(57)【要約】【課題】  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を含み、熱源側熱交換器と利用側熱交換器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熱源側膨張弁によって制御する際の制御幅を拡大する。【解決手段】  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。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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）と、利用側熱交換器（３２、４２、５２）と、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器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、
前記圧縮機構か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（１０１）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いる際に、前記第１バイパス回路を介して前記圧縮機構から吐出される冷媒を前記圧縮機構の吸入側にバイパスし、前記熱源側熱交換器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）。
【請求項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）と、利用側熱交換器（３２、４２、５２）と、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器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か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換機構（６６、６７、７６、７７、８６、８７）と、前記利用側熱交換器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、
前記圧縮機構か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（１０１）とを備え、
前記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、前記第１バイパス回路を介して前記圧縮機構から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）。
【請求項３】
前記液冷媒管には、前記利用側熱交換器（３２、４２、５２）と前記膨張弁（２４）との間に接続されており、前記液冷媒管から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）。
【請求項４】
前記液冷媒管には、前記利用側熱交換器（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から冷媒を前記圧縮機構（２１）の吸入側に送るように設けられている、請求項３に記載の空気調和装置（１）。
【請求項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）。
【請求項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）。
【発明の詳細な説明】
【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から流出するように構成された熱源側熱交換器を含んでおり、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から流入して上側から流出するように構成された熱交換器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。）。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いために２層に分離して冷媒の液面の上に浮いた状態で溜まった冷凍機油を冷媒の液面付近から抜き出して圧縮機の吸入側に戻すようにしている。
【０００３】
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。）。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、暖房運転時や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、利用側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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。
【０００４】
また、上述の空気調和装置においては、例えば、冷房運転時や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、膨張弁におい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。）。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の空気調和装置において、冷媒の蒸発器として機能する場合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プレート熱交換器等の熱交換器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、利用側熱交換器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から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、複数の熱源側熱交換器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。
【０００６】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、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、利用側熱交換器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換器を設けることなく、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い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、熱源側熱交換器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換器の上側から下側に向かって流れるようにすることで、熱源側熱交換器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ってしまうため、室内の快適性を損なうおそれがある。
【０００７】
また、上述の空気調和装置において、冷媒回路に加圧回路を設けることによって、熱源側熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させる場合に、膨張弁におい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換器に送られる冷媒が気液二相流になり、しかも、膨張弁の開度を小さくなる程、加圧回路から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、熱源側熱交換器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換器の台数を減らすことによって凝縮能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器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換器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。
【０００８】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、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、利用側熱交換器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。
【０００９】
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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。第１バイパス回路は、圧縮機構か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、熱源側熱交換器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から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器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。
【００１１】
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、熱源側熱交換器において凝縮され膨張弁を通過した後に、利用側熱交換器に送られる。この冷媒は、利用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。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、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる運転を行う場合には、冷媒が下側から流入して上側から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。
【００１２】
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から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器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く、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。
【００１３】
このように、この空気調和装置では、利用側熱交換器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可能になる。
【００１４】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【００１５】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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構において圧縮される冷媒量が増加して利用側熱交換器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を解消することができる。
【００１６】
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、圧縮機構か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、熱源側熱交換器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か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。
【００１７】
この空気調和装置では、冷房運転等を行う場合のように、熱源側切換機構を凝縮運転切換状態にすることにより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、熱源側熱交換器に送られて熱源側熱交換器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、高圧ガス冷媒管を通じて、利用側切換機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換器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換器において蒸発され、圧縮機構に吸入される。ここで、熱源側切換機構を蒸発運転切換状態にして運転を行う場合には、冷媒が下側から流入して上側から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。
【００１８】
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か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、熱源側切換機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く、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。
【００１９】
このように、この空気調和装置では、利用側熱交換器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可能になる。
【００２０】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【００２１】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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構において圧縮される冷媒量が増加して利用側熱交換器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を解消することができる。
【００２２】
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、利用側熱交換器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換器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。
【００２３】
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、利用側熱交換器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。
【００２４】
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換器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換器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確保することができる。
【００２５】
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、熱源側熱交換器は、プレート式熱交換器である。
この空気調和装置では、熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を、熱源側熱交換器の上側から流入した冷媒とともに熱源側熱交換器の下部から押し出すように抜き出すことができるため、プレート式熱交換器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。
【発明の効果】
【００２６】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第１の発明では、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から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器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く、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。これにより、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可能になる。
【００２７】
第２の発明では、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か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ようにしているため、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く、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。これにより、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可能になる。
【００２８】
第３の発明では、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換器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。
第４の発明では、第２バイパス回路が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。
【００２９】
第５の発明では、膨張弁によって熱源側熱交換器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確保することができる。
第６の発明では、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を、熱源側熱交換器の上側から流入した冷媒とともに熱源側熱交換器の下部から押し出すように抜き出すことができるため、プレート式熱交換器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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
＜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。
【００３３】
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と利用ユニット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１２ａ（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、利用側熱交換器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・チューブ型熱交換器であり、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換器３２を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。
【００３４】
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っている。
【００３５】
＜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１２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１０２と、加圧回路１１１と、冷却器１２１と、冷却回路１２２とを備えている。
【００３６】
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２１ｄ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に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ャピラリチューブ２１ｆとを有している。キャピラリチューブ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。
【００３７】
第１切換機構２２は、熱源側熱交換器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換器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換器２３のガス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は熱源側熱交換器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はキャピラリチューブ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。
【００３８】
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、プレス加工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、熱源側熱交換器２３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切換機構２２に接続されており、液側ノズル２３ｅは熱源側膨張弁２４に接続されている。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、熱源側熱交換器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２３ｆ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からの水配管（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っている。ここで、冷水塔設備やボイラー設備から供給される水は、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ている。
【００３９】
熱源側膨張弁２４は、本実施形態において、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、熱源側熱交換器２３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。
【００４０】
第２切換機構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はキャピラリチューブ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切換機構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切換機構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。
【００４１】
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切換機構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２１の吸入側に接続されている。
【００４２】
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（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１０１は、主として、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、キャピラリチューブ１０１ｄとを有している。油戻し管１０１ａは、一端が熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器２３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、熱源側熱交換器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、一端が熱源側熱交換器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いればよいため、熱源側熱交換器２３の液側ノズル２３ｅや熱源側熱交換器２３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１０１ｂ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の下部から圧縮機構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。キャピラリチューブ１０１ｄは、熱源側熱交換器２３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。
【００４３】
第１バイパス回路１０２は、蒸発運転切換状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際に、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（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の吸入側にバイパ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に設けられたキャピラリチューブ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から圧縮機構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。
【００４４】
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、熱源側熱交換器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、キャピラリチューブ１１１ｄとを有している。加圧管１１１ａ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切換機構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１１１ｃは、冷媒が圧縮機構２１の吐出側から熱源側膨張弁２４の下流側に向かって加圧管１１１ａ内を流れることをのみを許容する弁である。キャピラリチューブ１１１ｄは、圧縮機構２１の吐出側から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。
【００４５】
冷却器１２１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、熱源側熱交換器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換器である。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重管式の熱交換器を用いることが可能である。
【００４６】
冷却回路１２２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、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において凝縮され熱源側膨張弁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１２２ｂ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。
【００４７】
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、熱源ユニット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を備えている。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や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いる。
【００４８】
＜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の一部を構成している。
【００４９】
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と接続ユニット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６３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とを有している。合流ガス接続管６５は、利用側冷媒回路１２ａの利用側熱交換器３２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換器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、利用側熱交換器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６１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を備えている。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いる。
【００５０】
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換機構としての第１切換機構２２と、圧縮機構２１の吐出側と第１切換機構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切換機構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。
【００５１】
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っているため、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が拡大されており、単一の熱源側熱交換器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っている。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、単一の熱源側熱交換器２３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っている。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いて、複数台設けられていた熱源側熱交換器の単一化が実現されている。
【００５２】
（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、利用ユニット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の熱源側熱交換器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いる場合（凝縮運転切換状態）とに運転モードを分けることができる。
【００５３】
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切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図４の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器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っている。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の利用側熱交換器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。
【００５４】
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切換機構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切換機構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。
【００５５】
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、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２に送られる。
【００５６】
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。
【００５７】
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切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構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。
【００５８】
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換器２３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いる。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、熱源側熱交換器２３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から流入して上側から流出するように構成された熱交換器（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。
【００５９】
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切換機構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切換機構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いる。
【００６０】
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２１ａ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２１ｂ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切換機構２６に送られていた高圧のガス冷媒は、第２切換機構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切換機構２２を通じて高圧のガス冷媒が熱源側熱交換器２３の上側から流入して下側に向かっ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。
【００６１】
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、利用側切換機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く、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。
【００６２】
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。例えば、油回収運転を行う条件として、第１切換機構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。
【００６３】
＜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、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させるようになっている。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の利用側熱交換器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。
【００６４】
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、熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器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。
【００６５】
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６１、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。
【００６６】
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いる。
【００６７】
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いる。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、熱源側熱交換器２３内に溜まる液冷媒の量が増加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。
【００６８】
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の吐出側から熱源側膨張弁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って、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っている。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、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、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。
【００６９】
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っている。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った冷媒を冷却器１２１によって冷却するようになっている。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く、比較的高温の冷熱源を使用することができる。しかも、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、１２ｃ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１２２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。
【００７０】
＜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、利用ユニット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の熱源側熱交換器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切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器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っている。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の利用側熱交換器３２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３の利用側熱交換器３２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。利用ユニット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いる。
【００７１】
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切換機構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切換機構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。
【００７２】
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。
【００７３】
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の利用側熱交換器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に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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構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、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。
【００７７】
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、利用ユニット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。
【００７８】
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切換機構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切換機構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っている。
【００７９】
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２１ａ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２１ｂ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っ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切換機構２２を通じて高圧のガス冷媒が熱源側熱交換器２３の上側から流入して下側に向かっ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。
【００８０】
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、利用側切換機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く、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。
【００８１】
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。
【００８２】
＜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、利用ユニット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の熱源側熱交換器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切換機構２２を凝縮運転切換状態（図９の第１切換機構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切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器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っている。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。接続ユニット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６７、７７を開けることによって、利用ユニット３、４の利用側熱交換器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の利用側熱交換器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、利用側熱交換器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。
【００８３】
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及び第２切換機構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、熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器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。
【００８４】
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切換機構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の利用側熱交換器５２に送られる。
【００８５】
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の利用側熱交換器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。
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。
【００８６】
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、利用側熱交換器３２、４２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の合流ガス接続管６５、７５に送られる。
【００８７】
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。
【００８８】
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、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、利用ユニット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。
【００８９】
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いる。
【００９０】
（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から流出するように構成された熱源側熱交換器２３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切換機構２２及び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）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、接続ユニット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、冷媒が下側から流入して上側から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換器２３内に溜まり込むことになる。
【００９１】
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２４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換器２３に流入させて、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切換機構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く、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。
【００９２】
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、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器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。
【００９３】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【００９４】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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構において圧縮される冷媒量が増加して利用側熱交換器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を解消することができる。
【００９５】
（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の上側から流入した冷媒とともに熱源側熱交換器２３の下部から押し出すように抜き出すことができるため、プレート式熱交換器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。
【００９６】
（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。
【００９７】
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換器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。
【００９８】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【００９９】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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加して複数の利用側冷媒回路全体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を解消することができる。
【０１００】
（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１２１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った冷媒を冷却器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く、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【０１０１】
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能になる。
【０１０２】
（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、熱源側熱交換器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。
【０１０３】
（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が、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から熱源側熱交換器２３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い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換器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、バイパス管１０３ａは、液冷媒管の利用側熱交換器３２、４２、５２と熱源側膨張弁２４との間の位置から圧縮機構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ではなく、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。
【０１０４】
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換器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。
【０１０５】
（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が、例えば、熱源側熱交換器２３の凝縮能力の制御の制御幅は確保されているが、熱源側熱交換器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。
【０１０６】
（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切換機構２２及び第２切換機構２６として三方弁を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【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】熱源側熱交換器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】
【０１０９】
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（利用側切換機構）
７６、７７、８７  低圧ガス開閉弁（利用側切換機構）
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
【図１】
2006046779.tif 000003
【図２】
2006046779.tif 000004
【図３】
2006046779.tif 000005
【図４】
2006046779.tif 000006
【図５】
2006046779.tif 000007
【図６】
2006046779.tif 000008
【図７】
2006046779.tif 000009
【図８】
2006046779.tif 000010
【図９】
2006046779.tif 000011
【図１０】
2006046779.tif 000012
【図１１】
2006046779.tif 000013
【図１２】
2006046779.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月27日(2005.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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）と、利用側熱交換器（３２、４２、５２）と、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器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、
前記圧縮機構か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（１０１）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いる際に、前記第１バイパス回路を介して前記圧縮機構から吐出される冷媒を前記圧縮機構の吸入側にバイパスし、前記熱源側熱交換器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）。
【請求項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）と、利用側熱交換器（３２、４２、５２）と、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器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か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換機構（６６、６７、７６、７７、８６、８７）と、前記利用側熱交換器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、
前記圧縮機構か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（１０１）とを備え、
前記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、前記第１バイパス回路を介して前記圧縮機構から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）。
【請求項３】
前記液冷媒管には、前記利用側熱交換器（３２、４２、５２）と前記膨張弁（２４）との間に接続されており、前記液冷媒管から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）。
【請求項４】
前記液冷媒管には、前記利用側熱交換器（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から冷媒を前記圧縮機構（２１）の吸入側に送るように設けられている、請求項３に記載の空気調和装置（１）。
【請求項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）。
【請求項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）。
【請求項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）と、利用側熱交換器（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（１０１）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いる際に、前記熱源側熱交換器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）。
【請求項８】
前記圧縮機構か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か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、
請求項７に記載の空気調和装置（１）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【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から流出するように構成された熱源側熱交換器を含んでおり、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から流入して上側から流出するように構成された熱交換器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。）。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いために２層に分離して冷媒の液面の上に浮いた状態で溜まった冷凍機油を冷媒の液面付近から抜き出して圧縮機の吸入側に戻すようにしている。
【０００３】
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。）。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、暖房運転時や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、利用側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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。
【０００４】
また、上述の空気調和装置においては、例えば、冷房運転時や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、膨張弁におい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。）。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の空気調和装置において、冷媒の蒸発器として機能する場合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プレート熱交換器等の熱交換器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、利用側熱交換器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から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、複数の熱源側熱交換器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。
【０００６】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、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、利用側熱交換器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換器を設けることなく、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い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、熱源側熱交換器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換器の上側から下側に向かって流れるようにすることで、熱源側熱交換器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ってしまうため、室内の快適性を損なうおそれがある。
【０００７】
また、上述の空気調和装置において、冷媒回路に加圧回路を設けることによって、熱源側熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させる場合に、膨張弁におい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換器に送られる冷媒が気液二相流になり、しかも、膨張弁の開度を小さくなる程、加圧回路から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、熱源側熱交換器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換器の台数を減らすことによって凝縮能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器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換器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。
【０００８】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、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、利用側熱交換器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。
【０００９】
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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。第１バイパス回路は、圧縮機構か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、熱源側熱交換器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から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器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。
【００１１】
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、熱源側熱交換器において凝縮され膨張弁を通過した後に、利用側熱交換器に送られる。この冷媒は、利用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。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、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる運転を行う場合には、冷媒が下側から流入して上側から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。
【００１２】
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から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器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く、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。
【００１３】
このように、この空気調和装置では、利用側熱交換器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可能になる。
【００１４】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【００１５】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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構において圧縮される冷媒量が増加して利用側熱交換器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を解消することができる。
【００１６】
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、圧縮機構か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、熱源側熱交換器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か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。
【００１７】
この空気調和装置では、冷房運転等を行う場合のように、熱源側切換機構を凝縮運転切換状態にすることにより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、熱源側熱交換器に送られて熱源側熱交換器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、高圧ガス冷媒管を通じて、利用側切換機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換器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換器において蒸発され、圧縮機構に吸入される。ここで、熱源側切換機構を蒸発運転切換状態にして運転を行う場合には、冷媒が下側から流入して上側から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。
【００１８】
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か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、熱源側切換機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く、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。
【００１９】
このように、この空気調和装置では、利用側熱交換器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可能になる。
【００２０】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【００２１】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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構において圧縮される冷媒量が増加して利用側熱交換器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を解消することができる。
【００２２】
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、利用側熱交換器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換器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。
【００２３】
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、利用側熱交換器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。
【００２４】
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換器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換器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確保することができる。
【００２５】
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、熱源側熱交換器は、プレート式熱交換器である。
この空気調和装置では、熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を、熱源側熱交換器の上側から流入した冷媒とともに熱源側熱交換器の下部から押し出すように抜き出すことができるため、プレート式熱交換器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。
【００２６】
第７の発明にかかる空気調和装置は、冷媒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と、利用側熱交換器とを含んでおり、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、熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる運転に切り換え、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。
【００２７】
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から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる運転に切り換え、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く、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。
【００２８】
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、圧縮機構か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か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から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バイ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。
【発明の効果】
【００２９】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第１の発明では、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から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器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く、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。これにより、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可能になる。
【００３０】
第２の発明では、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か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ようにしているため、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く、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。これにより、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可能になる。
【００３１】
第３の発明では、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換器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。
第４の発明では、第２バイパス回路が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。
【００３２】
第５の発明では、膨張弁によって熱源側熱交換器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確保することができる。
第６の発明では、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を、熱源側熱交換器の上側から流入した冷媒とともに熱源側熱交換器の下部から押し出すように抜き出すことができるため、プレート式熱交換器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。
【００３３】
第７の発明では、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から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる運転に切り換え、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く、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。
【００３４】
第８の発明では、油回収運転の際に、第１バイパス回路を介して圧縮機構から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とともに圧縮機構における液圧縮を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
＜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。
【００３８】
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と利用ユニット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１２ａ（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、利用側熱交換器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・チューブ型熱交換器であり、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換器３２を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。
【００３９】
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っている。
【００４０】
＜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１２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１０２と、加圧回路１１１と、冷却器１２１と、冷却回路１２２とを備えている。
【００４１】
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２１ｄ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に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ャピラリチューブ２１ｆとを有している。キャピラリチューブ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。
【００４２】
第１切換機構２２は、熱源側熱交換器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換器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換器２３のガス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は熱源側熱交換器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はキャピラリチューブ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。
【００４３】
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、プレス加工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、熱源側熱交換器２３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切換機構２２に接続されており、液側ノズル２３ｅは熱源側膨張弁２４に接続されている。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、熱源側熱交換器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２３ｆ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からの水配管（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っている。ここで、冷水塔設備やボイラー設備から供給される水は、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ている。
【００４４】
熱源側膨張弁２４は、本実施形態において、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、熱源側熱交換器２３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。
【００４５】
第２切換機構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はキャピラリチューブ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切換機構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切換機構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。
【００４６】
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切換機構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２１の吸入側に接続されている。
【００４７】
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（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１０１は、主として、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、キャピラリチューブ１０１ｄとを有している。油戻し管１０１ａは、一端が熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器２３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、熱源側熱交換器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、一端が熱源側熱交換器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いればよいため、熱源側熱交換器２３の液側ノズル２３ｅや熱源側熱交換器２３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１０１ｂ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の下部から圧縮機構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。キャピラリチューブ１０１ｄは、熱源側熱交換器２３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。
【００４８】
第１バイパス回路１０２は、蒸発運転切換状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際に、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（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の吸入側にバイパ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に設けられたキャピラリチューブ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から圧縮機構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。
【００４９】
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、熱源側熱交換器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、キャピラリチューブ１１１ｄとを有している。加圧管１１１ａ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切換機構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１１１ｃは、冷媒が圧縮機構２１の吐出側から熱源側膨張弁２４の下流側に向かって加圧管１１１ａ内を流れることをのみを許容する弁である。キャピラリチューブ１１１ｄは、圧縮機構２１の吐出側から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。
【００５０】
冷却器１２１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、熱源側熱交換器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換器である。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重管式の熱交換器を用いることが可能である。
【００５１】
冷却回路１２２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、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において凝縮され熱源側膨張弁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１２２ｂ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。
【００５２】
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、熱源ユニット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を備えている。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や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いる。
【００５３】
＜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の一部を構成している。
【００５４】
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と接続ユニット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６３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とを有している。合流ガス接続管６５は、利用側冷媒回路１２ａの利用側熱交換器３２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換器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、利用側熱交換器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６１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を備えている。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いる。
【００５５】
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換機構としての第１切換機構２２と、圧縮機構２１の吐出側と第１切換機構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切換機構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。
【００５６】
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っているため、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が拡大されており、単一の熱源側熱交換器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っている。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、単一の熱源側熱交換器２３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っている。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いて、複数台設けられていた熱源側熱交換器の単一化が実現されている。
【００５７】
（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、利用ユニット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の熱源側熱交換器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いる場合（凝縮運転切換状態）とに運転モードを分けることができる。
【００５８】
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切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図４の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器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っている。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の利用側熱交換器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。
【００５９】
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切換機構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切換機構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。
【００６０】
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、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２に送られる。
【００６１】
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。
【００６２】
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切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構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。
【００６３】
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換器２３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いる。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、熱源側熱交換器２３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から流入して上側から流出するように構成された熱交換器（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。
【００６４】
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切換機構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切換機構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いる。
【００６５】
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２１ａ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２１ｂ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切換機構２６に送られていた高圧のガス冷媒は、第２切換機構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切換機構２２を通じて高圧のガス冷媒が熱源側熱交換器２３の上側から流入して下側に向かっ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。
【００６６】
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、利用側切換機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く、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。
【００６７】
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。例えば、油回収運転を行う条件として、第１切換機構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。
【００６８】
＜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、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させるようになっている。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の利用側熱交換器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。
【００６９】
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、熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器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。
【００７０】
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６１、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。
【００７１】
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いる。
【００７２】
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いる。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、熱源側熱交換器２３内に溜まる液冷媒の量が増加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。
【００７３】
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の吐出側から熱源側膨張弁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って、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っている。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、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、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。
【００７４】
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っている。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った冷媒を冷却器１２１によって冷却するようになっている。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く、比較的高温の冷熱源を使用することができる。しかも、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、１２ｃ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１２２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。
【００７５】
＜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、利用ユニット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の熱源側熱交換器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切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器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っている。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の利用側熱交換器３２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３の利用側熱交換器３２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。利用ユニット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いる。
【００７６】
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切換機構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切換機構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。
【００７７】
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。
【００７８】
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の利用側熱交換器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に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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構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、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。
【００８２】
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、利用ユニット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。
【００８３】
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切換機構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切換機構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っている。
【００８４】
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２１ａ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２１ｂ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っ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切換機構２２を通じて高圧のガス冷媒が熱源側熱交換器２３の上側から流入して下側に向かっ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。
【００８５】
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、利用側切換機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く、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。
【００８６】
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。
【００８７】
＜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、利用ユニット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の熱源側熱交換器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切換機構２２を凝縮運転切換状態（図９の第１切換機構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切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器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っている。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。接続ユニット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６７、７７を開けることによって、利用ユニット３、４の利用側熱交換器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の利用側熱交換器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、利用側熱交換器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。
【００８８】
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及び第２切換機構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、熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器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。
【００８９】
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切換機構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の利用側熱交換器５２に送られる。
【００９０】
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の利用側熱交換器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。
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。
【００９１】
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、利用側熱交換器３２、４２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の合流ガス接続管６５、７５に送られる。
【００９２】
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。
【００９３】
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、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、利用ユニット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。
【００９４】
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いる。
【００９５】
（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から流出するように構成された熱源側熱交換器２３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切換機構２２及び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）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、接続ユニット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、冷媒が下側から流入して上側から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換器２３内に溜まり込むことになる。
【００９６】
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２４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換器２３に流入させて、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切換機構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く、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。
【００９７】
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、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器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。
【００９８】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【００９９】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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構において圧縮される冷媒量が増加して利用側熱交換器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を解消することができる。
【０１００】
（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の上側から流入した冷媒とともに熱源側熱交換器２３の下部から押し出すように抜き出すことができるため、プレート式熱交換器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。
【０１０１】
（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。
【０１０２】
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換器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。
【０１０３】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【０１０４】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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加して複数の利用側冷媒回路全体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を解消することができる。
【０１０５】
（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１２１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った冷媒を冷却器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く、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【０１０６】
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能になる。
【０１０７】
（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、熱源側熱交換器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。
【０１０８】
（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が、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から熱源側熱交換器２３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い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換器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、バイパス管１０３ａは、液冷媒管の利用側熱交換器３２、４２、５２と熱源側膨張弁２４との間の位置から圧縮機構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ではなく、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。
【０１０９】
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換器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。
【０１１０】
（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が、例えば、熱源側熱交換器２３の凝縮能力の制御の制御幅は確保されているが、熱源側熱交換器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。
【０１１１】
（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切換機構２２及び第２切換機構２６として三方弁を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【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】熱源側熱交換器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】
【０１１４】
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（利用側切換機構）
７６、７７、８７  低圧ガス開閉弁（利用側切換機構）
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
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月14日(2005.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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）と、利用側熱交換器（３２、４２、５２）と、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器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、
前記圧縮機構か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（１０１）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いる状態から、前記第１バイパス回路を介して前記圧縮機構から吐出される冷媒を前記圧縮機構の吸入側にバイパスし、前記熱源側熱交換器を前記圧縮機構から吐出される冷媒が上側から流入して下側から流出する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、前記圧縮機構から吐出される冷媒を前記熱源側熱交換器に上側から流入させて、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）。
【請求項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）と、利用側熱交換器（３２、４２、５２）と、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器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が上側から流入して下側から流出する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か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換機構（６６、６７、７６、７７、８６、８７）と、前記利用側熱交換器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、
前記圧縮機構か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（１０１）とを備え、
前記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状態から、前記第１バイパス回路を介して前記圧縮機構から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、前記圧縮機構から吐出される冷媒を前記熱源側熱交換器に上側から流入させて、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）。
【請求項３】
前記液冷媒管には、前記利用側熱交換器（３２、４２、５２）と前記膨張弁（２４）との間に接続されており、前記液冷媒管から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）が設けられており、
前記油回収運転を行う際に、前記液冷媒管を流れる冷媒は、前記第２バイパス回路を介して前記圧縮機構の吸入側に送られる、
請求項１又は２に記載の空気調和装置（１）。
【請求項４】
前記液冷媒管には、前記利用側熱交換器（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から冷媒を前記圧縮機構（２１）の吸入側に送るように設けられている、請求項３に記載の空気調和装置（１）。
【請求項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）。
【請求項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）。
【請求項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）と、利用側熱交換器（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（１０１）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いる状態から、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が上側から流入して下側から流出する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上側から流入させて、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）。
【請求項８】
前記圧縮機構か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か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、
請求項７に記載の空気調和装置（１）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【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から流出するように構成された熱源側熱交換器を含んでおり、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から流入して上側から流出するように構成された熱交換器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。）。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いために２層に分離して冷媒の液面の上に浮いた状態で溜まった冷凍機油を冷媒の液面付近から抜き出して圧縮機の吸入側に戻すようにしている。
【０００３】
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。）。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、暖房運転時や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、利用側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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。
【０００４】
また、上述の空気調和装置においては、例えば、冷房運転時や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、膨張弁におい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。）。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の空気調和装置において、冷媒の蒸発器として機能する場合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プレート熱交換器等の熱交換器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、利用側熱交換器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から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、複数の熱源側熱交換器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。
【０００６】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、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、利用側熱交換器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換器を設けることなく、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い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、熱源側熱交換器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換器の上側から下側に向かって流れるようにすることで、熱源側熱交換器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ってしまうため、室内の快適性を損なうおそれがある。
【０００７】
また、上述の空気調和装置において、冷媒回路に加圧回路を設けることによって、熱源側熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させる場合に、膨張弁におい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換器に送られる冷媒が気液二相流になり、しかも、膨張弁の開度を小さくなる程、加圧回路から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、熱源側熱交換器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換器の台数を減らすことによって凝縮能力を小さくしたり、複数の熱源側熱交換器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換器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。
【０００８】
このため、複数の熱源側熱交換器を設置する分だけ部品点数の増加及びコストアップが生じ、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、利用側熱交換器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。
【０００９】
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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。第１バイパス回路は、圧縮機構か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、熱源側熱交換器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状態から、第１バイパス回路を介して圧縮機構から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器を圧縮機構から吐出される冷媒が上側から流入して下側から流出する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上側から流入させて、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。
【００１１】
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、熱源側熱交換器において凝縮され膨張弁を通過した後に、利用側熱交換器に送られる。この冷媒は、利用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。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、熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる運転を行う場合には、冷媒が下側から流入して上側から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。
【００１２】
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状態から、第１バイパス回路を介して圧縮機構から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器を圧縮機構から吐出される冷媒が上側から流入して下側から流出する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上側から流入させて、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く、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。
【００１３】
このように、この空気調和装置では、利用側熱交換器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可能になる。
【００１４】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【００１５】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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構において圧縮される冷媒量が増加して利用側熱交換器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を解消することができる。
【００１６】
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が上側から流入して下側から流出する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、圧縮機構か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、熱源側熱交換器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状態から、第１バイパス回路を介して圧縮機構か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上側から流入させて、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。
【００１７】
この空気調和装置では、冷房運転等を行う場合のように、熱源側切換機構を凝縮運転切換状態にすることにより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、熱源側熱交換器に送られて熱源側熱交換器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、高圧ガス冷媒管を通じて、利用側切換機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換器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換器において蒸発され、圧縮機構に吸入される。ここで、熱源側切換機構を蒸発運転切換状態にして運転を行う場合には、冷媒が下側から流入して上側から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。
【００１８】
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状態から、第１バイパス回路を介して圧縮機構か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上側から流入させて、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、熱源側切換機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く、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。
【００１９】
このように、この空気調和装置では、利用側熱交換器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可能になる。
【００２０】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【００２１】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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構において圧縮される冷媒量が増加して利用側熱交換器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を解消することができる。
【００２２】
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、利用側熱交換器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。油回収運転を行う際に、液冷媒管を流れる冷媒は、第２バイパス回路を介して圧縮機構の吸入側に送られる。
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換器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。
【００２３】
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、利用側熱交換器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。
【００２４】
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。
【００２５】
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換器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換器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確保することができる。
【００２６】
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、熱源側熱交換器は、プレート式熱交換器である。
この空気調和装置では、熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を、熱源側熱交換器の上側から流入した冷媒とともに熱源側熱交換器の下部から押し出すように抜き出すことができるため、プレート式熱交換器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。
【００２７】
第７の発明にかかる空気調和装置は、冷媒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と、利用側熱交換器とを含んでおり、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、熱源側熱交換器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状態から、熱源側熱交換器を圧縮機構から吐出される冷媒が上側から流入して下側から流出する凝縮器として機能させる運転に切り換え、圧縮機構から吐出される冷媒を熱源側熱交換器に上側から流入させて、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。
【００２８】
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状態から、第１バイパス回路を介して圧縮機構から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器を圧縮機構から吐出される冷媒が上側から流入して下側から流出する凝縮器として機能させる運転に切り換え、圧縮機構から吐出される冷媒を熱源側熱交換器に上側から流入させて、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く、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。
【００２９】
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、圧縮機構か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か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から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バイ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。
【発明の効果】
【００３０】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第１の発明では、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状態から、第１バイパス回路を介して圧縮機構から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器を圧縮機構から吐出される冷媒が上側から流入して下側から流出する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上側から流入させて、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く、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。これにより、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可能になる。
【００３１】
第２の発明では、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状態から、第１バイパス回路を介して圧縮機構か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上側から流入させて、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く、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。これにより、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可能になる。
【００３２】
第３の発明では、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換器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。
第４の発明では、第２バイパス回路が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。
【００３３】
第５の発明では、膨張弁によって熱源側熱交換器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確保することができる。
第６の発明では、熱源側熱交換器内に溜まった冷凍機油を、熱源側熱交換器の上側から流入した冷媒とともに熱源側熱交換器の下部から押し出すように抜き出すことができるため、プレート式熱交換器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。
【００３４】
第７の発明では、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状態から、第１バイパス回路を介して圧縮機構から吐出される冷媒を圧縮機構の吸入側にバイパスし、熱源側熱交換器を圧縮機構から吐出される冷媒が上側から流入して下側から流出する凝縮器として機能させる運転に切り換え、圧縮機構から吐出される冷媒を熱源側熱交換器に上側から流入させて、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く、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。
【００３５】
第８の発明では、油回収運転の際に、第１バイパス回路を介して圧縮機構から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とともに圧縮機構における液圧縮を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
＜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。
【００３９】
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と利用ユニット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１２ａ（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、利用側熱交換器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・チューブ型熱交換器であり、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換器３２を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。
【００４０】
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っている。
【００４１】
＜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１２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１０２と、加圧回路１１１と、冷却器１２１と、冷却回路１２２とを備えている。
【００４２】
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２１ｄ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に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ャピラリチューブ２１ｆとを有している。キャピラリチューブ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。
【００４３】
第１切換機構２２は、熱源側熱交換器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換器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換器２３のガス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は熱源側熱交換器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はキャピラリチューブ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。
【００４４】
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、プレス加工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、熱源側熱交換器２３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切換機構２２に接続されており、液側ノズル２３ｅは熱源側膨張弁２４に接続されている。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、熱源側熱交換器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２３ｆ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からの水配管（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っている。ここで、冷水塔設備やボイラー設備から供給される水は、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ている。
【００４５】
熱源側膨張弁２４は、本実施形態において、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、熱源側熱交換器２３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。
【００４６】
第２切換機構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はキャピラリチューブ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切換機構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切換機構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。
【００４７】
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切換機構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２１の吸入側に接続されている。
【００４８】
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（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１０１は、主として、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、キャピラリチューブ１０１ｄとを有している。油戻し管１０１ａは、一端が熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器２３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、熱源側熱交換器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、一端が熱源側熱交換器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いればよいため、熱源側熱交換器２３の液側ノズル２３ｅや熱源側熱交換器２３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１０１ｂ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の下部から圧縮機構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。キャピラリチューブ１０１ｄは、熱源側熱交換器２３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。
【００４９】
第１バイパス回路１０２は、蒸発運転切換状態、すなわち、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際に、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（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の吸入側にバイパ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に設けられたキャピラリチューブ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から圧縮機構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。
【００５０】
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、熱源側熱交換器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、キャピラリチューブ１１１ｄとを有している。加圧管１１１ａ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切換機構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１１１ｃは、冷媒が圧縮機構２１の吐出側から熱源側膨張弁２４の下流側に向かって加圧管１１１ａ内を流れることをのみを許容する弁である。キャピラリチューブ１１１ｄは、圧縮機構２１の吐出側から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。
【００５１】
冷却器１２１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、熱源側熱交換器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換器である。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重管式の熱交換器を用いることが可能である。
【００５２】
冷却回路１２２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、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において凝縮され熱源側膨張弁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１２２ｂ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。
【００５３】
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、熱源ユニット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を備えている。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や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いる。
【００５４】
＜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の一部を構成している。
【００５５】
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と接続ユニット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６３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とを有している。合流ガス接続管６５は、利用側冷媒回路１２ａの利用側熱交換器３２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換器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、利用側熱交換器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６１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を備えている。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いる。
【００５６】
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換機構としての第１切換機構２２と、圧縮機構２１の吐出側と第１切換機構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切換機構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。
【００５７】
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っているため、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が拡大されており、単一の熱源側熱交換器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っている。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、単一の熱源側熱交換器２３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っている。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いて、複数台設けられていた熱源側熱交換器の単一化が実現されている。
【００５８】
（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、利用ユニット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の熱源側熱交換器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いる場合（凝縮運転切換状態）とに運転モードを分けることができる。
【００５９】
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切換機構２６を暖房負荷要求運転状態（図４の第２切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器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っている。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の利用側熱交換器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。
【００６０】
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切換機構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切換機構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。
【００６１】
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、利用ユニット３、４、５の利用側熱交換器３２、４２、５２に送られる。
【００６２】
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。
【００６３】
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切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構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。
【００６４】
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換器２３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いる。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、熱源側熱交換器２３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から流入して上側から流出するように構成された熱交換器（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。
【００６５】
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切換機構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切換機構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いる。
【００６６】
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２１ａ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２１ｂ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切換機構２６に送られていた高圧のガス冷媒は、第２切換機構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切換機構２２を通じて高圧のガス冷媒が熱源側熱交換器２３の上側から流入して下側に向かっ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。
【００６７】
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、利用側切換機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く、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。
【００６８】
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。例えば、油回収運転を行う条件として、第１切換機構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。
【００６９】
＜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、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させるようになっている。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の利用側熱交換器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。
【００７０】
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、熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器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。
【００７１】
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６１、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。
【００７２】
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いる。
【００７３】
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いる。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、熱源側熱交換器２３内に溜まる液冷媒の量が増加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。
【００７４】
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の吐出側から熱源側膨張弁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って、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っている。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、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、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。
【００７５】
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っている。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った冷媒を冷却器１２１によって冷却するようになっている。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く、比較的高温の冷熱源を使用することができる。しかも、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、１２ｃ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１２２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。
【００７６】
＜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、利用ユニット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の熱源側熱交換器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切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器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っている。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の利用側熱交換器３２を蒸発器として機能させるとともに、利用ユニット３の利用側熱交換器３２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。利用ユニット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いる。
【００７７】
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切換機構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切換機構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。
【００７８】
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。
【００７９】
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の利用側熱交換器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に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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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切換機構２２に送られる。そして、第１切換機構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、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。
【００８３】
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、利用ユニット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。
【００８４】
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切換機構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切換機構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っている。
【００８５】
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２１ａ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２１ｂ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っ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切換機構２２を通じて高圧のガス冷媒が熱源側熱交換器２３の上側から流入して下側に向かっ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。
【００８６】
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、利用側切換機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く、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。
【００８７】
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。
【００８８】
＜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、利用ユニット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の熱源側熱交換器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切換機構２２を凝縮運転切換状態（図９の第１切換機構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切換機構２６の破線で示された状態）に切り換えることによって、熱源側熱交換器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っている。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。接続ユニット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６７、７７を開けることによって、利用ユニット３、４の利用側熱交換器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の利用側熱交換器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、利用側熱交換器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。
【００８９】
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及び第２切換機構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、熱源側熱交換器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、熱源側熱交換器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。
【００９０】
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切換機構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の利用側熱交換器５２に送られる。
【００９１】
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の利用側熱交換器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。
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。
【００９２】
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、利用側熱交換器３２、４２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の合流ガス接続管６５、７５に送られる。
【００９３】
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。
【００９４】
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、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、利用ユニット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。
【００９５】
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いる。
【００９６】
（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から流出するように構成された熱源側熱交換器２３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切換機構２２及び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）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、接続ユニット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、冷媒が下側から流入して上側から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換器２３内に溜まり込むことになる。
【００９７】
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２４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換器２３に流入させて、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切換機構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く、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。
【００９８】
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、熱源側熱交換器２３内における冷媒の液面が低下しても、熱源側熱交換器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。
【００９９】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【０１００】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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構において圧縮される冷媒量が増加して利用側熱交換器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を解消することができる。
【０１０１】
（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の上側から流入した冷媒とともに熱源側熱交換器２３の下部から押し出すように抜き出すことができるため、プレート式熱交換器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。
【０１０２】
（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。
【０１０３】
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換器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。
【０１０４】
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、熱源側熱交換器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、複数の熱源側熱交換器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、単一の熱源側熱交換器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。
【０１０５】
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換器の単一化が実現できていなかった空気調和装置において、熱源側熱交換器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換器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加して複数の利用側冷媒回路全体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を解消することができる。
【０１０６】
（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１２１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った冷媒を冷却器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く、比較的高温の冷熱源を使用することができる。
【０１０７】
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能になる。
【０１０８】
（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、熱源側熱交換器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。
【０１０９】
（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が、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から熱源側熱交換器２３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い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換器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、バイパス管１０３ａは、液冷媒管の利用側熱交換器３２、４２、５２と熱源側膨張弁２４との間の位置から圧縮機構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ではなく、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。
【０１１０】
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換器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。
【０１１１】
（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が、例えば、熱源側熱交換器２３の凝縮能力の制御の制御幅は確保されているが、熱源側熱交換器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。
【０１１２】
（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切換機構２２及び第２切換機構２６として三方弁を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【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】熱源側熱交換器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】
【０１１５】
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（利用側切換機構）
７６、７７、８７  低圧ガス開閉弁（利用側切換機構）
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