JPWO2010082325A1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

室外機を１台で構成しても暖房等を継続しながら効率よく除霜を行うことができる空気調和装置を得る。冷媒を加圧して吐出する圧縮機１、外気と冷媒との熱交換を行う複数の室外側熱交換器３及び運転形態に基づいて流路を切り換える四方弁２を有する室外機５１と、空調対象空間の空気と冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器３２及び室内側絞り装置３１を有する複数の室内機５３とを配管接続して冷媒回路を構成する空気調和装置であって、圧縮機１が吐出した冷媒を分流させ、並列に配管接続した各室外側熱交換器３にそれぞれ流入させるためのバイパス配管１０と、各室外側熱交換器３へのバイパス配管１０からの冷媒の通過又は遮断を行う複数の室外側第３開閉弁８と、各室外側熱交換器３への室内機５３からの冷媒の通過又は遮断を行う複数の室外側第２開閉弁７とを室外機５１に備える。

Description

本発明は、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して冷暖房運転を行い、空気調和を行う電気式ヒートポンプの空気調和装置に関するものである。特に室内機において暖房等を継続しながら効率よく、室外機の除霜（デフロスト）を行うことができる空気調和装置に関するものである。

空気調和装置では、圧縮機と室外熱交換器（熱源側熱交換器）とを有する１又は複数の室外機（熱源側ユニット）と、膨張弁となる絞り装置と室内熱交換器（負荷側熱交換器）とを有する１又は複数の室内機（負荷側ユニット）とを配管接続する。そして、冷媒回路を構成して、冷媒を循環させ、空調対象空間の冷暖房を行っている。

例えば室外機が暖房運転を行っているとき、蒸発器となる室外熱交換器内の配管を低温の冷媒が通過し、配管を介して冷媒と空気との熱交換を行うため、空気中の水分がフィンもしくは伝熱管で凝結して霜となる。霜が堆積する（着霜する）と、空気との熱交換がうまく行われなくなるため、室外機における暖房能力（室内機側に供給する時間当たりの熱量。以下、冷房能力も含めてこれらを能力という）が低下し、室内機における空調負荷（室内機が必要とする熱量。以下、負荷という）に対して能力を発揮できなくなるおそれがある。そこで、例えば暖房中において熱源側熱交換器に付着した霜を除くため、各室外機に対して除霜運転（デフロスト）が行われる（例えば特許文献１参照）。このとき、いずれか１台の室外機において除霜運転を行い、他の室外機は暖房運転を継続していた。

例えば、除霜運転を行う室外機は、室外熱交換器に圧縮機からのホットガス（高温の気体の冷媒）が直接流入するように四方弁を切り替える。そして、ホットガスと霜との熱交換により、霜は融け、ホットガスは一部が液体となって気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒と暖房運転を継続する室外機から出てくる高温のガス冷媒とが混合し、高温の二相冷媒が室内機側に流れ、冷暖房を実施していた。
特開２００７−２７１０９４号公報

上記のように、従来の空気調和装置において室内機における暖房等を継続しながら除霜運転を実施する場合、室外機を２台以上備えていなければならなかった。このため、空気調和装置全体に係るコストが高くなる。また、室外機を２台以上設けるための大きな設置スペースを必要としていた。

一方で、室外機が１台の場合、室内機での暖房等を継続しながら除霜運転をすることができなかった。したがって、除霜運転中は室内機における暖房が停止する。このため、例えば除霜運転中に室温が設定温度から外れることがあった。また、除霜運転から暖房等の運転を再開しても、室内機からはすぐに温度の高い空気を吹き出すことができなかった。

そこで、本発明は、室外機を１台で構成しても暖房運転等を継続しながら、さらに効率よく除霜運転を行うことができる空気調和装置を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、冷媒を加圧して吐出する圧縮機、外気と冷媒との熱交換を行う複数の室外側熱交換器及び運転形態に基づいて流路を切り替える流路切替手段を有する室外機と、空調対象空間の空気と冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器及び室内側流量制御装置を有する複数の室内機とを配管接続して冷媒回路を構成する空気調和装置であって、圧縮機が吐出した冷媒を分流させ、並列に配管接続した各室外側熱交換器にそれぞれ流入させるためのバイパス配管と、各室外側熱交換器へのバイパス配管からの冷媒の通過又は遮断を行う複数の第１の開閉手段と、各室外側熱交換器への室内機からの冷媒の通過又は遮断を行う複数の第２の開閉手段とを室外機に備える。

本発明によれば、室外機にバイパス配管、第１の開閉手段及び第２の開閉手段を備えるようにしたので、並列に配管接続した複数の室外側熱交換器に対して、各室外側熱交換器へのバイパス配管からの冷媒の通過又は前記室内機からの冷媒の通過の切り替えを第１の開閉手段及び第２の開閉手段により行うことができる。このため、バイパス配管を介して各室外側熱交換器に順次圧縮機からの高温の冷媒を流入させて除霜を行わせることができ、室外機が１台であっても全暖房運転、暖房主体運転を継続しながら除霜運転を実施できる。このため、除霜運転を実施しながらも、室内機における冷暖房を停止することなく、快適な室温環境を保つことができる。そして、室外機を１台とすることで、コストを抑え、設置スペースを小さくすることができる。

実施の形態１に係る空気調和装置の構成及び冷媒回路を表す図である。 実施の形態１に係る全冷房運転の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態１に係る冷房主体運転の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態１に係る全暖房運転の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態１に係る暖房主体運転の冷媒の流れを表す図である。 運転中の圧縮機１、室外熱交換器３熱交換量のフローチャートを表す図である。 実施の形態１に係る全暖房運転の除霜時の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態１に係る全暖房運転の除霜時の他の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態１における除霜運転に係るフローチャートを表す図である。 実施の形態２に係る空気調和装置の構成及び冷媒回路を表す図である。 実施の形態２に係る全暖房運転の除霜時の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態２に係る全暖房運転の除霜時の他の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態２に係る暖房主体運転の除霜時の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態２に係る暖房主体運転の除霜時の他の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態２における除霜運転に係るフローチャートを表す図である。 実施の形態３に係る空気調和装置の構成及び冷媒回路を表す図である。 実施の形態３に係る全暖房運転の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態３に係る暖房主体運転の除霜時の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態３に係る暖房主体運転の除霜時の他の冷媒の流れを表す図である。 実施の形態３における除霜運転に係るフローチャートを表す図である。

符号の説明

１ 圧縮機、２ 四方弁、３，３ａ，３ｂ 室外側熱交換器、４ アキュムレータ、５ａ 第１逆止弁ブロック、５ｂ 第２逆止弁ブロック、５ｃ 第３逆止弁ブロック、５ｄ 第４逆止弁ブロック、６，６ａ，６ｂ 第１流路開閉弁、７，７ａ，７ｂ 第２流路開閉弁、８，８ａ，８ｂ バイパス開閉弁、９ 送風機、１０ 除霜用バイパス配管、１１，１１ａ，１１ｂ 室外側絞り装置、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 三方弁、１３ 室外側熱交換部、２１ 気液分離器、２２ 第１冷媒間熱交換器、２３ 分流側第１絞り装置、２４ 第２冷媒間熱交換器、２５ 分流側第２絞り装置、２６，２６ａ，２６ｂ，２７，２７ａ，２７ｂ 分流側開閉弁、３１，３１ａ，３１ｂ 室内側絞り装置、３２，３２ａ，３２ｂ 室内側熱交換器、３３，３３ａ，３３ｂ 室内側制御手段、５１ 室外機、５２ 分流コントローラ、５３，５３ａ，５３ｂ 室内機、１０１ 第１圧力センサ、１０２ 第２圧力センサ、１０３，１０３ａ，１０３ｂ 室外側温度センサ、１０４ 外気温度センサ、１１１ 分流側第１温度センサ、１１２ 分流側第２温度センサ、１２１，１２１ａ，１２１ｂ 室内側温度センサ、２０１ 高圧管、２０２，２０５ 低圧管、２０３，２０３ａ，２０３ｂ，２０７，２０７ａ，２０７ｂ 液管、２０４，２０４ａ，２０４ｂ，２０６，２０６ａ，２０６ｂ ガス管、２０８ 分流側バイパス配管、３００ 制御手段、３０１ 分流コントローラ用制御手段、３１０ 記憶手段。

発明の実施の形態

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の構成を表す図である。まず、図１に基づいて、空気調和装置を構成する手段（装置）等に関して説明する。この空気調和装置は、冷媒循環による冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して冷暖房を行うものである。特に本実施の形態の空気調和装置は、冷房を行う室内機と暖房を行う室内機とを混在させることができる冷暖房同時運転（冷暖房混在運転）が可能な装置であるものとする。

図１のように本実施の形態の空気調和装置は、主として、室外機（熱源機側ユニット、熱源機）５１、複数の室内機（負荷側ユニット）５３ａ及び５３ｂ並びに分流コントローラ５２で構成する。本実施の形態では、冷媒の流れを制御するために室外機５１と室内機５３ａ、５３ｂとの間に分流コントローラ５２を設け、これらの機器の間を各種冷媒配管により配管接続する。また、複数台の室内機５３ａ及び５３ｂについては、互いに並列となるように接続する。なお、例えば室内機５３ａ、５３ｂ等において、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、以下、ａ、ｂの添字を省略して記載する場合もある。

配管接続については、室外機５１と分流コントローラ５２との間は、高圧管２０１と低圧管２０２、２０５とにより接続する。ここで、低圧管２０５は分流コントローラ５２内に設けた配管である。高圧管２０１には、室外機５１側から分流コントローラ５２側に高圧の冷媒が流れる。また、低圧管２０２、２０５には、高圧管２０１を流れる冷媒に比べて低圧の冷媒が分流コントローラ５２側から室外機５１側に流れる。ここで、圧力の高低については、基準となる圧力（数値）との関係により定めているものではない。例えば圧縮機１の加圧、各絞り装置（流量制御装置）の開閉状態（開度）の制御等により、冷媒回路内において、相対的な高低（中間を含む）に基づいて表すものであるとする（以下、同じ。基本的には、圧縮機１から吐出した冷媒の圧力が最も高く、流量制御装置等により圧力が低下していくため、圧縮機１に吸入される冷媒の圧力が最も低くなる）。

一方、分流コントローラ５２と室内機５３ａとは、液管２０３ａ、２０７ａとガス管２０４ａ、２０６ａとにより接続する。ここで、ガス管２０６ａと液管２０７ａとは、分流コントローラ５２内に設けた配管である。同様に、分流コントローラ５２と室内機５３ｂとは液管２０３ｂ、２０７ｂ及びガス管２０４ｂ、２０６ｂにより接続する。低圧管２０２、高圧管２０１、液管２０３（２０３ａ、２０３ｂ）、液管２０７（２０７ａ、２０７ｂ）、ガス管２０４（２０４ａ、２０４ｂ）及びガス管２０６（２０６ａ、２０６ｂ）による配管接続を行っている。そして、室外機５１、分流コントローラ５２並びに室内機５３（５３ａ、５３ｂ）の間を冷媒が循環し、冷媒回路を構成する。

本実施の形態の室外機５１が有する圧縮機１は、吸入した冷媒に圧力を加えて吐出する（送り出す）。本実施の形態の圧縮機１は、インバータ回路（図示せず）により、制御手段３００の指示に基づいて駆動周波数を任意に変化することができる。このため、圧縮機１は吐出容量（単位時間あたりの冷媒の吐出量）と、その吐出容量に伴って冷暖房能力を変化させることができるインバータ圧縮機となる。

四方弁２は、制御手段３００の指示に基づいて、冷暖房運転の形態（モード）に対応した弁の切り替えを行い、冷媒の経路が切り換わるようにする。本実施の形態では、全冷房運転（ここでは、空調を行っているすべての室内機が冷房をしているときの運転をいう）、冷房主体運転（冷暖房同時運転のうち、冷房負荷が大きいときの運転をいう）のモード時と、全暖房運転（ここでは、空調を行っているすべての室内機が暖房をしているときの運転をいう）、暖房主体運転（冷暖房同時運転のうち、暖房負荷が大きいときの運転をいう）のモード時とによって経路が切り換わるようにする。

室外側熱交換器３（３ａ、３ｂ）は、冷媒を通過させる伝熱管及びその伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィン（図示せず）を有し、冷媒と空気（外気）との熱交換を行う。例えば、全暖房運転時、暖房主体運転時においては蒸発器として機能し、例えば冷媒を蒸発させて気化させる。一方、全冷房運転時、冷房主体運転時においては凝縮器として機能し、例えば冷媒を凝縮して液化させる。場合によっては、例えば冷房主体運転時のように、完全にガス化、液化するのではなく、液体とガス（気体）との二相混合（気液二相冷媒）の状態まで凝縮する等の調整が行われることもある。ここで、本実施の形態では、室外側熱交換器３ａと室外側熱交換器３ｂの熱交換に係る性能は同じであるものとする。

また、第１流路開閉弁６（６ａ、６ｂ）、第２流路開閉弁７（７ａ、７ｂ）及びバイパス開閉弁８（８ａ、８ｂ）は、制御手段３００の指示に基づいて開閉する。例えば除霜運転を行う際、第２流路開閉弁７ａ、７ｂのいずれか一方を閉止し、バイパス開閉弁８ａ、８ｂのいずれか一方を開放する。これにより、例えば除霜運転に際し、室外側熱交換器３ａ、３ｂのいずれか一方に対して、全暖房運転、暖房主体運転において室内機側から流れる冷媒が流入しないように遮断する。そして、除霜用バイパス配管１０を介して圧縮機１からの高温のガス冷媒が直接流入するようにする。除霜用バイパス配管１０は、一端を圧縮機１の吐出側と接続した配管と接続する。そして、途中で分岐した一方の他端を第２流路開閉弁７ａと室外側熱交換器３ａとを接続する配管と接続し、他方の他端を第２流路開閉弁７ｂと室外側熱交換器３ｂとを接続する配管と接続する。バイパス開閉弁８（８ａ、８ｂ）は除霜用バイパス配管１０に設けている。

また、送風機９は、冷媒と外気との熱交換を効率よく行うため、室外側熱交換器３の近辺に設ける。本実施の形態の送風機９は、制御手段３００の指示に基づいて回転数を任意に変化することができる。これにより、外気を送り込む量を変化させて室外側熱交換器３における熱交換量（熱交換に係る熱量）を調整することができる。なお、送風機９は室外熱交換器３ａおよび３ｂの各々に対応して個別に配置し、室内機の運転容量や外気温度に応じて、片側の室外熱交換器の入口に設けた弁を閉止すると共に、対応する送風機も停止することができる。

アキュムレータ４は冷媒回路中の過剰な冷媒を貯留する。また、第１逆止弁ブロック５ａ〜第４逆止弁ブロック５ｄは冷媒が逆流することを防止して冷媒の流れを整え、冷媒の循環経路をモードに合わせて一定にするものである。第１逆止弁ブロック５ａは、四方弁２と低圧管２０２との間の配管上に位置し、低圧管２０２から四方弁２の方向への冷媒流通を許容する。第２逆止弁ブロック５ｂは、四方弁２と高圧管２０１との間の配管上に位置し、四方弁２から高圧管２０１の方向への冷媒流通を許容する。第３逆止弁ブロック５ｃは、室外側熱交換部１３と低圧管２０２との間の配管上に位置し、低圧管２０２から室外側熱交換器３の方向への冷媒流通を許容する。第４逆止弁ブロック５ｄは、室外側熱交換部１３と熱源機側高圧管２０１との間の配管上に位置し、室外側熱交換部１３から高圧管２０１の方向への冷媒流通を許容する。

また、本実施の形態では、圧縮機１の吐出及び吸入側と接続した配管上に、吐出及び吸入に係る冷媒の圧力を検出するための第１圧力センサ１０１、第２圧力センサ１０２を取り付けている。また、室外側熱交換器３ａ、３ｂと四方弁２との間の冷媒の温度をそれぞれ検出する室外側温度センサ１０３ａ、１０３ｂを取り付けている。そして、外気の温度（外気温）を検出するための外気温度センサ１０４を取り付ける。各温度センサ、圧力センサは検出に係る信号を制御手段３００に送信する。

次に、本実施の形態の分流コントローラ５２について説明する。分流コントローラ５２が有する気液分離器２１は、高圧管２０１から流れる冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する。ガス冷媒が流れ出る気相部（図示せず）は、分流側開閉弁２６（２６ａ、２６ｂ）と接続する。一方、液冷媒が流れ出る液相部（図示せず）は、第１冷媒間熱交換器２２と接続する。

分流側開閉弁２６（２６ａ、２６ｂ）及び２７（２７ａ、２７ｂ）は、制御手段３００の指示に基づいて開閉する。分流側開閉弁２６（２６ａ、２６ｂ）の一端は気液分離器２１と接続し、他端はそれぞれガス管２０６（２０６ａ、２０６ｂ）と接続する。また、分流側開閉弁２７（２７ａ、２７ｂ）の一端はそれぞれガス管２０６（２０６ａ、２０６ｂ）と接続し、他端は低圧管２０５と接続する。分流側開閉弁２６（２６ａ、２６ｂ）及び２７（２７ａ、２７ｂ）を組み合わせることにより、制御手段３００の指示に基づいて室内機５３側から低圧管２０２側に冷媒が流れるようにするか、又は気液分離器２１側から室内機５３側に冷媒が流れるように弁を切り替える。ここでは分流側開閉弁２６及び２７により冷媒の流れを切り替えているが、例えば三方弁等を用いてもよい。

分流側第１絞り装置２３は、第１冷媒間熱交換器２２と第２冷媒間熱交換器２４との間に設けられ、制御手段３００の指示に基づいて開度を制御し、気液分離器２１から流れる冷媒流量及び冷媒の圧力を調整する。一方、分流側第２絞り装置２５は、制御手段３００の指示に基づいて開度を制御し、分流側バイパス配管２０８を通過する冷媒の冷媒流量及び冷媒の圧力を調整する。分流側第２絞り装置２５を通過した冷媒は、分流側バイパス配管２０８を通過し、例えば第２冷媒間熱交換器２４、第１冷媒間熱交換器２２において冷媒を過冷却し、低圧管２０２に流れることになる。

第２冷媒間熱交換器２４は、分流側第２絞り装置２５の下流部分の冷媒（分流側第２絞り装置２５を通過した冷媒）と、分流側第１絞り装置２３から流れてくる冷媒との間で熱交換を行う。また、第１冷媒間熱交換器２２は、第２冷媒間熱交換器２４を通過した冷媒と、気液分離器２１から分流側第１絞り装置２３の方向に流れる液冷媒との間で熱交換を行う。

また、分流コントローラ５２においては、分流側バイパス配管２０８を流れる冷媒の温度を検出するための分流側第１温度センサ１１１を取り付ける。また、分流側第２絞り装置２５の下流部分の冷媒の温度を検出するための分流側第２温度センサ１１２を取り付ける。なお、室外機５１に設けた制御手段３００とは別に分流コントローラ用の制御手段３０１を設け、制御手段３００との通信等を行いながら分流コントローラ５２の制御に係る処理を行うようにしてもよい。ここでは説明を簡単にするために制御手段３００が行うものとして説明する。

次に、室内機５３（５３ａ、５３ｂ）の構成について説明する。室内機５３は、室内側熱交換器３２（３２ａ、３２ｂ）及び室内側熱交換器３２に近接して直列接続した室内側絞り装置３１（３１ａ、３１ｂ）を有している。また、本実施の形態では、室内側制御手段３３（３３ａ、３３ｂ）を有している。室内側熱交換器３２は、前述した室外側熱交換器３と同様に、冷房運転の際は蒸発器となり、暖房運転の際は凝縮器となって、空調対象空間の空気と冷媒の間で熱交換を行う。ここで、各室内側熱交換器３２の近辺に、冷媒と空気との熱交換を効率よく行うための送風機を設けてもよい。

室内側絞り装置３１は、減圧弁や膨張弁として機能し、室内側熱交換器３２を通過する冷媒の圧力を調整する。ここで、本実施の形態の室内側絞り装置３１は、例えば開度を変化させることができる電子式膨張弁等で構成しているものとする。そして、室内側絞り装置３１の開度については、冷房運転時には室内側熱交換器３２の冷媒出口側（ここではガス管２０４側となる）の過熱度に基づいて、各室内側制御手段３３等が決定する。また、暖房運転時には冷媒出口側（ここでは液管２０３側となる）の過冷却度に基づいて決定する。室内側制御手段３３は、室内機２が有する各手段を制御する。本実施の形態では、特に、各室内機５３に取り付けた室内側温度センサ１２１（１２１ａ，１２１ｂ）の検出に係る温度に基づいて、冷房に係る室内側熱交換器３２の蒸発温度が所定の温度以下であるかどうかを判断する。そして、所定の温度以下の状態が所定時間以上継続していると判断すると、室内機５３の冷房を停止して、冷媒の凍結を防止するための制御を行う。

制御手段３００は、例えば空気調和装置内外に設けられた各種センサ、空気調和装置の各機器（手段）から送信される信号に基づく判断処理等を行う。そして、その判断に基づいて各機器を動作させ、空気調和装置の全体の動作を統括制御する機能を有する。具体的には、圧縮機１の駆動周波数制御、絞り装置の流量制御装置の開度制御、開閉弁の開閉制御、四方弁２等の切替制御等がある。また、記憶手段３１０は、制御手段３００が処理を行うために必要となる各種データ、プログラム等を一時的又は長期的に記憶しておく。ここで、本実施の形態では、制御手段３００及び記憶手段３１０を、室外機５１近辺に独立して設けるものとするが、例えば室外機５１内に設けるようにしてもよい。また、制御手段３００及び記憶手段３１０を、遠隔地に設け、公衆電気通信網等を介した信号通信を行うことにより、遠隔制御できるようにしてもよい。

以上のように構成した本実施の形態の空気調和装置は、前述したように、全冷房運転、全暖房運転、冷房主体運転及び暖房主体運転の４つの形態（モード）のいずれかによる運転を行うことができる。次に、各モードによる運転における基本的な各機器の動作及び冷媒の流れについて説明する。

図２は実施の形態１に係る全冷房運転の冷媒の流れを表す図である。まず、図２に基づいて全冷房運転における各機器の動作及び冷媒の流れについて説明する。全冷房運転の冷媒の流れは図２に実線矢印で示している。ここでは、すべての室内機５３が停止することなく冷房を行っている場合について説明する。また、制御手段３００は、第１流路開閉弁６ａ、６ｂと第２流路開閉弁７ａ、７ｂについては弁を開放させ、室内側第３開閉弁８ａ、８ｂについては閉止させるようにする。これにより、室外側熱交換器３ａ及び３ｂの両方に熱交換を行わせるものとする（各モードの流れの説明において同じものとする）。

室外機５１においては、圧縮機１が、吸入した冷媒を圧縮し、高圧のガス冷媒を吐出する。圧縮機１から吐出した冷媒は、四方弁２を経て、室外側熱交換器３に流れる。高圧のガス冷媒は室外側熱交換器３内を通過する間に外気との熱交換により凝縮し、高圧の液冷媒となり、第４逆止弁ブロック５ｄを流れる（冷媒の圧力の関係で第２逆止弁ブロック５ｂ、第３逆止弁ブロック５ｃ側には流れない）。そして、高圧の液冷媒は高圧管２０１を通って分流コントローラ５２に流入する。

分流コントローラ５２に流入した冷媒を気液分離器２１がガス冷媒と液冷媒とに分離する。ここで、全冷房運転時に分流コントローラ５２へ流入する冷媒は液冷媒であり、また、制御手段３００が分流側開閉弁２７ａ、２７ｂを開放させ、分流側開閉弁２６ａ、２６ｂを閉止させる。このため、気液分離器２１から室内機５３（５３ａ、５３ｂ）側にはガス冷媒は流れない。一方、液冷媒は第１冷媒間熱交換器２２、分流側第１絞り装置２３、第２冷媒間熱交換器２４を通過して、その一部が液管２０７ａ、２０７ｂを通過する。そして、さらに液管２０３ａ、２０３ｂを介して室内機５３ａ、５３ｂに流入する。

室内機５３ａ、５３ｂにおいては、液管２０３ａ、２０３ｂからそれぞれ流れてきた液冷媒を、室内側絞り装置３１ａ、３１ｂが開度調整し、圧力調整する。ここで、前述したように、各室内側絞り装置３１の開度調整は、各室内側熱交換器３２の冷媒出口側の過熱度に基づいて行う。各室内側絞り装置３１ａ、３１ｂの開度調整により、低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となった冷媒は、それぞれ室内側熱交換器３２ａ、３２ｂに流れる。低圧の液冷媒又は気液二相冷媒は、室内側熱交換器３２ａ、３２ｂをそれぞれ通過する間に空調対象空間となる室内空気との熱交換により蒸発する。そして、低圧のガス冷媒となり、それぞれガス管２０４ａ、２０４ｂに流れる。このとき、熱交換により室内空気を冷却して室内の冷房を行う。ここではガス冷媒としているが、例えば、各室内機５３における負荷が小さい場合、開始直後等過渡的な状態の場合等には、室内側熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて完全に気化せず、気液二相冷媒が流れることもあり得る。ガス管２０４ａ、２０４ｂから流れてきた低圧のガス冷媒又は気液二相冷媒（低圧の冷媒）は、ガス管２０６ａ、２０６ｂ及び分流側開閉弁２７ａ、２７ｂを通過して低圧管２０５、２０２に流れる。

一方、液管２０７ａ、２０７ｂを通過しなかった冷媒は、分流側第２絞り装置２５を通過する。そして、第２冷媒間熱交換器２４、第１冷媒間熱交換器２２において、気液分離器２１から流れる冷媒を過冷却し、分流側バイパス配管２０８を通過して低圧管２０５、２０２に流れる。冷媒を過冷却して室内機５３側に流すことにより、冷媒入口側（ここでは、液管２０３側）のエンタルピを小さくし、室内側熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて、空気との熱交換量を大きくすることができる。ここで、分流側第２絞り装置２５の開度が大きく、分流側バイパス配管２０８を流れる冷媒（過冷却に用いる冷媒）の量が多くなると、蒸発されない冷媒が多くなる。そのため、低圧管２０５、２０２を介して気液二相冷媒が室外機５１側に流れ込むことになる。

低圧管２０２を通過して室外機５１に流れた冷媒は、第１逆止弁ブロック５ａ、四方弁２、アキュムレータ４を経て、再び圧縮機１に戻ることで循環する。これが全冷房運転時の冷媒の循環経路となる。

図３は冷房主体運転の冷媒の流れを表す図である。ここでは、室内機５３ａが暖房を行い、室内機５３ｂが冷房を行っている場合について説明する。冷房主体運転における冷媒の流れは図３に実線矢印で示している。まず、室外機５１の各機器が行う動作及び冷媒の流れは、図２を用いて説明した全冷房運転時と同じである。ただ、ここでは、室外側熱交換器３における冷媒の凝縮を制御することで、高圧管２０１を通って分流コントローラ５２に流入する冷媒が気液二相冷媒となるものとする。

一方、分流コントローラ５２では、制御手段３００の指示に基づいて、分流側開閉弁２６ａ、２７ｂを閉止させ、分流側開閉弁２７ａ、２６ｂを開放させておく。そして、分流コントローラ５２に流入した冷媒を気液分離器２１がガス冷媒と液冷媒とに分離する。分離した液冷媒が、液管２０３ｂ、２０７ｂを流れて冷房を行っている室内機５３ｂに至り、低圧管２０２を通過し、室外機５１に流入するまでの冷媒の流れについては、図２を用いて説明した全冷房運転時における流れと基本的に同じである。

一方、分離したガス冷媒が、分流側開閉弁２６ａ、ガス管２０６ａ、２０４ａを通過して室内機５３ａに流入する。室内機５３ａにおいては、室内側絞り装置３１ａの開度調整により、室内側熱交換器３２ａ内を流れる冷媒の圧力調整をする。そして、高圧のガス冷媒は、室内側熱交換器３２ａ内を通過する間に熱交換により凝縮して液冷媒となり、室内側絞り装置３１ａを通過する。このとき、熱交換により室内空気を加熱して空調対象空間（室内）の暖房を行う。室内側絞り装置３１ａを通過した冷媒は若干圧力が減少した中間圧の液冷媒となり、液管２０３ａ、２０７ａを通過して、第２冷媒間熱交換器２４に流れる。そして、気液分離器２１から流れてきた液冷媒と合流し、一部は室内機５３ｂにおける冷房のための冷媒として利用され、残りは全冷房運転時と同様に、分流側第２絞り装置２５等を通過して分流側バイパス配管２０８から低圧管２０５、２０２に流れる。

このように冷房主体運転においては、室外機５１の室外側熱交換器３は、凝縮器として機能する。また、暖房を行う室内機５３（ここでは室内機５３ａ）を通過した冷媒は、冷房運転を行う室内機５３（ここでは室内機５３ｂ）の冷媒としても用いる。ここで、室内機５３ｂにおける負荷が小さく、室内機５３ｂに流れる冷媒を抑制する等の場合には、制御手段３００は、分流側第２絞り装置２５の開度を大きくさせる。これにより、冷房運転を行っている室内機５３ｂに必要以上の冷媒を供給しなくても、分流側バイパス配管２０８を介して低圧管２０２に流すことができる。

図４は実施の形態１に係る全暖房運転の冷媒の流れを表す図である。次に全暖房運転における各機器の動作及び冷媒の流れについて説明する。ここでは、すべての室内機５３が停止することなく暖房を行っている場合について説明する。全暖房の冷媒の流れは図４に実線矢印で示している。室外機５１においては、圧縮機１が、吸入した冷媒を圧縮し、高圧のガス冷媒を吐出する。圧縮機１が吐出した冷媒は、四方弁２、第２逆止弁ブロック５ｂを流れ（冷媒の圧力の関係で第１逆止弁ブロック５ａ、第４逆止弁ブロック５ｄ側には流れない）、さらに高圧管２０１を通って分流コントローラ５２に流入する。

一方、分流コントローラ５２では、制御手段３００の指示に基づいて、分流側開閉弁２６ａ、２６ｂを開放させ、分流側開閉弁２７ａ、２７ｂを閉止させておく。分流コントローラ５２へ流入したガス冷媒は気液分離器２１、分流側開閉弁２６ａ、２６ｂ及びガス管２０６ａ、２０６ｂ、２０４ａ、２０４ｂを通過し、室内機５３ａ、５３ｂに流入する。

室内機５３ａ、５３ｂにおいては、室内側絞り装置３１ａ、３１ｂの開度調整により、室内側熱交換器３２ａ、３２ｂ内を流れる冷媒の圧力調整をする。そして、高圧のガス冷媒は、室内側熱交換器３２ａ、３２ｂ内を通過する間に熱交換により凝縮して液冷媒となり、室内側絞り装置３１ａ、３１ｂを通過する。このとき、熱交換により室内空気を加熱して空調対象空間（室内）の暖房を行う。

室内側絞り装置３１ａ、３１ｂを通過した冷媒は、例えば中間圧の液冷媒又は気液二相冷媒となり、液管２０３ａ、２０３ｂ、２０７ａ、２０７ｂを通過して、第２冷媒間熱交換器２４に流れ、さらに分流側第２絞り装置２５を通過する。分流側第２絞り装置２５を通過して減圧した冷媒は分流側バイパス配管２０８から低圧管２０５、２０２に流れ、室外機５１に流入する。

室外機５１に流入した冷媒は、室外機５１の第３逆止弁ブロック５ｃを通過し、室外側熱交換器３に流入する。室外側熱交換器３を通過する間に空気との熱交換により蒸発してガス冷媒となる。そして、四方弁２、アキュムレータ４を経て、再び圧縮機１に戻って吐出される。これが全暖房運転時の冷媒の循環経路となる。

ここで、前述した全冷房運転及び全暖房運転において、すべての室内機５３ａ、５３ｂが運転しているものとして説明したが、例えば一部の室内機が停止していてもよい。また、例えば一部の室内機５３が停止しており、空気調和装置全体として負荷が小さい場合は、圧縮機１の駆動周波数変更に係る吐出容量変化又はいずれか一方を停止する等して能力を変化させるようにしてもよい。また、第１流路開閉弁６（６ａ、６ｂ）、第２流路開閉弁７（７ａ、７ｂ）により、例えば、室外側熱交換器３（３ａ、３ｂ）における冷媒流入を制御し、熱交換量も変化させることもできる。

図５は実施の形態１に係る暖房主体運転の冷媒の流れを表す図である。ここでは、室内機５３ａが暖房運転を行い、室内機５３ｂが冷房運転を行っている場合について説明する。暖房主体運転時の冷媒の流れは図５に実線矢印で示している。室外機５１の各機器の動作及び冷媒の流れは、図４を用いて説明した全暖房時と同じである。

一方、分流コントローラ５２では、制御手段３００の指示に基づいて、分流側開閉弁２６ａ、２７ｂを開放させ、分流側開閉弁２７ａ、２６ｂを閉止させておく。分流コントローラ５２へ流入したガス冷媒は気液分離器２１、分流側開閉弁２６ａ及びガス管２０６ａ、２０４ａを通過し、室内機５３ａに流入する。

室内機５３ａにおいては、図４と同様に、室内側絞り装置３１ａの開度調整により、室内側熱交換器３２ａ内を流れる冷媒の圧力調整をする。そして、高圧のガス冷媒は、室内側熱交換器３２ａ、３２ｂ内を通過する間に熱交換により凝縮して液冷媒となり、室内側絞り装置３１ａ、３１ｂを通過する。このとき、熱交換により室内空気を加熱して空調対象空間（室内）の暖房を行う。

室内側絞り装置３１ａを通過した冷媒は、例えば中間圧の液冷媒となり、液管２０３ａ、２０７ａを通過して、第２冷媒間熱交換器２４に流れる。そして、第２冷媒間熱交換器２４に流れた冷媒の一部は、液管２０７ｂ、２０３ｂを通過して室内機５３ｂに流入する。

室内機５３ｂにおいては、室内側絞り装置３１ｂが開度調整により圧力調整する。室内側絞り装置３１ｂの開度調整により、低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となった冷媒は、室内側熱交換器３２ｂを通過する。室内側熱交換器３２ｂを通過している間に冷媒は空調対象空間となる室内空気との熱交換により蒸発する。そして、低圧の冷媒となり、それぞれガス管２０４ｂに流れる。このとき、熱交換により室内空気を冷却して室内の冷房を行う。ガス管２０４ｂを流出した冷媒は、さらにガス管２０６ｂ及び分流側開閉弁２７ｂを通過して低圧管２０５、２０２に流れる。

一方、第２冷媒間熱交換器２４に流れた冷媒の残りは分流側第２絞り装置２５を通過する。分流側第２絞り装置２５を通過して減圧した冷媒は、液管２０３ａ、２０７ａを通過してきた中間圧の冷媒を過冷却して一部が蒸発しながら、分流側バイパス配管２０８から低圧管２０５、２０２に流れ、室外機５１に流入する。

暖房主体運転において、冷房を行う室内機（ここでは室内機２０ｂ）には、暖房を行っている室内機（ここでは室内機２０ａ）から流出した冷媒が流れることになる。そのため、冷房運転を行う室内機５３が停止すると、分流側バイパス配管２０８を流れる気液二相冷媒の量が増加する。反対に冷房を行う室内機５３における負荷が増えると、分流側バイパス配管２０８を流れる冷媒の量が減少する。そのため、暖房を行う室内機５３に必要な冷媒の量は変わらないまま、冷房を行う室内機５３における室内機熱交換器３２（蒸発器）の負荷が変化する。

図６は、制御手段３００が行う室外機５１の圧縮機１の駆動周波数と室外熱交換器３の熱交換量との決定に係るフローチャートを表す図である。制御手段３００は、圧縮機１の駆動周波数と室外熱交換器３の熱交換量とを制御することにより、圧縮機１の吐出側及び吸入側の冷媒の圧力を所定の目標値になるようにする。

制御手段３００は、空調運転を開始すると（ＳＴＥＰ１）、所定の時間Ｔ０が経過したかどうかを判断する（ＳＴＥＰ２）。圧縮機１の吐出側に取り付けた第１圧力センサ１０１からの信号に基づく高圧Ｐｄの値及び吸入側に取り付けた第２圧力センサ１０２からの信号に基づく低圧Ｐｓの値を読み取る（ＳＴＥＰ３）。

そして、高圧Ｐｄと高圧の目標値Ｐｄｍとの差ΔＰｄｍを算出する。また、低圧Ｐｓと低圧の目標値Ｐｓｍとの差ΔＰｓｍを算出する（ＳＴＥＰ４）。さらに、算出したΔＰｄｍとΔＰｓｍとを、次式（１）、（２）に代入し、圧縮機１の周波数の補正値ΔＦと室外熱交換器３の熱交換量の補正値ΔＡＫとを算出する（ＳＴＥＰ５）。ここでａ、ｂ、ｃ及びｄは係数を表す。
ΔＦ ＝ａΔＰｄ＋ｂΔＰｓ …（１）
ΔＡＫ＝ｃΔＰｄ＋ｄΔＰｓ …（２）

補正値ΔＦとΔＡＫにより、駆動周波数の値Ｆと熱交換量ＡＫとを補正した新たな駆動周波数の値Ｆと熱交換量ＡＫを決定する（ＳＴＥＰ６）。そして、決定した駆動周波数Ｆに基づいて、圧縮機１の冷媒の吐出量を制御する。また、熱交換量ＡＫに基づいて、送風機９の回転数を制御し、熱交換量を制御する。ここで、室内機５３側における負荷が小さく、熱交換量が少なくてもよい場合等、第１流路開閉弁６、第２流路開閉弁７を閉止させ、室外熱交換器３全体の伝熱面積を増減させることにより熱交換量を制御するようにしてもよい。

図７及び８は、実施の形態１に係る空気調和装置において、全暖房運転中に除霜運転を行った場合の冷媒の流れを表す図である。図７は全暖房運転中に、室外側熱交換器３ａの除霜を行う場合の冷媒の流れを表す。また、図８は全暖房運転中に室外側熱交換器３ｂの除霜を行う場合の冷媒の流れを表す。全暖房運転の冷媒回路における冷媒の流れは、基本的には図４を用いて説明したことと同じである。また、ここでは全暖房運転について説明を行うが、室外機５１については、暖房主体運転時に除霜運転を行う場合についても同様である。ここで、除霜運転を実施する場合、室外熱交換器３ａと３ｂに対して同時に除霜運転を行うことはない。

図７に示すように、全暖房運転を所定の間継続した後、制御手段３００は、除霜運転を行うものと判断すると、バイパス開閉弁８ａを開放し、第２流路開閉弁７ａを閉止させると共に送風機９を停止させる。また、例えば、室外熱交換器３ｂに冷媒を流入させていない場合には、第２流路開閉弁７ｂを開放させる。この状態で全暖房運転、暖房主体運転を継続すると、低圧管２０２を流れて流入した気液二相冷媒は、第３逆止弁ブロック５ｃ、第２流路開閉弁７ｂを介して室外熱交換器３ｂのみに流入し、蒸発・気化することになる。

一方、バイパス開閉弁８ａを開放したことにより、圧縮機１が吐出した高温・高圧のガス冷媒の一部がバイパス開閉弁８ａを介して室外熱交換器３ａに流入する。高温のガス冷媒と霜との熱交換により、室外熱交換器３ａについた霜が融け、冷媒は低温のガス冷媒となる。そのガス冷媒は、第１流路開閉弁６ａを通過し、室外熱交換器３ｂを流出したガス冷媒と合流して、四方弁２、アキュムレータ４を介して圧縮機１に戻る。なお、除霜中に送風機９を停止することで、冷媒の熱は霜と熱交換しやすくなるため、短時間での除霜が可能となる。

また、図８に示すように、室外熱交換器３ａの除霜が終了したものと判断すると、バイパス開閉弁８ａを閉止させ第２流路開閉弁７ａを開放させる。そして、例えば所定時間後にバイパス開閉弁８ｂを開放させ、第２流路開閉弁７ｂを閉止させる。この状態では、第２流路開閉弁７ａを介して室外熱交換器３ａのみに流入し、蒸発・気化する。また、圧縮機１が吐出した高温・高圧のガス冷媒の一部がバイパス開閉弁８ｂを介して室外熱交換器３ｂに流入し、霜を融かす。霜との熱交換により低温となったガス冷媒は、第１流路開閉弁６ｂを通過し、室外熱交換器３ａを流出したガス冷媒と合流して、四方弁２、アキュムレータ４を介して圧縮機１に戻る。

図９は実施の形態１における制御手段３００が行う除霜運転に係るフローチャートを表す図である。空気調和装置による全暖房運転又は暖房主体運転を開始すると（ＳＴＥＰ１１）、圧縮機１の吸入側に取り付けた第２圧力センサ１０２からの信号に基づく低圧Ｐｓの値が低圧の目標値Ｐｓｍ２よりも低いかどうかを判断する（ＳＴＥＰ１２）。低圧Ｐｓの値が目標値Ｐｓｍ２よりも低いと判断すると、バイパス開閉弁８ａを開放し、第２流路開閉弁７ａを閉止させ、前述したように室外熱交換器３ａの除霜を開始する（ＳＴＥＰ１３）。そして、温度センサ１０３ａからの信号に基づく温度Ｔｒａが所定値Ｔｒ０以上であるかどうかを判断する（ＳＴＥＰ１４）。そして、温度Ｔｒａが所定値Ｔｒ０以上であると判断するまで室外熱交換器３ａの除霜を行う。

温度Ｔｒａが所定値Ｔｒ０以上であると判断すると、バイパス開閉弁８ａを閉止させ第２流路開閉弁７ａを開放させる（ＳＴＥＰ１５）。また、所定時間後にバイパス開閉弁８ｂを開放させ、第２流路開閉弁７ｂを閉止させる（ＳＴＥＰ１６）。そして、温度センサ１０３ｂからの信号に基づく温度Ｔｒｂが所定値Ｔｒ０以上であるかどうかを判断する（ＳＴＥＰ１７）。そして、温度Ｔｒｂが所定値Ｔｒ０以上であると判断するまで室外熱交換器３ｂの除霜を行う。

温度Ｔｒｂが所定値Ｔｒ０以上であると判断すると、バイパス開閉弁８ｂを閉止させ第２流路開閉弁７ｂを開放させる（ＳＴＥＰ１８）。そして、ＳＴＥＰ１２に戻って処理を続ける。

ここで、全暖房運転、暖房主体運転を継続しながら除霜運転を行う場合でも、図６を用いて説明したように、圧縮機１の駆動周波数と室外熱交換器３の熱交換量とを制御することにより、圧縮機１の吐出側及び吸入側の冷媒の圧力を所定の目標値になるようにする。
基本的には、室外機５１の圧縮機１の駆動周波数と室外熱交換器３の熱交換量との決定に係る処理と図９を用いて説明した除霜運転に係る処理とは、独立して行うものである。ただ、圧縮機１の駆動周波数と室外熱交換器３の熱交換量とを変更した直後は、低圧Ｐｓが大きく変化する。そのため、除霜運転に係る処理において図９のＳＴＥＰ２における所定時間Ｔ０を経過した後に、第２圧力センサ１０２からの信号に基づいて読み取った低圧Ｐｓの値に基づいて、図９のＳＴＥＰ１２の判断を行う。これにより、安定した圧力状態での判断を行うことで、除霜運転に係る判断を誤らないようにする。

また、室外機５１において、除霜運転を行う際に、除霜用バイパス配管１０に圧縮機１からのホットガスを分流させるため、バイパス開閉弁８の開放により、吐出側の圧力（高圧側）が大きく低下する。また、各室外熱交換器３の除霜終了時にバイパス開閉弁８を閉止することで大きく上昇する。このような除霜運転開始、各室外熱交換器３の除霜終了時の圧力変動に対応できるようにする方が望ましい。例えば、制御手段３００は、除霜運転中に圧縮機１の駆動周波数と室外熱交換器３の熱交換量との決定に係る処理を行う際、上述の（１）式及び（２）式における係数ａ、ｂ、ｃ及びｄを変更するようにする。これにより、冷媒回路における高圧をより安定維持できるようになり、除霜運転を行っている場合でも圧縮機１は安定した暖房能力を発揮できる（供給できる）ようになる。また、各運転形態（モード）においても係数を変更できるようにしてもよい。これらの係数は、例えば記憶手段３１０にデータとして記憶させておく。

また、除霜運転中には、蒸発器として機能する室外熱交換器３の数が減るため、吸入側の圧力（低圧側）が引込む。この引込みにより、例えば暖房主体運転において冷房に係る室内機５３における室内熱交換器３１の蒸発温度が所定の温度（例えば０℃）以下となることがある。このため、空調対象空間の空気中の水分が室内熱交換器３１において凍結（着霜）する場合がある。この凍結により、空調対象空間に送り込む空気の風量が減る。また、例えば除霜機能を設けて解凍（除霜）させた場合に、融けた水がドレンパンからあふれて水漏れを発生させる可能性がある。

そこで、冷房を行っている室内機５３の室内側制御手段３３は、例えば室内側温度センサ１２１の検出に係る温度に基づいて、室内側熱交換器３２の蒸発温度が所定の温度以下であるかどうかを判断する。そして、所定の温度以下の状態が所定時間以上継続していると判断すると、室内機５３の運転をしばらく停止させて、室内熱交換器３１に冷媒を流さないようにして空気中の水分の凍結を防止する。また、送風機（図示せず）のみを回転させて室内熱交換器３１に風を送り込み、空気の熱で霜を融かすようにしてもよい。そして、所定の時間が経過すると、再度冷房を行うようにする。ここでは室内側温度センサ１２１を取り付けているが、例えば低圧となる側に圧力センサを取り付けて、圧力に基づく飽和温度を推定して判断するようにしてもよい。また、ここでは、各室内機５３の室内側制御手段３３が判断を行っているが、例えば制御手段３００が一括して判断を行うようにしてもよい。

以上のように、実施の形態１の空気調和装置によれば、室外機５１に複数の室外側熱交換器３を並列に配管接続し、制御手段３００が第２流路開閉弁７とバイパス開閉弁８の開閉を制御して、除霜用バイパス配管１０を介して各室外側熱交換器３に順次ホットガスを流入させて除霜を行わせるようにしたので、室外機５１が１台であっても全暖房運転、暖房主体運転を継続しながら除霜運転を実施できる。このため、除霜運転を実施しながらも、室内機５３側の冷暖房を停止することなく、快適な室温環境を保つことができる。そして、室外機５１が１台であるため、コストを抑えることができる。また、設置スペースを小さくすることができる。

また、除霜運転を行う場合に、圧縮機１の駆動周波数と室外熱交換器３の熱交換量とを制御することで、除霜運転により、全暖房運転、暖房主体運転に用いる室外側熱交換器３の数が少なくなった場合でも対応することができる。また、暖房主体運転中に冷媒回路の低圧側が低くなることで、冷房を行っている室内機５３の室内側熱交換器３２の蒸発温度が低くなってしまうことがある。本実施の形態では、室内側制御手段３３が、蒸発温度が所定の温度以下であると判断すると、動作停止を行うようにしたので、凍結防止をはかることができる。

実施の形態２．
図１０は本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の構成を表す図である。図１０において、図１等と符号が同一の手段等については、実施の形態１で説明したことと同様の動作等を行う。図１０において、室外側絞り装置１１（１１ａ、１１ｂ）は、室外側熱交換器３ａ、３ｂに流入出する冷媒の流量を調整するものであり、第２流路開閉弁７ａ、７ｂの代わりに設置する。ここで、本実施の形態では、除霜用バイパス配管１０において途中で分岐した他端について、一方の他端を室外側絞り装置１１ａと室外側熱交換器３ａとを接続する配管と接続する。また、他方の他端を室外側絞り装置１１ｂと室外側熱交換器３ｂとを接続する配管と接続する。

本実施の形態の空気調和装置における、全冷房運転、冷房主体運転、全暖房運転、暖房主体運転の冷媒の流れについては、実施の形態１と同様である。

図１１及び１２は、実施の形態２に係る空気調和装置において、全暖房運転中に除霜運転を行った場合の冷媒の流れを表す図である。図１１は全暖房運転中に、室外側熱交換器３ａの除霜を行う場合の冷媒の流れを表す。また、図１２は全暖房運転中に室外側熱交換器３ｂの除霜を行う場合の冷媒の流れを表す。全暖房運転の冷媒回路における冷媒の流れは、基本的には図４を用いて説明したことと同じである。

全暖房運転を所定の間継続した後、制御手段３００は、除霜運転を行うものと判断すると、バイパス開閉弁８ａを開放させ、室外側絞り装置１１ａを予め決定した除霜用開度に設定させる。また、例えば実施の形態１で説明したように、室外側熱交換器３ｂで熱交換しなければならない熱交換量に基づいて室外側絞り装置１１ｂを所定の開度（以下、暖房用開度という）に設定させる。

図１１に示すように、バイパス開閉弁８ａを開放することで、圧縮機１が吐出した高温・高圧のガス冷媒の一部が除霜用バイパス配管１０を通過して室外熱交換器３ａに流入する。高温のガス冷媒と霜との熱交換により、室外熱交換器３ａについた霜が融け、冷媒は凝縮により液化する。その液冷媒は、室外側絞り装置１１ａを通過する。そして、低圧管２０２、第３逆止弁ブロック５ｃを通過した気液二相冷媒と合流し、室外側絞り装置１１ｂを介して室外熱交換器３ａのみに流入し、蒸発・気化する。そして、開放弁６ｂ、アキュムレータ４を介して圧縮機１に戻る。

また、室外熱交換器３ａの除霜が終了したものと判断すると、制御手段３００は、バイパス開閉弁８ａを閉止させる。また、室外側熱交換器３ａで熱交換しなければならない熱交換量に基づいて室外側絞り装置１１ａを暖房用開度に設定させる。そして、バイパス開閉弁８ｂを開放させ、室外側絞り装置１１ｂを予め決定した除霜用開度に設定させる。

図１２に示すように、バイパス開閉弁８ｂを開放することで、圧縮機１が吐出した高温・高圧のガス冷媒の一部が除霜用バイパス配管１０を通過して室外熱交換器３ｂに流入する。高温のガス冷媒と霜との熱交換により、室外熱交換器３ｂについた霜が融け、冷媒は凝縮により液化する。その液冷媒は、室外側絞り装置１１ｂを通過する。そして、低圧管２０２、第３逆止弁ブロック５ｃを通過した気液二相冷媒と合流し、室外側絞り装置１１ａを介して室外熱交換器３ａのみに流入し、蒸発・気化する。そして、開放弁６ａ、アキュムレータ４を介して圧縮機１に戻る。

図１３及び１４は、実施の形態２に係る空気調和装置において、暖房主体運転中に除霜運転を行った場合の冷媒の流れを表す図である。図１３は暖房主体運転中に、室外側熱交換器３ａの除霜を行う場合の冷媒の流れを表す。また、図１４は暖房主体運転中に室外側熱交換器３ｂの除霜を行う場合の冷媒の流れを表す。暖房主体運転の冷媒回路における冷媒の流れは、基本的には図５を用いて説明したことと同じである。

暖房主体運転を所定の時間、継続した後、制御手段３００は、除霜運転を行うものと判断すると、バイパス開閉弁８ａを開放させ、室外側絞り装置１１ａを予め決定した除霜用開度に設定させる。また、例えば実施の形態１で説明したように、室外側熱交換器３ｂで熱交換しなければならない熱交換量に基づいて室外側絞り装置１１ｂを暖房用開度に設定させる。

図１３に示すように、バイパス開閉弁８ａを開放することで、圧縮機１が吐出した高温・高圧のガス冷媒の一部が除霜用バイパス配管１０を通過して室外熱交換器３ａに流入する。高温のガス冷媒と霜との熱交換により、室外熱交換器３ａについた霜が融け、冷媒は凝縮により液化する。その液冷媒は、室外側絞り装置１１ａを通過する。そして、低圧管２０２、第３逆止弁ブロック５ｃを通過した気液二相冷媒と合流し、室外側絞り装置１１ｂを介して室外熱交換器３ｂのみに流入し、蒸発・気化する。そして、開放弁６ｂ、アキュムレータ４を介して圧縮機１に戻る。

また、室外熱交換器３ａの除霜が終了したものと判断すると、制御手段３００は、バイパス開閉弁８ａを閉止させる。また、室外側熱交換器３ａで熱交換しなければならない熱交換量に基づいて室外側絞り装置１１ａを暖房用開度に設定させる。そして、バイパス開閉弁８ｂを開放させ、室外側絞り装置１１ｂを予め決定した除霜用開度に設定させる。

図１４に示すように、バイパス開閉弁８ｂを開放することで、圧縮機１が吐出した高温・高圧のガス冷媒の一部が除霜用バイパス配管１０を通過して室外熱交換器３ｂに流入する。高温のガス冷媒と霜との熱交換により、室外熱交換器３ｂについた霜が融け、冷媒は凝縮により液化する。その液冷媒は、室外側絞り装置１１ｂを通過する。そして、低圧管２０２、第３逆止弁ブロック５ｃを通過した気液二相冷媒と合流し、室外側絞り装置１１ａを介して室外熱交換器３ａのみに流入し、蒸発・気化する。そして、開放弁６ａ、アキュムレータ４を介して圧縮機１に戻る。

図１５は実施の形態２に係る制御手段３００が行う除霜運転に係るフローチャートを表す図である。空気調和装置による全暖房運転又は暖房主体運転を開始すると（ＳＴＥＰ２１）、圧縮機１の吸入側に取り付けた第２圧力センサ１０２からの信号に基づく低圧Ｐｓの値が低圧の目標値Ｐｓｍ２よりも低いかどうかを判断する（ＳＴＥＰ２２）。低圧Ｐｓの値が目標値Ｐｓｍ２よりも低いと判断すると、バイパス開閉弁８ａを開放させ、室外側絞り装置１１ａを除霜用開度に設定させ、前述したように室外熱交換器３ａの除霜を開始する（ＳＴＥＰ２３）。そして、温度センサ１０３ａからの信号に基づく温度Ｔｒａが所定値Ｔｒ０以上であるかどうかを判断する（ＳＴＥＰ２４）。そして、温度Ｔｒａが所定値Ｔｒ０以上であると判断するまで室外熱交換器３ａの除霜を行う。

温度Ｔｒａが所定値Ｔｒ０以上であると判断すると、バイパス開閉弁８ａを閉止させ、室外側絞り装置１１ａを暖房用開度に設定させる（ＳＴＥＰ２５）。また、所定時間後にバイパス開閉弁８ｂを開放させ、室外側絞り装置１１ｂを除霜用開度に設定させる（ＳＴＥＰ２６）。そして、温度センサ１０３ｂからの信号に基づく温度Ｔｒｂが所定値Ｔｒ０以上であるかどうかを判断する（ＳＴＥＰ２７）。そして、温度Ｔｒｂが所定値Ｔｒ０以上であると判断するまで室外熱交換器３ｂの除霜を行う。

温度Ｔｒｂが所定値Ｔｒ０以上であると判断すると、バイパス開閉弁８ｂを閉止させ、室外側絞り装置１１ｂを暖房用開度に設定させる（ＳＴＥＰ２８）。そして、ＳＴＥＰ２２に戻って処理を続ける。

以上のように、実施の形態２の空気調和装置によれば、室外機５１に複数の室外側熱交換器３を並列に配管接続し、制御手段３００が室外側絞り装置１１の開度及びバイパス開閉弁８の開閉を制御して、除霜用バイパス配管１０を介して各室外側熱交換器３に順次ホットガスを流入させて除霜を行わせるようにしたので、室外機５１が１台であっても全暖房運転、暖房主体運転を継続しながら除霜運転を実施できる。このため、除霜運転を実施しながらも、室内機５３側の冷暖房を停止することなく、快適な室温環境を保つことができる。そして、室外機５１が１台であるため、コストを抑えることができる。また、設置スペースを小さくすることができる。このとき、除霜動作により、全暖房運転でも暖房主体運転でも、除霜する熱交換器に供給される高温・高圧のガス冷媒は凝縮する熱量を霜を融解するための熱として利用できるため、効率よく短時間で除霜運転を完了することができる。このため、省エネルギ化をはかることができ、また、快適性を向上させることができる。

実施の形態３．
図１６は本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成を表す図である。図１６において、図１、図８等と符号が同一の手段等については、実施の形態１及び２で説明したことと同様の動作等を行う。図１６において、三方弁１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は、制御手段３００の指示に基づいて弁の切り替えを行い、冷媒の経路が切り換わるようにする。本実施の形態では、第２の流路切替手段となる三方弁１２ａ、１２ｂについては、室外側熱交換器３ａ、３ｂと圧縮機１の吐出側との間の流路（以下、高圧側流路という）、又は室外側熱交換器３ａ、３ｂとアキュムレータ４との間の流路（以下、低圧側流路という）の切り替えを行う。第１の流路切替手段となる三方弁１２ｃについては、実施の形態１、２で説明した四方弁２の代わりに、第１逆止弁ブロック５ａを設けた配管と第２逆止弁ブロック５ｂを設けた配管とが接続する部分と圧縮機１の吐出側との間の流路、又は第１逆止弁ブロック５ａを設けた配管と第２逆止弁ブロック５ｂを設けた配管とが接続する部分と圧縮機１の吸入側との間の流路の切り替えを行う。

図１７は実施の形態３に係る暖房主体運転の冷媒の流れを表す図である。本実施の形態の空気調和装置について、全暖房運転、暖房主体運転の際の室外機５１における冷媒の流れを中心に説明する。

室外機５１においては、圧縮機１が、吸入した冷媒を圧縮し、高圧のガス冷媒を吐出する。圧縮機１が吐出した冷媒は、三方弁１２ｃ、第２逆止弁ブロック５ｂを流れ、さらに高圧管２０１を通って分流コントローラ５２に流入する。

分流コントローラ５２では、制御手段３００の指示に基づいて、分流側開閉弁２６ａ、２７ｂを開放させ、分流側開閉弁２７ａ、２６ｂを閉止させておく。分流コントローラ５２へ流入したガス冷媒は気液分離器２１、分流側開閉弁２６ａ及びガス管２０６ａ、２０４ａを通過し、室内機５３ａに流入する。

室内機５３ａにおいては、室内側絞り装置３１ａの開度調整により、室内側熱交換器３２ａ内を流れる冷媒の圧力調整をする。そして、高圧のガス冷媒は、室内側熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ内を通過する間に熱交換により凝縮して液冷媒となり、室内側絞り装置３１ａ、３１ｂを通過する。このとき、熱交換により室内空気を加熱して空調対象空間（室内）の暖房を行う。

室内側絞り装置３１ａを通過した冷媒は、例えば中間圧の液冷媒となり、液管２０３ａ、２０７ａを通過して、第２冷媒間熱交換器２４に流れる。そして、第２冷媒間熱交換器２４に流れた冷媒の一部は、液管２０７ｂ、２０３ｂを通過して室内機５３ｂに流入する。

室内機５３ｂにおいては、室内側絞り装置３１ｂが開度調整により圧力調整する。室内側絞り装置３１ｂの開度調整により、低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となった冷媒は、室内側熱交換器３２ｂを通過する。室内側熱交換器３２ｂを通過している間に冷媒は空調対象空間となる室内空気との熱交換により蒸発する。そして、低圧の冷媒となり、それぞれガス管２０４ｂに流れる。このとき、熱交換により室内空気を冷却して室内の冷房を行う。ガス管２０４ｂを流出した冷媒は、さらにガス管２０６ｂ及び分流側開閉弁２７ｂを通過して低圧管２０５、２０２に流れる。

一方、第２冷媒間熱交換器２４に流れた冷媒の残りは分流側第２絞り装置２５を通過する。分流側第２絞り装置２５を通過して減圧した冷媒は、液管２０３ａ、２０７ａを通過してきた中間圧の冷媒を過冷却して一部が蒸発しながら、分流側バイパス配管２０８から低圧管２０５、２０２に流れ、室外機５１に流入する。

室外機５１に流入した冷媒は、室外機５１の第３逆止弁ブロック５ｃ、室外側絞り装置９を通過して、室外側熱交換器３に流入する。室外側熱交換器３を通過する間に空気との熱交換により蒸発してガス冷媒となる。そして、三方弁１２ａ、１２ｂ、アキュムレータ４を経て、再び圧縮機１に戻って吐出される。

図１８及び図１９は実施の形態３の空気調和装置について、除霜運転を行った場合の冷媒の流れを表す図である。図１８は暖房主体運転中に、室外側熱交換器３ａの除霜を行う場合の冷媒の流れを表す。また、図１９は暖房主体運転中に室外側熱交換器３ｂの除霜を行う場合の冷媒の流れを表す。ここでは、暖房主体運転について説明するが、全暖房運転についても同様である。暖房主体運転の冷媒回路における冷媒の流れは基本的には、図１７を用いて説明したことと同じである。

暖房主体運転を所定の間継続した後、制御手段３００は、除霜運転を行うものと判断すると、高圧側流路に三方弁１２ａを切り替えさせる。また、室外側絞り装置１１ａを予め決定した除霜用開度に設定させる。また、例えば実施の形態１で説明したように、室外側熱交換器３ｂで熱交換しなければならない熱交換量に基づいて室外側絞り装置１１ｂを所定の開度（以下、暖房用開度という）に設定させる。

図１８に示すように、圧縮機１が吐出した高温・高圧のガス冷媒の一部が除霜用バイパス配管１０、三方弁１２ａを介して室外熱交換器３ａに流入する。高温のガス冷媒と霜との熱交換により、室外熱交換器３ａについた霜が融け、冷媒は凝縮により液化する。その液冷媒は、室外側絞り装置１１ａを通過する。そして、低圧管２０２、第３逆止弁ブロック５ｃを通過した気液二相冷媒と合流し、室外側絞り装置１１ｂを介して室外熱交換器３ｂのみに流入し、蒸発・気化する。そして、三方弁１２ｂ、アキュムレータ４を介して圧縮機１に戻る。

また、室外熱交換器３ａの除霜が終了したものと判断すると、制御手段３００は、高圧側流路に三方弁１２ｂを切り替えさせる。また、室外側絞り装置１１ｂを予め決定した除霜用開度に設定させる。そして、低圧側流路に三方弁１２ｂを切り替えさせる。また、室外側熱交換器３ａで熱交換しなければならない熱交換量に基づいて室外側絞り装置１１ａを暖房用開度に設定させる。

図１９に示すように、圧縮機１が吐出した高温・高圧のガス冷媒の一部が除霜用バイパス配管１０、三方弁１２ｂを介して室外熱交換器３ｂに流入する。高温のガス冷媒と霜との熱交換により、室外熱交換器３ｂについた霜が融け、冷媒は凝縮により液化する。その液冷媒は、室外側絞り装置１１ｂを通過する。そして、低圧管２０２、第３逆止弁ブロック５ｃを通過した気液二相冷媒と合流し、室外側絞り装置１１ａを介して室外熱交換器３ａのみに流入し、蒸発・気化する。そして、三方弁１２ａ、アキュムレータ４を介して圧縮機１に戻る。

図２０は実施の形態３に係る制御手段３００が行う除霜運転に係るフローチャートを表す図である。空気調和装置による全暖房運転又は暖房主体運転を開始すると（ＳＴＥＰ３１）、圧縮機１の吸入側に取り付けた第２圧力センサ１０２からの信号に基づく低圧Ｐｓの値が低圧の目標値Ｐｓｍ２よりも低いかどうかを判断する（ＳＴＥＰ３２）。低圧Ｐｓの値が目標値Ｐｓｍ２よりも低いと判断すると、三方弁１２ａを高圧側流路に切り替えさせ、室外側絞り装置１１ａを除霜用開度に設定させ、前述したように室外熱交換器３ａの除霜を開始する（ＳＴＥＰ３３）。そして、温度センサ１０３ａからの信号に基づく温度Ｔｒａが所定値Ｔｒ０以上であるかどうかを判断する（ＳＴＥＰ３４）。そして、温度Ｔｒａが所定値Ｔｒ０以上であると判断するまで室外熱交換器３ａの除霜を行う。

温度Ｔｒａが所定値Ｔｒ０以上であると判断すると、三方弁１０ａを低圧側流路に切り替えさせ、室外側絞り装置１１ａを暖房用開度に設定させる（ＳＴＥＰ３５）。また、所定時間後に三方弁１０ｂを高圧側流路に切り替えさせ、室外側絞り装置１１ｂを除霜用開度に設定させる（ＳＴＥＰ３６）。そして、温度センサ１０３ｂからの信号に基づく温度Ｔｒｂが所定値Ｔｒ０以上であるかどうかを判断する（ＳＴＥＰ３７）。そして、温度Ｔｒｂが所定値Ｔｒ０以上であると判断するまで室外熱交換器３ｂの除霜を行う。

温度Ｔｒｂが所定値Ｔｒ０以上であると判断すると、三方弁１０ｂを低圧側流路に切り替えさせ、室外側絞り装置１１ｂを暖房用開度に設定させる（ＳＴＥＰ３８）。そして、ＳＴＥＰ３２に戻って処理を続ける。

以上のように、実施の形態３の空気調和装置によれば、室外機５１に複数の室外側熱交換器３を並列に配管接続し、制御手段３００が三方弁１２ａ、１２ｂの切り替え及びバイパス開閉弁８の開閉を制御して、除霜用バイパス配管１０を介して各室外側熱交換器３に順次ホットガスを流入させて除霜を行わせるようにしたので、室外機５１が１台であっても全暖房運転、暖房主体運転を継続しながら除霜運転を実施できる。このため、除霜運転を実施しながらも、室内機５３側の冷暖房を停止することなく、快適な室温環境を保つことができる。そして、室外機５１が１台であるため、コストを抑えることができる。また、設置スペースを小さくすることができる。このとき、全暖房運転及び暖房主体運転において、除霜する室外側熱交換器３に供給される高温・高圧のガス冷媒の凝縮に係る熱量を、霜を融解するために利用でき、効率よく短時間で除霜運転を完了することができる。このため、省エネルギ化をはかることができ、また、快適性を向上させることができる。また、三方弁１２ａ、１２ｂを用いて、弁の数を減らすことができるため、回路を簡素化することができる。また、弁における圧力損失を小さくすることができるため、効率の向上にもつながる。

実施の形態４．
上述の実施の形態１では、制御手段３００が第２流路開閉弁７とバイパス開閉弁８とを連動させて制御し、室外側熱交換器３に流入する冷媒について、除霜用バイパス配管１０からの冷媒と、室内機５３（分流コントローラ）側からの冷媒との切り替えを行うようにしたが、これに限定するものではない。例えば、第２流路開閉弁７及びバイパス開閉弁８の代わりに、実施の形態３と同様の三方弁を用いて、冷媒の切り替えを行うようにしてもよい。

実施の形態５．
上述の各実施の形態の空気調和装置は、室外熱交換器３ａ及び室外熱交換器３ｂの２台の室外熱交換器３を並列にして構成したが、３台以上としても同様の効果を有する。また、各室外熱交換器３の熱交換に係る性能を同じにしてもよいし、異なるようにしてもよい。また、図１等においては、室外熱交換器３の冷媒の流入出等を制御するための第１流路開閉弁６、第２流路開閉弁７、バイパス開閉弁８、室外側絞り装置１１をそれぞれ１つずつ設置するようにしたが個数は限定しない。また、熱交換に係る熱量が少ない等のような場合には、弁の開閉状態を切り替えることで、各室外熱交換器３への冷媒の流入出を制御するようにしてもよい。

実施の形態６．
上述の実施の形態では、冷暖房同時運転が可能な空気調和装置について説明したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、冷房主体運転、暖房主体運転を行わない冷媒回路構成の空気調和装置についても適用することができる。また、対象空間を暖める暖房装置等についても適用することができる。

Claims (7)

1. 冷媒を加圧して吐出する圧縮機、外気と冷媒との熱交換を行う複数の室外側熱交換器及び運転形態に基づいて流路を切り替える流路切替手段を有する室外機と、
   空調対象空間の空気と冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器及び室内側流量制御手段を有する複数の室内機と
   を配管接続して冷媒回路を構成する空気調和装置であって、
   前記圧縮機が吐出した冷媒を分流させ、並列に配管接続した各室外側熱交換器にそれぞれ流入させるためのバイパス配管と、
   前記各室外側熱交換器への該バイパス配管からの冷媒の通過又は遮断を行う複数のバイパス開閉手段と、
   前記各室外側熱交換器への前記室内機からの冷媒の通過又は遮断を行う複数の流路開閉手段と
   を前記室外機に備えることを特徴とする空気調和装置。
2. 各バイパス開閉手段の閉止及び各流路開閉手段の開放を制御して前記バイパス配管を通過した冷媒を各室外側熱交換器に順次流入させ、該室外側熱交換器の除霜を行わせる制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 少なくとも前記流路開閉手段の代わりに、前記冷媒の流量を調整するための流量調整手段を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
4. 冷媒を加圧して吐出する圧縮機、外気と冷媒との熱交換を行う複数の室外側熱交換器及び運転形態に基づいて流路を切り替える第１の流路切替手段を有する室外機と、
   空調対象空間の空気と冷媒との熱交換を行う室内側熱交換器及び室内側流量制御手段を有する複数の室内機と
   を配管接続して冷媒回路を構成する空気調和装置であって、
   前記圧縮機が吐出した冷媒を分流させ、並列に配管接続した各室外側熱交換器にそれぞれ流入させるためのバイパス配管と、
   該バイパス配管を通過した冷媒又は前記室内機からの冷媒のいずれかを、前記各室外側熱交換器に流入させるための切り替えを行う複数の第２の流路切替手段と
   を前記室外機に備えることを特徴とする空気調和装置。
5. 各第２の流路切替手段の切替を制御して前記バイパス配管を通過した冷媒を各室外側熱交換器に順次流入させ、該室外側熱交換器の除霜を行わせる制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
6. 前記圧縮機の吐出側及び吸入側の圧力を検出するための圧力検出手段と、
   前記圧縮機の吐出側及び吸入側の圧力がそれぞれ目標値となるように、前記圧力検出手段の検出に係る圧縮機の吐出側及び吸入側の圧力の値に基づいて、前記圧縮機による冷媒の吐出量及び前記複数の室外側熱交換器における総熱交換量を決定する制御手段を
   さらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気調和装置。
7. 各室内機の室内側熱交換器を流れる冷媒の温度が、所定の時間以上、所定の温度以下であると判断すると、対応する室内機の室内側熱交換器への冷媒の流入を停止させる制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の空気調和装置。

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