(57)【要約】【課題】起動時に円滑に冷媒を循環させることができる空気調和装置及びその運転方法を提供すること。【解決手段】一次系冷媒サイクル１１には、冷媒を圧縮して循環させる圧縮機１４と、冷媒流の方向を暖房サイクルと冷房サイクルとに切り換える四方弁１５とが設けられ、二次系冷媒サイクル１２には、冷媒を循環させる超臨界ポンプ２２が設けられ、空調開始前に、超臨界ポンプ２２を停止させた状態、かつ、前記一次系冷媒サイクル１１を冷房サイクル方向に切り換えた状態で前記圧縮機１４を駆動することにより、前記冷媒間熱交換器２５の一次系冷媒サイクル側に冷却した冷媒を流し、これにより該冷媒間熱交換器２５の二次系冷媒サイクル１２中の冷媒を凝縮させて液冷媒を作る準備運転を行ない、その後前記超臨界ポンプ２２を起動して空調を開始する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する一次系冷媒サイクルと、室内気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する二次系冷媒サイクルとを、前記各冷媒サイクルが独立した状態で備え、さらに前記一次系冷媒サイクルと二次系冷媒サイクルとの間で互いの冷媒を熱交換する冷媒間熱交換器を備えた空気調和装置の運転方法において、
前記一次系冷媒サイクルには、冷媒を少なくとも冷房方向に循環させる圧縮機が設けられ、前記二次系冷媒サイクルには、冷媒を循環させる超臨界ポンプが設けられ、
空調開始前に、前記超臨界ポンプを停止させた状態で、前記圧縮機により前記一次系冷媒サイクルの冷媒を冷房方向に流すことにより、前記冷媒間熱交換器の一次系冷媒サイクル側に冷却冷媒を流し、これにより該冷媒間熱交換器の二次系冷媒サイクル中の冷媒を凝縮させて液冷媒を作る準備運転を行ない、その後前記超臨界ポンプを起動して空調を開始する、空気調和装置の運転方法。
【請求項２】
室外温度が室内温度よりも所定の閾値以上低い場合、前記準備運転を行なわずに空調を開始する、請求項１に記載の空気調和装置の運転方法。
【請求項３】
室外気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する一次系冷媒サイクルと、室内気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する二次系冷媒サイクルとを、前記各冷媒サイクルが独立した状態で備え、さらに前記一次系冷媒サイクルと二次系冷媒サイクルとの間で互いの冷媒を熱交換する冷媒間熱交換器を備えた空気調和装置において、
前記一次系冷媒サイクルには、冷媒を少なくとも冷房方向に循環させる圧縮機が設けられ、前記二次系冷媒サイクルには、冷媒を循環させる超臨界ポンプが設けられ、
前記二次系冷媒サイクルにて冷媒を導く冷媒配管は、前記冷媒間熱交換器のヘッド以上の高さを持つトラップを前記超臨界ポンプの上流側に位置して備えている、空気調和装置。
【請求項４】
前記超臨界ポンプの回転方向が可逆であり、前記超臨界ポンプの両側に前記トラップが設けられた、請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
室外気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する一次系冷媒サイクルと、室内気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する二次系冷媒サイクルとを、前記各冷媒サイクルが独立した状態で備え、さらに前記一次系冷媒サイクルと二次系冷媒サイクルとの間で互いの冷媒を熱交換する冷媒間熱交換器を備えた空気調和装置において、
前記一次系冷媒サイクルには、冷媒を少なくとも冷房方向に循環させる圧縮機が設けられ、前記二次系冷媒サイクルには、冷媒を循環させる超臨界ポンプが設けられ、
前記二次系冷媒サイクルにて冷媒を導く冷媒配管は、液冷媒が貯留される貯留タンクを前記超臨界ポンプの上流側に位置して備えている、空気調和装置。
【請求項６】
前記超臨界ポンプの回転方向が可逆であり、前記超臨界ポンプの両側の冷媒配管に前記貯留タンクが接続された、請求項５に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記貯留タンクを開閉する遮断弁と、該遮断弁の開閉を制御する制御部とを備え、前記制御部は、空調運転停止中において、室外気温度が所定温度よりも低い場合は前記遮断弁を開いて冷媒を前記貯留タンクに溜め、室外気温度が所定温度よりも高い場合は該遮断弁を閉じておくことで冷媒を該貯留タンクから逃がさないように制御する、請求項５または請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項８】
室外気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する一次系冷媒サイクルと、室内気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する二次系冷媒サイクルとを、前記各冷媒サイクルが独立した状態で備え、さらに前記一次系冷媒サイクルと二次系冷媒サイクルとの間で互いの冷媒を熱交換する冷媒間熱交換器を備えた空気調和装置において、
前記一次系冷媒サイクルには、冷媒を少なくとも冷房方向に循環させる圧縮機が設けられ、前記二次系冷媒サイクルには、冷媒を循環させる超臨界ポンプが設けられ、
空調開始前に、前記超臨界ポンプを停止させた状態で、前記圧縮機により前記一次系冷媒サイクルの冷媒を冷房方向に流すことにより、前記冷媒間熱交換器の一次系冷媒サイクル側に冷却した冷媒を流し、これにより該冷媒間熱交換器の二次系冷媒サイクル中の冷媒を凝縮させて液冷媒を作る準備運転を行ない、その後前記超臨界ポンプを起動して空調を開始する制御部が設けられている、空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置の運転方法及び空気調和装置に関し、特に冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を用いたものに好適な空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現状の直膨式空気調和装置では圧縮機から潤滑油が冷媒と共に徐々に流出する。この冷媒回路への潤滑油の流出を防止するために、圧縮機吐出管へのオイルセパレーターの設置や、定期的な油戻し運転の実施等の対策が必要となる。
しかし、近年ビルなどに設置される空気調和装置は大型化が進み、室内・外接続配管も長配管化しているため、上述の対策では潤滑油の流出を完全に防ぎきることはできない。さらに、室内機が十数台設置される場合においては、容量・型式・運転状態の組み合わせが多数存在し、ヘッド差・接続配管長も複雑であることから、上述の対策では空気調和装置の性能損失を招く可能性がある。
【０００３】
そこで、室内側を二次冷媒化し、圧縮機及び室外側の一次系冷媒サイクルと冷媒サイクルを独立させることにより、長配管時の信頼性を確保することができる。また、二次冷媒システムとしてＣＯ２を用いることで、駆動動力（二次側圧力損失）を低減できるという利点を有する（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３５９９７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このシステムの場合、二次側冷媒を超臨界状態で循環させるポンプとして超臨界ポンプを用いるため、起動時には超臨界ポンプの前後を液冷媒で満たす必要がある。しかしながら、起動時には十分な液冷媒が確保されない場合があり、円滑な起動が困難な場合があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、起動時に円滑に冷媒を循環させることができる空気調和装置及びその運転方法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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、室外気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する一次系冷媒サイクルと、室内気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する二次系冷媒サイクルとを、前記各冷媒サイクルが独立した状態で備え、さらに前記一次系冷媒サイクルと二次系冷媒サイクルとの間で互いの冷媒を熱交換する冷媒間熱交換器を備えた空気調和装置の運転方法において、前記一次系冷媒サイクルには、冷媒を少なくとも冷房方向に循環させる圧縮機が設けられ、前記二次系冷媒サイクルには、冷媒を循環させる超臨界ポンプが設けられ、空調開始前に、前記超臨界ポンプを停止させた状態で、前記圧縮機により前記一次系冷媒サイクルの冷媒を冷房方向に流すことにより、前記冷媒間熱交換器の一次系冷媒サイクル側に冷却冷媒を流し、これにより該冷媒間熱交換器の二次系冷媒サイクル中の冷媒を凝縮させて液冷媒を作る準備運転を行ない、その後前記超臨界ポンプを起動して空調を開始することを特徴とする。
【０００７】
起動前に二次側の超臨界ポンプを液冷媒で満たす必要であるため、このようにして二次側の冷媒を冷媒間熱交換器にて冷却することにより液冷媒を作り出す。その後で空調を開始する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気調和装置の運転方法において、室外温度が室内温度よりも所定の閾値以上低い場合、前記準備運転を行なわずに空調を開始することを特徴とする。
【０００９】
室外温度が上記の条件を満たす場合、前記冷媒間熱交換器に二次側の冷媒が凝縮していると判定し、上記の準備運転を行なう必要がないとみなす。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、室外気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する一次系冷媒サイクルと、室内気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する二次系冷媒サイクルとを、前記各冷媒サイクルが独立した状態で備え、さらに前記一次系冷媒サイクルと二次系冷媒サイクルとの間で互いの冷媒を熱交換する冷媒間熱交換器を備えた空気調和装置において、前記一次系冷媒サイクルには、冷媒を少なくとも冷房方向に循環させる圧縮機が設けられ前記二次系冷媒サイクルには、冷媒を循環させる超臨界ポンプが設けられ、前記二次系冷媒サイクルにて冷媒を導く冷媒配管は、前記冷媒間熱交換器のヘッド以上の高さを持つトラップを前記超臨界ポンプの上流側に位置して備えていることを特徴とする。
【００１１】
トラップとは、冷媒配管が高さ方向に蛇行したものであって、冷媒間熱交換器の高さ以上まで上昇し、次いで下降した後に冷媒間熱交換器側に接続した配管の形状である。冷媒間熱交換器で凝縮した二次系冷媒サイクルの冷媒は、トラップにより流れ出すことが抑制され、超臨界ポンプに液冷媒を供給することが可能となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の空気調和装置において、前記超臨界ポンプの回転方向が可逆であり、前記超臨界ポンプの両側に前記トラップが設けられたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、冷媒流れがポンプ両側であるから、両方にトラップを設け、液冷媒が流れ出ないようにする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、室外気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する一次系冷媒サイクルと、室内気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する二次系冷媒サイクルとを、前記各冷媒サイクルが独立した状態で備え、さらに前記一次系冷媒サイクルと二次系冷媒サイクルとの間で互いの冷媒を熱交換する冷媒間熱交換器を備えた空気調和装置において、前記一次系冷媒サイクルには、冷媒を少なくとも冷房方向に循環させる圧縮機が設けられ、前記二次系冷媒サイクルには、冷媒を循環させる超臨界ポンプが設けられ、前記二次系冷媒サイクルにて冷媒を導く冷媒配管は、液冷媒が貯留される貯留タンクを前記超臨界ポンプの上流側に位置して備えていることを特徴とする。
【００１５】
貯留タンクは、超臨界ポンプの上流側の冷媒配管から分岐して冷媒を導く流路先端に設けることができる。貯留タンクを設けることで十分な量の液冷媒を確保する。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の空気調和装置において、前記超臨界ポンプの回転方向が可逆であり、前記超臨界ポンプの両側の冷媒配管に、前記貯留タンクが接続されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、冷媒流れがポンプ両側であるから、いずれの回転方向でも、超臨界ポンプに十分な量の液冷媒を供給することが可能となる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の空気調和装置において、前記貯留タンクを開閉する遮断弁と、該遮断弁の開閉を制御する制御部とを備え、前記制御部は、空調運転停止中において、室外気温度が所定温度よりも低い場合は前記遮断弁を開いて冷媒を前記貯留タンクに溜め、室外気温度が所定温度よりも高い場合は該遮断弁を閉じておくことで冷媒を該貯留タンクから逃がさないように制御することを特徴とする。
【００１９】
本発明により、貯留タンクに十分な量の液冷媒を溜めておくことができる。超臨界ポンプ駆動時には遮断弁を開き、円滑な冷媒循環となるように液冷媒を供給する。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、室外気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する一次系冷媒サイクルと、室内気と冷媒とを熱交換する冷媒サイクルを有する二次系冷媒サイクルとを、前記各冷媒サイクルが独立した状態で備え、さらに前記一次系冷媒サイクルと二次系冷媒サイクルとの間で互いの冷媒を熱交換する冷媒間熱交換器を備えた空気調和装置において、前記一次系冷媒サイクルには、冷媒を少なくとも冷房方向に循環させる圧縮機が設けられ前記二次系冷媒サイクルには、冷媒を循環させる超臨界ポンプが設けられ、空調開始前に、前記超臨界ポンプを停止させた状態で、前記圧縮機により前記一次系冷媒サイクルの冷媒を冷房方向に流すことにより、前記冷媒間熱交換器の一次系冷媒サイクル側に冷却した冷媒を流し、これにより該冷媒間熱交換器の二次系冷媒サイクル中の冷媒を凝縮させて液冷媒を作る準備運転を行ない、その後前記超臨界ポンプを起動して空調を開始する制御部が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
さらに、制御部は、室外温度が室内温度よりも所定の閾値以上低い場合、前記準備運転を行なわずに空調を開始するようにしてもよい。さらに、前記二次系冷媒サイクルにて冷媒を導く冷媒配管は、前記超臨界ポンプの上流側に位置して、部分的に前記冷媒間熱交換器のヘッド以上の高さを持つトラップを備え、液冷媒が貯留される貯留タンクを備え、前記貯留タンクは遮断弁を備え、前記制御部は、空調運転停止中において、室外気温度が所定温度より低い場合は前記遮断弁を開いて冷媒を前記貯留タンクに溜め、室外気温度が所定温度より高い場合は該遮断弁を閉じておくことで冷媒を該貯留タンクから逃がさないように制御するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の空気調和装置及び空気調和装置の運転方法によれば、空調開始前に超臨界ポンプの前後を液冷媒で満たすことができるため、ポンプ起動時に円滑に冷媒を循環させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
以下に、本発明に係る空気調和装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に本実施形態に係る空気調和装置の系統図を示した。図１において、符号１は空気調和装置、符号２は室外機であり、通常ビルの屋上等に設置される。室外機２は、冷媒が循環する一次系冷媒サイクル１１を備える。さらに、空気調和装置１はビル内の各フロア等に設置される室内熱交換器５を複数台備える。各室内熱交換器５は室外機２との間で二次系冷媒サイクル１２を形成している。
【００２４】
一次系冷媒サイクル１１と二次系冷媒サイクル１２とでは冷媒系統が独立しており、一次系冷媒サイクル１１では例えば炭化水素冷媒、二次系冷媒サイクル１２では例えばＣＯ２冷媒が使用される。
【００２５】
一次系冷媒サイクル１１は、冷媒が流動する冷媒配管１３、圧縮機１４、四方弁１５、室外側熱交換器１６、及び、絞り弁１７が設けられている。二次系冷媒サイクル１２は、冷媒が流動する冷媒配管２０，冷媒配管２０に対して互いに並列に設けられた前述の室内熱交換器５、各室内熱交換器５に設けられた室内ファン５ａ、各室内熱交換器５の出入り口両側に設けられた開閉弁２１、冷媒を循環させる超臨界ポンプ２２、超臨界ポンプ２２での冷媒圧力を検出する圧力センサ２３が設けられている。超臨界ポンプ２２は室外機２内部に設けられる。室外機２は屋上に設置されているため、冷媒配管２０は垂直方向の敷設距離が長い（例えば３０ｍ等）。
【００２６】
さらに、一次系冷媒サイクル１１と二次系冷媒サイクル１２との冷媒間で熱交換を行なう冷媒間熱交換器２５が室外機２内部に設けられている。また、空気調和装置１を制御する制御部３０が設けられている。
【００２７】
上記構成の空気調和機において、一次系冷媒サイクル１１では、四方弁１５を切り換えることにより、暖房運転時には冷媒を破線矢印方向に流し、冷房運転時には冷媒を実線矢印方向に流すことができるようになっている。
【００２８】
暖房運転時には以下のような動作をする。一次系冷媒サイクル１１の冷媒は、順に、圧縮機１４、四方弁１５、冷媒間熱交換器２５、絞り弁１７、及び、室外側熱交換器１６の経路で流れる。二次系冷媒サイクル１２の冷媒は、超臨界ポンプ２２により、冷媒間熱交換器２５及び各室内熱交換器５を循環する。この場合、圧縮機１４から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、四方弁１５を経て、凝縮器として作用する冷媒間熱交換器２５に入る。ここで二次系冷媒サイクル１２の冷媒と熱交換して凝縮、液化することにより、二次系冷媒サイクル１２の冷媒を加熱する。二次系冷媒サイクル１２の冷媒は各室内熱交換器５にて放熱し、暖房を行う。
【００２９】
冷房運転時には、四方弁１５を切り換えることにより、以下のような動作をする。冷媒は、順に、圧縮機１４、四方弁１５、室外側熱交換器１６、絞り弁１７、冷媒間熱交換器２５の経路で流れる。この場合、圧縮機１４から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、四方弁１５を経て室外側熱交換器１６にて、図示しない室外側送風機から送られる空気により冷却されて凝縮、液化する。さらに、上記ガス冷媒は絞り弁１７にて膨張して低圧状態となり、蒸発器として作用する冷媒間熱交換器２５に入り、二次系冷媒サイクル１２側の冷媒と熱交換して蒸発、気化することにより二次系冷媒サイクル１２側冷媒を冷却する。二次系冷媒サイクル１２の冷媒は各室内熱交換器５にて室内気を冷却し、冷房を行なう。
【００３０】
ここで、液ポンプである超臨界ポンプ２２の前後は液冷媒で満たす必要がある。そのため、本実施形態においては以下の構成をさらに備える。
【００３１】
二次系冷媒サイクル１２にて冷媒を導く冷媒配管２０は、超臨界ポンプ２２の上流側に位置して、部分的に前記冷媒間熱交換器２５のヘッド以上の高さを持つトラップ３５を備えている。トラップ３５は、冷媒配管２０が高さ方向に蛇行したものであって、冷媒間熱交換器２５の高さ以上まで上昇し、次いで下降して冷媒間熱交換器２５に接続した配管の形状である。冷媒間熱交換器２５で凝縮した二次系冷媒サイクル１２の冷媒は、トラップ３５により下方の室内熱交換器５側に流れ出すことが抑制され、超臨界ポンプ２２に液冷媒を供給することが可能となる。
【００３２】
さらに、空気調和装置１は、トラップ３５によりトラップされた液冷媒が貯留される貯留タンク３６を備えている。貯留タンク３６は、トラップ３５と超臨界ポンプ２２との間の冷媒配管２０から分岐して冷媒を導く分岐配管３７の先端に位置している。貯留タンク３６は超臨界ポンプ２２よりも高さ方向上方に位置している。貯留タンク３６を設けることで十分な量の液冷媒を確保する。また、貯留タンク３６は遮断弁３６ａを備える。
【００３３】
以上のように構成された空気調和装置１では、円滑な起動を実現するために、起動前に超臨界ポンプ２２に予め液冷媒を供給する。具体的には、制御部３０は、空調開始前に、超臨界ポンプ２２を停止させた状態、かつ、一次系冷媒サイクル１１を冷房サイクル方向に切り換えた状態で圧縮機１４を駆動することにより、冷媒間熱交換器２５の一次系冷媒サイクル１１側に冷却した冷媒を流し、これにより冷媒間熱交換器２５の二次系冷媒サイクル１２中の冷媒を凝縮させて液冷媒を作る準備運転を行ない、その後超臨界ポンプ２２を起動して空調を開始する。以下、この準備運転について詳細に説明する。
【００３４】
図２に制御フローを示した。まずステップＳ１で運転スイッチがオンとされると、四方弁１５を切り換えて一次系冷媒サイクル１１を冷房サイクルとし、さらに圧縮機１４をオンにする（ステップＳ２）。これにより、冷媒間熱交換器２５の一次系冷媒サイクル１１側には冷却された冷媒が流れ、二次系冷媒サイクル１２側の冷媒が冷却され、液冷媒が溜められる。液冷媒はトラップ３５によりトラップされ、下方の室内熱交換器５側へ流れることが抑制される。したがって液冷媒は冷媒間熱交換器２５に溜められ、超臨界ポンプ２２の前後は液冷媒で満たされることとなる。
【００３５】
次いでステップＳ３にて、Ｌｐ（一次系冷媒サイクル１１の低圧）≦ＰＬ（所定の一定値＝圧縮機許容下限）を判定する。すなわち、圧力センサ２３により検出された冷媒圧力から液冷媒の状態を判定する。ＹＥＳの場合にはステップＳ４に進む。ＮＯの場合にはステップＳ５に進む。ステップＳ５では、一定時間Ｔｍ（例えば１０分間の時間制限）が経過したか判定し、時間が経過していない場合にはステップＳ２に戻り、経過した場合には、ステップＳ３の条件が満たされなくてもステップＳ４に進む。
【００３６】
ステップＳ４では、リモコン設定を判定する。リモコン設定が冷房の場合にはステップＳ６に進み、超臨界ポンプ２２オン、室内ファン５ａオンとして室内の冷房を開始する。
【００３７】
ステップＳ４でリモコン設定が暖房であった場合には、ステップＳ７に進む。ここで一次系冷媒サイクル１１を暖房サイクルに切り換え、さらに圧縮機１４をオンとする。ついで超臨界ポンプ２２をオンにし（ステップＳ８）、室内熱交換器５の温度≧Ｔｈｃ（所定の一定値）となるまでステップＳ７からの処理を繰返す（ステップＳ９）。なお、このとき室内ファン５ａはオフのままとする。すなわち、フィーリング性向上のため二次系冷媒サイクル１２の冷媒温度が上昇するまで冷媒を加熱させる。冷媒が十分に加熱された後で室内ファン５ａをオンにし、室内の暖房を開始する（ステップＳ１０）。
【００３８】
また、制御部３０は停止中に以下の制御を行なう。制御部３０は、空調運転停止中において、室外気温度が冷媒凝縮温度以下の場合は遮断弁３６ａを開いて冷媒を貯留タンク３６に溜め、室外気温度が冷媒気化温度以上の場合は遮断弁３６ａを閉じておくことで冷媒を貯留タンク３６から逃がさないように制御する。そして超臨界ポンプ２２の運転開始時に遮断弁３６ａを開とし、円滑な冷媒循環となるように液冷媒を供給する。
【００３９】
このように、本実施形態の空気調和装置及び空気調和装置の運転方法によれば、空調開始前に超臨界ポンプの前後を液冷媒で満たすことができるため、ポンプ起動時に円滑に冷媒を循環させることができる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態にかかる空気調和装置が第１の実施形態と異なる点は、室外空気温度および室内空気温度検出手段を備えている点である。
なお、上記の温度検出手段を有している点および制御部３０による制御が異なる点以外は、上述の第１実施形態と同様であるため、空気調和装置１の構成についての説明は省略し、同じ構成については同じ符号を使用する。
【００４１】
本実施形態では、制御部３０は、室外温度が室内温度よりも所定の閾値以上低い場合、前記準備運転を行なわずに空調を開始する。室外温度が室内温度よりも所定の閾値以上低い場合には、室外に設置された超臨界ポンプ２２の前後の冷媒は凝縮し、超臨界ポンプ２２は液冷媒で満たされているため、前記準備運転は不要のためである。
【００４２】
図３に制御フローを示した。まずステップＳＴ１で運転スイッチがオンとされると、室内空気温度Ｔｉ１〜Ｔｉｎを検出する（ステップＳＴ２）。（室内空気温度Ｔｉ１〜Ｔｉｎのかわりに室内熱交換器５の温度Ｔｈ１〜Ｔｈｎでもよい。）
ステップＳＴ３で、室外空気温度Ｔｏを検出し、ステップＳＴ４で、Ｔｏ≦（Ｔｉ１〜Ｔｉｎ）＋Ｔｃ（またはＴｏ≦（Ｔｈ１〜Ｔｈｎ）＋Ｔｃ）を判定する。なお、Ｔｃは所定の閾値であり、通常マイナスの値であり、例えば−３度である。判定がＹＥＳの場合、すなわち外気温が十分に低い場合、ステップＳＴ５に進む。ＮＯの場合、ステップＳＴ６に進む。
【００４３】
ステップＳＴ５に進んだ場合は、上記の準備運転を行なわない。すなわち、リモコン設定が冷房の場合ステップＳＴ７に進み、一次系冷媒サイクル１１を冷房サイクルとし、圧縮機１４をオンとする。その後超臨界ポンプ２２をオン、室内ファン５ａをオンとし、室内の冷房空調を開始する（ステップＳＴ８）。ステップＳＴ５でリモコン設定が暖房であった場合、ステップＳＴ９で一次系冷媒サイクル１１を暖房サイクルに切り換えて圧縮機１４をオンとする。次いで超臨界ポンプ２２をオンにし（ステップＳＴ１０）、室内熱交換器５の温度≧Ｔｈｃ（所定の一定値）となるまでステップＳＴ１０からの処理を繰返す（ステップＳＴ１１）。なお、このとき室内ファン５ａはオフのままとする。すなわち、フィーリング性向上のため二次系冷媒サイクル１２の冷媒温度が上昇するまで冷媒を加熱させる。冷媒が十分に加熱された後で室内ファン５ａをオンにし、室内の暖房を開始する（ステップＳＴ１２）。
【００４４】
ステップＳＴ４でＮＯであった場合、ステップＳＴ６にて四方弁１５を切り換えて一次系冷媒サイクル１１を冷房サイクルとし、圧縮機１４をオンにする。これにより、冷媒間熱交換器２５の一次系冷媒サイクル１１側には冷却された冷媒が流れ、二次系冷媒サイクル１２側の冷媒が冷却され、液冷媒が溜められる。液冷媒はトラップ３５によりトラップされ、下方の室内熱交換器５側へ流れることが抑制される。したがって液冷媒は冷媒間熱交換器２５に溜められ、超臨界ポンプ２２の前後は液冷媒で満たされることとなる。
【００４５】
次いでステップＳＴ１３にてリモコン設定が冷房か否かを判定する。リモコン設定が冷房の場合、ステップＳＴ１４に進む。リモコン設定が暖房の場合、ステップＳＴ１５に進む。
【００４６】
ステップＳＴ１５では、Ｌｐ（一次系冷媒サイクル１１の低圧）≦ＰＬ（所定の一定値＝圧縮機許容下限）を判定する。すなわち、圧力センサ２３により検出された冷媒圧力から液冷媒の状態を判定する。ＹＥＳの場合にはステップＳＴ１６に進む。ＮＯの場合にはステップＳＴ１７に進む。ステップＳＴ１７では、一定時間Ｔｍ（例えば１０分間の時間制限）が経過したか判定し、時間が経過していない場合にはステップＳＴ６に戻り、経過した場合には、ステップＳＴ１５の条件が満たされなくてもステップＳＴ１６に進む。
【００４７】
ステップＳＴ１６で一次系冷媒サイクル１１を暖房サイクルに切り換えて圧縮機１４をオンとする。次いで超臨界ポンプ２２をオンにし（ステップＳＴ１７）、室内熱交換器５の温度≧Ｔｈｃ（所定の一定値）となるまでステップＳＴ１６からの処理を繰返す（ステップＳＴ１８）。なお、このとき室内ファン５ａはオフのままとする。すなわち、フィーリング性向上のため二次系冷媒サイクル１２の冷媒温度が上昇するまで冷媒を加熱させる。冷媒が十分に加熱された後で室内ファン５ａをオンにし、室内の暖房を開始する（ステップＳＴ１９）。
【００４８】
ステップＳＴ１３でリモコン設定が冷房と判定された場合、ステップＳＴ１４にて室内ファン５ａをオンとする。
【００４９】
次いでステップＳＴ２０にてＬｐ（一次系冷媒サイクル１１の低圧）≦ＰＬ（所定の一定値＝圧縮機許容下限）を判定する。すなわち、圧力センサ２３により検出された冷媒圧力から液冷媒の状態を判定する。ＹＥＳの場合にはステップＳＴ２２に進む。ＮＯの場合にはステップＳＴ２１に進む。ステップＳＴ２１では、一定時間Ｔｍ（例えば１０分間の時間制限）が経過したか判定し、時間が経過していない場合にはステップＳＴ６に戻り、経過した場合には、ステップＳＴ２０の条件が満たされなくてもステップＳＴ２２に進む。ここで超臨界ポンプ２２オン、室内ファン５ａをオン、として室内の冷房を開始する。
【００５０】
また、制御部３０は停止中に以下の制御を行なう。制御部３０は、空調運転停止中において、室外気温度が冷媒凝縮温度以下の場合は遮断弁３６ａを開いて冷媒を貯留タンク３６に溜め、室外気温度が冷媒気化温度以上の場合は遮断弁３６ａを閉じておくことで冷媒を貯留タンク３６から逃がさないように制御する。そして超臨界ポンプ２２の運転開始時に遮断弁３６ａを開とし、円滑な冷媒循環となるように液冷媒を供給する。
【００５１】
このように、本実施形態の空気調和装置及び空気調和装置の運転方法によれば、空調開始前に超臨界ポンプの前後を液冷媒で満たすことができるため、ポンプ起動時に円滑に冷媒を循環させることができる。また、室外気温が十分に低い場合には、二次系冷媒サイクル１２の超臨界ポンプ２２前後に十分な液冷媒が既に溜まっている考えられるため、上記の準備運転は行なわず、すぐに超臨界ポンプ２２を起動する（ステップＳＴ８，ＳＴ１０）。このため、迅速な起動ができる。
【００５２】
上記各実施形態において、超臨界ポンプ２２の回転方向が可逆の場合、超臨界ポンプ２２の両側にトラップ３５を設けてもよい。すなわち、図４に示したように、超臨界ポンプ２２と冷媒間熱交換器２５との間にもトラップ３５と同様の構成のトラップ１３５が設けられる。また、冷媒配管２０にはトラップ１３５と超臨界ポンプ２２との間に、一端が貯留タンク３６に接続する分岐配管１３７が分岐し、分岐配管３７側に遮断弁３６ａが設けられ、分岐配管１３７側に遮断弁３６ｂが設けられる。これにより、超臨界ポンプ２２の両方の回転方向に対応して液冷媒を貯留タンク３６に貯留させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態として示した空気調和装置の系統図である。
【図２】同空気調和装置における制御を示したフロー図である。
【図３】同制御の変形例として示したフロー図である。
【図４】空気調和装置の変形例を示した図であり、（ａ）は系統図、（ｂ）は冷媒配管の配置を模式的に示した斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…空気調和装置、１１…一次系冷媒サイクル、１２…二次系冷媒サイクル、１４…圧縮機、１５…四方弁、１６…室外側熱交換器、１７…絞り弁、２２…超臨界ポンプ、２５…冷媒間熱交換器、３０…制御部、３５…トラップ、３６…貯留タンク、３６ａ…遮断弁、３６ｂ…遮断弁、１３５…トラップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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