(57)【要約】      （修正有）【課題】冷媒のショートカットを防止しつつ頻繁な暖房運転の中断が発生しないようにした空気調和装置を提供する。【解決手段】空気調和装置１が暖房運転を行うとき、ＣＰＵ２１０は、第１四方弁２２ａを実線で示す状態、すなわち、第１四方弁２２ａのポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り替える。また、ＣＰＵ２１０は、第２四方弁２２ｂが実線で示す状態、すなわち、第２四方弁２２ｂのポートｅとポートｈとが連通するよう、また、ポートｆとポートｇとが連通するよう、切り替える。これにより、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂが蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能する。また、ＣＰＵ２１０は、電磁開閉弁２８を開とする。【選択図】図２
2015222157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機と室内機とを有し、前記室外機と前記室内機とがガス管と液管とによって接続される空気調和装置であって、
前記室外機は、圧縮機と、同圧縮機の冷媒吐出側に接続された吐出管と、前記圧縮機の冷媒吸入側に接続された吸入管と、室外機ガス管と、室内機液管と、複数の室外熱交換器ユニットとを有し、
前記室外熱交換器ユニットは、室外熱交換器と、四方弁と、同四方弁の第１のポートと前記吐出管とを接続する吐出分管と、前記四方弁の第２のポートと前記室外熱交換器の一方の冷媒出入口とを接続する接続配管と、前記四方弁の第３のポートと前記吸入管とを接続する吸入分管と、前記四方弁の第４のポートと前記室外機ガス管とを接続するガス分管と、前記室外熱交換器の他方の冷媒出入口と前記室外機液管とを接続する液分管とを有し、
複数の前記室外熱交換器ユニットのうち少なくとも一つの室外熱交換器ユニットが有する前記吐出分管または前記ガス分管のうちいずれか一方に開閉手段を設けたことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の流路切替手段と複数の室外熱交換器とを備えた室外機を有する空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の流路切替手段（例えば、四方弁）と複数の室外熱交換器とを備えた室外機を有する空気調和装置が提案されている。このような空気調和装置として、例えば、図４に示すように、圧縮機３１０と、二つの四方弁３２０ａ、３２０ｂと、二つの室外熱交換器３３０ａ、３３０ｂと、電磁弁３５０と、逆止弁３４０とを有する室外機と、膨張弁４２０と、室内熱交換器４３０とを有する室内機とで構成されるものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
電磁弁３５０は、室外熱交換器３３０ｂと膨張弁４１０の間を接続する配管に設けられている。逆止弁３４０は、四方弁３２０ａと室内熱交換器４２０の間を接続する配管と、四方弁３２０ｂとの間を接続する配管の途中に設けられている。圧縮機３１０の吐出口より繋がる配管には第１の分岐点３６０が、四方弁３２０ａ、３２０ｂおよび室外熱交換器３３０ａ、３３０ｂの並列回路から膨張弁４１０に繋がる配管には第２の分岐点３７０が、室内熱交換器４２０から四方弁３２０ａ、３２０ｂに繋がる配管には第３の分岐点３８０が、分岐点３８０から四方弁３２０ｂを経て圧縮機３１０の吸入口に繋がる配管には第４の分岐点３９０が、それぞれ設けられている。
【０００４】
上述した空気調和装置では、冷媒を流す室外熱交換器の枚数を制御することで、低負荷運転時に室外熱交換器の容量制御を行える。例えば、室外機に接続されている室内機の空調負荷が小さくかつ外気温度が高い状態における暖房運転では、室外熱交換器３３０ａ、３３０ｂにおける蒸発能力が過剰となる場合がある。また、室内機の空調負荷が小さくかつ外気温度が低い状態における冷房運転では、室外熱交換器３３０ａ、３３０ｂにおける凝縮能力が過剰となる場合がある。これらの場合は、開閉弁３５０を閉とすることで、室外熱交換器３３０ｂに冷媒が流れないようにすることで、蒸発能力あるいは凝縮能力を低減する。
【０００５】
一方、室外熱交換器３３０ａ、３３０ｂで機能を異ならせる、例えば、室外熱交換器３３０ａが凝縮器として機能するよう四方弁３２０ａを切り替え、室外熱交換器３３０ｂが蒸発器として機能するよう四方弁３２０ｂ切り替えて、空気調和装置を運転する場合がある。例えば、低外気温度（０℃以下）で空気調和装置を起動するときは、冷媒寝込み（圧縮機３１０の冷凍機油に冷媒が溶解した状態）を解消するために、圧縮機３１０を所定の回転数で駆動して圧縮機３１０が早く暖まるよう制御する。このとき、圧縮機３１０内部の圧力、つまり、圧縮機３１０の吐出圧力（高圧）が上昇することで冷媒寝込みが発生する虞がある。また、空気調和装置の起動時は、圧縮機３１０から冷媒とともに冷媒回路に吐出される冷凍機油量に対して圧縮機３１０に吸入される（冷媒回路から圧縮機３１０に戻ってくる）冷凍機油量が少ないため、圧縮機３１０で冷凍機油が不足して潤滑不良を招く虞がある。
【０００６】
以上のような場合に、室外熱交換器３３０ａが凝縮器、室外熱交換器３３０ｂが蒸発器として機能するよう、四方弁３２０ａおよび四方弁３２０ｂを切り替える。このように冷媒回路を切り替えれば、室外熱交換器３３０ａが凝縮器として機能していることによって圧縮機３１０の吐出圧力が低下し、吐出圧力の上昇に起因する冷媒寝込みを抑制できる。また、圧縮機３１０から吐出された冷媒が、四方弁３２０ａ→室外熱交換器３３０ａ→第２の分岐点３７０→室外熱交換器３３０ｂ→四方弁３２０ｂ、の順に流れて圧縮機３１０に吸入されることによって、冷媒が室内機を循環して圧縮機３１０に吸入される場合と比べて早く圧縮機３１０に戻るので、冷媒とともに圧縮機３１０から吐出された冷凍機油も早く圧縮機３１０に戻り、潤滑不良を回避できる。
【０００７】
室外熱交換器３３０ａが凝縮器、室外熱交換器３３０ｂが蒸発器として機能するようにして空気調和装置を運転しているときは、四方弁３２０ｂが切り替わることによって、圧縮機３１０から吐出された冷媒の一部が、四方弁３２０ｂ→第３の分岐点３８０→四方弁３２０ａ→第４の分岐点３９０と流れて圧縮機３１０に吸入される（以降、冷媒のショートカットと記載する場合がある）という問題がある。
【０００８】
しかし、この空気調和装置には、上述したように、四方弁３２０ｂと第３の分岐点とを繋ぐ配管に逆止弁３４０が設けられており、かつ、逆止弁３４０は、低圧側（第３の分岐点側）から高圧側（四方弁３２０ｂ側）への冷媒の流れのみ許容するように配置されている。これにより、室外熱交換器３３０ａが凝縮器、室外熱交換器３３０ｂが蒸発器として機能するよう、四方弁３２０ａおよび四方弁３２０ｂをそれぞれ切り替えても、四方弁３２０ｂから第３の分岐点３８０に向かって流れる冷媒が逆止弁３４０によって堰き止められるので、冷媒のショートカットが発生しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−４９０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の空気調和装置において暖房運転を行うとき、室外熱交換器３３０ａと室外熱交換器３３０ｂとを蒸発器として機能させるよう、四方弁３２０ａと四方弁３２０ｂとがそれぞれ切り替えられる。このとき、圧縮機３１０から吐出された冷媒は、四方弁３２０ａ側と四方弁３２０ｂ側とに分流し、四方弁３２０ａに流入した冷媒は室内熱交換器４２０に流入する。
【００１１】
一方、四方弁３２０ｂに流入した冷媒は、四方弁３２０ｂと第３の分岐点とを繋ぐ配管に設けられた逆止弁３４０によって堰き止められる。このため、冷媒および冷媒とともに圧縮機３１０から吐出された冷凍機油は、第１の分岐点３６０から逆止弁３４０までの間の配管に滞留する。そして、この状態が継続すれば、圧縮機３１０で冷凍機油が不足する虞があった。また、冷凍機油不足を解消するために、一旦暖房運転を停止し室外熱交換器３３０ａと室外熱交換器３３０ｂとを凝縮器として機能させるよう、四方弁３２０ａと四方弁３２０ｂとをそれぞれ切り替えて（つまり、冷媒回路を冷房運転時の状態として）油戻し運転を行うことが考えられるが、上述した冷凍機油不足の問題は暖房運転を行う度に発生するので、油戻し運転の頻度が多くなり、暖房運転が頻繁に中断され使用者の快適性を損なう虞があった。
【００１２】
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、冷媒のショートカットを防止しつつ頻繁な暖房運転の中断が発生しないようにした空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、室外機と室内機とを有し、室外機と室内機とがガス管と液管とによって接続されるものであって、室外機は、圧縮機と、圧縮機の冷媒吐出側に接続された吐出管と、圧縮機の冷媒吸入側に接続された吸入管と、室外機ガス管と、室内機液管と、複数の室外熱交換器ユニットとを有している。室外熱交換器ユニットは、室外熱交換器と、四方弁と、四方弁の第１のポートと吐出管とを接続する吐出分管と、四方弁の第２のポートと室外熱交換器の一方の冷媒出入口とを接続する接続配管と、四方弁の第３のポートと吸入管とを接続する吸入分管と、四方弁の第４のポートと室外機ガス管とを接続するガス分管と、室外熱交換器の他方の冷媒出入口と室外機液管とを接続する液分管とを有している。そして、複数の室外熱交換器ユニットのうち少なくとも一つの室外熱交換器ユニットが有する吐出分管またはガス分管のうちいずれか一方に開閉手段を設けている。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、複数の室外熱交換器のうち少なくとも１つの室外熱交換器を蒸発器として機能させ、残りの室外熱交換器を凝縮器として機能させるときに、開閉手段が設けられた吐出分管あるいは開閉手段が設けられたガス分管が設けられた室外熱交換器ユニットの室外熱交換器を蒸発器として機能させるよう当該四方弁を切り替えるとともに、開閉手段を閉じる。これにより、冷媒のショートカットを防止できる。また、複数の室外熱交換器を全て蒸発器として機能させるとき、つまり、暖房運転を行うときは、開閉手段を開くことによって冷凍機油の滞留を防止できるので、圧縮機の冷凍機油不足や油戻し運転による暖房運転の頻繁な中断を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態における、冷房運転を行うときの空気調和装置の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施形態における、暖房運転を行うときの空気調和装置の冷媒回路図である。
【図３】本発明の実施形態における、凝縮器−蒸発器混在運転を行うときの空気調和装置の冷媒回路図である。
【図４】従来の空気調和装置の冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に３台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【実施例】
【００１７】
図１に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、屋外に設置される１台の室外機２と、屋内に設置され、室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機５ａ〜５ｃとを備えている。詳細には、液管８は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各液管接続部５３ａ〜５３ｃに、それぞれ接続されている。また、ガス管９は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各ガス管接続部５４ａ〜５４ｃに、それぞれ接続されている。以上により、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成されている。
【００１８】
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、第１四方弁２２ａと、第２四方弁２２ｂと、第１室外熱交換器２３ａと、第２室外熱交換器２３ｂと、第１室外膨張弁２４ａと、第２室外膨張弁２４ｂと、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、室外ファン２７と、開閉手段である電磁開閉弁２８とを備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。
【００１９】
圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側には吐出管４１の一端が接続されており、吐出管４１の他端は第１吐出分管４１ａと第２吐出分管４１ｂとに分岐している。第１吐出分管４１ａは後述する第１四方弁２２ａのポートａに接続されており、第２吐出分管４１ｂは後述する第２四方弁２２ｂのポートｅに接続されている。
【００２０】
また、圧縮機２１の冷媒吸入側には吸入管４２の一端が接続されており、吸入管４２の他端は第１吸入分管４２ａと第２吸入分管４２ｂとに分岐している。第１吸入分管４２ａは後述する第１四方弁２２ａのポートｃに接続されており、第２吸入分管４２ｂは後述する第２四方弁２２ｂのポートｇに接続されている。
【００２１】
第１四方弁２２ａおよび第２四方弁２２ｂは、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、第１四方弁２２ａはａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを、第２四方弁２２ｂはｅ、ｆ、ｇ、ｈの４つのポートを、それぞれ備えている。第１四方弁２２ａではポートａ、ｂ、ｃ、ｄの順に、また、第２四方弁２２ｂではポートｅ、ｆ、ｇ、ｈの順に、本発明における四方弁の第１、第２、第３、第４ポートに相当する。第１四方弁２２ａでは、ポートａには、上述したように第１吐出分管４１ａが接続されている。ポートｂは、第１室外熱交換器２３ａの一方の冷媒出入口と第１接続配管４３ａで接続されている。ポートｃには、上述したように第１吸入分管４２ａが接続されている。そして、ポートｄには、第１ガス分管４５ａの一端が接続されている。
【００２２】
一方、第２四方弁２２ｂでは、ポートｅには、上述したように第２吐出分管４１ｂが接続されている。ポートｆは、第２室外熱交換器２３ｂの一方の冷媒出入口と第２接続配管４３ｂで接続されている。ポートｇには、上述したように第２吸入分管４２ｂが接続されている。そして、ポートｈには、第２ガス分管４５ｂの一端が接続されている。
尚、第１ガス分管４５ａの他端と第２ガス分管４５ｂの他端とは、各々室外機ガス管４５の一端に接続され、室外機ガス管４５の他端は閉鎖弁２６に接続されている。
【００２３】
第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂは、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気とを熱交換させるものである。第１室外熱交換器２３ａの一方の冷媒出入口は、上述したように第１四方弁２２ａのポートｂに第１接続配管４３ａで接続され、他方の冷媒出入口には第１液分管４４ａの一端が接続されている。
【００２４】
また、第２室外熱交換器２３ｂの一方の冷媒出入口は、上述したように第２四方弁２２ｂのポートｆに第２接続配管４３ｂで接続され、他方の冷媒出入口には第２液分管４４ｂの一端が接続されている。
尚、第１液分管４４ａの他端と第２液分管４４ｂの他端とは、各々室外機液管４４の一端に接続され、室外機液管４４の他端は閉鎖弁２５に接続されている。
【００２５】
第１室外膨張弁２４ａおよび第２室外膨張弁２４ｂは、電子膨張弁である。第１室外膨張弁２４ａは、第１液分管４４ａに設けられており、その開度が調整されることで、第１室外熱交換器２３ａに流入する冷媒量、あるいは、第１室外熱交換器２３ａから流出する冷媒量を調整する。第２室外膨張弁２４ｂは、第２液分管４４ｂに設けられており、その開度が調整されることで、第２室外熱交換器２３ｂに流入する冷媒量、あるいは、第２室外熱交換器２３ｂから流出する冷媒量を調整する。
【００２６】
室外ファン２７は樹脂材で形成されており、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂの近傍に配置されている。室外ファン２７は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、第１室外熱交換器２３ａや第２室外熱交換器２３ｂにおいて冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。
【００２７】
電磁開閉弁２８は、第２吐出分管４１ｂに設けられている。電磁開閉弁２８が開閉することで、第２吐出分管４１ｂを冷媒が流れるよう、あるいは、冷媒が流れないようにできる。
尚、第１室外熱交換器２３ａと、第１四方弁２２ａと、第１吐出分管４１ａと、第１接続配管４３ａと、第１吸入分管４２ａと、第１ガス分管４５ａと、第１液分管４４ａとで、第１室外熱交換器ユニット２０ａが構成され、第２室外熱交換器２３ｂと、第２四方弁２２ｂと、第２吐出分管４１ｂと、第２接続配管４３ｂと、第２吸入分管４２ｂと、第２ガス分管４５ｂと、第２液分管４４ｂとで、第２室外熱交換器ユニット２０ｂが構成される。これら第１室外熱交換器ユニット２０ａおよび第２室外熱交換器ユニット２０ｂが、本発明における複数の室外熱交換器ユニットに相当する。
【００２８】
以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。吸入管４２には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３４とが設けられている。
【００２９】
第１液分管４４ａにおける第１室外熱交換器２３ａと第１室外膨張弁４４ａとの間には、第１室外熱交換器２３ａに流入する、または、第１室外熱交換器２３ａから流出する冷媒の温度を検出する第１熱交温度センサ３５ａが設けられている。また、第２液分管４４ｂにおける第２室外熱交換器２３ｂと第２室外膨張弁４４ｂとの間には、第２室外熱交換器２３ｂに流入する、または、第２室外熱交換器２３ｂから流出する冷媒の温度を検出する第２熱交温度センサ３５ｂが設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３６が備えられている。
【００３０】
また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１の拡大図に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０とを備えている。
【００３１】
記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７の制御状態等を記憶している。通信部２３０は、室内機５ａ〜５ｃとの通信を行うためのインターフェイスである。
【００３２】
ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果を取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｃから送信される制御信号を通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、第１四方弁２２ａや第２四方弁２２ｂの切り換え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、第１室外膨張弁２４ａや第２室外膨張弁２４ｂの開度制御を行う。
【００３３】
次に、３台の室内機５ａ〜５ｃについて説明する。３台の室内機５ａ〜５ｃは、それぞれ室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａ〜５３ｃと、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４ａ〜５４ｃと、室内ファン５５ａ〜５５ｃとを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｃを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｃを構成している。
【００３４】
尚、室内機５ａ〜５ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。また、図１では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂおよびｃにそれぞれ変更したものが、室外機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。
【００３５】
室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａの回転により図示しない吸込口から室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａに室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａには、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。
【００３６】
室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは電子膨張弁であり、その開度を調整することによって室内熱交換器５１ａに流れる冷媒量を調整することができる。室内膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合は、その開度が要求される冷房能力に応じて調整され、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合は、その開度が要求される暖房能力に応じて調整される。
【００３７】
室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａ内に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ供給する。
【００３８】
以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。そして、室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａ内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６３ａが備えられている。
【００３９】
尚、図示は省略するが室内機５ａの電装品箱に格納された制御基板には、室内機制御手段が搭載されている。室内機制御手段には、液側温度センサ６１ａやガス側温度センサ６２ａや室内温度センサ６３ａで検出した検出値が入力され、また、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転条件（設定温度や風量等）を含んだ信号が入力される。室内機制御手段は、これら入力された各種情報や後述する室外機制御手段２００から送信される制御信号に基づいて、室内膨張弁５２ａの開度制御や、室内ファン５５ａの駆動制御を行う。
【００４０】
次に、本実施形態における空気調和装置１の運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１乃至図３を用いて説明する。本実施形態における空気調和装置１は、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の冷房を行う冷房運転と、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の暖房を行う暖房運転と、空気調和装置１の起動時に、第１室外熱交換器２３ａを凝縮器として、第２室外熱交換器２３ｂを蒸発器としてそれぞれ機能させ、起動時の圧縮機１における冷凍機油不足を抑制するための混在運転とを行うことができる。
【００４１】
以下、冷房運転、暖房運転、混在運転の順に、空気調和装置１の各運転時の動作について、適宜図１乃至図３を用いて説明する。尚、以下の説明では、図１乃至図３において、矢印は冷媒回路１００における冷媒の流れを示している。また、凝縮器として機能する熱交換器はハッチングを付し、蒸発器として機能する熱交換器は白抜きで図示している。さらには、電磁開閉弁２８および各膨張弁の開閉状態については、閉じている場合を黒塗りで、開いている場合を白抜きでそれぞれ図示している。
【００４２】
＜冷房運転＞
まず、冷房運転における空気調和装置１の動作について図１を用いて説明する。冷房運転を行うとき、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、第１四方弁２２ａを実線で示す状態、すなわち、ポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り替える。また、ＣＰＵ２１０は、第２四方弁２２ｂを実線で示す状態、すなわち、ポートｅとポートｆとが連通するよう、また、ポートｇとポートｈとが連通するよう、切り替える。これにより、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂが凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能する。また、ＣＰＵ２１０は、電磁開閉弁２８を開とする。
【００４３】
冷媒回路１００が上記の状態となっているとき、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて第１吐出分管４１ａと第２吐出分管４１ｂとに分流する。第１吐出分管４１ａを流れる冷媒は第１四方弁２２ａに流入し、第１四方弁２２ａから第１接続配管４３ａを流れて第１室外熱交換器２３ａに流入する。第１室外熱交換器２３ａに流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。第１室外熱交換器２３ａから流出した冷媒は第１液分管４４ａを流れ、全開とされている第１室外膨張弁２４ａを介して室外機液管４４に流れ、閉鎖弁２５を介して液管８に流入する。
【００４４】
一方、第２吐出分管４１ｂを流れる冷媒は開とされている電磁開閉弁２８を介して第２四方弁２２ｂに流入し、第２四方弁２２ｂから第２接続配管４３ｂを流れて第２室外熱交換器２３ｂに流入する。第２室外熱交換器２３ｂに流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。第２室外熱交換器２３ｂから流出した冷媒は第２液分管４４ｂを流れ、全開とされている第２室外膨張弁２４ｂを介して室外機液管４４に流れ、閉鎖弁２５を介して液管８に流入する。
【００４５】
液管８を流れて分流し液管接続部５３ａ〜５３ｃを介して各室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過するときに減圧されて低圧の冷媒となる。室内機液管７１ａ〜７１ｃから室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入した冷媒は、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の冷房が行われる。
【００４６】
室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れガス管接続部５４ａ〜５４ｃを介してガス管９に流入する。ガス管９を流れ閉鎖弁２６を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機ガス管４５を流れて第１ガス分管４５ａと第２ガス分管４５ｂとに分流する。第１ガス分管４５ａに流れた冷媒は、第１四方弁２２ａ、第１吸入分管４２ａを流れて吸入管４２に流入し、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。一方、第２ガス分管４５ｂに流れた冷媒は、第２四方弁２２ｂ、第２吸入分管４２ｂを流れて吸入管４２に流入し、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００４７】
以上説明したように冷媒回路１００を冷媒が循環することで、空気調和装置１の冷房運転が行われる。尚、低負荷状態で冷房運転を行っているとき、例えば、室内機５ａ〜５ｃの空調負荷が小さくかつ外気温度が低い状態で冷房運転を行っているときは、室外機２における凝縮能力が過剰となる場合がある。この場合は、例えば、第２室外膨張弁２４ｂを全閉とするとともに電磁開閉弁２８を閉として、第２室外熱交換器２３ｂに冷媒が流れなくすることで、室外機２における凝縮能力を低減させる。
【００４８】
＜暖房運転＞
次に、暖房運転における空気調和装置１の動作について図２を用いて説明する。暖房運転を行うとき、ＣＰＵ２１０は、第１四方弁２２ａを実線で示す状態、すなわち、第１四方弁２２ａのポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り替える。また、ＣＰＵ２１０は、第２四方弁２２ｂが実線で示す状態、すなわち、第２四方弁２２ｂのポートｅとポートｈとが連通するよう、また、ポートｆとポートｇとが連通するよう、切り替える。これにより、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂが蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能する。また、ＣＰＵ２１０は、電磁開閉弁２８を開とする。
【００４９】
冷媒回路１００が上記の状態となっているとき、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて第１吐出分管４１ａと第２吐出分管４１ｂとに分流する。第１吐出分管４１ａを流れる冷媒は第１四方弁２２ａに流入し、第１四方弁２２ａから第１ガス分管４５ａを流れて室外機ガス管４５に流入する。一方、第２吐出分管４１ｂを流れる冷媒は開とされている電磁開閉弁２８を介して第２四方弁２２ｂに流入し、第２四方弁２２ｂから第２ガス分管４５ｂを流れて室外機ガス管４５に流入する。
【００５０】
室外機ガス管４５に流入した冷媒は、閉鎖弁２６を介してガス管９を流れて分流し、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃを介して各室内機５ａ〜５ｃに流入する。各室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｂを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｂに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の暖房が行われる。
【００５１】
室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過して減圧される。減圧された冷媒は、液管接続部５３ａ〜５３ｃを介して液管８に流入する。液管８を流れ閉鎖弁２５を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機液管４４を流れて第１液分管４４ａと第２液分管４４ｂとに分流する。
【００５２】
第１液分管４４ａに流入した冷媒は、第１室外膨張弁２４ａを通過するときに更に減圧される。第１室外膨張弁２４ａから第１室外熱交換器２３ａに流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。第１室外熱交換器２３ａから流出した冷媒は、第１接続配管４３ａ、第１四方弁２２ａ、第１吸入分管４２ａを流れて、吸入管４２に流入する。
【００５３】
一方、第２液分管４４ｂに流入した冷媒は、第２室外膨張弁２４ｂを通過するときに更に減圧される。第２室外膨張弁２４ｂから第２室外熱交換器２３ｂに流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。第２室外熱交換器２３ｂから流出した冷媒は、第２接続配管４３ｂ、第２四方弁２２ｂ、第２吸入分管４２ｂを流れて、吸入管４２に流入する。そして、吸入管４２に流入した冷媒は、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００５４】
以上説明したように冷媒回路１００を冷媒が循環することで、空気調和装置１の暖房運転が行われる。尚、低負荷状態で暖房運転を行っているとき、例えば、室内機５ａ〜５ｃの空調負荷が小さくかつ外気温度が高い状態で暖房運転を行っているときは、室外機２における蒸発能力が過剰となる場合がある。この場合は、例えば、第２室外膨張弁２４ｂを全閉として、第２室外熱交換器２３ｂに冷媒が流れなくすることで、室外機２における蒸発能力を低減させる。
【００５５】
背景技術で説明した特許文献１に記載の空気調和装置では、本実施形態の空気調和装置１における電磁開閉弁２８に代えて、図４に示すように、四方弁３２０ａと第３の分岐点３８０とを接続する配管（本実施形態における第２ガス分管４５ｂに相当）に逆止弁３４０が設けられ、この逆止弁３４０は第３の分岐点３８０から四方弁３２０ｂへの冷媒の流れのみ許容するように配置される。
【００５６】
この空気調和装置１が冷房運転を行うときは、室内機から室外機に流入した冷媒が、第３の分岐点３８０→四方弁３２０ｂ→圧縮機３１０と流れるので、逆止弁３４０が冷媒の流れを妨げることがない。しかし、空気調和装置が暖房運転を行うときは、圧縮機２１から吐出され、四方弁３２０ｂから第３の分岐点３４０へと流れる冷媒が、逆止弁３４０で堰き止められる。
【００５７】
このため、冷媒および冷媒とともに圧縮機３１０から吐出された冷凍機油は、第１の分岐点３６０から四方弁３２０ｂを経て逆止弁３４０までの間の配管や機器に滞留する。そして、この状態が継続すれば、上述した箇所に滞留する冷凍機油が圧縮機３１０に戻らないので、圧縮機３１０で冷凍機油が不足する虞があった。
【００５８】
このとき、一旦暖房運転を停止し室外熱交換器３３０ａと室外熱交換器３３０ｂとを凝縮器として機能させるよう、つまり、空気調和装置が冷房運転となるように、四方弁３２０ａと四方弁３２０ｂとをそれぞれ切り替えて油戻し運転を行えば、圧縮機３１０の冷凍機油不足は解消する。しかし、油戻し運転から暖房運転に復帰すれば、再度上述した箇所に冷凍機油が滞留するので、暖房運転と油戻し運転とを繰り返す頻度が多くなり、暖房運転が頻繁に中断されて使用者の快適性を損なう虞があった。
【００５９】
これに対し、本発明の空気調和装置１では、第２吐出分管４１ｂに電磁開閉弁２８を設け、暖房運転時に電磁開閉弁２８を開としている。このため、暖房運転時に圧縮機２１から吐出された冷媒が、吐出管４１→第２吐出分管４１ｂ→第２四方弁２２ｂ→第２ガス分管４５ｂ→室外機ガス管４５と流れる際に途中で堰き止められることがなく、冷媒が室内機５ａ〜５ｃに循環して再び室外機２に戻って圧縮機２１に吸入される。従って、冷媒とともに圧縮機２１から吐出された冷凍機油も途中で滞留せずに室外機２に戻って圧縮機２１に吸入されるので、圧縮機２１における冷凍機油不足が抑制され、また、油戻し運転により暖房運転が頻繁に中断されることを防止できる。
【００６０】
＜混在運転＞
次に、混在運転における空気調和装置１の動作について図３を用いて説明する。混在運転は、低外気温度（０℃以下）で空気調和装置１を起動するときに、圧縮機１の吐出圧力上昇により発生する冷媒寝込みの抑制や、圧縮機１から冷媒とともに吐出される冷凍機油を早く圧縮機１に戻すことで、圧縮機１で冷凍機油が不足することを防止するために行うものである。尚、冷媒寝込みの解消や冷凍機油が圧縮機１に回収できていると考えられる条件、例えば、圧縮機１が起動してから所定時間（例えば、３分）が経過した、圧縮機１の吐出過熱度が所定値（例えば、１０℃）以上となった、等の条件が成立すれば、空気調和装置１は混在運転を停止し、冷房運転あるいは暖房運転を開始する。
【００６１】
混在運転を行うとき、ＣＰＵ２１０は、第１四方弁２２ａを実線で示す状態、すなわち、ポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り替える。また、ＣＰＵ２１０は、第２四方弁２２ｂが実線で示す状態、すなわち、第２四方弁２２ｂのポートｅとポートｈとが連通するよう、また、ポートｆとポートｇとが連通するよう、切り替える。これにより、第１室外熱交換器２３ａが凝縮器として機能するとともに、第２室外熱交換器２３ｂが蒸発器として機能する。
【００６２】
また、ＣＰＵ２１０は、電磁開閉弁２８を閉とするとともに、室内機５ａ〜５ｃの図示しない室内機制御手段に対し室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを全閉とする旨の制御信号を送信する。この制御信号を受信した室内機制御手段は、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを全閉とする。室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを全閉とすることによって、混在運転時は室内機５ａ〜５ｃに冷媒が流れない。
【００６３】
冷媒回路１００が上記の状態となっているとき、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて第１吐出分管４１ａと第２吐出分管４１ｂとに分流する。第１吐出分管４１ａを流れる冷媒は第１四方弁２２ａに流入し、第１四方弁２２ａから第１接続配管４３ａを流れて第１室外熱交換器２３ａに流入する。第１室外熱交換器２３ａに流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。
【００６４】
第１室外熱交換器２３ａから流出した冷媒は第１液分管４４ａを流れ、全開とされている第１室外膨張弁２４ａを介して第２液分管４４ｂに流れる。第２液分管４４ｂを流れる冷媒は、第２室外膨張弁２４ｂを通過する際に減圧されて、第２室外熱交換器２３ｂに流入する。
【００６５】
第２室外熱交換器２３ｂに流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。第２室外熱交換器２３ｂから流出した冷媒は、第２接続配管４３ｂ、第２四方弁２２ｂ、第２吸入分管４２ｂ、吸入管４２と流れて圧縮機１に吸入され、再び圧縮される。
【００６６】
一方、吐出管４１から第２吐出分管４１ｂに流入した冷媒は、閉とされている電磁開閉弁２８によって堰き止められ、第２吐出分管４１ｂから第２四方弁２２ｂへと流れない。つまり、混在運転で第２室外熱交換器２３ｂを蒸発器として機能させているときに、圧縮機１から吐出された冷媒の一部が、第２吐出分管４１ｂ→第２四方弁２２ｂ→第２ガス分管４５ｂ→第１ガス分管４５ａ→第１四方弁２２ａ→第１吸入分管４２ａ→吸入管４２、と流れて圧縮機１に吸入される冷媒のショートカットが発生しない。
【００６７】
以上説明したように、本発明の空気調和装置は、複数の室外熱交換器のうち少なくとも１つの室外熱交換器を蒸発器として機能させ、残りの室外熱交換器を凝縮器として機能させるときに、開閉手段が設けられた吐出分管あるいは開閉手段が設けられたガス分管が設けられた室外熱交換器ユニットの室外熱交換器を蒸発器として機能させるよう当該四方弁を切り替えるとともに、開閉手段を閉じる。これにより、冷媒のショートカットを防止できる。また、複数の室外熱交換器を全て蒸発器として機能させるとき、つまり、暖房運転を行うときは、開閉手段を開くことによって冷凍機油の滞留を防止できるので、圧縮機の冷凍機油不足や油戻し運転による暖房運転の頻繁な中断を防止できる。
【００６８】
尚、以上説明した実施形態では、電磁開閉弁２８を第２吐出分管４１ｂに設け、混在運転を行うときは、第２室外熱交換器２３ｂが蒸発器として機能するよう第２四方弁２２ｂを切り替える場合について説明したが、電磁開閉弁２８を第１吐出分管４１ａに設け、混在運転を行うときは、第１室外熱交換器２３ａが蒸発器として機能するよう第１四方弁２２ａを切り替えるようにしてもよい。
【００６９】
また、電磁開閉弁２８を第２吐出分管４１ｂではなく第２ガス分管４５ｂに設けても、本発明の奏する効果を得ることができる。一般的に、第２吐出分管４１ｂの配管径に比べて第２ガス分管４５ｂの配管径の方が大きいため、電磁開閉弁２８を第２ガス分管４５ｂに設ける場合は、電磁開閉弁２８を第２吐出分管４１ｂに設ける場合と比べて、電磁開閉弁２８が大型化しコストアップとなるが、その反面、電磁開閉弁２８を第２ガス分管４５ｂに設けると、第２四方弁２２ｂの前後（ポートｅとポートｇ）の圧力差がつきやすく、第２四方弁２２ｂの切り替えが行いやすいという効果がある。
【符号の説明】
【００７０】
１  空気調和装置
２  室外機
５ａ〜５ｃ  室内機
８  液管
９  ガス管
２０  室外機冷媒回路
２０ａ  第１室外熱交換器ユニット
２０ｂ  第２室外熱交換器ユニット
２１  圧縮機
２２ａ  第１四方弁
２２ｂ  第２四方弁
２３ａ  第１室外熱交換器
２３ｂ  第２室外熱交換器
４１  吐出管
４１ａ  第１吐出分管
４１ｂ  第２吐出分管
４２  吸入管
４２ａ  第１吸入分管
４２ｂ  第２吸入分管
４４  室外機液管
４４ａ  第１液分管
４４ｂ  第２液分管
４５  室外機ガス管
４５ａ  第１ガス分管
４５ｂ  第２ガス分管
５１ａ〜５１ｃ  室内熱交換器
１００  冷媒回路
２００  室外機制御部
２１０  ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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