(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室内熱交換器、第１の流量制御装置、及び、互いに並列に接続された複数の並列熱交換器が、配管で順次接続されて冷媒が循環する主回路と、
前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐し、前記複数の並列熱交換器のうちいずれかの前記並列熱交換器をデフロスト対象として選択し、選択された前記並列熱交換器に流入させる第１のデフロスト配管と、
前記第１のデフロスト配管に設けられ、前記圧縮機が吐出した冷媒を減圧する第１の絞り装置と、
デフロスト対象の前記並列熱交換器から流出した冷媒を、デフロスト対象以外の前記並列熱交換器の上流側の前記主回路へ流入させる接続切替装置と、
を備え、
前記接続切替装置は、デフロスト対象の前記並列熱交換器から流出した冷媒が前記主回路に合流する配管に設けられた第２の絞り装置を有し、
デフロスト対象の前記並列熱交換器に前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を流入させるデフロスト運転時において、前記圧縮機が吐出した冷媒を前記第１の絞り装置により冷媒を減圧し、かつ、前記第２の絞り装置の開度は、デフロスト対象の前記並列熱交換器の出口の冷媒圧力が飽和液温度換算で０℃〜１０℃の範囲内となるように制御されることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
圧縮機、室内熱交換器、第１の流量制御装置、及び、互いに並列に接続された複数の並列熱交換器が、配管で順次接続されて冷媒が循環する主回路と、
前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐し、前記複数の並列熱交換器のうちいずれかの前記並列熱交換器をデフロスト対象として選択し、選択された前記並列熱交換器に流入させる第１のデフロスト配管と、
前記第１のデフロスト配管に設けられ、前記圧縮機が吐出した冷媒を減圧する第１の絞り装置と、
デフロスト対象の前記並列熱交換器から流出した冷媒を、デフロスト対象以外の前記並列熱交換器の上流側の前記主回路へ流入させる接続切替装置と、
を備え、
前記接続切替装置は、デフロスト対象の前記並列熱交換器から流出した冷媒が前記主回路に合流する配管に設けられた第２の絞り装置を有し、
デフロスト対象の前記並列熱交換器に前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を流入させるデフロスト運転時において、前記圧縮機が吐出した冷媒を前記第１の絞り装置により冷媒を減圧し、かつ、デフロスト対象の前記並列熱交換器の出口の冷媒圧力が飽和液温度換算で０℃〜１０℃の範囲内となるように前記第２の絞り装置の前後で差圧をつけることを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
前記デフロスト運転時において、前記第２の絞り装置は絞り開度が可変となるように制御される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記デフロスト運転時において、前記第１の絞り装置の絞り開度が設定開度に固定される
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記デフロスト運転時に、
前記複数の並列熱交換器のうち、デフロスト対象以外の前記並列熱交換器の少なくとも１つが蒸発器として機能して暖房運転を行う
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記接続切替装置は、
前記複数の並列熱交換器の前記第１の流量制御装置側の配管に、それぞれ設けられた前記第２の絞り装置によって構成された
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記接続切替装置は、
前記複数の並列熱交換器の前記第１の流量制御装置側の配管を、それぞれ相互に接続する配管に設けられた前記第２の絞り装置によって構成され、
デフロスト対象の前記並列熱交換器から流出した冷媒を、デフロスト対象以外の前記並列熱交換器の入口配管へ流入させる
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記第２の絞り装置と前記第１の流量制御装置との間の配管と、前記第２の絞り装置と前記並列熱交換器との間の配管とを接続する第２のバイパス配管と、
前記第２のバイパス配管に設けられ、前記第２の絞り装置と前記第１の流量制御装置との間の配管から、前記第２の絞り装置と前記並列熱交換器との間の配管への冷媒の流れを許容する逆止弁と、を備えた
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の空気調和装置。
【請求項９】
一端が前記複数の並列熱交換器の前記圧縮機の配管にそれぞれ接続され、他端が前記複数の並列熱交換器と前記第１の流量制御装置との間の配管に接続された第２のデフロスト配管を備え、
前記第１のデフロスト配管は、
一端が前記圧縮機の吐出配管に接続され、他端が前記複数の並列熱交換器の前記第１の流量制御装置側の配管に、それぞれ接続され、
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及び前記空気通過方向である列方向に複数設けられた伝熱管と、
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し、
前記空気通過方向の風上側の列の前記伝熱管に接続された配管に、前記第１のデフロスト配管が接続され、
前記空気通過方向の風下側の列の前記伝熱管に接続された配管に、前記第２のデフロスト配管が接続された
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
外気温度に応じて、前記第１の絞り装置の流量制御を行う
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記複数の並列熱交換器の全てを蒸発器として機能させる通常暖房運転の運転時間を、外気温度に応じて設定する
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１２】
外気温度が閾値以上の場合に、
前記複数の並列熱交換器のうち、デフロスト対象の前記並列熱交換器に前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を流入させ、デフロスト対象以外の前記並列熱交換器の少なくとも１つが蒸発器として機能して暖房運転を行う暖房デフロスト運転を行い、
前記外気温度が閾値未満の場合に、
前記複数の並列熱交換器の全てに、前記圧縮機が吐出した冷媒を流入させる暖房停止デフロスト運転を行う
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１３】
前記複数の並列熱交換器に、空気を送風するファンを備え、
前記デフロスト運転時に、外気温度に応じてファン出力を変更する
ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１４】
前記複数の並列熱交換器のうち、デフロスト対象の前記並列熱交換器に前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を流入させるデフロスト運転において、
前記複数の並列熱交換器のそれぞれを、少なくとも１回以上、デフロフト対象とする
ことを特徴とする請求項１〜１１、１３の何れか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１５】
前記第１の絞り装置は、毛細管または電磁弁である
ことを特徴とする請求項１〜１４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の空気調和装置が導入される事例が増えている。
ヒートポンプ式の空気調和装置は、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、外気温度が低温になると、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、室内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、暖房を行う方法が提案されている（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に記載の技術では、室外熱交換器を２つの熱交換器部に分割し、一方の熱交換器部をデフロストする場合に、デフロスト対象の熱交換器部の上流に設置された電子膨張弁を閉止する。更に、圧縮機の吐出配管から熱交換器部の入口に冷媒をバイパスするバイパス配管の電磁開閉弁を開くことで、圧縮機から吐出された高温の冷媒の一部を直接、デフロスト対象の熱交換器部に流入させている。そして、一方の熱交換器部のデフロストが完了したら他方の熱交換器部のデフロストを行うようにしている。
このとき、デフロスト対象の熱交換器部では、内部の冷媒の圧力が圧縮機の吸入圧力と同等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に記載の技術では、複数台の熱源機と、少なくとも１台以上の室内機とを備え、デフロスト対象の熱源側熱交換器を備えた熱源機のみ、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、熱源機側熱交換器に流入させている。
このとき、デフロスト対象の熱源機側熱交換器では、内部の冷媒の圧力が圧縮機の吐出圧力と同等となる状態でデフロストが行われる（高圧デフロスト）。【０００６】
また、特許文献３には、室外熱交換器の風上側に蒸発器としても動作可能な霜除去装置を設置し、さらに霜除去装置と圧縮機吐出配管の間に、デフロスト時に霜除去装置から流出した冷媒を室内機に逆流することを防ぐための電子弁を取り付けた高圧デフロストの一例が示されている。【０００７】
また、特許文献４に記載の技術では、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っている。そして、デフロスト対象の並列熱交換器に供給した冷媒を、圧縮機のインジェクションポートからインジェクションしている。
このとき、デフロスト対象の並列熱交換器では、内部の冷媒の圧力が、圧縮機の吐出圧力より低く吸入圧力より高い圧力（飽和温度換算で０℃よりやや高い温度となる圧力）となる状態の状態でデフロストが行われる（中圧デフロスト）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−０８５４８４号公報（段落［００１９］、図３）
【特許文献２】特開２００７−２７１０９４号公報（段落［０００７］、図２）
【特許文献３】特開２００４−２１９０６０号公報（段落［００３２］、段落［００４６］、段落［００８２］〜［００８４］、図１）
【特許文献４】ＷＯ２０１２／０１４３４５号公報（段落［０００６］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の低圧デフロストでは、デフロスト対象の熱交換器部と、蒸発器として機能する熱交換器部（デフロストを行っていない熱交換器部）とが同じ圧力帯で動作する。蒸発器として機能する熱交換器部では外気から吸熱するため、冷媒の蒸発温度は外気温度と比較して低くする必要がある。
そのため、デフロスト対象の熱交換器部においても冷媒の温度が外気と比較して低くなり、飽和温度が０℃以下となる場合があり、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。【００１０】
特許文献２及び特許文献３に記載の高圧デフロストでは、デフロストを終えた熱源側熱交換器出口の冷媒のサブクール（過冷却度）が大きくなる。
そのため、デフロスト対象の熱源側熱交換器内に温度分布が発生し、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デフロスト対象の熱源側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場合があった。【００１１】
特許文献４に記載の中圧デフロストでは、冷媒の飽和温度を０℃と比較してやや高い温度となる状態（０℃〜１０℃程度）に制御することで、凝縮潜熱を利用している。この中圧デフロストは、低圧デフロスト及び高圧デフロストと比較して、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。しかし、圧縮機のインジェクションポートからインジェクションできる冷媒の液量には上限があり、デフロスト対象の並列熱交換器に供給できる冷媒の流量には限界がある。
そのため、デフロスト能力に限界があり、デフロスト時間を短くできなかった。また、インジェクションを実施できる圧縮機を用いる必要があり、コストアップを招くという問題点があった。【００１２】
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、室内機の暖房を停止させずに効率よくデフロストできる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】
【００１３】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、室内熱交換器、第１の流量制御装置、及び、互いに並列に接続された複数の並列熱交換器が、配管で順次接続されて冷媒が循環する主回路と、前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐し、前記複数の並列熱交換器のうちいずれかの前記並列熱交換器をデフロスト対象として選択し、選択された前記並列熱交換器に流入させる第１のデフロスト配管と、前記第１のデフロスト配管に設けられ、前記圧縮機が吐出した冷媒を減圧する第１の絞り装置と、デフロスト対象の前記並列熱交換器から流出した冷媒を、デフロスト対象以外の前記並列熱交換器の上流側の前記主回路へ流入させる接続切替装置と、を備え、前記接続切替装置は、デフロスト対象の前記並列熱交換器から流出した冷媒が前記主回路に合流する配管に設けられた第２の絞り装置を有し、デフロスト対象の前記並列熱交換器に前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を流入させるデフロスト運転時において、前記圧縮機が吐出した冷媒を前記第１の絞り装置により冷媒を減圧し、かつ、前記第２の絞り装置の開度は、デフロスト対象の前記並列熱交換器の出口の冷媒圧力が飽和液温度換算で０℃〜１０℃の範囲内となるように制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、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できる空気調和装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の室外熱交換器の構成の一例を示す図である。
【図２−２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の別の構成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１００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１００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１００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１００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１００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１００の暖房デフロスト運転時のＰ−ｈ線図である。
【図８−２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００におけるデフロスト対象の室外熱交換器の圧力（飽和液温度換算）に対する暖房能力比を示す図である。
【図８−３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００におけるデフロスト対象の室外熱交換器の圧力（飽和液温度換算）に対するデフロスト対象の室外熱交換器の前後エンタルピ差を示す図である。
【図８−４】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００におけるデフロスト対象の室外熱交換器の圧力（飽和液温度換算）に対するデフロスト流量比を示す図である。
【図８−５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００におけるデフロスト対象の室外熱交換器の圧力（飽和液温度換算）に対する冷媒量を示す図である。
【図８−６】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００におけるデフロスト対象の室外熱交換器の圧力（飽和液温度換算）に対するデフロスト対象の室外熱交換器出口の冷媒のサブクールＳＣを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００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１０１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２に係る空気調和装置１０１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１２】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１０１の暖房デフロスト運転時のＰ−ｈ線図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置１０２の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る空気調和装置１０３の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図１５】暖房デフロスト運転中における室外熱交換器の冷媒の流れを示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る空気調和装置１０４の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図１７】本発明の実施の形態６に係る空気調和装置１０５の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
なお、各図において、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。
【００１７】
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。
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１１−１、１１−２ｂ、１１−２ｃ、第２の延長配管１２−１、１２−２ｂ、１２−２ｃで接続されている。
空気調和装置１００には更に、制御装置３０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。
【００１８】
冷媒としては、フロン冷媒又はＨＦＯ冷媒が用いられる。フロン冷媒としては、例えば、ＨＦＣ系冷媒のＲ３２冷媒、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａなど、又は、これらの混合冷媒のＲ４１０Ａ、Ｒ４０７ｃ、Ｒ４０４Ａなどがある。また、ＨＦＯ冷媒としては、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｚ）などがある。また、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、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。
【００１９】
なお、本実施の形態１では、１台の室外機Ａに、２台の室内機Ｂ、Ｃ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、また、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、省略しても良い。
【００２２】
冷暖切替装置２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の接続が図１中の点線の向きに接続される。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の室外熱交換器の構成の一例を示す図である。
図２に示すように、室外熱交換器５は、例えば複数の伝熱管５ａと複数のフィン５ｂとを有するフィンチューブ型の熱交換器で構成される。室外熱交換器５は、複数の並列熱交換器に分割されている。ここでは、室外熱交換器５が２つの並列熱交換器５−１、５−２に分割されている場合を例に説明する。
伝熱管５ａ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及び空気通過方向である列方向に複数設けられている。
フィン５ｂは、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の筐体内において室外熱交換器５を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、図２に示すように上下方向に分割することが望ましい。
【００２４】
なお、並列熱交換器５−１、５−２は、図２のようにフィン５ｂが分割されていなくてもよいし、分割されていてもよい。また、室外熱交換器５の分割は２つに限らず、任意の数とすることができる。
【００２５】
また、並列熱交換器５−１、５−２には、室外ファン５ｆによって室外空気が搬送される。
室外ファン５ｆ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。
【００２６】
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１３−１、１３−２が接続されている。
第１の接続配管１３−１、１３−２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。
【００２７】
第２の流量制御装置７−１、７−２は、制御装置３０からの指令によって開度を可変することができる弁である。第２の流量制御装置７−１、７−２は、例えば、電子制御式膨張弁で構成される。
【００２８】
なお、本実施の形態１における第２の流量制御装置７−１、７−２は、本発明の「接続切替装置」及び「第２の絞り装置」に相当する。
【００２９】
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１４−１、１４−２が接続されており、第１の電磁弁８−１、８−２を介して圧縮機１に接続されている。
【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のデフロスト配管１５が設けられている。
第１のデフロスト配管１５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２の接続配管１４−１、１４−２に接続されている。
【００３１】
第１のデフロスト配管１５には絞り装置１０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１０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のデフロスト配管１５において分岐した各々には第２の電磁弁９−１、９−２が設けられている。
【００３２】
なお、第１の電磁弁８−１、８−２、及び、第２の電磁弁９−１、９−２は、流路の切替ができればよく、四方弁、三方弁、又は、二方弁を用いてもよい。また、電磁弁８−１、８−２は、冷房、暖房、デフロストで前後の圧力が逆転する。一般的な電磁弁は前後の圧力が逆転すると使用できない場合もある。この場合、図２−２のように、弁の高圧側を圧縮機１の吐出配管１ａに接続し、弁の低圧側を圧縮機１の吸入配管１ｂに接続する四方弁２−１、２−２、２−３と、一方向の流れのみを許容する電磁弁８−３と、逆止弁３１−１、３１−２、３１−３とを用いて、双方向に冷媒が流れる電磁弁８−１、８−２と同じ機能をもたせればよい。また、電磁弁９−１、９−２は圧縮機１の吐出配管１ａ側が常に高圧になっているため、一方向の弁を用いることができる。
【００３３】
なお、必要なデフロスト能力、つまりデフロストをするための冷媒流量が決まっていれば、絞り装置１０を毛細管にしても良い。また、絞り装置１０をなくして、予め設定したデフロスト流量時に中圧まで圧力が低下するように、電磁弁９−１、９−２を小型化しても良い。また、絞り装置１０をなくして、第２の電磁弁９−１、９−２の代わりに流量制御装置をつけても良い。
【００３４】
なお、絞り装置１０は、本発明の「第１の絞り装置」に相当する。
【００３５】
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（連続暖房運転とも称する）とがある。
【００３６】
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。
【００３７】
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及び開度調整制御をまとめて示す。
なお、表中の冷暖切替装置２のＯＮは、図１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８−１、８−２、９−１、９−２のＯＮは、電磁弁が開いて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。
【００３８】
【表１】
0006021940.tif 000002
【００３９】
［冷房運転］
図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷房運転時の冷媒の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、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷房運転時のＰ−ｈ線図である。なお、図４の点（ａ）〜点（ｄ）は図３の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
【００４０】
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場合と比較して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。
【００４１】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は冷暖切替装置２を通過して２つに分岐し、一方は電磁弁８−１を通過して第２の接続配管１４−１から並列熱交換器５−１に流入する。他方は電磁弁８−２を通過して第２の接続配管１４−２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８−２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を行うことができる。
【００４２】
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１３−１、１３−２に流入し、全開状態の第２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、第２の延長配管１２−１、１２−２ｂ、１２−２ｃ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ー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（ｃ）から点（ｄ）に示す垂直線で表される。
【００４３】
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。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１１−２ｂ、１１−２ｃ、１１−１、冷暖切替装置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。
【００４４】
［暖房通常運転］
図５は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の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、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房通常運転時のＰ−ｈ線図である。なお、図６の点（ａ）〜点（ｅ）は図５の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
【００４５】
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。
【００４６】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷暖切替装置２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１１−１、１１−２ｂ、１１−２ｃ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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、第２の延長配管１２−２ｂ、１２−２ｃ、１２−１を介して室外機Ａに戻る。室外機Ａに戻った冷媒は第１の接続配管１３−１、１３−２に流入する。
第１の接続配管１３−１、１３−２に流入した冷媒は、第２の流量制御装置７−１、７−２によって絞られて膨張、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（ｄ）から点（ｅ）となる。
なお、第２の流量制御装置７−１、７−２は、一定開度、例えば全開の状態で固定されるか、第２の延長配管１２−１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。
【００４９】
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（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。
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１４−１、１４−２に流入し、電磁弁８−１、８−２を通った後合流し、冷暖切替装置２、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。
【００５０】
［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１の吸入圧力から換算される飽和温度が、予め設定した外気温度と比較して大幅に低下した場合に着霜を判定する。また例えば、外気温度と蒸発温度との温度差が予め設定した値以上となり、経過時間が一定時間以上になった場合に着霜を判定する、などの方法によって行われる。
【００５１】
本実施の形態１に係る空気調和装置１００の構成では、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の運転がある。またその逆に、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の運転がある。
これらの運転では、電磁弁８−１、８−２、９−１、９−２の開閉状態が逆転し、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、その他の動作は同じとなる。よって、以下の説明では、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。以降の実施の形態の説明においても同様である。
【００５２】
図７は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の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、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房デフロスト運転時のＰ−ｈ線図である。なお、図８の点（ａ）〜点（ｈ）は、図７の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
【００５３】
制御装置３０は、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、デフロスト対象の並列熱交換器５−２に対応する電磁弁８−２を閉止する。そして、制御装置３０は、更に、第２の電磁弁９−２を開き、絞り装置１０の開度を予め設定した開度に開く。
これによって、圧縮機１→絞り装置１０→電磁弁９−２→並列熱交換器５−２→第２の流量制御装置７−２→第２の流量制御装置７−１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。
【００５４】
暖房デフロスト運転が開始されると、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部は、第１のデフロスト配管１５に流入し、絞り装置１０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（ｆ）で表される。
そして、中圧（点（ｆ））まで減圧された冷媒は、電磁弁９−２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って冷却される。
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（ｆ）から点（ｇ）の変化で表される。
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。
【００５５】
デフロストを行った後の冷媒は、第２の流量制御装置７−２を通り、主回路に合流する（点（ｈ））。合流した冷媒は、蒸発器として機能している並列熱交換器５−１に流入し、蒸発する。
【００５６】
ここで、デフロストを行う冷媒の飽和温度を０℃より高くかつ１０℃以下にする理由を図８−２〜図８−６を用いて説明する。
【００５７】
図８−２は、冷媒としてＲ４１０Ａ冷媒を用いた空気調和装置において、デフロスト能力を固定してデフロスト対象の室外熱交換器５の圧力（図中では飽和液温度に換算済）を変化させた場合の、暖房能力を計算した結果である。
図８−３は、冷媒としてＲ４１０Ａ冷媒を用いた空気調和装置において、デフロスト能力を固定してデフロスト対象の室外熱交換器５の圧力（図中では飽和液温度に換算済）を変化させた場合の、デフロスト対象の室外熱交換器５の前後エンタルピ差を計算した結果である。
図８−４は、冷媒としてＲ４１０Ａ冷媒を用いた空気調和装置において、デフロスト能力を固定してデフロスト対象の室外熱交換器５の圧力（図中では飽和液温度に換算済）を変化させた場合の、デフロストに必要な流量を計算した結果である。
図８−５は、冷媒としてＲ４１０Ａ冷媒を用いた空気調和装置において、デフロスト能力を固定してデフロスト対象の室外熱交換器５の圧力（図中では飽和液温度に換算済）を変化させた場合の、アキュムレータ６とデフロスト対象の室外熱交換器５の冷媒量を計算した結果である。
図８−６は、冷媒としてＲ４１０Ａ冷媒を用いた空気調和装置において、デフロスト能力を固定してデフロスト対象の室外熱交換器５の圧力（図中では飽和液温度に換算済）を変化させた場合の、デフロスト対象の室外熱交換器５の出口のサブクールＳＣを計算した結果である。
【００５８】
図８−２に示すように、デフロスト対象の室外熱交換器５において、冷媒の飽和液温度が０℃より高く、１０℃以下となる場合に暖房能力が高くなり、それ以外の場合に暖房能力が低下していることがわかる。
【００５９】
まず、飽和液温度が０℃以下の場合に暖房能力が低下する原因を説明する。
霜を融かすには冷媒の温度を０℃より高くする必要がある。図８からわかるように、飽和液温度を０℃以下にして、霜を融かそうとすると、点（ｇ）の位置が飽和ガスエンタルピよりも高くなる。そのため、冷媒の凝縮潜熱を利用できず、デフロスト対象の室外熱交換器５前後のエンタルピ差は小さくなる（図８−３）。
このとき、０℃から１０℃の最適な場合と同じくデフロストの能力を発揮しようとすると、デフロスト対象の室外熱交換器に流入させるのに必要な流量は３〜４倍程度必要（図８−４）になり、その分だけ暖房を行う室内機Ｂ、Ｃに供給できる冷媒流量が減少して暖房能力が低下する。
飽和液温度を０℃以下にすると、特許文献１の低圧方式と同じく暖房能力が低下することになり、デフロスト対象の室外熱交換器５の圧力は飽和液温度換算で０℃よりも高くする必要がある。
【００６０】
一方、デフロスト対象の室外熱交換器５の圧力を高くしていくと、図８−６に示すように、デフロスト対象の室外熱交換器５の出口のサブクールＳＣが増える。つまり、液冷媒の量が増えて冷媒密度が高くなる。
通常のビル用マルチエアコンは冷房時のほうが暖房時よりも必要な冷媒量が多いため、暖房運転時にはアキュムレータ６のような液だめに余剰冷媒が存在する。このため、図８−５に示すように、圧力の増大にしたがってデフロスト対象の室外熱交換器５で必要な冷媒量が増えてアキュムレータ６にたまっている冷媒量は減少し、飽和温度が１０℃程度でアキュムレータが空になる。
アキュムレータ６の余分な液がなくなると、冷凍サイクルの冷媒が不足し、圧縮機の吸入密度が下がるなどして、暖房能力が低下する。
なお、冷媒を過充填することで、飽和温度の上限を高くすることはできるが、その他の運転時にアキュムレータから液があふれたりして、空気調和装置の信頼性が低下するため、冷媒は適正に充填しておいたほうが良い。また、飽和温度が高くなるほど、熱交換器内の冷媒と霜の温度差に温度ムラができて、すぐに霜が融けきる場所となかなか融けない場所ができる課題もある。
【００６１】
以上の理由より、デフロスト対象の室外熱交換器５の圧力は飽和温度換算で０℃より高くかつ１０℃以下にすると良い。
なお、潜熱を利用する中圧方式のデフロストを最大限活かしつつ、デフロスト中の冷媒の移動を抑え、融けムラをなくすことを考えると、デフロスト対象の室外熱交換器５の出口のサブクールＳＣが０Ｋの場合が最適な目標値である。サブクールの検知のための温度計や圧力計の精度を考慮に入れると、サブクールＳＣが０Ｋから５Ｋ程度になるように、デフロスト対象の室外熱交換器５の圧力を飽和温度換算で０℃より高くかつ６℃以下にすることが望ましい。
【００６２】
ここで、暖房デフロスト運転中の絞り装置１０、及び、第２の流量制御装置７−１、７−２の動作の一例について説明する。
暖房デフロスト運転中、制御装置３０は、第２の流量制御装置７−２の開度を、デフロスト対象の並列熱交換器５−２の圧力が飽和温度換算で０℃〜１０℃程度になるように制御する。第２の流量制御装置７−１の開度は、第２の流量制御装置７−２の前後の差圧をつけて制御性を向上させるため、全開状態にする。また、暖房デフロスト運転中、圧縮機１の吐出圧力とデフロスト対象の並列熱交換器５−２の圧力との差は大きく変化しないため、絞り装置１０の開度は、事前に設計した必要なデフロスト流量に合わせて、開度を固定したままにする。
【００６３】
なお、デフロストを行う冷媒から放出された熱は、並列熱交換器５−２に付着した霜に移動するだけでなく、一部は外気に放熱される場合がある。このため、制御装置３０は、外気温度が低下するにしたがってデフロスト流量が増加するように、絞り装置１０及び、第２の流量制御装置７−２を制御するようにしても良い。これによって、外気温度にかかわらず、霜に与える熱量を一定にし、デフロストにかかる時間を一定にすることができる。
【００６４】
また、制御装置３０は、外気温度に応じて、着霜の有無を判定する際に用いる飽和温度の閾値、又は通常運転の時間等を変更してもよい。
つまり、外気温度が低下するにつれて、通常暖房運転の運転時間を短くして、暖房デフロスト運転開始時の着霜量を一定にする。これにより、暖房デフロスト運転中に、冷媒から霜に与える熱量が一定になる。
よって、絞り装置１０によってデフロスト流量を制御する必要が無くなり、絞り装置１０として、流路抵抗を一定にした安価な毛細管を用いることができる。
【００６５】
また、制御装置３０は、外気温度の閾値を設定し、外気温度が閾値（例えば外気温度が−５℃又は−１０℃など）以上の場合には暖房デフロスト運転を行い、外気温度が閾値未満の場合には室内機の暖房を止めて、複数の並列熱交換器の全面をデフロストする暖房停止デフロスト運転を行ってもよい。
外気温度が例えば−５℃又は−１０℃など、外気温度が０℃以下と低い場合は、もともと外気の絶対湿度が低く着霜量が少なく、着霜量が一定値になるまでの通常運転の時間が長くなる。室内機の暖房を止めて複数の並列熱交換器の全面をデフロストしても、室内機の暖房が停止する時間の割合は小さい。暖房デフロスト運転をした場合、デフロスト対象の室外熱交換器から外気へ放熱することも考慮に入れると、外気温度に応じて、暖房デフロスト運転又は暖房停止デフロスト運転の何れかを選択的に行うことで、効率よくデフロストすることができる。
なお、暖房停止デフロスト運転では、冷暖切替装置２をＯＦＦ、第２の流量制御装置７−１、７−２を全開、電磁弁８−２、８−１をＯＮ、第２の電磁弁９−１、９−２をＯＦＦ、絞り装置１０を閉に設定する。これにより、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷暖切替装置２、電磁弁８−１、電磁弁８−２を通過して、並列熱交換器５−１、５−２に流入し、並列熱交換器５−１、５−２に付着した霜を融かすことができる。
【００６６】
また、本実施の形態１のように、並列熱交換器５−１、５−２を一体型で構成し、デフロスト対象の並列熱交換器に室外ファン５ｆによって室外空気を搬送する場合、暖房デフロスト運転時に放熱量を減らすために、外気温度が下がるにつれてファン出力を落とすように変更してもよい。
【００６７】
［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、着霜による伝熱、風量の低下による室外熱交換器の伝熱性能の低下を考慮にいれて例えば式（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）。
【００６８】
（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。
【００６９】
式（１）を満たした場合、並列熱交換器を交互にデフロストする暖房デフロスト運転が開始される（Ｓ６）。今回は図２において室外熱交換器５の下段側の並列熱交換器５−２、上段側の並列熱交換器５−１の順にデフロストした場合の制御方法の一例を説明する。なお、デフロストする順は逆にしてもよい。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（Ｓ６）。
（ａ）電磁弁８−２  ＯＦＦ
（ｂ）電磁弁９−２  ＯＮ
（ｃ）絞り装置１０  開く
（ｄ）第２の流量制御装置７−１  全開にする
（ｅ）第２の流量制御装置７−２  制御開始
【００７０】
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１の接続配管１３−２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１の接続配管１３−２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。
【００７１】
（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。
【００７２】
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）。
（ａ）電磁弁９−２  ＯＦＦ
（ｂ）電磁弁８−２  ＯＮ
（ｃ）第２の流量制御装置７−１，７−２  通常の中間圧制御
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
なお、暖房デフロスト運転モードに入ると、複数台に分割された室外熱交換器５は、最低１回デフロストされる。冷媒回路中に設置された温度センサなどで最後にデフロストした室外熱交換器５が暖房運転に復帰する際に、最初にデフロストした室外熱交換器５が着霜して伝熱性能が下がっていると判断した場合は、当該室外熱交換器５に対して２回目のデフロストを短時間行ってもよい。
【００７６】
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って、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効果に加え、以下の効果がある。
すなわち、デフロスト対象の並列熱交換器５−２から流出した冷媒を、デフロスト対象以外の並列熱交換器５−１の上流側の主回路へ流入させる。このため、デフロストの効率を向上させることができる。
また、吐出配管１ａから分岐した高温高圧のガス冷媒の一部を、飽和温度換算で霜の温度と比較して高い０℃〜１０℃程度の圧力まで減圧し、デフロスト対象の室外熱交換器５に流入させることで、冷媒の凝縮潜熱を利用することができる。
また、飽和温度は０℃〜１０℃程度と、霜の温度との温度差が小さいため、デフロスト対象の室外熱交換器５出口のサブクール（過冷却度）は５Ｋ程度と小さく、デフロスト対象の室外熱交換器５の必要な冷媒量が少なくなり、冷凍サイクル全体の冷媒不足を回避することができる。
また、デフロスト対象の室外熱交換器５の伝熱管内の冷媒は気液二相の領域が大きくなり、霜との温度差が一定な領域が増え、熱交換器全体のデフロスト量を均一化できる。
また、デフロスト対象の室外熱交換器５から流出した冷媒を、蒸発器として機能している室外熱交換器５に流入させることで、冷凍サイクルの蒸発能力を維持して吸入圧力の低下を抑えることができる。
また、圧縮機１への液バックを防ぐことができる。
また、絞り装置１０の流量制御を行うと、デフロスト能力を可変にすることができる。
また、低外気温では絞り装置１０の流量を増やすことで、デフロストにかかる時間を一定にすることができる。
【００７７】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１０１の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
以下、空気調和装置１０１が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００７８】
実施の形態２に係る空気調和装置１０１は、上記実施の形態１の空気調和装置１００の構成に加え、第３の流量制御装置７−３が設置されている。
第３の流量制御装置７−３は、第１の接続配管１３−１と第１の接続配管１３−２とをバイパスする配管に設けられ、開度を可変できる弁であり、例えば、電子制御式膨張弁で構成される。
【００７９】
なお、本実施の形態２における第３の流量制御装置７−３は、本発明の「接続切替装置」及び「第２の絞り装置」に相当する。
【００８０】
図１１は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１０１の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１１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１２は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１０１の暖房デフロスト運転時のＰ−ｈ線図である。なお、図１２の点（ａ）〜点（ｇ）は図１１の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
【００８１】
本実施の形態２の暖房デフロスト運転は、主流の冷媒とデフロスト対象の室外熱交換器５を通った冷媒とが合流する位置が、実施の形態１に係る空気調和装置１００と異なる。
制御装置３０は、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、デフロスト対象の並列熱交換器５−２に対応する電磁弁８−２を閉止する。そして、制御装置３０は、第２の電磁弁９−２を開き、絞り装置１０の開度を予め設定した開度に開く。このとき、デフロスト対象の並列熱交換器５−２に対応する第２の流量制御装置７−２の開度は、全閉状態にする。また、第３の流量制御装置７−３の開度は、全開状態にする。
これによって、圧縮機１→絞り装置１０→電磁弁９−２→並列熱交換器５−２→第３の流量制御装置７−３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。
【００８２】
暖房デフロスト運転が開始されると、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部は、第１のデフロスト配管１５に流入し、絞り装置１０で中圧まで減圧される。このときの冷媒の変化は図１２中の点（ｂ）から点（ｆ）で表される。
そして、中圧（点（ｆ））まで減圧された冷媒は、電磁弁９−２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って冷却される。このときの冷媒の変化は図１２中の点（ｆ）から点（ｇ）の変化で表される。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。
【００８３】
デフロストを行った後の冷媒は、第３の流量制御装置７−３を通り、第２の流量制御装置７−１と並列熱交換器５−１との間の第１の接続配管１３−１から主回路に合流する（点（ｅ））。合流した冷媒は、蒸発器として機能している並列熱交換器５−１に流入し、蒸発する。
【００８４】
以上説明したように、本実施の形態２によれば、デフロスト対象の室外熱交換器５を通った冷媒を、低圧（圧縮機１の吸入圧力相当）に流入させており、中間圧（点（ｄ））の制御と、中圧（点（ｆ））の制御を分けることができる。
また、中間圧が中圧と比較して高くなってもよいため、第２の流量制御装置７−１、７−２にＣｖ値が小さな小型の弁を用いることができる。
なお、上述した実施の形態１では、デフロスト対象の室外熱交換器５を通った冷媒を主流に戻すため、中間圧（第２の接続配管１２−１の圧力）を、中圧（デフロスト対象の熱交換器に流入する冷媒の圧力）と比較して下げる必要がある。
【００８５】
実施の形態３．
図１３は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置１０２の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
以下、空気調和装置１０２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００８６】
実施の形態２に係る空気調和装置１０２は、上記実施の形態１の空気調和装置１００の構成に加え、中間圧となる主回路（第２の接続配管１２−１と第２の流量制御装置７−１、７−２との間）の配管と、第１の接続配管１３−１、１３−２とを接続するバイパス配管１６ａと、バイパス配管１６ａに設けられた電磁弁１６と、中間圧となる主回路の配管から並列熱交換器５−１、５−２への冷媒の流れのみを許容する逆止弁１７−１、１７−２とが設置されている。
【００８７】
なお、本実施の形態３においても、第２の流量制御装置７−１、７−２が、本発明の「接続切替装置」及び「第２の絞り装置」に相当する。
【００８８】
本実施の形態３の暖房デフロスト運転においても、上記実施の形態１と同様に、圧縮機１→絞り装置１０→電磁弁９−２→並列熱交換器５−２→第２の流量制御装置７−２→第２の流量制御装置７−１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。
【００８９】
本実施の形態３の暖房デフロスト運転では、さらに、電磁弁１６を開くことによって、中間圧（第２の接続配管１２−１の圧力）の冷媒を、第２の流量制御装置７−２の上流側、及び第２の流量制御装置７−１の下流側にバイパスする。
【００９０】
以上説明したように、本実施の形態３によれば、中間圧の冷媒を第１の接続配管１３−１、１３−２に流入させるので、第２の流量制御装置７−１、７−２が、Ｃｖ値が小さな小型の弁であっても、中間圧を下げることができる。
従って、第２の流量制御装置７−１、７−２によってデフロスト対象の室外熱交換器５の中圧制御を安定して行うことができる。
【００９１】
実施の形態４．
図１４は、本発明の実施の形態４に係る空気調和装置１０３の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
以下、空気調和装置１０３が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００９２】
実施の形態４に係る空気調和装置１０３は、上記実施の形態３の空気調和装置１０２の構成に代えて、第１のデフロスト配管１５が第１の接続配管１３−１、１３−２に接続されている。
また、上記実施の形態３の空気調和装置１０２の構成に加え、中間圧となる主回路（第２の接続配管１２−１と第２の流量制御装置７−１、７−２との間）の配管と、第２の接続配管１４−１、１４−２とを接続する第２のデフロスト配管２０が設けられている。
第２のデフロスト配管２０には、開度を可変できる弁であり、例えば、電子制御式膨張弁で構成された第４の流量制御装置１９が設置されている。また、第２のデフロスト配管２０には、第２の接続配管１４−１、１４−２の各々に対応して電磁弁１８−１、１８−２が設けられている。
【００９３】
なお、本実施の形態４における第４の流量制御装置１９は、本発明の「接続切替装置」及び「第２の絞り装置」に相当する。
【００９４】
制御装置３０は、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、デフロスト対象の並列熱交換器５−２に対応する電磁弁８−２を閉止し、第２の流量制御装置７−２を全閉状態にする。そして、制御装置３０は、第２の電磁弁９−２を開き、絞り装置１０の開度を予め設定した開度に開く。また、制御装置３０は、さらに、デフロスト対象の並列熱交換器５−２に対応する電磁弁１８を開き、第３の流量制御装置の開度を開く。
これによって、圧縮機１→絞り装置１０→電磁弁９−２→並列熱交換器５−２→電磁弁１８−２→第４の流量制御装置１９→第２の流量制御装置７−１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。
【００９５】
暖房デフロスト運転中、制御装置３０は、第４の流量制御装置１９の開度を、デフロスト対象の並列熱交換器５−２の圧力（中圧）が、飽和温度換算で０℃〜１０℃程度になるように制御する。
【００９６】
また、上記実施の形態３と同様に、電磁弁１６を開くことによって、中間圧の冷媒を、第２の流量制御装置７−２の上流側、及び第２の流量制御装置７−１の下流側にバイパスする。なお、本実施の形態４では、上記実施の形態３で説明した中間圧のバイパス配管、電磁弁１６、逆止弁１７−１、１７−２の構成を設ける場合を説明するが、本発明はこれに限定されない。これらの構成を省略しても良い。
【００９７】
図１５は、暖房デフロスト運転中における室外熱交換器の冷媒の流れを示す図である。なお、図１５において冷媒の流れ方向を点線の矢印で示している。
本実施の形態４の暖房デフロスト運転においては、圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒の一部が第１のデフロスト配管１５によって、第１の接続配管１３−２へ流入し、デフロスト対象の並列熱交換器５−２へ供給される。そして、デフロストを行った後の冷媒は、第２のデフロスト配管２０を通り、第１の接続配管１３−１から主回路に合流する。
【００９８】
図１５に示すように、第１の接続配管１３−１、１３−２は、並列熱交換器５−１、５−２における空気の流れ方向の上流側の伝熱管５ａに接続されている。並列熱交換器５−１、５−２の伝熱管５ａは、空気の流れ方向に複数列設けられており、下流側の列へ順次流れる。
このため、デフロスト対象の並列熱交換器５−２へ供給される冷媒は、空気の流れ方向の上流側の伝熱管５ａから下流側に流れることとなり、冷媒の流れ方向と空気の流れ方向とを一致させることができる（並向流）。
【００９９】
以上説明したように、本実施の形態４によれば、デフロスト対象の室外熱交換器５で冷媒の流れの方向と空気の流れの方向を一致させることができる。また、冷媒の流れを並行流にすることで、デフロスト時に空気に放熱した熱を下流のフィン５ｂに付着している霜のデフロストを使うことができデフロストの効率が上がる。
【０１００】
実施の形態５．
図１６は、本発明の実施の形態５に係る空気調和装置１０４の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
以下、空気調和装置１０４が実施の形態２と異なる部分を中心に説明する。
【０１０１】
実施の形態５に係る空気調和装置１０４は、上記実施の形態２の空気調和装置１０１の構成に代えて、第２の流量制御装置７−２を削除して、第２の流量制御装置７−１から第１の接続配管１３−１、１３−２への冷媒の流れのみを許容する逆止弁２１−１、２１−２が設置されている。また、第１の接続配管１３−１、１３−２から第２の接続配管１２−１への冷媒の流れのみを許容する逆止弁２１−３、２１−４が設置されている。
【０１０２】
この構成において、冷房運転時には、高圧の液冷媒が逆止弁２１−３、２１−４を通して第１の接続配管１３−１、１３−２から第２の接続配管１２−１に流れる。
暖房運転時には、中間圧の冷媒が第２の流量制御装置７−１、逆止弁２１−１、２１−２を通して第２の接続配管１２−１から第１の接続配管１３−１、１３−２に流入する。
また、暖房デフロスト運転では、デフロスト対象の室外熱交換器５から、蒸発器として動作する室外熱交換器５に移動する冷媒は、第３の流量制御装置７−３を通して移動する。主流（中間圧）から、蒸発器として動作する室外熱交換器５に移動する冷媒は、第２の流量制御装置７−１と、逆止弁２１−１または２１−２とを通して移動する。
【０１０３】
この構成にすることにより、冷媒流量を制御する流量制御装置の数を減らしつつ、中間圧をデフロスト対象の室外熱交換器５の冷媒圧力より高くすることができ、制御の安定性を増加させることができる。
【０１０４】
実施の形態６．
図１７は、本発明の実施の形態６に係る空気調和装置１０５の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
以下、空気調和装置１０５が実施の形態４、実施の形態５と異なる部分を中心に説明する。
【０１０５】
実施の形態６に係る空気調和装置１０５は、上記実施の形態４の空気調和装置１０３の構成に代えて、実施の形態２の空気調和装置１０１から実施の形態５の空気調和装置１０４で変更した回路を加えている。また、暖房デフロスト運転時に、第２のデフロスト配管２０、第４の流量制御装置１９から流出する冷媒を、蒸発器として動作する室外熱交換器５に流入できるように逆止弁２１−５、２１−６が設置されている。
【０１０６】
この構成にすることにより、実施の形態５と同じく、冷媒流量を制御する流量制御装置の数を減らしつつ、中間圧をデフロスト対象の室外熱交換器の冷媒圧力より高くすることができ、制御の安定性を増加させることができる。
【０１０７】
なお、上記実施の形態１から６では、室外熱交換器５が２つの並列熱交換器５−１、５−２に分割されている場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。３つ以上の並列熱交換器を備える構成においても、上述した発明思想を適用することで、一部の並列熱交換器をデフロスト対象とし、他の一部の並列熱交換器で暖房運転を継続するように動作させることができる。
【０１０８】
なお、上記実施の形態１から６では、室外熱交換器５を分割する場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。互いに並列に接続された別個の室外熱交換器５を複数備える構成においても、上述した発明思想を適用することで、一部の室外熱交換器５をデフロスト対象とし、他の一部の室外熱交換器５で暖房運転を継続するように動作させることができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１  圧縮機、１ａ  吐出配管、１ｂ  吸入配管、２  冷暖切替装置（四方弁）、２−１、２−２、２−３  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、５ａ  伝熱管、５ｂ  フィン、５ｆ  室外ファン、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、７−３  第３の流量制御装置、８−１  電磁弁、８−２  電磁弁、８−３  電磁弁、９−１  電磁弁、９−２  電磁弁、１０  絞り装置、１１−１  第１の延長配管、１１−２ｂ  第１の延長配管、１１−２ｃ  第１の延長配管、１２−１  第２の延長配管、１２−２ｂ  第２の延長配管、１２−２ｃ  第２の延長配管、１３−１  第１の接続配管、１３−２  第１の接続配管、１４−１  第２の接続配管、１４−２  第２の接続配管、１５  第１のデフロスト配管、１６  電磁弁、１６ａ  バイパス配管、１７−１  逆止弁、１７−２  逆止弁、１８−１  電磁弁、１８−２  電磁弁、１９  第４の流量制御装置、２０  第２のデフロスト配管、２１−１、２１−２、２１−３、２１−４、２１−５、２１−６  逆止弁、３０  制御装置、３１−１、３１−２、３１−３  逆止弁、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５  空気調和装置、Ａ  室外機、Ｂ、Ｃ  室内機。
【図１】
0006021940.tif 000003
【図２】
0006021940.tif 000004
【図２−２】
0006021940.tif 000005
【図３】
0006021940.tif 000006
【図４】
0006021940.tif 000007
【図５】
0006021940.tif 000008
【図６】
0006021940.tif 000009
【図７】
0006021940.tif 000010
【図８】
0006021940.tif 000011
【図８−２】
0006021940.tif 000012
【図８−３】
0006021940.tif 000013
【図８−４】
0006021940.tif 000014
【図８−５】
0006021940.tif 000015
【図８−６】
0006021940.tif 000016
【図９】
0006021940.tif 000017
【図１０】
0006021940.tif 000018
【図１１】
0006021940.tif 000019
【図１２】
0006021940.tif 000020
【図１３】
0006021940.tif 000021
【図１４】
0006021940.tif 000022
【図１５】
0006021940.tif 000023
【図１６】
0006021940.tif 000024
【図１７】
0006021940.tif 000025