態に切り換えるときに弁体４７ｖを時計回りに回転させてもよい。

＜第３実施形態＞
（５）概要
図８、図９及び図１０に示されている第３実施形態の冷凍サイクル装置１は、図１及び図２に示されている第１実施形態の冷凍サイクル装置１と同様に、圧縮機１０と、第１熱交換器２０と、第２熱交換器３０と、切換機構４０とを備えている。第３実施形態の冷凍サイクル装置１の概要は、第１実施形態の冷凍サイクル装置１について説明した「（１）概要」と同じ内容になるので説明を省略する。

（６）詳細構成
（６－１）冷凍サイクル装置１の切換機構４０の概要
図８から図１０に示されている冷凍サイクル装置１の切換機構４０は、第１ポート４１、第２ポート４２、第３ポート４３及び第４ポート４４を有する。第１ポート４１には、圧縮機１０で圧縮された冷媒が流入する。第２ポート４２は、第１熱交換器２０に連通している。第３ポート４３からは、圧縮機１０で吸入される冷媒が流出する。図８から図１０に示されている冷凍サイクル装置１では、第３ポート４３と圧縮機１０の吸入口とが、レシーバ１１を介して接続されている。第４ポート４４は、第２熱交換器３０に連通している。

切換機構４０は、図８に示されている第１接続状態では、第１ポート４１と第２ポート４２を連通させ且つ第３ポート４３と第４ポート４４を連通させる。切換機構４０は、図９に示されている第３接続状態では、第２ポート４２と第２ポート４２を連通させ且つ第１ポート４１と第３ポート４３を連通させる。切換機構４０は、図１０に示されている第２接続状態では、第１ポート４１と第４ポート４４を連通させ且つ第２ポート４２と第３ポート４３を連通させる。

（６－２）切換機構４０の構成
図８から図１０に示されている切換機構４０は、四方弁４８を有している。切換機構４０の第１ポート４１、第２ポート４２、第３ポート４３及び第４ポート４４は、四方弁４８の第１ポート４１、第２ポート４２、第３ポート４３及び第４ポート４４でもある。四方弁４８は、内部の弁体４８ｖが回転するロータリ式の切換弁である。言い換えると、四方弁４８は、ロータリ弁である。弁体４８ｖは、第１内部流路４８ａと第２内部流路４８ｂと第１バイパス通路４８ｃと第２バイパス通路４８ｄを有している。第１内部流路４８ａと第２内部流路４８ｂと第１バイパス通路４８ｃと第２バイパス通路４８ｄは、回動可能な弁体４８ｖの中に形成されている通路である。四方弁４８は、例えば、第１バイパス通路４８ｃが、第１内部流路４８ａ、第２内部流路４８ｂ及び第２バイパス通路４８ｄと立体交差するように構成されている。従って、第１内部流路４８ａと第２内部流路４８ｂと第１バイパス通路４８ｃと第２バイパス通路４８ｄとは、弁体４８ｖの内部では、互いに連通しない。第１バイパス通路４８ｃのＣｖ値が、第２バイパス通路４８ｄのＣｖ値よりも大きくなるように構成されている。具体的には、第１バイパス通路４８ｃの流路断面積が、第２バイパス通路４８ｄの流路断面積よりも大きくなるように、弁体４８ｖが形成されている。

弁体４８ｖは、モータ４８ｍ（図１１参照）で回転する。四方弁４８は、弁体４８ｖを９０度回転させることにより、第１接続状態と第２接続状態を切り換えることができる。四方弁４８は、第１ポート４１と第２ポート４２を連通させ且つ第３ポート４３と第４ポート４４を連通させている状態から、弁体４８ｖを９０度回転することにより、第１ポート４１と第４ポート４４を連通させ且つ第２ポート４２と第３ポート４３を連通させている状態に切り換えることができる。四方弁４８は、例えば、弁体４８ｖを４５度回転することにより、第１接続状態または第２接続状態から第３接続状態に切り換えることができる。なお、ここでは、弁体４８ｖを９０度と４５度回転する場合について説明するが、四方弁４８を切り換えるための回転角は、９０度と４５度には限られない。他の回転角度で切り換えられるように四方弁４８を構成することもできる。

第１バイパス通路４８ｃは、弁体４８ｖが図９の状態（第３接続状態）にあるときに、第２ポート４２と第４ポート４４とを連通させる。第２バイパス通路４８ｄは、弁体４８ｖが図９の状態（第３接続状態）にあるときに、第１ポート４１と第３ポート４３とを連通させる。第１接続状態及び第２接続状態のとき（図８及び図１０の状態のとき）には、第１バイパス通路４８ｃと第２バイパス通路４８ｄは、弁体４８ｖの外部とは接続されず、遮断された状態になる。従って、第３実施形態においては、第１バイパス通路４８ｃが第１通路１Ｆであり、第２バイパス通路４８ｄが第２通路２Ｆになる。

（６－３）冷凍サイクル装置１の回路構成と回路の中の冷媒の流れ
第３実施形態の冷凍サイクル装置１の回路構成と第１実施形態の冷凍サイクル装置１の回路構成は、切換機構４０の中の構成を除いて、同じである。そのため、第３実施形態の冷凍サイクル装置１の回路構成と回路の中の冷媒の流れの説明を省略する。

（６－４）冷凍サイクル装置１の第１サイクルと第２サイクルの切換
第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１サイクルと第２サイクルを切り換えるために、第１接続状態と第２接続状態が切り換えられる。第１接続状態から第２接続状態に切り換わる途中で、または、第２接続状態から第１接続状態に切り換わる途中で、切換機構４０は、第３接続状態をとる。第１接続状態または第２接続状態から第３接続状態になるときに、弁体４８ｖが４５度回転する。弁体４８ｖが４５度回転した結果、第１内部流路４８ａ及び第２内部流路４８ｂは、第１ポート４１から第４ポート４４の４つのポートのいずれとも接続されない。言い換えると、第１内部流路４８ａ及び第２内部流路４８ｂによっては、第１ポート４１から第４ポート４４の４つのポートが互いに連通しない。第３接続状態になると、切換機構４０は、第１バイパス通路４８ｃによって第２ポート４２と第４ポート４４を連通させる。また、第３接続状態になると、切換機構４０は、第２バイパス通路４８ｄによって第１ポート４１と第３ポート４３とを連通させる。

第３実施形態において、切換機構４０が第３接続状態になることにより、第１熱交換器２０の中の冷媒と第２熱交換器３１，３２（３０）の中の冷媒の圧力差が小さくなるか、または圧力差がなくなるのは、第１実施形態と同様である。また、第３実施形態において、切換機構４０が第３接続状態になることにより、圧縮機１０の吐出口の下流と圧縮機１０の吸入口の上流の冷媒の圧力差が小さくなるか、または圧力差がなくなるのも、第１実施形態と同様である。

（６－５）冷凍サイクル装置１の制御
第３実施形態の冷凍サイクル装置１は、内部の機器に上述のような動作を行わせるため、図１１に示されているコントローラ９０を備えている。第３実施形態のコントローラ９０がプロセッサとしてのＣＰＵ９１と、記憶装置としてのメモリ９２とを備えているのは、第１実施形態のコントローラ９０と同様である。

第３実施形態のコントローラ９０が第１実施形態のコントローラ９０と異なるのは、切換機構４０の制御である。そのため、ここでは、コントローラ９０による切換機構４０の制御について説明する。第３実施形態のコントローラ９０は、四方弁４８を制御することにより、切換機構４０の切り換えを制御する。そのために、四方弁４８のモータ４８ｍには、例えば、コントローラ９０からの信号に応じて回転角度を調節できるステッピングモータを用いることができる。ステッピングモータを用いる場合には、例えば、モータ４８ｍに与える信号の周波数を変えて、モータ４８ｍの回転速度を変更できるように構成することもできる。なお、モータ４８ｍの回転速度を変更する方法は前述の方法に限られるものではない。例えば、モータ４８ｍの回転を伝達するギアを設けて、ギア比を変更できるように構成してもよい。

冷凍サイクル装置１は、例えば、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０の中の冷媒の圧力差が大きいときには回転速度を小さくする。冷凍サイクル装置１は、回転速度が小さいほど、第３接続状態を長く維持することができる。冷凍サイクル装置１は、逆に、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０の中の冷媒の圧力差が小さいときには回転速度を大きくする。冷凍サイクル装置１は、回転速度が大きいほど、第１接続状態の第２接続状態の切換時間を短くすることができる。

第１接続状態のとき、コントローラ９０は、四方弁４８を図８に示されている状態（第１ポート４１と第２ポート４２が連通し且つ第３ポート４３と第４ポート４４が連通している状態）にする。第１接続状態から第３接続状態に切り換えるとき、コントローラ９０は、モータ４８ｍを制御して四方弁４８の弁体４８ｖを４５度回転させる（図９参照）。第３接続状態から第２接続状態にするときコントローラ９０は、四方弁４８の弁体４８ｖを４５度回転させ、弁体４８ｖを第１状態のときに比べて９０度回転した状態にする。その結果、切換機構４０は、図１０に示されている状態（第１ポート４１と第４ポート４４が連通し且つ第３ポート４３と第２ポート４２が連通している状態）になる。

第２接続状態のとき、コントローラ９０は、四方弁４８を図１０に示されている状態にする。第２接続状態から第３接続状態に切り換えるとき、コントローラ９０は、モータ４８ｍを制御して四方弁４８の弁体４８ｖを４５度回転させる（図９参照）。第３接続状態から第２接続状態にするとき、コントローラ９０は、四方弁４８の弁体４８ｖを４５度回転させ、弁体４８ｖを第１状態のときに比べて９０度回転した状態にする。その結果、切換機構４０は、図８に示されている状態（第１ポート４１と第４ポート４４が連通し且つ第３ポート４３と第２ポート４２が連通している状態）になる。

なお、上述の説明では、第１接続状態から第２接続状態に切り換えるときには弁体４８ｖを時計回りに回転し、第２接続状態から第１接続状態に切り換えるときには弁体４８ｖを反時計回りに回転している。しかし、弁体４８ｖの制御は、前述のように弁体４８ｖを回転させる制御に限られない。コントローラ９０は、例えば、１接続状態から第２接続状態に切り換えるときには弁体４８ｖを時計回りに回転させ、第２接続状態から第１接続状態に切り換えるときに弁体４８ｖを時計回りに回転させてもよい。

（７）変形例
（７－１）変形例１Ａ，２Ａ，３Ａ
上記第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態の冷凍サイクル装置１は、二酸化炭素を冷媒に用いて、圧縮機１０から吐出される冷媒が超臨界状態になる場合について説明した。しかし、冷凍サイクル装置１に用いて超臨界状態になる冷媒は、二酸化炭素には限られない。冷凍サイクル装置１には、フロン系の冷媒を用いることもできる。例えば、Ｒ２３冷媒を用いて、冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０から吐出される冷媒が超臨界状態になるに構成することもできる。

（７－２）変形例１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ
上記第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態の冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０から吐出される冷媒が超臨界状態になる場合について説明した。しかし、冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０から吐出される冷媒が超臨界状態にならず、ガス状体であるように構成してもよい。

（８）特徴
（８－１）
以上説明したように、冷凍サイクル装置１の切換機構４０は、冷凍サイクル装置１の第１接続状態と第２接続状態とを切り換える途中で、冷凍サイクル装置１を第３接続状態にする。第３接続状態では、第１通路１Ｆにより第１熱交換器２０と第２熱交換器３０とを連通させる。冷凍サイクル装置１は、第１接続状態と第２接続状態の切り換え時に、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０の中の冷媒の圧力差を小さくする。その結果、切換機構４０の切り換え時に、冷媒の圧力の高い第１熱交換器２０または第２熱交換器３０から圧力の低いレシーバ１１または圧縮機１０の吸入側（吸入口の上流）に多量の冷媒が流れるのを抑制することができる。

（８－２）
冷凍サイクル装置１の切換機構４０は、第１ポート４１から第４ポート４４までの４つのポートの連通を切り換えて第１接続状態と第２接続状態と第３接続状態を切り換えることができる。第３接続状態では第２ポート４２と第４ポート４４を通して第１熱交換器２０と第２熱交換器３０の間で冷媒を流通させることができる。第３接続状態にすることで、第１熱交換器２０または第２熱交換器３０の中の冷媒の圧力が下がる。その結果、第１熱交換器２０または第２熱交換器３０から冷媒の圧力の低い箇所に多量の冷媒が流れるのを抑制することができる。

（８－３）
第１実施形態または第２実施形態の冷凍サイクル装置１は、第３接続状態において、第１通路Ｆ１である第１バイパス配管Ｐ１と第１開閉弁５１を通して第１熱交換器２０と第２熱交換器３０との間で冷媒を流通させる。それにより、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０の中の高圧の冷媒の圧力を下げることができる。その結果、第２接続状態に切り換え終わったときに、第１熱交換器２０から冷媒の圧力の低い箇所であるレシーバ１１または圧縮機１０の吸入側に多量の冷媒が流れるのを抑制できる。また、第１接続状態に切り換え終わったときに、第２熱交換器３０からレシーバ１１または圧縮機１０の吸入側に多量の冷媒が流れるのを抑制できる。このように、第１実施形態または第２実施形態では、第１接続状態と第２接続状態を切り換えるときにレシーバ１１または圧縮機１０の吸入側に多量の冷媒が流れるのを抑制する構成を、第１バイパス配管Ｐ１と第１開閉弁５１という簡単な構成で実現している。

（８－４）
第１実施形態または第２実施形態の冷凍サイクル装置１は、切換機構４０の第１接続状態と第２接続状態の切り換えの途中で第３接続状態にすることにより、第２通路Ｆ２により圧縮機１０の吸入側（吸入口の上流）と吐出側（吐出口の下流）とを連通させることができる。その結果、冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０の吐出側の冷媒の圧力を小さくして、第１接続状態と第２接続状態の切り換え時に、圧縮機１０の吐出側から冷媒の圧力の低い箇所に冷媒が流れることによる不具合を抑制することができる。このように、圧縮機１０の吐出側から冷媒の圧力の低い箇所に冷媒が流れるのを抑制することで、例えば、騒音（衝撃音）を小さくすることができる。

（８－５）
第１実施形態または第２実施形態の冷凍サイクル装置１は、第３接続状態において、第２通路Ｆ２である第２バイパス配管Ｐ２と第２開閉弁５２を通して圧縮機１０の吐出側と吸入側との間で冷媒を流通させる。それにより、圧縮機１０の吐出側の圧力を下げることができる。その結果、第１接続状態または第２接続状態に切り換え終わったときに、圧縮機１０の吐出側から冷媒の圧力の低い箇所に冷媒が急激に流れるのを抑制できる。このように、第１実施形態または第２実施形態では、第１接続状態と第２接続状態を切り換えるときに圧縮機１０の吐出側から冷媒が流れるのを抑制する構成を、第２バイパス配管Ｐ２と第２開閉弁５２という簡単な構成で実現している。

（８－６）
第３実施形態の冷凍サイクル装置１は、第３接続状態において、第１通路Ｆ１である第１バイパス通路４８ｃを通して第１熱交換器２０と第２熱交換器３０との間で冷媒を流通させる。それにより、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０の中の高圧の冷媒の圧力を下げることができる。その結果、第２接続状態に切り換え終わったときに、第１熱交換器２０から冷媒の圧力の低い箇所であるレシーバ１１または圧縮機１０の吸入側に多量の冷媒が流れるのを抑制できる。また、第１接続状態に切り換え終わったときに、第２熱交換器３０からレシーバ１１または圧縮機１０の吸入側に多量の冷媒が流れるのを抑制できる。このように、第３実施形態では、第１接続状態と第２接続状態を切り換えるときにレシーバ１１または圧縮機１０の吸入側に多量の冷媒が流れるのを抑制する構成を、第１バイパス通路４８ｃという簡単な構成で実現している。

（８－７）
第３実施形態の冷凍サイクル装置１は、第３接続状態において、第２通路Ｆ２である第２バイパス通路４８ｄを通して圧縮機１０の吐出側と吸入側との間で冷媒を流通させる。それにより、圧縮機１０の吐出側の圧力を下げることができる。その結果、第１接続状態または第２接続状態に切り換え終わったときに、圧縮機１０の吐出側から冷媒の圧力の低い箇所に冷媒が急激に流れるのを抑制できる。このように、第３実施形態では、第１接続状態と第２接続状態を切り換えるときに圧縮機１０の吐出側から冷媒が流れるのを抑制する構成を、第２バイパス通路４８ｄという簡単な構成で実現している。

（８－８）
第３実施形態の冷凍サイクル装置１は、第１バイパス通路４８ｃが第２バイパス通路４８ｄよりも大きなＣｖ値を持つように構成されている。圧縮機１０の吐出側と吸入側の圧力差を小さくするのに要する時間に比べて、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０の中の冷媒の圧力差を小さくするのに要する時間が掛かりすぎるのを防止することができる。言い換えると、第２バイパス通路４８ｄによる圧力差の解消に要する時間に比べて、第１バイパス通路４８ｃによる圧力差の解消に要する時間が掛かりすぎるのを防止することができる。その結果、第１バイパス通路４８ｃのＣｖ値を第２バイパス通路４８ｄと同じにした場合に比べて、第３接続状態に要する時間を短くすることができる。

なお、第１実施形態及び第２実施形態の冷凍サイクル装置１においても、第１通路Ｆ１のＣｖ値が、第２通路Ｆ２のＣｖ値よりも大きくなるように構成してもよい。その場合には、第３実施形態の冷凍サイクル装置１と同様の効果を奏する。

（８－９）
第３実施形態の冷凍サイクル装置１は、切換機構４０を、弁体４８ｖの回転速度を変更することができるように構成されているロータリ弁で構成することができる。そのように構成された冷凍サイクル装置１は、例えば、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０の中の冷媒の圧力差が大きいときには回転速度を小さくする。回転速度が小さいほど、第３接続状態を長く維持することができる。冷凍サイクル装置１は、圧力差に応じて回転速度を変更することにより、圧力差の大きさにかかわらず十分な圧力差の解消を行えるように動作することができる。第１熱交換器２０と第２熱交換器３０のうちの高い方の冷媒の圧力は、例えば圧縮機１０の吐出側に圧力センサを設けることにより測定することができる。その測定結果をコントローラ９０が得ることができるように構成すれば、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０のうちの高い方の冷媒の圧力に応じて、切換機構４０の回転速度を変更することができる。

（８－１０）
第３実施形態の四方弁４８は、図９に示されている第３接続状態では、第１バイパス通路４８ｃにより第２ポート４２と第４ポート４４を連通させることができる。そのため、第２ポート４２に接続される冷媒回路部分の冷媒と、第４ポート４４に接続される冷媒回路部分の冷媒の圧力を近づけることが可能になる。その結果、第２ポート４２に接続される冷媒回路部分または第４ポート４４に接続される冷媒回路部分から冷媒の圧力の低い箇所に冷媒が流れるのを抑制する構成を、四方弁４８の第１バイパス通路４８ｃという簡単な構成で実現できる。

（８－１１）
第３実施形態の四方弁４８は、図９に示されている第３接続状態では、第２バイパス通路４８ｄにより第１ポート４１と第３ポート４３を連通させることができる。そのため、第１ポート４１に接続される冷媒回路部分の冷媒と、第３ポート４３に接続される冷媒回路部分の冷媒の圧力を近づけることが可能になる。その結果、第１ポート４１に接続される冷媒回路部分または第３ポート４３に接続される冷媒回路部分から冷媒の圧力の低い箇所に冷媒が流れるのを抑制する構成を、四方弁４８の第２バイパス通路４８３という簡単な構成で実現できる。

（８－１２）
第３実施形態の四方弁４８は、第１バイパス通路４８ｃが第２バイパス通路４８ｄよりも大きなＣｖ値を持つように構成されている。そのため、第２バイパス通路４８ｄによる圧力差の解消に要する時間に比べて、第１バイパス通路４８ｃによる圧力差の解消に要する時間が掛かりすぎるのを防止することができる。その結果、第１バイパス通路４８ｃのＣｖ値を第２バイパス通路４８ｄと同じにした場合に比べて、第３接続状態に要する時間を短くすることができる。

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。

１ 冷凍サイクル装置
１０ 圧縮機
２０ 第１熱交換器
３０ 第２熱交換器
４０ 切換機構
４１ 第１ポート
４２ 第２ポート
４３ 第３ポート
４４ 第４ポート
４８ 四方弁
４８ｃ 第１バイパス通路
４８ｄ 第２バイパス通路
５１ 第１開閉弁
５２ 第２開閉弁
Ｆ１ 第１通路
Ｆ２ 第２通路
Ｐ１ 第１バイパス配管
Ｐ２ 第２バイパス配管

特開２０１８－１２３９７２号公報

Claims (12)

1. 吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１０）と、
   第１サイクルで放熱器として機能し且つ第２サイクルで蒸発器として機能する第１熱交換器（２０）と、
   前記第１サイクルで蒸発器として機能し且つ前記第２サイクルで放熱器として機能する第２熱交換器（３０）と、
   第１通路を有し、第１接続状態、第２接続状態及び第３接続状態を切り換える切換機構（４０）と
   を備え、
   前記第１接続状態では、前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記第２熱交換器及び前記圧縮機の順に冷媒を流して前記第１サイクルを繰返し、
   前記第２接続状態では、前記圧縮機、前記第２熱交換器、前記第１熱交換器及び前記圧縮機の順に冷媒を流して前記第２サイクルを繰返し、
   前記第３接続状態では、前記圧縮機と前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器との間を閉鎖し且つ前記第１熱交換器と前記第２熱交換器の間を前記第１通路で連通させ、
   前記第１接続状態―前記第２接続状態間の状態の切り換えを行う途中で前記第３接続状態に切り換わるように構成されている、冷凍サイクル装置（１）。
2. 前記切換機構は、
   第１ポート（４１）、第２ポート（４２）、第３ポート（４３）及び第４ポート（４４）を有し、
   前記第１ポートに前記圧縮機で圧縮された冷媒が流入し、
   前記第２ポートが前記第１熱交換器に連通し、
   前記第３ポートから前記圧縮機で吸入される冷媒が流出し、
   前記第４ポートが前記第２熱交換器に連通し、
   前記第１接続状態では前記第１ポートと前記第２ポートを連通させ且つ前記第３ポートと前記第４ポートを連通させ、前記第２接続状態では前記第１ポートと前記第４ポートを連通させ且つ前記第２ポートと前記第３ポートを連通させ、前記第３接続状態では前記第２ポートと前記第４ポートを連通させるように構成されている、
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置（１）。
3. 前記第１通路は、
   前記第２ポートと前記第４ポートとに連通している第１バイパス配管（Ｐ１）と、
   前記第１バイパス配管に設けられ、前記第１バイパス配管の開通と閉鎖を切り換える第１開閉弁（５１）と
   を備え、
   前記第１接続状態及び前記第２接続状態のときには前記第１開閉弁で前記第１バイパス配管を閉鎖し、前記第３接続状態のときには前記第１開閉弁で前記第１バイパス配管を開通させる、
   請求項２に記載の冷凍サイクル装置（１）。
4. 前記第３接続状態のときに、前記第１ポートと前記第３ポートとを連通させる第２通路を備える、
   請求項２に記載の冷凍サイクル装置（１）。
5. 前記第２通路は、
   前記第１ポートと前記第３ポートとに連通している第２バイパス配管（Ｐ２）と、
   前記第２バイパス配管に設けられ、前記第２バイパス配管の開通と閉鎖を切り換える第２開閉弁（５２）と
   を備え、
   前記第１接続状態及び前記第２接続状態のときには前記第２開閉弁で前記第２バイパス配管を閉鎖し、前記第３接続状態のときには前記第２開閉弁で前記第２バイパス配管を開通させる、
   請求項４に記載の冷凍サイクル装置（１）。
6. 前記切換機構は、前記第１通路としての第１バイパス通路（４８ｃ）を有し、前記第３接続状態のときに前記第１バイパス通路により前記第２ポートと前記第４ポートを連通させ、前記第１接続状態及び前記第２接続状態のときには前記第１バイパス通路を閉鎖する、
   請求項２に記載の冷凍サイクル装置（１）。
7. 前記切換機構は、第２バイパス通路（４８ｄ）を有し、前記第３接続状態のときに前記第２バイパス通路により前記第１ポートと前記第３ポートを連通させ、前記第１接続状態及び前記第２接続状態のときには前記第２バイパス通路を閉鎖する、
   請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記第１バイパス通路は、前記第２バイパス通路よりも大きなＣｖ値を持つ、
   請求項７に記載の冷凍サイクル装置（１）。
9. 前記切換機構は、回転速度を変更することができるように構成されているロータリ弁である、
   請求項６から８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
10. 第１ポート、第２ポート、第３ポート、第４ポート及び第１バイパス通路を有し、
    第１接続状態では前記第１ポートと前記第２ポートを連通させ、前記第３ポートと前記第４ポートを連通させ且つ前記第１バイパス通路を閉鎖し、
    第２接続状態では前記第１ポートと前記第４ポートを連通させ、前記第２ポートと前記第３ポートを連通させ且つ前記第１バイパス通路を閉鎖し、
    第３接続状態では前記第１バイパス通路により前記第２ポートと前記第４ポートを連通させる、四方弁（４８）。
11. 第２バイパス通路を有し、
    前記第１接続状態では前記第１ポートと前記第２ポートを連通させ、前記第３ポートと前記第４ポートを連通させ且つ前記第１バイパス通路と前記第２バイパス通路を閉鎖し、
    前記第２接続状態では前記第１ポートと前記第４ポートを連通させ、前記第２ポートと前記第３ポートを連通させ且つ前記第１バイパス通路と前記第２バイパス通路を閉鎖し、
    前記第３接続状態では前記第１バイパス通路により前記第２ポートと前記第４ポートを連通させ且つ前記第２バイパス通路により前記第１ポートと前記第３ポートを連通させる、
    請求項１０に記載の四方弁（４８）。
12. 前記第１バイパス通路は、前記第２バイパス通路よりも大きなＣｖ値を持つ、
    請求項１１に記載の四方弁（４８）。

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