(57)【要約】  室外熱交換器５を分割して並列熱交換器５−１、５−２を構成し、圧縮機１から吐出した冷媒の一部を並列熱交換器５−１、５−２に交互に供給してデフロストすることで、連続して暖房運転が可能な空気調和装置であって、圧縮機１から吐出した冷媒の一部を減圧してからデフロスト対象の並列交換器に供給し、デフロスト後の冷媒を圧縮機１にインジェクションする中圧デフロストを行う。運転内容に応じて高圧、中圧、低圧と圧力が変化する並列熱交換器５−１、５−２の各々の圧縮機１側の接続を、圧縮機１の吐出側、圧縮機１の吸入側、圧縮機１の吐出側及び吸入側のどちらにも接続しない、の３通りの接続の何れかに切り替える第１の流路切替部１１０を有する。第１の流路切替部１１０において高圧と低圧を固定させることで、流動する冷媒の状態に合わせて構造が簡易な四方弁、電磁弁を用いて第１の流路切替部１１０を構成する。
2014020651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、前記圧縮機の吐出配管及び吸入配管の間に接続され、冷媒の流れ方向を切り替える冷暖切替装置と、室内熱交換器と、第１の流量制御装置と、室外熱交換器とが配管で接続されて構成された主回路と、
前記室外熱交換器は複数の並列熱交換器に分割されており、一端が前記吐出配管に接続され、他端が分岐されて各々が、前記複数の並列熱交換器の各々から前記第１の流量制御装置側に延びる第１の接続配管に接続され、前記圧縮機から吐出した冷媒の一部を絞り装置で減圧した後、デフロスト対象の前記並列熱交換器に供給する第１のバイパス配管と、
一端が前記圧縮機の圧縮途中の圧縮室に連通するインジェクションポートに接続され、他端が分岐されて各々が、前記複数の並列熱交換器の各々から前記圧縮機側に延びる第２の接続配管に接続され、前記並列熱交換器を通過した冷媒を前記インジェクションポートからインジェクションする第２のバイパス配管と、
前記複数の並列熱交換器の各々の前記圧縮機側の接続を、前記圧縮機の吐出側、前記圧縮機の吸入側、前記圧縮機の吐出側及び吸入側のどちらにも接続しない、の３通りの接続の何れかに切り替える第１の流路切替部と、
前記複数の並列熱交換器の各々の前記圧縮機と反対側の接続を、前記第１のバイパス配管又は前記主回路の主配管に切り替える第２の流路切替部と、
前記第２のバイパス配管内の流路を開閉し、開時には前記複数の並列熱交換器の何れかを、前記インジェクションポートに接続する第３の流路切替部とを備え、
前記第１の流路切替部は、
各第２の接続配管に設けられ、前記第２の接続配管の接続先を前記吐出配管から分岐した高圧配管又は前記吸入配管から分岐した低圧配管に切り替える第１の接続切替装置と、各第２の接続配管と前記高圧配管とを接続する各配管上に設けられ、前記第１の接続切替装置で前記第２の接続配管の接続先が前記高圧配管側に切り替えられた場合に前記第２の接続配管の接続先を前記高圧配管に接続するか遮断するかを切り替える第２の接続切替装置とを備え、
前記第１の接続切替装置は、
第１ポートを前記高圧配管に接続し、第２ポートを前記低圧配管に接続した三方弁又は四方弁で構成される高低圧切替装置の第３ポートに、冷媒の流動が前記第２の接続配管側から前記高低圧切替装置へのみ可能になるように逆止弁が直列に接続されて構成され、
前記第２の接続切替装置は、
一方向電磁弁で構成される切替装置、又は、
第１ポートを前記高圧配管に接続し、第２ポートを前記低圧配管に接続した三方弁又は四方弁の第３ポートに、冷媒の流動がこの三方弁又は四方弁から前記第２の接続配管へのみ可能になるように逆止弁を直列に接続されて構成される切替装置
で構成されることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記第３の流路切替部は、
前記第２のバイパス配管において分岐した各々に設けられた一方向電磁弁と逆止弁とを有する切替装置、又は、
第１ポートを前記高圧配管に接続し、第２ポートを前記第２のバイパス配管において分岐していない部分に接続した三方弁又は四方弁の第３ポートに、冷媒の流動が前記第２の接続配管側から第２のバイパス配管へのみ可能になるように逆止弁が直列に接続されて構成された切替装置
で構成されることを請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記第２の流路切替部は、
各第１の接続配管に設けられた第２の流量制御装置と、前記第１のバイパス配管において分岐した各々に設けられた一方向電磁弁とを有する切替装置、又は、
各第１の接続配管に設けられた第２の流量制御装置と、各第１の接続配管に設けられ、第１ポートを前記第１のバイパス配管に接続し、第２ポートを前記主回路において前記第１の流量制御装置から前記並列熱交換器に向けて延びる主配管に接続し、前記第１の接続配管の接続先を、前記第１のバイパス配管又は前記主配管に切り替える三方弁又は四方弁とを有する切替装置
で構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記室外熱交換器は、上下に分割されて各並列熱交換器を構成しており、暖房デフロスト運転時には、上側から下側の順に各並列熱交換器のデフロストを行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記並列熱交換器は、内部を冷媒が通過し、空気通過方向に対して垂直方向の段方向へ複数段設けられた複数段の伝熱管と、前記空気通過方向に空気が通過するように間隔を空けて配置された複数のフィンとを有する熱交換部が、前記空気通過方向である列方向に複数列配置され、前記空気通過方向の風上側の前記熱交換部に前記第１の接続配管が接続され、前記空気通過方向の風下側の前記熱交換部に前記第２の接続配管が接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記室外熱交換器は、前記空気通過方向の上流側の前記熱交換部の前記複数のフィンの前記間隔が、前記空気通過方向の下流側の前記熱交換部の前記複数のフィンの前記間隔よりも広いことを特徴とする請求項５記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記複数の並列熱交換器の各々に、空気を送風するファンが設置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記主回路において前記第１の流量制御装置を流出した冷媒から分岐した冷媒を減圧する第３の流量制御装置と、
前記第３の流量制御装置で減圧した冷媒と前記第３の流路切替部を通過した冷媒とを合流した冷媒と、前記主回路において前記第１の流量制御装置から流出した冷媒とを熱交換する内部熱交換器と
を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項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、空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の観点から、寒冷地域にも化石燃料を燃やして暖房を行う従来のボイラ式の暖房器具に置き換えて空気を熱源とするヒートポンプ式空気調和装置が導入される事例が増えている。ヒートポンプ式空気調和装置は圧縮機への電気入力に加えて空気から熱が供給される分だけ効率よく暖房を行うことができる。しかしこの反面、低外気になると、蒸発器となる室外熱交換器に着霜するため、室外熱交換器についた霜を融かすデフロストを行う必要がある。デフロストを行う方法として、冷凍サイクルを逆転させる方法があるが、この方法では、デフロスト中、部屋の暖房が停止されるため、快適性が損なわれる課題があった。【０００３】
そこで、デフロスト中にも暖房を行うことができる手法の一つとして、室外熱交換器を分割し、一部の室外熱交換器がデフロストしている間も他方の熱交換器を蒸発器として動作させ、蒸発器において空気から熱を吸熱し、暖房を行う方法が開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。【０００４】
特許文献１では、室外熱交換器を複数の並列熱交換器に分割し、一方の並列熱交換器をデフロストする場合に、他方の並列熱交換器近傍に設置された流量制御装置を閉止し、更に圧縮機の吐出配管から並列熱交換器入口に冷媒をバイパスするバイパス配管の流量制御装置を開くことで、圧縮機から吐出された高温の冷媒の一部を直接、並列熱交換器に流入させている。そして、一方の並列熱交換器のデフロストが完了したら他方の並列熱交換器のデフロストを行うようにしている。このとき他方の並列熱交換器は、内部の冷媒の圧力がほぼ圧縮機の吸入圧力となる状態でデフロストが行われる（低圧デフロスト）。【０００５】
また、特許文献２では、複数台の室外機と、少なくとも１台以上の室内機とを備え、デフロスト対象の室外熱交換器を備えた室外機のみの四方弁の接続を暖房時と逆転させ、圧縮機から吐出された冷媒を直接、室外熱交換器に流入させている。このときデフロストを行う熱交換器の冷媒の圧力はほぼ吐出圧力となる状態で行われる（高圧デフロスト）。【０００６】
また、特許文献３では、室外熱交換器を複数の並列熱交換器に分割し、圧縮機から吐出された高温の冷媒の一部を各並列熱交換器に交互に流入させ、各並列熱交換器を交互にデフロストすることで、冷凍サイクルを逆転させることなく連続して暖房を行うことを可能としている。そして、特許文献３では、デフロスト対象の並列熱交換器の冷媒圧力が、吐出圧力や吸入圧力ではなく、飽和温度換算で０℃よりやや大きい状態でデフロストを行い、インジェクション圧縮機のインジェクション部に冷媒を戻す中圧デフロストが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０８５４８４号公報（第１１頁、 図３）
【特許文献２】特開２００７−２７１０９４号公報（第８頁 、図２）
【特許文献３】ＷＯ２０１２／０１４３４５号公報（第９頁 、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のような低圧デフロストは、デフロストを行っている並列熱交換器と同じ圧力帯で動作する蒸発器（デフロストを行っていない並列熱交換器）で外気から吸熱するため、冷媒の蒸発温度は外気温度より低い。そのため、デフロストを行う並列熱交換器においても飽和温度が０℃以下となり、霜（０℃）を融かそうとしても冷媒の凝縮潜熱を利用することができず、デフロストの効率が悪かった。【０００９】
一方、特許文献２の低圧デフロストは、デフロストを終えた室外熱交換器出口の冷媒のサブクール（過冷却度）が大きく、温度分布が発生し、効率のよいデフロストができなくなる。また、サブクールが大きい分だけこの室外熱交換器内の液冷媒の量が増大し、液冷媒の移動に時間がかかる可能性があった。【００１０】
特許文献３の中圧デフロストは、冷媒の飽和温度を０℃より少し高い状態（０℃〜１０℃程度）に制御することで、凝縮潜熱を利用しつつ、特許文献１、２に比べて並列熱交換器全体を温度ムラが少なく、効率よくデフロストすることができる。ただし、特許文献３において並列熱交換器の圧縮機側の接続を切り替える流路切替装置の前後の圧力が、冷房、暖房、デフロストで大きく変化する。このため、流路切替装置には、前後圧力に関わらず制御可能な電磁弁が用いられている。【００１１】
しかし、電磁弁は、流路切替弁として一般的に空調用に用いられている四方弁や三方弁などと比べて総じてＣｖ値が小さい。具体的には、四方弁は、Ｃｖ値が最大「１７」程度のものまで一般的に広く流通しているのに対し、電磁弁ではＣｖ値が一般的に最大「３」程度までである。このため、電磁弁を流路切替弁として用いると、圧力損失が大きいという問題があった。よって、圧力損失の観点からすると、流路切替弁として電磁弁を用いるのに代えて、四方弁や三方弁といった簡易切替弁を用いることが好ましい。【００１２】
しかし、四方弁や三方弁では、その構造上、冷媒の流れ方向が一方向になるように接続する必要がある。つまり四方弁や三方弁を正常に動作させるには、一つのポートの圧力が他のポートの圧力よりも常に高くなるようにする必要がある。このため、室外熱交換器内の圧力が冷房の高圧、暖房の低圧、デフロストの中圧と圧力帯が大きく変化する部分では、四方弁や三方弁を用いることが難しく、構造が複雑な双方向の電磁弁を用いざるを得なかった。【００１３】
また、一方向に冷媒を流す電磁弁は、双方向の電磁弁に比べてＣｖ値の範囲が広い。よって、双方向電磁弁に代えて一方向電磁弁を用いることで、圧力損失の改善が見込める。しかし、一方向電磁弁の場合も四方弁や三方弁と同様、冷媒の流れ方向が一方向になるように接続する必要があることから、実際には用いることができない。【００１４】
以上のように、特許文献３の中圧デフロストでは、効率よくデフロストすることができる利点がある一方、流路切替弁に、構造が複雑な双方向の電磁弁を用いざるを得ず、コストアップを招いているという問題があった。【００１５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、構造が複雑な双方向の電磁弁を用いず、構造が簡易な四方弁又は三方弁、一方向電磁弁を用いてデフロストを実現可能な空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、圧縮機の吐出配管及び吸入配管の間に接続され、冷媒の流れ方向を切り替える冷暖切替装置と、室内熱交換器と、第１の流量制御装置と、室外熱交換器とが配管で接続されて構成された主回路と、室外熱交換器は複数の並列熱交換器に分割されており、一端が吐出配管に接続され、他端が分岐されて各々が、複数の並列熱交換器の各々から第１の流量制御装置側に延びる第１の接続配管に接続され、圧縮機から吐出した冷媒の一部を絞り装置で減圧した後、デフロスト対象の並列熱交換器に供給する第１のバイパス配管と、一端が圧縮機の圧縮途中の圧縮室に連通するインジェクションポートに接続され、他端が分岐されて各々が、複数の並列熱交換器の各々から圧縮機側に延びる第２の接続配管に接続され、並列熱交換器を通過した冷媒をインジェクションポートからインジェクションする第２のバイパス配管と、複数の並列熱交換器の各々の圧縮機側の接続を、圧縮機の吐出側、圧縮機の吸入側、圧縮機の吐出側及び吸入側のどちらにも接続しない、の３通りの接続の何れかに切り替える第１の流路切替部と、複数の並列熱交換器の各々の圧縮機と反対側の接続を、第１のバイパス配管又は主回路の主配管に切り替える第２の流路切替部と、第２のバイパス配管内の流路を開閉し、開時には複数の並列熱交換器の何れかを、インジェクションポートに接続する第３の流路切替部とを備え、第１の流路切替部は、各第２の接続配管に設けられ、第２の接続配管の接続先を高圧配管又は低圧配管に切り替える第１の接続切替装置と、各第２の接続配管と高圧配管とを接続する各配管上に設けられ、第１の接続切替装置で第２の接続配管の接続先が高圧配管側に切り替えられた場合に第２の接続配管の接続先を高圧配管に接続するか遮断するかを切り替える第２の接続切替装置とを備え、第１の接続切替装置は、第１ポートを吐出配管から分岐した高圧配管に接続し、第２ポートを吸入配管から分岐した低圧配管に接続した三方弁又は四方弁で構成される高低圧切替装置の第３ポートに、冷媒の流動が第２の接続配管側から高低圧切替装置へのみ可能になるように逆止弁が直列に接続されて構成され、第２の接続切替装置は、一方向電磁弁で構成される切替装置、又は、第１ポートを高圧配管に接続し、第２ポートを低圧配管に接続した三方弁又は四方弁の第３ポートに、冷媒の流動がこの三方弁又は四方弁から第２の接続配管へのみ可能になるように逆止弁を直列に接続されて構成される切替装置で構成されるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、構造が複雑な双方向の電磁弁を用いず、簡易的な弁を用いて、室内機の暖房を停止させずに効率よくデフロストを行うことが可能な空気調和装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転時のＰ−ｈ線図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房通常運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房通常運転時のＰ−ｈ線図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房デフロスト運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房デフロスト運転時のＰ−ｈ線図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の制御フローである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態１、２に係る空気調和装置の室外熱交換器の並列熱交換器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
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１００の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。図１及び後述の図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。更に、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
空気調和装置１００は、室外機Ａと、互いに並列に接続された複数の室内機Ｂ、Ｃとを備えており、室外機Ａと室内機Ｂ、Ｃとは、第１の延長配管８−１、８−２、第２の延長配管９−１、９−２で接続されている。空気調和装置１００には更に、制御装置（図示せず）が設けられ、室内機Ｂ、Ｃの冷房運転、暖房運転（暖房通常運転、暖房デフロスト運転）を制御する。
【００２０】
冷媒としてはフロン冷媒（例えばＨＦＣ系冷媒のＲ３２冷媒やＲ１２５、Ｒ１３４ａ、またこれらの混合冷媒のＲ４１０ＡやＲ４０７ｃ、Ｒ４０４Ａなど）やＨＦＯ冷媒（例えばＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｚ））が用いられる。その他、冷媒としては、ＣＯ２  冷媒、ＨＣ冷媒（例えばプロパン、イソブタン冷媒）、アンモニア冷媒や、Ｒ３２とＨＦＯ−１２３４ｙｆとの混合冷媒のように前記の冷媒の混合冷媒など、蒸気圧縮式のヒートポンプに用いられる冷媒が用いられる。
【００２１】
なお、本実施の形態１では室外機１台に、室内機２台を接続した例について説明するが、室内機は１台でもよく、２台以上の室外機を並列に接続してもよい。また、延長配管を３本並列に接続したり、室内機側で切替弁を設けたりすることで、それぞれの室内機が冷房、暖房を選択する冷暖同時運転ができるようにした冷媒回路構成にしてもよい。
【００２２】
ここで、この空気調和装置１００における冷媒回路の構成について説明する。
空気調和装置１００の冷媒回路は、圧縮機１と、冷房と暖房とを切り替える冷暖切替装置２−１と、室内熱交換器３−ｂ、３−ｃと、開閉自在な第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃと、室外熱交換器５とを順次、配管で接続した主回路を有している。主回路には更に、アキュムレータ６を備えているが、必ずしも必須ではなく省略可能である。
【００２３】
圧縮機１は、低圧の冷媒を高圧まで圧縮する途中に中圧の冷媒をインジェクションできる圧縮機である。
【００２４】
冷暖切替装置２−１は、圧縮機１の吐出配管１ａ及び吸入配管１ｂの間に接続され、冷媒の流れ方向を切り替える例えば四方弁で構成される。暖房運転では冷暖切替装置２−１の接続が図１中の実線の向きに接続され、冷房運転では冷暖切替装置２−１の接続が図１中の点線の向きに接続される。
【００２５】
室外熱交換器５は、複数の並列熱交換器、ここでは２つの並列熱交換器５−１、５−２に分割されている。並列熱交換器５−１、５−２は、室外機Ａの筐体内において左右方向に延びる室外熱交換器５を２つに分割して構成される。その分割は、左右に分割されていてもよいが、左右に分割すると、並列熱交換器５−１、５−２のそれぞれへの冷媒入口が室外機Ａの左右両端になるため、配管接続が複雑になる。このため、上下方向に分割することが好ましい。
【００２６】
また、並列熱交換器５−１、５−２には、室外ファン１７により室外空気が搬送される。室外ファン１７は、並列熱交換器５−１、５−２のそれぞれに設置されてもよいが、図１のように１台のファンのみで行ってもよい。
【００２７】
並列熱交換器５−１、５−２の第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃと接続される側には第１の接続配管２０−１、２０−２が接続されている。第１の接続配管２０−１、２０−２は、第２の流量制御装置７−１、７−２から延びる主配管に並列に接続されており、各々には第２の流量制御装置７−１、７−２が設けられている。
【００２８】
並列熱交換器５−１、５−２の圧縮機１と接続される側には第２の接続配管２１−１、２１−２が接続されており、第１の流路切替部１１０を介して圧縮機１に接続されている。
【００２９】
第１の流路切替部１１０は、並列熱交換器５−１、５−２の各々の圧縮機１側の接続を、圧縮機１の吐出側、圧縮機１の吸入側、圧縮機１の吐出側及び吸入側のどちらにも接続しない、の３通りの接続の何れかに切り替える。第１の流路切替部１１０の詳細については後述する。
【００３０】
また、冷媒回路には更に、圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒の一部をデフロストのために並列熱交換器５−１、５−２に供給する第１のバイパス配管２２が設けられている。第１のバイパス配管２２は、一端が吐出配管１ａに接続され、他端が分岐されて各々が第１の接続配管２０−１、２０−２に接続されている。
【００３１】
第１のバイパス配管２２には絞り装置１４が設けられており、圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒の一部を絞り装置１４で中圧に減圧してから並列熱交換器５−１、５−２に供給する。第１のバイパス配管２２において分岐した各々には冷媒の流れ方向が一方向の一方向電磁弁（以下、単に電磁弁という）１２−１、１２−２が設けられている。図１中の電磁弁１２−１、１２−２に記載の矢印は、弁の開閉が可能な冷媒の流れの向きである。図１中の他の電磁弁に記載の矢印も同様である。
【００３２】
電磁弁１２−１、１２−２と、第２の流量制御装置７−１、７−２とにより、並列熱交換器５−１、５−２の圧縮機１とは反対側の接続を、第１のバイパス配管２２又は主回路に切り替える第２の流路切替部１２０が形成されている。なお、絞り装置１４は、図１に示すような毛細管でも良いが、開度を調整できる流量制御装置にすればデフロストの能力を制御することができ、より効率のよい運転を行うことができる。
【００３３】
また、冷媒回路には更に、並列熱交換器５−１、５−２から流出した冷媒を圧縮機１にインジェクションするための第２のバイパス配管２３が設けられている。第２のバイパス配管２３は、下流側の一端が圧縮機１の圧縮途中の圧縮室に連通するインジェクションポートに接続され、上流側の他端が分岐されて各々が第２の接続配管２１−１、２１−２に接続されている。
【００３４】
第２のバイパス配管２３には、第２のバイパス配管２３内の流路を開閉し、開時には並列熱交換器５−１、５−２の一方をインジェクションポートに接続する第３の流路切替部１３０が設けられている。第３の流路切替部１３０は、第２のバイパス配管２３において上流側の分岐した各々に設けられた、一方向電磁弁（以下、単に電磁弁という）１２−３、１２−４と、逆止弁１３−１、１３−２とで構成されている。
【００３５】
次に、第１の流路切替部１１０について説明する。
第１の流路切替部１１０は、第１の接続切替装置１１１−１、１１１−２と、第２の接続切替装置１１２−１、１１２−２とを備えている。
【００３６】
第１の接続切替装置１１１−１、１１１−２は、第２の接続配管２１−１、２１−２の接続先を高圧配管１１ａ又は低圧配管１１ｂに切り替える装置である。第１の接続切替装置１１１−１、１１１−２は、第２の接続配管２１−１、２１−２にそれぞれ設けられ、高低圧の接続を切り替える四方弁（高低圧切替装置）２−２、２−３と、逆止弁１１−１、１１−２とで構成される。
【００３７】
四方弁２−２、２−３は、４つのポートを有しており、第１ポート（高圧ポート）Ｘを吐出配管１ａから分岐した高圧配管１１ａに接続し、第２ポート（低圧ポート）Ｙを吸入配管１ｂから分岐した低圧配管１１ｂに接続している。そして、第３ポートを逆止弁１１−１、１１−２を介して第２の接続配管２１−１、２１−２に接続している。逆止弁１１−１、１１−２は、冷媒の流動が第２の接続配管２１−１、２１−２側から四方弁２−２、２−３へのみ可能となるように第３ポートに直列に接続されている。そして、第４ポートは閉止している。以上の接続により、第１ポートＸは高圧、第２ポートは低圧に固定されている。
【００３８】
第２の接続切替装置１１２−１、１１２−２は、第１の接続切替装置１１１−１、１１１−２で第２の接続配管２１−１、２１−２の接続先が高圧配管１１ａ側に切り替えられた場合（図１において四方弁２−２、２−３が点線側に切り替えられた場合）に第２の接続配管２１−１、２１−２の接続先を高圧配管１１ａに接続するか遮断するかを切り替える装置である。第２の接続切替装置１１２−１、１１２−２は、第２の接続配管２１−１、２１−２と高圧配管１１ａとを接続する各配管上に設けられた一方向電磁弁（以下、電磁弁という）１０−１、１０−２で構成されている。
【００３９】
以上のように構成した第１の流路切替部１１０により、並列熱交換器５−１、５−２を圧縮機１の吐出側に接続するか、圧縮機１の吸入側に接続するか、どちらにも接続しないかの３通りの選択を自由に行うことができる。そして、第１の流路切替部１１０において圧縮機１の吐出側、吸入側のどちらにも接続しない場合には、第３の流路切替部１３０により圧縮機１のインジェクションポートに接続される。
【００４０】
ここで、図１では、第２の接続切替装置１１２−１、１１２−２として電磁弁１０−１、１０−２を用いる構成を示したが、電磁弁１０−１、１０−２の一方の電磁弁１０−１と四方弁２−１との機能はまとめることができる。よって、第２の接続切替装置の別の形態として、図２に示すようにしてもよい。すなわち、四方弁２−１の閉止した第４ポートに、第２の接続配管２１−１に接続する配管を設け、その配管に逆止弁１１−３を設置するようにしてもよい。この構成としても、図１記載の回路と同等の機能を有することができる。なお、図２では、図示を簡略化する観点から、並列熱交換器５−１、５−２の位置が図１と異なり、ファン１７の送風方向に並列に配置されているかのように記載されているが、実際の配置は、図１と同様、ファン１７の送風方向と直交する方向に並列に配置されている。この点は後述の図においても同様である。
【００４１】
冷媒回路には更に、第３の流量制御装置１５と内部熱交換器１６とを備えている。第３の流量制御装置１５は、主回路において第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃから流出した冷媒から分岐した冷媒を減圧する。
【００４２】
内部熱交換器１６は、高圧側流路と低圧側流路とを有し、高圧側流路を通過する冷媒と低圧側流路を通過する冷媒との熱交換を行う。高圧側流路には、主回路において第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃから流出した冷媒が通過する。低圧側流路には、第２のバイパス配管２３において第３の流路切替部１３０を通過した冷媒と、主回路において第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃから流出した冷媒の一部を第３の流量制御装置１５で減圧した冷媒とを合流点Ｐ１で合流した冷媒が通過する。これら第３の流量制御装置１５及び内部熱交換器１６は、暖房能力を改善する上で設置する方が好ましいが、必ずしも必須の構成ではなく省略可能である。
【００４３】
次に、この空気調和装置１００が実行する各種運転の運転動作について説明する。空気調和装置１００の運転動作には、冷房運転と暖房運転と２種類の運転モードがある。更に暖房運転には、室外熱交換器５を構成する並列熱交換器５−１、５−２の両方が通常の蒸発器として動作する暖房通常運転と暖房デフロスト運転（連続暖房運転）とがある。
【００４４】
暖房デフロスト運転では、暖房運転を継続しながら、並列熱交換器５−１と並列熱交換器５−２とを交互にデフロストする。すなわち、一方の並列熱交換器を蒸発器として動作させて暖房運転しながら他方の並列熱交換器のデフロストを行う。そして、他方の並列熱交換器のデフロストが終了すると、その他方の並列熱交換器を今度は蒸発器として動作させて暖房運転させ、一方の並列熱交換器のデフロストを行う。
【００４５】
以下の表１に、図１の空気調和装置１００における各運転時の各バルブのＯＮ／ＯＦＦや開度調整制御をまとめて示す。なお、表中の四方弁２−１、２−２、２−３のＯＮは、図１、図２の四方弁の実線の向きに接続した場合を示し、ＯＦＦは点線の向きに接続した場合を示す。電磁弁１０−１、１０−２、１２−１〜１２−４のＯＮは、電磁弁が開いて矢印の方向に冷媒が流れている場合を示し、ＯＦＦは電磁弁が閉じている場合を示す。
【００４６】
【表１】
2014020651.tif 000003
【００４７】
［冷房運転］
図３は、図２の空気調和装置における冷房運転時の冷媒の流れを示す図である。なお、図３において冷房運転時に冷媒が流れる部分を太線とし、冷媒が流れない部分を細線としている。図４は、冷房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。また、図４の点（ａ）〜点（ｇ）は図３の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
圧縮機１の運転を開始すると、低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。この圧縮機１の冷媒圧縮過程は、圧縮機１の断熱効率の分だけ等エントロピ線で断熱圧縮されるよりも加熱されるように圧縮され、図４の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
【００４８】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は２つに分岐し、一方は四方弁２−１及び逆止弁１１−３を通過して第２の接続配管２１−１から並列熱交換器５−１に流入する。他方は電磁弁１０−２を通過して第２の接続配管２１−２から並列熱交換器５−２に流入する。並列熱交換器５−１、５−２に流入した冷媒は、室外空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。並列熱交換器５−１、５−２での冷媒変化は、室外熱交換器５の圧力損失を考慮すると、図４の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。なお、室内機Ｂ、Ｃの運転容量が小さい場合などは、電磁弁１０−２を閉止して並列熱交換器５−２に冷媒が流れないようにし、結果的に室外熱交換器５の伝熱面積を小さくすることで、安定したサイクルの運転が可能である。
【００４９】
並列熱交換器５−１、５−２から流出した中温高圧の液冷媒は、第１の接続配管２０−１、２０−２に流入し、全開状態の流量制御装置７−１、７−２を通過した後、合流する。合流した冷媒は、内部熱交換器１６の高圧側流路に流入する。内部熱交換器１６の高圧側流路から流出した冷媒の一部は第３の流量制御装置１５で減圧された後、内部熱交換器１６の低圧側流路に流入する。
【００５０】
内部熱交換器１６では、高圧側流路に流入した中温高圧の液冷媒と、第３の流量制御装置１５で減圧されて低圧側流路に流入した冷媒とを熱交換する。内部熱交換器１６において高圧側流路の冷媒は、低圧側流路の冷媒との熱交換により冷却される。この冷却過程は図４の点（ｃ）から点（ｄ）で表される。一方、内部熱交換器１６において低圧側流路の冷媒は、図４の点（ｆ）から点（ｇ）に変化し、圧縮機１にインジェクションされる。なお、第３の流量制御装置１５はインジェクションした後の冷媒の圧縮機吐出温度が７０℃〜１００℃程度になるように制御される。
【００５１】
内部熱交換器１６で冷却された高圧の液冷媒は、第２の延長配管９−１、９−２を通り、第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃに流入し、ここで絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。この第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃでの冷媒の変化はエンタルピが一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、図４の点(ｄ)から点(ｅ)に示す垂直線で表される。
【００５２】
第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃから流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３−ｂ、３−ｃに流入する。室内熱交換器３−ｂ、３−ｃに流入した冷媒は、室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。なお、第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃは、低温低圧のガス冷媒のスーパーヒート（過熱度）が２Ｋ〜５Ｋ程度になるように制御される。室内熱交換器３−ｂ、３−ｃでの冷媒の変化は、圧力損失を考慮すると、図４の点(ｅ)から点(ａ)に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００５３】
室内熱交換器３−ｂ、３−ｃを流出した低温低圧のガス冷媒は、第１の延長配管８−２、８−１、四方弁２及びアキュムレータ６を通って圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００５４】
［暖房通常運転］
図５は、図２の空気調和装置における暖房通常運転時の冷媒の流れを示す図である。なお、図５において暖房通常運転時に冷媒が流れる部分を太線とし、冷媒が流れない部分を細線としている。図６は、暖房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。また、図６の点（ａ）〜点（ｈ）は図５の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
圧縮機１の運転を開始すると、低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。この圧縮機１の冷媒圧縮過程は図６の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
【００５５】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２−１を通過した後、室外機Ａから流出する。室外機Ａを流出した高温高圧のガス冷媒は、第１の延長配管８−１、８−２を介して室内機Ｂ、Ｃの室内熱交換器３−ｂ、３−ｃに流入する。室内熱交換器３−ｂ、３−ｃに流入した冷媒は、室内空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。室内熱交換器３−ｂ、３−ｃでの冷媒の変化は、図６の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００５６】
室内熱交換器３−ｂ、３−ｃから流出した中温高圧の液冷媒は、第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃに流入し、ここで絞られて膨張、減圧し、中圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は図６の点（ｃ）から点（ｄ）に示す垂直線で表される。なお、第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃは、中温高圧の液冷媒のサブクール（過冷却度）が５Ｋ〜２０Ｋ程度になるように制御される。
【００５７】
第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃから流出した中圧の気液二相状態の冷媒は、延長配管９−２、９−１を介して室外機Ａに戻る。室外機Ａに戻った冷媒は内部熱交換器１６の高圧側流路に流入する。室外機Ａに戻った冷媒の一部は、インジェクションのため主回路から分岐して第３の流量制御装置１５で減圧されて（図６の点（ｄ）→点（ｇ））、内部熱交換器１６の低圧側流路に流入する。
【００５８】
内部熱交換器１６では、高圧側流路に流入した冷媒と、第３の流量制御装置１５で減圧されて低圧側流路に流入した冷媒とを熱交換する。内部熱交換器１６において高圧側流路の冷媒は、低圧側流路の冷媒との熱交換により液化する。このときの冷媒変化は図６の点（ｄ）→点（ｅ）で表される。一方、内部熱交換器１６において低圧側流路の冷媒は高圧側流路の冷媒との熱交換により加熱されて図６の点（ｇ）から点（ｈ）に変化し、圧縮機１にインジェクションされる。なお、第３の流量制御装置１５はインジェクションした後の冷媒の圧縮機吐出温度が７０℃〜１００℃程度になるように制御される。
【００５９】
内部熱交換器１６の高圧側流路を通過した主回路の冷媒は、２つに分岐し、第１の接続配管２０−１、２０−２に流入する。第１の接続配管２０−１、２０−２に流入した冷媒は、第２の流量制御装置７−１、７−２により絞られて膨張、減圧し、低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒の変化は図６の点（ｅ）から点（ｆ）となる。なお、第２の流量制御装置７−１、７−２は、延長配管９−１などの中間圧の飽和温度が０℃〜２０℃程度になるように制御される。
【００６０】
第２の流量制御装置７−１、７−２を流出した冷媒は、並列熱交換器５−１、５−２に流入し、室外空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。並列熱交換器５−１、５−２での冷媒変化は、図６の点（ｆ）から点（ａ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。並列熱交換器５−１、５−２を流出した低温低圧のガス冷媒は、第２の接続配管２１−１、２１−２に流入し、逆止弁１１−１、１１−２、四方弁２−２、２−３を通った後、合流する。合流した冷媒は、アキュムレータ６を通過して圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００６１】
［暖房デフロスト運転（連続暖房運転）］
暖房デフロスト運転は、暖房通常運転中に室外熱交換器５に着霜した場合に行われる。着霜の有無の判定は、例えば圧縮機吸入圧力から換算される飽和温度が、所定の外気温度よりも大幅に低下したかどうかなどの方法により行われる。
【００６２】
暖房デフロスト運転において、並列熱交換器５−２がデフロストを行い、並列熱交換器５−１が蒸発器として機能して暖房を継続する場合と、その逆に、並列熱交換器５−２が蒸発器として機能して暖房を継続し、並列熱交換器５−１がデフロストを行う場合とでは、第２の流路切替部１２０及び第３の流路切替部１３０により並列熱交換器５−１と並列熱交換器５−２との冷媒の流れが入れ替わるだけである。よって、以下では、並列熱交換器５−２がデフロストを行い、並列熱交換器５−１が蒸発器として機能して暖房を継続する場合の運転について説明する。
【００６３】
図７は、図２の空気調和装置における暖房デフロスト運転時の冷媒の流れを示す図である。なお、図７において暖房デフロスト運転時に冷媒が流れる部分を太線とし、冷媒が流れない部分を細線としている。図８は、暖房デフロスト運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図を示す。また図８の点（ａ）〜点（ｋ）は図７の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
【００６４】
暖房通常運転を行っている際に着霜状態を解消するデフロストが必要と検知した場合、制御装置（図示せず）は、第２の流路切替部１２０においてデフロスト対象の並列熱交換器５−２近傍の第２の流量制御装置７−２を閉止する。そして、制御装置（図示せず）は更に第１の流路切替部１１０において並列熱交換器５−２に接続された四方弁２−３の接続をＯＦＦする。これにより並列熱交換器５−２が主回路から切り離される。
【００６５】
そして、制御装置（図示せず）は、更に第２の流路切替部１２０の電磁弁１２−２及び第３の流路切替部１３０の電磁弁１２−４を開く。これにより、圧縮機１→絞り装置１４→電磁弁１２−２→並列熱交換器５−２→電磁弁１２−４→逆止弁１３−２→内部熱交換器１６→圧縮機１のインジェクションポートを順次接続した中圧デフロスト回路が開かれ、暖房デフロスト運転が開始される。
【００６６】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部は、中圧デフロスト回路に流入し、絞り装置１４で中圧まで減圧される。このときの冷媒の変化は図８中の点（ｂ）から点（ｈ）で表される。そして、中圧まで減圧された冷媒は、電磁弁１２−２を通り、並列熱交換器５−２に流入する。並列熱交換器５−２に流入した冷媒は、並列熱交換器５−２に付着した霜と熱交換することにより冷却される。このように、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒を並列熱交換器５−２に流入させることで、並列熱交換器５−２に付着した霜を融かすことができる。このときの冷媒の変化は図８中の点（ｈ）から点（ｉ）の変化で表される。
【００６７】
なお、デフロストを行う冷媒は、霜の温度（０℃）以上の０℃〜１０℃程度の飽和温度になっている。デフロストを行った後の冷媒は、電磁弁１２−４、逆止弁１３−２を通り、主回路から分岐されて第３の流量制御装置１５で減圧された冷媒（点（ｇ））と合流し（点（ｊ））する。合流した冷媒は、内部熱交換器１６で加熱（点（ｋ））されて圧縮機１のインジェクションポートからインジェクションされる。なお、逆止弁１３−１はデフロストする並列熱交換器５−２から流出した冷媒が、蒸発器として機能している並列熱交換器５−１に逆流するのを防いでいる。
【００６８】
インジェクションに際しては、圧縮機１の吸入側ではなく圧縮機１での圧縮過程の途中にインジェクションするようにしている。仮に圧縮機１の吸入側にインジェクションした場合、デフロストを行うための冷媒の圧力を絞り装置１４により吸入圧力まで下げる必要がある。しかし、本例のように圧縮機１での圧縮過程の途中にインジェクションすることで、デフロストを行うための冷媒の圧力を吸入圧力まで下げる必要がない。このような中圧デフロストとすることで、圧縮機１では、暖房を行うための主回路を循環する冷媒だけを低圧から高圧に昇圧するだけでよく、インジェクションされた中圧の気液二相状態の冷媒については中圧から高圧に昇圧すればよい。したがって、圧縮機１の仕事量が減少し、ヒートポンプの効率（暖房能力／圧縮機仕事量）が向上する。その結果、省エネ効果にも寄与できる。
【００６９】
以上の説明により、各運転における冷媒の流れが明らかになったところで、並列熱交換器５−１、５−２の圧縮機側の接続を切り替える第１の流路切替部１１０と第３の流路切替部１３０の特徴について説明する。
【００７０】
（第１の流路切替部１１０）
四方弁や三方弁は、上述したように一般的に市場に流通しているもののＣｖ値の範囲が電磁弁に比べて広く、且つ電磁弁に比べて低価格である。よって、中圧デフロストを実現するにあたり、従来の双方向電磁弁に代えて四方弁や三方弁を用いることができれば、Ｃｖ値の選択の幅が広がり、コスト削減が可能である。また、圧力損失の影響を受けやすい低圧低密度の冷媒が、Ｃｖ値の小さい電磁弁ではなく四方弁や三方弁を通過するように回路構成すれば、圧力損失の低減が見込める。
【００７１】
よって、まず、四方弁や三方弁を用いることを可能とするため、第１の流路切替部１１０では、吐出配管１ａから分岐した高圧配管１１ａと、吸入配管１ｂから分岐した低圧配管１１ｂとに、四方弁２−２、２−３を接続している。これにより、四方弁２−２、２−３の高圧と低圧を固定させることができる。
【００７２】
そして、逆止弁１１−１、１１−２により、暖房通常運転時及び暖房デフロスト運転時に、蒸発器として機能する並列熱交換器から流出して圧縮機１の吸入側に戻る冷媒のみが、四方弁２−２、２−３を通過する流路を構成している。蒸発器として機能する並列熱交換器から流出して圧縮機１の吸入側に戻る冷媒は、特に圧力が低く冷媒密度が低い冷媒であり、圧力損失を受けやすい。よって、この冷媒が四方弁２−２、２−３を通過するように構成したことで、電磁弁に比べてＣｖ値の大きな四方弁を選択可能であるため、圧力損失の低減を図ることができる。また、逆止弁１１−１、１１−２についても同様に、Ｃｖ値の大口径化が可能である。
【００７３】
また、冷房運転時にガス冷媒が通過する配管（高圧配管１１ａと第２の接続配管２１−１、２１−２との間の配管）上には、電磁弁（一方向電磁弁）１０−１、１０−２を設けている。ガス冷媒は、配管や弁通過時の圧力損失が大きいため、弁を設けるにあたりＣｖ値が大きなものが好ましいが、Ｃｖ値が大きくなるほど価格も高くなる傾向がある。ここで、電磁弁１０−１、１０−２を通過する冷媒は、図４の点（ｂ）で示される冷媒であり、圧力が高く冷媒密度が中程度であり、ガス冷媒の中でも低圧ガスに比べて圧力損失の影響が小さい。よって、コスト高となるＣｖ値「大」のものを必ずしも用いなくともよく、Ｃｖ値「中」程度の一方向電磁弁を用いることができる。
【００７４】
（第３の流路切替部１３０）
液冷媒は弁通過時の圧力損失の影響が小さいため、デフロストを終えた少量の液冷媒が通過する第２のバイパス配管２３には、Ｃｖ値の小さな電磁弁１２−３、１２−４を選択して用いることができる。なお、電磁弁１２−３、１２−４は、例えばＣｖ値の小さな流量制御装置に置き換え、デフロスト能力を調整するようにすれば、よりきめ細やかなデフロスト制御が可能である。
【００７５】
このように、本実施の形態１では、流動する冷媒の特性に合わせて四方弁や電磁弁を採用し、低コスト化を図った冷媒回路構成を実現している。
【００７６】
続いて、第２の流路切替部１２０の特徴について説明する。
（第２の流路切替部１２０）
第１の接続配管２０−１、２０−２には冷房、暖房時ともに凝縮器から流出する高圧、高密度の液冷媒が流れる。そこでＣｖ値が小さいものの、双方向の冷媒の流れに対応し、流量制御のできる流量制御装置７−１、７−２を用いることができる。また、デフロスト時も絞り装置１４の代わりに電磁弁１２−１、１２−２で冷媒を絞っても良いため、小型の電磁弁１２−１、１２−２を用いることができ、流動する冷媒の特性に合わせた冷媒回路構成にすることができる。
【００７７】
最後にこれらの運転を実現する制御フローについて説明する。
ところで、室外熱交換器５の分割について、上述したように上下に分割して並列熱交換器５−１、５−２を構成した場合、上側に配置した並列熱交換器側のデフロストで発生した水が、蒸発器として動作する下側の並列熱交換器に降りかかる。このため、室外熱交換器５を上下に分割した場合、左右に分割する場合に比べて配管接続が簡略化される代わりに、下側の並列熱交換器に根氷が発生する可能性がある。よって、ここでは、並列熱交換器５−１の上に並列熱交換器５−２が配置されている場合に、根氷が発生しないように上側から下側の順にデフロストする制御について説明する。
【００７８】
［制御フロー］
図９は、図１の空気調和装置の制御フローを示す図である。
運転が開始される（Ｓ１）と、室内機Ｂ、Ｃの運転モードで冷房運転か暖房運転かの判断を行い（Ｓ２）、通常の冷房運転（Ｓ３）又は暖房運転（Ｓ４）の制御が行われる。暖房運転時には、式（１）に示すようなデフロスト開始条件を満たすか否か（つまり、着霜有無）の判定を行う（Ｓ５）。
【００７９】
（吸入圧力の飽和温度）＜（外気温度）−ｘ１    ・・・（１）
ｘ１は１０Ｋ〜２０Ｋ程度に設定すればよい。
【００８０】
式（１）を満たした場合、暖房デフロスト運転が開始される（Ｓ６）。このとき室外熱交換器５の上段側の並列熱交換器５−２から先にデフロストが行われる。暖房デフロスト運転に入る前の暖房通常運転での各バルブのＯＮ／ＯＦＦは、表１の「暖房通常運転」の欄に示した状態となっている。そして、この状態から、表１の「暖房デフロスト運転」の「５−１：蒸発器  ５−２：デフロスト」に示すように各バルブの状態を変更して暖房デフロスト運転が開始される。具体的には、下記（ａ）、（ｂ）の操作により上述したように並列熱交換器５−２が主回路から切り離され、（ｃ）、（ｄ）の操作でデフロストが開始される（Ｓ６）。
【００８１】
（ａ）第２の流量制御装置７−２  閉止
（ｂ）四方弁２−３  ＯＦＦ
（ｃ）電磁弁１２−４  開
（ｄ）電磁弁１２−２  開
【００８２】
デフロスト対象の並列熱交換器５−２の霜が融けてデフロスト終了条件を満たすまで、並列熱交換器５−２をデフロスト、並列熱交換器５−１を蒸発器とする暖房デフロスト運転を行う（Ｓ７、Ｓ８）。暖房デフロスト運転を継続して並列熱交換器５−２に付着した霜が融けてくると、第２のバイパス配管２３内の冷媒温度が上昇する。このため、デフロスト終了条件としては、例えば、第２のバイパス配管２３に温度センサを取り付け、式（２）に示すようにセンサ温度が閾値を超えた場合に終了と判定すればよい。
【００８３】
（インジェクション配管の冷媒温度）＞ｘ２      ・・・（２）
ｘ２は５〜１０℃に設定すればよい。
【００８４】
式（２）を満たした場合、並列熱交換器５−２のデフロストを行う暖房デフロスト運転が終了される（Ｓ９）。具体的には、下記（ａ）、（ｂ）の操作により並列熱交換器５−２のデフロストが終了され、（ｃ）、（ｄ）の操作で並列熱交換器５−２が主回路に再び接続される（Ｓ９）。
【００８５】
（ａ）電磁弁１２−４  閉
（ｂ）電磁弁１２−２  閉
（ｃ）四方弁２−３  ＯＮ
（ｄ）第２の流量制御装置７−２  通常の中間圧制御
【００８６】
そして、各バルブを表１の「暖房デフロスト運転」の「５−１：デフロスト  ５−２：蒸発器」に示す状態に変更し、今度は並列熱交換器５−１のデフロストを行う暖房デフロスト運転を開始する。（Ｓ１０）〜（Ｓ１３）は（Ｓ６）〜（Ｓ９）とバルブの番号が異なるだけであるため、省略する。
【００８７】
以上のように室外熱交換器５の上段の並列熱交換器５−２、下段の並列熱交換器５−１の順でデフロストすることで、根氷を防ぐことができる。上段の並列熱交換器５−２と下段の並列熱交換器５−１の両方のデフロストが完了して（Ｓ６）〜（Ｓ１３）の暖房デフロスト運転が終了すると、（Ｓ４）の暖房通常運転に戻る。
【００８８】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、暖房デフロスト運転により、デフロストを行いつつ、連続して室内の暖房を行うことができることに加え、以下の効果がある。すなわち、吐出配管１ａから分岐した高圧配管１１ａと、吸入配管１ｂから分岐した低圧配管１１ｂとに、四方弁２−２、２−３を接続している。これにより、高圧と低圧を固定させることができ、第１の流路切替部１１０において、構造が簡易な四方弁２−２、２−３や三方弁、一方向電磁弁１０−１、１０−２を用いて、高効率にデフロストができる中圧デフロストを低コストで実現できる。
【００８９】
また、市場に一般的に流通している四方弁と一方向電磁弁と双方向電磁弁とでは、Ｃｖ値の最大値がこの順に小さくなり、また、この順に価格が高くなる傾向がある。本実施の形態１では、双方向電磁弁を用いることなく、流動する冷媒の特性に合わせて、四方弁と一方向電磁弁を適宜選択して第１の流路切替部１１０を組むことができる。
【００９０】
また、第３の流路切替部１３０には、Ｃｖ値の小さな電磁弁１２−３、１２−４を選択して用いることができ、Ｃｖ値の大きな電磁弁を用いる場合に比べてコスト低減を図ることができる。
【００９１】
また、双方向電磁弁を用いることなく、流動する冷媒の特性に合わせて、四方弁と一方向電磁弁を適宜選択して第２の流路切替部１２０を組むことができる。
【００９２】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１の第１の流路切替部１１０及び第２の流路切替部１２０を全て四方弁で構成したものである。
【００９３】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置２００の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
空気調和装置２００は、実施の形態１において第２の接続切替装置１１２−１、１１２−２として、電磁弁１０−１、１０−２に代えて、以下の切替装置１１２−１ａ、１１２−２ａとしたものである。すなわち、切替装置１１２−１ａ、１１２−２ａは、第１ポート（高圧ポート）Ｘを高圧配管１１ａに接続し、第２ポート（低圧ポート）Ｙを低圧配管１１ｂに接続した四方弁２−１、２−４の第３ポートに、冷媒の流動がこの四方弁２−１、２−４から第２の接続配管へのみ可能になるように逆止弁１１−３、１１−４を直列に接続して構成される。
【００９４】
空気調和装置２００では更に、実施の形態１の第２の流路切替部１２０に代えて第２の流路切替部１２０ａを備えている。第２の流路切替部１２０ａは、第２の流路切替部１２０の電磁弁１２−１、１２−２に代えて、四方弁１８−１、１８−２を用いている。四方弁１８−１、１８−２は、第１ポート（高圧ポート）Ｘを第１のバイパス配管２２に接続し、第２ポート（低圧ポート）Ｙを主回路において第１の流量制御装置４−ａ、４−ｂから並列熱交換器５−１、５−２に向けて延びる主配管に接続し、第１の接続配管２０−１、２０−２の接続先を、第１のバイパス配管２２又は主配管に切り替える。なお、四方弁２−４、１８−１、１８−２は三方弁であってもよい。
【００９５】
また、空気調和装置２００では、実施の形態１の第３の流路切替部１３０に代えて第３の流路切替部１３０ａを備えている。第３の流路切替部１３０ａは、四方弁１８−３と逆止弁１３−１、１３−２を備えている。四方弁１８−３は、第１ポート（高圧）を高圧配管１１ａに接続し、第２ポート（低圧ポート）を第２のバイパス配管２３において分岐していない部分に接続している。そして、四方弁１８−３の第３ポートには、冷媒の流動が第２の接続配管２１−１、２１−２側から第２のバイパス配管２３へのみ可能になるように逆止弁１３−１、１３−２が直列に接続されている。なお、四方弁１８−３は三方弁であってもよい。
【００９６】
以下の表２に、図１０の空気調和装置２００における各運転時の各バルブのＯＮ／ＯＦＦや開度調整制御をまとめて示す。なお、表中の四方弁２−１、２−２、２−３、２−４、１８−１、１８−２、１８−３のＯＮは、図１０の四方弁の実線の向きに接続した場合を示し、ＯＦＦは点線の向きに接続した場合を示す。なお、第２の流量制御装置７−１、７−２は、デフロスト時は図１の絞り装置１４の役割をしており、冷媒を高圧から中圧に減圧する。表２の「開度固定」は、デフロスト能力が出るように事前に設定された開度に固定することを示している。なお、開度を固定するのに代えて、外気温度等に応じて変化させるようにしてもよい。
【００９７】
【表２】
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【００９８】
四方弁２−２、２−３、２−４のＣｖ値は、ルームエアコンのサイズからビル用の空調機のサイズまであるため、冷媒の状態に応じた弁選定を行うことができる。また、室外熱交換器５の第２の流路切替部１２０の回路切替を四方弁１８−１、１８−２で行うことで絞り装置１４を省略して、デフロスト時の冷媒の絞りを第２の流量制御装置７−１又は７−２で調整することができる。
【００９９】
以上説明したように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
上記実施の形態１、２では、室外熱交換器５を上下に分割して並列熱交換器５−１、５−２を構成しており、暖房デフロスト運転時には、上側から下側の順に並列熱交換器５−１、５−２のデフロストを行うようにしたので、根氷を防ぐことができる。
【０１０１】
室外熱交換器５の具体的な構造として、図１１に示す構成の熱交換器を採用できる。なお、図１１には、分割された一つの並列熱交換器５−１を示している。並列熱交換器５−２も同様の構成である。この並列熱交換器５−１は、複数（ここでは２つ）の熱交換部５３が空気通過方向である列方向に配置された構成を有している。熱交換部５３は、内部を冷媒が通過し、空気通過方向に対して垂直方向の段方向へ複数段設けられた複数段の伝熱管５１と、空気通過方向に空気が通過するように間隔を空けて配置された複数のフィン５２とを有している。
【０１０２】
図１１において第１の接続配管２０−１及び第２の接続配管２１−１付近に示した矢印は、デフロストする際の冷媒の流れを示しており、空気通過方向の風上側の熱交換部５３ａから冷媒が流入される。具体的な構成としては、第１の接続配管２０−１を空気通過方向の風上側の熱交換部５３ａに接続し、第２の接続配管２１−１を風下側の熱交換部５３ｂに接続する。これにより、デフロスト時に、空気通過方向の風上側の熱交換部５３ａから冷媒が流入し、その後、風下側の熱交換部５３ｂに冷媒が流入することになる。よって、最初に高温の冷媒が流入する風上側の熱交換部５３ａにおいて、冷媒の熱がデフロスト中に空気に放熱しても、空気に伝わった熱が風下側の熱交換部５３ｂの霜に伝わり、効率よくデフロストすることができる。
【０１０３】
また、並列熱交換器５−１、５−２は、風上側の熱交換部５３ａのフィン間隔を風下側よりも広くすることで、風上側の熱交換部５３ａで放熱した熱量を風下側の熱交換部５３ｂに効率よく伝えることができ、効率よくデフロストすることができる。なお、室外熱交換器５の構成は、図１１に示したような複数列構造のものに限定されず、一列構成のものであっても良い。
【０１０４】
デフロストを行う場合は通常、室外ファン１７を止めて、空気への放熱量を減らすようにする。しかし、本構成により、複数の並列熱交換器５−１、５−２に空気を搬送する室外ファン１７が１台であっても、室外ファン１７を止めずにデフロストを行うことができ、蒸発器として動作する並列熱交換器の熱交換性能を維持することができる。
【０１０５】
なお、複数の並列熱交換器５−１、５−２の各々に室外ファンを設置した場合、デフロストを行う側の室外ファンを止めることで、空気への放熱量を減らすことができ、効率よくデフロストすることができる。
【０１０６】
また、上記実施の形態１、２では、第１の流量制御装置４−ｂ、４−ｃから流出した冷媒の一部をバイパスして第３の流量制御装置１５を介して内部熱交換器１６を通過させ、その後、圧縮機１にインジェクションするようにしたので、以下の効果が得られる。すなわち、主回路の冷媒を、第３の流量制御装置１５で減圧後の冷媒と内部熱交換器１６で熱交換して冷却することによって主回路の冷媒のエンタルピが低下し、そのエンタルピ低下分、冷媒効率を上昇させることができる。よって、暖房能力が向上する効果が得られる。
【符号の説明】
【０１０７】
１  圧縮機、１ａ  吐出配管、１ｂ  吸入配管、２−１  冷暖切替装置（四方弁）、２−２  高低圧切替装置（四方弁）、２−３  高低圧切替装置（四方弁）、２−４  四方弁、３−ｂ  室内熱交換器、３−ｃ  室内熱交換器、４−ｂ  第１の流量制御装置、４−ｃ  第１の流量制御装置、５−１  並列熱交換器、５−２  並列熱交換器、５  室外熱交換器、６  アキュムレータ、７−１  第２の流量制御装置、７−２  第２の流量制御装置、８−１  延長配管、８−２  延長配管、９−１  延長配管、９−２  延長配管、１０−１  電磁弁、１０−２  電磁弁、１１−１  逆止弁、１１−２  逆止弁、１１ａ  高圧配管、１１ｂ  低圧配管、１２−１  電磁弁、１２−２  電磁弁、１３−１  逆止弁、１３−２  逆止弁、１４  絞り装置、１５  第３の流量制御装置、１６  内部熱交換器、１７  室外ファン、１８−１  四方弁、１８−２  四方弁、１８−３  四方弁、２０−１  第１の接続配管、２０−２  第１の接続配管、２１−１  第２の接続配管、２１−２  第２の接続配管、２２  第１のバイパス配管、２３  第２のバイパス配管、５１  伝熱管、５２  フィン、５３  熱交換部、５３ａ  熱交換部、５３ｂ  熱交換部、１００  空気調和装置、１１０  第１の流路切替部、１１１−１  第１の接続切替装置、１１１−２  第１の接続切替装置、１１２−１  第２の接続切替装置、１１２−２  第２の接続切替装置、１２０  第２の流路切替部、  １２０ａ  第２の流路切替部、１３０  第３の流路切替部、１３０ａ  第３の流路切替部、２００  空気調和装置。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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