JPWO2017187504A1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

換気装置の排熱を有効活用でき、室内機の設置台数に制約がなく、且つ、施工性が良好な空気調和装置。空気調和装置は、圧縮機と、室内側熱交換器と、絞り装置と、室外側熱交換器と、を管路で接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路は、前記室外側熱交換器と、前記絞り装置との間に配置され、室内空気の排気と熱交換する排熱回収用熱交換器を備えている。

Description

本発明は、換気装置の排熱を活用する空気調和装置に関するものである。

省エネルギー化に対する重要度の増大に伴い、建物の高気密化、高断熱化により空気調和装置の冷暖房負荷を低減する対策が進められている。

冷暖房負荷の要素の一つである換気による外気負荷に対しては、例えば、特許文献１のように、全熱交換器の排気風路上に熱交換器を設置し、換気装置の排熱で給気温度の調整を行う換気装置が提案されている。空気調和装置に加え、全熱交換器が組み込まれた換気装置を、空気調和装置と別個に設けることで外気負荷自体を低減させている。

空気調和装置の省エネルギー化に対しては、例えば、特許文献２のように、室内空気を、室外側熱交換器を通過させた後室外に排出し、室外空気を、室内熱交換器を通過させた後室内に供給するように構成した空気調和装置が提案されている。特許文献２の構成によれば、換気機能を備え、且つ、換気に伴う排熱を回収することができる空気調和装置が得られることが記載されている。また、例えば、特許文献３においては、空気調和装置の冷媒回路に、換気装置からの給気温度調整を目的とした換気用補助回路が組み込まれている。この構成により、換気装置の排熱回収による省エネルギー化と、熱交換型換気装置の低コスト化が期待されている。

特開２００６−３１７０７８号公報 特開平５−２７２７８２号公報 特開平１１−２５７７９３号公報

全熱交換器を組み込んだ換気装置を用いる方法は、広く採用されている一方で、全熱交換器におけるエンタルピ交換効率は１００％とならないため、換気装置で回収できない熱量が排気と共に室外に流出する。つまり、換気装置から室外に流出する排気は、一般的に室外の空気温度よりも室内の快適温度に近く、空気調和装置の冷凍サイクルに有用な熱量を保持しているにも関わらず、その熱量が空気調和装置に有効活用されていない。

また、特許文献１〜３を採用した場合でも、補強等が必要となり取り付け時の施工が困難となるだけでなく、冷媒回路の複雑化や、システムの大規模化を避けることが難しい。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、換気装置の排熱を有効活用しながら、室内機の設置台数に制約を設けることなく、且つ、施工性が良好な空気調和装置を提供することを目的としている。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、室内側熱交換器と、絞り装置と、室外側熱交換器と、を管路で接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路は、前記室外側熱交換器と、前記絞り装置との間に配置され、室内空気の排気と熱交換する排熱回収用熱交換器を備えている。

本発明に係る空気調和装置によれば、冷媒回路に排熱回収用熱交換器が接続され、排気空気と熱交換が行われるため、省エネルギー化を実現できる。また、排熱回収用熱交換器は、室内機と直列に接続されるため、室内機の設置台数の制約を排除でき、且つ、取り付けのための施工性を向上させることができる。

実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成図である。 実施の形態１に係る換気装置の構成図である。 実施の形態１に係る空気調和装置に複数の室内機を設けた場合の冷媒回路構成図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転時の冷媒の状態変化を説明する圧力−エンタルピ線図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の暖房運転時の冷媒の状態変化を説明する圧力−エンタルピ線図である。 実施の形態１に係る空気調和装置にバイパス回路を設けた場合の冷媒回路構成図である。 実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路構成図である。 実施の形態２に係る排熱回収モードの冷媒回路構成図である。 実施の形態２に係るＮｏ．１の切り替えパターンにおける冷媒の流路を示す図である。 実施の形態２に係る第１霜取モードの冷媒回路構成図である。 実施の形態２に係るＮｏ．２の切り替えパターンにおける冷媒の流路を示す図である。 実施の形態２に係る冷媒漏洩防止モードの冷媒回路構成図である。 実施の形態２に係る冷媒漏洩防止モードの冷媒回路構成図である。 実施の形態２に係るＮｏ．３又はＮｏ．４の切り替えパターンにおける冷媒の流路を示す図である。 実施の形態２に係る第２霜取モードの冷媒回路構成図である。 実施の形態２に係る第２霜取モードの冷媒回路構成図である。 実施の形態２に係るＮｏ．５の切り替えパターンにおける冷媒の流路を示す図である。 実施の形態２に係るＮｏ．６の切り替えパターンにおける冷媒の流路を示す図である。 実施の形態２に係る制御装置による切り替えパターンの選択方法を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る空気調和装置における回転式流路開閉弁の配置を示す模式図である。 実施の形態３に係る弁体外周部に収容される第１円筒弁体及び第２円筒弁体をそれぞれ軸方向に見たときの模式図である。 実施の形態３に係る第１円筒弁体及び第２円筒弁体の周囲の構成を説明する模式図である。 実施の形態３に係る第１円筒弁体及び第２円筒弁体が弁体外周部に収容された状態を示す模式図である。 実施の形態３に係る回転式流路開閉弁が冷媒回路に組み込まれた状態の冷媒回路構成図である。 実施の形態３に係る回動角度θにおける第１円筒弁体及び第２円筒弁体を示す模式図である。 実施の形態３に係る回動角度θにおける第１円筒弁体及び第２円筒弁体を示す模式図である。 実施の形態３に係る排熱回収モード時の冷媒回路構成図の一部である。 実施の形態３に係る第１霜取モード時の冷媒回路構成図の一部である。 実施の形態３に係る冷媒漏洩防止モード時の冷媒回路構成図の一部である。 実施の形態３に係る第２霜取モード時の冷媒回路構成図の一部である。 実施の形態３に係る従来モード時の冷媒回路構成図の一部である。

実施の形態１．
＜空気調和装置１００の構成＞
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路構成図である。図１に示すように、空気調和装置１００は、圧縮機１、室外側熱交換器３、絞り装置５ａ、及び、室内側熱交換器６ａが管路により順次接続された冷媒回路を有する。このうち、圧縮機１、及び、室外側熱交換器３は、室外機３０を構成し、絞り装置５ａ、及び、室内側熱交換器６ａは、室内機６０ａを構成する。空気調和装置１００の冷媒回路には、流路切替装置２が設けられており、冷媒の流れ方向を実線矢印、又は、破線矢印の方向に切り替えることで、冷房運転、又は、暖房運転の実施が可能である。室外側熱交換器３と、絞り装置５ａとの間には、排熱回収用熱交換器４が接続されており、室内から室外に向けて流出する排気風路上に設置されている。室外側熱交換器３、及び、室内側熱交換器６ａの近傍には、室外側熱交換器３、及び、室内側熱交換器６ａに室外空気、及び、室内空気を送風する、不図示の室外送風機、及び、室内送風機が配置されている。また、空気調和装置１００の各構成要素は、マイコンなどで構成される不図示の制御手段により制御されている。

＜換気装置１０の構成＞
図２は、実施の形態１に係る換気装置１０の構成図である。図２に示すように、排熱回収用熱交換器４は、例えば、換気装置１０の排気風路に配置される。具体的には、排熱回収用熱交換器４は、全熱交換器１１、給気送風機１２、及び、排気送風機１３を備えた換気装置１０において、全熱交換器１１と、排気送風機１３との間に形成する排気風路１５に配置される。換気装置１０が備える全熱交換器１１は、直方体形状を有する積層構造に形成され、互いに直交する方向に外気と、室内からの環気とを通流させ、外気を室内からの環気と熱交換させてから室内に導入するものなどである。換気装置１０において、外気は、給気送風機１２により給気風路１４を形成し、全熱交換器１１を通過しながら室内から排出される環気と熱交換を行い、給気となって室内に流入する。また、室内から排出される環気は、排気送風機１３により排気風路１５を形成し、全熱交換器１１を通過しながら外気と熱交換を行い、排気となって排熱回収用熱交換器４を通過し、室外に流出する。

図３は、実施の形態１に係る空気調和装置１００に複数の室内機６０ａ、６０ｂを設けた場合の冷媒回路構成図である。図３に示すように、複数の室内機６０ａ、６０ｂは、分岐した冷媒回路に互いに並列に接続されている。室内機６０ａ、６０ｂのそれぞれには、絞り装置５ａ、５ｂ及び室内側熱交換器６ａ、６ｂが直列に接続されている。空気調和装置１００に複数の室内機６０ａ、６０ｂが接続される場合においては、排熱回収用熱交換器４は、室内機６０ａ、６０ｂと、室外側熱交換器３との間の冷媒回路のうち、分岐していない領域に接続され、排気風路上に配置される。

続いて、空気調和装置１００の冷房運転時、及び、暖房運転時の動作について説明する。
＜冷房運転時＞
冷房運転時には、流路切替装置２により冷媒の流れ方向が図１の実線矢印で示す方向に切り替えられる。圧縮機１より吐出された高温高圧の冷媒は、室外側熱交換器３と、排熱回収用熱交換器４とを通過して凝縮し、絞り装置５ａにより減圧され低温低圧の二相となって室内側熱交換器６ａに流入して室内空気と熱交換を行い蒸発する。蒸発した冷媒は、再び圧縮機１に吸入され、圧縮されて高温高圧となり、吐出されるサイクルを繰り返す。

図４は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷房運転時の冷媒の状態変化を説明する圧力−エンタルピ線図であり、横軸に比エンタルピを示し、縦軸に圧力を示している。図４に示すように、Ｂの状態において高温高圧となった冷媒は、室外側熱交換器３を通過しながら室外送風機により送風された室外空気と熱交換を行い、その後、排熱回収用熱交換器４を通過しながら換気装置１０の排気と熱交換を行う。このとき、排気は、室外空気より室内の快適温度に近いため、冷媒が凝縮する行程において、室外空気への放熱に加え、換気装置１０からの排気に対しても放熱することができる。これにより、凝縮行程の到達点がＣの状態からＣ’の状態に遷移して過冷却度が増加するため、蒸発行程における室内空気との熱交換量が増大し、冷房能力が向上する。また、室外送風機の回転速度を落としても、冷房能力が維持され、室外送風機が消費する電力が低減される。

＜暖房運転時＞
暖房運転時には、流路切替装置２により冷媒の流れ方向が図１の破線矢印で示す方向に切り替えられる。圧縮機１より吐出された高温高圧の冷媒は、室内側熱交換器６ａに流入し、室内空気と熱交換して凝縮する。凝縮した冷媒は、絞り装置５ａによって減圧され、排熱回収用熱交換器４、室外側熱交換器３に順次流入して蒸発する。蒸発した冷媒は、再び圧縮機１に吸入、圧縮され高温高圧となって吐出されるサイクルを繰り返す。

図５は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房運転時の冷媒の状態変化を説明する圧力−エンタルピ線図である。図５に示すように、Ｄの状態において凝縮した低温の冷媒は、まず、排熱回収用熱交換器４を通過しながら換気装置１０の排気と熱交換を行い、その後、室外側熱交換器３を通過しながら室外空気と熱交換を行う。このとき、排気は、室外空気より室内の快適温度に近く、冷媒と排気との熱交換が先行して実施され、室外側熱交換器３の熱交換量が低減される。つまり、冷媒は、図５のＡ’→Ｂ→Ｃ→Ｄ’の冷凍サイクルを実施することになる。これにより、室外送風機の回転速度を低下させても暖房能力が維持され、消費電力が低減される。また、例えば、室外送風機の回転速度を低下させず、Ｄ’→Ａ’の圧力をより高圧にした場合には、熱交換器への着霜が抑制され、連続暖房が促進される。

＜霜取り運転時＞
霜取り運転時には、流路切替装置２により冷媒の流れ方向を図１の実線矢印で示す方向に一時的に切り替え、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒を室外側熱交換器３に流入させて室外側熱交換器３の霜取りが行われる。なお、霜取り運転は、蒸発器が空気を０℃以下まで冷却した場合に、蒸発器の表面の空気に含まれる水分が凝結して形成された氷を取り除くために実施される。霜取り運転は、氷の厚さが次第に増加し、蒸発器での熱交換が阻害されることを防止するための運転であり、一般的に冬季暖房運転中に実施される。

図６は、実施の形態１に係る空気調和装置１００にバイパス回路４４を設けた場合の冷媒回路構成図である。図６に示すように、排熱回収用熱交換器４をバイパスするバイパス回路４４は、室外側熱交換器３と、絞り装置５ａとの間に設けられ、電磁弁７が接続されている。暖房運転中に実施される霜取り運転において、冷媒を排熱回収用熱交換器４に流通させると、霜取りの能力が減退してしまうが、電磁弁７を操作することで、冷媒が排熱回収用熱交換器４をバイパスし、排熱回収用熱交換器４を流通しない構成となる。電磁弁７が設けられたバイパス回路４４により、冷媒が排熱回収用熱交換器４を流通することがなくなり、霜取りの効果を最大限に得られる。

＜効果＞
以上説明した、実施の形態１に係る空気調和装置１００においては、室外側熱交換器３と、絞り装置５ａとの間に接続された排熱回収用熱交換器４により、排気と冷媒とが熱交換を行う。そのため、排気されていた熱を排熱回収用熱交換器４で回収して、室外機３０、室内機６０ａの負担を軽減できる。また、排熱回収用熱交換器４は、室内機６０ａと直列に接続されるため、室内機６０ａの設置台数の制約を排除でき、且つ、取り付けのための施工が容易である。

また、実施の形態１に係る空気調和装置１００においては、霜取運転中には、電磁弁７の操作により排熱回収用熱交換器４をバイパスするバイパス回路４４を形成することで、霜取能力を最大限に発揮させることができる。

また、実施の形態１に係る空気調和装置１００においては、室内側熱交換器６ａ、６ｂ及び絞り装置５ａ、５ｂが、排熱回収用熱交換器４に対し直列に接続されて室内機６０ａが構成されている。そのため、室内機６０ａの設置台数の制約を排除でき、且つ、室内機６０ａを取り付けるための施工が容易である。

なお、流路切替装置２としては、四方弁、二方弁、又は、三方弁を単体で用いていてもよく、複数を組み合わせたものを用いていてもよい。

実施の形態２．
図７は、実施の形態２に係る空気調和装置１０２の冷媒回路構成図である。図７に示すように、本実施の形態に係る空気調和装置１０２は、室外機３０と、室内機６０ａとの間に排熱回収用補助回路８を備えている点で実施の形態１と異なる。排熱回収用補助回路８は、本発明の切替装置の別の一例である。排熱回収用補助回路８は、空気調和装置１０２において、排熱回収モード、第１霜取モード、冷媒漏洩防止モード、第２霜取モードを実施させる。なお、空気調和装置１０２のその他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

＜排熱回収用補助回路８の構成＞
排熱回収用補助回路８は、排熱回収用熱交換器４と、霜取り用絞り装置９と、複数の電磁弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、及び、７ｆとから形成されている。複数の電磁弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、及び、７ｆにより構成される排熱回収用補助回路８は、本発明の切替装置の一例である。具体的には、電磁弁７ａは、室内側熱交換器６ａと流路切替装置２との間に、電磁弁７ｆは、絞り装置５ａと室外側熱交換器３との間に配置される。電磁弁ｂと電磁弁ｄとは、電磁弁７ａの流路切替装置２側と、電磁弁７ｆの室外側熱交換器３側とを接続する回路に配置される。電磁弁ｃと電磁弁ｅとは、電磁弁７ａの室内側熱交換器６ａ側と、電磁弁７ｆの絞り装置５ａ側とを接続する回路に配置される。そして、電磁弁ｂと電磁弁ｄとの間、及び、電磁弁ｃと電磁弁ｅとの間を接続する回路には、排熱回収用熱交換器４と、霜取り用絞り装置９とが配置される。複数の電磁弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、及び、７ｆは、制御装置により空気調和装置１０２の動作内容に応じてＯＮ、ＯＦＦが制御され、冷媒が流通する経路を変更する。

表１は、それぞれの切り替えのパターンにおける電磁弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、及び、７ｆのＯＮ、ＯＦＦ、構成される冷媒回路の構成図、運転のモード、及び、効果について示している。

表１に示すように、排熱回収用補助回路８の電磁弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、及び、７ｆのそれぞれは、ＯＮ、ＯＦＦ、つまり、開状態と閉状態とが切り替えられ、図８、１０、１２、１４及び１６に示す冷媒回路が構成される。なお、図中ＯＮであり開状態である電磁弁を白抜きで示し、ＯＦＦであり閉状態である電磁弁を黒抜きで示す。

＜排熱回収モード＞
図８は、実施の形態２に係る排熱回収モードの冷媒回路構成図である。排熱回収モードでは、電磁弁７ａ、７ｄ、及び、７ｅは、ＯＮとなり、電磁弁７ｂ、７ｃ、及び、７ｆは、ＯＦＦとなる。すると、図８に示すように、Ｎｏ．１の切り替えパターンの冷媒回路が構成され、換気の排熱を回収することで省エネルギー化を図った排熱回収モードが実施される。図９は、実施の形態２に係るＮｏ．１の切り替えパターンにおける冷媒の流路を示す図である。図９に示すように、Ｎｏ．１の切り替えパターンでは、排熱回収用熱交換器４が、室外側熱交換器３と、絞り装置５ａとの間に直列に接続され、図１の冷媒回路と同様の構成の冷媒回路を形成し、冷媒が循環する。冷房運転時には、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒が、室外側熱交換器３において室外空気と熱交換を行い、その後、排熱回収用熱交換器４において換気装置１０の排気と熱交換を行う。これにより、室外側熱交換器３の熱交換量を増大させずに排気から冷熱を回収して、冷房能力を向上させる、又は、冷房能力を維持しながら、室外側熱交換器３の熱交換量を低減させることができる。また、暖房運転時には、室内側熱交換器６ａにおいて凝縮した低温の冷媒が、排熱回収用熱交換器４において換気装置１０の排気と熱交換を行い、その後、室外側熱交換器３において室外空気と熱交換を行う。これにより、暖房能力を低下させることなく、排熱から温熱を回収して室外側熱交換器３の熱交換量を低減させる、又は、室外側熱交換器３の熱交換量を維持しながら暖房能力を向上させることが可能となる。したがって、実施の形態１において説明した場合と同様、換気装置１０からの排熱を空気調和装置１０２における冷房運転、暖房運転に有効活用することができる。

＜第１霜取モード＞
図１０は、実施の形態２に係る第１霜取モードの冷媒回路構成図である。図１０に示すように、電磁弁７ｂ、７ｃ、及び、７ｆは、ＯＮとなり、電磁弁７ａ、７ｄ、及び、７ｅは、ＯＦＦとなって、Ｎｏ．２の切り替えパターンの冷媒回路が構成され、霜取運転において、霜取効果を促進させた第１霜取モードが実施される。図１１は、実施の形態２に係るＮｏ．２の切り替えパターンにおける冷媒の流路を示す図である。図１１に示すように、Ｎｏ．２の切り替えパターンでは、排熱回収用熱交換器４が圧縮機１と室内側熱交換器６ａとの間に直列に接続される。この場合には、流路切替装置２により、冷媒の流れ方向が実線矢印の方向に切替えられ、圧縮機１から吐出された高温・高圧の冷媒を室外側熱交換器３に流入させる。これは、冷房運転持と同様の流れ方向である。室外側熱交換器３から流出した冷媒は、室内機６０ａに流入し、その後、排熱回収用熱交換器４に流入する。冷媒は、排熱回収用熱交換器４において換気装置１０の排気と熱交換した後、圧縮機１に流入し、再び室外側熱交換器３において霜取りを実施する。霜取り運転において、冷媒は、熱交換した熱量を活用し、霜取り運転の効果を促進させることができる。室内機送風機の回転速度を低減させ、排熱回収用熱交換器４が設置されない場合の霜取り能力を維持するのに足りる回転速度に低減させれば、霜取り運転時、冷風が室内機６０ａ、６０ｂから吹き出ることで利用者に与える不快感が低減される。霜取り運転開始前の暖房運転時において、予めＮｏ．２の切り替えパターンとし、排熱回収用熱交換器４に圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒を流入させておいてもよい。これにより、室外側熱交換器３の霜取り運転が促進するように制御される。

＜冷媒漏洩防止モード＞
図１２、及び、図１３は、実施の形態２に係る冷媒漏洩防止モードの冷媒回路構成図である。図１２に示すように、電磁弁７ｂ、及び、７ｄは、ＯＮとなり、電磁弁７ａ、７ｃ、７ｅ、及び、７ｆは、ＯＦＦとなって、Ｎｏ．３の切り替えパターンの冷媒回路が構成される。また、図１３に示すように、電磁弁７ａ、７ｃ、７ｅ、及び、７ｆが、ＯＮとなり、電磁弁７ｂ、及び、７ｄが、ＯＦＦとなって、Ｎｏ．４の切り替えパターンの冷媒回路が構成される。そして、冷媒の漏洩が発生した場合において、室内への冷媒漏洩量を軽減させる冷媒漏洩防止モードが実施される。図１４は、実施の形態２に係るＮｏ．３又はＮｏ．４の切り替えパターンにおける冷媒の流路を示す図である。図１４に示すように、Ｎｏ．３又はＮｏ．４の切り替えパターンでは、排熱回収用熱交換器４と室内側熱交換器６ａとが冷媒回路から切り離された構成となる。このように、冷媒漏洩が検知された際には、圧縮機１の運転を停止すると共に、Ｎｏ．３、又は、Ｎｏ．４の切り替えパターンとして、排熱回収用熱交換器４と室内側熱交換器６ａとが冷媒回路から切り離された構成にする。これにより、室内への冷媒の漏洩量が軽減される。

＜第２霜取モード＞
図１５、及び、図１６は、実施の形態２に係る第２霜取モードの冷媒回路構成図である。図１５に示すように、電磁弁７ａ、７ｃ、及び、７ｄは、ＯＮとなり、電磁弁７ｂ、７ｅ、及び、７ｆは、ＯＦＦとなって、Ｎｏ．５の切り替えパターンの冷媒回路が構成される。また、図１６に示すように、電磁弁７ｂ、７ｅ、及び、７ｆは、ＯＮとなり、電磁弁７ａ、７ｃ、及び、７ｄは、ＯＦＦとなって、Ｎｏ．６の切り替えパターンの冷媒回路を構成する。Ｎｏ．４、Ｎｏ．５の切り替えパターンの冷媒回路により、霜取り運転中に利用者が感じる冷風感を低減する第２霜取モードが実施される。図１７は、実施の形態２に係るＮｏ．５の切り替えパターンにおける冷媒の流路を示す図である。図１８は、実施の形態２に係るＮｏ．６の切り替えパターンにおける冷媒の流路を示す図である。図１７、及び、図１８に示すように、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６のいずれの切り替えパターンでは、冷媒を圧縮機１から室外側熱交換器３に流入させ、室内側熱交換器６ａを介さず霜取り用絞り装置９と、排熱回収用熱交換器４とに流入させる。これにより、室内側熱交換器６ａを介さない冷凍サイクルが形成され、霜取り運転中に室内機６０ａ、６０ｂから冷風が吹出すことを防止することができる。なお、霜取り用絞り装置９は、空気調和装置１０２が霜取り運転以外の運転を実施する際には、全閉としておけばよい。

図１９は、実施の形態２に係る制御装置による切り替えパターンの選択方法を示すフローチャートである。排熱回収用補助回路８の電磁弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、及び、７ｆの切り替えパターンは、制御装置により選択される。制御装置による制御は、空気調和装置１０２が運転している間、定期的、且つ、連続的に実施される。図１９に示すように、制御装置は、ステップＳ１において、冷媒漏洩の有無を判断し、漏洩があると判断すると、ステップＳ２に移行し、Ｎｏ．３、又はＮｏ．４の切り替えパターンを選択する。制御装置は、ステップＳ１において、冷媒漏洩がないと判断すると、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３において、霜取り運転中か否かを判断し、霜取り運転中であると判断すると、ステップＳ４に移行し、霜取り運転中ではないと判断すると、ステップＳ５に移行する。そして、制御装置は、ステップＳ５において、パターンＮｏ．２、Ｎｏ．５、又は、Ｎｏ．６を選択し、ステップＳ５において、パターンＮｏ．１を選択する。これにより、空気調和装置１０２の動作内容に応じて冷媒が流通する経路を変更することができる。

以上説明した、実施の形態２に係る空気調和装置１０２においては、排熱回収用熱交換器４に設けられた電磁弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、及び、７ｆのＯＮ、ＯＦＦにより冷媒の流路を切り替えて運転内容を変更することができる。

また、実施の形態２に係る空気調和装置１０２においては、排熱回収用熱交換器４と直列に接続された霜取り用絞り装置９を備えているため、霜取り運転モードにおいて、室内側熱交換器６ａ、６ｂを介さずに霜取運転を実施することができる。

また、実施の形態２に係る空気調和装置１０２においては、室外側熱交換器３と、絞り装置５ａ、５ｂとの間に排熱回収用熱交換器４を接続し、排熱を冷房運転、暖房運転に活用する排熱回収モードが実行されるため、排熱を有効活用できる。

また、実施の形態２に係る空気調和装置１０２においては、冷媒漏洩が検出されると、圧縮機１の運転を停止させると共に、電磁弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、及び、７ｆのＯＮ、ＯＦＦを切り替える。そして、圧縮機１及び室外側熱交換器３に冷媒を循環させ、室内側熱交換器６ａ、６ｂへの冷媒の循環を停止させた、冷媒漏洩防止モードが実行される。これにより、排熱回収用熱交換器４と室内側熱交換器６ａとが冷媒回路から切り離され、冷媒の漏洩量を軽減することができる。

また、実施の形態２に係る空気調和装置１０２においては、電磁弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、及び、７ｆのＯＮ、ＯＦＦを切り替え、圧縮機１、室外側熱交換器３、排熱回収用熱交換器４、及び、室内側熱交換器６ａ、６ｂに冷媒を循環させる。これにより、第１霜取りモードが実行される霜取運転において、室外側熱交換器３の霜取効果を促進させることができる。

また、実施の形態２に係る空気調和装置１０２においては、電磁弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、及び、７ｆのＯＮ、ＯＦＦを切り替え、圧縮機１、室外側熱交換器３、及び、排熱回収用熱交換器４に冷媒を循環させる。これにより、霜取り運転において、室内機６０ａ、６０ｂから冷風が吹出すことが防止された、第２霜取りモードが実行される。

また、実施の形態２に係る空気調和装置１０２においては、排熱回収モードと、冷媒漏洩防止モードと、第１霜取りモードと、第２霜取りモードとのいずれかを選択し、実行させることができる。これにより、実施の形態１の効果に加え、冷媒漏洩時の冷媒漏洩量を抑制する、又は、霜取運転時の冷風感を低減することが可能となる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る空気調和装置１０３は、実施の形態２で説明した、複数の電磁弁７ａ〜７ｆから構成される切替装置に代えて、切替装置として回転式流路開閉弁８０を備えた冷媒回路である点で実施の形態１、２と異なる。本実施の形態に係る空気調和装置１０３においては、室外機３０と、室内機６０ａとの間に回転式流路開閉弁８０が配置されている。回転式流路開閉弁８０は、実施の形態２において説明した排熱回収用補助回路８と同様、空気調和装置１０３において、排熱回収モード、第１霜取モード、冷媒漏洩防止モード、第２霜取モードを実施する冷媒回路を構築する切替装置である。

＜回転式流路開閉弁８０の構成＞
図２０は、実施の形態３に係る空気調和装置１０３における回転式流路開閉弁８０の配置を示す模式図である。図２０に示すように、回転式流路開閉弁８０は、弁体外周部８０ａと、弁体外周部８０ａの内部に収容された第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２とにより構成されている。回転式流路開閉弁８０は、絞り装置５ａと、流路切替装置２と、室外側熱交換器３と、室内側熱交換器６ａとにそれぞれ接続される冷媒配管が接続されている。また、回転式流路開閉弁８０には、排熱回収用熱交換器４を接続する冷媒配管、及び、バイパス回路８４を形成する冷媒配管も接続されている。回転式流路開閉弁８０には、モータ８３などの電動機が搭載されており、モータ８３の駆動により回転式流路開閉弁８０の弁体が回動する。

弁体外周部８０ａには、弁体外周部８０ａを貫通する複数の接続開口８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ、及び、接続開口８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄが形成されている。接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄは、冷媒回路を構成する冷媒配管が接続されており、接続開口８１ａ〜８１ｄ、接続開口８２ａ〜８２ｄを介して、弁体外周部８０ａに冷媒が流出入する。なお、接続開口は、本発明の第２開口部の一例である。

接続開口８１ａ〜８１ｄは、弁体外周部８０ａの同一円周上に一列、等間隔に配置されている。接続開口８２ａ〜８２ｄは、接続開口８１ａ〜８１ｄを軸方向の位置において、弁体外周部８０ａの同一円周上に一列、等間隔に配置されている。接続開口８１ｂは、室内機６０ａの絞り装置５ａに接続される冷媒配管に接続し、接続開口８１ｄは、室外機３０の流路切替装置２に接続される冷媒配管に接続している。接続開口８２ｂは、室内機６０ａの室内側熱交換器６ａに接続される冷媒配管に接続し、接続開口８２ｄは、室外機３０の室外側熱交換器３に接続される冷媒配管に接続している。接続開口８１ａと接続開口８２ａとは、排熱回収用熱交換器４が接続された回路を構成する冷媒配管に接続している。接続開口８１ｃと接続開口８２ｃとは、バイパス回路８４を構成する冷媒配管に接続している。接続開口８１ａと接続開口８２ａとを接続する回路には、排熱回収用熱交換器４と共に、不図示の霜取り用絞り装置が直列に接続されていてもよい。

＜第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の構成＞
図２１は、実施の形態３に係る弁体外周部８０ａに収容される第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２をそれぞれ軸方向に見たときの模式図である。図２１に示すように、弁体外周部８０ａに収容される第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２は、同一の円形断面の円筒形状を有する。第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２には、弁体外周部８０ａの接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄを流通した冷媒が、外周空間８０１、及び、外周空間８０２を介して流出入し、内部を流通する。外周空間８０１は、第１円筒弁体８１と弁体外周部８０ａとの間に形成され、接続開口８１ａ〜８１ｄが開口している。外周空間８０２は、第２円筒弁体８２と弁体外周部８０ａとの間に形成され、接続開口８２ａ〜８２ｄが開口している。第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の外周面と弁体外周部８０ａの内面との間は、弁体外周部８０ａの内面方向に突出する壁板８０ｂにより仕切られ、外周空間８０１及び外周空間８０２が形成されている。壁板８０ｂは、端部が弁体外周部８０ａの内面に摺動可能に当接している。外周空間８０１及び外周空間８０２は、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の外周面から弁体外周部８０ａの内面方向に突出する複数の仕切板８５により周方向に分割されている。第１円筒弁体８１の内部には、管路８１１、８１２、８１３が形成され、第２円筒弁体８２の内部には、管路８２１、８２２、８２３が形成されており、管路８１１、８１２、８１３、及び、管路８２１、８２２、８２３以外が領域Ｆとなっている。

図２２は、実施の形態３に係る第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の周囲の構成を説明する模式図である。図２２に示すように、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の外周面８１０、８２０に形成された外周空間８０１及び外周空間８０２は、複数の仕切板８５により周方向にｉ＝１６分割されており、複数の空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）が形成されている。以下の説明において、それぞれの空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）を、反時計回りに空間部８１（１）〜８１（１６）、８２（１）〜８２（１６）とする。空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）のうちの一部は、外周面８１０、８２０が開口し、空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）の外周面８１０、８２０の開口を介して第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の内部に冷媒を流出入させる。空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）のうち、空間部８１（１０）、８１（１４）、８２（１０）、８２（１４）は、外周面８１０、８２０が閉塞されており、冷媒を流通させない。なお、外周面８１０、８２０の開口は、本発明の第１開口部の一例である。

管路８１１、８１２、８１３、及び、管路８２１、８２２、８２３は、両端が外周面８１０、８２０の開口に接続されており、冷媒が所定の経路で第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２内部を流通するように流路を規定する。管路８１１、８１２、８１３は、一端が接続する空間部８１（ｉ）から流入した冷媒を、他端が接続する空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）に向けてのみ流通させることで冷媒の流路を規定する。具体的には、管路８１１は、空間部８１（１６）と、空間部８１（４）とに接続する。管路８１２は、空間部８１（２）と、空間部８１（６）とに接続する。また、管路８１３は、空間部８１（７）〜８１（９）と、空間部８１（１１）〜８１（１３）とに接続する。管路８２１、８２２、８２３の両端も同様に、一端が接続する空間部８２（ｉ）から流入した冷媒を、他端が接続する空間部８２（ｉ）に向けてのみ流通させる。具体的には、管路８２１は、空間部８２（１２）と、空間部８２（１６）とに接続し、管路８２２は、空間部８２（２）と、空間部８２（６）とに接続し、管路８２３は、空間部８２（３）〜８２（５）と、空間部８２（７）〜８２（９）とに接続する。なお、管路８１３及び管路８２３に接続するそれぞれの空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）のうち、隣接する空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）は、間に仕切板８５が設けられていない。

第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２は、同軸上に配置され、内部が連通するように接合され、弁体外周部８０ａに収容されている。第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の外周面と、弁体外周部８０ａの内周面との間を外周空間８０１及び外周空間８０２に仕切る壁板８０ｂは、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２との接合部分に設けられている。壁板８０ｂの外周端は、複数の仕切板８５と同様、弁体外周部８０ａの内面に摺動可能に当接している。第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の内部が連通することで、管路８１１、８１２、８１３、及び、管路８２１、８２２、８２３以外の領域Ｆは、冷媒の流路が規制されず、自由に流通することができる領域となる。領域Ｆに接続する空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）は、流通する冷媒が特定の空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）に向けて流通することがなく、領域Ｆに接続されたその他のいずれの空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）に向けても流通することができる。具体的には、空間部８１（１）、８１（３）、８１（５）、８１（１５）、及び、空間部８２（１）、８２（１１）、８２（１３）、８２（１５）の外周面８１０、８２０が冷媒の流路が規制されない領域Ｆに接続する。例えば、空間部８１（１）の外周面８１０、８２０の開口から流入した冷媒が、空間部８２（１５）から流出することができる。

図２３は、実施の形態３に係る第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２が弁体外周部８０ａに収容された状態を示す模式図である。図２３に示すように、弁体外周部８０ａには、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２が収容され、接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄのそれぞれに冷媒配管が接続される。弁体外周部８０ａの接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄと、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）とが一致することで、回転式流路開閉弁８０に流入した冷媒の流路が形成される。弁体外周部８０ａの内部で第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２が回動すると、弁体外周部８０ａと、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２との相対的な位置関係が変化する。第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２が回動されることで、接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄに一致する空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）が変更され、冷媒の流路が切り替えられる。

＜冷媒の流通経路＞
冷媒は、回転式流路開閉弁８０の弁体外周部８０ａに形成された接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄから流入し、接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄに一致する空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）に流入する。そして、空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）の開口を通過して、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の内部に流入する。冷媒は、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の管路８１１、８１２、８１３、及び、管路８２１、８２２、８２３又は領域Ｆを流通し、空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）の開口から流出する。冷媒は、通過した空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）と一致する弁体外周部８０ａの接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄのいずれかから、接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄに接続された冷媒配管を流通する。

＜回転式流路開閉弁８０の動作＞
図２４は、実施の形態３に係る回転式流路開閉弁８０が冷媒回路に組み込まれた状態の冷媒回路構成図である。図２４に示すように、回転式流路開閉弁８０は、接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄにおいて、室内機６０ａの絞り装置５ａ及び室内側熱交換器６ａ、室外機３０の流路切替装置２及び室外側熱交換器３のそれぞれに接続されている。回転式流路開閉弁８０は、制御装置により空気調和装置１０３の動作内容に応じて回転角度が制御され、冷媒の経路を変更させて所望の動作内容を実現できる冷媒回路を構成する。回転式流路開閉弁８０のモータ８３を駆動すると、弁体外周部８０ａの内部の第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２が、弁体外周部８０ａに対して所定の回動角度ｎ×θで回動する。

図２５、及び、図２６は、実施の形態３に係る回動角度θにおける第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２を示す模式図である。なお、回動角度θは、接続開口８１ａと空間部８１（１６）とが一致する回動角度＝θを基準位置とした場合、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２を時計回りに回動させたときの基準位置からの回動角度である。図２５、及び、図２６に示すように、所定の回動角度ｎ×θは、それぞれの空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）を画定する２つの壁面の角度θで表される。つまり、θ＝３６０°／ｉの倍数である。第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２を所定の回動角度θで回動させることで、冷媒が循環する経路が空間部の数のパターンで構成される。本実施の形態においては、空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）は、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の外周を壁面によりｉ＝１６分割されて画定される。従って、角度θ＝３６０°／１６＝２２．５°であり、冷媒の循環する経路のパターンは１６通り得られる。

回転式流路開閉弁８０は、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２を所定の回動角度ｎ×θで回動させ、弁体外周部８０ａと第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２との相対的な位置を変更させる。これにより、接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄに一致する空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）が変更されて冷媒が循環する経路が切り替えられる。そして、接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄと空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）とが連通して冷媒が流通する。

＜冷媒の動作＞
回転式流路開閉弁８０の接続開口８１ａ〜８１ｄに到達した冷媒は、接続開口８１ａ〜８１ｄから接続開口８１ａ〜８１ｄに一致する空間部８１（ｉ）の開口を経て、第１円筒弁体８１、第２円筒弁体８２に流入する。接続開口８２ａ〜８２ｄに到達した冷媒は、接続開口８２ａ〜８２ｄから、接続開口８２ａ〜８２ｄに一致する空間部８２（ｉ）の開口を経て、第１円筒弁体８１、第２円筒弁体８２に流入する。接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄから流入した冷媒は、弁体外周部８０ａの内部を流通する。そして、空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）の開口を経て、空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）に一致する他の接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄのいずれかから流出する。

＜空気調和装置１０３の動作＞
空気調和装置１０３は、排熱回収モード、第１霜取モード、冷媒漏洩防止モード、又は、第２霜取モードを実施するため、それぞれの動作内容に応じて回転式流路開閉弁８０の回動角度を制御し、冷媒の循環する経路を切り替える。空気調和装置１０３は、動作内容に、排熱回収用補助回路８が接続されない従来モードを実施する冷媒回路も含むことができる。

表２は、回転式流路開閉弁８０の回動角度、接続開口８１ａ〜８１ｄ、接続開口８２ａ〜８２ｄ、及び、それぞれの接続開口に一致する空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）の対応関係を示す表である。なお、表２において、空間部８１（ｉ）＝８１（１）〜８１（１６）、及び、空間部８２（ｉ）＝８２（１）〜８２（１６）をｉ＝１〜１６として示している。ｉ＝０〜９、１１〜１３、及び、１５〜１６は、外周面８１０、８２０が開口し、ｉ＝１０及び１４は、外周面８１０、８２０が閉塞された空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）である。

表２に示すように、回転式流路開閉弁８０は、所定の回動角度ｎ×θで回動されると、回動角度に応じてそれぞれの接続開口８１ａ〜８１ｄ、接続開口８２ａ〜８２ｄに一致する空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）が切り替わる。そして、接続開口８１ａ〜８１ｄ、及び、接続開口８２ａ〜８２ｄのそれぞれの接続相手が変更され、排熱回収モード、第１霜取モード、冷媒漏洩防止モード、又は、第２霜取モードを実施する冷媒回路が構成される。具体的には、回動角度が９０°又は２７０°とすることで、排熱回収モードの冷媒回路が構成される。０°、１５７．５°、１８０°又は２０２．５°とすることで、第１霜取りモードの冷媒回路が構成され、１１２．５°、２４７．５°、２９２．５°又は３１５°とすることで冷媒漏洩防止モードの冷媒回路が構成される。４５°又は６７．５°とすることで第２霜取りモードの冷媒回路が構成される。なお、回動角度が２２．５°又は３３７．５°とすると、従来の排熱回収用熱交換器４が用いられていない回路が構成される。回動角度が１３５°、２２５°であると、接続開口８１ｄ、８２ｄが、空間部８１（１０）又は空間部８１（１４）、空間部８２（１０）又は空間部８２（１４）に一致する。この場合は、室外側熱交換器３及び流路切替装置２を含まない回路となり、冷媒回路が成立せず、空気調和装置１０３が機能しない。回転式流路開閉弁８０は、ｎ＝１〜３、１３〜１６であると、回動角度が０°〜４５°及び２７０°〜３３７．５°となり、全てのパターンの冷媒回路がほぼ連続的に出現し、間に成立しない冷媒回路が介在することがない。

＜排熱回収モード＞
図２７は、実施の形態３に係る排熱回収モード時の冷媒回路構成図の一部である。図２７に示すように、排熱回収モードでは、回転式流路開閉弁８０が、例えば、回動角度ｎ×θ＝２７０°で回動される。ここで、表２を参照すると、回動角度ｎ×θ＝２７０°においては、接続開口８１ａ〜８１ｄが空間部８１（１２）、空間部８１（８）、空間部８１（４）、空間部８１（１６）に連通する。また接続開口８２ａ〜８２ｄが空間部８２（１２）、空間部８２（８）、空間部８２（４）、空間部８２（１６）に連通する。

冷媒回路は、第１円筒弁体８１により接続開口８１ａと接続開口８１ｂと、及び接続開口８１ｄと接続開口８１ｃとが接続され、第２円筒弁体８２により接続開口８２ａと接続開口８２ｄと、及び接続開口８２ｂと接続開口８２ｃとが接続されて構成される。つまり、接続開口８１ａと接続開口８１ｂとが、空間部８１（１２）から空間部８１（８）への流路を規定する管路８１３により接続される。また、接続開口８１ｄと接続開口８１ｃとが、空間部８１（１６）から空間部８１（４）への流路を規定する管路８１１により接続される。接続開口８２ａと接続開口８２ｄとが、空間部８２（１２）から空間部８２（１６）への流路を規定する管路８２３により接続され、接続開口８２ｃと接続開口８２ｂとが、空間部８２（４）から空間部８２（８）への流路を規定する管路８２３により接続される。これにより、流路切替装置２とバイパス回路８４と室内側熱交換器６ａとが接続され、絞り装置５ａと排熱回収用熱交換器４が接続され、排熱回収用熱交換器４と室外側熱交換器３とが接続されて、排熱回収モードの冷媒回路が構成される。

冷房運転時には、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒が、室外側熱交換器３において室外空気と熱交換を行い、その後、排熱回収用熱交換器４において換気装置１０の排気と熱交換を行う。また、暖房運転時には、室内側熱交換器６ａにおいて凝縮した低温の冷媒が、排熱回収用熱交換器４において換気装置１０の排気と熱交換を行い、その後、室外側熱交換器３において室外空気と熱交換を行う。

上記において、回動角度ｎ×θ＝２７０°について説明しているが、回動角度ｎ×θ＝９０°としても同様の冷媒回路が構成される。

＜第１霜取モード＞
図２８は、実施の形態３に係る第１霜取モード時の冷媒回路構成図の一部である。図２８に示すように、第１霜取モードでは、回転式流路開閉弁８０が、例えば、回動角度ｎ×θ＝０°で回動される。なお、回動角度ｎ×θ＝０°は、基準位置の回動角度である。ここで、表２を参照すると、回動角度ｎ×θ＝０°においては、接続開口８１ａ〜８１ｄが空間部８１（１６）、空間部８１（１２）、空間部８１（８）、空間部８１（４）に連通する。また、接続開口８２ａ〜８２ｄは、空間部８２（１６）、空間部８２（１２）、空間部８２（８）、空間部８２（４）に連通する。

冷媒回路は、第１円筒弁体８１により接続開口８１ａと接続開口８１ｄと、及び接続開口８１ｂと接続開口８１ｃとが接続され、第２円筒弁体８２により接続開口８２ａと接続開口８２ｂと、及び接続開口８２ｃと接続開口８２ｄとが接続されて構成される。つまり、接続開口８１ａと接続開口８１ｄとが、空間部８１（１６）から空間部８１（４）への流路を規定する管路８１１により接続される。そして、接続開口８１ｂと接続開口８１ｃとが、空間部８１（１２）から空間部８１（８）への流路を規定する管路８１３により接続される。また、接続開口８２ａと接続開口８２ｂとが、空間部８１（１６）から空間部８１（１２）への流路を規定する管路８２１により接続される。そして、接続開口８２ｃと接続開口８２ｄとが、空間部８２（８）から空間部８２（４）へ流路を規定する管路８２３により接続される。これにより、流路切替装置２と、排熱回収用熱交換器４とが接続され、絞り装置５ａとバイパス回路８４とが接続される。また、排熱回収用熱交換器４と室内側熱交換器６ａとが接続され、室外側熱交換器３とバイパス回路８４とが接続されて第１霜取りモードの冷媒回路が構成される。

室外側熱交換器３から流出した冷媒は、室内機６０ａに流入し、その後、排熱回収用熱交換器４に流入する。冷媒は、排熱回収用熱交換器４において換気装置１０の排気と熱交換した後、圧縮機１に流入し、再び室外側熱交換器３において霜取りを実施する。

上記において、回動角度ｎ×θ＝０°について説明しているが、回動角度ｎ×θ＝１５７．５°、１８０°又は２０２．５°としても同様の冷媒回路が構成される。

＜冷媒漏洩防止モード＞
図２９は、実施の形態３に係る冷媒漏洩防止モード時の冷媒回路構成図の一部である。図２９に示すように、冷媒漏洩防止モードでは、回転式流路開閉弁８０が、例えば、回動角度ｎ×θ＝３１５°で回動される。ここで、表２を参照すると、回動角度ｎ×θ＝３１５°においては、接続開口８１ａ〜８１ｄが空間部８１（１４）、空間部８１（１０）、空間部８１（６）、空間部８１（２）に連通する。また、接続開口８２ａ〜８１ｄは、空間部８２（１４）、空間部８２（１０）、空間部８２（６）、空間部８２（２）に連通する。

冷媒回路は、第１円筒弁体８１により接続開口８１ｃと接続開口８１ｄとが接続され、第２円筒弁体８２により接続開口８２ｃと接続開口８２ｄとが接続される。つまり、接続開口８１ｃと接続開口８１ｄとが、空間部８１（６）から空間部８１（２）への流路を規定する管路８１２により接続される。また、接続開口８２ｃと接続開口８２ｄとが、空間部８２（６）から空間部８２（２）への流路を規定する管路８２２により接続される。一方、接続開口８１ａと接続開口８１ｂと、及び、接続開口８２ａと接続開口８２ｂとは、閉塞された空間部８１（１４）、空間部８１（１０）、及び、空間部８２（１４）、空間部８２（１０）に連通し流路が形成されない。これにより、排熱回収用熱交換器４と室内側熱交換器６ａとが冷媒回路から切り離されて冷媒漏洩防止モードの冷媒回路が構成される。冷媒漏洩が検知された際には、圧縮機１の運転を停止すると共に、排熱回収用熱交換器４と室内側熱交換器６ａとが冷媒回路から切り離される。なお、このモードは圧縮機１の運転に伴い、いわゆる三角運転による霜取りモードとして活用することもできる。

上記において、回動角度ｎ×θ＝３１５°について説明しているが、回動角度ｎ×θ＝１１２．５°、２４７．５°、又は２９２．５°としても同様の冷媒回路が構成される。この場合には、空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）の外周面８１０、８２０により冷媒回路が閉塞される冷媒回路は構成されず、圧力の大小関係により冷媒の流路が規制されることになる。

＜第２霜取モード＞
図３０は、実施の形態３に係る第２霜取モード時の冷媒回路構成図の一部である。図３０に示すように、第２霜取モードでは、回転式流路開閉弁８０が、例えば、回動角度ｎ×θ＝４５°で回動される。ここで、表２を参照すると、回動角度ｎ×θ＝４５°においては、接続開口８１ａ〜８１ｄが空間部８１（２）、空間部８１（１４）、空間部８１（１０）、空間部８１（６）に連通する。また、接続開口８２ａ〜８２ｄが空間部８２（２）、空間部８２（１４）、空間部８２（１０）、空間部８２（６）に連通する。

冷媒回路は、第１円筒弁体８１の接続開口８１ａと接続開口８１ｄとが接続され、第２円筒弁体８２の接続開口８２ａと接続開口８２ｄとが接続される。つまり、接続開口８１ａと接続開口８１ｄとが空間部８１（２）から空間部８１（６）への流路を規定する管路８１２により接続され、接続開口８２ａと接続開口８２ｄとが空間部８２（２）から空間部８２（６）への流路を規定する管路８２２により接続される。一方、接続開口８１ｂと接続開口８１ｃと、及び、接続開口８２ｂと接続開口８２ｃとは閉塞された空間部８１（１４）、空間部８１（１０）、及び、空間部８２（１４）、空間部８２（１０）に連通し流路が形成されない。これにより、流路切替装置２と排熱回収用熱交換器４と室外側熱交換器３とが接続されて第２霜取りモードの冷媒回路が構成される。

上記において、回動角度ｎ×θ＝４５°について説明しているが、回動角度ｎ×θ＝６７．５°としても同様の冷媒回路が構成される。この場合には、空間部８１（ｉ）、８２（ｉ）の外周面８１０、８２０により冷媒回路が閉塞される冷媒回路は構成されず、圧力の大小関係により冷媒の流路が規制される。

＜従来モード＞
図３１は、実施の形態３に係る従来モード時の冷媒回路構成図の一部である。図３１に示すように、回転式流路開閉弁８０が、例えば、回動角度ｎ×θ＝２２．５°で回動されると、従来モードの冷媒回路が構成される。ここで、表２を参照すると、回動角度ｎ×θ＝２２．５°においては、接続開口８１ａ〜８１ｄが空間部８１（１）、空間部８１（１３）、空間部８１（９）、空間部８１（５）に連通する。また、接続開口８２ａ〜８２ｄは、空間部８２（１）、空間部８２（１３）、空間部８２（９）、空間部８２（５）に連通する。

冷媒回路は、第１円筒弁体８１により接続開口８１ｂと接続開口８１ｃとが接続され、第２円筒弁体８２により接続開口８２ａと接続開口８２ｄとが接続される。つまり、接続開口８１ｂと接続開口８１ｃとが、空間部８１（１３）から空間部８１（９）への流路を規定する管路８１３により接続される。また、接続開口８２ｃと接続開口８２ｄとが、空間部８２（９）から空間部８２（１０）への流路を規定する管路８２２により接続される。一方、接続開口８１ａと接続開口８１ｄと、及び、接続開口８２ａと接続開口８２ｂとは、空間部８１（１）、空間部８１（５）、及び、空間部８２（１）、空間部８２（１３）に接続する。空間部８１（１）、空間部８１（５）、及び、空間部８２（１）、空間部８２（１３）は、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の内部において流路が規定されていない領域Ｆに接続しており、圧力の大小関係により冷媒の流路が規制される。これにより、室外側熱交換器３と、流路切替装置２と、絞り装置５ａと、室内側熱交換器６ａとが接続されて従来の冷媒回路が構成される。

上記において、回動角度ｎ×θ＝２２．５°について説明しているが、回動角度ｎ×θ＝３３７．５°としても同様の冷媒回路が構成される。この場合にも、空間部８１（１５）、空間部８１（３）、及び、空間部８２（１５）、空間部８２（１１）は、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２の内部において流路が規定されていない領域Ｆに接続し、圧力の大小関係により冷媒の流路が規制される。

なお、本実施の形態においては、弁体外周部８０ａは、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２を収容した例について説明しているが、２つの円筒弁体ではなく、円筒弁体を複数収容していてもよく、円筒弁体の数は限定されない。また、それぞれの円筒弁体の内部に形成される管路の経路、領域Ｆの構成、及び、接続開口の数、位置なども限定されない。更に、弁体外周部８０ａと、第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２との間の外周空間８０１及び外周空間８０２がｉ＝１６分割された例を説明しているが、分割数は限定されず、外周面８１０、８２０が閉塞された空間部の数も限定されない。円筒弁体の数、管路が辿る経路、領域Ｆの構成、接続開口の数及び位置、空間の分割数、を適宜変更することで、冷媒が流通する経路が決定され、所望の経路を実現することができる。

以上説明した、実施の形態３に係る空気調和装置１０３においては、室外機３０と、室内機６０ａとの間に、回転により冷媒の流路を切り替える回転式流路開閉弁８０が配置されている。回転式流路開閉弁８０は、同軸上に配置された第１円筒弁体８１及び第２円筒弁体８２により構成され、第１円筒弁体８１と第２円筒弁体８２とが、排熱回収用熱交換器４、及び、バイパス回路８４により連結されている。このため、第１円筒弁体８１と第２円筒弁体８２との回転角度を調整する電動機を１台設ければよく、所定の回転角度に停止させているため、消費電力がない。また、所定の回転角度を中間位置とすることで開閉状態を微調整し、流量を増減させる絞り機能を付加することもできる。更に、切り替え時において、圧力変動が徐々に発生するため、冷媒音の発生や液冷媒の急膨張を防止することができる。

１ 圧縮機、２ 流路切替装置、３ 室外側熱交換器、４ 排熱回収用熱交換器、５ａ、５ｂ 絞り装置、６ａ、６ｂ 室内側熱交換器、７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ 電磁弁、７ａ 電磁弁、７ｂ 電磁弁、７ｃ 電磁弁、７ｄ 電磁弁、７ｅ 電磁弁、７ｆ 電磁弁、８ 排熱回収用補助回路、９ 霜取り用絞り装置、１０ 換気装置、１１ 全熱交換器、１２ 給気送風機、１３ 排気送風機、１４ 給気風路、１５ 排気風路、３０ 室外機、４４ バイパス回路、６０ａ、６０ｂ 室内機、８０ 回転式流路開閉弁、８０ａ 弁体外周部、８０ｂ 壁板、８１ 第１円筒弁体、８１（１）〜８１（１６）、８２（１）〜８２（１６） 空間部、８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ 接続開口、８２ 第２円筒弁体、８３ モータ、８４ バイパス回路、８５ 仕切板、１００、１０２、１０３ 空気調和装置、８０１、８０２ 外周空間、８１０ 外周面、８１１、８１２、８１３、８２１、８２２、８２３ 管路。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、流路切替装置と、室内側熱交換器と、絞り装置と、室外側熱交換器と、を管路で接続した冷媒回路を有し、前記冷媒回路は、前記室外側熱交換器と、前記絞り装置との間に配置され、室内空気の排気と熱交換する排熱回収用熱交換器を備え、前記排熱回収用熱交換器をバイパスするバイパス回路が設けられ、前記バイパス回路に電磁弁が設けられ、前記流路切替装置は、冷房運転時に、前記室内側熱交換器を蒸発器として機能させ、前記室外側熱交換器を凝縮器として機能させるように流路を切り替え、暖房運転時に、前記室内側熱交換器を凝縮器として機能させ、前記室外側熱交換器を蒸発器として機能させるように流路を切り替え、霜取り運転時に、前記室内側熱交換器を蒸発器として機能させ、前記室外側熱交換器を凝縮器として機能させるように流路を切り替え、前記電磁弁は、前記冷房運転時に閉となり、前記暖房運転時に閉となり、前記霜取り運転時に開となる。

Claims (13)

1. 圧縮機と、室内側熱交換器と、絞り装置と、室外側熱交換器と、を管路で接続した冷媒回路を有し、
   前記冷媒回路は、前記室外側熱交換器と、前記絞り装置との間に配置され、室内空気の排気と熱交換する排熱回収用熱交換器を備えた
   空気調和装置。
2. 前記排熱回収用熱交換器をバイパスするバイパス回路が設けられ、
   前記バイパス回路に電磁弁が設けられた
   請求項１に記載の空気調和装置。
3. 圧縮機と、室内側熱交換器と、絞り装置と、室外側熱交換器と、を配管で接続した冷媒回路と、
   前記圧縮機及び前記室内側熱交換器と、前記絞り装置及び前記室外側熱交換器との間に配置された排熱回収用補助回路と、を備え、
   前記排熱回収用補助回路は、排熱回収用熱交換器と、冷媒の流路を切り替える切替装置とを備えた
   空気調和装置。
4. 前記排熱回収用補助回路は、
   前記排熱回収用熱交換器と直列に接続された霜取り用絞り装置を備えている、
   請求項３に記載の空気調和装置。
5. 制御装置を有し、
   前記制御装置は、
   前記切替装置を、前記室外側熱交換器と、前記絞り装置との間に前記排熱回収用熱交換器が接続された前記排熱回収用補助回路を構成するように切り替える、排熱回収モードを実行させる
   請求項３又は４に記載の空気調和装置。
6. 制御装置を有し、
   前記制御装置は、
   冷媒漏洩が検出されると、
   前記圧縮機の運転を停止させ、
   前記切替装置を、前記圧縮機、及び、前記室外側熱交換器に冷媒を循環させ、前記室内側熱交換器への冷媒の循環を停止させるように切り替える、冷媒漏洩防止モードを実行させる
   請求項３又は４に記載の空気調和装置。
7. 制御装置を有し、
   前記制御装置は、
   前記切替装置を、前記圧縮機、前記室外側熱交換器、前記排熱回収用熱交換器、及び、前記室内側熱交換器に冷媒を循環させるように切り替える、第１霜取りモードを実行させる
   請求項３又は４に記載の空気調和装置。
8. 制御装置を有し、
   前記制御装置は、
   前記切替装置を、前記圧縮機、前記室外側熱交換器、及び、前記排熱回収用熱交換器に冷媒を循環させるように切り替える、第２霜取りモードを実行させる
   請求項３又は４に記載の空気調和装置。
9. 制御装置を有し、
   前記制御装置は、
   前記切替装置を、前記室外側熱交換器、前記排熱回収用熱交換器、及び、前記絞り装置に冷媒を循環させるように切り替える、排熱回収モードと、
   前記切替装置を、前記圧縮機、及び、前記室外側熱交換器に冷媒を循環させるように切り替える、冷媒漏洩防止モードと、
   前記切替装置を、前記圧縮機、前記室外側熱交換器、前記排熱回収用熱交換器、及び、前記室内側熱交換器に冷媒を循環させるように切り替える、第１霜取りモードと、
   前記切替装置を、前記圧縮機、前記室外側熱交換器、及び、前記排熱回収用熱交換器に冷媒を循環させるように切り替える、第２霜取りモードと、のいずれかを選択する
   請求項３又は４に記載の空気調和装置。
10. 前記切替装置は、複数の電磁弁で構成されている、
    請求項３〜９のいずれか一項に記載の空気調和装置。
11. 前記切替装置は、弁体の回転により冷媒の流路を切り替える回転式流路開閉弁で構成されている、
    請求項３〜９のいずれか一項に記載の空気調和装置。
12. 前記回転式流路開閉弁は、
    複数の第１開口部を有し、内部を冷媒が流通する円筒形状の円筒弁体と、
    前記円筒弁体の内部に形成され、両端が前記第１開口部に接続された複数の管路と、
    前記円筒弁体を同軸上に収容する円筒形状の弁体外周部と、
    前記弁体外周部に形成され、冷媒回路に接続されて冷媒が流通する複数の第２開口部と、
    前記円筒弁体の外周面と、前記弁体外周部の内周面との間に形成され、複数の仕切板により分割された複数の空間部と、
    を備え、
    前記円筒弁体は、
    前記弁体外周部に対して回動することで、前記第１開口部と、前記第２開口部とが連通するように構成されている、
    請求項３〜１０のいずれか一項に記載の空気調和装置。
13. 前記室内側熱交換器、及び、前記絞り装置は、前記排熱回収用熱交換器に対し直列に接続されている、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の空気調和装置。

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