JP2016151372A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】必要とされる空調能力を発揮するために必要な最低量の冷媒しか充填されていない場合に、暖房運転時の空調能力の低下を防ぐことができる空気調和装置を提供する。【解決手段】圧縮機２１と室外熱交換器２３と室外膨張弁２４と過冷却熱交換器２５と複数の過冷却熱交換器ユニットと、複数の過冷却熱交換器ユニットと同数の室内熱交換器５である主冷媒回路と、単一の過冷却膨張弁３９と複数の過冷却熱交換器を介して圧縮機の吸入側に接続したバイパス回路と、制御手段とを有する空気調和装置であって、暖房サイクルとして動作するとき、過冷却熱交入口温度と過冷却熱交出口温度を各々検出し、各過冷却熱交入口温度と各過冷却熱交出口温度との温度差である熱交出入口温度差を算出し、同複数の熱交出入口温度差のうちの最大値と最小値との差が予め定められた所定値より小さくなるように、複数の室外膨張弁の開度を調節する冷媒偏り解消ステップを実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも１台の室外機に複数台の室内機が冷媒配管で接続された空気調和装置に係わり、より詳細には、冷媒回路における冷媒の偏りを抑制できる空気調和装置に関する。

圧縮機と四方弁と室外熱交換器と膨張弁を有する室外機と、室内熱交換器を有する室内機を液管とガス管で接続してなる冷媒回路を有する空気調和装置では、圧縮機から吐出されて凝縮器として機能している熱交換器に流入して凝縮した冷媒は、膨張弁を介して蒸発器として機能している熱交換器に流入して蒸発し、再び圧縮機に吸入されることで冷凍サイクルを形成している。

上記のような空気調和装置では、通常、冷媒回路の各所（例えば、冷凍サイクルが暖房サイクルとして動作しているときの液管や、停止している室内機の室内熱交換器）に冷媒が滞留しても、各室内機で必要とされる空調能力（以下、必要な場合を除き空調能力と記載）を同時に発揮するために必要な量の冷媒が冷媒回路を循環するように、冷媒回路で必要な冷媒量に冷媒回路に滞留する冷媒量を加味して冷媒充填量が決定される。

しかし、冷媒回路に充填する冷媒量が多く成る程コストアップとなる問題がある。また、冷媒回路に充填する冷媒が可燃性冷媒（例えば、Ｒ３２）である場合は、上述したコストアップという問題に加えて、万が一室内機が設置された空間に冷媒が漏洩した場合に、その漏洩量が多くなる。そのため、室内機が設置された空間における冷媒濃度が、冷媒が発火する恐れがある濃度に達する可能性が高くなる。

上述した問題を解決する方法として、例えば特許文献１に記載のような冷凍サイクル装置が提案されている。この冷凍サイクル装置は、圧縮機と、圧縮機において圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器から流出した冷媒を過冷却する熱交換器（以降、過冷却熱交換器と記載）と、過冷却熱交換器により過冷却された冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁において膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えている。そして、冷凍サイクル装置は、上記各構成を冷媒配管で接続してなる主回路と、膨張弁および蒸発器をバイパスしバイパス膨張弁を備えたバイパス管を有し、過冷却熱交換器は、凝縮器から流出して主回路を流れる冷媒とバイパス回路を流れる冷媒とを熱交換させて、凝縮器から流出した冷媒を過冷却するものである。

特許文献１に記載の冷凍サイクル装置であれば、仮に凝縮器と膨張弁を接続する冷媒配管（液管）が長くても、過冷却熱交換器を膨張弁の近傍に配置すれば、凝縮器から流出する冷媒は気液二相状態とし、過冷却熱交換器で過冷却することで冷媒を液相状態として膨張弁を通過させることができる。このため、液管での液冷媒量を減少させることができて冷凍サイクル装置への冷媒充填量を削減できる。

上述した、過冷却熱交換器を利用して冷媒充填量を削減する方法は、１台の室外機に複数台の室内機が接続される、所謂マルチ型空気調和装置において特に有効である。マルチ型空気調和装置の場合、各室内機と室外機を接続する液管が室内機の台数分存在し、各室内機に対応する膨張弁が室外機に配置される。暖房運転時に各膨張弁を通過させる冷媒を液相状態とするために、各室内機の室内熱交換器で冷媒を液相状態として液管に流した場合、各液管での液冷媒量が多大な量となる。そこで室外機に、各室内機に対応する過冷却熱交換器を設けこれらを各膨張弁の上流側に配置すれば、各室内機から流出させる冷媒を気液二相状態とし、室外機に流入してから各過冷却熱交換器で冷媒を液相状態とすればよく、各液管での液冷媒量を減少できる。従って、マルチ型空気調和装置への冷媒充填量を、各室内機で必要とされる空調能力を同時に発揮できる量にまで大きく削減できる。

国際公開２００９／１５０７６１号公報

しかし、暖房運転時に各室内機の室内熱交換器から流出する冷媒を気液二相状態とすることで、液管での液冷媒量を減少させたマルチ型気調和装置では、大きい空調能力が要求される室内機（例えば、使用者により風量が大きく設定されている室内機）では、他の室内機に比べて乾き度が低い気液二相冷媒が当該室内機に接続されている液管に流出するので、この液管内における液冷媒密度が他の液管内における液冷媒密度より高くなる、つまり、この液管に冷媒が偏る恐れがある。

ある液管に冷媒が偏れば、空気調和装置全体として冷媒循環量が低下する。特に、上述した方法を用いて、空調能力を発揮するために必要な冷媒量しか充填されていない、つまり、余分な量の冷媒が充填されていない空気調和装置においては、暖房運転時に冷媒循環量が低下することによって全ての室内機で暖房能力が低下する恐れがあった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、空調能力を発揮するために必要な最低量の冷媒しか充填されていない場合に、暖房運転時の空調能力の低下を防ぐ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。

上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機と室外熱交換器と室外膨張弁と過冷却熱交換器とが冷媒配管で接続された複数の過冷却熱交換器ユニットと複数の過冷却熱交換器ユニットと同数の室内熱交換器とを連結して形成した主冷媒回路と、各過冷却熱交換器ユニットの室外膨張弁と過冷却熱交換器との間から分岐して単一の過冷却膨張弁と複数の過冷却熱交換器を介して圧縮機の吸入側に接続したバイパス回路と、圧縮機と流路切替手段と複数の室外膨張弁と過冷却膨張弁を制御する制御手段とを有するものである。そして、制御手段は、主冷媒回路が暖房サイクルとして動作するとき、主冷媒回路における複数の過冷却熱交換器の冷媒入口側における冷媒温度である過冷却熱交入口温度と、主冷媒回路における複数の過冷却熱交換器の冷媒出口側における冷媒温度である過冷却熱交出口温度を各々検出し、各過冷却熱交入口温度と各過冷却熱交出口温度との温度差である熱交出入口温度差を算出し、複数の熱交出入口温度差のうちの最大値と最小値との差が予め定められた所定値より小さくなるように、前記複数の室外膨張弁の開度を調節する冷媒偏り解消ステップを実行する。

上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、空調能力を発揮するために必要な最低量の冷媒しか充填されていない空気調和装置であっても、冷媒の偏りに起因する空調能力の低下を防ぐことができる。

本発明の実施形態である空気調和装置の説明図であり、（Ａ）が冷媒回路図、（Ｂ）が室外機制御手段および室内機制御手段のブロック図である。 本発明の実施形態における、室外機制御手段での処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に３台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行えるマルチ型の空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、１台の室外機２と、室外機２に第１液管８ａ、第２液管８ｂ、第３液管８ｃ、および、ガス管９で並列に接続された３台の室内機５ａ〜５ｃとを備えている。

上記各構成要素は次のように接続されている。第１液管８ａの一端が室外機２の第１液側閉鎖弁２８ａに、他端が室内機５ａの閉鎖弁５３ａにそれぞれ接続され、第２液管８ｂの一端が室外機２の第２液側閉鎖弁２８ｂに、他端が室内機５ｂの閉鎖弁５３ｂにそれぞれ接続され、第３液管８ｃの一端が室外機２の第３液側閉鎖弁２８ｃに、他端が室内機５ｃの閉鎖弁５３ｃにそれぞれ接続されている。また、ガス管９は一端が室外機２のガス側閉鎖弁２９に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各閉鎖弁５４ａ〜５４ｃにそれぞれ接続されている。このように、室外機２と室内機５ａ〜５ｃとが第１液管８ａ、第２液管８ｂ、第３液管８ｃ、および、ガス管９で接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。尚、冷媒回路１０のうち、後述するバイパス回路を除いた部分が、本発明における主冷媒回路である。

まず、図１（Ａ）を用いて、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、第１過冷却熱交換器ユニット３０ａと、第２過冷却熱交換器ユニット３０ｂと、第３過冷却熱交換器ユニット３０ｃと、過冷却膨張弁２６と、室外ファン２７と、一端に第１液管８ａが接続された第１閉鎖弁２８ａと、一端に第２液管８ｂが接続された第２閉鎖弁２８ｂと、一端に第３液管８ｃが接続された第３閉鎖弁２８ｃと、一端にガス管が接続されたガス側閉鎖弁２９と、室外機制御手段２００とを備えている。そして、室外ファン２７および室外機制御手段２００を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。

圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａと吐出管４１で接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、後述する四方弁２２のポートｃと吸入管４２で接続されている。

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、圧縮機２１の冷媒吐出側と吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。そして、ポートｄは、ガス側閉鎖弁２９と室外機ガス管４４で接続されている。

室外熱交換器２３は、後述する室外ファン２７の回転により図示しない吸込口から室外機２の内部に取り込まれた外気と冷媒とを熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は上述したように冷媒配管４３で四方弁２２のポートｂに接続され、他方の冷媒出入口には室外機液管４５の一端が接続されている。室外熱交換器２３は、冷媒回路１０が冷房サイクルとなる場合は凝縮器として機能し、冷媒回路１０が暖房サイクルとなる場合は蒸発器として機能する。

室外機液管４５の他端には、第１液分管４６ａの一端と第２液分管４６ｂの一端と第３液分管４６ｃの一端が各々接続されている。また、第１液分管４６ａの他端は第１液側閉鎖弁２８ａと接続され、第２液分管４６ｂの他端は第２液側閉鎖弁２８ｂと接続され、第３液分管４６ｃの他端は第３液側閉鎖弁２８ｃと接続されている。

第１液分管４６ａには、室外熱交換器２３から第１液側閉鎖弁２８ａに向かって、第１室外膨張弁２４ａ、第１過冷却熱交換器２５ａが順に設けられている。これら第１液分管４６ａと第１室外膨張弁２４ａと第１過冷却熱交換器２５ａとで、第１過冷却熱交換器ユニット３０ａが構成される。また、第２液分管４６ｂには、室外熱交換器２３から第２液側閉鎖弁２８ｂに向かって、第２室外膨張弁２４ｂ、第２過冷却熱交換器２５ｂが順に設けられている。これら第２液分管４６ｂと第２室外膨張弁２４ｂと第２過冷却熱交換器２５ｂとで、第２過冷却熱交換器ユニット３０ｂが構成される。さらには、第３液分管４６ｃには、室外熱交換器２３から第３液側閉鎖弁２８ｃに向かって、第３室外膨張弁２４ｃ、第３過冷却熱交換器２５ｃが順に設けられている。これら第３液分管４６ｃと第３室外膨張弁２４ｃと第３過冷却熱交換器２５ｃとで、第３過冷却熱交換器ユニット３０ｃが構成される。

第１液分管４６ａにおける第１室外膨張弁２４ａと第１過冷却熱交換器２５ａとの間には、第１バイパス管４７ａの一端が接続されている。第２液分管４６ｂにおける第２室外膨張弁２４ｂと第２過冷却熱交換器２５ｂとの間には、第２バイパス管４７ｂの一端が接続されている。第３液分管４６ｃにおける第３室外膨張弁２４ｃと第３過冷却熱交換器２５ｃとの間には、第３バイパス管４７ｃの一端が接続されている。そして、第１バイパス管４７ａの他端と、第２バイパス管４７ｂの他端と、第３バイパス管４７ｃの他端とは、過冷却膨張弁２６を備えた流入管４８の一端に接続されている。

第１バイパス管４７ａには、過冷却膨張弁２６に向かう方向にのみ冷媒を流す第１逆止弁１１ａが設けられている。第２バイパス管４７ｂには、過冷却膨張弁２６に向かう方向にのみ冷媒を流す第２逆止弁１１ｂが設けられている。第３バイパス管４７ｃには、過冷却膨張弁２６に向かう方向にのみ冷媒を流す第３逆止弁１１ｃが設けられている。

第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂ、および第３過冷却熱交換器２５ｃの各々は、エッチング加工で形成した流路を有する金属箔を積層して形成されるマイクロ流路熱交換器である。一般的に、マイクロ流路熱交換器は、プレート型熱交換器や二重管熱交換器と比べて伝熱性能が高いため小型化が可能であり、本実施形態のように複数の過冷却熱交換器を設ける必要がある室外機２に採用すれば、室外機２の大型化を防ぐことができる。

第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂ、および第３過冷却熱交換器２５ｃは、２つの冷媒流路が平行に配置されており、これら２つの冷媒流路を流れる冷媒同士が熱交換を行う。各過冷却熱交換器２５ａ〜２５ｃの一方の流路はそれぞれ第１液分管４６ａ、第２液分管４６ｂ、第３液分管４６ｃの一部を構成している。また、各過冷却熱交換器２５ａ〜２５ｃの他方の流路は、各々の一端が流入管４８に接続され、各々の他端が流出管４９に接続されている。尚、流出管４９の他端は、吸入管４２に接続されている。

第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃ、および過冷却膨張弁２６は、各々電子膨張弁である。第１室外膨張弁２４ａの開度を調節することで、後述する室内機５ａの室内熱交換器５１ａを流れる冷媒量および第１過冷却熱交換器２５ａを流れる冷媒量を調節する。第２室外膨張弁２４ｂの開度を調節することで、後述する室内機５ｂの室内熱交換器５１ｂを流れる冷媒量および第２過冷却熱交換器２５ｂを流れる冷媒量を調節する。第３室外膨張弁２４ｃの開度を調節することで、後述する室内機５ｃの室内熱交換器５１ｃを流れる冷媒量および第３過冷却熱交換器２５ｃを流れる冷媒量を調節する。

過冷却膨張弁２６の開度を調節することで、第１液分管４６ａ、第２液分管４６ｂおよび第３液分管４６ｃのそれぞれから分流して第１バイパス管４７ａおよび第１逆止弁１１ａ、第２バイパス管４７ｂおよび第２逆止弁１１ｂ、第３バイパス管４７ｃおよび第３逆止弁１１ｃをそれぞれ介して流入管４８に流れ、流入管４８から第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂおよび第３過冷却熱交換器２５ｃへそれぞれ流入し、各過冷却熱交換器で各液分管を流れる冷媒と熱交換を行った後、流出管４９へ流出する冷媒量を調節する。尚、上述した第１バイパス管４７ａと、第２バイパス管４７ｂと、第３バイパス管４７ｃと、第１逆止弁１１ａと、第２逆止弁１１ｂと、第３逆止弁１１ｃと、流入管４８と、流出管４９と、過冷却膨張弁２６と、流入管４８と流出管４９とに接続される各過冷却熱交換器の冷媒流路とで、本発明のバイパス回路が構成される。

室外ファン２７は、樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する高圧センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度である吐出温度を検出する吐出温度センサ３３とが設けられている。吸入管４２には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出する低圧センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度である吸入温度を検出する吸入温度センサ３４とが設けられている。

室外熱交換器２３には、室外熱交換器２３の温度を検出する室外熱交温度センサ３５が設けられている。室外機液管４５には、室外熱交換器２３に流入あるいは室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度を検出する熱交液側センサ３６が設けられている。

第１液分管４６ａにおける、第１過冷却熱交換器２５ａと第１液側閉鎖弁２８ａとの間には、この間の第１液分管４６ａを流れる冷媒の温度を検出する第１冷媒温度センサ３７ａが設けられている。第２液分管４６ｂにおける、第２過冷却熱交換器２５ｂと第２液側閉鎖弁２８ｂとの間には、この間の第２液分管４６ｂを流れる冷媒の温度を検出する第２冷媒温度センサ３７ｂが設けられている。第３液分管４６ｃにおける、第３過冷却熱交換器２５ｃと第３液側閉鎖弁２８ｃとの間には、この間の第３液分管４６ｃを流れる冷媒の温度を検出する第３冷媒温度センサ３７ｃが設けられている。

第１液分管４６ａにおける、第１室外膨張弁２４ａと第１過冷却熱交換器２５ａとの間には、この間の第１液分管４６ａを流れる冷媒の温度を検出する第１液温度センサ３８ａが設けられている。第２液分管４６ｂにおける、第２室外膨張弁２４ｂと第２過冷却熱交換器２５ｂとの間には、この間の第２液分管４６ｂを流れる冷媒の温度を検出する第２液温度センサ３８ｂが設けられている。第３室外膨張弁２４ｃと第３過冷却熱交換器２５ｃとの間には、この間の第３液分管４６ｃを流れる冷媒の温度を検出する第３液温度センサ３８ｃが設けられている。

流入管４８には、第１過冷却熱交換器２５ａに流入する冷媒の温度である過冷却熱交流入温度を検出する流入温度センサ３９が設けられている。また、流出管４９には、第１過冷却熱交換器２５ａから流出する冷媒の温度である過冷却熱交流出温度を検出する流出温度センサ４０が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２内に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ１００が備えられている。

また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０とを備えている。

記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７の制御状態、後述する各種テーブル等を記憶する。通信部２３０は、室内機５ａ〜５ｃとの通信を行うインターフェイスである。

ＣＰＵ２１０は、各種センサでの検出値を取り込むとともに、室内機５ａ〜５ｃから送信される運転開始／停止信号や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ運転情報信号が通信部２３０を介して入力される。ＣＰＵ２１０は、これら取り込んだ各種検出値や入力された各種情報に基づいて、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃ、および過冷却膨張弁２６の開度制御や、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御、四方弁２２の切り換え制御を行う。

次に、３台の室内機５ａ〜５ｃについて説明する。３台の室内機５ａ〜５ｃは、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、第１液管８ａと第２液管８ｂと第３液管８ｃがそれぞれ接続された液側閉鎖弁５３ａ〜５３ｃおよび分岐したガス管９の他端がそれぞれ接続されたガス側閉鎖弁５４ａ〜５４ｃと、室内ファン５５ａ〜５５ｃと、室内機制御手段５００ａ〜５００ｃとを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｃおよび室内機制御手段５００ａ〜５００ｃを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｃを構成している。

尚、室内機５ａ〜５ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。また、図１（Ａ）では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂおよびｃにそれぞれ変更したものが、室外機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。

室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａの回転により室内機５ａに備えられた図示しない吸込口から室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液側閉鎖弁５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス側閉鎖弁５４ａに室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。

室内ファン５５ａは、室内熱交換器５１ａの近傍に配置される樹脂材で形成されたクロスフローファンであり、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａの内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を室内機５ａに備えられた図示しない吹出口から室内へ供給する。

以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内熱交換器５１ａには、室内熱交換器５１ａの温度を検出する室内熱交温度センサ６１ａが設けられている。また、室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａ内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６２ａが備えられている。

また、室内機５ａには、室内機制御手段５００ａが備えられている。制御手段５００ａは、室内機５ａの図示しない電装品箱に格納された制御基板に搭載されており、図１（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１０ａと、記憶部５２０ａと、通信部５３０ａとを備えている。

記憶部５２０ａは、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室内機５ａの制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、使用者による空調運転に関する設定情報等を記憶する。通信部５３０ａは、室外機２および他の室内機５ｂ、５ｃとの通信を行うインターフェイスである。

ＣＰＵ５１０ａは、各種センサでの検出値を取り込むとともに、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転条件やタイマー運転設定等を含んだ信号が図示しないリモコン受光部を介して入力される。ＣＰＵ５１０ａは、これら取り込んだ各種検出値や入力された各種情報に基づいて室内ファン５５ａの駆動制御を行う。また、ＣＰＵ５１０ａは、運転開始／停止信号や運転情報（設定温度や室内温度等）を含んだ運転情報信号を、通信部５３０ａを介して室外機２に送信する。

次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合について説明し、冷房運転／除霜運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１（Ａ）における矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。

図１（Ａ）に示すように、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合、つまり、冷媒回路１０が暖房サイクルとなる場合は、室外機２では、四方弁２２が実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り換えられる。これにより、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能する。

圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１から四方弁２２を介して室外機ガス管４４に流入し、室外機ガス管４４からガス側閉鎖弁２９を介してガス管９に流入する。ガス管９に流入した冷媒は分岐して、ガス側閉鎖弁５４ａ〜５４ｃを介して室内機５ａ〜５ｃに流入する。

室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入する。室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入した冷媒は、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により図示しない吸込口から室内機５ａ〜５ｃの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内機５ａ〜５ｃが設置されている部屋に吹き出されることによって、各部屋の暖房が行われる。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、液側閉鎖弁５３ａ〜５３ｃを介して第１液管８ａ、第２液管８ｂ、および第３液管８ｃに流入する。第１液管８ａ、第２液管８ｂ、および第３液管８ｃから第１液側閉鎖弁２８ａ、第２液側閉鎖弁２８ｂ、および第３液側閉鎖弁２８ｃを介して室外機２に流入した冷媒は、第１液分管４６ａ、第２液分管４６ｂ、および第３液分管４６ｃを流れて第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂ、および第３過冷却熱交換器２５ｃに流入し、過冷却膨張弁２６を介して流入管４８から流入する冷媒と熱交換を行って冷却される。尚、各過冷却熱交換器で熱交換を行って流出管４９に流出した冷媒は、流出管４９を流れて吸入管４２に流入する。

第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂ、および第３過冷却熱交換器２５ｃで冷却された冷媒は、一部が第１バイパス管４７ａ、第２バイパス管４７ｂ、および第３バイパス管４７ｃに分流し、残りが第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、および第３室外膨張弁２４ｃを通過して減圧された後、室外機液管４５に流入する。尚、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃ、および過冷却膨張弁２６の開度制御については後述する。

室外機液管４５から室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は、冷媒配管４３を流れて四方弁２２に流入し四方弁２２から吸入管４２へと流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

尚、室内機５ａ〜５ｃが冷房運転あるいは除霜運転を行う場合、つまり、冷媒回路１０が冷房サイクルとなる場合は、室外機２では、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換えられる。これにより、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能する。

次に、図１および図２を用いて、本実施形態の空気調和装置１が暖房運転を行っているときの、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃ、および過冷却度膨張弁２６の開度制御について詳細に説明する。

尚、以下の説明では、高圧センサ３１で検出する圧縮機２１の吐出圧力をＰｄ、吐出圧力Ｐｄを用いて算出する室内熱交換器５１ａ〜５１ｃでの凝縮温度をＴｃ、室外熱交温度センサ３５で検出する室外熱交換器２３での蒸発温度をＴｅ、吐出温度センサ３３で検出する圧縮機２１の吐出温度をＴｄ、目標吐出温度をＴｄｔｇ、吐出温度Ｔｄと目標吐出温度Ｔｄｔｇとの差（Ｔｄ−Ｔｄｔｇ）である吐出温度差をΔＴｄとする。尚、目標吐出温度Ｔｄｔｇは、圧縮機２１への液バックを防止でき、かつ、吐出温度Ｔｄの過昇を押さえることができる温度であり、本実施形態では、凝縮温度Ｔｃと蒸発温度Ｔｅとを用いて算出する。

また、第１冷媒温度センサ３７ａ／第２冷媒温度センサ３７ｂ／第３冷媒温度センサ３７ｃで検出する過冷却熱交入口温度をそれぞれＴｖ１／Ｔｖ２／Ｔｖ３、凝縮温度Ｔｃと各過冷却熱交入口温度Ｔｖ１／Ｔｖ２／Ｔｖ３との差（Ｔｃ−Ｔｖ１、Ｔｃ−Ｔｖ２、Ｔｃ−Ｔｖ３）をそれぞれ過冷却度ＳＣｆ１／ＳＣｆ２／ＳＣｆ３とする。

また、第１液温度センサ３８ａ／第２液温度センサ３８ｂ／第３液温度センサ３８ｃで検出する過冷却熱交出口温度をそれぞれＴｌ１／Ｔｌ２／Ｔｌ３、過冷却熱交入口温度Ｔｖ１／Ｔｖ２／Ｔｖ３と過冷却熱交出口温度Ｔｌ１／Ｔｌ２／Ｔｌ３との温度差（Ｔｖ１−Ｔｌ１、Ｔｖ２−Ｔｌ２、Ｔｖ３−Ｔｌ３）をそれぞれ熱交出入口温度差ΔＴｃ１／ΔＴｃ２／ΔＴｃ３とする。また、熱交出入口温度差ΔＴｃ１／ΔＴｃ２／ΔＴｃ３のうち最も大きな値のものを熱交出入口温度差の最大値ΔＴｃｍａｘ、最も小さな値のものを熱交出入口温度差の最小値ΔＴｃｍｉｎ、熱交出入口温度差ΔＴｃ１／ΔＴｃ２／ΔＴｃ３の平均値をΔＴｃａとする。

さらには、流入温度センサ３９で検出する過冷却熱交流入温度をＴｓｉ、流出温度センサ４０で検出する過冷却熱交流出温度をＴｓｏ、過冷却熱交流出温度Ｔｓｏと過冷却熱交流入温度Ｔｓｉとの差（Ｔｓｏ−Ｔｓｉ）であるバイパス過熱度をＳＨｂとする。

空気調和装置１が暖房運転を行っているとき、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、および第３室外膨張弁２４ｃを通過する冷媒の状態が気液二相状態であれば、これら各室外膨張弁を冷媒が通過する際に冷媒の流動音が発生する虞があり、また、液相と気相との割合が不均一な状態の冷媒が各室外膨張弁を通過すれば、各室外膨張弁の冷媒流入側（各過冷却熱交換器側）における冷媒圧力と冷媒流出側（室外熱交換器２３側）における冷媒圧力との圧力差が不安定となって暖房サイクルが安定しない虞がある。

従って、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、および第３室外膨張弁２４ｃを通過する冷媒の状態は、上述した冷媒の流動音や圧力差が発生しづらい液相状態とすることが好ましい。しかし、各室外膨張弁を通過する冷媒を液相状態とするために、各室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側で過冷却度が大きくなるように制御した場合、冷媒回路１０における各室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側から第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、および第３室外膨張弁２４ｃまでの間、つまり、各室内機液管７１ａ〜７１ｃと、第１液管８ａおよび第２液管８ｂおよび第３液管８ｃと、第１液分管４６ａにおける第１閉鎖弁２８ａから第１室外膨張弁２４ａの間と、第２液分管４６ｂにおける第２閉鎖弁２８ｂから第２室外膨張弁２４ｂの間と、第３液分管４６ｃにおける第３閉鎖弁２８ｃから第３室外膨張弁２４ｃの間での液冷媒量が多くなる虞がある。

そして、空気調和装置１で必要とされる空調能力（冷房能力や暖房能力）を発揮するために必要な冷媒量に、各室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側から各室外膨張弁までの間の液冷媒量を加味して冷媒回路１０に冷媒を充填すれば、充填する冷媒量が多くなってコストアップとなるとともに、充填する冷媒が可燃性冷媒であった場合に万が一各室内機５ａ〜５ｃが設置された空間に冷媒漏れが発生すれば、その漏洩量が冷媒が発火する虞がある濃度に相当する量となる虞がある。

そこで、空気調和装置１が暖房運転を行っているとき、各室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側での過冷却度ＳＣｆが所定値（本実施形態では、０℃）となるように、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、および第３室外膨張弁２４ｃの開度調節を行うことで、各室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側から第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂ、および第３過冷却熱交換器２５ｃの各冷媒入口側までの間における冷媒の状態を気液二相状態とし（後述する過冷却度調節ステップ）、過冷却膨張弁２６の開度を調節することで、第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂ、および第３過冷却熱交換器２５ｃのそれぞれに流入した気液二相状態の冷媒を冷却して液相状態とする（後述する温度差調節ステップ）。

以上のように第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃ、および過冷却膨張弁２６の各開度を調整することによって、前述した冷媒回路１０における各室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの冷媒出口側から第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、および第３室外膨張弁２４ｃの各冷媒入口側までの間の液冷媒量が減少するので、各室内機５ａ〜５ｃで同時に必要とされる空調能力を発揮するために必要な量の冷媒のみ空気調和装置１に充填すればよい、つまり、余分な量の冷媒を空気調和装置１に充填しなくてもよいこととなる。

しかし、上述した第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、および第３室外膨張弁２４ｃの開度調節により各液管に流入する冷媒を気液二相状態とした場合は、各液管を流れる冷媒の乾き度は判断できない。従って、ある室内機で大きい暖房能力が要求される場合、例えば、室内機５ａで使用者により風量が大きく設定される（つまり、室内ファン５５ａの回転数が高くなる）場合では、他の室内機５ｂ、５ｃに比べて乾き度が低い気液二相冷媒が室内機５ａから第１液管８ａに流出するので、第１液管８ａ内における液冷媒密度が第２液管８および第３液管８ｃにおける液冷媒密度より高くなる。これにより、第１液管８ａにおける液冷媒量が第２液管８および第３液管８ｃにおける液冷媒量より多くなる、つまり、第１液管８ａに冷媒が偏る。

上記のように、ある液管に冷媒が偏れば、空気調和装置１の冷媒回路１０における冷媒循環量が低下する。特に、上述した方法を用いて各室内機５ａ〜５ｃで同時に必要とされる空調能力を発揮するために必要な量の冷媒のみ空気調和装置１に充填し余分な量の冷媒を充填していない場合は、冷媒回路１０における冷媒循環量が低下することによって全ての室内機で暖房能力が低下する恐れがあった。

そこで、本発明では、過冷却度調節ステップを実行した後、第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂ、および第３過冷却熱交換器２５ｃの各過冷却熱交入口温度Ｔｖ１／Ｔｖ２／Ｔｖ３と各過冷却熱交出口温度Ｔｌ１／Ｔｌ２／Ｔｌ３との温度差である熱交出入口温度差ΔＴｃ１／ΔＴｃ２／ΔＴｃ３を求め、これらのうちの最大値ΔＴｃｍａｘと最小値ΔＴｃｍｉｎの差が所定値（本実施形態では、１℃未満）となるように第１室外膨張弁２４ａ〜第３室外膨張弁２４ｃの開度を調節することで、いずれかの液管に冷媒が偏っている状態を解消する冷媒偏り解消ステップを実行する。

そして、冷媒偏り解消ステップを実行した後、第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂ、および第３過冷却熱交換器２５ｃに流入した気液二相状態の冷媒を冷却して液相状態とするために、各熱交出入口温度差ΔＴｃ１／ΔＴｃ２／ΔＴｃ３の平均値ΔＴｃａを求め、この平均値ΔＴｃａが所定範囲（本実施形態では、２．５℃以上３．５℃以下）となるように過冷却膨張弁２６の開度を調節する温度差調節ステップを実行する。

次に、図２を用いて、空気調和装置１が暖房運転を行うときに、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０が行う処理について説明する。暖房運転時、ＣＰＵ２１０は、（１）暖房運転準備ステップ、（２）吐出温度調節ステップ、（３）過冷却度調節ステップ、（４）冷媒偏り解消ステップ、（５）温度差調節ステップ、の５つの処理を実行する。

以下、図２を用いて上記（１）〜（５）の各ステップに関わる処理について詳細に説明する。尚、図２に示すフローチャートでは、ＳＴは処理のステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。また、図２では、上記（１）〜（５）の各ステップに関わる処理を中心に説明しており、空気調和装置１が冷房運転や除霜運転を行うときの処理や、使用者の指示した設定温度や風量などの運転条件に対応した冷媒回路１０の制御、等といった一般的な処理については説明を省略する。

（１）暖房運転準備ステップ
空気調和装置１が暖房運転を開始するとき、ＣＰＵ２１０は、四方弁２２を、ポートａとｄとが、また、ポートｂとｃとが各々連通するように切り替えるとともに、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃ、および過冷却膨張弁２６を、それぞれ予め定められた初期開度とする（ＳＴ１）。ここで、各膨張弁の初期開度は、予め試験等で求められて記憶部２２に記憶されているものであり、圧縮機２１への液バックを防止できる開度である。そして、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１と室外ファン２７とを起動するとともに、室内機５ａ〜５ｃに対し通信部２３０を介して運転開始信号を送信する。この信号を通信部５３０ａ〜５３０ｃを介して受信した各室外機制御手段５００ａ〜５００ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室内ファン５５ａ〜５５ｃを起動する。
以上のように室外機２や室内機５ａ〜５ｃが運転を開始し、冷媒回路１に冷媒が循環して暖房運転が開始される。

ＳＴ１の処理を終えたＣＰＵ２１０は、タイマー計測を開始し（ＳＴ２）、ＳＴ３に処理を進める。

（２）吐出温度調節ステップ
次に、ＣＰＵ２１０は、高圧センサ３１で検出した吐出圧力Ｐｄと、室外熱交温度センサ３５で検出した蒸発温度Ｔｅとを取り込み、取り込んだ吐出圧力Ｐｄを用いて凝縮温度Ｔｃを算出する（ＳＴ３）。尚、ＣＰＵ２１０は、吐出圧力Ｐｄや蒸発温度Ｔｅを定期的に（例えば、３０秒に１回）取り込んで記憶部２２０に記憶しており、また、算出した凝縮温度Ｔｃも記憶部２２０に記憶している。

次に、ＣＰＵ２１０は、算出した凝縮温度Ｔｃと取り込んだ蒸発温度Ｔｅとを用いて、目標吐出温度Ｔｄｔｇを算出し（ＳＴ４）、吐出温度センサ３３で検出した吐出温度Ｔｄを取り込んで吐出温度差ΔＴｄ＝Ｔｄ−Ｔｄｔｇを算出する（ＳＴ５）。尚、ＣＰＵ２１０は、吐出温度Ｔｄを定期的に取り込んで記憶部２２０に記憶しており、また、算出した吐出温度差もΔＴｄも記憶部２２０に記憶している。

次に、ＣＰＵ２１０は、算出した吐出温度差ΔＴｄが−１℃以上１℃以下であるか否かを判断する（ＳＴ６）。吐出温度差ΔＴｄが−１℃以上１℃以下であれば（ＳＴ６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１０に処理を進める。吐出温度差ΔＴｄが−１℃以上１℃以下でなければ（ＳＴ６−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、吐出温度差ΔＴｄが−１℃未満であるか否かを判断する（ＳＴ７）。

吐出温度差ΔＴｄが−１℃未満であれば（ＳＴ７−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、および第３室外膨張弁２４ｃの開度をそれぞれ所定開度減じる（ＳＴ８）。吐出温度差ΔＴｄが−１℃未満でなければ（ＳＴ７−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、および第３室外膨張弁２４ｃの開度をそれぞれ所定開度増す（ＳＴ９）。ここで、所定開度減じるあるいは増すとは、各室外膨張弁に備えられた図示しないステッピングモータに与えるパルス数を減じるあるいは加えることを指し、例えば、ＳＴ７の判断を１回行う毎にパルス数を１減じるあるいは加える。このように各室外膨張弁２４ａ〜２４ｃの開度を調節することで、吐出温度Ｔｄを目標吐出温度Ｔｄｔｇに近づける。
ＳＴ８あるいはＳＴ９の処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ１０に処理を進める。

（３）過冷却度調節ステップ
ＳＴ１０において、ＣＰＵ２１０は、第１冷媒温度センサ３７ａで検出した過冷却熱交入口温度Ｔｖ１を取り込み、ＳＴ３で算出した凝縮温度Ｔｃから過冷却熱交入口温度Ｔｖ１を減じて第１過冷却熱交換器２５ａの冷媒入口側における過冷却度ＳＣｆ１を算出する。また、ＣＰＵ２１０は、第２冷媒温度センサ３７ｂで検出した過冷却熱交入口温度Ｔｖ２を取り込み、ＳＴ３で算出した凝縮温度Ｔｃから過冷却熱交入口温度Ｔｖ２を減じて第２過冷却熱交換器２５ｂの冷媒入口側における過冷却度ＳＣｆ２を算出する。さらには、ＣＰＵ２１０は、第３冷媒温度センサ３７ｃで検出した過冷却熱交入口温度Ｔｖ３を取り込み、ＳＴ３で算出した凝縮温度Ｔｃから過冷却熱交入口温度Ｔｖ３を減じて第３過冷却熱交換器２５ｃの冷媒入口側における過冷却度ＳＣｆ３を算出する。尚、ＣＰＵ２１０は、算出した各過冷却度ＳＣｆ１〜ＳＣｆ３を記憶部２２０に記憶している。

次に、ＣＰＵ２１０は、算出した過冷却度ＳＣｆ１〜ＳＣｆ３の全てが０℃であるか否かを判断する（ＳＴ１１）。全ての過冷却度ＳＣｆが０℃であれば（ＳＴ１１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１３に処理を進める。いずれか１つまたは２つの過冷却度ＳＣｆが０℃でなければ（ＳＴ１１−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、過冷却度ＳＣｆが０℃となっていない第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂ、第３過冷却熱交換器２５ｃに夫々対応する第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃの開度をそれぞれ所定開度増す（ＳＴ１２）。ここで、所定開度増すとは、ＳＴ９と同様に各室外膨張弁に備えられた図示しないステッピングモータに与えるパルス数を加えることを指し、例えば、ＳＴ１１の判断を１回行う毎にパルス数を１加える。このように各室外膨張弁２４ａ〜２４ｃの開度を調節することで、各室内機５ａ〜５ｃから各液管８ａ〜８ｃに流出する冷媒を気液二相状態の冷媒とする。
ＳＴ１２の処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ１３に処理を進める。

（４）冷媒偏り解消ステップ
ＳＴ１３において、ＣＰＵ２１０は、第１冷媒温度センサ３７ａで検出した過冷却熱交入口温度Ｔｖ１と第１液温度センサ３８ａで検出した過冷却熱交出口温度Ｔｌ１を取り込み、過冷却熱交入口温度Ｔｖ１から過冷却熱交出口温度Ｔｌ１を減じて第１過冷却熱交換器２５ａにおける熱交出入口温度差ΔＴｃ１を算出する。また、ＣＰＵ２１０は、第２冷媒温度センサ３７ｂで検出した過冷却熱交入口温度Ｔｖ２と第２液温度センサ３８ｂで検出した過冷却熱交出口温度Ｔｌ２を取り込み、過冷却熱交入口温度Ｔｖ２から過冷却熱交出口温度Ｔｌ２を減じて第２過冷却熱交換器２５ｂにおける熱交出入口温度差ΔＴｃ２を算出する。さらには、ＣＰＵ２１０は、第３冷媒温度センサ３７ｃで検出した過冷却熱交入口温度Ｔｖ３と第３液温度センサ３８ｃで検出した過冷却熱交出口温度Ｔｌ３を取り込み、過冷却熱交入口温度Ｔｖ３から過冷却熱交出口温度Ｔｌ３を減じて第３過冷却熱交換器２５ｃにおける熱交出入口温度差ΔＴｃ３を算出する。

次に、ＣＰＵ２１０は、算出した熱交出入口温度差ΔＴｃ１〜ΔＴｃ３のうち、最も大きい値のものを熱交出入口温度差の最大値ΔＴｃｍａｘ、最も小さい値のものを熱交出入口温度差の最小値ΔＴｃｍｉｎとするとともに、熱交出入口温度差ΔＴｃ１〜ΔＴｃ３の平均値ΔＴｃａを算出する（ＳＴ１４）。尚、ＣＰＵ２１０は、最大値ΔＴｃｍａｘ、最小値ΔＴｃｍｉｎ、および算出した平均値ΔＴｃａを記憶部２２０に記憶している。

次に、ＣＰＵ２１０は、最大値ΔＴｃｍａｘと最小値ΔＴｃｍｉｎとの差（ΔＴｃｍａｘ−ΔＴｃｍｉｎ）が１℃未満であるか否かを判断する（ＳＴ１５）。この条件（ΔＴｃｍａｘ−ΔＴｃｍｉｎ＜１℃）は、予め試験等を行って求められて記憶部２２０に記憶されているものであり、第１液管８ａ〜第３液管８ｃのいずれにも冷媒が偏っていないと判断できる条件である。

最大値ΔＴｃｍａｘと最小値ΔＴｃｍｉｎとの差が１℃未満であれば（ＳＴ１５−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１８に処理を進める。最大値ΔＴｃｍａｘと最小値ΔＴｃｍｉｎとの差が１℃未満でなければ（ＳＴ１５−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂ、第３過冷却熱交換器２５ｃのうち熱交出入口温度差ΔＴｃが最大値ΔＴｃｍａｘとなっている過冷却熱交換器に対応する第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃのうちいずれかの室外膨張弁の開度をそれぞれ所定開度増す（ＳＴ１６）。また、第１過冷却熱交換器２５ａ、第２過冷却熱交換器２５ｂ、第３過冷却熱交換器２５ｃのうち熱交出入口温度差ΔＴｃが最小値ΔＴｃｍｉｎとなっている過冷却熱交換器に対応する第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃのうちいずれかの室外膨張弁の開度をそれぞれ所定開度減じる（ＳＴ１７）。ここで、所定開度増すあるいは減じるとは、ＳＴ８やＳＴ９と同様に各室外膨張弁に備えられた図示しないステッピングモータに与えるパルス数を加えるあるいは減じることを指し、例えば、ＳＴ１５の判断を１回行う毎にパルス数を１加える。このように各室外膨張弁２４ａ〜２４ｃの開度を調節することで、第１液管８ａ〜第３液管８ｃのいずれかに冷媒が偏った場合にその偏りを解消する。
ＳＴ１７の処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ１８に処理を進める。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２でタイマー計測を開始してから、つまり、暖房運転を開始してから所定時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ１８）。所定時間が経過していなければ（ＳＴ１８−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３に処理を戻し、所定時間が経過していれば（ＳＴ１８−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、タイマーをリセットし（ＳＴ１９）、ＳＴ２０に処理を進める。

ここで、暖房運転を開始してから所定時間が経過したか否かに応じて、次のステップに進むかＳＴ３に処理を戻すかを判断している理由は以下の通りである。ＳＴ２０以降で行う（５）の温度差調節ステップでは、過冷却膨張弁２６の開度調節を行う。このとき、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃの開度が大きいと、過冷却膨張弁２６の開度調節を行っても第２過冷却度ＳＣｓ１〜ＳＣｓ３が所定範囲内の値になりづらい。よって、第２過冷却度ＳＣｓ１〜ＳＣｓ３を所定範囲内の値とするために必要以上に過冷却膨張弁２６の開度が大きくされる恐れがある。そして、過冷却膨張弁２６の開度が必要以上に大きくされると、第２過冷却度ＳＣｓ１〜ＳＣｓ３が所定範囲の上限値を超える恐れがある。

一方、暖房運転を開始した直後は吐出温度が低いために吐出温度差ΔＴｄが−１℃未満であるため、（２）の吐出温度調節ステップにおいて、吐出温度差ΔＴｄが−１℃以上１℃以下となるまで各室外膨張弁の開度を減じる（前述したＳＴ６〜ＳＴ８を参照）。

従って、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃの開度が、過冷却膨張弁２６の開度調節に影響を及ぼさない開度となるまでの所定時間（例えば、１０分。試験等により予め求めて記憶部２２０に記憶される）の間は、ＳＴ３〜ＳＴ１８の処理を繰り返すことによって、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃの開度を小さくし、過冷却膨張弁２６の開度調節を行って第２過冷却度ＳＣｓ１〜ＳＣｓ３が所定範囲内の値になりやすい状態とする。

（５）温度差調節ステップ
ＳＴ２０において、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１４で算出した熱交出入口温度差ΔＴｃの平均値ΔＴｃａが２．５℃以上３．５℃以下であるか否かを判断する。この条件（２．５℃≦ΔＴｃａ≦３．５℃）は、予め試験等を行って求められて記憶部２２０に記憶されているものであり、（３）の冷媒偏り解消ステップの実行によって最大値ΔＴｃｍａｘと最小値ΔＴｃｍｉｎの差が１℃未満となっている状態において、各室外膨張弁２４ａ〜２４ｃを通過する冷媒の状態が確実に液相状態となっていると判断される条件である。

熱交出入口温度差ΔＴｃの平均値ΔＴｃａが２．５℃以上３．５℃以下であれば（ＳＴ２０−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２６に処理を進める。熱交出入口温度差ΔＴｃの平均値ΔＴｃａが２．５℃以上３．５℃以下でなければ（ＳＴ２０−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、熱交出入口温度差ΔＴｃの平均値ΔＴｃａが２．５℃未満であるか否かを判断する（ＳＴ２１）。

熱交出入口温度差ΔＴｃの平均値ΔＴｃａが２．５℃未満であれば（ＳＴ２１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、流入温度センサ３９で検出した過冷却熱交流入温度Ｔｓｉと、流出温度センサ４０で検出した過冷却熱交流出温度Ｔｓｏを取り込み、過冷却熱交流出温度Ｔｓｏから過冷却熱交流入温度Ｔｓｉを減じてバイパス過熱度ＳＨｂを算出する（ＳＴ２２）。尚、ＣＰＵ２１０は、過冷却熱交流入温度Ｔｓｉおよび過冷却熱交流出温度Ｔｓｏを定期的に取り込んで記憶部２２０に記憶しており、また、算出したバイパス過熱度ＳＨｂを記憶部２２０に記憶している。

次に、ＣＰＵ２１０は、算出したバイパス過熱度ＳＨｂが２℃未満であるか否かを判断する（ＳＴ２３）。バイパス過熱度ＳＨｂが２℃未満であれば（ＳＴ２３−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、過冷却膨張弁２６の開度を調節せずＳＴ２６に処理を進める。バイパス過熱度ＳＨｂが２℃未満でなければ（ＳＴ２３−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、過冷却膨張弁２６の開度を所定開度増す（ＳＴ２４）。尚、所定開度増すとは、過冷却膨張弁２６に備えられた図示しないステッピングモータに与えるパルス数を加えることを指し、例えば、ＳＴ２３の判断を１回行う毎にパルス数を１加える。

上述した温度差調節ステップにおいて、バイパス過熱度ＳＨｂの値によって過冷却膨張弁２６の開度を増すか否かを判断する理由は、次の通りである。第１過冷却熱交換器２５ａ〜第３過冷却熱交換器２５ｃにおいて、過冷却膨張弁２６の開度を大きくしてバイパス回路を流れる冷媒量を増やせば、第１過冷却熱交換器２５ａ〜第３過冷却熱交換器２５ｃにおいて第１液分管４６ａ〜第３液分管４６ｃを流れる冷媒との熱交換量が増加する。しかし、バイパス過熱度ＳＨｂが所定値（本実施形態では２℃）未満となれば、これ以上過冷却膨張弁２６の開度を大きくしてバイパス回路を流れる冷媒量を増やしても熱交換量が増加しなくなる。また、バイパス回路を流れる冷媒量を増やしてバイパス過熱度ＳＨｂが２℃未満となれば、圧縮機２１に乾き度の低い冷媒が吸入されて圧縮機２１で液圧縮が発生する恐れがある。

以上の問題点を考慮して、上述したように、第２過冷却度の平均値ＳＣｓａが２．５℃以上３．５℃以下でないときにバイパス過熱度ＳＨｂが２℃未満である場合は、過冷却膨張弁２６の開度を大きくせず、第２過冷却度の平均値ＳＣｓａが２．５℃以上３．５℃以下でないときにバイパス過熱度ＳＨｂが２℃未満でない場合のみ、過冷却膨張弁２６の開度を大きくして第２過冷却度の平均値ＳＣｓａが２．５℃以上３．５℃以下となるように調節している。

ＳＴ２１において、熱交出入口温度差ΔＴｃの平均値ΔＴｃａが２．５℃未満でなければ（ＳＴ２１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、過冷却膨張弁２６の開度を所定開度減じ（ＳＴ２５）、ＳＴ２６に処理を進める。尚、所定開度減じるとは、過冷却膨張弁２６に備えられた図示しないステッピングモータに与えるパルス数を減じることを指し、例えば、ＳＴ２３の判断を１回行う毎にパルス数を１減じる。このように過冷却膨張弁２６の開度を調節し第２過冷却度の平均値ＳＣｓａを２．５℃以上３．５℃以下の値とすることで、各室外膨張弁２４ａ〜２４ｃを通過する冷媒の状態を液相状態とする。
ＳＴ２０、ＳＴ２３、ＳＴ２４、ＳＴ２５の各処理を終えたＣＰＵ２１０は、ＳＴ２６に処理を進める。

ＳＴ２６において、ＣＰＵ２１０は、空気調和装置１に対し運転停止指示があったか否かを判断する。ここで、運転停止とは、全ての室内機５ａ〜５ｃにおいて使用者により運転停止が指示された場合である。運転停止が指示されていれば（ＳＴ２６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１および室外ファン２７を停止するとともに、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、第３室外膨張弁２４ｃ、および過冷却膨張弁２６を全閉として、室外機２を停止する。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｃに対し通信部２３０を介して運転停止信号を送信する。この信号を通信部５３０ａ〜５３０ｃを介して受信した各室外機制御手段５００ａ〜５００ｃのＣＰＵ５１０ａ〜５１０ｃは、室内ファン５５ａ〜５５ｃを停止する。
運転停止が指示されていなければ（ＳＴ２６−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３に処理を戻す。

以上説明した実施形態では、ＳＴ１１〜ＳＴ１２の処理において、全ての過冷却度ＳＣｆが０℃となるように、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、および第３室外膨張弁２４ｃの開度を調節したが、第１液管８ａ、第２液管８ｂ、および第３液管８ｃにおける圧力損失によって冷媒の状態が各液管内で気液二相状態となるような過冷却度ＳＣｆであれば、全ての過冷却度ＳＣｆが０℃超の値、例えば、１℃や２℃となるように、第１室外膨張弁２４ａ、第２室外膨張弁２４ｂ、および第３室外膨張弁２４ｃの開度を調節してもよい。

また、第１〜第３過冷却熱交換器として、２本の冷媒流路が平行に配置されたマイクロ流路熱交換器を用いた場合について説明したが、２本の冷媒流路が直交するように配置され、流入管４８から各過冷却熱交換器に冷媒が分岐して流入するようにしてもよい。また、マイクロ流路熱交換器に代えて、プレート型熱交換器や二重管熱交換器等を用いても、本発明の効果を得ることができるが、これらはマイクロ流路熱交換器と比べて大きいため、マイクロ流路熱交換器を過冷却熱交換器に用いる場合に比べて室外機２が大型化する。

また、本実施形態では、熱交出入口温度差ΔＴｃの平均値ΔＴｃａが所定範囲内の値（２．５℃以上３．５℃以下）となるように、過冷却膨張弁２６の開度調節を行う場合を説明したが、これに限るものではなく、図２のＳＴ１４で抽出した熱交出入口温度差ΔＴｃの最大値ΔＴｃｍａｘあるいは最小値ΔＴｃｍｉｎのいずれかに各熱交出入口温度差ΔＴｃがなるように、過冷却膨張弁２６の開度調節を行ってもよく、また、各熱交出入口温度差ΔＴｃが全て所定値（例えば、３℃）となるように、過冷却膨張弁２６の開度調節を行ってもよい。但し、上記実施形態以外の方法を採用する場合は、各熱交出入口温度差ΔＴｃを最大値ΔＴｃｍａｘあるいは最小値ΔＴｃｍｉｎあるいは所定値以上とすれば、各室外膨張弁２４ａ〜２４ｃを通過する冷媒の状態が確実に液相状態となることがわかっていることが条件となる。

さらには、本発明には、ＣＦＣ冷媒やＨＣＦＣ冷媒、ＨＦＣ冷媒といったフロン類の冷媒や、混合系の冷媒等、様々な冷媒を用いても、本発明の奏する効果が得られるが、例えば、Ｒ３２冷媒のように、凝縮過程におけるエンタルピ差（冷凍能力に相当）が大きい冷媒を用いることが好ましい。実施形態で説明したように、本発明では、暖房運転時に室内熱交換器で過冷却度を取らないようにして気液二相状態の冷媒を室内機から流出させるようにしているため室内機でのエンタルピ差が小さくなり、過冷却度を取る場合と比べて暖房能力が低下する。しかし、元々凝縮過程におけるエンタルピ差が大きい冷媒を使用すれば、室内機が設置される空間で必要とされる暖房能力を満たすことが容易となり、本発明による効果を得つつ暖房能力も確保できる。

１ 空気調和装置
２ 室外機
５ａ〜５ｃ 室内機
８ａ〜８ｃ第１〜第３液管
２３ 室外熱交換器
２４ａ 第１室外膨張弁
２４ｂ 第２室外膨張弁
２４ｃ 第３室外膨張弁
２５ａ 第１過冷却熱交換器
２５ｂ 第２過冷却熱交換器
２５ｃ 第３過冷却熱交換器
２６ 過冷却膨張弁
３１ 高圧センサ
３２ 低圧センサ
３３ 吐出温度センサ
３４ 吸入温度センサ
３５ 室外熱交温度センサ
３７ａ 第１冷媒温度センサ
３７ｂ 第２冷媒温度センサ
３７ｃ 第３冷媒温度センサ
３８ａ 第１液温度センサ
３８ｂ 第２液温度センサ
３８ｃ 第３液温度センサ
３９ 流入温度センサ
４０ 流出温度センサ
４５ 室外機液管
４６ａ 第１液分管
４６ｂ 第２液分管
４６ｃ 第３液分管
４７ａ 第１バイパス管
４７ｂ 第２バイパス管
４７ｃ 第３バイパス管
４８ 流入管
４９ 流出管
５１ａ〜５１ｃ 室内熱交換器
６１ａ〜６１ｃ 室内熱交温度センサ
７１ａ〜７１ｃ 室内機液管
２００ 室外機制御部
２１０ ＣＰＵ
２２０ 記憶部
２３０ 通信部
５００ａ〜５００ｃ 室内機制御手段
５１０ａ〜５１０ｃ ＣＰＵ
５２０ａ〜５２０ｃ 記憶部
５３０ａ〜５３０ｃ 通信部
ＳＣｆ１〜ＳＣｆ３ 過冷却度
ＳＨｂ バイパス過熱度
Ｐｄ 吐出圧力
Ｔｅ 蒸発温度
Ｔｃ 凝縮温度
Ｔｄ 吐出温度
Ｔｄｔｇ 目標吐出温度
ΔＴｄ 吐出温度差
Ｔｌ１〜Ｔｌ３ 過冷却熱交出口温度
Ｔｖ１〜Ｔｖ３ 過冷却熱交入口温度
Ｔｓｉ 過冷却熱交流入温度
Ｔｓｏ 過冷却熱交流出温度
ΔＴｃ１〜ΔＴｃ３ 熱交出入口温度差
ΔＴｃｍａｘ 熱交出入口温度差の最大値
ΔＴｃｍｉｎ 熱交出入口温度差の最小値
ΔＴｃａ 熱交出入口温度差の平均値

Claims (8)

1. 圧縮機と、室外熱交換器と、室外膨張弁と過冷却熱交換器とが冷媒配管で接続された複数の過冷却熱交換器ユニットと、同複数の過冷却熱交換器ユニットと同数の室内熱交換器とを連結して形成した主冷媒回路と、
   前記各過冷却熱交換器ユニットの前記室外膨張弁と前記過冷却熱交換器との間から分岐して、単一の過冷却膨張弁と前記複数の過冷却熱交換器を介して前記圧縮機の吸入側に接続したバイパス回路と、
   前記圧縮機、前記流路切替手段、前記複数の室外膨張弁、および、前記過冷却膨張弁を制御する制御手段と、
   を有する空気調和装置であって、
   前記制御手段は、前記主冷媒回路が暖房サイクルとして動作するとき、
   前記主冷媒回路における前記複数の過冷却熱交換器の冷媒入口側における冷媒温度である過冷却熱交入口温度と、前記主冷媒回路における前記複数の過冷却熱交換器の冷媒出口側における冷媒温度である過冷却熱交出口温度を各々検出し、前記各過冷却熱交入口温度と前記各過冷却熱交出口温度との温度差である熱交出入口温度差を算出し、同複数の熱交出入口温度差のうちの最大値と最小値との差が予め定められた所定値より小さくなるように、前記複数の室外膨張弁の開度を調節する冷媒偏り解消ステップを実行する、
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記制御手段は、前記熱交出入口温度差が前記複数の室外膨張弁を流れる冷媒が液相状態となっていることを示す熱交出入口温度差となるように、前記過冷却膨張弁の開度を調節する温度差調節ステップをさらに実行する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記温度差調節ステップにおいて、
   前記複数の熱交出入口温度差の平均値が予め定められた所定範囲内の値となるように、前記過冷却膨張弁の開度を調節する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記温度差調節ステップにおいて、
   前記複数の熱交出入口温度差が、前記平均値が予め定められた所定範囲内の値となった後の前記複数の熱交出入口温度差のうちの最大値あるいは最小値となるように、前記過冷却膨張弁の開度を調節する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
5. 前記温度差調節ステップにおいて、
   前記複数の熱交出入口温度差が予め定められた所定値となるように、前記過冷却膨張弁の開度を調節する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
6. 前記複数の室外膨張弁の開度を調節して前記複数の室内熱交換器の冷媒出口側における冷媒過冷却度を予め定められた値とすることで、前記複数の過冷却熱交換器ユニットと前記複数の室内熱交換器とを接続する冷媒配管を流れる冷媒を気液二相状態とする過冷却度調節ステップをさらに実行する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の空気調和装置。
7. 前記複数の過冷却熱交換器は、マイクロ流路熱交換器で構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の空気調和装置。
8. 前記主冷媒回路や前記バイパス回路を流れる冷媒としてＲ３２を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の空気調和装置。

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