WO2021124458A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2021124458A1
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flow path
heat exchanger
path switching
refrigerant
outdoor heat
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駿哉 行徳
正紘 伊藤
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三菱電機株式会社
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • This disclosure relates to a refrigeration cycle device.
  • refrigeration cycle devices such as multi air conditioners for buildings are equipped with divided outdoor heat exchangers in order to adjust the amount of heat exchange between outdoor air and refrigerant and improve the coefficient of performance (COP). is there.
  • the refrigeration cycle device capable of cooling operation and heating operation is equipped with a flow path switching valve in the refrigerant circuit.
  • the flow path switching valve switches the refrigerant circuit between the cooling circuit and the heating circuit, so that the operation of the refrigeration cycle device can be changed.
  • the flow path switching valve includes, for example, a pilot solenoid valve together with the valve body. In such a flow path switching valve, the high-pressure and low-pressure pressure chambers of the valve body are connected to the high-pressure pipe on the discharge side of the compressor and the low-pressure pipe on the suction side of the compressor, respectively, through a pilot solenoid valve.
  • the high and low pressures of the refrigerant filled in the left and right pressure chambers of the valve body are switched by operating the pilot solenoid valve.
  • the differential pressure between the two pressure chambers acts as a power to switch the valve body, so that the refrigerant circuit can be switched between the cooling circuit and the heating circuit.
  • the outdoor heat exchanger has a divided refrigerant circuit, and when switching between cooling operation and heating operation, a plurality of flow paths are switched. You need to switch the valve.
  • a bypass circuit is formed in which the refrigerant flows directly from the high-pressure piping to the low-pressure piping in the switching process between the cooling operation and the heating operation, and the difference that is the power source of the flow path switching valve. The pressure drops. When the differential pressure decreases, the switching of the flow path may stop and the operation may not switch properly.
  • the present disclosure has been made to explain an embodiment for solving the above-mentioned problems, and an object of the present disclosure is to provide a refrigeration cycle apparatus having improved switching performance.
  • the refrigeration cycle device is connected to the refrigerant expansion mechanism and the indoor heat exchanger, and constitutes the refrigerant circuit, the compressor, the first outdoor heat exchanger and the second outdoor heat exchanger, and the compressor and the first outdoor in the refrigerant circuit. It is provided between the heat exchanger, the second outdoor heat exchanger, and the indoor heat exchanger, and has a flow path switching mechanism for switching the flow direction of the refrigerant compressed by the compressor in the refrigerant circuit.
  • the first outdoor heat exchanger and the second outdoor heat exchanger are arranged so that the refrigerant flows in parallel.
  • the refrigeration cycle device further includes a flow rate adjusting mechanism for adjusting the amount of refrigerant flowing through the second outdoor heat exchanger.
  • a flow rate adjusting mechanism for adjusting the amount of refrigerant flowing through the second outdoor heat exchanger.
  • the differential pressure required for switching the flow path switching mechanism is secured when switching the operation between the cooling operation and the heating operation, so that the operation can be smoothly switched.
  • FIG. It is a refrigerant circuit diagram of the refrigerating cycle apparatus in Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the state of the flow path switching valve at the time of a cooling operation. It is a figure which shows the state of the flow path switching valve at the time of a heating operation. It is a figure which shows the state of the refrigerating cycle apparatus 100 at the time of a low capacity cooling operation. It is a figure which shows the state of the refrigerating cycle apparatus 100 at the time of a heating operation. It is a flowchart for demonstrating the transition operation from a cooling operation to a heating operation. It is a figure which shows the state which the flow rate adjustment mechanism 7 was closed in step S1 of FIG.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of the refrigeration cycle device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 shows a refrigerant circuit and a flow of the refrigerant during the cooling operation.
  • the refrigeration cycle device 100 includes an outdoor unit 50 and an indoor unit 60.
  • the outdoor unit 50 and the indoor unit 60 are connected by two pipes 26 and 28 for circulating the refrigerant.
  • the outdoor unit 50 includes a compressor 1, a first outdoor heat exchanger 4, a first fan 14, a second outdoor heat exchanger 5, a second fan 15, flow rate adjusting mechanisms 6 and 7, and a flow path.
  • a switching mechanism 20 and a control device 30 are provided.
  • the indoor unit 60 includes a refrigerant expansion mechanism 8, an indoor heat exchanger 9, and a fan 19.
  • the flow path switching valve 2 is a four-way valve
  • the flow path switching valve 3 is a three-way valve in which one port of the four-way valve is closed.
  • the refrigerant discharged from the compressor 1 is the flow path switching mechanism 20, the pipes 22, 23, the first outdoor heat exchanger 4, the second outdoor heat exchanger 5, and the pipes 24, 25.
  • the flow path switching mechanism 20 After passing through the flow rate adjusting mechanisms 6 and 7, the piping 26, the refrigerant expansion mechanism 8, the piping 27, the indoor heat exchanger 9, and the piping 28, the flow path switching mechanism 20 is passed again to reach the compressor 1. It is composed.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state of the flow path switching valve during the cooling operation.
  • the flow path switching valve 2 will be described as a representative, but the structure of the flow path switching valve 3 is the same.
  • reference numerals indicating connection destinations are shown in parentheses.
  • the flow path switching valve 2 is connected to a pipe 21 connected to the discharge port of the compressor 1 and a pipe 29 connected to the suction port of the compressor 1.
  • the flow path switching valve 2 is provided with a pressure switching unit 145 using a pilot solenoid valve separately from the valve body.
  • the valve body and the pressure switching unit 145 are connected by a high-pressure connection pipe 131, a low-pressure connection pipe 132, a first communication flow path 147a, and a second communication flow path 147b.
  • the high-pressure connection pipe 131 is connected to the pipe 21 connected to the inlet side of the flow path 2a of the flow path switching valve 2.
  • the low-voltage connection pipe 132 is connected to a pipe 29 connected to the outlet side of the flow path 2b of the flow path switching valve 2.
  • the high-pressure connection pipe 131 is connected to the pipe 21 connected to the inlet side of the flow path 3a of the flow path switching valve 3, and the low-pressure connection pipe 132 is the flow path of the flow path switching valve 3. It is connected to the pipe 29 connected to the outlet side of 3b.
  • a high-pressure refrigerant is introduced into the high-pressure connecting pipe 131. Further, a low pressure refrigerant is introduced into the low pressure connecting pipe 132.
  • the flow path switching valve 2 has a first pressure chamber 134 and a second pressure chamber 135 formed in the first container 133.
  • the high-pressure refrigerant from the high-pressure connecting pipe 131 is introduced into either the first pressure chamber 134 or the second pressure chamber 135, and the low-pressure refrigerant from the low-pressure connecting pipe 132 is introduced into the other.
  • the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant introduced into the first pressure chamber 134 and the second pressure chamber 135 can be replaced with each other.
  • the flow path switching valve 2 has a first partition portion 136 that partitions the inside of the first container 133 into a first pressure chamber 134, and a second partition portion 137 that partitions the inside of the first container 133 into a second pressure chamber 135.
  • a valve body chamber 140 is formed between the first partition portion 136 and the second partition portion 137.
  • the flow path switching valve 2 has a connecting portion 138 that connects the first partition portion 136 and the second partition portion 137 in the valve body chamber 140.
  • the flow path switching valve 2 has a valve body 139 provided in the middle of the connecting portion 138.
  • the distance between the first partition portion 136 and the second partition portion 137 is fixed by the connecting portion 138 and the valve body 139. Therefore, the total of the volume of the first pressure chamber 134 and the volume of the second pressure chamber 135 in the first container 133 is constant, and the volume increases or decreases in a complementary manner so that when one increases, the other decreases. It is configured.
  • the valve body 139 is slidably arranged in conjunction with the first partition portion 136 and the second partition portion 137.
  • the flow path switching valve 2 In the case of the flow path switching valve 2, four pipes 21, 22, 28 and 29 constituting the flow paths 2a and 2b are connected to the valve body chamber 140 in the first container 133.
  • the flow path switching valve 2 includes a pipe 21 connected to the inlet side of the flow path 2a, a pipe 29 connected to the outlet side of the flow path 2b, a pipe 28 connected to the inlet side of the flow path 2b, and a flow path. It has a pipe 22 connected to the outlet side of 2a.
  • the pipe 21 is connected to the inlet side of the flow path 3a
  • the pipe 29 is connected to the outlet side of the flow path 3b
  • the pipe 28 is connected to the inlet side of the flow path 3b
  • the pipe 22 is connected. Is connected to the outlet side of the flow path 3a.
  • the first container 133 is connected to the pipe 23 instead of the pipe 22, and is connected to the closed pipe instead of the pipe 28.
  • valve body 139 internally communicates the pipe 29 connected to the outlet side of the flow path 2b and the pipe 28 connected to the inlet side of the flow path 2b. Further, in the case of the flow path switching valve 3, the valve body 139 internally communicates the pipe 29 connected to the outlet side of the flow path 3b and the pipe 28 connected to the inlet side of the flow path 3b.
  • the valve body 139 On the outside of the valve body 139, the pipe 21 and one of the pipes 22 and 28 are connected via the valve body chamber 140. Therefore, the high-pressure refrigerant flows in the valve body chamber 140 between the first partition portion 136 and the second partition portion 137 in the first container 133.
  • the valve body 139 When the high-pressure refrigerant flows into the valve body chamber 140, the valve body 139 is pressed against the inner wall of the first container 133, and the inflow of the high-pressure refrigerant into the valve body 139 in which the low-pressure refrigerant flows is prevented.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state of the flow path switching valve during the heating operation.
  • the valve body 139 slides from the state shown in FIG. 2 to the state shown in FIG. 3, the flow paths 2c and 2d are formed in the flow path switching valve 2, and the flow path is formed in the flow path switching valve 3. 3c and 3d are formed.
  • valve body 139 internally communicates the pipe 29 connected to the outlet side of the flow path 2d and the pipe 22 connected to the inlet side of the flow path 2d.
  • valve body 139 internally communicates the pipe 29 connected to the outlet side of the flow path 3d and the pipe 23 connected to the inlet side of the flow path 3d.
  • the valve body 139 is configured to be movable within the slide range according to the differential pressure of the refrigerant pressures of the first pressure chamber 134 and the second pressure chamber 135.
  • the flow path switching valve 2 and the flow path switching valve 3 can be switched between the state shown in FIG. 2 and the state shown in FIG.
  • the high-pressure refrigerant from the pipe 21 flows in the valve body chamber 140 between both the first partition portion 136 and the second partition portion 137 in the first container 133.
  • the valve body 139 is pressed against the inner wall of the first container 133, and the inflow of the high-pressure refrigerant into the valve body 139 in which the low-pressure refrigerant flows is prevented.
  • the flow path switching valve 2 has a pressure switching unit 145 that switches between the high-pressure refrigerant and the low-pressure refrigerant introduced into the high-pressure connection pipe 131 and the low-pressure connection pipe 132.
  • the flow path switching valve 3 is also provided with a pressure switching unit having a similar configuration to that of the pressure switching unit used for the flow path switching valve 2.
  • the pressure switching unit 145 has a second container 146 to which the high pressure connecting pipe 131 and the low pressure connecting pipe 132 are connected.
  • the pressure switching unit 145 has a second valve body 148.
  • the second valve body 148 is arranged in the second container 146 and is configured to slide. Within this slide range, the inside of the second valve body 148 always communicates with the connection portion of the low pressure connecting pipe 132. Further, either one of the connection portion of the first communication flow path 147a communicating with the first pressure chamber 134 and the connection portion of the second communication flow path 147b communicating with the second pressure chamber 135 is inside the second valve body 148. Communicate with.
  • the pressure switching unit 145 has a drive unit 149 that slides the second valve body 148.
  • the drive unit 149 is composed of an electromagnet 150, a plunger 151 attracted by the energized electromagnet 150, and a spring 152 that repels the attraction direction of the plunger 151.
  • a connecting rod 153 is provided between the second valve body 148 and the plunger 151.
  • the electromagnet 150 attracts the plunger 151 to the electromagnet 150 side by the supplied electric power.
  • the second valve body 148 is interlocked with the plunger 151.
  • the spring 152 is arranged around the rod-shaped electromagnet 150. The spring 152 is arranged so that the second valve body 148 is moved away from the electromagnet 150 by the elastic force.
  • the pressure switching unit 145 is connected to a first communication flow path 147a communicating with the first pressure chamber 134 and a second communication flow path 147b communicating with the second pressure chamber 135.
  • the control device 30 does not supply electric power to the electromagnet 150 of the pressure switching unit 145.
  • the repulsive force of the spring 152 causes the second valve body 148 to move away from the electromagnet 150 side.
  • the connection portion of the low-pressure connection pipe 132 and the connection portion of the first communication flow path 147a communicating with the first pressure chamber 134 communicate with each other inside the second valve body 148.
  • the connection portion of the high-pressure connection pipe 131 and the connection portion of the second communication flow path 147b communicating with the second pressure chamber 135 communicate with each other outside the second valve body 148.
  • the second valve body 148 is moved to the second valve body 148 by the high-pressure refrigerant flowing inside the second container 146 of the pressure switching unit 145 and outside the second valve body 148.
  • the high-pressure refrigerant is pressed against the inner wall of the two containers 146 to prevent the high-pressure refrigerant from flowing into the second valve body 148 in which the low-pressure refrigerant is flowing.
  • the steam refrigerant that has been made high temperature and high pressure by the compressor 1 passes through the flow path switching valve 2 and the flow path switching valve 3 and flows into the first outdoor heat exchanger 4 and the second outdoor heat exchanger 5, respectively.
  • the first outdoor heat exchanger 4 and the second outdoor heat exchanger 5 function as condensers at this time.
  • the high-temperature and high-pressure vapor refrigerant condenses by dissipating heat to the outdoor air, which is lower than the refrigerant, and becomes a high-pressure liquid refrigerant.
  • the flow rate of this high-pressure liquid refrigerant is adjusted when it passes through the flow rate adjusting mechanisms 6 and 7.
  • the high-pressure liquid refrigerant expands by the refrigerant expansion mechanism 8 to become a low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, which flows into the indoor heat exchanger 9.
  • the indoor heat exchanger 9 then functions as an evaporator.
  • the low-pressure, low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant evaporates by absorbing heat from indoor air, which is hotter than the refrigerant, and becomes a low-pressure vapor refrigerant.
  • the low-pressure vapor refrigerant passes through the flow path switching valve 2 again and is sucked into the compressor 1. After that, the refrigerant circulates in the refrigeration cycle in the same process.
  • the capacity of the outdoor unit may be reduced to perform the cooling operation.
  • a cooling operation will be referred to as a low-capacity cooling operation below.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state of the refrigeration cycle device 100 during low-capacity cooling operation.
  • the flow path switching valve 2 communicates the discharge side of the compressor 1 with the first outdoor heat exchanger 4, and the flow path switching valve 3 connects the suction side of the compressor and the second outdoor heat exchanger 5.
  • the flow path 2a and the flow path 2b of the flow path switching valve 2 and the flow path 3c and the flow path 3d of the flow path switching valve 3 are opened.
  • the flow path 2c and the flow path 2d of the flow path switching valve 2 and the flow path 3a and the flow path 3b of the flow path switching valve 3 are closed.
  • the flow rate adjusting mechanism 7 is closed, and in the low capacity cooling operation, the refrigerant does not flow into the second outdoor heat exchanger 5.
  • the heat exchange capacity of the second outdoor heat exchanger 5 is reduced.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state of the refrigeration cycle device 100 during the heating operation.
  • the discharge side of the compressor 1 and the indoor heat exchanger 9 communicate with each other by the flow path switching valve 2 and the flow path switching valve 3 as shown in FIG. Specifically, in the heating operation, the flow path 2c and the flow path 3c and the flow path 2d and the flow path 3d are opened in the flow path switching valve 2 and the flow path switching valve 3. Further, in the flow path switching valve 2 and the flow path switching valve 3, the flow path 2a and the flow path 3a and the flow path 2b and the flow path 3b are closed.
  • the steam refrigerant compressed to high temperature and high pressure in the compressor 1 passes through the flow path switching valve 2 and flows into the indoor heat exchanger 9.
  • the indoor heat exchanger 9 then functions as a condenser.
  • the high-temperature and high-pressure steam refrigerant condenses and becomes a high-pressure liquid refrigerant.
  • the refrigerant expansion mechanism 8 By passing through the refrigerant expansion mechanism 8, the high-pressure liquid refrigerant expands to become a cold-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the cold / low pressure gas-liquid two-phase refrigerant flows into the first outdoor heat exchanger 4 and the second outdoor heat exchanger 5 after passing through the flow rate adjusting mechanisms 6 and 7.
  • the first outdoor heat exchanger 4 and the second outdoor heat exchanger 5 function as evaporators at this time.
  • the low-pressure, low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant evaporates and becomes a low-pressure vapor refrigerant.
  • the low-pressure vapor refrigerant is sucked into the compressor 1 via the flow path switching valve 2 and the flow path switching valve 3, and thereafter, the refrigeration cycle is circulated in the same process.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the transition operation from the cooling operation to the heating operation.
  • the transition operation from the heating operation to the cooling operation is also controlled as shown in FIG.
  • the discharge gas of the compressor 1 is the flow path switching valve 2, the first outdoor heat exchanger 4, and the flow rate adjusting mechanism 6. , 7, a circuit is formed that bypasses the high-pressure portion and the low-pressure portion that pass through the second outdoor heat exchanger 5 and the flow path switching valve 3 in this order and flow to the suction side of the compressor 1 without decompression by the expansion mechanism.
  • the differential pressure between the discharge side and the suction side of the compressor 1 required for switching the flow path switching valves 2 and 3 is reduced, and the switching power is reduced.
  • control device 30 In order to cut off this closing circuit, as shown in step S1 of FIG. 6, the control device 30 first closes the flow rate adjusting mechanism 7.
  • FIG. 7 is a diagram showing a state in which the flow rate adjusting mechanism 7 is closed in step S1 of FIG. In FIG. 7, the flow rate adjusting mechanism 7 is closed, so that the refrigerant passing through the second outdoor heat exchanger 5 is shut off.
  • step S2 of FIG. 6 the control device 30 starts switching the flow path switching valve 3.
  • the valve body 139 moves from the state shown in FIG. 2 to the state shown in FIG.
  • a bypass path from the pipe 21 to the pipe 29 is temporarily formed inside the flow path switching valve 3.
  • the connection port of the pipe 28 communicates with the valve body chamber 140 without being completely closed by the valve body 139.
  • a bypass path through which the refrigerant flows is formed in the order of the pipe 21, the valve body chamber 140, the inlet of the pipe 28, the inside of the valve body 139, and the pipe 29.
  • the differential pressure drops to some extent during the movement of the valve body 139.
  • the flow rate adjusting mechanism 7 is closed, the amount of decrease in the differential pressure is small, the valve body 139 moves completely, and when the switching of the flow path switching valve 3 is completed, the amount of decrease in the differential pressure is based on the decrease. Return.
  • step S3 the control device 30 monitors the differential pressure according to the difference between the detected values of the pressure sensors 10 and 11.
  • the control device 30 confirms whether or not the flow path switching valve can be switched in step S3 by using the pressure sensor 10 in the high pressure section and the pressure sensor 11 in the low pressure section in FIG.
  • the control device 30 determines that the switching is in progress.
  • the control device 30 determines that the switching is completed (step S4).
  • control device 30 starts switching of the flow path switching valve 2 in step S5, similarly monitors the differential pressure in step S6, and when the current differential pressure becomes equal to or higher than the determination value, the flow path switching valve It is determined that the switching of 2 is completed (step S7).
  • FIG. 8 is a diagram showing a state in which switching of the flow path switching valve 2 and the flow path switching valve 3 is completed in step S7 of FIG.
  • step S8 the flow rate adjusting mechanism 7 is finally opened in step S8 to shift to the heating operation shown in FIG.
  • the flow path switching valve 3 is switched first, and then the flow path switching valve 2 is switched, but the switching order may be reversed. That is, the flow path switching valve 2 may be switched first, and then the flow path switching valve 3 may be switched.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the procedure of the transition operation from the low-capacity cooling operation to the heating operation.
  • switching of the flow path switching valve 2 is started in step S11.
  • step S12 the switching of the flow path switching valve 2 is completed after waiting until the current differential pressure becomes equal to or higher than the determination value. The state at this time is as shown in FIG.
  • step S14 the flow rate adjusting mechanism 7 is finally opened in step S14 to shift to the heating operation shown in FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the transition operation from the heating operation to the low capacity cooling operation. From the state in which the heating operation shown in FIG. 5 is being executed, the flow rate adjusting mechanism 7 is fully closed in step S21. The state at this time is as shown in FIG. Then, in step S22, switching of the flow path switching valve 2 is started, and in step S23, it waits until the current differential pressure becomes equal to or higher than the determination value. When the switching of the flow path switching valve 2 is completed in step S24, the operation shifts to the low capacity cooling operation shown in FIG.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the procedure of the transition operation from the cooling operation to the low capacity cooling operation. From the state in which the cooling operation shown in FIG. 1 is being executed, the flow rate adjusting mechanism 7 is fully closed in step S31. The state at this time is as shown in FIG. Then, in step S32, switching of the flow path switching valve 3 is started, and in step S33, it waits until the current differential pressure becomes equal to or higher than the determination value. When the switching of the flow path switching valve 3 is completed in step S34, the operation shifts to the low capacity cooling operation shown in FIG.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the procedure of the transition operation from the low capacity cooling operation to the cooling operation.
  • switching of the flow path switching valve 3 is started in step S41, and waits until the current differential pressure becomes equal to or higher than the determination value in step S42.
  • the switching of the flow path switching valve 3 is completed in step S43, the state shown in FIG. 7 is reached.
  • step S44 the flow rate adjusting mechanism 7 is finally opened in step S44 to shift to the cooling operation shown in FIG.
  • the flow path switching valve requires a certain amount of differential pressure for switching, but if the differential pressure increases too much, the connecting portion 138 or valve body 139 may be damaged due to sudden pressure fluctuations that occur inside the flow path switching valve. .. Further, if the pressure in the high pressure portion increases or the pressure in the low pressure portion decreases significantly during the switching control, it is conceivable that the control for protecting the refrigerant circuit operates. These problems will be described with reference to FIGS. 13, 14, and 15.
  • FIG. 13 is a waveform diagram showing a first control example when the differential pressure decreases.
  • the flow path switching valves 2 and 3 are switched while the operating frequency of the compressor 1 is constant at the maximum frequency and the flow rate adjusting mechanism 7 is open, the time is reached after the flow path switching valve 3 is switched. Since the flow path switching valve 2 is switched in a state where the differential pressure is reduced in t3 to t4, the switching may be stopped in the middle.
  • FIG. 14 is a waveform diagram showing a control example when the differential pressure rises.
  • the differential pressure increases at times t2 to t5.
  • the differential pressure may be excessive with respect to the pressure required for switching, which may lead to internal damage to the flow path switching valves 2 and 3. ..
  • FIG. 15 is a waveform diagram showing a second control example when the differential pressure decreases.
  • the time t3 is set after the flow path switching valve 3 is switched. Since the flow path switching valve 2 is switched in the state where the differential pressure is reduced at ⁇ t4, the switching may be stopped in the middle.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a control procedure for switching the flow path switching valves 2 and 3 in a state where the flow rate adjusting mechanism 7 is closed and the operating frequency of the compressor 1 is changed.
  • step S51 of FIG. 16 the operating frequency of the compressor 1 is first set to the lowest frequency.
  • the lowest frequency is the lower limit of the operating frequency that can be set to operate the compressor 1.
  • step S52 the control device 30 closes the flow rate adjusting mechanism 7.
  • step S53 the control device 30 starts switching of the flow path switching valve 3.
  • step S54 the control device 30 monitors the differential pressure according to the difference between the detected values of the pressure sensors 10 and 11.
  • the control device 30 determines that the switching is in progress when the differential pressure is lower than the determination value due to the temporary internal bypass generated in the flow path switching valve. On the other hand, when the differential pressure equal to or higher than the determination value is secured, the control device 30 determines that the switching is completed (step S55).
  • control device 30 starts switching of the flow path switching valve 2 in step S56, similarly monitors the differential pressure in step S57, and when the current differential pressure becomes equal to or higher than the determination value, the flow path switching valve It is determined that the switching of 2 is completed (step S58).
  • step S59 When the switching between the flow path switching valve 2 and the flow path switching valve 3 is completed, the flow rate adjusting mechanism 7 is opened in step S59. Finally, in step S60, the reduced operating frequency of the compressor 1 is returned to the frequency at the time of normal control.
  • the flow path switching valve 3 is switched first, and then the flow path switching valve 2 is switched, but the switching order may be reversed. That is, the flow path switching valve 2 may be switched first, and then the flow path switching valve 3 may be switched.
  • FIG. 17 is a waveform diagram showing a control example when the flow path switching valves 2 and 3 are switched in a state where the flow rate adjusting mechanism 7 is closed and the operating frequency of the compressor 1 is changed.
  • the differential pressure at times t2 to t5 is an appropriate difference. Adjusted to pressure. Therefore, it is possible to switch the flow path switching valves 2 and 3 in an appropriate state without causing an excessive differential pressure that causes a failure and without insufficient differential pressure.
  • Embodiment 2 In the second embodiment, the description of the same items as in the first embodiment is omitted, and only the characteristic portion thereof is described.
  • the flow path switching valve when switching from the cooling operation to the heating operation, the flow path switching valve is switched while maintaining the differential pressure by adjusting the frequency of the compressor 1 with the flow rate adjusting mechanism 7 open.
  • FIG. 18 is a flowchart for explaining the transition operation from the cooling operation to the heating operation in the second embodiment.
  • the control device 30 first starts switching the flow path switching valve 3. Since the differential pressure drops during the switching, the control device 30 adjusts the frequency of the compressor 1 so that the differential pressure is appropriate for the switching in step S72. Then, in step S73, the switching of the flow path switching valve 3 is completed.
  • FIG. 19 is a diagram showing a state in which switching of the flow path switching valve 3 is completed in step S73 of FIG.
  • a part of the refrigerant that has passed through the first outdoor heat exchanger 4 returns to the compressor 1 via the second outdoor heat exchanger 5.
  • a bypass route is formed. Since the operating frequency of the compressor 1 is raised in advance in order to compensate for the decrease in the differential pressure at this time, the differential pressure for subsequently switching the flow path switching valve 2 is secured.
  • step S74 the control device 30 subsequently starts switching the flow path switching valve 2 in step S74. Since the frequency of the compressor 1 is adjusted so as to obtain an appropriate differential pressure required for switching in step S75, switching of the flow path switching valve 2 is completed without any problem in step S76.
  • FIG. 20 is a flowchart for explaining the operation of shifting from the low-capacity cooling operation to the heating operation in the second embodiment.
  • step S81 the control device 30 starts switching the flow path switching valve 2.
  • step S82 the control device 30 adjusts the frequency of the compressor 1 so as to have an appropriate differential pressure required for switching, and switches the flow path switching valve 2 so as to be in the state shown in FIG.
  • step S83 the control device 30 opens the flow rate adjusting mechanism 7 in step S84.
  • FIG. 21 is a flowchart for explaining the operation of shifting from the heating operation to the low-capacity cooling operation in the second embodiment.
  • the control device 30 closes the flow rate adjusting mechanism 7 so as to be in the state shown in FIG.
  • the control device 30 starts switching the flow path switching valve 2.
  • the control device 30 adjusts the frequency of the compressor 1 so that the differential pressure is appropriate for switching, and in step S94, the switching of the flow path switching valve 2 is completed.
  • FIG. 22 is a flowchart for explaining the transition operation from the cooling operation to the low capacity cooling operation in the second embodiment.
  • step S101 the control device 30 closes the flow rate adjusting mechanism 7 so as to be in the state shown in FIG.
  • step S102 the control device 30 starts switching the flow path switching valve 3.
  • step S103 the control device 30 adjusts the frequency of the compressor 1 so as to obtain an appropriate differential pressure required for switching, and completes switching of the flow path switching valve 3 in step S104.
  • FIG. 23 is a flowchart for explaining the transition operation from the low-capacity cooling operation to the cooling operation.
  • the control device 30 starts switching the flow path switching valve 3.
  • the control device 30 adjusts the frequency of the compressor 1 so that the differential pressure is appropriate for switching, and switches the flow path switching valve 3 so as to be in the state shown in FIG.
  • the control device 30 opens the flow rate adjusting mechanism 7 in step S114.
  • the flow path switching valves 2 and 3 are switched in order to increase the operating frequency of the compressor 1 and maintain the differential pressure appropriately. It can be completed without any problems.
  • Embodiment 3 In the third embodiment, the description of the same items as those in the first and second embodiments is omitted, and only the characteristic portion thereof is described.
  • the flow path switching mechanism 20 is composed of flow path switching valves 2 and 3, a three-way valve is used as the flow path switching valve 2, and a four-way valve is used as the flow path switching valve 3. Was being done.
  • another configuration of the flow path switching mechanism will be described.
  • FIG. 24 is a refrigerant circuit diagram of the refrigeration cycle device according to the third embodiment.
  • FIG. 24 shows the refrigerant circuit and the flow of the refrigerant during the cooling operation.
  • the refrigeration cycle device 200 includes an outdoor unit 250 and an indoor unit 260.
  • the outdoor unit 250 and the indoor unit 260 are connected by two pipes for circulating the refrigerant.
  • the outdoor unit 250 includes a compressor 201, a first outdoor heat exchanger 204, a second outdoor heat exchanger 205, flow rate adjusting mechanisms 206 and 207, and a flow path switching mechanism 220.
  • the indoor unit 260 includes a refrigerant expansion mechanism 218, 228, 238, an indoor heat exchanger 219, 229, 239, a three-way valve 246, 247, 248, a gas-liquid separator 242, and a flow rate adjusting valve 208, 243. Including.
  • the flow path switching valve 202 is a hexagonal valve
  • the flow path switching valve 203 is a valve in which a check valve is connected to one port of a four-way valve.
  • the refrigerant discharged from the compressor 201 is the flow path switching mechanism 220, the pipes 222, 223, the first outdoor heat exchanger 204, the second outdoor heat exchanger 205, the flow rate adjusting mechanism 206, After passing through the 207 and the pipe 226, the flow path switching mechanism 220 is passed again. Then, the refrigerant passes through the gas-liquid separator 242, the refrigerant expansion mechanism 218, 228, 238, the indoor heat exchangers 219, 229, 239, and the three-way valves 246, 247, 248, and then passes through the flow path switching mechanism 220 again. , To the compressor 201.
  • control device 30 of FIG. 1 is not shown in FIG. 24 in order to avoid complicating the drawings, a control device for controlling the flow path switching mechanism 220 is similarly provided. The same applies to the figures after FIG. 27.
  • the flow path switching valve 203 is a four-way valve, and its structure is the same as that described with reference to FIGS. 2 and 3, so the description thereof will not be repeated.
  • the flow path switching valve 202 is a hexagonal valve, and the valve body is driven by the same differential pressure. The structure will be briefly described.
  • FIG. 25 is a diagram showing a state of the flow path switching valve 202 during the cooling operation.
  • FIG. 26 is a diagram showing a state of the flow path switching valve 202 during the heating operation.
  • the ports P1 to P6 indicating the connection destination correspond to FIG. 24.
  • the flow path switching valve 202 has a port P1 connected to the discharge port of the compressor 201 and a port P2 connected to the suction port of the compressor 201.
  • the pressure of the refrigerant flowing through the port P1 is higher than the pressure of the refrigerant flowing through the port P2. This pressure difference becomes the differential pressure required for switching the flow path switching valve 202.
  • the flow path switching valve 202 further has a first pressure chamber 334 and a second pressure chamber 335 formed in the container 333. Although not shown in FIGS. 25 and 26, a high-pressure refrigerant similar to the port P1 is provided in either the first pressure chamber 334 or the second pressure chamber 335 by a switching unit similar to the pressure switching unit 145 in FIG. Is introduced, and a low-pressure refrigerant similar to port P2 is introduced to the other.
  • the flow path switching valve 202 further has a first partition portion 336 that partitions the inside of the container 333 into a first pressure chamber 334 and a second partition portion 337 that partitions the inside of the container 333 into a second pressure chamber 335.
  • the flow path switching valve 202 further has a connecting portion 338 that connects the first partition portion 336 and the second partition portion 337 in the valve body chamber 340 between the two.
  • the flow path switching valve 302 further has a valve body 339 provided in the middle of the connecting portion 338.
  • the distance between the first partition portion 336 and the second partition portion 337 is fixed by the connecting portion 338 and the valve body 339. Therefore, the total of the volume of the first pressure chamber 334 and the volume of the second pressure chamber 335 in the container 333 is constant, and the volume is configured to increase or decrease in a complementary manner so that when one increases, the other decreases. ing.
  • the valve body 339 is slidably arranged in conjunction with the first partition portion 336 and the second partition portion 337.
  • valve body 339 in the flow path switching valve 202 is set to the state shown in FIG. 25.
  • a flow path is formed so that the refrigerant flows from the port P1 to the port P6, the refrigerant flows from the port P5 to the port P3, and the refrigerant flows from the port P4 to the port P2.
  • valve body 339 in the flow path switching valve 202 is set to the state shown in FIG. 26.
  • a flow path is formed so that the refrigerant flows from the port P1 to the port P3, the refrigerant flows from the port P4 to the port P5, and the refrigerant flows from the port P6 to the port P2.
  • the cooling operation and the low outside temperature are low as in the first embodiment. It is possible to switch the operation between the capacity cooling operation, the heating operation, and the heating operation (weak) at high outside temperature.
  • FIG. 24 shows the flow of the refrigerant during the cooling operation in the refrigeration cycle apparatus of the third embodiment.
  • the flow path switching valve 202 in FIG. 24 is in the OFF state, and the state of the flow path switching valve 203 is in the OFF state.
  • the flow rate adjusting mechanism 207 is in the open state.
  • FIG. 27 is a diagram showing the flow of the refrigerant during the low-capacity cooling operation in the refrigeration cycle apparatus of the third embodiment.
  • the flow path switching valve 202 is controlled to the OFF state
  • the state of the flow path switching valve 203 is controlled to the ON state
  • the flow rate adjusting mechanism 207 is controlled to the closed state.
  • the refrigerant does not flow to the second outdoor heat exchanger 205.
  • FIG. 28 is a diagram showing the flow of the refrigerant during the heating operation in the refrigeration cycle apparatus of the third embodiment.
  • the flow path switching valve 202 is controlled to the ON state
  • the state of the flow path switching valve 203 is controlled to the ON state
  • the flow rate adjusting mechanism 207 is controlled to the open state.
  • the refrigerant discharged from the compressor 1 is a gas-liquid separator 242, a refrigerant expansion mechanism 218, 228, 238, an indoor heat exchanger 219, 229, 239, and a three-way valve 246, 247, 248.
  • the flow path switching mechanism 220 is passed again.
  • the refrigerant passes through the pipe 226, the flow rate adjusting mechanisms 206 and 207, the first outdoor heat exchanger 204, the second outdoor heat exchanger 205, and the pipes 222 and 223, and then passes through the flow path switching mechanism 220 again. It leads to the compressor 201.
  • FIG. 29 is a diagram showing the flow of the refrigerant during the low-capacity heating operation in the refrigeration cycle apparatus of the third embodiment.
  • the flow path switching valve 202 is controlled to the ON state
  • the state of the flow path switching valve 203 is controlled to the OFF state
  • the flow rate adjusting mechanism 207 is controlled to the closed state.
  • the refrigerant does not flow to the second outdoor heat exchanger 205.
  • the refrigerant flows through all of the indoor heat exchangers 219, 229, and 239, but the refrigerant expands depending on the presence or absence of air conditioning requirements in the room in which each indoor heat exchanger is arranged.
  • a part of the mechanisms 218, 228, and 238 may be closed to prevent the refrigerant from flowing. This makes it possible to change the number of indoor heat exchangers in operation.
  • the check valve is connected to the port of the flow path switching valve 203 to prevent the backflow of the refrigerant, but as shown in FIG. 1, a four-way valve in which the port is closed is used. You may.
  • ⁇ A1 Switching from Fig. 24 (cooling operation) to Fig. 27 (cooling operation-weak)> (1)
  • the flow rate adjusting mechanism 207 existing at the outlet of the second outdoor heat exchanger 205 is closed.
  • the flow path switching valve 203 is switched.
  • ⁇ A2 Switching from Fig. 27 (cooling operation-weak) to Fig. 24 (cooling operation)> (1)
  • the flow path switching valve 203 is switched.
  • the flow rate adjusting mechanism 207 existing at the outlet of the second outdoor heat exchanger 205 is opened.
  • ⁇ B1 Switching from Fig. 24 (cooling operation) to Fig. 29 (heating operation-weak)> (1)
  • the flow rate adjusting mechanism 207 existing at the outlet of the second outdoor heat exchanger 205 is closed.
  • the flow path switching valve 202 is switched.
  • ⁇ B2 Switching from Fig. 29 (heating operation-weak) to Fig. 24 (cooling operation)> (1)
  • the flow path switching valve 202 is switched.
  • the flow rate adjusting mechanism 207 existing at the outlet of the second outdoor heat exchanger 205 is opened.
  • ⁇ C1 Switching from Fig. 24 (cooling operation) to Fig. 28 (heating operation)> (1)
  • the flow rate adjusting mechanism 207 existing at the outlet of the second outdoor heat exchanger 205 is closed.
  • the flow rate adjusting mechanism 207 existing at the outlet of the second outdoor heat exchanger 205 is opened.
  • ⁇ C2 Switching from Fig. 28 (heating operation) to Fig. 24 (cooling operation)> (1)
  • the flow rate adjusting mechanism 207 existing at the outlet of the second outdoor heat exchanger 205 is closed.
  • the flow rate adjusting mechanism 207 existing at the outlet of the second outdoor heat exchanger 205 is opened.
  • ⁇ D1 Switching from Fig. 27 (cooling operation-weak) to Fig. 29 (heating operation-weak)> (1) Either one of the flow path switching valve 203 and the flow path switching valve 202 is switched first. (2) Either one of the flow path switching valve 203 and the flow path switching valve 202 is switched next.
  • ⁇ D2 Switching from Fig. 29 (heating operation-weak) to Fig. 27 (cooling operation-weak)> (1) Either one of the flow path switching valve 203 and the flow path switching valve 202 is switched first. (2) Either one of the flow path switching valve 203 and the flow path switching valve 202 is switched next.
  • the flow rate adjusting mechanism 207 existing at the outlet of the second outdoor heat exchanger 205 connected in series with the flow path switching valve 203 is used before and after the switching of the flow path switching valve 203.
  • the bypass path from the high pressure portion to the low pressure portion passing through the second outdoor heat exchanger 205 is closed, so that the differential pressure is secured.
  • the refrigeration cycle device 100 shown in FIG. 1 is connected to a refrigerant expansion mechanism 8 and an indoor heat exchanger 9, and includes a compressor 1, a first outdoor heat exchanger 4, and a second outdoor heat exchanger 5 which are connected to a refrigerant expansion mechanism 8 and constitute a refrigerant circuit.
  • the flow direction of the refrigerant connected by the compressor 1, the first outdoor heat exchanger 4, the second outdoor heat exchanger 5, and the indoor heat exchanger 9 and compressed by the compressor 1 in the refrigerant circuit It is provided with a flow path switching mechanism 20 for switching between.
  • the first outdoor heat exchanger 4 and the second outdoor heat exchanger 5 are arranged so that the refrigerant flows in parallel.
  • the refrigeration cycle device 100 further includes a flow rate adjusting mechanism 7 for adjusting the amount of refrigerant flowing through the second outdoor heat exchanger 5.
  • the flow rate adjusting mechanism 7 temporarily closes the refrigerant flow path to the second outdoor heat exchanger 5, while the flow path switching mechanism 20 switches the flow direction of the refrigerant. Be done.
  • the flow path switching mechanism 20 is configured to switch the flow path using the differential pressure between the suction port and the discharge port of the compressor 1 as a drive source.
  • the flow path switching mechanism 20 includes a flow path switching valve 3 which is a three-way valve connected between the second outdoor heat exchanger 5 and the suction port and the discharge port of the compressor 1. 1 Includes a flow path switching valve 2 which is a four-way valve connected between the outdoor heat exchanger, the compressor, and the indoor heat exchanger.
  • the flow path switching mechanism 220 includes a flow path switching valve 203, which is a four-way valve connected between the second outdoor heat exchanger 205 and the suction port and the discharge port of the compressor 201. 1 includes an outdoor heat exchanger 204, a compressor 201, and a flow path switching valve 202, which is at least a six-way valve connected to the indoor heat exchanger 219.
  • the flow rate adjusting mechanisms 7, 207 include an electronic expansion valve.
  • the flow path switching mechanism 20 is configured to switch the flow path by using the differential pressure between the suction port and the discharge port of the compressor 1 as a drive source.
  • the refrigerating cycle device 100 temporarily changes the operating frequency of the compressor 1 when switching between the cooling operation and the heating operation, and maintains the differential pressure required for switching the flow path switching mechanism 20.
  • the refrigeration cycle apparatus is connected to the refrigerant expansion mechanism 8 and the indoor heat exchanger 9, and constitutes a refrigerant circuit.
  • a flow path switching mechanism 20 for switching the flow direction of the compressed refrigerant in the refrigerant circuit is provided.
  • the flow path switching mechanism 20 is configured to switch the flow path by using the differential pressure between the suction port and the discharge port of the compressor 1 as a drive source.
  • the refrigerating cycle device 100 temporarily changes the operating frequency of the compressor 1 when switching between the cooling operation and the heating operation, and maintains the differential pressure required for switching the flow path switching mechanism 20.

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Abstract

冷凍サイクル装置（１００）は、冷媒膨張機構（８）および室内熱交換器（９）に接続され、冷媒回路を構成する圧縮機（１）、第１室外熱交換器（４）および第２室外熱交換器（５）と、冷媒回路において、圧縮機（１）と第１室外熱交換器（４）と第２室外熱交換器（５）と室内熱交換器（９）との間に接続され、圧縮機（１）によって圧縮された冷媒の冷媒回路における流通方向を切り替える流路切替機構（２０）とを備える。冷媒回路において、第１室外熱交換器（４）および第２室外熱交換器（５）は冷媒が並行して流れるように配置される。冷凍サイクル装置（１００）は、第２室外熱交換器（５）に流れる冷媒量を調整する流量調整機構（７）をさらに備える。冷房運転と暖房運転との切替時に、流量調整機構（７）によって、一時的に第２室外熱交換器（５）への冷媒流路を閉止した状態としつつ、流路切替機構（２０）によって冷媒の流通方向が切り替えられる。

Description

冷凍サイクル装置
　本開示は、冷凍サイクル装置に関する。
　従来、ビル用マルチエアコンなどの冷凍サイクル装置では、室外空気と冷媒の熱交換量を調整し成績係数（ＣＯＰ：Coefficient　Of　Performance）を向上させるために、分割された室外熱交換器を備えるものがある。
　また、冷房運転と暖房運転とが可能な冷凍サイクル装置では、冷媒回路に流路切替弁を備えている。流路切替弁が冷媒回路を冷房回路と暖房回路との間で切り替えることにより、冷凍サイクル装置は運転の変更が可能となる。流路切替弁は、たとえば、弁本体とともにパイロット電磁弁を備える。このような流路切替弁では、パイロット電磁弁を通して弁本体の高圧と低圧の圧力室が、それぞれ圧縮機の吐出側の高圧配管および圧縮機の吸入側の低圧配管に接続されている。回路切替時には、パイロット電磁弁を作動させることにより、弁本体の左右の圧力室に充満された冷媒の高低圧が入れ替わる。この２つの圧力室の差圧が弁本体を切替える動力として作用することにより、冷媒回路を冷房回路と暖房回路との間で切り替えることができる。
国際公開第２０１７／１３８１０８号
　国際公開第２０１７／１３８１０８号（特許文献１）に記載された冷凍サイクル装置では、室外熱交換器が分割された冷媒回路を有し、冷房運転と暖房運転を切り替える際に、複数の流路切替弁を切り替える必要がある。一部の流路切替弁が切り替わると、冷房運転と暖房運転との間の切替過程において、高圧配管から低圧配管へ冷媒が直接流れるバイパス回路が形成され、流路切替弁の動力源である差圧が低下する。差圧が低下すると、やがて流路の切り替えが停止し、運転がうまく切り替わらない場合がある。
　本開示は、上記のような課題を解決する実施の形態を説明するためになされたもので、切り替え性能が改善された冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
　本開示は、冷凍サイクル装置に関する。冷凍サイクル装置は、冷媒膨張機構および室内熱交換器に接続され、冷媒回路を構成する圧縮機、第１室外熱交換器および第２室外熱交換器と、冷媒回路において、圧縮機と第１室外熱交換器と第２室外熱交換器と室内熱交換器との間に接続され、圧縮機によって圧縮された冷媒の冷媒回路における流通方向を切り替える流路切替機構とを備える。冷媒回路において、第１室外熱交換器および第２室外熱交換器は冷媒が並行して流れるように配置される。冷凍サイクル装置は、第２室外熱交換器に流れる冷媒量を調整する流量調整機構をさらに備える。冷房運転と暖房運転との切替時に、流量調整機構によって、一時的に第２室外熱交換器への冷媒流路を閉止した状態としつつ、流路切替機構によって冷媒の流通方向が切り替えられる。
　本開示の冷凍サイクル装置によれば、冷房運転と暖房運転などの間の運転の切り替え時に流路切替機構の切替に必要な差圧が確保されるため、スムーズに運転を切り替えることができる。
実施の形態１における冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 冷房運転時の流路切替弁の状態を示す図である。 暖房運転時の流路切替弁の状態を示す図である。 低容量冷房運転時の冷凍サイクル装置１００の状態を示す図である。 暖房運転時の冷凍サイクル装置１００の状態を示す図である。 冷房運転から暖房運転への移行動作を説明するためのフローチャートである。 図６のステップＳ１において流量調整機構７が閉止された状態を示す図である。 図６のステップＳ７において流路切替弁２および流路切替弁３の切替が完了した状態を示す図である。 低容量冷房運転から暖房運転への移行動作の手順を示すフローチャートである。 暖房運転から低容量冷房運転への移行動作の手順を示すフローチャートである。 冷房運転から低容量冷房運転への移行動作の手順を示すフローチャートである。 低容量冷房運転から冷房運転の移行動作の手順を示すフローチャートである。 差圧が低下する場合の第１制御例を示す波形図である。 差圧が上昇する場合の制御例を示す波形図である。 差圧が低下する場合の第２制御例を示す波形図である。 流量調整機構７の閉止と圧縮機１の運転周波数の変更を組み合わせた状態で流路切替弁２，３を切り替える制御の手順を示すフローチャートである。 流量調整機構７の閉止と圧縮機１の運転周波数の変更を組み合わせた状態で流路切替弁２，３を切り替えた場合の制御例を示す波形図である。 実施の形態２における冷房運転から暖房運転への移行動作を説明するためのフローチャートである。 図１８のステップＳ７３において流路切替弁３の切替が完了した状態を示す図である。 実施の形態２における、低容量冷房運転から暖房運転への移行動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２における、暖房運転から低容量冷房運転への移行動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２における冷房運転から低容量冷房運転の移行動作を説明するためのフローチャートである。 低容量冷房運転から冷房運転の移行動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３における冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 冷房運転時の流路切替弁２０２の状態を示す図である。 暖房運転時の流路切替弁２０２の状態を示す図である。 実施の形態３の冷凍サイクル装置における低容量冷房運転時の冷媒の流れを示す図である。 実施の形態３の冷凍サイクル装置における暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。 実施の形態３の冷凍サイクル装置における低容量暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
　実施の形態１．
　＜冷凍サイクル装置１００の構成＞
　図１は、実施の形態１における冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。図１には、冷房運転時の冷媒回路と冷媒の流れが示される。冷凍サイクル装置１００は、室外機５０と、室内機６０とを備える。室外機５０と室内機６０とは、冷媒を流通させる二本の配管２６，２８で接続されている。
　室外機５０は、圧縮機１と、第１室外熱交換器４と、第１ファン１４と、第２室外熱交換器５と、第２ファン１５と、流量調整機構６，７と、流路切替機構２０と、制御装置３０とを備える。室内機６０は、冷媒膨張機構８と、室内熱交換器９と、ファン１９とを含む。
　流路切替機構は、さまざまな構成が考えられるが、本実施の形態では、流路切替弁２，３を含んで構成される例が示される。流路切替弁２は、四方弁であり、流路切替弁３は四方弁の１ポートが閉止された三方弁である。
　冷凍サイクル装置１００の冷媒回路は、圧縮機１から吐出された冷媒が、流路切替機構２０、配管２２，２３、第１室外熱交換器４、第２室外熱交換器５、配管２４，２５、流量調整機構６，７、配管２６、冷媒膨張機構８、配管２７、室内熱交換器９、配管２８を通過した後、流路切替機構２０を再度通過し、圧縮機１へと至るように構成される。
　＜流路切替機構２０の流路切替弁の構成＞
　図２は、冷房運転時の流路切替弁の状態を示す図である。図２においては、代表として流路切替弁２について説明するが、流路切替弁３についても構造は同様である。流路切替弁３については、接続先を示す参照符号を括弧内に示す。
　流路切替弁２は、圧縮機１の吐出口に接続された配管２１と、圧縮機１の吸入口に接続された配管２９とに接続されている。圧縮機１が作動しているときは、配管２１を流通する冷媒の圧力は、配管２９を流通する冷媒の圧力よりも高い。流路切替弁２には、弁本体とは別にパイロット電磁弁を用いた圧力切替部１４５が設けられている。弁本体と圧力切替部１４５とは、高圧接続管１３１、低圧接続管１３２、第１連通流路１４７ａ、第２連通流路１４７ｂによって接続されている。高圧接続管１３１は、流路切替弁２の流路２ａの入口側に繋がる配管２１と接続される。低圧接続管１３２は、流路切替弁２の流路２ｂの出口側に繋がる配管２９と接続される。
　なお、流路切替弁３については、高圧接続管１３１は、流路切替弁３の流路３ａの入口側に繋がる配管２１と接続され、低圧接続管１３２は、流路切替弁３の流路３ｂの出口側に繋がる配管２９と接続される。
　したがって、高圧接続管１３１には、高圧冷媒が導入される。また、低圧接続管１３２には、低圧冷媒が導入される。
　図２に示すように、流路切替弁２は、第１容器１３３内に形成される第１圧力室１３４および第２圧力室１３５を有する。第１圧力室１３４および第２圧力室１３５のいずれか一方には、高圧接続管１３１からの高圧冷媒が導入され、他方には低圧接続管１３２からの低圧冷媒が導入される。第１圧力室１３４および第２圧力室１３５に導入される高圧冷媒と低圧冷媒は、入れ替えることが可能である。流路切替弁２は、第１容器１３３内を第１圧力室１３４に仕切る第１仕切部１３６と、第１容器１３３内を第２圧力室１３５に仕切る第２仕切部１３７とを有する。第１容器１３３において、第１仕切部１３６と第２仕切部１３７と間には弁体室１４０が形成される。流路切替弁２は、第１仕切部１３６と第２仕切部１３７とを弁体室１４０において連結する連結部１３８を有する。流路切替弁２は、連結部１３８の途中に設けられた弁体１３９を有する。
　第１仕切部１３６と第２仕切部１３７との間の距離は、連結部１３８および弁体１３９によって固定長とされている。したがって、第１容器１３３内における第１圧力室１３４の容積と第２圧力室１３５の容積との合計は、一定であり、一方が増加すると他方は減少するように相補に容積が増減するように構成されている。弁体１３９は、第１仕切部１３６および第２仕切部１３７に連動してスライド可能に配置される。
　流路切替弁２の場合は、第１容器１３３における弁体室１４０には、流路２ａ，２ｂを構成する４つの配管２１，２２，２８および２９が接続されている。具体的には、流路切替弁２は、流路２ａの入口側に繋がる配管２１と、流路２ｂの出口側に繋がる配管２９と、流路２ｂの入口側に繋がる配管２８と、流路２ａの出口側に繋がる配管２２とを有する。
　なお、流路切替弁３の場合には、弁体室１４０には、流路３ａ，３ｂを構成する４つの配管２１，２２，２８および２９が接続されている。流路切替弁３の場合には、配管２１は流路３ａの入口側に繋がり、配管２９は、流路３ｂの出口側に繋がり、配管２８は、流路３ｂの入口側に繋がり、配管２２は、流路３ａの出口側に繋がる。
　流路切替弁２に接続されている４つの配管２１，２２，２８，２９のうち３つの配管２２，２８，２９は、弁体１３９のスライド範囲内において並んで配置されている。配管２９は、配管２２と配管２８との間に配置されている。流路切替弁３の場合には、弁体１３９のスライド範囲内において、第１容器１３３は、配管２２の代わりに配管２３に接続され、配管２８の代わりに閉止された管に接続される。
　図２においては、弁体１３９は、流路切替弁２の場合は、流路２ｂの出口側に繋がる配管２９と流路２ｂの入口側に繋がる配管２８とを内部で疎通させる。また、流路切替弁３の場合は、弁体１３９は、流路３ｂの出口側に繋がる配管２９と流路３ｂの入口側に繋がる配管２８とを内部で疎通させる。
　弁体１３９の外側において、配管２１と、配管２２，２８のいずれか一方とが弁体室１４０を介して繋がっている。このため、第１容器１３３における第１仕切部１３６と第２仕切部１３７との間の弁体室１４０内には、高圧冷媒が流通する。弁体室１４０内に高圧冷媒が流通することにより、弁体１３９が第１容器１３３の内壁に押し付けられ、低圧冷媒が流通している弁体１３９内への高圧冷媒の流入が防止される。
　図３は、暖房運転時の流路切替弁の状態を示す図である。図３においては、図２に示した状態から図３に示す状態に弁体１３９がスライドし、流路切替弁２には流路２ｃ，２ｄが形成され、流路切替弁３には流路３ｃ，３ｄが形成される。
　流路切替弁２の場合、弁体１３９は、流路２ｄの出口側に繋がる配管２９と流路２ｄの入口側に繋がる配管２２とを内部で疎通させる。流路切替弁３の場合、弁体１３９は、流路３ｄの出口側に繋がる配管２９と流路３ｄの入口側に繋がる配管２３とを内部で疎通させる。
　弁体１３９は、スライド範囲内で、第１圧力室１３４および第２圧力室１３５の冷媒圧力の差圧に応じて、移動可能に構成される。流路切替弁２および流路切替弁３は、図２に示した状態と図３に示した状態との間で切替自在である。
　図３に示した状態においても、第１容器１３３における第１仕切部１３６と第２仕切部１３７との双方の間の弁体室１４０内には、配管２１からの高圧冷媒が流通する。弁体室１４０内に高圧冷媒が流通することにより、弁体１３９が第１容器１３３の内壁に押し付けられ、低圧冷媒が流通している弁体１３９内への高圧冷媒の流入が防止される。
　＜圧力切替部１４５の構成＞
　流路切替弁２は、高圧接続管１３１と低圧接続管１３２に導入される高圧冷媒および低圧冷媒を切り替える圧力切替部１４５を有する。流路切替弁３に対しても、流路切替弁２に用いられる圧力切替部とは別の同様な構成の圧力切替部が設けられる。
　圧力切替部１４５は、高圧接続管１３１および低圧接続管１３２が接続された第２容器１４６を有する。圧力切替部１４５は、第２弁体１４８を有する。第２弁体１４８は、第２容器１４６内に配置され、スライドするように構成される。このスライド範囲内において、第２弁体１４８の内部は、低圧接続管１３２の接続部と常時疎通する。また、第１圧力室１３４に連通した第１連通流路１４７ａの接続部と第２圧力室１３５に連通した第２連通流路１４７ｂの接続部とのいずれか一方が第２弁体１４８の内部に疎通する。
　圧力切替部１４５は、第２弁体１４８をスライドさせる駆動部１４９を有する。駆動部１４９は、電磁石１５０と、通電された電磁石１５０に吸引されるプランジャ１５１と、プランジャ１５１の吸引方向に反発するバネ１５２と、によって構成されている。第２弁体１４８とプランジャ１５１との間には、連結棒１５３が設けられている。電磁石１５０は、供給される電力によってプランジャ１５１を電磁石１５０側に吸引する。第２弁体１４８は、プランジャ１５１と連動する。バネ１５２は、棒状の電磁石１５０の周囲に配置される。バネ１５２は、第２弁体１４８を弾性力によってプランジャ１５１を電磁石１５０から遠ざけるように配置されている。
　圧力切替部１４５には、第１圧力室１３４に連通した第１連通流路１４７ａと、第２圧力室１３５に連通した第２連通流路１４７ｂと、が接続されている。
　図２に示す状態では、電力が制御装置３０によって圧力切替部１４５の電磁石１５０に供給されている。この場合、バネ１５２の反発力に対抗して第２弁体１４８が電磁石１５０側に吸引される。これにより、低圧接続管１３２の接続部と第２圧力室１３５に連通した第２連通流路１４７ｂの接続部とが第２弁体１４８の内部にて疎通する。このとき、高圧接続管１３１の接続部と第１圧力室１３４に連通した第１連通流路１４７ａの接続部とが第２弁体１４８の外側にて疎通する。
　一方、図３に示す状態では、制御装置３０が圧力切替部１４５の電磁石１５０に電力を供給していない。この場合、バネ１５２の反発力によって第２弁体１４８が電磁石１５０側から遠ざかる。これにより、低圧接続管１３２の接続部と第１圧力室１３４に連通した第１連通流路１４７ａの接続部とが第２弁体１４８の内部にて疎通する。このとき、高圧接続管１３１の接続部と第２圧力室１３５に連通した第２連通流路１４７ｂの接続部とが第２弁体１４８の外側にて疎通する。
　図２、図３に示した２つの状態のいずれにおいても、圧力切替部１４５の第２容器１４６内かつ第２弁体１４８の外側に高圧冷媒が流通することにより、第２弁体１４８が第２容器１４６の内壁に押し付けられ、低圧冷媒が流通している第２弁体１４８内への高圧冷媒の流入が防止されている。
　＜冷房運転＞
　冷房運転時は、図１および図２に示すように流路切替弁２および流路切替弁３により圧縮機１の吐出側と第１室外熱交換器４および第２室外熱交換器５が連通する。具体的には、流路切替弁２の流路２ａおよび流路２ｂ並びに流路切替弁３の流路３ａおよび流路３ｂが連通状態に設定される。また、流路切替弁２の流路２ｃおよび２ｄ並びに流路切替弁３の流路３ｃおよび３ｄが閉止状態に設定される。
　圧縮機１で高温高圧にされた蒸気冷媒は流路切替弁２および流路切替弁３を通過し、それぞれ第１室外熱交換器４および第２室外熱交換器５に流入する。第１室外熱交換器４および第２室外熱交換器５はこのとき凝縮器として機能する。高温高圧の蒸気冷媒が、冷媒よりも低温の室外空気へ放熱を行なうことにより凝縮し、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、流量調整機構６，７を通過する際に流量が調整される。その後、高圧の液冷媒は冷媒膨張機構８で膨張し、低温低圧の気液二相冷媒となり、室内熱交換器９に流入する。室内熱交換器９はこのとき蒸発器として機能する。低圧低温の気液二相冷媒は、冷媒よりも高温の室内空気から吸熱を行なうことにより蒸発し、低圧の蒸気冷媒となる。その後、低圧の蒸気冷媒は、流路切替弁２を再度経由し、圧縮機１に吸入される。以降同様の過程で冷媒は冷凍サイクルを循環する。
　また、室内温度よりも室外温度が低い場合の冷房運転（例えば、外気７℃、室内２５℃）で運転効率を向上させるために、室外機の能力を落として冷房運転を行なう場合がある。このような冷房運転を以下において低容量冷房運転と言うことにする。
　図４は、低容量冷房運転時の冷凍サイクル装置１００の状態を示す図である。図４に示すように流路切替弁２により圧縮機１の吐出側と第１室外熱交換器４が連通し、流路切替弁３により圧縮機の吸入側と第２室外熱交換器５が連通する。具体的には、流路切替弁２の流路２ａおよび流路２ｂ並びに流路切替弁３の流路３ｃおよび流路３ｄが開かれる。また、流路切替弁２の流路２ｃおよび流路２ｄ並びに流路切替弁３の流路３ａおよび流路３ｂが閉じられる。その後、流量調整機構７は閉止され、低容量冷房運転では、第２室外熱交換器５には冷媒が流入しない。これにより、第２室外熱交換器５の熱交換容量が低減される。
　＜暖房運転＞
　図５は、暖房運転時の冷凍サイクル装置１００の状態を示す図である。
　暖房運転は、図５のように流路切替弁２および流路切替弁３により圧縮機１の吐出側と室内熱交換器９が連通する。具体的には、暖房運転では、流路切替弁２および流路切替弁３において、流路２ｃおよび流路３ｃ並びに流路２ｄおよび流路３ｄが開かれる。また、流路切替弁２および流路切替弁３において、流路２ａおよび流路３ａ並びに流路２ｂおよび流路３ｂが閉じられる。
　圧縮機１において高温高圧に圧縮された蒸気冷媒は、流路切替弁２を通過し、室内熱交換器９に流入する。室内熱交換器９はこのとき凝縮器として機能する。冷媒よりも低温の室内空気へ放熱を行なうことによって、高温高圧の蒸気冷媒は凝縮し、高圧の液冷媒となる。冷媒膨張機構８を通過することで、高圧の液冷媒は膨張し冷温低圧の気液二相冷媒となる。冷温低圧の気液二相冷媒は、流量調整機構６，７を通過した後、第１室外熱交換器４および第２室外熱交換器５に流入する。第１室外熱交換器４および第２室外熱交換器５は、このとき蒸発器として機能する。冷媒よりも高温の室外空気から吸熱を行なうことによって、低圧低温の気液二相冷媒は蒸発し、低圧の蒸気冷媒となる。その後、低圧の蒸気冷媒は、流路切替弁２、流路切替弁３を経由し、圧縮機１に吸入され、以降同様の過程で冷凍サイクルを循環する。
　＜冷房運転と暖房運転の移行＞
　図６は、冷房運転から暖房運転への移行動作を説明するためのフローチャートである。なお、暖房運転から冷房運転への移行動作も同様に図６のように制御される。
　図１の冷房運転中に流路切替弁２よりも流路切替弁３が先に切り替わると、圧縮機１の吐出ガスが流路切替弁２、第１室外熱交換器４、流量調整機構６，７、第２室外熱交換器５、流路切替弁３を順に通過し、圧縮機１の吸入側へ流れる高圧部と低圧部とを膨張機構による減圧なしにバイパスする回路が形成される。この回路により、流路切替弁２，３の切替に必要な圧縮機１の吐出側と吸入側の差圧が低下し、切替動力が低下する。
　この閉回路を遮断するため、図６のステップＳ１に示すように、制御装置３０は、まず流量調整機構７を閉止する。
　図７は、図６のステップＳ１において流量調整機構７が閉止された状態を示す図である。図７においては、流量調整機構７が閉止されたことにより、第２室外熱交換器５を通過していた冷媒が遮断される。
　続いて、図６のステップＳ２において、制御装置３０は、流路切替弁３の切替を開始する。流路切替弁３は、図２に示す状態から図３に示す状態に向けて弁体１３９が移動する。この過程において、流路切替弁３の内部で配管２１から配管２９へバイパスする経路が一時的に形成される。たとえば、図２の状態から弁体１３９がわずかに第１圧力室１３４に向けて移動すると、配管２８の接続口が弁体１３９で完全に閉止されない状態で、弁体室１４０と連通する。すると、配管２１、弁体室１４０、配管２８の入口部、弁体１３９の内部、配管２９の順に冷媒が流れるバイパス経路が形成される。したがって、弁体１３９の移動中は、差圧はある程度低下する。ただし、流量調整機構７が閉止されているので、差圧の低下量はわずかで済み、弁体１３９が完全に移動し、流路切替弁３の切り替えが完了すると差圧の低下分は元に戻る。
　ステップＳ３においては、制御装置３０は、圧力センサ１０，１１の検出値の差によって差圧を監視する。
　制御装置３０は、ステップＳ３における流路切替弁の切り替え可否の確認を、図１の高圧部の圧力センサ１０と低圧部の圧力センサ１１を用いて行なう。制御装置３０は、流路切替弁内で生じる一時的な内部バイパスで差圧が判定値よりも低下している場合は、切り替えが途中であると判断する。一方、制御装置３０は、判定値以上の差圧が確保されている場合には、切替が完了したと判断する（ステップＳ４）。
　その後、制御装置３０は、ステップＳ５において流路切替弁２の切替を開始し、同様にステップＳ６で差圧を監視し、現在の差圧が判定値以上となったことによって、流路切替弁２の切替が完了したと判断する（ステップＳ７）。
　図８は、図６のステップＳ７において流路切替弁２および流路切替弁３の切替が完了した状態を示す図である。
　図８のように、流路切替弁２および流路切替弁３の切替が完了すると、最後にステップＳ８において流量調整機構７を開放し、図５に示した暖房運転に移行する。以上図６に示した動作順序で切替を行なうことによって、流路切替弁２，３の切替動力となる差圧を確保した状態で冷房運転から暖房運転へ移行することができる。
　なお、図６においては、流路切替弁３を先に切り替え、その後流路切替弁２を切り替えたが、切替順は逆でもよい。すなわち、流路切替弁２を先に切り替え、その後流路切替弁３を切り替えてもよい。
　暖房運転から冷房運転への移行動作においても、図６に示した動作順序で切り替えを実施する。
　＜低容量冷房運転と暖房運転の移行＞
　図９は、低容量冷房運転から暖房運転への移行動作の手順を示すフローチャートである。図４に示した低容量冷房運転中に、ステップＳ１１において、流路切替弁２の切替を開始する。そして、ステップＳ１２において現在の差圧が判定値以上となるまで待って、ステップＳ１３において流路切替弁２の切替が完了する。このときの状態は、図８に示すようになる。
　流路切替弁２が切替完了した後、最後にステップＳ１４において流量調整機構７を開放し、図５に示した暖房運転に移行する。
　図１０は、暖房運転から低容量冷房運転への移行動作の手順を示すフローチャートである。図５に示した暖房運転を実行中の状態から、ステップＳ２１において、流量調整機構７が全閉状態とされる。このときの状態は、図８に示すようになる。そして、ステップＳ２２において、流路切替弁２の切替を開始し、ステップＳ２３において現在の差圧が判定値以上となるまで待つ。ステップＳ２４において流路切替弁２の切替が完了すると、図４に示した低容量冷房運転に移行する。
　＜冷房運転と低容量冷房運転の移行＞
　図１１は、冷房運転から低容量冷房運転への移行動作の手順を示すフローチャートである。図１に示した冷房運転を実行中の状態から、ステップＳ３１において、流量調整機構７が全閉状態とされる。このときの状態は、図７に示すようになる。そして、ステップＳ３２において、流路切替弁３の切替を開始し、ステップＳ３３において現在の差圧が判定値以上となるまで待つ。ステップＳ３４において流路切替弁３の切替が完了すると、図４に示した低容量冷房運転に移行する。
　図１２は、低容量冷房運転から冷房運転の移行動作の手順を示すフローチャートである。図４に示した低容量冷房運転中に、ステップＳ４１において、流路切替弁３の切替を開始し、ステップＳ４２において現在の差圧が判定値以上となるまで待つ。ステップＳ４３において流路切替弁３の切替が完了すると、図７に示す状態になる。
　流路切替弁３が切替完了した後、最後にステップＳ４４において流量調整機構７を開放し、図１に示した冷房運転に移行する。
　＜圧縮機と流量調整機構を併用した弁切り替え＞
　流路切替弁は切り替えにある程度の差圧が必要であるが、差圧が増加しすぎると、流路切替弁内部で生じる急激な圧力変動により連結部１３８または弁体１３９が破損する恐れがある。また、切り替え制御の途中に、高圧部の圧力の増加または低圧部の圧力の低下が大きいと、冷媒回路を保護するための制御が作動することも考えられる。図１３、図１４、図１５を用いてこれらの問題を説明する。
　図１３は、差圧が低下する場合の第１制御例を示す波形図である。図１３に示すように、圧縮機１の運転周波数を最大周波数で一定とし、かつ流量調整機構７を開放した状態で流路切替弁２，３を切り替えると、流路切替弁３の切り替え後に時刻ｔ３～ｔ４において差圧が低下した状態で流路切替弁２を切り替えるため、切り替えが途中で停止する可能性がある。
　図１４は、差圧が上昇する場合の制御例を示す波形図である。図１４に示すように、圧縮機１の運転周波数を最大周波数で一定とし、流量調整機構７を閉止した状態で切り替えると、時刻ｔ２～ｔ５において、差圧が上昇する。このときに、流路切替弁２，３を切り替えると、切替に必要な圧力に対して、差圧が過大である可能性があり、流路切替弁２，３の内部破損につながる恐れがある。差圧が過大となることを防止するには、圧縮機１の運転周波数を下げることが考えられる。
　図１５は、差圧が低下する場合の第２制御例を示す波形図である。図１５に示すように、圧縮機１の運転周波数を最低周波数に下げ、かつ流量調整機構７を開放した状態で流路切替弁２，３を切り替えると、流路切替弁３の切り替え後に時刻ｔ３～ｔ４において差圧が低下した状態で流路切替弁２を切り替えるため、切り替えが途中で停止する可能性がある。
　よって、これらを防止するために、流量調整機構７を閉止した状態で、圧縮機１を最低周波数で運転させ差圧を適切にした状態で流路切替弁を切り替えるのが良い。
　図１６は、流量調整機構７の閉止と圧縮機１の運転周波数の変更を組み合わせた状態で流路切替弁２，３を切り替える制御の手順を示すフローチャートである。
　図１６のステップＳ５１においては、まず最初に圧縮機１の運転周波数が最低周波数に設定される。ここで、最低周波数は、圧縮機１を運転させるために設定可能な運転周波数の下限である。続いて、ステップＳ５２に示すように、制御装置３０は、流量調整機構７を閉止する。さらにステップＳ５３において、制御装置３０は、流路切替弁３の切替を開始する。
　ステップＳ５４においては、制御装置３０は、圧力センサ１０，１１の検出値の差によって差圧を監視する。
　制御装置３０は、流路切替弁内で生じる一時的な内部バイパスで差圧が判定値よりも低下している場合は、切り替えが途中であると判断する。一方、制御装置３０は、判定値以上の差圧が確保されている場合には、切替が完了したと判断する（ステップＳ５５）。
　その後、制御装置３０は、ステップＳ５６において流路切替弁２の切替を開始し、同様にステップＳ５７で差圧を監視し、現在の差圧が判定値以上となったことによって、流路切替弁２の切替が完了したと判断する（ステップＳ５８）。
　流路切替弁２および流路切替弁３の切替が完了すると、ステップＳ５９において流量調整機構７を開放する。最後に、ステップＳ６０において、低下させていた圧縮機１の運転周波数を通常制御時の周波数に戻す。
　以上図１６に示した動作順序で切替を行なうことによって、流路切替弁２，３の切替動力となる差圧を適切な圧力とした状態で冷房運転から暖房運転へ移行することができる。
　なお、図１６においては、流路切替弁３を先に切り替え、その後流路切替弁２を切り替えたが、切替順は逆でもよい。すなわち、流路切替弁２を先に切り替え、その後流路切替弁３を切り替えてもよい。
　暖房運転から冷房運転への移行動作においても、図１６に示した動作順序で切り替えを実施することができる。
　図１７は、流量調整機構７の閉止と圧縮機１の運転周波数の変更を組み合わせた状態で流路切替弁２，３を切り替えた場合の制御例を示す波形図である。
　図１７のように、圧縮機１の運転周波数を時刻ｔ１～ｔ６において最低周波数とし、時刻ｔ２～ｔ５において流量調整機構７を閉止した状態とすると、時刻ｔ２～ｔ５における差圧は、適切な差圧に調整される。したがって、故障を招くような過剰な差圧が生じることなく、差圧が不足することなく、適切な状態で流路切替弁２，３を切り替えることが可能となる。
　実施の形態２．
　実施の形態２では、実施の形態１と同事項の説明が省略され、その特徴部分のみが説明されている。実施の形態２では、冷房運転から暖房運転に切り替える際に、流量調整機構７を開いたままの状態で圧縮機１の周波数を調整することにより差圧を維持つつ、流路切替弁を切り替える。
　＜冷房運転と暖房運転の移行＞
　図１８は、実施の形態２における冷房運転から暖房運転への移行動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ７１において、制御装置３０は、最初に流路切替弁３の切替を開始する。切替途中は差圧が低下するため、ステップＳ７２において制御装置３０は切替に必要な適切な差圧となるよう圧縮機１の周波数を調整する。そしてステップＳ７３において流路切替弁３の切替が完了する。
　図１９は、図１８のステップＳ７３において流路切替弁３の切替が完了した状態を示す図である。図１９においては、流路切替弁３が切り替えられたことによって、第１室外熱交換器４を通過した冷媒の一部が第２室外熱交換器５を経由して圧縮機１に戻ってしまうバイパス経路が形成されている。このときの差圧の低下を補うために、圧縮機１の運転周波数が予め高められているので、続いて流路切替弁２を切り替えるための差圧は確保されている。
　流路切替弁３の切替完了後、続いて、ステップＳ７４において制御装置３０は、流路切替弁２の切り替えを開始する。ステップＳ７５において、切替に必要な適切な差圧となるよう圧縮機１の周波数の調整が行なわれているため、ステップＳ７６において、流路切替弁２を切り替えが問題なく完了する。
　暖房運転から冷房運転への移行動作も図１８と同様に実施することができる。
　＜冷房運転と低容量冷房運転の移行＞
　図２０は、実施の形態２における、低容量冷房運転から暖房運転への移行動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ８１において、制御装置３０は、流路切替弁２の切り替えを開始する。ステップＳ８２において、制御装置３０は、切替に必要な適切な差圧となるよう圧縮機１の周波数を調整し、図８に示した状態となるように流路切替弁２を切り替える。ステップＳ８３における切替完了後、ステップＳ８４において、制御装置３０は、流量調整機構７を開放する。
　図２１は、実施の形態２における、暖房運転から低容量冷房運転への移行動作を説明するためのフローチャートである。最初にステップＳ９１において制御装置３０は図８に示した状態となるように流量調整機構７を閉止する。次にステップＳ９２において制御装置３０は、流路切替弁２の切り替えを開始する。ステップＳ９３において制御装置３０は切替に必要な適切な差圧となるよう圧縮機１の周波数を調整し、ステップＳ９４において流路切替弁２の切り替えを完了する。
　＜冷房運転と低容量冷房運転の移行＞
　図２２は、実施の形態２における冷房運転から低容量冷房運転の移行動作を説明するためのフローチャートである。最初に、ステップＳ１０１において、制御装置３０は、図７に示した状態となるように流量調整機構７を閉止する。次にステップＳ１０２において、制御装置３０は、流路切替弁３の切り替えを開始する。ステップＳ１０３において、制御装置３０は、切替に必要な適切な差圧となるよう圧縮機１の周波数を調整し、ステップＳ１０４において流路切替弁３の切替を完了する。
　図２３は、低容量冷房運転から冷房運転の移行動作を説明するためのフローチャートである。最初にステップＳ１１１において、制御装置３０は、流路切替弁３の切り替えを開始する。ステップＳ１１２において、制御装置３０は、切替に必要な適切な差圧となるよう圧縮機１の周波数を調整し、図７に示した状態となるように流路切替弁３を切り替える。ステップＳ１１３における切替完了後、ステップＳ１１４において、制御装置３０は、流量調整機構７を開放する。
　以上説明したように、実施の形態２では、バイパス経路によって差圧が低下する場合に圧縮機１の運転周波数を増加させて差圧を適切に保つため、流路切替弁２，３の切替を問題なく完了することができる。
　実施の形態３．
　実施の形態３では、実施の形態１および２と同事項の説明が省略され、その特徴部分のみが説明されている。実施の形態１および２では、流路切替機構２０は、流路切替弁２および３によって構成され、流路切替弁２としては三方弁が用いられ、流路切替弁３としては四方弁が用いられていた。実施の形態３では、流路切替機構の他の構成について説明する。
　＜冷凍サイクル装置２００の構成＞
　図２４は実施の形態３における冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。図２４には、冷房運転時の冷媒回路と冷媒の流れが示される。冷凍サイクル装置２００は、室外機２５０と、室内機２６０とを備える。室外機２５０と室内機２６０とは、冷媒を流通させる二本の配管で接続されている。
　室外機２５０は、圧縮機２０１と、第１室外熱交換器２０４と、第２室外熱交換器２０５と、流量調整機構２０６，２０７と、流路切替機構２２０とを備える。室内機２６０は、冷媒膨張機構２１８，２２８，２３８と、室内熱交換器２１９，２２９，２３９と、三方弁２４６，２４７，２４８と、気液分離器２４２と、流量調整弁２０８，２４３とを含む。
　流路切替機構は、実施の形態３では、流路切替弁２０２，２０３を含んで構成される例が示される。流路切替弁２０２は、六方弁であり、流路切替弁２０３は四方弁の１ポートに逆止弁が接続された弁である。
　図２４に示す冷房運転では、圧縮機２０１から吐出された冷媒が、流路切替機構２２０、配管２２２，２２３、第１室外熱交換器２０４、第２室外熱交換器２０５、流量調整機構２０６，２０７、配管２２６、を通過した後に流路切替機構２２０を再度通過する。そして冷媒は、気液分離器２４２、冷媒膨張機構２１８，２２８，２３８、室内熱交換器２１９，２２９，２３９、三方弁２４６，２４７，２４８を通過した後、流路切替機構２２０を再度通過し、圧縮機２０１へと至る。
　図面が複雑になるのを避けるため、図１の制御装置３０は、図２４には記載していないが、流路切替機構２２０を制御する制御装置は同様に設けられている。図２７以降の図においても同様である。
　＜流路切替機構２２０の流路切替弁の構成＞
　流路切替機構２２０を構成する弁のうち流路切替弁２０３は、四方弁であり、その構造は図２、図３で説明した構造と同じであるので説明は繰り返さない。流路切替機構２２０を構成する弁のうち流路切替弁２０２は、六方弁であり同様な差圧で弁体が駆動される。その構造について簡単に説明する。
　図２５は、冷房運転時の流路切替弁２０２の状態を示す図である。図２６は、暖房運転時の流路切替弁２０２の状態を示す図である。図２５、図２６において、接続先を示すポートＰ１～Ｐ６は、図２４に対応している。
　流路切替弁２０２は、圧縮機２０１の吐出口に接続されたポートＰ１と、圧縮機２０１の吸入口に接続されたポートＰ２とを有する。ポートＰ１を流通する冷媒の圧力は、ポートＰ２を流通する冷媒の圧力よりも高い。この圧力差が流路切替弁２０２の切替に必要な差圧となる。
　流路切替弁２０２は、さらに、容器３３３内に形成される第１圧力室３３４および第２圧力室３３５を有する。図２５、図２６には図示しないが、図２の圧力切替部１４５と同様な切替部によって、第１圧力室３３４および第２圧力室３３５のいずれか一方には、ポートＰ１と同様の高圧冷媒が導入され、他方にはポートＰ２と同様の低圧冷媒が導入される。流路切替弁２０２は、さらに、容器３３３内を第１圧力室３３４に仕切る第１仕切部３３６および容器３３３内を第２圧力室３３５に仕切る第２仕切部３３７を有する。流路切替弁２０２は、さらに、第１仕切部３３６と第２仕切部３３７とを双方の間の弁体室３４０において双方を連結する連結部３３８を有する。流路切替弁３０２は、さらに、連結部３３８の途中に設けられた弁体３３９を有する。
　第１仕切部３３６と第２仕切部３３７との間の距離は、連結部３３８および弁体３３９によって固定長とされている。したがって、容器３３３内における第１圧力室３３４の容積と第２圧力室３３５の容積との合計は、一定であり、一方が増加すると他方は減少するように相補に容積が増減するように構成されている。弁体３３９は、第１仕切部３３６および第２仕切部３３７に連動してスライド可能に配置される。
　冷房運転時には、流路切替弁２０２中の弁体３３９は図２５に示した状態に設定される。この場合、ポートＰ１からポートＰ６に冷媒が流れ、ポートＰ５からポートＰ３に冷媒が流れ、ポートＰ４からポートＰ２に冷媒が流れるように流路が形成される。
　暖房運転時には、流路切替弁２０２中の弁体３３９は図２６に示した状態に設定される。この場合、ポートＰ１からポートＰ３に冷媒が流れ、ポートＰ４からポートＰ５に冷媒が流れ、ポートＰ６からポートＰ２に冷媒が流れるように流路が形成される。
　以上のように、流路切替機構２２０において、流路切替弁２０２，２０３を切り替えるとともに、流量調整機構２０７を開閉することによって、実施の形態１と同様に、冷房運転、低外気温時の低容量冷房運転、暖房運転、高外気温時の暖房運転（弱）の間で運転切替を行なうことが可能となる。
　図２４には、実施の形態３の冷凍サイクル装置における冷房運転時の冷媒の流れが示される。図２４における流路切替弁２０２をＯＦＦ状態、流路切替弁２０３の状態をＯＦＦ状態とする。流量調整機構２０７は開状態である。
　図２７は、実施の形態３の冷凍サイクル装置における低容量冷房運転時の冷媒の流れを示す図である。図２７においては流路切替弁２０２がＯＦＦ状態に制御され、流路切替弁２０３の状態がＯＮ状態に制御され、流量調整機構２０７は閉状態に制御される。これにより、図２７に示した場合には、第２室外熱交換器２０５には冷媒が流れなくなる。
　図２８は、実施の形態３の冷凍サイクル装置における暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。図２７においては流路切替弁２０２がＯＮ状態に制御され、流路切替弁２０３の状態がＯＮ状態に制御され、流量調整機構２０７は開状態に制御される。
　図２８に示す暖房運転では、圧縮機１から吐出された冷媒が、気液分離器２４２、冷媒膨張機構２１８，２２８，２３８、室内熱交換器２１９，２２９，２３９、三方弁２４６，２４７，２４８を通過した後、流路切替機構２２０を再度通過する。そして、冷媒は、配管２２６、流量調整機構２０６，２０７、第１室外熱交換器２０４、第２室外熱交換器２０５、配管２２２，２２３、を通過した後に流路切替機構２２０を再度通過し、圧縮機２０１へと至る。
　図２９は、実施の形態３の冷凍サイクル装置における低容量暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。図２９においては流路切替弁２０２がＯＮ状態に制御され、流路切替弁２０３の状態がＯＦＦ状態に制御され、流量調整機構２０７は閉状態に制御される。これにより、図２９に示した場合には、第２室外熱交換器２０５には冷媒が流れなくなる。
　なお、図２４，２７～２９においては、室内熱交換器２１９，２２９，２３９のすべてに冷媒を流しているが、各室内熱交換器が配置されている室の空調要求の有無によって、冷媒膨張機構２１８，２２８，２３８の一部を閉止して冷媒を流さないようにしてもよい。これにより、稼働する室内熱交換器の台数を変更することもできる。
　図２４，２７～２９においては、逆止弁が流路切替弁２０３のポートに接続されて冷媒の逆流を防いでいるが、図１に示すように、そのポートが閉止された四方弁を用いても良い。
　図２４，２７～２９に示した４状態の間の切替時においても、実施の形態１と同様に流量調整機構２０７の開閉を適宜行なうことにより、流路切替機構２２０の切替に必要な差圧を確保することができる。
　すなわち、流路切替弁２０２と流路切替弁２０３の切り替え前に、流路切替弁２０３と直列に接続された第２室外熱交換器２０５の出口にある流量調整機構２０７を一時的に閉じることにより、差圧を確保する。冷凍サイクル装置２００における流路切替弁２０２と流路切替弁２０３の状態は図２４，２７－２９に示す４通り存在する。以下、４通りの状態の相互間における状態遷移の手順を簡単に述べる。
　＜Ａ１：図２４（冷房運転）から図２７（冷房運転－弱）への切替＞
（１）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を閉じる。
（２）　流量調整機構２０７の切替完了後、流路切替弁２０３を切り替える。
　＜Ａ２：図２７（冷房運転－弱）から図２４（冷房運転）への切替＞
（１）　流路切替弁２０３を切り替える。
（２）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を開く。
　＜Ｂ１：図２４（冷房運転）から図２９（暖房運転－弱）への切替＞
（１）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を閉じる。
（２）　流量調整機構２０７の切替完了後、流路切替弁２０２を切り替える。
　＜Ｂ２：図２９（暖房運転－弱）から図２４（冷房運転）への切替＞
（１）　流路切替弁２０２を切り替える。
（２）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を開く。
　＜Ｃ１：図２４（冷房運転）から図２８（暖房運転）への切替＞
（１）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を閉じる。
（２）　流量調整機構２０７の切替完了後、
（２－１）　流路切替弁２０３と流路切替弁２０２のいずれか一方を最初に切り替える。
（２－２）　流路切替弁２０３と流路切替弁２０２のいずれか他方を次に切り替える。
（３）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を開く。
　＜Ｃ２：図２８（暖房運転）から図２４（冷房運転）への切替＞
（１）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を閉じる。
（２）　流量調整機構２０７の切替完了後、
（２－１）　流路切替弁２０３と流路切替弁２０２のいずれか一方を最初に切り替える。
（２－２）　流路切替弁２０３と流路切替弁２０２のいずれか他方を次に切り替える。
（３）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を開く。
　＜Ｄ１：図２７（冷房運転－弱）から図２９（暖房運転－弱）への切替＞
（１）　流路切替弁２０３と流路切替弁２０２のいずれか一方を最初に切り替える。
（２）　流路切替弁２０３と流路切替弁２０２のいずれか他方を次に切り替える。
　＜Ｄ２：図２９（暖房運転－弱）から図２７（冷房運転－弱）への切替＞
（１）　流路切替弁２０３と流路切替弁２０２のいずれか一方を最初に切り替える。
（２）　流路切替弁２０３と流路切替弁２０２のいずれか他方を次に切り替える。
　＜Ｅ１：図２７（冷房運転－弱）から図２８（暖房運転）への切替＞
（１）　流路切替弁２０２を切り替える。
（２）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を開く。
　＜Ｅ２：図２８（暖房運転）から図２７（冷房運転－弱）への切替＞
（１）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を閉じる。
（２）　流量調整機構２０７の切替完了後、流路切替弁２０２を切り替える。
　＜Ｆ１：図２９（暖房運転－弱）から図２８（暖房運転）への切替＞
（１）　流路切替弁２０３を切り替える。
（２）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を開く。
　＜Ｆ２：図２８（暖房運転）から図２９（暖房運転－弱）への切替＞
（１）　第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を閉じる。
（２）　流量調整機構２０７の切替完了後、流路切替弁２０３を切り替える。
　以上説明したように、実施の形態３においても、流路切替弁２０３と直列に接続された第２室外熱交換器２０５の出口に存在する流量調整機構２０７を流路切替弁２０３の切替前後に閉止することによって、第２室外熱交換器２０５を通過する高圧部から低圧部へのバイパス経路が閉止されるため、差圧が確保される。
　（まとめ）
　以下において、再び図面を参照して実施の形態１～３について、総括する。
　図１に示す冷凍サイクル装置１００は、冷媒膨張機構８および室内熱交換器９に接続され、冷媒回路を構成する圧縮機１、第１室外熱交換器４および第２室外熱交換器５と、冷媒回路において、圧縮機１と第１室外熱交換器４と第２室外熱交換器５と室内熱交換器９との間に接続され、圧縮機１によって圧縮された冷媒の冷媒回路における流通方向を切り替える流路切替機構２０とを備える。冷媒回路において、第１室外熱交換器４および第２室外熱交換器５は冷媒が並行して流れるように配置される。冷凍サイクル装置１００は、第２室外熱交換器５に流れる冷媒量を調整する流量調整機構７をさらに備える。冷房運転と暖房運転との切替時に、流量調整機構７によって、一時的に第２室外熱交換器５への冷媒流路を閉止した状態としつつ、流路切替機構２０によって冷媒の流通方向が切り替えられる。
　流路切替機構２０は、圧縮機１の吸入口および吐出口との差圧を駆動源として流路を切り替えるように構成される。流量調整機構７によって第２室外熱交換器５への冷媒流路を閉止すると、冷媒が室内熱交換器９および冷媒膨張機構８をバイパスして第２室外熱交換器５を冷媒が通過する流路が遮断される。
　図１に示すように、流路切替機構２０は、第２室外熱交換器５と圧縮機１の吸入口および吐出口との間に接続された三方弁である流路切替弁３と、第１室外熱交換器と圧縮機と室内熱交換器との間に接続された四方弁である流路切替弁２とを含む。
　図２４に示すように、流路切替機構２２０は、第２室外熱交換器２０５と圧縮機２０１の吸入口および吐出口との間に接続された四方弁である流路切替弁２０３と、第１室外熱交換器２０４と圧縮機２０１と室内熱交換器２１９とに少なくとも接続された六方弁である流路切替弁２０２とを含む。
　流量調整機構７，２０７は、電子膨張弁を備える。
　流路切替機構２０は、圧縮機１の吸入口および吐出口との差圧を駆動源として流路を切り替えるように構成される。冷凍サイクル装置１００は、冷房運転と暖房運転との切替時に、一時的に圧縮機１の運転周波数を変更して、流路切替機構２０を切替えるために必要な差圧を維持する。
　実施の形態２で示した本開示の他の局面に係る冷凍サイクル装置は、冷媒膨張機構８および室内熱交換器９に接続され、冷媒回路を構成する圧縮機１、第１室外熱交換器４および第２室外熱交換器５と、冷媒回路において、圧縮機１と第１室外熱交換器４および第２室外熱交換器５と室内熱交換器９との間に接続され、圧縮機１によって圧縮された冷媒の冷媒回路における流通方向を切り替える流路切替機構２０とを備える。流路切替機構２０は、圧縮機１の吸入口および吐出口との差圧を駆動源として流路を切り替えるように構成される。冷凍サイクル装置１００は、冷房運転と暖房運転との切替時に、一時的に圧縮機１の運転周波数を変更して、流路切替機構２０を切替えるために必要な差圧を維持する。
　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１，２０１　圧縮機、２，３，２０２，２０３，３０２　流路切替弁、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ　流路、４，２０４　第１室外熱交換器、５，２０５　第２室外熱交換器、６，７，２０６，２０７　流量調整機構、８，２１８，２２８，２３８　冷媒膨張機構、９，２１９，２２９，２３９　室内熱交換器、１０，１１　圧力センサ、１５　第１ファン、１６　第２ファン、１９　ファン、２０，２２０　流路切替機構、２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，２２２，２２３，２２６　配管、３０　制御装置、５０，２５０　室外機、６０，２６０　室内機、１００，２００　冷凍サイクル装置、１３１　高圧接続管、１３２　低圧接続管、１３３　第１容器、１３４，３３４　第１圧力室、１３５，３３５　第２圧力室、１３６，３３６　第１仕切部、１３７，３３７　第２仕切部、１３８，３３８　連結部、１３９，３３９　弁体、１４０，３４０　弁体室、１４５　圧力切替部、１４６　第２容器、１４７ａ　第１連通流路、１４７ｂ　第２連通流路、１４８　第２弁体、１４９　駆動部、１５０　電磁石、１５１　プランジャ、１５２　バネ、１５３　連結棒、２０８，２４３　流量調整弁、２４２　気液分離器、２４６，２４７，２４８　三方弁、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６　ポート。

Claims (7)

  1. 　冷媒膨張機構および室内熱交換器に接続され、冷媒回路を構成する圧縮機、第１室外熱交換器および第２室外熱交換器と、
    　前記冷媒回路において、前記圧縮機と前記第１室外熱交換器と前記第２室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に接続され、前記圧縮機によって圧縮された冷媒の前記冷媒回路における流通方向を切り替える流路切替機構とを備え、
    　前記冷媒回路において、前記第１室外熱交換器および前記第２室外熱交換器は前記冷媒が並行して流れるように配置され、
    　前記第２室外熱交換器に流れる冷媒量を調整する流量調整機構をさらに備え、
    　冷房運転と暖房運転との切替時に、前記流量調整機構によって、一時的に前記第２室外熱交換器への冷媒流路を閉止した状態としつつ、前記流路切替機構によって前記冷媒の流通方向が切り替えられる、冷凍サイクル装置。
  2. 　前記流路切替機構は、前記圧縮機の吸入口および吐出口との差圧を駆動源として流路を切り替えるように構成され、
    　前記流量調整機構によって前記第２室外熱交換器への冷媒流路を閉止すると、前記冷媒が前記室内熱交換器および前記冷媒膨張機構をバイパスして前記第２室外熱交換器を通過する流路が遮断される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　前記流路切替機構は、
    　前記第２室外熱交換器と前記圧縮機の吸入口および吐出口との間に接続された三方弁と、
    　前記第１室外熱交換器と前記圧縮機と前記室内熱交換器との間に接続された四方弁とを含む、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　前記流路切替機構は、
    　前記第２室外熱交換器と前記圧縮機の吸入口および吐出口との間に接続された四方弁と、
    　前記第１室外熱交換器と前記圧縮機と前記室内熱交換器とに少なくとも接続された六方弁とを含む、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　前記流量調整機構は、電子膨張弁を備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記流路切替機構は、前記圧縮機の吸入口および吐出口との差圧を駆動源として流路を切り替えるように構成され、
    　前記冷房運転と前記暖房運転との切替時に、一時的に前記圧縮機の運転周波数を変更して、前記流路切替機構を切替えるために必要な前記差圧を維持する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　冷媒膨張機構および室内熱交換器に接続され、冷媒回路を構成する圧縮機、第１室外熱交換器および第２室外熱交換器と、
    　前記冷媒回路において、前記圧縮機と前記第１室外熱交換器および前記第２室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に接続され、前記圧縮機によって圧縮された冷媒の前記冷媒回路における流通方向を切り替える流路切替機構とを備え、
    　前記流路切替機構は、前記圧縮機の吸入口および吐出口との差圧を駆動源として流路を切り替えるように構成され、
    　冷房運転と暖房運転との切替時に、一時的に前記圧縮機の運転周波数を変更して、前記流路切替機構を切替えるために必要な前記差圧を維持する、冷凍サイクル装置。
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