(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機と、前記室外機と配管を介して接続された室内機と、を備えた空気調和装置であって、
圧縮機、負荷側熱交換器、第１減圧装置、及び互いに並列に接続された複数の並列熱交換器が、前記配管で順次接続されて冷媒が循環する主回路と、
前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐させて、前記並列熱交換器に流入させるバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられ、複数の前記並列熱交換器のうちいずれかの前記並列熱交換器をデフロスト対象として選択する流路切替装置と、
前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管に流れる冷媒の流量を調整する流量調整装置と、
前記室外機及び前記室内機の運転を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、複数の前記並列熱交換器をすべて蒸発器として機能させる暖房通常運転モードと、複数の前記並列熱交換器のうち一部の前記並列熱交換器をデフロスト対象とし、他の前記並列熱交換器を蒸発器として機能させる暖房デフロスト運転モードと、を有し、
前記暖房通常運転モードから前記暖房デフロスト運転モードに切り替える際において、前記圧縮機の初期周波数を予め定めた最大周波数とし、前記流量調整装置の初期開度を予め定めた最大開度よりも小さい開度とするように制御する初期制御モード１と、前記流量調整装置の初期開度を予め定めた最大開度とし、前記圧縮機の初期周波数を予め定めた最大周波数よりも小さい周波数とするように制御する初期制御モード２と、を選択して前記暖房デフロスト運転モードを実行する、空気調和装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記暖房通常運転モードにおける前記圧縮機の周波数に基づいて、前記初期制御モード１又は前記初期制御モード２のいずれかを選択する、請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記暖房通常運転モードにおける前記圧縮機の周波数が設定した閾値より大きい場合に、前記初期制御モード１を選択し、
前記暖房通常運転モードにおける前記圧縮機の周波数が設定した閾値以下である場合に、前記初期制御モード２を選択する、請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力を検知する吐出圧力検知器、前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力を検知する吸入圧力検知器、外気温度を検知する外気温度検知器のうち、いずれか一つ以上を、更に備えており、
前記制御装置は、前記吐出圧力、前記吸入圧力及び前記外気温度のうち、いずれか一つ以上の値に基づいて、前記閾値を算出する、請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記吐出圧力が低いほど、前記吸入圧力が高いほど、又は、前記外気温度が高いほど、前記閾値が小さな値となるように設定する、請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記初期制御モード１における前記流量調整装置の前記初期開度と、前記初期制御モード２における前記圧縮機の前記初期周波数とを、前記吐出圧力、前記吸入圧力又は前記外気温度のいずれか一つ以上の値に基づいて決定する、請求項４又は５に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記初期制御モード１における前記流量調整装置の前記初期開度を、前記暖房通常運転モードにおける前記圧縮機の周波数が大きいほど小さい値となるように設定し、
前記初期制御モード２における前記圧縮機の前記初期周波数を、前記暖房通常運転モードにおける前記圧縮機の周波数が大きいほど大きい値となるように設定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記暖房デフロスト運転モードにおける前記並列熱交換器の下流に設けられ、デフロスト対象として選択された前記並列熱交換器から流出した冷媒を減圧する第２減圧装置が、更に設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記制御装置は、複数の前記並列熱交換器のうちデフロスト対象として選択された前記並列熱交換器を流れる冷媒の圧力を、前記圧縮機から吐出された冷媒の圧力よりも低い圧力で、且つ前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力よりも高い圧力の範囲となるように、前記流量調整装置と前記第２減圧装置とを制御する、請求項８に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記主回路には、前記第１減圧装置と前記並列熱交換器との間に設けられたレシーバと、前記レシーバと前記並列熱交換器との間に設けられ、前記制御装置によって制御される第３減圧装置と、が更に設けられており、
前記制御装置は、前記暖房通常運転モードから前記暖房デフロスト運転モードに切り替える際において、前記第３減圧装置の開度を大きくした後に、前記暖房デフロスト運転モードを開始する、請求項９に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記暖房通常運転モードにおける前記圧縮機の周波数が小さいほど、前記第３減圧装置の開度を大きくする、請求項１０に記載の空気調和装置。
【請求項１２】
前記暖房通常運転モードにおける前記負荷側熱交換器の出口の冷媒の過冷却度を検知する過冷却度検知器を、更に備え、
前記制御装置は、前記暖房通常運転モードから前記暖房デフロスト運転モードから切り替える際に、前記暖房通常運転モードにおける前記過冷却度が小さいほど、前記第３減圧装置の開度を大きくする、請求項１０又は１１に記載の空気調和装置。
【請求項１３】
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検知する吐出温度検知器、前記圧縮機から吐出される冷媒の過熱度を検知する第１過熱度検知器、前記圧縮機に吸入される冷媒の温度を検知する吸入温度検知器、前記圧縮機に吸入される冷媒の過熱度を検知する第２過熱度検知器のうち、いずれか一つ以上を、更に備えており、
前記制御装置は、前記暖房通常運転モードにおいて、前記吐出温度検知器、前記第１過熱度検知器、前記吸入温度検知器及び前記第２過熱度検知器が検知した検知値が、設定した目標値となるように前記第３減圧装置を制御し、前記暖房デフロスト運転モードの開始前に設定した前記目標値を小さくする、請求項１０に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の快適性を向上できる空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の観点から、寒冷地域にも化石燃料を燃やして暖房を行うボイラ式の暖房器具に置き換えて、空気を熱源とするヒートポンプ式の空気調和装置が導入される事例が増えている。ヒートポンプ式の空気調和装置は、圧縮機への電気入力に加えて空気から熱が供給される分だけ効率よく暖房を行うことができる。しかし、ヒートポンプ式の空気調和装置は、外気温度が低温になると、蒸発器として機能する室外熱交換器に霜が付着するため、室外熱交換器についた霜を溶かすデフロストを行う必要がある。デフロストを行う方法として、冷凍サイクルを暖房から逆転させる方法がある。しかし、デフロスト中に室内の暖房が停止するため、快適性が損なわれてしまう。【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、デフロスト中にも暖房を行うことができる装置として、室外熱交換器を分割し、一部の室外熱交換器をデフロストしている間に他の熱交換器を蒸発器として動作させ、暖房を行う空気調和装置が提案されている。特許文献１の空気調和装置では、室外熱交換器を複数の並列熱交換器に分割し、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒の一部をデフロスト要求のあった並列熱交換器に流入させてデフロストすることで、暖房を停止することなくデフロストを行っている。デフロスト対象の並列熱交換器の下流に設けた減圧装置でデフロストの冷媒流量を調整し、室内の必要暖房能力が低い場合にはデフロストの冷媒流量を増やすことで、暖房能力が過剰になることを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５７５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の空気調和装置では、デフロスト対象の並列熱交換器に流入させる冷媒は高圧で飽和温度が高く、凝縮しやすいため、当該並列熱交換器内の液量が増大する。このため、暖房に使用できる冷媒量が減少し、暖房能力の低下につながり、室内の暖房負荷が大きい場合に、暖房能力が不足して室内の快適性が損なわれる。【０００６】
そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、室内機の暖房を停止させずに効率よくデフロストし、室内の暖房負荷に合わせて暖房能力を調整し、室内の快適性を向上できる空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空気調和装置は、室外機と、前記室外機と配管を介して接続された室内機と、を備えた空気調和装置であって、圧縮機、負荷側熱交換器、第１減圧装置、及び互いに並列に接続された複数の並列熱交換器が、前記配管で順次接続されて冷媒が循環する主回路と、前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐させて、前記並列熱交換器に流入させるバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、複数の前記並列熱交換器のうちいずれかの前記並列熱交換器をデフロスト対象として選択する流路切替装置と、前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管に流れる冷媒の流量を調整する流量調整装置と、前記室外機及び前記室内機の運転を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、複数の前記並列熱交換器をすべて蒸発器として機能させる暖房通常運転モードと、複数の前記並列熱交換器のうち一部の前記並列熱交換器をデフロスト対象とし、他の前記並列熱交換器を蒸発器として機能させる暖房デフロスト運転モードと、を有し、前記暖房通常運転モードから前記暖房デフロスト運転モードに切り替える際において、前記圧縮機の初期周波数を予め定めた最大周波数とし、前記流量調整装置の初期開度を予め定めた最大開度よりも小さい開度とするように制御する初期制御モード１と、前記流量調整装置の初期開度を予め定めた最大開度とし、前記圧縮機の初期周波数を予め定めた最大周波数よりも小さい周波数とするように制御する初期制御モード２と、を選択して前記暖房デフロスト運転モードを実行するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る空気調和装置によれば、複数の並列熱交換器をすべて蒸発器として機能させる暖房通常運転モードと、複数の並列熱交換器のうち一部の並列熱交換器をデフロスト対象とし、他の前記並列熱交換器を蒸発器として機能させる暖房デフロスト運転モードと、を有しているので、室内機の暖房を停止させずに効率よくデフロストすることができる。そして、暖房運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える際において、圧縮機の周波数と、流量調整装置の開度を決定して暖房デフロスト運転モードを実行するので、室内の暖房負荷に合わせて暖房能力を調整することができる。よって、並列熱交換器内の液量が増大する事態を抑制でき、高い暖房能力を得ることができるので、室内の快適性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図２】実施の形態１に係る空気調和装置における並列熱交換器の一例を示した説明図である。
【図３】実施の形態１に係る空気調和装置であって、各運転モードにおける冷暖切替装置及び開閉装置のＯＮ／ＯＦＦ状態を示した説明図である。
【図４】実施の形態１に係る空気調和装置であって、冷房運転時における冷媒流れを示した冷媒回路図である。
【図５】実施の形態１に係る空気調和装置であって、冷房運転時におけるＰ−ｈ線図である。
【図６】実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モード時における冷媒流れを示した冷媒回路図である。
【図７】実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モード時におけるＰ−ｈ線図である。
【図８】実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房デフロスト運転モード時における冷媒の流れを示した冷媒回路図である。
【図９】実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房デフロスト運転モード時におけるＰ−ｈ線図である。
【図１０】実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える際の制御フローである。
【図１１】実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える際の異なる形態の制御フローである。
【図１２】実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図１３】実施の形態２に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える際の制御フローである。
【図１４】実施の形態２に係る空気調和装置の変形例を示した冷媒回路図である。
【図１５】実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図１６】実施の形態３に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える際の制御フローである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施の形態を説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、及び配置等は、適宜変更することができる。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。空気調和装置１００は、図１に示すように、室外機Ａと、互いに並列に接続された２つの室内機Ｂ及び室内機Ｃと、が配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒回路を構成する。室外機Ａは、室内機Ｂ及び室内機Ｃに供給する熱を生成する熱源側ユニットとして機能する。室内機Ｂ及び室内機Ｃは、室外機Ａから供給される熱を利用する負荷側ユニットとして機能する。室外機Ａと、室内機Ｂ及び室内機Ｃとは、第１延長配管（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）、第２延長配管（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）で接続されている。なお、実施の形態１の空気調和装置では、１台の室外機Ａに、２台の室内機Ｂ及び室内機Ｃを接続した例について説明するが、１台の室外機Ａに、１台又は３台以上の室内機を接続した構成でもよい。また、室外機は、２台以上を並列させて接続した構成でもよい。また、延長配管を３本並列に接続したり、室内機側で切替装置を設けたりすることで、それぞれの室内機が冷房、暖房を選択する冷暖同時運転ができるようにした冷媒回路構成にしてもよい。
【００１２】
空気調和装置１００には、制御装置９０によって、室外機Ａ、室内機Ｂ及び室内機Ｃの運転が制御される。制御装置９０は、例えばマイコン又はＣＰＵのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成される。なお、制御装置９０は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアにより構成されてもよい。
【００１３】
冷媒回路を流れる冷媒は、フロン冷媒又はＨＦＯ冷媒が用いられる。フロン冷媒は、例えば、ＨＦＣ系冷媒のＲ３２冷媒、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａなど、又はこれらの混合冷媒のＲ４１０Ａ、Ｒ４０７ｃ、Ｒ４０４Ａなどがある。ＨＦＯ冷媒は、例えばＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｚ）などがある。また、その他の冷媒としては、ＣＯ２冷媒、ＨＣ冷媒、アンモニア冷媒、Ｒ３２とＨＦＯ−１２３４ｙｆとの混合冷媒のように前記の冷媒の混合冷媒など、蒸気圧縮式のヒートポンプに用いられる冷媒がある。なお、ＨＣ冷媒とは、例えばプロパン又はイソブタン冷媒である。
【００１４】
次に、実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路の構成を説明する。空気調和装置１００の冷媒回路は、圧縮機１、冷暖切替装置２、互いに並列に接続された負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃ、第１減圧装置４、互いに並列に接続された並列熱交換器５０及び５１が、配管で順次接続されて冷媒が循環する主回路１２を有している。また、主回路１２には、第１減圧装置４と並列熱交換器５０及び５１の間に設けられたレシーバ６と、レシーバ６と並列熱交換器５０及び５１の間に設けられた第３減圧装置７と、を有している。圧縮機１、冷暖切替装置２、第１減圧装置４、並列熱交換器５０及び５１、レシーバ６、第３減圧装置７は、室外機Ａに配置されている。負荷側熱交換器３ｂは、室内機Ｂに配置されている。負荷側熱交換器３ｃは、室内機Ｃに配置されている。
【００１５】
圧縮機１は、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の状態にして吐出するものである。圧縮機１は、一例として、運転容量（周波数）を可変できる構成であり、インバータにより制御されるモータによって駆動される容積式圧縮機である。
【００１６】
冷暖切替装置２は、例えば冷媒の流れ方向を切り替える四方弁で構成される。冷暖切替装置２は、圧縮機１の吐出配管３１と、圧縮機１の吸入配管３６との間に接続される。暖房運転では、冷暖切替装置２の接続が図１中の実線の向きに接続される。冷房運転では、冷暖切替装置２の接続が図１中の点線の向きに接続される。なお、冷暖切替装置２は、二方弁又は三方弁を組み合わせて構成してもよい。
【００１７】
負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃは、冷房運転時には蒸発器として機能し、第１減圧装置４から流出した冷媒と空気との間で熱交換を行わせるものである。また、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃは、暖房運転時には凝縮器として機能し、圧縮機１から吐出された冷媒と空気との間で熱交換を行わせるものである。負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃは、室内ファン３ｄ及び３ｅによって室内空気を吸い込み、冷媒との間で熱交換した空気を室内に供給する。
【００１８】
第１減圧装置４及び第３減圧装置７は、冷媒回路内を流れる冷媒を減圧して膨張させるものであり、例えば毛細管又は開度が可変に制御可能な電子式膨張弁等で構成される。第１減圧装置４及び第３減圧装置７は、制御装置９０によって制御される。
【００１９】
レシーバ６は、液冷媒を貯溜する冷媒容器であり、運転中に余剰となった液冷媒を貯溜するとともに気液分離機能を有している。レシーバ６は、第１減圧装置４と第３減圧装置７との間の冷媒配管上に設置されている。
【００２０】
図２は、実施の形態１に係る空気調和装置における並列熱交換器の一例を示した説明図である。並列熱交換器５０及び５１は、図２に示すように、熱源側熱交換器５を上下に分割した構成である。並列熱交換器５０及び５１は、冷房運転時には凝縮器として機能し、圧縮機１０から吐出された冷媒と空気との間で熱交換を行わせるものである。また、並列熱交換器５０及び５１は、暖房運転時には蒸発器として機能し、第３減圧装置７から流出した冷媒と空気との間で熱交換を行わせるものである。並列熱交換器５０は、室外ファン５２によって室外空気を吸い込み、冷媒との間で熱交換した空気を室外に排出する。並列熱交換器５１は、室外ファン５３によって室外空気を吸い込み、冷媒との間で熱交換した空気を室外に排出する。なお、室外ファンは、各並列熱交換器５０及び５１に設けてもよいし、１台で並列熱交換器５０及び５１へ室外空気の搬送を行う構成としてもよい。
【００２１】
並列熱交換器５０及び５１は、図２に示すように、例えば複数の伝熱管５ａと複数のフィン５ｂとを有するフィンチューブ型の熱交換器である。伝熱管５ａは、内部を冷媒が通過し、空気の通過方向Ｘに対して垂直方向である段方向及び空気の通過方向Ｘである列方向に複数設けられている。フィン５ｂは、空気の通過方向Ｘに空気が通過するように間隔を空けて配置されている。
【００２２】
並列熱交換器５０及び５１は、熱源側熱交換器５を上下に分割することで配管接続が容易となる。但し、上側の並列熱交換器５０で生じた水が下側の並列熱交換器５１に流下するため、上側の並列熱交換器５０のデフロストを行いながら、下側の並列熱交換器５１を蒸発器として機能させると、上側の並列熱交換器５０のデフロストによって生じた水が下側の並列熱交換器５１で氷結し、熱交換が阻害される可能性がある。
【００２３】
なお、図示することは省略したが、並列熱交換器５０及び５１は、熱源側熱交換器５を左右に分割した構成でもよい。熱源側熱交換器５を左右に分割すると、一方の並列熱交換器のデフロストによって生じた水が他方の並列熱交換器に付着することがない。しかし、並列熱交換器の冷媒入口が、室外機Ａの筐体の左右両端に位置するため、配管接続が複雑になるおそれがある。
【００２４】
また、並列熱交換器５０及び５１は、例えば切り欠き又はスリット等をフィン５ｂに設けて熱漏洩を低減させてもよい。また、並列熱交換器５０と並列熱交換器５１との間に高温の冷媒を流すような伝熱管を設けてもよい。並列熱交換器５０及び５１は、熱漏洩を低減させたり、或いは高温の冷媒を流す伝熱管を設けたりすることによって、デフロスト対象の並列熱交換器から蒸発器として機能している並列熱交換器への熱漏洩を抑えることができ、上下の並列熱交換器の境目でデフロストし易くなる。なお、並列熱交換器は、３以上で構成してもよい。また、並列熱交換器５０及び５１は、熱源側熱交換器５のフィンを上下に分割することなく一体とした構成でもよい。
【００２５】
並列熱交換器５０は、第１接続配管３４ａを介して第３減圧装置７に接続されている。また、並列熱交換器５１は、第１接続配管３４ｂを介して第３減圧装置７に接続されている。第１接続配管３４ａには、第２減圧装置８ａが設けられている。第１接続配管３４ｂには、第２減圧装置８ｂが設けられている。第２減圧装置８ａ及び８ｂは、冷媒回路内を流れる冷媒を減圧して膨張させるものであり、例えば毛細管又は開度が可変に制御可能な電子式膨張弁等で構成される。第２減圧装置８ａ及び８ｂは、制御装置９０によって制御される。
【００２６】
並列熱交換器５０は、第２接続配管３５ａを介して圧縮機１に接続されている。また、並列熱交換器５１は、第２接続配管３５ｂを介して圧縮機１に接続されている。第２接続配管３５ａには、第１開閉装置９ａが設けられている。第２接続配管３５ｂには、第１開閉装置９ｂが設けられている。第１開閉装置９ａ及び９ｂは、制御装置９０によって制御される。なお、第１開閉装置９ａ及び９ｂは、流路の開閉ができれば良く、例えば三方弁、四方弁などを用いて、一つの弁に複数の流路の開閉機能を持たせる構成でもよい。
【００２７】
また、冷媒回路には、一端が吐出配管３１に接続され、他端が分岐して第２接続配管３５ａ及び３５ｂに接続されたバイパス配管３７が設けられている。圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒の一部は、バイパス配管３７によって並列熱交換器５０又は５１に供給される。なお、バイパス配管３７は、暖房運転中に圧縮機１から吐出される高温高圧のガス冷媒をバイパスできれば良いため、吐出配管３１に接続された側を第１延長配管３２ａに接続してもよい。
【００２８】
バイパス配管３７には、吐出配管３１との接続点と、第２接続配管３５ａ及び３５ｂへ接続するための分岐点との間に流量調整装置１１が設けられている。また、バイパス配管３７には、当該分岐点と第２接続配管３５ａとの間に、流路切替装置として第２開閉装置１０ａが設けられている。また、バイパス配管３７には、当該分岐点と第２接続配管３５ｂとの間に、流路切替装置として第２開閉装置１０ｂが設けられている。第２開閉装置１０ａ及び１０ｂは、制御装置９０によって制御される。なお、第２開閉装置１０ａ及び１０ｂは、流路の開閉ができれば良く、例えば三方弁、四方弁などを用いて、一つの弁に複数の流路の開閉機能を持たせる構成でもよい。また、第２開閉装置１０ａ及び１０ｂとして開度調整が可能な流量調整装置を用いることにより、流量調整装置１１を省略した構成としてもよい。
【００２９】
次に、実施の形態１に係る空気調和装置１００が実行する各種運転の運転動作について説明する。空気調和装置１００の運転動作には、冷房運転と暖房運転と２種類の運転モードがある。更に、暖房運転には、並列熱交換器５０及び５１のすべてが通常の蒸発器として動作する暖房通常運転モードと、暖房運転を継続しながら、並列熱交換器５０及び５１の一部をデフロストする暖房デフロスト運転モードとがある。なお、暖房デフロスト運転モードは、連続暖房運転とも称する。
【００３０】
暖房デフロスト運転モードでは、どちらか一方の並列熱交換器５０を蒸発器として動作させて暖房運転しながら、他方の並列熱交換器５１のデフロストを行う。そして、他方の並列熱交換器５１のデフロストが終了すると、その並列熱交換器５１を今度は蒸発器として動作させて暖房運転し、一方の並列熱交換器５０のデフロストを行う。これを繰り返し行うことで、暖房運転を継続しながら、並列熱交換器５０及び５１の両方をデフロストする。
【００３１】
図３は、実施の形態１に係る空気調和装置であって、各運転モードにおける冷暖切替装置及び開閉装置のＯＮ／ＯＦＦ状態を示した説明図である。図３に示した冷暖切替装置２のＯＮが、図１に示した冷暖切替装置２の実線の向きに接続した場合である。図３に示した冷暖切替装置２のＯＦＦが、図１に示した冷暖切替装置２の点線の向きに接続した場合である。第１開閉装置９ａ及び９ｂのＯＮ、第２開閉装置１０ａ及び１０ｂのＯＮが、開閉装置が開いて冷媒が流れている場合である。第１開閉装置９ａ及び９ｂのＯＦＦ、第２開閉装置１０ａ及び１０ｂのＯＦＦが、開閉装置が閉じている場合である。
【００３２】
［冷房運転］
図４は、実施の形態１に係る空気調和装置であって、冷房運転時における冷媒流れを示した冷媒回路図である。なお、図４では、冷房運転時に冷媒が流れる部分を実線とし、冷媒が流れない部分を破線としている。図５は、実施の形態１に係る空気調和装置であって、冷房運転時におけるＰ−ｈ線図である。なお、図５の点（ａ）〜点（ｄ）は、図４の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
【００３３】
圧縮機１の運転を開始すると、低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。この圧縮機１の冷媒圧縮過程は、圧縮機１の断熱効率の分だけ、等エントロピ線で断熱圧縮される場合と比較して加熱されるように圧縮され、図５の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
【００３４】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷暖切替装置２を通過して２つに分岐され、第１開閉装置９ａ及び９ｂを通過し、それぞれ第２接続配管３５ａ及び３５ｂから接続されている並列熱交換器５０及び５１に流入する。並列熱交換器５０及び５１に流入した冷媒は、室外空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。並列熱交換器５０及び５１での冷媒変化は、圧力損失を考慮すると、図５の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。なお、室内機Ｂ及び室内機Ｃの運転容量が小さい場合などは、第１開閉装置９ａ及び９ｂの一部を閉止して、並列熱交換器５０及び５１のいずれかに冷媒が流れないようにし、結果的に熱源側熱交換器５の伝熱面積を小さくすることで、安定したサイクルの運転を行うことができる。
【００３５】
並列熱交換器５０及び５１から流出した中温高圧の液冷媒は、第１接続配管３４ａ及び３４ｂに流入し、第２減圧装置８ａ及び８ｂを通過した後に合流する。合流した冷媒は、第３減圧装置７、レシーバ６、第１減圧装置４を通過して膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相状態になる。第２減圧装置８ａ及び８ｂ、第３減圧装置７、第１減圧装置４での冷媒の変化は、エンタルピーが一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、図５の点（ｃ）から点（ｄ）に示す垂直線で表される。
【００３６】
第１減圧装置４から流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒は、室外機Ａから流出し、第２延長配管（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）を通過して、室内機Ｂの負荷側熱交換器３ｂ及び室内機Ｃの負荷側熱交換器３ｃに流入する。負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃに流入した冷媒は、室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃでの冷媒の変化は、圧力損失を考慮すると、図５の点（ｄ）から点（ａ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００３７】
負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃを流出した低温低圧のガス冷媒は、第１延長配管（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）を通って室外機Ａに戻り、冷暖切替装置２を通って圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００３８】
［暖房通常運転モード］
図６は、実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モード時における冷媒流れを示した冷媒回路図である。なお、図６では、暖房通常運転モード時に冷媒が流れる部分を実線とし、冷媒が流れない部分を破線としている。図７は、実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モード時におけるＰ−ｈ線図である。なお、図７の点（ａ）〜点（ｅ）は、図６の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
【００３９】
圧縮機１の運転を開始すると、低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。この圧縮機１の冷媒圧縮過程は、圧縮機１の断熱効率の分だけ、等エントロピ線で断熱圧縮される場合と比較して加熱されるように圧縮され、図７の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
【００４０】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷暖切替装置２を通過した後、室外機Ａから流出する。室外機Ａを流出した高温高圧のガス冷媒は、第１延長配管（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）を介して室内機Ｂの負荷側熱交換器３ｂ及び室内機Ｃの負荷側熱交換器３ｃに流入する。負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃに流入した冷媒は、室内空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃでの冷媒の変化は、圧力損失を考慮すると、図７の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００４１】
負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃから流出した中温高圧の液冷媒は、第２延長配管（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）を介して室外機Ａに戻る。室外機Ａに戻った冷媒は、第１減圧装置４、レシーバ６、第３減圧装置７を通過して分岐し、第１接続配管３４ａ及び３４ｂを通って、第２減圧装置８ａ及び８ｂに流入する。冷媒は、第１減圧装置４、第３減圧装置７、第２減圧装置８ａ及び８ｂで、膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相状態になる。第１減圧装置４、第３減圧装置７、第２減圧装置８ａ及び８ｂでの冷媒の変化は、エンタルピーが一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、図７の点（ｃ）から点（ｄ）に示す垂直線で表される。
【００４２】
第２減圧装置８ａ及び８ｂから流出した冷媒は、並列熱交換器５０及び５１に流入し、室外空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。並列熱交換器５０及び５１での冷媒変化は、圧力損失を考慮すると、図７の点（ｄ）から点（ａ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。並列熱交換器５０及び５１から流出した低温低圧のガス冷媒は、第２接続配管３５ａ及び３５ｂに流入し、第１開閉装置９ａ及び９ｂを通った後に合流し、冷暖切替装置２を通過して圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００４３】
［暖房デフロスト運転モード（連続暖房運転）］
暖房デフロスト運転モードは、暖房通常運転モード中に、熱源側熱交換器５に着霜した場合に行われる。制御装置９０が、熱源側熱交換器５の着霜の有無を判定し、暖房デフロスト運転モードを行う必要があるか否かを判断する。着霜の有無の判定は、例えば、圧縮機１の吸入圧力から換算される冷媒飽和温度で判定される。制御装置９０は、冷媒飽和温度が設定された外気温度と比較して大幅に低下し、閾値より小さくなると、熱源側熱交換器５のデフロストが必要な着霜が有ると判定する。別の例として、制御装置９０は、外気温度と蒸発温度との温度差が予め設定した値以上となり、かつその状態の経過時間が一定時間以上になった場合、熱源側熱交換器５のデフロストが必要な着霜が有ると判定する。なお、着霜の有無の判定は、これらの判定方法に限らず、他の方法でもよい。制御装置９０は、熱源側熱交換器５に着霜があると判定すると、暖房デフロスト運転モード開始条件が成立したと判断する。
【００４４】
実施の形態１に係る空気調和装置１００の構成では、暖房デフロスト運転モードにおいて、一方の並列熱交換器５１をデフロスト対象として選択してデフロストを行い、他方の並列熱交換器５０を蒸発器として機能させて暖房を継続する運転がある。また、その逆に、他方の並列熱交換器５０をデフロスト対象として選択してデフロストを行い、一方の並列熱交換器５１を蒸発器として機能させる運転がある。これらの運転では、第１開閉装置９ａ及び９ｂの開閉状態、第２開閉装置１０ａ及び１０ｂの開閉状態が、デフロスト対象の並列熱交換器に接続された装置と蒸発器として機能する並列熱交換器に接続された装置とで入れ替わり、並列熱交換器の冷媒の流れが入れ替わるだけで、その他の動作は同じとなる。よって、以下の説明では、並列熱交換器５１のデフロストを行い、並列熱交換器５０が蒸発器として機能して暖房を継続する場合の運転について説明する。以下の実施の形態２及び実施の形態３の説明についても同様である。
【００４５】
図８は、実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房デフロスト運転モード時における冷媒の流れを示した冷媒回路図である。なお、図８では、暖房デフロスト運転モード時に冷媒が流れる部分を実線とし、冷媒が流れない部分を破線としている。図９は、実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房デフロスト運転モード時におけるＰ−ｈ線図である。なお、図９の点（ａ）〜点（ｇ）は、図８の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
【００４６】
制御装置９０は、並列熱交換器５１のデフロストを行う暖房デフロスト運転モード時には、デフロスト対象の並列熱交換器５１に対応する第１開閉装置９ｂを閉止する。更に、制御装置９０は、第２開閉装置１０ｂを開き、流量調整装置１１を開く。また、制御装置９０は、蒸発器として機能する並列熱交換器５０に対応する第１開閉装置９ａを開き、第２開閉装置１０ａを閉止する。これによって、圧縮機１、流量調整装置１１、第２開閉装置１０ｂ、並列熱交換器５１、第２減圧装置８ｂを、順次接続したデフロスト回路が開かれて暖房デフロスト運転モードが実施される。
【００４７】
暖房デフロスト運転モードが実施されると、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部は、バイパス配管３７に流入し、流量調整装置１１で中圧まで減圧される。このときの冷媒の変化は、図９中の点（ｂ）から点（ｅ）で表される。そして、点（ｅ）において中圧まで減圧された冷媒は、第２開閉装置１０ｂを通り、並列熱交換器５１に流入する。並列熱交換器５１に流入した冷媒は、並列熱交換器５１に付着した霜と熱交換することによって冷却される。このように、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒を並列熱交換器５１に流入させることで、並列熱交換器５１に付着した霜を融かすことができる。このときの冷媒の変化は、図９中の点（ｅ）から点（ｆ）の変化で表される。
【００４８】
デフロストを行い、並列熱交換器５１から流出した冷媒は、第２減圧装置８ｂを通って減圧される。このときの冷媒の変化は、図９中の点（ｆ）から点（ｇ）で表される。第２減圧装置８ｂを通過した冷媒は、主回路１２に合流する。合流した冷媒は、第２減圧装置８ａを通過して、蒸発器として機能している並列熱交換器５０に流入して、蒸発する。
【００４９】
ここで、流量調整装置１１と第２減圧装置８ｂによる減圧の効果について説明する。圧縮機１から吐出された冷媒は、圧力が高いため、飽和温度が高い状態である。飽和温度が高い冷媒は、デフロストする並列熱交換器５１に流入すると、霜の融解温度（０℃）との温度差が大きいため、すぐに凝縮する。これにより、並列熱交換器５１の内部に存在する液冷媒量が多くなり、暖房に利用する冷媒量が不足するため、暖房能力が低下する。そのため、室内の暖房負荷が大きい場合には、快適性が低下する。そこで、実施の形態１の空気調和装置１００のように、流量調整装置１１で圧縮機１から吐出された冷媒を減圧して並列熱交換器５１に流入させることで、飽和温度を低くし、並列熱交換器５１の液冷媒量を抑えることができるため、室内の快適性を向上させることができる。
【００５０】
また、デフロスト後の冷媒を減圧する第２減圧装置８ｂがない場合には、デフロストする冷媒の圧力が、圧縮機１に吸入される冷媒と同じ低い圧力となる。並列熱交換器５０及び５１に霜が付着するためには、並列熱交換器５０及び５１が蒸発器として機能する際に、内部の冷媒の飽和温度が０℃以下である必要があり、圧縮機１に吸入される冷媒も飽和温度０℃以下となる。デフロストする並列熱交換器５１の冷媒の圧力が低く、飽和温度が０℃以下となる場合は、霜の融解温度（０℃）よりも低いため、冷媒が凝縮せず、熱量の小さいガス冷媒の顕熱のみを利用してデフロストすることになる。この場合、加熱能力を確保するためには、並列熱交換器５１に流入させる冷媒流量を大きくする必要があり、暖房に利用する冷媒流量が小さくなるため、暖房能力が低下し、快適性の低下の要因となる。実施の形態１の空気調和装置では、第２減圧装置８ｂを設けているので、並列熱交換器５１の冷媒の圧力を、圧縮機１に吸入される冷媒の圧力よりも高い圧力の範囲とし、飽和温度換算で０℃以上とすることができ、デフロストに熱量の大きい潜熱を利用することができるため、室内の快適性を向上することができる。
【００５１】
［制御フロー］
図１０は、実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える際の制御フローである。先ず、ステップＳ１０１において、制御装置９０は、暖房通常運転モードを実施する。ステップＳ１０２において、制御装置９０は、暖房通常運転モードの実施中に、暖房デフロスト運転モードの開始条件が成立しているかどうかを判定する。制御装置９０は、暖房デフロスト運転モードの開始条件が成立していない場合には、ステップＳ１０１に戻り、暖房通常運転モードを継続する。一方、制御装置９０は、暖房デフロスト運転モードの開始条件が成立している場合には、ステップＳ１０３に進む。
【００５２】
ステップＳ１０３において、制御装置９０は、圧縮機１の初期周波数と流量調整装置１１の初期開度の決定方法を決めるため、圧縮機１の周波数を検知する。そして、ステップＳ１０４において、制御装置９０は、検知した周波数が閾値よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１０４において、制御装置９０は、周波数が閾値よりも大きいと判定した場合には、ステップＳ１０５に進み、周波数が閾値以下と判定した場合には、ステップＳ１０７に進む。
【００５３】
ステップＳ１０５において、制御装置９０は、圧縮機１の初期周波数を予め定めた最大周波数に設定する。そして、ステップＳ１０６において、制御装置９０は、流量調整装置１１の初期開度を予め定めた最大開度よりも小さい開度に設定し、ステップＳ１０９に進む。このステップＳ１０５及びステップＳ１０６における制御が、初期制御モード１である。なお、予め定めた最大周波数とは、一例として固有の最大値である。また、予め定めた最大開度とは、一例として固有の最大値である。
【００５４】
一方、ステップＳ１０７において、制御装置９０は、流量調整装置１１の初期開度を予め定めた最大開度に設定する。そして、ステップＳ１０８において、制御装置９０は、圧縮機１の初期周波数を予め定めた最大周波数よりも小さい周波数に設定し、ステップＳ１０９に進む。このステップＳ１０７及びステップＳ１０８における制御が、初期制御モード２である。なお、予め定めた最大周波数とは、一例として固有の最大値である。また、予め定めた最大開度とは、一例として固有の最大値である。
【００５５】
ステップＳ１０９において、制御装置９０は、第３減圧装置７の開度を開き、レシーバ６内の冷媒を流出させる。ステップＳ１１０において、制御装置９０は、圧縮機１の周波数を初期周波数になるように制御する。ステップＳ１１１において、制御装置９０は、流量調整装置１１の開度を初期開度になるように制御する。ステップＳ１１２において、制御装置９０は、第１開閉装置９ａ及び９ｂ、第２開閉装置１０ａ及び１０ｂを、暖房デフロスト運転モードの状態に切り替える。そして、ステップＳ１１３において、制御装置９０は、暖房デフロスト運転モードを開始する。
【００５６】
次に、圧縮機１の初期周波数及び流量調整装置１１の初期開度を算出する制御ステップＳ１０３〜ステップＳ１０８の効果について説明する。室内の暖房負荷は、暖房通常運転モード中の圧縮機１の周波数から予測することができ、周波数が大きい場合には大きく、周波数が小さい場合には小さいと予測される。暖房負荷をまかなうための暖房能力は、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃを流れる冷媒の流量で決まる。暖房デフロスト運転モードでは、圧縮機１から吐出された冷媒流量の一部をデフロスト対象の並列熱交換器５０及び５１の霜を融かすために流量調整装置１１に流し、残りの冷媒流量を室内の暖房に使用するために負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃに流す。
【００５７】
そのため、暖房通常運転モード中の圧縮機１の周波数が大きい場合には、流量調整装置１１に流れる流量を小さくして負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃに流れる流量を大きくする必要がある。反対に暖房通常運転モード中の圧縮機１の周波数が小さい場合には、流量調整装置１１に流れる流量を大きくして、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃに流れる流量を小さくする必要がある。流量調整装置１１に流れる流量は、流量調整装置１１の開度を制御することで調整することができる。これにより、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃに流れる流量を調整し、室内の暖房負荷に合わせて暖房能力を調整することができる。
【００５８】
したがって、ステップＳ１０３において検知された暖房通常運転モード中の圧縮機１の周波数が大きく、室内の暖房負荷が大きい状態で暖房デフロスト運転モードを開始する場合には、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６のように圧縮機１の周波数を予め定めた最大周波数として圧縮機１から吐出される冷媒流量を最大とし、流量調整装置１１で室内の暖房負荷に合わせた暖房能力に調整することで、快適性を保つことができる。
【００５９】
しかし、流量調整装置１１にガス状態の冷媒が流れるため、大流量を流すためには流路を大きくする必要がある。ステップＳ１０３で検知された暖房通常運転モード中の圧縮機１の周波数が小さく、室内の暖房負荷がほぼゼロであるような場合にも流量調整装置１１のみで適切な暖房能力に調整するためには、流量調整装置１１を大型化する必要がある。例えば第１減圧装置４の開度を小さくすることで、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃに冷媒を流れにくくする方法もある。しかし、流量調整装置１１が小型で第１減圧装置４の開度を全閉とした場合には、圧縮機１の吐出圧力が上昇してしまい、空気調和装置１００の保護のために運転を停止させたり、空気調和装置１００の故障が生じたりする可能性がある。このため、流量調整装置１１が小型である場合には、流量調整装置１１のみでは室内の暖房能力を小さくすることができず、室内の温度が上昇し、室内の快適性が低下する。
【００６０】
そこで、ステップＳ１０３で検知された暖房通常運転モード中の圧縮機１の周波数が小さい場合には、ステップＳ１０７で流量調整装置１１の初期開度を最大に設定するだけでなく、ステップＳ１０８で圧縮機１の初期周波数を予め定めた最大周波数よりも小さい周波数に設定する。これにより、圧縮機１から吐出される流量を低減することで、流量調整装置１１が小型の場合にも、圧縮機１の吐出圧力を上昇させることなく、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃに流れる流量を小さくして、暖房能力を小さくすることができ、室内の快適性を向上させることができる。
【００６１】
なお、ステップＳ１０６における流量調整装置１１の初期開度、又はステップＳ１０８における圧縮機１の初期周波数は、固定値としてもよいが、ステップＳ１０３で検知された暖房通常運転モード中の圧縮機１の周波数に応じて変化させることで、室内の暖房負荷に合わせた暖房能力に調整することができ、快適性を向上させることができる。圧縮機１の周波数が大きいほど室内の暖房負荷が大きいため、ステップＳ１０３で検知された暖房通常運転モード中の圧縮機１の周波数が大きいほど、ステップＳ１０６における流量調整装置１１の初期開度を小さくし、ステップＳ１０８における圧縮機１の初期周波数を大きくする。
【００６２】
次に、第３減圧装置７を開く制御ステップＳ１０９の効果について説明する。並列熱交換器５１で潜熱を利用したデフロストを行うためには、蒸発器として機能していた場合よりも多くの冷媒が必要となる。暖房通常運転モードでは、室内の暖房に寄与しない冷媒の一部が液となってレシーバ６の内部に貯留されており、第３減圧装置７の開度によって貯留量が増減し、開度を大きくすることで貯留された液冷媒が放出されて貯留量が減少する。したがって、暖房通常運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える前に、第３減圧装置７を開くことで、レシーバ６内に貯留された冷媒を放出して、並列熱交換器５１の冷媒量を増やすことができ、潜熱を利用したデフロストを素早く立ち上げることができる。
【００６３】
なお、暖房通常運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える前の第３減圧装置７の開度の変化は、固定値としてもよいが、ステップＳ１０３で検知された暖房通常運転モード中の圧縮機１の周波数に応じて、変化させてもよい。圧縮機１の周波数が小さい場合は、冷媒回路内を流れる流量が小さく、レシーバ６から流出する冷媒量も少なくなる。そのため、圧縮機１の周波数が小さいほど、第３減圧装置７の開度の変化を大きくすることで、レシーバ６から流出する冷媒量を増やし、冷媒を早く移動させることができる。
【００６４】
なお、図１０に示すフローチャートでは、圧縮機１の初期周波数と流量調整装置１１の初期開度を設定（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０８）した後、第３減圧装置７（ステップＳ１０９）、圧縮機１（ステップＳ１１０）、流量調整装置１１（ステップＳ１１１）の順に動作させているが、必ずしもこの通りである必要はない。例えば、第３減圧装置７の開度を大きくした後に、圧縮機１の初期周波数と流量調整装置１１の初期開度を設定し、流量調整装置１１、圧縮機１の順に動作させてもよい。
【００６５】
図１１は、実施の形態１に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える際の異なる形態の制御フローである。以下、図１１に示す制御フローでは、図１０で示す制御フローと異なる部分を中心に説明する。
【００６６】
図１１に示すステップＳ２０１〜ステップＳ２０２は、図１０におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０２と同じである。ステップＳ２０３において、制御装置９０は、暖房通常運転モードにおける圧縮機１の周波数を検知する。そして、ステップＳ２０４において、制御装置９０は、検知した周波数を基に、圧縮機１の周波数を予め定めた最大周波数まで増大させると仮定した場合に、室内の暖房負荷に合わせた暖房能力とするために必要な流量調整装置１１の必要初期開度を算出する。そして、ステップＳ２０５において、制御装置９０は、算出した必要初期開度と予め定めた最大開度を比較する。なお、ステップＳ２０５において、必要初期開度が予め定めた最大開度より小さい場合が、図１０のステップＳ１０４における周波数が閾値よりも大きい場合に相当する。ステップＳ２０５において、必要初期開度が予め定めた最大開度よりも大きい場合が、図１０に示すステップＳ１０４における周波数が閾値よりも小さい場合に相当する。ステップＳ２０６〜ステップＳ２１４は、図１０に示すステップＳ１０５〜ステップＳ１１３と同じである。
【００６７】
上記したように、ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で検知した暖房通常運転モードにおける圧縮機１の周波数が小さければ、室内の暖房負荷が小さいと想定して、流量調整装置１１に流れる冷媒流量を大きくするために流量調整装置１１の必要初期開度を大きくするように算出される。したがって、ステップＳ２０３で検知した暖房通常運転モードにおける圧縮機１の周波数がある値より小さいと、ステップＳ２０４で算出される流量調整装置１１の必要初期開度は必ず最大開度よりも大きな値となる。そして、ステップＳ２０５による比較で、ステップＳ２０８及びステップＳ２０９を実施する初期制御モード２を選択することになり、図１０に示すステップＳ１０４の比較と同等の制御を行うことができる。
【００６８】
なお、図１１に示す制御フローでは、圧縮機１の初期周波数と流量調整装置１１の初期開度を設定（ステップＳ２０３〜ステップＳ２０９）した後、第３減圧装置７（ステップＳ２１０）、圧縮機１（ステップＳ２１１）、流量調整装置１１（ステップＳ２１２）の順に動作させているが、必ずしもこの通りである必要はない。例えば、第３減圧装置７の開度を大きくした後に、圧縮機１の初期周波数と流量調整装置１１の初期開度を設定し、流量調整装置１１、圧縮機１の順に動作させてもよい。
【００６９】
実施の形態２．
次に、図１２〜図１４を参照して、実施の形態２に係る空気調和装置１０１について説明する。図１２は、実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路図である。以下、空気調和装置１０１が実施の形態１と異なる部分を中心に説明し、実施の形態１と同様な構成についての詳細な説明を省略する。
【００７０】
実施の形態２に係る空気調和装置１０１は、図１２に示すように、実施の形態１の空気調和装置１００の構成に加えて、圧縮機１の吐出圧力を検知する吐出圧力検知器９１と、圧縮機１の吸入圧力を検知する吸入圧力検知器９２と、室外機Ａの周囲の空気の温度を検知する外気温度検知器９３と、圧縮機１の吐出温度を検知する吐出温度検知器９４と、が設けられている。吐出圧力検知器９１は、吐出圧力センサーである。吸入圧力検知器９２は、吸入圧力センサーである。外気温度検知器９３は、外気温度センサーである。吐出温度検知器９４は、吐出温度センサーである。
【００７１】
なお、吐出圧力検知器９１と吐出温度検知器９４は、吐出配管３１に設けられている。吸入圧力検知器９２は、吸入配管３６に設けられている。但し、各センサーの設置位置は、この限りではない。例えば吐出圧力検知器９１と吐出温度検知器９４は、暖房運転における圧縮機１の吐出圧力と同等の冷媒圧力が検知できればよく、冷暖切替装置２と負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃとの間に設置してもよい。また、吐出圧力検知器９１は、圧力センサーの代わりに、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃで、冷媒が気液二相状態となる部分に冷媒の温度を検知できる吐出温度検知器として温度センサーを設け、吐出温度検知器が検知した値を冷媒飽和温度とし、冷媒飽和温度から冷媒の圧力を換算してもよい。吸入圧力検知器９２は、暖房運転における圧縮機１の吸入圧力と同等の冷媒圧力が検知できればよく、第１開閉装置９ａ及び９ｂと冷暖切替装置２との間に設置してもよい。さらに、吸入圧力検知器９２は、第２減圧装置８ａと第１開閉装置９ａとの間、及び第２減圧装置８ｂと第１開閉装置９ｂとの間に設置してもよい。また、吐出圧力検知器９１及び吸入圧力検知器９２は、吐出圧力センサー及び吸入圧力センサーの代わりに、冷媒が二相状態となる配管部分に冷媒の温度を検知できる温度センサーを設け、温度センサーが検知した値を冷媒飽和温度とし、冷媒飽和温度から冷媒の圧力を換算してもよい。
【００７２】
実施の形態２に係る空気調和装置１０１では、暖房通常運転モード時の第３減圧装置７を制御し、吐出温度検知器９４で検知される吐出温度を一定値になるように調整する。第３減圧装置７を開くことで、レシーバ６に貯留された冷媒が放出され、圧縮機１に乾き度の低い気液二相冷媒が吸入されることで、吐出温度を低減することができる。目標となる吐出温度は、吐出圧力検知器９１で検知される吐出圧力、吸入圧力検知器９２で検知される吸入圧力、及び外気温度検知器９３で検知される外気温度に応じて変化させてもよい。これにより、実際の運転に合わせた適切な吐出温度に調整することができる。
【００７３】
［制御フロー］
図１３は、実施の形態２に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える際の制御フローである。なお、以下の説明では、上記した実施の形態１の制御フローと異なる部分について説明する。
【００７４】
ステップＳ３０１〜ステップＳ３０２は、図１０に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０２と同じである。ステップＳ３０３において、制御装置９０は、暖房デフロストの運転開始条件が成立した場合、圧縮機１の初期周波数と流量調整装置１１の初期開度の決定方法を決めるため、圧縮機１の周波数を検知する。次に、ステップＳ３０４において、制御装置９０は、吐出圧力検知器９１、吸入圧力検知器９２及び外気温度検知器９３を用いて吐出圧力、吸入圧力及び外気温度を検知する。次に、ステップＳ３０５において、制御装置９０は、検知した吐出圧力、吸入圧力及び外気温度から周波数の閾値を算出する。
【００７５】
ステップＳ３０６において、制御装置９０は、検知した周波数が算出した閾値よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ３０６において、制御装置９０は、周波数が閾値よりも大きいと判定した場合には、ステップＳ３０７に進み、周波数が閾値以下と判定した場合には、ステップＳ３０９に進む。
【００７６】
ステップＳ３０７において、制御装置９０は、圧縮機１の初期周波数を予め定めた最大周波数に設定する。そして、ステップＳ３０８において、制御装置９０は、流量調整装置１１の初期開度を予め定めた最大開度よりも小さい開度に設定し、ステップＳ３１１に進む。このステップＳ３０７及びステップＳ３０８における制御が、初期制御モード１である。なお、予め定めた最大周波数とは、一例として固有の最大値である。また、予め定めた最大開度とは、一例として固有の最大値である。
【００７７】
一方、ステップＳ３０９において、制御装置９０は、流量調整装置１１の初期開度を予め定めた最大開度に設定する。そして、ステップＳ３１０において、制御装置９０は、圧縮機１の初期周波数を予め定めた最大周波数よりも小さい周波数に設定し、ステップＳ３１１に進む。このステップＳ３０９及びステップＳ３１０における制御が、初期制御モード２である。なお、予め定めた最大周波数とは、一例として固有の最大値である。また、予め定めた最大開度とは、一例として固有の最大値である。
【００７８】
ステップＳ３１１において、制御装置９０は、第３減圧装置７の制御目標である吐出温度の目標値を、暖房デフロスト運転モードの開始前である暖房通常運転モード時よりも小さくする。これにより、吐出温度を低減するために第３減圧装置７が開くため、実施の形態１における第３減圧装置７の開度を開く制御ステップＳ１０９又は制御ステップＳ２１０と同様の効果を得ることができる。なお、ステップＳ３１２〜ステップＳ３１５は、図１０に示すステップＳ１１０〜ステップＳ１１３と同じである。
【００７９】
次に、吐出圧力、吸入圧力及び外気温度から周波数の閾値を算出する制御ステップＳ３０４〜ステップＳ３０５の効果について説明する。流量調整装置１１の開度で暖房能力を調整する制御方法であるステップＳ３０７及びステップＳ３０８は、圧縮機１から吐出された冷媒流量のうちどれくらいの割合を流量調整装置１１に流すかを調整することによって、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃに流れる冷媒流量を変化させて暖房能力を調整する。流量調整装置１１を全開とした場合に、流量調整装置１１を流れる流量が最大となり、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃに流れる流量が最小となることで、暖房能力が最小となる。このため、流量調整装置１１の最大流量が小さくなる又は圧縮機１から吐出される冷媒流量が大きくなる場合、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃの最小流量が大きくなるため、暖房能力の最小も大きくなり、室内の暖房負荷が小さい場合に、過剰な暖房能力となる。したがって、流量調整装置１１の最大流量が小さくなる又は圧縮機１から吐出される冷媒流量が大きくなる場合には、圧縮機１の周波数で暖房能力を調整する制御方法であるステップＳ３０９及びステップＳ３１０を用いる必要がある。
【００８０】
流量調整装置１１を予め定めた最大開度とした場合に流すことができる最大流量は、流量調整装置１１の前後の差圧から決定される。最大流量は、流量調整装置１１の前後の差圧が小さいほど小さくなる。したがって、流量調整装置１１の上流側の圧力である吐出圧力が低いほど、ステップＳ３０５で算出する周波数の閾値を小さくし、ステップＳ３０９及びステップＳ３１０を用いる範囲を広くすることで、実際の運転に合わせた制御を行うことができる。
【００８１】
圧縮機１から吐出される冷媒流量は、同じ周波数の場合、吸入圧力が高いほど増大する。したがって、吸入圧力が高いほど、ステップＳ３０５で算出する周波数の閾値を小さくし、ステップＳ３０９及びステップＳ３１０を用いる範囲を広くすることで、実際の運転に合わせた制御を行うことができる。
【００８２】
暖房運転時の吸入圧力は、外気温度によって変化し、外気温度が高いほど高くなる。したがって、外気温度が高い場合には、吸入圧力が高いとして、ステップＳ３０５で算出する周波数の閾値を小さくする。
【００８３】
以上のように、実施の形態２に係る空気調和装置１０１は、吐出圧力検知器９１、吸入圧力検知器９２及び外気温度検知器９３を利用した制御を行うことで、実際の運転状態に合わせて、暖房デフロスト運転モード時の暖房能力を制御することができ、快適性を向上することができる。
【００８４】
さらに、ステップＳ３０８における流量調整装置１１の初期開度及びステップＳ３１０における初期周波数は、ステップＳ３０３で検知した圧縮機１の周波数又はステップＳ３０４で検知した吐出圧力、吸入圧力若しくは外気温度のいずれか一つ以上の値に基づいて決定する。これにより、実際の運転における室内の暖房負荷に合わせた暖房能力に調整することができ、快適性を向上することができる。
【００８５】
なお、図１３に示す制御フローでは、実施の形態１における図１０の制御フローのように、圧縮機１の周波数を基に制御方法を変えるが、実施の形態１における図１１の制御フローのように、流量調整装置１１の必要初期開度を算出し、必要初期開度を基に制御方法を変えてもよい。具体的には、ステップＳ３０３及びステップＳ３０４において圧縮機１の周波数と吐出圧力、吸入圧力及び外気温度を検知した後、ステップＳ３０５で流量調整装置１１の必要初期開度を算出する。必要初期開度は、検知した周波数を基に、圧縮機１の周波数を予め定めた最大周波数まで増大させると仮定した場合に暖房負荷に合わせた暖房能力とするために必要な開度である。次に、ステップＳ３０６において、算出した必要初期開度と予め定めた最大開度を比較して制御方法を決定する。この方法でも、必要初期開度は、ステップＳ３０３で検知した圧縮機１の周波数だけでなく、ステップＳ３０４で検知した吐出圧力、吸入圧力及び外気温度に応じて変化させることで、圧縮機１の周波数を基に制御方法を変える場合と同等の制御をすることができる。この場合、周波数が小さく、吐出圧力が低く、吸入圧力が高く、外気温度が高いほど、必要初期開度を大きくする。
【００８６】
なお、吐出圧力検知器９１、吸入圧力検知器９２及び外気温度検知器９３は、全てを設けていなくてもよく、いずれか一つ、もしくは二つを設置して、設置したセンサーの検知値から閾値を決定してもよい。
【００８７】
なお、実施の形態２では、第３減圧装置７を制御することで、吐出温度検知器９４で検知した吐出温度を調整する場合について説明したが、この限りではない。圧縮機１から吐出される冷媒の過熱度を検知する第１過熱度検知器として、吐出温度検知器９４と吐出圧力検知器９１とを用い、吐出温度検知器９４で検知した吐出温度と吐出圧力検知器９１で検知した吐出圧力から算出される吐出過熱度を、第３減圧装置７を制御して調整してもよい。また、図１４は、実施の形態２に係る空気調和装置１０１の変形例を示した冷媒回路図である。図１４に示すように、圧縮機１に吸入される冷媒の温度を検知する吸入温度検知器９５を吸入圧力検知器９２と同等の位置に設け、第３減圧装置７を制御して吸入温度を調整してもよい。また、圧縮機１に吸入される冷媒の過熱度を検知する第２過熱度検知器として、吸入温度検知器９５と吸入圧力検知器９２とを用い、吸入温度検知器９５が検知した吸入温度と吸入圧力検知器９２で検知した吸入圧力から算出される吸入過熱度を、第３減圧装置７を制御して調整してもよい。いずれの制御方法でも、ステップＳ３１１に相当する制御ステップで目標値を暖房通常運転モード時よりも小さくすることで、実施の形態１における第３減圧装置７の開度を開く制御ステップＳ１０９又はステップＳ２１０と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
実施の形態３．
次に、図１５及び図１６を参照して、実施の形態３に係る空気調和装置１０２について説明する。図１５は、実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路図である。以下、空気調和装置１０１が実施の形態１と異なる部分を中心に説明し、実施の形態１と同様な構成についての詳細な説明を省略する。
【００８９】
実施の形態３に係る空気調和装置１０２は、図１５に示すように、実施の形態１の空気調和装置１００の構成に加えて、圧縮機１の吐出圧力を検知する吐出圧力検知器９１と、室外機Ａの周囲の空気の温度を検知する外気温度検知器９３と、負荷側熱交換器３ｂの暖房運転における出口の冷媒温度を検知する室内液温度センサー９６ｂと、負荷側熱交換器３ｃの暖房運転における出口の冷媒温度を検知する室内液温度センサー９６ｃと、が設けられている。過冷却度検知器は、吐出圧力検知器９１と、室内液温度センサー９６ｂ及び９６ｃとで構成されている。なお、室内液温度センサー９６ｂ及び９６ｃは、図示した設置位置に限定されない。室内液温度センサー９６ｂ及び９６ｃは、暖房運転における負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃの出口温度と同等の冷媒温度が検知できればよく、室外機Ａのうち、第２延長配管３３ａに設置してもよい。
【００９０】
［制御フロー］
図１６は、実施の形態３に係る空気調和装置であって、暖房通常運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える際の制御フローである。なお、以下の説明では、上記した実施の形態２の制御フローと異なる部分について説明する。
【００９１】
ステップＳ４０１〜ステップＳ４１０は、図１３に示すステップＳ３０１〜ステップＳ３１０と同じである。ステップＳ４１１において、制御装置９０は、室内液温度センサー９６ｂ及び９６ｃを用いて室内液温度を検知する。そして、ステップＳ４１２において、制御装置９０は、室内液温度と、吐出圧力検知器９１を用いて検知した吐出圧力から室内液過冷却度を算出する。室内液過冷却度は、吐出圧力から換算される冷媒の飽和温度と、室内液温度との差から求められる。ステップＳ４１３において、制御装置９０は、算出した室内液過冷却度を用いて、第３減圧装置７の開度を算出する。そして、ステップＳ４１４において、制御装置９０は、算出した開度になるように第３減圧装置７を開く。なお、ステップＳ４１５〜ステップＳ４１８は、図１３に示すステップＳ３１２〜ステップＳ３１５と同じである。
【００９２】
次に、室内液過冷却度から第３減圧装置７の開度を算出して開く制御ステップＳ４１２〜ステップＳ４１４の効果について説明する。室内液過冷却度は、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃ内に存在する液冷媒量の指標となる。室内液過冷却度が小さい場合には、負荷側熱交換器３ｂ及び３ｃに存在する液冷媒は少ない。レシーバ６内には、室内の暖房に寄与しない液冷媒が貯留される。そのため、室内液過冷却度が小さいと、レシーバ６内の液冷媒が多いと予測される。そこで、実施の形態３に係る空気調和装置１０２では、室内液過冷却度の大小によって、第３減圧装置７を開く開度を決定し、室内過冷却度が小さいほど、第３減圧装置７をより開くようにする。その結果、レシーバ６に貯留された冷媒量に合わせて液冷媒を流出させることができ、潜熱を利用したデフロストを素早く立ち上げることができる。
【００９３】
以上に、空気調和装置（１００〜１０２）を実施の形態に基づいて説明したが、空気調和装置（１００〜１０２）は、上述した実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば空気調和装置１００〜１０２は、液冷媒の貯留容器として、暖房運転時における並列熱交換器５０及び５１の上流にレシーバ６を設ける空気調和装置を例に説明したが、レシーバ６を設けない構成としてもよい。また、暖房デフロスト運転モード時の圧縮機１と流量調整装置１１の制御における部分は、圧縮機１の吸入部にアキュムレータを設けてもよい。空気調和装置１００〜１０２は、冷房、暖房運転を切り替える空気調和装置を例に説明したが、これに限定されない。冷暖同時運転が可能な回路構成の空気調和装置についても適用できる。また、冷暖切替装置２を省略し、暖房通常運転モードと暖房デフロスト運転モードのみを実施するようにしてもよい。また、空気調和装置１００〜１０２は、上述した内容に限定されるものではなく、他の構成要素を含んでもよい。要するに、上記実施の形態に係る空気調和装置（１００〜１０２）は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更及び応用のバリエーションの範囲を含むものである。
【符号の説明】
【００９４】
１  圧縮機、２  冷暖切替装置、３ｂ、３ｃ  負荷側熱交換器、３ｄ、３ｅ  室内ファン、４  第１減圧装置、５  熱源側熱交換器、５ａ  伝熱管、５ｂ  フィン、６  レシーバ、７  第３減圧装置、８ａ、８ｂ  第２減圧装置、９ａ、９ｂ  第１開閉装置、１０ａ、１０ｂ  第２開閉装置、１１  流量調整装置、１２  主回路、３１  吐出配管、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  第１延長配管、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ  第２延長配管、３４ａ、３４ｂ  第１接続配管、３５ａ、３５ｂ  第２接続配管、３６  吸入配管、３７  バイパス配管、５０、５１  並列熱交換器、５２、５３  室外ファン、９０  制御装置、９１  吐出圧力検知器、９２  吸入圧力検知器、９３  外気温度検知器、９４  吐出温度検知器、９５  吸入温度検知器、９６ｂ、９６ｃ  室内液温度センサー、１００、１０１、１０２  空気調和装置、Ａ  室外機、Ｂ、Ｃ  室内機。
【要約】
空気調和装置は、圧縮機及び複数の並列熱交換器を有する主回路と、圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐させて、並列熱交換器に流入させるバイパス配管と、複数の並列熱交換器のうちいずれかの並列熱交換器をデフロスト対象として選択する流路切替装置と、バイパス配管に流れる冷媒の流量を調整する流量調整装置と、制御装置と、を備えている。制御装置は、複数の並列熱交換器をすべて蒸発器として機能させる暖房通常運転モードと、複数の並列熱交換器のうち一部の並列熱交換器をデフロスト対象とし、他の並列熱交換器を蒸発器として機能させる暖房デフロスト運転モードと、を有している。制御装置は、暖房通常運転モードから暖房デフロスト運転モードに切り替える際において、圧縮機の初期周波数を予め定めた最大周波数とし、流量調整装置の初期開度を予め定めた最大開度よりも小さい開度とするように制御する初期制御モード１と、流量調整装置の初期開度を予め定めた最大開度とし、圧縮機の初期周波数を予め定めた最大周波数よりも小さい周波数とするように制御する初期制御モード２と、を選択して暖房デフロスト運転モードを実行する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0006594599.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006594599.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0006594599.tif 000016
【図１６】
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