JP5029001B2

JP5029001B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP5029001B2
Application number: JP2006347767A
Authority: JP
Inventors: 聡河野; 慎也松岡
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2026-12-25
Also published as: JP2008157558A

Description

本発明は、空気調和装置に関し、特に室外熱交換器のデフロスト運転に関するものである。

近年、空気調和装置には高い空調性能が要求されており、室内ユニットの空調負荷が大きくなると、１台の室外ユニットのみで必要な容量を確保することが困難となる。そこで、室内ユニットから延びたユニット間配管に、室外ユニットを複数個並列につなぎ、室内の空調負荷に応じて複数個の室外ユニットの運転を制御させ、空気調和装置の容量のシステムアップを図るようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−２２５０６７号公報

ところで、上述したような空気調和装置では、暖房運転時において室外ユニットの熱交換器に霜が生じた場合、暖房サイクルを冷房サイクルに切り換え、圧縮機から吐出された高温の冷媒を室外熱交換器に直接導くことでデフロスト（除霜）するようにしている。

しかしながら、従来のデフロスト方法では、デフロスト終了後、暖房サイクルに戻した際に、空調負荷が大きくなるため暖房運転の立ち上がりが遅く、暖房能力が低下する等の問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、空調性能を確保しつつ、暖房運転中であってもデフロスト要求のあった室外熱交換器に対してデフロスト運転を実行できるようにすることにある。

第１の発明は、圧縮機（21）と、互いに並列に接続された複数の熱源側熱交換器（22，22，…）と、該各熱源側熱交換器（22，22，…）の一端側にそれぞれ設けられ該圧縮機（21）の吸入側と吐出側の何れか一方に連通するように冷媒流路を切り換える流路切換機構（25，26）とを有する熱源側ユニット（20）と、
一端が前記熱源側ユニット（20）の各熱源側熱交換器（22，22，…）の他端側に接続され、他端が切換弁（27）を介して前記圧縮機（21）の吸入側と吐出側の何れか一方に切換自在に接続された利用側ユニット（40）とを備えた空気調和装置であって、
前記利用側ユニット（40）は、利用側熱交換器（41）と、該利用側熱交換器（41）の液側端に接続された利用側膨張弁（42）とを備え、
デフロスト要求のあった前記熱源側熱交換器（22）のみの流路切換機構（25，26）を切り換えて、該デフロスト要求のあった該熱源側熱交換器（22）と前記圧縮機（21）の吐出側とを連通させてデフロスト運転を実行するデフロスト手段（50）を備え、前記デフロスト手段（50）は、前記デフロスト運転中に前記利用側膨張弁（42）の開度を調節して、高圧冷媒の圧力又は相当飽和温度を所定値に制御することで、前記熱源側熱交換器（22）に流通する冷媒量を調節するように構成されていることを特徴とするものである。

第１の発明では、デフロスト手段（50）により、デフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）のみの流路切換機構（25，26）が切り換えられ、該デフロスト要求のあった該熱源側熱交換器（22）と圧縮機（21）の吐出側とが連通されてデフロスト運転が実行される。

このため、暖房運転中に、複数の熱源側熱交換器（22，22，…）の何れかに対してデフロスト要求があった場合、空気調和装置全体を暖房運転から冷房運転に切り換えることなく、デフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）のみの流路切換機構（25，26）を切り換えて、圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒をデフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）に直接導入することでデフロスト運転を実行することができる。

すなわち、空気調和装置全体としては暖房運転を行ったまま、デフロストが必要な熱源側熱交換器（22）に対して適切にデフロスト運転を実行することができ、デフロスト終了後に当該熱源側熱交換器（22）を暖房サイクルに戻した際に、空調負荷が少なくて暖房運転の立ち上がりが早くなることから、空気調和装置全体としての暖房能力が低下することを抑制する上で有利となる。

また、デフロスト手段（50）により、デフロスト運転中に利用側膨張弁（42）の開度が調節され、高圧冷媒の圧力又は相当飽和温度が所定値に制御される。

このため、暖房運転中に、複数の熱源側熱交換器（22，22，…）の何れかに対してデフロスト要求があった場合、利用側膨張弁（42）の開度調節を行って、利用側ユニット（40）側に流通する冷媒量を調節することができる。すなわち、急速にデフロストしなければならない場合には、利用側膨張弁（42）の開度を微開にして、デフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）側に圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒がより多く流通するようにしたり、空気調和装置全体としての空調能力をあまり低下させたくない場合には、利用側膨張弁（42）の開度を全開にしてデフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）への冷媒流通量を減らすようにすればよい。

第２の発明は、第１の発明の空気調和装置において、前記デフロスト手段（50）は、デフロスト運転を優先させる場合には、前記利用側ユニット（40）の利用側膨張弁（42）の開度を下げる一方、空調運転を優先させる場合には、前記利用側ユニット（40）の利用側膨張弁（42）の開度を開くよう構成されていることを特徴とするものである。

第３の発明は、第１又は第２の発明の空気調和装置において、
前記各熱源側熱交換器（22，22，…）の他端側にそれぞれ設けられ該熱源側熱交換器（22）を流れる冷媒の流量を調節する熱源側膨張弁（24）を備え、
前記デフロスト手段（50）は、前記デフロスト運転中に前記デフロスト要求のあった前記熱源側熱交換器（22）の熱源側膨張弁（24）の開度を調節して、高圧冷媒の圧力又は相当飽和温度を所定値に制御するように構成されていることを特徴とするものである。

第３の発明では、デフロスト手段（50）により、デフロスト運転中にデフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）の熱源側膨張弁（24）の開度が調節され、高圧冷媒の圧力又は相当飽和温度が所定値に制御される。

このため、暖房運転中に、複数の熱源側熱交換器（22，22，…）の何れかに対してデフロスト要求があった場合、当該デフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）の熱源側膨張弁（24）の開度を調節して、圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒の冷媒量を調節することができる。すなわち、急速にデフロストしなければならない場合には、熱源側膨張弁（24）の開度を全開にして冷媒の流通量を増やしたり、空気調和装置全体としての空調能力をあまり低下させたくない場合には、熱源側膨張弁（24）の開度を微開にしてデフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）への冷媒流通量を減らすようにすればよい。

なお、この所定値は、室内温度や室外温度、室内の設定温度、室内ユニット（40）の稼働状況、圧縮機（21）の運転周波数等に基づいて可変な値となっているものとする。

本発明では、暖房運転中に、複数の熱源側熱交換器（22，22，…）の何れかに対してデフロスト要求があった場合、空気調和装置全体を暖房運転から冷房運転に切り換えることなく、デフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）のみの流路切換機構（25，26）を切り換えて、圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒をデフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）に直接導入することでデフロスト運転を実行することができる。

すなわち、空気調和装置全体としては暖房運転を行ったまま、デフロストが必要な熱源側熱交換器（22）に対して適切にデフロスト運転を実行することができ、デフロスト終了後に当該熱源側熱交換器（22）を暖房サイクルに戻した際に、暖房運転の立ち上がりが早くなることから、空気調和装置全体としての暖房能力が低下することを抑制する上で有利となる。

また、第１の発明では、暖房運転中に、複数の熱源側熱交換器（22，22，…）の何れかに対してデフロスト要求があった場合、利用側膨張弁（42）の開度調節を行って、利用側ユニット（40）側に流通する冷媒量を調節することができる。すなわち、急速にデフロストしなければならない場合には、利用側膨張弁（42）の開度を微開にして、デフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）側に圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒がより多く流通するようにしたり、空気調和装置全体としての空調能力をあまり低下させたくない場合には、利用側膨張弁（42）の開度を全開にしてデフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）への冷媒流通量を減らすようにすればよい。

また、第３の発明では、暖房運転中に、複数の熱源側熱交換器（22，22，…）の何れかに対してデフロスト要求があった場合、当該デフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）の熱源側膨張弁（24）の開度を調節して、圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒の冷媒量を調節することができる。すなわち、急速にデフロストしなければならない場合には、熱源側膨張弁（24）の開度を全開にして冷媒の流通量を増やしたり、空気調和装置全体としての空調能力をあまり低下させたくない場合には、熱源側膨張弁（24）の開度を微開にしてデフロスト要求のあった熱源側熱交換器（22）への冷媒流通量を減らすようにすればよい。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜実施形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る空気調和装置の全体構成を示す冷媒回路図である。図１に示すように、本発明に係る空気調和装置は、室内ユニット（40）と室外ユニット（20）とがガス配管（13）及び液配管（15）によって接続されることで、冷媒回路（R）が構成されている。この冷媒回路（R）では、冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われ、冷房運転又は暖房運転が実行可能となっている。

＜室外ユニットの構成＞
室外ユニット（20）は、熱源側ユニットを構成しており、圧縮機（21）、互いに並列に接続された複数の室外熱交換器（22，22，…）、室外熱交換器（22，22，…）毎に直列に接続された室外膨張弁（24，24，…）、第１切換弁（25，25，…）、第２切換弁（26，26，…）、及び四路切換弁（27）を備えている。

圧縮機（21）は、容量が可変なインバータ式の圧縮機を構成している。室外熱交換器（22）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、本発明の熱源側熱交換器を構成している。

複数の室外熱交換器（22，22，…）は互いに並列に接続されており、さらに、室外熱交換器（22）の一端側には、圧縮機（21）の吸入側と吐出側の何れか一方に連通するように冷媒流路を切り換える第１及び第２切換弁（25，26）が設けられ、他端側には室外熱交換器（22）を流れる冷媒の流量を調節する室外膨張弁（24）が設けられている。すなわち、これら室外膨張弁（24）、第１及び第２切換弁（25，26）が各室外熱交換器（22，22，…）毎に設けられている。

室外膨張弁（24）は、電子膨張弁であって、本発明の熱源側膨張弁を構成している。第１及び第２切換弁（25，26）は、電磁弁であって、室外熱交換器（22）を圧縮機（21）の吸入側と吐出側の何れか一方に連通するように冷媒流路を切り換えるための本発明の流路切換機構を構成している。具体的に、第１切換弁（25）は圧縮機（21）の吐出側と接続され、第２切換弁（26）は圧縮機（21）の吸入側に接続されている。

さらに、室外ユニット（20）には、冷媒の圧力を検出するための複数の圧力センサ（Ps1，Ps2）が設けられている。具体的には、圧縮機（21）の吐出側には、高圧冷媒の圧力を検出する高圧側圧力センサ（Ps1）が、圧縮機（21）の吸入側には、低圧冷媒の圧力を検出する低圧側圧力センサ（Ps2）が設けられている。

前記四路切換弁（27）は、第１から第４までのポートを有している。四路切換弁（27）では、第１ポートが圧縮機（21）の吐出側と繋がり、第２ポートが閉じられており、第３ポートが圧縮機（21）の吸入側と繋がり、第４ポートが室内ユニット（40）側と繋がっている。

前記四路切換弁（27）は、第１ポートと第４ポートが互いに連通して第２ポートと第３ポートが互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポートと第２ポートが互いに連通して第３ポートと第４ポートが互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とにそれぞれ切換可能となっている。なお、四路切換弁（27）の代わりに三路切換弁を用いても構わない。また、２つの電磁弁を用いて切換弁を構成してもよい。

＜室内ユニットの構成＞
室内ユニット（40）は、本発明の利用側ユニットを構成しており、室内熱交換器（41）及び室内膨張弁（42）を備えている。室内熱交換器（41）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、本発明の利用側熱交換器を構成している。室内膨張弁（42）は、電子膨張弁であって、本発明の利用側膨張弁を構成している。室内ユニット（40）のガス側端から順に室内熱交換器（41）と室内膨張弁（42）とが設けられている。

前記室内ユニット（40）のガス側端は、ガス配管（13）を介して室外ユニット（20）の四路切換弁（27）の第４ポートに接続されている。また、室内ユニット（40）の液側端は、液配管（15）を介して室外ユニット（20）の各室外熱交換器（22，22，…）に接続されている。

＜コントローラの構成＞
前記空気調和装置（10）には、室内膨張弁（42）、室外膨張弁（24）、圧縮機（21）、第１及び第２切換弁（25，26）、四路切換弁（27）等を制御するコントローラ（50）が設けられている。このコントローラ（50）は、暖房運転時に、デフロストが必要な室外熱交換器（22）に対するデフロスト運転を要求するデフロスト要求信号が入力され、このデフロスト要求に基づいてデフロスト運転を実行するデフロスト手段を構成している。

このデフロスト要求信号は、例えば、室外熱交換器（22）の表面温度を検出する温度センサの検出値が所定値以下となったことを検出して、室外熱交換器（22）に霜が生じたか否かを判断するものや、所定時間が経過する毎にデフロスト要求信号を出力するようなタイマー制御とすることが考えられる。

−運転動作−
以下に、本実施形態１に係る空気調和装置（10）の運転動作について説明する。なお、この空気調和装置（10）では、冷房運転を行うか暖房運転を行うかが室外ユニット（20）の四路切換弁（27）で調節される。

すなわち、四路切換弁（27）が冷房運転の状態に設定されると、運転中の室内ユニット（40）で冷房運転が行われ、四路切換弁（27）が暖房運転の状態に設定されると運転中の室内ユニット（40）で暖房運転が行われる。

＜暖房運転＞
暖房運転では、図２に示すように、四路切換弁（27）が第１状態に設定される。また、第１切換弁（25，25，…）が閉じられ、第２切換弁（26，26，…）が開かれる。そして、この状態で圧縮機（21）を運転すると、冷媒回路（R）では室内熱交換器（41）が凝縮器となって各室外熱交換器（22，22，…）が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

具体的に、室外ユニット（20）において、圧縮機（21）から吐出された冷媒は室内ユニット（40）に流入し、室内熱交換器（41）で室内空気と熱交換して凝縮する。室内熱交換器（41）で凝縮した冷媒は、室外ユニット（20）に流入して各室外膨張弁（24，24，…）に分流され、各室外膨張弁（24，24，…）で減圧された後に各室外熱交換器（22，22，…）で室外空気と熱交換して蒸発する。各室外熱交換器（22，22，…）で蒸発した冷媒は、第２切換弁（26）を通過して圧縮機（21）へ吸入されて圧縮される。

＜冷房運転＞
冷房運転では、図３に示すように、四路切換弁（27）が第２状態に設定される。また、第１切換弁（25，25，…）が開かれ、第２切換弁（26，26，…）が閉じられる。そして、この状態で圧縮機（21）を運転すると、冷媒回路（R）では各室外熱交換器（22，22，…）が凝縮器となって室内熱交換器（41）が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

具体的に、室外ユニット（20）において、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、各第１切換弁（25，25，…）を通過して各室外熱交換器（22，22，…）に分流され、室外空気と熱交換して凝縮する。各室外熱交換器（22，22，…）でそれぞれ凝縮した冷媒は室内ユニット（40）に流入し、室内膨張弁（42）で減圧された後に室内熱交換器（41）で室内空気と熱交換して蒸発する。室内熱交換器（41）で蒸発した冷媒は、室外ユニット（20）に流入され、室外ユニット（20）の圧縮機（21）へ吸入されて圧縮される。

＜デフロスト運転＞
次に、暖房運転時において室外ユニット（20）の各室外熱交換器（22，22，…）うち何れかに霜が生じた場合に、暖房サイクルを継続したまま除霜するためのデフロスト運転について、図４を用いて説明する。以下、図４において最上部に配置されている室外熱交換器（22）に対してデフロスト要求があった場合について説明する。

図４に示すように、前記コントローラ（50）は、暖房運転中に、複数の室外熱交換器（22，22，…）のうち最上部の室外熱交換器（22）に対するデフロスト要求があった場合、空気調和装置（10）全体を暖房運転から冷房運転に切り換えることなく、そのデフロスト要求のあった最上部の室外熱交換器（22）のみの第１及び第２切換弁（25，26）を切り換えて、デフロスト要求のあった最上部の室外熱交換器（22）と圧縮機（21）の吐出側とを連通させる。

具体的に、デフロスト要求のあった最上部の第１切換弁（25）を開く一方、第２切換弁（26）を閉じる。これにより、圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒がデフロスト要求のあった最上部の室外熱交換器（22）に直接導入され、デフロスト運転を実行することができる。

図５は、デフロスト運転における冷媒の流れを説明するための別の冷媒回路図である。以下、図５において最下部に配置された室外熱交換器（22）に対してデフロスト要求があった場合について説明する。

図５に示すように、前記コントローラ（50）は、暖房運転中に、複数の室外熱交換器（22，22，…）のうち最下部の室外熱交換器（22）に対するデフロスト要求があった場合、空気調和装置（10）全体を暖房運転から冷房運転に切り換えることなく、そのデフロスト要求のあった最下部の室外熱交換器（22）のみの第１及び第２切換弁（25，26）を切り換えて、デフロスト要求のあった最下部の室外熱交換器（22）と圧縮機（21）の吐出側とを連通させる。

具体的に、デフロスト要求のあった最下部の第１切換弁（25）を開く一方、第２切換弁（26）を閉じる。これにより、圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒がデフロスト要求のあった最下部の室外熱交換器（22）に直接導入され、デフロスト運転を実行することができる。

以上のように、空気調和装置（10）全体としては暖房運転を行ったまま、デフロストが必要な室外熱交換器（22）に対して適切にデフロストを行うことができ、デフロスト終了後に当該室外熱交換器（22）を暖房サイクルに戻した際に、空調負荷が少なくて暖房運転の立ち上がりが早くなることから、空気調和装置（10）全体としての暖房能力が低下することを抑制する上で有利となる。

さらに、本実施形態１に係る空気調和装置では、コントローラ（50）により、デフロスト運転中にデフロスト要求のあった室外熱交換器（22）の室外膨張弁（24）の開度を調節し、高圧側圧力センサ（Ps1）や図示しない温度センサ等で検出される高圧冷媒の圧力又は相当飽和温度が所定値に制御するようにしても構わない。

このようにすれば、暖房運転中に、複数の室外熱交換器（22，22，…）の何れかに対してデフロスト要求があった場合、当該デフロスト要求のあった室外熱交換器（22）の室外膨張弁（24）の開度を調節して、圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒の冷媒量を調節することができる。すなわち、急速にデフロストしなければならない場合には、室外膨張弁（24）の開度を全開にして冷媒の流通量を増やしたり、空気調和装置（10）全体としての空調能力をあまり低下させたくない場合には、室外膨張弁（24）の開度を微開にしてデフロスト要求のあった室外熱交換器（22）への冷媒流通量を減らすようにすればよい。

＜実施形態２＞
図６は、本実施形態２に係る空気調和装置の構成を示す冷媒回路図である。前記実施形態１との違いは、各室内ユニット（40A，40B）毎に冷房運転を行うか暖房運転を行うかを選択するためのＢＳユニット（30A，30B）を設けた点であるため、以下、実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。

図６に示すように、空気調和装置（100）では、室外ユニット（20）に対して複数の室内ユニット（40A，40B）が互いに並列に接続され、各室内ユニット（40A，40B）毎にＢＳユニット（30A，30B）が設けられている。各ＢＳユニット（30A，30B）は、切換機構を構成している。これにより、各室内ユニット（40A，40B）毎に冷房運転を行うか暖房運転を行うかを選択できる、いわゆる冷暖フリーの空気調和装置（100）が構成されている。なお、図６では、２台の室内ユニット（40A，40B）のみを記載しているが、室内ユニットの台数はこれに限定するものではない。

＜ＢＳユニットの構成＞
空気調和装置（100）は、上述した各室内ユニット（40A，40B）に対応するＢＳユニット（30A，30B）を備えている。各ＢＳユニット（30A，30B）は、各室内ユニット（40A，40B）から分岐する高圧ガス配管（11）と低圧ガス配管（12）とをそれぞれ有している。また、高圧ガス配管（11）には開度調節自在な高圧側制御弁（31）が設けられ、低圧ガス配管（12）には開度調節自在な低圧側制御弁（32）が設けられている。各ＢＳユニット（30A，30B）は、高圧側制御弁（31）及び低圧側制御弁（32）の開度を調節することで、対応する室内熱交換器（40A，40B）の他端側を圧縮機（21）の吸入側又は吐出側の一方と連通するように冷媒の流路を切り換えることができる。

−運転動作−
実施形態２に係る空気調和装置（100）の運転動作について説明する。この空気調和装置（100）では、四路切換弁（27）の設定や、各ＢＳユニット（30A，30B）の高圧側制御弁（31）及び低圧側制御弁（32）の開閉状態に応じて、複数種の運転が可能となっている。以下には、これらの運転のうち、代表的な運転を例示して説明する。

＜全部暖房運転＞
全部暖房運転は、全ての室内ユニット（40A，40B）で各室内の暖房を行うものである。図７に示すように、この運転では、四路切換弁（27）が第１ポートと第４ポート、及び第２ポートと第３ポートとを連通させる状態に設定される。また、各ＢＳユニット（30A，30B）では、高圧側制御弁（31）が開かれ、低圧側制御弁（32）が閉じられる。さらに、第１切換弁（25，25，…）が閉じられ、第２切換弁（26，26，…）が開かれる。

この運転では、各室外熱交換器（22，22，…）を蒸発器とし、各室内熱交換器（41，41）を凝縮器とする冷凍サイクルが行われる。この冷凍サイクルでは、圧縮機（21）から吐出した冷媒が、四路切換弁（27）を通過した後、各ＢＳユニット（30A，30B）の高圧ガス配管（11）にそれぞれ分流する。各ＢＳユニット（30A，30B）を通過した冷媒は、対応する各室内ユニット（40A，40B）へそれぞれ流入する。

例えば、室内ユニット（40A）において、室内熱交換器（41）へ冷媒が流れると、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。その結果、室内ユニット（40A）に対応する室内の暖房が行われる。室内熱交換器（41）で凝縮した冷媒は、室内膨張弁（42）を通過する。室内ユニット（40B）では、室内ユニット（40A）と同様に冷媒が流れ、対応する室内の暖房がそれぞれ行われる。

各室内ユニット（40A，40B）を流出した冷媒は、液配管（15）を流れ、室外ユニット（20）の各室外膨張弁（24，24，…）に分流する。この冷媒は、各室外膨張弁（24，24，…）を通過する際に、低圧まで減圧されて、各室外熱交換器（22，22，…）を流れる。各室外熱交換器（22，22，…）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。各室外熱交換器（22，22，…）で蒸発した冷媒は、各第２切換弁（26，26，…）を通過して圧縮機（21）に吸入されて再び圧縮される。

＜全部冷房運転＞
全部冷房運転は、全ての室内ユニット（40A，40B）で各室内の冷房を行うものである。図８に示すように、この運転では、四路切換弁（27）が第１ポートと第４ポート、及び第２ポートと第３ポートとを連通させる状態に設定される。また、各ＢＳユニット（30A，30B）では、低圧側制御弁（32）が開かれ、高圧側制御弁（31）が閉じられる。さらに、第１切換弁（25，25，…）が開かれ、第２切換弁（26，26，…）が閉じられる。

この運転では、各室外熱交換器（22，22，…）を凝縮器とし、各室内熱交換器（41，41）を蒸発器とする冷凍サイクルが行われる。具体的には、圧縮機（21）から吐出した冷媒は、各第１切換弁（25，25，…）を通過して各室外熱交換器（22，22，…）を流れる。各室外熱交換器（22，22，…）では、冷媒が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、全開状態に設定された室外膨張弁（24）を通過し、液配管（15）を流れて、各室内ユニット（40A，40B）へ分流する。

例えば、室内ユニット（40A）においては、冷媒が室内膨張弁（42）を通過する際に、低圧まで減圧されて、室内熱交換器（41）を流れる。室内熱交換器（41）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、室内ユニット（40A）に対応する室内の冷房が行われる。室内ユニット（40B）では、室内ユニット（40A）と同様に冷媒が流れ、対応する室内の冷房がそれぞれ行われる。

各室内ユニット（40A，40B）を流出した冷媒は、各ＢＳユニット（30A，30B）の低圧ガス配管（12）をそれぞれ流れ、室外ユニット（20）に分流した後、圧縮機（21）に吸入されて再び圧縮される。

＜暖房／冷房同時運転＞
暖房／冷房同時運転は、一部の室内ユニットで室内の暖房を行う一方、他の室内ユニットで室内の冷房を行うものである。暖房／冷房同時運転では、運転条件に応じて各室外熱交換器（22，22，…）が蒸発器又は凝縮器となる。また、各室内ユニット（40A，40B）では、暖房要求のある室内の室内熱交換器が凝縮器となる一方、冷房要求のある室内の室内熱交換器が蒸発器となる。

（第１共存運転）
第１共存運転は、室内ユニット（40A）で室内の暖房を行う一方、室内ユニット（40B）で室内の冷房を行うものである。図９に示すように、この運転では、室外ユニット（20）の四路切換弁（27）が第１ポートと第４ポート、第２ポートと第３ポートとを連通させる状態に設定される。また、ＢＳユニット（30A）では、高圧側制御弁（31）が開かれ、低圧側制御弁（32）が閉じられる。ＢＳユニット（30B）では、高圧側制御弁（31）が閉じられ、低圧側制御弁（32）が開かれる。さらに、第１切換弁（25，25，…）が閉じられ、第２切換弁（26，26，…）が開かれる。

この運転では、室内ユニット（40A）の室内熱交換器（41）を凝縮器とする一方、各室外熱交換器（22，22，…）と室内ユニット（40B）の室内熱交換器（41）とを蒸発器とする冷凍サイクルが行われる。

具体的には、圧縮機（21）から吐出した冷媒は、四路切換弁（27）を通過し、ＢＳユニット（30A）側に流入する。ＢＳユニット（30A）を流出した冷媒は、室内ユニット（40A）の室内熱交換器（41）を流れる。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。その結果、室内ユニット（40A）に対応する室内の暖房が行われる。室内ユニット（40A）で室内の暖房に利用された冷媒は、液配管（15）に流出する。

液配管（15）を流れる冷媒は、室外ユニット（20）及び室内ユニット（40B）に分流する。この冷媒は、室内ユニット（40B）の室内膨張弁（42）を通過する際に低圧まで減圧された後、室内熱交換器（41）を流れる。室内熱交換器（41）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、室内ユニット（40B）に対応する室内の冷房が行われる。室内ユニット（40B）で室内の冷房に利用された冷媒は、ＢＳユニット（30B）を通過した後、圧縮機（21）に吸入されて再び圧縮される。

一方、室外ユニット（20）に流入した冷媒は、各室外膨張弁（24，24，…）に分流する。そして、各室外膨張弁（24，24，…）を通過する際に、低圧まで減圧されて、各室外熱交換器（22，22，…）を流れる。各室外熱交換器（22，22，…）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。各室外熱交換器（22，22，…）で蒸発した冷媒は、第２切換弁（26，26，…）を通過した後、圧縮機（21）に吸入されて再び圧縮される。

（第２共存運転）
第２共存運転は、室内ユニット（40A）で室内の冷房を行う一方、室内ユニット（40B）で室内の暖房を行うものである。図１０に示すように、この運転では、四路切換弁（27）が第１ポートと第４ポート、第２ポートと第３ポートとを連通させる状態に設定される。また、ＢＳユニット（30A）では、高圧側制御弁（31）が閉じられ、低圧側制御弁（32）が開かれる。ＢＳユニット（30B）では、高圧側制御弁（31）が開かれ、低圧側制御弁（32）が閉じられる。さらに、第１切換弁（25，25，…）が閉じられ、第２切換弁（26，26，…）が開かれる。

この運転では、室内ユニット（40B）の室内熱交換器（41）を凝縮器とする一方、各室外熱交換器（22，22，…）と室内ユニット（40A）の室内熱交換器（41）とを蒸発器とする冷凍サイクルが行われる。具体的には、圧縮機（21）から吐出した冷媒は、四路切換弁（27）を通過し、ＢＳユニット（30B）側に流入する。ＢＳユニット（30B）を流出した冷媒は、室内ユニット（40B）の室内熱交換器（41）を流れる。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。その結果、室内ユニット（40B）に対応する室内の暖房が行われる。室内ユニット（40B）で室内の暖房に利用された冷媒は、液配管（15）に流出する。

液配管（15）を流れる冷媒は、室外ユニット（20）及び室内ユニット（40A）に分流する。この冷媒は、室内ユニット（40A）の室内膨張弁（42）を通過する際に低圧まで減圧された後、室内熱交換器（41）を流れる。室内熱交換器（41）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、室内ユニット（40A）に対応する室内の冷房が行われる。室内ユニット（40A）で室内の冷房に利用された冷媒は、ＢＳユニット（30A）を通過した後、圧縮機（21）に吸入されて再び圧縮される。

＜デフロスト運転＞
次に、全部暖房運転時又は暖房／冷房同時運転時において室外ユニット（20）の各室外熱交換器（22，22，…）うち何れかに霜が生じた場合に、暖房サイクルを継続したまま除霜するためのデフロスト運転について、図１１を用いて説明する。以下、図１１において最上部に配置されている室外熱交換器（22）に対してデフロスト要求があった場合について説明する。

図１１に示すように、前記コントローラ（50）は、暖房運転中に、複数の室外熱交換器（22，22，…）のうち最上部の室外熱交換器（22）に対するデフロスト要求があった場合、空気調和装置（100）全体を暖房運転から冷房運転に切り換えることなく、そのデフロスト要求のあった最上部の室外熱交換器（22）のみの第１及び第２切換弁（25，26）を切り換えて、デフロスト要求のあった最上部の室外熱交換器（22）と圧縮機（21）の吐出側とを連通させる。

具体的に、デフロスト要求のあった最上部の第１切換弁（25）を開く一方、第２切換弁（26）を閉じる。これにより、圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒を、デフロスト要求のあった最上部の室外熱交換器（22）に直接導入させて、デフロスト運転を実行することができる。

すなわち、空気調和装置（100）全体としては暖房運転を行ったまま、デフロストが必要な室外熱交換器（22）に対して適切にデフロストを行うことができ、デフロスト終了後に当該室外熱交換器（22）を暖房サイクルに戻した際の空調負荷が少なくて済み、暖房運転の立ち上がりが早く、空気調和装置（100）全体としての暖房能力が低下することを抑制する上で有利となる。

さらに、この空気調和装置では、コントローラ（50）により、デフロスト運転中に室内ユニット（40A，40B）の室内膨張弁（42）の開度を調節して、高圧冷媒の圧力又は相当飽和温度を所定値に制御するようにしても構わない。

このようにすれば、暖房運転中に、複数の室外熱交換器（22，22，…）のうち何れかに対してデフロスト要求があった場合、室内ユニット（40A，40B）の室内膨張弁（42）の開度調整を行って、室内ユニット（40A，40B）側に流通する冷媒量を調節することができる。すなわち、急速にデフロストしなければならない場合には、室内ユニット（40A，40B）の室内膨張弁（42）の開度を微開にして、デフロスト要求のあった室外熱交換器（22）側に、圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒がより多く流通するようにしたり、空気調和装置（100）全体としての空調能力をあまり低下させたくない場合には、室内ユニット（40A，40B）の室内膨張弁（42）の開度を全開にしてデフロスト要求のあった室外熱交換器（22）への冷媒流通量を減らすようにすればよい。

＜その他の実施形態＞
上述した各実施形態については、以下のような構成としても良い。前記各実施形態で述べた室内ユニットや室外ユニットの台数は、あくまで一例である。即ち、室内ユニットや室外ユニットの数量を更に多くして空気調和装置を構成するようにしても良い。

以上説明したように、本発明は、空調性能を確保しつつ、暖房運転中であってもデフロスト要求のあった室外熱交換器に対してデフロスト運転を実行できるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

本発明の実施形態１に係る空気調和装置の構成を示す冷媒回路図である。暖房運転における冷媒の流れを説明するための冷媒回路図である。冷房運転における冷媒の流れを説明するための冷媒回路図である。デフロスト運転における冷媒の流れを説明するための冷媒回路図である。デフロスト運転における別の冷媒の流れを説明するための冷媒回路図である。本実施形態２に係る空気調和装置の構成を示す冷媒回路図である。全部暖房運転における冷媒の流れを説明するための冷媒回路図である。全部冷房運転における冷媒の流れを説明するための冷媒回路図である。暖房／冷房動時運転における第１の共存運転の冷媒の流れを説明するための冷媒回路図である。暖房／冷房動時運転における第２の共存運転の冷媒の流れを説明するための冷媒回路図である。デフロスト運転における冷媒の流れを説明するための冷媒回路図である。

10 空気調和装置
11 高圧ガス配管
12 低圧ガス配管
20 室外ユニット（熱源側ユニット）
21 圧縮機
22 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
24 室外膨張弁（熱源側膨張弁）
25 第１切換弁（流路切換機構）
26 第２切換弁（流路切換機構）
27 第２四路切換弁（切換弁）
30A，30B ＢＳユニット（切換機構）
31 高圧側制御弁
32 低圧側制御弁
40 室内ユニット（利用側ユニット）
41 室内熱交換器（利用側熱交換器）
42 室内膨張弁（利用側膨張弁）
50 コントローラ（デフロスト手段）

Claims

圧縮機（21）と、互いに並列に接続された複数の熱源側熱交換器（22，22，…）と、該各熱源側熱交換器（22，22，…）の一端側にそれぞれ設けられ該圧縮機（21）の吸入側と吐出側の何れか一方に連通するように冷媒流路を切り換える流路切換機構（25，26）とを有する熱源側ユニット（20）と、
一端が前記熱源側ユニット（20）の各熱源側熱交換器（22，22，…）の他端側に接続され、他端が切換弁（27）を介して前記圧縮機（21）の吸入側と吐出側の何れか一方に切換自在に接続された利用側ユニット（40）とを備えた空気調和装置であって、
前記利用側ユニット（40）は、利用側熱交換器（41）と、該利用側熱交換器（41）の液側端に接続された利用側膨張弁（42）とを備え、
デフロスト要求のあった前記熱源側熱交換器（22）のみの流路切換機構（25，26）を切り換えて、該デフロスト要求のあった該熱源側熱交換器（22）と前記圧縮機（21）の吐出側とを連通させてデフロスト運転を実行するデフロスト手段（50）を備え、
前記デフロスト手段（50）は、前記デフロスト運転中に前記利用側膨張弁（42）の開度を調節して、高圧冷媒の圧力又は相当飽和温度を所定値に制御することで、前記熱源側熱交換器（22）に流通する冷媒量を調節するように構成されていることを特徴とする空気調和装置。
請求項１において、
前記デフロスト手段（50）は、前記デフロスト運転を優先させる場合には、前記利用側ユニット（40）の利用側膨張弁（42）の開度を下げる一方、空調運転を優先させる場合には、前記利用側ユニット（40）の利用側膨張弁（42）の開度を開くよう構成されていることを特徴とする空気調和装置。
請求項１又は２において、
前記各熱源側熱交換器（22，22，…）の他端側にそれぞれ設けられ該熱源側熱交換器（22）を流れる冷媒の流量を調節する熱源側膨張弁（24）を備え、
前記デフロスト手段（50）は、前記デフロスト運転中に前記デフロスト要求のあった前記熱源側熱交換器（22）の熱源側膨張弁（24）の開度を調節して、高圧冷媒の圧力又は相当飽和温度を所定値に制御するように構成されていることを特徴とする空気調和装置。