JP2004085047A - Air conditioner - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air conditioner performing refrigeration cycle that exhibits sufficient heating capacity even in a condition in which outside air temperature is very low without reducing COP (coefficient of performance) when performing heating operation in a condition in which cooling operation is performed and outside air temperature is not very low. <P>SOLUTION: A refrigerant circuit 15 for the air conditioner 10 is provided with a first compressor 41 and a second compressor 42. In this air conditioner 10, a first four-way change-over valve 21 and a second four-way change-over valve 22 are operated to switch to cooling operation, first heating operation, second heating operation, and defrost operation. In cooling operation and the first heating operation, the first compressor 41 only is operated, and single stage refrigeration cycle is performed. In the second heating operation, both of the first compressor 41 and the second compressor 42 are operated and two stage refrigeration cycle is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒回路で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特開２００１−２８０７６７号公報に開示されているように、冷凍サイクルを行う空気調和装置が知られている。この種の空気調和装置では、冷媒回路で冷媒を循環させることによって冷凍サイクルが行われる。また、冷媒回路での冷媒の循環方向を反転させることで、冷房運転と暖房運転の切り換えが行われる。
【０００３】
冷房運転時の冷媒回路において、圧縮機で圧縮された冷媒は、室外熱交換器で室外空気に放熱して凝縮する。室外熱交換器で凝縮した冷媒は、膨張弁で減圧された後に室内熱交換器へ送られ、室内空気から吸熱して蒸発する。そして、室内熱交換器で蒸発した冷媒は、圧縮機へ吸入されて圧縮される。
【０００４】
一方、暖房運転時の冷媒回路において、圧縮機で圧縮された冷媒は、室内熱交換器で室内空気に放熱して凝縮する。室外熱交換器で凝縮した冷媒は、膨張弁で減圧された後に室外熱交換器へ送られ、室外空気から吸熱して蒸発する。そして、室外熱交換器で蒸発した冷媒は、圧縮機へ吸入されて圧縮される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、上記従来の空気調和装置では、低圧冷媒を圧縮機で１回だけ圧縮する単段圧縮冷凍サイクルが行われる。このため、外気温が極めて低い状態（例えば−２０℃程度）で暖房運転を行おうとすると、充分な暖房能力を得られないという問題があった。つまり、単段圧縮冷凍サイクルでは、室外熱交換器での冷媒蒸発温度を極めて低温の室外空気からも充分な熱量を吸熱できるような値に設定することができず、室外熱交換器での冷媒の吸熱量が不足してしまうことから、室内熱交換器での冷媒の放熱量が不足するという問題があった。
【０００６】
この問題に対しては、冷媒を２段階に圧縮する、いわゆる２段圧縮冷凍サイクルを採用するという対策が考えられる。しかしながら、冷房運転時にまで２段圧縮冷凍サイクルを行うようにすると、単段圧縮冷凍サイクルを行う場合に比べて圧縮機への入力が嵩み、ＣＯＰ（成績係数）の低下を招くという問題がある。また、暖房運転時であっても、外気温がそれ程低くない状態（例えば５℃程度）では、２段圧縮冷凍サイクルを行うよりも単段圧縮冷凍サイクルを行う方が高いＣＯＰを期待できる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷凍サイクルを行う空気調和装置において、冷房運転時や外気温のそれ程低くない状態での暖房運転時のＣＯＰを低下させることなく、外気温の極めて低い状態でも充分な暖房能力を発揮させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、第１圧縮機（４１）、第２圧縮機（４２）、室外熱交換器（２３）、及び室内熱交換器（８１）が設けられた冷媒回路（１５）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行い、第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う冷房運転と、第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う第１暖房運転と、第１圧縮機（４１）で圧縮した冷媒を第２圧縮機（４２）で更に圧縮して二段圧縮冷凍サイクルを行う第２暖房運転とを相互に切り換えるための切換機構（１００）を備える空気調和装置を対象とする。そして、上記切換機構（１００）は、第１切換弁（２１）、第２切換弁（２２）、及び切換用逆止弁（９３）によって構成される一方、上記第１切換弁（２１）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通する冷房用状態と第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通する暖房用状態とに切り換わる四方切換弁であって、第１のポートが第１圧縮機（４１）の吸入側に、第２のポートが第１圧縮機（４１）の吐出側に、第３のポートが室内熱交換器（８１）に、第４のポートが第２圧縮機（４２）の吐出側及び室外熱交換器（２３）にそれぞれ接続され、上記第２切換弁（２２）は、第１圧縮機（４１）の吐出側が室外熱交換器（２３）に連通する冷房用状態と第２圧縮機（４２）の吸入側が室外熱交換器（２３）に連通する暖房用状態とに切り換わり、上記切換用逆止弁（９３）は、第１切換弁（２１）の第４のポートと室外熱交換器（２３）を接続する配管（３５）に設けられて、室外熱交換器（２３）から第１切換弁（２１）へ向かう冷媒の流通だけを許容しているものである。
【０００９】
請求項２の発明は、第１圧縮機（４１）、第２圧縮機（４２）、室外熱交換器（２３）、及び室内熱交換器（８１）が設けられた冷媒回路（１５）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行い、第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う冷房運転と、第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う第１暖房運転と、第１圧縮機（４１）で圧縮した冷媒を第２圧縮機（４２）で更に圧縮して二段圧縮冷凍サイクルを行う第２暖房運転とを相互に切り換えるための切換機構（１００）を備える空気調和装置を対象としている。そして、上記切換機構（１００）は、第１切換弁（２１）、第２切換弁（２２）、及び切換用逆止弁（９５）によって構成される一方、上記第１切換弁（２１）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通する冷房用状態と第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通する暖房用状態とに切り換わる四方切換弁であって、第１のポートが第１圧縮機（４１）の吸入側に、第２のポートが第１圧縮機（４１）の吐出側に、第３のポートが室内熱交換器（８１）に、第４のポートが室外熱交換器（２３）にそれぞれ接続され、上記第２切換弁（２２）は、第２圧縮機（４２）の吸入側と室外熱交換器（２３）の間が遮断される冷房用状態と第２圧縮機（４２）の吸入側が室外熱交換器（２３）に連通する暖房用状態とに切り換わり、上記切換用逆止弁（９５）は、第１切換弁（２１）の第１のポートから第１圧縮機（４１）の吸入側へ向かう冷媒の流通を許容し、且つ第２圧縮機（４２）の吐出側から第１切換弁（２１）の第１のポートへ向かう冷媒の流通を阻止しているものである。
【００１０】
請求項３の発明は、第１圧縮機（４１）、第２圧縮機（４２）、室外熱交換器（２３）、及び室内熱交換器（８１）が設けられた冷媒回路（１５）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う空気調和装置を対象としている。そして、第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う冷房運転と、第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う第１暖房運転と、第１圧縮機（４１）で圧縮した冷媒を第２圧縮機（４２）で更に圧縮して二段圧縮冷凍サイクルを行う第２暖房運転と、第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行うことで室外熱交換器（２３）を除霜するデフロスト運転とが可能に構成されるものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３記載の空気調和装置において、第１暖房運転中又は第２暖房運転中には第１圧縮機（４１）吐出された冷媒によって蓄熱媒体を加熱し、デフロスト運転中には第１圧縮機（４１）へ吸入される冷媒を蓄熱媒体によって予め加熱する蓄熱器（６５）を備えるものである。
【００１２】
−作用−
請求項１、請求項２、及び請求項３の発明では、空気調和装置（１０）において、冷房運転と第１暖房運転と第２暖房運転とが可能となる。冷房運転時には、第２圧縮機（４２）が休止し、第１圧縮機（４１）だけが冷媒を吸入して圧縮する。また、第１暖房運転時にも、第２圧縮機（４２）が休止し、第１圧縮機（４１）だけが冷媒を吸入して圧縮する。つまり、冷房運転時や第１暖房運転時には、単段圧縮冷凍サイクルが行われる。
【００１３】
ここで、外気温がそれ程低くない場合には、室外熱交換器（２３）での冷媒蒸発温度をそれ程下げなくても暖房能力は確保される。このため、冷凍サイクルの低圧をそれほど低く設定する必要はなく、冷凍サイクルの高低圧の差はそれほど大きくならない。従って、このような場合の運転としては、第１暖房運転が適している。
【００１４】
これら発明の空気調和装置（１０）において、第２暖房運転時には、第１圧縮機（４１）と第２圧縮機（４２）の両方が運転される。この第２暖房運転時において、室外熱交換器（２３）で蒸発した冷媒は、先ず第２圧縮機（４２）で圧縮され、その後に第１圧縮機（４１）で更に圧縮されてから室内熱交換器（８１）へ向けて送り出される。つまり、第２暖房運転時には、２段圧縮冷凍サイクルが行われる。
【００１５】
ここで、外気温が極めて低い場合には、室外熱交換器（２３）での冷媒蒸発温度をかなり低くしなければ暖房能力を確保できない。このため、冷凍サイクルの低圧をかなり低く設定する必要があり、冷凍サイクルの高低圧の差が大きくなる。従って、このような場合の運転としては、第２暖房運転が適している。
【００１６】
請求項１の発明において、冷房運転と第１暖房運転と第２暖房運転とは、切換機構（１００）の動作によって切り換えられる。この切換機構（１００）は、第１切換弁（２１）、第２切換弁（２２）、及び切換用逆止弁（９３）によって構成される。
【００１７】
冷房運転時には、第１切換弁（２１）及び第２切換弁（２２）が冷房用状態となる。そして、第１圧縮機（４１）の吐出冷媒が第２切換弁（２２）を通って室外熱交換器（２３）へ送られると共に、室内熱交換器（８１）で蒸発した冷媒が第１切換弁（２１）を通って第１圧縮機（４１）へ吸入される。
【００１８】
第１暖房運転時及び第２暖房運転時には、第１切換弁（２１）及び第２切換弁（２２）が暖房用状態となる。そして、第１暖房運転では、第１圧縮機（４１）の吐出冷媒が第１切換弁（２１）を通って室内熱交換器（８１）へ送られると共に、室外熱交換器（２３）で蒸発した冷媒が切換用逆止弁（９３）及び第１切換弁（２１）を通って第１圧縮機（４１）へ吸入される。一方、第２暖房運転では、第１圧縮機（４１）の吐出冷媒が第１切換弁（２１）を通って室内熱交換器（８１）へ送られる。また、室外熱交換器（２３）で蒸発した冷媒が第２切換弁（２２）を通って第２圧縮機（４２）へ吸入され、第２圧縮機（４２）で圧縮された後に第１切換弁（２１）を通って第１圧縮機（４１）へ吸入される。
【００１９】
請求項２の発明において、冷房運転と第１暖房運転と第２暖房運転とは、切換機構（１００）の動作によって切り換えられる。この切換機構（１００）は、第１切換弁（２１）、第２切換弁（２２）、及び切換用逆止弁（９５）によって構成される。
【００２０】
冷房運転時には、第１切換弁（２１）及び第２切換弁（２２）が冷房用状態となる。そして、第１圧縮機（４１）の吐出冷媒が第１切換弁（２１）を通って室外熱交換器（２３）へ送られると共に、室内熱交換器（８１）で蒸発した冷媒が第１切換弁（２１）及び切換用逆止弁（９５）を通って第１圧縮機（４１）へ吸入される。
【００２１】
第１暖房運転時及び第２暖房運転時には、第１切換弁（２１）及び第２切換弁（２２）が暖房用状態となる。そして、第１暖房運転では、第１圧縮機（４１）の吐出冷媒が第１切換弁（２１）を通って室内熱交換器（８１）へ送られると共に、室外熱交換器（２３）で蒸発した冷媒が第１切換弁（２１）及び切換用逆止弁（９３）を通って第１圧縮機（４１）へ吸入される。一方、第２暖房運転では、第１圧縮機（４１）の吐出冷媒が第１切換弁（２１）を通って室内熱交換器（８１）へ送られる。また、室外熱交換器（２３）で蒸発した冷媒が第２切換弁（２２）を通って第２圧縮機（４２）へ吸入され、第２圧縮機（４２）で圧縮された後に第１圧縮機（４１）へ吸入される。
【００２２】
請求項３の発明では、冷房運転と第１暖房運転と第２暖房運転とに加えて、デフロスト運転も可能となる。デフロスト運転時には、第２圧縮機（４２）が休止し、第１圧縮機（４１）だけが冷媒を吸入して圧縮する。室外熱交換器（２３）へは、第１圧縮機（４１）で圧縮された冷媒が導入され、この冷媒によって室外熱交換器（２３）に付着した霜が融かされる。
【００２３】
請求項４の発明では、空気調和装置（１０）に蓄熱器（６５）が設けられる。第１暖房運転中や第２暖房運転中において、蓄熱器（６５）では、第１圧縮機（４１）から吐出された冷媒によって蓄熱媒体が加熱される。一方、デフロスト運転中の蓄熱器（６５）において、第１圧縮機（４１）へ向かって流れる冷媒は、第１暖房運転中や第２暖房運転中に加熱された蓄熱媒体によって加熱されてから第１圧縮機（４１）へ吸入される。そして、室外熱交換器（２３）へは、蓄熱器（６５）で加熱された後に第１圧縮機（４１）で圧縮された冷媒が供給され、この冷媒によって室外熱交換器（２３）に付着した霜が融かされる。
【００２４】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係る空気調和装置（１０）は、室外機（１１）と室内機（１２）とを１台ずつ備えている。また、上記空気調和装置（１０）は、冷媒回路（１５）と蓄熱器（６５）とを備えている。
【００２６】
上記冷媒回路（１５）は、室外回路（２０）、室内回路（８０）、液側連絡管（１６）、及びガス側連絡管（１７）により構成されている。室内回路（８０）は、液側連絡管（１６）及びガス側連絡管（１７）を介して室外回路（２０）に接続されている。
【００２７】
上記室外回路（２０）は、室外機（１１）に収納されている。室外回路（２０）には、第１圧縮機（４１）、第２圧縮機（４２）、第１切換弁である第１四方切換弁（２１）、第２切換弁である第２四方切換弁（２２）、室外熱交換器（２３）、室外膨張弁（２５）、ブリッジ回路（３０）、レシーバ（２４）、過冷却熱交換器（６０）、液側閉鎖弁（２６）、及びガス側閉鎖弁（２７）が設けられている。
【００２８】
第１圧縮機（４１）は、全密閉型のスクロール圧縮機である。第１圧縮機（４１）の吸入側には、第１吸入管（４３）の一端が接続されている。この第１吸入管（４３）の他端は、第１四方切換弁（２１）の第１のポートに接続されている。一方、第１圧縮機（４１）の吐出側には、第１吐出管（４４）の一端が接続されている。この第１吐出管（４４）は、他端側で第１分岐管（４４ａ）と第２分岐管（４４ｂ）とに分岐されている。そして、第１吐出管（４４）は、その第１分岐管（４４ａ）が第１四方切換弁（２１）の第２のポートに接続され、その第２分岐管（４４ｂ）が第２四方切換弁（２２）の第２のポートに接続されている。
【００２９】
第１吐出管（４４）には、油分離器（５１）が設けられている。油分離器（５１）は、第１圧縮機（４１）の吐出冷媒から冷凍機油を取り除くためのものであって、油戻し管（５２）の一端が接続されている。この油戻し管（５２）は、その他端が第１吸入管（４３）に接続されている。また、油戻し管（５２）には、油戻し電磁弁（５３）が設けられている。
【００３０】
第２圧縮機（４２）は、全密閉型のスクロール圧縮機である。第２圧縮機（４２）の吸入側には、第２吸入管（４５）の一端が接続されている。この第２吸入管（４５）の他端は、第２四方切換弁（２２）の第１のポートに接続されている。一方、第２圧縮機（４２）の吐出側には、第２吐出管（４６）の一端が接続されている。この第２吐出管（４６）は、他端側で第１分岐管（４６ａ）と第２分岐管（４６ｂ）とに分岐されている。そして、第２吐出管（４６）は、その第１分岐管（４６ａ）が接続管（３５）に接続され、その第２分岐管（４６ｂ）が第１吐出管（４４）の第２分岐管（４４ｂ）に接続されている。また、第１分岐管（４６ａ）と第２分岐管（４６ｂ）には、逆止弁（９１，９２）が１つずつ設けられている。各逆止弁（９１，９２）は、第２圧縮機（４２）から吐出される方向の冷媒の流通だけを許容する。尚、接続管（３５）については後述する。
【００３１】
第２吸入管（４５）には、均油管（５４）の一端が接続されている。この均油管（５４）は、その一端が第１圧縮機（４１）のケーシングに接続されている。また、均油管（５４）には、均油電磁弁（５５）が設けられている。この均油電磁弁（５５）を開くと、第１圧縮機（４１）のケーシング内に溜まった冷凍機油が第２圧縮機（４２）へ吸入され、第１圧縮機（４１）と第２圧縮機（４２）とで冷凍機油の貯留量が平均化される。
【００３２】
上記室外熱交換器（２３）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。この室外熱交換器（２３）は、その一端が第２四方切換弁（２２）の第４のポートに接続され、その他端がブリッジ回路（３０）に接続されている。そして、室外熱交換器（２３）では、冷媒回路（１５）を循環する冷媒と室外空気とが熱交換を行う。
【００３３】
接続管（３５）は、その一端が第２四方切換弁（２２）と室外熱交換器（２３）の間の配管に接続され、その他端が第１四方切換弁（２１）の第４のポートに接続されている。つまり、この接続管（３５）は、第１四方切換弁（２１）の第４のポートと室外熱交換器（２３）を接続する配管を構成している。
【００３４】
上記接続管（３５）には、切換用逆止弁（９３）が設けられている。この切換用逆止弁（９３）は、室外熱交換器（２３）から第１四方切換弁（２１）へ向かう方向の冷媒の流通だけを許容する。第２吐出管（４６）の第１分岐管（４６ａ）は、接続管（３５）における切換用逆止弁（９３）と第１四方切換弁（２１）の間に接続されている。そして、上記冷媒回路（１５）では、第１四方切換弁（２１）、第２四方切換弁（２２）、及び切換用逆止弁（９３）が切換機構（１００）を構成している。
【００３５】
ブリッジ回路（３０）は、第１管路（３１）、第２管路（３２）、第３管路（３３）、及び第４管路（３４）をブリッジ状に接続して構成されている。このブリッジ回路（３０）において、第１管路（３１）の出口端が第２管路（３２）の出口端と接続し、第２管路（３２）の入口端が第３管路（３３）の出口端と接続し、第３管路（３３）の入口端が第４管路（３４）の入口端と接続し、第４管路（３４）の出口端が第１管路（３１）の入口端と接続している。
【００３６】
また、第１〜第４の各管路（３１〜３４）には、逆止弁が１つずつ設けられている。第１管路（３１）には、その入口端から出口端に向かう冷媒の流通のみを許容する逆止弁（ＣＶ−１）が設けられている。第２管路（３２）には、その入口端から出口端に向かう冷媒の流通のみを許容する逆止弁（ＣＶ−２）が設けられている。第３管路（３３）には、その入口端から出口端に向かう冷媒の流通のみを許容する逆止弁（ＣＶ−３）が設けられている。第４管路（３４）には、その入口端から出口端に向かう冷媒の流通のみを許容する逆止弁（ＣＶ−４）が設けられている。
【００３７】
このブリッジ回路（３０）は、第１管路（３１）の入口端及び第４管路（３４）の出口端が室外熱交換器（２３）に、第１管路（３１）の出口端及び第２管路（３２）の出口端がレシーバ（２４）に、第２管路（３２）の入口端及び第３管路（３３）の出口端が液側閉鎖弁（２６）に、第３管路（３３）の入口端及び第４管路（３４）の入口端が室外膨張弁（２５）にそれぞれ接続されている。
【００３８】
過冷却熱交換器（６０）には、第１冷媒流路（６１）と第２冷媒流路（６２）とが形成されている。第１冷媒流路（６１）は、その一端がレシーバ（２４）に接続され、その他端が室外膨張弁（２５）に接続されている。一方、第２冷媒流路（６２）は、過冷却用配管（６３）の途中に設けられている。そして、過冷却熱交換器（６０）では、第１冷媒流路（６１）を流れる冷媒と、第２冷媒流路（６２）を流れる冷媒とが熱交換する。
【００３９】
過冷却用配管（６３）は、その一端がレシーバ（２４）に接続され、その他端が第１吸入管（４３）に接続されている。また、この過冷却用配管（６３）には、レシーバ（２４）と過冷却熱交換器（６０）の間に過冷却用膨張弁（６４）が設けられている。
【００４０】
蓄熱器（６５）は、タンク（６６）と蓄熱用熱交換器（６７）とを備え、室外機（１１）に収納されている。タンク（６６）には、エチレングリコール水溶液等の不凍液が蓄熱媒体として貯留されている。蓄熱用熱交換器（６７）は、伝熱管により構成され、タンク（６６）内の蓄熱媒体に浸漬されている。この蓄熱用熱交換器（６７）は、その一端が第１四方切換弁（２１）の第３のポートに接続され、その他端がガス側閉鎖弁（２７）に接続されている。
【００４１】
上述のように、第１四方切換弁（２１）は、その第１のポートが第１圧縮機（４１）の吸入側に、その第２のポートが第１圧縮機（４１）の吐出側に、その第３のポートが蓄熱用熱交換器（６７）に、その第４のポートが接続管（３５）にそれぞれ接続されている。そして、第１四方切換弁（２１）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通するオン状態（図１に破線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通するオフ状態（図１に実線で示す状態）とに切り換わる。
【００４２】
一方、第２四方切換弁（２２）は、その第１のポートが第２圧縮機（４２）の吸入側に、その第２のポートが第１吐出管（４４）の第２分岐管（４４ｂ）に、その第４のポートが室外熱交換器（２３）にそれぞれ接続されている。また、この第２四方切換弁（２２）は、その第３のポートが封止されている。そして、第２四方切換弁（２２）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通するオン状態（図１に破線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通するオフ状態（図１に実線で示す状態）とに切り換わる。つまり、第２四方切換弁（２２）は、三方弁として用いられている。
【００４３】
室外回路（２０）には、更に連通管（３６）が設けられている。この連通管（３６）は、その一端がレシーバ（２４）の上端部接続され、その他端が第１吐出管（４４）に接続されている。また、連通管（３６）には、バネ付きの逆止弁（９４）が設けられている。この逆止弁（９４）は、空気調和装置（１０）の停止中にレシーバ（２４）の内圧が異常に高くなった場合にだけ連通状態となる。
【００４４】
上記室内回路（８０）は、室内機（１２）に設けられている。この室内回路（８０）には、室内熱交換器（８１）が設けられている。室内熱交換器（８１）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。室内熱交換器（８１）では、冷媒回路（１５）を循環する冷媒と室内空気とが熱交換を行う。
【００４５】
上記液側連絡管（１６）は、その一端が液側閉鎖弁（２６）に接続され、他端が室内回路（８０）に接続されている。上記ガス側連絡管（１７）は、その一端がガス側閉鎖弁（２７）に接続され、他端が室内回路（８０）に接続されている。
【００４６】
上記室外機（１１）には、室外ファン（７０）が設けられている。この室外ファン（７０）は、室外熱交換器（２３）へ室外空気を送るためのものである。一方、上記室内機（１２）には、室内ファン（８５）が設けられている。この室内ファン（８５）は、室内熱交換器（８１）へ室内空気を送るためのものである。
【００４７】
本実施形態の空気調和装置（１０）には、各種のセンサ等が設けられている。
【００４８】
具体的に、室外機（１１）には、室外空気の温度を検出するための外気温センサ（７１）が設けられている。また、室外熱交換器（２３）には、その伝熱管温度を検出するための室外熱交換器温度センサ（７２）が設けられている。第１吸入管（４３）には、第１圧縮機（４１）の吸入冷媒温度を検出するための第１吸入温度センサ（７３）と、第１圧縮機（４１）の吸入冷媒圧力を検出するための第１吸入圧力センサ（７４）とが設けられている。第１吐出管（４４）には、第１圧縮機（４１）の吐出冷媒温度を検出するための吐出温度センサ（７７）と、第１圧縮機（４１）の吐出冷媒圧力を検出するための吐出圧力センサ（７８）とが設けられている。第２吸入管（４５）には、第２圧縮機（４２）の吸入冷媒温度を検出するための第２吸入温度センサ（７５）と、第２圧縮機（４２）の吸入冷媒圧力を検出するための第２吸入圧力センサ（７６）とが設けられている。
【００４９】
一方、室内機（１２）には、室内空気の温度を検出するための内気温センサ（８６）が設けられている。また、室内熱交換器（８１）には、その伝熱管温度を検出するための室内熱交換器温度センサ（８７）が設けられている。
【００５０】
−運転動作−
空気調和装置（１０）の運転動作について説明する。この空気調和装置（１０）は、冷房運転、第１暖房運転、第２暖房運転、及びデフロスト運転を行う。冷房運転と第１暖房運転と第２暖房運転とデフロスト運転とは、切換機構（１００）の動作によって相互に切り換えられる。
【００５１】
《冷房運転》
冷房運転時の動作について、図１を参照しながら説明する。
【００５２】
冷房運転時において、第１四方切換弁（２１）と第２四方切換弁（２２）は、何れもオン状態（図１に破線で示す状態）となる。また、油戻し電磁弁（５３）と均油電磁弁（５５）は、何れも適宜開閉される。この状態において、第１圧縮機（４１）が運転され、第２圧縮機（４２）が休止させられる。そして、冷媒回路（１５）では、冷媒が循環し、いわゆる単段冷凍サイクルが行われる。
【００５３】
第１圧縮機（４１）で圧縮された冷媒は、第１吐出管（４４）へ吐出される。この冷媒は、第１吐出管（４４）の第２分岐管（４４ｂ）へ流入し、第２四方切換弁（２２）を通って室外熱交換器（２３）へ導入される。室外熱交換器（２３）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（２３）で凝縮した冷媒は、ブリッジ回路（３０）の第１管路（３１）を通ってレシーバ（２４）へ流入する。
【００５４】
レシーバ（２４）から流出した液冷媒は、その一部が過冷却用膨張弁（６４）で減圧された後に過冷却熱交換器（６０）の第２冷媒流路（６２）へ導入され、残りが過冷却熱交換器（６０）の第１冷媒流路（６１）へ導入される。過冷却熱交換器（６０）では、第２冷媒流路（６２）の冷媒が第１冷媒流路（６１）の冷媒から吸熱して蒸発し、第１冷媒流路（６１）の冷媒が冷却される。冷却されて過冷却度の増大した冷媒は、第１冷媒流路（６１）から出て室外膨張弁（２５）へ送られる。一方、第２冷媒流路（６２）で蒸発した冷媒は、過冷却用配管（６３）を通って第１圧縮機（４１）の吸入側へ送られる。
【００５５】
室外膨張弁（２５）へ送られた冷媒は、室外膨張弁（２５）を通過する際に減圧される。室外膨張弁（２５）で減圧された冷媒は、ブリッジ回路（３０）の第３管路（３３）から液側連絡管（１６）へ導入される。その後、この冷媒は、室内回路（８０）へ流入し、室内熱交換器（８１）へ導入される。室内熱交換器（８１）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。つまり、室内熱交換器（８１）では、室内空気が冷却される。
【００５６】
室内熱交換器（８１）で蒸発した冷媒は、ガス側連絡管（１７）を通って室外回路（２０）へ流入する。この冷媒は、蓄熱用熱交換器（６７）と第１四方切換弁（２１）を順に通過し、第１吸入管（４３）へ流入する。その後、この冷媒は、過冷却用配管（６３）から送り込まれた冷媒と合流し、第１圧縮機（４１）へ吸入される。第１圧縮機（４１）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（１５）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【００５７】
《第１暖房運転》
第１暖房運転時の動作について、図２を参照しながら説明する。この第１暖房運転は、外気温がそれ程低くない場合（例えば０℃以上の場合）に行われる。
【００５８】
第１暖房運転時において、第１四方切換弁（２１）と第２四方切換弁（２２）は、何れもオフ状態（図２に実線で示す状態）となる。また、油戻し電磁弁（５３）と均油電磁弁（５５）は、何れも適宜開閉される。この状態において、第１圧縮機（４１）が運転され、第２圧縮機（４２）が休止させられる。そして、冷媒回路（１５）では、冷媒が循環し、いわゆる単段冷凍サイクルが行われる。
【００５９】
第１圧縮機（４１）で圧縮された冷媒は、第１吐出管（４４）へ吐出される。この冷媒は、第１四方切換弁（２１）を通過して蓄熱用熱交換器（６７）へ流入する。蓄熱器（６５）では、蓄熱用熱交換器（６７）へ流入した冷媒が蓄熱媒体に対して放熱し、蓄熱媒体が加熱される。蓄熱用熱交換器（６７）から出た冷媒は、ガス側連絡管（１７）を通って室内回路（８０）へ流入し、室内熱交換器（８１）へ導入される。室内熱交換器（８１）では、冷媒が室内空気に放熱して凝縮する。つまり、室内熱交換器（８１）では、室内空気が加熱される。
【００６０】
室内熱交換器（８１）で凝縮した冷媒は、液側連絡管（１６）を通って室外回路（２０）へ流入する。その後、この冷媒は、ブリッジ回路（３０）の第２管路（３２）を通ってレシーバ（２４）へ流入する。
【００６１】
レシーバ（２４）から流出した液冷媒は、その一部が過冷却用膨張弁（６４）で減圧された後に過冷却熱交換器（６０）の第２冷媒流路（６２）へ導入され、残りが過冷却熱交換器（６０）の第１冷媒流路（６１）へ導入される。過冷却熱交換器（６０）では、第２冷媒流路（６２）の冷媒が第１冷媒流路（６１）の冷媒から吸熱して蒸発し、第１冷媒流路（６１）の冷媒が冷却される。冷却されて過冷却度の増大した冷媒は、第１冷媒流路（６１）から出て室外膨張弁（２５）へ送られる。一方、第２冷媒流路（６２）で蒸発した冷媒は、過冷却用配管（６３）を通って第１圧縮機（４１）の吸入側へ送られる。
【００６２】
室外膨張弁（２５）へ送られる冷媒は、室外膨張弁（２５）を通過する際に減圧される。室外膨張弁（２５）で減圧された冷媒は、ブリッジ回路（３０）の第４管路（３４）を通過し、室外熱交換器（２３）へ導入される。室外熱交換器（２３）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（２３）で蒸発した冷媒は、接続管（３５）を流れ、第１四方切換弁（２１）を通過して第１吸入管（４３）へ流入する。その後、この冷媒は、過冷却用配管（６３）から送り込まれた冷媒と合流し、第１圧縮機（４１）へ吸入される。第１圧縮機（４１）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（１５）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【００６３】
《第２暖房運転》
第２暖房運転時の動作について、図３を参照しながら説明する。この第２暖房運転は、外気温が比較的低い場合（例えば−２０℃〜０℃程度の場合）に行われる。
【００６４】
第２暖房運転時において、第１四方切換弁（２１）と第２四方切換弁（２２）は、何れもオフ状態（図３に実線で示す状態）となる。また、油戻し電磁弁（５３）と均油電磁弁（５５）は、何れも適宜開閉される。この状態において、第１圧縮機（４１）と第２圧縮機（４２）の両方が運転される。そして、冷媒回路（１５）では、冷媒が循環し、いわゆる二段冷凍サイクルが行われる。
【００６５】
第１圧縮機（４１）で圧縮された冷媒は、第１吐出管（４４）へ吐出される。この冷媒は、第１四方切換弁（２１）を通過して蓄熱用熱交換器（６７）へ流入する。蓄熱器（６５）では、蓄熱用熱交換器（６７）へ流入した冷媒が蓄熱媒体に対して放熱し、蓄熱媒体が加熱される。蓄熱用熱交換器（６７）から出た冷媒は、ガス側連絡管（１７）を通って室内回路（８０）へ流入し、室内熱交換器（８１）へ導入される。室内熱交換器（８１）では、冷媒が室内空気に放熱して凝縮する。つまり、室内熱交換器（８１）では、室内空気が加熱される。
【００６６】
室内熱交換器（８１）で凝縮した冷媒は、液側連絡管（１６）を通って室外回路（２０）へ流入する。その後、この冷媒は、ブリッジ回路（３０）の第２管路（３２）を通ってレシーバ（２４）へ流入する。
【００６７】
レシーバ（２４）から流出した液冷媒は、その一部が過冷却用膨張弁（６４）で中間圧にまで減圧されて過冷却熱交換器（６０）の第２冷媒流路（６２）へ導入され、残りが過冷却熱交換器（６０）の第１冷媒流路（６１）へ導入される。過冷却熱交換器（６０）では、第２冷媒流路（６２）の冷媒が第１冷媒流路（６１）の冷媒から吸熱して蒸発し、第１冷媒流路（６１）の冷媒が冷却される。冷却されて過冷却度の増大した冷媒は、第１冷媒流路（６１）から出て室外膨張弁（２５）へ送られる。一方、第２冷媒流路（６２）で蒸発した冷媒は、過冷却用配管（６３）を通って第１圧縮機（４１）の吸入側へ送られる。
【００６８】
室外膨張弁（２５）へ送られる冷媒は、室外膨張弁（２５）を通過する際に低圧にまで減圧される。室外膨張弁（２５）で減圧された冷媒は、ブリッジ回路（３０）の第４管路（３４）を通過し、室外熱交換器（２３）へ導入される。室外熱交換器（２３）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（２３）で蒸発した冷媒は、第２四方切換弁（２２）を通過して第２吸入管（４５）へ流入し、第２圧縮機（４２）へ吸入される。
【００６９】
第２圧縮機（４２）は、吸入した冷媒を圧縮する。第２圧縮機（４２）で圧縮されて中間圧となった冷媒は、第２吐出管（４６）へ吐出される。この中間圧の冷媒は、第２吐出管（４６）の第１分岐管（４６ａ）から接続管（３５）を通り、第１四方切換弁（２１）を通過して第１吸入管（４３）へ流入する。その後、この冷媒は、過冷却用配管（６３）から送り込まれた冷媒と合流し、第１圧縮機（４１）へ吸入される。第１圧縮機（４１）は、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮されて高圧となった冷媒を吐出する。冷媒回路（１５）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【００７０】
《デフロスト運転》
デフロスト運転時の動作について、図４を参照しながら説明する。このデフロスト運転は、室外熱交換器（２３）に付着した霜を融かすための運転であって、第１暖房運転中や第２暖房運転中に適宜行われる。
【００７１】
デフロスト運転時において、第１四方切換弁（２１）と第２四方切換弁（２２）は、何れもオン状態（図４に破線で示す状態）となる。また、過冷却用膨張弁（６４）は、全閉状態に保持される。この状態において、第１圧縮機（４１）が運転され、第２圧縮機（４２）が休止させられる。そして、冷媒回路（１５）では、冷房運転時とほぼ同様に冷媒が循環する。つまり、このデフロスト運転では、いわゆる逆サイクルデフロストが行われる。
【００７２】
第１圧縮機（４１）で圧縮された冷媒は、第１吐出管（４４）へ吐出される。この冷媒は、第１吐出管（４４）の第２分岐管（４４ｂ）へ流入し、第２四方切換弁（２２）を通って室外熱交換器（２３）へ導入される。室外熱交換器（２３）では、導入された冷媒によって霜が融かされる。室外熱交換器（２３）から出た冷媒は、レシーバ（２４）と過冷却熱交換器（６０）を順に通過し、室外膨張弁（２５）へ送られる。この冷媒は、室外膨張弁（２５）で減圧された後に室内回路（８０）へ送られ、室内熱交換器（８１）を通過後に蓄熱器（６５）の蓄熱用熱交換器（６７）へ導入される。
【００７３】
蓄熱用熱交換器（６７）へ導入された冷媒は、暖房運転中に加熱されたタンク（６６）内の蓄熱媒体と熱交換する。そして、蓄熱用熱交換器（６７）では、冷媒が蓄熱媒体から吸熱して蒸発する。蓄熱用熱交換器（６７）で蒸発した冷媒は、第１四方切換弁（２１）を通過し、第１吸入管（４３）を通って第１圧縮機（４１）へ吸入される。第１圧縮機（４１）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（１５）では、このような冷媒の循環が繰り返され、蓄熱器（６５）に蓄えられた熱を利用して室外熱交換器（２３）の除霜が行われる。
【００７４】
《第１圧縮機の故障時》
本実施形態の空気調和装置（１０）では、第１圧縮機（４１）が故障して運転不能に陥った場合であっても、第２圧縮機（４２）だけを運転して暖房運転を行うことができる。このような第２圧縮機（４２）のみを用いた暖房運転時の動作について、図５を参照しながら説明する。
【００７５】
この運転時において、第１四方切換弁（２１）と第２四方切換弁（２２）は、何れもオフ状態（図５に実線で示す状態）となる。また、過冷却用膨張弁（６４）は、全閉状態に保持される。この状態において、運転可能な第２圧縮機（４２）だけが運転される。そして、冷媒回路（１５）では、冷媒が循環し、いわゆる単段冷凍サイクルが行われる。
【００７６】
第２圧縮機（４２）で圧縮された冷媒は、第２吐出管（４６）へ吐出される。この冷媒は、第２吐出管（４６）の第２分岐管（４６ｂ）を通って第１吐出管（４４）の第２分岐管（４４ｂ）へ流入し、第１四方切換弁（２１）を通過して蓄熱用熱交換器（６７）へ流入する。蓄熱器（６５）では、蓄熱用熱交換器（６７）へ流入した冷媒が蓄熱媒体に対して放熱し、蓄熱媒体が加熱される。蓄熱用熱交換器（６７）から出た冷媒は、ガス側連絡管（１７）を通って室内回路（８０）へ流入し、室内熱交換器（８１）へ導入される。室内熱交換器（８１）では、冷媒が室内空気に放熱して凝縮する。つまり、室内熱交換器（８１）では、室内空気が加熱される。
【００７７】
室内熱交換器（８１）で凝縮した冷媒は、液側連絡管（１６）を通って室外回路（２０）へ流入する。その後、この冷媒は、ブリッジ回路（３０）の第２管路（３２）を通ってレシーバ（２４）へ流入する。レシーバ（２４）から流出した液冷媒は、過冷却熱交換器（６０）を通過後に室外膨張弁（２５）へ送られ、室外膨張弁（２５）を通過する際に減圧される。
【００７８】
室外膨張弁（２５）で減圧された冷媒は、ブリッジ回路（３０）の第４管路（３４）を通過し、室外熱交換器（２３）へ導入される。室外熱交換器（２３）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（２３）で蒸発した冷媒は、第２四方切換弁（２２）を通過して第２吸入管（４５）へ流入し、第１圧縮機（４１）へ吸入される。第１圧縮機（４１）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（１５）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【００７９】
−実施形態１の効果−
本実施形態１の空気調和装置（１０）では、単段圧縮冷凍サイクルの行われる第１暖房運転と、２段圧縮冷凍サイクルの行われる第２暖房運転とが可能となっている。このため、外気温が極めて低くて単段圧縮冷凍サイクルでは必要な暖房能力が得られない場合には、第２暖房運転を行うことで充分な暖房能力を確保できる。その一方、外気温がそれ程低くなくて単段圧縮冷凍サイクルでも充分な暖房能力が得られる場合には、第１暖房運転を行うことで従来の空気調和装置（１０）と同様のＣＯＰを得ることも可能である。従って、本実施形態によれば、外気温のそれ程低くない状態での暖房運転時において空気調和装置（１０）のＣＯＰが低下するのを回避できると同時に、外気温の極めて低い状態でも充分な暖房能力を発揮させることができる。
【００８０】
また、本実施形態の空気調和装置（１０）によれば、室内熱交換器（８１）で冷媒が吸熱した熱だけでなく、蓄熱器（６５）の蓄熱媒体に蓄えられた熱をも利用して、室外熱交換器（２３）のデフロストを行うことができる。このため、室外熱交換器（２３）のデフロストに要する時間を短縮することが可能となる。従って、本実施形態によれば、室内の暖房を休止せざるを得ないデフロスト運転に要する時間を短縮でき、室外熱交換器（２３）のデフロストに伴う快適性の低下を抑制できる。
【００８１】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施形態２は、上記実施形態１における冷媒回路（１５）の構成を変更し、室外回路（２０）から蓄熱器（６５）や過冷却熱交換器（６０）などを省略したものである。ここでは、本実施形態の室外回路（２０）について説明する。
【００８２】
図６に示すように、室外回路（２０）には、第１圧縮機（４１）、第２圧縮機（４２）、第１四方切換弁（２１）、第２四方切換弁（２２）、室外熱交換器（２３）、室外膨張弁（２５）、ブリッジ回路（３０）、レシーバ（２４）、液側閉鎖弁（２６）、及びガス側閉鎖弁（２７）が設けられている。これらの機器自体の構成は、上記実施形態１と同様である。
【００８３】
第１圧縮機（４１）は、その吸入側に第１吸入管（４３）の一端が接続され、その吐出側に第１吐出管（４４）の一端が接続されている。第１吸入管（４３）は、その他端が第１四方切換弁（２１）の第１のポートに接続されている。また、第１吸入管（４３）には、切換用逆止弁（９５）が設けられている。この切換用逆止弁（９５）は、第１四方切換弁（２１）から第１圧縮機（４１）へ向かう冷媒の流通だけを許容する。一方、第１吐出管（４４）は、他端側で第１分岐管（４４ａ）と第２分岐管（４４ｂ）とに分岐されている。第１吐出管（４４）は、その第１分岐管（４４ａ）が第１四方切換弁（２１）の第２のポートに接続され、その第２分岐管（４４ｂ）が第２四方切換弁（２２）の第２のポートに接続されている。そして、上記冷媒回路（１５）では、第１四方切換弁（２１）、第２四方切換弁（２２）、及び切換用逆止弁（９５）が切換機構（１００）を構成している。
【００８４】
第２圧縮機（４２）は、その吸入側に第２吸入管（４５）の一端が接続され、その吐出側に第２吐出管（４６）の一端が接続されている。第２吸入管（４５）は、その他端が第２四方切換弁（２２）の第１のポートに接続されている。一方、第２吐出管（４６）は、その他端が第１吸入管（４３）における切換用逆止弁（９５）と第１圧縮機（４１）の間に接続されている。また、第２吐出管（４６）には、逆止弁（９６）が設けられている。この逆止弁（９６）は、第２圧縮機（４２）から第１吸入管（４３）へ向かう冷媒の流通だけを許容する。
【００８５】
更に、第２吐出管（４６）には、油分離器（５１）が設けられている。油分離器（５１）は、第２圧縮機（４２）の吐出冷媒から冷凍機油を取り除くためのものであって、第２圧縮機（４２）と切換用逆止弁（９５）の間に配置されている。この油分離器（５１）には、油戻し管（５２）の一端が接続されている。この油戻し管（５２）は、その他端が第２吸入管（４５）に接続されている。また、油戻し管（５２）には、キャピラリチューブ（ＣＰ）が設けられている。
【００８６】
室外回路（２０）には、バイパス管（３７）が設けられている。このバイパス管（３７）は、その一端が第２吸入管（４５）に接続され、その他端が第２吐出管（４６）における油分離器（５１）と逆止弁（９６）の間に接続されている。バイパス管（３７）には、逆止弁（９７）が設けられている。この逆止弁（９７）は、バイパス管（３７）の一端から他端へ向かう冷媒の流通だけを許容する。
【００８７】
上記室外熱交換器（２３）は、その一端が第２四方切換弁（２２）の第４のポートに接続され、その他端がブリッジ回路（３０）に接続されている。このブリッジ回路（３０）には、上記実施形態１と同様に、レシーバ（２４）と、室外膨張弁（２５）と、液側閉鎖弁（２６）とが接続されている。ただし、本実施形態において、室外膨張弁（２５）は、レシーバ（２４）に対して直接に接続されている。
【００８８】
上述のように、第１四方切換弁（２１）は、その第１のポートが第１圧縮機（４１）の吸入側に、その第２のポートが第１圧縮機（４１）の吐出側に、その第４のポートが室外熱交換器（２３）にそれぞれ接続されている。また、この第１四方切換弁（２１）は、その第３のポートがガス側閉鎖弁（２７）に接続されている。そして、第１四方切換弁（２１）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通するオン状態（図６に破線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通するオフ状態（図６に実線で示す状態）とに切り換わる。
【００８９】
一方、第２四方切換弁（２２）は、その第１のポートが第２圧縮機（４２）の吸入側に、その第２のポートが第１吐出管（４４）の第２分岐管（４４ｂ）にそれぞれ接続されている。また、この第２四方切換弁（２２）は、その第３のポートが封止され、その第４のポートが室外熱交換器（２３）に接続されている。そして、第２四方切換弁（２２）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通するオン状態（図６に破線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通するオフ状態（図６に実線で示す状態）とに切り換わる。つまり、第２四方切換弁（２２）は、三方弁として用いられている。
【００９０】
本実施形態の室外回路（２０）には、上記実施形態１と同様に、室外熱交換器温度センサ（７２）、第１吸入温度センサ（７３）、第１吸入圧力センサ（７４）、吐出温度センサ（７７）、第２吸入温度センサ（７５）、及び第２吸入圧力センサ（７６）が設けられている。ただし、この室外回路（２０）の第１吐出管（４４）には、上記実施形態１の吐出圧力センサ（７８）に代えて、高圧圧力スイッチ（７９）が設けられている。
【００９１】
−運転動作−
空気調和装置（１０）の運転動作について説明する。この空気調和装置（１０）は、冷房運転と、第１暖房運転と、第２暖房運転と、デフロスト運転とを行う。冷房運転と第１暖房運転と第２暖房運転とデフロスト運転とは、切換機構（１００）の動作によって相互に切り換えられる。
【００９２】
《冷房運転》
冷房運転時の動作について、図６を参照しながら説明する。
【００９３】
冷房運転時において、第１四方切換弁（２１）と第２四方切換弁（２２）は、何れもオン状態（図６に破線で示す状態）となる。この状態において、第１圧縮機（４１）が運転され、第２圧縮機（４２）が休止させられる。そして、冷媒回路（１５）では、冷媒が循環し、いわゆる単段冷凍サイクルが行われる。
【００９４】
第１圧縮機（４１）で圧縮された冷媒は、第１吐出管（４４）へ吐出される。この冷媒は、第１四方切換弁（２１）を通って室外熱交換器（２３）へ導入される。室外熱交換器（２３）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（２３）で凝縮した冷媒は、ブリッジ回路（３０）の第１管路（３１）を通ってレシーバ（２４）へ流入する。
【００９５】
レシーバ（２４）から流出した液冷媒は、室外膨張弁（２５）で減圧された後に、ブリッジ回路（３０）の第３管路（３３）を通って液側連絡管（１６）へ流入する。その後、この冷媒は、液側連絡管（１６）を通って室内回路（８０）へ流入し、室内熱交換器（８１）へ導入される。室内熱交換器（８１）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。つまり、室内熱交換器（８１）では、室内空気が冷却される。
【００９６】
室内熱交換器（８１）で蒸発した冷媒は、ガス側連絡管（１７）を通って室外回路（２０）へ流入する。この冷媒は、第１四方切換弁（２１）を通過し、第１吸入管（４３）を通って第１圧縮機（４１）へ吸入される。第１圧縮機（４１）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（１５）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【００９７】
《第１暖房運転》
第１暖房運転時の動作について、図７を参照しながら説明する。この第１暖房運転は、外気温がそれ程低くない場合（例えば０℃以上の場合）に行われる。
【００９８】
第１暖房運転時において、第１四方切換弁（２１）と第２四方切換弁（２２）は、何れもオフ状態（図７に実線で示す状態）となる。この状態において、第１圧縮機（４１）が運転され、第２圧縮機（４２）が休止させられる。そして、冷媒回路（１５）では、冷媒が循環し、いわゆる単段冷凍サイクルが行われる。
【００９９】
第１圧縮機（４１）で圧縮された冷媒は、第１吐出管（４４）へ吐出される。この冷媒は、第１四方切換弁（２１）を通過してガス側連絡管（１７）へ流入する。その後、この冷媒は、ガス側連絡管（１７）を通って室内回路（８０）へ流入し、室内熱交換器（８１）へ導入される。室内熱交換器（８１）では、冷媒が室内空気に放熱して凝縮する。つまり、室内熱交換器（８１）では、室内空気が加熱される。
【０１００】
室内熱交換器（８１）で凝縮した冷媒は、液側連絡管（１６）を通って室外回路（２０）へ流入する。その後、この冷媒は、ブリッジ回路（３０）の第２管路（３２）を通ってレシーバ（２４）へ流入する。レシーバ（２４）から流出した液冷媒は、室外膨張弁（２５）で減圧された後に、ブリッジ回路（３０）の第４管路（３４）を通って室外熱交換器（２３）へ導入される。室外熱交換器（２３）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。
【０１０１】
室外熱交換器（２３）で蒸発した冷媒は、第１四方切換弁（２１）を通過して第１吸入管（４３）へ流入し、第１圧縮機（４１）へ吸入される。第１圧縮機（４１）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（１５）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【０１０２】
《第２暖房運転》
第２暖房運転時の動作について、図８を参照しながら説明する。この第２暖房運転は、外気温が比較的低い場合（例えば−２０℃〜０℃程度の場合）に行われる。
【０１０３】
第２暖房運転時において、第１四方切換弁（２１）と第２四方切換弁（２２）は、何れもオフ状態（図８に実線で示す状態）となる。この状態において、第１圧縮機（４１）と第２圧縮機（４２）の両方が運転される。そして、冷媒回路（１５）では、冷媒が循環し、いわゆる二段冷凍サイクルが行われる。
【０１０４】
第１圧縮機（４１）で圧縮された冷媒は、第１吐出管（４４）へ吐出される。この冷媒は、第１四方切換弁（２１）を通過してガス側連絡管（１７）へ流入する。その後、この冷媒は、ガス側連絡管（１７）を通って室内回路（８０）へ流入し、室内熱交換器（８１）へ導入される。室内熱交換器（８１）では、冷媒が室内空気に放熱して凝縮する。つまり、室内熱交換器（８１）では、室内空気が加熱される。
【０１０５】
室内熱交換器（８１）で凝縮した冷媒は、液側連絡管（１６）を通って室外回路（２０）へ流入する。その後、この冷媒は、ブリッジ回路（３０）の第２管路（３２）を通ってレシーバ（２４）へ流入する。レシーバ（２４）から流出した液冷媒は、室外膨張弁（２５）で減圧された後に、ブリッジ回路（３０）の第４管路（３４）を通って室外熱交換器（２３）へ導入される。室外熱交換器（２３）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。
【０１０６】
室外熱交換器（２３）で蒸発した冷媒は、第２四方切換弁（２２）を通過して第２吸入管（４５）へ流入し、第２圧縮機（４２）へ吸入される。第２圧縮機（４２）は、吸入した冷媒を圧縮する。第２圧縮機（４２）で圧縮されて中間圧となった冷媒は、第２吐出管（４６）へ吐出される。この中間圧の冷媒は、第２吐出管（４６）から第１吸入管（４３）を通って、第１圧縮機（４１）へ吸入される。第１圧縮機（４１）は、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮されて高圧となった冷媒を吐出する。冷媒回路（１５）では、このような冷媒の循環が繰り返される。
【０１０７】
《デフロスト運転》
デフロスト運転時の動作について説明する。このデフロスト運転は、室外熱交換器（２３）に付着した霜を融かすための運転であって、第１暖房運転中や第２暖房運転中に適宜行われる。
【０１０８】
このデフロスト運転時において、冷媒回路（１５）では、冷房運転時と全く同様に冷媒が循環する（図６参照）。つまり、このデフロスト運転では、いわゆる逆サイクルデフロストが行われる。
【０１０９】
具体的に、第１四方切換弁（２１）と第２四方切換弁（２２）は、何れもオン状態（図６に破線で示す状態）となる。この状態において、第１圧縮機（４１）が運転され、第２圧縮機（４２）が休止させられる。そして、第１圧縮機（４１）から吐出された高温高圧の冷媒を室外熱交換器（２３）へ導入し、この冷媒によって室外熱交換器（２３）に付着した霜を融かす。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明の空気調和装置（１０）では、単段圧縮冷凍サイクルの行われる第１暖房運転と、２段圧縮冷凍サイクルの行われる第２暖房運転とが可能となっている。このため、外気温が極めて低くて単段圧縮冷凍サイクルでは必要な暖房能力が得られない場合には、第２暖房運転を行うことで充分な暖房能力を確保できる。その一方、外気温がそれ程低くなくて単段圧縮冷凍サイクルでも充分な暖房能力が得られる場合には、第１暖房運転を行うことで従来の空気調和装置（１０）と同様のＣＯＰを得ることも可能である。従って、本発明によれば、外気温のそれ程低くない状態での暖房運転時における空気調和装置（１０）のＣＯＰを低下させることなく、外気温の極めて低い状態でも充分な暖房能力を発揮させることができる。
【０１１１】
また、請求項４の発明によれば、室内熱交換器（８１）で冷媒が吸熱した熱だけでなく、蓄熱器（６５）の蓄熱媒体に蓄えられた熱をも利用して、室外熱交換器（２３）のデフロストを行うことができる。このため、室外熱交換器（２３）のデフロストに要する時間を短縮することが可能となる。従って、この請求項３の発明によれば、室内の暖房を休止せざるを得ないデフロスト運転に要する時間を短縮でき、室外熱交換器（２３）のデフロストに伴う快適性の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の空気調和装置における冷媒回路の構成及び冷房運転時の冷媒流通経路を示す配管系統図である。
【図２】実施形態１の空気調和装置における第１暖房運転時の冷媒流通経路を示す配管系統図である。
【図３】実施形態１の空気調和装置における第２暖房運転時の冷媒流通経路を示す配管系統図である。
【図４】実施形態１の空気調和装置におけるデフロスト運転時の冷媒流通経路を示す配管系統図である。
【図５】実施形態１の空気調和装置で第１圧縮機が故障した場合の暖房運転時における冷媒流通経路を示す配管系統図である。
【図６】実施形態２の空気調和装置における冷媒回路の構成及び冷房運転時の冷媒流通経路を示す配管系統図である。
【図７】実施形態２の空気調和装置における第１暖房運転時の冷媒流通経路を示す配管系統図である。
【図８】実施形態２の空気調和装置における第２暖房運転時の冷媒流通経路を示す配管系統図である。
【符号の説明】
（１５）　冷媒回路
（２１）　第１四方切換弁（第１切換弁）
（２２）　第２四方切換弁（第２切換弁）
（２３）　室外熱交換器
（３５）　接続管（配管）
（４１）　第１圧縮機
（４２）　第２圧縮機
（６５）　蓄熱器
（８１）　室内熱交換器
（９３）　切換用逆止弁
（９５）　切換用逆止弁
（１００）　切換機構[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner that performs a refrigeration cycle by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, as disclosed in JP-A-2001-280767, an air conditioner that performs a refrigeration cycle is known. In this type of air conditioner, a refrigeration cycle is performed by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit. In addition, switching between the cooling operation and the heating operation is performed by reversing the direction of circulation of the refrigerant in the refrigerant circuit.
[0003]
In the refrigerant circuit during the cooling operation, the refrigerant compressed by the compressor releases heat to outdoor air in the outdoor heat exchanger and condenses. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger is sent to the indoor heat exchanger after being decompressed by the expansion valve, and absorbs heat from the indoor air to evaporate. Then, the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger is sucked into the compressor and compressed.
[0004]
On the other hand, in the refrigerant circuit during the heating operation, the refrigerant compressed by the compressor releases heat to indoor air in the indoor heat exchanger and condenses. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger is sent to the outdoor heat exchanger after being decompressed by the expansion valve, and absorbs heat from the outdoor air to evaporate. Then, the refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger is sucked into the compressor and compressed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional air conditioner, a single-stage compression refrigeration cycle in which the low-pressure refrigerant is compressed only once by the compressor is performed. For this reason, there is a problem that a sufficient heating capacity cannot be obtained when the heating operation is performed in a state where the outside air temperature is extremely low (for example, about −20 ° C.). In other words, in the single-stage compression refrigeration cycle, the refrigerant evaporation temperature in the outdoor heat exchanger cannot be set to a value that can absorb a sufficient amount of heat even from extremely low temperature outdoor air, and the refrigerant in the outdoor heat exchanger cannot be set. However, there is a problem that the amount of heat release of the refrigerant in the indoor heat exchanger is insufficient because the heat absorption amount of the refrigerant is insufficient.
[0006]
In order to solve this problem, it is conceivable to adopt a so-called two-stage compression refrigeration cycle in which the refrigerant is compressed in two stages. However, when the two-stage compression refrigeration cycle is performed until the cooling operation, there is a problem that the input to the compressor is increased as compared with the case where the single-stage compression refrigeration cycle is performed, and the COP (coefficient of performance) is reduced. . Further, even during the heating operation, when the outside air temperature is not so low (for example, about 5 ° C.), a higher COP can be expected to be obtained by performing the single-stage compression refrigeration cycle than by performing the two-stage compression refrigeration cycle.
[0007]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to reduce the COP at the time of cooling operation or at the time of heating operation in a state where the outside air temperature is not so low in an air conditioner performing a refrigeration cycle. It is to exhibit a sufficient heating capacity even in an extremely low outside temperature state without lowering.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 provides a refrigerant circuit (15) provided with a first compressor (41), a second compressor (42), an outdoor heat exchanger (23), and an indoor heat exchanger (81). And a single-stage compression refrigeration cycle in which only the first compressor (41) compresses the refrigerant to perform a single-stage compression refrigeration cycle, and a single-stage compression in which the refrigerant is compressed only by the first compressor (41). The first heating operation in which the compression refrigeration cycle is performed and the second heating operation in which the refrigerant compressed by the first compressor (41) is further compressed by the second compressor (42) to perform a two-stage compression refrigeration cycle are mutually performed. An air conditioner provided with a switching mechanism (100) for switching. The switching mechanism (100) includes a first switching valve (21), a second switching valve (22), and a switching check valve (93), while the first switching valve (21) is A cooling state where the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other, the first port and the fourth port communicate with each other, and the second port and the third port communicate with each other. A four-way switching valve that switches to a heating state in which the first port communicates with the first port, the first port being on the suction side of the first compressor (41), and the second port being discharge of the first compressor (41). The third port is connected to the indoor heat exchanger (81), and the fourth port is connected to the discharge side of the second compressor (42) and the outdoor heat exchanger (23). (22) A cooling state in which the discharge side of the first compressor (41) communicates with the outdoor heat exchanger (23) and a second compression state. The suction side of (42) is switched to a heating state communicating with the outdoor heat exchanger (23), and the switching check valve (93) is connected to the fourth port of the first switching valve (21) and the outdoor heat exchanger. It is provided in a pipe (35) connecting the exchanger (23), and allows only the flow of refrigerant from the outdoor heat exchanger (23) to the first switching valve (21).
[0009]
According to a second aspect of the present invention, a refrigerant is provided in a refrigerant circuit (15) provided with a first compressor (41), a second compressor (42), an outdoor heat exchanger (23), and an indoor heat exchanger (81). And a single-stage compression refrigeration cycle in which only the first compressor (41) compresses the refrigerant to perform a single-stage compression refrigeration cycle, and a single-stage compression in which the refrigerant is compressed only by the first compressor (41). The first heating operation in which the compression refrigeration cycle is performed and the second heating operation in which the refrigerant compressed by the first compressor (41) is further compressed by the second compressor (42) to perform a two-stage compression refrigeration cycle are mutually performed. An air conditioner including a switching mechanism (100) for switching is intended. The switching mechanism (100) includes a first switching valve (21), a second switching valve (22), and a switching check valve (95), while the first switching valve (21) is A cooling state where the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other, the first port and the fourth port communicate with each other, and the second port and the third port communicate with each other. A four-way switching valve that switches to a heating state in which the first port communicates with the first port, the first port being on the suction side of the first compressor (41), and the second port being discharge of the first compressor (41). The third port is connected to the indoor heat exchanger (81), the fourth port is connected to the outdoor heat exchanger (23), and the second switching valve (22) is connected to the second compressor (42). ) And the outdoor heat exchanger (23) is closed for cooling and the suction side of the second compressor (42) is outside. The state is switched to a heating state communicating with the exchanger (23), and the switching check valve (95) is connected to the suction port of the first compressor (41) from the first port of the first switching valve (21). The flow of the refrigerant flowing toward the first compressor is permitted, and the flow of the refrigerant flowing from the discharge side of the second compressor (42) to the first port of the first switching valve (21) is blocked.
[0010]
The invention according to claim 3 is a refrigerant circuit (15) provided with a first compressor (41), a second compressor (42), an outdoor heat exchanger (23), and an indoor heat exchanger (81). It is intended for an air conditioner that performs a refrigeration cycle by circulating air. Then, a cooling operation in which the refrigerant is compressed only by the first compressor (41) to perform a single-stage compression refrigeration cycle, and a first operation in which the refrigerant is compressed only by the first compressor (41) to perform a single-stage compression refrigeration cycle. A heating operation, a second heating operation in which the refrigerant compressed by the first compressor (41) is further compressed by the second compressor (42) to perform a two-stage compression refrigeration cycle, and only the first compressor (41). By performing a single-stage compression refrigeration cycle by compressing the refrigerant, a defrost operation for defrosting the outdoor heat exchanger (23) is possible.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the air conditioner according to the third aspect, during the first heating operation or the second heating operation, the heat storage medium is heated by the refrigerant discharged from the first compressor (41), and the defrost operation is performed. A regenerator (65) for preheating the refrigerant sucked into the first compressor (41) by a heat storage medium is provided therein.
[0012]
-Action-
According to the first, second, and third aspects of the invention, the air conditioner (10) can perform a cooling operation, a first heating operation, and a second heating operation. During the cooling operation, the second compressor (42) stops, and only the first compressor (41) sucks and compresses the refrigerant. Also, during the first heating operation, the second compressor (42) is stopped, and only the first compressor (41) sucks and compresses the refrigerant. That is, during the cooling operation or the first heating operation, a single-stage compression refrigeration cycle is performed.
[0013]
Here, when the outside air temperature is not so low, the heating capacity can be secured without lowering the refrigerant evaporation temperature in the outdoor heat exchanger (23) so much. Therefore, it is not necessary to set the low pressure of the refrigeration cycle so low, and the difference between the high and low pressures of the refrigeration cycle does not become so large. Therefore, the first heating operation is suitable as the operation in such a case.
[0014]
In the air conditioner (10) of the present invention, both the first compressor (41) and the second compressor (42) are operated during the second heating operation. During the second heating operation, the refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (23) is first compressed by the second compressor (42), and then further compressed by the first compressor (41), and then the indoor heat. It is sent out to the exchanger (81). That is, during the second heating operation, a two-stage compression refrigeration cycle is performed.
[0015]
Here, when the outside air temperature is extremely low, the heating capacity cannot be secured unless the refrigerant evaporation temperature in the outdoor heat exchanger (23) is considerably reduced. For this reason, it is necessary to set the low pressure of the refrigeration cycle considerably low, and the difference between the high and low pressures of the refrigeration cycle increases. Therefore, the second heating operation is suitable as the operation in such a case.
[0016]
In the invention of claim 1, the cooling operation, the first heating operation, and the second heating operation are switched by the operation of the switching mechanism (100). The switching mechanism (100) includes a first switching valve (21), a second switching valve (22), and a switching check valve (93).
[0017]
During the cooling operation, the first switching valve (21) and the second switching valve (22) are in a cooling state. The refrigerant discharged from the first compressor (41) is sent to the outdoor heat exchanger (23) through the second switching valve (22), and the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (81) is subjected to the first switching. It is sucked into the first compressor (41) through the valve (21).
[0018]
During the first heating operation and the second heating operation, the first switching valve (21) and the second switching valve (22) are in a heating state. In the first heating operation, the refrigerant discharged from the first compressor (41) is sent to the indoor heat exchanger (81) through the first switching valve (21), and is evaporated in the outdoor heat exchanger (23). The cooled refrigerant is sucked into the first compressor (41) through the switching check valve (93) and the first switching valve (21). On the other hand, in the second heating operation, the refrigerant discharged from the first compressor (41) is sent to the indoor heat exchanger (81) through the first switching valve (21). In addition, the refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (23) is sucked into the second compressor (42) through the second switching valve (22), and is compressed by the second compressor (42) and then switched to the first switching mode. It is sucked into the first compressor (41) through the valve (21).
[0019]
In the invention of claim 2, the cooling operation, the first heating operation, and the second heating operation are switched by the operation of the switching mechanism (100). The switching mechanism (100) includes a first switching valve (21), a second switching valve (22), and a switching check valve (95).
[0020]
During the cooling operation, the first switching valve (21) and the second switching valve (22) are in a cooling state. The refrigerant discharged from the first compressor (41) is sent to the outdoor heat exchanger (23) through the first switching valve (21), and the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (81) is subjected to the first switching. It is sucked into the first compressor (41) through the valve (21) and the switching check valve (95).
[0021]
During the first heating operation and the second heating operation, the first switching valve (21) and the second switching valve (22) are in a heating state. In the first heating operation, the refrigerant discharged from the first compressor (41) is sent to the indoor heat exchanger (81) through the first switching valve (21), and is evaporated in the outdoor heat exchanger (23). The drawn refrigerant is sucked into the first compressor (41) through the first switching valve (21) and the switching check valve (93). On the other hand, in the second heating operation, the refrigerant discharged from the first compressor (41) is sent to the indoor heat exchanger (81) through the first switching valve (21). Further, the refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (23) is sucked into the second compressor (42) through the second switching valve (22), and is compressed by the second compressor (42), and then is subjected to the first compression. Machine (41).
[0022]
According to the third aspect of the invention, a defrost operation can be performed in addition to the cooling operation, the first heating operation, and the second heating operation. During the defrost operation, the second compressor (42) stops, and only the first compressor (41) sucks and compresses the refrigerant. The refrigerant compressed by the first compressor (41) is introduced into the outdoor heat exchanger (23), and the frost attached to the outdoor heat exchanger (23) is melted by the refrigerant.
[0023]
According to the invention of claim 4, the air conditioner (10) is provided with the heat storage (65). During the first heating operation or the second heating operation, the heat storage medium is heated by the refrigerant discharged from the first compressor (41) in the regenerator (65). On the other hand, in the heat storage device (65) during the defrost operation, the refrigerant flowing toward the first compressor (41) is heated by the heat storage medium that is heated during the first heating operation or the second heating operation, and then is discharged. It is sucked into one compressor (41). Then, the refrigerant that has been heated by the regenerator (65) and then compressed by the first compressor (41) is supplied to the outdoor heat exchanger (23), and adheres to the outdoor heat exchanger (23) by the refrigerant. The frost melts.
[0024]
Embodiment 1 of the present invention
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0025]
As shown in FIG. 1, the air conditioner (10) according to the present embodiment includes one outdoor unit (11) and one indoor unit (12). The air conditioner (10) includes a refrigerant circuit (15) and a heat storage (65).
[0026]
The refrigerant circuit (15) includes an outdoor circuit (20), an indoor circuit (80), a liquid side communication pipe (16), and a gas side communication pipe (17). The indoor circuit (80) is connected to the outdoor circuit (20) via the liquid side communication pipe (16) and the gas side communication pipe (17).
[0027]
The outdoor circuit (20) is housed in an outdoor unit (11). The outdoor circuit (20) includes a first compressor (41), a second compressor (42), a first four-way switching valve (21) as a first switching valve, and a second four-way switching valve as a second switching valve. (22), outdoor heat exchanger (23), outdoor expansion valve (25), bridge circuit (30), receiver (24), supercooling heat exchanger (60), liquid side shut-off valve (26), and gas side A closing valve (27) is provided.
[0028]
The first compressor (41) is a hermetic scroll compressor. One end of a first suction pipe (43) is connected to a suction side of the first compressor (41). The other end of the first suction pipe (43) is connected to a first port of the first four-way switching valve (21). On the other hand, one end of a first discharge pipe (44) is connected to the discharge side of the first compressor (41). The first discharge pipe (44) is branched at the other end into a first branch pipe (44a) and a second branch pipe (44b). In the first discharge pipe (44), the first branch pipe (44a) is connected to the second port of the first four-way switching valve (21), and the second branch pipe (44b) is switched to the second four-way switching valve. It is connected to the second port of the valve (22).
[0029]
The first discharge pipe (44) is provided with an oil separator (51). The oil separator (51) is for removing refrigeration oil from the refrigerant discharged from the first compressor (41), and is connected to one end of an oil return pipe (52). The other end of the oil return pipe (52) is connected to the first suction pipe (43). The oil return pipe (52) is provided with an oil return solenoid valve (53).
[0030]
The second compressor (42) is a hermetic scroll compressor. One end of a second suction pipe (45) is connected to a suction side of the second compressor (42). The other end of the second suction pipe (45) is connected to the first port of the second four-way switching valve (22). On the other hand, one end of a second discharge pipe (46) is connected to a discharge side of the second compressor (42). The second discharge pipe (46) is branched at the other end into a first branch pipe (46a) and a second branch pipe (46b). The second discharge pipe (46) has its first branch pipe (46a) connected to the connection pipe (35), and its second branch pipe (46b) connected to the second branch pipe of the first discharge pipe (44). (44b). In addition, one check valve (91, 92) is provided in each of the first branch pipe (46a) and the second branch pipe (46b). Each check valve (91, 92) allows only the flow of the refrigerant in the direction discharged from the second compressor (42). The connection pipe (35) will be described later.
[0031]
One end of an oil equalizing pipe (54) is connected to the second suction pipe (45). One end of the oil equalizing pipe (54) is connected to the casing of the first compressor (41). The oil equalizing pipe (54) is provided with an oil equalizing solenoid valve (55). When the oil equalizing solenoid valve (55) is opened, the refrigerating machine oil collected in the casing of the first compressor (41) is sucked into the second compressor (42), and the first compressor (41) and the second compressor are compressed. The amount of the refrigerating machine oil stored is averaged with the machine (42).
[0032]
The outdoor heat exchanger (23) is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger. One end of the outdoor heat exchanger (23) is connected to the fourth port of the second four-way switching valve (22), and the other end is connected to the bridge circuit (30). Then, in the outdoor heat exchanger (23), the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (15) and the outdoor air exchange heat.
[0033]
One end of the connection pipe (35) is connected to a pipe between the second four-way switching valve (22) and the outdoor heat exchanger (23), and the other end is a fourth port of the first four-way switching valve (21). It is connected to the. That is, the connection pipe (35) forms a pipe connecting the fourth port of the first four-way switching valve (21) and the outdoor heat exchanger (23).
[0034]
The connection pipe (35) is provided with a switching check valve (93). The switching check valve (93) allows only the flow of the refrigerant in the direction from the outdoor heat exchanger (23) to the first four-way switching valve (21). The first branch pipe (46a) of the second discharge pipe (46) is connected between the switching check valve (93) and the first four-way switching valve (21) in the connection pipe (35). In the refrigerant circuit (15), the first four-way switching valve (21), the second four-way switching valve (22), and the switching check valve (93) constitute a switching mechanism (100).
[0035]
The bridge circuit (30) is configured by connecting a first pipeline (31), a second pipeline (32), a third pipeline (33), and a fourth pipeline (34) in a bridge shape. . In this bridge circuit (30), the outlet end of the first pipe (31) is connected to the outlet end of the second pipe (32), and the inlet end of the second pipe (32) is connected to the third pipe (33). ), The inlet end of the third conduit (33) is connected to the inlet end of the fourth conduit (34), and the outlet end of the fourth conduit (34) is connected to the first conduit (31). ) Is connected to the entrance end.
[0036]
Each of the first to fourth pipes (31 to 34) is provided with one check valve. The first conduit (31) is provided with a check valve (CV-1) that allows only the flow of the refrigerant from the inlet end to the outlet end. The second pipe (32) is provided with a check valve (CV-2) that allows only the flow of the refrigerant from the inlet end to the outlet end. The third pipe (33) is provided with a check valve (CV-3) that allows only the flow of the refrigerant from the inlet end to the outlet end. The fourth pipe (34) is provided with a check valve (CV-4) that allows only the flow of the refrigerant from the inlet end to the outlet end.
[0037]
The bridge circuit (30) has an inlet end of the first pipe (31) and an outlet end of the fourth pipe (34) connected to the outdoor heat exchanger (23), and an outlet end of the first pipe (31) and The outlet end of the second conduit (32) is connected to the receiver (24), the inlet end of the second conduit (32) and the outlet end of the third conduit (33) are connected to the liquid-side stop valve (26), The inlet end of the pipe (33) and the inlet end of the fourth pipe (34) are connected to the outdoor expansion valve (25), respectively.
[0038]
A first refrigerant flow path (61) and a second refrigerant flow path (62) are formed in the subcooling heat exchanger (60). One end of the first refrigerant flow path (61) is connected to the receiver (24), and the other end is connected to the outdoor expansion valve (25). On the other hand, the second refrigerant flow path (62) is provided in the middle of the supercooling pipe (63). Then, in the subcooling heat exchanger (60), the refrigerant flowing through the first refrigerant flow path (61) exchanges heat with the refrigerant flowing through the second refrigerant flow path (62).
[0039]
One end of the supercooling pipe (63) is connected to the receiver (24), and the other end is connected to the first suction pipe (43). The subcooling pipe (63) is provided with a subcooling expansion valve (64) between the receiver (24) and the subcooling heat exchanger (60).
[0040]
The heat storage device (65) includes a tank (66) and a heat storage heat exchanger (67), and is housed in the outdoor unit (11). An antifreeze such as an aqueous solution of ethylene glycol is stored as a heat storage medium in the tank (66). The heat storage heat exchanger (67) is constituted by a heat transfer tube, and is immersed in the heat storage medium in the tank (66). One end of the heat storage heat exchanger (67) is connected to the third port of the first four-way switching valve (21), and the other end is connected to the gas-side shutoff valve (27).
[0041]
As described above, the first four-way switching valve (21) has its first port on the suction side of the first compressor (41) and its second port on the discharge side of the first compressor (41). The third port is connected to the heat exchanger for heat storage (67), and the fourth port is connected to the connection pipe (35). The first four-way switching valve (21) is in an ON state (a state shown by a broken line in FIG. 1) in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other. The state is switched to an off state (a state shown by a solid line in FIG. 1) in which the first port and the fourth port communicate with each other and the second port and the third port communicate with each other.
[0042]
On the other hand, the second four-way switching valve (22) has a first port on the suction side of the second compressor (42) and a second port on the second branch pipe (44b) of the first discharge pipe (44). ), Its fourth port is connected to the outdoor heat exchanger (23), respectively. The third port of the second four-way switching valve (22) is sealed. The second four-way switching valve (22) is in an on state (a state shown by a broken line in FIG. 1) in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other. The state is switched to an off state (a state shown by a solid line in FIG. 1) in which the first port and the fourth port communicate with each other and the second port and the third port communicate with each other. That is, the second four-way switching valve (22) is used as a three-way valve.
[0043]
The outdoor circuit (20) is further provided with a communication pipe (36). One end of the communication pipe (36) is connected to the upper end of the receiver (24), and the other end is connected to the first discharge pipe (44). The communication pipe (36) is provided with a check valve (94) with a spring. The check valve (94) is in communication only when the internal pressure of the receiver (24) becomes abnormally high while the air conditioner (10) is stopped.
[0044]
The indoor circuit (80) is provided in the indoor unit (12). The indoor circuit (80) is provided with an indoor heat exchanger (81). The indoor heat exchanger (81) is configured by a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger. In the indoor heat exchanger (81), the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (15) and the indoor air exchange heat.
[0045]
One end of the liquid side communication pipe (16) is connected to the liquid side closing valve (26), and the other end is connected to the indoor circuit (80). One end of the gas-side communication pipe (17) is connected to the gas-side shut-off valve (27), and the other end is connected to the indoor circuit (80).
[0046]
The outdoor unit (11) is provided with an outdoor fan (70). The outdoor fan (70) is for sending outdoor air to the outdoor heat exchanger (23). On the other hand, the indoor unit (12) is provided with an indoor fan (85). The indoor fan (85) is for sending indoor air to the indoor heat exchanger (81).
[0047]
Various sensors and the like are provided in the air-conditioning apparatus (10) of the present embodiment.
[0048]
Specifically, the outdoor unit (11) is provided with an outside air temperature sensor (71) for detecting the temperature of outdoor air. The outdoor heat exchanger (23) is provided with an outdoor heat exchanger temperature sensor (72) for detecting the temperature of the heat transfer tube. The first suction pipe (43) has a first suction temperature sensor (73) for detecting a suction refrigerant temperature of the first compressor (41) and a suction refrigerant pressure of the first compressor (41). And a first suction pressure sensor (74). The first discharge pipe (44) has a discharge temperature sensor (77) for detecting the discharge refrigerant temperature of the first compressor (41) and a discharge temperature sensor (77) for detecting the discharge refrigerant pressure of the first compressor (41). A discharge pressure sensor (78) is provided. The second suction pipe (45) has a second suction temperature sensor (75) for detecting a suction refrigerant temperature of the second compressor (42) and a suction refrigerant pressure of the second compressor (42). And a second suction pressure sensor (76).
[0049]
On the other hand, the indoor unit (12) is provided with an internal air temperature sensor (86) for detecting the temperature of indoor air. The indoor heat exchanger (81) is provided with an indoor heat exchanger temperature sensor (87) for detecting the heat transfer tube temperature.
[0050]
-Driving operation-
The operation of the air conditioner (10) will be described. The air conditioner (10) performs a cooling operation, a first heating operation, a second heating operation, and a defrost operation. The cooling operation, the first heating operation, the second heating operation, and the defrost operation are mutually switched by the operation of the switching mechanism (100).
[0051]
《Cooling operation》
The operation during the cooling operation will be described with reference to FIG.
[0052]
During the cooling operation, the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are both in the ON state (the state shown by the broken line in FIG. 1). The oil return solenoid valve (53) and the oil equalizing solenoid valve (55) are both opened and closed appropriately. In this state, the first compressor (41) is operated, and the second compressor (42) is stopped. In the refrigerant circuit (15), the refrigerant circulates, and a so-called single-stage refrigeration cycle is performed.
[0053]
The refrigerant compressed by the first compressor (41) is discharged to the first discharge pipe (44). This refrigerant flows into the second branch pipe (44b) of the first discharge pipe (44), and is introduced into the outdoor heat exchanger (23) through the second four-way switching valve (22). In the outdoor heat exchanger (23), the refrigerant releases heat to outdoor air and condenses. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (23) flows into the receiver (24) through the first pipe (31) of the bridge circuit (30).
[0054]
After a part of the liquid refrigerant flowing out of the receiver (24) is depressurized by the subcooling expansion valve (64), it is introduced into the second refrigerant flow path (62) of the subcooling heat exchanger (60), Is introduced into the first refrigerant flow path (61) of the subcooling heat exchanger (60). In the supercooling heat exchanger (60), the refrigerant in the second refrigerant channel (62) absorbs heat from the refrigerant in the first refrigerant channel (61) and evaporates, and the refrigerant in the first refrigerant channel (61) is cooled. Is done. The refrigerant that has been cooled and has an increased degree of subcooling exits the first refrigerant flow path (61) and is sent to the outdoor expansion valve (25). On the other hand, the refrigerant evaporated in the second refrigerant flow path (62) is sent to the suction side of the first compressor (41) through the supercooling pipe (63).
[0055]
The refrigerant sent to the outdoor expansion valve (25) is decompressed when passing through the outdoor expansion valve (25). The refrigerant decompressed by the outdoor expansion valve (25) is introduced from the third pipe (33) of the bridge circuit (30) into the liquid-side communication pipe (16). Thereafter, the refrigerant flows into the indoor circuit (80) and is introduced into the indoor heat exchanger (81). In the indoor heat exchanger (81), the refrigerant absorbs heat from indoor air and evaporates. That is, indoor air is cooled in the indoor heat exchanger (81).
[0056]
The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (81) flows into the outdoor circuit (20) through the gas side communication pipe (17). The refrigerant sequentially passes through the heat storage heat exchanger (67) and the first four-way switching valve (21), and flows into the first suction pipe (43). Thereafter, the refrigerant merges with the refrigerant sent from the supercooling pipe (63) and is sucked into the first compressor (41). The first compressor (41) compresses the sucked refrigerant and discharges it again. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0057]
《First heating operation》
The operation during the first heating operation will be described with reference to FIG. The first heating operation is performed when the outside air temperature is not so low (for example, when the temperature is 0 ° C. or higher).
[0058]
During the first heating operation, the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are both in an off state (a state shown by a solid line in FIG. 2). The oil return solenoid valve (53) and the oil equalizing solenoid valve (55) are both opened and closed appropriately. In this state, the first compressor (41) is operated, and the second compressor (42) is stopped. In the refrigerant circuit (15), the refrigerant circulates, and a so-called single-stage refrigeration cycle is performed.
[0059]
The refrigerant compressed by the first compressor (41) is discharged to the first discharge pipe (44). This refrigerant passes through the first four-way switching valve (21) and flows into the heat storage heat exchanger (67). In the heat storage device (65), the refrigerant flowing into the heat storage heat exchanger (67) radiates heat to the heat storage medium, and the heat storage medium is heated. The refrigerant that has exited from the heat storage heat exchanger (67) flows into the indoor circuit (80) through the gas-side communication pipe (17), and is introduced into the indoor heat exchanger (81). In the indoor heat exchanger (81), the refrigerant radiates heat to indoor air and condenses. That is, indoor air is heated in the indoor heat exchanger (81).
[0060]
The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (81) flows into the outdoor circuit (20) through the liquid side communication pipe (16). Thereafter, the refrigerant flows into the receiver (24) through the second pipe (32) of the bridge circuit (30).
[0061]
After a part of the liquid refrigerant flowing out of the receiver (24) is depressurized by the subcooling expansion valve (64), it is introduced into the second refrigerant flow path (62) of the subcooling heat exchanger (60), Is introduced into the first refrigerant flow path (61) of the subcooling heat exchanger (60). In the supercooling heat exchanger (60), the refrigerant in the second refrigerant channel (62) absorbs heat from the refrigerant in the first refrigerant channel (61) and evaporates, and the refrigerant in the first refrigerant channel (61) is cooled. Is done. The refrigerant that has been cooled and has an increased degree of subcooling exits the first refrigerant flow path (61) and is sent to the outdoor expansion valve (25). On the other hand, the refrigerant evaporated in the second refrigerant flow path (62) is sent to the suction side of the first compressor (41) through the supercooling pipe (63).
[0062]
The refrigerant sent to the outdoor expansion valve (25) is decompressed when passing through the outdoor expansion valve (25). The refrigerant decompressed by the outdoor expansion valve (25) passes through the fourth pipe (34) of the bridge circuit (30) and is introduced into the outdoor heat exchanger (23). In the outdoor heat exchanger (23), the refrigerant absorbs heat from outdoor air and evaporates. The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (23) flows through the connection pipe (35), passes through the first four-way switching valve (21), and flows into the first suction pipe (43). Thereafter, the refrigerant merges with the refrigerant sent from the supercooling pipe (63) and is sucked into the first compressor (41). The first compressor (41) compresses the sucked refrigerant and discharges it again. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0063]
《Second heating operation》
The operation during the second heating operation will be described with reference to FIG. The second heating operation is performed when the outside air temperature is relatively low (for example, when the outside air temperature is about -20 ° C to 0 ° C).
[0064]
During the second heating operation, the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are both in the off state (the state shown by the solid line in FIG. 3). The oil return solenoid valve (53) and the oil equalizing solenoid valve (55) are both opened and closed appropriately. In this state, both the first compressor (41) and the second compressor (42) are operated. In the refrigerant circuit (15), the refrigerant circulates, and a so-called two-stage refrigeration cycle is performed.
[0065]
The refrigerant compressed by the first compressor (41) is discharged to the first discharge pipe (44). This refrigerant passes through the first four-way switching valve (21) and flows into the heat storage heat exchanger (67). In the heat storage device (65), the refrigerant flowing into the heat storage heat exchanger (67) radiates heat to the heat storage medium, and the heat storage medium is heated. The refrigerant that has exited from the heat storage heat exchanger (67) flows into the indoor circuit (80) through the gas-side communication pipe (17), and is introduced into the indoor heat exchanger (81). In the indoor heat exchanger (81), the refrigerant radiates heat to indoor air and condenses. That is, indoor air is heated in the indoor heat exchanger (81).
[0066]
The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (81) flows into the outdoor circuit (20) through the liquid side communication pipe (16). Thereafter, the refrigerant flows into the receiver (24) through the second pipe (32) of the bridge circuit (30).
[0067]
Part of the liquid refrigerant flowing out of the receiver (24) is reduced to an intermediate pressure by the subcooling expansion valve (64), and is introduced into the second refrigerant flow path (62) of the subcooling heat exchanger (60). The remainder is introduced into the first refrigerant flow path (61) of the subcooling heat exchanger (60). In the supercooling heat exchanger (60), the refrigerant in the second refrigerant channel (62) absorbs heat from the refrigerant in the first refrigerant channel (61) and evaporates, and the refrigerant in the first refrigerant channel (61) is cooled. Is done. The refrigerant that has been cooled and has an increased degree of subcooling exits the first refrigerant flow path (61) and is sent to the outdoor expansion valve (25). On the other hand, the refrigerant evaporated in the second refrigerant flow path (62) is sent to the suction side of the first compressor (41) through the supercooling pipe (63).
[0068]
The refrigerant sent to the outdoor expansion valve (25) is reduced to a low pressure when passing through the outdoor expansion valve (25). The refrigerant decompressed by the outdoor expansion valve (25) passes through the fourth pipe (34) of the bridge circuit (30) and is introduced into the outdoor heat exchanger (23). In the outdoor heat exchanger (23), the refrigerant absorbs heat from outdoor air and evaporates. The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (23) passes through the second four-way switching valve (22), flows into the second suction pipe (45), and is sucked into the second compressor (42).
[0069]
The second compressor (42) compresses the sucked refrigerant. The refrigerant compressed to the intermediate pressure by the second compressor (42) is discharged to the second discharge pipe (46). The intermediate-pressure refrigerant passes from the first branch pipe (46a) of the second discharge pipe (46) through the connection pipe (35), passes through the first four-way switching valve (21), and flows into the first suction pipe (43). Flows into Thereafter, the refrigerant merges with the refrigerant sent from the supercooling pipe (63) and is sucked into the first compressor (41). The first compressor (41) compresses the sucked refrigerant and discharges the compressed high-pressure refrigerant. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0070]
《Defrost operation》
The operation during the defrost operation will be described with reference to FIG. This defrost operation is an operation for melting frost attached to the outdoor heat exchanger (23), and is performed as appropriate during the first heating operation or the second heating operation.
[0071]
During the defrost operation, both the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are turned on (the state shown by the broken line in FIG. 4). Further, the subcooling expansion valve (64) is maintained in a fully closed state. In this state, the first compressor (41) is operated, and the second compressor (42) is stopped. Then, in the refrigerant circuit (15), the refrigerant circulates in substantially the same manner as in the cooling operation. That is, in this defrost operation, so-called reverse cycle defrost is performed.
[0072]
The refrigerant compressed by the first compressor (41) is discharged to the first discharge pipe (44). This refrigerant flows into the second branch pipe (44b) of the first discharge pipe (44), and is introduced into the outdoor heat exchanger (23) through the second four-way switching valve (22). In the outdoor heat exchanger (23), the frost is melted by the introduced refrigerant. The refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger (23) passes through the receiver (24) and the subcooling heat exchanger (60) in order, and is sent to the outdoor expansion valve (25). This refrigerant is sent to the indoor circuit (80) after being depressurized by the outdoor expansion valve (25), and is introduced into the heat storage heat exchanger (67) of the heat storage device (65) after passing through the indoor heat exchanger (81). Is done.
[0073]
The refrigerant introduced into the heat storage heat exchanger (67) exchanges heat with the heat storage medium in the heated tank (66) during the heating operation. Then, in the heat storage heat exchanger (67), the refrigerant absorbs heat from the heat storage medium and evaporates. The refrigerant evaporated in the heat storage heat exchanger (67) passes through the first four-way switching valve (21), and is sucked into the first compressor (41) through the first suction pipe (43). The first compressor (41) compresses the sucked refrigerant and discharges it again. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated, and the outdoor heat exchanger (23) is defrosted using the heat stored in the heat storage (65).
[0074]
<< When the first compressor fails >>
In the air conditioner (10) of the present embodiment, even when the first compressor (41) fails and becomes inoperable, only the second compressor (42) is operated to perform the heating operation. be able to. The operation during the heating operation using only the second compressor (42) will be described with reference to FIG.
[0075]
During this operation, both the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are in the off state (the state shown by the solid line in FIG. 5). Further, the subcooling expansion valve (64) is maintained in a fully closed state. In this state, only the operable second compressor (42) is operated. In the refrigerant circuit (15), the refrigerant circulates, and a so-called single-stage refrigeration cycle is performed.
[0076]
The refrigerant compressed by the second compressor (42) is discharged to the second discharge pipe (46). The refrigerant flows into the second branch pipe (44b) of the first discharge pipe (44) through the second branch pipe (46b) of the second discharge pipe (46), and flows through the first four-way switching valve (21). Then, it flows into the heat storage heat exchanger (67). In the heat storage device (65), the refrigerant flowing into the heat storage heat exchanger (67) radiates heat to the heat storage medium, and the heat storage medium is heated. The refrigerant that has exited from the heat storage heat exchanger (67) flows into the indoor circuit (80) through the gas-side communication pipe (17), and is introduced into the indoor heat exchanger (81). In the indoor heat exchanger (81), the refrigerant radiates heat to indoor air and condenses. That is, indoor air is heated in the indoor heat exchanger (81).
[0077]
The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (81) flows into the outdoor circuit (20) through the liquid side communication pipe (16). Thereafter, the refrigerant flows into the receiver (24) through the second pipe (32) of the bridge circuit (30). The liquid refrigerant flowing out of the receiver (24) is sent to the outdoor expansion valve (25) after passing through the subcooling heat exchanger (60), and is decompressed when passing through the outdoor expansion valve (25).
[0078]
The refrigerant decompressed by the outdoor expansion valve (25) passes through the fourth pipe (34) of the bridge circuit (30) and is introduced into the outdoor heat exchanger (23). In the outdoor heat exchanger (23), the refrigerant absorbs heat from outdoor air and evaporates. The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (23) passes through the second four-way switching valve (22), flows into the second suction pipe (45), and is sucked into the first compressor (41). The first compressor (41) compresses the sucked refrigerant and discharges it again. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0079]
-Effects of Embodiment 1-
In the air conditioner (10) of the first embodiment, a first heating operation in which a single-stage compression refrigeration cycle is performed and a second heating operation in which a two-stage compression refrigeration cycle is performed are possible. For this reason, when the outside air temperature is extremely low and the required heating capacity cannot be obtained in the single-stage compression refrigeration cycle, a sufficient heating capacity can be secured by performing the second heating operation. On the other hand, if the outside air temperature is not so low and a sufficient heating capacity can be obtained even in a single-stage compression refrigeration cycle, a COP similar to that of the conventional air conditioner (10) can be obtained by performing the first heating operation. Is also possible. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to avoid a decrease in the COP of the air conditioner (10) during the heating operation in a state where the outside air temperature is not so low, and at the same time, to perform a sufficient heating even in an extremely low outside air temperature state We can show ability.
[0080]
According to the air conditioner (10) of the present embodiment, not only the heat absorbed by the refrigerant in the indoor heat exchanger (81) but also the heat stored in the heat storage medium of the heat storage device (65) is used. Thus, the outdoor heat exchanger (23) can be defrosted. For this reason, it is possible to reduce the time required for defrosting the outdoor heat exchanger (23). Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the time required for the defrost operation in which the indoor heating must be stopped, and to suppress a decrease in comfort due to the defrost of the outdoor heat exchanger (23).
[0081]
Embodiment 2 of the present invention
The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that the configuration of the refrigerant circuit (15) is changed, and the outdoor circuit (20) does not include the regenerator (65) and the supercooling heat exchanger (60). is there. Here, the outdoor circuit (20) of the present embodiment will be described.
[0082]
As shown in FIG. 6, the outdoor circuit (20) includes a first compressor (41), a second compressor (42), a first four-way switching valve (21), a second four-way switching valve (22), and an outdoor circuit. A heat exchanger (23), an outdoor expansion valve (25), a bridge circuit (30), a receiver (24), a liquid side shutoff valve (26), and a gas side shutoff valve (27) are provided. The configuration of these devices themselves is the same as in the first embodiment.
[0083]
The first compressor (41) has one end of a first suction pipe (43) connected to its suction side, and one end of the first discharge pipe (44) connected to its discharge side. The other end of the first suction pipe (43) is connected to a first port of the first four-way switching valve (21). The first suction pipe (43) is provided with a switching check valve (95). The switching check valve (95) allows only the refrigerant to flow from the first four-way switching valve (21) to the first compressor (41). On the other hand, the first discharge pipe (44) is branched at the other end into a first branch pipe (44a) and a second branch pipe (44b). The first discharge pipe (44) has a first branch pipe (44a) connected to the second port of the first four-way switching valve (21), and a second branch pipe (44b) having a second four-way switching valve (21). 22) is connected to the second port. In the refrigerant circuit (15), the first four-way switching valve (21), the second four-way switching valve (22), and the switching check valve (95) constitute a switching mechanism (100).
[0084]
The second compressor (42) has one end of a second suction pipe (45) connected to its suction side, and one end of the second discharge pipe (46) connected to its discharge side. The other end of the second suction pipe (45) is connected to the first port of the second four-way switching valve (22). On the other hand, the other end of the second discharge pipe (46) is connected between the switching check valve (95) and the first compressor (41) in the first suction pipe (43). A check valve (96) is provided in the second discharge pipe (46). The check valve (96) allows only the flow of the refrigerant from the second compressor (42) to the first suction pipe (43).
[0085]
Further, an oil separator (51) is provided in the second discharge pipe (46). The oil separator (51) is for removing refrigeration oil from the refrigerant discharged from the second compressor (42), and is disposed between the second compressor (42) and the switching check valve (95). Have been. One end of an oil return pipe (52) is connected to the oil separator (51). The other end of the oil return pipe (52) is connected to the second suction pipe (45). The oil return pipe (52) is provided with a capillary tube (CP).
[0086]
The outdoor circuit (20) is provided with a bypass pipe (37). One end of the bypass pipe (37) is connected to the second suction pipe (45), and the other end is connected between the oil separator (51) and the check valve (96) in the second discharge pipe (46). Have been. The bypass pipe (37) is provided with a check valve (97). The check valve (97) allows only the flow of the refrigerant from one end of the bypass pipe (37) to the other end.
[0087]
The outdoor heat exchanger (23) has one end connected to the fourth port of the second four-way switching valve (22), and the other end connected to a bridge circuit (30). As in the first embodiment, a receiver (24), an outdoor expansion valve (25), and a liquid-side shutoff valve (26) are connected to the bridge circuit (30). However, in the present embodiment, the outdoor expansion valve (25) is directly connected to the receiver (24).
[0088]
As described above, the first four-way switching valve (21) has its first port on the suction side of the first compressor (41) and its second port on the discharge side of the first compressor (41). , Its fourth port is connected to the outdoor heat exchanger (23), respectively. The first four-way switching valve (21) has a third port connected to the gas-side shut-off valve (27). The first four-way switching valve (21) is in an ON state (a state shown by a broken line in FIG. 6) in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other. The state is switched to an off state (a state shown by a solid line in FIG. 6) in which the first port and the fourth port communicate with each other and the second port and the third port communicate with each other.
[0089]
On the other hand, the second four-way switching valve (22) has a first port on the suction side of the second compressor (42) and a second port on the second branch pipe (44b) of the first discharge pipe (44). ). The second four-way switching valve (22) has a third port sealed and a fourth port connected to the outdoor heat exchanger (23). The second four-way switching valve (22) is in an ON state (a state shown by a broken line in FIG. 6) in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other. The state is switched to an off state (a state shown by a solid line in FIG. 6) in which the first port and the fourth port communicate with each other and the second port and the third port communicate with each other. That is, the second four-way switching valve (22) is used as a three-way valve.
[0090]
As in the first embodiment, the outdoor circuit (20) of this embodiment includes an outdoor heat exchanger temperature sensor (72), a first suction temperature sensor (73), a first suction pressure sensor (74), and a discharge temperature. A sensor (77), a second suction temperature sensor (75), and a second suction pressure sensor (76) are provided. However, the first discharge pipe (44) of the outdoor circuit (20) is provided with a high pressure switch (79) instead of the discharge pressure sensor (78) of the first embodiment.
[0091]
-Driving operation-
The operation of the air conditioner (10) will be described. The air conditioner (10) performs a cooling operation, a first heating operation, a second heating operation, and a defrost operation. The cooling operation, the first heating operation, the second heating operation, and the defrost operation are mutually switched by the operation of the switching mechanism (100).
[0092]
《Cooling operation》
The operation during the cooling operation will be described with reference to FIG.
[0093]
During the cooling operation, the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are both turned on (the state shown by the broken line in FIG. 6). In this state, the first compressor (41) is operated, and the second compressor (42) is stopped. In the refrigerant circuit (15), the refrigerant circulates, and a so-called single-stage refrigeration cycle is performed.
[0094]
The refrigerant compressed by the first compressor (41) is discharged to the first discharge pipe (44). This refrigerant is introduced into the outdoor heat exchanger (23) through the first four-way switching valve (21). In the outdoor heat exchanger (23), the refrigerant releases heat to outdoor air and condenses. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (23) flows into the receiver (24) through the first pipe (31) of the bridge circuit (30).
[0095]
The liquid refrigerant flowing out of the receiver (24) is reduced in pressure by the outdoor expansion valve (25), and then flows into the liquid-side communication pipe (16) through the third pipe (33) of the bridge circuit (30). Thereafter, the refrigerant flows into the indoor circuit (80) through the liquid side communication pipe (16), and is introduced into the indoor heat exchanger (81). In the indoor heat exchanger (81), the refrigerant absorbs heat from indoor air and evaporates. That is, indoor air is cooled in the indoor heat exchanger (81).
[0096]
The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (81) flows into the outdoor circuit (20) through the gas side communication pipe (17). This refrigerant passes through the first four-way switching valve (21), and is sucked into the first compressor (41) through the first suction pipe (43). The first compressor (41) compresses the sucked refrigerant and discharges it again. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0097]
《First heating operation》
The operation during the first heating operation will be described with reference to FIG. The first heating operation is performed when the outside air temperature is not so low (for example, when the temperature is 0 ° C. or higher).
[0098]
During the first heating operation, both the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are in the off state (the state shown by the solid line in FIG. 7). In this state, the first compressor (41) is operated, and the second compressor (42) is stopped. In the refrigerant circuit (15), the refrigerant circulates, and a so-called single-stage refrigeration cycle is performed.
[0099]
The refrigerant compressed by the first compressor (41) is discharged to the first discharge pipe (44). This refrigerant flows into the gas side communication pipe (17) through the first four-way switching valve (21). Thereafter, the refrigerant flows into the indoor circuit (80) through the gas side communication pipe (17), and is introduced into the indoor heat exchanger (81). In the indoor heat exchanger (81), the refrigerant radiates heat to indoor air and condenses. That is, indoor air is heated in the indoor heat exchanger (81).
[0100]
The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (81) flows into the outdoor circuit (20) through the liquid side communication pipe (16). Thereafter, the refrigerant flows into the receiver (24) through the second pipe (32) of the bridge circuit (30). The liquid refrigerant flowing out of the receiver (24) is decompressed by the outdoor expansion valve (25), and then introduced into the outdoor heat exchanger (23) through the fourth pipe (34) of the bridge circuit (30). . In the outdoor heat exchanger (23), the refrigerant absorbs heat from outdoor air and evaporates.
[0101]
The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (23) passes through the first four-way switching valve (21), flows into the first suction pipe (43), and is sucked into the first compressor (41). The first compressor (41) compresses the sucked refrigerant and discharges it again. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0102]
《Second heating operation》
The operation during the second heating operation will be described with reference to FIG. The second heating operation is performed when the outside air temperature is relatively low (for example, when the outside air temperature is about -20 ° C to 0 ° C).
[0103]
During the second heating operation, both the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are in the off state (the state shown by the solid line in FIG. 8). In this state, both the first compressor (41) and the second compressor (42) are operated. In the refrigerant circuit (15), the refrigerant circulates, and a so-called two-stage refrigeration cycle is performed.
[0104]
The refrigerant compressed by the first compressor (41) is discharged to the first discharge pipe (44). This refrigerant flows into the gas side communication pipe (17) through the first four-way switching valve (21). Thereafter, the refrigerant flows into the indoor circuit (80) through the gas side communication pipe (17), and is introduced into the indoor heat exchanger (81). In the indoor heat exchanger (81), the refrigerant radiates heat to indoor air and condenses. That is, indoor air is heated in the indoor heat exchanger (81).
[0105]
The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (81) flows into the outdoor circuit (20) through the liquid side communication pipe (16). Thereafter, the refrigerant flows into the receiver (24) through the second pipe (32) of the bridge circuit (30). The liquid refrigerant flowing out of the receiver (24) is decompressed by the outdoor expansion valve (25), and then introduced into the outdoor heat exchanger (23) through the fourth pipe (34) of the bridge circuit (30). . In the outdoor heat exchanger (23), the refrigerant absorbs heat from outdoor air and evaporates.
[0106]
The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (23) passes through the second four-way switching valve (22), flows into the second suction pipe (45), and is sucked into the second compressor (42). The second compressor (42) compresses the sucked refrigerant. The refrigerant compressed to the intermediate pressure by the second compressor (42) is discharged to the second discharge pipe (46). The intermediate pressure refrigerant is sucked into the first compressor (41) from the second discharge pipe (46) through the first suction pipe (43). The first compressor (41) compresses the sucked refrigerant and discharges the compressed high-pressure refrigerant. In the refrigerant circuit (15), such circulation of the refrigerant is repeated.
[0107]
《Defrost operation》
The operation during the defrost operation will be described. This defrost operation is an operation for melting frost attached to the outdoor heat exchanger (23), and is performed as appropriate during the first heating operation or the second heating operation.
[0108]
In the defrost operation, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (15) in exactly the same manner as in the cooling operation (see FIG. 6). That is, in this defrost operation, so-called reverse cycle defrost is performed.
[0109]
Specifically, the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are both turned on (the state shown by the broken line in FIG. 6). In this state, the first compressor (41) is operated, and the second compressor (42) is stopped. Then, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the first compressor (41) is introduced into the outdoor heat exchanger (23), and the refrigerant melts frost attached to the outdoor heat exchanger (23).
[0110]
【The invention's effect】
In the air conditioner (10) of the present invention, a first heating operation in which a single-stage compression refrigeration cycle is performed and a second heating operation in which a two-stage compression refrigeration cycle is performed are possible. For this reason, when the outside air temperature is extremely low and the required heating capacity cannot be obtained in the single-stage compression refrigeration cycle, a sufficient heating capacity can be secured by performing the second heating operation. On the other hand, if the outside air temperature is not so low and a sufficient heating capacity can be obtained even in a single-stage compression refrigeration cycle, a COP similar to that of the conventional air conditioner (10) can be obtained by performing the first heating operation. Is also possible. Therefore, according to the present invention, it is possible to exhibit a sufficient heating capacity even in a state where the outside air temperature is extremely low without lowering the COP of the air conditioner (10) during a heating operation in a state where the outside air temperature is not so low. Can be.
[0111]
According to the fourth aspect of the present invention, not only the heat absorbed by the refrigerant in the indoor heat exchanger (81) but also the heat stored in the heat storage medium of the heat storage device (65) is used to perform outdoor heat exchange. The vessel (23) can be defrosted. For this reason, it is possible to reduce the time required for defrosting the outdoor heat exchanger (23). Therefore, according to the third aspect of the present invention, it is possible to reduce the time required for the defrost operation in which the indoor heating must be stopped, and to suppress a decrease in comfort associated with the defrost of the outdoor heat exchanger (23).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a piping diagram illustrating a configuration of a refrigerant circuit and a refrigerant flow path during a cooling operation in the air-conditioning apparatus according to Embodiment 1.
FIG. 2 is a piping diagram illustrating a refrigerant flow path during a first heating operation in the air-conditioning apparatus according to Embodiment 1.
FIG. 3 is a piping diagram illustrating a refrigerant flow path during a second heating operation in the air-conditioning apparatus according to Embodiment 1.
FIG. 4 is a piping diagram illustrating a refrigerant flow path during a defrost operation in the air-conditioning apparatus according to Embodiment 1.
FIG. 5 is a piping diagram illustrating a refrigerant flow path during a heating operation when the first compressor fails in the air-conditioning apparatus according to Embodiment 1.
FIG. 6 is a piping diagram illustrating a configuration of a refrigerant circuit and a refrigerant flow path during a cooling operation in the air-conditioning apparatus according to Embodiment 2.
FIG. 7 is a piping diagram illustrating a refrigerant circulation path during a first heating operation in the air-conditioning apparatus according to Embodiment 2.
FIG. 8 is a piping diagram illustrating a refrigerant flow path during a second heating operation in the air-conditioning apparatus according to Embodiment 2.
[Explanation of symbols]
(15) Refrigerant circuit
(21) First four-way switching valve (first switching valve)
(22) Second four-way switching valve (second switching valve)
(23) Outdoor heat exchanger
(35) Connection pipe (piping)
(41) First compressor
(42) Second compressor
(65) Heat storage
(81) Indoor heat exchanger
(93) Check valve for switching
(95) Check valve for switching
(100) Switching mechanism

Claims (4)

第１圧縮機（４１）、第２圧縮機（４２）、室外熱交換器（２３）、及び室内熱交換器（８１）が設けられた冷媒回路（１５）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行い、
第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う冷房運転と、第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う第１暖房運転と、第１圧縮機（４１）で圧縮した冷媒を第２圧縮機（４２）で更に圧縮して二段圧縮冷凍サイクルを行う第２暖房運転とを相互に切り換えるための切換機構（１００）を備える空気調和装置であって、
上記切換機構（１００）は、第１切換弁（２１）、第２切換弁（２２）、及び切換用逆止弁（９３）によって構成される一方、
上記第１切換弁（２１）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通する冷房用状態と第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通する暖房用状態とに切り換わる四方切換弁であって、第１のポートが第１圧縮機（４１）の吸入側に、第２のポートが第１圧縮機（４１）の吐出側に、第３のポートが室内熱交換器（８１）に、第４のポートが第２圧縮機（４２）の吐出側及び室外熱交換器（２３）にそれぞれ接続され、
上記第２切換弁（２２）は、第１圧縮機（４１）の吐出側が室外熱交換器（２３）に連通する冷房用状態と第２圧縮機（４２）の吸入側が室外熱交換器（２３）に連通する暖房用状態とに切り換わり、
上記切換用逆止弁（９３）は、第１切換弁（２１）の第４のポートと室外熱交換器（２３）を接続する配管（３５）に設けられて、室外熱交換器（２３）から第１切換弁（２１）へ向かう冷媒の流通だけを許容している空気調和装置。The refrigerant is circulated in the refrigerant circuit (15) provided with the first compressor (41), the second compressor (42), the outdoor heat exchanger (23), and the indoor heat exchanger (81), thereby performing a refrigeration cycle. Do
A cooling operation in which a single-stage compression refrigeration cycle is performed by compressing a refrigerant only with the first compressor (41), and a first heating operation in which a single-stage compression refrigeration cycle is performed by compressing a refrigerant only with the first compressor (41). And a switching mechanism (100) for mutually switching between a second heating operation in which the refrigerant compressed by the first compressor (41) is further compressed by the second compressor (42) to perform a two-stage compression refrigeration cycle. An air conditioner comprising:
The switching mechanism (100) includes a first switching valve (21), a second switching valve (22), and a switching check valve (93).
The first switching valve (21) is in a cooling state in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other, and the first and fourth ports communicate with each other. A four-way switching valve that switches to a heating state in which the second port and the third port communicate with each other, wherein the first port is on the suction side of the first compressor (41), and the second port is On the discharge side of the first compressor (41), the third port is connected to the indoor heat exchanger (81), and the fourth port is connected to the discharge side of the second compressor (42) and the outdoor heat exchanger (23). Connected respectively,
The second switching valve (22) has a cooling state in which the discharge side of the first compressor (41) communicates with the outdoor heat exchanger (23) and the outdoor heat exchanger (23) in the suction side of the second compressor (42). ) Is switched to the heating state that communicates with
The switching check valve (93) is provided in a pipe (35) connecting the fourth port of the first switching valve (21) and the outdoor heat exchanger (23), and the outdoor heat exchanger (23). An air conditioner that permits only the flow of the refrigerant from the refrigerant to the first switching valve (21). 第１圧縮機（４１）、第２圧縮機（４２）、室外熱交換器（２３）、及び室内熱交換器（８１）が設けられた冷媒回路（１５）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行い、
第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う冷房運転と、第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う第１暖房運転と、第１圧縮機（４１）で圧縮した冷媒を第２圧縮機（４２）で更に圧縮して二段圧縮冷凍サイクルを行う第２暖房運転とを相互に切り換えるための切換機構（１００）を備える空気調和装置であって、
上記切換機構（１００）は、第１切換弁（２１）、第２切換弁（２２）、及び切換用逆止弁（９５）によって構成される一方、
上記第１切換弁（２１）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通する冷房用状態と第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通する暖房用状態とに切り換わる四方切換弁であって、第１のポートが第１圧縮機（４１）の吸入側に、第２のポートが第１圧縮機（４１）の吐出側に、第３のポートが室内熱交換器（８１）に、第４のポートが室外熱交換器（２３）にそれぞれ接続され、
上記第２切換弁（２２）は、第２圧縮機（４２）の吸入側と室外熱交換器（２３）の間が遮断される冷房用状態と第２圧縮機（４２）の吸入側が室外熱交換器（２３）に連通する暖房用状態とに切り換わり、
上記切換用逆止弁（９５）は、第１切換弁（２１）の第１のポートから第１圧縮機（４１）の吸入側へ向かう冷媒の流通を許容し、且つ第２圧縮機（４２）の吐出側から第１切換弁（２１）の第１のポートへ向かう冷媒の流通を阻止している空気調和装置。The refrigerant is circulated in the refrigerant circuit (15) provided with the first compressor (41), the second compressor (42), the outdoor heat exchanger (23), and the indoor heat exchanger (81), thereby performing a refrigeration cycle. Do
A cooling operation in which a single-stage compression refrigeration cycle is performed by compressing a refrigerant only with the first compressor (41), and a first heating operation in which a single-stage compression refrigeration cycle is performed by compressing a refrigerant only with the first compressor (41). And a switching mechanism (100) for mutually switching between a second heating operation in which the refrigerant compressed by the first compressor (41) is further compressed by the second compressor (42) to perform a two-stage compression refrigeration cycle. An air conditioner comprising:
The switching mechanism (100) includes a first switching valve (21), a second switching valve (22), and a switching check valve (95).
The first switching valve (21) is in a cooling state in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other, and the first and fourth ports communicate with each other. A four-way switching valve that switches to a heating state in which the second port and the third port communicate with each other, wherein the first port is on the suction side of the first compressor (41), and the second port is The third port is connected to the indoor heat exchanger (81), the fourth port is connected to the outdoor heat exchanger (23), on the discharge side of the first compressor (41), respectively,
The second switching valve (22) is in a cooling state in which the space between the suction side of the second compressor (42) and the outdoor heat exchanger (23) is shut off, and when the suction side of the second compressor (42) has outdoor heat. The state is switched to the heating state communicating with the exchanger (23),
The switching check valve (95) allows the refrigerant to flow from the first port of the first switching valve (21) toward the suction side of the first compressor (41), and allows the second compressor (42) to flow. An air conditioner that blocks the flow of refrigerant from the discharge side of (1) to the first port of the first switching valve (21). 第１圧縮機（４１）、第２圧縮機（４２）、室外熱交換器（２３）、及び室内熱交換器（８１）が設けられた冷媒回路（１５）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う空気調和装置であって、
第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う冷房運転と、第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行う第１暖房運転と、第１圧縮機（４１）で圧縮した冷媒を第２圧縮機（４２）で更に圧縮して二段圧縮冷凍サイクルを行う第２暖房運転と、第１圧縮機（４１）だけで冷媒を圧縮して単段圧縮冷凍サイクルを行うことで室外熱交換器（２３）を除霜するデフロスト運転とが可能に構成されている空気調和装置。The refrigerant is circulated in the refrigerant circuit (15) provided with the first compressor (41), the second compressor (42), the outdoor heat exchanger (23), and the indoor heat exchanger (81), thereby performing a refrigeration cycle. An air conditioner to perform,
A cooling operation in which a single-stage compression refrigeration cycle is performed by compressing a refrigerant only with the first compressor (41), and a first heating operation in which a single-stage compression refrigeration cycle is performed by compressing a refrigerant only with the first compressor (41). And a second heating operation in which the refrigerant compressed by the first compressor (41) is further compressed by the second compressor (42) to perform a two-stage compression refrigeration cycle, and the refrigerant is discharged only by the first compressor (41). An air conditioner configured to be capable of performing a defrost operation of defrosting the outdoor heat exchanger (23) by performing compression and performing a single-stage compression refrigeration cycle. 請求項３記載の空気調和装置において、
第１暖房運転中又は第２暖房運転中には第１圧縮機（４１）吐出された冷媒によって蓄熱媒体を加熱し、デフロスト運転中には第１圧縮機（４１）へ吸入される冷媒を蓄熱媒体によって予め加熱する蓄熱器（６５）を備えている空気調和装置。The air conditioner according to claim 3,
During the first heating operation or the second heating operation, the heat storage medium is heated by the refrigerant discharged from the first compressor (41), and during the defrost operation, the refrigerant sucked into the first compressor (41) is stored. An air conditioner including a regenerator (65) preheated by a medium.
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