JP2007147242A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 室内の快適性を損なわずに室外熱交換器のデフロストを行うと同時に、デフロスト運転中における圧縮機の吸入冷媒の過熱度を適正に制御し、空気調和装置の信頼性を確保する。
【解決手段】 冷媒回路（15）では、第３ガス配管（38）に第１加熱器（51）が、第２圧縮機（31）の吸入管（31b）に第２加熱器（52）がそれぞれ配置される。デフロスト運転中には、第１圧縮機（21）が気液分離器（33）から吸い込んだ冷媒を圧縮して室外熱交換器（22）へ供給する。その際、第１圧縮機（21）へ吸い込まれる冷媒は、第１加熱器（51）によって加熱される。また、デフロスト運転中には、第２圧縮機（31）が気液分離器（33）から吸い込んだ冷媒を圧縮して室内熱交換器（41）へ供給する。その際、第２圧縮機（31）へ吸い込まれる冷媒は、第２加熱器（52）によって加熱される。
【選択図】図６

Description

本発明は、空気調和装置のデフロスト運転に関するものである。

従来より、冷凍サイクルを行って室内の冷房や暖房を行う空気調和装置が広く知られている。この空気調和装置で暖房を行う際には、室外熱交換器が蒸発器となる。そして、室外熱交換器での冷媒の蒸発温度が０℃より低くなると、室外熱交換器に霜が付着する。そこで、この種の空気調和装置では、室外熱交換器の霜を融かすためのデフロスト運転が、例えば一定の時間ごとに行われる。

一般に、空気調和装置は、いわゆる逆サイクルデフロスト運転を行うことが多い。逆サイクルデフロスト運転とは、暖房時とは逆に室外熱交換器が凝縮器となって室内熱交換器が蒸発器となるように冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う動作である。このため、逆サイクルデフロスト運転中には、室内熱交換器で室内空気が冷やされてしまうため、室内の快適性を損なうおそれがある。

この問題に対し、例えば特許文献１では、室内の快適性を損なわずに室外熱交換器の霜を融かすことのできるデフロスト運転が提案されている。この特許文献１の空気調和装置において、暖房運転中は、第１圧縮機と第２圧縮機で冷媒を順次圧縮する二段圧縮冷凍サイクルが行われる。一方、デフロスト運転中には、気液分離器のガス冷媒が第１圧縮機と第２圧縮機の両方へ吸入されると共に、第１圧縮機の吐出冷媒が室外熱交換器へ、第２圧縮機の吐出冷媒が室内熱交換器へそれぞれ供給される。つまり、このデフロスト運転中には、室外熱交換器と室内熱交換器の両方が凝縮器となる。従って、室外熱交換器の霜を融かすことができると同時に、室内熱交換器でも室内空気の加熱を継続することができるため、室内の快適性を損なわずに室外熱交換器のデフロストを行うことができる。

また、特許文献１には、デフロスト運転中に冷媒を加熱する電気ヒータを設け、室外熱交換器の霜を融かすための熱を電気ヒータによって冷媒へ供給することが記載されている。具体的に、この特許文献１では、デフロスト運転中に室外熱交換器や室内熱交換器から気液分離器へ向かって冷媒が流れる配管や、気液分離器自体に電気ヒータを設けることが提案されている。
特開２００１−０５６１５９号公報（図８，図１３）

ここで、デフロスト運転中には、圧縮機へ吸入される冷媒の過熱度を適正な値に調節することが必要となる。つまり、圧縮機の吸入冷媒が気液二相状態になると、圧縮機の圧縮室内へ多量の液冷媒が流入してしまって圧縮機の破損を招くおそれがある。このため、圧縮機の吸入冷媒の過熱度を適正値に保持し、この吸入冷媒をガス状態に保持する必要がある。また、圧縮機の吐出冷媒の温度、即ち圧縮機からデフロスト対象の室外熱交換器へ送られる冷媒の温度は、圧縮機の吸入冷媒の過熱度に応じて変化する。このため、室外熱交換器の霜を確実に融かすには、圧縮機の吸入冷媒の過熱度を適正値に保持し、圧縮機の吐出冷媒の温度を適正値に保つ必要もある。

ところが、特許文献１に開示された空気調和装置では、室外熱交換器や室内熱交換器から気液分離器へ戻る冷媒や、気液分離器内に溜まった冷媒を電気ヒータで加熱している。このため、この電気ヒータによる加熱量を変化させても、気液分離器から流出するガス冷媒（即ち、第１圧縮機や第２圧縮機の吸入冷媒）は飽和状態のままである。このため、デフロスト運転中に圧縮機が吸入する冷媒の過熱度を制御できないという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、室内の快適性を損なわずに室外熱交換器のデフロストを行うと同時に、デフロスト運転中における圧縮機の吸入冷媒の過熱度を適正に制御し、空気調和装置の信頼性を確保することにある。

第１の発明は、第１圧縮機（21）と第２圧縮機（31）と中間圧冷媒の気液分離器（33）と室内熱交換器（41）と室外熱交換器（22）とが接続された冷媒回路（15）を備え、上記第１圧縮機（21）で圧縮した冷媒を上記第２圧縮機（31）で更に圧縮して二段圧縮二段膨張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、上記室外熱交換器（22）のデフロスト運転中には、上記第１圧縮機（21）が気液分離器（33）から吸入したガス冷媒を圧縮して室外熱交換器（22）へ供給し、上記第２圧縮機（31）が気液分離器（33）から吸入したガス冷媒を圧縮して室内熱交換器（41）へ供給するように構成される一方、上記冷媒回路（15）のうち上記デフロスト運転中に気液分離器（33）から吸い出されたガス冷媒が流通する配管（31b,38）には、該配管（31b,38）内の冷媒を加熱する加熱手段（50）が設けられるものである。

第１の発明では、第１圧縮機（21）と第２圧縮機（31）で冷媒を順次圧縮することによって二段圧縮冷凍サイクルが行われる。そして、室外熱交換器（22）が凝縮器となって室内熱交換器（41）が蒸発器となるように冷媒を循環させれば室内の冷房が行われ、室内熱交換器（41）が凝縮器となって室外熱交換器（22）が蒸発器となるように冷媒を循環させれば室内の暖房が行われる。一方、室外熱交換器（22）に付着した霜を融かすデフロスト運転中には、第１圧縮機（21）と第２圧縮機（31）の両方が気液分離器（33）からガス冷媒を吸入する。そして、第１圧縮機（21）から吐出された冷媒は、室外熱交換器（22）へ供給されて霜を融かすために利用される。また、第２圧縮機（31）から吐出された冷媒は、室内熱交換器（41）へ供給されて室内空気を加熱するために利用される。

この発明では、冷媒回路（15）の配管（31b,38）に加熱手段（50）が設けられる。この加熱手段（50）は、デフロスト運転中に気液分離器（33）から吸い出されたガス冷媒を加熱する。そして、第１圧縮機（21）と第２圧縮機（31）の一方又は両方は、加熱手段（50）によって加熱されたガス冷媒を吸入する。また、加熱手段（50）による加熱量を変化させれば、直ちに第１圧縮機（21）あるいは第２圧縮機（31）へ吸入される冷媒の温度が変化する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記デフロスト運転中に上記加熱手段（50）で加熱された冷媒の過熱度が所定値となるように該加熱手段（50）の加熱量を調節する制御手段（70）を備えるものである。

第２の発明では、制御手段（70）が加熱手段（50）の加熱量を調節する。この制御手段（70）の動作によって、加熱手段（50）で加熱されて第１圧縮機（21）あるいは第２圧縮機（31）へ吸入される冷媒の過熱度が所定値に調節される。

第３の発明は、上記第１の発明において、上記加熱手段（50）は、上記第１圧縮機（21）へ吸入される冷媒を加熱する第１加熱器（51）と、上記第２圧縮機（31）へ吸入される冷媒を加熱する第２加熱器（52）とを備えるものである。

第３の発明では、気液分離器（33）から吸い出された冷媒のうち、第１圧縮機（21）へ吸入されるものを第１加熱器（51）が、第２圧縮機（31）へ吸入されるものを第２加熱器（52）がそれぞれ加熱する。

第４の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（15）は、室外熱交換器（22）と第１圧縮機（21）を備える室外ユニット（20）と、第２圧縮機（31）と気液分離器（33）を備える中間ユニット（30）と、室内熱交換器（41）を備える室内ユニット（40）とを連絡配管で接続することによって構成される一方、上記加熱手段（50）は、上記冷媒回路（15）のうち上記中間ユニット（30）内の配管に設けられるものである。

第４の発明では、室外ユニット（20）と中間ユニット（30）と室内ユニット（40）とを連絡配管で接続することによって冷媒回路（15）が形成される。加熱手段（50）は、冷媒回路（15）のうち中間ユニット（30）内に位置する配管に設置されている。つまり、室外ユニット（20）と室内ユニット（40）は一般的なセパレート型の空気調和装置（10）のものと同様に構成されていればよく、この室外ユニット（20）と室内ユニット（40）の間にに加熱手段（50）を備えた中間ユニット（30）を挿入するだけで、本発明の空気調和装置（10）が構成される。

本発明では、デフロスト運転中に気液分離器（33）から吸い出されたガス冷媒が流れる配管（31b,38）に加熱手段（50）を設け、気液分離器（33）から第１圧縮機（21）あるいは第２圧縮機（31）へ向かって流れる冷媒を加熱手段（50）によって加熱している。このため、第１圧縮機（21）あるいは第２圧縮機（31）が吸入する冷媒の過熱度を、加熱手段（50）の加熱量を調節することによって適切に制御できる。従って、本発明によれば、デフロスト運転中に第１圧縮機（21）あるいは第２圧縮機（31）が吸入する冷媒の過熱度を適切に調節することで、第１圧縮機（21）や第２圧縮機（31）が液バックによって損傷するのを回避でき、更には第１圧縮機（21）や第２圧縮機（31）の吐出冷媒の温度を適切に制御することができるため、空気調和装置（10）の信頼性を向上させることができる。

また、上記第２の発明によれば、第１圧縮機（21）あるいは第２圧縮機（31）へ吸入される冷媒の過熱度を制御手段（70）によって適切に制御できるため、空気調和装置（10）の信頼性を確実に向上させることができる。

また、上記第３の発明によれば、第１圧縮機（21）へ吸入される冷媒を第１加熱器（51）で、第２圧縮機（31）へ吸入される冷媒を第２加熱器（52）でそれぞれ個別に加熱しているため、各圧縮機へ吸入される冷媒の過熱度を正確に制御することができる。

また、上記第４の発明によれば、室外ユニット（20）と室内ユニット（40）は一般的なセパレート型の空気調和装置（10）と同様のものを用い、そこへ中間ユニット（30）を追加するだけで本願発明の空気調和装置（10）を構成することができる。従って、この発明によれば、一般的な構造の室外ユニット（20）と室内ユニット（40）を利用して本発明の空気調和装置（10）を構成できるため、この空気調和装置（10）の製造コストを低減できる。

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。

本実施形態は、冷房運転と暖房運転とが可能なヒートポンプ式の空気調和装置（10）である。図１に示すように、この空気調和装置（10）は、室外に設置される室外ユニット（20）と、増設用のユニットを構成する中間ユニット（30）と、室内に設置される室内ユニット（40）とを備えている。上記室外ユニット（20）は、第１連絡配管（11）及び第２連絡配管（12）を介して中間ユニット（30）と接続している。また、室内ユニット（40）は、第３連絡配管（13）及び第４連絡配管（14）を介して中間ユニット（30）と接続している。その結果、この空気調和装置（10）では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる冷媒回路（15）が構成されている。

なお、中間ユニット（30）は、既設のセパレート型の空気調和装置にも適用可能なパワーアップユニットを構成している。例えば、既設の空気調和装置が室外ユニット（20）と室内ユニット（40）とから成る冷媒回路で単段圧縮式の冷凍サイクルを行うものであっても、これら室外ユニット（20）及び室内ユニット（40）の間に中間ユニット（30）を接続することにより、この空気調和装置（10）の冷媒回路（15）で二段圧縮二段膨張冷凍サイクルが可能となる。

〈室外ユニット〉
上記室外ユニット（20）には、第１圧縮機（21）と、熱源側熱交換器である室外熱交換器（22）と、室外膨張弁（25）と、四路切換弁（23）とが設けられている。

上記第１圧縮機（21）は、スクロール圧縮機で構成されている。上記室外熱交換器（22）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器で構成されている。室外熱交換器（22）の近傍には、室外ファン（24）が設置されている。室外ファン（24）は、室外熱交換器（22）へ室外空気を送風する。上記室外膨張弁（25）は、開度可変の電子膨張弁で構成されている。

上記四路切換弁（23）には、４つのポートが設けられている。四路切換弁（23）では、第１ポートが第１圧縮機（21）の吐出管（21a）に、第２ポートが第１圧縮機（21）の吸入管（21b）にそれぞれ接続されている。また、四路切換弁（23）では、第３ポートが室外熱交換器（22）及び室外膨張弁（25）を介して第２連絡配管（12）に、第４ポートが第１連絡配管（11）にそれぞれ接続されている。この四路切換弁（23）は、第１ポートと第３ポートが連通すると同時に第２ポートと第４ポートが連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポートと第４ポートが連通すると同時に第２ポートと第３ポートが連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換え可能となっている。

〈中間ユニット〉
上記中間ユニット（30）には、第２圧縮機（31）、三方弁（32）、気液分離器（33）、及び中間膨張弁（34）が設けられている。上記第２圧縮機（31）は、スクロール圧縮機で構成されている。また、中間膨張弁（34）は、開度可変の電子膨張弁で構成されている。

上記三方弁（32）には、３つのポートが設けられている。三方弁（32）では、第１ポートが第１ガス配管（36）を介して第３連絡配管（13）に、第２ポートが第２ガス配管（37）を介して第２圧縮機（31）の吸入管（31b）に、第３ポートが第３ガス配管（38）を介して第１連絡配管（11）にそれぞれ接続されている。この三方弁（32）は、第３ポートが第１ポートと連通して第２ポートから遮断される第１状態（図１に実線で示す状態）と、第３ポートが第２ポートと連通して第１ポートから遮断される第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換え可能となっている。

上記気液分離器（33）は、気液二相状態の冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するものである。具体的に、気液分離器（33）は、縦長の円筒状に形成された密閉容器で構成されている。気液分離器（33）には、第１液管（33a）と第２液管（33b）が接続されている。第１液管（33a）と第２液管（33b）は、共に気液分離器（33）の胴部を貫通しており、それぞれの一端が気液分離器（33）の内部の底付近に開口している。また、気液分離器（33）には、ガス流出管（33c）が接続されている。ガス流出管（33c）は、気液分離器（33）の頂部を貫通しており、その一端が気液分離器（33）の内部の上端付近に開口している。

第１液管（33a）の他端は第４連絡配管（14）に、第２液管（33b）の他端は第２連絡配管（12）にそれぞれ接続されている。第１液管（33a）の途中には、中間膨張弁（34）が配置されている。ガス流出管（33c）の他端は、第２ガス配管（37）の一端と第２圧縮機（31）の吸入管（31b）の一端とに接続されている。

第２圧縮機（31）の吸入管（31b）には、電磁弁（SV）が設けられている。第２圧縮機（31）の吐出管（31a）は、その終端が第１ガス配管（36）に接続されている。この吐出管（31a）には、逆止弁（CV）が設けられている。この逆止弁（CV）は、第２圧縮機（31）から第１ガス配管（36）へ向かう冷媒の流通だけを許容する。

更に、上記中間ユニット（30）には、第１加熱器（51）と第２加熱器（52）とが設けられている。これら第１加熱器（51）及び第２加熱器（52）は、何れも配管内を流れる冷媒を加熱するためのものであって、加熱手段を構成している。第１加熱器（51）は、第３ガス配管（38）に配置されている。第２加熱器（52）は、第２圧縮機（31）の吸入管（31b）に配置されている。第１加熱器（51）及び第２加熱器（52）の具体的な構造については後述する。

〈室内ユニット〉
室内ユニット（40）には、利用側熱交換器である室内熱交換器（41）と、室内膨張弁（42）とが設けられている。室内熱交換器（41）は、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器で構成されている。室内熱交換器（41）の近傍には、室内ファン（43）が設置されている。室内ファン（43）は、室内熱交換器（41）へ室内空気を送風する。上記室内膨張弁（42）は、開度可変の電子膨張弁で構成されている。

〈第１，第２加熱器〉
上記第１，第２加熱器（51,52）は、電磁誘導加熱方式の電気ヒータによって構成されている。

図２に示すように、この加熱器（51,52）は、支持部材（55）によって配管（31b,38）の内部に固定された鉄心（56）と、鉄心（56）の周囲に位置するように配管（31b,38）の外周面に巻かれたコイル（57）とを備えている。鉄心（56）は、磁性金属の棒状部材で構成され、コイル（57）は高周波電源（58）に接続されている。この構成において、コイル（57）に高周波電流を流すと、その回りに高周波磁界（Ｆ）が発生して、鉄心（56）に渦電流（Ｃ）が発生する。このため、鉄心（56）が瞬時に高温に加熱され、その熱が配管（31b,38）内を流れる冷媒に伝達される。なお、コイル（57）は、断熱材（59）によって全体が覆われている。

〈コントローラ〉
本実施形態の空気調和装置（10）は、コントローラ（70）を備えている。このコントローラ（70）は、デフロスト運転中に第１，第２加熱器（51,52）の加熱量を調節する制御手段を構成している。

コントローラ（70）は、第１圧縮機（21）が吸入する冷媒の過熱度が所定の目標値（例えば５℃）となるように、高周波電源（58）の出力を調節して第１加熱器（51）の加熱量を制御する。その際、コントローラ（70）は、第１圧縮機（21）の吸入冷媒の圧力と温度の実測値から吸入冷媒の過熱度を算出し、その値が目標値となるように第１加熱器（51）の加熱量を調節する。

また、コントローラ（70）は、第２圧縮機（31）が吸入する冷媒の過熱度が所定の目標値（例えば５℃）となるように、高周波電源（58）の出力を調節して第２加熱器（52）の加熱量を制御する。その際、コントローラ（70）は、第２圧縮機（31）の吸入冷媒の圧力と温度の実測値から吸入冷媒の過熱度を算出し、その値が目標値となるように第２加熱器（52）の加熱量を調節する。

−運転動作−
上記空気調和装置（10）の運転動作について説明する。

〈冷房運転〉
冷房運転中の動作について、図３を参照しながら説明する。

冷房運転では、四路切換弁（23）と三方弁（32）がそれぞれ第１状態に設定され、電磁弁（SV）が閉じられる。また、室外膨張弁（25）及び中間膨張弁（34）が全開状態に設定される一方、室内膨張弁（42）の開度が運転条件に応じて適宜調節される。更に、この冷房運転では、第１圧縮機（21）だけが運転され、第２圧縮機（31）は停止状態となる。そして、冷媒回路（15）では、第１圧縮機（21）だけで冷媒を圧縮する単段圧縮冷凍サイクルが行われる。

第１圧縮機（21）から吐出された冷媒は、室外熱交換器（22）へ送られ、室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（22）で凝縮した冷媒は、中間ユニット（30）の第２液管（33b）と気液分離器（33）と第１液管（33a）を順に通過し、その後に室内ユニット（40）へ送られる。室内ユニット（40）に流入した冷媒は、室内膨張弁（42）を通過する際に低圧まで減圧される。減圧後の低圧冷媒は、室内熱交換器（41）へ送られ、室内空気から吸熱して蒸発する。室内熱交換器（41）では室内空気が冷却され、冷却された室内空気が室内へ送り返される。室内熱交換器（41）で蒸発した冷媒は、中間ユニット（30）の第１ガス配管（36）と第３ガス配管（38）を順に通って室外ユニット（20）へ送られ、第１圧縮機（21）へ吸入されて圧縮される。

〈第１暖房運転〉
第１暖房運転中の動作について、図４を参照しながら説明する。

第１暖房運転では、四路切換弁（23）が第２状態に、三方弁（32）が第１状態にそれぞれ設定され、電磁弁（SV）が閉じられる。また、室内膨張弁（42）及び中間膨張弁（34）が全開状態に設定される一方、室外膨張弁（25）の開度が運転条件に応じて適宜調節される。更に、この第１暖房運転では、第１圧縮機（21）だけが運転され、第２圧縮機（31）は停止状態となる。そして、冷媒回路（15）では、第１圧縮機（21）だけで冷媒を圧縮する単段圧縮冷凍サイクルが行われる。

第１圧縮機（21）から吐出された冷媒は、中間ユニット（30）の第３ガス配管（38）と第１ガス配管（36）を順に通って室内ユニット（40）へ送られる。室内ユニット（40）に流入した冷媒は、室内熱交換器（41）で室内空気へ放熱して凝縮する。室内熱交換器（41）では室内空気が加熱され、加熱された室内空気が室内へ送り返される。室内熱交換器（41）で凝縮した冷媒は、中間ユニット（30）の第１液管（33a）と気液分離器（33）と第２液管（33b）を順に通過し、その後に室外ユニット（20）へ送られる。室外ユニット（20）に流入した冷媒は、室外膨張弁（25）を通過する際に減圧され、その後に室外熱交換器（22）で室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（22）で蒸発した冷媒は、第１圧縮機（21）へ吸入されて圧縮される。

〈第２暖房運転〉
第２暖房運転中の動作について、図５を参照しながら説明する。

第２暖房運転では、四路切換弁（23）及び三方弁（32）が第２状態に設定され、電磁弁（SV）が開かれる。また、室内膨張弁（42）が全開状態に設定され、中間膨張弁（34）及び室外膨張弁（25）の開度が運転条件に応じて適宜調節される。更に、この第２暖房運転では、第１圧縮機（21）と第２圧縮機（31）の両方が運転される。そして、冷媒回路（15）では、第１圧縮機（21）と第２圧縮機（31）で冷媒を順次圧縮すると共に、中間膨張弁（34）と室外膨張弁（25）で冷媒を順次膨張させる二段圧縮二段膨張冷凍サイクルが行われる。

第１圧縮機（21）から吐出された中間圧冷媒は、中間ユニット（30）の第３ガス配管（38）へ流入する。この中間圧冷媒は、第２ガス配管（37）と吸入管（31b）を順に通って第２圧縮機（31）へ吸入される。また、気液分離器（33）の中間圧のガス冷媒も、ガス流出管（33c）と吸入管（31b）を順に通って第２圧縮機（31）へ吸入される。第２圧縮機（31）から吐出された高圧冷媒は、吐出管（31a）を通って室内ユニット（40）へ送られる。室内ユニット（40）に流入した高圧冷媒は、室内熱交換器（41）で室内空気へ放熱して凝縮する。室内熱交換器（41）では室内空気が加熱され、加熱された室内空気が室内へ送り返される。

室内熱交換器（41）で凝縮した冷媒は、中間ユニット（30）の第１液管（33a）へ流入し、中間膨張弁（34）で減圧されて中間圧となってから気液分離器（33）へ流入する。気液分離器（33）では、気液二相状態の中間圧冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。上述したように、気液分離器（33）で分離された飽和状態のガス冷媒は、第２圧縮機（31）の吸入側へ送られる。一方、気液分離器（33）で分離された飽和状態の液冷媒は、第２液管（33b）を通って室外ユニット（20）へ送られる。室外ユニット（20）へ流入した中間圧の液冷媒は、室外膨張弁（25）を通過するに減圧され、その後に室外熱交換器（22）で室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（22）で蒸発した冷媒は、第１圧縮機（21）に吸入されて圧縮される。

〈デフロスト運転〉
デフロスト運転中の動作について、図６を参照しながら説明する。このデフロスト運転は、第１，第２暖房運転中に所定時間ごとに行われる。

デフロスト運転では、四路切換弁（23）が第１状態に、三方弁（32）が第２状態にそれぞれ設定され、電磁弁（SV）が開状態に設定される。また、室内膨張弁（42）が全開状態に設定される一方、中間膨張弁（34）及び室外膨張弁（25）の開度が運転条件に応じて適宜調節される。そして、このデフロスト運転では、第１圧縮機（21）と第２圧縮機（31）の両方が運転される。また、デフロスト運転中には、第１，第２加熱器（51,52）による冷媒の加熱が行われる。

デフロスト運転中には、第１圧縮機（21）と第２圧縮機（31）の両方が気液分離器（33）からガス冷媒を吸入する。つまり、気液分離器（33）からガス流出管（33c）へ吸い出されたガス冷媒は、その一部が第１圧縮機（21）へ吸入され、残りが第２圧縮機（31）へ吸入される。

具体的に、気液分離器（33）から吸い出されたガス冷媒の一部は、第２ガス配管（37）と第３ガス配管（38）を順に通って室外ユニット（20）へ流入する。その際、ガス冷媒は、第３ガス配管（38）に設けられた第１加熱器（51）によって加熱され、過熱蒸気となる。室外ユニット（20）へ流入したガス冷媒は、第１圧縮機（21）へ吸入されて圧縮される。第１圧縮機（21）から吐出された冷媒は、室外熱交換器（22）へ送られる。室外熱交換器（22）では、第１圧縮機（21）の吐出冷媒によって霜が融かされる。室外熱交換器（22）で凝縮した冷媒は、室外膨張弁（25）を通過する際に減圧され、その後に中間ユニット（30）の第２液管（33b）を通って気液分離器（33）へ流入する。

一方、気液分離器（33）から吸い出されたガス冷媒の残りは、吸入管（31b）へ流入する。この冷媒は、吸入管（31b）に設けられた第２加熱器（52）で加熱され、その後に第２圧縮機（31）へ吸入されて圧縮される。第２圧縮機（31）から吐出された冷媒は、室内熱交換器（41）へ送られる。室内熱交換器（41）では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。つまり、室内熱交換器（41）では、デフロスト運転中も室内空気の加熱が継続して行われる。室内熱交換器（41）で凝縮した冷媒は、中間ユニット（30）の第１液管（33a）へ流入し、中間膨張弁（34）を通過する際に減圧されてから気液分離器（33）へ流入する。

このように、デフロスト運転中には、室外熱交換器（22）だけでなく室内熱交換器（41）も凝縮器となる。従って、室内熱交換器（41）での室内空気の加熱を継続しながら、室外熱交換器（22）に付着した霜を融かすことができる。

また、デフロスト運転中には、第１加熱器（51）及び第２加熱器（52）の加熱量がコントローラ（70）によって調節される。その際、コントローラ（70）は、第１圧縮機（21）の吸入冷媒の過熱度が所定の目標値となるように第１加熱器（51）の加熱量を調節すると共に、第２圧縮機（31）の吸入冷媒の過熱度が所定の目標値となるように第２加熱器（52）の加熱量を調節する。

−実施形態の効果−
本実施形態では、デフロスト運転中に第１圧縮機（21）が吸入する冷媒を第１加熱器（51）によって、第２圧縮機（31）が吸入する冷媒を第２加熱器（52）によってそれぞれ加熱している。このため、従来のように気液分離器（33）へ流入する冷媒や気液分離器（33）内の冷媒を加熱する場合とは異なり、第１圧縮機（21）や第２圧縮機（31）が吸入する冷媒の過熱度を、第１加熱器（51）や第２加熱器（52）の加熱量を調節することによって制御できるようになる。

従って、本実施形態によれば、デフロスト運転中に第１圧縮機あるいは第２圧縮機が吸入する冷媒の過熱度を適切に調節することで、第１圧縮機（21）や第２圧縮機（31）が液バックによって損傷するのを回避でき、更には第１圧縮機（21）や第２圧縮機（31）の吐出冷媒の温度を適切に制御することができるため、空気調和装置（10）の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態では、第１加熱器（51）と第２加熱器（52）の両方を中間ユニット（30）に設けている。このため、室外ユニット（20）と室内ユニット（40）には一般的なセパレート型の空気調和装置と同様のものを用い、そこへ中間ユニット（30）を追加するだけで本発明に係る空気調和装置（10）を構成することができる。従って、この本実施形態によれば、一般的な構造の室外ユニット（20）と室内ユニット（40）を利用して本発明に係る空気調和装置（10）を構成できるため、この空気調和装置（10）の製造コストを低減できる。

−実施形態の変形例１−
本実施形態では、図７に示すように、第１加熱器（51）を第１圧縮機（21）の吸入管（21b）に設けてもよい。この変形例によれば、第１加熱器（51）と第１圧縮機（21）の距離が近くなるため、第１加熱器（51）の加熱量を調節することによって、第１圧縮機（21）が吸入する冷媒の過熱度を一層正確に制御することができる。

また、本実施形態では、図８に示すように、気液分離器（33）に接続するガス流出管（33c）だけに加熱器（51）を設け、この１つの加熱器（51）が加熱手段（50）を構成するようにしてもよい。この変形例では、気液分離器（33）から吸い出されたガス冷媒は、加熱器（51）で加熱された後に吸入管（31b）と第２ガス配管（37）とに分配される。そして、この変形例によれば、１つの加熱器（51）によって加熱手段（50）を構成できるため、空気調和装置（10）の部品点数の増加を抑制できる。

−実施形態の変形例２−
上記の実施形態では、室内熱交換器（41）において空気を冷媒で加熱したり冷却するようにしているが、室内熱交換器（41）として例えばプレート式熱交換器を設け、そのプレート式熱交換器において水を冷媒で加熱したり冷却するようにしてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、デフロスト運転を行う空気調和装置について有用である。

空気調和装置の構成を示す冷媒回路の配管系統図である。 加熱器の構成を示す概略斜視図である。 冷房運転中の動作を示す冷媒回路の配管系統図である。 第１暖房運転中の動作を示す冷媒回路の配管系統図である。 第２暖房運転中の動作を示す冷媒回路の配管系統図である。 デフロスト運転中の動作を示す冷媒回路の配管系統図である。 実施形態の変形例における空気調和装置の構成を示す冷媒回路の配管系統図である。 実施形態の変形例における空気調和装置の構成を示す冷媒回路の配管系統図である。

符号の説明

15 冷媒回路
20 室外ユニット
21 第１圧縮機
22 室外熱交換器
30 中間ユニット
31 第２圧縮機
31b 吸入管（配管）
33 気液分離器
38 第３ガス配管（配管）
40 室内ユニット
41 室内熱交換器
50 加熱手段
51 第１加熱器
52 第２加熱器
70 コントローラ（制御手段）

Claims (4)

1. 第１圧縮機（21）と第２圧縮機（31）と中間圧冷媒の気液分離器（33）と室内熱交換器（41）と室外熱交換器（22）とが接続された冷媒回路（15）を備え、上記第１圧縮機（21）で圧縮した冷媒を上記第２圧縮機（31）で更に圧縮して二段圧縮二段膨張冷凍サイクルを行う空気調和装置であって、
   上記室外熱交換器（22）のデフロスト運転中には、上記第１圧縮機（21）が気液分離器（33）から吸入したガス冷媒を圧縮して室外熱交換器（22）へ供給し、上記第２圧縮機（31）が気液分離器（33）から吸入したガス冷媒を圧縮して室内熱交換器（41）へ供給するように構成される一方、
   上記冷媒回路（15）のうち上記デフロスト運転中に気液分離器（33）から吸い出されたガス冷媒が流通する配管（31b,38）には、該配管（31b,38）内の冷媒を加熱する加熱手段（50）が設けられている
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 請求項１において、
   上記デフロスト運転中に上記加熱手段（50）で加熱された冷媒の過熱度が所定値となるように該加熱手段（50）の加熱量を調節する制御手段（70）を備えている
   ことを特徴とする空気調和装置。
3. 請求項１において、
   上記加熱手段（50）は、上記第１圧縮機（21）へ吸入される冷媒を加熱する第１加熱器（51）と、上記第２圧縮機（31）へ吸入される冷媒を加熱する第２加熱器（52）とを備えている
   ことを特徴とする空気調和装置。
4. 請求項１において、
   上記冷媒回路（15）は、室外熱交換器（22）と第１圧縮機（21）を備える室外ユニット（20）と、第２圧縮機（31）と気液分離器（33）を備える中間ユニット（30）と、室内熱交換器（41）を備える室内ユニット（40）とを連絡配管で接続することによって構成される一方、
   上記加熱手段（50）は、上記冷媒回路（15）のうち上記中間ユニット（30）内の配管に設けられている
   ことを特徴とする空気調和装置。
   

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