WO2006013769A1

WO2006013769A1 - 空気調和装置

Info

Publication number: WO2006013769A1
Application number: PCT/JP2005/013814
Authority: WO
Inventors: Masahiro Honda; Yasushi Hori; Shigeaki Umeyama; Keiji Ishida
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2006-02-09
Also published as: ES2465643T3; US7607317B2; EP1775527A4; US20080236189A1; AU2005268315B2; AU2005268315A1; CN100472149C; JP3861891B2; CN1910409A; EP1775527B1; EP1775527A1; JP2006046779A

Abstract

　冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側から流入して上側から流出するように構成された熱源側熱交換器（２３）を含み、熱源側熱交換器（２３）と利用側熱交換器（３２、４２、５２）とが個別に冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能させる切り換えが可能な冷媒回路（１２）を備えた空気調和装置（１）において、熱源側熱交換器（２３）の蒸発能力を熱源側膨張弁（２４）によって制御する際の制御幅を拡大する。空気調和装置（１）は、熱源側熱交換器（２３）を蒸発器として機能させて運転している際に、第１バイパス回路（１０２）を介して圧縮機構（２１）から吐出される冷媒を圧縮機構（２１）の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器（２３）を凝縮器として機能させる運転に切り換え、熱源側膨張弁（２４）を閉止することで、第１油戻し回路（１０１）を介して熱源側熱交換器（２３）内に溜まった冷凍機油を熱源側熱交換器（２３）の下部から圧縮機構（２１）の吸入側に戻す。

Description

空気調和装置

技術分野

[0001] 本発明は、空気調和装置、特に、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側から流入して上側カゝら流出するように構成された熱源側熱交を含んでおり、熱源側熱交^^と利用側熱交とがそれぞれ個別に冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能させる切り換えが可能な冷媒回路を備えた空気調和装置に関する。

背景技術

[0002] 従来より、冷媒の蒸発器として冷媒が下側力流入して上側力流出するように構成された熱交を有する蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた冷凍装置がある (例えば、特許文献 1参照。 ) oこの冷凍装置においては、蒸発器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐため、冷媒よりも比重が小さ!、ために 2層に分離して冷媒の液面の上に浮!ヽた状態で溜まった冷凍機油を冷媒の液面付近力抜き出して圧縮機の吸入側に戻すようにしている。

また、蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた冷凍装置の一例として、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とがそれぞれ個別に冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能させる切り換えが可能な蒸気圧縮式の冷媒回路を備えた冷暖同時運転が可能な空気調和装置がある（例えば、特許文献 2参照。 )₀このような空気調和装置においては、複数の熱源側熱交換器が設けられるとともに、各熱源側熱交換器に流入する冷媒の流量を調節することができるように膨張弁が設けられている。そして、この空気調和装置において、例えば、暖房運転時ゃ冷暖同時運転時等のように、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる場合には、利用側熱交^^の空調負荷が小さくなるのに応じて、膨張弁の開度を小さくすることによって蒸発能力を小さくする制御を行い、さらに、利用側熱交換器の空調負荷が非常に小さくなる場合には、複数の膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交換器の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交^^の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行っている。

[0003] また、上述の空気調和装置にお!、ては、例えば、冷房運転時ゃ冷暖同時運転時に熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる場合には、利用側熱交換器の空調負荷が小さくなるのに応じて、熱源側熱交換器に接続された膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器内に溜まる液冷媒の量を増やして実質的な伝熱面積を減少させることで凝縮能力を小さくする制御を行っている。しかし、膨張弁の開度を小さくする制御を行うと、膨張弁の下流側 (具体的には、膨張弁と利用側熱交換器との間)の冷媒圧力が低下する傾向となって安定せず、熱源側熱交換器の凝縮能力を小さくする制御を安定的に行うことができないという問題があった。これに対して、圧縮機で圧縮された高圧のガス冷媒を、膨張弁にお!ヽて減圧されて利用側熱交換器に送られる冷媒に合流させる加圧回路を設けることによって、膨張弁の下流側の冷媒圧力を高くする制御が提案されている (例えば、特許文献 3参照。 )₀ 特許文献 1：特開昭 63 - 204074号公報

特許文献 2：特開平 3 - 260561号公報

特許文献 3：特開平 3— 129259号公報

発明の開示

[0004] 上述の空気調和装置にお!、て、冷媒の蒸発器として機能する場合に冷媒が下側力流入して上側力流出するように構成されたプレート熱交等の熱交を熱源側熱交換器として使用する場合がある。この場合には、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐため、熱源側熱交換器内の冷媒の液面を一定以上のレベルになるように維持する必要がある。しかし、利用側熱交^^における空調負荷が非常に小さくなる場合等のように、熱源側熱交換器を蒸発能力の小さい蒸発器として機能させる場合においては、膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器を流れる冷媒量を減少させようとしても、熱源側熱交換器内の冷媒の液面の制約力も膨張弁の開度をあまり小さくすることができないため、膨張弁の開度調節のみでは十分に蒸発能力を制御できず、結果的に、複数の膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交^^の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交^^の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行うことが必要になっている。

[0005] このため、複数の熱源側熱交を設置する分だけ部品点数の増加及びコストァップが生じ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を凝縮器として機能させて蒸発能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機において圧縮される冷媒量が増加することになり、利用側熱交^^の空調負荷が小さい運転条件における COPが悪くなるという問題がある。これに対して、蒸発能力を相殺するための熱源側熱交を設けることなぐ液面の低下を許容しつつ熱源側熱交換器を蒸発能力の小さ、蒸発器として機能させることができるようにするために、熱源側熱交翻を蒸発器として機能させて運転している際に、一時的に、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させるように切り換えて冷媒が熱源側熱交^^の上側から下側に向力つて流れるようにすることで、熱源側熱交^^に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐ運転 (油回収運転)を行うことも考えられるが、暖房運転 (すなわち、凝縮器として機能）中の利用側熱交換器を一時的に冷房運転 (すなわち、蒸発器として機能）に切り換えることになつてしまうため、室内の快適性を損なうおそれがある。

[0006] また、上述の空気調和装置にお!、て、冷媒回路に加圧回路を設けることによって、熱源側熱交を冷媒の凝縮器として機能させる場合に、膨張弁にぉヽて減圧されて利用側熱交換器に送られる冷媒に圧縮機で圧縮された高圧のガス冷媒を合流させるようにすると、膨張弁から利用側熱交^^に送られる冷媒が気液二相流になり、し力も、膨張弁の開度を小さくなる程、加圧回路力高圧のガス冷媒が合流された後の冷媒のガス分率が大きくなり、複数の利用側熱交換器間で偏流が生じてしまうため、結果的に、膨張弁の開度を十分に小さくすることができないという問題が生じている。この結果、熱源側熱交を冷媒の蒸発器として機能させる場合と同様に、複数の熱源側熱交換器を設けて、利用側熱交換器の空調負荷が非常に小さくなる場合には、複数の膨張弁を閉止して凝縮器として機能する熱源側熱交^^の台数を減らすことによって凝縮能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交^^の一部を蒸発器として機能させることにより凝縮器として機能する熱源側熱交^^の凝縮能力と相殺して凝縮能力を小さくする制御を行うことが必要になっている。 [0007] このため、複数の熱源側熱交を設置する分だけ部品点数の増加及びコストァップが生じ、また、複数の熱源側熱交換器の一部を蒸発器として機能させて凝縮能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で蒸発される冷媒量の分だけ圧縮機において圧縮される冷媒量が増加することになり、利用側熱交^^の空調負荷が小さい運転条件における COPが悪くなるという問題がある。

本発明の課題は、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側力流入して上側カゝら流出するように構成された熱源側熱交を含んでおり、熱源側熱交^^と利用側熱交換器とがそれぞれ個別に冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能させる切り換えが可能な冷媒回路を備えた空気調和装置にお!、て、熱源側熱交換器の蒸発能力を膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することにある。

[0008] 第 1の発明にかかる空気調和装置は、冷媒回路と、第 1バイパス回路と、油戻し回路とを備えている。冷媒回路は、圧縮機構と、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側力流入して上側から流出するように構成された熱源側熱交^^と、利用側熱交換器と、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを接続する液冷媒管と、液冷媒管に設けられる膨張弁とを含んでおり、熱源側熱交^^と利用側熱交^^とがそれぞれ個別に冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能させる切り換えが可能である。第 1バイノス回路は、圧縮機構力も吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスすることが可能である。油戻し回路は、熱源側熱交^^の下部と圧縮機構の吸入側とを接続する。そして、この空気調和装置は、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させて運転している際に、第 1バイパス回路を介して圧縮機構力も吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交を凝縮器として機能させる運転に切り換え、膨張弁を閉止することによって、圧縮機構から吐出される冷媒を熱源側熱交換器に流入させて、油戻し回路を介して熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を圧縮機構の吸入側に戻す油回収運転を行う。

[0009] この空気調和装置では、冷房運転等を行う場合のように熱源側熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させる運転を行う場合には、圧縮機構から吐出された冷媒は、熱源側熱交翻において凝縮され膨張弁を通過した後に、利用側熱交翻に送られる。この冷媒は、利用側熱交翻において蒸発された後に、圧縮機構に吸入される。また、暖房運転等を行う場合のように熱源側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる運転を行う場合には、圧縮機構から吐出された冷媒は、利用側熱交換器において凝縮され膨張弁を通過した後に、熱源側熱交換器に送られる。この冷媒は、熱源側熱交換器において蒸発された後に、圧縮機構に吸入される。ここで、熱源側熱交を蒸発器として機能させる運転を行う場合には、冷媒が下側カゝら流入して上側力流出するように熱源側熱交内を流れるため、利用側熱交における空調負荷に応じて膨張弁の開度を小さくして熱源側熱交換器の蒸発能力を小さくする制御を行うと、冷凍機油が熱源側熱交換器内に溜まり込むことになる。

[0010] しかし、この空気調和装置では、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させて運転している際に、第 1バイパス回路を介して圧縮機構力も吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交を凝縮器として機能させる運転に切り換え、膨張弁を閉止することによって、圧縮機構から吐出される冷媒を熱源側熱交換器に流入させて、油戻し回路を介して熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を圧縮機構の吸入側に戻す油回収運転を行うようにしている。このような油戻回収運転を行うことによって、熱源側熱交を凝縮器として機能させる切り換えを行うにもかかわらず、利用側熱交換器を蒸発器に切り換えて冷媒回路全体の冷媒の流れの向きを変更しなくてもょ、ため、油回収運転後に油回収運転前の運転状態に復帰させる際の立ち上がりを素早く行うことができるようになり、室内の快適性を損なうことなぐし力も、短時間で熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を回収することができる。

[0011] このように、この空気調和装置では、利用側熱交^^の空調負荷に応じて膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交換器内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交翻の蒸発能力を膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。

そして、この空気調和装置では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交翻を蒸発器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交^^の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交^^の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交^^によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになる。

これにより、熱源側熱交換器の蒸発能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交の単一化が実現できていな力つた空気調和装置において、熱源側熱交の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の熱源側熱交^^の一部を凝縮器として機能させて蒸発能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機構において圧縮される冷媒量が増力!]して利用側熱交^^の空調負荷が小さい運転条件における COPが悪くなる t 、う問題を解消することができる。

第 2の発明にかかる空気調和装置は、冷媒回路と、第 1バイパス回路と、油戻し回路とを備えている。冷媒回路は、圧縮機構と、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側力流入して上側から流出するように構成された熱源側熱交^^と、利用側熱交換器と、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを接続する液冷媒管と、液冷媒管に設けられる膨張弁と、熱源側熱交換器を圧縮機構から吐出される冷媒の凝縮器として機能させる凝縮運転切換状態と熱源側熱交換器を液冷媒管を流れる冷媒の蒸発器として機能させる蒸発運転切換状態とを切り換え可能にする熱源側切換機構と、圧縮機構の吐出側と熱源側切換機構との間に接続されており圧縮機構から吐出される冷媒を熱源側切換機構に流入する前に分岐することが可能な高圧ガス冷媒管と、利用側熱交換器を液冷媒管を流れる冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転切換状態と利用側熱交換器を高圧ガス冷媒管を流れる冷媒の凝縮器として機能させる暖房運転切換状態とを切り換え可能にする利用側切換機構と、利用側熱交換器において蒸発される冷媒を圧縮機構の吸入側に送る低圧ガス冷媒管とを含んでいる。第 1バイパス回路は、圧縮機構カゝら吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスすることが可能である。油戻し回路は、熱源側熱交^^の下部と圧縮機構の吸入側とを接続する。そして、この空気調和装置は、熱源側切換機構を蒸発運転切換状態にして運転している際に、第 1バイパス回路を介して圧縮機構力も吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側切換機構を凝縮運転切換状態に切り換え、膨張弁を閉止することによって、圧縮機構から吐出される冷媒を熱源側熱交換器に流入させて、油戻し回路を介して熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を圧縮機構の吸入側に戻す油回収運転を行う。

[0013] この空気調和装置では、冷房運転等を行う場合のように、熱源側切浦構を凝縮運転切換状態にすることにより熱源側熱交を冷媒の凝縮器として機能させる運転を行う場合には、圧縮機構カゝら吐出された冷媒は、熱源側熱交^^に送られて熱源側熱交^^において凝縮される。そして、この冷媒は、膨張弁を通過した後に液冷媒管を通じて利用側熱交換器に送られる。そして、この冷媒は、利用側切換機構を冷房運転切換状態にすることにより冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器において蒸発された後に、低圧ガス冷媒管を通じて圧縮機構に吸入される。また、暖房運転等を行う場合のように、熱源側切換機構を蒸発運転切換状態にすることにより熱源側熱交を冷媒の蒸発器として機能させる運転を行う場合には、圧縮機構から吐出された冷媒は、高圧ガス冷媒管を通じて、利用側切構を暖房運転切換状態にすることにより冷媒の凝縮器として機能する利用側熱交^^に送られて凝縮されて液冷媒管に送られる。そして、この冷媒は、膨張弁を通過した後に熱源側熱交において蒸発され、圧縮機構に吸入される。ここで、熱源側切構を蒸発運転切換状態にして運転を行う場合には、冷媒が下側力流入して上側力流出するように熱源側熱交換器内を流れるため、利用側熱交換器における空調負荷に応じて膨張弁の開度を小さくして熱源側熱交換器の蒸発能力を小さくする制御を行うと、冷凍機油が熱源側熱交換器内に溜まり込むことになる。

[0014] しかし、この空気調和装置では、熱源側切換機構を蒸発運転切換状態にして運転している際に、第 1バイパス回路を介して圧縮機構力も吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側切換機構を凝縮運転切換状態に切り換え、膨張弁を閉止することによって、圧縮機構力も吐出される冷媒を熱源側熱交^^に流入させて、油戻し回路を介して熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を圧縮機構の吸入側に戻す油回収運転を行うようにしている。このような油戻回収運転を行うことによって、熱源側切構を凝縮運転切換状態に切り換えるのにもかかわらず、利用側切換機構を蒸発運転切換状態に切り換えて冷媒回路全体の冷媒の流れの向きを変更しなくてもょ、ため、油回収運転後に油回収運転前の運転状態に復帰させる際の立ち上がりを素早く行うことができるようになり、室内の快適性を損なうことなぐし力も、短時間で熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を回収することができる。

[0015] このように、この空気調和装置では、利用側熱交翻の空調負荷に応じて膨張弁の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交換器内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交翻の蒸発能力を膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。

[0016] 第 3の発明にかかる空気調和装置は、第 1又は第 2の発明にかかる空気調和装置において、液冷媒管には、利用側熱交^^と膨張弁との間に接続されており、液冷媒管から冷媒を分岐して圧縮機構の吸入側に送ることが可能な第 2バイパス回路が設けられている。この空気調和装置では、第 2バイパス回路が設けられているため、油回収運転中においても、凝縮器として機能する利用側熱交^^に冷媒を流すことができるようになり、暖房運転を継続することができる。

[0017] 第 4の発明にかかる空気調和装置は、第 3の発明にかかる空気調和装置において、液冷媒管には、利用側熱交^^と膨張弁との間に接続されており、液冷媒管を流れる冷媒を溜めるレシーバがさらに設けられている。第 2バイパス回路は、レシーバの上部から冷媒を圧縮機構の吸入側に送るように設けられている。

この空気調和装置では、第 2バイパス回路がレシーバの上部力も冷媒を圧縮機構の吸入側に送るように設けられてヽるため、圧縮機構の吸入側にガス状態の冷媒を優先的に送り、液状態の冷媒を送るのをできるだけ防ぐことができる。

[0018] 第 5の発明にかかる空気調和装置は、第 1〜第 4の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、熱源側熱交換器は、熱源側熱交換器内を流れる冷媒の流量制御とは関係なく一定量供給される水を熱源として使用している。

この空気調和装置では、熱源側熱交換器内を流れる冷媒の流量とは関係なく一定量供給される水を熱源として使用しており、水量の制御により熱源側熱交^^における蒸発能力を制御することができない。しかし、この空気調和装置においては、膨張弁によって熱源側熱交^^の蒸発能力を制御する際の制御幅が拡大されているため、水量の制御をしなくても、熱源側熱交換器の蒸発能力を制御する際の制御幅を ½保することができる。

第 6の発明にかかる空気調和装置は、第 1〜第 5の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、熱源側熱交翻は、プレート式熱交翻である。

この空気調和装置では、熱源側熱交として多数の流路が形成されたプレート式熱交換器を使用しており、その構造上、熱源側熱交換器内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐために、熱源側熱交換器の各流路に冷凍機油を抜き出すための油戻し回路を設けることが困難である。しかし、この空気調和装置においては、熱源側熱交内に溜まった冷凍機油を、熱源側熱交^^の上側力も流入した冷媒とともに熱源側熱交^^の下部力押し出すように抜き出すことができるため、プレート式熱交を使用する場合であっても、油戻し回路の設置が容易である。 [0019] 第 7の発明に力かる空気調和装置は、冷媒回路と油戻し回路とを備えて!/、る。冷媒回路は、圧縮機構と、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側力流入して上側カゝら流出するように構成された熱源側熱交^^と、利用側熱交^^とを含んでおり、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とがそれぞれ個別に冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能させる切り換えが可能である。油戻し回路は、熱源側熱交^^の下部と圧縮機構の吸入側とを接続する。そして、この空気調和装置は、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させて運転して!/ヽる際に、熱源側熱交翻を凝縮器として機能させる運転に切り換え、圧縮機構力も吐出される冷媒を熱源側熱交^^に流入させて、油戻し回路を介して熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を圧縮機構の吸入側に戻す油回収運転を行う。

[0020] この空気調和装置では、熱源側熱交翻を蒸発器として機能させて運転して!/、る際に、第 1バイパス回路を介して圧縮機構カゝら吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交を凝縮器として機能させる運転に切り換え、圧縮機構カゝら吐出される冷媒を熱源側熱交^^に流入させて、油戻し回路を介して熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を圧縮機構の吸入側に戻す油回収運転を行うようにしている。このような油戻回収運転を行うことによって、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる切り換えを行うにもかかわらず、利用側熱交を蒸発器に切り換えて冷媒回路全体の冷媒の流れの向きを変更しなくてもよ!、ため、油回収運転後に油回収運転前の運転状態に復帰させる際の立ち上がりを素早く行うことができるようになり、室内の快適性を損なうことなぐしかも、短時間で熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を回収することができる。

[0021] 第 8の発明にかかる空気調和装置は、第 7の発明にかかる空気調和装置において、圧縮機構力も吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスすることが可能な第 1 バイパス回路をさらに備えている。そして、油回収運転の際に、第 1バイパス回路を介して圧縮機構カゝら吐出される冷媒を前記圧縮機構の吸入側にバイパスする。

この空気調和装置では、油回収運転の際に、第 1バイパス回路を介して圧縮機構力も吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスしているため、圧縮機構の吸入圧力を確保することができる。しかも、油戻し回路を通じて圧縮機構の吸入側に戻される冷凍機油を、第 1バイパス回路を介してノィパスされる高圧のガス冷媒に混合することになるため、圧縮機構における液圧縮を防ぐことができる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本発明にかかる一実施形態の空気調和装置の概略の冷媒回路図である。

[図 2]熱源側熱交^^の全体の概略構造を示す図である。

[図 3]図 2の C部分の拡大図であって、熱源側熱交換器の下部の概略構造を示す図である。

[図 4]空気調和装置の暖房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。

[図 5]空気調和装置の暖房運転モードにおける油回収運転の動作を説明する概略の冷媒回路図である。

[図 6]空気調和装置の冷房運転モードにおける動作を説明する概略の冷媒回路図である。

[図 7]空気調和装置の冷暖房同時運転モード (蒸発負荷)における動作を説明する概略の冷媒回路図である。

[図 8]空気調和装置の冷暖房同時運転モード (蒸発負荷）における油回収運転の動作を説明する概略の冷媒回路図である。

[図 9]空気調和装置の冷暖房同時運転モード (凝縮負荷)における動作を説明する概略の冷媒回路図である。

[図 10]変形例 1にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。

[図 11]変形例 2にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。

[図 12]変形例 3にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。

符号の説明

[0023] 1 空気調和装置

12 冷媒回路

21 圧縮機構

22 第 1切換機構 (熱源側切換機構）

23 熱源側熱交換器 24 熱源側膨張弁 (膨張弁）

32、 42、 52 利用側熱交換器

66、 76、 86 高圧ガス開閉弁 (利用側切棚構）

76、 77、 87 低圧ガス開閉弁 (利用側切構）

101 第 1油戻し回路 (油戻し回路）

102 第 1バイパス回路

103 第 2バイパス回路

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明する。

(1)空気調和装置の構成

図 1は、本発明にかかる一実施形態の空気調和装置 1の概略の冷媒回路図である。空気調和装置 1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の屋内の冷暖房に使用される装置である。

空気調和装置 1は、主として、 1台の熱源ユニット 2と、複数 (本実施形態では、 3台）の利用ユニット 3、 4、 5と、各利用ユニット 3、 4、 5に接続される接続ユニット 6、 7、 8と、接続ユニット 6、 7、 8を介して熱源ユニット 2と利用ユニット 3、 4、 5とを接続する冷媒連絡配管 9、 10、 11とを備えており、例えば、ある空調空間については冷房運転を行いつつ他の空調空間については暖房運転を行う等のように、利用ユニット 3、 4、 5が設置される屋内の空調空間の要求に応じて、冷暖同時運転が可能になるように構成されている。すなわち、本実施形態の空気調和装置 1の蒸気圧縮式の冷媒回路 12 は、熱源ユニット 2と、利用ユニット 3、 4、 5と、接続ユニット 6、 7、 8と、冷媒連絡配管 9 、 10、 11とが接続されることによって構成されている。

[0025] <利用ユニット >

利用ユニット 3、 4、 5は、ビル等の屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等、又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。利用ユニット 3、 4、 5は、冷媒連絡配管 9 、 10、 11及び接続ユニット 6、 7、 8を介して熱源ユニット 2に接続されており、冷媒回路 12の一部を構成している。次に、利用ユニット 3、 4、 5の構成について説明する。尚、利用ユニット 3と利用ュニット 4、 5とは同様の構成であるため、ここでは、利用ユニット 3の構成のみ説明し、利用ユニット 4、 5の構成については、それぞれ、利用ユニット 3の各部を示す 30番台の符号の代わりに 40番台又は 50番台の符号を付して、各部の説明を省略する。

利用ユニット 3は、主として、冷媒回路 12の一部を構成しており、利用側冷媒回路 1 2a (利用ユニット 4、 5では、それぞれ、利用側冷媒回路 12b、 12c)を備えている。この利用側冷媒回路 12aは、主として、利用側膨張弁 31と、利用側熱交翻 32とを備えている。本実施形態において、利用側膨張弁 31は、利用側冷媒回路 12a内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、利用側熱交換器 32の液側に接続された電動膨張弁である。本実施形態において、利用側熱交換器 32は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン 'アンド'チューブ型熱交^^であり、冷媒と屋内空気との熱交換を行うための機器である。本実施形態において、利用ユニット 3は、ユニット内に屋内空気を吸入して、熱交換した後に、供給空気として屋内に供給するための送風ファン（図示せず)を備えており、屋内空気と利用側熱交翻32を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。

[0026] また、利用ユニット 3には、各種のセンサが設けられている。利用側熱交換器 32の液側には液冷媒の温度を検出する液側温度センサ 33が設けられており、利用側熱交換器 32のガス側にはガス冷媒の温度を検出するガス側温度センサ 34が設けられている。さらに、利用ユニット 3には、ユニット内に吸入される屋内空気の温度を検出する RA吸入温度センサ 35が設けられている。また、利用ユニット 3は、利用ユニット 3 を構成する各部の動作を制御する利用側制御部 36を備えている。そして、利用側制御部 36は、利用ユニット 3の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、リモコン（図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、熱源ユニット 2との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになつている。

[0027] <熱源ユニット >

熱源ユニット 2は、ビル等の屋上等に設置されており、冷媒連絡配管 9、 10、 11を介して利用ユニット 3、 4、 5に接続されており、利用ユニット 3、 4、 5の間で冷媒回路 1 2を構成している。次に、熱源ユニット 2の構成について説明する。熱源ユニット 2は、主として、冷媒回路 12の一部を構成しており、熱源側冷媒回路 12dを備えている。この熱源側冷媒回路 10dは、主として、圧縮機構 21と、第 1切換機構 22と、熱源側熱交換器 23と、熱源側膨張弁 24と、レシーバ 25と、第 2切換機構 26と、液側閉鎖弁 27と、高圧ガス側閉鎖弁 28と、低圧ガス側閉鎖弁 29と、第 1油戻し回路 101と、第 1バイパス回路 1 02と、加圧回路 111と、冷却器 121と、冷却回路 122とを備えている。

圧縮機構 21は、主として、圧縮機 21aと、圧縮機 21aの吐出側に接続された油分離器 21bと、油分離器 21bと圧縮機 21aの吸入管 21cとを接続する第 2油戻し回路 2 Idとを有している。圧縮機 21aは、本実施形態において、インバータ制御により運転容量を可変することが可能な容積式圧縮機である。油分離器 21bは、圧縮機 21a〖こおいて圧縮されて吐出された高圧のガス冷媒に同伴する冷凍機油を分離する容器である。第 2油戻し回路 21dは、油分離器 21bにおいて分離された冷凍機油を圧縮機 21aに戻すための回路である。第 2油戻し回路 21dは、主として、油分離器 21bと圧縮機 21aの吸入管 21cとを接続する油戻し管 21eと、油戻し管 21eに接続された油分離器 21bにおいて分離された高圧の冷凍機油を減圧するキヤビラリチューブ 21fとを有している。キヤビラリチューブ 21fは、油分離器 21bにおいて分離された高圧の冷凍機油を圧縮機 21aの吸入側の冷媒圧力まで減圧する細管である。本実施形態において、圧縮機構 21は、圧縮機が圧縮機 21aの 1台のみであるが、これに限定されず、利用ユニットの接続台数等に応じて、 2台以上の圧縮機が並列に接続されたものであってもよい。

第 1切棚構 22は、熱源側熱交翻 23を凝縮器として機能させる際 (以下、凝縮運転切換状態とする）には圧縮機構 21の吐出側と熱源側熱交 23のガス側とを接続し、熱源側熱交換器 23を蒸発器として機能させる際 (以下、蒸発運転切換状態とする）には圧縮機構 21の吸入側と熱源側熱交 23のガス側とを接続するよう〖こ、熱源側冷媒回路 12d内における冷媒の流路を切り換えることが可能な四路切換弁であり、その第 1ポート 22aは圧縮機構 21の吐出側に接続されており、その第 2ポート 22bは熱源側熱交翻23のガス側に接続されており、その第 3ポート 22cは圧縮機構 21の吸入側に接続されており、第 4ポート 22dはキヤビラリチューブ 91を介して圧縮機構 21の吸入側に接続されている。そして、第 1切換機構 22は、上述のように、第 1ポート 22aと第 2ポート 22bとを接続するとともに、第 3ポート 22cと第 4ポート 22dとを接続 (凝縮運転切換状態に対応、図 1の第 1切換機構 22の実線を参照)したり、第 2 ポート 22bと第 3ポート 22cとを接続するとともに、第 1ポート 22aと第 4ポート 22dとを接続 (蒸発運転切換状態に対応、図 1の第 1切換機構 22の破線を参照)する切り換えを行うことが可能である。

熱源側熱交換器 23は、冷媒の蒸発器及び冷媒の凝縮器として機能させることが可能な熱交換器であり、本実施形態において、水を熱源として冷媒と熱交換するプレート熱交換器である。熱源側熱交換器 23は、そのガス側が第 1切換機構 22の第 2ポート 22bに接続され、その液側が熱源側膨張弁 24に接続されている。熱源側熱交換器 23は、図 2に示されるように、プレスカ卩ェ等によって成形された複数のプレート部材 23aをパッキン（図示せず)を介して重ね合わせることにより、各プレート部材 23a 間に上下方向に延びる複数の流路 23b、 23cが形成され、これらの複数の流路 23b 、 23c内を冷媒と水とが交互に流れる（具体的には、冷媒が流路 23b内を流れて、水が流路 23c内を流れる、図 2の矢印 A及び B参照）ことによって熱交換を行うことができるように構成されている。そして、複数の流路 23bは、その上端部及び下端部において、互いが連通されており、熱源側熱交の上部及び下部に設けられたガス側ノズル 23d及び液側ノズル 23eに接続されている。このガス側ノズル 23dは第 1切構 22に接続されており、液側ノズル 23eは熱源側膨張弁 24に接続されて、る。これにより、冷媒は、熱源側熱交換器 23が蒸発器として機能する場合には、液側ノズル 23e (すなわち、下側）から流入してガス側ノズル 23d (すなわち、上側）から流出し、熱源側熱交 23が凝縮器として機能する場合には、ガス側ノズル 23d (すなわち、上側）から流入して液側ノズル 23e (すなわち、下側）から流出することになる（図 2の矢印 A参照)。また、複数の流路 23cは、その上端部及び下端部において、互いが連通されており、熱源側熱交換器 23の上部及び下部に設けられた水入口ノズル 2 3f及び水出口ノズル 23gに接続されている。また、熱源としての水は、本実施形態において、空気調和装置 1の外部に設置された冷水塔設備やボイラー設備力の水配管（図示せず)を通じて熱源側熱交換器 23の水入口ノズル 23fから供給水 CWSとして流入し、冷媒と熱交換を行った後に、水出口ノズル 23gから流出して冷水塔設備やボイラー設備に排出水 CWRとして戻されるようになつている。ここで、冷水塔設備やボイラー設備カゝら供給される水は、熱源側熱交 23内を流れる冷媒の流量とは関係なく一定量供給されている。

[0030] 熱源側膨張弁 24は、本実施形態にぉヽて、液冷媒連絡配管 9を介して熱源側熱交換器 23と利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cとの間を流れる冷媒の流量の調節等を行うことが可能な電動膨張弁であり、熱源側熱交の液側に接続されている。レシーバ 25は、熱源側熱交換器 23と利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cとの間を流れる冷媒を一時的に溜めるための容器である。レシーバ 25は、本実施形態において、熱源側膨張弁 24と冷却器 121との間に接続されている。

第 2切浦構 26は、熱源ユニット 2を冷暖同時機用の熱源ユニットとして使用する場合であって高圧のガス冷媒を利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cに送る際（以下、暖房負荷要求運転状態とする）には、圧縮機構 21の吐出側と高圧ガス側閉鎖弁 28とを接続し、熱源ユニット 2を冷暖切替機用の熱源ユニットとして使用する場合であって冷房運転を行う際には、高圧ガス側閉鎖弁 28と圧縮機構 21の吸入側とを接続するように、熱源側冷媒回路 12d内における冷媒の流路を切り換えることが可能な四路切換弁であり、その第 1ポート 26aは圧縮機構 21の吐出側に接続されており、その第 2 ポート 26bはキヤビラリチューブ 92を介して圧縮機構 21の吸入側に接続されており、その第 3ポート 26cは圧縮機構 21の吸入側に接続されており、その第 4ポート 26dは高圧ガス側閉鎖弁 28に接続されている。そして、第 2切構 26は、上述のように、第 1ポート 26aと第 2ポート 26bとを接続するとともに、第 3ポート 26cと第 4ポート 26dとを接続 (冷暖切替時冷房運転状態に対応、図 1の第 2切構 26の実線を参照)したり、第 2ポート 26bと第 3ポート 26cとを接続するとともに、第 1ポート 26aと第 4ポート 26dとを接続 (暖房負荷要求運転状態に対応、図 1の第 2切換機構 26の破線を参照 )する切り換えを行うことが可能である。

[0031] 液側閉鎖弁 27、高圧ガス側閉鎖弁 28及び低圧ガス側閉鎖弁 29は、外部の機器 · 配管 (具体的には、冷媒連絡配管 9、 10及び 11)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁 27は、冷却器 121に接続されている。高圧ガス側閉鎖弁 28は、第 2切 m«構 26の第 4ポート 26dに接続されている。低圧ガス側閉鎖弁 29は、圧縮機構 2 1の吸入側に接続されて、る。

第 1油戻し回路 101は、蒸発運転切換状態、すなわち、熱源側熱交換器 23を蒸発器として機能させる際に、熱源側熱交内に溜まった冷凍機油を、圧縮機構 2 1の吸入側に戻す油回収運転 (後述）に使用される回路であり、熱源側熱交換器 23 の下部と圧縮機構 21の吸入側とを接続するように設けられている。第 1油戻し回路 1 01は、主として、熱源側熱交 23の下部と圧縮機構 21の吸入側とを接続する油戻し管 101aと、油戻し管 101aに接続された開閉弁 101bと、逆止弁 101cと、キヤピラリチューブ lOldとを有している。油戻し管 101aは、一端が熱源側熱交翻23の下部から冷媒とともに冷凍機油を抜き出すことができるように設けられており、本実施形態においては、図 3に示されるように、熱源側熱交の下部に設けられた液側ノズル 23eの管内を通じて熱源側熱交換器 23の冷媒が流れる流路 23b内まで延びる配管である。ここで、熱源側熱交翻23には、複数の流路 23b間を連通させるために、各プレート部材 23aに連通孔 23hが設けられている (複数の流路 23c間も同様)。このため、油戻し管 101aは、複数の流路 23bを貫通するように設けられていてもよい（図 3の破線で示される油戻し管 101a参照)。尚、油戻し管 101aは、一端が熱源側熱交の下部力も冷媒とともに冷凍機油を抜き出すことができるように設けられて、ればよ、ため、熱源側熱交の液側ノズル 23eや熱源側熱交と熱源側膨張弁 24とを接続する配管に設けられていてもよい。また、油戻し管 101a の他端は、本実施形態において、圧縮機構 21の吸入側に接続されている。開閉弁 1 01bは、本実施形態において、必要に応じて第 1油戻し回路 101を使用できるようにするために接続されており、冷媒及び冷凍機油の流通及び遮断が可能な電磁弁である。逆止弁 101cは、冷媒及び冷凍機油が熱源側熱交換器 23の下部力も圧縮機構 21の吸入側に向かって油戻し管 101a内を流れることをのみを許容する弁である。キヤビラリチューブ 101dは、熱源側熱交の下部から抜き出された冷媒及び冷凍機油を圧縮機構 21の吸入側の冷媒圧力まで減圧する細管である。

第 1バイパス回路 102は、蒸発運転切換状態、すなわち、熱源側熱交翻23を蒸発器として機能させる際に、熱源側熱交 23内に溜まった冷凍機油を、圧縮機構 21の吸入側に戻す油回収運転 (後述）に使用される回路であり、圧縮機構 21から吐出される冷媒を圧縮機構 21の吸入側にバイノスすることができるように設けられている。第 1バイパス回路 102は、主として、圧縮機構 21から吐出側と圧縮機構 21の吸入側とを接続するバイパス管 102aと、バイパス管 102aに接続された開閉弁 102bとを有している。バイパス管 102aは、本実施形態においては、図 1に示されるように、一端が油分離器 21bにおいて分離された冷凍機油が流れる油戻し管 21eに接続されており、他端が圧縮機構 21の吸入側に接続されており、油分離器 21bにおいて分離された冷凍機油が流れる油戻し管 21eに設けられたキヤビラリチューブ 21fをバイパスするように設けられている。このため、第 1バイパス回路 102の開閉弁 102bを開けると、圧縮機構 21から吐出される冷媒は、油分離器 21b及び油戻し管 21eを通じて第 1バイパス回路 102に流入し、圧縮機構 21の吸入側に戻されることになる。尚、バイパス管 102aは、圧縮機構 21から吐出される冷媒を圧縮機構 21の吸入側にバイパスすることができるように設けられていればよいため、例えば、油分離器 21bの上流側や下流側の位置力も圧縮機構 21の吸入側に冷媒を流すことができるように設けられていてもよい。開閉弁 102bは、本実施形態において、必要に応じて第 1バイパス回路 102を使用できるようにするために接続されており、冷媒及び冷凍機油の流通及び遮断が可能な電磁弁である。

加圧回路 111は、凝縮運転切換状態、すなわち、熱源側熱交換器 23を凝縮器として機能させる際に、圧縮機構 21において圧縮された高圧のガス冷媒を、熱源側熱交翻 23において凝縮され熱源側膨張弁 24において減圧された後に利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cに送られる冷媒に合流させる回路である。加圧回路 111は、主として、圧縮機構 21の吐出側と熱源側膨張弁 24の下流側 (すなわち、熱源側膨張弁 24と液側閉鎖弁 27との間）とを接続する加圧管 111aと、加圧管 111aに接続された開閉弁 111bと、逆止弁 111cと、キヤビラリチューブ 11 Idとを有している。加圧管 1 11aは、本実施形態において、一端が圧縮機構 21の油分離器 21bの出口と第 1及び第 2切 «構 22、 26の第 1ポート 22a、 26aとの間に接続されている。また、加圧管 111aの他端は、本実施形態において、熱源側膨張弁 24とレシーバ 25との間に接続されている。開閉弁 111bは、本実施形態において、必要に応じて加圧回路 111を使用できるようにするために接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。逆止弁 1 l ieは、冷媒が圧縮機構 21の吐出側力熱源側膨張弁 24の下流側に向力つて加圧管 11 la内を流れることをのみを許容する弁である。キヤビラリチューブ l l ldは、圧縮機構 21の吐出側力も抜き出された冷媒を熱源側膨張弁 24の下流側の冷媒圧力まで減圧する細管である。

冷却器 121は、凝縮運転切換状態、すなわち、熱源側熱交翻 23を凝縮器として機能させる際に、熱源側熱交翻 23において凝縮された後に、熱源側膨張弁 24において減圧されて利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cに送られる冷媒を冷却する熱交である。冷却器 121は、本実施形態において、レシーバ 25と液側閉鎖弁 27との間に接続されている。言い換えれば、加圧回路 111は、加圧管 111aが熱源側膨張弁 24と冷却器 121との間に接続されて、高圧のガス冷媒が熱源側膨張弁 24において減圧された冷媒に合流するように接続されている。冷却器 121としては、例えば、 2 重管式の熱交を用いることが可能である。

冷却回路 122は、凝縮運転切換状態、すなわち、熱源側熱交翻 23を凝縮器として機能させる際に、熱源側熱交から利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cへ送られる冷媒の一部を熱源側冷媒回路 12dから分岐させて冷却器 121に導入し、熱源側熱交換器 23におヽて凝縮され熱源側膨張弁 24におヽて減圧されて利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cに送られる冷媒を冷却した後、圧縮機構 21の吸入側に戻すように熱源側冷媒回路 12dに接続された回路である。冷却回路 122は、主として、熱源側熱交換器 23から利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cへ送られる冷媒の一部を冷却器 121に導入する導入管 122aと、導入管 122aに接続された冷却回路側膨張弁 12 2bと、冷却器 121を通過した冷媒を圧縮機構 21の吸入側に戻す導出管 122cとを有している。導入管 122aは、本実施形態において、一端がレシーバ 25と冷却器 121との間との間に接続されている。また、導入管 122aの他端は、本実施形態において、冷却器 121の冷却回路 122側の入口に接続されている。冷却回路側膨張弁 122b は、本実施形態において、必要に応じて冷却回路 122を使用できるようにするために接続されており、冷却回路 122を流れる冷媒の流量を調節することが可能な電動膨張弁である。導出管 122cは、本実施形態において、一端が冷却器 121の冷却回路 122側の出口に接続されている。また、導出管 122cは、本実施形態において、他端が圧縮機構 21の吸入側に接続されている。

[0035] また、熱源ユニット 2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、熱源ュ- ット 2は、圧縮機構 21の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ 93と、圧縮機構 21の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ 94と、圧縮機構 21の吐出側の冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサ 95と、冷却回路 122の導出管 122cを流れる冷媒の温度を検出する冷却回路出口温度センサ 96とが設けられている。また、熱源ユニット 2は、熱源ユニット 2を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部 97を備えてヽる。そして、熱源側制御部 97は、熱源ユニット 2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータゃメモリを有しており、利用ユニット 3、 4、 5の利用側制御部 36、 46、 56との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになって!/、る。

[0036] <接続ユニット >

接続ユニット 6、 7、 8は、ビル等の屋内に利用ユニット 3、 4、 5とともに設置されている。接続ユニット 6、 7、 8は、冷媒連絡配管 9、 10、 11とともに、利用ユニット 3、 4、 5と熱源ユニット 2との間に介在しており、冷媒回路 12の一部を構成して、る。

次に、接続ユニット 6、 7、 8の構成について説明する。尚、接続ユニット 6と接続ュ- ット 7、 8とは同様の構成であるため、ここでは、接続ユニット 6の構成のみ説明し、接続ユニット 7、 8の構成については、それぞれ、接続ユニット 6の各部を示す 60番台の符号の代わりに 70番台又は 80番台の符号を付して、各部の説明を省略する。

接続ユニット 6は、主として、主として、冷媒回路 12の一部を構成しており、接続側冷媒回路 12e (接続ユニット 7、 8では、それぞれ、接続側冷媒回路 12f、 12g)を備えている。この接続側冷媒回路 12eは、主として、液接続管 61と、ガス接続管 62と、高圧ガス開閉弁 66と、低圧ガス開閉弁 67とを有している。本実施形態において、液接続管 61は、液冷媒連絡配管 9と利用側冷媒回路 12aの利用側膨張弁 31とを接続している。ガス接続管 62は、高圧ガス冷媒連絡配管 10に接続された高圧ガス接続管 6 3と、低圧ガス冷媒連絡配管 11に接続された低圧ガス接続管 64と、高圧ガス接続管 63と低圧ガス接続管 64とを合流させる合流ガス接続管 65とを有して 1ゝる。合流ガス接続管 65は、利用側冷媒回路 12aの利用側熱交のガス側に接続されている。そして、高圧ガス開閉弁 66は、本実施形態において、高圧ガス接続管 63に接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。低圧ガス開閉弁 67は、本実施形態において、低圧ガス接続管 64に接続されており、冷媒の流通及び遮断が可能な電磁弁である。これにより、接続ユニット 6は、利用ユニット 3が冷房運転を行う際 (以下、冷房運転切換状態とする）には、高圧ガス開閉弁 66を閉止し、かつ、低圧ガス開閉弁 67を開けた状態にして、液冷媒連絡配管 9を通じて液接続管 61に流入する冷媒を利用側冷媒回路 12aの利用側膨張弁 31に送り、利用側膨張弁 31で減圧され利用側熱交翻 32において蒸発された後に、合流ガス接続管 65及び低圧ガス接続管 64を通じて低圧ガス冷媒連絡配管 11に戻すように機能することができる。また、接続ユニット 6は、利用ユニット 3が暖房運転を行う際 (以下、暖房運転切換状態とする）には、低圧ガス開閉弁 67を閉止し、かつ、高圧ガス開閉弁 66を開けた状態にして、高圧ガス冷媒連絡配管 10を通じて高圧ガス接続管 63及び合流ガス接続管 65に流入する冷媒を利用側冷媒回路 12aの利用側熱交換器 32のガス側に送り、利用側熱交翻 32において凝縮され利用側膨張弁 31で減圧された後に、液接続管 6 1を通じて液冷媒連絡配管 9に戻すように機能することができる。また、接続ユニット 6 は、接続ユニット 6を構成する各部の動作を制御する接続側制御部 68を備えて、る。そして、接続側制御部 68は、接続ユニット 6の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、利用ユニット 3の利用側制御部 36との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになって、る。

以上のように、利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cと、熱源側冷媒回路 12dと、冷媒連絡配管 9、 10、 11と、接続側冷媒回路 12e、 12f、 12gとが接続されて、空気調和装置 1の冷媒回路 12が構成されている。つまり、この冷媒回路 12は、圧縮機構 21と、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側力流入して上側力流出するように構成された熱源側熱交換器 23と、利用側熱交換器 32、 42、 52と、熱源側熱交換器 23と利用側熱交換器 32、 42、 52とを接続する液冷媒連絡配管 9を含む液冷媒管と、液冷媒管に設けられる熱源側膨張弁 24と、熱源側熱交換器 23を圧縮機構 21から吐出される冷媒の凝縮器として機能させる凝縮運転切換状態と熱源側熱交換器 23 を液冷媒管を流れる冷媒の蒸発器として機能させる蒸発運転切換状態とを切り換え可能にする熱源側切構としての第 1切構 22と、圧縮機構 21の吐出側と第 1 切構 22との間に接続されており圧縮機構 21から吐出される冷媒を第 1切構 22に流入する前に分岐することが可能な高圧ガス冷媒連絡配管 10を含む高圧ガス冷媒管と、利用側熱交換器 32、 42、 52を液冷媒管を流れる冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転切換状態と利用側熱交換器 32、 42、 52を高圧ガス冷媒管を流れる冷媒の凝縮器として機能させる暖房運転切換状態とを切り換え可能にする利用側切換機構としての接続ユニット 6、 7、 8 (具体的には、高圧ガス開閉弁 66、 76、 86 及び低圧ガス開閉弁 67、 77、 87)と、利用側熱交換器 32、 42、 52において蒸発される冷媒を圧縮機構 21の吸入側に送る低圧ガス冷媒連絡配管 11を含む低圧ガス冷媒管とを備えており、熱源側熱交換器 23と利用側熱交換器 32、 42、 52とがそれぞれ個別に冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能させる切り換えが可能になっている。これにより、本実施形態の空気調和装置 1では、例えば、利用ユニット 3、 4が冷房運転を行いつつ、利用ユニット 5が暖房運転を行う等の、いわゆる、冷暖同時運転を行うことが可能になっている。

[0038] そして、本実施形態の空気調和装置 1では、後述のように、熱源側熱交換器 23を蒸発器として機能させる運転をしている際に、第 1油戻し回路 101及び第 1バイパス回路 102を用いて油回収運転を行うことで、熱源側熱交換器 23内に冷凍器油が溜まり込むのを防ぐことができるようになつているため、熱源側熱交翻 23の蒸発能力を熱源側膨張弁 24によって制御する際の制御幅が拡大されており、単一の熱源側熱交^^ 23によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになつている。また、空気調和装置 1では、後述のように、熱源側熱交換器 23を凝縮器として機能させる際に、加圧回路 111及び冷却器 121を用いることによって、熱源側熱交換器 23の凝縮能力を熱源側膨張弁 24によって制御する際の制御幅が拡大されており、単一の熱源側熱交によって広範囲の凝縮能力の制御幅を得ることができるようになつている。これにより、本実施形態の空気調和装置 1では、従来の空気調和装置におヽて、複数台設けられて、た熱源側熱交^^の単一化が実現されて！ヽる。

[0039] (2)空気調和装置の動作

次に、本実施形態の空気調和装置 1の動作について説明する。本実施形態の空気調和装置 1の運転モードは、各利用ユニット 3、 4、 5の空調負荷に応じて、利用ユニット 3、 4、 5の全て暖房運転を行う暖房運転モードと、利用ュニット 3、 4、 5の全てが冷房運転を行う冷房運転モードと、利用ユニット 3、 4、 5の一部が冷房運転を行いつつ他の利用ユニットが暖房運転を行う冷暖房同時運転モードとに分けることができる。また、冷暖同時運転モードについては、利用ユニット 3、 4、 5全体の空調負荷により、熱源ユニット 2の熱源側熱交翻 23を蒸発器として機能させて運転している場合 (蒸発運転切換状態)と、熱源ユニット 2の熱源側熱交換器 23を凝縮器として機能させて運転して！/ヽる場合 (凝縮運転切換状態）とに運転モードを分けることがでさる。

以下、空気調和装置 1の 4つの運転モードにおける動作について説明する。

<暖房運転モード >

利用ユニット 3、 4、 5の全てを暖房運転する際、空気調和装置 1の冷媒回路 12は、図 4に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図 4の冷媒回路 12に付された矢印を参照)。具体的には、熱源ユニット 2の熱源側冷媒回路 12dにおいては、第 1切換機構 22を蒸発運転切換状態 (図 4の第 1切換機構 22の破線で示された状態）に切り換え、第 2切擁構 26を暖房負荷要求運転状態 (図 4の第 2切擁構 26 の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交 23を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管 10を通じて利用ユニット 3、 4、 5に圧縮機構 21にお、て圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになって!/ヽる。また、熱源側膨張弁 24は、冷媒を減圧するように開度調節されている。尚、加圧回路 111の開閉弁 111b及び冷却回路 122の冷却回路側膨張弁 122bは閉止されており、熱源側膨張弁 24とレシーバ 25との間を流れる冷媒に高圧のガス冷媒を合流させたり、冷却器 121への冷熱源の供給を遮断してレシーバ 25と利用ユニット 3、 4、 5との間を流れる冷媒を冷却しない状態になっている。接続ユニット 6、 7、 8においては、低圧ガス開閉弁 67、 77、 87を閉止するとともに高圧ガス開閉弁 66、 76、 86を開けることによって、利用ユニット 3、 4、 5の利用側熱交^^ 32、 42、 52を凝縮器として機能させる状態 (すなわち、暖房運転切換状態）になっている。利用ユニット 3、 4、 5 においては、利用側膨張弁 31、 41、 51は、例えば、利用側熱交換器 32、 42、 52の過冷却度 (具体的には、液側温度センサ 33、 43、 53で検出される冷媒温度とガス側温度センサ 34、 44、 54で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。

[0041] このような冷媒回路 12の構成において、圧縮機構 21の圧縮機 21aで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器 21bにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第 2切構 26に送られる。そして、油分離器 21b において分離された冷凍機油は、第 2油戻し回路 21dを通じて圧縮機 21aの吸入側に戻される。第 2切構 26に送られた高圧のガス冷媒は、第 2切構 26の第 1 ポート 26a及び第 4ポート 26dと高圧ガス側閉鎖弁 28とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管 10に送られる。

そして、高圧ガス冷媒連絡配管 10に送られた高圧のガス冷媒は、 3つに分岐されて、各接続ユニット 6、 7、 8の高圧ガス接続管 63、 73、 83に送られる。接続ユニット 6 、 7、 8の高圧ガス接続管 63、 73、 83に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁 66、 76、 86及び合流ガス接続管 65、 75、 85を通じて、禾 IJ用ユニット 3、 4、 5の禾 IJ 用側熱交^^ 32、 42、 52に送られる。

[0042] そして、利用側熱交換器 32、 42、 52に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット 3 、 4、 5の利用側熱交^^ 32、 42、 52において、屋内空気と熱交換を行うことによつて凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器 32、 42、 52において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁 31、 41、 51を通過した後、接続ユニット 6、 7、 8の液接続管 61、 71、 81に送られる。

そして、液接続管 61、 71、 81に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管 9に送られて合流する。

そして、液冷媒連絡配管 9に送られて合流した冷媒は、熱源ユニット 2の液側閉鎖弁 27及び冷却器 121を通じて、レシーバ 25に送られる。レシーバ 25に送られた冷媒は、レシーバ 25内に一時的に溜められた後、熱源側膨張弁 24によって減圧される。そして、熱源側膨張弁 24によって減圧された冷媒は、熱源側熱交換器 23において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒になり、第 1切構 22に送られる。そして、第 1切構 22に送られた低圧のガス冷媒は、第 1切換機構 22の第 2ポート 22b及び第 3ポート 22cを通じて、圧縮機構 21の吸入側に戻される。このようにして、暖房運転モードにおける動作が行われている。

[0043] このとき、各利用ユニット 3、 4、 5の暖房負荷が非常に小さくなる場合がある。このような場合には、熱源ユニット 2の熱源側熱交翻23における冷媒の蒸発能力を小さくして、利用ユニット 3、 4、 5全体の暖房負荷 (すなわち、利用側熱交換器 32、 42、 52 の凝縮負荷)とバランスさせなければならない。このため、熱源側膨張弁 24の開度を小さくする制御を行うことで熱源側熱交における冷媒の蒸発量を少なくする制御を行うようにして、る。このような熱源側膨張弁 24の開度を小さくする制御を行うと、熱源側熱交内における冷媒の液面が低下することになる。すると、本実施形態の熱源側熱交換器 23のように、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側力も流入して上側力も流出するように構成された熱交翻 (図 2及び図 3参照)では、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくくなり、冷凍機油の溜まり込みが生じやすくなる。

[0044] しかし、本実施形態の空気調和装置 1では、第 1油戻し回路 101と、第 1バイパス回路 102とが設けられている。そして、この空気調和装置 1では、第 1切擁構 22を蒸発運転切換状態にして運転している際に、図 5に示されるように、一時的に、開閉弁 102bを開けることにより第 1バイパス回路 102を介して圧縮機構 21から吐出される冷媒を圧縮機構 21の吸入側にバイパスし、第 1切擁構 22を凝縮運転切換状態（図 5 の第 1切換機構 22の実線で示された状態）に切り換えて、熱源側膨張弁 24を閉止し、開閉弁 101bを開けることにより油回収運転を行い、その後、開閉弁 101bを閉止し、熱源側膨張弁 24を開けて、開閉弁 102bを閉止することにより図 4に示される油回収運転前の運転状態に復帰させることができるようになって、る。

この油回収運転及び油回収運転前の運転状態への復帰の動作について詳述すると、まず、第 1バイパス回路 102の開閉弁 102bを開けると、圧縮機構 21の圧縮機 21 aで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、その一部が油分離器 21bを通過して第 1切換機構 22及び第 2切換機構 26に送られ、残りの高圧のガス冷媒は、油分離器 2 lbから第 1バイパス回路 102を通じて圧縮機構 21に送られる。次に、熱源側膨張弁 24を閉止すると、第 2切構 26に送られていた高圧のガス冷媒は、第 2切構 26から高圧ガス冷媒連絡配管 10、接続ユニット 6、 7、 8、利用ユニット 3、 4、 5及び液冷媒連絡配管 9を通じて熱源側熱交換器 23に戻る冷媒の流れが停止されるため、第 1バイパス回路 102を通じて圧縮機構 21の吸入側に送られることになる。次に、第 1切換機構 22を凝縮運転切換状態に切り換えた後に、第 1油戻し回路 101の開閉弁 101bを開けると、第 1切構 22を通じて高圧のガス冷媒が熱源側熱交の上側力も流入して下側に向力つて流れるようになり、熱源側熱交内に溜まつた冷凍機油を第 1油戻し回路 101を通じて圧縮機構 21の吸入側に押し流すことになる（図 5参照)。そして、油回収運転が終了した後、開閉弁 101bを閉止し、第 1切換機構 22を蒸発運転切換状態に切り換え、熱源側膨張弁 24を開けて、開閉弁 102b を閉止することにより、油回収運転前の運転状態に復帰する（図 4参照)。ここで、油回収運転の際に、第 1バイパス回路 102を介して圧縮機構 21から吐出される冷媒を圧縮機構 21の吸入側にバイパスしてヽるのは、圧縮機構 21の吸入圧力を確保するとともに、第 1油戻し回路 101を通じて圧縮機構 21の吸入側に戻される冷凍機油を第 1バイパス回路 102を介してバイノスされる高圧のガス冷媒に混合することによつて圧縮機構 21における液圧縮を防ぐためである。尚、上記の開閉弁 101b、 102b, 熱源側膨張弁 24及び第 1切換機構 22の開閉操作の順序は、上記に限定されるものではないが、圧縮機構 21から吐出される高圧のガス冷媒の流路を確保するという観点から、油回収運転を行う際には開閉弁 102bを開ける操作を他の操作に優先して行い、油回収運転前の運転状態に復帰する際には開閉弁 102bを閉止する操作を他の操作を行った後に行うことが望ましい。

このような油戻回収運転を行うことによって、第 1切換機構 22を一時的に凝縮運転切換状態に切り換えるのにもかかわらず、利用側切構としての接続ユニット 6、 7 、 8の高圧ガス開閉弁 66、 76、 86や低圧ガス開閉弁 67、 77、 87を冷房運転切換状態になるように操作して、冷媒回路 12全体の冷媒の流れの向きを変更しなくてもよいため、油回収運転後に油回収運転前の運転状態に復帰させる際の立ち上がりを素早く行うことができるようになり、室内の快適性を損なうことなぐし力も、短時間で熱源側熱交換器 23内に溜まった冷凍機油を回収することができる。

尚、このような油回収運転は、第 1切換機構 22を蒸発運転切換状態にして運転してヽる場合に定期的に行うようにしてもょヽし、油回収運転の頻度を減らすために、第 1切換機構 22を蒸発運転切換状態にして運転して、る場合であって、熱源側膨張弁 24の開度を小さくする制御を行うことによって熱源側熱交内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態になっている場合にのみ定期的に行うようにしてもよい。例えば、油回収運転を行う条件として、第 1切構 22が蒸発運転切換状態であることに加えて、熱源側膨張弁 24が所定開度以下であることを加えることができる。この所定開度は、熱源側熱交換器 23内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態となる熱源側膨張弁 24の開度を実験的に見い出し、この実験的に見い出された開度に基づいて決定される。

<冷房運転モード >

利用ユニット 3、 4、 5の全てを冷房運転する際、空気調和装置 1の冷媒回路 12は、図 6に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図 6の冷媒回路 12に付された矢印を参照)。具体的には、熱源ユニット 2の熱源側冷媒回路 12dにおいては、第 1切換機構 22を凝縮運転切換状態 (図 6の第 1切換機構 22の実線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交を凝縮器として機能させるようになつている。また、熱源側膨張弁 24は、開けられた状態になっている。尚、第 1油戻し回路 101の開閉弁 101b及び第 1バイパス回路 102の開閉弁 102bは閉止されており、これらの回路を用いた油回収運転を行わないようにしている。接続ユニット 6、 7、 8 においては、高圧ガス開閉弁 66、 76、 86を閉止するとともに低圧ガス開閉弁 67、 77 、 87を開けることによって、利用ユニット 3、 4、 5の利用側熱交換器 32、 42、 52を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット 3、 4、 5の利用側熱交 32、 42、 52と熱源ユニット 2の圧縮機構 21の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管 11を介して接続された状態 (すなわち、冷房運転切換状態）になっている。利用ユニット 3、 4、 5においては、利用側膨張弁 31、 41、 51は、例えば、利用側熱交換器 32、 42、 52の過熱度 (具体的には、液側温度センサ 33、 43、 53で検出される冷媒温度とガス側温度センサ 34、 44、 54で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。 [0047] このような冷媒回路 12の構成において、圧縮機構 21の圧縮機 21aで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器 21bにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第 1切換機構 22に送られる。そして、油分離器 21b において分離された冷凍機油は、第 2油戻し回路 21dを通じて圧縮機 21aの吸入側に戻される。そして、第 1切換機構 22に送られた高圧のガス冷媒は、第 1切換機構 2 2の第 1ポート 22a及び第 2ポート 22bを通じて、熱源側熱交翻23に送られる。そして、熱源側熱交換器 23に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器 23において、熱源としての水と熱交換を行うことによって凝縮される。そして、熱源側熱交 23 において凝縮された冷媒は、熱源側膨張弁 24を通過した後、加圧回路 111通じて圧縮機構 21で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒が合流し (詳細は後述)、レシ一ノ 25に送られる。そして、レシーバ 25に送られた冷媒は、レシーバ 25内に一時的に溜められた後、冷却器 121に送られる。そして、冷却器 121に送られた冷媒は、冷却回路 122を流れる冷媒と熱交換を行うことによって冷却される（詳細は後述)。そして、冷却器 121において冷却された冷媒は、液側閉鎖弁 27を通じて、液冷媒連絡配管 9に送られる。

[0048] そして、液冷媒連絡配管 9に送られた冷媒は、 3つに分岐されて、各接続ユニット 6 、 7、 8の液接続管 61、 71、 81に送られる。そして、接続ユニット 6、 7、 8の液接続管 6 1、 71、 81に送られた冷媒は、利用ユニット 3、 4、 5の利用側膨張弁 31、 41、 51に送られる。

そして、利用側膨張弁 31、 41、 51に送られた冷媒は、利用側膨張弁 31、 41、 51 によって減圧された後、利用側熱交換器 32、 42、 52において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット 6、 7、 8の合流ガス接続管 65、 75、 85に送られる。

そして、合流ガス接続管 65、 75、 85に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁 67、 77、 87及び低圧ガス接続管 64、 74、 84を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管 1 1に送られて合流する。

[0049] そして、低圧ガス冷媒連絡配管 11に送られて合流した低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁 29を通じて、圧縮機構 21の吸入側に戻される。このようにして、冷房運転モードにおける動作が行われて、る。

このとき、各利用ユニット 3、 4、 5の冷房負荷が非常に小さくなる場合がある。このような場合には、熱源ユニット 2の熱源側熱交翻23における冷媒の凝縮能力を小さくして、利用ユニット 3、 4、 5全体の冷房負荷 (すなわち、利用側熱交換器 32、 42、 52 の蒸発負荷)とバランスさせなければならない。このため、熱源側膨張弁 24の開度を小さくする制御を行うことで熱源側熱交換器 23における冷媒の凝縮量を少なくする制御を行うようにして、る。このような熱源側膨張弁 24の開度を小さくする制御を行うと、熱源側熱交内に溜まる液冷媒の量が増力！]して実質的な伝熱面積を減少することで凝縮能力が小さくなる。しかし、熱源側膨張弁 24の開度を小さくする制御を行うと、熱源側膨張弁 24の下流側 (具体的には、熱源側膨張弁 24と利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cとの間）の冷媒圧力が低下する傾向となって安定せず、熱源側冷媒回路 12dの凝縮能力を小さくする制御を安定的に行うことが困難になる傾向にある。

これに対して、本実施形態の空気調和装置 1では、圧縮機構 21で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を、熱源側膨張弁 24において減圧されて利用側冷媒回路 12a 、 12b、 12cに送られる冷媒に合流させる加圧回路 111を設けている。そして、この加圧回路 111の開閉弁 111bは、冷房運転モードの場合 (すなわち、第 1切換機構 22 が凝縮運転切換状態になっている場合）に、開けられており、加圧管 111aを通じて圧縮機構 21の吐出側力も熱源側膨張弁 24の下流側に合流させることができるようになっている。このため、熱源側膨張弁 24の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁 24の下流側に加圧回路 111を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによつて、熱源側膨張弁 24の下流側の冷媒の圧力を高くすることができるようになつている。しかし、加圧回路 111を通じて高圧のガス冷媒を熱源側膨張弁 24の下流側に合流させるだけでは、高圧のガス冷媒が合流されることにより、利用側冷媒回路 12a、 1 2b、 12cに送られる冷媒がガス分率の大きな気液二相流となってしまい、液冷媒連絡配管 9から各利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cに冷媒を分岐する際に、利用側冷媒回路 12a、 12b、 12c間で偏流が生じてしまう。 [0051] これに対して、本実施形態の空気調和装置 1では、冷却器 121を熱源側膨張弁 24 の下流側にさらに設けている。このため、熱源側膨張弁 24の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁 24の下流側に加圧回路 111を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁 24の下流側の冷媒圧力を高くする制御を行うとともに、熱源側膨張弁 24によって減圧されて利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cに送られる冷媒を、冷却器 121によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになつている。また、本実施形態の空気調和装置 1においては、加圧管 111aは、熱源側膨張弁 24とレシーバ 25との間に接続されているため、熱源側膨張弁 24の下流側の冷媒に高圧のガス冷媒が合流し、高圧のガス冷媒が合流されて温度が高くなつた冷媒を冷却器 121によって冷却するようになって、る。このため、冷却器 121において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなぐ比較的高温の冷熱源を使用することができる。しカゝも、本実施形態の空気調和装置 1においては、冷却回路 122が設けられており、熱源側熱交換器 23から利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cへ送られる冷媒の一部を圧縮機構 21 の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧し、この冷媒を冷却器 121の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁 24において減圧されて利用側冷媒回路 12a 、 12b、 12cへ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。このため、熱源側膨張弁 24において減圧されて利用側冷媒回路 12a、 12b、 12 cへ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可能になっている。そして、冷却回路 122の冷却回路側膨張弁 122bは、例えば、冷却器 121の過熱度 (冷却回路 1 22の導出管 122cに設けられた冷却回路出口温度センサ 96によって検出される冷媒温度より演算）に基づいて開度調節する等、熱源側膨張弁 24の下流側から利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cへ送られる冷媒の流量や温度に応じて開度調節されている。

[0052] <冷暖同時運転モード (蒸発負荷） >

利用ユニット 3、 4、 5のうち、例えば、利用ユニット 3を冷房運転し、かつ、利用ュ- ット 4、 5を暖房運転する冷暖同時運転モードであって、利用ユニット 3、 4、 5全体の空調負荷に応じて、熱源ユニット 2の熱源側熱交 23を蒸発器として機能させて運転している際 (蒸発運転切換状態)の動作について説明する。この際、空気調和装置 1の冷媒回路 12は、図 7に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図 7の冷媒回路 12に付された矢印を参照)。具体的には、熱源ユニット 2の熱源側冷媒回路 12dにおいては、上述の暖房運転モードと同様に、第 1切換機構 22を蒸発運転切換状態（図 7の第 1切換機構 22の破線で示された状態）に切り換え、第 2切換機構 26を暖房負荷要求運転状態（図 7の第 2切構 26の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交翻 23を蒸発器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管 10を通じて利用ユニット 4、 5に圧縮機構 21において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになつている。また、熱源側膨張弁 24は、冷媒を減圧するように開度調節されている。尚、加圧回路 111の開閉弁 111b及び冷却回路 122の冷却回路側膨張弁 122bは閉止されており、熱源側膨張弁 24とレシ一バ 25との間を流れる冷媒に高圧のガス冷媒を合流させたり、冷却器 121への冷熱源の供給を遮断してレシーバ 25と利用ユニット 3、 4、 5との間を流れる冷媒を冷却しない状態になっている。接続ユニット 6においては、高圧ガス開閉弁 66を閉止するとともに低圧ガス開閉弁 67を開けることによって、利用ユニット 3の利用側熱交を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット 3の利用側熱交と熱源ユニット 2の圧縮機構 21の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管 11を介して接続された状態（すなわち、冷房運転切換状態）になっている。利用ユニット 3においては、利用側膨張弁 31は、例えば、利用側熱交換器 32の過熱度 (具体的には、液側温度センサ 33 で検出される冷媒温度とガス側温度センサ 34で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。接続ユニット 7、 8においては、低圧ガス開閉弁 77、 87を閉止するとともに高圧ガス開閉弁 76、 86を開けることによって、利用ユニット 4、 5の利用側熱交換器 42、 52を凝縮器として機能させる状態 (すなわち、暖房運転切換状態）になっている。利用ュ-ット 4、 5においては、利用側膨張弁 41、 51は、例えば、利用側熱交換器 42、 52の過冷却度 (具体的には、液側温度センサ 43、 53で検出される冷媒温度とガス側温度センサ 44、 54で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されて、る。

[0053] このような冷媒回路 12の構成において、圧縮機構 21の圧縮機 21aで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器 21bにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第 2切構 26に送られる。そして、油分離器 21b において分離された冷凍機油は、第 2油戻し回路 21dを通じて圧縮機 21aの吸入側に戻される。第 2切構 26に送られた高圧のガス冷媒は、第 2切構 26の第 1 ポート 26a及び第 4ポート 26dと、高圧ガス側閉鎖弁 28とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管 10に送られる。

そして、高圧ガス冷媒連絡配管 10に送られた高圧のガス冷媒は、 2つに分岐されて、各接続ユニット 7、 8の高圧ガス接続管 73、 83に送られる。接続ユニット 7、 8の高圧ガス接続管 73、 83に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁 76、 86及び合流ガス接続管 75、 85を通じて利用ユニット 4、 5の利用側熱交換器 42、 52に送られる。

[0054] そして、利用側熱交換器 42、 52に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット 4、 5 の利用側熱交^^ 42、 52において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器 42、 52〖こおいて凝縮された冷媒は、利用側膨張弁 41、 51を通過した後、接続ユニット 7、 8の液接続管 71、 81に送られる。

そして、液接続管 71、 81に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管 9に送られて合流する。

そして、液冷媒連絡配管 9に送られて合流した冷媒の一部は、接続ユニット 6の液接続管 61に送られる。そして、接続ユニット 6の液接続管 61に送られた冷媒は、利用ユニット 3の利用側膨張弁 31に送られる。

[0055] そして、利用側膨張弁 31に送られた冷媒は、利用側膨張弁 31によって減圧された後、利用側熱交換器 32において、屋内空気と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット 6の合流ガス接続管 65に送られる。

そして、合流ガス接続管 65に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁 67及び低圧ガス接続管 64を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管 11に送られて合流する。

そして、低圧ガス冷媒連絡配管 11に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁 29を通じて、圧縮機構 21の吸入側に戻される。

一方、液冷媒連絡配管 9から接続ユニット 6及び利用ユニット 3に送られる冷媒を除いた残りの冷媒は、熱源ユニット 2の液側閉鎖弁 27及び冷却器 121を通じてレシ一ノ 25に送られる。レシーバ 25に送られた冷媒は、レシーバ 25内に一時的に溜められた後、熱源側膨張弁 24によって減圧される。そして、熱源側膨張弁 24によって減圧された冷媒は、熱源側熱交 23において、熱源としての水と熱交換を行うことによって蒸発されて低圧のガス冷媒になり、第 1切構 22に送られる。そして、第 1切構 22に送られた低圧のガス冷媒は、第 1切構 22の第 2ポート 22b及び第 3 ポート 22cを通じて、圧縮機構 21の吸入側に戻される。このようにして、冷暖同時運転モード (蒸発負荷）における動作が行われている。

このとき、各利用ユニット 3、 4、 5全体の空調負荷に応じて、熱源側熱交換器 23としては、蒸発負荷が必要であるが、その大きさが非常に小さくなる場合がある。このような場合には、上述の暖房運転モードと同様に、熱源ユニット 2の熱源側熱交換器 23 における冷媒の蒸発能力を小さくして、利用ユニット 3、 4、 5全体の空調負荷とバランスさせなければならない。特に、このような冷暖同時運転モードにおいては、利用ュニット 3の冷房負荷と、利用ユニット 4、 5の暖房負荷とがほぼ同程度の負荷になる場合があり、このような場合には、熱源側熱交換器 23の蒸発負荷を非常に小さくしなければならないため、上述の暖房運転モードよりも、熱源側熱交換器 23内に冷凍機油が溜まり込みやすくなる。

しかし、本実施形態の空気調和装置 1では、第 1油戻し回路 101と、第 1バイパス回路 102とが設けられているため、上述の暖房運転モードと同様に、第 1切棚構 22 を蒸発運転切換状態にして運転している際に、図 8に示されるように、一時的に、開閉弁 102bを開けることにより第 1バイパス回路 102を介して圧縮機構 21から吐出される冷媒を圧縮機構 21の吸入側にバイパスし、第 1切棚構 22を凝縮運転切換状態（図 8の第 1切換機構 22の実線で示された状態）に切り換えて、熱源側膨張弁 24 を閉止し、開閉弁 101bを開けることにより油回収運転を行い、その後、開閉弁 101b を閉止し、熱源側膨張弁 24を開けて、開閉弁 102bを閉止することにより図 7に示される油回収運転前の運転状態に復帰させることができるようになつている。

[0057] この油回収運転及び油回収運転前の運転状態への復帰の動作について詳述すると、まず、第 1バイパス回路 102の開閉弁 102bを開けると、圧縮機構 21の圧縮機 21 aで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、その一部が油分離器 21bを通過して第 1切換機構 22及び第 2切換機構 26に送られ、残りの高圧のガス冷媒は、油分離器 2 lbから第 1バイパス回路 102を通じて圧縮機構 21に送られる。次に、熱源側膨張弁 24を閉止すると、接続ユニット 6, 7、 8及び液冷媒連絡配管 9を介して暖房運転を行つている利用ユニット 4、 5から冷房運転を行っている利用ユニット 3への冷媒の流れは確保されるが、液冷媒連絡配管 9を通じて熱源側熱交換器 23に戻る冷媒の流れが停止されることになる。次に、第 1切構 22を凝縮運転切換状態に切り換えた後に、第 1油戻し回路 101の開閉弁 101bを開けると、第 1切構 22を通じて高圧のガス冷媒が熱源側熱交^^ 23の上側から流入して下側に向力つて流れるようになり、熱源側熱交換器 23内に溜まった冷凍機油を第 1油戻し回路 101を通じて圧縮機構 21の吸入側に押し流すことになる（図 8参照)。そして、油回収運転が終了した後、開閉弁 101bを閉止し、第 1切換機構 22を蒸発運転切換状態に切り換え、熱源側膨張弁 24を開けて、開閉弁 102bを閉止することにより、油回収運転前の運転状態に復帰する（図 7参照)。ここで、油回収運転の際に、第 1バイパス回路 102を介して圧縮機構 21から吐出される冷媒を圧縮機構 21の吸入側にバイパスしているのは、圧縮機構 21の吸入圧力を確保するとともに、第 1油戻し回路 101を通じて圧縮機構 21 の吸入側に戻される冷凍機油を第 1バイパス回路 102を介してバイパスされる高圧のガス冷媒に混合することによって圧縮機構 21における液圧縮を防ぐためである。尚、上記の開閉弁 101b、 102b,熱源側膨張弁 24及び第 1切換機構 22の開閉操作の順序は、上記に限定されるものではないが、圧縮機構 21から吐出される高圧のガス冷媒の流路を確保するという観点から、油回収運転を行う際には開閉弁 102bを開ける操作を他の操作に優先して行い、油回収運転前の運転状態に復帰する際には開閉弁 102bを閉止する操作を他の操作を行った後に行うことが望ましい。

[0058] このような油戻回収運転を行うことによって、第 1切換機構 22を一時的に凝縮運転切換状態に切り換えるのにもかかわらず、利用側切構としての接続ユニット 6、 7 、 8の高圧ガス開閉弁 66、 76、 86や低圧ガス開閉弁 67、 77、 87を全て冷房運転切換状態になるように操作して、冷媒回路 12全体の冷媒の流れの向きを変更しなくてもよいため、油回収運転後に油回収運転前の運転状態に復帰させる際の立ち上がりを素早く行うことができるようになり、室内の快適性を損なうことなぐしかも、短時間で熱源側熱交換器 23内に溜まった冷凍機油を回収することができる。

尚、このような油回収運転は、上述の暖房運転モードと同様に、第 1切換機構 22を蒸発運転切換状態にして運転している場合に定期的に行うようにしてもよいし、油回収運転の頻度を減らすために、第 1切換機構 22を蒸発運転切換状態にして運転している場合であって、熱源側膨張弁 24の開度を小さくする制御を行うことによって熱源側熱交換器 23内における冷媒の液面が低下して、蒸発された冷媒とともに冷凍機油が同伴して排出されにくい状態になっている場合にのみ定期的に行うようにしてもよい。

<冷暖同時運転モード (凝縮負荷） >

利用ユニット 3、 4、 5のうち、例えば、利用ユニット 3、 4を冷房運転し、かつ、利用ュニット 5を暖房運転する冷暖同時運転モードであって、利用ユニット 3、 4、 5全体の空調負荷に応じて、熱源ユニット 2の熱源側熱交 23を凝縮器として機能させて運転している際 (凝縮運転切換状態)の動作について説明する。この際、空気調和装置 1の冷媒回路 12は、図 9に示されるように構成される（冷媒の流れについては、図 9 の冷媒回路 12に付された矢印を参照)。具体的には、熱源ユニット 2の熱源側冷媒回路 12dにおいては、第 1切棚構 22を凝縮運転切換状態（図 9の第 1切棚構 22 の実線で示された状態）に切り換え、第 2切換機構 26を暖房負荷要求運転状態 (図 9の第 2切構 26の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交 23を凝縮器として機能させるとともに、高圧ガス冷媒連絡配管 10を通じて利用ユニット 5に圧縮機構 21において圧縮され吐出された高圧のガス冷媒を供給できるようになつている。また、熱源側膨張弁 24は、開けられた状態になっている。尚、尚、第 1油戻し回路 101の開閉弁 101b及び第 1バイパス回路 102の開閉弁 102bは閉止されており、これらの回路を用いた油回収運転を行わないようにしている。接続ュニット 6、 7においては、高圧ガス開閉弁 66、 76を閉止するとともに低圧ガス開閉弁 6 7、 77を開けることによって、利用ユニット 3、 4の利用側熱交 32、 42を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット 3、 4の利用側熱交翻 32、 42と熱源ユニット 2 の圧縮機構 21の吸入側とが低圧ガス冷媒連絡配管 11を介して接続された状態 (すなわち、冷房運転切換状態）になっている。利用ユニット 3、 4においては、利用側膨張弁 31、 41は、例えば、利用側熱交翻 32、 42の過熱度 (具体的には、液側温度センサ 33、 43で検出される冷媒温度とガス側温度センサ 34、 44で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、各利用ユニットの冷房負荷に応じて開度調節されている。接続ユニット 8においては、低圧ガス開閉弁 87を閉止するとともに高圧ガス開閉弁 86を開けることによって、利用ユニット 5の利用側熱交換器 52を凝縮器として機能させるようにしている。利用ユニット 5においては、利用側膨張弁 51 は、例えば、利用側熱交換器 52の過冷却度 (具体的には、液側温度センサ 53で検出される冷媒温度とガス側温度センサ 54で検出される冷媒温度との温度差）に基づいて開度調節する等、利用ユニットの暖房負荷に応じて開度調節されている。

このような冷媒回路 12の構成において、圧縮機構 21の圧縮機 21aで圧縮され吐出された高圧のガス冷媒は、油分離器 21bにおいて、高圧のガス冷媒中に同伴する冷凍機油の大部分が分離されて第 1切構 22及び第 2切構 26に送られる。そして、油分離器 21bにおいて分離された冷凍機油は、第 2油戻し回路 21dを通じて圧縮機 21aの吸入側に戻される。そして、圧縮機構 21で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒のうち第 1切換機構 22に送られた高圧のガス冷媒は、第 1切換機構 22の第 1ポート 22a及び第 2ポート 22bを通じて、熱源側熱交翻23に送られる。そして、熱源側熱交換器 23に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器 23において、熱源としての水と熱交換を行うことによって凝縮される。そして、熱源側熱交 23において凝縮された冷媒は、熱源側膨張弁 24を通過した後、加圧回路 111通じて圧縮機構 21で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒が合流し (詳細は後述）、レシーバ 25 に送られる。そして、レシーバ 25に送られた冷媒は、レシーバ 25内に一時的に溜められた後、冷却器 121に送られる。そして、冷却器 121に送られた冷媒は、冷却回路 122を流れる冷媒と熱交換を行うことによって冷却される（詳細は後述)。そして、冷却器 121において冷却された冷媒は、液側閉鎖弁 27を通じて、液冷媒連絡配管 9に送られる。

[0061] 一方、圧縮機構 21で圧縮され吐出された高圧のガス冷媒のうち第 2切構 26に送られた高圧のガス冷媒は、第 2切換機構 26の第 1ポート 26a及び第 4ポート 26dと、高圧ガス側閉鎖弁 28とを通じて、高圧ガス冷媒連絡配管 10に送られる。

そして、高圧ガス冷媒連絡配管 10に送られた高圧のガス冷媒は、接続ユニット 8の高圧ガス接続管 83に送られる。接続ユニット 8の高圧ガス接続管 83に送られた高圧のガス冷媒は、高圧ガス開閉弁 86及び合流ガス接続管 85を通じて利用ユニット 5の利用側熱交^^ 52に送られる。

そして、利用側熱交換器 52に送られた高圧のガス冷媒は、利用ユニット 5の利用側熱交^^ 52において、屋内空気と熱交換を行うことによって凝縮される。一方、屋内の空気は、加熱されて屋内に供給される。利用側熱交換器 52において凝縮された冷媒は、利用側膨張弁 51を通過した後、接続ユニット 8の液接続管 81に送られる。

[0062] そして、液接続管 81に送られた冷媒は、液冷媒連絡配管 9に送られて、第 1切換機構 22、熱源側熱交換器 23、熱源側膨張弁 24、レシーバ 25、冷却器 121及び液側閉鎖弁 27を通じて液冷媒連絡配管 9に送られた冷媒に合流される。

そして、この液冷媒連絡配管 9を流れる冷媒は、 2つに分岐されて、各接続ユニット 6、 7の液接続管 61、 71に送られる。そして、接続ユニット 6、 7の液接続管 61、 71に送られた冷媒は、利用ユニット 3、 4の利用側膨張弁 31、 41に送られる。

そして、利用側膨張弁 31、 41に送られた冷媒は、利用側膨張弁 31、 41によって減圧された後、利用側熱交 32、 42において、屋内空気と熱交換を行うことによつて蒸発されて低圧のガス冷媒となる。一方、屋内の空気は、冷却されて屋内に供給される。そして、低圧のガス冷媒は、接続ユニット 6、 7の合流ガス接続管 65、 75に送られる。

[0063] そして、合流ガス接続管 65、 75に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス開閉弁 67 、 77及び低圧ガス接続管 64、 74を通じて、低圧ガス冷媒連絡配管 11に送られて合流する。

そして、低圧ガス冷媒連絡配管 11に送られた低圧のガス冷媒は、低圧ガス側閉鎖弁 29を通じて、圧縮機構 21の吸入側に戻される。このようにして、冷暖同時運転モード (凝縮負荷）における動作が行われている。

このとき、各利用ユニット 3、 4、 5全体の空調負荷に応じて、熱源側熱交としては、凝縮負荷が必要であるが、その大きさが非常に小さくなる場合がある。このような場合には、上述の冷房運転モードと同様に、熱源ユニット 2の熱源側熱交換器 23 における冷媒の凝縮能力を小さくして、利用ユニット 3、 4、 5全体の空調負荷とバランスさせなければならない。特に、このような冷暖同時運転モードにおいては、利用ュニット 3、 4の冷房負荷と、利用ユニット 5の暖房負荷とがほぼ同程度の負荷になる場合があり、このような場合には、熱源側熱交換器 23の凝縮負荷を非常に小さくしなければならない。

しかし、本実施形態の空気調和装置 1では、熱源側膨張弁 24の開度を小さくする制御を行いつつ、熱源側膨張弁 24の下流側に加圧回路 111を通じて高圧のガス冷媒を合流させることによって、熱源側膨張弁 24の下流側の冷媒の圧力を高くする制御を行うとともに、熱源側膨張弁 24によって減圧されて利用側冷媒回路 12a、 12bに送られる冷媒を、冷却器 121によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路 12a、 12bにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになって、る。

(3)空気調和装置の特徴

本実施形態の空気調和装置 1には、以下のような特徴がある。

(A)

本実施形態の空気調和装置 1は、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側から流入して上側力も流出するように構成された熱源側熱交を含んでおり、熱源側熱交換器 23と利用側熱交換器 32、 42、 52とが、熱源側切換機構としての第 1 切擁構 22及び利用側切擁構としての接続ユニット 6、 7、 8 (具体的には、高圧ガス開閉弁 66、 76、 86及び低圧ガス開閉弁 67、 77、 87)によって、それぞれ個別に冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能させる切り換えが可能な冷媒回路 12を備えている。このため、第 1切換機構 22を蒸発運転切換状態にすることにより熱源側熱交換器 23を冷媒の蒸発器として機能させる運転を行う場合には、圧縮機構 21から吐出された冷媒は、高圧ガス冷媒連絡配管 10を含む高圧ガス冷媒管を通じて、接続ュニット 6、 7、 8を暖房運転切換状態にすることにより冷媒の凝縮器として機能する利用側熱交換器 32、 42、 52に送られて凝縮されて液冷媒連絡配管 9を含む液冷媒管に送られる。そして、この冷媒は、熱源側膨張弁 24を通過した後に熱源側熱交換器 23において蒸発され、圧縮機構 21に吸入される。ここで、第 1切換機構 22を蒸発運転切換状態にして運転を行う場合には、冷媒が下側力流入して上側力流出するように熱源側熱交換器 23内を流れるため、利用側熱交換器 32、 42、 52における空調負荷に応じて熱源側膨張弁 24の開度を小さくして熱源側熱交換器 23の蒸発能力を小さくする制御を行うと、冷凍機油が熱源側熱交内に溜まり込むことになる。

[0065] しかし、この空気調和装置 1は、第 1バイパス回路 102と、第 1油戻し回路 101とを備えているため、第 1切換機構 22を蒸発運転切換状態にして運転している際に、第 1バイパス回路 102を介して圧縮機構 21から吐出される冷媒を圧縮機構 21の吸入側にバイパスし、第 1切換機構 22を凝縮運転切換状態に切り換え、熱源側膨張弁 2 4を閉止することによって、圧縮機構 21から吐出される冷媒を熱源側熱交 23〖こ流入させて、第 1油戻し回路 101を介して熱源側熱交換器 23内に溜まった冷凍機油を圧縮機構 21の吸入側に戻す油回収運転を行うことができる。このような油戻回収運転を行うことによって、第 1切構 22を凝縮運転切換状態に切り換えるのにもかかわらず、接続ユニット 6、 7、 8を蒸発運転切換状態に切り換えて冷媒回路 12全体の冷媒の流れの向きを変更しなくてもよ!、ため、油回収運転後に油回収運転前の運転状態に復帰させる際の立ち上がりを素早く行うことができるようになり、室内の快適性を損なうことなぐしかも、短時間で熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を回収することができる。

[0066] このように、この空気調和装置 1では、利用側熱交換器 32、 42、 52の空調負荷に応じて熱源側膨張弁 24の開度を小さくすることによって熱源側熱交換器 23の蒸発能力を小さくする制御を行い、その結果、熱源側熱交内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交翻 23内に冷凍機油が溜まり込むことがなくなるため、熱源側熱交換器 23の蒸発能力を熱源側膨張弁 24によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。そして、この空気調和装置 1では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交翻を蒸発器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交^^の台数を減らすことによって蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交^^の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交^^によって広範囲の蒸発能力の制御幅を得ることができるようになる。

[0067] (B)

本実施形態の空気調和装置 1では、熱源側熱交換器 23として多数の流路 23bが形成されたプレート式熱交換器を使用しており、その構造上、熱源側熱交換器 23内に冷凍機油が溜まり込むのを防ぐために、熱源側熱交換器 23の各流路 23bに冷凍機油を抜き出すための油戻し回路を設けることが困難である。しかし、この空気調和装置 1においては、熱源側熱交換器 23内に溜まった冷凍機油を、熱源側熱交換器 23の上側力も流入した冷媒とともに熱源側熱交の下部力も押し出すように抜き出すことができるため、プレート式熱交を使用する場合であっても、第 1油戻し回路 101の設置が容易である。

[0068] (C)

本実施形態の空気調和装置 1では、凝縮器として機能する熱源側熱交換器 23において凝縮された冷媒が熱源側膨張弁 24によって減圧されて利用側冷媒回路 12a 、 12b、 12cに送られる際に、加圧回路 111から高圧のガス冷媒が合流して加圧されて、熱源側膨張弁 24の下流側の冷媒圧力が高くなる。ここで、従来の空気調和装置のように高圧のガス冷媒が合流させるだけでは、利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cに送られる冷媒がガス分率の大きな気液二相流となってしまい、結果的に、熱源側膨張弁 24の開度を十分に小さくすることができないが、空気調和装置 1においては、熱源側膨張弁 24によって減圧されて利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cに送られる冷媒を、冷却器 121によって冷却するようにしているため、ガス冷媒を凝縮させることができて、利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくても済むようになる。

[0069] これにより、空気調和装置 1では、複数の利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cの空調負荷に応じて熱源側膨張弁 24の開度を小さくすることによって熱源側熱交 23 の凝縮能力を小さくする制御を行うとともに加圧回路 111によって高圧のガス冷媒を合流させて加圧する制御を行っても、利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cにガス分率の大きな気液二相流の冷媒を送らなくて済むようになるため、熱源側熱交の蒸発能力を熱源側膨張弁 24によって制御する際の制御幅を拡大することが可能になる。

そして、空気調和装置 1では、従来の空気調和装置のように、熱源側熱交換器を複数設けて、熱源側熱交を凝縮器として機能させる場合に、複数の熱源側膨張弁の一部を閉止して蒸発器として機能する熱源側熱交^^の台数を減らすことによつて蒸発能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交^^の一部を凝縮器として機能させることにより蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力と相殺して蒸発能力を小さくする制御を行う必要がなくなるため、単一の熱源側熱交^^によって広範囲の凝縮能力の制御幅を得ることができるようになる。

[0070] これにより、熱源側熱交換器の凝縮能力の制御の制御幅の制約によって熱源側熱交の単一化が実現できていな力つた空気調和装置において、熱源側熱交の単一化が可能となるため、従来の空気調和装置において複数の熱源側熱交を設置することにより発生していた部品点数の増加及びコストアップを防ぎ、また、複数の熱源側熱交^^の一部を蒸発器として機能させて凝縮能力を小さくする場合に熱源側熱交換器で凝縮される冷媒量の分だけ圧縮機構において圧縮される冷媒量が増カロして複数の利用側冷媒回路全体の空調負荷力、さい運転条件における CO Pが悪くなるという問題を解消することができる。

[0071] (D)

本実施形態の空気調和装置 1では、加圧回路 111が熱源側膨張弁 24と冷却器 12 1との間に高圧のガス冷媒が合流するように接続されているため、高圧のガス冷媒が合流されて冷媒の温度が高くなつた冷媒を冷却器 121によって冷却することになる。これにより、冷却器 121において冷媒を冷却するための冷熱源として、低温の冷熱源を使用する必要がなぐ比較的高温の冷熱源を使用することができる。

また、空気調和装置 1では、熱源側膨張弁 24の下流側から利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cへ送られる冷媒の一部を圧縮機構 21の吸入側に戻すことができる冷媒圧力まで減圧したものを冷却器 121の冷却源として使用しているため、熱源側膨張弁 2 4の下流側から利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cへ送られる冷媒の温度よりも十分に低い温度の冷却源を得ることができる。これにより、熱源側膨張弁 24の下流側から利用側冷媒回路 12a、 12b、 12cへ送られる冷媒を過冷却状態まで冷却することが可會になる。

(E)

本実施形態の空気調和装置 1では、熱源側熱交換器 23内を流れる冷媒の流量とは関係なく一定量供給される水を熱源として使用しており、水量の制御により熱源側熱交換器 23における蒸発能力を制御することができない。しかし、この空気調和装置 1においては、熱源側膨張弁 24によって熱源側熱交換器 23の蒸発能力を制御する際の制御幅が拡大されているため、水量の制御をしなくても、熱源側熱交 23 の蒸発能力を制御する際の制御幅を確保することができる。

[0072] (4)変形例 1

上述の空気調和装置 1においては、熱源側膨張弁 24による熱源側熱交換器 23の蒸発能力の制御の制御幅を拡大するために、第 1油戻し回路 101と第 1バイパス回路 102とを設けるようにしている力上述のように、油回収運転時においては、熱源側膨張弁 24を閉止しているため、液冷媒連絡配管 9から熱源側熱交に向かう冷媒の流れが停止してしまい、わずかな時間であるが、利用ユニット 3、 4、 5のうち暖房運転を行って、る利用ユニットの暖房運転が停止（暖房運転モードにおける利用ユニット 3、 4、 5、図 5参照）したり、又は、暖房能力が低下 (冷暖同時運転モード (蒸発負荷）における利用ユニット 4、 5、図 8参照）することになる。このため、本変形例の空気調和装置 1では、図 10に示されるように、利用側熱交換器 32、 42、 52と熱源側熱交換器 23とを接続する液冷媒管から冷媒を分岐して圧縮機構 21の吸入側 (具体的には、圧縮機構 21の吸入側に接続された冷却回路 122の導出管 122c)に送ることが可能な第 2バイパス回路 103が設けられている。この第 2バイパス回路 103は、主として、液冷媒管の利用側熱交 32、 42、 52と熱源側膨張弁 24との間の位置と圧縮機構 21の吸入側とを接続するバイパス管 103aと、バイパス管 103aに接続された開閉弁 103bとを有している。バイパス管 103aは、本実施形態においては、図 10 に示されるように、レシーバ 25の上部から冷媒を圧縮機構 21の吸入側に送るように設けられている。このため、油回収運転時に開閉弁 103bを開けると、レシーバ 25の上部に溜まったガス状態の冷媒が優先的に圧縮機構 21の吸入側に送られることになる。尚、ノィパス管 103aは、液冷媒管の利用側熱交 32、 42、 52と熱源側膨張弁 24との間の位置力も圧縮機構 21の吸入側に冷媒を送ることかできればよいため、例えば、レシーバ 25ではなぐ液冷媒管に直接接続されていてもよいが、圧縮機構 21の吸入側に液状態の冷媒を送るのをできるだけ防ぐために、本実施形態のように、レシーバ 25の上部に接続するのが望ましい。

このように、第 2バイパス回路 103を設けることによって、油回収運転中においても、暖房運転を行っている利用ユニットの利用側熱交^^に冷媒を流すことができるようになり、暖房運転を継続することができる。しかも、本実施形態のように、第 2バイパス回路 103をレシーバ 25の上部から冷媒を圧縮機構 21の吸入側に送るように設けることによって、圧縮機構 21の吸入側にガス状態の冷媒を優先的に送り、液状態の冷媒を送るのをできるだけ防ぐことができる。

(5)変形例 2

上述の空気調和装置 1においては、熱源側膨張弁 24による熱源側熱交換器 23の蒸発能力の制御の制御幅と、熱源側膨張弁 24による熱源側熱交換器 23の凝縮能力の制御の制御幅との両方を拡大するために、第 1油戻し回路 101、第 1バイパス回路 102、加圧回路 111、冷却器 121及び冷却回路 122 (変形例 1の場合には、第 2 バイパス回路 103をさらに含む）を熱源ユニット 2に設けるようにしている力例えば、熱源側熱交 23の凝縮能力の制御の制御幅は確保されてヽるが、熱源側熱交翻23の蒸発能力の制御の制御幅のみを拡大することが必要な場合には、図 11に示されるように、第 1油戻し回路 101及び第 1バイパス回路 102だけ (変形例 1の場合には、第 2バイパス回路 103をさらに含む)を熱源ユニット 2に設けて、加圧回路 111 、冷却器 121及び冷却回路 122を省略してもよい。

[0074] (6)変形例 3

上述の空気調和装置 1においては、第 1切換機構 22及び第 2切換機構 26として四路切換弁を使用しているが、これに限定されず、例えば、図 12に示されるように、第 1 切構 22及び第 2切構 26として三方弁を使用してもよい。

産業上の利用可能性

[0075] 本発明を利用すれば、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側力流入して上側から流出するように構成された熱源側熱交を含んでおり、熱源側熱交と利用側熱交換器とがそれぞれ個別に冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能させる切り換えが可能な冷媒回路を備えた空気調和装置において、熱源側熱交換器の蒸発能力を膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 圧縮機構 (21)と、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側力流入して上側カゝら流出するように構成された熱源側熱交 (23)と、利用側熱交 (32、 42、 52)と、前記熱源側熱交^^と前記利用側熱交^^とを接続する液冷媒管と、前記液冷媒管に設けられる膨張弁 (24)とを含んでおり、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器とがそれぞれ個別に冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能させる切り換えが可能な冷媒回路（12)と、

前記圧縮機構力も吐出される冷媒を前記圧縮機構の吸入側にバイパスすることが可能な第 1バイパス回路（102)と、

前記熱源側熱交換器の下部と前記圧縮機構の吸入側とを接続する油戻し回路（1 01)とを備え、

前記熱源側熱交翻を蒸発器として機能させて運転している際に、前記第 1バイパス回路を介して前記圧縮機構力吐出される冷媒を前記圧縮機構の吸入側にバイパスし、前記熱源側熱交を凝縮器として機能させる運転に切り換え、前記膨張弁を閉止することによって、前記圧縮機構力も吐出される冷媒を前記熱源側熱交換器に流入させて、前記油戻し回路を介して前記熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を前記圧縮機構の吸入側に戻す油回収運転を行う、

空気調和装置（1)。

[2] 圧縮機構 (21)と、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側力流入して上側カゝら流出するように構成された熱源側熱交 (23)と、利用側熱交 (32、 42、 52)と、前記熱源側熱交^^と前記利用側熱交^^とを接続する液冷媒管と、前記液冷媒管に設けられる膨張弁 (24)と、前記熱源側熱交換器を前記圧縮機構から吐出される冷媒の凝縮器として機能させる凝縮運転切換状態と前記熱源側熱交換器を前記液冷媒管を流れる冷媒の蒸発器として機能させる蒸発運転切換状態とを切り換え可能にする熱源側切換機構 (22)と、前記圧縮機構の吐出側と前記熱源側切換機構との間に接続されており前記圧縮機構カゝら吐出される冷媒を前記熱源側切換機構に流入する前に分岐することが可能な高圧ガス冷媒管と、前記利用側熱交を前記液冷媒管を流れる冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転切換状態と前記利用側熱交換器を前記高圧ガス冷媒管を流れる冷媒の凝縮器として機能させる暖房運転切換状態とを切り換え可能にする利用側切構 (66、 67、 76、 77、 86、 8 7)と、前記利用側熱交^^において蒸発される冷媒を前記圧縮機構の吸入側に送る低圧ガス冷媒管とを含む冷媒回路（12)と、

前記熱源側切浦構を蒸発運転切換状態にして運転している際に、前記第 1バイノス回路を介して前記圧縮機構力吐出される冷媒を前記圧縮機構の吸入側にバィパスし、前記熱源側切換機構を凝縮運転切換状態に切り換え、前記膨張弁を閉止することによって、前記圧縮機構力吐出される冷媒を前記熱源側熱交^^に流入させて、前記油戻し回路を介して前記熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を前記圧縮機構の吸入側に戻す油回収運転を行う、

空気調和装置（1)。

[3] 前記液冷媒管には、前記利用側熱交 (32、 42、 52)と前記膨張弁 (24)との間に接続されており、前記液冷媒管力冷媒を分岐して前記圧縮機構 (21)の吸入側に送ることが可能な第 2バイパス回路（103)が設けられている、請求項 1又は 2に記載の空気調和装置（1)。

[4] 前記液冷媒管には、前記利用側熱交 (32、 42、 52)と前記膨張弁 (24)との間に接続されており、前記液冷媒管を流れる冷媒を溜めるレシーバ（25)がさらに設けられており、

前記第 2バイパス回路（103)は、前記レシーバの上部力も冷媒を前記圧縮機構 (2 1)の吸入側に送るように設けられて、る、請求項 3に記載の空気調和装置（ 1)。

[5] 前記熱源側熱交換器 (23)は、前記熱源側熱交換器内を流れる冷媒の流量制御とは関係なく一定量供給される水を熱源として使用している、請求項 1〜4のいずれかに記載の空気調和装置（1)。

[6] 前記熱源側熱交換器 (23)は、プレート式熱交換器である、請求項 1〜5のいずれかに記載の空気調和装置（1)。

[7] 圧縮機構 (21)と、冷媒の蒸発器として機能する際に冷媒が下側力流入して上側カゝら流出するように構成された熱源側熱交 (23)と、利用側熱交 (32、 42、 52)とを含んでおり、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器とがそれぞれ個別に冷媒の蒸発器又は凝縮器として機能させる切り換えが可能な冷媒回路（12)と、前記熱源側熱交換器の下部と前記圧縮機構の吸入側とを接続する油戻し回路（1 01)とを備え、

前記熱源側熱交換器を蒸発器として機能させて運転して!/ヽる際に、前記熱源側熱交を凝縮器として機能させる運転に切り換え、前記圧縮機構から吐出される冷媒を前記熱源側熱交換器に流入させて、前記油戻し回路を介して前記熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を前記圧縮機構の吸入側に戻す油回収運転を行う、空気調和装置（1)。

[8] 前記圧縮機構力も吐出される冷媒を前記圧縮機構の吸入側にバイパスすることが可能な第 1バイパス回路（102)をさらに備え、

前記油回収運転の際に、前記第 1バイパス回路を介して前記圧縮機構力も吐出される冷媒を前記圧縮機構の吸入側にバイパスする、

請求項 7に記載の空気調和装置（1)。