JP6539560B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、高圧ガス管、低圧ガス管および液管によって接続された室外機と室内機とを備えた空気調和装置に関する。

一般に、圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器を有する複数台の室内機とを備え、室外機と室内機とが高圧ガス管、低圧ガス管、および液管によって接続され、室内機を独立して冷房運転または暖房運転を可能とした空気調和装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の空気調和装置では、圧縮機と室外熱交換器との間に、圧縮機の吐出側から室外熱交換器へと向かう高圧ガス流路と、室外熱交換器から圧縮機の吸込側へと向かう低圧流路とを切り換える室外四方弁を備えると共に、室外四方弁の低圧ガス流路が選択された場合に、圧縮機の吐出側から圧縮機の吸込側（低圧ガス管）に冷媒を導くキャピラリチューブを室外四方弁に設け、室外四方弁の手前で液冷媒が溜まる事態を防止している。

特開２００６−１２５７６１号公報

ところで、上記した空気調和装置は、複数の室内機を独立して冷房運転または暖房運転を可能とするものであるため、室外熱交換器を並列に複数設けることで、蒸発熱量と凝縮熱量との熱バランスを細かく制御することができ有効となる。この構成では、例えば、低外気温下での冷房性能を向上させるため、凝縮器として使用しない室外熱交換器には、該室外熱交換器内に冷媒が溜まらないように、圧縮機の吐出側から室外熱交換器への冷媒の流れを止める制御弁が必要である。

この場合、制御弁を室外熱交換器の手前、すなわち、室外四方弁と室外熱交換器との間に設ける構成が想定される。しかし、室外熱交換器を蒸発器として使用する場合、室外四方弁と室外熱交換器とを接続する管路には、高圧ガスよりも膨張した低圧ガスが流通する。このため、室外四方弁と室外熱交換器との間に制御弁を設ける構成では、圧力損失による能力低下を抑制するために、双方向の流れを許容しつつ口径の大きな制御弁を設ける必要があった。また、室外熱交換器を蒸発器として使用する場合には、室外四方弁に設けたキャピラリチューブを通じて、圧縮機の吐出側から圧縮機の吸込側に少量ながらも冷媒が流出するため、能力低下の要因となっていた。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、口径の大きな制御弁を用いることなく、室外熱交換器を蒸発器として使用する場合の能力低下を抑制できる空気調和装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器を有する複数台の室内機とを備え、室外機と室内機とが高圧ガス管、低圧ガス管、および液管によって接続され、室内機を独立して冷房運転または暖房運転可能とした空気調和装置であって、室外機は、高圧ガス管に吐出側が連なり、低圧ガス管に吸込側が連なる圧縮機と、液管に並列に連なる複数の室外熱交換器と、圧縮機とそれぞれの室外熱交換器との間に、圧縮機の吐出側から室外熱交換器へと向かう高圧ガス流路と、室外熱交換器から圧縮機の吸込側へと向かう低圧ガス流路とをそれぞれ選択的に切り換える複数の室外四方弁と、室外四方弁の低圧ガス流路が選択された場合に、圧縮機の吐出側と連通する室外四方弁のポートに一端が接続され、他端が圧縮機の吸込側に連なる複数のキャピラリチューブと、少なくとも室外四方弁の１つと圧縮機の吐出側との間に配置されて、該圧縮機から室外四方弁への流れを制御する室外制御弁とを備えた。

この構成によれば、少なくとも室外四方弁の１つと圧縮機の吐出側との間に配置されて、該圧縮機から室外四方弁への流れを制御する室外制御弁を備えたため、この室外制御弁を閉じることにより、該室外制御弁を設けた経路の室外熱交換器に冷媒が流れなくなる。このため、冷房運転または暖房運転時に容量として不要な室外熱交換器を遮断することができ、例えば、低外気温下の冷房運転時に、凝縮器として使用する室外熱交換器の容量を抑えることができ、使用しない室外熱交換器内に液冷媒が溜まることを防止できる。また、室外制御弁を室外四方弁と圧縮機の吐出側との間に配置したことにより、室外熱交換器を蒸発器として使用する場合に、室外制御弁が冷媒の流路から外れるため、口径の大きな室外制御弁を要することがない。さらに、室外熱交換器を蒸発器として使用する場合に、室外制御弁を閉じることにより、キャピラリチューブを通じて、圧縮機の吐出側から圧縮機の吸込側への冷媒の流れを遮断し、能力低下を抑制できる。

この構成において、室外熱交換器は、熱交換容量がそれぞれ異なる構成とし、室外制御弁は、少なくとも熱交換容量が最も大きな室外熱交換器に対応する室外四方弁と圧縮機の吐出側との間に配置されても良い。この構成によれば、熱交換容量が最も大きな室外熱交換器への冷媒の流れを遮断できるため、例えば、低外気温下の冷房運転時に、凝縮器として使用する室外熱交換器の容量を簡単に抑えることができ、使用しない室外熱交換器内に液冷媒が溜まることを防止できる。

また、室外制御弁は、室外四方弁と圧縮機の吐出側との間にそれぞれ配置されてもよい。この構成によれば、空調負荷に応じて、使用する室外熱交換器を細かく制御することができる。

また、室外四方弁の低圧ガス流路が選択された場合、室外制御弁を閉じると共に、定期的もしくは不定期に、該室外制御弁を所定時間だけ開放しても良い。この構成によれば、室外制御弁と圧縮機の吐出側との間に溜まった冷媒を、キャピラリチューブを通じて流出できる。

本発明によれば、少なくとも室外四方弁の１つと圧縮機の吐出側との間に配置されて、該圧縮機から室外四方弁への流れを制御する室外制御弁を備えたため、口径の大きな室外制御弁を用いることなく、室外熱交換器を蒸発器として使用する場合の能力低下を抑制できる。

図１は、本実施形態にかかる冷暖房フリーマルチエアコンの概略構成図である。 図２は、低外気温下における冷房主体運転の運転パターンを示した概略構成図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、本実施形態にかかる冷暖房フリーマルチエアコンの概略構成図である。冷暖房フリーマルチエアコン（空気調和装置）１００は、１台の室外ユニット（室外機）１と、複数台（例えば４台）の室内ユニット（室内機）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、これら各ユニットを接続する高圧ガス管５、低圧ガス管７および液管９とを備えている。室内ユニットについて特段区別する必要がない場合には、単に室内ユニット３と称する。冷暖房フリーマルチエアコン１００は、室内ユニット３ａ〜３ｄのそれぞれで冷房運転または暖房運転を独立に行うことができる。図１では、すべての室内ユニット３ａ〜３ｄで暖房運転を行う運転パターンを示している。

室外ユニット１は、複数台（例えば２台）の圧縮機１０ａ，１０ｂと、複数台（例えば３台）の室外熱交換器１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、を備えている。これら圧縮機及び室外熱交換器についても、特段区別する必要がない場合には、単に圧縮機１０、室外熱交換器１２と称する。

圧縮機１０ａ，１０ｂは、冷媒を圧縮するものであり、好適にはスクロールコンプレッサが用いられる。これらの圧縮機１０ａ，１０ｂは、要求される能力に応じて、２台同時に運転する場合もあり、また、１台のみ運転させ、他の１台をバックアップとする場合もある。冷媒としては、例えばＲ４０１Ａが用いられる。このＲ４０１Ａは、従来の冷媒であるＲ２２やＲ４０７Ｃに比べて約１．４倍（５℃）の密度を有し、約１．６倍（５℃）の高圧となる。このような高密度高圧冷媒は、高い冷凍能力を発揮し、圧力損失も少ないという利点を有する。

圧縮機１０ａ，１０ｂで圧縮された冷媒は、高圧ガス冷媒となり、冷媒吐出管２１ａ，２１ｂをそれぞれ流れた後、室外高圧ガス管２１にて合流する。この室外高圧ガス管２１は、上記した高圧ガス管５に接続される。室外高圧ガス管２１は、分岐点２３で分岐される高圧分岐管２４を有し、この高圧分岐管２４は、更に第１高圧分岐管２４ａ、第２高圧分岐管２４ｂ及び第３高圧分岐管２４ｃの３つに分岐されている。第１高圧分岐管２４ａ、第２高圧分岐管２４ｂ及び第３高圧分岐管２４ｃは、それぞれ第１室外制御弁２７ａ、第２室外制御弁２７ｂ及び第３室外制御弁２７ｃを介して、第１室外四方弁１４ａ、第２室外四方弁１４ｂ及び第３室外四方弁１４ｃに接続されている。これら第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃ、及び、第１〜第３室外制御弁２７ａ〜２７ｃについては、後に詳述する。

また、圧縮機１０ａ，１０ｂの吸込側には、それぞれ冷媒吸込管２２ａ，２２ｂが設けられ、この冷媒吸込管２２ａ，２２ｂは、圧縮機１０ａ，１０ｂに吸い込まれるガス冷媒に含まれる液冷媒を分離するアキュムレータ２０に接続される。このアキュムレータ２０には、低圧ガス管７に接続される室外低圧ガス管２２が連結されている。この室外低圧ガス管２２は、３つに分岐された第１低圧分岐管２６ａ、第２低圧分岐管２６ｂ及び第３低圧分岐管２６ｃを有し、これら第１低圧分岐管２６ａ、第２低圧分岐管２６ｂ及び第３低圧分岐管２６ｃは、それぞれ上記第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃに接続されている。

室外熱交換器１２は、室外空気と熱交換するものであり、通過する冷媒の状態に応じて、凝縮器または蒸発器として動作する。本実施形態では、並列に配置された第１室外熱交換器１２ａ、第２室外熱交換器１２ｂ及び第３室外熱交換器１２ｃを備え、熱交換容量（熱交換能力）は、第１室外熱交換器１２ａ＜第２室外熱交換器１２ｂ＜第３室外熱交換器１２ｃの順番に大きく構成されている。第１室外熱交換器１２ａ、第２室外熱交換器１２ｂ及び第３室外熱交換器１２ｃの一端側には、それぞれ第１室外液分岐管１９ａ、第２室外液分岐管１９ｂ及び第３室外液分岐管１９ｃが接続され、これら第１室外液分岐管１９ａ、第２室外液分岐管１９ｂ及び第３室外液分岐管１９ｃには、各室外熱交換器１２ａ〜１２ｃの近傍に、それぞれ第１室外側膨張弁１３ａ、第２室外側膨張弁１３ｂ及び第３室外側膨張弁１３ｃが設けられている。

また、第１室外液分岐管１９ａ、第２室外液分岐管１９ｂ及び第３室外液分岐管１９ｃは、１つの室外液管１９に接続される。この室外液管１９は、上記した液管９に接続される配管であり、この室外液管１９には、液冷媒を貯留するレシーバ２３と、冷房運転時に室外液管１９を流れる冷媒に過冷却を与える過冷却器２８とが設けられている。過冷却器２８は、室外液管１９を流れる液冷媒の一部を取り出し、膨張弁２８ａによって膨張気化させて冷却した冷媒によって、室外液管１９を流れる液冷媒に過冷却を与えるようになっている。過冷却に用いられて気化したガス冷媒は、アキュムレータ２０に返送される。

また、第１室外熱交換器１２ａ、第２室外熱交換器１２ｂ及び第３室外熱交換器１２ｃの他端側は、第１ガス冷媒管２５ａ、第２ガス冷媒管２５ｂ及び第３ガス冷媒管２５ｃを介して、それぞれ上記第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃに接続されている。

第１〜第３室外制御弁２７ａ〜２７ｃは、同一の構成を有するものであるため、第１室外制御弁２７ａについて説明する。第１室外制御弁２７ａは、第１高圧分岐管２４ａに設けられ、圧縮機１０から吐出されたガス冷媒を第１室外四方弁１４ａを通じて、第１室外熱交換器１２ａへ供給する、もしくは、供給を遮断する開閉弁である。本実施形態では、第１室外熱交換器１２ａ、第２室外熱交換器１２ｂ及び第３室外熱交換器１２ｃにそれぞれ対応して第１〜第３室外制御弁２７ａ〜２７ｃを設けているが、少なくとも熱交換容量の最も大きい第３室外熱交換器１２ｃに対応する第３高圧分岐管２４ｃに設けてあれば良い。

第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃは、同一の構成を有するものであるため、同等の符号を付して第１室外四方弁１４ａについて説明する。第１室外四方弁１４ａは、第１高圧分岐管２４ａが接続される高圧ガス管用ポート１４−１と、第１ガス冷媒管２５ａが接続される室外熱交換器側ポート１４−２と、第１低圧分岐管２６ａが接続される低圧ガス管側ポート１４−３と、ストレーナ１７ａ及びキャピラリチューブ１８ａを介して、第１低圧分岐管２６ａに接続されるバイパス管側ポート１４−４とを備えている。

第１室外四方弁１４ａは、上記した４つのポートを連通させることにより、冷媒の流路を形成する。具体的には、高圧ガス管用ポート１４−１と室外熱交換器側ポート１４−２とを連通させると共に、低圧ガス管側ポート１４−３とバイパス管側ポート１４−４とを連通させる。これにより、圧縮機１０の吐出側から第１高圧分岐管２４ａ、第１室外制御弁２７ａ、第１室外四方弁１４ａ及び第１ガス冷媒管２５ａを通じて、第１室外熱交換器１２ａへ冷媒が流れる高圧ガス流路が形成される。この場合、第１室外制御弁２７ａを閉じることにより、第１室外熱交換器１２ａへの冷媒の流れを遮断することができ、例えば、低外気温下の冷房運転時に、凝縮器として使用する室外熱交換器１２の熱交換容量を抑えることができ、使用しない室外熱交換器（第１室外熱交換器１２ａ）内に液冷媒が溜まることを防止できる。また、この場合、キャピラリチューブ１８ａは、第１室外四方弁１４ａを介して、両端が第１低圧分岐管２６ａに接続されることで閉ループとなる。

また、第１室外四方弁１４ａは、室外熱交換器側ポート１４−２と低圧ガス管側ポート１４−３とを連通させると共に、高圧ガス管用ポート１４−１とバイパス管側ポート１４−４とを連通させる。これにより、第１室外熱交換器１２ａから第１ガス冷媒管２５ａ、第１室外四方弁１４ａ及び第１低圧分岐管２６ａを通じて、圧縮機１０の吸込側へ冷媒が流れる低圧ガス流路が形成される。この場合、第１室外熱交換器１２ａは蒸発器として使用される。このため、第１室外制御弁２７ａが冷媒の流路から外れることにより、該第１室外制御弁２７ａを第１ガス冷媒管２５ａに設ける場合と比較して、口径の大きな室外制御弁を要することがない。また、この場合、第１高圧分岐管２４ａを流れる高圧の冷媒は、キャピラリチューブ１８ａにより減圧されて第１低圧分岐管２６ａに流入する。さらに、この構成で、第１室外制御弁２７ａを閉じることにより、キャピラリチューブ１８ａを通じて、圧縮機１０の吐出側から圧縮機１０の吸込側への冷媒の流れを遮断することができる。このため、空調運転に直接関与しない冷媒の流れを遮断できることにより、結果として空調能力の低下を抑制できる。一方で、第１室外制御弁２７ａを閉じたままとすると、この第１室外制御弁２７ａと圧縮機１０との間の高圧ガス冷媒が放冷されて液化し、この液冷媒が溜まることが想定される。従って、第１室外制御弁２７ａを閉じている期間中に、該第１室外制御弁２７ａを定期的、もしくは、不定期に所定時間（例えば１０秒）だけ開放することで、溜まった液冷媒を、キャピラリチューブ１８ａを通じて排出することができる。

室内ユニット３は、複数設けられており、各室内ユニット３ａ〜３ｄの構成は同等とされる。ここでは、室内ユニット３ａについて説明し、他の室内ユニット３ｂ〜３ｄについては説明を省略する。室内ユニット３ａは、室内空気と熱交換を行う室内熱交換器４０を備えている。室内熱交換器４０と液管９とを接続する液冷媒用分岐管９ｃには、室内側膨張弁４２が設けられている。

また、室内ユニット３ａは、室内熱交換器４０と高圧ガス管５及び低圧ガス管７の切り換えを行う分流コントローラ４６が設けられている。分流コントローラ４６は、室内側四方弁４８を備え、この室内側四方弁４８は、高圧ガス管５の主管から分岐された高圧ガス分岐管５ｃに接続される高圧ガス管用ポート４８−１と、室内熱交換器４０側に接続される室内熱交換器側ポート４８−２と、低圧ガス管７の主管から分岐された室内側低圧ガス分岐管７ｃに接続される低圧ガス管用ポート４８−３と、第１キャピラリチューブ５７を介して、室内側低圧ガス分岐管７ｃに接続される低圧バイパス管用ポート４８−４と、を有している。

室内側四方弁４８は、暖房運転時には、高圧ガス管用ポート４８−１と室内熱交換器側ポート４８−２とを連通し、かつ、低圧ガス管用ポート４８−３と低圧バイパス管用ポート４８−４とを連通する。また、室内側四方弁４８は、後述する冷房運転時には、高圧ガス管用ポート４８−１と低圧バイパス管用ポート４８−４とを連通し、かつ、室内熱交換器側ポート４８−２と低圧ガス管用ポート４８−３とを連通する。

室内側四方弁４８の上流側の高圧ガス分岐管５ｃには、高圧ガス分岐管用開閉弁５２が設けられている。この高圧ガス分岐管用開閉弁５２を迂回するように第２キャピラリチューブ５５が設けられている。この第２キャピラリチューブ５５の上流側の高圧ガス分岐管５ｃとの室内側低圧ガス分岐管７ｃとの間には、高圧ガス分岐管５ｃ側から室内側低圧ガス分岐管７ｃ側に向かって、第１高低圧バイパス管用開閉弁６０と第３キャピラリチューブ６２とが順に設けられる高低圧バイパス管が接続されている。また、第２キャピラリチューブ５５の下流側の高圧ガス分岐管５ｃとの室内側低圧ガス分岐管７ｃとの間には、高圧ガス分岐管５ｃ側から室内側低圧ガス分岐管７ｃ側に向かって、第２高低圧バイパス管用開閉弁６３と第４キャピラリチューブ６４とが順に設けられる高低圧バイパス管が接続されている。また、室内側四方弁４８の上流側の高圧ガス分岐管５ｃには、室内側四方弁４８と、高圧ガス分岐管用開閉弁５２との間に、該室内側四方弁４８へ冷媒を供給する、もしくは、供給を遮断する室内側制御弁６５が設けられている。この室内側制御弁６５は、上記した第１室外制御弁２７ａと同様に、冷房運転時に、第１キャピラリチューブ５７を通じて、高圧ガス分岐管５ｃ側から室内側低圧ガス分岐管７ｃ側への冷媒の流れを遮断するものである。この室内側制御弁６５により、空調運転に直接関与しない冷媒の流れを遮断できることにより、結果として空調能力の低下を抑制できる。一方で、室内側制御弁６５を閉じたままとすると、この室内側制御弁６５の下流側で高圧ガス分岐管用開閉弁５２を通じて流れる高圧ガス冷媒、もしくは、第２キャピラリチューブ５５で減圧されたガス冷媒が放冷されて液化し、この液冷媒が溜まることが想定される。従って、室内側制御弁６５を定期的、もしくは、不定期に所定時間（例えば１０秒）だけ開放することで、溜まった液冷媒を第１キャピラリチューブ５７を通じて、排出することができる。

次に、上記構成の冷暖房フリーマルチエアコン１００について、各運転モードに応じてその動作を説明する。本実施形態にかかる冷暖房フリーマルチエアコンは、要求される凝縮能力・蒸発能力に応じて、室外熱交換器１２の動作を適宜変更することができる。

［全暖房運転パターン］
次に、冬季のように、すべての室内ユニット３ａ〜３ｄにおいて暖房運転が選択されている場合の動作について、図１を用いて説明する。この場合、第１室外熱交換器１２ａ〜第３室外熱交換器１２ｃは、いずれも蒸発器として動作する。

圧縮機１０によって圧縮された高圧ガス冷媒は、室外高圧ガス管２１及び高圧ガス管５を通って各室内ユニット３ａ〜３ｄへと導かれる。高圧ガス冷媒のごく一部は、室外高圧ガス管２１の分岐点２３において分岐した高圧分岐管２４、及び、更に分岐した第１高圧分岐管２４ａ、第２高圧分岐管２４ｂ、第３高圧分岐管２４ｃを通じて、それぞれ第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃに向かって流れる。この場合、第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃでは、高圧ガス管用ポート１４−１とバイパス管側ポート１４−４とが連通され、また、室外熱交換器側ポート１４−２と低圧ガス管側ポート１４−３とが連通されている。また、第１高圧分岐管２４ａ、第２高圧分岐管２４ｂ、第３高圧分岐管２４ｃにそれぞれ設けられた第１室外制御弁２７ａ、第２室外制御弁２７ｂ及び第３室外制御弁２７ｃは、いずれも閉弁されている。

したがって、第１高圧分岐管２４ａ、第２高圧分岐管２４ｂ及び第３高圧分岐管２４ｃに流入した冷媒は、第１室外制御弁２７ａ、第２室外制御弁２７ｂ及び第３室外制御弁２７ｃによって、第１室外四方弁１４ａ、第２室外四方弁１４ｂ及び第３室外四方弁１４ｃへの流入が遮断される、このため、第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃにそれぞれ流入した高圧ガス冷媒が、バイパス管側ポート１４−４を通って、キャピラリチューブ１８ａ〜１８ｃで減圧された後、第１低圧分岐管２６ａ〜第３低圧分岐管２６ｃに流れ込むことが防止される。

高圧ガス管５によって室内ユニット３ａ〜３ｄへと導かれた高圧ガス冷媒は、各高圧ガス分岐管５ｃを通過して、各分流コントローラ４６へと流れ込む。分流コントローラ４６の室内側四方弁４８は、高圧ガス管用ポート４８−１と室内熱交換器側ポート４８−２とを連通し、かつ、低圧ガス管用ポート４８−３と低圧バイパス管用ポート４８−４とを連通している。また、この運転パターンでは、高圧ガス分岐管用開閉弁５２及び室内側制御弁６５は開かれ、第１高低圧バイパス管用開閉弁６０及び第２高低圧バイパス管用開閉弁６３は閉じられている。

したがって、高圧ガス冷媒は、室内側四方弁４８を通って、室内熱交換器４０へと導かれ、この室内熱交換器４０で凝縮・液化することによって室内空気に熱を与えて暖房を行う。室内熱交換器４０で液化した高圧液冷媒は、液冷媒用分岐管９ｃを通って、主管である液管９へと合流する。この高圧液冷媒は、液管９によって室外ユニット１へと導かれ、室外液管１９を流通した後に、第１室外液分岐管１９ａ、第２室外液分岐管１９ｂ及び第３室外液分岐管１９ｃにそれぞれ分岐して流れ、第１室外側膨張弁１３ａ、第２室外側膨張弁１３ｂ及び第３室外側膨張弁１３ｃにて減圧されて低圧液冷媒となる。そして、この低圧液冷媒は、第１室外熱交換器１２ａ、第２室外熱交換器１２ｂ及び第３室外熱交換器１２ｃにおいて、外気から熱を奪うことにより蒸発して低圧ガス冷媒とされる。低圧ガス冷媒は、それぞれ、第１〜第３ガス冷媒管２５ａ〜２５ｃを介して、上記第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃへと導かれた後、第１〜第３低圧分岐管２６ａ〜２６ｃを介して、室外低圧ガス管２２で合流する。そして、この低圧ガス冷媒は、再び冷媒吸込管２２ａ，２２ｂに分岐した後、圧縮機１０ａ，１０ｂへ戻される。

このように、すべての室内ユニット３ａ〜３ｄで暖房運転をする場合には、第１室外制御弁２７ａ、第２室外制御弁２７ｂ及び第３室外制御弁２７ｃを閉じるため、第１室外四方弁１４ａ、第２室外四方弁１４ｂ及び第３室外四方弁１４ｃへの流入が遮断される、このため、第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃにそれぞれ流入した高圧ガス冷媒が、バイパス管側ポート１４−４を通って、キャピラリチューブ１８ａ〜１８ｃで減圧された後、第１低圧分岐管２６ａ〜第３低圧分岐管２６ｃに流れ込むことが防止される。一方で、第１室外制御弁２７ａを閉じたままとすると、この第１室外制御弁２７ａと圧縮機１０との間の高圧ガス冷媒が放冷されて液化し、この液冷媒が溜まることが想定される。従って、第１室外制御弁２７ａを定期的、もしくは、不定期に所定時間（例えば１０秒）だけ開放することで、溜まった液冷媒をキャピラリチューブ１８ａを通じて、排出することができる。

［冷房主体運転パターン（低外気温）］
図２は、低外気温下における冷房主体運転の運転パターンを示した概略構成図である。この運転パターンは、外気温が所定温度（例えば２０℃以下）の環境下においても、例えばコンピュータルームのように冷房主体運転を行う場合を示している。

この図２において、室内ユニット３ａは暖房運転が選択され、室内ユニット３ｂ，３ｃ，３ｄは冷房運転が選択されている。この運転パターンでは、夏季のように要求冷房能力が大きくなく、したがって要求される凝縮能力が比較的小さい（例えば能力の５０％）ので、第２室外熱交換器１２ｂ及び第３室外熱交換器１２ｃは停止されている。

圧縮機１０によって圧縮された高圧ガス冷媒は、室外高圧ガス管２１及び高圧ガス管５を通って各室内ユニット３ａ〜３ｄへと導かれる。高圧ガス冷媒の一部は、室外高圧ガス管２１の分岐点２３において分岐した高圧分岐管２４、及び、更に分岐した第１高圧分岐管２４ａ、第２高圧分岐管２４ｂ、第３高圧分岐管２４ｃを通じて、それぞれ第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃに向かって流れる。この場合、第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃでは、高圧ガス管用ポート１４−１と室外熱交換器側ポート１４−２とが連通され、また、低圧ガス管側ポート１４−３とバイパス管側ポート１４−４とが連通されている。また、第１室外制御弁２７ａは開かれ、第２室外制御弁２７ｂ及び第３室外制御弁２７ｃはいずれも閉じられている。これにより、圧縮機１０から第２室外熱交換器１２ｂ及び第３室外熱交換器１２ｃへの高圧ガス冷媒の流入が防止され、第２室外熱交換器１２ｂ及び第３室外熱交換器１２ｃは停止される。

第１室外制御弁２７ａを通じて、第１室外四方弁１４ａに流入した高圧ガス冷媒は、第１ガス冷媒管２５ａを介して、第１室外熱交換器１２ａに流入し、この第１室外熱交換器１２ａで凝縮・液化することによって室外空気に熱を排出する。この液冷媒は、第１室外側膨張弁１３ａにて減圧されて低圧液冷媒となる。そして、この低圧液冷媒は、過冷却器２８にて過冷却された後、室外液管１９及び液管９を通じて室内ユニット３ａ〜３ｄに送られる。

室内ユニット３ａは、室内側四方弁４８を切り換えることによって、冷房運転から暖房運転へと切り換えられる。つまり、室内側四方弁４８は、暖房運転時には、高圧ガス管用ポート４８−１と室内熱交換器側ポート４８−２とを連通し、かつ、低圧ガス管用ポート４８−３と低圧バイパス管用ポート４８−４とを連通するように切り換えられる。

一方、室内ユニット３ｂ，３ｃ，３ｄは冷房運転であるため、室内側四方弁４８は、高圧ガス管用ポート４８−１と低圧バイパス管用ポート４８−４とを連通し、かつ、室内熱交換器側ポート４８−２と低圧ガス管用ポート４８−３とを連通させる。この構成では、暖房運転する室内ユニット３ａでは、高圧ガス分岐管用開閉弁５２及び室内側制御弁６５は開かれ、第１高低圧バイパス管用開閉弁６０及び第２高低圧バイパス管用開閉弁６３は閉じられている。また、冷房運転する室内ユニット３ｂ，３ｃ，３ｄでは、高圧ガス分岐管用開閉弁５２、室内側制御弁６５、第１高低圧バイパス管用開閉弁６０及び第２高低圧バイパス管用開閉弁６３はいずれも閉じられている。

したがって、高圧ガス冷媒は、室内ユニット３ａの室内側四方弁４８を通って、室内熱交換器４０へと導かれ、この室内熱交換器４０で凝縮・液化することによって室内空気に熱を与えて暖房を行う。室内熱交換器４０で液化した高圧液冷媒は、液冷媒用分岐管９ｃを通って、主管である液管９へと合流し、この液管９で室外ユニット１から流れた液冷媒と合流する。

この液冷媒は、液冷媒用分岐管９ｃを通じて、各室内ユニット３ｂ〜３ｄに流入して室内熱交換器４０へと導かれ、この室内熱交換器４０で蒸発することで室内空気の冷房をする。室内熱交換器４０で蒸発した低温のガス冷媒は、室内側四方弁４８を通って室内側低圧ガス分岐管７ｃに流れ込み、低圧ガス管７で合流した後、室外低圧ガス管２２、冷媒吸込管２２ａ，２２ｂを通じて、圧縮機１０ａ，１０ｂへ戻される。一方で、冷房運転時に、各室内ユニット３ｂ〜３ｄの室内側制御弁６５を閉じたままとすると、この室内側制御弁６５の下流側で高圧ガス分岐管用開閉弁５２を通じて流れる高圧ガス冷媒、もしくは、第２キャピラリチューブ５５で減圧されたガス冷媒が放冷されて液化し、この液冷媒が溜まることが想定される。従って、室内側制御弁６５を定期的、もしくは、不定期に所定時間（例えば１０秒）だけ開放することで、溜まった液冷媒を第１キャピラリチューブ５７を通じて、排出することができる。

この構成では、圧縮機１０から第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃへの流れを制御する第１〜第３室外制御弁２７ａ〜２７ｃを備えたため、この第１〜第３室外制御弁２７ａ〜２７ｃを閉じることにより、該第１〜第３室外制御弁２７ａ〜２７ｃに対応する第１〜第３室外熱交換器１２ａ〜１２ｃに冷媒が流れなくなる。このため、例えば、低外気温下の冷房運転時に、凝縮器として使用する室外熱交換器の容量を抑えることができ、使用しない第２室外熱交換器１２ｂ及び第３室外熱交換器１２ｃ内に液冷媒が溜まることを防止できる。また、第１〜第３室外制御弁２７ａ〜２７ｃを、第１〜第３室外四方弁１４ａ〜１４ｃと圧縮機１０の吐出側との間に配置したことにより、第１〜第３室外制御弁２７ａ〜２７ｃが冷媒の流路から外れることにより、該第１〜第３室外制御弁２７ａ〜２７ｃを第１〜第３ガス冷媒管２５ａ〜２５ｃに設ける場合と比較して、口径の大きな室外制御弁を要することがない。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。上記した実施形態では、室外熱交換器１２を３台としたが、その台数はこれに限定されず、要求される能力に応じて適宜変更される。室内ユニット３の数も適用対象に応じて適宜変更される。また、圧縮機１０を２台としたが、圧縮機台数はこれに限定されず、要求される能力に応じて適宜変更される。

１ 室外ユニット（室外機）
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 室内ユニット（室内機）
５ 高圧ガス管
７ 低圧ガス管
９ 液管
１０，１０ａ，１０ｂ 圧縮機
１２ 室外熱交換器
１２ａ 第１室外熱交換器
１２ｂ 第２室外熱交換器
１２ｃ 第３室外熱交換器
１４ａ 第１室外四方弁
１４ｂ 第２室外四方弁
１４ｃ 第３室外四方弁
１８ａ キャピラリチューブ
２４ａ 第１高圧分岐管
２４ｂ 第２高圧分岐管
２４ｃ 第３高圧分岐管
２５ａ 第１ガス冷媒管
２５ｂ 第２ガス冷媒管
２５ｃ 第３ガス冷媒管
２６ａ 第１低圧分岐管
２６ｂ 第２低圧分岐管
２６ｃ 第３低圧分岐管
２７ａ 第１室外制御弁
２７ｂ 第２室外制御弁
２７ｃ 第３室外制御弁
４０ 室内熱交換器
４２ 室内側膨張弁
４６ 分流コントローラ
４８ 室内側四方弁
５７ 第１キャピラリチューブ
６５ 室内側制御弁
１００ 冷暖房フリーマルチエアコン（空気調和装置）

Claims (4)

1. 圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器を有する複数台の室内機とを備え、前記室外機と前記室内機とが高圧ガス管、低圧ガス管、および液管によって接続され、前記室内機を独立して冷房運転または暖房運転可能とした空気調和装置であって、
   前記室外機は、前記高圧ガス管に吐出側が連なり、前記低圧ガス管に吸込側が連なる圧縮機と、
   前記液管に並列に連なる複数の室外熱交換器と、
   前記圧縮機とそれぞれの前記室外熱交換器との間に、前記圧縮機の吐出側から前記室外熱交換器へと向かう高圧ガス流路と、前記室外熱交換器から前記圧縮機の吸込側へと向かう低圧ガス流路とをそれぞれ選択的に切り換える複数の室外四方弁と、
   前記室外四方弁の低圧ガス流路が選択された場合に、前記圧縮機の吐出側と連通する前記室外四方弁のポートに一端が接続され、他端が前記圧縮機の吸込側に連なる複数のキャピラリチューブと、
   少なくとも前記室外四方弁の１つと前記圧縮機の吐出側との間に配置されて、該圧縮機から前記室外四方弁への流れを制御する室外制御弁と、を備えたことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記室外熱交換器は、熱交換容量がそれぞれ異なる構成とし、
   前記室外制御弁は、少なくとも前記熱交換容量が最も大きな前記室外熱交換器に対応する前記室外四方弁と前記圧縮機の吐出側との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記室外制御弁は、前記室外四方弁と前記圧縮機の吐出側との間にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
4. 前記室外四方弁の低圧ガス流路が選択された場合、
   前記室外制御弁を閉じると共に、定期的もしくは不定期に、該室外制御弁を所定時間だけ開放することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の空気調和装置。

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