(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、及び蒸発器を順次配管接続し、冷媒を強制循環させる強制循環による冷凍サイクル運転と、前記蒸発器と、この蒸発器よりも高い位置に設置された凝縮器とを、液側接続配管及びガス側接続配管で接続して冷媒を自然循環させる自然循環による冷凍サイクル運転とを切替えて運転可能な空気調和機において、
前記凝縮器と前記蒸発器を接続している前記液側接続配管と、前記蒸発器と前記凝縮器を接続しているガス側接続配管とからそれぞれ分岐して、前記液側接続配管と前記ガス側接続配管とを接続するバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられ、液冷媒を貯める冷媒貯留器と、
前記冷媒貯留器の前記液側接続配管側であって前記バイパス配管に設けられた液側開閉弁と、
前記冷媒貯留器の前記ガス側接続配管側であって前記バイパス配管に設けられたガス側開閉弁とを備え、
冷凍サイクル内を循環している液冷媒を、前記液側開閉弁及び前記ガス側開閉弁を開閉して前記バイパス配管に設けられた前記冷媒貯留器内に出し入れすることにより、前記冷凍サイクル内を循環している冷媒量を調整する
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和機において、強制循環または自然循環により冷房運転を行う場合には、前記凝縮器出口の過冷却度と、前記蒸発器出口の過熱度を検知して、前記過冷却度と前記過熱度の値が予め定めた所定の範囲になるように、冷凍サイクル内を循環している冷媒を前記冷媒貯留器内に出し入れすることにより、前記冷凍サイクル内を循環している冷媒量を調整することを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１に記載の空気調和機において、強制循環暖房運転時には、凝縮器となる室内熱交換器出口の過冷却度と、圧縮機から吐出される冷媒の吐出ガス過熱度を検出し、これらの値が予め定めた所定の範囲となるように、冷凍サイクル内を循環している冷媒を前記冷媒貯留器内に出し入れすることにより、前記冷凍サイクル内を循環している冷媒量を調整することを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
請求項１に記載の空気調和機において、強制循環による冷凍サイクル運転から自然循環による冷凍サイクル運転に移行する場合には、前記冷媒貯留器内の冷媒を、冷凍サイクル中に補充する冷媒補充運転を実施した後、前記自然循環による冷凍サイクル運転に移行するようにしたことを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
請求項４に記載の空気調和機において、前記冷媒貯留器の内容量を、予め自然循環による冷凍サイクル運転と強制循環による冷凍サイクル運転の必要冷媒量差を吸収できる容量に設定しておき、強制循環運転時には、冷凍サイクル中の循環している冷媒を前記冷媒貯留器に満液状態になるように回収した状態で、強制循環運転を行い、その後、自然循環運転を行う場合には、前記冷媒貯留器内の冷媒のほぼ全量を、冷凍サイクル中に補充した後、自然循環運転に移行することで、自然循環による冷凍サイクル運転と強制循環による冷凍サイクル運転の各々の運転状態において効率の良い運転を実現できるようにしたことを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
請求項１に記載の空気調和機において、冷房運転時に凝縮器となる室外熱交換器には、冷媒が流れる複数のパスと、各パスからの液冷媒の集合部であるデストリビュータが設けられ、前記各パスの出口側は、上方から下方に冷媒が流れるように構成すると共に、前記デストリビュータは、前記各パスの液側出口よりも低い位置に配置されていることを特徴とする空気調和機。
【請求項７】
請求項６に記載の空気調和機において、凝縮器となる前記室外熱交換器には、凝縮器に室外空気を送風するための送風機を上部送風機と下部送風機の複数台で構成し、自然循環冷房運転時には、前記上部送風機の回転数を下部送風機の回転数よりも高くすることを特徴とする空気調和機。
【請求項８】
請求項１に記載の空気調和機において、強制循環による冷凍サイクル運転時に使用される凝縮器とは別に、自然循環による冷凍サイクル運転時に使用される自然循環運転時用の凝縮器を設けたことを特徴とする空気調和機。
【請求項９】
請求項８に記載の空気調和機において、前記自然循環運転時用の凝縮器は、その熱交換器として、多孔扁平管を使用したパラレルフロー型の熱交換器を使用していることを特徴とする空気調和機。
【請求項１０】
請求項８に記載の空気調和機において、前記自然循環運転時用の凝縮器は、強制循環冷房運転時に使用される凝縮器としての室外熱交換器よりも高い位置に設置されていることを特徴とする空気調和機。
【請求項１１】
請求項１に記載の空気調和機において、冷房運転時に凝縮器となる室外熱交換器のガス側と前記ガス接続配管側とを接続し、前記圧縮機をバイパスするバイパス配管と、このバイパス配管に設けられた第１の開閉弁及びバイパス逆止弁と、前記圧縮機の吐出側に設けられた第２の開閉弁と、前記圧縮機の吸込側に設けられた第３の開閉弁とを備えることを特徴とする空気調和機。
【請求項１２】
請求項１に記載の空気調和機において、前記冷媒貯留器と前記ガス側開閉弁との間と、前記圧縮機の吐出側とを接続する吐出ガスバイパス配管と、この吐出ガスバイパス配管に設けられた吐出側開閉弁とを備えることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自然循環による冷凍サイクル運転機能を備えている空気調和機に関し、特に、自然循環による冷凍サイクル運転と強制循環による冷凍サイクル運転を切替え運転可能な空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自然循環による冷凍サイクル運転（自然循環運転）と強制循環による冷凍サイクル運転（強制循環運転）を切替え運転可能な従来の空気調和機としては、特開２００２−３１０５２０号公報（特許文献１）に記載されたものなどがある。このような空気調和機においては、蒸発器と、この蒸発器よりも高い位置に設置された凝縮器とを冷媒配管で接続することにより、冷媒を循環させて自然循環運転を行うようにしている。この自然循環運転は、外気が室温より低い場合に使用され、圧縮機を動作させずに、冷媒のヘッド差（前記蒸発器と凝縮器のヘッド差）のみで冷媒を循環させるので、省電力運転が可能となる。
【０００３】
特許文献１に記載された空気調和機においては、前記凝縮器と前記蒸発器の間の配管に設けられた冷媒流量調節手段、前記凝縮器の出口側の下部で且つ前記冷媒流量調整手段と前記凝縮器との間に接続された冷媒貯留手段、圧縮機の吸入側と吐出側をバイパスするバイパス配管、このバイパス配管に設けられた逆止弁などを備えている。そして、前記圧縮機による強制循環運転から自然循環運転へ切替える場合には、前記冷媒流量調整手段を全開にすることで可能になる。
【０００４】
また、この特許文献１のものでは、前記自然循環運転においては、前記凝縮器の出口部の冷媒の過冷却度と外気温度に応じて、前記凝縮器からの余剰冷媒を前記冷媒貯留手段に蓄積するように前記冷媒流量調整手段を制御している。
【０００５】
この特許文献１に記載の従来技術では、強制循環運転から自然循環運転に切り替える際に、前記冷媒貯留手段から冷媒を排出することにより、冷凍サイクルを循環する冷媒量をスムーズに調整できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３１０５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のものでは、余剰冷媒を溜める前記冷媒貯留手段が設けられている場所が、通常の強制循環運転の冷凍サイクルで冷媒が循環するレシーバタンクまたはアキュムレータとしている。このため、前者の場合、冷媒量の調整機能が十分に発揮されず、また後者の場合には、圧縮機への冷媒の吸入が液戻り状態になり易いなど、圧縮機の信頼性低下に繋がる課題がある。
【０００８】
即ち、凝縮器出口側に設けられたレシーバタンクを冷媒貯留手段として使用した場合、凝縮器から出る冷媒に過冷却度をつけた運転状態では、レシーバタンク（冷媒貯留手段）内の冷媒状態が過冷却状態となり、冷媒量調整機能を失って常に満液状態となってしまう。このような運転状態では、自然循環運転で必要冷媒量が増加した際に、循環される冷媒量を増やす効果がないため、効率の悪い運転状態を余儀なくされる。
【０００９】
また、強制循環運転時に、アキュムレータに、余剰の冷媒を貯留するようにした場合には、圧縮機への液戻り現象が発生し易くなる。また、液冷媒に溶け込んだ冷凍機油もアキュムレータ（冷媒貯留手段）に多く貯留されてしまうことから、冷凍機油の不足や、液冷媒による冷凍機油の希釈が発生して圧縮機の圧縮機構部や軸受などの潤滑不良が生じ易くなる。これらの理由のために、信頼性が低下するという課題がある。更に、アキュムレータに余剰冷媒を貯留すると、蒸発器出口が湿り状態となり、蒸発器における比エンタルピ差が縮小して能力を十分発揮できなくなるので、強制循環運転時の空気調和機の運転効率も低下するという課題もある。
【００１０】
本発明の目的は、自然循環による冷凍サイクル運転で必要な冷媒量の調整を確実に行うことのできる空気調和機を得ることにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、自然循環による冷凍サイクル運転と強制循環による冷凍サイクル運転の何れの運転時においても、効率が良く且つ信頼性も向上できる空気調和機を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、圧縮機、凝縮器、及び蒸発器を順次配管接続し、冷媒を強制循環させる強制循環による冷凍サイクル運転と、前記蒸発器と、この蒸発器よりも高い位置に設置された凝縮器とを、液側接続配管及びガス側接続配管で接続して冷媒を自然循環させる自然循環による冷凍サイクル運転とを切替えて運転可能な空気調和機において、前記凝縮器と前記蒸発器を接続している前記液側接続配管と、前記蒸発器と前記凝縮器を接続しているガス側接続配管とからそれぞれ分岐して、前記液側接続配管と前記ガス側接続配管とを接続するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、液冷媒を貯める冷媒貯留器と、前記冷媒貯留器の前記液側接続配管側であって前記バイパス配管に設けられた液側開閉弁と、前記冷媒貯留器の前記ガス側接続配管側であって前記バイパス配管に設けられたガス側開閉弁とを備え、冷凍サイクル内を循環している液冷媒を、前記液側開閉弁及び前記ガス側開閉弁を開閉して前記バイパス配管に設けられた前記冷媒貯留器内に出し入れすることにより、前記冷凍サイクル内を循環している冷媒量を調整することにある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、自然循環による冷凍サイクル運転で必要な冷媒量の調整を確実に行うことのできる空気調和機を得ることができる。  
また、自然循環による冷凍サイクル運転と強制循環による冷凍サイクル運転を切替え運転可能に構成されている空気調和機においては、前記自然循環による冷凍サイクル運転と強制循環による冷凍サイクル運転の何れの運転時においても、効率が良く且つ信頼性も向上できる空気調和機を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の空気調和機の実施例１を示す冷凍サイクル構成図。
【図２】図１の空気調和機における強制循環運転時の運転状態を示すモリエル線図。
【図３】強制循環運転時における冷媒量と運転状態への影響を説明する線図。
【図４】図１の空気調和機における自然循環運転時の運転状態を示すモリエル線図。
【図５】自然循環運転時における冷媒量と運転状態への影響を説明する線図。
【図６】本発明の実施例２における室外熱交換器のパス配列を説明する概略構成図。
【図７】本発明の空気調和機の実施例３を示す冷凍サイクル構成図。
【図８】図７に示す自然循環用凝縮器における熱交換器の構成を示す斜視図。
【図９】図８に示す多孔扁平管の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の空気調和機の具体的実施例を図面に基づいて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
【実施例１】
【００１７】
本発明の空気調和機の実施例１を図１〜図５により説明する。  
図１は、本実施例における空気調和機の冷凍サイクル構成図である。図において、１００は室外機、２００は室内機である。前記室外機１００は前記室内機２００に対してＨ１（ｍ）だけ高い位置に設置されている。
【００１８】
前記室外機１００には、圧縮機１、四方弁２、冷房運転時に凝縮器となる室外熱交換器３、サブクーラ３４、室外膨張弁４、液阻止弁６０、ガス阻止弁６１及びアキュムレータ９などが設けられている。また、前記室外熱交換器３にはその液側にデストリビュータ３３が、そのガス側にはガス側ヘッダ３６が設けられている。
【００１９】
前記室内機２００には、室内膨張弁６及び冷房運転時に蒸発器となる室内熱交換器７などが設けられている。  
５は前記室外機１００の液阻止弁６０側と前記室内機２００の室内膨張弁６側とを接続している液側接続配管、８は前記室外機１００のガス阻止弁６１側と前記室内機２００の室内熱交換器７側とを接続しているガス側接続配管である。
【００２０】
そして、前記圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、サブクーラ３４、室外膨張弁４、液阻止弁６０、液側接続配管５、室内膨張弁６、室内熱交換器７、ガス側接続配管８、ガス阻止弁６１、再び四方弁２、アキュムレータ９と経由して前記圧縮機１に再び接続されるように、これらの機器が冷媒配管で環状に接続されて強制循環による冷凍サイクル運転（強制循環運転）ができるようになっている。
【００２１】
また、本実施例では、前記ガス阻止弁６１と前記室外熱交換器３のガス側とを接続するバイパス配管（第１のバイパス配管）２０が設けられており、このバイパス配管２０には第１の開閉弁２１とバイパス逆止弁２５が設けられている。更に、前記室外熱交換器３のガス側と前記四方弁２を接続する冷媒配管の途中には第２の開閉弁２２が設けられ、前記ガス阻止弁６１と前記四方弁２とを接続する冷媒配管の途中には第３の開閉弁２３が設けられている。この第３開閉弁２３と前記ガス阻止弁６１との間に前記バイパス配管２０の一端が接続され、このバイパス配管２０の他端は、前記第２開閉弁２２と前記室外熱交換器３のガス側ヘッダ３６とを接続している冷媒配管３５に接続されている。このように構成することにより、自然循環による冷凍サイクル運転（自然循環運転）も可能な構成となっている。即ち、前記第１の開閉弁２１を開くと共に、前記第２及び第３の開閉弁２２，２３を閉じることにより、蒸発器（室内熱交換器７）からのガス冷媒を、前記圧縮機１には流さず、前記バイパス配管２０を介して凝縮器（室外熱交換器３）に流すことにより、自然循環冷房運転が可能となる。
【００２２】
更に、本実施例では、前記第３開閉弁２３と前記ガス阻止弁６１との間の冷媒配管（ガス側接続配管）と、前記室外膨張弁４と前記液阻止弁６０との間の冷媒配管（液側接続配管）とを接続するバイパス配管（第２のバイパス配管）３０を設け、このバイパス配管３０には余剰冷媒を溜めるための冷媒貯留器１０が設けられている。また、前記冷媒貯留器１０の両側の前記バイパス配管３０には、該バイパス配管３０を開閉するためのガス側開閉弁２６と液側開閉弁２７が設けられている。なお、前記バイパス配管３０は、前記室外熱交換器３と、前記室内熱交換器７を接続している前記液側接続配管５と前記ガス側接続配管８とを接続するように設けられていれば良く、好ましくは室外機１００内のガス側接続管８側近傍（ガス阻止弁６１付近）と液側接続配管５側近傍（液阻止弁付近）とを接続するように設けると良い。
【００２３】
また、前記冷媒貯留器１０と前記ガス側開閉弁２６との間と、前記圧縮機１の吐出側を接続する吐出ガスバイパス配管３１が設けられ、この吐出ガスバイパス配管３１には吐出側開閉弁２８が設けられている。
【００２４】
冷凍サイクル中には、所定量の冷媒が封入されており、例えばＲ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ１３４ａ、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１５２ａ、Ｒ７４４、Ｒ７１７、Ｒ２９０、Ｒ６００ａなどの冷媒またはこれらの混合物などが使用されている。
【００２５】
圧縮機１を駆動させる強制循環運転時には、冷房運転、暖房運転共に、前記第１の開閉弁２１を閉にすると共に、前記第２の開閉弁２２と第３の開閉弁２３は開に制御される。そして、強制循環冷房運転時には、圧縮機１の吐出側と室外熱交換器３のガス側が接続され、またアキュムレータ９とガス阻止弁６１側が接続されるように前記四方弁２が切り替えられる。これにより、圧縮機１で圧縮されて高温高圧となった冷媒は、四方弁２を通って前記室外熱交換器３に導かれ、室外送風機５０から送風される室外空気により冷却されて凝縮し、液冷媒となる。この液冷媒は、その後、全開状態に制御されている室外膨張弁４を通過して液阻止弁６０、液側接続配管５を通り、前記室内機２００へと送られる。
【００２６】
この室内機２００に送られた前記液冷媒は、室内膨張弁６により所定量減圧されて、低圧の気液二相流となり、室内熱交換器７に流入する。ここで、気液二相流の低圧冷媒は室内送風機５１からの室内空気と熱交換して蒸発し、低圧ガス冷媒になると共に、前記室内空気は冷却されることにより、冷房作用が為される。
【００２７】
その後、前記低圧ガス冷媒は、前記ガス側接続配管８を通って室外機１００へ戻り、ガス阻止弁６１を通過後、四方弁２からアキュムレータ９へ流れて、圧縮機１へと吸い込まれる。
【００２８】
次に、上記空気調和機における強制循環冷房運転時の運転状態を、図２に示すモリエル線図で説明する。  
図２に示すａ→ｂは圧縮機１での圧縮作用（ΔＰcompは圧縮機駆動による圧力上昇）を、ｂ→ｃは室外熱交換器３での凝縮作用を、ｃ→ｄは室内膨張弁６による減圧作用を、ｄ→ａは室内熱交換器７による蒸発作用をそれぞれ示している。このように、空気調和機は一連の冷凍サイクルを構成している。
【００２９】
ここで、吐出圧力Ｐｄ（ＭＰａ）、吸入圧力Ｐｓ（ＭＰａ）、凝縮器出口の過冷却度ＳＣ（Ｋ）、蒸発器出口の過熱度ＳＨ（Ｋ）、蒸発器での比エンタルピ差Δｈｅ（ｋＪ／ｋｇ・Ｋ）は、冷凍サイクルの運転効率に影響する重要な状態値であり、圧縮機１の回転数、室外送風機５０により吸い込まれる室外空気の温度と風量、室内膨張弁６での減圧量、室内送風機５１により吸い込まれる室内空気の温度と風量により影響を受けるため、可能な限り運転効率の高い状態になるように、これらの機器は制御される。
【００３０】
更に、冷凍サイクル中の循環している冷媒量Ｗｒ（ｋｇ）（即ち、前記冷媒貯留器１０にあって循環していない冷媒量を除いたもの）の増減によって、前記吐出圧力Ｐｄ、吸入圧力Ｐｓ、過冷却度ＳＣ、過熱度ＳＨ、比エンタルピ差Δｈｅはそれぞれ影響を受ける。図３により、強制循環冷房時における冷媒量と運転状態への影響を説明する。
【００３１】
この図３に示すように、循環している冷媒量Ｗｒの増加に伴って、吐出圧力Ｐｄが上昇していき、それと共に凝縮器における放熱量の増加により、蒸発器での比エンタルピ差Δｈｅが増大し、冷凍能力が増加する。その際、凝縮器出口の過冷却度ＳＣｃｏが増大していくと共に、蒸発器出口の乾き度Ｘｅｏは低下していく。
【００３２】
凝縮器出口の過冷却度ＳＣｃｏがある程度増大するまでは、凝縮器における熱交換量の増加が生じるが、前記過冷却度ＳＣｃｏが過大になると凝縮器内の気液二相状態の領域が減少して、熱交換量の増加割合よりも吐出圧力Ｐｄの上昇割合の方が大きくなり、結果として空気調和機のＣＯＰ（成績係数）が低下する。
【００３３】
また、循環している冷媒量Ｗｒが過剰になると蒸発器出口の過熱度ＳＨｅｏが低下して、湿り状態（蒸発器出口乾き度Ｘｅｏが１以下）となる。この状態では、蒸発器での比エンタルピ差Δｈｅを十分確保できなくなり、冷房能力が低下して空気調和機のＣＯＰが低下する。  
つまり、強制循環冷房運転時には、これらの状態値が最適となり、ＣＯＰが最大値となる冷媒量が存在する。
【００３４】
次に、強制循環冷房運転時における循環している冷媒量Ｗｒの調整制御を、図１により説明する。
前記凝縮器出口の過冷却度ＳＣｃｏは、吐出圧力検知手段７０により検知された吐出圧力Ｐｄと、室外熱交換器３の液温度センサ４１により検知された凝縮器出口温度ＴＬｏにより、次式で求めることができる。  
ＳＣｃｏ＝Ｔｓａｔ（Ｐｄ）−ＴＬｏ
ここで、Ｔｓａｔ（Ｐｄ）は圧力Ｐｄでの凝縮温度である。
【００３５】
図１では、前記吐出圧力検知手段７０は、圧縮機１の吐出配管に設けられた圧力センサにより構成しているが、凝縮器における気液二相状態の冷媒温度を測定して前記吐出圧力Ｐｄを検知するようにしても良い。
【００３６】
前記蒸発器出口の過熱度ＳＨｅｏは、室内熱交換器７の液温度センサ４３により検知された温度ＴＬｉと室内熱交換器７のガス温度センサ４４により検知された温度ＴＧｉより、次式で求めることができる。  
ＳＨｅｏ＝ＴＧｉ−ＴＬｉ＋ＳＨａ
ここで、ＳＨａは室内熱交換器７での圧力損失による温度補正係数である。
【００３７】
強制循環冷房運転時には、前記蒸発器出口の過熱度ＳＨｅｏを検知しながら、室内膨張弁６の開度を調整し、適正範囲（予め定めた所定の範囲）（例えば、２≦ＳＨｅｏ≦５（Ｋ））になるように制御する。
また、この時に、前記凝縮器出口の過冷却度ＳＣｃｏが適正値（例えば、３≦ＳＣｃｏ≦７（Ｋ））から逸脱している場合には、以下の冷媒量調整制御を行う。
【００３８】
初期状態では、前記冷媒貯留器１０に接続されている３つの前記開閉弁（電磁弁）２６，２７，２８はいずれも閉止されている。  
ここで、例えば、「ＳＣｃｏ＞７（Ｋ）」の運転状態が一定時間継続している場合には、冷媒量が過剰と判断し、前記冷媒貯留器１０に設けられた、３つの前記開閉弁２６，２７，２８の内、冷媒貯留器１０の液側開閉弁２７を開放し、液冷媒を冷媒貯留器１０に回収する。一定時間この状態を保持した状態で前記凝縮器出口の過冷却度ＳＣｃｏが適正範囲（例えば、３≦ＳＣｃｏ≦７（Ｋ））となった場合には、冷媒貯留器１０の前記液側開閉弁２７を閉止して冷媒量調整を完了する。
【００３９】
また、「ＳＣｃｏ＜３（Ｋ）」で、且つ「ＳＨｅｏ＞５（Ｋ）」の運転状態が継続されている場合には、冷媒不足と判断し、冷媒貯留器１０の前記液側開閉弁２７を開放すると共に、冷媒貯留器１０の吐出側開閉弁２８を開放することにより、冷媒貯留器１０内の液冷媒を強制循環による冷凍サイクル運転をしている冷凍サイクル中に補充する。一定時間この状態を保持した状態で前記過冷却度ＳＣｃｏが適正範囲（例えば、３≦ＳＣｃｏ≦７（Ｋ））となった場合には、冷媒貯留器１０の前記液側開閉弁２７及び前記吐出側開閉弁２８を閉止して冷媒量調整を完了する。
【００４０】
なお、上記のように、「ＳＣｃｏ＜３（Ｋ）」で、且つ「ＳＨｅｏ＞５（Ｋ）」となって冷媒不足と判断された場合においては、冷媒貯留器１０のガス側開閉弁２６を開放することによっても冷媒を冷凍サイクル中に補充することが可能である。このようにした場合には、吐出温度Ｔｄが適正範囲（例えば、６５≦Ｔｄ≦９５℃、或いは吐出ガス過熱度ＴｄＳＨが２０〜３５（Ｋ））から高めになっている場合に、この吐出温度Ｔｄを低下させる効果があり、圧縮機の過熱によるモータや機構部の損傷を防止することが可能となる。
【００４１】
強制循環暖房運転時には、四方弁２を、圧縮機１の吐出側とガス阻止弁６１側とが、またアキュムレータ９と室外熱交換器３のガス側とが接続されるように切替える。冷凍サイクルの動作は、強制循環冷房運転時の場合に対して、室内熱交換器７が凝縮器として作用し、また室外熱交換器３は蒸発器として作用することになり、室内空気に対して暖房作用が為されることになる。即ち、冷凍サイクルの動作は逆になり、室内熱交換器７と室外熱交換器３の状態が逆転する。しかし、冷凍サイクルの原理は同一であるため、その他の詳細な説明は省略する。
【００４２】
強制循環暖房運転時における冷媒量調整制御について以下説明する。  
強制循環冷房運転時と同様に、凝縮器出口過冷却度ＳＣｃｏを検知して冷媒量調整制御を行うが、暖房運転時には蒸発器出口過熱度ＳＨｅｏの検知の代わりに、吐出ガス過熱度ＴｄＳＨを検知しながら、当該吐出ガス過熱度ＴｄＳＨが適正値（例えば１５≦ＴｄＳＨ≦３０（Ｋ））になるように、前記室外膨張弁４の開度が制御される。
【００４３】
ここで、吐出ガス過熱度ＴｄＳＨは、次式により算出することができる。  
ＴｄＳＨ＝Ｔｄ−Ｔｓａｔ（Ｐｄ）（Ｋ）
ここで、Ｔｄは吐出温度センサ４０で検出される吐出温度であり、Ｔｓａｔ（Ｐｄ）は圧力Ｐｄでの凝縮温度である。
【００４４】
凝縮器出口の過冷却度ＳＣｃｏは、吐出圧力検知手段７０で検知される吐出圧力Ｐｄと、室内熱交換器７の液温度センサ４３により検知された凝縮器出口温度ＴＬｉから次式により算出される。  
ＳＣｃｏ＝Ｔｓａｔ（Ｐｄ）−ＴＬｉ（Ｋ）
ここで、Ｔｓａｔ（Ｐｄ）は圧力Ｐｄでの凝縮温度である。
【００４５】
前記凝縮器出口過冷却度ＳＣｃｏが適正範囲（例えば、１０≦ＳＣｃｏ≦２０（Ｋ））であれば、そのまま運転を継続するが、「ＳＣｃｏ＞２０（Ｋ）」であり、且つ吐出圧力Ｐｄが理想的な値、例えば、次式で求めるＰｄ理想値を上回っている状態が一定時間検知され続けた場合には、冷媒過剰であると判断し、次に説明する冷媒回収制御が実施される。
Ｐｄ理想値＝ｆ（Ｆｒｃｏｍｐ，Ｔｏ，Ｔｉ，Ｎｏ，Ｎｉ，ＳＣｃｏ）
ここで、ｆ（…）は関数の意、Ｆｒｃｏｍｐ：圧縮機回転数、Ｔｏ：外気温度、Ｔｉ：室内温度、Ｎｏ：室外送風機回転数、Ｎｉ：室内送風機回転数、ＳＣｃｏ：凝縮器過冷却度である。
【００４６】
冷媒回収制御においては、前記冷媒貯留器１０に接続された冷媒回路に設けられている３つの開閉弁２６，２７，２８のうち、液側開閉弁２７を開くように制御することで、冷媒貯留器１０内に液冷媒を回収できる。この冷媒回収制御中にも、前記凝縮器出口過冷却度ＳＣｃｏは検知されており、この凝縮器出口過冷却度ＳＣｃｏが適正範囲（予め定めた所定の範囲）に入ったところで、前記液側開閉弁２７を閉じ、冷媒回収制御を終了する。
【００４７】
また、前記凝縮器出口過冷却度ＳＣｃｏが「ＳＣｃｏ＜１０（Ｋ）」であり、且つ前記吐出圧力Ｐｄが理想値よりも低い状態が一定時間継続した場合には、冷媒不足と判断され、以下の冷媒補充制御が実施される。
【００４８】
即ち、冷媒貯留器１０に接続された冷媒回路に設けられている３つの開閉弁２６，２７，２８のうち、吐出側開閉弁２８と液側開閉弁２７が開かれ、冷媒貯留器１０への高圧ガスの導入・置換により、冷媒貯留器１０内の液冷媒を液阻止弁６０側の液側配管に追加・補充する。この冷媒補充制御中にも、前記凝縮器出口過冷却度ＳＣｃｏと前記吐出圧力Ｐｄが検知されており、両者が適正範囲（予め定めた所定の範囲）に納まるまで上記開閉弁２７，２８の開放制御が実施される。
【００４９】
次に、自然循環冷房運転時の動作について、図１の冷凍サイクル構成図及び図４のモリエル線図を用いて説明する。  
自然循環冷房運転時には、圧縮機１の運転を停止して、第１の開閉弁２１を開くと共に、第２の開閉弁２２と第３の開閉弁２３は閉じるように制御される。
【００５０】
これにより、圧縮機１、四方弁２及びアキュムレータ９への冷媒循環は絶たれるため、不要な冷媒の溜まり込みが防止され、自然循環運転時の冷媒量が確保され易くなる。また、圧縮機１を再起動する際の液戻りによる液圧縮等を防止でき、信頼性低下に繋がるような不具合が発生するのも防止できる。
【００５１】
なお、自然循環冷房運転が実施できるのは、室外空気温度Ｔｏが室内空気温度Ｔｉよりも低い場合であり、例えば、次式が成立する場合に自然循環冷房運転を実施する。  
Ｔｏ＜Ｔｉ−１０  （Ｋ）
この自然循環冷房運転による冷媒の駆動力は、液冷媒とガス冷媒の密度差と、室外機と室内機間の設置高低差Ｈ１から生じるヘッド差ΔＰであり、このヘッド差ΔＰは次式で求めることができる。  
ΔＰ＝（ρＬ−ρｇ）・ｇ・Ｈ１
ここで、ρＬは冷媒液密度（ｋｇ／ｍ３）、ρｇは冷媒ガス密度（ｋｇ／ｍ３）、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ２）、Ｈ１は室外機と室内機間の高低差（ｍ）である。
【００５２】
即ち、図１に示した冷凍サイクル構成図において、室外熱交換器３内の冷媒は、室外送風機５０により送風された室外空気（室内空気より低温）により、冷却されて凝縮し、液冷媒となって、前記ヘッド差ΔＰにより、循環を開始する。
【００５３】
この自然循環冷房運転では、室外膨張弁４は全開状態に制御されるので、前記室外熱交換器３からの液冷媒は前記室外膨張弁４をそのまま通過し、更に液阻止弁６０を通過後、液側接続配管５を通って室内機２００へ導かれる。
【００５４】
この室内機２００では、ほぼ全開状態の室内膨張弁６を通過して、室内熱交換器７に導入される。なお、室外機１００と室内機２００間の設置高低差Ｈ１が大きい場合には、前記室内膨張弁６の開度を調節して流量制御する場合もある。  
室内熱交換器７に流入した前記液冷媒は、室内送風機５１により送風される室内空気と熱交換して加熱され、蒸発してガス冷媒となる。この時前記室内空気は冷却されて室内を冷房する。
【００５５】
前記室内熱交換器７のガス冷媒は、ガス側接続配管８を通過して上昇し、上方に設置された前記室外機１００に流入して、ガス阻止弁６１を通過後、第１の開閉弁２１、バイパス逆止弁２５を通って、再び前記室外熱交換器３へ戻るという一連の冷凍サイクルを構成する。
【００５６】
ここで、図４のモリエル線図上に自然循環冷房運転時の運転状態を示すと、ａ→ｂは室外熱交換器（凝縮器）３での凝縮作用を、ｂ→ｃは室外機１００から室内機２００への液冷媒の下降により液ヘッド差ΔＰＬが増大し、圧力が上昇している様子を示している。前記液ヘッド差ΔＰＬは、
ΔＰＬ＝ρＬ・ｇ・Ｈ１
で求めることができる。
【００５７】
次に、ｃ→ｄは室内熱交換器（蒸発器）７での蒸発作用を、ｄ→ａは室内機２００から室外機１００へのガス冷媒の上昇によるガス側接続配管８での圧力損失ΔＰｇpipeとガスヘッド差ΔＰｇ（＝ρｇ・ｇ・Ｈ１）により圧力が低下している様子を示している。このように、冷媒がａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａと自然循環することにより、自然循環冷房運転の冷凍サイクルを構成している。
【００５８】
図４に示す凝縮器出口過冷却度ＳＣｃｏと蒸発器出口過熱度ＳＨｅｏは、室外送風機５０の回転数、室外空気温度、室内送風機５１の回転数、室内空気温度の他に、冷媒量により変化する。図５により、一定の空気温度条件下、一定の送風機回転数での冷媒量の自然循環冷房運転への影響を説明する。
【００５９】
図５は、外気温度５℃、室内温度２７℃、送風機５０，５１の回転数は定格回転数の場合の自然循環冷房運転時の状態を示している。この図に示すように、循環している冷媒量Ｗｒ（ｋｇ）を変化させた場合、冷媒量Ｗｒを多くすると、凝縮器出口の過冷却度ＳＣｃｏが増大していき、蒸発器出口の過熱度ＳＨｅｏは低下していく。これに伴って、単位時間あたりの冷媒循環量Ｇｒ（ｋｇ／ｈ）も増大していくが、比エンタルピ差Δｈ（図４参照）は減少傾向となる。このため、成績係数ＣＯＰがピークとなる最適冷媒量が存在する。また、このＣＯＰがピークとなるとき、蒸発器出口過熱度ＳＨｅｏはほぼゼロ、即ち蒸発器出口冷媒の温度は飽和温度に近い状態となる。
【００６０】
強制循環冷房運転時に比べて、自然循環冷房運転時の最適冷媒量は多めになる傾向がある。この理由としては、圧縮機による強制循環運転時に比べて、自然循環運転時には、室外機と室内機間の設置高低差Ｈ１から生じる前記ヘッド差ΔＰによる差圧のみで冷媒が循環するため、冷媒循環量Ｇｒ（ｋｇ／ｈ）が少なくなり、室外機１００及び室内機２００の熱交換能力に対して冷媒循環量が不足し易い状態になる。このため、蒸発器出口過熱度ＳＨｅｏを適正状態にするには、凝縮器出口過冷却度ＳＣｃｏを比較的大きくする必要があり、このため室外熱交換器３内には多量の液冷媒が保有される状態になる。
【００６１】
但し、最適な凝縮器出口過冷却度ＳＣｃｏ並びに冷媒量Ｗｒは外気温度により変化するため、外気温度に応じてその都度冷媒量Ｗｒの調整をすることが望ましい。以下に自然循環冷房運転時の冷媒量の調整制御について説明する。  
自然循環冷房運転を実施する前に、圧縮機による強制循環冷房運転を行っている場合には、まず次の自然循環による冷凍サイクル運転が可能な条件であることを確認する。
＜条件１＞室外機１００より室内機２００が下部（例えば２ｍ以上、下部）にある。  
＜条件２＞「室外温度＜室内温度−β（例えばβ＝１０（Ｋ））」である。  
＜条件３＞「強制循環冷房能力＜自然循環冷房能力」である。即ち、必要な冷房能力が上記条件１、２で予測される自然循環運転での冷房能力よりも小さい。
【００６２】
上記条件１〜３を満足している場合に、自然循環冷房運転に切替えるが、まずその切替前に、次の冷媒補充運転を実施する。  
まず、最小容量近くまで圧縮機１の容量制御を実施すると共に、室外送風機５０を増速して、圧縮機１の運転範囲の許す限り吐出圧力を低下させる。
【００６３】
次に、冷媒貯留器１０に接続されているガス側開閉弁２６を開放して、冷凍サイクル中へ冷媒を追加する。このとき、凝縮器出口過冷却度ＳＣｃｏの検出を継続し、強制循環冷房時の適正範囲（例えば、３≦ＳＣｃｏ≦７（Ｋ））よりも大きくなるように、凝縮器出口過冷却度ＳＣｃｏを制御する（例えば、ＳＣｃｏ＝１２（Ｋ））。この過冷却度が大きくなったことを確認できれば、前記ガス側開閉弁２６を閉止して、冷媒補充運転を完了する。その後、圧縮機の運転を停止し、強制循環冷房運転を終了する。
【００６４】
圧縮機停止後も室外送風機５０及び室内送風機５１の運転を継続することで、室外熱交換器３の圧力を低下させると共に室内熱交換器７の圧力を上昇させて、自然循環冷房運転が可能な条件（蒸発圧力＞凝縮圧力）になるまで一定時間待機する。
【００６５】
前記蒸発圧力と凝縮圧力の検出については、共に熱交換器３，７の液温度センサ若しくはガス温度センサにより検知した値を用いることで可能ではあるが、好ましくは、各熱交換器３，７の中間部付近に二相温度検知センサを追加設置してその値を用いることことにより、前記蒸発圧力や凝縮圧力を検出すると良い。また、前記各熱交換器（凝縮器、蒸発器）３，７に圧力センサを設置することにより、凝縮圧力や蒸発圧力を直接測定するようにしても良い。
【００６６】
前記の自然循環冷房運転が可能な条件（蒸発圧力＞凝縮圧力）が成立した時点で、前記第１の開閉弁２１を開放させると共に、前記第２の開閉弁２２と第３の開閉弁２３を閉止して、自然循環冷房運転を開始させる。
【００６７】
自然循環冷房運時には、継続的に、前記凝縮器（室外熱交換器３）出口の過冷却度ＳＣｃｏ（凝縮温度と前記液温度センサ４１の検出値から算出）、及び前記蒸発器（室内熱交換器７）出口の過熱度ＳＨｅｏ（蒸発温度と前記ガス温度センサ４４の検出値から算出）を検出しつつ、冷媒貯留器１０からの冷凍サイクルへの冷媒追加、或いは冷凍サイクルからの冷媒回収を実施しても良い。しかし、予め強制循環冷房時に行った前記冷媒補充運転により自然循環運転時に適正冷媒量となるように、前記冷媒補充運転での強制循環運転における過冷却度を設定するようにすることが好ましい。
【００６８】
なお、自然循環冷房運転時に、上述した継続的な冷媒量調整を行う場合には、前記過冷却度ＳＣｃｏまたは前記過熱度ＳＨｅｏを検出するために、前記凝縮器と前記蒸発器のそれぞれの二相域となる部分に二相温度検知センサを設置して、
ＳＣｃｏ＝凝縮器二相温度−凝縮器出口温度
ＳＨｅｏ＝蒸発器出口温度−蒸発器二相温度
の演算を実施する。
【００６９】
そして、前記過冷却度ＳＣｃｏ及び前記過熱度ＳＨｅｏが適正値になるように、以下の冷媒量調整制御を実施する。  
例えば、「ＳＣｃｏ＜７（Ｋ）」で、且つ「ＳＨｅｏ≧５（Ｋ）」が一定時間継続した場合には冷媒不足と判断し、冷媒貯留器１０に接続されているバイパス回路の前記ガス側開閉弁２６と前記液側開閉弁２７を開放することにより、冷媒貯留器１０内の液冷媒を、自然循環で運転中の冷凍サイクル中に補充することができる。
【００７０】
その後、一定時間経過後に「ＳＣｃｏ≧７（Ｋ）」で且つ、ＳＨｅｏ＞３（Ｋ）が満足された場合には、前記ガス側開閉弁２６と液側開閉弁２７を閉止させて、冷媒補充を終了する。
【００７１】
反対に、「ＳＣｃｏ≧１５（Ｋ）」で、且つ「ＳＨｅｏ＜１（Ｋ）」が一定時間継続した場合には、冷媒過剰と判断し、前記液側開閉弁２７を開放して、液冷媒を冷媒貯留器１０に回収する。その後、一定時間継続して適性範囲（予め定めた所定の範囲）
７≦ＳＣｃｏ＜１５  （Ｋ）
０≦ＳＨｅｏ＜５    （Ｋ）
となっている場合には、前記液側開閉弁２７を閉止して冷媒量調整制御を終了する。
【００７２】
なお、前記冷媒貯留器１０の内容量を、予め自然循環運転と強制循環運転の必要冷媒量差を吸収できる容量に設定しておくことにより、前述した継続的な過冷却度ＳＣｃｏと過熱度ＳＨｅｏの検出を実施することなく、自然循環運転と強制循環運転の各々の運転状態において効率の良い運転を実現することが可能となる。
【００７３】
即ち、強制循環運転時には、前記液側開閉弁２７を一定時間開放することにより、液冷媒を前記冷媒貯留器１０に満液状態になるように回収した状態で、前記強制循環運転を行う。その後、自然循環運転を行う場合には、まず強制循環運転の状態で前記ガス側開閉弁２６を一定時間開放して、前記冷媒貯留器１０内の冷媒のほぼ全量（即ち前記冷媒貯留器１０内には低圧ガスのみ存在する状態になるまで）を、冷凍サイクル中に補充した後、自然循環運転に移行する。このように冷媒貯留器１０の内容量を設定しておけば、簡単な構成及び制御で、各々の運転状態において効率の良い運転が可能となる。
【００７４】
以上説明したように、本実施例によれば、冷媒貯留器１０を設けることにより、冷媒量の調整を行うように構成しているので、自然循環運転で必要な冷媒量の調整を確実に行うことのできる空気調和機を得ることができる。
【００７５】
また、前記冷媒貯留器１０を設けたことにより、自然循環運転と強制循環運転でのそれぞれの必要冷媒量差を調整することが可能となり、この結果、自然循環運転と強制循環運転の何れの運転時においても、効率の良い運転が可能となる。従って、年間消費電力の低減を図るのに好適な空気調和機を得ることができる。
【００７６】
更に、従来のように、レシーバやアキュームレータに余剰冷媒を貯留するものではないから、冷媒量の調整を確実に行えるだけでなく、強制循環運転時の圧縮機への吸入冷媒状態に影響を及ぼさないように余剰冷媒を貯留できる。このため、圧縮機への液戻り現象なども防止できるから、信頼性の高い空気調和機が得られる。更に、蒸発器出口が湿り状態となることによる比エンタルピ差の縮小も回避できるから、この点からも高効率な空気調和機を得ることができる。
【実施例２】
【００７７】
本発明の空気調和機の実施例２を図６により説明する。図６は、この実施例における室外熱交換器のパス配列を説明する概略構成図である。  
図６に示す室外熱交換器３は、自然循環運転と強制循環運転とに切替え可能な空気調和機に使用される熱交換器であり、凝縮器として作用する冷房運転時の冷媒流れを矢印で示している。
【００７８】
強制循環運転時に比べ、自然循環運転時には冷媒循環量が少なくなり、それに伴い、熱交換器３２内部を通過する冷媒の圧力損失が小さくなる。また、熱交換器３２の高さＨｏ（ｍ）の高低差による液冷媒のヘッド差による圧力も作用するため、自然循環運転時のように冷媒側圧力損失が小さい場合には、冷媒配管３５からガス側ヘッダ３６を経由して室外熱交換器３の下部側のパス（冷媒通路、伝熱管）Ｇ３〜Ｌ３に流入した冷媒は流れにくくなり、このため下部側のパスでは液溜まり状態になり易く、熱交換能力を発揮できなくなるという不具合が発生し易い。
【００７９】
そこで、本実施例２の空気調和機においては、室外熱交換器３を、図６に示すように、各パス（冷媒通路）の液側出口Ｌ１〜Ｌ３に近い側を、上方から下方に冷媒（液冷媒）が流れるように冷媒通路を構成し、各パスからの液冷媒の集合部であるデストリビュータ３３の位置も室外熱交換器３の下部、即ち各パスの液側出口Ｌ１〜Ｌ３よりも低い位置に配置している。  
なお、各パスのガス側入口Ｇ１〜Ｇ３に近い側については、本実施例では、下方から上方に冷媒（ガス冷媒）が流れるように冷媒通路を構成している。
【００８０】
これにより、自然循環冷房運転時に、室外熱交換器３の下部に液冷媒が溜まり込むのを緩和できるから、自然循環冷房運転時の凝縮器性能を向上でき、高効率運転が可能となる。また、室外熱交換器３に溜まり込む液冷媒の量を低減できることから、その分必要冷媒量を削減することも可能となり、この結果、前記冷媒貯留器１０の容量を削減することも可能になる。
【００８１】
また、本実施例では、室外送風機が、上部送風機５０ａと下部送風機５０ｂの複数台で構成され、また室外熱交換器３が凝縮器として作用している自然循環冷房運転時には、前記上部送風機５０ａの回転数を前記下部送風機５０ｂの回転数よりも高くするように設定されている。このように、冷媒循環量が相対的に少なくなる前記室内熱交換器３の下部側のパス（冷媒通路）での送風量を低減することで、液冷媒が室外熱交換器３の下部に溜まり込むのを更に緩和でき、しかも送風動力も削減できるから、更に高効率な運転が可能となる。
【００８２】
強制循環暖房運転時には、前記室外熱交換器３は蒸発器として作用するが、この場合には、前記上部送風機５０ａの回転数よりも前記下部送風機５０ｂの回転数の方を高くする。これにより、蒸発器（室外熱交換器３）での冷媒分配を調整（例えば、分配管の内径や長さで調整）して、下部側のパス（冷媒通路；図６ではＬ３〜Ｇ３）により多くの冷媒を流すように設計できる。このように設計することにより、室外熱交換器３が凝縮器として作用する冷房運転時に、室外熱交換器３の下部側のパスでの冷媒循環量をより多くすることが可能となる。その結果、自然循環冷房運転時における室外熱交換器３の下部側のパスでの冷媒循環量を増加できるから、前記下部側のパスでの冷媒液の溜まり込みを更に低減することが可能となり、熱交換能力を向上して高効率化が可能となる。
【００８３】
また、本実施例２においても、実施例１と同様に、室外熱交換器３の最下部には各冷媒通路（パス）を集合後に通過させるサブクーラ３４を設置しており、これにより各冷媒通路での出口冷媒温度に不均一が生じた場合でも、室外空気の温度に非常に近い温度まで、冷媒を冷却することが可能となり、凝縮能力を増大することができる。
【実施例３】
【００８４】
本発明の空気調和機の実施例３を図７〜図９を用いて説明する。図７は本実施例の空気調和機の冷凍サイクル構成図、図８は図７に示す自然循環運転時用の凝縮器における熱交換器の構成を示す斜視図、図９は図８に示す多孔扁平管の構成を示す斜視図である。
【００８５】
本実施例の空気調和機は、図７に示すように、基本的には図１に示した実施例１と同様の構成となっており、室外機１００及び室内機２００の構成は実施例１とほぼ同じであるので、同一部分については説明を省略する。本実施例３が図１に示す実施例１と異なる点を説明する。
【００８６】
本実施例においては、自然循環運転時用の凝縮器３００を、室外機１００とは別に設けていることに特徴がある。前記自然循環運転時用の凝縮器３００には、熱交換器３００ａが設置されている。また、この自然循環運転時用の凝縮器３００には、前記熱交換器３００ａに室外空気を送風するための室外送風機５０ｃ、前記室外機１００と室内機２００を接続しているガス側接続配管８の途中と前記熱交換器３００ａのガス側とを接続するガス冷媒の流入配管４０１、同じく室外機１００と室内機２００を接続している液側接続配管５の途中と前記熱交換器３００ａの液側とを接続する液冷媒の流出配管４０２、前記流入配管４０１に設けられた開閉弁２９、前記熱交換器３００ａのガス側入口の温度を検知するためのガス温度センサ４６、前記熱交換器３００ａの液側出口の温度を検知するための液温度センサ４５、前記流出配管４０２に設けられた流量調整弁４ａなどが備えられている。
【００８７】
前記熱交換器３００ａとして、本実施例では、多孔扁平管を使用したパラレルフロー型の熱交換器３００ａを使用している。このパラレルフロー型の熱交換器３００ａの構成を、図８を用いて詳細に説明する。
【００８８】
図８において、４０３は前記流入配管４０１からのガス冷媒が流入するガス側ヘッダ、４０４は前記流出配管４０２と接続される液側ヘッダであり、前記ガス側ヘッダ４０３と前記液側ヘッダ４０４とは複数の多孔扁平管４０５で接続されている。また、前記複数の多孔扁平管４０５の間には蛇腹形状のコルゲートルーバーフィン４０６がロウ付けされて設けられており、このコルゲートルーバーフィン４０６による伝熱面積拡大により伝熱性能を向上している。更に、前記ガス側ヘッダ４０３は前記液側ヘッダ４０４より上部に設置されている。
【００８９】
前記多孔扁平管４０５には、図９に示すように、多数の貫通孔４０７が形成されており、この貫通孔を冷媒が通過できるようになっている。
【００９０】
次に、本実施例における空気調和機の動作を説明する。強制循環による冷凍サイクル運転時の動作は上記実施例１や実施例２と同じであるので、その説明については省略する。上記実施例と動作において異なるのは、自然循環冷房運転時のみであるので、以下自然循環冷房運転時の動作を説明する。この自然循環冷房運転時には、前記液阻止弁６０、ガス阻止弁６１が閉じられ、前記自然循環用凝縮器３００の開閉弁２９が開放される。
【００９１】
図７に示す空気調和機の自然循環冷房運転が開始されると、室内熱交換器７から出たガス冷媒は、ガス側接続配管８を介して上昇し、図８に示す流入配管４０１を通って、パラレルフロー型の熱交換器３００ａのガス側ヘッダ４０３に流入する。そして、上部に配置されている前記ガス側ヘッダ４０３から、これに貫通して接続されている前記複数の多孔扁平管４０５にガス冷媒は分配される。
【００９２】
この多孔扁平管４０５を通過するガス冷媒は、前記室外送風機５０ｃから送風される、室内温度より低温の室外空気により冷却されて液冷媒となり、下方に流れて前記液側ヘッダ４０４に集合する。この液側ヘッダ４０４から、液冷媒は、図７に示す室内機２００と自然循環運転時用の凝縮器３００との設置高低差Ｈ２から生じるヘッド差に基づく差圧により、前記流出配管４０２及び液側接続配管５を通って下方に設置されている室内機２００に流入する。室内機２００に流入した前記液冷媒は、室内熱交換器７において、より高温の室内空気と熱交換して、室内空気を冷却すると共に自らは蒸発し、再び前記ガス側接続配管８を介して上昇するという自然循環の冷凍サイクルを構成する。
【００９３】
本実施例で使用される前記パラレルフロー型の熱交換器３００ａは、アルミニウムまたはアルミニウム合金により構成されている。また、前記多孔扁平管４０５を用いていることから、通風抵抗を増やさずに冷媒側伝熱面積を大きくすることができる。このため、小型軽量で送風動力が小さい前記室外送風機５０ｃを採用することができるから、自然循環冷房運転時の高効率化が可能となる。
【００９４】
また、多孔扁平管４０５を使用したパラレルフロー型の熱交換器３００ａは小型軽量であることから、これを採用した自然循環運転時用の凝縮器３００の設置自由度が高くなり、室外機１００よりも更に高い位置に設置することが容易に可能となる。即ち、室外機１００の設置高低差Ｈ１（ｍ）に対して、自然循環運転時用の凝縮器３００の設置高低差はＨ２（ｍ）と大きくすることができる。これにより、設置高低差の増大による自然循環運転時の駆動力を増大することができ、冷房能力を増大できるだけでなく、ＣＯＰも向上して高効率化を図ることが可能となる。
【００９５】
更に、多孔扁平管４０５を使用したパラレルフロー型の熱交換器３００ａは、冷媒が流れる伝熱管が多孔扁平管であるために、その内容積を小さくすることができ、自然循環冷房運転での使用冷媒量をより少なく抑えることが可能になる。また、強制循環運転時に、自然循環冷房運転時に必要な冷媒を、前記自然循環運転時用の凝縮器３００の熱交換器３００ａ内に貯留することも可能になるため、前記室外機１００に設けている冷媒貯留器１０の容量を小さくしたり、或いはその冷媒貯留器１０を廃止することも可能になる。
【００９６】
なお、本実施例３における強制循環運転時には、前記液阻止弁６０及びガス阻止弁６１を開放し、前記開閉弁２９を閉じて、運転を行う。また、強制循環運転から自然循環運転への移行時には、上記実施例１と同様に冷媒補充運転を実施するか、或いは自然循環運転時用の凝縮器３００に、自然循環運転を実施するのに十分な冷媒が貯留されるように構成しておくことにより、前記冷媒補充運転を廃止するようにしても良い。
【符号の説明】
【００９７】
１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、４…室外膨張弁、４ａ…流量調整弁、
５…液側接続配管、６…室内膨張弁、７…室内熱交換器、
８…ガス側接続配管、９…アキュムレータ、
１０…冷媒貯留器、
２０…バイパス配管（第１のバイパス配管）、２１…第１の開閉弁、
２２…第２の開閉弁、２３…第３の開閉弁、
２４…吐出逆止弁、２５…バイパス逆止弁、
２６…ガス側開閉弁、２７…液側開閉弁、２８…吐出側開閉弁、２９…開閉弁、
３０…バイパス配管（第２のバイパス配管）、３１…吐出ガスバイパス配管、
３２…熱交換器、３３…ディストリビュータ、３４…サブクーラ、３５…冷媒配管、
３６…ガス側ヘッダ、４０…吐出温度センサ、
４１，４３…液温度センサ、４２…サブクーラ出口温度センサ、
４４，４６…ガス温度センサ、
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ…室外送風機、５１…室外室内送風機、
６０…液阻止弁、６１…ガス阻止弁、
７０…吐出圧力検知手段、
１００…室外機、２００…室内機、
３００…自然循環運転時用の凝縮器、３００ａ…熱交換器、
４０１…流入配管、４０２…流出配管、
４０３…ガス側ヘッダ、４０４…液側ヘッダ、
４０５…多孔扁平管、４０６…コルゲートルーバーフィン、
４０７…貫通孔。
【図１】
0005956743.tif 000002
【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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