JP4803199B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードと、熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードとを切替可能に構成された冷凍サイクル装置に関する。

従来、熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードと、熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードとを切替可能に構成された冷凍サイクル装置が知られている。

例えば、特許文献１に開示された冷凍サイクル装置は、車両用空調装置に適用されて、冷媒と熱交換対象流体である車室内送風空気とを熱交換させる利用側熱交換器と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、冷媒流路を切り替える流路切替手段である四方弁とを備え、この四方弁が冷媒流路を切り替えることによって、冷却運転モードおよび加熱運転モードの双方の運転モードを実現している。

より具体的には、車室内送風空気を冷却する冷房運転モード（冷却運転モード）では、利用側熱交換器を冷媒を蒸発させる蒸発器として作用させるとともに、室外熱交換器を冷媒を放熱させる放熱器として作用させるように冷媒流路に切り替え、車室内送風空気を加熱する暖房運転モード（加熱運転モード）では、利用側熱交換器を放熱器として作用させるとともに、室外熱交換器を蒸発器として作用させる冷媒流路に切り替えている。

ところで、冷凍サイクル装置が発揮できる冷凍能力を増大させてサイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させるためには、放熱器として作用する熱交換器に、いわゆるサブクール型凝縮器を採用すればよいことが知られている。

サブクール型凝縮器とは、例えば、特許文献２に開示されているように、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部、この凝縮用熱交換部から流出した冷媒の気液を分離する受液部、および、この受液部から流出した飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部とを有する熱交換器である。これにより、蒸発器へ流入する冷媒のエンタルピを低下させて蒸発器にて発揮できる冷凍能力を増大させることができる。
特開２００５−３０６３００号公報 特開２００１−１０８３３１号公報

従って、特許文献１の冷凍サイクル装置においても、例えば、冷房運転モード時に、放熱器として作用する室外熱交換器としてサブクール型凝縮器を採用すれば、蒸発器として作用する利用側熱交換器にて発揮できる冷凍能力を増大させてＣＯＰを向上させることができる。

しかしながら、特許文献１の冷凍サイクル装置では、利用側熱交換器を放熱器として作用させる暖房運転モード時に、室外熱交換器を蒸発器として作用させるため、室外熱交換器としてサブクール型凝縮器を採用すると、暖房運転モード時に、かえってＣＯＰを悪化させてしまうことがある。

このことを図９、１０により詳細に説明する。図９は、冷却運転モードと加熱運転モードとを切替可能に構成された一般的な冷凍サイクル装置（以下、検討用冷凍サイクル装置という。）の全体構成図である。なお、図９の各符号は、後述する実施形態に説明する各部分に対応している。

図１０は、検討用冷凍サイクル装置の冷媒の状態を示すモリエル線図であり、冷房運転モード（冷却運転モード）を実線で示し、暖房運転モード（加熱運転モード）を破線および一点鎖線で示している。

検討用冷凍サイクル装置では、流路切替手段である四方弁４１によって、冷房運転モード時には、実線矢印で示すように、圧縮機２１→室外熱交換器２８→減圧装置４４→利用側熱交換器４２→圧縮機２１の順で冷媒を循環させる冷媒流路に切り替える。一方、暖房運転モード時には、破線矢印で示すように、圧縮機２１→利用側熱交換器４２→減圧装置４４→室外熱交換器２８→圧縮機２１の順で冷媒を循環させる冷媒流路に切り替える。

さらに、検討用冷凍サイクル装置では、室外熱交換器２８として、凝縮用熱交換部２８３ａ、受液部２８６および過冷却用熱交換部２８３ｂを有するサブクール型凝縮器を採用している。

従って、冷房運転モードでは、図１０の実線で示すように、室外熱交換器２８から流出した冷媒の過冷却度を増加させて、利用側熱交換器４２における入口側冷媒のエンタルピと出口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差（冷凍能力）を増大させることができる。その結果、冷房運転モード時のＣＯＰを向上させることができる。

ところで、サブクール型凝縮器は、冷房運転モードにおいて、冷媒を凝縮させる機能を果たすものなので、その内部を通過する冷媒の密度は、入口側から出口側へ向かって徐々に上昇していく。そして、過冷却用熱交換部２８３ｂでは、気相冷媒および気液二相冷媒よりも大幅に密度が上昇した液相冷媒が通過する。

従って、サブクール型凝縮器では、入口側から出口側に向かって徐々に冷媒通路面積を縮小させて、過冷却用熱交換部２８３ｂの冷媒通路面積を最も小さくすることで、適切な熱交換面積を確保でき、凝縮器としての単体性能を確保できるとともに、サブクール型凝縮器全体としての小型化を図ることができる。

しかしながら、検討用冷凍サイクル装置では、暖房運転モードでは、サブクール型凝縮器を冷媒を蒸発させる蒸発器として用い、放熱器（凝縮器）として用いる場合の出口側から入口側へ向かって冷媒を流している。つまり、暖房運転モード時にサブクール型凝縮器内を流れる冷媒の流れ方向を、冷房運転モード時にサブクール型凝縮器内を流れる冷媒の流れ方向に対して逆転させている。

そのため、暖房運転モード時には、サブクール型凝縮器のうち最も冷媒通路が縮小する過冷却用熱交換部２８３ｂに気液二相冷媒を流入させることとなり、図１０の破線で示すように、室外熱交換器２８（サブクール型凝縮器）における圧力損失が、冷房運転モードにおける利用側熱交換器４２に対して、大幅に増大してしまう。

このような圧力損失の増加は、圧縮機の駆動動力を増加させてしまい、暖房運転モードのＣＯＰを悪化させてしまう。

なお、検討用冷凍サイクル装置に対して、暖房運転モード時にサブクール型凝縮器内を流れる冷媒の流れ方向が、冷房運転モード時にサブクール型凝縮器内を流れる冷媒の流れ方向と同一となる冷凍サイクル装置であったとしても、上述の圧力損失の増加によるＣＯＰの悪化が生じる。

その理由は、蒸発器は冷媒を蒸発させる機能を果たすものなので、その内部を通過する冷媒の密度は、入口側から出口側へ向かって徐々に低下していく。その一方で、サブクール型凝縮器では、上述の如く、冷媒通路面積が入口側から出口側へ向かって徐々に縮小していくので、図１０の一点鎖線に示すように、入口側から出口側へ向かって圧力損失が増加してしまうからである。

上記点に鑑み、本発明は、冷却運転モードと加熱運転モードとを切替可能に構成されるとともに、サブクール型凝縮器を採用する冷凍サイクル装置において、いずれの運転モードにおいてもＣＯＰを向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２１）と、冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器（２４、３７、５１）と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２８）と、冷媒流路に切り替える流路切替手段（２６、３３、３５、５２、５５、５９）とを備え、利用側熱交換器として、熱交換対象流体を冷却する冷却用の利用側熱交換器（３７）および熱交換対象流体を加熱する加熱用の利用側熱交換器（２４、５１）が設けられており、流路切替手段（２６…５９）は、熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードでは、圧縮機（２１）吐出冷媒を室外熱交換器（２８）にて放熱させるとともに、冷却用の利用側熱交換器（３７）にて蒸発した冷媒を圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替え、熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードでは、圧縮機（２１）吐出冷媒を加熱用の利用側熱交換器（２４、５１）にて放熱させるとともに、室外熱交換器（２８）にて蒸発した冷媒を圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替える冷凍サイクル装置であって、
室外熱交換器（２８）は、冷却運転モード時に、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部（２８３ａ）、凝縮用熱交換部（２８３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する受液部（２８６）、および、受液部（２８６）から流出した飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部（２８３ｂ）を有し、前記凝縮用熱交換部（２８３ａ）、前記受液部（２８６）および前記過冷却用熱交換部（２８３ｂ）を１つの熱交換器として一体的に構成されたものであり、冷却運転モード時に室外熱交換器（２８）内を流れる冷媒の流れ方向は、加熱運転モード時に室外熱交換器（２８）内を流れる冷媒の流れ方向に対して、同一であり、室外熱交換器（２８）の冷媒通路面積は、冷媒の流入口側から出口側へ向かって徐々に縮小しており、さらに、加熱運転モード時に、凝縮用熱交換部（２８３ａ）へ流入した冷媒を受液部（２８６）から流出させて、過冷却用熱交換部（２８３ｂ）の少なくとも一部を迂回するように冷媒を流す冷媒バイパス手段（２９）と、加熱運転モード時に、受液部（２８６）から流出した冷媒を冷却用の利用側熱交換器（３７）を迂回するように流す冷媒通路とを備えることを特徴とする。

これによれば、室外熱交換器（２８）を放熱器として作用させる冷却運転モード時に、室外熱交換器（２８）をサブクール型凝縮器として利用できるので、冷却運転モード時のＣＯＰを向上させることができる。

一方、室外熱交換器（２８）を蒸発器として作用させる加熱運転モード時には、冷媒バイパス手段が、室外熱交換器（２８）のうち、冷却運転モード時に過冷却用熱交換部（２８３ｂ）として作用する部位の少なくとも一部を迂回するように冷媒を流すので、この部位を流通する際に生じる冷媒の圧力損失を低減できる。

従って、加熱運転モード時には、圧縮機（２１）へ吸入される冷媒の圧力低下を抑制して、圧縮機の消費動力を低減させることができる。その結果、加熱運転モード時のＣＯＰを向上させることができる。つまり、冷却運転モードおよび加熱運転モードのいずれの運転モードにおいてもＣＯＰを向上させることができる。
さらに、請求項２に記載の発明のように、冷却運転モード時に、加熱用の利用側熱交換器（２４）を迂回するように冷媒を流す冷媒通路を備えていてもよい。
さらに、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置において、冷却用の利用側熱交換器（３７）にて冷却される熱交換対象流体と加熱用の利用側熱交換器（２４）にて加熱される熱交換対象流体は、異なる流体であってもよい。

請求項７に記載の発明では、請求項４ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、冷却運転モード時に室外熱交換器（２８）内を流れる冷媒の流れ方向は、加熱運転モード時に室外熱交換器（２８）内を流れる冷媒の流れ方向に対して、同一であり、加熱運転モード時には、冷媒バイパス手段（２９）が、凝縮用熱交換部（２８３ａ）へ流入した冷媒を受液部（２８６）から流出させることを特徴とする。

これによれば、冷却運転モード時に室外熱交換器（２８）内を流れる冷媒の流れ方向および加熱運転モード時に室外熱交換器（２８）内を流れる冷媒の流れ方向が同一方向となるサイクル構成としても、いずれの運転モード時においてもＣＯＰを向上させることができる。

請求項８に記載の発明のように、具体的に、請求項７に記載の冷凍サイクル装置において、冷媒バイパス手段（２９）は、受液部（２８６）から冷媒を流出させるバイパス配管（２９ａ）、および、バイパス配管（２９ａ）を流通する冷媒の流通状態を制御する制御弁（２９ｂ、２９ｃ）を有していてもよい。

なお、本請求項における「冷媒の流通状態を制御する」とは、バイパス配管（２９ａ）内に冷媒を流通させる流通状態とすること、バイパス配管（２９ａ）内の冷媒の流通を遮断する遮断状態とすることを含む意味である。

請求項９に記載の発明では、請求項８に記載の冷凍サイクル装置において、制御弁は、バイパス配管（２９ａ）を開閉するバイパス配管用開閉弁（２９ｂ）を有して構成されていることを特徴とする。これによれば、バイパス配管（２９ａ）を流れる冷媒の流通状態を容易に制御できる。

さらに、請求項１０に記載の発明のように、請求項９に記載の冷凍サイクル装置において、制御弁は、バイパス配管（２９ａ）のうち受液部（２８６）に接続される側と反対の端部側から過冷却用熱交換部（２８３ｂ）へ至るメイン配管に配置されて、このメイン配管を開閉するメイン配管用開閉弁（２９ｃ）を有して構成されていてもよい。

これによれば、暖房運転モード時に、バイパス配管（２９ａ）のうち受液部（２８６）に接続される側と反対の端部側から過冷却用熱交換部（２８３ｂ）へ至るメイン配管を介して、過冷却用熱交換部（２８３ｂ）へ冷媒が流入してしまうこと防止できる。

また、請求項４に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２１）と、冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器（２４、３７、４２、５１）と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２８）と、冷媒流路に切り替える流路切替手段（２６、３３、３５、４１、５２、５５、５９）とを備え、流路切替手段（２６…５９）は、熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードでは、圧縮機（２１）吐出冷媒を室外熱交換器（２８）にて放熱させるとともに、利用側熱交換器（３７、４２）にて蒸発した冷媒を圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替え、熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードでは、圧縮機（２１）吐出冷媒を利用側熱交換器（２４、４２、５１）にて放熱させるとともに、室外熱交換器（２８）にて蒸発した冷媒を圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替える冷凍サイクル装置であって、
室外熱交換器（２８）は、冷却運転モード時に、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部（２８３ａ）、凝縮用熱交換部（２８３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する受液部（２８６）、および、受液部（２８６）から流出した飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部（２８３ｂ）を有しており、さらに、加熱運転モード時に、過冷却用熱交換部（２８３ｂ）の少なくとも一部を迂回するように冷媒を流す冷媒バイパス手段（２９）を備え、冷媒バイパス手段（２９）のうち、少なくとも一部は、室外熱交換器（２８）の外表面に沿って配置されていることを特徴とする。
これにより、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。さらに、室外熱交換器（２８）および冷媒バイパス手段（２９）の小型化、並びに、搭載性を向上させることができる。
請求項５に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２１）と、冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器（２４、３７、４２、５１）と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２８）と、冷媒流路に切り替える流路切替手段（２６、３３、３５、４１、５２、５５、５９）とを備え、流路切替手段（２６…５９）は、熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードでは、圧縮機（２１）吐出冷媒を室外熱交換器（２８）にて放熱させるとともに、利用側熱交換器（３７、４２）にて蒸発した冷媒を圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替え、熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードでは、圧縮機（２１）吐出冷媒を利用側熱交換器（２４、４２、５１）にて放熱させるとともに、室外熱交換器（２８）にて蒸発した冷媒を圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替える冷凍サイクル装置であって、
室外熱交換器（２８）は、冷却運転モード時に、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部（２８３ａ）、凝縮用熱交換部（２８３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する受液部（２８６）、および、受液部（２８６）から流出した飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部（２８３ｂ）を有しており、さらに、加熱運転モード時に、過冷却用熱交換部（２８３ｂ）の少なくとも一部を迂回するように冷媒を流す冷媒バイパス手段（２９）を備え、冷媒バイパス手段（２９）のうち、少なくとも一部は、室外熱交換器（２８）の構成部材に一体的に形成されていることを特徴とする。
これにより、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。さらに、室外熱交換器（２８）および冷媒バイパス手段（２９）の小型化、並びに、搭載性を向上させることができる。

請求項６に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２１）と、冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器（２４、３７、４２、５１）と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２８）と、冷媒流路に切り替える流路切替手段（２６、３３、３５、４１、５２、５５、５９）とを備え、流路切替手段（２６…５９）は、熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードでは、圧縮機（２１）吐出冷媒を室外熱交換器（２８）にて放熱させるとともに、利用側熱交換器（３７、４２）にて蒸発した冷媒を圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替え、熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードでは、圧縮機（２１）吐出冷媒を利用側熱交換器（２４、４２、５１）にて放熱させるとともに、室外熱交換器（２８）にて蒸発した冷媒を圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替える冷凍サイクル装置であって、
室外熱交換器（２８）は、冷却運転モード時に、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部（２８３ａ）、凝縮用熱交換部（２８３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する受液部（２８６）、および、受液部（２８６）から流出した飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部（２８３ｂ）を有しており、さらに、加熱運転モード時に、過冷却用熱交換部（２８３ｂ）の少なくとも一部を迂回するように冷媒を流す冷媒バイパス手段（２９）を備え、冷媒バイパス手段（２９）のうち、少なくとも一部は、冷媒バイパス手段（２９）を流通する冷媒の温度変化が抑制されるように、室外熱交換器（２８）に一体的に構成されていることを特徴とする。

これによれば、冷媒バイパス手段（２９）を流通する冷媒が、冷媒バイパス手段（２９）の配置された環境温度によって加熱されてしまうことを抑制できるので、冷媒バイパス手段（２９）を流通する冷媒に生じる圧力損失を低減できる。その結果、加熱運転モード時のＣＯＰを、より一層、向上させることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１、２により、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置を、住宅等において室内空調および給湯を行う空調給湯装置１に適用している。図１は、この空調給湯装置１の全体構成図である。なお、図１における実線矢印は、後述する空調運転モード時における冷媒の流れを示し、破線矢印は、後述する給湯運転モードにおける冷媒の流れを示している。

図１に示すように、空調給湯装置１は、貯湯タンク１１内に貯留された給湯水を循環させる水循環回路１０、および、熱交換対象流体を冷却する冷却運転モード（空調運転モード）と、熱交換対象流体を加熱する加熱運転モード（給湯運転モード）とを切替可能に構成された蒸気圧縮式の冷凍サイクル２０を備えている。

まず、水循環回路１０に接続される貯湯タンク１１は、断熱構造を有し、高温の給湯水を長時間保温するための温水タンクであり、耐食性に優れた金属（例えば、ステンレス）で形成されている。

貯湯タンク１１に貯留された給湯水は、貯湯タンク１１の上部に設けられた出湯口から出湯され、図示しない温調弁において水道からの冷水と混合されて温度調節された後、台所や浴室へ給湯される。また、貯湯タンク１１内の下部に設けられた給水口から水道水が給水される。

水循環回路１０には、給湯水を循環させる電動水ポンプ１２が配置されている。この電動水ポンプ１２は、図示しない制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。そして、制御装置が電動水ポンプ１２を作動させると、給湯水は、電動水ポンプ１２→後述する水−冷媒熱交換器２４の水通路２４ａ→貯湯タンク１１→電動水ポンプ１２の順に循環する。

次に、冷凍サイクル２０は、圧縮機２１、利用側熱交換器である水−冷媒熱交換器２４および蒸発器３７、固定絞り２５、室外熱交換器２８、膨張弁３６、流路切替手段である第１〜第３電磁弁２６、３３、３５等を備えている。

なお、この冷凍サイクル２０では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、この冷媒には圧縮機２１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、この冷凍機油は冷媒とともにサイクルを循環している。

圧縮機２１は、冷凍サイクル２０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機２１ａを電動モータ２１ｂにて駆動する電動圧縮機である。固定容量型圧縮機２１ａとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。

電動モータ２１ｂは、制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機２１の冷媒吐出能力が変更される。従って、電動モータ２１ｂは、圧縮機２１の吐出能力変更手段を構成している。

圧縮機２１の吐出側には、圧縮機２１吐出冷媒の流れ方向を２つに分ける第１分岐部２２が接続されている。この第１分岐部２２は、３つの流入出口を有する三方継手で構成されており、流入出口のうち１つを冷媒流入口とし、２つを冷媒流出口としたものである。このような三方継手は、管径の異なる配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに通路径の異なる複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。

第１分岐部２２のうち一方の冷媒流出口には、第１冷媒配管２３ａを介して、水−冷媒熱交換器２４の冷媒通路２４ｂ入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器２４は、給湯水が流通する水通路２４ａと圧縮機２１から吐出された高温高圧冷媒が流通する冷媒通路２４ｂとを有して構成される利用側熱交換器である。そして、給湯運転モード時に、圧縮機２１吐出冷媒の有する熱量を給湯水に放熱させる放熱器として機能する。

従って、本実施形態の給湯運転モードでは、給湯水が熱交換対象流体となる。さらに、水−冷媒熱交換器２４の水通路２４ａにおける給湯水の流れ方向、および、冷媒通路２４ｂにおける冷媒の流れ方向は、互いに対向する方向になっている。これにより、水通路２４ａを流通する給湯水と冷媒通路２４ｂを流通する冷媒との温度差を確保して熱交換効率を向上させている。

水−冷媒熱交換器２４の冷媒通路２４ｂ出口側には、固定絞り２５が接続されている。この固定絞り２５は、給湯運転モード時に、冷媒通路２４ｂから流出した冷媒を減圧膨張させる第１減圧手段である。この固定絞り２５としては、キャピラリチューブ、オリフィス等を採用できる。

一方、第１分岐部２２のうち他方の冷媒流出口には、第２冷媒配管２３ｂを介して、第１電磁弁２６が接続されている。この第１電磁弁２６は、第２冷媒配管２３ｂを開閉して冷媒流路を切り替える流路切替手段であり、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

そして、制御装置が、第１電磁弁２６を閉弁すると第１分岐部２２へ流入した冷媒のうち全流量が第１冷媒配管２３ａ側へ流出し、第１電磁弁２６を開弁すると第１分岐部２２へ流入した冷媒のうちほぼ全流量が、第１冷媒配管２３ａ側よりも圧力損失の少ない第２冷媒配管２３ｂ側へ流出する。

固定絞り２５および第１電磁弁２６の冷媒出口側は、それぞれ第１合流部２７の冷媒流入口に接続されている。この第１合流部２７の基本的構成は第１分岐部２２と同様である。つまり、第１合流部２７では、３つの流入出口のうち２つを冷媒流入口とし、１つを冷媒流出口として用いている。

第１合流部２７の冷媒流出口には、室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａの流入口２８５ａが接続されている。この室外熱交換器２８は、室外に配置されて、内部を流通する冷媒と送風ファン２８ａから送風された室外空気（外気）とを熱交換させるものである。送風ファン２８ａは、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

室外熱交換器２８の詳細については、図２に基づいて説明する。図２は、室外熱交換器２８の概略構成を示す模式的な一部断面図である。なお、図２における実線矢印は、空調運転モード時における冷媒の流れを示し、破線矢印は、給湯運転モードにおける冷媒の流れを示し、上下方向の各矢印は、空調給湯装置１に搭載した状態における各方向を示している。

図２に示すように、室外熱交換器２８は、内部を冷媒が流れる多数のチューブ２８１が複数本積層され、冷媒と空気との熱交換を促進するフィン２８２が、隣接するチューブ２８１間に配置されている。このチューブ２８１としては、押出成形等によって形成された単穴あるいは多穴の扁平チューブ等を採用できる。また、フィン２８２としては、波状に折り曲げられたコルゲートフィンを採用できる。

そして、このチューブ２８１とフィン２８２との積層構造体によって、略矩形状の熱交換コア部２８３が構成される。チューブ２８１およびフィン２８２の積層方向の熱交換コア部２８３両端側には、チューブ２８１と平行に延びて熱交換コア部２８３を補強する補強部材であるサイドプレート２８４が配置されている。

チューブ２８１の長手方向両端側には、チューブ２８１の積層方向に延びるように配置されて、チューブ２８１への冷媒の分配およびチューブ２８１からの冷媒の集合を行う１対のヘッダタンク２８５が接続されている。このヘッダタンク２８５には、チューブ２８１と同数のスリット穴が形成されており、このスリット穴を介して全てのチューブ２８１と連通している。

さらに、一方のヘッダタンク２８５には、第１合流部２７から流出した冷媒を流入させる流入口２８５ａおよび冷媒を流出させる流出口２８５ｂが設けられ、他方のヘッダタンク２８５には、冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄える受液部（モジュレータ部）２８６が、他方のヘッダタンク２８５内部と連通するように近接配置されている。

また、各ヘッダタンク２８５の内部には、ヘッダタンク２８５内の内部空間を仕切る複数のセパレータ２８７が配置されている。この複数のセパレータ２８７により、流入口２８５ａから流入した冷媒が矢印に示すように熱交換コア部２８３を蛇行しながら流れるとともに、熱交換コア部２８３が２つの熱交換部に仕切られる。

この２つの熱交換部のうち、流入口２８５ａ側に位置付けられる熱交換部は、空調運転モード時に、流入口２８５ａから流入した冷媒と送風ファン２８ａから送風された外気とを熱交換させて、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部２８３ａを構成している。そして、凝縮用熱交換部２８３ａから流出した冷媒は、他方のヘッダタンク２８５から受液部２８６へ流入する。

さらに、流出口２８５ｂ側に位置付けられる熱交換部は、空調運転モード時に、受液部２８６から流出した飽和液相冷媒と送風ファン２８ａから送風された外気とを熱交換させて、冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部２８３ｂを構成している。そして、過冷却用熱交換部２８３ｂを通過した冷媒は、流出口２８５ｂから流出する。

従って、本実施形態の室外熱交換器２８は、空調運転モード時に、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部２８３ａ、凝縮用熱交換部２８３ａから流出した冷媒の気液を分離する受液部２８６、および、受液部２８６から流出した飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部２８３ｂを有する、いわゆるサブクール型熱交換器として構成されている。

また、この室外熱交換器２８では、空調運転モード時に、冷媒を凝縮させる機能を果たすものなので、その内部を通過する冷媒の密度は、流入口２８５ａ側から流出口２８５ｂ側へ向かって徐々に上昇していく。従って、本実施形態では、図２に示すように、流入口２８５ａ側から流出口２８５ｂ側に向かって徐々に冷媒通路面積が縮小するように、セパレータ２８７を配置している。

さらに、本実施形態の室外熱交換器２８には、給湯運転モード時に、過冷却用熱交換部２８３ｂを迂回するように冷媒を流す冷媒バイパス装置２９が接続されている。冷媒バイパス装置２９は、受液部２８６から、過冷却用熱交換部２８３ｂを通過させることなく、直接冷媒を流出させるバイパス配管２９ａ、および、バイパス配管２９ａを流れる冷媒の流通状態を制御する制御弁であるバイパス配管用開閉弁２９ｂを有して構成されている。

バイパス配管２９ａは、バイパス配管用開閉弁２９ｂを介して受液部２８６の最上部に設けられた連通穴に接続されて、受液部２８６および過冷却用熱交換部２８３ｂの底面側のサイドプレート２８４に沿って延びる冷媒配管である。さらに、過冷却用熱交換部２８３ｂの底面側のサイドプレート２８４に設けられた係止用爪部２８４ａによって係止されることによって、室外熱交換器２８に対して一体的に結合されている。

バイパス配管用開閉弁２９ｂは、バイパス配管２９ａを開閉する電磁弁であり、制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。なお、バイパス配管２９ａおよびバイパス配管用開閉弁２９ｂの冷媒通路面積は、バイパス配管用開閉弁２９ｂが開弁した状態でバイパス配管２９ａを流通する冷媒に生じる圧力損失が、過冷却用熱交換部２８３ｂを流通する冷媒に生じる圧力損失に対して、十分低くなるように設定されている。

室外熱交換器２８の流出口２８５ｂには、図１に示すように、室外熱交換器２８流出冷媒の流れ方向を２つに分ける第２分岐部３０が接続されている。この第２分岐部３０の基本的構成は、第１分岐部２２と同様である。

第２分岐部３０のうち一方の冷媒流出口には、第３冷媒配管３１ａを介して、第２合流部３２の一方の冷媒流入口が接続されている。この第２合流部３２の基本的構成は、第１合流部２７と同様である。そして、第２合流部３２の他方の冷媒流入口には、冷媒バイパス装置２９のバイパス配管２９ａが接続されている。

さらに、第２合流部３２の冷媒流出口には、第１電磁弁２６と同様の構成の第２電磁弁３３が接続されている。この第２電磁弁３３は、第３冷媒配管３１ａを開閉して冷媒流路を切り替える流路切替手段である。

第２電磁弁３３の冷媒出口側は、第２電磁弁３３通過冷媒の気液を分離して、余剰冷媒を蓄える低圧側気液分離器であるアキュムレータ３４に接続されている。さらに、アキュムレータ３４の気相冷媒出口には、圧縮機２１の吸入口が接続されている。

一方、第２分岐部３０のうち他方の冷媒流出口には、第４冷媒配管３１ｂを介して、第１、第２電磁弁２６、３３と同様の構成の第３電磁弁３５が接続されている。この第３電磁弁３５は、第４冷媒配管３１ｂを開閉して冷媒流路を切り替える流路切替手段である。

第３電磁弁３５の冷媒出口側には、電気式膨張弁３６が接続されている。この電気式膨張弁３６は、空調運転モード時に、絞り開度を変化させて第３電磁弁３５通過冷媒を減圧膨張させる第２減圧手段であるとともに、電気式膨張弁３６下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する流量調整手段でもある。

より具体的には、この電気式膨張弁３６は、ステッピングモータからなる電動アクチュエータ機構と、この電動アクチュエータ機構により駆動される弁機構とにより構成され、弁機構の絞り開度は電動アクチュエータ機構の作動角により微小量ずつ微細に調整できる。

電気式膨張弁３６の冷媒出口側には、室内に配置された蒸発器３７が接続されている。この蒸発器３７は、空調運転モード時に、電気式膨張弁３６にて減圧膨張された低圧冷媒と送風ファン３７ａから送風された室内送風空気とを熱交換させて、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器として機能する利用側熱交換器である。

従って、本実施形態の空調運転モードでは、室内送風空気が熱交換対象流体となる。なお、送風ファン３７ａは、蒸発器３７とともに室内に配置されて、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。さらに、蒸発器３７の冷媒出口側は、圧縮機２１の冷媒吸入口側に接続されている。

次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。制御装置は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路等により構成され、その出力側には、水循環回路１０の電動水ポンプ１２、圧縮機２１の電動モータ２１ｂ、冷媒バイパス装置２９のバイパス配管用開閉弁２９ｂ、第１〜第３電磁弁２６、３３、３５、電気式膨張弁３６等が接続され、これらの機器の作動を制御する。

また、制御装置の入力側には、水−冷媒熱交換器２４の水通路２４ａから流出した給湯水温度を検出する給湯水温度センサ、蒸発器３７から流出した冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ、蒸発器３７から流入した冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサ、外気温を検出する外気温センサ、室内空気温度を検出する内気温センサ等が接続され、これらのセンサ群の検出信号が制御装置へ入力される。

さらに、制御装置の入力側には、図示しない操作パネルが接続されており、この操作パネルには、空調給湯装置１の作動スイッチ、空調運転モードおよび給湯運転モードの選択スイッチ、室内温度の室内温度設定スイッチ、給湯機の給湯温度設定スイッチ等が設けられ、これらの操作信号が制御装置へ入力される。

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。本実施形態の空調給湯装置１では、前述の如く、室内送風空気を冷却する空調運転モードと、給湯水を加熱する給湯運転モードの２つの運転モードを切り替えることができる。

ａ．空調運転モード
空調運転モードは、操作パネルの空調給湯装置１の作動スイッチが投入された状態で、選択スイッチにて空調運転モードが選択されると実行される。空調運転モードでは、制御装置が、水循環回路１０の電動水ポンプ１２を停止させ、第１、第３電磁弁２６、３５を開弁させ、第２電磁弁３３およびバイパス配管用開閉弁２９ｂを閉弁させる。

従って、第１分岐部２２へ流入した冷媒のうち、ほぼ全流量が第１冷媒配管２３ａ側よりも圧力損失の少ない第２冷媒配管２３ｂ側へ流れることになる。さらに、制御装置が、上述のセンサ群の検出信号に応じて、圧縮機２１の電動モータ２１ｂを回転させるとともに、電気式膨張弁３６の絞り開度を変化させる。

より具体的には、制御装置は、冷媒温度センサ、外気温センサおよび内気温センサの検出値、室内温度設定スイッチの設定温度から算出される目標室内送風空気温度に応じて、電動モータ２１ｂの回転数を制御し、冷媒温度センサおよび冷媒圧力センサの検出値に基づいて、蒸発器３７から流出した冷媒の過熱度が予め定めた範囲内になるように、電気式膨張弁３６の絞り開度を制御する。

これにより、図１の実線矢印に示すように、圧縮機２１（→第１分岐部２２→第１電磁弁２６→第１合流部２７）→室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａ→受液部２８６→過冷却用熱交換部２８３ｂ（→第２分岐部３０→第２合流部３２→第３電磁弁３５）→電気式膨張弁３６→蒸発器３７→圧縮機２１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。

従って、圧縮機２１にて圧縮された冷媒は、室外熱交換器２８にて外気と熱交換して冷却され、電気式膨張弁３６にて減圧膨張される。さらに、電気式膨張弁３６にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器３７へ流入し、送風ファン３７ａから送風された室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気が冷却される。蒸発器３７から流出した冷媒は、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

本実施形態の空調運転モードでは、室外熱交換器２８内を通過する冷媒を、凝縮用熱交換部２８３ａ→受液部２８６→過冷却用熱交換部２８３ｂの順に通過させることができる。これにより、蒸発器３７へ流入する冷媒のエンタルピを低下させて蒸発器３７にて発揮できる冷凍能力を増大させることができ、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。

ｂ．給湯運転モード
給湯運転モードは、操作パネルの空調給湯装置１の作動スイッチが投入された状態で、選択スイッチにて給湯運転モードが選択されると実行される。給湯運転モードでは、制御装置が、第１、第３電磁弁２６、３５を閉弁させ、バイパス配管用開閉弁２９ｂおよび第２電磁弁３３を開弁させる。

従って、室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａから受液部２８６へ流入した冷媒のうち、ほぼ全流量が過冷却用熱交換部２８３ｂ側よりも圧力損失の少ない冷媒バイパス装置２９のバイパス配管２９ａ側へ流れることになる。

さらに、制御装置が、上述のセンサ群の検出信号に応じて、圧縮機２１の電動モータ２１ｂを回転させるとともに、水循環回路１０の電動水ポンプ１２を作動させる。より具体的には、制御装置は、給湯水温度センサの検出値が、給湯温度設定スイッチの設定温度に近づくように電動水ポンプ１２の作動を制御する。

これにより、図１の破線矢印に示すように、圧縮機２１（→第１分岐部２２）→水−冷媒熱交換器２４→固定絞り２５（→第１合流部２７）→室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａ→受液部２８６→バイパス配管２９ａ（→第２合流部３２→第２電磁弁３３）→アキュムレータ３４→圧縮機２１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。

従って、圧縮機２１にて圧縮された冷媒は、水−冷媒熱交換器２４にて給湯水と熱交換して放熱する。これにより、給湯水が加熱される。水−冷媒熱交換器２４の冷媒通路２４ｂから流出した冷媒は、固定絞り２５にて減圧膨張されて、室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａへ流入し、送風ファン３７ａの送風空気から吸熱して蒸発する。

そして、室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａから受液部２８６へ流入した冷媒は、バイパス配管２９ａを介して、アキュムレータ３４へ流入する。さらに、アキュムレータ３４にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

本実施形態の給湯運転モードでは、室外熱交換器２８内を通過する冷媒を、凝縮用熱交換部２８３ａ→受液部２８６→バイパス配管２９ａの順に通過させるので、凝縮用熱交換部２８３ａ→受液部２８６→過冷却用熱交換部２８３ｂの順に通過させる場合に対して、冷媒が室外熱交換器２８内を通過する際に生じる圧力損失を大幅に低減できる。

その結果、圧縮機２１吸入冷媒の圧力低下を抑制して、圧縮機２１の消費動力を低減させることができ、ＣＯＰを向上させることができる。

以上の如く、本実施形態では、冷却運転モードと加熱運転モードとを切替可能に構成されるとともに、サブクール型凝縮器を採用する冷凍サイクル装置であって、さらに、冷却運転モード時に室外熱交換器２８内を流れる冷媒の流れ方向および加熱運転モード時に室外熱交換器２８内を流れる冷媒の流れ方向が同一方向となるサイクル構成であっても、いずれの運転モード時においてもＣＯＰを向上させることができる。

さらに、本実施形態では、冷媒バイパス装置２９のバイパス配管２９ａを室外熱交換器２８に一体的に結合しているので、室外熱交換器２８および冷媒バイパス装置２９の小型化、並びに、搭載性を向上させることができる。

しかも、バイパス配管２９ａを室外熱交換器２８に一体的に構成することで、バイパス配管２９ａを流通する冷媒が、冷媒バイパス装置２９の配置された環境温度によって加熱されてしまうことを抑制できるので、バイパス配管２９ａを流通する冷媒の体積膨張による圧力損失を低減できる。その結果、より一層、加熱運転モード時のＣＯＰを向上させることができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態の空調給湯装置１に対して、図３の全体構成図に示すように、冷媒バイパス装置２９の制御弁として、メイン配管用開閉弁２９ｃを追加している。なお、本実施形態では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。このことは、以下の実施形態においても同様である。

このメイン配管用開閉弁２９ｃは、バイパス配管２９ａのうち第２合流部３２側の端部から過冷却用熱交換部２８３ｂへ至るメイン配管、すなわち第２合流部３２から過冷却用熱交換部２８３ｂとの間を接続するメイン配管に配置されて、このメイン配管を開閉する電磁弁である。さらに、このメイン配管用開閉弁２９ｃは、制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。

より具体的には、本実施形態のメイン配管用開閉弁２９ｃは、メイン配管のうち、第２分岐部３０と過冷却用熱交換部２８３ｂとの間を接続する配管に配置されている。また、制御装置は、空調運転モード時には、メイン配管用開閉弁２９ｃを開弁させ、給湯運転モード時には、メイン配管用開閉弁２９ｃを開弁させる。従って、本実施形態の空調運転モード時の作動は、第１実施形態と全く同様となる。

一方、給湯運転モード時には、メイン配管用開閉弁２９ｃが閉弁するので、室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３から受液部２８６へ流入した冷媒のうち、全流量がバイパス配管２９ａ側へ流れることになる。

従って、本実施形態では、第１実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、給湯運転モード時に、過冷却用熱交換部２８３ｂへ冷媒が流入してしまうことを確実に防止して、過冷却用熱交換部２８３ｂに冷媒が溜まって流出できなくなる、いわゆる寝込み現象、あるいは、過冷却用熱交換部２８３ｂに冷凍機油が溜まって圧縮機２１の潤滑不良といった問題を回避できる。

（第３実施形態）
次に、図４、５により、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置を、室内空調用の空調装置２に適用している。図４は、空調装置２の全体構成図である。なお、図４における実線矢印は、後述する冷房運転モード時における冷媒の流れを示し、破線矢印は、後述する除湿運転モード時およびに暖房運転モード時における冷媒の流れを示している。

この空調装置２は、熱交換対象流体である室内送風空気を冷却する冷却運転モード（冷房運転モード）、室内送風空気を加熱する加熱運転モード（暖房運転モード）等を切替可能に構成された蒸気圧縮式の冷凍サイクル４０を備えている。

この冷凍サイクル４０では、圧縮機２１の冷媒吐出側に、電気式四方弁４１が接続されている。この電子式四方弁４１は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される流路切替手段である。

具体的には、電気式四方弁４１は、圧縮機２１吐出口側と室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａとの間および後述する利用側熱交換器４２の第２熱交換部４２ｂとアキュムレータ３４との間を同時に接続する冷媒流路（図４の実線矢印で示す回路）と、圧縮機２１吐出口側と第２熱交換部４２ｂとの間および凝縮用熱交換部２８３ａとアキュムレータ３４との間を同時に接続する冷媒流路（図４の破線矢印で示す回路）とを切り替える。

図４の実線矢印で示す冷媒流路のように、冷房運転モードにおける圧縮機２１冷媒吐出口側には、電気式四方弁４１を介して、室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａが接続されている。この室外熱交換器２８の基本的構成は、第１実施形態と同様である。さらに、室外熱交換器２８には、第１実施形態と同様に、冷媒バイパス装置２９が接続されている。

但し、この冷凍サイクル４０では、後述するように、冷房運転モード時に室外熱交換器２８内を流れる冷媒の流れ方向が、除湿運転モード時および暖房運転モード時に室外熱交換器２８内を流れる冷媒の流れ方向が逆方向となるので、冷媒バイパス装置２９のバイパス配管２９ａは、過冷却用熱交換部２８３ｂを通過させることなく、後述する三方継手４３側から受液部２８６へ直接冷媒を流入させる機能を果たす。

さらに、本実施形態ではバイパス配管用開閉弁２９ｂは廃止されており、バイパス配管２９ａを流れる冷媒の流通状態を制御する制御弁として、バイパス配管２９ａ内を流れる冷媒が三方継手４３側から受液部２８６側へ向かって流れることのみを許容する逆止弁２９ｄを採用している。

室外熱交換器２８の過冷却用熱交換部２８３ｂには、三方継手４３の１つの流入出口が接続されている。この三方継手４３の基本的構成は、第１実施形態の第１分岐部２２、第１合流部２７等と同様である。さらに、三方継手４３の他の流入出口には、バイパス配管２９ａおよび電気式膨張弁４４が接続されている。この電気式膨張弁４４の基本的構成は、第１実施形態の電気式膨張弁３６と同様である。

電気式膨張弁４４の他端側には、利用側熱交換器４２の第１熱交換部４２ａが接続されている。利用側熱交換器４２は、それぞれ室内に配置されて、直列に接続された２つの第１、第２熱交換部４２ａ、４２ｂを有し、その内部を流通する冷媒と送風ファン４２ｃから送風された室内送風空気とを熱交換させる熱交換器である。

第１、第２熱交換部４２ａ、４２ｂは、室内送風空気が第１熱交換部４２ａ→第２熱交換部４２ｂの順で流れるように、室内送風空気の流れ方向に対して直列に配置されている。つまり、第１熱交換部４２ａは室内送風空気の流れ方向の風上側に配置され、第２熱交換部４２ｂは風下側に配置されている。

さらに、第１熱交換部４２ａと第２熱交換部４２ｂとの間には、全開機能付きの電気式膨張弁４５が配置されている。電気式膨張弁４５の基本的構成は、電気式膨張弁４４と同様であるが、この電気式膨張弁４５は、全開状態となると減圧手段としての機能は果たさず、単なる冷媒通路として機能する。

また、本実施形態の制御装置の出力側には、圧縮機２１の電動モータ２１ｂ、電気式膨張弁４４、４５、電気式四方弁４１等が接続され、制御装置は、これらの機器の作動を制御する。一方、制御装置の入力側には、空調制御用の各種センサ群の他に、空調装置２の作動スイッチ、冷房運転モード、除湿運転モードおよび暖房運転モードの選択スイッチ、室内温度の室内温度設定スイッチ等が設けられた操作パネルが接続されている。

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。本実施形態の空調装置２では、前述の如く、室内送風空気を冷却する冷房運転モード（冷却運転モード）、室内送風空気を除湿して加熱する除湿運転モード、室内送風空気を加熱する暖房運転モード（加熱運転モード）の３つの運転モードを切り替えることができる。

ａ．冷房運転モード
冷房運転モードは、操作パネルの空調装置２の作動スイッチが投入された状態で、選択スイッチにて冷房運転モードが選択されると実行される。冷房運転モードでは、制御装置が、電気式四方弁４１を、圧縮機２１吐出口側と室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａとの間および利用側熱交換器４２の第２熱交換部４２ｂとアキュムレータ３４との間を同時に接続するように切り替える。

従って、圧縮機２１から凝縮用熱交換部２８３ａを介して受液部２８６へ流入した冷媒のうち全流量が、逆止弁２９ｄの作用によって、過冷却用熱交換部２８３ｂへ流入する。さらに、制御装置は、電気式膨張弁４４を絞り状態とし、電気式膨張弁４５を全開状態とし、圧縮機２１の電動モータ２１ｂを回転させる。

これにより、図４の実線矢印に示すように、圧縮機２１（→電気式四方弁４１）→室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａ→受液部２８６→過冷却用熱交換部２８３ｂ（→三方継手４３）→電気式膨張弁４４→利用側熱交換器４２の第１熱交換部４２ａ（→電気式膨張弁４５）→第２熱交換部４２ｂ（→電気式四方弁４１）→アキュムレータ３４→圧縮機２１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。

従って、圧縮機２１にて圧縮された冷媒は、室外熱交換器２８にて外気と熱交換して冷却され、電気式膨張弁４４にて減圧膨張される。さらに、電気式膨張弁４４にて減圧された低圧冷媒は、利用側熱交換器４２の第１熱交換部４２ａへ流入し、送風ファン４２ｃの送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気が冷却される。

さらに、第１熱交換部４２ａから流出した冷媒は、第２熱交換部４２ｂへ流入して、第１熱交換部４２ａにて冷却された室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気がより一層冷却される。利用側熱交換器４２から流出した冷媒は、電気式四方弁４１を介して、アキュムレータ３４へ流入する。さらに、アキュムレータ３４にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

本実施形態の冷房運転モードでは、室外熱交換器２８内を通過する冷媒を、凝縮用熱交換部２８３ａ→受液部２８６→過冷却用熱交換部２８３ｂの順に通過させることができる。これにより、利用側熱交換器４２へ流入する冷媒のエンタルピを低下させて利用側熱交換器４２にて発揮できる冷凍能力を増大させることができ、ＣＯＰを向上させることができる。

ｂ．除湿運転モード
除湿運転モードは、操作パネルの空調装置２の作動スイッチが投入された状態で、選択スイッチにて除湿運転モードが選択されると実行される。除湿運転モードでは、制御装置が、電気式四方弁４１を、圧縮機２１吐出口側と利用側熱交換器４２の第２熱交換部４２ｂとの間および室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａとアキュムレータ３４との間を同時に接続するように切り替える。

さらに、制御装置は、電気式膨張弁４４および電気式膨張弁４５を絞り状態とし、圧縮機２１の電動モータ２１ｂを回転させる。従って、電気式膨張弁４４から流出した冷媒のうち、ほぼ全流量が過冷却用熱交換部２８３ｂ側よりも圧力損失の少ない冷媒バイパス装置２９のバイパス配管２９ａ側へ流れることになる。

これにより、図４の破線矢印に示すように、圧縮機２１（→電気式四方弁４１）→利用側熱交換器４２の第２熱交換部４２ｂ→電気式膨張弁４５→第１熱交換部４２ａ→電気式膨張弁４４（→三方継手４３）→バイパス配管２９ａ→逆止弁２９ｄ→室外熱交換器２８の受液部２８６→過冷却用熱交換部２８３ｂ（→電気式四方弁４１）→アキュムレータ３４→圧縮機２１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。

従って、圧縮機２１にて圧縮された冷媒は、利用側熱交換器４２の第２熱交換部４２ｂにて第１熱交換部４２ａを通過した室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、室内送風空気が加熱される。第２熱交換部４２ｂから流出した冷媒は、電気式膨張弁４５にて減圧膨張されて、第１熱交換部４２ａへ流入し、送風ファン４４ｃの送風空気から吸熱して蒸発する。

ここで、前述の如く第１熱交換部４２ａは、第２熱交換部４２ｂに対して、室内送風空気の風上側に配置されているので、第１熱交換部４２ａでは室内送風空気が除湿され、その後、第２熱交換部４２ｂでは室内送風空気が加熱される。これにより、除湿暖房運転が実現される。

さらに、第１熱交換部４２ａから流出した冷媒は、電気式膨張弁４４にてさらに減圧膨張されて、三方継手４３からバイパス配管２９ａを介して、室外熱交換器２８の受液部２８６へ流入する。そして、受液部２８６へ流入した冷媒は、凝縮用熱交換部２８３ａにて、送風ファン２８ａから送風された外気から吸熱してさらに蒸発する。

凝縮用熱交換部２８３ａから流出した冷媒は、電気式四方弁４１を介して、アキュムレータ３４へ流入する。さらに、アキュムレータにて気液分離された気相冷媒は、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

本実施形態の給湯運転モードでは、室外熱交換器２８内を通過する冷媒を、バイパス配管２９ａ→受液部２８６→凝縮用熱交換部２８３ａの順に通過させるので、過冷却用熱交換部２８３ｂ→受液部２８６→凝縮用熱交換部２８３ａの順に通過させる場合に対して、冷媒が室外熱交換器２８内を通過する際に生じる圧力損失を大幅に低減できる。

その結果、圧縮機２１吸入冷媒の圧力低下を抑制して、圧縮機２１の消費動力を低減させることができるので、ＣＯＰを向上させることができる。

ｃ．暖房運転モード
暖房運転モードは、操作パネルの空調装置２の作動スイッチが投入された状態で、選択スイッチにて暖房運転モードが選択されると実行される。暖房運転モードでは、制御装置が、電気式四方弁４１を、除湿運転モードと同様に切り替え、電気式膨張弁４４を絞り状態とし、電気式膨張弁４５を全開状態とし、圧縮機２１の電動モータ２１ｂを回転させる。

これにより、図４の破線に示すように、除湿運転モードと同様に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。

従って、圧縮機２１にて圧縮された冷媒は、利用側熱交換器４２の第２熱交換部４２ｂおよび第１熱交換部４２ａにて室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、室内送風空気が加熱される。第１熱交換部４２ｂから流出した冷媒は、除湿運転モードと同様に流れて、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

本実施形態の暖房運転モードでは、除湿運転モードと同様に、室外熱交換器２８内を通過する冷媒を、バイパス配管２９ａ→受液部２８６→凝縮用熱交換部２８３ａの順に通過させるので、圧縮機２１吸入冷媒の圧力低下を抑制して、圧縮機２１の消費動力を低減させることができるので、ＣＯＰを向上させることができる。

ここで、図５により、各運転モードにおける室外熱交換器２８内の冷媒の流れについて説明する。図５における実線矢印は、冷房運転モード時における冷媒の流れを示し、破線矢印は、除湿運転モードおよび暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。

図５から明らかなように、本実施形態では、冷房運転モード時に室外熱交換器２８内を流れる冷媒の流れ方向が、除湿運転モード時および暖房運転モード時に室外熱交換器２８内を流れる冷媒の流れ方向に対して逆方向となる。

以上の如く、本実施形態では、冷却運転モードと加熱運転モードとを切替可能に構成されるとともに、サブクール型凝縮器を採用する冷凍サイクル装置であって、さらに、冷却運転モード時に室外熱交換器２８内を流れる冷媒の流れ方向および加熱運転モード時に室外熱交換器２８内を流れる冷媒の流れ方向が逆方向となるサイクル構成であっても、いずれの運転モード時にもＣＯＰを向上させることができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、第３実施形態の空調装置２に対して、図６の全体構成図に示すように、冷媒バイパス装置２９の制御弁として、第２実施形態と同様のメイン配管用開閉弁２９ｃを追加している。

このメイン配管用開閉弁２９ｃは、バイパス配管２９ａのうち三方継手４３側の端部から過冷却用熱交換部２８３ｂへ至るメイン配管、すなわち、三方継手４３と過冷却用熱交換部２８３ｂとの間を接続する配管に配置されて、このメイン配管を開閉する電磁弁である。さらに、このメイン配管用開閉弁２９ｃは、制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。

また、制御装置は、冷房運転モード時には、メイン配管用開閉弁２９ｃを開弁させ、除湿運転モード時および暖房運転モード時には、メイン配管用開閉弁２９ｃを開弁させる。従って、空調装置２の冷房運転モード時の作動は、第３実施形態と全く同様となる。

一方、除湿運転モード時および暖房運転モード時には、メイン配管用開閉弁２９ｃが閉弁するので、室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３から受液部２８６へ流入した冷媒のうち、全流量がバイパス配管２９ａ側へ流れることになる。

従って、本実施形態では、第３実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、第２実施形態と同様に除湿運転モードおよび暖房運転モード時に、過冷却用熱交換部２８３ｂへ冷媒が流入してしまうことを確実に防止して、第２実施形態と同様に、寝込み現象あるいは圧縮機２１の潤滑不良といった問題を回避できる。

（第５実施形態）
次に、図７により、本発明の第５実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置を、車両走行用のエンジンを搭載していない電気自動車（燃料電池車を含む）や、停車時にエンジンが停止するハイブリッド車の車両用空調装置３に適用している。

図７は、車両用空調装置３の全体構成図である。なお、図７における実線矢印は、後述する冷房運転モード時における冷媒の流れを示し、破線矢印は、後述する暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。

この車両用空調装置３は、熱交換対象流体である室内送風空気を冷却する冷却運転モード（冷房運転モード）と、室内送風空気を加熱する加熱運転モード（暖房運転モード）とを切替可能に構成された蒸気圧縮式の冷凍サイクル５０を備えている。

本実施形態では、圧縮機２１の冷媒吐出側に、放熱器５１が接続されている。放熱器５１は、車室内に配置されて、その内部を流通する冷媒と蒸発器３７通過後の車室内送風空気（冷風）とを熱交換させて車室内送風空気を加熱する利用側熱交換器である。放熱器５１の冷媒出口側には、電気式三方弁５２が接続されている。この電気式三方弁５２は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される流路切替手段である。

具体的には、電気式三方弁５２は、放熱器５１出口側と第１三方継手５３との間を接続する冷媒流路（図７の実線矢印で示す回路）と、放熱器５１出口側と電気式膨張弁５４との間を接続する冷媒流路（図７の破線矢印で示す回路）とを切り替える。また、本実施形態の各三方継手の基本的構成は、第１実施形態の第１分岐部２２等と同様であり、電気式膨張弁５４の基本的構成は、第１実施形態の電気式膨張弁３６と同様である。

第１三方継手５３の他の流入出口には、流路切替手段である第４電磁弁５５を介して、アキュムレータ３４が接続され、別の他の流入出口には、室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａが接続されている。なお、本実施形態の各電磁弁の基本的構成は、第１実施形態の第１〜第３電磁弁２６、３３、２５等と同様である。さらに、本実施形態の室外熱交換器２８には、第３実施形態と同様の冷媒バイパス装置２９が接続されている。

室外熱交換器２８の過冷却用熱交換部２８３ｂには、第２三方継手５６が接続されている。第２三方継手５６の他の流入出口には、第３三方継手５７を介して、冷媒バイパス装置２９のバイパス配管２９ａおよび電気式膨張弁５４が接続されている。また、第２三方継手５６の別の他の流入出口には、第４三方継手５８を介して、流路切替手段である第５電磁弁５９および第６電磁弁６０が接続されている。

第５電磁弁５９には、温度式膨張弁６１を介して、蒸発器３７が接続されている。温度式膨張弁６１は、蒸発器３７出口側冷媒の温度および圧力に基づいて第１蒸発器１６出口側冷媒の過熱度を検出する感温部６１ａと、蒸発器３７出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように絞り通路面積（冷媒流量）を調整する可変絞り機構部６１ｂとを１つのハウジング内に収容した周知の内部均圧式膨張弁である。

第６電磁弁６０の他端側には、蒸発器３７が接続されている。蒸発器３７の出口側には、温度式膨張弁３６の感温部６１ａを介して、アキュムレータ３４が接続されている。

さらに、本実施形態では、車室内に配置された蒸発器３７の空気流れ下流側、かつ、放熱器５１の空気流れ上流側に、エアミックスドア６２が配置されている。エアミックスドア６２は、蒸発器３７にて冷却された室内送風空気のうち、放熱器５１を通過させる風量の割合を変化させるドア手段である。そして、このエアミックスドア６２の開度を変化させることによって、室内送風空気の温度が調整される。

なお、エアミックスドア６２は、図示しない駆動用アクチュエータによって駆動されて、その回転位置（開度）が連続的に調整可能になっている。駆動用アクチュータは、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

また、次に、本実施形態の制御装置の出力側には、圧縮機２１の電動モータ２１ｂ、バイパス配管用開閉弁２９ｂ、電気式三方弁５２、電気式膨張弁５４、第４〜第６電磁弁５５、５９、６０、エアミックスドア６２の駆動用アクチュエータ等が接続され、制御装置は、これらの機器の作動を制御する。

一方、制御装置の入力側には、空調制御用の各種センサ群の他に、車両用空調装置３の作動スイッチ、冷房運転モードおよび暖房運転モードの切替スイッチ、車室内温度設定スイッチ等が設けられた操作パネルが接続されている。

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。本実施形態の車両用空調装置３では、前述の如く、室内送風空気を冷却する冷房運転モード（冷却運転モード）と、室内送風空気を加熱する暖房運転モード（加熱運転モード）とを切り替えることができる。

ａ．冷房運転モード
冷房運転モードは、操作パネルの車両用空調装置３の作動スイッチが投入された状態で、切替スイッチにて冷房運転モードが選択されると実行される。冷房運転モードでは、制御装置が、電気式三方弁５２を、放熱器５１出口側と第１三方継手５３との間を接続するように切り替え、バイパス配管用開閉弁２９ｂおよび第４、第６電磁弁５５、６０を閉弁し、第５電磁弁５９を開弁する。

従って、第１三方継手５３へ流入した冷媒のうち全流量が、室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａへ流入することになる。さらに、制御装置は、圧縮機２１の電動モータ２１ｂを回転させるとともに、室内送風空気の温度が車室内温度設定スイッチにより設定された設定温度に近づくように、エアミックスドア６２の駆動用アクチュエータへ制御信号を出力する。

これにより、図７の実線矢印に示すように、圧縮機２１→放熱器５１（→電気式三方弁５２→第１三方継手５３）→室外熱交換器２８の凝縮用熱交換部２８３ａ→受液部２８６→過冷却用熱交換部２８３ｂ（→第２三方継手５６→第４三方継手５８→第５電磁弁５９）→温度式膨張弁６１→蒸発器３７（→温度式膨張弁６１の感温部６１ａ）→アキュムレータ３４→圧縮機２１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。

従って、圧縮機２１にて圧縮された冷媒は、放熱器５１にて蒸発器３７を通過した室内送風空気（冷風）と熱交換して冷却され、さらに、室外熱交換器２８にて外気と熱交換して冷却され、温度式膨張弁６１にて減圧膨張される。温度式膨張弁６１にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器３７へ流入し、送風ファン３７ａから送風された室内送風空気から吸熱して蒸発する。

この際、前述の如く、エアミックスドア６２の開度が調整されているので、蒸発器３７にて冷却された室内送風空気の一部が、放熱器５１にて再加熱されて、室内送風空気の温度調整がなされる。さらに、蒸発器３７から流出した冷媒は、温度式膨張弁６１の感温部６１ａを介して、アキュムレータ３４へ流入する。アキュムレータ３４にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

本実施形態の冷房運転モードでは、室外熱交換器２８内を通過する冷媒を、凝縮用熱交換部２８３ａ→受液部２８６→過冷却用熱交換部２８３ｂの順に通過させることができる。これにより、蒸発器３７へ流入する冷媒のエンタルピを低下させて蒸発器３７にて発揮できる冷凍能力を増大させることができる。その結果、ＣＯＰを向上させることができる。

ｂ．暖房運転モード
暖房運転モードは、操作パネルの車両用空調装置３の作動スイッチが投入された状態で、切替スイッチにて暖房運転モードが選択されると実行される。暖房運転モードでは、制御装置が、電気式三方弁５２を、放熱器５１出口側と電気式膨張弁５４との間を接続するように切り替え、バイパス配管用開閉弁２９ｂおよび第４電磁弁５５を開弁し、第５、第６電磁弁５９、６０を閉弁する。

さらに、制御装置は、電気式膨張弁５４を絞り状態とし、圧縮機２１の電動モータ２１ｂを回転させる。従って、第３三方継手５７へ流入した冷媒のうち、ほぼ全流量が過冷却用熱交換部２８３ｂ側よりも圧力損失の少ない冷媒バイパス装置２９のバイパス配管２９ａ側へ流れることになる。

これにより、図７の破線矢印に示すように、圧縮機２１→放熱器５１（→電気式三方弁５２）→電気式四方弁５４（→第３三方継手５７→バイパス配管２９ａ）→室外熱交換器２８の受液部２８６→凝縮用熱交換部２８３ａ（→第１三方継手５３→第４電磁弁５５）→アキュムレータ３４→圧縮機２１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。

従って、圧縮機２１にて圧縮された冷媒は、放熱器５１にて室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、室内送風空気が加熱される。放熱器５１から流出した冷媒は、電気式膨張弁５４にて減圧膨張されて、室外熱交換器２８の受液部２８６へ流入する。そして、受液部２８６へ流入した冷媒は、凝縮用熱交換部２８３ａにて、送風ファン２８ａから送風された外気から吸熱して蒸発する。

凝縮用熱交換部２８３ａから流出した冷媒は、第１三方継手５３および第４電磁弁５５を介して、アキュムレータ３４へ流入する。さらに、アキュムレータにて気液分離された気相冷媒は、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

本実施形態の暖房運転モードでは、室外熱交換器２８内を通過する冷媒を、バイパス配管２９ａ→受液部２８６→凝縮用熱交換部２８３ａの順に通過させるので、過冷却用熱交換部２８３ｂ→受液部２８６→凝縮用熱交換部２８３ａの順に通過させる場合に対して、冷媒が室外熱交換器２８内を通過する際に生じる圧力損失を大幅に低減できる。

その結果、圧縮機２１吸入冷媒の圧力低下を抑制して、圧縮機２１の消費動力を低減させることができるので、ＣＯＰを向上させることができる。

以上の如く、本実施形態では、冷却運転モードと加熱運転モードとを切替可能に構成されるとともに、サブクール型凝縮器を採用する冷凍サイクル装置であって、さらに、冷却運転モード時に室外熱交換器２８内を流れる冷媒の流れ方向および加熱運転モード時に室外熱交換器２８内を流れる冷媒の流れ方向が逆方向となるサイクル構成であっても、いずれの運転モード時にもＣＯＰを向上させることができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、上述の冷房運転モードおよび暖房運転モードでは、第６電磁弁６０を開弁していないが、この第６電磁弁６０は、除湿暖房運転時に開弁される。

除湿暖房運転は、上述の冷房モード時に行われるが、一般的に、除湿暖房運転時は、外気温が低いため温度式膨張弁６１の感温部６１ａが、外気温の影響により実際の蒸発器３７流出冷媒の過熱度よりも、低い過熱度を検出してしまうことがある。このため、可変絞り機構部６１ｂが全閉して、蒸発器３７に冷媒が供給されなくなってしまう。

そこで、第６電磁弁６０を予め定めた時間開弁して、蒸発器２７流出冷媒の過熱度を強制的に上昇させることで、感温部６１ａ自体の温度を上昇させる。これにより、感温部６１ａが、外気温の影響を受けてしまうことを抑制して、温度式膨張弁６１を正常に作動させて、除湿暖房運転を実現する。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。

（１）本発明の冷凍サイクル装置の適用は、上述の実施形態に記載されたサイクル構成に限定されず、種々のサイクル構成に適用可能である。例えば、検討用冷凍サイクル装置にも適用可能である。

（２）上述の第２実施形態では、冷媒バイパス装置２９の制御弁として、バイパス配管用開閉弁２９ｂおよびメイン配管用開閉弁２９ｃの２つの開閉弁を採用した例を説明したが、冷媒バイパス装置２９の制御弁は、これに限定されない。

例えば、第２実施形態のバイパス配管用開閉弁２９ｂ、メイン配管用開閉弁２９ｃおよび第２合流部３２を廃止して、第２合流部３２が配置される部位に第５実施形態の電気式三方弁５２と同様の構成の電気式三方弁を設けてもよい。同様に、上述の第４実施形態の逆止弁２９ｄ、メイン配管用開閉弁２９ｃおよび三方継手４３を廃止して、三方継手４３が配置される部位に電気式三方弁を設けてもよい。

（３）上述の第５実施形態では、冷媒バイパス装置２９の制御弁として、バイパス配管用開閉弁２９ｂを採用した例を説明したが、もちろん、このバイパス配管用開閉弁２９ｂを廃止して、第３実施形態と同様の逆止弁２９ｄを採用してもよい。

さらに、第２、４実施形態と同様にメイン配管用開閉弁２９ｃを追加すれば、暖房運転モード時に、過冷却用熱交換部２８３ｂへ冷媒が流入してしまうことを確実に防止して、寝込み現象あるいは圧縮機２１の潤滑不良といった問題を回避できる。

（４）上述の実施形態では、加熱運転モード時に、冷媒バイパス手段２９が、過冷却用熱交換部２８３ｂの全部を迂回させるように冷媒を流す例を説明したが、もちろん、過冷却熱交換部２８３ｂの一部を迂回させるようにしてもよい。この場合は、過冷却熱交換部２８３ｂの途中にバイパス配管２９ａを接続すればよい。

（５）上述の実施形態では、バイパス配管２９ａを過冷却用熱交換部２８３ｂの底面側に係止することで、室外熱交換器２８と冷媒バイパス装置２９とを一体的に構成した例を説明したが、室外熱交換器２８と冷媒バイパス装置２９との一体化はこれに限定されない。

例えば、図８に示すように、室外熱交換器２８の構成部材である受液部２８６の外殻を形成するボデー部に貫通穴を設け、これをバイパス配管２９ａの一部として用いてもよい。これにより、室外熱交換器２８および冷媒バイパス装置２９の小型化、並びに、搭載性を向上させることができるとともに、バイパス配管２９ａを流通する冷媒の温度変化を抑制して、バイパス配管２９ａを流通する冷媒の体積膨張による圧力損失を低減できる。

（６）上述の実施形態では、電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機はこれに限定されない。例えば、エンジンから駆動力が伝達される圧縮機を採用してもよい。さらに、圧縮機として、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機を採用してもよい。

（７）上述の実施形態では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。例えば、サイクルの高圧側で冷媒を凝縮させるサイクル構成であれば炭化水素系冷媒等を採用してもよい。

（８）上述の各実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置を空調給湯装置、空調装置に適用した例を説明したが、本発明の冷凍サイクル装置の適用をこれに限定されない。例えば、業務用冷蔵・冷蔵装置、自動販売機用冷却装置、冷蔵機能付きショーケース等の冷凍サイクル装置に適用してもよい。

第１実施形態の空調給湯装置の全体構成図である。 第１実施形態の室外熱交換器の模式的な断面図である。 第２実施形態の空調給湯装置の全体構成図である。 第３実施形態の空調装置の全体構成図である。 第３実施形態の室外熱交換器の模式的な断面図である。 第４実施形態の空調装置の全体構成図である。 第５実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。 他の実施形態の室外熱交換器の模式的な断面図である。 検討用冷凍サイクル装置の全体構成図である。 検討用冷凍サイクル装置の冷媒の状態を示すモリエル線図である。

符号の説明

２１ 圧縮機
２４ 水−冷媒熱交換器
３７ 蒸発器
４２ 利用側熱交換器
５１ 放熱器
２８ 室外熱交換器
２９ 冷媒バイパス装置
２９ａ バイパス配管
２９ｂ バイパス配管用開閉弁
２９ｃ メイン配管用開閉弁
２９ｄ 逆止弁
２６…５９ 第１〜第５電磁弁
４１ 電気式四方弁
５２ 電気式三方弁
２８３ａ 凝縮用熱交換部
２８４ｂ 過冷却用熱交換部
２８６ 受液部

Claims (10)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２１）と、
   冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器（２４、３７、５１）と、
   冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２８）と、
   冷媒流路に切り替える流路切替手段（２６、３３、３５、５２、５５、５９）とを備え、
   前記利用側熱交換器として、前記熱交換対象流体を冷却する冷却用の利用側熱交換器（３７）および前記熱交換対象流体を加熱する加熱用の利用側熱交換器（２４、５１）が設けられており、
   前記流路切替手段（２６…５９）は、前記熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードでは、前記圧縮機（２１）吐出冷媒を前記室外熱交換器（２８）にて放熱させるとともに、前記冷却用の利用側熱交換器（３７）にて蒸発した冷媒を前記圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替え、前記熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードでは、前記圧縮機（２１）吐出冷媒を前記加熱用の利用側熱交換器（２４、５１）にて放熱させるとともに、前記室外熱交換器（２８）にて蒸発した冷媒を前記圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替える冷凍サイクル装置であって、
   前記室外熱交換器（２８）は、前記冷却運転モード時に、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部（２８３ａ）、前記凝縮用熱交換部（２８３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する受液部（２８６）、および、前記受液部（２８６）から流出した飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部（２８３ｂ）を有し、前記凝縮用熱交換部（２８３ａ）、前記受液部（２８６）および前記過冷却用熱交換部（２８３ｂ）を１つの熱交換器として一体的に構成されたものであり、
   前記冷却運転モード時に前記室外熱交換器（２８）内を流れる冷媒の流れ方向は、前記加熱運転モード時に前記室外熱交換器（２８）内を流れる冷媒の流れ方向に対して、同一であり、
   前記室外熱交換器（２８）の冷媒通路面積は、冷媒の流入口側から出口側へ向かって徐々に縮小しており、
   さらに、前記加熱運転モード時に、前記凝縮用熱交換部（２８３ａ）へ流入した冷媒を前記受液部（２８６）から流出させて、前記過冷却用熱交換部（２８３ｂ）を迂回するように流す冷媒バイパス手段（２９）と、
   前記加熱運転モード時に、前記受液部（２８６）から流出した冷媒を前記冷却用の利用側熱交換器（３７）を迂回するように流す冷媒通路とを備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記冷却運転モード時に、前記加熱用の利用側熱交換器（２４）を迂回するように冷媒を流す冷媒通路を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記冷却用の利用側熱交換器（３７）にて冷却される熱交換対象流体と前記加熱用の利用側熱交換器（２４）にて加熱される熱交換対象流体は、異なる流体であることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２１）と、
   冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器（２４、３７、４２、５１）と、
   冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２８）と、
   冷媒流路に切り替える流路切替手段（２６、３３、３５、４１、５２、５５、５９）とを備え、
   前記流路切替手段（２６…５９）は、前記熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードでは、前記圧縮機（２１）吐出冷媒を前記室外熱交換器（２８）にて放熱させるとともに、前記利用側熱交換器（３７、４２）にて蒸発した冷媒を前記圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替え、前記熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードでは、前記圧縮機（２１）吐出冷媒を前記利用側熱交換器（２４、４２、５１）にて放熱させるとともに、前記室外熱交換器（２８）にて蒸発した冷媒を前記圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替える冷凍サイクル装置であって、
   前記室外熱交換器（２８）は、前記冷却運転モード時に、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部（２８３ａ）、前記凝縮用熱交換部（２８３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する受液部（２８６）、および、前記受液部（２８６）から流出した飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部（２８３ｂ）を有しており、
   さらに、前記加熱運転モード時に、前記過冷却用熱交換部（２８３ｂ）の少なくとも一部を迂回するように冷媒を流す冷媒バイパス手段（２９）を備え、
   前記冷媒バイパス手段（２９）のうち、少なくとも一部は、前記室外熱交換器（２８）の外表面に沿って配置されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
5. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２１）と、
   冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器（２４、３７、４２、５１）と、
   冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２８）と、
   冷媒流路に切り替える流路切替手段（２６、３３、３５、４１、５２、５５、５９）とを備え、
   前記流路切替手段（２６…５９）は、前記熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードでは、前記圧縮機（２１）吐出冷媒を前記室外熱交換器（２８）にて放熱させるとともに、前記利用側熱交換器（３７、４２）にて蒸発した冷媒を前記圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替え、前記熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードでは、前記圧縮機（２１）吐出冷媒を前記利用側熱交換器（２４、４２、５１）にて放熱させるとともに、前記室外熱交換器（２８）にて蒸発した冷媒を前記圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替える冷凍サイクル装置であって、
   前記室外熱交換器（２８）は、前記冷却運転モード時に、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部（２８３ａ）、前記凝縮用熱交換部（２８３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する受液部（２８６）、および、前記受液部（２８６）から流出した飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部（２８３ｂ）を有しており、
   さらに、前記加熱運転モード時に、前記過冷却用熱交換部（２８３ｂ）の少なくとも一部を迂回するように冷媒を流す冷媒バイパス手段（２９）を備え、
   前記冷媒バイパス手段（２９）のうち、少なくとも一部は、前記室外熱交換器（２８）の構成部材に一体的に形成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
6. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２１）と、
   冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させる利用側熱交換器（２４、３７、４２、５１）と、
   冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２８）と、
   冷媒流路に切り替える流路切替手段（２６、３３、３５、４１、５２、５５、５９）とを備え、
   前記流路切替手段（２６…５９）は、前記熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードでは、前記圧縮機（２１）吐出冷媒を前記室外熱交換器（２８）にて放熱させるとともに、前記利用側熱交換器（３７、４２）にて蒸発した冷媒を前記圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替え、前記熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードでは、前記圧縮機（２１）吐出冷媒を前記利用側熱交換器（２４、４２、５１）にて放熱させるとともに、前記室外熱交換器（２８）にて蒸発した冷媒を前記圧縮機（２１）吸入側へ流出させる冷媒流路に切り替える冷凍サイクル装置であって、
   前記室外熱交換器（２８）は、前記冷却運転モード時に、冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換部（２８３ａ）、前記凝縮用熱交換部（２８３ａ）から流出した冷媒の気液を分離する受液部（２８６）、および、前記受液部（２８６）から流出した飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部（２８３ｂ）を有しており、
   さらに、前記加熱運転モード時に、前記過冷却用熱交換部（２８３ｂ）の少なくとも一部を迂回するように冷媒を流す冷媒バイパス手段（２９）を備え、
   前記冷媒バイパス手段（２９）のうち、少なくとも一部は、前記冷媒バイパス手段（２９）を流通する冷媒の温度変化が抑制されるように、前記室外熱交換器（２８）に一体的に構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
7. 前記冷却運転モード時に前記室外熱交換器（２８）内を流れる冷媒の流れ方向は、前記加熱運転モード時に前記室外熱交換器（２８）内を流れる冷媒の流れ方向に対して、同一であり、
   前記加熱運転モード時には、前記冷媒バイパス手段（２９）が、前記凝縮用熱交換部（２８３ａ）へ流入した冷媒を前記受液部（２８６）から流出させることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記冷媒バイパス手段（２９）は、前記受液部（２８６）から冷媒を流出させるバイパス配管（２９ａ）、および、前記バイパス配管（２９ａ）を流通する冷媒の流通状態を制御する制御弁（２９ｂ、２９ｃ）を有していることを特徴とする請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
9. 前記制御弁は、前記バイパス配管（２９ａ）を開閉するバイパス配管用開閉弁（２９ｂ）を有して構成されていることを特徴とする請求項８に記載の冷凍サイクル装置。
10. さらに、前記制御弁は、前記バイパス配管（２９ａ）のうち前記受液部（２８６）に接続される側と反対の端部側から前記過冷却用熱交換部（２８３ｂ）へ至るメイン配管に配置されて、前記メイン配管を開閉するメイン配管用開閉弁（２９ｃ）を有して構成されていることを特徴とする請求項９に記載の冷凍サイクル装置。

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