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WO2023012899A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2023012899A1
WO2023012899A1 PCT/JP2021/028789 JP2021028789W WO2023012899A1 WO 2023012899 A1 WO2023012899 A1 WO 2023012899A1 JP 2021028789 W JP2021028789 W JP 2021028789W WO 2023012899 A1 WO2023012899 A1 WO 2023012899A1
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WO
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refrigerant
gas
header
liquid
heat transfer
Prior art date
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Application number
PCT/JP2021/028789
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English (en)
French (fr)
Inventor
悟 梁池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to PCT/JP2021/028789 priority patent/WO2023012899A1/ja
Priority to US18/565,251 priority patent/US20240271840A1/en
Priority to CN202180100905.4A priority patent/CN117693655A/zh
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    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006—Accumulators

Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigeration cycle device having a refrigerant circuit.
  • a heat exchanger As an example of a conventional heat exchanger, a heat exchanger has been proposed that has a gas-liquid separation mechanism that separates the refrigerant into a gas refrigerant and a liquid refrigerant before the refrigerant flows into the heat exchanger (see, for example, Patent Document 1).
  • the heat exchanger disclosed in Patent Document 1 has a plurality of heat transfer tubes, a first header, a second header, a gas-liquid separation mechanism, a first outlet pipe, and a second outlet pipe.
  • the first header and the second header have internal spaces extending in a specific horizontal direction.
  • the second header is arranged above the first header.
  • the gas-liquid separation mechanism is arranged above the second header.
  • a first inlet at one of the ends of the first header in a specific direction is connected to the gas-liquid separation mechanism via a first outlet pipe, and a second inlet at the other end is a second outlet pipe. It is connected to the gas-liquid separation mechanism via.
  • the gas refrigerant flows into the first header through the first outlet pipe from the gas-liquid separation mechanism, and the liquid refrigerant flows into the first header through the second outlet pipe. It is configured to flow in from the separation mechanism.
  • the flow rate of each of the gas refrigerant and the liquid refrigerant flowing into the first header depends on the state of separation of the gas-liquid two phases in the gas-liquid separation mechanism. Therefore, for example, if the liquid refrigerant flows unevenly in some of the plurality of heat transfer tubes, the refrigerant cannot be distributed appropriately to the plurality of heat transfer tubes. In this case, the heat exchange efficiency becomes low.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and provides a refrigeration cycle device that improves heat exchange efficiency.
  • a refrigeration cycle device includes a first heat exchanger having a plurality of heat transfer tubes and a first header for distributing refrigerant flowing through the refrigerant piping to the plurality of heat transfer tubes;
  • a gas-liquid separator that separates the refrigerant flowing into the heat exchanger into a gas refrigerant and a liquid refrigerant, and the gas-liquid separator and the first header are connected to separate the gas refrigerant from the gas-liquid separator into the first header.
  • a gas bypass circuit that flows into one header; a liquid bypass circuit that connects the gas-liquid separator and the first header and causes the liquid refrigerant to flow from the gas-liquid separator into the first header; a bypass valve provided in at least one of the gas bypass circuit and the liquid bypass circuit; As such, the liquid bypass circuit is connected to the first header downstream in the flow direction from the position where the liquid bypass circuit is connected to the first header.
  • the first header that functions as a distributor of the first heat exchanger
  • gas refrigerant is blown up from the downstream side of the liquid refrigerant, and the flow rate of liquid refrigerant or gas refrigerant flowing into the first header is regulated by the bypass valve. Therefore, the liquid refrigerant flowing into the first header diffuses within the first header, and the gas-liquid two-phase refrigerant is evenly distributed to the plurality of heat transfer tubes. As a result, the heat exchange efficiency of the first heat exchanger is improved.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing one configuration example of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic side view for explaining the configuration of the first heat exchanger shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing one configuration example of the gas bypass valve shown in FIG. 1 ;
  • FIG. 2 is a state diagram of a refrigeration cycle by the refrigeration cycle device shown in FIG. 1;
  • 4 is a refrigerant circuit diagram showing another configuration example of the refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic side view showing another installation example of the first heat exchanger shown in FIG. 2.
  • FIG. FIG. 7 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 2;
  • FIG. 8 is a state diagram of a refrigeration cycle by the refrigeration cycle device shown in FIG. 7;
  • FIG. 11 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 3;
  • FIG. 10 is a state diagram of a refrigeration cycle by the refrigeration cycle device shown in FIG. 9;
  • FIG. 11 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 4;
  • 12 is a functional block diagram showing a configuration example of a controller shown in FIG. 11;
  • FIG. FIG. 13 is a hardware configuration diagram showing a configuration example of a controller shown in FIG. 12;
  • 13 is a hardware configuration diagram showing another configuration example of the controller shown in FIG. 12;
  • FIG. 13 is a flow chart showing the procedure of a control method executed by the controller shown in FIG. 12;
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1.
  • the refrigeration cycle device 1 has a compressor 2 , a first heat exchanger 3 , a gas-liquid separator 4 , an expansion valve 5 and a second heat exchanger 6 .
  • the gas-liquid separator 4 is connected to the first heat exchanger 3 and the expansion valve 5.
  • Compressor 2 , first heat exchanger 3 , expansion valve 5 and second heat exchanger 6 constitute refrigerant circuit 10 in which refrigerant circulates.
  • the compressor 2 compresses and discharges the sucked refrigerant.
  • Compressor 2 is, for example, a reciprocating compressor and a rotary compressor.
  • the expansion valve 5 is an expansion device that decompresses and expands the refrigerant.
  • the expansion valve 5 is, for example, a thermal expansion valve.
  • Thermostatic expansion valves are of two types: external pressure equalizing expansion valves and internal pressure equalizing expansion valves.
  • a temperature sensing tube not shown
  • a pressure equalizing pipe (not shown) connected to the refrigerant pipe 16 on the compressor 2 side is connected to the expansion valve 5 .
  • the expansion valve 5 detects the pressure difference between the pressure of a substance (a substance with the same characteristics as the refrigerant) enclosed in a temperature sensing cylinder (not shown) and the pressure of the refrigerant input through a pressure equalizing pipe (not shown). Automatically adjusts the opening according to
  • FIG. 2 is a schematic side view for explaining the configuration of the first heat exchanger shown in FIG.
  • arrows of three axes (X-axis, Y-axis and Z-axis) defining directions are displayed for convenience of explanation. Let the direction opposite to the Z-axis arrow be the direction of gravity.
  • the first heat exchanger 3 has a plurality of heat transfer tubes 11, a first header 12 and a second header 13.
  • a plurality of heat transfer tubes 11 extend parallel to the Y-axis.
  • Each of the first header 12 and the second header 13 has a cylindrical or cuboid configuration extending parallel to the Z-axis.
  • the first heat exchanger 3 is provided with a plurality of radiation fins 17 between the first header 12 and the second header 13 .
  • Each radiation fin 17 is arranged at equal intervals in the direction parallel to the Y-axis with the adjacent radiation fins 17 .
  • Each radiation fin 17 has a plate-like configuration parallel to the XZ plane.
  • a plurality of heat transfer tubes 11 pass through a plurality of radiation fins 17 . In the first heat exchanger 3 shown in FIG. 1, the radiation fins 17 shown in FIG. 2 are omitted.
  • Embodiment 1 the configuration in which the first heat exchanger 3 has radiation fins 17 was described with reference to FIG. It may be a heat exchanger.
  • the first header 12 serves as a distributor that distributes the refrigerant flowing from the gas-liquid separator 4 through the refrigerant pipes 16 to the plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the second header 13 serves as a combiner that joins the refrigerant flowing through the plurality of heat transfer tubes 11 and flows out to the refrigerant suction port of the compressor 2 .
  • Each of the first header 12 and the second header 13 has a hollow structure for accumulating the refrigerant branched to the plurality of heat transfer tubes 11 or the refrigerant flowing from the plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the plurality of heat transfer tubes 11 are connected to the first header 12 at different heights with respect to the direction of gravity.
  • the second heat exchanger 6 has the same configuration as the first heat exchanger 3, and detailed description thereof will be omitted.
  • the gas-liquid separator 4 separates the refrigerant flowing into the first heat exchanger 3 from the expansion valve 5 into gas refrigerant and liquid refrigerant.
  • the gas-liquid separator 4 and the first header 12 are connected via a gas bypass circuit 7 that allows gas refrigerant to flow from the gas-liquid separator 4 into the first header 12 .
  • the gas-liquid separator 4 and the first header 12 are connected via a liquid bypass circuit 8 that allows the liquid refrigerant to flow from the gas-liquid separator 4 to the first header 12 .
  • the liquid bypass circuit 8 is connected to the top of the first header 12 .
  • a gas bypass circuit 7 is connected to the lower portion of the first header 12 .
  • the first header 12 has a structure in which gas refrigerant flows in from the lower portion of the first header 12 so as to blow up the liquid refrigerant flowing in from the upper portion of the first header 12 .
  • a gas bypass valve 14 is provided in the gas bypass circuit 7 .
  • the gas bypass valve 14 adjusts the degree of opening of the flow path resistance corresponding to the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the first header 12 so that the flow rate of the gas refrigerant required for blowing up can be obtained.
  • the configuration of the gas bypass valve 14 will be specifically described below.
  • the liquid refrigerant flowing into the first header 12 When the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the first header 12 is small, the liquid refrigerant flows through the first header 12 more than the upper side (Z-axis arrow direction in FIG. 2) of the first header 12 due to the effect of gravity. It tends to accumulate in the lower side (opposite direction of the Z-axis arrow in FIG. 2), and it becomes difficult to flow into the upper heat transfer tube 11 among the plurality of heat transfer tubes 11 . Therefore, among the plurality of heat transfer tubes 11, more liquid refrigerant flows in the heat transfer tubes 11 on the lower side, and the amount of liquid refrigerant flowing in the heat transfer tubes 11 on the upper side decreases.
  • the opening degree of the gas bypass valve 14 is increased so that the amount of gas refrigerant blowing up the liquid refrigerant increases. This makes it easier for the liquid refrigerant to flow through the heat transfer tubes 11 on the upper side among the plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the first header 12 is large, the flow rate of the liquid refrigerant is large even under the influence of gravity. It becomes easier to flow not only into the heat transfer tubes 11 on the opposite side of the arrow) but also into the heat transfer tubes 11 on the upper side (the direction of the Z-axis arrow in FIG. 2). Further, in the first embodiment, even if the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the first header 12 from the upper side of the first header 12 is large, the liquid refrigerant flows from the lower side of the first header 12. It is blown up by the gas refrigerant and diffuses inside the first header 12 . Therefore, it becomes easier for the liquid refrigerant to flow evenly through the plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the gas bypass valve 14 adjusts the flow ratio of the liquid refrigerant and gas refrigerant flowing into the first header 12 based on the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the first header 12 .
  • the gas bypass valve 14 is, for example, a valve that keeps the refrigerant pressure difference between the refrigerant inlet and outlet constant. Considering that the flow rate ratio between the liquid refrigerant flowing out of the gas-liquid separator 4 and the gas refrigerant flowing out of the gas-liquid separator 4 is constant, when the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the first header 12 is large, the first The flow rate of gas refrigerant flowing into the header 12 also increases.
  • gas bypass valve 14 is a valve that maintains a constant refrigerant pressure difference between the refrigerant inlet and the refrigerant outlet, the pressure difference between the refrigerant inlet and the refrigerant outlet decreases when the flow rate of the gas refrigerant is low.
  • the bypass valve 14 automatically increases the degree of opening in order to keep the pressure difference of the refrigerant constant.
  • a specific configuration example of the gas bypass valve 14 is a valve that operates on the same principle as a thermal expansion valve.
  • the gas bypass valve 14 has a regulating valve (not shown) such as a diaphragm that detects the refrigerant pressure difference between the refrigerant inlet and outlet, and adjusts the degree of opening according to the operation of the regulating valve.
  • a regulating valve such as a diaphragm that detects the refrigerant pressure difference between the refrigerant inlet and outlet, and adjusts the degree of opening according to the operation of the regulating valve.
  • a controller for controlling the degree of opening of the gas bypass valve 14 .
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing one configuration example of the gas bypass valve shown in FIG.
  • the gas bypass valve 14 is connected to the gas-liquid separator 4 via the gas bypass circuit 7 on the refrigerant inlet 51 side, and is connected to the first header 12 via the gas bypass circuit 7 on the refrigerant outlet 52 side.
  • the gas bypass valve 14 includes a diaphragm chamber 53, a pressure chamber 55 provided with a spring 54, an orifice plate provided with an orifice 56 for circulating the refrigerant from the refrigerant inlet 51 to the refrigerant outlet 52, and an opening of the orifice 56. and a needle 57 for adjusting the power.
  • the diaphragm chamber 53 is connected via a first pressure equalizing pipe 61 to the gas bypass circuit 7 on the refrigerant inlet 51 side.
  • the pressure chamber 55 is connected to the gas bypass circuit 7 on the refrigerant outlet 52 side via a second pressure equalizing pipe 62 .
  • the diaphragm chamber 53 has a diaphragm 53a on the boundary surface with the pressure chamber 55, and a shaft 58 is attached to the diaphragm 53a.
  • a needle 57 is attached to the end of the shaft 58 opposite to the diaphragm 53a.
  • the diaphragm 53 a moves along the axial direction of the shaft 58 due to the refrigerant pressure difference ⁇ P between the refrigerant inlet 51 and the refrigerant outlet 52 and the elastic force of the spring 54 .
  • the opening of the orifice 56 is adjusted by moving the needle 57 as the diaphragm 53 a moves in the axial direction of the shaft 58 .
  • the flow rate of the refrigerant flowing through the orifice 56 is adjusted, and the refrigerant pressure difference ⁇ P is kept constant.
  • FIG. 4 is a state diagram of a refrigerating cycle by the refrigerating cycle apparatus shown in FIG.
  • the horizontal axis is the specific enthalpy h [kJ/kg] and the vertical axis is the pressure P [MPa].
  • P1 to P8 shown in FIG. 4 indicate states of the refrigerant at positions p1 to p8 in the refrigerant circuit 10 shown in FIG.
  • the compressor 2 sucks gas refrigerant, compresses the sucked gas refrigerant, and discharges it (see position p1 in FIG. 4).
  • the gas refrigerant discharged from the compressor 2 is condensed by exchanging heat with air in the second heat exchanger 6, becomes liquid refrigerant, and flows out of the second heat exchanger 6 (position p2 in FIG. 4). reference).
  • the liquid refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 6 is decompressed by the expansion valve 5 and becomes a gas-liquid two-phase refrigerant (see position p3 in FIG. 4).
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the gas-liquid separator 4, it is separated into a liquid refrigerant (see position p4 in FIG. 4) and a gas refrigerant (see position p5 in FIG. 4).
  • the liquid refrigerant reaches the first header 12 from the gas-liquid separator 4 via the liquid bypass circuit 8 .
  • the liquid refrigerant that has reached the first header 12 flows into the first header 12 from the top of the first header 12 .
  • the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator 4 flows from the gas-liquid separator 4 through the gas bypass circuit 7 .
  • the gas refrigerant flowing through the gas bypass circuit 7 is depressurized by the gas bypass valve 14, and after the flow rate is adjusted, flows into the first header 12 from the lower part of the first header 12 (see position p6 in FIG. 4). .
  • the gas bypass valve 14 increases the degree of opening to increase the flow rate of the gas refrigerant.
  • the gas bypass valve 14 reduces the degree of opening to reduce the flow rate of the gas refrigerant.
  • the gas refrigerant flowing into the first header 12 from the bottom of the first header 12 is mixed with the liquid refrigerant while blowing up the liquid refrigerant flowing into the first header 12 from the top of the first header 12 (Fig. 4 position p7).
  • the mixed gas-liquid two-phase refrigerant is divided into a plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flowing through each heat transfer tube 11 exchanges heat with the air, evaporates and gasifies, and then joins at the second header 13 .
  • the gas refrigerant that joins at the second header 13 flows into the compressor 2 from the refrigerant suction port of the compressor 2 (see position p8 in FIG. 4).
  • the gas bypass circuit 7 is provided with a bypass valve that maintains a constant flow rate ratio between the liquid refrigerant and the gas refrigerant flowing from the gas-liquid separator 4 into the first header 12.
  • a bypass valve may be provided on the liquid bypass circuit 8 side.
  • 5 is a refrigerant circuit diagram showing another configuration example of the refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 when the liquid bypass circuit 8 is provided with the liquid bypass valve 15, the liquid bypass valve 15 reduces the degree of opening when the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the liquid bypass circuit 8 is large. When the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the circuit 8 is small, the opening is increased.
  • the connection positions are not limited to those shown in FIG.
  • the gas bypass circuit 7 is connected downstream of the position where the liquid bypass circuit 8 is connected to the first header 12 with respect to the direction of liquid refrigerant flow in the first header 12 . It is good if there is In this case as well, the liquid refrigerant flowing into the first header 12 is blown up by the gas refrigerant in the direction of the Z-axis arrow shown in FIG.
  • the first header 12 may be arranged so as to extend parallel to the Y-axis shown in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic side view showing another installation example of the first heat exchanger shown in FIG. FIG. 6 shows a configuration in which the first heat exchanger 3 is installed such that the direction in which the first header 12 extends is parallel to the ground.
  • the heat transfer tube closest to the Y-axis arrow is called the first heat transfer tube 21
  • the heat transfer tube closest to the Y-axis arrow is called the second heat transfer tube.
  • These are called heat transfer tubes 22 .
  • the liquid refrigerant flows through the liquid bypass circuit 8 to the first header 12. Due to the inertial force when the liquid refrigerant flows down, the liquid refrigerant flows through the first header 12 as indicated by the dashed arrow.
  • the direction indicated makes it easier to flow. Therefore, when the amount of refrigerant flowing into the first header 12 is small, the refrigerant flows more easily toward the second heat transfer tube 22 than the first heat transfer tube 21, but the gas refrigerant flowing through the gas bypass valve 14 is blown up to the first heat transfer tube 21 side.
  • the direction in which the first header 12 extends may be parallel to the ground.
  • the first heat exchanger 3 may be inclined with respect to the ground.
  • the expansion valve 5 may be an electronic expansion valve
  • the compressor 2 may be an inverter compressor whose capacity can be changed.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 is provided with a controller (not shown) for controlling the opening degree of the expansion valve 5 and the operating frequency of the compressor 2. may have been
  • the refrigeration cycle apparatus 1 of Embodiment 1 has a first heat exchanger 3, a gas-liquid separator 4, a gas bypass circuit 7, and a liquid bypass circuit 8.
  • the first heat exchanger 3 has a plurality of heat transfer tubes 11 and a first header 12 that distributes the refrigerant flowing through the refrigerant pipes 16 to the plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the gas-liquid separator separates the refrigerant flowing into the first heat exchanger 3 into gas refrigerant and liquid refrigerant.
  • the gas bypass circuit 7 connects the gas-liquid separator 4 and the first header 12 and causes the gas refrigerant to flow from the gas-liquid separator 4 into the first header 12 .
  • the liquid bypass circuit 8 connects the gas-liquid separator 4 and the first header 12 and causes the liquid refrigerant to flow from the gas-liquid separator 4 to the first header 12 .
  • At least one of the gas bypass circuit 7 and the liquid bypass circuit 8 is provided with a bypass valve.
  • the bypass valve adjusts the degree of opening according to the flow rate of refrigerant flowing into one of the bypass circuits.
  • the bypass valve is either gas bypass valve 14 or liquid bypass valve 15 .
  • the gas bypass circuit 7 is located downstream of the position where the liquid bypass circuit 8 is connected to the first header 12 in the liquid refrigerant circulation direction, with the liquid refrigerant circulation direction in the first header 12 as a reference. is connected to the header 12 of the
  • the bypass valve when the bypass valve is the gas bypass valve 14 , when the flow rate of the gas refrigerant flowing into the gas bypass circuit 7 is small, the gas bypass valve 14 is closed in the first header 12 with liquid refrigerant.
  • the opening is adjusted so that the flow rate of the gas refrigerant blown out from the downstream side of is increased.
  • the opening degree of the gas bypass valve 14 increases, the liquid refrigerant is lifted upward of the first header 12 by the gas refrigerant blown up from the downstream side.
  • the liquid refrigerant flows more easily into the heat transfer tubes 11 on the upper side (in the direction of the Z-axis arrow in FIG. 2), and the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the first header 12 is evenly divided into the plurality of heat transfer tubes 11. .
  • the liquid refrigerant flows not only in the heat transfer tubes 11 on the lower side (opposite direction of the Z-axis arrow in FIG. 2) among the plurality of heat transfer tubes 11, It also becomes easier to flow into the heat transfer tubes 11 on the upper side (in the direction of the Z-axis arrow in FIG. 2).
  • the liquid refrigerant is blown up from the downstream side by the gas refrigerant flowing through the gas bypass valve 14 and is easily diffused in the first header 12 .
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the first header 12 is evenly divided into the plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the liquid bypass valve 15 when the bypass valve is the liquid bypass valve 15, when the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the liquid bypass circuit 8 is small, the liquid bypass valve 15 is configured to prevent the liquid flowing into the first header 12 from flowing into the first header 12. Adjust the opening so that the flow rate of the refrigerant increases. This makes it easier for the liquid refrigerant to accumulate in the lower side of the first header 12 (opposite direction of the Z-axis arrow in FIG. 2) than in the upper side of the first header 12 (in the direction of the Z-axis arrow in FIG. 2). can be suppressed.
  • the liquid refrigerant tends to accumulate in the lower side of the first header 12 , but is blown upward in the first header 12 by the gas refrigerant. Liquid refrigerant can easily flow into the heat transfer tubes 11 above the first header 12 . As a result, the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the first header 12 is evenly divided into the plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the liquid bypass valve 15 is fully opened. Even if the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the first header 12 from the upper side of the first header 12 is large, the liquid refrigerant is blown up by the gas refrigerant from the lower side of the first header 12, and the liquid refrigerant flows into the first header. is easily diffused within the header 12 of the As a result, the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the first header 12 is evenly divided into the plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the liquid bypass valve 15 is configured to adjust the degree of opening so that the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the first header 12 decreases. good too. If the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the liquid bypass circuit 8 is too high, the momentum of the liquid refrigerant flowing into the first header 12 becomes too strong, and the liquid refrigerant tends to flow into some of the heat transfer tubes 11. is. In this case, by reducing the degree of opening of the liquid bypass valve 15 , the flow rate of the liquid refrigerant flowing into the first header 12 becomes appropriate, and the liquid refrigerant is easily divided into the plurality of heat transfer tubes 11 evenly. As a result, the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the first header 12 is evenly divided into the plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the gas refrigerant is blown up from the downstream side of the liquid refrigerant. Then, the flow rate of liquid refrigerant or gas refrigerant flowing into the first header 12 is adjusted by the gas bypass valve 14 or the liquid bypass valve 15 . Therefore, the liquid refrigerant flowing into the first header 12 diffuses within the first header 12 , and the gas-liquid two-phase refrigerant is evenly distributed to the plurality of heat transfer tubes 11 . As a result, the heat exchange efficiency of the first heat exchanger 3 is improved.
  • Embodiment 2 The refrigeration cycle apparatus of Embodiment 2 has a configuration in which bypass valves are provided in both the gas bypass circuit and the liquid bypass circuit.
  • the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 7 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 7 the refrigerating cycle apparatus 1a of Embodiment 2 is provided with a liquid bypass valve 15 in the liquid bypass circuit 8 in addition to the configuration shown in FIG.
  • the liquid bypass valve 15 is a valve that increases the pressure difference between the gas-liquid separator 4 and the first header 12 .
  • the liquid bypass valve 15 is, for example, a pressure regulating valve that makes the pressure difference between the gas-liquid separator 4 and the first header 12 greater than a predetermined pressure. By increasing the pressure difference between the gas-liquid separator 4 and the first header 12, the force of the gas refrigerant blown up into the first header 12 from the gas bypass circuit 7 can be increased.
  • FIG. 8 is a state diagram of the refrigeration cycle by the refrigeration cycle device shown in FIG. 8.
  • the horizontal axis is the specific enthalpy h [kJ/kg] and the vertical axis is the pressure P [MPa].
  • P1 to P9 shown in FIG. 8 indicate states of the refrigerant at positions p1 to p9 in the refrigerant circuit 10 shown in FIG.
  • the compressor 2 sucks gas refrigerant, compresses the sucked gas refrigerant, and discharges it (see position p1 in FIG. 8).
  • the gas refrigerant discharged from the compressor 2 is condensed by exchanging heat with air in the second heat exchanger 6, becomes liquid refrigerant, and flows out of the second heat exchanger 6 (position p2 in FIG. 8). reference).
  • the liquid refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 6 is decompressed by the expansion valve 5 and becomes a gas-liquid two-phase refrigerant (see position p3 in FIG. 8).
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the gas-liquid separator 4, it is separated into a liquid refrigerant (see position p4 in FIG. 8) and a gas refrigerant (see position p5 in FIG. 8).
  • the liquid refrigerant flows from the gas-liquid separator 4 through the liquid bypass circuit 8 .
  • the liquid refrigerant flowing through the liquid bypass circuit 8 is depressurized by the liquid bypass valve 15, and after the flow rate is adjusted, flows into the first header 12 from the upper portion of the first header 12 (see position p6 in FIG. 8).
  • the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator 4 flows from the gas-liquid separator 4 through the gas bypass circuit 7 .
  • the gas refrigerant flowing through the gas bypass circuit 7 is decompressed by the gas bypass valve 14, and after the flow rate is adjusted, flows into the first header 12 from the lower part of the first header 12 (see position p7 in FIG. 8).
  • the gas refrigerant flowing into the first header 12 from the bottom of the first header 12 is mixed with the liquid refrigerant while blowing up the liquid refrigerant flowing into the first header 12 from the top of the first header 12 (Fig. 8 position p8).
  • the mixed gas-liquid two-phase refrigerant is divided into a plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flowing through each heat transfer tube 11 exchanges heat with the air, evaporates and gasifies, and then joins at the second header 13 .
  • the gas refrigerant merged at the second header 13 flows into the compressor 2 from the refrigerant suction port of the compressor 2 (see position p9 in FIG. 8).
  • the liquid bypass valve 15 increases the pressure difference between the inside of the gas-liquid separator 4 and the inside of the first header 12 . Therefore, compared to the first embodiment, at the position p7 shown in FIG. 8, the momentum of the gas refrigerant blown out from the downstream side of the liquid refrigerant flowing into the first header 12 to the liquid refrigerant increases.
  • a liquid bypass valve 15 is provided in the liquid bypass circuit 8, and the liquid bypass valve 15 is a valve that increases the pressure difference between the gas-liquid separator 4 and the first header 12. be.
  • the liquid refrigerant can be blown up by the gas refrigerant, so when the flow rate of the refrigerant is small, the liquid refrigerant can reach more upward in the first header 12. .
  • the capacity coefficient (Cv value) required to circulate the same flow rate of refrigerant increases.
  • the liquid bypass valve 15 increases the pressure difference between the inside of the gas-liquid separator 4 and the inside of the first header 12 . Therefore, in the gas bypass circuit 7, the pressure difference before and after the gas bypass valve 14 increases, and the Cv value required for the gas bypass valve 14 can be lowered. As a result, the gas bypass valve 14 can be downsized.
  • Embodiment 3 The refrigeration cycle apparatus of Embodiment 3 has a configuration in which a four-way valve for switching the direction of flow of the refrigerant in the refrigerant circuit is provided in the refrigerant circuit.
  • a four-way valve for switching the direction of flow of the refrigerant in the refrigerant circuit is provided in the refrigerant circuit.
  • the same components as those described in Embodiments 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • a configuration in which a four-way valve is added to the refrigeration cycle device 1a of the second embodiment will be described. may
  • FIG. 9 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 3. As shown in FIG. As shown in FIG. 9, the refrigeration cycle apparatus 1b of Embodiment 3 has a configuration in which a four-way valve 9 is added to the configuration shown in FIG.
  • the four-way valve 9 allows the refrigerant discharged from the compressor 2 to flow in the first flow direction from the compressor 2 to the first heat exchanger 3 or from the compressor 2 to the second heat exchange direction.
  • the second direction of flow which is the direction of flow to the vessel 6, is set.
  • the first heat exchanger 3 functions as a condenser and the second heat exchanger 6 functions as an evaporator.
  • the first heat exchanger 3 functions as an evaporator and the second heat exchanger 6 functions as a condenser.
  • the liquid bypass valve 15 is open when the first heat exchanger 3 functions as an evaporator, as in the second embodiment, but is closed when the first heat exchanger 3 functions as a condenser. It is a configuration that becomes a state.
  • the gas bypass valve 14 is opened to adjust the gas flow rate as in the first and second embodiments.
  • the gas bypass circuit 7 is connected to the first header 12 at a position lower than the liquid bypass circuit 8 with respect to the height relative to the direction of gravity.
  • Embodiment 3 describes a case where the first heat exchanger 3 functions as a condenser. Since the operation of the refrigeration cycle when the first heat exchanger 3 functions as an evaporator is the same as the operation described in Embodiment 2, detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 10 is a state diagram of the refrigeration cycle by the refrigeration cycle device shown in FIG.
  • the horizontal axis is the specific enthalpy h [kJ/kg] and the vertical axis is the pressure P [MPa].
  • Positions p1, p2, p5, and p8 to p10 shown in FIG. 10 indicate states of refrigerant at representative positions among positions p1 to p10 in the refrigerant circuit 10 shown in FIG.
  • the compressor 2 sucks gas refrigerant, compresses the sucked gas refrigerant, and discharges it (see position p1 in FIG. 10).
  • Gas refrigerant discharged from the compressor 2 flows through the four-way valve 9 toward the second header 13 (see position p9 in FIG. 10).
  • the gas refrigerant that has flowed into the second header 13 is divided into a plurality of heat transfer tubes 11 .
  • the gas refrigerant exchanges heat with the air and is liquefied.
  • the refrigerant liquefied in each heat transfer tube 11 of the plurality of heat transfer tubes 11 joins the first header 12 (see position p8 in FIG. 10).
  • the liquid refrigerant flowing through the lower heat transfer tubes 11 does not stay in the lower part of the first header 12, so the liquid refrigerant smoothly flows out of the heat transfer tubes 11 and bypasses the gas. It can flow into the gas-liquid separator 4 via the circuit 7 .
  • the liquid refrigerant flows from the gas-liquid separator 4 into the expansion valve 5, it is decompressed by the expansion valve 5 and becomes a gas-liquid two-phase refrigerant (see position p2 in FIG. 10).
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the second heat exchanger 6 .
  • the gas-liquid two-phase refrigerant exchanges heat with air to evaporate and gasify, and then flows out of the second heat exchanger 6 .
  • the gas refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 6 flows into the compressor 2 from the refrigerant suction port of the compressor 2 (see position p10 in FIG. 10).
  • the refrigeration cycle device 1b of Embodiment 3 has a four-way valve 9 that sets the flow direction of the refrigerant in the refrigerant circuit 10 to the first flow direction or the second flow direction.
  • the gas bypass valve 14 is configured to be fully opened when the flow direction of the refrigerant is set to the second flow direction by the four-way valve 9 .
  • the refrigerant circulation direction in the refrigerant circuit is the first circulation direction in which the first heat exchanger functions as a condenser
  • the condensed liquid refrigerant accumulates in the lower portion of the first header. If the liquid refrigerant accumulates in the lower portion of the first header, the refrigerant outlet of the heat transfer tube to the first header will be blocked by the liquid refrigerant. In this case, the flow of the refrigerant in the heat transfer tubes under the first header is deteriorated, and the heat exchange efficiency of the first heat exchanger is lowered.
  • the gas bypass circuit 7 provided in the gas bypass circuit 7 connected to the lower side of the first header 12 Bypass valve 14 is fully opened. Therefore, the liquid refrigerant can easily flow from the lower portion of the first header 12 to the gas-liquid separator 4 via the gas bypass circuit 7, and the accumulation of the liquid refrigerant in the lower portion of the first header 12 can be suppressed. As a result, the refrigerant can easily flow through the heat transfer tubes 11 on the lower side of the first heat exchanger 3, and the heat exchange efficiency of the first heat exchanger 3 is improved.
  • Embodiment 4 The refrigeration cycle apparatus of Embodiment 4 controls the degree of opening of the bypass valve according to the temperature of the refrigerant flowing through the heat transfer tubes.
  • the same reference numerals are assigned to the same configurations as those described in the first to third embodiments, and detailed description thereof will be omitted. Further, although the fourth embodiment will be described based on the refrigeration cycle apparatus of the third embodiment, the fourth embodiment may be applied to the refrigeration cycle apparatus of the first or second embodiment.
  • FIG. 11 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 4.
  • FIG. A refrigeration cycle apparatus 1c shown in FIG. 11 has a configuration in which a first temperature sensor 31 and a second temperature sensor 32 for detecting the temperature of the refrigerant, and a controller 40 are added to the configuration shown in FIG.
  • the first temperature sensor 31 and the second temperature sensor 32 are, for example, thermistors.
  • Each of the first temperature sensor 31, the second temperature sensor 32, the gas bypass valve 14 and the liquid bypass valve 15 is connected to the controller 40 via a signal line (not shown).
  • the first temperature sensor 31 is the first heat transfer tube, which is the highest heat transfer tube among the plurality of heat transfer tubes 11 with respect to the height based on the direction of gravity (opposite to the Z-axis arrow) shown in FIG. It is provided on the heat tube 21 .
  • the second temperature sensor 32 is provided on the second heat transfer tube 22, which is the lowest heat transfer tube among the plurality of heat transfer tubes 11 with respect to the direction of gravity.
  • FIG. 12 is a functional block diagram showing one configuration example of the controller shown in FIG. Controller 40 is, for example, a microcomputer.
  • the controller 40 has determination means 42 and valve control means 43 .
  • the determination means 42 calculates the temperature difference Td between the detection value of the first temperature sensor 31 and the detection value of the second temperature sensor 32 .
  • the determination means 42 determines whether or not the temperature difference Td is greater than a predetermined threshold value Tth, and transmits information on the determination result to the valve control means 43 .
  • the valve control means 43 adjusts the opening degree of at least one of the gas bypass valve 14 and the liquid bypass valve 15 so that the temperature difference Td becomes equal to or less than the threshold value Tth. do.
  • a specific example of a method for adjusting the degree of opening of the bypass valve by the valve control means 43 will be described below.
  • the temperature of the refrigerant increases when the flow rate of the refrigerant flowing through the heat transfer tubes is low.
  • the first heat exchanger 3 functions as an evaporator
  • the flow rate of the refrigerant flowing through the second heat transfer tubes 22 is less than the flow rate of the refrigerant flowing through the first heat transfer tubes 21
  • the detected value of the second temperature sensor 32 becomes larger than the detected value of the first temperature sensor 31 .
  • the valve control means 43 reduces the opening degree of the gas bypass valve 14 .
  • valve control means 43 may increase the opening degree of the liquid bypass valve 15 .
  • the valve control means 43 may reduce the opening degree of the gas bypass valve 14 and increase the opening degree of the liquid bypass valve 15 . In either case, the flow rate of the refrigerant flowing through the plurality of heat transfer tubes 11 becomes uniform.
  • the temperature of the refrigerant decreases when the flow rate of the refrigerant flowing through the heat transfer tubes is low.
  • the first heat exchanger 3 functions as a condenser
  • the flow rate of the refrigerant flowing through the first heat transfer tube 21 is less than the flow rate of the refrigerant flowing through the second heat transfer tube 22
  • the detected value of the first temperature sensor 31 becomes smaller than the detected value of the second temperature sensor 32 .
  • the valve control means 43 increases the opening degree of the gas bypass valve 14 .
  • the refrigerant flowing through the second heat transfer tube 22 side flows more smoothly, and the flow rate of the refrigerant on the second heat transfer tube 22 side can be increased. .
  • the flow rate of the refrigerant flowing through the plurality of heat transfer tubes 11 becomes uniform.
  • the first heat transfer tube 21 is provided with the first temperature sensor 31 and the second heat transfer tube 22 is provided with the second temperature sensor 32.
  • Any one of the heat transfer tubes may be provided with a temperature sensor.
  • a temperature sensor may be provided for the heat transfer tube having a low flow rate of refrigerant.
  • the valve control means 43 adjusts the opening degree of the gas bypass valve 14 or the liquid bypass valve 15 so that the detection value of the temperature sensor falls within a predetermined range.
  • FIG. 12 is a hardware configuration diagram showing a configuration example of the controller shown in FIG. 12.
  • FIG. 12 When various functions of the controller 40 are executed by dedicated hardware, the controller 40 shown in FIG. 12 is configured with a processing circuit 80 as shown in FIG. Each function of the determination means 42 and the valve control means 43 shown in FIG. 12 is implemented by the processing circuit 80 .
  • the processing circuit 80 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate). Array), or a combination thereof.
  • Each of the functions of the determination means 42 and the valve control means 43 may be realized by the processing circuit 80 . Further, the function of each means of the determination means 42 and the valve control means 43 may be realized by one processing circuit 80 .
  • FIG. 14 is a hardware configuration diagram showing another configuration example of the controller shown in FIG. 12.
  • the controller 40 shown in FIG. 12 is composed of a processor 81 such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory 82 as shown in FIG.
  • a processor 81 such as a CPU (Central Processing Unit)
  • a memory 82 as shown in FIG.
  • Each function of the determination means 42 and the valve control means 43 is implemented by the processor 81 and the memory 82 .
  • FIG. 14 shows that processor 81 and memory 82 are connected via bus 83 .
  • the memory 82 stores the threshold Tth.
  • the functions of the determination means 42 and the valve control means 43 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software and firmware are written as programs and stored in memory 82 .
  • the processor 81 implements the functions of each means by reading and executing the programs stored in the memory 82 .
  • non-volatile semiconductor memories such as ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable and Programmable ROM) and EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM) are used.
  • ROM Read Only Memory
  • EPROM Erasable and Programmable ROM
  • EEPROM Electrical Erasable and Programmable ROM
  • a volatile semiconductor memory of RAM Random Access Memory
  • removable recording media such as magnetic disks, flexible disks, optical disks, CDs (Compact Discs), MDs (Mini Discs) and DVDs (Digital Versatile Discs) may be used.
  • FIG. 15 is a flow chart showing the procedure of a control method executed by the controller shown in FIG. 12.
  • FIG. Here, a case where the first heat exchanger 3 functions as an evaporator will be described.
  • the controller 40 operates according to the flow shown in FIG. 15 at regular intervals.
  • the determination means 42 acquires detection values from the first temperature sensor 31 and the second temperature sensor 32 (step S101).
  • the determination means 42 calculates the temperature difference Td between the detection value of the first temperature sensor 31 and the detection value of the second temperature sensor 32 . Then, the determination means 42 determines whether or not the temperature difference Td is greater than the threshold value Tth (step S102). When the temperature difference Td is equal to or less than the threshold value Tth as a result of the determination in step S102, the controller 40 ends the process.
  • step S102 determines whether the result of determination in step S102 is that the temperature difference Td is greater than the threshold value Tth. If the result of determination in step S102 is that the temperature difference Td is greater than the threshold value Tth, the determination means 42 transmits information on the determination result to the valve control means 43.
  • the valve control means 43 receives information indicating that the temperature difference Td is greater than the threshold value Tth from the determination means 42, the valve control means 43 adjusts the opening degree of the gas bypass valve 14 or the liquid bypass valve 15 so that the temperature difference Td becomes equal to or less than the threshold value Tth. Adjust (step S103).
  • the determination means 42 acquires a detection value from the first temperature sensor 31 in step S101.
  • the determination means 42 determines whether the detected value of the first temperature sensor 31 is within a predetermined first temperature range. If the detected value of the first temperature sensor 31 is not within the first temperature range, the valve control means 43 adjusts the opening degree of the gas bypass valve 14 or the liquid bypass valve 15 in step S103.
  • the valve control means 43 increases the opening degree of the gas bypass valve 14 . Thereby, the flow rate of the refrigerant flowing through the first heat transfer tubes 21 can be increased.
  • the determination means 42 acquires a detection value from the second temperature sensor 32 in step S101.
  • the determination means 42 determines whether or not the detected value of the second temperature sensor 32 is within a predetermined second temperature range. If the detected value of the second temperature sensor 32 is not within the second temperature range, the valve control means 43 adjusts the opening degree of the gas bypass valve 14 or the liquid bypass valve 15 in step S103.
  • the valve control means 43 reduces the opening degree of the gas bypass valve 14 or increases the opening degree of the liquid bypass valve 15 . Thereby, the flow rate of the refrigerant flowing through the second heat transfer tubes 22 can be increased.
  • the controller 40 controls the opening degree of the expansion valve 5 and the compressor 2 may control the operating frequency of
  • the refrigeration cycle apparatus 1c of Embodiment 4 has a temperature sensor provided in at least one of the first heat transfer tube 21 and the second heat transfer tube 22, and a controller 40. Controller 40 adjusts the degree of opening of gas bypass valve 14 or liquid bypass valve 15 so that the detected value of the temperature sensor falls within a predetermined range.
  • gas bypass valve 14 or liquid bypass valve 15 is adjusted so that the detected value of the temperature sensor provided in first heat transfer tube 21 or second heat transfer tube 22 is within a predetermined range. is adjusted, the refrigerant flows evenly through the heat transfer tubes 11 . Therefore, the heat exchange efficiency of the first heat exchanger 3 is improved.
  • the first heat transfer tube 21 may be provided with the first temperature sensor 31 and the second heat transfer tube 22 may be provided with the second temperature sensor 32 .
  • the controller 40 operates the gas bypass valve 14 or the liquid bypass valve 15 so that the temperature difference Td between the detection value of the first temperature sensor 31 and the detection value of the second temperature sensor 32 is equal to or less than the threshold value Tth. You can adjust the opening.
  • the flow rate of the refrigerant branched to the plurality of heat transfer tubes 11 of the first heat exchanger 3 can be accurately estimated, and the heat exchange efficiency of the first heat exchanger 3 is further improved.

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Abstract

冷凍サイクル装置は、複数の伝熱管と複数の伝熱管に冷媒を分配する第１のヘッダとを有する第１の熱交換器と、第１の熱交換器に流入する冷媒をガス冷媒および液冷媒に分離する気液分離器と、ガス冷媒を気液分離器から第１のヘッダに流入させるガスバイパス回路と、液冷媒を気液分離器から第１のヘッダに流入させる液バイパス回路と、ガスバイパス回路および液バイパス回路のうち、少なくとも一方のバイパス回路に設けられたバイパス弁とを有し、ガスバイパス回路は、第１のヘッダ内における液冷媒の流通方向を基準として、液バイパス回路が第１のヘッダに接続される位置よりも液冷媒の流通方向の下流側において第１のヘッダに接続されている。

Description

冷凍サイクル装置
　本開示は、冷媒回路を有する冷凍サイクル装置に関する。
　従来の熱交換器の一例として、冷媒が熱交換器に流入する前に、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する気液分離機構を有する熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に開示された熱交換器は、複数の伝熱管と、第１ヘッダと、第２ヘッダと、気液分離機構と、第１出口管と、第２出口管とを有する。第１ヘッダおよび第２ヘッダは水平な特定方向に延びる内部空間を有する。第２ヘッダは第１ヘッダよりも上方に配置されている。気液分離機構は第２ヘッダよりも上方に配置されている。第１ヘッダの特定方向の両端のうち、一方の端部にある第１入口が第１出口管を介して気液分離機構と接続され、他方の端部にある第２入口が第２出口配管を介して気液分離機構と接続されている。
　特許文献１に開示された熱交換器は、ガス冷媒が第１ヘッダに第１出口管を介して気液分離機構から流入し、液冷媒が第１ヘッダに第２出口管を介して気液分離機構から流入する構成である。
特開２０１７－２２３３８６号公報
　特許文献１に開示された熱交換器においては、第１ヘッダに流入するガス冷媒および液冷媒のそれぞれの流量は、気液分離機構における気液二相の分離状況に左右される。そのため、例えば、液冷媒が複数の伝熱管のうち、一部の伝熱管に偏って流れると、複数の伝熱管に冷媒を適切に分配することができなくなる。この場合、熱交換効率が低くなってしまう。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、熱交換効率を向上させる冷凍サイクル装置を提供するものである。
　本開示に係る冷凍サイクル装置は、複数の伝熱管と冷媒配管を介して流入する冷媒を前記複数の伝熱管に分配する第１のヘッダとを有する第１の熱交換器と、前記第１の熱交換器に流入する冷媒をガス冷媒および液冷媒に分離する気液分離器と、前記気液分離器と前記第１のヘッダとを接続し、前記ガス冷媒を前記気液分離器から前記第１のヘッダに流入させるガスバイパス回路と、前記気液分離器と前記第１のヘッダとを接続し、前記液冷媒を前記気液分離器から前記第１のヘッダに流入させる液バイパス回路と、前記ガスバイパス回路および前記液バイパス回路のうち、少なくとも一方のバイパス回路に設けられたバイパス弁と、を有し、前記ガスバイパス回路は、前記第１のヘッダ内における前記液冷媒の流通方向を基準として、前記液バイパス回路が前記第１のヘッダに接続される位置よりも前記流通方向の下流側において前記第１のヘッダに接続されているものである。
　本開示によれば、第１の熱交換器の分配器として機能する第１のヘッダにおいて、液冷媒の下流側からガス冷媒が吹き上げられ、第１のヘッダに流入する液冷媒またはガス冷媒の流量がバイパス弁によって調整される。そのため、第１のヘッダに流入する液冷媒が第１のヘッダ内で拡散し、複数の伝熱管に気液二相冷媒が均等に分配される。その結果、第１の熱交換器の熱交換効率が向上する。
実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 図１に示す第１の熱交換器の構成を説明するための側面模式図である。 図１に示したガスバイパス弁の一構成例を示す模式図である。 図１に示した冷凍サイクル装置による冷凍サイクルの状態線図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の別の構成例を示す冷媒回路図である。 図２に示した第１の熱交換器の別の設置例を示す側面模式図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 図７に示した冷凍サイクル装置による冷凍サイクルの状態線図である。 実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 図９に示した冷凍サイクル装置による冷凍サイクルの状態線図である。 実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。 図１１に示したコントローラの一構成例を示す機能ブロック図である。 図１２に示したコントローラの一構成例を示すハードウェア構成図である。 図１２に示したコントローラの別の構成例を示すハードウェア構成図である。 図１２に示したコントローラが実行する制御方法の手順を示すフローチャートである。
実施の形態１．
　本実施の形態１の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、圧縮機２と、第１の熱交換器３と、気液分離器４と、膨張弁５と、第２の熱交換器６とを有する。圧縮機２、第１の熱交換器３、膨張弁５および第２の熱交換器６を接続する冷媒配管１６において、気液分離器４は、第１の熱交換器３と膨張弁５との間に設けられている。圧縮機２、第１の熱交換器３、膨張弁５および第２の熱交換器６によって、冷媒が循環する冷媒回路１０が構成される。
　圧縮機２は、吸入する冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機２は、例えば、往復式圧縮機および回転式圧縮機である。膨張弁５は、冷媒を減圧して膨張させる膨張装置である。膨張弁５は、例えば、温度式膨張弁である。温度式膨張弁は、外部均圧型膨張弁および内部均圧型膨張弁の２つのタイプがある。膨張弁５が外部禁圧型膨張弁である場合、第１の熱交換器３と圧縮機２との間の冷媒配管１６に設けられた感温筒（図示せず）と、感温筒よりも圧縮機２側の冷媒配管１６に接続された均圧管（図示せず）とが膨張弁５に接続される。膨張弁５は、感温筒（図示せず）に封入された物質（冷媒と同じ特性の物質）の圧力と、均圧管（図示せず）を介して入力される冷媒圧力との圧量差に応じて、開度を自動的に調節する。
　図２は、図１に示す第１の熱交換器の構成を説明するための側面模式図である。図２において、説明の便宜上、方向を定義する３つの軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）の矢印を表示している。Ｚ軸矢印の反対方向を重力方向とする。
　第１の熱交換器３は、複数の伝熱管１１と、第１のヘッダ１２と、第２のヘッダ１３とを有する。複数の伝熱管１１はＹ軸に平行に延びている。第１のヘッダ１２および第２のヘッダ１３のそれぞれは、Ｚ軸に平行に延びる円柱形状または直方体形状の構成である。図２に示すように、第１の熱交換器３には複数の放熱フィン１７が第１のヘッダ１２と第２のヘッダ１３との間に設けられている。各放熱フィン１７は、隣り合う放熱フィン１７とＹ軸に平行な方向に等間隔に配置されている。各放熱フィン１７は、ＸＺ平面に平行な板状の構成である。複数の伝熱管１１が複数の放熱フィン１７を貫通している。図１に示す第１の熱交換器３においては、図２に示す放熱フィン１７を省略している。
　本実施の形態１においては、図２を参照して、第１の熱交換器３が放熱フィン１７を有する構成について説明したが、第１の熱交換器３は放熱フィン１７を有していない熱交換器であってもよい。
　第１のヘッダ１２は、冷媒配管１６を介して気液分離器４から流入する冷媒を複数の伝熱管１１に分配する分配器の役目を果たす。第２のヘッダ１３は、複数の伝熱管１１を流通する冷媒を合流させて圧縮機２の冷媒吸入口に流出する合流器の役目を果たす。第１のヘッダ１２および第２のヘッダ１３のそれぞれは、複数の伝熱管１１に分流する冷媒または複数の伝熱管１１から流入する冷媒を溜める中空構造を有する。複数の伝熱管１１は、第１のヘッダ１２に対して、重力方向を基準とした高さの異なる位置に接続されている。第２の熱交換器６は、第１の熱交換器３と同様な構成であり、その詳細な説明を省略する。
　気液分離器４は、膨張弁５から第１の熱交換器３に流入する冷媒をガス冷媒および液冷媒に分離する。気液分離器４と第１のヘッダ１２とは、ガス冷媒を気液分離器４から第１のヘッダ１２に流入させるガスバイパス回路７を介して接続されている。また、気液分離器４と第１のヘッダ１２とは、液冷媒を気液分離器４から第１のヘッダ１２に流入させる液バイパス回路８を介して接続されている。
　液バイパス回路８は第１のヘッダ１２の上部に接続されている。ガスバイパス回路７は第１のヘッダ１２の下部に接続されている。本実施の形態１において、第１のヘッダ１２は、第１のヘッダ１２の上部から流入する液冷媒を吹き上げるようにガス冷媒が第１のヘッダ１２の下部から流入する構造である。ガスバイパス回路７には、ガスバイパス弁１４が設けられている。ガスバイパス弁１４は、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒の流量に対応して、吹き上げに必要なガス冷媒の流量が得られる流路抵抗に開度を調整する。以下に、ガスバイパス弁１４の構成を具体的に説明する。
　第１のヘッダ１２に流入する液冷媒の流量が少ない場合、液冷媒は、重力の影響により、第１のヘッダ１２の上方側（図２のＺ軸矢印方向）よりも第１のヘッダ１２の下方側（図２のＺ軸矢印の反対方向）に溜まりやすくなり、複数の伝熱管１１のうち、上方側の伝熱管１１に流れにくくなる。そのため、複数の伝熱管１１のうち、相対的に下方側の伝熱管１１に液冷媒が多く流れ、上方側の伝熱管１１に流れる液冷媒が減少する。この場合、ガスバイパス弁１４は、液冷媒を吹き上げるガス冷媒の量が多くなるように開度を大きくする。これにより、複数の伝熱管１１のうち、上方側の伝熱管１１にも液冷媒が流れやすくなる。
　一方、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒の流量が多い場合、液冷媒は、重力の影響を受けても流量が多いので、複数の伝熱管１１のうち、下方側（図２のＺ軸矢印の反対方向）の伝熱管１１だけでなく、上方側（図２のＺ軸矢印方向）の伝熱管１１にも流入しやすくなる。また、本実施の形態１においては、第１のヘッダ１２の上方側から第１のヘッダ１２内に流入する液冷媒の流量が多くても、液冷媒は、第１のヘッダ１２の下方側からガス冷媒によって吹き上げられ、第１のヘッダ１２内で拡散する。そのため、液冷媒が複数の伝熱管１１により均等に分流しやすくなる。
　上記のように、ガスバイパス弁１４は、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒の流量に基づいて、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒およびガス冷媒の流量比を調整する。ガスバイパス弁１４は、例えば、冷媒の流入口および流出口の冷媒圧力差を一定に保つ弁である。気液分離器４から流出する液冷媒と気液分離器４から流出するガス冷媒との流量比が一定と考えると、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒の流量が多い場合、第１のヘッダ１２に流入するガス冷媒の流量も多くなる。ガスバイパス弁１４が冷媒の流入口および流出口の冷媒の圧力差を一定に保つ弁である場合、ガス冷媒の流量が少ないと、流入口および流出口の冷媒の圧力差が小さくなるため、ガスバイパス弁１４は、冷媒の圧力差を一定に保つために、自動的に開度を大きくする。
　ガスバイパス弁１４の具体的な構成例は、温度式膨張弁と同様な原理で動作する弁である。ガスバイパス弁１４は、冷媒の流入口および流出口の冷媒圧力差を検出するダイヤフラム等の調整弁（図示せず）を有し、調整弁の動作に応じて開度を調整する。この場合、ガスバイパス弁１４の開度を制御するコントローラ等の特別な構成を設ける必要がない。
　ガスバイパス弁１４の構成の一例を説明する。図３は、図１に示したガスバイパス弁の一構成例を示す模式図である。ガスバイパス弁１４は、冷媒流入口５１側がガスバイパス回路７を介して気液分離器４と接続され、冷媒流出口５２側がガスバイパス回路７を介して第１のヘッダ１２と接続されている。ガスバイパス弁１４は、ダイヤフラム室５３と、バネ５４が設けられた圧力室５５と、冷媒流入口５１から冷媒流出口５２に冷媒を流通させるオリフィス５６が設けられたオリフィス板と、オリフィス５６の開度を調整するニードル５７とを有する。
　ダイヤフラム室５３は、第１の均圧管６１を介して冷媒流入口５１側のガスバイパス回路７と接続されている。圧力室５５は、第２の均圧管６２を介して冷媒流出口５２側のガスバイパス回路７と接続されている。ダイヤフラム室５３は圧力室５５との境界面にダイヤフラム５３ａを有し、ダイヤフラム５３ａにはシャフト５８が取り付けられている。シャフト５８は、ダイヤフラム５３ａとは反対側の端部にニードル５７が取り付けられている。ダイヤフラム５３ａは、冷媒流入口５１と冷媒流出口５２との冷媒圧力差ΔＰと、バネ５４の弾性力とによって、シャフト５８の軸方向に沿って移動する。ダイヤフラム５３ａがシャフト５８の軸方向の移動に伴ってニードル５７が移動することで、オリフィス５６の開度が調整される。その結果、オリフィス５６を流通する冷媒の流量が調整され、冷媒圧力差ΔＰが一定に保たれる。
　次に、図１に示す冷凍サイクル装置１の冷凍サイクルの動作を説明する。第１の熱交換器３が蒸発器として機能する場合を説明する。図４は、図１に示した冷凍サイクル装置による冷凍サイクルの状態線図である。図４に示す状態線図において、横軸は比エンタルピーｈ［ｋＪ／ｋｇ］であり、縦軸は圧力Ｐ［ＭＰａ］である。図４に示すＰ１～Ｐ８は、図１に示した冷媒回路１０における位置ｐ１～ｐ８の冷媒の状態を示す。
　圧縮機２は、ガス冷媒を吸入し、吸入したガス冷媒を圧縮して吐出する（図４の位置ｐ１参照）。圧縮機２から吐出されたガス冷媒は、第２の熱交換器６において空気と熱交換することで凝縮され、液冷媒となって第２の熱交換器６から流出する（図４の位置ｐ２参照）。第２の熱交換器６を流出した液冷媒は、膨張弁５によって減圧され、気液二相冷媒になる（図４の位置ｐ３参照）。気液二相冷媒は、気液分離器４に流入すると、液冷媒（図４の位置ｐ４参照）とガス冷媒（図４の位置ｐ５参照）とに分離される。
　液冷媒は、気液分離器４から液バイパス回路８を経由して第１のヘッダ１２に到達する。第１のヘッダ１２に到達した液冷媒は、第１のヘッダ１２の上部から第１のヘッダ１２に流入する。気液分離器４で分離されたガス冷媒は、気液分離器４からガスバイパス回路７を流通する。ガスバイパス回路７を流通するガス冷媒は、ガスバイパス弁１４によって減圧され、流量が調整された後、第１のヘッダ１２の下部から第１のヘッダ１２に流入する（図４の位置ｐ６参照）。
　図４に示す位置ｐ６において、ガスバイパス弁１４に流入する冷媒の流量が少ない場合、ガスバイパス弁１４は、開度を大きくして、ガス冷媒の流量を多くする。ガスバイパス弁１４に流入する冷媒の流量が多い場合、ガスバイパス弁１４は、開度を小さくして、ガス冷媒の流量を少なくする。
　第１のヘッダ１２の下部から第１のヘッダ１２に流入したガス冷媒は、第１のヘッダ１２の上部から第１のヘッダ１２に流入する液冷媒を吹き上げながら、液冷媒と混合される（図４の位置ｐ７参照）。混合された気液二相冷媒は、複数の伝熱管１１に分流する。各伝熱管１１を流通する気液二相冷媒は、空気と熱交換を行って蒸発し、ガス化した後、第２のヘッダ１３で合流する。第２のヘッダ１３で合流したガス冷媒は、圧縮機２の冷媒吸入口から圧縮機２に流入する（図４の位置ｐ８参照）。
　このようにして、第１の熱交換器３の第１のヘッダ１２の上部から流入する液冷媒の流量に対応して、第１のヘッダ１２の下部から適切な量のガス冷媒が吹き上げられる。そのため、複数の伝熱管１１の各伝熱管１１の冷媒の流量を均等にすることができる。
　なお、本実施の形態１においては、気液分離器４から第１のヘッダ１２に流入する液冷媒およびガス冷媒の流量比を一定にするバイパス弁がガスバイパス回路７側に設けられている場合で説明するが、バイパス弁が液バイパス回路８側に設けられていてもよい。図５は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の別の構成例を示す冷媒回路図である。図５に示すように、液バイパス回路８に液バイパス弁１５が設けられる場合、液バイパス弁１５は、液バイパス回路８に流入する液冷媒の流量が多い場合、開度を小さくし、液バイパス回路８に流入する液冷媒の流量が少ない場合、開度を大きくする。
　また、図１は、液バイパス回路８が第１のヘッダ１２の上部に接続され、ガスバイパス回路７が第１のヘッダ１２の下部に接続された構成を示しているが、これらのバイパス回路の接続位置は図１に示す場合に限らない。ガスバイパス回路７は、第１のヘッダ１２内における液冷媒の流通方向を基準として、液バイパス回路８が第１のヘッダ１２に接続される位置よりも液冷媒の流通方向の下流側に接続されていればよい。この場合においても、第１のヘッダ１２内に流入する液冷媒は、第１のヘッダ１２内における液冷媒の流通方向の下流側からガス冷媒によって図２に示すＺ軸矢印方向に吹き上げられる。
　また、本実施の形態１において、第１のヘッダ１２は図２に示すＹ軸に平行に延びるように配置されてもよい。図６は、図２に示した第１の熱交換器の別の設置例を示す側面模式図である。図６は、第１の熱交換器３が、第１のヘッダ１２の延びる方向が地面に平行な方向になるように設置される場合の構成を示す。図６に示す設置例において、複数の伝熱管１１のうち、最もＹ軸矢印の反対方向にある伝熱管を第１の伝熱管２１と称し、最もＹ軸矢印方向にある伝熱管を第２の伝熱管２２と称する。
　図６に示す設置例の場合、液冷媒は、液バイパス回路８を介して第１のヘッダ１２に流れ落ちるが、流れ落ちるときの慣性力によって、液冷媒は第１のヘッダ１２内を、破線矢印が示す方向により流れやすくなる。そのため、第１のヘッダ１２に流入する冷媒量が少ない場合、第１の伝熱管２１よりも第２の伝熱管２２側に冷媒が流れやすくなるが、ガスバイパス弁１４を介して流通するガス冷媒によって第１の伝熱管２１側に吹き上げられる。このように、第１のヘッダ１２の延びる方向が地面に平行な方向であってもよい。また、図６に示す設置例において、第１の熱交換器３が地面に対して傾いていてもよい。
　さらに、本実施の形態１において、膨張弁５が電子膨張弁であってもよく、圧縮機２が容量を変えることができるインバータ圧縮機であってもよい。膨張弁５が電子膨張弁であり、圧縮機２がインバータ圧縮機である場合、膨張弁５の開度および圧縮機２の運転周波数を制御するコントローラ（図示せず）が冷凍サイクル装置１に設けられていてもよい。
　本実施の形態１の冷凍サイクル装置１は、第１の熱交換器３と、気液分離器４と、ガスバイパス回路７と、液バイパス回路８とを有する。第１の熱交換器３は、複数の伝熱管１１と、冷媒配管１６を介して流入する冷媒を複数の伝熱管１１に分配する第１のヘッダ１２とを有する。気液分離器は、第１の熱交換器３に流入する冷媒をガス冷媒および液冷媒に分離する。ガスバイパス回路７は、気液分離器４と第１のヘッダ１２とを接続し、ガス冷媒を気液分離器４から第１のヘッダ１２に流入させる。液バイパス回路８は、気液分離器４と第１のヘッダ１２とを接続し、液冷媒を気液分離器４から第１のヘッダ１２に流入させる。ガスバイパス回路７および液バイパス回路８のうち、少なくとも一方のバイパス回路にバイパス弁が設けられている。バイパス弁は、一方のバイパス回路に流入する冷媒の流量に対応して開度を調整する。バイパス弁は、ガスバイパス弁１４または液バイパス弁１５である。ガスバイパス回路７は、第１のヘッダ１２内における液冷媒の流通方向を基準として、液バイパス回路８が第１のヘッダ１２に接続される位置よりも液冷媒の流通方向の下流側の第１のヘッダ１２に接続されている。
　本実施の形態１によれば、バイパス弁がガスバイパス弁１４である場合、ガスバイパス回路７に流入するガス冷媒の流量が少ない場合、ガスバイパス弁１４は、第１のヘッダ１２内で液冷媒の下流側から吹き出されるガス冷媒の流量が多くなるように開度を調整する。ガスバイパス弁１４の開度が大きくなると、液冷媒は下流側から吹き上げられるガス冷媒によって第１のヘッダ１２の上方向に持ち上げられる。その結果、液冷媒が上方側（図２のＺ軸矢印方向）の伝熱管１１に流れやすくなり、第１のヘッダ１２に流入した気液二相冷媒が複数の伝熱管１１に均等に分流する。
　一方、ガスバイパス回路７に流入するガス冷媒の流量が多い場合、液冷媒は、複数の伝熱管１１のうち、下方側（図２のＺ軸矢印の反対方向）の伝熱管１１だけでなく、上方側（図２のＺ軸矢印方向）の伝熱管１１にも流入しやすくなる。また、液冷媒は、ガスバイパス弁１４を流通するガス冷媒によって下流側から吹き上げられ、第１のヘッダ１２内に拡散されやすくなる。その結果、第１のヘッダ１２に流入した気液二相冷媒が複数の伝熱管１１に均等に分流する。
　また、本実施の形態１において、バイパス弁が液バイパス弁１５である場合、液バイパス回路８に流入する液冷媒の流量が少ない場合、液バイパス弁１５は、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒の流量が多くなるように開度を調整する。これにより、液冷媒が第１のヘッダ１２の上方側（図２のＺ軸矢印方向）よりも第１のヘッダ１２の下方側（図２のＺ軸矢印の反対方向）に溜まりやすくなることを抑制できる。また、液冷媒は、流量が少ない場合、第１のヘッダ１２の下方側に溜まりやすくなるが、ガス冷媒によって第１のヘッダ１２内の上方側に吹き上げられる。液冷媒が第１のヘッダ１２の上方側の伝熱管１１に流れやすくなる。その結果、第１のヘッダ１２に流入した気液二相冷媒が複数の伝熱管１１に均等に分流する。
　一方、液バイパス回路８に流入する液冷媒の流量が多い場合、複数の伝熱管１１のうち、下側（図２のＺ軸矢印の反対方向）の伝熱管１１だけでなく、上側（図２のＺ軸矢印方向）の伝熱管１１にも流入しやすくなるので、液バイパス弁１５は開度を全開にする。第１のヘッダ１２の上側から第１のヘッダ１２内に流入する液冷媒の流量が多くても、液冷媒は、第１のヘッダ１２の下側からガス冷媒によって吹き上げられ、液冷媒が第１のヘッダ１２内で拡散しやすくなる。その結果、第１のヘッダ１２に流入した気液二相冷媒が複数の伝熱管１１に均等に分流する。
　なお、液バイパス回路８に流入する液冷媒の流量が多すぎる場合、液バイパス弁１５は、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒の流量が少なくなるように開度を調整する構成であってもよい。液バイパス回路８に流入する液冷媒の流量が多すぎると、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒の勢いが強すぎて、一部の伝熱管１１に液冷媒が流入する傾向が強くなるからである。この場合、液バイパス弁１５が開度を小さくすることで、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒の流量が適量となり、液冷媒が複数の伝熱管１１に均等に分流しやすくなる。その結果、第１のヘッダ１２に流入した気液二相冷媒が複数の伝熱管１１に均等に分流する。
　このようにして、第１の熱交換器３の分配器として機能する第１のヘッダ１２において、液冷媒の下流側からガス冷媒が吹き上げられる。そして、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒またはガス冷媒の流量が、ガスバイパス弁１４または液バイパス弁１５によって調整される。そのため、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒が第１のヘッダ１２内で拡散し、複数の伝熱管１１に気液二相冷媒が均等に分配される。その結果、第１の熱交換器３の熱交換効率が向上する。
実施の形態２．
　本実施の形態２の冷凍サイクル装置は、バイパス弁がガスバイパス回路および液バイパス回路の両方に設けられた構成である。本実施の形態２においては、実施の形態１で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　本実施の形態２の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図７は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図７に示すように、本実施の形態２の冷凍サイクル装置１ａは、図１に示した構成の他に、液バイパス弁１５が液バイパス回路８に設けられている。
　液バイパス弁１５は、気液分離器４と第１のヘッダ１２との圧力差を大きくする弁である。液バイパス弁１５は、例えば、気液分離器４と第１のヘッダ１２との圧力差を予め決められた圧力より大きくする圧力調整弁である。気液分離器４と第１のヘッダ１２との圧力差を大きくすることで、ガスバイパス回路７から第１のヘッダ１２の内部に吹き上げられるガス冷媒の勢いを大きくすることができる。
　次に、図７に示す冷凍サイクル装置１ａの冷凍サイクルの動作を説明する。第１の熱交換器３が蒸発器として機能する場合を説明する。図８は、図７に示した冷凍サイクル装置による冷凍サイクルの状態線図である。図８に示す状態線図において、横軸は比エンタルピーｈ［ｋＪ／ｋｇ］であり、縦軸は圧力Ｐ［ＭＰａ］である。図８に示すＰ１～Ｐ９は、図７に示した冷媒回路１０における位置ｐ１～ｐ９の冷媒の状態を示す。
　圧縮機２は、ガス冷媒を吸入し、吸入したガス冷媒を圧縮して吐出する（図８の位置ｐ１参照）。圧縮機２から吐出されたガス冷媒は、第２の熱交換器６において空気と熱交換することで凝縮され、液冷媒となって第２の熱交換器６から流出する（図８の位置ｐ２参照）。第２の熱交換器６を流出した液冷媒は、膨張弁５によって減圧され、気液二相冷媒になる（図８の位置ｐ３参照）。気液二相冷媒は、気液分離器４に流入すると、液冷媒（図８の位置ｐ４参照）とガス冷媒（図８の位置ｐ５参照）とに分離される。
　液冷媒は、気液分離器４から液バイパス回路８を流通する。液バイパス回路８を流通する液冷媒は、液バイパス弁１５によって減圧され、流量が調整された後、第１のヘッダ１２の上部から第１のヘッダ１２に流入する（図８の位置ｐ６参照）。一方、気液分離器４で分離されたガス冷媒は、気液分離器４からガスバイパス回路７を流通する。ガスバイパス回路７を流通するガス冷媒は、ガスバイパス弁１４によって減圧され、流量が調整された後、第１のヘッダ１２の下部から第１のヘッダ１２に流入する（図８の位置ｐ７参照）。
　第１のヘッダ１２の下部から第１のヘッダ１２に流入したガス冷媒は、第１のヘッダ１２の上部から第１のヘッダ１２に流入する液冷媒を吹き上げながら、液冷媒と混合される（図８の位置ｐ８参照）。混合された気液二相冷媒は、複数の伝熱管１１に分流する。各伝熱管１１を流通する気液二相冷媒は、空気と熱交換を行って蒸発し、ガス化した後、第２のヘッダ１３で合流する。第２のヘッダ１３で合流したガス冷媒は、圧縮機２の冷媒吸入口から圧縮機２に流入する（図８の位置ｐ９参照）。
　液バイパス弁１５によって、気液分離器４の内部と第１のヘッダ１２の内部との圧力差が大きくなる。そのため、実施の形態１に比べて、図８に示す位置ｐ７において、第１のヘッダ１２に流入する液冷媒の下流側から液冷媒に吹き出されるガス冷媒の勢いが大きくなる。
　本実施の形態２の冷凍サイクル装置１ａは、液バイパス回路８に液バイパス弁１５が設けられ、液バイパス弁１５、気液分離器４と第１のヘッダ１２との圧力差を大きくする弁である。本実施の形態２によれば、液冷媒をガス冷媒でより吹き上げられるようになるので、冷媒の流量が少ないとき、第１のヘッダ１２内において、より上方向に液冷媒を到達させることができる。
　また、ガスバイパス回路において、ガスバイパス弁の冷媒の入口と出口の圧力差が小さいと、同じ流量の冷媒を流通させるために必要な容量係数（Ｃｖ値）が大きくなる。これに対して、本実施の形態２においては、液バイパス弁１５によって気液分離器４の内部と第１のヘッダ１２の内部との圧力差が大きくなる。そのため、ガスバイパス回路７において、ガスバイパス弁１４の前後の圧力差が大きくなり、ガスバイパス弁１４に必要なＣｖ値を下げることができる。その結果、ガスバイパス弁１４を小型化できる。
実施の形態３．
　本実施の形態３の冷凍サイクル装置は、冷媒回路における冷媒の流通方向を切り替える四方弁が冷媒回路に設けられた構成である。本実施の形態３においては、実施の形態１および２で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、本実施の形態３では、実施の形態２の冷凍サイクル装置１ａに四方弁を追加した構成の場合について説明するが、実施の形態１の冷凍サイクル装置１に四方弁を追加した構成であってもよい。
　本実施の形態３の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図９は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図９に示すように、本実施の形態３の冷凍サイクル装置１ｂは、図７に示した構成に、四方弁９が追加された構成である。
　四方弁９は、圧縮機２から吐出される冷媒の流通方向について、圧縮機２から第１の熱交換器３への流通方向である第１の流通方向または圧縮機２から第２の熱交換器６への流通方向である第２の流通方向に設定する。圧縮機２から吐出される冷媒の流通方向が第１の流通方向に設定された場合、第１の熱交換器３が凝縮器として機能し、第２の熱交換器６が蒸発器として機能する。圧縮機２から吐出される冷媒の流通方向が第２の流通方向に設定された場合、第１の熱交換器３が蒸発器として機能し、第２の熱交換器６が凝縮器として機能する。
　液バイパス弁１５は、第１の熱交換器３が蒸発器として機能する場合、実施の形態２と同様に開状態になるが、第１の熱交換器３が凝縮器として機能する場合、閉状態になる構成である。ガスバイパス弁１４は、第１の熱交換器３が蒸発器として機能する場合、実施の形態１および２と同様にガス流量を調整する開度になるが、第１の熱交換器３が凝縮器として機能する場合、全開状態になる構成である。本実施の形態３では、重力方向を基準とする高さについて、液バイパス回路８よりも低い位置でガスバイパス回路７が第１のヘッダ１２に接続されている。第１の熱交換器３が凝縮器として機能する場合に、ガスバイパス弁１４が全開状態になると、複数の伝熱管１１から第１のヘッダ１２に流入する液冷媒がガスバイパス回路７を介して気液分離器４にスムーズに流通しやすくなる。
　次に、図９に示す冷凍サイクル装置１ｂの冷凍サイクルの動作を説明する。本実施の形態３では、第１の熱交換器３が凝縮器として機能する場合を説明する。第１の熱交換器３が蒸発器として機能する場合の冷凍サイクルの動作は、実施の形態２で説明した動作と同様になるので、その詳細な説明を省略する。
　図１０は、図９に示した冷凍サイクル装置による冷凍サイクルの状態線図である。図１０に示す状態線図において、横軸は比エンタルピーｈ［ｋＪ／ｋｇ］であり、縦軸は圧力Ｐ［ＭＰａ］である。図１０に示す位置ｐ１、ｐ２、ｐ５およびｐ８～ｐ１０は、図９に示した冷媒回路１０における位置ｐ１～ｐ１０のうち、代表的な位置の冷媒の状態を示す。
　圧縮機２は、ガス冷媒を吸入し、吸入したガス冷媒を圧縮して吐出する（図１０の位置ｐ１参照）。圧縮機２から吐出されたガス冷媒は、四方弁９を介して、第２のヘッダ１３の方に流通する（図１０の位置ｐ９参照）。第２のヘッダ１３に流入したガス冷媒は、複数の伝熱管１１に分流する。複数の伝熱管１１の各伝熱管１１において、ガス冷媒は空気と熱交換を行って液化する。複数の伝熱管１１の各伝熱管１１で液化した冷媒は、第１のヘッダ１２に合流する（図１０の位置ｐ８参照）。
　複数の伝熱管１１から第１のヘッダ１２に流入した液冷媒は自重によって第１のヘッダ１２の下部側に流れる。ガスバイパス弁１４が全開状態であるため、第１のヘッダ１２の下部に流れた液冷媒は、第１のヘッダ１２の下部に溜まることなく、ガスバイパス回路７を経由して気液分離器４に流通する（図１０の位置ｐ５参照）。そのため、第１のヘッダ１２の下部に液冷媒が溜まることが抑制される。複数の伝熱管１１のうち、低い位置にある伝熱管１１を流通する液冷媒は、第１のヘッダ１２の下部に液冷媒が滞留していないので、伝熱管１１からスムーズに流出し、ガスバイパス回路７を経由して気液分離器４に流入することができる。
　液冷媒は、気液分離器４から膨張弁５に流入すると、膨張弁５によって減圧され、気液二相冷媒になる（図１０の位置ｐ２参照）。気液二相冷媒は、第２の熱交換器６に流入する。第２の熱交換器６において、気液二相冷媒は、空気と熱交換を行って蒸発し、ガス化した後、第２の熱交換器６から流出する。第２の熱交換器６から流出したガス冷媒は、圧縮機２の冷媒吸入口から圧縮機２に流入する（図１０の位置ｐ１０参照）。
　本実施の形態３の冷凍サイクル装置１ｂは、冷媒回路１０における冷媒の流通方向について、第１の流通方向または第２の流通方向に設定する四方弁９を有する。ガスバイパス弁１４は、冷媒の流通方向が四方弁９によって第２の流通方向に設定された場合、全開状態になる構成である。
　冷媒回路における冷媒の流通方向が第１の熱交換器が凝縮器として機能する第１の流通方向である場合、凝縮した液冷媒が第１のヘッダの下部に溜まる。第１のヘッダの下部に液冷媒が溜まると、伝熱管の第１のヘッダへの冷媒出口が液冷媒で塞がれてしまう。この場合、第１のヘッダの下部の伝熱管の冷媒の流れが悪くなり、第１の熱交換器の熱交換効率が低下する。これに対して、本実施の形態３によれば、冷媒の流通方向が第１の流通方向である場合に、第１のヘッダ１２の下方側に接続されたガスバイパス回路７に設けられたガスバイパス弁１４が全開状態になる。そのため、第１のヘッダ１２の下部からガスバイパス回路７を介して液冷媒が気液分離器４に流れやすくなり、第１のヘッダ１２の下部に液冷媒が溜まることが抑制される。その結果、第１の熱交換器３の下方側の伝熱管１１も冷媒が流れやすくなり、第１の熱交換器３の熱交換効率が向上する。
実施の形態４．
　本実施の形態４の冷凍サイクル装置は、伝熱管を流通する冷媒の温度に対応して、バイパス弁の開度を制御するものである。本実施の形態４においては、実施の形態１～３で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、本実施の形態４では、実施の形態３の冷凍サイクル装置をベースにして説明するが、本実施の形態４を実施の形態１または２の冷凍サイクル装置に適用してもよい。
　本実施の形態４の冷凍サイクル装置の構成を説明する。図１１は、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図１１に示す冷凍サイクル装置１ｃは、図９に示した構成に、冷媒の温度を検出する第１の温度センサ３１および第２の温度センサ３２と、コントローラ４０とが追加された構成である。第１の温度センサ３１および第２の温度センサ３２は、例えば、サーミスタである。第１の温度センサ３１、第２の温度センサ３２、ガスバイパス弁１４および液バイパス弁１５のそれぞれは、コントローラ４０と信号線（図示せず）を介して接続されている。
　第１の温度センサ３１は、図２に示した重力方向（Ｚ軸矢印の反対）を基準とする高さについて、複数の伝熱管１１のうち最も高い位置にある伝熱管である第１の伝熱管２１に設けられている。第２の温度センサ３２は、重力方向を基準として、複数の伝熱管１１のうち最も低い位置にある伝熱管である第２の伝熱管２２に設けられている。
　図１２は、図１１に示したコントローラの一構成例を示す機能ブロック図である。コントローラ４０は、例えば、マイクロコンピュータである。コントローラ４０は、判定手段４２と、弁制御手段４３とを有する。判定手段４２は、第１の温度センサ３１の検出値と第２の温度センサ３２の検出値との温度差Ｔｄを算出する。判定手段４２は、温度差Ｔｄが予め決められた閾値Ｔｔｈより大きいか否かを判定し、判定結果の情報を弁制御手段４３に送信する。
　弁制御手段４３は、温度差Ｔｄが閾値Ｔｔｈより大きい場合、温度差Ｔｄが閾値Ｔｔｈ以下になるように、ガスバイパス弁１４および液バイパス弁１５のうち、少なくとも一方のバイパス弁の開度を調節する。以下に、弁制御手段４３によるバイパス弁の開度の調整方法の具体例を説明する。
　熱交換器が蒸発器として機能する場合、伝熱管を流れる冷媒の流量が少ないと、冷媒の温度が高くなる。例えば、第１の熱交換器３が蒸発器として機能する場合において、第２の伝熱管２２を流通する冷媒の流量が第１の伝熱管２１を流通する冷媒の流量に比べて少ないと、第２の温度センサ３２の検出値が第１の温度センサ３１の検出値に比べて大きくなる。第１の温度センサ３１の検出値と第２の温度センサ３２の検出値との温度差Ｔｄが閾値Ｔｔｈより大きくなると、弁制御手段４３は、ガスバイパス弁１４の開度を小さくする。これにより、ガス冷媒の吹き出し量が減り、液冷媒が第１のヘッダ１２の下部側に流れ落ちやすくなり、第２の伝熱管２２側を流通する冷媒の流量が増加する。また、弁制御手段４３は、液バイパス弁１５の開度を大きくしてもよい。この場合、液冷媒の流量が増え、ガス冷媒の吹き出しに逆らって第１のヘッダ１２の下部側により流れる量が増え、第２の伝熱管２２側を流通する冷媒の流量が増加する。さらに、弁制御手段４３は、ガスバイパス弁１４の開度を小さくし、液バイパス弁１５の開度を大きくしてもよい。いずれの場合でも、複数の伝熱管１１を流通する冷媒の流量が均等になる。
　一方、熱交換器が凝縮器として機能する場合、伝熱管を流れる冷媒の流量が少ないと、冷媒の温度が低くなる。例えば、第１の熱交換器３が凝縮器として機能する場合において、第１の伝熱管２１を流通する冷媒の流量が第２の伝熱管２２を流通する冷媒の流量に比べて少ないと、第１の温度センサ３１の検出値が第２の温度センサ３２の検出値よりも小さくなる。第１の温度センサ３１の検出値と第２の温度センサ３２の検出値との温度差Ｔｄが閾値Ｔｔｈより大きくなると、弁制御手段４３は、ガスバイパス弁１４の開度を大きくする。これにより、実施の形態３で説明したように、第２の伝熱管２２側を流通する冷媒がよりスムーズに流れるようになり、第２の伝熱管２２側の冷媒の流量を増加させることができる。その結果、複数の伝熱管１１を流通する冷媒の流量が均等になる。
　なお、本実施の形態４において、第１の伝熱管２１に第１の温度センサ３１が設けられ、第２の伝熱管２２に第２の温度センサ３２が設けられている場合で説明するが、いずれか一方の伝熱管に温度センサが設けられていればよい。例えば、複数の伝熱管１１のうち、冷媒の流量が相対的に少ない伝熱管が予めわかる場合、冷媒の流量が少ない伝熱管に温度センサを設ければよい。この場合、弁制御手段４３は、温度センサの検出値が予め決められた範囲になるようにガスバイパス弁１４または液バイパス弁１５の開度を調整する。
　ここで、図１２に示したコントローラ４０のハードウェア構成の一例を説明する。図１３は、図１２に示したコントローラの一構成例を示すハードウェア構成図である。コントローラ４０の各種機能が専用のハードウェアで実行される場合、図１２に示したコントローラ４０は、図１３に示すように、処理回路８０で構成される。図１２に示した判定手段４２および弁制御手段４３の各機能は、処理回路８０により実現される。
　各機能がハードウェアで実行される場合、処理回路８０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものに該当する。判定手段４２および弁制御手段４３の各手段の機能のそれぞれを処理回路８０で実現してもよい。また、判定手段４２および弁制御手段４３の各手段の機能を１つの処理回路８０で実現してもよい。
　また、図１２に示したコントローラ４０の別のハードウェア構成の一例を説明する。図１４は、図１２に示したコントローラの別の構成例を示すハードウェア構成図である。コントローラ４０の各種機能がソフトウェアで実行される場合、図１２に示したコントローラ４０は、図１４に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ８１、およびメモリ８２で構成される。判定手段４２および弁制御手段４３の各機能は、プロセッサ８１およびメモリ８２により実現される。図１４は、プロセッサ８１およびメモリ８２がバス８３を介して接続されることを示す。メモリ８２は、閾値Ｔｔｈを記憶している。
　各機能がソフトウェアで実行される場合、判定手段４２および弁制御手段４３の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ８２に格納される。プロセッサ８１は、メモリ８２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各手段の機能を実現する。
　メモリ８２として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）およびＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）等の不揮発性の半導体メモリが用いられる。また、メモリ８２として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）の揮発性の半導体メモリが用いられてもよい。さらに、メモリ８２として、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ　Ｄｉｓｃ）およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の着脱可能な記録媒体が用いられてもよい。
　次に、本実施の形態４の冷凍サイクル装置１ｃの動作を説明する。図１５は、図１２に示したコントローラが実行する制御方法の手順を示すフローチャートである。ここでは、第１の熱交換器３が蒸発器として機能する場合について説明する。コントローラ４０は、一定の周期で図１５に示すフローにしたがって動作する。
　判定手段４２は、第１の温度センサ３１および第２の温度センサ３２からそれぞれの検出値を取得する（ステップＳ１０１）。判定手段４２は、第１の温度センサ３１の検出値と第２の温度センサ３２の検出値との温度差Ｔｄを算出する。そして、判定手段４２は、温度差Ｔｄが閾値Ｔｔｈより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の判定の結果、温度差Ｔｄが閾値Ｔｔｈ以下である場合、コントローラ４０は処理を終了する。
　一方、ステップＳ１０２の判定の結果、温度差Ｔｄが閾値Ｔｔｈより大きい場合、判定手段４２は判定結果の情報を弁制御手段４３に送信する。弁制御手段４３は、温度差Ｔｄが閾値Ｔｔｈより大きい旨の情報を判定手段４２から受信すると、温度差Ｔｄが閾値Ｔｔｈ以下になるように、ガスバイパス弁１４または液バイパス弁１５の開度を調節する（ステップＳ１０３）。
　なお、第１の温度センサ３１が第１の伝熱管２１に設けられているが、第２の温度センサ３２が第２の伝熱管２２に設けられていない場合、図１５に示すフローにおいて、コントローラ４０は、次のように動作する。第１の熱交換器３が凝縮器として機能する場合、ステップＳ１０１において、判定手段４２は第１の温度センサ３１から検出値を取得する。ステップＳ１０２において、判定手段４２は、第１の温度センサ３１の検出値が予め決められた第１の温度範囲以内か否かを判定する。第１の温度センサ３１の検出値が第１の温度範囲以内でない場合、ステップＳ１０３において、弁制御手段４３は、ガスバイパス弁１４または液バイパス弁１５の開度を調節する。例えば、ステップＳ１０２の判定において、第１の温度センサ３１の検出値が第１の温度範囲より小さい場合、第１の伝熱管２１に流入する冷媒の流量が少ないと考えられる。この場合、弁制御手段４３は、ガスバイパス弁１４の開度を大きくする。これにより、第１の伝熱管２１を流通する冷媒の流量を増やすことができる。
　また、第１の温度センサ３１が第１の伝熱管２１に設けられていないが、第２の温度センサ３２が第２の伝熱管２２に設けられている場合、図１５に示すフローにおいて、コントローラ４０は、次のように動作する。第１の熱交換器３が蒸発器として機能する場合、ステップＳ１０１において、判定手段４２は第２の温度センサ３２から検出値を取得する。ステップＳ１０２において、判定手段４２は、第２の温度センサ３２の検出値が予め決められた第２の温度範囲以内か否かを判定する。第２の温度センサ３２の検出値が第２の温度範囲以内でない場合、ステップＳ１０３において、弁制御手段４３は、ガスバイパス弁１４または液バイパス弁１５の開度を調節する。例えば、ステップＳ１０２の判定において、第２の温度センサ３２の検出値が第２の温度範囲より大きい場合、第２の伝熱管２２に流入する冷媒の流量が少ないと考えられる。この場合、弁制御手段４３は、ガスバイパス弁１４の開度を小さくする、または液バイパス弁１５の開度を大きくする。これにより、第２の伝熱管２２を流通する冷媒の流量を増やすことができる。
　また、本実施の形態４において、膨張弁５が電子膨張弁であり、圧縮機２が容量を変化させることができるインバータ圧縮機である場合、コントローラ４０が膨張弁５の開度および圧縮機２の運転周波数を制御してもよい。
　本実施の形態４の冷凍サイクル装置１ｃは、第１の伝熱管２１および第２の伝熱管２２のうち、少なくとも一方の伝熱管に設けられた温度センサと、コントローラ４０とを有する。コントローラ４０は、温度センサの検出値が予め決められた範囲になるように、ガスバイパス弁１４または液バイパス弁１５の開度を調節する。
　本実施の形態４によれば、第１の伝熱管２１または第２の伝熱管２２に設けられた温度センサの検出値が予め決められた範囲になるようにガスバイパス弁１４または液バイパス弁１５の開度が調整されるため、複数の伝熱管１１により均等に冷媒が流通する。そのため、第１の熱交換器３の熱交換効率が向上する。
　また、本実施の形態４において、第１の伝熱管２１に第１の温度センサ３１が設けられ、第２の伝熱管２２に第２の温度センサ３２が設けられていてもよい。この場合、コントローラ４０は、第１の温度センサ３１の検出値と第２の温度センサ３２の検出値との温度差Ｔｄが閾値Ｔｔｈ以下になるように、ガスバイパス弁１４または液バイパス弁１５の開度を調節してもよい。第１の熱交換器３の複数の伝熱管１１に分流する冷媒の流量が精度よく推定することができ、第１の熱交換器３の熱交換効率がさらに向上する。
　１、１ａ～１ｃ　冷凍サイクル装置、２　圧縮機、３　第１の熱交換器、４　気液分離器、５　膨張弁、６　第２の熱交換器、７　ガスバイパス回路、８　液バイパス回路、９　四方弁、１０　冷媒回路、１１　伝熱管、１２　第１のヘッダ、１３　第２のヘッダ、１４　ガスバイパス弁、１５　液バイパス弁、１６　冷媒配管、１７　放熱フィン、２１　第１の伝熱管、２２　第２の伝熱管、３１　第１の温度センサ、３２　第２の温度センサ、４０　コントローラ、４２　判定手段、４３　弁制御手段、５１　冷媒流入口、５２　冷媒流出口、５３　ダイヤフラム室、５３ａ　ダイヤフラム、５４　バネ、５５　圧力室、５６　オリフィス、５７　ニードル、５８　シャフト、６１　第１の均圧管、６２　第２の均圧管、８０　処理回路、８１　プロセッサ、８２　メモリ、８３　バス。

Claims (8)

  1. 　複数の伝熱管と冷媒配管を介して流入する冷媒を前記複数の伝熱管に分配する第１のヘッダとを有する第１の熱交換器と、
    　前記第１の熱交換器に流入する冷媒をガス冷媒および液冷媒に分離する気液分離器と、
    　前記気液分離器と前記第１のヘッダとを接続し、前記ガス冷媒を前記気液分離器から前記第１のヘッダに流入させるガスバイパス回路と、
    　前記気液分離器と前記第１のヘッダとを接続し、前記液冷媒を前記気液分離器から前記第１のヘッダに流入させる液バイパス回路と、
    　前記ガスバイパス回路および前記液バイパス回路のうち、少なくとも一方のバイパス回路に設けられたバイパス弁と、を有し、
    　前記ガスバイパス回路は、前記第１のヘッダ内における前記液冷媒の流通方向を基準として、前記液バイパス回路が前記第１のヘッダに接続される位置よりも前記流通方向の下流側において前記第１のヘッダに接続されている、
    　冷凍サイクル装置。
  2. 　前記バイパス弁は、前記バイパス弁への前記冷媒の流入口および流出口の前記冷媒の圧力差を一定に保つ弁である、
    　請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　前記バイパス弁として、前記ガスバイパス回路に設けられたガスバイパス弁と、前記液バイパス回路に設けられた液バイパス弁と、を有する、
    　請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　前記液バイパス弁は、前記気液分離器と前記第１のヘッダとの圧力差を大きくする弁である、
    　請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　前記複数の伝熱管は、前記第１のヘッダに対して重力方向を基準とする高さが互いに異なる位置に接続され、
    　前記ガスバイパス回路は、前記液バイパス回路が前記第１のヘッダに接続される位置よりも低い位置で前記第１のヘッダに接続されている、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
    　前記圧縮機から吐出される冷媒を空気と熱交換させる第２の熱交換器と、
    　前記第２の熱交換器から流出する冷媒を膨張させ、膨張した冷媒を前記気液分離器に流出する膨張弁と、
    　前記圧縮機から吐出される冷媒の流通方向について、前記圧縮機から前記第１の熱交換器への流通方向である第１の流通方向または前記圧縮機から前記第２の熱交換器への流通方向である第２の流通方向に設定する四方弁と、を有し、
    　前記第１の熱交換器は、前記四方弁によって前記冷媒の流通方向が前記第１の流通方向に設定された場合に前記四方弁から流入する冷媒を前記複数の伝熱管に分配する第２のヘッダを有し、
    　前記バイパス弁が、前記ガスバイパス回路に設けられ、前記冷媒の流通方向が前記四方弁によって前記第２の流通方向に設定された場合に全開状態になる、
    　請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　前記冷媒の温度を検出する温度センサと、
    　前記温度センサの検出値が予め決められた範囲になるように前記バイパス弁の開度を調節するコントローラと、をさらに有し、
    　前記複数の伝熱管は、前記第１のヘッダに対して重力方向を基準とする高さが互いに異なる位置に接続され、
    　前記温度センサは、
    　前記複数の伝熱管のうち、最も高い位置にある伝熱管である第１の伝熱管および最も低い位置にある伝熱管である第２の伝熱管のうち、少なくとも一方の伝熱管に設けられている、
    　請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
  8. 　前記温度センサとして、前記第１の伝熱管に設けられた第１の温度センサと、前記第２の伝熱管に設けられた第２の温度センサとを有し、
    　前記コントローラは、
    　前記第１の温度センサの検出値と前記第２の温度センサの検出値との温度差が予め決められた閾値以下になるように前記バイパス弁の開度を調節する、
    　請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
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