WO2025192537A1

WO2025192537A1 - 冷媒冷却部を有する冷凍サイクル装置

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Publication number: WO2025192537A1
Application number: PCT/JP2025/008857
Authority: WO
Inventors: 敦岡本; 友和田中
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2024-03-11
Filing date: 2025-03-10
Publication date: 2025-09-18
Anticipated expiration: 2026-09-11
Also published as: CN120627485A

Abstract

冷凍サイクル装置（１００）は、第１熱源熱交換器（１３ａ）、第２熱源熱交換器（１３ｂ）、配管（Ｐ３）、配管（Ｐ４）、第１熱源膨張弁（１４ａ）、第２熱源膨張弁（１４ｂ）、第１切換手段（１２ａ）、第２切換手段（１２ｂ）、制御部（９）、冷媒冷却部（１５）を備える。第１熱源膨張弁（１４ａ）は、配管（Ｐ３）に配置されている。第２熱源膨張弁（１４ｂ）は、配管（Ｐ４）に配置されている。制御部（９）は、温熱利用運転、冷熱利用運転、及び部分デフロスト運転を実行するように第１熱源膨張弁（１４ａ）、第２熱源膨張弁（１４ｂ）、第１切換手段（１２ａ）、第２切換手段（１２ｂ）を制御する。冷媒冷却部（１５）は、減圧膨張弁よりも冷媒の流れの上流に配置されている。減圧膨張弁は、第１熱源膨張弁（１４ａ）、第２熱源膨張弁（１４ｂ）のうちの一方である。減圧膨張弁は、部分デフロスト運転のときに冷媒を減圧させる。

Description

冷媒冷却部を有する冷凍サイクル装置

　本開示は、冷媒冷却部を有する冷凍サイクル装置に関する。

　冷凍サイクル装置を制御するための制御回路には、電気回路部品が含まれる。特許文献１（特開２０１２－１３２６３７号公報）に開示されている冷凍サイクル装置には、電気回路部品が発する熱を除去する目的で、冷媒冷却部が設けられている。冷媒冷却部とは、電気回路部品が発する熱を冷媒流に吸収させることによって、電気回路部品の損傷を防ぐための装置である。

　冷媒冷却部の冷却性能を保つためには、冷媒冷却部に一定の状態の冷媒を一定量流し続ける必要がある。冷凍サイクル装置が多数の構成要素を有し、それによって冷媒回路の構造が複雑になっている場合、冷凍サイクル装置の多様な動作モードごとに冷媒の流れ方は変化する。したがって、複雑な冷媒回路の中で冷媒冷却部を配置すべき場所を注意深く選ぶことによって、冷媒冷却部の冷却性能を最適化する必要がある。

　第１観点の冷凍サイクル装置は、第１熱源熱交換器と、第２熱源熱交換器と、第１配管と、第２配管と、第１熱源膨張弁と、第２熱源膨張弁と、第１切換手段と、第２切換手段と、制御部と、冷媒冷却部と、を備える。第１配管は、第１熱源熱交換器から分岐点まで延びる。第２配管は、第２熱源熱交換器から分岐点まで延びる。第１熱源膨張弁は、第１配管に配置されている。第２熱源膨張弁は、第２配管に配置されている。第１切換手段は、第１熱源熱交換器を流れる冷媒の方向を切り換える。第２切換手段は、第２熱源熱交換器を流れる冷媒の方向を切り換える。制御部は、温熱利用運転、冷熱利用運転、及び部分デフロスト運転、を実行するように第１熱源膨張弁、第２熱源膨張弁、第１切換手段、及び第２切換手段を制御する。温熱利用運転では、第１熱源熱交換器及び第２熱源熱交換器の両方を吸熱器として動作させる。冷熱利用運転では、第１熱源熱交換器及び第２熱源熱交換器の両方を放熱器として動作させる。部分デフロスト運転では、第１熱源熱交換器又は第２熱源熱交換器の一方を放熱器として動作させるとともに他方を吸熱器として動作させる。冷媒冷却部は、電気回路を冷却するためのものである。冷媒冷却部は、減圧膨張弁の近傍において、減圧膨張弁よりも冷媒の流れの上流に配置されている。減圧膨張弁は、部分デフロスト運転のときに冷媒を減圧させる。減圧膨張弁は、第１熱源膨張弁又は第２熱源膨張弁のうちの一方である。

　この構成によれば、冷媒冷却部は、減圧膨張弁よりも冷媒の流れの上流に配置されている。したがって、冷媒冷却部を流れる冷媒は膨張されていない液冷媒であるので、過度に温度が下がり過ぎていない。よって、冷媒冷却部が電気回路の結露を誘発しにくいので、電気回路が損傷することを抑制できる。

　第２観点の冷凍サイクル装置は、第１観点の冷凍サイクル装置であって、冷媒冷却部が、第１配管又は第２配管の一方に配置されている。

　この構成によれば、冷媒冷却部は、第１又は第２熱源熱交換器の近傍に配置される。したがって、冷媒冷却部に冷媒が供給されなくなる可能性が低い。

　第３観点の冷凍サイクル装置は、第１観点又は第２観点の冷凍サイクル装置であって、バイパス流路をさらに備える。バイパス流路は、第１配管又は第２配管のうちの冷媒冷却部が配置されている方の両端を結ぶとともに、冷媒冷却部を迂回する。

　この構成によれば、冷媒冷却部を迂回するバイパス流路が設けられる。したがって、冷媒冷却部を通過する冷媒の量が多くなり、それによって電気回路を損傷するおそれがあるときは、冷媒の一部をバイパス流路へ送ることにより、電気回路の損傷を抑制できる。

　第４観点の冷凍サイクル装置は、第３観点の冷凍サイクル装置であって、電動弁をさらに備える。電動弁は、バイパス流路に配置されており、かつ、冷媒の流量調整のために用いられる。

　この構成によれば、バイパス流路には流量調整用の電動弁が設けられる。したがって、冷媒冷却部を流れる冷媒の量と、冷媒冷却部を迂回する冷媒の量を決定する自由度が高くなる。

　第５観点の冷凍サイクル装置は、第１観点から第４観点のいずれか１つの冷凍サイクル装置であって、部分デフロスト運転が、第１部分デフロスト運転と、第２部分デフロスト運転と、を含む。第１部分デフロスト運転では、制御部が第１熱源熱交換器を放熱器として動作させるとともに第２熱源熱交換器を吸熱器として動作させる。第２部分デフロスト運転では、制御部が第１熱源熱交換器を吸熱器として動作させるとともに第２熱源熱交換器を放熱器として動作させる。

　この構成によれば、第１部分デフロスト運転と第２部分デフロスト運転において、第１熱源熱交換器及び第２熱源熱交換器のいずれかは吸熱器としての機能を維持できる。したがって、利用熱交換器を放熱器として機能させることができるので、冬場においてデフロスト運転中にも暖房を行うことができる。

　第６観点の冷凍サイクル装置は、第１観点から第５観点のいずれか１つの冷凍サイクル装置であって、利用熱交換器をさらに備える。制御部は、温熱利用運転及び部分デフロスト運転において利用熱交換器を放熱器として動作させ、冷熱利用運転において利用熱交換器を吸熱器として動作させる。

　この構成によれば、冷凍サイクル装置は利用熱交換器を有する。したがって、利用熱交換器が第１熱源熱交換器及び第２熱源熱交換器と協働して冷凍サイクルを構成する。

　第７観点の冷凍サイクル装置は、第６観点の冷凍サイクル装置であって、利用膨張弁をさらに備える。利用膨張弁は、利用熱交換器に接続されている。利用膨張弁は分岐点に接続されている。

　この構成によれば、利用熱交換器の近傍に利用膨張弁が設けられる。したがって、利用熱交換器を流れる冷媒量の制御の自由度が高まる。

冷凍サイクル装置１００の冷媒回路を示す回路図である。熱源ユニット１０の構成を示す模式図である。利用ユニット２０の構成を示す模式図である。冷熱利用運転を行う冷凍サイクル装置１００を示す回路図である。温熱利用運転を行う冷凍サイクル装置１００を示す回路図である。第１部分デフロスト運転を行う冷凍サイクル装置１００を示す回路図である。第２部分デフロスト運転を行う冷凍サイクル装置１００を示す回路図である。冷媒冷却部１５の構造を示す模式図である。多様な運転における冷媒冷却部１５の位置を示す模式図である。

　＜第１実施形態＞
　（１）全体構成
　図１は、第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１００を示す。冷凍サイクル装置１００は、熱源から取得した温熱（hot heat）又は冷熱（cold heat）をユーザに提供するためのものであり、例えば、空気調和装置として構成されるがこれに限られない。冷凍サイクル装置１００は、ユーザに冷熱を提供する冷熱利用運転と、ユーザに温熱を提供する温熱利用運転を行うことができる。これらは、冷凍サイクル装置１００が空気調和装置である場合には、それぞれ冷房運転と暖房運転に相当する。

　冷凍サイクル装置１００は、熱源ユニット１０、利用ユニット２０、連絡配管３０、通信線３５を有している。これらの構成要素の部分によって、冷媒を循環させる冷媒回路９０と、冷媒回路９０を制御する制御部９とが構成されている。

　冷凍サイクル装置１００には、あらゆる冷媒が使用可能である。以下の記述では、冷媒は液体への相変化を生じうるものとして扱い、説明には「凝縮」「蒸発」「液冷媒」「気液二相冷媒」などの用語を使用する。しかしながら、冷媒が二酸化炭素などのように相変化を伴わないものである場合には、厳密にはこれらの用語が当てはまらない点に留意されたい。以下の記述では、「放熱」は「凝縮」の上位概念であり、「吸熱」は「蒸発」の上位概念であり、「放熱」及び「吸熱」は冷媒の相変化を必ずしも伴わない現象であるとして扱っている。

　（１－１）熱源ユニット１０
　熱源ユニット１０は、室外空気などの熱源から温熱又は冷熱を取得する。熱源ユニット１０は、冷媒回路９０の構成要素として、圧縮機１１、第１切換手段１２ａ、第２切換手段１２ｂ、第３切換手段１２ｃ、第４切換手段１２ｄ、第１熱源熱交換器１３ａ、第２熱源熱交換器１３ｂ、第１熱源膨張弁１４ａ、第２熱源膨張弁１４ｂ、電動弁１４ｃ、過冷却弁１４ｄ、冷媒冷却部１５、過冷却熱交換器１６、液閉鎖弁１７、第１ガス閉鎖弁１８ａ、第２ガス閉鎖弁１８ｂ、アキュムレータ１９を有する。これらの構成要素を接続するために、熱源ユニット１０は、配管Ｐ１～配管Ｐ９を有する。熱源ユニット１０はまた、第１熱源熱交換器１３ａ及び第２熱源熱交換器１３ｂの近傍に設けられた図示しない熱源ファンを有する。熱源ユニット１０はさらに、制御部９の構成要素である熱源制御部７を有する。

　（１－１－１）圧縮機１１
　圧縮機１１は、吸入管１１ａと吐出管１１ｂを有する。圧縮機１１は、吸入管１１ａから吸入した低圧ガス冷媒を圧縮し、高圧ガス冷媒を生成して吐出管１１ｂから吐出する。吸入管１１ａは、配管Ｐ８に接続されている。吐出管１１ｂは、配管Ｐ１に接続されている。

　（１－１－２）第１切換手段１２ａ、第２切換手段１２ｂ、第３切換手段１２ｃ、及び、第４切換手段１２ｄ
　第１切換手段１２ａは、第１熱源熱交換器１３ａを流れる冷媒の方向を切り換えるためのものである。第１切換手段１２ａは、例えば、ポートＡ１、ポートＡ２、ポートＡ３、ポートＡ４を有する四路切換弁である。第１切換手段１２ａは、ポートＡ１とポートＡ３が接続されるとともにポートＡ２とポートＡ４が接続される第１状態と、ポートＡ１とポートＡ４が接続されるとともにポートＡ２とポートＡ３が接続される第２状態とを切り換えることができる。

　ポートＡ１は、配管Ｐ２に接続されている。配管Ｐ２は、配管Ｐ１に接続されている。ポートＡ２は、配管Ｐ７に接続されている。ポートＡ３は、第１熱源熱交換器１３ａに接続されている。ポートＡ４はどこにも接続されておらず、塞がれている。

　第２切換手段１２ｂは、第２熱源熱交換器１３ｂを流れる冷媒の方向を切り換えるためのものである。第２切換手段１２ｂは、例えば、ポートＢ１、ポートＢ２、ポートＢ３、ポートＢ４を有する四路切換弁である。第２切換手段１２ｂは、ポートＢ１とポートＢ３が接続されるとともにポートＢ２とポートＢ４が接続される第１状態と、ポートＢ１とポートＢ４が接続されるとともにポートＢ２とポートＢ３が接続される第２状態とを切り換えることができる。

　ポートＢ１は、配管Ｐ１に接続されている。ポートＢ２は、配管Ｐ７に接続されている。ポートＢ３は、第２熱源熱交換器１３ｂに接続されている。ポートＢ４はどこにも接続されておらず、塞がれている。

　第３切換手段１２ｃは、後述する第１利用熱交換器２３ａを流れる冷媒の方向を切り換えるためのものである。第３切換手段１２ｃは、例えば、ポートＣ１、ポートＣ２、ポートＣ３、ポートＣ４を有する四路切換弁である。第３切換手段１２ｃは、ポートＣ１とポートＣ３が接続されるとともにポートＣ２とポートＣ４が接続される第１状態と、ポートＣ１とポートＣ４が接続されるとともにポートＣ２とポートＣ３が接続される第２状態とを切り換えることができる。

　ポートＣ１は、配管Ｐ７に接続されている。ポートＣ２は、配管Ｐ２に接続されている。ポートＣ３は、第１ガス閉鎖弁１８ａに接続されている。ポートＣ４はどこにも接続されておらず、塞がれている。

　第４切換手段１２ｄは、後述する第２利用熱交換器２３ｂを流れる冷媒の方向を切り換えるためのものである。第４切換手段１２ｄは、例えば、ポートＤ１、ポートＤ２、ポートＤ３、ポートＤ４を有する四路切換弁である。第４切換手段１２ｄは、ポートＤ１とポートＤ３が接続されるとともにポートＤ２とポートＤ４が接続される第１状態と、ポートＤ１とポートＤ４が接続されるとともにポートＤ２とポートＤ３が接続される第２状態とを切り換えることができる。

　ポートＤ１は、配管Ｐ７に接続されている。ポートＤ２は、配管Ｐ２に接続されている。ポートＤ３は、第２ガス閉鎖弁１８ｂに接続されている。ポートＤ４はどこにも接続されておらず、塞がれている。

　（１－１－３）第１熱源熱交換器１３ａ、及び、第２熱源熱交換器１３ｂ
　第１熱源熱交換器１３ａ及び第２熱源熱交換器１３ｂは、室外空気と冷媒の間の熱交換を行うものであり、あるときは冷媒の凝縮器又は放熱器として機能し、あるときは冷媒の蒸発器又は吸熱器として機能する。図２に示すように、第１熱源熱交換器１３ａ及び第２熱源熱交換器１３ｂは、熱源ユニット１０のケーシング１０ａの中に、鉛直方向に並んで配置されている。第１熱源熱交換器１３ａは、第２熱源熱交換器１３ｂの上側に設置されている。

　図１に戻り、第１熱源熱交換器１３ａは、一端がポートＡ３に接続されており、他端が配管Ｐ３に接続されている。第２熱源熱交換器１３ｂは、一端がポートＢ３に接続されており、他端が配管Ｐ４に接続されている。

　（１－１－４）第１熱源膨張弁１４ａ、第２熱源膨張弁１４ｂ、電動弁１４ｃ、及び、過冷却弁１４ｄ
　第１熱源膨張弁１４ａ及び第２熱源膨張弁１４ｂは、冷媒を減圧するとともに、冷媒の流量を調節する。第１熱源膨張弁１４ａは配管Ｐ３に配置されている。第２熱源膨張弁１４ｂは配管Ｐ４に配置されている。配管Ｐ３と配管Ｐ４は、分岐点Ｎ１で合流している。

　電動弁１４ｃは、配管Ｐ９に配置されている。配管Ｐ９は、配管Ｐ４の両端を結ぶとともに、冷媒冷却部１５を迂回するバイパス流路である。電動弁１４ｃは、このバイパス流路を通過する冷媒の流量を調節する。

　過冷却弁１４ｄは、過冷却熱交換器１６に供給する中間圧冷媒を生成する。過冷却弁１４ｄは、配管Ｐ６に配置されている。配管Ｐ６は、配管Ｐ５から分岐している。配管Ｐ５は、分岐点Ｎ１と液閉鎖弁１７とを接続している。

　（１－１－５）冷媒冷却部１５
　冷媒冷却部１５は、電子回路部品と接触するように配管Ｐ４に配置されている。冷媒冷却部１５は、配管Ｐ４を流れる冷媒に電気回路部品が発する熱を吸収させることによって、電気回路部品の損傷を防ぐ。冷媒冷却部は、冷媒冷却ジャケットと呼ばれることもある。

　（１－１－６）過冷却熱交換器１６
　過冷却熱交換器１６は、配管Ｐ５及び配管Ｐ６に配置されている。過冷却熱交換器１６は、配管Ｐ６を通過する中間圧冷媒を利用して、配管Ｐ５を通過する冷媒に過冷却度を与えるためのものである。過冷却熱交換器１６を出た中間圧冷媒は、配管Ｐ７へ進む。

　（１－１－７）アキュムレータ１９
　アキュムレータ１９は、配管Ｐ７から供給されたガス冷媒の中に混入している液冷媒成分を貯留するとともに、ガス冷媒を配管Ｐ８へ排出する。アキュムレータ１９は、液冷媒が圧縮機１１に吸入されることを防ぐ。

　（１－１－８）液閉鎖弁１７、第１ガス閉鎖弁１８ａ、及び、第２ガス閉鎖弁１８ｂ
　液閉鎖弁１７は、液冷媒又は気液二相冷媒などを通過させ、又は遮断する。第１ガス閉鎖弁１８ａ及び第２ガス閉鎖弁１８ｂは、低圧ガス冷媒又は高圧ガス冷媒などを通過させ、又は遮断する。液閉鎖弁１７、第１ガス閉鎖弁１８ａ、及び第２ガス閉鎖弁１８ｂの開閉は、例えば冷凍サイクル装置１００の設置作業者によって手動で行われる。

　（１－１－９）熱源制御部７
　熱源制御部７は、熱源ユニット１０に設置された図示しないセンサから測定値データを取得する。熱源制御部７はまた、圧縮機１１、第１切換手段１２ａ、第２切換手段１２ｂ、第３切換手段１２ｃ、第４切換手段１２ｄ、第１熱源膨張弁１４ａ、第２熱源膨張弁１４ｂ、電動弁１４ｃ、及び過冷却弁１４ｄを制御する。

　（１－２）利用ユニット２０
　利用ユニット２０は、ユーザに温熱又は冷熱を提供する。利用ユニット２０は、冷媒回路９０の構成要素として、第１利用膨張弁２２ａ、第２利用膨張弁２２ｂ、第１利用熱交換器２３ａ、第２利用熱交換器２３ｂを有する。利用ユニット２０はさらに、制御部９の構成要素である利用制御部８を有する。

　（１－２－１）第１利用熱交換器２３ａ、及び、第２利用熱交換器２３ｂ
　第１利用熱交換器２３ａ及び第２利用熱交換器２３ｂは、室内空気と冷媒の間の熱交換を行うものであり、あるときは冷媒の凝縮器又は放熱器として機能し、あるときは冷媒の蒸発器又は吸熱器として機能する。図３に示すように、第１利用熱交換器２３ａ及び第２利用熱交換器２３ｂは、利用ユニット２０のケーシング２０ａの中に、水平方向に並んで配置されている。第１利用熱交換器２３ａ及び第２利用熱交換器２３ｂの近傍には、利用ファン２４が配置されている。利用ファン２４は、ケーシング２０ａの吸込口２０ｂから空気を吸い込む。利用ファン２４が作り出す空気流は、まず第１利用熱交換器２３ａを通過し、次に第２利用熱交換器２３ｂを通過した後、吹出口２０ｃからケーシング２０ａの外へ吹き出す。

　図１に戻り、第１利用熱交換器２３ａは、一端が後述する第１高低圧ガス冷媒管３２に接続されており、他端が第１利用膨張弁２２ａに接続されている。第２利用熱交換器２３ｂは、一端が後述する第２高低圧ガス冷媒管３３に接続されており、他端が第２利用膨張弁２２ｂに接続されている。

　（１－２－２）第１利用膨張弁２２ａ、及び、第２利用膨張弁２２ｂ
　第１利用膨張弁２２ａ及び第２利用膨張弁２２ｂは、冷媒を減圧するとともに、冷媒の流量を調節する。第１利用膨張弁２２ａは、一端が後述する液冷媒管３１、液閉鎖弁１７、過冷却熱交換器１６、配管Ｐ５を介して分岐点Ｎ１に接続されており、他端が第１利用熱交換器２３ａに接続されている。第２利用膨張弁２２ｂは、一端が後述する液冷媒管３１後述する液冷媒管３１、液閉鎖弁１７、過冷却熱交換器１６、配管Ｐ５を介して分岐点Ｎ１に接続されており、他端が第２利用熱交換器２３ｂに接続されている。

　（１－２－３）利用制御部８
　利用制御部８は、利用ユニット２０に設置された図示しないセンサから測定値データを取得する。利用制御部８はまた、利用ファン２４を制御する。加えて、利用制御部８は、熱源制御部７と通信を行うことにより、熱源制御部７とともに制御部９を構成する。

　（１－３）連絡配管３０
　連絡配管３０は、冷媒回路９０を構成するために熱源ユニット１０と利用ユニット２０を接続する。連絡配管３０は、液冷媒管３１、第１高低圧ガス冷媒管３２、第２高低圧ガス冷媒管３３を有する。

　（１－３－１）液冷媒管３１
　液冷媒管３１は、液閉鎖弁１７を第１利用膨張弁２２ａ及び第２利用膨張弁２２ｂと接続し、液冷媒又は気液二相冷媒などを移動させる。

　（１－３－２）第１高低圧ガス冷媒管３２、
　第１高低圧ガス冷媒管３２は、第１ガス閉鎖弁１８ａと第１利用熱交換器２３ａを接続し、低圧ガス冷媒又は高圧ガス冷媒などを移動させる。

　（１－３－３）第２高低圧ガス冷媒管３３
　第２高低圧ガス冷媒管３３は、第２ガス閉鎖弁１８ｂと第２利用熱交換器２３ｂを接続し、低圧ガス冷媒又は高圧ガス冷媒などを移動させる。

　（１－４）通信線３５
　通信線３５は、制御部９を構成するために、熱源制御部７と利用制御部８を接続する。通信線３５は、熱源制御部７と利用制御部８の間で制御信号、ステータス、データ、その他の信号を伝送する。

　（２）運転
　冷凍サイクル装置１００は、以下に説明する多様な運転を行うことができる。以下の記述では、冷媒は液体への相変化を生じうるものとして扱うが、前述の通り、冷媒はこのようなものに限られない。

　（２－１）冷熱利用運転
　図４は、冷熱利用運転における冷凍サイクル装置１００の状態を示す。冷熱利用運転では、ユーザが冷熱を利用することができる。第１切換手段１２ａ、第２切換手段１２ｂ、第３切換手段１２ｃ、第４切換手段１２ｄは、いずれも第１状態に設定されている。冷熱利用運転では、第１熱源熱交換器１３ａ及び第２熱源熱交換器１３ｂはいずれも凝縮器として機能しており、第１利用熱交換器２３ａ及び第２利用熱交換器２３ｂはいずれも蒸発器として機能している。

　圧縮機１１の吐出管１１ｂから吐出された高圧ガス冷媒は、配管Ｐ１及び配管Ｐ２を経て、第１切換手段１２ａ及び第２切換手段１２ｂを通過し、第１熱源熱交換器１３ａ及び第２熱源熱交換器１３ｂで凝縮されて、高圧液冷媒となる。

　第１熱源膨張弁１４ａ、第２熱源膨張弁１４ｂ、電動弁１４ｃはいずれも全開にされている。高圧液冷媒は、第１熱源膨張弁１４ａ、第２熱源膨張弁１４ｂ、電動弁１４ｃ、及び冷媒冷却部１５を通過する。その後、高圧液冷媒は過冷却熱交換器１６によって過冷却度を付与される。その後、高圧液冷媒は液閉鎖弁１７と液冷媒管３１を通過し、第１利用膨張弁２２ａ及び第２利用膨張弁２２ｂで減圧されて、気液二相冷媒となる。気液二相冷媒は、第１利用熱交換器２３ａ及び第２利用熱交換器２３ｂで蒸発させられ、低圧ガス冷媒になる過程でユーザに冷熱を提供する。低圧ガス冷媒は、第１高低圧ガス冷媒管３２及び第２高低圧ガス冷媒管３３を通過し、次に第３切換手段１２ｃ及び第４切換手段１２ｄを通過し、次にアキュムレータ１９を通過した後、吸入管１１ａにおいて圧縮機１１に吸入される。

　（２－２）温熱利用運転
　図５は、温熱利用運転における冷凍サイクル装置１００の状態を示す。温熱利用運転では、ユーザが温熱を利用することができる。第１切換手段１２ａ、第２切換手段１２ｂ、第３切換手段１２ｃ、第４切換手段１２ｄは、いずれも第２状態に設定されている。温熱利用運転では、第１熱源熱交換器１３ａ及び第２熱源熱交換器１３ｂはいずれも蒸発器として機能しており、第１利用熱交換器２３ａ及び第２利用熱交換器２３ｂはいずれも凝縮器として機能している。

　圧縮機１１の吐出管１１ｂから吐出された高圧ガス冷媒は、配管Ｐ１及び配管Ｐ２を経て、第３切換手段１２ｃ及び第４切換手段１２ｄを通過し、第１利用熱交換器２３ａ及び第２利用熱交換器２３ｂで凝縮されて、高圧液冷媒となる過程でユーザに温熱を提供する。

　第１利用膨張弁２２ａ及び第２利用膨張弁２２ｂはいずれも全開にされている。高圧液冷媒は、液冷媒管３１、液閉鎖弁１７、過冷却熱交換器１６、配管Ｐ５を順に通過した後、第１熱源膨張弁１４ａ及び第２熱源膨張弁１４ｂで減圧されて、気液二相冷媒となる。気液二相冷媒は、第１切換手段１２ａ及び第２切換手段１２ｂを通過し、次に配管Ｐ７及びアキュムレータ１９を通過した後、吸入管１１ａにおいて圧縮機１１に吸入される。

　（２－３）第１部分デフロスト運転
　図６は、第１部分デフロスト運転における冷凍サイクル装置１００の状態を示す。冬場に冷凍サイクル装置１００が温熱利用運転をしている場合に、蒸発器として機能している第１熱源熱交換器１３ａ及び第２熱源熱交換器１３ｂには霜が付く。これらの熱交換器の一方についた霜を溶かす運転を部分デフロスト運転と呼ぶ。部分デフロスト運転は、第１部分デフロスト運転と第２部分デフロスト運転を含む。

　第１部分デフロスト運転では、第１熱源熱交換器１３ａを凝縮器として機能させることにより、第１熱源熱交換器１３ａに付いた霜を溶かすことができる。なお、蒸発器として機能する第２熱源熱交換器１３ｂが室外空気から温熱を取得することができるので、第１部分デフロスト運転の間もユーザは温熱を利用し続けることができる。

　第１切換手段１２ａが第１状態に設定されており、第２切換手段１２ｂ、第３切換手段１２ｃ、第４切換手段１２ｄが第２状態に設定されている。これにより、第１熱源熱交換器１３ａ、第１利用熱交換器２３ａ、及び第２利用熱交換器２３ｂが放熱器として機能しており、第２熱源熱交換器１３ｂが吸熱器として機能している。

　圧縮機１１の吐出管１１ｂから吐出された高圧ガス冷媒の一部は、配管Ｐ１及び配管Ｐ２を経て、第１切換手段１２ａを通過し、第１熱源熱交換器１３ａで凝縮されて、高圧液冷媒となる過程で、第１熱源熱交換器１３ａに付いている霜を溶かす。

　第１熱源膨張弁１４ａは全開にされている。一方、第２熱源膨張弁１４ｂは、適度に小さな開度を設定されている。高圧液冷媒は、第１熱源膨張弁１４ａ、分岐点Ｎ１、及び冷媒冷却部１５を通過した後、第２熱源膨張弁１４ｂで減圧されて、気液二相冷媒となる。気液二相冷媒は、第２熱源熱交換器１３ｂで蒸発させられて低圧ガス冷媒となる。低圧ガス冷媒は、第２切換手段１２ｂ、配管Ｐ７、アキュムレータ１９、配管Ｐ８を順に通過した後、吸入管１１ａにおいて圧縮機１１に吸入される。

　（２－４）第２部分デフロスト運転
　図７は、第２部分デフロスト運転における冷凍サイクル装置１００の状態を示す。第２部分デフロスト運転では、第２熱源熱交換器１３ｂを凝縮器として機能させることにより、第２熱源熱交換器１３ｂに付いた霜を溶かすことができる。なお、蒸発器として機能する第１熱源熱交換器１３ａが室外空気から温熱を取得することができるので、第２部分デフロスト運転の間もユーザは温熱を利用し続けることができる。

　第２切換手段１２ｂが第１状態に設定されており、第１切換手段１２ａ、第３切換手段１２ｃ、第４切換手段１２ｄが第２状態に設定されている。これにより、第２熱源熱交換器１３ｂ、第１利用熱交換器２３ａ、及び第２利用熱交換器２３ｂが凝縮器として機能しており、第１熱源熱交換器１３ａが蒸発器として機能している。

　圧縮機１１の吐出管１１ｂから吐出された高圧ガス冷媒の一部は、配管Ｐ１を経て、第２切換手段１２ｂを通過し、第２熱源熱交換器１３ｂで凝縮されて、高圧液冷媒となる過程で、第２熱源熱交換器１３ｂに付いている霜を溶かす。

　第２熱源膨張弁１４ｂは全開にされている。一方、第１熱源膨張弁１４ａは、適度に小さな開度を設定されている。高圧液冷媒は、第２熱源膨張弁１４ｂ、冷媒冷却部１５、及び分岐点Ｎ１を通過した後、第１熱源膨張弁１４ａで減圧されて、気液二相冷媒となる。気液二相冷媒は、第１熱源熱交換器１３ａで蒸発させられて低圧ガス冷媒となる。低圧ガス冷媒は、第１切換手段１２ａ、配管Ｐ７、アキュムレータ１９、配管Ｐ８を順に通過した後、吸入管１１ａにおいて圧縮機１１に吸入される。

　（２－５）交互デフロスト運転
　制御部９は、第１部分デフロスト運転と第２部分デフロスト運転を交互に行うことによって、交互デフロスト運転を実行することができる。交互デフロスト運転においては、第１熱源熱交換器１３ａ及び第２熱源熱交換器１３ｂに付いた霜が交互に溶かされる。交互デフロスト運転においては、第１熱源熱交換器１３ａ及び第２熱源熱交換器１３ｂの一方が必ず蒸発器として機能するので、その蒸発器が室外空気から温熱を取得することができる。このため、第１利用熱交換器２３ａ及び第２利用熱交換器２３ｂを凝縮器として機能させることによって、ユーザに温熱を利用させることが可能である。

　（３）冷媒冷却部１５の構造
　図８は、電装品ユニット７０に取り付けられている冷媒冷却部１５の構造を示す。冷媒冷却部１５は、金属ブロック６１、冷媒案内管６２、取付板６３、及びスペーサ６４を有している。一方、電装品ユニット７０は、プリント基板７１、パワー素子７２、及びその他の電気回路部品７３を有している。

　金属ブロック６１には貫通穴が設けられており、その貫通穴を冷媒案内管６２が通過している。冷媒案内管６２は、第１端部６２ａ、第２端部６２ｂ、及び折り返し部６２ｃを有している。この冷媒案内管６２は、前述の配管Ｐ４の一部を構成している。取付板６３は金属ブロック６１に広い面積で接触するように金属ブロック６１に固定されている。スペーサ６４は、取付板６３とプリント基板７１を所定の間隔を開けて相互に固定する。パワー素子７２及び電気回路部品７３は、プリント基板７１に実装されており、電気回路を形成している。プリント基板７１に実装されている部品のうち、とりわけ発熱量の多いものがパワー素子７２である。パワー素子７２は、取付板６３と広い面積で接触するように取付板６３に固定されている。

　金属ブロック６１は、冷媒案内管６２を流れる冷媒によって冷却されている。パワー素子７２が発する熱は、取付板６３を介して金属ブロック６１に吸収される。これにより、パワー素子７２が冷却される。

　（４）冷媒冷却部１５の配置位置
　図９は、各運転における冷媒冷却部１５の位置を示す模式図である。いずれの運転においても、冷媒の流れに対し、冷媒冷却部１５は、凝縮器の下流かつ蒸発器の上流に配置されていることが図８より理解できる。

　凝縮器と冷媒冷却部１５の間に配置されている膨張弁（例えば、第１部分デフロスト運転においては、第１利用膨張弁２２ａ、第２利用膨張弁２２ｂ、及び第１熱源膨張弁１４ａ）は、いずれの運転においても全開に保たれている。したがって、凝縮機から放出される高圧液冷媒は、そのまま冷媒冷却部１５を通過し、電気回路素子を冷却する。

　冷媒冷却部１５と凝縮器の間に配置されている膨張弁は開度を狭められるように制御され、それによって冷媒を減圧させて気液二相冷媒を生成する役割を担う。以下では、この冷媒を減圧させる膨張弁を減圧膨張弁という。部分デフロスト運転においては、減圧膨張弁は、第１熱源膨張弁１４ａ又は第２熱源膨張弁１４ｂのうちの一方である。具体的には、第１部分デフロスト運転においては、減圧膨張弁は第２熱源膨張弁１４ｂである。第２部分デフロスト運転においては、減圧膨張弁は第１熱源膨張弁１４ａである。

　気液二相冷媒は高圧液冷媒よりもはるかに温度が低いため、もしこの気液二相冷媒によって電気回路素子が冷却される場合、電気回路素子は結露し、損傷してしまうおそれがある。したがって、冷媒冷却部１５を配置すべき場所は、減圧膨張弁の近傍であり、かつ、減圧膨張弁よりも冷媒の流れの上流とする必要がある。

　なお、冷媒冷却部１５は、上記のとおり、電装品ユニット７０内の電子回路部品と接触するように取り付けられている。そして、熱源ユニット１０において、電装品ユニット７０から延びるハーネスに接続されることになる減圧膨張弁は、自然と電装品ユニット７０の近傍に配置されることになる。したがって、冷媒冷却部１５は、減圧膨張弁の近傍に配置されることになる。ここでは、減圧膨張弁と冷媒冷却部１５とを結ぶ冷媒配管の長さが１ｍ以内になるように、冷媒冷却部１５を減圧膨張弁の近傍に配置している。

　（５）特徴
　（５－１）
　部分デフロスト運転において、冷凍サイクル装置１００には冷媒を減圧する膨張弁が存在する。第１部分デフロスト運転においては、第２熱源膨張弁１４ｂが冷媒を減圧する。第２部分デフロスト運転においては、第１熱源膨張弁１４ａが冷媒を減圧する。冷媒冷却部１５は、そのような冷媒を減圧する膨張弁の近傍に配置されている。加えて、冷媒冷却部１５は、冷媒を減圧する膨張弁よりも冷媒の流れの上流に配置されている。したがって、冷媒冷却部１５を流れる冷媒は、膨張されていない液冷媒であるので、過度に温度が下がり過ぎていない。よって、冷媒冷却部１５が電気回路の結露を誘発しにくいので、電気回路が損傷することを抑制できる。

　（５－２）
　冷媒冷却部１５は、第１熱源熱交換器１３ａ又は第２熱源熱交換器１３ｂの近傍に配置される。したがって、冷媒冷却部１５に冷媒が供給されなくなる可能性が低い。

　（５－３）
　冷凍サイクル装置１００には、冷媒冷却部１５を迂回するバイパス流路として配管Ｐ９が設けられる。したがって、冷媒冷却部１５を通過する冷媒の量が多くなり、それによって電気回路を損傷するおそれがあるときは、冷媒の一部をバイパス流路へ送ることにより、電気回路の損傷を抑制できる。

　（５－４）
　バイパス流路である配管Ｐ９には流量調整用の電動弁１４ｃが設けられる。したがって、冷媒冷却部１５を流れる冷媒の量と、冷媒冷却部１５を迂回する冷媒の量を決定する自由度が高くなる。

　（５－５）
　第１部分デフロスト運転と第２部分デフロスト運転において、第１熱源熱交換器１３ａ及び第２熱源熱交換器１３ｂのいずれかは蒸発器又は吸熱器としての機能を維持できる。したがって、第１利用熱交換器２３ａ及び第２利用熱交換器２３ｂを凝縮器又は放熱器として機能させることができるので、冬場においてデフロスト運転中にも暖房を行うことができる。

　（５－６）
　冷凍サイクル装置１００は、第１利用熱交換器２３ａ又は第２利用熱交換器２３ｂを有する。したがって、第１利用熱交換器２３ａ又は第２利用熱交換器２３ｂが第１熱源熱交換器１３ａ及び第２熱源熱交換器１３ｂと協働して冷凍サイクルを構成する。

　（５－７）
　第１利用熱交換器２３ａ又は第２利用熱交換器２３ｂの近傍に第１利用膨張弁２２ａ又は第２利用膨張弁２２ｂが設けられる。したがって、第１利用熱交換器２３ａ又は第２利用熱交換器２３ｂを流れる冷媒量の制御の自由度が高まる。

　（６）変形例
　（６－１）第１変形例
　前述の実施形態では、冷媒冷却部１５は、下側の第２熱源熱交換器１３ｂに接続される配管Ｐ４に配置されている。これに代えて、冷媒冷却部１５は、上側の第１熱源熱交換器１３ａに接続される配管Ｐ３に配置されていてもよい。

　（６－２）第１変形例
　前述の実施形態では、利用ユニット２０は、第１利用熱交換器２３ａ及び第２利用熱交換器２３ｂという２つの熱交換器を有している。これに代えて、利用ユニット２０は単一の利用熱交換器を有していてもよい。

　＜むすび＞
　以上、本開示の実施形態を説明したが、請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

７　　　：熱源制御部
８　　　：利用制御部
９　　　：制御部
１０　　：熱源ユニット
１２ａ　：第１切換手段
１２ｂ　：第２切換手段
１２ｃ　：第３切換手段
１２ｄ　：第４切換手段
１３ａ　：第１熱源熱交換器
１３ｂ　：第２熱源熱交換器
１４ａ　：第１熱源膨張弁
１４ｂ　：第２熱源膨張弁
１４ｃ　：電動弁
１４ｄ　：過冷却弁
１５　　：冷媒冷却部
２０　　：利用ユニット
２２ａ　：第１利用膨張弁（利用膨張弁）
２２ｂ　：第２利用膨張弁（利用膨張弁）
２３ａ　：第１利用熱交換器（利用熱交換器）
２３ｂ　：第２利用熱交換器（利用熱交換器）
３０　　：連絡配管
３１　　：液冷媒管
３２　　：第１高低圧ガス冷媒管
３３　　：第２高低圧ガス冷媒管
７０　　：電装品ユニット
９０　　：冷媒回路
１００　：冷凍サイクル装置
Ｎ１　　：分岐点
Ｐ３　　：配管（第１配管）
Ｐ４　　：配管（第２配管）
Ｐ９　　：配管（バイパス流路）

特開２０１２－１３２６３７号公報

Claims

　第１熱源熱交換器（１３ａ）と、
　第２熱源熱交換器（１３ｂ）と、
　前記第１熱源熱交換器から分岐点（Ｎ１）まで延びる第１配管（Ｐ３）と、
　前記第２熱源熱交換器から前記分岐点（Ｎ１）まで延びる第２配管（Ｐ４）と、
　前記第１配管に配置されている第１熱源膨張弁（１４ａ）と、
　前記第２配管に配置されている第２熱源膨張弁（１４ｂ）と、
　前記第１熱源熱交換器を流れる冷媒の方向を切り換える第１切換手段（１２ａ）と、
　前記第２熱源熱交換器を流れる前記冷媒の方向を切り換える第２切換手段（１２ｂ）と、
　前記第１熱源熱交換器及び前記第２熱源熱交換器の両方を吸熱器として動作させる温熱利用運転、前記第１熱源熱交換器及び前記第２熱源熱交換器の両方を放熱器として動作させる冷熱利用運転、及び、前記第１熱源熱交換器又は前記第２熱源熱交換器の一方を放熱器として動作させるとともに他方を吸熱器として動作させる部分デフロスト運転、を実行するように前記第１熱源膨張弁、前記第２熱源膨張弁、前記第１切換手段、及び前記第２切換手段を制御する制御部（９）と、
　前記部分デフロスト運転のときに前記冷媒を減圧させる減圧膨張弁の近傍において、前記減圧膨張弁よりも前記冷媒の流れの上流に配置されている、電気回路を冷却するための冷媒冷却部（１５）と、
を備え、
　前記減圧膨張弁は、前記第１熱源膨張弁又は前記第２熱源膨張弁のうちの一方である、
冷凍サイクル装置（１００）。
　前記冷媒冷却部は、前記第１配管又は前記第２配管の一方に配置されている、
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
　前記第１配管又は前記第２配管のうちの前記冷媒冷却部が配置されている方の両端を結ぶとともに、前記冷媒冷却部を迂回するバイパス流路（Ｐ９）、
をさらに備える、
請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
　前記バイパス流路に配置されている流量調整用の電動弁（１４ｃ）、
をさらに備える、
請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
　前記部分デフロスト運転は、
　　前記制御部が前記第１熱源熱交換器を放熱器として動作させるとともに前記第２熱源熱交換器を吸熱器として動作させる第１部分デフロスト運転と、
　　前記制御部が前記第１熱源熱交換器を吸熱器として動作させるとともに前記第２熱源熱交換器を放熱器として動作させる第２部分デフロスト運転と、
を含む、
請求項１から４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
　利用熱交換器（２３ａ、２３ｂ）、
をさらに備え、
　前記制御部は、前記温熱利用運転及び前記部分デフロスト運転において前記利用熱交換器を放熱器として動作させ、前記冷熱利用運転において前記利用熱交換器を吸熱器として動作させる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
　前記利用熱交換器に接続された利用膨張弁（２２ａ、２２ｂ）、
をさらに備え、
　前記利用膨張弁は前記分岐点に接続されている、
請求項６に記載の冷凍サイクル装置。