WO2022059136A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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宗希 石山
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a refrigeration cycle device.
  • a refrigerating cycle device provided with a refrigerant circuit configured to circulate a refrigerant
  • a control device that controls the refrigerant circuit
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-257601 includes an electronic device for controlling a refrigerant circuit, and cools the electronic device by exchanging heat between the refrigerant circulating in the refrigerant circuit and the electronic device. Air conditioners are disclosed.
  • the air conditioner disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-257601 is configured to cool an electronic device with a low-temperature low-pressure refrigerant flowing out of an evaporator. For this reason, when the refrigerant flowing out of the evaporator is in a gas-liquid two-phase state in which gas and liquid are mixed, dew condensation is likely to occur in the electronic equipment and piping, and the reliability of the electronic equipment and the entire equipment is lowered. There is a risk.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a refrigeration cycle device that dissipates heat from a control device that controls a refrigerant circuit without deteriorating the reliability of the device as much as possible. ..
  • the refrigerating cycle device includes a refrigerant circuit configured to circulate the refrigerant and a control device for controlling the refrigerant circuit.
  • the refrigerant circuit includes a compressor, a first heat exchanger, a first expansion device, a second expansion device, a third expansion device, a second heat exchanger, and a cooling unit for cooling the substrate of the control device.
  • the compressor, the first heat exchanger, the first expansion device, the second expansion device, and the second heat exchanger are connected in order.
  • the cooling unit and the third expansion from the first point between the first expansion device and the second expansion device to the second point between the compressor and the second heat exchanger.
  • the devices are connected in order.
  • the refrigerant decompressed by each of the first expansion device and the second expansion device flows into the second heat exchanger, while in the second path of the refrigerant circuit.
  • the refrigerant decompressed by the first expansion device flows into the cooling unit that cools the substrate of the control device.
  • the substrate of the control device is cooled by the refrigerant on the second path decompressed by the first expansion device, not by the refrigerant on the first path decompressed by each of the first expansion device and the second expansion device. Therefore, it is possible to prevent dew condensation from occurring on the substrate of the control device as much as possible, and it is possible to dissipate heat from the control device without deteriorating the reliability of the control device and the entire refrigeration cycle device as much as possible.
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a ph diagram of the refrigerating cycle in the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the refrigerating cycle apparatus which concerns on the modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. It is a ph diagram of the refrigerating cycle in the refrigerating cycle apparatus which concerns on the modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart for demonstrating control of the control apparatus in the refrigeration cycle apparatus which concerns on modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the refrigerating cycle apparatus which concerns on the modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the refrigerating cycle apparatus which concerns on the modification 3 of Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart for demonstrating control of the control apparatus in the refrigeration cycle apparatus which concerns on modification 3 of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the refrigerating cycle apparatus which concerns on the modification 4 of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the refrigerating cycle apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a refrigeration cycle device 11 according to the first embodiment. Note that FIG. 1 functionally shows the connection relationship and the arrangement configuration of each device in the refrigeration cycle device 11, and does not necessarily show the arrangement in the physical space.
  • the refrigeration cycle device 11 includes a refrigerant circuit 20 and a control device 100.
  • the refrigerant circuit 20 includes a compressor 1, a first heat exchanger 2, a first expansion device 3, a second expansion device 8, a third expansion device 9, a second heat exchanger 4, and a plurality of pipes. 81 to 87 are provided.
  • the compressor 1 and the first heat exchanger 2 are connected by a pipe 81.
  • the first heat exchanger 2 and the first expansion device 3 are connected by a pipe 82.
  • the first expansion device 3 and the second expansion device 8 are connected by a pipe 83 and a pipe 84.
  • the second expansion device 8 and the second heat exchanger 4 are connected by a pipe 85.
  • the second heat exchanger 4 and the compressor 1 are connected by a pipe 86 and a pipe 87.
  • the compressor 1 is configured to increase the pressure of the low-temperature low-pressure refrigerant flowing out of the second heat exchanger 4 via the pipe 86 and the pipe 87.
  • the pressure value of the refrigerant on the suction port side of the compressor 1 is the first value
  • the pressure value of the refrigerant on the discharge port side of the compressor 1 is the second value
  • the second value is larger than the first value. ..
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant obtained by the compressor 1 flows out to the first heat exchanger 2 through the pipe 81.
  • the compressor 1 is configured to operate and stop, and further adjust the rotation speed during operation according to a control signal from the control device 100.
  • the control device 100 can adjust the circulation amount of the refrigerant by adjusting the rotation speed of the compressor 1, and as a result, can adjust the refrigerating capacity of the refrigerating cycle device 11.
  • Various types of compressor 1 can be adopted, and for example, a scroll type, a rotary type, a screw type and the like can be adopted.
  • the first heat exchanger 2 functions as a condenser.
  • the first heat exchanger 2 is configured to exchange heat with the outside air from the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing out of the compressor 1 via the pipe 81. By such heat exchange, the high temperature and high pressure refrigerant is condensed.
  • a fan 21 for sending outside air is attached to the first heat exchanger 2 in order to increase the efficiency of heat exchange.
  • the fan 21 supplies the outside air for the refrigerant to exchange heat in the first heat exchanger 2 to the first heat exchanger 2.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant that has passed through the first heat exchanger 2 flows out to the pipe 82.
  • the first expansion device 3 is configured to reduce the pressure of the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing out of the first heat exchanger 2 via the pipe 82.
  • the third value is the pressure value of the refrigerant on the inlet side of the first expansion device 3 (on the discharge port side of the compressor 1). It is smaller than the second value), which is the pressure value of the refrigerant.
  • the medium-temperature and medium-pressure refrigerant obtained by the first expansion device 3 flows out to the second expansion device 8 via the pipe 83 and the pipe 84.
  • the second expansion device 8 is configured to reduce the pressure of the medium-temperature and medium-pressure refrigerant flowing out of the first expansion device 3 via the pipe 83 and the pipe 84.
  • the pressure value of the refrigerant on the outlet side of the second expansion device 8 (the first value which is the pressure value of the refrigerant on the suction port side of the compressor 1) is the pressure value of the refrigerant on the inlet side of the second expansion device 8. It is smaller than the third value), which is the pressure value of the refrigerant on the outlet side of the first expansion device 3.
  • the low-temperature low-pressure refrigerant obtained by the second expansion device 8 flows out to the second heat exchanger 4 via the pipe 85.
  • the second heat exchanger 4 functions as an evaporator.
  • the second heat exchanger 4 is configured to exchange heat with air from the low-temperature low-pressure refrigerant flowing out of the second expansion device 8 via the pipe 85. By such heat exchange, the low temperature and low pressure refrigerant evaporates.
  • the low-temperature low-pressure refrigerant that has passed through the second heat exchanger 4 flows out to the compressor 1 via the pipe 86 and the pipe 87.
  • the compressor 1, the first heat exchanger 2, the first expansion device 3, the second expansion device 8, and the second heat exchanger 4 are connected to the pipe 81 to the pipe. They are sequentially connected via 87, and the refrigerant circulates in a path formed by connecting each of these configurations in a ring shape.
  • a route is also referred to as a “first route”.
  • the control device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 101, a storage medium memory 102 (ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory)), and an input / output buffer (FIG.) for inputting / outputting various signals. (Not shown) etc. are included.
  • the CPU 101 expands the program stored in the ROM into a RAM or the like and executes the program.
  • the program stored in the ROM includes a control program in which the processing procedure of the control device 100 is described.
  • the control device 100 executes control of each part in the refrigerant circuit 20 according to these control programs. This control is not limited to software processing, but can also be processed by dedicated hardware (electronic circuit).
  • the control device 100 drives each actuator such as the compressor 1, but the temperature of the substrate (not shown) of the control device 100 becomes excessive during the driving. May rise.
  • a specified temperature is set in advance, and in order to ensure reliability, the temperature of the substrate must be maintained below the specified temperature.
  • the substrate of the control device 100 is cooled by the low-temperature low-pressure refrigerant flowing out of the second heat exchanger 4, and the refrigerant flowing out of the second heat exchanger 4 is in a gas-liquid two-phase state, the substrate and Condensation is likely to occur in the piping, and the reliability of the control device 100 and thus the refrigeration cycle device 11 as a whole may decrease.
  • the refrigeration cycle device 11 is configured to provide a bypass path in the first path and cool the substrate of the control device 100 with a medium-temperature medium-pressure refrigerant passing through the bypass path.
  • the refrigerant circuit 20 further includes a third expansion device 9, a cooling unit 6, and a plurality of pipes 88 to 90. Further, the refrigerant circuit 20 connects the first point 5 between the first expansion device 3 and the second expansion device 8 and the second point 7 between the compressor 1 and the second heat exchanger 4. Provide a bypass route.
  • a bypass route is also referred to as a “second route”.
  • the cooling unit 6 and the third expansion device 9 are connected in order from the first point 5 to the second point 7.
  • the first point 5 and the cooling unit 6 are connected by a pipe 88.
  • the cooling unit 6 and the third expansion device 9 are connected by a pipe 89.
  • the third expansion device 9 and the second point 7 are connected by a pipe 90.
  • the second path branches from the first path at the first point 5 which is a branch point and joins the first path at the second point 7 which is a confluence point.
  • the medium-temperature and medium-pressure refrigerant obtained by the first expansion device 3 branches at the first point 5 after passing through the pipe 83, and a part of the refrigerant flows out to the second expansion device 8 through the pipe 84. Then, some of the other refrigerants flow out to the cooling unit 6 through the pipe 88.
  • the cooling unit 6 is configured to exchange heat with the substrate of the control device 100 for the medium-temperature and medium-pressure refrigerant flowing out through the pipe 88. By such heat exchange, the cooling unit 6 cools the substrate of the control device 100. Further, by such heat exchange, the medium-temperature and medium-pressure refrigerant evaporates. The medium-temperature and medium-pressure refrigerant that has passed through the cooling unit 6 flows out to the third expansion device 9 via the pipe 89.
  • the third expansion device 9 is configured to reduce the pressure of the medium-temperature and medium-pressure refrigerant flowing out of the cooling unit 6 via the pipe 89.
  • the pressure value of the refrigerant on the outlet side of the third expansion device 9 (the first value which is the pressure value of the refrigerant on the suction port side of the compressor 1) is the pressure value of the refrigerant on the inlet side of the third expansion device 9. It is smaller than the third value), which is the pressure value of the refrigerant on the outlet side of the first expansion device 3.
  • the low-temperature low-pressure refrigerant obtained by the third expansion device 9 flows out to the compressor 1 through the pipe 90 and the pipe 87. As a result, the refrigerant that has passed through the second path branched from the first path at the first point 5 merges with the refrigerant that has passed through the first path again at the second point 7.
  • Each of the first expansion device 3, the second expansion device 8, and the third expansion device 9 described above has a temperature expansion valve that can adjust the flow rate of the refrigerant according to a temperature change, or adjusts the flow rate of the refrigerant by a pressure difference. Any device having a configuration for reducing the pressure of the refrigerant, such as a possible capillary tube, can be adopted. If the control device 100 controls each of the first expansion device 3, the second expansion device 8, and the third expansion device 9 in the direction of opening an opening (not shown) through which the refrigerant passes, the pressure before and after the pressure reduction is reduced. The pressure difference between the rear and the rear can be reduced, and if the opening is controlled in the closing direction, the pressure difference between the pre-decompression and the post-decompression can be increased.
  • FIG. 2 is a ph diagram of the refrigeration cycle in the refrigeration cycle apparatus 11 according to the first embodiment.
  • the vertical axis represents the absolute pressure p and the horizontal axis represents the specific enthalpy h.
  • the refrigeration cycle when the refrigerant passes through the first path of the refrigerant circuit 20 is indicated by reference numeral C1.
  • the refrigeration cycle when the refrigerant passes through the second path at the first point 5 in the first path is indicated by reference numeral C2.
  • Point a indicates the position on the discharge port side of the compressor 1 and on the inflow port side of the first heat exchanger 2.
  • Point b is the outlet of the first heat exchanger 2 and indicates the position on the inlet side of the first expansion device 3.
  • the point c indicates the position on the outlet side of the first expansion device 3.
  • Point d indicates the position on the inflow port side of the second expansion device 8.
  • the point e indicates the position on the outlet side of the second expansion device 8 and the position on the inlet side of the second heat exchanger 4.
  • the point f indicates the position on the outlet side of the second heat exchanger 4.
  • the point g indicates the position of the cooling unit 6 on the inflow port side.
  • the point h is the position on the outlet side of the cooling unit 6 and indicates the position on the inlet side of the third expansion device 9.
  • Point i indicates the position on the outlet side of the third expansion device 9.
  • Point j indicates the position of the compressor 1 on the suction port side.
  • the change in the graph from the point j to the point a indicates the change in the refrigerant when passing through the compressor 1.
  • the change in the graph from the point a to the point b indicates the change in the refrigerant when passing through the first heat exchanger 2.
  • the change in the graph from the point b to the point c, the point d, and the point g indicates the change of the refrigerant when passing through the first expansion device 3.
  • the change in the graph from the point c, the point d, and the point g to the point e shows the change of the refrigerant when passing through the second expansion device 8.
  • the change in the graph from the point e to the point f indicates the change in the refrigerant when passing through the second heat exchanger 4.
  • the change in the graph from the point c, the point d, and the point g to the point h indicates the change in the refrigerant when passing through the cooling unit 6.
  • the change in the graph from the point h to the point i indicates the change in the refrigerant when passing through the third expansion device 9.
  • the above-mentioned first value corresponds to each pressure value of point e, point f, point i, and point j.
  • the second value corresponds to the pressure value of each of the points a and b.
  • the third value corresponds to each pressure value of the point c, the point d, the point g, and the point h.
  • the pressure value of the refrigerant drops from the pressure value at point b to the pressure values at points c, d, and g.
  • the refrigerant at points c, d, and g is in a gas-liquid two-phase state in which gas and liquid are mixed.
  • the pressure value of the refrigerant drops from the pressure value of the points c, d, and g to the pressure value of the point e.
  • the refrigerant at the point e is in a gas-liquid two-phase state.
  • the refrigerant decompressed by the second expansion device 8 passes through the second heat exchanger 4, the refrigerant is in the state shown at the point f by heat exchange. At this time, the refrigerant at the point f is in a gas-liquid two-phase state. That is, in the second heat exchanger 4, the refrigerant passes in a gas-liquid two-phase state.
  • the refrigerant decompressed by the first expansion device 3 passes through the cooling unit 6, the refrigerant is in the state shown at point h by heat exchange. At this time, the refrigerant at the point h is in a gas state. After that, when the refrigerant is further depressurized by the third expansion device 9, the pressure value of the refrigerant drops from the pressure value at the point h to the pressure value at the point i. At this time, the refrigerant at point i is in a gas state.
  • the refrigerant at the point f and the refrigerant at the point i merge at the second point 7 the refrigerant is in a gas state as shown at the point j.
  • the refrigeration cycle transitions from the point e to the point j. That is, since the refrigerant changes from the gas-liquid two-phase state to the gas state due to the heat exchange in the second heat exchanger 4, the refrigerant in the complete gas state passes through a part of the second heat exchanger 4. ..
  • the second path which is a bypass path, branches from the first path, which is the main path through which the refrigerant mainly passes, and is controlled by a part of the refrigerant passing through the second path.
  • the substrate of the device 100 is cooled. This eliminates the need to install a heat sink on the board. Further, since the substrate of the control device 100 is not cooled by the refrigerant passing through the first path, which mainly contributes to the refrigeration cycle, the pressure loss on the first path increases and the refrigeration cycle performance deteriorates. It is possible to avoid the problem.
  • the substrate of the control device 100 is cooled by a medium-temperature and medium-pressure refrigerant having a pressure value higher than that of the low-temperature low-pressure refrigerant flowing out of the second heat exchanger 4.
  • the control device 100 is not the refrigerant on the first path decompressed by each of the first expansion device 3 and the second expansion device 8, but the refrigerant on the second path decompressed by the first expansion device 3.
  • the substrate is cooled.
  • the refrigerant on the outlet side of the second heat exchanger 4 is in a gas-liquid two-phase state, and the dryness of the refrigerant on the outlet side of the second heat exchanger 4 is suppressed. ing. Therefore, the heat transfer performance in the refrigerant circuit 20 can be improved.
  • the refrigerating cycle device 12 will be described as a modification 1 of the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment with reference to FIGS. 3 to 5. In the following, only the part of the refrigerating cycle device 12 that is different from the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment will be described.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the refrigeration cycle device 12 according to the first modification of the first embodiment.
  • the refrigeration cycle device 12 further includes a detection sensor 40 and a detection sensor 50.
  • the detection sensor 40 is provided around the refrigerant circuit 20 (for example, around the first heat exchanger 2).
  • the detection sensor 40 measures the temperature T10 of the outside air around the refrigerant circuit 20, and outputs the measured value to the control device 100.
  • the detection sensor 50 is provided in the pipe 88 near the first point 5.
  • the detection sensor 50 measures at least one of the temperature T1 and the pressure P1 of the refrigerant passing through the pipe 88, and outputs the measured value to the control device 100.
  • the control device 100 controls at least one of the first expansion device 3 and the second expansion device 8 so that the detection temperature T1 obtained by the detection sensor 50 is larger than the dew point temperature T11 and lower than the outside air temperature T10. do.
  • the dew point temperature T11 may be a preset fixed value or a value measured by a detection sensor (not shown).
  • control device 100 is a first expansion device so that the detection pressure P1 obtained by the detection sensor 50 is larger than the dew point pressure P11 corresponding to the dew point temperature T11 and equal to or less than the outside air pressure P10 corresponding to the outside air temperature T10. Controls at least one of 3 and the second expansion device 8.
  • FIG. 4 is a ph diagram of the refrigeration cycle in the refrigeration cycle apparatus 12 according to the first modification of the first embodiment.
  • the control device 100 adjusts the opening degree of at least one of the first expansion device 3 and the second expansion device 8 to adjust the opening degree of the refrigerant at the points c, d, and g.
  • the pressure value is adjusted so that the detected temperature T1 is larger than the dew point temperature T11 and the outside air temperature T10 or less.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the control of the control device 100 in the refrigeration cycle device 12 according to the modification 1 of the first embodiment.
  • the control device 100 executes the processing of the flowchart shown in FIG. 5 by executing the control program stored in the memory 102.
  • the processing of this flowchart is called and executed from the main control routine of the refrigerating cycle apparatus 12 at regular intervals.
  • "S" is used as an abbreviation for "STEP".
  • the control device 100 determines whether or not the refrigeration cycle device 12 is in operation (S1). The control device 100 returns control to the main control routine when the refrigeration cycle device 12 is not in operation (NO in S1).
  • the control device 100 acquires a measured value (detection temperature T1, detection pressure P1) from the detection sensor 50 (S2). The control device 100 determines whether or not the detected temperature T1 is larger than the outside air temperature T10 (S3). Alternatively, the control device 100 determines whether or not the detected pressure P1 is larger than the outside air pressure P10 (S3).
  • the control device 100 When the detected temperature T1 is larger than the outside air temperature T10 (YES in S3) or the detected pressure P1 is larger than the outside air pressure P10 (YES in S3), the control device 100 has the first expansion device 3 and the second expansion. Control at least one of the devices 8 (S5). Specifically, the control device 100 controls the first expansion device 3 in the closing direction and the second expansion device 8 in the opening direction.
  • the control device 100 determines whether or not the detection temperature T1 is the dew point temperature T11 or less (S4). Alternatively, the control device 100 determines whether or not the detected pressure P1 is equal to or less than the dew point pressure P11 (S4).
  • the control device 100 has the first expansion device 3 and the second expansion when the detection temperature T1 is the dew point temperature T11 or less (YES in S4) or when the detection pressure P1 is the dew point pressure P11 or less (YES in S4). Control at least one of the devices 8 (S5). Specifically, the control device 100 controls the first expansion device 3 in the opening direction and the second expansion device 8 in the closing direction.
  • the control device 100 is mainly used when the detected temperature T1 is lower than the dew point temperature T11 (NO in S4), or when the detected pressure P1 is lower than the dew point pressure P11 (NO in S4), or after the processing of S5. Return control to the control routine.
  • the refrigerating cycle device 12 can set the temperature T1 of the refrigerant flowing into the cooling unit 6 to be larger than the dew point temperature T11 and the outside air temperature T10 or less, so that dew condensation occurs on the substrate and piping of the control device 100. Can be prevented more effectively.
  • the refrigerating cycle device 13 will be described as a modification 2 of the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment with reference to FIG. In the following, only the part of the refrigerating cycle device 13 that is different from the refrigerating cycle device 12 according to the first modification of the first embodiment will be described.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the refrigeration cycle device 13 according to the second modification of the first embodiment.
  • the refrigeration cycle device 13 further includes a detection sensor 51.
  • the detection sensor 51 measures the dry-bulb temperature, the wet-bulb temperature, or the humidity of the outside air, and outputs the measured value to the control device 100.
  • the control device 100 calculates the dew point temperature T11 based on the measured value T2 obtained by the detection sensor 51. Then, similarly to the refrigeration cycle device 12 described above, the control device 100 has the first expansion device 3 and the control device 100 so that the detection temperature T1 obtained by the detection sensor 50 is larger than the dew point temperature T11 and is equal to or lower than the outside air temperature T10. Controls at least one of the second expansion devices 8.
  • the refrigerating cycle apparatus 13 does not use a fixed value as the dew point temperature T11 in controlling the temperature T1 of the refrigerant flowing into the cooling unit 6, but is based on the measured value T2 obtained by the detection sensor 51. Since the dew point temperature T11 is calculated, it is possible to more accurately prevent dew condensation from occurring on the substrate and piping of the control device 100.
  • the refrigerating cycle device 14 will be described as a modification 3 of the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment with reference to FIGS. 7 and 8. In the following, only the part of the refrigerating cycle device 14 that is different from the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment will be described.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a refrigeration cycle device according to a modification 3 of the first embodiment.
  • the refrigeration cycle device 14 further comprises a detection sensor 52.
  • the detection sensor 52 measures the temperature T3 of the control device 100 and outputs the measured value to the control device 100.
  • the control device 100 controls the third expansion device 9 so that the detection temperature T3 obtained by the detection sensor 52 becomes less than the preset predetermined temperature T12.
  • the specified temperature T12 is a temperature higher than the dew point temperature and the operation of the control device 100 is guaranteed.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the control of the control device 100 in the refrigeration cycle device 14 according to the third modification of the first embodiment.
  • the control device 100 executes the processing of the flowchart shown in FIG. 8 by executing the control program stored in the memory 102.
  • the processing of this flowchart is called and executed from the main control routine of the refrigerating cycle apparatus 14 at regular intervals.
  • "S" is used as an abbreviation for "STEP".
  • the control device 100 determines whether or not the refrigeration cycle device 14 is in operation (S11). The control device 100 returns control to the main control routine when the refrigeration cycle device 14 is not in operation (NO in S11).
  • the control device 100 acquires the detection temperature T3 from the detection sensor 52 (S12). The control device 100 determines whether or not the detected temperature T3 is equal to or higher than the specified temperature T12 (S13).
  • the control device 100 controls the third expansion device 9 (S14). Specifically, the control device 100 controls the third expansion device 9 in the opening direction.
  • the control device 100 returns control to the main control routine when the detection temperature T3 is lower than the specified temperature T12 (NO in S13) or after the processing of S14.
  • the refrigerating cycle device 14 can set the temperature of the control device 100 to less than the specified temperature T12, the reliability of the control device 100 can be ensured.
  • the refrigerating cycle device 15 will be described as a modification 4 of the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment with reference to FIGS. 9 and 10. In the following, only the part of the refrigerating cycle device 15 that is different from the refrigerating cycle device 14 according to the third modification of the first embodiment will be described.
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the refrigeration cycle device 15 according to the modified example 4 of the first embodiment.
  • the refrigeration cycle device 15 further comprises a detection sensor 53.
  • the detection sensor 53 measures the temperature T4 of the refrigerant passing through the pipe 89 between the cooling unit 6 and the third expansion device 9, and outputs the measured value to the control device 100.
  • the control device 100 further controls the third expansion device 9 so that the detection temperature T4 obtained by the detection sensor 53 becomes a preset predetermined temperature T13.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining the control of the control device 100 in the refrigeration cycle device 15 according to the modified example 4 of the first embodiment.
  • the control device 100 executes the processing of the flowchart shown in FIG. 10 by executing the control program stored in the memory 102.
  • the processing of this flowchart is called and executed from the main control routine of the refrigerating cycle apparatus 15 at regular intervals.
  • "S" is used as an abbreviation for "STEP".
  • the control device 100 determines whether or not the refrigeration cycle device 15 is in operation (S21). The control device 100 returns control to the main control routine when the refrigeration cycle device 15 is not in operation (NO in S21).
  • the control device 100 acquires the detection temperature T3 from the detection sensor 52 (S22). Further, the control device 100 acquires the detection temperature T4 from the detection sensor 53 (S23).
  • the control device 100 determines whether or not the detected temperature T3 is equal to or higher than the specified temperature T12 (S24). When the detection temperature T3 is equal to or higher than the specified temperature T12 (YES in S24), the control device 100 controls the third expansion device 9 (S25). Specifically, the control device 100 controls the third expansion device 9 in the opening direction.
  • the control device 100 determines whether or not the detection temperature T4 is not the specified temperature T13 (S26). When the detection temperature T4 is not the specified temperature T13 (YES in S26), the control device 100 controls the third expansion device 9 (S27). Specifically, when the detection temperature T4 is larger than the specified temperature T13, the control device 100 controls in the direction of opening the third expansion device 9. On the other hand, when the detection temperature T4 is smaller than the specified temperature T13, the control device 100 controls the third expansion device 9 in the closing direction.
  • the refrigerating cycle device 15 can maintain the temperature of the control device 100 at an appropriate temperature by setting the temperature T4 of the refrigerant passing between the cooling unit 6 and the third expansion device 9 to the specified temperature T13. , The reliability of the control device 100 can be ensured.
  • Embodiment 2 The refrigeration cycle apparatus 16 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. In the following, only the part of the refrigerating cycle device 16 that is different from the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment will be described.
  • FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the refrigeration cycle device 16 according to the second embodiment.
  • the refrigeration cycle device 16 further includes a liquid receiver (receiver) 10 at the first point 5.
  • the liquid receiver 10 stores the liquid refrigerant flowing out from the first expansion device 3.
  • the first end portion 83a on the first point 5 side of the pipe 83, the second end portion 88a on the first point 5 side of the pipe 88, and the second end portion 88a on the first point 5 side of the pipe 84 The three ends 84a are connected to each other.
  • the third end portion 84a of the pipe 84 is connected below the liquid level of the refrigerant stored in the receiver 10, sucks up the liquid portion of the refrigerant, and transfers the refrigerant to the second expansion device 8 via the pipe 84. And let it flow out.
  • FIG. 12 is a ph diagram of the refrigeration cycle in the refrigeration cycle apparatus 16 according to the second embodiment.
  • the refrigerating cycle in the refrigerating cycle apparatus 16 according to the second embodiment is different from the refrigerating cycle in the refrigerating cycle apparatus 11 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the refrigerant at the point d on the side is in a saturated liquid state.
  • the refrigerating cycle device 16 can improve the controllability of the refrigerating cycle, so that the reliability of the refrigerating cycle device 16 can be improved.
  • a modified example of the second embodiment The refrigeration cycle apparatus according to the modification of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14. In the following, only the part different from the refrigerating cycle apparatus 16 according to the second embodiment will be described with respect to the refrigerating cycle apparatus according to the modified example of the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the liquid receiver 10 in the refrigeration cycle device according to the modified example of the second embodiment.
  • the distance h2 between the second end portion 88a of the pipe 88 and the bottom portion 10a of the liquid receiver 10 is the second of the pipe 84.
  • the distance between the three end portions 84a and the bottom portion 10a of the receiver 10 is set to h1 or less.
  • FIG. 14 is a ph diagram of the refrigeration cycle in the refrigeration cycle apparatus according to the modified example of the second embodiment.
  • the refrigerating cycle in the refrigerating cycle apparatus according to the modified example of the second embodiment is different from the refrigerating cycle in the refrigerating cycle apparatus 16 according to the second embodiment shown in FIG.
  • the refrigerant at the point g on the side becomes a saturated liquid state.
  • the refrigerant on the inlet side of the cooling unit 6 is in a saturated liquid state. Therefore, in the refrigerating cycle C2 shown in FIG. 14, between the refrigerant at the point g on the inlet side of the cooling unit 6 and the refrigerant at the point h on the outlet side of the cooling unit 6 than the refrigerating cycle C2 shown in FIG. The difference in enthalpy can be large.
  • the refrigerating cycle apparatus can improve the heat transfer performance in the cooling unit 6 as compared with the refrigerating cycle apparatus 16 according to the second embodiment, and can improve the heat transfer performance of the refrigerant for heat exchange.
  • the flow rate can be reduced.
  • Embodiment 3 The refrigeration cycle apparatus 17 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In the following, only the part of the refrigerating cycle device 17 that is different from the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment will be described.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the refrigeration cycle device 17 according to the third embodiment.
  • the refrigeration cycle device 17 further comprises a four-way valve 70.
  • the four-way valve 70 has a first port 71, a second port 72, a third port 73, and a fourth port 74.
  • the four-way valve 70 communicates between the first port 71 and the second port 72, and communicates the third port 73 and the fourth port 74 in the first state and the first state based on the control of the control device 100. It is controlled to one of the second states in which the port 71 and the fourth port 74 communicate with each other and the second port 72 and the third port 73 communicate with each other.
  • the first port 71 is connected to the suction port side of the compressor 1 via the pipe 861.
  • the second port 72 is connected to the outlet side of the second heat exchanger 4 via the pipe 862.
  • the third port 73 is connected to the discharge port side of the compressor 1 via the pipe 811.
  • the fourth port 74 is connected to the inlet side of the first heat exchanger 2 via the pipe 812.
  • the first heat exchanger 2 functions as a condenser and the second heat exchanger 4 functions as an evaporator.
  • the control device 100 controls the four-way valve 70 to the first state, so that the refrigerant flows from the second heat exchanger 4 to the compressor 1. That is, during the cooling operation, the refrigerant circulates in the order of the compressor 1, the first heat exchanger 2, the first expansion device 3, the second expansion device 8, and the second heat exchanger 4.
  • the first heat exchanger 2 functions as an evaporator and the second heat exchanger 4 functions as a condenser.
  • the control device 100 controls the four-way valve 70 to the second state, so that the refrigerant flows from the compressor 1 to the second heat exchanger 4. That is, during the heating operation, the refrigerant circulates in the order of the compressor 1, the second heat exchanger 4, the second expansion device 8, the first expansion device 3, and the first heat exchanger 2.
  • the flow of the refrigerant can be switched between the cooling operation and the heating operation, but even in such a configuration, the refrigerating cycle device 17 has a medium temperature and a medium pressure via the second path. Refrigerant can flow to the cooling unit 6.
  • the refrigerating cycle device 17 decompresses the refrigerant flowing out of the first heat exchanger 2 to a medium pressure by the first expansion device 3, and then the decompressed refrigerant is a branch point. It is branched at the first point 5 and partly flows to the second expansion device 8 on the first path and partly flows to the cooling unit 6 on the second path. Then, on the second path, the refrigerating cycle device 17 causes the refrigerant to flow to the cooling unit 6, then decompresses the refrigerant to a low pressure by the third expansion device 9, and the decompressed refrigerant is used at the second point 7 which is the confluence point. In, it merges with the refrigerant on the first path.
  • the refrigerating cycle device 17 branches the refrigerant flowing out from the first heat exchanger 2 at the second point 7 which is a branch point, and a part of the refrigerant flows to the compressor 1 on the first path. At the same time, a part of the flow is sent to the third expansion device 9 on the second path. Then, on the second path, the refrigerating cycle device 17 causes the refrigerant reduced to a medium pressure by the third expansion device 9 to flow to the cooling unit 6, and then on the first path at the first point 5 which is the confluence point. Merge with the refrigerant.
  • the refrigerating cycle device 17 can cool the substrate of the control device 100 by flowing the refrigerant reduced to a medium pressure to the cooling unit 6 in both the cooling operation and the heating operation. As a result, the refrigerating cycle device 17 can dissipate heat from the control device 100 in both the cooling operation and the heating operation without deteriorating the reliability of the control device 100 and the entire refrigeration cycle device 17 as much as possible.
  • the present disclosure relates to refrigeration cycle devices 11-17.
  • the refrigerating cycle device 11 includes a refrigerant circuit 20 configured to circulate the refrigerant, and a control device 100 for controlling the refrigerant circuit 20.
  • the refrigerant circuit 20 includes a compressor 1, a first heat exchanger 2, a first expansion device 3, a second expansion device 8, a third expansion device 9, a second heat exchanger 4, and a control device 100.
  • a cooling unit 6 for cooling the substrate of the above is provided.
  • the compressor 1, the first heat exchanger 2, the first expansion device 3, the second expansion device 8, and the second heat exchanger 4 are connected in order.
  • In the second path of the refrigerant circuit 20 from the first point 5 between the first expansion device 3 and the second expansion device 8 to the second point 7 between the compressor 1 and the second heat exchanger 4.
  • the cooling unit 6 and the third expansion device 9 are connected in order.
  • the refrigerant decompressed by each of the first expansion device 3 and the second expansion device 8 flows into the second heat exchanger 4, while the refrigerant flows into the second heat exchanger 4.
  • the refrigerant decompressed by the first expansion device 3 flows into the cooling unit 6 that cools the substrate of the control device 100.
  • the control device 100 is not operated by the refrigerant on the first path decompressed by each of the first expansion device 3 and the second expansion device 8, but by the refrigerant on the second path decompressed by the first expansion device 3.
  • the substrate Since the substrate is cooled, it is possible to prevent dew condensation from occurring on the substrate of the control device 100 as much as possible, and to dissipate heat from the control device 100 without deteriorating the reliability of the control device 100 and the refrigeration cycle device 11 as a whole. Can be done.
  • control device 100 has the first expansion device 3 and the second expansion device 3 so that the temperature T1 of the refrigerant passing between the first point 5 and the cooling unit 6 is larger than the dew point temperature T11 and lower than the outside air temperature T10. Controls at least one of the expansion devices 8.
  • the refrigerating cycle device 12 can set the temperature T1 of the refrigerant flowing into the cooling unit 6 to be larger than the dew point temperature T11 and the outside air temperature T10 or less, and thus the substrate of the control device 100. And it is possible to prevent the formation of dew condensation in the piping more effectively.
  • control device 100 controls the third expansion device 9 so that the temperature T3 of the control device 100 is lower than the first specified temperature T12.
  • the refrigerating cycle device 14 can set the temperature of the control device 100 to a temperature lower than the specified temperature T12, so that the reliability of the control device 100 can be ensured.
  • control device 100 further controls the third expansion device 9 so that the temperature T4 of the refrigerant passing between the cooling unit 6 and the third expansion device 9 becomes the second specified temperature T13.
  • the refrigerating cycle device 15 sets the temperature T4 of the refrigerant passing between the cooling unit 6 and the third expansion device 9 to the specified temperature T13, so that the temperature of the control device 100 becomes an appropriate temperature. It can be maintained and the reliability of the control device 100 can be ensured.
  • the refrigeration cycle device 16 is provided at the first point 5 and further includes a liquid receiver 10 for storing the refrigerant.
  • the second end portion 88a of the above and the third end portion 84a on the first point 5 side of the pipe 84 connecting the first point 5 and the second expansion device 8 are each connected to the receiver 10. ..
  • the refrigerating cycle device 16 can appropriately reduce the pressure of the refrigerant in the second expansion device 8 because the refrigerant on the inlet side of the second expansion device 8 is in a saturated liquid state. As a result, the refrigerating cycle device 16 can improve the controllability of the refrigerating cycle, so that the reliability of the refrigerating cycle device 16 can be improved.
  • the distance between the second end 88a and the bottom 10a of the receiver 10 is less than or equal to the distance between the third end 84a and the bottom 10a of the receiver 10.
  • the refrigerant on the inlet side of the cooling unit 6 is in a saturated liquid state, so that the refrigerant on the inlet side of the cooling unit 6 and the refrigerant on the outlet side of the cooling unit 6 are provided. It is possible to take a large difference in enthalpy between and. As a result, the refrigerating cycle device can improve the heat transfer performance in the cooling unit 6 and reduce the flow rate of the refrigerant for heat exchange.
  • the refrigeration cycle device 17 further comprises a four-way valve 70 having a first port 71, a second port 72, a third port 73, and a fourth port 74.
  • the four-way valve 70 communicates with the first port 71 and the second port 72, and communicates with the third port 73 and the fourth port 74 in the first state, and the first port 71 and the fourth port 74. And is controlled to one of the second states in which the second port 72 and the third port 73 are communicated with each other.
  • the first port 71 is connected to the suction port side of the compressor 1.
  • the second port 72 is connected to the outlet side of the second heat exchanger 4.
  • the third port 73 is connected to the discharge port side of the compressor.
  • the fourth port 74 is connected to the inlet side of the first heat exchanger 2.
  • the refrigerating cycle device 17 cools the substrate of the control device 100 by flowing the refrigerant reduced to the medium pressure to the cooling unit 6 in both the cooling operation and the heating operation. be able to. As a result, the refrigerating cycle device 17 can dissipate heat from the control device 100 in both the cooling operation and the heating operation without deteriorating the reliability of the control device 100 and the entire refrigeration cycle device 17 as much as possible.
  • the refrigerating cycle device may be used for an air conditioner or the like.
  • 1 Compressor 2 1st heat exchanger, 3 1st expansion device, 4 2nd heat exchanger, 5 1st point, 6 cooling part, 7 2nd point, 8 2nd expansion device, 9 3rd expansion device, 10 Recipient, 10a Bottom, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 Refrigerant cycle device, 20 Refrigerant circuit, 21 Fan, 40, 50, 51, 52, 53 Detection sensor, 70 Four-way valve, 71st 1 port, 72 2nd port, 73 3rd port, 74 4th port, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 811, 812, 861, 862 piping, 83a 1st End, 84a 3rd end, 88a 2nd end, 100 control device, 102 memory.

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

冷凍サイクル装置（１１）は、冷媒を循環させるように構成された冷媒回路（２０）と、冷媒回路（２０）を制御する制御装置（１００）とを備える。冷媒回路（２０）は、圧縮機（１）と、第１熱交換器（２）と、第１膨張装置（３）と、第２膨張装置（８）と、第３膨張装置（９）と、第２熱交換器（４）と、制御装置（１００）の基板を冷却する冷却部（６）とを備える。冷媒回路（２０）の第１経路において、圧縮機（１）と、第１熱交換器（２）と、第１膨張装置（３）と、第２膨張装置（８）と、第２熱交換器（４）とが順に接続されている。冷媒回路（２０）の第２経路において、第１膨張装置（３）と第２膨張装置（８）との間の第１点（５）から圧縮機（１）と第２熱交換器（４）との間の第２点（７）へと、冷却部（６）と、第３膨張装置（９）とが順に接続されている。

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、冷媒を循環させるように構成された冷媒回路を備える冷凍サイクル装置においては、冷媒回路を制御する制御装置の放熱を行うことが知られている。
　特開２００９－２５７６０１号公報（特許文献１）には、冷媒回路を制御する電子機器を備え、冷媒回路内を循環する冷媒と電子機器との間で熱交換を行うことで電子機器を冷却する空気調和装置が開示されている。
特開２００９－２５７６０１号公報
　特開２００９－２５７６０１号公報に開示された空気調和装置は、蒸発器から流出した低温低圧の冷媒によって電子機器を冷却するように構成されている。このため、蒸発器から流出した冷媒がガスと液体とが混在する気液二相状態である場合には、電子機器および配管において結露が生じ易くなり、電子機器ひいては装置全体の信頼性が低下する虞がある。
　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、装置の信頼性を極力低下させることなく冷媒回路を制御する制御装置の放熱を行う冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
　本開示に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を循環させるように構成された冷媒回路と、冷媒回路を制御する制御装置とを備える。冷媒回路は、圧縮機と、第１熱交換器と、第１膨張装置と、第２膨張装置と、第３膨張装置と、第２熱交換器と、制御装置の基板を冷却する冷却部とを備える。冷媒回路の第１経路において、圧縮機と、第１熱交換器と、第１膨張装置と、第２膨張装置と、第２熱交換器とが順に接続されている。冷媒回路の第２経路において、第１膨張装置と第２膨張装置との間の第１点から圧縮機と第２熱交換器との間の第２点へと、冷却部と、第３膨張装置とが順に接続されている。
　本開示によれば、冷媒回路の第１経路において、第１膨張装置および第２膨張装置の各々によって減圧された冷媒が第２熱交換器に流入する一方で、冷媒回路の第２経路において、第１膨張装置によって減圧された冷媒が制御装置の基板を冷却する冷却部に流入する。このように、第１膨張装置および第２膨張装置の各々によって減圧された第１経路上の冷媒ではなく、第１膨張装置によって減圧された第２経路上の冷媒によって制御装置の基板が冷却されるため、制御装置の基板において結露が生じることを極力防ぐことができ、制御装置ひいては冷凍サイクル装置全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置の放熱を行うことができる。
実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置における冷凍サイクルのｐ－ｈ線図である。 実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置における冷凍サイクルのｐ－ｈ線図である。 実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置における制御装置の制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の変形例２に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態１の変形例３に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態１の変形例３に係る冷凍サイクル装置における制御装置の制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の変形例４に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態１の変形例４に係る冷凍サイクル装置における制御装置の制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置における冷凍サイクルのｐ－ｈ線図である。 実施の形態２の変形例に係る冷凍サイクル装置における受液器の構成を示す図である。 実施の形態２の変形例に係る冷凍サイクル装置における冷凍サイクルのｐ－ｈ線図である。 実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
　以下、本開示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り返さない。
　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１の構成を示す図である。なお、図１では、冷凍サイクル装置１１における各機器の接続関係および配置構成を機能的に示しており、物理的な空間における配置を必ずしも示すものではない。
　図１を参照して、冷凍サイクル装置１１は、冷媒回路２０と、制御装置１００とを備える。冷媒回路２０は、圧縮機１と、第１熱交換器２と、第１膨張装置３と、第２膨張装置８と、第３膨張装置９と、第２熱交換器４と、複数の配管８１～配管８７とを備える。
　圧縮機１と第１熱交換器２とは、配管８１によって接続されている。第１熱交換器２と第１膨張装置３とは、配管８２によって接続されている。第１膨張装置３と第２膨張装置８とは、配管８３および配管８４によって接続されている。第２膨張装置８と第２熱交換器４とは、配管８５によって接続されている。第２熱交換器４と圧縮機１とは、配管８６および配管８７によって接続されている。
　圧縮機１は、配管８６および配管８７を介して第２熱交換器４から流出した低温低圧の冷媒の圧力を上げるように構成されている。圧縮機１の吸入口側における冷媒の圧力値を第１値とし、圧縮機１の吐出口側における冷媒の圧力値を第２値とした場合、第２値は、第１値よりも大きくなる。圧縮機１によって得られた高温高圧の冷媒は、配管８１を介して第１熱交換器２へと流出する。
　圧縮機１は、制御装置１００からの制御信号に従って、運転および停止、さらには運転時の回転速度を調整するように構成されている。制御装置１００は、圧縮機１の回転速度を調整することによって、冷媒の循環量を調整し、その結果、冷凍サイクル装置１１の冷凍能力を調整することができる。圧縮機１には種々のタイプのものを採用可能であり、たとえば、スクロールタイプ、ロータリータイプ、スクリュータイプなどのものを採用可能である。
　実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１では、第１熱交換器２は、凝縮器として機能する。第１熱交換器２は、配管８１を介して圧縮機１から流出した高温高圧の冷媒を、外気との間で熱交換を行うように構成されている。このような熱交換により、高温高圧の冷媒は凝縮する。第１熱交換器２には、熱交換の効率を上げるために外気を送るファン２１が取り付けられている。ファン２１は、第１熱交換器２において冷媒が熱交換を行うための外気を第１熱交換器２に供給する。第１熱交換器２を通過した高温高圧の冷媒は、配管８２へと流出する。
　第１膨張装置３は、配管８２を介して第１熱交換器２から流出した高温高圧の冷媒の圧力を下げるように構成されている。第１膨張装置３の流出口側における冷媒の圧力値を第３値とした場合、第３値は、第１膨張装置３の流入口側における冷媒の圧力値（圧縮機１の吐出口側における冷媒の圧力値である第２値）よりも小さくなる。第１膨張装置３によって得られた中温中圧の冷媒は、配管８３および配管８４を介して第２膨張装置８へと流出する。
　第２膨張装置８は、配管８３および配管８４を介して第１膨張装置３から流出した中温中圧の冷媒の圧力を下げるように構成されている。第２膨張装置８の流出口側における冷媒の圧力値（圧縮機１の吸入口側における冷媒の圧力値である第１値）は、第２膨張装置８の流入口側における冷媒の圧力値（第１膨張装置３の流出口側における冷媒の圧力値である第３値）よりも小さくなる。第２膨張装置８によって得られた低温低圧の冷媒は、配管８５を介して第２熱交換器４へと流出する。
　実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１では、第２熱交換器４は、蒸発器として機能する。第２熱交換器４は、配管８５を介して第２膨張装置８から流出した低温低圧の冷媒を、空気との間で熱交換を行うように構成されている。このような熱交換により、低温低圧の冷媒は蒸発する。第２熱交換器４を通過した低温低圧の冷媒は、配管８６および配管８７を介して圧縮機１へと流出する。
　このように、冷媒回路２０においては、圧縮機１と、第１熱交換器２と、第１膨張装置３と、第２膨張装置８と、第２熱交換器４とが、配管８１～配管８７を介して順に接続されており、冷媒は、これら各構成が環状に接続されることで形成された経路を循環する。以下では、このような経路を「第１経路」とも称する。
　制御装置１００は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）１０１と、記憶媒体であるメモリ１０２（ＲＯＭ（Read　Only　Memory）およびＲＡＭ（Random　Access　Memory））と、各種信号を入出力するための入出力バッファ（図示せず）などを含んで構成されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭなどに展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、制御装置１００の処理手順が記された制御プログラムを含む。制御装置１００は、これらの制御プログラムに従って、冷媒回路２０における各部の制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
　このような構成を備える冷凍サイクル装置１１においては、制御装置１００が圧縮機１などの各アクチュエータを駆動するが、その駆動の際に制御装置１００の基板（図示は省略する）の温度が過度に上昇することがある。制御装置１００においては、予め規定温度が設定されており、信頼性を確保するためには、基板の温度が規定温度未満に維持されなければならない。
　一般的にはヒートシンクを基板に設置することで基板の放熱を行う技術が知られているが、ヒートシンクが大型になればなるほど、基板を保持する力が必要になり、冷凍サイクル装置の構造が複雑になる。また、ヒートシンクの設置によって冷凍サイクルの性能が低下する虞もある。
　また、冷凍サイクルに主に寄与する第１経路を通過する冷媒によって制御装置１００の基板を冷却することも考えられるが、この場合、第１経路上で圧力損失が増大することで冷凍サイクルの性能が低下する虞もある。
　さらに、第２熱交換器４から流出した低温低圧の冷媒によって制御装置１００の基板を冷却した場合、第２熱交換器４から流出した冷媒が気液二相状態である場合には、基板および配管において結露が生じ易くなり、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１１全体の信頼性が低下する虞がある。
　そこで、冷凍サイクル装置１１は、第１経路にバイパス経路を設け、そのバイパス経路を通る中温中圧の冷媒によって制御装置１００の基板を冷却するように構成されている。
　具体的には、冷媒回路２０は、第３膨張装置９と、冷却部６と、複数の配管８８～配管９０とをさらに備える。さらに、冷媒回路２０は、第１膨張装置３と第２膨張装置８との間の第１点５と、圧縮機１と第２熱交換器４との間の第２点７とを接続するバイパス経路を備える。以下では、このようなバイパス経路を「第２経路」とも称する。
　第２経路においては、第１点５から第２点７へと、冷却部６と、第３膨張装置９とが順に接続されている。第１点５と冷却部６とは、配管８８によって接続されている。冷却部６と第３膨張装置９とは、配管８９によって接続されている。第３膨張装置９と第２点７とは、配管９０によって接続されている。このように、第２経路は、分岐点である第１点５において第１経路から分岐し、合流点である第２点７において第１経路に合流する。
　第１膨張装置３によって得られた中温中圧の冷媒は、配管８３を通った後に第１点５で分岐し、一部の冷媒は配管８４を介して第２膨張装置８へと流出する一方で、他の一部の冷媒は配管８８を介して冷却部６へと流出する。
　冷却部６は、配管８８を介して流出した中温中圧の冷媒を、制御装置１００の基板との間で熱交換を行うように構成されている。このような熱交換により、冷却部６は、制御装置１００の基板を冷却する。また、このような熱交換により、中温中圧の冷媒は蒸発する。冷却部６を通過した中温中圧の冷媒は、配管８９を介して第３膨張装置９へと流出する。
　第３膨張装置９は、配管８９を介して冷却部６から流出した中温中圧の冷媒の圧力を下げるように構成されている。第３膨張装置９の流出口側における冷媒の圧力値（圧縮機１の吸入口側における冷媒の圧力値である第１値）は、第３膨張装置９の流入口側における冷媒の圧力値（第１膨張装置３の流出口側における冷媒の圧力値である第３値）よりも小さくなる。第３膨張装置９によって得られた低温低圧の冷媒は、配管９０および配管８７を介して圧縮機１へと流出する。これにより、第１点５で第１経路から分岐した第２経路を通った冷媒は、第２点７で再び第１経路を通る冷媒と合流する。
　上述した第１膨張装置３、第２膨張装置８、および第３膨張装置９の各々は、温度変化に応じて冷媒の流量を調整可能な温度膨張弁、または、圧力差によって冷媒の流量を調整可能なキャピラリーチューブなど、冷媒を減圧する構成を備える装置であれば、いずれのものを採用可能である。制御装置１００は、第１膨張装置３、第２膨張装置８、および第３膨張装置９の各々について、冷媒が通過する開口部（図示は省略する）を開ける方向に制御すれば減圧前と減圧後との圧力差を小さくすることができ、開口部を閉じる方向に制御すれば減圧前と減圧後との圧力差を大きくすることができる。
　図２は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１における冷凍サイクルのｐ－ｈ線図である。図２では、縦軸に絶対圧力ｐ、横軸に比エンタルピーｈをとる。冷媒回路２０の第１経路を冷媒が通る場合の冷凍サイクルは、符号Ｃ１で示される。第１経路における第１点５で第２経路を冷媒が通る場合の冷凍サイクルは、符号Ｃ２で示される。
　図２に示す点ａ～点ｊの各々は、図１に示す点ａ～点ｊの各々に対応している。点ａは、圧縮機１の吐出口側でありかつ第１熱交換器２の流入口側の位置を示す。点ｂは、第１熱交換器２の流出口でありかつ第１膨張装置３の流入口側の位置を示す。点ｃは、第１膨張装置３の流出口側の位置を示す。点ｄは、第２膨張装置８の流入口側の位置を示す。点ｅは、第２膨張装置８の流出口側の位置でありかつ第２熱交換器４の流入口側の位置を示す。点ｆは、第２熱交換器４の流出口側の位置を示す。点ｇは、冷却部６の流入口側の位置を示す。点ｈは、冷却部６の流出口側の位置でありかつ第３膨張装置９の流入口側の位置を示す。点ｉは、第３膨張装置９の流出口側の位置を示す。点ｊは、圧縮機１の吸入口側の位置を示す。
　冷凍サイクルＣ１において、点ｊから点ａに至るまでのグラフの変化は、圧縮機１を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ａから点ｂに至るまでのグラフの変化は、第１熱交換器２を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ｂから点ｃ，点ｄ，点ｇに至るまでのグラフの変化は、第１膨張装置３を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ｃ，点ｄ，点ｇから点ｅに至るまでのグラフの変化は、第２膨張装置８を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ｅから点ｆに至るまでのグラフの変化は、第２熱交換器４を通過した場合の冷媒の変化を示す。
　冷凍サイクルＣ２において、点ｃ，点ｄ，点ｇから点ｈに至るまでのグラフの変化は、冷却部６を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ｈから点ｉに至るまでのグラフの変化は、第３膨張装置９を通過した場合の冷媒の変化を示す。
　上述した第１値は、点ｅ、点ｆ、点ｉ、および点ｊの各々の圧力値に対応する。第２値は、点ａおよび点ｂの各々の圧力値に対応する。第３値は、点ｃ、点ｄ、点ｇ、および点ｈの各々の圧力値に対応する。
　冷凍サイクルＣ１について、第１膨張装置３によって冷媒が減圧されると、冷媒の圧力値は、点ｂの圧力値から点ｃ，点ｄ，点ｇの圧力値にまで下がる。このとき、点ｃ，点ｄ，点ｇにおける冷媒は、ガスと液体とが混在する気液二相状態である。その後、第２膨張装置８によって冷媒がさらに減圧されると、冷媒の圧力値は、点ｃ，点ｄ，点ｇの圧力値から点ｅの圧力値にまで下がる。このとき、点ｅにおける冷媒は、気液二相状態である。その後、第２膨張装置８によって減圧された冷媒が第２熱交換器４を通過すると、冷媒は熱交換によって点ｆに示す状態となる。このとき、点ｆにおける冷媒は、気液二相状態である。すなわち、第２熱交換器４内においては、全て気液二相状態で冷媒が通過する。
　冷凍サイクルＣ２について、第１膨張装置３によって減圧された冷媒が冷却部６を通過すると、冷媒は熱交換によって点ｈに示す状態となる。このとき、点ｈにおける冷媒は、ガス状態である。その後、第３膨張装置９によって冷媒がさらに減圧されると、冷媒の圧力値は、点ｈの圧力値から点ｉの圧力値にまで下がる。このとき、点ｉにおける冷媒は、ガス状態である。
　点ｆにおける冷媒と点ｉにおける冷媒とが第２点７で合流すると、冷媒は点ｊに示すようにガス状態となる。
　なお、仮に、第２経路が設けられることなく、冷媒が第１経路のみを通過する場合、冷凍サイクルは、点ｅから点ｊへと状態遷移する。すなわち、第２熱交換器４における熱交換によって冷媒が気液二相状態からガス状態へと変化するため、第２熱交換器４内の一部においては、完全なガス状態の冷媒が通過する。
　以上のように、冷凍サイクル装置１１においては、冷媒が主に通過するメイン経路となる第１経路からバイパス経路となる第２経路が分岐し、その第２経路を通過する一部の冷媒によって制御装置１００の基板が冷却される。これにより、ヒートシンクを基板に設置する必要がない。さらに、冷凍サイクルに主に寄与する第１経路を通過する冷媒によって制御装置１００の基板が冷却されることがないため、第１経路上で圧力損失が増大することで冷凍サイクルの性能が低下してしまうことを回避することができる。
　冷凍サイクル装置１１においては、第２熱交換器４から流出した低温低圧の冷媒よりも圧力値が大きい中温中圧の冷媒によって制御装置１００の基板が冷却される。具体的には、第１膨張装置３および第２膨張装置８の各々によって減圧された第１経路上の冷媒ではなく、第１膨張装置３によって減圧された第２経路上の冷媒によって制御装置１００の基板が冷却される。これにより、制御装置１００の基板および配管において結露が生じることを極力防ぐことができ、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１１全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　図２の点ｆに示すように、第２熱交換器４の流出口側における冷媒は、気液二相状態であり、第２熱交換器４の流出口側における冷媒の乾き度が抑えられている。このため、冷媒回路２０における伝熱性能を向上させることができる。
　実施の形態１の変形例１．
　図３～図５を参照しながら、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１の変形例１として、冷凍サイクル装置１２を説明する。なお、以下では、冷凍サイクル装置１２について、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１と異なる部分のみを説明する。
　図３は、実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置１２の構成を示す図である。図３を参照して、冷凍サイクル装置１２は、検知センサ４０と、検知センサ５０とをさらに備える。
　検知センサ４０は、冷媒回路２０の周囲（たとえば、第１熱交換器２の周囲）に設けられている。検知センサ４０は、冷媒回路２０の周囲の外気の温度Ｔ１０を測定し、その測定値を制御装置１００に出力する。
　検知センサ５０は、第１点５付近の配管８８に設けられている。検知センサ５０は、配管８８を通過する冷媒の温度Ｔ１および圧力Ｐ１の少なくともいずれか一方を測定し、その測定値を制御装置１００に出力する。
　制御装置１００は、検知センサ５０によって得られた検知温度Ｔ１が露点温度Ｔ１１よりも大きくかつ外気温度Ｔ１０以下となるように、第１膨張装置３および第２膨張装置８の少なくともいずれか一方を制御する。なお、露点温度Ｔ１１は、予め設定された固定値であってもよいし、検知センサ（図示は省略する）によって測定された値であってもよい。
　あるいは、制御装置１００は、検知センサ５０によって得られた検知圧力Ｐ１が露点温度Ｔ１１に対応する露点圧力Ｐ１１よりも大きくかつ外気温度Ｔ１０に対応する外気圧力Ｐ１０以下となるように、第１膨張装置３および第２膨張装置８の少なくともいずれか一方を制御する。
　図４は、実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置１２における冷凍サイクルのｐ－ｈ線図である。たとえば、図４に示すように、制御装置１００は、第１膨張装置３および第２膨張装置８の少なくともいずれか一方の開度を調整することで、点ｃ，点ｄ，点ｇにおける冷媒の圧力値を調整し、それによって検知温度Ｔ１を、露点温度Ｔ１１よりも大きくかつ外気温度Ｔ１０以下とする。
　図５は、実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置１２における制御装置１００の制御を説明するためのフローチャートである。制御装置１００は、メモリ１０２に格納された制御プログラムを実行することで、図５に示すフローチャートの処理を実行する。このフローチャートの処理は、一定時間ごとに冷凍サイクル装置１２の主制御ルーチンから呼び出されて実行される。なお、図中において、「Ｓ」は「ＳＴＥＰ」の略称として用いられる。
　制御装置１００は、冷凍サイクル装置１２が運転中であるか否かを判定する（Ｓ１）。制御装置１００は、冷凍サイクル装置１２が運転中でない場合（Ｓ１でＮＯ）、主制御ルーチンに制御を戻す。
　制御装置１００は、冷凍サイクル装置１２が運転中である場合（Ｓ１でＹＥＳ）、検知センサ５０から測定値（検知温度Ｔ１，検知圧力Ｐ１）を取得する（Ｓ２）。制御装置１００は、検知温度Ｔ１が外気温度Ｔ１０よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３）。あるいは、制御装置１００は、検知圧力Ｐ１が外気圧力Ｐ１０よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３）。
　制御装置１００は、検知温度Ｔ１が外気温度Ｔ１０よりも大きい場合（Ｓ３でＹＥＳ）、あるいは、検知圧力Ｐ１が外気圧力Ｐ１０よりも大きい場合（Ｓ３でＹＥＳ）、第１膨張装置３および第２膨張装置８の少なくともいずれか一方を制御する（Ｓ５）。具体的には、制御装置１００は、第１膨張装置３を閉じる方向に制御するとともに、第２膨張装置８を開ける方向に制御する。
　制御装置１００は、検知温度Ｔ１が外気温度Ｔ１０以下である場合（Ｓ３でＮＯ）、検知温度Ｔ１が露点温度Ｔ１１以下であるか否かを判定する（Ｓ４）。あるいは、制御装置１００は、検知圧力Ｐ１が露点圧力Ｐ１１以下であるか否かを判定する（Ｓ４）。
　制御装置１００は、検知温度Ｔ１が露点温度Ｔ１１以下である場合（Ｓ４でＹＥＳ）、あるいは、検知圧力Ｐ１が露点圧力Ｐ１１以下である場合（Ｓ４でＹＥＳ）、第１膨張装置３および第２膨張装置８の少なくともいずれか一方を制御する（Ｓ５）。具体的には、制御装置１００は、第１膨張装置３を開ける方向に制御するとともに、第２膨張装置８を閉じる方向に制御する。
　制御装置１００は、検知温度Ｔ１が露点温度Ｔ１１未満である場合（Ｓ４でＮＯ）、あるいは、検知圧力Ｐ１が露点圧力Ｐ１１未満である場合（Ｓ４でＮＯ）、または、Ｓ５の処理の後、主制御ルーチンに制御を戻す。
　以上のように、冷凍サイクル装置１２は、冷却部６に流入する冷媒の温度Ｔ１を、露点温度Ｔ１１よりも大きくかつ外気温度Ｔ１０以下とすることができるため、制御装置１００の基板および配管において結露が生じることをより効果的に防ぐことができる。
　実施の形態１の変形例２．
　図６を参照しながら、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１の変形例２として、冷凍サイクル装置１３を説明する。なお、以下では、冷凍サイクル装置１３について、実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置１２と異なる部分のみを説明する。
　図６は、実施の形態１の変形例２に係る冷凍サイクル装置１３の構成を示す図である。図６を参照して、冷凍サイクル装置１３は、検知センサ５１をさらに備える。
　検知センサ５１は、外気の乾球温度および湿球温度、あるいは湿度を測定し、その測定値を制御装置１００に出力する。制御装置１００は、検知センサ５１によって得られた測定値Ｔ２に基づき、露点温度Ｔ１１を算出する。そして、上述した冷凍サイクル装置１２と同様に、制御装置１００は、検知センサ５０によって得られた検知温度Ｔ１が露点温度Ｔ１１よりも大きくかつ外気温度Ｔ１０以下となるように、第１膨張装置３および第２膨張装置８の少なくともいずれか一方を制御する。
　以上のように、冷凍サイクル装置１３は、冷却部６に流入する冷媒の温度Ｔ１を制御するにあたって、露点温度Ｔ１１として固定値を用いるのではなく、検知センサ５１によって得られた測定値Ｔ２に基づき露点温度Ｔ１１を算出するため、制御装置１００の基板および配管において結露が生じることをより精度よく防ぐことができる。
　実施の形態１の変形例３．
　図７および図８を参照しながら、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１の変形例３として、冷凍サイクル装置１４を説明する。なお、以下では、冷凍サイクル装置１４について、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１と異なる部分のみを説明する。
　図７は、実施の形態１の変形例３に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。図７を参照して、冷凍サイクル装置１４は、検知センサ５２をさらに備える。
　検知センサ５２は、制御装置１００の温度Ｔ３を測定し、その測定値を制御装置１００に出力する。
　制御装置１００は、検知センサ５２によって得られた検知温度Ｔ３が予め設定された規定温度Ｔ１２未満となるように、第３膨張装置９を制御する。規定温度Ｔ１２は、露点温度よりも高くかつ制御装置１００の動作が保証される温度である。
　図８は、実施の形態１の変形例３に係る冷凍サイクル装置１４における制御装置１００の制御を説明するためのフローチャートである。制御装置１００は、メモリ１０２に格納された制御プログラムを実行することで、図８に示すフローチャートの処理を実行する。このフローチャートの処理は、一定時間ごとに冷凍サイクル装置１４の主制御ルーチンから呼び出されて実行される。なお、図中において、「Ｓ」は「ＳＴＥＰ」の略称として用いられる。
　制御装置１００は、冷凍サイクル装置１４が運転中であるか否かを判定する（Ｓ１１）。制御装置１００は、冷凍サイクル装置１４が運転中でない場合（Ｓ１１でＮＯ）、主制御ルーチンに制御を戻す。
　制御装置１００は、冷凍サイクル装置１４が運転中である場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、検知センサ５２から検知温度Ｔ３を取得する（Ｓ１２）。制御装置１００は、検知温度Ｔ３が規定温度Ｔ１２以上であるか否かを判定する（Ｓ１３）。
　制御装置１００は、検知温度Ｔ３が規定温度Ｔ１２以上である場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、第３膨張装置９を制御する（Ｓ１４）。具体的には、制御装置１００は、第３膨張装置９を開ける方向に制御する。
　制御装置１００は、検知温度Ｔ３が規定温度Ｔ１２未満である場合（Ｓ１３でＮＯ）、または、Ｓ１４の処理の後、主制御ルーチンに制御を戻す。
　以上のように、冷凍サイクル装置１４は、制御装置１００の温度を規定温度Ｔ１２未満とすることができるため、制御装置１００の信頼性を確保することができる。
　実施の形態１の変形例４．
　図９および図１０を参照しながら、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１の変形例４として、冷凍サイクル装置１５を説明する。なお、以下では、冷凍サイクル装置１５について、実施の形態１の変形例３に係る冷凍サイクル装置１４と異なる部分のみを説明する。
　図９は、実施の形態１の変形例４に係る冷凍サイクル装置１５の構成を示す図である。図９を参照して、冷凍サイクル装置１５は、検知センサ５３をさらに備える。
　検知センサ５３は、冷却部６と第３膨張装置９との間の配管８９を通る冷媒の温度Ｔ４を測定し、その測定値を制御装置１００に出力する。
　制御装置１００は、検知センサ５３によって得られた検知温度Ｔ４が予め設定された規定温度Ｔ１３となるように、第３膨張装置９をさらに制御する。
　図１０は、実施の形態１の変形例４に係る冷凍サイクル装置１５における制御装置１００の制御を説明するためのフローチャートである。制御装置１００は、メモリ１０２に格納された制御プログラムを実行することで、図１０に示すフローチャートの処理を実行する。このフローチャートの処理は、一定時間ごとに冷凍サイクル装置１５の主制御ルーチンから呼び出されて実行される。なお、図中において、「Ｓ」は「ＳＴＥＰ」の略称として用いられる。
　制御装置１００は、冷凍サイクル装置１５が運転中であるか否かを判定する（Ｓ２１）。制御装置１００は、冷凍サイクル装置１５が運転中でない場合（Ｓ２１でＮＯ）、主制御ルーチンに制御を戻す。
　制御装置１００は、冷凍サイクル装置１５が運転中である場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、検知センサ５２から検知温度Ｔ３を取得する（Ｓ２２）。さらに、制御装置１００は、検知センサ５３から検知温度Ｔ４を取得する（Ｓ２３）。
　制御装置１００は、検知温度Ｔ３が規定温度Ｔ１２以上であるか否かを判定する（Ｓ２４）。制御装置１００は、検知温度Ｔ３が規定温度Ｔ１２以上である場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、第３膨張装置９を制御する（Ｓ２５）。具体的には、制御装置１００は、第３膨張装置９を開ける方向に制御する。
　制御装置１００は、検知温度Ｔ３が規定温度Ｔ１２未満である場合（Ｓ２４でＮＯ）、検知温度Ｔ４が規定温度Ｔ１３でないか否かを判定する（Ｓ２６）。制御装置１００は、検知温度Ｔ４が規定温度Ｔ１３でない場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、第３膨張装置９を制御する（Ｓ２７）。具体的には、制御装置１００は、検知温度Ｔ４が規定温度Ｔ１３よりも大きい場合、第３膨張装置９を開ける方向に制御する。一方、制御装置１００は、検知温度Ｔ４が規定温度Ｔ１３よりも小さい場合、第３膨張装置９を閉じる方向に制御する。
　以上のように、冷凍サイクル装置１５は、冷却部６と第３膨張装置９との間を通る冷媒の温度Ｔ４を規定温度Ｔ１３とすることで、制御装置１００の温度を適温に保つことができ、制御装置１００の信頼性を確保することができる。
　実施の形態２．
　図１１および図１２を参照しながら、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１６を説明する。なお、以下では、冷凍サイクル装置１６について、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１と異なる部分のみを説明する。
　図１１は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１６の構成を示す図である。図１１を参照して、冷凍サイクル装置１６は、第１点５において受液器（レシーバ）１０をさらに備える。
　受液器１０は、第１膨張装置３から流出された液冷媒を貯留する。受液器１０内には、配管８３における第１点５側の第１端部８３ａと、配管８８における第１点５側の第２端部８８ａと、配管８４における第１点５側の第３端部８４ａとが接続されている。配管８４の第３端部８４ａは、受液器１０に貯留された冷媒の液面以下に接続されており、冷媒の液体部分を吸い上げて、冷媒を配管８４を介して第２膨張装置８へと流出させる。
　図１２は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１６における冷凍サイクルのｐ－ｈ線図である。図１２を参照して、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１６における冷凍サイクルでは、図２に示す実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１における冷凍サイクルと異なり、第２膨張装置８の流入口側の点ｄにおける冷媒が飽和液状態となる。
　以上のように、冷凍サイクル装置１６は、第２膨張装置８の流入口側における冷媒が飽和液状態となるため、第２膨張装置８において適切に冷媒を減圧させることができる。これにより、冷凍サイクル装置１６は、冷凍サイクルの制御性を高くすることができるため、冷凍サイクル装置１６の信頼性を向上させることができる。
　実施の形態２の変形例．
　図１３および図１４を参照しながら、実施の形態２の変形例に係る冷凍サイクル装置を説明する。なお、以下では、実施の形態２の変形例に係る冷凍サイクル装置について、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１６と異なる部分のみを説明する。
　図１３は、実施の形態２の変形例に係る冷凍サイクル装置における受液器１０の構成を示す図である。図１３を参照して、実施の形態２の変形例に係る冷凍サイクル装置においては、配管８８の第２端部８８ａと受液器１０の底部１０ａとの間の距離ｈ２が、配管８４の第３端部８４ａと受液器１０の底部１０ａとの間の距離ｈ１以下に設定されている。
　図１４は、実施の形態２の変形例に係る冷凍サイクル装置における冷凍サイクルのｐ－ｈ線図である。図１４を参照して、実施の形態２の変形例に係る冷凍サイクル装置における冷凍サイクルでは、図１２に示す実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１６における冷凍サイクルと異なり、冷却部６の流入口側の点ｇにおける冷媒が飽和液状態となる。
　以上のように、実施の形態２の変形例に係る冷凍サイクル装置は、冷却部６の流入口側における冷媒が飽和液状態となる。このため、図１４に示す冷凍サイクルＣ２では、図１２に示す冷凍サイクルＣ２よりも、冷却部６の流入口側における点ｇの冷媒と冷却部６の流出口側における点ｈの冷媒との間のエンタルピー差を大きくとることができる。これにより、実施の形態２の変形例に係る冷凍サイクル装置は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１６よりも、冷却部６における伝熱性能を高めることができ、熱交換のための冷媒の流量を少なくすることができる。
　実施の形態３．
　図１５を参照しながら、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１７を説明する。なお、以下では、冷凍サイクル装置１７について、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１と異なる部分のみを説明する。
　図１５は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１７の構成を示す図である。図１５を参照して、冷凍サイクル装置１７は、四方弁７０をさらに備える。
　四方弁７０は、第１ポート７１と、第２ポート７２と、第３ポート７３と、第４ポート７４とを有する。四方弁７０は、制御装置１００の制御に基づき、第１ポート７１と第２ポート７２とを連通し、かつ、第３ポート７３と第４ポート７４とを連通する第１状態、および、第１ポート７１と第４ポート７４とを連通し、かつ、第２ポート７２と第３ポート７３とを連通する第２状態のいずれかの状態に制御される。
　第１ポート７１は、配管８６１を介して圧縮機１の吸入口側に接続されている。第２ポート７２は、配管８６２を介して第２熱交換器４の流出口側に接続されている。第３ポート７３は、配管８１１を介して圧縮機１の吐出口側に接続されている。第４ポート７４は、配管８１２を介して第１熱交換器２の流入口側に接続されている。
　冷凍サイクル装置１７が冷房運転を行う場合、第１熱交換器２が凝縮器として機能し、第２熱交換器４が蒸発器として機能する。この場合、制御装置１００は、四方弁７０を第１状態に制御することで、第２熱交換器４から圧縮機１へと冷媒を流す。つまり、冷房運転時においては、圧縮機１、第１熱交換器２、第１膨張装置３、第２膨張装置８、および第２熱交換器４の順に冷媒が循環する。
　冷凍サイクル装置１７が暖房運転を行う場合、第１熱交換器２が蒸発器として機能し、第２熱交換器４が凝縮器として機能する。この場合、制御装置１００は、四方弁７０を第２状態に制御することで、圧縮機１から第２熱交換器４へと冷媒を流す。つまり、暖房運転時においては、圧縮機１、第２熱交換器４、第２膨張装置８、第１膨張装置３、および第１熱交換器２の順に冷媒が循環する。
　このように、冷凍サイクル装置１７においては、冷房運転と暖房運転とで冷媒の流れを切り替えることができるが、冷凍サイクル装置１７は、このような構成においても、第２経路を介して中温中圧の冷媒を冷却部６に流すことができる。
　具体的には、冷房運転時では、冷凍サイクル装置１７は、第１熱交換器２から流出した冷媒を第１膨張装置３によって中圧にまで減圧し、その後、減圧した冷媒を分岐点である第１点５で分岐させて、一部は第１経路上の第２膨張装置８に流すとともに、一部は第２経路上の冷却部６に流す。そして、第２経路上において、冷凍サイクル装置１７は、冷媒を冷却部６に流した後に第３膨張装置９によって低圧にまで冷媒を減圧し、減圧した冷媒を、合流点である第２点７において第１経路上の冷媒と合流させる。
　一方、暖房運転時では、冷凍サイクル装置１７は、第１熱交換器２から流出した冷媒を分岐点である第２点７で分岐させて、一部は第１経路上の圧縮機１に流すとともに、一部は第２経路上の第３膨張装置９に流す。そして、第２経路上において、冷凍サイクル装置１７は、第３膨張装置９によって中圧にまで減圧した冷媒を冷却部６に流し、その後、合流点である第１点５において第１経路上の冷媒と合流させる。
　以上のように、冷凍サイクル装置１７は、冷房運転時および暖房運転時のいずれにおいても、中圧にまで減圧した冷媒を冷却部６に流すことで制御装置１００の基板を冷却することができる。これにより、冷凍サイクル装置１７は、冷房運転時および暖房運転時のいずれにおいても、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１７全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　（まとめ）
　本開示は、冷凍サイクル装置１１～１７に関する。冷凍サイクル装置１１は、冷媒を循環させるように構成された冷媒回路２０と、冷媒回路２０を制御する制御装置１００とを備える。冷媒回路２０は、圧縮機１と、第１熱交換器２と、第１膨張装置３と、第２膨張装置８と、第３膨張装置９と、第２熱交換器４と、制御装置１００の基板を冷却する冷却部６とを備える。冷媒回路２０の第１経路において、圧縮機１と、第１熱交換器２と、第１膨張装置３と、第２膨張装置８と、第２熱交換器４とが順に接続されている。冷媒回路２０の第２経路において、第１膨張装置３と第２膨張装置８との間の第１点５から圧縮機１と第２熱交換器４との間の第２点７へと、冷却部６と、第３膨張装置９とが順に接続されている。
　このような構成を備えることによって、冷媒回路２０の第１経路において、第１膨張装置３および第２膨張装置８の各々によって減圧された冷媒が第２熱交換器４に流入する一方で、冷媒回路２０の第２経路において、第１膨張装置３によって減圧された冷媒が制御装置１００の基板を冷却する冷却部６に流入する。このように、第１膨張装置３および第２膨張装置８の各々によって減圧された第１経路上の冷媒ではなく、第１膨張装置３によって減圧された第２経路上の冷媒によって制御装置１００の基板が冷却されるため、制御装置１００の基板において結露が生じることを極力防ぐことができ、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１１全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　好ましくは、制御装置１００は、第１点５と冷却部６との間を通る冷媒の温度Ｔ１が露点温度Ｔ１１よりも大きくかつ外気温度Ｔ１０以下となるように、第１膨張装置３および第２膨張装置８の少なくともいずれか一方を制御する。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１２は、冷却部６に流入する冷媒の温度Ｔ１を、露点温度Ｔ１１よりも大きくかつ外気温度Ｔ１０以下とすることができるため、制御装置１００の基板および配管において結露が生じることをより効果的に防ぐことができる。
　好ましくは、制御装置１００は、制御装置１００の温度Ｔ３が第１規定温度Ｔ１２未満となるように、第３膨張装置９を制御する。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１４は、制御装置１００の温度を規定温度Ｔ１２未満とすることができるため、制御装置１００の信頼性を確保することができる。
　好ましくは、制御装置１００は、冷却部６と第３膨張装置９との間を通る冷媒の温度Ｔ４が第２規定温度Ｔ１３となるように、第３膨張装置９をさらに制御する。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１５は、冷却部６と第３膨張装置９との間を通る冷媒の温度Ｔ４を規定温度Ｔ１３とすることで、制御装置１００の温度を適温に保つことができ、制御装置１００の信頼性を確保することができる。
　好ましくは、冷凍サイクル装置１６は、第１点５に設けられ、冷媒を貯留する受液器１０をさらに備える。第１膨張装置３と第１点５とを接続する配管８３における第１点５側の第１端部８３ａと、第１点５と冷却部６とを接続する配管８８における第１点５側の第２端部８８ａと、第１点５と第２膨張装置８とを接続する配管８４における第１点５側の第３端部８４ａとの各々が、受液器１０に接続されている。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１６は、第２膨張装置８の流入口側における冷媒が飽和液状態となるため、第２膨張装置８において適切に冷媒を減圧させることができる。これにより、冷凍サイクル装置１６は、冷凍サイクルの制御性を高くすることができるため、冷凍サイクル装置１６の信頼性を向上させることができる。
　好ましくは、第２端部８８ａと受液器１０の底部１０ａとの間の距離は、第３端部８４ａと受液器１０の底部１０ａとの間の距離以下である。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置は、冷却部６の流入口側における冷媒が飽和液状態となるため、冷却部６の流入口側における冷媒と冷却部６の流出口側における冷媒との間のエンタルピー差を大きくとることができる。これにより、冷凍サイクル装置は、冷却部６における伝熱性能を高めることができ、熱交換のための冷媒の流量を少なくすることができる。
　好ましくは、冷凍サイクル装置１７は、第１ポート７１と第２ポート７２と第３ポート７３と第４ポート７４とを有する四方弁７０をさらに備える。四方弁７０は、第１ポート７１と第２ポート７２とを連通し、かつ、第３ポート７３と第４ポート７４とを連通する第１状態、および、第１ポート７１と第４ポート７４とを連通し、かつ、第２ポート７２と第３ポート７３とを連通する第２状態のいずれかの状態に制御される。第１ポート７１は、圧縮機１の吸入口側に接続される。第２ポート７２は、第２熱交換器４の流出口側に接続される。第３ポート７３は、圧縮機の吐出口側に接続される。第４ポート７４は、第１熱交換器２の流入口側に接続される。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１７は、冷房運転時および暖房運転時のいずれにおいても、中圧にまで減圧した冷媒を冷却部６に流すことで制御装置１００の基板を冷却することができる。これにより、冷凍サイクル装置１７は、冷房運転時および暖房運転時のいずれにおいても、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１７全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　以上、冷凍サイクル装置を備える冷暖房機を例示して本実施の形態を説明したが、冷凍サイクル装置は、空気調和機などに利用されてもよい。
　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。本開示の範囲は、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　圧縮機、２　第１熱交換器、３　第１膨張装置、４　第２熱交換器、５　第１点、６　冷却部、７　第２点、８　第２膨張装置、９　第３膨張装置、１０　受液器、１０ａ　底部、１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７　冷凍サイクル装置、２０　冷媒回路、２１　ファン、４０，５０，５１，５２，５３　検知センサ、７０　四方弁、７１　第１ポート、７２　第２ポート、７３　第３ポート、７４　第４ポート、８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，９０，８１１，８１２，８６１，８６２　配管、８３ａ　第１端部、８４ａ　第３端部、８８ａ　第２端部、１００　制御装置、１０２　メモリ。

Claims (7)

  1. 　冷媒を循環させるように構成された冷媒回路と、
    　前記冷媒回路を制御する制御装置とを備え、
    　前記冷媒回路は、圧縮機と、第１熱交換器と、第１膨張装置と、第２膨張装置と、第３膨張装置と、第２熱交換器と、前記制御装置の基板を冷却する冷却部とを備え、
    　前記冷媒回路の第１経路において、前記圧縮機と、前記第１熱交換器と、前記第１膨張装置と、前記第２膨張装置と、前記第２熱交換器とが順に接続されており、
    　前記冷媒回路の第２経路において、前記第１膨張装置と前記第２膨張装置との間の第１点から前記圧縮機と前記第２熱交換器との間の第２点へと、前記冷却部と、前記第３膨張装置とが順に接続されている、冷凍サイクル装置。
  2. 　前記制御装置は、前記第１点と前記冷却部との間を通る冷媒の温度が露点温度よりも大きくかつ外気温度以下となるように、前記第１膨張装置および前記第２膨張装置の少なくともいずれか一方を制御する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　前記制御装置は、前記制御装置の温度が第１規定温度未満となるように、前記第３膨張装置を制御する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　前記制御装置は、前記冷却部と前記第３膨張装置との間を通る冷媒の温度が第２規定温度となるように、前記第３膨張装置をさらに制御する、請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　前記第１点に設けられ、冷媒を貯留する受液器をさらに備え、
    　前記第１膨張装置と前記第１点とを接続する配管における前記第１点側の第１端部と、前記第１点と前記冷却部とを接続する配管における前記第１点側の第２端部と、前記第１点と前記第２膨張装置とを接続する配管における前記第１点側の第３端部との各々が、前記受液器に接続されている、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記第２端部と前記受液器の底部との間の距離は、前記第３端部と前記受液器の底部との間の距離以下である、請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　第１ポートと第２ポートと第３ポートと第４ポートとを有する四方弁をさらに備え、
    　前記四方弁は、前記第１ポートと前記第２ポートとを連通し、かつ、前記第３ポートと前記第４ポートとを連通する第１状態、および、前記第１ポートと前記第４ポートとを連通し、かつ、前記第２ポートと前記第３ポートとを連通する第２状態のいずれかの状態に制御され、
    　前記第１ポートは、前記圧縮機の吸入口側に接続され、
    　前記第２ポートは、前記第２熱交換器の流出口側に接続され、
    　前記第３ポートは、前記圧縮機の吐出口側に接続され、
    　前記第４ポートは、前記第１熱交換器の流入口側に接続される、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
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