WO2019146139A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2019146139A1
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port
heat exchanger
outdoor heat
way valve
heating
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雄亮 田代
早丸 靖英
近藤 雅一
雅一 佐藤
中川 直紀
惇 川島
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus capable of performing a heating operation, a defrosting operation, and a heating and defrosting simultaneous operation.
  • the air conditioner has an outdoor heat exchanger including a first heat exchanger and a second heat exchanger.
  • defrosting of the outdoor heat exchanger can be performed without stopping heating by alternately performing defrosting of the first heat exchanger and the second heat exchanger.
  • the air conditioner is provided with a flow path switching unit so that the high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor can flow to the heat exchanger to be defrosted.
  • the flow path switching unit includes two four-way valves.
  • the air conditioner has a differential pressure drive four-way valve as a mechanism for switching between the cooling operation and the heating operation.
  • the differential pressure driven four-way valve has a high pressure port connected to the discharge side of the compressor, and a low pressure port connected to the suction side of the compressor.
  • the differential pressure driven four-way valve operates using a differential pressure between high pressure and low pressure. Therefore, the high pressure port needs to be maintained at a high pressure and the low pressure port needs to be maintained at a low pressure both in the cooling operation and the heating operation.
  • the differential pressure driven four-way valve does not operate normally.
  • the present invention has been made to solve the problems as described above, and provides a refrigeration cycle apparatus capable of further simplifying the configuration of a refrigerant circuit capable of executing heating operation, defrosting operation and heating / defrosting simultaneous operation.
  • the purpose is to
  • a refrigeration cycle apparatus comprises a first four-way valve having a first port, a second port, a third port and a fourth port, a fifth port, a sixth port, a seventh port, and an eighth block.
  • a second four-way valve and a third four-way valve each having a port, a compressor having a suction port for sucking in a refrigerant and a discharge port for discharging the refrigerant, a discharge pipe for connecting the discharge port and the first port A suction pipe connecting the suction port and the second port; a first high-pressure pipe connecting the discharge pipe and the fifth port of the second four-way valve and the third four-way valve; A second high pressure pipe connecting a third port and a branch portion provided in the first high pressure pipe, and a first valve provided between the discharge pipe and the branch portion of the first high pressure pipe A second valve provided to the second high pressure pipe, Low-pressure piping connecting the suction piping and the sixth port of the second four-way valve and the third four-way valve, and
  • the pressure of the fifth port of each of the second four-way valve and the third four-way valve during each of the heating operation, the defrosting operation and the heating / defrosting simultaneous operation is the second four-way valve and The pressure is maintained higher than the pressure of the sixth port of each of the third four-way valves. Therefore, a differential pressure drive four-way valve can be used for each of the second four-way valve and the third four-way valve. Therefore, according to the present invention, the configuration of the refrigerant circuit capable of executing the heating operation, the defrosting operation, and the heating / defrosting simultaneous operation can be further simplified.
  • Embodiment 1 A refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
  • the air conditioner provided with the refrigerating cycle is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-13363.
  • the refrigeration cycle includes a compressor, a four-way valve, a plurality of outdoor heat exchangers connected in parallel to one another, a plurality of pressure reducing devices respectively provided on the inlet side of the plurality of outdoor heat exchangers, and an indoor heat exchanger And have.
  • This refrigeration cycle can perform heating operation, reverse cycle defrosting operation, and defrost heating operation in which some outdoor heat exchangers function as a condenser and other outdoor heat exchangers function as an evaporator. Is configured as.
  • defrosting and heating operation can be performed to defrost the outdoor heat exchanger while continuing heating.
  • part of the defrosting capacity of the refrigeration cycle is also used for heating, so the time required to complete the defrosting becomes longer than that in the reverse cycle defrosting operation. Therefore, in this air conditioner, by performing the defrosting and heating operation, the average heating capacity per cycle from the completion of defrosting to the completion of the next defrosting in some cases may decrease. There was a problem.
  • the present embodiment is made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a refrigeration cycle apparatus capable of further improving the average heating capacity.
  • the refrigeration cycle apparatus includes a refrigerant circuit including a compressor, a first outdoor heat exchanger, a second outdoor heat exchanger, and an indoor heat exchanger, and a control device that controls the refrigerant circuit.
  • the compressor is configured to operate at a variable operating frequency included in a preset operating frequency range, and the refrigerant circuit includes the first outdoor heat exchanger and the second outdoor heat exchanger.
  • One of the outdoor heat exchanger or the second outdoor heat exchanger functions as an evaporator, and the other of the first outdoor heat exchanger or the second outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger function as a condenser Perform heating and defrost simultaneous operation with the function
  • the controller is configured such that, during execution of the heating operation, the value obtained by subtracting the operating frequency of the compressor from the maximum operating frequency, which is the upper limit of the operating frequency range, is equal to or greater than a threshold value.
  • the heating and defrosting simultaneous operation is performed, and during the heating operation, the value obtained by subtracting the operating frequency of the compressor from the maximum operating frequency is smaller than the threshold value;
  • the defrosting operation is performed after the heating operation.
  • the present embodiment it is possible to more accurately determine which of the heating / defrosting simultaneous operation and the defrosting operation is to be performed after the heating operation.
  • the average heating capacity per cycle until completion of frost can be further improved.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing the configuration of the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment.
  • an air conditioner is illustrated as the refrigeration cycle apparatus.
  • the refrigeration cycle apparatus has a refrigerant circuit 10 for circulating a refrigerant.
  • the refrigerant circuit 10 includes a compressor 11, a first flow path switching device 12, an indoor heat exchanger 13, an expansion valve 14, a first outdoor heat exchanger 15a, a second outdoor heat exchanger 15b, and a second flow path switching device 16 have.
  • the refrigerant circuit 10 is configured to be able to execute a heating operation, a reverse cycle defrosting operation (hereinafter simply referred to as a "defrosting operation"), a heating / defrosting simultaneous operation, and a cooling operation.
  • the refrigeration cycle apparatus also includes an outdoor unit installed outdoors and an indoor unit installed indoors.
  • the compressor 11, the first flow path switching device 12, the expansion valve 14, the first outdoor heat exchanger 15a, the second outdoor heat exchanger 15b, and the second flow path switching device 16 are accommodated in an outdoor unit, and indoor heat The exchanger 13 is accommodated in the indoor unit.
  • the refrigeration cycle apparatus further includes a control device 50 that controls the refrigerant circuit 10.
  • the compressor 11 is a fluid machine that sucks and compresses a low-pressure gas refrigerant and discharges it as a high-pressure gas refrigerant.
  • An operating frequency range is preset for the compressor 11.
  • the compressor 11 is configured to operate at a variable operating frequency included in the operating frequency range under the control of the controller 50.
  • the first flow path switching device 12 switches the flow direction of the refrigerant in the refrigerant circuit 10.
  • a four-way valve provided with four ports E, F, G, and H is used as the first flow path switching device 12.
  • the port E communicates with the port F and the port G communicates with the port H
  • the port E communicates with the port H and the port F communicates with the port G.
  • a second state in communication.
  • the first flow path switching device 12 is set to the first state during heating operation and heating and defrosting simultaneous operation, and is set to the second state during defrosting operation and cooling operation.
  • a combination of a plurality of two-way valves or three-way valves can also be used as the first flow path switching device 12.
  • the indoor heat exchanger 13 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant flowing inside and the air blown by the indoor fan (not shown) accommodated in the indoor unit.
  • the indoor heat exchanger 13 functions as a condenser during heating operation and functions as an evaporator during cooling operation.
  • the expansion valve 14 is a valve that reduces the pressure of the refrigerant.
  • an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted by the control of the control device 50 is used.
  • Each of the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b exchanges heat between the refrigerant flowing inside and the air blown by the outdoor fan (not shown) accommodated in the outdoor unit. It is a heat exchanger to carry out.
  • the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b function as an evaporator during heating operation and function as a condenser during cooling operation.
  • the first outdoor heat exchanger 15 a and the second outdoor heat exchanger 15 b are connected in parallel with each other in the refrigerant circuit 10.
  • the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b are configured, for example, by vertically dividing one heat exchanger into two. In this case, the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b are also arranged parallel to each other with respect to the flow of air.
  • the second flow path switching device 16 switches the flow of the refrigerant between the heating operation, the defrosting operation and the cooling operation, and the heating and defrosting simultaneous operation.
  • a four-way valve provided with four ports A, B1, B2, and C is used.
  • the second flow path switching device 16 can take the first state, the second state, and the third state. In the first state, port C communicates with both port B1 and port B2, and port A does not communicate with either port B1 or port B2. In the second state, port A and port B1 communicate with each other and port C and port B2 communicate with each other. In the third state, port A and port B2 communicate with each other and port C and port B1 communicate with each other.
  • the second flow path switching device 16 is set to the first state during heating operation, defrosting operation and cooling operation under control of the control device 50, and is set to the second state or third state during heating / defrosting simultaneous operation Be done.
  • the second flow path switching device 16 for example, the flow path switching valve described in International Publication No. 2017/094148 is used.
  • the compressor 11, the first flow path switching device 12, the indoor heat exchanger 13, the expansion valve 14, the first outdoor heat exchanger 15a, the second outdoor heat exchanger 15b, and the second flow path switching device 16 It is connected via a refrigerant pipe such as 38 degrees.
  • the pipe 30 connects the discharge port of the compressor 11 and the port G of the first flow path switching device 12.
  • the pipe 31 connects the port H of the first flow path switching device 12 to the indoor heat exchanger 13.
  • the pipe 32 connects the indoor heat exchanger 13 and the expansion valve 14.
  • the pipe 33 branches midway into pipes 33a and 33b, and connects the expansion valve 14 to each of the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b.
  • the tubes 33a and 33b are provided with capillary tubes 17a and 17b, respectively.
  • the pipe 34 connects the first outdoor heat exchanger 15 a and the port B 1 of the second flow path switching device 16.
  • the pipe 35 connects the second outdoor heat exchanger 15 b and the port B 2 of the second flow path switching device 16.
  • the pipe 36 connects the port C of the second flow path switching device 16 and the port F of the first flow path switching device 12.
  • the pipe 37 connects the port E of the first flow path switching device 12 to the suction port of the compressor 11.
  • the pipe 38 connects the pipe 30 and the port A of the second flow path switching device 16.
  • the pipe 38 constitutes a hot gas bypass flow path for supplying a part of the gas refrigerant discharged from the compressor 11 to the first outdoor heat exchanger 15a or the second outdoor heat exchanger 15b.
  • the pipe 38 is provided with a bypass expansion valve 18.
  • An electronic expansion valve is used as the bypass expansion valve 18.
  • the bypass expansion valve 18 Under the control of the control device 50, the bypass expansion valve 18 is set to a closed state during heating operation, defrosting operation and cooling operation, and is set to an open state during heating and defrosting simultaneous operation.
  • the control device 50 has a microcomputer provided with a CPU, a ROM, a RAM, an I / O port, and the like.
  • the control device 50 receives detection signals from temperature sensors and pressure sensors provided in the refrigerant circuit 10 and operation signals from an operation unit that receives an operation by the user.
  • the control device 50 is a refrigeration cycle including the compressor 11, the first flow path switching device 12, the expansion valve 14, the second flow path switching device 16, the bypass expansion valve 18, the indoor fan and the outdoor fan based on the input signal. Control the overall operation of the device.
  • FIG. 2 is a diagram showing an operation during heating operation of the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment.
  • the first flow path switching device 12 is set to a first state in which the port E communicates with the port F and the port G communicates with the port H.
  • the second flow path switching device 16 is set to a first state in which the port C communicates with both the port B1 and the port B2.
  • the bypass expansion valve 18 is set to, for example, a closed state.
  • the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the indoor heat exchanger 13 via the first flow path switching device 12.
  • the indoor heat exchanger 13 functions as a condenser. That is, in the indoor heat exchanger 13, heat exchange is performed between the refrigerant flowing inside and the indoor air blown by the indoor fan, and the condensation heat of the refrigerant is dissipated to the indoor air. Thereby, the gas refrigerant which has flowed into the indoor heat exchanger 13 is condensed to be a high pressure liquid refrigerant. Further, the indoor air blown by the indoor fan is heated by the heat radiation from the refrigerant.
  • the liquid refrigerant that has flowed out of the indoor heat exchanger 13 is decompressed by the expansion valve 14 and becomes a low-pressure two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant flowing out of the expansion valve 14 is branched into the pipe 33 a and the pipe 33 b.
  • the two-phase refrigerant flowing into the pipe 33a is further depressurized by the capillary tube 17a, and flows into the first outdoor heat exchanger 15a.
  • the two-phase refrigerant flowing into the pipe 33b is further depressurized by the capillary tube 17b, and flows into the second outdoor heat exchanger 15b.
  • both the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b function as an evaporator. That is, in each of the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b, heat exchange is performed between the refrigerant flowing inside and the outdoor air blown by the outdoor fan, and the evaporation heat of the refrigerant is outdoor Heat absorbed from the air. Thereby, the two-phase refrigerant which flowed into each of the 1st outdoor heat exchanger 15a and the 2nd outdoor heat exchanger 15b evaporates, and turns into a low-pressure gas refrigerant.
  • the gas refrigerant sucked into the compressor 11 is compressed to be a high pressure gas refrigerant. During the heating operation, the above cycle is repeated continuously.
  • the high temperature / high pressure gas refrigerant is supplied to one of the first outdoor heat exchanger 15a or the second outdoor heat exchanger 15b to perform the one defrosting, while the first outdoor heat exchanger 15a is operated. Or it is operation which makes the other side of the 2nd outdoor heat exchanger 15b function as an evaporator, and continues heating.
  • FIG. 3 is a diagram showing an operation during the defrosting operation of the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment.
  • the first flow path switching device 12 is set to a second state in which the port E and the port H communicate with each other and the port F and the port G communicate with each other.
  • the second flow path switching device 16 is set to a first state in which the port C communicates with both the port B1 and the port B2.
  • the bypass expansion valve 18 is set to, for example, a closed state.
  • the settings of the first flow path switching device 12, the second flow path switching device 16 and the bypass expansion valve 18 during the defrosting operation are the same as those of the cooling operation.
  • the high pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 is divided by the second flow path switching device 16 via the first flow path switching device 12, and the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b Flows into each of the During the defrosting operation, both the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b function as a condenser. That is, each of the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b adheres to the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b, respectively, by the heat released from the refrigerant flowing through the inside. Frost melts. Thereby, defrosting of the 1st outdoor heat exchanger 15a and the 2nd outdoor heat exchanger 15b is performed. Moreover, the gas refrigerant which flowed in each of the 1st outdoor heat exchanger 15a and the 2nd outdoor heat exchanger 15b condenses, and turns into a liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant flowing out of the first outdoor heat exchanger 15a is depressurized by the capillary tube 17a.
  • the liquid refrigerant flowing out of the second outdoor heat exchanger 15b is depressurized by the capillary tube 17b.
  • These liquid refrigerants join together and are further depressurized by the expansion valve 14 to be a low pressure two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant flowing out of the expansion valve 14 flows into the indoor heat exchanger 13.
  • the indoor heat exchanger 13 functions as an evaporator. That is, in the indoor heat exchanger 13, the evaporation heat of the refrigerant flowing inside is absorbed from the indoor air.
  • the two-phase refrigerant flowing into the indoor heat exchanger 13 evaporates and becomes a low-pressure gas refrigerant.
  • the gas refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 13 is drawn into the compressor 11 via the first flow path switching device 12.
  • the gas refrigerant sucked into the compressor 11 is compressed to be a high pressure gas refrigerant.
  • the above cycle is continuously repeated.
  • FIG. 4 is a diagram showing an operation of the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment at the time of heating and defrosting simultaneous operation.
  • the heating and defrosting simultaneous operation includes the first operation and the second operation.
  • the first outdoor heat exchanger 15a and the indoor heat exchanger 13 function as a condenser
  • the second outdoor heat exchanger 15b functions as an evaporator.
  • defrosting of the first outdoor heat exchanger 15a is performed and heating is continued.
  • the second outdoor heat exchanger 15b and the indoor heat exchanger 13 function as a condenser
  • the first outdoor heat exchanger 15a functions as an evaporator.
  • FIG. 4 shows the operation during the first operation of the heating / defrosting simultaneous operation.
  • the first flow path switching device 12 communicates the port E with the port F while the port G communicates with the port H.
  • the second flow path switching device 16 is set to a second state in which the port A and the port B1 communicate with each other and the port C and the port B2 communicate with each other.
  • the bypass expansion valve 18 is set to an open state at a predetermined opening degree.
  • a portion of the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 is branched from the pipe 30 to the pipe 38.
  • the gas refrigerant branched into the pipe 38 is depressurized by the bypass expansion valve 18 and flows into the first outdoor heat exchanger 15 a via the second flow path switching device 16.
  • the adhered frost is melted by the heat released from the refrigerant flowing through the inside. Thereby, defrosting of the 1st outdoor heat exchanger 15a is performed.
  • the gas refrigerant flowing into the first outdoor heat exchanger 15a is condensed to be a high-pressure liquid refrigerant or a two-phase refrigerant, flows out from the first outdoor heat exchanger 15a, and is decompressed by the capillary tube 17a.
  • the gas refrigerant other than a part that has branched into the pipe 38 flows into the indoor heat exchanger 13 via the first flow path switching device 12.
  • the indoor heat exchanger 13 heat exchange is performed between the refrigerant flowing inside and the indoor air blown by the indoor fan, and the condensation heat of the refrigerant is dissipated to the indoor air.
  • the gas refrigerant which has flowed into the indoor heat exchanger 13 is condensed to be a high pressure liquid refrigerant.
  • the indoor air blown by the indoor fan is heated by the heat radiation from the refrigerant.
  • the liquid refrigerant that has flowed out of the indoor heat exchanger 13 is decompressed by the expansion valve 14 and becomes a low-pressure two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant flowing out of the expansion valve 14 merges with the liquid refrigerant or the two-phase refrigerant decompressed by the capillary tube 17a, and flows into the second outdoor heat exchanger 15b via the capillary tube 17b.
  • the second outdoor heat exchanger 15b heat exchange is performed between the refrigerant flowing inside and the outdoor air blown by the outdoor fan, and the evaporation heat of the refrigerant is absorbed from the outdoor air.
  • the two-phase refrigerant that has flowed into the second outdoor heat exchanger 15b evaporates and becomes a low-pressure gas refrigerant.
  • the gas refrigerant flowing out of the second outdoor heat exchanger 15 b is drawn into the compressor 11 via the second flow path switching device 16 and the first flow path switching device 12.
  • the gas refrigerant sucked into the compressor 11 is compressed to be a high pressure gas refrigerant.
  • the above cycle is continuously repeated to perform defrosting of the first outdoor heat exchanger 15a and to continue heating.
  • the first flow path switching device 12 is set to the first state as at the time of the first operation.
  • the second flow path switching device 16 is set to a third state in which the port A and the port B2 communicate with each other and the port C and the port B1 communicate with each other.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing executed by the control device 50 of the refrigeration cycle device according to the present embodiment.
  • Control device 50 starts the heating operation based on the heating operation start signal and the like from the operation unit (step S1).
  • the control device 50 determines whether the defrosting determination condition is satisfied (step S2).
  • the defrosting determination condition is, for example, that an elapsed time from the start of the heating operation exceeds a threshold time (for example, 20 minutes). If it is determined that the defrost determination condition is satisfied, the process proceeds to step S3. If it is determined that the defrost determination condition is not satisfied, the process of step S2 is periodically repeated.
  • step S3 the control device 50 acquires the value of the operating frequency of the compressor 11 at the present time or the average value of the operating frequency of the compressor 11 from the start of the heating operation to the current time as the operating frequency f. Thereafter, the control device 50 determines whether the value (fmax ⁇ f) of the frequency difference obtained by subtracting the operating frequency f from the maximum operating frequency fmax of the compressor 11 is equal to or greater than the threshold fth.
  • the maximum operating frequency fmax is the upper limit value of the operating frequency range of the compressor 11.
  • the values of the maximum operating frequency fmax and the threshold fth are stored in advance in the ROM of the control device 50. Since the compressor 11 is controlled such that the operating frequency increases as the heating load increases, the operating frequency of the compressor 11 is approximately proportional to the heating load.
  • step S4 If the value obtained by subtracting the operating frequency f from the maximum operating frequency fmax is equal to or greater than the threshold fth (fmax ⁇ f ⁇ fth), the process proceeds to step S4. On the other hand, when the value obtained by subtracting the operating frequency f from the maximum operating frequency fmax is smaller than the threshold fth (fmax ⁇ f ⁇ fth), the process proceeds to step S6.
  • step S4 the control device 50 ends the heating operation and executes the heating / defrosting simultaneous operation for a predetermined time.
  • the control device 50 has a counter that stores the number N of executions of the heating / defrosting simultaneous operation.
  • the initial value of the counter is zero.
  • the control device 50 adds 1 to the value of the number of times of execution N stored in the counter when the heating and defrosting simultaneous operation is performed.
  • step S5 the control device 50 determines whether the number of executions N of the heating and defrosting simultaneous operation is equal to or more than the threshold number of times Nth. If the number of executions N is equal to or more than the threshold number of times Nth (N ⁇ Nth), the process proceeds to step S7. The heating operation may be performed before shifting to the process of step S7. On the other hand, if the number of executions N is smaller than the threshold number of times Nth (N ⁇ Nth), the process returns to step S1 and restarts the heating operation.
  • step S6 the control device 50 continues the heating operation for a further predetermined time, if necessary. Thereafter, the process proceeds to step S7.
  • step S7 the control device 50 ends the heating operation or the heating / defrosting simultaneous operation, and executes the defrosting operation for a predetermined time.
  • the execution time of the defrosting operation is shorter than the execution time of the heating / defrosting simultaneous operation.
  • the control device 50 initializes a counter and sets the value of the number N of times of simultaneous heating and defrosting operations to zero. After the end of the defrosting operation, the control device 50 returns to step S1 to restart the heating operation.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of the time change of the operating frequency when the heating operation and the heating and defrosting simultaneous operation are alternately performed in the refrigeration cycle device according to the present embodiment.
  • the horizontal axis of FIG. 6 represents time, and the vertical axis represents the operating frequency of the compressor 11.
  • the lower limit value of the operating frequency range of the compressor 11 is taken as the minimum operating frequency fmin.
  • hatched portions conceptually represent the ability of the compressor 11 to be diverted to defrosting.
  • the heating operation in which the compressor 11 is operated at the operation frequency f1 is performed in the time from the time t0 to the time t1 and in the time from the time t2 to the time t3.
  • the heating and defrosting simultaneous operation in which the compressor 11 is operated at the maximum operation frequency fmax is performed in the time from the time t1 to the time t2 and the time from the time t3 to the time t4.
  • the execution time of the heating / defrosting simultaneous operation (including the first operation and the second operation) is set to a fixed time.
  • the execution time of the heating and defrosting simultaneous operation is, for example, 13 minutes.
  • the continuous execution time of the heating operation from the end of the heating / defrosting simultaneous operation to the start of the next heating / defrosting simultaneous operation is usually set to a fixed time.
  • the continuous execution time of the heating operation that is, the time from time t0 to time t1 and the time from time t2 to time t3 is, for example, 20 minutes. Assuming that the continuous execution time of the heating operation is 20 minutes and the execution time of the heating and defrosting simultaneous operation is 13 minutes, the repetition cycle of the heating and heating and defrosting simultaneous operation is 33 minutes.
  • the threshold fth is, for example, the operating frequency of the compressor 11 required to complete the defrosting of the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b within the execution time of one heating and defrosting simultaneous operation. It is set to be equal to
  • the operating frequency f1 of the compressor 11 at the time of heating operation satisfies the relationship fmax ⁇ f11fth. For this reason, at the time of heating and defrosting simultaneous operation, by the operation of the compressor 11 at the maximum operation frequency fmax or less, the heating capacity equivalent to that at the time of heating operation and the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b Defrosting capacity required for defrosting can be secured. Therefore, when the relationship fmax-f1maxfth is satisfied, the heating operation and the heating / defrosting simultaneous operation are alternately performed to maintain the necessary heating capacity while maintaining the first outdoor heat exchanger 15a and the first outdoor heat exchanger 15a 2.
  • the outdoor heat exchanger 15b can be defrosted. Thereby, heating can be continued for a long time.
  • FIG. 7 is a graph showing a comparative example of the time change of the operating frequency when the heating operation and the heating / defrosting simultaneous operation are alternately performed.
  • the operating frequency f2 of the compressor 11 during the heating operation is larger than the operating frequency f1
  • the relationship fmax ⁇ f2 ⁇ fth is not satisfied.
  • the heating capacity equivalent to that at the time of heating operation can not be maintained or the first outdoor heat exchange is performed within the determined time
  • the defrosting of the heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b can not be completed.
  • FIG. 8 is a graph showing an example of the time change of the operating frequency when the heating operation and the defrosting operation are alternately performed in the refrigeration cycle device according to the present embodiment.
  • the heating operation in which the compressor 11 is operated at the operation frequency f2 is performed in the time from the time t10 to the time t11 and in the time from the time t12 to the time t13.
  • the defrosting operation in which the compressor 11 is operated at the maximum operation frequency fmax is performed in the time from the time t11 to the time t12 and the time from the time t13 to the time t14.
  • the execution time of the defrosting operation is set to a fixed time.
  • the execution time of the defrosting operation is, for example, 3 minutes.
  • the continuous execution time of the heating operation from the end of the defrosting operation to the start of the next defrosting operation is set to a fixed time.
  • the continuous execution time of the heating operation that is, the time from time t10 to time t11 and the time from time t12 to time t13 is, for example, 30 minutes.
  • the repetition cycle of the heating operation and the defrosting operation is 33 minutes.
  • the operating frequency f2 of the compressor 11 at the time of heating operation does not satisfy the relationship of fmax ⁇ f2ffth.
  • the heating capacity equivalent to that during the heating operation can not be maintained or the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor within the determined time Defrosting of the heat exchanger 15b can not be completed. Therefore, in the present embodiment, when the operating frequency f2 of the compressor 11 during the heating operation does not satisfy the relationship of fmax ⁇ f2 ⁇ fth, the defrosting operation is not performed after the heating operation, but the defrosting operation is performed after the heating operation. Is executed.
  • the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b can be defrosted with a high defrosting capacity. Therefore, by performing the defrosting operation, defrosting of the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b can be reliably performed in a short time.
  • FIG. 9 is a refrigerant circuit diagram showing a modification of the configuration of the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment.
  • the refrigerant circuit 10 according to the present modification has two four-way valves 21 a and 21 b and a check valve 22 instead of the second flow path switching device 16. .
  • the four-way valves 21 a and 21 b are controlled by the controller 50.
  • the refrigerant circuit 10 of this modification is more complicated in construction than the refrigerant circuit 10 shown in FIG. 1, but, like the refrigerant circuit 10 shown in FIG. It is configured to be able to perform driving.
  • the present embodiment is also applicable to a refrigeration cycle apparatus provided with the refrigerant circuit 10 of the present modification.
  • the heating operation in which the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b function as an evaporator and the indoor heat exchanger 13 functions as a condenser, and the first outdoor heat exchanger The defrosting operation in which 15a and the 2nd outdoor heat exchanger 15b function as a condenser, and one of the 1st outdoor heat exchanger 15a or the 2nd outdoor heat exchanger 15b functions as an evaporator, and a 1st outdoor heat exchanger If the heating / defrosting simultaneous operation in which the other of the second outdoor heat exchanger 15b and the indoor heat exchanger 13 function as a condenser is configured to be executable, components other than the refrigerant circuit 10 according to the present modification may be used.
  • the present invention is also applicable to a refrigeration cycle apparatus provided with a refrigerant circuit.
  • the refrigeration cycle apparatus includes the refrigerant circuit 10 including the compressor 11, the first outdoor heat exchanger 15a, the second outdoor heat exchanger 15b, and the indoor heat exchanger 13, and a refrigerant And a control device 50 for controlling the circuit 10.
  • the compressor 11 is configured to operate at a variable operating frequency included in a preset operating frequency range.
  • the refrigerant circuit 10 has a heating operation in which the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b function as an evaporator, and the indoor heat exchanger 13 functions as a condenser, the first outdoor heat exchanger 15a and The defrosting operation in which the second outdoor heat exchanger 15b functions as a condenser, and one of the first outdoor heat exchanger 15a or the second outdoor heat exchanger 15b functions as an evaporator, and the first outdoor heat exchanger 15a or The heating / defrosting simultaneous operation in which the other of the second outdoor heat exchanger 15 b and the indoor heat exchanger 13 function as a condenser is configured to be executable.
  • heating is performed after the heating operation.
  • the defrosting simultaneous operation is performed, and the defrosting operation is performed after the heating operation when the value obtained by subtracting the operating frequency f of the compressor 11 from the maximum operating frequency fmax is smaller than the threshold fth during the heating operation. It is configured to
  • the heating and defrosting simultaneous operation is executed after the heating operation.
  • the defrosting of the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b is completed within the determined time while maintaining the heating capacity during the heating operation It can be done. For this reason, when heating load is small, heating can be continued for a long time by heating operation and heating defrost simultaneous operation being performed alternately.
  • the defrosting operation is performed after the heating operation.
  • the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b can be reliably defrosted in a short time by the defrosting operation. Therefore, it is possible to accurately determine which of heating and defrosting simultaneous operation and defrosting operation is to be performed after the heating operation based on the heating load. Therefore, the next defrosting is completed after the defrosting is completed with the heating operation interposed.
  • the average heating capacity per cycle can be further improved. Therefore, when the refrigeration cycle apparatus is applied to an air conditioner, the comfort in the room can be further improved.
  • the control device 50 when the number N of executions of the heating / defrosting simultaneous operation since the last defrosting operation is performed reaches the threshold number Nth, the control device 50 performs the maximum operation.
  • the defrosting operation is configured to be performed regardless of the value obtained by subtracting the operating frequency f during the heating operation from the operating frequency fmax.
  • the defrosting operation can be performed periodically regardless of the heating load. For this reason, even if defrosting of the 1st outdoor heat exchanger 15a and the 2nd outdoor heat exchanger 15b is not completed temporarily by heating defrost simultaneous operation, the 1st outdoor heat exchanger 15a and the 2nd outdoor heat exchanger The frost remaining on 15b can be reliably melted by the defrosting operation.
  • FIG. 10 is a refrigerant circuit diagram showing the configuration of the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment.
  • an air conditioner is illustrated as the refrigeration cycle apparatus.
  • the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment includes a refrigerant circuit 10 and a control device 50 that controls the refrigerant circuit 10.
  • the refrigerant circuit 10 according to the present embodiment has the same configuration as the refrigerant circuit 10 shown in FIG.
  • the control device 50 according to the present embodiment may be configured to execute the same control as that of the first embodiment shown in FIG. 5 or to execute another control than the first embodiment. It may be configured.
  • the refrigerant circuit 10 is configured to be able to execute at least a heating operation, a defrosting operation, and a heating / defrosting simultaneous operation.
  • the refrigerant circuit 10 may be configured to be capable of performing a cooling operation.
  • the first flow path switching device 12, the four-way valve 21a, and the four-way valve 21b are set to the same state as during the defrosting operation.
  • the compressor 11 has a suction port 11 a for sucking the refrigerant and a discharge port 11 b for discharging the compressed refrigerant.
  • the suction port 11a is maintained at a suction pressure or low pressure
  • the discharge port 11b is maintained at a discharge pressure or high pressure.
  • the four-way valve used as the first flow path switching device 12 has four ports E, F, G and H.
  • port G, port E, port F and port H may be referred to as “first port G”, “second port E”, “third port F” and “fourth port H”, respectively.
  • the first port G is a port for high pressure which is maintained at high pressure in any of the heating operation, the defrosting operation, and the heating / defrosting simultaneous operation.
  • the second port E is a port for low pressure which is maintained at low pressure in any of the heating operation, the defrosting operation and the heating / defrosting simultaneous operation.
  • the first flow path switching device 12 can take the first state shown by the solid line in FIG. 10 and the second state shown by the broken line in FIG.
  • the first flow path switching device 12 is set to the first state at the time of heating operation and heating and defrosting simultaneous operation, and is set to the second state at the time of defrosting operation.
  • the four-way valve 21a has four ports I, J, K and L.
  • port K, port I, port L and port J may be referred to as “fifth port K”, “sixth port I”, “seventh port L” and “eighth port J”, respectively.
  • the fifth port K is a port for high pressure which is maintained at high pressure in any of the heating operation, the defrosting operation, and the heating / defrosting simultaneous operation.
  • the sixth port I is a port for low pressure which is maintained at a low pressure in any of the heating operation, the defrosting operation, and the heating / defrosting simultaneous operation.
  • the eighth port J is closed so as to prevent the refrigerant from leaking out.
  • the four-way valve 21a can take a first state shown by a solid line in FIG. 10 and a second state shown by a broken line in FIG. In the first state, the fifth port K and the eighth port J communicate with each other, and the sixth port I and the seventh port L communicate with each other. In the second state, the fifth port K and the seventh port L communicate with each other, and the sixth port I and the eighth port J communicate with each other.
  • the four-way valve 21a is set to the first state during heating operation by the control of the control device 50, and is set to the second state during defrosting operation, and will be described later during the heating / defrosting simultaneous operation. Set to
  • the four-way valve 21b has four ports M, N, O and P.
  • port O, port M, port P and port N may be referred to as “fifth port O”, “sixth port M”, “seventh port P” and “eighth port N”, respectively.
  • the fifth port O is a port for high pressure which is maintained at high pressure in any of the heating operation, the defrosting operation and the heating / defrosting simultaneous operation.
  • the sixth port M is a port for low pressure which is maintained at a low pressure in any of the heating operation, the defrosting operation and the heating / defrosting simultaneous operation.
  • the eighth port N is closed so as to prevent the refrigerant from leaking out.
  • the four-way valve 21b can take a first state shown by a solid line in FIG. 10 and a second state shown by a broken line in FIG. In the first state, the fifth port O and the eighth port N communicate with each other, and the sixth port M and the seventh port P communicate with each other. In the second state, the fifth port O and the seventh port P communicate with each other, and the sixth port M and the eighth port N communicate with each other.
  • the four-way valve 21b is set to the first state during heating operation by the control of the control device 50, and is set to the second state during defrosting operation, and will be described later during the heating / defrosting simultaneous operation. Set to
  • the first flow path switching device 12, the four-way valve 21a, and the four-way valve 21b are all differential pressure-driven four-way valves that operate by the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure.
  • the four-way valve 21a, and the four-way valve 21b four-way valves having the same configuration can be used.
  • a discharge pipe 61 is connected between the discharge port 11 b of the compressor 11 and the first port G of the first flow path switching device 12.
  • a high-pressure refrigerant discharged from the discharge port 11 b of the compressor 11 flows through the discharge pipe 61 in any of the heating operation, the defrosting operation, and the heating / defrosting simultaneous operation.
  • the suction pipe 62 is connected between the suction port 11 a of the compressor 11 and the second port E of the first flow path switching device 12. In the suction pipe 62, a low-pressure refrigerant drawn into the suction port 11a of the compressor 11 flows in any of the heating operation, the defrosting operation, and the heating / defrosting simultaneous operation.
  • One end of a first high-pressure pipe 67 is connected to a branch portion 63 provided in the middle of the discharge pipe 61.
  • the other end side of the first high pressure pipe 67 is branched into a first high pressure pipe 67 a and a first high pressure pipe 67 b at a branch portion 68.
  • the first high pressure pipe 67a is connected to the fifth port K for high pressure of the four-way valve 21a.
  • the first high pressure pipe 67 b is connected to the fifth port O for high pressure of the four-way valve 21 b.
  • Another branch portion 65 is provided between the branch portion 63 and the branch portion 68 in the first high pressure pipe 67.
  • the branch portion 65 of the first high pressure pipe 67 and the third port F of the first flow path switching device 12 are connected by the second high pressure pipe 64.
  • a bypass expansion valve 18 is provided as a first valve between the branch portion 63 and the branch portion 65 in the first high pressure pipe 67.
  • the first valve is an on-off valve that opens and closes under the control of the control device 50.
  • a solenoid valve or a motor operated valve can also be used as the first valve.
  • the first valve also has a function of depressurizing the refrigerant. The operation of the first valve will be described later.
  • the second high pressure pipe 64 is provided with a check valve 22 as a second valve.
  • the check valve 22 allows the flow of the refrigerant in the direction from the third port F of the first flow path switching device 12 to the first high pressure pipe 67, and the refrigerant in the direction from the first high pressure pipe 67 to the third port F Are configured to block the flow of
  • an on-off valve such as a solenoid valve or a motor-operated valve that opens and closes under the control of the control device 50. The operation when the on-off valve is used as the second valve will be described later.
  • a low pressure pipe 70 is connected to a branch portion 69 provided in the middle of the suction pipe 62.
  • the other end side of the low pressure piping 70 is branched into a low pressure piping 70 a and a low pressure piping 70 b at a branch portion 71.
  • the low pressure pipe 70a is connected to a low pressure sixth port I of the four-way valve 21a.
  • the low pressure pipe 70b is connected to the low pressure sixth port M of the four-way valve 21b.
  • the fourth port H of the first flow path switching device 12 is connected to one outlet / inlet of the indoor heat exchanger 13 via the refrigerant pipe 80.
  • a part of the refrigerant pipe 80 is configured by an extension pipe that connects the outdoor unit and the indoor unit.
  • a stop valve (not shown) is provided at a position closer to the outdoor unit than the extension pipe in the refrigerant pipe 80.
  • the other outlet / inlet of the indoor heat exchanger 13 is connected to one outlet / inlet of the expansion valve 14 via a refrigerant pipe 81.
  • a part of the refrigerant pipe 81 is constituted by an extension pipe connecting the outdoor unit and the indoor unit.
  • a stop valve (not shown) is provided at a position closer to the outdoor unit than the extension pipe in the refrigerant pipe 81.
  • One end of a refrigerant pipe 82 is connected to the other outlet / inlet of the expansion valve 14.
  • the other end side of the refrigerant pipe 82 is branched into a refrigerant pipe 82 a and a refrigerant pipe 82 b at a branch portion 84.
  • the refrigerant pipe 82a is provided with a pressure reducing device such as a capillary tube 17a.
  • the refrigerant pipe 82a is connected to one outlet / inlet of the first outdoor heat exchanger 15a.
  • the refrigerant pipe 82b is provided with a pressure reducing device such as a capillary tube 17b.
  • the refrigerant pipe 82b is connected to one outlet / inlet of the second outdoor heat exchanger 15b.
  • the other outlet / inlet of expansion valve 14 is connected to one outlet / inlet of first outdoor heat exchanger 15a and one outlet / inlet of second outdoor heat exchanger 15b via refrigerant pipe 82.
  • one outlet / inlet of the first outdoor heat exchanger 15a is connected to one outlet / inlet of the second outdoor heat exchanger 15b via the refrigerant pipe 82a and the refrigerant pipe 82b.
  • the other outlet / inlet of the first outdoor heat exchanger 15a is connected to the seventh port L of the four-way valve 21a via a refrigerant pipe 83a.
  • the other outlet / inlet of the second outdoor heat exchanger 15b is connected to the seventh port P of the four-way valve 21b via a refrigerant pipe 83b.
  • the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b are connected in parallel to each other.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the four-way valve 21a of the refrigeration cycle device according to the present embodiment.
  • the four-way valve 21 a has a valve body 100 and a pilot solenoid valve 120.
  • the four-way valve 21a is a differential pressure drive four-way valve.
  • the valve body 100 has a cylinder 101, a slide base 102 formed on a part of the inner wall of the cylinder 101, and a slide valve 103 sliding on the slide base 102 along the central axis direction of the cylinder 101. ing.
  • a sixth port I which is a port for low pressure, is provided at the central portion of the slide base 102 in the central axis direction of the cylinder 101.
  • a seventh port L and an eighth port J are provided on both sides of the sixth port I in the central axis direction of the cylinder 101.
  • a fifth port K which is a port for high pressure, is provided.
  • the slide valve 103 has a dome shape opened toward the slide table 102. At one end side of the slide valve 103 in the central axis direction of the cylinder 101, a piston 104 connected to the slide valve 103 is provided. A first chamber 106 is formed between one end of the cylinder 101 and the piston 104. On the other end side of the slide valve 103 in the central axis direction of the cylinder 101, a piston 105 connected to the slide valve 103 is provided on the other end side of the cylinder 101 and the piston 105. The pistons 104 and 105 are provided slidably along the inner wall surface of the cylinder 101. The pistons 104 and 105 move along the central axis direction of the cylinder 101 together with the slide valve 103.
  • the pilot solenoid valve 120 is connected to the valve body 100 via each of the four pilot pipes 110, 111, 112, 113.
  • the pilot pipe 110 is connected to the fifth port K of the valve body 100.
  • the pilot pipe 111 is connected to the sixth port I of the valve body 100.
  • the pilot pipe 112 is connected to the first chamber 106 of the valve body 100.
  • the pilot pipe 113 is connected to the second chamber 107 of the valve body 100.
  • the pilot solenoid valve 120 is switched between the first state and the second state under the control of the controller 50.
  • the pilot pipe 110 and the pilot pipe 113 communicate with each other in the pilot solenoid valve 120, and the pilot pipe 111 and the pilot pipe 112 communicate with each other in the pilot electromagnetic valve 120. Therefore, in the first state, the fifth port K and the second chamber 107 communicate with each other, the pressure of the second chamber 107 becomes high, and the sixth port I communicates with the first chamber 106.
  • the pressure in the first chamber 106 is low.
  • the slide valve 103 moves to the first chamber 106 side due to the pressure difference between the first chamber 106 and the second chamber 107, and the state shown in FIG. As a result, the sixth port I and the seventh port L communicate with each other, and the fifth port K and the eighth port J communicate with each other.
  • the pilot pipe 110 and the pilot pipe 112 communicate with each other in the pilot solenoid valve 120, and the pilot pipe 111 and the pilot pipe 113 communicate with each other in the pilot electromagnetic valve 120. Therefore, in the second state, the fifth port K and the first chamber 106 communicate with each other, the pressure of the first chamber 106 becomes high, and the sixth port I and the second chamber 107 communicate with each other. The pressure in the second chamber 107 becomes low.
  • the slide valve 103 moves toward the second chamber 107 due to the pressure difference between the first chamber 106 and the second chamber 107.
  • the sixth port I and the eighth port J communicate with each other, and the fifth port K and the seventh port L communicate with each other.
  • the pressure at the fifth port K is higher than the pressure at the sixth port I, so the slide valve 103 is pressed against the slide base 102 by the pressure difference. Thereby, the leakage of the refrigerant in the slide valve 103 is suppressed.
  • the four-way valve 21 b and the first flow path switching device 12 have the same configuration as the four-way valve 21 a.
  • FIG. 12 is a diagram showing an operation during heating operation of the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment.
  • the first port G and the fourth port H communicate with each other, and the second port E communicates with the third port F.
  • Set to The four-way valve 21a is set to a first state in which the fifth port K and the eighth port J communicate with each other and the sixth port I communicates with the seventh port L.
  • the four-way valve 21 b is set to a first state in which the fifth port O and the eighth port N communicate with each other and the sixth port M and the seventh port P communicate with each other.
  • the bypass expansion valve 18 or the first valve is set to the open state.
  • the pressures at the fifth port K of the four-way valve 21a and the fifth port O of the four-way valve 21b are maintained at high pressure or intermediate pressure.
  • the intermediate pressure is a pressure that is higher than the suction pressure of the compressor 11 and lower than the discharge pressure of the compressor 11.
  • the bypass expansion valve 18 is set in the open state, the terminal end side of the first high-pressure pipe 67 is closed by the eighth port J of the four-way valve 21a and the eighth port N of the four-way valve 21b.
  • the refrigerant does not flow out of the other port of the valve 21b.
  • the bypass expansion valve 18 may be set to a closed state.
  • the pressure at the sixth port I of the four-way valve 21a and the sixth port M of the four-way valve 21b is maintained at a low pressure. Therefore, even if the bypass expansion valve 18 is set to the closed state, the pressure at the fifth port K of the four-way valve 21a is maintained at a pressure higher than the pressure at the sixth port I, and the fifth port O of the four-way valve 21b. Is maintained at a pressure higher than that of the sixth port M.
  • the flow of the refrigerant in the direction from the first high pressure pipe 67 toward the third port F of the first flow path switching device 12 is blocked by the check valve 22.
  • the on-off valve instead of the check valve 22 is used as the second valve, the on-off valve is set in the closed state. Accordingly, the flow of the refrigerant in the direction from the first high pressure pipe 67 toward the third port F of the first flow path switching device 12 is blocked by the on-off valve.
  • the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the indoor heat exchanger 13 via the discharge pipe 61, the first flow path switching device 12, and the refrigerant pipe 80.
  • the indoor heat exchanger 13 functions as a condenser. That is, in the indoor heat exchanger 13, heat exchange is performed between the refrigerant flowing inside and the indoor air blown by the indoor fan, and the condensation heat of the refrigerant is dissipated to the indoor air. Thereby, the gas refrigerant which has flowed into the indoor heat exchanger 13 is condensed to be a high pressure liquid refrigerant. Further, the indoor air blown by the indoor fan is heated by the heat radiation from the refrigerant.
  • the liquid refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 13 flows into the expansion valve 14 via the refrigerant pipe 81.
  • the liquid refrigerant that has flowed into the expansion valve 14 is decompressed to be a low-pressure two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant flowing out of the expansion valve 14 is branched to the refrigerant pipe 82 a and the refrigerant pipe 82 b via the refrigerant pipe 82.
  • the two-phase refrigerant branched to the refrigerant pipe 82a is further depressurized by the capillary tube 17a and flows into the first outdoor heat exchanger 15a.
  • the two-phase refrigerant branched to the refrigerant pipe 82b is further depressurized by the capillary tube 17b, and flows into the second outdoor heat exchanger 15b.
  • both the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b function as an evaporator. That is, in each of the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b, heat exchange is performed between the refrigerant flowing inside and the outdoor air blown by the outdoor fan, and the evaporation heat of the refrigerant is outdoor Heat absorbed from the air. Thereby, the two-phase refrigerant which flowed into each of the 1st outdoor heat exchanger 15a and the 2nd outdoor heat exchanger 15b evaporates, and turns into a low-pressure gas refrigerant.
  • the gas refrigerant that has flowed out of the first outdoor heat exchanger 15a is drawn into the compressor 11 via the refrigerant pipe 83a, the four-way valve 21a, the low pressure pipe 70a, the low pressure pipe 70, and the suction pipe 62.
  • the gas refrigerant flowing out of the second outdoor heat exchanger 15b joins the gas refrigerant flowing out of the first outdoor heat exchanger 15a via the refrigerant pipe 83b, the four-way valve 21b and the low pressure pipe 70b, and is drawn into the compressor 11. Be done. That is, the gas refrigerant flowing out of each of the first outdoor heat exchanger 15 a and the second outdoor heat exchanger 15 b is sucked into the compressor 11 without passing through the first flow path switching device 12. The gas refrigerant sucked into the compressor 11 is compressed to be a high pressure gas refrigerant. During the heating operation, the above cycle is repeated continuously.
  • the first port G of the first flow path switching device 12, the fifth port K of the four-way valve 21a, and the fifth port O of the four-way valve 21b are all maintained at high pressure or intermediate pressure. Further, during the heating operation, the second port E of the first flow path switching device 12, the sixth port I of the four-way valve 21a, and the sixth port M of the four-way valve 21b are all maintained at low pressure.
  • FIG. 13 is a diagram showing an operation during the defrosting operation of the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment.
  • the first port G and the third port F communicate with each other, and the second port E and the fourth port H communicate with each other.
  • the four-way valve 21a is set to a second state in which the fifth port K and the seventh port L communicate with each other and the sixth port I communicates with the eighth port J.
  • the four-way valve 21b is set to a second state in which the fifth port O and the seventh port P communicate with each other and the sixth port M communicates with the eighth port N.
  • the bypass expansion valve 18 or the first valve is set to, for example, a closed state.
  • the flow of the refrigerant in the direction from the third port F of the first flow path switching device 12 toward the first high pressure pipe 67 is permitted by the check valve 22.
  • the on-off valve instead of the check valve 22 is used as the second valve, the on-off valve is set in the open state. Thereby, the flow of the refrigerant in the direction from the third port F of the first flow path switching device 12 toward the first high pressure pipe 67 is permitted by the on-off valve.
  • the high pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the discharge pipe 61, the first flow path switching device 12, the second high pressure pipe 64 and the first high pressure pipe 67, and the first high pressure pipe 67a and the first high pressure pipe It diverts to 67b.
  • the gas refrigerant branched to the first high pressure pipe 67a flows into the first outdoor heat exchanger 15a via the four-way valve 21a and the refrigerant pipe 83a.
  • the gas refrigerant branched to the first high pressure pipe 67b flows into the second outdoor heat exchanger 15b via the four-way valve 21b and the refrigerant pipe 83b.
  • both the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b function as a condenser. That is, each of the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b adheres to the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b, respectively, by the heat released from the refrigerant flowing through the inside. Frost melts. Thereby, defrosting of the 1st outdoor heat exchanger 15a and the 2nd outdoor heat exchanger 15b is performed. Moreover, the gas refrigerant which flowed in each of the 1st outdoor heat exchanger 15a and the 2nd outdoor heat exchanger 15b condenses, and turns into a liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant flowing out of the first outdoor heat exchanger 15a is depressurized by the capillary tube 17a and flows into the expansion valve 14 via the refrigerant pipe 82a and the refrigerant pipe 82.
  • the liquid refrigerant flowing out of the second outdoor heat exchanger 15b is decompressed by the capillary tube 17b, merges with the liquid refrigerant flowing out of the first outdoor heat exchanger 15a via the refrigerant pipe 82b, and flows into the expansion valve 14 .
  • the liquid refrigerant that has flowed into the expansion valve 14 is decompressed to be a low-pressure two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant flowing out of the expansion valve 14 flows into the indoor heat exchanger 13 via the refrigerant pipe 81.
  • the indoor heat exchanger 13 functions as an evaporator. That is, in the indoor heat exchanger 13, the evaporation heat of the refrigerant flowing inside is absorbed from the indoor air. As a result, the two-phase refrigerant flowing into the indoor heat exchanger 13 evaporates and becomes a low-pressure gas refrigerant.
  • the gas refrigerant that has flowed out of the indoor heat exchanger 13 is drawn into the compressor 11 via the refrigerant pipe 80, the first flow path switching device 12, and the suction pipe 62.
  • the gas refrigerant sucked into the compressor 11 is compressed to be a high pressure gas refrigerant.
  • the above cycle is continuously repeated.
  • the first port G of the first flow path switching device 12, the fifth port K of the four-way valve 21a, and the fifth port O of the four-way valve 21b are all maintained at high pressure. Further, during the defrosting operation, the second port E of the first flow path switching device 12, the sixth port I of the four-way valve 21a, and the sixth port M of the four-way valve 21b are all maintained at low pressure.
  • FIG. 14 is a diagram showing an operation of the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment during simultaneous heating and defrosting operation.
  • the heating and defrosting simultaneous operation includes the first operation and the second operation.
  • the first outdoor heat exchanger 15a and the indoor heat exchanger 13 function as a condenser
  • the second outdoor heat exchanger 15b functions as an evaporator.
  • defrosting of the first outdoor heat exchanger 15a is performed and heating is continued.
  • the second outdoor heat exchanger 15b and the indoor heat exchanger 13 function as a condenser
  • the first outdoor heat exchanger 15a functions as an evaporator.
  • FIG. 14 shows the operation during the first operation of the heating and defrosting simultaneous operation.
  • the first flow path switching device 12 allows the first port G and the fourth port H to communicate with each other and the second port E and the third port F to communicate with each other.
  • the four-way valve 21a is set to a second state in which the fifth port K and the seventh port L communicate with each other and the sixth port I communicates with the eighth port J.
  • the four-way valve 21 b is set to a first state in which the fifth port O and the eighth port N communicate with each other and the sixth port M and the seventh port P communicate with each other.
  • the bypass expansion valve 18 or the first valve is set to the open state.
  • the flow of the refrigerant in the direction from the first high pressure pipe 67 toward the third port F of the first flow path switching device 12 is blocked by the check valve 22.
  • the on-off valve instead of the check valve 22 is used as the second valve, the on-off valve is set in the closed state. Accordingly, the flow of the refrigerant in the direction from the first high pressure pipe 67 toward the third port F of the first flow path switching device 12 is blocked by the on-off valve.
  • a part of the high pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 is branched from the discharge pipe 61 to the first high pressure pipe 67.
  • the gas refrigerant branched to the first high pressure pipe 67 is depressurized to an intermediate pressure by the bypass expansion valve 18, and flows into the first outdoor heat exchanger 15a via the first high pressure pipe 67a, the four-way valve 21a and the refrigerant pipe 83a.
  • the adhered frost is melted by the heat released from the refrigerant flowing through the inside. Thereby, defrosting of the 1st outdoor heat exchanger 15a is performed.
  • the gas refrigerant that has flowed into the first outdoor heat exchanger 15a condenses to become a liquid refrigerant or a two-phase refrigerant at an intermediate pressure, flows out from the first outdoor heat exchanger 15a, and is depressurized by the capillary tube 17a.
  • the gas refrigerant other than a part of the first high-pressure pipe 67 is diverted to the indoor heat exchanger 13 via the first flow path switching device 12 and the refrigerant pipe 80.
  • the indoor heat exchanger 13 heat exchange is performed between the refrigerant flowing inside and the indoor air blown by the indoor fan, and the condensation heat of the refrigerant is dissipated to the indoor air.
  • the gas refrigerant which has flowed into the indoor heat exchanger 13 is condensed to be a high pressure liquid refrigerant. Further, the indoor air blown by the indoor fan is heated by the heat radiation from the refrigerant.
  • the liquid refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger 13 flows into the expansion valve 14 via the refrigerant pipe 81.
  • the liquid refrigerant that has flowed into the expansion valve 14 is decompressed to be a low-pressure two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant flowing out of the expansion valve 14 passes through the refrigerant pipe 82, merges with the liquid refrigerant or two-phase refrigerant depressurized by the capillary tube 17a, and is further depressurized by the capillary tube 17b to obtain the second outdoor heat exchanger 15b.
  • the second outdoor heat exchanger 15b Flow into In the second outdoor heat exchanger 15b, heat exchange is performed between the refrigerant flowing inside and the outdoor air blown by the outdoor fan, and the evaporation heat of the refrigerant is absorbed from the outdoor air. As a result, the two-phase refrigerant that has flowed into the second outdoor heat exchanger 15b evaporates and becomes a low-pressure gas refrigerant.
  • the gas refrigerant flowing out of the second outdoor heat exchanger 15 b is drawn into the compressor 11 via the refrigerant pipe 83 b, the four-way valve 21 b, the low pressure pipe 70 b, the low pressure pipe 70, and the suction pipe 62.
  • the gas refrigerant flowing out of the second outdoor heat exchanger 15 b is drawn into the compressor 11 without passing through the first flow path switching device 12.
  • the gas refrigerant sucked into the compressor 11 is compressed to be a high pressure gas refrigerant.
  • the above cycle is continuously repeated to perform defrosting of the first outdoor heat exchanger 15a and to continue heating.
  • the first port G of the first flow path switching device 12, the fifth port K of the four-way valve 21a, and the fifth port O of the four-way valve 21b all have high pressure or intermediate pressure. Maintained.
  • the second port E of the first flow path switching device 12, the sixth port I of the four-way valve 21a, and the sixth port M of the four-way valve 21b are all maintained at low pressure.
  • the four-way valve 21a is set to the first state and the four-way valve 21b is set to the second state, contrary to the first operation. .
  • the first flow path switching device 12 and the bypass expansion valve 18 are set to the same state as in the first operation.
  • defrosting of the second outdoor heat exchanger 15b is performed and heating is continued.
  • the first port G of the first flow path switching device 12, the fifth port K of the four-way valve 21a, and the fifth port O of the four-way valve 21b are all maintained at high pressure or intermediate pressure.
  • the second port E of the first flow path switching device 12, the sixth port I of the four-way valve 21a, and the sixth port M of the four-way valve 21b are all maintained at low pressure.
  • the refrigeration cycle apparatus includes the first flow path switching device 12, the four-way valve 21a, the four-way valve 21b, the compressor 11, the discharge pipe 61, the suction pipe 62, and the first high pressure pipe 67.
  • a second high pressure pipe 64, a bypass expansion valve 18, a check valve 22, a low pressure pipe 70, a first outdoor heat exchanger 15a, a second outdoor heat exchanger 15b, and an indoor heat exchanger 13 are provided.
  • the first channel switching device 12 has a first port G, a second port E, a third port F, and a fourth port H.
  • the four-way valve 21a has a fifth port K, a sixth port I, a seventh port L, and a closed eighth port J.
  • the four-way valve 21 b has a fifth port O, a sixth port M, a seventh port P, and a closed eighth port N.
  • the compressor 11 has a suction port 11a for sucking the refrigerant and a discharge port 11b for discharging the refrigerant.
  • the discharge pipe 61 connects the discharge port 11 b of the compressor 11 and the first port G of the first flow path switching device 12.
  • the suction pipe 62 connects the suction port 11 a of the compressor 11 and the second port E of the first flow path switching device 12.
  • the first high-pressure pipe 67 connects the discharge pipe 61 to the fifth port K of the four-way valve 21a and the fifth port O of the four-way valve 21b.
  • the second high pressure pipe 64 connects the third port F of the first flow path switching device 12 to the branch portion 65 provided in the first high pressure pipe 67.
  • the bypass expansion valve 18 is provided between the discharge pipe 61 and the branch portion 65 in the first high pressure pipe 67.
  • the check valve 22 is provided in the second high pressure pipe 64.
  • the low pressure pipe 70 connects the suction pipe 62 to the sixth port I of the four-way valve 21a and the sixth port M of the four-way valve 21b.
  • the first outdoor heat exchanger 15a is connected to the seventh port L of the four-way valve 21a.
  • the second outdoor heat exchanger 15b is connected to the seventh port P of the four-way valve 21b.
  • the indoor heat exchanger 29 is connected to the fourth port H of the first flow path switching device 12.
  • the first channel switching device 12 is an example of a first four-way valve.
  • the four-way valve 21a is an example of a second four-way valve.
  • the four-way valve 21 b is an example of a third four-way valve.
  • the bypass expansion valve 18 is an example of a first valve.
  • the check valve 22 is an example of a second valve.
  • the pressure of the fifth port K of the four-way valve 21a and the pressure of the fifth port O of the four-way valve 21b are the four-way valve 21a during the heating operation, the defrosting operation, and the heating / defrosting simultaneous operation.
  • the pressure is maintained higher than the pressure at the sixth port I of the valve and the sixth port M of the four-way valve 21b. Therefore, a differential pressure drive four-way valve can be used for each of the four-way valve 21a and the four-way valve 21b. Therefore, according to the present embodiment, the configuration of the refrigerant circuit 10 capable of executing the heating operation, the defrosting operation, and the heating / defrosting simultaneous operation can be further simplified.
  • a heating operation in which the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b function as an evaporator and the indoor heat exchanger 13 functions as a condenser The defrosting operation in which the first outdoor heat exchanger 15a and the second outdoor heat exchanger 15b function as a condenser, and one of the first outdoor heat exchanger 15a or the second outdoor heat exchanger 15b functions as an evaporator, The heating / defrosting simultaneous operation in which the other of the first outdoor heat exchanger 15a or the other of the second outdoor heat exchanger 15b and the indoor heat exchanger 13 function as a condenser can be performed.
  • the first flow path switching device 12 is set so that the first port G and the fourth port H communicate with each other and the second port E and the third port F communicate with each other.
  • the four-way valve 21a is set such that the fifth port K and the eighth port J communicate with each other and the sixth port I and the seventh port L communicate with each other.
  • the four-way valve 21 b is set such that the fifth port O and the eighth port N communicate with each other and the sixth port M and the seventh port P communicate with each other.
  • the check valve 22 blocks the flow of the refrigerant from the branch portion 65 toward the third port F.
  • the first flow path switching device 12 is set so that the first port G and the third port F communicate with each other and the second port E and the fourth port H communicate with each other.
  • the four-way valve 21a is set such that the fifth port K and the seventh port L communicate with each other and the sixth port I communicates with the eighth port J.
  • the four-way valve 21 b is set so that the fifth port O and the seventh port P communicate with each other and the sixth port M and the eighth port N communicate with each other.
  • the check valve 22 allows the flow of the refrigerant from the third port F toward the branch portion 65.
  • the first flow path switching device 12 is set so that the first port G and the fourth port H communicate with each other and the second port E and the third port F communicate with each other.
  • the four-way valve 21a is set such that the fifth port K and the seventh port L communicate with each other and the sixth port I communicates with the eighth port J.
  • the four-way valve 21 b is set such that the fifth port O and the eighth port N communicate with each other and the sixth port M and the seventh port P communicate with each other.
  • the bypass expansion valve 18 is set to the open state.
  • the check valve 22 blocks the flow of the refrigerant from the branch portion 65 toward the third port F.

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Abstract

冷凍サイクル装置は、第1~第4ポートを有する第1四方弁と、第5~第8ポートをそれぞれ有する第2四方弁及び第3四方弁と、圧縮機と、圧縮機の吐出口と第1ポートとを接続する吐出配管と、圧縮機の吸入口と第2ポートとを接続する吸入配管と、吐出配管と第5ポートとを接続する第1高圧配管と、第3ポートと第1高圧配管とを接続する第2高圧配管と、第1高圧配管に設けられた第1弁と、第2高圧配管に設けられた第2弁と、吸入配管と第6ポートとを接続する低圧配管と、第2四方弁の第7ポートに接続された第1室外熱交換器と、第3四方弁の第7ポートに接続された第2室外熱交換器と、第4ポートに接続された室内熱交換器と、を備える。

Description

冷凍サイクル装置
 本発明は、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行可能な冷凍サイクル装置に関するものである。
 特許文献1の図1には、空気調和装置が開示されている。この空気調和装置は、第1熱交換器と第2熱交換器とを含む室外熱交換器を有している。この空気調和装置では、第1熱交換器及び第2熱交換器の除霜が交互に実行されることにより、暖房を停止せずに室外熱交換器の除霜を行うことができる。この空気調和装置には、除霜する熱交換器に圧縮機からの高温高圧の冷媒を流すことが可能なように、流路切替部が設けられている。流路切替部は、2つの四方弁を含んでいる。
国際公開第2017/094148号
 一般に、空気調和装置は、冷房運転と暖房運転とを切り替える機構として、差圧駆動式の四方弁を有している。差圧駆動式の四方弁は、圧縮機の吐出側に接続される高圧用ポートと、圧縮機の吸入側に接続される低圧用ポートと、を有している。差圧駆動式の四方弁は、高圧と低圧との差圧を利用して動作する。このため、冷房運転時及び暖房運転時のいずれにおいても、高圧用ポートは高圧に維持される必要があり、低圧用ポートは低圧に維持される必要がある。高圧用ポートの圧力が低圧用ポートの圧力よりも低くなった場合、差圧駆動式の四方弁は正常に動作しない。
 特許文献1の流路切替部に用いられている四方弁では、冷房運転時に高圧に維持されるポートは暖房運転時には低圧に維持され、冷房運転時に低圧に維持されるポートは暖房運転時には高圧に維持される。このため、この流路切替部には、一般的な差圧駆動式の四方弁を用いることができない。したがって、特許文献1の空気調和装置には、冷媒回路の構成が複雑化してしまうという課題があった。
 本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行可能な冷媒回路の構成をより簡素化できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
 本発明に係る冷凍サイクル装置は、第1ポート、第2ポート、第3ポート及び第4ポートを有する第1四方弁と、第5ポート、第6ポート、第7ポート、及び閉塞された第8ポートをそれぞれ有する第2四方弁及び第3四方弁と、冷媒を吸入する吸入口及び前記冷媒を吐出する吐出口を有する圧縮機と、前記吐出口と前記第1ポートとを接続する吐出配管と、前記吸入口と前記第2ポートとを接続する吸入配管と、前記吐出配管と前記第2四方弁及び前記第3四方弁のそれぞれの前記第5ポートとを接続する第1高圧配管と、前記第3ポートと前記第1高圧配管に設けられた分岐部とを接続する第2高圧配管と、前記第1高圧配管のうち前記吐出配管と前記分岐部との間に設けられた第1弁と、前記第2高圧配管に設けられた第2弁と、前記吸入配管と前記第2四方弁及び前記第3四方弁のそれぞれの前記第6ポートとを接続する低圧配管と、前記第2四方弁の前記第7ポートに接続された第1室外熱交換器と、前記第3四方弁の前記第7ポートに接続された第2室外熱交換器と、前記第4ポートに接続された室内熱交換器と、を備えるものである。
 本発明によれば、暖房運転時、除霜運転時及び暖房除霜同時運転時のいずれにおいても、第2四方弁及び第3四方弁のそれぞれの第5ポートの圧力は、第2四方弁及び第3四方弁のそれぞれの第6ポートの圧力よりも高い圧力に維持される。このため、第2四方弁及び第3四方弁のそれぞれには、差圧駆動式の四方弁を用いることができる。したがって、本発明によれば、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行可能な冷媒回路の構成をより簡素化できる。
本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の制御装置50で実行される処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置において、暖房運転と暖房除霜同時運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の例を示すグラフである。 暖房運転と暖房除霜同時運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の比較例を示すグラフである。 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置において、暖房運転と除霜運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の例を示すグラフである。 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の構成の変形例を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の四方弁21aの概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作を示す図である。 本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作を示す図である。 本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作を示す図である。
実施の形態1.
 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置について説明する。
 特開2012-13363号公報には、冷凍サイクルを備えた空気調和機が記載されている。冷凍サイクルは、圧縮機と、四方弁と、互いに並列に接続された複数の室外熱交換器と、複数の室外熱交換器の入口側にそれぞれ設けられた複数の減圧装置と、室内熱交換器と、を備えている。この冷凍サイクルは、暖房運転と、逆サイクル除霜運転と、一部の室外熱交換器が凝縮器として機能し他の室外熱交換器が蒸発器として機能する除霜暖房運転と、を実行できるように構成されている。
 特開2012-13363号公報の空気調和機では、除霜暖房運転を実行することにより、暖房を継続しながら室外熱交換器の除霜を行うことができる。しかしながら、除霜暖房運転時には、冷凍サイクルの除霜能力の一部が暖房にも利用されるため、除霜を完了させるのに要する時間が逆サイクル除霜運転と比較して長くなってしまう。したがって、この空気調和機では、除霜暖房運転を実行することによって、除霜完了から暖房運転を挟んで次の除霜完了までの1サイクル当たりの平均暖房能力が低下してしまう場合があるという課題があった。
 本実施の形態は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、平均暖房能力をより向上できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
 本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、第1室外熱交換器、第2室外熱交換器及び室内熱交換器を有する冷媒回路と、前記冷媒回路を制御する制御装置と、を備え、前記圧縮機は、あらかじめ設定された運転周波数範囲に含まれる可変の運転周波数で運転するように構成されており、前記冷媒回路は、前記第1室外熱交換器及び前記第2室外熱交換器が蒸発器として機能し、前記室内熱交換器が凝縮器として機能する暖房運転と、前記第1室外熱交換器及び前記第2室外熱交換器が凝縮器として機能する除霜運転と、前記第1室外熱交換器又は前記第2室外熱交換器の一方が蒸発器として機能し、前記第1室外熱交換器又は前記第2室外熱交換器の他方と前記室内熱交換器とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行可能に構成されており、前記制御装置は、前記暖房運転の実行中において、前記運転周波数範囲の上限である最大運転周波数から前記圧縮機の運転周波数を減じた値が閾値以上である場合には、前記暖房運転の後に前記暖房除霜同時運転を実行し、前記暖房運転の実行中において、前記最大運転周波数から前記圧縮機の運転周波数を減じた値が前記閾値よりも小さい場合には、前記暖房運転の後に前記除霜運転を実行するように構成されているものである。
 本実施の形態によれば、暖房運転の後に暖房除霜同時運転及び除霜運転のいずれを実行するかをより的確に決定することができるため、除霜完了から暖房運転を挟んで次の除霜完了までの1サイクル当たりの平均暖房能力をより向上できる。
 図1は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。本実施の形態では、冷凍サイクル装置として空気調和機を例示している。図1に示すように、冷凍サイクル装置は、冷媒を循環させる冷媒回路10を有している。冷媒回路10は、圧縮機11、第1流路切替装置12、室内熱交換器13、膨張弁14、第1室外熱交換器15a、第2室外熱交換器15b及び第2流路切替装置16を有している。後述するように、冷媒回路10は、暖房運転、逆サイクル除霜運転(以下、単に「除霜運転」という。)、暖房除霜同時運転及び冷房運転を実行できるように構成されている。
 また、冷凍サイクル装置は、室外に設置される室外機と、室内に設置される室内機と、を有している。圧縮機11、第1流路切替装置12、膨張弁14、第1室外熱交換器15a、第2室外熱交換器15b及び第2流路切替装置16は室外機に収容されており、室内熱交換器13は室内機に収容されている。さらに、冷凍サイクル装置は、冷媒回路10を制御する制御装置50を有している。
 圧縮機11は、低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する流体機械である。圧縮機11としては、運転周波数を調整可能なインバータ駆動の圧縮機が用いられる。圧縮機11には、運転周波数範囲があらかじめ設定されている。圧縮機11は、制御装置50の制御により、運転周波数範囲に含まれる可変の運転周波数で運転するように構成されている。
 第1流路切替装置12は、冷媒回路10内の冷媒の流れ方向を切り替えるものである。第1流路切替装置12としては、4つのポートE、F、G、Hを備える四方弁が用いられている。第1流路切替装置12は、ポートEとポートFとが連通するとともにポートGとポートHとが連通する第1状態と、ポートEとポートHとが連通するとともにポートFとポートGとが連通する第2状態と、をとり得る。第1流路切替装置12は、制御装置50の制御により、暖房運転時及び暖房除霜同時運転時には第1状態に設定され、除霜運転時及び冷房運転時には第2状態に設定される。第1流路切替装置12としては、複数の二方弁又は三方弁の組合せを用いることもできる。
 室内熱交換器13は、内部を流通する冷媒と、室内機に収容された室内ファン(図示せず)により送風される空気と、の熱交換を行う熱交換器である。室内熱交換器13は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能する。
 膨張弁14は、冷媒を減圧させる弁である。膨張弁14としては、制御装置50の制御により開度を調整可能な電子膨張弁が用いられている。
 第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bはいずれも、内部を流通する冷媒と、室外機に収容された室外ファン(図示せず)により送風される空気と、の熱交換を行う熱交換器である。第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bは、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能する。第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bは、冷媒回路10において互いに並列に接続されている。第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bは、例えば、1つの熱交換器が上下に2分割されることにより構成されている。この場合、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bは、空気の流れに対しても互いに並列に配置される。
 第2流路切替装置16は、暖房運転時、除霜運転時及び冷房運転時と、暖房除霜同時運転時とで冷媒の流れを切り替えるものである。第2流路切替装置16としては、4つのポートA、B1、B2、Cを備える四方弁が用いられている。第2流路切替装置16は、第1状態、第2状態及び第3状態をとり得る。第1状態では、ポートCとポートB1及びポートB2の双方とが連通し、ポートAはポートB1及びポートB2のいずれとも連通しない。第2状態では、ポートAとポートB1とが連通するとともにポートCとポートB2とが連通する。第3状態では、ポートAとポートB2とが連通するとともにポートCとポートB1とが連通する。第2流路切替装置16は、制御装置50の制御により、暖房運転時、除霜運転時及び冷房運転時には第1状態に設定され、暖房除霜同時運転時には第2状態又は第3状態に設定される。第2流路切替装置16としては、例えば、国際公開第2017/094148号に記載の流路切替弁が用いられる。
 圧縮機11、第1流路切替装置12、室内熱交換器13、膨張弁14、第1室外熱交換器15a、第2室外熱交換器15b及び第2流路切替装置16は、管30~38等の冷媒配管を介して接続されている。管30は、圧縮機11の吐出口と第1流路切替装置12のポートGとを接続している。管31は、第1流路切替装置12のポートHと室内熱交換器13とを接続している。管32は、室内熱交換器13と膨張弁14とを接続している。管33は途中から管33a、33bに分岐しており、膨張弁14と第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれとを接続している。管33a、33bには、キャピラリチューブ17a、17bがそれぞれ設けられている。管34は、第1室外熱交換器15aと第2流路切替装置16のポートB1とを接続している。管35は、第2室外熱交換器15bと第2流路切替装置16のポートB2とを接続している。管36は、第2流路切替装置16のポートCと第1流路切替装置12のポートFとを接続している。管37は、第1流路切替装置12のポートEと圧縮機11の吸入口とを接続している。
 管38は、管30と第2流路切替装置16のポートAとを接続している。管38は、圧縮機11から吐出されたガス冷媒の一部を第1室外熱交換器15a又は第2室外熱交換器15bに供給するホットガスバイパス流路を構成する。管38には、バイパス膨張弁18が設けられている。バイパス膨張弁18としては、電子膨張弁が用いられている。バイパス膨張弁18は、制御装置50の制御により、暖房運転時、除霜運転時及び冷房運転時には閉状態に設定され、暖房除霜同時運転時には開状態に設定される。
 制御装置50は、CPU、ROM、RAM、I/Oポート等を備えたマイクロコンピュータを有している。制御装置50には、冷媒回路10に設けられた温度センサ及び圧力センサからの検出信号と、ユーザによる操作を受け付ける操作部からの操作信号とが入力される。制御装置50は、入力された信号に基づき、圧縮機11、第1流路切替装置12、膨張弁14、第2流路切替装置16、バイパス膨張弁18、室内ファン及び室外ファンを含む冷凍サイクル装置全体の動作を制御する。
 次に、冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作について説明する。図2は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作を示す図である。図2に示すように、暖房運転時には、第1流路切替装置12は、ポートEとポートFとが連通するとともにポートGとポートHとが連通する第1状態に設定される。第2流路切替装置16は、ポートCとポートB1及びポートB2の双方とが連通する第1状態に設定される。バイパス膨張弁18は、例えば閉状態に設定される。
 圧縮機11から吐出された高圧のガス冷媒は、第1流路切替装置12を経由し、室内熱交換器13に流入する。暖房運転時には、室内熱交換器13は凝縮器として機能する。すなわち、室内熱交換器13では、内部を流通する冷媒と、室内ファンにより送風される室内空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が室内空気に放熱される。これにより、室内熱交換器13に流入したガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。また、室内ファンにより送風される室内空気は、冷媒からの放熱によって加熱される。
 室内熱交換器13から流出した液冷媒は、膨張弁14で減圧されて低圧の二相冷媒となる。膨張弁14から流出した二相冷媒は、管33aと管33bとに分流する。管33aに流入した二相冷媒は、キャピラリチューブ17aでさらに減圧され、第1室外熱交換器15aに流入する。一方、管33bに流入した二相冷媒は、キャピラリチューブ17bでさらに減圧され、第2室外熱交換器15bに流入する。
 暖房運転時には、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bはいずれも蒸発器として機能する。すなわち、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれでは、内部を流通する冷媒と、室外ファンにより送風される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が室外空気から吸熱される。これにより、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれに流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれから流出したガス冷媒は、第2流路切替装置16で合流し、第1流路切替装置12を経由して圧縮機11に吸入される。圧縮機11に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。暖房運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返される。
 暖房運転が長時間継続されると、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bに霜が付着し、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの熱交換効率が低下する場合がある。したがって、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bに付着した霜を融解させるため、除霜運転又は暖房除霜同時運転が定期的に行われる。除霜運転は、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの双方に高温高圧のガス冷媒を供給し、冷媒からの放熱によって第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの双方の除霜を行う運転である。暖房除霜同時運転は、第1室外熱交換器15a又は第2室外熱交換器15bの一方に高温高圧のガス冷媒を供給して当該一方の除霜を行いながら、第1室外熱交換器15a又は第2室外熱交換器15bの他方を蒸発器として機能させて暖房を継続する運転である。
 冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作について説明する。図3は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作を示す図である。図3に示すように、除霜運転時には、第1流路切替装置12は、ポートEとポートHとが連通するとともにポートFとポートGとが連通する第2状態に設定される。第2流路切替装置16は、ポートCとポートB1及びポートB2の双方とが連通する第1状態に設定される。バイパス膨張弁18は、例えば閉状態に設定される。除霜運転時の第1流路切替装置12、第2流路切替装置16及びバイパス膨張弁18の設定は、冷房運転時のこれらの設定と同様である。
 圧縮機11から吐出された高圧のガス冷媒は、第1流路切替装置12を経由して第2流路切替装置16で分流し、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれに流入する。除霜運転時には、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bはいずれも凝縮器として機能する。すなわち、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれでは、内部を流通する冷媒からの放熱によって、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれに付着した霜が融解する。これにより、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜が行われる。また、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれに流入したガス冷媒は、凝縮して液冷媒となる。
 第1室外熱交換器15aから流出した液冷媒は、キャピラリチューブ17aで減圧される。第2室外熱交換器15bから流出した液冷媒は、キャピラリチューブ17bで減圧される。これらの液冷媒は、合流して膨張弁14でさらに減圧され、低圧の二相冷媒となる。膨張弁14から流出した二相冷媒は、室内熱交換器13に流入する。除霜運転時には、室内熱交換器13は蒸発器として機能する。すなわち、室内熱交換器13では、内部を流通する冷媒の蒸発熱が室内空気から吸熱される。これにより、室内熱交換器13に流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。室内熱交換器13から流出したガス冷媒は、第1流路切替装置12を経由して圧縮機11に吸入される。圧縮機11に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。除霜運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返される。
 次に、冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作について説明する。図4は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作を示す図である。ここで、暖房除霜同時運転には、第1運転と第2運転とが含まれている。第1運転時には、第1室外熱交換器15a及び室内熱交換器13が凝縮器として機能し、第2室外熱交換器15bが蒸発器として機能する。これにより、第1室外熱交換器15aの除霜が行われるとともに暖房が継続される。第2運転時には、第2室外熱交換器15b及び室内熱交換器13が凝縮器として機能し、第1室外熱交換器15aが蒸発器として機能する。これにより、第2室外熱交換器15bの除霜が行われるとともに暖房が継続される。1回の暖房除霜同時運転において、第1運転及び第2運転は、少なくとも1回ずつ交互に実行される。図4では、暖房除霜同時運転のうちの第1運転時の動作を示している。
 図4に示すように、暖房除霜同時運転のうちの第1運転時には、第1流路切替装置12は、ポートEとポートFとが連通するとともにポートGとポートHとが連通する第1状態に設定される。第2流路切替装置16は、ポートAとポートB1とが連通するとともにポートCとポートB2とが連通する第2状態に設定される。バイパス膨張弁18は、所定開度での開状態に設定される。
 圧縮機11から吐出された高圧のガス冷媒の一部は、管30から管38に分流する。管38に分流したガス冷媒は、バイパス膨張弁18で減圧され、第2流路切替装置16を経由して第1室外熱交換器15aに流入する。第1室外熱交換器15aでは、内部を流通する冷媒からの放熱によって、付着した霜が融解する。これにより、第1室外熱交換器15aの除霜が行われる。また、第1室外熱交換器15aに流入したガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒又は二相冷媒となって第1室外熱交換器15aから流出し、キャピラリチューブ17aで減圧される。
 圧縮機11から吐出された高圧のガス冷媒のうち、管38に分流した一部以外のガス冷媒は、第1流路切替装置12を経由して室内熱交換器13に流入する。室内熱交換器13では、内部を流通する冷媒と、室内ファンにより送風される室内空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が室内空気に放熱される。これにより、室内熱交換器13に流入したガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。また、室内ファンにより送風される室内空気は、冷媒からの放熱によって加熱される。
 室内熱交換器13から流出した液冷媒は、膨張弁14で減圧されて低圧の二相冷媒となる。膨張弁14から流出した二相冷媒は、キャピラリチューブ17aで減圧された液冷媒又は二相冷媒と合流し、キャピラリチューブ17bを経由して第2室外熱交換器15bに流入する。第2室外熱交換器15bでは、内部を流通する冷媒と、室外ファンにより送風される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が室外空気から吸熱される。これにより、第2室外熱交換器15bに流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。第2室外熱交換器15bから流出したガス冷媒は、第2流路切替装置16及び第1流路切替装置12を経由して圧縮機11に吸入される。圧縮機11に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。暖房除霜同時運転のうちの第1運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返されることにより、第1室外熱交換器15aの除霜が行われるとともに暖房が継続される。
 図示を省略するが、暖房除霜同時運転のうちの第2運転時には、第1流路切替装置12は、第1運転時と同様に第1状態に設定される。第2流路切替装置16は、ポートAとポートB2とが連通するとともにポートCとポートB1とが連通する第3状態に設定される。これにより、第2運転時には、第2室外熱交換器15bの除霜が行われるとともに暖房が継続される。
 図5は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の制御装置50で実行される処理の流れを示すフローチャートである。制御装置50は、操作部からの暖房運転開始信号等に基づき、暖房運転を開始する(ステップS1)。暖房運転が開始されると、制御装置50は、除霜判定条件を満たすか否かを判定する(ステップS2)。除霜判定条件は、例えば、暖房運転が開始されてからの経過時間が閾値時間(例えば、20分)を超えたことである。除霜判定条件を満たすと判定した場合にはステップS3の処理に移行し、除霜判定条件を満たさないと判定した場合にはステップS2の処理を定期的に繰り返す。
 ステップS3では、制御装置50は、現時点での圧縮機11の運転周波数の値、又は暖房運転が開始されてから現時点までの圧縮機11の運転周波数の平均値を運転周波数fとして取得する。その後、制御装置50は、圧縮機11の最大運転周波数fmaxから運転周波数fを減じた周波数差の値(fmax-f)が閾値fth以上であるか否かを判定する。ここで、最大運転周波数fmaxは、圧縮機11の運転周波数範囲の上限値である。最大運転周波数fmax及び閾値fthの値は、制御装置50のROMにあらかじめ記憶されている。圧縮機11は暖房負荷が大きくなるほど運転周波数が大きくなるように制御されるため、圧縮機11の運転周波数は暖房負荷と概ね比例関係にある。
 最大運転周波数fmaxから運転周波数fを減じた値が閾値fth以上である場合(fmax-f≧fth)には、ステップS4の処理に移行する。一方、最大運転周波数fmaxから運転周波数fを減じた値が閾値fthよりも小さい場合(fmax-f<fth)には、ステップS6の処理に移行する。
 ステップS4では、制御装置50は、暖房運転を終了し、暖房除霜同時運転を所定時間実行する。ここで、制御装置50は、暖房除霜同時運転の実行回数Nを記憶するカウンタを有している。カウンタの初期値は0である。制御装置50は、暖房除霜同時運転を実行した場合、カウンタに記憶されている実行回数Nの値に1を加算する。
 次に、ステップS5では、制御装置50は、暖房除霜同時運転の実行回数Nが閾値回数Nth以上であるか否かを判定する。実行回数Nが閾値回数Nth以上である場合(N≧Nth)には、ステップS7の処理に移行する。ステップS7の処理に移行する前に、暖房運転を実行するようにしてもよい。一方、実行回数Nが閾値回数Nthよりも小さい場合(N<Nth)には、ステップS1に戻って暖房運転を再開する。
 ステップS6では、制御装置50は、必要であれば暖房運転をさらに所定時間継続する。その後、ステップS7の処理に移行する。
 ステップS7では、制御装置50は、暖房運転又は暖房除霜同時運転を終了し、除霜運転を所定時間実行する。通常、除霜運転の実行時間は、暖房除霜同時運転の実行時間よりも短くなっている。また、制御装置50は、除霜運転を実行した場合、カウンタを初期化し、暖房除霜同時運転の実行回数Nの値を0に設定する。制御装置50は、除霜運転の終了後、ステップS1に戻って暖房運転を再開する。
 図6は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、暖房運転と暖房除霜同時運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の例を示すグラフである。図6の横軸は時間を表しており、縦軸は圧縮機11の運転周波数を表している。ここで、圧縮機11の運転周波数範囲の下限値を最小運転周波数fminとする。また、運転周波数f1は、fmax-f1=fthの関係を満たしている。図6並びに後述する図7及び図8において、ハッチングを付した部分は、除霜に振り向けられる圧縮機11の能力を概念的に表している。
 図6に示す例では、時刻t0から時刻t1までの時間、及び時刻t2から時刻t3までの時間に、圧縮機11が運転周波数f1で運転する暖房運転が実行されている。時刻t1から時刻t2までの時間、及び時刻t3から時刻t4までの時間には、圧縮機11が最大運転周波数fmaxで運転する暖房除霜同時運転が実行されている。通常、暖房除霜同時運転(第1運転及び第2運転を含む)の実行時間は、一定の時間に設定されている。暖房除霜同時運転の実行時間、すなわち、時刻t1から時刻t2までの時間及び時刻t3から時刻t4までの時間のそれぞれは、例えば13分である。また、通常、暖房除霜同時運転が終了してから次の暖房除霜同時運転が開始されるまでの暖房運転の連続実行時間は、一定の時間に設定されている。暖房運転の連続実行時間、すなわち、時刻t0から時刻t1までの時間及び時刻t2から時刻t3までの時間のそれぞれは、例えば20分である。暖房運転の連続実行時間を20分とし、暖房除霜同時運転の実行時間を13分とした場合、暖房運転及び暖房除霜同時運転の繰返し周期は33分となる。閾値fthは、例えば、1回の暖房除霜同時運転の実行時間内で第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜を完了させるために必要な圧縮機11の運転周波数と等しくなるように設定されている。
 暖房運転時の圧縮機11の運転周波数f1は、fmax-f1≧fthの関係を満たしている。このため、暖房除霜同時運転時には、最大運転周波数fmax以下での圧縮機11の運転により、暖房運転時と同等の暖房能力と、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜に必要な除霜能力と、を確保することができる。したがって、fmax-f1≧fthの関係を満たす場合には、暖房運転と暖房除霜同時運転とが交互に実行されることによって、必要な暖房能力を維持しつつ第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜を行うことができる。これにより、暖房を長時間継続することができる。
 図7は、暖房運転と暖房除霜同時運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の比較例を示すグラフである。図7に示す例では、暖房運転時の圧縮機11の運転周波数f2が運転周波数f1よりも大きいため、fmax-f2≧fthの関係を満たしていない。このため、暖房除霜同時運転時には、圧縮機11が最大運転周波数fmaxで運転したとしても、暖房運転時と同等の暖房能力を維持できないか、又は、決められた時間内に第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜を完了させることができない。
 図8は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、暖房運転と除霜運転とが交互に実行される場合の運転周波数の時間変化の例を示すグラフである。図8に示す例では、時刻t10から時刻t11までの時間、及び時刻t12から時刻t13までの時間に、圧縮機11が運転周波数f2で運転する暖房運転が実行されている。時刻t11から時刻t12までの時間、及び時刻t13から時刻t14までの時間には、圧縮機11が最大運転周波数fmaxで運転する除霜運転が実行されている。通常、除霜運転の実行時間は、一定の時間に設定されている。除霜運転の実行時間、すなわち、時刻t11から時刻t12までの時間及び時刻t13から時刻t14までの時間のそれぞれは、例えば3分である。また、通常、除霜運転が終了してから次の除霜運転が開始されるまでの暖房運転の連続実行時間は、一定の時間に設定されている。暖房運転の連続実行時間、すなわち、時刻t10から時刻t11までの時間及び時刻t12から時刻t13までの時間のそれぞれは、例えば30分である。暖房運転の連続実行時間を30分とし、除霜運転の実行時間を3分とした場合、暖房運転及び除霜運転の繰返し周期は33分となる。
 図8に示す例では、暖房運転時の圧縮機11の運転周波数f2は、fmax-f2≧fthの関係を満たしていない。この場合、暖房運転の後に暖房除霜同時運転を実行したとしても、暖房運転時と同等の暖房能力を維持できないか、又は、決められた時間内に第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜を完了させることができない。したがって、本実施の形態では、暖房運転時の圧縮機11の運転周波数f2がfmax-f2≧fthの関係を満たしていない場合には、暖房運転の後に、暖房除霜同時運転ではなく除霜運転が実行される。除霜運転の実行中には、暖房が一時的に中断されるものの、高い除霜能力で第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜を行うことができる。このため、除霜運転を実行することにより、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜を確実にかつ短時間で行うことができる。
 図9は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の構成の変形例を示す冷媒回路図である。本変形例の冷媒回路10は、図1に示した冷媒回路10と比較すると、第2流路切替装置16に代えて、2つの四方弁21a、21bと逆止弁22とを有している。四方弁21a、21bは、制御装置50により制御される。本変形例の冷媒回路10は、図1に示した冷媒回路10よりも構成が複雑になるものの、図1に示した冷媒回路10と同様に、少なくとも暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行できるように構成されている。本実施の形態は、本変形例の冷媒回路10を備えた冷凍サイクル装置にも適用可能である。また、本実施の形態は、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bが蒸発器として機能し室内熱交換器13が凝縮器として機能する暖房運転と、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bが凝縮器として機能する除霜運転と、第1室外熱交換器15a又は第2室外熱交換器15bの一方が蒸発器として機能し、第1室外熱交換器15a又は第2室外熱交換器15bの他方と室内熱交換器13とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行可能に構成されていれば、本変形例の冷媒回路10以外の冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置にも適用可能である。
 以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機11、第1室外熱交換器15a、第2室外熱交換器15b及び室内熱交換器13を有する冷媒回路10と、冷媒回路10を制御する制御装置50と、を備えている。圧縮機11は、あらかじめ設定された運転周波数範囲に含まれる可変の運転周波数で運転するように構成されている。冷媒回路10は、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bが蒸発器として機能し、室内熱交換器13が凝縮器として機能する暖房運転と、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bが凝縮器として機能する除霜運転と、第1室外熱交換器15a又は第2室外熱交換器15bの一方が蒸発器として機能し、第1室外熱交換器15a又は第2室外熱交換器15bの他方と室内熱交換器13とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行可能に構成されている。制御装置50は、暖房運転の実行中において、運転周波数範囲の上限である最大運転周波数fmaxから圧縮機11の運転周波数fを減じた値が閾値fth以上である場合には、暖房運転の後に暖房除霜同時運転を実行し、暖房運転の実行中において、最大運転周波数fmaxから圧縮機11の運転周波数fを減じた値が閾値fthよりも小さい場合には、暖房運転の後に除霜運転を実行するように構成されている。
 この構成によれば、最大運転周波数fmaxから暖房運転中の運転周波数fを減じた値(fmax-f)が閾値fthよりも大きい場合、すなわち暖房負荷が小さく暖房能力の余力が大きい場合には、暖房運転の後に暖房除霜同時運転が実行される。暖房負荷が小さい場合の暖房除霜同時運転では、暖房運転時の暖房能力を維持しつつ、決められた時間内に第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜を完了させることができる。このため、暖房負荷が小さい場合には、暖房運転及び暖房除霜同時運転が交互に実行されることにより、暖房を長時間継続することができる。一方、fmax-fが閾値fth以下である場合、すなわち暖房負荷が大きく暖房能力の余力が小さい場合には、暖房運転の後に除霜運転が実行される。これにより、暖房負荷が大きい場合には、除霜運転によって第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜を確実にかつ短時間で行うことができる。したがって、暖房運転の後に暖房除霜同時運転及び除霜運転のいずれを実行するかを暖房負荷に基づいて的確に決定することができるため、除霜完了から暖房運転を挟んで次の除霜完了までの1サイクル当たりの平均暖房能力をより向上できる。よって、冷凍サイクル装置を空気調和機に適用した場合には、室内の快適性をより向上できる。
 また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、制御装置50は、除霜運転が最後に実行されてからの暖房除霜同時運転の実行回数Nが閾値回数Nthに達した場合には、最大運転周波数fmaxから暖房運転中の運転周波数fを減じた値に関わらず、除霜運転を実行するように構成されている。
 この構成によれば、暖房負荷に関わらず、除霜運転を定期的に行うことができる。このため、仮に暖房除霜同時運転で第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜が完了しなかったとしても、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bに残存した霜を除霜運転によって確実に融解させることができる。
実施の形態2.
 本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置について説明する。図10は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。本実施の形態では、冷凍サイクル装置として空気調和機を例示している。図10に示すように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、冷媒回路10と、冷媒回路10を制御する制御装置50と、を有している。本実施の形態の冷媒回路10は、図9に示した冷媒回路10と同一の構成を有している。本実施の形態の制御装置50は、図5に示した実施の形態1と同様の制御を実行するように構成されていてもよいし、実施の形態1とは別の制御を実行するように構成されていてもよい。
 冷媒回路10は、少なくとも、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行できるように構成されている。冷媒回路10は、冷房運転を実行できるように構成されていてもよい。冷房運転時には、第1流路切替装置12、四方弁21a及び四方弁21bが除霜運転時と同様の状態に設定される。
 圧縮機11は、冷媒を吸入する吸入口11aと、圧縮された冷媒を吐出する吐出口11bと、を有している。吸入口11aは吸入圧力すなわち低圧に維持され、吐出口11bは吐出圧力すなわち高圧に維持される。
 第1流路切替装置12として用いられる四方弁は、4つのポートE、F、G及びHを有している。以下の説明では、ポートG、ポートE、ポートF及びポートHをそれぞれ「第1ポートG」、「第2ポートE」、「第3ポートF」及び「第4ポートH」という場合がある。第1ポートGは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても高圧に維持される高圧用のポートである。第2ポートEは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても低圧に維持される低圧用のポートである。既に説明したように、第1流路切替装置12は、図10に実線で示す第1状態と、図10に破線で示す第2状態と、をとり得る。第1状態では、第1ポートGと第4ポートHとが連通するとともに、第2ポートEと第3ポートFとが連通する。第2状態では、第1ポートGと第3ポートFとが連通するとともに、第2ポートEと第4ポートHとが連通する。第1流路切替装置12は、制御装置50の制御により、暖房運転時及び暖房除霜同時運転時には第1状態に設定され、除霜運転時には第2状態に設定される。
 四方弁21aは、4つのポートI、J、K及びLを有している。以下の説明では、ポートK、ポートI、ポートL及びポートJをそれぞれ「第5ポートK」、「第6ポートI」、「第7ポートL」及び「第8ポートJ」という場合がある。第5ポートKは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても高圧に維持される高圧用のポートである。第6ポートIは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても低圧に維持される低圧用のポートである。第8ポートJは、冷媒が漏れ出すことのないように閉塞されている。四方弁21aは、図10に実線で示す第1状態と、図10に破線で示す第2状態と、をとり得る。第1状態では、第5ポートKと第8ポートJとが連通するとともに、第6ポートIと第7ポートLとが連通する。第2状態では、第5ポートKと第7ポートLとが連通するとともに、第6ポートIと第8ポートJとが連通する。四方弁21aは、制御装置50の制御により、暖房運転時には第1状態に設定され、除霜運転時には第2状態に設定され、暖房除霜同時運転時には後述するように第1状態又は第2状態に設定される。
 四方弁21bは、4つのポートM、N、O及びPを有している。以下の説明では、ポートO、ポートM、ポートP及びポートNをそれぞれ「第5ポートO」、「第6ポートM」、「第7ポートP」及び「第8ポートN」という場合がある。第5ポートOは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても高圧に維持される高圧用のポートである。第6ポートMは、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても低圧に維持される低圧用のポートである。第8ポートNは、冷媒が漏れ出すことにないように閉塞されている。四方弁21bは、図10に実線で示す第1状態と、図10に破線で示す第2状態と、をとり得る。第1状態では、第5ポートOと第8ポートNとが連通するとともに、第6ポートMと第7ポートPとが連通する。第2状態では、第5ポートOと第7ポートPとが連通するとともに、第6ポートMと第8ポートNとが連通する。四方弁21bは、制御装置50の制御により、暖房運転時には第1状態に設定され、除霜運転時には第2状態に設定され、暖房除霜同時運転時には後述するように第1状態又は第2状態に設定される。
 第1流路切替装置12、四方弁21a及び四方弁21bはいずれも、吐出圧力及び吸入圧力の差圧によって動作する差圧駆動式の四方弁である。第1流路切替装置12、四方弁21a及び四方弁21bとしては、同一構成の四方弁を用いることができる。
 圧縮機11の吐出口11bと第1流路切替装置12の第1ポートGとの間は、吐出配管61により接続されている。吐出配管61には、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても、圧縮機11の吐出口11bから吐出された高圧の冷媒が流通する。圧縮機11の吸入口11aと第1流路切替装置12の第2ポートEとの間は、吸入配管62により接続されている。吸入配管62には、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転のいずれにおいても、圧縮機11の吸入口11aに吸入される低圧の冷媒が流通する。
 吐出配管61の途中に設けられた分岐部63には、第1高圧配管67の一端が接続されている。第1高圧配管67の他端側は、分岐部68で第1高圧配管67aと第1高圧配管67bとに分岐している。第1高圧配管67aは、四方弁21aの高圧用の第5ポートKに接続されている。第1高圧配管67bは、四方弁21bの高圧用の第5ポートOに接続されている。
 第1高圧配管67のうち分岐部63と分岐部68との間には、別の分岐部65が設けられている。第1高圧配管67の分岐部65と第1流路切替装置12の第3ポートFとの間は、第2高圧配管64により接続されている。
 第1高圧配管67のうち分岐部63と分岐部65との間には、第1弁として、バイパス膨張弁18が設けられている。第1弁は、制御装置50の制御により開閉する開閉弁である。第1弁としては、電子膨張弁以外に電磁弁又は電動弁を用いることもできる。第1弁は、冷媒を減圧する機能も有している。第1弁の動作については後述する。
 第2高圧配管64には、第2弁として、逆止弁22が設けられている。逆止弁22は、第1流路切替装置12の第3ポートFから第1高圧配管67に向かう方向の冷媒の流れを許容し、第1高圧配管67から第3ポートFに向かう方向の冷媒の流れを阻止するように構成されている。第2弁としては、制御装置50の制御により開閉する電磁弁又は電動弁等の開閉弁を用いることもできる。第2弁として開閉弁が用いられたときの動作については後述する。
 吸入配管62の途中に設けられた分岐部69には、低圧配管70の一端が接続されている。低圧配管70の他端側は、分岐部71で低圧配管70aと低圧配管70bとに分岐している。低圧配管70aは、四方弁21aの低圧用の第6ポートIに接続されている。低圧配管70bは、四方弁21bの低圧用の第6ポートMに接続されている。
 第1流路切替装置12の第4ポートHは、冷媒配管80を介して、室内熱交換器13の一方の流出入口に接続されている。冷媒配管80の一部は、室外機と室内機とを接続する延長配管によって構成されている。冷媒配管80のうち延長配管よりも室外機側の位置には、不図示のストップバルブが設けられている。
 室内熱交換器13の他方の流出入口は、冷媒配管81を介して、膨張弁14の一方の流出入口に接続されている。冷媒配管81の一部は、室外機と室内機とを接続する延長配管によって構成されている。冷媒配管81のうち延長配管よりも室外機側の位置には、不図示のストップバルブが設けられている。
 膨張弁14の他方の流出入口には、冷媒配管82の一端が接続されている。冷媒配管82の他端側は、分岐部84で冷媒配管82aと冷媒配管82bとに分岐している。冷媒配管82aには、キャピラリチューブ17a等の減圧装置が設けられている。冷媒配管82aは、第1室外熱交換器15aの一方の流出入口に接続されている。冷媒配管82bには、キャピラリチューブ17b等の減圧装置が設けられている。冷媒配管82bは、第2室外熱交換器15bの一方の流出入口に接続されている。すなわち、膨張弁14の他方の流出入口は、冷媒配管82を介して、第1室外熱交換器15aの一方の流出入口と第2室外熱交換器15bの一方の流出入口とに接続されている。また、第1室外熱交換器15aの一方の流出入口は、冷媒配管82a及び冷媒配管82bを介して、第2室外熱交換器15bの一方の流出入口に接続されている。
 第1室外熱交換器15aの他方の流出入口は、冷媒配管83aを介して、四方弁21aの第7ポートLに接続されている。第2室外熱交換器15bの他方の流出入口は、冷媒配管83bを介して、四方弁21bの第7ポートPに接続されている。少なくとも暖房運転時及び除霜運転時の冷媒回路10では、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bは、互いに並列に接続されている。
 図11は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の四方弁21aの概略構成を示す断面図である。図11に示すように、四方弁21aは、弁本体100とパイロット電磁弁120とを有している。四方弁21aは、差圧駆動式の四方弁である。
 弁本体100は、シリンダ101と、シリンダ101の内壁の一部に形成されたスライド台102と、シリンダ101の中心軸方向に沿ってスライド台102上を摺動するスライド弁103と、を有している。シリンダ101の中心軸方向においてスライド台102の中央部には、低圧用のポートである第6ポートIが設けられている。シリンダ101の中心軸方向において第6ポートIを挟んだ両側には、第7ポートL及び第8ポートJが設けられている。シリンダ101の中心軸を挟んで第6ポートIと対向する位置には、高圧用のポートである第5ポートKが設けられている。
 スライド弁103は、スライド台102に向かって開口したドーム状の形状を有している。シリンダ101の中心軸方向においてスライド弁103の一端側には、スライド弁103と連結されたピストン104が設けられている。シリンダ101の一端とピストン104との間には、第1室106が形成されている。シリンダ101の中心軸方向においてスライド弁103の他端側には、スライド弁103と連結されたピストン105が設けられている。シリンダ101の他端とピストン105との間には、第2室107が形成されている。ピストン104及び105は、シリンダ101の内壁面に沿って摺動自在に設けられている。ピストン104及び105は、スライド弁103と共に、シリンダ101の中心軸方向に沿って移動する。
 パイロット電磁弁120は、4本のパイロット管110、111、112、113のそれぞれを介して弁本体100に接続されている。パイロット管110は、弁本体100の第5ポートKに接続されている。パイロット管111は、弁本体100の第6ポートIに接続されている。パイロット管112は、弁本体100の第1室106に接続されている。パイロット管113は、弁本体100の第2室107に接続されている。
 パイロット電磁弁120は、制御装置50の制御により第1状態と第2状態とに切り替えられる。第1状態では、パイロット管110とパイロット管113とがパイロット電磁弁120の内部で連通するとともに、パイロット管111とパイロット管112とがパイロット電磁弁120の内部で連通する。このため、第1状態では、第5ポートKと第2室107とが連通することにより第2室107の圧力が高圧になり、第6ポートIと第1室106とが連通することにより第1室106の圧力が低圧になる。スライド弁103は、第1室106と第2室107との圧力差によって第1室106側に移動し、図11に示す状態になる。これにより、第6ポートIと第7ポートLとが連通するとともに、第5ポートKと第8ポートJとが連通する。
 第2状態では、パイロット管110とパイロット管112とがパイロット電磁弁120の内部で連通するとともに、パイロット管111とパイロット管113とがパイロット電磁弁120の内部で連通する。このため、第2状態では、第5ポートKと第1室106とが連通することにより第1室106の圧力が高圧になり、第6ポートIと第2室107とが連通することにより第2室107の圧力が低圧になる。スライド弁103は、第1室106と第2室107との圧力差によって第2室107側に移動する。これにより、第6ポートIと第8ポートJとが連通するとともに、第5ポートKと第7ポートLとが連通する。
 第1状態及び第2状態のいずれにおいても、第5ポートKの圧力が第6ポートIの圧力よりも高いため、スライド弁103は圧力差によってスライド台102に対して押し付けられる。これにより、スライド弁103での冷媒の漏れが抑制される。
 図示及び説明を省略するが、四方弁21b及び第1流路切替装置12は、四方弁21aと同様の構成を有している。
 次に、冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作について説明する。図12は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の暖房運転時の動作を示す図である。図12に示すように、暖房運転時には、第1流路切替装置12は、第1ポートGと第4ポートHとが連通するとともに第2ポートEと第3ポートFとが連通する第1状態に設定される。四方弁21aは、第5ポートKと第8ポートJとが連通するとともに第6ポートIと第7ポートLとが連通する第1状態に設定される。四方弁21bは、第5ポートOと第8ポートNとが連通するとともに第6ポートMと第7ポートPとが連通する第1状態に設定される。
 バイパス膨張弁18すなわち第1弁は、開状態に設定される。バイパス膨張弁18が開状態に設定されることにより、四方弁21aの第5ポートK及び四方弁21bの第5ポートOの圧力が高圧又は中間圧に維持される。ここで、中間圧とは、圧縮機11の吸入圧力よりも高く圧縮機11の吐出圧力よりも低い圧力のことである。バイパス膨張弁18が開状態に設定された場合、第1高圧配管67の末端側が四方弁21aの第8ポートJ及び四方弁21bの第8ポートNによって閉塞されているため、四方弁21a及び四方弁21bの他のポートから冷媒が流出することはない。バイパス膨張弁18は、閉状態に設定されてもよい。四方弁21aの第6ポートI及び四方弁21bの第6ポートMの圧力は、低圧に維持される。このため、バイパス膨張弁18が閉状態に設定されたとしても、四方弁21aの第5ポートKの圧力は第6ポートIの圧力よりも高い圧力に維持され、四方弁21bの第5ポートOの圧力は第6ポートMの圧力よりも高い圧力に維持される。
 第1高圧配管67から第1流路切替装置12の第3ポートFに向かう方向の冷媒の流れは、逆止弁22によって阻止される。逆止弁22ではなく開閉弁が第2弁として用いられている場合、開閉弁は閉状態に設定される。これにより、第1高圧配管67から第1流路切替装置12の第3ポートFに向かう方向の冷媒の流れは、開閉弁によって阻止される。
 圧縮機11から吐出された高圧のガス冷媒は、吐出配管61、第1流路切替装置12及び冷媒配管80を経由し、室内熱交換器13に流入する。暖房運転時には、室内熱交換器13は凝縮器として機能する。すなわち、室内熱交換器13では、内部を流通する冷媒と、室内ファンにより送風される室内空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が室内空気に放熱される。これにより、室内熱交換器13に流入したガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。また、室内ファンにより送風される室内空気は、冷媒からの放熱によって加熱される。
 室内熱交換器13から流出した液冷媒は、冷媒配管81を経由し、膨張弁14に流入する。膨張弁14に流入した液冷媒は、減圧されて低圧の二相冷媒となる。膨張弁14から流出した二相冷媒は、冷媒配管82を経由し、冷媒配管82aと冷媒配管82bとに分流する。冷媒配管82aに分流した二相冷媒は、キャピラリチューブ17aでさらに減圧され、第1室外熱交換器15aに流入する。冷媒配管82bに分流した二相冷媒は、キャピラリチューブ17bでさらに減圧され、第2室外熱交換器15bに流入する。
 暖房運転時には、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bはいずれも蒸発器として機能する。すなわち、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれでは、内部を流通する冷媒と、室外ファンにより送風される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が室外空気から吸熱される。これにより、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれに流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。
 第1室外熱交換器15aから流出したガス冷媒は、冷媒配管83a、四方弁21a、低圧配管70a、低圧配管70及び吸入配管62を経由し、圧縮機11に吸入される。第2室外熱交換器15bから流出したガス冷媒は、冷媒配管83b、四方弁21b及び低圧配管70bを経由し、第1室外熱交換器15aから流出したガス冷媒と合流し、圧縮機11に吸入される。すなわち、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれから流出したガス冷媒は、第1流路切替装置12を経由せずに圧縮機11に吸入される。圧縮機11に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。暖房運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返される。
 暖房運転時には、第1流路切替装置12の第1ポートG、四方弁21aの第5ポートK及び四方弁21bの第5ポートOは、いずれも高圧又は中間圧に維持される。また、暖房運転時には、第1流路切替装置12の第2ポートE、四方弁21aの第6ポートI及び四方弁21bの第6ポートMは、いずれも低圧に維持される。
 次に、冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作について説明する。図13は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の除霜運転時の動作を示す図である。図13に示すように、除霜運転時には、第1流路切替装置12は、第1ポートGと第3ポートFとが連通するとともに第2ポートEと第4ポートHとが連通する第2状態に設定される。四方弁21aは、第5ポートKと第7ポートLとが連通するとともに第6ポートIと第8ポートJとが連通する第2状態に設定される。四方弁21bは、第5ポートOと第7ポートPとが連通するとともに第6ポートMと第8ポートNとが連通する第2状態に設定される。
 バイパス膨張弁18すなわち第1弁は、例えば閉状態に設定される。第1流路切替装置12の第3ポートFから第1高圧配管67に向かう方向の冷媒の流れは、逆止弁22によって許容される。逆止弁22ではなく開閉弁が第2弁として用いられている場合、開閉弁は開状態に設定される。これにより、第1流路切替装置12の第3ポートFから第1高圧配管67に向かう方向の冷媒の流れは、開閉弁によって許容される。
 圧縮機11から吐出された高圧のガス冷媒は、吐出配管61、第1流路切替装置12、第2高圧配管64及び第1高圧配管67を経由し、第1高圧配管67aと第1高圧配管67bとに分流する。第1高圧配管67aに分流したガス冷媒は、四方弁21a及び冷媒配管83aを経由し、第1室外熱交換器15aに流入する。第1高圧配管67bに分流したガス冷媒は、四方弁21b及び冷媒配管83bを経由し、第2室外熱交換器15bに流入する。除霜運転時には、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bはいずれも凝縮器として機能する。すなわち、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれでは、内部を流通する冷媒からの放熱によって、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれに付着した霜が融解する。これにより、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bの除霜が行われる。また、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bのそれぞれに流入したガス冷媒は、凝縮して液冷媒となる。
 第1室外熱交換器15aから流出した液冷媒は、キャピラリチューブ17aで減圧され、冷媒配管82a及び冷媒配管82を経由し、膨張弁14に流入する。第2室外熱交換器15bから流出した液冷媒は、キャピラリチューブ17bで減圧され、冷媒配管82bを経由し、第1室外熱交換器15aから流出した液冷媒と合流し、膨張弁14に流入する。膨張弁14に流入した液冷媒は、減圧されて低圧の二相冷媒となる。膨張弁14から流出した二相冷媒は、冷媒配管81を経由し、室内熱交換器13に流入する。除霜運転時には、室内熱交換器13は蒸発器として機能する。すなわち、室内熱交換器13では、内部を流通する冷媒の蒸発熱が室内空気から吸熱される。これにより、室内熱交換器13に流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。室内熱交換器13から流出したガス冷媒は、冷媒配管80、第1流路切替装置12及び吸入配管62を経由し、圧縮機11に吸入される。圧縮機11に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。除霜運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返される。
 除霜運転時には、第1流路切替装置12の第1ポートG、四方弁21aの第5ポートK及び四方弁21bの第5ポートOは、いずれも高圧に維持される。また、除霜運転時には、第1流路切替装置12の第2ポートE、四方弁21aの第6ポートI及び四方弁21bの第6ポートMは、いずれも低圧に維持される。
 次に、冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作について説明する。図14は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の暖房除霜同時運転時の動作を示す図である。暖房除霜同時運転には、第1運転と第2運転とが含まれている。第1運転時には、第1室外熱交換器15a及び室内熱交換器13が凝縮器として機能し、第2室外熱交換器15bが蒸発器として機能する。これにより、第1室外熱交換器15aの除霜が行われるとともに暖房が継続される。第2運転時には、第2室外熱交換器15b及び室内熱交換器13が凝縮器として機能し、第1室外熱交換器15aが蒸発器として機能する。これにより、第2室外熱交換器15bの除霜が行われるとともに暖房が継続される。図14では、暖房除霜同時運転のうちの第1運転時の動作を示している。
 図14に示すように、第1運転時には、第1流路切替装置12は、第1ポートGと第4ポートHとが連通するとともに第2ポートEと第3ポートFとが連通する第1状態に設定される。四方弁21aは、第5ポートKと第7ポートLとが連通するとともに第6ポートIと第8ポートJとが連通する第2状態に設定される。四方弁21bは、第5ポートOと第8ポートNとが連通するとともに第6ポートMと第7ポートPとが連通する第1状態に設定される。
 バイパス膨張弁18すなわち第1弁は、開状態に設定される。第1高圧配管67から第1流路切替装置12の第3ポートFに向かう方向の冷媒の流れは、逆止弁22によって阻止される。逆止弁22ではなく開閉弁が第2弁として用いられている場合、開閉弁は閉状態に設定される。これにより、第1高圧配管67から第1流路切替装置12の第3ポートFに向かう方向の冷媒の流れは、開閉弁によって阻止される。
 圧縮機11から吐出された高圧のガス冷媒の一部は、吐出配管61から第1高圧配管67に分流する。第1高圧配管67に分流したガス冷媒は、バイパス膨張弁18で中間圧に減圧され、第1高圧配管67a、四方弁21a及び冷媒配管83aを経由し、第1室外熱交換器15aに流入する。第1室外熱交換器15aでは、内部を流通する冷媒からの放熱によって、付着した霜が融解する。これにより、第1室外熱交換器15aの除霜が行われる。第1室外熱交換器15aに流入したガス冷媒は、凝縮して中間圧の液冷媒又は二相冷媒となって第1室外熱交換器15aから流出し、キャピラリチューブ17aで減圧される。
 圧縮機11から吐出された高圧のガス冷媒のうち、第1高圧配管67に分流した一部以外のガス冷媒は、第1流路切替装置12及び冷媒配管80を経由し、室内熱交換器13に流入する。室内熱交換器13では、内部を流通する冷媒と、室内ファンにより送風される室内空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が室内空気に放熱される。これにより、室内熱交換器13に流入したガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。また、室内ファンにより送風される室内空気は、冷媒からの放熱によって加熱される。
 室内熱交換器13から流出した液冷媒は、冷媒配管81を経由し、膨張弁14に流入する。膨張弁14に流入した液冷媒は、減圧されて低圧の二相冷媒となる。膨張弁14から流出した二相冷媒は、冷媒配管82を経由し、キャピラリチューブ17aで減圧された液冷媒又は二相冷媒と合流し、キャピラリチューブ17bでさらに減圧されて第2室外熱交換器15bに流入する。第2室外熱交換器15bでは、内部を流通する冷媒と、室外ファンにより送風される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が室外空気から吸熱される。これにより、第2室外熱交換器15bに流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。第2室外熱交換器15bから流出したガス冷媒は、冷媒配管83b、四方弁21b、低圧配管70b、低圧配管70及び吸入配管62を経由し、圧縮機11に吸入される。すなわち、第2室外熱交換器15bから流出したガス冷媒は、第1流路切替装置12を経由せずに圧縮機11に吸入される。圧縮機11に吸入されたガス冷媒は、圧縮されて高圧のガス冷媒となる。暖房除霜同時運転のうちの第1運転時には、以上のサイクルが連続的に繰り返されることにより、第1室外熱交換器15aの除霜が行われるとともに暖房が継続される。
 暖房除霜同時運転の第1運転時には、第1流路切替装置12の第1ポートG、四方弁21aの第5ポートK及び四方弁21bの第5ポートOは、いずれも高圧又は中間圧に維持される。また、第1運転時には、第1流路切替装置12の第2ポートE、四方弁21aの第6ポートI及び四方弁21bの第6ポートMは、いずれも低圧に維持される。
 図示を省略するが、暖房除霜同時運転のうちの第2運転時には、第1運転時とは逆に、四方弁21aが第1状態に設定され、四方弁21bが第2状態に設定される。第1流路切替装置12及びバイパス膨張弁18は、第1運転時と同じ状態に設定される。これにより、第2運転時には、第2室外熱交換器15bの除霜が行われるとともに暖房が継続される。第2運転時には、第1流路切替装置12の第1ポートG、四方弁21aの第5ポートK及び四方弁21bの第5ポートOは、いずれも高圧又は中間圧に維持される。また、第2運転時には、第1流路切替装置12の第2ポートE、四方弁21aの第6ポートI及び四方弁21bの第6ポートMは、いずれも低圧に維持される。
 以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、第1流路切替装置12、四方弁21a、四方弁21b、圧縮機11、吐出配管61、吸入配管62、第1高圧配管67、第2高圧配管64、バイパス膨張弁18、逆止弁22、低圧配管70、第1室外熱交換器15a、第2室外熱交換器15b及び室内熱交換器13を備えている。第1流路切替装置12は、第1ポートG、第2ポートE、第3ポートF及び第4ポートHを有している。四方弁21aは、第5ポートK、第6ポートI、第7ポートL、及び閉塞された第8ポートJを有している。四方弁21bは、第5ポートO、第6ポートM、第7ポートP、及び閉塞された第8ポートNを有している。圧縮機11は、冷媒を吸入する吸入口11a及び冷媒を吐出する吐出口11bを有している。吐出配管61は、圧縮機11の吐出口11bと第1流路切替装置12の第1ポートGとを接続している。吸入配管62は、圧縮機11の吸入口11aと第1流路切替装置12の第2ポートEとを接続している。第1高圧配管67は、吐出配管61と四方弁21aの第5ポートK及び四方弁21bの第5ポートOのそれぞれとを接続している。第2高圧配管64は、第1流路切替装置12の第3ポートFと第1高圧配管67に設けられた分岐部65とを接続している。バイパス膨張弁18は、第1高圧配管67のうち吐出配管61と分岐部65との間に設けられている。逆止弁22は、第2高圧配管64に設けられている。低圧配管70は、吸入配管62と四方弁21aの第6ポートI及び四方弁21bの第6ポートMのそれぞれとを接続している。第1室外熱交換器15aは、四方弁21aの第7ポートLに接続されている。第2室外熱交換器15bは、四方弁21bの第7ポートPに接続されている。室内熱交換器29は、第1流路切替装置12の第4ポートHに接続されている。ここで、第1流路切替装置12は第1四方弁の一例である。四方弁21aは第2四方弁の一例である。四方弁21bは第3四方弁の一例である。バイパス膨張弁18は第1弁の一例である。逆止弁22は第2弁の一例である。
 この構成によれば、暖房運転時、除霜運転時及び暖房除霜同時運転時のいずれにおいても、四方弁21aの第5ポートK及び四方弁21bの第5ポートOの圧力は、四方弁21aの第6ポートI及び四方弁21bの第6ポートMの圧力よりも高い圧力に維持される。このため、四方弁21a及び四方弁21bのそれぞれには、差圧駆動式の四方弁を用いることができる。したがって、本実施の形態によれば、暖房運転、除霜運転及び暖房除霜同時運転を実行可能な冷媒回路10の構成をより簡素化できる。
 また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bが蒸発器として機能し、室内熱交換器13が凝縮器として機能する暖房運転と、第1室外熱交換器15a及び第2室外熱交換器15bが凝縮器として機能する除霜運転と、第1室外熱交換器15a又は第2室外熱交換器15bの一方が蒸発器として機能し、第1室外熱交換器15a又は第2室外熱交換器15bの他方と室内熱交換器13とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行可能に構成されている。暖房運転では、第1流路切替装置12は、第1ポートGと第4ポートHとが連通するとともに第2ポートEと第3ポートFとが連通するように設定される。四方弁21aは、第5ポートKと第8ポートJとが連通するとともに第6ポートIと第7ポートLとが連通するように設定される。四方弁21bは、第5ポートOと第8ポートNとが連通するとともに第6ポートMと第7ポートPとが連通するように設定される。逆止弁22は、分岐部65から第3ポートFに向かう冷媒の流れを阻止する。除霜運転では、第1流路切替装置12は、第1ポートGと第3ポートFとが連通するとともに第2ポートEと第4ポートHとが連通するように設定される。四方弁21aは、第5ポートKと第7ポートLとが連通するとともに第6ポートIと第8ポートJとが連通するように設定される。四方弁21bは、第5ポートOと第7ポートPとが連通するとともに第6ポートMと第8ポートNとが連通するように設定される。逆止弁22は、第3ポートFから分岐部65に向かう冷媒の流れを許容する。暖房除霜同時運転では、第1流路切替装置12は、第1ポートGと第4ポートHとが連通するとともに第2ポートEと第3ポートFとが連通するように設定される。四方弁21aは、第5ポートKと第7ポートLとが連通するとともに第6ポートIと第8ポートJとが連通するように設定される。四方弁21bは、第5ポートOと第8ポートNとが連通するとともに第6ポートMと第7ポートPとが連通するように設定される。バイパス膨張弁18は、開状態に設定される。逆止弁22は、分岐部65から第3ポートFに向かう冷媒の流れを阻止する。
 上記実施の形態1及び2は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
 10 冷媒回路、11 圧縮機、11a 吸入口、11b 吐出口、12 第1流路切替装置、13 室内熱交換器、14 膨張弁、15a 第1室外熱交換器、15b 第2室外熱交換器、16 第2流路切替装置、17a、17b キャピラリチューブ、18 バイパス膨張弁、21a、21b 四方弁、22 逆止弁、30、31、32、33、33a、33b、34、35、36、37、38 管、50 制御装置、61 吐出配管、62 吸入配管、63、65、68、69、71、84 分岐部、64 第2高圧配管、67、67a、67b 第1高圧配管、70、70a、70b 低圧配管、80、81、82、82a、82b、83a、83b 冷媒配管、100 弁本体、101 シリンダ、102 スライド台、103 スライド弁、104、105 ピストン、106 第1室、107 第2室、110、111、112、113 パイロット管、120 パイロット電磁弁。

Claims (4)

  1.  第1ポート、第2ポート、第3ポート及び第4ポートを有する第1四方弁と、
     第5ポート、第6ポート、第7ポート、及び閉塞された第8ポートをそれぞれ有する第2四方弁及び第3四方弁と、
     冷媒を吸入する吸入口及び前記冷媒を吐出する吐出口を有する圧縮機と、
     前記吐出口と前記第1ポートとを接続する吐出配管と、
     前記吸入口と前記第2ポートとを接続する吸入配管と、
     前記吐出配管と前記第2四方弁及び前記第3四方弁のそれぞれの前記第5ポートとを接続する第1高圧配管と、
     前記第3ポートと前記第1高圧配管に設けられた分岐部とを接続する第2高圧配管と、
     前記第1高圧配管のうち前記吐出配管と前記分岐部との間に設けられた第1弁と、
     前記第2高圧配管に設けられた第2弁と、
     前記吸入配管と前記第2四方弁及び前記第3四方弁のそれぞれの前記第6ポートとを接続する低圧配管と、
     前記第2四方弁の前記第7ポートに接続された第1室外熱交換器と、
     前記第3四方弁の前記第7ポートに接続された第2室外熱交換器と、
     前記第4ポートに接続された室内熱交換器と、
     を備える冷凍サイクル装置。
  2.  前記第1室外熱交換器及び前記第2室外熱交換器が蒸発器として機能し、前記室内熱交換器が凝縮器として機能する暖房運転と、
     前記第1室外熱交換器及び前記第2室外熱交換器が凝縮器として機能する除霜運転と、
     前記第1室外熱交換器又は前記第2室外熱交換器の一方が蒸発器として機能し、前記第1室外熱交換器又は前記第2室外熱交換器の他方と前記室内熱交換器とが凝縮器として機能する暖房除霜同時運転と、を実行可能に構成されており、
     前記暖房運転では、
     前記第1四方弁は、前記第1ポートと前記第4ポートとが連通するとともに前記第2ポートと前記第3ポートとが連通するように設定され、
     前記第2四方弁及び前記第3四方弁のそれぞれは、前記第5ポートと前記第8ポートとが連通するとともに前記第6ポートと前記第7ポートとが連通するように設定され、
     前記第2弁は、前記分岐部から前記第3ポートに向かう前記冷媒の流れを阻止し、
     前記除霜運転では、
     前記第1四方弁は、前記第1ポートと前記第3ポートとが連通するとともに前記第2ポートと前記第4ポートとが連通するように設定され、
     前記第2四方弁及び前記第3四方弁のそれぞれは、前記第5ポートと前記第7ポートとが連通するとともに前記第6ポートと前記第8ポートとが連通するように設定され、
     前記第2弁は、前記第3ポートから前記分岐部に向かう前記冷媒の流れを許容し、
     前記暖房除霜同時運転では、
     前記第1四方弁は、前記第1ポートと前記第4ポートとが連通するとともに前記第2ポートと前記第3ポートとが連通するように設定され、
     前記第2四方弁又は前記第3四方弁の一方は、前記第5ポートと前記第8ポートとが連通するとともに前記第6ポートと前記第7ポートとが連通するように設定され、
     前記第2四方弁又は前記第3四方弁の他方は、前記第5ポートと前記第7ポートとが連通するとともに前記第6ポートと前記第8ポートとが連通するように設定され、
     前記第1弁は、開状態に設定され、
     前記第2弁は、前記分岐部から前記第3ポートに向かう前記冷媒の流れを阻止する請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  3.  制御装置をさらに備え、
     前記圧縮機は、あらかじめ設定された運転周波数範囲に含まれる可変の運転周波数で運転するように構成されており、
     前記制御装置は、
     前記暖房運転の実行中において、前記運転周波数範囲の上限である最大運転周波数から前記圧縮機の運転周波数を減じた値が閾値以上である場合には、前記暖房運転の後に前記暖房除霜同時運転を実行し、
     前記暖房運転の実行中において、前記最大運転周波数から前記圧縮機の運転周波数を減じた値が前記閾値よりも小さい場合には、前記暖房運転の後に前記除霜運転を実行するように構成されている請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
  4.  前記制御装置は、
     前記除霜運転が最後に実行されてからの前記暖房除霜同時運転の実行回数が閾値回数に達した場合には、前記除霜運転を実行するように構成されている請求項3に記載の冷凍サイクル装置。
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