JP2013122354A - 空気調和装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】室外熱交換器部の容量制御を圧力損失の大きい開閉弁を用いずに行うことができるとともに、停止中の室外熱交換器に冷媒が貯まり込むのを防ぐことができ、圧縮機や冷凍サイクルとしての信頼性を保つことができる空気調和装置を提供する。
【解決手段】第１室外熱交換器３１の液配管側に設けられた第１膨張弁４１と、前記第２室外熱交換器３２の液配管側に設けられた第２膨張弁４２と、圧縮機１の吸入ポート及び前記室内熱交換器部を接続する吸入管Ｌ２と、前記第１四方弁２１の１つのポートとの間を接続する第１連結管Ｌ３１と、前記吸入管Ｌ２と、前記第２四方弁２２の１つのポートとの間を接続する第２連結管Ｌ３２と、前記第２連結管Ｌ３２上に設けられており、前記第２四方弁２２から前記吸入管Ｌ２へのみ冷媒が流通可能に設けられた逆止弁９と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の室外熱交換器が並列に接続されて形成された室外熱交換器部を備え、低負荷運転時に室外熱交換器部の容量制御を行うことが可能な空気調和装置に関するものである。
例えば、室内空調負荷が小さく、かつ、外気温度が高い状態における暖房運転や、室内空調負荷が小さく、かつ、外気温度が低い状態における冷房運転等の低負荷運転条件で空気調和装置を動作させると、室外熱交換器の蒸発能力又は凝縮能力が過剰となり、運転に不具合が発生する場合がある。より具体的には、低負荷運転条件において暖房運転を行っている場合、室外熱交換器の蒸発能力が過剰であると、圧縮機の吐出圧力が上昇しすぎて上限吐出圧力を超えてしまい、保護回路によって圧縮機が停止することがある。あるいは、低負荷運転条件において、冷房運転を行っている場合、室外熱交換器の凝縮能力が過剰であると、圧縮機の吐出圧力が低下するため、吸入圧力との差が小さくなり、適正な圧縮比でなくなるため圧縮機の信頼性を保つことが難しくなる場合もある。
このような問題を解決するために、室外熱交換器を複数並列に設けた室外熱交換器部を形成しておき、運転条件に合わせて、室外熱交換器部の容量を制御できるように構成した空気調和装置が提案されている。
例えば、特許文献１に示される空気調和装置では、室外熱交換器部を構成する各室外熱交換器の前後に電磁開閉弁を設けておき、低負荷運転条件で運転する場合には、各電磁弁を閉止することにより負荷に合わせた容量に低下させるように構成されている。
しかしながら、このように構成された空気調和装置では、複数の電磁開閉弁を各室外熱交換器の前後に設ける必要があり、冷媒流動時の圧力損失が大きく、暖房又は冷房性能の低下の原因となる。かといって、圧力損失を低減するために大型の電磁開閉弁を使用するとその分コストが非常に高くなってしまう。また、単純に電磁開閉弁を取り付ける個数を減らし、例えば、室外熱交換器の前後一方にのみ設けた場合には、停止させている室外熱交換器に冷媒が貯まり込むことになり、冷媒流量が低下して暖房又は冷房性能が低下してしまう。
特開昭５９−１８０２５１号公報
そこで、本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、室外熱交換器部の容量制御を圧力損失の大きい開閉弁を用いずに行うことができるとともに、停止中の室外熱交換器に冷媒が貯まり込むのを防ぐことができ、圧縮機や冷凍サイクルとしての信頼性を保つことができる空気調和装置を提供することを目的とする。
すなわち、本発明の空気調和装置は、圧縮機、四方弁部、室外熱交換器部、室内熱交換器部を環状に接続してなる冷媒回路を備えた空気調和装置であって、前記室外熱交換器部が、第１室外熱交換器と、第２室外熱交換器と、に分割されて構成されており、前記四方弁部が、前記第１室外熱交換器のガス配管を前記圧縮機の吐出ポート又は吸入ポートのいずれか一方に切替可能に接続する第１四方弁と、前記第２室外熱交換器のガス配管を前記圧縮機の吐出ポート又は吸入ポートのいずれか一方に切替可能に接続する第２四方弁と、を具備し、前記第１室外熱交換器の液配管側に設けられた第１膨張弁と、前記第２室外熱交換器の液配管側に設けられた第２膨張弁と、前記圧縮機の吸入ポート及び前記室内熱交換器部を接続する吸入管と、前記第１四方弁の１つのポートとの間を接続する第１連結管と、前記吸入管と、前記第２四方弁の１つのポートとの間を接続する第２連結管と、前記第２連結管上に設けられており、前記第２四方弁から前記吸入管へのみ冷媒が流通可能に設けられた逆止弁と、を備えたことを特徴とする。
なお、本明細書中における「吸入管」とは、前記圧縮機の吸入ポートと前記室内熱交換器部との間を接続する１又は複数の管で構成されるものを総称するものであり、例えば、前記圧縮機の吸入ポートとアキュームレータとの間を１本の管で接続し、アキュームレータと前記室内熱交換器部との間を１本の管で接続し、計２本の管で吸入管が構成されているもの、前記圧縮機の吸入ポートと前記室内熱交換器部との間に更なる部材が接続されており、多数の管で吸入管が構成されているものを含む概念である。
このようなものであれば、低負荷運転条件において前記第２膨張弁を閉止するとともに、前記第２四方弁を前記第２室外熱交換器のガス配管と、前記圧縮機の吸入ポートとを接続するように切り替えることで、前記第２室外熱交換器を冷媒が流通しないようにすることにより、前記室内熱交換器部の容量を低下させることができる。従って、冷媒回路中に新たに圧力損失の大きい開閉電磁弁を設けなくても、前記室外熱交換器部の容量を制御でき、暖房又は冷房運転時の効率の低下を防ぐことができる。
また、開閉電磁弁を設ける代わりに２つの四方弁を設けているが、四方弁は圧力損失を生じさせない程度に大きくしても、コストの上昇を抑えやすい部材のため、大きな開閉電磁弁を設けた場合に比べてコストの上昇も生じない。
さらに、前記第２連結管上には、前記第２四方弁から前記吸入管へのみ冷媒が流通可能となるように設けられた逆止弁があるので、前記第２室外熱交換器に冷媒が流通しないようにして前記第１室外熱交換器にのみ冷媒が流通するようにしている場合でも、前記吸入管又は前記第１連結管から冷媒が前記第２連結管を介して第２室外熱交換器内に貯まり込む事を防ぐことができる。従って、圧縮機の吐出圧力が異常に上昇したり、圧縮比が所定の圧縮比よりも低下して信頼性が低下したりするといった事態も好適に防ぐことができるとともに、停止中の第２室外熱交換器へ冷媒が貯まり込むことによる冷房性能の低下も防ぐことができる。
室内空調負荷が小さく、かつ、外気温度が低い冷房運転時において室外熱交換器部の凝縮能力が過剰となり、前記圧縮機の吐出圧力が低下して、既定の圧縮比を保つことができなくなるのを防ぐための具体的な構成としては、前記圧縮機の吐出圧力と、吸入圧力とを測定する圧力測定部と、少なくとも前記第２四方弁、前記第２膨張弁を制御するものであり、冷房運転時において前記圧力測定部で測定される吐出圧力と吸入圧力の比である圧縮比が所定圧縮比よりも低くなった場合に、前記弁制御部が、前記第２室外熱交換器のガス配管を前記圧縮機の吸入ポートと接続するように前記第２四方弁を切り替えるとともに、前記前記第２膨張弁を閉止するように構成された弁制御部と、を備えたものが挙げられる。
室内空調負荷が小さく、かつ、外気温度が高い暖房運転時において、室外熱交換器部の蒸発能力が過剰となり、前記圧縮機の吐出圧力が上昇し、高圧保護回路が動作して当該圧縮機が停止してしまうのを防ぐには、前記弁制御部が、暖房運転時において前記圧力測定部で測定される吐出圧力が所定圧力よりも高くなった場合に、前記第２膨張弁を閉止するように構成されたものであればよい。
各室外熱交換器に発生した霜を除去するための除霜運転を行うための構成としては、前記四方弁部が、前記室内熱交換器部と、前記圧縮機の吐出ポート又は吸入ポートのいずれか一方とを切替可能に接続する主四方弁を更に具備し、前記第１室外熱交換器に設けられた第１温度センサと、前記第２室外熱交換器に設けられた第２温度センサと、前記室外熱交換器部の液管と前記圧縮機の吸入管を連結するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、前記液管を流れる冷媒とバイパス配管を流れる冷媒との熱交換を行う補助熱交換器と、前記バイパス配管において補助熱交換器の液管側に設けられた補助膨張弁と、を更に備え、前記弁制御部が、前記第１四方弁、前記主四方弁、前記補助膨張弁を更に制御するように構成されており、前記室内熱交換器部と、前記圧縮機の吐出ポートとを接続している暖房運転時において、前記第１温度センサ又は前記第２温度センサの検出温度が所定値以下である場合に、前記主四方弁を前記室内熱交換器部と、前記圧縮機の吐出ポートとを接続するように維持した状態で、前記第１四方弁又は前記第２四方弁を前記第１室外熱交換器又は前記第２室外熱交換器のガス配管と、前記圧縮機の吐出ポートとを接続するように切り換えて前記第１室外熱交換器又は第２室外熱交換器にガス冷媒を流すとともに、前記補助膨張弁を開放して前記補助熱交換器により液冷媒を蒸発させてガス冷媒として前記吸入管に戻すように構成されたものであればよい。
このように本発明の空気調和装置によれば、圧力損失とコストのバランスがとりにくい電磁開閉弁を用いることなく、各四方弁、各膨張弁により低負荷運転条件に合わせて室外熱交換器部の容量を低下させて調節できる。さらに、第２室外熱交換器への冷媒の流入を停止した場合に、前記第１連結管又は前記吸入管からの前記第２連結管への逆流を逆止弁により防ぎ、停止中の前記第２室外熱交換への冷媒の溜まり込みを防ぐことができる。
本発明の第１実施形態に係る空気調和装置の冷房運転時の模式図。 第１実施形態の空気調和装置において冷房運転時に室外熱交換器部の容量を低下させた場合の模式図。 第１実施形態の空気調和装置において冷房運転時に室外熱交換器部の容量を低下させた場合の圧縮比の変化を示す模式的グラフ。 第１実施形態の空気調和装置における暖房運転時の模式図。 第１実施形態の空気調和装置において暖房運転時に室外熱交換器部の容量を低下させた場合の模式図。 第１実施形態の空気調和装置において暖房運転時に室外熱交換器部の容量を低下させた場合の圧力変化を示す模式図。 本発明の第２実施形態に係る空気調和装置の冷房運転時の模式図。 第２実施形態の空気調和装置において冷房運転時に室外熱交換器部の容量を低下させた場合の模式図。 第２実施形態の空気調和装置における暖房運転時の模式図。 第２実施形態の空気調和装置において暖房運転時に室外熱交換器部の容量を低下させた場合の模式図。 第２実施形態の空気調和装置における除霜運転の概念を示す模式図。 第２実施形態の空気調和装置における除霜運転の第１段階を示す模式図。 第２実施形態の空気調和装置における除霜運転の第２段階を示す模式図。 第２実施形態の空気調和装置における除霜運転の第３段階を示す模式図。
＜第１実施形態の構成＞
本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
第１実施形態に係る空気調和装置１００は、図１に示すように圧縮機１、四方弁部２、室外熱交換器部３、室内熱交換器部５を環状に接続してなる冷媒回路を備えたものである。この空気調和装置１００では、前記四方弁部２により前記圧縮機１の吐出ポート、吸入ポートの接続先を前記室外熱交換器部３又は室内熱交換器部５のいずれかに接続することで、各々を凝縮器又は蒸発器として機能させることにより室内における冷房運転と暖房運転とを選択的に切り替えられるように構成してある。さらに、第１実施形態の空気調和装置１００は、外気温や室内負荷に応じて前記室外熱交換器部３における熱交換の能力を変更するために、前記四方弁部２は第１四方弁２１と第２四方弁２２と、から構成してあるとともに、前記室外熱交換器部３も第１室外熱交換器３１と第２室外熱交換器３２に分割して構成してある。また、前記圧縮機１の吐出側にはオイルセパレータ６が設けてあり、油戻し配管により回収された油を吸入側に戻すようにしてある。また、吸入管Ｌ２の途中には気体冷媒と液体冷媒を分離し気体冷媒のみを前記圧縮機１に吸入されるようにするためのアキュームレータ７が設けてある。さらにこの空気調和装置１００は、前記四方弁部２や後述する膨張弁等の各種機器の制御を行う制御装置８を備えている。
以下では図１に示す通常運転条件での冷房運転時における接続状態を基本として、前記四方弁部２及び前記室外熱交換器部３の接続構成について説明する。また、各配管における冷媒の流れについては配管上の矢印で示すとともに、膨張弁が閉止されている場合には黒丸で塗りつぶして示すこととする。
前記圧縮機１の吐出ポートから吐出された冷媒は、オイルセパレータ６を通過した後２つに分岐する第１分岐流路と第２分岐流路を流れ、各分岐流路上に設けられた四方弁、各室外熱交換器、膨張弁を通過した後に合流した後、前記室内熱交換器部５を通過する。前記室内熱交換器部５を通過した冷媒は前記第１四方弁２１を通過した後、前記第１四方弁２１から前記圧縮機１の吸入ポートに接続された吸入管Ｌ２に至り、前記圧縮機１内に戻るようにしてある。
より具体的には、前記第１分岐流路上には、第１四方弁２１、第１室外熱交換器３１、前記第１室外熱交換器３１の液配管側に設けられた第１膨張弁４１がこの順で並べて設けてある。
前記第１四方弁２１は、前記第１室外熱交換器３１のガス配管を前記圧縮機１の吐出ポート又は吸入ポートのいずれか一方に切替可能に接続するものである。より具体的には前記第１四方弁２１の第１ポートは、前記圧縮機１の吐出ポートに接続された吐出管Ｌ１に接続してある。前記第１四方弁２１の第２ポートは、前記第１室外熱交換器３１のガス配管に接続してあり、第３ポートは、前記圧縮機１の吸入ポートに接続された吸入管Ｌ２に接続される第１連結管Ｌ３１に接続してあり、第４ポートは前記室内熱交換器部５の液配管に接続してある。
そして、前記第１室外熱交換器３１を凝縮器として動作させ、第１分岐流路を冷房回路として機能させる場合には、前記第１四方弁２１は、電圧が印加されずオフの状態とされることで、第１ポート及び第２ポートとの間を導通させるとともに、第３ポート及び第４ポートとの間を導通させるように構成してある。一方、前記第１室外熱交換器３１を蒸発器として動作させ、第１分岐流路を暖房回路として機能させる場合には、前記第１四方弁２１は電圧が印加されたオンの状態にされることで、第１ポート及び第４ポートとの間を導通させるとともに、前記第２ポートと前記第３ポートとの間を導通させるように構成してある。
前記第２分岐流路上には、第１分岐流路と対応して並列に第２四方弁２２、第２室外熱交換器３２、前記第２室外熱交換器３２の液配管側に設けられた第２膨張弁４２がこの順で並べて設けてある。
前記第２四方弁２２は、前記第２室外熱交換器３２のガス配管を前記圧縮機１の吐出ポート又は吸入ポートのいずれか一方に切替可能に接続するものであり、その接続は前記第１四方弁２１と一部異なっている。より具体的には、前記第２四方弁２２の第１ポートは、前記圧縮機１の吐出ポートに接続された凸出管に接続してある。前記第２四方弁２２の第２ポートは、前記第２室外熱交換器３２のガス配管に接続してあり、前記第３ポートは、前記吸入管Ｌ２に接続される第２連結管Ｌ３２に接続してある。前記第１四方弁２１との違いとしては、前記第２連結管Ｌ３２上に、前記第２四方弁２２から前記吸入管Ｌ２へのみ冷媒が流通可能となるように逆止弁９を設けてある点と、第４ポートは閉止してある点が前記第１四方弁２１とは異なっている。このように逆止弁９が第２連結管Ｌ３２に設けてあるので、第２回路を暖房回路として動作させる際に前記吸入管Ｌ２を流れる冷媒が第２四方弁２２を通って前記第２室外熱交換器３２内へと逆流してその内部に貯留されるのを防ぐようにしてある。
そして、前記第２室外熱交換器３２を凝縮器として動作させ、第２分岐流路を冷房回路として機能させる場合には、前記第２四方弁２２は電圧が印加されずオフの状態とされることで、第１ポート及び第２ポートのみを導通させるように構成してある。これは、第１ポートと第２ポートを導通させた際、第３ポートと第４ポートは接続されるものの第４ポートは閉止されているので、この間は冷媒が流れないことになる。一方、前記第２室外熱交換器３２を蒸発器として動作させ、第２分岐流路を暖房回路として機能させる場合には、前記第２四方弁２２は電圧が印加されたオンの状態にされることで、第２ポート及び第３ポートとの間のみを導通させるように構成してある。
前記制御装置８は、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏチャネル、入出力機器、ＡＤ／ＤＡコンバータ等を有したいわゆるコンピュータであり、前記メモリに格納したプログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器が動作することによって、空気調和装置１００の各部を制御する。
第１実施形態の制御装置８は、少なくとも弁制御部８１としての機能を発揮するものである。前記弁制御部８１は、前記圧縮機１の吐出圧力と、吸入圧力とを測定する圧力測定部（図示しない）の測定値に基づいて、少なくとも前記第２四方弁２２、前記第２膨張弁４２を制御することで、前記圧縮機１が規定の圧縮比を保つことができなくなり圧縮機１の信頼性が低下したりするのを防ぐためのものである。以下では、空気調和装置１００の動作とともに前記弁制御部８１の構成について説明する。
まず、空気調和装置１００が冷房運転時において外気温が低く、室内負荷も小さい低負荷条件で運転している場合の前記弁制御部８１の動作について説明する。なお、第１実施形態の空気調和装置１００が冷房運転であるとは、図１に示すように前記第１四方弁２１及び第２四方弁２２がオフの状態であり、前記第１室外熱交換器３１及び第２室外熱交換器３２の両方が凝縮器として動作する状態のことを言う。
低負荷条件で冷房運転を継続していると、前記圧縮機１の吐出圧力が低下し、吸入圧力との差が小さくなることがある。すると、前記圧縮機１に対して推奨されている圧縮比での動作が行えなくなり、故障等の原因となる。前記弁制御部８１は、冷房運転時において前記圧力測定部で測定される吐出圧力と吸入圧力の比である圧縮比が所定圧縮比よりも低くなった場合に、図２に示すように前記第２室外熱交換器３２のガス配管を前記圧縮機１の吸入ポートと接続するように前記第２四方弁２２を切り替えるとともに、前記前記第２膨張弁４２を閉止するように構成してある。
言い換えると、圧縮比が低下したことが検出されると前記弁制御部８１は、前記第２四方弁２２をオンの状態にして、第１ポートと第４ポートが接続されて第１ポートが閉止された状態にするとともに、第２ポートと第３ポートを導通させた状態にするように構成してある。さらに、前記弁制御部８１は前記第２膨張弁４２を閉止するので、第２室外熱交換器３２の設けられている第２分岐流路は回路から切り離された状態となり、冷媒が流通しない。従って、第１室外熱交換器３１のみに冷媒が流通する状態となり、室外熱交換器部３としての容量を低負荷条件に合わせて低下させることができる。室外熱交換器部３の容量を低負荷条件に合わせて低下させると、図３のグラフに示すように、吐出圧力の上昇が生じ、低圧縮比の状態であったものが、正常の圧縮比に戻すことができる。このため、圧縮機１の信頼性を保つことができるようになる。
さらに、前記第２連結管Ｌ３２に設けられた逆止弁９により、前記室内熱交換器部５から前記第１四方弁２１の第４ポートから第３ポートを経由して前記圧縮機１の吸入ポートに戻る冷媒が前記第２室外熱交換器３２に逆流することも防ぐことができる。つまり、低負荷条件に合わせて前記室外熱交換器部３の容量を低減した場合に、停止している第２室外熱交換器３２への冷媒の溜まり込みを防ぐことができ、冷媒流量の低下による冷房能力の低下を防ぐことができる。
次に、暖房運転時において外気温が高く、室内負荷が小さい過負荷条件における前記弁制御部８１の動作について説明する。なお、通常出力の暖房運転時には各室外熱交換器を蒸発器として動作させるように、各四方弁は、各室外熱交換器のガス配管と前記圧縮機１の吸入ポートとが接続されるように図４に示すように第１ポートと第４ポートを接続するとともに、第２ポートと第３ポートを導通させている。
過負荷条件で暖房運転を行っていると、図６（ａ）のグラフに示すように圧縮機１の吐出圧力が上昇し続け、安全のため高圧保護が作動し、圧縮機１の運転が停止することがある。このような問題を解決できるように、前記弁制御部８１は、図５に示すように暖房運転時において前記圧力測定部で測定される吐出圧力が所定圧力よりも高くなった場合に、前記第２膨張弁４２を閉止するように構成してある。すなわち、室内熱交換器部５を通過した冷媒は前記第２膨張弁４２が閉止されているので、前記第１熱交換器３１のみを通過するようになり、室外熱交換器部３の容量を低下させることができる。室外熱交換器部３の容量が小さくされると、図６（ｂ）に示すように前記圧縮機１の吐出圧力が低下し、高圧保護の回路が動作するのを防ぐことができる。なお、前述した冷房運転時とは異なり、暖房運転時には前記第２四方弁２２は元々オンの状態に保たれているので、特に変更は行われない。この場合でも、前記第２連結管Ｌ３２に逆止弁９を設けてあるので、前記第１室外熱交換器３１を流通する冷媒が前記吸入管Ｌ２を通って前記圧縮機１の吸入ポートに戻る場合に、前記第２連結管Ｌ３２から逆流して前記第２室外熱交換器３２に溜まり込むことを防ぐことができる。
＜第１実施形態の効果＞
このように第１実施形態の空気調和装置１００によれば、前記第２四方弁２２のオンオフの切り替えと、前記第２膨張弁４２を閉止することにより低負荷条件での冷房運転時や、過負荷条件での暖房運転時に、それらの条件に合わせた室外熱交換器部３の容量に低減することができる。つまり、従来のように第２室外熱交換器３２に冷媒が流通しないようにする目的で電磁開閉弁を第２室外熱交換器３２の前後に設ける必要が無い。
さらに、吸入管Ｌ２に接続される第２連結管Ｌ３２上に逆止弁９が設けてあるので、電磁開閉弁を用いた時と同様に、前記第２室外熱交換器３２に冷媒がたまり込むことを防ぐことができる。
従って、室外熱交換器部３の容量を可変にする構成を追加するために、大きな圧力損失の原因となる電磁開閉弁を配管に設ける必要が無く、圧力損失の少ない大型のものであっても安価な四方弁を用いることができるので、冷凍回路の性能を低下させることなく、大幅な製造コストの上昇を防ぐことができる。
＜第２実施形態の構成＞
次に本発明の第２実施形態に係る空気調和装置１００について説明する。なお、第１実施形態の空気調和装置１００に対応する部材には同じ符号を付すこととする。
第２実施形態の空気調和装置１００は、複数の室外熱交換器のうちの１つに冷媒が流通するかどうかを切り替えることにより室外熱交換器部３の容量を可変にするための構成だけでなく、さらに各室外熱交換器の除霜のための構成を有するものである。
より具体的には、第２実施形態の空気調和装置１００は、図７に示すように第１実施形態の空気調和装置１００とは四方弁部２の構成を異ならせてあるとともに、前記室外熱交換器部３の液管と前記圧縮機１の吸入管Ｌ２を連結するバイパス配管に設けられた補助熱交換器３３と、前記バイパス配管において前記補助熱交換器３３の液管側に設けられた補助膨張弁４３と、を更に備えたものである。また、除霜運転のために前記弁制御部８１の構成も変更してあり、前記第１四方弁２１、後述する主四方弁２３、前記補助膨張弁４３を更に制御するように構成してある。
第１実施形態と異なっている各部についてより詳細に説明する。
前記四方弁部２は、前記第１四方弁２１及び前記第２四方弁２２と、前記圧縮機１の吐出ポートとの間に設けてある主四方弁２３を具備する。前記主四方弁２３は、前記室内熱交換器部５のガス配管と、前記圧縮機１の吐出ポート又は吸入ポートのいずれか一方とを切替可能に接続するものである。より具体的には、前記主四方弁２３の第１ポートは、前記圧縮機１の吐出ポートに接続された吐出管Ｌ１に接続されており、第２ポートは、前記室内熱交換器部５のガス配管に接続してあり、第３ポートは、前記圧縮機１の吸入ポートに接続された吸入管Ｌ２と接続してある。なお、主四方弁２３の第４ポートは閉止してあり、第１ポートと第２ポートが連通し、かつ、第３ポートと第４ポートが連通した状態と、第１ポートと第４ポートが連通し、かつ、第２ポートと第３ポートが連通した状態の２状態を取れるものである。この主四方弁２３は、冷房運転時には第１ポートと第４ポートとが連通した状態にされ、暖房運転時には第１ポートと第２ポートが連通した状態に切り替えられる。
さらに、この主四方弁２３を追加したことで、前記第１四方弁２１の接続形態も異ならせてあり、第１実施形態では、第１四方弁２１の第４ポートは室内熱交換器部５に接続されていたが、第２実施形態では閉止してある。さらに第１四方弁２１の第１ポートと前記圧縮機１の吐出ポートとを接続するために、前記吐出管Ｌ１は途中で分岐して主四方弁２３の第１ポートと第１四方弁２１の第１ポートとにそれぞれ接続してある。
このように構成された第２実施形態の空気調和装置１００においても、第１実施形態と同様に、電磁開閉弁を冷媒回路中に用いなくても、室外熱交換器部３の容量を適宜変更することができる。
具体的には、図７に示すような冷房運転中に低負荷条件となり、前記圧縮機１の吐出圧力が低下した場合には、図８に示すように主四方弁２３に室内熱交換器部５から冷媒が流入するように冷房状態を維持したまま、前記第２四方弁２２を暖房状態に切り替えるとともに、第２四方弁２２を閉止すればよい。
また、図９に示すような暖房運転中に過負荷条件となり、前記圧縮機１の吐出圧力が上昇しすぎている場合には、図１０に示すように主四方弁２３、第１四方弁２１、第２四方弁２２を暖房状態に保ったまま、第２膨張弁４２を閉止すればよい。
このように、第１実施形態と同様に室内交換機部の容量を必要に応じて低下させ、所定の圧縮比を保つ、あるいは、吐出圧力を低下させることができるとともに、第２連結管Ｌ３２に設けられた逆止弁９により前記吸入管Ｌ２から冷媒が逆流することにより第２室外熱交換器３２に冷媒が貯まり込む事も防ぐことができる。
次に第２実施形態の空気調和装置１００において暖房運転時における除霜運転について説明する。
除霜運転時において、図１１に示すように、まず、第１室外熱交換器３１のみを除霜し、次に第１室外熱交換器３１及び前記第２室外熱交換器３２を同時除霜し、次に第２室外熱交換器３２のみを除霜するものである。ここで弁制御部８１は、第１室外熱交換器３１及び第２室外熱交換器３２を同時除霜の際に、補助膨張弁４３を開放して補助熱交換器３３により液冷媒を蒸発させてガス冷媒として吸入管Ｌ２に戻すものである。
具体的に弁制御部８１は、暖房運転時において、第１温度センサ（図示しない）又は第２温度センサ（図示しない）の検出温度が所定値以下である場合に、まず、図１２に示すように主四方弁２３を暖房状態に維持し、第１四方弁２１を冷房状態に切り換えるとともに第２四方弁２２を暖房状態に維持して、前記第１室外熱交換器３１にガス冷媒を流す。これにより第１室外熱交換器３１に高温ガス冷媒を流して第１室外熱交換器３１を除霜する。この第１室外熱交換器３１の除霜運転は、第１温度センサの検知温度が所定値以上（例えば１℃以上）となった場合に終了する。なお、この第１室外熱交換器３１のみの除霜運転時には、補助膨張弁４３は閉じている。
ここで、弁制御部８１が、第１室外熱交換器３１の除霜開始後、所定時間経過した後に、第１温度センサの検知温度を遅延して取得するようにしている。除霜を開始した第１四方弁２１の切り換え直後は、高温のガス冷媒が一気に第１室外熱交換器３１に流入するため、一時的に第１温度センサの検知温度が急上昇する。所定時間（例えば６０秒間）、第１温度センサの検知開始を遅延させることにより、初期温度上昇検知を回避している。
次に、弁制御部８１は、図１３に示すように第１四方弁２１及び第２四方弁２２を同時に冷房状態に切り換えて、所定時間Ｔ（例えば３０秒間）、第１室外熱交換器３１及び第２室外熱交換器３２に高温ガス冷媒を流すとともに、補助膨張弁４３を所定時間Ｔ（例えば３０秒間）開放して補助熱交換器３３により液冷媒を蒸発させてガス冷媒として吸入管Ｌ２に戻す。
次に、弁制御部８１は、図１４に示すように第１四方弁２１を暖房状態に切り換えて、第２四方弁２２を冷房状態に維持して、第２室外熱交換器３２にガス冷媒を流す。これにより第２室外熱交換器３２に高温ガス冷媒を流して第２室外熱交換器３２を除霜する。この第２室外熱交換器３２の除霜運転は、第２温度センサの検知温度が所定値以上（例えば１℃以上）となった場合に終了し、第２四方弁２２を暖房状態に切り替えて通常の暖房運転とする。なお、この第２室外熱交換器３２のみの除霜運転時には、補助膨張弁４３は閉じている。
＜第２実施形態の効果＞
このように構成した第２実施形態に係る空気調和装置１００によれば、圧縮機１の信頼性を保ちつつ、第１室外熱交換器３１及び第２室外熱交換器３２を交互に除霜することにより、除霜中も暖房運転を継続できるので、除霜中の室温低下を抑制して快適性を向上できる。
その他の実施形態について説明する。
各実施形態に示した冷媒管と各四方弁との接続方法は一例であり、冷暖房運転の切り替えが可能であり、かつ、室外熱交換器のいずれか一方に冷媒が流通しないようできる接続方法であればどのようなものであってもよい。
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形や実施形態の組み合わせを行っても構わない。
１００・・・空気調和装置
１ ・・・圧縮機
２ ・・・四方弁部
２１ ・・・第１四方弁
２２ ・・・第２四方弁
２３ ・・・主四方弁
３ ・・・室外熱交換器部
３１ ・・・第１室外熱交換器
３２ ・・・第２室外熱交換器
３３ ・・・補助熱交換器
４１ ・・・第１膨張弁
４２ ・・・第２膨張弁
５ ・・・室内熱交換器部
８１ ・・・弁制御部
９ ・・・逆止弁
Ｌ２ ・・・吸入管
Ｌ３１・・・第１連結管
Ｌ３２・・・第２連結管

Claims (4)

  1. 圧縮機、四方弁部、室外熱交換器部、室内熱交換器部を環状に接続してなる冷媒回路を備えた空気調和装置であって、
    前記室外熱交換器部が、第１室外熱交換器と、第２室外熱交換器と、に分割されて構成されており、
    前記四方弁部が、前記第１室外熱交換器のガス配管を前記圧縮機の吐出ポート又は吸入ポートのいずれか一方に切替可能に接続する第１四方弁と、前記第２室外熱交換器のガス配管を前記圧縮機の吐出ポート又は吸入ポートのいずれか一方に切替可能に接続する第２四方弁と、を具備し、
    前記第１室外熱交換器の液配管側に設けられた第１膨張弁と、
    前記第２室外熱交換器の液配管側に設けられた第２膨張弁と、
    前記圧縮機の吸入ポート及び前記室内熱交換器部を接続する吸入管と、前記第１四方弁の１つのポートとの間を接続する第１連結管と、
    前記吸入管と、前記第２四方弁の１つのポートとの間を接続する第２連結管と、
    前記第２連結管上に設けられており、前記第２四方弁から前記吸入管へのみ冷媒が流通可能に設けられた逆止弁と、を備えたことを特徴とする空気調和装置。
  2. 前記圧縮機の吐出圧力と、吸入圧力とを測定する圧力測定部と、
    少なくとも前記第２四方弁、前記第２膨張弁を制御するものであり、冷房運転時において前記圧力測定部で測定される吐出圧力と吸入圧力の比である圧縮比が所定圧縮比よりも低くなった場合に、前記弁制御部が、前記第２室外熱交換器のガス配管を前記圧縮機の吸入ポートと接続するように前記第２四方弁を切り替えるとともに、前記前記第２膨張弁を閉止するように構成された弁制御部と、を更に備えた空気調和装置。
  3. 前記弁制御部が、暖房運転時において前記圧力測定部で測定される吐出圧力が所定圧力よりも高くなった場合に、前記第２膨張弁を閉止するように構成された請求項２記載の空気調和装置。
  4. 前記四方弁部が、前記室内熱交換器部と、前記圧縮機の吐出ポート又は吸入ポートのいずれか一方とを切替可能に接続する主四方弁を更に具備し、
    前記第１室外熱交換器に設けられた第１温度センサと、
    前記第２室外熱交換器に設けられた第２温度センサと、
    前記室外熱交換器部の液管と前記圧縮機の吸入管を連結するバイパス配管と、
    前記バイパス配管に設けられ、前記液管を流れる冷媒とバイパス配管を流れる冷媒との熱交換を行う補助熱交換器と、
    前記バイパス配管において補助熱交換器の液管側に設けられた補助膨張弁と、を更に備え、
    前記弁制御部が、前記第１四方弁、前記主四方弁、前記補助膨張弁を更に制御するように構成されており、前記室内熱交換器部と、前記圧縮機の吐出ポートとを接続している暖房運転時において、前記第１温度センサ又は前記第２温度センサの検出温度が所定値以下である場合に、前記主四方弁を前記室内熱交換器部と、前記圧縮機の吐出ポートとを接続するように維持した状態で、前記第１四方弁又は前記第２四方弁を前記第１室外熱交換器又は前記第２室外熱交換器のガス配管と、前記圧縮機の吐出ポートとを接続するように切り換えて前記第１室外熱交換器又は第２室外熱交換器にガス冷媒を流すとともに、前記補助膨張弁を開放して前記補助熱交換器により液冷媒を蒸発させてガス冷媒として前記吸入管に戻すように構成された請求項１、２又は３記載の空気調和装置。
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