JP7378671B1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

本開示に係る空気調和装置は、圧縮機、蒸発器として機能する熱源側熱交換器、冷媒流路切替装置、凝縮器として機能する負荷側熱交換器、及び、負荷側絞り装置を有する冷媒回路を備えている。空気調和装置は、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記熱源側熱交換器に導くバイパス配管と、該バイパス配管に設けられた第１開閉装置と、制御装置とを備えている。前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記冷媒流路切替装置、前記バイパス配管及び前記第１開閉装置は、室外機に搭載されている。前記熱源側熱交換器の除霜を行う際、前記制御装置は、前記冷媒流路切替装置の流路を、前記圧縮機から吐出された前記冷媒が前記負荷側熱交換器に流入する流路とし、前記第１開閉装置を閉状態から開状態とし、前記負荷側絞り装置を開状態から閉状態とし、前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記バイパス配管から前記熱源側熱交換器に流入させる。

Description

本開示は、空気調和装置に関するものである。

従来、ビル用マルチエアコン等の空気調和装置においては、例えば建物外に配置した熱源機である室外機と、建物内に配置した室内機とを配管接続して冷媒回路を構成し、冷媒を循環させている。そして、冷媒の放熱を利用して室内空気を加熱することで、空調対象空間の暖房を行っている。また、冷媒の吸熱を利用して室内空気を冷却することで、空調対象空間の冷房を行っている。

このような空気調和装置の暖房運転時には、室外機に設置されている熱源側熱交換器が蒸発器となり、低温の冷媒と室外空気とが熱交換する。このため、室外空気中の水分が熱源側熱交換器のフィン及び伝熱管に凝結して、熱源側熱交換器に着霜する。このように、熱源側熱交換器に着霜すると、熱源側熱交換器の風路が塞がれ、室外空気と熱交換する熱源側熱交換器の伝熱面積が小さくなるため、暖房能力不足となってしまう。

そこで、一般的には、熱源側熱交換器に着霜した際、暖房運転を停止して、冷媒流路切替装置により冷媒の流れを切り替えて、室外機に設置されている熱源側熱交換器を凝縮器とすることで、熱源側熱交換器の除霜運転を行う。このような除霜運転を実行することによって、暖房能力の低下を防ぐことができる。しかし、除霜運転は、暖房運転に対して必要な冷媒量が少ないため、余剰冷媒が発生する。また、余剰冷媒が発生すると、圧縮機への液戻りが生じ、圧縮機の信頼性が低下する。

このため、従来の空気調和装置には、除霜運転時の圧縮機への液戻りの抑制を図ったものが提案されている（特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に記載の空気調和装置は、並列に接続された２つの室内熱交換器を備えている。２つの室内熱交換器の一方は、熱源側熱交換器の除霜運転を行う際、冷媒を溜める熱交換器として使用される。そして、特許文献１に記載の空気調和装置においては、熱源側熱交換器の除霜運転を行う際、圧縮機から吐出された冷媒は、２つの室内熱交換器の他方を通って熱源側熱交換器に供給され、熱源側熱交換器の除霜を行う。このように、特許文献１に記載の空気調和装置は、熱源側熱交換器の除霜運転時、２つの室内熱交換器の一方に余剰冷媒を溜めることにより、圧縮機への液戻りの抑制を図っている。

特開２０２０－０５６５１５号公報

特許文献１に記載の空気調和装置は、除霜運転時と冷房運転時とで冷媒の流れる流路が同じである。すなわち、除霜運転時、圧縮機から吐出された冷媒は、室内熱交換器を通過した後、室内機と室外機との接続配管をさらに流れ、熱源側熱交換器に流入することとなる。このため、特許文献１に記載の空気調和装置は、除霜運転時、圧縮機から吐出された冷媒が熱源側熱交換器に流入するまでの流路で発生する圧力損失が大きくなり、熱源側熱交換器に流入する冷媒の密度が低下する。したがって、特許文献１に記載の空気調和装置は、除霜能力が低下するという課題があった。

本開示は、上記課題を解決するためのものであり、除霜運転時の圧縮機への液戻りを抑制でき、除霜能力の低下を抑制することもできる空気調和装置を提供することを目的とする。

本開示に係る空気調和装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、動作中の室内機の全てが暖房運転を行う全暖房運転モードでは蒸発器として機能する熱源側熱交換器、運転モードに応じて前記冷媒の流路を切り替える冷媒流路切替装置、暖房運転時に室内空気が送風されて凝縮器として機能する負荷側熱交換器、及び、凝縮器として機能する前記負荷側熱交換器から流出して蒸発器として機能する前記熱源側熱交換器へ流入する前記冷媒が流れる負荷側絞り装置を有し、前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記負荷側絞り装置及び前記負荷側熱交換器が冷媒配管で接続されて構成され、前記冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路において前記圧縮機の吐出口と前記冷媒流路切替装置との間となる位置に一方の端部である入口側端部が接続され、前記冷媒回路において前記負荷側絞り装置と前記熱源側熱交換器との間となる位置に他方の端部である出口側端部が接続されたバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、設置箇所における前記冷媒の流路を開閉する第１開閉装置と、前記冷媒流路切替装置、前記負荷側絞り装置、及び前記第１開閉装置を制御する制御装置と、前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記冷媒流路切替装置、前記バイパス配管及び前記第１開閉装置が搭載された室外機と、を備え、前記制御装置は、前記全暖房運転モードにおいて前記熱源側熱交換器の除霜を行う除霜運転モードを実行する条件が成立した際に、前記冷媒流路切替装置の前記冷媒の流路を、前記圧縮機から吐出された前記冷媒が前記負荷側熱交換器に流入する流路とし、前記第１開閉装置を閉状態から開状態とし、前記負荷側絞り装置を開状態から閉状態とし、前記負荷側熱交換器への前記室内空気の送風を停止し、前記第１開閉装置を閉状態から開くことによって前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記バイパス配管から前記熱源側熱交換器に流入させて、前記圧縮機から吐出された前記冷媒の圧力によって、前記全暖房運転モードにおいて前記冷媒流路切替装置と前記負荷側絞り装置との間に存在していた前記冷媒が前記熱源側熱交換器に流入することなく前記除霜運転モードを実行する構成となっている。

本開示に係る空気調和装置は、熱源側熱交換器の除霜運転時、余剰冷媒を負荷側熱交換器に保持できるため、圧縮機への液戻りを抑制できる。また、本開示に係る空気調和装置においては、熱源側熱交換器の除霜運転時、圧縮機から吐出された冷媒は、室外機内のみを流れて熱源側熱交換器に流入できる。このため、本開示に係る空気調和装置は、熱源側熱交換器の除霜運転時、熱源側熱交換器に流入する冷媒の密度が圧力損失によって低下することを抑制でき、除霜能力の低下を抑制することもできる。

本実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が全冷房運転モードで動作している状態を示す図である。 本実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が全暖房運転モードで動作している状態を示す図である。 本実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。 本実施の形態１に係る空気調和装置の制御装置が除霜運転モードを実行する際の制御動作を示すフローチャートである。 本実施の形態１に係る空気調和装置の別の一例の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。 本実施の形態２に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。 本実施の形態２に係る空気調和装置が全暖房運転モードで動作している際の冷媒の状態を示すモリエル線図の概略図である。 本実施の形態２に係る空気調和装置が除霜運転モードで動作している際の冷媒の状態を示すモリエル線図の概略図である。 本実施の形態２に係る空気調和装置の制御装置が除霜運転モードを実行する際の制御動作を示すフローチャートである。 本実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が全冷房運転モードで動作している状態を示す図である。 本実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が冷房主体運転モードで動作している状態を示す図である。 本実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が全暖房運転モードで動作している状態を示す図である。 本実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が暖房主体運転モードで動作している状態を示す図である。 本実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。 本実施の形態４に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。なお、図１５では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。 本実施の形態５に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。

以下の各実施の形態において、図面に基づいて、本開示に係る空気調和装置の一例を説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまでも、本開示に係る空気調和装置の例示である。本開示に係る空気調和装置は、明細書全文に示す構成要素の形態に限定されるものではない。

実施の形態１．
［空気調和装置１００の構成］
図１は、本実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が全冷房運転モードで動作している状態を示す図である。
空気調和装置１００は、冷媒回路１０１に冷媒を循環させ、冷凍サイクルを利用した空気調和を行うものである。空気調和装置１００は、動作中の全ての室内機２が冷房運転を行う全冷房運転モード、動作中の全ての室内機２が暖房運転を行う全暖房運転モード、又は、室外機１内の熱源側熱交換器１２を除霜する除霜運転モードを選択できるものである。

図１に示すように、空気調和装置１００は、室外機１及び室内機２を備え、室外機１と室内機２とを主管１１１で接続して構成されている。なお、後述のように、室外機１及び室内機２に搭載された構成要素が冷媒配管１１０で接続され、冷媒回路１０１が構成されている。主管１１１は、冷媒配管１１０の一部を構成するものである。

［冷媒回路１０１の構成］
冷媒回路１０１は、圧縮機１０、冷媒流路切替装置１３、熱源側熱交換器１２、負荷側熱交換器２６、負荷側絞り装置２５及びアキュムレーター１９を備えている。そして、圧縮機１０、冷媒流路切替装置１３、熱源側熱交換器１２、負荷側熱交換器２６、及び負荷側絞り装置２５が冷媒配管１１０で接続されて、内部を冷媒が循環する冷媒回路１０１を構成している。

圧縮機１０は、冷媒を圧縮して吐出するものである。具体的には、圧縮機１０は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温で高圧の状態にする。圧縮機１０は、例えば、容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成する。冷媒流路切替装置１３は、運転モードに応じて冷媒の流路を切り替えるものである。具体的には、冷媒流路切替装置１３は、全暖房運転モード時における冷媒の流れと、全冷房運転モード時における冷媒の流れと、除霜運転モード時における冷媒の流れと、を切り替える。

熱源側熱交換器１２は、全暖房運転モードでは蒸発器として機能し、全冷房運転モード及び除霜運転モードでは凝縮器として機能するものである。本実施の形態１では、熱源側熱交換器１２は、内部を流れる冷媒と室外空気とが熱交換する構成となっている。このため、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、熱源側熱交換器１２に室外空気を供給する熱源側送風機１８を備えている。

負荷側熱交換器２６は、暖房運転時に凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能するものである。本実施の形態１では、負荷側熱交換器２６は、内部を流れる冷媒と室内空気とが熱交換する構成となっている。このため、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、負荷側熱交換器２６に室内空気を供給する図示せぬ負荷側送風機を備えている。すなわち、負荷側熱交換器２６で冷却された室内空気が、空調対象空間に供給される冷房用空気となる。また、負荷側熱交換器２６で加熱された室内空気が、空調対象空間に供給される暖房用空気となる。

負荷側絞り装置２５は、例えば、連続的又は多段階で開度を調節可能である。負荷側絞り装置２５は、例えば、電子式膨張弁等が用いられる。負荷側絞り装置２５は、減圧弁及び膨張弁としての機能を有する。換言すると、負荷側絞り装置２５は、冷媒を減圧して膨張させる。負荷側絞り装置２５は、冷媒回路１０１において、負荷側熱交換器２６が凝縮器として機能する際に該負荷側熱交換器２６の下流側となる位置に配置されている。詳しくは、負荷側絞り装置２５は、凝縮器として機能する負荷側熱交換器２６から流出して蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２へ流入する冷媒が流れるものである。また、本実施の形態１では、負荷側絞り装置２５は、冷房運転時、負荷側熱交換器２６に流入する冷媒を減圧する。すなわち、負荷側絞り装置２５は、冷媒回路１０１において、負荷側熱交換器２６が蒸発器として機能する際に該負荷側熱交換器２６の上流側となる位置に配置されている。

アキュムレーター１９は、冷媒を溜めるものである。具体的には、アキュムレーター１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、余剰冷媒を蓄える受液器である。余剰冷媒は、例えば、全暖房運転モード中、全冷房運転モード中及び除霜運転モード中の運転状態の違いによって発生する。また、例えば、余剰冷媒は、空気調和装置１００の過渡的な運転の変化よって発生する。

［室外機１の構成］
室外機１には、圧縮機１０、熱源側熱交換器１２、熱源側送風機１８、冷媒流路切替装置１３、及びアキュムレーター１９が搭載されている。また、室外機１には、空気調和装置１００が備えるバイパス配管１６及び第１開閉装置１１が搭載されている。

バイパス配管１６は、除霜運転モードにおいて、圧縮機１０から吐出された高温で高圧の冷媒を熱源側熱交換器１２に供給するための配管である。すなわち、バイパス配管１６は、熱源側熱交換器１２に付着した霜を溶かすための冷媒が通る配管である。バイパス配管１６の一方の端部である入口側端部１６ａは、冷媒回路１０１において圧縮機１０の吐出口と冷媒流路切替装置１３との間となる位置に接続されている。また、バイパス配管１６の他方の端部である出口側端部１６ｂは、冷媒回路１０１において負荷側絞り装置２５と熱源側熱交換器１２との間となる位置に接続されている。より詳しくは、バイパス配管１６の他方の端部である出口側端部１６ｂは、負荷側絞り装置２５と熱源側熱交換器１２との間であり、主管１１１よりも熱源側熱交換器１２側となる冷媒配管１００部分に接続されている。

第１開閉装置１１は、バイパス配管１６に設けられ、設置箇所における冷媒の流路を開閉するものである。すなわち、第１開閉装置１１が閉状態から開状態となることにより、圧縮機１０から吐出された高温で高圧の冷媒が熱源側熱交換器１２に供給されることとなる。第１開閉装置１１は、例えば、二方弁、電磁弁、又は冷媒の流量を調整可能な電子式膨張弁等、冷媒の流路を開閉可能なもので構成するとよい。

また、室外機１には、熱源側熱交換器温度センサー４３、吐出温度センサー４２、吐出圧力センサー４０及び外気温度センサー４６が設置されている。熱源側熱交換器温度センサー４３、吐出温度センサー４２、及び外気温度センサー４６は、例えば、サーミスター等で構成されている。熱源側熱交換器温度センサー４３は、全暖房運転モード及び除霜運転モードでは、熱源側熱交換器１２から流出した冷媒の温度を検出する。また、熱源側熱交換器温度センサー４３は、全冷房運転モードでは、熱源側熱交換器１２に流入する冷媒の温度を検出する。また、熱源側熱交換器温度センサー４３は、検出した冷媒の温度を、検出信号として後述の制御装置６０へ出力する。吐出温度センサー４２は、圧縮機１０から吐出された冷媒の温度を検出する。また、吐出温度センサー４２は、検出した冷媒の温度を、検出信号として後述の制御装置６０へ出力する。吐出圧力センサー４０は、圧縮機１０が吐出した冷媒の圧力を検出する。また、吐出圧力センサー４０は、検出した冷媒の圧力を、検出信号として後述の制御装置６０へ出力する。外気温度センサー４６は、室外機１にて熱源側熱交換器１２の空気流入部分に設置されている。外気温度センサー４６は、例えば、室外機１の周囲の温度となる室外空気の温度を検出する。また、外気温度センサー４６は、検出した温度を、検出信号として後述の制御装置６０へ出力する。

［室内機２の構成］
室内機２には、負荷側絞り装置２５及び負荷側熱交換器２６が搭載されている。

また、室内機２には、負荷側第１温度センサー３１及び負荷側第２温度センサー３２が設置されている。負荷側第１温度センサー３１及び負荷側第２温度センサー３２は、例えば、サーミスター等で構成されている。負荷側第１温度センサー３１は、室内機２が冷房運転を行っている際、負荷側熱交換器２６に流入する冷媒の温度を検出する。また、負荷側第１温度センサー３１は、室内機２が暖房運転を行っている際、負荷側熱交換器２６から流出した冷媒の温度を検出する。負荷側第２温度センサー３２は、室内機２が冷房運転を行っている際、負荷側熱交換器２６から流出した冷媒の温度を検出する。また、負荷側第２温度センサー３２は、室内機２が暖房運転を行っている際、負荷側熱交換器２６に流入する冷媒の温度を検出する。また、負荷側第１温度センサー３１及び負荷側第２温度センサー３２は、検出した冷媒の温度を、検出信号として後述の制御装置６０へ出力する。

なお、図１では１台の室内機２が例示されている。しかしながら、空気調和装置１００が備える室内機２の台数は、任意である。空気調和装置１００は、２台以上の室内機２を備えていてもよい。空気調和装置１００が複数台の室内機２を備える場合、例えば、各室内機２は室外機１に並列に接続される。

このように構成された空気調和装置１００は、各運転モードを実行する制御装置６０を備えている。制御装置６０は、空気調和装置１００が備える各センサーからの入力情報及び図示せぬリモートコントローラーからの指示等に基づいて、圧縮機１０、熱源側送風機１８、図示せぬ負荷側送風機、冷媒流路切替装置１３、負荷側絞り装置２５、及び第１開閉装置１１等を制御する。具体的には、制御装置６０は、圧縮機１０の駆動及び停止を制御する。また、制御装置６０は、圧縮機１０の駆動周波数を制御する。また、制御装置６０は、熱源側送風機１８及び負荷側送風機の駆動及び停止を制御する。また、制御装置６０は、熱源側送風機１８及び負荷側送風機の駆動時の回転数を制御する。また、制御装置６０は、冷媒流路切替装置１３の流路を切り替える。また、制御装置６０は、負荷側絞り装置２５の開閉を制御する。また、制御装置６０は、負荷側絞り装置２５の開状態時の開度を制御する。また、制御装置６０は、第１開閉装置１１の開閉を制御する。

このような制御装置６０は、専用のハードウェア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成されている。なお、ＣＰＵは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はプロセッサともいう。

制御装置６０が専用のハードウェアである場合、制御装置６０は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御装置６０が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。

制御装置６０がＣＰＵの場合、制御装置６０が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置６０の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、又はＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。

なお、制御装置６０の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

また、図１では、制御装置６０が室外機１に搭載されているが、これはあくまでも例示である。制御装置６０は、室内機２に搭載されていてもよい。また、制御装置６０は、室外機１と室内機２とに分かれて搭載されていてもよい。この場合、制御装置６０における室外機１に搭載されている部分と、制御装置６０における室内機２に搭載されている部分とは、有線又は無線で接続し、連携制御ができるように構成するとよい。

このように構成された制御装置６０は、機能部として、例えば、入力部６１、演算部６２、及び制御部６３を備えている。入力部６１は、空気調和装置１００が備える各センサーから、検出結果を示す検出信号が入力される機能部である。また、入力部６１には、図示せぬリモートコントローラーからの指示も入力される。演算部６２は、入力部６１に入力された情報を用いて、制御に必要な情報を演算する機能部である。例えば、演算部６２は、吐出圧力センサー４０で検出された冷媒の圧力を、冷媒の飽和温度に換算する。また、例えば、演算部６２は、入力部６１及び演算部６２が有する情報のうちの２つの温度情報を用い、冷媒の過熱度及び過冷却度を演算する。制御部６３は、入力部６１及び演算部６２が有する情報に基づいて、圧縮機１０、熱源側送風機１８、図示せぬ負荷側送風機、冷媒流路切替装置１３、負荷側絞り装置２５、及び第１開閉装置１１等を制御する機能部である。

次に、空気調和装置１００が実行する各運転モードについて説明する。
以下に、各運転モードについて、冷媒の流れとともに説明する。

［全冷房運転モード］
図１に基づいて、空気調和装置１００が実行する全冷房運転モードについて説明する。上述のように、全冷房運転モードとは、動作中の全ての室内機２が冷房運転を行うモードである。図１の場合、室内機２に設けられた負荷側熱交換器２６で冷熱負荷が発生している状態である。なお、図１では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。

全冷房運転モードでは、冷媒流路切替装置１３が図１の実線で示される流路に切り替えられる。第１開閉装置１１は、閉状態に切り替えられ、冷媒の流路を遮断する。

圧縮機１０が駆動すると、圧縮機１０は、低温で低圧の冷媒を圧縮し、高温で高圧のガス冷媒として吐出口から吐出する。圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１３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に流入した高温で高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器１２で、室外空気に放熱して高圧の液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧の液冷媒は、室外機１から流出する。

室外機１から流出した高圧の液冷媒は、主管１１１を通って、室内機２に流入し、負荷側絞り装置２５で膨張されて、低温で低圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、蒸発器として機能する負荷側熱交換器２６に流入し、室内空気から吸熱することで室内空気を冷却して、低温で低圧のガス冷媒となる。負荷側熱交換器２６から流出したガス冷媒は、主管１１１を通って、再び室外機１へ流入する。室外機１に流入したガス冷媒は、冷媒流路切替装置１３及びアキュムレーター１９を通って、圧縮機１０に再度吸入される。

制御装置６０は、負荷側第１温度センサー３１で検出された冷媒の温度と、負荷側第２温度センサー３２で検出された冷媒の温度との差として得られる過熱度が一定になるように、負荷側絞り装置２５の開度を制御する。なお、過熱度は、スーパーヒートと称される場合もある。

［全暖房運転モード］
図２は、本実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が全暖房運転モードで動作している状態を示す図である。
図２に基づいて、空気調和装置１００が実行する全暖房運転モードについて説明する。上述のように、全暖房運転モードとは、動作中の全ての室内機２が暖房運転を行うモードである。図２の場合、室内機２に設けられた負荷側熱交換器２６で温熱負荷が発生している状態である。なお、図２では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。

全暖房運転モードでは、冷媒流路切替装置１３が図２の実線で示される流路に切り替えられる。第１開閉装置１１は、閉状態に切り替えられ、冷媒の流路を遮断する。

圧縮機１０が駆動すると、圧縮機１０は、低温で低圧の冷媒を圧縮し、高温で高圧のガス冷媒として吐出口から吐出する。圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１３を通って、室外機１から流出する。

室外機１から流出した高温で高圧のガス冷媒は、主管１１１を通って室内機２に流入し、負荷側熱交換器２６で室内空気に放熱することで室内空気を暖房しながら、液冷媒となる。負荷側熱交換器２６から流出した液冷媒は、負荷側絞り装置２５で膨張されて、低温で低圧の二相冷媒又は液冷媒となり、主管１１１を通って再び室外機１へ流入する。

室外機１へ流入した低温で低圧の冷媒は、熱源側熱交換器１２に流入する。熱源側熱交換器１２に流入した冷媒は、室外空気から吸熱して低温で低圧のガス冷媒となり、冷媒流路切替装置１３及びアキュムレーター１９を通り、圧縮機１０に再度吸入される。

制御装置６０は、吐出圧力センサー４０で検出された冷媒の圧力を冷媒の飽和温度に換算した値と、負荷側第１温度センサー３１で検出された温度との差として得られる過冷却度が一定になるように、負荷側絞り装置２５の開度を制御する。なお、過冷却度は、サブクールと称される場合もある。

［除霜運転モード］
上述のように、除霜運転モードは、室外機１内の熱源側熱交換器１２を除霜する運転モードである。全暖房運転モードにおける冷媒の流れ方向において熱源側熱交換器１２の出口側となる位置に、熱源側熱交換器温度センサー４３が設けられている。すなわち、熱源側熱交換器温度センサー４３は、熱源側熱交換器１２が蒸発器として機能している状態において、熱源側熱交換器１２の冷媒の出口側となる位置に設けられている。除霜運転モードは、全暖房運転モードにおいて熱源側熱交換器温度センサー４３の検出温度が規定温度以下であるときに実施される。すなわち、制御装置６０は、全暖房運転モードを実施し、熱源側熱交換器温度センサー４３の検出温度が規定温度以下となると、熱源側熱交換器１２のフィンに着霜が所定量発生したと判定し、除霜運転モードを実施する。規定温度は、例えば約－１０℃である。

なお、熱源側熱交換器温度センサー４３は、熱源側熱交換器１２が蒸発器として機能している状態において、熱源側熱交換器１２の冷媒の入口側となる位置に設けられていてもよい。すなわち、熱源側熱交換器温度センサー４３は、全暖房運転モード時に熱源側熱交換器１２を流れる冷媒の蒸発温度を検出できればよい。

また、上述の熱源側熱交換器１２の着霜の判定方法は、あくまでも一例である。例えば、圧縮機１０が吸入する冷媒の圧力から換算される冷媒の飽和温度が、予め設定した室外空気温度と比較して規定温度以上低下したとき、熱源側熱交換器１２のフィンに着霜が所定量発生したと判定してもよい。また、例えば、室外空気温度と蒸発温度との温度差が予め設定した値以上で一定時間経過したとき、熱源側熱交換器１２のフィンに着霜が所定量発生したと判定してもよい。

図３は、本実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。なお、図３では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。

除霜運転モードでは、冷媒流路切替装置１３は、図２に実線で示される全暖房運転モードと同じ状態に維持される。すなわち、除霜運転モードでは、冷媒流路切替装置１３の冷媒の流路は、圧縮機１０から吐出された冷媒が負荷側熱交換器２６に流入する流路と同じになる。負荷側絞り装置２５は、開状態から閉状態となる。第１開閉装置１１は、閉状態から開状態となり、バイパス配管１６に冷媒を流通させる状態となる。また、熱源側送風機１８と、図示省略の負荷側送風機は停止させる。

なお、本実施の形態１では、除霜運転モードを実行する際、制御装置６０は、第１開閉装置１１を開状態とした後に、負荷側絞り装置２５を閉状態とする。これにより、冷媒流路の閉塞を防ぎ、冷媒回路１０１において圧力が過度に上昇することを抑制できる。

圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、バイパス配管１６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に流入した高温のガス冷媒は、熱源側熱交換器１２に付着した霜を融かしながら該熱源側熱交換器１２を流れ、該熱源側熱交換器１２から流出する。熱源側熱交換器１２から流出する冷媒は、低温のガス冷媒となるときもあれば、二相冷媒となるときもあれば、液冷媒となるときもある。熱源側熱交換器１２から流出した冷媒は、冷媒流路切替装置１３を通って、アキュムレーター１９に流入する。そして、アキュムレーター１９に流入した冷媒の内、液冷媒はアキュムレーター１９に滞留し、ガス冷媒は圧縮機１０の吸入部に流入する。

なお、本実施の形態１では、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、第１開閉装置１１にて飽和温度換算で０℃より大きくなる程度に減圧され、熱源側熱交換器１２に流入する。このように減圧された高温で中圧の冷媒は、霜の温度よりも高く、また、ガス冷媒として熱源側熱交換器１２に流入する。これにより、冷媒の潜熱を利用でき、除霜効果を向上させることができる。

熱源側熱交換器１２の除霜は、例えば、次のよう条件が規定条件を満たした場合に、終了条件を満たしたとして終了する。除霜運転モードを終了する判定は、例えば、制御部６３が行う。具体的には、除霜運転モードが実行されてからの時間が規定時間以上経過した場合、熱源側熱交換器１２の除霜が完了したとして、除霜運転モードが終了する。規定時間は、例えば１０分である。なお、除霜運転モードが実行されてからの時間は、例えば、演算部６２で演算される。また、例えば、熱源側熱交換器温度センサー４３が検出する冷媒の温度が規定温度以上となった場合、熱源側熱交換器１２の除霜が完了したとして、除霜運転モードが終了する。規定温度は、例えば、５℃である。なお、上述の規定時間は、熱源側熱交換器１２の全体に隙間なく着霜したと想定し、高温冷媒を流入させた場合、霜が全て融けるまでの所要時間以上で設定するとよい。

なお、上記の規定時間の１０分は、あくまでも一例である。また、上記の規定温度の５℃も、あくまでも一例である。上記の規定時間及び規定温度の具体的な値は、熱源側熱交換器１２の容量及び熱源側熱交換器１２に想定される着霜状態等を考慮し、熱源側熱交換器１２の霜が全て溶けることができる値を適宜決定すればよい。

圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒の流路は、主管１１１を介して、負荷側熱交換器２６の流路と繋がっている。また、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒の圧力は、負荷側熱交換器２６に存在している冷媒の圧力よりも高い。また、除霜運転モードでは、負荷側絞り装置２５が閉状態となっている。このため、除霜運転モードでは、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒の圧力によって、全暖房運転モード時に冷媒流路切替装置１３と負荷側絞り装置２５との間に存在していた冷媒は、冷媒流路切替装置１３と負荷側絞り装置２５との間に保持される。

ここで、全暖房運転モードでは、負荷側絞り装置２５と冷媒流路切替装置１３との間に位置する負荷側熱交換器２６は、凝縮器として機能する。このため、負荷側熱交換器２６には、多くの冷媒が存在している。このため、本実施の形態１で示した除霜運転モードを実行することにより、負荷側熱交換器２６に余剰冷媒を保持できるため、アキュムレーター１９に滞留する余剰冷媒の量を低減できる。したがって、空気調和装置１００は、除霜運転モード時、アキュムレーター１９から液冷媒が溢れて、圧縮機１０に液冷媒が吸入されることを抑制できる。すなわち、空気調和装置１００は、除霜運転モード時、圧縮機１０への液戻りを抑制できる。

また、本実施の形態１に係る空気調和装置１００においては、除霜運転モード時、圧縮機１０から吐出された高温の冷媒は、室外機１内のみを流れて熱源側熱交換器１２に流入できる。換言すると、本実施の形態１に係る空気調和装置１００においては、除霜運転モード時、圧縮機１０から吐出された高温の冷媒は、主管１１１及び室内機２を通ることなく、熱源側熱交換器１２に流入できる。このため、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、除霜運転モード時、熱源側熱交換器１２に流入する冷媒の密度が圧力損失によって低下することを抑制できる。これにより、圧縮機１０と熱源側熱交換器１２との間を循環する冷媒量を増加でき、除霜能力の低下を抑制することもできる。

さらに、本実施の形態１に係る空気調和装置１００においては、除霜運転モード終了後に早期に全暖房運転モードにて空調対象空間を暖房できるので、ユーザーの快適性を向上させることもできる。

具体的には、除霜運転モード終了後に全暖房運転モードが再開される際、制御装置６０の制御部６３は、負荷側絞り装置２５を閉状態から開状態に切り替える。これにより、冷媒回路１０１にて冷媒の循環が開始される。また、除霜運転モード終了後に全暖房運転モードが再開される際、制御部６３は、第１開閉装置１１を開状態から閉状態に切り替え、バイパス配管１６の冷媒の流通を遮断する。また、除霜運転モード終了後に全暖房運転モードが再開される際、制御部６３は、熱源側送風機１８を回転させる。これにより、熱源側熱交換器１２を流れる冷媒は、室外空気から吸熱して、蒸発する。

ここで、除霜運転モード終了後に全暖房運転モードが再開されると、負荷側熱交換器２６に保持された余剰冷媒は、負荷側絞り装置２５及び主管１１１を通って熱源側熱交換器１２に流入し、室外空気から吸熱することで蒸発する。すなわち、全暖房運転モードが再開された直後に、負荷側熱交換器２６に保持された余剰冷媒を熱源側熱交換器１２で蒸発させることができる。このため、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、除霜運転モード時の余剰冷媒が熱源側熱交換器１２に流入しない場合と比較して、圧縮機１０に多くのガス冷媒を流入させることができ、圧縮機１０から吐出される冷媒量を増加できる。したがって、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、除霜運転モード時の余剰冷媒が熱源側熱交換器１２に流入しない場合と比較して、負荷側熱交換器２６に流入する高温で高圧のガス冷媒の量を増加させることができる。この結果、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、除霜運転モード終了後に早期に全暖房運転モードにて空調対象空間を暖房できるので、ユーザーの快適性を向上させることもできる。

なお、第１開閉装置１１は、次のようなサイズのものを選定するとよい。具体的には、上述のように、除霜運転モード時、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、第１開閉装置１１にて飽和温度換算で０℃より大きくなる程度に減圧される。ここで、第１開閉装置１１のサイズがガス冷媒の循環量に対し小さい場合は、圧縮機１０から吐出された高圧のガス冷媒の圧力が過度に上昇する場合がある。このため、第１開閉装置１１は、除霜運転モード時のガス冷媒の循環量に応じて、圧縮機１０から吐出された高圧のガス冷媒の圧力が運転圧力より小さくなるようなサイズのものを選定するとよい。例えば、冷媒としてＲ４１０Ａ冷媒を使用し、冷媒回路１０１の高圧側の設計圧力を４．１５ＭＰａに決定したとする。この場合、例えば、除霜運転モードを実際に行った際の冷媒回路１０１の高圧側である運転圧力の上限値を、圧力のオーバーシュートを考慮し、４．１５ＭＰａよりも低い３．８ＭＰａと想定する。この際、第１開閉装置１１は、除霜運転モードを実際に行った際の運転圧力が３．８ＭＰａ以下となるサイズを選定すればよい。

また、除霜運転モード時において、制御部６３は、圧縮機１０の駆動周波数を次のように制御するのが好ましい。例えば、除霜運転モード時において、熱源側熱交換器１２の霜が融けていく過程で、熱源側熱交換器１２の伝熱管の各パスの着霜量と冷媒流量差との影響で、融け難いパスが存在する場合がある。このような場合、熱源側熱交換器１２を流出するガス冷媒の温度が霜の融点である０℃を超えて上昇し、圧縮機１０に吸入される冷媒温度が上昇する。このため、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度が過度に上昇する。

圧縮機１０から吐出される冷媒の温度は、冷凍機油の劣化等に影響する。このため、冷凍機油の劣化防止等の空気調和装置１００の信頼性確保のために、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度の上限値が設けられている。上限値は、例えば１２０℃である。このため、制御部６３は、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度が上限値を超えないよう、圧縮機１０の駆動周波数を制御するのが好ましい。具体的には、制御部６３は、除霜運転モードにおいて、吐出温度センサー４２の検出温度が規定温度以上となった際、圧縮機１０の駆動周波数を低下させるのが好ましい。例えば、制御部６３は、圧縮機１０の駆動周波数を２０％低下させる。規定温度は、例えば１１０℃である。圧縮機１０の駆動周波数を低下させることにより、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度を低下させることができるので、安定して除霜運転モードを実行できる。以下、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度を、圧縮機１０の吐出温度と称する場合がある。

なお、圧縮機１０の吐出温度の上限値の１２０℃という値、及び規定温度である１１０℃という値は、あくまでも一例である。圧縮機１０の吐出温度の上限値及び規定温度の具体的な値は、実際に使用される圧縮機１０及び冷凍機油の信頼性等に基づいて、適宜決定すればよい。また、圧縮機１０の駆動周波数の低下量も、２０％に限定されない。圧縮機１０の駆動周波数の低下量は、圧縮機１０の吐出温度を低下させることができる量であれば任意である。

続いて、除霜運転モードを実行する際の制御装置６０の制御動作について説明する。

図４は、本実施の形態１に係る空気調和装置の制御装置が除霜運転モードを実行する際の制御動作を示すフローチャートである。

制御装置６０は、除霜運転モードを実施する条件が成立した場合、ステップＣＴ１において、除霜運転モードを開始する。ステップＣＴ１の後、ステップＣＴ２において、制御装置６０の制御部６３は、冷媒流路切替装置１３の流路を除霜運転モードの流路に設定する。具体的には、制御部６３は、冷媒流路切替装置１３の流路を、圧縮機１０から吐出された冷媒が負荷側熱交換器２６に流入する流路とする。なお、本実施の形態１の場合、制御部６３は、全暖房運転モードから除霜運転モードに切り替える。このため、本実施の形態１の場合、制御部６３は、冷媒流路切替装置１３の流路を、全暖房運転モードと同じ流路に維持する。

ステップＣＴ２の後、ステップＣＴ３において、制御部６３は、第１開閉装置１１を閉状態から開状態とする。そして、ステップＣＴ３の後、ステップＣＴ４において、制御部６３は、負荷側絞り装置２５を開状態から閉状態とする。これにより、圧縮機１０から吐出された冷媒を、バイパス配管１６から熱源側熱交換器１２に流入させることができる。

ステップＣＴ４の後のステップＣＴ５は、圧縮機１０の駆動周波数を変更するか否かを判定するステップである。具体的には、ステップＣＴ５は、圧縮機１０の吐出温度が規定温度以上となっているか否かを判定するステップである。換言すると、ステップＣＴ５は、入力部６１に入力された吐出温度センサー４２の検出温度が規定温度以上となっているか否かを判定するステップである。この判定は、例えば、制御部６３が行う。

ステップＣＴ５において入力部６１に入力された吐出温度センサー４２の検出温度が規定温度以上となっている場合、制御部６３は、ステップＣＴ６に進み、圧縮機１０の駆動周波数を低下させる。例えば、制御部６３は、圧縮機１０の駆動周波数を２０％低下させる。これにより、圧縮機１０の吐出温度を低下させることができる。ステップＣＴ６の後、制御装置６０は、ステップＣＴ５に戻る。

一方、ステップＣＴ５において入力部６１に入力された吐出温度センサー４２の検出温度が規定温度以上となっていない場合、制御装置６０は、圧縮機１０の駆動周波数を変更することなく、ステップＣＴ７に進む。

ステップＣＴ７は、除霜運転モードの終了条件が成立したか否かを判定するステップである。例えば、演算部６２は、除霜運転モードが実行されてからの時間を演算する。そして、制御部６３は、除霜運転モードが実行されてからの時間が規定時間以上経過した場合、除霜運転モードの終了条件が成立したと判定する。一方、制御部６３は、除霜運転モードが実行されてからの時間が規定時間よりも短い場合、除霜運転モードの終了条件が成立していないと判定する。また、例えば、熱源側熱交換器１２から流出した冷媒の温度が規定温度以上となった場合、制御部６３は、除霜運転モードの終了条件が成立したと判定する。一方、熱源側熱交換器１２から流出した冷媒の温度が規定温度よりも低い場合、制御部６３は、除霜運転モードの終了条件が成立していないと判定する。熱源側熱交換器１２から流出した冷媒の温度は、入力部６１に入力された熱源側熱交換器温度センサー４３の検出温度である。なお、制御部６３は、除霜運転モードが実行されてからの時間による終了条件と、熱源側熱交換器１２から流出した冷媒の温度による終了条件とのうち、少なくとも一方を満たす場合、除霜運転モードの終了条件が成立したと判定してもよい。

ステップＣＴ７において、除霜運転モードの終了条件が成立したと制御部６３が判定した場合、ステップＣＴ８において制御装置６０は、除霜運転モードを終了する。具体的には、制御部６３は、負荷側絞り装置２５を、閉状態から開状態とする。その後、制御部６３は、第１開閉装置１１を開状態から閉状態とする。そして、制御部６３は、全暖房運転モードを実行する。
一方、ステップＣＴ７において、除霜運転モードの終了条件が成立していないと制御部６３が判定した場合、制御装置６０は、ステップＣＴ５に戻る。

［実施の形態１の変形例］
上述した空気調和装置１００は、あくまでも一例である。以下に、本実施の形態１に係る空気調和装置１００の変形例を幾つか紹介する。

図５は、本実施の形態１に係る空気調和装置の別の一例の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。なお、図５では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。
図５に示す空気調和装置１００においては、第１開閉装置１１は、冷媒流量を調整可能な電子式膨張弁となっている。

除霜運転モードが進行し、熱源側熱交換器１２の霜の大半が融け、一部の霜が熱源側熱交換器１２に残っているとする。このような状況においては、熱源側熱交換器１２が冷媒により加熱され、圧縮機１０と熱源側熱交換器１２との間を循環する冷媒の低圧が上昇し、圧縮機１０から吐出された高圧のガス冷媒の圧力が上昇する場合がある。しかしながら、第１開閉装置１１として冷媒流量を調整可能な電子式膨張弁を用いることにより、除霜運転モード時、制御部６３は、圧縮機１０から吐出された高圧のガス冷媒の圧力が第１規定圧力となるように、第１開閉装置１１の開度を調整することができる。第１規定圧力は、例えば、３．０ＭＰａである。また、例えば、除霜運転モード時、制御部６３は、圧縮機１０から吐出された高圧のガス冷媒の圧力が第２規定圧力以上となった場合、第１開閉装置１１の開度を大きくする。第２規定圧力は、例えば、３．８ＭＰａである。第１開閉装置１１として冷媒流量を調整可能な電子式膨張弁を用いることにより、このように、圧縮機１０から吐出された高圧のガス冷媒の圧力を調整することができ、圧縮機１０から吐出された高圧のガス冷媒の圧力の上昇を抑制できる。すなわち、第１開閉装置１１として冷媒流量を調整可能な電子式膨張弁を用いることにより、安定した除霜運転モードの実行が可能となる。

上述した空気調和装置１００の例では、余剰な冷媒を溜める容器として、アキュムレーター１９を備えていた。しかしながら、余剰冷媒を溜める容器は、アキュムレーター１９に限定されない。例えば、余剰冷媒を溜める容器として、熱源側熱交換器１２と負荷側絞り装置２５との間に設けられるレシーバーが知られている。空気調和装置１００は、余剰冷媒を溜める容器として、該レシーバー等、アキュムレーター１９以外の容器を備えていてもよい。なお、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、上述のように、除霜運転モードにおいて、余剰冷媒を溜める容器に溜まる液冷媒の量を低減できる。このため、本実施の形態１に係る空気調和装置１００においては、余剰冷媒を溜める容器の容積は、冷媒回路１０１に封入される冷媒の全てが液状となっているときの体積よりも小さいことが好ましい。室外機１を小型化でき、空気調和装置１００を小型化できる。

また、空気調和装置１００は、除霜運転モード時のみ余剰冷媒が発生し、該余剰冷媒を負荷側熱交換器２６で保持できる場合には、アキュムレーター１９等の余剰冷媒を溜める容器を備えていなくてもよい。

また、上述した空気調和装置１００の例では、負荷側絞り装置２５は、室内機２に搭載されていた。しかしながら、負荷側絞り装置２５の搭載位置は限定されず、例えば、負荷側絞り装置２５は、室外機１に搭載されていてもよい。また、後述の実施の形態で示すように、空気調和装置１００は、室外機１と室内機２とを接続する中継機を備えている場合がある。このような場合、例えば、負荷側絞り装置２５は、中継機に搭載されていてもよい。

また、上述した空気調和装置１００の例では、熱源側熱交換器１２及び負荷側熱交換器２６は、冷媒と送風機から供給された空気とを熱交換させる構成となっていた。しかしながら、熱源側熱交換器１２及び負荷側熱交換器２６の構成は、冷媒の放熱又は吸熱を行うことができるものであれば限定されない。例えば、熱源側熱交換器１２及び負荷側熱交換器２６は、冷媒と熱媒体とを熱交換させる構成であってもよい。熱媒体とは、熱源側熱交換器１２及び負荷側熱交換器２６を循環する冷媒とは異なるものであり、例えば、水又は不凍液等の液体である。また、例えば、負荷側熱交換器２６は、放射を利用したパネルヒータのようなものであってもよい。また、負荷側熱交換器２６が冷媒と熱媒体とを熱交換させる構成の場合、負荷側熱交換器２６の搭載位置は、室内機２に限定されない。例えば、負荷側熱交換器２６は、室外機１に搭載されていてもよい。また、例えば、空気調和装置１００が中継機を備えている場合、負荷側熱交換器２６は、中継機に搭載されていてもよい。負荷側熱交換器２６で冷媒と熱交換した熱媒体が流れる室内熱交換器を室内機２に設け、負荷側熱交換器２６で冷却又は加熱された熱媒体を室内熱交換器に供給することにより、空調対象空間の冷房又は暖房を行うことができる。

また、上述した空気調和装置１００の例では、熱源側熱交換器１２、冷媒流路切替装置１３、第１開閉装置１１及びバイパス配管１６を、それぞれ１つずつ備えた。これに限らず、空気調和装置１００は、熱源側熱交換器１２、冷媒流路切替装置１３、第１開閉装置１１及びバイパス配管１６を、複数個ずつ備えていてもよい。

また、上述した空気調和装置１００の例では、冷媒としてＲ４１０Ａを用いた。しかしながら、空気調和装置１００に用いられる冷媒は、Ｒ４１０Ａに限定されない。例えば、気液二相状態を持つ単一冷媒又は混合冷媒の全般を、空気調和装置１００に用いることができる。

以上、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、圧縮機１０、熱源側熱交換器１２、冷媒流路切替装置１３、負荷側熱交換器２６及び負荷側絞り装置２５が冷媒配管１１０で接続された冷媒回路１０１を備えている。また、空気調和装置１００は、冷媒回路１０１において圧縮機１０の吐出口と冷媒流路切替装置１３との間となる位置に入口側端部１６ａが接続され、冷媒回路１０１において負荷側絞り装置２５と熱源側熱交換器１２との間となる位置に出口側端部１６ｂが接続されたバイパス配管１６を備えている。また、空気調和装置１００は、バイパス配管１６に設けられ、設置箇所における冷媒の流路を開閉する第１開閉装置１１を備えている。また、空気調和装置１００は、冷媒流路切替装置１３、負荷側絞り装置２５、及び第１開閉装置１１を制御する制御装置６０を備えている。また、空気調和装置１００は、圧縮機１０、熱源側熱交換器１２、冷媒流路切替装置１３、バイパス配管１６及び第１開閉装置１１が搭載された室外機１を備えている。そして、熱源側熱交換器１２の除霜を行う除霜運転モードを実行する際、制御装置６０は、冷媒流路切替装置１３の冷媒の流路を、圧縮機１０から吐出された冷媒が負荷側熱交換器２６に流入する流路とする。また、制御装置６０は、第１開閉装置１１を閉状態から開状態とし、負荷側絞り装置２５を開状態から閉状態とし、圧縮機１０から吐出された冷媒をバイパス配管１６から熱源側熱交換器１２に流入させる。

このように構成された空気調和装置１００においては、上述のように、除霜運転モード時、圧縮機１０への液戻りを抑制でき、除霜能力の低下を抑制することもできる。

実施の形態２．
空気調和装置１００は、本実施の形態２に示すように第２開閉装置１５を備えていてもよい。なお、本実施の形態２において言及されていない事項は、実施の形態１と同様とする。

図６は、本実施の形態２に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。なお、図６では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。

本実施の形態２に係る空気調和装置１００は、第２開閉装置１５を備えている。第２開閉装置１５は、設置箇所における冷媒の流路を開閉するものである。第２開閉装置１５は、冷媒回路１０１において、熱源側熱交換器１２が蒸発器として機能する際に該熱源側熱交換器１２の冷媒の流入側となる位置であり、バイパス配管１６の出口側端部１６ｂとの接続箇所を基準として熱源側熱交換器１２とは反対側となる位置に設けられている。また、本実施の形態２では、第２開閉装置１５は、室外機１に搭載されている。第２開閉装置１５は、例えば、二方弁、電磁弁、又は冷媒の流量を調整可能な電子式膨張弁等、冷媒の流路を開閉可能なもので構成するとよい。第２開閉装置１５は、制御装置６０によって制御される。具体的には、制御装置６０の制御部６３は、全冷房運転モード時及び全暖房運転モード時、第２開閉装置１５を開状態とする。また、制御部６３は、除霜運転モードを実行する際、第２開閉装置１５を開状態から閉状態とする。

除霜運転モード時、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、バイパス配管１６を通って、熱源側熱交換器１２に流入する。この際、第２開閉装置１５が設けられていない場合には、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒の一部は、バイパス配管１６を流出後、負荷側絞り装置２５の方へ向かって流れようとする。ここで、第２開閉装置１５と負荷側絞り装置２５との間となる冷媒配管１１０部分は、圧縮機１０から吐出された冷媒よりも温度が低くなっている。このため、圧縮機１０から吐出された冷媒が第２開閉装置１５と負荷側絞り装置２５との間となる冷媒配管１１０部分に流入すると、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒が凝縮して滞留する場合がある。

しかしながら、除霜運転モード時に第２開閉装置１５を閉状態とすることにより、圧縮機１０から吐出された冷媒が第２開閉装置１５と負荷側絞り装置２５との間となる冷媒配管１１０部分に流入することを防止できる。すなわち、除霜運転モード時に第２開閉装置１５を閉状態とすることにより、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒が、第２開閉装置１５と負荷側絞り装置２５との間となる冷媒配管１１０部分において凝縮して滞留することを防止できる。したがって、本実施の形態２に係る空気調和装置１００は、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒をより多く熱源側熱交換器１２に流入させることができるので、除霜能力がより向上する。

図７は、本実施の形態２に係る空気調和装置が全暖房運転モードで動作している際の冷媒の状態を示すモリエル線図の概略図である。図７の横軸は、比エンタルピｈ［ｋＪ／ｋｇ］を表している。また、図７の縦軸は、圧力Ｐ［ＭＰａ］を表している。図７を用いて、空気調和装置１００の全暖房運転モードにおける冷媒量の分布について説明する。なお、実施の形態１で示した空気調和装置１００が全暖房運転モードで動作する際も、図７と同様の冷媒状態となる。

図７のｉは飽和線を示しており、飽和線ｉの右の線より右側では、冷媒はガス単相の状態となる。また、飽和線ｉの左の線より左側では、冷媒は液単相の状態となる。また、飽和線ｉの右の線と左の線との間では、冷媒は気液二相状態となる。冷媒が液単相の状態になっているときは、冷媒がガス単相の状態になっているときと比べ、密度が約３０倍高くなる。例えば、Ｒ４１０Ａが圧力１．０ＭＰａとなっている場合、ガス単相状態の冷媒の密度は約３８ｋｇ／ｍ^３となり、液単相状態の冷媒の密度は約１１４０ｋｇ／ｍ^３となる。このため、気液二相状態の冷媒が飽和線ｉの左の線に近づくほど、必要冷媒量が多くなる。

図７において、圧縮機１０から吐出されたガス冷媒は、点ｂに示す状態である。このガス冷媒は負荷側熱交換器２６で凝縮され、点ｃに示す液冷媒の状態となる。この液冷媒は負荷側絞り装置２５で減圧され、主管１１１を通り、点ｄで示される気液二相冷媒の状態となる。この気液二相冷媒は、熱源側熱交換器１２にて蒸発され、アキュムレーター１９を通過し、点ａのガス冷媒の状態で、圧縮機１０に吸入される。よって、空気調和装置１００に封入された冷媒は、気液二相状態から液相状態になる、負荷側熱交換器２６、主管１１１、熱源側熱交換器１２に多く滞留することになる。

図８は、本実施の形態２に係る空気調和装置が除霜運転モードで動作している際の冷媒の状態を示すモリエル線図の概略図である。図８の横軸は、図７と同様に、比エンタルピｈ［ｋＪ／ｋｇ］を表している。また、図８の縦軸も、図７と同様に、圧力Ｐ［ＭＰａ］を表している。図８を用いて、空気調和装置１００の除霜運転モードにおける冷媒量の分布について説明する。なお、実施の形態１で示した空気調和装置１００が除霜運転モードで動作する際も、図８と同様の冷媒状態となる。

図８に示す飽和線ｉは、図７と同じものである。すなわち、飽和線ｉの右の線より右側では、冷媒はガス単相の状態となる。また、飽和線ｉの左の線より左側では、冷媒は液単相の状態となる。また、飽和線ｉの右の線と左の線との間では、冷媒は気液二相状態となる。上述のように、冷媒が液単相の状態になっているときは、冷媒がガス単相の状態になっているときと比べ、密度が約３０倍高くなる。このため、気液二相状態の冷媒が飽和線ｉの左の線に近づくほど、必要冷媒量が多くなる。

図８において、圧縮機１０から吐出されたガス冷媒は、点ｂに示す状態である。このガス冷媒は第１開閉装置１１において減圧され、点ｃに示すガス冷媒の状態となる。点ｃのガス冷媒は、熱源側熱交換器１２に付着した霜を融かすことで冷却され、アキュムレーター１９を通過し、点ａのガス冷媒の状態で、圧縮機１０に吸入される。このように、除霜運転モードにおいて必要な冷媒はガス冷媒のみとなる。このため、全暖房運転モードで使用していた冷媒のうち、除霜運転モードで使用されなくなった冷媒は、余剰冷媒として、負荷側熱交換器２６及びアキュムレーター１９に滞留することになる。

従来、空気調和装置は、設置環境の制約により、室外機と室内機との間の主管の長さが長くなる場合がある。例えば、ビル用マルチエアコンは、室外機をビルの屋上に設置し、複数の室内機をビルの下の階に設置する。このような場合、室外機と室内機の間の主管の長さが長くなる。本実施の形態２に係る空気調和装置１００においても、設置環境の制約により、室外機１と室内機２との間の主管１１１の長さが長くなる場合がある。このように主管１１１の長さが長い場合、主管１１１に存在する冷媒量が多くなる。このため、第２開閉装置１５を設け、除霜運転モード時に第２開閉装置１５を閉状態とすることで、主管１１１に多くの冷媒を溜めることができる。この結果、除霜運転モード時にアキュムレーター１９に溜められる冷媒量を抑制することができる。このため、冷媒回路１０１に封入される冷媒の全てが液状となっているときの体積よりも小さい容積のアキュムレーター１９を備えた空気調和装置１００に、第２開閉装置１５を設けるのが好適である。

続いて、本実施の形態２に係る空気調和装置１００が除霜運転モードを実行する際の制御装置６０の制御動作について説明する。

図９は、本実施の形態２に係る空気調和装置の制御装置が除霜運転モードを実行する際の制御動作を示すフローチャートである。
本実施の形態２に係る空気調和装置１００が除霜運転モードを実行する際、制御装置６０の制御動作には、実施の形態１の図４で示した制御動作に加え、ステップＣＴ９の動作が追加される。このステップＣＴ９は、ステップＣＴ３とステップＣＴ４との間で行われる。なお、ステップＣＴ９は、ステップＣＴ３とステップＣＴ５との間で行われればよく、例えば、ステップＣＴ４とステップＣＴ５との間で行われてもよい。

具体的には、除霜運転モードを実行する際、ステップＣＴ３の後のステップＣＴ９において、制御装置６０の制御部６３は、第２開閉装置１５を開状態から閉状態とし、ステップＣＴ５に移行する。すなわち、除霜運転モードを実行する際、制御部６３は、負荷側絞り装置２５及び第２開閉装置１５を閉状態とする前に、第１開閉装置１１を開状態とする。これにより、冷媒流路の閉塞を防ぎ、冷媒回路１０１において圧力が過度に上昇することを抑制できる。

実施の形態３．
上述のように、空気調和装置１００は、室外機１と室内機２とを接続する中継機を備えていてもよい。本実施の形態３では、中継機を備えた空気調和装置１００の一例について説明する。なお、本実施の形態３において言及されていない事項は、実施の形態１又は実施の形態２と同様とする。

［空気調和装置１００の構成］
図１０は、本実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が全冷房運転モードで動作している状態を示す図である。

図１０に示すように、空気調和装置１００は、１台の室外機１と、複数台の室内機２と、１台の中継機３とを備えている。中継機３は、室外機１と室内機２とを接続するものである。室外機１と中継機３とは、冷媒が流通する複数本の主管１１１で接続されている。主管１１１は、冷媒回路１０１の冷媒配管１１０の一部を構成するものである。また、中継機３と室内機２のそれぞれとは、複数本の枝管１１２で接続されている。枝管１１２は、冷媒回路１０１の冷媒配管１１０の一部を構成するものである。室外機１で生成された冷熱又は温熱は、中継機３を介して各室内機２に供給されるようになっている。

なお、以下では、各室内機２を区別して示す場合、符号の末尾にアルファベットを付す場合がある。図１では、複数の室内機２として、室内機２ａ、室内機２ｂ、室内機２ｃ、及び室内機２ｄが例示されている。また、以下では、各室内機２に対応して設けられた複数の構成を区別して示す際にも、符号の末尾にアルファベットを付す場合がある。例えば、後述のように、各室内機２は、負荷側熱交換器２６が搭載されている。この場合、例えば、室内機２ａに搭載された負荷側熱交換器２６を、負荷側熱交換器２６ａと示す場合がある。

本実施の形態３では、室外機１と中継機３とは、２本の主管１１１を用いて接続されている。また、中継機３と室内機２のそれぞれとは、２本の枝管１１２で接続されている。詳しくは、中継機３と室内機２のそれぞれとは、枝管１１２ａ及び枝管１１２ｂで接続されている。このように、室外機１と中継機３との間、及び中継機３と各室内機２との間がそれぞれ２本の配管を用いて接続されることにより、空気調和装置１００の施工を容易に行うことができる。

［室外機１の構成］
室外機１には、実施の形態１と同様に、圧縮機１０、冷媒流路切替装置１３、熱源側熱交換器１２、アキュムレーター１９、第１開閉装置１１、バイパス配管１６、熱源側送風機１８が搭載されている。

さらに、室外機１には、逆流防止装置１４ａ、逆流防止装置１４ｂ、逆流防止装置１４ｃ、及び逆流防止装置１４ｄが設けられている。逆流防止装置１４ａ～逆流防止装置１４ｄは、例えば逆止弁である。逆流防止装置１４ａは、全暖房運転モード及び後述の暖房主体運転モードの際に、熱源側熱交換器１２に、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒が逆流することを防止するものである。逆流防止装置１４ｂは、全冷房運転モード及び冷房主体運転モードの際に、逆流防止装置１４ａの出口側の冷媒配管１１０からアキュムレーター１９に、高圧の液又は気液二相状態の冷媒が逆流することを防止するものである。逆流防止装置１４ｃは、全冷房運転モード及び冷房主体運転モードの際に、逆流防止装置１４ａの入口側の冷媒配管１１０からアキュムレーター１９に、高圧の液又は気液二相状態の冷媒が逆流することを防止するものである。逆流防止装置１４ｄは、全暖房運転モード及び暖房主体運転モードの際に、圧縮機１０の吐出側の流路から主管１１１に、高温で高圧のガス冷媒が逆流することを防止するものである。

このように、逆流防止装置１４ａ～逆流防止装置１４ｄを設けることにより、室内機２の要求する運転に関わらず、中継機３に流入させる冷媒の流れを一定方向にすることができる。なお、本実施の形態３では、逆流防止装置１４ａ～逆流防止装置１４ｄとして逆止弁が用いられているが、冷媒の逆流を防止できるものであれば逆流防止装置１４ａ～逆流防止装置１４ｄの構成はこれに限られない。例えば、逆流防止装置１４ａ～逆流防止装置１４ｄとして、開閉装置や全閉機能を有する絞り装置を用いることもできる。

［室内機２ａ～室内機２ｄの構成］
各室内機２は、例えば互いに同一の構成を有している。各室内機２は、負荷側絞り装置２５として機能する室内側絞り装置７０、及び負荷側熱交換器２６を備えている。すなわち、室内機２ａは、室内側絞り装置７０ａ及び負荷側熱交換器２６ａを備えている。室内機２ｂは、室内側絞り装置７０ｂ及び負荷側熱交換器２６ｂを備えている。室内機２ｃは、室内側絞り装置７０ｃ及び負荷側熱交換器２６ｃを備えている。室内機２ｄは、室内側絞り装置７０ｄ及び負荷側熱交換器２６ｄを備えている。負荷側熱交換器２６ａ～負荷側熱交換器２６ｄのそれぞれは、枝管１１２、中継機３及び主管１１１を介して室外機１に接続されている。

負荷側熱交換器２６のそれぞれは、内部を流れる冷媒と室内空気とが熱交換する構成となっている。このため、本実施の形態３に係る空気調和装置１００は、負荷側熱交換器２６のそれぞれに室内空気を供給する図示せぬ負荷側送風機を備えている。すなわち、負荷側熱交換器２６のそれぞれで冷却された室内空気が、空調対象空間に供給される冷房用空気となる。また、負荷側熱交換器２６で加熱された室内空気が、空調対象空間に供給される暖房用空気となる。

室内側絞り装置７０ａのそれぞれは、例えば、連続的又は多段階で開度を調節可能である。室内側絞り装置７０ａのそれぞれは、例えば、電子式膨張弁等が用いられる。室内側絞り装置７０ａのそれぞれは、減圧弁及び膨張弁としての機能を有する。換言すると、室内側絞り装置７０ａのそれぞれは、冷媒を減圧して膨張させる。室内側絞り装置７０のそれぞれは、冷媒回路１０１において、負荷側熱交換器２６が凝縮器として機能する際に該負荷側熱交換器２６の下流側となる位置に配置されている。すなわち、室内側絞り装置７０ａのそれぞれは、暖房運転時、負荷側熱交換器２６から流出した前記冷媒を減圧するものである。また、室内側絞り装置７０ａのそれぞれは、冷房運転時、負荷側熱交換器２６に流入する冷媒を減圧する。すなわち、室内側絞り装置７０ａのそれぞれは、冷媒回路１０１において、負荷側熱交換器２６が蒸発器として機能する際に該負荷側熱交換器２６の上流側となる位置に配置されている。

また、各室内機２には、負荷側第１温度センサー３１及び負荷側第２温度センサー３２が設置されている。すなわち、室内機２ａには、負荷側第１温度センサー３１ａ及び負荷側第２温度センサー３２ａが設置されている。室内機２ｂには、負荷側第１温度センサー３１ｂ及び負荷側第２温度センサー３２ｂが設置されている。室内機２ｃには、負荷側第１温度センサー３１ｃ及び負荷側第２温度センサー３２ｃが設置されている。室内機２ｄには、負荷側第１温度センサー３１ｄ及び負荷側第２温度センサー３２ｄが設置されている。各負荷側第１温度センサー３１及び各負荷側第２温度センサー３２は、例えば、サーミスター等で構成されている。各負荷側第１温度センサー３１は、室内機２が冷房運転を行っている際、負荷側熱交換器２６に流入する冷媒の温度を検出する。また、各負荷側第１温度センサー３１は、室内機２が暖房運転を行っている際、負荷側熱交換器２６から流出した冷媒の温度を検出する。各負荷側第２温度センサー３２は、室内機２が冷房運転を行っている際、負荷側熱交換器２６から流出した冷媒の温度を検出する。また、各負荷側第２温度センサー３２は、室内機２が暖房運転を行っている際、負荷側熱交換器２６に流入する冷媒の温度を検出する。また、各負荷側第１温度センサー３１及び各負荷側第２温度センサー３２は、検出した冷媒の温度を、検出信号として制御装置６０へ出力する。

なお、図１０では４台の室内機２ａ～室内機２ｄが例示されている。しかしながら、空気調和装置１００が備える室内機２の台数は、２台、３台、又は５台以上であってもよい。

［中継機３の構成］
中継機３は、冷媒回路１０１の構成として、気液分離器２９、複数の中継機第１開閉装置２３、複数の中継機第２開閉装置２４、中継機第１絞り装置３０、及び中継機第２絞り装置２７を備えている。

気液分離器２９は、冷媒の流れにおいて中継機３の入口部に設けられている。気液分離器２９は、室外機１から流入してきた冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するものである。気液分離器２９のガス冷媒の流出口には、冷媒配管１１０の一部を構成するガス冷媒流出配管１１３が接続されている。また、気液分離器２９の液冷媒の流出口には、冷媒配管１１０の一部を構成する液冷媒流出配管１１４の一端が接続されている。なお、液冷媒流出配管１１４の他端は、室内側絞り装置７０のそれぞれに分岐して接続されている。詳しくは、気液分離器２９は、後述の冷房主体運転モードにおいて、室外機１で生成された高圧の気液二相状態の冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する。気液分離器２９は、分離した液冷媒を液冷媒流出配管１１４に流入させ、一部の室内機２に冷熱を供給する。また、気液分離器２９は、分離したガス冷媒をガス冷媒流出配管１１３に流入させ、他の一部の室内機２に温熱を供給する。

中継機第１開閉装置２３のそれぞれの一端は、ガス冷媒流出配管１１３に接続されている。また、中継機第１開閉装置２３は室内機２毎に設けられており、中継機第１開閉装置２３の他端は室内機２の負荷側熱交換器２６に接続されている。すなわち、中継機第１開閉装置２３ａは、室内機２ａの負荷側熱交換器２６ａに接続されている。中継機第１開閉装置２３ｂは、室内機２ｂの負荷側熱交換器２６ｂに接続されている。中継機第１開閉装置２３ｃは、室内機２ｃの負荷側熱交換器２６ｃに接続されている。中継機第１開閉装置２３ｄは、室内機２ｄの負荷側熱交換器２６ｄに接続されている。各中継機第１開閉装置２３は、室内機２に供給される高温で高圧のガス冷媒の流路を開閉するものである。中継機第１開閉装置２３は、例えば電磁弁等で構成されている。なお、中継機第１開閉装置２３は、流路の開閉を行うことができればよく、全閉機能を有する絞り装置であってもよい。

中継機第２開閉装置２４のそれぞれの一端は、中継機流出配管１１５に接続されている。中継機流出配管１１５は、冷媒配管１１０の一部を構成し、中継機３から流出する冷媒が通る配管である。また、中継機第２開閉装置２４は室内機２毎に設けられており、中継機第２開閉装置２４の他端は室内機２の負荷側熱交換器２６に接続されている。すなわち、中継機第２開閉装置２４ａは、室内機２ａの負荷側熱交換器２６ａに接続されている。中継機第２開閉装置２４ｂは、室内機２ｂの負荷側熱交換器２６ｂに接続されている。中継機第２開閉装置２４ｃは、室内機２ｃの負荷側熱交換器２６ｃに接続されている。中継機第２開閉装置２４ｄは、室内機２ｄの負荷側熱交換器２６ｄに接続されている。中継機第２開閉装置２４は、室内機２から流出した低温で低圧の冷媒の流路を開閉するものである。中継機第２開閉装置２４は、例えば電磁弁等で構成されている。なお、中継機第２開閉装置２４は、流路の開閉を行うことができればよく、全閉機能を有する絞り装置であってもよい。

すなわち、本実施の形態３に係る空気調和装置１００は、室内機２、中継機第１開閉装置２３及び中継機第２開閉装置２４のセットを複数備えていると言うことができる。

中継機第１絞り装置３０は、液冷媒流出配管１１４に設けられ、設置箇所を流れる冷媒を減圧するものである。詳しくは、中継機第１絞り装置３０は、減圧弁及び開閉弁としての機能を有している。中継機第１絞り装置３０は、液冷媒を減圧して所定の圧力に調節するとともに、液冷媒の流路を開閉するものである。中継機第１絞り装置３０は、例えば連続的又は多段階で可変に開度を調節可能なものである。中継機第１絞り装置３０としては、例えば電子式膨張弁等が用いられる。

中継機第２絞り装置２７は、中継機バイパス配管１１６に設けられ、設置箇所を流れる冷媒を減圧するものである。中継機バイパス配管１１６は、冷媒配管１１０の一部を構成する配管である。中継機バイパス配管１１６の一端は、液冷媒流出配管１１４における中継機第１絞り装置３０と室内側絞り装置７０との間となる位置に接続されている。また、中継機バイパス配管１１６の他端は、中継機流出配管１１５に接続されている。詳しくは、中継機第２絞り装置２７は、減圧弁及び開閉弁としての機能を有している。中継機第２絞り装置２７は、全暖房運転モードにおいては冷媒流路を開閉するものである。また、中継機第２絞り装置２７は、後述の暖房主体運転モードにおいては、室内側負荷に応じて中継機バイパス配管１１６を流れる冷媒の流量を調節するものである。中継機第２絞り装置２７は、例えば連続的又は多段階で可変に開度を調節可能なものである。中継機第２絞り装置２７としては、例えば電子式膨張弁等が用いられる。

また、中継機３には、入口側圧力センサー３３及び出口側圧力センサー３４が設置されている。入口側圧力センサー３３は、液冷媒流出配管１１４において中継機第１絞り装置３０の入口側となる位置に設けられている。入口側圧力センサー３３は、高圧冷媒の圧力を検出するものである。出口側圧力センサー３４は、液冷媒流出配管１１４において中継機第１絞り装置３０の出口側となる位置に設けられている。出口側圧力センサー３４は、後述の冷房主体運転モードにおいて、中継機第１絞り装置３０の出口側の液冷媒の中間圧力を検出するものである。

本実施の形態３に係る空気調和装置１００の制御装置６０は、後述の各運転モードを実行する。本実施の形態３に係る制御装置６０は、空気調和装置１００が備える各センサーからの入力情報及び図示せぬリモートコントローラーからの指示等に基づいて、実施の形態１と同様に圧縮機１０、熱源側送風機１８、図示せぬ負荷側送風機、冷媒流路切替装置１３、及び第１開閉装置１１等を制御する。

また、本実施の形態３に係る制御装置６０は、空気調和装置１００が備える各センサーからの入力情報及び図示せぬリモートコントローラーからの指示等に基づいて、室内側絞り装置７０、中継機第１開閉装置２３、中継機第２開閉装置２４、中継機第１絞り装置３０、及び中継機第２絞り装置２７等を制御する。具体的には、制御装置６０の制御部６３は、室内側絞り装置７０の開閉を制御する。また、制御部６３は、室内側絞り装置７０の開状態時の開度を制御する。また、制御部６３は、中継機第１開閉装置２３及び中継機第２開閉装置２４の開閉を制御する。また、制御装置６０の制御部６３は、中継機第１絞り装置３０の開閉を制御する。また、制御部６３は、中継機第１絞り装置３０の開状態時の開度を制御する。また、制御装置６０の制御部６３は、中継機第２絞り装置２７の開閉を制御する。また、制御部６３は、中継機第２絞り装置２７の開状態時の開度を制御する。

なお、図１０では、制御装置６０が室外機１に搭載されているが、これはあくまでも例示である。制御装置６０は、室内機２に搭載されていてもよい。制御装置６０は、中継機３に搭載されていてもよい。また、制御装置６０は、室外機１、室内機２及び中継機３のうちの少なくとも２つのユニットに分かれて搭載されていてもよい。

空気調和装置１００で実行される各運転モードについて説明する。空気調和装置１００の制御装置６０は、各室内機２ａ～室内機２ｄからの指示に基づいて、室内機２ａ～室内機２ｄのそれぞれで独立して冷房運転又は暖房運転を行うことが可能になっている。つまり、空気調和装置１００は、全ての室内機２ａ～室内機２ｄで同一の運転を行うことができる。詳しくは、空気調和装置１００は、全ての室内機２ａ～室内機２ｄで冷房運転を行うことができる。空気調和装置１００は、全ての室内機２ａ～室内機２ｄで暖房運転を行うことができる。また、空気調和装置１００は、室内機２ａ～室内機２ｄのそれぞれで異なる運転を行うこともできる。

空気調和装置１００で実行される運転モードには、大別して、冷房運転モードと暖房運転モードとがある。冷房運転モードには、全冷房運転モードと冷房主体運転モードとが含まれる。

全冷房運転モードは、動作中の室内機２ａ～室内機２ｄの全てが冷房運転を行う運転モードである。すなわち、全冷房運転モードでは、動作中の負荷側熱交換器２６ａ～負荷側熱交換器２６ｄの全てが蒸発器として機能する。冷房主体運転モードは、室内機２ａ～室内機２ｄの一部が冷房運転を行い、室内機２ａ～室内機２ｄの他の一部が暖房運転を行う冷房暖房混在運転モードであって、冷房負荷が暖房負荷よりも大きい運転モードである。すなわち、冷房主体運転モードでは、負荷側熱交換器２６ａ～負荷側熱交換器２６ｄの一部が蒸発器として機能し、負荷側熱交換器２６ａ～負荷側熱交換器２６ｄの他の一部が凝縮器として機能する。

暖房運転モードには、全暖房運転モードと暖房主体運転モードとが含まれる。全暖房運転モードは、動作中の室内機２ａ～室内機２ｄの全てが暖房運転を行う運転モードである。すなわち、全暖房運転モードでは、動作中の負荷側熱交換器２６ａ～負荷側熱交換器２６ｄの全てが凝縮器として機能する。暖房主体運転モードは、室内機２ａ～室内機２ｄの一部が冷房運転を行い、室内機２ａ～室内機２ｄの他の一部が暖房運転を行う冷房暖房混在運転モードであって、暖房負荷が冷房負荷よりも大きい運転モードである。以下、各運転モードについて説明する。

［全冷房運転モード］
図１０に基づいて、空気調和装置１００が実行する全冷房運転モードについて説明する。この図１０では、負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂでのみ冷熱負荷が発生している場合を例に、全冷房運転モードについて説明する。すなわち、この図１０では、室内機２ａ及び室内機２ｂのみが冷房運転を行う場合を例に、全冷房運転モードについて説明する。なお、図１０では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。

全冷房運転モードの場合、制御装置６０は、室外機１の冷媒流路切替装置１３を、圧縮機１０から吐出された冷媒が熱源側熱交換器１２へ流入するように切り替える。

まず、圧縮機１０は、低温で低圧の冷媒を圧縮し、高温で高圧のガス冷媒として吐出口から吐出する。圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１３を通って熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら高圧な液冷媒になる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧な液冷媒は、逆流防止装置１４ａを通って室外機１から流出し、主管１１１を通って中継機３に流入する。

中継機３に流入した高圧な液冷媒は、気液分離器２９、液冷媒流出配管１１４、中継機第１絞り装置３０、及び枝管１１２ｂを経由し、室内側絞り装置７０ａ及び室内側絞り装置７０ｂで膨張させられ、低温で低圧の気液二相状態の冷媒になる。

室内側絞り装置７０ａ及び室内側絞り装置７０ｂで膨張させられた気液二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂにそれぞれ流入する。負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂに流入した気液二相状態の冷媒は、室内空気から吸熱することにより、室内空気を冷却しながら、低温で低圧のガス冷媒になる。この際、室内側絞り装置７０ａは、負荷側第１温度センサー３１ａで検出された温度と負荷側第２温度センサー３２ａで検出された温度との差として得られる過熱度が一定になるように開度が制御される。同様に、室内側絞り装置７０ｂは、負荷側第１温度センサー３１ｂで検出された温度と負荷側第２温度センサー３２ｂで検出された温度との差として得られる過熱度が一定になるように開度が制御される。

負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂからそれぞれ流出したガス冷媒は、枝管１１２ａを通って、中継機第２開閉装置２４ａ及び中継機第２開閉装置２４ｂに流入する。そして、中継機第２開閉装置２４ａ及び中継機第２開閉装置２４ｂから流出したガス冷媒は、中継機流出配管１１５を通って中継機３から流出し、主管１１１を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、逆流防止装置１４ｄを通って、冷媒流路切替装置１３及びアキュムレーター１９を経由して、圧縮機１０へ再度吸入される。

なお、熱負荷がない負荷側熱交換器２６ｃ及び負荷側熱交換器２６ｄにおいては、冷媒を流す必要がなく、それぞれに対応する室内側絞り装置７０ｃ及び室内側絞り装置７０ｄは閉状態になっている。そして、負荷側熱交換器２６ｃ又は負荷側熱交換器２６ｄで冷熱負荷が発生した場合には、室内側絞り装置７０ｃ又は室内側絞り装置７０ｄが開放されて冷媒が循環する。この際、室内側絞り装置７０ｃ又は室内側絞り装置７０ｄは、上述した室内側絞り装置７０ａ又は室内側絞り装置７０ｂと同様に、負荷側第１温度センサー３１で検出された温度と負荷側第２温度センサー３２で検出された温度との差として得られる過熱度が一定になるように開度が制御される。

［冷房主体運転モード］
図１１は、本実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が冷房主体運転モードで動作している状態を示す図である。なお、図１１では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。ここで、負荷側熱交換器２６ａでのみ冷熱負荷が発生しており、負荷側熱交換器２６ｂでのみ温熱負荷が発生しているものとする。すなわち、室内機２ａのみが冷房運転し、室内機２ｂのみが暖房運転するものとする。

冷房主体運転モードの場合、制御装置６０は、冷媒流路切替装置１３を、圧縮機１０から吐出された冷媒が熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。

圧縮機１０は、低温で低圧の冷媒を圧縮し、高温で高圧のガス冷媒として吐出口から吐出する。圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１３を通って熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら気液二相状態の冷媒になる。熱源側熱交換器１２から流出した冷媒は、逆流防止装置１４ａ及び主管１１１を通り中継機３に流入する。

中継機３に流入した気液二相状態の冷媒は、気液分離器２９で高圧なガス冷媒と高圧な液冷媒に分離される。この高圧なガス冷媒は、ガス冷媒流出配管１１３、中継機第１開閉装置２３ｂ及び枝管１１２ａを経由した後に、凝縮器として機能する負荷側熱交換器２６ｂに流入する。この高圧なガス冷媒は、室内空気に放熱することにより、室内空気を加熱しながら液冷媒になる。この際、室内側絞り装置７０ｂは、入口側圧力センサー３３で検出された圧力を飽和温度に換算した値と、負荷側第１温度センサー３１ｂで検出された温度との差として得られる過冷却度が一定になるように開度が制御される。負荷側熱交換器２６ｂから流出した液冷媒は、室内側絞り装置７０ｂで膨張させられて、枝管１１２ｂを流通する。

その後、気液分離器２９で分離された後に中継機第１絞り装置３０において中間圧まで膨張させられた中圧な液冷媒と、室内側絞り装置７０ｂを通ってきた液冷媒とが、液冷媒流出配管１１４で合流する。この際、中継機第１絞り装置３０は、入口側圧力センサー３３で検出された圧力と、出口側圧力センサー３４で検出された圧力との圧力差が規定の圧力差になるように開度が制御される。規定の圧力差は、例えば、０．３ＭＰａである。

合流した液冷媒は、枝管１１２ｂを経由して、室内機２ａに流入する。室内機２ａの室内側絞り装置７０ａで膨張させられた気液二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する負荷側熱交換器２６ａに流入し、室内空気から吸熱することにより、室内空気を冷却しながら、低温で低圧のガス冷媒になる。この際、室内側絞り装置７０ａは、負荷側第１温度センサー３１ａで検出された温度と負荷側第２温度センサー３２ａで検出された温度との差として得られる過熱度が一定になるように開度が制御される。負荷側熱交換器２６ａから流出したガス冷媒は、枝管１１２ａ、中継機第２開閉装置２４ａ及び中継機流出配管１１５を経由して、中継機３から流出する。

中継機３から流出したガス冷媒は、主管１１１を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、逆流防止装置１４ｄを通って、冷媒流路切替装置１３及びアキュムレーター１９を経由して、圧縮機１０へ再度吸入される。

なお、熱負荷がない負荷側熱交換器２６ｃ及び負荷側熱交換器２６ｄにおいては、冷媒を流す必要がなく、それぞれに対応する室内側絞り装置７０ｃ及び室内側絞り装置７０ｄは閉状態になっている。そして、負荷側熱交換器２６ｃ又は負荷側熱交換器２６ｄで冷熱負荷が発生した場合には、室内側絞り装置７０ｃ又は室内側絞り装置７０ｄが開放されて冷媒が循環する。この際、室内側絞り装置７０ｃ又は室内側絞り装置７０ｄは、上述した室内側絞り装置７０ａと同様に、負荷側第１温度センサー３１で検出された温度と負荷側第２温度センサー３２で検出された温度との差として得られる過熱度が一定になるように開度が制御される。また、負荷側熱交換器２６ｃ又は負荷側熱交換器２６ｄで温熱負荷が発生した場合には、室内側絞り装置７０ｃ又は室内側絞り装置７０ｄは、上述した室内側絞り装置７０ｂと同様に、入口側圧力センサー３３で検出された圧力を飽和温度に換算した値と、負荷側第１温度センサー３１で検出された温度との差として得られる過冷却度が一定になるように開度が制御される。

［全暖房運転モード］
図１２は、本実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が全暖房運転モードで動作している状態を示す図である。なお、図１２では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。ここで、負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂでのみ温熱負荷が発生しているものとする。すなわち、室内機２ａ及び室内機２ｂのみが暖房運転を行うものとする。

全暖房運転モードの場合、制御装置６０は、冷媒流路切替装置１３を、圧縮機１０から吐出された冷媒が熱源側熱交換器１２を経由せずに中継機３へ流入するように切り替える。

まず、圧縮機１０は、低温で低圧の冷媒を圧縮し、高温で高圧のガス冷媒として吐出口から吐出する。圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１３及び逆流防止装置１４ｂを通り、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温で高圧のガス冷媒は、主管１１１を通って中継機３に流入する。

中継機３に流入した高温で高圧のガス冷媒は、気液分離器２９及びガス冷媒流出配管１１３を通過し、中継機第１開閉装置２３ａ及び中継機第１開閉装置２３ｂに流入する。中継機第１開閉装置２３ａ及び中継機第１開閉装置２３ｂに流入した高温で高圧のガス冷媒は、枝管１１２ａを経由した後に、凝縮器として機能する負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂのそれぞれに流入する。負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂに流入した冷媒は、室内空気に放熱することにより、室内空気を加熱しながら液冷媒になる。負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂから流出した液冷媒は、室内側絞り装置７０ａ及び室内側絞り装置７０ｂで膨張させられて、枝管１１２ｂ、中継機バイパス配管１１６、及び開状態の中継機第２絞り装置２７を通って、再び室外機１へ流入する。この際、室内側絞り装置７０ａは、入口側圧力センサー３３で検出された圧力を飽和温度に換算した値と、負荷側第１温度センサー３１ａで検出された温度との差として得られる過冷却度が一定になるように開度が制御される。同様に、室内側絞り装置７０ｂは、入口側圧力センサー３３で検出された圧力を飽和温度に換算した値と、負荷側第１温度センサー３１ｂで検出された温度との差として得られる過冷却度が一定になるように開度が制御される。

室外機１に流入した冷媒は、逆流防止装置１４ｃを通り、熱源側熱交換器１２で室外空気から吸熱しながら、低温で低圧のガス冷媒になり、冷媒流路切替装置１３及びアキュムレーター１９を通って圧縮機１０へ再度吸入される。

なお、熱負荷がない負荷側熱交換器２６ｃ及び負荷側熱交換器２６ｄにおいては、冷媒を流す必要がなく、それぞれに対応する室内側絞り装置７０ｃ及び室内側絞り装置７０ｄは閉状態になっている。そして、負荷側熱交換器２６ｃ又は負荷側熱交換器２６ｄで温熱負荷が発生した場合には、室内側絞り装置７０ｃ又は室内側絞り装置７０ｄが開放されて冷媒が循環する。この際、室内側絞り装置７０ｃ又は室内側絞り装置７０ｄは、上述した室内側絞り装置７０ａ又は室内側絞り装置７０ｂと同様に、入口側圧力センサー３３で検出された圧力を飽和温度に換算した値と、負荷側第１温度センサー３１で検出された温度との差として得られる過冷却度が一定になるように開度が制御される。

［暖房主体運転モード］
図１３は、本実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が暖房主体運転モードで動作している状態を示す図である。なお、図１３では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。ここで、負荷側熱交換器２６ａでのみ冷熱負荷が発生しており、負荷側熱交換器２６ｂでのみ温熱負荷が発生しているものとする。すなわち、室内機２ａのみが冷房運転し、室内機２ｂのみが暖房運転するものとする。

暖房主体運転モードの場合、制御装置６０は、冷媒流路切替装置１３を、圧縮機１０から吐出された冷媒が熱源側熱交換器１２を経由せずに中継機３へ流入するように切り替える。

圧縮機１０は、低温で低圧の冷媒を圧縮し、高温で高圧のガス冷媒として吐出口から吐出する。圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１３及び逆流防止装置１４ｂを通り、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温で高圧のガス冷媒は、主管１１１を通って中継機３に流入する。

中継機３に流入した高温で高圧のガス冷媒は、気液分離器２９、ガス冷媒流出配管１１３、中継機第１開閉装置２３ｂ及び枝管１１２ａを経由した後に、凝縮器として機能する負荷側熱交換器２６ｂに流入する。負荷側熱交換器２６ｂに流入した冷媒は、室内空気に放熱することにより、室内空気を加熱しながら液冷媒になる。負荷側熱交換器２６ｂから流出した液冷媒は、室内側絞り装置７０ｂで膨張させられて、枝管１１２ｂを経由して中継機３に流入する。その後、中継機３に流入した冷媒の大部分は、枝管１１２ｂを経由した後に、室内側絞り装置７０ａで膨張させられ、低温で低圧の気液二相状態の冷媒になる。中継機３に流入した冷媒の残りの一部は、中継機バイパス配管１１６を通って中継機第２絞り装置２７で膨張させられ、液又は気液二相状態の冷媒になり、中継機流出配管１１５に流入する。

室内側絞り装置７０ａで膨張させられた気液二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する負荷側熱交換器２６ａに流入し、室内空気から吸熱することにより、室内空気を冷却しながら、ガス冷媒になる。負荷側熱交換器２６ａから流出したガス冷媒は、枝管１１２ａ及び中継機第２開閉装置２４ａを経由して、中継機流出配管１１５で中継機第２絞り装置２７を流出した残りの一部の冷媒と合流する。合流した冷媒は、中継機３から流出し、主管１１１を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、逆流防止装置１４ｃを通って、熱源側熱交換器１２で室外空気から吸熱しながら、低温で低圧のガス冷媒になる。このガス冷媒は、冷媒流路切替装置１３及びアキュムレーター１９を通って圧縮機１０へ再度吸入される。

このとき、室内側絞り装置７０ｂは、入口側圧力センサー３３で検出された圧力を飽和温度に換算した値と、負荷側第１温度センサー３１ｂで検出された温度との差として得られる過冷却度が一定になるように開度が制御される。一方、室内側絞り装置７０ａは、負荷側第１温度センサー３１ａで検出された温度と負荷側第２温度センサー３２ｂで検出された温度との差として得られる過熱度が一定になるように開度が制御される。

また、中継機第２絞り装置２７は、入口側圧力センサー３３で検出された圧力と出口側圧力センサー３４で検出された圧力との圧力差が規定の圧力差になるように開度が制御される。規定の圧力差は、例えば、０．３ＭＰａである。

なお、熱負荷がない負荷側熱交換器２６ｃ及び負荷側熱交換器２６ｄにおいては、冷媒を流す必要がなく、それぞれに対応する室内側絞り装置７０ｃ及び室内側絞り装置７０ｄは閉状態になっている。そして、負荷側熱交換器２６ｃ又は負荷側熱交換器２６ｄで冷熱負荷が発生した場合には、室内側絞り装置７０ｃ又は室内側絞り装置７０ｄが開放されて冷媒が循環する。この際、室内側絞り装置７０ｃ又は室内側絞り装置７０ｄは、上述した室内側絞り装置７０ａと同様に、負荷側第１温度センサー３１で検出された温度と負荷側第２温度センサー３２で検出された温度との差として得られる過熱度が一定になるように開度が制御される。また、また、負荷側熱交換器２６ｃ又は負荷側熱交換器２６ｄで温熱負荷が発生した場合には、室内側絞り装置７０ｃ又は室内側絞り装置７０ｄは、上述した室内側絞り装置７０ｂと同様に、入口側圧力センサー３３で検出された圧力を飽和温度に換算した値と、負荷側第１温度センサー３１で検出された温度との差として得られる過冷却度が一定になるように開度が制御される。

［除霜運転モード］
図１４は、本実施の形態３に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。なお、図１４では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。

制御装置６０は、全暖房運転モード又は暖房主体運転モードにおいて除霜運転モードを実施する条件が成立した場合、除霜運転モードを開始する。除霜運転モードでは、冷媒流路切替装置１３の流路は、図１２に実線で示される全暖房運転モード及び図１３に実線で示される暖房主体運転モードと同じ状態に維持される。すなわち、除霜運転モードでは、冷媒流路切替装置１３の冷媒の流路は、圧縮機１０から吐出された冷媒が負荷側熱交換器２６に流入する流路と同じになる。負荷側絞り装置２５として機能する室内側絞り装置７０は、開状態となっているものは閉状態となる。第１開閉装置１１は、閉状態から開状態となり、バイパス配管１６に冷媒を流通させる状態となる。また、熱源側送風機１８と、図示省略の負荷側送風機は停止させる。この際、第１開閉装置１１を開状態とした後に、室内側絞り装置７０を閉状態にするとよい。これにより、冷媒流路の閉塞を防ぎ、冷媒回路１０１において圧力が過度に上昇することを抑制できる。

圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、バイパス配管１６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に流入した高温のガス冷媒は、熱源側熱交換器１２に付着した霜を融かしながら該熱源側熱交換器１２を流れる。

また、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒の流路は、逆流防止装置１４ｂ、主管１１１、気液分離器２９、ガス冷媒流出配管１１３、中継機第１開閉装置２３、及び枝管１１２ａを介して、全暖房運転モード又は暖房主体運転モードにおいて凝縮器として機能していた負荷側熱交換器２６の流路と繋がっている。また、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒の圧力は、負荷側熱交換器２６に存在している冷媒の圧力よりも高い。このため、除霜運転モードでは、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒の圧力によって、全暖房運転モード時又は暖房主体運転モード時に気液分離器２９と室内側絞り装置７０との間に存在していた冷媒は、気液分離器２９と室内側絞り装置７０との間に保持される。

ここで、全暖房運転モード又は暖房主体運転モードにおいて凝縮器として機能していた負荷側熱交換器２６には、多くの冷媒が存在している。このため、除霜運転モードを実行することにより、全暖房運転モード又は暖房主体運転モードにおいて凝縮器として機能していた負荷側熱交換器２６に余剰冷媒を保持できるため、アキュムレーター１９に滞留する余剰冷媒の量を低減できる。したがって、本実施の形態３に係る空気調和装置１００は、実施の形態１及び実施の形態２で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時、アキュムレーター１９から液冷媒が溢れて、圧縮機１０に液冷媒が吸入されることを抑制できる。すなわち、空気調和装置１００は、除霜運転モード時、圧縮機１０への液戻りを抑制できる。

特に、空気調和装置１００の設置環境の制約で、主管１１１が長い場合は、余剰冷媒量が多くなる。このため、本実施の形態１のように、余剰冷媒を負荷側熱交換器２６に保持することにより、従来の空気調和装置と比べ、除霜運転モード時、アキュムレーター１９から液冷媒が溢れて、圧縮機１０に液冷媒が吸入されることをより抑制できる。

また、本実施の形態３に係る空気調和装置１００は、実施の形態１及び実施の形態２で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時、圧縮機１０から吐出された高温の冷媒は、室外機１内のみを流れて熱源側熱交換器１２に流入できる。このため、本実施の形態３に係る空気調和装置１００は、実施の形態１及び実施の形態２で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時、熱源側熱交換器１２に流入する冷媒の密度が圧力損失によって低下することを抑制できる。すなわち、本実施の形態３に係る空気調和装置１００は、実施の形態１及び実施の形態２で示した空気調和装置１００と同様に、圧縮機１０と熱源側熱交換器１２との間を循環する冷媒量を増加でき、除霜能力の低下を抑制することもできる。

また、本実施の形態３に係る空気調和装置１００は、実施の形態１及び実施の形態２で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モードから全暖房運転モード又は暖房主体運転モードに切り替わった直後に、負荷側熱交換器２６に保持された余剰冷媒を、熱源側熱交換器１２で蒸発させることができる。このため、本実施の形態３に係る空気調和装置１００は、実施の形態１及び実施の形態２で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時の余剰冷媒が熱源側熱交換器１２に流入しない場合と比較して、圧縮機１０に多くのガス冷媒を流入させることができ、圧縮機１０から吐出される冷媒量を増加できる。したがって、本実施の形態３に係る空気調和装置１００は、実施の形態１及び実施の形態２で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時の余剰冷媒が熱源側熱交換器１２に流入しない場合と比較して、除霜運転モード終了後に早期に空調対象空間を暖房できるので、ユーザーの快適性を向上させることもできる。

なお、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分は、圧縮機１０から吐出された冷媒よりも温度が低くなっている。このため、圧縮機１０から吐出された冷媒が当該冷媒配管１１０部分に流入すると、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒が凝縮して滞留する場合がある。除霜運転モードにおいて、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に圧縮機１０から吐出された冷媒が流入する流路は、以下の２つの流路となる。

１つ目の流路は、圧縮機１０から吐出されて中継機３に流入した冷媒が、気液分離器２９、ガス冷媒流出配管１１３、中継機第１開閉装置２３、中継機第２開閉装置２４及び中継機流出配管１１５を通って、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に流入する流路である。除霜運転モード時、中継機第２開閉装置２４を閉状態とすることにより、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に、圧縮機１０から吐出された冷媒が該１つ目の流路を通って流入することを防止できる。２つ目の流路は、圧縮機１０から吐出されて中継機３に流入した冷媒が、気液分離器２９、液冷媒流出配管１１４、中継機第１絞り装置３０、中継機バイパス配管１１６、中継機第２絞り装置２７及び中継機流出配管１１５を通って、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に流入する流路である。中継機第１絞り装置３０及び中継機第２絞り装置２７のうちの少なくとも一方を閉状態とすることにより、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に、圧縮機１０から吐出された冷媒が該２つ目の流路を通って流入することを防止できる。

したがって、除霜運転モードを実行する際、制御装置６０の制御部６３は、中継機第２開閉装置２４を閉状態とし、中継機第１絞り装置３０及び中継機第２絞り装置２７のうちの少なくとも一方を閉状態とすることが好ましい。これにより、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒が凝縮して滞留することを防止できる。この結果、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒をより多く熱源側熱交換器１２に流入させることができるので、空気調和装置１００除霜能力がより向上する。

なお、除霜運転モードを実行する際、制御装置６０の制御部６３は、中継機第１絞り装置３０、中継機第２絞り装置２７、中継機第１開閉装置２３、中継機第２開閉装置２４及び室内側絞り装置７０の全てを閉状態としてもよい。このように構成しても、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒が凝縮して滞留することを防止できる。この結果、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒をより多く熱源側熱交換器１２に流入させることができるので、空気調和装置１００除霜能力がより向上する。

ここで、全暖房運転モード又は暖房主体運転モードにおいて、中継機第２絞り装置２７には、凝縮器として機能する負荷側熱交換器２６から流出して蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２へ流入する冷媒が流れる。このため、本実施の形態３に係る空気調和装置１００においては、室内側絞り装置７０とともに、中継機第２絞り装置２７も負荷側絞り装置２５として機能する。このため、中継機第２絞り装置２７を負荷側絞り装置２５として用い、除霜運転モードを実行してもよい。具体的には、除霜運転モードを実行する際、制御装置６０の制御部６３は、室内側絞り装置７０に代えて、中継機第２絞り装置２７を閉状態としてもよい。このように除霜運転モードを実行しても、室内側絞り装置７０を閉状態とした上述の除霜運転モードと同様の効果を得ることができる。

中継機第２絞り装置２７を負荷側絞り装置２５として用い、除霜運転モードを実行する場合、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に圧縮機１０から吐出された冷媒が流入する流路は、上述の１つ目の流路となる。このため、中継機第２絞り装置２７を負荷側絞り装置２５として用い、除霜運転モードを実行する場合、制御装置６０の制御部６３は、中継機第２開閉装置２４を閉状態とすることが好ましい。これにより、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒が凝縮して滞留することを防止できる。この結果、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒をより多く熱源側熱交換器１２に流入させることができるので、空気調和装置１００除霜能力がより向上する。

なお、中継機第２絞り装置２７を負荷側絞り装置２５として用い、除霜運転モードを実行する場合においても、制御装置６０の制御部６３は、中継機第１絞り装置３０、中継機第２絞り装置２７、中継機第１開閉装置２３、中継機第２開閉装置２４及び室内側絞り装置７０の全てを閉状態としてもよい。このように構成しても、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒が凝縮して滞留することを防止できる。この結果、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒をより多く熱源側熱交換器１２に流入させることができるので、空気調和装置１００除霜能力がより向上する。

実施の形態４．
本実施の形態４に係る空気調和装置１００は、実施の形態３で示した空気調和装置１００に、実施の形態２で示した第２開閉装置１５を備えた構成となっている。なお、本実施の形態４において言及されていない事項は、実施の形態１～実施の形態３のいずれかと同様とする。

図１５は、本実施の形態４に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。なお、図１５では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。

本実施の形態４に係る空気調和装置１００は、第２開閉装置１５を備えている。第２開閉装置１５は、設置箇所における冷媒の流路を開閉するものである。第２開閉装置１５は、冷媒回路１０１において、熱源側熱交換器１２が蒸発器として機能する際に該熱源側熱交換器１２の冷媒の流入側となる位置であり、バイパス配管１６の出口側端部１６ｂとの接続箇所を基準として熱源側熱交換器１２とは反対側となる位置に設けられている。また、本実施の形態４では、第２開閉装置１５は、室外機１に搭載されている。

第２開閉装置１５は、制御装置６０によって制御される。具体的には、制御装置６０の制御部６３は、全冷房運転モード時、冷房主体運転モード時、全暖房運転モード時、及び暖房主体運転モード時、第２開閉装置１５を開状態とする。また、制御部６３は、除霜運転モードを実行する際、第２開閉装置１５を開状態から閉状態とする。

除霜運転モード時、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、バイパス配管１６を通って、熱源側熱交換器１２に流入する。この際、第２開閉装置１５が設けられていない場合には、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒の一部は、バイパス配管１６を流出後、逆流防止装置１４ａ、主管１１１、中継機３、及び枝管１１２を通って、室内側絞り装置７０へ流れようとする。この第２開閉装置１５から室内側絞り装置７０へ至る流路を構成する冷媒配管１１０部分には、圧縮機１０から吐出された冷媒よりも温度が低くなっている配管が存在する。このため、圧縮機１０から吐出された冷媒が第２開閉装置１５から室内側絞り装置７０へ至る流路を構成する冷媒配管１１０部分に流入すると、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒が低温の配管箇所で凝縮して滞留する場合がある。

しかしながら、除霜運転モード時に第２開閉装置１５を閉状態とすることにより、圧縮機１０から吐出された冷媒が第２開閉装置１５から室内側絞り装置７０へ至る流路を構成する冷媒配管１１０部分に流入することを防止できる。すなわち、除霜運転モード時に第２開閉装置１５を閉状態とすることにより、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒が、第２開閉装置１５から室内側絞り装置７０へ至る流路を構成する冷媒配管１１０部分の低温の配管箇所において凝縮して滞留することを防止できる。したがって、本実施の形態４に係る空気調和装置１００は、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒をより多く熱源側熱交換器１２に流入させることができるので、除霜能力がより向上する。

なお、図１５では、第２開閉装置１５として流量調整可能な電子式膨張弁を例示しているが、第２開閉装置１５は、二方弁及び電磁弁等、冷媒の流路を遮断できる開閉装置でもよい。

実施の形態５．
上述のように、負荷側熱交換器２６は、冷媒と熱媒体とを熱交換させる構成であってもよい。本実施の形態５では、冷媒と熱媒体とを熱交換させる負荷側熱交換器２６を備えた空気調和装置１００の一例について紹介する。なお、本実施の形態５において言及されていない事項は、実施の形態１～実施の形態４のいずれかと同様とする。

図１６は、本実施の形態５に係る空気調和装置の回路構成を示す概略図であり、該空気調和装置が除霜運転モードで動作している状態を示す図である。

本実施の形態５に係る空気調和装置１００は、実施の形態３で説明した空気調和装置１００と同じように、４つの運転モードを実行する。１つ目は、動作している室内機２の全てが冷房運転を実行可能にする全冷房運転モードである。２つ目は、動作している室内機２の全てが暖房運転を実行可能にする全暖房運転モードである。３つ目は、冷房暖房混在運転として冷房負荷の方が大きい場合に実行する冷房主体運転モードである。４つ目は、冷房暖房混在運転として暖房負荷の方が大きい場合に実行する暖房主体運転モードである。

図１６に示すように、負荷側熱交換器２６は、冷媒と熱媒体とを熱交換させる構成となっている。熱媒体とは、熱源側熱交換器１２及び負荷側熱交換器２６を循環する冷媒とは異なるものであり、例えば、水又は不凍液等の液体である。負荷側熱交換器２６は中継機３に搭載されている。室内機２には、熱媒体配管１２０で負荷側熱交換器２６と接続され、負荷側熱交換器２６で冷媒と熱交換した熱媒体が流れる室内熱交換器７１が搭載されている。すなわち、負荷側熱交換器２６は、熱源側熱交換器１２等と冷媒配管１１０で接続されて冷媒回路１０１を構成するとともに、室内熱交換器７１等と熱媒体配管１２０で接続されて熱媒体回路１０２を構成している。具体的には、負荷側熱交換器２６の冷媒流路が冷媒配管１１０に接続され、負荷側熱交換器２６の熱媒体流路が熱媒体配管１２０と接続されている。なお、本実施の形態５に係る空気調和装置１００は、複数の室内機２を備えている。図１６では、紙面下側から室内機２ａ、室内機２ｂ、室内機２ｃ、及び室内機２ｄが図示されている。

室外機１と中継機３とは、冷媒が流通する複数本の主管１１１で接続されている。主管１１１は、冷媒回路１０１の冷媒配管１１０の一部を構成するものである。また、中継機３と室内機２のそれぞれとは、熱媒体が流通する複数本の枝管１２１で接続されている。枝管１２１は、熱媒体回路１０２の熱媒体配管１２０の一部を構成するものである。

［中継機３］
中継機３には、冷媒回路１０１の構成として、負荷側熱交換器２６、負荷側絞り装置２５及び中継機流路切替機構３５が搭載されている。また、本実施の形態５では、冷房暖房混在運転を実現するため、負荷側熱交換器２６及び負荷側絞り装置２５のセットを２つ備えている。詳しくは、負荷側熱交換器２６ａと、負荷側熱交換器２６ｂと、負荷側熱交換器２６ａに冷媒配管１１０で接続された負荷側絞り装置２５ａと、負荷側熱交換器２６ｂに冷媒配管１１０で接続された負荷側絞り装置２５ｂとを備えている。

また、中継機３には、熱媒体回路１０２の構成として、複数のポンプ４１と、複数の第１熱媒体流路切替装置５０と、複数の第２熱媒体流路切替装置５１と、複数の熱媒体流量調整装置５２とを備えている。なお、ポンプ４１は、負荷側熱交換器２６毎に必要となる。このため、本実施の形態５では、中継機３は、２つのポンプ４１を備えている。詳しくは、中継機３は、負荷側熱交換器２６ａに熱媒体配管１２０で接続されたポンプ４１ａと、負荷側熱交換器２６ｂに熱媒体配管１２０で接続されたポンプ４１ｂとを備えている。また、第１熱媒体流路切替装置５０、第２熱媒体流路切替装置５１及び熱媒体流量調整装置５２は、室内機２毎に必要となる。このため、本実施の形態５では、中継機３は、４つの第１熱媒体流路切替装置５０と、４つの第２熱媒体流路切替装置５１と、４つの熱媒体流量調整装置５２とを備えている。

負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂは、凝縮器又は蒸発器として機能する。負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂは、冷媒と熱媒体とで熱交換を行い、室外機１で生成されて冷媒に貯えられた冷熱又は温熱を熱媒体に伝達する。具体的には、全冷房運転モードにおいては、負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂは、蒸発器として機能し、熱媒体を冷却する。全暖房運転モードにおいては、負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂは、凝縮器として機能し、熱媒体を加熱する。冷房暖房混在運転時においては、負荷側熱交換器２６ａは、凝縮器として機能し、熱媒体を加熱する。また、冷房暖房混在運転時においては、負荷側熱交換器２６ｂは、蒸発器として機能し、熱媒体を冷却する。

中継機流路切替機構３５は、運転モードに応じて、負荷側絞り装置２５ａ及び負荷側絞り装置２５ｂの接続先を切り替えるとともに、負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂの接続先を切り替えるものである。中継機流路切替機構３５は、冷媒流入配管１１７、中継機第１開閉装置３６ａ、冷媒流出配管１１８、中継機第２開閉装置３６ｂ、中継機流路切替装置３９ａ及び中継機流路切替装置３９ｂを備えている。

冷媒流入配管１１７は、中継機３の冷媒の流入口と負荷側絞り装置２５とを接続するものである。具体的には、冷媒流入配管１１７の一端は、中継機３の冷媒の流入口に接続されている。冷媒流入配管１１７の他端は、分岐して、負荷側絞り装置２５ａ及び負荷側絞り装置２５ｂに接続されている。冷媒流入配管１１７は、冷媒が流れる配管であり、冷媒配管１１０の構成の一部にもなっている。中継機第１開閉装置３６ａは、二方弁等で構成されている。中継機第１開閉装置３６ａは、冷媒流入配管１１７に設けられ、設置箇所における冷媒の流路を開閉する。

冷媒流出配管１１８の一端は、冷媒流入配管１１７における中継機第１開閉装置３６ａと負荷側絞り装置２５との間となる位置に接続されている。冷媒流出配管１１８の他端は、中継機３の冷媒の流出口と接続されている。冷媒流出配管１１８は、冷媒が流れる配管であり、冷媒配管１１０の構成の一部にもなっている。中継機第２開閉装置３６ｂは、二方弁等で構成されている。中継機第２開閉装置３６ｂは、冷媒流出配管１１８に設けられ、設置箇所における冷媒の流路を開閉する。

中継機流路切替装置３９ａは、四方弁等で構成されている。中継機流路切替装置３９ａは、負荷側熱交換器２６ａの接続先を、中継機３の冷媒の流入口又は中継機３の冷媒の流出口に切り替えるものである。詳しくは、中継機流路切替装置３９ａは、負荷側熱交換器２６ａの冷媒流路における負荷側絞り装置２５ａが接続された側とは反対側の端部の接続先を切り替える。中継機流路切替装置３９ｂは、四方弁等で構成されている。中継機流路切替装置３９ｂは、負荷側熱交換器２６ｂの接続先を、中継機３の冷媒の流入口又は中継機３の冷媒の流出口に切り替えるものである。詳しくは、中継機流路切替装置３９ｂは、負荷側熱交換器２６ｂの冷媒流路における負荷側絞り装置２５ｂが接続された側とは反対側の端部の接続先を切り替える。

制御装置６０の制御部６３は、各運転モードに応じて、中継機流路切替機構３５の各構成を次のように切り替える。

例えば、全冷房運転モードを実行する際、制御部６３は、中継機第１開閉装置３６ａを開状態とし、中継機第２開閉装置３６ｂを閉状態とする。また、制御部６３は、中継機流路切替装置３９ａの流路を、負荷側熱交換器２６ａと中継機３の冷媒の流出口とが接続された流路に切り替える。また、制御部６３は、中継機流路切替装置３９ｂの流路を、負荷側熱交換器２６ｂと中継機３の冷媒の流出口とが接続された流路に切り替える。このように中継機流路切替機構３５の各構成を切り替えることにより、圧縮機１０で吐出されて凝縮器として機能する熱源側熱交換器１２で凝縮した冷媒は、中継機３の冷媒の流入口から冷媒流入配管１１７に流入し、その後に負荷側絞り装置２５ａ及び負荷側絞り装置２５ｂに流入する。負荷側絞り装置２５ａに流入した冷媒は、負荷側絞り装置２５ａで膨張し、蒸発器として機能する負荷側熱交換器２６ａに流入する。また、負荷側絞り装置２５ｂに流入した冷媒は、負荷側絞り装置２５ｂで膨張し、蒸発器として機能する負荷側熱交換器２６ｂに流入する。負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂで蒸発しながら熱媒体を冷却した冷媒は、中継機３の冷媒の流出口から中継機３外へ流出し、室外機１へ戻る。これにより、負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂで冷却された熱媒体を各室内機２の室内熱交換器７１に供給可能となり、全冷房運転モードを実行できる。

例えば、全暖房運転モードを実行する際、制御部６３は、中継機第１開閉装置３６ａを閉状態とし、中継機第２開閉装置３６ｂを開状態とする。また、制御部６３は、中継機流路切替装置３９ａの流路を、負荷側熱交換器２６ａと中継機３の冷媒の流入口とが接続された流路に切り替える。また、制御部６３は、中継機流路切替装置３９ｂの流路を、負荷側熱交換器２６ｂと中継機３の冷媒の流入口とが接続された流路に切り替える。このように中継機流路切替機構３５の各構成を切り替えることにより、圧縮機１０で吐出された冷媒は、中継機３の冷媒の流入口から、凝縮器として機能する負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂに流入する。負荷側熱交換器２６ａに流入した冷媒は、凝縮しながら熱媒体を加熱し、負荷側熱交換器２６ａから流出する。負荷側熱交換器２６ａから流出した冷媒は、負荷側絞り装置２５ａで膨張する。負荷側熱交換器２６ｂに流入した冷媒は、凝縮しながら熱媒体を加熱し、負荷側熱交換器２６ｂから流出する。負荷側熱交換器２６ｂから流出した冷媒は、負荷側絞り装置２５ｂで膨張する。負荷側絞り装置２５ａ及び負荷側絞り装置２５ｂから流出した冷媒は、合流した後、冷媒流入配管１１７及び冷媒流出配管１１８を通って中継機３の冷媒の流出口から中継機３外へ流出し、室外機１へ戻る。これにより、負荷側熱交換器２６ａ及び負荷側熱交換器２６ｂで加熱された熱媒体を各室内機２の室内熱交換器７１に供給可能となり、全暖房運転モードを実行できる。

例えば、冷房主体運転モード及び暖房主体運転モードを実行する際、制御部６３は、中継機第１開閉装置３６ａを閉状態とし、中継機第２開閉装置３６ｂを閉状態とする。また、制御部６３は、中継機流路切替装置３９ａの流路を、負荷側熱交換器２６ａと中継機３の冷媒の流入口とが接続された流路に切り替える。また、制御部６３は、中継機流路切替装置３９ｂの流路を、負荷側熱交換器２６ｂと中継機３の冷媒の流出口とが接続された流路に切り替える。このように中継機流路切替機構３５の各構成を切り替えることにより、中継機３の冷媒の流入口から中継機３に流入した冷媒は、凝縮器として機能する負荷側熱交換器２６ａに流入する。負荷側熱交換器２６ａに流入した冷媒は、凝縮しながら熱媒体を加熱し、負荷側熱交換器２６ａから流出する。負荷側熱交換器２６ａから流出した冷媒は、負荷側絞り装置２５ａ及び負荷側熱交換器２６ｂの順で流れる。この際、冷媒は、負荷側絞り装置２５ｂで膨張する。負荷側絞り装置２５ｂで膨張した冷媒は、蒸発器として機能する負荷側熱交換器２６ｂに流入する。負荷側熱交換器２６ｂで蒸発しながら熱媒体を冷却した冷媒は、中継機３の冷媒の流出口から中継機３外へ流出し、室外機１へ戻る。これにより、負荷側熱交換器２６ａで加熱された熱媒体を一部の室内機２の室内熱交換器７１に供給することで、当該室内機２において暖房運転が可能となる。また、負荷側熱交換器２６ｂで冷却された熱媒体を他の一部の室内機２の室内熱交換器７１に供給することで、当該室内機２において冷房運転が可能となる。

ポンプ４１ａ及びポンプ４１ｂは、熱媒体配管１２０を流れる熱媒体を加圧して、循環させる。ポンプ４１ａは、負荷側熱交換器２６ａと複数の第２熱媒体流路切替装置５１とを接続する熱媒体配管１２０に設けられている。ポンプ４１ｂは、負荷側熱交換器２６ｂと複数の第２熱媒体流路切替装置５１を接続する熱媒体配管１２０に設けられている。ポンプ４１ａ及びポンプ４１ｂは、例えば、容量制御可能なもので構成される。

４つの第１熱媒体流路切替装置５０は、三方弁等で構成され、熱媒体の流路を切り替える。４つの第１熱媒体流路切替装置５０のそれぞれは、三方のうちの１つが負荷側熱交換器２６ａに、三方のうちの１つが負荷側熱交換器２６ｂに、三方のうちの１つが熱媒体流量調整装置５２に接続されている。また、４つの第１熱媒体流路切替装置５０のそれぞれは、対応する室内機２の室内熱交換器７１における熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、図１６では、室内機２に対応させて、紙面下側から第１熱媒体流路切替装置５０ａ、第１熱媒体流路切替装置５０ｂ、第１熱媒体流路切替装置５０ｃ、及び第１熱媒体流路切替装置５０ｄが図示されている。

４つの第２熱媒体流路切替装置５１は、三方弁等で構成され、熱媒体の流路を切り替える。４つの第２熱媒体流路切替装置５１のそれぞれは、三方のうちの１つが負荷側熱交換器２６ａに、三方のうちの１つが負荷側熱交換器２６ｂに、三方のうちの１つが室内熱交換器７１に接続されている。また、４つの第２熱媒体流路切替装置５１のそれぞれは、対応する室内機２の室内熱交換器７１における熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、図１６では、室内機２に対応させて、紙面下側から第２熱媒体流路切替装置５１ａ、第２熱媒体流路切替装置５１ｂ、第２熱媒体流路切替装置５１ｃ、及び第２熱媒体流路切替装置５１ｄが図示されている。

４つの熱媒体流量調整装置５２は、開口面積を制御できる二方弁等で構成され、熱媒体配管１２０に流れる流量を制御する。４つの熱媒体流量調整装置５２のそれぞれは、一方が室内熱交換器７１に、他方が第１熱媒体流路切替装置５０に接続されている。また、４つの熱媒体流量調整装置５２のそれぞれは、対応する室内機２の室内熱交換器７１における熱媒体流路の出口側に設けられている。図１６では、室内機２に対応させて、紙面下側から熱媒体流量調整装置５２ａ、熱媒体流量調整装置５２ｂ、熱媒体流量調整装置５２ｃ、及び熱媒体流量調整装置５２ｄが図示されている。なお、４つの熱媒体流量調整装置５２のそれぞれは、対応する室内機２の室内熱交換器７１における熱媒体流路の入口側に設けてもよい。

また、中継機３には、図示せぬ各種センサーが設置されている。センサーの検出結果は、検出信号として後述の制御装置６０へ出力される。

［複数の室内機２の構成］
複数の室内機２は、例えば、互いに同一の構成を有する。複数の室内機２のそれぞれは、室内熱交換器７１を有する。複数の室内熱交換器７１のそれぞれは、枝管１２１ａ及び枝管１２１ｂを介して中継機３に接続されている。室内熱交換器７１のそれぞれでは、図示しない負荷側送風機によって供給される空気が熱媒体と熱交換され、空調対象空間に供給するための冷房用空気又は暖房用空気が生成される。なお、図１６では、室内機２に対応させて、紙面下側から室内熱交換器７１ａ、室内熱交換器７１ｂ、室内熱交換器７１ｃ、及び室内熱交換器７１ｄが図示されている。

［除霜運転モード］
図１６に基づいて、空気調和装置１００が実行する除霜運転モードについて説明する。なお、図１６では、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。

制御装置６０は、全暖房運転モード又は暖房主体運転モードにおいて除霜運転モードを実施する条件が成立した場合、除霜運転モードを開始する。除霜運転モードでは、冷媒流路切替装置１３は、全暖房運転モードと同じ状態となる。すなわち、除霜運転モードでは、図１６に示すように、冷媒流路切替装置１３の冷媒の流路は、圧縮機１０から吐出された冷媒が負荷側熱交換器２６に流入する流路と同じになる。また、負荷側絞り装置２５ａ及び負荷側絞り装置２５ｂは、閉状態となる。第１開閉装置１１は、閉状態から開状態となり、バイパス配管１６に冷媒を流通させる状態となる。また、熱源側送風機１８と、図示省略の負荷側送風機は停止させる。この際、第１開閉装置１１を開状態とした後に、負荷側絞り装置２５ａ及び負荷側絞り装置２５ｂを閉状態にするとよい。これにより、冷媒流路の閉塞を防ぎ、冷媒回路１０１において圧力が過度に上昇することを抑制できる。

圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒は、バイパス配管１６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に流入した高温のガス冷媒は、熱源側熱交換器１２に付着した霜を融かしながら該熱源側熱交換器１２を流れる。

また、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒の圧力により、全暖房運転モード又は暖房主体運転モードにおいて凝縮器として機能していた負荷側熱交換器２６に余剰冷媒を保持できるため、アキュムレーター１９に滞留する余剰冷媒の量を低減できる。したがって、本実施の形態５に係る空気調和装置１００は、実施の形態１～実施の形態４で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時、アキュムレーター１９から液冷媒が溢れて、圧縮機１０に液冷媒が吸入されることを抑制できる。すなわち、空気調和装置１００は、除霜運転モード時、圧縮機１０への液戻りを抑制できる。

また、本実施の形態５に係る空気調和装置１００も、実施の形態１～実施の形態４で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時、圧縮機１０から吐出された高温の冷媒は、室外機１内のみを流れて熱源側熱交換器１２に流入できる。このため、本実施の形態５に係る空気調和装置１００も、実施の形態１～実施の形態４で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時、熱源側熱交換器１２に流入する冷媒の密度が圧力損失によって低下することを抑制できる。すなわち、本実施の形態５に係る空気調和装置１００も、実施の形態１～実施の形態４で示した空気調和装置１００と同様に、圧縮機１０と熱源側熱交換器１２との間を循環する冷媒量を増加でき、除霜能力の低下を抑制することもできる。

また、本実施の形態５に係る空気調和装置１００も、実施の形態１～実施の形態４で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モードから全暖房運転モード又は暖房主体運転モードに切り替わった直後に、負荷側熱交換器２６に保持された余剰冷媒を、熱源側熱交換器１２で蒸発させることができる。このため、本実施の形態５に係る空気調和装置１００も、実施の形態１～実施の形態４で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時の余剰冷媒が熱源側熱交換器１２に流入しない場合と比較して、圧縮機１０に多くのガス冷媒を流入させることができ、圧縮機１０から吐出される冷媒量を増加できる。したがって、本実施の形態５に係る空気調和装置１００も、実施の形態１～実施の形態４で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時の余剰冷媒が熱源側熱交換器１２に流入しない場合と比較して、除霜運転モード終了後に早期に空調対象空間を暖房できるので、ユーザーの快適性を向上させることもできる。

なお、本実施の形態５に係る空気調和装置１００の中継機流路切替機構３５は、上述のように、冷媒流入配管１１７、中継機第１開閉装置３６ａ、冷媒流出配管１１８、及び中継機第２開閉装置３６ｂを備えている。このような中継機流路切替機構３５を備えた空気調和装置１００において除霜運転モードを実行する場合、中継機第１開閉装置３６ａ及び中継機第２開閉装置３６ｂが開状態になっていると、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に、圧縮機１０から吐出された冷媒が凝縮して滞留する場合がある。このため、このような中継機流路切替機構３５を備えた空気調和装置１００において除霜運転モードを実行する場合、中継機第１開閉装置３６ａを閉状態とするのが好ましい。これにより、中継機３の出口側から逆流防止装置１４ｃまでの間の主管１１１を含む冷媒配管１１０部分に、圧縮機１０から吐出された冷媒が流入することを防止でき、当該冷媒配管１１０部分に凝縮した冷媒が滞留することを防止できる。この結果、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒をより多く熱源側熱交換器１２に流入させることができるので、空気調和装置１００除霜能力がより向上する。

また、図１６に示すように、本実施の形態５に係る空気調和装置１００においては、実施の形態４で示した空気調和装置１００と同様に、第２開閉装置１５を備えている。このため、本実施の形態５に係る空気調和装置１００においては、実施の形態４で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒がバイパス配管１６から流出した際、熱源側熱交換器１２とは反対側に流れることを防止できる。すなわち、本実施の形態５に係る空気調和装置１００においては、図４で示した空気調和装置１００と同様に、除霜運転モード時、圧縮機１０から吐出された高温で高圧のガス冷媒が低温の配管部分で凝縮して滞留することを防止できる。このため、本実施の形態５に係る空気調和装置１００においては、実施の形態４で示した空気調和装置１００と同様に、除霜能力がさらに向上する。

以上、実施の形態１～実施の形態５において本開示に係る空気調和装置の一例を説明したが、本開示に係る空気調和装置は、実施の形態１～実施の形態５で示した構成に限定されない。例えば、実施の形態３～実施の形態５で示した空気調和装置１００は、室外機１と中継機３とを２本の主管１１１で接続した構成となっていた。しかしながら、室外機１と中継機３とを接続する構成は、種々の公知の構成を用いることができる。例えば、室外機１と中継機３とを３本の主管１１１で接続する構成としてもよい。このように本開示に係る空気調和装置を構成しても、上述の効果を得ることができる。また、例えば、異なる実施の形態に記載の構成を組み合わせて本開示に係る空気調和装置を構成しても、勿論よい。

１ 室外機、２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ） 室内機、３ 中継機、１０ 圧縮機、１１ 第１開閉装置、１２ 熱源側熱交換器、１３ 冷媒流路切替装置、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 逆流防止装置、１５ 第２開閉装置、１６ バイパス配管、１６ａ 入口側端部、１６ｂ 出口側端部、１８ 熱源側送風機、１９ アキュムレーター、２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ） 中継機第１開閉装置、２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ） 中継機第２開閉装置、２５（２５ａ，２５ｂ） 負荷側絞り装置、２６（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ） 負荷側熱交換器、２７ 中継機第２絞り装置、２９ 気液分離器、３０ 中継機第１絞り装置、３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ） 負荷側第１温度センサー、３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ） 負荷側第２温度センサー、３３ 入口側圧力センサー、３４ 出口側圧力センサー、３５ 中継機流路切替機構、３６ａ 中継機第１開閉装置、３６ｂ 中継機第２開閉装置、３９ａ 中継機流路切替装置、３９ｂ 中継機流路切替装置、４０ 吐出圧力センサー、４１（４１ａ，４１ｂ） ポンプ、４２ 吐出温度センサー、４３ 熱源側熱交換器温度センサー、４６ 外気温度センサー、５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ） 第１熱媒体流路切替装置、５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ） 第２熱媒体流路切替装置、５２（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ） 熱媒体流量調整装置、６０ 制御装置、６１ 入力部、６２ 演算部、６３ 制御部、７０（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ） 室内側絞り装置、７１（７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ） 室内熱交換器、１００ 空気調和装置、１０１ 冷媒回路、１０２ 熱媒体回路、１１０ 冷媒配管、１１１ 主管、１１２（１１２ａ，１１２ｂ） 枝管、１１３ ガス冷媒流出配管、１１４ 液冷媒流出配管、１１５ 中継機流出配管、１１６ 中継機バイパス配管、１１７ 冷媒流入配管、１１８ 冷媒流出配管、１２０ 熱媒体配管、１２１（１２１ａ，１２１ｂ） 枝管。

Claims (11)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、動作中の室内機の全てが暖房運転を行う全暖房運転モードでは蒸発器として機能する熱源側熱交換器、運転モードに応じて前記冷媒の流路を切り替える冷媒流路切替装置、暖房運転時に室内空気が送風されて凝縮器として機能する負荷側熱交換器、及び、凝縮器として機能する前記負荷側熱交換器から流出して蒸発器として機能する前記熱源側熱交換器へ流入する前記冷媒が流れる負荷側絞り装置を有し、前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記負荷側絞り装置及び前記負荷側熱交換器が冷媒配管で接続されて構成され、前記冷媒が循環する冷媒回路と、
   前記冷媒回路において前記圧縮機の吐出口と前記冷媒流路切替装置との間となる位置に一方の端部である入口側端部が接続され、前記冷媒回路において前記負荷側絞り装置と前記熱源側熱交換器との間となる位置に他方の端部である出口側端部が接続されたバイパス配管と、
   前記バイパス配管に設けられ、設置箇所における前記冷媒の流路を開閉する第１開閉装置と、
   前記冷媒流路切替装置、前記負荷側絞り装置、及び前記第１開閉装置を制御する制御装置と、
   前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記冷媒流路切替装置、前記バイパス配管及び前記第１開閉装置が搭載された室外機と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記全暖房運転モードにおいて前記熱源側熱交換器の除霜を行う除霜運転モードを実行する条件が成立した際に、前記冷媒流路切替装置の前記冷媒の流路を、前記圧縮機から吐出された前記冷媒が前記負荷側熱交換器に流入する流路とし、
   前記第１開閉装置を閉状態から開状態とし、
   前記負荷側絞り装置を開状態から閉状態とし、
   前記負荷側熱交換器への前記室内空気の送風を停止し、
   前記第１開閉装置を閉状態から開くことによって前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記バイパス配管から前記熱源側熱交換器に流入させて、前記圧縮機から吐出された前記冷媒の圧力によって、前記全暖房運転モードにおいて前記冷媒流路切替装置と前記負荷側絞り装置との間に存在していた前記冷媒が前記熱源側熱交換器に流入することなく前記除霜運転モードを実行する構成である
   空気調和装置。
2. 前記除霜運転モードを実行する際、前記制御装置は、前記第１開閉装置を開状態とした後に、前記負荷側絞り装置を閉状態とする構成である
   請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記圧縮機から吐出された前記冷媒の温度を測定する吐出温度センサーを備え、
   前記制御装置は、
   前記圧縮機の駆動周波数を制御する構成であり、
   前記除霜運転モードにおいて、前記吐出温度センサーの検出温度が規定温度以上となった際、前記圧縮機の前記駆動周波数を低下させる構成である
   請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記冷媒回路において、前記熱源側熱交換器が蒸発器として機能する際に該熱源側熱交換器の前記冷媒の流入側となる位置であり、前記バイパス配管の前記出口側端部との接続箇所を基準として前記熱源側熱交換器とは反対側となる位置に設けられ、設置箇所における前記冷媒の流路を開閉する第２開閉装置を備え、
   前記制御装置は、前記第２開閉装置を制御する構成であり、
   前記除霜運転モードを実行する際、前記制御装置は、前記第２開閉装置を開状態から閉状態とする構成である
   請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
5. 前記除霜運転モードを実行する際、前記制御装置は、前記負荷側絞り装置及び前記第２開閉装置を閉状態とする前に、前記第１開閉装置を開状態とする構成である
   請求項４に記載の空気調和装置。
6. 余剰な前記冷媒を溜める容器を備え、
   前記容器は前記冷媒流路切替装置と前記圧縮機の吸入口との間、または前記熱源側熱交換器と前記負荷側絞り装置との間にあり、
   前記容器の容積は、前記冷媒回路に封入される前記冷媒の全てが液状となっているときの体積よりも小さい
   請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
7. 前記負荷側絞り装置及び前記負荷側熱交換器が搭載された室内機を備えている
   請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
8. 前記負荷側絞り装置及び前記負荷側熱交換器が搭載された室内機と、
   前記室外機と前記室内機とを接続する中継機と、
   を備え、
   前記中継機は、前記冷媒回路の構成として、
   前記室外機から流入してきた前記冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器と、
   前記冷媒配管の一部を構成し、前記気液分離器の前記ガス冷媒の流出口に接続されたガス冷媒流出配管と、
   前記冷媒配管の一部を構成し、一端が前記気液分離器の前記液冷媒の流出口に接続され、他端が前記負荷側絞り装置と接続された液冷媒流出配管と、
   一端が前記ガス冷媒流出配管に接続され、他端が前記負荷側熱交換器に接続された中継機第１開閉装置と、
   前記冷媒配管の一部を構成し、前記中継機から流出する前記冷媒が通る中継機流出配管と、
   一端が前記中継機流出配管に接続され、他端が前記負荷側熱交換器に接続された中継機第２開閉装置と、
   前記液冷媒流出配管に設けられ、設置箇所を流れる前記冷媒を減圧する中継機第１絞り装置と、
   前記冷媒配管の一部を構成し、一端が前記液冷媒流出配管における前記中継機第１絞り装置と前記負荷側絞り装置との間となる位置に接続され、他端が前記中継機流出配管に接続された中継機バイパス配管と、
   前記中継機バイパス配管に設けられ、設置箇所を流れる前記冷媒を減圧する中継機第２絞り装置と、
   を備え、
   当該空気調和装置は、前記室内機、前記中継機第１開閉装置及び前記中継機第２開閉装置のセットを複数備え、
   前記除霜運転モードを実行する際、前記制御装置は、
   前記中継機第１絞り装置及び前記中継機第２絞り装置のうちの少なくとも一方を閉状態とし、
   前記中継機第２開閉装置を閉状態とする
   請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
9. 前記暖房運転時に前記負荷側熱交換器から流出した前記冷媒を減圧する室内側絞り装置と、
   前記室内側絞り装置及び前記負荷側熱交換器が搭載された室内機と、
   前記室外機と前記室内機とを接続する中継機と、
   を備え、
   前記中継機は、前記冷媒回路の構成として、
   前記室外機から流入してきた前記冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器と、
   前記冷媒配管の一部を構成し、前記気液分離器の前記ガス冷媒の流出口に接続されたガス冷媒流出配管と、
   前記冷媒配管の一部を構成し、一端が前記気液分離器の前記液冷媒の流出口に接続され、他端が前記室内側絞り装置と接続された液冷媒流出配管と、
   一端が前記ガス冷媒流出配管に接続され、他端が前記負荷側熱交換器に接続された中継機第１開閉装置と、
   前記冷媒配管の一部を構成し、前記中継機から流出する前記冷媒が通る中継機流出配管と、
   一端が前記中継機流出配管に接続され、他端が前記負荷側熱交換器に接続された中継機第２開閉装置と、
   前記液冷媒流出配管に設けられ、設置箇所を流れる前記冷媒を減圧する中継機第１絞り装置と、
   前記冷媒配管の一部を構成し、一端が前記液冷媒流出配管における前記中継機第１絞り装置と前記室内側絞り装置との間となる位置に接続され、他端が前記中継機流出配管に接続され、前記負荷側絞り装置が設けられた中継機バイパス配管と、
   を備え、
   当該空気調和装置は、前記室内機、前記中継機第１開閉装置及び前記中継機第２開閉装置のセットを複数備え、
   前記除霜運転モードを実行する際、前記制御装置は、
   前記中継機第２開閉装置を閉状態とする
   請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
10. 前記負荷側熱交換器は、前記冷媒回路を循環する前記冷媒と熱媒体とが熱交換する熱交換器であり、
    前記負荷側熱交換器で前記冷媒と熱交換した前記熱媒体が流れる室内熱交換器と、
    前記室内熱交換器が搭載された室内機と、
    前記負荷側絞り装置及び前記負荷側熱交換器が搭載され、前記室外機と前記室内機とを接続する中継機と、
    を備えている
    請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
11. 前記中継機は、前記冷媒回路の構成として、
    前記負荷側絞り装置の接続先及び前記負荷側熱交換器の接続先を切り替える中継機流路切替機構を備え、
    前記中継機流路切替機構は、
    前記中継機の前記冷媒の流入口と前記負荷側絞り装置とを接続する冷媒流入配管と、
    前記冷媒流入配管に設けられ、設置箇所における前記冷媒の流路を開閉する中継機第１開閉装置と、
    一端が前記冷媒流入配管における前記中継機第１開閉装置と前記負荷側絞り装置との間となる位置に接続され、他端が前記中継機の前記冷媒の流出口と接続された冷媒流出配管と、
    前記冷媒流出配管に設けられ、設置箇所における前記冷媒の流路を開閉する中継機第２開閉装置と、
    を備え、
    前記熱源側熱交換器の除霜を行う除霜運転モードを実行する際、前記制御装置は、前記中継機第１開閉装置を閉状態とする
    請求項１０に記載の空気調和装置。

Images