JP6599002B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

この発明は、空気調和装置に関し、特に熱交換器の除霜運転を行なうことが可能に構成された空気調和装置に関する。

従来、空気調和装置において、暖房運転から除霜運転に入る前に、室内熱交換器の一部を遮断し、遮断した熱交換器内の冷媒が高温・高圧に維持された状態で、四方弁を暖房サイクルから冷房サイクルに切換え、室外熱交換器の除霜を行なう冷媒回路が提案されている。この冷媒回路によれば、除霜時の室内快適性が向上する（たとえば、特許文献１：特開２０１２−１６７８６０号公報）。

特開２０１２−１６７８６０号公報

しかしながら、室外機と室内機とを接続する冷媒の延長配管が長い場合は、冷媒回路に封入されている冷媒量が多いため、除霜中の冷凍サイクルの応答時間が長くなってしまい、除霜時間が増大し除霜中に暖房していた室温が低下するといった課題があった。また室内熱交換器が蒸発器として作動するので、室内側に冷風が生じ室内の快適性を損ねる恐れがあった。また、除霜運転中は室内熱交換器にも冷媒が循環するので、室内ファンを停止した状態では室内で騒音を感じる場合があった。

この発明の目的は、除霜時間が短縮され、騒音も低減した空気調和装置を提供することである。

この発明は、空気調和装置であって、圧縮機と、第１熱交換器と、第２熱交換器と、第１膨張弁と、バイパス流路と、開閉弁と、冷暖切替機構とを備える。圧縮機は、冷媒を吸入する入口部と冷媒を吐出する出口部とを有する。第１熱交換器は、第１ポート、第２ポートを有する。第２熱交換器は、第３ポート、第４ポートを有する。第１膨張弁は、第２ポートと第３ポートとの間の連通状態を変更するように構成される。バイパス流路は、第３ポートを入口部に接続する流路の少なくとも一部となるように構成される。開閉弁は、バイパス流路を開閉するように構成される。冷暖切替機構は、入口部、出口部、第１ポート、第４ポートに接続される。

冷暖切替機構は、第１逆止弁と、第２逆止弁と、第１三方弁と、四方弁とを含む。第１逆止弁は、第１入口と第１出口とを有し、第１入口は、第１ポートに連通する。第２逆止弁は、第２入口と第２出口とを有し、第２出口は、第１ポートに連通する。第１三方弁は、第１出口を圧縮機の入口部と出口部のいずれか一方に連通させるように構成される。四方弁は、第２入口を圧縮機の入口部と出口部のいずれか一方に連通させるとともに、第４ポートを入口部と出口部のいずれか他方に連通させるように構成される。

空気調和装置は、第１逆止弁と、第２逆止弁と、第１三方弁と、四方弁とによって、室内熱交換器を分離した状態で室外熱交換器の除霜運転を行なうことが可能に構成されている。したがって、除霜中に室内熱交換器に高温高圧の冷媒を保持した状態で、室外熱交換器と圧縮機との間で冷媒を循環させるので、除霜時間が短縮するとともに、除霜中の騒音も低下する。

実施の形態１に係る空気調和装置１の冷媒回路を示す図である。 実施の形態１において空気調和装置の運転モードと制御装置が各要素を制御する状態との関係を示す図である。 冷房運転における冷媒の流れを示した図である。 暖房運転における冷媒の流れを示した図である。 除霜運転における冷媒の流れを示した図である。 冷房時の運転停止状態を示した図である。 暖房時の運転停止状態を示した図である。 実施の形態２に係る空気調和装置１Ａの構成を示す図である。 実施の形態２において空気調和装置の運転モードと制御装置が各要素を制御する状態との関係を示す図である。 実施の形態３に係る空気調和装置１Ｂの構成を示す図である。 実施の形態３において空気調和装置の運転モードと制御装置が各要素を制御する状態との関係を示す図である。 実施の形態４に係る空気調和装置１Ｃの構成図である。 実施の形態４において空気調和装置の運転モードと制御装置が各要素を制御する状態との関係を示す図である。 実施の形態４での冷房運転における冷媒の流れを示した図である。 実施の形態４での暖房運転における冷媒の流れを示した図である。 室外熱交換器４０を除霜する第１除霜運転における冷媒の流れを示した図である。 室外熱交換器４０Ｂを除霜する第２除霜運転における冷媒の流れを示した図である。 実施の形態４における冷房時の運転停止状態を示した図である。 実施の形態４における暖房時の運転停止状態を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［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の冷媒回路を示す図である。図１を参照して、空気調和装置１は、圧縮機１０と、室内熱交換器２０と、電子膨張弁（LEV：Linear Expansion Valve）１１０，１１１と、室外熱交換器４０と、管８９〜９６，９８〜１００と、バイパス流路１６１と、四方弁１０１，１０２と、逆止弁１０３，１０４とを含む。四方弁１０１，１０２の各々は、ポートＥ〜Ｈを有する。なお、四方弁１０２はポートＦが外部で閉止されており、三方弁として働く。四方弁１０２に代えて三方弁を使用しても良い。

管８９は、四方弁１０１のポートＨと逆止弁１０４の入口とを接続する。管９３は、四方弁１０２のポートＨと逆止弁１０３の出口とを接続する。逆止弁１０４の出口および逆止弁１０３の入口は、ともに管９１の一端に接続される。管９１の他端は、室外機２の外部の延長配管である管９０の一端と接続される。管９０の他端は室内熱交換器２０のポートＰ１と接続される。

管９２は、室内熱交換器２０のポートＰ２とＬＥＶ１１１とを接続する。管９４は、ＬＥＶ１１１と室外熱交換器４０のポートＰ３とを接続する。管９６は、室外熱交換器４０のポートのＰ４と四方弁１０１のポートＦとを接続する。圧縮機１０の冷媒出口１０ｂと冷媒入口１０ａとは、それぞれ四方弁１０１のポートＧ，Ｅに接続される。管９９は、圧縮機１０の冷媒出口１０ｂと四方弁１０１のポートＧとの間に接続され、途中から管１００が分岐される。管１００は、管９９の分岐点と四方弁１０２のポートＧとの間を接続する。

管９５は、四方弁１０１のポートＥと四方弁１０２のポートＥとを接続する。管９５の途中からは管９８が分岐している。管９８は、管９５の分岐点と圧縮機１０の冷媒入口１０ａとを接続する。バイパス流路１６１は、管９４と圧縮機１０の冷媒入口１０ａとを接続する通路の一部を形成し、バイパス流路１６１の途中には、ＬＥＶ１１０が設けられている。

ＬＥＶ１１１は、室内熱交換器２０のポートＰ２と室外熱交換器４０のポートＰ３とを結ぶ管９２と管９４との間に配置される。

空気調和装置１は、図示しない圧力センサと、図示しない温度センサと、制御装置３００とをさらに含む。制御装置３００は、ユーザから与えられる運転指令信号と各種センサの出力とに応じて、圧縮機１０と、四方弁１０１，１０２と、ＬＥＶ１１０，１１１と、室外ファン４１と、室内ファン２１とを制御する。

制御装置３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、空気調和装置１における四方弁１０１，１０２、圧縮機１０およびＬＥＶ１１０，１１１等の制御を行なう。なお、この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

圧縮機１０は、制御装置３００から受ける制御信号によって運転周波数を変更するように構成される。圧縮機１０の運転周波数を変更することにより圧縮機１０の出力が調整される。圧縮機１０には種々のタイプ、たとえば、ロータリータイプ、往復タイプ、スクロールタイプ、スクリュータイプ等のものを採用することができる。

四方弁１０１，１０２の各々は、制御装置３００から受ける制御信号によって状態Ａおよび状態Ｂのいずれかになるように制御される。状態Ａは、ポートＥとポートＨとが連通し、ポートＦとポートＧとが連通する状態である。状態Ｂは、ポートＥとポートＦとが連通し、ポートＨとポートＧとが連通する状態である。

本実施の形態では、四方弁１０１，１０２、逆止弁１０３，１０４によって、冷房と暖房とで冷媒の流れる方向を切替える冷暖切替機構１５０を構成している。

ＬＥＶ１１０，１１１は、制御装置３００から受ける制御信号によって、全開、ＳＨ（スーパーヒート：過熱度）制御、ＳＣ（サブクール：過冷却度）制御または閉止のいずれかを行なうように開度が制御される。

図２は、実施の形態１において空気調和装置の運転モードと制御装置が各要素を制御する状態との関係を示す図である。図１、図２を参照して、まず冷房モードでは、四方弁１０１，１０２はともに状態Ａに設定され、ＬＥＶ１１０は閉止され、ＬＥＶ１１１に対しては、ＳＨ制御またはＳＣ制御が実行される。圧縮機１０は、設定温度に応じて運転周波数が設定され、室外ファン４１，室内ファン２１はともにＯＮ（回転）状態に設定される。

図３は、冷房運転における冷媒の流れを示した図である。図２、図３を参照して、圧縮機１０は、管９１から逆止弁１０３、管９３、四方弁１０２、管９５、管９８を経由して冷媒を吸入し、圧縮する。圧縮された冷媒は四方弁１０１を経由して管９６へ流れる。

室外熱交換器４０（凝縮器）は、圧縮機１０から四方弁１０１を経由して管９６に流入した冷媒を凝縮して管９４へ流す。室外熱交換器４０（凝縮器）は、圧縮機１０から吐出された高温高圧の過熱蒸気（冷媒）が室外空気と熱交換（放熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は凝縮されて液化する。室外ファン４１が、室外熱交換器４０（凝縮器）に併設され、制御装置３００は制御信号によって室外ファン４１の回転速度を調整する。室外ファン４１の回転速度を変更することにより、室外熱交換器４０（凝縮器）における冷媒と室外空気との単位時間当たりの熱交換量を調整することができる。

ＬＥＶ１１１は、室外熱交換器４０（凝縮器）から管９４へ流れた冷媒を減圧する。減圧された冷媒は管９２へ流れる。ＬＥＶ１１１は、制御装置３００から受ける制御信号によって開度を調整可能に構成される。ＬＥＶ１１１の開度を閉方向に変化させると、ＬＥＶ１１１出口側の冷媒圧力は低下し、冷媒の乾き度は上昇する。一方、ＬＥＶ１１１の開度を開方向に変化させると、ＬＥＶ１１１出口側の冷媒圧力は上昇し、冷媒の乾き度は低下する。

室内熱交換器２０（蒸発器）は、ＬＥＶ１１１から管９２へ流れた冷媒を蒸発させる。蒸発した冷媒は、管９０，９１、逆止弁１０３、管９３、四方弁１０２、管９５，９８を順に経由して圧縮機１０の冷媒入口１０ａへ流れる。室内熱交換器２０（蒸発器）は、ＬＥＶ１１１により減圧された冷媒が室内空気と熱交換（吸熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は蒸発して過熱蒸気となる。室内ファン２１が、室内熱交換器２０（蒸発器）に併設される。制御装置３００は、制御信号によって室内ファン２１の回転速度を調整する。室内ファン２１の回転速度を変更することにより、室内熱交換器２０（蒸発器）における冷媒と室内空気との単位時間当たりの熱交換量を調整することができる。

次に暖房モードについて説明する。再び図２を参照して、暖房モードでは、四方弁１０１，１０２はともに状態Ｂに設定され、ＬＥＶ１１０は閉止され、ＬＥＶ１１１は、ＳＨ制御またはＳＣ制御される。さらに圧縮機１０は、設定温度に応じて運転周波数が設定され、室外ファン４１，室内ファン２１はともにＯＮ（回転）状態に設定される。

図４は、暖房運転における冷媒の流れを示した図である。図４を参照して、圧縮機１０は、管９６から、四方弁１０１、管９５、管９８を経由して冷媒を吸入し、圧縮する。圧縮された冷媒は四方弁１０１、管８９、逆止弁１０４、管９１を順に経由して管９０へ流れる。

室内熱交換器２０（凝縮器）は、圧縮機１０から四方弁１０１および逆止弁１０４を経由して管９０に流入した冷媒を凝縮して管９２へ流す。室内熱交換器２０（凝縮器）は、圧縮機１０から吐出された高温高圧の過熱蒸気（冷媒）が室内空気と熱交換（放熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は凝縮されて液化する。制御装置３００は制御信号によって室内ファン２１の回転速度を調整する。室内ファン２１の回転速度を変更することにより、室内熱交換器２０（凝縮器）における冷媒と室内空気との単位時間当たりの熱交換量を調整することができる。

ＬＥＶ１１１は、室内熱交換器２０（凝縮器）から管９２へ流れた冷媒を減圧する。減圧された冷媒は管９４へ流れる。ＬＥＶ１１１は、制御装置３００から受ける制御信号によって開度を調整可能に構成される。ＬＥＶ１１１の開度を閉方向に変化させると、ＬＥＶ１１１出口側の冷媒圧力は低下し、冷媒の乾き度は上昇する。一方、ＬＥＶ１１１の開度を開方向に変化させると、ＬＥＶ１１１出口側の冷媒圧力は上昇し、冷媒の乾き度は低下する。

室外熱交換器４０（蒸発器）は、ＬＥＶ１１１から管９４へ流れた冷媒を蒸発させる。蒸発した冷媒は、管９６、四方弁１０１、管９８を経由して圧縮機１０の冷媒入口１０ａへ流れる。室外熱交換器４０（蒸発器）は、ＬＥＶ１１１により減圧された冷媒が室外空気と熱交換（吸熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は蒸発して過熱蒸気となる。制御装置３００は、制御信号によって室外ファン４１の回転速度を調整する。室外ファン４１の回転速度を変更することにより、室外熱交換器４０（蒸発器）における冷媒と室内空気との単位時間当たりの熱交換量を調整することができる。

このように暖房運転が行なわれている際に、室外熱交換器４０に霜が付き除霜する必要が生じる場合がある。このような場合、一旦冷房運転に切換えて、高温圧縮冷媒を室外熱交換器４０に流す除霜運転を行なうことが考えられる。しかし、図３に示すような冷房運転に切り替えると、室内熱交換器２０が高圧から低圧に変化してしまい、暖房再開時に再び室内熱交換器２０を高圧に戻すのに時間を要し、除霜後暖房運転の再開まで時間を要してしまう。

特開２０１２−１６７８６０号公報に記載された技術では、室内熱交換器を分割し、暖房から除霜運転に入る前に、室内熱交換器の一部を遮断し、遮断した熱交換器内の冷媒を高温・高圧に維持した状態で、四方弁を暖房サイクルから冷房サイクルに切換え、室外熱交換器の除霜を行なうことで、除霜時の室内快適性を向上する冷媒回路が提案されている。しかしながら、このような構成であっても、室内熱交換器と室外熱交換器とを接続する延長配管が長い場合は、封入冷媒量が多いため除霜中の冷凍サイクルの応答の速さを示す時定数が長くなり、除霜時間が増大するといった課題があった。

そこで、本実施の形態では、バイパス流路１６１とＬＥＶ１１０とを設け、室内熱交換器２０をＬＥＶ１１１と四方弁１０２と逆止弁１０３，１０４とによって、室外熱交換器４０および圧縮機１０から切り離した状態で除霜運転を行なう。これにより、除霜運転時に室内熱交換器２０および延長配管９０，９２をバイパスさせて冷媒を循環させるとともに、除霜運転時に、室内熱交換器２０および延長配管９０，９２中の冷媒を高温・高圧に維持する。その結果、除霜運転時間が短縮され、除霜運転中の室温低下が抑制される。また、除霜終了後に、凝縮器および蒸発器それぞれに適正な冷媒が保持されているため、暖房再開時の立ち上がりが早くなる。

以下、除霜運転時の冷媒の流れについて図を用いて説明する。図５は、除霜運転における冷媒の流れを示した図である。図２、図５を参照して、除霜モードでは、四方弁１０１は状態Ａに設定され、四方弁１０２は状態Ｂに設定され、ＬＥＶ１１０は全開に設定され、ＬＥＶ１１１は、閉止される。さらに圧縮機１０は、運転周波数が所定の固定周波数に設定され、室外ファン４１，室内ファン２１はともにＯＦＦ（停止）状態に設定される。

圧縮機１０は、バイパス流路１６１から冷媒を吸入し、圧縮する。圧縮され高温・高圧となった冷媒は四方弁１０１を経由して管９６へ流れる。

室外熱交換器４０（凝縮器）は、圧縮機１０から四方弁１０１を経由して管９６に流入した冷媒を凝縮して管９４へ流す。室外熱交換器４０（凝縮器）では、圧縮機１０から吐出された高温高圧の過熱蒸気（冷媒）と付着した霜との間で熱交換（放熱）が行なわれる。この熱交換により、冷媒は凝縮されて液化する。

ＬＥＶ１１０は全開とされているので、室外熱交換器４０を流れた冷媒は、ＬＥＶ１１０を通ってバイパス流路１６１に流入する。なお、除霜中の液バックの防止のために圧縮機１０の冷媒入口１０ａ部分に冷媒から液冷媒を分離させるアキュムレータを設けても良い。

一方、ＬＥＶ１１１は、全閉に制御されているので、室内熱交換器２０には、冷媒が流入することはない。除霜運転の直前までは図４に示した暖房運転が行なわれていたので、ＬＥＶ１１１によって減圧される前の高圧冷媒が室内熱交換器２０および管９０，９２に保持された状態が保たれる。図５の除霜運転においては、逆止弁１０４の入口側は圧縮機１０の低圧側に接続され、逆止弁１０３の出口側は圧縮機１０の高圧側に接続されるので、逆止弁１０３，１０４のいずれにも冷媒は通過しない。

また、時定数が減少することによって、除霜時間を短縮できるという効果が得られる。ここで時定数について少し説明する。

冷凍サイクルの応答の速さを示す時定数τ（ｓ）は、次式（１）であらわされる。ただしＭｒは循環経路内の冷媒量（ｋｇ）を示し、Ｇｒは冷媒の循環流量（ｋｇ／ｓ）を示す。

τ＝Ｍｒ／Ｇｒ …（１）
すなわち、除霜運転時には、冷媒の循環時において、バイパス流路１６１によって室内熱交換器２０および延長配管９０，９２をバイパスするので、冷媒経路の冷媒量Ｍｒが減る。一方、循環流量Ｇｒは圧縮機１０の性能で決まるため同じであるので、冷媒量Ｍｒが減ることによって時定数τが減少する。これによって、除霜時間の短縮という効果が得られる。また、除霜時には、室内熱交換器２０に冷媒が流れないので、除霜時の室内冷気の抑制といった効果も得られる。

なお、図２においては、室内ファン２１はＯＦＦとしているが、室内熱交換器２０の内部の冷媒は高温、高圧冷媒であるため、微風等で室内ファン２１を回しておいても良い。また、ＬＥＶ１１０は固定絞りの絞り機構としてもよい。ただし、可変絞りの場合は、液バックの抑制が可能であるので、ＬＥＶ１１０を使用する方がより好ましい。

また、本実施の形態に示す空気調和装置は、運転停止後の暖房開始または冷房開始時にも立ち上がりが早いという効果も得られる。以下に運転停止状態について説明する。

図６は、冷房時の運転停止状態を示した図である。図７は、暖房時の運転停止状態を示した図である。

図２、図６を参照して、冷房時の運転停止状態では、四方弁１０１は状態Ａに設定され、四方弁１０２は状態Ｂに設定され、ＬＥＶ１１０，１１１は、ともに閉止される。圧縮機１０、室外ファン４１および室内ファン２１はすべてＯＦＦ（停止）状態に設定される。

この状態の直前に図３の冷房が行なわれていた場合、冷媒圧力は、室外熱交換器４０では高圧、室内熱交換器２０では低圧になっている。図３から図６の状態に遷移すると、四方弁１０２が切り替えられることによって逆止弁１０３に逆方向の圧力がかかるとともに、ＬＥＶ１１１は閉止される。また、逆止弁１０４については、ＬＥＶ１１０が閉じており、かつ圧縮機１０によって室外熱交換器４０の高圧部分とは分離されているので、バイパス流路１６１の圧力が室内熱交換器２０の圧力と同程度に低下した時点で冷媒の流出は止まる。したがって、運転停止中において、室外熱交換器４０の冷媒圧力はそのまま保持され、速やかに冷房開始をすることができる。なお、室外熱交換器４０から室内熱交換器２０への冷媒圧力の漏れをなるべく少なくする点からは、冷媒流れの下流側から弁を操作することが好ましい。具体的には、冷媒流れの下流側の四方弁１０２を状態Ａから状態Ｂに切替えてから冷媒流れの上流側のＬＥＶ１１１を閉止し、その後圧縮機１０を停止させるのが好ましい。

図２、図７を参照して、暖房時の運転停止状態では、四方弁１０１は状態Ｂに設定され、四方弁１０２は状態Ｂに設定され、ＬＥＶ１１０，１１１は、ともに閉止される。圧縮機１０、室外ファン４１および室内ファン２１はすべてＯＦＦ（停止）状態に設定される。なお、図６と図７の相違点は、四方弁１０１が、冷房運転後の停止であれば状態Ａのまま維持され、暖房運転後の停止であれば状態Ｂのまま維持されている点である。

この状態の直前に図４の暖房が行なわれていた場合、冷媒圧力は、室外熱交換器４０では低圧、室内熱交換器２０では高圧になっている。図４から図７の状態に遷移すると、ＬＥＶ１１１が閉止される。室内熱交換器２０の冷媒圧力（高圧）は、逆止弁１０３によって圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに戻るが、冷媒出口１０ｂは停止中の圧縮機１０によって冷媒入口１０ａおよび室外熱交換器４０（低圧部分）とは分離されているので圧力は低下しない。したがって、運転停止中において、室内熱交換器２０の冷媒圧力はそのまま保持され、速やかに暖房開始をすることができる。

なお、圧縮機１０については、停止状態では、冷媒入口１０ａと冷媒出口１０ｂとが非連通となる構成であることを前提としているが、停止状態においてこれらが連通するような構成であっても冷媒入口１０ａまたは冷媒出口１０ｂに逆止弁を設けることによって同様な効果を得ることができる。

以上説明したように、実施の形態１に係る空気調和装置によれば、暖房運転中に室外熱交換器４０に着霜し、除霜運転（冷房運転）に入る際に、ＬＥＶ１１１を閉止し、四方弁１０１，１０２の設定を冷房運転時と同じに切り替える。すると、逆止弁１０３には出口側に高圧がかかっているため、室内熱交換器２０に高温・高圧の冷媒が保持される。

また、除霜運転中は、バイパス回路のＬＥＶ１１０を全開とすることによって、暖房運転時に室外機２に存在していた冷媒のみを使用して、除霜運転が行なわれる。室内機３側の回路をバイパスして圧縮機１０の冷媒入口１０ａに冷媒が循環するため、少ない冷媒量で除霜運転が行なわれる。このため、冷凍サイクルの応答の速さを示す時定数が小さくなり、除霜時間の短縮が可能となる。除霜時間短縮により、除霜時の室温低下が抑制される。特に延長配管が長いシステムに有効である。

従来と異なり、除霜中に低温、低圧の冷媒が室内熱交換器２０に循環しないため、除霜時に室内熱交換器２０が蒸発器にならず、室内側の冷風感を無くすことができる。また、除霜時には室内ファン２１が停止して騒音が感じやすくなっているが、本実施の形態では除霜中に冷媒が室内熱交換器２０に循環しないため、騒音を低減させることができる。

また除霜終了して暖房を再開させる際に、既に室内側に高温・高圧の冷媒が保持されているため、暖房の立ち上がりが早くなり、室内の快適性が向上する。

さらに、従来は、運転停止中に高温冷媒と低温冷媒が混合していたが、本実施の形態ではこのようなエネルギ損失を低減させることができる。

なお、図２では、除霜中は室内ファン２１を停止させていたが、本実施の形態では除霜中は室内熱交換器２０には高温の冷媒が封入された状態となっているので、室内ファン２１により除霜中に微風を送り温風を室内に供給していても良い。

［実施の形態２］
図８は、実施の形態２に係る空気調和装置１Ａの構成を示す図である。図９は、実施の形態２において空気調和装置の運転モードと制御装置が各要素を制御する状態との関係を示す図である。

図８を参照して空気調和装置１Ａは、図１に示した室外機２に代えて室外機２Ａを含む。室外機２Ａは、室外機２の構成に加えて内部熱交換器２００をさらに備える。他の構成については、図１を用いて説明したので、ここでは説明は繰り返さない。内部熱交換器（ＨＩＣ：Heat Inter exChanger）２００は、管９４を流れる冷媒とバイパス流路１６１を流れる冷媒との間で熱交換を行なうように構成される。

図９と図２の違いは、ＬＥＶ１１０が冷房時および暖房時において、内部熱交換器１１０の出口部分のＳＨ制御を行なう点である。これにより、冷房時および暖房時の低圧部における圧力損失が改善され、空気調和装置の性能が改善される。また、内部熱交換器２００を設けることによって、ＬＥＶ１１０の入口の冷媒密度が増加するため、ＬＥＶ１１０の必要な口径を削減することが可能となる。これによって、低コストおよび省スペースな空気調和装置を実現できる。なお、図９の他の部分の制御については、図２と同様であるので、説明は繰り返さない。

実施の形態２においても実施の形態１と同様な効果が得られる。
［実施の形態３］
図１０は、実施の形態３に係る空気調和装置１Ｂの構成を示す図である。図１１は、実施の形態３において空気調和装置の運転モードと制御装置が各要素を制御する状態との関係を示す図である。

図１０を参照して、空気調和装置１Ｂは、図８に示した空気調和装置１Ａの構成において、室内機３に代えて、室外機２Ｂに対して互いに並列に接続された室内機３Ａ，３Ｂを含む。室内機３Ａは、室内熱交換器２０とＬＥＶ１１１とを含む。室内機３Ｂは、室内熱交換器２０ＢとＬＥＶ１１１Ｂとを含む。

室外機２Ｂは、図８の室外機２Ａと比較すると、ＬＥＶ１１１が室内機３Ａに移動している点が異なるが他の構成は室外機２Ａと同じである。ＬＥＶ１１１が室外機２Ｂから除去されている代わりに、室内機３Ａ，３ＢにそれぞれＬＥＶ１１１，ＬＥＶ１１１Ｂが設けられている。

また、図１１に示されているようにＬＥＶ１１１，ＬＥＶ１１１Ｂの制御は、図９に示したＬＥＶ１１１の制御と同じである。

このような複数台の室内機を室外機に接続するマルチ構成の空気調和装置の場合でも、実施の形態１，２と同様な効果を得ることができる。

［実施の形態４］
実施の形態１〜３では、除霜時に室内機および延長配管中の冷媒をＬＥＶ１１１および逆止弁１０３，１０４で分離した構成とすることによって、冷媒量を減らして時定数を短くし、除霜時間の短縮を図った。

しかし、除霜運転を行なう際に圧縮機１０と室外熱交換器４０との間で循環させる冷媒量が少ないと、圧縮機の出口部分が高圧になりにくく冷媒温度を上げにくくなる。

そこで実施の形態４では、室外熱交換器４０を２分割し、除霜運転時に分割した室外熱交換器を交互に除霜する。

図１２は、実施の形態４に係る空気調和装置１Ｃの構成図である。図１３は、実施の形態４において空気調和装置の運転モードと制御装置が各要素を制御する状態との関係を示す図である。

空気調和装置１Ｃは、図１０に示した空気調和装置１Ｂの構成において、室外機２Ｂに代えて室外機２Ｃを備える。室外機２Ｃは、室外機２Ｂの室外熱交換器４０に加えてさらに室外熱交換器４０Ｂと、四方弁１０５とを含む。なお四方弁１０５はポートＨが外部で閉止されており、三方弁として働く。室外熱交換器４０と、室外熱交換器４０Ｂとは、たとえば、１つの室外熱交換器が上下に２分割されたものとしても良い。

管９５は、四方弁１０１のポートＥと四方弁１０２のポートＥと四方弁１０５のポートＥとを接続する。管１００は、四方弁１０１のポートＧと四方弁１０２のポートＧと四方弁１０５のポートＧとを接続する。

管９６は、四方弁１０１のポートＦと室外熱交換器４０のポートＰ４とを接続する。管９６Ｂは、四方弁１０５のポートＦと室外熱交換器４０ＢのポートＰ６とを接続する。管９４の端部には室外熱交換器４０のポートＰ３が接続される。

管９４Ｂは、管９４から分岐し、その端部には室外熱交換器４０ＢのポートＰ５が接続される。

他の部分の冷媒通路の接続については、図１０に示した空気調和装置１Ｂと同じであるので説明は繰り返さない。

図１３と図９の違いは、四方弁１０５の制御が追加されている点である。
本実施の形態では、四方弁１０１，１０２，１０５、逆止弁１０３，１０４によって、冷房と暖房とで冷媒の流れる方向を切替える冷暖切替機構１５０Ｃを構成している。

四方弁１０５は、冷房モード時、除霜第２モード時および運転停止時には、状態Ａに制御され、暖房モード時及び除霜第１モード時には、状態Ｂに制御される。なお、図１３の他の部分の制御については、図９と同様である。

以降は、実施の形態１と同様に、各運転モードにおける冷媒の流れる向きを図示しながら空気調和装置の動作を説明する。

図１４は、実施の形態４での冷房運転における冷媒の流れを示した図である。図１３、図１４を参照して、圧縮機１０は、管９１から逆止弁１０３、管９３、四方弁１０２、管９５、管９８を経由して冷媒を吸入し、圧縮する。圧縮された冷媒は四方弁１０１を経由して管９６へ流れると同時に、管１００および四方弁１０５を経由して管９６Ｂへも流れる。

室外熱交換器４０（凝縮器）は、圧縮機１０から四方弁１０１を経由して管９６に流入した冷媒を凝縮して管９４へ流す。また、室外熱交換器４０Ｂ（凝縮器）は、圧縮機１０から四方弁１０５を経由して管９６Ｂに流入した冷媒を凝縮して管９４Ｂへ流す。

室外熱交換器４０，４０Ｂ（凝縮器）は、圧縮機１０から吐出された高温高圧の過熱蒸気（冷媒）が室外空気と熱交換（放熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は凝縮されて液化する。図示しないが、室外ファンが、室外熱交換器４０，４０Ｂ（凝縮器）に併設され、制御装置３００は制御信号によって室外ファンの回転速度を調整する。室外ファンの回転速度を変更することにより、室外熱交換器４０，４０Ｂ（凝縮器）における冷媒と室外空気との単位時間当たりの熱交換量を調整することができる。

ＬＥＶ１１１，１１１Ｂは、室外熱交換器４０，４０Ｂ（凝縮器）から管９４へ流れた冷媒を減圧する。減圧された冷媒は室内熱交換器２０，２０Ｂへ流れる。ＬＥＶ１１１，１１１Ｂは、制御装置３００から受ける制御信号によって開度を調整可能に構成される。

室内熱交換器２０，２０Ｂ（蒸発器）は、ＬＥＶ１１１，１１１Ｂから管９２へ流れた冷媒を蒸発させる。蒸発した冷媒は、管９０，９１、逆止弁１０３、管９３、四方弁１０２、管９５，９８を経由して圧縮機１０の冷媒入口１０ａへ流れる。室内熱交換器２０，２０Ｂ（蒸発器）は、ＬＥＶ１１１，１１１Ｂにより減圧された冷媒が室内空気と熱交換（吸熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は蒸発して過熱蒸気となる。図示しないが室内ファンが、室内熱交換器２０，２０Ｂ（蒸発器）に併設される。制御装置３００は、制御信号によって室内ファンの回転速度を調整する。室内ファンの回転速度を変更することにより、室内熱交換器２０，２０Ｂ（蒸発器）における冷媒と室内空気との単位時間当たりの熱交換量を調整することができる。

次に暖房モードについて説明する。再び図１３を参照して、暖房モードでは、四方弁１０１，１０２，１０５はともに状態Ｂに設定され、ＬＥＶ１１０は内部熱交換器２００出口部分についてＳＨ制御され、ＬＥＶ１１１，１１１Ｂは、ＳＨ制御またはＳＣ制御される。さらに圧縮機１０は、設定温度に応じて運転周波数が設定され、室外ファン，室内ファンはともにＯＮ（回転）状態に設定される。

図１５は、実施の形態４での暖房運転における冷媒の流れを示した図である。図１５を参照して、圧縮機１０は、管９６から、四方弁１０１、管９５、管９８を経由して冷媒を吸入し、また管９６Ｂから、四方弁１０５、管９５、管９８を経由して冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は四方弁１０１、管８９、逆止弁１０４、管９１を経由して管９０へ流れる。

室内熱交換器２０，２０Ｂ（凝縮器）は、圧縮機１０から四方弁１０１および逆止弁１０４を経由して管９０に流入した冷媒を凝縮する。室内熱交換器２０，２０Ｂ（凝縮器）は、圧縮機１０から吐出された高温高圧の過熱蒸気（冷媒）が室内空気と熱交換（放熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は凝縮されて液化する。制御装置３００は制御信号によって図示しない室内ファンの回転速度を調整する。室内ファンの回転速度を変更することにより、室内熱交換器２０，２０Ｂ（凝縮器）における冷媒と室内空気との単位時間当たりの熱交換量を調整することができる。

ＬＥＶ１１１は、室内熱交換器２０（凝縮器）を通過した冷媒を減圧する。ＬＥＶ１１１Ｂは、室内熱交換器２０Ｂ（凝縮器）を通過した冷媒を減圧する。減圧された冷媒は管９２を経由して管９４へ流れる。

室外熱交換器４０（蒸発器）は、管９４から流入した冷媒を蒸発させる。室外熱交換器４０Ｂ（蒸発器）は、管９４から分岐した管９４Ｂから流入した冷媒を蒸発させる。

室外熱交換器４０（蒸発器）において蒸発した冷媒は、管９６、四方弁１０１、管９８を経由して圧縮機１０の冷媒入口１０ａへ流れる。室外熱交換器４０Ｂ（蒸発器）において蒸発した冷媒は、管９６Ｂ、四方弁１０５、管９５，９８を経由して圧縮機１０の冷媒入口１０ａへ流れる。

室外熱交換器４０，４０Ｂ（蒸発器）は、ＬＥＶ１１１，１１１Ｂにより減圧された冷媒が室外空気と熱交換（吸熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は蒸発して過熱蒸気となる。制御装置３００は、制御信号によって図示しない室外ファンの回転速度を調整する。室外ファンの回転速度を変更することにより、室外熱交換器４０（蒸発器）における冷媒と室内空気との単位時間当たりの熱交換量を調整することができる。

このように暖房運転が行なわれている際に、室外熱交換器４０，４０Ｂに霜が付き除霜する必要が生じる場合がある。実施の形態１〜３では、バイパス流路１６１およびＬＥＶ１１０を設け、室内熱交換器２０をＬＥＶ１１１と四方弁１０２と逆止弁１０３，１０４とによって、室外熱交換器４０および圧縮機１０から切り離した状態で除霜運転を行なった。

しかし、暖房運転時には、室外熱交換器４０は低圧側であるのでそこに存在する冷媒量が少なくなる方向である。この場合に室外熱交換器４０および圧縮機１０における余剰冷媒が少ないと除霜に必要な冷媒が不足し、高圧が得にくい場合がある。圧縮機１０においてガス冷媒は圧縮されて高温・高圧となるので、高圧が得られないと除霜に必要な高温も得られない。

そこで、実施の形態４では、室外熱交換器４０，４０Ｂを交互に除霜するようにして、除霜に必要な冷媒量を減らしている。

以下、除霜運転時の冷媒の流れについて図を用いて説明する。図１６は、室外熱交換器４０を除霜する第１除霜運転における冷媒の流れを示した図である。図１７は、室外熱交換器４０Ｂを除霜する第２除霜運転における冷媒の流れを示した図である。

図１３、図１６を参照して、第１除霜運転では、四方弁１０１は状態Ａに設定され、四方弁１０２は状態Ｂに設定され、四方弁１０５は状態Ｂに設定され、ＬＥＶ１１０は全開に設定され、ＬＥＶ１１１およびＬＥＶ１１１Ｂは、閉止される。さらに圧縮機１０は、運転周波数が所定の固定周波数に設定され、室外ファン，室内ファンはともにＯＦＦ（停止）状態に設定される。

圧縮機１０は、バイパス流路１６１および管９８から冷媒を吸入し、圧縮する。圧縮され高温・高圧となった冷媒は四方弁１０１を経由して管９６へ流れる。

着霜状態にある室外熱交換器４０（凝縮器）は、冷媒を冷却し凝縮して管９４へ流す。そのうちの一部の冷媒は、室外熱交換器４０Ｂ（蒸発器として作動）、四方弁１０５、管９５，９８を経由して圧縮機１０の冷媒入口１０ａに戻る。また残りの冷媒は、ＬＥＶ１１０、内部熱交換器２００、バイパス流路１６１を経由して圧縮機１０の冷媒入口１０ａに戻る。

このように、室外熱交換器が分割されている構成では、分割された一方である室外熱交換器４０を先に除霜することによって、除霜に必要な冷媒量を減らすことができる。

室外熱交換器４０の除霜が完了すると、室外熱交換器４０Ｂの除霜を行なうように第２除霜運転に移行する。

図１３、図１７を参照して、第２除霜運転では、四方弁１０１は状態Ｂに設定され、四方弁１０５は状態Ａに設定される。他の設定は、第１除霜運転と同様である。

圧縮機１０は、バイパス流路１６１および管９８から冷媒を吸入し、圧縮する。圧縮され高温・高圧となった冷媒は四方弁１０１を通過せずに、管１００および四方弁１０５を経由して室外熱交換器４０Ｂ（凝縮器）へ流れる。四方弁１０１の先にある逆止弁１０４を冷媒が通過しないのは、逆止弁１０４の先にある室内熱交換器２０，２０ＢはいずれもＬＥＶ１１１，１１１Ｂが閉止されているので、逆止弁１０４の出口側の圧力が上昇しそれ以上は冷媒が逆止弁１０４を通過しなくなるからである。

着霜状態にある室外熱交換器４０Ｂ（凝縮器）は、冷媒を冷却し凝縮して管９４Ｂへ流す。そのうちの一部の冷媒は、室外熱交換器４０（蒸発器として作動）、四方弁１０１、管９５，９８を経由して圧縮機１０の冷媒入口１０ａに戻る。また残りの冷媒は、ＬＥＶ１１０、内部熱交換器２００、バイパス流路１６１を経由して圧縮機１０の冷媒入口１０ａに戻る。

また、実施の形態４に示す空気調和装置も実施の形態１〜３と同様に、運転停止後の暖房開始または冷房開始時にも立ち上がりが早いという効果も得られる。以下に運転停止状態について説明する。

図１８は、実施の形態４における冷房時の運転停止状態を示した図である。図１９は、実施の形態４における暖房時の運転停止状態を示した図である。

図１３、図１８を参照して、冷房時の運転停止状態では、四方弁１０１は状態Ａに設定され、四方弁１０２は状態Ｂに設定され、四方弁１０５は状態Ａに設定され、ＬＥＶ１１０，１１１，１１１Ｂは、ともに閉止される。圧縮機１０、室外ファンおよび室内ファンはすべてＯＦＦ（停止）状態に設定される。

この状態の直前に図１４の冷房が行なわれていた場合、冷媒圧力は、室外熱交換器４０，４０Ｂでは高圧、室内熱交換器２０，２０Ｂでは低圧になっている。図１４から図１８の状態に遷移すると、四方弁１０２が切り替えられることによって逆止弁１０３に逆方向の圧力がかかるとともに、ＬＥＶ１１１，１１１Ｂは閉止される。また、逆止弁１０４については、ＬＥＶ１１０が閉じており、かつ圧縮機１０によって室外熱交換器４０の高圧部分とは分離されているので、バイパス流路１６１の圧力が室内熱交換器２０，２０Ｂの圧力と同程度に低下した時点で冷媒の流出は止まる。したがって、運転停止中において、室外熱交換器４０，４０Ｂの冷媒圧力はそのまま保持され、速やかに冷房開始をすることができる。

図１３、図１９を参照して、暖房時の運転停止状態では、四方弁１０１は状態Ｂに設定され、四方弁１０２は状態Ｂに設定され、四方弁１０５は状態Ａに設定され、ＬＥＶ１１０，１１１，１１１Ｂは、ともに閉止される。圧縮機１０、室外ファンおよび室内ファンはすべてＯＦＦ（停止）状態に設定される。なお、図１８と図１９の相違点は、四方弁１０１が、冷房運転後の停止であれば状態Ａのまま維持され、暖房運転後の停止であれば状態Ｂのまま維持されている点である。

この状態の直前に図１５の暖房が行なわれていた場合、冷媒圧力は、室外熱交換器４０，４０Ｂでは低圧、室内熱交換器２０，２０Ｂでは高圧になっている。図１５から図１９の状態に遷移すると、ＬＥＶ１１１，１１１Ｂは閉止される。室内熱交換器２０，２０Ｂの冷媒圧力（高圧）は、逆止弁１０３によって圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに戻るが、圧縮機１０によって低圧部分の室外熱交換器４０，４０Ｂとは分離されているので圧力は低下しない。したがって、運転停止中において、室内熱交換器２０，２０Ｂの冷媒圧力はそのまま保持され、速やかに暖房開始をすることができる。

以上説明したように、実施の形態４の空気調和装置１Ｃは、実施の形態１〜３と同様な効果が得られるとともに、室外熱交換器を分割し、交互に除霜することによって、除霜に必要な冷媒量を削減することが可能となる。

なお、図１２に示した実施の形態４の空気調和装置１Ｃは、内部熱交換器２００を設け、室内機が２台であったが、室内機を１台または３台以上とした構成としても良く、また内部熱交換器２００が無い構成としても良い。

最後に、再び図面を参照しつつ実施の形態１〜４について総括する。
図１を参照して、実施の形態１に係る空気調和装置１は、圧縮機１０と、室内熱交換器２０と、室外熱交換器４０と、ＬＥＶ１１１と、バイパス流路１６１と、ＬＥＶ１１０と、冷暖切替機構１５０とを備える。圧縮機１０は、冷媒を吸入する冷媒入口１０ａと冷媒を吐出する冷媒出口１０ｂとを有する。室内熱交換器２０は、第１ポートＰ１、第２ポートＰ２を有する。室外熱交換器４０は、第３ポートＰ３、第４ポートＰ４を有する。ＬＥＶ１１１は、第２ポートＰ２と第３ポートＰ３との間を連通するように構成される。ＬＥＶ１１１は、第２ポートＰ２と第３ポートＰ３との間の冷媒通路に設けられ、冷媒通路を開閉するように構成される。バイパス流路１６１は、第３ポートＰ３を冷媒入口１０ａに接続する流路の少なくとも一部となるように構成される。ＬＥＶ１１０は、バイパス流路１６１に設けられ、バイパス流路１６１を開閉するように構成される。冷暖切替機構１５０は、冷媒入口１０ａ、冷媒出口１０ｂ、第１ポートＰ１、第４ポートＰ４に接続される。

冷暖切替機構１５０は、第１逆止弁１０３と、第２逆止弁１０４と、四方弁１０２と、四方弁１０１とを含む。第１逆止弁１０３は、第１入口と第１出口とを有し、第１入口は、第１ポートＰ１に連通する。第２逆止弁１０４は、第２入口と第２出口とを有し、第２出口は、第１ポートＰ１に連通する。四方弁１０２は、第１逆止弁１０３の第１出口を圧縮機１０の冷媒入口１０ａと冷媒出口１０ｂのいずれか一方に連通させるように構成される。四方弁１０１は、第２逆止弁の第２入口を圧縮機１０の冷媒入口１０ａと冷媒出口１０ｂのいずれか一方に連通させるとともに、第４ポートＰ４を圧縮機１０の冷媒入口１０ａと冷媒出口１０ｂのいずれか他方に連通させるように構成される。

上記のような構成とすることによって、通常の冷房運転、暖房運転に加えて、室内熱交換器２０を冷凍サイクルから切り離した状態で除霜運転をすることが可能となる。

特に、本実施の形態では、冷暖切替機構１５０に逆止弁を組み入れているので、以下の効果（１）〜（３）が期待できる。

（１）もし逆止弁に代えて電磁弁で実現するとすれば、ガス冷媒を通過させるような管径の大きい部分では、電動弁（モータ内蔵）のような体格が大きいものを使用する必要があり、室外機に収容スペースが必要となる。逆止弁であれば、管径が大きい場所でも比較的シンプルで体格の小さいものを使用できるので省スペースである。

（２）電磁弁であれば、制御信号を送信するための配線が必要であるが、逆止弁は配線不要なので配線本数を減らせる。

（３）ＬＥＶと電磁弁で冷媒を室内機に封入するのであれば、ＬＥＶを閉じると同時に電磁弁を閉じないと冷媒が少し漏れてしまう。ＬＥＶと逆止弁の組み合わせであれば、弁を閉じるタイミング合わせが不要で冷媒を漏らさずに封入可能である。

好ましくは、空気調和装置１は、圧縮機１０、ＬＥＶ１１１、ＬＥＶ１１０、四方弁１０２および四方弁１０１を制御する制御装置３００をさらに備える。図５に示すように、室外熱交換器４０の除霜運転を行なう場合には、制御装置３００は、ＬＥＶ１１１に冷媒通路を閉止させ、ＬＥＶ１１０を開き、第２逆止弁１０４の冷媒入口が圧縮機１０の冷媒入口１０ａに連通するとともに、第４ポートＰ４が冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０１を制御し、第１逆止弁１０３の冷媒出口が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０２を制御し、圧縮機１０を運転する。

このように制御することによって、暖房運転時に室外機２に存在していた冷媒のみを使用して、除霜運転が行なわれる。室内機３側の回路をバイパスして圧縮機１０の冷媒入口１０ａに冷媒が循環するため、少ない冷媒量で除霜運転が行なわれる。このため、冷凍サイクルの応答の速さを示す時定数が小さくなり、除霜時間の短縮が可能となる。除霜時間短縮により、除霜時の室温低下が抑制される。

より好ましくは、図６に示すように冷房運転時において運転を停止する場合には、制御装置３００は、ＬＥＶ１１１に冷媒通路を閉止させ、ＬＥＶ１１０を閉じ、第２逆止弁１０４の冷媒入口が圧縮機１０の冷媒入口１０ａに連通するとともに、第４ポートＰ４が冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０１を制御し、第１逆止弁１０３の冷媒出口が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０２を制御し、圧縮機１０の運転を停止する。

このように制御することによって、冷房運転によって室外熱交換器（凝縮器）が高圧側、室内熱交換器（蒸発器）が低圧側となった冷媒の圧力配分を維持した状態で運転停止できる。このため、運転停止して圧力が均一となってしまう従来の場合よりも、冷房を再開する場合の運転立ち上げ時間を短縮できるとともに消費電力を低減できる。

より好ましくは、図７に示すように暖房運転時において運転を停止する場合には、制御装置３００は、ＬＥＶ１１１に冷媒通路を閉止させ、ＬＥＶ１１０を閉じ、第２逆止弁１０４の冷媒入口が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するとともに、第４ポートＰ４が冷媒入口１０ａに連通するように四方弁１０１を制御し、第１逆止弁１０３の冷媒出口が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０２を制御し、圧縮機１０の運転を停止する。

このように制御することによって、暖房運転によって室内熱交換器（凝縮器）が高圧側、室外熱交換器（蒸発器）が低圧側となった冷媒の圧力配分を維持した状態で運転停止できる。このため、運転停止して圧力が均一となってしまう従来の場合よりも、暖房を再開する場合の運転立ち上げ時間を短縮できるとともに消費電力を低減できる。

好ましくは、図８に示すように、実施の形態２の空気調和装置１Ａは、実施の形態１の空気調和装置１の構成に加えて、バイパス流路１６１を流れる冷媒と第３ポートＰ３とＬＥＶ１１１との間の流路を流れる冷媒との間で熱交換を行なうように構成される内部熱交換器２００をさらに備える。

このような構成とすれば、内部熱交換器２００の利用により、冷房時および暖房時の低圧部における圧力損失が改善し、空気調和機の性能が改善される。またＬＥＶ１１０の冷媒入口の冷媒密度が増加するので、ＬＥＶ１１０の必要口径が小さくなり、低コストおよび省スペースの空気調和機を実現できる。

好ましくは、図１０（または図１２）に示すように、圧縮機１０と、室外熱交換器４０と、バイパス流路１６１と、ＬＥＶ１１０と、冷暖切替機構１５０（１５０Ｃ）とは、室外機２Ｂ（２Ｃ）に収容される。室内熱交換器２０およびＬＥＶ１１１は、第１室内機３Ａに収容される。空気調和装置１Ｂ（または１Ｃ）は、第１室内機３Ａと並列に接続され、室内熱交換器２０ＢおよびＬＥＶ１１１Ｂを有する第２室内機３Ｂをさらに備える。

このように複数の室内機を有する構成であっても、通常の冷房運転、暖房運転に加えて、室内熱交換器２０を冷凍サイクルから切り離した状態で除霜運転をすることが可能となる。

好ましくは、図１２に示すように、空気調和装置１Ｃは、第５ポートＰ５、第６ポートＰ６を有する室外熱交換器４０Ｂをさらに備える。第５ポートＰ５は第３ポートＰ３と連通する。冷暖切替機構１５０Ｃは、冷暖切替機構１５０の構成に加えて、第６ポートＰ６を圧縮機１０の冷媒入口１０ａと冷媒出口１０ｂのいずれか一方に連通させるように構成される四方弁１０５をさらに含む。

このように、室外熱交換器を２分割した構成とすることによって、室外熱交換器の範囲を限定して除霜を行なうことができる。このために除霜に必要な冷媒量を減らすことができる。

より好ましくは、空気調和装置は、圧縮機１０、ＬＥＶ１１１、ＬＥＶ１１０、四方弁１０２、四方弁１０５および四方弁１０１を制御する制御装置３００をさらに備える。室外熱交換器４０の除霜運転を行なう場合には、制御装置３００は、ＬＥＶ１１１に冷媒通路を閉止させ、ＬＥＶ１１０を開き、第２逆止弁１０４の冷媒入口が圧縮機１０の冷媒入口１０ａに連通するとともに、第４ポートＰ４が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０１を制御し、第１逆止弁１０３の冷媒出口が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０２を制御し、第６ポートＰ６が圧縮機１０の冷媒入口１０ａに連通するように四方弁１０５を制御し、圧縮機１０を運転する。

さらに好ましくは、室外熱交換器４０Ｂの除霜運転を行なう場合には、制御装置３００は、ＬＥＶ１１１に冷媒通路を閉止させ、ＬＥＶ１１０を開き、第２逆止弁１０４の冷媒入口が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するとともに、第４ポートＰ４が冷媒入口１０ａに連通するように四方弁１０１を制御し、第１逆止弁１０３の冷媒出口が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０２を制御し、第６ポートＰ６が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０５を制御し、圧縮機１０を運転する。

以上のように制御することによって、室外熱交換器４０、室外熱交換器４０Ｂのうち一方を選択して除霜を行なうことができる。これにより、交互に除霜を行なうことも可能となる。

さらに好ましくは、図１８に示すように、冷房運転時に運転を停止する場合には、制御装置３００は、ＬＥＶ１１１，１１１Ｂに冷媒通路を閉止させ、ＬＥＶ１１０を閉じ、第２逆止弁１０４の冷媒入口が圧縮機１０の冷媒入口１０ａに連通するとともに、第４ポートＰ４が冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０１を制御し、第１逆止弁１０３の冷媒出口が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０２を制御し、第６ポートＰ６が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０５を制御し、圧縮機１０の運転を停止する。

このように制御することによって、室外熱交換器を分割した構成であっても、冷房運転によって室外熱交換器（凝縮器）が高圧側、室内熱交換器（蒸発器）が低圧側となった冷媒の圧力配分を維持した状態で運転停止できる。このため、運転停止して圧力が均一となってしまう従来の場合よりも、冷房を再開する場合の運転立ち上げ時間を短縮できるとともに消費電力を低減できる。

さらに好ましくは、図１９に示すように、暖房運転時に運転を停止する場合には、制御装置３００は、ＬＥＶ１１１，１１１Ｂに冷媒通路を閉止させ、ＬＥＶ１１０を閉じ、第２逆止弁１０４の冷媒入口が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するとともに、第４ポートＰ４が冷媒入口１０ａに連通するように四方弁１０１を制御し、第１逆止弁１０３の冷媒出口が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０２を制御し、第６ポートＰ６が圧縮機１０の冷媒出口１０ｂに連通するように四方弁１０５を制御し、圧縮機１０の運転を停止する。

このように制御することによって、室外熱交換器を分割した構成であっても、暖房運転によって室内熱交換器（凝縮器）が高圧側、室外熱交換器（蒸発器）が低圧側となった冷媒の圧力配分を維持した状態で運転停止できる。このため、運転停止して圧力が均一となってしまう従来の場合よりも、暖房を再開する場合の運転立ち上げ時間を短縮できるとともに消費電力を低減できる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 空気調和装置、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 室外機、３，３Ａ，３Ｂ 室内機、１０ 圧縮機、１０ａ 冷媒入口、１０ｂ 冷媒出口、２０，２０Ｂ 室内熱交換器、２１ 室内ファン、４０，４０Ｂ 室外熱交換器、４１ 室外ファン、８９〜９４，９４Ｂ，９５，９６，９６Ｂ，９８，９９，１００ 管、１０１，１０２，１０５ 四方弁、１０３，１０４ 逆止弁、１１０，１１１，１１１Ｂ ＬＥＶ、１５０，１５０Ｃ 冷暖切替機構、１６１ バイパス流路、２００ 内部熱交換器、３００ 制御装置、Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｐ１〜Ｐ６ ポート。

Claims (11)

1. 冷媒を吸入する入口部と前記冷媒を吐出する出口部とを有する圧縮機と、
   第１ポート、第２ポートを有する第１熱交換器と、
   第３ポート、第４ポートを有する第２熱交換器と、
   前記第２ポートと前記第３ポートとの間を連通するように構成される第１膨張弁と、
   前記第３ポートを前記入口部に接続する流路の少なくとも一部となるように構成されるバイパス流路と、
   前記バイパス流路を開閉するように構成される開閉弁と、
   前記入口部、前記出口部、前記第１ポート、前記第４ポートに接続される冷暖切替機構とを備え、
   前記冷暖切替機構は、
   第１入口と第１出口とを有する第１逆止弁を含み、前記第１入口は、前記第１ポートに連通し、
   第２入口と第２出口とを有する第２逆止弁をさらに含み、前記第２出口は、前記第１ポートに連通し、
   前記第１出口を前記入口部と前記出口部のいずれか一方に連通させるように構成される第１三方弁と、
   前記第２入口を前記入口部と前記出口部のいずれか一方に連通させるとともに、前記第４ポートを前記入口部と前記出口部のいずれか他方に連通させるように構成される四方弁とをさらに含む、空気調和装置。
2. 前記圧縮機、前記第１膨張弁、前記開閉弁、前記第１三方弁および前記四方弁を制御する制御装置をさらに備え、
   前記第２熱交換器の除霜運転を行なう場合には、前記制御装置は、
   前記第１膨張弁を閉じ、
   前記開閉弁を開き、
   前記第２入口が前記入口部に連通するとともに、前記第４ポートが前記出口部に連通するように前記四方弁を制御し、
   前記第１出口が前記出口部に連通するように前記第１三方弁を制御し、
   前記圧縮機を運転する、請求項１に記載の空気調和装置。
3. 冷房運転時において運転を停止する場合には、前記制御装置は、
   前記第１膨張弁を閉じ、
   前記開閉弁を閉じ、
   前記第２入口が前記入口部に連通するとともに、前記第４ポートが前記出口部に連通するように前記四方弁を制御し、
   前記第１出口が前記出口部に連通するように前記第１三方弁を制御し、
   前記圧縮機の運転を停止する、請求項２に記載の空気調和装置。
4. 暖房運転時において運転を停止する場合には、前記制御装置は、
   前記第１膨張弁を閉じ、
   前記開閉弁を閉じ、
   前記第２入口が前記出口部に連通するとともに、前記第４ポートが前記入口部に連通するように前記四方弁を制御し、
   前記第１出口が前記出口部に連通するように前記第１三方弁を制御し、
   前記圧縮機の運転を停止する、請求項２に記載の空気調和装置。
5. 前記バイパス流路を流れる冷媒と前記第３ポートと前記第１膨張弁との間の流路を流れる冷媒との間で熱交換を行なうように構成される第３熱交換器をさらに備える、請求項１に記載の空気調和装置。
6. 前記圧縮機と、前記第２熱交換器と、前記バイパス流路と、前記開閉弁と、前記冷暖切替機構とは、室外機に収容され、
   前記第１熱交換器および前記第１膨張弁は、第１室内機に収容され、
   前記室外機に対して前記第１室内機と並列に接続され、第４熱交換器および第２膨張弁を有する第２室内機をさらに備える、請求項１に記載の空気調和装置。
7. 第５ポート、第６ポートを有する第５熱交換器をさらに備え、前記第５ポートは前記第３ポートと連通し、
   前記冷暖切替機構は、
   前記第６ポートを前記入口部と前記出口部のいずれか一方に連通させるように構成される第２三方弁をさらに含む、請求項１に記載の空気調和装置。
8. 前記圧縮機、前記第１膨張弁、前記開閉弁、前記第１三方弁、前記第２三方弁および前記四方弁を制御する制御装置をさらに備え、
   前記第２熱交換器の除霜運転を行なう場合には、前記制御装置は、
   前記第１膨張弁を閉じ、
   前記開閉弁を開き、
   前記第２入口が前記入口部に連通するとともに、前記第４ポートが前記出口部に連通するように前記四方弁を制御し、
   前記第１出口が前記出口部に連通するように前記第１三方弁を制御し、
   前記第６ポートが前記入口部に連通するように前記第２三方弁を制御し、
   前記圧縮機を運転する、請求項７に記載の空気調和装置。
9. 前記第５熱交換器の除霜運転を行なう場合には、前記制御装置は、
   前記第１膨張弁を閉じ、
   前記開閉弁を開き、
   前記第２入口が前記出口部に連通するとともに、前記第４ポートが前記入口部に連通するように前記四方弁を制御し、
   前記第１出口が前記出口部に連通するように前記第１三方弁を制御し、
   前記第６ポートが前記出口部に連通するように前記第２三方弁を制御し、
   前記圧縮機を運転する、請求項８に記載の空気調和装置。
10. 前記圧縮機、前記第１膨張弁、前記開閉弁、前記第１三方弁、前記第２三方弁および前記四方弁を制御する制御装置をさらに備え、
    冷房運転時において運転を停止する場合には、前記制御装置は、
    前記第１膨張弁を閉じ、
    前記開閉弁を閉じ、
    前記第２入口が前記入口部に連通するとともに、前記第４ポートが前記出口部に連通するように前記四方弁を制御し、
    前記第１出口が前記出口部に連通するように前記第１三方弁を制御し、
    前記第６ポートが前記出口部に連通するように前記第２三方弁を制御し、
    前記圧縮機の運転を停止する、請求項７に記載の空気調和装置。
11. 前記圧縮機、前記第１膨張弁、前記開閉弁、前記第１三方弁、前記第２三方弁および前記四方弁を制御する制御装置をさらに備え、
    暖房運転時において運転を停止する場合には、前記制御装置は、
    前記第１膨張弁を閉じ、
    前記開閉弁を閉じ、
    前記第２入口が前記出口部に連通するとともに、前記第４ポートが前記入口部に連通するように前記四方弁を制御し、
    前記第１出口が前記出口部に連通するように前記第１三方弁を制御し、
    前記第６ポートが前記出口部に連通するように前記第２三方弁を制御し、
    前記圧縮機の運転を停止する、請求項７に記載の空気調和装置。

Images