JP6888068B2

JP6888068B2 - 冷凍サイクル装置およびそれを備えた空気調和装置

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Publication number: JP6888068B2
Application number: JP2019203269A
Authority: JP
Inventors: 拓也松田; 傑鳩村; 豊青山; 拓未西山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2036-07-08
Also published as: JP2020020576A

Description

本発明は、冷凍サイクル装置およびそれを備えた空気調和装置に関し、特に、複数の熱交換器を備えた室外機を有する冷凍サイクル装置と、そのような冷凍サイクル装置を備えた空気調和装置とに関するものである。

室内等を冷房または暖房するために、空気調和装置が広く使用されている。空気調和装置は、室内熱交換器を収容した室内機と、室外熱交換器および圧縮機等を収容した室外機とを備えている。

まず、冷房運転では、圧縮機から吐出した高温高圧のガス冷媒は、室外機の室外熱交換器に流れ込み、外気との間で熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。高圧の液冷媒は、絞り装置によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、室内機の室内熱交換器に流れ込み、室内の空気との間で熱交換が行われて、液冷媒が蒸発し、低圧のガス冷媒になる。この熱交換によって、室内が冷房される。低圧のガス冷媒は、圧縮機に送り込まれ、再び圧縮される。

暖房運転では、圧縮機から吐出した高温高圧のガス冷媒は、室内機の室内熱交換器に流れ込み、室内の空気との間で熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。この熱交換によって、室内が暖房される。高圧の液冷媒は、絞り装置によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、室外機の室外熱交換器へ流れ込み、外気との間で熱交換が行われて、液冷媒が蒸発し、低圧のガス冷媒になる。低圧のガス冷媒は、圧縮機に送り込まれ、再び圧縮される。

空気調和装置には、状況に応じて熱交換性能を上げるために、室外熱交換器として、複数の熱交換器を備えた室外熱交換器がある。たとえば、特許文献１において挙げられている空気調和装置では、室外機に、第１熱交換器と第２熱交換器との２つの熱交換器が配置されている。

第１熱交換器には、第１単位流路が複数個配置されている。第２熱交換器には、第２単位流路が複数個配置されている。第１単位流路の個数と第２単位流路の個数は、同じ個数（個数Ａ）に設定されている。第１単位流路の長さと第２単位流路の長さは、同じ長さ（長さＬ）に設定されている。

暖房運転時では、冷媒は、並列に接続された第１熱交換器または第２熱交換器に流れる。このとき、冷媒が流れる流路の個数は、個数Ａの２倍の個数（２×Ａ）であり、冷媒が流れる流路の長さは、長さＬである。暖房運転では、流路の個数が増えることで、冷媒の流速が下がり、圧力損失を抑えることができるとされる。

一方、冷房運転では、冷媒は、直列に接続された第１熱交換器および第２熱交換器を流れる。このとき、冷媒が流れる流路の個数は個数Ａであり、冷媒が流れる流路の長さは、長さＬの２倍の長さ（２×Ｌ）である。冷房運転では、暖房運転の場合と比べて、流路の個数が減ることで、冷媒の流速が上がり、伝熱を促進させることができるとされる。

特開２０１５−１１７９３６号公報

従来の空気調和装置では、次のような問題点があった。空気調和装置を冷房運転する場合には、室外熱交換器は凝縮器として機能する。このとき、圧縮機から吐出した高温高圧のガス冷媒は、まず、第１熱交換器に流れ込む。第１熱交換器では、外気とガス冷媒との間で熱交換が行われ、ガス冷媒が凝縮を開始し徐々に液化が進み、液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒になる。

二相状態となった冷媒は、第１熱交換器から第２熱交換器へ流れ込む。第２熱交換器では、外気と二相状態の冷媒との間で熱交換が行われ、残っているガス冷媒がさらに液化し、最終的に単相の液冷媒になる。すなわち、第２熱交換器では、第２単位流路の途中から、単相の液冷媒（サブクール）が流れることになる。

上述したように、室外熱交換器を凝縮器として機能させる場合、伝熱性能を上げるには、液冷媒の流速を上げることが求められる。しかしながら、第１熱交換器の第１単位流路の個数と第２熱交換器の第２単位流路の個数とは、同じ個数（個数Ａ）に設定されている。このため、第２熱交換器の第２単位流路の途中から単相の液冷媒となったその液冷媒の流速を上げにくくなり、液冷媒として第２単位流路を流れる部分における伝熱性能を上げるのが困難であった。

本発明は、そのような問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、伝熱性能を上げることができる冷凍サイクル装置を提供することであり、他の目的は、そのような冷凍サイクル装置を備えた空気調和装置を提供することである。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、複数の熱交換器を含む熱交換器群を備えた室外機と、熱交換器群を配管で接続した冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置である。熱交換器群を凝縮器として動作させる第１運転の場合、配管内を流れる冷媒は、並列に接続された第１の個数の熱交換器を流れた後に第２の個数の熱交換器を流れる。熱交換器群を蒸発器として動作させる第２運転の場合、配管内を流れる冷媒は、並列に接続された第３の個数の熱交換器を流れる。第３の個数は、第１の個数と第２の個数との和である。第２の個数は第１の個数よりも少ない。

本発明に係る空気調和装置は、上記冷凍サイクル装置を備えた空気調和装置である。

本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、熱交換器群を凝縮器として動作させる第１運転の場合、配管内を流れる冷媒は、並列に接続された第１の個数の熱交換器を流れた後に、第１の個数よりも少ない第２の個数の熱交換器を流れる。これにより、液冷媒となって第３の熱交換器を流れる冷媒の流速が上がり、熱交換器群を凝縮器として動作させる際の伝熱性能を向上させることができる。

本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、上記室外機を備えていることで、熱交換器群を凝縮器として動作させる際の伝熱性能を向上させることができる。

実施の形態１に係る室外機を備えた空気調和装置の冷媒回路を含む構成を示す図である。実施の形態１において、冷房運転の第１例を説明するための、冷媒の流れを示す図である。比較例に係る空気調和装置の室外機と、冷房運転時の室外機における冷媒の流れとを示す図である。実施の形態１において、暖房運転の第１例を説明するための、冷媒の流れを示す図である。実施の形態１において、冷房運転の第２例の一つを説明するための、冷媒の流れを示す図である。実施の形態１において、冷房運転の第２例の他の一つを説明するための、冷媒の流れを示す図である。実施の形態１において、暖房運転の第２例を説明するための、冷媒の流れを示す図である。実施の形態１において、暖房運転の第３例を説明するための、冷媒の流れを示す図である。実施の形態２に係る室外機を備えた空気調和装置の冷媒回路を含む構成を示す図である。実施の形態２に係る室外機に使用される３分岐分配器の一例を示す拡大斜視図である。実施の形態２において、暖房運転の第４例の一つを説明するための、冷媒の流れを示す図である。実施の形態２において、暖房運転の第４例の他の一つを説明するための、冷媒の流れを示す図である。

実施の形態１．
（構成）
はじめに、冷凍サイクル装置としての空気調和装置の全体の構成について説明する。図１に示すように、空気調和装置１は、室内機２と、室外ユニット４を含む室外機３とを備えている。室内機２には、室内熱交換器（図示せず）が収容されている。なお、ここでは、説明の便宜上、代表的に１つの室外ユニット４を例に挙げる。

空気調和装置１は、圧縮機５、第１四方弁３１、第２四方弁３２、第３四方弁３３、室外熱交換器としての第１熱交換器１１、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３（熱交換器群１０）、第１膨張弁５１、第２膨張弁５２、ならびに、室内熱交換器（図示せず）を備えている。圧縮機５と、第１四方弁３１、第２四方弁３２および第３四方弁３３と、熱交換器群１０と、第１膨張弁５１および第２膨張弁５２と、室内熱交換器とが順に冷媒配管７０によって接続されて、冷媒回路が構成される。なお、冷媒配管７０において、冷媒配管７０に接続された各構成部品の間を流れる冷媒の道筋を、流路と称して説明する。

具体的には、圧縮機５と熱交換器群１０との間では、第１四方弁３１、第１熱交換器１１および第１膨張弁５１が直列に接続され、また、第２四方弁３２および第２熱交換器１２が直列に接続され、さらに、第３四方弁３３および第３熱交換器１３が直列に接続されている。直列に接続された第１四方弁３１、第１熱交換器１１および第１膨張弁５１と第２四方弁３２および第２熱交換器１２と第３四方弁３３および第３熱交換器１３とが並列に接続されている。第１膨張弁５１と第２膨張弁５２とは並列に接続されている。

第２熱交換器１２から第２膨張弁５２へ向かって延びる冷媒配管７０（流路７７）と第３熱交換器１３から第２膨張弁５２へ向かって延びる冷媒配管７０（流路７９）とが合流し、第２膨張弁５２へと繋がる冷媒配管７０（流路８０）へと繋がっている。また、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３と第２膨張弁５２を繋ぐ冷媒配管７０（流路８０）と、第１四方弁３１と第１熱交換器１１を繋ぐ冷媒配管７０（流路７４）の間には、バイパス配管としての冷媒配管７０（流路８１）が接続されている。

さらに、第２熱交換器１２から第２膨張弁５２へ向かって延びる冷媒配管（流路７７）には第３電磁弁４３が設けられている。第３熱交換器１３から第２膨張弁５２へ向かって延びる冷媒配管７０（流路７９）には第４電磁弁４４が設けられている。バイパス配管としての冷媒配管７０（流路８１）には、第２電磁弁４２が設けられている。第１四方弁３１と第１熱交換器１１を繋ぐ冷媒配管７０（流路７４）には、第１電磁弁４１が設けられている。

第１電磁弁４１、第２電磁弁４２、第３電磁弁４３および第４電磁弁４４は、冷媒配管７０内の流路を流れる冷媒の流れを制御する弁である。第１電磁弁４１、第２電磁弁４２、第３電磁弁４３および第４電磁弁４４が開くことで、所定の冷媒配管７０内の流路に冷媒が流れる。第１電磁弁４１、第２電磁弁４２、第３電磁弁４３および第４電磁弁４４が閉まることで、所定の流路内の冷媒の流れが止められる。空気調和装置１では、バイパス配管としての冷媒配管７０（流路８１）と、第１電磁弁４１および第２電磁弁４２とによって、第２熱交換器１２と第３熱交換器１３に並列接続された第１熱交換器１１を、第２熱交換器１２と第３熱交換器１３に直列接続させることができる。

以下、詳細に説明する。室外機３には、熱交換器群１０として、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３が収容されている。第１熱交換器１１、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３は互いに、サイズ、冷媒パスのパス数（ＰＮ）、フィンの配置等、物理的な構造が同じである均等な熱交換器が使用されている。

その熱交換器群１０に、外気を送り込むための第１ファン２１、第１モータ２２、第２ファン２３および第２モータ２４が配置されている。また、冷媒を圧縮する圧縮機５と、液冷媒を貯留するアキュームレータ６が収容されている。

圧縮機５の吐出側には、流路７１が繋がっている。圧縮機５の吸入側には、アキュームレータ６を介して流路７２が繋がっている。また、室外機３と室内機２とが、流路７３と流路８２とによって繋がっている。

第１熱交換器１１には、流路７４と流路７５とが繋がっている。第２熱交換器１２には、流路７６と流路７７とが繋がっている。第３熱交換器１３には、流路７８と流路７９とが繋がっている。

熱交換器群１０を、凝縮器として動作（冷房運転）させる際には、第１熱交換器１１では、冷媒は、流路７４から第１熱交換器１１を経て流路７５を流れることになる。第２熱交換器１２では、冷媒は、流路７６から第２熱交換器１２を経て流路７７を流れることになる。第３熱交換器１３では、冷媒は、流路７８から第３熱交換器１３を経て流路７９を流れることになる。

一方、熱交換器群１０を、蒸発器として動作（暖房運転）させる際には、第１熱交換器１１では、冷媒は、流路７５から第１熱交換器１１を経て流路７４を流れることになる。第２熱交換器１２では、冷媒は、流路７７から第２熱交換器１２を経て流路７６を流れることになる。第３熱交換器１３では、冷媒は、流路７９から第３熱交換器１３を経て流路７８を流れることになる。

熱交換器群１０を、凝縮器として動作させる第１運転（冷房運転）の場合と、蒸発器として動作させる第２運転（暖房運転）の場合とで、冷媒の流れを切り換えるための、第１四方弁３１、第２四方弁３２および第３四方弁３３が設けられている。

第１四方弁３１では、冷房運転時には、流路７１と流路７４とが接続されるとともに、流路７２と流路７３とが接続される。一方、暖房運転時には、流路７１と流路７３とが接続されるとともに、流路７２と流路７４とが接続される。

第２四方弁３２では、冷房運転時には、流路７１と流路７６とが接続されるとともに、流路７２と流路７３とが逆止弁５５を介して接続される。一方、暖房運転時には、流路７６と流路７２とが接続される。第３四方弁３３では、冷房運転時には、流路７１と流路７８とが接続される。一方、暖房運転時には、流路７８と流路７２とが接続される。

また、種々の運転動作に対応するために、冷媒の流れを切り換える第１電磁弁４１、第２電磁弁４２、第３電磁弁４３および第４電磁弁４４が設けられている。さらに、冷媒の流量を調整するための第１膨張弁５１および第２膨張弁５２が設けられている。

第１電磁弁４１は、流路７４に設けられている。第２電磁弁４２は、流路８１に設けられている。第３電磁弁４３は、流路７７に設けられている。第４電磁弁４４は、流路７９に設けられている。第１膨張弁５１は、流路７５に設けられているリニア電子膨張弁である。第２膨張弁５２は、流路８０に設けられているリニア電子膨張弁である。流路８０は、流路７７および流路７９と流路８２とに繋がっている。流路８１は、流路７４と流路８０とに繋がっている。実施の形態１に係る空気調和装置１は上記のように構成される。

（冷房運転動作１）
次に、上述した空気調和装置１の動作として、熱交換器群１０を凝縮器として動作させる第１運転（冷房運転）の第１動作について説明する。図２に示すように、この場合、第１電磁弁４１は「閉」とされる。第２電磁弁４２、第３電磁弁４３および第４電磁弁４４は「開」とされる。第１膨張弁５１は「全開」とされる。第２膨張弁５２は「全閉」とされる。なお、第１四方弁３１、第２四方弁３２および第３四方弁３３のそれぞれでは、実線はＯＮ（開）を示し、点線はＯＦＦ（閉）を示す。以下、同様である。

圧縮機５から吐出した高温高圧のガス状態である冷媒Ｒは、流路７１を流れ、流路７６と流路７８とに分岐される。冷媒Ｒは、第２四方弁３２および流路７６を流れて第２熱交換器１２へ送られる。冷媒Ｒは、第３四方弁３３および流路７８を流れて第３熱交換器１３へ送られる。

第２熱交換器１２では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われ、ガス状態である冷媒Ｒが凝縮を開始して徐々に液化が進み、液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒になる。第３熱交換器１３では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われ、ガス状態である冷媒Ｒが凝縮を開始して徐々に液化が進み、液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒になる。

第２熱交換器１２を流れた二相状態の冷媒Ｒと、第３熱交換器１３を流れた二相状態の冷媒Ｒとは流路８０を流れて合流する。合流した冷媒Ｒは、流路８１、流路７４を流れて第１熱交換器１１へ送られる。第１熱交換器１１では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われ、残っているガス冷媒がさらに液化し、冷媒Ｒは、最終的に単相の液冷媒（サブクール）となって第１熱交換器１１を流れる。

第１熱交換器１１を流れた冷媒Ｒは、流路７５（第１膨張弁５１）、流路８２を流れて、室内機２（図１参照）へ送られる。室内機２では、液状態の冷媒Ｒは、室内の空気との間で熱交換が行われて蒸発し、低圧のガス冷媒になる。この熱交換によって、室内が冷房される。低圧のガス冷媒となった冷媒Ｒは、流路７３、第１四方弁３１または第２四方弁３２、流路７２を流れて圧縮機５に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。

上述した空気調和装置１では、冷房運転させる場合、圧縮機５から吐出した冷媒は、第２熱交換器１２または第３熱交換器１３を並列に流れた後に合流し、その合流した冷媒が第１熱交換器１１を流れることで、伝熱性能を向上させることができる。このことについて、比較例に係る空気調和装置と比べて説明する。

図３に示すように、比較例に係る空気調和装置１０１では、冷房運転する場合には、圧縮機（図示せず）から吐出した高温高圧のガス冷媒は、まず、室外ユニット１０４内に配置された第１熱交換器１１１に流れ込む。第１熱交換器１１１では、ガス冷媒は、外気との間で熱交換が行われ凝縮し、液冷媒とガス冷媒との二相状態の冷媒になる。

二相状態となった冷媒は、矢印に示すように、第１熱交換器１１１から第２熱交換器１１２へ流れ込む。第２熱交換器１１２では、二相状態の冷媒は、外気との間で熱交換が行われ、残っているガス冷媒がさらに液化し、第２熱交換器１１２の途中から単相の液冷媒（サブクール）になる。

ここで、第１熱交換器１１１の第１単位流路の個数と第２熱交換器１１２の第２単位流路の個数とは、同じ個数に設定されている。このため、第２熱交換器１１２の途中から単相の液冷媒となったその液冷媒の流速を上げにくくなる。その結果、液冷媒として第２熱交換器１１２を流れる部分における伝熱性能を向上させるのが困難になる。

また、第１単位流路の個数と第２単位流路の個数とが同じ個数である場合、二相状態で流れる冷媒の圧力損失が増大してしまう。この圧力損失を抑えようとすると、個数を増やすことになり、液冷媒（サブクール）として流れる部分の伝熱性能が悪化することになる。つまり、二相状態で流れる冷媒の圧力損失と、液冷媒（サブクール）として流れる部分の伝熱性能とは、トレードオフの関係になる。

比較例に係る空気調和装置１０１に対して、上述した空気調和装置１では、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３として、３つの均等な熱交換器とされており、冷媒が流れる冷媒パスのパス数は、いずれも同じパス数（ＰＮ）とされる。

冷房運転させる場合、圧縮機５から吐出した冷媒は、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３を並列に流れた後に合流し、その合流した冷媒が第１熱交換器１１を流れる。このとき、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３を並列に流れる際の冷媒パスのパス数（２×ＰＮ）に対して、第１熱交換器１１を流れる際の冷媒パスのパス数（ＰＮ）は半分になる。

これにより、最終的に単相の液冷媒（サブクール）となって第１熱交換器１１を流れる際の流速が上がる。液冷媒の流速が上がることで、熱交換器群１０を凝縮器として動作させる際の、伝熱性能を向上させることができる。

（暖房運転動作１）
次に、上述した空気調和装置１の動作として、熱交換器群１０を蒸発器として動作させる第２運転（暖房運転）の第１動作について説明する。

図４に示すように、この場合、第１電磁弁４１、第３電磁弁４３および第４電磁弁４４は「開」とされる。第２電磁弁４２は「閉」とされる。第１膨張弁５１および第２膨張弁５２は「全開」とされる。

圧縮機５から吐出した高温高圧のガス状態である冷媒Ｒは、流路７１および第１四方弁３１を流れ、室内機２（図１参照）へ送られる。室内機２では、ガス状態である冷媒Ｒは、室内の空気との間で熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。この熱交換によって、室内が暖房される。液冷媒となった冷媒Ｒは、絞り装置（図示せず）によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になり、流路８２を流れて室外機３へ送られる。

室外機３へ送られた冷媒Ｒは、流路８０と流路７５とに分岐される。流路７５（第１膨張弁５１）を流れた冷媒Ｒは、第１熱交換器１１へ送られる。流路８０（第２膨張弁５２）を流れた冷媒Ｒは、さらに、流路７７と流路７９とに分岐される。流路７７（第３電磁弁４３）を流れた冷媒Ｒは、第２熱交換器１２へ送られる。流路７９（第４電磁弁４４）を流れた冷媒Ｒは、第３熱交換器１３へ送られる。

第１熱交換器１１では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Ｒは、蒸発してガス冷媒となる。第２熱交換器１２では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Ｒは、蒸発してガス冷媒となる。第３熱交換器１３では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われ、二相状態の冷媒Ｒは、蒸発してガス冷媒となる。

第１熱交換器１１を流れガス冷媒となった冷媒Ｒは、流路７４（第１電磁弁４１）、第１四方弁３１を流れる。第２熱交換器１２を流れガス冷媒となった冷媒Ｒは、流路７６、第２四方弁３２を流れる。第３熱交換器１３を流れガス冷媒となった冷媒Ｒは、流路７８、第３四方弁３３を流れる。

第１四方弁３１を流れた冷媒Ｒと、第２四方弁３２を流れた冷媒Ｒと、第３四方弁３３を流れた冷媒Ｒとは、合流して流路７２を流れる。流路７２を流れる冷媒Ｒは、アキュームレータ６を介して圧縮機５に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。

上述した空気調和装置１では、暖房運転させる場合、室外機３では、室内機２から送られた冷媒Ｒは、第１熱交換器１１と第２熱交換器１２と第３熱交換器１３とを並列に流れる。このとき、冷媒パスのパス数は、熱交換器一つあたりのパス数ＰＮの３倍のパス数（３×ＰＮ）になる。このため、暖房運転の場合には、冷房運転の場合に比べて、冷媒パス数が増えることになる。これにより、熱交換器群１０を蒸発器として機能させる暖房運転では、冷媒の圧力損失が低減し、蒸発器としての熱交換器群１０の性能を向上させることができて、暖房性能を改善することができる。

次に、室外機３に、第１四方弁３１、第２四方弁３２および第３四方弁３３の３つの四方弁が使用されていることによる効果について説明する。

上述したように、冷房運転の第１例では、圧縮機５から吐出して分岐した高温高圧の冷媒Ｒが第２四方弁３２および第３四方弁３３を流れる。室内機２から送られた低圧の冷媒Ｒは、第１四方弁３１および第２四方弁３２を流れる。

これにより、圧縮機５から吐出した高温高圧の冷媒Ｒが一つの四方弁を流れる場合と比べて、高温高圧の冷媒Ｒの圧力損失を低減することができる。また、室内機２から送られた低圧の冷媒Ｒが一つの四方弁を流れる場合と比較して、低圧の冷媒Ｒの圧力損失を低減することができる。

一方、暖房運転の第１例では、圧縮機５から吐出した高温高圧の冷媒Ｒが第１四方弁３１を流れる。第１熱交換器１１を流れた低圧の冷媒Ｒが、第１四方弁３１を流れる。第２熱交換器１２を流れた低圧の冷媒Ｒが、第２四方弁３２を流れる。第３熱交換器１３を流れた低圧の冷媒Ｒが、第３四方弁３３を流れる。これにより、冷媒Ｒが一つの四方弁を流れる場合と比較して、低圧の冷媒Ｒの圧力損失を低減することができる。

また、高温高圧の冷媒Ｒが第１四方弁３１を流れて、第２四方弁３２と第３四方弁３３とには流れない。これにより、第２四方弁３２を流れる低圧の冷媒Ｒが、第２四方弁３２の内部において、高温高圧の冷媒Ｒとの間で熱交換が行われることはない。また、第３四方弁３３を流れる低圧の冷媒Ｒが、第３四方弁３３の内部において、高温高圧の冷媒Ｒとの間で熱交換が行われることはない。その結果、第２四方弁３２および第３四方弁３３の内部における熱交換損失を低減することができる。

（冷房運転動作２）
次に、上述した空気調和装置１の熱交換器群１０を凝縮器として動作させる第１運転（冷房運転）の負荷が低い場合に行われる第２動作について説明する。

たとえば、電算室サーバールームなど年間通じた冷房負荷が発生する場合がある。また、夏でも、外気温が比較的低いような場合がある。さらに、外気温が低くない場合でも、室内機の負荷が低い場合等がある。このような状況下では、冷房運転時の負荷は小さくなる。冷房運転の負荷が低い場合、圧縮機の圧縮比を保持するために、熱交換器群１０等の性能を下げることが行われる。

熱交換器群１０等の性能を下げる手段の一つとして、第１ファン２１、第２ファン２３による風量を少なくする方法がある。しかし、風量を少なくすることには限界がある。そのような場合には、熱交換器群１０の一部の熱交換器を使用しない方法が採られる。

図５に示すように、この場合、第１電磁弁４１および第４電磁弁４４は「閉」とされる。第２電磁弁４２および第３電磁弁４３は「開」とされる。第１膨張弁５１は「全開」とされる。第２膨張弁５２は「全閉」とされる。

圧縮機５から吐出した高温高圧のガス状態の冷媒Ｒは、流路７１、第２四方弁３２、流路７６を流れて第２熱交換器１２へ送られる。第２熱交換器１２では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われて凝縮する。第２熱交換器１２を流れた冷媒Ｒは、流路７７（第３電磁弁４３）、流路８１（第２電磁弁４２）、流路７４を流れて第１熱交換器１１へ送られる。第１熱交換器１１では、ガス状態の冷媒Ｒと外気との間で熱交換がさらに行われて凝縮し、冷媒Ｒは液冷媒になる。

第１熱交換器を流れた冷媒Ｒは、流路７５、流路８２を流れて、室内機２（図１参照）へ送られる。室内機２では、ガス状態の冷媒Ｒは、室内の空気と熱交換が行われて蒸発し、低圧のガス冷媒になる。この熱交換によって、室内が冷房される。低圧のガス冷媒となった冷媒Ｒは、流路７３、第１四方弁３１または第２四方弁３２、流路７２を流れて圧縮機５に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。

上述した空気調和装置１では、冷房運転の負荷が低い場合には、熱交換器群１０のうち、第２熱交換器１２と第１熱交換器１１とが使用されて、第３熱交換器１３は使用されない。これにより、負荷に応じた冷房運転が行われて、圧縮機５の圧縮比を保持することができ、圧縮機５から所望の高温高圧の冷媒Ｒを吐出させることができる。

また、第３四方弁３３では、流路７１と流路７８とが繋がらないように、閉じられた状態にある。これにより、高圧の冷媒Ｒが、第３熱交換器１３へ流れ込むのを阻止することができる。その結果、第３熱交換器１３において、冷媒Ｒが滞留するのを防止することができ、空気調和装置１として、必要な冷媒の量が不足してしまうのを防止することができる。すなわち、冷媒の寝込みを防止することができる。

（冷房運転動作３）
ここでは、冷房運転の負荷が第２動作よりもさらに低い場合に行う第３動作について説明する。図６に示すように、この場合、第１電磁弁４１は「開」とされる。第２電磁弁４２、第３電磁弁４３および第４電磁弁４４は「閉」とされる。第１膨張弁５１は「全開」とされる。第２膨張弁５２は「全閉」とされる。

圧縮機５から吐出した高温高圧のガス状態の冷媒Ｒは、流路７１、第１四方弁３１、流路７４（第１電磁弁４１）を流れて第１熱交換器１１へ送られる。第１熱交換器１１では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われて凝縮する。第１熱交換器１１を流れた冷媒Ｒは、流路７５（第１膨張弁５１）、流路８２を流れて、室内機２（図１参照）へ送られる。

室内機２では、ガス状態の冷媒Ｒは、室内の空気と熱交換が行われて蒸発し、低圧のガス冷媒になる。この熱交換によって、室内が冷房される。低圧のガス冷媒となった冷媒Ｒは、流路７３、第１四方弁３１または第２四方弁３２、流路７２を流れて圧縮機５に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。

上述した空気調和装置１では、冷房運転の負荷がさらに低い場合には、熱交換器群１０のうち、第１熱交換器１１だけが使用されて、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３は使用されない。これにより、より低い負荷に応じた冷房運転が行われて、圧縮機５の圧縮比を保持することができ、圧縮機５から所望の高温高圧の冷媒Ｒを吐出させることができる。

また、第３四方弁３３では、流路７１と流路７８とが繋がらないように、閉じられた状態にある。これにより、高圧の冷媒Ｒが、第３熱交換器１３へ流れ込むのを阻止することができる。第２四方弁３２では、流路７１と流路７６とが繋がらないように、閉じられた状態にある。これにより、高圧の冷媒Ｒが、第２熱交換器１２へ流れ込むのを阻止することができる。これらの結果、第３熱交換器１３および第２熱交換器１２において、冷媒Ｒが滞留するのを防止することができ、空気調和装置１として、必要な冷媒の量が不足してしまうのを防止することができる。すなわち、冷媒の寝込みを防止することができる。

なお、熱交換器群１０等の性能を風量を下げることによって落としている場合に、たとえば、強風が吹いてきたような場合には、逆に風量が上がってしまうことがある。そのような場合には、熱交換器群の性能が上がってしまい、所望の圧縮比が得られないことが想定される。上述した空気調和装置の熱交換器群１０では、第１熱交換器１１〜第３熱交換器１３の３つの熱交換器に分割されていることで、熱交換器群の性能が上がってしまうのを最小限に抑えることができる。

（暖房運転動作２）
次に、上述した空気調和装置１の動作として、熱交換器群１０を蒸発器として動作させる第２運転（暖房運転）の第２動作について説明する。

空気調和装置を運転させる場合、効率的な運転を行うために、第１熱交換器等の各熱交換器を流れた冷媒の温度を同じ乾き度にするか、または、スーパーヒートにすることが求められる。

アキュームレータ６内に液状態の冷媒Ｒが滞留していない場合には、一般的に、蒸発器として機能する熱交換器群の冷媒の出口は乾いた状態にある。このような場合には、第１熱交換器１１〜第３熱交換器１３をそれぞれ流れた冷媒の温度が同じ温度になるように、第１膨張弁５１の開度と第２膨張弁５２の開度とが調整される。

図７に示すように、この場合、第１電磁弁４１、第３電磁弁４３および第４電磁弁４４は「開」とされる。第２電磁弁４２は「閉」とされる。第１膨張弁５１および第２膨張弁５２では、開度が調整される。

圧縮機５から吐出した高温高圧のガス状態の冷媒Ｒは、流路７１、第１四方弁３１、流路７３を流れ、室内機２（図１参照）へ送られる。室内機２では、ガス状態の冷媒Ｒは、室内の空気との間で熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。この熱交換によって、室内が暖房される。液冷媒となった冷媒Ｒは、絞り装置（図示せず）によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になり、流路８２を流れて室外機３へ送られる。

室外機３へ送られた冷媒Ｒは、流路７５と流路８０とに分岐される。このとき、流路７５を流れる冷媒Ｒの流量は、第１膨張弁５１の開度によって決定される。流路８０を流れる冷媒Ｒの流量は、第２膨張弁５２の開度によって決定される。それぞれの開度については、後述する。

流路７５（第１膨張弁５１）を流れた冷媒Ｒは、第１熱交換器１１へ送られる。流路８０（第２膨張弁５２）を流れた冷媒Ｒは、さらに、流路７７と流路７９とに分岐される。流路７７（第３電磁弁４３）を流れた冷媒Ｒは、第２熱交換器１２へ送られる。流路７９（第４電磁弁４４）を流れた冷媒Ｒは、第３熱交換器１３へ送られる。

第１熱交換器１１を流れた冷媒Ｒは、流路７４（第１電磁弁４１）、第１四方弁３１を流れる。第２熱交換器１２を流れた冷媒Ｒは、流路７６、第２四方弁３２を流れる。第３熱交換器１３を流れた冷媒Ｒは、流路７８、第３四方弁３３を流れる。

冷媒Ｒが第１四方弁３１を流れた後、測定点Ｐ１において、冷媒Ｒの温度（温度Ｔ１）が測定される。冷媒Ｒが第２四方弁３２を流れた後、測定点Ｐ２において、冷媒Ｒの温度（温度Ｔ２）が測定される。冷媒Ｒが第３四方弁３３を流れた後、測定点Ｐ３において、冷媒Ｒの温度（温度Ｔ３）が測定される。

空気調和装置１では、測定された温度Ｔ１と圧縮機５の低圧側圧力Ｐｓ（アキュームレータＡＣＣの近傍）の飽和温度Ｔｓとの温度差、温度Ｔ２と低圧側圧力Ｐｓの飽和温度Ｔｓとの温度差および温度Ｔ３と低圧側圧力Ｐｓの飽和温度Ｔｓとの温度差が同じ温度になるように、第１膨張弁５１の開度と第２膨張弁５２の開度とが調整される。

上述した空気調和装置１では、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３のそれぞれを流れた冷媒の温度が同じ温度になるように、第１膨張弁５１の開度と、第２膨張弁５２の開度が調整される。これにより、熱交換器群１０の蒸発器としての性能を向上させることができる。

ここで、アキュームレータ６内に冷媒（液冷媒）が滞留していない場合、すなわち、室外機３の熱交換器群１０の出口がスーパーヒートの状態である場合に、第１膨張弁５１の開度を、第２膨張弁５２の開度を同じ開度に設定した場合を想定する。

その場合には、第１熱交換器１１には、室外機３へ送られる冷媒量の５０％の冷媒が流れることになる。第２熱交換器１２には、室外機３へ送られる冷媒量の２５％の冷媒が流れることになる。第３熱交換器１３には、室外機３へ送られる冷媒量の２５％の冷媒が流れることになる。

そうすると、第２熱交換器１２を流れた冷媒と、第３熱交換器１３を流れた冷媒は、同じスーパーヒートの状態で送り出されるものの、第１熱交換器１１を流れた冷媒は、それらよりもスーパーヒートが小さい状態、さらには、液冷媒を含んだ湿った状態で送り出されるという好ましくない状況が発生することが想定される。

上述した空気調和装置１では、アキュームレータ６内に液状態の冷媒Ｒが滞留していない場合には、第１膨張弁５１の開度、第２膨張弁５２の開度を、それぞれのスーパーヒートの値が一定になるように調整することにより、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３のそれぞれには、室外機３へ送られる冷媒量の３３％（１／３）の冷媒Ｒが流れることになる。

その結果、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３のそれぞれを流れた冷媒Ｒを、同じ乾燥した状態で送り出すことができ、熱交換器群１０の蒸発器としての性能を向上させることができる。また、アキュームレータ６内に冷媒（液冷媒）が滞留している場合には、熱交換器群１０の出口のスーパーヒートが付きにくいので、第１膨張弁５１の開度を第２膨張弁５２の開度のＣｖ値（容量係数）の半分程度に調整することで、アキュームレータ６内に冷媒（液冷媒）が滞留していない場合と同じ効果を得ることができる。

なお、上述した空気調和装置１では、測定点Ｐ２における冷媒Ｒの温度と、測定点Ｐ３における冷媒Ｒの温度とを測定する場合について説明したが、測定点Ｐ２および測定点Ｐ３のいずれか一方の温度を測定するようにしてもよい。

（暖房運転動作３）
次に、上述した空気調和装置１に複数の室外ユニットを備えた場合、熱交換器群１０を蒸発器として動作させる第２運転（暖房運転）の第３動作について説明する。

空気調和装置には、たとえば、ビル用マルチエアコンなど、室外機として複数の室外ユニットを備えた空気調和装置がある。ここでは、そのような複数の室外ユニットを備えた空気調和装置を例に挙げる。

図８では、室外機３の室外ユニット４として、第１室外ユニット４ａと第２室外ユニット４ｂとを少なくとも備えた空気調和装置１を示す。第１室外ユニット４ａおよび第２室外ユニット４ｂのそれぞれは、図１に示す室外ユニット４と同じ構成とされる。このため、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

なお、第１室外ユニット４ａの熱交換器群１０を第１熱交換器群とし、第２室外ユニット４ｂの熱交換器群１０を第２熱交換器群とする。第１室外ユニット４ａに設けられたアキュームレータを第１アキュームレータとし、第２室外ユニット４ｂに設けられたアキュームレータを第２アキュームレータとする。

また、熱交換器群１０を蒸発器として動作させる場合の第１室外ユニット４ａおよび第２室外ユニット４ｂのそれぞれにおける冷媒の流れは、基本的に図４について説明した冷媒の流れと同じ流れになる。このため、その冷媒の流れについては、簡単に説明する。

第１室外ユニット４ａおよび第２室外ユニット４ｂのそれぞれの圧縮機５から吐出した高温高圧の冷媒Ｒは、流路７１、流路７３を流れて流路９０に合流する。合流した冷媒Ｒは、室内機２へ送られて、室内の空気との間で熱交換が行われた後、流路９１を流れる。流路９１を流れる間に、冷媒Ｒは分岐され、第１室外ユニット４ａの流路８２または第２室外ユニット４ｂの流路８２を流れる。

第１室外ユニット４ａでは、流路８２を流れる冷媒Ｒは、流路７５と流路８０とに分岐される。このとき、流路７５を流れる冷媒Ｒの流量は、第１膨張弁５１の開度によって決定される。流路８０を流れる冷媒Ｒの流量は、第２膨張弁５２の開度によって決定される。それぞれの開度については、後述する。

流路７５（第１膨張弁５１）を流れた冷媒Ｒは、第１熱交換器１１へ送られる。流路８０（第２膨張弁５２）を流れた冷媒Ｒは、流路７７と流路７９とに分岐される。流路７７（第３電磁弁４３）を流れた冷媒Ｒは、第２熱交換器１２へ送られる。流路７９（第４電磁弁４４）を流れた冷媒Ｒは、第３熱交換器１３へ送られる。

第１熱交換器１１では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われる。第２熱交換器１２では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われる。第３熱交換器１３では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われる。第１熱交換器１１で熱交換が行われた冷媒Ｒは、流路７４（第１電磁弁４１）、第１四方弁３１を流れる。第２熱交換器１２で熱交換が行われた冷媒Ｒは、流路７６、第２四方弁３２を流れる。第３熱交換器１３で熱交換が行われた冷媒Ｒは、流路７８、第３四方弁３３を流れる。

第１四方弁３１を流れた冷媒Ｒと、第２四方弁３２を流れた冷媒Ｒと、第３四方弁３３を流れた冷媒Ｒとは、合流して流路７２を流れる。流路７２を流れる冷媒Ｒは、アキュームレータ６を介して圧縮機５に送り込まれ、再び圧縮される。以下、第１室外ユニット４ａでは、この動作が繰り返されることになる。

一方、第２室外ユニット４ｂでは、流路８２を流れる冷媒Ｒは、流路７５と流路８０とに分岐される。このとき、流路７５を流れる冷媒Ｒの流量は、第１膨張弁５１の開度によって決定される。流路８０を流れる冷媒Ｒの流量は、第２膨張弁５２の開度によって決定される。それぞれの開度については、後述する。

第１四方弁３１を流れた冷媒Ｒと、第２四方弁３２を流れた冷媒Ｒと、第３四方弁３３を流れた冷媒Ｒとは、合流して流路７２を流れる。流路７２を流れる冷媒Ｒは、アキュームレータ６を介して圧縮機５に送り込まれ、再び圧縮される。以下、第２室外ユニット４ｂでは、この動作が繰り返されることになる。

上述した空気調和装置１の第１室外ユニット４ａと第２室外ユニット４ｂとのそれぞれでは、圧縮機５の吸入側にアキュームレータ６が接続されている。熱交換器群１０を蒸発器として運転（暖房運転）させている場合、通常、アキュームレータ６には、液冷媒が溜まっている。

上述したように、暖房運転時では、室内機２を流れた冷媒は、分岐されて、第１室外ユニット４ａまたは第２室外ユニット４ｂへ送られる。第１室外ユニット４ａでは、熱交換器群１０を流れた後、アキュームレータ６を経て圧縮機５の吸入側へ送られる。また、第２室外ユニット４ｂでも、熱交換器群１０を流れた後、アキュームレータ６を経て圧縮機５の吸入側へ送られる。

第１室外ユニット４ａおよび第２室外ユニット４ｂのように、複数の室外ユニット４を配置させている場合には、室内機２を流れた冷媒が分岐される位置によって、分岐される冷媒の圧力が異なることがある。このため、流路９１から分岐して第１室外ユニット４ａへ送られる冷媒Ｒの量と、流路９１から分岐して第２室外ユニット４ｂへ送られる冷媒Ｒの量とが異なることがある。すなわち、第１室外ユニット４ａと第２室外ユニット４ｂとへ、冷媒Ｒを均等に分配できないことがある。

このとき、たとえば、第１室外ユニット４ａへ送られる冷媒Ｒの量が相対的に多いとすると、第１室外ユニット４ａのアキュームレータ６の液冷媒の量が増えて満液になり、液冷媒が圧縮機５へ流れ込んでしまい、圧縮機５を損傷させるおそれがあることが想定される。

上述した空気調和装置１では、第１室外ユニット４ａおよび第２室外ユニット４ｂのそれぞれに配置されているアキュームレータ６の液冷媒の量が同じ量になるように、たとえば、アキュームレータ６内に液面検知器を挿入し液面高さが一定になるように、または、圧縮機５の吐出スーパーヒートが同じ値になるように、第１室外ユニット４ａへ送られる冷媒Ｒの量と、第２室外ユニット４ｂへ送られる冷媒Ｒの量とが調整される。

すなわち、それぞれ分岐される冷媒Ｒの量が同じ量になるように、第１室外ユニット４ａおよび第２室外ユニット４ｂのそれぞれの第１膨張弁５１の開度と第２膨張弁５２の開度とが調整される。

第１室外ユニット４ａおよび第２室外ユニット４ｂのそれぞれへ送られる冷媒Ｒの量が同じ量になることで、アキュームレータ６の液冷媒の量が同じ量になり、圧縮機５が損傷してしまう等の不具合を阻止することができる。

実施の形態２．
（構成）
実施の形態２に係る空気調和装置について説明する。図９に示すように、空気調和装置１では、冷媒を３つに分岐させる３分岐分配器６１が設けられている。その３分岐分配器６１に、第１熱交換器１１に繋がっている流路７５と、第２熱交換器１２に繋がっている流路７７と、第３熱交換器１３に繋がっている流路７９とが接続されているとともに、室内機２に繋がっている流路８２が接続されている。

図１０に示すように、３分岐分配器６１では、中空管６２の一端側に、円周上に等距離をもって、３つの開口部６３ａ、６３ｂ、６３ｃが形成されている。開口部６３ａ、６３ｂ、６３ｃのそれぞれは、中空管６２の中空部分に連通する。たとえば、開口部６３ａに流路７５が接続される。開口部６３ｂに流路７７が接続される。開口部６３ｃに流路７９が接続される。中空管６２の他端側に、流路８２が接続される。

また、流路７５には、第１膨張弁５１が設けられている。流路７７には、第２膨張弁５２が設けられている。流路７９には、第３膨張弁５３が設けられている。流路８１は、流路７７と流路７９とに繋がっている。なお、これ以外の構成については、図１に示す空気調和装置１と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合除きその説明を繰り返さないこととする。

（暖房運転動作１）
次に、実施の形態２に係る空気調和装置１の動作として、熱交換器群１０を蒸発器として動作させる第２運転（暖房運転）について説明する。

図１１に示すように、この場合、第１電磁弁４１、第３電磁弁４３および第４電磁弁４４は「開」とされる。第２電磁弁４２は「閉」とされる。第１膨張弁５１、第２膨張弁５２および第３膨張弁５３の開度は、特に調整されない。

圧縮機５から吐出した高温高圧のガス状態の冷媒Ｒは、流路７１、第１四方弁３１、流路７３を流れ、室内機２（図１参照）へ送られる。室内機２では、冷媒Ｒは、室内の空気との間で熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。この熱交換によって、室内が暖房される。液冷媒となった冷媒Ｒは、絞り装置（図示せず）によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になり、流路８２を流れて室外機３へ送られる。

室外機３では、流路８２を流れた冷媒Ｒは、３分岐分配器６１によって、流路７５と流路７７と流路７９との３等分に分岐される。流路７５（第１膨張弁５１）を流れた冷媒Ｒは、第１熱交換器１１へ送られる。流路７７（第２膨張弁５２）を流れた冷媒Ｒは、第２熱交換器１２へ送られる。流路７９（第３膨張弁５３）を流れた冷媒Ｒは、第３熱交換器１３へ送られる。

上述した空気調和装置１では、室内機２から送られる冷媒Ｒが、３分岐分配器６１によって、流路７５と流路７７と流路７９との３つに等分に分岐される。これにより、第１膨張弁５１、第２膨張弁５２および第３膨張弁５３の開度を調整することなく、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３のそれぞれに、同じ量の冷媒を送り込むことができる。その結果、冷媒を効率よく蒸発させることができ、蒸発器としての熱交換器群１０の蒸発性能を向上させることができる。

（暖房運転動作２）
ここでは、熱交換器群１０を蒸発器として動作させる第２運転（暖房運転）の負荷が低い場合に行われる第２動作について説明する。具体的に低負荷の暖房運転とは、外気の温度が比較的高い場合の暖房運転であり、圧縮機周波数が低いときである。

図１２に示すように、この場合、第１電磁弁４１は「閉」とされる。第２電磁弁４２、第３電磁弁４３および第４電磁弁４４は「開」とされる。第１膨張弁５１の開度は「全開」とされる。第２膨張弁５２および第３膨張弁５３の開度は「全閉」とされる。

圧縮機５から吐出した高温高圧のガス状態の冷媒Ｒは、流路７１、第１四方弁３１、流路７３を流れ、室内機２（図１参照）へ送られる。室内機２では、冷媒Ｒは、室内の空気と熱交換が行われて凝縮し、高圧の液冷媒になる。この熱交換によって、室内が暖房される。液冷媒となった冷媒Ｒは、絞り装置（図示せず）によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になり、流路８２を流れて室外機３へ送られる。

室外機３では、流路８２を流れた冷媒Ｒは、３分岐分配器６１と第１膨張弁５１を流れて、流路７５のみへ流れ込む。流路７５を流れた冷媒Ｒは、第１熱交換器１１へ送られる。第１熱交換器１１では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われる。第１熱交換器１１を流れた冷媒Ｒは、流路７４、流路８１（第２電磁弁４２）を流れ、流路７７と流路７９との２つに分岐される。

流路７７（第３電磁弁４３）を流れた冷媒Ｒは、第２熱交換器１２へ送られる。流路７９（第４電磁弁４４）を流れた冷媒Ｒは、第３熱交換器１３へ送られる。第２熱交換器１２では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われる。第３熱交換器１３では、冷媒Ｒと外気との間で熱交換が行われる。

第２熱交換器１２において熱交換が行われた冷媒Ｒは、流路７６、第２四方弁３２を流れる。第３熱交換器１３において熱交換が行われた冷媒Ｒは、流路７８、第３四方弁３３を流れる。第２四方弁３２を流れた冷媒Ｒと、第３四方弁３３を流れた冷媒Ｒとは、合流して流路７２を流れる。流路７２を流れる冷媒Ｒは、アキュームレータ６を介して圧縮機５に送り込まれ、再び圧縮される。以下、この動作が繰り返されることになる。

上述した空気調和装置１では、室内機２から送られる冷媒Ｒが、第１熱交換器１１を流れた後、２つに分岐されて、一方の冷媒が、第２熱交換器１２を流れ、他方の冷媒が第３熱交換器１３を流れる。このとき、冷媒Ｒの流れる冷媒パスのパス数が、パス数ＰＮから２倍のパス数２ＰＮになる。これにより、冷媒Ｒの流速を下げることができる。

ここで、乾き度に対する圧力損失の特性について説明する。一般的に、乾き度が大きくなるにつれて圧力損失が大きくなる。空気調和装置１では、第１熱交換器１１には乾き度が０．２程度の二相冷媒が流れた後に、２分岐された流速が下がった冷媒が第２熱交換器、第３熱交換器に流れるため、圧力損失の増大を抑制することが可能となる。

なお、上述した各実施の形態では、熱交換器群１０の熱交換器として、３つの均等な第１熱交換器１１、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３を例に挙げて説明したが、必ずしも、均等である必要はなく、サイズ、冷媒パスのパス数等の物理的な構造が異なる熱交換器が含まれていてもよい。

また、上述した各実施の形態では、熱交換器群１０の熱交換器として、３つ熱交換器を例に挙げて説明したが、必ずしも、３つである必要はなく、複数（第３の個数）の熱交換器を直列に接続させた場合に、始めに冷媒が流れる並列接続された熱交換器の個数（第１の個数）よりも、その後に冷媒が流れる熱交換器の個数（第２の個数）が少なければ同様の効果が得られる。なお、第１の個数、第２の個数、第３の個数は自然数であり、第３の個数は、第１の個数と第２の個数との和である。

各実施の形態において説明した空気調和装置については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。また、各実施の形態は空気調和装置だけでなく、冷蔵庫、冷凍庫などの冷凍サイクルを備える冷凍サイクル装置に適用可能である。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、複数の熱交換器を含む熱交換器群を備えた冷凍サイクル装置と、そのような冷凍サイクル装置を備えた空気調和装置とに有効に利用される。

１空気調和装置、２室内機、３室外機、４室外ユニット、４ａ第１室外ユニット、４ｂ第２室外ユニット、５圧縮機、６アキュームレータ、１０熱交換器群、１１第１熱交換器、１２第２熱交換器、１３第３熱交換器、２１第１ファン、２２第１モータ、２３第２ファン、２４第２モータ、３１第１四方弁、３２第２四方弁、３３第３四方弁、４１第１電磁弁、４２第２電磁弁、４３第３電磁弁、４４第４電磁弁、５１第１膨張弁、５２第２膨張弁、５３第３膨張弁、５５逆止弁、６１３分岐分配器、６２中空管、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ開口部、７０冷媒配管、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、９０、９１流路、Ｒ冷媒。

Claims

第１熱交換器、第２熱交換器および第３熱交換器を含む熱交換器群を備えた室外機と、前記熱交換器群を配管により接続した冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記熱交換器群を凝縮器として動作させる第１運転の場合、
前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第２熱交換器および前記第３熱交換器を流れた後前記第１熱交換器を流れ、
前記熱交換器群を蒸発器として動作させる第２運転の場合、
前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第１熱交換器、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器を流れ、
前記第１運転の場合、前記第１運転の負荷に応じて、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器のいずれかを停止させるか、または、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器の双方の運転を停止させ、
前記冷媒回路には、前記第１運転と前記第２運転とを切り換えるための第１四方弁、第２四方弁および第３四方弁が設けられ、
前記冷媒回路には、前記第１運転の負荷に応じて、冷媒の流れを切り換える第１電磁弁、第２電磁弁、第３電磁弁および第４電磁弁が設けられ、
前記冷媒回路では、圧縮機と、前記第１四方弁、前記第２四方弁および前記第３四方弁と、前記熱交換器群と、第１膨張弁および第２膨張弁と、室内熱交換器とが順に前記配管によって接続されており、
前記第１四方弁、前記第１熱交換器および前記第１膨張弁が直列に接続され、
前記第２四方弁および前記第２熱交換器が直列に接続され、
前記第３四方弁および前記第３熱交換器が直列に接続され、
直列に接続された前記第１四方弁、前記第１熱交換器および前記第１膨張弁と、
直列に接続された前記第２四方弁および前記第２熱交換器と、
直列に接続された前記第３四方弁および前記第３熱交換器と
が、並列に接続され、
前記第１膨張弁と前記第２膨張弁とは並列に接続され、
前記配管は、
前記圧縮機と、前記第１四方弁、前記第２四方弁および前記第３四方弁のそれぞれとを繋ぐ第１流路と、
前記第１熱交換器と前記第１四方弁とを繋ぐ第２流路と、
前記第１熱交換器に繋がる第３流路と、
前記第２熱交換器と前記第２四方弁とを繋ぐ第４流路と、
前記第２熱交換器に繋がる第５流路と、
前記第３熱交換器と前記第３四方弁とを繋ぐ第６流路と、
前記第３熱交換器に繋がる第７流路と、
前記第５流路と前記第７流路とに繋がる第８流路と、
前記第５流路および前記第７流路と前記第２流路と繋ぐ第９流路と、
前記第８流路および前記第３流路と前記室内熱交換器とを繋ぐ第１０流路と、
前記室内熱交換器と前記第１四方弁とを繋ぐ第１１流路と
を含み、
前記第２流路に前記第１電磁弁が設けられ、
前記第９流路に前記第２電磁弁が設けられ、
前記第５流路に前記第３電磁弁が設けられ、
前記第７流路に前記第４電磁弁が設けられ、
前記第１運転の場合において、前記第１運転の負荷に応じて、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器のいずれかを停止させる場合には、
前記第１電磁弁および前記第４電磁弁は閉じられ、
前記第２電磁弁および前記第３電磁弁は開けられ、
前記圧縮機から吐出して前記第１流路を流れた冷媒は、
前記第２四方弁、前記第４流路、前記第２熱交換器、前記第５流路、前記第９流路、前記第２流路、前記第１熱交換器および前記第３流路を流れ、
前記第１運転の場合において、前記第１運転の負荷に応じて、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器の双方の運転を停止させる場合には、
前記第１電磁弁は開けられ、
前記第２電磁弁、前記第３電磁弁および前記第４電磁弁は閉じられ、
前記圧縮機から吐出して前記第１流路を流れた冷媒は、
前記第１四方弁、前記第２流路、前記第１熱交換器および前記第３流路を流れる、冷凍サイクル装置。
第１熱交換器、第２熱交換器および第３熱交換器を含む熱交換器群を備えた室外機と、前記熱交換器群を配管により接続した冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記熱交換器群を凝縮器として動作させる第１運転の場合、
前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第２熱交換器および前記第３熱交換器を流れた後前記第１熱交換器を流れ、
前記熱交換器群を蒸発器として動作させる第２運転の場合、
前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第１熱交換器、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器を流れ、
前記第２運転の場合、
前記第１熱交換器へ流れる冷媒の量を調整する第１膨張弁と、
前記第２熱交換器および前記第３熱交換器へ流れる冷媒の量を調整する第２膨張弁を備え、
前記冷媒回路には、前記第１運転と前記第２運転とを切り換えるための第１四方弁、第２四方弁および第３四方弁が設けられ、
前記冷媒回路では、圧縮機と、前記第１四方弁、前記第２四方弁および前記第３四方弁と、前記熱交換器群と、前記第１膨張弁および前記第２膨張弁と、室内熱交換器とが順に前記配管によって接続されており、
前記第１四方弁、前記第１熱交換器および前記第１膨張弁が直列に接続され、
前記第２四方弁および前記第２熱交換器が直列に接続され、
前記第３四方弁および前記第３熱交換器が直列に接続され、
直列に接続された前記第１四方弁、前記第１熱交換器および前記第１膨張弁と、
直列に接続された前記第２四方弁および前記第２熱交換器と、
直列に接続された前記第３四方弁および前記第３熱交換器と
が、並列に接続され、
前記第１膨張弁と前記第２膨張弁とは並列に接続され、
前記配管は、
前記圧縮機と、前記第１四方弁、前記第２四方弁および前記第３四方弁のそれぞれとを繋ぐ第１流路と、
前記第１熱交換器と前記第１四方弁とを繋ぐ第２流路と、
前記第１熱交換器に繋がる第３流路と、
前記第２熱交換器と前記第２四方弁とを繋ぐ第４流路と、
前記第２熱交換器に繋がる第５流路と、
前記第３熱交換器と前記第３四方弁とを繋ぐ第６流路と、
前記第３熱交換器に繋がる第７流路と、
前記第５流路と前記第７流路とに繋がる第８流路と、
前記第５流路および前記第７流路と前記第２流路と繋ぐ第９流路と、
前記第８流路および前記第３流路と前記室内熱交換器とを繋ぐ第１０流路と、
前記室内熱交換器と前記第１四方弁とを繋ぐ第１１流路と
を含み、
前記第２流路に第１電磁弁が設けられ、
前記第９流路に第２電磁弁が設けられ、
前記第５流路に第３電磁弁が設けられ、
前記第７流路に第４電磁弁が設けられ、
前記第２運転では、
前記第１電磁弁、前記第３電磁弁および前記第４電磁弁は開けられ、
前記第２電磁弁は閉じられ、
前記圧縮機から吐出して前記第１流路を流れた冷媒は、
前記第１四方弁、前記第１１流路、前記室内熱交換器および前記第１０流路を流れた後、
前記第１膨張弁および前記第３流路と、
前記第２膨張弁および前記第８流路と
を並列に流れ、
前記第３流路を流れる冷媒は、前記第１熱交換器、前記第２流路および前記第１四方弁を流れ、
前記第８流路を流れる冷媒は、
前記第５流路、前記第２熱交換器、前記第４流路および前記第２四方弁と、
前記第７流路、前記第３熱交換器、前記第６流路および前記第３四方弁と
を並列に流れる、冷凍サイクル装置。
前記第１熱交換器を流れた冷媒の温度と前記第２熱交換器を流れた冷媒の温度と前記第３熱交換器を流れた冷媒の温度が等しい、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
前記室外機は圧縮機を含み、
前記第２運転の場合、
前記第１熱交換器を流れた後の前記冷媒の温度と前記圧縮機の吸入側の圧力における飽和温度との第１温度差と、前記第２熱交換器を流れた後の前記冷媒の温度と前記飽和温度との第２温度差と、前記第３熱交換器を流れた後の前記冷媒の温度と前記飽和温度との第３温度差とが同じ温度差である、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
前記室外機は、
第１ユニットと、
第２ユニットと
を含み、
前記第１ユニットは、前記熱交換器群としての前記第１熱交換器、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器を含む第１熱交換器群を有し、
前記第２ユニットは、第１熱交換器、第２熱交換器および第３熱交換器を含む第２熱交換器群を有し、
前記第２ユニットにおいては、
前記第２運転の場合、前記第２熱交換器群における前記第１熱交換器と前記第２熱交換器群における前記第２熱交換器と前記第２熱交換器群における前記第３熱交換器とが並列に接続され、
前記第２熱交換器群の前記第１熱交換器へ流れ込む前記冷媒の量を調整する第１膨張弁と、
前記第２熱交換器群の前記第２熱交換器および前記第２熱交換器群の前記第３熱交換器へ流れ込む前記冷媒の量を調整する第２膨張弁と
を有する、請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
前記第１ユニットは、前記第１熱交換器群に接続され前記冷媒を貯留させる第１アキュームレータを含み、
前記第２ユニットは、前記第２熱交換器群に接続され前記冷媒を貯留させる第２アキュームレータを含み、
前記第１熱交換器群から前記第１アキュームレータへ流れる前記冷媒の量と、前記第２熱交換器群から前記第２アキュームレータへ流れる前記冷媒の量が同じである、請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
第１熱交換器、第２熱交換器および第３熱交換器を含む熱交換器群を備えた室外機と、前記熱交換器群を配管により接続した冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記熱交換器群を凝縮器として動作させる第１運転の場合、
前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第２熱交換器および前記第３熱交換器を流れた後前記第１熱交換器を流れ、
前記熱交換器群を蒸発器として動作させる第２運転の場合、
前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第１熱交換器、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器を流れ、
前記第１運転は、前記第１運転の負荷が高い場合に行う第１動作と、前記第１動作を行う場合よりも前記第１運転の負荷が低い場合に行う第２動作を含み、
前記第２動作では、
前記熱交換器群へ送られる前記冷媒は前記第３熱交換器へは流れこまず、前記第２熱交換器を流れた後、前記第１熱交換器を流れ、
前記冷媒回路には、前記第１運転と前記第２運転とを切り換えるための第１四方弁、第２四方弁および第３四方弁が設けられ、
前記冷媒回路には、前記第１運転の負荷に応じて、冷媒の流れを切り換える第１電磁弁、第２電磁弁、第３電磁弁および第４電磁弁が設けられ、
前記冷媒回路では、圧縮機と、前記第１四方弁、前記第２四方弁および前記第３四方弁と、前記熱交換器群と、第１膨張弁および第２膨張弁と、室内熱交換器とが順に前記配管によって接続されており、
前記第１四方弁、前記第１熱交換器および前記第１膨張弁が直列に接続され、
前記第２四方弁および前記第２熱交換器が直列に接続され、
前記第３四方弁および前記第３熱交換器が直列に接続され、
直列に接続された前記第１四方弁、前記第１熱交換器および前記第１膨張弁と、
直列に接続された前記第２四方弁および前記第２熱交換器と、
直列に接続された前記第３四方弁および前記第３熱交換器と
が、並列に接続され、
前記第１膨張弁と前記第２膨張弁とは並列に接続され、
前記配管は、
前記圧縮機と、前記第１四方弁、前記第２四方弁および前記第３四方弁のそれぞれとを繋ぐ第１流路と、
前記第１熱交換器と前記第１四方弁とを繋ぐ第２流路と、
前記第１熱交換器に繋がる第３流路と、
前記第２熱交換器と前記第２四方弁とを繋ぐ第４流路と、
前記第２熱交換器に繋がる第５流路と、
前記第３熱交換器と前記第３四方弁とを繋ぐ第６流路と、
前記第３熱交換器に繋がる第７流路と、
前記第５流路と前記第７流路とに繋がる第８流路と、
前記第５流路および前記第７流路と前記第２流路と繋ぐ第９流路と、
前記第８流路および前記第３流路と前記室内熱交換器とを繋ぐ第１０流路と、
前記室内熱交換器と前記第１四方弁とを繋ぐ第１１流路と
を含み、
前記第２流路に前記第１電磁弁が設けられ、
前記第９流路に前記第２電磁弁が設けられ、
前記第５流路に前記第３電磁弁が設けられ、
前記第７流路に前記第４電磁弁が設けられ、
前記第１運転における前記第２動作では、
前記第１電磁弁および前記第４電磁弁は閉じられ、
前記第２電磁弁および前記第３電磁弁は開けられ、
前記圧縮機から吐出して前記第１流路を流れた冷媒は、前記第２四方弁、前記第４流路、前記第２熱交換器、前記第５流路、前記第９流路、前記第２流路、前記第１熱交換器および前記第３流路を流れる、冷凍サイクル装置。
前記第１運転は、前記第２動作を行う場合よりも前記第１運転の負荷がさら低い場合に行う第３動作を含み、
前記第３動作では、前記熱交換器群へ送られる前記冷媒は、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器へ流れこまず、前記第１熱交換器を流れる、請求項７記載の冷凍サイクル装置。
第１熱交換器、第２熱交換器および第３熱交換器を含む熱交換器群を備えた室外機と、前記熱交換器群を配管により接続した冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記熱交換器群を凝縮器として動作させる第１運転の場合、
前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第２熱交換器および前記第３熱交換器を流れた後前記第１熱交換器を流れ、
前記熱交換器群を蒸発器として動作させる第２運転の場合、
前記配管内を流れる冷媒は、並列に接続された前記第１熱交換器、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器を流れ、
前記第２運転の場合、
前記第１熱交換器へ流れる前記冷媒の量を調整する第１膨張弁と、
前記第２熱交換器へ流れる前記冷媒の量を調整する第２膨張弁と、
前記第３熱交換器へ流れる前記冷媒の量を調整する第３膨張弁と
を備え、
前記冷媒回路には、前記第１運転と前記第２運転とを切り換えるための第１四方弁、第２四方弁および第３四方弁が設けられ、
前記冷媒回路では、圧縮機と、前記第１四方弁、前記第２四方弁および前記第３四方弁と、前記熱交換器群と、前記第１膨張弁、前記第２膨張弁および前記第３膨張弁と、３分岐分配器と、室内熱交換器とが順に前記配管によって接続されており、
前記第１四方弁、前記第１熱交換器および前記第１膨張弁が直列に接続され、
前記第２四方弁および前記第２熱交換器が直列に接続され、
前記第３四方弁および前記第３熱交換器が直列に接続され、
直列に接続された前記第１四方弁、前記第１熱交換器および前記第１膨張弁と、
直列に接続された前記第２四方弁および前記第２熱交換器と、
直列に接続された前記第３四方弁および前記第３熱交換器と
が、並列に接続され、
前記第１膨張弁と前記第２膨張弁と前記第３膨張弁とは、並列に接続され、
前記配管は、
前記圧縮機と、前記第１四方弁、前記第２四方弁および前記第３四方弁のそれぞれとを繋ぐ第１流路と、
前記第１熱交換器と前記第１四方弁とを繋ぐ第２流路と、
前記第１熱交換器に繋がる第３流路と、
前記第２熱交換器と前記第２四方弁とを繋ぐ第４流路と、
前記第２熱交換器に繋がる第５流路と、
前記第３熱交換器と前記第３四方弁とを繋ぐ第６流路と、
前記第３熱交換器に繋がる第７流路と、
前記第５流路と前記第７流路とに繋がる第８流路と、
前記第５流路および前記第７流路と前記第２流路と繋ぐ第９流路と、
前記第８流路および前記第３流路と前記室内熱交換器とを繋ぐ第１０流路と、
前記室内熱交換器と前記第１四方弁とを繋ぐ第１１流路と
を含み、
前記第２流路に第１電磁弁が設けられ、
前記第９流路に第２電磁弁が設けられ、
前記第５流路に第３電磁弁が設けられ、
前記第７流路に第４電磁弁が設けられ、
前記３分岐分配器に、前記第３流路、前記第５流路および前記第７流路とが接続されているとともに、前記第１０流路が接続され、
前記第３流路に前記第１膨張弁が設けられ、
前記第５流路に前記第２膨張弁が設けられ、
前記第７流路に前記第３膨張弁が設けられ、
前記第２運転は、第１動作を含み、
前記第１動作では、
前記第１電磁弁、前記第３電磁弁および前記第４電磁弁は開けられ、
前記第２電磁弁は閉じられ、
前記圧縮機から吐出して前記第１流路を流れた冷媒は、
前記第１四方弁、前記第１１流路、前記室内熱交換器および前記第１０流路を流れた後、
前記３分岐分配器を経て、前記第３流路と前記第５流路と前記第７流路とを並列に流れ、
前記第３流路を流れる冷媒は、前記第１熱交換器、前記第２流路および前記第１四方弁を流れ、
前記第５流路を流れる冷媒は、前記第２熱交換器、前記第４流路および前記第２四方弁を流れ、
前記第７流路を流れる冷媒は、前記第３熱交換器、前記第６流路および前記第３四方弁を流れる、冷凍サイクル装置。
前記第２運転において、
前記第１動作よりも低負荷の第２動作の場合、前記配管内を流れる前記冷媒は、前記第１熱交換器を流れた後、並列に接続された前記第２熱交換器および前記第３熱交換器を流れる、請求項９記載の冷凍サイクル装置。
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置を備えた、空気調和装置。