(57)【要約】【課題】暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの切り替え前後の暖房能力の維持による快適性の維持と、暖房除霜同時運転モード時における適切な除霜能力の確保による信頼性の担保とを両立させる空気調和装置を得る。【解決手段】主回路と、圧縮機の吐出配管から分岐された冷媒配管に設けられた除霜冷媒減圧装置と、複数の並列室外熱交換器に供給する冷媒の流路を切り替える除霜流路切替装置と、除霜流路切替装置と冷暖切替装置との間に配置されて圧縮機の吸入側への冷媒の逆流を防止する逆流防止装置と、を介して、複数の並列室外熱交換器のそれぞれに配管接続されたバイパス回路と、を有した冷媒回路と、制御装置と、を備え、制御装置は、除霜流路切替装置によって冷媒を導入する流路を切り替えることにより、複数の並列室外熱交換器のうちいずれかを除霜対象として選択し、除霜冷媒減圧装置によって減圧された除霜冷媒を選択した並列室外熱交換器に供給する。【選択図】図１
2022003302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、冷暖切替装置と、室内熱交換器と、減圧装置と、複数の並列室外熱交換器からなる室外熱交換器と、を冷媒配管によって配管接続して構成された主回路と、
前記圧縮機の吐出配管から分岐された冷媒配管にて前記主回路から分流する冷媒の流量を調整して減圧する除霜冷媒減圧装置と、前記複数の並列室外熱交換器に供給する冷媒の流路を切り替える除霜流路切替装置と、前記除霜流路切替装置と前記冷暖切替装置との間に配置されて前記圧縮機の吸入側への冷媒の逆流を防止する逆流防止装置と、を介して、前記複数の並列室外熱交換器のそれぞれに配管接続され、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部を分流させるバイパス回路と、
を有した冷媒回路と、
前記圧縮機、前記減圧装置、前記除霜冷媒減圧装置及び前記除霜流路切替装置の動作を個別に制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記除霜流路切替装置によって冷媒を導入する流路を切り替えることにより、前記複数の並列室外熱交換器のうちいずれかを除霜対象として選択し、前記除霜冷媒減圧装置によって減圧された除霜冷媒を選択した前記並列室外熱交換器に供給する空気調和装置。
【請求項２】
前記制御装置は、室内側では暖房運転を継続しながら、室外側では前記バイパス回路にて前記除霜冷媒を導入し、前記複数の並列室外熱交換器を交互に除霜して暖房運転と除霜運転とを同時に行う暖房除霜同時運転モードを実行する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
空調負荷状態を検出する空調負荷状態検出手段と、
前記冷媒回路の運転状態を検出する運転状態検出手段とを備え、
前記制御装置は、前記暖房除霜同時運転モード時に、
前記圧縮機、前記減圧装置及び前記除霜冷媒減圧装置を前記空調負荷状態及び前記運転状態に基づいて設定された各々の定時制御目標値に制御する
請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記暖房運転から前記暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わる直前に検出した前記空調負荷状態及び前記運転状態に基づいて、前記暖房除霜同時運転モードにおける前記圧縮機、前記減圧装置及び前記除霜冷媒減圧装置の初期制御目標値を設定し、
前記暖房除霜同時運転モード開始時に前記圧縮機、前記減圧装置及び前記除霜冷媒減圧装置を各々の前記初期制御目標値に制御する請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記圧縮機、前記減圧装置及び前記除霜冷媒減圧装置それぞれの制御が前記初期制御目標値に到達した後に、前記減圧装置及び前記除霜冷媒減圧装置を各々の前記定時制御目標値に制御する請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記空調負荷状態検出手段は、室内空気温度と空調設定温度との偏差を検出する室内負荷状態検出手段を含み、
前記制御装置は、
前記暖房除霜同時運転モード時に、前記室内負荷状態検出手段が検出した前記偏差の検出値に基づいて、前記除霜冷媒減圧装置の開度又は前記圧縮機の運転周波数の少なくともいずれかの制御量を調整するように制御目標値を設定する請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記複数の並列室外熱交換器のそれぞれに対して冷媒と熱交換する外気を送風する複数の室外送風装置を備え、
前記制御装置は、
前記暖房除霜同時運転モード時に、前記複数の室外送風装置の動作を個別に制御する請求項２〜請求項６のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記空調負荷状態検出手段は、外気温を検出する外気温検出手段を含み、
前記制御装置は、
前記暖房運転から前記暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わる直前に検出した前記外気温検出手段の検出値に基づいて、前記暖房除霜同時運転モード時に除霜対象側の前記並列室外熱交換器に対する前記室外送風装置の制御量を、外気温が所定値よりも低い場合には停止又は最小値まで減速し、外気温が所定値よりも高い場合には現在値を維持又は最大値に増速する請求項３に従属する請求項７に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記暖房除霜同時運転モード時に、
除霜対象側の前記並列室外熱交換器に対する前記室外送風装置を外気温に基づいて設定された定時制御目標値に制御し、
除霜対象側の前記並列室外熱交換器に対する前記室外送風装置の前記定時制御目標値は、前記暖房除霜同時運転モード中に外気温が所定値以下となった場合には停止又は最小値まで減速し、前記暖房除霜同時運転モード中に外気温が所定値よりも高い場合には前記暖房運転から前記暖房除霜同時運転モードへの運転モード切替前の暖房運転時の回転速度又は最大値に増速する目標値である請求項８に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、
前記暖房除霜同時運転モード時に非除霜対象側の前記並列室外熱交換器に対する前記室外送風装置の制御量を、現在値を維持又は最大値に増速する請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記主回路は、前記圧縮機から前記室内熱交換器を流通した冷媒配管から分岐して前記圧縮機に前記主回路から分流した冷媒をインジェクションするインジェクション流路と、前記インジェクション流路にて冷媒の流量を調整して減圧するインジェクション冷媒減圧装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記暖房除霜同時運転モード時に、前記インジェクション冷媒減圧装置を開弁する請求項２〜請求項１０のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、
前記暖房除霜同時運転モードにおける前記インジェクション冷媒減圧装置の前記暖房運転から前記暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わった直後の初期制御目標値を設定し、
前記インジェクション冷媒減圧装置の前記初期制御目標値は、運転モードの切り替え直前に全閉だった場合には全開又は所定開度に設定され、運転モードの切り替え直前に全閉でない場合には前記暖房運転時の開度を維持する請求項１１に記載の空気調和装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、
前記インジェクション冷媒減圧装置の開度が前記初期制御目標値に到達した場合には、前記減圧装置の定時制御目標値を、前記圧縮機の吐出冷媒過熱度が所定値になる開度に設定し、前記インジェクション冷媒減圧装置の定時制御目標値を前記初期制御目標値のまま維持する請求項３に従属する請求項１２に記載の空気調和装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、
前記インジェクション冷媒減圧装置の開度が前記初期制御目標値に到達した場合には、前記インジェクション冷媒減圧装置の定時制御目標値を、前記圧縮機の吐出冷媒過熱度が所定値になる開度に設定し、前記減圧装置の定時制御目標値を、前記圧縮機の吸入冷媒過熱度が所定値になる開度に設定する請求項３に従属する請求項１２に記載の空気調和装置。
【請求項１５】
前記複数の並列室外熱交換器は、上下方向に積載された状態で筐体内に収納される請求項１〜請求項１４のいずれか１項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、暖房運転と除霜運転とを同時に行う暖房除霜同時運転モードを有する空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分割された室外熱交換器の各熱交換器部分を交互にデフロストする暖房除霜同時運転モードを有する空気調和装置が提案されている（たとえば、特許文献１、２参照）。この技術では、暖房運転時に蒸発器となる室外熱交換器が複数の熱交換器部分に分割されている。そして、それらの熱交換部分の各々に対応して圧縮機からの吐出ガスをバイパスさせるバイパス回路と、バイパス状態を制御する電磁開閉弁とが設けられている。
【０００３】
上記従来技術では、空気調和装置の暖房運転時に冷凍サイクル自体を逆転させることなく、分割された複数の熱交換部分が交互にデフロスト運転されることにより、ノンストップでの暖房運転が実現されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０８５４８４号公報
【特許文献２】特開昭５４−１３４８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、暖房運転を継続しながら同時に分割された複数の熱交換部分を交互に除霜する暖房除霜同時運転を行う場合に、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの切替え時に冷凍サイクル状態の大きな変動が生じる。しかし、冷媒回路を構成するアクチュエータの制御動作が冷媒状態の変動に追従できず、暖房除霜同時運転モード時の暖房能力が低下し、暖房運転を行う室内熱交換器の吹出空気温度の低下による室温の低下が生じて快適性が悪化する課題があった。一方、暖房除霜同時運転モード時の暖房能力を無理に上昇させようとすると、除霜能力が確保できず、信頼性が悪化する課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、暖房除霜同時運転モード時に、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの切り替え前後の暖房能力の維持による快適性の維持と、暖房除霜同時運転モード時における適切な除霜能力の確保による信頼性の担保とが両立して実現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、圧縮機と、冷暖切替装置と、室内熱交換器と、減圧装置と、複数の並列室外熱交換器からなる室外熱交換器と、を冷媒配管によって配管接続して構成された主回路と、前記圧縮機の吐出配管から分岐された冷媒配管にて前記主回路から分流する冷媒の流量を調整して減圧する除霜冷媒減圧装置と、前記複数の並列室外熱交換器に供給する冷媒の流路を切り替える除霜流路切替装置と、前記除霜流路切替装置と前記冷暖切替装置との間に配置されて前記圧縮機の吸入側への冷媒の逆流を防止する逆流防止装置と、を介して、前記複数の並列室外熱交換器のそれぞれに配管接続され、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部を分流させるバイパス回路と、を有した冷媒回路と、前記圧縮機、前記減圧装置、前記除霜冷媒減圧装置及び前記除霜流路切替装置の動作を個別に制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記除霜流路切替装置によって冷媒を導入する流路を切り替えることにより、前記複数の並列室外熱交換器のうちいずれかを除霜対象として選択し、前記除霜冷媒減圧装置によって減圧された除霜冷媒を選択した前記並列室外熱交換器に供給するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る空気調和装置によれば、暖房除霜同時運転モード時に、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの切り替え前後の暖房能力の維持による快適性の維持と、暖房除霜同時運転モード時における適切な除霜能力の確保による信頼性の担保とが両立して実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置を示す冷媒回路構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の室外熱交換器を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置を示す制御ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転モード時の冷媒の状態遷移を示すＰ−ｈ線図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房運転モード時の冷媒の状態遷移を示すＰ−ｈ線図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房除霜同時運転モード時の冷媒の状態遷移を示すＰ−ｈ線図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房除霜同時運転モードの制御動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、断面図の図面においては、視認性に鑑みて適宜ハッチングを省略している。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
＜空気調和装置の機器構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００を示す冷媒回路構成図である。図１に示すように、空気調和装置１００は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことにより、屋内の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置１００は、熱源ユニットＡと、それに冷媒連絡配管となる液接続配管６及びガス接続配管９を介して並列に接続された１以上の利用ユニットＢとから構成されている。実施の形態１では、１台の利用ユニットＢが設けられた構成を例に挙げている。
【００１２】
空気調和装置１００に用いられる冷媒としては、たとえば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４Ａ又はＲ３２などのＨＦＣ冷媒、Ｒ１２３４ｙｆ／ｚｅなどのＨＦＯ冷媒、それらを混合した混合冷媒、あるいは、二酸化炭素（ＣＯ２）炭化水素、ヘリウム又はプロパンのような自然冷媒などがある。
【００１３】
＜利用ユニットＢ＞
利用ユニットＢは、屋内の天井に埋め込まれたり、天井に吊り下げられたりし、あるいは屋内の壁面に壁掛けなどにより設置されている。利用ユニットＢは、液接続配管６及びガス接続配管９を介して熱源ユニットＡに接続され、冷媒回路の一部を構成している。
【００１４】
利用ユニットＢは、冷媒回路の一部である室内側の冷媒回路を構成し、室内送風装置８と、利用側熱交換器である室内熱交換器７とを備える。
【００１５】
室内熱交換器７は、ここでは伝熱管と多数のフィンとによって構成されるクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器からなる。室内熱交換器７は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内の空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内の空気を加熱する。
【００１６】
室内送風装置８は、室内熱交換器７に供給する空気の流量を変更可能なファンである。室内送風装置８は、たとえば、図示しないＤＣモータによって駆動される遠心ファン又は多翼ファンなどから構成されている。室内送風装置８は、利用ユニットＢ内に室内空気を吸入し、室内熱交換器７によって冷媒との間で熱交換した空気を調和空気として室内に供給する。
【００１７】
利用ユニットＢには、各種センサが設置されている。すなわち、室内熱交換器７の液側には、液状態又は気液二相状態の冷媒の温度である暖房運転時における過冷却液温度Ｔｃｏ又は冷房運転時における蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度を検出する液側温度センサ２０５が設けられている。室内熱交換器７には、気液二相状態の冷媒の温度である暖房運転時における凝縮温度Ｔｃ又は冷房運転時における蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度を検出するガス側温度センサ２０７が設けられている。利用ユニットＢの室内空気の吸入口側には、利用ユニットＢ内に流入する室内空気の温度を検出する室内温度センサ２０６が設けられている。なお、ここでは液側温度センサ２０５、ガス側温度センサ２０７及び室内温度センサ２０６は、いずれもサーミスタから構成されている。室内送風装置８の動作は、運転制御手段としての制御装置３０によって制御される。
【００１８】
＜熱源ユニットＡ＞
熱源ユニットＡは、屋外に設置され、液接続配管６及びガス接続配管９を介して利用ユニットＢに接続され、冷媒回路の一部を構成している。
【００１９】
熱源ユニットＡは、圧縮機１と、冷暖切替装置２と、熱源側熱交換器である室外熱交換器３を構成した第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂと、第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂと、減圧装置５ａ及び減圧装置５ｂと、インジェクション冷媒減圧装置５ｃと、レシーバ１１と、内部熱交換器１３とを備える。これらは、熱源ユニットＡの冷媒回路のうち主回路に設けられている。
【００２０】
熱源ユニットＡは、除霜冷媒減圧装置１４と、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂと、逆流防止装置１６とを備える。これらは、熱源ユニットＡの冷媒回路のうちバイパス回路に設けられている。
【００２１】
圧縮機１は、周波数といった運転容量を変更可能な圧縮機であり、ここではインバータによって制御される図示しないモータによって駆動される容積式圧縮機を用いている。ここで、圧縮機１は、圧縮室における圧縮行程の中間部分に冷媒導入のためのインジェクションが可能となるポートを有する。たとえば、液状又は液と気体とが混合した冷媒が所定のインジェクション圧でインジェクションされることにより、吐出温度の過昇温が防止できる。圧縮機１は、ここでは１つのみの例を挙げるが、これに限定されず、利用ユニットＢの接続台数などに応じて２以上の圧縮機１が並列に接続されても良い。
【００２２】
冷暖切替装置２は、冷媒の流れの方向を切り替える弁である。冷暖切替装置２は、冷房運転時に、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂを圧縮機１にて圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器７を第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂにおいて凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる。このために、冷暖切替装置２は、圧縮機１の吐出側と第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂのガス側とを接続するとともに、圧縮機１の吸入側とガス接続配管９側とを接続するように冷媒流路を切り替える。この場合は、図１に示す冷暖切替装置２が破線で示される状態である。
【００２３】
冷暖切替装置２は、暖房運転時に、室内熱交換器７を圧縮機１にて圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂを室内熱交換器７にて凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる。このために、冷暖切替装置２は、圧縮機１の吐出側とガス接続配管９側とを接続するとともに、圧縮機１の吸入側と第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂのガス側とを接続するように冷媒流路を切り替える。この場合は、図１に示す冷暖切替装置２が実線で示される状態である。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の室外熱交換器３を示す構成図である。図２に示すように、室外熱交換器３は、たとえば、伝熱管と多数のフィンとによって構成されるクロスフィン式のフィンアンドチューブ型の熱交換器からなる。室外熱交換器３は、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。室外熱交換器３は、複数の並列熱交換器、ここでは２つの第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂに分割されている。
【００２５】
第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂは、熱源ユニットＡの筐体内に上下方向に伸びる室外熱交換器３を分割して構成されている。その分割は、左右に分割されても良い。しかし、左右に分割すると、並列熱交換器のそれぞれへの冷媒入口が左右両端になり、配管接続が複雑になる。このため、図示のように、上下方向に分割することが好ましい。よって、室外熱交換器３は、熱源ユニットＡの筐体内に２つの第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂが上下方向に積載された状態で収納されている。
【００２６】
図１に示すように、第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂのそれぞれは、室外熱交換器３に供給する空気の流量を変更可能なファンであり、たとえば、図示しないＤＣモータによって駆動されるプロペラファンから構成されている。第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂのそれぞれは、熱源ユニットＡ内に室外空気を吸入し、室外熱交換器３によって冷媒との間で熱交換した空気を室外に排出する。第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂは、ここでは２つ用いられて構成されている。第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂは、熱源ユニットＡの筐体内に、２つの第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂのそれぞれに室外空気を送風するように配置されている。
【００２７】
レシーバ１１は、液冷媒を貯留する冷媒容器である。レシーバ１１は、冷凍サイクルの運転中に余剰となった液冷媒を貯留するとともに気液分離機能を合わせて有する。レシーバ１１内には、図示しない内部熱交換器が内蔵されている。内部熱交換器は、冷暖切替装置２と圧縮機１の吸入部とを接続するガス接続配管９を循環する冷媒と、レシーバ１１内に貯留されている液冷媒とを熱交換するように冷媒配管が接続されて構成されている。
【００２８】
減圧装置５ａ及び減圧装置５ｂは、冷媒回路内を流れる冷媒の流量を調整して減圧する。減圧装置５ａ及び減圧装置５ｂは、熱源ユニットＡの液側に接続されて配置されている。減圧装置５ａ及び減圧装置５ｂは、それらを繋ぐ冷媒流路の間にレシーバ１１を介在させている。
【００２９】
このように、熱源ユニットＡには、圧縮機１と、冷暖切替装置２と、減圧装置５ａ及び減圧装置５ｂと、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂと、を冷媒配管によって配管接続して構成された主回路が構成されている。この主回路には、利用ユニットＢの室内熱交換器７も構成要素として含まれ、同じく冷媒配管で接続されている。
【００３０】
冷媒回路には、減圧装置５ａ及び減圧装置５ｂの間の冷媒流路の冷媒の一部を圧縮機１にインジェクションするためのインジェクション流路を構成した第１バイパス配管２１が設けられている。つまり、主回路には、圧縮機１から室内熱交換器７を流通した冷媒配管から分岐して圧縮機１に主回路から分流した冷媒をインジェクションする第１バイパス配管２１が設けられている。
【００３１】
第１バイパス配管２１の一端は、減圧装置５ａ及び減圧装置５ｂの間の冷媒配管の一部を分岐して設けられている。第１バイパス配管２１の他端は、内部熱交換器１３を介して圧縮機１の圧縮途中の圧縮室に連通するインジェクションポートに接続されている。第１バイパス配管２１の途中には、第１バイパス配管２１を流れる冷媒の流量を調整して減圧するためのインジェクション冷媒減圧装置５ｃが配置されている。インジェクション冷媒減圧装置５ｃは、たとえば電磁弁と毛細管といったキャピラリーチューブとで構成され、電磁弁のＯＮ又はＯＦＦによる開閉動作によって第１バイパス配管２１を流れる冷媒の流量を調整する。
【００３２】
冷媒回路には、圧縮機１から吐出する冷媒の一部を室外熱交換器３に供給するための第２バイパス配管２２が設けられている。第２バイパス配管２２の一端は、圧縮機１と冷暖切替装置２との間の冷媒配管の一部を分岐して設けられている。第２バイパス配管２２の他端は、分割された室外熱交換器３、つまり第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂそれぞれのガス側の冷媒配管に接続されている。
【００３３】
第２バイパス配管２２には、第２バイパス配管２２を流れる冷媒の流量を調整して減圧するための除霜冷媒減圧装置１４が配置されている。第２バイパス配管２２には、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂそれぞれのガス側の冷媒配管に至るまでに除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂの高圧側の冷媒配管が接続されている。除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂの低圧側の冷媒配管は、第１接続配管４１を介して冷暖切替装置２とレシーバ１１との間の冷媒配管に接続されている。
【００３４】
除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂは、冷媒の流れ方向を切り替える弁である。除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂは、冷房運転時に、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂそれぞれを圧縮機１にて圧縮される冷媒の凝縮器として機能させる。このために、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂは、圧縮機１の吐出側と第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂそれぞれのガス側とを接続するように冷媒流路を切り替える。この場合は、図１に示す除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂでは、破線の状態である。
【００３５】
除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂは、暖房運転時に、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂそれぞれを室内熱交換器７にて凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる。このために、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂは、圧縮機１の吸入側と第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂそれぞれのガス側とを接続するように冷媒流路を切り替える。この場合は、図１に示す除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂでは、実線の状態である。
【００３６】
なお、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂは、冷暖切替装置２のような通常の四方弁の使い方とは異なり、４箇所の流路口のうち１箇所を閉止した状態、つまり三方弁として使用する。たとえば、図１に示す除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂでは、左側の流路口を閉止している。
【００３７】
冷媒回路には、冷暖切替装置２と第２バイパス配管２２とを接続する第２接続配管４２が設けられている。第２接続配管４２には、逆流防止装置１６が配置されている。
【００３８】
このように、除霜冷媒減圧装置１４は、圧縮機１の吐出配管から分岐された冷媒配管にて主回路から分流する冷媒の流量を調整して減圧する。除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂは、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂそれぞれに供給する冷媒の流路を切り替える。逆流防止装置１６は、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂそれぞれと冷暖切替装置２との間の冷媒配管に配置され、圧縮機１の吸入側への冷媒の逆流を防止する。除霜冷媒減圧装置１４、除霜流路切替装置１５ａ、除霜流路切替装置１５ｂ及び逆流防止装置１６は、冷媒回路のうちバイパス回路に配置されている。
【００３９】
バイパス回路では、除霜冷媒減圧装置１４、除霜流路切替装置１５ａ、除霜流路切替装置１５ｂ及び逆流防止装置１６が第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂそれぞれに配管接続され、圧縮機１から吐出された冷媒の一部を分流している。バイパス回路では、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂそれぞれによって冷媒を導入する流路を切り替えることにより、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂのうちいずれかを除霜対象として選択する。バイパス回路では、除霜対象側の第１並列室外熱交換器３ａ又は第２並列室外熱交換器３ｂに除霜冷媒減圧装置１４によって減圧された除霜冷媒を供給する。
【００４０】
熱源ユニットＡには、各種センサが設置されている。すなわち、圧縮機１には、吐出温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ２０１が設けられている。第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂそれぞれには、気液二相状態の冷媒の温度である冷房運転時における凝縮温度Ｔｃ又は暖房運転時における蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度を検出するガス側温度センサ２０２ａ及びガス側温度センサ２０２ｂが設けられている。第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂそれぞれの液側には、液状態又は気液二相状態の冷媒の温度を検出する液側温度センサ２０４ａ及び液側温度センサ２０４ｂが設けられている。熱源ユニットＡの室外空気の吸入口側には、筐体内に流入する室外空気の温度、すなわち外気温度Ｔａを検出する外気温検出手段としての外気温度センサ２０３ａ及び外気温度センサ２０３ｂが設けられている。
【００４１】
ここで、ガス側温度センサ２０２ａ、外気温度センサ２０３ａ及び液側温度センサ２０４ａは、分割された一方の第１並列室外熱交換器３ａに対応して設置されている。ガス側温度センサ２０２ｂ、外気温度センサ２０３ｂ及び液側温度センサ２０４ｂは、分割された他方の第２並列室外熱交換器３ｂに対応して設置されている。吐出温度センサ２０１、ガス側温度センサ２０２ａ、ガス側温度センサ２０２ｂ、外気温度センサ２０３ａ、外気温度センサ２０３ｂ、液側温度センサ２０４ａ及び液側温度センサ２０４ｂは、いずれもサーミスタから構成されている。
【００４２】
圧縮機１、冷暖切替装置２、第１室外送風装置４ａ、第２室外送風装置４ｂ、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ、インジェクション冷媒減圧装置５ｃ、除霜冷媒減圧装置１４、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂの各機械要素の動作は、運転制御手段である制御装置３０によって制御される。
【００４３】
なお、インジェクション冷媒減圧装置５ｃは、たとえば電磁弁とキャピラリーチューブとで構成されるような場合であり、ＯＮ又はＯＦＦ動作による単純な開閉動作のみで第１バイパス配管２１を流れる冷媒の流量を調整する。しかし、インジェクション冷媒減圧装置５ｃは、これに限定されない。インジェクション冷媒減圧装置５ｃは、細かい開度調整が可能な電子膨張弁で構成されて流量を調整しても良い。
【００４４】
図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００を示す制御ブロック図である。図３には、空気調和装置１００の計測制御を行う制御装置３０と、制御装置３０に接続される運転情報及び冷媒回路を構成するアクチュエータ類の接続構成とを表している。
【００４５】
制御装置３０は、空気調和装置１００に内蔵されている。ここでは、制御装置３０は、熱源ユニットＡに１つ設けられた例を挙げる。制御装置３０は、測定部３０ａと、演算部３０ｂと、駆動部３０ｃと、記憶部３０ｄと、判定部３０ｅとを備える。
【００４６】
測定部３０ａには、各種センサ類により検出された運転情報が入力され、圧力、温度又は周波数などの運転状態量が測定される。測定部３０ａで計測された運転状態量は、演算部３０ｂに入力される。
【００４７】
演算部３０ｂは、測定部３０ａで測定された運転状態量に基づき、予め与えられた式などを用い、たとえば飽和圧力、飽和温度及び密度などの冷媒物性値を演算する。演算部３０ｂは、測定部３０ａで測定された運転状態量に基づき、演算処理を行う。この演算処理は、ＣＰＵなどの処理回路によって実行される。
【００４８】
駆動部３０ｃは、演算部３０ｂの演算結果に基づき、圧縮機１、冷暖切替装置２、第１室外送風装置４ａ、第２室外送風装置４ｂ、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ、インジェクション冷媒減圧装置５ｃ、除霜冷媒減圧装置１４、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂを駆動する。
【００４９】
記憶部３０ｄは、演算部３０ｂによって得られた結果、予め定められた定数、機器及びその構成要素の仕様値並びに冷媒の飽和圧力、飽和温度及び密度などの物性値を計算する関数式又はテーブルといった関数表などを記憶している。記憶部３０ｄ内のこれらの記憶内容は、必要に応じて参照又は書き換えできる。記憶部３０ｄには、制御プログラムが記憶され、記憶部３０ｄ内のプログラムに従って制御装置３０が空気調和装置１００を制御する。
【００５０】
これにより、制御装置３０は、圧縮機１、冷暖切替装置２、第１室外送風装置４ａ、第２室外送風装置４ｂ、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ、インジェクション冷媒減圧装置５ｃ、除霜冷媒減圧装置１４、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂの動作を個別に制御する。
【００５１】
判定部３０ｅは、演算部３０ｂによって得られた結果に基づき、大小の比較又は判定などの処理を行う。
【００５２】
測定部３０ａ、演算部３０ｂ、駆動部３０ｃ及び判定部３０ｅは、たとえばマイコンによって構成されている。記憶部３０ｄは、半導体メモリ等によって構成されている。
【００５３】
なお、上述では制御装置３０は、空気調和装置１００に内蔵する構成を例に挙げた。しかし、本発明はこれに限られない。制御装置３０として、熱源ユニットＡにメイン制御部を設け、利用ユニットＢに制御部の機能の一部を有するサブ制御部を設け、メイン制御部とサブ制御部との間でデータ通信が行われて連携処理を行う構成でも良い。制御装置３０は、利用ユニットＢに全ての機能を持つ制御部を設置する構成でも良い。制御装置３０は、熱源ユニットＡ及び利用ユニットＢの外部に制御部を別に配置する形態でも良い。
【００５４】
＜空気調和装置１００の基本運転動作＞
空気調和装置１００の各運転モードにおける動作を説明する。
【００５５】
＜冷房運転＞
図４は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷房運転モード時の冷媒の状態遷移を示すＰ−ｈ線図である。冷房運転の動作について、図１及び図４を用いて説明する。
【００５６】
冷房運転時には、冷暖切替装置２が図１に示す破線の状態、すなわち圧縮機１の吐出側が室外熱交換器３のガス側に接続され、かつ、圧縮機１の吸入側が室内熱交換器７のガス側に接続された状態である。このときに、除霜冷媒減圧装置１４は、全開の状態である。除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂは、冷暖切替装置２と同様に図１に示す破線の状態である。
【００５７】
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を経由し、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂを経由し、凝縮器である室外熱交換器３に至る。室外熱交換器３では、第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂの送風作用によって冷媒が凝縮液化し、高圧低温の冷媒となる。凝縮液化した高圧低温の冷媒は、減圧装置５ａで減圧されて中圧二相冷媒となり、レシーバ１１を経由し、減圧装置５ｂで更に減圧され、液接続配管６を経由して利用ユニットＢに送られる。利用ユニットＢに送られた冷媒は、室内熱交換器７に送られる。減圧された二相冷媒は、蒸発器である室内熱交換器７にて室内送風装置８の送風作用によって蒸発し、低圧のガス冷媒となる。低圧ガス冷媒は、冷暖切替装置２を経由し、レシーバ１１にて減圧装置５ａと減圧装置５ｂとの間の中圧二相冷媒と熱交換した後に、再び圧縮機１に吸入される。
【００５８】
ここで、熱源ユニットＡから利用ユニットＢに送られる減圧装置５ａで減圧された低温の中圧二相冷媒は、レシーバ１１内で飽和液冷媒となった後に、冷暖切替装置２と圧縮機１吸入側との間を循環する更に低温の低圧冷媒との熱交換によって過冷却される。図４での点Ｄ→点Ｅ→点Ｆの変化である。これと同時に、低圧冷媒は、熱交換によって過熱されて低圧の過熱ガス冷媒となって圧縮機１に流入する。図４での点Ｈ→点Ａの変化である。このようなレシーバ１１における熱交換作用により、室内熱交換器７に流入する冷媒のエンタルピが小さくなり、室内熱交換器７の出入口のエンタルピ差が大きくなる。これにより、所定能力を得るために必要な冷媒循環量が小さくなり、圧力損失が低減されることにより、冷凍サイクル回路のＣＯＰが向上できる。同時に、圧縮機１に流入する低圧冷媒が過熱ガス状態となるため、圧縮機１への液冷媒の過剰流入による液バック状態が回避できる。
【００５９】
減圧装置５ａでは、室外熱交換器３の出口における冷媒の過冷却度を所定値になるように開度が調整され、冷媒の流量が制御されている。このため、室外熱交換器３において凝縮された液冷媒は、所定の過冷却度を有する状態となる。室外熱交換器３の出口における冷媒の過冷却度は、液側温度センサ２０４ａ及び液側温度センサ２０４ｂの検出値からガス側温度センサ２０２ａ及びガス側温度センサ２０２ｂでの冷媒の凝縮温度Ｔｃ相当を引いた値で検出する。ここで、冷媒の過冷却度は、第１並列室外熱交換器３ａ又は第２並列室外熱交換器３ｂのどちらかの温度センサ、つまりガス側温度センサ２０２ａ又はガス側温度センサ２０２ｂと、液側温度センサ２０４ａ又は液側温度センサ２０４ｂとのそれぞれのいずれかを代表として用いて検出しても良い。また、これらの両方の平均値を用いて検出しても良い。
【００６０】
減圧装置５ｂでは、圧縮機１の吐出冷媒温度が所定値になるように開度が調整され、室内熱交換器７を循環する冷媒の流量が制御される。このため、圧縮機１から吐出された吐出ガス冷媒は、所定の温度状態となる。圧縮機１の吐出冷媒の温度は、圧縮機１の吐出温度センサ２０１もしくは圧縮機１のシェル温度センサ２０８で検出する。このような減圧装置５ｂの制御により、室内熱交換器７に利用ユニットＢの設置された空調空間において要求される運転負荷に応じた流量の冷媒が流れる。
【００６１】
冷房運転時には、インジェクション冷媒減圧装置５ｃが全閉の状態とされ、圧縮機１へのインジェクションはしない。
【００６２】
＜暖房運転＞
図５は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房運転モード時の冷媒の状態遷移を示すＰ−ｈ線図である。暖房運転の動作について、図１及び図５を用いて説明する。
【００６３】
暖房運転時には、冷暖切替装置２が図１に示す実線の状態、すなわち圧縮機１の吐出側が室内熱交換器７のガス側に接続され、かつ、圧縮機１の吸入側が室外熱交換器３のガス側に接続された状態である。このときに、除霜冷媒減圧装置１４は、全開の状態である。除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂは、冷暖切替装置２と同様に図１に示す実線の状態である。
【００６４】
圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、冷暖切替装置２及びガス接続配管９を経由し、利用ユニットＢに送られ、凝縮器である室内熱交換器７に至る。室内熱交換器７では、室内送風装置８の送風作用によって冷媒が凝縮液化し、高圧低温の冷媒となる。凝縮液化した高圧低温の冷媒は、液接続配管６を経由して熱源ユニットＡに送られる。熱源ユニットＡに送られた冷媒は、減圧装置５ｂで減圧されて中圧二相冷媒となり、レシーバ１１を経由し、減圧装置５ａで更に減圧され、室外熱交換器３に送られる。減圧された二相冷媒は、蒸発器である室外熱交換器３にて第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂの送風作用によって蒸発し、低圧のガス冷媒となる。低圧ガス冷媒は、除霜流路切替装置１５ａ、除霜流路切替装置１５ｂ及び第１接続配管４１を経由し、レシーバ１１にて減圧装置５ａと減圧装置５ｂとの間の中圧二相冷媒と熱交換した後に、再び圧縮機１に吸入される。
【００６５】
ここで、利用ユニットＢから熱源ユニットＡに送られて減圧装置５ｂで減圧された低温の中圧二相冷媒は、レシーバ１１内で飽和液冷媒となった後に、冷暖切替装置２と圧縮機１の吸入側との間を循環する更に低温の低圧冷媒との熱交換によって過冷却される。図５での点Ｄ→点Ｅ→点Ｆの変化である。これと同時に、低圧冷媒は、熱交換によって過熱されて低圧の過熱ガス冷媒となって圧縮機１に流入する。図５での点Ｈ→点Ａの変化である。このようなレシーバ１１における熱交換作用により、室外熱交換器３に流入する冷媒のエンタルピが小さくなり、室外熱交換器３の出入口のエンタルピ差が大きくなる。これにより、所定能力を得るために必要な冷媒循環量が小さくなり、圧力損失が低減されることにより、冷凍サイクルのＣＯＰが向上できる。同時に、圧縮機１に流入する低圧冷媒が過熱ガス状態となるため、圧縮機１への液冷媒の過剰流入による液バック状態が回避できる。
【００６６】
インジェクション冷媒減圧装置５ｃは、圧縮機１の吐出冷媒の過昇温を防止するために、第１バイパス配管２１を介して圧縮機１にインジェクションする冷媒の流量を制御する。減圧装置５ｂで減圧された後の冷媒の一部が第１バイパス配管２１に分流され、インジェクション冷媒減圧装置５ｃで二相冷媒に減圧される。図５での点Ｅ→点Ｉの変化である。インジェクション冷媒減圧装置５ｃで減圧された二相冷媒は、内部熱交換器１３にて減圧装置５ｂで減圧された冷媒と熱交換されることにより、液とガスとの割合におけるガス比率が高い、つまり乾き度が高い二相冷媒となる。図５での点Ｉ→点Ｊの変化である。この乾き度が高い二相冷媒は、第１バイパス配管２１を介して圧縮機１にインジェクションされる。これにより、圧縮機１の吐出冷媒の温度の上昇が抑制できるため、低外気温条件においても圧縮機１が運転周波数が高い状態で運転でき、インジェクションをしない場合と比較して低外気温条件での暖房能力が向上できる。
【００６７】
減圧装置５ｂでは、室内熱交換器７の出口における冷媒の過冷却度が所定値になるように開度が調整され、室内熱交換器７を流れる冷媒の流量が制御されている。このため、室内熱交換器７において凝縮された液冷媒は、所定の過冷却度を有する状態となる。室内熱交換器７の出口における冷媒の過冷却度は、液側温度センサ２０５の検出値からガス側温度センサ２０７での冷媒の凝縮温度Ｔｃ相当を引いた値で検出する。
【００６８】
減圧装置５ａでは、圧縮機１の吐出冷媒の過熱度が所定値になるように開度が調整され、室外熱交換器３を循環する冷媒の流量が制御されている。このため、圧縮機１から吐出された吐出ガス冷媒は、所定の温度状態となる。圧縮機１の吐出冷媒の過熱度は、圧縮機１の吐出温度センサ２０１もしくは圧縮機１のシェル温度センサ２０８の検出値からガス側温度センサ２０７である冷媒の凝縮温度Ｔｃ相当を引いた値で算出する。このような減圧装置５ａの制御により、室内熱交換器７に利用ユニットＢが設置された空調空間において要求される運転負荷に応じた流量の冷媒が流れる。
【００６９】
なお、ここでは冷媒の凝縮温度として各熱交換器に設置された温度センサの検出値を用いた。しかし、圧縮機１の吐出側に圧力センサを設置して冷媒の吐出圧力を検出し、吐出圧力の検出値を飽和温度換算して冷媒の凝縮温度として用いても良い。
【００７０】
また、ここでは減圧装置５ａでは圧縮機１の吐出冷媒の過熱度が所定値になるように開度が調整されるとして動作説明をした。しかし、減圧装置５ａでは圧縮機１の吐出冷媒の温度が所定値になるように開度が調整され、室外熱交換器３を循環する冷媒の流量が制御されても良い。圧縮機１の吐出冷媒の温度は、圧縮機１の吐出温度センサ２０１もしくは圧縮機１のシェル温度センサ２０８で検出する。
【００７１】
また、ここでは圧縮機１へのインジェクションを実施することを前提として動作説明をした。しかし、これに限定されるものではない。インジェクション冷媒減圧装置５ｃが常に全閉にされ、圧縮機１へのインジェクションが実施されない場合でも良い。
【００７２】
＜暖房除霜同時運転モード＞
図６は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房除霜同時運転モード時の冷媒の状態遷移を示すＰ−ｈ線図である。暖房除霜同時運転の動作について、図１及び図６を用いて説明する。上述の暖房運転における説明と重複する部分は省略する。
【００７３】
暖房除霜同時運転モードは、室内側で暖房運転を継続しながら、室外側でバイパス回路にて除霜冷媒を導入し、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂを交互に除霜して暖房運転と除霜運転とを同時に行う。
【００７４】
暖房除霜同時運転時では、冷暖切替装置２が暖房運転と同様に図１に示す実線の状態である。除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂは、圧縮機１から吐出された冷媒の一部を分岐して除霜対象となる第１並列室外熱交換器３ａ又は第２並列室外熱交換器３ｂのどちらかに導入するように制御される。このために、除霜対象側の第１並列室外熱交換器３ａ又は第２並列室外熱交換器３ｂのどちらかに配置されている除霜流路切替装置１５ａ又は除霜流路切替装置１５ｂの一方が図１に示す破線の状態である。非除霜対象側の第１並列室外熱交換器３ａ又は第２並列室外熱交換器３ｂのどちらかに配置されている除霜流路切替装置１５ａ又は除霜流路切替装置１５ｂの他方が図１に示す実線の状態である。
【００７５】
除霜対象側の第１並列室外熱交換器３ａ又は第２並列室外熱交換器３ｂのどちらかの除霜が完了すると、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂの状態が逆に切り替えられる。この切替動作により、除霜対象側と非対象側との関係が入れ替えられる。これにより、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂの交互除霜が実施される。
【００７６】
なお、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂの切替動作が繰り返し実施され、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂの交互除行が繰り返し実施されても良い。
【００７７】
まずここでは、除霜対象を第１並列室外熱交換器３ａとし、非除霜対象側を第２並列室外熱交換器３ｂとした場合の動作について説明する。
【００７８】
圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、冷暖切替装置２及びガス接続配管９を経由し、利用ユニットＢに送られ、凝縮器である室内熱交換器７に至る。室内熱交換器７では、室内送風装置８の送風作用によって冷媒が凝縮液化し、高圧低温の冷媒となる。凝縮液化した高圧低温の冷媒は、液接続配管６を経由して熱源ユニットＡに送られる。熱源ユニットＡに送られた冷媒は、減圧装置５ｂで減圧されて中圧二相冷媒となり、レシーバ１１を経由し、減圧装置５ａで更に減圧され、第２並列室外熱交換器３ｂに送られる。
【００７９】
一方、圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒の一部が第２バイパス配管２２側に分岐され、除霜冷媒減圧装置１４で減圧されて中圧ガス冷媒となり、除霜流路切替装置１５ａを経由し、第１並列室外熱交換器３ａに至る。図６での点Ｂ→点Ｋの変化である。第１並列室外熱交換器３ａに流入した中圧ガス冷媒は、除霜によって第１並列室外熱交換器３ａに付着した霜と熱交換して凝縮作用によって凝縮液化し、中圧液冷媒となる。図６での点Ｋ→点Ｌの変化である。この作用により、第１並列室外熱交換器３ａに付着した霜は、除霜される。第１並列室外熱交換器３ａから流出した中圧液冷媒は、減圧装置５ａで減圧された中圧二相冷媒と合流し、第２並列室外熱交換器３ｂに送られる。図６での点Ｌ→点Ｇの変化である。合流した二相冷媒は、蒸発器である第２並列室外熱交換器３ｂにて第２室外送風装置４ｂの送風作用によって蒸発し、低圧のガス冷媒となる。低圧ガス冷媒は、除霜流路切替装置１５ｂ及び第１接続配管４１を経由して、レシーバ１１にて減圧装置５ａと減圧装置５ｂとの間の中圧二相冷媒と熱交換した後に、再び圧縮機１に吸入される。
【００８０】
＜空気調和装置の暖房除霜同時運転モードの制御＞
図７は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房除霜同時運転モードの制御動作の流れを示すフローチャートである。空気調和装置１００の暖房除霜同時運転モードの制御動作について、図７に基づいて説明する。
【００８１】
このモードのルーチンが開始されると、制御装置３０は、空気調和装置１００が暖房運転状態において、測定部３０ａにて空気調和装置１００の空調負荷状態及び運転状態を検出する（ＳＴＥＰ１１）。
【００８２】
空調負荷状態検出手段としては、たとえば空気調和装置１００の利用ユニットＢに設置された室内空気温度を測定するセンサと、空気調和装置１００を操作する図示しないコントローラで使用者によって設定された室内設定温度と、熱源ユニットＡに設置された外気温を測定する温度センサとを用いる。これらの検出情報に基づいて空調負荷状態として検出する。室内空気温度を測定するセンサとしては室内温度センサ２０６を使用し、外気温を測定するセンサとしては外気温度センサ２０３ａ及び外気温度センサ２０３ｂを使用する。
【００８３】
運転状態検出手段としては、たとえば空気調和装置１００の熱源ユニットＡ又は利用ユニットＢに設置され、冷媒温度又は空気温度を測定する温度センサと、圧縮機１の運転周波数を検出する図示しないセンサを用いる。これらの検出情報に基づいて運転状態として検出する。
【００８４】
次に、制御装置３０は、判定部３０ｅにて、測定部３０ａで検出した空調負荷状態及び運転状態に基づいて、暖房除霜同時運転モード開始条件が成立しているか否かを判別する（ＳＴＥＰ１２）。開始条件が成立すると判定した場合には、ＳＴＥＰ１３に移行する（ＳＴＥＰ１２；ＹＥＳ）。開始条件が不成立であると判定した場合には、一旦ルーチンを終了し、通常の暖房運転を継続する（ＳＴＥＰ１２；ＮＯ）。
【００８５】
暖房除霜同時運転モード開始条件成立判定では、たとえば、空調負荷状態の判定指標として室内設定温度及び室内温度の偏差又は外気温を用い、運転状態の判定指標として圧縮機１の運転周波数又は室外熱交換器３の液管温度を用いる。室外熱交換器３の液管温度は、液側温度センサ２０４ａ及び液側温度センサ２０４ｂの検出値を使用する。
【００８６】
開始条件成立判定の具体的判定方法としては、たとえば、（１）室内設定温度と室内温度との偏差が所定値以下であること、（２）圧縮機１の運転周波数が所定値以下であること、（３）室外熱交換器３の液管温度が所定値以下であること、（４）外気温が所定値以上であること、といった条件を満足している場合に開始条件成立と判定する。なお、ここでは開始条件として（１）〜（４）を例として挙げたが、これ以外の別条件に変更又は別条件が追加設定されても良い。
【００８７】
続いて、制御装置３０は、測定部３０ａで検出した空調負荷状態及び運転状態に基づいて、空気調和装置１００の冷媒回路におけるアクチュエータの初期制御目標値を設定する（ＳＴＥＰ１３）。初期制御目標値は、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わる直前に検出した空調負荷状態及び運転状態に基づいて、暖房除霜同時運転モードにおける圧縮機１、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ及び除霜冷媒減圧装置１４などに設定される目標値である。
【００８８】
初期制御目標値は、インジェクション冷媒減圧装置５ｃにも設定される目標値である。インジェクション冷媒減圧装置５ｃでは、暖房除霜同時運転モードにおける暖房運転から暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わった直後の目標値として設定される。インジェクション冷媒減圧装置５ｃには、暖房除霜同時運転モード時に、インジェクション冷媒減圧装置５ｃが継続的に開弁する初期制御目標値が設定される。
【００８９】
ここでは上記アクチュエータとは、圧縮機１、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ、インジェクション冷媒減圧装置５ｃ、除霜冷媒減圧装置１４、第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂのことを指す。
【００９０】
初期制御目標値の具体的な設定方法の例として、圧縮機１の初期制御目標値は、空気調和装置１００で制御可能な最大周波数に設定される。
【００９１】
第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂの初期制御目標値は、最初の除霜対象側が第１並列室外熱交換器３ａとした場合には、第１室外送風装置４ａを停止もしくは制御可能な最小回転数まで減速するように設定される。一方、非除霜対象側の第２室外送風装置４ｂは、回転数維持もしくは制御可能な最大回転数まで増速するように設定される。
【００９２】
除霜冷媒減圧装置１４、減圧装置５ａ及び減圧装置５ｂの初期制御目標値は、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへのモード切替時における圧縮機１の周波数増加分と、蒸発器となる室外熱交換器３の分割に伴う蒸発器の伝熱性能ＡＫ値の減少による冷媒流量の変化とを考慮して設定される。たとえば、冷媒流量Ｇｒは、下記式を用いて算出できる。
【００９３】
【数１】
2022003302.tif 000003
【００９４】
ここで、Ｖｓｔは圧縮機１のストロークボリューム［ｍ３］、Ｆは圧縮機１の運転周波数［Ｈｚ］、ρｓは圧縮機１の吸入冷媒密度［ｋｇ／ｍ３］、ηｖは体積効率［−］である。圧縮機ストロークボリュームＶｓｔと体積効率ηｖは圧縮機１の仕様値もしくは固有の特性値であり、圧縮機吸入冷媒密度ρｓは冷媒物性値で冷媒回路の動作状態から算出できる。
【００９５】
上記の冷媒流量算出式、冷媒物性値及び空気調和装置１００の機器仕様などの情報を基に、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの運転モード切替時の運転状態変化に応じた初期制御目標値を予め算出しておく。たとえば、圧縮機１の運転周波数及び室内外の熱交換器の冷媒温度などの運転状態をパラメータとした演算式などの形式で予め記憶部３０ｄに記憶させておく。そして、測定部３０ａで検出した空調負荷状態及び運転状態を基に、演算部３０ｂで前述の演算式などの情報から初期制御目標値を算出して設定する。
【００９６】
ここで、インジェクション冷媒減圧装置５ｃの初期制御目標値は、運転モードの切り替え直前に全閉だった場合には全開又は所定開度に設定され、運転モードの切り替え直前に全閉でない場合には暖房運転時の開度を維持するように設定される。
【００９７】
なお、圧縮機１の初期制御目標値は、空気調和装置１００の暖房運転開始及び圧縮機１の起動からの運転時間を計測し、その運転時間、外気温及び除霜対象となる室外熱交換器３の仕様情報を基に必要な除霜能力を推算し、その必要除霜能力分だけ圧縮機１の運転周波数を上げるように設定しても良い。
【００９８】
また、第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂの初期制御目標値は、空調負荷状態として検出した外気温に基づいて変更しても良い。たとえば、除霜対象側の第１室外送風装置４ａは、外気温が所定値以下の場合に停止もしくは制御可能な最小回転数まで減速し、外気温が所定値以上の場合は回転数維持もしくは制御可能な最大回転数まで増速させるように設定しても良い。一方、暖房除霜同時運転モード時に非除霜対象側の第２並列室外熱交換器３ｂに対する第２室外送風装置４ｂの制御量を、現在値を維持又は最大値に増速するように設定しても良い。
【００９９】
このように、暖房除霜同時運転モード時には、第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂの動作が個別に制御される。
【０１００】
続いて、制御装置３０は、駆動部３０ｃで除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂのうち、除霜対象側の第１並列室外熱交換器３ａに配置された除霜流路切替装置１５ａを図１に示す破線の状態とし、非除霜対象側の第２並列室外熱交換器３ｂに配置された除霜流路切替装置１５ｂを図１に示す実線の状態とする。そして、制御装置３０は、圧縮機１、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ、インジェクション冷媒減圧装置５ｃ、除霜冷媒減圧装置１４、第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂの各アクチュエータの制御量を初期制御目標値に変更する（ＳＴＥＰ１４）。
【０１０１】
このように、暖房除霜同時運転モード開始時には、圧縮機１、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ及び除霜冷媒減圧装置１４などを各々の初期制御目標値に制御する。
【０１０２】
その後、圧縮機１、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ及び除霜冷媒減圧装置１４などのそれぞれの制御が初期制御目標値に到達した後に、後述のように減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ及び除霜冷媒減圧装置１４などを各々の定時制御目標値に制御する。
【０１０３】
制御装置３０は、各アクチュエータの制御量が初期制御目標値に達して動作完了した後、測定部３０ａで空気調和装置１００の空調負荷状態及び運転状態を検出する（ＳＴＥＰ１５）。
【０１０４】
次に、制御装置３０は、測定部３０ａで検出した空気調和装置１００の空調負荷状態及び運転状態に基づいて、暖房除霜同時運転モードにおけるアクチュエータの定時制御目標値を設定する（ＳＴＥＰ１６）。
【０１０５】
定時制御目標値の具体的な設定方法の例として、減圧装置５ｂは、暖房運転時と同様に、室内熱交換器７の出口における冷媒の過冷却度が所定値になるように開度が調整されるように定時制御目標値を設定する。
【０１０６】
減圧装置５ａは、圧縮機１の吐出冷媒の過熱度が所定値になるように開度が調整されるように定時制御目標値を設定する。圧縮機１の吐出冷媒の過熱度は、圧縮機１の吐出温度センサ２０１の検出値からガス側温度センサ２０７での冷媒の凝縮温度Ｔｃ相当を引いた値で算出する。インジェクション冷媒減圧装置５ｃの定時制御目標値は、ＳＴＥＰ１４で変更した制御量のまま維持する目標値に設定する。
【０１０７】
すなわち、インジェクション冷媒減圧装置５ｃの開度が初期制御目標値に到達した場合には、減圧装置５ａの定時制御目標値を、圧縮機１の吐出冷媒の過熱度が所定値になる開度に設定し、インジェクション冷媒減圧装置５ｃの定時制御目標値を初期制御目標値のまま維持する。
【０１０８】
除霜冷媒減圧装置１４は、室内温度と室内設定温度との偏差に基づいて開度補正量を算出して定時制御目標値を設定する。除霜冷媒減圧装置１４の制御目標値は、たとえば、以下の式で算出する。
【０１０９】
【数２】
2022003302.tif 000004
【０１１０】
ここで、Ｓｊは除霜冷媒減圧装置１４の開度目標値、Ｓｊ０は除霜冷媒減圧装置１４の現在開度、Δｔｊは室内温度と設定温度との偏差に基づく開度補正量である。室内設定温度は、空気調和装置１００を操作する図示しないコントローラで使用者によって設定された設定値を用い、室内温度は室内温度センサ２０６の検出値を用いる。
【０１１１】
圧縮機１は、除霜冷媒減圧装置１４が全開の状態でない場合には現在の定時制御目標値を設定し、除霜冷媒減圧装置１４が全開の状態となった場合には室内温度と設定温度との偏差に基づいて運転周波数を調整されるように定時制御目標値を設定する。
【０１１２】
なお、暖房除霜同時運転モード時に、室内負荷状態である室内温度と設定温度との偏差に基づいて、除霜冷媒減圧装置１４の開度又は圧縮機１の運転周波数の少なくともいずれかの制御量を調整するように定時制御目標値を設定しても良い。
【０１１３】
なお、ここでは、インジェクション冷媒減圧装置５ｃは、初期制御目標値で設定した制御量のまま維持するとして説明した。しかし、インジェクション冷媒減圧装置５ｃは、圧縮機１の吐出冷媒の過熱度が所定値になるように開度が調整されるように定時制御目標値を設定しても良い。この場合には、減圧装置５ａは、圧縮機１の吸入冷媒の過熱度が所定値になるように開度が調整されるように定時制御目標値を設定する。
【０１１４】
圧縮機１の吸入冷媒の過熱度は、圧縮機１の吸入冷媒温度Ｔｓからガス側温度センサ２０２ａ及びガス側温度センサ２０２ｂでの冷媒の蒸発温度Ｔｅ相当を引いた値で算出する。なお、圧縮機１の吸入冷媒温度は、圧縮機１の吸入側に温度センサを設置して吸入冷媒温度Ｔｓを直接検出しても良い。また、次に説明するように他のセンサの検出値から推定しても良い。
【０１１５】
吸入冷媒温度Ｔｓは、冷媒の蒸発温度Ｔｅを飽和圧力環さんした低圧圧力Ｐｓである圧縮機１の吸入圧力相当と、冷媒の凝縮温度Ｔｃを飽和圧力換算した高圧圧力Ｐｄである圧縮機１の吐出圧力相当と、冷媒の吐出温度Ｔｄとを用いて、圧縮機１の圧縮行程がポリトロープ指数ｎのポリトロープ変化と仮定して、下記式より算出できる。
【０１１６】
【数３】
2022003302.tif 000005
【０１１７】
ここで、Ｔｓ、Ｔｄは温度［Ｋ］、Ｐｓ、Ｐｄは圧力［ＭＰａ］、ｎはポリトロープ指数［−］である。ポリトロープ指数は定数として、たとえばｎ＝１．２としても良い。しかし、ポリトロープ指数はＰｓ、Ｐｄの関数として定義することにより、より精度良く圧縮機１の吸入冷媒温度Ｔｓを推測できる。
【０１１８】
第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂの定時制御目標値は、初期制御目標値のまま維持しても良いし、空調負荷状態として検出した外気温に基づいて初期制御目標値から変更しても良い。たとえば、暖房除霜同時運転モード中に外気温が所定値以下となった場合には、除霜対象側の第１室外送風装置４ａの制御量は、停止又は最小値である制御可能な最小回転速度まで減速するように設定する。逆に、暖房除霜同時運転モード中に外気温が所定値よりも高い場合には、除霜対象側の第１室外送風装置４ａの制御量は、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの運転モード切替前の暖房運転時の回転速度又は最大値である制御可能な最大回転速度まで増速させるように設定しても良い。一方、非除霜対象側の第２室外送風装置４ｂの制御量は、初期制御目標値のまま維持される。
【０１１９】
次に、制御装置３０は、各アクチュエータの定時制御目標値の設定が完了した後、圧縮機１、減圧装置５ａ、５ｂ及び除霜冷媒減圧装置１４などを空調負荷状態及び運転状態に基づいて設定された各々の定時制御目標値に制御する。このとき、暖房除霜同時運転モード時では、第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂの動作を個別に制御する。そして、制御装置３０は、判定部３０ｅにて各アクチュエータの制御量が定時制御目標値に到達しているか否かを判別する（ＳＴＥＰ１７）。目標値に到達したと判定した場合には、除霜完了判定へ移行する（ＳＴＥＰ１７；ＹＥＳ）。目標値に未達と判定した場合（ＳＴＥＰ１７；ＮＯ）には、駆動部３０ｃで各アクチュエータの制御量を変更する（ＳＴＥＰ１８）。ＳＴＥＰ１８の処理の後には、ＳＴＥＰ１５に戻る。
【０１２０】
制御装置３０は、各アクチュエータの制御が完了した後、判定部３０ｅにて除霜対象側の第１並列室外熱交換器３ａの除霜が完了したか否かを判別する（ＳＴＥＰ１９）。除霜完了したと判定した場合には、暖房除霜同時運転モードの終了判定へ移行する（ＳＴＥＰ１９；ＹＥＳ）。除霜未完了と判定した場合には、ＳＴＥＰ１５へ戻る（ＳＴＥＰ１９；ＮＯ）。
【０１２１】
ここで、除霜完了判定においては、除霜対象側の第１並列室外熱交換器３ａの液管冷媒温度を判定指標として用いる。液管冷媒温度は、液側温度センサ２０４ａの検出値を用いる。判定方法としては、たとえば測定部３０ａで検出した液側温度センサ２０４ａの検出値が所定値以上となった場合に除霜完了と判断する。
【０１２２】
制御装置３０は、除霜対象側の第１並列室外熱交換器３ａの除霜完了判定が完了した後、判定部３０ｅにて暖房除霜同時運転モードの終了条件が成立したか否かを判別する（ＳＴＥＰ２０）。
【０１２３】
終了条件が条件不成立と判定した場合（ＳＴＥＰ２０；ＮＯ）には、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂが前回処理したＳＴＥＰ１４の状態と入れ替わるように切替動作を行い、同時に第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂも前回処理したＳＴＥＰ１４とは入れ替わるように制御量を変更する（ＳＴＥＰ２１）。ＳＴＥＰ２１の処理の後、ＳＴＥＰ１５へ戻る。
【０１２４】
なお、この繰り返し動作時においては、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂにおける除霜対象側と非除霜対象側との関係が入れ替わる。このため、それに対応して設置されているセンサ類であるガス側温度センサ２０２ａ、ガス側温度センサ２０２ｂ、外気温度センサ２０３ａ、外気温度センサ２０３ｂ、液側温度センサ２０４ａ及び液側温度センサ２０４ｂの関係も入れ替わることとなる。
【０１２５】
終了条件が条件成立と判定した場合には、ルーチンを一旦終了し暖房除霜同時運転モードを終了させる（ＳＴＥＰ２０；ＹＥＳ）。
【０１２６】
＜作用＞
実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、暖房除霜同時運転モードが実現できる。このため、室内側の暖房運転を止めること無く、室外側の室外熱交換器３が除霜できる。このときに、従来から課題である暖房運転時に不可避であった除霜運転による室内側の吹出温度の低下及び室温の低下による快適性の悪化が防止できる。
【０１２７】
実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わる直前に検出した空調負荷状態及び運転状態に基づいて、冷媒回路における各アクチュエータの暖房除霜同時運転モード時の初期制御目標値が設定され、各アクチュエータの制御が実施される。これにより、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの切替に伴う運転状態変化に対応してアクチュエータが適切に制御できる。このため、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの切替前後の暖房能力の維持と、室内温度の低下の回避と、暖房除霜同時運転モード時の高い除霜能力の確保とが実現できる。
【０１２８】
実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、暖房除霜同時運転モード時に、第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂが個別に制御される。これにより、非除霜対象側から除霜対象側の第１並列室外熱交換器３ａ又は第２並列室外熱交換器３ｂのうちいずれか一方の熱交換器での室外への空気の吸込に伴う、非除霜対象側の他方の熱交換器での風量低下による暖房能力の低下と、除霜対象側の一方の熱交換器での低外気時における除霜冷媒の外気への放熱に伴う熱損失による除霜能力の低下とが防止できる。
【０１２９】
実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、暖房除霜同時運転モード時に、外気温条件に応じて除霜対象側の第１室外送風装置４ａ又は第２室外送風装置４ｂのうちいずれか一方の送風装置の制御値が変更される。これにより、低外気時には、除霜冷媒の外気への放熱に伴う熱損失による除霜能力の低下が防止できる。また、除霜冷媒よりも外気温が高くなるような比較的高外気温条件では、外気からの採熱を除霜熱量に利用でき、高い除霜能力が実現できる。
【０１３０】
実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、暖房除霜同時運転モード時に、室内側空調負荷状態に応じて除霜冷媒減圧装置１４及び圧縮機１の少なくとも一方の制御値が変更される。これにより、室内側空調負荷状態の変化に応じて暖房能力が適切に調整でき、暖房時の室内温度の過昇又は低下が防止できる。
【０１３１】
＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１によれば、空気調和装置１００は、圧縮機１と、冷暖切替装置２と、室内熱交換器７と、減圧装置５ａ及び減圧装置５ｂと、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂとを冷媒配管によって配管接続して構成された主回路を備える。空気調和装置１００は、圧縮機１の吐出配管から分岐された冷媒配管にて主回路から分流する冷媒の流量を調整して減圧する除霜冷媒減圧装置１４と、第１並列室外熱交換器３ａに供給する冷媒の流路を切り替える除霜流路切替装置１５ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂに供給する冷媒の流路を切り替える除霜流路切替装置１５ｂと、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂと冷暖切替装置２との間に配置されて圧縮機１の吸入側に流入する低圧冷媒の逆流を防止する逆流防止装置１６と、を介したバイパス回路を備える。バイパス回路は、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂのそれぞれに配管接続され、圧縮機１から吐出された冷媒の一部を分流し、除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂによって冷媒を導入する流路を切り替えることにより、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂのうちいずれかを除霜対象として選択し、除霜冷媒減圧装置１４によって減圧された除霜冷媒を供給する。空気調和装置１００の冷媒回路は、主回路と、バイパス回路とを有する。空気調和装置１００は、空調負荷状態を検出する空調負荷状態検出手段を備える。空気調和装置１００は、冷媒回路の動作状態を検出する運転状態検出手段を備える。空気調和装置１００は、圧縮機１、減圧装置５ａ及び減圧装置５ｂ、除霜冷媒減圧装置１４並びに除霜流路切替装置１５ａ及び除霜流路切替装置１５ｂの動作を個別に制御する制御装置３０を備える。空気調和装置１００は、室内側では暖房運転を継続しながら、室外側ではバイパス回路にて除霜冷媒を導入し、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂを交互に除霜して暖房運転と除霜運転とを同時に行う暖房除霜同時運転モードを有する。制御装置３０は、暖房除霜同時運転モード時に、圧縮機１、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ及び除霜冷媒減圧装置１４を空調負荷状態及び運転状態に基づいて設定された各々の定時制御目標値に制御する。
【０１３２】
この構成によれば、空調負荷状態及び運転状態に基づいたフィードバック制御を用いた暖房除霜同時運転モードが実現できる。したがって、暖房除霜同時運転モード時に、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの切り替え前後の暖房能力の維持による快適性の維持と、暖房除霜同時運転モード時における適切な除霜能力の確保による信頼性の担保とが両立して実現できる。
【０１３３】
実施の形態１によれば、制御装置３０は、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わる直前に検出した空調負荷状態及び運転状態に基づいて、暖房除霜同時運転モードにおける圧縮機１、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ及び除霜冷媒減圧装置１４の初期制御目標値を設定する。制御装置３０は、暖房除霜同時運転モード開始時に圧縮機１、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ及び除霜冷媒減圧装置１４を各々の初期制御目標値に制御する。
【０１３４】
この構成によれば、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わる直前に検出した空調負荷状態及び運転状態に基づいたフィードフォワード制御を用いた暖房除霜同時運転モード開始が実現できる。したがって、暖房除霜同時運転モードの開始時に、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの切り替え前後の暖房能力の維持による快適性の維持と、暖房除霜同時運転モード時における適切な除霜能力の確保による信頼性の担保とが両立して実現できる。
【０１３５】
実施の形態１によれば、制御装置３０は、圧縮機１、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ及び除霜冷媒減圧装置１４それぞれの制御が初期制御目標値に到達した後に、減圧装置５ａ、減圧装置５ｂ及び除霜冷媒減圧装置１４を各々の定時制御目標値に制御する。
【０１３６】
この構成によれば、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わる直前に検出した空調負荷状態及び運転状態に基づいたフィードフォワード制御を用いた暖房除霜同時運転モード開始が実現できる。その後には、空調負荷状態及び運転状態に基づいたフィードバック制御を用いた暖房除霜同時運転モードが実現できる。したがって、暖房除霜同時運転モード時に、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの切り替え前後の暖房能力の維持による快適性の維持と、暖房除霜同時運転モード時における適切な除霜能力の確保による信頼性の担保とが両立して実現できる。
【０１３７】
実施の形態１によれば、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂのそれぞれに対して冷媒と熱交換する外気を送風する第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂを備える。制御装置３０は、暖房除霜同時運転モード時に、第１室外送風装置４ａ及び第２室外送風装置４ｂの動作を個別に制御する。
【０１３８】
この構成によれば、非除霜対象側から除霜対象側の第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂのうちいずれか一方の熱交換器への空気吸込に伴う非除霜対象側の他方の熱交換器での風量低下による暖房能力の低下が防止できる。また、除霜対象側の一方の熱交換器での低外気時における除霜冷媒の外気へ放熱に伴う熱損失による除霜能力の低下が防止できる。
【０１３９】
実施の形態１によれば、空調負荷状態検出手段は、外気温を検出する外気温度センサ２０３ａ及び外気温度センサ２０３ｂである。制御装置３０は、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わる直前に検出した外気温度センサ２０３ａ及び外気温度センサ２０３ｂの検出値に基づいて、暖房除霜同時運転モード時に除霜対象側の熱交換器に対する第１室外送風装置４ａ又は第２室外送風装置４ｂの制御量を、外気温が所定値よりも低い場合には停止又は最小値まで減速し、外気温が所定値よりも高い場合には現在値を維持又は最大値に増速する。
【０１４０】
この構成によれば、低外気時には、除霜冷媒の外気への放熱に伴う熱損失による除霜能力の低下が防止できる。また、除霜冷媒よりも外気温が高くなるような比較的高外気温条件では、外気からの採熱が除霜熱量に利用でき、高い除霜能力が実現できる。
【０１４１】
実施の形態１によれば、制御装置３０は、暖房除霜同時運転モード時に、除霜対象側の熱交換器に対する第１室外送風装置４ａ又は第２室外送風装置４ｂを外気温に基づいて設定された定時制御目標値に制御する。除霜対象側の熱交換器に対する第１室外送風装置４ａ又は第２室外送風装置４ｂの定時制御目標値は、暖房除霜同時運転モード中に外気温が所定値以下となった場合には停止又は最小値まで減速し、暖房除霜同時運転モード中に外気温が所定値よりも高い場合には暖房運転から暖房除霜同時運転モードへの運転モード切替前の暖房運転時の回転速度又は最大値に増速する目標値である。
【０１４２】
この構成によれば、除霜対象側の一方の熱交換器での低外気時における除霜冷媒の外気へ放熱に伴う熱損失による除霜能力の低下が防止できる。
【０１４３】
実施の形態１によれば、制御装置３０は、暖房除霜同時運転モード時に非除霜対象側の熱交換器に対する第１室外送風装置４ａ又は第２室外送風装置４ｂの制御量を、現在値を維持又は最大値に増速する。
【０１４４】
この構成によれば、非除霜対象側から除霜対象側の第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂのうち一方の熱交換器への空気吸込に伴う非除霜対象側の他方の熱交換器での風量低下による暖房能力の低下が防止できる。
【０１４５】
実施の形態１によれば、空調負荷状態検出手段は、室内空気温度と空調設定温度との偏差を検出する室内負荷状態検出手段である。制御装置３０は、暖房除霜同時運転モード時に、室内負荷状態検出手段が検出した偏差の検出値に基づいて、除霜冷媒減圧装置１４の開度又は圧縮機１の運転周波数の少なくともいずれかの制御量を調整するように定時制御目標値を設定する。
【０１４６】
この構成によれば、室内側の空調負荷状態の変化に応じて適切に暖房能力が調整でき、暖房時の室内温度の過昇及び低下が防止できる。
【０１４７】
実施の形態１によれば、主回路は、圧縮機１から室内熱交換器７を流通した冷媒配管から分岐して圧縮機１に主回路から分流した冷媒をインジェクションするインジェクション流路としての第１バイパス配管２１を有する。主回路は、第１バイパス配管２１にて冷媒の流量を調整して減圧するインジェクション冷媒減圧装置５ｃを有する。制御装置３０は、暖房除霜同時運転モード時に、インジェクション冷媒減圧装置５ｃを開弁する。
【０１４８】
この構成によれば、暖房除霜同時運転モード時に、圧縮機１に供給する冷媒量が増加でき、室内側の暖房運転を止めること無く、室外側の除霜が実現できる。これにより、除霜運転が同時に実施されても、圧縮機１から室内側に供給される冷媒量が補え、従来から課題である暖房運転時に不可避であった除霜運転による室内側の吹出温度の低下と、室温低下による快適性の悪化とが防止できる。
【０１４９】
実施の形態１によれば、制御装置３０は、暖房除霜同時運転モードにおけるインジェクション冷媒減圧装置５ｃの暖房運転から暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わった直後の初期制御目標値を設定する。インジェクション冷媒減圧装置５ｃの初期制御目標値は、運転モードの切り替え直前に全閉だった場合には全開又は所定開度に設定され、運転モードの切り替え直前に全閉でない場合には暖房運転時の開度を維持する。
【０１５０】
この構成によれば、暖房運転から暖房除霜同時運転モードへ運転モードが切り替わるときに、インジェクション冷媒減圧装置５ｃが開弁されるフィードフォワード制御を用いた暖房除霜同時運転モードが開始時に実現できる。したがって、暖房除霜同時運転モード時に、圧縮機１に供給する冷媒量が増加でき、室内側の暖房運転を止めること無く、室外側の除霜が実現できる。これにより、除霜運転が同時に実施されても、圧縮機１から室内側に供給される冷媒量が補え、従来から課題である暖房運転時に不可避であった除霜運転による室内側の吹出温度の低下と、室温低下による快適性の悪化とが防止できる。
【０１５１】
実施の形態１によれば、制御装置３０は、インジェクション冷媒減圧装置５ｃの開度が初期制御目標値に到達した場合には、減圧装置５ａの定時制御目標値を、圧縮機１の吐出冷媒の過熱度が所定値になる開度に設定し、インジェクション冷媒減圧装置５ｃの定時制御目標値を初期制御目標値のまま維持する。
【０１５２】
この構成によれば、暖房除霜同時運転モード時に、圧縮機１に供給する冷媒量が増加でき、室内側の暖房運転を止めること無く、室外側の除霜が実現できる。また、圧縮機１への液冷媒の過剰流入による過度の液バック状態が防止され、これにより圧縮機１の故障が回避でき、空気調和装置１００の信頼性が担保できる。
【０１５３】
実施の形態１によれば、制御装置３０は、インジェクション冷媒減圧装置５ｃの開度が初期制御目標値に到達した場合には、インジェクション冷媒減圧装置５ｃの定時制御目標値を、圧縮機１の吐出冷媒の過熱度が所定値になる開度に設定し、減圧装置５ａの定時制御目標値を、圧縮機１の吸入冷媒の過熱度が所定値になる開度に設定する。
【０１５４】
この構成によれば、暖房除霜同時運転モード時に、圧縮機１に供給する冷媒量が増加でき、室内側の暖房運転を止めること無く、室外側の除霜が実現できる。また、圧縮機１への液冷媒の過剰流入による過度の液バック状態が防止され、これにより圧縮機１の故障が回避でき、空気調和装置１００の信頼性が担保できる。
【０１５５】
実施の形態１によれば、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂは、複数の熱交換器が上下方向に積載された状態で熱源ユニットＡの筐体内に収納されている。
【０１５６】
この構成によれば、第１並列室外熱交換器３ａ及び第２並列室外熱交換器３ｂが熱源ユニットＡの筐体内に小規模に搭載できる。
【０１５７】
＜空気調和装置１００の変形例＞
冷媒の配管接続といった流路構成、圧縮機１、各種熱交換器及び各種減圧装置などの冷媒回路の要素の構成又は配置などの内容は、上記実施の形態で説明した内容に限定されるものではなく、本発明の技術の範囲内で適宜変更できる。
【符号の説明】
【０１５８】
１  圧縮機、２  冷暖切替装置、３  室外熱交換器、３ａ  第１並列室外熱交換器、３ｂ  第２並列室外熱交換器、４ａ  第１室外送風装置、４ｂ  第２室外送風装置、５ａ  減圧装置、５ｂ  減圧装置、５ｃ  インジェクション冷媒減圧装置、６  液接続配管、７  室内熱交換器、８  室内送風装置、９  ガス接続配管、１１  レシーバ、１３  内部熱交換器、１４  除霜冷媒減圧装置、１５ａ  除霜流路切替装置、１５ｂ  除霜流路切替装置、１６  逆流防止装置、２１  第１バイパス配管、２２  第２バイパス配管、３０  制御装置、３０ａ  測定部、３０ｂ  演算部、３０ｃ  駆動部、３０ｄ  記憶部、３０ｅ  判定部、４１  第１接続配管、４２  第２接続配管、１００  空気調和装置、２０１  吐出温度センサ、２０２ａ  ガス側温度センサ、２０２ｂ  ガス側温度センサ、２０３ａ  外気温度センサ、２０３ｂ  外気温度センサ、２０４ａ  液側温度センサ、２０４ｂ  液側温度センサ、２０５  液側温度センサ、２０６  室内温度センサ、２０７  ガス側温度センサ、２０８  シェル温度センサ、Ａ  熱源ユニット、Ｂ  利用ユニット。
【図１】
2022003302.tif 000006
【図２】
2022003302.tif 000007
【図３】
2022003302.tif 000008
【図４】
2022003302.tif 000009
【図５】
2022003302.tif 000010
【図６】
2022003302.tif 000011
【図７】
2022003302.tif 000012