JPWO2019008667A1 - 熱交換ユニット及び空気調和装置 - Google Patents

Abstract

圧縮機と熱源側熱交換器と熱源側絞り装置と回路間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、ポンプと回路間熱交換器と負荷側絞り装置と負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、を有する空気調和装置。空気調和装置は、熱媒体配管に接続された放熱器と、前記放熱器に取り付けられた制御ユニットと、を有している。回路間熱交換器は、冷媒回路を循環する冷媒と、熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させる。制御ユニットは、熱媒体配管を流れる熱媒体により放熱器を介して冷却される。

Description

本発明は、冷媒と熱媒体との間で熱交換させる熱交換器を備えた熱交換ユニット及び空気調和装置に関する。

従来から、熱交換ユニット及びこれを備えた空気調和装置は、モータの駆動用として、スイッチング素子を含む半導体装置を備えた制御ユニットを有している。制御ユニットは、スイッチング素子の動作等で高温になることから、故障及び誤動作を抑制するために冷却する必要があり、その冷却方式としては空冷方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の空気調和装置は、ヒートシンクに制御ユニットが接着されており、ファンからヒートシンクに送風して制御ユニットを冷却するようになっている。

特開平５−３２２２２４号公報

しかしながら、特許文献１のように空冷方式を用いる場合、ヒートシンクを実装して風路を確保する必要があるため、構造が大型化するという課題がある。加えて、天井裏等の換気が困難な空間に制御ユニットが設置された場合、天井裏等には熱が留まるため、制御ユニットで発生する熱を効率よく放熱することができないという課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、装置の大型化を抑制し、制御ユニットで発生する熱を効率よく放熱させる熱交換ユニット及び空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明に係る熱交換ユニットは、圧縮機と熱源側熱交換器とを備えた室外機と冷媒配管を介して接続され、負荷側絞り装置と負荷側熱交換器とを備えた室内機と熱媒体配管を介して接続された熱交換ユニットであって、熱源側絞り装置と、回路間熱交換器と、ポンプと、を有すると共に、熱媒体配管に接続された放熱器と、放熱器に取り付けられ、ポンプを制御する制御ユニットと、を有し、熱源側絞り装置と回路間熱交換器とは、圧縮機と熱源側熱交換器と共に冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路を形成し、ポンプと回路間熱交換器とは、負荷側絞り装置と負荷側熱交換器と共に熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路を形成し、回路間熱交換器は、冷媒回路を循環する冷媒と、熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させるものであり、制御ユニットは、熱媒体配管を流れる熱媒体により放熱器を介して冷却されるものである。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と熱源側熱交換器と熱源側絞り装置と回路間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、ポンプと回路間熱交換器と負荷側絞り装置と負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、熱媒体配管に接続された放熱器と、放熱器に取り付けられた制御ユニットと、を有し、回路間熱交換器は、冷媒回路を循環する冷媒と、熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させるものであり、制御ユニットは、熱媒体配管を流れる熱媒体により放熱器を介して冷却されるものである。

本発明によれば、熱媒体配管に接続された放熱器に制御ユニットが取り付けられていることから、熱媒体回路を室内機経由で循環する熱媒体によって制御ユニットが冷却されるため、風路の確保等が不要となる。よって、装置の大型化及び故障を抑制し、制御ユニットで発生する熱を効率よく放熱させることができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の構成を例示した模式図である。 図１の制御ユニット及びその周辺の構成を具体的に例示したブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の構成を例示した模式図である。 図３の制御ユニット及びその周辺の構成を具体的に例示したブロック図である。 図３の空気調和装置の動作を例示したフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成を例示した模式図である。 図６の制御箱内の構成を例示した模式図である。 本発明の実施の形態４に係る空気調和装置の構成を例示した模式図である。 図８の空気調和装置の動作を例示したフローチャートである。 本発明の実施の形態４の変形例１に係る空気調和装置の、回路間熱交換器の周辺構成を部分的に示す模式図である。 図１０の回路間熱交換器の構造を例示した説明図である。 本発明の実施の形態４の変形例２に係る空気調和装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態５に係る空気調和装置の構成を例示した模式図である。

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例示した模式図である。図１に示すように、空気調和装置１０は、室外機１と、熱交換ユニット２と、室内機３と、により構成されている。

室外機１は、圧縮機１１と、四方弁１２と、熱源側熱交換器１３と、アキュムレータ１４と、室外制御装置１５と、を有している。熱交換ユニット２は、熱源側絞り装置２１と、回路間熱交換器２２と、ポンプ２３と、放熱器２４と、制御ユニット２５と、を有している。室内機３は、負荷側絞り装置３１と、負荷側熱交換器３２と、室内制御装置３３と、を有している。室内機３では、負荷側絞り装置３１と負荷側熱交換器３２とが、熱媒体配管５０によって直列に接続されている。

また、空気調和装置１０は、冷媒回路４と、熱媒体回路５と、を有している。冷媒回路４は、圧縮機１１と熱源側熱交換器１３と熱源側絞り装置２１と回路間熱交換器２２とが冷媒配管４０を介して接続され、冷媒が循環するように形成されている。熱媒体回路５は、ポンプ２３と回路間熱交換器２２と負荷側絞り装置３１と負荷側熱交換器３２とが熱媒体配管５０を介して接続され、熱媒体が循環するように形成されている。ここで、熱媒体としては、水又はブラインなどを用いることができる。

圧縮機１１は、インバータによって駆動される圧縮機モータ（図示せず）を有し、冷媒を吸入して圧縮する。四方弁１２は、圧縮機１１に接続されており、室外制御装置１５に制御されて、冷媒の流通方向を切り替える。四方弁１２は、室内機３に温熱を供給する暖房運転モードにおいて、室外制御装置１５により、図１の実線の流路に切り替えられる。一方、四方弁１２は、室内機３に冷熱を供給する冷房運転モードにおいて、室外制御装置１５により、図１の破線の流路に切り替えられる。

熱源側熱交換器１３は、フィンアンドチューブ型熱交換器などからなり、冷媒回路４を流れる冷媒と外気との間で熱交換させる。アキュムレータ１４は、四方弁１２と圧縮機１１との間に接続されており、過剰な冷媒を貯留する。また、アキュムレータ１４は、圧縮機１１への液冷媒の流入を抑制し、圧縮機１１の破損を防ぐように作用する。室外制御装置１５は、室外機１を制御する。本実施の形態１において、室外制御装置１５は、圧縮機１１及び四方弁１２の動作を制御するようになっている。

熱源側絞り装置２１は、電子膨張弁などからなり、冷媒を減圧し膨張させる。熱源側絞り装置２１は、冷媒配管４０に取り付けられている。回路間熱交換器２２は、冷媒回路４と熱媒体回路５との間に接続されている。回路間熱交換器２２は、冷媒回路４を循環する冷媒と、熱媒体回路５を循環する熱媒体との間で熱交換させる。

ポンプ２３は、熱媒体回路５内で熱媒体を循環させるための圧力を加える。ポンプ２３は、インバータによって駆動されるモータ２３ａ（図２参照）を有しており、モータ２３ａを動力源として駆動する。すなわち、ポンプ２３は、熱媒体回路５に熱媒体を循環させるものであり、制御ユニット２５の出力により動作する。図１では、ポンプ２３が、放熱器２４の下流側に配置されている場合を例示している。

放熱器２４は、回路間熱交換器２２の入り口側に設けられている。つまり、放熱器２４は、負荷側熱交換器３２の下流から回路間熱交換器２２の入り口までの熱媒体配管５０に設けられている。放熱器２４は、板状の部材により形成されており、一方の面が熱媒体配管５０に接続され、他方の面が制御ユニット２５に接触している。放熱器２４は、制御ユニット２５と、熱媒体回路５に流れる熱媒体との間で熱交換させる。

制御ユニット２５は、インバータにより、ポンプ２３の動作を制御するものであり、放熱器２４に取り付けられている。制御ユニット２５の出力端子と、ポンプ２３の入力端子とは、インバータ動力配線５１で接続されている。制御ユニット２５は、電力変換装置としての機能を有しており、モータ２３ａに供給する電圧、及びモータ２３ａの回転周波数を自在に調整することができる。制御ユニット２５は、放熱板（図示せず）を有しており、放熱板が放熱器２４に接触するよう配置されている。すなわち、制御ユニット２５は、放熱器２４を介して熱媒体配管５０と熱的に接続されており、熱媒体配管５０を流れる熱媒体により、放熱器２４を介して冷却されるようになっている。

より具体的に、放熱器２４は、板状の部材によって形成されており、熱媒体配管５０に対向する面には、熱媒体配管５０が嵌め込まれる溝部が形成されている。本実施の形態１において、熱媒体配管５０は、放熱器２４との接触面積を増やし、熱交換効率を高めるために、放熱器２４と対向する位置で、複数回折り返して蛇行する形状を有する。熱媒体配管５０は、配管の一部又は全体が放熱器２４の溝部に嵌め込まれている。なお、放熱器２４と熱媒体配管５０との間の密着性を高めるために、放熱グリスなどを用いてもよい。

また、放熱器２４は、制御ユニット２５に対向する面が平面状になっており、制御ユニット２５の放熱板と接触している。このように、放熱器２４は、制御ユニット２５に対向する面が平面状になっていることから、制御ユニット２５の放熱板と密着することができるため、制御ユニット２５の放熱を効率よく行うことができる。なお、放熱器２４と制御ユニット２５の放熱板との間の密着性を高めるために、放熱シート又は放熱グリスなどを用いてもよい。

負荷側絞り装置３１は、負荷側熱交換器３２に流入させる熱媒体の量を調整する。負荷側絞り装置３１は、回路間熱交換器２２の下流側で、かつ負荷側熱交換器３２の上流側に設けられている。負荷側熱交換器３２は、フィンアンドチューブ型熱交換器などからなり、熱媒体回路５を流れる熱媒体と屋内の空気との間で熱交換させる。室内制御装置３３は、負荷側絞り装置３１の開度を調整する。

すなわち、室外機１は、屋外に設けられ、熱交換ユニット２を介して室内機３へ温熱又は冷熱を供給する熱源機として機能する。熱交換ユニット２は、室外機１において高温又は低温になった冷媒と、熱媒体回路５を室内機３経由で循環する熱媒体との間で熱交換させて、室内機３に温熱又は冷熱を供給する装置である。熱交換ユニット２は、屋内に設けられてもよいし、屋外に設けられてもよい。室内機３は、部屋等の空調対象空間、すなわち屋内に設けられ、空調対象空間内の温度及び湿度といった空気環境を調整する。室外機１と熱交換ユニット２とは、冷媒配管４０によって接続されている。熱交換ユニット２と室内機３とは、熱媒体配管５０によって接続されている。

また、室外制御装置１５と制御ユニット２５と室内制御装置３３とは、互いに通信可能に構成されている。そして、室外制御装置１５と制御ユニット２５と室内制御装置３３とは、互いに連携して、冷房運転モード、暖房運転モード、及び除霜運転モードを実行するようになっている。

図２は、図１の制御ユニット及びその周辺の構成を具体的に例示したブロック図である。図２に示すように、制御ユニット２５は、商用電源等の電源５００に、ノイズフィルタ６００を介して接続されている。なお、ノイズフィルタ６００は、制御ユニット２５から電源５００に流出するノイズを抑制する。本実施の形態１において、制御ユニット２５は、ノイズフィルタ６００と共に制御箱７００に収納されている。

制御ユニット２５は、整流ダイオード及びスイッチング素子を含む半導体装置２５１と、マイコン等からなる制御回路２５２と、を有している。半導体装置２５１は、電源５００から供給される電力をモータ２３ａの駆動用の電力に変換する電力変換装置として機能する。半導体装置２５１のスイッチング素子としては、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、又はＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを採用することができる。本実施の形態１では、半導体装置２５１が冷却対象部品となっている。すなわち、半導体装置２５１は、図１の放熱器２４に接触した状態で設けられており、半導体装置２５１で発生した熱が放熱器２４を通じて放熱されるようになっている。

制御回路２５２は、半導体装置２５１を制御するインバータ制御部２５２ａと、インバータ制御部２５２ａの動作プログラム及び各種の情報を記憶する記憶部２５２ｂを有している。半導体装置２５１とインバータ制御部２５２ａとにより、インバータ制御回路が構成されている。インバータ制御部２５２ａは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などにより構成することができる。記憶部２５２ｂは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等のＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などにより構成することができる。

（動作の説明）
空気調和装置１０は、室外機１で外気と熱交換した冷媒と、熱交換ユニット２の回路間熱交換器２２内を流れる熱媒体との間の熱交換を行い、さらに室内機３の負荷側熱交換器３２において、熱媒体と屋内の空気との間の熱交換を行う。

室外機１が負荷側に冷熱を供給する冷房運転モードの場合、圧縮機１１から吐出され、熱源側熱交換器１３及び熱源側絞り装置２１によって低温低圧の状態となった冷媒は、回路間熱交換器２２を通過する際、回路間熱交換器２２を通過する熱媒体から吸熱する。回路間熱交換器２２において吸熱され、低温となった熱媒体は、回路間熱交換器２２から排出され、熱媒体配管５０を通り、負荷側絞り装置３１を経由して負荷側熱交換器３２に流入する。負荷側熱交換器３２に流入した熱媒体の温度は、負荷側熱交換器３２において室温程度まで上昇する。負荷側熱交換器３２を通過した熱媒体は、ポンプ２３及び放熱器２４が配置された箇所を通り、再び回路間熱交換器２２に戻る。その際、熱交換ユニット２は、ポンプ２３及び放熱器２４において発生した熱を熱媒体配管５０内の熱媒体に放熱する。

室外機１が負荷側に温熱を供給する暖房運転モードの場合、圧縮機１１により高温高圧の状態となった冷媒は、回路間熱交換器２２を通過する際、回路間熱交換器２２を通過する熱媒体に放熱する。回路間熱交換器２２において受熱し、高温となった熱媒体は、回路間熱交換器２２から排出され、熱媒体配管５０を通り、負荷側絞り装置３１を経由して負荷側熱交換器３２に流入する。負荷側熱交換器３２に流入した熱媒体の温度は、負荷側熱交換器３２において室温程度まで低下する。負荷側熱交換器３２を通過した熱媒体は、ポンプ２３、及び放熱器２４が配置された箇所を通り、回路間熱交換器２２に戻る。その際、熱交換ユニット２は、暖房運転モードの場合と同様、ポンプ２３及び放熱器２４において発生した熱を熱媒体配管５０内の熱媒体に放熱する。

つまり、空気調和装置１０は、冷房運転モード及び暖房運転モードの何れの運転モードにおいても、制御ユニット２５を効率よく冷却することができる。なお、空気調和装置１０は、暖房運転モードにおいて、熱源側熱交換器１３の温度が基準温度よりも低下したときに、熱源側熱交換器１３の除霜を行う除霜運転モードへ移行するようになっている。

以上のように、空気調和装置１０は、熱媒体配管５０に接続された放熱器２４に制御ユニット２５が取り付けられていることから、熱媒体回路５を室内機３経由で循環する熱媒体によって制御ユニット２５が冷却される。よって、風路の確保等が不要となるため、装置の大型化及び故障を抑制し、制御ユニット２５で発生する熱を効率よく放熱させることができる。

すなわち、空気調和装置１０において、制御ユニット２５は、スイッチング動作などで発生した熱を熱媒体回路５に放熱するようになっている。つまり、屋根裏等の密閉された空間に熱交換ユニット２が設置された場合でも、制御ユニット２５は、熱媒体回路５を流れる熱媒体に放熱することができる。そのため、熱交換ユニット２内部の電気部品周囲の温度上昇を抑えることができる。よって、制御ユニット２５の冷却効率を高めると共に、制御ユニット２５の大容量化を実現することができる。また、制御ユニット２５の放熱のために、ヒートシンクと、空気を循環させるファンとを追加する必要がなくなるため、空気調和装置１０の構造の小型化、及びコストの低減を図ることができ、省スペース化を実現することができる。

さらに、本実施の形態１において、放熱器２４は、熱媒体回路５における回路間熱交換器２２の入り口側に設けられている。よって、放熱器２４には、暖房運転モード及び冷房運転モードのうちの何れの運転モードにおいても、負荷側熱交換器３２において屋内の空気と熱交換した後の熱媒体が流れるため、放熱器２４の温度を常時室温に保つことができる。よって、放熱器２４に接触している制御ユニット２５は、常時１００℃以下の状態を保つことができる。

ところで、制御ユニットの冷却方式として冷媒冷却方式を用いる場合、冷やし過ぎで生じた結露が制御ユニットなどの電気部品に浸水し、電気部品の故障に繋がるという課題がある。この点、本実施の形態１の空気調和装置１０は、室温程度の熱媒体を制御ユニット２５の放熱に利用することができる。よって、冷やし過ぎによる結露の発生を防ぐことができるため、結露水の浸水による制御ユニット２５及びその他の電気部品の故障を防ぐことができる。

ここで、放熱器２４は、熱媒体回路５における回路間熱交換器２２から負荷側絞り装置３１までの熱媒体配管５０に設けられていてもよい。このようにしても、熱媒体配管５０に流れる熱媒体の温度は、発熱体である半導体装置２５１の温度よりも十分に低いため、制御ユニット２５を冷却することができる。かかる配置を採れば、特に冷房運転モードの際に、制御ユニット２５を効率よく冷却することができる。また、放熱器２４は、負荷側熱交換器３２の下流における回路間熱交換器２２の出口までの熱媒体配管５０に設けられていてもよい。もっとも、回路間熱交換器２２の入り口側は、回路間熱交換器２２の出口側よりも、負荷側熱交換器３２からの距離が近い。そのため、回路間熱交換器２２の入り口側において、熱媒体配管５０に流れる熱媒体の温度は、冷房時及び暖房時の何れにおいても、屋内の空気の温度と同程度に保たれる。よって、放熱器２４は、負荷側熱交換器３２の下流における回路間熱交換器２２の入り口までの熱媒体配管５０に設けるとよい。さらに、放熱器２４は、回路間熱交換器２２の出口もしくは入り口に設けてもよく、回路間熱交換器２２に組み込まれていてもよい。加えて、放熱器２４は、ポンプ２３に内蔵され、ポンプ２３を流れる熱媒体に制御ユニット２５からの熱を放熱させるようにしてもよい。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の構成を例示した模式図である。図４は、図３の制御ユニット及びその周辺の構成を具体的に例示したブロック図である。図３及び図４に基づき、本実施の形態２に係る空気調和装置１１０の構成について説明する。前述した実施の形態１における空気調和装置１０と同等の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。

熱交換ユニット２Ａは、熱媒体回路５上に、分流器２６とバイパス配管２７とを有している。バイパス配管２７は、放熱器２４の入り口側と出口側とを接続して、放熱器２４をバイパスする配管である。つまり、バイパス配管２７は、一方の端部が分流器２６に接続され、他方の端部が放熱器２４と回路間熱交換器２２との間の熱媒体配管５０に接続されている。分流器２６は、放熱器２４の入り口側に設置され、上流側から流入する熱媒体を放熱器２４とバイパス配管２７とに分流する。

制御ユニット２５Ａには、サーミスタからなり、放熱器２４を通過する熱媒体の温度である通過温度を測定する通過温度センサ２５ａが内蔵されている。通過温度センサ２５ａは、通過温度として、制御ユニット２５Ａの放熱板の温度を測定するようになっている。

制御ユニット２５Ａは、制御回路２５２Ａ内に、分流制御部２５２ｃを有している。分流制御部２５２ｃは、放熱器２４を通過する熱媒体の温度に応じて分流器２６の分流比を調整するものである。

本実施の形態２において、記憶部２５２ｂには、放熱器２４への熱媒体の流量を増加させる基準となる増加閾値と、放熱器２４への熱媒体の流量を減少させる基準となる減少閾値とが予め記憶されている。減少閾値は、増加閾値よりも低い温度に設定される。増加閾値及び減少閾値は、空気調和装置１１０の構成及び設置環境に応じて適宜変更することができる。

分流制御部２５２ｃは、通過温度センサ２５ａにおいて測定された通過温度が増加閾値よりも大きい場合、放熱器２４への熱媒体の流量を増やすように分流器２６の分流比を調整する。一方、分流制御部２５２ｃは、通過温度が減少閾値よりも小さい場合、放熱器２４への熱媒体の流量を減らすように、すなわちバイパス配管２７への熱媒体の流量を増やすように分流器２６の分流比を調整する。

分流制御部２５２ｃは、分流器２６の分流比を調整する際、放熱器２４に流入させる熱媒体の量を、予め設定された一定量だけ増減させるようにしてもよい。また、記憶部２５２ｂは、増加閾値及び減少閾値に対する温度差と、分流器２６の分流比とを関連づけた分流比テーブルが記憶されていてもよい。この場合、制御ユニット２５Ａは、通過温度が増加閾値より大きいとき、通過温度と増加閾値との温度差を求めるようにしてもよい。同様に、制御ユニット２５Ａは、通過温度が減少閾値より小さいとき、通過温度と減少閾値との温度差を求めるようにしてもよい。そして、制御ユニット２５Ａは、求めた温度差を分流比テーブルに照らすことにより、分流器２６の分流比を求め、求めた分流比に応じて分流器２６を制御するようにしてもよい。

ここで、分流比テーブルは、通過温度と増加閾値との温度差が大きくなれば、放熱器２４への熱媒体の流量の増加量が大きくなり、通過温度と減少閾値との温度差が大きくなれば、放熱器２４への熱媒体の流量の減少量が大きくなるように構成するとよい。分流比テーブルは、増加閾値と減少閾値とのそれぞれに対応づけて設けてもよい。ただし、制御ユニット２５Ａが、通過温度と増加閾値との温度差を、通過温度から増加閾値を減算して求め、通過温度と減少閾値との温度差を、通過温度から減少閾値を減算して求めるようにすれば、分流比テーブルは１つでよい。なぜなら、通過温度から増加閾値を減算した値は必ず正になり、通過温度から減少閾値を減算した値は必ず負になるためである。

熱交換ユニット２Ａ及び熱媒体回路５Ａの他の構成は、それぞれ、実施の形態１の熱交換ユニット２及び熱媒体回路５と同様である。つまり、制御ユニット２５Ａの他の構成は、実施の形態１の制御ユニット２５と同様である。ところで、上記の説明では、通過温度センサ２５ａが、制御ユニット２５Ａに内蔵されている場合を例示したが、これに限らず、通過温度センサ２５ａは、制御ユニット２５Ａの外部に設けられていてもよい。また、分流制御部２５２ｃは、制御ユニットの外部に設けられてもよい。

図５は、図３の空気調和装置の動作を例示したフローチャートである。図５を参照して、制御ユニット２５による分流器２６の制御方法について説明する。

まず、制御ユニット２５Ａは、通過温度センサ２５ａから通過温度を取得する（ステップＳ１０１）。次いで、制御ユニット２５Ａは、通過温度が増加閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。制御ユニット２５Ａは、通過温度が増加閾値よりも大きい場合（ステップＳ１０２／ＹＥＳ）、放熱器２４への熱媒体の流量を増やすように分流器２６の分流比を調整し（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０１の処理へ戻る。

制御ユニット２５Ａは、通過温度が増加閾値以下である場合（ステップＳ１０２／ＮＯ）、通過温度が減少閾値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。制御ユニット２５Ａは、通過温度が減少閾値よりも小さい場合（ステップＳ１０３／ＹＥＳ）、放熱器２４への熱媒体の流量を減らすように分流器２６の分流比を調整し（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０１の処理へ戻る。

制御ユニット２５Ａは、通過温度が減少閾値以上である場合、すなわち通過温度が減少閾値から増加閾値までの範囲内にある場合（ステップＳ１０３／ＮＯ）、分流器２６に現在の分流比を維持させたまま、ステップＳ１０１の処理へ戻る。制御ユニット２５Ａは、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５の一連の処理を繰り返し実行する。もっとも、制御ユニット２５Ａは、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５、又はステップＳ１０３／ＮＯの後、一定の待ち時間が経過してから、ステップＳ１０１の処理へ戻るようにしてもよい。

以上のように、空気調和装置１１０であっても、実施の形態１の空気調和装置１０と同様、冷やし過ぎによる結露を抑制することができると共に、風路の確保等が不要となる。そのため、装置の大型化及び故障を抑制し、制御ユニット２５Ａで発生する熱を効率よく放熱させることができる。

また、熱交換ユニット２Ａは、放熱器２４と並列に接続され、熱媒体をバイパスさせるバイパス配管２７を備えている。熱交換ユニット２Ａは、バイパス配管２７側と放熱器２４側とに流れる熱媒体の量を、放熱器２４の入り口側に設置した分流器２６によって調整するようになっている。つまり、制御ユニット２５Ａは、通過温度センサ２５ａにおいて測定された通過温度をもとに分流器２６の分流比を調整するようになっている。そして、制御ユニット２５Ａは、通過温度が高ければ放熱器２４側に流れる熱媒体の量を増やし、通過温度が低ければバイパス配管２７側に流れる熱媒体の量を増やすようになっている。よって、空気調和装置１１０によれば、冷やし過ぎによる結露の発生を抑制することができるため、結露水の浸水による半導体装置２５１及びその他の電気部品の故障を防ぐことができる。

ところで、上記の説明では、増加閾値及び減少閾値をもとに、分流器２６の分流比を調整する場合を例示したが、これに限定されるものではない。記憶部２５２ｂは、通過温度と分流器２６の分流比とを関連づけた分流比調整テーブルが記憶されていてもよい。分流比調整テーブルは、通過温度が高くなると放熱器２４に流れる熱媒体の量が増え、通過温度が低くなるとバイパス配管２７に流れる熱媒体の量が増えるように構成するとよい。そして、制御ユニット２５Ａは、通過温度センサ２５ａから取得した通過温度を分流比調整テーブルに照らすことにより、分流器２６の分流比を求め、求めた分流比に応じて分流器２６を制御するようにしてもよい。このようにすれば、通過温度センサ２５ａにおいて測定された通過温度に対応づけて、分流器２６の分流比を精度よく調整することができる。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成を例示した模式図である。図７は、図６の制御箱内の構成を例示した模式図である。図６及び図７に基づき、本実施の形態３に係る空気調和装置２１０の構成について説明する。上述した実施の形態１における空気調和装置１０と同等の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。

図６に示すように、空気調和装置２１０は、ポンプ２３、放熱器２４、制御ユニット２５、及びインバータ動力配線５１が、密閉された一つの制御箱２０１の中に配置されている。そして、熱交換ユニット２Ｂは、放熱器２４の下流側で、かつ負荷側熱交換器３２の上流側に設けられた箱内熱交換器２０２を、熱媒体回路５Ｂ上に有している。箱内熱交換器２０２は、制御箱２０１内の空気と熱媒体回路５Ｂを流れる熱媒体との間で熱交換させる。すなわち、ポンプ２３、放熱器２４、制御ユニット２５、及び箱内熱交換器２０２は、制御箱２０１に収容されている。そして、箱内熱交換器２０２は、制御箱２０１内のポンプ２３及び放熱器２４よりも上流側に配置されている。

図７に示すように、制御箱２０１の内部に配置された箱内熱交換器２０２及びその周囲には結露が発生する。そのため、熱交換ユニット２は、箱内熱交換器２０２及びその周囲で発生した結露水を受ける水受け部２０３を備えている。水受け部２０３は、制御箱２０１内の電気品に結露水が浸水しないように配置されている。

すなわち、空気調和装置２１０は、ポンプ２３及び放熱器２４から受熱する前の制御箱２０１内で最も低温となる熱媒体と、制御箱２０１内の空気との間で熱交換させ、故意に箱内熱交換器２０２に結露を発生させるようになっている。水受け部２０３は、貯留した結露水を外部に排水する機構を有していてもよいし、貯留した結露水を蒸発させるヒータ等の加熱手段を有していてもよい。熱交換ユニット２Ｂ及び熱媒体回路５Ｂの他の構成は、それぞれ、実施の形態１の熱交換ユニット２及び熱媒体回路５と同様である。

以上のように、空気調和装置２１０であっても、実施の形態１の空気調和装置１０と同様、冷やし過ぎによる結露を抑制することができると共に、風路の確保等が不要となる。そのため、装置の大型化及び故障を抑制し、制御ユニット２５で発生する熱を効率よく放熱させることができる。

また、空気調和装置２１０は、放熱器２４及び電気部品を同じ密閉された制御箱２０１の中に配置している。制御箱２０１の中には、箱内の空気と熱媒体回路との間で熱交換させる箱内熱交換器２０２が設けられている。すなわち、空気調和装置２１０は、箱内熱交換器２０２によって故意に結露を発生させるため、密閉された制御箱２０１内部の湿度が下がるため、箱内熱交換器２０２以外の箇所には結露が発生しない。つまり、箱内熱交換器２０２によって制御箱２０１内の湿度を低下させることができるため、箱内熱交換器２０２と同一空間内にある制御ユニット２５及びその他の電気部品に結露が発生することを防止することができる。加えて、制御箱２０１内の雰囲気温度の上昇を防ぐことができるため、放熱部品を削減することができ、構造の小型化、及びコストの削減を実現することができる。このように、制御箱２０１内の温度が下がることから、電気部品の温度上昇を抑制することができるため、放熱用ヒートシンク及びファンの追加が不要となり、コストを抑えることができる。

さらに、箱内熱交換器２０２は、ポンプ２３の入り口側の熱媒体配管５０に配置されている。すなわち、箱内熱交換器２０２は、ポンプ２３及び制御ユニット２５の排熱を受ける前の熱媒体配管５０で熱交換するようになっているため、制御箱２０１内の湿度及び温度を効率よく低下させることができる。

また、空気調和装置２１０は、箱内熱交換器２０２から結露水が滴下しても、結露水が電気部品に浸水しないよう水受け部２０３が設けられている。よって、箱内熱交換器２０２により発生させた結露水が、制御ユニット２５及びその他の電気部品へ浸水することを防ぎ、電気部品の故障を抑制することができる。

ここで、空気調和装置２１０は、実施の形態２の空気調和装置１１０と同様、分流器２６と、バイパス配管２７と、通過温度センサ２５ａと、を有していてもよい。そして、制御ユニット２５は、通過温度センサ２５ａにおいて測定された通過温度をもとに、分流器２６の分流比を調整するようにしてもよい。

実施の形態４．
図８は、本発明の実施の形態４に係る空気調和装置の構成を例示した模式図である。図８に基づき、本実施の形態４に係る空気調和装置３１０の構成について説明する。上述した実施の形態１における空気調和装置１０と同等の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。

空気調和装置３１０において、放熱器２４及びポンプ２３は、回路間熱交換器２２の入り口側の熱媒体配管５０に設置されている。そして、熱交換ユニット２Ｃは、放熱器２４及びポンプ２３の上流における熱媒体回路５Ｃ上に、逆流防止弁２８を有している。逆流防止弁２８は、室内機３からポンプ２３に向かう方向にだけ熱媒体が流れるように取り付けられている。すなわち、逆流防止弁２８は、負荷側熱交換器３２の下流側で、かつポンプ２３の上流側に設けられ、ポンプ２３から負荷側熱交換器３２への熱媒体の流れを止める。また、熱交換ユニット２Ｃは、回路間熱交換器２２の出口側の熱媒体配管５０に設けられ、回路間熱交換器２２から流出する熱媒体の温度である流出温度を測定する流出温度センサ２９を有している。流出温度センサ２９は、回路間熱交換器２２の近傍又は出口に設けるとよい。

さらに、制御ユニット２５Ｃ及びポンプ２３は、通電により、モータ２３ａを回転させずに発熱する機能を有している。すなわち、制御ユニット２５Ｃは、モータ２３ａが回転可能なトルクまでは出力せず、モータ２３ａが回転せずに拘束される通電パターンをモータ２３ａの巻線に出力し、ポンプ２３に拘束通電を行う機能を有している。これにより、制御ユニット２５Ｃ及びポンプ２３のうちの少なくとも１つを加熱することができる。

記憶部２５２ｂには、回路間熱交換器２２内の熱媒体の温度低下の基準となる最低基準温度が事前に記憶されている。最低基準温度は、回路間熱交換器２２内の熱媒体が凍結しない最低温度に設定されている。そして、制御ユニット２５Ｃは、ポンプ２３の停止中に、流出温度センサ２９において測定された流出温度が最低基準温度を下回ったとき、ポンプ２３に拘束通電を行うようになっている。

熱交換ユニット２Ｃ及び熱媒体回路５Ｃの他の構成は、それぞれ、実施の形態１の熱交換ユニット２及び熱媒体回路５と同様である。つまり、制御ユニット２５Ｃの他の構成は、実施の形態１の制御ユニット２５と同様である。

図９は、図８の空気調和装置の動作を例示したフローチャートである。図９を参照して、制御ユニット２５Ｃによるポンプ２３の加熱処理について説明する。

制御ユニット２５Ｃは、ポンプ２３の運転状態を確認し、ポンプ２３が運転状態にあれば（ステップＳ２０１／ＮＯ）、ポンプ２３の運転状態の監視を継続する。一方、制御ユニット２５Ｃは、ポンプ２３が停止状態にある場合（ステップＳ２０１／ＹＥＳ）、回路間熱交換器２２の出口における熱媒体の温度をモニタする。すなわち、制御ユニット２５Ｃは、流出温度センサ２９から流出温度を取得する（ステップＳ２０２）。

次いで、制御ユニット２５Ｃは、流出温度センサ２９から取得した流出温度が最低基準温度を下回っているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。制御ユニット２５Ｃは、流出温度が最低基準温度を下回っている場合（ステップＳ２０３／ＹＥＳ）、モータ２３ａの巻線への拘束通電を行い、制御ユニット２５Ｃ及びポンプ２３を発熱させて（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０１の処理へ戻る。一方、制御ユニット２５Ｃは、流出温度が最低基準温度以上である場合（ステップＳ２０３／ＮＯ）、拘束通電による発熱は行わず（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０１の処理へ戻る。

制御ユニット２５Ｃは、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の一連の処理を繰り返し実行する。すなわち、制御ユニット２５Ｃは、拘束通電を行っているとき、流出温度が最低基準温度以上であると判定した場合（ステップＳ２０３／ＮＯ）拘束通電を停止して（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０１の処理へ戻る。また、制御ユニット２５Ｃは、拘束通電を行っているとき、ステップＳ２０３において流出温度が最低基準温度を下回っていると判定した場合（ステップＳ２０３／ＹＥＳ）、拘束通電を継続したまま（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０１の処理へ戻る。

以上のように、空気調和装置３１０であっても、実施の形態１の空気調和装置１０と同様、冷やし過ぎによる結露を抑制することができ、風路の確保等が不要となる。そのため、装置の大型化及び故障を抑制し、制御ユニット２５Ｃで発生する熱を効率よく放熱させることができる。

ここで、回路間熱交換器２２を搭載した熱交換ユニット２が屋外に設置された場合、運転停止中に、回路間熱交換器２２の配管内の熱媒体が凍結して膨張し、回路間熱交換器２２の配管が破損することが懸念される。これは、熱交換ユニット２が低外気環境下に設置された場合に特に顕著となる。そして、回路間熱交換器２２の配管内の熱媒体が凍結して膨張し、回路間熱交換器２２の配管が破損すると、熱媒体と冷媒とが混合されてしまう。

この点、空気調和装置３１０は、回路間熱交換器２２の出口の熱媒体配管５０に設置された流出温度センサ２９を用いて熱媒体の温度を監視するようになっている。そして、空気調和装置３１０は、流出温度センサ２９において測定された流出温度が最低基準温度未満となった場合に、制御ユニット２５Ｃ及びポンプ２３のうちの少なくとも１つを故意に発熱させ、熱媒体を加熱するようになっている。よって、空気調和装置３１０によれば、回路間熱交換器２２の凍結を防止し、回路間熱交換器２２の配管の破損を抑制することができる。

また、空気調和装置３１０は、負荷側熱交換器３２の下流側で、かつポンプ２３の上流側に、逆流防止弁２８を有している。よって、制御ユニット２５Ｃによる拘束通電により加熱された熱媒体が、室内機３側に逆流することを防ぐことができるため、回路間熱交換器２２まで熱が伝わらないという事態を回避することができる。

ここで、空気調和装置３１０は、実施の形態２の空気調和装置１１０と同様、分流器２６と、バイパス配管２７と、通過温度センサ２５ａと、を有していてもよい。そして、制御ユニット２５Ｃは、通過温度センサ２５ａにおいて測定された通過温度をもとに、分流器２６の分流比を調整するようにしてもよい。また、空気調和装置３１０は、実施の形態３の空気調和装置２１０と同様、箱内熱交換器２０２を有していてもよく、水受け部２０３をさらに有していてもよい。そして、ポンプ２３、放熱器２４、制御ユニット２５Ｃ、及び箱内熱交換器２０２は、制御箱２０１に収容するとよい。

＜変形例１＞
図１０は、本発明の実施の形態４の変形例１に係る空気調和装置の、回路間熱交換器の周辺構成を部分的に示す模式図である。図１１は、図１０の回路間熱交換器の構造を例示した説明図である。本変形例１の空気調和装置の基本的な構成は空気調和装置３１０と同様であるため、同一の符号を用いて説明は省略する。ここで、ポンプ２３は、制御ユニット２５Ｃからの拘束通電により、熱媒体回路５Ｃ内の熱媒体を加熱する手段として機能する。また、放熱器２４は、制御ユニット２５Ｃに接触しているため、拘束通電に起因した制御ユニット２５Ｃの発熱により、熱媒体回路５Ｃ内の熱媒体を加熱する手段として機能する。

変形例１の空気調和装置３１０は、図１０に示すように、放熱器２４及びポンプ２３が、回路間熱交換器２２よりも物理的に下側に配置されている。そして、熱媒体回路５Ｃは、回路間熱交換器２２と放熱器２４及びポンプ２３との間の熱媒体配管５０が、蛇行せず、直線上に形成されている。さらに、回路間熱交換器２２内においても、熱媒体配管５０が蛇行しない構造となっている。例えば、本変形例１の回路間熱交換器２２は、図１１に示すプレート式熱交換器のような構造を採っている。

すなわち、熱媒体配管５０は、回路間熱交換器２２内で直線状に形成され、熱媒体が直進するように形成されている。また、熱媒体回路５Ｃは、回路間熱交換器２２よりも下方に、放熱器２４及びポンプ２３が配置されている。さらに、熱媒体回路５Ｃにおいて、回路間熱交換器２２と放熱器２４及びポンプ２３との間の熱媒体配管５０は、直線状に形成され、熱媒体が直進するように形成されている。

ここで、制御ユニット２５Ｃ及びポンプ２３の発熱により熱媒体が加熱されると、熱媒体回路５Ｃ内に自然対流が生じる。そして、本変形例１の熱媒体回路５Ｃは、上記のように、ポンプ２３から回路間熱交換器２２までの流路の抵抗が小さくなり、自然対流による熱の移動が妨げられないような構成を採っている。すなわち、熱媒体回路５Ｃでは、熱源となる制御ユニット２５Ｃ及びポンプ２３が回路間熱交換器２２の下側に配置されている。そのため、熱源で加熱された熱媒体により熱媒体回路５Ｃ内に自然対流が生じ、熱源の上側に配置された回路間熱交換器２２に向かって熱媒体の流れが生じる。そのため、本変形例１の空気調和装置３１０によれば、ポンプ２３等で圧力を加えることなく、拘束通電により発生した熱を、回路間熱交換器２２まで効率よく伝えることができるため、加熱のための通電時間を短縮することができる。したがって、電気部品の長寿命化及び消費電力の低減を図ることができる。

＜変形例２＞
本変形例２の空気調和装置の基本的な構成は空気調和装置３１０と同様であるため、同一の符号を用いて説明は省略する。本変形例２の制御ユニット２５Ｃは、流出温度センサ２９から取得した流出温度が最低基準温度を下回ったとき、制御ユニット２５Ｃ及びポンプ２３のうちの少なくとも１つ発熱させると共に、計時を開始する機能を有している。そして、制御ユニット２５Ｃは、計時を開始してから事前に決められた設定時間が経過したとき、ポンプ２３を駆動させて、加熱した熱媒体を回路間熱交換器２２に押し込むようになっている。

制御ユニット２５Ｃがポンプ２３によって押し出す熱媒体の量は、回路間熱交換器２２の大きさ、ポンプ２３の大きさ、及び回路間熱交換器２２からポンプ２３までの熱媒体配管５０の長さ等に応じて予め設定されている。ポンプ２３から回路間熱交換器２２までの熱媒体の量は、熱交換ユニット２Ｃの設計時に把握できるため、ポンプ２３によって押し出す熱媒体の量は、事前に設定することができる。すなわち、制御ユニット２５Ｃは、計時を開始してから設定時間が経過したとき、ポンプ２３において加熱された熱媒体が回路間熱交換器２２内まで到達する量の熱媒体を、回路間熱交換器２２に向けて流出させるようになっている。

図１２は、本発明の実施の形態４の変形例２に係る空気調和装置の動作を示すフローチャートである。図１２を参照して、本変形例２の制御ユニット２５Ｃによるポンプ２３の加熱処理について説明する。図９と同様の動作については同一の符号を付して説明は省略する。

制御ユニット２５Ｃは、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理を図９の場合と同様に実行する。次いで、制御ユニット２５Ｃは、流出温度センサ２９から取得した流出温度が最低基準温度を下回っている場合（ステップＳ２０３／ＹＥＳ）、モータ２３ａの巻線への拘束通電と共に計時を開始する（ステップＳ３０１）。制御ユニット２５Ｃは、設定時間が経過するまで、拘束通電を継続した状態で待機する（ステップＳ３０２／ＮＯ）。そして、制御ユニット２５Ｃは、設定時間が経過したとき（ステップＳ３０２／ＹＥＳ）、ポンプ２３を駆動させる。そして、制御ユニット２５Ｃは、予め設定された量の熱媒体、すなわち加熱した熱媒体を回路間熱交換器２２に向けて流出させ（ステップＳ３０３）、ステップＳ２０１の処理へ戻る。

一方、制御ユニット２５Ｃは、流出温度が最低基準温度以上である場合（ステップＳ２０３／ＮＯ）、拘束通電を行っていない状態を継続し（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０１の処理へ戻る。制御ユニット２５Ｃは、図１２に示す一連の処理を繰り返し実行する。

ここで、熱媒体配管５０の長さ、又はその他の熱媒体回路５Ｃの構造などにより、熱媒体を加熱するだけでは、回路間熱交換器２２に熱が伝わりにくい場合、もしくは回路間熱交換器２２への熱の伝達に時間がかかる場合も想定される。この点、本変形例２の空気調和装置３１０は、熱源により加熱した熱媒体を、ポンプ２３の駆動で回路間熱交換器２２に伝えることができるため、回路間熱交換器２２の温度を効率的に上昇させることができ、加熱のための通電時間を短縮することができる。したがって、電気部品の長寿命化、及び消費電力の低減を実現することができる。すなわち、本変形例２の空気調和装置３１０によれば、熱媒体配管５０及び回路間熱交換器２２の構造上、熱源で加熱された熱媒体を、自然対流を用いて回路間熱交換器２２まで伝えることが困難な場合でも、凍結を防止することができる。もっとも、本変形例２の空気調和装置３１０は、前述した変形例１と同様の構造的特徴を有していてもよい。

＜変形例３＞
本変形例３の空気調和装置の基本的な構成は空気調和装置３１０と同様であるため、同一の符号を用いて説明は省略する。本変形例３の空気調和装置３１０は、室外機１の熱源側熱交換器１３の着霜などにより、暖房運転モードから除霜運転モードに切り替わったとき、制御ユニット２５Ｃ及びポンプ２３による熱媒体の加熱を開始するようになっている。すなわち、本変形例３の制御ユニット２５Ｃは、暖房運転モードから除霜運転モードに切り替わったとき、モータ２３ａの巻線への拘束通電を行うように構成されている。

ここで、除霜運転時、室内機３では暖房運転の継続ができなくなるため、室内温度が低下する。本変形例３の空気調和装置３１０は、通常の除霜運転に加えて、拘束通電による熱媒体の加熱を行うようになっている。このように、本変形例３の空気調和装置３１０は、除霜運転に拘束通電の処理を取り入れているため、除霜運転時に、回路間熱交換器２２内の熱媒体の温度を上昇させ、回路間熱交換器２２を通じて冷媒に熱を与えることができる。よって、熱源側熱交換器１３の温度を上昇させることができるため、除霜運転の時間を短縮することができる。本変形例３の空気調和装置３１０は、変形例１又は変形例２と同様の構成を適用してもよい。このようにすれば、変形例１及び変形例２と同様の効果を得ることができる。

＜変形例４＞
本変形例４の空気調和装置の基本的な構成は空気調和装置３１０と同様であるため、同一の符号を用いて説明は省略する。本変形例４の空気調和装置３１０は、室外機１の運転が停止したときに、制御ユニット２５Ｃ及びポンプ２３による熱媒体の加熱を開始するようになっている。すなわち、本変形例４の制御ユニット２５Ｃは、室外機１の運転が停止したとき、モータ２３ａの巻線への拘束通電を行うようになっている。制御ユニット２５Ｃは、室外制御装置１５を通じて、室外機１の運転状態を監視することができる。

本変形例４の空気調和装置３１０は、室外機１の運転が停止したとき、制御ユニット２５Ｃによる拘束通電により熱媒体を加熱し、回路間熱交換器２２を通じて室外機１の冷媒に熱を伝えるようになっている。すなわち、本変形例４の空気調和装置３１０によれば、室外機１の運転が停止したとき、制御ユニット２５Ｃによる拘束通電によって、冷媒回路４内の冷媒を加熱するようになっている。よって、冷媒寝込みの予防及び解消を実現することができるため、圧縮機１１において、液圧縮による破損、及び油濃度低下による軸の焼き付きが発生することを抑制することができる。

ここで、本変形例４の空気調和装置３１０は、圧縮機１１の外郭に取り付けられたクランクケースヒータを有していてもよい。そして、室外制御装置１５は、室外機１の運転が停止したとき、クランクケースヒータへの通電を行うようにしてもよい。また、室外制御装置１５は、室外機１の運転が停止したとき、圧縮機１１が駆動しない程度の電圧を圧縮機１１に掛けるようにしてもよい。すなわち、室外制御装置１５は、室外機１の運転が停止したとき、インバータによって圧縮機モータの巻線に電流を供給して拘束通電を行うようにしてもよい。ここで、本変形例４の空気調和装置３１０は、変形例１〜変形例３と同様の構成を適用してもよい。このようにすれば、変形例１〜変形例３と同様の効果を得ることができる。

実施の形態５．
図１３は、本発明の実施の形態５に係る空気調和装置の構成を例示した模式図である。図１３に基づき、本実施の形態５に係る空気調和装置１０Ａの構成について説明する。前述した実施の形態１における空気調和装置１０と同等の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。

図１３に示すように、空気調和装置１０Ａは、チラーユニット１Ａと、室内機３と、により構成されている。チラーユニット１Ａと室内機３とは、熱媒体配管５０により接続されている。チラーユニット１Ａは、圧縮機１１と、四方弁１２と、熱源側熱交換器１３と、アキュムレータ１４と、熱源側絞り装置２１と、回路間熱交換器２２と、ポンプ２３と、放熱器２４と、制御ユニット２５０と、を有している。

制御ユニット２５０は、実施の形態１における室外制御装置１５の機能と制御ユニット２５の機能とを併せもっており、チラーユニット１Ａを制御する。すなわち、制御ユニット２５０の制御対象は、圧縮機１１、四方弁１２、及びポンプ２３である。また、熱源側熱交換器１３に送風機（図示せず）が付設されている場合、制御ユニット２５０は、送風機のファンモータを制御する。

制御ユニット２５０は、実施の形態１の制御ユニット２５と同様、商用電源等の電源５００に、ノイズフィルタ６００を介して接続されている。そして、制御ユニット２５０は、ノイズフィルタ６００と共に制御箱７００に収納されている。

制御ユニット２５０と室内制御装置３３とは、互いに通信可能に構成されている。そして、制御ユニット２５０と室内制御装置３３とは、互いに連携して、冷房運転モード、暖房運転モード、及び除霜運転モードを実行するようになっている。

制御ユニット２５０は、放熱板（図示せず）を有しており、放熱板が放熱器２４に接触するよう配置されている。すなわち、制御ユニット２５０は、放熱器２４を介して熱媒体配管５０と熱的に接続されており、熱媒体配管５０を流れる熱媒体により、放熱器２４を介して冷却されるようになっている。

放熱器２４は、板状の部材により形成されており、一方の面が熱媒体配管５０に接続され、他方の面が制御ユニット２５０に接触している。放熱器２４は、制御ユニット２５０と、熱媒体回路５に流れる熱媒体との間で熱交換させる。放熱器２４は、制御ユニット２５０に対向する面が平面状になっており、制御ユニット２５０の放熱板と接触している。

以上のように、空気調和装置１０Ａであっても、実施の形態１の空気調和装置１０と同様、冷やし過ぎによる結露を抑制することができると共に、風路の確保等が不要となる。そのため、装置の大型化及び故障を抑制し、制御ユニット２５０で発生する熱を効率よく放熱させることができる。

ところで、実施の形態１の空気調和装置１０では、室外制御装置１５が室外機１に設けられているため、熱媒体回路５を流れる熱媒体によって室外制御装置１５を冷却することができない。これに対し、本実施の形態５の空気調和装置１０Ａは、チラーユニット１Ａ内に圧縮機１１とポンプ２３とが設けられており、制御ユニット２５０が、圧縮機１１とポンプ２３とを制御するようになっている。そのため、空気調和装置１０Ａによれば、圧縮機１１の圧縮機モータの駆動制御で発熱した制御ユニット２５０を、熱媒体配管５０を通過する熱媒体によって冷却することができる。また、チラーユニット１Ａには、熱源側熱交換器１３に風を送り、制御ユニット２５０から制御される送風機を設けることができる。この場合、空気調和装置１０Ａは、送風機のファンモータの駆動制御で発熱した制御ユニット２５０を、熱媒体配管５０を通過する熱媒体によって冷却することができる。

ここで、図１３では、ポンプ２３がチラーユニット１Ａに設けられている場合を例示しているが、これに限定されない。ポンプ２３は、熱媒体配管５０のうち、チラーユニット１Ａと室内機３とを接続する箇所に設けられていてもよい。この場合、ポンプ２３の制御は、制御ユニット２５０ではなく、外部の制御装置が行うようにするとよい。また、ポンプ２３は、室内機３に配置された熱媒体配管５０に設けられていてもよい。この場合、ポンプ２３の制御は、室内制御装置３３が行うとよい。

上述した各実施の形態は、空気調和装置における好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。上記の各実施の形態では、ポンプ２３が放熱器２４の上流側に配置されている場合を例示したが、これに限らず、ポンプ２３は、放熱器２４の下流側に配置されてもよい。また、ポンプ２３は、回路間熱交換器２２の出口側に設けられていてもよい。ところで、ポンプ２３を回路間熱交換器２２の出口側に設け、放熱器２４を回路間熱交換器の入り口側に設けるといった具合に、ポンプ２３を放熱器２４から遠ざけるようにしてもよい。このようにすれば、制御ユニット２５及び２５Ａ〜２５Ｃに対するポンプ２３の振動及び熱の影響を低減することができる。

１ 室外機、１Ａ チラーユニット、２、２Ａ〜２Ｃ 熱交換ユニット、３ 室内機、４ 冷媒回路、５、５Ａ〜５Ｃ 熱媒体回路、１０、１０Ａ、１１０、２１０、３１０ 空気調和装置、１１ 圧縮機、１２ 四方弁、１３ 熱源側熱交換器、１４ アキュムレータ、１５ 室外制御装置、２１ 熱源側絞り装置、２２ 回路間熱交換器、２３ ポンプ、２３ａ モータ、２４ 放熱器、２５、２５Ａ、２５Ｃ、２５０ 制御ユニット、２５ａ 通過温度センサ、２６ 分流器、２７ バイパス配管、２８ 逆流防止弁、２９ 流出温度センサ、３１ 負荷側絞り装置、３２ 負荷側熱交換器、３３ 室内制御装置、４０ 冷媒配管、５０ 熱媒体配管、５１ インバータ動力配線、２０１、７００ 制御箱、２０２ 箱内熱交換器、２０３ 水受け部、２５１ 半導体装置、２５２、２５２Ａ 制御回路、２５２ａ インバータ制御部、２５２ｂ 記憶部、２５２ｃ 分流制御部、５００ 電源、６００ ノイズフィルタ。

本発明に係る熱交換ユニットは、圧縮機と熱源側熱交換器とを備えた室外機と冷媒配管を介して接続され、負荷側絞り装置と負荷側熱交換器とを備えた室内機と熱媒体配管を介して接続された熱交換ユニットであって、熱源側絞り装置と、回路間熱交換器と、ポンプと、を有すると共に、熱媒体配管に接続された放熱器と、放熱器に取り付けられ、ポンプを制御する制御ユニットと、を有し、熱源側絞り装置と回路間熱交換器とは、圧縮機と熱源側熱交換器と共に冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路を形成し、ポンプと回路間熱交換器とは、負荷側絞り装置と負荷側熱交換器と共に熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路を形成し、回路間熱交換器は、冷媒回路を循環する冷媒と、熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させるものであり、制御ユニットは、熱媒体配管を流れる熱媒体により放熱器を介して冷却され、放熱器は、負荷側熱交換器の下流側であって、負荷側熱交換器と回路間熱交換器の入り口との間に設けられているものである。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と熱源側熱交換器と熱源側絞り装置と回路間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、ポンプと回路間熱交換器と負荷側絞り装置と負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、熱媒体配管に接続された放熱器と、放熱器に取り付けられた制御ユニットと、を有し、回路間熱交換器は、冷媒回路を循環する冷媒と、熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させるものであり、制御ユニットは、熱媒体配管を流れる熱媒体により放熱器を介して冷却され、放熱器は、負荷側熱交換器の下流側であって、負荷側熱交換器と回路間熱交換器の入り口との間に設けられているものである。

Claims (21)

1. 圧縮機と熱源側熱交換器と熱源側絞り装置と回路間熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
   ポンプと前記回路間熱交換器と負荷側絞り装置と負荷側熱交換器とが熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、
   前記熱媒体配管に接続された放熱器と、
   前記放熱器に取り付けられた制御ユニットと、を有し、
   前記回路間熱交換器は、前記冷媒回路を循環する冷媒と、前記熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させるものであり、
   前記制御ユニットは、前記熱媒体配管を流れる熱媒体により前記放熱器を介して冷却される、空気調和装置。
2. 前記制御ユニットは、前記ポンプを制御するものである、請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記圧縮機と前記熱源側熱交換器とを有する室外機と、
   前記熱源側絞り装置と前記回路間熱交換器と前記ポンプと前記放熱器と前記制御ユニットとを有する熱交換ユニットと、
   前記負荷側絞り装置と前記負荷側熱交換器とを有する室内機と、を備えた請求項１又は２に記載の空気調和装置。
4. 前記放熱器は、
   前記負荷側熱交換器の下流における前記回路間熱交換器の出口までの間に設けられている、請求項３に記載の空気調和装置。
5. 前記放熱器は、
   前記負荷側熱交換器の下流における前記回路間熱交換器の入り口までの間に設けられている、請求項４に記載の空気調和装置。
6. 前記熱媒体回路は、
   前記放熱器の入り口側と出口側とをバイパスするバイパス配管と、
   前記放熱器の入り口側に設置され、上流側から流入する熱媒体を前記放熱器と前記バイパス配管とに分流する分流器と、をさらに有し、
   前記制御ユニットは、
   前記放熱器を通過する熱媒体の温度に応じて前記分流器の分流比を調整する制御部を有する、請求項３〜５の何れか一項に記載の空気調和装置。
7. 前記熱交換ユニットは、
   前記放熱器を通過する熱媒体の温度である通過温度を測定する通過温度センサをさらに有し、
   前記制御ユニットは、
   前記放熱器への熱媒体の流量を増加させる基準となる増加閾値と、前記増加閾値よりも低い温度に設定され、前記放熱器への熱媒体の流量を減少させる基準となる減少閾値とを記憶する記憶部をさらに有し、
   前記制御部は、
   前記通過温度が前記増加閾値よりも大きい場合、前記放熱器への熱媒体の流量を増やすように前記分流器の分流比を調整し、
   前記通過温度が前記減少閾値よりも小さい場合、前記放熱器への熱媒体の流量を減らすように前記分流器の分流比を調整するものである、請求項６に記載の空気調和装置。
8. 前記記憶部は、前記増加閾値及び前記減少閾値に対する温度差と、前記分流器の分流比とが関連づけられた分流比テーブルが記憶しており、
   前記制御ユニットは、
   前記通過温度が前記増加閾値より大きい場合、前記通過温度と前記増加閾値との間の温度差を、前記分流比テーブルに照らして、前記分流器の分流比を求め、
   前記通過温度が前記減少閾値より小さい場合、前記通過温度と前記減少閾値との間の温度差を、前記分流比テーブルに照らして、前記分流器の分流比を求めるものである、請求項７に記載の空気調和装置。
9. 前記熱交換ユニットは、
   前記放熱器を通過する熱媒体の温度である通過温度を測定する通過温度センサをさらに有し、
   前記制御ユニットは、
   前記通過温度と前記分流器の分流比とが、前記通過温度が高くなると前記放熱器に流れる熱媒体の量が増え、前記通過温度が低くなると前記バイパス配管に流れる熱媒体の量が増えるように関連づけられた分流比調整テーブルを記憶する記憶部をさらに有し、
   前記制御部は、
   前記通過温度を前記分流比調整テーブルに照らして前記分流器の分流比を求めるものである、請求項６に記載の空気調和装置。
10. 前記熱媒体回路は、
    前記放熱器の下流側に設けられた箱内熱交換器をさらに有し、
    前記ポンプ、前記放熱器、前記制御ユニット、及び前記箱内熱交換器は、制御箱に収容される、請求項３〜９の何れか一項に記載の空気調和装置。
11. 前記熱交換ユニットは、前記箱内熱交換器で発生した結露水を受ける水受け部をさらに有する、請求項１０に記載の空気調和装置。
12. 前記熱交換ユニットは、
    前記回路間熱交換器の出口側の前記熱媒体配管に設けられ、前記回路間熱交換器から流出する熱媒体の温度である流出温度を測定する流出温度センサをさらに有し、
    前記制御ユニットは、
    前記ポンプの停止中に、前記流出温度が最低基準温度を下回ったとき、前記ポンプに拘束通電を行うものである、請求項３〜１１の何れか一項に記載の空気調和装置。
13. 前記負荷側熱交換器の下流側で、かつ前記ポンプの上流側に設けられ、前記ポンプから前記負荷側熱交換器への熱媒体の流れを止める逆止弁をさらに有する、請求項１２に記載の空気調和装置。
14. 前記熱媒体配管は、前記回路間熱交換器内で直線状に形成され、
    前記熱媒体回路は、前記回路間熱交換器よりも下方に、前記放熱器及び前記ポンプが配置され、前記回路間熱交換器と前記放熱器及び前記ポンプとの間の前記熱媒体配管が直線状に形成されている、請求項１２又は１３に記載の空気調和装置。
15. 前記制御ユニットは、
    前記ポンプに拘束通電を行っている時間が設定時間になると、前記ポンプを駆動させて、予め決められた量の熱媒体を前記回路間熱交換器に向けて流出させる、請求項１２〜１４の何れか一項に記載の空気調和装置。
16. 前記室外機が負荷側に温熱を供給する暖房運転モードと、前記熱源側熱交換器の除霜を行う除霜運転モードと、を有し、
    前記制御ユニットは、前記冷媒回路が暖房運転モードから除霜運転モードへ切り替わったとき、前記ポンプに拘束通電を行うものである、請求項３〜１５の何れか一項に記載の空気調和装置。
17. 前記制御ユニットは、
    前記室外機の運転が停止したとき、前記ポンプに拘束通電を行うものである、請求項３〜１６の何れか一項に記載の空気調和装置。
18. 前記室外機を制御する室外制御装置と、
    前記圧縮機の外郭に取り付けられたクランクケースヒータと、をさらに有し、
    前記室外制御装置は、
    前記室外機の運転が停止したとき、前記クランクケースヒータへの通電を行うものである、請求項１７に記載の空気調和装置。
19. 前記室外機を制御する室外制御装置をさらに有し、
    前記室外制御装置は、
    前記室外機の運転が停止したとき、前記圧縮機に拘束通電を行うものである、請求項１７に記載の空気調和装置。
20. 圧縮機と熱源側熱交換器とを備えた室外機と冷媒配管を介して接続され、負荷側絞り装置と負荷側熱交換器とを備えた室内機と熱媒体配管を介して接続された熱交換ユニットであって、
    熱源側絞り装置と、回路間熱交換器と、ポンプと、を有すると共に、
    前記熱媒体配管に接続された放熱器と、
    前記放熱器に取り付けられ、前記ポンプを制御する制御ユニットと、を有し、
    前記熱源側絞り装置と前記回路間熱交換器とは、前記圧縮機と前記熱源側熱交換器と共に前記冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路を形成し、
    前記ポンプと前記回路間熱交換器とは、前記負荷側絞り装置と前記負荷側熱交換器と共に前記熱媒体配管を介して接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路を形成し、
    前記回路間熱交換器は、前記冷媒回路を循環する冷媒と、前記熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させるものであり、
    前記制御ユニットは、前記熱媒体配管を流れる熱媒体により前記放熱器を介して冷却される、熱交換ユニット。
21. 前記放熱器は、
    前記負荷側熱交換器の下流における前記回路間熱交換器の出口までの間に設けられている、請求項２０に記載の熱交換ユニット。

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