JP6157723B2

JP6157723B2 - 空気調和装置

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Description

本発明は、制御部を備える空気調和装置に関する。

空気調和装置の適用例として、例えばビル用マルチエアコンが挙げられる。このようなビル用マルチエアコン等の空気調和装置は、一般的に、熱源機において、熱交換器に風を送る送風機が設けられている。この送風機は、例えばプロペラファンであり、これにより熱交換器に送風される。そして、このプロペラファンは、熱源機の上部に設置されることが多い。このように、熱源機の上部にプロペラファンが設置される場合、熱交換器の上部における風速が速く、熱交換器の下部に向かうほど風速が遅くなっていくような風速分布となる。従って、熱源機に対する風速のバランスが悪化する傾向にある。そして、このような風速のアンバランスは、暖房運転の際、風速が遅い熱交換器の下部における蒸発能力の低下を招き、熱交換器の下部への着霜が増加する。このため、除霜運転の際、熱交換器の下部に付着した霜が溶け切れない虞がある。

この問題を解決することを目的として、特許文献１には、熱交換器の下部に過冷却熱交換器部が設けられた空気調和装置が開示されている。この特許文献１は、過冷却熱交換器部を設けることにより、熱交換器の下部に付着する霜の量を減らそうとするものである。

特開２００４−３４７１３５号公報（第２頁〜第４頁）

しかしながら、特許文献１に開示された空気調和装置は、除霜運転の際、圧縮機から吐出されるガス冷媒は、先ず、熱交換器の上部に流入し、熱交換器の例えば上部にて熱交換されて、低温化される。そして、この低温化された冷媒が、熱交換器の下部における過冷却熱交換器部に流入するため、熱交換器の下部においては、除霜するために必要な温度を下回っている虞がある。即ち、熱交換器の下部においては、除霜能力が低下するため、霜の溶け残りが生じ易い。このように、特許文献１は、熱交換器の全域における除霜能力が不均一である。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、除霜運転の際、熱交換器の全域における除霜能力を均一にする空気調和装置を提供するものである。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、流路切替部、流量調整部、ガスヘッダ、熱源側熱交換器、分配器、膨張部及び利用側熱交換器が、配管により接続され、熱源側熱交換器の除霜を行う除霜運転時に、熱媒体が、圧縮機、流路切替部、ガスヘッダ、熱源側熱交換器、分配器、膨張部、利用側熱交換器の順に循環する熱媒体回路と、制御部と、除霜運転時に、第１の熱交換部から流出した熱媒体の温度を検出する第１の温度検出部と、除霜運転時に、第２の熱交換部から流出した熱媒体の温度を検出する第２の温度検出部と、を有し、熱源側熱交換器は、第１の熱交換部と、第１の熱交換部よりも下部に設けられた第２の熱交換部と、を有し、流量調整部は、除霜運転時に、第１の熱交換部に流れる熱媒体の流量と第２の熱交換部に流れる熱媒体の流量とを調整し、第１の温度検出部は、第１の熱交換部と分配器とを接続するキャピラリチューブのうちの他のキャピラリチューブよりも長さが短いキャピラリチューブに取り付けられており、第２の温度検出部は、第２の熱交換部と分配器とを接続するキャピラリチューブのうちの他のキャピラリチューブよりも長さが短いキャピラリチューブに取り付けられている。

本発明によれば、流量制御手段が、第１の熱交換部の出口温度が第２の熱交換部の出口温度よりも高いことが第２の判定手段において判定された場合、第１の熱交換部に流通する熱媒体の流量を減らすように流量調整部を制御するため、熱源側熱交換器の全域における除霜能力を均一にすることができる。

実施の形態１に係る空気調和装置１を示す図である。実施の形態１に係る空気調和装置１を示す回路図である。実施の形態１における制御部５０を示すブロック図である。実施の形態１に係る空気調和装置１の動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係る空気調和装置１００を示す回路図である。実施の形態２における制御部１５０を示すブロック図である。実施の形態２に係る空気調和装置１００の動作を示すフローチャートである。実施の形態３に係る空気調和装置２００を示す回路図である。実施の形態３における制御部２５０を示すブロック図である。実施の形態３に係る空気調和装置２００の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る空気調和装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１を示す図である。この図１に基づいて、空気調和装置１について説明する。空気調和装置１は、室外空気と熱媒体との間で熱交換を行う熱源機（室外ユニット２）、及び、室内空気と熱媒体との間で熱交換を行う室内ユニット３を用いて、それらを熱媒体が循環する熱媒体回路１０に組み込み、冷房運転及び暖房運転を行うものである。

図１に示すように、空気調和装置１は、熱源機となる１台の室外ユニット２と、例えば２台の室内ユニット３とを備えている。室外ユニット２は、ビル等の建物４の外、例えば屋上等の室外空間５に設置されており、また、室内ユニット３は、建物４の内部の居室、例えばサーバルーム等の室内空間６の天井に設置されている。そして、これらの室外ユニット２と室内ユニット３とが、配管で接続されており、熱媒体が循環している。

室外ユニット２は、冷熱又は温熱を生成し、それを室内ユニット３に供給する。また、室内ユニット３は、冷房用空気又は暖房用空気を室内空間６に供給する。なお、室内ユニット３を、床下に設置して、熱媒体が搬送する温熱によって、床面を温める床暖房としてもよい。また、本実施の形態１では、１台の室外ユニット２に、２台の室内ユニット３が接続されているが、室外ユニット２及び室内ユニット３の台数は、適宜変更することができる。

空気調和装置１に使用される熱媒体として、冷媒を用いてもよい。例えば、Ｒ−２２、Ｒ−１３４ａ、Ｒ−３２等の単一冷媒としてもよく、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａ等の疑似共沸混合冷媒としてもよく、Ｒ−４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒としてもよい。また、化学式内に二重結合を含むＣＦ_３ＣＦ＝ＣＨ_２等の地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒又はその冷媒の混合物としてもよい。更に、ＣＯ_２又はプロパン等の自然冷媒を使用してもよい。また、例えば、水、不凍液、水と不凍液との混合液、水と防食効果が高い添加材の混合液等を用いることができる。

図２は、実施の形態１に係る空気調和装置１を示す回路図である。図２に示すように、空気調和装置１は、熱媒体回路１０と、温度検出部２０と、制御部５０とを備えている。また、熱媒体回路１０は、圧縮機１１、熱源側熱交換器１２、膨張部１３及び利用側熱交換器１４が、配管により接続され、熱媒体が流通するものである。更に、熱媒体回路１０は、流路切替部１５とアキュムレータ１６とを備えている。これらのうち、室外ユニット２には、圧縮機１１、流路切替部１５、熱源側熱交換器１２及びアキュムレータ１６が設置されており、また、室内ユニット３には、膨張部１３及び利用側熱交換器１４が設置されている。なお、図２においては、室外ユニット２及び室内ユニット３が、夫々１台ずつ設置されており、これらの室外ユニット２及び室内ユニット３が配管で接続されているが、室外ユニット２及び室内ユニット３は、夫々複数設けられていてもよい。

先ず、室外ユニット２について説明する。圧縮機１１は、熱媒体を圧縮するものである。この圧縮機１１は、インバータ装置等を備えたインバータ圧縮機としてもよい。この場合、駆動周波数（回転数）を適宜変更することによって、容量（単位時間当たりの熱媒体の送出量）を精密に変化させることができる。また、流路切替部１５は、熱媒体回路１０において熱媒体が流通する方向を切り替えるものであり、暖房運転時、冷房運転時及び除霜運転時における熱媒体が流通する方向を切り替える。この流路切替部１５は、例えば四方弁等で構成してもよい。

熱源側熱交換器１２は、送風機（図示せず）によって送られる室外空気と熱媒体との間で熱交換を行うものである。熱源側熱交換器１２は、伝熱管と伝熱フィンとを備えたフィンチューブ式熱交換器であり、暖房運転時に蒸発器として作用し、配管を介して室内ユニット３から流入した低圧の熱媒体と室外空気との間で熱交換を行い、熱媒体を蒸発して気化させる。一方、熱源側熱交換器１２は、冷房運転時及び除霜運転時に凝縮器として作用し、圧縮機１１が圧縮して吐出した高圧の熱媒体と室外空気との間で熱交換を行い、熱媒体を凝縮して液化させる。

また、この熱源側熱交換器１２は、第１の熱交換部１２ａ及び第１の熱交換部１２ａに接続された第２の熱交換部１２ｂを備えている。第１の熱交換部１２ａにおけるガス状の熱媒体が流入する側には、第１のガスヘッダ３１が設けられており、この第１のガスヘッダ３１と第１の熱交換部１２ａとが複数の枝管によって接続されている。また、第２の熱交換部１２ｂにおけるガス状の熱媒体が流入する側には、第２のガスヘッダ３２が設けられており、この第２のガスヘッダ３２と第２の熱交換部１２ｂとも複数の枝管によって接続されている。このように、熱源側熱交換器１２は、第１の熱交換部１２ａと第２の熱交換部１２ｂとが並列に接続されている。

なお、例えば、送風機の設置される位置によって、第１の熱交換部１２ａに当たる風の風速が速い場合、第１のガスヘッダ３１と第１の熱交換部１２ａとを接続する枝管の本数は、第２のガスヘッダ３２と第２の熱交換部１２ｂとを接続する枝管の本数より多くすることが好ましい。これにより、風速が速い第１の熱交換部１２ａの方に、より多くの熱媒体を流通させることができる。

なお、流路切替部１５と熱源側熱交換器１２とは、第１の接続管４１及び第２の接続管４２によって接続されている。このうち、流路切替部１５と第１のガスヘッダ３１とは、第１の接続管４１によって接続されており、また、流路切替部１５と第２のガスヘッダ３２とは、第２の接続管４２によって接続されている。これにより、流路切替部１５から流通する熱媒体は分岐し、一方は第１の接続管４１を通って第１のガスヘッダ３１に流通し、他方は第２の接続管４２を通って第２のガスヘッダ３２に流通する。

また、第１の熱交換部１２ａ及び第２の熱交換部１２ｂにおける液状の熱媒体が流出する側には、複数のキャピラリチューブ３４が接続されており、これらの複数のキャピラリチューブ３４が分配器３５に集約されて、複数のキャピラリチューブ３４の内部に流通する熱媒体が合流する。

アキュムレータ１６は、熱媒体回路１０において、圧縮機１１の吸入側（低圧側）に設けられている。このアキュムレータ１６は、例えば暖房運転時と冷房運転時とで必要な熱媒体の量の差、過渡的な運転の変化への対応等によって生じる液状の余剰熱媒体を蓄えるものである。

次に、室内ユニット３について説明する。膨張部１３は、通過する熱媒体を減圧して膨張させるものであり、冷房運転時における熱媒体の流通する方向において、利用側熱交換器１４の上流側に設置されている。この膨張部１３は、例えば、減圧弁又は膨張弁等で構成することができるが、電子式膨張弁等としてもよい。この場合、膨張部１３は、その開度を細かく制御することができる。また、利用側熱交換器１４は、空調対象空間である室内空気と熱媒体との間で熱交換を行うものである。熱媒体が温熱を搬送している場合には、室内空気を加熱して暖房運転が行われ、また、熱媒体が冷熱を搬送している場合には、室内空気を冷却して冷房運転が行われる。

温度検出部２０は、熱源側熱交換器１２の出口温度を検出するものであり、第１の温度検出部２１及び第２の温度検出部２２から構成されている。第１の温度検出部２１は、第１の熱交換部１２ａから延びるキャピラリチューブ３４に取り付けられており、第１の熱交換部１２ａの出口温度を検出するものである。また、第２の温度検出部２２は、第２の熱交換部１２ｂから延びるキャピラリチューブ３４に取り付けられており、第２の熱交換部１２ｂの出口温度を検出するものである。

なお、本実施の形態１では、第１の温度検出部２１及び第２の温度検出部２２は、いずれも１個だけ、キャピラリチューブ３４に取り付けられているが、複数のキャピラリチューブ３４に取り付けられてもよい。本実施の形態１のように、第１の温度検出部２１及び第２の温度検出部２２が、夫々１個だけ取り付けられる場合、取り付けられるキャピラリチューブ３４は、除霜運転時において、最も配管温度が低下するキャピラリチューブ３４を選択することが好ましい。

例えば、分配器３５と熱源側熱交換器１２とを連結するキャピラリチューブ３４の長さが、その位置によって、異なるようにしてもよい。キャピラリチューブ３４の長さが短いほど、熱媒体が流通する流量が増加し、暖房運転時において、より多くの霜が付着する。第１の温度検出部２１及び第２の温度検出部２２が、そのほかのキャピラリチューブ３４よりも長さが短いキャピラリチューブ３４に設けられることにより、多くの霜が付着して低温となったキャピラリチューブ３４の温度を検出することができる。

また、空気調和装置１は、外気温度検出部２５と熱媒体温度検出部２６とを更に備えている。外気温度検出部２５は、室外空気の温度を検出するものであり、熱源側熱交換器１２の周囲に設けられている。これにより、特に、熱源側熱交換器１２の近傍における室外空気の温度が検出される。また、熱媒体温度検出部２６は、熱媒体の温度を検出するものであり、特に、液状の熱媒体の温度を検出するものである。この熱媒体温度検出部２６は、冷房運転時において熱媒体が室外ユニット２から流出する位置（暖房運転時において熱媒体が室外ユニット２に流入する位置）に設けられている。

更に、熱媒体回路１０は、流量調整部４０を備えている。流量調整部４０は、第１の熱交換部１２ａ及び第２の熱交換部１２ｂに流通する熱媒体の流量を調整するものであり、流路切替部１５と第１のガスヘッダ３１とを接続する第１の接続管４１に設置されている。流量調整部４０は、その開度を調節することによって、第１の接続管４１を介して第１の熱交換部１２ａに流通する熱媒体の流量を調整する。なお、流量調整部４０は、第１の接続管４１及び第２の接続管４２のうち、少なくとも一方に設けられていればよく、両方に設けられていてもよい。

流量調整部４０が全開されると、第１の接続管４１に流通する熱媒体の流量と第２の接続管４２に流通する熱媒体の流量とが同等となり、第１の熱交換部１２ａに流通する熱媒体の流量と第２の熱交換部１２ｂに流通する熱媒体の流量とが同等となる。そして、流量調整部４０が閉じられていくほど、第１の接続管４１に流通する熱媒体の流量が減り、第１の熱交換部１２ａに流通する熱媒体の流量が減少する。流量調整部４０が全閉されると、第１の接続管４１及び第１の熱交換部１２ａには熱媒体が流通しなくなり、第２の接続管４２及び第２の熱交換部１２ｂにのみ熱媒体が流通する。

制御部５０は、除霜運転のときに、温度検出部２０において検出された熱源側熱交換器１２の出口温度に基づいて、第１の熱交換部１２ａ及び第２の熱交換部１２ｂに付着した霜を除去するように熱媒体の動作を制御するものである。図３は、実施の形態１における制御部５０を示すブロック図である。図３に示すように、制御部５０は、第１の判定手段５１と、第２の判定手段５２と、流量制御手段５３とを備えている。

第１の判定手段５１は、除霜運転のときに、第１の温度検出部２１において検出された第１の熱交換部１２ａの出口温度と第２の温度検出部２２において検出された第２の熱交換部１２ｂの出口温度との差分が、予め決められた差分閾値温度よりも高いか否かを判定するものである。差分閾値温度は、例えば１℃である。

また、第２の判定手段５２は、差分が差分閾値温度よりも高いことが第１の判定手段５１において判定された場合、第１の温度検出部２１において検出された第１の熱交換部１２ａの出口温度が、第２の温度検出部２２において検出された第２の熱交換部１２ｂの出口温度よりも高いか否かを判定するものである。

なお、第１の温度検出部２１及び第２の温度検出部２２が複数の場合、第１の熱交換部１２ａの出口温度として、第１の温度検出部２１によって検出された複数の第１の熱交換部１２ａの出口温度の平均値が用いられてもよい。また、第２の熱交換部１２ｂの出口温度として、第２の温度検出部２２によって検出された複数の第２の熱交換部１２ｂの出口温度の平均値が用いられてもよい。

更に、流量制御手段５３は、第１の熱交換部１２ａの出口温度が第２の熱交換部１２ｂの出口温度よりも高いことが第２の判定手段５２において判定された場合、第１の熱交換部１２ａに流通する熱媒体の流量を減らすように流量調整部４０を制御するものである。

次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１の暖房運転、冷房運転及び除霜運転の動作について説明する。

先ず、暖房運転における動作について説明する。圧縮機１１は、熱媒体を吸入し、この熱媒体を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された熱媒体は、流路切替部１５を通過して、利用側熱交換器１４に流入し、利用側熱交換器１４は、室内空気との熱交換により、熱媒体を凝縮する。この凝縮された熱媒体は、膨張部１３に流入し、膨張部１３は、凝縮された熱媒体を減圧する。そして、減圧された熱媒体は、分配器３５に流入し、キャピラリチューブ３４を通って、熱源側熱交換器１２に流入する。熱源側熱交換器１２は、室外空気との熱交換により、熱媒体を蒸発する。

熱源側熱交換器１２のうち、第１の熱交換部１２ａに流入した熱媒体は、第１のガスヘッダ３１に流入し、第１の接続管４１を通って、流路切替部１５に至る。なお、暖房運転においては、流量調整部４０は、全開にされている。また、熱源側熱交換器１２のうち、第２の熱交換部１２ｂに流入した熱媒体は、第２のガスヘッダ３２に流入し、第２の接続管４２を通って、流路切替部１５に至る。流路切替部１５の上流にて合流した熱媒体は、流路切替部１５を通過した後、アキュムレータ１６に流入し、圧縮機１１に吸入される。

次に、冷房運転における動作について説明する。圧縮機１１は、熱媒体を吸入し、この熱媒体を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された熱媒体は、流路切替部１５を通過して、その後、分岐して第１の接続管４１及び第２の接続管４２に流入する。第１の接続管４１に流入した熱媒体は、第１のガスヘッダ３１に流入し、熱源側熱交換器１２の第１の熱交換部１２ａに流入する。なお、冷房運転においては、流量調整部４０は、全開にされている。また、第２の接続管４２に流入した熱媒体は、第２のガスヘッダ３２に流入し、熱源側熱交換器１２の第２の熱交換部１２ｂに流入する。熱源側熱交換器１２は、室外空気との熱交換により、熱媒体を凝縮する。

第１の熱交換部１２ａ及び第２の熱交換部１２ｂに流入した熱媒体は、キャピラリチューブ３４を通って、分配器３５にて合流する。その後、凝縮された熱媒体は、膨張部１３に流入し、膨張部１３は、凝縮された熱媒体を減圧する。そして、減圧された熱媒体は、利用側熱交換器１４に流入し、利用側熱交換器１４は、室内空気との熱交換により、熱媒体を蒸発する。そして、蒸発された熱媒体は、流路切替部１５を通過した後、アキュムレータ１６に流入し、圧縮機１１に吸入される。

次に、除霜運転における動作について説明する。圧縮機１１は、熱媒体を吸入し、この熱媒体を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された熱媒体は、流路切替部１５を通過して、その後、分岐して第１の接続管４１及び第２の接続管４２に流入する。第１の接続管４１に流入した熱媒体は、第１のガスヘッダ３１に流入し、熱源側熱交換器１２の第１の熱交換部１２ａに流入する。なお、除霜運転においては、流量調整部４０の開度が、適宜変更される。また、第２の接続管４２に流入した熱媒体は、第２のガスヘッダ３２に流入し、熱源側熱交換器１２の第２の熱交換部１２ｂに流入する。熱源側熱交換器１２は、室外空気との熱交換により、熱媒体を凝縮する。

次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１の動作について説明する。図４は、実施の形態１に係る空気調和装置１の動作を示すフローチャートである。図４に示すように、暖房運転が行われている際、制御部５０は、除霜運転を実施するか否かを判断する（ステップＳ１）。

例えば、熱媒体温度検出部２６によって、所定の温度が所定の時間だけ検出された場合、除霜運転が開始される。ここで、所定の温度は、例えば−１０℃等の固定値とし、また、所定の時間は、例えば３分とする。なお、除霜運転は、熱媒体温度検出部２６によって検出された熱媒体の温度が、外気温度検出部２５によって検出された室外空気の温度よりも、所定の温度低い場合に、開始されるようにしてもよい。この所定の温度は、例えば５℃とする。

上記条件が満たされなければ（ステップＳ１のＮｏ）、ステップＳ１が繰り返される。上記条件が満たされると（ステップＳ１のＹｅｓ）、除霜運転が開始される（ステップＳ２）。そして、流路切替部１５が切り替えられ、圧縮機１１の運転が開始され、流量調整部４０が所定の開度に開かれる（ステップＳ３）。なお、圧縮機１１は、所定の周波数で運転するが、熱媒体温度検出部２６によって検出された熱媒体の温度、第１の温度検出部２１によって検出された第１の熱交換部１２ａの出口温度、又は第２の温度検出部２２によって検出された第２の熱交換部１２ｂの出口温度に基づいて、圧縮機１１の周波数が決定されてもよい。

次に、第１の判定手段５１によって、第１の温度検出部２１において検出された第１の熱交換部１２ａの出口温度と第２の温度検出部２２において検出された第２の熱交換部１２ｂの出口温度との差分が、予め決められた差分閾値温度よりも高いか否かが判定される（ステップＳ４）。差分が、差分閾値温度よりも低いことが判定された場合（ステップＳ４のＮｏ）、流量調整部４０の開度が調整されずに、ステップＳ８に進む。

第１の熱交換部１２ａの出口温度と第２の熱交換部１２ｂの出口温度とが近ければ、第１の熱交換部１２ａにおける霜の成長と第２の熱交換部１２ｂにおける霜の成長とが同等であるものと判断されるため、流量調整部４０の開度は、所定の開度のまま維持される。一方、差分が、差分閾値温度よりも高いことが判定された場合（ステップＳ４のＹｅｓ）、次のステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、第２の判定手段５２によって、第１の温度検出部２１において検出された第１の熱交換部１２ａの出口温度が、第２の温度検出部２２において検出された第２の熱交換部１２ｂの出口温度よりも高いか否かが判定される。第１の熱交換部１２ａの出口温度が第２の熱交換部１２ｂの出口温度よりも高い場合（ステップＳ５のＹｅｓ）、流量制御手段５３によって、流量調整部４０の開度が小さくされる（ステップＳ６）。これにより、第１の熱交換部１２ａに流通する熱媒体の流量が減らされる。その後、ステップＳ８に進む。

これに対し、第１の熱交換部１２ａの出口温度が第２の熱交換部１２ｂの出口温度よりも低い場合（ステップＳ５のＮｏ）、流量制御手段５３によって、流量調整部４０の開度が大きくされる（ステップＳ７）。これにより、第１の熱交換部１２ａに流通する熱媒体の流量が増やされる。その後、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、制御部５０によって、除霜運転の時間が所定の時間だけ経過したか否かが判断される。ここで、所定の時間は、例えば１２分とする。除霜運転が開始されてから１２分経過していれば（ステップＳ８のＹｅｓ）、ステップＳ１０に進む。除霜運転が開始されてから１２分経過していなければ（ステップＳ８のＮｏ）、次のステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、除霜運転が開始されてから１２分経過していなくても、制御部５０が、強制的に除霜運転を終了するか否かを判断する。例えば、熱媒体温度検出部２６によって、所定の温度が所定の時間だけ検出された場合、除霜運転が終了される。ここで、所定の温度は、例えば１０℃とし、また、所定の時間は、例えば４分とする。なお、除霜運転は、熱媒体温度検出部２６によって検出された熱媒体の温度が、所定の温度を超えた場合、直ちに終了されてもよい。この所定の温度は、例えば２５℃とする。

上記条件が満たされなければ（ステップＳ９のＮｏ）、ステップＳ４に戻る。上記条件が満たされると（ステップＳ９のＹｅｓ）、除霜運転が終了される（ステップＳ１０）。

以上説明したように、本実施の形態１に係る空気調和装置１は、流量制御手段５３が、第１の熱交換部１２ａの出口温度が第２の熱交換部１２ｂの出口温度よりも高いことが第２の判定手段５２において判定された場合、第１の熱交換部１２ａに流通する熱媒体の流量を減らすように流量調整部４０を制御するため、熱源側熱交換器１２の全域における除霜能力を均一にすることができる。

また、本実施の形態１は、差分が差分閾値温度よりも高く、且つ第１の熱交換部１２ａの出口温度が第２の熱交換部１２ｂの出口温度よりも高ければ、第２の熱交換部１２ｂに付着した霜の成長が顕著となり、この霜を溶かすために必要な放熱量が高くなり、これにより、第２の熱交換部１２ｂの出口温度が低いと判断される。このため、流量調整部４０の開度が小さくされ、第１の熱交換部１２ａに流通する熱媒体の流量を減らし、第２の熱交換部１２ｂに流通する熱媒体の流量を相対的に増やす。これにより、第２の熱交換部１２ｂにおける放熱量が増加し、霜を溶け易くしている。従って、霜の溶け残りが防止される。

更に、本実施の形態１は、差分が差分閾値温度よりも高く、且つ第１の熱交換部１２ａの出口温度が第２の熱交換部１２ｂの出口温度よりも低ければ、第２の熱交換部１２ｂに熱媒体が過剰に流入していると判断される。このため、流量調整部４０の開度が大きくされ、第１の熱交換部１２ａに流通する熱媒体の流量を増やし、第２の熱交換部１２ｂに流通する熱媒体の流量を相対的に減らす。これにより、第２の熱交換部１２ｂに熱媒体が過剰に流通することが防止され、第１の熱交換部１２ａ及び第２の熱交換部１２ｂにおいて、均一に除霜することができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る空気調和装置１００について説明する。図５は、実施の形態２に係る空気調和装置１００を示す回路図である。本実施の形態２は、図５に示すように、熱源側熱交換器１１２の構成が実施の形態１と相違し、また、熱媒体回路１１０が順序切替部１４０を備えており、流量調整部４０を備えていない点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

熱源側熱交換器１１２は、連結管１３４を備えており、この連結管１３４は、第１の熱交換部１１２ａの出口側と第２の熱交換部１１２ｂの入口側とを接続するものである。これにより、熱源側熱交換器１１２は、第１の熱交換部１１２ａと第２の熱交換部１１２ｂとが直列に接続されている。本実施の形態２では、連結管１３４は複数設けられており、複数の連結管１３４によって、第１の熱交換部１１２ａにおける液状の熱媒体が流出する側と、第２の熱交換部１１２ｂにおける液状の熱媒体が流入する側とが接続されている。

また、第１の熱交換部１１２ａにおけるガス状の熱媒体が流入する側には、第１のガスヘッダ１３１が設けられており、この第１のガスヘッダ１３１と第１の熱交換部１１２ａとが複数の枝管によって接続されている。更に、第２の熱交換部１１２ｂにおける液状の熱媒体が流出する側には、第２の液ヘッダ１３３が設けられており、この第２の液ヘッダ１３３と第２の熱交換部１１２ｂとも複数の枝管によって接続されている。

順序切替部１４０は、第１のバイパス管１４１、第２のバイパス管１４２、第１の順序切替弁１４３、第２の順序切替弁１４４、第３の順序切替弁１４５、第４の順序切替弁１４６を備えている。第１のバイパス管１４１は、流路切替部１５の一端ａと熱源側熱交換器１１２の他端ｃとを接続するものであり、第２のバイパス管１４２は、熱源側熱交換器１１２の一端ｂと膨張部１３の一端ｄとを接続するものである。そして、第１のバイパス管１４１、即ち、ａｃ間には、第１の順序切替弁１４３が設けられ、第２のバイパス管１４２、即ち、ｂｄ間には、第２の順序切替弁１４４が設けられている。また、ａｂ間には、第３の順序切替弁１４５が設けられ、ｃｄ間には、第４の順序切替弁１４６が設けられている。

これらのうち、第１の順序切替弁１４３と第２の順序切替弁１４４とが連動されており、また、第３の順序切替弁１４５と第４の順序切替弁１４６とが連動されている。冷房運転及び暖房運転の際、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が閉じられ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が開かれる。これにより、熱媒体は、第１のバイパス管１４１及び第２のバイパス管１４２を通過せずに、熱源側熱交換器１１２に流入し、また流出する。

これに対し、除霜運転の際、条件によって、冷房運転及び暖房運転と同様に、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が閉じられ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が開かれる場合と、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が開かれ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が閉じられる場合とがある。

第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が閉じられ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が開かれる場合、熱媒体は、第１のバイパス管１４１及び第２のバイパス管１４２を通過せずに、熱源側熱交換器１１２に流入し、また流出する。一方、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が開かれ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が閉じられる場合、熱媒体は、第１のバイパス管１４１を通過して、熱源側熱交換器１１２に流入し、その後、第２のバイパス管１４２に流入する。

本実施の形態２において、温度検出部１２０は、例えば連結管温度検出部１２１とすることができる。連結管温度検出部１２１は、第１の熱交換部１１２ａと第２の熱交換部１１２ｂとを接続する連結管１３４に取り付けられており、熱源側熱交換器１１２のうち、特に第１の熱交換部１１２ａの出口温度を検出するものである。

なお、本実施の形態２では、連結管温度検出部１２１は、１個だけ、連結管１３４に取り付けられているが、複数の連結管１３４に取り付けられてもよい。本実施の形態２のように、連結管温度検出部１２１が、１個だけ取り付けられる場合、取り付けられる連結管１３４は、除霜運転時において、最も配管温度が低下する連結管１３４を選択することが好ましい。

例えば、第１の熱交換部１１２ａと第２の熱交換部１１２ｂとを連結する連結管１３４の長さが、その位置によって、異なるようにしてもよい。連結管１３４の長さが短いほど、熱媒体が流通する流量が増加し、暖房運転時において、より多くの霜が付着する。連結管温度検出部１２１が、そのほかの連結管１３４よりも長さが短い連結管１３４に設けられることにより、多くの霜が付着して低温となった連結管１３４の出口温度を検出することができる。なお、連結管１３４の長さを、連結管温度検出部１２１が取り付けられた連結管１３４のみ短くしてもよいし、連結管温度検出部１２１が取り付けられた連結管１３４以外の連結管１３４を長くしてもよい。

制御部１５０は、除霜運転のときに、温度検出部１２０において検出された熱源側熱交換器１１２の出口温度に基づいて、第１の熱交換部１１２ａ及び第２の熱交換部１１２ｂに付着した霜を除去するように熱媒体の動作を制御するものである。図６は、実施の形態２における制御部１５０を示すブロック図である。図６に示すように、制御部１５０は、閾値判定手段１５１と、順序制御手段１５２とを備えている。

閾値判定手段１５１は、除霜運転のときに、温度検出部１２０、例えば連結管温度検出部１２１において検出された熱源側熱交換器１１２の出口温度が、予め決められた閾値温度よりも高いか否かを判定するものである。閾値温度は、例えば２５℃である。なお、前述の如く、連結管温度検出部１２１は、複数の連結管１３４に取り付けられてもよい。この場合、第１の熱交換部１１２ａの出口温度として、連結管１３４に取り付けられた複数の連結管温度検出部１２１によって検出された複数の第１の熱交換部１１２ａの出口温度の平均値が用いられてもよい。

また、順序制御手段１５２は、熱源側熱交換器１１２の出口温度が閾値温度よりも高いことが閾値判定手段１５１において判定された場合、第１の熱交換部１１２ａ及び第２の熱交換部１１２ｂを熱媒体が流通する順序を切り替えるように順序切替部１４０を制御するものである。具体的には、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が閉じられ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が開かれた状態から、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が開かれ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が閉じられた状態に変更されることによって、熱媒体が流通する順序が切り替えられる。

次に、本実施の形態２に係る空気調和装置１００の暖房運転、冷房運転及び除霜運転の動作について説明する。

先ず、暖房運転における動作について説明する。圧縮機１１は、熱媒体を吸入し、この熱媒体を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された熱媒体は、流路切替部１５を通過して、利用側熱交換器１４に流入し、利用側熱交換器１４は、室内空気との熱交換により、熱媒体を凝縮する。この凝縮された熱媒体は、膨張部１３に流入し、膨張部１３は、凝縮された熱媒体を減圧する。そして、減圧された熱媒体は、第４の順序切替弁１４６を通過して、第２の液ヘッダ１３３に流入する。なお、暖房運転においては、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が閉じられ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が開かれている。

そして、第２の液ヘッダ１３３から、熱源側熱交換器１１２における第２の熱交換部１１２ｂに流入し、連結管１３４を通って、第１の熱交換部１１２ａに流入する。その後、第１のガスヘッダ１３１に流入する。ここで、熱源側熱交換器１１２は、室外空気との熱交換により、熱媒体を蒸発する。蒸発された熱媒体は、第３の順序切替弁１４５を通過して、流路切替部１５に至る。その後、熱媒体は、アキュムレータ１６に流入し、圧縮機１１に吸入される。

次に、冷房運転における動作について説明する。圧縮機１１は、熱媒体を吸入し、この熱媒体を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された熱媒体は、流路切替部１５を通過し、その後、第３の順序切替弁１４５も通過して、第１のガスヘッダ１３１に流入する。なお、冷房運転においても、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が閉じられ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が開かれている。第１のガスヘッダ１３１に流入した熱媒体は、熱源側熱交換器１１２における第１の熱交換部１１２ａに流入し、連結管１３４を通って、第２の熱交換部１１２ｂに流入する。その後、第２の液ヘッダ１３３に流入する。ここで、熱源側熱交換器１１２は、室外空気との熱交換により、熱媒体を凝縮する。

凝縮された熱媒体は、第４の順序切替弁１４６を通過して、膨張部１３に流入する。膨張部１３は、凝縮された熱媒体を減圧する。そして、減圧された熱媒体は、利用側熱交換器１４に流入し、利用側熱交換器１４は、室内空気との熱交換により、熱媒体を蒸発する。そして、蒸発された熱媒体は、流路切替部１５を通過した後、アキュムレータ１６に流入し、圧縮機１１に吸入される。

次に、除霜運転における動作について説明する。先ず、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が閉じられ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が開かれている場合について説明する。圧縮機１１は、熱媒体を吸入し、この熱媒体を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された熱媒体は、流路切替部１５を通過し、その後、第３の順序切替弁１４５も通過して、第１のガスヘッダ１３１に流入する。第１のガスヘッダ１３１に流入した熱媒体は、熱源側熱交換器１１２における第１の熱交換部１１２ａに流入し、連結管１３４を通って、第２の熱交換部１１２ｂに流入する。その後、第２の液ヘッダ１３３に流入する。ここで、熱源側熱交換器１１２は、室外空気との熱交換により、熱媒体を凝縮する。なお、第２の熱交換部１１２ｂに流通する熱媒体の温度は、凝縮温度程度であり、例えば４０℃程度である。このため、第２の熱交換部１１２ｂにおいて、付着した霜を積極的に溶かすことができる程度の熱量には至らない。

次に、除霜運転において、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が開かれ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が閉じられている場合について説明する。圧縮機１１は、熱媒体を吸入し、この熱媒体を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された熱媒体は、流路切替部１５を通過し、その後、第１のバイパス管１４１に流入し、第１の順序切替弁１４３を通過する。そして、第２の液ヘッダ１３３に流入する。第２の液ヘッダ１３３に流入した熱媒体は、熱源側熱交換器１１２における第２の熱交換部１１２ｂに流入し、連結管１３４を通って、第１の熱交換部１１２ａに流入する。その後、第１のガスヘッダ１３１に流入する。ここで、熱源側熱交換器１１２は、室外空気との熱交換により、熱媒体を凝縮する。

凝縮された熱媒体は、第２のバイパス管１４２に流入し、第２の順序切替弁１４４を通過する。そして、熱媒体は、膨張部１３に流入し、膨張部１３は、凝縮された熱媒体を減圧する。そして、減圧された熱媒体は、利用側熱交換器１４に流入し、利用側熱交換器１４は、室内空気との熱交換により、熱媒体を蒸発する。そして、蒸発された熱媒体は、流路切替部１５を通過した後、アキュムレータ１６に流入し、圧縮機１１に吸入される。

次に、本実施の形態２に係る空気調和装置１００の動作について説明する。図７は、実施の形態２に係る空気調和装置１００の動作を示すフローチャートである。図７に示すように、暖房運転が行われている際、制御部１５０は、除霜運転を実施するか否かを判断する（ステップＳ１１）。

上記条件が満たされなければ（ステップＳ１１のＮｏ）、ステップＳ１１が繰り返される。上記条件が満たされると（ステップＳ１１のＹｅｓ）、除霜運転が開始される（ステップＳ１２）。そして、流路切替部１５が切り替えられ、圧縮機１１の運転が開始され、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が閉じられ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が開かれる（ステップＳ１３）。これにより、熱媒体が熱源側熱交換器１１２に流通する方向は、図５の実線矢印となる。なお、圧縮機１１は、所定の周波数で運転するが、熱媒体温度検出部２６によって検出された熱媒体の温度に基づいて、圧縮機１１の周波数が決定されてもよい。

次に、閾値判定手段１５１によって、連結管温度検出部１２１において検出された第１の熱交換部１１２ａの出口温度が、予め決められた閾値温度よりも高いか否かが判定される（ステップＳ１４）。第１の熱交換部１１２ａの出口温度が、閾値温度よりも低いことが判定された場合（ステップＳ１４のＮｏ）、ステップＳ１４が繰り返される。一方、第１の熱交換部１１２ａの出口温度が、閾値温度よりも高いことが判定された場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が開かれ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が閉じられる（ステップＳ１５）。これにより、熱媒体が熱源側熱交換器１１２に流通する方向は、図５の破線矢印となる。その後、ステップＳ１６に進む。

なお、ステップＳ１４においては、連結管温度検出部１２１によって、所定の温度が所定の時間だけ検出された場合、ステップＳ１５に進むようにしてもよい。ここで、所定の温度は、例えば１０℃とし、また、所定の時間は、例えば４分とする。更に、所定の時間が経過した時点で、強制的にステップＳ１５に進むようにしてもよい。この場合、所定の時間は、例えば６分とする。

ステップＳ１６では、制御部１５０によって、除霜運転の時間が所定の時間だけ経過したか否かが判断される。ここで、所定の時間は、例えば１２分とする。除霜運転が開始されてから１２分経過していれば（ステップＳ１６のＹｅｓ）、ステップＳ１８に進む。除霜運転が開始されてから１２分経過していなければ（ステップＳ１６のＮｏ）、次のステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、除霜運転が開始されてから１２分経過していなくても、制御部１５０が、強制的に除霜運転を終了するか否かを判断する。例えば、熱媒体温度検出部２６によって、所定の温度が所定の時間だけ検出された場合、除霜運転が終了される。ここで、所定の温度は、例えば１０℃とし、また、所定の時間は、例えば４分とする。なお、除霜運転は、熱媒体温度検出部２６によって検出された熱媒体の温度が、所定の温度を超えた場合、直ちに終了されてもよい。この所定の温度は、例えば２５℃とする。

上記条件が満たされなければ（ステップＳ１７のＮｏ）、ステップＳ１４に戻る。上記条件が満たされると（ステップＳ１７のＹｅｓ）、除霜運転が終了される（ステップＳ１８）。

以上説明したように、本実施の形態２に係る空気調和装置１００は、ステップＳ１３において、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が閉じられ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が開かれる。これにより、熱媒体が熱源側熱交換器１１２に流通する方向は、図５の実線矢印となる。このため、圧縮機１１から吐出された高温高圧の熱媒体は、先ず、熱源側熱交換器１１２における第１の熱交換部１１２ａに流入する。暖房運転において、第１の熱交換部１１２ａのガス状の熱媒体が流出する枝管及び第１のガスヘッダ１３１が、最も温度が低下する。このように、最も温度が低下する第１の熱交換部１１２ａに、熱媒体が流入することにより、第１の熱交換部１１２ａにおいて、霜の溶け残りを防止することができる。

しかしながら、前述の如く、第２の熱交換部１１２ｂにおいて、付着した霜を積極的に溶かすことができる程度の熱量には至らない。本実施の形態２は、ステップＳ１５において、第１の順序切替弁１４３及び第２の順序切替弁１４４が開かれ、第３の順序切替弁１４５及び第４の順序切替弁１４６が閉じられる。これにより、熱媒体が熱源側熱交換器１１２に流通する方向は、図５の破線矢印となる。このため、圧縮機１１から吐出された高温高圧の熱媒体は、第１の熱交換部１１２ａではなく、直接、第２の熱交換部１１２ｂに流入する。このように、熱媒体が第２の熱交換部１１２ｂに積極的に流入することにより、第２の熱交換部１１２ｂにおいて、霜を溶かし、霜の溶け残りを防止することができる。このように、本実施の形態２においても、熱源側熱交換器１１２の全域における除霜能力を向上させることができる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３に係る空気調和装置２００について説明する。図８は、実施の形態３に係る空気調和装置２００を示す回路図である。本実施の形態３は、図８に示すように、熱源側熱交換器２１２の構成と、第１の温度検出部２２１、第２の温度検出部２２２及び流量調整部２４０の設置場所とが実施の形態１と相違する。本実施の形態３では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１、２との相違点を中心に説明する。

熱源側熱交換器２１２は、連結管２３４を備えており、この連結管２３４は、第１の熱交換部２１２ａの出口側と第２の熱交換部２１２ｂの入口側とを接続するものである。これにより、熱源側熱交換器２１２は、第１の熱交換部２１２ａと第２の熱交換部２１２ｂとが直列に接続されている。本実施の形態３では、連結管２３４は複数設けられており、複数の連結管２３４によって、第１の熱交換部２１２ａにおける液状の熱媒体が流出する側と、第２の熱交換部２１２ｂにおける液状の熱媒体が流入する側とが接続されている。

また、第１の熱交換部２１２ａにおけるガス状の熱媒体が流入する側には、第１のガスヘッダ２３１が設けられており、この第１のガスヘッダ２３１と第１の熱交換部２１２ａとが複数の枝管によって接続されている。更に、第２の熱交換部２１２ｂにおける液状の熱媒体が流出する側には、第２の液ヘッダ２３３が設けられており、この第２の液ヘッダ２３３と第２の熱交換部２１２ｂとも複数の枝管によって接続されている。更にまた、第２の熱交換部２１２ｂにおける液状の熱媒体が流入する側には、第２のガスヘッダ２３２が設けられており、この第２のガスヘッダ２３２と第２の熱交換部２１２ｂとも複数の枝管によって接続されている。

なお、本実施の形態３では、第２の液ヘッダ２３３を使用して、第２の熱交換部２１２ｂから流出した熱媒体を合流させているが、実施の形態１のように、キャピラリチューブ及び分配器を用いて、第２の熱交換部２１２ｂから流出した熱媒体を合流させてもよい。

温度検出部２２０は、熱源側熱交換器２１２の出口温度を検出するものであり、第１の温度検出部２２１及び第２の温度検出部２２２から構成されている。第１の温度検出部２２１は、熱源側熱交換器２１２における第１の熱交換部２１２ａと第２の熱交換部２１２ｂとを連結する連結管２３４のうち、第１の熱交換部２１２ａの近傍に取り付けられており、第１の熱交換部２１２ａの出口温度を検出するものである。また、第２の温度検出部２２２は、熱源側熱交換器２１２における第２の熱交換部２１２ｂと第２のガスヘッダ２３２とを接続する枝管に取り付けられており、第２の熱交換部２１２ｂの出口温度を検出するものである。

なお、本実施の形態３では、第１の温度検出部２２１は、１個だけ、連結管２３４に取り付けられているが、複数の連結管２３４に取り付けられてもよい。本実施の形態３のように、第１の温度検出部２２１が、１個だけ取り付けられる場合、取り付けられる連結管２３４は、除霜運転時において、最も配管温度が低下する連結管２３４を選択することが好ましい。

例えば、第１の熱交換部２１２ａと第２の熱交換部２１２ｂとを連結する連結管２３４の長さが、その位置によって、異なるようにしてもよい。連結管２３４の長さが短いほど、熱媒体が流通する流量が増加し、暖房運転時において、より多くの霜が付着する。第１の温度検出部２２１が、そのほかの連結管２３４よりも長さが短い連結管２３４に設けられることにより、多くの霜が付着して低温となった連結管２３４の温度を検出することができる。なお、連結管２３４の長さを、第１の温度検出部２２１が取り付けられた連結管２３４のみ短くしてもよいし、第１の温度検出部２２１が取り付けられた連結管２３４以外の連結管２３４を長くしてもよい。

なお、本実施の形態３では、第２の温度検出部２２２は、１個だけ、第２の熱交換部２１２ｂと第２のガスヘッダ２３２とを接続する枝管に取り付けられているが、複数の枝管に取り付けられてもよい。本実施の形態３のように、第２の温度検出部２２２が、１個だけ取り付けられる場合、取り付けられる枝管は、除霜運転時において、最も配管温度が低下する枝管を選択することが好ましい。

また、キャピラリチューブ及び分配器を用いて、第２の熱交換部２１２ｂから流出した熱媒体を合流させる場合、分配器と熱源側熱交換器２１２とを連結するキャピラリチューブの長さが、その位置によって、異なるようにしてもよい。キャピラリチューブの長さが短いほど、熱媒体が流通する流量が増加し、暖房運転時において、より多くの霜が付着する。第２の温度検出部２２２が、そのほかのキャピラリチューブよりも長さが短いキャピラリチューブに設けられることにより、多くの霜が付着して低温となったキャピラリチューブの温度を検出することができる。

熱媒体回路２１０は、実施の形態１と同様に、流量調整部２４０を備えているが、その設置位置が実施の形態１と相違する。流量調整部２４０は、第１の熱交換部２１２ａ及び第２の熱交換部２１２ｂに流通する熱媒体の流量を調整するものであり、流路切替部１５と第２のガスヘッダ２３２とを接続する第２の接続管２４２に設置されている。流量調整部２４０は、その開度を調節することによって、第２の接続管２４２に流通する熱媒体の流量を調整する。

流量調整部２４０が全閉されると、第２の接続管２４２には熱媒体が流通しなくなり、第１の接続管２４１にのみ熱媒体が流通する。従って、流路切替部１５を通過した熱媒体は、先ず、第１の熱交換部２１２ａにのみ流入し、連結管２３４を通って、第２の熱交換部２１２ｂに流入する。従って、第１の熱交換部２１２ａに流通する熱媒体の流量と第２の熱交換部２１２ｂに流通する熱媒体の流量とが同等となる。

そして、流量調整部２４０が開かれていくほど、第２の接続管２４２に流通する熱媒体の流量が増え、第２の熱交換部２１２ｂに直接流入する熱媒体の流量が増加する。そして、流量調整部２４０が全開されると、第１の接続管２４１に流通する熱媒体の流量と第２の接続管２４２に流通する熱媒体の流量とが同等となる。従って、第２の熱交換部２１２ｂに流入する熱媒体の流量は、直接流入する熱媒体の流量の分だけ、第１の熱交換部２１２ａに流入する熱媒体の流量よりも多くなる。

制御部２５０は、除霜運転のときに、温度検出部２２０において検出された熱源側熱交換器２１２の出口温度に基づいて、第１の熱交換部２１２ａ及び第２の熱交換部２１２ｂに付着した霜を除去するように熱媒体の動作を制御するものである。図９は、実施の形態３における制御部２５０を示すブロック図である。図９に示すように、制御部２５０は、第１の判定手段２５１と、第２の判定手段２５２と、流量制御手段２５３とを備えている。

第１の判定手段２５１は、除霜運転のときに、第１の温度検出部２２１において検出された第１の熱交換部２１２ａの出口温度と第２の温度検出部２２２において検出された第２の熱交換部２１２ｂの出口温度との差分の絶対値である差分が、予め決められた差分閾値温度よりも高いか否かを判定するものである。差分閾値温度は、例えば１℃である。

また、第２の判定手段２５２は、差分が差分閾値温度よりも高いことが第１の判定手段２５１において判定された場合、第１の温度検出部２２１において検出された第１の熱交換部２１２ａの出口温度が、第２の温度検出部２２２において検出された第２の熱交換部２１２ｂの出口温度よりも高いか否かを判定するものである。なお、前述の如く、第１の温度検出部２２１は、複数の連結管２３４に取り付けられてもよい。この場合、第１の熱交換部２１２ａの出口温度として、連結管２３４に取り付けられた複数の第１の温度検出部２２１によって検出された複数の第１の熱交換部２１２ａの出口温度の平均値が用いられてもよい。

また、第２の温度検出部２２２は、第２の熱交換部２１２ｂと第２のガスヘッダ２３２とを接続する複数の枝管に取り付けられてもよい。この場合、第２の熱交換部２１２ｂの出口温度として、枝管に取り付けられた複数の第２の温度検出部２２２によって検出された複数の第２の熱交換部２１２ｂの出口温度の平均値が用いられてもよい。また、キャピラリチューブ及び分配器を用いて、第２の熱交換部２１２ｂから流出した熱媒体を合流させる場合、第２の温度検出部２２２は、複数のキャピラリチューブに取り付けられてもよい。この場合、第２の熱交換部２１２ｂの出口温度として、キャピラリチューブに取り付けられた複数の第２の温度検出部２２２によって検出された複数の第２の熱交換部２１２ｂの出口温度の平均値が用いられてもよい。

更に、流量制御手段２５３は、第１の熱交換部２１２ａの出口温度が第２の熱交換部２１２ｂの出口温度よりも高いことが第２の判定手段２５２において判定された場合、流量調整部２４０を制御して第１の熱交換部２１２ａに流通する熱媒体の流量を減らすものである。

次に、本実施の形態３に係る空気調和装置２００の暖房運転、冷房運転及び除霜運転の動作について説明する。

先ず、暖房運転における動作について説明する。圧縮機１１は、熱媒体を吸入し、この熱媒体を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された熱媒体は、流路切替部１５を通過して、利用側熱交換器１４に流入し、利用側熱交換器１４は、室内空気との熱交換により、熱媒体を凝縮する。この凝縮された熱媒体は、膨張部１３に流入し、膨張部１３は、凝縮された熱媒体を減圧する。そして、減圧された熱媒体は、第２の液ヘッダ２３３に流入する。

そして、熱媒体は、第２の液ヘッダ２３３から、熱源側熱交換器２１２における第２の熱交換部２１２ｂに流入し、第２のガスヘッダ２３２に至る。その後、熱媒体は、連結管２３４を通って、第１の熱交換部２１２ａに流入する。なお、暖房運転においては、流量調整部２４０は、全閉にされている。その後、第１のガスヘッダ２３１に流入する。ここで、熱源側熱交換器２１２は、室外空気との熱交換により、熱媒体を蒸発する。蒸発された熱媒体は、第１の接続管２４１を流通して、流路切替部１５に至る。その後、熱媒体は、アキュムレータ１６に流入し、圧縮機１１に吸入される。

次に、冷房運転における動作について説明する。圧縮機１１は、熱媒体を吸入し、この熱媒体を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された熱媒体は、流路切替部１５を通過し、その後、第１の接続管２４１に流通する。なお、冷房運転においても、流量調整部２４０は、全閉にされている。そして、第１の接続管２４１に流入した熱媒体は、第１のガスヘッダ２３１に流入し、熱源側熱交換器２１２の第１の熱交換部２１２ａに流入し、連結管２３４を通って、第２のガスヘッダ２３２に流入する。その後、第２の熱交換部２１２ｂに流入し、第２の液ヘッダ２３３に流入する。ここで、熱源側熱交換器２１２は、室外空気との熱交換により、熱媒体を凝縮する。

その後、凝縮された熱媒体は、膨張部１３に流入し、膨張部１３は、凝縮された熱媒体を減圧する。そして、減圧された熱媒体は、利用側熱交換器１４に流入し、利用側熱交換器１４は、室内空気との熱交換により、熱媒体を蒸発する。そして、蒸発された熱媒体は、流路切替部１５を通過した後、アキュムレータ１６に流入し、圧縮機１１に吸入される。

次に、除霜運転における動作について説明する。圧縮機１１は、熱媒体を吸入し、この熱媒体を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。除霜運転においては、流量調整部２４０の開度が、適宜変更される。流量調整部２４０が全閉されている場合、この吐出された熱媒体は、流路切替部１５を通過し、その後、第１の接続管２４１に流通する。そして、第１の接続管２４１に流入した熱媒体は、第１のガスヘッダ２３１に流入し、熱源側熱交換器２１２の第１の熱交換部２１２ａに流入し、連結管２３４を通って、第２のガスヘッダ２３２に流入する。その後、第２の熱交換部２１２ｂに流入し、第２の液ヘッダ２３３に流入する。ここで、熱源側熱交換器２１２は、室外空気との熱交換により、熱媒体を凝縮する。

一方、流量調整部２４０が、開かれている場合、吐出された熱媒体は、流路切替部１５を通過し、その後、第１の接続管２４１及び第２の接続管２４２に分岐する。そして、第１の接続管２４１に流入した熱媒体は、第１のガスヘッダ２３１に流入し、熱源側熱交換器２１２の第１の熱交換部２１２ａに流入し、連結管２３４を通って、第２のガスヘッダ２３２に流入する。その後、第２の熱交換部２１２ｂに流入し、第２の液ヘッダ２３３に流入する。

一方、第２の接続管２４２に流入した熱媒体は、第２のガスヘッダ２３２に流入し、第１の熱交換部２１２ａを介することなく、熱源側熱交換器２１２の第２の熱交換部２１２ｂに流入する。そして、熱媒体は、第２の液ヘッダ２３３に流入する。即ち、第１の接続管２４１と第２の接続管２４２とに分岐して流通した熱媒体は、第２のガスヘッダ２３２にて合流する。ここで、熱源側熱交換器２１２は、室外空気との熱交換により、熱媒体を凝縮する。

次に、本実施の形態３に係る空気調和装置２００の動作について説明する。図１０は、実施の形態１に係る空気調和装置２００の動作を示すフローチャートである。図１０に示すように、暖房運転が行われている際、制御部２５０は、除霜運転を実施するか否かを判断する（ステップＳ２１）。

上記条件が満たされなければ（ステップＳ２１のＮｏ）、ステップＳ２１が繰り返される。上記条件が満たされると（ステップＳ２１のＹｅｓ）、除霜運転が開始される（ステップＳ２２）。そして、流路切替部１５が切り替えられ、圧縮機１１の運転が開始され、流量調整部２４０が所定の開度に開かれる（ステップＳ２３）。なお、圧縮機１１は、所定の周波数で運転するが、熱媒体温度検出部２６によって検出された熱媒体の温度、第１の温度検出部２２１によって検出された第１の熱交換部２１２ａの温度、又は第２の温度検出部２２２によって検出された第２の熱交換部２１２ｂの温度に基づいて、圧縮機１１の周波数が決定されてもよい。

次に、第１の判定手段２５１によって、第１の温度検出部２２１において検出された第１の熱交換部２１２ａの出口温度と第２の温度検出部２２２において検出された第２の熱交換部２１２ｂの出口温度との差分の絶対値である差分が、予め決められた差分閾値温度よりも高いか否かが判定される（ステップＳ２４）。差分が、差分閾値温度よりも低いことが判定された場合（ステップＳ２４のＮｏ）、流量調整部２４０の開度が調整されずに、ステップＳ２８に進む。

第１の熱交換部２１２ａの出口温度と第２の熱交換部２１２ｂの出口温度とが近ければ、第１の熱交換部２１２ａにおける霜の成長と第２の熱交換部２１２ｂにおける霜の成長とが同等であるものと判断されるため、流量調整部２４０の開度は、所定の開度のまま維持される。一方、差分が、差分閾値温度よりも高いことが判定された場合（ステップＳ２４のＹｅｓ）、次のステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５では、第２の判定手段２５２によって、第１の温度検出部２２１において検出された第１の熱交換部２１２ａの出口温度が、第２の温度検出部２２２において検出された第２の熱交換部２１２ｂの出口温度よりも高いか否かが判定される。第１の熱交換部２１２ａの出口温度が第２の熱交換部２１２ｂの出口温度よりも高い場合（ステップＳ２５のＹｅｓ）、流量制御手段２５３によって、流量調整部２４０の開度が大きくされる（ステップＳ２６）。これにより、第１の熱交換部２１２ａに流入する熱媒体の流量は、第２の熱交換部２１２ｂに直接流入する熱媒体の流量が増える分だけ、減らされる。その後、ステップＳ２８に進む。

これに対し、第１の熱交換部２１２ａの出口温度が第２の熱交換部２１２ｂの出口温度よりも低い場合（ステップＳ２５のＮｏ）、流量制御手段２５３によって、流量調整部２４０の開度が小さくされる（ステップＳ２７）。これにより、第１の熱交換部２１２ａに流入する熱媒体の流量は、第２の熱交換部２１２ｂに直接流入する熱媒体の流量が減る分だけ、増やされる。その後、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８では、制御部２５０によって、除霜運転の時間が所定の時間だけ経過したか否かが判断される。ここで、所定の時間は、例えば１２分とする。除霜運転が開始されてから１２分経過していれば（ステップＳ２８のＹｅｓ）、ステップＳ３０に進む。除霜運転が開始されてから１２分経過していなければ（ステップＳ２８のＮｏ）、次のステップＳ２９に進む。

ステップＳ２９では、除霜運転が開始されてから１２分経過していなくても、制御部２５０が、強制的に除霜運転を終了するか否かを判断する。例えば、熱媒体温度検出部２６によって、所定の温度が所定の時間だけ検出された場合、除霜運転が終了される。ここで、所定の温度は、例えば１０℃とし、また、所定の時間は、例えば４分とする。なお、除霜運転は、熱媒体温度検出部２６によって検出された熱媒体の温度が、所定の温度を超えた場合、直ちに終了されてもよい。この所定の温度は、例えば２５℃とする。

上記条件が満たされなければ（ステップＳ２９のＮｏ）、ステップＳ２４に戻る。上記条件が満たされると（ステップＳ２９のＹｅｓ）、除霜運転が終了される（ステップＳ３０）。

以上説明したように、本実施の形態３に係る空気調和装置２００は、流量制御手段２５３が、第１の熱交換部２１２ａの出口温度が第２の熱交換部２１２ｂの出口温度よりも高いことが第２の判定手段２５２において判定された場合、第１の熱交換部２１２ａに流通する熱媒体の流量を減らすように流量調整部２４０を制御するため、熱源側熱交換器２１２の全域における除霜能力を均一にすることができる。

また、本実施の形態３は、差分が差分閾値温度よりも高く、且つ第１の熱交換部２１２ａの出口温度が第２の熱交換部２１２ｂの出口温度よりも高ければ、第２の熱交換部２１２ｂに付着した霜の成長が顕著となり、この霜を溶かすために必要な放熱量が高くなり、これにより、第２の熱交換部２１２ｂの出口温度が低いと判断される。このため、流量調整部２４０の開度が大きくされ、第２の熱交換部２１２ｂに直接流通する熱媒体の流量を増やす。これにより、第２の熱交換部２１２ｂにおける放熱量が増加し、霜を溶け易くしている。従って、霜の溶け残りが防止される。

更に、本実施の形態３は、差分が差分閾値温度よりも高く、且つ第１の熱交換部２１２ａの出口温度が第２の熱交換部２１２ｂの出口温度よりも低ければ、第２の熱交換部２１２ｂに熱媒体が過剰に流入していると判断される。このため、流量調整部２４０の開度が小さくされ、第２の熱交換部２１２ｂに直接流通する熱媒体の流量を減らす。これにより、第２の熱交換部２１２ｂに熱媒体が過剰に流通することが防止され、第１の熱交換部２１２ａ及び第２の熱交換部２１２ｂにおいて、均一に除霜することができる。

なお、上記実施の形態１〜３において、第１の熱交換部は、熱源側熱交換器における上部に位置されており、第２の熱交換部は、熱源側熱交換器における下部に位置されていてもよい。この場合、第１の熱交換部から第２の熱交換部にかけて、根氷が形成されようとしても、第１の熱交換部及び第２の熱交換部において、均一に除霜することができるため、この根氷の発生を抑えることができる。

また、実施の形態１における流量調整部４０と、実施の形態３における流量調整部２４０とを、両方備えた空気調和装置としてもよい。

１空気調和装置、２室外ユニット、３室内ユニット、４建物、５室外空間、６室内空間、１０熱媒体回路、１１圧縮機、１２熱源側熱交換器、１２ａ第１の熱交換部、１２ｂ第２の熱交換部、１３膨張部、１４利用側熱交換器、１５流路切替部、１６アキュムレータ、２０温度検出部、２１第１の温度検出部、２２第２の温度検出部、２５外気温度検出部、２６熱媒体温度検出部、３１第１のガスヘッダ、３２第２のガスヘッダ、３４キャピラリチューブ、３５分配器、４０流量調整部、４１第１の接続管、４２第２の接続管、５０制御部、５１第１の判定手段、５２第２の判定手段、５３流量制御手段、１００空気調和装置、１１０熱媒体回路、１１２熱源側熱交換器、１１２ａ第１の熱交換部、１１２ｂ第２の熱交換部、１２０温度検出部、１２１連結管温度検出部、１３１第１のガスヘッダ、１３３第２の液ヘッダ、１３４連結管、１４０順序切替部、１４１第１のバイパス管、１４２第２のバイパス管、１４３第１の順序切替弁、１４４第２の順序切替弁、１４５第３の順序切替弁、１４６第４の順序切替弁、１５０制御部、１５１閾値判定手段、１５２順序制御手段、２００空気調和装置、２１０熱媒体回路、２１２熱源側熱交換器、２１２ａ第１の熱交換部、２１２ｂ第２の熱交換部、２２０温度検出部、２２１第１の温度検出部、２２２第２の温度検出部、２３１第１のガスヘッダ、２３２第２のガスヘッダ、２３３第２の液ヘッダ、２３４連結管、２４０流量調整部、２４１第１の接続管、２４２第２の接続管、２５０制御部、２５１第１の判定手段、２５２第２の判定手段、２５３流量制御手段。

Claims

圧縮機、流路切替部、流量調整部、ガスヘッダ、熱源側熱交換器、分配器、膨張部及び利用側熱交換器が、配管により接続され、前記熱源側熱交換器の除霜を行う除霜運転時に、熱媒体が、前記圧縮機、前記流路切替部、前記ガスヘッダ、前記熱源側熱交換器、前記分配器、前記膨張部、前記利用側熱交換器の順に循環する熱媒体回路と、
制御部と、
前記除霜運転時に、前記第１の熱交換部から流出した熱媒体の温度を検出する第１の温度検出部と、
前記除霜運転時に、前記第２の熱交換部から流出した熱媒体の温度を検出する第２の温度検出部と、を有し、
前記熱源側熱交換器は、
第１の熱交換部と、
前記第１の熱交換部よりも下部に設けられた第２の熱交換部と、を有し、
前記流量調整部は、
前記除霜運転時に、前記第１の熱交換部に流れる熱媒体の流量と前記第２の熱交換部に流れる熱媒体の流量とを調整し、
前記第１の温度検出部は、
前記第１の熱交換部と前記分配器とを接続するキャピラリチューブのうちの他のキャピラリチューブよりも長さが短いキャピラリチューブに取り付けられており、
前記第２の温度検出部は、
前記第２の熱交換部と前記分配器とを接続するキャピラリチューブのうちの他のキャピラリチューブよりも長さが短いキャピラリチューブに取り付けられている
空気調和装置。
前記ガスヘッダは、
前記第１の熱交換部に接続された第１のガスヘッダと、
前記第２の熱交換部に接続された第２のガスヘッダと、を有し、
前記第１のガスヘッダと前記第１の熱交換部とを接続する配管の本数は、
前記第２のガスヘッダと前記第２の熱交換部とを接続する配管の本数よりも多い
請求項１記載の空気調和装置。
前記第１のガスヘッダを前記流路切替部に接続する第１の接続管と、
前記第２のガスヘッダを前記流路切替部に接続する第２の接続管と、を有し、
前記流量調整部は、前記第１の接続管に設けられている
請求項２記載の空気調和装置。
前記熱媒体回路は、
室外に設置され、前記圧縮機、前記流路切替部、前記流量調整部、前記ガスヘッダ、前記熱源側熱交換器及び前記分配器を収容する室外ユニットと、
室内に設置され、前記膨張部及び前記利用側熱交換器を収容する室内ユニットと、が接続されて構成されており、
前記除霜運転時に、前記第１の熱交換部から流出した熱媒体と前記第２の熱交換部から流出した熱媒体とが前記分配器で合流して前記熱源側熱交換器から流出した後の熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検出部を更に有し、
前記制御部は、
前記熱媒体温度検出部が検出した熱媒体の温度に基づいて、前記室内の暖房を行う暖房運転から前記除霜運転に切り替える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
前記室外の空気の温度を検出する外気温度検出部を更に有し、
前記制御部は、
前記熱媒体温度検出部が検出した熱媒体の温度及び前記外気温度検出部が検出した空気の温度に基づいて、前記暖房運転から前記除霜運転に切り替える
請求項４記載の空気調和装置。
前記制御部は、
前記第１の温度検出部が検出した熱媒体の温度と、前記第２の温度検出部が検出した熱媒体の温度とを近づけるように、前記流量調整部の開度を調整する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和装置。