JP2004198085A

JP2004198085A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2004198085A
Application number: JP2002370563A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Yamamoto; 敏浩山本
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】室外ユニットの主熱交換器および補助熱交換器を１つの四方弁により使い分けることができ、これによりコストの上昇を招くことなく、各室内ユニットの冷房負荷および暖房負荷に見合う最適な冷・暖同時運転が可能な空気調和機を提供する。
【解決手段】室外ユニットＡの主熱交換器６ａと補助熱交換器６ｂを１つの四方弁５によって使い分ける。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、室外ユニットおよび複数台の室内ユニットを備え、各室内ユニットで冷房と暖房の同時運転が可能な空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室外ユニットおよび複数台の室内ユニットを備え、各室内ユニットで冷房と暖房の同時運転が可能な空気調和機がある。この空気調和機の例として、容量が互いに異なる複数の室外熱交換器を室外ユニットに設け、冷・暖同時運転時に容量の小さい方の室外熱交換器を使用するものがある。（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
容量が互いに異なる複数の室外熱交換器を室外ユニットに設けるとともに、その室外ユニットと各室内ユニットとの間に切換ユニットを設け、切換ユニットにおける複数の弁を開閉することで各室内ユニットでの冷媒流れ方向を冷房用と暖房用にそれぞれ設定するとともに、各室内ユニットの要求冷房能力と要求暖房能力とが同じ場合に容量の小さい方の室外熱交換器を使用する空気調和機もある（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
室外ユニットに複数の室外熱交換器を設けるとともに、室外ユニットと各室内ユニットとの間に切換ユニットを設け、その切換ユニットにおける複数の弁を各室内ユニットの運転モードに応じて開閉することで各室内ユニットに流れる冷媒の方向をそれぞれ冷房用と暖房用に設定するとともに、各室内ユニットの運転モードに応じて各室外熱交換器を選択的に使用する空気調和機もある（例えば特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３３２６３７号公報（図１）
【０００６】
【特許文献２】
特許第３０３５５９９号公報
【０００７】
【特許文献３】
特許第２９７４１７９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記各例のように、室外ユニットの各室外熱交換器を使い分けるものでは、使い分けのための多数の二方弁が室外ユニットに設けられており、コストの上昇を招くという問題がある。二方弁の使用数を減らすと、各室内ユニットの冷房負荷および暖房負荷にそれぞれ見合う最適な運転が不可能となる。
【０００９】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、室外ユニットの主熱交換器および補助熱交換器を１つの四方弁により使い分けることができ、これによりコストの上昇を招くことなく各室内ユニットの冷房負荷および暖房負荷に見合う最適な冷・暖同時運転が可能な空気調和機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の空気調和機は、室外ユニットと、複数の室内ユニットと、液管と、吐出ガス管と、吸込ガス管と、切換ユニットと、制御手段と、を備えている。
室外ユニットは、圧縮機、四方弁、主熱交換器、補助熱交換器、流量調整弁を有し、圧縮機から主熱交換器へ冷媒が流れる第１流路、圧縮機から補助熱交換器へ冷媒が流れる第２流路、主熱交換器から圧縮機の吸込側へ冷媒が流れる第３流路、補助熱交換器から圧縮機の吸込側へ冷媒が流れる第４流路を上記四方弁により形成する。各室内ユニットは、室内熱交換器を有している。液管は、主熱交換器または補助熱交換器から流出する液冷媒を各室内熱交換器に導くとともに、各室内熱交換器から流出する液冷媒を前記圧縮機の吸込側に導くためのものである。吐出ガス管は、圧縮機の吐出冷媒を各室内熱交換器に導くためのものである。吸込ガス管は、各室内熱交換器から流出するガス冷媒を圧縮機の吸込側に導くためのものである。切換ユニットは、主熱交換器または補助熱交換器から流出して液管に流れる液冷媒を各室内熱交換器に導くとともにその各室内熱交換器から流出するガス冷媒を吸込ガス管に導く冷房用流路、および圧縮機から吐出ガス管に導かれるガス冷媒を各室内熱交換器に導くとともにその各室内熱交換器から流出する液冷媒を液管に導く暖房用流路を選択的に形成する。制御手段は、各室内ユニットの要求運転モードに応じて、室外ユニットにおける各流路の形成および切換ユニットにおける各流路の形成を制御する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［１］以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、室外ユニットＡに液管２１、吐出ガス管２２、吸込ガス管２３および複数の切換ユニットＢを介して複数の室内ユニットＣが接続されている。
【００１２】
室外ユニットＡにおいて、１は容量可変型の圧縮機で、冷媒を吸込んで圧縮し、圧縮した冷媒を吐出する。この圧縮機１の駆動用としてインバータ６０が設けられている。インバータ６０は、商用交流電源６１の電圧を整流し、その整流後の電圧を後述の制御部５０の指令に応じた周波数の交流電圧に変換し、出力する。この出力により、圧縮機１が駆動される。また、圧縮機１は密閉ケースで被われており、その密閉ケースには内部の部品の潤滑作用を保つために潤滑油が入っている。この潤滑油の一部が、冷媒の吐出に伴い、密閉ケースから流出する。
【００１３】
圧縮機１の冷媒吐出口に冷媒吐出管２、油分離器（オイルセパレータともいう）３、および高圧側配管４を介して四方弁５が接続されている。油分離器３は、冷媒に含まれている潤滑油を分離して収容する。
四方弁５は、通電オフ時に図示の状態となり、高圧側配管４から主熱交換器（室外熱交換器）６ａへ冷媒が流れる第１流路を形成するとともに、補助熱交換器（室外熱交換器）６ｂから後述の低圧側配管１０へ冷媒が流れる第４流路を形成する。また、四方弁５は、通電オン時に切換作動し、高圧側配管４から補助熱交換器６ｂへ冷媒が流れる第２流路を形成するとともに、主熱交換器６ａから後述の低圧側配管１０へ冷媒が流れる第３流路を形成する。主熱交換器６ａおよび補助熱交換器６ｂは、流入する冷媒と室外ファン７から供給される外気との熱交換を行う。補助熱交換器６ｂは、容量が、主熱交換器６ａの容量の２０％以下である。
【００１４】
主熱交換器６ａと上記液管２１との間の冷媒流路に、流量調整弁（第１流量調整弁）８ａおよび冷媒調整タンク（リキッドタンクともいう）９が接続されている。補助熱交換器６ｂと上記液管２１との間の冷媒流路に、流量調整弁（第２流量調整弁）８ｂおよび上記冷媒調整タンク９が接続されている。流量調整弁８ａ，８ｂは、入力される駆動パルス信号の数に応じて開度が連続的に変化するパルスモータバルブいわゆるＰＭＶである。また、流量調整弁８ｂは、流量調整弁８ａよりも小さい口径を有している。
【００１５】
上記吸込ガス管２３は、低圧側配管１０、アキュームレータ１１、および冷媒吸込管１２を介して圧縮機１の冷媒吸込口に接続されている。そして、上記油分離器３から冷媒吸込管１２にかけて、潤滑油を圧縮機１の吸込側に戻すための油戻し管１３が接続されている。
【００１６】
上記吐出ガス管２２は、ガス管１４を介して上記高圧側配管４に接続されている。この接続により、圧縮機１から吐出されるガス冷媒が各切換ユニットＢおよび各室内ユニットＣに導かれる。
【００１７】
上記冷媒吐出管２に圧力センサ１６が設けられ、冷媒吸込管１２に圧力センサ１７および温度センサ１８が設けられている。圧力センサ１６は、圧縮機１から吐出される冷媒の圧力Ｐｄを検知する。圧力センサ１７および温度センサ１８は、圧縮機１に吸込まれる冷媒の圧力Ｐｓおよび温度Ｔｓを検知する。
【００１８】
上記主熱交換器６ａと流量調整弁８ａとの間の配管に、冷媒の温度を検知するための温度センサ１９ａが設けられている。補助熱交換器６ｂと流量調整弁８ｂとの間の配管に、冷媒の温度を検知するための温度センサ１９ｂが設けられている。
各切換ユニットＢは、液管３１、ガス管３２，３３、二方弁３４，３５を有し、主熱交換器６ａおよび補助熱交換器６ｂのいずれかから流出して液管２１に流れる液冷媒を液管３１を通して各室内ユニットＣに導くとともにその各室内ユニットＣから流出するガス冷媒をガス管３３および二方弁３５を通して吸込ガス管２３に導く冷房用流路、および圧縮機１から吐出されて吐出ガス管２２に流れるガス冷媒をガス管３２および二方弁３４を通して各室内ユニットＣに導くとともにその各室内ユニットＣから流出する液冷媒を液管３１を通して液管２１に導く暖房用流路を、選択的に形成する。
【００１９】
各室内ユニットＣは、室内流量調整弁４１、室内熱交換器４２、室内ファン４３、温度センサ４４，４５を有している。室内流量調整弁４１は、室内熱交換器４２に流れる冷媒の量を調整する。室内熱交換器４２は、流入する冷媒と室内ファン４３から供給される室内空気との熱交換を行う。温度センサ４４，４５は、室内熱交換器４２に流入する冷媒の温度、および室内熱交換器４２から流出する冷媒の温度を検知する。
【００２０】
以上の配管接続により、各室内ユニットＣの冷・暖同時運転が可能な冷凍サイクルが構成されている。
【００２１】
一方、制御部５０に、室外ユニットＡ、各切換ユニットＢ、各室内ユニットＣ、および操作部５１が接続されている。この制御部５０は、主要の機能として、操作部５１の操作に基づく各室内ユニットＣの運転モードに応じて、室外ユニットＡにおける各流路（第１，第２，第３，第４流路）の形成および切換ユニットＢにおける各流路（冷房用流路および暖房用流路）の形成を制御する手段を備えている。
【００２２】
つぎに、作用を説明する。
（１）単独冷房
各室内ユニットＣが全て冷房運転（以下、単独冷房という）のとき、室外ユニットＡでは四方弁５が通電オフ、流量調整弁８ａが全開、流量調整弁８ｂが全閉されて第１流路および第４流路が形成される。各切換ユニットＢでは二方弁３４が閉成（通電オフ）、二方弁３５が開放（通電オン）されて冷房流路が形成される。各室内ユニットＣでは、室内流量調整弁４１が開度制御（過熱度制御）される。
【００２３】
第１流路の形成により、図１に実線矢印で示すように、圧縮機１から吐出されるガス冷媒が四方弁５を通って主熱交換器６ａへ流れ、主熱交換器６ａが凝縮器として機能する。第４流路の形成によって補助熱交換器６ｂと低圧側配管１０とが四方弁５を通して導通するが、流量調整弁８ｂが全閉しているので、補助熱交換器６ｂ内の滞留冷媒が圧縮機１の吸込側へ回収される。この回収により、補助熱交換器６ｂに冷媒が液化して溜まり込む、いわゆる冷媒寝こみを防止することができる。
【００２４】
主熱交換器６ａに流入したガス冷媒は、外気に熱を放出して凝縮する。この液冷媒が、流量調整弁８ａ、冷媒調整タンク９、液管２１、各切換ユニットＢの液管３１、各室内ユニットＣの室内流量調整弁４１を通り、各室内ユニットＣの室内熱交換器４２に流入する。各室内熱交換器４２に流入した液冷媒は、室内空気から熱を奪って蒸発する。
【００２５】
各室内熱交換器４２から流出するガス冷媒は、図１に破線矢印で示すように、切換ユニットＢのガス管３３を通って吸込ガス管２３に流れる。吸込ガス管２３に流れたガス冷媒は、低圧側配管１０、アキュームレータ１１、冷媒吸込管１２を通って圧縮機１に吸込まれる。
【００２６】
こうして、各室内熱交換器４２が蒸発器として機能することにより、各室内ユニットＣが設置されている部屋が冷房される。
【００２７】
この冷房時、各室内ユニットＣが設置されている部屋の冷房負荷（室内温度Ｔａと設定室内温度Ｔａｓとの差）の総負荷に応じて圧縮機１の容量（インバータ６０の出力周波数）が制御される。
【００２８】
各室内ユニットＣでは、室内熱交換器４２に流入する液冷媒の温度Ｔ１が温度センサ４４により検知され、室内熱交換器４２から流出するガス冷媒の温度Ｔ２が温度センサ４５により検知され、両検知温度の差（＝Ｔ２−Ｔ１）が室内熱交換器４２における冷媒の過熱度ＳＨとして検出される。そして、これら過熱度ＳＨが予め定められた目標値ＳＨＯを維持するよう、室内流量調整弁４１の開度が制御される。この過熱度制御により、各室内ユニットＣの冷房負荷に見合う最適量の液冷媒がそれぞれの室内ユニットＣに分配される。
【００２９】
（２）単独冷房（サブ）
上記単独冷房が行われているとき、外気温が低くなったり、あるいは各室内ユニットＣの冷房負荷の減少（室内ユニットＣの運転台数の減少を含む）に伴う圧縮機容量低減によって冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少すると、主熱交換器６ａにおける冷媒の凝縮圧力が低下し、適切な冷房が困難になってしまう。
【００３０】
そこで、主熱交換器６ａから流出する冷媒の温度（凝縮温度）が温度センサ１９ａで検知され、その検知温度に基づいて主熱交換器６ａにおける冷媒の凝縮圧力が求められる。この凝縮圧力が予め定められている設定値よりも低くなると、四方弁５が通電オン、流量調整弁８ａが全閉、流量調整弁８ｂが全開されて第２流路および第３流路が形成される。第１流路および第４流路は遮断される。
【００３１】
第２流路の形成により、図２に実線矢印で示すように、圧縮機１から吐出されるガス冷媒が四方弁５を通って補助熱交換器６ｂへ流れ、補助熱交換器６ｂが凝縮器として機能する。この場合、流量調整弁８ｂが全開されているが、流量調整弁８ｂの口径が流量調整弁８ａの口径よりも小さいので、補助熱交換器６ｂの容量に合わせた適正量のガス冷媒が補助熱交換器６ｂに流れる。
【００３２】
こうして、容量が小さい方の補助熱交換器６ｂが凝縮器として使用されることにより、しかも補助熱交換器６ｂについてはその容量が主熱交換器６ａの容量の２０％以下と十分に小さく設定されていることにより、たとえ外気温が低くなっても、また各室内ユニットＣの冷房負荷の減少に伴う圧縮機容量低減によって冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少しても、凝縮器における冷媒の凝縮圧力を十分に高い状態に保つことができる。よって、適切かつ安定した冷房が可能になる。
【００３３】
外気温が低くなっても、凝縮器における冷媒の凝縮圧力を十分に高い状態に保つことができるので、冷房の許容運転温度範囲を低温度側に拡大することができる。冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少しても、凝縮器における冷媒の凝縮圧力を十分に高い状態に保つことができるので、室内熱交換器４２の許容最小容量を小容量側に拡大することができる。
【００３４】
なお、第３流路の形成によって主熱交換器６ａと低圧側配管１０とが四方弁５を通して導通するが、流量調整弁８ａが全閉しているので、主熱交換器６ａ内の滞留冷媒が圧縮機１の吸込側へ回収される。この回収により、主熱交換器６ａでの冷媒寝こみを防止することができる。
【００３５】
補助熱交換器６ｂから流出する冷媒の温度（凝縮温度）が温度センサ１９ｂで検知され、その検知温度に基づいて補助熱交換器６ｂにおける冷媒の凝縮圧力が求められている。この凝縮圧力が外気温の上昇や冷媒循環量の増大に伴って所定値以上に上昇すると、四方弁５が通電オフされるとともに、流量調整弁８ａが全開され、流量調整弁８ｂの全閉されて、上記（１）の主熱交換器６ａの使用による冷房運転に復帰する。
【００３６】
（３）単独暖房
各室内ユニットＣが全て暖房運転（以下、単独暖房という）のとき、室外ユニットＡでは四方弁５が通電オン、流量調整弁８ａが開度制御（過熱度制御）、流量調整弁８ｂが全閉されて第２流路および第３流路が形成される。各切換ユニットＢでは二方弁３４が開放（通電オン）、二方弁３５が閉成（通電オフ）されて暖房用流路が形成される。各室内ユニットＣでは、室内流量調整弁４１が開度制御（過冷却度制御）される。
【００３７】
各切換ユニットＢで暖房用流路が設定されることにより、図３に実線矢印で示すように、圧縮機１から吐出されたガス冷媒が高圧側配管４、ガス管１４、吐出ガス管２２、各切換ユニットＢのガス管３２を通り、各室内ユニットＣの室内熱交換器４２に流入する。各室内熱交換器４２に流入した液冷媒は、室内空気に熱を奪われて凝縮する。
【００３８】
各室内熱交換器４２から流出する液冷媒は、室内流量調整弁４１、切換ユニットＢの液管３１、および液管２１を通って冷媒調整タンク９に流れる。冷媒調整タンク９を経た液冷媒は、流量調整弁８ａ、主熱交換器６ａ、低圧側配管１０、アキュームレータ１１、および冷媒吸込管１２を通り、圧縮機１に吸込まれる。主熱交換器６ａに流れた液冷媒は、外気から熱を吸収して蒸発する。
【００３９】
こうして、各室内熱交換器４２が凝縮器として機能することにより、各室内ユニットＣが設置されている部屋が暖房される。
【００４０】
この単独暖房時、各室内ユニットＣが設置されている部屋の暖房負荷（設定室内温度Ｔａｓと室内温度Ｔａとの差）の総負荷に応じて圧縮機１の容量（インバータ６０の出力周波数）が制御される。
【００４１】
室外ユニットＡでは、主熱交換器６ａに流入する液冷媒の温度Ｔｉａが温度センサ１９ａにより検知され、主熱交換器６ａから流出して圧縮機１に吸込まれるガス冷媒の温度Ｔｓが温度センサ１８により検知され、この両検知温度の差（＝Ｔｓ−Ｔｉａ）が主熱交換器６ａにおける冷媒の過熱度ＳＨとして検出される。そして、この過熱度ＳＨが予め定められた目標値ＳＨＯを維持するよう、流量調整弁８ａの開度が制御される。
【００４２】
各室内ユニットＣでは、室内熱交換器４２に流入するガス冷媒の温度Ｔ２が温度センサ４５により検知され、室内熱交換器４２から流出する液冷媒の温度Ｔ１が温度センサ４４により検知され、この両検知温度の差（＝Ｔ１−Ｔ２）が室内熱交換器４２における冷媒の過冷却度ＳＣとして検出される。そして、この過冷却度ＳＣが予め定められた目標値ＳＣＯを維持するよう、室内流量調整弁４１の開度が制御される。この過冷却度制御により、各室内ユニットＣの暖房負荷に見合う最適量のガス冷媒がそれぞれの室内ユニットＣに分配される。
【００４３】
（４）単独暖房（サブ）
上記単独暖房が行われているとき、外気温が高くなったり、あるいは各室内ユニットＣの暖房負荷の減少（室内ユニットＣの運転台数の減少を含む）に伴う圧縮機容量低減によって冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少すると、主熱交換器６ａにおける冷媒の蒸発圧力が上昇し、適切な暖房が困難になってしまう。
【００４４】
そこで、主熱交換器６ａから流出して圧縮機１に吸込まれる冷媒の圧力が圧力センサ１７により検知され、その検知圧力に基づいて主熱交換器６ａにおける冷媒の蒸発圧力が求められる。この蒸発圧力が予め定められている設定値よりも高くなると、四方弁５が通電オフ、流量調整弁８ａが全閉、流量調整弁８ｂが開度制御（過熱度制御）されて第１流路および第４流路が形成される。第２流路および第３流路は遮断される。
【００４５】
第１流路が形成されると、図４に実線矢印で示すように、冷媒調整タンク９を経た液冷媒が流量調整弁８ｂおよび補助熱交換器６ｂを通って低圧側配管１０に流れる。
【００４６】
こうして、容量が小さい方の補助熱交換器６ｂが蒸発器として使用されることにより、しかも補助熱交換器６ｂについてはその容量が主熱交換器６ａの容量の２０％以下と十分に小さく設定されていることにより、たとえ外気温が高くなっても、また各室内ユニットＣの暖房負荷の減少に伴う圧縮機容量低減によって冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少しても、蒸発器における冷媒の蒸発圧力を十分に低い状態に保つことができる。よって、適切かつ安定した暖房が可能になる。
【００４７】
外気温が高くなっても、蒸発器における冷媒の蒸発圧力を十分に低い状態に保つことができるので、暖房の許容運転温度範囲を高温度側に拡大することができる。冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少しても、蒸発器における冷媒の蒸発圧力を十分に低い状態に保つことができるので、室内熱交換器４２の許容最小容量を小容量側に拡大することができる。
【００４８】
なお、室外ユニットＡでは、補助熱交換器６ｂに流入する液冷媒の温度Ｔｉｂが温度センサ１９ｂにより検知され、補助熱交換器６ｂから流出して圧縮機１に吸込まれるガス冷媒の温度Ｔｓが温度センサ１８により検知され、この両検知温度の差（＝Ｔｓ−Ｔｉｂ）が補助熱交換器６ｂにおける冷媒の過熱度ＳＨとして検出される。そして、この過熱度ＳＨが予め定められた目標値ＳＨＯを維持するよう、流量調整弁８ｂの開度が制御される。
【００４９】
補助熱交換器６ｂから流出して圧縮機１に吸込まれる冷媒の圧力が圧力センサ１７により検知され、その検知圧力に基づいて補助熱交換器６ｂにおける冷媒の蒸発圧力が求められている。この蒸発圧力が外気温の低下や冷媒循環量の増大によって所定値以下に低下すると、四方弁５が通電オンされるとともに、流量調整弁８ａが開度制御され、流量調整弁８ｂが全閉されて、上記（３）の主熱交換器６ａの使用による暖房運転に復帰する。
【００５０】
（５）同時冷房
各室内ユニットＣが冷房運転と暖房運転に分かれ、冷房負荷が暖房負荷より大きい場合、冷房主体の冷・暖同時運転モード（以下、同時冷房という）が設定される。
【００５１】
この同時冷房では、図５に示すように、室外ユニットＡでは四方弁５が通電オフ、流量調整弁８ａが全開または開度制御、流量調整弁８ｂが全閉されて第１流路および第４流路が形成される。冷房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢでは、二方弁３４が閉成、二方弁３５が開放されて、冷房流路が形成される。暖房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢでは、二方弁３４が開放、二方弁３５が閉成されて、暖房流路が形成される。冷房側室内ユニットでは、室内流量調整弁４１が開度制御（過熱度制御）される。暖房側室内ユニットでは、室内流量調整弁４１が開度制御（過冷却度制御）全開される。
【００５２】
第１流路の形成により、図５に実線矢印で示すように、圧縮機１から吐出されるガス冷媒が四方弁５を通って主熱交換器６ａへ流れ、主熱交換器６ａが凝縮器として機能する。第４流路の形成によって補助熱交換器６ｂと低圧側配管１０とが四方弁５を通して導通するが、流量調整弁８ｂが全閉しているので、補助熱交換器６ｂ内の滞留冷媒が圧縮機１の吸込側へ回収される。この回収により、補助熱交換器６ｂに冷媒が液化して溜まり込む、いわゆる冷媒寝こみを防止することができる。
【００５３】
主熱交換器６ａに流入したガス冷媒は、外気に熱を奪われて凝縮する。この液冷媒が、流量調整弁８ａ、冷媒調整タンク９、液管２１、冷房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢの液管３１、冷房側室内ユニットの室内流量調整弁４１を通り、その冷房側室内ユニットの室内熱交換器４２に流入する。室内熱交換器４２に流入した液冷媒は、室内空気から熱を奪って蒸発する。
【００５４】
室内熱交換器４２から流出するガス冷媒は、図５に破線矢印で示すように、冷房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢのガス管３３を通って吸込ガス管２３に流れる。吸込ガス管２３に流れたガス冷媒は、低圧側配管１０、アキュームレータ１１、冷媒吸込管１２を通って圧縮機１に吸込まれる。
【００５５】
こうして、冷房側室内ユニットにおける室内熱交換器４２が蒸発器として機能することにより、冷房側室内ユニットが設置されている部屋が冷房される。
【００５６】
一方、暖房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢで暖房用流路が設定されていることにより、圧縮機１から吐出されたガス冷媒が高圧側配管４、ガス管１４、吐出ガス管２２、同切換ユニットＢのガス管３２を通り、暖房側室内ユニットの室内熱交換器４２に流入する。室内熱交換器４２に流入したガス冷媒は、室内空気に熱を奪われて凝縮する。
【００５７】
暖房側室内ユニットの室内熱交換器４２から流出する液冷媒は、室内流量調整弁４１を通って液管２１に流れ、冷房側室内ユニットに向かう液冷媒の流れに合流する。
【００５８】
こうして、暖房側室内ユニットにおける室内熱交換器４２が凝縮器として機能することにより、暖房側室内ユニットが設置されている部屋が暖房される。
【００５９】
この同時冷房に際し、冷房側室内ユニットの冷房負荷と暖房側室内ユニットの暖房負荷との総負荷が求められ、その総負荷に応じて圧縮機１の容量（インバータ６０の出力周波数）が制御される。
【００６０】
冷房側室内ユニットでは、室内熱交換器４２に流入する液冷媒の温度Ｔ１が各温度センサ４４により検知され、室内熱交換器４２から流出するガス冷媒の温度Ｔ２が各温度センサ４５により検知され、両検知温度の差（＝Ｔ２−Ｔ１）が室内熱交換器４２における冷媒の過熱度ＳＨとして検出される。そして、この過熱度ＳＨが予め定められた目標値ＳＨＯを維持するよう、室内流量調整弁４１の開度が制御される。この過熱度制御により、各室内ユニットＣの冷房負荷に見合う最適量の液冷媒がそれぞれの室内ユニットＣに分配される。
【００６１】
暖房側室内ユニットでは、室内熱交換器４２に流入するガス冷媒の温度Ｔ２が温度センサ４５により検知され、室内熱交換器４２から流出する液冷媒の温度Ｔ１が温度センサ４４により検知され、この両検知温度の差（＝Ｔ１−Ｔ２）が室内熱交換器４２における冷媒の過冷却度ＳＣとして検出される。そして、この過冷却度ＳＣが予め定められた目標値ＳＣＯを維持するよう、室内流量調整弁４１の開度が制御される。この過冷却度制御により、各室内ユニットＣの暖房負荷に見合う最適量のガス冷媒がそれぞれの室内ユニットＣに分配される。
【００６２】
室外ユニットＡでは、主熱交換器６ａから流出する液冷媒の温度が温度センサ１９ａで検知され、その検知温度が主熱交換器６ａにおける冷媒の凝縮圧力として求められる。この凝縮圧力が所定値以上を保つよう、室外ファン７の風量（外気導入量）が制御される。この風量制御により、暖房側室内ユニットの十分な暖房能力が確保される。
【００６３】
（６）同時冷房（サブ）
上記の同時冷房が行われているとき、外気温が低くなったり、あるいは総負荷の減少（冷房負荷と暖房負荷との差が小さくなる）に伴う圧縮機容量低減によって冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少すると、主熱交換器６ａにおける冷媒の凝縮圧力が低下し（外気への放熱量が減少し）、適切な冷房が困難になってしまう。
【００６４】
そこで、主熱交換器６ａから流出する液冷媒の温度が温度センサ１９ａで検知され、その検知温度が主熱交換器６ａにおける冷媒の凝縮圧力として求められる。上記室外ファン７の風量制御にもかかわらず、この凝縮圧力が予め定められている設定値よりも低くなった場合は、四方弁５が通電オン、流量調整弁８ａが全閉、流量調整弁８ｂが全開または開度制御されて第２流路および第３流路が形成される。第１流路および第４流路は遮断される。
【００６５】
第２流路の形成により、圧縮機１から吐出されるガス冷媒が四方弁５を通って補助熱交換器６ｂへ流れ、補助熱交換器６ｂが凝縮器として機能する。この場合、流量調整弁８ｂが全開されているが、流量調整弁８ｂの口径が流量調整弁８ａの口径よりも小さいので、補助熱交換器６ｂの容量に合わせた適正量のガス冷媒が補助熱交換器６ｂに流れるとともに、補助熱交換器６ｂの上流側高圧側配管４からガス管１４、吐出ガス管２２、暖房側室内ユニットへと分流するガス冷媒の量が十分に確保される。
【００６６】
こうして、容量が小さい方の補助熱交換器６ｂが凝縮器として使用されることにより、しかも補助熱交換器６ｂについてはその容量が主熱交換器６ａの容量の２０％以下と十分に小さく設定されていることにより、たとえ外気温が低くなっても、また総負荷の減少に伴う圧縮機容量低減によって冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少しても、補助熱交換器６ｂおよび暖房側室内ユニットにおける凝縮器での冷媒の凝縮圧力を十分に高い状態に保つことができる。よって、冷房側室内ユニットにおける適切かつ安定した冷房が可能になる。
【００６７】
外気温が低くなっても、凝縮器における冷媒の凝縮圧力を十分に高い状態に保つことができるので、冷房の許容運転温度範囲を低温度側に拡大することができる。冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少しても、凝縮器における冷媒の凝縮圧力を十分に高い状態に保つことができるので、室内熱交換器４２の許容最小容量を小容量側に拡大することができる。
【００６８】
なお、第３流路の形成によって主熱交換器６ａと低圧側配管１０とが四方弁５を通して導通するが、流量調整弁８ａが全閉しているので、主熱交換器６ａ内の滞留冷媒が圧縮機１の吸込側へ回収される。この回収により、主熱交換器６ａでの冷媒寝こみを防止することができる。
【００６９】
また、補助熱交換器６ｂから流出する液冷媒の温度が温度センサ１９ｂで検知され、その検知温度が補助熱交換器６ｂにおける冷媒の凝縮圧力として検出される。この凝縮圧力が所定値以上を保つよう、室外ファン７の風量（外気導入量）が制御される。この風量制御により、暖房側室内ユニットの十分な暖房能力が確保される。
【００７０】
補助熱交換器６ｂから流出する冷媒の温度（凝縮温度）が温度センサ１９ｂで検知され、その検知温度に基づいて補助熱交換器６ｂにおける冷媒の凝縮圧力が求められている。この凝縮圧力が外気温の上昇や冷媒循環量の増大に伴って所定値以上に上昇すると、四方弁５が通電オフされ、流量調整弁８ａが全開または開度制御され、流量調整弁８ｂの全閉されて、上記（５）の主熱交換器６ａの使用による冷・暖同時運転に復帰する。
【００７１】
（７）同時暖房
各室内ユニットＣが冷房運転と暖房運転に分かれ、暖房負荷が冷房負荷より大きい場合、暖房主体の冷・暖同時運転モード（以下、同時暖房という）が設定される。
【００７２】
この同時暖房では、図６に示すように、室外ユニットＡでは四方弁５が通電オン、流量調整弁８ａが開度制御（過熱度制御）、流量調整弁８ｂが全閉されて第２流路および第３流路が形成される。暖房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢでは、二方弁３４が開放、二方弁３５が閉成されて暖房用流路が形成される。冷房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢでは、二方弁３４が閉成、二方弁３５が開放されて冷房用流路が形成される。暖房側室内ユニットでは、室内流量調整弁４１が開度制御（過冷却度制御）される。冷房側室内ユニットでは、室内流量調整弁４１が開度制御（過熱度制御）される。
【００７３】
暖房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢで暖房用流路が設定されることにより、図６に実線矢印で示すように、圧縮機１から吐出されたガス冷媒が高圧側配管４、ガス管１４、吐出ガス管２２、同切換ユニットＢのガス管３２を通り、暖房側室内ユニットの室内熱交換器４２に流入する。室内熱交換器４２に流入したガス冷媒は、室内空気に熱を奪われて凝縮する。
【００７４】
暖房側室内ユニットの室内熱交換器４２から流出する液冷媒は、室内流量調整弁４１、暖房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢの液管３１、および液管２１を通って冷媒調整タンク９に流れる。冷媒調整タンク９を経た液冷媒は、室外ユニットＡで第３流路が形成されていることにより、流量調整弁８ａ、主熱交換器６ａ、低圧側配管１０、アキュームレータ１１、および冷媒吸込管１２を通り、圧縮機１に吸込まれる。主熱交換器６ａに流れた液冷媒は、外気から熱を吸収して蒸発する。
【００７５】
こうして、暖房側室内ユニットにおける室内熱交換器４２が凝縮器として機能することにより、暖房側室内ユニットが設置されている部屋が暖房される。
【００７６】
一方、冷房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢで冷房用流路が設定されていることにより、暖房側室内ユニットの室内熱交換器４２から流出して液管２１に流れた液冷媒の一部が、冷房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢの液管３１に流入する。流入した液冷媒は、冷房側室内ユニットの室内流量調整弁４１を通って、冷房側室内ユニットの室内熱交換器４２に流入する。室内熱交換器４２に流入した液冷媒は、室内空気から熱を奪って蒸発する。
【００７７】
こうして、冷房側室内ユニットの室内熱交換器４２が蒸発器として機能することにより、冷房側室内ユニットが設置されている部屋が冷房される。
【００７８】
室内熱交換器４２から流出するガス冷媒は、図６に破線矢印で示すように、冷房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢのガス管３３を通って吸込ガス管２３に流れる。吸込ガス管２３に流れたガス冷媒は、低圧側配管１０、アキュームレータ１１、冷媒吸込管１２を通って圧縮機１に吸込まれる。
【００７９】
この同時暖房に際し、暖房側室内ユニットの暖房負荷と冷房側室内ユニットの冷房負荷との総和が求められ、その総負荷に応じて圧縮機１の容量（インバータ６０の出力周波数）が制御される。
【００８０】
冷房側室内ユニットでは、室内熱交換器４２に流入する液冷媒の温度Ｔ１が各温度センサ４４により検知されるとともに、室内熱交換器４２から流出するガス冷媒の温度Ｔ２が各温度センサ４５により検知され、両検知温度の差（＝Ｔ２−Ｔ１）が室内熱交換器４２における冷媒の過熱度ＳＨとして検出される。そして、この過熱度ＳＨが予め定められた目標値ＳＨＯを維持するよう、室内流量調整弁４１の開度が制御される。この過熱度制御により、各室内ユニットＣの冷房負荷に見合う最適量の液冷媒がそれぞれの室内ユニットＣに分配される。
【００８１】
暖房側室内ユニットでは、室内熱交換器４２に流入するガス冷媒の温度Ｔ２が温度センサ４５により検知され、室内熱交換器４２から流出する液冷媒の温度Ｔ１が温度センサ４４により検知され、この両検知温度の差（＝Ｔ１−Ｔ２）が室内熱交換器４２における冷媒の過冷却度ＳＣとして検出される。そして、この過冷却度ＳＣが予め定められた目標値ＳＣＯを維持するよう、室内流量調整弁４１の開度が制御される。この過冷却度制御により、各室内ユニットＣの暖房負荷に見合う最適量のガス冷媒がそれぞれの室内ユニットＣに分配される。
【００８２】
室外ユニットＡでは、主熱交換器６ａに流入する冷媒の温度Ｔｉａが温度センサ１９ａで検知され、主熱交換器６ａから流出して圧縮機１に吸込まれる冷媒の温度Ｔｓが温度センサ１８で検知され、両検知温度の差が主熱交換器６ａにおける冷媒の過熱度ＳＨ（＝Ｔｓ−Ｔｉａ）として検出される。そして、この過熱度ＳＨが予め定められた目標値ＳＨＯを維持するよう、流量調整弁８ａの開度が制御される。
【００８３】
温度センサ１８の検知温度Ｔｓに基づいて主熱交換器６ａにおける冷媒の蒸発圧力が求められ、その蒸発圧力が所定値以上を保つよう、室外ファン７の風量（外気導入量）が制御される。この風量制御により、冷房側室内ユニットの十分な冷房能力が確保される。
【００８４】
（８）同時暖房（サブ）
上記の同時暖房が行われているとき、外気温が高くなったり、あるいは総負荷の減少（暖房負荷と冷房負荷との差が小さくなる）に伴う圧縮機容量低減によって冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少すると、主熱交換器６ａにおける冷媒の蒸発圧力が上昇し、適切な暖房が困難になってしまう。
【００８５】
そこで、主熱交換器６ａから流出して圧縮機１に吸込まれる冷媒の圧力が圧力センサ１７により検知され、その検知圧力に基づいて主熱交換器６ａにおける冷媒の蒸発圧力が求められる。上記室外ファン７の風量制御にもかかわらず、この蒸発圧力が予め定められている設定値よりも高くなった場合には、四方弁５が通電オフ、流量調整弁８ａが全閉、流量調整弁８ｂが開度制御（過熱度制御）されて第２流路および第３流路が形成される。第１流路および第４流路は遮断される。
【００８６】
第２流路の形成により、圧縮機１から吐出されるガス冷媒が四方弁５を通って補助熱交換器６ｂへ流れ、補助熱交換器６ｂが蒸発器として機能する。この場合、流量調整弁８ｂが開度制御されるが、流量調整弁８ｂの口径が流量調整弁８ａの口径よりも小さいので、補助熱交換器６ｂの容量に合わせた適正量のガス冷媒が補助熱交換器６ｂに流れるとともに、補助熱交換器６ｂの上流側の高圧側配管４からガス管１４、吐出ガス管２２、暖房側室内ユニットへと流れるガス冷媒の量が十分に確保される。
【００８７】
こうして、容量が小さい方の補助熱交換器６ｂが蒸発器として使用されることにより、しかも補助熱交換器６ｂについてはその容量が主熱交換器６ａの容量の２０％以下と十分に小さく設定されていることにより、たとえ外気温が高くなっても、また総負荷の減少に伴う圧縮機容量低減によって冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少しても、蒸発器における冷媒の蒸発圧力を十分に高い状態に保つことができる。よって、外気からの汲み上げ熱量を十分に確保することができ、ひいては暖房側室内ユニットにおける適切かつ安定した暖房が可能になる。
【００８８】
外気温が高くなっても、蒸発器における冷媒の蒸発圧力を十分に低い状態に保つことができるので、暖房の許容運転温度範囲を高温度側に拡大することができる。冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少しても、蒸発器における冷媒の蒸発圧力を十分に低い状態に保つことができるので、室内熱交換器４２の許容最小容量を小容量側に拡大することができる。
【００８９】
なお、第３流路の形成によって主熱交換器６ａと低圧側配管１０とが四方弁５を通して導通するが、流量調整弁８ａが全閉しているので、主熱交換器６ａ内の滞留冷媒が圧縮機１の吸込側へ回収される。この回収により、主熱交換器６ａでの冷媒寝こみを防止することができる。
【００９０】
また、温度センサ１８の検知温度Ｔｓに基づいて補助熱交換器６ｂにおける冷媒の蒸発圧力が求められ、その蒸発圧力が所定値以上を保つよう、室外ファン７の風量（外気導入量）が制御される。この風量制御により、冷房側室内ユニットの十分な冷房能力が確保される。
【００９１】
補助熱交換器６ｂから流出して圧縮機１に吸込まれる冷媒の圧力が圧力センサ１７により検知され、その検知圧力に基づいて主熱交換器６ａにおける冷媒の蒸発圧力が求められている。この蒸発圧力が外気温の低下や冷媒循環量の増大によって所定値以下に低下すると、四方弁５が通電オフされ、流量調整弁８ａが全開および開度制御（過熱度制御）され、流量調整弁８ｂが全閉されて、上記（７）の主熱交換器６ａの使用による冷・暖同時運転に復帰する。
【００９２】
（９）熱交不使用同時運転
各室内ユニットＣが冷房と暖房に分かれ、冷房負荷と暖房負荷とがほぼ等しい場合、主熱交換器６ａおよび補助熱交換器６ｂを使用しない冷・暖同時運転モード（以下、熱交不使用同時運転）が設定される。
【００９３】
この熱交不使用同時運転では、図７に示すように、室外ユニットＡの四方弁５が通電オン、流量調整弁８ａが全閉、流量調整弁８ｂが微小開度設定されて第２流路および第３流路が形成される。暖房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢでは、二方弁３４が開放、二方弁３５が閉成されて暖房用流路が形成される。冷房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢでは、二方弁３４が閉成、二方弁３５が開放されて冷房用流路が形成される。暖房側室内ユニットでは、室内流量調整弁４１が開度制御（過冷却度制御）される。冷房側室内ユニットでは、室内流量調整弁４１が開度制御（過熱度制御）される。
【００９４】
暖房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢで暖房用流路が設定されることにより、図７に実線矢印で示すように、圧縮機１から吐出されたガス冷媒が高圧側配管４、ガス管１４、吐出ガス管２２、同切換ユニットＢのガス管３２を通り、暖房側室内ユニットの室内熱交換器４２に流入する。室内熱交換器４２に流入したガス冷媒は、室内空気に熱を奪われて凝縮する。こうして、暖房側室内ユニットの室内熱交換器４２が凝縮器として機能することにより、暖房側室内ユニットが設置されている部屋が暖房される。
【００９５】
暖房側室内ユニットの室内熱交換器４２から流出する液冷媒は、室内流量調整弁４１、暖房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢの液管３１を通って、液管２１に流れる。
【００９６】
液管２１に流れた液冷媒は、冷房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢの液管３１を通り、冷房側室内ユニットの室内熱交換器４２に流入する。室内熱交換器４２に流入した液冷媒は、室内空気から熱を奪って蒸発する。こうして、冷房側室内ユニットにおける室内熱交換器４２が蒸発器として機能することにより、冷房側室内ユニットが設置されている部屋が冷房される。
【００９７】
冷房側室内ユニットの室内熱交換器４２から流出するガス冷媒は、図７に破線矢印で示すように、冷房側室内ユニットに対応する切換ユニットＢのガス管３３を通って、吸込ガス管２３に流れる。吸込ガス管２３に流れたガス冷媒は、低圧側配管１０、アキュームレータ１１、および冷媒吸込管１２を通り、圧縮機１に吸込まれる。
【００９８】
冷房側室内ユニットで室内空気から奪った熱が、暖房側室内ユニットでの暖房熱としてそのまま有効利用されることになる。
【００９９】
室外ユニットＡでは、圧縮機１が所定容量に設定されるとともに、室外ファン７の運転が停止される。また、第３流路の形成によって主熱交換器６ａと低圧側配管１０とが四方弁５を通して導通し、しかも流量調整弁８ａが全閉しているので、主熱交換器６ａ内の滞留冷媒が圧縮機１の吸込側へ回収される。この回収により、主熱交換器６ａでの冷媒寝こみを防止することができる。とくに、流量調整弁８ｂが微小開度に設定されるので、圧縮機１から吐出された冷媒の圧力が四方弁４、補助熱交換器６ｂ、流量調整弁８ｂを通って液管２１に加わる。この加圧により、暖房側室内ユニットから液管２１へと流れた液冷媒が、室外ユニットＡ側に逆流することなく、冷房側室内ユニットに確実に流れる。
【０１００】
暖房側室内ユニットでは、室内熱交換器４２に流入するガス冷媒の温度Ｔ２が温度センサ４５により検知され、室内熱交換器４２から流出する液冷媒の温度Ｔ１が温度センサ４４により検知され、この両検知温度の差（＝Ｔ１−Ｔ２）が室内熱交換器４２における冷媒の過冷却度ＳＣとして検出される。そして、この過冷却度ＳＣが予め定められた目標値ＳＣＯを維持するよう、室内流量調整弁４１の開度が制御される。この過冷却度制御により、各室内ユニットＣの暖房負荷に見合う最適量のガス冷媒がそれぞれの室内ユニットＣに分配される。
【０１０１】
冷房側室内ユニットでは、室内熱交換器４２に流入する液冷媒の温度Ｔ１が各温度センサ４４により検知され、室内熱交換器４２から流出するガス冷媒の温度Ｔ２が各温度センサ４５により検知され、両検知温度の差（＝Ｔ２−Ｔ１）が室内熱交換器４２における冷媒の過熱度ＳＨとして検出される。そして、この過熱度ＳＨが予め定められた目標値ＳＨＯを維持するよう、室内流量調整弁４１の開度が制御される。この過熱度制御により、各室内ユニットＣの冷房負荷に見合う最適量の液冷媒がそれぞれの室内ユニットＣに分配される。
【０１０２】
上記（１）〜（９）の各運転モードにおける主熱交換器６ａ、補助熱交換器６ｂ、四方弁５、流量調整弁８ａ、流量調整弁８ｂ、二方弁３４，３５、室内流量調整弁４１の動作パターンを図８にまとめて示している。
【０１０３】
以上のように、室外ユニットＡの主熱交換器６ａと補助熱交換器６ｂを１つの四方弁５によって使い分けることができ、これにより、従来の多数の二方弁を使用する場合のようなコストの上昇を招くことなく、各室内ユニットの冷房負荷および暖房負荷に見合う最適な冷・暖同時運転を行うことができる。
【０１０４】
［２］第２の実施形態について説明する。
暖房負荷が冷房負荷より大きい場合に実施される同時暖房（暖房主体の冷・暖同時運転）に際し、第１の実施形態では、蒸発圧力に基づいて主熱交換器６ａと補助熱交換器６ｂを使い分ける構成としたが、この第２の実施形態では、制御部５０の制御により、蒸発器における冷媒の過熱度制御に基づいて、かつ暖房負荷と冷房負荷との差に基づいて、主熱交換器６ａと補助熱交換器６ｂを使い分けるようにしている。この場合の動作を図９に示している。
【０１０５】
以下、具体的に説明する。
まず、暖房負荷と冷房負荷との差が求められ、その差が設定値Ｓ１より大きければ、四方弁５が通電オン、流量調整弁８ａが開度制御（過熱度制御）、流量調整弁８ｂが全閉されて第３流路が形成される。これにより、主熱交換器６ａが蒸発器として使用される冷・暖同時運転が実行される。
【０１０６】
この冷・暖同時運転では、上記（７）の同時暖房で説明したように、主熱交換器６ａにおける冷媒の過熱度ＳＨが検出され、その過熱度ＳＨが目標値ＳＨＯを維持するよう流量調整弁８ｂの開度が制御される。たとえば、総負荷の減少（暖房負荷と冷房負荷との差が小さくなる）に伴う圧縮機容量低減によって冷凍サイクル中の冷媒循環量が減少した場合、主熱交換器６ａによる外気からの汲み上げ熱量が減少して過熱度ＳＨが低下する。これを補うために（過熱度ＳＨを上昇させるために）、流量調整弁８ａの開度が縮小方向に制御される。
【０１０７】
ただし、過熱度ＳＨが目標値ＳＨＯに達しないまま（ＳＨ＜ＳＨＯ）、流量調整弁８ａの開度が予め定められている許容最小開度に到達してしまうことがある（冷媒流量をそれ以上は絞りきれない状態）。この場合には、四方弁５が通電オフ、流量調整弁８ａが全閉、流量調整弁８ｂが開度制御（過熱度制御）されて第４流路が形成され（第３流路は遮断）、補助熱交換器６ｂが蒸発器として使用される冷・暖同時運転に切換わる。
【０１０８】
暖房負荷と冷房負荷との差が設定値Ｓ１以下に減少した場合にも、同様に、補助熱交換器６ｂが蒸発器として使用される冷・暖同時運転に切換わる。
【０１０９】
その後、暖房負荷と冷房負荷との差が設定値Ｓ１より高くなると、主熱交換器６ａが蒸発器として使用される冷・暖同時運転に復帰する。
【０１１０】
なお、各室内ユニットが全て暖房である上記（３）の単独暖房では、蒸発器における冷媒の過熱度制御に基づいて、かつ各暖房負荷の総和に基づいて、主熱交換器６ａと補助熱交換器６ｂが使い分けられる。総暖房負荷に基づいて主熱交換器６ａと補助熱交換器６ｂを使い分ける点のみ、同時暖房の場合と異なる。
【０１１１】
この第２の実施形態の他の構成および作用については、第１の実施形態と同じである。
【０１１２】
［３］第３の実施形態について説明する。
補助熱交換器６ｂが蒸発器として使用される上記（４）の単独暖房（サブ）および上記（８）の同時暖房（サブ）において、制御部５０の制御により、定期的または必要に応じて、冷媒回収制御を実行するようにしている。すなわち、各室内ユニットＣのうち停止室内ユニットに吐出ガス管２２のガス冷媒が導かれてその停止室内ユニットから流出する冷媒が液管２１に導かれるとともに、四方弁５の通電オンにより第３流路が形成されて主熱交換器６ａ内の滞留冷媒が圧縮機１の吸込側に導かれる。この場合の動作を図１０に示している。
【０１１３】
以下、具体的に説明する。
補助熱交換器６ｂを蒸発器として使用する単独暖房（サブ）および同時暖房（サブ）では、四方弁５が通電オフのため、高圧側配管４のガス冷媒が四方弁５を通って非使用状態の主熱交換器６ａに流入し、その主熱交換器６ａに冷媒が滞留してしまう。この滞留分だけ、冷凍サイクル中の冷媒が不足気味となってしまう。
【０１１４】
そこで、各室内ユニットＣのいずれかが運転停止状態にあれば（二方弁３４，３５が閉成状態）、定期的または必要に応じて、冷媒回収制御が実行される。この冷媒回収制御では、停止室内ユニットの二方弁３４が開放され且つ室内流量調整弁４１が所定開度に設定される。これにより、高圧側配管４から吐出ガス管２２に流れているガス冷媒が、ガス管３２を通って停止室内ユニットの室内熱交換器４２に流入する。室内熱交換器４２に流入した冷媒は、室内熱交換器４２に滞留する冷媒を伴ってその室内熱交換器４２から流出し、液管２１に導かれる。液管２１に導かれた冷媒は、低圧側配管１０を通って圧縮機１に回収される。
【０１１５】
この回収に加え、四方弁５が通電オンされて第３流路が形成される（流量調整弁８ａは閉成状態を維持している）。この第３流路の形成により、主熱交換器６ａ内に滞留する冷媒が四方弁４および低圧側配管１０を通って圧縮機１に回収される。
【０１１６】
こうして、停止室内ユニットおよび主熱交換器６ａに滞留する冷媒が圧縮機１の吸込側に回収されることにより、冷凍サイクル中の冷媒が不足気味となる不具合を解消することができる。なお、この冷媒回収制御は、開始から一定時間後に解除される。
この第３の実施形態の他の構成および作用については、第１の実施形態と同じである。
【０１１７】
［４］第４の実施形態について説明する。
主熱交換器６ａが蒸発器として使用される上記（３）の単独暖房および上記（７）の同時暖房においては、制御部５０の制御により、定期的または必要に応じて、除霜運転を実行するようにしている。すなわち、四方弁５が通電オフされて第１流路が形成され、圧縮機１から吐出される高温冷媒が主熱交換器６ａに供給される。これにより、主熱交換器６ａが除霜される。この除霜に際しては、同時に第４流路が形成されており、補助熱交換器６ｂ内の滞留冷媒が圧縮機１の吸込側に回収される（冷媒回収制御）。
【０１１８】
また、補助熱交換器６ｂが蒸発器として使用される上記（４）の単独暖房（サブ）および上記（８）の同時暖房（サブ）においては、制御部５０の制御により、定期的または必要に応じて、除霜運転を実行するようにしている。すなわち、四方弁５が通電オンされて第２流路が形成され、圧縮機１から吐出される高温冷媒が補助熱交換器６ｂに供給される。これにより、補助熱交換器６ｂが除霜される。この除霜に際しては、同時に第３流路が形成されており、主熱交換器６ａ内の滞留冷媒が圧縮機１の吸込側に回収される（冷媒回収制御）。
この除霜に関する動作を図１１に示している。以下、具体的に説明する。
主熱交換器６ａが蒸発器として使用される単独暖房および同時暖房では、主熱交換器６ａに徐々に霜が付着し、そのままでは主熱交換器６ａにおける熱交換量が減少してしまう。
【０１１９】
そこで、定期的または必要に応じて、四方弁５が通電オフされて第１流路が形成されるとともに、流量調整弁８ａが所定の除霜開度に設定される。これにより、圧縮機１から吐出される高温のガス冷媒が四方弁５を通って主熱交換器６ａに流入し、その主熱交換器６ａから流出する冷媒が流量調整弁８ａを通って液管２１側に流れる。このとき、主熱交換器６ａに流入したガス冷媒の熱により、主熱交換器６ａに付着している霜が解けて除去される。
【０１２０】
この除霜に際し、同時に第４流路が形成されており、補助熱交換器６ｂが四方弁５を通して低圧側配管１０に導通する。これにより、補助熱交換器６ｂ内の滞留冷媒が圧縮機１の吸込側に回収される。この回収により、冷凍サイクル中の冷媒が不足気味とならない。
【０１２１】
補助熱交換器６ｂが蒸発器として使用される単独暖房（サブ）および同時暖房（サブ）では、補助熱交換器６ｂに徐々に霜が付着し、そのままでは補助熱交換器６ｂにおける熱交換量が減少してしまう。
【０１２２】
そこで、定期的または必要に応じて、四方弁５が通電オンされて第２流路が形成されるとともに、流量調整弁８ｂが所定の除霜開度に設定される。これにより、圧縮機１から吐出される高温のガス冷媒が四方弁５を通って補助熱交換器６ｂに流入し、その補助熱交換器６ｂから流出する冷媒が流量調整弁８ｂを通って液管２１側に流れる。このとき、補助熱交換器６ｂに流入したガス冷媒の熱により、補助熱交換器６ｂに付着している霜が解けて除去される。
【０１２３】
この除霜に際し、同時に第３流路が形成されており、主熱交換器６ａが四方弁５を通して低圧側配管１０に導通する。これにより、主熱交換器６ａ内の滞留冷媒が圧縮機１の吸込側に回収される。この回収により、冷凍サイクル中の冷媒が不足気味とならない。
【０１２４】
こうして、主熱交換器６ａおよび補助熱交換器６ｂが除霜されることにより、主熱交換器６ａおよび補助熱交換器６ｂにおける熱交換量の減少を回避することができて、暖房に必要な量の熱を外気から確実に汲み上げることができる。なお、除霜は、開始から一定時間後に解除される。
この第４の実施形態の他の構成および作用については、第１の実施形態と同じである。
【０１２５】
［５］第５の実施形態について説明する。
主熱交換器６ａが凝縮器として使用される上記（１）の単独冷房および上記（５）の同時冷房において、制御部５０の制御により、定期的または必要に応じて、油回収制御を実行するようにしている。すなわち、冷房側室内ユニットに対応する室内流量調整弁４１の開度が所定開度以上に増大され且つ圧縮機１の容量が所定容量以上に増大されて、冷媒流路中に圧縮機１から流出している潤滑油が圧縮機１に回収される。
また、補助熱交換器６ｂが凝縮器として使用される上記（２）の単独冷房（サブ）および上記（６）の同時冷房（サブ）においても、制御部５０の制御により、定期的または必要に応じて、油回収制御を実行するようにしている。すなわち、冷房側室内ユニットに対応する室内流量調整弁４１の開度が所定開度以上に増大され且つ圧縮機１の容量が所定容量以上に増大されて、圧縮機１から冷媒流路（冷凍サイクル）中に流出している潤滑油が圧縮機１に回収される。
これら油回収制御に際し、圧縮機１の吐出冷媒圧力Ｐｄが所定値Ｐｄ１以上に異常上昇しないよう、室外ファン７の風量つまり外気導入量が制御される。なお、容量の小さい補助熱交換器６ｂが凝縮器として使用される場合、吐出冷媒圧力Ｐｄの上昇を抑えきれないまま、室外ファン７の風量が最大風量（外気導入量が上限）に達することがある。この場合には、四方弁５が通電オフされて第１流路が形成され、凝縮器が補助熱交換器６ｂから主熱交換器６ａに切換わる。
この油回収に関する動作を図１２に示している。以下、具体的に説明する。単独冷房、同時冷房、単独冷房（サブ）、および同時冷房（サブ）では、冷房側室内ユニットで過熱度制御が行われるため、冷房側室内ユニットから流出するガス冷媒が乾き状態となる（液成分を含み難い状態）。この乾き状態のガス冷媒が、ガス管３３、吸込ガス管２３、低圧側配管１０、アキュームレータ１１、冷媒吸込管１２を通って圧縮機１に吸込まれる。
【０１２６】
乾き状態のガス冷媒が圧縮機１に吸込まれる状況では、冷凍サイクル中に流出した潤滑油が圧縮機１に戻り難い。
【０１２７】
そこで、定期的または必要に応じて、冷房側室内ユニットにおける室内流量調整弁４１の開度が、過熱度制御を無視する形で、所定開度以上に増大される。同時に、圧縮機１の容量が所定容量以上に増大される。
【０１２８】
室内流量調整弁４１の開度が増大され、しかも圧縮機１の容量が増大されることにより、冷媒の循環量（流速）が増えて、液成分を含んだ湿り気味のガス冷媒が圧縮機１に吸込まれるようになる（液バック気味）。これにより、冷凍サイクル中に流出している潤滑油が圧縮機１に戻り易くなる。
【０１２９】
この油回収に伴い、圧縮機１から吐出される冷媒の圧力Ｐｄが圧力センサ１６により検知され、その検知圧力Ｐｄが所定値Ｐｄ１以上に異常上昇しないよう、室外ファン７の風量つまり補助熱交換器６ｂに対する外気の導入量が制御される。
【０１３０】
ただし、容量の小さい補助熱交換器６ｂが凝縮器として使用される単独冷房（サブ）および同時冷房（サブ）では、検知圧力Ｐｄの上昇を抑えきれないまま、室外ファン７の風量が最大風量（外気導入量が上限）に達することがある。
【０１３１】
室外ファン７の風量が最大風量（外気導入量が上限）に達し、しかも検知圧力Ｐｄが所定値Ｐｄ１を超えてＰｄ２以上まで上昇した場合には、四方弁５が通電オフされて第１流路が形成されるとともに、流量調整弁８ａが全開されて流量調整弁８ｂが全閉される。これにより、凝縮器が補助熱交換器６ｂから主熱交換器６ａに切換わる。容量の大きい主熱交換器６ａが凝縮器として使用されることにより、室外ファン７の風量が最大風量に達することなく、検知圧力Ｐｄの異常上昇を確実に抑えることができる。
なお、油回収制御は、開始から一定時間後に解除される。
この第５の実施形態の他の構成および作用については、第１の実施形態と同じである。
【０１３２】
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【０１３３】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、室外ユニットの主熱交換器および補助熱交換器を１つの四方弁により使い分けることができる簡単な構成により、主熱交換器および補助熱交換器を有効に活用できるので、コストの上昇を招くことなく、各室内ユニットの冷房負荷および暖房負荷に見合う最適な冷・暖同時運転が可能な空気調和機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各実施形態の構成および単独冷房時の冷媒の流れを示す図。
【図２】各実施形態における単独冷房（サブ）時の冷媒の流れを示す図。
【図３】各実施形態における単独暖房時の冷媒の流れを示す図。
【図４】各実施形態における単独暖房（サブ）時の冷媒の流れを示す図。
【図５】各実施形態における同時冷房時の冷媒の流れを示す図。
【図６】各実施形態における同時暖房時の冷媒の流れを示す図。
【図７】各実施形態における熱交不使用同時運転時の冷媒の流れを示す図。
【図８】各実施形態における運転モードごとの各部の動作パターンを示す図。
【図９】第２の実施形態の動作を説明するための流れ図。
【図１０】第３の実施形態の動作を説明するための流れ図。
【図１１】第４の実施形態の動作を説明するための流れ図。
【図１２】第５の実施形態の動作を説明するための流れ図。
【符号の説明】
Ａ…室外ユニット、Ｂ…切換ユニット、Ｃ…室内ユニット、１…圧縮機、４…高圧側配管、５…四方弁、６ａ…主熱交換器、６ｂ…補助熱交換器、７…室外ファン、８ａ…流量調整弁、８ｂ…流量調整弁、１０…低圧側配管、１４…ガス管、１６，１７…圧力センサ、１８，１９ａ，１９ｂ…温度センサ、２１…液管、２２…吐出ガス管、２３…吸込ガス管、３１…液管、３２，３３…ガス管、３４，３５…二方弁、４１…室内流量調整弁、４２…室内熱交換器、４４，４５…温度センサ、５０…制御部

Claims

圧縮機、四方弁、主熱交換器、補助熱交換器、流量調整弁を有し、前記圧縮機から前記主熱交換器へ冷媒が流れる第１流路、前記圧縮機から前記補助熱交換器へ冷媒が流れる第２流路、前記主熱交換器から前記圧縮機の吸込側へ冷媒が流れる第３流路、前記補助熱交換器から前記圧縮機の吸込側へ冷媒が流れる第４流路を前記四方弁により形成する室外ユニットと、
室内熱交換器を有する複数の室内ユニットと、
前記主熱交換器または前記補助熱交換器から流出する液冷媒を前記各室内熱交換器に導くとともに、前記各室内熱交換器から流出する液冷媒を前記圧縮機の吸込側に導くための液管と、
前記圧縮機の吐出冷媒を前記各室内熱交換器に導くための吐出ガス管と、
前記各室内熱交換器から流出するガス冷媒を前記圧縮機の吸込側に導くための吸込ガス管と、
前記主熱交換器または前記補助熱交換器から流出して前記液管に流れる液冷媒を前記各室内熱交換器に導くとともにその各室内熱交換器から流出するガス冷媒を前記吸込ガス管に導く冷房用流路、および前記圧縮機から前記吐出ガス管に導かれるガス冷媒を前記各室内熱交換器に導くとともにその各室内熱交換器から流出する液冷媒を前記液管に導く暖房用流路を選択的に形成する切換ユニットと、前記各室内ユニットの要求運転モードに応じて、前記室外ユニットにおける各流路の形成および前記切換ユニットにおける各流路の形成を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機において、
前記補助熱交換器は、容量が、前記主熱交換器の容量の２０％以下であることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機において、
前記室外ユニットの流量調整弁は、前記主熱交換器と前記液管との間の冷媒流路に設けられた第１流量調整弁、およびこの第１流量調整弁よりも小さい口径を有し前記補助熱交換器と前記液管との間の冷媒流路に設けられた第２流量調整弁であることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機において、
前記制御手段は、前記各室内ユニットが暖房運転または暖房主体の冷・暖同時運転のとき、前記第３流路を形成して前記主熱交換器を蒸発器として機能させ、その主熱交換器における冷媒の過熱度が目標値となるよう前記流量調整弁の開度を制御し、その過熱度が目標値に達しないまま前記流量調整弁の開度が所定値以下となった場合に、前記第４流路を形成して前記補助熱交換器を蒸発器として機能させる手段を備えていることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機において、
前記制御手段は、前記各室内ユニットが暖房運転または暖房主体の冷・暖同時運転のとき、前記第４流路を形成して前記補助熱交換器を蒸発器として機能させるとともに、定期的または必要に応じて、前記各室内ユニットのうち停止室内ユニットに前記吐出ガス管のガス冷媒を導いてその停止室内ユニットから流出する冷媒を前記液管に導く冷媒回収制御を実行するとともに、前記第３流路を形成して前記主熱交換器内の滞留冷媒を前記圧縮機の吸込側に導く冷媒回収制御を実行する手段を備えていることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機において、
前記制御手段は、前記各室内ユニットが暖房運転または暖房主体の冷・暖同時運転のとき、前記第３流路または前記第４流路を形成して前記主熱交換器または前記補助熱交換器を蒸発器として機能させるとともに、定期的または必要に応じて、前記第１流路または前記第２流路を形成して前記主熱交換器または前記補助熱交換器に対する除霜を行い、この除霜時、除霜対象が前記主熱交換器であれば前記第４流路を形成して前記補助熱交換器内の滞留冷媒を前記圧縮機の吸込側に回収する冷媒回収制御を実行し、除霜対象が前記補助熱交換器であれば前記第３流路を形成して前記主熱交換器内の滞留冷媒を前記圧縮機の吸込側へ回収する冷媒回収制御を実行する手段を備えていることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機において、
前記各室内ユニットに設けられ、前記室内熱交換器に流れる冷媒の量を調整するための室内流量調整弁と、
前記各室内ユニットのうち冷房側室内ユニットの室内熱交換器における冷媒の過熱度が目標値となるよう前記各室内流量調整弁の開度を制御する過熱度制御手段と、
前記各室内ユニットのうち暖房側室内ユニットの室内熱交換器における冷媒の過冷却度が目標値となるよう前記各室内流量調整弁の開度を制御する過冷却度制御手段と、
をさらに備えていることを特徴とする空気調和機。
請求項７に記載の空気調和機において、
前記制御手段は、
前記各室内ユニットが冷房運転または冷房主体の冷・暖同時運転のとき、前記第１流路または前記第２流路を形成して前記主熱交換器または前記補助熱交換器を凝縮器として機能させるとともに、定期的または必要に応じて、前記各室内ユニットのうち冷房側室内ユニットに対応する前記室内流量調整弁の開度を増大し且つ前記圧縮機の容量を増大して、冷媒流路中に前記圧縮機から流出している潤滑油を前記圧縮機に回収する油回収制御を実行する手段と、
前記油回収制御の実行に際し、前記圧縮機の吐出冷媒圧力が所定値以上に上昇しないよう前記主熱交換器および前記補助熱交換器に対する外気の導入量を制御する外気導入量制御を実行する手段と、
前記第２流路が形成されて前記補助熱交換器が凝縮器として機能している場合に、前記油回収制御が実行され、かつ前記外気導入量制御による外気導入量が上限に達したとき、前記第１流路を形成して前記主熱交換器を凝縮器として機能させる手段と、
をさらに備えていることを特徴とする空気調和機。