JP2017180921A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器とが混在する混在動作を実行可能であり、複数の利用側熱交換器に共通の過冷却熱交換器を有する空気調和装置において、混在動作中における省エネルギー化や空調性能の向上を図る。
【解決手段】過冷却熱交換器（５）の本体部（５１）の内部は、冷媒が存在する高温空間（Ｓ１）と、高温空間（Ｓ１）に比べて温度の低い冷媒が多く存在する低温空間（Ｓ２）と、を有している。複数の利用側熱交換器（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）と本体部（５１）とを接続する複数の利用側液冷媒管（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）は、それぞれの端部が、本体部（５１）の内部のうち、低温空間（Ｓ２）に開口している。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和装置、特に、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器とが混在する混在動作を実行可能であり、複数の利用側熱交換器に共通の過冷却熱交換器を有する空気調和装置に関する。

従来より、熱源側熱交換器と過冷却熱交換器と複数の利用側熱交換器とが接続されることによって構成される冷媒回路を有しており、冷媒回路に冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器とが混在する混在動作を実行させることが可能に構成されたものがある。そして、この空気調和装置に設けられた過冷却熱交換器として、特許文献１（特開２０１６−１４４９９号公報）に示すような、複数の利用側熱交換器に共通に構成されたものがある。この過冷却熱交換器を有する空気調和装置では、混在動作中に、複数の利用側熱交換器のうち冷媒の放熱器として機能するもののすべてから本体部内に流入した冷媒が、冷却用通路部を流れる冷却用流体によって冷却されて、複数の利用側熱交換器のうち冷媒の蒸発器として機能するものに送られる。

上記従来の過冷却熱交換器は、混在動作中に、複数の利用側熱交換器のうち冷媒の放熱器として機能するもののすべてから本体部内に流入した冷媒が冷却されて複数の利用側熱交換器のうち冷媒の蒸発器として機能するものに送られるように構成されているため、部品点数を少なくし、かつ、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に対して過冷却熱交換器で冷却された冷媒を確実に流入させることができる。

ここで、混在動作としては、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器が多数存在する場合や冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器が１つだけ存在する場合がある。

しかし、上記従来の過冷却熱交換器では、複数の利用側熱交換器に共通の機器であるため、混在動作中の冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器の数が多いか少ないかにかかわらず、本体部内に存在する冷媒がすべて冷却されることになる。すなわち、上記従来の過冷却熱交換器では、混在動作中の冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器の数が少なくて過冷却熱交換器において冷却すべき冷媒の量が少なくてよい場合であっても、本体部内に存在する冷媒がすべて冷却されることになる。このため、過冷却熱交換器において冷却された後の冷媒の温度、すなわち、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に送られる冷媒の温度をあまり低くすることができなくなり、省エネルギー化や空調性能の向上を十分に図ることが難しくなる。

本発明の課題は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器とが混在する混在動作を実行可能であり、複数の利用側熱交換器に共通の過冷却熱交換器を有する空気調和装置において、混在動作中における省エネルギー化や空調性能の向上を図ることにある。

第１の観点にかかる空気調和装置は、冷媒回路と、制御部と、を有している。冷媒回路は、熱源側熱交換器と、過冷却熱交換器と、複数の利用側熱交換器と、が接続されることによって構成されている。制御部は、冷媒回路に冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器とが混在する混在動作を実行させる。過冷却熱交換器は、熱源側熱交換器及び複数の利用側熱交換器が接続されて内部を冷媒が流れる本体部と、内部を流通する冷却用流体によって本体部を流れる冷媒を冷却する冷却用通路部と、を有している。過冷却熱交換器は、混在動作中に、複数の利用側熱交換器のうち冷媒の放熱器として機能するもののすべてから本体部に流入した冷媒が、冷却用通路部を流れる冷却用流体によって冷却されて、複数の利用側熱交換器のうち冷媒の蒸発器として機能するものに送られるように構成されている。本体部の内部は、冷媒が存在する高温空間と、高温空間に比べて温度の低い冷媒が多く存在する低温空間と、を有している。複数の利用側熱交換器と本体部とを接続する複数の利用側液冷媒管は、それぞれの端部が、本体部の内部のうち、低温空間に開口している。

ここでは、上記のように、過冷却熱交換器の本体部の低温空間に利用側液冷媒管の端部を開口させるようにしているため、混在動作中に、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に対して、温度の低い冷媒を送ることができる。

これにより、ここでは、複数の利用側熱交換器に共通の過冷却熱交換器を採用しているにもかかわらず、混在動作中における省エネルギー化や空調性能の向上を図ることができる。

第２の観点にかかる空気調和装置は、第１の観点にかかる空気調和装置において、冷却用通路部が、低温空間に存在する冷媒を冷却した後に高温空間に存在する冷媒を冷却するように、本体部に設けられている。

ここでは、低温空間が、冷却用通路部の冷却用流体の流れ方向の上流側の部分、すなわち、温度の低い冷却用流体が流れる部分、に対応することになる。このため、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器から低温空間に流入する冷媒を、冷却用通路部を流れる温度の低い冷却用流体によって速やかに冷却して、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に送ることができる。

これにより、ここでは、本体部内に存在する冷媒のうち低温空間に存在する冷媒だけを実質的に冷却することになるため、混在動作中における省エネルギー化や空調性能の向上をさらに図ることができる。

第３の観点にかかる空気調和装置は、第１又は第２の観点にかかる空気調和装置において、本体部の内部が、上下方向の上部に位置する上部空間と、上下方向の下部に位置する下部空間と、を有している。冷却用通路部は、下部空間に存在する冷媒を冷却した後に上部空間に存在する冷媒を冷却するように、本体部に設けられている。下部空間は、低温空間である。

ここでは、低温空間が、冷却用通路部の冷却用流体の流れ方向の上流側の部分、すなわち、温度の低い冷却用流体が流れる部分に対応し、かつ、本体部の内部の下部空間、すなわち、温度の低い冷媒が存在しやすい空間に対応することになる。このため、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器から下部空間に位置する低温空間に流入する冷媒を、冷却用通路部を流れる温度の低い冷却用流体によって速やかに冷却して、冷却された冷媒を温度の低い状態で維持して、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に送ることができる。

これにより、ここでは、本体部内に存在する冷媒のうち下部空間に位置する低温空間に存在する冷媒だけを実質的に冷却することになるため、混在動作中における省エネルギー化や空調性能の向上をさらに図ることができる。

第４の観点にかかる空気調和装置は、第１〜第３のいずれかの観点にかかる空気調和装置において、冷却用通路部が、本体部の内部を通るように設けられている。

ここでは、低温空間に存在する冷媒との熱交換に適した位置に冷却用通路部を設けることができ、これにより、低温空間に存在する冷媒と冷却用流体との熱交換を効率よく行うことができる。

第５の観点にかかる空気調和装置は、第４の観点にかかる空気調和装置において、複数の利用側液冷媒管の端部が、冷却用通路部のうち、低温空間に位置する部分に向けて開口している。

ここでは、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器から利用側液冷媒管を通じて低温空間に流入する冷媒を、冷却用通路部に当てて速やかに冷却することができ、また、冷却用通路部によって冷却された冷媒を、利用側液冷媒管を通じて冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に速やかに送ることができる。

これにより、ここでは、低温空間に存在する冷媒と冷却用流体との熱交換をさらに効率よく行うことができる。

第６の観点にかかる空気調和装置は、第４又は第５の観点にかかる空気調和装置において、本体部の内部に、冷却用通路部から離れた位置に空間容積を減らすための空間低減部材が設けられている。

ここでは、本体部の内部のデッドスペースを小さくすることができ、これにより、本体部内に存在する冷媒と冷却用流体との熱交換を促進するとともに、過冷却熱交換器が保有する冷媒量、ひいては、空気調和装置が保有する冷媒量を減らすことができる。

第７の観点にかかる空気調和装置は、第１〜第６のいずれかの観点にかかる空気調和装置において、熱源側熱交換器と本体部とを接続する熱源側液冷媒管は、その端部が、本体部の内部のうち、高温空間に開口している。

冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（蒸発負荷）よりも冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（放熱負荷）が大きい混在動作においては、熱源側熱交換器が冷媒の蒸発器として機能させることによって空気調和装置全体の熱負荷をバランスさせる必要がある。このため、このような混在動作中においては、過冷却熱交換器の本体部から熱源側液冷媒管を通じて熱源側熱交換器に冷媒が送られることになる。このとき、熱源側液冷媒管が本体部の低温空間に開口していると、温度の低い冷媒が熱源側熱交換器に抜き出されてしまい、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に温度の低い冷媒を送りにくくなってしまう。

そこで、ここでは、上記のように、熱源側液冷媒管の端部を高温空間に開口させるようにしている。このため、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（蒸発負荷）よりも冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（放熱負荷）が大きい混在動作において、温度の低い冷媒が熱源側熱交換器に抜き出されにくくなり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に温度の低い冷媒を送ることができる。

これにより、ここでは、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（蒸発負荷）よりも冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（放熱負荷）が大きい混在動作であっても、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に温度の低い冷媒を確実に送ることができる。

第８の観点にかかる空気調和装置は、第１〜第７のいずれかの観点にかかる空気調和装置において、冷却用通路部は、その端部が本体部の低温空間に接続されており、低温空間から抜き出される冷媒が冷却用流体として内部を流通する。

ここでは、過冷却熱交換器周辺では最も温度の低い低温空間に存在する冷媒によって低温空間に存在する冷媒を冷却することができ、これにより、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器から低温空間に流入する冷媒を速やかに冷却して、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に送ることができる。

第９の観点にかかる空気調和装置は、第８の観点にかかる空気調和装置において、冷却用通路部には、内部を流通する冷却用流体の流量を調節する冷却用流量調節機構が設けられている。本体部又は冷却用通路部には、低温空間に存在する冷媒又は低温空間から抜き出される冷媒の温度を検出する冷却用流体温度検知部が設けられている。制御部は、冷却用流体温度検知部によって検出される冷媒の温度に基づいて冷却用流量調節機構を制御する。

ここでは、低温空間に存在する冷媒の温度を管理しつつ、冷却用通路部に抜き出される冷却用流体としての冷媒の流量を適切に調節することができる。例えば、低温空間に存在する冷媒又は低温空間から抜き出される冷媒の温度から冷媒の過冷却度を得て、この冷媒の過冷却度が目標過冷却度になるように、冷却用流量調節機構を制御することができる。

これにより、ここでは、冷却用通路部の冷却能力を確保するとともに、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に送られる冷媒を低い温度に維持することができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、混在動作中に、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に対して、温度の低い冷媒を送ることができ、これにより、複数の利用側熱交換器に共通の過冷却熱交換器を採用しているにもかかわらず、混在動作中における省エネルギー化や空調性能の向上を図ることができる。

本発明にかかる空気調和装置の一実施形態としての空気調和装置の概略構成図である。 過冷却熱交換器及びその周辺の構造を示す概略構成図である。 過冷却熱交換器における利用側液冷媒管の端部と冷却用通路部との関係を示す概略断面図である。 全部冷房動作における冷媒回路の冷媒の流れを示す図である。 全部冷房動作における過冷却熱交換器及びその周辺の冷媒の流れを示す図である。 全部冷房動作における過冷却熱交換器の本体部から利用側液冷媒管への冷媒の流れを示す図である。 全部暖房動作における冷媒回路の冷媒の流れを示す図である。 混在動作における冷媒回路の冷媒の流れを示す図である。 混在動作における過冷却熱交換器及びその周辺の冷媒の流れを示す図である。 混在動作における利用側液冷媒管から過冷却熱交換器の本体部への冷媒の流れを示す図である。 混在動作における過冷却熱交換器の本体部から利用側液冷媒管への冷媒の流れを示す図である。 変形例にかかる過冷却熱交換器を示す図であって、図３に対応する図である。

以下、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる空気調和装置の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明にかかる空気調和装置の一実施形態としての空気調和装置１の概略構成図である。図２は、過冷却熱交換器５及びその周辺の構造を示す概略構成図である。図３は、過冷却熱交換器５における利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの端部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄと冷却用通路部５２との関係を示す概略断面図である。

空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル動作を行うことによって、ビル等の室内の冷暖房に使用される装置である。

空気調和装置１は、主として、１台の熱源ユニット２と、複数（ここでは、４台）の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに接続される流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに共通の過冷却熱交換器５と、流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び過冷却熱交換器５を介して熱源ユニット２と利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとを接続する冷媒連絡管６、７、８と、を有している。すなわち、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、熱源ユニット２と、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、過冷却熱交換器５と、冷媒連絡管６、７、８と、が接続されることによって構成されている。そして、空気調和装置１には、冷媒回路１０を構成する機器等の制御を行う制御部９が設けられている。尚、ここでは、熱源ユニットが１台であり、利用ユニットが４台であるが、これに限定されるものではなく、熱源ユニットが２台以上であってもよいし、利用ユニットが２台、３台又は５台以上であってもよい。

＜利用ユニット＞
利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等、又は、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、冷媒連絡管６、７、８、流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び過冷却熱交換器５を介して、熱源ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。

次に、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの構成について説明する。尚、利用ユニット３ａと利用ユニット３ｂ、３ｃ、３ｄとは同様の構成であるため、ここでは、利用ユニット３ａの構成のみ説明し、利用ユニット３ｂ、３ｃ、３ｄの構成については、それぞれ、利用ユニット３ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」、「ｃ」又は「ｄ」の添字を付して、各部の説明を省略する。

利用ユニット３ａは、冷媒回路１０の一部を構成しており、主として、利用側流量調節機構３１ａと、利用側熱交換器３２ａと、を有している。

利用側流量調節機構３１ａは、利用側熱交換器３２ａを流れる冷媒の流量の調節等を行うために、利用側熱交換器３２ａの液側に接続された開度調節が可能な電動膨張弁である。

利用側熱交換器３２ａは、冷媒と室内空気との熱交換を行うための機器であり、例えば、多数の伝熱管及びフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。利用側熱交換器３２ａの液側端は、利用側液冷媒管３３ａを介して、過冷却熱交換器５に接続されている。そして、利用側流量調節機構３１ａは、利用側液冷媒管３３ａに設けられている。

＜熱源ユニット＞
熱源ユニット２は、ビル等の屋上等に設置されており、冷媒連絡管６、７、８、流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び過冷却熱交換器５を介して、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。

次に、熱源ユニット２の構成について説明する。熱源ユニット２は、冷媒回路１０の一部を構成しており、主として、圧縮機２１と、複数（ここでは、２つ）の熱源側切換機構２２、２３と、熱源側熱交換器２４と、熱源側流量調節機構２５と、を有している。

圧縮機２１は、冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、ケーシング内に圧縮機モータ及び圧縮機構が収容された密閉型圧縮機からなる。

第１熱源側切換機構２２は、熱源側熱交換器２４を冷媒の放熱器として機能させる場合（以下、「第１放熱動作状態」とする）に、圧縮機２１の吐出側と熱源側熱交換器２４のガス側とを接続することが可能である（図１の第１熱源側切換機構２２の実線を参照）。また、第１熱源側切換機構２２は、熱源側熱交換器２４を冷媒の蒸発器として機能させる場合（以下、「第１蒸発動作状態」とする）に、圧縮機２１の吸入側と熱源側熱交換器２４のガス側とを接続することが可能である（図１の第１熱源側切換機構２２の破線を参照）。このように、第１熱源側切換機構２２は、熱源側熱交換器２４を流れる冷媒の流れ方向（ここでは、第１放熱動作状態及び第１蒸発動作状態）を切り換えることが可能な機器であり、例えば、四路切換弁からなる。

熱源側熱交換器２４は、冷媒と室外空気との熱交換を行うための機器であり、例えば、多数の伝熱管及びフィンによって構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。熱源側熱交換器２４は、そのガス側が第１熱源側切換機構２２に接続され、その液側が熱源側流量調節機構２５に接続されている。熱源側熱交換器２４の液側端は、熱源側液冷媒管２６を介して、過冷却熱交換器５に接続されている。ここで、熱源側液冷媒管２６は、熱源ユニット２内において熱源側熱交換器２４の液側端に接続された液冷媒管、及び、熱源ユニット２外の液冷媒連絡管６の両方を含む液冷媒管である。そして、熱源側流量調節機構２５は、熱源側液冷媒管２６に設けられている。

熱源側流量調節機構２５は、熱源側熱交換器２４を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、熱源側熱交換器２４の液側に接続された開度調節が可能な電動膨張弁である。

第２熱源側切換機構２３は、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒を利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに送る場合（以下、「第２放熱動作状態」とする）に、圧縮機２１の吐出側と高圧ガス冷媒連絡管７とを接続することが可能である（図１の第２熱源側切換機構２３の破線を参照）。また、第２熱源側切換機構２３は、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒を利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに送らない場合（以下、「第２蒸発動作状態」とする）に、高圧ガス冷媒連絡管７と圧縮機２１の吸入側とを接続することが可能である（図１の第２熱源側切換機構２３の実線を参照）。このように、第２熱源側切換機構２３は、高圧ガス冷媒連絡管７を通じて利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに高圧のガス冷媒を送るかどうか（ここでは、第２放熱動作状態及び第２蒸発動作状態）を切り換えることが可能な機器であり、例えば、四路切換弁からなる。

また、熱源ユニット２には、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力Ｐｄを検出する吐出圧力検知部２８が設けられている。ここで、吐出圧力検知部２８は、圧力センサからなる。

＜流路切換ユニット＞
流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのそれぞれに対応して設けられている。流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、冷媒連絡管６、７、８及び過冷却熱交換器５とともに、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと熱源ユニット２との間に介在しており、冷媒回路１０の一部を構成している。

次に、流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの構成について説明する。尚、流路切換ユニット４ａと流路切換ユニット４ｂ、４ｃ、４ｄとは同様の構成であるため、ここでは、流路切換ユニット４ａの構成のみ説明し、流路切換ユニット４ｂ、４ｃ、４ｄの構成については、それぞれ、流路切換ユニット４ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」、「ｃ」又は「ｄ」の添字を付して、各部の説明を省略する。

流路切換ユニット４ａは、冷媒回路１０の一部を構成しており、主として、高圧ガス制御機構４１ａと、低圧ガス制御機構４２ａと、を有している。

高圧ガス制御機構４１ａは、利用側熱交換器３２ａを冷媒の放熱器として機能させる場合（以下、「暖房動作状態」とする）に、高圧ガス冷媒連絡管７（すなわち、圧縮機２１の吐出側）と利用側熱交換器３２ａのガス側端とを接続することが可能な機器であり、例えば、開度調節が可能な弁からなる。

低圧ガス制御機構４２ａは、利用側熱交換器３２ａを冷媒の蒸発器として機能させる場合（以下、「冷房動作状態」とする）に、低圧ガス冷媒連絡管８（すなわち、圧縮機２１の吸入側）と利用側熱交換器３２ａのガス側端とを接続することが可能な機器であり、例えば、開度調節が可能な弁からなる。

＜過冷却熱交換器＞
過冷却熱交換器５は、複数の利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ（すなわち、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）に共通に設けられている。過冷却熱交換器５は、冷媒連絡管６、７、８及び流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとともに、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと熱源ユニット２との間に介在しており、冷媒回路１０の一部を構成している。尚、ここでは、過冷却熱交換器５及び流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれ別ユニットとして構成されているが、これに限定されるものではなく、過冷却熱交換器５及び流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄがまとめて１つのユニットとして構成されていてもよい。

次に、過冷却熱交換器５の構成について説明する。熱源ユニット２は、冷媒回路１０の一部を構成しており、主として、本体部５１と、冷却用通路部５２と、を有している。

本体部５１は、熱源側熱交換器２４及び複数の利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが接続されて内部を冷媒が流れる部材である。すなわち、本体部５１は、熱源側熱交換器２４の液側端から延びる熱源側液冷媒管２６の端部２７、及び、複数の利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの液側端から延びる利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの端部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが接続されており、その内部を介して、これらの冷媒管２６、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ間を連通させている。

熱源側液冷媒管２６の端部２７は、本体部５１の内部の上下方向の上部に位置する上部空間Ｓ１に開口するように本体部５１に接続されている。利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの端部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、本体部５１の内部の上下方向の下部に位置する下部空間Ｓ２に開口するように本体部５１に接続されている。ここで、図２及び図３のように、両端が閉塞された細長い円筒状の部材で本体部５１を構成する場合には、上部空間Ｓ１は、本体部５１の上半分の半円柱状の空間であり、下部空間Ｓ２は、本体部５１の下半分の半円柱状の空間である。そして、熱源側液冷媒管２６の端部２６は、本体部５１の上部から上部空間Ｓ１に達するまで挿入されており、下向きに開口している。また、利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの端部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、本体部５１の上部から上部空間Ｓ１を通り抜けて下部空間Ｓ２に達するまで挿入されており、横向きに開口している。尚、本体部５１の形状は、細長い円筒状に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。また、利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの端部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、本体部５１の下部から下部空間Ｓ２に達するまで挿入されていてもよい。

冷却用通路部５２は、内部を流通する冷却用流体によって本体部５１を流れる冷媒を冷却する部材である。ここでは、後述のように、冷却用流体として、本体部５１の下部空間Ｓ２から抜き出される冷媒が使用される。冷却用通路部５２は、冷却用流体としての冷媒が流れる管状の部材であり、主として、伝熱管として機能する冷却管部５３と、冷却管部５３の入口に接続された入口管部５４と、冷却管部５３の出口に接続された出口管部５５と、を有している。

冷却管部５３は、本体部５１の内部を通るように設けられている。ここで、冷却管部５３は、図２及び図３のように、本体部５１の下部空間Ｓ２に面する部分から下部空間Ｓ２を通り抜け、その後、順次折り返しながら本体部５１の内部を通り抜け、最後は、本体部５１の上部空間Ｓ１に面する部分まで達するように設けられている。ここでは、冷却管部５３は、上下方向に３段及び横方向に２列折り返すように配置されている。このように、冷却管部５３は、冷却用流体としての冷媒の流れ方向の上流側の部分によって、下部空間Ｓ２に存在する冷媒を冷却した後に、冷却用流体としての冷媒の流れ方向の下流側の部分によって、上部空間Ｓ１に存在する冷媒を冷却するように、本体部５１に設けられている。このため、上部空間Ｓ１は、下部空間Ｓ２に比べて温度の高い冷媒が多く存在する高温空間を形成しており、下部空間Ｓ２は、高温空間を形成する上部空間Ｓ１に比べて温度の低い冷媒が多く存在する低温空間を形成していることになる。すなわち、冷却管部５３は、低温空間Ｓ２に存在する冷媒を冷却した後に高温空間Ｓ１に存在する冷媒を冷却するように、本体部５１に設けられている。ここで、利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの端部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、冷却管部５３の低温空間Ｓ２に位置する部分（ここでは、最下段の冷却管部５３）に向けて開口している。このため、利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄから低温空間Ｓ２に流入する冷媒は、最下段の冷却管部５３に当たりながら流入することになる。また、熱源側液冷媒管２６の端部２６は、高温空間Ｓ１の冷却管部５３よりも上方で開口している。尚、冷却管部５３の上下方向及び横方向の折り返しの数は、これに限定されるものではない。

入口管部５４は、冷却管部５３の入口に接続されない側の端部が、本体部５１の低温空間Ｓ２に接続されており、低温空間Ｓ２から抜き出される冷媒が冷却用流体として内部を流通し、冷却管部５３に送られるようになっている。ここでは、入口管部５４は、本体部５１の内部の上下方向の下部の低温空間Ｓ２に面する部分に開口するように本体部５１に接続されている。また、入口管部５４には、内部を流通する冷媒の流量を調節する冷却用流量調節機構５６が設けられている。冷却用流量調節機構５６は、例えば、開度調節が可能な電動膨張弁からなる。また、入口管部５４には、低温空間Ｓ２に存在する冷媒又は低温空間Ｓ２から抜き出される冷媒の温度Ｔｓｃを検出する冷却用流体温度検知部５７が設けられている。冷却用流体温度検知部５７は、サーミスタ等の温度センサからなる。尚、ここでは、冷却用流体温度検知部５７は、入口管部５４に設けられているが、本体部５１の下部の低温空間Ｓ２に面する部分に設けられていてもよい。

出口管部５５は、冷却管部５３の出口に接続されない側の端部が、低圧ガス冷媒連絡管８に接続されており、冷却管部５３から流出した冷媒が内部を流通し、低圧ガス冷媒連絡管８に送られるようになっている。

以上のように、空気調和装置１の冷媒回路１０は、主として、熱源側熱交換器２４と、過冷却熱交換器５と、複数の利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと、が接続されることによって構成されている。過冷却熱交換器５は、複数の利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに共通に設けられている。

＜制御部＞
制御部９は、熱源ユニット２の構成機器を制御する熱源側制御部（図示せず）や利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの構成機器を制御する利用側制御部（図示せず）等が通信接続されることによって構成されており、冷媒回路１０を構成する機器等の制御を行うマイクロコンピュータやメモリ等を有している。制御部９は、後述のように、各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを個別に冷房動作又は暖房動作を実行させることが可能である。また、制御部９は、暖房動作を行う利用ユニットから冷房動作を行う利用ユニットに冷媒を送ることで利用ユニット間において熱回収を実行させること（すなわち、冷媒回路１０に冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器とが混在する混在動作を実行させること）も可能である。さらに、制御部９は、冷却用流体温度検知部５７によって検出される冷媒の温度Ｔｓｃに基づいて冷却用流量調節機構５６を制御することも可能である。

（２）空気調和装置の動作
次に、図４〜図１１に基づいて、空気調和装置１の動作について説明する。ここで、図４は、全部冷房動作における冷媒回路１０の冷媒の流れを示す図である。図５は、全部冷房動作における過冷却熱交換器５及びその周辺の冷媒の流れを示す図である。図６は、全部冷房動作における過冷却熱交換器５の本体部５１から利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄへの冷媒の流れを示す図である。図７は、全部暖房動作における冷媒回路１０の冷媒の流れを示す図である。図８は、混在動作における冷媒回路１０の冷媒の流れを示す図である。図９は、混在動作における過冷却熱交換器５及びその周辺の冷媒の流れを示す図である。図１０は、混在動作における利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｄから過冷却熱交換器５の本体部５１への冷媒の流れを示す図である。図１１は、混在動作における過冷却熱交換器５の本体部５１から利用側液冷媒管３３ｃへの冷媒の流れを示す図である。

空気調和装置１の動作は、複数種あるが、ここでは代表的なもの、具体的には、全部冷房動作（冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器だけが存在する動作）と、全部暖房動作（冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器だけが存在する動作）と、混在動作（冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器とが混在する動作）と、について説明する。尚、これらの動作は、制御部９によって実行される。

＜全部冷房動作＞
全部冷房動作は、運転中の利用ユニットがすべて冷房を行う動作である。ここでは、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのすべてが冷房を行う場合（利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが冷媒の蒸発器として機能する場合）について説明する。

この全部冷房動作では、図４に示すように、第１熱源側切換機構２２が第１放熱動作状態（図４の第１熱源側切換機構２２の実線を参照）に設定され、第２熱源側切換機構２３が第２蒸発動作状態（図４の第２熱源側切換機構２３の実線を参照）に設定される。また、各流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、冷房動作状態、すなわち、高圧ガス制御機構４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが閉状態で、かつ、低圧ガス制御機構４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄが開状態に設定される。

この動作では、熱源側熱交換器２４が冷媒の放熱器として機能し、各利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが冷媒の蒸発器として機能する冷凍サイクル動作が行われる。

具体的には、圧縮機２１から吐出された冷媒は、図４に示すように、第１熱源側切換機構２２を通過した後、熱源側熱交換器２４に送られる。熱源側熱交換器２４では、冷媒が室外空気と熱交換を行って放熱する。熱源側熱交換器２４で放熱した冷媒は、熱源側流量調節機構２５を通過して、熱源側液冷媒管２６に送られる。熱源側液冷媒管２６を流れる冷媒は、過冷却熱交換器５に流入する。

熱源側液冷媒管２６を流れる冷媒は、図５に示すように、熱源側液冷媒管２６の端部２７を通じて、本体部５１の高温空間としての上部空間Ｓ１に流入する。

本体部５１の内部に存在する冷媒は、図４及び図５に示すように、その一部が、冷却用通路部５２の入口管部５４を通じて、本体部５１の低温空間としての下部空間Ｓ２から冷却用流体として抜き出される。入口管部５４を通じて抜き出された冷却用流体としての冷媒は、冷却用流量調節機構５６によって減圧された後に、冷却用通路部５２の冷却管部５３に送られて、本体部５１の内部を通過し、本体部５１の内部に存在する冷媒を冷却する。

このとき、冷却用流量調節機構５６は、冷却用流体温度検知部５７によって検出される低温空間Ｓ２に存在する冷媒又は低温空間Ｓ２から抜き出される冷媒の温度Ｔｓｃに基づいて制御されており、これにより、冷却用通路部５２に抜き出される冷却用流体としての冷媒の流量を調節している。ここでは、冷却用流体温度検知部５７によって検出される冷媒の温度Ｔｓｃから低温空間Ｓ２に存在する冷媒又は低温空間Ｓ２から抜き出される冷媒の過冷却度ＳＣを得て、この冷媒の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＳＣｔになるように、冷却用流量調節機構５６を制御している。尚、冷媒の過冷却度ＳＣを得るためには、低温空間Ｓ２に存在する冷媒又は低温空間Ｓ２から抜き出される冷媒の飽和温度が必要になるが、例えば、吐出圧力検知部２８によって検出される冷媒の圧力Ｐｄを飽和温度に換算して使用することができる。

冷却用通路部５２の冷却管部５３を通過した冷却用流体としての冷媒は、図４及び図５に示すように、冷却用通路部５２の出口管部５５に送られ、その後、低圧ガス冷媒連絡管８を通じて、圧縮機２１に戻る。

本体部５１の内部に存在する冷媒は、図４〜図６に示すように、冷却用通路部５２の冷却管部５３を流れる冷却用流体としての冷媒によって冷却された後に、各利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの端部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを通じて、本体部５１の低温空間としての下部空間Ｓ２から流出して、各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに送られる。

各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに送られた冷媒は、図４に示すように、利用側流量調節機構３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄによって減圧された後に、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに送られる。利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄでは、冷媒が室内空気と熱交換を行って蒸発する。利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄで蒸発した冷媒は、対応する流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを通過し、その後、低圧ガス冷媒連絡管８を通じて、圧縮機２１に戻る。

＜全部暖房動作＞
全部暖房動作は、運転中の利用ユニットがすべて暖房を行う動作である。ここでは、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのすべてが暖房を行う場合（利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが冷媒の放熱器として機能する場合）について説明する。

この全部暖房動作では、図７に示すように、第１熱源側切換機構２２が第１蒸発動作状態（図７の第１熱源側切換機構２２の破線を参照）に設定され、第２熱源側切換機構２３が第２放熱動作状態（図７の第２熱源側切換機構２３の破線を参照）に設定される。また、各流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、暖房動作状態、すなわち、高圧ガス制御機構４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが開状態で、かつ、低圧ガス制御機構４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄが閉状態に設定される。

この動作では、熱源側熱交換器２４が冷媒の蒸発器として機能し、各利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが冷媒の放熱器として機能する冷凍サイクル動作が行われる。

具体的には、圧縮機２１から吐出された冷媒は、図７に示すように、第２熱源側切換機構２３を通過した後、高圧ガス冷媒連絡管７を通じて、流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに送られる。各流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに送られた冷媒は、対応する利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに送られる。

各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに送られた冷媒は、図７に示すように、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに送られる。利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄでは、冷媒が室内空気と熱交換を行って放熱する。利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄで放熱した冷媒は、利用側流量調節機構３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを通過して、対応する利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄに送られる。各利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを流れる冷媒は、過冷却熱交換器５に流入する。

ここで、全部暖房動作では、全部冷房動作や後述の混在動作とは異なり、冷房動作を行う利用ユニットが存在しないため、図７に示すように、過冷却熱交換器５を冷媒の冷却器として機能させていない。すなわち、冷却用通路部５２の冷却用流量調節機構５６を閉状態にすることで冷却用通路部５２に冷却用流体としての冷媒を流さないようにしている。このため、この動作では、過冷却熱交換器５が単なる容器として機能しており、利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを通じて過冷却熱交換器５の本体部５１に流入した冷媒は、本体部５１内で合流し、そのまま、熱源側液冷媒管２６に送られる。

熱源側液冷媒管２６を流れる冷媒は、図７に示すように、熱源側流量調節機構２５によって減圧された後に、熱源側熱交換器２４に送られる。熱源側熱交換器２４では、冷媒が室外空気と熱交換を行って蒸発する。熱源側熱交換器２４で蒸発した冷媒は、第１熱源側切換機構２２を通じて、圧縮機２１に戻る。

＜混在動作＞
混在動作は、運転中の利用ユニットのうち、冷房を行う利用ユニット（冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器）と暖房を行う利用ユニット（冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器）とが混在する動作である。ここでは、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのうち、利用ユニット３ｃが冷房を行い、かつ、利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｄが暖房を行う場合（利用側熱交換器３２ｃが冷媒の蒸発器として機能し、かつ、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｄが冷媒の放熱器として機能する場合）について説明する。

この混在動作では、図８に示すように、第１熱源側切換機構２２が第１蒸発動作状態（図８の第１熱源側切換機構２２の破線を参照）に設定され、第２熱源側切換機構２３が第２放熱動作状態（図８の第２熱源側切換機構２３の破線を参照）に設定される。また、流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｄは、暖房動作状態、すなわち、高圧ガス制御機構４１ａ、４１ｂ、４１ｄが開状態で、かつ、低圧ガス制御機構４２ａ、４２ｂ、４２ｄが閉状態に設定される。一方、流路切換ユニット４ｃは、冷房動作状態、すなわち、高圧ガス制御機構４１ｃが閉状態で、かつ、低圧ガス制御機構４２ｃが開状態に設定される。

この動作では、熱源側熱交換器２４が冷媒の蒸発器として機能し、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｄが冷媒の放熱器として機能し、利用側熱交換器３２ｃが冷媒の蒸発器として機能する冷凍サイクル動作が行われる。

具体的には、圧縮機２１から吐出された冷媒は、図８に示すように、第２熱源側切換機構２３を通過した後、高圧ガス冷媒連絡管７を通じて、流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｄに送られる。各流路切換ユニット４ａ、４ｂ、４ｄに送られた冷媒は、対応する利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｄに送られる。

各利用ユニット３ａ、３ｂ、３ｄに送られた冷媒は、図８に示すように、利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｄに送られる。利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｄでは、冷媒が室内空気と熱交換を行って放熱する。利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｄで放熱した冷媒は、利用側流量調節機構３１ａ、３１ｂ、３１ｄを通過して、対応する利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｄに送られる。各利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｄを流れる冷媒は、過冷却熱交換器５に流入する。

利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｄを流れる冷媒は、図９及び図１０に示すように、利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｄの端部３４ａ、３４ｂ、３４ｄから本体部５１の低温空間としての下部空間Ｓ２に流入する。

本体部５１の内部に存在する冷媒は、図８及び図９に示すように、その一部が、冷却用通路部５２の入口管部５４を通じて、本体部５１の低温空間としての下部空間Ｓ２から冷却用流体として抜き出される。入口管部５４を通じて抜き出された冷却用流体としての冷媒は、冷却用流量調節機構５６によって減圧された後に、冷却用通路部５２の冷却管部５３に送られて、本体部５１の内部を通過し、本体部５１の内部に存在する冷媒を冷却する。

このとき、冷却用流量調節機構５６は、全部冷房動作と同様に、冷却用流体温度検知部５７によって検出される低温空間Ｓ２に存在する冷媒又は低温空間Ｓ２から抜き出される冷媒の温度Ｔｓｃに基づいて制御されており、これにより、冷却用通路部５２に抜き出される冷却用流体としての冷媒の流量を調節している。ここでは、冷却用流体温度検知部５７によって検出される冷媒の温度Ｔｓｃから低温空間Ｓ２に存在する冷媒又は低温空間Ｓ２から抜き出される冷媒の過冷却度ＳＣを得て、この冷媒の過冷却度ＳＣが目標過冷却度ＳＣｔになるように、冷却用流量調節機構５６を制御している。尚、冷媒の過冷却度ＳＣを得るためには、低温空間Ｓ２に存在する冷媒又は低温空間Ｓ２から抜き出される冷媒の飽和温度が必要になるが、例えば、吐出圧力検知部２８によって検出される冷媒の圧力Ｐｄを飽和温度に換算して使用することができる。

冷却用通路部５２の冷却管部５３を通過した冷却用流体としての冷媒は、図８及び図９に示すように、冷却用通路部５２の出口管部５５に送られ、その後、低圧ガス冷媒連絡管８を通じて、圧縮機２１に戻る。

本体部５１の内部に存在する冷媒は、その一部が、図８、図９及び図１１に示すように、冷却用通路部５２の冷却管部５３を流れる冷却用流体としての冷媒によって冷却された後に、利用側液冷媒管３３ｃの端部３４ｃを通じて、本体部５１の低温空間としての下部空間Ｓ２から流出して、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器３２ｃを有する利用ユニット３ｃに送られる。このように、過冷却熱交換器５は、混在動作中に、複数の利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄのうち冷媒の放熱器として機能するもののすべてから本体部５１に流入した冷媒が、冷却用通路部５２を流れる冷却用流体によって冷却されて、複数の利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄのうち冷媒の蒸発器として機能するものに送られるように構成されている。

また、ここでは、本体部５１の内部に存在する冷媒は、図８及び図９に示すように、熱源側液冷媒管２６の端部２７を通じて、本体部５１の高温空間としての上部空間Ｓ１から流出して、熱源ユニット２に送られる。

利用ユニット３ｃに送られた冷媒は、図８に示すように、利用側流量調節機構３１ｃによって減圧された後に、利用側熱交換器３２ｃに送られる。利用側熱交換器３２ｃでは、冷媒が室内空気と熱交換を行って蒸発する。利用側熱交換器３２ｃで蒸発した冷媒は、対応する流路切換ユニット４ｃを通過し、その後、低圧ガス冷媒連絡管８を通じて、圧縮機２１に戻る。

また、熱源ユニット２に送られた冷媒は、図８に示すように、熱源側流量調節機構２５によって減圧された後に、熱源側熱交換器２４に送られる。熱源側熱交換器２４では、冷媒が室外空気と熱交換を行って蒸発する。熱源側熱交換器２４で蒸発した冷媒は、第１熱源側切換機構２２を通じて、圧縮機２１に戻る。

（３）空気調和装置の特徴
空気調和装置１には、以下のような特徴がある。

＜Ａ＞
ここでは、上記のように、複数の利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに共通の過冷却熱交換器５を有しており混在動作を実行可能な空気調和装置１において、過冷却熱交換器５の本体部５１の低温空間Ｓ２に利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの端部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを開口させるようにしている。

このため、混在動作中に、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に対して、温度の低い冷媒を送ることができる。

これにより、ここでは、複数の利用側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに共通の過冷却熱交換器５を採用しているにもかかわらず、混在動作中における省エネルギー化や空調性能の向上を図ることができる。

＜Ｂ＞
ここでは、上記のように、冷却用通路部５２（冷却管部５３）を、低温空間Ｓ２に存在する冷媒を冷却した後に高温空間Ｓ１に存在する冷媒を冷却するように、本体部５１に設けている。すなわち、ここでは、低温空間Ｓ２が、冷却管部５３の冷却用流体の流れ方向の上流側の部分（温度の低い冷却用流体が流れる部分）に対応している（図２、図５及び図９参照）。

このため、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器から低温空間Ｓ２に流入する冷媒を、冷却用通路部５２を流れる温度の低い冷却用流体によって速やかに冷却して、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に送ることができる。

これにより、ここでは、本体部５１内に存在する冷媒のうち低温空間Ｓ２に存在する冷媒だけを実質的に冷却することになるため、混在動作中における省エネルギー化や空調性能の向上をさらに図ることができる。

＜Ｃ＞
ここでは、上記のように、冷却用通路部５２（冷却管部５３）を、下部空間Ｓ２に存在する冷媒を冷却した後に上部空間Ｓ１に存在する冷媒を冷却するように、本体部５１に設けている。すなわち、ここでは、低温空間が、冷却管部５３の冷却用流体の流れ方向の上流側の部分（温度の低い冷却用流体が流れる部分）に対応し、かつ、本体部５１の内部の下部空間Ｓ２（温度の低い冷媒が存在しやすい空間）に対応している（図２、図５及び図９参照）。

このため、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器から下部空間に位置する低温空間Ｓ２に流入する冷媒を、冷却管部５３を流れる温度の低い冷却用流体によって速やかに冷却して、冷却された冷媒を温度の低い状態で維持して、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に送ることができる。

これにより、ここでは、本体部５１内に存在する冷媒のうち下部空間に位置する低温空間Ｓ２に存在する冷媒だけを実質的に冷却することになるため、混在動作中における省エネルギー化や空調性能の向上をさらに図ることができる。

＜Ｄ＞
ここでは、上記のように、冷却用通路部５２（冷却管部５３）を、本体部５１の内部を通るように設けている（図２、図５及び図９参照）。

このため、ここでは、低温空間Ｓ２に存在する冷媒との熱交換に適した位置に冷却管部５３を設けることができ、これにより、低温空間Ｓ２に存在する冷媒と冷却用流体との熱交換を効率よく行うことができる。

＜Ｅ＞
ここでは、上記のように、複数の利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの端部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを、冷却用通路部５２（冷却管部５３）のうち、低温空間Ｓ２に位置する部分に向けて開口させている（図３参照）。

このため、ここでは、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器から利用側液冷媒管を通じて低温空間Ｓ２に流入する冷媒を、冷却管部５３に当てて速やかに冷却することができ（図１０参照）、また、冷却管部５３によって冷却された冷媒を、利用側液冷媒管を通じて冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に速やかに送ることができる（図６及び図１１参照）。

これにより、ここでは、低温空間Ｓ２に存在する冷媒と冷却用流体との熱交換をさらに効率よく行うことができる。

＜Ｆ＞
ここでは、上記のように、熱源側熱交換器２４と本体部５１とを接続する熱源側液冷媒管２６の端部２７を、本体部５１の内部のうち、高温空間Ｓ１に開口させている（図２参照）。

ここで、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（蒸発負荷）よりも冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（放熱負荷）が大きい混在動作（例えば、図８〜図１１を用いて説明した混在動作）においては、熱源側熱交換器２４が冷媒の蒸発器として機能させることによって空気調和装置１全体の熱負荷をバランスさせる必要がある。このため、このような混在動作中においては、過冷却熱交換器５の本体部５１から熱源側液冷媒管２６を通じて熱源側熱交換器２４に冷媒が送られることになる（図８及び図９参照）。このとき、熱源側液冷媒管２６が本体部５１の低温空間Ｓ２に開口していると、温度の低い冷媒が熱源側熱交換器２４に抜き出されてしまい、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に温度の低い冷媒を送りにくくなってしまう。

そこで、ここでは、上記のように、熱源側液冷媒管２６の端部を高温空間Ｓ１に開口させるようにしている。このため、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（蒸発負荷）よりも冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（放熱負荷）が大きい混在動作において、温度の低い冷媒が熱源側熱交換器２４に抜き出されにくくなり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に温度の低い冷媒を送ることができる。

これにより、ここでは、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（蒸発負荷）よりも冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器の熱負荷（放熱負荷）が大きい混在動作であっても、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に温度の低い冷媒を確実に送ることができる。

＜Ｇ＞
ここでは、上記のように、冷却用通路部５２（入口管部５４）の端部を本体部５１の低温空間Ｓ２に接続して、低温空間Ｓ２から抜き出される冷媒が冷却用流体として内部を流通させるようにしている（図２、図５及び図９参照）。

このため、ここでは、過冷却熱交換器５周辺では最も温度の低い低温空間Ｓ２に存在する冷媒によって低温空間Ｓ２に存在する冷媒を冷却することができ、これにより、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器から低温空間Ｓ２に流入する冷媒を速やかに冷却して、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に送ることができる。

＜Ｈ＞
ここでは、上記のように、冷却用通路部５２（入口管部５４）に、内部を流通する冷却用流体の流量を調節する冷却用流量調節機構５６を設け、本体部５１又は入口管部５４に、低温空間Ｓ２に存在する冷媒又は低温空間Ｓ２から抜き出される冷媒の温度Ｔｓｃを検出する冷却用流体温度検知部５７を設けて、冷媒の温度Ｔｓｃに基づいて冷却用流量調節機構５６を制御している。

このため、ここでは、低温空間Ｓ２に存在する冷媒の温度を管理しつつ、冷却用通路部５２に抜き出される冷却用流体としての冷媒の流量を適切に調節することができる。

これにより、ここでは、冷却用通路部５２の冷却能力を確保するとともに、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器に送られる冷媒を低い温度に維持することができる。

（４）変形例
上記の実施形態にかかる過冷却熱交換器５では、図３等に示すように、本体部５１の内部に、冷却用通路部５２の冷却管部５３や利用側液冷媒管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの端部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが挿入された構造が採用されている。そして、このような構造では、本体部５１の内部空間のうち、冷却管部５３から離れた部分が熱交換にあまり寄与できず、デッドスペースになっている。

そこで、ここでは、図１２に示すように、本体部５１の内部に、冷却用通路部５２の冷却管部５３から離れた位置に空間容積を減らすための空間低減部材５８を設けるようにしている。例えば、冷却管部５３と本体部５１の横壁部分との間の部分に、樹脂等からなる空間低減部材５８を設けることができる。

これにより、ここでは、本体部５１の内部のデッドスペースを小さくすることができ、これにより、本体部５１内に存在する冷媒と冷却管部５３を流れる冷却用流体としての冷媒との熱交換を促進するとともに、過冷却熱交換器５が保有する冷媒量、ひいては、空気調和装置１が保有する冷媒量を減らすことができる。

本発明は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器とが混在する混在動作を実行可能であり、複数の利用側熱交換器に共通の過冷却熱交換器を有する空気調和装置、に対して、広く適用可能である。

１ 空気調和装置
５ 過冷却熱交換器
９ 制御部
１０ 冷媒回路
２４ 熱源側熱交換器
２６ 熱源側液冷媒管
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 利用側熱交換器
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 利用側液冷媒管
５１ 本体部
５２ 冷却用通路部
５６ 冷却用流量調節機構
５７ 冷却用流体温度検知部
５８ 空間低減部材
Ｓ１ 高温空間、上部空間
Ｓ２ 低温空間、下部空間

特開２０１６−１４４９９号公報

Claims (9)

1. 熱源側熱交換器（２４）と、過冷却熱交換器（５）と、複数の利用側熱交換器（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）と、が接続されることによって構成される冷媒回路（１０）と、前記冷媒回路に冷媒の蒸発器として機能する前記利用側熱交換器と冷媒の放熱器として機能する前記利用側熱交換器とが混在する混在動作を実行させる制御部（９）と、を備えた空気調和装置において、
   前記過冷却熱交換器は、前記熱源側熱交換器及び前記複数の利用側熱交換器が接続されて内部を冷媒が流れる本体部（５１）と、内部を流通する冷却用流体によって前記本体部を流れる冷媒を冷却する冷却用通路部（５２）と、を有しており、前記混在動作中に、前記複数の利用側熱交換器のうち冷媒の放熱器として機能するもののすべてから前記本体部に流入した冷媒が、前記冷却用通路部を流れる冷却用流体によって冷却されて、前記複数の利用側熱交換器のうち冷媒の蒸発器として機能するものに送られるように構成されており、
   前記本体部の内部は、冷媒が存在する高温空間（Ｓ１）と、前記高温空間に比べて温度の低い冷媒が多く存在する低温空間（Ｓ２）と、を有しており、
   前記複数の利用側熱交換器と前記本体部とを接続する複数の利用側液冷媒管（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）は、それぞれの端部が、前記本体部の内部のうち、前記低温空間に開口している、
   空気調和装置（１）。
2. 前記冷却用通路部は、前記低温空間に存在する冷媒を冷却した後に前記高温空間に存在する冷媒を冷却するように、前記本体部に設けられている、
   請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記本体部の内部は、上下方向の上部に位置する上部空間（Ｓ１）と、上下方向の下部に位置する下部空間（Ｓ２）と、を有しており、
   前記冷却用通路部は、前記下部空間に存在する冷媒を冷却した後に前記上部空間に存在する冷媒を冷却するように、前記本体部に設けられており、
   前記下部空間は、前記低温空間である、
   請求項１又は２に記載の空気調和装置。
4. 前記冷却用通路部は、前記本体部の内部を通るように設けられている、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
5. 前記複数の利用側液冷媒管の端部は、前記冷却用通路部のうち、前記低温空間に位置する部分に向けて開口している、
   請求項４に記載の空気調和装置。
6. 前記本体部の内部には、前記冷却用通路部から離れた位置に空間容積を減らすための空間低減部材（５８）が設けられている、
   請求項４又は５に記載の空気調和装置。
7. 前記熱源側熱交換器と前記本体部とを接続する熱源側液冷媒管（２６）は、その端部が、前記本体部の内部のうち、前記高温空間に開口している、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和装置。
8. 前記冷却用通路部は、その端部が前記本体部の前記低温空間に接続されており、前記低温空間から抜き出される冷媒が前記冷却用流体として内部を流通する、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気調和装置。
9. 前記冷却用通路部には、内部を流通する前記冷却用流体の流量を調節する冷却用流量調節機構（５６）が設けられており、
   前記本体部又は前記冷却用通路部には、前記低温空間に存在する冷媒又は前記低温空間から抜き出される冷媒の温度を検出する冷却用流体温度検知部（５７）が設けられており、
   前記制御部は、前記冷却用流体温度検知部によって検出される冷媒の温度に基づいて前記冷却用流量調節機構を制御する、
   請求項８に記載の空気調和装置。

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