(57)【要約】【課題】  冷房運転時だけでなく暖房運転時にも過冷却回路を有効活用することができる空気調和装置を提供する。【解決手段】  空気調和装置は、熱源機と、熱源機にガス配管及び液配管を介して接続された利用側ユニットとを備える。熱源機は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、熱源側熱交換器と液配管との間での液冷媒の流動を可能にする第１の配管と、第１の配管に設けられた過冷却回路とを備える。過冷却回路は、第１の配管を流れる液冷媒を過冷却状態にするための過冷却熱交換器と、第１の配管と過冷却熱交換器とを接続し、第１の配管を流れる液冷媒の一部が流入する第２の配管と、第２の配管と圧縮機とを接続し、第２の配管を流れる液冷媒を前記圧縮機へ流すための第３の配管と、第１の配管から第２の配管へ流入する液冷媒を、過冷却熱交換器へ流すか、又は、第３の配管を介して圧縮機へ流すかを切り替え可能な切替手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機と、前記熱源機にガス配管及び液配管を介して接続され、空気と前記熱源機から供給される冷媒との間で熱交換を行う利用側ユニットと、を備える空気調和装置であって、
前記熱源機は、
前記冷媒を吐出する圧縮機と、
前記冷媒と外気との間で熱交換するための熱源側熱交換器と、
前記熱源側熱交換器と前記液配管との間での液冷媒の流動を可能にする第１の配管と、
前記熱源側熱交換器から前記第１の配管へ流れる前記液冷媒の流量を調整可能な熱源用流量調整弁と、
前記第１の配管に設けられた過冷却回路と、
を備え、
前記過冷却回路は、
前記第１の配管を流れる前記液冷媒を過冷却状態にするための過冷却熱交換器と、
前記第１の配管と前記過冷却熱交換器とを接続し、前記第１の配管を流れる液冷媒の一部が流入する第２の配管と、
前記第２の配管と前記圧縮機とを接続し、前記第２の配管を流れる前記液冷媒を前記圧縮機へ流すための第３の配管と、
前記第２の配管において前記第３の配管が前記第２の配管に接続している接続部よりも前記液冷媒の流れの上流側に設けられ、前記第２の配管から前記過冷却熱交換器へ流れる前記液冷媒の流量、又は、前記第２の配管から前記第３の配管へ流れる前記液冷媒の流量を調整可能な過冷却用流量調整弁と、
前記第１の配管から前記第２の配管へ流入する前記液冷媒を、前記過冷却熱交換器へ流すか、又は、前記第３の配管を介して前記圧縮機へ流すかを切り替え可能な切替手段と、
を備える空気調和装置。
【請求項２】
前記切替手段は、前記第２の配管の前記接続部と前記過冷却熱交換器との間に設けられ前記第２の配管の流路を開閉する第１の電磁弁と、前記第３の配管に設けられ前記第３の配管の流路を開閉する第２の電磁弁とを有し、
冷房運転時には、前記第１の電磁弁を開状態にし、前記第２の電磁弁を閉状態にすることにより、前記過冷却用流量調整弁により前記第１の配管から前記第２の配管へ流入する前記液冷媒を前記過冷却熱交換器へ流して、前記過冷却熱交換器により前記第１の配管を流れる前記液冷媒を過冷却状態にし、
暖房運転時には、前記第１の電磁弁を閉状態にし、前記第２の電磁弁を開状態にすることにより、前記過冷却用流量調整弁により前記第１の配管から前記第２の配管へ流入する前記液冷媒を前記第３の配管を介して前記圧縮機へインジェクションする
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記熱源機は、前記ガス配管又は前記熱源側熱交換器からのガス冷媒を前記圧縮機へ流すための第４の配管を更に備え、
前記過冷却回路は、
前記過冷却熱交換器と前記第４の配管とを接続し、前記過冷却熱交換器において前記第１の配管を流れる液冷媒との間での熱交換により気化したガス冷媒を前記第４の配管へ流すための第５の配管と、
前記第３の配管の前記第２の電磁弁よりも下流側の部分と前記第５の配管とを接続する第６の配管と、
を更に備え、
前記切替手段は、
前記第６の配管に設けられ前記第６の配管の流路を開閉する第３の電磁弁と、
前記第５の配管において前記第６の配管が前記第５の配管に接続している接続部よりも下流側に設けられ、前記第５の配管の流路を開閉する第４の電磁弁と、
を更に備え、
前記第１〜第４の電磁弁の開閉を切り替えることにより、前記過冷却回路を、前記過冷却熱交換器により前記第１の配管を流れる前記液冷媒を過冷却する回路、前記圧縮機へ液インジェクションを行う回路、又は、前記圧縮機へガスインジェクションを行う回路のいずれかの回路として機能させる
請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
冷房運転時には、前記第１及び第４の電磁弁を開状態にし、前記第２及び第３の電磁弁を閉状態にすることにより、前記過冷却用流量調整弁により、前記第１の配管から前記第２の配管へ流入する前記液冷媒を前記過冷却熱交換器へ流して、前記過冷却熱交換器により前記第１の配管を流れる前記液冷媒を過冷却状態にし、前記過冷却熱交換器において前記第１の配管を流れる液冷媒との間での熱交換により気化したガス冷媒を前記第５の配管を介して前記第４の配管へ流して、前記過冷却回路を、前記過冷却熱交換器により前記第１の配管を流れる前記液冷媒を過冷却する回路として機能させ、
暖房運転時には、前記第２の電磁弁を開状態にし、前記第１、第３、及び第４の電磁弁を閉状態にすることにより、前記過冷却用流量調整弁により、前記第１の配管から前記第２の配管へ流入する前記液冷媒を前記第３の配管を介して前記圧縮機へ液インジェクションさせて、前記過冷却回路を、前記圧縮機へ液インジェクションを行う回路として機能させる、
請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
冷房運転時には、前記第１及び第３の電磁弁を開状態にし、前記第２及び第４の電磁弁を閉状態にすることにより、前記過冷却用流量調整弁により、前記第１の配管から前記第２の配管へ流入する前記液冷媒を前記過冷却熱交換器へ流し、前記過冷却熱交換器において前記第１の配管を流れる液冷媒との間での熱交換により気化したガス冷媒を前記第５及び第６の配管を介して前記第３の配管へ流し、前記圧縮機へガスインジェクションさせて、前記過冷却回路を、前記圧縮機へガスインジェクションを行う回路として機能させ、
暖房運転時には、前記第２の電磁弁を開状態にし、前記第１、第２及び第４の電磁弁を閉状態にすることにより、前記過冷却用流量調整弁により、前記第１の配管から前記第２の配管へ流入する前記液冷媒を前記第３の配管を介して前記圧縮機へ液インジェクションさせて、前記過冷却回路を、前記圧縮機へ液インジェクションを行う回路として機能させる、
請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項６】
冷房運転時には、前記第１及び第４の電磁弁を開状態にし、前記第２及び第３の電磁弁を閉状態にすることにより、前記過冷却用流量調整弁により、前記第１の配管から前記第２の配管へ流入する前記液冷媒を前記過冷却熱交換器へ流して、前記過冷却熱交換器により前記第１の配管を流れる前記液冷媒を過冷却状態にし、前記過冷却熱交換器において前記第１の配管を流れる液冷媒との間での熱交換により気化したガス冷媒を前記第５の配管を介して前記第４の配管へ流して、前記過冷却回路を、前記過冷却熱交換器により前記第１の配管を流れる前記液冷媒を過冷却する回路として機能させ、
暖房運転時には、前記第１及び第３の電磁弁を開状態にし、前記第２及び第４の電磁弁を閉状態にすることにより、前記過冷却用流量調整弁により、前記第１の配管から前記第２の配管へ流入する前記液冷媒を前記過冷却熱交換器へ流して、前記過冷却熱交換器において前記第１の配管を流れる液冷媒との間での熱交換により気化したガス冷媒を前記第５及び第６の配管を介して前記第３の配管へ流し、前記圧縮機へガスインジェクションさせて、前記過冷却回路を、前記圧縮機へガスインジェクションを行う回路として機能させる
請求項３に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過冷却回路を有する空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、過冷却回路を有する熱源機と、利用側ユニットとを備え、熱源機と利用側ユニットが冷媒接続配管により接続された空気調和装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。過冷却回路は、流量調整弁と過冷却熱交換器とを備え、冷房運転時に冷却性能を向上させるために用いられる。
【０００３】
そして、ビル用マルチエアコンのように、利用側ユニットが多く接続され、ガス冷媒接続配管が長く圧力損失の影響を顕著に受ける空気調和装置の場合は、流量調整弁を調整することで、過冷却熱交換器に利用側ユニットに流れる冷媒の一部をバイパスさせ、過冷却度を増加させかつ圧力損失を低下させることによって、冷房性能を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６９８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の空気調和装置では、過冷却回路は冷房運転時には活用されるものの、暖房運転時においては、圧力損失を低下させる役割は必要なく、有効活用できていなかった。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、冷房運転時だけでなく暖房運転時にも過冷却回路を有効活用することができる空気調和装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明の一態様である空気調和装置は、熱源機と、前記熱源機にガス配管及び液配管を介して接続され、空気と前記熱源機から供給される冷媒との間で熱交換を行う利用側ユニットと、を備える空気調和装置であって、前記熱源機は、前記冷媒を吐出する圧縮機と、前記冷媒と外気との間で熱交換するための熱源側熱交換器と、前記熱源側熱交換器と前記液配管との間での液冷媒の流動を可能にする第１の配管と、前記熱源側熱交換器から前記第１の配管へ流れる前記液冷媒の流量を調整可能な熱源用流量調整弁と、前記第１の配管に設けられた過冷却回路と、を備え、前記過冷却回路は、前記第１の配管を流れる前記液冷媒を過冷却状態にするための過冷却熱交換器と、前記第１の配管と前記過冷却熱交換器とを接続し、前記第１の配管を流れる液冷媒の一部が流入する第２の配管と、前記第２の配管と前記圧縮機とを接続し、前記第２の配管を流れる前記液冷媒を前記圧縮機へ流すための第３の配管と、前記第２の配管において前記第３の配管が前記第２の配管に接続している接続部よりも前記液冷媒の流れの上流側に設けられ、前記第２の配管から前記過冷却熱交換器へ流れる前記液冷媒の流量、又は、前記第２の配管から前記第３の配管へ流れる前記液冷媒の流量を調整可能な過冷却用流量調整弁と、前記第１の配管から前記第２の配管へ流入する前記液冷媒を、前記過冷却熱交換器へ流すか、又は、前記第３の配管を介して前記圧縮機へ流すかを切り替え可能な切替手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、冷房運転時だけでなく暖房運転時にも過冷却回路を有効活用することができる空気調和装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による空気調和装置の冷凍サイクル系統図である。
【図２】図１の空気調和装置の冷房運転時の冷凍サイクル系統図である。
【図３】図１の空気調和装置の暖房運転時の冷凍サイクル系統図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による空気調和装置の暖房運転時の冷凍サイクル系統図である。
【図５】図４に示した第２の実施の形態による空気調和装置の構成の一部を変更した空気調和装置の暖房運転時の冷凍サイクル系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施の形態による空気調和装置１００の冷凍サイクル系統図である。本実施の形態の空気調和装置１００で使用する冷媒は、Ｒ３２だけから構成される冷媒、又は、Ｒ３２を５０重量％以上含む冷媒であり、より好ましくはＲ３２を７０重量％以上含む冷媒である。
【００１１】
図１に示すように、空気調和システム（空気調和装置）１００は、熱源機１２と、複数台の利用側ユニット１６a、１６ｂ、１６ｃから構成されている。なお、図１には、３台の利用側ユニットの設置となっているが、本来は、熱源機の容量にもよるが、さらに多くの利用側ユニットが接続可能である。また、アルファベットの添え字に関しては、基本的には各利用側ユニットの個々の部品であるという意味で用いているが、各部品を代表的に取り扱う場合においては、省略する場合がある。
【００１２】
熱源機１２は、主に、圧縮機１と、オイルセパレータ２と、キャピラリ３と、逆止弁４と、四方弁５と、熱源側熱交換器６と、送風機７と、流量調整弁８と、過冷却回路９と、アキュームレータ１１と、ガス阻止弁１９と、液阻止弁２０と、配管３０〜３４とを備える。配管３２は第１の配管に、配管３３は第４の配管に、流量調整弁８は熱源用流量調整弁に相当する。
【００１３】
圧縮機１とオイルセパレータ２とは配管３０により接続され、四方弁５と熱源側熱交換器６とは配管３１により接続され、流量調整弁８と液阻止弁９とは配管３２により接続され、四方弁５とアキュームレータ１１とは配管３３により接続される。圧縮機１は、圧縮過程にインジェクション可能に構成される。四方弁８を切り替えることで、冷媒の流れが変化し、冷房運転と暖房運転が切り替わる。
【００１４】
過冷却回路９は、過冷却熱交換器９Ａと、流量調整弁１０と、第１の電磁弁２１ａと、第２の電磁弁２１ｂと、配管３５〜３９とを有する。配管３５は配管３２と流量調整弁１０とを接続し、配管３６は流量調整弁１０と第１の電磁弁２１ａと第２の電磁弁２１ｂとを接続し、配管３７は第１の電磁弁２１ａと過冷却熱交換器９Ａとを接続し、配管３８は過冷却熱交換器９Ａと配管３３とを接続し、配管３９は第２の電磁弁２１ｂと圧縮機１とを接続する。流量調整弁１０は過冷却用流量調整弁に、第１の電磁弁２１ａ及び第２の電磁弁２１ｂは切替手段に相当する。
【００１５】
配管３６は、流量調整弁１０と第１の電磁弁２１ａとを接続する主流部３６Ａと、主流部３６Ａから分岐し第２の電磁弁２１ｂに接続する分岐部３６Ｂとを有し、主流部３６Ａと分岐部３６Ｂとは接続部３６Ｃにおいて接続される。また、配管３５、配管３６の主流部３６Ａ、及び配管３７は第２の配管に、配管３３は第４の配管に、配管３８は第５の配管に、配管３６の分岐部３６Ｂ及び配管３９は第３の配管に相当する。第１の電磁弁２１ａは、第１の配管の流路を開閉し、第２の電磁弁２１ｂは、第３の配管の流路を開閉する。
【００１６】
熱源機１２は、更に、外気サーミスタ２２と、熱交換器出口サーミスタ２３と、吐出温度サーミスタ２４と、バイパスサーミスタ２５と、低圧圧力センサ２６と、高圧圧力センサ２７とを備える。外気サーミスタ２２、熱交換器出口サーミスタ２３、吐出温度サーミスタ２４、及びバイパスサーミスタ２５により検知される冷媒の温度と、低圧圧力センサ２６及び高圧圧力センサ２７により検知される冷媒の圧力とは、図示せぬ制御部に送信され、図示せぬ制御部は、流量調整弁８、１０、１５の開度、及び、第１の電磁弁２１ａ、第２の電磁弁２１ｂの開閉を制御する。
【００１７】
外気サーミスタ２２は、送風機７の吸込口に配置され、熱交換器出口サーミスタ２３は、熱源側熱交換器６の出口に配置され、吐出温度サーミスタ２４は、配管３０の圧縮機１の出口近傍に配置され、バイパスサーミスタ２５は、配管３８に配置されている。低圧圧力センサ２６は、配管３３のアキュームレータ１１の流入側に配置され、高圧圧力センサ２７は、配管３０の圧縮機１の出口近傍に配置されている。
【００１８】
熱源機１２と利用側ユニット１６とは、ガス接続配管１７及び液接続配管１８の接続配管により接続される。ガス接続配管１７は、熱源機１２のガス阻止弁１９に接続され、液接続配管１８は、熱源機１２の液阻止弁２０に接続される。ガス阻止弁１９は、熱源機１とガス接続配管１７の間の流路を開閉し、液阻止弁２０は、熱源機１と液接続配管１８の間の流路を開閉する。
【００１９】
利用側ユニット１６は、室内熱交換器１３と、送風機１４と、流量調整弁１５とを備える。各利用側ユニット１６は、流量調整弁１５の開度を制御することで、各部屋の室内温度を個別に制御している。
【００２０】
また、本実施形態の空気調和システム１００としては、各利用側ユニット１６の吸込み温度あるいは冷媒温度と各部屋の設定温度との差より、利用側ユニット１６の流量制御弁１５の開度あるいは圧縮機１の周波数を制御して、任意の冷媒量を熱源機１２から各利用側ユニット１６に循環させることで、温度コントロールを行っている。
【００２１】
次に、空気調和システム１００における冷房運転について説明する。図２は、空気調和システム１００の冷房運転における冷媒の流れを示している。また、冷房運転時には、第１の電磁弁２１ａは開け、第２の電磁弁２１ｂは閉じた状態である。
【００２２】
冷房運転時には冷媒は図２に示す矢印方向に流れる。このとき、四方弁５は、圧縮機１の吐出側（高圧側）を室外熱交換器６のガス側へ接続され、ガス接続配管１７を圧縮機１の吸入側（低圧側）へ接続される。
【００２３】
圧縮機１にて圧縮され配管３０へ吐出されたガス冷媒は、オイルセパレータ２に流入し、オイルセパレータ２にて、ガス冷媒中の油が分離される。分離された油はキャピラリ３を介して圧縮機１の吸入側へと送られる。一方、オイルセパレータ２を通過したガス冷媒は、逆止弁４を抜けて四方弁５を通過し、配管３１を介して複数の冷媒通路から構成される熱源側熱交換器６へと流入する。熱源側熱交換器６へと入ったガス冷媒は、送風機７により凝縮潜熱を放出して液化し、凝縮した液冷媒は、流量調整弁８で減圧され、配管３２を流れる。  
【００２４】
そして、配管３２を流れる液冷媒は、過冷却熱交換器９Ａの上流で分岐する。分岐した一方の液冷媒は、液阻止弁２０へ流れ、他方の液冷媒は、配管３５を介して流量調整弁１０へ流れる。
【００２５】
液阻止弁２０へ向かった液冷媒は、過冷却熱交換器９Ａを通過して過冷却状態となった後、液阻止弁２０を介して液接続配管１８より各利用側ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃへと送られる。利用側ユニット１６では、液冷媒は、複数の冷媒通路から構成する利用側熱交換器１３にて蒸発する。この際、利用側熱交換器１３の出口の冷媒の過熱度が、所定の過熱度となるように、流量調整弁１５の絞り量を調整する。利用側熱交換器１３にて液冷媒の蒸発潜熱の量だけ、送風機１４により各利用側ユニット１６に送り込まれる雰囲気空気から吸熱することで、冷風が各部屋に送られ、冷房運転を行う。
【００２６】
蒸発されたガス冷媒は、ガス接続配管１７を通り、ガス阻止弁１９を介して熱源機１２へと流入する。熱源機１２へと戻ったガス冷媒は、四方弁５を経由し、配管３３を介してアキュームレータ１１に流入し適切な吸入かわき度に調整され、配管３４を介して圧縮機１の吸入側へと戻る。通常、本実施形態の空気調和システム１００としては、各利用側ユニット１６の吸込み温度あるいは冷媒温度と各部屋の設定温度との差より、利用側ユニット１６の流量制御弁１５の開度あるいは圧縮機１の周波数を制御して、任意の冷媒量を熱源機１２から各利用側ユニット１６に循環させることで、温度コントロールを行っている。
【００２７】
また、本実施の形態のような、数多くの利用側ユニット１６が接続し、熱源機１２と利用側ユニット１６を接続する接続配管が極めて長くなる空気調和システム１００においては、冷房運転時のガス接続配管１７を通過する際に生じる圧力損失によって、圧縮機１に流入するガス冷媒の吸入過熱度が大きくなり冷房性能は大きく低下する。このような状態において、過冷却熱交換器９Ａを使用することで、圧力損失の低減が見込める。
【００２８】
一方、分岐した他方の液冷媒は、流量調整弁１０により減圧され、第２の電磁弁２１ｂが閉じられているので、配管３６、第１の電磁弁２１ａ、及び配管３７を介して、過冷却熱交換器９Ａに流入する。過冷却熱交換器９Ａにおいて、液冷媒は流量調整弁８から液阻止弁２０へ向う液冷媒との間で熱交換され、過熱状態となり、配管３８を介して低圧側配管のアキュームレータ１１へバイパスされる。この際、流量調整弁１０により、過冷却熱交換器９Ａを介し圧縮機１の吸入側へバイパスさせる冷媒の流量を調整する。このように、回冷却回路９の流量調整弁１０は、冷房運転時に過冷却用流量調整弁として機能する。
【００２９】
図示せぬ制御部は、バイパスサーミスタ２５に検知されるガス冷媒の温度と低圧圧力センサ２６の圧力により、過熱度を検出し、その過熱度を所定の値に保つように制御している。これにより、過冷却熱交換器９Ａの性能を最大に発揮するよう制御することができる。以上の制御により、熱源機１２から利用側ユニット１６へ流れる冷媒の流量が減少するので、利用側ユニット１６へと接続されるガス接続配管１７における圧力損失を低下させることができる。
【００３０】
次に、空気調和システム１００における暖房運転について説明する。図３は、空気調和システム１００の暖房運転における冷媒の流れを示している。暖房運転時には、第１の電磁弁２１ａは閉じ、第２の電磁弁２１ｂは開けた状態である。
【００３１】
暖房運転時には冷媒は図３に示す矢印方向に流れる。このとき、四方弁５は、圧縮機１の吐出側（高圧側）を室外熱交換器６のガス側へ接続され、ガス接続配管１７を圧縮機１の吸入側（低圧側）へ接続される。
【００３２】
圧縮機１にて圧縮され配管３０へ吐出されたガス冷媒は、オイルセパレータ２に流入し、オイルセパレータ２にて、ガス冷媒中の油が分離される。分離された油はキャピラリ３を介して圧縮機１の吸入側へと送られる。一方、オイルセパレータ２を通過したガス冷媒は、逆止弁４を抜けて四方弁５を通過し、ガス阻止弁１９を介してガス接続配管１７より各利用側ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃへと送られる。
【００３３】
利用側ユニット１６では、ガス冷媒は、複数の冷媒通路から構成する利用側熱交換器１３にて凝縮し、その後所定の過冷却度を確保すべく、流量制御弁１５にて絞り量を任意に調整する。このとき、利用側ユニットにおける熱交換器１３にて冷媒の凝縮潜熱が放出されることで、温風が各部屋に送られ、暖房運転を行う。凝縮された液冷媒は、熱源機１２と利用側ユニット１６とを接続する液接続配管１８を通り、液阻止弁２０を介して熱源機１２へと流入する。
【００３４】
熱源機１２へと戻った液冷媒は、配管３２を流れ、過冷却熱交換器９Ａを通過し、過冷却熱交換器９Ａの下流で分岐する。分岐した一方の液冷媒は、熱源側熱交換器６へ流れ、他方の液冷媒は、配管３５を介して流量調整弁１０へ流れる。
【００３５】
熱源側熱交換器６へ向かった液冷媒は、流量調整弁８の任意の絞り量に応じて減圧され、減圧された液冷媒は多数の冷媒通路から構成される熱源側熱交換器６にて蒸発する。蒸発したガス冷媒は、配管３１、四方弁５、及び配管３３を経由し、アキュームレータ１１にて適切な吸入かわき度に調整され、配管３４を介して圧縮機１の吸入側へと戻る。
【００３６】
一方、分岐した他方の液冷媒は、流量調整弁１０にて気液二層状態に減圧され、第１の電磁弁２１ａが閉じられているので、配管３６、第２の電磁弁２１ｂ、及び配管３９を介して、圧縮機１に液インジェクションされる。暖房運転時、特に外気が低温の場合、圧縮機１の吐出温度は急激に上昇するため、その際に液インジェクションを行うことにより、圧縮機１の吐出温度を下げことができる。
【００３７】
圧縮機１にインジェクションさせる冷媒量制御は、圧縮機１の出口に設置された吐出温度サーミスタ２４の温度（吐出温度）、又は、高圧圧力センサ２７の圧力と吐出温度より求められる過熱度を検知して、それぞれの値がある所定の値を越えた場合に、流量調整弁１０の絞り量を調整し、吐出温度を所定の温度以下となるよう制御する。このように、回冷却回路９の流量調整弁１０は、暖房運転時に液インジェクション用流量調整弁として機能する。また、外気が低温であり、かつ利用側熱交換器１３の出口のガス冷媒の過熱度（低圧圧力センサ２６の圧力と熱交換器出口サーミスタ２３の温度より算出）を所定の値に制御している場合には、さらに圧縮機１の吐出温度が高まりやすくなるため、この制御は有効である。
【００３８】
また、暖房運転時には圧力損失の影響は受けないため、過冷却回路９を用いることはあまりしない。更に、暖房運転時に過冷却回路９を使用すると、熱源側熱交換器６に流れる流量が減り、熱伝達率が低下することによる暖房性能低下や、利用側熱交換器１３に流入する際の冷媒のかわき度が小さくなることによる蒸発器の冷媒保有量の増加によるシステム全体の冷媒量増加等のデメリットが存在する。しかし、上記の本実施の形態では、過冷却回路９を、暖房運転時に圧縮機１に液インジェクションさせることのできる回路構成とているので、過冷却回路９の有効活用を図ることができる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図４に基づいて説明する。図４は、第２の実施の形態による空気調和装置２００の暖房運転時における冷凍サイクル系統図を示している。図４に示す矢印は暖房運転時の流れ方向を示す。なお、第１の実施の形態による空気調和装置１００と同一の部材については同一の番号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明を行う。
【００４０】
本実施の形態の空気調和装置２００は、第１の実施の形態の空気調和システム１００の過冷却回路９に対し、更に配管３８の分岐部３８Ａと、配管３９の分岐部３９Ａと、第３の電磁弁２１ｃと、第４の電磁弁２１ｄとを追加した構成である。第３の電磁弁２１ｃは、配管３８の分岐部３８Ａと配管３９の分岐部３９Ａとを接続するように設けられ、第４の電磁弁２１ｄは、分岐部３８Ａよりも下流側において配管３３と配管３８とを接続するように設けられている。配管３８の分岐部３８Ａ及び配管３９の分岐部３９Ａは、第６の配管に相当する。よって、第３の電磁弁２１ｃは、第６の配管の流路を開閉し、第４の電磁弁は、第５の配管の流路を開閉する。また、第１〜第４の電磁弁２１ａ〜２１ｄは切替手段に相当する。
【００４１】
本実施の形態の過冷却回路９によれば、第１〜第４の電磁弁２１ａ〜２１ｄの開閉を制御することにより、３通りのパターンで流量調整弁を機能させることができる。即ち、３通りのパターンで過冷却回路９を機能させることができる。
【００４２】
まず１つ目は、主に冷房運転時に有効であり、第１及び第４の電磁弁２１ａ、２１ｄを開け、第２及び第３の電磁弁２１ｂ、２１ｃを閉じた状態において、流量調整弁１０にて過冷却熱交換器９に流れる冷媒量を調整するパターンである。２つ目は、主に暖房運転時に有効であり、第１、第３、第４の電磁弁２１ａ、２１ｃ、２１ｄを閉じ、第３の電磁弁２１ｂを開けた状態において、流量調整弁１０にて圧縮機１に液インジェクションする冷媒量を調整するパターンである。これら１つ目及び２つ目のパターンは、第１の実施の形態で説明した制御と同じであるので詳細な説明を省略する。
【００４３】
３つ目は、主に冷房運転時に有効であり、第１及び第３の電磁弁２１ａ、２１ｃを開け、第２及び第４の電磁弁２１ｂ、２１ｄを閉じた状態において、流量調整弁１０にて圧縮機１にガスインジェクションする冷媒量を調整するパターンである。
【００４４】
具体的には、液冷媒は、流量調整弁１０により減圧され、配管３６、第１の電磁弁２１ａ、及び配管３７を介して、過冷却熱交換器９Ａに流入する。過冷却熱交換器９Ａにおいて、液冷媒は流量調整弁８から液阻止弁２０へ向う液冷媒との間で熱交換され、気化してガス冷媒となり、配管３８、第３の電磁弁２１ｃ、及び配管３９を介して圧縮機１にガスインジェクションされる。このように、冷媒は過冷却熱交換器９の前後で所定の過熱度を確保され、ガス状態で圧縮機１にインジェクションされる。
【００４５】
ガスインジェクションは、冷房運転時及び暖房運転時のいずれの場合に行っても良い。ガスインジェクションは、液インジェクションと比べ圧縮機の吐出温度を抑制する効果は小さい。そのため、主に暖房運転時の、外気温度が比較的高い状態に有効であり、外気が極低温のような、圧縮機１の吐出温度を増加させやすい環境においては、有効ではない。また冷房運転時においては、圧縮機１の吐出エンタルピーを増加させ、蒸発器入口のかわき度を小さくする効果があるので、冷房能力が増加する効果も見込める。以上の通り、空気調和システム２００の回路においては、電磁弁２１ａ〜２１ｄの切替により流量調整弁１０（過冷却回路９）に３通りのパターンの機能を持たせることが可能となり、比較的単純な回路構成で汎用性の高いシステムを構築することができる。
【００４６】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
【００４７】
例えば、第１及び第２の電磁弁２１ａ、２１ｂに代えて、三方弁により、配管３６、３７、３９を接続して、配管３６から、配管３７又は配管３９への冷媒の流れを制御しても良い。
【００４８】
ここで図５は図４に示した第２の実施の形態による空気調和装置２００の構成の一部を変更した空気調和装置３００の暖房運転時における冷凍サイクル系統図を示している。空気調和装置３００は、空気調和装置２００の第１の電磁弁２１ａを省略した回路構成となっている。そして、空気調和装置３００に示す回路構成であれば、空気調和装置２００に比べ、電磁弁を一つ削減可能であり、空気調和装置２００と同一の機能を有することができる。１つ目に、主に冷房運転時に有効であり、第４の電磁弁２１ｄを開け、第２及び第３の電磁弁２１ｂ、２１ｃを閉じた状態において、流量調整弁１０にて過冷却熱交換器９に流れる冷媒量を調整するパターンである。２つ目は、主に暖房運転時に有効であり、第２の電磁弁２１ｂを開き、第３及び第４の電磁弁２１ｃ、２１ｄを閉じた状態において、流量調整弁１０にて圧縮機１に液インジェクションする冷媒量を調整するパターンである。３つ目は、主に冷房運転時に有効であり、第３の電磁弁２１ｃを開け、第２及び第４の電磁弁２１ｂ、２１ｄを閉じた状態において、流量調整弁１０にて圧縮機１にガスインジェクションする冷媒量を調整するパターンである。
【符号の説明】
【００４９】
１：圧縮機、  ３０〜３９：配管、  ９：過冷却回路、  ９Ａ：過冷却熱交換器、  １０：流量調整弁、  １２：熱源機、  １６a、１６ｂ、１６ｃ：利用側ユニット、  ２１ａ：第１の電磁弁、  ２１ｂ：第２の電磁弁、  ３６Ａ：主流部、  ３６Ｂ：分岐部、  ３６Ｃ：接続部、  ６：熱源側熱交換器、  ８：流量調整弁、  ２１ｃ：第３の電磁弁、  ２１ｄ：第４の電磁弁、  １００、２００、３００：空気調和システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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